JP4446542B2

JP4446542B2 - 水解紙の製造方法

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Publication number: JP4446542B2
Application number: JP2000050187A
Authority: JP
Inventors: 佳文仁木; 妙子金井; 敏行菅
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP2001234457A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水解紙及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年水解紙を用いたウェットシートは、清掃用清拭シートのように対物用をはじめとして、ベビーのおしりの清拭を目的とする対人用清拭材として幅広く使われるようになり、その性能に対する要求も高いレベルとなってきた。従来の水解紙、特に対人用の水解紙は、「使用感・風合い」を重視するあまりに湿潤時の破断強度が低く、使用時（清拭時）あるいはシート収納容器からの引き出し時にシートが破れることがあった。「破断強度」と「使用感・風合い」との両立を図ろうとすると、水解紙の本来の特徴である「水解性」が悪くなり、「破断強度」、「使用感・風合い」、「水解性」のすべての機能を満たす水解性シートを得ることは困難である。
【０００３】
それを解決する技術として特開平５−１７９５４８号公報のように特殊なバインダを用い強度アップと水解性との両立を試みた例がある。しかし、バインダの増量と共に使用感の低下がみられる。また特開平９−２２８２１４号公報のようにウォータージェットを用い、繊維を高水圧で絡合させ水解紙の破断強度をアップさせる試みもある。しかし、水解性能が著しく低下し、トイレ詰まりの原因となる可能性があり品質上不充分であった。
【０００４】
従って、本発明は、水解性、湿潤時の破断強度及び使用感のすべての条件を満たす水解紙及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パルプ８０〜９９重量％及び平均繊維長２〜７ｍｍのセルロース系繊維１〜２０重量％を含む繊維成分を含有するスラリーを調製し、次いで該スラリーに水溶性アニオン性バインダ及び水溶性カチオン性ポリマーを、それぞれの濃度が１〜５重量％及び１〜３重量％となるように添加して抄紙原料を調製し、その後、該抄紙原料を抄紙して湿潤した繊維ウエブを形成し、続いて該繊維ウエブに、該繊維ウエブの幅方向に亘り０．５〜５ｍｍ間隔で配列されている、孔径０．０５〜０．２ｍｍの噴射ノズルから高圧水流を噴射して該繊維ウエブを構成する繊維を絡合させた後、該繊維ウエブを乾燥させ、然る後、乾燥された該繊維ウエブに所定の清浄薬液を含浸させる水解紙の製造方法を提供するものである。
【０００７】
本発明によれば、湿潤した水解紙に所定の破断伸長を付与することにより、使用時または容器からの引き出し時に加わる破断の原因となる力を伸びで緩和させ、容易に破れにくく且つ水解性が損なわれにくい水解紙が提供される。また、この水解紙の伸びは、ベビーのおしりなど湾曲した部分の清拭性の向上にも寄与する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明する。本発明の水解紙はウエットタイプのものであり、パルプ８０〜９９重量％及び平均繊維長２〜７ｍｍのセルロース系繊維１〜２０重量％を含む繊維成分と、水溶性アニオン性バインダと、水溶性カチオン性ポリマーとを含有し、該水溶性アニオン性バインダと該水溶性カチオン性ポリマーとが内添されており、下記一般式（１）で表される湿潤時の破断に要する仕事量が１０〜３０Ｎ・ｍｍであることを特徴とするものである。
【数１】

