JP3369690B2 - ワイプ材 - Google Patents
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Description
の湿潤したワイプ布の如きものに係る。一層詳細には、
湿潤ワイプとして用いられるのに充分な湿潤強度を有し
且或る短期間の後、腐敗システムに於て離解することの
できる新しい改良された不織繊維ウエブ材に関する。
状態下に於て予め梱包され、通常、消費者により、特
に、洗浄水が容易に利用できない場合若しくは簡単に使
用することのできない場合にその体の一部を洗浄する若
しくは拭くために用いられる。旅行者はこのようなワイ
プを特に便利であると考えている。これらのワイプは化
粧をするため若しくは拭き取るために、或いは、体のそ
の他の部分を洗浄するのに、例えば、慣用の乾燥したト
イレットペーパーの代わりとして用いられている。
ワイプはしばしば下水システム若しくは腐敗システムを
通して捨てられる。従って、それらは使用中に於て破れ
たり或いは穴があいたりしないよう充分な湿潤強度を有
していなければならない一方、廃棄システム中に於て容
易に離解されなければならず、特に離解される際には完
全に生分解されることが望ましい。個人的な衛生上の用
途として用いられるこの形式の使い捨てのワイプは従来
より知られている。典型的には、これらは洗浄溶液を満
された繊維性の物質からなる不織ウエブにより構成さ
れ、容易に分配されるべく湿潤した状態にて梱包されて
いる。かかるシート材は湿潤液と共に液体用パッケージ
内に積層され包まれており、湿潤液は、しばしば香水、
生物成長阻害剤の如きものと共に殺菌剤若しくはその他
の生物学的な制御剤を含んでいる。
の水溶性バインダ接着剤を採用し、梱包及び使用中に於
て要求される湿潤強さを達成している。かかる系のバイ
ンダは、貯蔵中に於ては脆弱化しない性質を示すが、ワ
イプが実質的に中性の相対的に多量の水中に浸されると
結合を緩くし、ワイプは、腐敗システム若しくは下水シ
ステムの乱水流中に於て容易に分解するようになってい
る。このような湿潤ワイプの一つは1978年9月26
日付米国特許第4,117,187号に記載されてい
る。その他にも、バインダ系を完全に除去し、その代り
に湿潤ワイプ内の繊維を水中にてからませること(ハイ
ドロエンタングルメント処理)により、ウエブを、予め
湿潤された一度使用すると使い捨てにされるタオル紙と
するものに必要な強さを達成することが示唆されてい
る。かかる湿潤ワイプは緩やかな撹拌に曝されると容易
に解きほぐされ、これによりそれらは下水及び腐敗シス
テムに容易に捨てられることとなる。この形式のワイプ
は米国特許第4,755,421号に記載されている。
かかる特許は、実質的にレーヨン繊維と製紙パルプとの
混合物により構成されたバインダのないハイドロエンタ
ングルメント処理されたウエブ材を記載している。かか
るウエブ材は許容し得る吸収特性を示すが、かかるウエ
ブ材の強さ、特に湿潤強度は、かかるウエブ材が示す非
常に速い離解若しくは分解時間から理解される如く比較
的乏しいものである。
改善するべく不織繊維ウエブ材へ湿潤強度作用材を添加
すると、大幅に且有害に繊維性ウエブ材の吸収特性が低
減されてしまう。
従来の問題を解決し、更に、優れた湿潤強度、嵩若しく
は厚さ、均一な液体放出性、及び望ましい布の如き触感
特性を達成する。更に、本発明は、完全に生分解される
生産物として見倣され且実質的に改善された湿潤強度特
性と共に優れた吸収能力を維持する形式のウエブ材を提
供し得るものである。
湿潤強度と、実質的に改良された使い易さを示す湿潤厚
さと自動化された装置上でのかかる材料の変換処理及び
操作中に於ける破れ及び引裂きに対する抵抗性とを示
す。
ブ材は、かかる不織繊維ウエブ材の乾燥重量の5倍若し
くは6倍以上に等しい重量の水を吸収し保持することの
できる望ましい吸収容量を維持するだけでなく、腐敗シ
ステム若しくは下水システムに於て比較的短い時間内に
