专利名称：膨松水解性清扫物品以及水解纸的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种膨松水解性清扫物品。另外，本发明还涉及一种能够制造膨松的水解纸的方法。
背景技术：
本申请人此前提出了一种水解性清扫物品(参照日本专利特开平2-149237号公报)，其是使水解纸浸渍作为必要成分含有多价金属离子和有机溶剂的水性净化药剂而形成的，所述的水解纸由湿法造纸制造并且含有带有羧基的水溶性粘合剂。另外还提出了一种水解性清扫物品(参照日本专利特开平3-292924号公报)，其是使水解纸浸渍含有水溶性溶剂的硼酸水溶液而形成的，所述的水解纸由湿法抄造制造并且含有聚乙烯醇作为粘合剂。这些水解性清扫物品具有能够经受得住清扫作业的强度，并且具有良好的水解性从而能够丢弃在厕所等中用水冲走。为了使之具有水解性，作为这些水解性清扫物品的基材的纤维片材，其构成纤维由非热熔合性的、并且废弃后具有生物降解能力的纸浆等纤维素类材料构成。
为了使包括所述水解性清扫物品在内的水解纸在其废弃后被生物降解，因此通常难以与作为不具有生物降解能力的纤维的热熔合性纤维进行混抄。在热熔合性纤维中，虽然也有由具有生物降解能力的材料即聚乳酸等构成的纤维，但是价格高、不经济。作为具有生物降解能力并且廉价的纤维，纸浆等是具有代表性的。
作为使包括所述水解性清扫物品在内，由以纸浆等为主体的纤维构成的纸变得膨松的方法，有在雕刻过的辊筒之间进行挤压的压纹法。纸的压纹法大致可划分为对抄造途中的湿纸进行压纹的湿式压纹法、和抄造完成后对纸进行压纹的干式压纹法。湿式压纹法是在造纸机上对还没有干燥的纸进行压纹的方法(参照日本专利特开平8-260397号公报)。日本专利特开平8-260397号公报中，公开了在干燥工序中对进行过压纹赋形的湿纸进行干燥的方法。但是为了使通常在抄造时湿纸所含有的大量水分干燥，必须使湿纸与杨克烘缸(Yankee dryer)或多筒式干燥器的表面强有力地接触，从而使热效率变得良好，在这样的干燥方法中，无法进行膨松压纹的赋形。另一方面，干式压纹法是最通常的一种方法，其对暂时抄造并干燥后的纸进行压纹。对以纸浆等非热熔合性纤维为主体的纸进行压纹时，由于是在纸浆纤维间的结合(氢键、通过粘合剂形成的结合等)已经形成的状态下进行压纹，因此在赋形时，会发生纤维间结合被破坏或纤维断裂的情况，导致纸的强度、压纹的保形性(体积的保持)下降。另外，当作为水解性清扫物品使用时，由于在形成制品之前，在压纹后的后加工中对纸进行折叠、切断、或使纸浸渍药液、或分装、装入容器中等的时候，要受到各种外力，因此存在不能维持刚刚压纹后的膨松性的问题。尤其在实施了膨松的压纹赋形的情况下，出现纸的强度下降、纸在压纹后的后工序中赋形受损以及用于清扫等时的赋形受损之类问题的可能性很大。
发明内容
本发明提供一种膨松水解性清扫物品，其是在水解纸中浸渍水性药剂而构成的，所述水解纸由含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂的实质上能够进行水分散的纤维片材构成。在水解纸中，通过压纹加工形成有许多凹凸。水解纸的定量为30～150g/m2。相对于水解纸的干燥重量，浸渍有100～500重量％的水性药剂。在浸渍有水性药剂的状态下，膨松水解性清扫物品在0.3kPa的载荷下的厚度T1为1.0mm～3.0mm。在浸渍有水性药剂的状态下，膨松水解性清扫物品在1.0kPa的载荷下的厚度T2为0.9mm或以上。
另外，本发明还提供一种水解纸的制造方法，其是对含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂的、实质上可进行水分散且定量为30～150g/m2的纤维片材，在该纤维片材中的含水量为10～200重量％的状态下实施压纹加工，与此同时干燥该纤维片材或压纹加工后立即干燥该纤维片材。
进而本发明还提供一种水解纸的制造方法，其是在不含水溶性粘合剂但含有实质上能够进行水分散的纤维的片材中，添加水溶性粘合剂水溶液，从而得到该片材中的水溶性粘合剂含量为1～30重量％、并且含水量相对于干燥状态的该片材的重量为10～200重量％的纤维片材，对该状态的纤维片材实施压纹加工，与此同时干燥该纤维片材或压纹加工后立即干燥该纤维片材。
图1是表示本发明的水解性清扫物品的一实施方案的立体图。
图2是压纹辊的主要部分的放大图。
图3是表示水解纸的抄造装置的示意图。
图4是表示压纹装置的示意图。
图5是表示凹凸赋形的状态的示意图。
图6是表示干燥时的凹凸赋形的状态的示意图。
图7是表示压纹装置的示意图。
图8是表示压纹装置、热风装置的示意图。
图9是表示干法造纸(气铺法(air-laid method)造纸)中的压纹加工的示意图。
具体实施例方式
本发明涉及一种膨松水解性清扫物品，其在进行膨松的压纹赋形时也不会导致片材的强度下降，并且在后加工工序以及用于清扫等的情况下，其赋形受损也少，也就是保形性优良。另外，本发明还涉及一种水解纸的制造方法，针对在纸的压纹方法中压纹所具有的问题，该方法制造的纸赋形受损少、保形性良好、而且能够防止强度下降。
下面以优选的实施方案为基础、参照附图就本发明进行说明。本发明中以膨松化为前提，所述膨松化是通过对含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂的、实质上能够进行水分散的纤维片材进行压纹加工来提高厚度。对纤维片材实施压纹加工而得到的水解纸在干燥状态下的定量为30～150g/m2，优选为50～120g/m2。使水解纸浸渍100～500重量％的水性药剂、优选为浸渍100～300重量％的水性药剂而得到本发明的膨松水解性清扫物品。该膨松水解性清扫物品在0.3kPa的载荷下测定的厚度T1为1.0～3.0mm，这成为本发明中的膨松化的第一基准。
