KR100572528B1 - 수분해성 부직포 및 이것을 이용한 청정용 물품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 어느 정도의 물을 함유한 습윤 상태에서도 수분해성 및 강도가 뛰어나고, 또한 다량의 물에 닿으면 용이하게 분산되는 수분해성 섬유 시이트에 관한 것이다.
수분산성 섬유로 이루어진 섬유 웨브에 워터 젯 처리가 시행되어, 섬유 밀도가 높은 부분과 섬유 밀도가 낮은 부분이 형성됨에 따라 부피감이 있고, 또한 습윤시의 파단 강도가 100 gf/25 mm 미만인 섬유 시이트에 수용성 또는 수팽윤성 바인더가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포는 수분해성 및 습윤 강도가 우수하다. 또한, 이 수분해성 부직포를 이용한 청정용 물품은, 부피감이 있고 또한 표면에 요철이 있어 닦음 효과가 우수하다.

Description

수분해성 부직포 및 이것을 이용한 청정용 물품{METHOD OF MANUFACTURING A WATER DISINTEGRATABLE NON-WOVEN FABRIC AND THE WATER DISINTEGRATABLE NON-WOVEN FABRIC}
도 1(a)는 본 발명의 섬유 시이트의 부분 확대 평면도이고,
도 1(b)는 그 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 섬유가 없는 영역
3: 섬유 밀도가 낮은 영역
4: 섬유 밀도가 높은 영역
본 발명은 수류(水流)에 의해 용이하게 분산되는 수분해성 부직포 및 그 수분해성 부직포를 이용한 청정용 물품에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 수분해성 및 습윤 강도가 우수하고 부피감이 있는 수분해성 부직포 및 이 부직포를 이용한 닦음 효과가 높은 수분해성의 청정용 물품에 관한 것이다.
인체 엉덩이 등의 피부를 닦는 청정 작업 또는 화장실 주변의 청소 작업에는 청정용 섬유 시이트가 사용된다. 이 섬유 시이트로는, 사용 후 화장실에 그대로 흘려 버릴 수 있도록 수분해성인 것이 바람직하게 사용된다. 그러나, 화장실 등에 흘려 버린 경우, 수분해성이 좋은 것이 아니면 정화조에서 분산되는 데 시간이 걸리거나, 화장실 등의 배수구가 막히게 될 위험성이 있다.
또한, 청소 작업과 닦음 작업에 사용되는 1회용의 청정용 섬유 시이트는 간편성이나 작업 효과면에서 청정액 등에 미리 적신 상태로 포장하여 판매하는 일이 많다. 그러나, 이들 섬유 시이트는 청정 약액 등이 함침된 상태에서 닦음 작업을 견딜 만큼의 충분한 강도를 필요로 하면서, 또한 화장실에 흘려 버려졌을 때에는 수분해될 필요가 있다.
이러한 종류의 수분해성 청정 물품으로는, 카르복실기를 가진 수용성 바인더, 금속 이온 및 유기 용제를 함유하는 수분해성 청소 물품이 일본 특허 공고 공보 평7-24636호에 개시되어 있다. 이 청소용 물품은 사용시에는 소정의 강도를 가지면서, 또한 수세식 화장실에 버려졌을 때에는 바인더가 용해되어 물에 분산되기 쉽다. 그러나, 이 청소 물품은, 이를 구성하는 섬유 시이트가 수분해지(水分解紙)이기 때문에 섬유 밀도가 높다. 따라서, 부피감을 내기가 어렵고 부드럽지 않다.
한편, 일본 특허 공개 공보 평9-228214호에는, 고압수 제트류 처리를 통해 섬유 길이 4∼20 mm의 섬유와 고해(叩解) 펼프를 혼합한 후에 교락하여 제조할 수 있는 수붕괴성 부직포가 개시되어 있다. 이것은 부직포이기 때문에, 수분해지를 기본 재료로 한 것에 비해 부피감을 내는 것이 가능하다. 그러나, 이 부직포는 고압수 제트 처리에 의해 섬유를 교락시키고, 이러한 교락에 의해 비교적 높은 습윤 강 도를 제공하는 것이다. 따라서, 수세식 화장실에 버렸을 때 등의 경우, 부피，강도 및 수분해성이 서로 균형을 이루기가 어렵다.
본 발명의 목적은 수분해성이 좋고, 그러면서도 사용시의 습윤 강도가 높고, 부피감이 있으며 부드러운 수분해성 부직포를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 수분해성이 우수하며 부피감이 있는 부직포를 사용하여, 닦음 효과가 우수한 수분해성의 청정용 물품을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적 및 이점은, 수분산성 섬유로 이루어진 섬유 웨브에 워터 젯 처리가 시행되어, 섬유 밀도가 커진 부분과 섬유 밀도가 낮아진 부분이 형성됨에 따라 부피감이 생기고, 또한 습윤시의 파단 강도가 100 gf/25 mm 미만인 섬유 시이트에, 수용성 또는 수팽윤성의 바인더가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포에 의해 달성된다.
또한, 이 수분해성 부직포를 사용하면, 부피감이 있고 부드러우며, 또한 닦음 효과가 우수한 수분해성의 청정용 물품을 얻을 수 있다.
