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技術 水性エマルジョン及び紙おしぼり

出願人 住友化学株式会社
発明者 木村博之光武達雄
出願日 1996年8月8日 (23年9ヶ月経過) 出願番号 1996-210090
公開日 1998年2月17日 (22年2ヶ月経過) 公開番号 1998-043083
状態 特許登録済
技術分野 身体の洗浄(おしぼり、ブラシ) トイレットペーパー・同用具 高分子組成物 紙(4)
主要キーワード エマルジョン水 スルホン基含有モノマー 布原反 不飽和カルボン酸ジエステル アルミニウム箔製 泡立つ 熱分析システム バインダー用
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この項目の情報は公開日時点(1998年2月17日)のものです。
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課題

紙おしぼりバインダー用途に用いられる水性エマルジョンであって、紙おしぼりの基材であるウエブに均一に塗布することができ、よって得られる紙おしぼりは乾燥時及び湿潤時において十分な強度を有し、かつ湿潤時に絞った際に絞った液が泡立たないという特徴を有する水性エマルジョン及び該水性エマルジョンをバインダーとして用いて得られる紙おしぼりを提供する。

解決手段

乳化系としてポリビニルアルコールを使用して製造され、粒径が0.7〜5μであるエチレン酢酸ビニル架橋性モノマー系共重合体水性エマルジョンであって、紙おしぼりバインダー用途に用いられる水性エマルジョン。

概要

背景

エチレン酢酸ビニル架橋性モノマー系共重合体を紙おしぼりバインダーとして用いる技術は公知である。たとえば、界面活性剤乳化系として得られるエチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体を用いる技術が知られている。しかしながら、従来の技術においては、乾燥時及び湿潤時における強度が不十分であるという問題及び湿潤時に絞った際に絞った液が泡立つという問題があった。

概要

紙おしぼりのバインダー用途に用いられる水性エマルジョンであって、紙おしぼりの基材であるウエブに均一に塗布することができ、よって得られる紙おしぼりは乾燥時及び湿潤時において十分な強度を有し、かつ湿潤時に絞った際に絞った液が泡立たないという特徴を有する水性エマルジョン及び該水性エマルジョンをバインダーとして用いて得られる紙おしぼりを提供する。

乳化系としてポリビニルアルコールを使用して製造され、粒径が0.7〜5μであるエチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体水性エマルジョンであって、紙おしぼりバインダー用途に用いられる水性エマルジョン。

目的

かかる現状に鑑み、本発明が解決しょうとする課題は、紙おしぼりのバインダー用途に用いられる水性エマルジョンであって、紙おしぼりの基材であるウエブに均一に塗布することができ、よって得られる紙おしぼりは乾燥時及び湿潤時において十分な強度を有し、かつ湿潤時に絞った際に絞った液が泡立たないという特徴を有する水性エマルジョン及び該水性エマルジョンをバインダーとして用いて得られる紙おしぼりを提供する点に存するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

乳化系としてポリビニルアルコールを使用して製造され、粒径が0.7〜5μであるエチレン酢酸ビニル架橋性モノマー系共重合体水性エマルジョンであって、紙おしぼりバインダー用途に用いられる水性エマルジョン。

請求項2

エチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体中の架橋性モノマー/酢酸ビニルの重量比が(2〜10)/100である請求項1記載の水性エマルジョン。

請求項3

エチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体のガラス転移温度Tgが10〜25℃である請求項1記載の水性エマルジョン。

請求項4

ゲル分が50重量%以上である請求項1記載の水性エマルジョン。

請求項5

請求項1記載の水性エマルジョンをバインダーとして用いて得られる紙おしぼり。

技術分野

0001

本発明は、水性エマルジョン及び紙おしぼりに関するものである。更に詳しくは、本発明は、紙おしぼりのバインダー用途に用いられる水性エマルジョンであって、紙おしぼりの基材であるウエブに均一に塗布することができ、よって得られる紙おしぼりは乾燥時及び湿潤時において十分な強度を有し、かつ湿潤時に絞った際に絞った液が泡立たないという特徴を有する水性エマルジョン及び該水性エマルジョンをバインダーとして用いて得られる紙おしぼりに関するものである。