图1是表示作为本发明的一实施方案的水解性清扫物品1的立体图。本实施方案的膨松水解性清扫物品1具有第1面1a和第2面1b，且具有许多从一方的面侧向另一方的面侧突出形成的凸部2，2…。凸部2在膨松水解性清扫物品1的长度方向X和宽度方向Y的各方向上以一定的间隔配置成列，形成交错格子状的配置图案。在凸部2，2…之间各自形成有凹部3，3…，同样形成交错格子状的配置图案。由此膨松水解性清扫物品整体形成立体形状。
膨松水解性清扫物品1的特征在于其膨松性。膨松水解性清扫物品1的厚度T1、即从第1面1a中的凸部2的顶点到第2面1b中的凸部2的顶点的距离，在浸渍了前述水性药剂并在0.3kPa的载荷作用下，如上所述为1.0～3.0mm，优选为1.2～2.5mm，更优选为1.3～2.0mm。通过把厚度设定在该范围内，水解性清扫物品1变得膨松，可以表现出诸如抹布之类的厚度感，同时能够维持良好的强度。具体地说，当厚度低于1.0mm时，则相对于以往的清扫用片材不能切实感觉到厚度感有显著的增加，并且擦拭起来不顺手，而且在污物穿透而从背面跑出来这一点上也让使用者感到不放心。另一方面，当厚度超过3.0mm时，则清扫物品1的牢固性会受到损害，或者收纳容器变大，作为一次性使用的物品来说是不经济的。水解性清扫物品1的厚度T1如上所述在0.3kPa的载荷下进行测定。该载荷非常小，用该载荷测得的厚度与水解性清扫物品1的表观厚度近似。
膨松水解性清扫物品1除了是膨松的，还必须具有厚度保持性，即当把拿在手里进行清扫的时候，即便用手摁住该清扫物品1，该清扫物品1仍然能够维持其厚度。本发明中把用手摁的力假定为1.0kPa。在浸渍有前述水性药剂的状态下，膨松水解性清扫物品在1.0kPa的载荷下测得的厚度T2为0.9mm或以上，便可以实现前述的保持性。从用手用力擦拭而进行扫除时的擦拭容易性以及防止污物穿透的角度考虑，T2优选为0.9mm或以上，更优选为1.0mm或以上，特别优选为1.2mm或以上。T2的上限值不能超过T1。
关于膨松水解性清扫物品1，从维持膨松压纹形状这一角度考虑，前述的T1和T2之比T2/T1(以下将该比值称为厚度比)为0.8或以上，优选为0.85或以上。当厚度比低于0.8时，则不能获得所需要的膨松压纹形状的保持性，用手一摁便容易使赋形受损，得不到如像布那样的弹力感和放心感。厚度比优选为0.85或以上。对厚度比的上限值没有特殊的限定，越接近1意味着保持性(体积的维持性)越好。
另外，水性药剂的浸渍量和配合组成不会给T2和T1的值造成大的影响，因而在本发明的T2和T1的测定条件中，不包括水性药剂的浸渍量。当T2和T1测定条件中包括水性药剂的浸渍量时，则以本发明中的典型的浸渍量、即以水解纸的干燥重量的2倍为宜。
纤维片材含有实质上能够进行水分散的纤维和水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂。为了获得能够维持膨松性且在水性药剂的浸渍状态下表现出良好湿润强度的膨松水解性清扫物品以及水解纸，必须具有如上所述的片材结构。水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂有助于膨松水解性清扫物品以及水解纸在水性药剂的浸渍状态下表现出湿润强度，维持膨松压纹形状的保持性和丢弃在厕所中用水冲走时的水解性。
作为纤维片材中含有的实质上能够进行水分散的纤维，可以使用的纤维长度优选为15mm或以下，更优选为10mm或以下，进一步优选为5mm或以下。从兼备水解性和湿润强度的角度考虑，优选将重量平均纤维长度为0.5mm～3.0mm的纸浆纤维作为主体使用。并且，从提高手感的角度考虑，还可以混抄平均纤维长度为4.0～7.0mm左右的人造丝纤维或合成纤维。作为纤维的种类，优选具有生物降解能力的纤维，作为典型的例子可以列举出纤维素类纤维。作为纤维素类纤维，例如可以列举出纸浆、棉花等天然纤维和人造丝等半合成纤维等。这些纤维可以使用一种，或组合使用二种或更多种。也可以使用改变打浆度而得以细纤维化的纤维。作为纸浆，可以使用针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP)、阔叶树漂白牛皮纸浆(LBKP)等被漂白的木质纸浆，此外还可以使用来自于麻等的纸浆、实施化学处理而产生碱溶胀的丝光化化浆、具有螺旋结构的化学交联纸浆、微小纤维状纤维素。此外，还可以使用不具有生物降解能力的聚乙烯或聚丙烯等烯烃类纤维或聚酯类等合成纤维，由聚乳酸构成的合成纤维具有生物降解能力，因而更加理想。纤维片材中除粘合剂之外，优选含有70～100重量％的纤维素类纤维，特别优选含有80～100重量％的纤维素类纤维。
