KR101209968B1 - 일회용 음식 준비용 매트, 절단 시트, 식탁 매트 등 - Google Patents

일회용 음식 준비용 매트, 절단 시트, 식탁 매트 등 Download PDF

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리차드 제이. 벰
헤더 앤 소레보
엘리자베스 앤 하인스
토마스 지. 섀논
제프리 제이. 존슨
헨리 스쿠그
펑-조우 첸
제프리 딘 린드세이
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

일회용 액체 흡수 매트가 기재된다. 매트는 일반적으로 적어도 액체 흡수층 및 액체 불투과층을 포함한다. 액체 흡수층은 티슈 웹, 수력엉킴 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹 등으로부터 제조될 수 있다. 반면, 액체 불투과층은 멜트스펀 웹, 필름, 수력엉킴 웹, 또는 심지어 웹을 유체 유동에 저항성이 되도록 사이징제 (sizing agent)로 처리된 티슈 웹을 포함할 수 있다. 한 실시태양에서, 매트가 롤 형태로 나선형으로 감길 수 있도록 매트는 비교적 낮은 두께를 갖도록 제조될 수 있다. 그러나, 다른 실시태양에서, 매트는 쌓인 배열로 포장될 수 있다. 매트는 다양한 용도 및 적용례를 갖는다. 예를 들어, 매트는 음식 준비 동안 사용하기에 매우 적합하다. 매트는 유체가 제품을 관통하는 것을 방지하면서 유체를 흡수하기에 매우 적합하다. 일부 실시태양에서, 매트는 또한 흡수 및 절단 저항성 표면으로서 역할을 하기에 매우 적합하다. 추가의 이점은 흡수 및 절단 저항성 음식 준비용 매트에 미끄럼방지 특징을 얻도록 필름의 하단 측면에 중합체 층의 첨가이다.
매트, 유체 흡수성 시트, 유체 흡수층, 유체 불투과층, 천공층, 일회용 라미네이트

Description

일회용 음식 준비용 매트, 절단 시트, 식탁 매트 등{DISPOSABLE FOOD PREPARATION MATS, CUTTING SHEETS, PLACEMATS, AND THE LIKE}
식사 또는 특정 요리를 준비하는 동안, 음식은 대개 해동되거나, 썰리거나, 잘게 썰리거나, 얇게 썰리거나, 달리 처리된다. 이들 작업은 대개 조리대 또는 다른 단단한 표면에서 일어난다. 음식 준비 동안, 깨끗한 작업공간을 유지하기 위해서만이 아니라 또한 식품의 교차 오염을 방지하기 위해 청결이 중요하다.
과거에는, 상기 설명된 많은 음식 준비 단계가 도마 상에서, 종이 타월 위에서, 또는 조리대 표면 상에서 직접 일어났다. 그러나, 도마 또는 조리대 표면은 매번 사용 후 청소해야 한다. 종이 타월은 과잉의 액체 또는 즙을 흡수하는데에 유용할 수 있다. 그러나, 종이 타월은 액체 또는 즙이 제품을 관통하여 종이 타월이 놓인 임의의 표면을 오염시키도록 한다.
상기 내용에 비추어, 식육 및 다른 생 음식 또는 조리 음식을 준비하기 위해 사용할 수 있는 일회용 제품이 현재 필요하다. 특히, 액체가 매트가 놓인 표면으로 관통하는 것을 방지하면서, 음식으로부터 액체를 흡수할 수 있는 일회용 음식 준비용 매트 또는 시트가 필요하다. 일부 음식 준비를 위해 매트가 흡수성이고 일정 정도의 절단 저항을 갖는 것이 또한 필요하다.
종이 타월 롤과 유사한 말린(rolled) 형태로 생산될 수 있는 일회용 음식 준비용 매트가 또한 필요하다. 예를 들어, 제품을 위해 요구되는 저장 면적의 양을 최소화하고 폐기의 용이함을 증가시키기 위해 다수의 시트가 나선형으로 감겨 제품이 될 수 있도록 가요성이고 비-융기된(non-ridged) 음식 준비용 매트가 필요하다.
<발명의 개요>
일반적으로, 본 발명은 유체 흡수성 매트에 관한 것이다. 매트는 수많은 용도로 사용할 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 매트는 음식 준비 동안 예를 들어, 음식을 해동하거나, 썰거나, 잘게 썰거나, 얇게 썰거나, 달리 처리할 때 생길 수 있는 과잉의 액체 또는 즙을 흡수하고 보유하도록 사용할 수 있다. 음식 준비 동안 썰기, 잘게 썰기 또는 얇게 썰기가 요구될 때, 흡수도에 추가로 절단 저항이 또한 요구된다. 음식 준비 용도에 추가로, 매트는 또한 화학물 유출 흡수, 혈액, 소변 또는 다른 체액 흡수 또는 임의의 다른 유사한 용도에 매우 적합하다. 매트는 또한 심미적 외관을 개선하기 위해 그래픽으로 장식할 수 있다. 상기 방식으로, 매트는 또한 정찬 식탁에서 식탁 매트로서 사용하기에 매우 적합하다.
많은 용도에 대해, 본 발명의 유체 흡수성 매트는 일회용으로 의도되어 단일 또는 다수 사용후 폐기된다. 한 특정 실시태양에서, 본 발명의 유체 흡수성 매트는 나선형으로 감긴 롤 상에 보유된다. 롤은 예를 들어, 사용자가 롤로부터 한번에 하나의 매트를 제거할 수 있도록 하는 천공선에 의해 분리되는 복수의 매트를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시태양에서, 유체 흡수성 매트는 평평한 쌓인 (stacked) 배열로 포장될 수 있다.
한 특정 실시태양에서, 본 발명은 복수의 나선형으로 감긴 상호연결된 유체 흡수성 시트를 포함하는 말린 흡수성 제품에 관한 것이다. 본 발명에 지나치게 중대하지는 않지만, 동심으로 감긴 롤의 크기는 외부 롤 길이 (시트 폭) 치수가 약 8" 내지 약 14"이고 롤 직경이 약 3" 내지 약 9"인 종이 타월의 표준 롤의 치수와 유사할 수 있다. 롤 상의 시트의 길이는 롤의 특정 직경 및 시트의 두께에 의해 결정된다. 상기 방식으로, 소비자는 정규 종이 타월 및 다른 목적, 예를 들어 음식 준비용 매트로서 사용하기에 유리한 제품을 찾을 수 있다.
시트는 제1 친수성 및 유체 흡수층, 및 제2 유체 불투과층을 포함한다. 시트의 제1 층은 HST (허큘레스 크기 시험 (Hercules Size Test)) 값이 예를 들어 약 5초 미만일 수 있는 한편, 시트의 제2 층은 HST값이 약 1분 초과, 예를 들어 약 4분 초과일 수 있다. 복합재 시트는 HST값이 약 1분 초과이다. 나선형으로 감긴 배열로 보유될 때, 유체 흡수성 시트는 약 1,000 미크론 미만과 같은 비교적 작은 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 시트의 두께는 약 40 미크론 내지 약 800 미크론일 수 있다. 반면, 시트의 기초 중량은 약 400 gsm 미만, 예를 들어 약 5 gsm 내지 약 100 gsm, 예를 들어 약 10 gsm 내지 약 80 gsm일 수 있다.
흡수성 시트 내에 보유된 유체 흡수층 및 유체 불투과층은 특정 용도 및 목적하는 결과에 따라 다양할 수 있다. 또한, 시트는 층들이겹 (ply)의 두께 위에 층을 이루는 단겹으로부터 구성될 수 있다. 그러나, 다른 실시태양에서, 흡수성 시트는 유체 흡수층이 제2 겹을 포함할 수 있는 유체 불투과층에 부착되거나 연결되는 제1 겹을 포함하는 라미네이트를 포함할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 한 실시태양에서, 유체 흡수층은 티슈 웹을 포함할 수 있다. 웨트 레이드(wet laid) 티슈 웹은 당업계에 공지된 임의의 다양한 제지 공정에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 티슈 웹은 접착 크레이핑, 습윤 크레이핑, 이중 크레이핑, 이중 재-크레이핑, 엠보싱, 습식 압축, 공기 압축, 통기 건조, 크레이핑된 통기 건조, 비크레이핑된 통기 건조, 및 당업계에 공지된 다른 단계를 이용하여 형성할 수 있다. 상기한 것에 추가로, 유체 흡수층은 또한 예를 들어, 플러프 펄프 및(또는) 다른 셀룰로직 섬유, 예를 들어 면 또는 레이온 섬유로부터 제조된 에어레이드 웹을 포함할 수 있다. 유체 흡수층은 또한 코폼 웹 또는 수력엉킴 웹을 포함할 수 있다. 많은 용도에 대해, 유체 흡수층은 비흡수 용량(specific absorbent capacity)이 g 질량에 대해 약 1 g 물 초과, 예를 들어 약 2 g 물/g 질량 초과이어야 한다. 한 실시태양에서, 예를 들어, 유체 흡수층의 흡수 용량은 약 4 g 물/g 질량 초과일 수 있다.
유체 불투과층은 부직물 또는 필름을 포함할 수 있다. 필름은 임의의 적합한 중합성 물질, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, TEFLON, PEEK, 폴리페닐렌 술피드 등으로부터 제조될 수 있다. 유체 불투과층으로서 사용할 수 있는 소수성 부직 웹은 멜트스펀 웹, 예를 들어 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 수력엉킴 웹 등을 포함한다. 요구되는 경우, 멜트스펀 부직 웹은 물질의 액체 투과 특성을 추가로 감소시키기 위해 고온 칼렌더링될 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 유체 흡수성 시트의 특정 예는 비크레이핑된 통기 건조된 고 텍스쳐(highly textured) 웹에 라미네이팅된 필름을 포함한다. 예를 들어 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 5,672,248; 5,656,132; 6,120,642; 6,096,169; 6,197,154; 6,143,135에 기재된 비크레이핑된 통기 건조된 티슈는 전통적인 습식 압축 티슈 제품보다 우수한 벌크, 더 큰 습윤 탄성 및 더 큰 비흡수 용량을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 보다 적은 셀룰로스 섬유가 비흡수 용량을 유지하기 위해 필요할 수 있다. 또한, 3차원 패턴을 티슈 내에 부여하는 능력은 유체 불투과층에 라미네이팅될 때 시트의 비흡수 용량을 증가시키는 기회를 제공한다. 시트의 우수한 습윤 탄성은 시트가 필름과 섬유 표면 사이의 빈 영역 내로 붕괴되기보다는 3-D 형태를 유지하도록 한다.
다른 실시태양에서, 유체 흡수성 시트는 필름, 예를 들어 폴리올레핀에 라미네이팅된 에어레이드 웹을 포함할 수 있다. 또다른 실시태양에서, 시트는 임의의 적합한 필름에 라미네이팅된 수력엉킴 웹을 포함할 수 있다. 또다른 실시태양에서, 시트는 라텍스 바인더를 포함하는 고도로 탈결합된 시트를 포함할 수 있다. 이어서, 시트는 바람직하게는 시트의 한면 또는 양면에 바인더를 도포한 후에 크레이핑된다. 상기 시트는 모두 본원에 참고로 포함된 미국 특허 출원 10/192,781 (2002년 7월 10일 출원); 10/447,321 (2003년 5월 28일 출원); 10/326,915 (2002년 12월 20일 출원); 10/382,222 (2003년 3월 5일 출원); 10/319,415 (2002년 12월 13일 출원); 10/654,219 (2003년 9월 2일 출원); 10/654,289 (2003년 9월 2일 출원); 및 10/749,475 (2003년 12월 31일 출원)에 기재되어 있다. 상기 시트는 매우 낮은 강성 및 높은 벌크 유연도를 갖고 여유있게 걸칠 수 있는 것으로 밝혀졌다. 상기 시트는 그의 직물과 유사한 텍스쳐에 대해 널리 알려져 있다. 상기 시트의 흡수 용 량은 통기 건조된 티슈로 제조된 시트의 흡수 용량보다 낮은 경향이 있지만, 상기 제품은 훨씬 더 직물과 유사한 감촉을 갖고, 보다 고급 용도, 예를 들어 일회용 식탁 매트에 바람직할 수 있다.
