JP2004143653A

JP2004143653A - 多糖で処理されたセルロース繊維

Info

Publication number: JP2004143653A
Application number: JP2003327555A
Authority: JP
Inventors: Michael R Hansen; マイケル・アール・ハンセン
Original assignee: Weyerhaeuser Co
Current assignee: Weyerhaeuser Co
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2004-05-20
Also published as: AU2003235027B2; CN1495318A; TW200404937A; NO20034156L; EP1400626A1; AU2005201872A1; KR20040025558A; NZ527639A; US20040058605A1; AU2003235027A1; NO20034156D0; RU2003127762A

Abstract

【課題】セルロース繊維の特性を修正するために多糖を含む繊維処理組成物を用いて処理されたセルロース繊維及び多糖含有繊維処理組成物をセルロース繊維に施用する方法を提供する。
【解決手段】繊維のエアレイド塊の製造において使用するためのセルロース繊維のウェットレイドウェブであって、セルロース繊維と、多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物と、を含み、該繊維処理組成物は、前記セルロース繊維のウェットレイドウェブ内部に分布する、繊維のウェットレイドウェブ。
【選択図】なし

Description

　本発明は、セルロース繊維の特性を修正するために多糖を含む繊維処理組成物を用いて処理されたセルロース繊維及び多糖含有繊維処理組成物をセルロース繊維に施用する方法に関する。

　セルロース繊維は、吸収性物品の例えばおむつ及び女性用衛生製品中に広く利用されている。セルロース繊維は一般に、流体を捕捉し、輸送し、保持するための吸収性媒体として使用されている。セルロース繊維は、流体を捕捉し、輸送し、保持する際に有効であるが、吸収性製品中のセルロース繊維の性能特性を改良するために、過去１０年間にわたってセルロース繊維に対する多くの改良がなされてきた。例えば、典型的にはおむつの製造業者がセルロース繊維と組み合わせる高吸収性粒子と結合する能力を繊維に与えるために、セルロース繊維は様々な高分子材料または非高分子材料を用いて処理されてきた。例えば、米国特許第5,789,326号は、高吸収性粒子結合特性をセルロース繊維に与えるためにセルロース繊維に施用するために有用な、様々な系列の高分子材料及び非高分子材料を説明している。

　セルロース繊維と高吸収性粒子または他の粒子との結合を可能にすることに加えて、場合によっては、米国特許第5,789,326号において粒子結合特性をセルロース繊維に与えるために有用であると説明されている材料はまた繊維の緻密化特性を修正する。例えば、米国特許第6,340,411号及び同第5,547,541号は、特定の高分子材料及び非高分子材料を用いて処理したセルロース繊維のウェブは、高分子材料も非高分子材料を存在させずに同様のウェブを緻密化するために必要な熱及び圧力と比較して、ウェブを緻密化して所定の密度にするためにより少ない熱及び圧力を必要とすると説明している。

　米国特許第5,547,541号において説明されている組成物を用いて処理したセルロース繊維は、例えば長網抄紙機（Fourdrinier machine）を使用して製造されたセルロース繊維のウェットレイドウェブに所望の組成物を施用することで製造される。セルロース繊維の処理済みウェットレイドウェブは一般に、吸収性製品の製造業者へのバルク供給のためにロールへと形成される。吸収性製品の製造業者は、典型的にはロールを広げ、繊維を個別化し、さらなる加工のために準備する繊維化ユニット中でウェブを加工する。

　上記に検討した処理済みセルロース繊維を製造する場合に、繊維の製造業者は幾つかの難問に直面する。繊維の用途に依存して、顧客は、処理成分（treatment chemistry）が繊維に均一に施用されることを希望する。従って、ウェットレイドシート製造ラインにおいてセルロース繊維に施用される個々の成分は、好ましくは、十分な数の繊維を処理して、これから製造される製品に所望の特性を与えるようなレベルに、セルロース繊維のウェットレイドウェブ内部に容易に分散させることができるかまたはセルロース繊維のウェットレイドウェブ中に容易に含浸させることができるべきである。加えて、処理済みシートをロールへと形成する場合、ウェットレイドシートの重なり合った層を互いに固着させることは望ましくない。このような固着が生じた場合、顧客はしばしばロールを使用不可能であるとみなす。同様に、ウェットレイドウェブに施用した成分が、ロールの所定の層中の個別の繊維同士の間の接着を増大させることは望ましくない。個別の繊維同士の間の接着の増大は、ウェットレイドウェブを繊維化するために必要なエネルギーを増大させる。

　吸収性製品の業界は競争の激しい業界であり、原料のコストの伸びを押さえる方向の絶え間ない圧力が存在する。望ましい処理化学薬品の探索は、安全でかつ消費者層に否定的な受け止め方をされにくい化学薬品を使用するという業界の必要によって制限される。

　米国特許第3,903,889号は、シロップ、蜂蜜、及び他の多糖類の例えばデキストリンを使用して、吸収性粒子をパルプ繊維に接着させる方法を説明している。適切な多糖の具体的な例はコーンシロップであると説明されている。米国特許第3,903,889号を検討している米国特許第5,789,326号は、コーンシロップは吸湿性材料ではないことと、幾つかの具体例においては、コーンシロップは乾燥直後に依然として粘着性があるので、コーンシロップは、高吸収性粒子を繊維に付着させるための許容可能なバインダーとしては除外されることとを言及している。米国特許第5,789,326号はまた、このような粘着性バインダーはバインダーコーティング済み繊維の加工を困難にすると説明している。例えば、ニートコーンシロップは、繊維のウェットレイドウェブ中に即座に導入されない。加えて、ニートコーンシロップを繊維に施用することは、繊維を容易に互いに固着させる。現在まで、コーンシロップを使用する場合の有利な経済性にもかかわらず、コーンシロップは、特性を修正するために処理された特注のセルロース繊維の製造において広く利用されてはいない。

