KR19990030137A - 변성 폴리비닐알콜을 함유하는 수분해성 섬유 시이트 - Google Patents

변성 폴리비닐알콜을 함유하는 수분해성 섬유 시이트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화장실 등에 떠내려 보내는 수분해성의 섬유 시이트에 있어서, 지금까지 수분해성이 좋고, 강도가 높으며, 또한 내열성에 있어서도 만족할 수 있을 뿐만 아니라 냉수중에서도 수분해성의 저하가 일어나지 않는 수분해성의 섬유 시이트가 없기에,
변성 폴리비닐알콜을 결합제로서 사용한 섬유 시이트에, 수용성의 유기염, 수용성의 무기염 및/또는 수용성의 붕산 화합물을 용해시킨 수용액을 함침시킴으로써 변성 폴리비닐알콜이 불용화되지 않고, 섬유 시이트의 습윤 강도를 유지하도록한 수분해성의 섬유 시이트를 제공하는 것에 관한다. 본 발명의 섬유 시이트는 수분해성과 강도가 뛰어나고, 또한 고온에서도 수분해성 및 강도의 저하가 생기지 않는다. 또한, 냉수중에서의 수분해성도 뛰어나다.

Description

변성 폴리비닐알콜을 함유하는 수분해성 섬유 시이트
본 발명은 수류(水流)에 의해서 용이하게 분산하는 수분해성 섬유 시이트에 관한 것이다. 더욱 상세히는 수분해성, 강도, 내열성 및 냉수중에서의 수분해성이 뛰어난 수분해성 섬유 시이트에 관한 것이다.
사람의 엉덩이등의 피부를 닦기 위해, 또는 화장실 주변의 청소를 위해서 섬유 시이트가 사용된다. 이 섬유 시이트는 화장실에 그대로 떠내려 버릴 수 있도록, 수분해성인 것이 바람직하게 사용된다. 그러나, 화장실 등에 떠내려 버렸을 경우, 수분해성이 좋은 것이 아니라면 정화조에서 분산되는데 시간이 걸리게 된다. 또한, 화장실 등의 배수구를 막히게 해 버릴 위험성도 있다. 일반적으로, 청정제 등으로 적신 상태로 포장되는 섬유 시이트는 청정제 등이 함침한 상태로 와이핑 작업에 견딜 만큼의 충분한 강도가 필요하고, 또한 화장실에 떠내려 버렸을 때에는 물에 분해될 필요가 있다. 따라서, 수분해성이 좋고, 또한 사용에 견딜 수 있는 강도를 갖는 수분해성 섬유 시이트가 요구되고 있다.
예컨대, 폴리비닐알콜을 사용한 수분해성 섬유 시이트가 개발되어 있다. 일본 특허 공개 공보 평성 3-292924호에는 폴리비닐알콜을 함유하는 섬유에 붕산 수용액을 함침시킨 수분해성 청소 물품이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 공보 평성 6-198778호에는 폴리비닐알콜을 함유하는 부직포에 붕산이온 및 중탄산이온을 함유시킨 수분해성 냅킨이 개시되어 있다. 이들은 붕산이 폴리비닐알콜에 대하여 교차 결합하는 성질을 이용하여 섬유와 섬유를 결합시킴으로써 섬유 시이트가 만들어지고 있다. 그러나, 사용에 견딜 수 있는 강도를 갖는 섬유 시이트를 만드는 경우, 대량의 결합제, 즉 폴리비닐알콜이 필요하게 된다.
한편, 소위 잡화 제품은 그 제품의 이송 또는 보관중에 차속이나 창고속에 놓아 두는 경우가 많다. 그렇게 했을 경우, 폐쇄된 공간내에서는 온도가 바깥 기온보다 상승하게 된다. 또한, 가정내에서의 보관에 관해서도 한여름이라도 되면 40℃의 환경하에 제품이 놓여지는 경우도 생각할 수 있다. 그러나, 수분해성 섬유 시이트를 미리 적신 상태로 포장하여 제품으로서 시장에 출하하는 경우, 고온하에 놓아 두면 수분해성과 강도가 현저히 저하한다. 따라서, 그러한 고온하의 환경에서도 수분해성 섬유 시이트로서의 수분해성 및 강도를 잃지 않는 일, 즉 내열성이 중요하다. 그러나, 상기 각 공보에 개시된 수분해성 청소 물품 및 수분해성 부직포에 있어서, 그 물품의 내열성에 대해서는 아무런 보고가 되어 있지 않다.
그런데, 수온은 계절에 따라 변화하지만, 통상은 기온보다 낮은 온도이다. 사용후의 섬유 시이트가 화장실등에 떠내려 버려지는 경우, 낮은 온도의 물, 즉 찬물속에서 분해되지 않으면 안된다. 그러나, 일반적으로 폴리비닐알콜을 결합제로서 사용한 수분해성 섬유 시이트에 있어서는 수온이 높을수록 수분해성은 좋아지지만, 수온이 낮을수록 수분해성은 나빠진다.
