KR102596035B1 - 흡수성 재료, 및 시스템 및 이의 제조 방법 - Google Patents

흡수성 재료, 및 시스템 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

섬유-SAP 입자는 초흡수성 코어 입자 (SAP 코어 입자) 및 SAP 코어 입자에 부착되고 이로부터 연장되는 복수의 섬유들을 포함한다. 상기 섬유-SAP 입자는 분무 건조 공정을 사용하여 유동층 챔버에서 형성될 수 있다. 상기 섬유-SAP 입자는 일회용 기저귀와 같은 흡수성 코어 및 물품에 혼입될 수 있다.

Description

흡수성 재료, 및 시스템 및 이의 제조 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 2월 26일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/463,714 호 (계류중); 및 2017년 4월 6일에 출원 된 미국 가특허 출원 제62/482,277호 (계류중)의 이익을 주장한다.각각의 미국 가특허 출원 번호 제62/463,714호 및 제62/482,277호의 전체 내용은 참조로 본원에 포함되며 모든 목적을 위해 본 개시내용의 일부를 구성한다.
분야
본 개시내용은 일반적으로 흡수성 재료, 흡수성 입자, 코어 복합재, 및 이를 혼입하는 흡수성 물품에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 이를 제조하기에 적합한 시스템 및 장치 및 방법에 관한 것이다.본 개시내용의 적어도 일부 양상은 아기 기저귀, 유아 및 어린이용 트레이닝 팬츠 및 성인 요실금 기저귀 및 팬츠와 같은 일회용 흡수성 물품에 특히 적합하다.
기저귀와 같은 흡수성 물품은 전형적으로 (1) 내부 표면을 형성하는 상면시트 (topsheet); (2) 외부 표면을 형성하는 백시트 (backsheet); 및 (3) 상기 상면시트와 상기 백시트 사이에 개재된 흡수성 코어를 포함하는, 3가지 기본 구조 요소를 포함한다. 흡수성 코어는 전형적으로 상면시트를 통과하는 유체를 수용 및 분배하도록 설계된다. 전형적인 흡수성 코어는 흡수성 매트릭스에 의해 안정화된 고 또는 초흡수성 중합체 (SAP)로 제조된다. SAP는 일반적으로 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴레이트, 다양한 그래프트 전분 및 가교결합된 나트륨 폴리아크릴레이트와 같은 재료로 제조된다. SAP는 입자, 섬유, 포옴, 웹, 구, 규칙적이거나 불규칙적인 형상의 응집체, 및 필름 형태일 수 있다. 흡수성 매트릭스는 전형적으로 탈섬유화된 목재 펄프 또는 유사한 재료이다. 흡수성 매트릭스는 상면시트, 백시트, 및 SAP에 비해 매우 벌키하다.
액체 흡수 속도 및 다른 흡수 성질, 액체 분포 성질 및 흡수 코어 내의 SAP 고정화를 포함하는 특정 유체 취급 능력과 같은 흡수성 코어의 일부 양상을 개선하는 것이 바람직할 수 있다. SAP 및 관련 섬유 망상구조의 형성이 흡수성 용품, 코어 및 재료를 제조하는 시스템 및 방법에 통합되는 시스템 및 방법을 제공하는 것 또한 바람직할 수 있다.
미국 특허 제7,381,294호 (스즈키 '294)와 제6,794,557호 (클렘프 '557)는 본 개시내용과 관련된 마이크로피브릴화 섬유의 설계 및 제조에 대한 배경 정보, 및 흡수 코어 조성물 및 구조를 혼입하는 일회용 흡수성 용품 및 제품을 제공한다. 따라서, 스즈키 '294와 클렘프 '557 둘 다의 개시내용은 본원에 참조로 포함되며 본 개시내용의 일부로 이루어지지만, 포함된 주제는 본 발명의 조성물, 물품, 복합재, 시스템 및 방법에 또는 이와 함께 사용하기에 적합한 배경 정보 및/또는 예시적인 복합재 및 공정을 제공하는 정도까지이다. 따라서, 포함된 주제는 본 개시내용의 범위를 제한하는 역할을 하지 않아야 한다.
본 발명은 흡수성 재료, 및 시스템 및 이의 제조 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
본 개시내용의 일 양상은 섬유의 액체 현탁액을 부분적으로 건조시키고, 부분 건조된 섬유를 초흡수성 입자 (SAP)와 혼합하여 섬유의 적어도 일부가 SAP의 적어도 일부에 부착되어 섬유-SAP 입자를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 이에 섬유가 부착된 초흡수성 입자를 형성하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 섬유-액체 현탁액 공급물을 공급하기 위한 주입구를 갖는 섬유 건조 챔버, 및 분무화된 섬유-액체 현탁액을 건조 챔버 내로 유도하도록 위치된 주입구에서의 분무기를 포함한다. 부분 건조된 섬유 및 액체는 챔버에 수용된다. 상기 장치는 건조 챔버로부터 적어도 부분적으로 건조된 섬유를 수용하기 위해 건조 챔버와 연통하는 혼합 챔버를 포함한다. 혼합 챔버는 초흡수성 입자의 공급을 상기 혼합 챔버 내로 유도하기 위한 주입구를 갖는다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 복수의 섬유가 이에 부착된 초흡수성 입자 (SAP)를 형성하고 이의 외부 표면으로부터 외부로 연장되는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 상기 액체 현탁액을 분무하여 섬유-액체 현탁액을 제1 구역으로 도입하고, 부분 분무 건조된 섬유 및 증기를 현탁액으로부터 상기 제1 구역 내로 유도하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 분무 건조된 섬유를 제2 구역에서 수용하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 SAP와 부분 건조된 섬유의 혼합물을 촉구하는 것을 포함하여 SAP를 제2 구역 내로 도입하는 단계를 포함한다. 섬유는 SAP 상에 지지되며 이로부터 연장된다.
본 개시내용의 하나의 양상은 섬유-SAP 입자를 형성하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 섬유를 챔버 내로 도입하는 단계 및 초흡수성 입자 (SAP)를 챔버 내로 도입하는 단계를 포함한다. 섬유와 SAP는 섬유의 적어도 일부가 SAP의 적어도 일부에 부착되어 섬유-SAP 입자를 형성하도록 혼합된다. 추가의 양상에서, 섬유는 섬유-액체 현탁액으로서 또는 섬유-액체 현탁액에 도입된다.
본 개시내용의 다른 양상은 초흡수성 코어 입자 (SAP 코어 입자) 및 SAP 코어 입자에 부착된 복수의 섬유를 포함하는 섬유-SAP 입자에 관한 것이다.
본 개시내용의 추가의 양상은 기재, 코어층, 및 기재와 코어층 사이에 위치된 섬유-SAP 입자의 망상구조를 포함하는 흡수성 복합재에 관한 것이다. 각 섬유-SAP 입자는 초흡수성 코어 입자 (SAP 코어 입자) 및 SAP 코어 입자가 부착된 복수의 섬유를 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 섀시 및 상기 섀시 상에 지지된 흡수성 코어를 포함하는 흡수성 물품에 관한 것이다. 상기 흡수성 코어 복합재는 기재, 코어층, 기재와 코어층 사이에 위치된 섬유-SAP 입자의 망상구조를 포함한다. 각 섬유-SAP 입자는 초흡수성 코어 입자 (SAP 코어 입자) 및 SAP 코어 입자에 부착된 복수의 섬유를 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 섬유-SAP 입자를 형성하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 챔버, 섬유를 챔버 내로 도입하도록 위치된 섬유-주입구 구성요소 (예를 들어, 분무 건조 장치) 및 SAP를 챔버 내로 도입하도록 위치된 SAP-주입구 구성요소 (예를 들어, 배관, 공급 및/또는 노즐)를 포함한다. 상기 챔버는 섬유/SAP 혼합 구역 및 상기 섬유/SAP 혼합 구역의 하류에 있는 섬유-SAP 입자 수집 구역을 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 펄프가 없는 흡수성 재료의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 마이크로피브릴화 셀룰로오스 섬유 (MFC)를 제공하는 단계 및 저농도 수성 현탁액으로서 MFC를 초흡수제 (SAP) 입자를 함유하는 유동층으로 분무 건조시키는 단계를 포함한다. 현탁액은 물 또는 물/알코올의 혼합물인 현탁 액체를 포함한다. 상기 방법은 유동층 챔버에서 MFC 섬유를 초흡수성 입자와 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 혼합은 MFC의 다수의 섬유가 각각의 초흡수성 입자에 부착되도록 한다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 펄프가 없는 흡수성 재료의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 마이크로피브릴화 셀룰로오스 섬유 (MFC)를 제공하는 단계, 및 섬유를 초흡수제 (SAP) 입자와 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 혼합은 액체 현탁액 중에서 MFC를 초흡수성 입자와 혼합하여 다수의 섬유가 각 초흡수성 입자에 부착되도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 부착은 섬유 부착을 위해 SAP 입자 표면을 활성화시키는 챔버 내의 잔류 물 또는 알코올에 기인한다. 상기 방법은 혼합 단계 후에 건조 공정에서 잔류 액체를 증발시키는 단계를 포함한다. 혼합물을 건조시키면 MFC와 SAP의 완료된 믹스를 형성하며 이때 다수의 섬유가 SAP 입자에 부착되어 있다. 일부 양상에서, 혼합 단계 후에, 상기 방법은 MFC와 SAP의 건조 완료된 재료 믹스를 기재 상에 기저귀 기계 내로 직접 공급하여 흡수성 코어를 형성하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 마이크로피브릴화 또는 나노피브릴화 셀룰로오스 섬유 (FC)를 제공하는 단계 및 상기 FC를 초흡수성 입자와 혼합하는 단계를 포함하는 펄프가 없는 흡수성 재료의 제조 방법에 관한 것이다. 일부 양상에서, 상기 FC는 분무 건조에 의해 제공되어 FC로부터 액체 함량을 제거한다. FC와 SAP를 혼합하는 단계는 다수의 섬유가 각 초흡수성 물품에 부착되도록 초흡수제 (SAP) 입자를 함유하는 유동층에 FC를 도입하는 것을 포함한다. 일부 양상에서, MFC 및 초흡수성 입자는 액체 현탁액에서 혼합된다. 부착은 섬유 부착을 위해 SAP 입자 표면을 활성화시키는 챔버 내의 잔류 물 또는 알코올에 기인한다. 상기 방법은 혼합 후 건조 공정에서 잔류 액체를 증발시켜 각 SAP 입자에 부착된 다수의 섬유를 갖는 MFC와 SAP의 완료된 믹스를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 혼합 후에, MFC와 SAP의 건조 완료된 재료 믹스를 기재 상에 기저귀 기계 내로 직접 공급하여 흡수성 코어를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 마이크로피브릴화 셀룰로오스 섬유, 나노피브릴화 셀룰로오스 섬유, 또는 이들의 혼합물 (집합적으로 "FC")을 제공하는 단계 및 섬유를 초흡수제 (SAP) 입자와 혼합하여 (예를 들어, 혼합 구역에서) 다수의 섬유가 각 초흡수성 입자에 부착되는 단계를 포함하는, 펄프가 없는 흡수성 재료의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 FC는 액체 현탁액 내에 있을 수 있으며, 이는 분무 건조와 같은 분무에 의해 제공될 수 있다. 상기 분무 건조는 물-기반 액적을 생성한다. 일부 양상에서, FC는 가열된 환경으로 분무 건조된다. 상기 분무 건조는 공기 중에 부유하는 고체 섬유를 초개한다. 일부 양상에서, 상기 섬유는 건조되고 가열된 환경에서 부유 후에 덜 얽혀있다. 일부 양상에서, 상기 SAP는 분무 건조 후 및/또는 이의 하류에 도입되어 섬유가 개별 SAP 입자의 표면에 부착된다. 일부 양상에서, 상기 방법은 임의로 FC를 분무 건조시키는 혼합 구역 하류 내에서 첨가제를 FC 및 SAP와 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 혼합 단계 후에 FC 코팅된 SAP의 혼합물을 수집하고, 임의로 상기 혼합물을 건조시켜 이로부터 잔류 액체를 제거하는 단계를 포함한다. 일부 양상에서, 상기 건조는 적외선 에너지, 열풍 또는 유동층 접근을 사용하여 이로부터 잔류 액체를 제거하는 것을 포함한다. 본원에 나타내고 기술된 구현예는 분무 건조 방법을 사용하지만, 일부 양상에서 상기 방법은 초음파 건조의 사용을 포함할 수 있거나, 후속 건조 및 용매 회수 단계와 함께 섬유의 용매 슬러리를 사용하는 습윤 처리를 사용할 수 있다. 초음파 건조는 초음파 주파수에서 액체 현탁액으로 진동 (예를 들어, 공진 주파수)을 전달하여 액체 현탁액을 얇게하여 (예를 들어, 노즐을 통해) 액체 현탁액이 보다 쉽게 유동하도록 한다. 일부 양상에서, 초음파 건조는 분무 전에 섬유의 액체 현탁액을 부분 건조시킨다. 초음파 건조는 액체 현탁액을 탈수시키고, 액체 현탁액을 챔버 (24) 내로 도입하기 전에 액체 현탁액에 대해 보다 큰 정도의 농도를 초래한다. 당업자는 액체 현탁액이 분무 건조 또는 초음파 건조를 통해 도입되는 것으로 제한되지 않고, 액체 현탁액을 분무하여 이의 에어로졸을 형성할 수 있는 임의의 방법을 통해 도입될 수 있음을 이해할 것이다.
본 개시내용의 다른 양상은 초흡수성 입자를 포함하는 흡수성 재료에 관한 것으로, 각 입자는 이의 외부 표면에 다수의 섬유가 부착되어 있다. 상기 섬유는 마이크로피브릴화 셀룰로오스 섬유, 나노피브릴화 셀룰로오스 섬유, 또는 이들의 조합과 같은 셀룰로오스 섬유일 수 있다.
