KR20010022086A - 유체 취급성이 개선된 동시성형 물질 및 제조 방법 - Google Patents

유체 취급성이 개선된 동시성형 물질 및 제조 방법 Download PDF

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KR20010022086A
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synthetic fibers
absorbent article
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KR1020007000655A
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알리 야히아오우이
찰스 에드워드 세컨드 볼리안
대릴 스티븐 벨
낸시 앤 세슨
Original Assignee
로날드 디. 맥크레이
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

다수의 합성 섬유, 다수의 합성 섬유와 혼합된 다수의 천연 섬유, 및 합성 섬유에 도포된 에톡실화 수소화 지방유, 단당류, 단당류 유도체, 다당류, 다당류 유도체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 계면활성제 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 복합 물질. 통합된 복합 물질은 여성 위생 제품, 기저귀, 배변 연습용 바지, 흡수성 속팬츠 및 성인 요실금 제품 등의 개인 위생 흡수 용품에 사용하기 특히 적합하다.

Description

유체 취급성이 개선된 동시성형 물질 및 제조 방법 {Coform Material Having Improved Fluid Handling and Method for Producing}
생리대, 일회용 기저귀, 요실금용 패드 등의 개인 위생 흡수 용품이 널리 사용되고 있고, 이러한 용품의 유효성 및 기능성을 증가시키기 위해 더 많은 노력이 기울여졌다. 이러한 용품들은 일반적으로는 액체 불투과성 장벽 시트로 백킹된 액체 흡수 물질을 포함한다. 안락감을 강화하기 위하여, 흡수 물질은 제품의 적어도 신체에 접하는 표면을 씌우는 외장 물질을 갖는다. 이 커버 물질은 흡수 물질을 포함할 뿐만 아니라 착용자가 이전에 습윤된 흡수 물질로부터의 수분과 연속적으로 직접 접촉하는 것으로부터 보호한다. 커버 물질은 전형적으로 비교적 낮은 기본 중량의 부직포이다.
부직포의 제조는 다양한 제품을 형성하는 데 사용하기 위한 웹을 제조하기 위하여 오랫동안 멜트블로운, 동시성형 및 다른 기술을 사용하였다. 동시성형 부직포는 부직 웹을 형성하는 데 있어서 개별적인 중합체와 부가적 스트림을 단일 침착 스트림으로 합침으로써 제조한다. 이러한 방법은 예를 들면, 참고 문헌으로 본 명세서에 도입되는 앤더슨 (Anderson) 등의 미국 특허 제4,100,324호에 교시된다. 라우 (Lau)의 미국 특허 제4,818,464호는 부직 웹에서 수지 섬유와 함께 압출 다이의 중앙 슈트를 통하여 초흡수 물질 뿐만 아니라 펄프, 셀룰로오스 또는 스테이플 섬유를 도입하는 것을 개시하였다. 생성되는 웹의 특성, 예를 들면 강도 및 흡수성을 바꾸기 위하여 펄프, 스테이플 섬유 또는 다른 물질을 가하였다.
도 1은 동시성형 부직포를 제조하기 위한 종래 기술 방법 및 장치의 부분 개략 측면도이다. 기본적으로는, 동시성형 부직 웹의 형성 방법은 용융된 중합체 물질을 다이 헤드 (11)를 통해서 미세한 스트림으로 압출시키고 노즐 (12 및 13)로부터 공급된 고속의 가열된 가스 (보통 공기)의 흐름을 집중시킴으로써 스트림을 가능게 하여 중합체 스트림을 작은 직경의 비연속적인 미세섬유로 절단하는 것을 포함한다. 다이 헤드는 바람직하게는 하나 이상의 직선 줄로 된 압출 구멍을 포함한다. 일반적으로는, 생성되는 미세섬유는 단지 약 10 미크론 이하의 평균 섬유 직경을 가지고, 만일 존재한다면 미세섬유의 아주 소량만이 직경 10 미크론을 초과한다. 미세섬유의 평균 직경은 약 1 미크론보다 보통 크고, 바람직하게는 약 2-6 미크론의 범위이고 평균 약 5 미크론이다. 미세섬유는 주로 비연속성인 한편, 이들은 일반적으로는 스테이플 섬유와 일반적으로 결합된 길이를 초과한다.
