專利名稱：水解性的纖維紙的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種容易被水流沖散的水解性纖維紙。更詳細地說，涉及一種水解性、強度、耐熱性均優良，并且在冷水中的水解性也優良的纖維紙。
人們為了擦拭臀部等處的肌膚，或者為了清掃廁所的周圍，一般使用纖維紙。為了能使纖維紙能被廁所中的水流直接沖走，優選是使用水解性的纖維紙。然而，在被廁所等水流沖走的情況下，如果不是水解性良好的手紙，則必須在凈化槽中將其分散，因此需要花較多時間。另外，還存在堵塞廁所等排水溝的危險性。通常，以含浸消毒藥液等濕潤的狀態包裝的纖維紙，由于以消毒藥液等浸濕的狀態進行擦拭，因此必須具有能夠經受擦拭操作所需的足夠的強度，而且在被廁所水流沖走時又必須使其水解。因此，人們需求一種水解性良好，而且具有耐使用的強度的水解性纖維紙。
例如，在特公平7-24636號公報中公開了一種內含具有羧基的水溶性粘合劑、金屬離子和有機溶劑的水解性清掃用物品。然而，含有羧基的物質對皮膚具有刺激性。
另外，在特開平3-292924號公報中公開了一種用硼酸水溶液含浸到含有聚乙烯醇的纖維而制成的水解性清掃用物品。進而，在特開平6-198778號公報中公開了一種在含有聚乙烯醇的非織布中含有硼酸根離子和碳酸氫根離子的水解性衛生巾。這些現有技術都是利用硼酸對聚乙烯醇的交聯性質，通過纖維與纖維的結合來制成纖維紙。然而，在要制成具有耐使用強度的纖維紙時就必須使用大量的粘合劑，即聚乙烯醇。
另一方面，所謂雜貨制品多數都是在該制品的轉送或保管過程中置于車中或倉庫中。在此情況下，在一個密閉空間中的溫度隨著外部氣體溫度的升高而升高。另外，即使在家庭內保管的情況下，在盛夏時要置于氣溫達到40℃的環境中。然而，當將水解性纖維紙在預先潤滑的狀態下進行包裝并將其作為制品在市場上出售時，一旦將其置于高溫下，就會使該纖維紙的水解性和強度顯著降低。因此，重要的是要使得水解性纖維紙即使在上述的高溫環境中也不損失其水解性和強度，也就是要有耐熱性。然而，就上述各公報中所公開的水解性清掃用物品和水解性非織布而言，關于這些物品的耐熱性沒有任何報導。
可是，水溫要隨季節而變化，其溫度通常低于氣溫。使用后的纖維紙在廁所等地被水沖走的情況下，必須在低溫的水中，即冷水中，使其水解。然而在一般情況下，對于使用聚乙烯醇作為粘合劑的水解性纖維來說，水溫越高其水解性越好，水溫越低其水解性就越差。
本發明的第一個目的是提供一種水解性優良，而且具有耐使用強度的纖維紙。
本發明的第二個目的是提供一種耐熱性優良的水解性纖維紙。
本發明的第三個目的是提供一種即使在冷水中其水解性也優良的纖維紙。
本發明的第四個目的是提供一種不會對人體產生不良影響的水解性纖維紙。
本發明者們注意到，電解質具有能使聚乙烯醇鹽析的效果。之后又發現，使用電解質，特別是在使用羧酸鹽的情況下，可以獲得一種水解性、強度和耐熱性均優良的水解性纖維紙。
本發明的上述目的和優點可以通過下述方案來達到，也就是一種水解性的纖維紙，其特征在于，在使用聚乙烯醇作為粘合劑來粘合纖維的纖維紙中含有水溶性的羧酸鹽。
更詳細地說，使用聚乙烯醇作為粘合劑的纖維紙即使在被消毒藥液等含浸的狀態，也就是在潮濕的狀態下，只要利用電解質對聚乙烯醇的鹽析，就能保持該纖維紙的強度。也就是可以防止纖維間粘合強度的降低。可是在遇到大量的水時，電解質就被溶解掉，從而使已鹽析出的聚乙烯醇呈現可以溶解的水解性。