본 개시내용의 일부 양상은 섀시 및 그 위에 지지된 흡수성 코어를 포함하는 일회용 흡수성 물품에 관한 것이다. 상기 흡수성 코어 복합재는 이의 외부 표면에 셀룰로오스 섬유가 부착된 초흡수성 입자 (SAP)의 망상구조를 포함한다. 상기 섬유는 마이크로피브릴화 셀룰로오스 섬유, 나노피브릴화 셀룰로오스 섬유, 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 흡수성 입자의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 섬유가 SAP와 상호작용하도록 용매 (예를 들어, 물 및/또는 에탄올) 중에서 섬유의 액체 현탁액 (예를 들어, 유동층 챔버 내로)을 분무 건조하는 단계를 포함한다. 상기 액체 현탁액은 유동층 챔버에서 초기 또는 상부에 위치한 단계에서 분무 건조될 수 있다. 상기 분무 건조는 방법의 가열된 분무 단계에서 액체 현탁액을 가열된 환경 또는 구역으로 도입하기 위한 분무기 및 노즐 (건: gun)의 사용을 포함할 수 있다. 액체 현탁액의 분무 건조는 액체 현탁액의 표면적을 증가시켜 액체 현탁액의 섬유를 적어도 부분적으로 건조시킨다. 액체 현탁액의 분무 건조는 또한 유동층 챔버에 존재하는 증기 수분의 양을 증가시켜 (1) SAP의 표면을 습윤화시키고; (2) SAP 표면의 점착성을 증가시키며; (3) 섬유와 부착하기 위해 SAP의 성향을 증가시킨다. 상기 유동층 챔버의 분무 구역은 유동층 챔버의 혼합 구역 또는 단계의 상류에 위치될 수 있다. 상기 섬유의 적어도 일부는 SAP에 부착되어 섬유-SAP 입자를 형성한다. 섬유-SAP 입자의 부착된 섬유의 적어도 일부에서 적어도 일부는 SAP의 표면에 수직인 SAP로부터 연장된다. 일부 양상은 SAP, 또는 SAP 및 첨가제가 섬유에 도입되어 혼합되는 혼합 단계를 포함한다. 일부 양상은 섬유-SAP 입자가 수집되는 수집 단계에 이어 임의로 수집된 섬유-SAP 입자가 건조되는 건조 단계를 포함한다. 특정 양상에서, 섬유-SAP 입자는 기저귀, 흡수성 코어, 또는 이들의 조합으로 혼입된다. 혼합 구역에서 난류 혼합이 일어날 수 있어서 적어도 부분적으로 건조된 섬유가 SAP와 혼합된다. 섬유의 도입의 유동 경로는 일반적으로 SAP의 도입의 유동 경로에 수직이다. 혼합 구역 또는 단계는 첨가제 입자 또는 성분을 위한 노즐 또는 주입구를 포함한다. 상기 방법의 일부 양상은 분무 건조된 섬유, SAP 및 임의의 첨가제의 유동 또는 투입을 제어하는 단계를 포함한다. 섬유와 SAP 사이의 접착은 접착, 수소 결합 또는 섬유와 SAP 사이의 다른 상호작용을 통해 발생한다.
상기 방법의 일부 양상에서, 섬유, SAP, 섬유-SAP, 또는 이들의 조합은 기능화된다. 상기 섬유는 분무 건조 장치에 도입하기 전에 기능화될 수 있다. SAP는 유동층 챔버에 도입하기 전에 기능화될 수 있다. 상기 섬유는 MFC 섬유, 나노피브릴화 셀룰로오스 섬유, 마이크로- 또는 나노피브릴화되지 않은 펄프 섬유, 텍스타일 섬유, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 양상에서, SAP는 유동층 챔버 내로 들어가기 전에 첨가제와 혼합되고, 액체 현탁액은 유동층 챔버 내로 들어가기 전에 첨가제와 혼합되거나 이들의 조합이다. 이들이 언제 어떻게 도입되는지에 관계 없이, 유동층 챔버 내로 도입된 첨가제는 금속 이온, 고분자전해질 착물, 나노셀룰로오스, 점토 벤토나이트 입자, 가교결합 입자 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
상기 방법은 분무 건조 단계의 하류 및 수집 단계의 상류에 있을 수 있는 코로나 처리 단계를 포함할 수 있다. 상기 코로나 처리 단계는 또한 혼합 단계의 하류이거나 또는 이와 적어도 부분적으로 일치할 수 있다. 상기 코로나 처리는 유동층 챔버 내에서 하나 이상의 화학 반응 (예를 들어, 가교결합)을 개시한다. 본 발명의 특정 양상은 적어도 SAP의 표면을 가교결합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특정 양상에서, 유동층 챔버 내의 가열 구역은 유동층 챔버를 둘러싸는 주변 온도 이상의 온도 (예를 들어, 실온 초과)로 가열된다.
상기 방법은 SAP의 표면을 습윤화하는 것을 포함할 수 있다. SAP의 표면은 액체 현탁액의 분무 건조, 유동층 챔버 내로 도입된 추가 증기, 또는 이들의 조합으로 형성된 증기를 사용하여 습윤화될 수 있다.
상기 방법은 섬유로 SAP의 표면으로부터 SAP의 내부로 채널을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 혼합, 접착 및/또는 결합 동안, 섬유의 적어도 일부는 SAP 입자의 표면으로 적어도 부분적으로 매립되어 매립된 섬유가 SAP 입자의 표면 아래에서 SAP 입자의 내부로 연장될 수 있다. 상기 매립된 섬유는 유체를 SAP 입자의 내부로 도입하기 위한 채널로서 기능할 수 있다.
일부 양상에서, 위킹 (wicking) 채널 또는 경로는 인접한 섬유-SAP 입자 사이에 형성된다.
일부 양상에서, 섬유-SAP 입자는 기저귀, 흡수성 코어, 또는 이들의 조합으로 혼입된다
본 개시내용의 또 다른 양상은 SAP 입자 및 상기 SAP 입자에 부착된 복수의 섬유를 포함하는 섬유-SAP 입자에 관한 것이다. 섬유의 적어도 일부는 SAP 입자의 외부 표면에 수직인 SAP 입자로부터 연장된다. 섬유의 적어도 일부는 SAP 내에 적어도 부분적으로 매립되어 SAP 내부로 경로 또는 채널을 제공하여 SAP에 대한 흡수 속도가 증가시킨다. 액체는 매립된 섬유 내로 흡수되어 섬유 내에서 SAP 내부로 유동할 수 있다. 일부 양상에서, 섬유-SAP 입자의 표면은 적어도 부분적으로 가교결합된다. SAP에 부착된 섬유는 SAP 입자의 평균 직경보다 짧거나 동일하거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 그 안에 혼입된 복수의 섬유-SAP 입자를 포함하는 흡수성 물품에 관한 것이다. SAP에 부착된 섬유는 충격 흡수제 역할을 할 수 있어서, 사용 동안 SAP 압축률이 낮아지고 SAP의 팽윤성이 유지된다. 물품 내의 인접한 섬유-SAP 입자는 적어도 부분적으로 이격되어 잔류하여 인접한 섬유-SAP 입자들 사이에 위킹 경로를 형성할 수 있다. 위킹 경로는 이들 사이에 유체 유동을 허용한다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 SAP의 입자 코어 및 상기 SAP로부터 연장된 복수의 섬유를 포함하는 섬유-SAP 입자에 관한 것이다. 각 섬유는 SAP와 결합, 부착, 접착 또는 달리 맞물려 있는 제1 단부 및 SAP와 결합, 부착, 접착 또는 달리 맞물려 있지 않은 자유 단부를 갖는다.
본 개시내용의 특정 양상은 SAP 및 MFC (또는 또 다른 섬유)를 포함하거나 이로 이루어진 구조 단위를 형성하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. SAP 및 MFC (즉, 섬유-SAP 입자)의 그러한 구조 단위에서, SAP 및 MFC는 흡수성 및 다른 흡수성 물품 기능을 제공하기 위해 사용 동안에 친밀하게 연결되고 (즉, 2개의 구성요소가 함께 혼합되어 있는 것과 달리 단일 구성요소임) 상승적으로 함께 기능한다.
본 개시내용의 특정 양상은 섬유-SAP 입자를 제조하는 동안 낮은-수준의 용매/액체를 사용하는 섬유-SAP 입자를 제조하는 방법 및 시스템을 제공한다. 낮은-수준의 용매/액체를 사용하는 방법 및 시스템은, 반응 구역 (예를 들어, 유동층 챔버) 내로 도입된 성분의 낮은 용매 함량으로 인해, 건조, 용매 회수 공정 및 습식 공정/시스템과 관련된 다른 그러한 공정 단계의 사용을 제거하거나 적어도 감소시킨다.
본 발명은 흡수성 재료, 및 시스템 및 이의 제조 방법을 제공하는 효과가 있다.
본 개시내용의 구현예의 특징 및 장점이 보다 상세하게 이해될 수 있도록, 상기 간략하게 요약된 구현예의 보다 구체적인 설명은 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면들에 도시된 구현예 참조하여 이루어질 수 있다. 그러나, 도면들은 다양한 예시적인 구현예만을 도시하므로, 다른 효과적인 구현예들도 포함할 수 있으므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것에 주목해야 한다.
도 1은 본 개시내용에 따른 흡수성 재료의 제조 방치 및 방법의 단순화된 도면이며;
도 1a는 본 개시내용에 따른 수집 구역 또는 장치의 단순화된 도면이며;
도 2는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 섬유-SAP 입자의 단순화된 도면이며;
도 2a는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 팽윤된 섬유-SAP 입자의 단순화된 도면이며;
도 2b는 본 개시내용의 특정 양상에 따라 건조 후 도 2a의 섬유-SAP 입자의 단순화된 도면이며;
도 2c 및 2d는 SAP의 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지의 예들이며;
도 3은 본 개시내용의 특정 양상에 따른 2개의 인접한 섬유-SAP 입자의 단순화된 도면이며;
도 3a는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 섬유-SAP 입자의 망상구조의 단순화된 도면이며;
도 4는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 기저귀를 도시하며;
도 5a 및 5b는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 섬유-SAP 입자의 제조 방법의 흐름도이며;
도 6은 본 개시내용의 특정 양상에 따른 섬유-SAP 입자의 제조 방법의 흐름도이며;
도 6a는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 섬유-SAP 입자의 제조 방법의 흐름도이며;
도 7은 본 개시내용의 특정 양상에 따른 흡수성 코어의 단순화된 도면이며;
도 8a 및 8b는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 다중 구역을 포함하는 시스템의 단순화된 도면이며;
도 9는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 섬유-SAP 입자의 제조 방법의 흐름도이며;
도 10a는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 섬유-SAP 입자의 제조 장치의 개략도이며;
도 10b는 도 10a의 라인 A-A를 따른 단면도이며;
도 11은 섬유-SAP 입자를 형성하기 위한 장치의 개략도로서, 에어 제트 유동 경로를 포함하여 다양한 투입 및 생산을 위한 유동 경로를 나타낸다.
본 개시내용의 구현예는 이제 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 기술될 것이며 이는 다양한 예시적 구현예들을 예시한다. 그러나, 개시된 개념은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며 본원에 설명된 예시된 구현예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 구현예는 본 개시내용이 철저할뿐만 아니라 완전할 것이며 당업자에게 범위 및 구현예를 실시하는 최상의 모드를 충분히 전달하도록 제공된다. 예를 들어, 본원에 제공된 많은 예시적인 설명은 유아 및 어린이를 위한 기저귀 및 트레이닝 팬츠에 혼입하기 위한 흡수성 재료에 관한 것이다. 그러나, 기재된 개시내용의 양상은 다른 제품의 설계 및 제조에 동일하게 적용될 수 있다. 그러나, 한 세트의 적용은 기저귀 또는 트레이닝 팬츠와 같은 흡수성 물품을 위한 코어 조성물로서 직접 혼입되기에 적합한 흡수성 재료의 제조에 관한 것이다. 상기 방법 및 제품은 대부분의 선형 시스템의 코어 형성 단계 및 그러한 흡수성 물품의 제조 방법 내에 또는 그러한 단계 및 방법으로서 직접 및 선형으로 통합될 수 있다.
본 개시내용에서 고려되는 일회용 흡수성 물품은 트레이닝 팬츠, 풀-온 (pull-on) 기저귀, 일회용 속옷, 및 성인 요실금 의복을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 트레이닝 팬츠와 관련하여, 이들 의복은 기저귀를 사용하는 것으로부터 일반 속옷을 착용하는 것 (즉, 화장실 훈련 동안)으로의 어린이의 이행을 용이하도록 어린 아이들에 의해 사용될 수 있다. 트레이닝 팬츠 및 다른 일회용 풀-온 팬츠는 사용자 또는 간병인이 의복을 착용하기 위해 사용자의 다리 주위로 의복을 올리고 이를 벗기 위해 사용자의 다리 주위로 의복을 아래로 미끄러지도록 폐쇄된 측면을 가질 수 있다. 이들 물품 및 의복은 본원에서 총괄적으로 "흡수성 팬츠" 또는 "팬츠 제품"으로 집합적으로 지칭된다
스즈키 '294에 의해 교시되고 기술된 마이크로피브릴화 셀룰로오스, 및 이의 제조 방법은 본 방법의 특정 양상에 적합한 기원 물질 또는 공급원료를 제공한다. 스즈키 '294 선행 특허 공보는 MFC를 제조하고 이를 흡수성 용품에 통합시키는 것에 대한 일부 논의를 제공하지만, 본 개시내용은 적어도 하나의 양상에서 보다 특히 흡수 물품, 코어 조성물 및/또는 흡수 재료를 제조하는 개선된 시스템 및 방법을 제공하는 것에 관한 것임을 주목해야 한다. 보다 구체적으로, 본 개시내용의 하나의 지침은 섬유질 또는 셀룰로오스 제품/섬유 망상구조 및 이의 형성이 물품을 제조하는 방법 및 흡수성 물질 자체에 완벽하게 통합되는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다. 한편, 클렘프 '557 개시내용은 예시적인 제품 응용 및 코어 설계를 제공할 수 있으며, 본 개시내용의 특정 양상의 제품이 적합할 수 있다. 본 개시내용의 하나의 양상에 따르면, 스즈키 '294에 교시된 바와 같이 생성된 마이크로피브릴화 셀룰로오스를 저농도 수성 현탁액으로서 초흡수성 입자 (SAP)를 함유하는 유동층으로 분무 건조시킨다. 현탁 액체는, 예를 들어, 물 또는 물/알코올의 혼합물일 수 있다. 이러한 양상에 따라, 유동층 챔버에서 마이크로피브릴화 셀룰로오스 섬유를 초흡수성 입자와 혼합하면, 다수의 섬유가 각 초흡수성 입자에 부착된다. 부착 메커니즘은 섬유 부착을 위해 SAP 입자 표면을 활성하시키는 챔버 내의 일부 잔류 물 또는 알콜로부터 발생할 수 있다. 이 잔류 액체는 후속 건조 공정에서 증발된다. 이어서, 건조 완료된 재료는 기저귀 기계로 직접 공급되어 완료된 기저귀를 위한 흡수성 코어를 형성할 수 있다.
