DE60026460T2

DE60026460T2 - Wasserzersetzbares Fasertuch mit Gelverbindung

Info

Publication number: DE60026460T2
Application number: DE60026460T
Authority: DE
Inventors: Naohito C/O Technical Center Mitoyo-gun Takeuchi; Takayoshi C/O Technical Center Mitoyo-gun Konishi
Original assignee: Unicharm Corp
Current assignee: Unicharm Corp
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 2000-10-03
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2020-10-04
Also published as: KR20010061930A; US6808598B1; EP1090983A2; CA2322076C; KR100699754B1; ATE319805T1; EP1090983B1; JP2001115368A; CN1304707A; BR0004696A; TW503091B; AU6247200A; AU776338B2; JP3703661B2; BR0004696B1; EP1090983A3; DE60026460D1; CN1169484C; CA2322076A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein wasserzersetzbares Fasertuch, das in einem Wasserstrom leicht zersetzt und dispergiert werden kann. Im Einzelnen bezieht sie sich auf ein wasserzersetzbares Fasertuch, dessen Zersetzungsgrad in Wasser bei Nassmessung, dessen Trockenreißfestigkeit und dessen Nassreißfestigkeit alle gut sind.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Zum Abwischen der Haut des menschlichen Körpers einschließlich des Intimbereichs oder zum Reinigen von Toiletten und deren Umgebung werden die Fasertücher als Wischtücher verwendet. Die Festigkeit der Wischtücher muss für derartige Wischanwendungen ausreichen. Für den einfachen und effektiven Gebrauch werden viele solche Wischtücher vor dem Gebrauch mit einem chemischen Reinigungsmittel oder dergleichen angefeuchtet. Daher müssen die Wischtücher eine so hohe Nassfestigkeit aufweisen, dass sie angefeuchtet mit einer Reinigungschemikalie oder dergleichen zum Abwischen geeignet sind.
Andererseits ist diese Art von Tüchern vorzugsweise in Wasser zersetzbar, damit sie nach Gebrauch direkt in der Toilette entsorgt werden können. Wenn Tücher mit einer schlechten Wasserzersetzbarkeit nach Gebrauch in Toiletten entsorgt werden, dauert es sehr lange, bis sie in Faulbecken zersetzt und dispergiert werden, oder sie können Abflussleitungen im Bereich der Toiletten verstopfen usw.
Daher müssen die nass mit einer darin infiltrierten Reinigungschemikalie oder dergleichen zu verwendenden Tücher zwei widersprüchliche Anforderungen erfüllen: einerseits müssen sie eine hohe Nassfestigkeit mit einer darin infiltrierten Reinigungschemikalie oder dergleichen aufweisen, so dass sie für Wischanwendungen gut geeignet sind, und andererseits müssen sie in Wasser zersetzbar sein, wenn sie nach Gebrauch in der Toilette entsorgt werden. Es ist jedoch sehr schwierig, Tücher mit einem ausgewogenen Verhältnis von Zersetzungsgrad in Wasser und Festigkeit herzustellen.
EP-A-0-758 695 beschreibt ein wasserdispergierbares Tuch mit einem in Wasser auflösbaren Basispapier aus Faserrohstoffen und einer wasserdispergierbaren Beschichtung aus wasserlöslichem Polymer, einer alkalischen Zusammensetzung und in Wasser unlöslichem oder kaum löslichem Pulver. Das in Wasser unlösliche Pulver kann unter anderem ein Silikatmineral oder eine Silikatverbindung sein.
Zur Erhöhung der Nassfestigkeit von Fasertüchern ohne Verringerung deren Zersetzbarkeit in Wasser werden den Tüchern ein Bindemittel zum Verbinden der Komponentenfasern miteinander sowie verschiedene Substanzen zur Verstärkung der Wirkung des Bindemittels zugegeben. So beschreibt zum Beispiel die japanische Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Heisei 2-149237 (EP-A-0 372 388) einen wasserzersetzbaren Reinigungsartikel aus wasserzersetzbarem Papier, das ein wasserlösliches Bindemittel mit einer Carboxylgruppe enthält, wobei ein alkalisches Erdmetall wie etwa Mangan und Zink zusammen mit einem organischen Lösungsmittel in das wasserzersetzbare Papier infiltriert ist. Die japanischen Patent-Offenlegungsschriften (Kokai) Heisei 9-132896 (EP-A-0-802 282) und 9-132897 beschreiben wasserzersetzbare Tücher, die wasserunlösliche oder wasserquellbare Carboxylmethylcellulose als Bindemittel enthalten, zusammen mit Natriumcarbonat. Die japanische Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Heisei 11-187983 (EP-A-0 926 299) beschreibt ein wasserzersetzbares Fasertuch, das Alkylcellulose als Bindemittel enthält, zusammen mit einem Copolymer, einem Aminosäurederivat und einem Elektrolyt. Die dort beschriebenen Fasertücher haben jedoch bestimmte Probleme. Sie sind oft klebrig, wenn sie eine zu große Menge eines solchen Bindemittels enthalten. Sie müssen eine große Menge einer metallischen Verbindung als Elektrolyt enthalten, damit das darin enthaltene Bindemittel aussalzt, um die Nassfestigkeit der Tücher zu erhöhen. Die Verwendung von Tüchern mit einem so hohen Metallgehalt zum Abwischen der Haut ist ungünstig.
