KR102588879B1 - 패턴이 있는 결합제로 구성된 분산성 습식 와이프 - Google Patents

Abstract

분산성 습식 와이프는 셀룰로오스 섬유의 층을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 결합제는 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함하는 코팅으로 적용된다. 제2 결합제는 표면 상의 단속적 패턴으로 적용되어 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 제1 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 제1 표면 상의 제2 영역을 정의한다. 제1 및 제2 결합제는 동일한 화학적 조성을 가질 수 있다. 제2 실시예에서, 제1 결합제는 제1 패턴으로 웹 표면에 적용되고, 제1 결합제를 적용한 후, 제2 결합제는 제1 패턴과 상이한 제2 패턴으로 웹 표면에 적용된다. 제3 실시예에서, 결합제는 패턴으로 웹 표면에 적용되고, 패턴은 제1 영역 및 제2 영역을 가지며, 여기서 제1 영역 내의 결합제의 첨가 수준은 제2 영역 내의 결합제의 첨가 수준보다 낮다.

Description

패턴이 있는 결합제로 구성된 분산성 습식 와이프

본 발명은 패턴이 있는 결합제로 구성된 분산성 습식 와이프에 관한 것이다.

미리 적셔진 와이프(wipe)는, 예를 들어, 아기 와이프, 유아용 와이프, 표면 세정 와이프, 여성용 와이프, 치석 와이프, 메이크업 제거 와이프, 및 어린이 및 성인 화장실용 와이프를 비롯하여, 시장에서 인기가 있다. 소비자들은 이러한 와이프의 다수를 화장실에 흘려보낸다. 와이프 중 일부는 물에 풀리도록 설계되고, 이와 같이 라벨링된다. 물에 풀리도록 의도된 와이프가 하수관 및 정화조 시스템과 호환되는 것이 중요하지만, 이러한 와이프가 의도된 목적을 위해 사용될 때 떨어지지 않는 것 또한 중요하다. 구체적으로, 물풀림성 일회용 제품이 하수관 또는 정화조 시스템 내로 흘려보내질 때, 제품 또는 제품의 지정된 부분들은, 오수 처리의 다양한 단계들을 통해 이동함에 따라 강도를 저하시키거나 상실해야 한다.

물풀림성 습식 와이프를 제조하기 위한 한 가지 일반적인 접근법은, 섬유, 주로 또는 독점적으로 셀룰로오스 섬유가, 매우 작은 고압 워터 제트를 사용하여 함께 "엉키는"(entangled) "수력엉킴(hydroentangling)" 기술을 사용하는 것이다. 그러나, 이 기술로 제조된 일부 와이프는 물을 내린 후에 분해되기 위해 상당한 양의 교반을 필요로 하며, 일부 와이프는, 매우 높은 초기 강도를 갖도록 만들어진 경우, 비교적 정적 환경에서 상당한 강도를 상실하지 않을 수 있다.

만족스러운 사용-중 강도를 나타내지만 하수관 또는 정화조 시스템에서 적절히 분해되는 습식 티슈를 만들기 위한 또 다른 종래의 접근법은, 셀룰로오스 섬유를 포함하는 기재 상에 결합제(binder)를 사용하는 것이다. 결합제는 셀룰로오스 섬유에 부착되고, 그 섬유를 네트워크 내에 함께 접합해서 사용-중 강도를 전달한다. 결합제는 안정화 용액에 침지될 때 안정적이고 이러한 강도를 전달하지만, 변기 및 하수관 시스템의 수돗물에서 팽윤하고 약화되어서, 섬유 네트워크가 붕괴될 수 있게 한다. 와이프의 강도는 사용되는 결합제 양, 결합제가 적용되는 공정 조건, 예컨대 결합제가 와이프 기재에 적용되는 방법과 때를 변화시키는 것, 그리고 결합제가 건조/경화되는 시간 및 온도를 변화시키는 것에 의해 조작될 수 있다.

이러한 결합제/안정화 용액의 하나의 변형물은 미국 특허 제6,994,865호에 개시된 것과 같은 염-민감성 유발가능 결합제이다. 결합제는 염 용액에 침지될 때 습식 와이프의 섬유를 함께 고정하며, 이는 결합제를 안정화시킨다. 염 용액을 씻어낼 때, 결합제는 팽윤되고 떨어지며, 와이프는 강도를 상실한다. 그러나, 이러한 결합제는 비교적 고가일 수 있고, 이러한 결합제를 사용할 때 사용-중 강도 및 물내림-후 분해의 올바른 균형을 달성하는 것이 도전과제일 수 있다. 예를 들어, 결합제 첨가 수준이 분산성을 개선하고 비용을 감소시키도록 감소될 수 있지만, (화장실 사용 동안) 사용-중 강도가 악화될 수 있다. 역으로, 결합제 첨가량은 (화장실 사용 동안) 사용-중 성능을 향상시키도록 증가될 수 있지만, 분산성이 악화될 수 있고 비용이 증가한다.

필요한 것은, 충분한 사용-중 강도, 심지어 비교적 요동치지 않는 물에서도 물내림 후에 적절한 강도 손실을 조합하고, 비용 효과적인, 셀룰로오스계 와이프이다.

제1 실시예에서, 본 발명은 셀룰로오스 섬유의 층을 포함하는 분산성 습식 와이프를 제공하되, 상기 층은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는다. 제1 결합제가 제1 표면 상의 코팅으로 적용되고, 여기서 코팅은 제1 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함한다. 제2 결합제가 제1 표면 상의 단속적(intermittent) 패턴으로 적용되어, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 제1 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 제1 표면 상의 제2 영역을 정의한다.

제2 실시예에서, 본 발명은 제1 실시예의 습식 티슈를 제공하고 여기서 셀룰로오스 섬유의 층은 습식레이드 티슈의 제1 서브층 및 에어레이드 티슈의 제2 서브층을 포함한다.

제3 실시예에서, 본 발명은 제1 또는 제2 실시예의 습식 티슈를 제공하고 여기서 코팅은 분무 코팅이다.

제4 실시예에서, 본 발명은 제1 내지 제3 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 단속적 패턴은 롤-인쇄 패턴이다.

제5 실시예에서, 본 발명은 제1 내지 제4 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 단속적 패턴은 격자 패턴이다.

제6 실시예에서, 본 발명은 제1 내지 제5 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 여기서 단속적 패턴은 주로 교차 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선들을 포함하고, 여기서 단속적 패턴은 주로 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선들을 포함하지 않는다.

제7 실시예에서, 본 발명은 제6 실시예의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제2 결합제의 연속적인 선들은 평균적으로 적어도 2mm만큼 서로로부터 이격된다.

제8 실시예에서, 본 발명은 제1 내지 제7 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제1 결합제 및 제2 결합제는 동일한 화학적 조성을 갖는다.

제9 실시예에서, 본 발명은 제1 내지 제8 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 제1 결합제는 제2 표면 상의 코팅으로 추가로 적용되고, 여기서 코팅은 제1 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함하고, 제2 결합제는 제2 표면 상의 단속적 패턴으로 추가로 적용되어, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 제2 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 제2 표면 상의 제2 영역을 정의한다.

제10 실시예에서, 본 발명은 제1 또는 제3 내지 제9 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 셀룰로오스 섬유의 층은 습식레이드 티슈를 포함하고 에어레이드 서브층을 포함하지 않는다.

제11 실시예에서, 본 발명은 셀룰로오스 섬유의 층을 포함하는 분산성 습식 와이프를 제공하되, 상기 층은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는다. 제1 결합제는 연속적이고 패턴이 적은 코팅으로 제1 표면에 적용된다. 제2 결합제가 불연속 패턴으로 제1 표면에 적용되어, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 제1 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 제1 표면 상의 제2 영역을 정의한다.

제12 실시예에서, 본 발명은 제11 실시예의 습식 티슈를 제공하고 여기서 셀룰로오스 섬유의 층은 습식레이드 티슈의 제1 서브층 및 에어레이드 티슈의 제2 서브층을 포함한다.

제13 실시예에서, 본 발명은 제11 또는 제12 실시예의 습식 티슈를 제공하고 여기서 코팅은 분무 코팅이다.

제14 실시예에서, 본 발명은 제11 내지 제13 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 불연속 패턴은 격자 패턴이다.

제15 실시예에서, 본 발명은 제11 내지 제14 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 여기서 불연속 패턴은 주로 교차 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선들을 포함하고, 여기서 불연속 패턴은 주로 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선들을 포함하지 않는다.