在本發明的纖維紙中，可以使用一種在水中具有良好分散性的纖維。此處所謂在水中的分散性是指與水解性同樣的含義，是一種在與大量的水接觸時呈現細分散化的性質。
作為適用于本發明的纖維紙中所含的纖維，可以使用天然纖維和/或化學纖維。作為天然纖維，可以舉出木材紙漿；作為化學纖維，可以舉出屬于再生纖維的人造絲和屬于合成纖維的聚丙烯等。另外，以這些纖維作為主體，其中還可以含有由木棉等天然纖維、人造絲、聚丙烯、聚乙烯醇、聚酯或聚丙烯腈等合成纖維、聚乙烯等制成的合成紙漿以及玻璃棉等無機纖維等。
在本發明中，纖維的用量(單位面積重量)優選為20～100g/m2。如果用量小于上述下限值，則在將該纖維紙作為擦試用紙使用時，不能獲得必要的強度。另外，在該情況下，一旦涂敷了聚乙烯醇，該纖維紙就變硬，從而降低了與皮膚接觸時的柔軟感。當用量大于上述上限值時，就缺乏作為纖維紙所需的柔軟性。另外，在此情況下，在形成纖維紙時需要較多量的聚乙烯醇，從而使其缺乏水解性。當將其作為擦拭臀部用或清掃用的擦拭作業纖維紙使用時，從強度和柔軟感兩方面考慮，更優選的纖維用量為30～70g/m2。
本發明中的纖維紙可以使用常規的干法、濕法中的任一種方法來制造。例如，在使用濕法制造的情況下，首先把抄紙獲得的纖維紙坯干燥，然后使用絲網等在其上面涂敷作為粘合劑的聚乙烯醇。所謂纖維紙坯是指那些纖維方向在某種程度上一致的纖維團塊形成薄片狀的產品。在制成的纖維紙上，由于聚乙烯醇的作用而強化了纖維之間的接合。
就聚乙烯醇而言，存在具有各種不同皂化度和聚合度的產品。
就本發明中所用的聚乙烯醇的皂化度而言，可以使用完全皂化物和/或部分皂化物。但是，部分皂化物的水解性較好。聚乙烯醇的皂化度優選為80～92％。當皂化度低于上述下限時，水解性纖維紙的強度變差。也就是說，在作為擦臀部用或清掃用的擦拭作業用時，纖維紙容易破壞。另外，當皂化度大于上述極限值時，雖然其強度較好，但其水解性變差。從水解性和強度兩方面考慮，更優選的皂化度為82～88％。另外，在使用皂化度低的聚乙烯醇的情況下，可以通過提高相對于纖維紙的聚乙烯醇的用量來獲得耐擦拭作業等使用所需的強度。
另一方面，關于聚合度，作為重均聚合度，優選為100～2000左右。當聚合度小于上述下限值時，不能起到作為粘合劑所要求的，強化纖維與纖維之間的結合力的作用，從而導致纖維紙的強度不足。另外，當聚合度大于上述上限值時，其粘度過高，導致在制造工序中不能均勻涂敷到纖維紙上等不利情況。另外，這樣獲得的纖維紙具有硬邦邦的感覺，缺乏柔軟感，因此不能作為制品使用。從水解性纖維紙的水解性和柔軟感的觀點考慮，更優選的聚合度為1000～1800左右。
聚乙烯醇的用量(涂敷量)優選是相對于100g重量的纖維，使用3～30g。當該用量低于上述下限時，纖維紙的強度降低。另外，當該用量超過上述上限時，纖維紙變硬，柔軟感降低，因此使用感變差，而且，其水解性也降低了。從水解性和柔軟感兩方面考慮，更優選是相對于每100g重量的纖維，聚乙烯醇的用量為5～20g。
在本發明中，可以使用一種能夠鹽析聚乙烯醇，并且其水溶性良好的羧酸鹽。另外，為了使纖維紙含有羧酸鹽，較有效的方法是使用溶解有羧酸鹽的水溶液來含浸該纖維紙。作為羧酸鹽，優選是使用從酒石酸鈉、酒石酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、蘋果酸鈉和蘋果酸鉀中選擇的至少一種羧酸鹽。這些羧酸鹽水溶性優良，而且不會對人體產生不良影響。其中，特別優選使用酒石酸鹽，例如酒石酸鈉或酒石酸鉀。當使用酒石酸鹽時，可以進一步地改善纖維紙的水解性、強度和耐熱性。