본 발명의 목적은 수분해성이 좋고, 또한 사용에 견딜 수 있는 강도를 갖는 섬유 시이트를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 내열성이 우수한 수분해성 섬유 시이트를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 찬물속에서도 수분해성이 좋은 섬유 시이트를 제공하는 것에 있다.
도 1은 실시예 3에 기재된 2.5 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대한 40℃에서 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에서 7일 간 보관한 후의 수분해성의 관계를 도시하는 선도.
도 2는 실시예 3에 기재된 3.0 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대한 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성의 관계를 도시하는 선도.
도 3은 실시예 3에 기재된 4.0 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대한 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성의 관계를 도시하는 선도.
도 4는 실시예 3에 기재된 2.0 mol% 변성 카르복실산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대한 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성의 관계를 도시하는 선도.
본 발명자들은 변성 폴리비닐알콜을 사용한 수분해성 섬유 시이트가 수분해성, 강도, 내열성 및 찬물속에서의 수분해성이 우수한 것을 발견하였다.
본 발명의 상기 목적 및 이점은 청구범위 제1항 또는 제2항을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트에 의해 달성된다.
이들은 변성 폴리비닐알콜을 결합제로 사용한 섬유 시이트를 청정제 등에 함침시킨 상태, 즉 젖은 상태에서도 와이핑 작업 등의 사용에 견딜 수 있는 강도가 유지된다. 그리고 대량의 물에 대해서는 섬유 시이트가 수중에 분산되어 수분해성을 보인다.
본 발명의 섬유 시이트에 있어서는 물에 대한 분산성이 좋은 섬유가 사용된다. 여기서 말하는 물에 대한 분산성이란 수분해성과 같은 의미로서, 다량의 물에 접촉함으로써 세분화되는 성질을 말한다.
본 발명에 있어서 사용되는 섬유 시이트에 포함되는 섬유로서는 천연 섬유 또는 화학 섬유중 어느 한쪽 또는 양쪽 섬유를 사용할 수 있다. 천연 섬유로서는 목재 펄프, 화학 섬유로서는 재생 섬유인 레이온이나 합성 섬유인 폴리프로필렌 등을 들 수 있다. 또한, 이들을 주체로 목면 등의 천연 섬유, 레이온, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜, 폴리에스테르 또는 폴리아크릴니트릴 등의 합성 섬유, 폴리에틸렌 등으로 이루어지는 합성 펄프 및 유리울 등의 무기 섬유 등을 함유시켜도 좋다.
본 발명의 섬유 시이트에 있어서는 섬유의 평량은 20∼100g/m2가 바람직하다. 평량이 상기 하한치보다 작으면, 섬유 시이트를 와이핑 작업용 시이트로서 사용하는데 있어서, 필요한 강도를 얻을 수 없다. 또한, 섬유의 평량이 적은 경우에 있어서 변성 폴리비닐알콜이 코팅되면, 섬유 시이트가 단단해지고, 접촉시 소프트감이 저하한다. 평량이 상기 상한치보다 크면, 섬유 시이트로서의 유연성이 결여된다. 또한, 이 경우에 있어서 섬유 시이트를 형성하면, 변성 폴리비닐알콜의 양이 다량이 된다. 엉덩이 닦기용이나 청소용으로서 와이핑 작업에 사용되는 섬유 시이트로서 사용되는 경우, 강도 및 소프트감의 면에서, 더욱 바람직한 섬유의 평량은 30∼70g/m2이다.
본 발명에 있어서의 섬유 시이트는 통상 행해지고 있는 건식법, 습식법중 어느 방법으로도 제조할 수 있다. 예컨대, 습식법으로 제조하는 경우, 초지(抄紙)된 섬유 웨브를 건조시킨 후, 결합제로 변성 폴리비닐알콜을 실크스크린 등을 사용하여 코팅한다. 섬유 웨브이란 섬유의 방향이 어느 정도 일치한 섬유 덩어리의 시이트형인 것을 말한다. 제조된 섬유 시이트에 있어서는 변성 폴리비닐알콜에 의해 섬유 사이의 접합이 강화된다.
본 발명에 있어서의 변성 폴리비닐알콜이란 설폰산기 및 카르복실기를 소정량 함유하는 비닐알콜계 중합체로서, 전자를 설폰산 변성 폴리비닐알콜, 후자를 카르복실산 변성 폴리비닐알콜이라고 한다. 이하, 설폰산기 및 카르복시기를 함유하는 유닛 단위를 X로 표시한다.
설폰산기를 갖는 단량체로서는 에틸렌설폰산, 아릴설폰산, 메타아릴설폰산, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판설폰산 및 그들 염 등을 들 수 있다. 설폰산기를 갖는 화합물로서는 P-설폰산벤즈알데히드 및 그들 염 등의 설폰산기를 갖는 알데히드 유도체를 들 수 있고, 종래 공지의 아세탈화 반응에 의한 도입이 가능하다.
카르복실기를 갖는 단량체로서는 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 무수말레산, 무수프탈산, 무수 트리메트산, 아크릴산 및 그들 염, 및 아크릴산메틸 등의 아크릴산에스테르류, 메타크릴산메틸 등의 메타크릴산에스테르류 등을 들 수 있다. 카르복실기를 갖는 화합물로서는 아크릴산 등의 단량체를 들 수 있고, 종래 공지의 마이클 부가 반응에 의한 도입이 가능하다.