離解する能力と共に使用中に於ける破れ及び送気に於け
る離解のない充分な強さを提供する。又、本発明のかか
るウェブ材は、その組成により二、三週間の後完全に生
分解するものとすることができる。
て部分的に明らかになり指摘されるであろう。
繊維を有するパルプ繊維からなる繊維性シート材であっ
て、繊維が湿潤強度作用剤を含む水性の分散媒体内に始
めに分散されているシート材を構成することにより達成
される。シートを形成した後に、ウエブは水流中にてか
らまされ、湿潤強度作用剤と共に協同的作用効果を示
し、かくしてウエブ材が実質的に改良された湿潤強度特
性を有する状態で吸収能力を全く低減しないといった性
質を示すこととなる。
係は、以下の例示的な実施例であり、本発明の原理が採
用されている態様を示す詳しい説明から理解されるであ
ろう。
は、湿式製紙工程であって、概ねの過程として、必要な
繊維の分散流体を形成する過程と、分散された繊維を連
続的なシート状のウエブ材の形態にて繊維収集網上に堆
積する過程と、後形成結合処理を何等行わずに材料を水
流中でからまされる過程とを含む工程により構成され
る。繊維分散液は、2wt%までの、好ましくは1wt%の
湿潤強度作用添加物を含み、シート形成に続いて水流中
でからまされ、望ましい協同作用的な強さ及び吸収特性
を提供する。
として用いることにより形成することもでき、若しくは
その他の適当な液体分散媒体を採用することにより形成
される。好ましくは、水性の分散液は、公知の製紙技術
により採用されているものであり、従って繊維分散液は
稀薄な水性懸濁液若しくは製紙繊維の完成紙料として形
成される。かかる繊維完成紙料は、その後、製紙機械の
長網の如きウエブ形成スクリーン若しくは網へ移送さ
れ、繊維が網上に堆積され繊維性のウエブ若しくはシー
トを形成し、続いて水流中でからまされる。シートもし
くはウエブは慣用の態様にて乾燥されるが、後形成結合
剤を用いた処理は行われない。
の混合物である。繊維完成紙料のパルプ要素は、主要素
であり、実質的に任意の分類のパルプ及びそれらの混合
物から選択されてよい。好ましくは、パルプは、完全に
天然のセルロース系繊維として特徴付けられるものであ
り、トウヒ、ベイツガ、杉及び松等の針葉樹材製紙パル
プが典型的に用いられるが、木部繊維と共に綿を含んで
いてもよい。又、広葉樹材パルプ及び麻、サイザルの如
き非木材パルプも用いられてよい。
ルプと混合された人工繊維を相当の濃度で含んでいる。
典型的な人工繊維は再生されたビスコースレーヨンであ
る。しかしながら理解される如く、人工繊維の要素は、
ビスコースレーヨンに限定されたものではなく、その他
のセルロース系繊維を含んでいてよい。例えば、セルロ
ースアセテート、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピ
レン繊維も用いられてよい。完全な生分解性を確実にす
るためには、人工繊維は、好ましくはセルロース系の性
質のものであり、非セルロース系繊維は採用されない。
市販されている製紙機が用いられるが、非常に希薄な繊
維完成紙料が用いられる場合、1936年6月23日付
米国特許第2,045,095号に於て記載されている
如き傾斜された繊維収集網を用いることが望ましい。ヘ
ッドボックスから流れる繊維はランダムな3次元的ネッ
トワーク若しくは構造に於ける機械の方向に僅かに傾い
た網上に保持され、水性の分散剤は迅速に網を貫通し速
やかに且効果的に除去される。
ース系繊維だけではなくビスコース、レーヨン若しくは
アセテートレーヨンの如き人工繊維との混合物からな
る。人工繊維は、好ましくはフィラメント辺り約1〜6
デニール(dpf) の低デニールのものである。一般的に、
低デニール繊維がウエブ形成スクリーン上に堆積する前
にからみ合うということから、より低デニールの材料は
より高デニールのものより、僅かに短い長さである。例
えば、3dpf のレーヨン繊維は、約1/2インチ(1.
