KR20040070066A - 전습윤 와이프의 습윤강도를 향상시키기 위한 자가가교성중합체의 부직 결합제로의 혼입 - Google Patents

전습윤 와이프의 습윤강도를 향상시키기 위한 자가가교성중합체의 부직 결합제로의 혼입 Download PDF

Info

Publication number
KR20040070066A
KR20040070066A KR1020040005825A KR20040005825A KR20040070066A KR 20040070066 A KR20040070066 A KR 20040070066A KR 1020040005825 A KR1020040005825 A KR 1020040005825A KR 20040005825 A KR20040005825 A KR 20040005825A KR 20040070066 A KR20040070066 A KR 20040070066A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
binder
monomer
autocrosslinkable
monomers
Prior art date
Application number
KR1020040005825A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100565141B1 (ko
Inventor
골드스테인조엘어윈
판그라지로날드조세프
라니에리니콜라
다니엘스크리스티안레오나드
Original Assignee
에어 프로덕츠 폴리머, 엘.피.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에어 프로덕츠 폴리머, 엘.피. filed Critical 에어 프로덕츠 폴리머, 엘.피.
Publication of KR20040070066A publication Critical patent/KR20040070066A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100565141B1 publication Critical patent/KR100565141B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08L33/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D04H1/641—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions characterised by the chemical composition of the bonding agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/587—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives characterised by the bonding agents used
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00—Crosslinking
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/06—Load-responsive characteristics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2303—Coating or impregnation provides a fragrance or releases an odor intended to be perceptible to humans
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2525—Coating or impregnation functions biologically [e.g., insect repellent, antiseptic, insecticide, bactericide, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2762—Coated or impregnated natural fiber fabric [e.g., cotton, wool, silk, linen, etc.]
    • Y10T442/277—Coated or impregnated cellulosic fiber fabric
    • Y10T442/2787—Coating or impregnation contains a vinyl polymer or copolymer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/647—Including a foamed layer or component
    • Y10T442/652—Nonwoven fabric is coated, impregnated, or autogenously bonded

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Cleaning Implements For Floors, Carpets, Furniture, Walls, And The Like (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

본 발명은 전습윤 와이프의 습윤강도를 증가시키는데 유용한 수성 중합체 결합제 조성물에 관한 것이다. 결합제 조성물은 두성분의 혼합물 또는 혼성물을 포함한다. 한 성분은 부직 웹으로 구성된 섬유와 함께 결합할 수 있는 수분산성 중합체이다. 다른 한 성분은 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체의 수용액 또는 분산물이다.

Description

전습윤 와이프의 습윤강도를 향상시키기 위한 자가가교성 중합체의 부직 결합제로의 혼입{INCORPORATION OF A SELF-CROSSLINKING POLYMER INTO A NONWOVEN BINDER FOR USE IN IMPROVING THE WET STRENGTH OF PRE-MOISTENED WIPES}
본 발명은 자가가교성 중합체(Self-crosslinking Polymer)를 포함하는 부직 중합체 결합제와 그 결합제를 전습윤 와이프(Pre-moistened Wipe)의 습윤강도를 증가시키기 위하여 사용하는 것에 관한 것이다.
전습윤 세척 와이프는 잘 알려져 있으며, 습와이프, 타올 등으로 나타내진다. 그것들은 수성로션과 같은 로션으로 전습윤처리된 부직 웹과 같은 기질을 포함하고 있다. 통상적으로 전습윤 와이프는 낱장으로 접히고 포개지거나 또는 즉시 사용할 수 있는 관통 롤로 제공된다. 낱장의 전습윤 와이프의 포장용기는 리치인(reach-in) 형태와 팝업(pop-up) 형태의 두 종류의 기본용기가 있다. 리치인 용기에서 용기로부터 끌려나오는 와이프의 끝면은 다음 와이프의 시작면과 이어지도록 짜여진다. 이렇게 함으로써 용기안에서 다음 낱장의 제거가 용이해진다. 반면에 팝업 용기에서는 낱장이 롤형태이다. 롤은 세워져 있고, 낱장이 잘 떨어지도록관통되어 있다. 롤이 용기의 구멍을 통과하여 빠져나올때 절취선을 따라 낱장이 떨어져 나가고, 다음 낱장이 용기 입구로 튀어나오게 된다. 팝업 용기를 유용하게 하기 위해서는, 와이프가 용기밖으로 빠져나올때 상하거나 찢어지지 않도록 습윤 와이프의 습윤강도는 와이프가 온전하게 유지되는 정도가 되어야 한다.
