KR20010032180A - 위생용품용 셀룰로오스 섬유 재료의 스트립을 제조하기위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위생용품 분야에서 사용하기에 적합한 말을 수 있는 흡수성 셀룰로오스 섬유 물질 (100)의 스트립을 제조하는 방법에 관한 것이다. 셀룰로오스 섬유로 이루어진 섬유 층을 기재 층 (8) 상에 놓고 예비 압착하여 느슨한 부직물을 형성하고 도트 또는 선 프린트 영역 (17)의 패턴을 생성시키기 위해 사용되는 한쌍의 캘린더 롤러 (6.1, 6.2) 사이의 간극에 유입하여 섬유 (1)가 불규칙한 방식으로 배치되고 150 내지 600 MPa 압력에서 서로에 대해 압착되어, 상기 섬유의 무용매 융합이 발생하여 양각 패턴이 있는 섬유 물질 (100)의 스트립이 제조된다.

Description

위생용품용 셀룰로오스 섬유 재료의 스트립을 제조하기 위한 방법 및 장치{Method and Device for Producing a Strip of Cellulose Fibre Material for Use in Hygiene Articles}

본 발명은 위생용품, 특히 개인 흡수 위생용품에 사용하기 위한 셀룰로오스 섬유로 이루어진 섬유 웹을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따라 제조된 흡수성 생성물에 관한 것이다.

목재 또는 식물 섬유와 같은 셀룰로오스 함유 재료를 산소가 없는 상태에서 강렬하게 가열하면서 기계적 그리고 화학적 가공 단계를 조합 사용하여 섬유 웹으로 합치는 것은 공지되어 있다. 이러한 방법의 목적은 접합제 첨가물의 사용을 전적으로 또는 크게 피하는 것이다. 이들 공지된 방법 중 한 방법(미국 특허 A1 제4,111,744호)에 따르면, 수분 함량이 3 내지 12 중량%인 셀룰로오스 섬유를 산소 부재 분위기 하에 셀룰로오스 탄화 온도 및 셀룰로오스 연소 온도를 초과하는 고온 환경인 232 내지 426℃(450 내지 800℉) 온도에서 가압한다. 종이형 제품은 상술한 공지 방법을 사용하여도 제조될 수 있으나, 단지 뻣뻣한 판지가 제조된다.

이들 방법의 단점은 가압 장소를 가열하고 산소 부재 제조 동안 재료가 연소되는 것을 막기 위해서는 투자해야 할 상당한 기술적 노력이 필요하다는 것이다.

단위 면적당 중량이 30 내지 2000 g/cm²인 재료를 밀도가 0.2 내지 1.0 g/cm³인 생성물로 압착함으로써 가압 하에 건조 셀룰로오스 섬유 및 첨가제로부터 흡수성 웹 생성물을 제조하는 방법(국제 공개 제WO94/10956호)이 또한 공지되어 있다. 압착은 평활한 캘린더 롤러를 사용하여 수행한다. 이러한 방법의 단점은 밀도는 증가되지만, 물질 자체의 인열 강도는 낮다는 것이다. 합성 첨가제, 특히 열가소성 물질이 인열 강도를 증가시키기 위하여 첨가되어야 한다.

이 방법에 의해 제조된 섬유 웹은 위생용품을 제조하는 데 특히 적합한 것으로 기재되어 있다. 웹으로서 흡수성이 높고 부드러우며 가공성이 있는 것으로 기재되어 있다. 일회용 위생용품, 예를 들어 기저귀 등은 큰 부피로 제조된다. 이들 제품에 사용되는 코어 흡수층은 몸체에 잘 수용되어, 흡수된 액체가 잘 분산되어야 하고, 사용 후 제품은 잔류물없이 매립되어 썩어야 한다. 소위 초흡수체를 목재 셀룰로오스 섬유 매트릭스에 첨가하여 액체 흡수력을 증가시킬 수 있는 목재 셀룰로오스 섬유 매트릭스의 흡수층을 제조하는 방법이 공지되어 있다. 초흡수체는 물을 흡수하여 히드로겔을 형성할 수 있는 중합체이다.

본 발명의 목적은 사실상 접합제의 사용이 필요없고 공정을 대기압 하에 대기의 산소 함량에서 실온에서 수행할 수 있는, 셀룰로오스 섬유로 제조된 섬유 웹의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은

(a) 체 (8) 상에 셀룰로오스 섬유를 뒤엉키게 놓고,

(b) 비교적 저압하에 예비 압축하여, 낮은 밀도 및 부직물이 인열없이 길이가 0.1 m 내지 1 m에 걸쳐 늘어질 수 있는 정도의 인열 강도의 느슨한 부직물을 제조하고,

(c) 느슨한 부직물을 선형 압력 대역 (17)의 패턴이 있는 캘린더 롤 (6.1, 6.2)의 간극에 도입하여, 불규칙하게 배열된 섬유 (1)를 150 내지 600 MPa의 압력 하에 두어, 섬유는 분리되지 않는 융합되고 양각 패턴이 있는 섬유 웹 (100)이 생성되는 제조 단계를 사용하여 인열 내성, 및 흡수성이 크고 말을 수 있는, 셀룰로오스 섬유로 제조된 섬유 웹을 제조하는 방법으로 달성된다.

