KR20170035940A

KR20170035940A - 위생 박엽지 및 그것을 이용한 흡수성 물품

Info

Publication number: KR20170035940A
Application number: KR1020177003781A
Authority: KR
Inventors: 카오리 야마베; 하루오 콘노; 츠요시 무라타; 카츠 미나구치
Original assignee: 닛폰세이시가부시키가이샤; 닛뽄 세이시 쿠레시아 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2017-03-31
Also published as: JPWO2016031749A1; WO2016031749A1; JP6681335B2; CN106715798A; KR20190130052A; KR102151693B1; CN106715798B

Abstract

뛰어난 소취 기능을 가진 위생 박엽지, 및 그것을 이용한 흡수성 물품을 제공한다. 표면에 카복실기 또는 카복실레이트기를 가진 산화 셀룰로오스 섬유에 대해 Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, Zn 및 Cu 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 원소의 이온을 함유해서 이루는 셀룰로오스 섬유를 포함한 위생 박엽지이다.

Description

위생 박엽지 및 그것을 이용한 흡수성 물품{SANITARY THIN PAPER AND ABSORBENT ARTICLE USING SAME}

본 발명은 탈취 기능을 가진 위생 박엽지(衛生薄葉紙), 및 그것을 이용한 흡수성 물품에 관한 것이다.

티슈페이퍼, 화장지, 핸드 타올 등의 위생 박엽지에 소취(消臭) 기능을 부여하는 것이 여러 가지로 행해지고 있다. 예를 들면, 소취 기능을 가진 약물을 원지에 도공하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 1, 2). 또한, 셀룰로오스 섬유의 내부에 제오라이트를 담지(擔持)시키면서 동시에 제오라이트 내에 Ag, Cu 등을 담지시키고, 그리고 이 셀룰로오스 섬유를 초지(抄紙)함으로써 종이 자체에 소취 기능을 부여하는 기술이 개시되어 있다(상품명 셀가이아(Cellgaia,등록상표)), 특허 문헌 3).

또한, 오늘날, 종이 기저귀, 경증 실금(失禁) 제품이나 애견 시트 등의 흡수성 물품에 탈취 기능을 부여하는 요구가 매우 높아지고 있다. 이런 흡수성 물품으로서 소취제를 코팅한 캐리어시트(코어 랩 시트)로 흡수 코어를 감싸고, 전체를 외층 시트로 감싼 구성이 개시되어 있다(특허문헌 4). 그리고, 특허문헌 3의 셀룰로오스 섬유를 초지해서 제취(냄새를 제거함) 시트를 형성하여, 흡수성 물품의 흡수 코어와 백 시트 사이에 배치된 기술이 개시되고 있다(특허 문헌 5).

일본 특허공개공보 제2003-325372호 일본 특표공보 제2010-511806호 일본 특허공보 제4149066호 일본 특허공개공보 제2004-89322호 일본 특허공개공보 제2008-48775호

그러나, 소취 기능을 가지는 약물을 원지에 코팅한 경우, 펄프 섬유끼리의 결합이 약해져서 종이 가루(紙粉)가 발생하거나 위생 박엽지의 원래의 강도, 흡수성, 촉감 등의 성상이 훼손될 수 있다. 그리고 위생 박엽지에서 유리 또는 용출된 약물이 피부를 자극할 우려가 있다.

한편, 특허문헌 3에 기재된 기술의 경우, 제올라이트가 셀룰로오스 섬유 내에 물리적으로 담지되어 있어서 제오라이트가 탈락되기 쉽고 소취 기능이 충분하지 않은 문제가 있다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 기술의 경우, 제오라이트 등을 셀룰로스 섬유에 담지시킬 때의 반응에 의해 섬유가 변형, 손상되어서 짧아진다. 이 때문에, 이 셀룰로오스 섬유를 초지해서 코어 랩 시트를 제조하면, 섬유끼리의 결합이 약해지고 상기와 마찬가지로 코어 랩 시트에 뭉침이나 찢어짐이 생기기 쉽다.

따라서, 본 발명은, 뛰어난 탈취 기능을 가진 위생 박엽지 및 그것을 이용한 흡수성 물품의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 위생 박엽지는, 표면에 카복실(carboxyl)기 또는 카복실레이트(carboxylate)기를 가진 산화 셀룰로오스 섬유에 대해 Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, Zn 및 Cu 군(群)에서 선택되는 1종 이상의 금속 원소의 이온을 함유해서 이루는 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유를 포함한다.