27cm)の長さにて用いられ、一方、1.5dpf の繊維
は約5/16インチ(0.794cm)の長さにて用いる
ことが望ましい。理解される如く、より長い繊維は、そ
れらがその他の繊維の水性のスラリー内にて容易に分散
される限りに於て望まれれば用いることができる。完成
紙料に用いられる合成繊維の量は、その他の要素に応じ
て変化してよいが、一般的には、50wt%以下が採用さ
れることが望ましい。典型的には人工繊維の量は、少な
くとも5wt%であり、殆んどの場合5〜30wt%のレー
ヨンが用いられる。
紙繊維に加えて、本発明の完成紙料は、二つの明らかに
異る形式の天然繊維を含み、これらが独特に組合わさっ
て望ましい吸収性及びここに記載されている形式の湿潤
したティシュに於て要求される嵩及び湿潤触感特性を提
供する。前記の如く幾分かの強さはクラフト繊維により
与えられる。しかしながら更なる強さ及び吸収性は、本
発明によれば、長い植物性繊維及び特に非常に長い天然
の、マニラ麻、カロア、アマ、ジュート及びインド麻の
如き叩解されていない繊維を含むことにより達成され
る。これらの非常に長い天然の繊維は漂白されたクラフ
ト繊維により提供される強さ特性を補い、同時に天然の
堅さ及び破裂強さと共に或る限定された程度の嵩と吸収
性とを提供する。マニラ麻若しくはそれに匹敵する繊維
は、種々の量、典型的には約5〜30wt%にて含まれて
いてよい。一般的には、かかる繊維を含有することは望
ましいが、それらの全量は最終生成物に於ける所望の特
性の適確な均衡を得るべく約10wt%に維持される。
0.005wt%の範囲内の繊維濃度にて分散され、好ま
しくは0.2〜0.02wt%の繊維濃度にて用いられ
る。理解される如く、分散剤の如き製紙補助剤が前記の
湿潤強度作用剤と共に繊維スラリーへ組込まれてよい。
これらの物質は、繊維完成紙料の全固体重量の僅かの部
分を構成し、典型的には1wt%以下であり、繊維が均一
に堆積することを助長する一方、それらを湿潤した状態
に於て充分にウエブとしての形態を成すものとし、水流
中にてからませる操作に於てウエブがウエブとしての形
態を維持することができる。これらの分散剤は、人工樹
脂添加物と共にグアールガム、カラヤガム等の天然物質
を含んでいてよい。希薄な水性の繊維完成紙料は、製紙
機械のヘッドボックスへ送られ、その後その繊維収集網
へ送られ、そこに於て繊維が堆積され連続的なウエブ若
しくはシートを形成する。ウエブ形成の直後に慣用の態
様にて新たに形成されたウエブを幾つかの加熱された乾
燥ドラム上に通すことにより乾燥が行われてよいが、好
ましくは、基本的なウエブ材は乾燥操作に先立って水中
にてからまさせられる。しかしながら、操作の好ましい
態様によれば、乾燥に先立ってシート材は水流中にてか
らまさせられ、続く乾燥操作に於て、その中に組込まれ
ている湿潤強度添加物が硬化し、水中でからまさせる操
作によりウエブへ与えられた高度な吸収特性を大幅に妨
害することなく若しくは低減することなく所望の湿潤強
度特性を提供し易くすることとなる。
られる湿潤強度作用剤は、繊維完成紙料へウエブ形成に
先立って加えられるのに適した公知の幾つかの材料のう
ちの任意の一つを含んでいてよい。これは、種々の樹
脂、例えば商標Parez 631にてアメリカンシアナミ
ドにより売られているポリアクリルアミドなどを含んで
いてよい。しかしながら、好ましい材料は、ポリアミド
−エピクロロヒドリン樹脂である。これは、エピクロロ
ヒドリンとのポリアミドとの陽イオン性、水溶性熱硬化
反応生成物であり、第2級アミン基を含んでいる。この
形式の典型的な材料は、「商標Kymene 557」とし