作为水溶性粘合剂，可以列举出天然多糖类、多糖衍生物、合成高分子等。作为天然多糖类，可以列举出藻酸钠、黄蓍胶、瓜胶、黄原胶、阿拉伯橡胶、鹿角菜胶、半乳甘露聚糖、明胶、酪蛋白、白蛋白、支链淀粉等。作为多糖衍生物，可以列举出羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基化淀粉或其盐、淀粉、甲基纤维素、乙基纤维素等。作为合成高分子，可以列举出聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、不饱和羧酸的聚合物或共聚物的盐、不饱和羧酸和能够与该不饱和羧酸共聚的单体形成的共聚物的盐等。作为不饱和羧酸，可以列举出丙稀酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸酐、马来酸、富马酸等。这些水溶性粘合剂的添加量可以根据用途和粘合剂的种类而设定为适当的值，但是，从维持膨松性、获得适当的湿润强度、获得良好的水解性以及经济性的角度考虑，一般是相对于纤维片材的重量，优选添加1～30重量％，特别优选添加2～15重量％。另外，在水解纸浸渍有含高浓度水的水性药剂的状态下，上述粘合剂优选的是，可以作为暂时不溶解而维持纤维间结合的结合剂发挥作用，起到保持膨松性和清扫时的强度的作用。从尿斑污渍的洗净性、对手的皮肤的刺激性的角度考虑，水性药剂中的含水量为30～95重量％，优选为50～95重量％，进一步优选为60～95重量％。
如上所述的水溶性粘合剂的暂时不溶化是通过控制水解纸中的药液浸渍量、水解纸或水性药剂中含有的粘合剂不溶成分来实现的。水解纸中的水性药剂的浸渍量根据粘合剂的种类、分子量以及水解纸中的含量的不同而不同，因此不能进行限定，但是优选使水解纸浸渍大部分粘合剂在其中不能溶解的水性药剂。此外，作为粘合剂的不溶成分，可以列举出水溶性有机溶剂或者特定的酸或电解质等。
作为水溶性有机溶剂，具体可以列举出乙醇、甲醇、异丙醇等一元醇，乙二醇、一缩二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、丁二醇、己二醇、3-甲基-1，3-丁二醇等二元醇类，上述二元醇类和甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等低级醇形成的一醚或二醚，前述二元醇类和低级脂肪酸形成的酯，甘油或山梨糖醇等多元醇。水性药剂中的水溶性有机溶剂可以单独使用或使用2种或更多种，其浓度优选为30～70重量％，更优选为30～60重量％，进一步优选为30～50重量％。另外，当并用后述的酸或电解质时，水溶性有机溶剂的浓度优选为1～50重量％，更优选为5～40重量％，进一步优选为10～30重量％的范围。
作为酸或电解质，有代表性的可以列举出能通过盐析或交联而使水溶性粘合剂暂时不溶化的物质。作为用于盐析的盐，只要是水溶性的盐，则无特殊限定，可以使用各种盐。另一方面，作为用于交联的盐，根据粘合剂的种类的不同，所选择的物质也不同。例如可以列举出可在水性药剂中提供钾离子的水溶性盐，该钾离子能和鹿角菜胶或瓜胶交联而使粘合剂凝胶化。此外，还可以列举出可在药液中提供二价金属离子的水溶性盐，该二价金属离子在少量的水溶性溶剂的存在下，能和羧酸类粘合剂交联而使之变得不溶化。另一方面，还可以列举出能和聚乙烯醇交联而使之凝胶化的硼酸、四硼酸钠等硼酸盐。此外，上述的酸或电解质在水性药剂中的浓度根据粘合剂的种类和在水解纸中的含量的不同而不同，因此不能一概地进行限定，但是如果考虑擦拭后的清洁度和在手的皮肤上的残留性的话，上述酸或电解质在水性药剂中的浓度优选为1～10重量％，更优选为1～5重量％。
水性药剂以水为介质并添加有前述的粘合剂的不溶化成分。在水性药剂中除上述成分之外，还可以根据需要添加表面活性剂、杀菌剂、螯合剂、漂白剂、除臭剂、香料等，从而提高该水性药剂的清扫性能。作为表面活性剂，阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及两性表面活性剂都可以使用，特别是从兼备洗净性和清洁度的角度考虑，优选使用聚氧化烯(氧化烯加成摩尔数为1～20)烷基(碳原子数为8～22的直链或支链)醚、烷基(碳原子数为8～22的直链或支链)糖苷(平均糖缩合度为1～5)、山梨糖醇脂肪酸(碳原子数为8～22的直链或支链)酯、以及烷基(碳原子数为6～22的直链或支链)甘油醚等非离子表面活性剂以及烷基羧基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱、烷基羟基磺基甜菜碱、烷基酰胺羧基甜菜碱、烷基酰胺磺基甜菜碱、烷基酰胺羟基磺基甜菜碱等烷基碳原子数为8～24的两性表面活性剂。
从获得充分的擦拭效果的角度考虑，相对于水解纸的重量(以干燥重量为基准)，所浸渍的水性药剂的量为100～500重量％，优选为100～300重量％。
另一方面，作为水溶胀性粘合剂，可以列举出纤维状的具有羧基的纤维素类或淀粉类衍生物、或者具有羟基的聚乙烯醇或其衍生物。具体地说，可以列举出纤维状的聚乙烯醇或纤维状羧甲基纤维素、纤维状羧乙基纤维素等。当使用上述的水溶胀性粘合剂时，一般是与纸浆纤维等原料纤维混合后进行造纸。从保持膨松性、获得适度的湿润强度、获得良好的水解性以及经济性的角度考虑，水溶胀性粘合剂在纤维片材中的含量优选为5～40重量％，更优选为8～30重量％，进一步优选为10～25重量％的范围。此外，使用水溶胀性粘合剂的情况和使用上述水溶性粘合剂的情况同样，在水解纸浸渍有含高浓度水的水性药剂的状态下，优选该粘合剂的溶胀暂时受到抑制而作为维持纤维间结合的结合剂发挥作用，起到保持膨松性和清扫时的强度的作用。例如使用纤维状聚乙烯醇时，适于使用硼酸、四硼酸钠等硼酸类盐，而在使用纤维状羧甲基纤维素、纤维状羧乙基纤维素时，适于使用可生成镁离子、钙离子、锌离子等二价金属离子的水溶性盐。