셀룰로오스 섬유의 제조 기술에서 ″플러프 펄프″로서 산업적으로 공지된 목재 유도체로 이들을 제조하는 것은 공지되어 있는 것으로 생각된다. 이러한 재료는 판자 또는 웹, 소위 목재 펄프 판지로 수송되는 셀룰로오스 재료로 제조된 표준화 목재 생성물로서, 이러한 재료는 셀룰로오스 섬유의 면 유사 생성물, 즉 플러프 펄프로 전환될 때까지 해머 밀에서 분쇄되고 섬유로 분리된다. 이러한 표준화 분쇄 방법의 기술은 예를 들어 단-웹포밍 인터내셔널 A/S사(Dan-Webforming International A/S, 덴마크 리스코브 소재)의 소책자에서 볼 수 있다.

″플러프 펄프″라 불리우는 이러한 목재 유도체는 소위 건식 제지에서 상당한 양으로 사용되는 생성물이다. 바람직하게는, 섬유가 해머 밀에서 배출될 때의 섬유 길이는 약 1 내지 5 mm이다. 상술한 방법의 제1 단계에 따라, 이들은 높이가 5 내지 15 mm인 셀룰로오스 섬유 층으로 불규칙하게 개재되고, 바람직하게는 켄베이어 벨트 상에서 이동성 체를 거쳐 바람직하게는 한쌍의 저압 캘린더 롤로 이루어진 예비 압착기 장소를 통해, 낮은 밀도 및 인열 강도의 느슨한 부직물이 생성된다. 인열 강도는 부직물이 인열없이 길이가 0.1 내지 1 m에 걸쳐 늘어질 수 있는 정도이다. 제조 동안 발생하는 기압을 또한 견딜 수 있다.

사실상 공지되고 매우 느슨한 상기 부직물을 상당한 압력이 점형 압력 대역에서 적용되는 한쌍의 캘린더 롤의 간극에 삽입한다. 압력은 100 MPa(MPa = N/mm²) 이상이어야 하고 약 520 MPa이어야 한다. 롤러의 재료의 액성 한계가 일반적으로 압력 상한치이다. 현 기술에서는, 이러한 고압은 현재까지는 사용되지 않는다. 이러한 압력을 생성하기 위하여, 서로 오프셋된 선 패턴이 있거나 또는 다른 돌출된 점형 또는 선형 압력 표면이 있는 스터드(stud)를 갖는 롤러를 사용할 수 있고, 여기서 점형 압력 대역의 배열 밀도는 cm²당 1 내지 16개 배열 점이다.

바람직하게는 m²중량이 50g 내지 1500g인 섬유 웹은 상기 방법에 따라 제조된다. 연결 점의 분포에 의해, 상기 신규 섬유 웹은 더욱 강하게 되어 0.12 kN/m 이상, 바람직하게는 0.65 kN/m까지의 인열 강도가 달성된다. 섬유 웹의 두께는 목적하는 메트리지(metrage)에 따라 좌우된다.

점형 압력 대역의 압력 면적의 크기는 제2 캘린더 롤러 사이에서 달성될 수 있는 압력에 따라 좌우된다. 0.05 내지 10 mm²면적의 점형 압력 대역이면 충분한 것으로 판명되었다.

이미 강조한 바와 같이, 한쌍의 제2 캘린더 롤의 온도는 실온, 즉 19 내지 25℃로 유지되어야 한다. 또한 보다 높은 온도에서 작동될 수 있다. 온도는 상당한 동력의 사용으로 인해 압력 대역에서 증가할 것이라는 것을 주목하여야 한다.

예비 압착은 18 내지 320℃, 바람직하게는 250 내지 300℃의 압형 온도에서 수행한다. 바람직하게는, 예비 압착 압형은 가열될 수 있는 한쌍의 캘린더 롤이다.

섬유 및(또는) 느슨한 부직물은 캘린더 롤에 도입하기 전에 특정 수분 함량으로 하되, 바람직하게는 수분 함량은 2 내지 9 중량%, 적어도 1.5 중량%로 설정되어야 한다.

출발 재료는 상술한 플러프 펄프 목재 유도체이다. 바람직하게는, 이는 공지된 방법에 따라 섬유 웹을 제조하는 데 또한 사용되는 것과 같은 표준 섬유화 생성물이다. 아황산염 또는 황산염으로 표백된 북부 목재의 장섬유 셀룰로오스가 매우 유리한 듯하다.