본 발명의 섬유로는 물에 대한 분산성이 좋은 것이 사용된다. 여기서 말하는 물에 대한 분산성이란 수분해성과 같은 의미로서, 다량의 물에 접촉하면 세분화되는 성질이다. 이러한 섬유로 제조되고, 나아가 섬유를 접합시키는 바인더를 함유한 수분해성의 부직포는 닦음 작업시에는 높은 습윤 강도를 가지면서도, 다량의 물에 접촉했을 때에는 바인더가 용해 또는 팽윤되어 섬유의 접합이 어긋나서 섬유 시이 트를 형성했던 원래의 섬유 형상으로 붕괴된다.
본 발명에 사용되는 섬유로는, 화학 섬유 또는 천연 섬유 중 어느 하나 또는 이들 섬유를 모두 사용할 수 있다. 화학 섬유로는 재생 섬유인 레이온이나 아세테이트, 합성 섬유인 폴리프로필렌 등, 천연 섬유로는 침엽수 펄프나 활엽수 펄프 등의 목재 펄프, 마닐라삼, 린다 펄프, 대나무 펄프, 케나프 등을 들 수 있다. 또한, 이들을 주체 성분으로 하여, 여기에 목면 등의 천연 섬유, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜, 폴리에스테르 또는 폴리아크릴니트릴, 나일론 등의 합성 섬유, 폴리에틸렌 등으로 이루어진 합성 펄프 및 유리 울 등의 무기 섬유 등을 함유시켜도 좋다.
이들 섬유 중에서도 천연 섬유나 재생 섬유인 레이온이 바람직하다. 레이온은 수분산성이 좋고, 또한 생분해성도 있다.
또한, 침엽수 펄프는 수분산성이 좋기 때문에, 레이온과 함께 침엽수 펄프 등의 천연 섬유를 배합하면 더욱 바람직하다. 침엽수 펄프는 평균 섬유 길이가 1.0∼4.5 mm로 짧기 때문에, 다량의 물에 접했을 때에는 침엽수 펄프가 붕괴제로서 작용하여, 수분해성 부직포가 붕괴되기 쉬워진다. 펄프로는, 캐나다 표준 여수도(濾水度)(CSF. JIS P 8121에 의한 측정치)가 400 cc∼750 cc인 것이 바람직하다. CSF가 400 cc 이하인 것, 즉 펄프의 고해가 이루어진 것을 사용하면 부직포의 촉감이 나빠진다. 더욱 바람직한 여수도는 500 cc∼750 cc이다. 또한, 침엽수 펄프로는 침염수 표백 크라프트 펄프가 일반적으로 사용된다.
섬유 웨브를 구성하는 레이온 등의 섬유 길이는 7 mm 이하인 것이 바람직하다. 섬유 길이가 7 mm 이하인 경우에는, 섬유 웨브에 워터 젯 처리를 시행했을 때, 섬유가 많이 교락되지는 않으면서 교락되지 않은 섬유 부분이 넓어지기 때문에, 또는 섬유가 적당한 정도로 말려 넣어지기 때문에 수분해성이 좋아진다. 섬유 길이의 하한은 특별히 규정되지 않지만, 섬유 시이트를 형성할 수 있는 것이면, 섬유 길이가 더욱 짧아도 무관하다.
단지, 섬유 길이가 짧은 섬유, 예컨대 침엽수 펄프를 배합하는 경우에는, 섬유 길이가 10 mm 이하인 레이온 등의 섬유를 함께 배합할 수도 있다. 이 경우, 섬유 길이가 10 mm인 레이온 등의 섬유의 배합율은 70% 이하이고, 침엽수 펄프 등의 섬유 길이가 짧은 섬유의 배합율은 30% 이상인 것이 바람직하다. 섬유 길이가 10 mm인 레이온 등의 섬유의 배합율이 70% 이상이 되면, 부직포의 수분해성이 현저히 저하되어 버린다. 또한, 레이온과 침엽수 펄프를 함께 배합하는 경우에 있어서, 레이온의 섬유 길이가 7 mm 이하인 경우에는, 침엽수 펄프의 배합율이 어느 정도라도 무관하다. 단, 이 경우에도 레이온의 배합율이 70%이고 침엽수 펄프의 배합율은 30%인 것이 바람직하다.
또한, 레이온의 섬유 길이가 10∼7 mm인 경우, 레이온의 데니어는 0.5 데니어 이상인 것이 바람직하다. 0.5 데니어 미만인 경우에는, 워터 젯 처리에 의해 레이온의 교락 정도가 증가하여 섬유가 수 중에서 분산되기 어려워지기 때문에, 수분해성이 저하된다.