有关水溶性或水溶胀性粘合剂的种类以及与之匹配的使粘合剂暂时不溶化或溶胀受到抑制的抑制剂，有如上所述的各种组合，其中优选羧酸类水溶性粘合剂和二价金属离子、含有水溶性有机溶剂的水性药剂的组合。
在羧酸类水溶性粘合剂中，特别优选的是羧甲基纤维素(以下也称为CMC)的碱金属盐。从作为粘合剂具有良好的性能、以及与后述交联剂具有良好的亲和性的角度考虑，CMC的醚化度优选为0.8～1.2，特别优选为0.85～1.1。当采用喷射法等往纸中添加CMC时，从其操作性的角度考虑，CMC在25℃下的1重量％水溶液的粘度优选为10～40mPa·s，特别优选为15～35mPa·s，相同温度下的5重量％水溶液的粘度优选为2500～4000mPa·s，特别优选为2700～3800mPa·s，以及在60℃下的5重量％水溶液的粘度优选为1200mPa·s或以下。
对于含有羧酸类水溶性粘合剂的水解纸，作为浸渍在其中的水性药剂，从使粘合剂暂时不溶化、获得充分的湿润强度、并且获得良好的水解性的角度考虑，其优选的组成是水分浓度为60～90重量％，水溶性有机溶剂的浓度为8～35重量％，并且含有1～5重量％浓度的能提供选自钙、镁、锶和钡等碱土类金属、锰、锌、钴和镍之中的1种、2种或更多种的金属离子的水溶性二价金属盐。作为前述的水溶性二价金属盐，例如可以使用氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、甲酸盐、醋酸盐等。特别优选使用的水溶性二价金属盐是氯化钙和硫酸锌。
从清扫时的结实程度的角度考虑，浸渍有水性药剂的水解纸、即膨松水解性物品1优选的湿润强度，在造纸机的运行方向(纵向Machine Direction、简称为MD)上为300cN/25mm或以上，在和MD垂直的方向(横向Cross machine Direction、简称为CD)上为100cN/25mm或以上。在MD方向上，湿润强度更优选为400cN/25mm或以上，进一步优选为500cN/25mm或以上。在CD方向上，湿润强度更优选为150cN/25mm或以上，进一步优选为200cN/25mm或以上。
再回到图1，凸部2大致呈半球的形状。凹部3也同样。本实施方案的膨松水解性清扫物品1和水解纸优选在清扫时，其两面具有同样的性能。从这个角度考虑，优选第1面1a中的凸部2的形状和间隔与第2面1b中的凸部的形状和间隔大致相同。另外，优选第1面1 a中存在的凸部2与第2面1b中存在的凹部3处于正反面的关系，同样优选第1面1a中存在的凹部3与第2面1b中存在的凸部2处于正反面的关系。进一步优选凸部2的形状与凹部3的形状相同且互为反向。
对压纹图案并没有限定。只要是压纹加工后的纸变得膨松即可。特别是凹凸状的双钢辊凹凸压纹加工容易变得膨松。在该凹凸状的双钢辊凹凸压纹加工中，辊表面设置有均匀规则的凹凸，在2个辊之间，一个辊的凸部和另一个辊的凹部相啮合。该凹凸状的图案是凸部和凹部的重复图案，凸部和凹部的间距优选为3.5～14.0mm，进一步优选为5.0～10.0mm。另外，从使水解性清扫物品1和水解纸变得膨松的角度考虑，凸部顶点和凹部顶点之差(槽深度)优选为1mm～5mm，更优选为1.5～4.5mm，进一步优选为2mm～4mm(参照图2)。
在水解性清扫物品1和水解纸的一个面中，在10cm×10cm的正方形的区域内，优选在该面的任何位置，在该区域内平均形成50～850个凸部2，特别优选形成100～600个凸部2。通过将凸部2的个数设定在上述范围内，凸部2和凹部3能相互均衡地配置，从而使本实施方案的水解性清扫物品1和水解纸具有更加优良的污渍除去性。
如后述水解纸的优选的制造方法所述，水解纸中的凸部2和凹部3可以根据压纹辊的雕刻图案来自由地设计它们的形状和配置。
下面就作为本发明的膨松水解性清扫物品1之基材的水解纸优选的制造方法进行说明。水解纸的制备方法是对含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂的、实质上可进行水分散且定量为30～150g/m2的纤维片材，在该纤维片材中的含水量相对于干燥状态的该纤维片材的重量为10～200重量％的状态下实施压纹加工，与此同时干燥该纤维片材或压纹加工后立即干燥该纤维片材。或者，在不含粘合剂但含有实质上能够进行水分散的纤维的片材中，相对于该片材添加水溶性粘合剂水溶液，得到该片材中的水溶性粘合剂含量为1～30重量％、同时相对于干燥状态的该片材重量含水量为10～200重量％的纤维片材，在对该状态的纤维片材实施压纹加工的同时，通过该压纹加工干燥该纤维片材。
含有水溶性粘合剂的可进行水分散的纤维片材能够利用各种方法进行制造。例如已经为人所知的有在作为造纸原料的纸浆分散液中添加水溶性粘合剂和使水溶性粘合剂得以固定的固定剂，制造含有预定量的水溶性粘合剂的水解纸的原料纸(日本专利特开平3-193996号公报)。另外，由纸浆分散液进行片材成形，在加压脱水或半干燥后，将水溶性粘合剂进行喷雾干燥或涂敷干燥，这样也能够制造含有预定量的水溶性粘合剂的水解纸的原料纸。此时，与加压脱水的干燥方式相比，使用热风通过干燥机等预干燥方式更能得到低密度并且水解性更加良好的水解纸的原料纸。并且、也可以不采用上述的湿法造纸法，而采用不使用水的干法使纸浆纤维疏解，形成网片后，喷雾或涂敷水溶性粘合剂，然后干燥，从而制造出纤维片材。这就是所谓的气铺法。