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Heisei 1-168999 beschreibt einen wasserdispergierbaren Reinigungsartikel aus einem leicht in Wasser dispergierbaren Papier, das aus einer Mischung von 60 bis 99 Masse-% wasserdispergierbarer Fasern für Papier und 1 bis 40 Masse-% in Wasser unlöslichem Carboxymethylzellstoff besteht, wobei das Papier eine darauf aufgebrachte organische Zusammensetzung mit einem Wirkstoff trägt. Eine große Menge der den Wirkstoff enthaltenden organischen Zusammensetzung (zum Beispiel Mono- oder Polyalkohole, Öle und Fette usw.) wird jedoch in den Reinigungsartikel infiltriert, um die Nassfestigkeit des Artikels zu erhöhen. Wenn sie große Mengen einer die Haut reizenden Substanz wie Alkohol oder dergleichen enthalten, können Tücher nicht zum Abwischen des Intimbereichs von Babys und Kleinkindern verwendet werden. Wenn sie große Mengen eines organischen Lösungsmittels enthalten, schädigen die Tücher außerdem Gegenstände aus Kunststoff.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines leicht in Wasser zersetzbaren Fasertuchs mit einer guten Trocken- und Nassfestigkeit.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines solchen wasserzersetzbaren Fasertuchs für verschiedene Wischanwendungen, zum Beispiel zum Abwischen des Intim bereichs des menschlichen Körpers und zum Reinigen von Kunststoffgegenständen.
Noch ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines solchen wasserzersetzbaren Fasertuchs, das ohne klebriges Gefühl angenehm im Gebrauch ist.
Nach einem Aspekt der Erfindung kann ein wasserzersetzbares Fasertuch wasserdispergierbare Fasern mit einer Faserlänge von höchstens 20 mm und eine Gelzusammensetzung aus Kolloid-Siliciumdioxid und einem Elektrolyt aufweisen. Auch wenn es eine hohen Trocken- und Nassreißfestigkeit aufweist, ist das wasserzersetzbare Fasertuch nach der Erfindung im nassen Zustand in Wasser gut zersetzbar.
Der Kolloid-Siliciumdioxid-Gehalt des Tuchs beträgt vorzugsweise zwischen 0,25 und 25 g, ausgedrückt in Kieselsäureanhydrid bezogen auf 100 g der Fasern, die das Tuch bilden. Außerdem enthält das Tuch vorzugsweise eine darin infiltrierte wässrige Lösung, die wenigstens 0,2 Masse-% des Elektrolyts aufweist.
Ferner enthält das Tuch vorzugsweise ein Bindemittel zum Verbinden der Fasern miteinander. Besonders bevorzugt ist das Bindemittel wenigstens eine der Zusammensetzungen Alkylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, modifizierter Polyvinylalkohol, Natriumpolyacrylat, Natriumalginat, Polyethylenoxid, Stärke und modifizierte Stärke.
Vorzugsweise ist das Tuch so aufgebaut, dass eine das Bindemittel und das Kolloid-Siliciumdioxid enthaltende Schicht auf der Oberfläche einer Faserschicht der wasserdispergierbaren Fasern gebildet ist. Ebenfalls ist es vorzugsweise so aufgebaut, dass eine Schicht des Bindemittels auf der Oberfläche der Faserschicht der wasserdispergierbaren Fasern gebildet ist, die das Kolloid-Siliciumdioxid enthalten. Weiter weist das Tuch vorzugsweise das Kolloid-Siliciumdioxid und das Bindemittel in der Faserschicht der wasserdispergierbaren Fasern auf.
Die Faserschicht besteht vorzugsweise aus einem wasserzersetzbaren Vliesstoff, der einer Wasserstrahlbehandlung unterzogen wurde. Die Faserschicht besteht außerdem vorzugsweise auch aus einem wasserzersetzbaren Papier, das in einem Papierherstellungsprozess hergestellt wurde.
Das Gewicht der Fasern, die das Tuch bilden, liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 80 g/m².
