KR100402549B1 - Electro-spinning process for making starch filaments for flexible structure - Google Patents

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래리닐 맥키
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죤게하르트 마이클
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휴마트로 코포래이션
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    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning

Abstract

다수의 전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물이 개시된다. 이러한 구조물은 적어도 일차 영역과 이차 영역을 포함하며, 일차 및 이차 영역 각각은 밀도, 기본 중량, 높이, 불투명도, 그레이프 빈도 그리고 이들의 어떤 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 공통적 강화 성질을 가진다. 이러한 일차 영역의 공통 강화 성질은 이차 영역의 공통 강화 성질과는 값에 있어서 상이하다.Flexible structures comprising a plurality of starch filaments are disclosed. Such structures include at least a primary region and a secondary region, each of which has at least one common reinforcing property selected from the group consisting of density, basis weight, height, opacity, grape frequency and any combination thereof. The common reinforcing properties of this primary region differ in value from the common reinforcing properties of the secondary region.

Description

가요성 구조물을 위한 전분 필라멘트의 전기방사 제조공정{Electro-spinning process for making starch filaments for flexible structure}Electrospinning process for making starch filaments for flexible structure

본 발명은 전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차별적인 영역들을 가지는 가요성 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible structure comprising starch filaments, and more particularly to a flexible structure having differential regions.

종이와 같은 셀룰로오스의 섬유 조직(cellulosic fibrous webs)은 관련 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 낮은 밀도의 섬유 직물은 오늘날 종이 타월, 화장 티슈, 냅킨, 물티슈 등과 같은 것에 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 종이 제품에 대한 광범위한 수요는 이들 제품들과 이들을 제조하는 방법에 대한 진보를 필요로 하였다. 이러한 필요에 부응하기 위하여, 종이 제작 제조업자들은, 기계 설비 및 원재료의 가격과 제품을 소비자들에게 제공하는 가격 사이에 균형을 유지해야만 한다.Cellulosic fibrous webs of cellulose, such as paper, are well known in the art. Low density fiber fabrics are commonly used today for things like paper towels, cosmetic tissues, napkins, wipes, and the like. The widespread demand for these paper products required advances in these products and the methods of making them. To meet this need, papermakers must balance the price of machinery and raw materials with the price of providing products to consumers.

전통적인 종이 제조 작업에 있어서, 나무 셀룰로오스의 섬유는 수분 펄프 슬러리(slurry)를 형성하기 위하여 어느 정도의 섬유 수화 작용을 이루도록 재펄프화 되거나, 두들겨 펴지거나 또는 정련된다. 티슈, 타월 그리고 위생용품에 사용되는 종이 제품의 제조 과정은, 일반적으로 수분 슬러리의 준비단계, 그리고 종이 조직을 형성하기 위하여 섬유를 동시에 재배열시키는 동안 슬러리로부터 수분을 제거하는 단계를 포함한다. 수분 제거에 이어서, 조직은 건조 롤 또는 쉬트 폼(sheet form) 과정을 거쳐 최종적으로 상품 포장으로 변환된다. 다양한 형태의 기계 설비들이 상당한 자본금 출자를 요구하는 수분 제거과정 및 전환 작업을 위하여 사용되어야 한다.In traditional paper making operations, the fibers of wood cellulose are repulped, beaten or refined to achieve some degree of fiber hydration to form a water pulp slurry. The process of making paper products for use in tissues, towels and hygiene products generally includes preparing a water slurry and removing water from the slurry while simultaneously rearranging the fibers to form paper tissue. Following moisture removal, the tissue is converted into product packaging through a dry roll or sheet form process. Various types of machinery should be used for the water removal and conversion operations that require significant capital contributions.

전통적인 종이 제조 작업의 또 다른 특징은 특별한 최종 성질을 위하여 펄프에 첨가물을 혼합한다는 것이다. 이를 테면, 강화 수지, 탈계면활성제(debondingsurfactants), 연화제, 색소, 속(lattices), 합성 미세 구체(synthetic micro-spheres), 방염제(fire-retardants), 염료, 향료 등과 같은 첨가물은 종이의 제조에 종종 사용된다. 종이 제조 과정의 직조 부분에서 이러한 첨가물을 효과적으로 유지하는 것은 제작 업자에게 어려운 문제인데, 왜냐하면 보유되지 않은 부분은, 단지 경제적 손실뿐만 아니라 만일 일부가 유출된다면 또한 심각한 공해 문제를 야기하기 때문이다. 첨가물들은 또한 해당 기술 분야에서 일반적으로 잘 알려진 코팅 또는 포화 과정을 통하여 수분 제거과정에 이어서 종이 직조에 부가될 수 있다. 이러한 과정은 보통 코팅 후에 종이를 재건조시키기 위하여 소모 가열 에너지를 요구한다. 게다가, 어떤 경우 코팅 시스템은, 자본 비용을 증가시키고 규제 받는 휘발성 물질의 회수를 요구하는 문제를 야기시킨다.Another feature of traditional paper making operations is the addition of additives to the pulp for special final properties. For example, additives such as reinforcing resins, debonding surfactants, emollients, pigments, lattices, synthetic micro-spheres, fire-retardants, dyes, flavorings, etc. may be used in the manufacture of paper. Often used. Maintaining these additives effectively in the weaving part of the paper making process is a difficult problem for the manufacturer, since the unretained part not only causes economic losses but also causes serious pollution problems if some are spilled. Additives may also be added to the paper weaving followed by water removal through coating or saturation processes generally well known in the art. This process usually requires consuming heating energy to redry the paper after coating. In addition, coating systems in some cases raise the problem of increasing capital costs and requiring the recovery of regulated volatiles.

합성 섬유의 다양함 만큼이나 셀룰로오스가 아닌 다른 다양한 자연 섬유들이 종이 제조에 사용된다. 하지만 이런 모든 대체물들은 비싼 가격, 빈약한 접착 성질, 화학적인 불친화성, 그리고 제조 시스템에서의 취급 곤란등의 이유로 상업적으로 활용 가능한 셀룰로오스 대체물을 제공하지 못하고 있다. 전분 섬유는 종이 제조 과정의 다양한 측면에서 셀룰로오스의 대체물로 제시되고 있으나, 이러한 전분 섬유를 이용하기 위한 상업적 시도는 성공적이지 못하였다. 결과적으로 종이 생산물은 아직도 거의 대부분 나무에 근거한 셀룰로오스 성분으로부터 제조되고 있다.As much as the variety of synthetic fibers, various natural fibers other than cellulose are used to make paper. All these alternatives, however, do not provide commercially available cellulose substitutes due to their high cost, poor adhesion properties, chemical incompatibility, and difficulty in handling in the manufacturing system. Starch fibers have been suggested as replacements for cellulose in various aspects of the paper making process, but commercial attempts to utilize these starch fibers have not been successful. As a result, paper products are still mostly made from wood-based cellulose components.

따라서, 본 발명은 긴 전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물과 이를 생산하기 위한 공정을 제공하고자 한다. 특히, 본 발명은 다수의 전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물을 제공하는데, 이러한 구조는 향상된 강도, 흡수력, 부드러움을 위한 차별적인 강화 성질을 가지는 두 개 또는 그 이상의 영역을 포함한다.Accordingly, the present invention seeks to provide a flexible structure comprising a long starch filament and a process for producing the same. In particular, the present invention provides a flexible structure comprising a plurality of starch filaments, which includes two or more regions having differential reinforcing properties for improved strength, absorbency, and softness.

본 발명은 또한 전분 필라멘트를 제조하는 방법을 제공한다. 특히 본 발명은 다수의 전분 필라멘트를 생산하는 전자 방사 과정을 제공한다.The present invention also provides a method of making starch filaments. In particular, the present invention provides an electrospinning process that produces a plurality of starch filaments.

제 1도는 본 발명의 가요성 구조물의 실시예를 도시한 평면도이다.1 is a plan view showing an embodiment of the flexible structure of the present invention.

제 1a도는 도 1의 1A 선과 1A 선을 따라 절단된 면을 도시한 단면도이다.FIG. 1A is a cross-sectional view showing a plane cut along lines 1A and 1A of FIG.

제 2도는 본 발명의 가요성 구조물의 또 다른 실시예를 도시한 평면도이다.2 is a plan view showing another embodiment of the flexible structure of the present invention.

제 3도는 본 발명의 가요성 구조물의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing yet another embodiment of the flexible structure of the present invention.

제 4도는 본 발명의 가요성 구조물을 형성하기 위하여 사용될 수 있는 몰딩 부재의 실시예를 도시한 평면도이다.4 is a plan view showing an embodiment of a molding member that can be used to form the flexible structure of the present invention.

제 4a도는 도 4의 4A 선과 4A 선을 따라 절단된 면을 도시한 단면도이다.4A is a cross-sectional view illustrating a plane cut along lines 4A and 4A of FIG. 4.

제 5도는 본 발명의 가요성 구조물을 형성하기 위하여 사용될 수 있는 몰딩 부재의 또 다른 실시예를 도시한 평면도이다.5 is a plan view showing another embodiment of a molding member that can be used to form the flexible structure of the present invention.

제 5a도는 도 5의 5A 선과 5A 선을 따라 절단된 단절면을 도시한 단면도이다.FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a cut plane cut along lines 5A and 5A of FIG. 5.

제 6도는 본 발명의 가요성 구조물을 형성하기 위하여 사용될 수 있는 몰딩 부재의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a molding member that can be used to form the flexible structure of the present invention.

제 7도는 전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물을 만드는 전자 방사 과정 및 장치의 실시예를 도시한 입면도이다.7 is an elevation view illustrating an embodiment of an electrospinning process and apparatus for making a flexible structure comprising starch filaments.

제 7a도는 도 7의 7A 선과 7A 선을 따라 절단한 단면도이다.7A is a cross-sectional view taken along lines 7A and 7A of FIG. 7.

제 8도는 본 발명에 따른 과정의 실시예를 도시한 입면도이다.8 is an elevation showing an embodiment of a process according to the invention.

제 9도는 본 발명에 따른 과정의 또 다른 실시예를 도시한 입면도이다.9 is an elevation showing another embodiment of the process according to the invention.

제 9a도는 본 발명에 따른 과정의 또 다른 실시예를 도시한 부분 입면도이다.Figure 9a is a partial elevation view of another embodiment of a process according to the present invention.

제 10도는 섬유의 중심(길이)축과 직각을 이루는 차별적인 단면 영역을 가지는 전분 필라멘트의 실시예의 단편을 도시한 구성도이다.FIG. 10 is a schematic diagram showing a fragment of an embodiment of starch filament having differential cross-sectional areas perpendicular to the central (length) axis of the fiber.

제 10a도는 전분 필라멘트의 단면 영역의 몇 가지 예시적인 실시예를 도시한 구성도이다.10A is a schematic diagram showing some exemplary embodiments of the cross-sectional area of the starch filament.

제 11도는 필라멘트 길이의 적어도 한 부분을 따라 다수의 노치를 가지는 전분의 단편을 도시한 구성도이다.FIG. 11 is a block diagram illustrating a slice of starch having a plurality of notches along at least one portion of the filament length.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 전분 필라멘트 제조장치 11 : 하우징10: starch filament manufacturing apparatus 11: housing

12 : 동공 13 : 다이 헤드12: pupil 13: die head

14: 제트 노즐 17 : 전분 조성물14: jet nozzle 17: starch composition

100: 가요성 구조물 200 : 가요성 구조물100: flexible structure 200: flexible structure

210: 수지성 구조물 250 : 강화 장치210: resinous structure 250: reinforcing device

500 : 성형 부재 550 : 진공장치500: molding member 550: vacuum apparatus

가요성 구조물은 다수의 전분 필라멘트를 포함한다. 적어도 어느 정도의 전분 필라멘트는 0.001 dtex 에서 135 dtex 의 크기를, 특히 0.01 dtex에서 5dtex 까지의 크기를 가진다. 전분 필라멘트의 주축과 직각인 단면의 균등 직경에 대한 전분 필라멘트의 주축의 길이의 비율은 100/1 이상, 특히 500/1 이상, 보다 바람직하게는 1000/1 이상, 가장 바람직하게는 5000/1 이상이다.The flexible structure includes a plurality of starch filaments. At least some of the starch filaments range in size from 0.001 dtex to 135 dtex, in particular from 0.01 dtex to 5 dtex. The ratio of the length of the main axis of the starch filament to the equivalent diameter of the cross section perpendicular to the main axis of the starch filament is at least 100/1, in particular at least 500/1, more preferably at least 1000/1, most preferably at least 5000/1 to be.

이러한 구조물은 적어도 일차 영역과 이차 영역을 포함하며, 일차 및 이차 영역 각각은 밀도, 기본 중량, 높이, 불투명도, 크레이프 빈도와 이들의 어떤 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 공통 강화 성질을 가진다. 일차 영역의 적어도 하나의 공통 강화 성질은 이차 영역의 적어도 하나의 공통 강화 성질과는 값에서 차이가 난다.Such a structure comprises at least a primary region and a secondary region, each of which has at least one common reinforcing property selected from the group consisting of density, basis weight, height, opacity, crepe frequency and any combination thereof. At least one common strengthening property of the primary region differs in value from at least one common strengthening characteristic of the secondary region.

한 실시예에 있어서, 일차 및 이차 영역 중 하나는 실질적으로 연속적인 네트워크를 포함하며, 일차 및 이차 영역 중 또 다른 하나는 실질적으로 이러한 연속적인 네트워크 전체로 분산되는 다수의 불연속 영역을 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 일차 및 이차 영역 중 적어도 하나는 어느 정도 지속적인 네트워크를 포함한다.In one embodiment, one of the primary and secondary regions includes a substantially continuous network, and the other of the primary and secondary regions includes a plurality of discrete regions substantially distributed throughout this continuous network. In yet another embodiment, at least one of the primary and secondary regions comprises a somewhat persistent network.

가요성 구조물은 일차 영역의 강화 성질과 이차 영역의 강화 성질과 동일하지만 값은 상이한 적어도 하나의 강화 성질을 가지는 삼차 영역을 더 포함할 수 있다. 한 실시예에 있어서, 적어도 일차 및 이차, 삼차 영역 중 하나는 실질적으로 연속적인 네트워크를 포함 할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 일차 및 이차, 삼차 영역 중 적어도 하나는 불연속의 또는 단절된 영역을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 일차 및 이차, 삼차 영역 중 적어도 하나는 실질적으로 어느 정도 연속적인 영역을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 일차 및 이차, 삼차 영역중 적어도 하나는 실질적으로 연속적인 네트워크 전체로 분산되는 다수의 불연속 영역들을 포함한다.The flexible structure may further include a tertiary region having at least one reinforcing property that is the same as the reinforcing properties of the primary region and the reinforcing properties of the secondary region but differs in value. In one embodiment, at least one of the primary, secondary, and tertiary regions may comprise a substantially continuous network. In another embodiment, at least one of the primary, secondary, and tertiary regions may comprise discrete or disconnected regions. In yet another embodiment, at least one of the primary, secondary, and tertiary regions may comprise substantially continuous regions to some extent. In yet another embodiment, at least one of the primary, secondary, and tertiary regions includes a plurality of discrete regions distributed substantially throughout the continuous network.

가요성 구조물이 실질적으로 연속적인 네트워크 영역과 이러한 실질적인 연속적 네트워크 영역 전체로 분산되는 다수의 불연속 영역을 포함하는 실시예에 있어서, 실질적으로 연속적인 네트워크 영역은 다수의 불연속 영역의 상대적으로 낮은 밀도와 관련하여 상대적으로 높은 밀도를 가질 수 있다. 구조물이 수평의 기준 평면에 놓여지는 경우, 일차 영역은 일차 높이를 규정하고 이차 영역은 일차 높이 보다 (수평의 기준 평면과 관련하여) 더 큰 이차 높이를 규정하기 위하여 일차 영역으로부터 외부로 연장된다.In embodiments in which the flexible structure comprises a substantially continuous network area and a plurality of discrete areas distributed throughout the substantially continuous network area, the substantially continuous network area is associated with the relatively low density of the plurality of discrete areas. It can have a relatively high density. When the structure is placed in the horizontal reference plane, the primary region defines the primary height and the secondary region extends outward from the primary region to define a secondary height that is greater (in relation to the horizontal reference plane) than the primary height.

적어도 세 개의 영역을 포함하는 실시예에 있어서, 일차 영역은 일차 높이를 규정할 수 있고, 이차 영역은 이차 높이를 규정할 수 있으며, 삼차 영역은 구조물이 수평의 기준 평면에 놓여져 있을 때 삼차 높이를 규정할 수 있다. 일차 및 이차, 삼차 높이 중 적어도 하나는 적어도 다른 높이들 중 하나와 다를 수 있다. 예를 들어, 이차 높이는 일차 높이와 삼차 높이 사이에 들어갈 수 있다.In embodiments that include at least three regions, the primary region may define a primary height, the secondary region may define a secondary height, and the tertiary region may define the tertiary height when the structure lies in a horizontal reference plane. Can be specified At least one of the primary, secondary and tertiary heights may be different from at least one of the other heights. For example, the secondary height can fall between the primary and tertiary heights.

한 실시예에 있어서, 이차 영역은 다수의 전분 필로우(pillows)를 포함하며, 각각의 필로우는 일차 높이로부터 이차 높이까지 확장된 돔 부분을 포함 할 수 있으며, 돔 부분으로부터 이차 높이까지 횡으로 확장된 캔틸레버 부분(cantilever portion)을 포함할 수 있다. 전분 캔틸레버 부분의 밀도는 일차 영역의 밀도 및 돔 부분의 밀도와 동일하거나 다를 수 있으며, 또는 일차 영역의 밀도와 돔 부분의 밀도 사이에 올 수도 있다. 캔틸레버 부분들은 보통 일차 영역과 캔틸레버 부분 사이에 실질적으로 빈 공간을 형성하기 위하여 일차 평면으로부터 상승하여 형성된다.In one embodiment, the secondary region includes a plurality of starch pillows, each pillow comprising a dome portion extending from the primary height to the secondary height, transversely extending from the dome portion to the secondary height. It can include a cantilever portion. The density of the starch cantilever portion may be the same as or different from the density of the primary region and the density of the dome portion, or may come between the density of the primary region and the density of the dome portion. Cantilever portions are usually formed ascending from the primary plane to form a substantially empty space between the primary region and the cantilever portion.

가요성 구조물은, 용융 방사, 건조 방사, 습식 방사, 전자 방사, 또는 이들의 조합에 의하여 다수의 전분 필라멘트를 생산하고, 다수의 전분 필라멘트를 받아들이기 위하여 구성된 삼차원 필라멘트 수용측을 가지는 몰딩 부재를 제공하며, 다수의 전분 필라멘트들이 적어도 부분적으로 그들의 패턴을 따르게 하는 몰딩 부재의 필라멘트 수용측에 다수의 전분 필라멘트를 위치시키며, 몰딩 부재로부터 다수의 전분 필라멘트를 분리함으로서 만들어진다.The flexible structure provides a molding member having a three-dimensional filament receiving side configured to produce a plurality of starch filaments by melt spinning, dry spinning, wet spinning, electrospinning, or a combination thereof to receive the plurality of starch filaments. And by placing the plurality of starch filaments on the filament receiving side of the molding member such that the plurality of starch filaments at least partially follow their pattern, and by separating the plurality of starch filaments from the molding member.

몰딩 부재의 필라멘트 수용측에 다수의 전분 필라멘트를 위치시키는 단계는 다수의 전분이 적어도 부분적으로 몰딩 부재의 삼차원 패턴을 따르게 하는 과정을 포함할 수 있다. 이것은 예를 들면, 다수의 전분 필라멘트에 차별적인 유압을 가함으로서 이루어질 수 있다.Positioning the plurality of starch filaments on the filament receiving side of the molding member may include causing the plurality of starches to at least partially follow the three-dimensional pattern of the molding member. This can be done, for example, by applying differential hydraulic pressure to a plurality of starch filaments.

한 실시예에 있어서, 몰딩 부재에 다수의 전분 필라멘트를 위치시키는 단계는 몰딩 부재의 필라멘트 수용측과 관련하여 예각으로 비스듬히 전분 필라멘트를위치시키는 것을 포함하는데, 여기서 예각은 약 5도에서 약 85도 까지이다.In one embodiment, positioning the plurality of starch filaments in the molding member includes positioning the starch filaments at an angle with respect to the filament receiving side of the molding member, wherein the acute angle is from about 5 degrees to about 85 degrees. to be.

한 실시예에 있어서, 몰딩 부재는 강화 장치(reinforcing element)에 결합된 수지 구조물을 포함한다. 몰딩 부재는 유체 투과성, 유체 불투과성 또는 부분적으로 유체 투과성이다. 강화 장치는 필라멘트 수용측과 수지 구조물의 후면부 사이에 위치될 수 있다. 필라멘트 수용측은 실질적으로 연속적인 패턴, 실질적으로 어느 정도 연속적인 패턴, 불연속 패턴 또는 이들의 어떠한 조합을 포함할 수 있다. 수지 구조물은, 구조물의 패턴과 유사하면서도 반대되게, 연속적, 불연속적, 또는 어느 정도 연속적일 수 있는 다수의 구멍을 포함할 수 있다.In one embodiment, the molding member comprises a resin structure bonded to a reinforcing element. The molding member is fluid permeable, fluid impermeable or partially fluid permeable. The reinforcing device may be located between the filament receiving side and the rear portion of the resin structure. The filament receiving side may comprise a substantially continuous pattern, a substantially continuous pattern, a discontinuous pattern, or any combination thereof. The resin structure may include a plurality of holes, which may be continuous, discontinuous, or somewhat continuous, similarly and in opposition to the pattern of the structure.

한 실시예에 있어서, 몰딩 부재는 일차 높이에 위치되는 강화 장치와, 이 강화 장치에 서로 마주보는 관계로 결합되며 이차 높이를 형성하기 위하여 강화 장치로부터 외부로 연장된 수지 구조물에 의하여 형성된다. 몰딩 부재는 다수의 서로 짜여진 방사(yarn), 펠트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In one embodiment, the molding member is formed by a reinforcing device located at a primary height, and a resin structure coupled outwardly to the reinforcing device and extending outward from the reinforcing device to form a secondary height. The molding member may comprise a plurality of interwoven yarns, felts, or a combination thereof.

다수의 전분 필라멘트가 몰딩 부재의 필라멘트 수용측에 놓여질 때, 이들의 유동성으로 인해 그리고/또는 차별적인 유압의 적용 결과로서, 전분 필라멘트는 적어도 부분적으로 몰딩 부재의 삼차원적 패턴에 따르는 경향이 있으며, 그럼으로서 패턴화된 구조에 의해 지지되는 다수의 전분 필라멘트의 일차 영역과, 구멍으로 편향되고 강화 장치에 의해 지지되는 다수의 전분 필라멘트의 이차 영역을 형성한다.When a plurality of starch filaments are placed on the filament receiving side of the molding member, due to their fluidity and / or as a result of the application of differential hydraulic pressure, the starch filaments tend to at least partially follow the three-dimensional pattern of the molding member, It forms a primary region of a plurality of starch filaments supported by a patterned structure and a secondary region of a plurality of starch filaments deflected into holes and supported by a reinforcing device.

한 실시예에 있어서, 몰딩 부재는 부유 부분(suspended portions)을 포함한다. 이러한 몰딩 부재의 수지 구조물은 강화 장치로부터 외부로 연장된 다수의 베이스와, 이차 높이에서 베이스로부터 측면으로 연장된 다수의 캔틸레버 부분을 포함하함으로, 강화 장치와 캔틸레버 부분 사이에 빈 공간을 형성하는데, 여기서 다수의 베이스와 다수의 캔틸레버 부분들은 조합으로 몰딩 부재의 삼차원 필라멘트 수용측을 형성한다. 이러한 몰딩 부재는, 한 층의 구조의 부분들이 다른 층의 구멍과 대응하는 서로 마주보는 관계로 함께 결합되는 적어도 두 개의 층에 의하여 형성될 수 있다. 부유 부분들을 포함하는 몰딩 부재는 또한 차별적인 불투명 영역을 포함하는 패턴을 가지는 마스크를 통하여 감광성 수지 층의 차별적인 큐어링에 의하여 형성될 수 있다.In one embodiment, the molding member comprises suspended portions. The resin structure of such a molding member comprises a plurality of bases extending outwardly from the reinforcement device and a plurality of cantilever parts extending laterally from the base at the secondary height, thereby forming an empty space between the reinforcement device and the cantilever part. The plurality of bases and the plurality of cantilever portions here form a three-dimensional filament receiving side of the molding member. Such a molding member may be formed by at least two layers in which parts of the structure of one layer are joined together in a mutually opposite relationship corresponding to the holes of the other layer. Molding members comprising floating portions can also be formed by differential curing of the photosensitive resin layer through a mask having a pattern comprising differential opaque regions.

본 발명에 따른 가요성 구조물을 만드는 과정은, 예를 들면 다수의 전분 필라멘트에 기계적인 압력을 가함으로서 다수의 전분 필라멘트의 선택된 부분의 밀도를 높이는 단계를 더 포함할 수 있다.The process of making the flexible structure according to the present invention may further comprise increasing the density of selected portions of the plurality of starch filaments, for example by applying mechanical pressure to the plurality of starch filaments.

공정은 다수의 전분 필라멘트를 축소하는 단계를 더 포함할 수 있다. 수축은 크래핑(creping), 미세 축소 또는 이들의 조합으로 이루어 질 수 있다.The process may further comprise reducing the plurality of starch filaments. Shrinkage can be accomplished by creping, microshrinkage, or a combination thereof.

전분 필라멘트를 만들기 위한 전자 방사 과정은 약 50 Pa·s로부터 약 20,000 Pa·s(파스칼·초) 까지 신장 점도를 가지는 전분 조성물을 제공하는 단계, 그리고 전분 조성물을 전자 방사하는 단계, 이어서 약 0.001 dtex 에서 약 135 dtex 까지의 크기를 가지는 전분 필라멘트를 생산하는 단계를 포함한다. 전분 조성물을 전자 방사하는 단계는 보통 다이(die)를 통하여 전분 조성물을 전자 방사하는 것으로 구성된다.The electrospinning process for making the starch filament comprises providing a starch composition having an elongation viscosity from about 50 Pa.s to about 20,000 Pa.s (Pascals second), and electrospinning the starch composition, followed by about 0.001 dtex Producing starch filaments having a size up to about 135 dtex. Electrospinning the starch composition usually consists of electrospinning the starch composition through a die.

전분 조성물에서 전분은 약 1,000 에서 약 2,000,000 까지의 평균 중량의 분자량을 가지며, 전분 조성물은 적어도 0.05, 보다 정확히, 적어도 1.00의 모세관숫자를 가진다. 한 실시예에 있어서, 전분 조성물은 무게의 약 20%에서 99%까지의 아밀로펙틴을 포함한다. 전분 조성물에서 전분은 약 1,000 에서 2,000,000 까지의 평균 중량의 분자량을 가질 수 있다. 전분 조성물은 적어도 500,000의 평균 중량의 분자량을 가지는 고분자량 중합체를 포함할 수 있다.In starch compositions starch has a molecular weight of average weight from about 1,000 to about 2,000,000, and the starch composition has capillary numbers of at least 0.05, more precisely, at least 1.00. In one embodiment, the starch composition comprises from about 20% to 99% amylopectin by weight. The starch in the starch composition may have a molecular weight of average weight from about 1,000 to 2,000,000. The starch composition may comprise a high molecular weight polymer having a molecular weight of at least 500,000 average weight.

전분 조성물은 전분을 중량비로 10%에서 80% 까지를 포함할 수 있으며, 첨가제는 20%에서 90%까지를 포함할 수 있다. 이러한 전분 조성물은 약 20℃ 에서 약 180℃ 까지의 온도에서, 약 100 Pa·s에서 약 15,000 Pa·s까지의 신장된 점도를 가질 수 있다.The starch composition may comprise from 10% to 80% by weight starch, the additive may comprise from 20% to 90%. Such starch compositions may have an elongated viscosity from about 100 Pa · s to about 15,000 Pa · s at temperatures from about 20 ° C. to about 180 ° C.

전분 조성물은, 전분 약 20%에서 약 70% 까지와, 첨가제 약 30%에서 약 80%까지를 포함할 수 있다. 이러한 전분 조성물은 약 20℃ 에서 약 100℃까지의 온도에서 약 200 Pa·s에서 약 10,000 Pa·s까지의 신장된 점도를 가질 수 있다.The starch composition may comprise from about 20% to about 70% starch and from about 30% to about 80% additive. Such starch compositions may have an elongated viscosity from about 200 Pa · s to about 10,000 Pa · s at temperatures from about 20 ° C. to about 100 ° C.