背景技術

0002

エチレン酢酸ビニル架橋性モノマー系共重合体を紙おしぼりのバインダーとして用いる技術は公知である。たとえば、界面活性剤乳化系として得られるエチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体を用いる技術が知られている。しかしながら、従来の技術においては、乾燥時及び湿潤時における強度が不十分であるという問題及び湿潤時に絞った際に絞った液が泡立つという問題があった。

発明が解決しようとする課題

0003

かかる現状に鑑み、本発明が解決しょうとする課題は、紙おしぼりのバインダー用途に用いられる水性エマルジョンであって、紙おしぼりの基材であるウエブに均一に塗布することができ、よって得られる紙おしぼりは乾燥時及び湿潤時において十分な強度を有し、かつ湿潤時に絞った際に絞った液が泡立たないという特徴を有する水性エマルジョン及び該水性エマルジョンをバインダーとして用いて得られる紙おしぼりを提供する点に存するものである。

課題を解決するための手段

0004

すなわち、本発明のうち一の発明は、乳化系としてポリビニルアルコールを使用して製造され、粒径が0.7〜5μであるエチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体水性エマルジョンであって、紙おしぼりバインダー用途に用いられる水性エマルジョンに係るものである。

0005

また、本発明のうち他の発明は、上記の水性エマルジョンをバインダーとして用いて得られる紙おしぼりに係るものである。

発明を実施するための最良の形態

0006

本発明の水性エマルジョンは、エチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体をポリマー成分とするものである。

0007

架橋性モノマーとは、共重合体の構成成分となった場合に、パルプ基材中のセルロース水酸基結合反応する官能基を導入し得るモノマーであり、その具体例としてはN−メチロールメタアクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートアクリルグリシジルエーテルビニルイソシアネートアリルイソシアネートなどが例示され、好ましくはN−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド及びN−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドである。

0008

共重合体中の架橋性モノマー/酢酸ビニルの重量比は(2〜10)/100が好ましく、更に好ましくは(3〜7)/100である。架橋性モノマーが過少であると得られる紙おしぼりの湿潤時の強度が十分でない場合があり、一方架橋性モノマーが過多であると重合の際に安定なエマルジョンが得られない場合がある。

0009

本発明のエチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体は、必須の構成成分であるエチレン、酢酸ビニル及び架橋性モノマーに加えて、他の共重合可能なモノマー成分を構成単位として含有していてもよい。かかるモノマー成分としては、たとえばプロピオン酸ビニルピバリン酸ビニルイソノナン酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどのビニルエステル類塩化ビニル、臭化ビニルなどのハロゲン化ビニル;2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル類マレイン酸エステルクロトン酸エステルイタコン酸エステルなどのα,β−不飽和カルボン酸ジエステル類;アクリル酸メタクリル酸クロトン酸イタコン酸半エステルを含む)、マレイン酸(半エステルを含む)などのカルボキシル基含有モノマー及びその無水塩;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、多価アルコールモノアリルエーテルなどの水酸基含有モノマージメチルアミノエチルメタクリレートジメチルプロピルアクリルアミドなどのアミノ基含有モノマー;アクリルアミド、メタアクリルアミドマレインアミドなどのアミド基含有モノマービニルスルホン酸ソーダメタリルスルホン酸ソーダなどのスルホン基含有モノマー類;ジアリルフタレートトリアリルシアヌレートトリアリルイソシアヌレートエチレングリコールジアクリレートアリルメタクリレートアジピン酸ジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレートなどの多ビニル化合物類などをあげることができる。なお、該モノマー成分の共重合体中の含有量は、重合の際のエマルジョンの安定な製造の観点から10重量%以下とすべきである。

0010

本発明のエチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体のガラス転移温度Tgは10〜25℃であることが好ましく、更に好ましくは15〜20℃である。該温度が低過ぎると得られる紙おしぼりの乾燥時及び湿潤時の強度が十分でない場合があり、一方該温度が高過ぎると紙おしぼりの風合が損なわれる(硬くなる)場合がある。