라텍스 또는 아크릴레이트 바인더로 인쇄된 수력엉킴 웹 또는 고도로 탈결합된 시트는 플렉소 인쇄를 사용한 라텍스 또는 아크릴레이트 접착에 의해 또는 상기 설명된 웹에 대한 중합성 필름의 직접 캐스트 또는 압출을 통해 시트에 라미네이팅될 수 있다.
2 개의 층 또는 두 개의 겹을 포함하는 이외에, 상이한 실시태양에서 유체 흡수성 시트는 추가의 겹 및(또는) 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 유체 흡수층은 유체 불투과층과 상단 천공층 사이에 배치될 수 있다. 천공층은 액체가 흡수된 후 제품의 상단 표면으로 다시 이동하는 경향을 감소시키기 위해 존재할 수 있다. 천공층은 천공 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 천공은 개방 면적이 약 0.5 mm2 초과일 수 있다. 천공 면적 대 비천공 면적의 비는 약 0.1 내지 약 0.9, 예를 들어 약 0.2 내지 약 0.8일 수 있다.
본 발명의 또다른 실시태양에서, 유체 흡수성 시트는 제1 유체 흡수층과 제2 유체 흡수층 사이에 배치된 유체 불투과층을 포함할 수 있고, 이는 시트의 양 면이 유체를 흡수하기 위해 사용될 수 있도록 한다. 제1 유체 흡수층은 구체적인 용도에 따라 제2 유체 흡수층과 동일하거나 상이한 특성을 가질 수 있다.
유체 흡수성 시트가 나선형으로 감긴 제품 내에 포함될 때, 제품은 개별 시 트를 분리하기 위한, 주기적으로 이격된 천공선을 포함할 수 있다. 별법으로, 나선형으로 감긴 제품은 사용자가 요구되는 시트 길이를 선택할 수 있도록 하기 위한 절단 날을 포함하는 용기에 수용될 수 있다.
유체 흡수성 시트는 시트의 상이한 특성을 개선시키기 위한 상이한 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유체 흡수성 시트는 항생제, 냄새 흡수제 등을 포함할 수 있다. 한 실시태양에서, 유체 흡수성 시트는 또한 각각의 시트 주변부의 적어도 일부를 둘러싸는 유체 장벽을 포함할 수 있다. 유체 장벽은 시트 내의 모든 유체를 함유하는 역할을 할 수 있다. 유체 장벽은 예를 들어 초흡수성 입자를 포함할 수 있다. 별도의 실시태양에서, 유체 장벽은 제품의 주변부 둘레에 배치되는 액체 불투과성 접착 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 다른 특징 및 측면을 아래에 보다 상세히 논의한다.
본 발명의 최량의 방식을 포함하여 본 발명의 전체적인 실시가능한 개시 내용은 첨부하는 도면을 참고로 하여 본원 명세서의 나머지 부분에서 보다 상세하게 제시된다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 나선형으로 감긴 흡수 제품의 한 실시태양의 투시도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 유체 흡수성 시트의 한 실시태양의 투시도이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 유체 흡수성 시트의 다른 대안적인 실시태양 의 투시도이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 유체 흡수성 시트의 다른 실시태양의 투시도이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 유체 흡수성 시트의 또다른 실시태양의 일부를 제거한 투시도이다.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 유체 흡수성 시트의 또다른 실시태양의 투시도이다.
도 7은 절단 날을 포함하는 용기 내에 위치하는, 본 발명에 따라 제조된 나선형으로 감긴 제품을 보여주는 투시도이다.
도 8은 본 발명에 따라 제조된 유체 흡수성 시트의 다른 실시태양의 투시도이다.
도 9는 본 발명에 따라 제조된 유체 흡수성 시트의 다른 대안적인 실시태양의 투시도이다.
본원 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 성분을 나타내고자 한 것이다.
<정의>
본원에서 사용되는 용어 "수력엉킴 웹"은 고펄프 함량의 부직 복합 직물을 의미한다. 복합 직물은 연속 필라멘트 기재, 예를 들어 스펀본드 기재로 수력에 의해 엉킨 50 중량% 초과, 예를 들어 70 중량% 초과의 펄프 섬유를 포함한다. 수력엉킴 웹의 예는 본원에 참고로 포함된 미국 특허 5,284,703에 개시되어 있다.
본원에서 사용되는 용어 "스펀본드 섬유"는 분자 배향된 중합성 물질의 소직경 섬유를 의미한다. 스펀본드 섬유는 용융된 열가소성 물질을 방사구의 대체로 원형의 다수의 미세 모세관으로부터 필라멘트로서 압출시키고, 이어서 예를 들면 애펠(Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호 및 도르쉬너(Dorschner) 등의 미국 특허 제3,692,618호, 마쓰끼(Matsuki) 등의 미국 특허 제3,802,817호, 키니(Kinney)의 미국 특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, 하르트만(Hartmann)의 미국 특허 제3,502,763호, 도보(Dobo) 등의 미국 특허 제3,542,615호 및 파이크(Pike) 등의 미국 특허 5,382,400에 기재된 바와 같이 압출된 필라멘트의 직경을 급속하게 감소시킴으로써 형성될 수 있다. 스펀본드 섬유는 수집표면 상에 침착될 때는 일반적으로 점착성이 없고, 일반적으로 연속상이다. 스펀본드 섬유는 직경이 종종 약 10 미크론 이상이다. 그러나, 미세 섬유 스펀본드 웹 (평균 섬유 직경이 약 10 미크론 미만)은 각각 그 전부가 본원에 참고로 포함된, 공동 양도된 마몬(Marmon) 등의 미국 특허 6,200,669 및 파이크 등의 미국 특허 5,759,926에 기재된 방법을 포함하여 이로 제한되지 않는 다양한 방법에 의해 달성할 수 있다.
"허큘레스 크기 시험"은 흡수도의 척도이다. 상기 시험은 염료 용액이 물질을 투과할 때 상기 물질의 반사율이 소정의 값으로 감소하기 위해 필요한 시간을 측정한다. 결과는 초로 기록되고, 약 5 미만의 값은 제품의 흡수성이 상당함을 나타낸다. 저 흡수도 특성을 갖는 물질은 전형적으로 1분 초과의 값을 보인다. 액체 불투과성 제품, 예를 들어 필름은 매우 높은 값을 갖는다.
본원에서 사용되는 용어 "코폼 웹"은 부직 웹 형성시에 별개의 중합체와 추 가의 스트림을 단일 침적 스트림으로 조합함으로써 생산되는 물질을 의미한다. 상기 공정은 예를 들어 본원에 참고로 포함된 앤더슨(Anderson) 등의 미국 특허 4,100,324에 개시되어 있다.
본원에서 사용되는 용어 "기하 평균 인장 탄성률"는 다음과 같이 계산한다. 시료를 표준 인장 시험기에서 시험한다. 샘플을 시험하기 전에 4시간 동안 TAPPI 조건 하에 유지한 후 3 인치 죠(jaw) 폭, 4 인치 죠 간격, 및 10인치/분의 크로스헤드 속도를 사용한다. 로드 셀(load cell)은 대다수의 피크 로드 결과가 로드 셀의 용량의 10% 내지 90%에 있도록 선택된다.
파단시 인장 흡수 에너지(TEA)는 규정된 파단점 (피크 로드시 65% 하강)까지의 연신을 갖는 시료에 의해 생성된 힘을 시료의 표면적으로 나눈 값의 적분치이다. 표면적은 처짐을 보정한 게이지 길이 x 시료 폭이다.
MD 및 CD 기울기가 인장 탄성률로서 또한 언급된다. 이는 46 g 내지 103 g력 사이에서 응력 변형률 곡선의 기울기이다. 기하 평균 탄성률은 MD 및 CD 기울기의 곱의 제곱근이다.
당업자는 본 논의가 단지 예시적인 실시태양의 설명이고, 본 발명의 보다 넓은 측면을 제한하는 것으로 의도되지 않음을 이해해야 한다.
일반적으로, 본 발명은 상이하고 다양한 용도에 사용될 수 있는 유체 흡수성 매트에 관한 것이다. 일반적으로, 매트는 액체 흡수층 및 액체 불투과층을 포함한다. 2개의 층은 단겹으로 조합될 수 있거나 단독으로 또는 추가의 겹과 조합되어 함께 라미네이팅되는 별개의 겹을 포함할 수 있다.
본 발명의 유체 흡수성 매트는 음식 준비 용도에 사용하기 위해 특히 매우 적합하다. 예를 들어, 매트는 음식의 해동, 준비, 썰기, 잘게 썰기 또는 얇게 썰기 동안 생성될 수 있는 과잉의 액체 또는 즙을 흡수하고 포획하도록 형성된다. 예를 들어, 액체 흡수 매트는 식육 제품을 조미하거나, 지방을 제거하거나, 그로부터 햄버거 패티를 제조하기 위해 표면으로서 사용할 수 있다. 액체 흡수 매트는 과일 및 채소를 썰고 잘게 썰기 위한 다양한 용도에 또한 매우 적합하다. 특히 유리하게, 매트는 액체가 제품으로부터 빠져나오거나 제품을 관통하는 것을 방지하면서 액체를 신속하게 흡수하도록 하는 형상이다.
음식 준비 작업에 추가로, 본 발명의 액체 흡수 매트는 또한 다양한 다른 용도에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 액체 흡수 매트는 화학물 유출액 흡수, 혈액 또는 소변 보유를 위해 사용할 수 있거나 다양한 다른 와이핑 용도에서 사용할 수 있다. 매트는 또한 식탁 매트로서 사용하기 위해 매트가 가시적으로 흥미를 끌도록 하는 엠보싱 및(또는) 그래픽을 수용할 수 있다.
액체 흡수 매트는 개별적으로, 예를 들어 쌓인 배열로 포장될 수 있다. 별법으로, 매트는 함께 상호연결되어 나선형으로 감길 수 있다. 말린 제품으로 존재할 때, 예를 들어 매트는 비교적 작은 두께 및 큰 굽힘 탄성률을 가질 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 제품의 총 두께는 약 20 미크론 내지 약 1,000 미크론, 예를 들어 약 40 미크론 내지 약 800 미크론일 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 예를 들어, 매트의 두께는 약 60 미크론 내지 약 600 미크론일 수 있다. 상기 두께 범위 내에서, 액체 흡수 매트는 기초 중량이 약 3 gsm 내지 약 400 gsm, 예를 들어 약 5 gsm 내지 약 100 gsm, 보다 구체적으로 약 10 gsm 내지 약 80 gsm일 수 있다.
액체 흡수 매트가 나선형으로 감긴 관계로 존재하지 않도록 할 때, 매트는 상기 제시된 범위보다 훨씬 더 큰 두께 및 기초 중량을 가질 수 있다. 예를 들어, 매트의 두께는 약 1 mil 내지 약 100 mil, 예를 들어 약 5 mil 내지 약 50 mil일 수 있다. 두께 및 기초 중량은 최종 용도에 따라 크게 상이할 것이다. 예를 들어, 단지 흡수성 상단 층 및 누출 방지 하단 층만을 제공하는 식탁 매트 및 음식 준비용 매트는 두께가 약 3 mil 내지 약 30 mil일 수 있는 반면, 특히 흡수 및 음식의 썰기, 잘게 썰기 또는 얇게 썰기를 위해 디자인된 음식 준비용 매트는 두께가 약 10 mil 내지 약 100 mil일 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 액체 흡수 매트는 적어도 액체 흡수층 및 액체 불투과층을 포함한다. 예를 들어, 액체 흡수층은 허큘레스 크기 시험(HST) 값이 약 5초 미만일 수 있는 반면에, 액체 불투과층은 HST값이 약 1분 초과, 예를 들어 약 2분 초과일 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 액체 불투과층은 HST값이 약 4분 초과일 수 있다.