　本発明は、コーンシロップのような多糖類をセルロース繊維のウェットレイドウェブ中に導入する際に生じる問題を解決する。本発明は、多糖類を含む繊維処理組成物を含みセルロース繊維に基づく製品を提供し、多くの多糖類の粘着性によって導入される問題を成功裏に解決するような製品の製造方法を提供する。本発明の製品及び方法は、より高価な処理化学薬品を用いる処理済みセルロース繊維のより高価でない代替物を提供する。同時に、本発明は、より高価な材料を使用して製造した製品と同様の粒子結合特性及び緻密化特性を示すセルロース繊維を提供する。

　１態様においては、本発明は、繊維のエアレイド塊の製造において有用なセルロース繊維のウェットレイドウェブに関する。繊維のウェットレイドウェブは、セルロース繊維並びに多糖及び水素結合官能性（hydrogen bonding functionality）を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物を含む。繊維処理組成物は、セルロース繊維のウェットレイドウェブ内部に分布する。特定の具体例においては、セルロース繊維は木材パルプ繊維であり、多糖はコーンシロップであり、繊維処理組成物中の水素結合官能性を有する試剤はソルビトール及びプロピレングリコールであり、ウェットレイドウェブ中のコーンシロップ対ソルビトールとプロピレングリコールとの合わせた重量の重量比は約１：１未満である。

　別の特定の具体例においては、多糖はコーンシロップであり、繊維処理組成物中の水素結合官能性を有する試剤は乳酸及びプロピレングリコールである。本発明のこの具体例の特定の態様においては、セルロース繊維は木材パルプ繊維であり、ウェットレイドウェブ中のコーンシロップ対乳酸とプロピレングリコールとの合わせた重量の重量比は約１：１未満である。

　本発明のこの態様の別の具体例においては、セルロース繊維のウェットレイドウェブは、セルロース繊維並びに多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物を含む。繊維処理組成物は、セルロース繊維のウェットレイドウェブ内部に分布し、多糖は、処理済みウェブの乾燥重量を基準として、ウェブ中に約１０重量％未満の量で存在する。

　前述のセルロース繊維のウェットレイドウェブは、多数の用途において、例えば、吸収性製品の例えばおむつ、女性用衛生製品、ワイプ材（wipe）、及びその他同様なものの中に使用される繊維のエアレイド塊の製造において有用である。

　ウェットレイドウェブの処理済みセルロース繊維は、高吸収性粒子のような粒子を繊維と結合させるために有用となり得る。加えて、セルロース繊維の塊を緻密化して特定の密度にし、一旦特定の密度が実現したらセルロース繊維に特定の密度を維持させるために必要なエネルギーを低減することが望ましい製品において、処理済みセルロース繊維は有用である。こうした用途においては、セルロース繊維のウェットレイドウェブを、最終製品へと形成する前に繊維化する。

　別の態様においては、本発明は、セルロース繊維及び上記に説明した繊維処理組成物を含む吸収性製品を提供する。この態様においては、多糖は、処理済みセルロース繊維の乾燥重量を基準として、繊維表面に約１０重量％未満の量で存在する。本発明のこの態様の別の具体例においては、吸収性繊維製品は、セルロース繊維並びに多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物を含む。この具体例においては、多糖は、処理済みセルロース繊維の乾燥重量を基準として、繊維表面に約１０重量％未満の量で存在する。

　本発明はまた、多糖を用いて処理されたセルロース繊維の製造方法であって、セルロース繊維のウェットレイドウェブを用意する工程と、多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物を施用する工程と、を含む方法を提供する。特定の具体例においては、多糖はコーンシロップであり、繊維処理組成物中の水素結合官能性を有する試剤は乳酸及びプロピレングリコールが一緒になったものであるか、またはソルビトール及びプロピレングリコールが一緒になったものである。

　ロールまたは梱へと形成した場合、本発明のウェットレイドウェブは好都合にも互いに固着しない。隣接する層同士の間の接着は、ロールまたは梱の加工を複雑にするので望ましくないとみなされる。

　別の具体例においては、本発明は、繊維のエアレイド塊の製造において使用するためのセルロース繊維のウェットレイドウェブから形成されるロールまたは梱に関し、ここで、ロールは、セルロース繊維及び繊維処理組成物を含む。繊維処理組成物は、多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む。繊維処理組成物はセルロース繊維のウェットレイドウェブ内部に分布し、ロールまたは梱中の隣接する層は、この層同士の間の接着が実質的に無い。

　上記に言及したように、本発明の処理済みセルロース繊維のウェットレイドウェブは、吸収性製品の例えばおむつ、女性用衛生製品、ワイプ材、及びその他同様なもの（これらの幾つかは高吸収性粒子を含む）の製造において使用するために、さらに加工して、繊維を個別化することができる。得られた繊維は、高吸収性粒子を繊維と結合させる方法及びセルロース繊維の緻密化特性を改良する方法において有用である。従って、本発明はまた、本明細書において説明するどの方法によってでも製造した繊維から製造した繊維質製品、及び、本発明の処理済みウェットレイドウェブに由来するセルロース繊維で構成される吸収性製品に関する。

　本発明の前述の態様と附随する利益の多くとは、添付図面と合わせて以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されるにつれて、より容易に了解されよう。