제16 실시예에서, 본 발명은 제11 내지 제15 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제1 결합제 및 제2 결합제는 동일한 화학적 조성을 갖는다.

제17 실시예에서, 본 발명은 제11 내지 제16 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 제1 결합제는 연속 및 패턴이 적은 코팅으로 제2 표면에 추가로 적용되고, 제2 결합제는 불연속 패턴으로 제2 표면에 추가로 적용되어, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 제2 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 제2 표면 상의 제2 영역을 정의한다.

제18 실시예에서, 본 발명은 셀룰로오스 섬유의 층을 포함하는 분산성 습식 와이프를 제공하되, 상기 층은 제1 표면적을 갖는 제1 표면 및 제2 표면적을 갖는 제2 표면을 갖는다. 제1 결합제가 제1 표면에 적용되어 제1 결합제 표면적을 정의한다. 제2 결합제가 제1 표면에 적용되어 제2 결합제 표면적을 정의한다. 제2 결합제 표면적은 제1 결합제 표면적의 최대 50%이다.

제19 실시예에서, 본 발명은 제18 실시예의 습식 티슈를 제공하고 여기서 셀룰로오스 섬유의 층은 습식레이드 티슈의 제1 서브층 및 에어레이드 티슈의 제2 서브층을 포함한다.

제20 실시예에서, 본 발명은 제18 또는 제19 실시예의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제2 결합제 표면적은 제1 결합제 표면적의 최대 10%이다.

제21 실시예에서, 본 발명은 제18 내지 제20 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제1 결합제 표면적은 제1 표면적의 100%이다.

제22 실시예에서, 본 발명은 제18 내지 제21 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제2 결합제는 격자 패턴으로 적용된다.

제23 실시예에서, 본 발명은 제18 내지 제22 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제1 결합제 및 제2 결합제는 동일한 화학적 조성을 갖는다.

제24 실시예에서, 본 발명은 제18 내지 제23 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 제1 결합제는 제2 표면에 추가로 적용되어 제2 표면 제1 결합제 표면적을 정의하며, 제2 결합제는 제2 표면에 추가로 적용되어 제2 표면 제2 결합제 표면적을 정의하고, 여기서 제2 표면 제2 결합제 표면적은 제2 표면 제1 결합제 표면적의 최대 10%이다.

제25 실시예에서, 분산성 습식 와이프는 제1 및 제2 표면을 갖는 웹을 포함한다. 제1 결합제는 제1 표면 상에 제1 패턴으로 배치된다. 제2 결합제는 제1 표면 상에 제2 패턴으로 배치되며, 제2 패턴은 제1 영역과 제2 영역을 갖는다. 제2 영역은 제1 및 제2 결합제 모두를 포함하고 제1 영역은 실질적으로 제1 결합제가 없다.

제26 실시예에서, 본 발명은 제25 실시예의 습식 티슈를 제공하고, 상기 웹은 셀룰로오스 섬유를 포함한다.

제27 실시예에서, 본 발명은 제25 또는 제26 실시예의 습식 티슈를 제공하고, 상기 웹은 제1 및 제2 층을 포함한다.

제28 실시예에서, 본 발명은 제27 실시예의 습식 티슈를 제공하고, 제1 및 제2 층은 상이한 공정에 의해 제조된다.

제29 실시예에서, 본 발명은 제28 실시예의 습식 티슈를 제공하고, 제1 층은 습식레이드되고 제2 층은 에어레이드된 것이다.

제30 실시예에서, 본 발명은 제25 내지 제29 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제1 결합제는 제1 표면의 제1 표면적의 적어도 약 70%를 덮는다.

제31 실시예에서, 본 발명은 제30 실시예의 습식 티슈를 제공하고 여기서 제2 결합제는 제1 표면적의 최대 약 10%를 덮는다.

제32 실시예에서, 본 발명은 제25 내지 제31 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 여기서 제1 패턴은 제1 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함한다.

제33 실시예에서, 본 발명은 제25 내지 제32 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 제1 패턴은 무작위 패턴이다.

제34 실시예에서, 본 발명은 제25 내지 제32 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 여기서 제1 패턴은 비-무작위 패턴이다.

제35 실시예에서, 본 발명은 제25 내지 제34 실시예 중 어느 하나의 습식 티슈를 제공하고, 여기서 제2 패턴은 실질적으로 연속적인 격자 패턴을 포함한다.

제36 실시예에서, 본 발명은 제1 및 제2 표면을 갖는 웹을 포함하는 분산성 습식 와이프를 제공한다. 결합제는 제1 영역과 제2 영역을 갖는 패턴으로 배치되고, 제1 영역 내의 결합제의 첨가 수준은 제2 영역 내의 결합제의 첨가 수준보다 낮다. 제1 영역은 제2 영역에 의해 분리된 섬을 포함한다.

제37 실시예에서, 본 발명은 분산성 습식 와이프를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 셀룰로오스 섬유의 웹을 제공하는 단계; 제1 결합제를 상기 제1 표면에 코팅으로 적용하는 단계로, 여기서 상기 코팅은 상기 제1 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함하는, 단계; 및 제2 결합제를 상기 제1 표면 상에 단속적 패턴으로 적용해서, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 제1 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 제1 표면 상의 제2 영역을 정의하는 단계를 포함한다.

제38 실시예에서, 본 발명은 제37 실시예의 방법을 제공하고, 여기서 제1 결합제는 제1 표면 상에 분무되고, 여기서 제2 결합제는 제1 표면 상에 분무되지 않는다.

제39 실시예에서, 본 발명은 제37 또는 제38 실시예 중 하나의 방법을 제공하고, 여기서 상기 단속적 패턴은 롤-인쇄 패턴이다.

제40 실시예에서, 본 발명은 제37 내지 제39 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 상기 단속적 패턴은 격자 패턴이다.

제41 실시예에서, 본 발명은 제37 내지 제40 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 제1 결합제 및 제2 결합제는 동일한 화학적 조성을 갖는다.

제42 실시예에서, 본 발명은 제37 내지 제41 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 제1 결합제는 제2 결합제가 적용되기 전에 완전히 적용된다.

제43 실시예에서, 본 발명은 제42 실시예의 방법을 제공하고, 제1 결합제를 적용한 후이지만 제2 결합제를 적용하기 전에, 셀룰로오스 섬유의 웹이 롤로 권취된 다음 롤로부터 권출된다.

제44 실시예에서, 본 발명은 제42 또는 제43 실시예 중 하나의 방법을 제공하고, 제1 결합제를 적용한 후이지만 제2 결합제를 적용하기 전에, 제1 경화 단계에서 제1 결합제를 열 경화시키는 단계를 더 포함한다.

제45 실시예에서, 본 발명은 제44 실시예의 방법을 제공하고, 제2 결합제를 적용한 후에, 제2 경화 단계에서 제2 결합제를 열 경화시키는 단계를 더 포함한다.

제46 실시예에서, 본 발명은 제37 내지 제41 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 제2 결합제는 제1 결합제가 적용되기 전에 완전히 적용된다.

제47 실시예에서, 본 발명은 제46 실시예의 방법을 제공하고, 제2 결합제를 적용한 후이지만 제1 결합제를 적용하기 전에, 셀룰로오스 섬유의 웹이 롤로 권취된 다음 롤로부터 권출된다.

제48 실시예에서, 본 발명은 제46 또는 제47 실시예 중 하나의 방법을 제공하고, 제2 결합제를 적용한 후이지만 제1 결합제를 적용하기 전에, 제1 경화 단계에서 제2 결합제를 열 경화시키는 단계를 더 포함한다.

제49 실시예에서, 본 발명은 제48 실시예의 방법을 제공하고, 제1 결합제를 적용한 후에, 제2 경화 단계에서 제1 결합제를 열 경화시키는 단계를 더 포함한다.

제50 실시예에서, 본 발명은 제37 내지 제49 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 제1 결합제를 제2 표면 상의 코팅으로 적용하는 단계를 더 포함하고, 여기서 코팅은 제1 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함하고, 그리고 제2 결합제를 제2 표면 상에 단속적 패턴으로 적용해서, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 제2 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 제2 표면 상의 제2 영역을 정의하는 단계를 더 포함한다.