본 발명에서는, 섬유의 평량이 20∼100 g/㎡인 것이 바람직하다. 평량이 상기 하한보다 작은 경우에는, 부직포를 닦음 작업용 시이트로 사용하는데 필요한 강도를 얻을 수 없다. 평량이 상기 상한보다 큰 경우에는, 부직포로서의 유연성이 결 여된다. 또한, 수중에서 섬유가 분산되기 어려워져 수분해성이 저하된다. 본 발명의 수분해성 부직포를 청정용 물품으로 사용하는 경우에는, 시이트의 강도, 오염물 닦음 효과 및 닿았을 때의 감촉인 부드러움이 좋다는 점에서, 섬유의 평량을 30∼80 g/㎡로 하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 부직포는 습식법에 의해 섬유 웨브로 형성된 후, 섬유 웨브에 워터 젯 처리가 시행되어 섬유 시이트로 형성된다. 여기서 섬유 웨브란, 섬유의 방향이 어느 정도 갖춰진 시이트 형 섬유 덩어리를 말한다. 이 워터 젯 처리에는, 일반적으로 사용되고 있는 고압수 제트류 처리 장치가 사용된다.
도 1(a)는 워터 젯 처리가 시행된 섬유 시이트를 확대하여, 그 구조의 개략을 도시한 확대 평면도이고, 도 1(b)는 그 단면도이다. 워터 젯 처리에서는, 고압수 제트류 처리 장치에 의해 제트 수류가 제공된다. 이 때, 메쉬의 눈(구멍) 부분에는 수류에 의해 섬유가 없는 영역(1)이 형성되고, 그 부분은 섬유 밀도가 낮은 영역(3)을 이룬다. 또한, 상기 영역(1)으로부터 밀린 섬유가 밀집된 부분이 형성되어, 섬유 밀도가 높은 영역(4)을 이룬다. 이와 같이 섬유 밀도가 낮은 영역(3)과 섬유 밀도가 높은 영역(4)이 형성되면, 전체적으로 부피감이 있고, 나아가 직물에 가까운 부드러움을 갖는 수분해성 부직포를 얻을 수 있다. 또한, 섬유가 10 mm 이하 또는 7 mm 이하인 경우에는, 워터 젯 처리에 의한 섬유의 교락도가 낮아진다. 상세히 말하면, 섬유 밀도가 높은 영역(4)에서는 섬유의 비교락부가 많아지거나, 또한 5로 제시된 영역에서 섬유가 조금 교락되거나, 또는 섬유가 말려 넣어질 정도가 된다. 따라서, 수분해성이 우수해진다.
워터 젯 처리를 상세히 설명하면, 연속적으로 이동하고 있는 컨베이어 벨트 위에 섬유 웨브를 얹어 놓고, 그 섬유 웨브의 표면에서 이면으로 통과하도록 고압수 제트류를 분사한다. 이 워터 젯 처리시에는, 섬유 웨브의 평량, 분사 노즐의 구멍 지름, 분사 노즐의 구멍 수, 섬유 웨브를 처리할 때의 통과 속도(처리 속도) 등에 의해 얻어지는 부직포의 성질이 변한다. 단, 워터 젯 처리는, 하기 식에 의해 산출되는 작업량이, 섬유 웨브 한면에 대한 1회 처리 당 0.05∼0.5 (kW/㎡)이 될 정도로 실시하는 것이 바람직하다.
Figure 111999000238171-pat00001
작업량이 상기 상한보다 크면, 섬유가 지나치게 얽혀 수분해성이 떨어지거나, 또한 섬유 웨브가 찢어질 가능성이 있다. 또한 상기 하한보다 작은 경우에는 부피감이 떨어진다. 이 워터 젯 처리는 섬유 웨브의 한면에만 또는 양면 모두에 실시할 수 있다.
또한, 섬유 웨브가 형성된 후에는, 섬유 웨브를 건조시키지 않고 워터 젯 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 그러나, 섬유 웨브를 일단 건조시킨 후 워터 젯 처리를 실시할 수도 있다.
이상과 같이 하여 얻어진 섬유 시이트는, 물을 함유한 상태인 습윤시의 파단 강도가 섬유 시이트의 세로 방향(MD)과 가로 방향(CD) 모두 100 gf/25 mm 미만인 것이 바람직하다. 단지, 이 섬유 시이트의 습윤 강도는 바인더를 포함했을 때의 값이다. 습윤시의 파단 강도(이하, 습윤 강도라 칭함)는, 폭 25 mm 및 길이 150 mm로 재단한 섬유 시이트에 그 중량의 2.5 배의 수분을 함침시킨 후, 텐실론 시험기를 사용하여 척 간격 100 mm 및 인장 속도 100 mm/분에서 측정하였을 때의 파단시 인장력(gf)이다. 이것은 어디까지나 이 측정 방법에 의한 기준으로서, 이 습윤 강도와 실질적으로 같은 강도를 갖는 것이면 좋다.
또한, 이상과 같이 하여 얻어진 섬유 시이트는 수분해성이 100 초 이하인 것이 바람직하다. 단, 이때의 수분해성도 섬유 시이트가 바인더를 함유하지 않은 상태에서 측정한 값이다. 이때의 수분해성은, JIS P4501 화장실용 휴지 분해 용이도 시험에 준하여 측정한 수분해성이다. 분해 용이도 시험의 개요를 설명하면, 수분해성 부직포를 세로 10 cm와 가로 10 cm로 절단하여, 이온 교환수 300 ㎖가 수용된 300 ㎖ 들이 비이커에 투입한 후, 회전자를 사용하여 교반한다. 회전수는 600 rpm이다. 이때의 수분해성 부직포의 분산 상태를 경시적으로 육안 관찰하여, 수분해성 부직포가 가늘게 분산될 때까지의 시간을 측정하였다. 이것은 어디까지나 이 측정 방법에 의한 기준으로서, 이 수분해성과 실질적으로 동일한 수분해성을 갖는 것이면 좋다. 또한, 수분해성이 100 초를 초과해도 120초 정도면, 사용 방법에 따라서는 지장이 없다. 또한, 바인더를 함유하였을 때의 수분해성 부직포의 수분해성은 120 초 이하인 것이 바람직하다.