　　好適な具体例の詳細な説明
　本発明に従って形成したセルロース繊維のウェットレイドウェブは、セルロース繊維並びに多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤、特定の具体例においては少なくとも２種の試剤を含む繊維処理組成物を含む。模範的なセルロース繊維としては、植物源の例えば木綿、亜麻、バガス、大麻、ジュート、イネ、小麦、タケ、トウモロコシ、サイザル麻、ケナフ、ミズゴケ属、及びその他同様なものから得られるものが挙げられる。好ましいセルロース繊維は、木材パルプ繊維の例えば米国特許第5,789,326号において説明されているものである。一般に、このような木材パルプ繊維は、化学的方法、サーモメカニカル方法、またはケミサーモメカニカル方法によって製造することができる。適切な木材パルプ繊維はまた、本発明による繊維処理組成物の施用の前に前処理してよい。適切な前処理の例としては、繊維を架橋すること、繊維を処理してその湿潤性を達成すること、または繊維を漂白することが挙げられる。加えて、天然または合成の他の繊維をウェットレイドウェブ中に含んでよい。繊維の例としては、絹、羊毛、リネン、レーヨン、リヨセル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、及びポリアミドが挙げられる。

　多糖類は、グリコシド結合によって一緒になって結合した反復単糖の組合せを含む。本発明において有用な多糖類としては、水溶性多糖類の例えばコーンシロップ、蜂蜜、デキストリン、及びその他同様なものが挙げられる。他の有用な多糖類としては、糖蜜、デンプン、ペクチン、アミロース、及びその他同様なものを挙げることができる。本発明において使用するために選択する個々の多糖は、多糖のコスト、並びに、繊維処理組成物の施用対象であるセルロース繊維に粒子結合特性及び／または緻密化特性を与える繊維処理組成物の他の成分の能力に及ぼすその影響を考慮して選択することができる。コーンシロップは、多数の市販源から入手可能な経済的に有利な多糖であり、典型的には溶液として約８０％の固形物を含む。個々のコーンシロップの選択においては、コーンシロップの粘着性及び熱にさらされた時に褐変する傾向を考慮すべきである。コーンシロップは、コーンシロップと繊維処理組成物の他の成分とを混合することが困難な程に粘着性であるべきではなく、かつ、繊維処理組成物をセルロース繊維のウェットレイドウェブに施用すること及び繊維処理組成物がセルロース繊維のウェブ中に分布することを妨げるまでに繊維処理組成物を粘稠であり過ぎるようにする程に粘着性であるべきではない。コーンシロップが繊維処理組成物の他の成分と有効に混合するには粘稠であり過ぎる場合、水を加えてその粘度を低下させることができる。本発明において使用するために適切なコーンシロップは、約２０〜約５０の範囲にわたるデキストロースエクイバレント（dextrose equivalent）を有する。

　本発明の１態様によれば、多糖を、水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤、特定の具体例においては少なくとも２種のこのような試剤と組み合わせて、本発明において使用する繊維処理組成物を提供する。こうした試剤は、水素結合を形成することができる少なくとも１つの官能基を有する高分子化学薬品または非高分子化学薬品とすることができる。水素結合官能性を有する複数の適切な試剤は、様々な高分子バインダー及び非高分子バインダーに関連して米国特許第5,641,561号；米国特許第5,789,326号；及び米国特許第5,547,541号において説明されている。こうした検討は、高分子バインダー及び非高分子バインダー、並びに、粒子と結合し、セルロースの緻密化特性を達成するこうしたバインダーの能力に関するものであり、特に本明細書において参考のために引用する。本明細書において説明するように、高分子バインダー及び非高分子バインダーは粒子結合特性をセルロース繊維に与え、幾つかの状況においては、このようなバインダーを用いて処理した繊維の緻密化特性を修正する。本発明において有用な水素結合官能性を有する特定の系列の試剤としては、アルコール、ヒドロキシ酸、及びポリカルボン酸が挙げられる。水素結合官能性を有するこうした系列の試剤が望ましい１つの理由は、本発明の製品が顧客によって一般に受け入れられているという点である。前述の系列の材料の各々は、例えば、繊維処理組成物の施用対象であるセルロース繊維と材料とが水素結合を形成することを可能にする官能性を含む。加えて、水素結合官能性を有する特定の試剤が多糖の粘度を低下させることは、必要ではないが好都合である。理論によって束縛されることを意図するものではないが、本発明において有用な水素結合官能性を有する試剤の特定の具体例は、多糖とセルロース繊維との間に生じる水素結合を低減するようにセルロース繊維の水素結合官能性と相互作用することができ、従って多糖がセルロース繊維のウェットレイドウェブ中に分布することを促進すると考えられている。水素結合官能性を有する試剤が多糖の粘度の所望の低下を提供しない場合には、水を繊維処理組成物またはその成分に加えて、繊維処理組成物の粘度を低下させることができる。水を繊維処理組成物に加える場合、セルロース繊維の処理済みウェットレイドウェブの劣化の危険を増大させるような過剰量の水をウェットレイド繊維シート中に導入しないように配慮しなければならない。

　本発明において有用なアルコール及びヒドロキシ酸の具体的な例としては、ソルビトール、プロピレングリコール、乳酸及びその塩である乳酸ナトリウムが挙げられる。以下の検討は、水素結合官能性を有する試剤のこうした具体的な例に関連して進められるが、本発明はそのように限定されないことは理解できるはずである。以下の説明ではまた、具体的な多糖であるコーンシロップに関連して本発明を検討するが、本発明はそのように限定されないことは理解できるはずである。加えて、本発明の特定の具体例を、水素結合官能性を有する少なくとも２種の試剤を含む繊維処理組成物に関連して説明するが、本発明は水素結合官能性を有する少なくとも２種の試剤を必要とする繊維処理組成物に必ずしも限定されるものではない。本発明において有用な水素結合官能性を有する試剤のタイプの開示を考えると、水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を用いる繊維処理組成物は本発明の範囲内にある。本発明による多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物をセルロース繊維のウェットレイドウェブに施用して、処理済みウェットレイドウェブを製造することができ、このウェブは巻取るかまたは梱へと形成した場合、隣接する層同士の間の接着も分離に対する抵抗も実質的に無い。