Außerdem weist das Tuch vorzugsweise einen Zersetzungsgrad in Wasser von höchstens 200 Sekunden bei Nassmessung nach JIS P-4501, eine Trockenreißfestigkeit von mindestens 1.400 g/25 mm und eine Nassreißfestigkeit von mindestens 150 g/25 mm auf.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das wasserzersetzbare Fasertuch nach der Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Die wasserdispergierbaren Fasern, die das Tuch nach der Erfindung bilden, sind Fasern, die in Wasser leicht dispergiert werden können. Der hier verwendete Begriff Dispergierbarkeit in Wasser hat dieselbe Bedeutung wie Zersetzbarkeit in Wasser und gibt an, dass die Fasern, die das Tuch bilden, in Wasser leicht zersetzt und dispergiert werden, wenn sie mit einer großen Menge Wasser in Kontakt gehalten werden.
Bei den Fasern, die das Tuch nach der Erfindung bilden, kann es sich um Naturfasern und/oder Kunstfasern handeln. Zu den Naturfasern gehören unter anderem solche aus Holzzellstoff wie zum Beispiel Nadelholzzellstoff, Laubholzzellstoff usw. und auch solche aus Manilahanf, Linterzellstoff usw. Zu den Kunstfasern gehören unter anderem wieder aufbereitete Fasern aus Rayon und Rayonspaltfasern, Synthesefasern aus Polypropylen, Polyvinylalkohol, Polyester, Polyacrylnitril usw. Davon werden Zellstoff und Rayon bevorzugt, weil sie in Wasser dispergierbar sind. Weiter geeignet sind biologisch abbaubare Fasern von Polymilchsäure, Polycaprolacton, aliphatische Polyester wie zum Bei spiel Polybutylensuccinat, Polyvinylalkohol, Collagen usw. Selbstverständlich können auch andere als die vorstehend genannten Fasern verwendet werden, solange sie in Wasser dispergierbar sind.
Die Faserlänge der wasserdispergierbaren Fasern beträgt höchstens 20 mm für die Wasserzersetzbarkeit des Fasertuchs mit den Fasern. Vorzugsweise liegt sie zwischen 2 mm und 10 mm. Die hier erwähnte Faserlänge bezieht sich auf die mittlere Faserlänge der Fasern. Bei Verwendung von Rayon für die wasserdispergierbaren Fasern liegt deren Feinheit vorzugsweise zwischen 1,0 und 3,0 Denier (1,1 und 3,3 dtex).
Die Gelzusammensetzung zur Verwendung bei der Erfindung hat die Form eines Gels. Bei Zugabe zu dem Fasertuch dient sie zur Erhöhung der Festigkeit des Tuchs. Die Gelzusammensetzung enthält Kolloidpartikel von Kolloid-Siliciumdioxid, das gewählt wurde, weil es sehr sicher für den menschlichen Körper und preiswert ist. Kolloid-Siliciumdioxid ist eine Kolloiddispersion von ultra feinen Partikeln von in Wasser dispergiertem Kieselsäureanhydrid. Das Kieselsäureanhydrid kann eine Partikelgröße von zum Beispiel 0,007 bis 0,05 μm aufweisen. Im Allgemeinen enthält Kolloid-Siliciumdioxid zwischen 20 und 40 Masse-% Kieselsäureanhydrid.
Das Kolloid-Siliciumdioxid lässt sich leicht mit zugegebenen Metallionen gelieren, insbesondere mit polyvalenten Metallionen. Das Gelieren von Kolloid-Siliciumdioxid wird durch dessen elektrische Instabilität bei der Zugabe eines Elektrolyts bewirkt. Daher wird wie im Falle der Aussalzungsreaktion die Elektrolytkonzentration in dem Gel von Kolloid-Siliciumdioxid gesenkt, wenn das Gel mit einer großen Menge Wasser in Berührung kommt, wodurch die Bindungskraft des Gels verringert wird. Daher kann das in dem Fasertuch nach der Erfindung vorliegende Kolloid-Siliciumdioxid die Festigkeit des Tuchs mit nur wenig Einfluss auf die Zersetzbarkeit des Tuchs in Wasser erhöhen.
Um die Festigkeit des Fasertuchs zu erhöhen, beträgt der Kolloid-Siliciumdioxid-Gehalt des Tuchs vorzugsweise mindestens 0,1 g, ausgedrückt in dem darin enthaltenen Kieselsäureanhydrid pro 1 m² des Tuchs. Außerdem liegt der Kolloid-Siliciumdioxid-Gehalt des Tuchs vorzugsweise zwischen 0,25 und 25 g, ausgedrückt in Kieselsäureanhydrid bezogen auf 100 g der Fasern, die das Tuch bilden. Ist der Kolloid-Siliciumdioxid-Gehalt höher als die vorstehend angegebene Obergrenze, so ist die Zersetzbarkeit des Tuchs in Wasser gering.