상기 산화 셀룰로오스 섬유에 대한 상기 금속 이온의 함유량이 10~60mg/g인 것이 바람직하며, 15~50mg/g인 것으로 특히 바람직하다.

본 발명의 흡수성 물품은, 흡수 코어와, 상기 흡수 코어를 피복하거나 또는 상기 흡수 코어에 적층되는 코어 랩 시트와, 상기 코어 랩 시트의 적어도 한쪽 면을 덮는 액체 투과성의 외층 시트를 가지는 흡수성 물품이며, 상기 코어 랩 시트는 상술한 위생 박엽지이다.

본 발명에 따르면, 뛰어난 소취 기능을 가진 위생 박엽지 및 그것을 이용한 흡수성 물품을 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태와 관련한 흡수성 물품의 외관을 나타내는 사시도이고,
도 2는, 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.

본 발명의 실시형태와 관련한 위생 박엽지는, 표면에 카복실기 또는 카복실레이트기를 가진 산화 셀룰로오스 섬유에 대해 Ag, Au, Pt, Pd, Mn, Fe, Ti, Al, Zn 및 Cu의 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 원소의 이온을 함유해서 이루는 금속이온 함유 셀룰로오스 섬유를 포함한다.

이 금속이온 함유 셀룰로오스 섬유는, 셀룰로오스 섬유 표면에 카복실기 또는 카복실레이트기를 도입한 산화 셀룰로오스 섬유에 대해 금속 화합물 수용액을 접촉시킴으로써 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 형태와 관련한 위생 박엽지의 제조 방법으로서는, 산화 셀룰로오스 섬유를 포함한 원료를 초조(抄造)한 시트에 상기 금속 화합물 수용액을 접촉시키는 방법 외에 미리 산화 셀룰로오스 섬유에 금속 이온을 함유시키고 이 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유를 포함한 원료를 초조하는 방법을 예시할 수 있다.

상기 산화 셀룰로오스 섬유는, N-옥실화합물을 촉매로 이용하여 목재 펄프 등의 셀룰로오스 섬유를 산화함으로써 제조할 수 있다. 이 산화 반응에 의해 셀룰로오스 표면의 글루코피라노오스 고리의 C6위의 일급 수산기가 선택적으로 산화되고, 표면에 카복실기 또는 카복실레이트기를 가진 산화 셀룰로오스 섬유가 얻어진다. 원료의 셀룰로오스는 천연 셀룰로오스가 바람직하다. 상기 산화 반응은 수중에서 실시하는 것이 바람직하다. 반응의 셀룰로오스 섬유의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 5질량% 이하가 바람직하다. N-옥실 화합물의 양은 반응계에 대해 0.1~4mmol/L정도이면 좋다. 반응에는 공지의 공산화제(共酸化劑)를 사용해도 좋다. 공산화제의 예로는, 차아할로겐산 또는 그 염이 포함된다. 공산화제의 양은 N-옥실 화합물 1mol에 대해서 1~40mol이 바람직하다.

반응 온도는 4~40℃이 바람직하고 실온이 더 바람직하다. 반응계의 pH는 8~11이 바람직하다. 산화 정도는, 반응 시간, N-옥실 화합물의 양 등에 의해 적절히 조정할 수 있다.

이렇게 해서 얻은 산화 셀룰로오스 섬유는, 표면에 산기(酸基)가 존재하고 내부에는 거의 산기는 존재하지 않는다. 이는 셀룰로오스 섬유가 결정성이기 때문에 산화제가 섬유의 내부로까지 확산하기 어렵기 때문으로 생각된다.

카복실기란 -COOH으로 나타내는 기(基)를 말하며, 카복실레이트기는 -COO-로 나타내는 기(基)를 말한다. 산화 셀룰로오스 섬유를 제조할 때의 카복실레이트기의 카운터 이온은 특별히 한정되지 않는다. 그리고, 후술하는 금속 이온이 상기 카운터 이온과 치환되어 카복실레이트기와 이온 결합한다. 또, 카복실기는, 예를 들면 구리 이온 등의 금속 이온과 배위(配位)하는 것으로 생각된다. 카복실기 또는 카복실레이트기를 합쳐서「산기(酸基)」라고도 한다.