셀룰로오스 섬유가 완전히 백색으로 표백되지 않고 대신에 특정 함량의 천연 목재 재료를 여전히 함유하는 경우도 또한 유리한 것으로 판명되었다. 백색도는 80 내지 92%, 바람직하게는 85 내지 89%이어야 한다. 리그닌의 특정 잔류 함량은 예를 들어 출발 재료의 0.5 내지 5 중량%일 경우 또한 유리한 것으로 판명되었다.

비접합, 무기 안료 또는 충전제, 예를 들어 산화티타늄, 카올린 또는 제올라이트를 출발 재료에 첨가할 수 있다.

특정 양의 초흡수체를 또한 출발 섬유에 첨가할 수 있고, 초흡수체로서 공지된 아크릴레이트 복합물을 예를 들어 (전체 양에 대해) 0.5 내지 70 중량%의 양으로 플러프 펄프에 분말 형태로 첨가할 수 있고, 제조 공정은 이에 크게 영향을 받지는 않는다.

제2 캘린더 롤의 압력 대역에서, 실제 점형 압력 대역을 지나 한쌍의 캘린더 롤의 방사 거리는 약 1 내지 15 mm로서, 압력 대역을 지난 재료가 압력이 적용되는 동안 짓눌러지기 보다는 플러프되고 다소 압착되도록 하여야 한다.

한쌍의 제2 캘린더 롤의 압력 대역에서의 간극은 삽입된 느슨한 부직물의 메트리지 및 두께에 따라 좌우된다. 일반적으로, 간극은 0.05 내지 1 mm의 너비를 초과하지 말아야 한다.

본 발명을 수행하기 위한 장치의 상당한 부분은 한쌍의 제2 캘린더 롤이 형성하고, 이는 바람직하게는 점형 압력 대역에 해당하는 롤러의 외면에 걸쳐 분포되어 있고 수많은 상승 부위 부피를 나타내는 함몰부에 의해 둘러싸여 있는 수많은 스터드가 둘다 제공되어 있는 두개의 강철 캘린더 롤러로 구성된다. 작동 간극에서, 두 롤러의 상승 부위는 서로 대향하고, 200 MPa 내지 스터드의 재료의 최대 액상 한계의 압력이 점형 압력 대역에 위치한 부직물에 가해진다.

스터드 또는 다른 압력 대역의 바람직한 높이는 롤러 기저로부터 0.5 내지 15 mm이다. 스터드는 바람직하게는 스터드 코팅 각도가 반경에 대해 10 내지 45°인 각추형 또는 모서리따기를 한 원추형이다. 선형 또는 유사한 압력 대역이 또한 가능하다.

불균칙하게 배열된 섬유는 선 또는 점형 압력 대역에서 매우 높은 국부 압력 하에 압착되어, 섬유 몸체의 치밀한 다수의 융합이 발생하여 압력이 제거된 후에도 분리되지 않을 것이다. 상기 섬유가 섬유 접합을 통해 압력 대역에서 연결되는 수많은 불규칙한 셀룰로오스 섬유의 생성물이 제조된다. 섬유 웹은 충분한 인열 강도 및 또한 높은 흡수력을 가져 위생용품에 대해 이상적으로 적합하다.

위생 산업의 특정 요건을 충족시키기 위하여, 섬유 재료의 웹은 후속적으로 노동 집약적인 방식으로 적합한 재료와 합쳐져야 하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명의 또다른 목적은 예를 들어 증가된 인열 강도, 밀도 또는 통기성 및(또는) 단열 용량을 갖춘, 셀룰로오스 섬유로 이루어진 섬유 웹을 제조하는 또다른 방법을 제공하는 것이다.

상기 방법은 청구항 제16항 또는 제17항에 기재된 방법에 의해 달성된다.

청구범위에 언급된 방법은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시양태의 설명을 통해 보다 명백해질 것이다.

도 1은 셀룰로오스 섬유로 제조된 섬유 웹을 제조하기 위한 장치의 개략도이다.

도 2는 도 1의 확대도로서, 각추형 스터드가 있는 두개의 롤러의 압력 대역의 단면이 나타내져 있다.

도 3은 본 발명의 방법에 따라 제조된 생성물의 한 부분의 투시도이다.

도 4는 섬유 웹의 압력 대역의 확대도이다.

도 5는 2개의 추가 합성 층이 있는 섬유 웹을 제조하기 위한 또다른 장치의 개략도이다.

도 6은 합성 코팅물이 있는 섬유 웹을 제조하기 위한 또다른 장치의 개략도이다.

도 7은 박이 상부에 놓인 섬유 웹이 삽입되어 있는 두 롤러의 압력 대역의 단면도로서 도 2와 유사하다.

도 1은 방법을 수행하기 위한 롤러 및 롤의 배열 순서를 도식적으로 나타낸 것이다. 제조 공정은 해머 밀에 의해 플러프 펄프, 바람직하게는 건조 목재 펄프 판지로 제조된 셀룰로오스 섬유로부터 시작되며, 단 웹포밍 인터내셔널 A/S사의 상술한 소책자에 제공된 현 기술 상태에서 상세하게 기술되어 있다.