제1 가스 스트림 (10)은 개별화된 목재 펄프 섬유를 함유하는 제2 가스 스트림 (14)과 융합되어 두 개의 서로 다른 섬유 물질을 단일 단계에서 합친다. 개별화된 목재 펄프 섬유는 전형적으로는 길이가 약 0.5 내지 10 mm, 길이 대 최대 폭 비가 약 10/1: 400/1이다. 전형적인 단면은 불규칙한 폭 30 미크론 및 두께 5 미크론이다. 이어서 합쳐진 공기 스트림은 성형 표면으로 향하여져서 부직포를 공기 성형한다. 도 1에서 도시되는 구성에서, 제2 가스 스트림 (14)은 펄프 시트 (21)를 개별적인 섬유로 분리하기 위한, 픽킹 (picking) 돌기를 갖는 픽커 로우 (picker row) (20)를 포함하는 펄프 시트 분리 장치에 의하여 형성된다. 펄프 시트 (21)는 방사상, 즉 로우 (22)에 의하여 픽커 로우 (20)로 픽커 로우 반경을 따라서 공급된다. 픽커 로우 (20) 상의 돌기가 펄프 시트 (21)를 개별적인 섬유로 분리하고, 생성되는 분리된 섬유는 제1 공기 스트림 쪽으로 성형 노즐 또는 관 (23)를 통하여 아래쪽으로 이송된다. 하우징 (24)는 픽커 로우 (20)을 둘러싸고, 하우징 (24)와 픽커 로우 표면 사이에 통로 (25)를 제공한다. 공정 공기는 성형 관 (23)을 통하여 픽커 돌기의 속도에 근접하는 속도로 섬유를 이송하기 위한 매질로 작용하기에 충분한 양으로 관 (26)에 의하여 통로 (25)에서 픽커 로우에 공급된다. 공기는 임의의 통상적인 수단 예를 들면, 송풍기에 의하여 공급될 수 있다.
합쳐진 스트림 (15)에서 섬유 블렌드를 완전한 섬유 매트 또는 웹으로 전환시키기 위하여, 스트림 (15)를 두꺼운 한쌍의 진공 노즐 (32 및 33) 상에서 연속적으로 회전하는 소공성 표면을 갖는 한 쌍의 진공 롤 (30 및 31)의 닙으로 통과시킨다. 합쳐진 스트림 (15)이 롤 (30 및 31)의 닙에 들어갈 때, 운반 가스는 두 개의 진공 노즐 (32 및 33)으로 흡입되면서 섬유 블렌드가 지지되고 두 개의 롤 (30 및 31)의 마주한 표면에 의하여 약간 압축된다. 이는 진공 롤 닙으로부터 제거되어 권취 롤 (35)로 전달되도록 허용하기에 충분한 완전성을 가진 통합된 자가 지지 섬유 웹 (34)을 형성한다.
상기에 설명된 바와 같은 여성 위생 제품의 커버 물질을 통한 각각의 액체 적용 또는 배설을 즉시 이전시키기 위한 요구조건을 만족하기 위하여, 커버 물질의 표면 또는 부직포를 형성하는 섬유의 표면이 우선 액체로 습윤되는 것이 필요하다. 부직 웹 또는 그의 섬유의 습윤성은 계면활성제로 그의 표면을 처리하여 달성할 수 있음이 공지되어 있다. 예를 들면, 하트만 (Hartmann) 등의 미국 특허 제4,413,032호 및 쉬말즈 (Schmalz)의 미국 특허 제5,045,387호를 참고한다. 이러한 물질에 습윤성을 부여하는 다른 방법은 예를 들면, 핸슨 (Hansen) 등의 미국 특허 제5,456,982호에 교시되어 있으며, 이문헌에서는 계면활성제를 시이드 성분에 혼입하고 임의적으로는 시이드 성분 중에 친수성 중합체 또는 공중합체를 포함시켜 영구적인 친수성 표면 특성이 이성분 섬유에 제공된다. 또한 부직 물질의 제조를 위하여 폴리올레핀 함유 주형 또는 스핀 용융된 조성물에 스테아르산 또는 올레산에서 발견되는 것에 대응하는 탄소 원자 12-20개, 바람직하게는 탄소 원자 18개의 선형 직쇄 잔기를 갖는 아민을 포함하는 하나 이상의 M,M-폴리알콕실레이트 10-22개 탄소의 지방산 아민, 및 스테아르아미드와 같은 제1 또는 제2의 10-22개 탄소의 지방산 아미드 약 60% 이하 (개질제 조성물의 0.1-45 중량%를 포함함)를 포함하는 개질제 조성물을 혼입하는 것을 교시하는 해링턴 (Harrington)의 미국 특허 제5,582,904호를 참조한다.