제51 실시예에서, 본 발명은 분산성 습식 와이프를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 셀룰로오스 섬유의 웹을 제공하는 단계; 제1 결합제를 제1 패턴으로 제1 표면에 적용하는 단계; 그리고, 제1 결합제를 제1 표면에 적용한 후, 제2 결합제를 제1 패턴과 상이한 제2 패턴으로 제1 표면에 적용하는 단계를 포함한다.

제52 실시예에서, 본 발명은 제51 실시예의 방법을 제공하고, 여기서 제1 패턴은 제1 결합제 표면적을 덮고, 제2 패턴은 제1 결합제 표면적의 최대 10%인 제2 결합제 표면적을 덮는다.

제53 실시예에서, 본 발명은 제52 실시예의 방법을 제공하고, 여기서 제1 표면은 제1 표면적을 가지고, 여기서 제1 결합제 표면적은 제1 표면적의 100%이다.

제54 실시예에서, 본 발명은 제51 실시예의 방법을 제공하고, 여기서 제2 패턴은 제2 결합제 표면적을 덮고, 제1 패턴은 제2 결합제 표면적의 최대 10%인 제1 결합제 표면적을 덮는다.

제55 실시예에서, 본 발명은 제54 실시예의 방법을 제공하고, 여기서 제1 표면은 제1 표면적을 가지고, 여기서 제2 결합제 표면적은 제1 표면적의 100%이다.

제56 실시예에서, 본 발명은 제51 내지 제55 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 제1 결합제는 제1 표면 상에 분무되고, 여기서 제2 결합제는 제1 표면 상에 분무되지 않는다.

제57 실시예에서, 본 발명은 제51 내지 제56 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 제2 패턴은 롤-인쇄 패턴이다.

제58 실시예에서, 본 발명은 제51 내지 제57 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 제1 결합제가 적용된 후이지만 제2 결합제가 적용되기 전에, 셀룰로오스 섬유의 웹은 롤로 권취된 다음 롤로부터 권출된다.

제59 실시예에서, 본 발명은 제51 내지 제58 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 제1 결합제를 적용한 후이지만 제2 결합제를 적용하기 전에, 제1 경화 단계에서 제1 결합제를 열 경화시키는 단계를 더 포함한다.

제60 실시예에서, 본 발명은 제59 실시예의 방법을 제공하고, 제2 결합제를 적용한 후에, 제2 경화 단계에서 제2 결합제를 열 경화시키는 단계를 더 포함한다.

제61 실시예에서, 본 발명은 제51 내지 제60 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 제1 결합제를 제2 표면 상의 코팅으로 적용하는 단계를 더 포함하고, 여기서 코팅은 제1 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함하고, 그리고 제2 결합제를 제2 표면 상에 단속적 패턴으로 적용해서, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 제2 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 제2 표면 상의 제2 영역을 정의하는 단계를 더 포함한다.

제62 실시예에서, 본 발명은 분산성 습식 와이프를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 셀룰로오스 섬유의 웹을 제공하는 단계; 그리고 결합제를 제1 패턴으로 제1 표면에 적용하는 단계를 포함하되, 상기 패턴은 제1 영역과 제2 영역을 가지고, 여기서 제1 영역 내의 결합제의 첨가 수준은 제2 영역 내의 결합제의 첨가 수준보다 낮다.

제63 실시예에서, 본 발명은 제62 실시예의 방법을 제공하고, 제1 영역은 제2 영역에 의해 분리된 섬을 포함한다.

제64 실시예에서, 본 발명은 제62 또는 제63 실시예 중 하나의 방법을 제공하고, 여기서 패턴은 롤-인쇄 패턴이다.

제65 실시예에서, 본 발명은 제62 내지 제64 실시예 중 어느 하나의 방법을 제공하고, 여기서 제1 영역은 제1 영역 표면적을 정의하고, 제2 영역은 제2 영역 표면적을 정의하고, 여기서 제2 영역 표면적은 제1 영역 표면적의 최대 20%이다.

도 1은 본 발명의 분산성 습식 와이프의 일 실시예의 측면도로서, 그 두께가 세부 사항을 나타내기 위해 과장되어 있다.
도 2는 본 발명의 특정한 실시예들과 함께 사용하기에 적절한 분산성 습식 와이프의 일 실시예의 상부 평면도이다.
도 3은 본 발명의 분산성 습식 와이프의 일 실시예의 상부 평면도이다.
도 4는 본 발명의 특정한 실시예들과 함께 사용하기에 적절한 분산성 습식 와이프의 다른 실시예의 상부 평면도이다.
도 5는 본 발명의 분산성 습식 와이프의 다른 실시예의 상부 평면도이다.
도 6은 본 발명의 방법의 일 실시예의 단계들을 보여주는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 방법의 다른 실시예의 단계들을 보여주는 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 방법의 또 다른 실시예의 단계들을 보여주는 측면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 방법의 또 다른 실시예의 단계들을 보여주는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 방법의 또 다른 실시예의 단계들을 보여주는 상부 사시도이다.

본 발명은 일반적으로 분산성 습식 와이프에 관한 것이다. 특정 실시예들에서, 와이프(1)는, 40 내지 100gsm의 평량을 갖는 티슈 층과 같은, 셀룰로오스 섬유 층(2)을 포함한다. 선택적으로, 기재는 제1 서브층(3) 및 제2 서브층(4)과 같은, 2개의 서브층을 가질 수 있다. 제1 서브층(3)은 제2 서브층(4) 위에 중첩되고, 제1 서브층(3)은 제2 서브층(4)에 접착된다. 이러한 접착은, 예를 들어, 엠보싱을 통해, 접착제를 통해, 수소 결합을 통해, 섬유 엉킴을 통해, 압력을 통해, 및/또는 하나 이상의 결합제의 사용을 통해 제공될 수 있다. 제1 및 제2 서브층(3, 4) 모두는 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 두 층 모두의 섬유들 전부 셀룰로오스 섬유이다. 적절한 셀룰로오스 섬유의 예는 연질목 섬유, 경질목 섬유, 재생 셀룰로오스 섬유 등을 포함한다.

특정한 실시예들에서, 제1 서브층(3)은 습식레이드 티슈를 포함한다. 적절한 습식레이드 티슈의 예는 크레이프 가공되지 않은 통기 건조("UCTAD"), 크레이프 통기 건조("CTAD"), 및 변형된 습식 가압 공정으로 제조된 것을 포함하며, 이들 모두는 당업계에 공지되어 있다. 본 발명과 함께 사용하기에 적합한 크레이프 가공되지 않은 통기 건조 티슈를 제조하는 예시적인 공정은 미국 특허 제5,607,551호, 미국 특허 제5,672,248호, 미국 특허 제5,593,545호, 미국 특허 제6,083,346호 및 미국특허 번호 제7,056,572호에 설명되어 있으며, 이들은 전부 본 명세서와 일치하는 정도로 본원에 참고로 원용된다.

특정 실시예들에서, 제2 서브층(4)은 부직포 웹이다. 본원에서 사용되는 용어 "부직포 웹"은 습식레이드 티슈와 대조적으로, 수성 슬러리를 사용하지 않고 매트 같은 방식으로 무작위로 형성된 섬유들의 구조를 의미한다. 적절한 부직포 웹의 예는 멜트블로운, 스펀본드, 에어레이드, 본디드 카디드 웹 재료, 수력엉킴 물질, 스펀레이스 물질, 및 이들의 조합을 포함한다. 그런 물질은 합성 또는 천연 섬유 또는 그것들의 조합으로 구성될 수 있다. 본 발명과 함께 사용하기에 적합한 에어레이드 물질을 제조하는 하나의 예시적인 공정은 본 발명과 일치하는 정도로 본원에 참고로 원용되는 미국 특허 제8,603,297호에 설명되어 있다. 바람직하게, 제2 서브층(4)은 셀룰로오스 에어레이드 층을 포함한다. 특정 실시예들에서, 제1 서브층은 부직포 웹(예컨대 에어레이드 웹)을 포함할 수 있고, 제2 서브층은 습식레이드 티슈를 포함할 수 있다. 대안적으로, 두 서브층들은 모두 동일한 유형의 웹 또는 티슈를 포함할 수 있다.