높이가 약 20 mm인 불규칙한 섬유 층 (1)은 체 컨베이어 벨트 (8) 상의 한쌍의 제1 캘린더 롤러 (4.1, 4.2)로 이송된다. 상부 롤러 (4.1)는 표면 온도가 약 220℃이고 하부 롤러는 가열되지 않는다. 웹은 두 롤러 (4.1 및 4.2) 사이의 간극에 도입되기 전에 습윤 장치 (3)를 사용한 상부로부터의 분무에 의해 습윤된다. 그 결과 재료의 수분률은 약 5 내지 10 중량%이다.

수분의 일부는 캘린더 롤러 (4.1 및 4.2) 사이에서 제거되고, 불규칙한 셀룰로오스 섬유 층은 낮은 밀도 및 인열 강도의 느슨한 부직물로 압착된다. 그러나, 인열 강도는 부직물 (2)이 체 벨트 (8)의 말단 및 후진 롤 (7)에서 두개의 추가 캘린더 롤 (6.1 및 6.2) 사이의 간극으로의 입구까지의 약 50 cm 거리를 건널 때 찢어지지 않을 만큼 충분하다.

제1 공정 단계는 불규칙 배열 섬유로부터 부직물을 단순히 예비 압착하거나 또는 밀집시키는 것이다. 고정된 웹이 생성되지 않아 하나씩 개별 섬유를 제거하는 것이 전적으로 가능하다. 부직물의 인열 강도는 매우 낮으며, 바람직하게는 너비 m 당 8 N 이상이다.

체 벨트 (8)에 의해 제공되는 부직물 (2)은 두개의 캘린더 롤 (6.1 및 6.2) 사이의 간극에 도입되기 전에 상부 및 하부(습윤 장치 (5))로부터 다시 습윤된다.

캘린더 롤 (6.1 및 6.2) 사이에서, 초기에 느슨한 부직물을 배열된 점형 압력 대역에 통과시켜, 불규칙하게 배열된 섬유를 고압 하에 서로 간에 압착하여 섬유 몸체의 치밀한 융합이 발생하고 양각 패턴이 있는 섬유 웹 (100)이 생성되어 압력이 제거된 후에도 분리되지 않을 것이다. 롤러 장치를 또한 ″픽셀(pixel) 롤러″로 언급할 수 있다.

섬유 재료의 탄화를 피한다. 그러나, 압력은 섬유 구성 재료, 즉 셀룰로오스 및 잔류 리그닌 및 다른 재료가 실질적으로 용융되기에 충분히 높아, 이러한 치밀한 접합이 단순한 접착에 의한 접합보다 뛰어나다는 것은 명백하다. 집중된 고압 및 섬유의 군집을 통해, 느슨한 셀룰로오스 또는 펄프 섬유는 존재하는 모든 자유 공간에서 서로 접합되며, 추가로 접착되고 서로 얽혀, 전반적으로 매우 강한 섬유 웹이 생성된다.

롤 (6.1 및 6.2)은 정상의 실온, 즉 18 내지 25℃에서 작동되나, 롤러가 가열될 수 있거나 또는 높은 기계적 에너지에 의해 점형 및 또한 집중 압력 대역의 온도는 보다 높아질 수 있다는 것을 배제해서는 안된다. 점형 압력 대역 (17) (도 2 참조)에서 셀룰로오스 섬유 층에 영향을 주는 압력은 500 MPa 이상일 때 바람직하나, 사실상 100 내지 600 MPa의 범위이고, 개별적인 기술적 성과로 인해 보다 높아질 수 있다.

이러한 방법으로, 예를 들어 m²중량이 50 내지 1500g인 섬유 웹이 제조될 수 있다. 캘린더에서 배출되는 섬유 웹은 캘린더 롤 (6.1 및 6.2)에 도입되는 웹보다 인열에 대한 내성이 상당히 크다. 재료는 넓은 연신 롤러 (9)로 처리된다. 그 후에, 이를 구동 롤러 (10)를 사용하여 권취 롤러 (11) 상에 감는다.

무엇보다도, 사용되는 재료는 대량으로 이용될 수 있는 저렴한 일반적인 재료이어야 한다. 백색도가 85 내지 89%인 플러프 펄프는 바람직한 선택이고, 이는 상당한 리그닌 및 잔류 함량이 또한 존재한다는 의미이다. 이러한 잔류물은 접합 거동을 상당히 개선시키는 것으로 나타났다. 완전히 표백된 셀룰로오스는 덜 순수한 셀룰로오스보다 열등한 접합 거동을 가진다는 것이 실험에 의해 나타났다. 적정량은 특정 길이 미만이지 말아야 하는데 이는 너무 짧은 섬유는 점형 압력 대역 사이의 거리에 걸쳐질 수 없어 낮은 적정량은 낮은 인열 강도를 유발하기 때문이다.