발명의 요약
본 발명의 하나의 목적은 공지된 물질에 있어서 유체 취급성이 향상된 개인 위생 흡수 용품에 사용하기 적합한 동시성형 물질을 제공하는 것이다. 향상된 유체 취급성이라 함은 여러회의 배설 후에도 강화된 유체 흡수 속도를 가지며 상당히 내구성의 친수성을 갖는 물질을 의미한다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적은 다수의 합성 섬유, 다수의 합성 섬유와 혼합된 다수의 천연 섬유, 및 다수의 합성 섬유에 도포된 에톡실화 수소화 지방유, 단당류, 단당류 유도체, 다당류, 다당류 유도체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 계면활성제 처리 시스템을 포함함을 특징으로 하는 통합된 복합 물질 (동시성형, 부직포)로 달성된다. 이러한 합성 섬유들은 바람직하게는 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유이고 천연 섬유는 바람직하게는 펄프 섬유이다. 본 발명의 통합된 복합 구조에서, 펄프 섬유는 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유로 혼합되고(거나) 싸여진다. 계면활성제를 합성 섬유에 도포하는 것이 요구되지만, 본 발명의 특히 바람직한 실시양태에 따라서, 합성 섬유 및 천연 섬유 모두를 계면활성제 처리 시스템으로 코팅한다.
본 발명의 통합된 복합 물질은 제한된 사용 또는 일회용 품목 즉, 버려지기 전에 적은 횟수 또는 가능하다면 단지 일회 사용되는 제품 및(또는) 구성 요소에 사용하기 적합하다. 이러한 제품의 예는 생리대, 기저귀, 용변 연습용 바지, 요실금 의복, 붕대, 와이프 (wipe) 등과 같은 개인 위생 흡수 제품을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 여성 위생 제품 등의 일회용 개인 위생 흡수 용품에 사용하기에 적합한 유체 취급 특성이 개선된 동시성형 물질에 관한 것이다. 개선된 유체 취급성은 여러회 배설에 대한 강화된 유체 흡수 속도 및 상당히 내구성의 친수성을 부여하는 계면활성제 처리 시스템의 적용으로 달성된다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들 및 특징은 도면들과 함께 하기 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 동시성형 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치의 부분 개략 측면도이다.
도 2는 공지된 계면활성제와 비교하여 본 발명에 따른 계면활성제로 처리된 동시성형 물질의 비교를 도시하는 도표이다.
도 3은 공지된 계면활성제와 비교하여 본 발명의 계면활성제로 코팅된 제2 동시성형 물질에 대한 흡수 시간을 도시하는 도표이다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "부직포 또는 부직 웹"은 규칙적이거나 확인가능한 방식으로가 아니라 편직물에서와 같이 개별 섬유 또는 실이 개재된 구조를 가진 웹을 의미한다. 이는 또한 직물 유사성을 부여하기 위하여 피브릴화, 천공, 또는 다른 방법으로 처리된 발포체 및 필름을 포함한다. 부직포 또는 부직 웹은 예를 들면, 멜트블로잉 방법, 스펀본딩 방법 및 본디드 카디드 웹 방법과 같은 다양한 방법으로부터 형성된다. 본 발명에서 특히 관심있는 것은 동시성형 방법으로 제조된 부직포이다. 부직포의 기본 중량은 보통 물질의 온스 (ounce)/평방 야드 (yard) (osy) 또는 그램 /평방 미터 (gsm)로 표현되고 유용한 섬유 직경은 보통 미크론으로 표현된다 (주: osy에서 gsm으로의 변환은 osy에 33.91을 곱함).
본 명세서에서 사용되는 "미세섬유"는 예를 들면 평균 직경 약 0.5 미크론 내지 약 50 미크론, 또는 보다 구체적으로는 평균 직경 약 2 미크론 내지 약 40 미크론인 평균 직경이 약 75 미크론보다 크지 않은 작은 직경의 섬유를 의미한다. 또 다른 자주 사용되는 섬유 직경의 표현은 섬유의 9000 m 당 그램으로 정의되는 데니어이고, 미크론 단위의 섬유 직경을 제곱하고 밀도 (gram/cc)를 곱하고 0.00707을 곱하여 계산될 수 있다. 낮은 데니어는 미세한 섬유를 나타내고 높은 데니어는 두껍거나 무거운 섬유를 나타낸다. 예를 들면, 15 미크론으로 주어진 폴리프로필렌 섬유의 직경은 직경을 제곱하고, 그 결과를 0.89 g/cc로 곱하고, 0.00707로 곱하여 데니어로 전환할 수 있다. 그러므로, 15 미크론 폴리프로필렌 섬유는 데니어가 약 1.42 (152x 0.89 x 0.00707=1.415)이다. 미국 외에서, 측정의 단위는 보다 일반적으로는 섬유 km 당 g으로 정의되는 "텍스 (tex)"이다. 텍스는 데니어/9로 계산될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "스펀본디드 섬유"는 아펠 (Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호, 도쉬너 (Dorschner) 등의 동 제3,692,618호, 마쯔키 (Matsuki) 등의 동 제3,802,817호, 키니 (Kinney) 등의 동 제3,338,992호 및 동 제3,341,394호, 하트만 (Hartmann) 등의 동 제3,502,763호, 레비 (Levy)의 동 제3,502,538호, 및 도보 (Dobo) 등의 동 제3,542,615호에 의하여 교시된 바와 같이 압출되는 필라멘트의 직경을 가지는 방사구의 다수의 미세한, 보통 원형의 모세관으로부터 용융된 열가소성 물질을 필라멘트로서 압출하고 이어서 신속하게 감소시킴으로써 형성된 직경이 작은 섬유를 말하는 것이다. 