0011

ここで、ガラス転移点測定法は次のとおりである。すなわち、共重合体を含有するエマルジョンの数gをガラス棒を用いてフィルム上に薄く延ばし、60℃で30分間以上乾燥したものを10〜15mg精採取してアルミニウム箔製セルに入れ、熱分析システム(たとえば、セイコー電子工業社製SSC5000熱分析システム)を用いて、10℃/minの昇温速度で−100〜100℃の範囲で測定して決定する。

0012

本発明の水性エマルジョンは、粒径が0.7〜5μであり、好ましくは0.8〜3μである。粒径が小さ過ぎるとウエブ全体への均一な塗布が困難になり、得られる紙おしぼりは乾燥時及び湿潤時の強度に劣る。なお、粒径が5μを超える水性エマルジョンは、放置定性に著しく劣る。ここで、粒径の測定法は次のとおりである。すなわち、エマルジョンに水を加えて濃度0.01重量%に調整した後、UV分光光度計を用い、濁度法により求める。

0013

本発明の水性エマルジョンは、ゲル分が50重量%以上であることが好ましく、更に好ましくは60重量%以上である。ゲル分が過少であると得られた紙おしぼりの乾燥時及び湿潤時の強度が十分でない場合がある。

0014

ここで、ゲル分は、共重合体の皮膜0.5gを100ccのトルエンを用いて95℃で3時間抽出した後、300メッシュ金網によりろ過回収される不溶分の重量を測定し、下式により求める。
ゲル分(重量%)=〔(残渣重量g)/(皮膜重量g)〕×100

0015

本発明の水性エマルジョンは、乳化系としてポリビニルアルコールを使用して製造されるものである。本発明によらず、汎用される界面活性剤又はヒドロキシエチルセルロースのようなポリビニルアルコール以外の保護コロイドを乳化系として用いた場合は、及びポリビニルアルコールと界面活性剤又はヒドロキシエチルセルロースのようなポリビニルアルコール以外の保護コロイドを併用した場合は、上記の本発明の粒径を有する水性エマルジョンを得ることが困難であり、かつ湿潤時に絞った際に絞った液が泡立つという問題を生じる。

0016

ポリビニルアルコールの使用量は、酢酸ビニル100重量部に対し2〜13重量部が好ましく、更に好ましくは3〜10重量部である。ポリビニルアルコールとしては、通常の部分ケン化ポリビニルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコール及びスルホン酸変性ポリビニルアルコールカルボキシ変性ポリビニルアルコールシラノール基変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル化ポリビニルアルコールなどの変性タイプのポリビニルアルコールをあげることができる。これらポリビニルアルコールの重合度ケン化度は、特に限定されるものではないが、平均重合度200〜2700、平均ケン化度70〜95モル%のものがよい。ポリビニルアルコールの使用量が過少の場合はエマルジョン粒子の安定性が低下して沈降を生じ、一方該使用量が過多の場合は重合反応時に反応系の粘度が高くなり、適当な除熱操作が困難になるとともに、エマルジョン粒子の安定性が低下する。

0017

本発明の水性エマルジョンを製造する方法の具体的な例としては、次の方法を上げることができる。すなわち、反応温度調節器撹拌機を備えた5リットル耐圧反応器に、部分ケン化ポリビニルアルコールを乳化剤とした酢酸ビニルの水乳化液を入れ昇温した後、反応系内をエチレンでパージして酸素を除去し、エチレンを加えて所定の圧力にしてから、酢酸ビニルを所定時間、触媒pH調整剤とともに一定速度で反応系内に供給して、還元剤ロンガリット酸化剤に過硫酸アンモニウムを用いたレドックス反応により、エチレン/酢酸ビニル/架橋性モノマーを共重合させる。

0018

本発明の水性エマルジョンは、紙おしぼりバインダー用途に用いられる。その用い方としては、たとえば次の方法をあげることができる。すなわち、ウエブの水性エマルジョンをスプレー塗布し、乾燥すればよい。