본 발명 및 생성물에 따른 섬유는 마이크로-섬유, 나노-섬유, 또는 이들의 조합일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 섬유와 관련하여 "마이크로"는 100 내지 1000 nm, 또는 200 내지 900 nm, 또는 300 내지 800 nm, 또는 400 내지 700 nm, 또는 500 내지 600 nm 범위의 평균 직경; 및 적어도 1 미크론 및 최대 수 미크론의 평균 길이를 갖는 섬유를 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 섬유와 관련하여 "나노"는 전형적으로 약 10 내지 약 100 nm, 또는 약 20 내지 약 90 nm, 또는 약 30 내지 80 nm, 또는 40 내지 70 nm, 또는 50 내지 60 nm 범위의 평균 직경; 및 50 내지 3,000 nm, 또는 100 내지 2500 nm, 또는 200 내지 2000 nm, 또는 300 내지 1500 nm, 또는 400 내지 1000 nm, 또는 500 내지 900 nm, 또는 600 내지 800 nm의 평균 길이를 갖는 섬유를 지칭한다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 섬유 치수는 전형적으로 광학 또는 전자 현미경을 사용하여 측정된다.
생성된 섬유 코팅된 SAP (섬유-SAP)는 기저귀 및 기타 위생 제품에 사용하기 위해 펄프가 없는 흡수제의 생산에 특히 적합하다. 마이크로섬유 셀룰로오스는 친수성이며 SAP의 표면에서의 섬유 어셈블리는 섬유에 코팅되거나 부착되지 않은 (즉, 섬유-SAP가 아닌) 다른 동일한 SAP와 비교하여 입자 내로의 액체 흡수를 더 빠르게 하며, 섬유에 코팅되거나 부착되지 않은 (즉, 섬유-SAP가 아닌) 다른 동일한 SAP와 비교하여 입자에서 입자로의 액체를 더 잘 분배하도록 하며, 섬유에 코팅되거나 부착되지 않은 (즉, 섬유-SAP가 아닌) 다른 동일한 SAP와 비교하여 하중하에 SAP를 더 잘 흡수하도록 하며, 섬유에 코팅되거나 부착되지 않은 (즉, 섬유-SAP가 아닌) 다른 동일한 SAP와 비교하여 더 높은 입자-입자 상호작용에 의해 야기 된 SAP를 더 잘 고정되도록 한다. 일부 양상에서, 본원에 개시된 흡수성 재료는 SAP 코어 입자에 부착된 섬유 이외의 임의의 흡수성 매트릭스를 포함하지 않는다.
섬유-SAP 입자를 제조하기 위한 시스템/장치
본원에 개시된 섬유-SAP 입자를 제조하는데 사용하기에 적합한 예시적인 시스템이 이제 간단히 기술될 것이다. 본 개시내용의 특정 양상은 섬유-SAP 입자를 형성하기 위한 시스템 및 장치에 관한 것이다. 도 1을 참조하면, 섬유-SAP 형성 시스템 (9000)은 유동층 챔버 (101)를 포함하는 섬유-SAP 형성 장치 (100)를 포함한다. 유동층 챔버 (101)의 내부 공동은 챔버 (24)를 한정한다. 장치 (100)는 분무기 및 노즐 (건) (22)을 포함하는 분무 건조 장치 (20)로 본원에 나타낸 섬유-투입 장치를 포함한다. 여기서 MFC 공급원 (103)으로 나타낸 섬유 공급원은 섬유의 액체 현탁액 (10)을 분무기 및 노즐 (건) (22)에 제공한다. 분무 건조 장치 (20)와 일치하고/하거나 이의 하류에서 유동층 챔버 (101)는 가열된 분무 구역일 수 있는 분무 구역 (31)을 포함한다. 분무 구역 (31)과 일치하고/하거나 이의 하류에서, 유동층 챔버 (101)는 혼합 구역 (33)을 포함한다. 혼합 구역 (33)과 일치하고/하거나 이의 하류에서, 유동층 챔버 (101)는 코로나 처리 구역 (29)을 포함한다. 혼합 구역 (33)의 하류에서, 유동층 챔버 (101)는 수집 구역 (26)을 포함한다. 장치 (100)는 SAP 공급원 (105) 및 임의로 첨가제 공급원 (107)을 포함하며 이들 둘 다는 각각 SAP (16) 및 첨가제 (18)를 공급하기 위해 혼합 구역 (33)과 일치할 수 있다. 수집 구역 (26)의 하류에서, 시스템 (9000)은 섬유-SAP 입자 (19)를 사용하여 흡수 코어 (8000)를 형성하기 위한 시스템 또는 장치를 포함한다. 흡수성 코어 (8000)를 형성하기 위한 시스템 또는 장치의 하류에서, 시스템 (9000)은 시스템 (8000)에 형성된 흡수성 코어를 사용하여 흡수성 물품 (7000)을 형성하기 위한 시스템 또는 장치를 포함한다. 명확성을 위해, 시스템 (8000 및 7000)은 여기에서 상세하지 않다. 그러나, 당업자는 시스템 (8000 및 7000)이 흡수성 코어 및 흡수성 물품의 형성에 적합한 임의의 시스템일 수 있으며, 실제로 도시된 바와 같이 2개의 개별 시스템이 아닌 단일 시스템일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 스즈키 '294는 현재 개시된 섬유-SAP 입자 (19)와 함께 사용하기에 적합할 수 있는 SAP 입자를 사용하여 흡수성 코어 및 물품을 제조하기 위한 적합한 시스템 및 방법을 개시한다. 일부 양상에서, 건조된 완료된 흡수성 재료 (즉, 건조된 섬유-SAP 입자 (19) 또는 이의 망상구조)는 이들 사이에 어떠한 중간 처리 없이도 완성된 기저귀용 흡수성 코어를 형성하기 위해 기저귀 기계로 직접 공급된다.
섬유-SAP 입자를 형성하기 위한 예시적인 시스템을 이제 기술하였지만, 섬유-SAP 입자의 형성 방법이 이제 도 1의 시스템을 참조하여 기술될 것이다.
분무-건조
도 1을 참조하면, 챔버 (24) 내로의 섬유 (예를 들어, 셀룰로오스 섬유)의 도입은 섬유가 챔버 (24) 내에 분산 및/또는 확산되는 방식으로 수행된다. 예를 들어, 에어로졸이 형성되도록 (즉, 공기 또는 또 다른 가스에서 섬유 및 임의로 액체 액 적의 콜로이드) 섬유가 도입될 수 있고, 섬유는 챔버 (24) 내의 공기 또는 다른 가스 내에 부유된다. 섬유를 도입하는 그러한 방법의 한 예는 분무 건조이다. 이것은 섬유가 액체 현탁액 (10)에 제공되는 것을 수반하며, 이어서 액체-기반 액적 (12)이 생성되어 챔버 (24) 내에 분산되도록 분무된다. 액체 현탁액 (10)의 분무는 액체 현탁액의 모든 액체 또는 실질적으로 모든 액체가 챔버 (24) 내의 주변 환경으로 섬유로부터 용이하게 플래쉬 오프되도록 한다. 그러한 액체의 플래싱 오프는 완료된 또는 거의 완료된 흡수성 제품에서 액체의 부피 또는 양을 감소시키는 편리한 방법이며, 이는 후속 단계에서 건조 또는 제거될 수 있다.
섬유의 액체 현탁액 (10)의 도입은 챔버 (24)의 상부 구역 내에서 초기 또는 상부에 위치한 단계에서 분무를 통해 일어난다. 일부 양상에서, 액체 현탁액 (10)은 섬유 및 용매의 슬러리 (MFC 슬러리)이다. 용매는 물, 저분자량 알코올 (예를 들어, 에탄올 및/또는 이소프로판올), 또는 다른 용매, 또는 이들의 조합일 수 있다. 에탄올 및 기타 저분자량 알코올은 물 만큼 SAP의 높은 팽윤도를 유발하지 않을 수 있으며 물보다 낮은 온도에서 증발하며 물보다 섬유에서 더 빨리 건조되며 물보다 낮은 점도를 갖는다. 분무기 및 노즐 (건) (22)은 액체 현탁액(10)을 가열된 분무 구역 또는 단계 (31)와 같은 장치 (100)의 가열된 환경 또는 구역으로 도입할 수 있다. 가열된 영역은 섬유로부터 액체의 증발을 촉진시키기에 충분히 가열될 수 있다. 예를 들어, 액체가 물인 경우, 가열된 구역은 적어도 100℃ 또는 180℃ 내지 200℃의 온도일 수 있다. 일부 양상에서, 가열된 공기는 섬유로부터 액체를 증발시키기 위해 혼합 챔버 (33) 내에서 재순환된다. 액체 현탁액 (10)의 분무 건조는 액체 현탁액 (10)의 표면저을 증가시켜 챔버 (24) 내에서 액체 현탁액 (10)의 섬유를 적어도 부분적으로 건조시킨다. 또한, 섬유의 분무 건조는 액체를 추가 증기 수분으로서 도입한 결과 분무 건조 액체 현탁액 (10) 이전에 챔버 (24) 내에 존재하는 증기 수분의 양에 비해 챔버 (24)에 존재하는 증기 수분의 양을 증가시킬 수 있다. 챔버 (24) 내의 증가된 증기 수분은 챔버 (24) 내에 존재하는 SAP (16)의 표면을 습윤시킬 수 있다 (즉, SAP (16)의 외부 표면 상에 물과 같은 수분의 증착). SAP (16)의 외부 표면의 이러한 습윤은 습윤 전에 SAP 외부 표면의 점착성에 비해 SAP 외부 표면의 점착성을 증가시킬 수 있으며, 이는 액체 현탁액 (10)의 섬유와 부착 (예를 들어, H-결합)하기 위해 SAP (16)의 경향성을 증가시킨다.
일부 양상에서, 섬유의 액체 현탁액은 상기 액체 현탁액의 총 중량을 기준으로 0 중량% 초과 내지 30 중량%의 섬유, 또는 5 중량% 내지 20 중량%의 섬유, 또는 10 중량% 내지 15 중량%의 섬유를 포함한다. 특정 양상에서, 섬유의 액체 현탁액은 상기 액체 현탁액의 총 중량을 기준으로 최대 20 중량%의 섬유, 또는 0.1 내지 10 중량%의 섬유, 또는 1 내지 8 중량%의 섬유, 또는 2 내지 7 중량%의 섬유, 또는 3 내지 5 중량%의 섬유를 포함한다.
액체 현탁액을 분무하기 위해 사용된 특정 형태의 도입에 관계없이, 섬유 및 액체는 에어로졸로 형성될 때 개별 성분이 아닌 단일-성분이다.
일부 양상에서, 분무 건조 구역 (또는 다른 도입 방법)과 일치하거나 또는 하류에서, 액체 현탁액의 섬유의 사전-건조의 초기 단계는 섬유의 액체 함량을 감소시키기 위해 발생한다. 이 사전-건조 구역, 섬유의 액체 현탁액은 섬유의 액체 현탁액의 개별 섬유의 분리를 촉진 및 유지하고 이의 응집 (aggregating) 또는 응집 (agglomerating)을 방지하기 위해 챔버 (24) 내에서 분무화되고 동적 이동한다. 그러한 동적 이동은 또한 섬유로부터 주위 환경으로 (예를 들어, 챔버 (24) 내의 공기로) 액체의 건조 (예를 들어, 증발)를 촉진시킨다.
혼합 구역
장치 (100)의 분무 구역은 장치 (100)의 혼합 구역 또는 단계 (33)의 상부 및/또는 상류에 위치될 수 있다. 혼합 구역 (33)에서, 난류 혼합이 촉진 및/ 또는 장려될 수 있으며, 거의 건조된 (건조한 및/또는 덜 얽힌) 섬유는 초흡수성 입자 (16)의 공급과 함께 혼합된다. 일부 양상에서, 액체 현탁액 (10)이 챔버 (24) 내로 도입되는 방향에 대해 15도 내지 180도, 또는 20도 내지 150도, 또는 40도 내지 120도, 또는 60도 내지 100도, 또는 70도 내지 90도 범위의 각과 같은 0도를 초과하는 각도인 방향으로 SAP (16)를 챔버 (24) 내로 도입함으로써 난류 혼합이 촉진 및/또는 장려될 수 있다. 또한, 액체 현탁액 (10), SAP (16), 및 첨가제 (18) 중 하나 이상을 도입하기 위한 분무 노즐의 사용, 열의 사용 도는 이들의 조합은 그러한 나류 혼합을 촉진시킬 수 있다. SAP (16)는 챔버 (24)의 측변을 통해 도입될 수 있으며, 일반적으로 챔버 (24)의 측벽과 맞물리고/맞물리거나 이를 통해 주입구, 배관, 및/또는 노즐(들)을 통한 것과 같은 섬유의 공급(예, 액체 현탁액(10))에 수직이다. 일부 양상에서, 혼합 구역 또는 단계 (33)에서의 장치 (100)에는 첨가제 입자 (18) 또는 성분을 챔버 (24) 내로 도입하기 위한 추가의 주입구, 배관 및/또는 노즐이 구비될 수 있다. 혼합 구역 (33) 내에서, 섬유는 SAP (16) 입자 상에 침착되거나 부착된다. 예를 들어, SAP (16)는 섬유의 에어로졸에 도입되어 SAP가 섬유의 콜로이드 내의 섬유와 혼합된다.