약 200 Pa·s에서 약 10,000 Pa·s까지의 신장된 점도를 가지는 전분 조성물은 약 3에서 약 50의 모세관 숫자를 가질 수 있다. 보다 명확하게, 약 300 Pa·s에서 약 5,000 Pa·s 까지의 신장된 점도를 가지는 전분 조성물은 약 5에서 약 30의 모세관 숫자를 가질 수 있다.Starch compositions having elongated viscosities from about 200 Pa · s to about 10,000 Pa · s may have capillary numbers of about 3 to about 50. More specifically, starch compositions having elongated viscosities from about 300 Pa · s to about 5,000 Pa · s may have capillary numbers of about 5 to about 30.

한 실시예에 있어서, 전분 조성물은, 실질적으로 전분과 상용가능하며 적어도 500,000의 평균 분량을 가지는, 약 0.0005%에서 약 5 중량%의 고분자량 중합체를 포함한다.In one embodiment, the starch composition comprises from about 0.0005% to about 5% by weight high molecular weight polymer substantially compatible with the starch and having an average amount of at least 500,000.

전분 조성물은 가소제(plasticizers)와 희석제(diluents)로 구성된 그룹으로부터 선택된 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 전분 조성물은 단백질을 중량%로 약5%에서 약 95%까지 더 포함할 수 있으며, 여기서 단백질은 옥수수 단백질, 콩 단백질, 밀 단백질 또는 이들의 조합을 포함한다.The starch composition may comprise an additive selected from the group consisting of plasticizers and diluents. Such starch compositions may further comprise from about 5% to about 95% by weight protein, wherein the protein comprises corn protein, soy protein, wheat protein or a combination thereof.

전분 조성물을 만드는 과정은 전분 조성물을 공기 유출로 가늘게 만드는 단계를 더 포함할 수 있다.The process of making the starch composition may further comprise the step of thinning the starch composition into an air outlet.

한 실시예에 있어서, 전분 조성물을 포함하는 가요성 구조물을 형성하기 위한 공정은 약 100 Pa·s에서 약 10,000 Pa·s의 신장된 점도를 가지는 전분 조성물을 제공하는 단계와, 실질적으로 연속적인 패턴, 실질적으로 어느 정도 연속적인 패턴, 불연속 패턴 또는 이들의 조합을 포함하는 삼차원 필라멘트 수용측과 이것과 마주보는 후면측을 가지는 몰딩 부재를 제공하는 단계, 다수의 전분 필라멘트를 생산하도록 전분 조성물을 전자 방사하는 단계, 다수의 전분 필라멘트를 필라멘트 수용측의 삼차원 패턴을 따라 몰딩 부재의 필라멘트 수용측에 위치시키는 단계를 포함한다.In one embodiment, the process for forming a flexible structure comprising a starch composition comprises providing a starch composition having an elongated viscosity of about 100 Pa.s to about 10,000 Pa.s, and in a substantially continuous pattern. Providing a molding member having a three-dimensional filament receiving side comprising a substantially continuous pattern, a discontinuous pattern, or a combination thereof and a back side facing it, electrospinning the starch composition to produce a plurality of starch filaments And positioning the plurality of starch filaments on the filament receiving side of the molding member along a three-dimensional pattern on the filament receiving side.

공정 과정 중, 몰딩 부재는 지속적으로 기계 방향으로 이동한다.During the process, the molding member moves continuously in the machine direction.

여기서 사용되는 용어는 다음과 같은 의미로 정의된다.The terminology used herein is defined as follows.

"전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물" 또는 단순히 "가요성 구조물"이란, 소정의 미세한 기하학적, 물리적 그리고 심미적인 성질을 가지는 유사 쉬트 제품(sheet-like product)을 형성하기 위하여 기계적으로 서로 관련된 다수의 전분 필라멘트를 포함하는 배열(arrangement)이다.A "flexible structure comprising starch filament" or simply a "flexible structure" means a plurality of mechanically related pieces that are mechanically related to each other to form sheet-like products having certain fine geometric, physical and aesthetic properties. An array containing starch filaments.

"전분 필라멘트"란, 전분을 포함하며, 매우 긴 주축을 가지며, 이 주축과 직각을 이루는 두 개의 서로 직각인 섬유축에 비교되는 주축을 가지는 가늘고, 얇으며, 매우 탄력적인 물체이다. 주축과 직각을 이루는 섬유 단면의 균등 직경에 대한 주축 길이의 비율은 100/1 보다 더 크며, 보다 명확하게, 500/1보다 더 크며, 보다 명확하게는, 1000/1보다 더 크며, 가장 바람직하게는 5000/1 보다 더 크다. 전분 필라멘트는 다른 물질들, 예를 들면 수분, 가소제 그리고 다른 선택적 첨가제 등을 포함할 수 있다.A "starch filament" is a thin, thin, very resilient object that contains starch and has a very long major axis and a major axis compared to two mutually orthogonal fiber axes perpendicular to this major axis. The ratio of the major axis length to the uniform diameter of the fiber cross section perpendicular to the major axis is greater than 100/1, more specifically, greater than 500/1, more specifically, greater than 1000/1, most preferably Is greater than 5000/1. Starch filaments may include other materials, such as water, plasticizers and other optional additives.

"균등 직경(equivalent diameter)"이란 단면의 모양과 관계없이, 개별적 전분 필라멘트의 표면 영역과 단면 영역을 한정하기 위하여 여기서 사용된다. 균등 직경은 방정식 S=1/4πD2을 만족시키는 매개변수(parameter)로, 여기서 S는 (그 기하학적 형태와 관계없이) 전분 필라멘트의 단면 영역이며, π=3.014159, 그리고 D는 균등 직경이다. 예를 들어, 서로 마주보는 두 개의 측 "A"와 서로 마주보는 두 개의 측 "B"에 의해 형성되는 장방형 모양을 가지는 단면은 S=A×B 로 표현될 수 있다. 동시에, 이러한 단면 영역은 균등 직경 D를 가지는 원형의 영역으로 표현될 수 있다. 그래서, 균등 직경 D는 방정식 S=1/4πD2으로 계산될 수 있으며, 여기서 S 는 장방형의 잘 알려진 영역이다. (물론 원의 균등 지름은 원의 실제 지름이다.) 균등 반지름은 균등 지름의 1/2 이다.The term "equivalent diameter" is used herein to define the surface and cross-sectional areas of individual starch filaments, regardless of the shape of the cross section. The equivalent diameter is a parameter that satisfies the equation S = 1 / 4πD 2 , where S is the cross-sectional area of the starch filament (regardless of its geometry), π = 3.014159, and D is the equivalent diameter. For example, a cross section having a rectangular shape formed by two sides "A" facing each other and two sides "B" facing each other may be expressed as S = A × B. At the same time, this cross sectional area can be represented by a circular area having an equal diameter D. Thus, the equivalent diameter D can be calculated by the equation S = 1 / 4πD 2 , where S is a well-known region of the rectangle. (Of course, the equivalent diameter of the circle is the actual diameter of the circle.) The equal radius is 1/2 of the equivalent diameter.

"물질(materials)" 또는 "조성물(compositions)"과 연관된 의사 열가소성 플라스틱(pseudo-thermoplastic)"은 상승된 온도의 영향에 의해 적절한 용매에서 용해되는 물질과 조성물로 표현되는, 그렇지 않으면 이들이 가요성 구조물을 형성하기 적합한 전분 필라멘트를 만들기 위하여 바람직한, 보다 명확하게, 가공되는 대로 형태 지어질 수 있는 유동적 상태가 될 수 있는 그런 온도에서 부드럽게 될 수 있는 물질과 조성물로 표현된다. 예를 들어 유사 열가소성 물질은 가열과 압력이 종합된 영향 아래서 형성될 수 있다. 유사 열가소성 물질들은 열가소성 물질들과는 다른데, 유사 열가소성 물질의 연화(softening)와 액화(liquefying)가 연화제 또는 용매의 존재에 의해 일어나는 것으로, 이들 없이는 어떤 온도나 압력에 의해 모양을 만들기 위해 필요한 부드러운 또는 유동적인 상태로 만드는 것은 불가능하다는 것이 바로 차이점으로, 유사 열가소성 물질은 이런 방식으로는 "용해"되지 않기 때문이다. 전분의 용융 온도와 유리 전이 온도(glass transition temperature)에 대한 수분 함유량의 영향은 젤레즈낙(Zeleznak)과 호세니(Hoseny)에 의해 "곡물의 화학적 성질" 64권 2호(1987년) 121-124쪽에 설명된 바와 같이, 상이한 주사 열량 측정법(scanning calorimetry)에 의해 측정될 수 있다. 유사 열가소성 용융물은 유동성 상태에 있는 유사 열가소성 물질이다.Pseudo-thermoplastics associated with "materials" or "compositions" are represented by materials and compositions that dissolve in a suitable solvent under the influence of elevated temperatures, otherwise they are flexible structures It is expressed in materials and compositions that can be softened at such temperatures that can be in a fluid state that can be shaped as desired, more clearly, to produce starch filaments suitable to form a polymer. Heating and pressure can be formed under the combined effect: Similar thermoplastics differ from thermoplastics in that the softening and liquefying of the similar thermoplastic occurs by the presence of a softener or solvent, without which temperature Smooth or fluid needed to make shape by pressure The only difference is that it is impossible to make phosphorus, because similar thermoplastics are not "dissolved" in this way.The effect of moisture content on the melting and glass transition temperatures of starch is due to It can be measured by different scanning calorimetry, as described by Zeleznak and Hosny in "Chemical Properties of Grains" Vol. 64, No. 2 (1987), pages 121-124. A pseudo thermoplastic melt is a pseudo thermoplastic in a fluid state.

미세 기하학(micro-geometry)과 그것의 순열(permutations)은 가요성 구조물의 상대적으로 작은(즉, 극히 미세한) 세부를 말하는 것으로 예를 들면, 구조물의 전체(즉 거시적인) 기하학과 대조되는 것으로, 구조의 전체 배열(configuration)과 관계없이 표면 조직 같은 세부를 말한다. "거시적인" 또는 "거시적으로"를 포함하는 용어들은, X-Y 평면처럼 이차원적인 배열에 위치되는 경우, 고찰되는 구조의 전체적인 기하학 또는 그 일부를 말한다. 예를 들어, 거시적인 수준에서, 가요성 구조물은 그것이 평평한 표면에 위치되는 경우, 상대적으로 얇고 평평한 쉬트(sheet)를 포함하다. 그러나 미시적 수준에서, 구조물은 일차 높이를 가지는 일차 평면을형성하는 다수의 일차 영역들과, 이차 높이를 형성하기 위하여 구조 영역으로부터 외부로 연장되고 이를 통하여 분산되는 다수의 돔 또는 필로우(pillows)를 포함할 수 있다.Micro-geometry and its permutations refer to relatively small (i.e. extremely fine) details of a flexible structure, for example in contrast to the overall (ie macroscopic) geometry of the structure, It refers to details such as surface texture, regardless of the overall configuration of the structure. Terms including "macro" or "macro" refer to the overall geometry or part of the structure under consideration when placed in a two-dimensional array, such as the X-Y plane. For example, at the macro level, the flexible structure includes a relatively thin and flat sheet when it is placed on a flat surface. At the microscopic level, however, the structure includes a plurality of primary regions forming a primary plane having a primary height, and a plurality of domes or pillows extending outwardly from and distributed through the structural region to form a secondary height. can do.

"강화 성질(intensive properties)"은 가요성 구조물의 평면내에서 값들의 집합에 의존하는 값을 가지지 않는 성질이다. 공통 강화 성질은 하나 이상의 영역에 의하여 소유되는 강화 성질이다. 본 발명에 따른 가요성 구조물의 이러한 강화 성질은, 밀도, 기본 중량, 높이, 불투명성 그리고 크레이프 빈도(만일 구조가 축소되어야 한다면)를 제한 없이 포함한다. 예를 들어, 만일 밀도가 상이한 두 개 영역의 공통 강화 성질이라면, 한 영역에서 밀도의 값은 다른 영역에서의 밀도 값과 다를 수 있다. (예를 들어, 일차 영역과 이차 영역과 같은) 영역들은 차이 나는 강화 성질에 의해 서로 구별될 수 있는 확인 가능 영역들이다."Intensive properties" are properties that do not have a value that depends on the set of values in the plane of the flexible structure. Common reinforcing properties are reinforcing properties owned by one or more domains. This reinforcing property of the flexible structure according to the invention includes without limitation, density, basis weight, height, opacity and crepe frequency (if the structure should be reduced). For example, if the density is a common reinforcing property of two different regions, the value of the density in one region may be different from the density value in the other region. Regions (such as primary and secondary regions) are identifiable regions that can be distinguished from one another by differing reinforcing properties.

"기본 중량"은 단일 영역이 전분 가요성 구조물의 평면에서 취해지는, 전분 가요성 구조물의 단일 영역(unit area)의 중량(그램으로 측정된)이다. 기본 중량이 측정된 단일 영역의 크기와 모양은, 다른 기본 중량을 가지는 영역들의 상대적이며 절대적인 크기와 모양에 따라 좌우된다."Basic weight" is the weight (measured in grams) of a unit area of a starch flexible structure, in which a single area is taken in the plane of the starch flexible structure. The size and shape of a single region in which the basis weight is measured depends on the relative and absolute size and shape of the regions having different basis weights.

"밀도(density)"는 (가요성 구조물의 평면에서 정상적으로 취해진) 한 영역의 두께에 대한 기본 중량의 비율이다. 외부 밀도는 그 내부에서 구현되는 적절한 단일 변환과 함께 측경(caliper)에 의해 구분되는 시료의 기본 중량이다. 여기서 사용되는 외부 밀도는 g/cm3의 단위를 가진다."Density" is the ratio of the basis weight to the thickness of an area (normally taken in the plane of a flexible structure). External density is the basis weight of a sample separated by a caliper with an appropriate single transformation implemented therein. The external density used here has a unit of g / cm 3 .

"측경(caliper)"은 아래 설명된 데로 측정된 시료의 눈에 보이는 두께이다. 측경은 영역들의 미세한 특징인, 다른 영역들의 높이와는 구별되어야 한다."Caliper" is the visible thickness of a sample measured as described below. The sideview should be distinguished from the height of other regions, which is a fine feature of the regions.

"유리 전이 온도(glass transition temperature)" Tg 는 점성이 있고 탄력성 있는 상태에서 딱딱하고 상대적으로 깨지기 쉬운 상태로 물질이 변화하는 온도이다.The "glass transition temperature" Tg is the temperature at which a material changes from a viscous and elastic state to a hard and relatively fragile state.

"기계 방향(machine direction)"은 제조 설비를 통하여 만들어지는 가요성 구조물의 흐름과 평행한 방향이다. "교차 기계 방향(cross-machine direction)"은 만들어진 가요성 구조물의 일반적 평면과 평행하고 기계 방향과는 지각을 이루는 방향이다.The "machine direction" is the direction parallel to the flow of the flexible structure made through the manufacturing facility. The "cross-machine direction" is a direction parallel to the general plane of the made flexible structure and perceptual to the machine direction.

"X", "Y" 그리고 "Z"는 데카르트식 좌표의 전통적인 시스템을 나타내는데, 여기서 서로 직각을 이루는 좌표 "X" 와 "Y"는 표준 X-Y 평면을 규정하고 "Z"는 X-Y 평면에 대한 직각을 규정한다. "Z 방향"은 X-Y평면과 지각을 이루는 방향을 나타낸다. 유사하게, "Z 차원"이란 용어는 차원, 거리 또는 Z 방향과 평행하게 측정된 매개 변수를 의미한다. 한 가지 구성 요소, 예를 들어, 몰딩 부재가 곡선을 이루거나 또는 평면이 아닌 경우, X-Y 평면은 이 구성 요소의 구조를 따라간다."X", "Y" and "Z" represent the traditional system of Cartesian coordinates, where the coordinates "X" and "Y" perpendicular to each other define a standard XY plane and "Z" is perpendicular to the XY plane To regulate. "Z direction" represents a direction making a crust with an X-Y plane. Similarly, the term "Z dimension" means a parameter measured parallel to the dimension, distance or Z direction. If one component, for example a molding member, is curved or not planar, the X-Y plane follows the structure of this component.

"실질적으로 연속적인(substantially continuous)" 영역이란, 선의 길이가 처음부터 끝까지 그 영역 내에서 전체적으로 이어진 중단 없는 선에 의하여 한 지점은 다른 두 지점과 연결될 수 있는 영역이다. 이것은 바로, 실질적으로 연속적인 영역이 일차 평면과 평행한 모든 방향에서 실질적인 연속성을 가지며, 이 영역의 가장자리에서만 단지 종료된다는 것을 말한다. 연속성과 관련되는 "실질적"이란 용어는 절대적인 연속성이 바람직하기는 하지만, 절대적인 연속성으로부터 다소간의 이탈도, 이러한 이탈이 계획되고 의도된 가요성 구조물(또는 몰딩 부재)의 작업에 감지할 수 있을 만큼 영향을 미치지 않는 동안에는, 용인될 수 있다.A "substantially continuous" region is an area in which one point can be connected to two other points by means of an uninterrupted line in which the length of the line is entirely extended within the area from beginning to end. This means that a substantially continuous region has substantial continuity in all directions parallel to the primary plane and only terminates at the edge of this region. The term "substantial" in relation to continuity, although absolute continuity is preferred, some degree of departure from absolute continuity, such a deviation is noticeable in the operation of the planned and intended flexible structure (or molding member). It may be tolerated while it does not.

"실질적으로 어느 정도 연속적인(substantially semi-continuous)" 영역은 일차 평면과 평행한 전체의, 또는 적어도 하나의, 방향에서 연속성을 가지는 영역을 말하며, 여기서 선의 길이를 처음부터 끝까지 그 영역 안에서 전체적으로 연결된 중단 없는 선에 의하여 한 지점이 다른 두 지점에 연결될 수 없는 영역이다. 어느 정도 연속적인 구성은 일차 평면에 평행한 한 방향으로만 연속성을 가질 수 있다. 상기의 연속적인 영역과 유사하게, 전체 방향에서, 그러나 적어도 하나의 방향에서는, 절대적인 연속성이 바람직하기는 하지만, 이러한 연속성으로부터 약간의 일탈은, 이러한 일탈이 구조의(또는 편향 부재)의 작업에 감지할 수 있는 만큼 영향을 미치지 않는다면, 용인될 수 있다.A “substantially semi-continuous” region refers to an area that is continuity in the whole, or at least one direction, parallel to the primary plane, where the length of the line is entirely connected within the region from beginning to end. It is an area where one point cannot be connected to two other points by an uninterrupted line. Some continuous configuration may have continuity only in one direction parallel to the primary plane. Similar to the continuous region above, in the overall direction, but in at least one direction, although absolute continuity is desirable, some deviation from this continuity is detected in the operation of the structure (or deflection member). If it does not affect as much as it can, it can be tolerated.

"불연속적(discontinuous)" 영역은 일차 평면과 평행한 모든 방향에서 불연속적인 서로 분리되는 불연속 영역들을 말한다."Discontinuous" regions refer to discrete regions that are discrete from each other that are discontinuous in all directions parallel to the primary plane.

"흡수성(absorbency)"이란 모세관, 삼투성, 용매 또는 화학적 작용을 포함하는 다양한 방법을 통하여 유동체가 되고 이러한 유동체를 유지하는 물질의 능력이다. 흡수성은 여기서 설명된 시험에 따라 측정될 수 있다."Absorbency" is the ability of a substance to become a fluid and to maintain such fluid through a variety of methods including capillary, osmotic, solvent or chemical action. Absorbency can be measured according to the test described herein.

"가요성(flexibility)"이란, 이전의 변형 형태로 되돌아가는 물질이나 구조물의 능력 여부와 관계없이, 부서지지 않고 주어진 부하 아래서 변형되는 물질이나 구조물의 능력이다."Flexibility" is the ability of a material or structure to break under a given load without breaking, regardless of the ability of the material or structure to revert to its previous deformation.

"몰딩 부재"는 본 발명에 따라 가요성 구조물을 만드는 과정에서 놓여질 수 있는 전분 필라멘트를 위한 지지대로서 사용될 수 있는, 그리고 본 발명에 따른 가요성 구조물의 바람직한 미세 기하학을 만들기 위한(또는 주조하기 위한) 형성 단일체로 사용될 수 있는 구조적인 요소이다. 몰딩 부재는 생산되는 구조물에 삼차원의 패턴을 제공하는 능력을 가지는, 그리고 고정된 평면, 벨트, 짜여진 조직, 그리고 띠를 포함하는 어떤 구성 요소를 제한 없이 포함할 수 있다.A “molding member” can be used as a support for starch filaments that can be placed in the process of making a flexible structure according to the invention, and for making (or casting) the desired microstructure of the flexible structure according to the invention. It is a structural element that can be used as a forming unit. The molding member may include without limitation any component having the ability to provide a three dimensional pattern to the structure to be produced and including a fixed plane, a belt, a woven tissue, and a strip.

"강화 장치(reinforcing element)"는, 예를 들어 수지 물질을 포함하는 몰딩 부재의 완전성, 안정성, 그리고 내구성을 제공하거나 촉진하기 위해 우선적으로 사용되는 바람직한 장치이나 필수적인 요소는 아니다. 이러한 강화 장치는 유체 투과성, 유체 불투과성, 또는 부분적으로 유체 투과성일 수 있으며, 다수의 직조 방사, 펠트, 플라스틱, 다른 적절한 합성 물질들, 또는 이들의 어떤 조합을 포함할 수 있다.A "reinforcing element" is not a preferred device or essential element that is used primarily to provide or promote the integrity, stability, and durability of a molding member comprising, for example, a resinous material. Such reinforcement devices may be fluid permeable, fluid impermeable, or partially fluid permeable, and may include a plurality of woven yarns, felts, plastics, other suitable synthetic materials, or any combination thereof.

"압박 표면(press-surface)"은 함몰/돌출의 삼차원 패턴을 가지는 몰딩 부재에 전분 필라멘트를 적어도 부분적으로 편향시키기 위하여 다수의 전분 필라멘트를 가지는 몰딩 부재의 필라멘트 수용측에 대하여 눌려질 수 있는 표면이다.A "press-surface" is a surface that can be pressed against the filament receiving side of a molding member having a plurality of starch filaments to at least partially deflect the starch filaments into a molding member having a three-dimensional pattern of depressions / projections. .

"데시텍스(decitex)" 또는 "디텍스(dtex)"는, 10,000 미터당 그램으로 표현되는 전분 필라멘트를 위한 단위이다."Decitex" or "dtex" is a unit for starch filaments expressed in grams per 10,000 meters.

"용융 방사(melt-spinning)"란, 열가소성 플라스틱, 또는 유사 열가소성 플라스틱을 감쇄시키는 힘(attenuation force)을 이용하여 섬유 물질로 전환시키는 과정이다. 용융 방사는 기계적인 연장, 용융 분출, 방적 결합, 그리고 전자 방사를포함할 수 있다."Melt-spinning" is the process of converting a thermoplastic, or similar thermoplastic, into a fibrous material using an attenuation force. Melt spinning may include mechanical extension, melt blowing, spin bonding, and electron spinning.

"기계적인 신장(mechanical elongation)"이란, 섬유를 만드는 용융을 위해 힘을 가하기 위하여 롤과 같은 운행되는 표면과 접촉하게 되는 섬유 실에 힘을 가하는 과정이다."Mechanical elongation" is the process of applying force to a fiber thread that comes into contact with a running surface, such as a roll, to apply force for melting to make the fiber.

"용융 취입(melt-blowing)"은 섬유를 가늘게 하기 위하여 고속의 공기 또는 다른 적절한 힘을 사용하여 수지 또는 중합체로부터 직접적으로 섬유 직조 또는 섬유 물품을 생산하는 과정이다. 용융 취입 과정에서, 가늘게하는 힘은, 물질이 다이(die)또는 방적 돌기를 빠져나올 때 고속 공기의 형태로 가해진다."Melt-blowing" is the process of producing fiber weaves or fiber articles directly from resins or polymers using high speed air or other suitable force to thin the fibers. In the melt blowing process, the thinning force is applied in the form of high velocity air as the material exits the die or spinneret.

"방적 결합(spun-bonding)"이란, 유출력과 중력 아래 일정 거리로 섬유를 떨어뜨리도록 하여, 고속의 공기를 통하여 또는 다른 적합한 원천을 통하여 힘을 적용하는 과정을 포함한다."Spun-bonding" includes the process of applying a force through high velocity air or through another suitable source, causing the fiber to drop at a distance below flow and gravity.

"전자 방사(electro-spinning)"란, 섬유를 가늘게 하는 힘으로 전위를 사용하는 과정이다."Electro-spinning" is the process of using dislocations as a force to thin fibers.

보통 "용액 방사(solution spinning)"로 알려진 "건조 방사(dry-spinning)"는, 섬유 형성을 안정시키기 위하여 건조 용매의 이용을 포함한다. 물질은 적합한 용매에서 용해되고 기계적인 연장, 용융 분출, 방적 결합, 그리고/또는 전자 방사를 통해 감쇄된다. 이러한 섬유는 용매가 증발될 때 안정된다."Dry-spinning", commonly known as "solution spinning", involves the use of a dry solvent to stabilize fiber formation. The material is dissolved in a suitable solvent and attenuated through mechanical extension, melt ejection, spin bonding, and / or electrospinning. These fibers stabilize when the solvent evaporates.

"습식 방사(wet-spinning)"는 적합한 용매에서 물질을 용해하여 기계적인 연장, 용융 분출, 방적 결합, 그리고/또는 전자 방사에 의해 작은 섬유를 형성하는 것을 포함한다. 섬유가 형성될 때, 원하는 물질을 응결시키기 적합한 용액으로 채워진 용액기를 일반적으로 포함하는, 이로서 안정적인 섬유를 생산하는 응고 시스템으로 들어간다."Wet-spinning" includes dissolving a material in a suitable solvent to form small fibers by mechanical extension, melt ejection, spin bonding, and / or electron spinning. When the fiber is formed, it enters a coagulation system which produces a stable fiber, which generally comprises a solution group filled with a solution suitable for coagulating the desired material.

"실질적으로 전분과 상용가능한" 고분자량 중합체(high polymer)란, 연화와/또는 용융 온도 이상의 온도로 가열되는 경우, 전분을 포함하는 실질적으로 동질의 혼합 조성물(즉, 맨 눈에 투명하게 또는 반투명하게 보이는 조성물)을 만들 수 있는 고분자량 중합체를 의미한다.A “highly compatible with starch” high polymer is a substantially homogeneous mixed composition comprising starch (ie, transparent or translucent to the naked eye when heated to temperatures above softening and / or melting temperature). It means a high molecular weight polymer capable of making a composition).

"융점(melting temperature)"은 전분 합성물이 본 발명에 따른 전분 필라멘트로 가공되기 위하여 충분히 융해하고 연화하는 온도 또는 그 이상의 온도 범위이다. 어떤 전분 조성물은 유사 열가소성 조성물로서, 순수한 "녹는" 작용을 할 수 없다.A “melting temperature” is a temperature range or higher at which the starch composite melts and softens sufficiently to be processed into starch filaments according to the present invention. Some starch compositions are analogous thermoplastic compositions and are not capable of pure "melting" action.

"가공 온도(processing temperature)"는 본 발명에 따른 전분 필라멘트가, 예를 들면, 감쇄에 의하여 형성될 수 있는, 전분 조성물의 온도이다."Processing temperature" is the temperature of the starch composition in which the starch filaments according to the invention can be formed, for example, by attenuation.

가요성 구조물Flexible structure

도 1 내지 도 3에서, 유사 열가소성 전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물(100)은 적어도 일차 영역(110)과 이차 영역(120)을 포함한다. 일차 및 이차 영역 각각은, 예를 들면, 기본 중량이나 밀도 같은, 적어도 하나의 공통 강화 성질을 가진다. 일차 영역(110)의 공통 강화 성질은 이차 영역의 공통 강화 성질과 값에 있어서 상이하다. 예를 들면, 일차 영역(110)의 밀도는 이차 영역(120)의 밀도 보다 더 높을 수 있다.1 to 3, the flexible structure 100 comprising pseudo thermoplastic starch filaments includes at least a primary region 110 and a secondary region 120. Each of the primary and secondary regions has at least one common strengthening property, such as, for example, basis weight or density. The common reinforcement properties of the primary region 110 differ in their common reinforcement properties and values. For example, the density of the primary region 110 may be higher than the density of the secondary region 120.

