KR19990076632A - Absorbent structure for liquid distribution - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흡수성 셀룰로스 섬유를 포함하고, 원하는 액체 운반성을 나타내는 흡수성 구조체를 개시한다. 본 발명의 하나의 양태에서, 흡수성 구조체는 습윤성 셀룰로스 섬유로 이루어져 있으며, 약 15 cm의 높이에서 1 분, 흡수성 구조체의 1 g/m2및 흡수성 구조체의 1인치 횡단면 폭 당 액체 약 0.002 그램 (g/min·gsm·inch) 이상의 수직액체유동 (Vertical Liquid Flux) 속도값을 나타낸다. 흡수성 구조체는 일회용 흡수용품에 사용하기에 적합하다.The present invention discloses an absorbent structure comprising absorbent cellulose fibers and exhibiting the desired liquid transportability. In one embodiment of the invention, the absorbent structure consists of wettable cellulose fibers, at one minute at a height of about 15 cm, 1 g / m 2 of absorbent structure and about 0.002 grams of liquid per inch cross-sectional width of the absorbent structure. / min · gsm · inch) or more. The absorbent structure is suitable for use in disposable absorbent articles.
Description
발명의 배경Background of the Invention
일회용 흡수용품의 목적은 전형적으로 신체 배설물을 처리하는 것이다. 액체 신체 배설물을 처리하기 위해, 흡수용품내의 흡수성 구조체(들)은 일반적으로 액체를 흡수용품내로 일차적으로 흡수한 다음, 그 액체를 흡수용품내로 분배시켜 흡수용품내에 액체를 보유할 수 있어야 한다.The purpose of disposable absorbent articles is typically to treat body feces. In order to process liquid body waste, the absorbent structure (s) in the absorbent article generally must first absorb the liquid into the absorbent article and then distribute the liquid into the absorbent article to retain the liquid in the absorbent article.
일반적으로, 흡수용품은 상대적으로 중앙 위치에서 액체에 의해 더럽혀진다. 중앙의 배설 위치에서의 흡수용량보다 더 많은 액체의 존재에 의해 발생되는 누출을 방지하기 위해, 중앙의 배설 위치로부터 흡수용품의 더 먼 위치로 액체를 멀리 전달해 주는 흡수성 구조체가 필요하다.Generally, the absorbent article is soiled by the liquid in a relatively central position. In order to prevent leakage caused by the presence of more liquid than the absorbent capacity at the central excretion position, an absorbent structure is needed that delivers the liquid away from the central excretion position to a position further away from the absorbent article.
흡수용품내의 흡수성 구조체에 의한 액체의 분배가 불충분하다면, 흡수성 구조체 용량의 이용 효율이 낮아질 것이다. 일반적으로, 시판되는 흡수용품은 과도한 절대 액체 포화 보유용량을 갖도록 설계된다. 따라서, 흡수용품의 총 흡수용량은 충분히 이용되지 않는 것이 보통이다. 흡수성 구조체에 의한 액체 분배 효율의 증가는, 동일한 양의 흡수성 구조체를 이용하는 흡수용품에 있어 더 높은 액체 포화 수준을 실현시켜 주거나, 액체 누출이 증가되지 않으면서 흡수용품의 동일한 액체 포화 수준의 실현을 달성하는 절대 용량의 사용을 더 적게 만든다. 흡수용품에서 동일한 액체 포화 수준의 실현을 달성하는 흡수성 구조체의 더 적게 사용할수록, 전형적으로 주위 환경에 폐기되는 흡수용품을 더 감소시킬 것이다.If the distribution of the liquid by the absorbent structure in the absorbent article is insufficient, the utilization efficiency of the absorbent structure capacity will be low. Generally, commercially available absorbent articles are designed to have excessive absolute liquid saturation retention capacity. Thus, the total absorbent capacity of the absorbent article is usually not fully utilized. Increasing the liquid distribution efficiency by the absorbent structure results in higher liquid saturation levels in absorbent articles using the same amount of absorbent structure, or in realizing the same liquid saturation level in the absorbent article without increasing liquid leakage. Makes less use of absolute capacity. The less use of the absorbent structure to achieve the realization of the same liquid saturation level in the absorbent article, the less will typically be the absorbent article that is disposed of in the surrounding environment.
따라서, 공지의 흡수성 구조체의 액체 전달 능력을 초과할 수 있는 흡수성 구조체를 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 중앙의 배변 위치로부터 흡수용품내의 원하는 더 먼 위치로 액체를 신속히 전달시킬 수 있는 흡수성 구조체를 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 비용 및 환경문제로 인해 천연 섬유를 이용하는 흡수성 구조체를 제조하는 것이 바람직하다.Thus, it is desirable to produce absorbent structures that may exceed the liquid delivery capability of known absorbent structures. It is also desirable to produce an absorbent structure that can rapidly transfer liquid from a central bowel position to a desired further location in the absorbent article. In addition, it is desirable to manufacture absorbent structures using natural fibers due to cost and environmental issues.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명의 일 측면은 습윤성 셀룰로스 섬유로 이루어져 있으면서 원하는 액체 전달 특성을 나타내는 흡수성 구조체에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to an absorbent structure composed of wettable cellulose fibers and exhibiting the desired liquid delivery properties.
본 발명의 하나의 양태에서, 흡수성 구조체는 습윤성 셀룰로스 섬유로 이루어져 있으면서, 약 15 cm의 높이에서 1 분, 흡수성 구조체의 1 g/m2, 및 흡수성 구조체의 1인치 횡단면 폭 당 액체 약 0.002 그램 (g/min·gsm·inch) 이상의 수직액체유동 (Vertical Liquid Flux) 속도값을 나타내는 것이다.In one aspect of the invention, the absorbent structure consists of wettable cellulose fibers, at a height of about 15 cm for 1 minute, 1 g / m 2 of the absorbent structure, and about 0.002 grams of liquid per 1 inch cross-sectional width of the absorbent structure ( g / min · gsm · inch) or more (Vertical Liquid Flux) velocity value.
본 발명의 다른 양태에서, 흡수성 구조체는 습윤성 셀룰로스 섬유로 이루어져 있으면서, 이 셀룰로스 섬유가 약 0.11 내지 약 0.25의 습윤 권축도 (Wet Curl value)를 나타내는 흡수성 구조체에 관한 것이다.In another aspect of the invention, the absorbent structure is directed to an absorbent structure comprising wettable cellulose fibers, wherein the cellulose fibers exhibit a Wet Curl value of about 0.11 to about 0.25.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 상대적으로 작은 부피의 흡수성 구조체를 사용하는, 유아용 기저귀와 같이 얇은 일회용 흡수용품을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 상대적으로 부피가 작고 상대적으로 고성능인 일회용 흡수용품을 제공하는 것이 바람직하다.In another aspect of the invention, it is desirable to provide a thin disposable absorbent article, such as a baby diaper, that uses a relatively small volume of absorbent structure. It is also desirable to provide a disposable absorbent article that is relatively small in volume and relatively high in performance.
하나의 양태에서, 상기 목적은 액체 투과성 상부시트, 이 상부시트에 부착된 하부시트, 및 이들 상부시트와 하부시트 사이에 배치된 흡수성 구조체로 이루어지면서, 상기 흡수성 구조체가 습윤성 셀룰로스 섬유로 이루어지고, 약 15 cm 높이에서 1 분, 흡수성 구조체의 1 g/m2, 및 흡수성 구조체의 1인치 횡단면 폭 당 약 0.002 그램(g/min·gsm·inch) 이상의 수직액체유동 속도값을 나타내는 일회용 흡수용품으로 달성된다.In one embodiment, the object consists of a liquid permeable topsheet, a bottomsheet attached to the topsheet, and an absorbent structure disposed between these topsheets and the bottomsheet, wherein the absorbent structure consists of wettable cellulose fibers, Disposable absorbent article having a vertical liquid flow rate value of 1 g / m 2 of absorbent structure, and about 0.002 grams (g / min · gsm · inch) per 1 inch cross-sectional width of the absorbent structure, for 1 minute at a height of about 15 cm. Is achieved.
본 발명은 일회용 흡수용품에 사용하기에 적합한 흡수성 구조체에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 습윤성 셀룰로스 섬유로 이루어져 있으면서 요구되는 액체 전달 특성을 나타내는 흡수성 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to an absorbent structure suitable for use in disposable absorbent articles. More specifically, the present invention relates to an absorbent structure consisting of wettable cellulose fibers and exhibiting the required liquid transfer properties.
본 발명의 하나의 측면은 습윤성 셀룰로스 섬유로 이루어져 있으면서 원하는 액체 전달 특성을 나타내는 흡수성 구조체에 관한 것이다.One aspect of the invention relates to an absorbent structure composed of wettable cellulose fibers and exhibiting the desired liquid delivery properties.
본 발명에서 사용되는 용어 "섬유" 또는 "섬유질"은 길이 대 직경의 비율이 약 10보다 큰 미립자 재료를 의미한다. 역으로 "비섬유" 또는 "비섬유질" 재료는 길이 대 직경의 비율이 약 10 이하의 미립자 재료를 의미한다.As used herein, the term "fiber" or "fibrous" means a particulate material having a length to diameter ratio of greater than about 10. Conversely, "non-fiber" or "non-fibrous" material means a particulate material having a length to diameter ratio of about 10 or less.
다양의 셀룰로스 섬유가 본 발명의 흡수성 구조체를 제조하는데 사용될 수 있다. 비제한적인 예시적인 섬유로는, 목재 펄프 섬유와 같은 목재 및 목재 제품; 면, 벼 및 에스파토우(esparto)와 같은 짚 및 풀, 사탕수수 깍지와 같은 줄기 및 갈대, 대나무, 주트(jute), 아마, 케내프(kenaf), 대마초, 리넨 및 라미와 같은 인피섬유를 갖는 줄기, 마닐라삼 및 사이잘삼과 같은 잎 섬유로 제조된 비목재성 종이 제조 섬유; 및 셀룰로스 아세테이트와 같은 재생 셀룰로스 또는 셀룰로스 유도체로부터 제조된 인조 섬유 등이 있다. 또한, 하나 이상의 셀룰로스 섬유의 혼합물도 이용할 수 있다.Various cellulose fibers can be used to make the absorbent structure of the present invention. Non-limiting exemplary fibers include wood and wood products, such as wood pulp fibers; Straw and grass such as cotton, rice and esparto, stems and reeds such as sugarcane pods, bast fibers such as bamboo, jute, flax, kenaf, cannabis, linen and ramie Non-wood paper making fibers made of leaf fibers such as stems, manila ginseng and sisal ginseng; And man-made fibers made from regenerated cellulose or cellulose derivatives such as cellulose acetate. In addition, mixtures of one or more cellulose fibers may also be used.
본 발명에서 사용된 용어 "습윤성"은 공기 중의 물의 접촉 각도가 90°미만으로 나타나는 섬유 또는 재료를 의미한다. 본 발명에서 유용한 셀룰로스 섬유는 공기 중의 물의 접촉 각도가 바람직하게는 약 10°내지 약 50°, 더욱 바람직하게는 20°내지 30°를 나타내는 것이다. 습윤성 섬유는 약 0℃ 내지 약 100℃의 온도, 적당하기로는 약 23℃와 같은 대기 조건에서 공기에서의 물의 접촉각도가 90°이하를 나타내는 섬유를 의미한다.As used herein, the term "wetability" means a fiber or material in which the contact angle of water in air is less than 90 °. Cellulose fibers useful in the present invention are those in which the contact angle of water in the air is preferably about 10 ° to about 50 °, more preferably 20 ° to 30 °. Wettable fiber refers to a fiber that exhibits a contact angle of water in air of 90 ° or less at atmospheric conditions such as about 0 ° C. to about 100 ° C., preferably about 23 ° C.