图3表示在含有水溶性粘合剂的可进行水分散的纤维片材的制造中优选使用的制造装置的一例的示意图。图3所示的制造装置(湿法抄造机)具有成形机、网部、第1干燥部、喷雾部和第2干燥部。成形机是把由调制装置(图中未示出)供给的成浆调节成预定的浓度后供给网部。图中未示出的调制装置具有对纸浆纤维等原料进行破碎打浆的装置、和在破碎打浆后的原料中添加施胶剂、颜料、纸力增强剂、漂白剂、凝集剂等添加剂的添加装置，其构成为把与水解纸的特性相对应的预定浓度的原料所构成的纸料调制成成浆。另外，在纸浆浆料中也可以混合粘合剂。网部是将由成形机供给的成浆在造纸机的成形网上成形为湿纸的部分。第1干燥部是使在网部形成的湿纸干燥的部分。喷雾部是对经第1干燥部干燥的纸进行喷雾的部分。第2干燥部是对经喷雾部喷洒粘合剂而成为湿润状态的纸进行干燥的部分。
由成形机4供给的成浆在网部被抄造，在网部5上形成湿纸。湿纸利用设置在网部上的吸水箱6产生的吸引力而除去其中的水分，从而形成预定的含水率。然后，将湿纸导入第1干燥部7进行干燥。第1干燥部7由穿透气干燥烘缸(以下称为TAD)构成。TAD包括其圆周表面具有通气性的旋转滚筒8和覆盖该旋转滚筒8而使之大致处于气密状态的罩9。在TAD中，加热到预定温度的空气被供给至罩9内。加热的空气从旋转滚筒8的外侧向内部流通。如图3所示，湿纸以卷绕在旋转滚筒8的圆周表面上的状态运送，其中旋转滚筒8沿箭头方向进行旋转。在TAD内运送的期间，加热空气穿透湿纸的厚度方向，由此使湿纸干燥而成为纸。
在喷雾部中对在第1干燥部7得到的纸喷洒含有粘合剂的水溶液。喷雾部位于第1和第2干燥部7、14之间。两干燥部7、14通过传送带连接起来。
传送带分别具有朝箭头方向旋转的上传送带10和下传送带11。传送带10的结构是把经第1干燥部7的TAD干燥的纸夹持在上述两传送带10、11之间，在该状态下将所述的纸运送至第2干燥部14。在上传送带10的下流侧的折回端配置有真空辊12。真空辊12将纸吸在上传送带10的背面，并在该吸附状态下由上传送带10运送纸张。
如图3所示，喷雾部具有喷雾喷嘴13。喷雾喷嘴13配设在第2干燥部14的下方并且与真空辊12相对置。喷雾喷嘴13朝着真空辊12喷洒含有粘合剂的喷雾液，从而将该喷雾液添加(外加)到纸上。
在喷雾部被喷射了粘合剂后，纸被运送至第2干燥部14。第2干燥部14由杨克烘缸构成。经喷雾液喷洒而成为湿润状态的纸，以卷绕在设置于罩16内的杨克烘缸的旋转滚筒15的圆周表面上的状态被运送。在由旋转滚筒15卷绕而进行运送的期间内，纸的干燥也得以进行。
杨克烘缸的出口处设置有刮刀片17。刮刀片17一边使纸起皱，一边将纸从杨克烘缸的旋转滚筒15上剥离下来。由此让纸带有皱褶。然后将纸暂时卷绕在卷绕机上(图中未示出)而成为纸筒。
另一方面，含有水溶胀性粘合剂的可进行水分散的纤维片材也可以用各种方法制造。例如为人所知的有在纸浆分散液中添加预定量的水溶胀性的纤维状粘合剂，将其成形为湿纸，干燥后便得到纤维片材(日本专利特开平4-370300号公报、日本专利特开平2-74694号公报)。另外，也可以不采用湿法造纸法，而采用气铺法使纸浆纤维和水溶胀性的纤维状粘合剂的混合纤维原料进行干法纤维疏解，形成网片后进行干燥，从而制造出纤维片材。
再者，通过组合上述的方法，也可以制造含有水溶性粘合剂和水溶胀性粘合剂两者的纤维片材(以下将上述的各种纤维片材称为原料纸)。
原料纸在接下来的工序中或暂时以纸筒的形式保管后被再次添加水，在通过膨松压纹进行凹凸赋形的同时进行干燥，或者赋形后立即进行干燥，从而形成具有许多凹凸部的膨松的水解纸。上述制法例如可以通过图4所示的能够在膨松凹凸赋形的同时进行干燥的热压纹装置来进行。图4所示的压纹装置具有一对压纹辊18、18。在各压纹辊18的圆周表面具有许多凹凸，该等凹凸互相呈啮合的形状。各压纹辊18朝图4中箭头所示的方向转动。各压纹辊18是金属制的，并安装有能够加热到预定温度加热装置(图中未示出)。从加热的角度考虑，压纹辊优选金属制，但作为压纹辊的材质，除了金属制以外，其中一个辊还可以使用橡胶、纸制辊。在压纹辊18、18的上流侧，设置有喷雾喷嘴19，从喷雾喷嘴19向原料纸喷洒水。另外，添加水的方法不限于使用喷雾喷嘴。例如还可以使用涂敷机或凹版转印等。此外，还可以用水蒸气代替水。
如图4所示，原料纸从纸筒(图中未示出)开卷，由喷雾喷嘴19撒水而形成湿润状态，之后被送至压纹装置。在压纹装置中，原料纸在一对压纹辊18、18之间被夹压而进行压纹加工。如前所述，由于各压纹辊18在结构上互相啮合，因此在被两辊18夹压的原料纸上加工出了与辊18上的凹凸形状相对应的凹凸形状。也就是说，对原料纸进行了双钢辊凹凸压纹加工。再者，通过加热的压纹辊18干燥除去原料纸中含有的水，便产生新的纤维间结合。由此可以得到所需要的具有许多凹凸形状的结实且膨松的水解纸。
图5是进行了双钢辊凹凸压纹加工后原料纸的示意图。在该状态下的原料纸因喷洒了水而处于湿润状态。也就是说，构成纤维间的氢键被削弱。基于这样的理由，原料纸的构成纤维20受到外力的作用，即处于能够沿着双钢辊凹凸压纹的凹凸图案重新进行配置的状态。因此，原料纸通过压纹辊18、18之间时，纤维对应着压纹辊18的凹凸图案重新进行配置，从而原料纸被赋予凹凸形状。与此同时，借助于由压纹辊18进行的加热而将水从湿润的原料纸上干燥除去。其结果，在重新配置的纤维构造中，再一次构筑了纤维间的氢键以及通过粘合剂产生的纤维间的再结合。在这样得到的膨松的水解纸中，特别是在凸部2的侧壁(或者凹部3的侧壁)不容易发生破裂。这样一来，便能够获得凹凸形状的保形性良好、并且强度下降少的水解纸。再者，在前面所提到的浸渍了含有特定成分的水性药剂的水解性清扫物品1中，通过使粘合剂暂时不溶化或抑制其溶胀，就能够使清扫物品维持其纤维间结合并保持凹凸形状，并且成为湿润强度也良好的清扫物品。