역사적으로, 와이프의 성질을 향상시키기 위해서 분산물의 자가가교성 단량체의 양이 증가되어 왔다. 그러나, 습윤장력의 수준은 전형적으로는 필요한 수준 이하의 성능 수준에서 정체하고 자가가교성 단량체의 양을 증가시켜도 성능이 향상되지 않는다. 오히려 그것은 분산물의 점도를 증가시켜서, 분무에 의해 결합제를 웹에 적용시키는 표준 수단에 있어서 그것을 너무 두껍게 한다. 최근까지는 전통적인 결합제로부터 얻어지는 성능의 양이 시장을 점유하고 있는 와이프 수요의 대부분에 적당하였다. 그러나, 예컨대, 가구용 광택제나 자동차용 광택제로 사용되고 세척용 또는 광택용 로션으로 전습윤처리되는 새로운 와이프가 도입되고 있다. 대부분이 단단한 표면을 닦는데 쓰인다. 그런 로션은 피부 및 웹에는 더 독하다. 따라서 소비자를 보호하기 위해 와이프를 통보다는 카니스터(canister)로부터 빠져나오게 하였다. 카니스터 상단에는 전습윤 와이프가 빠져나오는 작은 입구가 있다. 따라서 웹은 추가되는 압력에 견디기 위해 기존보다 더 높은 습윤장력을 가져야 하며, 또한 더 독한 로션에 대해 안정하여야 한다. 이러한 용도를 위해 오늘날 도입되고 있는 새로운 와이프는 에어레이드(airlaid)웹 대신에 스펀번드 (spunbond) 또는 멜트블로운(melt-blown)섬유를 사용한다. 스펀번드 또는 멜트블로운 웹은 에어레이드 웹보다 비싸고, 생물분해되지 않으며 흡수성이 낮다. 이러한 단점이 필요한강도를 갖는 에어레이드 웹을 향상시키기 위한 원동력이 되었다.
알킬페놀 에톡실레이트(APE)를 기초로 하는 생성물의 사용에 관하여, 부분적으로는 유럽에서의 규제때문에, 습와이프에서 사용하기 위한 부직 웹의 제조에 APE가 들어있지 않은 중합체 유제 결합제를 사용할 필요성이 있다.
부직물에 사용하기 위한 알려져 있는 중합체 유제 결합제의 실례는 하기에 개시되어 있다:
US 5,180,772 (Mao et al., 1993)에서는 부직물을 위한 결합제로서 유용하고 신장된 쉘프(shelf)를 갖는 아세트산비닐/에틸렌 공중합체 유제를 개시한다. 부직물 기질에 대해 유제를 침착시켜 형성된 부직물은 유기용매에 대하여 향상된 저항성을 보여준다.
US 5,540,987 (Mudge et al., 1996)에서는 부직물의 장력을 향상시키는데 유용한 적은 양의 포름알데히드 유제 결합제를 개시한다.
본 발명의 결합제 조성물을 형성하는데 두가지 방법이 있다. 첫째는 혼합 방법으로, 수분산성 중합체 결합제와 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체의 수용액 또는 분산물과의 간단한 혼합을 수반한다. 두번째는 단계화된 중합 방법으로, 수분산성 중합체 결합제의 형성 이후에 같은 반응기 내에서 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체를 인시투(in-situ) 형성하는 것을 포함한다.
수분산성 중합체 결합제는 통상적으로 중합체 유제이다. 본 발명의 중합체 결합제의 제조에 사용될 수 있는 에틸렌계 불포화 단량체는 아세트산비닐 같은 비닐 에스테르, 에틸렌, 스티렌, 부타디엔, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트 및 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트와 같은 아크릴 및 메타크릴산의 C1-8알킬에스테르, 디아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산 및 말레인산과 같은 불포화 카르복실산, 아크릴로니트릴 그리고 C2-10알코올의 비닐에스테르를 포함하지만, 이것에 한정되지는 않는다.
수분산성 중합체는 통상적으로 단량체의 총중량을 기준으로, 아세트산비닐과 같은 비닐에스테르 50 내지 95 wt% (바람직하게는 65 내지 85 wt%), 1 또는 그 이상의 다른 에틸렌계 불포화 단량체 5 내지 30 wt% (바람직하게는 7 내지 20 wt%), 가교성 단량체 0 내지 8 wt% (바람직하게는 1 내지 5 wt%), 그리고 기능성 단량체 0 내지 12 wt% (바람직하게는 2 내지 10 wt%)를 포함한다. 가교성 단량체의 예는 N-(C1-4)알킬올(메트)아크릴아미드로서 N-메틸올아크릴아미드(NMA) 등, i-부톡시메틸아크릴아미드, 아크릴아미도글리콜산, 아크릴아미도부티르알데히드 그리고 아크릴아미도부티르알데히드의 디알킬아세탈이 있으며, 여기서 알킬의 탄소 갯수는 1 내지 4이다. 가교성 단량체는 어느것이라도 단독으로 또는 함께, 또는 아크릴아미드와 조합하여 사용될 수 있다.