본 발명에 따른 가요성 구조물(100)의 일차 및 이차 영역(110과 120)은 또한각기 이들의 미세 기하학에 있어서 구별될 수 있다. 예를 들면, 도 1에서, 일차 영역(110)은, 구조물(100)이 평평한 표면에 놓여지는 경우, 일차 높이에서 일차 평면을 형성하는 실질적으로 연속적인 네트워크를 포함하며, 이차 영역(120)은 실질적으로 연속적인 네트워크 전체에 분산된 다수의 불연속적인 영역을 포함할 수 있다. 이러한 불연속적인 영역들은, 어떤 실시예에 있어서, 일차 평면과 관련하여 일차 높이보다 더 큰 이차 높이를 형성하기 위하여 네트워크 영역으로부터 외부로 확장된 불연속적 돌출부 또는 "필로우(pillows)"들을 포함한다. 필로우들은 또한 실질적으로 연속적인 패턴과 실질적으로 어느 정도 연속적인 패턴을 포함할 수 있다.The primary and secondary regions 110 and 120 of the flexible structure 100 according to the invention can also be distinguished in their microgeometry, respectively. For example, in FIG. 1, primary region 110 includes a substantially continuous network that forms a primary plane at a primary height when structure 100 lies on a flat surface, and secondary region 120 includes It may include a plurality of discrete areas distributed substantially throughout the continuous network. Such discontinuous regions include, in some embodiments, discrete protrusions or “pillows” that extend outward from the network region to form a secondary height that is greater than the primary height in relation to the primary plane. Pillows may also include a substantially continuous pattern and a substantially continuous pattern to some extent.

한 실시예에 있어서, 실질적으로 연속적인 네트워크 영역은 상대적으로 높은 밀도를 가질 수 있으며, 필로우들은 상대적으로 낮은 밀도를 가진다. 다른 실시예에 있어서, 실질적으로 연속적인 네트워크 영역은 상대적으로 낮은 기본 중량을 가질 수 있으며, 필로우들은 상대적으로 높은 기본 중량을 가진다. 여전히 또 다른 실시예에 있어서, 실질적으로 연속적인 네트워크 영역은 상대적으로 낮은 밀도를 가질 수 있으며, 필로우들은 상대적으로 높은 밀도를 가질 수 있다. 한 실시예에서, 실질적으로 연속적인 네트워크 영역은 상대적으로 높은 기본 중량을 가질 수 있으며, 필로우들은 상대적으로 낮은 기본 중량을 가진다.In one embodiment, the substantially continuous network area may have a relatively high density and the pillows have a relatively low density. In another embodiment, the substantially continuous network area may have a relatively low basis weight and the pillows have a relatively high basis weight. In yet another embodiment, the substantially continuous network area may have a relatively low density, and the pillows may have a relatively high density. In one embodiment, the substantially continuous network area may have a relatively high basis weight and the pillows have a relatively low basis weight.

또 다른 실시예에 있어서, 이차 영역(120)은 어느 정도 연속적인 네트워크를 포함할 수 있다. 도 2에서, 이차 영역(120)은 도 1에서 도시된 것과 유사한 불연속적인 영역들, X-Y 평면(즉, 평평한 표면에 놓여지는 구조물(100)의 일차 영역(110)에 의해 형성되는 평면)에서 보여지는 것처럼 적어도 한 방향으로 연장되는 어느정도 연속적인 영역들(121)을 포함한다.In another embodiment, the secondary region 120 may comprise a network that is somewhat continuous. In FIG. 2, the secondary region 120 is shown in discrete regions similar to that shown in FIG. 1, in the XY plane (ie, the plane formed by the primary region 110 of the structure 100 lying on a flat surface). It includes some continuous regions 121 that extend in at least one direction as if falling.

도 2에서 도시된 실시예에 있어서, 가요성 구조물(100)은, 일차 영역(110)의 강화 성질과 이차 영역(120)의 강화 성질과 값에서는 상이하나 이들과 공통적인 적어도 하나의 강화 성질을 가지는 삼차 영역(130)을 포함한다. 예를 들어, 일차 영역(110)은 일차 값을 가지는 공통의 강화 성질을 가질 수 있으며, 이차 영역(120)은 이차 값을 가지는 공통의 강화 성질을 가지며, 그리고 삼차 영역(130)은 삼차 값을 가지는 공통의 강화 성질을 가질 수 있으며, 여기서 일차 값은 이차 값과 다를 수 있고, 삼차 값은 이차 값 및 일차 값과 다를 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 2, the flexible structure 100 has at least one reinforcing property that is different from, but common to, the reinforcing properties of the primary region 110 and the reinforcing properties and values of the secondary region 120. The branch includes tertiary region 130. For example, the primary region 110 may have a common reinforcing property having a primary value, the secondary region 120 has a common reinforcing property having a secondary value, and the tertiary region 130 has a tertiary value. The branches may have common reinforcing properties, where the primary value may be different from the secondary value and the tertiary value may be different from the secondary value and the primary value.

상기한 바와 같이, 적어도 세 개의 다른 영역들(110, 120, 130)을 포함하는 구조물(100)이 수평의 기준 평면(이를 테면, X-Y 평면)에 놓여질 때, 일차 영역(110)은 일차 높이를 가지는 평면을 규정하며, 이차 영역(120)은 이차 높이를 규정하기 위하여 이로부터 확장된다. 한 실시예에 있어서, 삼차 영역(130)은 삼차 높이를 규정하며, 여기서 일차, 이차 및 삼차 높이 중 적어도 하나는 적어도 다른 두 높이들 중 하나와 다르다. 예를 들어, 삼차 높이는 일차 및 이차 높이 중간에 올 수 있다.As noted above, when the structure 100 comprising at least three different regions 110, 120, 130 is placed in a horizontal reference plane (such as the XY plane), the primary region 110 is of primary height. The branch defines a plane and the secondary region 120 extends therefrom to define the secondary height. In one embodiment, tertiary region 130 defines a tertiary height, wherein at least one of the primary, secondary and tertiary heights is different from at least one of the other two heights. For example, the tertiary height may be in between the primary and secondary heights.

다음의 표는, 구별되는(즉, 높음, 중간, 낮음) 강화 성질을 가지는 적어도 세 개의 영역을 포함하는 구조물(100)의 실시예들의 가능한 조합을 제한 없이 보여준다. 이러한 모든 실시예들은 본 발명의 범위에 포함된다.The following table shows, without limitation, possible combinations of embodiments of the structure 100 comprising at least three regions with distinctive (ie high, medium, low) reinforcing properties. All such embodiments are included within the scope of the present invention.

강화 성질Temper 높음height 중간middle 낮음lowness 연속적인Continuous 불연속적인Discontinuous 불연속적인Discontinuous 연속적인Continuous 불연속적인Discontinuous -------- 연속적인Continuous -------- 불연속적인Discontinuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous -------- 어느정도 연속적인Somewhat continuous 불연속적인Discontinuous 연속적인Continuous 불연속적인Discontinuous 불연속적인Discontinuous 연속적인Continuous -------- 불연속적인Discontinuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 불연속적인Discontinuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 불연속적인Discontinuous 불연속적인Discontinuous 불연속적인Discontinuous 연속적인Continuous 불연속적인Discontinuous 불연속적인Discontinuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous 불연속적인Discontinuous 불연속적인Discontinuous 불연속적인Discontinuous 불연속적인Discontinuous -------- 연속적인Continuous -------- 연속적인Continuous 불연속적인Discontinuous -------- 어느정도 연속적인Somewhat continuous 어느정도 연속적인Somewhat continuous -------- 불연속적인Discontinuous 연속적인Continuous

도 3 은 본 발명에 따른 가요성 구조물(100)의 다른 실시예를 도시하는데, 이 실시예에 있어서, 이차 영역(120)은 다수의 전분 필로우를 포함하며, 여기서 적어도 어떤 필로우들은 전분 돔 부분(128)과 이 전분 돔 부분으로부터 연장된 전분 캔틸레버(cantilever) 부분(129)을 포함한다. 전분 캔틸레버 부분(129)은 X-Y 평면으로부터 상승 형성되며, 일차 영역(110)으로부터 연장된 전분 돔(128)과 전분 캔틸레버(129)사이에, 실질적으로 빈 공간 도는 포켓(115, pockets)을 형성하도록일정 각도로 연장된다.3 shows another embodiment of a flexible structure 100 according to the present invention, in which the secondary region 120 comprises a plurality of starch pillows, wherein at least some of the pillows are formed of starch dome portions ( 128 and a starch cantilever portion 129 extending from the starch dome portion. The starch cantilever portion 129 is raised from the XY plane and is formed between the starch dome 128 and the starch cantilever 129 extending from the primary region 110 to form substantially voids or pockets 115. Extend at an angle.

상당한 양의 유동체를 받아들이고 함유할 수 있는 이러한 실질적으로 빈 포켓(115)들의 존재 때문에 대부분의 경우, 도 3에서 도식적으로 도시된 가요성 구조물(100)은 주어진 기본 중량에 대해 매우 높은 흡수 성질을 보이는 것으로 판단된다. 포켓(115)은 그 안에 매우 적은 양의 전분 필라멘트를 가지거나 또는 가지지 않는 것을 특징으로 한다.In most cases, the flexible structure 100 shown diagrammatically in FIG. 3 exhibits very high absorption properties for a given basis weight because of the presence of these substantially empty pockets 115 that can receive and contain a significant amount of fluid. It seems to be. The pocket 115 is characterized by having or not having a very small amount of starch filament therein.

아래서 논의되는 바와 같은 가요성 구조물(100)을 만드는 과정 때문에, 그리고 전체로서의 가요성 구조물(100)과 전분 필라멘트의 높은 유동성 때문에, 포켓(115)에 존재하는 어느 정도의 개별적인 전분 필라멘트는, 이러한 전분 필라멘트들이 구조물(100)의 계획된 패턴과 의도된 특성들을 방해하지 않는 한, 용인될 수 있다. 이러한 맥락에서, "실질적으로" 빈 포켓이란 말은, 구조물(100)과 구조물(100)을 포함하는 개별 전분 필라멘트의 높은 유동적 성질 때문에, 전분 필라멘트의 적은 양, 또는 이들의 일부가 포켓(115)에서 발견될 수 있다는 것을 인정하려는 경향이 있다. 포켓(115)의 밀도는 0.005 g/cc(gram per cubic centimeter) 이하, 특히 0.004 g/cc 이하, 보다 바람직하게는 0.003 g/cc 이하이다.Because of the process of making the flexible structure 100 as discussed below, and because of the high flowability of the flexible structure 100 and the starch filaments as a whole, some of the individual starch filaments present in the pocket 115 may be such starch. Filaments can be tolerated as long as they do not interfere with the intended pattern and intended properties of the structure 100. In this context, the term "substantially" empty pocket means that a small amount of starch filament, or a portion thereof, is due to the high flow properties of the structure 100 and the individual starch filaments comprising the structure 100. There is a tendency to admit that it can be found in. The density of the pocket 115 is 0.005 g / cc (gram per cubic centimeter) or less, in particular 0.004 g / cc or less, more preferably 0.003 g / cc or less.

또 다른 면에서, 캔틸레버 부분(129)을 포함하는 가요성 구조물(100)은, 캔틸레버 부분(129)을 가지지 않는 비교 가능한 구조물과 관련해서 보면, 강화된 전체 표면 영역으로 특징 된다. 개별적 캔틸레버 부분들(129)과 그들 각각의 미세한 표면 영역들의 숫자가 더 많아질수록, 결과적인 미세한 특정 표면 영역(즉, 평평한 표면에 놓여진 구조물의 전체 거시 영역의 단위당 결과적인 미세 표면 영역)은 더커진다. 구조물의 흡수 표면 영역이 커질수록, 그것의 흡수 능력 역시 더 커지며, 다른 모든 매개 변수들은 균등하다는 것이 인정된다.In another aspect, the flexible structure 100 including the cantilever portion 129 is characterized by an enhanced overall surface area when viewed in terms of comparable structures that do not have the cantilever portion 129. The greater the number of individual cantilever portions 129 and their respective fine surface regions, the more the resulting fine specific surface region (ie the resulting fine surface region per unit of the entire macroscopic region of the structure lying on the flat surface). Grows It is recognized that the larger the absorbing surface area of the structure, the greater its absorbing capacity, and that all other parameters are equal.

캔틸레버 부분(129)을 포함하는 구조물(100)의 실시예에서, 캔틸레버 부분들(129)은 구조물(100)의 삼차 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 전분 캔틸레버 부분(129)의 밀도는 일차 영역의 밀도와 돔 부분을 포함하는 이차 영역(120) 밀도 중간에 온다. 다른 실시예에 있어서, 돔 부분(128)의 밀도는 일차 영역(110)의 상대적으로 높은 밀도와 캔틸레버 부분(129)의 상대적으로 낮은 밀도 사이에 올 수 있다. 유사하게, 캔틸레버 부분(129)의 기본 중량은 일차 영역(110)과 돔 부분(128) 둘 중 어느 하나 또는 둘 다와 균등하거나, 그 중간이거나, 또는 더 클 수 있다.In an embodiment of the structure 100 that includes the cantilever portion 129, the cantilever portions 129 may include tertiary regions of the structure 100. For example, in one embodiment, the density of the starch cantilever portion 129 falls between the density of the primary region and the density of the secondary region 120 including the dome portion. In another embodiment, the density of the dome portion 128 may come between the relatively high density of the primary region 110 and the relatively low density of the cantilever portion 129. Similarly, the basis weight of cantilever portion 129 may be equal to, intermediate, or greater than either or both of primary region 110 and dome portion 128.

가요성 구조물의 제조 공정Manufacturing Process of Flexible Structure

도 8과 도 9는 전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물(100)를 만들기 위한 공정의 두 가지 실시예를 개략적으로 도시한다.8 and 9 schematically illustrate two embodiments of a process for making a flexible structure 100 that includes starch filaments.

우선, 다수의 전분 필라멘트가 제공된다. 본 발명에 따른 가요성 구조물(100)을 위한 전분 필라멘트의 생산은 해당 기술 분야에서 잘 알려진 다양한 기술에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전분 필라멘트는 다양한 용융 방사 과정에 의하여 유사 열가소성 용융 전분 조성물로부터 생산될 수 있다. 전분 필라멘트의 크기는 약 0.001 dtex 에서 약 135 dtex 까지로, 보다 명확히, 약 0.01 dtex에서 약 0.5 dtex 까지로, 다양하다.First, a plurality of starch filaments are provided. The production of starch filaments for the flexible structure 100 according to the present invention can be made by various techniques well known in the art. For example, starch filaments can be produced from similar thermoplastic molten starch compositions by various melt spinning processes. Starch filaments vary in size from about 0.001 dtex to about 135 dtex, more clearly from about 0.01 dtex to about 0.5 dtex.

1979년 2월 13일에 등록된 헤르난데즈 등(Hernandez et al.)의 미국 특허 번호 4,139,699, 1989년 8월 1일 등록된 에단 등(Eden et al.)의 미국 특허 번호 4,853,168, 그리고 1981년 1월 6일 등록된 헤르난데즈 등(Hernandez et al.)의 미국 특허 번호 4,234,480을 포함하는 몇 가지 참고 문헌이 있다. 부엘러 등(Buehler et al.)의 미국 특허 번호 5,516,815 와 5,316,578 은 용융 방사를 이용하여 전분 필라멘트를 만들기 위한 전분 조성물에 관한 것이다. 용융 전분 조성물은 방적돌기(즉, 다이 변형 효과 때문에)의 다이 구멍(die orifices)의 직경과의 관계에서 약간 더 확대된 직경을 가지는 섬유를 생산하기 위하여 방적돌기를 통하여 압출 성형될 수 있다. 섬유들은 이어서 섬유 직경을 감소시키기 위하여 드로잉 유닛에 의해 기계적으로 또는 열기계적으로 아래로 당겨진다.US Patent No. 4,139,699 to Hernandez et al., Registered February 13, 1979, US Patent No. 4,853,168 to Eden et al., Registered August 1, 1989, and January 1981 There are several references, including US Pat. No. 4,234,480 to Hernandez et al., Registered 6 days. U.S. Pat.Nos. 5,516,815 and 5,316,578 to Buehler et al., Relate to starch compositions for making starch filaments using melt spinning. The molten starch composition may be extruded through the spinneret to produce a fiber with a slightly larger diameter in relation to the diameter of the die orifices of the spinneret (ie, due to the die deformation effect). The fibers are then pulled down mechanically or thermomechanically by the drawing unit to reduce the fiber diameter.

압출 성형된 중합체로부터 비직조(non-woven) 열가소성 직물 구조물를 생산하기 위한 몇 가지 장치들은 해당 기술 분야에서 잘 알려진 것으로 긴 유동성 전분 필라멘트를 만들기 위하여 적합하다. 예를 들어, 압출 성형 전분 조성물은 아래로 향한 전분 필라멘트의 수직 방향의 커튼을 형성하는 방적 돌기(spinneret)(도시 안됨)를 통하여 끌어낼 수 있다. 전분 필라멘트는 흡입 형태의 끌기와 약화 공기 슬롯과 관련하여 공기로 눌려질 수 있다. 1994년 3월 8일 등록된 젤딘 등(Zeldin et al.)의 미국 특허 번호 5,292,239 는 전분 필라멘트에 당기는 힘을 균일하고 일관되게 적용하기 위하여 공기 흐름 중의 난기류를 감소시키는 장치를 개시한다. 이러한 발명의 개시는, 전분 필라멘트를 만들 때, 공기 흐름 속에 난기류를 줄이기 위한 방법 및 설비의 제한된 목적을 위하여 여기서 참고로 포함되었다.Several devices for producing non-woven thermoplastic fabric structures from extruded polymers are well known in the art and are suitable for making long flowable starch filaments. For example, the extruded starch composition may be drawn through a spinneret (not shown) that forms a curtain in the vertical direction of the starch filament facing down. The starch filaments may be pressed into the air in relation to the draw in the intake form and the weakened air slots. US Patent No. 5,292,239 to Zeldin et al., Registered March 8, 1994, discloses an apparatus for reducing turbulence in an air stream to uniformly and consistently apply a pulling force to starch filaments. This disclosure is incorporated herein by reference for the limited purpose of the method and apparatus for reducing turbulence in the air stream when making starch filaments.

본 발명에 있어서, 전분 필라멘트는 전분, 수분, 가소제, 그리고 다른 선택적 첨가제의 조성물로부터 생산될 수 있다. 예를 들어, 적절한 전분 조성물은 압출 성형기안에서 유사 열가소성 용융물로 변환되고, 방적 돌기를 통하여 아래로 향한 전분 필라멘트의 수직 방향 커튼을 형성하는 연신 장치으로 전달될 수 있다. 방적돌기는 해당 기술 분야에서 잘 알려진 어셈블리를 포함할 수 있다. 방적돌기는 전분 필라멘트 생산에 적합한 단면 영역을 가지는 구멍이 있는 다수의 노즐 내경(nozzle bores)을 포함할 수 있다. 방적돌기는 전분 조성물의 유동성에 적합할 수 있으며 모든 노즐 내경은, 필요하다면, 동일한 유출 비율을 가진다. 또한 서로 다른 노즐들의 유출 비율은 다양할 수 있다.In the present invention, starch filaments can be produced from compositions of starch, moisture, plasticizers, and other optional additives. For example, a suitable starch composition can be converted into a similar thermoplastic melt in an extruder and passed through a spinneret to a stretching device that forms a vertical curtain of starch filament facing down. Spinnerets may comprise assemblies well known in the art. The spinneret may comprise a plurality of nozzle bores with holes having a cross-sectional area suitable for starch filament production. The spinneret may be suitable for the flowability of the starch composition and all nozzle inner diameters, if necessary, have the same outflow rate. In addition, the outflow rate of different nozzles may vary.

연신 장치(도시 안됨)는, 압출 성형기 아래 위치될 수 있으며, 열린 상부 끝단과 이것과 마주보는 열린 하부 끝단, 그리고 아래 방향으로 향한 내부 노즐들에 압축 공기를 공급하는 공기 공급 분기관(manifold)을 포함할 수 있다. 압축 공기가 내부 노즐을 통하여 흐를 때, 공기는 아래 방향으로 흐르는 공기의 급속히 이동하는 흐름(stream)을 만들기 위하여 연신 장치의 열린 상부 끝단으로 당겨진다. 공기 흐름은, 전분 필라멘트가 연신 장치의 열린 하부 끝단으로 유출되기 전에 이들을 가늘게 하거나 변형하도록 끄는 힘을 만들어낸다.A drawing device (not shown) may be located below the extrusion machine, and has an air supply manifold for supplying compressed air to the open top end, the open bottom end facing it, and the internal nozzles facing downward. It may include. As compressed air flows through the inner nozzle, the air is drawn to the open upper end of the drawing device to create a rapidly moving stream of air flowing downwards. The air flow creates a force that attracts the starch filaments to taper or deform them before they exit the open lower end of the drawing device.

가요성 구조물(100)에 적합한 전분 필라멘트는 전자 방사 과정에 의해 생산될 수 있음이 발견되었는데, 전자 방사 과정에서 전기 영역은 변화된 전분 분사를 만들기 위하여 전분 용액에 적용된다. 전자 방사 과정은 해당 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 1994년, 도쉬(Doshi), 제이쉬(Jayesh), 나트워랄(Natwarlal) 박사의 "전자 방사 과정과 전자 방적 섬유의 적용"이란 제목의 논문은 전자 방사 과정을 설명하고 이 과정에서 포함되는 힘에 대한 연구를 개시하였다. 이 논문은 또한 전자 방적 섬유의 몇 가지 상업적인 적용을 공개하였다. 이 논문은 전자 방사 과정의 원칙을 설명하는 목적으로 여기서 인용되었다.It has been found that suitable starch filaments for the flexible structure 100 can be produced by an electrospinning process, in which an electrical region is applied to the starch solution to make a changed starch spray. Electron emission processes are well known in the art. In 1994, a paper entitled "The Electrospinning Process and the Application of Electrospun Fibers" by Doshi, Jayye, Natwarlal, Ph.D., explains the process of electrospinning and the forces involved in the process. The study was initiated. The paper also discloses some commercial applications of electrospun fibers. This paper is cited here for the purpose of explaining the principles of the electrospinning process.

포말스(Formhals)의 미국 특허 번호, 1,975,504(1934년 10월 2일), 2,123,992(1938년 7월 19일), 2,116,942(1938년 5월 10일), 2,109,333(1938년 2월 22일), 2,160,962(1939년 6월 6일), 2,187,306(1940년 1월 16일), 그리고 2,158,416(1939년 5월 16일) 은 전자 방사 과정과 이를 위한 설비를 설명한다. 전자 방사 과정을 설명한 다른 참고 문헌들은, 시몬스(Simons)의 미국 특허 번호 3,280,229(1966년 10월 18일), 마틴 등(Martin et al.)의 미국 특허 번호 4,044,404(1977년 8월 30일), 심 등(Simm et al.)의 미국 특허 번호 4,069,026(1978년 1월 17일), 심(Simm)의 미국 특허 번호 4,143,196(1979년 3월 6일), 파인 등(Fine et al.)의 미국 특허 번호 4,223,101(1980년 9월 16일), 기나드(Guignard)의 미국 특허 번호 4,230,650(1980년 10월 28일), 엔조 등(Enjo et al)의 미국 특허 번호 4,232,525(1980년 11월 11일), 기나드(Guignard)의 미국 특허 번호 4,287,139(1981년 9월 1일), 보나트(Bornat)의 미국 특허 번호 4,323,525(1982년 4월 6일), 하우(How)의 미국 특허 번호 4,552,707(1985년 11월 12일), 보나트(Bornat)의 미국 특허 번호 4,689,186(1987년 8월 25일), 미들톤 등(Middleton et al.)의 미국 특허 번호 4,904,272(1990년 2월 27일), 세터필드 등(Satterfield et al.)의 미국 특허 번호 4,968,238 (1990년 11월 6일), 배리(Barry)의 미국 특허 번호 5,024,789(1991년 1월 18일), 스칼디노 등(Scardinoet al.)의 미국 특허 번호 6,106,913(2000년 8월 22일), 그리고 자쿱 등(Zarkoob et al.)의 미국 특허 번호 6,110,590(2000년 8월 29일) 등이 있다. 이러한 선행 특허들은 전자 방사 과정 및 이를 위한 설비의 일반 원칙들을 설명하기 위한 제한된 목적으로 인용되었다.US Patent Nos. 1,975,504 (October 2, 1934), 2,123,992 (July 19, 1938), 2,116,942 (May 10, 1938), 2,109,333 (February 22, 1938), 2,160,962 (June 6, 1939), 2,187,306 (January 16, 1940), and 2,158,416 (May 16, 1939) describe the electrospinning process and its facilities. Other references describing the electrospinning process include Simons, US Pat. No. 3,280,229 (October 18, 1966), and Martin et al., US Pat. No. 4,044,404 (August 30, 1977), US Pat. No. 4,069,026 (January 17, 1978) to Simm et al., US Pat. No. 4,143,196 (March 6, 1979) to Simm, and US of Fine et al. Patent No. 4,223,101 (September 16, 1980), US Patent No. 4,230,650 to Guignard (October 28, 1980), US Patent No. 4,232,525 to Enjo et al (November 11, 1980) ), US Patent No. 4,287,139 (September 1, 1981) to Guignard, US Patent No. 4,323,525 (April 6, 1982) to Bonat, US Patent No. 4,552,707 (How) November 12, 1985), Bonnat, US Pat. No. 4,689,186 (August 25, 1987), and Middleton et al., US Pat. No. 4,904,272 (February 27, 1990), Setter Field et al. (Satterfield et al. U.S. Patent No. 4,968,238 (Nov. 6, 1990), Barry U.S. Patent No. 5,024,789 (January 18, 1991), Scaldino et al., U.S. Patent No. 6,106,913 (8, 2000) 22; and US Pat. No. 6,110,590 (August 29, 2000) to Zarkoob et al. These prior patents have been cited for a limited purpose to explain the general principles of the electrospinning process and facilities therefor.

선행 참고 문헌들이 전자 방사 과정 및 이를 위한 설비의 다양함을 알려주고 있지만, 이들은 전분 조성물이 성공적으로 가공되고 본 발명의 가요성 구조물(100)를 형성하기 위해 적합한 얇고 실질적으로 연속적인 전분 필라멘트를 압출 성형해 낼 수 있음을 제시하지는 못하고 있다. 자연 발생 전분은 전자 방사 과정에 의하여 가공될 수 없는데, 왜냐하면 자연 전분은 일반적으로 낟알 구조를 가지고 있기 때문이다. 그러나 이제는, 변형되고 "구조가 깨진(destructurized)" 전분 조성물이 전자 방사 과정을 이용함으로서 성공적으로 가공될 수 있음이 발견되었다.Although prior references have indicated a variety of electrospinning processes and facilities for them, they extrude thin and substantially continuous starch filaments suitable for successfully processing the starch composition and forming the flexible structure 100 of the present invention. It does not suggest that it can be done. Naturally occurring starches cannot be processed by electrospinning processes because natural starches generally have a grain structure. However, it has now been found that modified and "destructurized" starch compositions can be successfully processed by using an electrospinning process.

본 발명의 출원 날짜와 동일자에 본 출원인에 의해 출원되는 "용융 가공 가능한 전분 조성물"이라는 제목의 특허 출원은 본 발명의 가요성 구조물(100)에서 사용되는 전분 필라멘트의 생산에 적합한 전분 조성물을 개시한다. 이 전분 조성물은 중량 평균 분자량이 약 1,000에서 약 2,000,000 까지 측정되는 전분을 포함하며, 적어도 500,000 의 중량 평균 분자량을 가지는 전분과 실질적으로 양립할수 있는 고분자량 중합체를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 이러한 전분 조성물은 아밀로펙틴의 무게대비 약 20%에서 약 99% 까지를 가진다.The patent application entitled “melt processable starch composition” filed by the applicant on the same date as the filing date of the present invention discloses a starch composition suitable for the production of starch filaments for use in the flexible structure 100 of the present invention. . The starch composition comprises starch having a weight average molecular weight of about 1,000 to about 2,000,000 and may comprise a high molecular weight polymer that is substantially compatible with starch having a weight average molecular weight of at least 500,000. In one embodiment, such starch compositions have from about 20% to about 99% by weight of amylopectin.

본 발명에 따르면, 전분 중합체는 물, 가소제, 그리고 다른 첨가제와 혼합될 수 있으며, 결과적인 혼합체는 가공될 수 있으며(예를 들면, 압출 성형될 수 있으며), 본 발명의 가요성 구조물에 적합한 전분 필라멘트를 생산하기 위하여 구성된다. 전분 필라멘트는 적은 양의 전분에서 100% 전분까지를 가질 수 있거나 또는 전분과 다른 적절한 물질, 예를 들면, 셀룰로오스, 합성 물질, 단백질 그리고 이들의 어떤 조합의 혼합물일 수 있다.According to the invention, the starch polymer can be mixed with water, plasticizers, and other additives, and the resulting mixture can be processed (eg extruded) and suitable starch for the flexible structure of the invention. It is configured to produce filament. Starch filaments may have a small amount of starch up to 100% starch or may be a mixture of starch and other suitable materials, such as cellulose, synthetics, proteins and any combination thereof.