분산성 습식 와이프(1)의 층(2)은 제1 표면(5) 및 제2 표면(6)을 갖는다. 제1 결합제(7)는 제1 표면(5) 상의 코팅(8)으로 적용된다. 특정 실시예들에서, 코팅(8)은 제1 결합제(7)의 무작위로 분포된 증착물(18)을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이 "무작위로 분포된 증착물"이란 코팅을 형성하는 결합제의 요소들이 임의의 미리 정해진 패턴 없이 적용되지만, 그 대신 연속 미스트 분무, 연속 회전 프린트 코팅기, 연속 브러시 코팅기 등을 통해서와 같이, 연속적으로 중단되지 않는 동작으로 무작위로 적용된다. 미시적 수준에서, 결합제의 증착물은 그 사이에 공간을 가질 수 있으며; "무작위로 분포된 증착물"이란 예를 들어, 상이한 결합제 적용에 대하여 후술하는 것과 같이, 육안으로 보이는 독특한, 미리 정해진, 반복 패턴을 가지는 적용예와 구별하기 위한 의미를 갖는다는 것을 이해해야 한다. 도 2 및 도 5의 예에서, 코팅(8)은 무작위로 분포된 증착물로 적용되어 있다. 일 실시예에서, 코팅은 분무 코팅이다.

제2 결합제(9)는 제1 표면(5) 상에 단속적 패턴(10)으로 적용된다. 도 3 내지 도 5는 이러한 실시예들의 예를 도시한다. 특정 실시예들에서, 단속적 패턴(10)은 제1 결합제(7)를 포함하지만 제2 결합제(9)를 포함하지 않는 제1 표면(5) 상의 제1 영역(11)을 정의하고 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9) 모두를 포함하는 제1 표면(5) 상의 제2 영역(12)을 정의한다. 특정 실시예들에서, 단속적 패턴(10)은 롤-인쇄 패턴이다. 특정한 패턴에 대하여 "단속적"은 결합제를 포함하는 영역들이 결합제를 포함하지 않는 영역들과 교번하는 방식으로 적용된 것을 의미한다. 특정 실시예들에서, 단속적 패턴(10)은 격자 패턴(13)이다. 적절한 단속적 패턴의 예는, 도토리(acorn) 패턴, 벌집 패턴, 나비넥타이(bow-tie) 패턴, 하운드투스(hound's tooth) 패턴, 헤링본 패턴, 체스판 패턴 등을 포함한다.

도 3을 참조하면, 특정 실시예들에서, 단속적 패턴(10)은 주로 교차 기계 방향(15)으로 연장되는 제2 결합제(9)의 연속적이고, 선택적으로 평행한 선(16)을 포함하고, 단속적 패턴(10)은 주로 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선을 포함하지 않는다. 결합제의 선의 방향을 설명하는 데 사용되는, "주로(primarily)"는 선들이 평균적으로 다른 방향보다 한 방향으로 더 많이 기울어져 있거나 연장되는 것을 의미한다. "기계 방향" 및 "교차 기계 방향"은 결합제로 인쇄되기 전에, 티슈 또는 부직포 웹이 생성된 공정을 지칭한다.

특정 실시예들에서, 제1 결합제(7)는 또한 제2 표면(6) 상의 코팅으로(미도시) 적용된다. 제1 표면(5) 상의 코팅(8)에서와 같이, 제2 표면(6) 상의 코팅은 재차 분무 코팅과 같은, 제1 결합제(7)의 무작위로 분포된 증착물을 포함할 수 있다. 제2 결합제(9)는 또한 제2 표면(6) 상의 단속적 패턴으로(미도시) 적용될 수 있다. 제1 표면(5)에 적용된 단속적 패턴에서와 같이, 제2 표면(6) 상의 단속적 패턴은 제1 결합제(7)를 포함하지만 제2 결합제(9)를 포함하지 않는 제1 영역을 정의하고 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9) 모두를 포함하는 제2 영역(12)을 정의할 수 있다.

특정 실시예들에서, 코팅(8)은 연속적이고 패턴이 적고(도 2에 대표적으로 도시된 바와 같음), 제2 결합제(9)가 불연속 패턴(10)으로 제1 표면(5)에 적용되어 제1 결합제(7)를 포함하지만 제2 결합제(9)를 포함하지 않는 제1 표면(5) 상의 제1 영역(11)을 정의하고 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9) 모두를 포함하는 제1 표면(5) 상의 제2 영역(12)을 정의한다. "연속적" 코팅의 예는 미시적 수준에서, 미스트 분무 코팅이며, 코팅 내의 결합제의 증착물은 그들 사이에 공간을 가질 수 있지만, 거시적 수준에서, 당업자는 연속적으로 적용된 미스트 분무 코팅이 도 2에 대표적으로 도시된 바와 같이, "연속적" 코팅이라는 것을 이해할 수 있다. 특정 패턴 수단에 대하여 "불연속적"은 결합제가 적용된 영역들이 결합제가 적용되지 않은 영역들과 교번하는 방식으로 적용되는 것을 의미한다. 적절한 불연속적 패턴의 예는, 도토리(acorn) 패턴, 벌집 패턴, 나비넥타이(bow-tie) 패턴, 하운드투스(hound's tooth) 패턴, 헤링본 패턴, 체스판 패턴 등을 포함한다.

특정 실시예들에서, 제1 표면(5)은 제1 표면적을 가지며, 제2 표면(6)은 제2 표면적을 갖는다. 제1 결합제(7)는 제1 표면(5)에 적용되어 제1 결합제 표면적을 정의하며, 제2 결합제(9)는 제1 표면(5)에 적용되어 제2 결합제 표면적을 정의한다. 본원에서 사용되는 바와 같이 "결합제 표면적"은 결합제의 개별 증착물 사이의 미시적 공간에 관계없이, 결합제가 적용되는 누적 발자국(cumulative footprint)에 의해 경계지어진 면적을 의미한다. 특정 실시예들에서, 제1 결합제 표면적은 제1 표면적의 100%이다. 예를 들어, 도 5의 예에서, 제1 결합제 표면적은 대략 100%인데, 제1 결합제(7)가 제1 표면의 전체 제1 표면 영역에 걸쳐 연속적으로 적용되기 때문이다. 제2 결합제 표면적은 단속적 패턴(10)의 선들의 표면적이다. 특정 실시예들에서, 제2 결합제 표면적은 제1 결합제 표면적의 최대 50%, 최대 25%, 최대 12.5%, 또는 최대 10%이다. 특정 실시예들에서, 제1 결합제(7)는 제2 표면(6)에 추가로 적용되어 제2 표면 제1 결합제 표면적을 정의한다. 특정 실시예들에서, 제2 결합제(9)는 제2 표면(6)에 추가로 적용되어 제2 표면 제2 결합제 표면적을 정의하며, 제2 표면 제2 결합제 표면적은 제2 표면 제1 결합제 표면적의 최대 50%, 최대 25%, 최대 12.5%, 또는 최대 10%이다.

특정 실시예들에서, 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9)는 동일한 화학적 조성을 갖는다. 다른 실시예들에서, 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9)는 상이한 화학 조성을 갖는다. 소정의 실시예들에서, 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9)는 동일한 화학적 조성을 갖지만, 상이한 농도 수준을 갖는다. 하나의 적절한 결합제는 물-희석 유발가능 중합체를 포함한다. 희석 유발가능 중합체의 특정 실시예들은 이온 민감성 중합체를 포함한다. 이온 민감성 중합체가 하나 이상의 단량체로부터 유도되며, 이때 적어도 하나의 단량체가 음이온성 기능을 함유하는 경우, 이온 민감성 중합체는 음이온성 이온 민감성 중합체로서 지칭된다. 이온 민감성 중합체가 하나 이상의 단량체로부터 유도되며, 이때 적어도 하나의 단량체가 양이온성 기능을 함유하는 경우, 이온 민감성 중합체는 양이온성 이온 민감성 중합체로서 지칭된다. 예시적인 음이온성 이온 민감성 중합체는 미국 특허 제6,423,804호에 기재되어 있으며, 이는 그 전문이 본원에 참고로 원용된다. 적합한 결합제 조성물의 예는 미국 특허 제6,994,865호에 개시되어 있으며, 이는 그 전문이 본원에 참고로 원용된다. 다른 적절한 결합제는 카르복시메틸 셀룰로오스("CMC") 물질이다. CMC 물질은 상표명 Aqualon?? 하에 Ashland로부터 입수 가능하다.