　本発明の繊維処理組成物は、下記により詳細に説明するように、前述の諸成分の組合せを混合することによって形成される。様々な成分の含水率に依存して、水を混合物に加えてよい。本発明によれば、多すぎる量の水を繊維のウェットレイドウェブに施用することを避けるために、繊維処理組成物の全含水率を約３５重量％未満に維持することが望ましい。過剰量の水を繊維のウェットレイドウェブに施用することは、特に繊維のウェブをロールへと形成した場合に、分解またはカビの形成によって生じるであろう繊維の劣化の危険を増大させる。

　繊維のウェットレイドウェブに施用する繊維処理組成物の量は、繊維にとって望ましい個々の最終用途に依存して変化し得る。処理済みウェットレイドウェブの乾燥重量を基準として、約９重量％未満の繊維処理成分の量が模範的である。量のより具体的な範囲は約３重量％〜約９重量％であり、さらに具体的な範囲は約５重量％〜約９重量％である。より多量の繊維処理成分をウェブに施用することができるが、このような化学薬品を施用するコスト、並びに、繊維処理成分のレベルを増大させることが、巻取った場合のウェットレイドウェブの層同士の間の接着及びウェブ内部の繊維同士の間に生じる接着に及ぼす影響と、施用する繊維処理成分の量とを比較検討しなければならない。繊維のウェットレイドウェブに施用する繊維処理組成物の量は、ウェットレイドウェブをロールへと形成した場合、ロール中の隣接する層同士の間に接着が生じる程に多くすべきではない。加えて、繊維のウェットレイドウェブに施用する繊維処理組成物の量は、繊維同士の間の接着を増大させ、それらをウェブ内部で結合させ、その結果ウェブを離解するために必要なエネルギーの量が過度に高くなる程に多くすべきではない。本発明の処理済みウェットレイドウェブのロールまたは梱は、ロールまたは梱中の隣接する層同士の間の接着が実質的に無いという点で類のないものである。好ましくは、隣接する層同士は、広げるかまたは積み上げられた山から引抜くと、単純に“ばらばらになる（fall apart）”と思われる。セルロース繊維の処理済みウェットレイドウェブのロールまたは梱中の隣接する層同士の間の接着を、下記に説明する固着試験を使用して評価することができ、セルロース繊維のウェットレイドウェブの層内部の繊維同士の間の接着を、下記により詳細に説明するようにウェブを分解するために必要な繊維化エネルギー試験を使用して評価することができる。

　本発明によれば、ウェットレイドウェブに施用する繊維処理組成物の量及び繊維処理組成物の組成を選択して、その結果、処理済み繊維の乾燥重量を基準として、ウェットレイドウェブに施用するコーンシロップの量を約０．１〜約４．５重量％の範囲にわたるようにすることができる。４．５重量％未満のコーンシロップの量、例えば約１．０〜約４．０重量％は満足な結果を生じた。処理済みウェットレイドウェブが固着試験にも繊維化エネルギー試験にも不合格にならないならば、４．５重量％を超えて１０％未満まで、例えば約７重量％までのコーンシロップの量は適切かもしれない。

　繊維のウェットレイドウェブに施用するプロピレングリコールの量は変化し得る。セルロース繊維のウェットレイドウェブに施用することができるプロピレングリコールの量の模範的な範囲は、処理済み繊維の乾燥重量を基準として、約０．１〜約４．５重量％の範囲にわたる。４．５重量％未満のプロピレングリコールの量、例えば約１．０重量％〜約４．０重量％は満足な結果を生じた。４．５重量％を超えるプロピレングリコールの量は適切かもしれない。しかしながら、約１５重量％を超える量は、コストを増大させるが、繊維特性のさらなる向上は提供しない。

　繊維のウェットレイドウェブに施用するソルビトールの量もまた変化してよい。繊維のウェットレイドウェブに施用することができるソルビトールの量の模範的な範囲は、処理済み繊維の乾燥重量を基準として、約０〜約４．５重量％である。４．５重量％未満のソルビトールの量、例えば約１．０重量％〜約３．５重量％は満足な結果を生じた。繊維のウェットレイドウェブに施用するソルビトールの量は、４．５重量％を超えるかもしれない；しかしながら、ソルビトールの量を増大させるとコストが増大する。

　乳酸も、本発明において有用な繊維処理組成物中に存在してよく、その酸形態でまたはそのナトリウム塩形態（乳酸ナトリウム）で、処理済み繊維の乾燥重量を基準として、約ゼロ〜約５．０重量％の範囲にわたる量で存在してよい。乳酸及び乳酸ナトリウムを使用する場合、酸対塩の比は変化してよく、模範的な比は３：１である。

　繊維処理組成物を、処理済みウェットレイドウェブの乾燥重量を基準として、約９重量％の量でウェットレイドウェブに施用する場合、繊維処理組成物中のコーンシロップの量は、繊維処理組成物中の非水性成分の重量を基準として、約１．０重量％〜約５０重量％の範囲にわたることができる。繊維処理組成物中に存在するプロピレングリコールの量は、約１．０重量％〜約５０重量％の範囲にわたることができ、繊維処理組成物中に存在するソルビトールの量は、約０重量％〜約５０重量％の範囲にわたることができる。乳酸及び乳酸ナトリウムを用いる場合、繊維処理組成物中に、乳酸は、約０重量％〜約５５重量％の範囲にわたる量で存在してよく、乳酸ナトリウムは、約０重量％〜約３０重量％の範囲にわたる量で存在できる。特定の具体例においては、繊維処理組成物中のコーンシロップ対ソルビトールとプロピレングリコールとの合わせた重量の重量比は約１：１未満から下って約１：５以下までである。別の特定の具体例においては、繊維処理組成物中のコーンシロップ対乳酸とプロピレングリコールとの合わせた重量の重量比は約１：１未満から１：５以下もの低さである。この節の上述の重量％と同様に、前述の重量比は、繊維処理組成物中の非水性成分の重量を基準としている。施用する繊維処理組成物の量が変化するのに伴って、繊維処理組成物中の様々な成分の量は上記に説明した試剤負荷（agent loading）の所望のレベルを実現するために変化し得ることは理解できるはずである。