적합한 셀룰로스 섬유는 자연적으로 습윤성인 것들이다. 그런데, 자연적으로 비습윤성인 섬유 역시 사용될 수 있다. 적절한 방법에 의해 섬유 표면을 처리함으로써 다소의 습윤성을 부여해 줄 수 있다. 표면 처리된 섬유를 사용할 경우, 표면 처리는 일시적이지 않은 것이 바람직하다. 즉, 표면 처리는 처음의 액체 배변 또는 접촉에 의해 섬유의 표면으로부터 세척 제거되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 적용을 위해, 보통 비습윤성인 섬유의 표면 처리는, 대다수의 섬유가 3회의 연속적인 접촉 각도 측정(각 측정 사이에서 건조를 함)에 있어 공기에서의 물의 접촉각도가 90°미만을 나타낼 경우, 영구적인 것으로 간주될 것이다. 즉, 동일한 섬유에 대해 3회의 별도의 접촉각도 측정을 하여, 3회 전부에서 공기에서의 물의 접촉각도가 90°미만을 나타내면, 섬유의 표면 처리는 영구적인 것으로 간주될 것이다. 표면 처리가 일시적이라면, 표면 처리는 처음의 접촉각 측정중에 섬유로부터 세척 제거되는 경향을 보일 것이고, 이에 따라 그 아래 섬유의 비습윤성 표면이 노출되어 그 이후의 접촉각 측정치는 90°를 초과할 것이다. 유용한 습윤제로는, 폴리에틸렌 글리콜과 같은 폴리알킬렌 글리콜이 있다. 습윤제는, 유리하게도 처리할 섬유, 재료 또는 흡수성 구조체의 전체 중량의 약 5 중량% 미만, 바람직하게는 약 3 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 약 2 중량% 미만의 양으로 사용된다.Suitable cellulose fibers are those that are naturally wettable. By the way, naturally non-wetting fibers can also be used. By treating the fiber surface by an appropriate method, some wettability can be imparted. When using surface treated fibers, it is preferable that the surface treatment is not temporary. That is, the surface treatment is preferably not washed away from the surface of the fiber by the first liquid bowel movement or contact. For these applications, surface treatment of fibers that are usually non-wetting is such that when the majority of the fibers show a contact angle of water in air of less than 90 ° in three successive contact angle measurements (drying between each measurement), It will be considered permanent. That is, if three separate contact angle measurements were made on the same fiber and the contact angle of water in the air in all three times was less than 90 °, the surface treatment of the fiber would be considered permanent. If the surface treatment is temporary, the surface treatment will tend to be washed away from the fiber during the first contact angle measurement, thereby exposing the non-wetting surface of the fiber underneath and subsequent contact angle measurements will exceed 90 °. Useful wetting agents include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol. Wetting agents are advantageously used in amounts of less than about 5%, preferably less than about 3%, more preferably less than about 2% by weight of the total weight of the fibers, materials or absorbent structures to be treated.
습윤성 셀룰로스 섬유는 흡수성 구조체가 원하는 조건하에서 원하는 양의 액체를 전달시킬 수 있게 하는데 유효한 양으로 본 발명의 흡수성 구조체 중에 존재한다. 유리하게도, 습윤성 셀룰로스 섬유는 흡수성 구조체의 총 중량을 기준으로 약 50 내지 약 100 중량%, 바람직하게는 약 70 내지 약 100 중량%, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 약 100 중량%의 양으로 본 발명의 흡수성 구조체 중에 존재한다.The wettable cellulose fibers are present in the absorbent structure of the present invention in an amount effective to enable the absorbent structure to deliver the desired amount of liquid under the desired conditions. Advantageously, the wettable cellulose fibers are present in an amount of about 50 to about 100 weight percent, preferably about 70 to about 100 weight percent, more preferably about 80 to about 100 weight percent, based on the total weight of the absorbent structure. Is present in the absorbent structure.
공정 또는 제조중에, 셀룰로스 섬유는 더 이상 직선이지 않고 짧아지지 않게 되는 권축 (curl)이 종종 부여된다. 이러한 권축은 화학적 또는 기계적 수단에 의해 생성될 수 있다. 섬유의 권축은 섬유의 엉클림(kink), 꼬림 및(또는) 굴곡에 의한 섬유의 부분적인 축소를 측정하는 권축도에 의해 정량화될 수 있다. 본 발명의 목적상, 섬유의 권축도는 섬유를 2차원 평면으로 보아 결정하게 되는 2차원 평면상에서 측정된다. 섬유의 권축도를 결정하기 위해, 섬유를 포함하는 2차원 직사각형의 가장 긴 방향으로의 섬유 돌출 길이 (ℓ), 및 섬유의 실제 길이 (L)를 모두 측정한다. 화상 분석 방법을 사용하여 L과 ℓ을 측정할 수 있다. 적합한 화상 분석방법은 참고로 온전히 본 명세서에 도입된 미국 특허 제4,898,642호에 기술되어 있다. 섬유의 권축도는 다음의 수식으로부터 계산될 수 있다.During the process or manufacture, the cellulose fibers are often endowed with curls that are no longer straight and short. Such crimps can be produced by chemical or mechanical means. The crimp of the fiber can be quantified by the crimpness that measures the partial shrinkage of the fiber by kink, twist and / or flex of the fiber. For the purposes of the present invention, the crimp of the fiber is measured on a two-dimensional plane where the fiber is determined by looking in a two-dimensional plane. To determine the crimp of the fiber, both the fiber protrusion length (l) and the actual length (L) of the fiber in the longest direction of the two-dimensional rectangle containing the fiber are measured. L and L can be measured using an image analysis method. Suitable image analysis methods are described in US Pat. No. 4,898,642, which is incorporated herein by reference in its entirety. The crimp of the fiber can be calculated from the following equation.
권축도 = (L/ℓ) - 1Crimping degree = (L / ℓ)-1
셀룰로스 섬유의 권축 성질에 따라, 이러한 권축은 셀룰로스 섬유가 건조시 안정적일 수 있고, 습윤시 불안정할 수 있다. 본 발명의 흡수성 구조체를 제조하는데 유용한 셀룰로스 섬유는 습윤시 거의 안정적인 섬유 권축을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 셀룰로스의 이와 같은 특성은, 본 발명에서 기술하는 테스트 방법에 따라 측정하는 바와 같은 습윤 권축도에 의해 정량화될 수 있는데, 이는 섬유 시료로부터 약 4000과 같이 지정된 섬유 개수에 대한 섬유의 중간의 권축 평균을 측정한 길이이다. 따라서, 습윤 권축도는 각 섬유 개개의 습윤 권축도에 섬유의 실제 길이 (L)를 곱하여 합한 합계를 섬유의 실제 길이의 합으로 나눈 값이다. 여기서 주의 할 것은, 본 발명에서 결정된 습윤 권축도는, 단지 약 0.4 mm를 초과하는 길이를 갖는 섬유에 있어 필요한 값만을 사용하여 계산된다는 것이다.Depending on the crimping properties of the cellulose fibers, these crimps may be stable when the cellulose fibers are dry and may be unstable when wet. Cellulose fibers useful for making the absorbent structures of the present invention have been found to exhibit almost stable fiber crimps when wet. This property of cellulose can be quantified by wet crimping as measured according to the test method described in the present invention, which results in a median crimp average of fibers for a specified number of fibers, such as about 4000 from a fiber sample. Measured length. Thus, the wet crimp is the sum of the wet crimps of each fiber multiplied by the actual length (L) of the fibers and the sum divided by the sum of the actual lengths of the fibers. It should be noted here that the wet crimp determined in the present invention is calculated using only the values necessary for fibers having a length exceeding only about 0.4 mm.
일반적으로, 본 발명의 흡수성 구조체를 제조하는데 유용한 셀룰로스 섬유는 바람직하게는 약 0.11 내지 약 0.25, 더욱 바람직하게는 약 0.13 내지 약 0.22, 가장 바람직하게는 약 0.15 내지 약 0.20의 습윤 권축도를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 일반적으로, 적당한 습윤 권축도를 나타내는 셀룰로스 섬유는, 본 발명에서 원하는 액체 전달 특성을 나타내는 흡수성 구조체를 만드는 것으로 밝혀졌다. 이와는 달리, 일반적으로, 적당한 습윤 권축를 나타내지 않는 셀룰로스 섬유는, 본 발명의 요구되는 액체 전달 특성을 나타내는 흡수성 구조체를 만들지 못하는 것으로 밝혀졌다. 이에 따라, 셀룰로스 섬유의 습윤 권축도, 본 발명의 요구되는 액체 전달 특성을 나타내는 흡수성 구조체를 제조하는데 사용될 수 있는 셀룰로스 섬유인지 여부를 통상적으로 결정하는데 사용될 수 있다. 2개 이상의 셀룰로스 섬유의 혼합물이 본 발명의 흡수성 구조체를 제조하는데 사용된다면, 섬유의 혼합물이 바람직하게는 약 0.11 내지 약 0.25, 더욱 바람직하게는 약 0.13 내지 약 0.22, 가장 바람직하게는 약 0.15 내지 약 0.20의 습윤 권축도를 나타내어야 한다.Generally, the cellulose fibers useful for making the absorbent structures of the present invention are preferably those which exhibit a wet crimp of about 0.11 to about 0.25, more preferably about 0.13 to about 0.22, most preferably about 0.15 to about 0.20. Turned out. In general, cellulose fibers exhibiting adequate wet crimps have been found in the present invention to produce absorbent structures exhibiting the desired liquid delivery properties. In contrast, it has generally been found that cellulose fibers that do not exhibit adequate wet crimps do not produce absorbent structures that exhibit the required liquid transfer properties of the present invention. Accordingly, the wet crimp of cellulose fibers can also be used to routinely determine whether it is a cellulose fiber that can be used to make an absorbent structure exhibiting the required liquid delivery properties of the present invention. If a mixture of two or more cellulose fibers is used to make the absorbent structure of the present invention, the mixture of fibers is preferably from about 0.11 to about 0.25, more preferably from about 0.13 to about 0.22, most preferably from about 0.15 to about It should have a wet crimp of 0.20.