如果采用与本制造方法不同的方法，对处于一般干燥状态的纸不进行湿润而直接用压纹辊18、18进行凹凸赋形时，由于是在维持构成纤维间的氢键的状态下在垂直方向施加大的变形力，因此如图6所示，纤维间的结合遭到破坏或者纤维本身被切断，从而使凸部的侧壁(或者凹部的侧壁)发生破裂。其结果，尽管得到的纸中暂时形成了凹凸部，但是该凹凸部一旦受到外力的作用便容易破损。另外，得到的水解纸与凹凸赋形前相比，其强度就会大幅下降。
从使原料纸顺利进行凹凸赋形的角度考虑，原料纸在被导入至压纹辊18、18之间以前，纸上喷洒的水的量相对于原料纸的干燥重量必须设定为10～200重量％，优选为10～130重量％，特别优选为10～50重量％，尤其优选为10～40重量％。原料纸中一般本身含有5～10重量％左右的水分，包括该水分在内，如果原料纸中的含水率低于10重量％时，则纤维间氢键的弱化或者粘合剂的溶胀或溶解不能充分地进行，从而不能使纤维沿着凹凸图案发生充分的重新配置。另外，如果原料纸中的含水率超过200重量％时，则用于干燥的负荷增大，从而使经济性变差。另一方面，从使原料纸充分地干燥的角度考虑，压纹辊18、18的加热温度优选为120～250℃。此外，原料纸的干燥的程度有时依赖于原料纸的运送速度，如果运送速度增加，则单凭压纹辊的热不能充分地干燥原料纸。于是，如图7所示，通过加大热压纹辊的直径来延长片材的接触时间，从而使干燥变得容易，或者如图8所示，设置覆盖压纹辊18、18的罩23，由罩23的一部分供给加热到预定温度的空气21，进而使该加热的空气从罩的一部分作为排气22排出，通过这样的一种结构能够提高压纹系统的干燥能力。另外，不仅可以在压纹加工阶段进行干燥，而且也可以在压纹加工后，使用诸如穿透气干燥烘缸或加热辊等其它的干燥机，在保持凹凸形状的状态下进行干燥。为使采用压纹辊18、18进行过凹凸赋形的片材容易剥离，优选与水同时添加剥离剂。作为剥离剂，可以列举出添加了高级脂肪酸、聚乙烯蜡、硅油、矿物油、其它表面活性剂的溶液等。
另一方面，作为其它方法，利用湿纸造纸法或气铺法制造不含水溶性粘合剂但含有实质上能够进行水分散的纤维的片材，在该工序中通过喷雾等添加水溶性粘合剂水溶液，使其成为含有水溶性粘合剂的片材、同时，还使之处于含有预定水分的湿润状态，然后对该状态的纤维片材实施压纹加工，与此同时或者压纹加工后立即干燥，由此也能够得到具有所期望物性的水解纸。在图9中的干法造纸法中，一边用成形机24对干燥的短纤维进行开纤，一边将短纤维吸引到真空传送带25上形成网片，用喷雾喷嘴13喷洒水溶性粘合剂，使用压纹装置18进行压纹加工。然后用穿透气干燥烘缸7干燥。此外，图9中的符号和图3中的符号相同的部分表示相同的构件。另外，对图9表示的方法没有特别说明的地方，可以适用与前面所述的制造方法相关的说明。
另外，制成不含水溶性粘合剂的纤维的片材后，用图4所示的压纹装置，通过喷雾添加溶解有水溶性粘合剂的水溶液，也能够得到具有同样特性的水解纸。此时，从维持膨松性、获得适度的湿润强度以及经济性的角度考虑，纤维的片材中含有的水溶性粘合剂的量优选为1～30重量％，特别优选为2～15重量％。另外，与水溶性粘合剂同时添加的水的量，相对于原料纸的干燥重量优选为10～200重量％，特别优选为10～130重量％，尤其优选为10～50重量％，进一步优选为10～40重量％。
在本制造方法中，刚经过压纹加工后处于干燥状态的水解纸的厚度(Td)和浸渍了水性药剂时的水解纸的厚度(Tw)优选存在以下关系。其中Td是在0.3kPa的载荷下测定的，Tw是在2.2kPa的载荷下测定的。在一般的水解性清扫物品的制造中，压纹加工后还要进行折叠、切割、浸渍、集积等后工序。在上述后工序中所施加的外力假定为约2.2kPa的载荷，因此将Tw的测定条件设定在2.2kPa的载荷下。Tw和Td的比率Tw/Td是衡量保形性(体积的维持性)的尺度，该比率越接近1意味着保形性越良好。按照本发明的制造方法，该比率优选达到0.7或以上，更优选达到0.75或以上，进一步优选达到0.8或以上。该比率如果低于0.7，则保形性较低，不能体现出与以往的压纹方法的差别。
在水性药剂的浸渍量为100～500重量％的范围内，Tw的值没有明显的差别，基于这一理由，本发明的Tw的测定条件中，不包括水性药剂的浸渍量测定。如果Tw的测定条件中包括水性药液的浸渍量，则以本发明中的典型的浸渍量、即设定为水解纸的干燥重量的2倍为宜。
如上所述，在本制造方法中，通过在预定的含水量下实施压纹加工并同时干燥，可以减少使纸发生破裂这一现象的发生，并且能够在不使强度下降的情况下形成许多膨松的凹凸部。此外，通过适当地选择压纹辊，能够充分地提高凹凸部的高度，而且形成的凹凸部的保持性良好。
水解纸中浸渍水性药剂所形成的水解性清扫物品1，在浸渍水性药剂时不会发生水解，而当废弃在大量的水中时，就会迅速地溃散成纤维状。水解性清扫物品的水解程度用JIS P 4501-1993(卫生纸)中规定的溃散分解的难易程度来测定，该值越低则水解性越良好。作为溃散分解的难易程度的大致标准，优选为100秒或以下，更优选为60秒或以下。
水解纸中浸渍水性药剂所形成的水解性清扫物品1，例如在清洁物品方面可适用于厕所、盥洗室、厨房等用水场所的清扫，用于人时可适用于擦屁股、护理擦身、卸妆用片材。使用后的清扫物品可直接倒入水中废弃，该物品1一倒入水中就迅速水解，因而不会堵塞排水管。