산기의 함유량은, 특개2008-001728호 공보의 단락[0021]에 개시되어 있는 방법에 의해 측정할 수 있다. 즉, 정칭(精秤)한 건조 셀룰로오스 시료를 이용하여 0.5~1질량%의 슬러리 60mL을 조제하고, 0.1mol/L의 염산수용액에 의해서 pH를 약 2.5로 한다. 그 뒤, 0.05mol/L의 수산화나트륨 수용액을 적하하여 전기전도도 측정을 한다. 측정은 pH가 약 11가 될 때까지 계속한다. 전기 전도도의 변화가 완만한 약산의 중화 단계를 나타낼 때까지 소비된 수산화나트륨 양(V)에서 아래 식을 이용하여 산기량 X1을 구한다.

X1(mmol/g)=V(mL)×0.05/셀룰로오스의 질량(g)

상기 셀룰로오스 섬유의 산기의 양은, 0.2~2.2mmol/g가 바람직하다. 산기의 양이 0.2mmol/g 미만이면, 셀룰로오스 섬유 표면에 존재하는 금속 이온의 양이 충분하지 않고 소취 기능이 떨어지는 경우가 있다. 산기의 양이 2.2mmol/g을 넘으면, 위생 박엽지의 초지 시의 여수성(濾水性)이 악화하여 탈취 부하가 커지는 경우가 있다.

이어서, 상기 산화 셀룰로오스 섬유에 대해, 상기 금속의 화합물을 포함한 수용액을 접촉시켜 금속 화합물에서 유래하는 금속 이온이 카복실레이트기와 이온 결합을 형성한다. 또한, 카복실기는 전리(電離)해서 카복실레이트기를 거쳐서 금속 이온과 이온 결합하거나, 상술한 바와 같이 금속 이온과 배위하는 것으로 생각된다.

금속 화합물 수용액이란, 금속염의 수용액이다. 금속염의 예로는, 착체(錯)(착이온), 할로겐화물, 질산(硝酸)염, 황산염, 및 초산(醋酸염이 포함된다. 금속염은 수용성인 것이 바람직하다.

금속 화합물의 접촉 방법에 관해서는, 미리 조제한 셀룰로오스 섬유의 분산 액과 금속 화합물 수용액을 혼합해도 좋으며, 셀룰로오스 섬유를 포함한 분산액을 기재 위에 도포해서 막(膜)으로 하고, 해당 막에 금속 화합물 수용액을 첨가해서 함침시켜도 좋다. 이때, 막은 기판 위에 고정된 채라도 좋고, 기판에서 박리된 상태라도 좋다.

금속 화합물 수용액의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 셀룰로오스 섬유 1g에 대해서 0.2~2.2mmol이 바람직하고, 0.4~1.8mmol이 더 바람직하다.

금속 화합물을 접촉시키는 시간은 적당히 조정해도 좋다. 접촉시킬 때의 온도는 특별히 한정되지 않지만 20~40℃이 바람직하다. 또한, 접촉시킬 때의 액체의 pH는 특별히 한정되지 않지만, pH가 낮으면 카복실기에 금속 이온이 결합되기 어려워지기 때문에 7~13이 바람직하며, pH8~12이 특히 바람직하다.

산화 셀룰로오스 섬유가 금속 이온을 함유(배치)하고 있는 것은, 주사형 전자현미경상(像) 및 강산에 의한 추출액의 ICP발광 분석으로 확인할 수 있다. 즉, 금속 이온은 주사형 전자 현미경 상으로는 존재를 확인할 수 없으며, 반면 ICP발광 분석으로는 금속을 함유하고 있음을 확인할 수 있다. 이에 대해, 예를 들면 상기 금속이 이온에서 환원되어서 금속 입자로서 존재하는 경우는, 주사형 전자 현미경 상으로 금속 입자를 확인할 수 있어서 금속 이온의 유무를 판정할 수 있다. 또한, 주사형 전자 현미경 상과 원소 매핑에 의해서도 금속 이온의 유무를 판정할 수 있다. 즉, 주사형 전자 현미 영상으로는 금속 이온을 확인할 수 없는데, 원소 매핑을 함으로써 금속 이온이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

금속 이온으로서 Ag 및 Cu의 군에서 선택되는 1종 이상의 이온을 이용함으로써 항균 기능이 부여된다. 한편, 셀룰로오스 섬유의 산기 모두에 금속 입자가 결합하지 않아도 좋고, 잔존한 산기도 냄새 성분인 암모니아 등을 중화할 수 있어서 소취 기능이 발휘된다.