부가적인 첨가제는 또한 목적하는 인열 강도에 따라 첨가된다. 문헌 국제 공개 제WO94/10596호에 기술된 바와 같은, 소위 초흡수체의 첨가는 상대적으로 중요하지 않다. 플러프 펄프에 초흡수체 0.5 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%가 추가될 수 있고, 그 후에 고압 캘린더 롤 (6)에 통과시킨다. 초흡수체는 접합 효과가 없고, 너무 많은 양은 인열 강도를 낮출 것이다.

그러나, 분쇄된 비접합 무기 재료, 예를 들어 백색 안료 산화티타늄을 첨가하면 인열 강도가 감소되므로, 일반적으로 산화티타늄은 25 중량%의 백분률을 초과하지 말아야 한다. 카올린 및 제올라이트와 같은 충전제도 마찬가지다.

현 기술로부터 공지되어 있는 것과 같은, 일반적으로 요구되는 접합제는 거의 완전히 피할 수 있다는 것이 중요하다. 이는 생성물의 재생성 및 퇴비성을 상당히 개선시킨다. 도포 및 경화를 위한 장이 필요하지 않기 때문에 제조는 덜 비용이 들고 더욱 간단해진다. 그러나, 완성된 생성물은 캘린더 롤러 (6.1 및 6.2)를 통과한 후 표면 마무리가 있거나 또는 하나 또는 두 측면 상에 필름이 적층될 수 있다는 것을 배제하지 말아야 한다.

도 2는 두개의 캘린더 롤러 (6.1 및 6.2) 사이의 고압 대역의 예시적인 실시양태를 나타낸다. 확대되어 나타내져 있는 외부 롤러 표면에 스터드 (14)가 제공되어 있는 것을 볼 수 있다. 롤러 외부 표면 전반에 걸쳐 분포되어 있는 수많은 스터드에 의해 바람직하게는 완성된 섬유 웹에 대해 cm²당 1 내지 16개 배열 점의 점형 압력 대역의 배열 밀도가 유발된다. 스터드는 스터드 코팅 각도가 반경에 대해 10 내지 45°인 모서리따기를 한 각추형이다. 간극에서 셀룰로오스 섬유의 상술한 융합을 유발하는, 계산된 압력 약 520 MPa이 간극 (12)에 제공되어 압력 대역 (17)이 생성된다. 모서리따기를 한 원추, 원통 또는 입방체와 같은 다른 형상의 압력 대역도 가능하고 요구되는 압력, 각각의 출발 재료, 롤러의 재료, 및 발생 온도 등에 따른 전문가적 의견에 따라 선택된다.

상기 경우, 작동 방향은 좌측에서 우측이다. 따라서, 완성된 생성물은 다소 플러피하게 느슨하나 출발 부직물과 비교하여 압착된 영역 (19)과 엇갈려 있는 거의 알기 쉬운 융합 대역 (18)을 나타낸다.

도 3은 압력 대역 (18)에서 융합되어 연결된 수많은 불규칙한 셀룰로오스 섬유로 이루어진 완성된 생성물을 나타낸 것이다. 재료는 높은 인열 강도, 및 위생용품, 안감 재료, 베개 충전제 및 유사한 재품용 포장 재료로 사용할 수 있도록 초흡수체를 사용하여 추가로 증가시킬 수 있는 높은 흡수력을 또한 가진다. 재료는 또한 건축 산업에서 뿐만 아니라 종이 및 판지에 대한 대체물로서 사용될 수도 있다. 상술한 생성물은 또한 냅킨, 탐폰, 유아용 기저귀 팬츠, 슬립 삽입물, 생리대 및 요실금 제품용으로 사용될 수도 있다.

도 4는 전자 현미경 상에서 압력 대역 (17)을 확대하여 나타낸 것이다. 이 경우, 압력 대역은 부직물 중에 스터드 (14)가 삽입되어 유발되는 육각형을 가진다. 이 경우에 적용되는 압력은 190 MPa (= 190 N/mm²)이다. 초기에 둥글고 미손상된 섬유 (29)는 압력으로 인해 압력 대역에서 편평하고 평활해 진 것을 볼 수 있다. 존재하였던 초흡수체 입자는 더이상 광학적으로 알아볼 수 없으며, 이는 분명히 표면에 압착되었기 때문이다. 섬유 구조를 여전히 압력 대역 (17) 내의 대역 (27)의 일부에서 다소 알아 볼 수 있으나, 섬유 구조를 더이상 알아 볼 수 없는 다른 대역 (28)이 존재하였다. 서로 간에 압착된 섬유들은 절개 바늘로 분리하려 시도하였을 때 더이상 서로 분리될 수 없다. 따라서, 섬유 및(또는) 셀룰로오스 물질의 표면 접합과 함께 융합, 밀집화 및 접착은 섬유 (29)의 탄화 한계 하에 유지시킨 압력으로 발생한다.