てハキュールケミカルカンパニー(Hercules Chemica
l Compnay) により販売されている。この形式の樹脂
は、1980年8月18日付米国特許第4,218,2
86号により完全に記載されている。水溶性の陽イオン
性熱硬化エピクロロヒドリン含有樹脂は、通常、2%よ
り小さい量、即ち0.01〜1.5wt%の範囲の量にて
用いられ、好ましい量は、0.5〜1.3wt%の範囲内
である。
ドロエンタングルメント)は、1991年4月23日付
米国特許第5,009,747号にて記載された態様に
て実行される。かかる特許は、非常に高い人工繊維含有
量、好ましくは40〜90%の範囲の人工繊維を有する
繊維ウエブにかかるものであるが、そこに記載されてい
る水流中でからませる操作は、本発明のウエブ材に有効
に採用することができる。かくして前記の米国特許第
4,755,421号に於ても述べられている如く、ハ
イドロエンタングルメント処理により、全エネルギの入
力を単位ポンド(0.454kg)のウェブ当り約0.2
馬力−時間以下にした態様にてウエブを形成する繊維が
からまさせられる。ウエブを処理するのに必要な全エネ
ルギは、0.002程度の低い範囲とすることができ、
典型的には単位ポンドウェブ当り0.01〜0.15馬
力−時間の範囲内にある。
は、平方メートル当り約20〜110g の範囲にある。
好ましいウエブ材は、平方メートル当り約35〜95g
の坪量を示す。ここに用いられている「吸収能力」とい
う表現は、或る期間に亙り材料が液体(水若しくは水溶
液)を吸収する能力を示すものであり、材料により吸収
され保持された液体の飽和した状態での全量に関連した
ものである。全吸収能力は、液体を吸収したことによる
試料材料の重さの増大を測定することにより定められ
る。吸収能力を測定するのに用いられた一般的な手順
は、連邦仕様(Federal Specification)No .UU
−T−595Cに従ったものであり、以下の式により、
吸収された液体の重量を試料の重さで割ったったものを
百分率として表される。 全吸収能力=(湿潤重量−乾燥重量)/乾燥重量×10
0
ポーザブルの湿潤ワイプは、典型的には、少なくとも5
00%の吸収能力を有し、殆んどのウエブは、約600
%以上の吸収能力を有することとなる。これらのウエブ
は、湿潤した状態にて梱包され長期間貯蔵されるにも拘
らずその強度特性を維持する湿潤した衛生用ワイプタオ
ルとして一般家庭用に容易に適合されるものである。驚
くべきことに、これらの所望の強度特性は、非常に低密
度で且大きな体積を特性として示す生成物に於て達成さ
れる。本発明によるワイプは匂いはないが香料若しくは
香水と共に防腐剤を加えられてよい。湿潤する成分は、
主として水であり、殺菌剤、防カビ剤、制菌剤、グリセ
リン、ラノリン等のその他の慣用の成分を含んでいてよ
い。
例示の目的により示されている。これらの例は本発明の
用途を限定するものではない。特に指示しない限り全て
の部は重量により与えられている。
ta Hibrite)木材パルプと5%の1.5デニール3/
8インチ(0.953cm)のレーヨン繊維から調製され
た。完成試料には1.0wt%の水溶性カチオン性熱硬化
湿潤強度樹脂(Kymene −557)が加えられた。繊維
は、約0.02%の濃度にて分散され不織繊維ウェブ部
材に形成された。形成されたウエブ材は米国特許第5,
009,747号にて該略された手順により単位ポンド
のウェブ当り0.0258馬力−時間のエネルギレベル
にて水中でからまさせられ(ハイドロエンタングルメン
ト処理)、その後ウエブは乾燥された。かかるウエブ材
