JPH03180585A - 水解性・吸収性シート状体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皇１上立剋亙光互 本発明は、湿潤強度に優れた吸収性ないし水解性のシー
ト状体に関する。

災来立致亙 繊維状カルボキシメチルセルロースまたはカルボキシエ
チルセルロースを基材として用い水解性シートとするこ
とは、特公昭４０−９６８号公報、同４２−２９２５号
公報、同４３−１２１４号公報、同４８−２７６０５号
公報、特開昭６０−１３９３８９号公報、同６〇−１３
９８９９号公報、米国特許第３，４３１，１６６号明細
書等に報告されている０例えば特公昭４ｇ−２７６０５
号公報では、エーテル化度０．１〜１．０のカルボキシ
メチルセルロース（ＣＭＣ）等を含む抄紙原料を抄造し
て湿紙とし、フェルト上でこの湿紙にアルカリ金属化合
物を添加して水溶性化し、乾燥して水解性シートを得て
いる。

しかしながら、このような従来のＣＭＣ系水解性シート
は、以下のような問題点があった。

■　製造に際して、抄紙が困難である。

■　得られたシートの強度が十分でなく、吸放湿性が大
きいため、加工しにくい。

■　溶解性、特に冷水に対する溶解性が十分でない。

■　製造工程の関係で少量のアルカリ分が水解性シート
中に残留することが避けられないため、水解性シートの
保存中、特に夏期高温・高温期の保存、輸送中などに変
色したり、粘着性を示す。

■　保存により、水解性が劣化する。

これらの問題を解決すべく１本発明者は先に、強度を改
善し抄紙工程を容易にするために、カルボキシメチルセ
ルロースまたはカルボキシエチルセルロース基材中に、
水不溶性ないし水難溶性無機粉体を内添した水解性・吸
収性シート状体を提案した（特願平１−２２６１８８号
）。

しかし、このシート状体は多量の水を吸収した時に強度
が低下するという問題があった。

また、特公昭３８−２５１５９号公報では、繊維のフリ
ースに、カルボキシメチルセルロースＮａ塩、無機粉体
を含浸した水溶性の紙が知られているが、フリースに結
合剤としてカルボキシメチルセルロースＮａ塩を含浸さ
せるものであり、冷水中での溶解性や湿潤強度が不十分
であるという欠点があった。

が　決しようとする 本発明は、抄紙性、引張強度等に優れ、しかも吸収能力
および湿潤時の強度が高く、また、大多量の水に対して
は冷水であっても速やかに溶解ないしは分散するシート
状体を提供するものである。

遣」じソ１栗 本発明のシート状体は、カルボキシメチルセルロース（
ＣＭＣ）またはカルボキシエチルセルロース 機粉体および水分散性製紙用繊維を混抄したことを特徴
とし、このシート状体は吸収性ないし水解性を示す。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明において用いられるＣＭＣまたはＣＥＣは、セル
ロースの水酸基の一部をカルボキシメチル基またはカル
ボキシエチル基で置換した構造をとるものであり、本発
明に適した置換度（以下、ＤＳと略し，グルコース単位
当たりの置換度で示す）は、０．１〜１．５の範囲であ
る。

ＤＳが０．１未満の場合、得られたシート状体は十分な
吸収性および水解性を示さない。一方、ＤＳが１．５を
超えても、高ＤＳ化のために製造コストが高くつく割に
は、性能が向上しない。

好ましくはＤＳが０．２〜１．０の範囲である。

本発明における水不溶性ないし水難溶性無機粉体として
は、非金属無機物、金属、本年（難）溶性塩などが用い
られる．これらの具体例としては、酸化アルミニウム、
酸化チタン等の金属酸化物；炭化ケイ素、炭化ホウ素等
の炭化物；四窒化三ケイ素、窒化ホウ素などの窒化物；
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水
酸化物；雲母、長石族、シリカ鉱物族。