전분 중합체는 자연 발생 전분, 물리적으로 변형된 전분, 또는 화학적으로 변형된 전분 등을 포함할 수 있다. 적합한 자연 발생 전분은 옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 밀 전분, 사고 야자(sago palm) 전분, 타피오카 전분, 쌀 전분, 콩 전분, 칡 전분, 고사리 전분, 연(lotus) 전분, 밀초 옥수수(waxy maize) 전분, 고 아밀로스 옥수수 전분, 그리고 상업용 아밀로오스분 등을 제한 없이 포함할 수 있다. 자연적 발생 전분, 특히 옥수수 전분, 감자 전분 그리고 밀 전분은 이들의 유용성 때문에 선택된 전분 중합체들이다.Starch polymers may include naturally occurring starches, physically modified starches, chemically modified starches, and the like. Suitable naturally occurring starches are corn starch, potato starch, sweet potato starch, wheat starch, sago palm starch, tapioca starch, rice starch, soybean starch, 칡 starch, fern starch, lotus starch, waxy corn (waxy) maize), starch, high amylose corn starch, and commercial amylose flour may be included without limitation. Naturally occurring starches, especially corn starch, potato starch and wheat starch, are starch polymers selected because of their usefulness.

물리적으로 변형된 전분은 그것의 크기 구조를 변형시킴으로 형성된다. 물리적으로 변형된 전분은 α-전분, 분류 전분, 습윤 및 가열 처리된 전분 그리고 기계적으로 처리된 전분 등을 포함할 수 있다.Physically modified starch is formed by modifying its size structure. Physically modified starches may include α-starch, fractionated starch, wet and heat treated starch, mechanically treated starch and the like.

화학적으로 변형된 전분은, 알킬렌 산화물, 그리고 다른 에테르, 에스테르, 우레탄, 카르밤산염, 또는 이소시안산염 형성 물질과 OH 그룹의 반응에 의하여 형성될 수 있다. 하드록시알킬, 아세틸기, 또는 카르밤산염 전분 또는 이들의 혼합물이 화학적으로 변형된 전분의 실시예들이다. 화학적으로 변형된 전분의 대체 정도는 0.05에서 3.0까지, 그리고 보다 명확히, 0.05에서 0.2 까지이다.Chemically modified starches may be formed by the reaction of alkylene oxides and other ether, ester, urethane, carbamate, or isocyanate forming materials with OH groups. Hardoxyalkyl, acetyl, or carbamate starch or mixtures thereof are examples of chemically modified starches. The degree of substitution of chemically modified starches is from 0.05 to 3.0, and more clearly from 0.05 to 0.2.

고유의 수분 함량은 중량 대비 약 5%에서 약 16% 까지일 수 있으며, 보다 명확하게는, 약 8%에서 약 12% 까지일 수 있다. 전분의 아밀로오스 함량은 약 0%에서 약 80%이며, 보다 명확하게는, 약 20%에서 약 30%이다.The inherent moisture content can be from about 5% to about 16% by weight, and more specifically, from about 8% to about 12%. The amylose content of starch is from about 0% to about 80%, more specifically from about 20% to about 30%.

가소제는 만들어진 전분 필라멘트의 유리 전이 온도를 낮추기 위하여 전분 중합체에 첨가될 수 있다. 또한, 가소제의 존재는 용융 압출 성형 과정을 용이하게 하는 용융 점성을 낮출 수 있다. 가소제는, 예를 들어 폴리올(polyol) 같은 적어도 하나의 히드록실 그룹을 가지는 유기 화합물이다. 솔비톨(sorbitol), 만니톨(mannitol), D-글루코오스, 폴리비닐 알콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 설탕, 과당, 글리세롤, 그리고 이들의 혼합물 등이 적합한 것으로 발견되었다. 이러한 가소제들은 중량 대비 약 0.1%에서 중량 대비 약 70%까지, 보다 명확하게는 중량 대비 약 0.2%에서 약 30%까지, 보다 더 명확하게는, 중량 대비 약 0.5%에서 약 10%까지의 함량으로 솔비톨, 설탕, 과당을 포함한다.Plasticizers may be added to the starch polymer to lower the glass transition temperature of the starch filaments made. In addition, the presence of plasticizers can lower the melt viscosity, which facilitates the melt extrusion process. Plasticizers are organic compounds having at least one hydroxyl group, for example polyols. Sorbitol, mannitol, D-glucose, polyvinyl alcohol, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, sugar, fructose, glycerol, and mixtures thereof have been found to be suitable. These plasticizers may be present in an amount from about 0.1% to about 70% by weight, more specifically from about 0.2% to about 30% by weight, and more specifically, from about 0.5% to about 10% by weight. Contains sorbitol, sugar, fructose.

다른 첨가제 들은 보통 가공 보조물로서, 그리고 압출 성형된 전분 필라멘트의 탄성, 건조 장력 강도와 습윤 강도 같은 물리적인 특성들을 변화시키기 위하여 전분 중합체와 함께 포함될 수 있다. 첨가제들은 보통 (양이 수분과 같은 휘발성 물질을 제외함으로서 계산될 수 있음을 의미하는) 비-휘발성을 기초로 중량 대비 0.1%에서 70%까지의 함량으로 존재한다. 첨가제는 예를 들어 요소(urea), 요소 유도체, 가교제(cross-linking agents), 유화제, 계면 활성제, 단백질과 이것의 알칼리염, 생 분해성이 있는 합성 중합체, 밀납, 저용융 합성 열가소성 중합체, 점착성 수지, 증량제, 그리고 이들의 혼합물을 포함한다. 생 분해성이 있는 합성 중합체로는 폴리카프롤락톤, 폴리히드록시부티레이트, 폴리락티드(polylactides), 그리고 이들의 혼합물을 포함한다. 다른 첨가제들은 광학 발광제, 산화방지제, 화재 방지제, 염료, 안료, 그리고 충전재를 포함한다. 본 발명에 있어서, 중량 대비 약 0.5%에서 약 60%까지의 함량인 요소를 포함하는 첨가제는 전분 조성물에 유효하게 포함될 수 있다.Other additives may be included with the starch polymer, usually as a processing aid, and to change physical properties such as elasticity, dry tensile strength and wet strength of the extruded starch filaments. Additives are usually present in amounts of 0.1% to 70% by weight based on non-volatility (meaning the amount can be calculated by excluding volatiles such as moisture). Additives include, for example, urea, urea derivatives, cross-linking agents, emulsifiers, surfactants, proteins and alkali salts thereof, biodegradable synthetic polymers, beeswax, low melt synthetic thermoplastic polymers, tacky resins , Extenders, and mixtures thereof. Biodegradable synthetic polymers include polycaprolactone, polyhydroxybutyrate, polylactides, and mixtures thereof. Other additives include optical luminescent agents, antioxidants, fire protection agents, dyes, pigments, and fillers. In the present invention, additives comprising urea in an amount of from about 0.5% to about 60% by weight may be effectively included in the starch composition.

여기서 이용하기 적합한 증량제는 젤라틴, 옥수수 단백질, 해바라기 단백질, 콩 단백질, 목화씨 단백질 같은 식물성 단백질, 그리고 알기네이트, 카라게닌, 구아 검(guar gum), 한천(agar), 아라비아 고무와 관련 고무, 그리고 펙틴 등과 같은 물에 녹는 다당류와, 그리고 알킬셀룰로오스, 하이드록시알킬셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등과 같은 물에 녹는 셀룰로오스의 유도체들을 포함한다. 또한 폴리아크릴 산, 폴리아크릴 산 에스테르, 폴리비닐에세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 등과 같은 물에 녹는 합성 중합체들이 사용될 수 있다.Suitable extenders for use herein are vegetable proteins such as gelatin, corn protein, sunflower protein, soy protein, cottonseed protein, and alginate, carrageenan, guar gum, agar, gum arabic and related rubber, and pectin Polysaccharides soluble in water and the like, and derivatives of cellulose soluble in water such as alkyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. Also water soluble synthetic polymers such as polyacrylic acid, polyacrylic acid esters, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and the like can be used.

윤활제 화합물은 본 발명의 과정 중 전분 물질의 유동적 특성을 향상시키기 위하여 더 부가될 수 있다. 윤활제 화합물은 동물성 또는 식물성 지방, 바람직하게는 이들의 경화 형태, 특히 실온에서 고체인 형태로 포함할 수 있다. 부가적인 윤활 물질은 모노글리세리드, 디글리세리드, 포스파티드(phosphatides), 특히 레시틴을 포함한다. 본 발명에서, 모노글리세리드, 글리세롤 모노스테아르산염을 포함하는 윤활 화합물이 바람직한 것으로 판단된다.Lubricant compounds may be further added to improve the rheological properties of the starch material during the process of the present invention. The lubricant compounds may comprise animal or vegetable fats, preferably in their hardened form, especially in solid form at room temperature. Additional lubricating materials include monoglycerides, diglycerides, phosphatides, in particular lecithin. In the present invention, lubricating compounds comprising monoglycerides and glycerol monostearate are considered to be preferred.

또한 마그네슘, 알루미늄, 실리콘, 티타늄의 산화물 같은 무기성의 충전물은 값싼 충전물 또는 가공 보조물로서 첨가될 수 있다. 또한 알칼리 금속 염, 알칼리토금속 염, 인산염 등을 포함하는 무기성의 염이 가공 보조물로 사용될 수 있다.Inorganic fillers such as oxides of magnesium, aluminum, silicon, titanium can also be added as inexpensive fillers or processing aids. In addition, inorganic salts including alkali metal salts, alkaline earth metal salts, phosphates and the like can be used as processing aids.

다른 첨가제들은 생산품의 특별한 용도에 따라 달라지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 화장실용 티슈, 일회용 타월, 미용 티슈, 그리고 다른 유사 상품들과 같은 생산물에서, 습윤 강도는 바람직한 특성이다. 따라서, 해당 기술 분야에서 "습윤 강화" 수지로 잘 알려진 전분 중합체 가교제가 부가되는 것이 바람직하다.It is desirable that other additives depend on the particular use of the product. For example, in products such as toilet tissue, disposable towels, cosmetic tissues, and other similar products, wet strength is a desirable property. Therefore, it is desirable to add starch polymer crosslinkers, well known in the art as "wet strengthen" resins.

제지 기술에서 사용되는 습윤 강도 강화 수지의 형태에 대한 일반적인 논문은, 펄프와 제지 산업 기술 협회의 TAPPI(Technical Association of the Pulp and Paper Industry)특수 연구서 시리즈 제 29권, 제지와 제지 보드의 습윤 강도(1965년, 뉴욕)에서 찾아볼 수 있다. 가장 유용한 습윤 강도 강화 수지는 일반적으로 양이온 특성을 가진다. 폴리아미드 에피크롤로히드린 수지는 특별한 용도를 가지는 양이온 폴리아미드 아민에피크롤로히드린 습윤 강도 강화 수지이다. 이러한 수지로 적합한 타입은 케임(Keim)의 1972년 10월 24일 등록된 미국 특허 번호 3,700,623 과 1973년 11월 13일 등록된 미국 특허 번호 3,772,076에서 개시되어 있다. 유용한 폴리아미드 에피크롤로히드린 수지의 상용 제품은 키멘(KymenetM)마크로 이러한 수지는 델라웨어(Delaware)주 윌밍톤(Wilmington)에 소재하는 의 헤라클레스 인코페레이트(Hercules Inc.)에서 시판하고 있다.A general paper on the form of wet strength reinforcement resins used in papermaking technology is published in the Technical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) Special Study Series 29, Paper Wet Strength of Paper and Paper Boards. New York, 1965). The most useful wet strength reinforcing resins generally have cationic properties. Polyamide epichlorohydrin resins are cationic polyamide amine epichlorohydrin wet strength enhancing resins with special applications. Suitable types of such resins are disclosed in US Patent No. 3,700,623, filed October 24, 1972 to Keim, and US Patent No. 3,772,076, filed November 13, 1973. A commercial product of useful polyamide epicrolohydrin resins is the KymennetM mark, which is commercially available from Hercules Inc. of Wilmington, Delaware.

글리옥시레이트 폴리아크릴아미드는 또한 습윤 강도 강화 수지로 사용되기 위하여 발견되었다. 이러한 수지는 코시아 등(Coscia et al.)의 1971년 1월 19일 등록된 미국 특허 번호 3,556,932와 윌리암스 등(Williams et al.)의 1971년 1월 19일 등록된 미국 특허 번호 3,556,933에 설명되어 있다. 글리옥실레이트 폴리아크릴아미드 수지의 상용 제품은 ParezTM631 NC 마크로 이러한 수지를 판매한 회사는 코네티켓주 스텐포드의 씨텍 코페레이션(Cytec Co.)이다.Glyoxylate polyacrylamides have also been found to be used as wet strength enhancing resins. Such resins are described in US Pat. No. 3,556,932, registered January 19, 1971 to Coscia et al., And US Pat. No. 3,556,933, registered January 19, 1971 to Williams et al. have. A commercial product of glyoxylate polyacrylamide resins is the ParezTM631 NC mark. The company that sold these resins is Cytec Co. of Stanford, Conn.

본 발명에서 사용될 수 있는 또 다른 수용성 양이온 수지는 요소 포름알데히드와 멜라닌 포름알데히드 수지이다. 이러한 다기능 수지의 보다 일반적인 기능적 그룹은 아미노 그룹과 질소에 부착된 메틸올 그룹같은 그룹을 함유하는 질소이다. 폴리에틸렌이민 타입 수지는 또한 본 발명에서 유용하다. 또한, (일본 칼리트에 의해 제조된) 칼다스 10과 (국립 전분 화학 회사에 의해 제조된) 코본드 1000 같은 일시적인 습윤 강도 강화 수지들도 본 발병에서 사용될 수 있다.Another water soluble cationic resin that can be used in the present invention is urea formaldehyde and melanin formaldehyde resin. More common functional groups of such multifunctional resins are nitrogen containing groups such as amino groups and methylol groups attached to nitrogen. Polyethylenimine type resins are also useful in the present invention. In addition, temporary wet strength reinforcement resins such as Caldas 10 (manufactured by Nippon Kalit) and Cobond 1000 (manufactured by the National Starch Chemical Company) can also be used in the pathogenesis.

본 발명에서, 가교제는 중량 대비 약 0.1%에서 약 10% 까지, 보다 명확히, 중량 대비 약 0.1%에서 약 3% 까지 범위내의 양으로 사용되고, 바람직하게는 습윤 강도 강화 수지 KymeneTM 이다.In the present invention, the crosslinking agent is used in amounts ranging from about 0.1% to about 10% by weight, more specifically, from about 0.1% to about 3% by weight, preferably the wet strength strengthening resin KymeneTM.

본 발명의 가요성 구조물(100)을 위해 적합한 전분 필라멘트를 생산하기 위하여, 전분 조성물은 어떠한 신장 점도와 어떠한 모세관의 숫자 같은 가공중의 어떠한 유동적 작용을 나타내야만 한다. 물론, 가공의 타입(이를 테면, 용융 분출, 전자 방사 등)은 전분 조성물의 필요한 유동적 특질을 요구할 수 있다.In order to produce suitable starch filaments for the flexible structure 100 of the present invention, the starch composition must exhibit any fluid action during processing such as any elongational viscosity and any number of capillaries. Of course, the type of processing (such as melt ejection, electrospinning, etc.) may require the required flow characteristics of the starch composition.

신장 또는 연장 점도(ηe)는 전분 조성물의 용융 확장 가능성과 관련되며, 특히 전분 필라멘트 제조 같은 신장 과정에 있어서 중요하다. 신장 점도는 조성물의 변형 타입에 따라 세 가지 타입을 포함하는데, 단일축 또는 단순한 신장 점도, 양축 신장 점도 그리고 순수한 전단 점도가 그것이다. 단일축 신장 점도는 기계적인 연장, 용융 분출, 방적 결합, 그리고 전자 방사 같은 단일축 신장 과정에 있어서는 특히 중요하다. 다른 두 가지 신장 점도는 양축 신장을 위해, 또는 필름(film), 발포체(foams), 쉬트(sheets) 또는 부품(parts)을 만들기 위한 공정을 위해 중요하다.The elongation or elongation viscosity (η e) is related to the melt expansion potential of the starch composition and is particularly important for elongation processes such as starch filament production. Elongational viscosity includes three types, depending on the type of modification of the composition: monoaxial or simple extensional viscosity, biaxial extensional viscosity and pure shear viscosity. Uniaxial extensional viscosities are particularly important for uniaxial stretching processes such as mechanical extension, melt ejection, spin bonding, and electron spinning. The other two extensional viscosities are important for biaxial stretching or for processes for making films, foams, sheets or parts.

폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르 같은 종래의 섬유 방적 열가소성 물질에 있어서, 이러한 종래의 열가소성 물질과 이들의 혼합물의 신장 점도와 전단 점도 사이에 강한 상관성이 존재한다. 이것은 물질의 방사성이, 비록 방사성이 용융 신장 점도에 의해 우선적으로 조정되는 특성일지라도, 용융 전단 점도에 의해 단순하게 결정될 수 있다는 것을 말한다. 이러한 상관성은 매우 강한 것이어서, 섬유 산업은 용융 방사가능 물질을 선택하고 공식화하는데 있어 용융 전단 점도에 의존한다. 용융 신장 점도는 산업적 스크리닝 도구로 드물게 사용된다.In conventional fiber spinning thermoplastics such as polyolefins, polyamides, polyesters, there is a strong correlation between the elongational viscosity and the shear viscosity of such conventional thermoplastics and mixtures thereof. This means that the radioactivity of the material can be simply determined by the melt shear viscosity, although the radioactivity is a property that is preferentially adjusted by the melt extension viscosity. This correlation is so strong that the textile industry relies on melt shear viscosity to select and formulate melt spinnable materials. Melt extension viscosity is rarely used as an industrial screening tool.

따라서, 본 발명의 전분 조성물이 전단 점도와 신장 점도 사이에 이러한 상관성을 필연적으로 나타내지 않는다는 것은 놀라운 일이다. 여기서 전분 조성물은 비뉴톤식 흐름의 전형적인 용액 흐름 작용을 나타내며, 그럼으로서 변형 경화 작용을 나타낼 수 있으며, 이것은, 응력(strain) 또는 변형(deformation)이 증가할 때, 신장 점도가 증가한다는 것을 말한다.Thus, it is surprising that the starch compositions of the present invention do not necessarily show this correlation between shear viscosity and stretch viscosity. The starch composition here exhibits the typical solution flow action of the non-Newtonian flow, and thus can exhibit a strain hardening action, which means that when the stress or deformation increases, the extensional viscosity increases.

예를 들어, 본 발명에 따라 선택되는 고분자량 중합체가 전분 조성물에 첨가될 때, 조성물의 전단 점도는 상대적으로 변화되지 않은 채 남아있거나 또는 오히려 다소간 감소한다. 종래의 기술에 기초한 이러한 전분 조성물은 감소된 용융 가공 가능성을 나타내도록 예상되며, 용융 신장 가공을 위해 적합한 것으로 기대되지 않는다. 그러나, 여기서 전분 조성물은, 소량의 고분자량 중합체를 첨가하는 경우,신장 점도가 크게 증가하는 것으로 나타났음이 놀랍게도 발견되었다. 결과적으로, 여기서의 전분 조성물은 강화된 용융 신장성을 가지는 것으로 발견되었고, 용융 신장 가공에 적합한, 특히, 용용 분출, 방직 연결, 그리고 전자 방사를 포함하는 용융 신장 가공에 적합하다.For example, when the high molecular weight polymer selected according to the present invention is added to a starch composition, the shear viscosity of the composition remains relatively unchanged or rather decreases somewhat. Such starch compositions based on the prior art are expected to exhibit reduced melt processing potential and are not expected to be suitable for melt extension processing. However, it was surprisingly found that the starch composition here showed that when a small amount of high molecular weight polymer was added, the stretch viscosity increased significantly. As a result, the starch compositions herein have been found to have enhanced melt extensibility and are suitable for melt extension processing, in particular for melt extension processing including melt blowing, textile connection, and electrospinning.

아래서 설명될 시험 방법에 따라 측정된, 약 30 Pa·s 보다 더 적은, 보다 명확하게, 약 0.1 Pa·s 에서 약 10 Pa·s 까지, 더욱 보다 명확하게, 약 1에서 약 8 Pa·s의 전단 점도를 가지는 전분 조성물은 여기서의 용융 감쇄 가공에 유용하다. 여기서의 몇 가지 전분 조성물은 낮은 용융 점도를 가질 수 있으며, 이들은 미터링 펌프와 방적 돌기와 함께 설비된 고정 믹서기와 같은, 비스코스 유동체를 위해 보통 사용되는 전통적인 중합체 가공 설비에서 섞여지고 운반되며, 아니면 가공된다. 이러한 전분 조성물의 전단 점도는 전분의 분자량과 분자량 분배에 의해, 고분자량 중합체의 분자량에 의해, 그리고 사용되는 가소제와/또는 용매의 양에 의하여 효과적으로 변형될 수 있다. 전분의 평균 분자량을 줄이는 것은 조성물의 전단 점도를 낮추기 위한 효과적인 방법이다.Less than about 30 Pa.s, more specifically, from about 0.1 Pa.s to about 10 Pa.s, more clearly, from about 1 to about 8 Pa.s, measured according to the test method described below. Starch compositions having a shear viscosity are useful for melt decay processing herein. Some of the starch compositions herein may have low melt viscosity, which are mixed and transported or otherwise processed in traditional polymer processing equipment commonly used for viscose fluids, such as fixed mixers equipped with metering pumps and spinnerets. The shear viscosity of such starch compositions can be effectively modified by the molecular weight and molecular weight distribution of the starch, by the molecular weight of the high molecular weight polymer, and by the amount of plasticizer and / or solvent used. Reducing the average molecular weight of starch is an effective way to lower the shear viscosity of the composition.

본 발명의 한 실시예에 있어서, 용융 가공 가능한 전분 조성물은 일정 온도에서, 약 50 Pa·s에서 약 20,000 Pa·s까지의, 특히 약 100 Pa·s에서 15,000 Pa·s까지의, 바람직하게는 200 Pa·s에서 10,000 Pa·s까지의, 보다 바람직하게는 약 300 Pa·s에서 약 5,000 Pa·s까지의, 가장 바람직하게는 약 500 Pa·s에서 약 3,500 Pa·s까지의 범위에 있는 신장 점도를 가진다. 이러한 신장 점도는 아래의 분석 방법 부분에 설명되어 있는 방법에 따라서 계산된다.In one embodiment of the invention, the melt processible starch composition is preferably at a temperature of from about 50 Pa.s to about 20,000 Pa.s, in particular from about 100 Pa.s to 15,000 Pa.s. From 200 Pa.s to 10,000 Pa.s, more preferably from about 300 Pa.s to about 5,000 Pa.s, most preferably from about 500 Pa.s to about 3,500 Pa.s. Have elongation viscosity. This elongational viscosity is calculated according to the method described in the Analytical Methods section below.

많은 요인들이 전분 조성물의 유동적 작용(신장 점도를 포함하는)에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 요인들로는, 사용되는 중합 성분들의 타입과 양, 전분과 고분자량 중합체를 포함하는 성분의 분자량과 분자량 분배, 첨가제(이를 테면, 가소제, 희석액, 가공 보조제)의 타입과 양, 가공의 형태(용융 분출이나 전자 방사)와 온도, 압력, 변형 비율과 관련 습도, 그리고 비뉴턴 물질인 경우, 변형의 내력(즉, 시간 또는 변형 내력 의존관계)같은 가공의 조건들을 제한 없이 포함한다. 어떤 물질들은 변형 경화할 수 있는데, 즉 이들의 신장 점도는 변형이 증가할 때 증가한다. 이것은 얽혀진 중합체 네트워크의 확장 때문으로 판단된다. 만일 압력이 물질로부터 제거되면, 확장된 얽혀진 중합체 네트워크는 보다 낮은 변형을 위하여 이완되며, 온도, 중합체 분자량, 용매 또는 가소제 농도 그리고 다른 요인들의 함수인 이완 시간 상수에 따라 달라진다.Many factors can affect the flow behavior (including elongational viscosity) of the starch composition. These factors include the type and amount of polymerization components used, the molecular weight and molecular weight distribution of the components, including starches and high molecular weight polymers, the type and amount of additives (such as plasticizers, diluents, processing aids), and the type of processing (melting). Eruption or electron emission) and temperature, pressure, strain rate and relative humidity, and, in the case of non-Newtonian materials, include, without limitation, processing conditions such as the strength of deformation (ie, time or strain strength dependence). Some materials can be strain cured, ie their extensional viscosity increases as the strain increases. This is believed to be due to the expansion of the entangled polymer network. If the pressure is removed from the material, the expanded entangled polymer network relaxes for lower strain and depends on the relaxation time constant which is a function of temperature, polymer molecular weight, solvent or plasticizer concentration and other factors.

고분자량 중합체의 존재와 성질은 전분 조성물의 신장 점도에 큰 효과를 가질 수 있다. 본 발명에서 사용되는 전분 조성물의 용융 신장력을 강화하기 위하여 사용할 수 있는 고분자량 중합체는 보통 고분자량, 실질적으로 선형 중합체이다. 더욱이, 전분과 실질적으로 양립할 수 있는 고분자량 중합체는 전분 조성물의 용융 신장력을 강화하는데 있어서 가장 효과적이다.The presence and nature of the high molecular weight polymer can have a great effect on the elongational viscosity of the starch composition. High molecular weight polymers that can be used to enhance the melt extension of the starch compositions used in the present invention are usually high molecular weight, substantially linear polymers. Moreover, high molecular weight polymers that are substantially compatible with starch are most effective in enhancing the melt elongation of the starch composition.

용융 신장 가공을 위해 유용한 전분 조성물은 보통, 선택된 고분자량 중합체가 조성물에 첨가되는 경우, 적어도 10 의 계수에 의해 증가된 이들의 신장 점도를 가진다. 보통, 본 발명에 따른 전분 조성물은 약 10에서 약 500 까지의, 정확하게는 20에서 300까지의, 보다 정확하게는 30에서 100까지의 계수의 신장 점도에서 증가를 보인다. 고분자량 중합체의 레벨이 높아질수록 신장 점도의 증가는 더 커진다. 고분자량 중합체는, 6 의 헨키 변형(Hencky strain)에서 200 에서 2000까지의 값으로 신장 점도를 조정하기 위하여 첨가될 수 있다. 예를 들어, 0.001%에서 0.1%까지의 레벨에서 백만 또는 천오백만까지의 분자량을 가지는 폴리아크릴아미드가 전분 조성물을 구성하기 위하여 첨가될 수 있다.Starch compositions useful for melt extension processing usually have their elongational viscosity increased by a coefficient of at least 10 when a selected high molecular weight polymer is added to the composition. Usually, the starch composition according to the present invention shows an increase in the elongational viscosity of the coefficient from about 10 to about 500, more precisely 20 to 300, more precisely 30 to 100. The higher the level of the high molecular weight polymer, the greater the increase in extensional viscosity. High molecular weight polymers can be added to adjust the elongation viscosity to a value from 200 to 2000 in a Hencky strain of 6. For example, polyacrylamides having molecular weights of up to one million or fifteen million at levels from 0.001% to 0.1% may be added to make up the starch composition.

사용되는 전분의 타입과 레벨은 또한 전분 조성물의 신장 점도에 영향력을 가진다. 일반적으로, 전분의 아밀로오스 성분이 감소함에 따라, 신장 점도는 증가한다. 또한 일반적으로 상기 범위 안에서 녹말 분자량이 증가함에 따라, 신장 점도는 증가한다. 결국, 일반적으로, 조성물에서의 녹말 레벨이 증가함에 따라, 신장 점도는 증가한다. (역으로, 보통 조성물의 첨가제의 레벨이 증가함에 따라, 신장 점도는 감소한다.)The type and level of starch used also influences the elongational viscosity of the starch composition. In general, as the amylose component of starch decreases, the elongational viscosity increases. Also generally as the starch molecular weight increases within this range, the elongational viscosity increases. As a result, in general, as the starch level in the composition increases, the elongational viscosity increases. (Inversely, as the level of additives in the composition increases, the elongational viscosity decreases.)