수분산성 중합체 결합제의 예는 아세트산비닐/에틸렌/NMA 중합체, 아세트산비닐/에틸렌/NMA/아크릴아미드 중합체, 아세트산비닐/부틸아크릴레이트/NMA 중합체, 아세트산비닐/부틸아크릴레이트/NMA/아크릴아미드 중합체, 아세트산비닐/비닐베르사테이트/NMA 중합체, 아세트산비닐/비닐 베르사테이트/NMA/아크릴아미드 중합체, 아세트산비닐/에틸렌/비닐 베르사테이트/NMA 공중합체, 아세트산비닐/에틸렌/비닐 베르사테이트/NMA/아크릴아미드 중합체 등의 수성 유제가 있다. 비닐 베르사테이트는 베르사틱산(C9내지 C19트리알킬 아세트산)의 비닐에스테르이다. Veova 10은 상업적으로 사용가능한 비닐 베르사테이트의 실례이다. 에어 프로덕트 폴리머스(Air Products Polymers. L.P.)로부터 얻을 수 있는 AIRFLEX 192 VAE 중합체 유제는 본발명의 적절한 상업적 결합제의 예가 된다.
기능성 단량체의 예는 아세토아세톡시에틸메타크릴레이트(AAEM), 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 히드록시프로필(메트)아크릴레이트 그리고 히드록시부틸(메트)아크릴레이트를 포함하나, 여기에 한정되는 것은 아니다.
유제중합은 단계적 또는 연속적 방식으로 수행될 수 있고, 열개시제나 산화환원계에 의해 개시될 수 있다. 열개시제는 통상적으로 약 70℃ 또는 그 이상의 온도에서 사용되고, 산화환원계는 통상적으로 약 70℃ 이하의 온도에서가 바람직하다. 본 공정에서 사용되는 열개시제의 양은 총 단량체를 기준으로 0.1 내지 3 wt%이고, 바람직하게는 약 0.5 wt% 이상이다. 열개시제는 유제 중합체 분야에서 잘 알려져 있고, 예를 들면, 과황산암모늄, 과황산나트륨 등을 포함한다. 산화환원계에서 산화제와 환원제의 양은 약 0.1 내지 0.3 wt%이다. 환원제는 예컨대, 아황산수소염, 설폭실레이트, 아스코르빈산, 에리토르빈산 등과 같이 당업계에서 알려져 있는 어떠한 적절한 산화환원계라도 사용가능하다. 산화제의 예는 과산화수소, t-부틸과산화물, 또는 t-부틸 히드로과산화물(t-BHP)같은 유기과산화물, 과황산염 등이있다.
개시제가 열개시제인지 또는 산화환원계인지에 따라 다르지만, 효과적인 유제 중합 반응 온도범위는 약 30℃에서 100℃이고, 바람직하게는 55℃에서 90℃이다.
우세하게 가교성 단량체를 포함하는 중합체로 혼입될 수 있는 가교성 단량체는 NMA, 아크릴아미드, 이소부틸 메타크릴아미드, n-부틸메타크릴아미드, 아크릴아미도글리콜산 및 아크릴아미도부티르알데히드 디알킬아세탈을 포함하나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 다음은 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체의 대표예이다: NMA의 동종중합체, NMA와 아크릴아미드의 공중합체, NMA의 중합체, 아크릴아미드 및 아세트산비닐, 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 또는 비닐 베르사테이트 중에서 1 또는 그이상의 단량체. 상업적으로 사용가능한 NMA-LF(저급 포름알데히드 NMA)는 미국에서 MAMD (Cytec으로부터 입수가능) 또는 NMA 2820(Flocryl로부터 입수가능)로 알려져 있다. MAMD는 NMA와 아크릴아미드가 1:1 몰비이다. 가교성 단량체는 단량체 총중량을 기준으로 중합체 50 내지 100 wt%를 포함한다. 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체는 또한 아크릴산, 말레인산, 글리시딜 메타크릴레이트, 및 디아세톤아크릴아미드 같은 다른 기능성 단량체를 포함할 수 있다. 이들 중합체는 또한 다른 성분, 예를 들면 전하전이 시약으로서, 1-부탄알, 3-머캅토프로피온산, 중아황산나트륨 등 이소프로필알콜과 같은 공용매를 포함할 수 있다.
우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체는 분자량이 2000 내지1,500,000 달톤이고, 바람직하게는 10,000 내지 200,000 달톤일 수 있다. 750,000 달톤 이상의 분자량을 갖는 중합체는 수분산물에 첨가한 후 빠르게 겔이 될 수 있다. 유사하게, 500,000 내지 750,000 달톤의 분자량을 갖는 중합체는 수분산물과 조합된 후에는 분리될 수 있다.