와이프는 습윤 용액(wetting solution)을 더 포함한다. 습윤 용액은 특정 실시예들에서 제1 불용화제를 포함하고, 선택적으로 제2 불용화제를 포함한다. 바람직하게는, 결합제는 하나 이상의 불용화제를 함유하는 습윤 용액의 존재 시에 불용성이다(안정적이다). 즉, 하나 이상의 불용화제는 티슈가 변기 내로 흘려보내지거나 그렇지 않으면 수돗물에 의해 접촉되기 전에, 제1 결합제, 제2 결합제, 또는 둘 모두를 안정적으로 되게 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이 "안정적인"은 와이프의 사용을 위한 것으로서 계속해서 와이프의 섬유를 함께 고정하는 것을 의미한다.

예를 들어, CMC 결합제는 다가 양이온, 예컨대 Ca²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Sn²⁺, Fe³⁺ 또는 Al³⁺, 및 유기 용매, 예컨대 수-혼화성 (수용성) 용매, 일명 일반적으로 1가 저급 알코올, 예컨대 에탄올, 메탄올, 및 프로판올; 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜 및 헥실렌 글리콜; 상술한 글리콜 및 저급 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올 및 부탄올의 모노- 또는 디에테르; 상술한 글리콜 및 저급 지방산의 에스테르; 및 다가 알코올, 예컨대, 글리세린 및 소르비톨의 존재 시에 불용성이다(안정적이다).

다른 예에서, 이온 민감성 중합체를 채택하는 결합제는 바람직하게는 1가 및/또는 2가 이온을 함유하는 하나 이상의 무기 및/또는 유기 염으로 구성된 적어도 약 0.3 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 약 3.5 중량%의 불용화제를 포함하는 습윤 용액에서 불용성이다. 적절한 1가 이온은 예를 들어 Na⁺ 이온, K⁺ 이온, Li⁺ 이온, NH₄ ⁺ 이온, 저분자량 4차 암모늄 화합물(예를 들어, 임의의 사이드 그룹 상에서 5개보다 적은 탄소를 갖는 것), 및 이들의 조합을 포함한다. 적절한 2가 이온은, 예를 들어 Zn²⁺, Ca²⁺ 및 Mg²⁺을 포함한다. 1가 및 2가 이온은 유기 및 무기 염, 예컨대 NaCl, NaBr, KCl, NH₄Cl, Na₂SO₄, ZnCl₂, CaCl₂, MgCl₂, MgSO₄ 및 이들의 조합으로부터 유도될 수 있다. 통상적으로, 알칼리 금속 할로겐화물은 비용, 순도, 저독성, 및 가용성 때문에 가장 바람직한 1가 또는 2가 이온이다. 다른 바람직한 실시예에서, 이온 민감성 중합체는 양이온성 민감성 중합체를 포함할 수 있으며, 여기서 양이온성 민감성 중합체는 92 몰%의 메틸 아크릴레이트, 4 몰%의 히드록시프로필 아크릴레이트 및 4 몰% [2-(아크릴올리옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드의 중합화 산물인 양이온성 폴리아크릴레이트이다. 유기 또는 중합체 화합물과 같은 다른 불용화제가 사용될 수 있다.

액체 습윤 용액은 와이프 기재 내로 흡수될 수 있는 어떠한 액체일 수 있고, 원하는 세정 특성을 제공하는 어떠한 적합한 성분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용액은 해당 기술분야의 숙련자들에게 잘 알려져 있는, 물, 진정제, 계면활성제, 향료, 보존제, 유기 또는 무기 산, 킬레이트제, pH 완충제 또는 그것들의 조합을 포함할 수도 있다. 추가로, 습윤 용액은 또한 로션, 의약 및/또는 항미생물제를 함유할 수 있다. 습윤 용액은 피부 또는 모발에 유익한 효과를 부여하는 추가 제제를 함유할 수 있고 및/또는 추가로 본원에 기재된 조성물 및 와이프의 심미적 느낌을 개선시키도록 작용할 수 있다. 적합한 피부 유익제의 예로는 진정제, 스테롤 또는 스테롤 유도체, 천연 및 합성 지방 또는 오일, 점도 증강제, 유동학 변형제, 폴리올, 계면활성제, 알코올, 에스테르, 실리콘, 클레이, 전분, 셀룰로오스, 미립자, 보습제, 필름 형성제, 슬립 변형제, 표면 변형제, 피부 보호제, 습윤제, 자외선 차단제 등을 포함한다.

습윤 용액은 기재의 건조 중량의 약 10 내지 약 600%, 보다 바람직하게는 약 100 내지 약 500%, 더욱 더 바람직하게는 약 200 내지 약 300%의 첨가량으로 와이프 내에 혼입될 수 있다. 일 예에서, 습윤 용액은 물을 함유한다. 습윤 용액은, 특정한 실시예들에서, 용액의 총 중량의 약 40 내지 약 99%의 양으로 물을 함유할 수 있다.

본 발명의 특정 실시예들의 분산성 습식 와이프는 선 인치 당 200g 초과, 더욱 특이하게는 225g 초과, 더욱 특이하게는 250g 초과의 교차 기계 방향 습식 인장 강도("CDWT")를 갖는다. 이 범위의 CDWT 강도를 갖는 것은 분배 동안 또는 개인 위생 사용 동안 와이프가 찢어지는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다. 특정 실시예들에서, 와이프는 실온 수돗물에 15분 동안 침지 후에 선 인치 당 125 미만, 더욱 특이하게는 100 미만의 CDWT를 갖는다. 특정 실시예들에서, 상기 와이프는 선 인치 당 바람직하게는 80 미만, 더욱 바람직하게는 65 미만의, 60분 침지-후 CDWT를 갖는다. 이 범위의 침지-후 CDWT를 갖는 것은 물을 내린 후에 와이프가 폐수 운반 인프라 내에서 강도를 상실하고 분해되는 능력에 영향을 미치는데, (일반적으로 와이프는 15 분 넘게 가정 배수관에 체류하지만) 물을 내린 후 와이프가 가정 배수관에 체류하는 최소 시간이 15 분이기 때문이다. 특정 실시예들에서, 본 발명의 특정 실시예들의 분산성 습식 와이프는 하기에 기재된 시험 절차에 따라, 130분 미만, 보다 구체적으로는 90분 미만의 슬로시 박스 붕괴 시간을 갖는다.

다른 측면에서, 본 발명은 분산성 습식 와이프를 제조하는 방법(40)에 관한 것이다. 상기 방법은 셀룰로오스 섬유의 웹(42)을 제공하는 단계를 포함한다. 웹(42)은 제1 표면(45) 및 제2 표면(46)을 갖는다. 특정 실시예들에서, 상기 방법은 적용기(57)에 의해 제1 결합제(7)를 제1 표면(45)에 코팅(8)으로 적용하는 단계를 포함하고, 따라서 코팅(8)은 제1 결합제(7)의 무작위로 분포된 증착물을 포함한다. 또한, 실시예들은 적용기(59)에 의해 제2 결합제(9)를 제1 표면(45) 상의 단속적 패턴(10)으로 적용해서 제1 결합제(7)를 포함하지만 제2 결합제(9)를 포함하지 않는 제1 표면(45) 상의 제1 영역(11)을 정의하고 제1 결합제(7)와 제2 결합제(9) 모두를 포함하는 제1 표면(45) 상의 제2 영역(12)을 정의하는 단계를 포함한다. 단속적 패턴(10)은 예를 들어, 상술한 임의의 적절한 단속적 패턴으로, 적용될 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9)는 동일한 화학적 조성을 갖는다. 다른 실시예들에서, 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9)는 상이한 화학 조성을 갖는다. 소정의 실시예들에서, 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9)는 동일한 화학적 조성을 갖지만, 상이한 농도 수준을 갖는다.

도 6 내지 도 8에 도시된 것과 같은 특정 실시예들에서, 제1 결합제(7)는 제1 표면(45) 상에 분무되고, 제2 결합제(9)는 제1 표면 상에 분무되지 않는다. 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9)가 동일한 화학적 조성을 갖고, 아마도 적용 전에 심지어 동일한 수준의 농도인 경우에도, 제1 및 제2 결합제를 2개의 별개의 단계로 그리고 2개의 상이한 적용 기술에 의해 적용하는 것이 이점이 있을 수 있다. 본 발명의 범위를 제한하고자 하지 않고, 낮은 수준, "전체(all over)" 코팅으로의 결합제의 한 단계, 및 그 안에 반복하는 갭을 갖는 패턴으로의 결합제의 다른 단계를 적용함으로써, 사용-중 강도와 양호한 물내림-후 분산성 간의 최적의 균형이 충돌할 수 있다고 여겨진다. 콘크리트 구조 유사물을 빌려오기 위해, "전체" 결합제는 기재의 표면 위에서 "시멘트"로서 기능하며, 결합제의 단속적 패턴은 기재의 표면 위에서 "보강 바"로서 기능한다.