본 발명에 있어서는, 섬유 시이트의 수분해성 및 강도의 면에서 설폰산 변성 폴리비닐알콜이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 변성 폴리비닐알콜의 변성도란 변성 폴리비닐알콜의 공중합체중에 함유되는 X의 몰비이다. 변성 폴리비닐알콜중 폴리비닐알콜의 몰당량, 아세트산비닐의 몰당량 및 X의 몰당량에 대한 X의 몰당량이다. 예컨대, 변성 폴리비닐알콜이 하기 화학식 1(화 1)로 표시되는 경우(단 1은 비닐알콜의 몰당량, m은 아세트산비닐의 몰당량, n은 X의 몰당량), 변성도는 수학식 1로 표시된다.
변성도가 높아지면 높아질수록 수분해성이 좋아진다. 한편, 섬유 시이트의 강도가 저하하게 된다. 그 때문에, 수분해성 섬유 시이트가 엉덩이 닦기용이나 청소용으로서 와이핑 작업에 사용되는 경우, 변성 폴리비닐알콜의 변성도는 바람직하게는 1.0∼10.0 mol%이다. 또한, 더욱 바람직한 변성도는 2.0∼5.0 mol%이다.
변성 폴리비닐알콜에 대해서는 각종 비누화도 및 중합도를 갖는 것을 생각할 수 있다.
본 발명에 있어서 사용되는 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대해서는 첨가 화합물 및 변성 폴리비닐알콜의 변성량에 따라서도 다르기 때문에 특별히 제한은 없지만, 본 발명의 효과를 보다 발현하기 때문에, 80∼90 몰%의 비누화도인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는 특정한 비누화도의 변성 폴리비닐알콜을 단독 또는 복수 겸용할 수 있다. 또한, 비누화도가 작으면 수분해성 섬유 시이트의 강도가 약해진다. 즉, 엉덩이 닦기용이나 청소용으로서 와이핑 작업에 사용하는 경우, 섬유 시이트가 찢어지기 쉬워진다. 또한, 비누화도가 크면, 강도가 좋아지는 한편, 수분해성이 나빠지게 된다. 수분해성 및 강도의 면에서, 더욱 바람직한 비누화도는 86∼98%이다.
또한, 본 발명에 있어서 변성 폴리비닐알콜의 변성도에 따라 가장 적합한 비누화도는 변한다. 부직포에 있어서 수분해성의 섬유 시이트를 만드는 경우, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도는 바람직하게는 1.0∼10.0 mol%이지만, 이 경우 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도는 80∼98%인 것이 바람직하다.
설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도는 더욱 바람직하게는 2.0∼5.0 mol%이지만, 이 경우 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도는 86∼98%인 것이 바람직하다.
또한, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도가 1.0∼2.0 mol%인 경우, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도는 84∼90%인 것이 바람직하다. 또, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도가 2.0∼3.0 mol%인 경우, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도는 86∼95%인 것이 바람직하다. 또, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도가 3.0∼5.0 mol%인 경우, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도는 92∼98%인 것이 바람직하다.
한편, 변성 폴리비닐알콜의 중합도에 대해서는 점도 평균 중합도로서 100∼8000 정도가 바람직하다. 중합도가 상기 하한치보다 작은 경우, 섬유와 섬유의 결합을 강화하는 결합제로서의 역할을 다할 수 없기 때문에, 섬유 시이트의 강도가 부족하다. 또한, 중합도가 상기 상한치보다 큰 경우, 제조 공정에 있어서 점도가 지나치게 높아서 섬유 시이트에 대하여 균일하게 코팅할 수 없는 등의 문제가 생긴다. 또한, 단단하고 뻣뻣한 감촉이 드는 소프트감이 결여된 섬유 시이트가 되기 때문에 제품으로서 사용하기 어렵다. 수분해성의 섬유 시이트의 수분해성 및 소프트감의 면에서, 바람직한 중합도는 500∼4000 정도이다. 더욱 바람직한 중합도는 1000∼2500 정도이다.
변성 폴리비닐알콜의 양(코팅량)은 섬유의 중량을 100g으로 했을 때 3∼30g인 것이 바람직하다. 양이 상기 하한보다 적으면, 섬유 시이트의 강도가 낮아진다. 또한, 양이 상기 상한보다 많으면, 섬유 시이트가 단단해지고, 소프트감이 저하되기 때문에 사용감이 나빠진다. 또한 수분해성 및 소프트감의 면에서 더욱 바람직한 폴리비닐알콜의 양은 섬유의 중량을 100g으로 했을 때 5∼20g이다.
또한, 본 발명의 수분해성 섬유 시이트에는 변성 폴리비닐알콜과 함께, 변성되어 있지 않은 폴리비닐알콜도 함유시킬 수 있다.
이하, 변성 폴리비닐알콜이 코팅된 상태의 섬유를 변성 폴리비닐알콜 가공지라고 한다.