위생 박엽지는 셀룰로오스 섬유를 포함한 초지 원료를 초지해서 이룬다. 상기 셀룰로오스 섬유 이외의 초지 원료로서는, 예를 들면 침엽수 펄프(NBKP) 또는 활엽수 펄프(LBKP) 등의 버진 펄프나 폐지에서 재생한 폐지 펄프를 사용할 수 있다. 이들 펄프는 위생 용지의 요구 품질에 맞추어 적당한 소정의 종류 및 배합 비율로 적절히 배합된다. 초지 원료는 요구 품질 및 조업의 안정을 위해 다양한 약품을 첨가(내첨)할 수 있으며, 이들 약품으로서는, 유연제, 벌키(嵩高)제, 염료, 분산제, 습윤지력(濕潤紙力) 증강제, 건조지력(乾燥紙力)제, 여수(濾水)향상제, 피치콘트롤제, 수율향상제 등이 꼽힌다.

위생 박엽지 중의 상기 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유의 함유 비율은, 3~30wt%로 하는 것이 바람직하며, 5~15wt%로 하는 것이 더 바람직하다.

상기 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유의 함유 비율이 3wt%미만이면, 셀룰로오스 섬유 표면에 존재하는 금속 입자의 양이 충분하지 않고 소취 기능이 떨어지는 경우가 있다. 위생 박엽지가 상기 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유만으로 이루어져도 좋지만, 초지시의 탈수 부하가 커지는 경우가 있다.

얻어진 위생 박엽지의 평량을 예를 들면 7~40g/㎡로 할 수 있고, 또한 위생 박엽지의 강도로서 GMT값{(DMD×DCD)^1/2}를 60~420(N/m)으로 할 수 있다.

DMD 및 DCD는, 각각 위생 박엽지의 건조시의 MD방향 및 CD방향의 인장 강도이며, JIS P8113에 따라서 측정한다. 다만, 측정시의 시료 폭은 25mm로 하고, DMD 및 DCD의 단위는「N/m」로 한다.

본 발명의 실시형태와 관련한 위생 용지는, 공지의 초지법에 의해 제조할 수 있다. 우선, 금속이온 함유 셀룰로오스 섬유(또는 금속 이온을 함유하기 전의 산화 셀룰로오스 섬유)와, 펄프를 적절히 혼합해서 이룬 초지 원료를 원료 탱크에서 공급하고, 그리고 백수(白水)에 의해 희석해서 종이 재료를 조제한다. 이 종이 재료를 탈기(脫氣) 스크리닝 제진 후, 팬 펌프로 스톡 인렛으로 보낸다. 스톡 인렛은 초지기(抄紙機)의 와이어 전폭에 균일하게 블록(작은 덩어리)이 없고 흐르는 줄무늬가 발생하지 않게 섬유를 잘 분산시킨 종이 재료를 적정 농도, 속도, 각도로 와이어 위로 공급한다. 스톡 인렛으로서는, 높은 곳에 대기 개방으로 설치되는 헤드 박스, 가압식, 하이드로릭식 등이 있지만 어느 쪽을 채용해도 좋다. 그리고, 스톡 인렛에서 와이어 및 펠트 사이에 종이 재료를 제트 토출하여 펠트 위에 시트(웹, 습지)를 형성한다.

와이어 및 펠트 사이에 형성된 웹은, 프레샤 롤로 양키 드라이어에 밀착 전송된다. 이어서, 웹은 양키 드라이어 및 양키 드라이어 후드에 의해 건조되고, 그리고 크레이핑 닥터에 의해 크레이핑 처리되면서 양키 드라이어에서 떼어 내서 릴 드럼을 통해서 릴에 권취된다. 양키 드라이어는, 웹을 건조시키기 위한 주철 또는 주강제의 드럼이며 외경은 일반적으로는 2.4~6m이다.

여기에서, 크레이핑은, 종이를 세로방향(기계 주행방향)으로 기계적으로 압축해서 크레이프로 일컬어지는 물결 모양의 주름을 형성하는 방법이며, 위생 용지에 부피감(벌크감), 부드러움, 흡수성, 표면의 매끄러움, 미관(크레이프의 형상) 등을 부여한다. 그리고, 양키 드라이어와 릴의 속도 차이(릴의 속도≤양키 드라이어의 속도)에 의해 크레이핑 닥터로 크레이프가 형성된다. 크레이프의 특성은 상기 속도 차이에도 따르지만, 양키 드라이어 상의 원지의 평량이 7~40g/㎡이면, 릴 상에서의 평량은 대략 9~50g/㎡가 되고 양키 드라이어 상의 평량보다 커진다.

양키 드라이어와 릴의 속도 차이를 토대로 한 크레이프율은 다음 식으로 정의된다.