Zum Gelieren von Kolloid-Siliciumdioxid kann jeder Elektrolyt verwendet werden. Der Elektrolyt für diesen Zweck kann zum Beispiel wenigstens eine der Zusammensetzungen Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Zinksulfat, Aluminiumsulfat, Alaun, Natriumchlorid, Calciumchlorid, Magnesiumsulfat, Zinknitrat, Kaliumchlorid, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Ammoniumcarbonat, Natriumcitrat, Natriumpyrrolidon-Carboxylat, Kaliumcitrat, Natriumtartrat, Kaliumtartrat, Natriumlactat, Natriumsuccinat, Natriumpantothenat, Calciumlactat und Natriumlaurylsulfat sein.
Der Elektrolyt wird in Wasser gelöst, und die erhaltene wässrige Lösung wird in das Tuch infiltriert. In diesem Fall beträgt die zum Gelieren des Kolloid-Siliciumdioxids nötige Elektrolytkonzentration mindestens 0,2 Masse-%. Diese Konzentration kann geringer als die Elektrolytkonzentration in herkömmlichen wasserzersetzbaren Fasertüchern mit einem wasserlöslichen Bindemittel darin sein, damit das Bindemittel in einer Aussalzungs- oder Vernetzungsreaktion reagieren kann.
Aus den Fasern und der vorstehend genannten Gelzusammensetzung wird das Fasertuch nach der Erfindung gebildet. Die Fasern und eine Gelzusammensetzung werden zum Beispiel gemischt und in einem Papierherstellungsprozess oder durch Wasserstrahlbehandlung zu einem Tuch geformt. Im Einzelnen werden die Fasern zuerst nach einem Papierherstellungsprozess oder durch Wasserstrahlbehandlung zu einer Faser schicht geformt, ehe eine Gelzusammensetzung auf die Oberfläche der Faserschicht aufgebracht wird, um ein fertiges Tuch zu bilden. Zum Gelieren der Gelzusammensetzung wird eine wässrige Lösung eines Elektrolyts in das Tuch infiltriert. Das so hergestellte wasserzersetzbare Fasertuch nach der Erfindung weist eine hohe Nassfestigkeit auf, und wenn es mit einer großen Menge Wasser in Berührung gebracht wird, sinkt die Bindungskraft des darin enthaltenen Gels, so dass das Tuch in Wasser leicht zersetzt wird.
Das Gewicht (Metsuke) der Fasern, die das Fasertuch nach der Erfindung bilden, beträgt vorzugsweise zwischen 30 und 80 g/m². Ist ihr Gewicht niedriger als die Untergrenze des angegebenen Bereichs, könnte das Tuch nicht die nötige Festigkeit für Wischanwendungen aufweisen. Ist ihr Gewicht jedoch höher als die Obergrenze des angegebenen Bereichs, ist das Tuch nicht flexibel. Insbesondere wenn das Tuch zum Abwischen des Intimbereichs des menschlichen Körpers oder zum Reinigen kratzempfindlicher Gegenstände verwendet wird, beträgt ihr Gewicht besonders bevorzugt zwischen 40 und 60 g/m² in Anbetracht der Festigkeit und des weichen Griffs des Tuchs.
Um die Nassfestigkeit weiter zu erhöhen, enthält das wasserzersetzbare Fasertuch nach der Erfindung neben der Gelzusammensetzung vorzugsweise ein Bindemittel. Für das Tuch kann ein beliebiges Bindemittel verwendet werden. Das Bindemittel ist vorzugsweise mindestens eine der Zusammensetzungen Alkylcellulose, wasserlösliche, wasserquellbare oder wasserunlösliche Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, modifizierte Polyvinylalkohole, Natriumpolyacrylat, Natriumalginat, Polyethylenoxid, Stärke und modifizierte Stärken.
Die hier genannten Alkylcellulosen sind Cellulosederivate, die durch Substitution der Hydroxylgruppen in den Glucoseringen der Cellulose durch Alkylgruppen hergestellt werden. Hierzu gehören unter anderem Methylcellulose, Ethylcellulose, Benzylcellulose usw. Davon wird insbesonde re Methylcellulose bevorzugt, weil sie wirksamer zur Verbesserung der Zersetzbarkeit des Tuchs in Wasser und zur Erhöhung von dessen Festigkeit ist. Andererseits sind modifizierte Polyvinylalkohole auf Vinylalkohol basierende Polymere, die eine bestimmte Menge Sulfonsäure- oder Carboxylgruppen enthalten.