스펀본드 섬유를 급냉하고 이들이 수집 표면 상에 침착될 때는 일반적으로 점착성이 아니다. 스펀본드 섬유는 일반적으로는 연속적이고 평균 직경이 7 미크론보다 크고, 보다 구체적으로는 약 10 내지 20 미크론 사이이다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "멜트블로운 섬유"는 용융된 열가소성 물질의 필라멘트를 가늘게 하여 그들의 직경을 감소시키는 (미세섬유 직경으로 될 수 있음) 수렴되는 고속 가스 (예, 공기스트림)로 용융된 실 또는 필라멘트로서 다수의 미세한, 보통 원형의 다이 모세관을 통하여 용융된 열가소성 물질을 압출시켜 형성되는 섬유를 의미한다. 그 후에, 멜트블로운 섬유를 고속 가스 스트림에 의하여 운반하여 수집 표면 상에 침착시켜 임의로 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 예를 들면, 부틴 (Butin)의 미국 특허 제3,849,241호에 개시되었다. 멜트블로운 섬유는 연속적이거나 비연속적일 수 있는 미세섬유이고, 일반적으로는 평균 직경이 10 미크론보다 작고, 일반적으로는 수집 표면 상에 침착될 때 점착성이다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "중합체"는 일반적으로는 단독중합체, 예를 들면, 블록, 그라프트, 랜덤 및 교대 공중합체, 삼원 공중합체와 같은 공중합체 등 및 그의 블렌드 및 변형을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 또한, 달리 구체적으로 제한되지 않는다면, 용어 "중합체"는 물질의 모든 가능한 기하학상 배열을 포함한다. 이러한 배열은 이소탁틱 (isotactic), 신디오탁틱 (syndiotactic), 아탁틱 (atactic) 및 랜덤 대칭을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "개인 위생 제품"은 기저귀, 용변 연습용 바지, 흡수성 속팬츠, 성인 요실금 제품 및 여성 위생 제품을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "친수성"은 중합체 물질이 수성 매질 즉, 물이 주요 성분인 액체 매질에 의하여 습윤 가능하도록 중합체 물질이 표면 자유 에너지를 가지는 것을 의미한다. 즉, 수성 매질은 계면활성제조에서 처리된 부직포를 적신다. 계면활성제조는 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물 0.1 중량% 이상과 예를 들면, 물 등의 용매 약 99.9 중량% 이하로 이루어진다.
본 발명에 사용하기 적합한 동시성형 물질은 평균 섬유 직경이 약 10 미크론보다 작은 열가소성 중합체 미세섬유의 공기 성형된 매트릭스 및 미세섬유의 매트릭스의 전체에 걸쳐 분산된 다수의 개별화된 목재 펄프 섬유를 포함하고 서로 멀리 미세섬유의 간격을 유지하도록 적어도 일부의 미세섬유를 배치하는, 강도, 흡수성 및 감촉이 독특하게 조합된 부직포 유사 물질이다. 펄프 섬유/미세 섬유의 비는 바람직하게는 각각 약 10/90 내지 약 90/10의 범위이다. 본 발명의 동시성형 물질에 사용하기 적합한 열가소성 중합체는 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀, 폴리아미드 및 폴리에스테르를 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 실시양태에 따라서, 본 발명의 동시성형 물질의 합성 섬유의 형성에 사용되는 열가소성 중합체는 폴리프로필렌이다. 목재 펄프 섬유는 미세섬유와 목제 펄프 섬유를 기계적으로 엉킴 처리하여 미세섬유의 매트릭스에 의하여 상호연결되고 이 안에 갇히며, 미세섬유와 목재 펄프 섬유의 기계적 엉킴 처리 및 상호 연결만으로 응집성 통합 섬유 구조를 형성한다. 응집성 통합 섬유 구조는 미세섬유와 목재 펄프 섬유에 의하여 임의의 접착제, 서로 다른 두 종류의 섬유 사이의 분자 결합 또는 수소 결합없이 형성될 수 있다. 목재 펄프 섬유는 바람직하게는 미세섬유의 매트릭스를 통하여 균일하게 분산되어 균질 물질을 제공한다. 물질은 우선 멜트블로운 미세섬유를 함유하는 제1 공기 스트림을 형성하고, 목재 펄프 섬유를 함유하는 제2 공기 스트림을 형성하고 미세섬유와 목재 펄프 섬유의 완전한 혼합물을 함유하는 통합된 공기 스트림을 형성하기 위하여 제1 및 제2 공기 스트림을 난류 조건 하에서 병합하고, 이어서 직물 유사 물질을 공기 성형하기 위하여 성형 표면 상에 통합된 공기 스트림을 도입하여 형성된다. 미세섬유는 이들이 공기 중에서 목재 펄프 섬유와 난류로 혼합될 때 승온에서 온화한 초기 조건이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따라서, 동시성형 물질은 제2 부직포, 예를 들면 스펀본드 라이너로 적층된다.