본 발명에 있어서는 섬유 시이트의 사용전 또는 사용중에 변성 폴리비닐알콜이 소량의 물에 용해하는 것을 막기 위해, 즉, 변성 폴리비닐알콜의 용해 방지를 위해, 수용성 유기염, 수용성 무기염 및/또는 수용성 붕소 화합물이 사용된다.
본 발명에서는 변성 폴리비닐알콜을 염석(鹽析)시키고, 또한 수용성이 좋은 것으로서 수용성 유기염이 사용된다. 유기염중에서도 바람직하게는 카르복실산염이 사용된다. 카르복실산염으로서, 바람직하게는 주석산나트륨, 주석산칼륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 사과산나트륨 및 사과산칼륨으로 이루어지는 군 중 1종 또는 2종 이상의 카르복실산염이 사용된다. 이들은 수용성이 우수하고, 또한 인체에 나쁜 영향을 미치게 할 우려가 없다. 또한 그 중에서도 특히 바람직하게는 주석산염, 예컨대, 주석산나트륨 또는 주석산칼륨이 사용된다. 주석산염을 이용하면, 섬유 시이트의 수분해성, 강도, 내열성 및 찬물속에서의 수분해성이 더욱 좋아진다.
유기염이 카르복실산염이고, 주석산나트륨, 주석산칼륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 사과산나트륨 및 사과산칼륨으로부터 선택되는 경우, 변성 폴리비닐알콜 가공지를 100g으로 했을 때, 카르복실산염이 2.5∼50.0g 함유되는 것이 바람직하다. 예컨대, 카르복실산염의 농도가 1.0 중량% 이상인 수용액을 섬유 100g에 대하여 250g 함침시킨다. 카르복실산염이 상기 양보다 적으면, 습식인 상태에서의 강도가 충분하지 않고, 또한 수분해성이 나빠진다. 이 경우, 섬유 시이트에 대한 변성 폴리비닐알콜의 양을 증가시킴으로써 강도를 향상시키는 것은 가능하다. 단, 변성 폴리비닐알콜의 양이 많아지면 섬유 시이트의 소프트감이 나빠진다. 또한 더욱 바람직하게는 변성 폴리비닐알콜 가공지를 100g으로 했을 때, 카르복실산염이 5.0g 이상 함유된다. 섬유 시이트에 있어서, 카르복실산염의 함유량이 많아질수록수분해성 및 강도가 좋아진다. 따라서, 변성 폴리비닐알콜의 비누화도가 낮은 경우에는 카르복실산염의 양을 증가시킴으로써 수분해성 섬유 시이트의 강도를 높일 수 있다. 카르복실산염의 양의 상한치에 대해서는 특별히 규제는 하지 않지만, 수용액을 섬유 100g에 대해서 250g 함침시키는 경우, 카르복실산염의 농도를 40중량%로 하여 실험한 결과, 수분해성과 강도 모두 양호하였다.
또한, 본 발명의 섬유 시이트에는 섬유 시이트의 강도를 높이기 위해서 배합되는 상기 유기염 대신에, 수용성 무기염을 사용할 수 있다. 무기염은 변성 폴리비닐알콜에 염석 반응을 일으키게 하기 때문에, 변성 폴리비닐알콜이 소량의 물에 용해하는 것을 방지한다. 무기염은 본 발명의 효과를 발생시키는 것이라면 어떠한 것이라도 상관없다. 무기염의 예로서는 황산칼륨, 황산암모늄, 황산아연, 황산구리, 황산철, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 칼륨 명반, 질산암모늄, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산알루미늄, 염화나트륨, 염화칼륨 등을 들 수 있다. 섬유 시이트의 강도를 더욱 높인다고 하는 점에서 본 발명에 있어서는 황산칼륨 및/또는 황산나트륨이 특히 바람직하다.
무기염에 있어서는 변성 폴리비닐알콜 가공지를 100 g으로 했을 때에 2.5∼50.0g의 범위로 함유시키는 것이 바람직하다. 예컨대, 무기염의 농도가 1.0 중량% 이상인 수용액을 섬유 100g에 대하여 250g 함침시킨다.
또한, 본 발명의 섬유 시이트에는 섬유 시이트의 강도를 높이기 위해서 배합되는 상기 유기염 대신에 수용성 붕소 화합물을 사용할 수 있다. 붕소 화합물은 변성 폴리비닐알콜에 대하여 가교 반응을 일으키기 때문에, 변성 폴리비닐알콜이 소량의 물에 용해하는 것을 방지한다. 붕소 화합물은 붕산 및 붕산나트륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 바람직하다. 이들 붕소 화합물에 있어서는 섬유를 100g으로 했을 때에 0.25∼12.5g의 범위로 함유시키는 것이 바람직하다. 예컨대, 붕소 화합물의 농도가 0.1 중량% 이상인 수용액을 섬유 100g에 대하여 250g 함침시킨다.