　本発明によれば、上記に説明した繊維処理組成物を、以下の節により詳細に説明するように製造されたセルロース繊維のウェットレイドシートに施用する。施用方法がセルロース繊維のウェットレイドシート内部の繊維処理組成物の分布をもたらすならば、個々の施用の方法は必要要件ではない。セルロース繊維のウェットレイドシート内部の繊維処理組成物の分布は、セルロース繊維のウェットレイドシート全体にわたって繊維処理組成物が均一に分布することを必要とすることを意図したものではないが、これは好ましい。その上、セルロース繊維のウェットレイドシート内部の繊維処理組成物の分布は、セルロース繊維のウェットレイドシートの全体積全体にわたって繊維処理組成物が分布することを必要としない。繊維処理成分を施用するための模範的な手法としては、セルロース繊維のウェットレイドウェブの片方若しくは両方の表面の上に繊維処理組成物をストリーミング（streaming）、噴霧、カーテン・コーティング、またはローリングすること、或いは繊維処理組成物の浴中にウェットレイドウェブを浸漬することが挙げられる。

　図１は、パルプシート製造ライン１０のようなウェットレイドシート製造ラインを示す。この製造ラインにおいては、ヘッドボックス１４からスライス１６を通って長網１８の上にパルプスラリー１２を供給する。パルプスラリー１２は典型的には木材パルプ繊維を含み、スラリーの一部として合成または他の非セルロース繊維も含むことがある。水は網１８上に堆積されたパルプから従来の真空系（図示せず）によって抽出され、堆積パルプシート２０を生じ、これは、この場合にはパルプシートまたはマット２０が通過するそれぞれのニップを各々規定する２組のカレンダーロール２４、２６として示される脱水ステーション２２を通る。パルプシート２０は脱水ステーションから乾燥区画３０に入る。従来のパルプシート製造ラインにおいては、乾燥区画３０は多数のキャニスタードライヤーを含んでよく、パルプマット２０はそれぞれのキャニスタードライヤーの周囲を蛇行経路に従って進み、乾燥シートまたはマット３２として乾燥区画３０の出口から出る。単独でまたはキャニスタードライヤーに加えて他の代替乾燥機構も乾燥段３０中に含んでよい。乾燥パルプシート３２は製造業者の仕様に従う最大含水率を有する。典型的には、最大含水率は繊維の１０重量％以下であり、最も好ましくは約６〜８重量％以下である。水分の過剰な繊維は、直ちに使用しないと例えばカビまたはその他同様なものによって劣化する。乾燥シート３２はロール４０に巻き取られ、遠隔地点、すなわちパルプシート製造ラインとは別の地点（例えば使用者の製品製造プラント）に輸送される。乾燥パルプシートは、坪量約２００g/m²〜約１０００g/m²以上及び密度少なくとも約０．５g/cm³〜約１．２g/cm³を有する。前述の坪量を有する乾燥パルプシートは、ウェットレイドまたはエアレイド木材パルプ繊維のより低い坪量を有するシートの例えばティッシュペーパー、紙タオル、またはセルロース繊維の他のタイプの紙様ウェットレイド若しくはエアレイドウェブとは構造上異なる。他に、乾燥シート３２を荷造り装置４２に集め、得られたパルプの梱４４を遠隔地点に輸送する。

　上記に詳細に説明したタイプの繊維処理組成物を、１つ以上の繊維処理組成物施用装置（図１ではそのうちの１つを５０で示す）からパルプシートに施用する。任意の施用装置の例えばストリーマ（streamer）、噴霧器、ロール・コーター、カーテン・コーター、浸漬アプリケータ、またはその他同様なものを使用してよい。噴霧器が一般に利用し易く、パルプシート製造ライン中に取り入れ易い。矢印５２、５４、及び５６に示すように、パルプシート製造ラインの様々な地点または多数の地点で繊維処理組成物を施用してよく、例えば乾燥段３０の手前（線５２で示す）でも、乾燥段３０の中間（線５４で示す）でも、乾燥段３０の下流（線５６で示す）でもよい。地点５２では、この段階でシートまたはマット２０に残留している水がバインダーのシート侵入を妨げる傾向がある。従って、若干の乾燥を行った後に例えば地点５４で繊維処理組成物を施用するのが好ましい。シートの含水率が所望の最大レベルを超えると思われるような量の繊維処理組成物を地点５６で施用する場合には、含水率を所望のレベルまで低下させるようにパルプ製造ラインに追加の乾燥段（図示せず）を含めてよい。

　繊維の処理済みウェットレイドウェブのロール４０または梱４４を、使用者が使用するために遠隔地点に輸送することができる。こうしたロールまたは梱を次に、ハンマミルのような繊維化装置によって再繊維化し、ハンマミルは単独でまたはピッカーロール若しくはその他同様なものような他の装置と共に使用され、シート３２または梱４２を個別の繊維に分解することができる。最終用途に依存して、個別化繊維を、高吸収性粒子のような粒子状材料と組み合わせてよく、及び／または乾式抄紙（air laid）してウェブにし、緻密化してよい。

　このアプローチを用いて、処理済み繊維の最終使用者は、繊維と組み合わせるべき粒子を容易に選択することができる。使用者は、本発明の処理済み繊維を乾式抄紙（air laying）するかまたは他の方法で加工して完成品にする上での自由度を有する。

　上記に説明したように、本発明による多糖類を含む繊維処理組成物を用いて処理したセルロース繊維のウェットレイドウェブのシートは、シートをロールへと形成した場合、互いに固着しない。シートが互いに固着することは、ロールのその後の加工を複雑にするので望ましくない。極端な状況においては、ロールは本質的に、繊維の使用不可能な“レンガ”になり得る。