일반적으로, 더 스티프한 섬유는 스티프하지 않은 섬유에 비해 물중에서 권축을 비롯한 그 형상을 더 잘 유지한다. 이에 따라, 일반적으로 더 스티프한 섬유가 습윤시 흡수성 구조체의 다공도를 잘 유지하여, 액체에 더 투과성이 좋은 습윤 흡수성 구조체를 만들게 된다. 또한, 예컨데 흡수성 구조체가 임의의 응력에 노출된다면 섬유의 탄성 역시 유리하다. 섬유의 탄성은 응력이 제거되었을 때 섬유로 하여금 그 원래의 형태를 회복하고, 이에 따라 흡수성 구조체의 다공 구조를 회복하는 것을 돕는다. 또한, 이것은 흡수성 구조체의 액체 전달 특성을 유지하는데 있어 유리하다. 일반적으로, 섬유의 스티프니스와 탄성은, 산화, 술폰화, 열처리, 화학적 가교결합제와 같은 것에 의한 섬유의 가교결합, 또는 전분 또는 키토산(chitosan)과 같은 중합체에 의한 섬유의 사이징; 및 알칼리성 용액과 같은 팽윤제에 의해 섬유를 처리한 다음 섬유를 탈팽윤시키는 것과 같은 섬유의 고분자 구조의 변경과 같은 여러 가지 방법에 의해 향상될 수 있다.In general, more stiff fibers retain their shape, including crimps, better in water than non-stiff fibers. Accordingly, the stiffer fibers generally maintain the porosity of the absorbent structure well when wet, resulting in a wet absorbent structure that is more permeable to liquid. In addition, the elasticity of the fiber is also advantageous if the absorbent structure is exposed to any stress. The elasticity of the fiber helps the fiber to restore its original shape when the stress is removed, thus restoring the porous structure of the absorbent structure. This is also advantageous for maintaining the liquid transfer properties of the absorbent structure. In general, the stiffness and elasticity of the fibers can be determined by oxidation, sulfonation, heat treatment, crosslinking of the fibers such as by chemical crosslinkers, or sizing of the fibers by polymers such as starch or chitosan; And altering the polymer structure of the fiber, such as treating the fiber with a swelling agent such as an alkaline solution and then deswelling the fiber.
본 발명의 흡수성 구조체를 제조하는데 유용한 셀룰로스 섬유중에 매우 작은 섬유 또는 입자의 존재는, 일반적으로 흡수성 구조체의 액체 전달 성능에 부정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 여기에서 사용된 용어 "입자"는 약 0.2 mm보다 작은 길이를 갖는 매우 작은 섬유를 의미한다. 섬유 시료중의 입자의 중량%는, 예컨데 회사[Op Test Equipment Inc., 캐나다 온타리오 소재]로부터 입수가능한 섬유 품질 분석기인 Op테스트 제품번호 DA93과 같은 섬유분석 장치를 사용하여 결정할 수 있다. 이 장치는 본 발명에서 섬유 시료의 습윤 권축도를 측정하는데 사용된다. 이러한 입자는 흡수성 구조체의 다공도를 감소시켜 액체 전달을 지연시키는 것으로 보인다. 이리하여, 본 발명의 흡수성 구조체중에 존재하는 입자의 양이 가능한 최소화되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 섬유 시료중의 입자의 중량%는, 섬유 시료의 섬유의 총중량을 기준으로 약 4 중량% 이하, 바람직하게는 약 2 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 1 중량% 이하이다.The presence of very small fibers or particles in the cellulose fibers useful for making the absorbent structures of the present invention has generally been found to negatively affect the liquid delivery performance of the absorbent structures. The term "particle" as used herein refers to very small fibers having a length of less than about 0.2 mm. The weight percent of particles in the fiber sample can be determined using a fiber analysis device such as Optest Product No. DA93, a fiber quality analyzer available from, for example, Op Test Equipment Inc., Ontario, Canada. This apparatus is used in the present invention to measure the wet crimp of a fiber sample. These particles appear to reduce the porosity of the absorbent structure and retard liquid delivery. Thus, it is desirable that the amount of particles present in the absorbent structure of the present invention be minimized as much as possible. Preferably, the weight percent of particles in the fiber sample is about 4% by weight or less, preferably about 2% by weight or less and more preferably about 1% by weight or less based on the total weight of the fibers in the fiber sample.
본 발명의 흡수성 구조체를 제조하는데 유용한 셀룰로스 섬유는, 기계적, 화학적, 및 열적 공정 및 이들의 결합을 포함하는 다양한 방법에 의해 일반적으로 제조될 수 있다. 이러한 방법은, 셀룰로스 섬유를 사용하여 제조한 흡수성 구조체가 본 발명의 요구되는 액체 전달 특성을 나타내도록 하는 특성을 나타내는 셀룰로스 섬유를 만들어 주는 한, 적당하다.Cellulose fibers useful for making the absorbent structures of the present invention can generally be made by a variety of methods, including mechanical, chemical, and thermal processes and combinations thereof. Such a method is suitable as long as the absorbent structure made using cellulose fibers produces cellulose fibers exhibiting properties such that they exhibit the required liquid transfer properties of the present invention.
본 발명에서 유용한 셀룰로스 섬유를 제조하는 하나의 방법은, 섬유를 술폰화시키는 것이다. 이러한 방법은 미국 특허출원 제 08/250,186호(1994. 5. 27일 출원, 출원인 : R.Shet)에 일반적으로 기술되어 있는데, 그 개시 내용은 본 발명의 참고자료로 채택한다.One method of making cellulose fibers useful in the present invention is to sulfonate the fibers. Such a method is generally described in US patent application Ser. No. 08 / 250,186, filed May 27, 1994, filed by R. Shet, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
본 발명에서 유용한 셀룰로스 섬유를 제조하는 다른 하나의 방법은, 셀룰로스 섬유를 열처리하는 것이다. 일반적으로, 셀룰로스 섬유의 열처리가 사용된다면, 섬유에 바람직하지 않은 손상을 주지 않으면서 열처리된 섬유로부터 제조된 흡수성 구조체가 본 발명의 요구되는 액체 전달 특성을 나타내도록 섬유를 제조하는데 효과적인 온도와 시간의 임의의 결합 조건이 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 일반적으로, 셀룰로스 섬유는 약 100 내지 350℃, 바람직하게는 150 내지 300℃ 범위의 바람직한 온도에서 열처리될 것이다. 일반적으로, 열처리 공정은 약 0.1초 내지 약 10,000초 범위내의 시간에 걸쳐 연장될 것이다. 사용하는 온도가 높을수록, 요구되는 가교결합도를 달성하는데 일반적으로 필요한 시간은 짧아질 것이다. 예를 들면, 약 300 ℃의 온도가 사용된다면, 약 0.1 내지 약 10초의 처리시간만이 필요할 것이다. 이와는 달리, 약 150℃의 온도가 사용된다면, 약 1,000 내지 약 10,000초의 처리시산이 필요할 것이다.Another method of making cellulose fibers useful in the present invention is to heat the cellulose fibers. In general, if heat treatment of cellulose fibers is used, the absorbent structure made from the heat treated fibers without causing undesirable damage to the fibers may be applied at a temperature and time effective to produce the fibers to exhibit the required liquid transfer properties of the present invention. Any binding condition is suitable for use in the present invention. Generally, the cellulose fibers will be heat treated at the desired temperature in the range of about 100 to 350 ° C, preferably 150 to 300 ° C. In general, the heat treatment process will extend over time in the range of about 0.1 seconds to about 10,000 seconds. The higher the temperature used, the shorter the time normally required to achieve the required degree of crosslinking. For example, if a temperature of about 300 ° C. is used, only a treatment time of about 0.1 to about 10 seconds will be needed. Alternatively, if a temperature of about 150 ° C. is used, a treatment trial of about 1,000 to about 10,000 seconds will be required.
산성 촉매를 사용함에 의해 셀룰로스 섬유를 처리하는데 필요한 온도 및(또는) 시간이 감소될 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 용도로 적합한 산성 촉매로는, 광물산, 유기산, 루이스산, 및 산성염 등이 있다. 인산이 본 발명의 산성 촉매로서 적당한 산의 예이다. 산성 촉매는, 용해된 산성 촉매를 포함하는 슬러리에서 셀룰로스 섬유를 처리하고, 그 펄프를 요구되는 컨시스턴시 (consistency)로 압착한 다음, 압착된 펄프를 예비건조하는 공정에 의해 적용될 수 있다. 이와는 달리, 산성 촉매는 이미 압착된 펄프 시트상에 용액으로 분무한 다음, 압착 펄프 시트를 예비 건조할 수 있다. 산성 촉매는 셀룰로스 섬유의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 2 중량%의 양으로 사용될 수 있다.It has been found that by using acidic catalysts the temperature and / or time required to process cellulose fibers can be reduced. Acidic catalysts suitable for this use include mineral acids, organic acids, Lewis acids, acid salts and the like. Phosphoric acid is an example of an acid suitable as the acidic catalyst of the present invention. The acidic catalyst may be applied by a process of treating cellulose fibers in a slurry comprising dissolved acidic catalyst, compacting the pulp to the required consistency, and then predrying the compacted pulp. Alternatively, the acidic catalyst may be sprayed with a solution on the already compressed pulp sheet, followed by predrying the compressed pulp sheet. The acidic catalyst may be used in an amount of about 0.01 to about 2 weight percent based on the weight of the cellulose fiber.
본 발명에서 유용한 셀룰로스 섬유를 제조하는 다른 방법은, 셀룰로스 섬유를 팽윤시키기 위해 염기성 용액으로 셀룰로스 섬유를 처리하는 것이다. 염기성 용액은 수산화나트륨과 같은 알칼리 금속 수산화물 재료를 이용하여 제조될 수 있다. 일반적으로, 섬유에 바람직하지 않은 손상을 주지 않으면서 염기처리된 섬유로부터 제조된 흡수성 구조체가 본 발명의 요구되는 액체 전달 특성을 나타내도록 섬유를 제조하는데 효과적인 염기서 용액처리 및 시간의 임의의 결합 조건이 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 일반적으로, 셀룰로스 섬유를 먼저 염기성 용액에 가하고, 요구되는 만큼의 시간동안 침지한 다음, 산성 용액으로 약 pH7로 중성화한다. 그후, 처리된 셀룰로스 섬유는 흡수성 구조체를 제조하는데 사용될 수 있다.Another method of making cellulose fibers useful in the present invention is to treat the cellulose fibers with a basic solution to swell the cellulose fibers. Basic solutions can be prepared using alkali metal hydroxide materials such as sodium hydroxide. In general, any binding conditions of base solution solution and time effective to prepare the fibers such that the absorbent structures made from the base treated fibers exhibit the desired liquid transfer properties of the present invention without causing undesirable damage to the fibers. It is suitable for use in the present invention. Generally, cellulose fibers are first added to the basic solution, soaked for as long as required, and then neutralized to about pH 7 with acidic solution. The treated cellulose fiber can then be used to make the absorbent structure.
셀룰로스 섬유를 처리하는데 사용된 염기성 용액을 제조하기 위해 수산화나트륨이 사용된다면, 유리하게도 염기성 용액은 물 1ℓ당 수산화나트륨 약 50 내지 약 500그램, 바람직하게는 100 내지 300 그램인 농도를 가진다. 셀룰로스 섬유의 처리시간은 약 1 내지 약 10분이 유리하다.If sodium hydroxide is used to prepare the basic solution used to treat the cellulose fibers, the basic solution advantageously has a concentration that is about 50 to about 500 grams, preferably 100 to 300 grams of sodium hydroxide per liter of water. The treatment time of the cellulose fibers is advantageously from about 1 to about 10 minutes.
본 발명의 흡수성 구조체에 사용하기 위한 셀룰로스 섬유의 다른 제조방법으로는, 셀룰로스 섬유를 산화시키는 방법이 있다. 또한, 상기한 방법의 하나로부터 제조한 셀룰로스 섬유는 처리되지 않은 셀룰로스 섬유 또는 상기한 다른 하나의 방법으로 제조한 셀룰로스 섬유와 함께 혼합되어, 본 발명의 흡수성 구조체를 제조하는데 유용한 셀룰로스 섬유의 블렌드로 형성될 수 있다.Another method for producing cellulose fibers for use in the absorbent structure of the present invention is a method of oxidizing cellulose fibers. In addition, cellulose fibers made from one of the methods described above can be mixed with untreated cellulose fibers or cellulose fibers made by the other methods described above to form a blend of cellulose fibers useful for making the absorbent structure of the present invention. Can be.