우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체를 제조하는데 사용된 방법의 예를 하기에 기술한다.
(1) 열개시의 예
기계식 교반기, 질소주입기, 반응온도감지기가 장착된 2L 대기압 반응기에 진공장치로 산소를 제거하고 질소를 흘려주었다. 질소분위기 하에서 이 반응기에 물 750mL, 과황산칼륨 (5g, 18.5mmol) 및 완충액으로 중탄산나트륨 10g를 채웠다. 75℃로 가열 후, 3% 과황산칼륨 용액 (165g, 18.3mmol)과 44.8% NMA 수용액(700g, 3.68mol)을 딜레이 시간(delay time) 각각 3.5시간, 2.5시간으로 반응기에 채웠다. 딜레이 동안 반응혼합물을 교반시키고 중탄산나트륨을 첨가하여 pH 범위가 7 내지 8로 유지되도록 하였다. 과황산염의 첨가가 끝난 후에, 반응혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 그 용액은 20%의 고체함량을 가지며, 거의 100% 수율(잔류 단량체 = 160ppm)을 나타내었다. 크기별 배제 크로마토그래피 (SEC) 분석은 중량평균 분자량(Mw)이 240,700이고, 수평균 분자량(Mn)이 58,600이며, 다분산성(Poly dispersity, PD)은 4.11을 나타내었다.
(2) 산화환원 개시의 예
기계식 교반기, 질소주입기, 반응온도감지기가 장착된 2L 대기압 반응기에진공장치로 산소를 제거하고 질소를 흘려주었다. 질소분위기 하에서 이 반응기에 물 480mL, 황산암모늄제2철 6수화물 (10mg, 0.03mmol) 및 EDTA 테트라나트륨염 (10mg, 0.03mmol)을 채웠다. 75℃로 가열 후, 3% t-BHP 용액 (112g, 37mmol), 3% 아스코르빈산 용액(110g, 19mmol)과 35% NMA 수용액(910g, 3.74mol)을 채웠다. 딜레이 시간은 과산화물과 아스코르빈산 용액이 3.5시간, NMA용액은 3시간이었다. 딜레이 동안 반응혼합물을 교반시키고 암모니아를 첨가하여 pH 범위가 6 내지 7 이 유지되도록 하였다. 개시제의 첨가가 끝난 후, 반응혼합물을 실온으로 식혔다. 그 용액은 20%의 고체함량을 가지며, 거의 100% 수율(잔류 단량체 = 60ppm)을 나타내었다. SEC 분석은 Mw가 95200이고, Mn는 34900이며, PD은 2.73을 나타내었다.
다음의 조건들도 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체를 형성하는데 적절하다.
▶ 반응온도는 달라질 수 있으나 75℃를 넘지 않아야 한다.
▶ 개시제는 t-BHP, 과황산 칼륨, 나트륨 또는 암모늄일 수 있다. 농도범위는 사전혼합물(열공정만 해당)에서 0.5 내지 4 %(w/w)이고 딜레이에서 3 내지 10 %(w/w)일 수 있다.
▶ 단량체의 첨가시간은 바람직하게는 적어도 2.5시간. 개시제 딜레이는 단량체 딜레이보다 바람직하게는 적어도 1시간 이상(열 공정) 또는 30분 이상(산화환원 공정)이다.
▶ NMA는 순수한 NMA 또는 다른 비율의 혼합물 NMA:아크릴아미드일 수 있다.
▶ 만약 다른 공단량체가 예컨대, 아크릴산, 말레인산, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트와 같은 단량체 딜레이로 존재하거나, 또는 예컨대, 아세트산비닐 또는 글리시딜 메타크릴레이트같은 별도의 딜레이로 존재한다고 해도 같은 방법으로 진행된다.
▶ 중합체의 분자량은 단량체에 대한 개시제의 몰비를 변화시키면서 조절된다.
두개의 중합체 성분을 같이 혼합하고, 습윤제(Aerosol OT-75) 및 촉매(염화암모늄)와 제제화한 후 에어레이드 과정 후에 웹에 적용시킨다.
두번째 방법인 단계화된 중합 방법에서, 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체는 수분산성 중합체가 형성된 후에 같은 반응기 내에서 중합될 수 있다. 일반적으로 두번째 방법의 실례는 다음과 같다: 아세트산비닐/에틸렌 중합체 유제와 같은 수분산성 중합체가 반응기에서 최초로 만들어진다. 유리된 단량체가 배치의 1.5%이하의 표준레벨로 떨어질 때, 추가의 자가가교성 단량체를 배치에 첨가하고 반응기를 냉각한다. 배치가 허용가능한 수준으로 냉각되면 배치를 두번째 용기로 옮기고 잔류 에틸렌을 제거한다. 수분산성 중합체의 제조 동안 사용된 동일 산화환원쌍을 30분동안 같은 속도로 용기내로 주입한다. 30분 더 배치를 교반하고 반응물을 냉각시키고 거품제거제로 처리한다. 이러한 두번째 단계 중합반응의 최적 온도는 50℃ 이하이다.