【００１０】
前記仕事量を前記範囲内とすることで、水解性、使用感、風合いという機能すべてが高いレベルで実現される。前記仕事量が１０Ｎ・ｍｍ未満では、湿潤状態で使用した時に破れやすく、例えば本発明の水解紙を清拭シートとして用いる場合に満足できるレベルとならない。一方、前記仕事量が３０Ｎ・ｍｍを超えると、風合いが悪くなるか、或いは水解性が悪化する。前記仕事量は、１５〜２５Ｎ・ｍｍであることが好ましい。前記仕事量は、前記一般式（１）で定義されるように、水解紙の幅方向における湿潤時破断伸長と、水解紙の幅方向における湿潤時破断強度との積で表される。その理由として、紙は一般に幅方向の方が流れ方向よりも湿潤時破断強度が低く、清拭時の破れの基準とできるためであり、また積層されて容器に収納された状態で１枚ずつ容器から取り出される場合、一般に紙の幅方向での引き出しが多く、引き出し時の破れの目安となるためである。
【００１１】
繊維成分については、十分な湿潤時破断強度を保つことを目的として、パルプの量を７５重量％よりも少くすると、水解性が悪くなり、逆に水解性を改善しようとすれば湿潤時破断強度が不十分となるため、結局湿潤時破断強度と水解性との両立ができない。
【００１２】
更に、繊維成分に関し、セルロース系繊維として平均繊維長が２ｍｍより短いものを使用すると、繊維どうしの交絡が困難になるので、水解紙の風合い及び湿潤時破断強度ともに不十分となる。
【００１３】
本発明の水解紙に含有される繊維成分には、パルプ及び前記セルロース系繊維がある。パルプとしては種々のものが使用でき、具体的には架橋もしくは非架橋の木材パルプ、非木材パルプ及び古紙パルプなどが挙げられる。パルプの量は前述の通り、繊維成分の全量に対して７５重量％以上である。パルプの更に好ましい含有量は８０重量％以上である。パルプの量の上限値は９９重量％が好ましい。
【００１４】
セルロース系繊維としてはレーヨンを用いることが好ましい。勿論、これ以外のセルロース系繊維を用いることもできる。セルロース系繊維は、繊維成分の全量に対して、好ましくは２５重量％以下、更に好ましくは２０重量％以下含有される。セルロース系繊維の量の下限値は、１重量％が好ましい。セルロース系繊維は、その平均繊維長が２ｍｍ以上であり、好ましくは２〜７ｍｍ、更に好ましくは３〜５ｍｍである。平均繊維長とは、長さ加重平均繊維長を意味する。尚、ここでいうセルロース系繊維には前述のパルプは包含されない。
【００１５】
繊維成分として、前述のパルプ及びセルロース系繊維に加えて、他の繊維を、本発明の効果を損なわない範囲で用いてもよい。
【００１６】
水溶性バインダは、アニオン性バインダからなる。アニオン性バインダと、後述する水溶性カチオン性ポリマーとの併用によって湿潤時破断強度及び良好な使用感が高いレベルで両立されるので好ましい。アニオン性バインダとして具体的には、カルボキシメチルセルロース、カラギーナン及びポリアクリル酸等から選ばれる１種又は２種以上を使用できる。特に水解紙の加工性及びコスト面から、カルボキシメチルセルロースが好ましい。水溶性アニオン性バインダは、パルプ及びセルロース系繊維の合計量に対して０．５〜２０重量％、特に１〜５重量％含有されることが水解紙の使用感の面から好ましい。
【００１７】
本発明においては、前述の通り水溶性アニオン性バインダと水溶性カチオン性ポリマーを併用する。特に、水溶性カチオン性ポリマーとして、２０℃での２０重量％水溶液の粘度が９〜３００ｍＰａ・ｓ、特に９〜２００ｍＰａ・ｓとなるような分子量のものを使用すると、水解紙の歩留まりを向上させ得る点から好ましい。更に、下記式（２）で表される繰り返し単位を有する構造の水溶性カチオン性ポリマーを使用すると、湿潤時破断伸長を適度な範囲に制御しやすくなり、かつ後述するように水溶性アニオン性バインダを水解紙の抄紙原料中に内添することが可能となるので、本発明の効果を得やすくなり好ましい。
【００１８】
【化１】