장치 (100)는 분무 건조된 섬유, SAP (16), 및 첨가제 (18)의 유동 또는 투입을 밸브 및 노즐 및 그러한 밸브 및 노즐을 위한 수동 및/또는 자동 제어기의 사용을 통해 즉시 제어 할 수 있도록 하여, 최종 생성물 화학의 배열을 가능하게 하고, 섬유-SAP 입자의 기계적 및 물리적 성질을 초래한다. 일부 양상에서, 공기 유동은 챔버 (24) 내에서 혼합되어 공기 내에 현탁된 챔버 (24) 내의 섬유, SAP 및 임의의 다른 성분을 유지하도록 유도된다. 공기 유동은 건조 및 함께 혼합될 때 섬유-SAP 입자 (19)가 침강 및 수집되도록 제어 및/또는 유도될 수 있다. 난류 혼합에 의해 야기된 SAP 및 섬유의 일정한 진탕은 건조 공정 동안 응집을 최소화시킨다. 일부 양상에서, 공기 유동은 챔버 (24) 내로의 공기 유동을 제공하도록 배치된 하나 이상의 팬을 통해 제공되고/되거나 제어된다. 상기 팬은 챔버 (24) 내에 와전류를 제공하도록 구성 및/또는 배열될 수 있다.
이와 같이, 일부 양상에서 섬유는 사전-건조되고, SAP는 습윤되고 따라서 활성화되며, 사전-건조된 섬유와 습윤된 SAP는 단일 반응 챔버에서 이들 사이의 부착을 위해 함께 혼합된다.
수집 구역
혼합 구역 (33)의 아래 및/또는 하류에서, 섬유 코팅된 SAP (섬유-SAP) (19)의 부피, 망상구조, 또는 수집은 장치 (100)의 수집 구역 또는 단계 (26)에서 농축 및/또는 수집된다. 수집 구역 (26)은 챔버 (24)의 바닥에 위치하지만, 당업자는 장치 (100)가 이 구성에 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 섬유-코팅된 SAP (19)는 수집 구역 (26) 내에 침전되며, 이는 혼합 구역 (33)의 난류로부터 단리될 수 있다. 수집 구역 (26) 내에서, 섬유-SAP 입자 (19)는 혼합 구역 (33) 내의 그러한 성분의 밀도와 비교하여 섬유, SAP, 섬유-SAP (19), 또는 이들의 조합의 고밀도의 덩어리 또는 집합체를 형성한다. 수집 구역 (26) 내에서, 개별 섬유-SAP 입자 (19)는 다른 개별 섬유-SAP 입자 (19)에 인접하여 위치되어, 인접한 개별 섬유-SAP 입자 (19)는 서로 상호작용, 접촉 또는 다른 방식으로 맞물린다. 인접한 섬유-SAP 입자 (19) 사이의 그러한 상호작용은 섬유-SAP 입자 (19)의 섬유 사이의 상호작용, 하나의 섬유-SAP 입자 (19)의 섬유와 인접한 섬유-SAP 입자 (19)의 SAP 사이의 상호작용, 섬유-SAP 입자 (19)의 SAP 사이의 상호작용, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 수집 구역 (26) 내에 침강되면, 섬유-SAP 입자 (19)의 망상구조가 형성된다. 섬유-SAP 입자 (19)의 망상구조는 이로부터 임의의 잔류 액체를 제거하기 위해 임의로 건조시킬 수 있다. 그러한 건조는 열, 공기 유동, 수집 구역 (26) 내의 체류 시간, 또는 이들의 조합에 의해 촉진될 수 있다.
일부 양상에서, 상기 공정은 섬유-SAP 입자 (19)가 수집 구역 내에서 수집되고 이로부터 배치식으로 (예를 들어, 수동으로) 회수되는 배치 공정이다.
다른 구현예에서, 공정은 연속 공정 또는 반-연속 공정이다. 도 1a를 참조하면, 연속 공정의 수집 구역 (26b)이 도시되어 있다. 수집 구역 (26b)은 도관 또는 챔버 아래의 침강 탱크로 들어갈 때 건조될 체류 시간을 섬유-SAP 입자 (19)에 제공하기에 충분한 길이 (L), 유동 경로 (V) 및 온도 (T)와 관련된 도관 또는 챔버를 포함할 수 있다. 유동 경로 (V)는 도관 또는 챔버와 유체 연통하는 유동 노즐 및/또는 순환 제트를 통해 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 온도 (T)는, 예를 들어, 가열 요소(들)를 통해 제어될 수 있다. 따라서, 수집 구역 (26b)은 연장된 챔버 건조기일 수 있으며, 섬유-SAP 입자 (19)가 펌프 (P)를 통해 펌핑 될 때 건조되도록 보장한다. 당업자는 다른 시스템 및 장치 구성 및 배열이 연속 공정에서 사전-습식의 부분저으로 팽윤된 SAP 입자로부터 섬유-SAP 입자의 선택적 분리를 달성하기 위해 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 그러한 분리 방법은 사전-습식의 부분적으로 팽윤된 SAP 입자보다는 섬유-SAP 입자의 선택적 생산 또는 회복을 위해 밀도, 항력, 중량, 입자 크기, 다른 성질들 또는 이들의 조합 사이의 차이에 의존할 수 있다. 그러한 분리 방법은 선택된 입자를 출구로 유도하는 와전류 또는 원주 전류를 이용할 수 있다. 이러한 전류는 공기 유동을 유도하는 제트에 의해 제공될 수 있다.
코로나 처리 구역
일부 양상에서, 장치 (100)는 분무 건조 장치 (20)의 하류 및 수집 구역 (26)의 하류에 있을 수 있는 코로나 처리 구역 또는 단계 (29)를 포함한다. 코로나 처리 구역 또는 단계 (29)는 혼합 구역 또는 단계 (33)의 하류 또는 적어도 부분적으로 일치할 수 있다. 섬유, SAP (16), 및/또는 섬유-SAP 입자 (19)의 코로나 처리는 챔버 (24) 내에서 하나 이상의 화학 반응을 개시할 수 있다. 당업자는 그 장치(100)가 코로나 처리 구역 또는 단계 (29)에 추가하여 또는 이 대신에, 다른 화학적, 열적 및/또는 물리적 처리 구역 또는 단계를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 코로나 처리는 섬유와 SAP (16) 사이의 결합을 촉진할 수 있다.
일부 양상에서, 코로나는 SAP 표면을 충전하여 SAP를 보다 친수성으로 만들거나 (즉, 습윤을 위해 SAP 표면을 활성화시킴 (SAP를 습윤 가능하게 만듦)), 챔버 내의 성분의 이온화를 촉진하거나, SAP의 분자와 SAP의 다른 분자와의 가교결합을 개시하거나, SAP의 분자와 섬유의 분자와의 가교결합을 개시하거나, 챔버 (24) 내의 성분들 간의 다른 화학 반응을 개시한다.
가교결합
일부 양상에서, SAP (16)및/또는 섬유-SAP 입자 (19)의 외부 표면은 적어도 부분적으로 가교결합될 수 있으며, 이는 섬유-SAP 입자 (19)가 액체를 흡수할 때 겔 차단의 발생을 감소시킬 수 있다. 일부 양상에서, 섬유-SAP 입자 (19)의 표면 상의 가교결합은 코로나 처리에 의해 개시될 수 있다. 특정 양상에서, 챔버 (24) 내로 도입된 SAP (16)의 외부 표면은 챔버 (24) 내로 도입되기 전에 적어도 부분적으로 가교결합될 수 있으며, 코로나 처리는 SAP (16)의 외부 표면을 추가로 (예를 들어, 완전히) 가교결합시키기 위해 사용될 수 있다. 다른 양상에서, 챔버 (24) 내로 도입된 SAP (16)의 외부 표면은 챔버 (24) 내로 도입되기 전에 가교결합되지 않으며, SAP (16)의 이전에 가교결합되지 않은 외부 표면을 가교결합시키기 위해 코로나 처리가 사용된다. 다른 양상에서, 챔버 (24) 내로 도입되는 SAP (16)의 외부 표면은 챔버 (24) 내로의 도입 전에 외부 표면이 완전히 가교결합시킬 수 있으며, SAP (16)의 외부 표면을 추가로 가교결합시키기 위해 코로나 처리가 사용되지 않는다.
일부 양상에서, 챔버 (24) 내로 도입된 SAP는 가교결합되지 않거나, 챔버 (24) 내로 도입될 때 부분적으로 가교결합된다. 그러한 일부 양상에서, SAP는 이후에 예컨대 가교결합 입자의 도입, 코로나 처리, 또는 이들의 조합을 통해 챔버 (24) 내에서 가교결합된다. 일부 양상에서, SAP는 챔버 (24) 내로 도입될 때 완전히 가교결합되지 않는다. 특정 양상에서, SAP는 코어-쉘 모폴로지를 갖지 않아서 SAP는 덜 가교결합된 내부 코어보다 더 가교결합된 외부 쉘 또는 표면을 포함하지 않는다.
일부 양상에서, 섬유-SAP 입자 (19)는 하기를 포함한다: (1) SAP 코어 입자의 중합체 쇄와 상기 SAP 코어 입자의 다른 중합체 쇄 사이의 가교결합; (2) SAP 코어 입자의 중합체 쇄와 섬유의 중합체 쇄 사이의 가교결합; (3) 섬유의 중합체 쇄와 섬유의 다른 중합체 쇄 사이의 가교결합; 또는 (4) 이들의 조합.
섬유-SAP 결합
섬유-SAP 입자 (19)를 형성하기 위한 섬유와 SAP (16) 사이의 결합은 혼합 구역 (33) 내, 혼합 구역 (33)의 하류에서 그러나 수집 구역 (26)의 상류, 수집 구역 (26) 내, 수집 구역 (26)의 하류, 또는 이들의 조합에서 발생할 수 있다.예를 들어, 일부 양상에서, 섬유는 혼합 구역 (33)에서 혼합될 때 및/또는 수집 구역 (26) 내에서 수집될 때 SAP (16) 상에 코팅되지만 아직 결합되지는 않았다. 섬유와 SAP (16) 사이의 결합은 건조에 의해 촉진될 수 있어서 수집 구역 (26) 내의 섬유와 SAP (16)의 망상구조가 건조됨에 따라 섬유-SAP 입자 (19)가 형성된다. 섬유와 SAP (16) 사이의 결합은 섬유와 SAP (16)의 표면 및/또는 내부와의 수소 결합을 통해; 섬유의 중합체 쇄와 SAP (16)의 중합체 쇄의 중합체 쇄 엉킴을 통해; 또는 섬유와 SAP (16) 사이의 다른 형태의 결합, 엉킴, 접착, 부분 용해, 부착, 맞물림, 또는 다른 상호작용을 통해 SAP (16)의 표면 및/또는 내부 부분 상에 섬유의 접착을 통해 발생할 수 있다.
일부 양상에서, 혼합 구역 (33) 내의 난류는 SAP (16)와 SAP (16)에 부착된 임의의 섬유의 실질적인 상대적 이동을 촉진시킨다. 그러한 난류는 부착 된 섬유의 부착되지 않은 부분 (자유 단부)이 SAP 16의 표면을 상승하도록 한다. 또한, 그러한 난류는 SAP (16) 및 이에 부탁된 임의의 섬유의 건조를 촉진시켜 섬유와 SAP (16) 사이의 부착을 더욱 강화시킨다. 섬유가 SAP (16)에 매립되어 있는지 여부에 관계없이 SAP (16)에 부착된 섬유는, 섬유의 높은 표면적이 손상 (insult)시 흡수를 위한 추가 표면적을 제공하므로 (SAP (16) 단독의 표면적에 비해), SAP (16)로의 유체 유동을 위한 채널을 제공한다.
기능화
일부 양상에서, 섬유, SAP (16), 섬유-SAP (19), 또는 이들의 조합은 기능화된다. 예를 들어, 상기 섬유는 분무 건조 장치에 도입하기 전에 또는 챔버 (24) 내로 도입한 후에 기능화 (예를 들어 그래프팅)될 수 있다. 일부 양상에서, 상기 SAP (16)는 챔버 (24) 내로의 도입 전 또는 후에 기능화 (예를 들어, 그래프팅)될 수 있다. 일부 양상에서, 첨가제 (18)는 섬유 및/또는 SAP (16)와 화학적으로 반응하여 섬유 및/또는 SAP (16)를 기능화한다.
일부 양상에서, 이온 교환 또는 냄새-감소 기능성 그룹 또는 입자와 같은 섬유에 적용된 (예를 들어, 결합된) 기능화 (기능화기)는 손상 (예를 들어, 액체 손상)이 SAP 코어 입자에 의해 흡수 및 포획되기 전에 손상에 작용한다. 따라서, 섬유가 이온 교환 특성으로 기능화된 경우, 손상은 낮은 이온 강도로 코어 SAP 입자로 유동할 수 있으며, 이는 손상의 높은 흡수 용량을 SAP에 제공한다. 섬유가 냄새-감소 기능성 그룹 또는 입자로 기능화되는 경우, 악취를 유발할 가능성이 낮은 코어 SAP 입자 내로 손상이 유동될 수 있다.
첨가제
첨가제 (18)는 위생 제품에 유용한 섬유-SAP 입자 (19)에 성질을 부여하기 위해 섬유 및/또는 SAP (16)와 혼합 및/또는 반응하도록 도입될 수 있다. 첨가제 (18)는 섬유를 챔버 (24) 내로 도입하기 전 또는 후에 섬유와 혼합 및/또는 반응시킬 수 있거나; SAP (16)를 챔버 (24) 내로 도입하기 전 또는 후에 SAP (16)와 혼합 및/또는 반응시킬 수 있거나; 장치 (100)의 내부 또는 하류에서 섬유-SAP 입자 (19)와 혼합 및/또는 반응시킬 수 있거나; 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 그리고 제한 없이, 첨가제 (18)는 항균 및 냄새 감소 성질을 위한 금속 이온; 양이온 교환 능력을 추가할 수 있어서 소변으로부터 다가 이온 형태를 제공함으로써 SAP의 흡수 능력을 증가시킬 수 있는 고분자전해질 착물; 점토 벤토나이트 입자; 가교결합 입자; 나노셀룰로오스와 사용되는 것과 같이 생체감각 기능을 제공할 수 있는 다른 기능성 첨가제; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 첨가제는 탄소 (예를 들어, 활성탄), 이온 교환 수지, 또는 한천-한천을 포함한다. 첨가제 (18)는 섬유와 SAP 사이의 접착을 촉진시키기 위한 하나 이상의 접착 촉진제를 포함할 수 있다.