について吸収能力の測定が、なされ、その結果は表1の
試料1−Dに示されている。比較するための吸収能力の
結果が試料1−Aから1−Cに示されており、それらは
湿潤強度作用剤若しくはからまさせる操作或いはその両
方が省略されている。
れていない不織繊維ウエブへ添加すると予想される如く
吸収能力が損失する結果となる。しかしながら湿潤強度
作用剤とハイドロエンタングルメント処理とを組合せる
と試料1−Dに示されている如く本発明により形成され
たウエブ材の吸収能力が予想以上に改善されることとな
る。
た。但し、パルプ及びレーヨン含有量を変更する効果を
示すべく繊維完成紙料の組成が変化されている。採用さ
れたエンタングルメント処理のエネルギレベルは、全て
の試料に於て単位ポンドのウェブ当り0.1115馬力
−時間である。得られた材料の特性は表2に示されてい
る。表2から理解される如く、湿潤強度作用剤とエンタ
ングルメントの組合せは材料の湿潤特性を強調するが、
驚くべきことに、得られたウエブ材の改良された吸収能
力を大幅に悪化することがない。
めに一連の不織繊維ウエブ材が例1の処理に従って調製
された。各々の例に於て、ウエブ材は同様にハイドロエ
ンタングルメントされ、唯一の変数は繊維完成紙料へ加
えられた湿潤強度樹脂の量である。表3に報告されてい
る如く、ほんの僅かな量の樹脂が、不織繊維ウエブ材の
湿潤引張り強度を改善するのに有効であり、最適な特性
は樹脂の添加量が約1%に於て見られる。
ける湿潤強度樹脂の効果が表4に例示されている。この
例に於て二つの僅かに異る繊維完成紙料が湿潤強度作用
剤を含有する場合及び含有しない場合の双方について調
製された。全てのシートは全く同様の態様で、端子ポン
ドのウェブ当り0.0636馬力−時間のエネルギレベ
ルにてハイドロエンタングルメントされ、その湿潤強度
特性が図られた。
の効果が二つの別々の繊維完成紙料を調製することによ
り決定された。測定は、例1に示されている如きハイド
ロエンタングルメントの後の不織繊維ウエブ材に於てな
された。表5に於て示されている性質により明らかに証
明されている如く、湿潤強度作用剤を添加すると、著し
く不織繊維ウエブ材の湿潤硬さが助長される。
前記の特に開示されたものの変更は本発明の教示すると
ころから逸脱することなくなされる得るということは理
解されるであろう。
Claims (19)
- 【請求項1】家庭用の個人的に使用される湿潤ワイプに
適した不織ワイプ材であって、繊維性ウエブ材にしてパ
ルプ繊維の混合物と少なくとも5wt%の人工繊維とを含
み2wt%以下の湿潤強度作用剤を含有する繊維性ウエブ
材を含み、前記ウエブ材内の前記繊維が単位ポンド
(0.454kg)のウエブ当り0.2馬力−時間までの
エンタングルメントエネルギレベルでハイドロエンタン
グルメントされ、前記ウエブ材が前記湿潤強度作用剤の
ない同様の材料に競べて吸収能力が大幅に低減していな
いワイプ材。 - 【請求項2】請求項1のワイプ材であって、前記湿潤強
度作用剤の量が0.1〜1.5wt%の範囲内にあるワイ
プ材。 - 【請求項3】請求項1によるワイプ材であって、前記湿
潤強度作用剤がエピクロロヒドリンとポリアミドとの水
溶性反応生成物であるワイプ材。 - 【請求項4】請求項1によるワイプ材であって、前記湿
潤強度作用剤の量が0.5〜1.3wt%の範囲内にある
ワイプ材。 - 【請求項5】請求項1によるワイプ材であって、前記ハ
イドロエンタングルメント処理が単位ポンド(0.45
4kg)のウェブ当り0.002〜0.2馬力−時間の範
囲内のエンタングルメントエネルギレベルによる量であ
るワイプ材。 - 【請求項6】請求項5によるワイプ材であって、前記エ