도 6에 도시된 것과 같은 특정 실시예들에서, 제1 결합제(7)는 제2 결합제(9)가 적용되기 전에 완전히 적용된다. 선택적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 적용기(57)를 통해 제1 결합제(7)를 적용한 후이지만 적용기(59)를 통해 제2 결합제(9)를 적용하기 전에, 셀룰로오스 섬유의 웹(42)은 롤(32)에 권취되고 나서(도 9a) 롤(32)로부터 권출된다(도 9b). 특정 실시예들에서, 도 6 및 도 9를 참조하면, 상기 방법은 제1 결합제(7)를 적용한 후이지만 제2 결합제(9)를 적용하기 전에 제1 경화 단계(67)에서 제1 결합제(7)를 열 경화하는 단계를 포함한다. 여전히 도 6 및 도 9를 참조하면, 이러한 실시예들은 제2 결합제(9)를 적용한 후에 제2 경화 단계(69)에서 제2 결합제(9)를 열 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 경화 단계(67) 및 제2 경화 단계(69)는 적어도 10도, 또는 적어도 20도(F)만큼 상이한 온도에서 일어난다. 특정 실시예들에서, 제1 경화 단계(67)는 제2 경화 단계(69)보다 적어도 50%, 보다 특이하게는 적어도 100%, 및 더욱 더 특이하게는 적어도 200% 지속된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 경화 단계(67)는 12초 동안 지속되고, 제2 경화 단계(69)는 5초 동안 지속된다. 대안적으로, 특정 실시예들에서, 제2 경화 단계(69)는 제1 경화 단계(67)보다 적어도 50%, 보다 특이하게는 적어도 100%, 더욱 더 특이하게는 적어도 200% 더 길게 지속된다.

도 8에 도시된 것과 같은 다른 실시예들에서, 제2 결합제(9)는 제1 결합제(7)가 적용되기 전에 완전히 적용된다. 선택적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 적용기(59)를 통해 제2 결합제(9)를 적용한 후이지만 적용기(57)를 통해 제1 결합제(7)를 적용하기 전에, 셀룰로오스 섬유의 웹(42)은 롤(32)에 권취되고 나서(도 8a) 롤(32)로부터 권출된다(도 8b). 특정 실시예들에서, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 방법은 제2 결합제(9)를 적용한 후이지만 제1 결합제(7)를 적용하기 전에 제1 경화 단계(79)에서 제2 결합제(9)를 열 경화하는 단계를 포함한다. 여전히 도 7 및 도 8을 참조하면, 이러한 실시예들은 제1 결합제(7)를 적용한 후에 제2 경화 단계(77)에서 제1 결합제(7)를 열 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 제1 경화 단계(79) 및 제2 경화 단계(77)는 적어도 10도, 또는 적어도 20도(F)만큼 상이한 온도에서 일어난다. 특정 실시예들에서, 제1 경화 단계(79)는 제2 경화 단계(77)보다 적어도 50%, 보다 특이하게는 적어도 100%, 및 더욱 더 특이하게는 적어도 200% 지속된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 경화 단계(79)는 12초 동안 지속되고, 제2 경화 단계(77)는 5초 동안 지속된다. 대안적으로, 특정 실시예들에서, 제2 경화 단계(77)는 제1 경화 단계(79)보다 적어도 50%, 보다 특이하게는 적어도 100%, 더욱 더 특이하게는 적어도 200% 더 길게 지속된다.

모든 결합제 적용 단계 및 모든 경화 단계 후에, 웹은 선택적으로 롤(33)로 권취되어, 후속하여 개별 습식 와이프로 변환될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 특정 실시예들에서, 제1 결합제(7)는 적용기(57)에 의해 적용되고, 제2 결합제(9)는 단일 연속 결합제 적용 공정에서 적용기(59)에 의해 적용되고, 그 후에 웹(42)은 롤(33)로 권취된다.

특정 실시예들에서, 제1 결합제(7)는 또한 제2 표면(46) 상의 코팅으로 적용된다. 제1 표면(45) 상의 코팅(8)에서와 같이, 제2 표면(46) 상의 코팅은 재차 분무 코팅과 같은, 제1 결합제(7)의 무작위로 분포된 증착물을 포함할 수 있다. 제2 결합제(9)는 또한 제2 표면(46) 상의 단속적 패턴으로 적용될 수 있다. 제1 표면(45)에 적용된 단속적 패턴에서와 같이, 제2 표면(46) 상의 단속적 패턴은 제1 결합제(7)를 포함하지만 제2 결합제(9)를 포함하지 않는 제1 영역을 정의할 수 있고 제1 결합제(7) 및 제2 결합제(9) 모두를 포함하는 제2 영역을 정의할 수 있다.

특정 실시예들에서, 상기 방법(40)은 셀룰로오스 섬유의 웹(42)을 제공하는 단계를 포함한다. 웹(42)은 제1 표면(45) 및 제2 표면(46)을 갖는다. 상기 방법은 제1 결합제(7)를 제1 표면(45)에 제1 패턴(28)으로 적용하는 단계(도 2), 및 제1 결합제(7)를 제1 표면(45)에 적용한 후에, 제2 결합제(9)를 제1 표면(45)에 제1 패턴(28)과 다른 제2 패턴(29)으로 적용하는 단계(도 5)를 포함한다. 제1 패턴(28)은 제1 결합제 표면적을 덮고, 제2 패턴(29)은 제2 결합제 표면적을 덮는다. 특정한 실시예들에서, 제2 결합제 표면적은 제1 결합제 표면적의 최대 50%, 보다 특이하게는 최대 25%, 더욱 더 특이하게는 최대 12.5%, 더욱 더 특이하게는 최대 10%이다. 다른 실시예들에서, 제1 결합제 표면적은 제2 결합제 표면적의 최대 50%, 더욱 특이하게는 최대 25%, 더욱 더 특이하게는 최대 12.5%, 더욱 더 특이하게는 최대 10%이다.

도 10을 참조해 보면, 특정 실시예들에서, 결합제는 단일 결합제 적용 스테이션(80)에서 패턴(81)으로 적용된다. 패턴(81)은 제1 첨가 수준에서 결합제(7)를 포함하는 제1 영역(82), 및 제2 첨가 수준에서 결합제(7)를 포함하는 제2 영역(83)을 포함한다. 제1 첨가 수준은 제2 첨가 수준보다 낮다. 특정 실시예들에서, 제1 첨가 수준은 제2 첨가 수준의 최대 75%, 최대 50%, 또는 최대 25%이다.

시험 방법

인장 강도

본원의 목적을 위해, 인장 강도는, 동일한 주변 조건에서 샘플을 시험하기 전에 샘플을 23 ± 2℃ 및 50 ± 5 %의 상대 습도의 주변 조건에서 4시간 동안 유지시킨 후, 1인치 조(jaw) 폭(샘플 폭), 3인치의 시험 범위(게이지 길이), 및 25.4cm/분의 조 분리 속도를 사용하는, 정속 신장 (Constant Rate of Elongation, CRE) 인장 시험기를 사용하여 측정될 수 있다. 습식 와이프들을 교차 기계 방향(CD) 배향으로 와이프들의 중심으로부터 절단된 1인치 폭 x 5.5인치 길이의 스트립으로 절단한다. "교차 기계 방향 습식 인장 강도(cross-machine direction wet tensile strength, CDWT)"는, 시험편이 교차 기계 방향으로 파열되도록 당겨질 때 샘플 폭의 인치 당 그램-힘 단위의 피크 하중이다.