크레이프율(%)=100×(양키 드라이어 속도(m/분)-릴 속도(m/분)÷릴 속도(m/분)

크레이프의 품질이나 클레이핑의 조업성은, 크레이프율에 의해 거의 결정되고 본 발명에서 크레이프율은 10~50%의 범위가 가장 적합하다.

이어서, 본 발명의 실시형태와 관련한 흡수성 물품에 대해서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태와 관련한 흡수성 물품(팬츠형 종이 기저귀)(200)의 외관도이다. 흡수성 물품(200)은, 흡수성을 가진 흡수성 물품 본체부 (20)와, 흡수성 물품 본체부(20)를 내부로 유지해서 팬츠 형상을 이루는 외장체(外裝體)(100)를 구비하고 있다.

외장체(100)에는, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 등의 열 가소성 수지로 이루어지며 스판본드와 에어스루 제조법으로 제조된 부직포를 이용할 수 있다. 그리고 외장체(100)는, 적어도 외장 시트와 내장 시트를 가진 2장 이상의 시트를 적층해서 구성하는 것이 좋다.

흡수성 물품 본체부(20)는 가늘고 길며, 길이방향 중앙부 부근이 약간 폭이 좁아져서 흡수성 물품(200)의 두 다리 사이에 배치되어 있다.

도 2는, 도 1의 A-A선에 따른 흡수성 물품 본체부(20)의 단면도이다. 흡수성 물품 본체부(20)는 신체 접촉측 표면(도 2의 상면)을 형성하는 액체 투과성의 친수성 표면시트(탑 시트, 외층 시트)(2)와, 액체 불투과성의 백 시트(6)와, 친수성 표면 시트(2)와 백 시트(6) 사이에 배치되어 고흡수성 수지와 접착제를 가지는 흡수 코어(4a,4b)를 포함해서 구성되어 있다. 또한, 각 흡수 코어(4a,4b)는, 각각 코어 랩 시트(10a,10b)로 피복되어 있다. 게다가, 흡수성 물품 본체부(20)의 양측부가 발수성의 사이드 시트로 구성되는 입체 개더(30)로서 일어 세워져 오줌 등이 옆으로 새는 것을 방지한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 각각 코어 랩 시트(10a,10b)로 피복된 각 흡수 코어(4a,4b)는 흡수 코어(4a)가 친수성 표면 시트(2) 측을 향하도록 적층되어 있어서 흡수 코어(4a)의 폭에 비해 흡수 코어(4b)의 폭이 대략 1/2가 된다.

하나의 흡수성 물품 본체부(20)에 관해 흡수 코어와 그것을 감싼 코어 랩 시트는 1개도 좋고, 복수라도 좋다.

친수성 표면 시트(2)는 부직포로 이루어지며, 착용자의 피부에 접촉하기 때문에 감촉이 부드럽고 피부에 자극을 주지 않는 재료로 형성되면 좋다. 친수성 표면 시트(2)는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 등의 합성 섬유에 위한 에어스루 부직포, 포인트본드 부직포, 스판본드 부직포, 스판리스 부직포 등이 사용된다. 특히, 액체 리턴 양이 적은 에어스루 부직포가 가장 적합하다.

백 시트(6)는, 흡수성 물품 본체부(20) 내에서 유지하고 있는 액체 등이 속옷으로 새지 않는 방수성을 가진 액체 불투과성의 재료로 형성되어 있으면 좋고, 통기성의 폴리에틸렌 필름 등의 얇은 플라스틱 필름으로 할 수 있다. 또한, 백 시트(6)로서 투습성 필름을 이용하여 습기가 차거나 답답한 일을 줄일 수 있다.

흡수 코어(4a,4b)는, 목재 플랩 펄프와 같은 친수성 섬유(플랩)와, 고 흡수성 수지(SAP)의 입자를 혼합해서 형성할 수 있다. 또, SAP를 시트 형태로 한, 이른바 SAP 시트를 사용해도 좋다. 친수성 섬유로서는, 목재 펄프 플랩 대신에, 합성 섬유, 폴리머 섬유 등을 사용해도 좋다. 또, 친수성 섬유로서 항균성의 섬유를 배합해도 좋다.

이어서, 코어 랩 시트(10a,10b)에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시형태와 관련한 흡수성 물품에 있어서는, 코어 랩 시트(10a,10b)에 상술한 본 발명의 위생 용지를 이용함으로써 뛰어난 소취 기능을 가진다. 또, 코어 랩 시트(10a,10b)가 충분한 강도를 가지므로 코어 랩 시트의 뭉침이나 찢어짐이 발생하기 어려운 흡수성 물품을 얻을 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위에 포함되는 다양한 변형 및 균등물에 이르는 것은 말할 필요도 없다.