Die Menge des Bindemittels, die dem Tuch zugegeben (oder darauf aufgebracht) werden muss, liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 20 g, bezogen auf 100 g der Masse der Fasern, die das Tuch bilden. Ist dessen Menge niedriger als die Untergrenze des angegebenen Bereichs, so ist die Nassfestigkeit des Fasertuchs gering. Ist die Menge jedoch höher als die Obergrenze des angegebenen Bereichs, wird das Fasertuch klebrig und hart, wodurch es seinen weichen Griff im Gebrauch verliert. In diesem Fall weist das Tuch außerdem eine schlechte Zersetzbarkeit in Wasser auf.
Einige konkrete Beispiele für die Herstellung des wasserzersetzbaren Fasertuchs nach der Erfindung, das wasserdispergierbare Fasern, eine Gelzusammensetzung und ein Bindemittel enthält, werden im Folgenden beschrieben.

(1) Wasserdispergierbare Fasern werden nach einem Papierherstellungsprozess zu einem wasserzersetzbaren Papier verarbeitet oder eine Materialbahn aus wasserdispergierbaren Fasern wird einer Wasserstrahlbehandlung unterzogen, um einen wasserzersetzbaren Vliesstoff zu erhalten. Ein Bindemittel und eine Gelzusammensetzung werden auf das wasserzersetzbare Papier oder den wasserzersetzbaren Vliesstoff aufgebracht. Als Nächstes wird eine wässrige Lösung eines Elektrolyts in das so erhaltene Tuch infiltriert. Daher ist das so hergestellte Fasertuch so aufgebaut, dass eine ein Bindemittel und eine Gelzusammensetzung enthaltende Schicht auf der Oberfläche der Schicht der wasserdispergierbaren Fasern gebildet ist.
(2) Wasserdispergierbare Fasern und eine Gelzusammensetzung werden gemischt und nach einem Papierherstellungsprozess zu einem wasserzersetzbaren Papier verarbeitet oder eine Materialbahn aus einer Mischung von wasserdispergierbaren Fasern und einer Gelzusammensetzung wird einer Wasserstrahlbehandlung unterzogen, um einen wasserzersetzbaren Vliesstoff zu erhalten. Ein Bindemittel wird zum Beispiel durch ein Seidensieb oder dergleichen auf das wasserzersetzbare Papier oder den wasserzersetzbaren Vliesstoff aufgebracht. Als Nächstes wird eine wässrige Lösung eines Elektrolyts in das so erhaltene Tuch infiltriert. Daher ist das so hergestellte Fasertuch so aufgebaut, dass eine Bindemittelschicht auf der Oberfläche der aus den wasserdispergierbaren Fasern gebildeten und eine Gelzusammensetzung enthaltenden Faserschicht gebildet ist.
(3) Wasserdispergierbare Fasern, eine Gelzusammensetzung und ein Bindemittel werden gemischt und nach einem Papierherstellungsprozess zu einem wasserzersetzbaren Papier verarbeitet oder eine Materialbahn aus einer Mischung von wasserdispergierbaren Fasern, einer Gelzusammensetzung und einem Bindemittel wird einer Wasserstrahlbehandlung unterzogen, um einen wasserzersetzbaren Vliesstoff zu erhalten. Danach wird eine wässrige Lösung eines Elektrolyts in das so erhaltene Tuch infiltriert. Daher enthält die Faserschicht des so hergestellten Tuchs eine Gelzusammensetzung und ein Bindemittel.

Die Wasserstrahlbehandlung wird nachstehend ausführlich beschrieben. Die wie vorstehend beschrieben hergestellte Faserbahn wird auf ein sich kontinuierlich bewegendes, mit Maschen versehenes Förderband gelegt und Hochdruck-Wasserstrahlen ausgesetzt, so dass die darauf gerichteten Wasserstrahlen von einer Oberseite der Faserbahn zu deren Unterseite durch diese hindurchgehen. Durch die Wasserstrahlbehandlung werden die Eigenschaften des erhaltenen Vliesstoffs verändert, und zwar abhängig von dem Gewicht der zu verarbeitenden Faserbahn, dem Öffnungsdurchmesser der verwendeten Strahldüsen, der Anzahl der Öffnungen der Strahldüsen, der Geschwindigkeit, mit der die Faserbahn mit den Wasserstrahlen behandelt wird (Verarbeitungsgeschwindig keit) oder dergleichen. Wenn zum Beispiel die aus der nachstehenden Formel hergeleitete Arbeitslast Arbeitslast (kW/m2) = {1,63 × Strahldruck (kg/cm) × Strahlströmungsrate (m3/min)} ÷ Verarbeitungsgeschwindigkeit (m/min)bei einer Behandlung für eine Oberfläche der Faserbahn 0,04 bis 0,5 kW/m² beträgt, ist es wünschenswert, die Wasserstrahlbehandlung einmal oder zwei- bis sechsmal auszuführen, um einen geeigneten Vliesstoff zu erhalten. Wenn jedoch die Verarbeitungsbedingungen auf verschiedene Weise geändert werden, könnten geeignete Vliesstoffe auch erhalten werden, obwohl die Arbeitslast nicht in den vorstehend angegebenen bevorzugten Bereich fällt.