액체 흡수층 및 액체 불투과층을 제조하기 위해 많은 상이한 물질을 사용할 수 있다. 몇몇 용도를 위해, 예를 들어 액체 흡수층의 액체 흡수 용량이 적어도 1 g 물/g 질량, 예를 들어 약 2 g 물/g 질량 초과 또는 심지어 약 4 g 물/g 질량 초과가 되도록 하는 물질이 액체 흡수층을 위해 선택될 수 있다. 또한, 액체 흡수층은 매트와 접촉하게 되는 임의의 품목, 예를 들어 식품 상의 섬유의 뭉침 및 보풀 형성에 저항하도록 큰 Z-방향 인장을 갖도록 하는 형상일 수 있다. 한 실시태양에서, 예를 들어 층의 Z-방향 인장은 약 4 psi 초과, 예를 들어 약 8 psi 초과, 심지어 약 12 psi 초과일 수 있다.
액체 흡수층을 형성하기 위해 사용할 수 있는 물질의 예는 웨트레이드 티슈 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹, 수력엉킴 웹 등을 포함한다. 웨트레이드 티슈 웹으로부터 형성될 때, 페이퍼 웹은 당업계에 공지된 다양한 공정으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 티슈 웹은 크레이핑, 습윤 크레이핑, 이중 크레이핑, 엠보싱, 습식 압축, 공기 압축, 통기 건조, 크레이핑된 통기 건조, 비크레이핑된 통기 건조, 및 다른 상이한 통상적인 단계를 포함하는 공정으로부터 형성될 수 있다. 페이퍼 웹은 또한 이중 프린트 크레이핑 공정에 적용되거나 단일 프린트 크레이핑 공정에 적용될 수 있고, 여기서 결합 물질은 패턴에 따라 웹의 적어도 한 측면에 도포되고, 크레이핑 표면에 접착된 후, 표면으로부터 크레이핑된다.
반면, 액체 불투과층은 필름 또는 부직물로부터 형성할 수 있다. 예를 들어, 부직물은 상기 설명된 범위 내에 있는 HST값을 갖도록 구성될 수 있다. 부직 웹은 예를 들어, 멜트스펀 웹 또는 수력엉킴 웹일 수 있다.
액체 불투과층이 필름을 포함하는 경우, 일반적으로, 임의의 적합한 필름을 사용할 수 있다. 필름은 예를 들어 동종중합체, 공중합체, 중합체의 혼합물 또는 다층 필름으로부터 제조할 수 있다. 한 실시태양에서, 예를 들어, 필름은 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 별도의 실시태양에서, 중합체 필름은 나일론 (폴리아미드), 불소중합체, PEEK, 폴리페닐렌 술피드, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 중합체는 흡수성 매트가 또한 절단 표면으로서 사용되는 용도에 매우 적합할 수 있다. 다른 실시태양에서, 필름은 매트에 미끄럼방지 속성을 부여하는 고마찰 계수 중합체 (예를 들어 블록 공중합체, 즉 SEB-S 블록 공중합체)의 층을 필름의 한 측면 상에 포함하거나 가질 수 있다. 미끄럼방지 특징은 음식을 써는 동안 매트가 조리대 둘레에서 움직이는 것을 억제하는 것을 돕기 위해 음식을 썰거나, 잘게 썰거나 얇게 썰기 위해 설계된 음식 준비용 매트에 대해 특히 중요하다.
필름은 두께가 구체적인 용도에 따라 크게 변할 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 필름은 두께가 1 mil 미만으로부터 30 mil 초과까지, 예를 들어 약 0.5 mil 내지 약 5 mil일 수 있다. 마찬가지로 중합성 필름의 기초 중량은 넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 예를 들어, 기초 중량은 약 5 gsm 내지 약 100 gsm, 예를 들어 약 5 gsm 내지 약 50 gsm일 수 있다. 나선형으로 감긴 제품에 대해, 필름의 기초 중량은 바람직하게는 약 30 gsm 미만이고, 필름의 두께는 바람직하게는 약 4 mil (0.004") 미만이다. 보다 작은 두께는 제품의 강성을 감소시키는 경향이 있고 말린 제품으로서 이용을 용이하게 하여 소비자에게 표준 종이 타월 제품의 인상을 준다.
한 실시태양에서, 비교적 높은 불투명도를 갖는 필름을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 투명한 필름 라미네이트는 유체가 필름을 통해 통과하는 것이 방지되더라도 사용자에게 사용하는 동안 젖어있다는 인상을 줄 수 있다. 반면, 비교적 높은 불투명도를 갖는 필름은 사용자에게 유체 관통이 일어나지 않았다는 시각적 암시를 제공한다. 불투명도는 기재의 차광 능력을 나타낸다. 불투명도는 종이의 특성으로서 일차적으로 사용되고, 한 면에 존재하는 영상의 종이의 다른 면에 대한 상대적 가시성을 예측하게 한다. 중합체 필름의 불투명도는 대개 동일한 절차, TAPPI 절차 T 425 및 ASTM 절차 D 589를 이용하여 측정된다. 불투명도를 기록하는 2가지의 상이한 방식이 존재하고, "콘트라스트 비율"로도 언급되는 "89% 반사 배면 처리(reflectance backing)"가 보다 통상적으로 사용된다. 상기 값은 흑색체 배면 처리된 필름 샘플의 확산 반사 (0.5% 미만의 반사) 대 백색체 배면 처리된 동일한 샘플의 확산 반사 (89% 반사)의 비율의 100배와 동등하다. 단위는 퍼센트이고, 완전히 불투명한 물질은 100%의 불투명도값을 가질 것이다. 예를 들어, 필름의 불투명도는 약 40% 초과, 예를 들어 약 50% 초과일 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 예를 들어, 필름의 불투명도는 약 60% 초과일 수 있다.
다른 실시태양에서, 반투명 필름을 사용하는 것이 바람직하거나 충분할 수 있다. 반투명 필름은 불투명도가 아니라 헤이즈 값에 의해 측정된다. 헤이즈는 필름을 통해 볼 때 사물의 흐린 외관 또는 보다 불량한 투명도를 야기하는, 필름에 의한 광의 산란이다. 보다 기술적으로는, 헤이즈는 입사광의 방향으로부터 2.5도 초과의 각도로 편광되는, 필름을 통해 투과되는 광의 비율이다. 단일 방향성 수직 광선이 필름 시료 상에 조사되고, 광이 적분구에 도입된 후에 시료에 의해 전달된 총 광을 광검출기가 측정한다. 필름의 헤이즈 시험은 ASTM D-1003 또는 그의 균등법과 같은 방법에 의해 수행하여야 한다. 또한, ASTM D-1003의 요건을 충족하면 분광광도계도 사용할 수 있다. 본 발명에 적합한 반투명 필름의 헤이즈 값은 10% 초과, 예를 들어 20% 초과일 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 필름은 헤이즈 값이 30% 초과로 확산성일 수 있다.
또한, 투명 필름도 본 발명에서 만족스럽게 사용될 수 있다. 상기 필름의 헤이즈 값은 ASTM D-1003 또는 그의 동등한 방법으로 측정시에 10% 미만, 예를 들어 5% 미만, 구체적으로 3% 미만일 것이다.
도면을 살펴보면, 본 발명에 따라 제조된 액체 흡수 매트 또는 시트의 상이한 실시태양을 제시한다. 예를 들어, 도 1 및 2를 살펴보면, 액체 흡수성 웹 (14)에 대한 필름 (12)의 라미네이트를 포함하는 액체 흡수 매트 (전체적으로 10)가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 한 실시태양에서, 액체 흡수 매트 (10)은 나선형으로 감긴 제품을 포함할 수 있다. 나선형으로 감긴 제품 또는 물질의 롤은 개별 액체 흡수 매트를 롤의 나머지로부터 분리하기 위한 천공선 (16)을 주기적으로 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시태양에서, 매트는 쌓인 배열로 포장될 수 있음을 이해해야 한다. 매트가 나선형으로 감기는지의 여부는 제품의 두께, 제품의 굽힘 탄성률 및 기초 중량에 따라 결정될 수 있다.
나선형으로 감긴 제품으로서 전달될 때, 롤의 치수는 바람직하게는 현재의 종이 타월 제품과 동등한 느낌을 주도록 조절된다. 나선형으로 감긴 제품의 롤의 치수를 조절함으로써, 소비자는 상업적으로 입수가능한 종이 타월이 존재하는 그의 현재의 환경 내에 제품을 보다 잘 배치할 수 있다. 실제로, 소비자는 본 발명의 제품이 현재 이용가능한 나선형으로 감긴 종이 타월 제품의 모든 요건을 충족함을 알 수 있고, 현재 이용가능한 제품을 본 발명의 제품으로 완전히 대체하는 마음이 들 수 있다. 본 발명의 나선형으로 감긴 제품은 바람직하게는 외부 롤 길이 (시트 폭) 치수가 약 6" 내지 약 14", 예를 들어 약 8" 내지 약 12"이고, 롤 직경이 약 3" 내지 약 9", 예를 들어 약 5" 내지 약 8"이다. 롤 상의 모든 시트의 총 길이는 롤의 특정 직경 및 시트의 두께에 의해 결정된다. 한 실시태양에서, 롤 상의 총 시트 길이는 약 20 피트 내지 약 120 피트, 예를 들어 약 30 피트 내지 약 100 피트, 보다 특히 약 40 피트 내지 약 100 피트일 수 있다.
나선형으로 감길 때, 흡수성 측면이 롤의 외부에 대면하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 방식에서, 소비자는 흡수성 측면을 눈으로 볼 것이고, 롤을 종이 타월과 유사한 것으로 보다 쉽게 인식하여 통상적인 나선형으로 감긴 종이 타월 제품이 사용되는 용도를 위해 상기 제품을 사용할 것이다. 한 실시태양에서, 나선형으로 감긴 제품이 코어에 위치하는 것이 바람직하지만, 이것이 본 발명에 꼭 필요한 것은 아니다. 코어는 다양한 물질, 예를 들어 판지로 제조될 수 있다. 코어는 임의의 치수를 가질 수 있지만, 일반적으로 직경이 약 1" 내지 약 2.5"일 것이고, 이는 상업적으로 입수가능한 나선형으로 감긴 종이 타월 제품에 사용되는 코어와 유사한 형태 및 치수이다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같은 매트 (10)의 액체 흡수층 (14) 및 필름 층 (12)는 상기 설명한 바와 같은 물질의 임의의 적합한 조합으로부터 구성될 수 있다. 예를 들어, 한 특정 실시태양에서, 액체 흡수층 (14)는 주로 셀룰로직 섬유로부터 제조된 티슈 웹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 티슈 웹은 비크레이핑된 통기 건조된 웹을 포함할 수 있다. 예를 들어 미국 특허 5,656,132에 기재된 비크레이핑된 통기 건조된 티슈는 전통적인 습식 압축 티슈 제품보다 우수한 벌크, 보다 큰 습윤 탄성, 보다 빠른 흡수 속도 및 보다 높은 비흡수 용량을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 주어진 비흡수 용량을 유지하기 위해 보다 적은 셀룰로스 섬유 및 보다 적은 겹이 필요하다.
비 섬유 흡수 용량은 섬유 웹의 불투과층에 대한 라미네이팅에 의해 증가할 것으로 예상된다. 비 섬유 흡수 용량은 본 발명의 제품이 제품 내의 흡수성 섬유 1 g당 보유할 수 있는 유체의 양 g을 나타낸다. 이것은 중합성 필름 유체 불투과층에 라미네이팅된 셀룰로직 섬유를 주로 포함하는 흡수층을 갖는 제품에 가장 잘 적용될 수 있다. 물 또는 유체는 섬유 웹과 유체 불투과층 사이의 빈 영역 내에 잡히게 된다. 유체 불투과층의 부재 시에, 상기 유체는 단지 웹과 접촉하는 표면으로 이송되거나 단순히 웹으로부터 배출된다.