이상으로 기술한 섬유 시이트의 강도를 높이기 위해서 배합된 화합물은 수용성 유기염, 수용성 무기염 및 수용성 붕산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종의 화합물이어도 좋지만, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 섬유 시이트의 강도를 높이기 위해서 배합된 화합물에 대하여 수용성인 것을 필수 조건으로 하고 있지만, 이것은 수분해성 섬유 시이트의 사용상의 제한으로부터 오는 것으로, 물에 떠내려 보냈을 때 용해하지 않으면 안되기 때문이다. 따라서, 화장실 등의 배수구에 떠내려 버리는 경우, 오수 처리 또는 배수에 영향을 주지 않는 범위내에서 수분해성이 있으면 좋다고 생각한다. 즉, 수용성이 뛰어나서 좋은 것 만으로 한정한다는 의미가 아니다.
이상과 같이 하여 얻어진 수분해성 섬유 시이트는 통상의 기온보다 높은 온도하의 보관에 있어서도 수분해성 및 강도가 저하되지 않는다. 예컨대, 40℃ 분위기하의 보관후에 있어서도 수분해성 및 강도가 저하되지 않는다.
또, 본 발명의 섬유 시이트는 통상의 기온보다 낮은 찬물속에서도 수분해성의 저하가 적다. 예컨대 10℃의 물속에서의 수분해성은 20℃의 물속에서의 수분해성과 거의 변함없다.
본 발명에 있어서의 수분해성 섬유 시이트에는 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 기타 물질을 함유시킬 수 있다. 예컨대, 계면 활성제, 살균제, 보존제, 탈취제, 보습제, 알콜 등을 함유시킬 수 있다. 또한, 그들 물질을 섬유 시이트에 함침시키는 카르복실산을 용해시킨 수용액에 함유시켜 섬유 시이트를 조정할 수도 있다.
본 발명의 수분해성의 섬유 시이트는 엉덩이를 닦는 등의 인체의 피부에 사용하는 웨트 티슈로서, 또한 화장실 주위의 청소용 등으로서 사용할 수 있다. 본 발명의 수분해성 섬유 시이트를 미리 적신 제품으로서 포장하는 경우, 섬유 시이트가 건조하지 않도록 밀봉 포장되어 판매된다.
또는 본 발명의 수분해성 섬유 시이트는 건조한 상태로 판매되는 것이어도 좋다. 예컨대, 섬유 시이트에 변성 폴리비닐알콜을 코팅하여 유기염, 무기염 및/또는 붕소 화합물을 용해시킨 수용액을 함침시킨 후, 건조시킨 수분해성 섬유 시이트를 사용시에 물이나 약액을 함침시켜 사용하는 것이어도 좋다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.
실시예 1
원료 섬유로서 침엽수 표백 크래프트 펄프(캐나다 표준 프리네스(Freness)(CSF) 시험에서의 여과수량=740 ㎖) 100%를 사용하여, 초지기(원망;圓網) 사용하여 습식 초지법에 의해, 평량 50 g/㎡의 섬유 시이트(원료지)를 제조하였다. 이 섬유 시이트(원료지)를 건조시킨 후, 섬유 시이트(원료지) 표면에 설폰산 변성 폴리비닐 알콜을 10 g/㎡ 코팅하고, 섬유 시이트를 조정하였다. 코팅하는 방법으로서, 실크 스크린(60 메시)을 사용하여 폴리비닐알콜을 섬유 시이트(원료지)에 대하여 균일하게 코팅하였다. 코팅 후, 열풍식 건조기를 사용하여 170℃에서 2분간 건조하였다. 이 때 사용한 설폰산 변성 폴리비닐알콜은 변성도가 3.0 mol%, 비누화도가 93.1%, 또한 중합도가 1150이다.
상기 방법으로써 얻어진 조정된 섬유 시이트에 대하여, 주석산 나트륨을 물에 용해시키고, 농도를 18.0 중량%로 한 수용액을, 변성 폴리비닐알콜 가공지의 중량을 100% 기준으로 하여, 250 중량%의 양을 함침시켰다. 또한, 얻어진 조정된 섬유 시이트에 대하여, 황산나트륨을 물에 용해시키고, 농도를 12.0 중량%로 한 수용액을, 변성 폴리비닐알콜 가공지의 중량을 100% 기준으로 하여, 250 중량%의 양을 함침시켰다. 얻어진 각각의 섬유 시이트를 본 발명의 실시예로서 수분해성, 습윤 강도 및 내열성을 시험하였다.
수분해성의 시험은 JIS P4501의 화장실용 티슈 분해 용이도 시험에 기초하여 행하고, 수온이 20±5℃의 수류중에서의 섬유 시이트의 분해 용이도를 측정하였다. (표 1, 단위는 초)
습윤 강도는 상기 방법에 의해서 얻어진 섬유 시이트를 폭 25 ㎜, 길이 150㎜로 재단한 것을 시료로서 사용하고, 텐실론(Tensilon) 시험기를 사용하여, 척 간격 100 ㎜, 인장 속도 100 ㎜/min에서 측정하였다. 그 때의 파단시의 강도(gf)를 습윤 강도의 시험 결과의 값으로 하였다(표 1, g/25 ㎜로 나타냄).
또한, 내열성의 시험에 관해서는 수분해성의 섬유 시이트를 폴리프로필렌제의 자루에 밀봉한 후, 폴리에틸렌제의 용기에 넣고, 40℃ 분위기중에 24시간 보관한 후, 상기 방법으로 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다.