본 발명에 따른 유체 취급 성능이 향상된 동시성형 물질을 제공하기 위하여 멜트블로운 섬유에 에톡실화 수소화 지방유, 단당류, 단당류 유사체, 다당류, 다당류 유사체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 계면활성제 처리 시스템을 분무한다.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태에 따라서, 멜트블로운 섬유를 수소화 에톡실화 피마자유 및 소르비탄 모노올레이트의 블렌드인 미국 노쓰 캐롤라이나주, 마운트 홀리 소재의 하지슨 텍스타일 케미칼스 (Hodgson Textile Chemicals)사의 아코벨 베이스 (Ahcovel Base) N-62로 분무하는데, 이의 화학식은 다음과 같다.
또 다른 바람직한 실시태양에 따라, 제2 부직포를 또한 바람직하게는 아코벨 베이스 N-62 또는 아코벨 베이스 N-62와 글루코폰 (Glucopon) 220의 블렌드를 포함하는 계면활성제 처리 시스템으로 처리한다. 동시성형 물질을 처리하기 위해, 계면활성제 처리 시스템은 비교적 낮은 고체 함량, 전형적으로는 약 3%의 아코벨을 갖는다. 제2 부직포를 처리하기 위해, 비교적 높은 고체 함량, 전형적으로는 약 10%보다 큰 고체 함량을 갖는다.
높은 고체 함량에서, 아코벨 베이스 N-62는 매우 점성이며, 종래의 처리 방법을 사용하여 도포하기가 어렵다. 전형적인 점도 개질 첨가제 또는 계면활성제 블렌드는 이 처리의 점도를 감소시킬수 있지만, 처리된 직물의 내구성에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명의 특히 바람직한 한 실시태양에 따라, 멜트블로운 섬유에 도포되는 이 계면활성제 처리 시스템은 아코벨 베이스 N-62 처리의 점도를 감소시킬 뿐만아니라 목적하는 섬유의 내구성을 또한 유지하는 알킬 폴리글리코시드를 더 포함한다. 최선의 결과를 위해, 알킬 폴리글리코시드는 알킬쇄에 8 내지 10개의 탄소 원자를 갖고, 계면활성제 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 5% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 6% 내지 약 40%의 양으로 제공된다. 본 발명의 특히 바람직한 한 실시태양에 따라, 알킬 폴리글루코시드는 글루코폰 220 UP, 하기 화학식
의 옥틸폴리글리코시드로 미국 펜실바니아주 앰블러 소재의 헨켈 코포레이션 (Henkel Corporation)으로부터 구입할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 동시성형 물질에 도포하기에 바람직한 계면활성제 처리 시스템은 아코벨 베이스 N-62와 글루코폰 220 UP (A/G)의 각각 1:1 내지 20:1의 블렌드이다.
표 1은 글루코폰 220 UP인 40 중량%의 물 중에 60 중량%의 알킬 폴리글리코시드 용액 첨가의 아코벨 베이스 N-62의 점도에 대한 효과를 도시한 것이다. 점도는 전체 고체 조성물의 20%에 대해 점도계, 브룩필드 (Brookfield) DVII +, 스핀들 (Spindle) CP41을 각각 사용하여 전단 속도 20 (ℓ/초)에서 측정하였다.