나선형으로 감긴 제품에서 사용될 때, 흡수층은 바람직하게는 우수한 습윤 탄성을 보인다. 습윤 탄성은 습윤될 때 붕괴하지 않는 시트의 능력을 나타낸다. 따라서, 시트는 물의 존재 하에 그의 3차원 형태를 보유한다. 이론에 매이기를 원하지 않지만, 보통과는 달리 높은 습윤 탄성 성능을 얻기 위해 다음과 같은 3가지 인자가 상승적으로 상호작용하는 것으로 생각된다: (1) 건조 동안 유의한 압축 없이 얻어지는, 바람직하게는 크레이핑 없이 얻어지는 높은 벌크(저밀도)의 3차원 구조, (2) 바람직하게는 시트 제조에 사용되는 적어도 약 20%의 섬유 퍼니시(furnish)를 포함하는 고수율 펄프 섬유, 및 (3) 습윤 대 건조 기하 평균 인장 강도비가 약 0.1 이상이 되도록 하는 하나 이상의 습윤 강도 수지 또는 약제의 사용. 습윤 탄성에 대한 보다 많은 정보는 본원에 참고로 포함된 미국 특허 6,808,790 B2 (발명의 명칭: "Wet-resilient webs and disposable articles made therewith", 첸 (Chen) 등, 2004년 10월 26일 등록)에서 찾을 수 있다.
이론에 매이기를 원하지 않지만, 시트의 습윤 탄성에 의해 시트가 필름과 섬유 표면 사이의 공극 내로 붕괴되기보다는 3차원 형태를 유지하는 것으로 생각된다. 그 결과, 물 또는 다른 유체는 유체 불투과층에 대면하지만 상기 층에 실질적으로 고정되지 않은 시트의 표면과 불투과층 사이의 빈 부피 내에 잡히게 된다. 통상적인 습식 압축 티슈 시트가 사용되면, 이들 공극 영역은 신속하게 붕괴되고, 추가의 흡수 용량을 제공할 수 없다. 따라서, 본 발명의 제품의 흡수층이 높은 습윤 탄성을 갖는 물질을 포함할 때, 제품의 섬유 흡수 용량 (g 유체/g 섬유 단위)은 통상적인 습식 압축 티슈 시트 사용시보다 더 클 것이다. 유의한 3차원 구조를 갖는 고 텍스쳐의 표면은 섬유 흡수 용량을 보다 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 동일한 흡수 용량을 달성하기 위해 보다 적은 섬유가 요구되고, 전체 제품 비용이 실질적으로 감소될 수 있다. 비크레이핑된 통기 건조된 웹이 액체를 신속하게 흡수할 뿐만 아니라 다량의 액체를 흡수할 수 있는 점에서 액체를 흡수하는데 특히 매우 적합하다. 비크레이핑된 통기 건조된 웹은 기초 중량이 약 10 gsm 내지 약 120 gsm, 예를 들어 약 30 gsm 내지 약 90 gsm일 수 있다.
습윤 탄성은 웹을 필름에 결합시키거나, 기계적 엉킴에 의해 또는 습윤 강도 수지의 사용을 통해 웹에 부여될 수 있다. 예를 들어, 양이온성 올리고머 또는 중합성 수지를 포함하는 영구적인 습윤 강도제를 본 발명에 사용할 수 있다. 폴리아미드-폴리아민-에피클로로히드린 타입 수지, 예를 들어 허큘레스, 인크.(Hercules, Inc., 미국 델라웨어주 윌밍턴)에서 시판하는 KYMENE 557H가 가잘 널리 사용되는 영구적인 습윤 강도제이고, 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 상기 물질은 미국 특허 3,700,623 (1972년 10월 24 등록, 케임 (Keim)); 3,772,076 (1973년 11월 13일 등록, 케임); 3,855,158 (1974년 12월 17일 등록, 페트로비치 (Petrovich) 등); 3,899,388 (1975년 8월 12일 등록, 페트로비치 등); 4,129,528 (1978년 12월 12일 등록, 페트로비치 등); 4,147,586 (1979년 4월 3일 등록, 페트로비치 등); 및 4,222,921 (1980년 9월 16일 등록, 반 에남 (van Eenam))에 기재되어 있다. 다른 양이온성 수지는 폴리에틸렌이민 수지 및 포름알데히드와 멜라민 또는 요소와의 반응에 의해 얻어진 아미노플라스트 수지를 포함한다.
티슈 웹 (14)는 임의의 적합한 방법 또는 기술을 이용하여 필름 (12)에 라미네이팅될 수 있다. 라미네이트는 제품의 전체 평면에 걸쳐 결합될 수 있거나, 단지 선택된 구역에서만 결합될 수 있다. 개개의 층을 함께 결합시키기 위한 특정 접착제 또는 방법은 일반적으로 본 발명에 중요하지 않다. 특정 결합 기술은 예를 들어 층 사이에 접착제 또는 수성 접착 에멀젼의 플렉소 인쇄, 층 사이에 접착제 (핫 멜트 또는 실온에서 액체인 접착제)의 분무, 층의 동시 크림핑, 또는 열 결합, 예를 들어 필름이 선택된 구역에서 연화되거나 용융되고 흡수층 내로 가볍게 압축되어 냉각되는 열 엠보싱을 포함할 수 있다. 필름은 고화되면서, 흡수층에 결합된다. 마지막으로, 두께가 4 mil 이상인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 또는 다른 중합성 필름을 직접 흡수성 웹, 예를 들어 수력엉킴 웹 상에 캐스트 또는 압출 라미네이팅하는 것이 특히 흡수 및 절단 저항성 특징을 달성하기 위해 음식 준비용 매트를 제조할 때 라미네이션을 달성하는 우수한 방법이다. 음식 준비용 매트의 절단 저항은 백색 또는 착색 안료를 필름에 첨가함으로써 개선될 수 있다. 절단 저항은 백색 안료를 필름에 첨가함으로써 개선될 뿐만 아니라, 착색 안료를 첨가함으로써 추가로 개선된다. 백색 및 착색 필름은 불투명도를 개선시켜 매트가 내구성이고 절단 저항성이라는 소비자 인식을 개선시킨다. 착색 필름은 소비자로 하여금 흡수성 상단 층으로 즙을 흡수하고 내누출성 미끄럼방지 하단 매트로 써는 동안 매트를 제자리에 유지시키기 위해 어느 면에서 음식을 썰어야 하는지 구별하는 것을 돕는다.
높은 습윤 탄성 및 많은 토포그래피를 갖는 흡수층을 포함하는 제품이 많은 용도에서 바람직할 수 있지만, 보다 직물과 유사한 감촉을 갖는 연성 시트를 포함하는 제품이 유리할 수 있는 경우가 존재한다. 예를 들어, 한 실시태양에서 시트는 고도로 탈결합된 셀룰로직 시트 및 라텍스 바인더를 포함한다. 시트는 크레이핑되거나 크레이핑되지 않을 수 있다. 상기 시트는 일반적으로 연성 표면 텍스쳐, 높은 습윤 강도, 높은 내구성, 낮은 강성 및 매우 직물과 유사한 감촉 및 텍스쳐를 갖는다. 상기 시트는 상기한 바와 같이 통기 건조된 티슈 시트보다 낮은 비흡수 용량을 갖는 경향이 있지만, 개선된 텍스쳐 및 감촉에 의해 일회용 식탁 매트와 같은 용도에 보다 적합할 수 있다.
예를 들어 한 실시태양에서, 상기 셀룰로직 시트는 1) 바람직하게는 탈결합된 웨트 레이드 티슈 시트를 형성하고, 2) 웹의 한 측면에 유리 전이 온도가 약 40℃ 미만인 바인더 물질을 포함하는 라텍스를 적용하고, 3) 라텍스 면이 건조기에 대면해 존재하도록 상기 시트를 건조 및 크레이핑시키고, 4) 유리 전이 온도가 약 40℃ 미만인 라텍스 바인더 물질을 상기 시트 물질의 제2 면에 적용하고, 5) 상기 시트의 제2 면이 건조기에 접촉하도록 상기 시트를 건조 및 크레이핑시키고, 6) 임의로, 바인더의 가교결합에 영향을 주기 위해 상기 시트를 경화시킴으로써 제조할 수 있다. 상기 티슈 제품 및 상기 제품을 제조하기 위한 방법의 예는 미국 특허 3,879,257 (젠타일(Gentile) 등, 명칭: "Absorbent unitary laminate-like fibrous webs and method for producing them", 스콧 페이퍼 컴퍼니(Scott Paper Company)에 양도되고, 1975년 4월 22일 등록)에서 찾을 수 있다. 상기 물질은 때로 이중 재-크레이핑된 또는 DRC 시트로 언급된다. 다양한 바인더가 당업계에 공지되어 있고, 사용될 수 있다. 스티렌 부타디엔, 폴리비닐클로라이드 및 에틸렌 비닐 아세테이트 바인더, 예를 들어 에어 프로덕츠 코포레이션(Air Products Corporation)으로부터 입수가능한 EN-1165 및 A-124 및 내셔널 스타치, 인크.(National Starch, Inc.)로부터 입수가능한 Elite(등록상표) PE 바인더가 특히 적합하다.
상이한 다른 공정이 상기 직물과 유사한 셀룰로직 구조체 제조에 적합하다. 허용가능한 제품 및 공정은 공동 양도된 미국 특허 출원 10/192,781 (2002년 7월 10일 출원); 10/447,321 (2003년 5월 28일 출원); 10/326,915 (2002년 12월 20일 출원); 10/382,222 (2003년 3월 5일 출원); 10/319,415 (2002년 12월 13일 출원); 및 10/749,475 (2003년 12월 31일 출원)에 기재되어 있다. 상기 소위 프린트 크레이핑된 및 이중 재-크레이핑된 웹의 직물과 유사한 감촉은 시트의 높은 인장 흡수 에너지 (TEA) 및 낮은 기하 평균 인장 탄성률 (강성)에 의해 특징지을 수 있다. (기계 방향 인장 강도 x 횡 방향 인장 강도)의 제곱근으로 정의되는, 유체 불투과층이 없는 프린트 크레이핑된 웹의 기하 평균 인장 강도는 바람직하게는 약 900 g/3" 이상, 예를 들어 한 실시태양에서 약 900 g/3" 내지 약 5000 g/3" 내지 다른 실시태양에서 약 1000 g/3" 내지 약 3000 g/3"이다. (기계 방향 인장 탄성률 x 횡 방향 인장 탄성률)의 제곱근으로 정의되는, 유체 불투과층이 없는 프린트 크레이핑된 웹의 기하 평균 탄성률은 바람직하게는 약 11 kg 미만, 예를 들어 한 실시태양에서 약 9 kg 미만 내지 다른 실시태양에서 약 7 kg 미만이다. 반면에, (기계 방향 인장 흡수 에너지 x 횡 방향 인장 흡수 에너지)의 제곱근으로 정의되는 기하 평균 인장 흡수 에너지는 바람직하게는 15 g-cm/cm2 초과, 예를 들어 약 17 g-cm/cm2 초과, 예를 들어 약 17 g-cm/cm2 내지 약 40 g-cm/cm2이다.
별도의 실시태양에서, 티슈 웹을 사용하는 대신, 액체 흡수층 (14)는 수력엉킴 웹을 포함할 수 있다. 수력엉킴 웹은 일반적으로 펄프 섬유, 예를 들어 연목 또는 경목 섬유로 수력에 의해 엉킨 멜트스펀 웹을 포함한다. 예를 들어, 물 제트를 사용하여 펄프 섬유를 웹의 적어도 한 측면 상에서 멜트스펀 웹으로 수력엉킴시킬 수 있다. 수력엉킴 웹은 킴벌리-클라크 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation)으로부터 상표명 HYDROKNIT(등록상표) 부직물로 상업적으로 입수가능하다.