냉수중에서의 수분해성의 시험은 JIS P4501의 화장실용 티슈의 분해 용이도 시험과 같은 방법이고, 수온이 10℃의 수류중에서의 섬유 시이트의 분해 용이도를 측정하였다. (표 1, 단위는 초)
비교예에 관해서는 실시예의 설폰산 변성 폴리비닐알콜 대신에, 폴리비닐알콜(비누화도가 88%, 또한 중량 평균 중합도가 1700인 「PVA-217」 클라레(주) 사제)을 사용하여 상기 방법과 동일하게 섬유 시이트를 제조하였다. 폴리비닐 알콜의 코팅량은 섬유에 대하여 10 g/㎡이다. 또한, 붕산나트륨(硼砂), 황산 나트륨, 주석산 나트륨을 각각 용해시킨 수용액을 조정하였다. 각각 농도는 0.8 중량%, 12.0 중량%, 18.0 중량% 이다. 그 수용액을, 폴리비닐알콜 가공지의 중량을 100% 기준으로 하여 250%의 양을 상기 조정한 섬유 시이트에 함침시켰다. 얻어진 섬유 시이트에 대하여, 실시예와 같이 수분해성, 습윤 강도 및 내열성을 시험하였다.
결과를 표 1에 나타낸다.
(중량%) 수분해성 습윤강도 40℃·24시간보관후 냉수 중에서의 수분해성(초)
(초) (g/25㎜) 수분해성(초) 습윤강도(g/25㎜)
비교예 폴리비닐알콜 붕산나트륨 0.8 182 2511 226 612 320
황산나트륨 12.0 330 2113 563 1852 540
주석산나트륨 18.0 132 3121 159 2956 162
설폰산변성폴리비닐알콜 주석산나트륨 18.0 63 2430 118 2105 102
황산나트륨 12.0 95 1874 142 1771 151
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 함유한 섬유 시이트는 40℃에서 24시간 보관한 후에도 강도의 저하가 적었다. 또한, 수분해성 설폰산 변성 폴리비닐 알콜을 사용하는 섬유 시이트는 수분해성이 좋은데다가, 냉수중에서의 수분해성이 뛰어났다.
실시예 2
섬유 시이트(원료지)를 실시예 1과 같이 조정하였다. 카르복실산염으로서, 구연산 나트륨, 주석산 칼륨, 주석산 나트륨을 각각 용해시킨 수용액을 조정하였다. 각각의 농도는 18 중량% 이다. 그 수용액을, 변성 폴리비닐 알콜 가공지 중량을 100% 기준으로 하여 250%의 양을 조정된 섬유 시이트에 함침시켰다.
얻어진 섬유 시이트에 대하여, 수분해성, 습윤 강도, 40℃하에서 24시간 보관 후의 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다. 측정 방법은 실시예 1과 동일하다.
또한, 고온하에서 장기 보관에 대한 내열성을 보기 위해서, 얻어진 섬유 시이트를 폴리프로필렌제의 자루에 밀봉한 후, 폴리에틸렌성의 용기에 넣고, 40℃ 분위기하에서 7일간 보관한 후 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다. 측정 방법은 실시예 1과 동일하다.
비교예로서, 카르복실산 변성 폴리비닐알콜 대신에, 폴리비닐알콜을 사용하여, 실시예 1에서의 비교예와 동일하게 섬유 시이트를 조정하였다. 얻어진 조정된 섬유 시이트에, 주석산 나트륨을 물에 용해시키고, 농도를 18.0 중량%로 한 용액을, 변성 폴리비닐알콜 가공지 중량을 100% 기준으로 하여 250%의 양을 조정한 섬유 시이트에 함침시켰다. 얻어진 섬유 시이트에 대하여, 실시예와 같이 수분해성, 습윤 강도, 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성 및 습윤 강도와 함께 40℃ 하에서 7일간 보관한 후의 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다.
결과를 표 2에 나타낸다.
(중량%) 수분해성 습윤강도 40℃·24시간보관후 40℃·7일간 보관후
(초) (g/25㎜) 수분해성(초) 습윤강도(g/25㎜) 수분해성(초) 습윤강도(g/25㎜)
비교예 폴리비닐알콜 주석산나트륨 18.0 132 3121 159 2956 900 2984
설폰산변성폴리비닐알콜 주석산나트륨 18.0 63 2430 118 2105 170 2105
표 2의 결과로부터도 알 수 있듯이, 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 함유한 섬유 시이트는 40℃ 하에서 7일간 보관한 후에도 수분해성의 저하가 비교예에 비하여 적은 것을 알 수 있다.
실시예 3
섬유 시이트(원료지)를 실시예 l과 같이 제조하였다. 섬유 시이트(원료지)에 대하여, 각종 설폰산 변성 폴리비닐 알콜 또는 카르복실산 변성 폴리비닐 알콜을 실시예 1과 같이 코팅하였다. 각종의 설폰산 변성 폴리비닐알콜 또는 카르복실산 변성 폴리비닐알콜은 각각 변성도, 비누화도 및 중합도가 다르다. 주석산 나트륨을 물에 용해시키고, 농도를 18.0 중량% 인 수용액을 조정하였다. 그 수용액을 조정된 섬유 시이트의 각각에, 섬유 중량 100%에 대해 250%의 양을 함침시켰다. 얻어진 섬유 시이트에 대하여, 수분해성, 습윤 강도, 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성 및 습윤 강도와 함께 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성 및 습윤 강도를 측정하였다. 측정 방법은 실시예 2와 동일하다.