20% 고체에서 아코벨의 점도*에 대한 글루코폰의 효과
처리 조성물 비율 점도 (cp.) 온도 (℃) 전단 속도 (sec-1)
아코벨 1 1103 25 20
아코벨 1 150 47 20
아코벨/글루코폰 20/1 40 25 20
아코벨/글루코폰 15/1 14 25 20
아코벨/글루코폰 10/1 〈12.3 25 20
아코벨/글루코폰 5/1 〈12.3 25 20
아코벨/글루코폰 3/1 〈12.3 25 20
아코벨/글루코폰 1/1 〈12.3 25 20
* 브룩필드 DVII + 점도계, 스핀들 CP41로 측정
본 발명의 목적을 위해, 위코 (WEKO)사로부터 구입할 수 있는 위코 회전 완충 시스템 (WEKO Rotor Dampening System)과 같은 고체 함량이 높은 종래의 적용 시스템 및 방법이 사용될 수 있도록, 도포 조건하에, 바람직하게는 실온에서 약 100 cp 미만의 점도를 성취하는 것이 바람직하다. 솔칠 분무 적용기, 코팅 및 인쇄 적용기와 같은 다른 시스템을 사용할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 상기에 나타난 바와 같이, 아코벨 자체는 높은 고체 함량에서 이러한 요구 사항을 만족시키지 못하지만, 글루코폰 220 UP와 같은 알킬 폴리글리코시드를 20분의 1 정도의 적은 양만 첨가하여도 그의 점도는 놀라울 만큼 감소된다.
고체 함량이 낮은 계면활성제로 부직포를 친수성 처리하는 다수의 방법이 공지되어 있고 일반적으로 사용된다. 그러나, 높은 고체 함량 때문에 건조 단계가 필요하다. 건조 공정의 열 효과는, 계면활성제 처리 후에 부직 물질의 기계적 성질에 나쁜 영향을 주는 것으로 공지되어 있다. 그러므로, 높은 고체 함량 처리 시스템, 약 10% 이상의 고체, 유리하게는 약 20% 이상의 고체를 사용하는 것은 건조의 필요성을 최소화하거나 완화시킴으로써 직물의 고유 인장 강도를 유지한다. 높은 고체 함량 처리 시스템의 다른 명백한 장점으로는 계면활성제 배합, 발송, 저장의 저비용, 보존된 에너지 및 저 처리 비용, 및 양호한 처리 균일도가 있다.
본 발명의 특히 바람직한 한 실시태양에 따라, 계면활성제 조성물은 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량% 범위의 추가 농도에서 멜트불로운 제2 부직 (스펀본드) 섬유에 도포된다. 본 발명자들은 약 5% 이상은 더이상 유리하지 않은 것을 밝혀내었다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 계면활성제 처리 시스템은 생리혈과 같은 수성 액체의 개선된 흡습성, 또는 다른 체액 (혈액, 소변, 변 등)의 유연한 조절을 위한 다수의 계면활성제를 혼입할 뿐만 아니라, 초흡수제, 대생물활성적 화합물 및 본 발명의 동시성형 물질에 생물작용적 기여를 할 수 있는 거대 분자, 예를 들어, 항균성 활성, 방부제, 항 감염제, 향취 조절제, 피부 호조제 등을 포함한다.
본 발명에 따른 동시성형 물질은 바람직하게는 기본 중량이 약 50 gsm 내지 500 gsm 범위이고 펄프/중합체 비율이 각각 약 10/90 내지 약 90/10 범위이다. 동시성형 물질의 조성물은 이 범위 안에서 변화하여 목적하는 흡수성 및 물질 보전성을 제공하며, 펄프는 흡수성에 사용되고 중합체는 구조적 보전성을 제공한다.
도 2 및 3은 공지된 계면활성제 처리 시스템, 유니온 카바이드 (Union Carbide) 사의 트리톤 (Triton) X-102으로 처리된 동시성형 물질과 비교하여 다수 배설 낙하 시험 (multiple insult drop test, MIDOT)에 의하여 측정된 바와 같이 유체 흡수 시간 (흡수성)으로 반 발명에 따른 동시성형 물질의 유효성을 도시한다. MIDOT 시험은 물질이 합성 생리혈의 특정 양을 흡수하는데 요구되는 시간을 초로 측정한다. MIDOT 시험에서, 본 발명의 동시성형 물질 등의 처리되는 직물을 폴리카르보네이트 기재 상에 놓는다. 중앙 커버 플레이트를 물질 상에 놓고 두 개의 정해진 공개 지역을 갖는 커버 플레이트를 중앙 커버 플레이트의 상단에 놓는다. 합성 생리혈의 특정 양을 펌프로부터 커버 플레이트로 분배하는 동시에 스톱워치를 작동시킨다. 유체의 메니스커스가 커버 물질의 상단에 더 이상 시각적으로 보이지 않을 때 스톱워치를 중단시킨다.
표 2는 본 발명의 물질 및 동시성형 물질 평가에 사용되는 처리 화학을 요약한다. 표 2에서 도시되는 물질은 스펀본드 웹에 적층된 다양한 계면활성제 처리 시스템으로 처리된 동시성형 물질이다.