일반적으로, 본 발명의 흡수성 구조체는 중앙의 액체 배변 위치로부터 흡수용품 또는 일회용 흡수용품내의 먼 위치로 액체를 신속하면서도 효과적으로 전달할 수 있다. 이러한 능력에 의해 본 발명의 흡수성 구조체은, 예컨데 일회용 흡수용품 내의 액체 분배 재료로서 유용할 것이다.In general, the absorbent structure of the present invention can quickly and effectively transfer liquid from a central liquid bowel position to a location remote in the absorbent article or disposable absorbent article. This ability makes the absorbent structure of the present invention useful, for example, as a liquid dispensing material in disposable absorbent articles.
예를 들어 유아용 기저귀의 경우, 약 200 g/m2의 기본 중량을 갖는 분배 재료의 약 8 g이, 약 100 ml, 바람직하게는 120 ml의 액체를 약 30분 내에 중앙의 액체 배변 위치로부터 약 15 cm 까지 떨어진 거리로 전달시킬 수 있는 것이 요구된다.For example, in the case of a baby diaper, about 8 g of dispensing material having a basis weight of about 200 g / m 2 is about 100 ml, preferably 120 ml of liquid within about 30 minutes from the central liquid bowel position. It is required to be able to transmit over distances up to 15 cm.
본 발명의 흡수성 구조체의 요구되는 액체 전달 특성의 하나는, 본 발명의 흡수성 구조체의 원하는 액체 전달 특성의 하나는, 흡수성 구조체가 약 15 cm의 높이에서 1 분, 흡수 구조체의 1 g/m2, 및 흡수성 구조체의 1인치 횡단면 폭 당, 바람직하게는 약 0.002 그램(g/min·gsm·inch) 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.0025 (g/min·gsm·inch) 이상, 가장 바람직하게는 약 0.003 (g/min·gsm·inch) 이상이고, 약 0.1 (g/min·gsm·inch) 이하의 수직액체유동 속도를 나타내는 것이다. 본 발명에서 사용된 흡수성 구조체의 수직액체유동 속도 값은, 흡수성 구조체의 규정된 양당 및 1 분당 중앙의 액체 배변 위치로부터 떨어진 특정 수직 거리만큼 경계를 가로질러 전달된 액체의 양을 나타내는 것이다. 약 15 cm의 높이에서 흡수성 구조체의 수직액체유동 속도는 본 발명에서 기술하는 테스트 방법에 따라 측정할 수 있다.One of the required liquid transfer properties of the absorbent structure of the present invention is that one of the desired liquid transfer properties of the absorbent structure of the present invention is that the absorbent structure is 1 minute at a height of about 15 cm, 1 g / m 2 , And at least about 0.002 grams (g / min · gsm · inch) per 1 inch cross-sectional width of the absorbent structure, more preferably at least about 0.0025 (g / min · gsm · inch), most preferably about 0.003 (g / min · gsm · inch) or more and about 0.1 (g / min · gsm · inch) or less. The vertical liquid flow rate value of the absorbent structure used in the present invention indicates the amount of liquid delivered across the boundary by a specific vertical distance away from the central liquid bowel position per defined amount and per minute of the absorbent structure. The vertical liquid flow rate of the absorbent structure at a height of about 15 cm can be measured according to the test method described herein.
본 발명의 흡수성 구조체의 요구되는 다른 액체 전달 특성은, 흡수성 구조체가 약 5 cm의 높이에서 바람직하게는 약 0.01 (g/min·gsm·inch) 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.015 (g/min·gsm·inch) 이상, 가장 바람직하게는 약 0.02 (g/min·gsm·inch)이상이고, 약 0.5 (g/min·gsm·inch) 이하의 수직액체유동 속도를 나타내는 것이다. 약 5 cm의 높이에서 흡수성 구조체의 수직액체유동 속도는 본 발명에서 기술하는 테스트 방법에 따라 측정할 수 있다.Other required liquid transfer properties of the absorbent structure of the present invention are that the absorbent structure is preferably at least about 0.01 (g / min.gsm.inch) at a height of about 5 cm, more preferably about 0.015 (g / min. gsm · inch) or more, most preferably about 0.02 (g / min · gsm · inch) or more and about 0.5 (g / min · gsm · inch) or less. The vertical liquid flow rate of the absorbent structure at a height of about 5 cm can be measured according to the test method described herein.
본 발명의 흡수성 구조체의 요구되는 또 다른 액체 전달 특성은, 흡수성 구조체가 바람직하게는 약 3.5 분 이하, 더욱 바람직하게는약 4 분 이하, 가장 바람직하게는 약 2.5 분 이하의 15 cm의 상승에 대한 액체의 위킹시간 (wicking time) 값을 나타내는 것이다. 본 발명에서 사용된 흡수성 구조체의 위킹시간 값은 중앙의 액체 배변 위치로부터 떨어진 특정 수직 거리만큼 액체를 전달하는데 요구되는 시간을 나타내는 것이다. 흡수성 구조체에 있어 15 cm의 상승에 대한 액체의 위킹시간 값은 본 발명에서 기술하는 테스트 방법에 따라 측정할 수 있다.Another required liquid delivery property of the absorbent structure of the present invention is that the absorbent structure has a resistance to a rise of 15 cm of preferably about 3.5 minutes or less, more preferably about 4 minutes or less, most preferably about 2.5 minutes or less. It represents the wicking time value of the liquid. The wicking time value of the absorbent structure used in the present invention indicates the time required to deliver the liquid by a specific vertical distance away from the central liquid bowel position. The wicking time value of the liquid for a rise of 15 cm in the absorbent structure can be measured according to the test method described herein.
본 발명의 흡수성 구조체는 본 발명의 요구되는 액체 전달 특성을 나타내는 밀도를 가져야 한다. 흡수성 구조체의 밀도는 일반적으로 흡수성 구조체의 다공도, 투과도 및 모세관 구조를 결정한다. 흡수성 구조체의 밀도가 너무 높으면, 일반적으로 흡수성 구조체의 모세관이 너무 작아 모세관이 상대적으로 높은 모세관 장력을 제공하고, 상대적으로 작은 모세관으로 인해 흡수성 구조체의 투과도는 상대적으로 낮아질 것이다. 흡수성 구조체의 투과도가 상대적으로 낮으면, 일반적으로 흡수성 구조체는 상대적으로 작은 양의 액체를 전달하여 흡수성 구조체의 수직액체유동 속도가, 예컨데 액체원으로부터 약 5 cm와 약 15 cm 각각에서 상대적으로 낮아질 것이다.The absorbent structure of the present invention should have a density that exhibits the required liquid delivery properties of the present invention. The density of the absorbent structure generally determines the porosity, permeability and capillary structure of the absorbent structure. If the density of the absorbent structure is too high, generally the capillary of the absorbent structure is so small that the capillary tube provides a relatively high capillary tension, and the relatively small capillary will result in a relatively low permeability of the absorbent structure. If the absorbent structure has a relatively low permeability, the absorbent structure will generally deliver a relatively small amount of liquid such that the vertical liquid flow rate of the absorbent structure will be relatively low at, for example, about 5 cm and about 15 cm from the liquid source, respectively. .
역으로, 흡수성 구조체의 밀도가 너무 낮으면, 흡수성 구조체의 투과도는 상대적으로 높아지게 될 것이다. 그런데, 일반적으로 흡수성 구조체의 모세관이 상대적으로 커서 모세관이 상대적으로 낮은 모세관 장력을 제공할 것인데, 이에 의해 흡수성 구조체가 액체원으로부터 약 15 cm의 높이와 같은 상대적으로 높은 상승위치로 액체를 신속히 전달할 수 없게 된다. 이리하여, 이러한 흡수성 구조체는 예컨데 액체원으로부터 약 5 cm의 높이에서는 상대적으로 높은 수직액체유동 속도를 나타낼 것이지만, 액체는 위킹상의 액체가 더 높아질 수록 점점 더 느리게 이동하여, 모두 멈출 것이다. 이리하여, 이러한 흡수성 구조체의 수직액체유동 속도는 예컨데 액체원으로부터 약 15 cm의 높이에서는 비교적 낮을 것이다.Conversely, if the density of the absorbent structure is too low, the permeability of the absorbent structure will be relatively high. In general, however, the capillary of the absorbent structure is relatively large so that the capillary tube provides a relatively low capillary tension, which allows the absorbent structure to quickly transfer liquid to a relatively high elevation, such as about 15 cm from the liquid source. There will be no. Thus, this absorbent structure will exhibit a relatively high vertical liquid flow rate, for example at a height of about 5 cm from the liquid source, but the liquid will move slower and slower as the liquid on the wicking gets higher. Thus, the vertical liquid flow rate of this absorbent structure will be relatively low, for example at a height of about 15 cm from the liquid source.
흡수성 구조체의 모세관 구조의 안정성에 따라, 흡수성 구조체의 밀도는, 액체가 흡수성 구조체의 모세관 구조 내부로 들어감에 따라 변화할 수 있다. 일반적으로, 흡수성 구조체의 구조적 안정성은, 흡수성 구조체의 전체적인 안정성 뿐만 아니라 예를 들어 흡수성 구조체중의 섬유의 측정된 형상, 권축, 스티프니스 또는 탄성에 의한 안정성과 같은 요인에 의존할 것이다. 흡수성 구조체의 구조적 변화는, 흡수성 구조체가 응력 또는 압력하에 있다면, 예를 들어 흡수성 구조체가 사람이 착용하는 기저귀에 사용될 때와 더욱 유사하다. 따라서, 흡수성 구조체가 액체를 흡수하거나 또는 이와는 달리 젖게 되거나 또는 응력 혹은 압력하에 있을 때 흡수성 구조체의 밀도가 거의 변하지 않고(않거나), 액체 또는 응력 혹은 압력이 흡수성 구조체로부터 제거된 후 흡수성 구조체가 그 밀도를 거의 회복하는 것이 바람직하다. 흡수성 구조체의 밀도의 안정성은, 예를 들어 각각 약 0.15 lb/inch2와 약 0.3 lb/inch2의 하중과 같은 다른 하중이 흡수성 구조체에 적용될 때 흡수성 구조체가 나타내는 밀도의 차이에 의해 정량화될 수 있다. 다른 하중에서 흡수성 구조체가 나타내는 밀도의 차이가 상대적으로 작다면, 흡수성 구조체는 구조적으로 안정한 것으로 생각될 수 있다. 흡수성 구조체의 구조를 특징짓는 다른 방법은, 흡수성 구조체의 공간 체적을 측정하는 방법이다.Depending on the stability of the capillary structure of the absorbent structure, the density of the absorbent structure may change as the liquid enters the capillary structure of the absorbent structure. In general, the structural stability of the absorbent structure will depend not only on the overall stability of the absorbent structure, but also on factors such as, for example, the measured shape, crimp, stiffness or elasticity of the fibers in the absorbent structure. The structural change of the absorbent structure is more similar when the absorbent structure is under stress or pressure, for example when the absorbent structure is used in a diaper worn by a person. Thus, when the absorbent structure absorbs or otherwise wets the liquid or is under stress or pressure, the density of the absorbent structure hardly changes (or otherwise), and the absorbent structure is removed after the liquid or stress or pressure is removed from the absorbent structure. It is desirable to recover almost. The stability of the density of the absorbent structure can be quantified by the difference in density exhibited by the absorbent structure when other loads are applied to the absorbent structure, for example, a load of about 0.15 lb / inch 2 and about 0.3 lb / inch 2 , respectively. . If the difference in density exhibited by the absorbent structure at different loads is relatively small, the absorbent structure can be considered structurally stable. Another method of characterizing the structure of an absorbent structure is a method of measuring the spatial volume of an absorbent structure.