비교예로서, 카르복실산 변성 폴리비닐알콜 대신에, 폴리비닐알콜을 사용하여, 실시예 1에서의 비교예와 동일하게 섬유 시이트를 조정하였다. 얻어진 조정된 섬유 시이트에, 주석산 나트륨을 물에 용해시키고, 농도를 18.0 중량%로 한 용액을 변성 폴리비닐알콜 가공지 중량 100%에 대해 250%의 양을 상기 조정한 섬유 시이트에 함침시켰다. 얻어진 섬유 시이트에 대하여, 실시예와 같이 수분해성, 습윤 강도, 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도를 측정하였다.
결과를 표 3에 나타낸다.
변성도 비누화도 중합도 수분해성 습윤강도 40℃·24시간보관후 40℃·7일간보관후
(mol%) (%) (초) (g/25㎜) 수분해성(초) 습윤강도 (g/25㎜) 수분해성(초) 습윤강도(g/25㎜)
비교예 0.0 88.0 1700 132 3121 159 2956 600 2280
설폰산변성 1.51.51.51.5 82.084.088.091.8 1600160016001600 70114141210 1500220037605000 114177182258 1215216933255000 600600600600 1141214132795000
2.02.02.0 84.088.092.0 170017001700 2554126 63417472861 31153159 59118272684 36178423 58813572611
2.52.52.52.5 86.088.090.692.6 1600160016001600 32404953 1435210530213920 69889496 1387203228873805 119210298332 1288197727743585
3.03.03.03.03.03.0 88.090.592.293.194.195.5 115011001150110011501150 304347636689 88712251858243034984385 428188118168216 8459721426210525883846 81160180191195468 82712251177195531303616
4.04.04.04.0 93.495.096.897.9 1200120012001200 21284973 44896418454517 455196138 34372116003948 4041180600 41597715454471
5.05.05.010.0 95.296.698.099.5 1130113011301100 41428332 67312522130370 394712135 67311202011383 518021135 87314351984468
카르복실산변성 1.01.01.0 80.084.088.0 180018001800 7184139 114121004328 149259600 106920404245 244600600 100719443499
2.02.02.0 82.088.090.0 180018001800 597594 125824833284 110170291 114522633047 411518600 108818622856
[도 1에 관하여]
2.5 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 사용하여 행한 실시예 3의 결과에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대한 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성 관계의 선도를 도 1에 도시한다.
도 1로부터, 섬유가 펄프 100%, 변성 폴리비닐알콜의 코팅량이 섬유 중량에 대하여 10 g/㎡, 섬유 시이트에 함침시키는 용액인 주석산 나트륨의 농도가 18 중량%, 또한 섬유를 100%로 하였을 때에 함침시키는 양이 250 중량%인 수분해성의 섬유 시이트에서, 2.5 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 결합제로서 사용한 섬유 시이트의 경우에 다음과 같은 것을 알았다.
상기 조건에서, 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성의 결과가 200초이하이고, 또한 강도가 1000 g/25 ㎜이기 위한, 폴리비닐알콜의 바람직한 비누화도는 86%이상이다. 또한, 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성의 결과가 400초 이하 이기 위한 폴리비닐알콜의 바람직한 비누화도는 91% 이하이다. 따라서, 이 경우 바람직한 비누화도는 86∼91%이다.
[도 2에 관하여]
또한, 3.0 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 사용하여 행한 실시예 3의 결과에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대한 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성 관계의 선도를 도 2에 도시한다.
도 2로부터, 섬유가 펄프 100%, 변성 폴리비닐알콜의 코팅량이 섬유 중량에 대하여 10g/㎡, 섬유 시이트에 함침시키는 용액인 주석산나트륨의 농도가 18 중량%, 또한 섬유를 100% 로 하였을 때에 함침시키는 양이 250 중량%인 수분해성의 섬유 시이트에 있어서, 2.5 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 결합제로서 사용한 섬유 시이트의 경우에 다음과 같은 것을 알 수 있다.
상기의 조건에서, 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성 결과가 200초이하이고, 또한 강도가 1000 g/25 ㎜이기 위한 폴리비닐알콜이 바람직한 비누화도는 90% 이상이다. 또한, 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성의 결과가 400초이하이기 위한 폴리비닐알콜의 바람직한 비누화도는 95% 이하이다. 따라서, 이 경우 바람직한 비누화도는 88∼94% 이다.
[도 3에 관하여]
또한, 4.0 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 사용하여 행한 실시예3의 결과에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대한 40℃하에서 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성 관계의 선도를 도 3에 도시한다.