本发明不局限于上述实施方案。例如水解纸不限于单层结构，也可以由多张构成多层结构。如果采用多层结构时，优选其中至少在一方的表层的纸中含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂。
下面用实施例就本发明进行更详细地说明。但是本发明的范围不受这样的实施例所限制。只要没有特别指出，则“％”和“份”分别表示“重量％”和“重量份”。
实施例1～8使用图3的湿法造纸机，对100％的针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP)的纸料进行造纸，从而得到湿纸。采用作为第1干燥机的穿透气干燥烘缸使湿纸干燥到含水率达4重量％。将得到的纸夹持在一对塑料制的传送带10、11之间进行运送，通过喷嘴13喷洒CMC(醚化度0.9、日本制纸公司制造)粘合剂液，该粘合剂液是浓度为5％的溶液且60℃下粘度为1000mP·s。喷雾量相对于纸的重量设定为130％。CMC的添加量相对于纸的重量为6.5％。采用作为第2干燥机的杨克烘缸14使添加了CMC的纸干燥，然后利用刮刀片17进行起皱加工。由此制作出定量为30g/m2的CMC添加纸。另外，同样使用图3的湿法造纸机，制作出定量为30g/m2的CMC未添加纸。将该2种纸在另一工序中按照CMC添加纸/CMC未添加纸/CMC添加纸的顺序进行层叠，制作出定量为90g/m2的3层结构的纤维片材(原料纸)。
将3层结构的纤维片材开卷，使用图4所示的喷雾喷嘴19喷洒水。被喷洒了水的纤维片材的含水量用加热干燥式水分计(A&D公司生产的MX-50)进行测定。相对于干燥的纤维片材的重量，水的喷雾量如表1所示。将喷洒了水的纤维片材导入图4所示的一对压纹辊18、18之间。在各压纹辊的圆周表面上具有许多凹凸且该等凹凸互相呈啮合的形状。压纹图案的间距为7.0mm，槽深度为2.0mm。各压纹辊18被加热到表1所示的温度。纤维片材在一对压纹辊18、18之间受到夹压而进行凹凸赋形。另外，纤维片材所含有的水通过压纹辊18的热被干燥除去。这样一来便得到了膨松的水解纸。压纹后的片材厚度被设定为2mm(干燥状态和0.3kPa的载荷下)。这时，压纹机的加工速度为30m/min。
对压纹后处于干燥状态的水解纸在0.3kPa载荷下的厚度(Td)、浸渍了2倍于干燥重量的水性药剂A后的水解纸在2.2kPa载荷下的厚度(Tw)以及水解纸的湿润强度进行了测定。此外，将压纹后的水解纸在与正常生产相同的条件下通过本公司的商品加工机，进行折叠、切割、水性药剂A的浸渍、包装等加工。测定加工后在0.3kPa载荷下的厚度(T1)及在1.0kPa载荷下的厚度(T2)。
比较例1制作具有CMC添加纸/CMC未添加纸/CMC添加纸3层结构的定量为90g/m2的纤维片材的工序与实施例1～8相同。用另外的工序对该纤维片材进行压纹时，不喷洒水而使纤维片材通过未被加热的压纹辊18、18之间，以此进行了压纹加工。使纤维片材浸渍水性药剂A的工序和实施例1～8相同，以此得到了水解性清扫物品。
实施例9和10使用湿法造纸机，以90份10份的比例混抄针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP)和纤维状PVA(Kuraray公司制KuralonKII)，用杨克烘缸干燥，便制作出定量为33g/m2的纤维片材。在另外的工序中使该片材成为2层结构，从而得到纤维片材(原料纸)。然后与实施例1～8同样地得到水解性清扫物品。其中，作为水性药剂，使用具有以下配方的水性药剂B。
比较例2用另外的工序对纤维片材进行压纹时，不喷洒水而使纤维片材通过未被加热的压纹辊18、18之间，以此进行了压纹加工。除此以外，和实施例9和10同样地得到水解性清扫物品。
水性药剂A(粘合剂是CMC)烷基糖苷0.2％CaCl23％丙二醇一甲基醚 13％3-甲基-1，3-丁二醇 5％水 余量水性药剂B(粘合剂是PVA)
烷基糖苷0.2％硼酸3％丙二醇一甲基醚 13％3-甲基-1，3-丁二醇 5％水 余量[性能评价]分别测定各实施例和各比较例中得到的水解纸的厚度Td(0.3kPa的载荷下)及浸渍了水性药剂的水解纸的厚度Tw(2.2kPa的载荷下)，根据这些值计算出比率Tw/Td。分别测定了后加工后的水解性清扫物品的厚度T1(0.3kPa的载荷下)、T2(1.0kPa的载荷下)，根据这些值计算出厚度比T2/T1。另外，水解性清扫物品的湿润强度(断裂强度)和水解性按照下述方法测定。它们的结果如表1所示。
MD方向的断裂强度的测定方法是按照MD方向上100mm、CD方向上25mm的大小切取试样，以MD方向为拉伸方向固定在拉伸试验机(ORIENTEC公司制TenshironRTA～100)上，夹具间距离为50mm。以300mm/min的拉伸速度拉伸试样，将断裂时的强度设定为断裂强度。CD方向的断裂强度的测定方法是按照CD方向上100mm、MD方向上25mm的大小切取试样，以CD方向为拉伸方向固定在拉伸试验机上，夹具间距离为50mm。然后用与MD方向的断裂强度相同的方法进行测定。
把水解性清扫物品裁切成正方形使得纸(不含水性药剂)的重量为0.3g，以用作水解性的测定试样。其它按照卫生纸的溃散分解的难易程度试验(JIS P4501)来测定。
表1粘合剂-CMC(羧甲基纤维素)
粘合剂-PVA纤维