또한, 이상과 같이 하여 얻어진 섬유 시이트의 섬유 밀도는 0.3 g/㎤ 이하 인 것이 바람직하다. 또한, 하한은 0.05 g/㎤ 이다. 섬유 웨브에 워터 젯 처리를 실시하여, 도 1에 도시된 바와 같이 섬유 밀도가 낮은 영역(3)과 섬유가 밀집된 고밀도 영역(4)이 형성되면, 전체적으로 섬유 밀도가 낮아져 직물에 가까운 부드러움 을 얻을 수 있다.
이상의 습윤 강도 및 수분해성을 가진 물에 의한 분해성이 좋은 섬유 시이트에 바인더를 함유시키면, 사용시의 강도가 높은 본 발명의 수분해성 부직포를 얻을 수 있다.
섬유와 섬유를 접합시키는 수용성 또는 수팽윤성 바인더로는, 카르복시메틸셀룰로스, 알킬셀룰로스, 폴리비닐알콜, 변성 폴리비닐알콜로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 수용성 화합물이 바람직하다. 이 바인더를 섬유 시이트에 함유시키면 습윤 강도를 높일 수 있다. 또한, 바인더는 수용성 또는 수팽윤성이기 때문에, 다량의 물에 접촉하면 용해 또는 분산된다. 이때 섬유 시이트는 수분해성이 우수한 것이기 때문에, 수 중에서 단시간에 분해시킬 수 있다.
따라서, 카르복시메틸셀룰로스는 수용성 또는 수팽윤성인 것을 사용할 수 있다. 또한, 알킬셀룰로스는, 셀룰로스의 글루코스 고리 단위 중의 수산기가 알킬기로 치환된 화합물이다. 알킬 셀룰로스로는, 예컨대 메틸셀룰로스, 에틸셀룰로스, 벤질셀룰로스 등을 들 수 있다. 그중에서도 수분해성 및 강도 면에서 볼때 메틸셀룰로스가 특히 바람직하다. 또한, 변성 폴리비닐알콜은 설폰산기 또는 카르복실기를 소정량 함유하는 비닐알콜계 중합체이다.
바인더를 섬유 시이트에 함유시키는 방법으로는, 수용성 바인더인 경우, 예컨대 실크 스크린 등을 이용하여 도공하는 방법을 들 수 있다. 또한, 예컨대, 바인더가 수팽윤성 카르복시셀룰로스 등의 수팽윤성 바인더인 경우에는, 섬유 웨브를 제조할 때 바인더를 혼초(混抄)하여 섬유 시이트에 함유시킬 수 있다.
이 바인더의 양(도공량)은, 섬유의 중량을 100 g으로 했을 때 0.5∼30 g인 것이 바람직하다. 도공량이 상기 하한보다 적으면 섬유 시이트의 습윤 강도가 낮아진다. 또한, 양이 상기 상한보다 많으면, 부직포가 딱딱해져 부드러움이 저하되기 때문에 사용감이 나빠진다. 게다가 수분해성도 저하되어 버린다.
이상과 같이 바인더를 함유한 수분해성 부직포의 습윤 강도는 MD와 CD 모두 250 gf/25 mm 이상인 것이 바람직하다. 단, 습윤 강도가 이러한 목표치보다 낮은 경우에는, 전해질을 더 함유시켜서 부직포의 습윤 강도를 높일 수도 있다.
전해질로는, 무기염과 유기염 중 하나 또는 이들 모두를 사용할 수 있다. 무기염으로는 황산나트륨, 황산칼륨, 황산아연, 초산아연, 명반, 염화나트륨, 황산알루미늄, 황산마그네슘, 염화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산암모늄 등을 들 수 있다. 또한, 유기염으로는 피롤리돈카르복실산나트륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 주석산나트륨, 주석산칼륨, 젖산나트륨, 호박산나트륨, 판토텐산칼슘, 젖산칼슘, 라우릴황산나트륨 등을 들 수 있다. 바인더로서 카르복시메틸셀룰로스를 사용하는 경우에는, 수분해성 부직포의 강도를 높이기 위해 2가 염을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 바인더로서 알킬셀룰로스를 사용하는 경우에는 1가 염이 바람직하다. 또한, 바인더로서 폴리비닐알콜이나 변성 폴리비닐알콜을 사용하는 경우에는 1가 염을 사용하는 것이 바람직하다.