【００１９】
前記水溶性カチオン性ポリマーを構成する前記式（２）で表される繰り返し単位において、Ｘ^-で表される陰イオンとしてはハロゲン化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、カルボン酸イオン、スルホン酸イオン及びアルキル基を有するアルキル硫酸イオン等が挙げられる。
【００２０】
前記式（２）で表される繰り返し単位を有する前記水溶性カチオン性ポリマーとしては、該繰り返し単位のみで構成されているものを用いてもよい。特に、繰り返し単位として他のビニル系単量体を前記水溶性カチオン性ポリマー重量の１〜７０重量％、特に１〜５０重量％含むものを用いることが、歩留まり向上のために好ましい。具体的には、特開平３−１９３９９６号公報の第３頁右上欄６〜１０行に記載のものが使用できる。
【００２１】
水溶性カチオン性ポリマーは、繊維成分の全量に対して０．５〜２０重量％、特に１〜５重量％含有されることが、アニオン性バインダのパルプへの定着が効果的に行われる点から好ましい。
【００２２】
本発明の水解紙は、清浄薬液等の液体が含浸されているウエットタイプのものである。ウエットタイプである本発明の水解紙は、その破断伸長（湿潤時破断伸長）が好ましくは５〜１５ｍｍ、更に好ましくは７．５〜１２．５ｍｍとなされている。斯かる範囲の破断伸長であることによって、水解紙の使用中に破れが生じる場合、水解紙が突然破れることが防止され、次第に伸びて破れることになる。つまり、本発明の水解紙は、伸びに対する「粘り」があり、その結果、柔らかく、風合いの良い感触を使用者に与え、また長時間の使用が可能となる。水解紙の破断伸長を前記範囲内とするには、前記水溶性アニオン性バインダ及び前記水溶性カチオン性ポリマーが内添された抄紙原料を用いてを抄紙した後、得られた繊維ウエブに高圧水流を噴射することによって水解紙を製造すればよい。湿潤時破断伸長は、水解紙の幅方向において前記範囲内であればよく、特に好ましくは流れ方向及び幅方向の双方において前記範囲内となっている。
【００２３】
前記湿潤時破断伸長と同様の理由により、本発明の水解紙は、その破断伸度（湿潤時破断伸度）が好ましくは１０〜３０％、更に好ましくは１５〜２５％となされている。
【００２４】
前記湿潤時破断伸長及び前記湿潤時破断伸度は以下の方法で測定される。
即ち、水解紙を幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍにカットし、水解紙の重量の２倍の清浄薬液を含浸させる。この清浄薬液としては、後述する実施例の配合組成を有するものが用いられる。テンシロン試験機を用い、含浸後の水解紙を、チャック間隔１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、破断時の引張伸度（％）を求める。この値を湿潤時破断伸度とする。この湿潤時破断伸度の値をもとに、水解紙の長さを５０ｍｍに換算したときの破断臨界時の伸び（＝破断臨界時長さ−元の長さ）を、湿潤時破断伸長とする。
【００２５】
本発明の水解紙は、その破断強度（湿潤時破断強度）が１〜５Ｎ／２５ｍｍ、特に１〜３Ｎ／２５ｍｍとなされていることが好ましい。斯かる範囲の破断強度であることによって、本発明の水解紙は使用時の強度が十分に保たれる。そして、本発明の水解紙は、湿潤時破断強度が前記範囲内となされると共に、前述した湿潤時破断伸長が前記範囲内となされることによって、柔らかく風合いが良いにもかかわらず使用時に十分な強度が発現して破れ難く、また破れる場合にも次第に伸びて破れるという、従来の水解紙にない顕著な特徴を有するものになる。水解紙の湿潤時破断強度を前記範囲内とするには、例えば、前述した湿潤時破断伸長を前記範囲内にする手段と同様の手段を用いることができる。湿潤時破断強度は、水解紙の幅方向において前記範囲内であればよく、特に好ましくは流れ方向及び幅方向の双方において前記範囲内となっている。
【００２６】
前記湿潤時破断強度は、前述の湿潤時破断伸長及び湿潤時破断伸度と同様の装置及び条件にて測定される。
【００２７】
前記清浄薬液が含浸される前の水解紙は、その坪量が１０〜１００ｇ／ｍ²、特に４０〜６０ｇ／ｍ²であることが、使用感の面の点から好ましい。
【００２８】
本発明に用いられる前記清浄薬液としては、水溶性溶剤、金属イオン及び水を含有するものが好ましく用いられる。清浄薬液は、乾燥状態（即ち、該清浄薬液を含浸させる前）の水解紙の重量に対して１００〜３００重量％、特に２００〜２５０重量％含浸されることが、十分な洗浄効果が発現し、また使用時の操作性が良好となる点から好ましい。
【００２９】
前記水溶性溶剤としては、例えば特開平３−１９３９９６号公報の第４頁右上欄１６行〜左下欄８行に記載の水溶性有機溶剤が挙げられ、特に使用感や安全性の面から、グリコール類を用いることが好ましい。前記水溶性溶剤は、前記洗浄薬液中に５〜５０重量％、特に８〜３０重量％含有されることが、使用感の点から好ましい。
【００３０】
前記金属イオンとしては、例えば特開平３−１９３９９６号公報の第４頁左上欄１０〜１５行に記載のものが挙げられ、具体的にはアルカリ土類金属、マンガン、亜鉛、コバルト及びニッケルから選ばれる１種類又は２種類以上の金属イオンが用いられる。特にコストの点から、アルカリ土類金属を用いることが好ましい。前記金属イオンは、例えば水酸化物、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、蟻酸塩、酢酸塩等の水溶性金属塩の形で供給される。前記金属イオンは、水解紙中において、前記水溶性アニオン性バインダ中のアニオン基１モルに対して１／４モル以上、好ましくは１／２モル以上存在するように前記洗浄薬液中に添加される。