수분산성 중합체를 만드는 통상적인 방법은 다음과 같다. 다양한 아세트산비닐/에틸렌/N-메틸올아크릴아미드(VAE/NMA)조합의 중합반응은, 재킷이 부착된 1갤론의 교반된 스테인레스스틸 반응용기에서 수행된다. 반응용기에 먼저 탈이온수900.0g, Aerosol A-102 75.0g, Rhodapex DS-10 15.0g, 25% 수성 비닐 설폰산 나트륨 15.0g, 시트르산나트륨 1.0g, 50% 수성 시트르산 3.5g, 5% 수성 황산암모늄 제2철 2.3g 및 아세트산비닐 1658.0g을 채웠다. 교반하는 동안 반응용기의 액체표면 밑으로 에틸렌 320.0g을 첨가하였다. 반응용기를 32℃로 가열한다. 평형에 도달한 후, 5% 나트륨 에리토르베이트, 2.0% t-BHP, 30% NMA 수용액 340.0g의 3가지 수용액을 반응과정(딜레이 기준)동안 반응용기에 단속적으로 첨가하였다. 반응용기의 온도는 60분동안 55℃까지 선형으로 증가시켰다. 4시간 후 MAMD 딜레이가 완결되고 나머지 2개의 딜레이가 다음 30분동안 계속되었다. 수분산성 중합체의 제조 후, 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체 또는 수분산성 중합체와 같은 반응기내에서 만들어질 수 있는 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체와 혼합될 수 있다.
혼합 방식이 시도되면 반응은 냉각에 의해 종료되고 배치는 스트리핑 용기로 옮겨진다. 에틸렌이 제거되었을 때, 15% 나트륨 포름알데히드 설폭실레이트 용액 10.0g과 3.0% t-BHP 용액 40.0g을 30분에 걸쳐 첨가하였다. 산화환원 딜레이의 첨가가 완전히 끝난후, 배치를 30분 더 교반하고, 냉각시킨 후에 Foamaster VF 1.0g으로 처리한다. 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체를 총고체량 기준으로 1% 내지 10%의 비율로 수분산성 중합체와 혼합된다.
만약 두번째의 단계적 중합반응을 선택한다면, 배치에 10분에 걸쳐 30% MAMD용액 170.0g을 첨가한다. 배치를 스트리핑 용기로 옮긴다. 에틸렌이 제거되었을 때, 5% 나트륨 에리토르베이트 용액 10.0g과 2.0% t-BHP 용액 40.0g을 30분에 걸쳐첨가하였다. 이 단계는 경제적으로 실행가능한 낮은 온도에서 행해질 수 있다. 이것은 55℃와 20℃사이이어야 한다. 산화환원 딜레이의 첨가가 완전히 끝난후, 배치를 30분 더 교반하고, 냉각시킨 후에 Foamaster VF 1.0g으로 처리한다.
수분산성 중합체와 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체의 혼합물을 제조하는 방법과 무관하게, 혼합물중 가교성 단량체의 총량은 총 고체량 기준으로 1 내지 11 wt%이고 바람직하게는 5 내지 9 wt%이다.
일반적으로 습윤 와이프는, 통상적으로 습윤강도와 건조강도를 증가시키기 위한 양의 직물 섬유를 첨가한 셀룰로오스 목재펄프 섬유를 주로 포함한다. 목재펄프 섬유는 합성섬유와도 혼합될 수 있다. 직물섬유는 레이온, 면, 모, 아세테이트 또는 텐셀섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 합성섬유의 실례는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 나일론과 같은 폴리아미드 및 유리섬유이다. 통상적으로 부직 기질은 약 75 내지 90 wt%의 목재펄프 섬유와 약 5 내지 25 wt%의 직물이나 합성섬유를 포함한다.
목재펄프(단독으로 또는 천연 또는 합성섬유와 혼합된)는 건식(에어레이드, 카디드(carded), 란도(rando)) 또는 습식 레이드 공정으로 가공될 수 있다. 에어레이드 공정으로 만들어진 부직 웹은 습식레이드 부직에 비해 최종생성물에서 섬유의 최소한의 수소결합때문에 선호된다.
섬유 출발 웹에 적용되는, 건조기준으로 계산된 본 발명의 결합제 조성물의 양은, 적어도 섬유를 서로 결합시켜서 스스로 버틸수 있는 웹을 형성하는데 충분하며, 출발 웹의 약 3 내지 약 100 wt%, 통상적으로 10 내지 30 wt%의 범위일 수 있다. 결합제 조성물은 통상적으로 당업계에서 잘 알려진 기술에 의해 그것을 분무시킴으로써 웹에 적용된다. 그러나, 당업계에서 알려진 또 다른 적용방법도 사용될 수 있다.