한 실시태양에서, 수력엉킴 웹 (14)는 약 60 중량% 내지 약 95 중량%, 예를 들어 약 70 중량% 내지 약 90 중량%의 펄프 섬유를 함유할 수 있다. 웹의 총 기초 중량은 약 30 내지 약 175 gsm, 예를 들어 약 50 내지 약 125 gsm일 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 예를 들어, 웹은 기초 중량이 약 70 gsm 내지 약 90 gsm일 수 있다.
다른 실시태양에서, 수력엉킴 웹은 절단 저항을 개선시키기 위해서 시트의 펄프 부분에 첨가된 1-30 mm 길이의 중합성 섬유를 갖는다.
필름 (12)에 라미네이팅될 때, 수력엉킴 웹의 펄프 면은 필름으로부터 다른 방향으로 대면하거나 필름에 인접하여 위치할 수 있다. 일반적으로, 보다 우수한 액체 흡수도 특성은 수력엉킴 웹의 펄프 면이 라미네이트의 상단 층을 형성할 경우 관찰된다.
특히 유리하게는, 수력엉킴 웹은 상이한 필름과 열결합할 수 있다. 웹은 또한 특히 절단 저항성 중합성 필름 (두께 4 mil 이상)과 조합될 때 일정 정도의 절단 저항을 제공한다. 이에 의해, 12 내지 27 kgf/cm의 절단 저항을 얻을 것이다. 또한, 유리하게는, 액체가 표면 상에 모이거나 매트 (10)의 가장자리를 넘어 누출할 수 있기 전에 웹이 다량의 액체를 신속하게 흡수하도록 하는 비교적 큰 공극 크기를 갖는 수력엉킴 웹이 형성될 수 있다. 예를 들어, 수력엉킴 웹은 등가(equivalent) 수력 직경이 약 900 미크론 초과, 예를 들어 약 1,000 미크론 초과일 수 있다. 수력엉킴 웹은 또한 등가 원형 직경이 약 1,000 미크론 초과, 예를 들어 약 1100 미크론 초과일 수 있다.
본 발명의 또다른 실시태양에서, 액체 흡수층 (14)는 에어레이드 웹을 포함할 수 있다. 에어레이드 웹은 셀룰로직 섬유, 예를 들어 플러프 펄프, 레이온 섬유, 면 섬유, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 예를 들어 에어레이드 웹 (14)는 연목 플러프 펄프 및 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 접착 물질 또는 바인더를 포함할 수 있다. 바인더는 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트일 수 있다. 바인더는 특히 Z-방향에서 일부 통합성을 웹에 제공하도록 존재한다.
에어레이드 웹 (14)의 기초 중량은 구체적인 용도 및 사용하는 동안 흡수할 필요가 있을 수 있는 액체의 양에 따라 변할 수 있다. 에어레이드 웹 (14)의 기초 중량은 예를 들어 약 35 gsm 내지 약 85 gsm으로 변할 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 에어레이드 웹은 기초 중량이 약 45 gsm 내지 약 75 gsm일 수 있다.
상기 설명된 다른 흡수층에 유사하게, 에어레이드 웹 (14)는 임의의 적합한 필름에 라미네이팅될 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 예를 들어 필름은 폴리올레핀 필름, 예를 들어 폴리프로필렌 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필름은 두께가 약 0.5 mil 내지 약 5 mil, 예를 들어 약 0.5 mil 내지 약 1 mil일 수 있다. 필름은 임의의 적합한 접착제, 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트 접착제를 사용하여 에어레이드 웹에 라미네이팅될 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 흡수 매트 (10)의 총 두께는 약 0.5 mm 내지 약 2 mm, 예를 들어 약 0.5 mm 내지 약 1 mm일 수 있다.
도 3을 살펴보면, 본 발명에 따라 제조된 액체 흡수 매트의 다른 실시태양 (전체적으로 20)이 제시되어 있다. 상기 실시태양에서, 액체 흡수 매트 (20)은 상기 설명된 액체 흡수층과 유사한 액체 흡수층 (24)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 액체 흡수층 (24)는 액체 불투과층 (22)에 라미네이팅된다. 상기 실시태양에서, 도 1 및 2에 도시된 실시태양과 반대로, 액체 불투과층 (22)가 부직물을 포함한다. 액체 불투과성 부직물층 (22)는 다양한 적합한 물질로부터 제조될 수 있다. 부직 웹 (22)가 완전히 액체 불투과성일 필요는 없지만, 단순히 액체가 제품을 빠르게 관통하는 것을 방지할 수 있어야 함이 이해된다. 예를 들어, 상기 설명한 바와 같이, 부직 웹 (22)는 HST값이 약 1분 초과, 예를 들어 약 2분 초과일 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 예를 들어 부직 웹 (22)는 HST값이 약 4분 초과일 수 있다.
상이한 실시태양에서, 실질적으로 수불투과성 부직물층 (22)는 필요한 수불투과도를 갖는 멜트스펀 웹, 예를 들어 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 또는 그의 라미네이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 멜트스펀 웹은 웹의 액체 불투과 특징을 개선하기 위해 고온 칼렌더링될 수 있다.
별도의 실시태양에서, 액체 불투과성 부직물층 (22)는 수력엉킴 웹을 포함할 수 있다. 다시, 수력엉킴 웹은 유체 유동을 정지시키는 웹의 능력을 증가시키기 위해 고온 칼렌더링될 수 있다.
도 5를 살펴보면, 본 발명에 따라 제조된 액체 흡수 매트의 또다른 실시태양 (전체적으로 30)이 제시되어 있다. 도 3에 도시된 실시태양과 유사하게, 도 5에 도시된 매트 (30)은 부직물 액체 흡수층 (34) 및 부직물 액체 불투과층 (32)를 포함한다. 그러나, 상기 실시태양에서, 액체 흡수층 (34)는 부직물 (32)에 관하여 고텍스쳐 토포그래피를 갖는 것으로 제시된다.
상기 실시태양에서, 예를 들어 액체 불투과층 (32)는 평탄한 토포그래피를 갖지만, 흡수성 상단 층 (34)는 소비자가 시트의 어느 면을 사용할지를 결정하기 위한 텍스쳐 표면 또는 다른 시각적 표시를 갖는다. 한 특정 실시태양에서, 예를 들어 액체 흡수층 (34)는 고텍스쳐 비크레이핑된 통기 건조된 티슈 웹을 포함할 수 있는 반면에, 액체 불투과층 (32)는 멜트스펀 웹을 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 액체 흡수 매트의 또다른 실시태양 (전체적으로 40)을 도 4에 도시한다. 예시된 바와 같이, 상기 실시태양에서 액체 흡수 매트 (40)은 필름으로 제시되었지만 부직물일 수도 있는 액체 불투과층 (42)를 포함한다. 액체 흡수층 (44)는 액체 불투과층 (42)의 상부에 위치한다. 액체 흡수 매트 (40)은 액체가 흡수층 (44) 내로 유동하도록 천공된 액체 불투과성 시트를 포함하는 상단 층 (46)을 추가로 포함한다. 천공층 (46)은 액체가 제품의 상단 표면으로 다시 이동하는 경향을 감소시키면서 액체가 제품에 의해 흡수되도록 한다.
액체 불투과성 천공 상단 층 (46)은 바람직하게는 제품에 임의의 바람직하지 않은 강성을 부여하지 않도록 두께가 매우 얇다. 상단 층 (46)은 두께가 대개 5 mil 미만, 예를 들어 한 실시태양에서 약 4 mil 미만 내지 다른 특정 실시태양에서 약 2 mil 미만일 것이다.
상단 시트 (46) 내에 포함된 천공은 임의의 크기일 수 있지만, 일반적으로 개방 면적이 약 0.5 mm 초과일 수 있다. 예를 들어, 개방 면적은 약 0.5 mm 내지 약 2 mm일 수 있다. 천공 면적 대 비천공 면적의 비도 또한 변할 수 있지만, 약 0.1 내지 약 0.9, 예를 들어 약 0.2 내지 약 0.8일 수 있다. 예를 들어 한 특정 실시태양에서, 천공 면적 대 비천공 면적의 비는 약 0.25 내지 약 0.6일 수 있다.
상단 시트 (46) 상에 존재하는 천공의 수는 시트의 임의의 방향에서 측정할 때 약 3개의 천공/선 인치(linear inch) 내지 약 800개의 천공/선 인치, 예를 들어 약 5개의 천공/선 인치 내지 약 600개의 천공/선 인치, 보다 특히 약 10개의 천공/선 인치 내지 약 400개의 천공/선 인치의 빈도일 수 있다.
상단 시트 (46) 내로 형성되는 천공은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 엠보싱 동안 층의 관통이 달성되어 상단 시트를 통한 물리적 구멍을 생성시키도록 하는 층의 관통 엠보싱이 사용될 수 있다. 관통 엠보싱은 개별 층 또는 겹 상에 또는 전체 제품 상에 수행될 수 있다. 천공을 형성하기 위한 다른 방법은 핀 천공, 다이 펀칭, 다이 스탬핑, 웹에 요구되는 구멍을 만드는 워터 나이프, 웹이 다공성 표면에 의해 지지되면서 고진공이 웹의 한 측면에 인가되는 진공 보조 천공, 레이저 커터, 니들 펀칭 등을 포함한다.
한 특정 실시태양에서, 액체 흡수층 (44)의 섬유는 흡수층 (44) 내로 수송되는 액체의 능력을 보다 향상시키기 위해서 상단 시트 (46)의 천공을 채우거나 부분적으로 채울 수 있다. 섬유를 천공 내로 처리하기 위해 카딩(carding) 공정과 유사한 니들링(needling) 기술을 사용할 수 있다. 별법으로, 후크 또는 바늘이 티슈 제품 내로 밀려들어갈 때 천공을 또한 생성시키면서 빼낼 때 섬유를 천공 내로 잡아당기기 위해 후크를 갖는 바늘 또는 작은 후크를 갖는 물질, 예를 들어 후크 및 루프 패스너의 후크 물질이 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 액체 흡수 매트의 또다른 실시태양 (전체적으로 50)이 제시되어 있다. 상기 실시태양에서, 액체 흡수 매트 (50)은 제1 액체 흡수층 (54)와 제2 액체 흡수층 (56) 사이에 위치하는 액체 불투과층 (52)를 포함한다. 액체 흡수 매트 (50)은 매트의 양면이 동등한 효능으로 사용될 수 있기 때문에 특히 유리할 수 있다. 액체 흡수층 (54)는 액체 흡수층 (56)과 동일하거나 상이할 수 있다. 일반적으로, 상기 설명한 바와 같은 임의의 적합한 액체 흡수층 또는 상기 설명한 바와 같은 임의의 적합한 액체 불투과층이 매트 (50) 제조에 사용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 흡수성 매트의 또다른 실시태양 (전체적으로 60)이 제시되어 있다. 상기 실시태양에서, 매트 (60)은 액체 불투과층 (62) 및 액체 흡수층 (64)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 액체 불투과층 (62)의 크기는 액체 흡수층 (64)보다 크다. 상기 방식에서, 액체 불투과성 테두리 (66)은 매트 (60) 주위에 형성된다. 액체 불투과성 테두리 (66)은 액체가 매트 (60)의 가장자리를 벗어나지 않도록 하기 위해 존재할 수 있다. 한 실시태양에서, 테두리 (66)은 물질의 다중층으로 형성될 수 있고, 따라서 테두리는 액체가 제품 밖으로 유출되는 것을 추가로 방지하기 위해 높이가 높아질 수 있다.
한 특정 실시태양에서, 도 8에 도시된 액체 흡수 매트 (60)은 도 4에 도시된 천공 상단 시트와 추가로 조합될 수 있다. 천공 상단 시트는 여전히 액체가 제품에 의해 흡수되도록 하면서 개선된 절단 저항을 제공할 수 있다.