　様々な繊維処理組成物を用いて処理したウェットレイドウェブが互いに固着する相対的傾向を評価する１方法を、下記に説明する。

固着試験
　セルロース繊維のウェットレイドウェブの少なくとも２つの５×１２インチの区画（５インチ×１２インチ）に、評価対象の繊維処理組成物を含浸させる。セルロース繊維のウェットレイドウェブは、ウェヤーハウザー・カンパニー（Weyerhaeuser Company）製のＮＢ４１６と呼ばれる製品だった。処理済みウェブの区画を次に平坦な表面上に置き、この際、１つの区画を他の区画の上に重ね、１つのシートの処理済みの側を他のシートの未処理の側に対向させて、製品のロール中で並置されると思われるものとほとんど同じように置く。最上部シートの表面全体を被覆する平坦なアルミニウムプレートを最上部シート上に置き、２０kgの重りをアルミニウムプレートの中心に置いて、シートの表面全体にわたって質量が一様に分布するようにする。重りをその場に約１２時間置き、その後これを除去し、処理済みパルプシートの各区画の分離を試みる。処理済みパルプシートの抵抗の無い即座の分離は満足なものとみなされ、分離に対するいかなる抵抗も不満足なものとみなされる。分離に対する抵抗は、隣接する各層が分離した時にそれらの表面を観察することによって目視で評価した。紙むけ（picking）または層のうちの１つの表面から引き出されたわずかな数の繊維の存在も、分離に対する抵抗を示すものとみなした。

　上記に検討したように、本発明はまた、ウェットレイドウェブの所定の層中の繊維を互いに過度に固着させることなく、コーンシロップのような多糖類をセルロース繊維のウェットレイドウェブ中に導入する。ウェットレイドウェブの層中の繊維が互いに固着する傾向は望ましくなく、というのはこれは、上記に検討したように、さらなる加工のためにウェットレイドウェブを個別化繊維へと離解するために必要な繊維化エネルギーを増大させるからである。繊維化エネルギーの増大は、最終使用者のエネルギーのコストを増大させる。加えて、過度の繊維間の接着は、離解後に繊維の品質にマイナスの影響を及ぼし得る。様々な繊維処理組成物を用いて処理したウェットレイドウェブを離解するために必要な繊維化エネルギーを評価する１方法を、下記に説明する。

ＩＩＩ．繊維化エネルギー
　実験室規模のカマスハンマミル（Kamas hammermill）を用いて、様々な繊維処理組成物を用いて処理したパルプシートを繊維化するために必要な繊維化エネルギーを評価した。パルプシート試料を切断して、幅５cmで長さ約４６cmの条片にした。十分な数の条片を使用して、合計約１００〜１５０gの繊維化済みパルプシートを提供した。パルプシートの条片を、約２．８g／秒の速度でハンマミル供給ローラに供給する。モータ速度を約３，０００rpmに設定する。４６cmの条片の場合、１回の試料に約５．５秒が適切である。パルプシートを、設定した時間の間ハンマミルに供給する。エネルギーのディジタル読み出しは、パルプシートを繊維化するために必要なワット時単位で測定した必要なエネルギーを表示する。繊維化される繊維の割合は、加工されずに残存しているパルプシートの重量をハンマミルに供給したパルプシートの最初の重量から引くことで求められる。繊維化エネルギーは、以下の式を使用して求められる。

　上記に説明したように繊維処理組成物を帯びるセルロース繊維のウェットレイドウェブは、吸収性製品の例えばおむつ、女性用衛生製品、ワイプ材、包帯、またはその他同様なものの中に使用できる繊維のエアレイド塊の製造において有用である。本発明の特定の具体例は、高吸収性粒子のような粒子と結合できる繊維を生じる。他の具体例においては、他の具体例程高い程度に粒子と結合していないが、にもかかわらず、緻密化の容易さ、繊維を緻密化するために必要なエネルギー及び一旦加圧されると繊維が緻密化されたままである能力に関して望ましい特性を示す繊維が得られる。本発明の繊維の個々の最終用途は、本発明に従って形成したセルロース繊維のウェットレイドウェブを購入する顧客の希望に依存して決定されよう。

　以下の実施例は、本発明の特定の具体例及び本発明の繊維が粒子と結合し、緻密化される能力を示す。また、実施例は、本発明に従って形成したセルロース繊維のウェットレイドウェブが、上記に説明した固着試験及び繊維化エネルギー試験中にどのように機能するかを示す。

　以下の繊維処理組成物は、あるものは対照であり、またあるものは本発明の例示であり、以下の実施例において使用された。

　先頭部分“３６”で示す上記の繊維処理組成物中に用いたコーンシロップは、デキストロースエクイバレント３６を有した。先頭部分“４２”で示す試料の場合、コーンシロップはデキストロースエクイバレント４２を有した。両方のコーンシロップは含水率約２０％を有した。水を加えて固形分を約７０％に低減し、コーンシロップが他の成分とより容易に混合するようにした。用いたソルビトールは含水率約３０％を有し、プロピレングリコールは含水率約０．５％を有し、乳酸は含水率約１２〜１５％を有し、乳酸ナトリウムは含水率約４０％を有した。必要ならば、水をまた繊維処理組成物に加えて、含水率の示されたパーセントを提供した。

実施例１
固着試験の結果
　特定の比較繊維処理組成物または本発明の繊維処理組成物を用いて処理済みであり坪量約７５０g/m²及び密度約７５０g/m²を有するセルロース繊維のウェットレイドウェブ（ＮＢ４１６）の試料に関して、上記に説明した固着試験を実行した。比較試料は本発明の実施例ではない。パルプウェブに加えた化学薬品は、処理済みウェットレイドウェブの乾燥重量を基準として９重量％だった。固着試験の結果を下記に説明する。