본 발명의 결합제 조성물을 이용하여 최적의 가교성을 얻는 통상적인 조건은 섬유가 주입된 웹을 150 내지 200℉ (66 내지 93℃)에서 4 내지 6분 건조시키고 그다음 300 내지 310℉ (149 내지 154℃)에서 3 내지 5분 또는 그이상 경화시키는 것이다. 그러나 다른 시간-온도 관계도 당업계에서 잘 알려져 있는 바와 같이 사용될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예를 고려함으로써 더욱 명확해질 것이다. 이 실시예는 본 발명의 사용을 순수하게 예시하기 위한 것이다.
실시예 1
[변형된 VAE/MAMD 중합체의 제조]
1 갤론의 스틸 반응기에 탈이온수 745.0g, 30% 라우레쓰설포숙신산 2나트륨 (Aerosol A-102) 수용액 69.4g, 도데실벤젠설폰산나트륨 (Rhodapex DS-10) 13.9g, 30% 비닐설폰산나트륨 수용액 13.9g, 5% 황산암모늄 제1철 수용액 2.1g, 50% 시트르산 수용액 8.1g, 시트르산나트륨 0.7g 및 아세트산비닐 1442.0g을 채웠다. 반응기를 32℃로 가열하고 에틸렌 295g과 5% 나트륨 에리토르베이트 수용액 7.3g을 첨가하였다. 2.6% t-BHP 수용액을 0.5mL/min으로 첨가하고 5% 나트륨 에리토르베이트 수용액을 0.7mL/min으로 첨가하였다. 반응의 개시가 시작될때, 31.74% MAMD 수용액 245.95g을 1.7mL/min으로 5분동안 첨가하였다. 반응온도는 78분에 걸쳐 80℃까지되도록 하고, MAMD 딜레이를 3.7mL/min으로 50분동안 첨가하였다. 그후에 MAMD 딜레이 속도를 소진될 때까지 1.4mL/min으로 늦췄다. 반응 후 45분 경에 AAEM:아세트산비닐의 50:50 딜레이 204g을 3.4mL/min으로 60분동안 첨가하였다. 단량체 딜레이가 완료되었을 때 배치를 냉각시켰을 때, 결과물은 고체 54.3%, 점도 460cps 그리고 Tg 7.9℃인 라텍스로 되었다. 아세트산비닐 = 75.47%, 에틸렌 = 14.61%, AAEM = 5.05%, 및 MAMD = 3.87%.
비교 실시예 1
[VAE/MAMD/NMA 중합체의 제조]
1 갤론의 스틸 반응기에 탈이온수 820.0g, 30% 라우레쓰설포숙신산 2나트륨 (Aerosol A-102) 수용액 75.0g, 도데실벤젠설폰산나트륨 (Rhodapex DS-10) 15.0g, 30% 비닐설폰산나트륨 15.0g, 5% 황산암모늄 제1철 수용액 2.3g, 50% 시트르산 수용액 6.67g, 시트르산나트륨 1.0g, 20% poly(NMA) (10,000달톤) 수용액 100.0g 및 아세트산비닐 1658.0g을 채웠다. 반응기를 32℃로 가열하고 에틸렌 320g과 5% 나트륨 에리토르베이트 수용액 7.3g을 첨가하였다. 2.6% t-BHP 수용액을 0.5mL/min으로 첨가하고 5% 나트륨 에리토르베이트 수용액은 0.7mL/min으로 첨가하였다. 반응의 개시가 시작될때, 30% MAMD 수용액 340.0g을 1.4mL/min으로 240분동안 첨가하였다. 반응온도는 60분에 걸쳐 55℃까지 되도록 하고, 단량체 딜레이가 완료되면 두개의 산화환원쌍 딜레이를 다음 30분간 계속시켰다. 배치를 냉각시켰을 때, 결과물은 고체 54.3%, 점도 110cps 그리고 Tg 9.6℃인 라텍스로 되었다. 아세트산비닐 = 78.95%, 에틸렌 = 15.23%, MAMD = 4.86%, 및 NMA = 1%.