일부 양상에서, 섬유는 하나 이상의 첨가제로 처리된다 (예를 들어, 분무 건조 전에 전처리됨). 예를 들어, 섬유는, 섬유를 구리 (Cu+2), 은 (Ag+1), 금 이온 (Au+1 및 Au+3), 철 (II) 이온 (Fe+2), 철 (III) 이온 (Fe+3), 과망간산 이온 (MnO4 -1), 또는 이들의 조합과 같은 금속 이온과 같은 냄새 조절 첨가제; 은 이온 및 구리와 같은 항균성 첨가제 (예를 들어, 아산화구리 기반 첨가제); 이온-교환 용량을 갖는 첨가제; 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 첨가제와 조합함으로써 전처리될 수 있다. 다가 이온은 소변의 이온 강도를 감소시키고 SAP 흡수 용량 (예를 들어, 그래프팅된 폴리아크릴산 (PAA) 또는 폴리이타콘산 (PIA))을 증가시킨다.
섬유
일부 양상에서, 액체 현탁액 (10)의 섬유는 MFC 섬유, 나노-피브릴화 셀룰로오스 섬유, 마이크로- 또는 나노-피브릴화되지 않은 펄프 섬유, 텍스타일 섬유, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 양상에서, 나노피브릴화 셀룰로오스 또는 마이크로피브릴화 및 나노피브릴화 셀룰로오스의 혼합물이 사용될 수 있다. 나노피브릴화 셀룰로오스의 나노섬유는 마이크로피브릴화 셀룰로오스의 섬유와 비교하여 더 높은 표면적을 가질 수 있다.
섬유가 본 명세서에서 셀룰로오스 섬유로 기술되어 있지만, 당업자는 섬유가 다른 친수성 섬유와 같은 다른 비-셀룰로오스 섬유일 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 섬유는 상이한 유형 및/또는 상이한 크기의 섬유의 혼합물 (예를 들어, 상이한 친수성 섬유의 혼합물 및/또는 마이크로 및 나노섬유의 혼합물)일 수 있다. 일부 양상에서, 룰로오스 이외에 또는 이 대신에, 섬유는 전분계 중합체 섬유 (예를 들어, 폴리사카라이드 섬유), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 섬유, 폴리에틸렌 (PE) 섬유, 폴리프로필렌 (PP) 섬유, 대안적인 셀룰로오스 섬유 (예를 들어, 면 섬유, 대나무 섬유, 아마 섬유)를 포함할 수 있다.
일부 양상에서, 나노-피브릴화 셀룰로오스 섬유와 같은 나노-크기 섬유의 사용은 SAP의 외부 표면에 부착된 섬유의 중량당 더 많은 섬유 표면적을 제공한다. 섬유에 의해 제공된 유체 유동 성질은 SAP 코어 입자로의 도입을 위해 섬유 표면을 따라 손상이 유동하는 표면 현상이다. 따라서, SAP의 외부 표면에 부착된 섬유의 중량당 더 많은 섬유 표면적을 제공하는 것은 SAP 코어 입자로의 증가된 유체 유동의 손상을 제공한다.
방법의 특정 이점
본 개시내용에 따른 방법의 일부 양상은 하기의 추가의 유리한 결과들 중 하나 이상을 제공한다: (1) 분무의 사용 및 임의로 챔버 (24)를 가열한 결과로서, 적어도 부분적으로 물 액체 함량의 건조 또는 감소에 더 적은 에너지를 요구하고; (2) 섬유 및 SAP를 혼합하기 위해 분무-건조를 사용한 결과로서, 적어도 부분적으로 SAP 또는 섬유의 보다 균일한 혼합 및 분포를 수행하고; (3) 흡수성 물질 성질 또는 화학적, 기계적 및 물리적 특성을 조절하거나 설계하는 보다 준비된 수단을 제공하고; (4) 성분의 연속적 또는 동시적 첨가, 섬유-sap 비, 및/또는 첨가제의 선택을 포함하여 혼합물 성분 (예를 들어, SAP, 섬유, 첨가제)의 보다 준비된 조작을 허용한다. 예를 들어, 흡수성 재료의 성질 및 특성은 다음 중 하나 이상에 의해 영향을 받을 수 있다: (1) 섬유 길이 및 폭을 포함하여 섬유 크기의 선택 (예를 들어, 마이크로 및/또는 나노 섬유의 사용); (2) 데니어를 포함하는 섬유 성질; (3) 섬유-대-SAP 비의 선택; (4) 예컨대 하나 이상의 기능성 그룹을 섬유 및/또는 SAP와 화학적으로 결합시킴으로써 섬유 및/또는 SAP의 선택적 관능화; 및 (5) 섬유 및 SAP와 혼입될 첨가제의 선택. 당업자는 이들 및 다른 파라미터가 생성된 제조된 섬유-SAP 입자의 화학적, 물리적 및/또는 기계적 성질을 변형시키기 위해 변경될 수 있음을 이해할 것이다.
생성된 섬유-SAP 조성물은 하기 중 하나 이상을 갖는 섬유 망상구조를 제공한다: (1) 증가된 표면 (흡수성) 면적 또는 섬유 노출로 유체 흡수 성질이 향상되고; (2) SAP와 섬유 사이의 증가된 유체 분포; (3) 빠른 흡수 속도; 및 (4) 섬유 코팅된 SAP 입자들 사이의 물리적/기계적 상호작용이 증가하여 유체 분포 및 흡수 성질을 향상시키고/시키거나 SAP 이동을 감소시킨다 (즉, 흡수성 물품의 제조 동안 SAP의 이동을 억제하고 제조 후 유도함).
섬유-SAP 입자
도 1 및 2를 참조하면, 일부 양상에서, 섬유-SAP 입자 (19)는 SAP (16)와 결합, 이에 부착, 이와 얽힘, 이로 코팅 또는 달리 이와 맞물려 결합된 (예를 들어, 수소 결합된, 이온 결합된, 공유 결합된) 복수의 섬유 (21a)를 포함한다. 복수의 섬유 (21a) 중 적어도 일부는 제한된 단부 (45b) (즉, 일부 방식으로 SAP (16)와 맞물리는 섬유 (21a)의 단부) 및 SAP (16)에 대해 자유롭게 이동 가능한 자유 단부 (45a)를 포함하지 않는다. 제한된 단부 (45b)는 SAP (16)의 외부 표면 (25)과 결합, 부착, 접착, 매립 또는 달리 맞물리고 이와 접촉한다. 자유 단부 (45a)는 SAP (16) 또는 이의 외부 표면 (25)과 직접 결합, 부착, 접착, 매립 또는 다른 달리 맞물리지 않으며 (적어도 일부 구성에서는 이와 접촉하지 않는다). 각 섬유 (21)의 자유 단부는 거리만큼 SAP (16)로부터 이격될 수 있다. 각 섬유 (21)의 자유 단부는 SAP (16)에 대해 적어도 하나의 방향으로 자유롭게 이동 가능하다.SAP (16)와 이견된 것으로 기술되어 있지만, 당업자는 자유 단부 (45a)가 SAP (16)와 접촉할 수 있도록 하는 자유 이동의 범위를 가질 수 있음을 이해할 것이다. 일부 양상에서, 자유 단부 (45a)는 SAP (16)에 대해 적어도 하나의 방향으로 자유롭게 이동 가능하지만, 제한된 단부 (45b)를 통해 SAP (16)에 "테더링 (tethered)" 상태를 유지한다. 본원에 사용된 바와 같이 "자유 단부"는 섬유-SAP 입자 (19)의 SAP 코어 입자 (16)에 직접 부착되지 않은 섬유 (21)의 단부를 지칭한다. 섬유 (21)의 그러한 "자유 단부"는 SAP 코어 입자 (16)의 외부 표면 (25)에 대해 자유롭게 이동 가능하다.
일부 양상에서, 섬유-SAP (19)는 SAP (16)의 내부로의 경로 또는 채널 (17)을 제공하여 SAP (16)에 적어도 부분적으로 매립된 하나 이상의 섬유 (21b)를 포함할 수 있다. 그러한 경로 또는 채널 (17)은 SAP (16)에 대한 흡수율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 섬유-SAP (19)는 섬유 (21b)의 적어도 일부가 SAP (16)의 외부 표면 (25)을 지나 SAP (16)의 내부로 연장되도록 SAP (16) 내에 적어도 부분적으로 매립된 적어도 하나의 섬유인 섬유 (21b)를 포함한다. 그러한 일부 양상에서, 액체, 예를 들어, 소변은 섬유 (21b) 내로 흡수되고 섬유 (21b) 내에서 SAP (16)의 내부 (23) 내로 유동할 수 있다.
섬유가 SAP에 매립어 있는지의 여부에 관계없이, SAP (16)에 부착된 섬유 (21)는 상기 섬유로부터 액체를 끌어당기는 펌프로서 기능하는 SAP와 함께 그 안에 흡수를 위해 SAP (16)에 대해 섬유의 표면을 따라 손상의 유동 (예를 들어, 소변)을 위한 채널을 제공한다. 일부 양상에서, 매립된 섬유는 SAP와 섬유 사이에 더 많은 표면적 접촉을 제공하여 섬유를 통해 SAP 내로의 손상에 대한 영향력을 향상시킬 수 있다. 이론으로 결부하지 않으면서, 섬유의 매립은 섬유와 SAP 사이에 보다 안정적이고/이거나 단단한 부착을 제공할 수 있고, 이는 그 사이에 관련된 유체 유동을 보다 일관되고 신뢰할 수 있는 방식으로 유지한다.
일부 양상에서, SAP (16)에 부착된 섬유 (21)의 적어도 일부는 SAP (16)의 외부 표면 (25)에 수직으로 연장되는 적어도 일부를 갖거나, 또는 SAP (16)의 외부 표면 (25)에 수직으로 연장될 수 있도록, 적어도 SAP (16)에 대해 자유 이동 범위를 갖는다. 일부 양상에서, 복수의 섬유 (21)는 일반적으로 SAP (16)의 외부 표면 (25)으로부터 외부로 연장된다. 그러한 섬유-SAP 입자 (19)는 섬유 (21)의 자유 단부가 SAP (16)로부터 연장되도록 복수의 섬유 (21)에 결합, 부착, 접착 또는 달리 맞물리는 입자 코어(예, SAP(16))를 갖는 "퍼지 입자"또는 "털이 많은 (hairy) 입자"로서 기재될 수 있다. 일부 양상에서, SAP (16)에 부착된 섬유 (21)는 SAP (16) 입자의 평균 직경보다 더 짧거나, 이와 같거나, 이보다 긴 길이를 가질 수 있다.
매립 메커니즘
상기 기재된 바와 같이 도 2 및 3을 참조하면, 일부 양상에서, 섬유의 적어도 일부는 코어 SAP 입자에 매립된다. (예를 들어, 챔버의 혼합 구역 내에) 섬유와 SAP 사이에 부착시 섬유 내부 또는 섬유 상에 및/또는 SAP 내부 또는 SAP 상에 수분의 존재는 SAP의 외부 표면을 팽창 및/또는 연화시킨다 (즉, SAP는 수분을 흡수하여 SAP를 팽창 및 연화시킨다). 섬유 내부 또는 섬유 상에 및/또는 SAP 내부 또는 SAP 상에 수분의 존재는 또한 섬유와 SAP 둘 다의 "고착성"을 촉진시켜 섬유와 SAP가 함께 "고착"되도록 한다. 예를 들어, 수분이 물인 경우, 섬유 내부 또는 섬유 상에 및/또는 SAP 내부 또는 SAP 상에 물의 존재는 섬유와 SAP 사이의 수소 결합을 촉진한다. 일부 양상에서, SAP의 팽윤 및/또는 연화는 나노- 또는 마이크로-틈새가 SAP의 표면에 형성되기에 충분하여 섬유의 일부가 이러한 틈새 내에 매립되어 SAP와 부착될 수 있다. 섬유 및 SAP의 후속 건조는 SAP의 상응하는 수축 및/또는 경화를 초래하며; 이로써 섬유를 SAP 상에 제자리에 고정시키고/시키거나 SAP 내에 매립시킨다. 그러한 매립된 섬유는 SAP의 외부 표면을 지나 SAP 내로 적어도 일부 거리를 관통한다.
일부 양상에서, 각 섬유-SAP 입자는 각각 상기 섬유-SAP 입자의 총 중량을 기준으로 이에 부착된 섬유를 10 내지 60 중량%, 또는 이에 부착된 섬유를 20 내지 50 중량%, 또는 이에 부착된 섬유를 30 내지 40 중량%를 갖는다. 특정 양상에서, 각 섬유-SAP 입자는 상기 섬유-SAP 입자의 총 중량을 기준으로 섬유를 0.1 내지 30 중량% 또는 섬유를 0.5 내지 15 중량% 갖는다.
섬유- SAP 입자 상호작용
도 3을 참조하면, 인접한 섬유-SAP 입자 (19a 및 19b)는 적어도 부분적으로 이격되어 유지될 수있어서, 인접한 섬유-SAP 입자 (19a 및 19b)들 중 하나 이상의 섬유 (21)는 서로 접촉하거나 얽힐 수 있다. 일부 양상에서, 인접한 섬유-SAP 입자 (19a 및 19b)들 중 하나 이상의 섬유 (21)는 서로 결합될 수 있다 (예를 들어, H-결합될 수 있다). 다른 양상에서, 인접한 섬유-SAP 입자 (19a 및 19b)의 섬유 (21)는 서로 접촉하거나 얽혀 있거나 결합되지 않는다. 일부 양상에서, 인접한 섬유-SAP 입자 (19a 및 19b)의 SAP (16)는 접촉하지 않는다. 다른 양상에서, 인접한 섬유-SAP 입자 (19a 및 19b)의 SAP (16)는 접촉하고 있다. 일부 양상에서, 섬유-SAP 입자 (19a 및 19b)의 섬유 (21)는 적어도 부분적으로 이격된 인접한 섬유-SAP 입자 (19a, 19b)를 유지하여 인접한 섬유-SAP 입자 (19a 및 19b) 사이에 위킹 경로 (27)를 형성할 수 있다. 위킹 경로 (27)는 이들 사이의 유체 유동을 허용할 수 있으며, 이는 섬유-SAP 입자들 사이의 유체 분포를 개선할 수 있다. 흡수성 코어에 혼입될 때, 섬유 (21)의 얽힘 및/또는 강성은 그 안에 섬유-SAP 입자의 고정화를 촉진하여 그러한 위킹 경로의 형성을 촉진할 수 있다.