도 3으로부터, 섬유가 펄프 100%, 변성 폴리비닐알콜의 코팅량이 섬유 중량에 대하여 10 g/㎡, 섬유 시이트에 함침시키는 용액인 주석산나트륨의 농도가 18 중량%, 또한 변성 폴리비닐알콜 가공지를 100% 로 하였을 때에 함침시키는 양이 250 중량%인 수분해성의 섬유 시이트에 있어서, 2.5 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 결합제로서 사용하는 섬유 시이트의 경우에 다음과 같은 것을 알 수 있다.
상기 조건에서, 40℃하에 24시간 보관한 후의 수분해성 결과가 200초 이하이고, 또한 강도가 1000g/25㎜이기 위한 폴리비닐알콜의 바람직한 비누화도는 95% 이상이다. 또한, 40℃하에서 7일간 보관한 후의 수분해성 결과에서 폴리비닐알콜의 비누화도는 97%라도 400초 이하이다.
[도 4에 관하여]
2.0 mol% 변성 카르복실산 변성 폴리비닐알콜을 사용하여 행한 실시예 3의 결과에 있어서, 카르복실산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도에 대한 40℃하에 24시간 보관한 후의 수분해성과 습윤 강도 및 40℃하에 7일간 보관한 후의 수분해성 관계의 선도를 도 4에 도시한다.
도 4로부터, 섬유가 펄프 100%, 변성 폴리비닐알콜의 코팅량이 섬유 중량에 대하여 10 g/㎡, 섬유 시이트에 함침시키는 용액인 주석산나트륨의 농도가 18 중량%, 또한 변성 폴리비닐알콜 가공지를 100% 로 하였을 때에 함침시키는 양이 250 중량% 인 수분해성 섬유 시이트에 있어서, 2.5 mol% 변성 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 결합제로서 사용한 섬유 시이트의 경우에 다음과 같은 것을 알 수 있다.
상기 조건에서, 40℃하에 24시간 보관한 후의 수분해성 결과가 200초 이하이고, 또한 강도가 1000g/25㎜이기 위한 폴리비닐알콜의 바람직한 비누화도는 82% 이상이다. 또한, 40℃하에 7일간 보관한 후의 수분해성 결과가 400초 이하이기 위한 폴리비닐알콜이 바람직한 비누화도는 82%이하이다. 따라서, 이 경우 바람직한 비누화도는 82% 이하이다.
이상과 같이, 본 발명의 수분해성 섬유 시이트에서는, 변성 폴리비닐알콜의 변성도에 의해, 바람직한 비누화도가 결정된다. 단지, 변성도 및 비누화도는 섬유의 양 및 함유시키는 약액의 종류 및 양 등에 의해서도 변동한다. 따라서, 수분해성 및 강도가 뛰어난 수분해성 섬유 시이트를 얻기 위해서는, 변성도 및 비누화도를 적절하게 조정하는 것이 필요하다.
이상과 같이, 본 발명의 수분해성 섬유 시이트는 젖은 상태에서도 사용중에 충분한 강도를 유지하고, 또한 사용후에 다량의 물에 젖으면 용이하게 분해된다. 또한, 고온하에서도 수분해성 및 강도의 저하가 적다. 또한, 냉수중에서도 수분해성의 저하가 생기지 않는다.

Claims (15)

  1. 섬유를 접합시키는 결합제로서 설폰산 변성 폴리비닐알콜을 사용한 섬유 시이트에, 수용성의 유기염, 수용성의 무기염 및 붕산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물을 함유시킨 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  2. 섬유를 접합시키는 결합제로서 카르복실산 변성 폴리비닐알콜을 사용한 섬유 시이트에, 수용성의 유기염, 수용성의 무기염 및 붕산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 함유시킨 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성의 유기염, 수용성의 무기염 및 붕산 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 용해시킨 수용액이 섬유 시이트에 함침(含浸)되어 있는 것을 특징으로 하는 수분해성의 섬유 시이트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 섬유 웨브에 결합제로서 변성 폴리비닐 알콜이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 수용성의 유기염이 주석산 나트륨, 주석산 칼륨, 구연산 나트륨, 구연산 칼륨, 사과산 나트륨 및 사과산 칼륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 수용성의 무기염이 황산 나트륨및 황산 칼륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 수용성의 붕산 화합물이 붕산 및 붕산나트륨(硼砂)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 변성 폴리비닐알콜의 비누화도가 80% 이상인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  9. 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도가 1.0∼10.0 mol%인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  10. 제9항에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도가 80∼98%인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  11. 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도가 2.0∼5.0 mol%인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  12. 제11항에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도가 86∼98%인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  13. 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도가 1.0∼2.0 mol%이고, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도가 84∼90%인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트
  14. 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 변성도가 2.0∼3.0 mol%이고, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도가 86∼95%인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
  15. 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 설폰산 변성 폴리비닐 알콜의 변성도가 3.0∼5.0 mol%이고, 설폰산 변성 폴리비닐알콜의 비누화도가 92∼98%인 것을 특징으로 하는 수분해성 섬유 시이트.
KR1019980039861A 1997-09-26 1998-09-25 변성폴리비닐알콜을함유하는수분해성섬유시이트 KR100582043B1 (ko)

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JP26197497A JP3571192B2 (ja) 1997-09-26 1997-09-26 変性ポリビニルアルコールを含有する水解性の清掃用シート
JP97-261974 1997-09-26

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