粘土鉱物、合成ゼオライト、天然ゼオライト等の珪酸塩
鉱物；チタン酸カリウム、チタン酸バリウム等のチタン
酸塩化合物；炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグ
ネシウム、炭酸亜鉛等の炭酸塩化合物；硫酸バリウム、
硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム等の硫酸塩化合物
；珪酸亜鉛，珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、珪酸
バリウムなどの珪酸塩化合物；リン酸亜鉛などのリン酸
塩化合物等が挙げられ，単独で、あるいは２種以上併用
して用いられる。

上記無機粉体の中でも、特に好ましくはゼオライト、カ
オリン、タルク、炭酸カルシウムである。ゼオライトと
しては、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型などが用いられる。

水不溶性ないし水難溶性無機粉体の粒径は、３０μｍ以
下が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜１０μｍの
範囲である。粒径が大きすぎるとＣＭＣまたはＣＥＣと
の分散性が十分でなく、また、粒径が小さすぎると無機
粉体の歩留りが十分でなく抄紙時の戸水性が悪くなり、
いずれの場合も十分なシートを抄紙することができない
。

本発明における水分散性製紙用繊維としては、本質的に
水への分散性能を有する繊維素材であれば良く、特に限
定されない。具体的には，木材パルプ繊維、非木材系植
物繊維、レーヨン繊維等を挙げることができる。シート
状体の用途に応じて、例えば製紙用のクラフトパルプま
たはサルファイドパルプ、化繊用の溶解パルプなどが好
適に使用されるが、ワラパルプ、麻パルプ、綿パルプな
どの如き植物繊維、ポリアミド、ポリエステルなどの如
き合成繊維、さらにはガラス繊維、石綿、ロックウール
、スラグウール、シリカウール、シリカアルミナウール
などの如き無機質繊維も使用できる。

本発明における水分散性製紙用１ｓ維の繊維長は、一般
には約４０ｍｍ以下、好ましくは約３０ｍｍ以下であり
、特に２０ｍｍ以下の繊維長が最適である。

繊維長が約４０ｍ＋ｍより長いものがシート状体にかな
りの量で存在していると、繊維は水中で分散してバラバ
ラになるが、その長さによって繊維の″なわ″を形成す
る傾向があり、流動性を悪くする。一方、繊維長が１ｍ
ｍより短いと、得られたシート状体の湿潤強度改善効果
が低下する。

無機粉体は、（ａ）無機粉体と（ｂ）　ＣＭ　Ｃまたは
ＣＥＣとの重量比が、好ましくは（ａ）／　（ｂ）　＝
９０／１０〜５／９５、より好ましくは６０／４０〜１
０／９０、さらに好ましくは４０／６０〜１５／８５と
なるように混抄される。この比率が９０／１０を超え無
機粉体が多くなると、抄紙は困難になり、強度が弱くシ
ート状体として使用することが難しくなる。

方、上記の重量比が５／９５未満となると、無機粉体の
添加効果が十分に発揮されず、抄紙時にワイヤーとの剥
離が困難となり、また、得られるシート状体が若干固く
なる。

水分散性製紙用繊維の混抄量は、（ａ）無機粉体と（ｂ
）ＣＭＣまたはＣＥＣの合計量の５０重量％以下とする
ことが好ましい。これは、５０重量％を超えると水中で
の繊維の結束が生じやすくなるからである。一方、繊維
の使用量が少なすぎると湿潤強度の改善効果が十分に得
られない。

よって、水分散性製紙用繊維は、（ａ）無機粉体と（ｂ
）　ＣＭ　ＣまたはＣＥＣとの混合物１００重量部に対
して５〜５０重量部添加することが好ましく、特に２０
重量部以下が最適である。