섬유-SAP 입자의 망상구조
도 3a는 섬유-SAP 입자 (19a)의 예시적인 망상구조 (119)를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 망상구조 (119)는 인접한 섬유-SAP 입자 (예를 들어, 19d)의 섬유와 얽힌 섬유를 갖는 하나 이상의 섬유-SAP 입자 뿐만 아니라 인접한 섬유-SAP 입자 (예를 들어, 19c)의 섬유와 얽힌 섬유를 갖는 하나 이상의 섬유-SAP 입자를 포함할 수 있다.
흡수성 코어
도 7을 참조하면, 섬유-SAP 입자 (19)는 부직포 (예를 들어, 벌키한 부직포)와 같은 기재 (2000) 상에 증착될 수 있다. 부직포 또는 벌키한 부직포와 같은 코어층 (3000)은 기재 (2000) 위에 배치될 수 있어서, 섬유-SAP 입자 (19)는 기재 (2000)의 외부 표면 (2001)과 코어층 (3000)의 외부 표면 (3001) 사이에 그리고 기재 (2000)의 내부 표면 (2003)과 코어층 (3000)의 내부 표면 (3003) 사이에 위치하여 흡수성 코어 (1050)를 형성한다.
흡수성 물품
섬유-SAP 입자 (19)는 흡수성 코어 및/또는 흡수성 물품 내로 예컨대 기저귀의 흡수성 코어 내로 혼입될 수 있다. 일부 양상에서, 섬유-SAP 입자 (19)는 그 위에 섬유 (21)가 없는 종래의 SAP (즉, 비-섬유-SAP)와 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 기저귀 (1000)의 흡수성 코어 (1050)는 섬유-SAP 입자를 함유하는 하나 이상의 섹션, 포켓, 구역, 스트라이프, 레인 또는 이들의 조합 (구역 1019), 및 비-섬유-SAP를 함유하고 섬유-SAP 입자를 함유하지 않는 하나 이상의 섹션, 포켓, 구역, 스트라이프, 레인 또는 이들의 조합 (구역 1030a 및 1030b)을 포함할 수 있다. 흡수성 코어 (1050)는 당업자에게 익히 공지된 방법을 포함하는 임의의 방법에 의해 기저귀 (1000)의 섀시 (1051)에 혼입될 수 있다.
이러한 섬유-SAP 입자를 혼입하는 기저귀와 같은 섬유-SAP 입자 (19)를 함유하는 물품을 사용하는 동안, SAP (16)에 부착된 섬유 (21)는 SAP (16) 코어에 대한 충격 흡수제로서 작용하여 SAP (16) 코어의 압축을 감소시키며; 이로써 SAP (16)의 팽윤성을 유지한다.
섬유-SAP 및 흡수성 코어 및 이를 포함하는 물품의 제조 방법
도 5는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 방법의 흐름도이다. 도 5의 방법은 도 1, 1a, 8a, 8b, 10a, 및 10b에 도시된 시스템 및/또는 장치를 사용하여 구현되어 도 2, 2a, 2b, 3, 또는 3a에 도시된 하나 이상의 섬유-SAP 입자 (19) 및/또는 도 4에 도시된 기저귀 (1000) 및/또는 도 7에 도시된 흡수성 코어 (1050)를 형성할 수 있다.
상기 방법은 섬유 및 용매를 함유하는 액체 현탁액을 제공하는 단계 (5000)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액체 현탁액은 물 및/또는 에탄올 중에서 MFC, NFC, 또는 이들의 조합의 슬러리일 수 있다.
상기 방법은 분무 건조 단계를 포함할 수 있는데, 이때 액체 현탁액은 유동층 챔버 (예를 들어, 장치 (100)의 챔버 (24)) 내로 분무 건조된다 (5002).
일부 양상에서, 상기 방법은 가열 단계를 포함할 수 있는데, 이때 액체 현탁액은 유동층 챔버의 가열된 환경 또는 구열 내로 분무 건조된다 (5004). 예를 들어, 가열된 영역 (31)은 실온 이상 (즉, 20℃ 이상)과 같은 주변 온도 주변 장치 (100) 이상의 온도로 가열될 수 있다.
상기 방법은 혼합 단계를 포함할 수 있는데, 이때 SAP, 또는 SAP 및 첨가제는 유동층 챔버 내로 도입되고 액체 현탁액의 섬유와 혼합되어 섬유-SAP 입자를 형성하며, 여기서 상기 섬유는 SAP 입자와 접착 및/또는 결합된다 (5006). SAP (16) 및 첨가제 (18)가 도 1에 개별적으로 도입되는 것으로 나타내어 있지만, SAP (16) 및 첨가제 (18)는 장치 (100)의 챔버 (24)로 진입하기 전에 혼합될 수 있다. 또한, 액체 현탁액 및 첨가제 (18)가 도 1에 개별적으로 도입되는 것으로 나타내어 있지만, 액체 현탁액 및 첨가제 (18)는 장치 (100)의 챔버 (24) 내로 진입하기 전에 혼합될 수 있다. 혼합 단계에서, 난류 및/또는 열은 SAP (16), 액체 현탁액의 섬유 (21), 및 섬유-SAP 입자 (19)를 형성하기 위해 존재하는 임의의 첨가제를 혼합하고 이들 사이의 상호작용을 개시하기 위해 사용될 수 있다.
일부 양상에서, 상기 방법은 분무 건조된 섬유 (21), SAP (16) 및 임의의 첨가제 (18)의 유동 또는 투입을 제어하며 (5008), 이로써 생성된 섬유-SAP 입자 (19)의 화학적 및/또는 물리적 성질을 제어한다.
일부 양상에서, 상기 방법은 장치의 챔버 내에서 SAP의 표면을 습윤화하는 단계 (5010)를 포함한다. SAP (16)의 표면의 습윤화는 액체 현탁액을 분무 건조하여 형성된 증기, 장치 (100)의 챔버 (24) 내로 증기의 도입, 또는 이들의 조합에 의해 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, SAP (16)의 표면을 습윤화하는 것은 SAP (16)의 표면에 대한 섬유 (21)의 접착 및/또는 결합을 촉진할 수 있다. 일부 양상에서, SAP (16)의 표면은 챔버 (24) 내로 도입되기 전에 습윤화된다.
상기 방법은 섬유를 사용하여 SAP 표면으로부터 SAP 내부로 채널을 형성하는 단계 (5012)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기술된 바와 같이, 섬유 (21)는 이와 상호작용하는 동안 SAP (16)에 적어도 부분적으로 매립될 수 있다.
상기 방법은 코로나 처리 단계 (5014)를 포함할 수 있는데, 이때 코로나 방전 플라즈마는 SAP, 섬유 및/또는 섬유-SAP 입자의 표면을 개질하기 위해 사용된다.
상기 방법은 SAP 및/또는 섬유-SAP 입자의 표면이 적어도 부분적으로 가교결합되는 가교결합 단계 (5016)를 포함할 수 있다. 상기 가교결합 단계는 코로나 처리 단계 전에, 이와 동시에 또는 이의 후속 단계일 수 있다.
상기 방법은 수집 단계 (5018) (이때 상기 섬유-SAP 입자를 수집한다) 및 임의의 추가의 건조 단계 (이때 상기 섬유-SAP 입자를 건조시킨다)를 포함할 수 있다.
일부 양상에서, 상기 방법은 기능화 단계 (5020)에서 섬유, SAP, 섬유-SAP 또는 이들의 조합을 기능화하는 단계를 포함할 수 있다. 섬유 (21) 및/또는 SAP (16)의 기능화는 유동층 챔버의 내부 또는 상류에서 일어날 수 있다. 섬유-SAP (19)의 기능화는 유동층 챔버의 내부 또는 하류에서 일어날 수 있다. 예를 들어, 섬유 (21), SAP (16), 및/또는 섬유-SAP (29)는 항균 및 냄새 감소 성질을 위한 금속 이온; 양이온 교환 능력을 추가할 수 있는 고분자전해질 착물; 생체감각을 위한 것과 같은 기타 기능성 첨가제; 점토 벤토나이트 입자; 및 가교결합 입자를 사용하여 기능화될 수 있다. 일부 양상에서, 섬유 및/또는 SAP 입자는 챔버 내로 도입되기 전에 기능화된다.
상기 방법은 섬유-SAP 입자를 기저귀 및/또는 흡수성 코어에 혼입하는 단계 (5022)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 섬유-SAP는 기저귀 (1000)의 흡수성 코어 (1050)의 일부를 형성할 수 있다.
상기 방법은 흡수성 코어 내에 인접한 섬유-SAP 입자 사이에 위킹 채널 또는 경로를 형성하는 단계 (5024)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 섬유-SAP 입자 (19)는 인접한 섬유-SAP 입자 (19)가 적어도 부분적으로 이격되도록 증착될 수 있다.
도 5를 참조하여 기술된 하나 이상의 단계가 제거될 수 있다. 또한, 도 5에 도시되지 않은 추가의 단계들이 상기 방법에 포함될 수 있다. 또한, 상기 방법의 단계들은 도 5에 나타낸 바와 같이 특정 순서로 제한되지 않으며, 도 5에 나타내지 않은 순서로 발생할 수 있다.
도 6은 본 개시내용의 특정 양상에 따른 방법의 흐름도이다. 도 6의 방법은 도 1, 1a, 8a, 8b, 10a, 및 10b에 도시된 시스템 및/또는 장치를 사용하여 구현되어 도 2, 2a, 2b, 3, 또는 3a에 도시된 하나 이상의 섬유-SAP 입자 (19) 및/또는 도 4에 도시된 기저귀 (1000) 및/또는 도 7에 나타낸 흡수성 코어 (1050)를 형성할 수 있다.
상기 방법은 섬유 및 용매를 함유하는 액체 현탁액을 제공하는 단계 (6000)를 포함할 수 있다.
상기 방법은 분무 건조 단계 (6002)를 포함할 수 있는데, 이때 상기 액체 현탁액은 유동층 챔버 (예를 들어, 장치 (100)의 챔버 (24)) 내로 분무 건조된다.
상기 방법은 혼합 단계 (6004)를 포함할 수 있는데, 이때 SAP, 또는 SAP 및 첨가제는 유동층 챔버 내로 도입되고 액체 현탁액의 섬유와 혼합되어 섬유-SAP 입자를 형성하며, 여기서 상기 섬유는 SAP 입자와 접착되고/되거나 결합된다.
상기 방법은 수집 단계 (6006) (이때 상기 섬유-SAP 입자를 수집한다) 및 임의의 추가의 건조 단계 (이때 상기 섬유-SAP 입자를 건조시킨다)를 포함할 수 있다.
상기 방법은 섬유-SAP 입자를 기저귀 및/또는 흡수성 코어에 혼입하는 단계 (6008)를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하여 기재된 하나 이상의 단계들은 제거될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 추가의 단계들이 이 방법에 포함될 수 있다. 또한, 상기 방법의 단계들은 도 6에 나타낸 바와 같이 특정 순서로 제한되지 않으며, 도 6에 나타내지 않은 순서로 발생할 수 있다.
도 6a는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 방법의 흐름도이다. 도 6a의 방법은 도 1, 1a, 8a, 8b, 10a, 및 10b에 도시된 시스템 및/또는 장치를 사용하여 구현되어 도 2, 2a, 2b, 3, 또는 3a에 도시된 하나 이상의 섬유-SAP 입자 (19) 및/또는 도 4에 도시된 기저귀 (1000) 및/또는 도 7에 나타낸 흡수성 코어 (1050)를 형성할 수 있다.
상기 방법은 섬유의 액체 현탁액 및 용매의 섬유를 적어도 부분적으로 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 부분 건조는 액체 현탁액의 분무를 통해 수행될 수 있다.
상기 방법은 혼합 단계를 포함할 수 있는데, 이때 SAP는 액체 현탁액의 적어도 부분적으로 사전-건조된 섬유와 혼합되어 섬유-SAP 입자를 형성한다. 일부 양상에서, SAP는 예컨대 섬유로부터 건조된 수분 증착을 통해 혼합 전에 사전-습윤화된다. 도 6a의 방법은 도 5a, 5b, 6, 및 9를 참조하여 나타내고 기술된 임의의 하나 이상의 단계들로 조합될 수 있다.
정전기 대전
일부 양상에서, 섬유-SAP 입자 (19)는 정전기 대전시킨다. 그러한 정전기 대전은 챔버 (24) 내, 수집 구역 (26) 내, 또는 챔버 (24)와 수집 구역 (26) 둘 다의 하류에서 수행될 수 있다. 정전하는 섬유의 자유 단부가 SAP (16) 코어 입자의 외부 표면 (25)으로부터 외부로 상승 및 연장되도록 한다. 따라서, 정전기 대전은 섬유의 자유 단부를 SAP (16) 표면으로부터 "리프팅 (lifting)"하여 이로부터 외부로 연장시킴으로써 섬유-SAP 입자 (19)의 "퍼지화 (fuzziness)"를 증가시킬 수 있다.
섬유 및 SAP의 상대적 치수
일부 양상에서, SAP 코어 입자 (16)와 섬유 (21)의 상대적 치수는 SAP (16) 주위의 섬유 (21)의 랩핑 발생을 제거하거나 적어도 최소화하기 위해 선택된다.