도 8에 도시된 액체 불투과성 테두리 (66)은 상기 논의하거나 설명된 다른 임의의 실시태양과 조합될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 8에 도시된 테두리 (66) 이외에, 다른 실시태양에서, 상이한 다른 액체 장벽이 제품 내로 포함될 수 있다. 예를 들어, 별도의 실시태양에서, 초흡수성 입자가 제품의 주변부의 적어도 일부의 둘레에서 제품 내로 포함될 수 있다. 초흡수성 입자는 보다 많은 양의 액체를 흡수할 수 있기 때문에, 액체의 유출을 방지한다. 초흡수성 입자는 제품의 전체 주변부 둘레에, 제품 주변부의 일부 상에 도포될 수 있거나, 제품의 전체 표면 영역 상에 도포될 수 있다. 제품 주변부의 둘레에 위치할 때, 초흡수성 입자는 액체를 흡수할 뿐만 아니라, 팽창하여 액체의 유출을 추가로 방지하는 융기부 또는 높이의 증가를 제공할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시태양에서, 액체 유출을 방지하기 위해 일단의 접착 물질이 제품 둘레에 배치될 수 있다. 접착 물질은 예를 들어 핫멜트 접착제일 수 있다. 핫멜트 접착제는 제품 주변부의 둘레에 도포되거나 다른 영역에 도포될 수 있다.
예를 들어, 도 9를 참고로 하면, 본 발명에 따라 제조된 액체 흡수 매트의 또다른 실시태양 (전체적으로 70)이 제시되어 있다. 상기 실시태양에서, 액체 불투과층 (72) 및 액체 흡수층 (74)를 포함하는 매트 (70)은 제품 내에 포함된 동심 고리, 나선형 또는 미로형 유체 장벽 (76)을 추가로 포함한다. 유체 장벽 (76)은 접착 물질, 예를 들어 핫멜트 접착제로 제조될 수 있다. 유체 장벽 (76)이 배치되는 방식에 따라, 장벽은 액체를 제품 내에 보유하거나 액체를 특정 위치로 보내기 위해 사용될 수 있다.
도면에 제시된 유체 흡수성 매트의 임의의 실시태양은 제품의 특성을 개선하기 위해 상이한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 항생제가 제품 내로 포함될 수 있다. 예를 들어, 은 이온 또는 제올라이트가 흡수층 및(또는) 액체 불투과층에 함침될 수 있다. 다른 상이한 항생제도 사용될 수 있다. 상기 항생제는 MICROBAN 입자, 키토산 또는 다른 중합체, 또는 항미생물 활성 또는 정균 활성을 갖는 것으로 알려진 비용해제(non-dissolving agent)를 포함한다.
또다른 실시태양에서, 냄새 흡수제가 액체 흡수 매트 (60) 내에 포함될 수 있다. 냄새 흡수제는 예를 들어 탄소 입자일 수 있다.
상이한 첨가제 이외에, 액체 흡수 매트는 또한 매트의 특성을 개선시키거나 매트의 심미적 품질을 개선시키기 위해 상이한 후처리 공정에 적용될 수 있다. 예를 들어, 매트는 상이한 디자인으로 인쇄될 수 있고, 유체 흡수를 개선시키거나 제품의 외관을 개선시키기 위해 엠보싱될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 한 실시태양에서, 액체 흡수 매트는 나선형으로 감긴 형태로 포함될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같은 한 실시태양에서, 나선형으로 감긴 유체 흡수성 매트 (80)은 용기 (82) 내에 보유될 수 있다. 용기 (82)는 뚜껑 (86) 및 절단 날 (84)를 가질 수 있다. 상기 방식에서, 요구되는 길이의 액체 흡수 매트를 나선형으로 감긴 제품으로부터 당긴 다음 절단 날 (84)을 이용하여 절단할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
다양한 액체 흡수성 식탁 매트를 본 발명에 따라 구성하고, 공극 크기 및 섬유 직경, 흡수 속도, 및 절단 저항을 포함한 다양한 물성에 대해 시험하였다. 구체적으로, 실시예 1 내지 3에서, 매트는 폴리올레핀 필름에 라미네이팅된 수력엉킴 웹으로부터 제조하였다.
실시예 1
아래 실시예에서, 매트에 포함된 수력엉킴 웹을 공극 크기 및 섬유 직경에 대해, 구체적으로 등가 수력 직경 (EHD) 및 등가 원형 직경 (ECD)에 대해 시험하였다. 보다 큰 공극 크기는 액체가 표면 상에 모이거나 매트의 가장자리를 넘어 누출할 수 있기 전에 다량의 액체를 신속하게 흡수할 수 있다. 본 실시예에서 다음 샘플을 제조하고 시험하였다:
샘플 1은 스펀본드 측면을 밖으로 하여 82 gsm 수력엉킴 웹에 압출 라미네이팅된 5 mil HDS 폴리에틸렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.35 osy이었다.
샘플 2는 펄프 측면을 밖으로 하여 82 gsm 수력엉킴 웹에 압출 라미네이팅된 5 mil HDS 폴리에틸렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.35 osy이었다. 다음 시험을 샘플에 대해 수행하였다:
I. 샘플 제조 - 샘플 측면성(sidedness) 및 방향성을 표지하고, 6개의 작은 정사각형 (≒ 1x1 cm2)을 각각의 샘플로부터 무작위로 절단하였다. 정사각형을 SEM 스텁(stub) 상에 탑재하고 Denton Desk Il 스퍼터 코터(sputter coater)를 사용하여 금 코팅하였다. 두께는 약 400-500 옹스트롬이었다.
II. 영상 수집 - Jeol 840 2차 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 후방산란-전자/고-콘트라스트 (BSE/HICON) 영상을 얻었다. 다음 영상 조건 및 세팅을 사용하였다:
a. 작업 거리 (WD) = 24
b. 가속 = 10.0 kV
c. 프로브 전류 = 1x10-8 amp
d. 천공 세팅 = 3
e. 배율을 결정하기 위해 1% 룰(rule) (즉, 최소 섬유는 SEM 스크린 상에 적어도 1 mm 두께이어야 한다)을 이용한다.
f. 일단 배율이 결정되면, 단일 샘플의 모든 영상에 대해 일정하게 유지되어야 한다.
g. BE 영상화 세팅 (상이한 SEMS 및 기기의 조건에 따라 변할 수 있다)
i. 서프레스(Suppress) - 완전 반시계방향
ii. 게인(Gain) (course) = 3
iii. 게인 (fine) 약 11:30
iv. 밝기 약 9:00
v. Topo 약 12:00
폴라로이드 필름을 사용하여 BE 영상을 획득함.
1. 타입-51 (T-51) 폴라로이드 필름을 사용하여 BE 영상을 획득함.
2. 카메라가 T-51 필름에 대해 세팅된 것을 확인함.
a. 구경 = f/22
b. B = 4.0
c. C = 4.3
3. 전체 영상 획득 과정 (절차 단계 하에 단계 12-15)을 반복하여, 각각의 샘플 조각에 대해 2개의 폴라로이드 BE 영상을 획득함 (즉, 전체 샘플에 대해 총 12개의 영상).
III. 영상의 분석 (Q500 IA System 또는 Matlab macro.)
Quantimet 600 영상 분석 시스템 및 주문-작성된 루틴(routine) 'MBPAS1'를 사용하여 BSE/HICON 사진으로부터 데이타를 획득하였다. Quantimet 600은 레이카, 인크. (Leica, Inc., 영국 캠브리지)) 제품이다. 사용된 다른 영상화 조건 및 자원은 다음과 같았다:
- Quantimet 600 이미지 소프트웨어 - QWIN 버전 1.06
- 카메라 - SONY 모델 DXC-930P
- 카메라 탑재 - 폴라로이드 MP-4 Land 카메라 (79.3 cm)
- 렌즈 - 35-mm 조정가능 Nikon (f-stop=4)
- 조명 - 4개의 투광(flood) 램프 (150 Watt - GE Reflector)
- 오토-스테이지(Auto-stage) - 12"x12" 디자인드 컴포넌츠 인크.(Designed Components Inc., 미국 매사추세츠주 프랭클린)
- 프로그래밍 - Quantimet User Interactive Programming System (QUIPS). 주문형 루틴은 아래에 나타낸다.
6개의 구역을 각각의 코드에 대해 샘플링하고, 구역 (n=6)당 2개의 영상을 획득하였다. 구역당 획득된 2개의 영상의 각각에 대해 2개의 필드 오프 뷰 (fields-of-view (FOV))를 분석하였다. 이는 각각의 코드에 대해 총 12개의 BSE/HICON 사진 및 총 24개의 FOV를 생성시켰다.
영상 분석 루틴
NAME: MBPAS1
PURPOSE: SCANS N# OF PHOTOMONTAGES TO GIVE POROSITY
CHARACTERISTICS
CONDITIONS: 35 MM ADJ. NIKON LENS; F/4; 4 FLOODS; SONY
3CCD CAMERA; POLE=79.3
AUTHOR: DAVE BIGGS
DATE: AUGUST 10, 2004
COMMONCALVALUE = 93.1
TOTANISOT = 0
TOTFIELDS = 0
PERCAREA = 0
TOTPERCAREA = 0
Enter Results Header
Calibrate (CALVALUE CALUNITS$ per pixel)
PauseText ("Enter SEM magnification used.")
Input (MAG)
CALVALUE = COMMONCALVALUE/MAG
Image Setup [PAUSE] (Camera 5, White 82.32, Black 100.00, Lamp 24.69)
Measure frame (x 32, y 32, Width 676, Height 515)
For (REPLICATE = 1 to 2, step 1)
Clear Field Histogram #1
Clear Feature Histogram #1
Clear Feature Histogram #2
Clear Feature Histogram #3
Clear Feature Histogram #4
Stage (Define Origin)
Stage (Scan Pattern, 1 x 4 fields, size 109000.429688 x 69999.921875)
For (FIELD = 1 to 4, step 1)
Image Setup (Camera 5, White 83.91, Black 100.00, Lamp 24.69)
Acquire (into Image0)
Grey Amend (Close from Image0 to Image1, operator Disc, cycles 3)
Detect (blacker than 103, from Image1 into Binary0 delineated)
Binary Amend (Open from Binary0 to Binary1, cycles 1, operator Disc, edge erode on)
MFLDIMAGE = 0
Measure field (plane MFLDIMAGE, into FLDRESULTS(4))
Selected parameters: Area, Count, Anisotropy, Area%
ANISOT = FLDRESULTS(3)
TOTANISOT = TOTANISOT+ANISOT
TOTFIELDS = TOTFIELDS+1
PERCAREA = FLDRESULTS(4)
TOTPERCAREA = TOTPERCAREA+PERCAREA
Field Histogram #1 (Y Param Number, X Param Area%, from 0. to 75., linear, 15 bins)
Measure feature (plane Binary1, 8 ferets, minimum area: 10, grey image: Image0)
Selected parameters: Area, X FCP, Y FCP, Length, Breadth,
Perimeter,
UserDef1, UserDef2, UserDef3, UserDef4, UserDef5
Feature Expression (UserDef1 (all features), title ECD1 =
(4*PAREA(FTR)/3.1416)**0.5)
Feature Expression (UserDef2 (all features), title EHD1 =
4*PAREA(FTR)/PPERIMETER(FTR))
Feature Expression (UserDef3 (all features), title FTRCALCB =
(8/(3*3.1416)*(PAREA(FTR)**2)/PLENGTH(FTR))/100000)
Feature Expression (UserDef4 (all features), title ECD1CONV =
((4*PAREA(FTR)/3.1416)**0.5)/CALVALUE)
Feature Expression (UserDef5 (all features), title EHD1CONV =
(4*PAREA(FTR)/PPERIMETER(FTR))/CALVALUE)
Display Feature Results (x 64, y 716, w 832, h 281)
Feature Accept:
UserDef5 from 4. to 1000.