흡수성 물품은, 상기 팬츠형 종이 기저귀에 한정되지 않고, 예를 들면 생리대처럼 기다란 조각형태(片狀)이며 국부에 접촉되는 타입이면 된다. 또한, 상기 실시형태에서는 액체 투과성의 외층 시트(2)가 흡수 코어(4a)의 한쪽 면(신체 접촉 측 표면)만을 가렸지만, 흡수 코어의 양면을 액체 투과성의 외층 시트로 덮어 흡수성 물품의 표면과 이면의 양쪽 면에서 소변 등을 흡수 가능하게 해도 좋다.

또한, 상기 코어 랩 시트는, 흡수 코어를 피복하는 것에 한정되지 않고, 흡수 코어의 표면에 적층해서 사용해도 좋다. 또한, 흡수 코어를 여러 장 적층하는 경우에는 각 흡수 코어 사이에 코어 랩 시트를 사이에 장착해도 좋다.

또한, 본 발명의 실시형태와 관련한 흡수성 물품을, 애완용 시트(페트 시트)에 적용할 수도 있다.

[실시 예]

이하, 실시 예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 물론 이들 예에 한정되는 것은 아니다.

<실험 A: 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유의 제조>

원료 펄프로서 침엽수 표백 크래프트 펄프를 이용하고, 이에 대해 0.2g의 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실(TEMPO)에 공산화제로서 2g의 차아염소산나트륨을 가하여 실온에서 2시간 교반하며 산화 반응을 행하고 산화 셀룰로오스 섬유(TEMPO 산화 셀룰로오스 섬유)의 분산액을 얻었다. 이 TEMPO 산화 셀룰로오스 섬유는 그 표면에 카복실기 또는 카복실레이트기를 가진다. 금속 이온을 함유하기 전의 TEMPO 산화 셀룰로오스 섬유의 산기량(산화 셀룰로오스 섬유 1g당)을 표 1에 나타낸다.

상기 조작으로 얻어진 TEMPO 산화 셀룰로오스 섬유에, 표 1에 나타내는 pH와 농도(산화 셀룰로오스 섬유 1g당)의 금속염(CuCl₂) 수용액을 가하여 교반하였다. 이에 따라 산화 셀룰로오스 섬유에 Cu이온을 함유시키고 세정해서 미반응의 금속염을 제거했다. 산화 셀룰로오스 섬유에 대한 금속 이온의 함유량을 표 1에 나타낸다. 또한, 실시 예 9는, 금속염 용액으로서 AgNO₃ 수용액을 사용하여 Cu이온 대신에 Ag을 함유시켰다.

이렇게 해서 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유를 제조할 수 있는 것을 실시 예 1~9에서 확인했다.

<실험 B: 위생 박엽지 및 코어 랩 시트의 제조>

이어서, 실시 예 1의 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유와, 펄프(NBKP 및 LBKP)를 표 2에 나타내는 배합비로 배합해서 펄프 슬러리를 조제하고, 초지해서 실시 예 B1~B4의 위생 박엽지(티슈 페이퍼, 화장지, 페이퍼 타올) 및 실시 예 B1~B6의 코어 랩 시트를 제조하였다. 또한, 실시 예 B1~B4의 위생 박엽지 및 코어 랩 시트는 동일 조성이다.

비교 예 1로서, 실시 예 B1의 위생 박엽지 시트(산화 셀룰로오스 섬유에 Cu이온을 함유시킨 것)를, 200ppm의 환원제 용액에 더 함침시키고, 여과지를 겹쳐서 여분의 수용액을 제거하고 50℃의 송풍 건조기로 15분 건조시켜 위생 박엽지 시트 중의 Cu이온을 환원시켜서 Cu입자로 만들어 화장지 및 코어 랩 시트를 제조했다.

비교 예 2로서, 시판의 금속(Cu 및 Ag) 함유 금속 담지 제올라이트 고밀도 결정화 펄프(상품명 셀가이아(등록상표))를, NBKP에 대해서 표 2의 비율로 배합하고 초지하여 화장지 및 코어 랩 시트를 제조했다.

또한, 각 실시 예 B1~B6의 위생 박엽지 및 코어 랩 시트를 주사형 전자 현미경으로 관찰했더니 종이의 섬유만 확인됐다. 한편, 비교 예 1은 종이의 섬유 사이에 금속 입자가 담지되어 있는 것이 확인됐다.