요구되는 액체 전달 특성을 제공하는데 필요한 것 만큼 일회용 흡수용품에서 흡수성 구조체를 소량 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 본 발명의 흡수성 구조체는 바람직하게는 10 그램 이하, 더욱 바람직하게는 약 8 그램 이하, 가장 바람직하게는 약 7 그램 이하의 전체 중량을 나타낸다.It is generally desirable to use a small amount of absorbent structure in a disposable absorbent article as necessary to provide the required liquid delivery properties. Thus, the absorbent structure of the present invention preferably exhibits a total weight of 10 grams or less, more preferably about 8 grams or less and most preferably about 7 grams or less.
본 발명의 흡수성 구조체는 제조, 취급 및 사용중에 그 구조적 완전성을 유지하도록 하는 충분한 건조 및 습윤 인장강도를 나타내어야 한다. 일반적으로, 전형적인 습식 흡수성 구조체의 건조 및 습윤 인장강도는 본 발명의 흡수성 구조체에 적당하다. 역으로, 전형적인 기류식 흡수성 구조체의 건조 및 습윤 인장강도는 일반적으로 본 발명의 흡수성 구조체에 적당하지 않을 것이다. 일반적으로, 약 200 g/m2의 기본 중량을 가지는 본 발명의 흡수성 구조체은, 유리하게 흡수성 구조체의 1 인치 폭당 약 5000 gf 이상, 바람직하게는 7500 gf 이상, 더욱 바람직하게는 10000 gf 이상인 건조 인장강도를 나타내는 것이 바람직하다. 일반적으로, 본 발명의 흡수성 구조체는 유리하게 흡수성 구조체의 1 인치 폭당 약 500 gf 이상, 바람직하게는 1000 gf 이상, 더욱 바람직하게는 2000 gf 이상인 건조 인장강도를 나타내는 것이 바람직하다.Absorbent structures of the present invention must exhibit sufficient dry and wet tensile strength to maintain their structural integrity during manufacture, handling and use. In general, the dry and wet tensile strengths of typical wet absorbent structures are suitable for the absorbent structures of the present invention. Conversely, the dry and wet tensile strength of typical airflow absorbent structures will generally not be suitable for the absorbent structures of the present invention. Generally, absorbent structures of the present invention having a basis weight of about 200 g / m 2 advantageously have a dry tensile strength of at least about 5000 gf, preferably at least 7500 gf, more preferably at least 10000 gf per inch width of the absorbent structure. It is preferable to represent. In general, the absorbent structure of the present invention advantageously exhibits a dry tensile strength of at least about 500 gf, preferably at least 1000 gf, more preferably at least 2000 gf, per inch width of the absorbent structure.
필요하다면, 흡수성 구조체의 습윤 강도 특성을 향상시키기 위해 흡수성 구조체를 형성하는 섬유에 습윤 강력 수지를 가할 수 있다. 그런데, 습윤 강력 수지는 그 수지가 섬유의 습윤성에 불리한 영향을 미치지 않도록 충분한 친수성이 있어야 한다.If desired, a wet strong resin can be added to the fibers forming the absorbent structure to enhance the wet strength properties of the absorbent structure. However, the wet strong resin must have sufficient hydrophilicity so that the resin does not adversely affect the wettability of the fiber.
본 발명의 흡수성 구조체가 충분한 건조 및 습윤 인장강도를 나타내어야 하기 때문에, 흡수성 구조체를 제조하는데 사용된 공정은 습식 레이잉 공정인 것이 바람직하다. 이것은, 습식 레이잉 공정이 일반적으로 충분한 건조 및 습윤 인장강도를 나타내는 흡수성 구조체를 제공하기 때문이다. 이와는 대조적으로, 기류식(건식) 공정은 일반적으로 충분한 건조 및 습윤 인장강도를 나타내지 않는 흡수성 구조체를 초래한다.Since the absorbent structure of the present invention must exhibit sufficient dry and wet tensile strength, the process used to make the absorbent structure is preferably a wet laying process. This is because wet laying processes generally provide absorbent structures that exhibit sufficient dry and wet tensile strength. In contrast, airflow (dry) processes generally result in absorbent structures that do not exhibit sufficient dry and wet tensile strength.
바람직하게는, 흡수성 구조체를 제조하는데 사용된 공정은 비크레이프(uncreped)의 공기관통 건조(UCTAD) 공정이다. 이러한 공정은 예를 들어 미국 특허출원 제 08/310,186호(1994. 9. 21일 출원, 출원인 : Fungjou Chen 등)에 기술되어 있는데, 그 전체를 본 발명의 참고자료로 채택한다.Preferably, the process used to make the absorbent structure is an uncreped air through drying (UCTAD) process. Such a process is described, for example, in US patent application Ser. No. 08 / 310,186 (filed Sep. 21, 1994, filed by Fungjou Chen et al.), Which is hereby incorporated by reference in its entirety.
본 발명의 흡수성 구조체의 액체 전달 특성은, 단일의 흡수성 구조체에 비해 별개의 흡수성 구조체의 복수 층 또는 단면으로 이루어지는 복합체라면 향상될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이에 따라, 특정 크기 또는 치수의 단일의 흡수성 구조체를 제조하는 대신에, 서로 간에 부착 또는 결합되었을 때 단일의 흡수성 구조체와 거의 동일한 크기 및(또는) 치수의 복합체를 형성하는 별개의 다수 흡수성 구조체 층 또는 단면을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 일례로, 약 200 g/m2의 기본중량을 갖는 단일의 흡수성 구조체를 제조하는 대신에, 각각 약 50 g/m2의 기본중량을 갖는 4개의 별개 흡수성 구조체 층을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 서로 간에 효과적으로 부착 또는 결합된다면, 4개의 더 작은 흡수성 구조체 층은, 약 200 g/m2의 기본중량을 가지고 단일의 흡수성 구조체와 실질적으로 동일한 크기 및(또는) 치수를 가지는 복합체를 형성할 것이다.It has been found that the liquid transfer properties of the absorbent structure of the present invention can be improved if it is a composite consisting of multiple layers or cross sections of separate absorbent structures as compared to a single absorbent structure. Thus, instead of producing a single absorbent structure of a particular size or dimension, separate multiple absorbent structure layers or, when attached or bonded to each other, form a composite of approximately the same size and / or dimensions as a single absorbent structure or It may be desirable to produce a cross section. In one example, instead of making a single absorbent structure having a basis weight of about 200 g / m 2 , it may be desirable to make four separate absorbent structure layers each having a basis weight of about 50 g / m 2 . . If effectively attached or bonded to each other, the four smaller absorbent structure layers will form a composite having a basis weight of about 200 g / m 2 and having substantially the same size and / or dimensions as a single absorbent structure.
본 발명의 하나의 구체적인 양태에서, 액체 투과성 상부시트, 이 상부시트에 부착된 하부시트, 및 이들 상부시트와 하부시트 사이에 배치된 흡수성 구조체로 이루어지면서, 상기 흡수성 구조체가 습윤성 셀룰로스 섬유로 이루어지고, 요구되는 액체 전달 특성을 나타내는 일회용 흡수용품이 제공된다.In one specific embodiment of the present invention, the absorbent structure consists of wettable cellulose fibers, consisting of a liquid permeable topsheet, a bottomsheet attached to the topsheet, and an absorbent structure disposed between these topsheets and the bottomsheet. A disposable absorbent article is provided which exhibits the required liquid delivery properties.
본 발명의 하나의 구체적인 양태이 유아용 기저귀에서 흡수성 구조체를 사용하는 측면에서 기술되지만, 흡수성 구조체는 배변 연습용 팬티, 패드 및 생리대와 같은 여성용 보호용품, 실금용 제품, 케이프 및 가운과 같은 건강 보호용품과 같은 분야의 당업자에게 알려진 다른 일회용 흡수용품에 동일하게 적절히 사용되는 것으로 이해되어야 한다.While one specific aspect of the present invention is described in terms of using an absorbent structure in a baby diaper, the absorbent structure may be used for women's protective products, such as training pants, pads and sanitary napkins, incontinence products, such as health care products such as capes and gowns. It is to be understood that the same is appropriately used for other disposable absorbent articles known to those skilled in the art.
당업자라면 상부시트와 하부시트로 사용하기에 적합한 재료를 알 것이다. 상부시트로서 사용하기에 적합한 재료의 예는, 미세 기공성의 폴리올레핀 필름과 같은 증기 투과성 재료 뿐만 아니라 폴리올레핀 필름과 같은 액체 투과성 재료가 있다.Those skilled in the art will know suitable materials for use as the topsheet and bottomsheet. Examples of materials suitable for use as the topsheet are vapor permeable materials such as microporous polyolefin films as well as liquid permeable materials such as polyolefin films.
본 발명의 모든 측면에 따른 일회용 흡수용품은 일반적으로 사용중 체내 액체의 다수의 배변을 겪게 된다. 따라서, 일회용 흡수용품은, 바람직하게도 사용중 흡수용품과 그 구조체가 노출되게 되는 양의 체내 액체의 다수의 배변을 흡수할 수 있다.Disposable absorbent articles according to all aspects of the present invention generally undergo multiple bowel movements of the liquid in the body during use. Thus, the disposable absorbent article is preferably capable of absorbing multiple bowel movements of the body liquid in an amount to which the absorbent article and its structure are exposed during use.
시험 방법Test Methods
섬유의 습윤 권축Wet crimp of the fiber
신속하고, 정확하며 자동으로 섬유의 품질을 측정하는 기구를 사용하여 섬유의 습윤 권축도를 측정하였고, 이 기구는 캐나다 온타리오 호크스버리에 소재한 Op 테스트 이퀴프먼트 인크. (Op Test Equipment Inc.)에서 화이버 퀄리티 아날라이저 (Fiber Quality Analyzer), Op 테스트 제품 코드 DA93이란 상품명으로 시판 중이다.A fast, accurate and automatic fiber quality measuring instrument was used to measure the wet crimp of the fiber. This instrument is an Op Test Equipment Inc. located in Hawksbury, Ontario, Canada. Op Test Equipment Inc. is available under the trade names Fiber Quality Analyzer, Op Test Product Code DA93.
시료 핸드시트의 제조에 사용된 섬유 펄프로부터 섬유의 시료를 얻었다. 화이버 퀄리티 아날라이저에 사용하기 위해 섬유 시료를 600 mm 플라스틱 시료 비이커에 담았다. 화이버 퀄리티 아날라이저로 평가하기 위해 비이커 중의 섬유 농도가 초 당 약 10 내지 25 섬유가 될 때까지 비이커 중의 섬유 시료를 수도물로 희석하였다.A sample of the fiber was obtained from the fiber pulp used in the preparation of the sample handsheet. The fiber sample was placed in a 600 mm plastic sample beaker for use in a fiber quality analyzer. The fiber samples in the beakers were diluted with tap water until the fiber concentration in the beakers was about 10-25 fibers per second to evaluate with a fiber quality analyzer.