도 5는 롤러 및 롤의 배열 순서를 개략적으로 나타낸 것으로 방법은 제2 실시양태를 사용하여 수행하였다. 높이가 약 20 mm인 불규칙한 섬유 층 (1)을 체 컨베이어 벨트 (8) 상에서 한쌍의 제1 캘린더 롤러 (4.1, 4.2)로 이송시킨다. 상부 롤러 (4.1)는 표면 온도가 약 250℃이고, 하부 롤러는 가열되지 않는다. 웹은 두 롤러 (4.1 및 4.2) 사이의 간극에 도입되기 전에 습윤 장치 (3)를 사용한 상부로부터의 분무에 의해 습윤된다. 그 결과 재료의 수분은 약 5 내지 10 중량%이다.

수분의 일부는 캘린더 롤러 (4.1 및 4.2) 사이에서 제거되고 불규칙한 셀룰로오스 섬유 층은 낮은 밀도 및 인열 강도의 느슨한 부직물로 압착된다.

캘린더 롤 (6.1 및 6.2) 사이에서, 초기에 느슨한 부직물을 배열된 점형 압력 대역에 통과시키고, 불규칙하게 배열된 섬유를 고압 하에 서로 간에 가압하여, 섬유 몸체의 치밀한 융합이 발생하고 양각 패턴이 있는 섬유 웹 (100)이 생성되어 압력이 제거된 후에도 분리되지 않을 것이다.

캘린더 롤러 (6.1 및 6.2)를 지난 후, 섬유 웹 (40)은 두 측면 상에 텍스타일, 부직형 또는 박형 재료로 제조된 웹 (20.1 및 20.2)에 접착되고 결합되고(되거나) 기계적으로 연결된다. 미리 가공된 코팅 웹 (20.1 및 20.2)은 필요한 만큼 접착제로 미리 코팅하고, 한쌍의 캘린더 롤러 (6.1, 6.2)로부터 배출되는 섬유 웹 상의 상부 및 하부로부터 안내되어 한쌍의 압력 롤 (9.1, 9.2)을 사용하여 웹에 융합시킨다. 양각 부재가 제공된 압력 롤러 (9.1, 9.2)를 사용한 섬유 재료와 코팅물의 기계적 연결이 또한 가능하다. 뜨거운 접착제로 접착시키는 것 또한 가능하다. 복합체를 구동 롤러 (10)를 사용하여 권취 롤러 (11) 상에 감는다.

도 6은 추가의 실시양태에서 방법을 수행하기 위한 롤러 및 롤의 배열 순서를 개략적으로 나타낸 것이다. 생산 공정은 해머 밀을 사용하여 건조 ″목재 펄프″로 제조된 플러프 펄프로 제조된 셀룰로오스 섬유로 시작한다.

도 1과 유사하게, 높이가 약 20 mm인 불규칙한 섬유 층 (1)은 체 컨베이어 벨트 (8) 상에서 한쌍의 제1 캘린더 롤러 (4.1, 4.2)로 이송된다. 상부 롤 (4.1)은 표면 온도가 약 180℃이고, 하부 롤러는 가열되지 않는다.

불규칙한 셀룰로오스 섬유 웹은 낮은 밀도 및 인열 강도의 느슨한 부직물로 캘린더 롤러 (4.1 및 4.2) 사이에서 압착된다. 두 캘린더 롤 (6.1 및 6.2) 사이의 간극에 도입되기 전에, 체 벨트 (8)에 의해 제공된 부직물 (2)은 초기에 천공되지 않은 PTFE(폴리플루오로에틸렌)로 제조된 얇은(10㎛) 박으로 상부로부터 덮힌다.

캘린더 롤 (6.1 및 6.2) 사이에서, PTFE 박으로 덮힌 부직물을 배열된 점형 압력 대역에 통과시키고, 불규칙하게 배열된 섬유를 고압 하에 서로 간에 압착하여, 섬유 몸체의 치밀한 융합이 발생하고 압력이 제거된 후에도 분리되지 않을, 양각 패턴이 있는 섬유 웹 (100)이 되어, 상대적으로 내열성인 박이 복합체에 포함된다. 섬유 또는 박 재료의 탄화가 방지된다. 박 재료가 소결 또는 용융되기 시작하는 것에 의해 추가의 접합이 달성된다.

롤 (6.1 및 6.2)은 정상의 실온, 즉 18 내지 26℃에서 작동되나, 롤이 가열될 수 있거나 또는 높은 기계적 에너지에 의해 점형 및 집중 압력 대역의 온도가 보다 높아질 수 있다는 것을 배제해서는 안된다.

박이 상부에 놓인 셀룰로오스 섬유 층이 점형 압력 대역 (17) (도 4 참조)에서 영향받는 압력은 바람직하게는 300 내지 400 MPa이다. 캘린더 롤러 (6.1, 6.2)를 통과한 후, 섬유 웹은 한 측면에서 박 웹과 연결된다. 복합체를 구동 롤러 (10)를 사용하여 권취 롤러 (11) 상에 감는다.