틈새의 개방 및 폐쇄
도 2a 및 2b를 참조하면, 섬유-SAP 입자 (19)는 건조 전 및 건조 후를 나타낸다. SAP 코어 입자의 습윤화시, SAP는 팽윤된다. SAP 입자의 외부 표면 (25)에 존재하는 임의의 틈새는 SAP의 팽윤시 확장될 것이다. 도 2a는 팽윤 상태의 틈새 (230a)를 나타낸다. 틈새 (230a)의 이러한 개방 및 팽창은 섬유 (21c)와 같은 섬유가 틈새 (230a)에 보다 쉽게 끼워질 수 있도록 한다. 틈새 (230a) 내로의 섬유 (21c)의 매립은, 예를 들어, 혼합 구역 (33) 내에서 발생할 수 있다. 섬유-SAP 입자 (19e)의 후속 건조인 건조 (231)시, 섬유-SAP 입자 (19e)는 수축하고 외부 표면 (25) 상의 틈새는 이에 상응하여 수축된다. 따라서, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 틈새 (230b)는 섬유-SAP 입자 (19)가 팽윤된 상태에 있을 때 동일한 틈새에 비해 상대적으로 폐쇄된다. 섬유에 대한 SAP 틈새의 그러한 폐쇄는 섬유 (21c)와 코어 SAP 입자 사이의 추가 상호 작용 (예를 들어, H-결합, 중합체 얽힘 등)을 촉진하여 이들 사이의 결합(들)을 강화시킴으로써 섬유 (21c)와 코어 SAP 입자의 부착을 안정화시킬 수 있다. 일부 양상에서, 섬유에 대한 틈새의 상대적 폐쇄는 섬유를 이 내부에 포획한다. 일부 양상에서, 섬유는 SAP 외부 표면 (25)의 틈새의 폭에 대응하는 직경을 갖도록 선택되어, 적어도 틈새가 팽윤된 상태일 때 섬유의 직경이 틈새 내에 끼워질 수 있다.
도 2c는 이의 표면에 거칠기와 틈새를 포함하여 불규칙한 표면을 갖는 SAP (용액 중합)의 SEM이다. 도 2d는 건조, 완전 팽운 및 재건조된 상태에서 광 및 가교결합된 SAP의 SEM이다. 본 개시내용의 일부 양상에서, SAP는 완전히 팽윤되지 않지만 부분적으로 팽윤된다.
공정/시스템 구역
도 8a를 참조하면, 본원에 기술된 공정, 시스템 및 장치의 특정 양상이 논의된다. 시스템 (800)은 공정의 상이한 단계들이 수행될 수 있는 다수의 구역들을 포함한다. 제1 구역 (801)은 액체 현탁액이 제공된 도입 구역이다. 제1 구역 (801) 내에서, 액체 현탁액은 분무되어 이의 에어로졸을 형성한다. 일부 양상에서, 제1 구역 (801)은 SAP가 없다.
제2 구역 (802)은 액체 현탁액의 액체 중 적어도 일부가 섬유로부터 주변 환경으로 플래쉬 오프되는 사전-건조 구역이다. 섬유가 건조된 상태에서 더 가벼우므로, 섬유의 부분 건조는 시스템 (800) 내에서 섬유의 보다 동적인 이동을 허용할 수 있다. 일부 양상에서, 섬유로부터 플래쉬 오프된 액체는 섬유가 SAP와 접촉하기 전에 SAP와 접촉하여 유동한다. 액체가 증기로 플래쉬 오프됨에 따라, 증기는 시스템 (800)을 통해 확산되고, 섬유는 시스템 (800) 내의 난류 공기 유동 패턴으로 인해 시스템 (800) 내의 공기 내에서 비교적 부유된 상태로 유지된다. 이 증기는 SAP에 증착되어 SAP가 사전-습윤화될 수 있다. 그러한 SAP의 사전 습윤화는 SAP의 적어도 부분 팽윤을 초래하여, SAP가 섬유와의 부착에 도움이 되도록 한다 (예를 들어, 섬유가 그 안에 매립될 수 있음). 일부 양상에서, 제2 구역 (802)은 SAP가 없다.
제3 구역 (803)은 SAP 도입 구역이다. SAP 도입 구역 (803)이 액체 현탁액 도입 구역 (801) 및 사전-건조 구역 (802)의 하류 (즉, 이에 후속하여)로서 나타내지만, 시스템 (800)은 이 특정 배열로 제한되지 않는다.
제4 구역 (804)은 SAP, 섬유, 증기, 및 공기 난류가 함께 혼합되는 혼합 구역이다. 혼합 구역 (804) 내에서, SAP, 섬유, 증기, 및 공기 각각은 난류 조건하에 부유 상태로 유지되어 이들 사이의 혼합 및 상호작용을 촉진한다. 개별적으로 나타내지만, 제4 구역 (804)은 구역 (803)과 일치할 수 있다. 일부 양상에서, 팽윤되지 않은 SAP와 상호작용하는 섬유가 팽윤되지 않은 SAP로부터 분리될 수 있고, 이어서 팽윤된 SAP에 부착될 수 있도록 혼합 구역 내에서 진탕은 충분하다.
제5 구역 (805)은 하나 이상의 화학 반응 또는 다른 변형 방법이 SAP, 섬유, 섬유-SAP 입자 또는 이들의 조합을 변형시키기 위해 사용될 수 있는 선택적 반응 구역이다. 혼합 구역 (804)의 하류로 나타내었지만, 반응 구역은 혼합 구역과 일치하거나 이의 상류에 있을 수 있다. 일부 양상에서, 반응 구역 (805)은 코로나 처리 구역 및/또는 정전기 대전 구역이다.
제6 구역 (806)은 건조 구역이다. 건조 구역 (806) 내에서, 섬유, SAP, 섬유-SAP 입자 또는 이들의 조합은 예컨대 열, 공기 유동, 체류 시간 또는 이들의 조합을 통해 건조된다. 혼합 구역 (804) 및 선택적 반응 구역 (805)의 하류로 나타내었지만, 건조 구역은 혼합 구역 (804) 및/또는 선택적 반응 구역 (805)과 일치하거나 이의 상류일 수 있다.
제7 구역 (807)은 임의로 섬유 및/또는 SAP와 조합된 섬유-SAP 입자가 수집되는 수집 구역이다. 건조 구역 (806)의 하류로 나타내었지만, 수집 구역은 건조 구역과 일치할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 본원에 기술된 공정, 시스템 및 장치의 특정 측면이 논의된다. 시스템 (800b)은 공정의 상이한 단계들이 수행될 수있는 다중 구역을 포함한다.
구역 (810)은 액체 현탁액의 액체 중 적어도 일부가 섬유로부터 주변 환경으로 플래쉬 오프되는 사전 건조 구역이다. 섬유가 건조된 상태에서 더 가벼우므로, 섬유의 부분 건조는 시스템 (800b) 내에서 섬유의 보다 동적인 이동을 허용할 수 있다. 일부 양상에서, 섬유에서 플래쉬 오프된 액체는 섬유가 SAP와 접촉하기 전에 SAP와 접촉하게 된다. 액체가 증기로 플래쉬 오프됨에 따라, 증기는 시스템 (800b)을 통해 확산되고 섬유는 시스템 (800b) 내의 난류 유동 패턴으로 인해 시스템 (800b) 내의 공기 내에서 비교적 부유 상태로 유지된다. 이 증기는 SAP 상에 증착되어 SAP의 사전-습윤될 수 있다. 그러한 SAP의 사전 습윤은 SAP의 적어도 부분 팽윤을 초래하여 SAP가 섬유와의 부착에 도움이 되도록 한다 (예를 들어, 섬유가 그 안에 매립될 수 있음). 일부 양상에서, 구역 (810)은 SAP가 없다.
구역 (812)은 SAP, 섬유, 증기, 및 공기 난류가 함께 혼합되는 혼합 구역이다. 혼합 구역 (812) 내에서, SAP, 섬유, 증기, 및 공기 각각은 난류 조건하에 부유 상태로 유지되어 이들 사이의 혼합 및 상호작용을 촉진한다.
도 8a에 나타내고 기술된 임의의 하나 이상의 구역이 시스템 (800b) 내에서 사용될 수 있다.
각 구역이 도 8a 및 8b에 개별적이고 별개의 구역인 것으로 나타내었지만, 일부 양상에서 하나 이상의 구역들은 서로 일치한다. 또한, 각 구역은 단일 시스템 내에 있는 것으로 도 8a 및 도 8b에 나타내었지만, 일부 양상에서 하나 이상의 구역은 다른 구역과 별개의 시스템(들)에 있다.
일부 양상에서, 각 구역 내 체류 시간은 제한된다. 일부 양상에서, 하나 이상의 구역이 시스템의 인접한 구역으로부터 선택적으로 단리될 수 있어서, 구역 사이의 유체 연통이 선택적으로 제어된다. 성분의 체류 시간 및 투입 속도를 제어하는 데 사용되는 일부 메커니즘은 간헐적 분무 건조 (또는 다른 액체 현탁액 도입 방법)의 사용, 구역 및/또는 챔버의 크기 제어, 시스템과의 반대 공기 유동의 제어 및 별도의 챔버 내에서 하나 이상의 구역의 배치를 포함한다.
도 9는 본 개시내용의 특정 양상에 따른 방법의 개략도를 도시한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 섬유의 액체 현탁액이 공급된다 (단계 (1900)). 섬유의 액체 현탁액은 사전-혼합 건조 단계 (단계 (1902))에 적용된다. 단계 (1902)에서, 섬유의 액체 현탁액의 섬유는 액체 현탁액의 에어로졸의 형성을 통해 적어도 부분적으로 건조되어 액체 및 섬유를 공기 또는 다른 가스 매체에 분산시킨다.
임의로, 단계 (1092)에서 섬유로부터 분산 및/또는 건조된 액체의 적어도 일부는 SAP와 접촉하게 될 수 있다 (단계 (1903)). SAP는 SAP 공급원을 통해 (단계 (1904)), 임의로 SAP의 사전-습윤을 위해 단계 (1905)에서 SAP 사전-팽윤 영역에 공급된다. 이러한 SAP의 사전-팽윤은 SAP를 팽윤 및 연화시킴으로써 섬유와의 부착을 위해 SAP 표면을 활성화시킨다.
단계 (1906)에서, 사전-습윤 SAP (또는 임의로 건조 SAP)는 단계 (1902)로부터 부분 건조된 섬유와 혼합된다. SAP와 섬유의 혼합은 섬유를 SAP와 부착시켜 섬유-SAP 입자를 형성한다.
임의로, 단계 (1908)에서 섬유-SAP 입자를 더 건조시킨다.
임의로, 단계 (1910)에서 섬유-SAP 입자를 수집한다.
임의로, 첨가제는 단계 (1911)에서 도입된다.
도 5a, 5b, 6, 및 6a를 참조하여 기술된 임의의 하나 이상의 단계들은 도 9를 참조하여 기술된 단계들과 조합될 수 있다.
도 10a는 특정 구현예에 따른 SAP로 섬유를 부착하기 위한 장치의 개략도를 도시하고, 도 10b는 라인 A-A를 따라 그 단면도를 도시한다. 챔버 (24)는 챔버 (24a)의 상부보다 큰 단면적을 갖는 확장된 섹션 (24b)을 포함할 수 있다. 섬유의 액체 현탁액은 팽창된 섹션 (24b)의 상류 챔버로 도입되고 팽창된 섹션 (24d) 내로 하향 유동한다. 팽창된 섹션 (24b)으로 진입하자마자, 섬유는 본원의 다른 곳에 기술된 바와 같이 적어도 부분적으로 건조되었다. 따라서, 섬유 (21) 및 증기 (12b)는 팽창된 섹션으로 유동한다. SAP (16)는 챔버 (24)의 중앙 유동 채널 (1021) 외부의 확장된 섹션 (24b)으로 도입된다. 섬유 (21)는 예컨대 중력을 통해 챔버 (24)의 중앙 유동 채널 (1021)을 따라 실질적으로 유동하도록 유도되지만, 증기 (12b)는 중력에 의해 덜 영향을 받고 팽창된 섹션 (24b)을 포함하는 챔버 (24) (예를 들어, 유체 유동 경로 (1023))를 통해 유체로서 자유롭게 유동한다. 이와 같이, SAP (16) 및 증기 (12b)는 SAP (16)를 섬유 (21)와 혼합하기 전, 또는 적어도 중앙 유동 채널 (1021) 내에서 섬유 (16)를 SAP (16)와 실질적으로 혼합하기 전에 팽창된 섹션 (24b) 내에서 혼합된다. 따라서, 사전-습윤, 부분적으로 팽윤된 SAP (16b)는 중앙 유동 채널 (1021) 내의 섬유 (21)와 접촉하여 섬유-SAP 입자 (19)를 형성할 수 있으며, 섬유-SAP 입자 (19)는 출구 (24c)를 통해 챔버 (24)로부터 임의로 추가 건조 구역 및/또는 수집 구역 (1026)으로 유도된다.
도 10b에 나타낸 바와 같이, 확장된 섹션 (24b)의 둘레를 따라, SAP가 팽창된 섹션 (24b) 내에서 순환하고 유동하고 중앙 유동 채널 가까이로 이동함에 따라 SAP가 팽창되며, SAP (16)는 증기와의 접촉 및 이의 증착에 의해 점차 팽윤된다. 따라서, SAP가 중앙 유동 채널에 도달하여 섬유와 접촉할 때, SAP는 섬유-SAP 입자 (19)의 형성을 위해 사전-습윤 및 사전-팽윤된다 (따라서 섬유와의 접촉 및 부착을 위해 활성화된다).
당업자는 다른 배열 및 구성이 SAP의 사전-습윤을 제공하기 위해 사용될 수 있으며 이때 액체는 SAP와 섬유 사이의 접촉 전에 섬유로부터 증발됨을 이해할 것이다. 또한, 당업자는 도 10a 및 10b의 개략도가 축적에 맞지 않으며 단지 예시를 위한 것임을 이해할 것이다.
도 11을 참조하면, 본 개시내용의 다른 양상에서, 예시적인 시스템 (1101), 장치 (1101) 및 공정/방법 (1101)의 개략도는 섬유-부착된 (바람직하게는 매립된) SAP 입자를 형성하기 위해 나타내었다. 시스템 또는 장치 (1101)는 SAP (1131), 원하는 첨가제 (1133), 및 부분 분무 건조된 섬유 (1134) (액체가 이에 지지된) 입자가 혼합을 위해 함께 제공되는 혼합 구역 또는 챔버 (1103)를 포함한다. 섬유는 섬유의 액체 현탁액을 장치 (1101)로 유도하는 분무 건조 장치를 통해 도입된다. 혼합 구역 (1103)은 전형적으로 다양한 건조의 섬유-SAP 입자를 보유한다. 이들 입자는 통과되기 전에 혼합 구역 (1103)에서 현탁되고 때때로 순환된다.