스펀본드 동시성형
제품 코드 계면활성제 중량% 계면활성제 중량%
″A″ 1 트리톤 (Triton) 0.08 트리톤 (Triton) 0.4
2 아코벨 (Ahcovel) 0.3 아코벨 (Ahcovel) 0.4
″B″ 3 트리톤 (Triton) 0.08 트리톤 (Triton) 0.4
4 아코벨 (Ahcovel) 0.3 아코벨 (Ahcovel) 0.4
5 AG 0.3 AG 0.4
6 없슴 0 없슴 0
"트리톤"은 유니온 카바이드의 트리톤 X-102이다.
"아코벨"은 하지슨 텍스타일 케미칼스의 아코벨 베이스 N-62이다.
"AG"는 아코벨 베이스 N-62와 글루코폰 220 UP의 블렌드이다.
"글루코폰"은 헨켈 코포레이션으로부터 얻는다.
도 2는 트리톤 X-102와 아코벨로 처리된 제품 "A"로서 정의된 물질의 비교를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 아코벨로 처리된 물질은 가장 낮은 흡수 시간을 나타내고 즉, 트리톤으로 처리된 물질보다 빠른 흡수성, 다수 배설 또는 다수 유체 노출에 대한 양호한 내구성을 나타낸다.
도 3은 트리톤 X-102, 아코벨 및 아코벨과 글루코폰 220 UP의 블렌드로 처리되며, 전혀 어떤 계면활성제로도 처리되지 않은 "B"로서 정의된 제품 물질에 대한 유사한 플롯이다. 데이타는 아코벨로 처리된 물질이 가장 빠른 흡수성, 즉 가장 낮은 흡수 시간을 나타내고, 아코벨 및 글루코폰의 블렌드로 처리된 물질이 두번째로 빠른 흡수성을 나타내는 것을 도시한다. 두 가지 경우에서, 다수 배설에 대한 내구성은 트리톤 T-102로 처리된 물질에 대한 내구성보다 양호하다.
본 발명에 따른 통합된 복합 물질의 제조 방법은 다수의 합성 섬유를 형성하고, 다수의 천연 섬유를 형성하고, 합성 섬유와 천연 섬유를 혼합하고 혼합물을 성형 표면 상에 침착시켜서 통합된 복합 물질층을 형성하고, 에톡실화 수소화 지방유, 단당류, 단당류 유도체, 다당류, 다당류 유도체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는, 바람직하게는 스프레이 붐 (Spray Boom) 등의 분무 시스템을 사용하는 계면활성제 처리 시스템을 적어도 다수의 합성 섬유에 도포하는 것을 포함한다. 특히 바람직한 한 실시양태에 따르면, 합성 섬유는 멜트블로운 방법에 의하여 제조된다. 통합된 복합 물질층의 형성 전, 형성 도중 또는 그 후에 합성 섬유에 계면활성제 처리를 적용할 수 있는 것이 당업자들에게는 명백할 것이다.
상기의 명세서에서 본 발명이 그의 특정한 바람직한 실시양태에 관하여 설명되고 다양한 세부 항목들이 예시의 목적으로 설명된 한편, 본 발명은 추가의 실시양태가 가능하고 본 명세서에서 설명된 특정 세부 항목들은 본 발명의 기본적 원리로부터 벗어나지 않는다면 변화될 수 있는 것이 당업자들에게는 명백할 것이다.

Claims (37)

  1. 다수의 합성 섬유,
    다수의 합성 섬유와 혼합된 다수의 천연 섬유, 및
    다수의 합성 섬유에 도포된 에톡실화 수소화 지방유, 단당류, 단당류 유도체, 다당류, 다당류 유도체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 계면활성제 처리 시스템을 포함함을 특징으로 하는 통합된 복합 물질.
  2. 제1항에 있어서, 계면활성제 처리가 알킬 폴리글리코시드를 더 포함하는 물질.
  3. 제2항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드가 옥틸 폴리글리코시드인 물질.
  4. 제1항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 에톡실화 수소화 피마자유 및 소르비탄 모노올레에이트의 블렌드를 포함하는 물질.
  5. 제4항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 알킬 폴리글리코시드를 더 포함하는 물질.
  6. 제5항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드가 옥틸 폴리글리코시드인 물질.
  7. 제1항에 있어서, 합성 섬유가 멜트블로운 섬유인 물질.
  8. 제7항에 있어서, 멜트블로운 섬유가 폴리프로필렌으로부터 제조된 물질.
  9. 제1항에 있어서, 천연 섬유가 펄프 섬유인 물질.
  10. 제1항에 있어서, 합성 섬유가 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유이고 천연 섬유가 펄프 섬유인 물질.
  11. 제1항에 있어서, 적층된 제2 부직 물질을 더 포함하는 물질.