인장 강도를 측정하는 데 사용한 기구는 MTS Systems Sinergie 200 모델이었다. 데이터 획득 소프트웨어는 미네소타주 이던 프레리의 MTS Systems Corp.로부터 상업적으로 입수 가능한, 윈도우즈 4.0 버전용 MTS Testworks® 이었다. 하중 셀은 MTS 50 뉴튼 최대 하중 셀이었다. 조(jaw)들 사이의 게이지 길이는 3인치이다. 최대 80 P.S.I를 갖는 공압 작용에 의해 상단 및 하단 조들을 작동시킨다. 파단 감도는 40%로 설정한다. 데이터 취득률은 100Hz(즉, 초당 100개의 샘플)로 설정한다. 샘플은 수직적으로 그리고 수평적으로 중심이 맞춰진 기구의 조 내에 샘플들을 위치된다. 이어서, 시험을 개시하고, 힘이 피크의 40%만큼 강하될 때 종료한다. 피크 하중을 그램-힘으로 표현하며, 시험편의 "CDWT"로서 기록한다. 각 제품마다 8개의 대표적인 시험편을 시험하였으며, 평균 피크 하중을 결정하였다.

물내림-후 인장 강도 측정을 시뮬레이션하기 위해, 5개의 시험편을 실온에서 물로 변기에 물을 내리고, 15 또는 60분 동안 배수관에서 체류하도록 허용한 다음, 전술한 바와 같이 CDWT에 대해 측정한다.

분산성

이 시험 방법은 물풀림성 소비자 제품의 분산성을 평가하며, 폐수 운반 시스템을 통한 주행을 시뮬레이션한다("슬로시 박스 테스트"). 이 시험 방법에서, 플라스틱 탱크에 제품과 2리터의 수돗물을 실온에서 로딩한다. 이어서, 용기를 분당 26진동으로 앞뒤로 기울여서 수집 시스템 내의 오수의 움직임을 시뮬레이션한다. 와이프 시험편이 전체적으로 최대 대략 1in2 (6.5cm2)를 측정하는 조각들로 분해되는 데 필요한 시간을 기록한다. 이 지점에 도달하는 시간의 양을 측정한다("슬로시 박스 붕괴 시간"). 장치의 구성 및 동작은 "Association of the Nonwovens Fabrics Industry," 1100 Crescent Green, Suite 115, Cary, NC, 27518, www.inda.org에서 입수 가능한 "일회용 부직포 제품의 물풀림성 평가 지침서(Guidelines for Assessing the Flushability of Disposable Nonwoven Products), 제3판, FG502 - 슬로시 박스 붕해 테스트"에서 설명된 바와 같이 수행된다.

실시예

표에 있는 실시예 1-4는 본 발명의 원리를 포함하는 분산성 습식 와이프이다. 각각의 실시예 및 대조군 코드는 셀룰로오스 섬유의 2개의 서브층을 갖는 와이프 기재를 사용한다.

각 실시예의 제1 층은 표백된 북부 연질목 크라프트(NSWK) 섬유로 제조되고 45gsm의 평량을 갖는 크레이프 가공되지 않은 통기 건조("UCTAD") 티슈였다. 티슈를 형성하기 위해, 연질목 섬유들의 수용액을 헤드박스를 통해 단일 층에 펌핑하였다. 섬유를 0.19 내지 0.29%의 헤드박스 내의 점조도로 희석하여 균일한 형성을 보장하였다. 생성된 단일 층상 시트 구조를 트윈 와이어, 흡입 폼 롤 상에 형성하였다. 성형 직물의 속도는 900피트/분(fpm)이었다. 그런 다음, 새롭게 형성된 웹을, 738 fpm(18% 급속 전사)로 주행 중인, 전사 직물로 전사되기 전에 성형 직물 아래로부터 진공 흡입을 이용하여 약 20 내지 27%의 점조도로 탈수시켰다. 약 10 내지 14인치의 수은 진공을 당기는 진공 슈를 사용하여 웹을 전사 직물로 전사하였다. 약 4 내지 10인치의 수은 진공을 당기는 제2 진공 슈를 사용하여 웹을 Voith Fabrics Inc.에 의해 제조된 통기 질감화 건조 직물로 전사하였다. 웹을 약 400도의 화씨 온도에서 작동중인 한 쌍의 벌집 통기 건조기 위로 옮기고 약 96 내지 99%의 점조도의 최종 건조도로 건조시켰다. 건조된 셀룰로오스 웹을 코어 상에 감아서 티슈의 롤을 형성하였다.

각 실시예의 제2 층은 표백된 남부 연질목 크래프트(SSWK) 섬유로 제조되고 30gsm의 평량을 갖는 에어레이드 부직포 웹이었다. UCTAD 티슈 시트를 대략 10인치Х13인치 치수로 핸드시트로 절단하였다. 에어레이드 부직포 층을 에어레이드 핸드시트 형성기에서 상기 건조된 UCTAD 티슈 시트 상에 직접 형성하였다. 에어레이드 층 및 UCTAD 티슈 층을, 110℃에서 5초 동안 3,000psi(제곱인치 당 파운드)를 채택하는, 벤치 탑 유압 실험실 프레스(Carver, Inc., 미국 인디애나주 와바쉬 소재)를 사용하여 함께 가압하고 나서, 110℃에서 400psi 닙 압력을 채택하는, Beloit Wheeler 가열 압축 롤을 사용하여 함께 양각하였다.

모든 시제품은 결합제 및 보조-결합제 모두를 갖는 염-민감성 결합제 조성물로 제조되었다. 결합제는 92 몰%의 메틸 아크릴레이트, 4 몰%의 히드록시프로필 아크릴레이트 및 4 몰% [2-(아크릴로리옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드의 중합화 산물인 양이온성 폴리아크릴레이트이었다. 보조-결합제는 Wacker Chemi AG로부터 입수가능한 VINNAPAS® EZ123이었다. 용액에 공급된, 결합제 및 보조-결합제 둘 다 함께 혼합하여 70:30 결합제:보조-결합제 건조 중량 비율을 수득하였다.

각 시제품의 이층 복합물을 80psi에서 작동하는, Spraying Systems Co.(일리노이주 휘턴 소재)에 의해 제조된, 단일 Unijet® 분무 노즐, 노즐 타입 800017으로 분무하였다. 염-민감성 결합제 조성물(15% 수성 용액 중)을 모든 코드(대조군 및 실험 코드)의 이층 복합물의 에어레이드 층 상에 분무하여, 4gsm의 결합제 조성물 건조 고형분 평량을 수득하였다. 결합제 조성물을 이층 복합물의 UCTAD 층 상에 분무하여 4gsm (대조군 경우), 및 2.0 또는 2.95gsm (실험 코드 경우)의 결합제 조성물 건조 고형분 평량을 수득하였다. 염-민감성 결합제 용액으로 분무한 후, 각 시제품의 이층 복합물을 180℃의 건조 온도에서 12초(실험 코드) 또는 18초(대조군) 동안 Mathis 통기 건조기 내에서 건조(경화)하였다. 실험 코드는 더 적은 결합제 조성물을 포함하였기 때문에 대조군 코드보다 적은 시간 동안 경화하였다. 이어서, 이층 복합물을 롤로 권취시켰다.

그런 다음, 복합물을 롤로부터 권출하였다. 결합제 조성물(24% 수성 용액 중)을 각각의 실험 시제품의 2층 복합물의 UCTAD 층에 패턴으로 적용하였다. 전사 패턴 롤 및 지지 롤과 접촉하는 제곱 인치 당 300억 입방 미크론의 아닐록스 롤을 사용하여, 로터 그라비아 적용기 유닛을 통해 적용을 실시하였다. 아닐록스 롤/전사 패턴 롤 닙은 0.375인치(9.52mm)이었고, 전사 패턴 롤/지지 롤 간극 또한 0.375인치(9.52mm)이었다. 염-민감성 결합제 조성물을 UCTAD 상에 패턴-인쇄하여 0.5gsm의 결합제 조성물 건조 고형분 평량을 수득하였다. 접촉 면적(인쇄 전사 롤 패턴에 의해, 접촉되거나, 인쇄되는 총 표면적의 백분율)은 "벌집" 패턴과 "나비넥타이" 패턴 모두에 대해 12.5%이었다. 염-민감성 결합제 용액으로 패턴 인쇄한 후, 각 시제품의 이층 복합물 티슈를, 약 5초 동안, 그리고 180℃의 건조 온도에서, Mathis 통기 건조기에서 건조(경화)하였다.

습윤 용액을 건식 와이프의 중량의 215%의 첨가 비율로 와이프에 첨가하였으며, 습윤 용액은 2중량%의 염화나트륨을 포함하였다. 웹을 와이프들의 적층체로 변환하고, 수분 불투과성 플라스틱 백에 보관하였다.