전분 조성물의 온도는 전분 조성물의 신장 점도에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 발명의 목적을 위하여, 전분 조성물의 온도를 조절하는 모든 종래의 수단이, 만일 사용된 특별한 가공에 적합하다면, 사용될 수 있다. 예를 들어, 전분 필라멘트가 다이를 통해 압출 성형으로 생산되는 실시예에 있어서, 다이 온도는 압출 성형된 전분 조성물의 신장 점도에 커다란 영향력을 가질 수 있다. 보통, 전분 조성물의 온도가 상승함에 따라, 전분 조성물의 신장 점도는 감소한다. 전분 조성물의 온도는 약 20℃ 에서 약 180℃ , 정확하게는 약 20℃에서 약 90℃까지, 보다 더 정확하게는 약 50℃에서 약 80℃까지 측정될 수 있다. 전분 조성물에서 고체의 존재나 부재는 요구되는 온도에 영향을 미칠 수 있는 것으로 판단된다.The temperature of the starch composition can greatly affect the elongational viscosity of the starch composition. For the purposes of the present invention, all conventional means of controlling the temperature of the starch composition can be used if suitable for the particular processing used. For example, in embodiments where starch filaments are produced by extrusion through a die, the die temperature can have a significant impact on the elongational viscosity of the extruded starch composition. Usually, as the temperature of the starch composition rises, the elongational viscosity of the starch composition decreases. The temperature of the starch composition may be measured from about 20 ° C. to about 180 ° C., precisely from about 20 ° C. to about 90 ° C., and more precisely from about 50 ° C. to about 80 ° C. It is believed that the presence or absence of a solid in the starch composition can affect the required temperature.

트라우톤 비율(Tr, Trouton ratio)은 신장 흐름 작용을 표현하기 위하여 사용될 수 있다. 트라우톤 비율은 신장 점도(ηe)와 전단 점도(ηs) 사이의 비율로서 규정된다.Trouton ratio (Tr) can be used to express the renal flow action. The trauton ratio is defined as the ratio between the elongational viscosity (η e ) and the shear viscosity (η s ).

Tr=ηe(ε˙ , t)/ηs,Tr = η e (ε˙, t) / η s ,

여기서, 신장 점도(ηe) 는 변형 비율(ε˙ )과 시간(t)에 따라 달라진다. 뉴톤식 유동체에 있어서, 단일축 신장 트루톤 비율은 3의 상수 값을 가진다. 여기서의 전분 조성물 같은 비뉴톤식 유동체에 있어서, 신장 점도는 변형 비율(ε˙ )과 시간(t)에 따라 달라진다. 또한 용융 가공 가능한 본 발명에 따른 조성물은 보통 적어도 약 3의 트루톤 비율을 가진다. 보통, 트루톤 비율은, 6 의 헨키 변형에서 700s-1의 신장 비율과 가공 온도에서 측정될 때, 약 10에서 약 5,000까지, 정확하게는 약 20에서 약 1,000 까지, 보다 더 정확하게는 약 30에서 약 500까지 측정된다.Here, the elongation viscosity η e depends on the strain ratio ε˙ and the time t. For Newtonian fluids, the uniaxial stretched Truton ratio has a constant value of three. In non-Newtonian fluids such as the starch compositions herein, the elongational viscosity depends on the strain rate (ε˙) and time (t). In addition, melt processable compositions according to the invention usually have a toluton ratio of at least about 3. Normally, the tonnage ratio is from about 10 to about 5,000, more precisely from about 20 to about 1,000, more precisely from about 30 to about when measured at an elongation rate of 700 s −1 and a processing temperature at a Henkie strain of 6 It is measured up to 500.

또한 전분 조성물이 압출 성형에 의해 생산되는 실시예에 있어서, 전분 조성물의 모세관 숫자(Ca, capillary number)는, 그것이 압출 성형 다이를 통과할 때, 용융 가공 가능성에 중요하다. 모세관 숫자는 표면 장력에 대한 점성 유동력의 비율을 나타내는 숫자이다. 모세관 다이의 출구 근처에서, 만일 점성력이 표면 장력보다 훨씬 더 크지 않다면, 유동성 섬유는 작은 물방울로 변해버리는데, 이것은 보통 "분무 작용(atomization)"으로 불리는 것이다. 모세관 숫자는 다음의 방정식에 따라 계산된다.Also in embodiments where the starch composition is produced by extrusion molding, the capillary number (Ca) of the starch composition is important to the melt processing potential as it passes through the extrusion die. Capillary numbers are numbers representing the ratio of viscous flow forces to surface tension. Near the outlet of the capillary die, if the viscous force is not much greater than the surface tension, the flowable fiber turns into droplets, commonly referred to as "atomization". Capillary numbers are calculated according to the following equation.

Ca=(ηs· Q)/(π· r2· σ) Ca = (η s · Q) / (π · r 2 · σ)

여기서 ηs 는 3000 s-1의 전단 비율에서 측정된 Pa·s 단위의 전단 전도이고, Q는 m3/s 단위의 모세관 다이를 통하는 용량 측정의 유동체 흐름 비율이고, r은 미터 단위의 모세관 다이의 반지름이고, σ는 미터당 뉴톤 단위의 유동체 표면 장력이다.Where ηs is the shear conduction in Pa · s measured at a shear rate of 3000 s -1 , Q is the flow rate of fluid flow in the capacitive die through the capillary die in m 3 / s, and r is the Radius, and σ is the fluid surface tension in Newtons per meter.

모세관 숫자는 상기 설명된 바와 같이 전단 점도와 관련되기 때문에, 전단 점도에 영향을 주는 동일한 요인에 의해서 그리고 유사한 방식으로 영향을 받는다. 여기서 사용된 바와 같이, 모세관 숫자 또는 표면 장력과 관련된 "고유의(inherent)"란 용어는 외부 요인, 예를 들면, 전기 영역의 존재같은 것에 영향을 받지 않는 전분 조성물의 성질을 가리킨다. "효과적(effective)"이란 용어는 전기 영역 같은 외부 요인에 영향을 받는 전분 조성물의 성질을 나타낸다.Since capillary numbers are related to shear viscosity as described above, they are affected by the same factors affecting shear viscosity and in a similar manner. As used herein, the term "inherent" in terms of capillary number or surface tension refers to the properties of the starch composition that are not affected by external factors, such as the presence of electrical regions. The term "effective" refers to the properties of the starch composition affected by external factors such as the electrical domain.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 용융 가공 가능한 전분 조성물은, 이들이 적어도 0.01의 다이를 통과할 때, 고유한 모세관의 숫자를 가지며, 적어도 1.0의 효과적인 모세관 숫자를 가진다. 정전기가 없는 경우, 이러한 모세관 숫자는 안정성을 위하여 1 보다 더 크며, 형성된 섬유의 강한 안정성을 위하여 바람직하게는 5보다 더 클 필요가 있다. 정전기가 있는 경우, 충전 반발 작용은 표면 장력의 효과를 방해하고, 전기 충전 없이 측정된 고유의 모세관 숫자는 1 보다 더 적을 수 있다. 전위가 섬유에 적용되는 경우, 효과적인 표면 장력은 감소되고, 효과적인 모세관 숫자는 다음 방정식에 근거하여 증가된다. 모세관 숫자가 다양한 형태로 표현될 수 있다고 해도, 물질의 고유한 모세관 숫자를 규정하기 위하여 사용될 수 있는 대표적인 방정식은 다음과 같다.In an embodiment according to the invention, the melt processible starch compositions have a unique number of capillaries when they pass through a die of at least 0.01 and an effective capillary number of at least 1.0. In the absence of static electricity, this capillary number should be greater than 1 for stability and preferably greater than 5 for strong stability of the formed fibers. In the presence of static electricity, the charge repulsion action interferes with the effect of surface tension, and the inherent capillary number measured without electric charge may be less than one. When dislocations are applied to the fiber, the effective surface tension is reduced and the effective capillary number is increased based on the following equation. Although capillary numbers can be expressed in various forms, representative equations that can be used to define the intrinsic capillary number of a material are as follows.

Ca inherent =ηs·v/σ,Ca inherent = η s v / σ,

여기서, Ca inherent 는 고유의 모세관 숫자이며,Where Ca inherent is the unique capillary number,

ηs 는 유동체의 전단 점도이고,η s is the shear viscosity of the fluid,

v 는 유동체의 리니어 점도이고,v is the linear viscosity of the fluid,

σ 는 유동체의 표면 장력이다.σ is the surface tension of the fluid.

이것이 현재의 발명에 관련된다면, 대표적인 시료는 다음과 같은 조성물과 성질들을 가진다.If this relates to the present invention, a representative sample has the following compositions and properties.

조성Furtherance

내셔널 스타치 사의 퓨리티 검(Purity Gum) 59 40.00%National Starch Purity Gum 59 40.00%

탈이온수 59.99%Deionized Water 59.99%

씨텍사의 슈퍼플록(superfloc) N-300 LMW 0.01%Seetec's superfloc N-300 LMW 0.01%

(고분자량 폴리아크릴아미드)(High molecular weight polyacrylamide)

운행온도 120°F120 ° F operating temperature

3000S-1에서 전단 점도 0.1 Pa·sShear viscosity 0.1 Pa · s at 3000S -1

노즐 직경 .0254 cmNozzle Diameter .0254 cm

선형 속도 .236 m/secLinear velocity .236 m / sec

고유 표면 장력 72dynes/cmOriginal surface tension 72dynes / cm

유동체에 정전기 충전 없는 실험에서, 이 물질은 노즐 끝을 통하여 흐르고 작은 물방울을 만들어 중력으로 떨어뜨리게 될 것이다. 시스템의 전위가 증가됨으로서, 물방울들은 크기가 더 작아지고 접지 기계장치를 향하여 가속하기 시작한다. 전위(예시의 경우 25 킬로볼트)가 임계값에 도달한 경우, 물방울은 노즐의 끝에서 더 이상 형성되지 않으며, 작은 연속적 섬유가 노즐 끝으로부터 배출된다. 따라서, 적용된 전위는 이제 모세관 실패 모드를 제거하는 표면 장력을 능가하게 된다. 유효한 모세관 숫자는 이제 1 보다 더 크다. 상기 용액과 설피된 실험 장비를 갖춘 실험실에서 연속적인 섬유를 제조하였다. 이러한 섬유들은 섬유 매트의 형태로 진공 스크린에 수집되었다. 광학 현미경의 사용을 통한 분석에서 지속적이며 3에서 5미크론의 지름을 가지는 섬유를 볼 수 있었다.In experiments without electrostatic charging of the fluid, the material will flow through the nozzle tip and create droplets that will drop into gravity. As the potential of the system is increased, the droplets become smaller in size and begin to accelerate towards the grounding mechanism. When the potential (25 kilovolts in this example) has reached the threshold, droplets no longer form at the tip of the nozzle, and small continuous fibers are ejected from the tip of the nozzle. Thus, the applied potential now surpasses the surface tension to eliminate the capillary failure mode. Valid capillary numbers are now greater than one. Continuous fibers were prepared in a laboratory equipped with the solution and the experimental equipment installed. These fibers were collected on a vacuum screen in the form of a fiber mat. In the analysis through the use of an optical microscope, a fiber with a diameter of 3 to 5 microns was observed.

몇 실시예에서는, 고유의 모세관 숫자는 적어도 1, 보다 정확하게는, 1부터 100까지, 더욱 바람직하게는, 약 3에서 50까지, 보다 바람직하게는 약 5에서 약 30까지일 수 있다.In some embodiments, the intrinsic capillary number may be at least 1, more precisely, from 1 to 100, more preferably from about 3 to 50, more preferably from about 5 to about 30.

여기서의 전분 조성물은 보통 "융점(melting temperature)"과 적어도 동등하거나 더 큰 온도에서 발생하는 유동적 상태에서 가공된다. 따라서 가공 온도 범위는 여기서 상세하게 설명된 시험 방법에 따라 측정된 전분 조성물의 "융점"에 의해 조절된다. 전분 조성물의 융점은 약 20℃에서 약 180℃ 까지, 특히 약 30℃에서 약 130℃ 까지, 보다 바람직하게는 50℃에서 90℃ 까지의 범위이다. 전분 조성물의 융점은 전분의 아밀로오스 함량(더 높은 아밀로오스 함유량이 더 높은 온도를 요구한다), 수분 함량, 가소제 함량, 그리고 가소제의 형태와 관련된다.The starch composition herein is usually processed in a fluid state that occurs at a temperature at least equal to or greater than the "melting temperature". The processing temperature range is thus controlled by the “melting point” of the starch composition measured according to the test methods described in detail herein. The melting point of the starch composition ranges from about 20 ° C. to about 180 ° C., in particular from about 30 ° C. to about 130 ° C., more preferably from 50 ° C. to 90 ° C. The melting point of the starch composition is related to the amylose content (higher amylose content requires higher temperatures), moisture content, plasticizer content, and plasticizer form of the starch.

전분 조성물에 적합한 예시적 단일축 신장 과정은 용융 방사, 용융 취입, 그리고 방적 결합을 포함한다. 이러한 과정은 아키야마 등(Akiyama et al.)의 1977년 12월 27일 등록된 미국 특허 번호 4,064,605, 블랙키 등(Blackie et al.)의 1983년 11월 29일에 등록된 미국 특허 번호 4,418,026, 보우랜드 등(Bourland et al.)의 1989년 8월 8일 등록된 미국 특허 번호 4,855,179, 쿠쿠로 등(Cuculo et al.)의 1990년 3월 20일에 등록된 미국 특허 번호 4,909,976, 제직(Jezic) 의 1992년 9월 8일 등록된 미국 특허 번호 5,145,631, 불러등(Buehler et al.)의 1996년 5월 14일 등록된 미국 특허 번호 5,516,815, 림 등(Rhim et al.)의 1994년 8월 30일 등록된 미국 특허 번호 5,342,335에서 상세하게 설명되고 있다.Exemplary uniaxial stretching processes suitable for starch compositions include melt spinning, melt blowing, and spin bonding. This process is described in US Patent No. 4,064,605, filed December 27, 1977 to Akiyama et al., And US Patent No. 4,418,026, Bowe, registered November 29, 1983 to Blackie et al. U.S. Patent No. 4,855,179, filed August 8, 1989 to Bourland et al., U.S. Patent No. 4,909,976, March 20, 1990 to Cuculo et al. U.S. Patent No. 5,145,631, filed Sep. 8, 1992, by Buehler et al., US Patent No. 5,516,815, filed May 14, 1996, by August 30, 1994, Rhim et al. It is described in detail in one registered US Pat. No. 5,342,335.

도 7, 도 8, 그리고 도 9에서 개략적으로 도시된 것은 본 발명의 가요성 구조물에 적합한 전분 성분을 생산하기 위한 장치(10)이다. 이 장치(10)는 예를 들면, 단일 스크류 또는 이중 스크류의 압출 성형기(extruder), 펌프(positive displacement pump) 또는 이들의 조합을 포함하는 것으로, 해당 기술에서 이미 알려진 것이다. 전분 조성물은 전분 물질의 전체 중량에 대해, 수화 작용의 수분과 첨가된 수분을 더한, 전체 수분 함량을, 약 5%에서 약 80% 까지, 보다 정확하게는 약 10%에서 약 60%의 범위로 가질 수 있다. 전분 물질은 유사 열가소성 용융물을 형성하기 위하여 충분히 높은 온도로 가열된다. 이러한 온도는 보통 형성된 물질의 유리 전이 온도와/또는 용융 온도 보다 더 높다. 본 발명의 유사 열가소성 용융물은 해당 기술 분야에서 잘 알려진 것처럼, 점도에 좌우되는 전단 비율을 가지는 종합 유동체이다. 점도는 증가하는 온도와 마찬가지로 증가하는 전단 비율에 따라 감소한다.Shown schematically in FIGS. 7, 8, and 9 is an apparatus 10 for producing starch components suitable for the flexible structure of the present invention. The device 10 is known in the art to include, for example, a single screw or double screw extruder, a positive displacement pump or a combination thereof. The starch composition may have a total moisture content, ranging from about 5% to about 80%, more precisely from about 10% to about 60%, based on the total weight of the starch material, plus the water of hydration and the added water. Can be. The starch material is heated to a sufficiently high temperature to form a pseudo thermoplastic melt. This temperature is usually higher than the glass transition temperature and / or melting temperature of the formed material. Similar thermoplastic melts of the present invention, as is well known in the art, are synthetic fluids having shear ratios which depend on viscosity. The viscosity decreases with increasing shear rate as well as with increasing temperature.

전분 물질은, 전분 물질을 유사 열가소성 용융물로 전환시키기 위하여 낮은 농도의 물이 있을 때 폐쇄 용량(closed volume)으로 가열될 수 있다. 폐쇄 용량은 압출 성형의 스크류에서 일어나는 것처럼 급송 물질의 밀봉 작업에 의해 생겨나는 폐쇄 용기 또는 용량일 수 있다. 폐쇄 용기 안에서 발생된 압력은, 압출 성형기의 스크류 배럴(screw-barrel)안의 물질의 압착으로 인해 발생되는 압력과 마찬가지로, 수분의 수증기 압력으로 인한 압력을 포함할 것이다.The starch material may be heated to a closed volume when there is a low concentration of water to convert the starch material into a similar thermoplastic melt. The closed volume may be a closed container or a volume produced by the sealing operation of the feeding material as occurs in the screw of the extrusion. The pressure generated in the closed vessel will include the pressure due to the water vapor pressure of the water, as well as the pressure generated due to the compression of the material in the screw-barrel of the extruder.

전분의 평균 분자량의 감소라는 결과를 초래하는, 글리코시드 결합을 전분 대형 분자들로 분할함으로서 분자량을 감소시키는 체인 절단 촉매(chain scission catalyst)는 유사 열가소성 용융물의 점도를 줄이는데 사용될 수 있다. 적합한 촉매로는, 무기산 및 유기산이 포함된다. 적합한 무기산은, NaHSO4또는 NaH2PO4등과 같은 다염기산의 부분염과 마찬가지로, 염산, 유황상, 질산, 인산, 그리고 붕산 등을 포함한다. 적합한 유기산으로는 포름산, 초산, 프로피온산, 부티르산, 젖산, 글리콜 산, 옥살산, 구연산, 타르타르산, 이타콘산, 숙신산, 그리고 다염기산의 부분염을 포함하는, 해당 기술에서 이미 알려진 다른 유기산들을 포함한다. 염산, 황산, 구연산 그리고 이들의 혼합물이 본 발명에서 유효하게 사용될 수 있다.Chain scission catalysts that reduce molecular weight by dividing glycoside bonds into starch large molecules, resulting in a decrease in the average molecular weight of starch, can be used to reduce the viscosity of similar thermoplastic melts. Suitable catalysts include inorganic acids and organic acids. Suitable inorganic acids include hydrochloric acid, sulfur phase, nitric acid, phosphoric acid, boric acid, and the like, like partial salts of polybasic acids such as NaHSO 4 or NaH 2 PO 4 and the like. Suitable organic acids include other organic acids already known in the art, including formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, lactic acid, glycolic acid, oxalic acid, citric acid, tartaric acid, itaconic acid, succinic acid, and partial salts of polybasic acids. Hydrochloric acid, sulfuric acid, citric acid and mixtures thereof can be effectively used in the present invention.

사용되는 비 변형 전분의 분자량 감소는 2에서 5000 까지의 계수, 보다 정확하게는 4에서 4000까지의 계수에 의해서 일 수 있다. 촉매의 농도는 무수 글루코오스 단위 몰당 촉매의 10-6에서 10-2몰까지의, 보다 정확하게는 전분의 무수 글루코오스의 몰당 촉매의 0.1×10-3에서 5×10-3몰 사이의 범위 내에 존재한다.The molecular weight reduction of the unmodified starch used may be by a coefficient from 2 to 5000, more precisely from 4 to 4000. The concentration of the catalyst is in the range from 10 −6 to 10 −2 moles of catalyst per mole of anhydrous glucose, more precisely between 0.1 × 10 −3 to 5 × 10 −3 moles of catalyst per mole of anhydrous glucose of starch. .

도 7에서, 전분 조성물은 본 발명의 가요성 구조물(100)을 만들기 위해 사용되는 전분 필라멘트의 전자 방사 생산을 위한 장치(10)로 공급된다. 이 장치(10)는 안에 전분 조성물(17)을 가지고 있다가 다이 헤드(13)의 제트(14)를 통하여 전분 필라멘트(17a)로 압출 성형되는(화살표 D), 전분 조성물(17)을 받아들이도록(화살표 A) 구조화되고 형태 지어진 하우징(11)으로 구성된다. 고리 모양의 동공(12)은 원하는 온도로 전분 조성물을 가열하는 가열용 유동체를 순화시키기(화살표 B 와 C) 위하여 제공될 수 있다. 전자 가열, 펄스 연소, 수분 증기 가열 등을 사용하는 방법처럼 해당 기술 분야에서 이미 알려져 있는 다른 가열 수단들도 전분 조성물을 가열하는데 사용될 수 있다.In FIG. 7, the starch composition is fed to an apparatus 10 for electrospinning production of starch filaments used to make the flexible structure 100 of the present invention. The device 10 has a starch composition 17 therein so as to receive the starch composition 17, which is extruded into the starch filament 17a (arrow D) through the jet 14 of the die head 13. (Arrow A) It consists of a structured and shaped housing 11. Annular pupil 12 may be provided to purify the heating fluid (arrows B and C) that heat the starch composition to the desired temperature. Other heating means already known in the art, such as methods using electronic heating, pulsed combustion, moisture vapor heating, and the like, can also be used to heat the starch composition.

전기 영역은 직접 전분 용액으로, 예를 들면, 전기적으로 충전된 프로브를 통하여 하우징(11)과/또는 압출 성형 다이(13)로 적용될 수 있다. 만일 필요하다면, 몰딩 부재(200)는 압출 성형된 전분 필라멘트의 전하와는 반대되는 전하로 전기적으로 충전될 수 있다. 또한, 몰딩 부재는 접지될 수 있다. 전기적인 차이는 5kV에서 60kV 까지, 보다 상세하게는 20kV에서 40kV 까지 일수 있다.The electrical zone can be applied directly to the housing 11 and / or the extrusion die 13 via a starch solution, for example via an electrically filled probe. If necessary, the molding member 200 may be electrically charged with a charge opposite to that of the extruded starch filament. In addition, the molding member may be grounded. The electrical difference can be from 5kV to 60kV, more specifically from 20kV to 40kV.

압출 성형된 다수의 전분 필라멘트들은 장치(10)로부터 일정 거리에서 기계방향(machine direction, MD)으로 운행하는 몰딩 부재(200)에 놓여질 수 있다. 이 거리는 전분 필라멘트가 연장되고, 건조되고, 동시에 제트 노즐(14)을 빠져나가는전분 필라멘트와 몰딩 부재(200) 사이에 차별적인 전하를 유지하도록 해 줄 만큼 충분히 멀어야 한다. 이런 목적을 위하여, 건조 공기의 유출은 전분 필라멘트가 비스듬히 돌아갈 수 있도록 전분 필라멘트에 적용될 수 있다. 이것은 제트 노즐(14)과 몰딩 부재(200)사이에 차별적인 전하를 유지시킬 목적으로 이들 사이에 최소한의 거리를 유지하도록 해 주며, 동시에 섬유를 효과적으로 건조시킬 목적으로 노즐과 몰딩 부재(200) 사이에 섬유 일부의 길이를 최대화시키도록 해 준다. 이러한 배치에서, 몰딩 부재(200)는 섬유가 제트노즐(14)을 빠져나올 때(도 7의 화살표 D), 섬유의 방향과 관련하여 비스듬히 놓여질 수 있다.The plurality of extruded starch filaments may be placed in a molding member 200 running in the machine direction (MD) at a distance from the device 10. This distance should be far enough to allow the starch filament to extend, dry, and at the same time maintain a differential charge between the starch filament and the molding member 200 exiting the jet nozzle 14. For this purpose, the outflow of dry air can be applied to the starch filament so that the starch filament can run at an angle. This allows to maintain a minimum distance between them for the purpose of maintaining differential charges between the jet nozzle 14 and the molding member 200 and at the same time between the nozzle and the molding member 200 for the purpose of effectively drying the fibers. To maximize the length of some of the fibers. In this arrangement, the molding member 200 may be placed at an angle with respect to the direction of the fiber when the fiber exits the jet nozzle 14 (arrow D in FIG. 7).

선택적으로 감쇄 공기는 전분 필라멘트가 몰딩 부재(200)에 놓여지기 전에 전분 필라멘트를 가늘어지게 하거나, 또는 신장시키기 위해 신장력을 제공하도록 전기력과 함께 사용될 수 있다. 도 7a는 감쇄 공기에 대해, 제트 노즐(14)을 둘러싸고 있는 하나의 고리 모양 구멍(15)과, 제트 노즐(14) 주위에 균등한 120°간격으로 세 개의 다른 구멍(16)과 함께 제공되는 다이 헤드의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 물론 감쇄 공기의 다른 배치도, 해당 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 본 발명에서 사용될 수 있다.Optionally, dampening air can be used with the electrical force to provide stretching force to taper or stretch the starch filament before the starch filament is placed on the molding member 200. FIG. 7A shows one annular bore 15 surrounding the jet nozzle 14 with three different holes 16 evenly spaced around the jet nozzle 14 for damping air. An exemplary embodiment of a die head is schematically shown. Of course, other arrangements of attenuated air may be used in the present invention, as is known in the art.

본 발명에 따르면, 전분 필라멘트는 약 0.01 dtex에서 약 135 dtex 까지, 특히 약 0.02 dtex에서 약 30 dtex까지, 보다 바람직하게는 약 0.02 dtex에서 약 5dtex까지 측정되는 크기를 가질 수 있다. 전분 필라멘트는 원형, 타원형, 장방형, 삼각형, 육각형, 십자가모양, 별모양, 불규칙형태, 그리고 이들의 어떤 조합형을 포함하는, 하지만 이들에만 한정되지 않는 다양한 단면을 가질 수 있다. 당업자는이러한 형태의 다양함이 전분 필라멘트를 생산하기 위하여 사용되는 다이 노즐의 다른 형태에 의하여 형성될 수 있음을 알 수 있을 것이다.According to the present invention, the starch filament may have a size measured from about 0.01 dtex to about 135 dtex, in particular from about 0.02 dtex to about 30 dtex, more preferably from about 0.02 dtex to about 5 dtex. Starch filaments can have a variety of cross-sections, including but not limited to round, oval, rectangular, triangular, hexagonal, cross-shaped, star-shaped, irregular, and any combination thereof. Those skilled in the art will appreciate that this variety of forms may be formed by other forms of die nozzles used to produce starch filaments.

도 10a 는 전분 필라멘트의 가능한 단면 영역을 제한 없이 도시한다. 전분 필라멘트의 단면 영역은 전분 필라멘트의 주축과 직각을 이루는 영역으로, 단면 평면 안에서 전분 필라멘트의 외부 표면에 의하여 형성되는 경계선(주변)에 의해 윤곽 지어진다. 전분 필라멘트의 표면 영역이(길이의 단위 또는 이것의 중량 당) 커질수록 전분 필라멘트를 포함하는 가요성 구조물(100)의 불투명도가 커지는 것으로 인정된다. 따라서, 전분 필라멘트의 균등한 지름이 커짐에 따라 전분 필라멘트의 표면 영역이 최대화되는 것은 본 발명의 결과적인 가요성 구조물(100)의 불투명도를 증가시키기 위해 유익할 수 있다. 전분 필라멘트의 균등한 지름을 커지게 하는 한가지 방법은 원형이 아닌, 다층 표면의 단면 형태를 가지는 전분 필라멘트를 만드는 것이다.10A shows without limitation the possible cross-sectional area of the starch filament. The cross-sectional area of the starch filament is an area perpendicular to the main axis of the starch filament and is outlined by a boundary line (peripheral) formed by the outer surface of the starch filament in the cross-sectional plane. It is recognized that as the surface area of the starch filament (per unit of length or its weight) increases, the opacity of the flexible structure 100 comprising the starch filament increases. Thus, maximizing the surface area of the starch filament as the even diameter of the starch filament increases may be beneficial to increase the opacity of the resulting flexible structure 100 of the present invention. One way to increase the uniform diameter of starch filaments is to make starch filaments that have a cross-sectional shape of a multi-layered surface that is not circular.

게다가, 전분 필라멘트는 섬유의 길이 전체 또는 일부를 통해 균일한 두께와/또는 단면 영역을 가질 필요는 없다. 예를 들어, 도 10은 길이를 따라 다른 단면 영역을 가지는 전분 필라멘트의 단편을 개략적으로 도시한다. 이러한 다른 단면 영역은 예를 들어 다이 내부 압력을 다양하게 함으로서, 또는 용융 분출 가공 또는 용융 분출 가공과 전자 방사 가공의 조합에서 감쇄 공기 또는 건조 공기의 성질들(속도, 방향 같은)중 하나를 변화시킴으로 형성된다.In addition, the starch filaments need not have a uniform thickness and / or cross-sectional area through all or part of the length of the fiber. For example, FIG. 10 schematically shows a fragment of starch filament having different cross-sectional areas along its length. This other cross-sectional area can be varied, for example, by varying the pressure inside the die, or by changing one of the properties (such as velocity, direction) of attenuated air or dry air in melt blowing or a combination of melt blowing and electrospinning. Is formed.