Das Fasertuch nach der Erfindung, das einen solchen der Wasserstrahlbehandlung unterzogenen wasserzersetzbaren Vliesstoff aufweist, ist bauschig und weich, so dass es vorteilhaft für Wischanwendungen ist. Die Dicke des der Wasserstrahlbehandlung unterzogenen Fasertuchs beträgt zum Beispiel vorzugsweise mindestens 0,4 mm.
Das Fasertuch nach der Erfindung ist im trockenen und nassen Zustand für Wischanwendungen geeignet. Für Wischanwendungen ist es jedoch wünschenswert, dass das Fasertuch eine Trockenreißfestigkeit von mindestens 1.400 g/25 mm und eine Nassreißfestigkeit von mindestens 150 g/25 mm aufweist. Außerdem beträgt die Zersetzbarkeit des Fasertuchs in Wasser bei Nassmessung nach JIS P-4501 vorzugsweise höchstens 300 Sekunden, damit das Tuch die vorstehend angegebene Festigkeit aufweist und leicht in Wasser zersetzt werden kann, wenn es in Toiletten und dergleichen entsorgt und darin mit einer großen Menge Wasser in Berührung gebracht wird. Besonders bevorzugt beträgt die Zersetzbarkeit des Fasertuchs in Wasser höchstens 200 Sekunden und besser noch höchstens 100 Sekunden. Solange die Zersetzbarkeit in Wasser jedoch höchstens ca. 250 Sekunden beträgt, kann das Tuch ohne Probleme in Spültoiletten entsorgt werden.
Enthält das Fasertuch nach der Erfindung Alkylcellulose als ein Bindemittel, kann es auch bestimmte zusätzliche Zusammensetzungen zur weiteren Erhöhung der Nassfestigkeit des Fasertuchs enthalten. Das Fasertuch kann zum Beispiel zusätzlich ein Copolymer einer copolymerisierbaren Säureanhydridverbindung wie etwa (Meth)acrylsäure-Maleinsäureharz, (Meth)acrylsäure-Fumarsäureharz oder dergleichen mit einer mit der Säureanhydridverbindung copolymerisierbaren Zusammensetzung enthalten. Das Copolymer ist vorzugsweise mit Natriumhydroxid oder dergleichen verseift, um eine teilweise verseifte Natriumcarboxylat-Komponente zu enthalten. Auch kann das Fasertuch vorzugsweise ein Aminosäurederivat wie zum Beispiel Trimethylglycin usw. enthalten.
Darüber hinaus kann das Fasertuch nach der Erfindung andere Zusammensetzungen enthalten, die die Wirkung der Erfindung nicht beeinträchtigen. So kann es zum Beispiel Tenside, Bakterizide, Konservierungsstoffe, Desodorantien, Feuchthaltemittel, Alkohole usw. enthalten. Es kann auch ein organisches Lösungsmittel zur Verbesserung der Wischeigenschaften des Tuchs enthalten. In diesem Fall ist es jedoch wünschenswert, dass das organische Lösungsmittel in dem Tuch keinen nachteiligen Einfluss auf die Haut und Kunststoffgegenstände hat. Das organische Lösungsmittel kann ein Monoalkohol wie zum Beispiel Ethanol, Isopropylalkohol, Propylenglycol-Monomethylether usw. sein oder ein Polyalkohol wie zum Beispiel Propylenglycol, Polyethylenglycol usw.
Das wasserzersetzbare Fasertuch nach der Erfindung kann als feuchtes Tissue zum Abwischen der Haut des menschlichen Körpers einschließlich des Intimbereichs und zum Reinigen von Toiletten und deren Umgebung verwendet werden.
Bei Bedarf können Wasser und optional weitere Zusammensetzungen wie etwa die vorstehend genannten Substanzen in das wasserzersetzbare Fasertuch nach der Erfindung infiltriert werden, bevor das Tuch verpackt wird. Wenn das Tuch befeuchtet und für den öffentlichen Verkauf verpackt wird, sollte es luftdicht verpackt und so auf den Markt gebracht werden, dass es nicht spontan trocknet. Andererseits kann das Tuch auch in trockenem Zustand vermarktet werden. Der Benutzer kann es vor Gebrauch mit Wasser und optional weitere Zusammensetzungen wie etwa den vorstehend genannten Substanzen befeuchten. Das trockene Fasertuch, das trocken zu verwenden ist, wird durch Zugeben (oder Auftragen) von Kolloid-Siliciumdioxid und einem Elektrolyt, Gelieren des Kolloid-Siliciumdioxids mit dem Elektrolyt in dem Tuch und anschließendes Trocknen des Tuchs hergestellt.