【００３１】
水は、前記洗浄薬液中に５０〜９５重量％、特に７０〜９２重量％含有されることが、使用感の点から好ましい。
【００３２】
前記洗浄薬液には、必要に応じて各種界面活性剤、殺菌剤、消臭剤等を添加することもできる。
【００３３】
洗浄薬液が含浸されてなる本発明の水解紙は、その水解性（ＪＩＳＰ４５０１−１９９３）が好ましくは８０秒以下、更に好ましくは２０〜４０秒となる。
【００３４】
本発明の水解紙は、例えば対人・対物用の清拭シートとして好適に用いられる。
【００３５】
次に、本発明の水解紙の好ましい製造方法を、図１を参照しながら説明する。図１には、本発明の水解紙の製造に好ましく用いられる製造装置が示されている。この製造装置１は、大別して、原料供給部２，抄紙部３、水流絡合部４、乾燥部５及び巻取部６から構成されている。
【００３６】
原料供給部２は、抄紙原料の貯蔵タンク２１及び貯蔵タンク２１中の抄紙原料を抄紙部３に供給する供給ヘッド２２を備えている。抄紙部３は、ワイヤーメッシュからなり所定方向に回動する無端縁ベルト３１及び無端縁ベルト３１の回動軌道内において無端縁ベルト３１に隣接して設置された吸引ボックス３２を備えている。水流絡合部４は、高圧水流の噴射ノズル４１を備えている。噴射ノズル４１は、抄紙部３において形成された繊維ウエブの幅方向に亘って複数個が所定間隔を置いて配列されている。乾燥部５はヤンキードライヤー５１から構成されている。
【００３７】
図１に示す製造装置を用いた本発明の水解紙の製造方法について説明すると、先ず、パルプ及び前記セルロース系繊維を含有するスラリーを調製し、このスラリーに前記水溶性アニオン性バインダ及び前記水溶性カチオン性ポリマーを添加して両者を均一に混合する。これによって抄紙原料が得られる。抄紙原料中の、パルプの濃度は固形分基準で７５重量％以上とする。抄紙原料中の前記水溶性アニオン性バインダ及び前記水溶性カチオン性ポリマーの濃度は、それぞれ１〜５重量％、１〜３重量％であることが、コスト、使用感の点から好ましい。
【００３８】
このようにして得られた抄紙原料は貯蔵タンク２１中に貯蔵され、供給ヘッド２２を通じて無端縁ベルト３１上に供給される。供給された抄紙原料は無端縁ベルト３１上で漉き取られ、無端縁ベルト３１上にはパルプ及び前記セルロース系繊維を主体とする湿潤した繊維ウエブ１０が形成される。繊維ウエブ１０は、吸引ボックス３２によって所定の含水率まで脱水される。この場合、抄紙原料中に前記水溶性カチオン性ポリマーが含有されているので、抄紙に際して前記水溶性アニオン性バインダが水と共に流出してしまうことはない。
【００３９】
次いで、繊維ウエブ１０は噴射ノズル４１から噴射された高圧水流によって、その構成繊維が絡合される。水解紙の製造において繊維ウエブに高圧水流を噴射することは従来行われていたが、その場合、バインダは、高圧水流を噴射した後に噴霧等によって外添されていた。これに対して、本製造方法においては、バインダは内添されている。その結果、外添法に比してバインダの使用量のコントロールが容易となり、またバインダの使用量も低減できる。また、高圧水流を噴射した後にバインダを添加しないことから、片面に極端にバインダが付着せず均一に分散される。また２層又は３層にプライ加工する必要がないので、柔らかな風合いが維持され、嵩高な水解紙となる。更に、前記湿潤時破断伸長及び前記湿潤時破断強度が前記範囲内となる水解紙が容易に得られる。特に前記絡合が起こることによって、従来よりも少量のバインダを用いても水解紙の強度が十分に保たれ、得られる水解紙が硬くなることが効果的に防止されて風合いが一層良好となる。
【００４０】
高圧水流を噴射する噴射ノズル４１は、その孔径が０．０５〜０．２ｍｍ、特に０．１〜０．１２５ｍｍであることが、風合いの点から好ましい。また、噴射ノズル４１は、繊維ウエブ１０の幅方向に亘り０．５〜５ｍｍ、特に０．５〜２ｍｍ間隔で配列されていることが、風合いの点から好ましい。尚、図示していないが、繊維ウエブ１０における噴射ノズル４１と対向する面と反対側の面には、該繊維ウエブ１０を支持するためのワイヤーメッシュが配されている。
【００４１】
高圧水流が噴射された繊維ウエブ１０は、次いでヤンキードライヤー５１によって乾燥され、引き続き巻き取り部５において巻き取られる。その後、別工程において、所定間隔で幅方向にミシン目が入れられるか又は裁断され、更に前記洗浄薬液が所定量含浸されて本発明の水解紙が得られる。
【００４２】
【実施例】
以下の例中、特に断らない限り「％」及び「部」はそれぞれ「重量％」及び「重量部」を意味する。
【００４３】
〔実施例１〕
ＮＢＫＰ８０部及び平均繊維長５ｍｍのレーヨン繊維２０部を水に分散させて濃度７．５％のスラリーを得た。このスラリーに、下記式（３）で表される繰り返し単位を有する水溶性カチオン性ポリマー（２０℃における２０％水溶液の粘度３５ｍＰａ・ｓ）及びカルボキシメチルセルロースを、ＮＢＫＰ及びレーヨン繊維の合計量１００部に対して、それぞれ表１に示す値となるように添加し均一に混合して抄紙原料を得た。
【００４４】
【化２】