當從酒石酸鈉、酒石酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、蘋果酸鈉和蘋果酸鉀中選擇所用的羧酸鹽時，優選是相對于每100g纖維，使用1.25g以上的羧酸鹽。例如，使用一種羧酸鹽濃度在0.5重量％以上的水溶液250g來含浸100g的纖維。當羧酸鹽用量少于上述量時，在潮濕狀態下的纖維紙強度不夠好，而且其水解性變差。在此情況下，可以通過增加相對于纖維紙的聚乙烯醇用量來提高纖維紙的強度。但是，如果聚乙烯醇的用量過多，則纖維紙的柔軟性變差。更優選為，相對于100g的纖維，羧酸鹽的用量在2.50g以上。在纖維紙中的羧酸鹽含量越高，其水解性和強度均越好。因此，當聚乙烯醇的皂化度較低時，可以通過增加羧酸鹽的用量來提高水解性纖維紙的強度。至于羧酸鹽用量的上限，沒有特別限制，實驗結果表明，在使用250g羧酸鹽水溶液來含浸100g纖維的情況下，羧酸鹽的濃度達到36重量％，纖維紙的水解性和強度雙方均為良好。
按照如上方法獲得的水解性纖維紙，在高于通常氣溫的溫度下，例如即使在40℃的氣氛中保管時，其水解性和強度也不會降低。另外，該纖維紙在低溫的水中，例如即使在10℃的水中，其水解性也不會降低。
在本發明的水解性纖維紙中，在不妨礙本發明效果的范圍內，也可以含有其他物質。例如，可以含有表面活性劑、殺菌劑、保存劑、除臭劑、保濕劑、醇類等。另外，可以通過使用含有這些物質的羧酸鹽水溶液含浸纖維紙來調整該纖維紙。
本發明的水解性纖維紙可以作為濕手紙用于擦拭臀部等人體肌膚，另外，也可用來清掃廁所周圍等場所。在本發明的水解性纖維紙作為預先潤濕的制品進行包裝的情況下，該纖維紙可以不經干燥就直接密封包裝并提供市售。
或者，本發明的水解性纖維紙也可以在干燥狀態下提供市售。例如，可以在纖維紙上涂敷聚乙烯醇，再用溶解有羧酸鹽的水溶液將其含浸，然后將其干燥以使其成為干燥的水解性纖維紙，待使用時再用水或藥液來含浸。
下面通過實施例來更詳細地解釋本發明，但本發明不受這些實施例的限定。
實施例1使用100％的針葉樹牛皮紙用紙漿〔加拿大標準排水度(Canadian Standard Freeness)(CSF)=740ml〕作為原料纖維，使用抄紙機(圓網)按濕式抄紙法制造一種單位面積重量為50g/m2的纖維紙(原紙)。將纖維紙(原紙)干燥，然后在該纖維紙(原紙)的表面上涂敷10g/m2的聚乙烯醇，以此調整該纖維紙。作為涂敷方法，可以使用絲網(60目)將聚乙烯醇均勻地涂敷在纖維紙(原紙)上。涂敷后，使用熱風式干燥機在170℃下干燥2分鐘。這時使用的聚乙烯醇的皂化度為88％，并且其重均聚合度為1700(“PVA-217”ケラレ(株)制)。
在按照上述方法獲得的經調整的纖維紙上含浸一種溶解有羧酸鹽的水溶液，在含浸時，以纖維的重量為100％，上述水溶液的用量則為250重量％。使用所獲的纖維紙來進行本發明實施例的水解性、濕潤強度和耐熱性的試驗。另外，作為比較例，使用含有0.8重量％硼砂的水溶液和含12.0重量％芒硝的水溶液含浸經過調整的纖維紙來制造纖維紙產品。在比較例中，與實施例同樣地進行水解性、濕潤強度和耐熱性的試驗。
水解性的試驗可以按照JIS P4501規定的手紙分解容易程度的試驗來進行(在以下的表中以秒表示)。