0019

次に、本発明を実施例により説明する。
実施例1
反応温度調節器、撹拌機を備えた5リットルの耐圧反応器に、平均ケン化度88モル%、平均重合度800のポリビニルアルコール130gを乳化剤として酢酸ビニル800gを水に乳化させた液を入れ、50℃に昇温した後、反応系内をエチレンでパージして酸素を除去し、エチレンを加えて圧力を20kg/cm2にした。次に酢酸ビニル1800gおよび24%N−メチロールアクリルアミド水溶液440gをそれぞれ一定速度で4時間、5%過硫酸アンモニウム水溶液および2%ロンガリット水溶液をそれぞれ一定温度で5時間反応系内に供給して反応させ、酢酸ビニルに対してN−メチロールアクリルアミド4%、ポリマーの粒径が0.9μ、トルエン不溶分が70%、Tgが+15℃、樹脂固形分50%、pHが5.0のエチレン−酢酸ビニル−架橋性モノマー系共重合体エマルジョンを得た。該エマルジョンについて、次の方法により評価を行った。

0020

パルプ不織布原反に濃度3.5%のエマルジョン水希釈液を吹き付け、その後170℃で5分間乾燥することにより不織布とした。なお、吹付け時のエマルジョンの量は、不織布原反1m2 当たり10g−エマルジョン固形分となるようにした。得られた不織布について、下記(1)及び(2)の評価、測定を行った。結果を表1に示した。

0021

(1)乾燥時引張強度(DRY)
得られた不織布を5cm×15cmにカットして、23℃×65%RHの雰囲気下、オートグラフにて引張幅5cm、チャック間10cm、引張速度200mm/分にて引張試験を行い、引張強度を測定した。

0022

(2)湿潤時引張強度(WET)
得られた不織布を5cm×15cmにカットして、23℃の水に1時間浸漬した後、オートグラフにて引張幅5cm、チャック間10cm、引張速度200mm/分にて引張試験を行い、引張強度を測定した。

0023

実施例2〜4、比較例1〜5
表1又は表2に示す条件としたこと以外は実施例1と同様に行った。結果を表1及び表2に示した。

0024

結果から次のことがわかる。本発明の条件を充足するすべての実施例は、すべての評価項目において満足すべき結果を示している。一方、架橋性モノマーが過小な比較例1は湿潤時強度(WET)に劣り、Tgが低い比較例2は乾燥時強度(DRY)に劣る。また乳化系として界面活性剤を併用した比較例3および4、並びに界面活性剤を併用しかつゲル分(TIP)が低い比較例5は、いずれも乾燥時強度、湿潤時強度ともに劣る。

0025

0026

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
比 較 例
1 2 3 4 5
架橋性モノマー% *1
N-MAM 1.5 4.0 4.0 4.0 4.0
NMM
NBM
乳化系*2PVA PVA PVA PVA PVA
NNNN/AN NN/AN
粒径μ 0.9 0.9 0.5 0.1 0.1
TIP % *3 50 70 50 40 10
Tg ℃ +15 0 +15 +15 +15
強度 kg/5cm
乾燥時 1.40 1.10 0.80 0.68 0.68
湿潤時 0.25 0.40 0.25 0.23 0.20
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

0027

*1架橋性モノマー
N−MAM:N−メチロールアクリルアミド
NMM:N−メトキシメチルアクリルアミド
NBM:N−ブトキシアクリルアミド
*2乳化系
PVA:ポリビニルアルコール
NN:ノニオン系乳化剤
AN:アニオン系乳化剤
*3 TIP:ゲル分

発明の効果

0028

以上説明したとおり、本発明により、紙おしぼりのバインダー用途に用いられる水性エマルジョンであって、紙おしぼりの基材であるウエブに均一に塗布することができ、よって得られる紙おしぼりは乾燥時及び湿潤時において十分な強度を有し、かつ湿潤時に絞った際に絞った液が泡立たないという特徴を有する水性エマルジョン及び該水性エマルジョンをバインダーとして用いて得られる紙おしぼりを提供することができた。

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