추가의 코팅 웹 (20.2)은 필요한 만큼 접착제로 미리 코팅하고, 한쌍의 캘린더 롤러 (6.1, 6.2)로부터 배출되는 웹 상의 하부로부터 안내되고 한쌍의 압력 롤 (9.1, 9.2) (도 6 참조)을 사용하여 웹에 융합시킨다. 복합체를 구동 롤러 (10)를 사용하여 권취 롤러 (11) 상에 감는다.

도 7은 두개의 캘린더 롤러 (6.1 및 6.2) 사이의 고압 대역의 예시적인 실시양태를 나타낸 것이다. 확대하여 나타내져 있는 외부 롤러 표면에 스터드 (14)가 제공되어 있는 것을 볼 수 있다. 외부 롤러 표면 전반에 걸쳐 분포되어 있는 수많은 스터드 (14)에 의해 바람직하게는 완성된 섬유 웹에 대해 cm²당 1 내지 16개 배열 점의 점형 압력 대역의 배열 밀도가 유발된다. 스터드는 스터드 코팅 각도가 반경에 대해 10 내지 45°인 모서리따기를 한 각추형이다. 간극에서의 셀룰로오스 섬유의 상술한 융합을 유발하는, 계산된 압력 약 520 MPa이 간극 (12)에 제공되어 압력 대역 (17)이 생성된다. 모서리따기를 한 원추, 원통 또는 입방체와 같은 다른 형상의 압력 대역이 가능하고 요구되는 압력, 각각의 출발 재료, 롤러의 재료, 및 발생 온도 등에 따른 전문가적 의견에 따라 선택된다. 박 (30)은 동시에 캘린더링되거나 또는 적층될 수 있다.

도 7에서, 작동 방향은 좌측에서 우측이다. 따라서, 완성된 생성물은 다소 플러피하고 느슨하나 출발 부직물과 비교하여 압착된 영역 (19)과 엇갈려 있는 거의 알기 쉬운 융합 대역 (18)을 나타낸다.

코팅 방법은 하기 실시예에서 더욱 상세히 기술된다.

〈실시예 1〉

섬유 웹 (100) (도 3 참조)을 제직 텍스타일 재료의 웹과 한 측면에서 합쳤다. 섬유 웹을 향한 표면 상에, 텍스타일 웹에 핫멜트 접착제(Hotmelt adhesive)를 제공하여, 양호한 접착 접합이 압력 롤 (9.1, 9.2)을 통과한 후 생성되게 하였다. 섬유 재료에 의해, 이러한 복합체는 양호한 단열 효과를 나타내었고 제직 텍스타일 웹에 의해 보다 큰 기계적 힘을 견딜 수 있었다.

〈실시예 2〉

도 1 내지 3의 묘사에 따라 제조된 섬유 웹 (100)을 그의 비코팅 표면에서 접착제를 사용하여 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조된 박형 반투과성 기후 막에 추가로 접착시켰다. 기후 막은 방수성이나 수증기는 투과시킬 수 있었다. 위생 가먼트용 안감 재료로서 사용되었을 때, 사용자가 방출하는 수증기는 섬유 직물에 의해 흡수된 후 기후 막에 의해 발산될 수 있었다. 동시에, 섬유 층은 수분으로부터 보호되었다.

〈실시예 3〉

부직 웹 (100)을 용매가 없는 접착제가 한 측면에 코팅된 두께가 20㎛인 폴리테트라플루오로에틸렌 박과 합쳤다. 캘린더 롤 (6.1, 6.2)은 복합체를 생성시켰다. 그의 비코팅 측면에서, 캘린더 롤러 (9.1, 9.2)에 도입시키기 전에 복합체 상에 추가로 폴리에틸렌 박을 놓았다. 니들 롤러 (나타내지 않음)로 제2 폴리에틸렌 박을 천공하였다. 천공 과정 동안 섬유 웹에 스며드는 박 입자는 그에 접착된 제1 박이 있는 섬유 웹과 제2 박 사이에 기계적인 부착을 유발하였다. 한 표면은 흡수성이고 다른 표면은 액체가 새지 않는, 특히 위생 제품에 사용하기에 적합한 재료 (200)가 생성되었다.

재생 이용시, 더러워진 섬유 웹은 상부 박 코팅물을 떼어낸 후 퇴비로 만들 수 있다. 본 발명의 복합 재료는 예를 들어 일회용 기저귀에 사용되는 중합체 초흡수체가 있는 셀룰로오스보다 더욱 환경친화적이다.