어떤 전분 필라멘트들은 섬유의 길이 또는 그 일부를 따라 특정 간격으로 분사된 "노치(notches)"를 가질 수 있다. 섬유 길이에 따른 전분 필라멘트의 단면 영역의 이러한 다양함은 섬유의 유동성을 촉진하고, 만들어진 가요성 구조물(100)에서 서로 얽히는 섬유의 능력을 향상시키고, 결과적으로 만들어진 가요성 구조물(100)의 부드러움과 유동성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 노치 또는 전분 필라멘트에서의 다른 유효한 불규칙함은, 아래 설명된 바와 같이, 날카로운 가장자리 또는 돌출부를 가지는 표면과 전분 필라멘트를 접촉시킴으로서 형성될 수 있다.Some starch filaments may have "notches" injected at certain intervals along the length or portion of the fiber. This variation of the cross-sectional area of the starch filament along the fiber length promotes the fluidity of the fibers, improves the ability of the fibers to intertwine in the resulting flexible structure 100, and the resulting softness of the flexible structure 100 It is believed to have a positive effect on liquidity. Other effective irregularities in notches or starch filaments can be formed by contacting the starch filaments with a surface having sharp edges or protrusions, as described below.

가공의 다음 단계는 몰딩 부재(200)를 제공하는 것이다. 몰딩 부재(200)는 패턴화된 원통(도시 안됨), 또는 벨트나 밴드처럼, 다른 패턴을 형성하는 부재를 포함한다. 몰딩 부재(200)는 섬유 접촉면(201)과 이 섬유 접촉면(201)과 마주보는 배후면(202)으로 구성된다. 차별적인 유동체 압력(예를 들면, 벨트 아래 또는 드럼 내부에 존재할 수 있는 진공 압력)은 만들어지는 가요성 구조물내에 구별되는 영역들을 형성하기 위하여 전분 필라멘트를 몰딩 부재의 패턴에 따라 형성할 수 있다.The next step in the processing is to provide the molding member 200. Molding member 200 includes a patterned cylinder (not shown), or a member that forms another pattern, such as a belt or band. The molding member 200 is composed of a fiber contact surface 201 and a rear surface 202 facing the fiber contact surface 201. Differential fluid pressures (eg, vacuum pressures that may be present under the belt or inside the drum) may form starch filaments according to the pattern of the molding member to form distinct areas within the flexible structure that is made.

본 발명의 구조물(100)을 만드는 가공의 과정에서, 전분 필라멘트는 섬유 접촉면(201)에 놓여진다. 이차면(202)은 보통, 특별한 가공을 위해 필요한 지지 롤러, 가이드 롤러, 진공 장치 등의 설비와 접촉된다. 섬유 접촉면(201)은 돌출부와/또는 함몰부의 삼차원적 패턴을 포함한다. 보통(필연적은 아니더라도), 이러한 패턴은 멋대로는 아니지만 반복적이다. 섬유 접촉면(201)의 삼차원적 패턴은 실질적으로 연속적인 패턴(도 4), 실질적으로 어느 정도 연속적인 패턴(도 5), 다수의 불연속 돌출부(도 5)를 포함하는 패턴 또는 이들의 어떤 조합을 포함할 수 있다. 다수의 전분 필라멘트가 몰딩 부재(200)의 섬유 접촉면(201)에 놓여질 때, 다수의 유동성 전분 필라멘트는 적어도 부분적으로는 몰딩 부재(200)의 몰딩 패턴을 따른다.In the process of making the structure 100 of the present invention, the starch filament is placed on the fiber contact surface 201. Secondary surface 202 is usually in contact with facilities such as support rollers, guide rollers, vacuum devices, etc., which are necessary for a particular machining. The fiber contact surface 201 includes a three-dimensional pattern of protrusions and / or depressions. Usually (but not necessarily), these patterns are not random but repetitive. The three-dimensional pattern of the fiber contact surface 201 may comprise a substantially continuous pattern (FIG. 4), a substantially continuous pattern (FIG. 5), a pattern comprising a plurality of discrete protrusions (FIG. 5), or some combination thereof. It may include. When a plurality of starch filaments are placed on the fiber contact surface 201 of the molding member 200, the plurality of flowable starch filaments at least partially follow the molding pattern of the molding member 200.

몰딩 부재(200)는, 이것이 기준 X-Y 평면에 놓여질 때, 거시적으로 단일 평면인 벨트 또는 밴드를 포함하는데, 여기서 Z 방향은 X-Y 평면과 직각이다. 유사하게, 가요성 구조물(100)은, X-Y 평면과 평행한 평면에 놓이는 거시적으로 단일 평면으로 생각될 수 있다. X-Y평면과 직각인 Z 방향은 가요성 구조물(100)의 측경 또는 두께가 연장하는, 또는 몰딩 부재(200) 또는 가요성 구조물(100)의 구별되는 영역들의 높이가 연장하는 방향이다.The molding member 200 includes a belt or band that is macroscopically single plane when it is placed in the reference X-Y plane, where the Z direction is perpendicular to the X-Y plane. Similarly, flexible structure 100 can be thought of as a macroscopic single plane that lies in a plane parallel to the X-Y plane. The Z direction perpendicular to the X-Y plane is the direction in which the side diameter or thickness of the flexible structure 100 extends, or the height of the distinct regions of the molding member 200 or the flexible structure 100 extends.

만일 필요하다면, 벨트를 포함하는 몰딩 부재(200)는 압박 벨트로 실행될 수 있다. 본 발명에 따라 사용하기 적합한 압박 벨트는 판(Phan)의 1996년 8월 27일 등록된 미국 특허 번호 5,549,790, 트로칸 등(Trokhan et al.)의 1996년 9월 17일 등록된 미국 특허 번호 5,556,509, 암플스키 등(Ampulski et al.)의 1996년 12월 3일 등록된 미국 특허 번호 5,580,423, 판(Phan)의 1997년 3월 11일 등록된 미국 특허 번호 5,609,725, 트로칸 등(Trokhan et al.)의 1997년 5월 13일 등록된 미국 특허 번호 5,629,052, 암플스키 등(Ampulski et al.)의 1997년 12월 2일 등록된 미국 특허 번호 5,693,187, 트로칸 등(Trokhan et al.)의 1998년 1월 20일 등록된 미국 특허 번호 5,709,775, 암플스키 등(Ampulski et al.)의 1998년 7월 7일 등록된 미국 특허 번호 5,776,307, 암플스키 등(Ampulski et al.)의 1998년 8월 18일 등록된 미국 특허 번호 5,795,440, 판(phan)의 1998년 9월 29일 등록된 미국 특허 번호 5,814,190, 트로칸 등(Trokhan et al.)의 1998년 10월 6일에 등록된 미국 특허 번호 5,817,377, 암플스키 등(Ampulski et al.)의 1998년 12월 8일 등록된 미국 특허번호 5,846,379, 암플스키 등(Ampulski et al.)의 1999년 1월 5일 등록된 미국 특허 번호 5,855,739, 그리고 암플스키 등(Ampulski et al.)의 1999년 1월 19일 등록된 미국 특허 번호 5,861,082 등의 내용에 따라 만들어 질 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 몰딩 부재(200)는 카메론(Cameron)의 1996년 10월 29일 등록된 미국 특허 번호 5,569,358 의 개시 내용에 따라 압박 벨트로서 실행될 수 있다.If necessary, the molding member 200 including the belt may be implemented with a compression belt. Compression belts suitable for use in accordance with the present invention are described in US Pat. No. 5,549,790, issued August 27, 1996 to Phan, US Patent No. 5,556,509, registered September 17, 1996 to Trokhan et al. , US Patent No. 5,580,423, filed December 3, 1996 to Ampulski et al., US Pat. No. 5,609,725, March 11, 1997, Trokhan et al. US Patent No. 5,629,052, registered on May 13, 1997, Ampulski et al., US Patent No. 5,693,187, issued December 2, 1997, to Trokhan et al. July 7, 1998, US Patent No. 5,709,775, Ampulski et al., Registered January 20, 1998, August 18, 1998, US Patent No. 5,776,307, Ampulski et al. United States Patent No. 5,795,440, phan, September 29, 1998 Registered US Patent No. 5,814,190, Trokhan et al. US Patent No. 5,817,377, Ampulski et al., Registered on December 6, 1998, US Patent No. 5,846,379, registered on January 5, 1999, Ampulski et al. US Patent No. 5,855,739, and US Patent No. 5,861,082, registered January 19, 1999 to Ampulski et al., And the like. In another embodiment, the molding member 200 may be implemented as a compression belt in accordance with the disclosure of US Patent No. 5,569,358, filed October 29, 1996 by Cameron.

몰딩 부재(200)의 원칙적인 실시예는 강화 장치(250)에 결합되는 수지 조직(210)으로 구성된다. 수지 조직(210)은 특정의 미리 선택된 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4는 실질적으로 다수의 구멍(220)을 가지는 실질적으로 연속적인 구조물(210)을 보여준다. 어떤 실시예에서는, 강화 장치(250)가 실질적으로 유동체 투과성일 수 있다. 유동체 투과성 강화 장치(250)는 짜여진 스크린, 또는 구멍난 구성요소, 펠트 또는 이들의 어떤 조합들을 포함할 수 있다. 몰딩 부재(200)에 구멍(220)과 함께 맞추어진 강화 장치(250)의 부분들은 전분 필라멘트가 몰딩 부재(200)를 통하여 지나가지 않도록 방지하며, 생성되는 가요성 구조물(100)에서 핀홀의 발생을 줄인다. 만일 강화 장치에 짜여진 직물을 사용하고 싶지 않다면, 다수의 홀을 가지는 비직조 성분, 스크린, 네트, 프레스 펠트 또는 플레이트 또는 필름이 구조물(210)을 위한 적절한 지지와 강도를 제공할 수 있다. 적합한 강화 장치(250)는 스텔제스 등(Stelljes et al.)의 1996년 3월 5일 등록된 미국 특허 번호 5,496,624, 트로칸 등(Trokhan et al.)의 1996년 3월 19일 등록된 미국 특허번호 5,500,277, 그리고 트로칸 등(Trokhan et al.)의 1996년 10월 22일에 등록된 미국 특허 번호 5,566,724 에 따라서 만들어 질 수 있다. 유동체 투과성 강화 장치(250)의 다양한 형태들은 미국 특허 번호 5,275,700 과 5,954,097에 설명되어 있다. 강화 장치(250)는 펠트를 포함할 수 있는데, 전통적인 종이 제조에 사용되는 "압력 펠트(press felt)"일 수 있다. 구조물(210)은 강화 장치(250)에 적용될 수 있는데, 이것은 1996년 8월 27일 등록된 미국특허 번호 5,549,790, 1996년 9월 17일 등록된 미국 특허 번호 5,556,509, 1996년 12월 3일 등록된 미국 특허 5,580,423, 1997년 3월 11일 등록된 미국 특허 5,609,725, 1997년 5월 13일 등록된 미국 특허 5,629,052, 1997년 6월 10일 등록된 미국 특허 5,637,194, 1997년 10월 등록된 미국 특허 5,674,663, 1997년 12월 2일 등록된 미국 특허 5,693,187, 1998년 1월 20일 등록된 미국 특허 5,709,775, 1998년 8월 18일 등록된 미국 특허 5,795,440, 1998년 12월 8일 5,846,379에 나타나 있다.The principle embodiment of the molding member 200 consists of a resinous tissue 210 that is bonded to the reinforcing device 250. The resinous tissue 210 may have a particular preselected pattern. For example, FIG. 4 shows a substantially continuous structure 210 having substantially a plurality of holes 220. In some embodiments, the reinforcement device 250 may be substantially fluid permeable. Fluid permeation enhancement device 250 may comprise a woven screen, or perforated component, felt, or any combination thereof. Portions of the reinforcement device 250 fitted with the holes 220 in the molding member 200 prevent starch filaments from passing through the molding member 200 and the generation of pinholes in the resulting flexible structure 100. Reduce If you do not want to use a woven fabric in the reinforcement device, a nonwoven component, screen, net, press felt or plate or film with multiple holes may provide adequate support and strength for the structure 210. Suitable reinforcing device 250 is described in US patent no. 5,496,624, filed March 5, 1996 to Stetelljes et al., US patent registered March 19, 1996 to Trokhan et al. No. 5,500,277, and US Pat. No. 5,566,724, filed Oct. 22, 1996, to Trokhan et al. Various forms of fluid permeation enhancement device 250 are described in US Pat. Nos. 5,275,700 and 5,954,097. The reinforcement device 250 may comprise a felt, which may be a "press felt" used in traditional paper making. The structure 210 can be applied to the reinforcement device 250, which is US Patent No. 5,549,790, registered August 27, 1996, US Patent No. 5,556,509, registered September 17, 1996, December 3, 1996. U.S. Patent 5,580,423, U.S. Patent 5,609,725, filed Mar. 11, 1997, U.S. Patent 5,629,052, filed May 13, 1997, U.S. Patent 5,637,194, filed June 10, 1997, U.S. Patent 5,674,663, US Patent 5,693,187, filed December 2, 1997, US Patent 5,709,775, registered January 20, 1998, US Patent 5,795,440, registered August 18, 1998, 5,846,379 December 8, 1998.

또한, 강화 장치(250)는 유동체 불투과성일 수 있다. 불투과성 강화 장치(250)는 본 발명의 몰딩 부재(200)의 구조물(210)을 만들기 위하여 사용되는 물질, 플라스틱 물질, 금속, 다른 적합한 자연물질 또는 합성물질, 또는 이들이 어떤 조합들과 동일하거나 다른 중합체 수지물질을 포함할 수 있다. 유동체 불투과성 강화 장치(250)는 몰딩 부재(200)를 전체로서 또한 불투과성이게 할것이다. 강화 장치(250)는 부분적으로 유동체 투과성이고 부분적으로 유동체 불투과성일 수도 있다. 이것은, 강화 장치(250)의 어떤 부분들은 유동체 투과성이지만, 반면 강화 장치(250)의 또 다른 부분들은 유동체 불투과성일 수 있음을 말한다. 몰딩 부재(200)는 전체로서 유동체 투과성일 수 있고, 유동체 불투과성일 수 있으며, 또는 부분적으로 유동체 투과성일 수 있다. 부분적으로 유동체 투과성의 몰딩 부재(200)에 있어서, 몰딩 부재(200)의 거시적 영역, 또는 영역들의 부분, 또는 부분들만이 유동체 투과성이다.In addition, the reinforcement device 250 may be fluid impermeable. Impermeable reinforcement device 250 is the same or different from the material, plastic material, metal, other suitable natural or synthetic material, or any combination thereof used to make structure 210 of molding member 200 of the present invention. It may include a polymeric resin material. The fluid impermeable strengthening apparatus 250 will make the molding member 200 impermeable as a whole. The reinforcement device 250 may be partially fluid permeable and partially fluid impermeable. This means that some parts of the reinforcement device 250 may be fluid permeable, while other parts of the reinforcement device 250 may be fluid impermeable. The molding member 200 may be fluid permeable, fluid impermeable, or partially fluid permeable, as a whole. In partly fluid permeable molding member 200, only the macroscopic region, or portion, or portions of the regions of molding member 200 is fluid permeable.

필요하다면, 쟈카드 직조(Jacquard weave)를 포함하는 강화 장치(250)가 사용될 수 있다. 쟈카드 직조를 가지는 예시적 벨트는 1995년 7월 4일 등록된 미국 특허 5,429,686, 1997년 9월 30일 등록된 미국 특허 5,672,248, 1998년 5월 5일 등록된 미국 특허 5,746,887, 2000년1월 25일 등록된 미국특허 6,017,417에서 찾아볼 수 있으며, 이러한 참고 자료들은 재카드 직조의 원칙적인 구성을 보여주기 위한 목적으로 인용되었다. 본 발명은 쟈카드 직조 패턴을 가지는 섬유 접촉면(201)을 포함하는 몰딩 부재(200)를 포함한다. 이러한 쟈카드 직조 패턴은 형성 부재(500), 몰딩 부재(200), 압박 표면 등으로 사용될 수 있다. 쟈카드 직조는, 양키(Yankee) 건조 드럼에 이전됨으로 보통 발생되는 것처럼, 구조물이 단편으로 눌리거나 압착되는 것을 원하지 않을 경우 특히 유용하다.If necessary, a reinforcement device 250 including a Jacquard weave can be used. Exemplary belts with jacquard weave are disclosed in U.S. Patent 5,429,686, filed Jul. 4, 1995, U.S. Patent 5,672,248, filed September 30, 1997, U.S. Patent 5,746,887, January 25, 2000 In the registered US Patent 6,017,417, these references are cited for the purpose of demonstrating the principle construction of recard weaving. The present invention includes a molding member 200 comprising a fiber contact surface 201 having a jacquard weave pattern. The jacquard woven pattern may be used as the forming member 500, the molding member 200, the pressing surface, or the like. Jacquard weaving is particularly useful if you do not want the structure to be pressed or squeezed into pieces, as is usually caused by transferring to a Yankee drying drum.

본 발명에 따르면, 몰딩 부재(200)의 하나, 몇 개 또는 모든 구멍(200)은 "가려져"있거나 또는 "닫혀" 있을 수 있으며, 이것은 1999년 10월 26일 등록된 미국 특허 5,972,813 에 설명되어있다. 상기 인용 특허에서 설명되어 있는 바와 같이, 폴리우레탄 발포체, 탄성고무, 실리콘은 구멍(220)을 유동체 불투과성으로 만드는데 사용될 수 있다.According to the present invention, one, several or all of the holes 200 of the molding member 200 may be "hidden" or "closed", as described in US Patent 5,972,813, filed October 26, 1999. . As described in the cited patents above, polyurethane foams, elastomers, silicones can be used to make the holes 220 fluid impermeable.

도 6에서 도시된 몰딩 부재(200)의 실시예는 다수의 베이스 부분(211)으로부 (보통 횡으로)연장된 다수의 부유 부분(219)포함한다. 부유 부분(219)은, 도 3과 관련하여 앞서 설명된 바와 같이, 본 발명의 전분 필라멘트가 캔틸레버 부분(129)을 형성하도록 편향될 수 있는 빈공간(215)을 형성하기 위하여 강화 장치(250)로부터 높아진다. 부유 부분(219)을 포함하는 몰딩 부재(200)는 서로 마주보는(도6) 형태로 함께 연결된 적어도 두 개 층(211, 212)에 의해 형성되는 다층 구조를 포함할 수 있다. 각각의 층은 참고로 인용된 상기의 몇 가지 특허 중 하나와 유사한 구조를 가질 수 있다. 각각의 층(211, 212)은 바닥 표면과 상부 표면 사이에 뻗어있는 적어도 하나의 구멍(220, 도 4, 도 4a)을 가질 수 있다. 결합된 층들은, 한 층의 한 구멍이 다른 층의 조직 부분과 함께, (몰딩 부재(200)의 일반 평면과 직각의 방향으로) 겹쳐지는 식으로 놓여지며, 이러한 부분은 상기의 부유 부분(219)을 형성한다.The embodiment of the molding member 200 shown in FIG. 6 includes a plurality of floating portions 219 extended (usually laterally) to a plurality of base portions 211. Floating portion 219 is a reinforcing device 250 to form a void 215 into which the starch filaments of the present invention can be deflected to form cantilever portion 129, as described above in connection with FIG. Rises from The molding member 200 including the floating portion 219 may comprise a multilayer structure formed by at least two layers 211 and 212 connected together in the form of facing each other (FIG. 6). Each layer may have a structure similar to one of several of the above patents incorporated by reference. Each layer 211, 212 may have at least one hole 220 (FIG. 4, FIG. 4A) extending between the bottom surface and the top surface. The joined layers are laid in such a way that one hole of one layer overlaps (in a direction perpendicular to the general plane of the molding member 200) together with the tissue portion of the other layer, and this portion is the floating portion 219 above. ).

다수의 부유 부분들을 포함하는 몰딩 부재의 또 다른 실시예는, 투명 영역들과 불투명 영역들을 포함하는 마스크를 통하여, 감광성 수지 층의 차별적 경화 가공에 의해, 또는 다른 경화 가능 물질에 의해 만들어질 수 있다. 불투명 영역들은 차별적인 불투명성을 가지는 영역들을 포함하는데, 이를 테면, 상대적으로 높은 불투명성(검정 같은 불투명성)을 가지는 영역들과 상대적으로 낮은 부분적 불투명성(즉, 약간의 투명성)을 가지는 영역들을 포함한다.Another embodiment of a molding member comprising a plurality of floating portions can be made by differential curing of the photosensitive resin layer, or by another curable material, through a mask comprising transparent and opaque regions. . Opaque areas include areas with differential opacity, such as areas with relatively high opacity (opaque like black) and areas with relatively low partial opacity (ie, some transparency).

필라멘트 수용측과 마주보는 이차측을 가지는 경화 가능한 층이, 코팅의 필라멘트 수용측에 인접한 마스크를 통하여 경화 방사에 노출되어있는 경우, 마스크의 불투명 영역들은 코팅의 전체 두께를 통해 코팅의 일차 영역의 경화를 막기 위하여 코팅의 일차 영역을 경화 방사로부터 보호한다. 마스크의 부분적 불투명 영역들은, (코팅의 필라멘트 수용측으로부터 그 이차측을 향해 시작하는) 경화 방사를코팅의 두께보다 더 얇은 소정의 두께로 이차 영역을 경화하도록, 단지 부분적으로 코팅의 이차 영역을 감싸고 있다. 마스크의 투명 영역들은, 경화 방사를 코팅의 전체 두께를 통하여 삼차 영역을 경화하도록 하기 위해 감싸여 있지 않은 코팅의 삼차 영역을 남겨둔다.When a curable layer having a secondary side facing the filament receiving side is exposed to curing radiation through a mask adjacent to the filament receiving side of the coating, the opaque areas of the mask cure the primary region of the coating through the entire thickness of the coating. The primary area of the coating is protected from hardening radiation to prevent it. The partially opaque regions of the mask only partially surround the secondary region of the coating so that the curing radiation (starting from the filament receiving side of the coating toward its secondary side) cures the secondary region to a predetermined thickness thinner than the thickness of the coating. have. Transparent areas of the mask leave uncovered tertiary areas in order to allow cured radiation to cure the tertiary areas through the entire thickness of the coating.

결과적으로 경화되지 않은 물질은 부분적으로 형성된 몰딩 부재로부터 제거될 수 있다. 결과적으로 딱딱해진 조직은 코팅의 필라멘트 수용측으로부터 형성된 섬유 접촉측(201)과 코팅의 이차측으로부터 형성된 배후측(202)을 가진다. 생성된 조직은 배후측(202)을 포함하며 코팅의 삼차 영역으로부터 형성된 다수의 베이스(211)와, 필라멘트 수용측(201)을 포함하며 코팅의 이차 영역으로부터 형성된 다수의 부유 부분(219)을 가진다. 다수의 베이스는 상기한 바와 같이, 실질적으로 연속적인 패턴, 실질적으로 어느정도 연속적인 패턴, 불연속적인 패턴 또는 이들의 어떤 조합을 포함할 수 있다. 부유 부분(219)은 다수의 베이스로부터 (반드시는 아니라도 보통, 90°)비스듬히 뻗어있으며, 부유 부분과 배후면(202) 사이에 빈 공간을 형성하기 위하여 생성된 조직의 배후면(202)으로부터 떨어져있다. 보통, 강화 장치(250)를 포함하는 몰딩 부재(200)가 사용될 때, 빈 공간(215)은 도 6에서 도시된 바와 같이, 부유 부분(219)과 강화 장치(250) 사이에 형성된다.As a result, the uncured material can be removed from the partially formed molding member. The resulting hardened tissue has a fiber contact side 201 formed from the filament receiving side of the coating and a back side 202 formed from the secondary side of the coating. The resulting tissue includes a back side 202 and has a plurality of bases 211 formed from the tertiary region of the coating and a plurality of floating portions 219 comprising the filament receiving side 201 and formed from the secondary region of the coating. . The plurality of bases may comprise a substantially continuous pattern, a substantially continuous pattern, a discontinuous pattern, or some combination thereof, as described above. Floating portion 219 extends obliquely from a plurality of bases (usually, but not necessarily, 90 °) and from the back surface 202 of the tissue created to form an empty space between the floating portion and the back surface 202. Apart Usually, when a molding member 200 comprising a reinforcing device 250 is used, an empty space 215 is formed between the floating portion 219 and the reinforcing device 250, as shown in FIG. 6.

다음 단계는, 도 7에서 도 9까지에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 몰딩 부재(200)의 섬유 접촉면(201)에 유사 열가소성 전분 필라멘트를 위치시키는 것과, 다수의 전분 필라멘트를 몰딩 부재(200)의 삼차원의 패턴대로 적어도 부분적으로 형성시키는 것을 포함한다. 도 7에서 도식적으로 보여진 실시예에서, 연신 장치를빠져나오면, 전분 필라멘트(17b)는 몰딩 부재(200)의 삼차원 섬유 접촉면(201)에 놓여진다. 산업적으로 계속되는 공정에서, 몰딩 부재(200)는 도 7에서 도9까지 도시된 바와 같이, 기계 방향(MD)으로 지속적으로 운행하는 순환 벨트를 포함한다. 1997년 11월 18일 등록된 미국 특허 5,688,468은 축소된 직경의 섬유로 구성된 비직조 피륙을 생산하기 위한 공정 및 장치를 개시한다.The next step is to place pseudo thermoplastic starch filaments on the fiber contact surface 201 of the molding member 200, as schematically shown in FIGS. 7 to 9, and to place the plurality of starch filaments of the molding member 200. Forming at least partially as a three-dimensional pattern. In the embodiment shown schematically in FIG. 7, upon exiting the stretching device, the starch filament 17b is placed on the three-dimensional fiber contact surface 201 of the molding member 200. In an industrially continuing process, the molding member 200 includes a circulation belt that runs continuously in the machine direction MD, as shown in FIGS. U.S. Patent 5,688,468, registered November 18, 1997, discloses a process and apparatus for producing non-woven landings consisting of fibers of reduced diameter.

몇 가지 실시예에서, 다수의 섬유는 일차적으로 몰딩 부재(200)가 아니라 도 9에서 도시된 바와 같이, 형성 부재(500)에 놓여질 수 있다. 이러한 단계는 선택적인 것으로, 만들어진 구조물(10)의 폭 전체를 통해 다수 전분 필라멘트의 기본 중량의 균일성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다. 와이어를 포함하는 형성 부재(500)는 본 발명에 고찰된다. 도 9의 예시적인 실시예에서, 형성 부재(500)는 롤(500a, 500b)에 대하여 기계 방향으로 운행한다. 형성 부재는 유동체 투과성이며, 진공 장치(550)는 형성 부재 아래 위치하여, 형성 부재(500)의 수용 표면을 통해 전분 필라멘트의 다소 균등 분배를 촉진하도록 다수의 전분 필라멘트에 차등적인 유압을 가하는 것이다.In some embodiments, multiple fibers may be placed in forming member 500, as shown in FIG. 9, rather than molding member 200 primarily. This step is optional and can be used to improve the uniformity of the basis weight of the multiple starch filaments throughout the width of the structure 10 made. Forming member 500 comprising a wire is contemplated in the present invention. In the exemplary embodiment of FIG. 9, the forming member 500 travels in the machine direction relative to the rolls 500a and 500b. The forming member is fluid permeable, and the vacuum device 550 is positioned below the forming member to apply differential hydraulic pressure to the plurality of starch filaments to promote more or less even distribution of the starch filaments through the receiving surface of the forming member 500.

원한다면, 형성 부재(500)는 전분 필라멘트의, 특히 섬유 표면의 다양한 불규칙함을 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 형성 부재의 섬유 수용 표면은, 상대적으로 부드러운 전분 필라멘트를 박아내기 위해, 그리고 상기한 바와 같이 완성된 가요성 구조물(100)에 유효할 수 있는 전분 필라멘트의 노치(도 11에서 도식적으로 도시된), 또는 다른 불규칙성을 발생시키기 위해 구성된 다양한 형태의 가장자리(도시 안됨)를 포함할 수 있다.If desired, forming member 500 may be used to form various irregularities of starch filaments, particularly of fiber surfaces. For example, the fiber-receiving surface of the forming member is notch of the starch filament that can be effective to drive off the relatively soft starch filament and to the finished flexible structure 100 as described above (schematically in FIG. 11). Or various shapes of edges (not shown) configured to generate other irregularities.

도 9의 실시예에서, 다수의 섬유는, 전통적으로 알려진 수단에 의해, 이를 테면, 형성 부재(500)에 놓여진 다수의 전분 필라멘트를 분리하여 몰딩 부재(200)에 부착시키기 충분한 진공 압력을 적용하는 진공 슈(600)에 의해, 형성 부재(500)로부터 몰딩 부재(200)로 전달될 수 있다.In the embodiment of FIG. 9, a plurality of fibers are applied by conventionally known means, such as applying a vacuum pressure sufficient to separate and attach the plurality of starch filaments placed on the forming member 500 to the molding member 200. By the vacuum shoe 600, it may be transferred from the forming member 500 to the molding member 200.