濕潤強度的測定是把按照上述方法獲得的纖維紙剪成一種寬為25mm，長為150mm的試樣，使用一坦錫倫型萬能試驗機，按照卡盤間隔為100mm，拉伸速度為100m/min的條件測定上述試樣的濕潤強度(在以下的表中以g/25mm表示)。
另外，關于耐熱性試驗，將水解性的纖維紙放入一個聚丙烯制的袋子中密封后，再將其放入一個聚乙烯制的容器中，在40℃的氣氛中保管24小時，然后按照上述方法測定上述試樣的水解性和濕潤強度。
結果示于表1中。
表1
表1中記載了在使用酒石酸鈉的實施例中所獲的水解性結果和通過耐熱性試驗所獲的水解性結果，通過對比可以看出，二者的纖維紙水解時間基本上未變。也就是說，即使在高溫下保管，其水解性也能很好地維持。而且，在耐熱性試驗中所獲的濕潤強度的降低也很少。
實施例2與實施例1同樣地制備纖維紙。制備三種分別溶解有檸檬酸鈉、酒石酸鉀、酒石酸鈉的水溶液作為羧酸鹽溶液。三種溶液的濃度皆為18重量％。以纖維的重量為100％，使用250重量％的上述水溶液來含浸經調整的纖維紙。對所獲纖維紙測定了其水解性、濕潤強度以及在耐熱性試驗時的水解性和濕潤強度。結果示于表2中。
表2
由表2可以看出，不管使用溶解有檸檬酸鈉、酒石酸鉀、酒石酸鈉中哪一種羧酸鹽的水溶液，皆能獲得一種水解性、濕潤強度均優良的纖維紙。另外，即使在耐熱性試驗中，該纖維紙的水解性和濕潤強度的降低也很少。特別是對于使用酒石酸鹽的纖維紙來說，不僅其水解性優良，而且，即使在耐熱性的試驗中，其水解性仍能很好地維持。
實施例3與實施例1同樣地調整纖維紙。制備酒石酸鈉濃度分別為13.5重量％、18.0重量％、36.0重量％的三種水溶液。以經調整的纖維的重量為100％，分別使用250重量％的上述水溶液含浸上述的纖維紙。對所獲纖維紙測定了其水解性、濕潤強度以及在耐熱性試驗時的水解性和濕潤強度。測定方法與實施例1相同。另外，也使用通常使用的硫酸鈉作為用于鹽析聚乙烯醇的物質，同時也進行了相應的水解性、濕潤強度和耐熱性的試驗。在試驗中使用的硫酸鈉水溶液的濃度分別為5.0重量％、7.0重量％、12.0重量％。
結果示于表3中。
表3
從表3可以看出，酒石酸鈉的濃度越大，則纖維紙水解所需的時間越短，而且其濕潤強度越高。而且，即使在耐熱性的試驗中，同樣是酒石酸鈉的濃度越高，則纖維紙的水解性越好，而且其濕潤強度越高。
實施例4在與實施例1同樣地制得的纖維紙(原紙)上分別涂敷具有各種不同皂化度的聚乙烯醇10g/m2。所用的聚乙烯醇的皂化度分別為80、82、84、88、99(順次為PVA、PVA-420、PVA-317、PVA-217，全部由ケラレ(株)制造)。
對于上述所獲的經調整的纖維紙，分別用一種溶解了18重量％酒石酸鈉的水溶液來含浸，含浸時以纖維的重量為100％，使用250重量％的酒石酸鈉溶液。對所獲的纖維紙測定其水解性、濕潤強度以及在耐熱性試驗時的水解性和濕潤強度。測定方法同實施例1。
結果示于表4中。
表4
從表4可以看出，聚乙烯醇的皂化度越大，則纖維紙的濕潤強度越高。另外，不管是在聚乙烯醇皂化度不同的哪一個實施例中，在耐熱性試驗時的水解性和濕潤強度的降低均很少。
實施例5在與實施例1同樣地制得的纖維紙(原紙)上分別涂敷不同量的聚乙烯醇。以纖維的重量為100％，分別涂敷3重量％、5重量％、20重量％、30重量％的聚乙烯醇，所用聚乙烯醇的皂化度均為88％，而且其重均聚合度為1700(PVA-217，クラレ(株)制)。另外，作為比較例，調整在纖維紙(原紙)上完全不涂聚乙烯醇的纖維紙。