비교 실시예 2
[VAE/MAMD 유제 중합체의 제조]
1 갤론의 스틸 반응기에 탈이온수 837.6g, 90% 트리데실알콜 에톡실레이트 수용액 (18몰 EO) (Polystep TD-189) 78.1g, 5% 황산암모늄 제1철 수용액 2.2g, 50% 시트르산 수용액 0.6g, 시트르산나트륨 0.8g 및 아세트산비닐 1492.0g을 채웠다. 반응기를 32℃로 가열하고 에틸렌 295g과 5% 글리옥실레이트 설폭실레이트 2나트륨 수용액 (Bruggelite FF-6) 7.5g을 첨가하였다. 2.6% t-BHP 수용액을 0.5mL/min으로 첨가하고 5% 나트륨 에리토르베이트 수용액은 0.7mL/min으로 첨가하였다. 반응의 개시가 시작될때, 49.78% MAMD 수용액 243.4g을 1.7mL/min으로 3.9분동안 첨가하였다. 반응온도는 20분에 걸쳐 80℃까지 되도록 하고, MAMD 딜레이를 3.9mL/min으로 50분동안 첨가하였다. 그 후에 MAMD 딜레이 속도를 소진될 때까지 1.4mL/min으로 늦췄다. 단량체 딜레이가 완료되었을 때, 배치의 잔류 아세트산비닐 양을 확인하였다. 그 양이 1.5%이하로 떨어지면, 배치를 냉각시켰으며, 그 결과 고체 52.1%, 점도 110cps 그리고 Tg 2.3℃인 라텍스로 되었다. 아세트산비닐 = 78.19%, 에틸렌 = 15.46% 및 MAMD = 6.35%.
비교 실시예 3
[VAE/NMA/AA 중합체 유제의 제조]
1 갤론의 스틸 반응기에 탈이온수 1000.0g, 인산이나트륨 3.0g, 1% 황산암모늄 제1철 수용액 4.0g 및 70% t-BHP 수용액 2.0g을 채웠다. 반응기를 70℃로 가열하고, 아세트산비닐/아크릴산/t-BHP (70%)[1958.0g/22.2g/45.4g]딜레이와 48% NMA수용액 15.0g을 5분에 걸쳐 첨가하였다. 환원제 딜레이(탈이온수 402.6g, 나트륨 메타비설페이트 40.2g 및 인산이나트륨 30.2g)를 준비하고 0.3g/min으로 첨가하였다. 반응의 개시가 시작될때, 나머지 아세트산비닐/아크릴산/t-BHP 딜레이를 3시간에 걸쳐 일정한 속도로 첨가하였다. 동시에 48% NMA 445.0g을 3시간에 걸쳐 일정한 속도로 첨가하였다. 동시에, 에틸렌 320g을 15분에 걸쳐 반응기에 채웠다. 환원제 딜레이는 딜레이의 최초 60분 동안에 유리된 단량체가 4.5 내지 5.5%가 유지되도록 조정되었다. 이 시간 후에는, 유리된 단량체가 1 내지 3%로 유지되도록 속도를 조정하였다. 만약 3시간 후에 유리된 단량체가 1.5%이하가 되면, 반응물을 냉각시키고 거품제거제 1.5g을 첨가하면서 탈가스기로 옮겼다. 반응 결과는 고체 52.5%, 점도 360cps 그리고 Tg 5.6℃인 분산물이다. 아세트산비닐 = 77.9%, 에틸렌 = 12.7%, NMA = 8.5% 및 아크릴산 = 0.8%.
다음의 실시예는 poly(NMA) 또는 poly(MAMD)를 VAE 중합체 결합제 또는 AAEM-변형된 VAE 중합체 결합제의 조합을 사용했을때 건조장력 및 습윤장력에 대한 효과를 보여준다.
하기 방법을 이용하여 장력(tensile strength)을 측정하였다. 결합제 조성물은 10% 고체로 희석하였고, 셀룰로오스와 저용융 2성분 섬유(밀도 75g/㎡)의 85:15 혼합물로 된 에어레이드 웹에 균일하게 분무시켰다. 결합제의 표적화된 누계중량은 20 wt% ±2 wt%였다. 분무된 웹을 건조시키고 공기오븐을 통해서 Mathis LTE에서 320℉(160℃)로 3분간 경화시켰다.
ASTM-D1117 (페이퍼 및 페이퍼보드의 강도의 기계적 장력 시험), TAPPI T-494 (건조장력) 및 TAPPI T-456 (핀치컵 장치를 이용한 습윤장력의 측정법)과 같은 산업표준과 유사한 시험 방법을 이용하여 장력을 측정하였다.
습윤장력을 측정하는 특이적인 방법은 다음과 같다. 최종 (결합된) 건조 및 경화된 에어레이드 웹을 5cm폭 스트립으로 자르고, 그 스트립을 핀치컵 장치에 돌려감은 후 습윤장력 유체(상업적으로 이용가능한 디옥틸나트륨 설포숙시네이트 계면활성제인 0.5% (고체상의 고체) Aerosol OT와 같이, 소량의 습윤제가 첨가된 탈이온수 또는 DI물)로 채웠다. 뒤이어 TAPPI T-456방법을 수행하였다.