이 단순화된 다이아그램은 섬유-부착된 (바람직하게는 매립된) SAP 입자에 대한 2개의 출구 또는 수집 지점 (1122)을 도시한다. 이 예에서, 유동화 에어 제트 (1111)는 혼합 역학 (바람직한 혼합 구역 (1103)에서)으로 열을 전달하고 추가 건조를 용이하게 하기 위해 가열 요소와 함께 (또는 가열 요소 없이) 사용된다. 에어 제트 (1111)는 혼합 구역에서 (섬유-sap 혼합을 중단시키기 위해) 요구되는 부력을 제공하고 또한 난류 소용돌이를 생성하도록 조정 (제어)될 수 있다. 원하는 완료된 입자 (건조)가 에어 제트 (1111)에 의해 생성된 부력보다 무겁거나 더 가벼운 지에 따라, 완료된 섬유-sap 입자가 수집되거나 다음 단계 (예를 들어, 코로나 처리 또는 가교결합 또는 수집과 같은 처리 단계)로 전달될 수있는 출구 (1122)가 결정된다.
유동층 기술을 채용하는 추가 변형에서, 섬유-Sap 혼합물은 순환되어 원심력을 생성하여 2 (이상)의 건조도 사이에서 입자를 분리하는 것을 돕는다. 특정 변형에서, 건조기 입자들은 분리 및/또는 단리되어 혼합 챔버로부터 배출되는 반면, 다른 또는 잔류 입자들은 섬유-SAP 입자를 형성하기 위한 시스템에서 추가 체류 시간, 순환 및/또는 건조, 또는 재유도 및/또는 재순환된다. 하나의 적용에서, 사이클론 장치는 섬유-SAP 입자에 작용하기 위해 이용될 수 있으며, 이어서 각속도에 의해 분리될 수 있다. 여하튼, 기술된 장치, 시스템 및 방법의 한 측면 및 유리한 특징은 (그 중에서) 부력, 항력, 중량 및 원심력과 같은 다른 것들 사에에서 힘의 균형을 인식하고 조작함으로써 표적 최종 제품이 식별되거나 단리될 수 있다는 것이다. 특정 예에서, 완료된 제품의 수집 및 분리를 용이하게 하기 위해 출발 및 완료된 섬유-sap 입자 제품 사이의 중량 및 표면적과 같은 기본 성질의 차이에 주목한다.
전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 설명은 구현예들이 본원에 개시된 다양한 물품, 제품, 시스템, 장치 및 공정으로 제한되도록 의도되지 않는다는 것을 주목해야 한다. 상기 기술된 다양한 양상의 구현예들은 다른 유형의 일회용 흡수성 물품 및 의복, 및 이의 제조 방법에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기재된 바와 같은 흡수성 복합재 및 이의 제조 방법은 다른 제품 및 제조 방법에 포함될 수 있다.　 또한, 본원에 기술된 방법은 본원에 기술된 것 이외의 조성물, 의복 및 물품을 제조하는데 이용될 수 있다. 그러한 구현예의 변형은 본 개시내용과 함께 관련 소비자 제품이 제공되는 당업자에게 명백해질 것이다. 결과적으로, 상기 교시에 상응하는 변형 및 변경, 및 관련 기술의 기술 및 지식은 본 개시내용의 범위 내에 있다. 본원에 기술되고 예시된 구현예들은 또한 구현예들을 실시하기 위한 최상의 모드를 설명하고, 당업자가 본 구현예들의 특정 응용 또는 사용에 의해 요구되는 다양한 변형과 함께 구현예들을 이용할 수 있도록 의도된다. 또한, 본 설명에 따른 청구범위는 방법 및 제품 (조성물)의 상이한 양상들 중 일부를 분명히 하거나 상세히 설명하기 위해 제공된다. 이들 청구범위는 본 개시내용의 부가적인 측면 및 특징을 형성하고 설명하기 위한 것이며 본 발명에 중요하다.

Claims (153)

  1. 섬유-SAP 입자들을 형성하는 방법으로서,
    습윤 섬유들을 제공하는 단계;
    상기 습윤 섬유들이 가스 매체 내에 현탁되도록 상기 가스 매체 내에 상기 습윤 섬유들을 분산시키는 단계; 및
    상기 가스 매체 내에 현탁된 상기 습윤 섬유들과 초흡수성 입자들(SAP)을 혼합하여 상기 섬유들의 적어도 일부가 상기 SAP의 적어도 일부에 부착되도록 함으로써 섬유-SAP 입자들을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 습윤 섬유들을 제공하는 단계는, 액체 현탁액에 상기 섬유들을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 습윤 섬유들을 분산시키는 단계는, 상기 액체 현탁액을 분산시키는 단계를 포함하는,
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 현탁액을 분산시키는 단계는, 상기 액체 현탁액의 에어로졸을 형성하는 단계를 포함하는,
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 섬유-SAP 입자는 상기 초흡수성 입자들 중 하나에 부착된 복수의 섬유들을 포함하는,
    방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 현탁액을 분산시키는 단계는, 상기 섬유들의 상기 액체 현탁액을 분무 건조하는 단계를 포함하는,
    방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 현탁액을 분산시키는 단계는, 상기 액체 현탁액을 분무하는 단계를 포함하는,
    방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합은,
    상기 SAP를 챔버 내로 도입하는 단계; 및
    상기 SAP가 상기 챔버 내로 도입되는 방향에 대해 소정의 각도로 상기 습윤 섬유들을 상기 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하는,
    방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 습윤 섬유들은 상기 챔버의 가열된 구역 내로 도입되는,
    방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 SAP의 표면들을 습윤화하여 상기 SAP의 표면들과 상기 섬유들 사이의 부착을 촉진시키는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액체 현탁액을 분산시키는 단계는, 상기 액체 현탁액을 분무하여 증기를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 SAP의 상기 표면들을 습윤화하는 단계는, 상기 분무로부터의 증기를 상기 SAP에 증착시키는 단계를 포함하는,
    방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬유들의 일 단부는 상기 SAP에 부착되고, 상기 섬유들의 자유 단부들은 상기 SAP로부터 이격되는,
    방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합은, 섬유들을, 적어도 부분적으로, SAP에 매립하는 단계를 포함하는,
    방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬유-SAP 입자들을 수집하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    인접한 섬유-SAP 입자들은 적어도 부분적으로 이격되는,
    방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    인접한 섬유-SAP 입자들의 섬유들은 서로 얽혀있는,
    방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬유들은 나노피브릴화 셀룰로오스 섬유들을 포함하는,
    방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    SAP를 코로나 처리하는 단계, 상기 SAP 입자들을 가교결합하는 단계, 또는 이들의 조합을 수행하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    첨가제를 상기 섬유들, 상기 SAP, 상기 섬유-SAP 입자들, 또는 이들의 조합과 혼합하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬유-SAP 입자를 정전기 대전시키는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 SAP가 적어도 부분적으로 습윤화되어, 상기 섬유들과 혼합될 때 상기 SAP가 적어도 부분적으로 팽윤되고,
    상기 적어도 부분적으로 습윤된 SAP는 그 표면에 틈새(crevice)들을 포함하고,
    상기 섬유들은 상기 틈새들 내에 부착되는,
    방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 섬유의 부착 이후에 상기 SAP를 적어도 부분적으로 건조시킴으로써, 상기 SAP가 적어도 부분적으로 수축되도록 하고 상기 틈새들이 적어도 부분적으로 닫히도록 하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  22. 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 현탁액의 분무에 의하여 상기 액체 현탁액을 챔버의 제 1 구역 내로 도입하는 단계를 더 포함하고,
    상기 혼합은,
    상기 섬유들을 상기 챔버의 제 2 구역에 수용하는 단계; 및
    상기 SAP와 상기 섬유들의 혼합을 촉진하는 것을 포함하여 상기 SAP를 상기 제 2 구역에 도입함으로써, 섬유들이 상기 SAP 상에 지지되고 그로부터 연장되도록 하는 단계를 포함하는,
    방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 SAP와 상기 섬유들의 혼합 이전에 상기 제 1 구역으로부터 수분을 끌어들여 상기 수분을 SAP의 공급원으로 유도하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  24. 섬유-SAP 입자들을 형성하는 방법으로서,
    습윤 섬유들을 제공하는 단계 - 상기 습윤 섬유들을 제공하는 단계는, 액체 현탁액에 상기 습윤 섬유들을 제공하고 상기 액체 현탁액의 에어로졸을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 액체 현탁액은 상기 습윤 섬유들을 포함함 - ; 및
    상기 액체 현탁액의 에어로졸과 초흡수성 입자들(SAP)을 혼합하여 상기 섬유들의 적어도 일부가 상기 SAP의 적어도 일부에 부착되도록 함으로써 섬유-SAP 입자들을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  25. 섬유-SAP 입자들을 형성하는 방법으로서,
    에어로졸을 형성하는 단계 - 상기 에어로졸은, 가스 매체 내에 현탁된 습윤 섬유들을 포함함 - ; 및
    상기 에어로졸과 초흡수성 입자들(SAP)을 혼합하여 상기 습윤 섬유들의 적어도 일부가 상기 SAP의 적어도 일부에 부착되도록 함으로써 섬유-SAP 입자들을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 에어로졸을 형성하는 단계는, 액체 현탁액을 분무 건조하는 단계를 더 포함하고,
    상기 액체 현탁액은 액체와 상기 습윤 섬유들을 포함하는,
    방법.
  27. 제25항에 있어서,
    액체 현탁액을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 액체 현탁액을 형성하는 단계는, 상기 습윤 섬유들과 액체를 혼합하는 단계를 포함하는,
    방법.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 에어로졸을 형성하는 단계는 액체 현탁액을 분무하는 단계를 포함하고,
    상기 액체 현탁액은 액체와 상기 습윤 섬유들을 포함하는,
    방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10702626B2 (en) * 2016-12-22 2020-07-07 Lg Chem. Ltd. Method for preparing superabsorbent polymer and superabsorbent polymer
IT201900004097A1 (it) * 2019-03-21 2020-09-21 Gdm Spa Dispositivo di formatura di un nastro composito di un tampone assorbente per articoli assorbenti
KR102581880B1 (ko) * 2020-03-06 2023-09-26 유중도 초유 음이온 생리대
KR20230005255A (ko) 2020-04-30 2023-01-09 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. 엠보싱된 초흡수성 물질을 함유하는 흡수성 복합물
KR20220049962A (ko) * 2020-10-15 2022-04-22 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 제조용 중합 반응기

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3661154A (en) 1969-05-26 1972-05-09 David Torr Water-absorbing material
DE3641893A1 (de) * 1986-12-08 1988-06-09 Steen Hanfspinnerei Faserhaltiges polymerprodukt mit hoher absorptionsfaehigkeit, verfahren zu dessen herstellung und verwendung
US5432000A (en) * 1989-03-20 1995-07-11 Weyerhaeuser Company Binder coated discontinuous fibers with adhered particulate materials
US5300192A (en) * 1992-08-17 1994-04-05 Weyerhaeuser Company Wet laid fiber sheet manufacturing with reactivatable binders for binding particles to fibers
CN1095643C (zh) * 1994-12-09 2002-12-11 普罗克特和甘保尔公司 吸收性复合材料、其制备方法及包含该材料的吸收用品
EP2295493B1 (en) * 1996-12-13 2012-09-19 DSG International Limited Highly absorbent composite compositions, absorbent sheets provided with the compositions, and process for producing the same
JP3016367B2 (ja) * 1996-12-13 2000-03-06 株式会社日本吸収体技術研究所 高吸水性三次元複合体およびその製造方法
JPH1193073A (ja) * 1997-09-17 1999-04-06 Kao Corp ポリマーと繊維との複合体の製造法
US6387495B1 (en) * 1999-04-16 2002-05-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Superabsorbent-containing composites
US6794557B1 (en) * 1999-07-16 2004-09-21 Associated Hygienic Products Llc Disposable absorbent article employing an absorbent composite and method of making the same
US6497688B2 (en) * 1999-07-19 2002-12-24 Mcneil-Ppc, Inc. Absorbent article comprising flocked fibers
US6720073B2 (en) 2000-04-07 2004-04-13 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Material enhancement to maintain high absorbent capacity under high loads following rigorous process conditions
US6533978B1 (en) * 2000-08-03 2003-03-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process and apparatus for forming a stabilized absorbent web
US6720389B2 (en) * 2000-09-20 2004-04-13 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin and production process therefor
US6645407B2 (en) * 2001-12-14 2003-11-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process for making absorbent material with in-situ polymerized superabsorbent
KR100985399B1 (ko) 2002-07-18 2010-10-06 디에스지 인터내셔널 리미티드 초미세 셀룰로스 섬유의 제조방법 및 제조장치
CA2495919A1 (en) * 2002-08-26 2004-03-04 Tyco Healthcare Retail Services Ag Core for absorbent articles and method of making the same
US7367342B2 (en) * 2002-12-02 2008-05-06 Life Support Technologies, Inc. Wound management systems and methods for using the same
US20050129846A1 (en) 2003-12-10 2005-06-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods of preparing surface crosslinked superabsorbent-containing composites
EP1841380A4 (en) * 2004-07-19 2009-05-20 Bruce Fine SUPERABSORBENT BUFFER
JP5078131B2 (ja) 2007-03-27 2012-11-21 旭化成ケミカルズ株式会社 超高速吸収能力をもつ吸収性複合体
US20110172507A1 (en) * 2009-08-25 2011-07-14 Sns Nano Fiber Technology, Llc Textile Composite Material Comprising Nanofiber Nonwoven
DE102009055951A1 (de) 2009-11-27 2011-06-01 Glatfelter Falkenhagen Gmbh Absorbierende Struktur
US8372320B2 (en) 2010-04-27 2013-02-12 University Of Maine System Board Of Trustees Method for drying cellulose nanofibrils
US8802786B2 (en) * 2011-04-21 2014-08-12 Evonik Corporation Particulate superabsorbent polymer composition having improved performance properties
US20130260988A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Basf Se Color-Stable Superabsorbent
JP2014079566A (ja) * 2012-09-30 2014-05-08 Uni Charm Corp 吸収性物品
MX358551B (es) 2013-03-15 2018-08-23 Dsg Technology Holdings Ltd Articulo absorbente de capas multiples.
US9789014B2 (en) * 2013-03-15 2017-10-17 Dsg Technology Holdings Ltd. Method of making an absorbent composite and absorbent articles employing the same
BR112015032807B1 (pt) * 2013-07-03 2022-01-11 Dsg Technology Holdings Ltd Método de formação de um compósito absorvente para incorporação em um artigo absorvente descartável

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