　固着試験の結果は、コーンシロップのみを含む繊維処理組成物を用いた比較試料は固着試験に合格しないことを示す。水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤と組み合わせてコーンシロップを含む本発明の試料は、固着試験に合格した。

実施例２
繊維化エネルギー試験の結果
　処理済みウェットレイドウェブの乾燥重量を基準として追加で（add-on）９重量％の繊維処理組成物を用いて処理済みであり坪量約７５０g/m²及び密度７５０g/m²を有するウェットレイドウェブ（ＮＢ４１６）の試料に関して、繊維化エネルギー試験を実行した。繊維化エネルギー試験の結果を表３に説明する。

　繊維化エネルギー試験の結果は、繊維間の接着を破壊してそれぞれの試料を繊維化するために必要なエネルギーの量を示す。結果は、本発明による多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物を用いて処理したセルロース繊維のウェットレイドウェブは、比較試料を繊維化するために必要な繊維化エネルギーと同様の繊維化エネルギー特性を見せることを示す。

粒子の保持
　２つの市販のセルロース繊維のウェットレイドウェブから製造した個別化繊維並びに多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物を用いて処理したセルロース繊維のウェットレイドウェブから製造した個別化繊維を試験して、それらが高吸収性粒子を保持する能力を評価した。未処理のウェブ、非多糖含有配合物を用いて処理したパルプのウェブ、及び本発明の配合物を用いて処理したパルプのウェブの試料を別々にフィッツハンマミル（Fitz hammermill）中に供給し、繊維化し、高吸収体（ノースカロライナ州、グリーンズボロのストックハウゼン（Stockhausen, of Greensboro, North Carolina）から入手可能なＳＸＭ７７）と混合し、ピプロット規模（piplot scale）（幅約１２インチ）のＭ＆Ｊ乾式抄紙機（M & J airlay machine）（デンマーク、ホアセンスのＭ＆Ｊ（M & J, of Horsens, Denmark）から入手可能）上で乾式抄紙した。高吸収体を、繊維と粒子との混合物を与える割合で加え、繊維及び粒子の重量を基準として４０％が高吸収体だった。パルプ供給及びＭ＆Ｊ乾式抄紙ラインを、約４５０g/m²のフラッフ／高吸収体ウェブを与える速度で作動させた。各ウェブの１０センチメートル×１０センチメートルの区画を打ち抜き、秤量し、穴径が逓減するふるい（番号４、２０、２００、及び皿（pan））のカラム中に入れた。ふるい及び試料のカラムを次に、横方向の振とう及び同時にＺ−方向のタッピング運動（tapping motion）に５分間さらした。ふるいの各々に捕集された様々な分画を次に秤量した。下部の２つのふるいの分画は、場合によっては、ばら毛（loose fiber）及び非付着高吸収性粒子の２つの部分で構成された。こうした２つの分画が存在する場合には別々に秤量し、非付着粒子の相対量を以下の式で評価した。

　結果を下記の表４に提出する。

　この実施例は、本発明のセルロース繊維のウェットレイドウェブから製造した個別化繊維は、どのように高吸収性粒子を保持することができるかを示す。

緻密化
　市販のセルロース繊維のウェットレイドウェブから製造した個別化繊維及び本発明のウェットレイドウェブから製造した個別化繊維の緻密化特性を、下記に説明するように評価した。

　ウェヤーハウザー・カンパニー製のＮＢ４１６と呼ばれる市販の木材パルプ繊維のウェットレイドウェブのシート、対照Ｂ、及び繊維処理組成物３６Ｅ及び３６Ｆを用いて処理したＮＢ４１６のウェブをハンマミル中で個別化した。個別化繊維を、パッドフォーマーを使用して直径６インチのパッドへと形成した。パッドを秤量して最初の重量を記録し、次にカーバープレス（Carver press）中で５０psi、１００psi、及び１５０psiの試験圧力をかけて２枚のクロムプレート間で圧縮した。一旦加圧したら、試験圧力を除去し、パッドを約２０秒間または安定化するまで弛緩させた。緻密化パッドの厚さを次に測定し、密度を以下の式で求めた。

　この試験の結果を下記の表５に説明する。

　報告する結果は、本発明のウェットレイドウェブから製造した個別化繊維が、対照試料Ｂのものと同様の緻密化特性及び対照試料ＮＢ４１６と比較して改良された緻密化特性をどのように見せるかを示す。

　本発明の好適な具体例を示し、説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更を行い得ることは了解されよう。

本発明に従ったウェットレイドウェブへの繊維処理組成物の施用を示す、ウェットレイドウェブ製造ラインの略図である。

符号の説明

　１０　　パルプシート製造ライン
　１２　　パルプスラリー
　１４　　ヘッドボックス
　１６　　スライス
　１８　　長網
　２０　　堆積パルプシート
　２２　　脱水ステーション
　２４　　カレンダーロール
　２６　　カレンダーロール
　３０　　乾燥区画
　３２　　乾燥パルプシート
　４０　　ロール
　４２　　荷造り装置
　４４　　梱
　５０　　繊維処理組成物施用装置
　５２　　繊維処理組成物施用地点
　５４　　繊維処理組成物施用地点
　５６　　繊維処理組成物施用地点