さらに、ＣＭＣまたはＣＥＣと無機粉体および製紙用繊
維の混抄に際して、凝集剤を共存せしめることにより、
抄紙性をよりいっそう向上させることができる。

凝集剤としては、ポリアクリルアマイド類、ポリアクリ
ル酸ソーダ、ポリエチレングリコール類等の高分子系凝
集剤、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化第２
鉄、硫酸第２鉄などの無機系凝集剤、カチオン変性デン
プン、酸化デンプン、ジアルデヒドデンプン等のデンプ
ン誘導体等の天然系凝集剤などが用いられる。

凝集剤が固型分に対して用いられる量は、凝集剤の種類
や抄紙条件により決定されるが、０．０１〜１０重量％
程度が好適である。

本発明のシート状体は、例えば、水不溶性ないし水難溶
性状態の繊維状ＣＭＣまたはＣＥＣと無機粉体および製
紙用繊維、あるいは更に凝集剤を均一に混合して抄紙原
料とし、これを抄紙してシート状の湿紙とし１次に必要
に応じて湿紙を脱水した後、湿紙を水解性比処理するこ
とにより製造される。また、上記湿紙を乾燥した後、水
解性比処理することによっても製造される。なお、製造
方法自体は特に限定されず、例えば、無機粉体および製
紙用繊維を抄紙原料中に混合し、混抄してシート状に抄
紙する以外は、前述の特公昭４８−２７６０５号公報の
方法をそのまま適用することもできる。

水手（１１）溶性状態のＣＭＣまたはＣＥＣとしては、
遊離酸の状態のＣＭＣ−Ｈ，ＣＥＣ−Ｈｌその他種々の
塩、例えばアルミニウム塩（ＣＭＣ−Ａｌ、ＣＥＣ−Ａ
ｌ）　、バリウム塩（ＣＭＣ−Ｂａ、ＣＥＣ−Ｂａ）　
、亜鉛塩（ＣＭ　Ｃ−Ｚ　ｎ　、　ＣＥ　Ｃ−Ｚ　ｎ　
）　、スズ塩（ＣＭＣ−８ｎ、ＣＥＣ−８ｎ）　、マン
ガン塩（ＣＭ　Ｃ−Ｍ　ｎ　、　ＣＥ　Ｃ−Ｍ　ｎ　）
などを用いることができ、これらは単独で、あるいは２
種以上併用して用いられる。

ＣＭＣ−Ｈ等の水不溶性状態の繊維状ＣＭＣまたはＣＥ
Ｃと、無機粉体および製紙用繊維、あるいは必要に応じ
て凝集剤等のその他の添加剤を水中に分散させて、抄紙
原料とする。

この抄紙原料（紙料）を長網抄紙機１円網部紙機等の抄
紙機のワイヤバート（長網部、円網部）に供給して湿紙
を形成する。この湿紙は、ついで、プレスパート（圧搾
部）、ドライパート（乾燥部）に順次移送されて、脱水
、乾燥され、シート状体とされる。

但し、上記湿紙をそのままシート状体に成形したのでは
、得られたシート状体は十分な吸収性および水解性を示
さない。そこで、湿紙に適当な段階で、噴霧、塗工等に
よりアルカリ剤を添加するなどして、水解性化する。

アルカリ剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム等の炭酸塩、硼砂等の硼酸塩、第二燐酸ナトリウム等
のリン酸塩、珪酸ナトリウム等の珪酸塩、およびこれら
の混合物などが用いられる。これらのアルカリ剤は、湿
紙の損壊を防ぐために、メタノール、アセトン等の有機
溶媒を含む水溶液の形で添加されることが好ましいが、
添加方法、アルカリ剤の種類によっては、単に水溶液の
形で添加してもよい。