ンタングルメントエネルギレベルが単位ポンド(0.4
54kg)のウェブ当り0.01〜0.15馬力−時間の
範囲内であるワイプ材。 - 【請求項7】請求項1によるワイプ材であって、人工繊
維が全繊維含有量のうちの50wt%以下を構成している
ワイプ材。 - 【請求項8】請求項1によるワイプ材であって、前記人
工繊維が再生されたセルロース系繊維であり、全繊維含
有量のうちの5〜30wt%を構成しているワイプ材。 - 【請求項9】請求項1によるワイプ材であって、前記ウ
エブ材に於けるパルプ繊維が木部天然繊維及び非木部天
然繊維からなる群から選択されている湿潤ワイプ材。 - 【請求項10】請求項1によるワイプ材であって、前記
人工セルロース系繊維がレーヨン繊維であるワイプ材。 - 【請求項11】請求項1によるワイプ材であって、前記
ワイプ材の坪量が平方メートル当り20〜110g の範
囲にあり、吸収能力が少なくとも500%であるワイプ
材。 - 【請求項12】請求項1によるワイプ材であって、前記
ウエブ材の坪量が平方メートル当り50〜90g の範囲
内にあり、吸収能力が少なくとも600%であるワイプ
材。 - 【請求項13】家庭用及び個人的用途に用いられる湿潤
ワイプに適した生分解可能な不織ワイプ材であって、7
0〜95wt%のパルプ繊維と5〜30wt%のレーヨン繊
維とを含み0.5〜1.3wt%の湿潤強度作用剤を含有
する全体的にセルロース系繊維からなるウエブ材を含
み、前記ウエブ材の繊維が単位ポンド(0.454kg)
のウェブ当り0.01〜0.15馬力−時間の範囲のエ
ンタングルメントエネルギレベルにてハイドロエンタン
グルメントされ前記ウエブ材が少なくとも500%の吸
収能力を示す不織ワイプ材。 - 【請求項14】不織ワイプ材を形成する方法であって、
パルプ繊維と少なくとも5wt%の人工繊維とを含む繊維
分散液を形成する過程と、前記分散液へ2wt%以下の湿
潤強度作用材を加える過程と、前記分散液から前記繊維
のウエブを形成する過程と、単位ポンド(0.454k
g)のウェブ当り0.2馬力−時間までのエンタングル
メントエネルギレベルにて前記ウエブ内の前記繊維をハ
イドロエンタングルメントする過程とを含み、前記エネ
ルギが前記ウエブを乾燥した際に該ウエブ材へ少なくと
も500%の吸収能力を与えるのに充分である方法。 - 【請求項15】請求項14による方法であって、前記湿
潤強度作用剤の量が0.5〜1.3wt%の範囲内にある
方法。 - 【請求項16】請求項14による方法であって、前記湿
潤強度作用剤がエピクロロヒドリンとポリアミドとの水
溶性反応生成物である方法。 - 【請求項17】請求項14による方法であって、前記エ
ンタングルメントエネルギレベルが単位ポンド(0.4
54kg)のウェブ当り0.01〜0.15馬力−時間の
範囲内である方法。 - 【請求項18】請求項14による方法であって、前記人
工繊維が再生されたセルロース系繊維であり、全繊維含
有量のうちの5〜30wt%を構成している方法。 - 【請求項19】請求項14による方法であって、前記パ
ルプ繊維が繊維含有量のうちの70〜95wt%を構成
し、人工繊維が前記繊維含有量のうちの5〜30wt%を
構成し、前記湿潤強度作用剤がエピクロロヒドリンとポ
リアミドの水溶性反応生成物であり、その量が0.5〜
1.3wt%の範囲内にあり、前記ハイドロエンタングル
メントのエネルギレベルが単位ポンドのウェブ当り0.
01〜0.1の馬力−時間の範囲内にある方法。
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