Feature Histogram #1 (Y Param Number, X Param UserDef2, from 10. to 10000., logarithmic, 15 bins)
Feature Histogram #2 (Y Param Area, X Param UserDef2, from 10. to 10000., logarithmic, 15 bins)
Clear Accepts
Feature Accept:
UserDef4 from 4. to 1000.
Feature Histogram #3 (Y Param Number, X Param UserDef1, from
10. to 10000., logarithmic, 15 bins)
Feature Histogram #4 (Y Param UserDef3, X Param UserDef2, from
10. to 10000., logarithmic, 15 bins)
Clear Accepts
Stage (Step, Wait until stopped + 10 x 55 msecs)
Next (FIELD)
PRINT:
Set Print Position (8 mm, 24 mm)
Print Results Header
Print ("FIELD COUNT VS % AREA HISTOGRAM", tab follows)
Print Line
Print Field Histogram Results (#1, horizontal, differential, bins +
graph (Y axis linear), statistics)
Print ("AVERAGE % AREA =", no tab follows)
Print (TOTPERCAREA/TOTFIELDS, 2 digits after '.', tab follows)
Print Line
Print ("AVERAGE PORE ANISOTROPY (TAN THETA) =", no tab follows)
Print (TOTANISOT/TOTFIELDS, 3 digits after '.', no tab follows)
Set Image Position (left 87 mm, top 127 mm, right 191 mm, bottom
197 mm, Aspect = None,
Caption: Bottom Centre, "A Representative Image @ 5OX Magnification")
Grey Util (Print Image0)
Print Page
Set Print Position (8 mm, 8 mm)
Print Results Header
Print ("PORE COUNT VS. EHD (4*A/P)", no tab follows)
Print Line
Print Feature Histogram Results (#1, horizontal, differential, bins +
graph (Y axis linear), statistics)
Print ("CUMMULATIVE PORE %AREA VS EHD (4*A/P)", no tab follows)
Print Line
Print Feature Histogram Results (#2, horizontal, differential, bins +
graph (Y axis linear), statistics)
Print Page
Set Print Position (8 mm, 8 mm)
Print Results Header
Print ("PORE COUNT VS. ECD [SQR(4*A/PI)]", no tab follows)
Print Line
Print Feature Histogram Results (#3, horizontal, differential, bins +
graph (Y axis linear), statistics)
Print ("EHD (4*AREA/PERIMETER) vs. ELLIPSOIDAL VOLUME
[(8/3PI)*AREA**2/LENGTH}", no tab follows)
Print Line
Print Feature Histogram Results (#4, horizontal, differential, bins +
graph (Y axis linear), statistics)
Print Page
If (REPLICATE=3)
Goto STOP
Endif
Stage (Move to 109999.804688, 0.000000, Wait until stopped +
10 x 55 msecs)
Next (REPLICATE)
STOP:
CALVALUE = CALVALUE*MAG
END
다음 결과를 얻었다:
샘플 EHD (um) Area-wt. EHD ECD (um)
1 1043.7 1327.0 1111.5
2 1062.4 1406.6 1158.0
실시예 2
아래 실시예에서, 다양한 매트를 기계 방향 (MD) 및 횡 방향 (CD)에서 절단 저항에 대해 시험하였다. 본 실시예에서, 다음 샘플을 제조하고 시험하였다:
샘플 3은 펄프 측면을 밖으로 하여 125 gsm 수력엉킴 웹에 캐스트 라미네이팅된 5.5 mil 폴리프로필렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.75 osy이었다.
샘플 4는 스펀본드 측면을 밖으로 하여 125 gsm 수력엉킴 웹에 캐스트 라미네이팅된 5.5 mil 폴리프로필렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.75 osy이었다.
샘플 5는 펄프 측면을 밖으로 하여 82 gsm 수력엉킴 웹에 캐스트 라미네이팅된 5 mil 폴리프로필렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.35 osy이었다.
샘플 6은 펄프 측면을 밖으로 하여 82 gsm 수력엉킴 웹에 캐스트 라미네이팅된 6 mil 폴리프로필렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.35 osy이었다.
다음 절단 저항 시험을 샘플에 대해 수행하였다. 시험은 미국 특허 6,383,615에 기재되어 있다.
시험 장치는 샘플의 절단 저항을 측정하기 위해 나이프 블레이드 상에 z (수 직) 방향으로 공지의 힘을 적용한다. 나이프 블레이드는 나이프 홀더 내에 배치하였다. 모든 시험에 사용된 나이프 블레이드는 Poultry Blades Code# 88-0337 (Personna)이었다. 시험 샘플을 샘플 플랫폼에 탑재하였다. 이어서, 나이프 블레이드를 샘플과 접촉시켰다. 공지의 로드를 나이프 블레이드에 수직 방향으로 적용하였다. 이어서, 샘플 플랫폼을 나이프 블레이드의 중량 하에 4인치에 대해 8인치/초의 속도로 이동시켜, 슬라이스를 생성하였다. 나이프 블레이드가 샘플을 잘라낼 때까지 증가하는 로드의 연속 슬라이스를 제조하였다. 샘플을 완전히 관통하기 위해 필요한 나이프 힘을 기록하였다. 슬라이스 저항은 슬라이스 힘/샘플 두께로서 계산하였다. 이어서, 시험을 4-5 별개의 샘플에 대해 반복하고, 평균값을 기록하였다. 다음 결과를 얻었다:
샘플 MD (kgf/cm) CD (kgf/cm)
3 12.75 14.71
4 12.59 16.03
5 10.19 11.37
6 13.77 14.43
실시예 3
아래 실시예에서, 매트 내에 포함된 수력엉킴 웹을 그들의 흡수 속도에 대해 시험하였다. 본 실시예에서 다음 샘플을 제조하고 시험하였다:
샘플 7은 펄프 측면을 밖으로 하여 82 gsm 수력엉킴 웹에 캐스트 라미네이팅된 5.5 mil 폴리프로필렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.35 osy이었다.
샘플 8은 스펀본드 측면을 밖으로 하여 82 gsm 수력엉킴 웹에 캐스트 라미네이팅된 5.5 mil 폴리프로필렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분 은 기초 중량이 0.35 osy이었다.
샘플 9는 펄프 측면을 밖으로 하여 82 gsm 수력엉킴 웹에 캐스트 라미네이팅된 5.5 mil 폴리프로필렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.75 osy이었다.
샘플 10은 스펀본드 측면을 밖으로 하여 82 gsm 수력엉킴 웹에 캐스트 라미네이팅된 6 mil 폴리프로필렌 필름으로 구성하였다. 수력엉킴 웹의 스펀본드 부분은 기초 중량이 0.75 osy이었다.
다음 시험을 샘플에 대해 수행하였다:
1. 시료를 6인치 x 6인치로 절단한다.
2. 자를 사용하여 시료의 중앙을 표식한다.
3. 종이 타월을 사용하여 FIFE 보드 및 실린더가 깨끗하고 완전히 건조되도록 한다.
4. Nalgene(등록상표) 가변 부피 디스펜서(Kimberly Clark item number 1464745; part number 3702-0025)로부터 분배된 염료 용액의 양을 확인한다.
a. 가변 부피 디스펜서를 5 ml로 세팅한다.
b. 병을 눌러 짜고 염료 용액을 위로 가변 부피 디스펜서 컵 내로 가압시켜 가변 부피 디스펜서 컵을 채운다.
c. 가변 부피 디스펜서 컵으로부터 눈금 실리더 내로 용액을 붓는다. 부피가 5 ± 0.5 ml이도록 확인한다.
d. 필요한 경우, 부피가 허용 범위 내에 있을 때까지 디스펜서 컵의 높이를 조정한다.
5. FIFE 보드의 하단 섹션 상에 시료를 흡수성 측면을 위로하여 중앙에 놓는다. 구김 또는 주름을 방지하기 위해 제품의 가장자리를 부드럽게 당겨 시료를 매끄럽게 한다.
6. FIFE 보드의 상단 섹션을 시료 위에 놓는다. 시료의 중심 표식이 실린더 개구부의 중심과 일직선이 되도록 확인한다.
7. FIFE 보드의 상단 섹션 위를 가볍게 눌러 실린더 융기부를 시료에 찍는다.
8. 5 ± 0.5 ml의 염료 용액을 가변 부피 디스펜서 컵으로부터 실린더 내로 신속하게 붓고, 동시에 타이머를 시작한다. 실린더의 벽보다 시료 상에 직접 붓도록 시도한다.
9. FIFE 보드의 상단 섹션에서 실린더 개구부를 통한 시험 유체 흡수를 관찰한다. 시험 유체가 실린더 개구부 영역 내에서 시료 표면에 보이지 않을 때 즉시 타이머를 중지한다. 상기 시간을 흡수 속도로서 0.1초 단위로 기록한다. 다음 결과를 얻었다:
샘플 평균 속도 (g/s-sgcm) 70℉
7 0.0007
8 0.0004
9 0.0007
10 0.0003
실시예 4
흡수 용량의 측정:
절차 - 단일 흡수성 측면 제품
샘플이 흡수성 측면 및 비-흡수성 측면을 가질 때 다음 절차를 이용한다. 두 외부 측면이 흡수층이고, 두개의 층 또는 겹의 가운데에 장벽이 존재하는 제품에 대해 이중 흡수성 측면(Dual Absorbent Side) 절차를 이용해야 한다. 모든 샘플은 표준 TAPPI 조건에서 시험하기 전 최소 4시간 동안 컨디셔닝해야 한다.
샘플 시료 4±0.04인치 x 4±0.04인치를 스윙 빔(swing beam) 절단기 (SB-20, 유에스엠 코포레이션(USM Corporation) 또는 동등물) 또는 수동 종이 커터 (맥매스터-카아 서플라이 코.(McMaster-Carr Supply Co.) 파트# 3823A44 또는 동등물)를 사용하여 절단하고, 저울 상에서 0.01 g으로 반올림하여 칭량하였다. "건조 중량"을 기록한다. 칭량 접시는 저울 상에서 용기 무게를 단다. 샘플 시료를 한 단부 상에서 아래 나타낸 것과 같은 핀치형 클램프에 부착하고, 이때 시료는 클램프 상의 클립(들)에 부착된다. 시험 시료가 완전히 잠길 수 있도록 하기 위해 용기를 충분한 부피의 물로 채운다. 수온은 23+/-3℃에서 유지해야 한다. 이어서, 시료 및 클램프를 집게를 사용하여 흡수성 측면을 위로하여 물에 넣는다. 타이머를 즉시 시작한다. 시료를 30+/-5초 동안 물에 젖도록 한다. 집게로 클램프를 잡아 시료를 물에서 꺼낸다. 이어서, 샘플을 30+/-5초 동안 클램프로부터 매달아 공기 중에 현수시킨다. 1초 이내로 샘플 평면을 수평으로 하고 샘플 평면을 수직으로 회전시켜 클램프를 1회 흔든다. 이어서, 시료를 클램프로부터 흡수성 측면을 위로하여 압지 상으로 해제하여 비-흡수성 측면으로부터 임의의 물을 제거한다. 샘플의 흡수성 측면이 압지와 접촉하는 것을 방지하기 위해 주의해야 한다. 비-흡수성 측면은 압지에 완전히 접촉해야 하고, 흡수성 측면은 압지에 접촉하지 않아야 한다. 시료를 압지 상에 1 - 5초 동안 정치시킨다. 이어서, 시료를 압지로부터 제거하고, 용기 무게를 단 칭량 접시 상에 놓고 습식 샘플의 중량 "습식 중량 (Wet Weight)"을 0.01 g으로 반올림하여 기록한다. 이어서, 흡수 용량 (g/cm2), 비흡수 용량 (g 물/g 샘플) 또는 섬유 흡수 용량 (g 물/g 셀룰로스 섬유)를 다음 식을 이용하여 결정할 수 있다:
흡수 용량 (g/cm2) = {습식 중량 (g) - 건조 중량 (g)} / 샘플 면적
여기서: 샘플 면적 = 103.23 cm2
비흡수 용량 (g/cm2) = {습식 중량 (g) - 건조 중량 (g)} / 건조 중량 (g)
섬유 비흡수 용량 (g/g) = {습식 중량 (g) - 건조 중량 (g)} / 섬유 중량
흡수 용량:
절차 - 이중 흡수성 측면
다음 절차를 이용하여 2개의 흡수성 측면을 갖는 제품의 흡수 용량, 및 유체 불투과층을 갖지 않는 유체 흡수층의 흡수 용량을 측정한다.