BEISPIELE
Die Erfindung wird im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele beschrieben, die jedoch nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung anzusehen sind.
Beispiel A:
Rohfasern aus gebleichtem Nadelholz-Kraftzellstoff (NBKP mit einem Grad des Schlagens von 550 cc im Canadian Standard Freeness-Test (CSF)) und Rayon (Faserlänge 5 mm, 1,7 dtex) wurden gemischt und zu einer Faserbahn verarbeitet, die danach einer Wasserstrahlbehandlung unterzogen wurde, um einen wasserzersetzbaren Vliesstoff zu erhalten. In diesem Fall betrug das Mischungsverhältnis von NBKP zu Rayon 50:50 Masse-%. Bezüglich der Bedingungen für die Wasserstrahlbehandlung betrug der Düsendurchmesser 95 μm, der Düsenabstand 0,7 mm und die Arbeitslast 0,17514 kW/m².
Eine Mischung von Kolloid-Siliciumdioxid (Snowtex S^TM von Nissan Chemical mit einem Kieselsäureanhydridgehalt von 30 bis 31 Masse-% und einer Partikelgröße von 7 bis 9 nm) und Methylcellulose als Bindemittel wurde auf die Oberfläche des erhaltenen wasserzersetzbaren Vliesstoffs aufgebracht und darauf getrocknet. Als Nächstes wurde eine flüssige Chemikalie in den Vliesstoff infiltriert, um ein wasserzersetzbares Fasertuch nach der Erfindung zu erhalten, bei dem die Menge der flüssigen Chemikalie 250 Masse-% bezogen auf die Masse des Tuchs betrug. Für jede Probe in diesem Beispiel ist die Zugabemenge an Kolloid-Siliciumdioxid als die Menge des darin enthaltenen Kieselsäureanhydrids angegeben. Die Menge an Kolloid-Siliciumdioxid variiert bei jeder Probe. Die auf das Tuch aufgebrachte flüssige Chemikalie ist eine wässrige Lösung mit 2 Masse-% Natriumsulfat, 4 Masse-% Trimethylglycin und 10 Masse-% Propylenglycol. Die Zersetzbarkeit in Wasser für jede Probe im nassen Zustand und deren Nassfestigkeit wurden gemessen. Die Einzelheiten der Messverfahren sind wie folgt:
Zersetzbarkeit in Wasser:
Die Prüfung der Zersetzbarkeit in Wasser für jede Probe basiert auf dem Test nach JIS P-4501 zur Angabe des Grads der Zersetzbarkeit von Toilettenpapier. Im Einzelnen wurde die zu untersuchende Probe in Stücke mit einer Länge von 10 cm und einer Breite von 10 cm geschnitten. Ein Stück der Probe wurde in ein mit 300 ml Ionenaustauschwasser gefülltes Becherglas gegeben und darin mit einem Rotor umgerührt. Die Rotordrehzahl betrug 600 Upm. Der Zustand des in Wasser dispergierten Probekörpers wurde makroskopisch in festgelegten Zeitabständen beobachtet, und die Zeit, bis der Probekörper fein dispergiert war, wurde gemessen (siehe die nachstehende Tabelle, Angaben in Sekunden).
Nassfestigkeit:
Die Nassfestigkeit jeder Probe wurde wie folgt gemessen. Die zu untersuchende Probe wurde in Stücke mit einer Breite von 25 mm und einer Länge von 150 mm geschnitten, und die Stücke wurden mit einer Tensilon-Zugfestigkeitsprüfmaschine in Maschinenrichtung (MD) und in Querrichtung (CD) gemessen, wobei der Einspannabstand der Spannbacken 100 mm und die Beanspruchungsrate 100 mm/min betrug. Aus den erhaltenen Daten wurde die Festigkeit der Probe nach der folgenden Formel berechnet: Nassfestigkeit = √(Reißfestigkeit (gf) in MD × Reißfestigkeit (gf) in CD)
Der so erhaltene Wert gibt die Nassfestigkeit der untersuchten Probe an (siehe die nachstehende Tabelle, Angabern in g/25 mm).
Als Vergleichsbeispiele wurden Fasertücher ohne Kolloid-Siliciumdioxid in der gleichen Weise wie für die Beispiele hergestellt, und deren Zersetzbarkeit in Wasser und Nassfestigkeit wurden ebenfalls in der vorstehend beschriebenen Weise gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Beispiel B:
Wasserzersetzbare Fasertücher wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel A hergestellt. In diesem Fall wurde jedoch der Typ des Elektrolyts in der in diese Tücher zu infiltrierenden flüssigen Chemikalie variiert. Die so erhaltenen Fasertücher wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel A auf ihre Zersetzbarkeit in Wasser und ihre Nassfestigkeit untersucht.