또한, 각 실시 예 B1~B6 및 비교 예 1의 위생 박엽지 및 코어 랩 시트에 관해 강산(强酸)으로 용해한 뒤의 추출액의 ICP(고주파 유도 결합 플라스마) 발광 분석을 행하여 모두 금속이 함유되어 있음이 확인되었다. 이상으로부터 실시 예 B1~B6의 위생 박엽지 및 코어 랩 시트는 산화 셀룰로오스 섬유에 금속 이온이 함유되어 있는 한편, 비교 예1의 위생 박엽지 및 코어 랩 시트는 산화 셀룰로오스에 포함되는 금속 이온이 금속 입자로 환원된 것을 알았다.

얻어진 위생 박엽지 및 코어 랩 시트에 대해서 다음의 평가를 했다.

<평량(坪量)>

얻은 위생 박엽지 및 코어 랩 시트의 평량을 JIS P 8124에 따라서 측정했다.

<종이 두께>

얻은 위생 박엽지 및 코어 랩 시트를 10프라이(장) 겹쳤을 때의 종이 두께(mm/10장)를 PEACOCK 타입 지후계(紙厚計)(상품명)로 측정했다. 측정 압력은 3.7kPa로 했다.

<인장(引張) 강도>

얻은 위생 박엽지 및 코어 랩 시트의 건조시의 MD방향 및 CD방향의 인장 강도를 JIS P8113에 따라서 측정했다. 시료 폭은 25mm로 했다. 또한, 건조시의 MD방향 및 CD방향의 인장 강도를 각각 DMD 및 DCD로 나타낸다.

또, 얻은 위생 박엽지 및 코어 랩 시트의 습윤 시의 MD방향의 인장 강도(WMN)를 JIS P8135에 따라서 측정했다. 시료 폭은 25mm로 했다. 또한, 화장지의 경우는, 시료 4장을 겹쳐서 측정했다.

<흡수 속도>

JIS S3104 6.5(구 JIS)에 따라서 측정했다.

우선, 1방울의 적하량이 0.1ml가 되도록 조정된 피펫을 준비했다. 시험편을 유지틀에 고정해서 시험편 위 10mm의 높이에서 온도 20±1℃의 증류수 0.1ml 적하하였다. 물방울이 시험편에 도달한 후 물의 경면(鏡面) 반사가 완전히 없어질 때까지의 시간을 스톱워치로 0.1초 단위로 측정했다. 시험을 5번 하여 그 평균값을 흡수 속도(초)로서 평가했다

<린트(종이가루 등의 미세한 가루 낙하)>

JIS B9923(텀블링 법)에 준하여 위생 박엽지 및 코어 랩 시트의 발진 시험을 행하여 파티클 카운터(리온 제품, 제품명「KC-01D1」)로 측정했다. 다음의 기준으로 평가했다. 평가가 좋을수록 종이 가루(紙粉)나 제오라이트 등의 미세한 가루(微粉)의 낙하가 적다.

◎:매우 좋음

○:보통

×:나쁨

<소취 효과>

5cm×5cm 시험편이 4장 들어간 코크 부착 가스 백에, 암모니아 수용액(암모니아 수 2mL:물 2mL)의 포화 가스를 1.2mL 주사기로 삽입하고, 에어 펌프로 공기를 1.5L 더 충전했다. 상기 포화 가스는 암모니아 수용액이 들어 있는 밀폐 용기의 기상에서 채취했다. 포화 가스 및 공기를 충전 후의 가스 백 중의 암모니아 가스 농도는 80~90ppm이었다. 이어서, 검지관에 흡인기와 고무 튜브를 연결하여 고무 튜브를 가스 백에 연결했다. 그리고, 공기를 충전한 뒤 50분 경과 후 가스 백 내의 암모니아 가스 농도를 측정했다.

◎:매우 좋음 잔존 농도가 초기의 1/4 이하

○:보통 잔존 농도가 초기의 1/3 미만, 1/4 초과

×:나쁨 잔존 농도가 초기의 1/3 이상

얻은 결과를 표 1, 표 2, 표 3에 나타낸다. 또한, 표 2는 위생 박엽지(티슈 페이퍼, 화장지, 페이퍼 타올)의 결과를 나타내며, 표 3은 코어 랩 시트의 결과를 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

표 2, 표 3에서 밝혀진 것처럼, 각 실시 예의 경우, 종이 가루 등의 미세 가루의 낙하가 적고, 뛰어난 소취 기능을 가지고 있었다. 특히, 위생 박엽지 중의 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유의 함유 비율을 5~15wt%로 한 실시 예 B5, B6의 경우, 다른 실시 예에 비해서 종이 가루의 낙하와 소취 기능의 평가가 더 훌륭하다.