가요성 구조물(100)을 만드는 연속적인 공정에서, 몰딩 부재(200)는 형성 부재(500)보다 더 낮은 선형 속도를 가질 수 있다. 전달 지점에서 이렇게 차별적인 속도를 사용하는 것은 제지 기술에서 일반적으로 알려진 것으로, 소위 미세 수축(microcontraction)을 위해 사용될 수 있는데, 이것은 보통 낮은 밀도의 직조 피륙에 적용할 경우 효과적인 것이다. 미국 특허 4,440,597 은 미세 수축의 원칙적 메카니즘을 설명하기 위해 인용된 것으로, "습윤 미세 수축(wet-microcontration)"에 대하여 상세히 설명한다. 간단히 습윤 미세 수축이란 (다공성 부재 같은) 일차 부재로부터, 일차 부재 보다 더 천천히 움직이는 (개방 직조 구조물 같은) 이차 부재로, 낮은 섬유 밀도를 가지는 직물로 전이하는 것을 포함한다. 만일 전분 필라멘트가 형성될 수 있고, (형성 부재(500) 같은)상대적으로 천천히 움직이는 지지대로부터 (몰딩 부재(200) 같은)상대적으로 빨리 움직이는 지지대로의 이동 시간에 의해 다수의 전분 필라멘트가 충분히 유동적인 상태로 유지될 수 있다면, 다수의 전분 필라멘트를 효과적으로 수축하는 것이 가능해지며, 만들어진 가요성 구조물(100)을 단축하는 것이 가능한 것으로 여겨진다. 몰딩 부재(200)의 속도는 형성 부재(500)보다 약 1%에서 약 25%까지 빠를 수 있다.In a continuous process of making the flexible structure 100, the molding member 200 may have a lower linear velocity than the forming member 500. The use of this differential velocity at the point of delivery is generally known in papermaking technology and can be used for so-called microcontraction, which is usually effective when applied to low density woven landings. U.S. Patent 4,440,597 is cited to explain the principle mechanism of microshrinkage, and details "wet-microcontration". Briefly wet microshrinkage involves transitioning from a primary member (such as a porous member) to a fabric having a low fiber density from a secondary member (such as an open weave structure) to move more slowly than the primary member. If starch filaments can be formed, the number of starch filaments are sufficiently fluidized by the time of travel from a relatively slow moving support (such as forming member 500) to a relatively fast moving support (such as molding member 200). If it can be maintained, it is believed that it is possible to effectively deflate a plurality of starch filaments, and to shorten the made flexible structure 100. The speed of the molding member 200 may be about 1% to about 25% faster than the forming member 500.

도 9a는 본 발명에 따른 가공의 실시예를 도시하는데, 여기서 전분 필라멘트는 약 1°에서 약 89°까지, 보다 상세하게 약 5°에서 85°까지 일수 있는 각도 A로 비스듬히 몰딩 부재(200)에 놓여질 수 있다. 이러한 실시예는 특히 부유 부분(219)을 가지는 몰딩 부재(200)가 사용될 때 유효하다. 이렇게 몰딩 부재(200)에 전분 필라멘트(17a)가 "비스듬히" 놓이는 것은, 길고 유동적인 전분 필라멘트(17a)를 보다 얻기 쉽도록, 강화 장치(250)와 부유 부분(219)사이에 빈 공간을 만들어, 전분 필라멘트가 보다 용이하게 빈 공간(215)을 채우도록 촉진한다. 도 9a에서, 전분 필라멘트(17a)는 두 단계로 몰딩 부재(200)에 놓여짐으로서, 두 종류의 빈 공간(219)-상류 빈공간(215a)과 하류 빈공간(215b)-은 비스듬히 놓여진 섬유에서부터 몰딩 부재(200)까지 유효할 수 있다. 몰딩 부재(200)의 특정 기하학에 의존하는, 특히 부유 부분(219)의 기하학과/또는 방향성에 의존하는 하류 각도 A는 상류 각도 B와 같거나 또는 다를 수 있다.9A shows an embodiment of processing according to the present invention, wherein the starch filament is angled to the molding member 200 at an angle A, which may be from about 1 ° to about 89 °, more specifically from about 5 ° to 85 °. Can be placed. This embodiment is particularly effective when molding member 200 having floating portion 219 is used. This laying of the starch filament 17a at an angle to the molding member 200 creates an empty space between the reinforcing device 250 and the floating portion 219 to make it easier to obtain a long, fluid starch filament 17a. The starch filament is promoted to more easily fill the empty space 215. In FIG. 9A, the starch filament 17a is placed in the molding member 200 in two stages, so that two kinds of voids 219-upstream voids 215a and downstream voids 215b-are laid at an angle. To the molding member 200. The downstream angle A, which depends on the specific geometry of the molding member 200, in particular on the geometry and / or orientation of the floating portion 219, may be equal to or different from the upstream angle B.

다수의 전분 필라멘트가 섬유 접촉면(201)에 놓여지자 마자, 다수의 섬유는 적어도 부분적으로 삼차원의 패턴을 따라간다. 또한, 다양한 수단이 전분 필라멘트를 몰딩 부재(200)의 삼차원의 패턴대로 형성하기 위하여 사용된다. 그 한 가지 방법은 다수의 전분 필라멘트에 차별적인 유압을 적용하는 것을 포함한다. 이러한 방법은 특히 몰딩 부재(200)가 유동체 투과성일 때 유효할 수 있다. 예를 들어, 유동체 투과성의 몰딩 부재(200)의 배후면(202)에 놓여진 진공 장치(550)는 몰딩 부재(200)에, 그리고 그 위에 놓여진 다수의 전분 필라멘트에 진공 압력을 가하기 위하여 배치될 수 있다. (도 8) 진공 압력의 영향 아래서, 어떤 전분 필라멘트들은 구멍(220)과/또는 몰딩 부재(200)의 빈 공간(215)으로 편향될 수 있으며, 아니면이것의 삼차원 패턴을 따라 형성될 수 있다.As soon as a plurality of starch filaments are placed on the fiber contact surface 201, the plurality of fibers at least partially follow a three-dimensional pattern. In addition, various means are used to form the starch filaments in a three-dimensional pattern of the molding member 200. One method involves applying differential hydraulic pressure to a plurality of starch filaments. This method may be particularly effective when the molding member 200 is fluid permeable. For example, the vacuum device 550 placed on the back surface 202 of the fluid permeable molding member 200 may be arranged to apply vacuum pressure to the molding member 200 and to a plurality of starch filaments placed thereon. have. Under the influence of vacuum pressure, certain starch filaments may be deflected into the cavity 220 and / or the void 215 of the molding member 200, or may be formed along its three-dimensional pattern.

가요성 구조물(100)의 세 가지 영역들은 일반적으로 균등한 기본 중량을 가질 수 있다. 전분 필라멘트의 일부가 구멍(220)으로 편향됨으로서, 한 영역은 일차로 눌린 영역(110)의 밀도와 관련하여 생성되는 필로우(120)의 밀도를 낮출 수 있다. 구멍(220)으로 편향되지 않은 영역(110)은 압착 닙(nib)안에 유동체 구조물을 압착함으로서 눌려질 수 있다. 눌려진다면, 눌려진 영역의 밀도는 필로우(120)의 밀도와 삼차 영역(130)의 밀도와 관련하여 증가된다. 구멍(220)으로 편향되지 않은 영역(110)의 밀도와 삼차 영역(130)의 밀도는 필로우(120) 보다 더 높다. 삼차 영역(130)은 눌려진 영역(110)과 필로우(120)의 밀도 중간에 오는 밀도를 유사하게 가질 것이다.Three regions of the flexible structure 100 may generally have an equivalent basis weight. As a portion of the starch filament is deflected into the hole 220, one region can lower the density of the pillow 120 produced in relation to the density of the primarily pressed region 110. The region 110 that is not deflected into the hole 220 can be pressed by compressing the fluid structure in the compression nip. If pressed, the density of the pressed region is increased in relation to the density of the pillow 120 and the density of the tertiary region 130. The density of the region 110 and the tertiary region 130, which are not deflected into the holes 220, are higher than the pillow 120. The tertiary region 130 will similarly have a density that is halfway between the densities of the pressed region 110 and the pillow 120.

도 1a 에서, 본 발명에 따른 유동성 구조(100)는 세 개의 다른 밀도를 가지는 것으로 생각될 수 있다. 가장 높은 밀도 영역은 높은 밀도의 눌려진 영역(110)이다. 눌려진 영역(110)은 위치와 기하학적으로 몰딩 부재(200)의 조직(210)과 상응한다. 가요성 구조물(100)의 가장 낮은 밀도 영역은 필로우(120) 영역이 되는데, 몰딩 부재(200)의 구멍(220)과 위치 및 기하학적으로 상응한다. 몰딩 부재(200)의 향사(230)와 상응하는 삼차 영역(130)은 필로우(120)와 눌려진 영역(110)의 밀도의 중간에 오는 밀도를 가지게 된다. "향사(230, synclines)"는 몰딩 부재(200)의 필라멘트 수용측(201)에서 이것의 배후측(202)을 향해 연장된, Z-방향 벡터 성분를 가지는 조직(210)의 표면이다. 향사(230)는, 구멍(220)처럼 조직(210)을 완전히 관통하여 연장되지 못한다. 따라서, 향사(230)와 구멍(220)의 차이는, 구멍(220)이조직(210)에 관통홀을 제시하는 반면, 향사(230)는 조직(210)에 가려진 홀, 금, 깊은 틈 또는 노치를 나타낸다는 것이다.In FIG. 1A, the flowable structure 100 according to the present invention can be considered to have three different densities. The highest density region is the high density pressed region 110. The pressed region 110 corresponds in position and geometry to the tissue 210 of the molding member 200. The lowest density region of the flexible structure 100 becomes the pillow 120 region, which corresponds in position and geometry to the holes 220 of the molding member 200. The tertiary region 130 corresponding to the fragrance 230 of the molding member 200 has a density that is halfway between the density of the pillow 120 and the pressed region 110. "Scentlines 230" is the surface of tissue 210 having a Z-direction vector component extending from the filament receiving side 201 of molding member 200 toward its rear side 202. The fragrance 230 does not extend completely through the tissue 210 like the hole 220. Thus, the difference between fragrance 230 and hole 220 is that hole 220 presents a through hole in tissue 210, while fragrance 230 is a hole, gold, deep gap or It represents a notch.

본 발명에 따른 구조(100)의 세 가지 영역들은 세 개의 다른 높이로 놓여진다. 영역의 높이는 기준 평면(즉, X-Y평면)으로 부터의 거리를 말한다. 편의상, 기준 평면은 수평적으로 시각화될 수 있으며, 여기서 기준 평면으로부터의 높이 거리는 수직적이다. 전분 필라멘트 구조(100)의 특정 영역의 높이는 선행 기술에서 알려진 합목적적인 비접촉 측정 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 특별히 접합한 측정 기구로는, 50밀리미터의 범위 내에서 0.3×1.2 밀리미터의 빔 크기를 가지는 비접촉 레이저 대체 센서가 있다. 적합한 비접촉 레이저 대체 센서는 이덱 컴퍼니에 의해 MX1A/B 모델로 판매되고 있다. 또한, 선행 기술인 접촉 형태 게이지도 차별적인 높이를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이런 형태의 게이지는 미국 특허 4,300,981에서 설명되어 있다. 본 발명에 띠른 구조물(100)은 기준 평면과 접촉한 눌린 영역(110)과 함께 기준 평면에 위치된다. 필로우(120)와 삼차 영역(130)은 기준 평면으로부터 수직으로 연장된다. 영역들(110, 120, 130)의 차등적인 높이는 또한 도 5a에서 도시된 바와 같이, 차별적인 깊이 또는 높이의 삼차원적 패턴을 가지는 몰딩 부재(200)를 이용함으로서 형성될 수 있다. 차별적인 깊이/높이를 가지는 이러한 삼차원적 패턴은 이들의 높이를 줄이기 위해 몰딩 부재(200)의 미리 선택된 부분을 마모시켜 만들어질 수 있다. 또한 경화 물질을 포함하는 몰딩 부재(200)는 삼차원 마스크를 이용함으로서 만들어질 수 있다. 함몰/돌출의 차별적인 깊이/높이를 포함하는 삼차원 마스크를 사용함으로서, 또한 차별적인 높이를 가지는 상응하는 조직(210)을 형성할 수 있다. 차별적인 높이의 표면을 만드는 다른 종래의 기술들도 상기의 목적을 위하여 사용될 수 있다.Three regions of the structure 100 according to the invention are laid at three different heights. The height of the area refers to the distance from the reference plane (ie, the X-Y plane). For convenience, the reference plane can be visualized horizontally, where the height distance from the reference plane is vertical. The height of a particular area of the starch filament structure 100 can be measured using a general purpose non-contact measuring device known in the art. Particularly bonded measuring instruments include a non-contact laser replacement sensor having a beam size of 0.3 x 1.2 millimeters in the range of 50 millimeters. Suitable non-contact laser replacement sensors are sold in the MX1A / B model by Edec Company. In addition, prior art contact shape gauges can also be used to measure differential heights. Gauges of this type are described in US Pat. No. 4,300,981. The structure 100 according to the present invention is located in the reference plane with the pressed region 110 in contact with the reference plane. Pillow 120 and tertiary region 130 extend vertically from the reference plane. Differential heights of regions 110, 120, 130 may also be formed by using molding member 200 having a three-dimensional pattern of differential depth or height, as shown in FIG. 5A. Such three-dimensional patterns with differential depth / height can be made by wearing preselected portions of the molding member 200 to reduce their height. In addition, the molding member 200 including the cured material may be made by using a three-dimensional mask. By using a three-dimensional mask that includes differential depths / heights of depressions / projections, it is also possible to form corresponding tissue 210 having differential heights. Other conventional techniques for making a surface of differential height can also be used for this purpose.

진공 장치(550)(도 8과 도9) 또는 진공 픽업 슈(600, 도 9)에 의한 차별적인 유압의 갑작스런 적용의 가능한 음 효과를 향상시키는 것, 이것은 섬유나 섬유의 일부분을 몰딩 부재(200)를 관통하게 하여, 생성되는 가요성 구조물에 소위 핀홀을 형성하도록 할 수 있으며, 몰딩 부재의 배후면은 미세 표면 불규칙성을 만들기 위하여 "직조될(textured)" 수 있다. 이러한 표면 불규칙성은 몰딩 부재(200)의 몇몇 실시예에서 유효할 수 있는데, 왜냐하면 이들은 몰딩 부재(200)의 배후면(202)과 제지 제조 설비의 표면(예를 들면, 진공 장치의 표면) 사이에 진공 밀봉의 형성을 방해하여, 이들 사이에 "누출(leakage)"이 발생하고, 본 발명의 가요성 구조물(100)을 만드는 관통 공기 건조 공정에서 진공 압력 적용의 바람직하지 않은 결과들을 줄이기 때문이다. 이러한 누출을 일으키는 다른 방법들은 미국 특허 5,718,806, 5,741,402, 5,744,007, 5,776,311, 그리고 5,885,421에 개시되어있다.To enhance the possible sound effect of the sudden application of differential hydraulic pressure by the vacuum device 550 (FIGS. 8 and 9) or the vacuum pick-up shoe 600, FIG. ), So-called pinholes may be formed in the resulting flexible structure, and the back surface of the molding member may be "textured" to create fine surface irregularities. Such surface irregularities may be effective in some embodiments of the molding member 200, because they are located between the rear surface 202 of the molding member 200 and the surface of the paper making equipment (eg, the surface of the vacuum apparatus). This impedes the formation of a vacuum seal, thereby causing a "leakage" between them and reducing the undesirable consequences of applying vacuum pressure in the through air drying process making the flexible structure 100 of the present invention. Other methods of causing such leaks are disclosed in US Pat. Nos. 5,718,806, 5,741,402, 5,744,007, 5,776,311, and 5,885,421.

이런 누출은 또한 소위 "차별적인 빛 전달 기술"을 이용하여 발생할 수 있는 것으로, 이것은 미국 특허 5,624,790, 5,554,467, 5,529,664, 5,514,523, 그리고 5,334,289에 개시되어 있다. 몰딩 부재는 불투명 부분을 가지는 강화 장치에 감광성 수지를 코팅함으로서, 그리고 투명 및 불투명 영역들을 가지는 마스크를 통해 , 또한 강화 장치를 통해 활동적인 파장의 빛에 코팅을 노출시킴으로서 만들어 질 수 있다. 배후 표면 불규칙성을 만드는 또 다른 방법은 직조된 형성 표면 또는 직조된 배리어 필름의 사용을 포함하는데, 이에 대해서는 미국 특허 5,364,504,5,260,171, 그리고 5,098,522에 설명되어 있다. 몰딩 부재는, 강화 장치가 직조된 표면 위로 운행하는 동안 강화 장치에 감광성 수지를 분사함으로서, 그리고 투명 및 불투명 영역들을 가지는 마스크를 통하여 역동적인 파장의 빛에 코팅을 노출시킴으로서, 만들어 질 수 있다.Such leakage can also occur using the so-called "differential light transmission technology", which is disclosed in US Pat. Nos. 5,624,790, 5,554,467, 5,529,664, 5,514,523, and 5,334,289. The molding member can be made by coating the photosensitive resin on a reinforcement device having an opaque portion and exposing the coating to active wavelengths of light through a mask having transparent and opaque regions and through the reinforcement device. Another way to create background surface irregularities involves the use of a woven forming surface or a woven barrier film, which is described in US Pat. Nos. 5,364,504,5,260,171, and 5,098,522. The molding member can be made by injecting a photosensitive resin into the reinforcement device while the reinforcement device is running over the woven surface, and by exposing the coating to light of dynamic wavelengths through a mask having transparent and opaque regions.

유동체 투과성 몰딩 부재(200)를 통해 다수의 섬유에 진공(즉, 대기압보다 더 낮은, 음) 압력을 가하는 진공 장치(550) 또는 다수의 섬유에 양 압력을 가하는 팬(도시 안됨) 같은 수단은 다수의 섬유를 몰딩 부재의 삼차원 패턴으로 용이하게 편향하도록 하기 위해 사용될 수 있다.Means such as vacuum apparatus 550 for applying a vacuum (i.e., lower than atmospheric pressure) pressure to the plurality of fibers through the fluid permeable molding member 200 or a fan (not shown) for applying a positive pressure to the plurality of fibers It can be used to easily deflect the fibers of the into a three-dimensional pattern of the molding member.

또한, 도 9는 본 발명에 따른 가공의 선택적 단계를 도식적으로 도시하는데, 여기서 다수의 전분 필라멘트는, 롤(800a 와 800b) 주위를 운행하는 순환 밴드를 포함하며 다수의 섬유와 접촉하는 유동성 시트 물질(800)과 중첩되어 놓여진다. 이것은 다수의 섬유가 일정한 시간 간격으로 몰딩 부재(200)와 유동성 시트 물질(800) 사이에 샌드위치된다는 것을 말한다. 유동성 시트 물질(800)은 몰딩 부재(200)의 시트 보다 더 낮은 공기 투과성을 가지며, 어떤 실시예에서는 공기 비투과성이다. 유동 시트(800)에 차별적인 유압 P를 가하는 것은, 몰딩 부재(200)의 삼차원 패턴을 향한 유동시트의 적어도 일부분 편형을 일으키며, 이로서 다수의 전분 필라멘트는 몰딩 부재(200)의 삼차원 패턴에 근접하게 형성되도록 강제된다. 미국 특허 5,893,965호는 유동 시트 물질을 이용하는 가공 및 설비의 원칙적 배치에 대하여 설명한다.Figure 9 also schematically illustrates an optional step of processing according to the present invention, wherein the plurality of starch filaments comprise a circulation band running around rolls 800a and 800b and in contact with the plurality of fibers. Overlaid with 800. This means that a number of fibers are sandwiched between the molding member 200 and the flowable sheet material 800 at regular time intervals. The flowable sheet material 800 has lower air permeability than the sheet of the molding member 200, and in some embodiments is air impermeable. Applying differential hydraulic pressure P to the flow sheet 800 causes at least a partial deflection of the flow sheet towards the three-dimensional pattern of the molding member 200, such that a plurality of starch filaments are in close proximity to the three-dimensional pattern of the molding member 200. Forced to form. U. S. Patent 5,893, 965 describes the principle placement of processing and equipment using flow sheet materials.

차별적인 유압에 부가하여, 기계적인 압력은 또한 본 발명에 따른 가요성 구조물(100)의 삼차원 미세 패턴의 형성을 위해 사용될 수 있다. 이러한 기계적 압력은 롤러의 표면이나 밴드의 표면 등을 구성하는 적합한 압박 표면에 의해 발생할 수 있다. 도 8은 압박 표면의 두 가지 실시예를 도시한다. 한 쌍의, 또는 여러 개의 압박 롤(900a, 900b, 900c, 900 d)이 몰딩 부재의 삼차원 패턴을 충분히 따르도록 전분 필라멘트를 몰딩 부재(200)위에 놓여지도록 하기 위해 사용될 수 있다. 압박 롤에 의해 시행되는 압력은 단계화될 수 있으며, 원하는 경우, 롤(900c, 900d)사이에서 발생된 압력은 다른 롤(900a, 900b)사이에서 발생된 것보다 더 클 수 있다. 또 롤(950a, 950b)둘레를 운행하는 순환 압박 밴드(950)는 이들 사이의 가요성 구조물(100)이 눌려지도록, 몰딩 부재(200)의 섬유측(201)의 일부에 압박될 수 있다.In addition to differential hydraulic pressure, mechanical pressure may also be used for the formation of three-dimensional fine patterns of the flexible structure 100 according to the present invention. Such mechanical pressure may be generated by a suitable pressing surface constituting the surface of the roller, the surface of the band or the like. 8 shows two embodiments of a pressing surface. A pair or several press rolls 900a, 900b, 900c, 900d may be used to place the starch filament on the molding member 200 to sufficiently follow the three-dimensional pattern of the molding member. The pressure exerted by the pressure rolls can be staged, and if desired, the pressure generated between the rolls 900c, 900d can be greater than that generated between the other rolls 900a, 900b. In addition, the circulation pressing band 950 traveling around the rolls 950a and 950b may be pressed against a part of the fiber side 201 of the molding member 200 so that the flexible structure 100 therebetween is pressed.

압박 표면은 매끄럽거나 그 자체의 삼차원 패턴을 가질 수 있다. 후자의 예에서, 압박 표면은, 몰딩 부재(200)의 삼차원 패턴과 함께, 또는 독립적으로, 가요성 구조물(100)에서 돌출과/또는 함몰의 구별되는 미세 패턴을 형성하기 위하여 엠보싱 장치로 사용될 수 있다. 게다가, 이러한 압박 표면은 만들어진 가요성 구조물(100)에 연화제와 잉크 같은 다양한 첨가제을 넣기 위하여 사용될 수 있다. 잉크 롤(910)이나 스프레이 장치(샤워기, 920) 같은 전통적인 기술들은 만들어진 가요성 구조물(100)에 다양한 첨가제를 직간접적으로 첨가하는데 이용될 수 있다.The pressing surface can be smooth or have its own three-dimensional pattern. In the latter example, the pressing surface, together with or independently of the three-dimensional pattern of the molding member 200, may be used as an embossing device to form a distinct micro pattern of protrusions and / or depressions in the flexible structure 100. have. In addition, these pressing surfaces can be used to introduce various additives such as softeners and inks into the flexible structure 100 made. Traditional techniques, such as ink roll 910 or spray apparatus (shower 920), can be used to directly or indirectly add various additives to the flexible structure 100 made.

구조물(100)은 선행기술에서처럼 선택적으로 수축될 수 있다. 수축은 딱딱한 표면으로부터, 보다 상세하게는 도 9에서 도시된 실린더(290)로부터 구조물(100)을 그레핑함으로서(creping) 이루어질 수 있다. 크레핑(creping)은 잘 알려진 대로 닥터 블래이드(doctor blade, 292)에 의해 이루어진다. 크레핑은 미국 특허 4, 919,756 호에서 설명된 대로 이루어질 수 있다. 수축은, 상기한 바와 같이, 미세 축소를 통해 이루어진다.The structure 100 can be selectively shrunk as in the prior art. Shrinkage can be achieved by creping the structure 100 from a hard surface, more specifically from the cylinder 290 shown in FIG. 9. Creping is done by a doctor blade 292 as is well known. Creping can be done as described in US Pat. No. 4,919,756. Shrinkage is through microshrinkage, as described above.

수축된 유동체 구조물(100)은 보통 교차 기계 방향 보다는 기계 방향으로 더 큰 신장력을 가지며, 수축 공정에 의해 형성된 힌지 선 둘레로 구부릴 수 있으며, 이러한 힌지선은 일반적으로 교차 기계 방향, 즉, 가요성 구조물(100)의 폭을 따라서 연장된다. 크레핑되지 않은 또는 수축되지 않은 가요성 구조물(100)도 본 발명의 범위에 포함된다.The retracted fluid structure 100 usually has a greater stretching force in the machine direction than in the cross machine direction and can be bent around the hinge line formed by the shrinking process, which hinge line is generally in the cross machine direction, ie, the flexible structure. It extends along the width of 100. Non-creped or non-shrink flexible structures 100 are also included within the scope of the present invention.

본 발명의 가요성 구조물(100)을 이용하여 다양한 제품을 만들 수 있다. 이러한 제품으로는, 공기, 오일, 물 필터, 진공 클리너 필터, 풍로 필터, 얼굴 마스크, 커피나 차 필터, 열차단 물질과 소리 음향 차단 물질, 일회용 귀저기와 여성용 생리대 같은 위생용품, 미세 섬유 또는 통기 섬유 같은 향상된 흡수성과 부드러움을 가지는 미생물로 분해될 수 있는 직조 섬유, 먼지를 모아 제거하기 위한 정전기로 충전된 직조 피륙, 포장지, 편지지, 신문용지, 종이보드 같은 강도 높은 종이를 위한 강화된 조직과 화장지, 종이타월, 냅킨, 미용 티슈 같은 티슈용 조직, 외과용 커튼, 붕대, 반창고, 안대, 자체 분해되는 봉합실 같은 의료용품, 그리고 치과용 솜과 칫솔모 같은 치과용품등이 있다. 가요성 구조물(100)은 또한 탈취제, 흰개미 퇴치제, 해충제 등을 포함하는 특별한 용도를 위하여 사용될 수 있다. 본 발명의 제품은 물과 오일을 흡수하므로, 엎질러진 물이나 오일을 닦거나, 농업이나 원예 분야의 적용으로 조절된 물을 함유하고 유출시키는 용도로 사용될 수 있다. 생성되는 가요성 구조물 또는 섬유 직물은, 또한 톱밥, 나무 펄프, 플라스틱, 콘크리트 같은 다른 물질과 함께 적용될 수 있으며, 이들은 벽, 지지빔, 압력 보드, 건조벽과 등받침, 천장 타일, 석고틀, 부목, 혀누름막대 같은 의료용품, 그리고 장식 목적의 벽난로 통나무 등을 만드는데 사용될 수 있다.Various products can be made using the flexible structure 100 of the present invention. These products include air, oil, water filters, vacuum cleaner filters, air filters, face masks, coffee or tea filters, thermal barrier materials and sound barrier materials, sanitary products such as disposable ear muffs and feminine sanitary napkins, fine fibers or breathable fibers. Reinforced tissues and toilet paper for high-strength paper such as woven fibers that can be broken down into microorganisms with improved absorbency and softness, electrostatically charged woven skins for collecting and removing dust, wrapping paper, stationery, newspapers, and paperboards, Tissues such as paper towels, napkins, cosmetic tissues, surgical curtains, bandages, band-aids, eye bags, medical supplies such as self-dissolving sutures, and dental supplies such as dental cotton and brush heads. The flexible structure 100 may also be used for special purposes, including deodorants, termite repellents, pests, and the like. Since the product of the present invention absorbs water and oil, it can be used for cleaning up spilled water or oil, or for containing and distilling water adjusted for agricultural or horticultural applications. The resulting flexible structures or textile fabrics can also be applied with other materials such as sawdust, wood pulp, plastics, concrete, which are walls, support beams, pressure boards, drywall and backrests, ceiling tiles, plaster frames, splint It can be used to make medical supplies such as tongue sticks, and fireplace logs for decorative purposes.