전해질을 수분해성 부직포에 함유시키기 위해서는, 전해질을 물에 용해시킨 후, 그 수용액을 섬유 시이트에 함침시킬 수 있다. 따라서, 전해질은 수용성인 것이 바람직하다. 이 경우, 수분해성 부직포에 함침시킬 수용액 중의 전해질 농도는 0.5∼10 중량%가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1.0∼5.0 중량%이다. 이 전해질을 용해시킨 수용액은, 수분해성 부직포 100 g에 대하여 200∼250 g으로 함침시키는 것이 바람직하다. 전해질 함량이 많으면 많을수록 수분해성 부직포의 강도가 높아진다. 단, 전해질로서 황산나트륨을 사용하면서 이 수분해성 부직포를 사람의 피부 등에 사용하는 경우에는, 피부에 자극을 주지 않도록 황산나트륨의 함량이 소량인 것이 바람직하다. 수분해성 부직포에 수용액을 함침시키는 방법으로는 침지법과 분무법이 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 부직포에 바인더 및 전해질을 함유시키면, 습윤 강도(MD 또는 CD)가 250 gf/25 mm인 수분해성 부직포가 얻어진다.
또한, 얻어지는 수분해성 부직포의 수분해성은 120 초 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 100 초 이하이다.
이상과 같이 하여 얻어진 수분해성 부직포는, 어느 정도, 예컨대 섬유 중량의 2∼2.5 배 정도의 수분을 함유한 상태에서도 닦음 작업을 견딜 수 있을 정도의 습윤 강도를 갖는다. 따라서, 얻어진 수분해성 부직포는, 아기의 엉덩이 닦기 등의 신체의 청정 및 청소 등의 닦음 작업에 사용되는 청정용 물품으로서 필요한 강도 및 수분해성을 갖게 된다.
이 청정용 물품은 오염물 등을 닦아내는 효과가 높다. 이는, 수분해성 부직포에 섬유 밀도가 높은 부분과 섬유 밀도가 낮은 부분이 형성되어 있으므로, 이러한 밀도차로 인해 이들 부분에 오염물이 유지되기 쉽기 때문인 것으로 생각된다. 이것은 수분을 함유한 오염물을 닦아낼 때 더욱 그 효과를 발휘한다. 또한, 본 발 명의 수분해성 부직포는 워터 젯 처리에 의해 요철이 생기며, 이 부분은 오염물을 많이 제거해 낼 수 있다. 이 요철 부분이 수분을 함유하지 않은 먼지 등의 오염물을 제거해 내는데 바람직하다. 따라서, 본 발명의 청정용 물품을 사용하면, 닦음 작업을 종래의 노동력보다 적은 노동력으로 수행할 수 있다.
이 청정용 물품은 청정용 약액을 함침시키더라도, 그 청정용 약액에 의해 습윤 강도가 저하되거나, 형태가 붕괴되는 일이 없다. 또한, 청정용 물품은 그 사용 후, 화장실 등에 흘려 버려져 다량의 물과 접촉하였을 때에는 용이하게 분산된다.
본 발명의 수분해성 부직포를 사용한 청정용 물품에는, 닦음 작업에서 오염물 제거 효과나 보습제로서의 효과를 갖는 유기 용제를 함유시켜도 좋다. 그중에서도 글리세린 등의 다가 알콜이 바람직하다. 수분해성 부직포의 강도가 높아지기 때문이다.
그밖에 바인더로서 알킬셀룰로스를 사용하는 경우에는, 수분해성 부직포의 강도를 높이기 위해서 이하의 화합물을 함유시킬 수도 있다. 예컨대, (메타)아크릴산말레인산계 수지, (메타)아크릴산푸마르산계 수지 등의 산무수물인 중합성 화합물과, 이들과 공중합 가능한 화합물과의 공중합체를 들 수 있다. 이 공중합체는 수산화 나트륨 등을 작용시켜 비누화하여, 부분적으로 카르복실산의 나트륨염으로 변성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 트리메틸글리신등의 아미노산 유도체를 함유시킨 것도 바람직하다.
또한, 본 발명의 수분해성 부직포를 사용한 청정 물품에는, 본 발명의 효과를 방해하지 않은 범위에서 기타 물질을 함유시킬 수 있다. 예컨대, 계면활성제, 살균제, 보존제, 탈취제, 보습제, 알콜 등을 함유시킬 수 있다.
본 발명의 수분해성 부직포는 수분을 함유시킨 상태로 보관할 수 있다. 이러한 상태에서도 수분해성 부직포의 수분해성 및 습윤 강도 등의 성질의 변화는 적다.
본 발명의 수분해성 부직포는 엉덩이 닦기 등의 인체 피부에 사용하는 웨트 티슈로서, 또한 화장실 주위의 청소용 등으로 사용될 수 있다. 본 발명의 수분해성 부직포를 청정액 등으로 미리 적신 제품으로서 포장하는 경우에는, 섬유 시이트가 건조되지 않도록 밀봉 포장하여 판매한다.
또는, 본 발명의 수분해성 부직포는 건조 상태로 판매해도 좋다. 예컨대, 섬유 시이트에 바인더를 함유시켜 건조시킨 수분해성 부직포를, 사용시 물이나 전해질 등을 용해시킨 약액에 함침시켜 사용해도 좋다. 또한 예컨대, 섬유 시이트에 바인더를 함유시켜, 전해질 등을 용해시킨 수용액에 함침시킨 후 건조시킨 수분해성 부직포를, 사용시 물이나 약액에 함침시켜 사용해도 좋다.