Claims (26)

1. (a) 체 (8) 상에 셀룰로오스 섬유를 뒤엉키게 놓고,

   (b) 비교적 저압하에 예비 압축하여, 낮은 밀도 및 부직물이 인열없이 길이가 0.1 m 내지 1 m에 걸쳐 늘어질 수 있는 정도의 인열 강도의 느슨한 부직물을 제조하고,

   (c) 느슨한 부직물을 선형 압력 대역 (17)의 패턴이 있는 캘린더 롤 (6.1, 6.2)의 간극에 도입하여, 불규칙하게 배열된 섬유 (1)를 150 내지 600 MPa의 압력 하에 두어, 섬유는 분리되지 않는 융합되고 양각 패턴이 있는 섬유 웹 (100)이 생성되는 제조 단계를 사용하여 인열 내성, 및 흡수성이 크고 말을 수 있는, 셀룰로오스 섬유로 제조된 섬유 웹의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 점형 또는 선형 압력 대역 (17)에서의 압력이 100 내지 550 MPa인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유 웹 (100)을 m²의 중량 50g 내지 1500g으로 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 웹 (100)을 점형 압력 대역 (17)의 배열 밀도 cm²당 1 내지 16으로 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 점형 압력 대역 (17)의 면적이 0.05 내지 10 mm²인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 캘린더 롤 (6.1, 6.2)의 온도를 실온, 즉 18 내지 25℃로 유지시키는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 압착이 18 내지 320℃, 바람직하게는 200℃ 내지 300℃의 압형 온도에서 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 한쌍의 제1 캘린더 롤 (4.1, 4.2)이 예비 압착 압형으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 (1) 및(또는) 느슨한 부직물 (2)의 수분 함량이 1.5 중량% 이상, 바람직하게는 2 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유화 셀룰로오스 펄프 (목재 펄프)를 출발 재료로서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 출발 재료로서 사용되는 셀룰로오스 섬유 (1)의 백색도가 80 내지 92%, 바람직하게는 85 내지 89%인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 리그닌의 잔류 함량이 0.5 내지 5 중량%인 셀룰로오스 섬유 (1)를 출발 재료로서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 셀룰로오스-섬유가 입자 초흡수체를 0.5 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%로 함유하는 섬유 웹을 출발 재료로서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 셀룰로오스 섬유가 비결합 안료 또는 무기 충전제, 특히 산화티타늄, 백악 또는 카올린을 0.5 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 10 중량%로 함유하는 섬유 웹을 출발 재료로서 사용하는 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 실제 점형 압력 대역 (17)을 지나 캘린더 롤 (6.1, 6.2)의 방사 거리가 한쌍의 제2 캘린더 롤 (6.1, 6.2)의 압력 대역 (17)에서 1 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 한쌍의 제2 캘린더 롤 (6.1, 6.2)의 압력 대역에서 대향 점형 압력 대역들 사이의 간극 (15)의 너비가 0.05 내지 1 mm인 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 캘린더 롤러 (6.1 및 6.2)를 지난 후, 두 측면 상에 텍스타일, 부직형 또는 박형 재료로 제조된 웹 (20.1 및 20.2)에 접착되고 결합되고(되거나) 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 캘린더 롤러 (6.1 및 6.2)를 지난 후, 두 측면 상에 텍스타일, 부직형 또는 박형 재료로 제조된 웹 (20.1 및 20.2)과 미리 가공된 섬유 웹 (100)과 접착되고 결합되고(되거나) 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 한쌍의 제2 캘린더 롤은 둘다 롤러의 외면에 걸쳐 분포되고 수많은 스터드(stud) (14) 부피를 나타내는 함몰부에 의해 둘러싸인 수많은 스터드 (14)가 제공되어 있는 두개의 캘린더 롤러 (6.1, 6.2)로 구성되며, 두 롤러 (6.1, 6.2)의 스터드 (14)는 작동 간극에서 서로 대향하고, 200 MPa 내지 스터드 (14)의 재질의 최대 액상 한계의 압력을 점형 압력 대역 (17)에서 스터드들 (14) 사이에 위치한 느슨한 부직물 (2)에 적용할 수 있는 것을 특징으로 하는 제1항에 기술된 방법을 수행하고, 적용가능한 경우 제2항 내지 제17항에 기술된 방법을 수용하기 위한 장치.
20. 제18항에 있어서, 롤러 기저 (15)로부터의 스터드 (14)의 높이가 0.5 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제18항 또는 제19항에 있어서, 스터드 (14)의 형상이 모서리따기를 한 각추형, 원추형, 압방체형인 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제20항에 있어서, 모서리따기를 한 원추형 또는 각추형의 스터드 외층의 각도가 반경에 대해 10 내지 45°인 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제1항에 기재된 방법으로 생성되고, 적용가능한 경우 제2항 내지 제16항에 기재된 방법으로 생성되는, 위생용품을 제조하기 위한 흡수성 섬유 매트.
24. 제1항 및 제17항 또는 제18항에 기재된 방법으로 생성되고, 위생용품용 상부시트 및(또는) 배면시트로 사용되는 섬유 매트.
25. 제23항에 있어서, 박형 재료가 한 방향으로 물을 통과하고 공기 및 수증기는 양방향으로 통과시키는 섬유 매트.
26. 제23항 내지 제24항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 매트가 하나 이상의 흡수성 층의 조각을 포함하는 위생용품, 특히 탐폰, 유아용 기저귀 팬츠, 생리대 또는 슬립 삽입물.