시험방법Test Methods

A. 전단 점도A. Shear Viscosity

조성물의 전단 점도는 모세관 점도계(게오트페르트사 제품, 모델 레오그래프 2003)로 측정한다. 측정은 직경 D 1.0mm, 길이 L 30mm(즉 L/D=30)의 모세관 다이를 사용하여 측정한다. 다이는 배럴의 하단부에 부착되고 시험 온도는 25 내지 90℃로 고정한다. 미리 가열된 시료 조성물을 점도계의 배럴 부분에 넣어 배럴을 채운다(약 60g의 시료가 사용됨). 배럴 온도를 특정 시험 온도로 고정한다. 일반적으로, 공기가 표면에 기포를 생기가 할 수 있어 운전에 문제를 일으킬 수 있으므로 시험 운전 전 공기를 제거하기 위한 압축을 행할 수 있다. 일정 속도로 시료를 배럴로부터 다이의 구멍으로 밀어 넣기 위한 피스톤이 프로그램된다. 이 때, 시료의 압력이 낮아지게 된다. 조성물의 겉보기 점도는 압력 저하와 구멍을 통과하는 시료의 유속으로부터 얻을 수 있다. 그 다음, log(겉보기 점도)를 log(전단 점도)에 대해 플롯하고 그 플롯을 힘의 법칙 η=Kγn-1 에 에 적용한다. 여기서 K는 물질 상수이고 γ은 전단율이다. 전분 조성물의 전단 점도는 힘의 법칙 관계를 이용하여 전단율 3000s-1에 대해 외삽한 것이다.The shear viscosity of the composition is measured by a capillary viscometer (Geottert Co., Model Leograph 2003). The measurement is made using a capillary die of diameter D 1.0 mm and length L 30 mm (ie L / D = 30). The die is attached to the bottom of the barrel and the test temperature is fixed at 25 to 90 ° C. The preheated sample composition is placed in the barrel portion of the viscometer to fill the barrel (approximately 60 g of sample is used). The barrel temperature is fixed to a specific test temperature. In general, since air can form bubbles on the surface and cause problems in operation, compression can be performed to remove the air before the test operation. A piston is programmed to push the sample from the barrel into the die in the die at a constant speed. At this time, the pressure of the sample is lowered. The apparent viscosity of the composition can be obtained from the pressure drop and the flow rate of the sample through the hole. The log (apparent viscosity) is then plotted against log (shear viscosity) and the plot is applied to the law of force η = Kγn-1. Where K is the material constant and γ is the shear rate. The shear viscosity of the starch composition is extrapolated to the shear rate 3000s-1 using the law of force relationship.

B.신장 점도B. Elongation Viscosity

신장 점도는 모세관 점도계(게오트페르트사 제품, 모델 레오그래프 2003)로 측정한다. 직경 D 15mm, 길이 L 7.5mm의 반-쌍곡선 다이를 사용하여 측정한다.Elongational viscosities are measured with a capillary viscometer (Geottert Co., Model Leograph 2003). Measure using a semi- hyperbolic die of diameter D 15 mm and length L 7.5 mm.

반-쌍곡선형 다이는 두개의 식으로 정의된다. Z=최초 직경으로부터의 축 거리, D(z)가 Dinitial로부터 거리 Z에서 다이의 직경인 경우:Semi-hyperbolic dies are defined by two equations. Z = axial distance from the original diameter, where D (z) is the diameter of the die at distance Z from Dinitial:

다이는 배럴의 하단부에 부착되고 시험 온도를 고정한다. 시험 온도는 전분 조성물의 융점 이상의 온도이다. 미리 가열된 시료 조성물을 점도계의 배럴 부분에 넣어 배럴을 채운다. 일반적으로, 공기가 표면에 기포를 생기가 할 수 있어 운전에 문제를 일으킬 수 있으므로, 시험 운전 전 공기를 제거하기 위한 압축을 행할 수 있다. 일정 속도로 시료를 배럴로부터 다이의 구멍으로 밀어 넣기 위한 피스톤이 프로그램된다. 이 때, 시료의 압력이 낮아지게 된다. 조성물의 겉보기 점도는 압력 저하와 구멍을 통과하는 시료의 유속으로부터 얻을 수 있다.The die is attached to the bottom of the barrel and fixes the test temperature. The test temperature is at or above the melting point of the starch composition. The preheated sample composition is placed in the barrel portion of the viscometer to fill the barrel. In general, since air can form bubbles on the surface and cause problems in operation, compression can be performed to remove the air before the test operation. A piston is programmed to push the sample from the barrel into the die in the die at a constant speed. At this time, the pressure of the sample is lowered. The apparent viscosity of the composition can be obtained from the pressure drop and the flow rate of the sample through the hole.

신장 점도=(델타 P/신장율/Eh)·105Elongation Viscosity = (Delta P / Elongation / Eh) 105

여기에서, 신장 점도는 Pa·s로 나타난다. 델타 P는 압력 강하이고 단위는바아이다. Eh는 헨키 변형이다. 헨키 변형은 시간 또는 이력에 의존하는 변형이다. 비-뉴톤성 유체에서 유체 요소에 의해 이루어지는 변형은 그것의 운동학적 이력에 의존한다. 즉,Here, the elongational viscosity is represented by Pa.s. Delta P is the pressure drop and the unit is bar. Eh is a Henky variant. Henky variants are variants that depend on time or history. The deformations made by fluid elements in non-Newtonian fluids depend on their kinematic history. In other words,

식에 의해 정해진 이 디자인에 대한 헨키 변형은 5.99이다.The Henky variant of this design, determined by the equation, is 5.99.

Eh=In[(Dinitial/Dfinal)2]Eh = In [(Dinitial / Dfinal) 2]

겉보기 신장 점도는 힘의 법칙 관계를 이용하여 250-1의 신장율의 함수로 기록된다. 신장 점도는 또한 쌍곡선형 또는 반 쌍곡선형 다이를 이용해 측정할 수도 있다. 이 방법은 미국 특허 제 5,357,784 호에 게시되어 있다.Apparent elongational viscosity is recorded as a function of elongation of 250-1 using the law of force relations. Elongational viscosity can also be measured using a hyperbolic or semi-hyperbolic die. This method is published in US Pat. No. 5,357,784.

C. 분자량 및 분자량 분포C. Molecular Weight and Molecular Weight Distribution

분자량(Mw) 및 분자량 분포(MWD)는 혼합 배드 칼럼을 사용하는 겔 투과 크로마토그래프로 측정하였다. 장치 부분들은 다음과 같다:Molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (MWD) were determined by gel permeation chromatography using a mixed bed column. The device parts are as follows:

펌프 워터즈 모델 600EPump Waters Model 600E

시스템 조절기 워터즈 모델 600ESystem Regulator Waters Model 600E

자동시료채취기 워터즈 모델 717 PLUSAutomatic Sampler Waters Model 717 PLUS

칼럼 길이 600mm, 내경 7.5 mmPL 겔 20㎛ 혼합Column length 600 mm, inner diameter 7.5 mmPL gel 20 μm mixing

A칼럼(겔 분자량 1000 내지 40000000)Column A (gel molecular weight 1000 to 40000000)

검출기 워터즈 모델 410 차등 굴절기 GPC 소 프트Detector Waters Model 410 Differential Refractors GPC Soft

웨어 워터즈 밀레니엄 소프트웨어Ware Waters Millennium Software

칼럼을 245000, 350000, 805000,및 2285000의 분자량을 갖는 덱스트란 표준물질로 보정한다. 이들 덱스트란은 오하이오주 멘토에 소재하는 아메리칸 폴리머 스탠다드 코포래이션에서 구입 가능하다. 보정 표준은 표준 물질을 유동상으로 용해시켜 2mg/㎖의 용액으로 제조한다. 부드럽게 저어 주사기(5㎖, 논-젝트, VWR사 제품)를 이용해 주사 필터(5㎛ 나일론 막, 스파르탄-25, VWR사 제품)를 통해 여과한다. 40% 전분을 물에 혼합하고 가열하여 젤라틴화된 혼합물로 시료를 제조한다. 1.55g의 젤라틴화된 혼합물을 22g의 유동상에 부가하여 3mg/㎖의 용액으로 제조하고 5분간 교반한 후, 105℃의 오븐에 1시간동안 방치하고, 실온으로 냉각시킨다. 용약을 상기의 주사기를 이용해 주사 필터를 통해 여과한다.The column is calibrated with dextran standards having molecular weights of 245000, 350000, 805000, and 2285000. These dextran are available from American Polymer Standard Corporation, Mentor, Ohio. Calibration standards are prepared in 2 mg / ml solution by dissolving the standard material in the fluidized bed. Gently stir and filter through an injection filter (5 μm nylon membrane, Spartan-25, VWR) using a syringe (5 ml, Non-Jject, manufactured by VWR). Samples are prepared from a gelatinized mixture by mixing 40% starch in water and heating. 1.55 g of gelatinized mixture is added to 22 g of fluidized phase to prepare a solution of 3 mg / ml, stirred for 5 minutes, then left in an oven at 105 ° C. for 1 hour and cooled to room temperature. The solution is filtered through an injection filter using the syringe above.

여과된 표준 시료 및 대상 시료 용액을 자동시료채취기로 취한 다음, 100㎕사출 루프에서 이전 시료를 베출해 낸 다음, 당해 시료를 칼럼으로 사출한다, 칼럼 온도를 70℃로 고정한다. 시료를 칼럼으로부터 용리하여 차등 굴절 지수 검출기를 50℃로 고정하고 감도 범위를 64로 셋팅하여 유동상 배경으로 측정한다. 유동상은 0.1%w/v LiBr이 용해된 DMSO이다. 유속은 1.0㎖/분으로 하고 조작동안 유동상을 일정하도록 셋팅한다. 각 표준 또는 시료를 GPC를 통해 세번 조작하여 평균을 얻는다.The filtered standard sample and the sample solution of interest are taken with an autosampler, then the previous sample is taken out in a 100 μl injection loop and the sample is injected into the column, fixing the column temperature to 70 ° C. The sample is eluted from the column to fix the differential refractive index detector at 50 ° C. and set the sensitivity range to 64 to measure against the fluidized bed background. The fluidized bed is DMSO dissolved 0.1% w / v LiBr. The flow rate is 1.0 ml / min and the flow bed is set to constant during operation. Each standard or sample is manipulated three times through GPC to obtain an average.

분자량 분포는 다음 식으로 계산된다.The molecular weight distribution is calculated by the following equation.

MWD = 중량평균 분자량/수평균 분자량MWD = weight average molecular weight / number average molecular weight

D. 열적 성질D. Thermal Properties

본 발명의 전분 조성물의 열적 성질은 156.6℃의 융점과 6.80cal/g의 열량을 가진 인듐 금속 표준으로 보정된 TA장치 DSC-2910로 측정한다. 표준 DSC 조작 방법은 제조회사의 조작 매뉴얼대로 한다. DSC 측정 동안 휘발(예를 들어 수증기)때문에, 시료로부터 휘발성 물질의 이탈을 막기위해 O-링 밀봉재를 갖춘 대용량 팬을 사용한다. 시료 및 불활성 참고예(일반적으로 빈 팬)을 동일속도로 가열한다. 시료의 상이 변할 때, DSC 장치로 시료 및 불활성 참고예의 열류를 측정한다. 장치는, 시험조건(가열/냉각 속도)를 조절하고 데이타를 수집, 계산 및 기록하는 컴퓨터와 연결되어 있다.The thermal properties of the starch compositions of the present invention are measured with a TA apparatus DSC-2910 calibrated with an indium metal standard with a melting point of 156.6 ° C. and a calorie of 6.80 cal / g. Standard DSC operation is done according to the manufacturer's operation manual. Due to volatilization (eg water vapor) during DSC measurements, a large-capacity fan with an O-ring seal is used to prevent the escape of volatiles from the sample. Samples and inert reference examples (typically empty pans) are heated at the same rate. When the phase of the sample changes, the heat flow of the sample and the inert reference example is measured with a DSC device. The device is connected to a computer that controls test conditions (heating / cooling rates) and collects, calculates and records data.

시료를 평량하여 팬에 넣고 0-링과 뚜껑으로 밀봉한다. 일반적인 시료 크기는 25-65밀리g이다. 밀봉된 팬을 장치에 놓고 컴퓨터로 하기의 열 측정을 프로그래밍한다.The sample is weighed into a pan and sealed with a 0-ring and a lid. Typical sample size is 25-65 milligrams. Place the sealed pan in the device and program the following thermal measurements with a computer.

1. 0℃에서 평형;1. equilibrate at 0 ° C .;

2. 0℃에서 2분간 유지;2. hold at 0 ° C. for 2 minutes;

3. 120℃까지 10℃/분으로 가열;3. Heating at 10 ° C./min to 120 ° C .;

4. 120℃에서 2분간 유지;4. hold at 120 ° C. for 2 minutes;

5. 30℃까지 10℃/분으로 냉각;5. Cool at 10 ° C./min to 30 ° C .;

6. 실온에서 24시간 평형, 이 기간동안 시료를 DSC 장치에서 제거하여 30℃에서 조절된 환경하에 둔다;6. Equilibrate for 24 hours at room temperature, during which time the sample is removed from the DSC apparatus and placed in a controlled environment at 30 ° C .;

7. 시료를 DSC 장치 팬으로 되돌려서 0℃에서 평형;7. Equilibrate the sample to 0 ° C. by returning it to the DSC apparatus pan;

8. 0℃에서 2분간 유지;8. hold at 0 ° C. for 2 minutes;

9. 120℃까지 10℃/분으로 가열;9. Heat at 10 ° C./min to 120 ° C .;

10. 120℃에서 2분간 유지;10. hold at 120 ° C. for 2 minutes;

11. 30℃까지 10℃/분으로 냉각;11. Cool at 10 ° C./min to 30 ° C .;

12. 사용된 시료 제거.12. Remove used sample.

컴퓨터로 차등 열류(ΔH) 대 온도 또는 시간으로서 열 분석결과를 계산하고 기록한다. 일반적으로 차등 열류는 무게 당(즉, cal/㎎)으로 기록된다. 시료가 유리 전이와 같은 상 전이를 일으킬 때, ΔH 대 온도/시간 플롯이 유리전이 온도를 측정하는데 용이하게 사용된다.Compute and record thermal analysis results as differential heat flow (ΔH) vs. temperature or time with a computer. Differential heat flow is generally reported per weight (ie cal / mg). When the sample causes a phase transition, such as a glass transition, a ΔH vs. temperature / time plot is readily used to measure the glass transition temperature.

E. 수용성E. Water Soluble

각 성분을 가열하면서 혼합하여 시료 조성물을 만들고 교반하여 균일한 혼합물을 형성한다. 용융 조성물을 테프론 위에 발라 얇은 필름으로 주조하고 실온으로 냉각한다. 100℃ 오븐에서 필름을 완전히 건조시키고 건조된 필름을 실온으로 냉각하여 작은 펠렛으로 분쇄한다.Each component is mixed while heating to form a sample composition and stirred to form a uniform mixture. The molten composition is applied onto Teflon to cast into a thin film and cooled to room temperature. The film is completely dried in an oven at 100 ° C. and the dried film is cooled to room temperature and ground into small pellets.

시료의 고체 %를 측정하기 위해, 2 내지 4g의 시료를 금속 팬에 놓고 시료와 팬의 전체 중량을 기록한다. 평량된 팬과 시료를 100℃에서 2시간동안 둔 다음 ,즉시 중량을 측정한다. 고체 %는 하기와 같이 계산된다:To determine the percent solids of the sample, 2-4 g of sample is placed in a metal pan and the total weight of the sample and pan is recorded. Place the weighed pan and sample at 100 ° C for 2 hours, then weigh immediately. % Solids is calculated as follows:

고체%=(시료와 팬의 건조된 중량-팬 중량)×100/(사료와 팬의 처음 중량-팬 중량)% Solids = (Dry weight of sample and pan-pan weight) × 100 / (First weight of feed and pan-pan weight)

시료 조성물의 용해도를 측정하기 위해, 10g의 시료를 250㎖ 비이커에 넣고 탈이온수를 부어 총 중량이 100g이 되게 한다. 시료를 교반 플래이트 상에서 5분간물과 혼합하고, 원심분리 튜브에 2㎖ 이상의 시료를 붓는다. 10℃에서 20000rpm으로 1시간 원심분리한다. 상층액을 취해 굴절율을 측정한다. 용해도는 하기와 같이 계산된다:To determine the solubility of the sample composition, 10 g of sample is placed in a 250 ml beaker and poured with deionized water to a total weight of 100 g. Samples are mixed with water for 5 minutes on agitated plates and at least 2 ml of sample is poured into centrifuge tubes. Centrifuge for 1 hour at 10O < 0 > C at 20000 rpm. Take the supernatant and measure the refractive index. Solubility is calculated as follows:

용해가능한 고체%=(굴절율#)×1000/고체%Soluble Solid% = (Refractive Index #) × 1000 / Solid%

F. 측경F. sideview

시험하기 전, 시료를 수분 함량이 5-16%가 될 때까지 상대 습도 48-50%, 온도 22-24℃ 조건하에 둔다. 수분함량은 TGA(열중량분석기)로 측정한다. 열중량분석을 위해, TA인스트루먼트 사의 고성눙 TGA2590 열중량분석기를 사용한다. 약 20㎎의 시료를 평량하여 TGA 팬에 놓는다. 시료를 장치에 끼워넣고 250℃까지 10℃/분으로 온도를 상승시킨다. 시료의 수분 함량은 중량 손실을 이용해 하기와 같이 계산된다;Prior to testing, the samples are placed under conditions of 48-50% relative humidity and 22-24 ° C. until the moisture content is 5-16%. Moisture content is measured by TGA (thermogravimetric analyzer). For thermogravimetric analysis, a high performance TGA2590 thermogravimetric analyzer from TA Instruments is used. Approximately 20 mg of sample is weighed and placed in a TGA pan. Insert the sample into the device and raise the temperature to 250 ° C. at 10 ° C./min. The moisture content of the sample is calculated as follows using weight loss;

수분%=(초기 중량-250℃ 중량)×100/초기 중량Moisture% = (Initial Weight-250 ° C Weight) × 100 / Initial Weight

시료를 측경을 측정하는데 사용되는 발보다 큰 크기로 절단한다. 사용되는 발은 3.14평방인치의 면적을 갖는다.The sample is cut to a size larger than the foot used to measure the side diameter. The foot used has an area of 3.14 square inches.

시료를 수평면에 놓고 수평면과 수평 부하면을 갖는 부하 발사이를 한정한다. 여기서, 부하발의 부하면은 3.14평방인치의 원형 표면적을 가지고 시료에 15g/㎠(0.21psi)의 한정 압력을 작용한다. 측경은 평면과 부하발의 부하면 사이의 생성 갭이다. 측정은 필라델피아에 소재하는 트윙-알버트사의 제품인 VIR 전기 두께 측정기 모델 II를 사용하여 측정하였다. 측경 측정은 5회 이상 반복시행되었다. 결과는 밀리미터로 기록하였다.The specimen is placed on a horizontal plane to define a load launcher having a horizontal plane and a horizontal load surface. Here, the load foot has a circular surface area of 3.14 square inches and exerts a defined pressure of 15 g / cm 2 (0.21 psi) on the sample. The side diameter is the production gap between the plane and the load surface of the load leg. The measurements were measured using a VIR electrical thickness meter model II, manufactured by Twin-Albert, Philadelphia. Sideview measurements were repeated five or more times. The results are reported in millimeters.

측경 시험에서 기록된 합계를 기록 회수로 나누어 그 결과를 밀리미터로 기록하였다.The total recorded in the sideview test was divided by the number of recordings and the result was recorded in millimeters.

본 발명의 실시예에 특별한 언급이 없더라도 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 다양한 변형을 가할 수 있다.Even if the embodiments of the present invention are not specifically mentioned, those skilled in the art can make various modifications without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (23)

(a) 50Pa·s 내지 20,000Pa·s의 신장 점도를 갖는 전분 조성물을 제공하는 단계와(a) providing a starch composition having an elongation viscosity of 50 Pa · s to 20,000 Pa · s; (b) 그 전분 조성물을 전기-방사하여 0.001 내지 135dtex 크기의 전분 필라멘트를 생성하는 단계를 포함하는 연속적인 전분 필라멘트의 제조공정.(b) electrospinning the starch composition to produce starch filaments of 0.001 to 135 dtex size. 제 1 항에 있어서, 전분 조성물을 제공하는 단계는 1,000 내지 2,000,000의 중량-평균 분자량을 갖는 전분을 포함하는 전분 조성물을 제공하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1, wherein providing the starch composition consists of providing a starch composition comprising starch having a weight-average molecular weight of 1,000 to 2,000,000. 제 1 항에 있어서, 전분 조성물의 전기-방사 단계에서, 전분 조성물은 0.05 이상의 고유 모세관 수를 갖는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1, wherein in the electrospinning step of the starch composition, the starch composition has an intrinsic capillary number of at least 0.05. 제 2 항에 있어서, 1 이상의 고유 모세관 수를 갖는 것을 특징으로 하는 공정.A process as claimed in claim 2 having at least one intrinsic capillary number. 제 1 항에 있어서, 전분 조성물을 제공하는 단계는 20 내지 99중량%의 아밀로펙틴을 함유하는 전분을 포함하는 전분 조성물을 제공하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1, wherein providing the starch composition consists of providing a starch composition comprising starch containing 20 to 99% by weight amylopectin. 제 5 항에 있어서, 전분 조성물은 10 내지 80중량%의 전분과 20 내지 90중량%의 첨가제를 포함하고 전분 조성물의 신장 점도는 100Pa·s 내지 15,000Pa·s인 것을 특징으로 하는 공정.6. The process according to claim 5, wherein the starch composition comprises from 10 to 80% by weight of starch and from 20 to 90% by weight of additives and the elongation viscosity of the starch composition is from 100 Pa.s to 15,000 Pa.s. 제 5 항에 있어서, 전분 조성물은 20 내지 70중량%의 전분과 30 내지 80중량%의 첨가제를 포함하고 전분 조성물의 신장 점도는 200Pa·s 내지 10,000Pa·s인 것을 특징으로 하는 공정.6. The process according to claim 5, wherein the starch composition comprises 20 to 70 wt% starch and 30 to 80 wt% additive and the elongation viscosity of the starch composition is 200 Pa · s to 10,000 Pa · s. 제 5 항에 있어서, 전분 조성물의 신장 점도는 200Pa·s 내지 10,000Pa·s이고 고유 모세관 수는 3 내지 50인 것을 특징으로 하는 공정.6. The process according to claim 5, wherein the elongation viscosity of the starch composition is between 200 Pa.s and 10,000 Pa.s and the intrinsic capillary number is between 3 and 50. 제 5 항에 있어서, 전분 조성물의 신장 점도는 300Pa·s 내지 5,000Pa·s이고 고유 모세관 수는 5 내지 30인 것을 특징으로 하는 공정.6. The process according to claim 5, wherein the elongation viscosity of the starch composition is 300 Pa.s to 5,000 Pa.s and the intrinsic capillary number is 5 to 30. 제 1 항에 있어서, 전분 조성물을 제공하는 단계는 전분과 상용가능하고 500,000 이상의 평균 분자량을 갖는 고분자량 중합체를 포함하는 전분 조성물을 제공하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1, wherein providing the starch composition consists of providing a starch composition comprising a high molecular weight polymer compatible with the starch and having an average molecular weight of at least 500,000. 제 1 항에 있어서, 전분 조성물을 제공하는 단계는 가소제와 희석제로 구성된 그룹에서 선택된 첨가제를 포함하는 전분 조성물을 제공하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1, wherein providing the starch composition consists of providing a starch composition comprising an additive selected from the group consisting of plasticizers and diluents. 제 11 항에 있어서, 전분 조성물은 옥수수 단백질, 통 단백질, 밀 단백질, 또는 이들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 단백질을 5 내지 95 중량% 함량으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.12. The process of claim 11, wherein the starch composition further comprises from 5 to 95% by weight of a protein selected from the group consisting of corn protein, whole protein, wheat protein, or a combination thereof. 제 1 항에 있어서, 전분 필라멘트를 공기 스트리임으로 감쇄시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정The process of claim 1 further comprising attenuating the starch filaments with an air stream. (a)100Pa·s 내지 10,000Pa·s의 신장 점도를 갖는 전분 조성물을 제공하는 단계;(a) providing a starch composition having an elongation viscosity of 100 Pa · s to 10,000 Pa · s; (b) 실질적으로 연속적인 패턴, 실질적으로 어느 정도 연속적인 패턴, 불연속적인 패턴 그리고 이들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 패턴을 포함하는 3차원 필라멘트 수용측과 이와 마주보는 배후측을 가지는 몰딩 부재를 제공하는 단계;(b) providing a molding member having a three-dimensional filament receiving side and a rear side opposite the pattern comprising a pattern selected from the group consisting of a substantially continuous pattern, a substantially continuous pattern, a discontinuous pattern, and a combination thereof; Making; (c) 전분 조성물을 전기 방사하여 다수의 전분 전분 필라멘트를 제조하는 단계; 및(c) electrospinning the starch composition to produce a plurality of starch starch filaments; And (d) 다수의 전분 필라멘트를 몰딩 부재의 필라멘트 수용측에 놓여지게 하여, 전분 필라멘트가 필라멘트 수용측의 삼차원의 패턴을 따르도록 하는 단계를 포함하는 전분 필라멘트로 구성되는 가요성 구조물의 제조 공정.(d) placing a plurality of starch filaments on the filament receiving side of the molding member such that the starch filaments follow a three-dimensional pattern on the filament receiving side. 제 14 항에 있어서, 전분 조성물을 제공하는 단계는 1,000 내지 2,000,000의 중량-평균 분자량을 갖는 전분과 500,000 이상의 평균 분자량을 갖는 고분자량 중합체를 포함하는 전분 조성물을 제공하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.15. The process of claim 14, wherein providing the starch composition comprises providing a starch composition comprising starch having a weight-average molecular weight of 1,000 to 2,000,000 and a high molecular weight polymer having an average molecular weight of at least 500,000. . 제 14 항에 있어서, 전분 조성물의 전기-방사 단계는 전분 조성물을 다이를 통해 전기 방사하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.15. The process of claim 14, wherein the electrospinning step of the starch composition consists in electrospinning the starch composition through a die. 제 16 항에 있어서, 전분 필라멘트를 공기 스트리임으로 감쇄시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정17. The process of claim 16 further comprising attenuating the starch filaments with an air stream. 제 14 항에 있어서, 몰딩 부재를 제공하는 단계는 기계 방향으로 연속적으로 운행되도록 설계된 몰딩 부재를 제공하는 것을 특징으로 하는 공정.15. The process of claim 14, wherein providing the molding member provides a molding member designed to run continuously in the machine direction. 제 14 항에 있어서, 몰딩 부재를 제공하는 단계는 첫번 째 높이에 놓여진 강화 장치와, 강화장치에 면대 면으로 연결되고 강화 부재로부터 외부로 연장되어 두번째 높이를 형성하는 수지성 구조물에 의해 형성된 몰딩 부재를 제공하는 것을 특징으로 하는 공정.15. The method of claim 14, wherein providing the molding member comprises: a molding member formed by a reinforcement device placed at a first height and a resinous structure connected face-to-face to the reinforcement device and extending outwardly from the reinforcement member to form a second height. Providing a process. 제 19 항에 있어서, 몰딩 부재는 유체 투과성이고 다수의 서로 짜여진 방사(yarn), 펠트, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.20. The process of claim 19, wherein the molding member is fluid permeable and comprises a plurality of interwoven yarns, felts, or a combination thereof. 제 20 항에 있어서, 수지성 구조물은, 강화 부재로부터 외부로 연장된 다수의 베이스와, 두번째 높이에서 베이스로부터 연장되어 칸틸레버 부분과 강화 장치 사이의 공간을 형성하는 다수의 칸틸레버 부분을 포함하고, 다수의 베이스와 다수의 칸틸레버 부분은 함께 몰딩 부재의 삼차원 필라멘트 수용측을 형성하는 것을 특징으로 하는 공정.21. The resinous structure of claim 20, wherein the resinous structure comprises a plurality of bases extending outward from the reinforcement member and a plurality of cantilever portions extending from the base at a second height to form a space between the cantilever portion and the reinforcement device. And the plurality of bases and the plurality of cantilever portions together form a three-dimensional filament receiving side of the molding member. 제 14 항에 있어서, 다수의 전분 필라멘트를 몰딩 부재의 필라멘트 수용측에 놓는 단계는 다수의 전분 필라멘트에 유체 압력 차이를 적용하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공정.15. The process of claim 14, wherein placing the plurality of starch filaments on the filament receiving side of the molding member comprises applying a fluid pressure difference to the plurality of starch filaments. 제 22 항에 있어서, 전분 조성물을 제공하는 단계는 고분자량 중합체를 포함하는 전분 조성물을 제공하는 것으로 구성되는 것을 특지응로 하는 공정.23. The process of claim 22, wherein providing the starch composition consists in providing a starch composition comprising a high molecular weight polymer.
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