빈 플라스틱 시료 비이커를 수도물로 채우고 화이버 퀄리티 아날라이저 시험 챔버에 두었다. 그 다음 화이버 퀄리티 아날라이저의 <시스템 체크> 단추를 눌렀다. 수도물로 채워진 플라스틱 시료 비이커가 시험 챔버에 적절하게 놓여있을 경우, 화이버 퀄리티 아날라이저의 <OK> 단추를 눌렀다. 이에 따라, 화이버 퀄리티 아날라이저는 자가 시험을 수행하였다. 자가 시험 후 스크린 상에 경고가 나타나지 않을 경우, 기계는 섬유 시료를 시험할 준비가 된 것이다.Empty plastic sample beakers were filled with tap water and placed in a fiber quality analyzer test chamber. Then I pressed the System Check button on the Fiber Quality Analyzer. When the plastic sample beaker filled with tap water was properly placed in the test chamber, the <OK> button of the fiber quality analyzer was pressed. Accordingly, the fiber quality analyzer performed a self test. If no warning appears on the screen after the self test, the machine is ready to test the fiber sample.
수도물로 채워진 플라스틱 시료 비이커를 시험 챔버에서 제거하고 섬유 시료 비이커를 놓았다. 그 다음 화이버 퀄리티 아날라이저의 <Measure> 단추를 눌렀다. 그 다음 화이버 퀄리티 아날라이저의 <New Measurement> 단추를 눌렀다. 그 다음 섬유 시료의 확인명을 화이버 퀄리티 아날라이저에 타이핑 입력하였다. 그 다음 화이버 퀄리티 아날라이저의 <OK> 단추를 눌렀다. 그 다음 화이버 퀄리티 아날라이저의 <Option> 단추를 눌렀다. 섬유의 총 수를 4,000으로 맞추었다. 프린트로 출력되는 그래프 눈금의 파라메터는 자동으로 맞춰지거나 원하는 값으로 맞출 수 있다. 그 다음 화이버 퀄리티 아날라이저의 <Previous> 단추를 눌렀다. 그 다음 화이버 퀄러티 아날라이저의 <Start> 단추를 눌렀다. 섬유 시료 비이커가 시험 챔버내에 적절하게 놓인 경우, 화이버 퀄리티 아날라이저의 <OK> 단추를 눌렀다. 그 다음 화이버 퀄리티 아날라이저는 시험을 시작하였고, 플로우 셀 (flow cell)을 통해 지나가는 섬유를 디스플레이 하였다. 또한, 화이버 퀄러티 아날라이저는 초 당 약 10 내지 약 25 섬유이어야 하는, 플로우 셀을 통해 지나가는 섬유의 빈도수를 디스플레이 하였다. 섬유의 빈도수가 이 범위밖에 있을 경우, 화이버 퀄리티 아날라이저의 <Stop> 단추를 누르고 섬유 시료를 희석하거나 더 많은 섬유를 첨가하여 섬유의 빈도수가 원하는 범위내에 있도록하여야 한다. 섬유 빈도수가 충분할 경우, 화이버 퀄리티 아날라이저는 화이버 퀄리티 아날라이저가 자동으로 정지하는 시점인, 섬유수가 4000에 이를 때까지 섬유 시료를 시험하였다. 그 다음 화이버 퀄리티 아날라이저의 <Results> 단추를 눌었다. 화이버 퀄리티 아날라이저는 섬유 시료의 습윤 권축도를 계산하였고, 화이버 퀄리티 아날라이저의 <Done> 단추를 눌러서 프린트 출력하였다.The plastic sample beaker filled with tap water was removed from the test chamber and the fiber sample beaker was placed. Then I pressed the Fiber Quality Analyzer's <Measure> button. Then I pressed the <New Measurement> button on the fiber quality analyzer. The identification of the fiber sample was then typed into the fiber quality analyzer. Then I pressed the <OK> button on the fiber quality analyzer. Then I pressed the <Option> button on the fiber quality analyzer. The total number of fibers was set at 4,000. The parameters of the graph scale printed out can be automatically adjusted or set to desired values. Then I pressed the <Previous> button on the fiber quality analyzer. Then I pressed the <Start> button on the fiber quality analyzer. When the fiber sample beaker was properly placed in the test chamber, the <OK> button of the fiber quality analyzer was pressed. The fiber quality analyzer then started the test and displayed the fibers passing through the flow cell. In addition, the fiber quality analyzer displayed the frequency of fibers passing through the flow cell, which should be about 10 to about 25 fibers per second. If the frequency of the fiber is outside this range, press the <Stop> button on the fiber quality analyzer and dilute the fiber sample or add more fibers to ensure that the frequency of the fiber is within the desired range. If the fiber frequency was sufficient, the fiber quality analyzer tested the fiber samples until the fiber count reached 4000, which is the point at which the fiber quality analyzer automatically stopped. Then I pressed the <Results> button on the fiber quality analyzer. The fiber quality analyzer calculated the wet crimp of the fiber sample and printed out by pressing the <Done> button of the fiber quality analyzer.
습식-레이드 핸드시트의 제조Manufacture of wet-laid handsheets
보이쓰 (Voith) 코포레이션으로부터 시판되는 가로 세로 16 인치 (40.64 cm)의 캐스트 브론즈 습식-레이드 핸드시트 성형 몰드를 사용함으로써, 원하는 섬유 시료를 사용하여 평방 미터 당 약 200 g의 기본 중량을 가지고 가로 세로 17 인치 (43.18 cm)의 표준 핸드시트를 제조하였다.By using a 16 inch (40.64 cm) cast bronze wet-laid handsheet molding mold, available from Voith Corporation, having a basis weight of approximately 200 g per square meter using the desired fiber sample. A standard handsheet of 17 inches (43.18 cm) was made.
테스팅 머신스, 인트. (Testing Machines, Inc.)에서 시판되는, 브리티쉬 디스인테그레이터 (British Disintegrator) 혼합기를 실온 (약 23℃)에서 약 2 리터의 증류수 및 약 37.3 g의 섬유 시료로 채웠다. 브리티쉬 디스인테그레이터의 카운터를 0으로 맞추고 커버를 브리티쉬 디스인테그레이터에 놓았다. 카운터가 약 600으로 운전될 때까지 브리티쉬 디스인테그레이터를 켜 두었다. 별법으로, 브리티쉬 디스인테그레이터를 약 5분간 운전할 수도 있다. 버킷을 약 8 리터의 증류수로 채웠다. 그 다음 브리티쉬 디스인테그레이터의 내용물도 버킷에 부었다.Testing Machines, Ste. A British Disintegrator mixer, commercially available from Testing Machines, Inc., was charged with about 2 liters of distilled water and about 37.3 g of fiber sample at room temperature (about 23 ° C.). The counter on the British Disintegrator was set to zero and the cover was placed on the British Disintegrator. The British Disintegrator was left on until the counter was running at approximately 600. Alternatively, the British Disintegrator can run for about five minutes. The bucket was filled with about 8 liters of distilled water. The contents of the British disintegrator were then poured into the bucket.
약 12 인치 (30.48 cm) 깊이의 챔버를 가지는 핸드시트 성형기를 핸드시트 성형기 챔버의 상단에서 약 5 인치 (12.7 cm) 아래까지 수도물로 채웠다. 그 다음 버킷의 내용물을 핸드시트 성형기 챔버에 부었다. 전용 교반기를 사용하여 핸드시트 성형기 챔버의 현탁액을 혼합하였다. 교반기를 핸드시트 성형기의 정방형 모형에서 상하로 6회 서서히 이동하여 큰 와류가 아닌 약한 와류를 일으켰다. 그 다음 교반기를 제거하고 현탁액을 핸드시트 성형기의 성형 스크린을 통해 탈수하였다. 그 다음 핸드시트 성형기를 열고 블로팅지의 2개 층을 핸드시트의 상단에 두었다. 종방향으로 1 인치 (2.54 cm) 당 약 2.3 파운드 (1.04 kg)의 압력을 가지는 롤러를 형성된 핸드시트의 왼쪽, 오른쪽 및 중앙으로 각각 한번씩 앞뒤로 이동시켰다. 그 다음 형성된 핸드시트에 부착된 블로팅지를 성형 스크린에서 떼어내었다. 그 다음 블로팅지를 형성된 핸드시트가 위로 향하도록 테이블에 놓았다. 가로 세로 18 인치 (45.72 cm)의 4 메시 나일론 스크린을 핸드시트의 상단에 놓았다. 그 다음 블로팅지, 핸드시트 및 스크린을 뒤집어서 스크린을 하단, 블로팅지를 상단에 위치시켰다. 그 다음 스크린상에서 핸드시트를 떼내는, 블로팅지를 핸드시트에서 벗겨내었다. 바인더 클립을 사용하여 핸드시트의 가장자리를 스크린에 묶어 두었다. 핸드시트가 공기-건조되도록 밤새 두었다. 그 다음 스크린에 부착된 핸드시트를 오븐에 넣고 약 105℃에서 약 1시간동안 건조시켰다. 그 다음 핸드시트를 오븐에서 꺼내고 스크린으로부터 제거하였다. 그 다음 액체 분배 특성을 평가하기 위해 핸드시트를 준비하였다.A handsheet former having a chamber about 12 inches (30.48 cm) deep was filled with tap water down to about 5 inches (12.7 cm) from the top of the handsheet molder chamber. The contents of the bucket were then poured into the handsheet molding machine chamber. The suspension of the handsheet molding machine chamber was mixed using a dedicated stirrer. The stirrer was slowly moved up and down six times in the square model of the handsheet molding machine, causing a weak vortex rather than a large vortex. The stirrer was then removed and the suspension was dewatered through the forming screen of the handsheet molding machine. The handsheet molding machine was then opened and two layers of blotting paper were placed on top of the handsheet. A roller having a pressure of about 2.3 pounds (1.04 kg) per inch (2.54 cm) in the longitudinal direction was moved back and forth each once to the left, right and center of the formed handsheet. The blotting paper attached to the formed handsheet was then removed from the forming screen. The blotting paper was then placed on the table with the handsheet formed thereon facing up. A 4 inch nylon screen of 18 inches (45.72 cm) in width was placed on top of the handsheet. The blotting paper, handsheet and screen were then inverted to place the screen at the bottom and the blotting paper at the top. The blotting paper was then peeled off the handsheet, removing the handsheet from the screen. The edge of the handsheet was tied to the screen using a binder clip. The handsheets were left overnight to air-dry. The handsheet attached to the screen was then placed in an oven and dried at about 105 ° C. for about 1 hour. The handsheet was then taken out of the oven and removed from the screen. Then handsheets were prepared to evaluate the liquid distribution properties.