실시예
이하에서는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하였으나, 이들 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 A
본 발명의 수분해성 부직포의 기본 재료가 되는, 바인더를 함유하지 않은 섬유 시이트에 대해 시험을 실시하였다.
표 1에 기재된 섬유 길이 및 섬도 1.5 데니어를 가진 레이온 섬유(도우호우 레이온(주) 제품)를 원료 섬유로 사용하고, 0.2%의 농도로 실험실 수초(手抄) 머신에서 플라스틱 와이어에 초지하여 25 cm×25 cm의 섬유 웨브(평량 40g/㎡)를 제조하였다. 이 섬유 웨브를 건조시키지 않고서 플라스틱 와이어 상에 적층시킨 상태로 이송 컨베이어 상에 얹어 놓고, 섬유 웨브를 30 m/분의 속도로 이송시키면서 워터 젯 처리를 실시하여 섬유들이 서로 말려들게 하였다. 이 때 사용한 고압수 제트류 분사 장치에는, 구멍 지름 95 미크론의 노즐 구멍이 0.5 mm 간격으로 1 m 당 2000 개 배열되어 있고, 이 장치는 30 kg/㎠의 수압으로 섬유 웨브의 표면에서 이면으로 관통하도록 분사하였다. 처리 속도는 30 m/분이다. 그 후, 다시 한번 동일한 방식으로 2 회째의 분사 처리를 실시하였다. 그 후, 열풍식 건조기를 사용하여 건조시켜 섬유 시이트를 얻었다. 이 섬유 시이트 중량 100 g 에 대하여 이온 교환수 250 g을 함침시켰다. 얻어진 섬유 시이트에 대한 수분해성 및 습윤 강도 시험은 이하에 기재된 방법으로 실시하였다.
수분해성 시험은 JIS P4501의 화장실용 휴지의 분해 용이도 시험에 준하여 실시하였다. 상세히 설명하면, 수분해성 부직포를 세로 10 cm 및 가로 10 cm로 절단하여, 이온 교환수 300 ㎖가 수용된 300 ㎖ 들이 비이커에 투입한 후, 회전자를 사용하여 교반하였다. 회전수는 600 rpm이다. 이때의 섬유 시이트 분산 상태를 경시적으로 관찰하여, 분산될 때까지의 시간을 측정하였다(하기 표의 단위는 초임).
습윤 강도는, 상기 방법에 의해 얻어진 섬유 시이트를 폭 25 mm와 길이 150 mm로 재단한 것을 시료로 사용하여, 텐실론 시험기에 의해, 척 간격 100 mm와 인장 속도 100 mm/분 하에서 측정하였다. 측정은, 종이의 세로 방향(MD)과 종이의 가로 방향(CD)에 대하여 각각 실시하였다. 이때의 파단시 강도(gf)를 습윤 강도에 대한 시험 결과 값으로 하였다(하기 표의 단위는 gf/25 mm임).
결과는 표 1에 제시하였다.
단위 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
평량 g/㎡ 40 40 40 41
두께 mm 0.43 0.42 0.39 0.57
밀도 g/㎤ 0.09 0.10 0.10 0.07
습윤 강도 MD gf/25 mm 51 51 47 67
CD gf/25 mm 39 40 38 56
수분해성 초 110 62 41 89
레이온의 데니어 데니어 1.5 1.5 1.5 1.5
레이온의 섬유 길이 mm 10 7 5 7
워터 젯의 압력 kg/㎠ 50 50 50 50
워터 젯의 처리 회수 회 2 2 2 2
실시예 B
본 발명의 수분해성 부직포의 기본 재료가 되는, 바인더를 함유하지 않은 섬유 시이트에 대해 실시예 A에서와 동일한 방식으로 시험을 실시하였다.
섬유 길이 7 mm 및 섬도 1.5 데니어의 레이온 섬유(도우호우 레이온(주) 제품)를 원료 섬유로 사용하고, 실시예 A에서와 동일한 방식으로 표 2에 기재된 평량을 가진 25 cm×25 cm의 섬유 웨브를 제조하였다. 그 후 실시예 A에서와 동일하게 하여 섬유 시이트를 얻고, 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다.
비교예로서, 평량이 15 g/㎡인 섬유 시이트에 대하여 동일한 방식으로 수분해성 및 습윤 강도 시험을 실시하였다.
결과는 표 2에 제시하였다.
단위 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3
평량 g/㎡ 15 100 25 41 80
두께 mm 0.16 0.78 0.27 0.4 0.65
밀도 g/㎤ 0.09 0.13 0.09 0.1 0.12
습윤 강도 MD gf/25 mm 8 76 20 49 67
CD gf/25 mm 7 60 14 37 52
수분해성 초 19 157 28 62 89
레이온의 데니어 데니어 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
레이온의 섬유 길이 mm 7 7 7 7 7
워터 젯의 압력 kg/㎠ 50 50 50 50 50
워터 젯의 처리 회수 회 2 2 2 2 2
실시예 C
본 발명의 수분해성 부직포의 기본 재료가 되는, 바인더를 함유하지 않은 섬유 시이트에 대하여 실시예 A에서와 동일한 방식으로 시험을 실시하였다.