Als Vergleichsbeispiele wurden Fasertücher ohne Kolloid-Siliciumdioxid in der gleichen Weise wie für die Beispiele hergestellt, und deren Zersetzbarkeit in Wasser und Nassfestigkeit wurden ebenfalls in der vorstehend beschriebenen Weise gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Beispiel C:
Wasserzersetzbare Fasertücher wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel A hergestellt. In diesem Fall wurden jedoch der pH-Wert und die Partikelgröße des zu diesen Tüchern zugegebenen Kolloid-Siliciumdioxids variiert. Die so erhaltenen Fasertücher wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel A auf ihre Zersetzbarkeit in Wasser und ihre Nassfestigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
Das Fasertuch nach der Erfindung ist in Wasser gut zersetzbar und weist eine gute Trocken- und Nassfestigkeit auf.
Weil es sich von herkömmlichen wasserzersetzbaren Fasertüchern unterscheidet, ist bei dem Fasertuch nach der Erfindung weder eine große Menge eines Elektrolyts zum Aussalzen eines Bindemittels noch eine große Menge eines organischen Lösungsmittels erforderlich. Daher hat das Fasertuch nach der Erfindung viele Anwendungen zum Wischen des Intimbereichs des menschlichen Körpers und zum Reinigen von Kunststoffgegenständen oder dergleichen.
Ebenfalls im Unterschied zu herkömmlichen wasserzersetzbaren Fasertüchern weist das Fasertuch nach der Erfindung eine hohe Nassfestigkeit auf, auch wenn die Menge des ihm zuzugebenden Bindemittels verringert ist. Daher ist das Fasertuch nach der Erfindung nicht klebrig und angenehm im Gebrauch.
Auch wenn die Erfindung ausführlich und unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist für den Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Der Ausdruck „umfasst/umfassend" in der vorliegenden Beschreibung ist so zu verstehen, dass er das Vorhandensein bestimmter Merkmale, Besonderheiten, Schritte oder Komponenten festlegt, das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines oder weiterer anderer Merkmale, Besonderheiten, Schritte, Komponenten oder Gruppen davon aber nicht ausschließt.

Claims

Wasserzersetzbares Fasertuch mit wasserdispergierbaren Fasern, die eine Faserlänge von höchstens 20 mm aufweisen, und einer Gelzusammensetzung, die aus Kolloid-Siliciumdioxid und einem Elektrolyt gebildet ist.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 1, das einen Kolloid-Siliciumdioxid-Gehalt zwischen 0,25 g und 25 g ausgedrückt in Kieselsäure-Anhydrid bezogen auf 100 g der Fasern aufweist.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 1, das eine darin infiltrierte wäßrige Lösung aufweist, die wenigstens 0,2 Masse-% des Elektrolyts aufweist.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 1, das ferner ein Bindemittel zum Verbinden der Fasern miteinander aufweist.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 4, wobei das Bindemittel wenigstens eine der Zusammensetzungen Alkyl-Cellulose, Carboxymethyl-Cellulose, Polyvinylalkohol, modifizierter Polyvinylalkohol, Natrium-Polyacrylat, Natriumalginat, Polyethylenoxid, Stärke und modifizierte Stärke ist.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 4, wobei eine das Bindemittel und das Kolloid-Siliciumdioxid enthaltende Schicht auf der Oberfläche einer Faserschicht der wasserdispergierbaren Fasern gebildet ist.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 4, wobei eine Schicht des Bindemittels auf der Oberfläche einer Faserschicht der wasserdispergierbaren Fasern gebildet ist, die das Kolloid-Siliciumdioxid enthalten.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 4, das das Kolloid-Siliciumdioxid und das Bindemittel in einer Faserschicht der wasserdispergierbaren Fasern aufweist.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Faserschicht aus einem wasserzersetzbaren Vliesstoff besteht, der einer Wasserstrahlbehandlung unterzogen wurde.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Faserschicht aus einem wasserzersetzbaren Papier besteht, das in einem Papierherstellungsprozeß geschaffen wurde.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 1, wobei das Gewicht der Fasern in den Bereich zwischen 30 und 80 g/m² fällt.
Wasserzersetzbares Fasertuch nach Anspruch 1, das einen Zersetzungsgrad in Wasser von höchstens 200 Sekunden in Naßmessung gemäß JIS P-4501, eine Trockenreißfestigkeit von wenigstens 1400 g/25 mm und eine Naßreißfestigkeit von wenigstens 150 g/25 mm aufweist.