从表1所示的结果清楚地知道，各实施例的膨松水解性清扫物品，用商品加工机加工后在1.0kPa的载荷下的厚度仍超过0.9mm，并且与0.3kPa的载荷下的厚度比T2/T1较大，膨松压纹形状的保持性优良，而且强度也能维持在较高的水平上。另一方面，比较例的膨松水解性清扫物品在用商品加工机加工后，厚度大幅下降，并且强度也较低。此外，从各实施例的结果可以判断在水的喷雾量多从而含水率高的状态下进行压纹时，压纹形状的保持性(商品加工后的厚度比T2/T1)及湿润强度增加。此外，虽然表中没有表示出来，但当使用各实施例的膨松水解性清扫物品擦拭厕所时，与各比较例相比厚度和湿润强度都较高，擦拭方便且擦拭感觉良好。此外，擦洗效果好，能够方便地除去污垢。此外，在擦拭便器边缘内侧等时，由于有厚度，因此手可以远离污垢，从而有安心感。由于在清扫中也能保持厚度，因而能够进行更宽面积的扫除。从以上的内容可以断定，各实施例的膨松水解性清扫物品与各比较例相比，使用起来更加方便。
再有，从上述情况可知，各实施例的水解纸的比率Tw/Td为0.7或以上，对于载荷具有保形性。另外，各实施例的水解纸的干燥强度和湿润强度均比比较例高。
如上所述，本发明的膨松水解性清扫物品具有厚度感，即使在湿润状态下对于压缩或拉伸这样的物理负荷也具有良好的保形性，结实而不容破裂。此外，即使在切割、折叠、洗涤剂浸渍、集积、包装这样的后加工工序中，也具有优良的膨松的压纹形状的保持性。
并且，根据本发明的制造方法，能够使得到的水解纸变得膨松。另外，即使让得到的水解纸浸渍水性药剂而成为湿润状态，其对于载荷等物理载荷也具有良好的保形性，结实而不易破裂。
权利要求
1.一种膨松水解性清扫物品，其由含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂的实质上能够进行水分散的纤维片材组成，并且在通过压纹加工形成有许多凹凸的定量为30～150g/m2的水解纸中，相对于该水解纸的干燥重量浸渍有水性药剂100～500重量％，其中在浸渍有所述水性药剂的状态下，所述膨松水解性清扫物品在0.3kPa的载荷下的厚度T1为1.0mm～3.0mm，在1.0kPa的载荷下的厚度T2为0.9mm或以上。
2.如权利要求1所述的膨松水解性清扫物品，在浸渍有水性药剂的状态下，所述膨松水解性清扫物品在0.3kPa的载荷下的厚度T1和1.0kPa的载荷下的厚度T2之厚度比T2/T1为0.8或以上。
3.如权利要求1或2所述的膨松水解性清扫物品，其中水溶性粘合剂的含量是所述纤维片材的1～30重量％，或者水溶胀性粘合剂的含量是所述纤维片材的5～40重量％。
4.如权利要求1-3的任一项所述的膨松水解性清扫物品，其中在浸渍有水性药剂的状态下，所述水溶性粘合剂暂时不溶化，且所述水溶胀性粘合剂的溶胀暂时受到抑制，起着维持纤维间结合的结合剂的作用。
5.一种水解纸的制造方法，其是对含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂的实质上能够进行水分散的定量为30～150g/m2的纤维片材，在该纤维片材中的含水量为10～200重量％的状态下实施压纹加工，与此同时干燥该纤维片材或压纹加工后立即干燥该纤维片材。
6.如权利要求5所述的水解纸的制造方法，其中在干燥所述纤维片材后，使该纤维片材浸渍水性药剂。
7.如权利要求5或6所述的水解纸的制造方法，其中所述压纹加工使用一对具有呈互相啮合形状的凹凸部的压纹辊进行。
8.如权利要求5-7的任一项所述的水解纸的制造方法，其中使水解纸相对于所述纤维片材含有1～30重量％的水溶性粘合剂，或者相对于所述纤维片材含有5～40重量％的水溶胀性粘合剂。
9.如权利要求5-8的任一项所述的水解纸的制造方法，其中所述水溶性粘合剂是带有羧基的水溶性粘合剂，所述水溶胀性粘合剂是纤维状的带有羧基的纤维素类或淀粉类衍生物、或是带有羟基的聚乙烯醇或其衍生物。
10.如权利要求6-9的任一项所述的水解纸的制造方法，其中所述水性药剂是能够使水溶性粘合剂不溶化，或者能够抑制水溶胀性粘合剂溶胀的药剂。
11.一种水解纸的制造方法，其是在不含水溶性粘合剂但含有实质上能够进行水分散的纤维的片材中，添加水溶性粘合剂水溶液，得到该片材中的水溶性粘合剂含量为1～30重量％、同时相对于干燥状态的该片材的重量的含水量为10～200重量％的纤维片材，对该状态的纤维片材实施压纹加工，与此同时干燥该纤维片材或压纹加工后立即干燥该纤维片材。
12.一种膨松水解性物品的作为清扫用品的用途，其中所述的膨松水解性物品由含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂的实质上能够进行水分散的纤维片材组成，并且在通过压纹加工形成有许多凹凸的定量为30～150g/m2的水解纸中，相对于该水解纸的干燥重量浸渍有水性药剂100～500重量％，其中在浸渍有所述水性药剂的状态下，所述膨松水解性清扫物品在0.3kPa的载荷下的厚度T1为1.0mm～3.0mm，在1.0kPa的载荷下的厚度T2为0.9mm或以上。
全文摘要
本发明提供一种膨松水解性清扫物品，其是在水解纸中浸渍水性药剂而构成的，所述水解纸由含有水溶性粘合剂或水溶胀性粘合剂的实质上能够进行水分散的纤维片材构成。在水解纸中通过压纹加工形成有许多凹凸。水解纸的定量为30～150g/m
文档编号A47K10/00GK1736311SQ20051009266
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月19日 优先权日2004年8月20日
发明者赤井弘幸, 森一雄, 垣内秀介 申请人:花王株式会社