샘플 시료 4±0.04인치 x 4±0.04인치를 스윙 빔 절단기 (SB-20, 유에스엠 코포레이션 또는 동등물) 또는 수동 종이 커터 (맥매스터-카아 서플라이 코. 파트# 3823A44 또는 동등물)를 사용하여 절단하고, 저울 상에서 0.01 g으로 반올림하여 칭량하였다. "건조 중량"을 기록한다. 칭량 접시는 저울 상에서 용기 무게를 단다. 샘플 시료를 한 단부 상에서 아래 나타낸 것과 같은 핀치형 클램프에 부착하 고, 이때 시료는 클램프 상의 클립(들)에 부착된다. 시험 시료가 완전히 잠길 수 있도록 하기 위해 용기를 충분한 부피의 물로 채운다. 수온은 23+/-3℃에서 유지해야 한다. 이어서, 시료 및 클램프를 집게를 사용하여 흡수성 측면을 위로하여 물에 넣는다. 타이머를 즉시 시작한다. 시료를 30+/-5초 동안 물에 젖도록 한다. 집게로 클램프를 잡아 시료를 물에서 꺼낸다. 이어서, 샘플을 30+/-5초 동안 클램프로부터 매달아 공기 중에 현수시킨다. 1초 이내로 샘플 평면을 수평으로 하고 샘플 평면을 수직으로 회전시켜 클램프를 1회 흔든다. 이어서, 시료를 클램프로부터 해제하여 용기 무게를 단 칭량 접시 상에 놓고 습식 샘플의 중량 "습식 중량"을 0.01 g으로 반올림하여 기록한다. 흡수 용량, 비흡수 용량 또는 섬유 흡수 용량은 단일 흡수성 측면 시트에 대한 것과 동일한 식을 사용하여 계산한다:
기초 중량이 39 g/m2이고 비흡수 용량이 7.0 g/g인 단겹 비크레이핑된 통기 건조된 티슈 시트를 접착제를 사용하여 12 g/m2 폴리프로필렌 필름에 라미네이팅하였다. 접착제는 시트의 MD 방향을 따라 약 ¾" 폭 선으로 도포하였다. 접착제를 두 외부 가장자리를 따라 도포한 다음, 약 2" 이격시켜 시트의 CD를 가로질러 MD 선을 따라 도포하였다. 시트의 마감된 기초 중량은 51 g/m2이었다. 시트의 흡수 용량은 0.036 g/cm2인 것으로 밝혀졌고, 마감된 시트의 비흡수 용량은 7.16 g/g인 것으로 밝혀졌고, 비 섬유 흡수 용량은 9.41 g/g 섬유인 것으로 밝혀졌다.
실시예 5
기초 중량이 88 g/m2인 3겹의 통상의 습식 압축 티슈에 라미네이팅된 12 g/m2 폴리프로필렌 필름을 포함하는, 기초 중량이 100 g/m2인 상업적으로 입수가능한 다중 배면처리된(poly backed) 라미네이팅된 티슈 제품은 흡수 용량이 0.069 g/cm2이고, 비흡수 용량이 7.14 g/g이고, 비 섬유 흡수 용량이 8.12 g/g 섬유인 것으로 밝혀졌다. 티슈 베이스시트의 비흡수 용량은 6.71 g/g인 것으로 밝혀졌다.
비크레이핑된 통기 건조된 시트를 사용하는 잇점은 3겹의 티슈 대신 단겹을 사용함에도 불구하고 실시예 2의 샘플에 비해 16% 더 큰 비 섬유 흡수 용량으로 알 수 있다. 유체 불투과층을 적용할 때 두 제품이 모두 섬유 흡수 용량의 증가를 보이지만, 섬유 흡수 용량은 실시예 1의 덜 탄력성인 습식 압축 티슈 시트에 대한 21%에 비해 실시예 2에서 보다 탄력성 구조의 경우에 34%로 증가한다.
실시예 6:
기초 중량이 39 g/m2이고 비흡수 용량이 7.0 g/g인 단겹 비크레이핑된 통기 건조된 티슈 시트를 접착제를 사용하여 12 g/m2 폴리프로필렌 필름의 두 측면에 라미네이팅하였다. 접착제는 시트의 기계 방향을 따라 약 ¾" 폭 선으로 도포하였다. 접착제를 두 외부 가장자리를 따라 도포한 다음, 약 2" 이격시켜 시트의 횡 방향을 가로질러 MD 선을 따라 도포하였다. 시트의 마감된 기초 중량은 90 g/m2이었다. 시트의 흡수 용량은 0.073 g/cm2인 것으로 밝혀졌고, 마감된 시트의 비흡수 용량은 8.15 g/g인 것으로 밝혀졌고, 비 섬유 흡수 용량은 9.38 g/g 섬유인 것으로 밝혀졌다.
실시예 7:
기초 중량이 55 g/m2인 단겹의 에어레이드 시트를 17% 커버리지(coverage) 면적으로 패턴형성된 접착제 도포를 갖는 플렉소 인쇄 공정을 이용하여 비닐 아세테이트 접착제로 0.75 mil 두께 폴리프로필렌 필름에 라미네이팅하였다.
실시예 8:
기초 중량이 55 g/m2인 고도로 탈결합된 웹 상에 인쇄된 고도로 탈결합된 크레이핑된, 이중 크레이핑된, 또는 이중 재-크레이핑된 라텍스 또는 아크릴레이트 바인더의 단겹의 시트를 17% 커버리지 면적으로 패턴형성된 접착제 도포를 갖는 플렉소 인쇄 공정을 이용하여 비닐 아세테이트 접착제로 0.75 mil 두께 폴리프로필렌 필름에 라미네이팅하였다.
실시예 9:
기초 중량이 82 gsm인 단겹의 수력엉킴 웹을, 매트에 미끄럼방지 특징을 부여하도록 필름의 하단 상에 고마찰계수 층을 갖는 5.5 mil 두께 폴리프로필렌 필름에 캐스트 또는 압출 라미네이팅하였다. 샘플을 ASTM Test No. D1894-99에 따라 그의 마찰 계수에 대해 시험하였다. 상기 매트는 기계 방향 (MD) 마찰 계수 (COF)가 1.5이고, 횡 방향 (CD) COF가 1.5이며, 절단 저항이 22.1 kgf/cm이다.
본 발명에 대한 이들 및 다른 변형 및 변경은 보다 특히 청구의 범위에 설명 된 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시태양의 측면들은 전체적으로 또는 부분적으로 교환될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자는 상기 설명이 단지 예시적인 것이고, 청구의 범위에 더욱 기재된 본 발명의 더욱 제한하려는 의도가 없음을 이해할 것이다.

Claims (23)

  1. 복수의 나선형으로 감긴 상호연결된 유체 흡수성 시트를 포함하고, 상기 시트는 제1 유체 흡수층 및 제2 유체 불투과 천공층을 포함하고, 상기 유체 불투과 천공층은 유체 흡수층 위에 위치하고, 상기 유체 흡수층은 섬유를 포함하고, 상기 유체 불투과 천공층의 천공은 유체 흡수층으로부터 천공을 통해 연장하는 섬유를 함유하고, 상기 시트는 두께가 800 미크론 미만이고 기초 중량이 150 gsm 미만이고, 상기 제1 유체 흡수층은 액체 흡수 용량이 적어도 4 g/g인 말린 흡수 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시트 폭이 6" 내지 14"이고, 롤 직경이 3" 내지 8"인 말린 흡수 제품.
  3. 제1항에 있어서, 유체 흡수성 시트의 두께가 40 미크론 내지 800 미크론이고, 기초 중량이 5 gsm 내지 90 gsm인 말린 흡수 제품.
  4. 제1항에 있어서, 유체 불투과 천공층이, 두께가 0.05 내지 4 mil이고 기초 중량이 5 gsm 내지 30 gsm인 중합성 필름을 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 유체 흡수성 시트가 라미네이트를 포함하고, 유체 흡수층은 라미네이트의 제1 겹 (ply)을 포함하고, 유체 불투과 천공층은 라미네이트의 제2 겹을 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유체 불투과 천공층은 두께가 4 mil 이하이고, 유체 불투과 천공층은 면적이 적어도 0.5 mm2인 천공을 포함하고, 유체 불투과 천공층은 천공 면적 대 비천공 면적의 비가 0.1 내지 0.9인 말린 흡수 제품.
  7. 제1항에 있어서, 유체 흡수층이 한겹 이상의 티슈 웹을 포함하고, 유체 불투과 천공층이 필름을 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  8. 제7항에 있어서, 티슈 웹이 크레이핑된 통기 건조된 웹 또는 비크레이핑된 통기 건조된 웹을 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  9. 제7항에 있어서, 유체 흡수층의 비 섬유 물 흡수 용량이 9 g/g 섬유 이상인 말린 흡수 제품.
  10. 제1항에 있어서, 유체 불투과 천공층이 부직 웹을 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  11. 제1항에 있어서, 유체 흡수성 시트가 천공선에 의해 분리되는 것인 말린 흡수 제품.
  12. 제1항에 있어서, 나선형으로 감긴 유체 흡수성 시트를 포함하는 용기를 추가로 포함하고, 상기 용기는 말린 흡수 제품을 유체 흡수성 시트로 절단하기 위한 절단 날을 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  13. 제1항에 있어서, 유체 흡수성 시트가 제3 층을 포함하고, 상기 제3 층은 유체 흡수층을 포함하고, 유체 불투과 천공층은 제1 유체 흡수층과 제3 유체 흡수층 사이에 위치하는 것인 말린 흡수 제품.
  14. 제1항에 있어서, 유체 흡수성 시트가 2개의 층만을 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  15. 제1항에 있어서, 유체 흡수층이 비크레이핑된 통기 건조된 티슈 웹, 프린트 크레이핑된 티슈 웹, 에어레이드 웹, 수력엉킴 웹, 또는 코폼 웹을 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  16. 제1항에 있어서, 유체 흡수성 시트가 주변부를 포함하고, 시트가 각각의 시트의 주변부의 적어도 일부 둘레에 배치된 유체 장벽을 추가로 포함하는 것인 말린 흡수 제품.
  17. 제1항에 있어서, 유체 불투과 천공층이, 헤이즈 (haze) 값이 10% 초과, 불투명도가 50% 이상인 필름을 포함하고, 상기 헤이즈 값은 ASTM D-1003 또는 그와 균등한 방법에 의해 측정되는 것인 말린 흡수 제품.
  18. 제1항에 있어서, 유체 불투과 천공층이, 헤이즈 값이 30% 초과, 불투명도가 50% 이상인 필름을 포함하고, 상기 헤이즈 값은 ASTM D-1003 또는 그와 균등한 방법에 의해 측정되는 것인 말린 흡수 제품.
  19. 제1항에 있어서, 시트의 제1 층은 HST (허큘레스 크기 시험 (Hercules Size Test))값이 5초 미만이고, 시트의 제2 층은 HST 값이 1분 초과인 말린 흡수 제품.
  20. 제1항에 있어서, 시트의 제1 층은 HST (허큘레스 크기 시험 (Hercules Size Test))값이 5초 미만이고, 시트의 제2 층은 HST 값이 2분 초과인 말린 흡수 제품.
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