한편, 산화 셀룰로오스 섬유 중의 Cu이온을 Cu입자로 환원시킨 비교 예 1의 경우, 소취 기능이 각 실시 예보다 약간 낮았다.

금속 담지 제올라이트 고밀도 결정화 펄프(상품명 셀가이아(등록상표))를 배해서 초지한 비교 예 2의 경우, 종이 가루 등의 미세 가루의 낙하가 현저하였다.

<실험 C: 코어 랩 시트의 인장 강도, 파괴 길이>

일반 펄프(셀룰로오스 섬유)인 NBKP, 상기 실시 예 1의 Cu이온 함유 셀룰로오스 섬유, 및 상기 금속 담지 제올라이트 고밀도 결정화 펄프(상품명 셀가이아(등록상표))를 각각 이용한 펄프 슬러리를, 각형(角形) 수초기(手抄械)로 초지(抄紙)해서 평량 18±0.5g/㎡의 시트 1~3을 작성했다. 또한, 지력증강제는 첨가하지 않았다.

시트 1, 2는, 각각 NBKP, Cu이온 함유 셀룰로오스 섬유를 100%로서 초지했다. 또, 시트(3)는 금속 담지 제올라이트 고밀도 결정화 펄프(상품명 셀가이아(등록상표))와, 펄프(NBKP)의 배합비를 비교 예 2와 동일하게 해서 초지했다.

얻은 각 시트에 관해서, 실험 B와 마찬가지로 평량, 종이 두께, 인장 강도를 측정했다. 평량과 종이 두께로부터 밀도를 산출하고, 평량과 인장 강도로부터 파괴 길이를 산출했다. 또한, 인장 강도는 시료 폭 25mm폭으로 측정하고, 파괴 길이는 아래 식으로부터 구했다. 또, 시트(1)에 대해서는, 강도가 낮기 때문에 시트를 3장 겹쳐서 인장 강도를 측정하고 3으로 나누어 1장당 인장 강도로 환산했다. 얻은 결과를 표 4에 나타낸다.

파괴 길이(km)=인장강도(kgf)×1000/{칭량(g/㎡)×시료 폭(mm)}

[표 4]

표 4에서 분명해진 바와 같이, 시트(1)보다 시트(2) 쪽이 강도는 높다. 이는 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유의 제조 과정에서 고해(叩解) 처리 같은 작용이 작용하기 때문이라고 생각된다. 그래서, 일반 펄프(NBKP 등)와 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유를 혼합한 초지 원료를 초지한 실시 예 B1~B4의 강도는 일반 펄프를 초지한 경우와 동등한 강도가 된다.

한편, 제올라이트 담지 셀룰로오스 섬유를 10wt% 포함하는 시트(3)의 경우, 시트(1)에 비해서 강도가 약 20% 떨어졌다. 이는 셀룰로오스 섬유 내에서 제오라이트가 결정화되어 있어서 섬유가 팽창하여 셀룰로오스 섬유의 편평화를 저해하고 섬유간 수소 결합이 감소했기 때문이라고 생각할 수 있다. 또한, 제오라이트 담지 셀룰로오스 섬유가 단섬유분을 많이 포함하기 때문으로도 생각된다.

2; 외층 시트(친수성 표면 시트)
4a,4b; 흡수 코어
20; 흡수성 물품 본체부
10a,10b; 코어 랩 시트
200; 흡수성 물품

Claims

표면에 카복실기 또는 카복실레이트기를 가지는 산화 셀룰로오스 섬유에 대해 Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, Zn 및 Cu 군(群)에서 선택되는 1종 이상의 금속 원소의 이온을 함유해서 이루는 금속 이온 함유 셀룰로오스 섬유를 포함한 위생 박엽지.
제 1항에 있어서,
상기 산화 셀룰로오스 섬유에 대한 상기 금속 이온의 함유량이 10~60mg/g인 위생 박엽지.
흡수 코어와, 상기 흡수 코어를 피복하거나 또는 상기 흡수 코어에 적층되는 코어 랩 시트와, 상기 코어 랩 시트의 적어도 한쪽 면을 덮는 액체 투과성의 외층 시트를 가지는 흡수성 물품이며,
상기 코어 랩 시트는, 제 1항 또는 제 2항에 기재된 위생 박엽지인 흡수성 물품.