  12. 제6항에 있어서, 에톡실화 수소화 피마자유 및 소르비탄 모노올레에이트의 블렌드 대 옥틸폴리글리코시드의 비가 약 1:1 내지 약 20:1의 범위인 물질.
  13. 제1항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 약 0.1 내지 5.0 중량% 범위의 추가 농도로 도포되는 물질.
  14. 제11항에 있어서, 제2 부직 물질이 약 0.1 내지 약 5.0 중량% 범위의 추가 농도로 상기 계면활성제 처리 시스템으로 처리되는 물질.
  15. 제1항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 천연 섬유에 도포되는 물질.
  16. 제1항에 있어서, 물질의 기본 중량이 약 50 gsm 내지 약 500 gsm의 범위인 물질.
  17. 제1항에 있어서, 천연 섬유 대 합성 섬유의 비가 각각 약 10/90 내지 약 90/10의 범위인 물질.
  18. 다수의 합성 섬유, 다수의 합성 섬유와 혼합된 다수의 천연 섬유, 및 다수의 합성 섬유에 도포된 에톡실화 수소화 지방유, 단당류, 단당류 유도체, 다당류, 다당류 유도체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 계면활성제 처리 시스템을 포함하는 통합된 친수성 복합 물질층을 포함함을 특징으로 하는 개인 위생 흡수 용품.
  19. 제18항에 있어서, 통합된 친수성 복합 물질 층에 적층된 제2 부직 물질을 더 포함하는 개인 위생 흡수 용품.
  20. 제18항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 에톡실화 수소화 피마자유 및 소르비탄 모노올레에이트의 블렌드인 개인 위생 흡수 용품.
  21. 제20항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 알킬 폴리글리코시드를 더 포함하는 개인 위생 흡수 용품.
  22. 제21항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드가 옥틸 폴리글리코시드인 개인 위생 흡수 용품.
  23. 제18항에 있어서, 합성 섬유가 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유이고 천연 섬유가 펄프 섬유인 개인 위생 흡수 용품.
  24. 제18항에 있어서, 제2 부직 물질이 스펀본드 물질인 개인 위생 흡수 용품.
  25. 제22항에 있어서, 에톡실화 수소화 피마자유 및 소르비탄 모노올레에이트의 블렌드 대 옥틸 폴리글리코시드의 비가 약 1:1 내지 약 20:1인 개인 위생 흡수 용품.
  26. 제18항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 약 0.1 내지 5.0 중량% 범위의 추가 농도로 도포되는 개인 위생 흡수 용품.
  27. 제19항에 있어서, 제2 부직 물질이 약 0.1 내지 약 5.0 중량% 범위의 추가 농도로 상기 계면활성제 처리 시스템으로 처리되는 개인 위생 흡수 용품.
  28. 제18항에 있어서, 통합된 친수성 복합 물질의 기본 중량이 약 50 gsm 내지 약 500 gsm의 범위인 개인 위생 흡수 용품.
  29. 제18항에 있어서, 천연 섬유 대 합성 섬유의 비가 각각 약 10/90 내지 약 90/10의 범위인 개인 위생 흡수 용품.
  30. 다수의 합성 섬유, 다수의 합성 섬유와 혼합된 다수의 천연 섬유, 및 다수의 합성 섬유에 도포된 에톡실화 수소화 지방유, 단당류, 단당류 유도체, 다당류, 다당류 유도체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 계면활성제 처리 시스템을 포함하는 통합된 친수성 복합 물질층을 포함함을 특징으로 하는 생리대 또는 내프킨.
  31. 제30항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 에톡실화 수소화 피마자유 및 소르비탄 모노올레에이트의 블렌드인 생리대 또는 내프킨.
  32. 제31항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 알킬 폴리글리코시드를 더 포함하는 생리대 또는 내프킨.
  33. 제32항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드가 옥틸 폴리글리코시드인 생리대 또는 내프킨.
  34. 다수의 합성 섬유를 형성하는 단계,
    다수의 천연 섬유를 형성하는 단계,
    상기 합성 섬유와 상기 천연 섬유를 혼합하고 상기 혼합물을 성형 표면 상에 침착시키는 단계, 및
    에톡실화 수소화 지방유, 단당류, 단당류 유도체, 다당류, 다당류 유도체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하는 계면활성제 처리 시스템을 적어도 다수의 합성 섬유에 도포하는 단계
    를 포함함을 특징으로 하는 통합된 복합 물질의 제조 방법.
  35. 제34항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 에톡실화 수소화 피마자유 및 소르비탄 모노올레에이트의 블렌드인 방법.
  36. 제35항에 있어서, 계면활성제 처리 시스템이 알킬 폴리글리코시드를 더 포함하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드가 옥틸 폴리글리코시드인 방법.
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