섬유 길이 7 mm 및 섬도 1.5 데니어의 레이온 섬유(도우호우 레이온(주) 제품)를 원료 섬유로 사용하여, 실시예 A에서와 동일한 방식으로 5 cm × 25 cm의 섬유 웨브(평량 40g/㎡)를 제조하였다. 그 후, 표 3에 기재된 워터 젯 처리 조건하에 실시예 A에서와 동일한 방식으로 섬유 시이트를 얻었다. 얻어진 섬유 시이트에 대해 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다.
비교예로서, 워터 젯 처리를 실시하지 않은 섬유 시이트에 대해서도 마찬가지로 수분해성 및 습윤 강도 시험을 실시하였다.
결과는 표 3에 제시하였다.
단위 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2
평량 g/㎡ 40 40 42 41 42
두께 mm 0.12 0.22 0.62 0.4 0.51
밀도 g/㎤ 0.33 0.18 0.07 0.1 0.08
습윤 강도 MD gf/25 mm 41 42 68 49 56
CD gf/25 mm 40 38 35 37 38
수분해성 초 10 15 189 62 91
레이온의 데니어 데니어 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
레이온의 섬유 길이 mm 7 7 7 7 7
워터 젯의 압력 kg/㎠ × 30 50 50 50
워터 젯의 처리 회수 회 × 1 8 2 4
실시예 D
침염수 표백 크래프트 펄프(CSF = 740 ㎖) 30 중량%와 레이온 섬유 70 중량%를 원료 섬유로 사용하여 실시예 A에서와 같이 섬유 시이트를 조정하였다. 조정된 섬유 시이트에, 1 중량%의 메틸셀룰로스(신에츠 화학사 제품)를 스프레이로 도공한 후, 다시 열풍식 건조기를 사용하여 건조시켜 수분해성 부직포를 얻었다. 이 수분해성 부직포에, 중량비가 황산나트륨:트리메틸글리신:프로필렌글리콜:물 = 4.5:4.5:5:86인 수용액을, 수분해성 부직포 100 g 에 대하여 250 g으로 함침시켰다. 얻어진 수분해성 부직포에 대해서는 실시예 A에서와 같이 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다.
또한, 비교예로서, 워터 젯 처리를 실시하지 않은 부직포를 실시예 C에서와 동일한 방식으로 처리하여 얻었다. 얻어진 부직포에 대해서는, 실시예에서와 같이 수분해성 및 습윤 강도 시험을 실시하였다.
결과는 표 4에 제시하였다.
단위 비교예 실시예 1 실시예 2
섬유의 배합 레이온 % 70 70 30
NBKP % 30 30 70
평량 g/㎡ 44 43 43
두께 mm 0.13 0.40 0.32
밀도 g/㎤ 0.34 0.11 0.13
습윤 강도 MD gf/25 mm 408 340 618
CD gf/25 mm 395 312 566
수분해성 초 9 22 24
실시예 E
표 5에 기재된 평량을 가진 수분해성 부직포를 실시예 D에서와 동일한 방식으로 제조하였다. 얻어진 부직포에 대해 실시예 A에서와 동일한 방식으로 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다.
또한, 비교예로서 평량이 15 g/㎡인 수분해성 부직포를 실시예에서와 동일하게 하여 얻었다. 얻어진 부직포에 대해서는, 실시예에서와 동일하게 수분해성 및 습윤 강도 시험을 실시하였다.
결과는 표 5에 제시하였다.
단위 비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
평량 g/㎡ 15 20 40 80 100
두께 mm 0.22 0.27 0.40 0.11 0.94
밀도 g/㎤ 0.07 0.07 0.10 0.11 0.11
습윤 강도 MD gf/25 mm 204 255 340 550 683
CD gf/25 mm 168 208 312 506 630
수분해성 초 7 15 22 73 105
실시예 F
표 6에 기재된 섬유를 실시예 D에서와 같이 배합하여 섬유 시이트를 조정하였다. 조정된 섬유 시이트에, 1 중량%의 메틸셀룰로스를 스프레이로 도공한 후, 다 시 열풍식 건조기를 사용하여 건조시켜 수분해성 부직포를 얻었다. 얻어진 수분해성 부직포에 다음의 약액을 수분해성 부직포 100 g에 대해 250 g으로 스프레이를 사용하여 함침시켰다. 약액의 조성은, 무수 황산나트륨:트리메틸글리신:프로필렌글리콜:(메타)아크릴산(에스테르)말레인산 공중합체의 부분적 나트륨염:순수한 물의 중량비가 4.5:4.5:5:1:85인 수용액이었다. 약액을 함침시킨 수분해성 부직포는 20℃ 이하에서 24 시간 동안 정치한 후, 실시예 A에서와 같이 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다.
결과는 표 6에 제시하였다.
단위 비교예 실시예 1 실시예 2
섬유의 배합 레이온 % 70 70 30
NBKP % 30 30 70
평량 g/㎡ 44 43 43
두께 mm 0.13 0.41 0.32
밀도 g/㎤ 0.34 0.1 0.13
습윤 강도 MD gf/25 mm 584 487 883
CD gf/25 mm 565 446 809
수분해성 초 9 21 22
또한 표 6에 제시된 실시예 1의 수분해성 부직포를 사용하여 닦음 효과 시험을 실시하였다.