표 1에 열거된 각 실시예에 대해, 대략 2.5cm x 14cm 치수를 가진, 5개 시험편에 대해, 선형 인치당 그램 단위로 CDWT를 시험하였고, 추가 시험편들에 대해 실온에서 수돗물에 15분 및 60분 동안 침지시킨 후에 CDWT를 시험하였고, 결과를 평균냈다. 교차 기계 방향 습식 인장 강도를 측정하였는데, 소정의 분배 포맷에서는, 분배 동안 와이프에 놓인 추출력이 교차 기계 방향으로 존재하기 때문이다. 15분 침지는 (통상적으로 와이프가 15분 보다 오래, 예컨대 60분에 더 가깝게 가정 배수관에 체류하지만) 물을 내린 후에 와이프가 통상적으로 가정 배수관에 체류하는 최소 시간을 시뮬레이션하도록 의도되었다.

각각의 티슈가 조각들 내로 분해하는 데 필요한 시간은 전술한 슬로시 박스 시험을 통해 측정하였으며, 이 조각들 중 어느 것도 대략 1제곱 인치 (6.5cm2) 보다 크지 않다.

대조예 및 실험 실시예에 대한 핵심 설계 세부사항 및 분산성 데이터가 아래 표에 제시되어 있다.

표

실시예	대조군	1	2	3	4
분무된 결합제 첨가 수준, 에어레이드 서브층 (gsm)	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0
분무된 결합제 첨가 수준 UCTAD 서브층 (gsm)	4.0	2.0	2.0	2.95	2.95
인쇄된 결합제 첨가 수준, UCTAD 서브층 (gsm)	0	0.5	0.5	0.5	0.5
인쇄된 결합제 패턴	n/a	벌집	나비넥타이	벌집	나비넥타이
CDWT 강도 (gli)	281	208	203	211	262
물내림 15분 후 CDWT 강도	191	96	93	87	82
물내림 15분 후 강도 손실 (%)	32%	54%	54%	59%	69%
물내림 60분 후 CDWT 강도	94	64	61	50	64
물내림 60분 후 강도 손실 (%)	67%	69%	70%	76%	76%
슬로시 박스 붕괴 시간 (분)	180	74	78	80	127

데이터에 의해 나타낸 바와 같이, 본 발명의 원리를 나타내는 실험 코드들은 만족스러운 사용 전 습윤 강도 (즉, 선형 인치 당 200g 넘는 CDWT)를 나타냈고, 물내림 후 더 빠른 강도 손실을 나타냈으며(특히 물내림 15분 후 시험했을 때), 그리고 더 빠른 슬로시 박스 분해 시간을 나타냈다. 첨부된 청구항들에 대한 다른 변형예들 및 변경예들이 첨부된 청구항들에 기재되어 있는 사상 및 범주를 이탈하지 않고서, 당 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 실시될 수 있다. 다양한 실시예의 특징들이 전체적 또는 부분적으로 상호 교환될 수 있다는 점을 이해하기 바란다. 선행하는 설명은, 당 기술분야에 통상의 지식을 가진 자가 청구된 발명을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해 예로서 주어지는 경우, 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (36)

1. 분산성 습식 와이프이며,
   습식레이드 티슈의 제1 서브층 및 에어레이드 티슈의 제2 서브층을 포함하며, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는, 셀룰로오스 섬유의 층,
   상기 제1 표면 상의 코팅으로 적용된 제1 결합제로서, 상기 코팅은 상기 제1 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함하는, 제1 결합제, 및
   상기 제1 표면 상의 단속적 패턴으로 적용되어, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 상기 제1 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 상기 제1 표면 상의 제2 영역을 정의하는, 제2 결합제를 포함하는, 분산성 습식 와이프.
2. 제1항에 있어서, 상기 코팅은 분무 코팅인, 분산성 습식 와이프.
3. 제1항에 있어서, 상기 단속적 패턴은 롤-인쇄 패턴인, 분산성 습식 와이프.
4. 제1항에 있어서, 상기 단속적 패턴은 격자 패턴인, 분산성 습식 와이프.
5. 제1항에 있어서, 상기 단속적 패턴은 교차 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선들을 포함하고, 상기 단속적 패턴은 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선들을 포함하지 않는, 분산성 습식 와이프.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 결합제 및 상기 제2 결합제 모두는 물-희석 유발가능 중합체를 포함하는, 분산성 습식 와이프.
7. 제6항에 있어서, 습윤 용액을 더 포함하며, 상기 습윤 용액은, 상기 와이프가 변기에 흘려보내지기 전에 상기 제1 및 제2 결합제를 안정적으로 되게 하는 불용화제를 포함하는, 분산성 습식 와이프.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 결합제는 상기 제2 표면 상의 코팅으로 추가로 적용되며, 상기 코팅은 상기 제1 결합제의 무작위로 분포된 증착물을 포함하고, 그리고
   상기 제2 결합제는 상기 제2 표면 상의 단속적 패턴으로 추가로 적용되어, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 상기 제2 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 상기 제2 표면 상의 제2 영역을 정의하는, 분산성 습식 와이프.
9. 분산성 습식 와이프이며,
   습식레이드 티슈의 제1 서브층 및 에어레이드 티슈의 제2 서브층을 포함하며, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는, 셀룰로오스 섬유의 층,
   연속적이고 패턴이 적은 코팅으로 상기 제1 표면에 적용된 제1 결합제, 및
   불연속 패턴으로 상기 제1 표면에 적용되어, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 상기 제1 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 상기 제1 표면 상의 제2 영역을 정의하는 제2 결합제를 포함하는, 분산성 습식 와이프.
10. 제9항에 있어서, 상기 코팅은 분무 코팅인, 분산성 습식 와이프.
11. 제9항에 있어서, 상기 불연속 패턴은 격자 패턴인, 분산성 습식 와이프.
12. 제9항에 있어서, 상기 불연속 패턴은 교차 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선들을 포함하고, 상기 불연속 패턴은 기계 방향으로 연장되는 제2 결합제의 연속적인 선들을 포함하지 않는, 분산성 습식 와이프.
13. 제9항에 있어서, 상기 제1 결합제 및 제2 결합제는 동일한 화학적 조성을 가지는, 분산성 습식 와이프.
14. 제9항에 있어서, 상기 제1 결합제는 연속 및 패턴이 적은 코팅으로 상기 제2 표면에 추가로 적용되며, 그리고
    상기 제2 결합제는 불연속 패턴으로 상기 제2 표면에 추가로 적용되어, 제1 결합제를 포함하지만 제2 결합제를 포함하지 않는 상기 제2 표면 상의 제1 영역을 정의하고 제1 결합제 및 제2 결합제 모두를 포함하는 상기 제2 표면 상의 제2 영역을 정의하는, 분산성 습식 와이프.
15. 분산성 습식 와이프이며,
    습식레이드 티슈의 제1 서브층 및 에어레이드 티슈의 제2 서브층을 포함하며, 제1 표면적을 갖는 제1 표면 및 제2 표면적을 갖는 제2 표면을 가지는, 셀룰로오스 섬유의 층,
    상기 제1 표면에 적용되어 제1 결합제 표면적을 정의하는 제1 결합제, 및
    상기 제1 표면에 적용되어 제2 결합제 표면적을 정의하는 제2 결합제를 포함하고,
    상기 제2 결합제 표면적은 상기 제1 결합제 표면적의 최대 50%인, 분산성 습식 와이프.
16. 제15항에 있어서, 상기 제2 결합제 표면적은 상기 제1 결합제 표면적의 최대 10%인, 분산성 습식 와이프.
17. 제15항에 있어서, 상기 제1 결합제 표면적은 상기 제1 표면적의 100%인, 분산성 습식 와이프.
18. 제15항에 있어서, 상기 제2 결합제는 격자 패턴으로 적용되는, 분산성 습식 와이프.
19. 제15항에 있어서, 상기 제1 결합제 및 제2 결합제는 동일한 화학적 조성을 가지는, 분산성 습식 와이프.
20. 제15항에 있어서, 상기 제1 결합제는 상기 제2 표면에 추가로 적용되어 제2 표면 제1 결합제 표면적을 정의하고, 그리고
    상기 제2 결합제는 상기 제2 표면에 추가로 적용되어 제2 표면 제2 결합제 표면적을 정의하고,
    상기 제2 표면 제2 결합제 표면적은 상기 제2 표면 제1 결합제 표면적의 최대 10%인, 분산성 습식 와이프.
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