흡수성 구조체의 용적 및 건조 밀도Volume and dry density of absorbent structures
미국 뉴욕주 버팔로에 소재한 머신 코프. (Machine Corp.)로부터 시판되는 이스트맨 (Eastman)과 같은 직물톱을 사용하여, 본 명세서에 기재된 방법에 따라 제조된 핸드시트로부터, 폭이 약 2 인치 (5.08 cm)이고 길이가 약 15 인치 (38.1 cm)인 시료 핸드시트 재료의 스트립을 생성하였다. 가장자리 효과를 피하기 위해 핸드시트의 가장자리로부터 약 1 인치 (2.54 cm) 이상 떨어져서 시료 스트립을 잘라내었다. 수용해성 잉크를 사용하여 시료 스트립을 약 10 mm 간격으로 표시하였다.Machine Corp. in Buffalo, NY, USA. From a handsheet made according to the methods described herein, using a fabric saw such as Eastman, available from Machine Corp., a width of about 2 inches (5.08 cm) and a length of about 15 inches ( 38.1 cm) of a strip of sample handsheet material. Sample strips were cut out at least about 1 inch (2.54 cm) from the edge of the handsheet to avoid edge effects. Sample strips were marked at about 10 mm intervals using water soluble inks.
시료 스트립의 용적을 측정하기 위해, 약 0.01 mm 이상으로 정확한 용적 측정기를 사용하였고 이의 예는 미투토요 (Mitutoyo) 코포레이션으로부터 시판되는 용적 측정기가 있다. 용적 측정기의 바닥과 평행하고 약 1 인치 (2.54 cm)의 직경을 가지는 플래튼 (platen)을 사용하여 용적을 측정하였다. 시료 스트립의 용적은 시료 스트립의 길이를 따라 약 50 mm의 간격으로 측정한 다음 평균하였다. 그 다음 시료 스트립의 평균 용적을 사용하여, 시료 스트립의 중량 및 디멘젼 (dimension)에 사용하는 시료 스트립의 건조 밀도를 계산하였다. 시료 스트립의 습윤 밀도는 시료 스트립의 액체유동 값 (Liquid Flux value)을 평가한 후에 유사하게 측정할 수 있다.To measure the volume of the sample strip, a volumetric meter accurate to about 0.01 mm or more was used, an example of which is a volumetric meter available from Mitutoyo Corporation. The volume was measured using a platen parallel to the bottom of the volume meter and having a diameter of about 1 inch (2.54 cm). The volume of the sample strip was measured at an interval of about 50 mm along the length of the sample strip and then averaged. The average volume of the sample strip was then used to calculate the dry density of the sample strip used for the weight and dimension of the sample strip. The wet density of the sample strip can be similarly measured after evaluating the liquid flux value of the sample strip.
흡수성 구조체의 위킹 (wicking) 시간 및 수직액체유동Wicking time and vertical liquid flow of absorbent structure
미국 뉴욕주 버팔로에 소재한 머신 코프. (Machine Corp.)로부터 시판되는 이스트맨 (Eastman)과 같은 직물톱을 사용하여, 본 명세서에 기재된 방법에 따라 제조된 핸드시트로부터, 폭이 약 2 인치 (5.08 cm)이고 길이가 약 15 인치 (38.1 cm)인 시료 핸드시트 재료의 스트립을 생성하였다. 가장자리 효과를 피하기 위해 핸드시트의 가장자리로부터 약 1 인치 (2.54 cm) 이상 떨어져서 시료 스트립을 잘라내었다.Machine Corp. in Buffalo, NY, USA. From a handsheet made according to the methods described herein, using a fabric saw such as Eastman, available from Machine Corp., a width of about 2 inches (5.08 cm) and a length of about 15 inches ( 38.1 cm) of a strip of sample handsheet material. Sample strips were cut out at least about 1 inch (2.54 cm) from the edge of the handsheet to avoid edge effects.
시료 재료의 위킹 시간 및 수직액체유동 값을 측정하는 동안 시료 재료를 잡아두기 위해 암수 반쪽씩으로 구성된 장치를 사용하였다. 이 장치는 길이가 약 21 인치 (53.34 cm)이고 아교로 접착된 플렉시글라스 (Plexiglas)로 구성되었다. 작은 못들이 약 1 인치 (2.54 cm) 떨어진 수 바 (male bar)에 위치하였다. 암 (female) 절반부는 못에 맞도록 천공된 구멍을 가졌다. 4 메시의 나일론 스크린을 못 위에서 신장시켰다. 스크린은 양끝에서 시료 홀더에 비해 약 1 인치 (2.54 cm)가 짧았다. 나일론 스크린의 장력하에서 바가 구부러지는 것을 방지하는, 강화 플레이트가 바를 빳빳하게 하였다. 짧고, 편평하고 직각인 바는 스프링과 같이 작용하여 나일론 스크린을 신장시키고 시료를 그 자리에 유지시켰다.A device consisting of male and female halves was used to hold the sample material while measuring the wicking time and vertical liquid flow value of the sample material. The device was about 21 inches (53.34 cm) long and consisted of glued Plexiglas. Small nails were placed in the male bar about 1 inch (2.54 cm) apart. The female half had holes drilled to fit the nails. A four mesh nylon screen was stretched on the nail. The screen was about 1 inch (2.54 cm) shorter than the sample holder at both ends. The reinforcing plate tightened the bars, which prevented the bars from bending under the tension of the nylon screen. The short, flat and right angled bar acted like a spring to stretch the nylon screen and hold the sample in place.
시료 스트립의 하단 끝이 시료 홀더의 하단 가장자리보다 더 낮게 위치하도록 시료 스트립을 나일론 스크린 상에 놓아서, 시료 스트립이 실험의 시작시 액체 분배 집합체의 상단에 위치할 경우, 시료 스트립의 하단이 액체 표면과 단지 접촉하도록 하였다. 두 번째 4 메시 나일론 스크린을 신장시키고 시료 스트립의 상단에 위치시켰다. 2개의 강철 핀을 시료 스트립의 하단으로부터 각각 5, 10, 15 및 30 cm 지점에 시료 스트립을 통해 꽂아서 흡수된 액체의 중량으로 인한 시료 스트립의 움직임을 방지하였다. 시료 홀더의 암 절반부를 수 절반부 상에 맞추었다. 바인더 클립을 사용하여 함께 조립된 홀더를 유지하였다.The sample strip is placed on a nylon screen so that the bottom end of the sample strip is lower than the bottom edge of the sample holder, so that if the sample strip is placed on top of the liquid dispensing assembly at the beginning of the experiment, the bottom of the sample strip is flush with the liquid surface. Only contact was made. A second four mesh nylon screen was stretched and placed on top of the sample strip. Two steel pins were inserted through the sample strip 5, 10, 15 and 30 cm from the bottom of the sample strip, respectively, to prevent movement of the sample strip due to the weight of the absorbed liquid. The female half of the sample holder was fitted on the male half. A binder clip was used to hold the holders assembled together.
평가하는 동안, 시료 스트립 및 시료 홀더를 내부 직경 약 7.25 인치 (18.42 cm) 및 높이 약 24 인치 (60.96 cm)인 플렉시글라스 관상 봉입물에 담았다. 관이 흡기 보틀로부터 액체 분배 집합체를 거쳐 가기에 충분히 큰 관상 봉입물의 하단에 슬릿 (가로 약 0.25 인치 (0.64 cm), 세로 약 3 인치 (7.62 cm))이 존재한다. 관상 봉입물은 플렉시글라스의 편평한 조각으로 덮혀있다. 증류수를 실험전에 관상 봉입물의 벽에 분무하여, 관상 봉입물의 내측 상대 습도를 증가시켜 평가하는 동안 시료 스트립으로부터 물의 증발을 감소시켰다. 평가하는 동안의 상대 습도는 약 90 내지 약 98 상대 습도로 유지되어야 한다. 액체 분배 집합체 및 관상 봉입물은 조정성, 안정성 및 수평 유지를 위해 사용된 2개의 실험실용 잭 (jack) 상에 놓인 플렉시글라스 플레이트의 상단에 위치한다.During the evaluation, the sample strip and sample holder were placed in a plexiglass tubular enclosure about 7.25 inches (18.42 cm) in diameter and about 24 inches (60.96 cm) high. There is a slit (about 0.25 inches (0.64 cm) wide, about 3 inches (7.62 cm) wide) at the bottom of the tubular enclosure that is large enough for the tube to pass from the intake bottle to the liquid distribution assembly. The tubular inclusions are covered with flat pieces of plexiglass. Distilled water was sprayed onto the wall of the tubular inclusion prior to the experiment to reduce the evaporation of water from the sample strip during evaluation by increasing the inner relative humidity of the tubular inclusion. The relative humidity during the evaluation should be maintained at about 90 to about 98 relative humidity. Liquid distribution assemblies and tubular inclusions are placed on top of a plexiglass plate placed on two laboratory jacks used for adjustability, stability and leveling.
흡기 보틀을 0.9 중량%의 염화나트륨 수용액으로 채웠다. 흡기 보틀의 용액은 관상 봉입물의 하단에 있는 슬릿의 상위 가장자리와 평형이었다. 눈금을 공제하였다. 시료 홀더를 액체 분배 집합체의 상단에 위치시켰다. 시료 스트립의 하단 가장자리가 용액의 표면에 닿자마자 스탑워치로 측정을 시작하였다. 커버를 관상 봉입물의 상단에 두었다.The intake bottle was filled with 0.9% by weight aqueous sodium chloride solution. The solution of the intake bottle was equilibrated with the upper edge of the slit at the bottom of the tubular inclusion. The graduation was deducted. The sample holder was placed on top of the liquid dispensing assembly. The measurement was started with a stopwatch as soon as the bottom edge of the sample strip reached the surface of the solution. The cover was placed on top of the tubular insert.
액체가 시료 스트립을 따라 위로 이동하는 전방의 수직 거리 및 시료 스트립에 의해 흡수된 액체 중량을 다양한 시간에 대해 기록하였다. 시간 대 전방의 액체 높이를 좌표로 나타내어 약 5 cm 및 약 15 cm에서 위킹 시간을 측정하였다. 또한, 평가의 시작부에서 약 5 cm 내지 약 15 cm 높이까지 시료 스트립에 의해 흡수된 액체의 중량도 데이터로부터 측정하였다. 시료 스트립에 의해 흡수된 액체의 g을 각각 시료 스트립의 기본 중량 (g/m2); 액체가 특정 높이에 도달하기에 필요하기까지 시간 (min); 시료 스트립의 폭 (인치)로 나누어, 특정 높이에서 시료 스트립의 수직액체유동 값을 계산하였다.The vertical distance in front of the liquid moving up along the sample strip and the weight of the liquid absorbed by the sample strip were recorded for various times. The wicking time was measured at about 5 cm and about 15 cm by plotting the liquid height in front of time. In addition, the weight of the liquid absorbed by the sample strip from about 5 cm to about 15 cm high at the beginning of the evaluation was also determined from the data. G of liquid absorbed by the sample strip, respectively, is based on the basis weight of the sample strip (g / m 2 ); Time (min) before the liquid is needed to reach a certain height; Divided by the width (inches) of the sample strip, the vertical liquid flow value of the sample strip was calculated at the specified height.