アルカリ剤の添加量は、湿紙がＣＭＣニーニームはＣＥ
Ｃ−Ｈを主体として構成されている場合には、湿紙中に
含有されているＣＭＣ−ＨまたはＣＥＣ−Ｈの中和当量
以上、好ましくは、水解性シートの経時変化による劣化
を考慮して中和当量の１〜２倍量が適当である。また、
ＣＭＣ−Ａ１等の金属塩を主体として構成されている場
合には、湿紙を乾燥した後の紙のｐＨが８〜１２、好ま
しくは８〜ｌＯの範囲になるように調節することが望ま
しい。アルカリ処理の後乾燥することにより、湿紙がＣ
ＭＣ−ＨまたはＣＥＣ−Ｈを主体として構成されている
場合はＣＭＣ−ＨまたはＣＥＣ−Ｈがアルカリ塩に変化
し、ＣＭＣ−Ａ１等の金属塩を主体として構成されてい
る場合は、アルカリ剤が表面および繊維間に付着して、
高吸収性ないし水解性を示すシート状体が得られる。

このようなシート状体は、水、生理食塩水、経血等に対
して優れた吸収性を示すので、この特性を利用して、湿
潤強度に優れた高吸収性シートとして利用できる。また
、シート状体は大多量の水中では、水に溶解ないし分散
するので、水解性シートとして利用できる。

本発明のシート状体は、大きな吸液倍率（ｇ／ｇ）を有
し、水で１０−１００ｇ／ｇ程度が好適である。吸液倍
率とは、シート状体が水に溶解１分散することなく、液
体を保持できる量である。吸液倍率は、無機粉体や製紙
用繊維およびアルカリ剤の使用量等を制御することによ
り調整できる。

さらに上記のシート状体は、酸性・アルカリ性物質の存
在においても水解性を長期的に保存できる。

よって本発明のシート状体は、高吸収性または水解性が
要求される幅広い分野に応用できる。

例えば、主として吸収性シートとして、吸水紙；紙おむ
つ、生理用ナプキン、使い捨ておむつ、包帯等の衛生用
品や医療用品；野菜等の鮮度保持材；保水材等の農林業
分野や土木業分野の液体保持が必要とされる用途に好適
に利用できる。

また、主として水解性シートとして、トイレ清浄用紙、
衣料用洗剤、漂白剤、ポリアクリル酸ナトリウム等のア
ルカリ性物質を包装して使用に供する個装包装体；肥料
の個装包装体；殺虫剤、殺菌剤、除草剤等の農薬の個装
包装体；浴剤、パイプ洗浄剤等の個装包装体などに利用
できる。

Ａ１四ソ４果 本発明によれば、ＣＭＣまたはＣＥＣと、水不溶性ない
し水難溶性無機粉体および水分散性製紙用繊維とを混抄
することにより、抄紙性を改善し、引張強度に優れ、し
かも、湿潤強度が高く高吸水能を有し、大多量の水によ
っては水解するシート状体を得ることができる。

以下実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、
これに先立って実施例で採用した評価方法を説明する。

（１）吸液倍率 約６　ｃ＋ａ　Ｘ　１７ｃｍの大きさに切断したシート
状体を秤量しくＷ６）、４０メツシユのステンレス金網
につつみ蒸留水中に投入してすばやく取出し、３分間空
気中に放置後秤量し、金網の重量を除去した吸収後の重
量（Ｗｌ）と上記Ｗ０との差から、シート状体の吸液倍
率を求めた。

−Ｗ 吸液倍率（ｇ／ｇ）　＝　　　７゜ （２）水解性 シート状体を２Ｘ２ｃｍに切り取り、　１０℃の水１．
Ｑを入れた水槽内に投入し、静置状態で１分間放置後、
軽く撹拌することにより氷解または溶解するものを゛″
水水解性良好上評価した。

（３）保存安定性 シート状体（１０Ｘ　１０ｃｍ）を、３５℃、相対湿度
８５％の条件下に４０日間放置した後、上記（２）の方
法により水解性を評価した。

（４）湿潤強度 約６Ｃ１１×６ｃｌＩの大きさに切断したシート状体を
４０メツシユのステンレス金網につつみ、蒸留水中に投
入してすばやく取出し、シート状体の湿潤強度を下記の
基準で評価した。

Ｏ；充分にシート状体の形状を維持しているものＸ；元
のシート状体の形状を維持していないもの（５）柔軟性 シート状体の柔軟性と肌ざわりについて官能試験を行な
い、以下の基準で評価した。