【００４５】
この抄紙原料を用いて抄紙を行い湿潤した繊維ウエブを形成した。この繊維ウエブに、表１に示す条件で高圧水流を噴射して繊維ウエブを構成する繊維を絡合させた。絡合後の繊維ウエブをヤンキードライヤーで乾燥させて表１に示す坪量の紙を得た。この紙に、塩化カルシウム／１，３−ブタンジオール水＝３／１８／７９（重量比）からなる清浄薬液を、紙の重量に対して２００％含浸させて水解紙を得た。
【００４６】
〔実施例２〕
実施例１における水溶性カチオン性ポリマーに代えて、下記式（４）で表される繰り返し単位を有する水溶性カチオン性ポリマー（２０℃における２０％水溶液の粘度３５ｍＰａ・ｓ）を用いた。また、紙の組成及び高圧水流を噴射を表１に示す通りとした。それ以外は実施例１と同様にして水解紙を得た。
【００４７】
【化３】

【００４８】
〔比較例１〜４〕
実施例１において、紙の組成及び高圧水流の噴射条件を表１に示す通りとする以外は実施例１と同様にしてそれぞれ水解紙を得た。
【００４９】
〔性能評価〕
実施例及び比較例で得られた水解紙について、前述の方法で湿潤時破断伸長及び湿潤時破断強度を測定した。また、水解性（ＪＩＳＰ４５０１−１９９３）を測定した。更に、以下に述べる方法で清拭時破れ率及び風合いを評価した。これらの結果を表１に示す。
【００５０】
〔清拭時破れ率〕
１０名のパネラーに、各水解紙１００枚をあかちゃんの清拭に使用してもらい、１００枚中破れた水解紙の割合を清拭時破れ率とした。
【００５１】
〔風合い〕
水解紙を１５０ｍｍ（幅方向）×２００ｍｍ（流れ方向）にカットし、１０名のパネラーに対して手触りテストを行い評価した。評価段階は以下の通りである。
５：良い
４：やや良い
３：普通
２：やや悪い
１：悪い
【００５２】
【表１】

【００５３】
表１に示す結果から明らかなように、本発明の水解紙は、水中での崩壊分散性及び強度を損なうことなく優れた風合いを有するものであることが判る。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、水解性、湿潤時の破断強度及び使用感のすべての条件を満たす水解紙及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水解紙の製造に好ましく用いられる製造装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１製造装置
２原料供給部
３抄紙部
４水流絡合部
４１噴射ノズル
５乾燥部
６巻取部

Claims

パルプ８０〜９９重量％及び平均繊維長２〜７ｍｍのセルロース系繊維１〜２０重量％を含む繊維成分を含有するスラリーを調製し、次いで該スラリーに水溶性アニオン性バインダ及び水溶性カチオン性ポリマーを、それぞれの濃度が１〜５重量％及び１〜３重量％となるように添加して抄紙原料を調製し、その後、該抄紙原料を抄紙して湿潤した繊維ウエブを形成し、続いて該繊維ウエブに、該繊維ウエブの幅方向に亘り０．５〜５ｍｍ間隔で配列されている、孔径０．０５〜０．２ｍｍの噴射ノズルから高圧水流を噴射して該繊維ウエブを構成する繊維を絡合させた後、該繊維ウエブを乾燥させ、然る後、乾燥された該繊維ウエブに所定の清浄薬液を含浸させる水解紙の製造方法。
前記清浄薬液が、アルカリ土類金属、マンガン、亜鉛、コバルト及びニッケルから選ばれる１種類又は２種類以上の金属イオンと水溶性有機溶剤と水とを含有する請求項１記載の製造方法。