오염물을 30 ㎝×30 ㎝ 의 플라스틱 판 위에 산포하였다. 건성 오염물로는 시험용 분진(JIS Z 8901의 시험용 분진 7종) 0.2 g을, 또한 젖은 오염물로는 중간 농도 소스 0.5 ㎖를 사용하였다. 표 6에 기재된 실시예 1의 수분해성 부직포의 20 cm ×15 cm 시험편을 반으로 접어 10 cm×15 cm로 한 것을, 상기 플라스틱 판의 위 에 얹어 놓았다(각 수분해성 부직포에 대한 성질 측정 결과는 표 6에 제시하였다). 그리고, 시험편의 부직포 위에 10 cm×5 cm의 플라스틱 판을 얹어 놓고, 가압 게이지를 사용하여 5 m/분의 이동 속도로 플라스틱 판 위의 오염물을 닦아 내었다. 플라스틱 판 위에는 200 g의 추를 올려놓았기 때문에, 이동 시 시험편의 수분해성 부직포에 걸리는 힘은 0.5 kg 압이었다. 이 플라스틱 판의 표면 모두를 수분해성 부직포로 닦는 작업을 1회로 하여, 플라스틱판의 오염물이 완전히 없어질 때까지 닦음 작업을 반복하였다. 이 때의 닦음 작업 회수를 기록하였다.
비교예 1로서, 표 6에 제시된 비교예의 수분해성 부직포를 사용하여 실시예에서와 같은 방식으로 측정하였다.
또한, 본 발명의 청정용 물품의 닦음 효과가 부피에 기인된 것임을 보여주기 위해, 비교예 2에서는, 표 6에 기재된 실시예 1의 수분해성 부직포에 바인더를 함유시키기 전에 열 압축시킨 수분해성 부직포에 대해서도 동일한 측정을 하였다. 열 압축 처리는, 압력 20 kg/㎠ 및 온도 100℃의 조건 하에서 30 초 간 실시하여 워터 젯 처리를 하기 전의 부피(두께)까지 압축시켰다.
결과는 표 7에 제시하였다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1
워터 젯 처리 X O O
열 압축 처리 X O X
평량 (g/㎡) 44 43 43
두께 (mm) 0.13 0.13 0.41
밀도 (g/㎤) 0.34 0.33 0.10
건성 오염물(회) 4 4 2
습윤 오염물(회) 3 3 2
표 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예에서는 오염물을 완전히 닦아내기 까지의 닦음 회수가 적다. 즉, 청정 작업의 노동력이 적어도 된다는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 수분해성 부직포는 수분을 함유한 습한 상태에서도 사용 중에 충분한 강도를 유지할 수 있다. 또한, 사용 후에 다량의 물에 담그면 용이하게 분해된다.
또한, 본 발명의 수분해성 부직포는 부피감이 있기 때문에, 또한 표면이 요철로 되어 있기 때문에, 청정용 물품으로 사용한 경우에 닦음 효과가 높을 수 있다. 따라서, 적은 노동력으로 닦음 작업을 할 수 있다. 나아가, 이 청정용 물품은 두께가 있기 때문에, 감촉이나 닦음 작업에서의 감촉이 좋다.

Claims (14)

  1. 수분산성 섬유로 이루어진 섬유 웨브에 워터 젯 처리가 시행되어, 섬유 밀도가 높은 부분과 섬유 밀도가 낮은 부분이 형성되어 부피감이 있고, 또한 습윤시의 파단 강도가 100 gf/25 mm 미만인 섬유 시이트에 수용성 또는 수팽윤성 바인더가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  2. 제1항에 있어서, 바인더가 함유되지 않은 상태의 섬유 시이트의 수분해성이 100 초 이하인 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바인더가 함유되어 있는 상태의 수분해성 부직포의 수분해성이 120 초 이하인 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전해질을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유 길이가 10 mm 이하인 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  6. 제5항에 있어서, 섬유 웨브는 이 웨브를 구성하는 섬유의 길이가 7 mm 이하인 재생 셀룰로스 섬유 및 침엽수 펄프를 함유하는 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유 시이트를 구성하는 섬유의 밀도가 0.3 g/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바인더가 카르복시메틸셀룰로스, 알킬셀룰로스, 폴리비닐알콜, 변성 폴리비닐알콜로 이루어진 군 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  9. 제8항에 있어서, 바인더의 함량이 섬유 100 g에 대하여 0.5∼30 g인 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  10. 제4항에 있어서, 전해질이 수용성의 무기염, 유기염 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  11. 제10항에 있어서, 전해질을 물에 용해시키고, 그 수용액을 섬유 시이트에 함침시킨 것임을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  12. 제1항에 있어서, 워터 젯의 작업량이, 부직포 한면에 대해 1 회 당 0.05∼0.5 kW/㎡인 것을 특징으로 하는 수분해성 부직포.
  13. 제1항에 기재된 수분해성 부직포를 사용한 것을 특징으로 하는 수분해성의 청정용 물품.
  14. 제13항에 있어서, 유기 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 수분해성의 청정용 물품.
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