<실시예 1><Example 1>
표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프를 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Bleached Southern Softwood (pine) kraft pulp was made into a wet-laid handsheet according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 2><Example 2>
표백된 노던 소프트우드 (가문비나무) 크래프트 펄프를 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Bleached Northern Softwood (Spruce) kraft pulp was made into a wet-laid handsheet according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 3><Example 3>
노던 더글라스 (Douglas) 전나무 펄프를 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Northern Douglas fir pulp was made into a wet-laid handsheet according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 4><Example 4>
NHB 416 펄프란 상품명으로 베이어하오이저 캄파니 (Weyerhaeuser Company)로부터 시판 중인 펄프를 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Pulps commercially available from Weyerhaeuser Company under the NHB 416 pulpran trade name were prepared as wet-laid handsheets according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 5>Example 5
HPZ 펄프란 상품명으로 버케이 셀룰로스 (Buckeye Cellulose)사로부터 시판 중인 펄프를 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Pulps commercially available from Buckeye Cellulose under the HPZ pulpran trade name were prepared as wet-laid handsheets according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 6><Example 6>
표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프를 약 200℃에서 약 20분간 오븐에서 열처리한 다음 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.The bleached Southern Softwood (pine) kraft pulp was heat treated in an oven at about 200 ° C. for about 20 minutes and then made into a wet-laid handsheet according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 7><Example 7>
표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프를 약 230℃에서 약 5분간 오븐에서 열처리한 다음 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.The bleached Southern Softwood (pine) kraft pulp was heat treated in an oven at about 230 ° C. for about 5 minutes and then made into a wet-laid handsheet according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 8><Example 8>
표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프를 약 230℃에서 약 5분간 오븐에서 열처리한 다음 아래의 절차에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.The bleached Southern Softwood (pine) kraft pulp was heat treated in an oven at about 230 ° C. for about 5 minutes and then made into a wet-laid handsheet according to the following procedure.
섬유를 약 30분간 히드로펄퍼 (hydropulper)에서 약 4%의 컨시스턴시로 펄프화하였다. 섬유를 저장 용기로 펌프하고 약 1.0%의 컨시스턴시로 희석하였다. 1톤 당 약 20 파운드 (9.07 kg)의 키멘 (Kymene) 557 LX 습윤 강화제를 저장 용기에 첨가하고 약 30분간 혼합되도록 두었다. 평방 미터 당 건조 중량 약 30 g의 단층으로 블렌드된 시트를 직물을 형성하는 알바니 (Albany) 94M 상에서 성형하고 약 5 인치 (약 127 mm) 수은의 진공으로 탈수하였다. 성형 직물을 분 당 약 69 피트 (약 0.35 m/sec)로 이동시켰다. 시트를 약 15% 러쉬 (rush) 운반기에서 분 당 약 60 피트 (0.30 m/sec)로 직물을 이동시키는 린드세이 (Lindsay) 952-S05로 옮겼다. 운반기에서 성형 직물 및 운반기 직물간의 진공은 약 10 인치 (약 254 mm) 수은이었다. 운반기 직물과 동일한 속도인 분 당 약 60 피트 (약 0.30 m/sec)로 이동하는, 린드세이 T116-1 직물인, 쓰루건조기 (throughdryer) 직물로 시트를 약 12 인치 (약 305 mm) 수은에서 진공 이동시켰다. 시트 및 쓰루건조기 직물을 약 200℉ (약 93℃)로 작동되는 허니콤 (Honeycomb) 쓰루건조기로 들어가기 직전에 약 12 인치 (약 305 mm) 수은의 제4진공 상에서 이동시키고 약 94 내지 98% 컨시스턴시의 최종 건조도로 건조시켰다. 시트를 약 70℉ (약 21℃)에서 약 50% 미만의 습도에서 5일에 걸쳐 에이징하였다.The fibers were pulped with about 4% consistency in hydropulper for about 30 minutes. The fibers were pumped into a storage vessel and diluted to about 1.0% consistency. About 20 pounds (9.07 kg) of Kymene 557 LX Wetting Enhancer per tonne was added to the storage vessel and allowed to mix for about 30 minutes. Sheets blended with a monolayer of about 30 g dry weight per square meter were molded on Albany 94M to form a fabric and dewatered with a vacuum of about 5 inches (about 127 mm) mercury. The molding fabric was moved at about 69 feet (about 0.35 m / sec) per minute. The sheets were transferred to Lindsay 952-S05, which moved the fabric at about 60 feet per minute (0.30 m / sec) in a 15% rush carrier. The vacuum between the forming fabric and the conveying fabric in the conveyer was about 10 inches (about 254 mm) mercury. Vacuum transfer of sheet from about 12 inches (about 305 mm) mercury to a throughdryer fabric, a Lindsey T116-1 fabric, traveling at about 60 feet per minute (about 0.30 m / sec) at the same speed as the carrier fabric I was. The sheet and tumble dryer fabrics are moved on a fourth vacuum of about 12 inches (about 305 mm) mercury and about 94 to 98% consistency just prior to entering a Honeycomb tumble dryer operated at about 200 ° F. (about 93 ° C.). Dried to final dryness. The sheets were aged at about 70 ° F. (about 21 ° C.) over 5 days at a humidity of less than about 50%.
<실시예 9>Example 9
약 60 중량%의 표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프 및 40 중량%의 펄프로 이루어지고, 베이어하오이저 캄파니로부터 NHB416 펄프란 상품명으로 시판되는, 셀룰로스 섬유 혼합물을 제조하였다. 그 다음 혼합물을 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.A cellulose fiber mixture was prepared, consisting of about 60% by weight bleached Southern Softwood (pine) kraft pulp and 40% by weight pulp, sold under the NHB416 pulpran trade name from Bayer OH Company. The mixture was then made into a wet-laid handsheet according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 10><Example 10>
약 60 중량%의 표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프 및 약 40 중량%의 펄프로 이루어지고, 버케이 셀룰로스사로부터 HPZ 펄프란 상품명으로 시판되는, 셀룰로스 섬유 혼합물을 제조하였다. 그 다음 혼합물을 실시예 8에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.A cellulose fiber mixture was prepared, consisting of about 60% by weight bleached Southern Softwood (pine) kraft pulp and about 40% by weight pulp, commercially available from Burke Cellulose under the HPZ pulpran trade name. The mixture was then prepared into a wet-laid handsheet according to the method described in Example 8.
<실시예 11><Example 11>
조금도 건조되지 않았고 표백되었으며 컨시스턴시가 약 35 중량%인 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프를 약 25℃에서 약 5분간 물 1 리터 당 수산화나트륨 약 200 g의 농도인 수산화나트륨 용액 중에서 적셨다. 생성되는 펄프를 물로 세척하고 아세트산으로 약 pH 6.5로 중화시킨 다음 본 명세서의 시험 방법부에서 기재된 절차에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Southern softwood (pine) kraft pulp, which was not dried, bleached and had a consistency of about 35% by weight, was soaked in a sodium hydroxide solution at a concentration of about 200 g of sodium hydroxide per liter of water at about 25 ° C. for about 5 minutes. The resulting pulp was washed with water and neutralized with acetic acid to about pH 6.5 and prepared as a wet-laid handsheet according to the procedure described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 12><Example 12>
조금도 건조되지 않았고 표백되었으며 컨시스턴시가 약 35 중량%인 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프를 약 25℃에서 약 5분간 물 1 리터 당 수산화나트륨 약 200 g의 농도인 수산화나트륨 용액 중에서 적셨다. 생성되는 펄프를 물로 세척하고 아세트산으로 약 pH 6.5로 중화시켰다. 수산화나트륨 용액으로 처리된 섬유 약 80 중량% 및 비처리되고 조금도 건조되지 않고 표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프 약 20 중량%로 이루어지는, 셀룰로스 섬유 혼합물을 제조하였다. 그 다음 셀룰로스 섬유 혼합물을 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Southern softwood (pine) kraft pulp, which was not dried, bleached and had a consistency of about 35% by weight, was soaked in a sodium hydroxide solution at a concentration of about 200 g of sodium hydroxide per liter of water at about 25 ° C. for about 5 minutes. The resulting pulp was washed with water and neutralized with acetic acid to about pH 6.5. A cellulose fiber mixture was prepared, consisting of about 80% by weight fibers treated with sodium hydroxide solution and about 20% by weight untreated, undried, bleached Southern Softwood (pine) kraft pulp. The cellulose fiber mixture was then made into a wet-laid handsheet according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 13>Example 13
조금도 건조되지 않았고 표백되었으며 컨시스턴시가 약 35 중량%인 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프를 약 25℃에서 약 5분간 물 1 리터 당 수산화나트륨 약 200 g의 농도인 수산화나트륨 용액 중에서 적셨다. 생성되는 펄프를 물로 세척하고 아세트산으로 약 pH 6.5로 중화시켰다. 수산화나트륨 용액으로 처리된 섬유 약 50 중량% 및 비처리되고 조금도 건조되지 않고 표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프 약 50 중량%로 이루어지는, 셀룰로스 섬유 혼합물을 제조하였다. 그 다음 셀룰로스 섬유 혼합물을 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Southern softwood (pine) kraft pulp, which was not dried, bleached and had a consistency of about 35% by weight, was soaked in a sodium hydroxide solution at a concentration of about 200 g of sodium hydroxide per liter of water at about 25 ° C. for about 5 minutes. The resulting pulp was washed with water and neutralized with acetic acid to about pH 6.5. A cellulose fiber mixture was prepared, consisting of about 50% by weight fibers treated with sodium hydroxide solution and about 50% by weight untreated, undried, unbleached Southern Softwood (pine) kraft pulp. The cellulose fiber mixture was then made into a wet-laid handsheet according to the methods described in the Test Methods section of this specification.
<실시예 14><Example 14>
표백된 써던 소프트우드 (소나무) 크래프트 펄프를 약 0.1 중량%의 인산을 포함하는 수용액으로 적시고, 약 150℃에서 약 20분간 오븐에서 열처리한 다음, 본 명세서의 시험 방법부에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.The bleached Southern Softwood (pine) kraft pulp is wetted with an aqueous solution containing about 0.1% by weight of phosphoric acid, heat treated in an oven at about 150 ° C. for about 20 minutes, and then wet- Made with laid handsheets.
<실시예 15><Example 15>
술폰화된 펄프를 실시예 8에 기재된 방법에 따라 습식-레이드 핸드시트로 제조하였다.Sulfonated pulp was prepared into a wet-laid handsheet according to the method described in Example 8.
핸드시트의 제조에 사용된 펄프의 시료를 본 명세서에 기재된 시험 방법에 따른 습윤 권축도를 평가하였다. 제조된 핸드시트를 본 명세서에 기재된 시험 방법에 따라 기본 중량, 건조 밀도, 수직액체유동 (각각 5 cm 및 15 cm에서) 및 위킹 시간 (15 cm에서)을 평가하였다.Samples of pulp used in the preparation of the handsheets were evaluated for wet crimping according to the test methods described herein. The prepared handsheets were evaluated for basis weight, dry density, vertical liquid flow (at 5 cm and 15 cm, respectively) and wicking time (at 15 cm) according to the test methods described herein.
본 발명이 그의 특정 양태에 대해 상세하게 기재되어 있으나, 상기 발명을 이해하는 당업계의 숙련자들은 이들 양태의 개질, 변형 및 등가물을 쉽게 고안할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허 청구의 범위 및 그에 대한 등가물로서 산정되어야 한다.Although the present invention has been described in detail with respect to particular embodiments thereof, it will be appreciated that those skilled in the art who understand the invention may readily devise modifications, variations, and equivalents thereof. Therefore, the scope of the present invention should be calculated as the appended claims and equivalents thereof.
Claims (27)
Applications Claiming Priority (4)
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| US60/008,994 | 1995-12-21 | ||
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