對經調整的纖維紙，使用一種溶解有18重量％的酒石酸鈉水溶液進行含浸。對所獲的纖維紙進行了水解性和濕潤強度的測定。測定方法同實施例1。
結果示于表5中。
表5
<p>從表5可以看出，聚乙烯醇的涂敷量越多，其濕潤強度越高。
實施例6與實施例1同樣地調整纖維紙。制備一種酒石酸鈉濃度為18重量％的水溶液作為羧酸鹽。以經調整的纖維重量為100％，使用250重量％的上述水溶液來含浸經調整的纖維紙。對所獲的纖維紙進行水解性、濕潤強度和在冷水中的水解性的測定。水解性和濕潤強度的測定方法同實施例1。在冷水中的水解性的測定是將水溫定為10℃，然后按照JIS P4501規定的手紙分解容易程度的試驗來進行。
另外，作為比較例，分別使用含有0.8重量％硼砂的水溶液和含有12.0重量％硫酸鈉的水溶液來含浸經過調整的纖維紙。用來含浸經調整的纖維紙的水溶液是以纖維的重量為100％，水溶液量為250重量％。在比較例中，也與實施例同樣地進行了水解性、濕潤強度的試驗和在冰水中的水解性的試驗。
結果示于表6中。
表6
從表6可以看出，在使用酒石酸鈉的實施例中，水解性的結果與冷水中的水解性的結果相比，纖維紙的水解時間基本上沒有變化。
如上所述，本發明的水解性纖維紙，即使在潮濕的狀態下使用也能保持足夠的強度，而且在使用后一旦被大量水浸泡就能容易地分解。另外，即使在高溫下，其水解性和強度也不會降低。而且，即使在冷水中，其水解性也良好。
權利要求
1．水解性纖維紙，其特征在于在使用聚乙烯醇作為粘合劑來粘合纖維的纖維紙中含有水溶性的羧酸鹽。
2．如權利要求1所述的水解性纖維紙，該纖維紙是使用一種溶解有羧酸鹽的水溶液來含浸纖維紙以使其濕潤而制成的。
3．如權利要求1或2所述的水解性纖維紙，是通過將聚乙烯醇作為粘合劑涂敷在纖維紙坯上而制成的。
4．如權利要求1或2所述的水解性纖維紙，其中的羧酸鹽是從酒石酸鈉、酒石酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、蘋果酸鈉和蘋果酸鉀中選擇的至少一種化合物。
5．如權利要求1、2、3或4所述的水解性纖維紙，其中，相對于100g纖維，含有3～30g的聚乙烯醇。
6．如權利要求1、2、3、4或5所述的水解性纖維紙，其中，相對于100g重量的纖維，含有1.25g以上的羧酸鹽。
7．如權利要求1、2、3或4所述的水解性纖維紙，其中，聚乙烯醇含量與羧酸鹽含量之比為3～30∶1.25以上。
8．如權利要求1、2、3、4、5、6或7所述的水解性纖維紙，其中，纖維的單位面積重量為20～100g/m2。
9．如權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的水解性纖維紙，其中所說的聚乙烯醇的皂化度為80～92％。
全文摘要
一種能被廁所等水流沖走的水解性纖維紙,該水解性纖維紙的水解性好,強度高,而且能夠滿足耐熱性的要求。通過在一種用聚乙烯醇作為粘合劑而制得的纖維紙上,使用溶解有水溶性羧酸鹽的水溶液來將其含浸并借此使聚乙烯醇鹽析,從而使纖維紙保持其濕潤強度。如此獲得的纖維紙,其水解性好,強度高,而且即使在高溫下也不會導致水解性的劣化和強度的降低。另外,即使在冷水中,其水解性也良好。
文檔編號A47K10/00GK1207431SQ9811675
公開日1999年2月10日 申請日期1998年8月4日 優先權日1997年8月5日
發明者竹內直人, 小西孝義 申請人:尤妮佳股份有限公司