Claims

　繊維のエアレイド塊の製造において使用するためのセルロース繊維のウェットレイドウェブであって：
セルロース繊維と；
多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物と；を含み、該繊維処理組成物は、前記セルロース繊維のウェットレイドウェブ内部に分布する、繊維のウェットレイドウェブ。
　前記繊維処理組成物は、水素結合官能性を有する少なくとも２種の試剤を含む、請求項１に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記セルロース繊維は木材パルプ繊維である、請求項１に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記繊維処理組成物は約３５重量％以下の水を含む、請求項１に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記ウェブは坪量が約２００g/m²〜約１０００g/m²の範囲にわたる、請求項１に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記多糖は、コーンシロップ、蜂蜜、デキストリン、糖蜜、デンプン、ペクチン、及びアミロースを含む群から選択される、請求項１に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記多糖はコーンシロップである、請求項２に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　水素結合官能性を有する試剤は、アルコール、ヒドロキシ酸、及びポリカルボン酸を含む群から選択される、請求項７に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記水素結合官能性を有する試剤は、プロピレングリコール及びソルビトールを含む、請求項８に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　ウェットレイドウェブ中のコーンシロップ対ソルビトールとプロピレングリコールとの合わせた重量の重量比は約１：１未満である、請求項９に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記ウェットレイドウェブ中のコーンシロップ対ソルビトールとプロピレングリコールとの合わせた重量の重量比は約１：１〜約１：５の範囲にわたる、請求項１０に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記コーンシロップは、処理済み繊維の乾燥重量を基準として、前記セルロース繊維のウェットレイドウェブ中に約０．０１〜約７重量％のコーンシロップ固形分の範囲にわたる量で存在する、請求項７に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記水素結合官能性を有する試剤は乳酸をさらに含む、請求項９に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記繊維処理組成物は乳酸ナトリウムをさらに含む、請求項１３に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記水素結合官能性を有する試剤は、乳酸及びプロピレングリコールを含む、請求項８に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　前記繊維処理組成物は乳酸ナトリウムをさらに含む、請求項１５に記載のセルロース繊維のウェットレイドウェブ。
　吸収性繊維質製品であって：
セルロース繊維と；
該セルロース繊維表面の繊維処理組成物と；を含み、該繊維処理組成物は、多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含み、該多糖は、処理済みセルロース繊維の乾燥重量を基準として、繊維表面に約１０重量％未満の量で存在する、吸収性繊維質製品。
　前記繊維処理組成物は、水素結合官能性を有する少なくとも２種の試剤を含む、請求項１７に記載の吸収性繊維質製品。
　高吸収性粒子をさらに含む、請求項１７に記載の吸収性繊維質製品。
　前記セルロース繊維は木材パルプ繊維である、請求項１７に記載の吸収性繊維質製品。
　前記多糖はコーンシロップである、請求項１８に記載の吸収性繊維質製品。
　水素結合官能性を有する試剤は、アルコール、ヒドロキシ酸、及びポリカルボン酸を含む群から選択される、請求項２１に記載の吸収性繊維質製品。
　前記水素結合官能性を有する試剤は、プロピレングリコール及びソルビトールを含む、請求項２２に記載の吸収性繊維質製品。
　前記セルロース繊維表面のコーンシロップ対プロピレングリコールとソルビトールとの合わせた重量の重量比は約１：１〜約１：５の範囲にわたる、請求項２３に記載の吸収性繊維質製品。
　前記コーンシロップは、処理済み繊維の乾燥重量を基準として、前記セルロース繊維表面に約０．０１〜約７重量％のコーンシロップ固形分の範囲にわたる量で存在する、請求項２４に記載の吸収性繊維質製品。
　前記水素結合官能性を有する試剤は乳酸をさらに含む、請求項２３に記載の吸収性繊維質製品。
　前記繊維処理組成物は乳酸ナトリウムをさらに含む、請求項２６に記載の吸収性繊維質製品。
　前記水素結合官能性を有する試剤は、乳酸及びプロピレングリコールを含む、請求項２２に記載の吸収性繊維質製品。
　前記繊維処理組成物は乳酸ナトリウムをさらに含む、請求項２８に記載の吸収性繊維質製品。
　前記製品はおむつまたは女性用衛生製品である、請求項１７に記載の吸収性繊維質製品。
　セルロース繊維のウェットレイドウェブの製造方法であって：
セルロース繊維のウェットレイドウェブを用意する工程と、
多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物を前記セルロース繊維のウェットレイドウェブに施用する工程と、を含む方法。
　前記多糖はコーンシロップである、請求項３１に記載の方法。
　前記繊維処理組成物は、水素結合官能性を有する少なくとも２種の試剤を含む、請求項３２に記載の方法。
　水素結合官能性を有する試剤は、プロピレングリコール及びソルビトールを含む、請求項３３に記載の方法。
　前記コーンシロップは、約１：１〜約１：５の範囲にわたるコーンシロップ対ソルビトールとプロピレングリコールとの合わせた重量の重量比で、前記セルロース繊維のウェットレイドウェブに施用される、請求項３４に記載の方法。
　前記コーンシロップは、処理済み繊維の乾燥重量を基準として、約０．０１〜約７重量％のコーンシロップ固形分の範囲にわたる量で、前記セルロース繊維のウェットレイドウェブに施用される、請求項３４に記載の方法。
　前記水素結合官能性を有する試剤は乳酸をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
　前記繊維処理組成物は乳酸ナトリウムをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
　前記水素結合官能性を有する試剤は、乳酸及びプロピレングリコールを含む、請求項３３に記載の方法。
　前記繊維処理組成物は乳酸ナトリウムをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
　繊維のエアレイド塊の製造において使用するためのセルロース繊維のウェットレイドウェブから形成されるロールまたは梱であって：
セルロース繊維と；
多糖及び水素結合官能性を有する少なくとも１種の試剤を含む繊維処理組成物と；を含み、該繊維処理組成物は、前記セルロース繊維のウェットレイドウェブ内部に分布し、前記ロールまたは梱中の前記セルロース繊維のウェットレイドウェブの隣接する層は、該層同士の間の接着が実質的に無い、ロールまたは梱。
　前記繊維処理組成物は、水素結合官能性を有する少なくとも２種の試剤を含む、請求項４１に記載のロールまたは梱。