Ｏ：柔らかく、肌ざわりが良い Δ：柔らかいがやや肌ざわりが悪い 又は肌ざわりは良いがやや硬い Ｘ：硬く、肌ざわりが悪い （６）引張強度 幅２５ｍｍのシート状体の試験片を、っがみ幅１５０＋
＋＋ｍ、引張速度３００ｍｍ／分で引き裂く時の破断強
度を引張強度の値とした。

（７）抄紙性 繊維状ＣＭＣ−Ｈと無機粉体および製紙用繊維からなる
混合抄紙原料を用い、各条件下でシートマシンにより手
抄きシートを作成する際、抄紙ワイヤーから剥離してシ
ート状物を得る時の抄紙性の難易度を、下記の基準で評
価した。

○；ワイヤーからの剥離が容易でシート化可能Δ；ワイ
ヤーからの剥離がやや困難だがシート化可能×；ワイヤ
ーからの剥離が困難でシート化不可能去ｍ 繊維状ＣＭＣ−Ｈ（エーテル化度Ｄ　Ｓ　＝０．６５、
ニチリン化学製）８０重量部、ゼオライト（Ａ型、Ｎａ
２Ｏ・２ＳｉＯ２・Ａ１□○、　−４，５Ｈ，Ｏ、平均
粒径５μ、水沢化学製）２０重量部および繊維長３〜２
０ｍｍのＮＢＫＰパルプ２０重量部からなる混合抄紙原
料を１％スラリー溶液とし、十分に撹拌分散させた後、
さらにスリワンモータによる１５０ｒｐｍの撹拌下に凝
集剤として１０重量％硫酸バンド水溶液を対原料当り５
重量％の量で添加して３分間撹拌した後、０．１％アニ
オン系ポリアクリルアマイド溶液（ハイホルダー、楽日
工業製）を対原料当り０．０２重量％添加して３分間撹
拌後、０．５％スラリー溶液に希釈し、角型シートマシ
ン（熊谷理機工業社製）により手抄きシート（坪量約１
２０ｇ／ポ）を作成した。

得られたシートを１２０℃のロール回転乾燥機でシート
状物に乾燥させた後、３重量％の水酸化ナトリウムを含
有する５０％メチルアルコール溶液を含浸させた後、１
１０℃で乾燥し、表−１の試料Ｎ１１１のシート状体を
調製した。

以下、シート状体の製造条件を表−１のように変えて試
料＆１〜１７のシート状体を得た。

これらについて、特性を評価し１表−２に示した。

表中で示した無機粉体等の詳細は以下の通りである。

ゼオライト＝Ａ型、水沢化学製 カオリン：　ＨＩ−％１ＨＩＴＥ、８成共益製タルク：
ＭｇＯ−８ｉＯい水沢化学製 重質炭酸Ｃａ： ソフトン２２００、白石カルシウム製 合成ケイ酸塩： Ｚ　ｎ　Ｏ−５ｘ　０２　・Ａ　ｌ　ｚ　Ｏ３、水沢化
学製活性白土：ガレオンアース、水沢化学製アニオン系
ポリアクリルアマイド： ハイホルダー、楽日工業製 カチオン系ポリアクリルアマイドニ メイロップ１４３０、 凹成化学製 ※） ＮＢＫＰ：針葉樹晒クラフトパルプ ＬＢＫＰ　：広葉樹晒クラフトパルプ （以下余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カルボキシメチルセルロースまたはカルボキシエチ
   ルセルロースに、水不溶性ないし水難溶性無機粉体およ
   び水分散性製紙用繊維を混抄したことを特徴とする吸収
   性ないし水解性のシート状体。 ２、凝集剤の存在下で混抄した請求項１記載のシート状
   体。 ３、水分散性製紙用繊維の繊維長が１〜４０ｍｍである
   請求項１または２記載のシート状体。