건조장력 및 습윤장력의 측정에는 Instron Model 1122 기계적 장력 측정기를 사용하였다. 장력은 g/5㎝로 기록하였다.
실시예 2
[실시예1의 중합체에 대한 poly(NMA) 및 poly(MAMD)의 사후 첨가]
중량 평균 분자량이 10,000인 poly(NMA)와 poly(MAMD)를 실시예 1의 중합체와 여러가지 비율로, 에어레이드 웹에 혼합물을 적용하기 전에 혼합하였다. 표 1과 표 2는 결합된 웹의 건조장력 및 습윤장력의 시험결과를 도시한다.
poly(NMA) % 건조장력 강도 습윤장력 강도
0 3175 1844
2.5 3690 2126
5 3119 2212
7.5 3191 2271
10 3095 2287
poly(MAMD) % 건조장력 강도 습윤장력 강도
0 3175 1844
2.5 3119 2036
5 3060 1973
7.5 3140 2118
10 3148 2113
표 1과 표 2의 데이타는 결합제로서 poly(NMA) 또는 poly(MAMD)와 AAEM-변형된 VAE 결합제의 혼합물을 사용함으로써 건조장력은 유지되고 습윤장력은 현저하게 향상된다는 것을 보여준다. poly(NMA) 또는 poly(MAMD) 2.5%만큼 적은 양에서 개선이 보여진다
실시예 3
[AIRFLEX 192 VAE 결합제에 대한 poly(MAMD)의 사후 첨가]
poly(MAMD)를 AIRFLEX 192 VAE 결합제와 여러가지 비율로, 에어레이드 웹에 혼합물을 적용하기 전에 혼합시켰다. poly(MAMD)는 서로 다른 두 온도 30℃와 55℃에서 제조하였다. 표 3과 표 4는 결합된 웹의 건조장력 및 습윤장력의 시험결과를 보여준다.
30℃에서 만든 poly(MAMD) % 건조장력 강도 습윤장력 강도
0 2963 1723
1 3121 1756
2.5 3148 1813
4 3201 1844
55℃에서 만든 poly(MAMD) % 건조장력 강도 습윤장력 강도
0 2963 1723
1 3164 1671
2.5 3201 1705
4 3189 1709
표3의 데이타는 30℃에서 생성된 poly(MAMD)를 첨가했을때 건조장력 및 습윤장력이 증가했음을 보여준다. 표4의 데이타는 55℃에서 생성된 poly(MAMD)를 첨가했을때 건조장력은 증가하고 습윤장력은 유지되는 것을 보여준다. 30℃에서 생성된 poly (MAMD)는 55℃에서 생성된 poly(MAMD)에 비해 더 높은 분자량을 가질 것이다.
실시예 4
[AAEM-변형된 AIRFLEX 192 VAE에 대한 여러가지 분자량의 poly(NMA)와 poly(MAMD) 의 사후 첨가]
여러가지 중량평균 분자량의 poly(NMA)와 poly(MAMD)를, 에어레이드 웹에 혼합물을 적용하기 전에 변형되지 않은 AIRFLEX 192 VAE와 AAEM-변형된 AIRFLEX 192 VAE에 혼합시켰다. 표 5 및 표 6은 결합된 웹의 건조 및 습윤장력의 시험 결과를 보여준다. AIRFLEX 192 VAE 중합체 결합제는 고체 52%, pH 5.5, Tg 10℃, 점도 = 250 내지 425 cps의 성질을 갖는다.
Poly(NMA)와 Poly(MAMD)의첨가* 건조장력 강도 습윤장력 강도
0** 3002 1718
0 2848 1727
10K Poly(NMA) 3074 2100
2.7K Poly(NMA) 2878 1957
10K Poly(MAMD) 2926 1968
15K Poly(MAMD) 2934 1969
* 5% AAEM으로 변형된 AIRFLEX 192 VAE 중합체에 대한 5% 고체상의 고체첨가.
** 변형되지 않은 AIRFLEX 192 VAE
변형되지않은 AIRFLEX 192 VAE 중합체에 대한 Poly(NMA)와 Poly(MAMD)의 첨가* 건조장력 강도 습윤장력 강도
0 2550 1650
79K Poly(NMA) 2579 1712
112K Poly(NMA) 2577 1733
149K Poly(NMA) 2649 1959
374K Poly(NMA) 2622 1822
31K Poly(NMA-LF) 2619 1822
57K Poly(NMA-LF) 2514 1765
96K Poly(NMA-LF) 2052 1469
515K Poly(NMA-LF) 2724 1967
* 2.5% 고체상의 고체
표 5의 데이타는 AIRFLEX 192 VAE 및 AAEM-변형된 AIRFLEX 192 VAE 중합체가 결합제로서 단독으로 쓰였을때, 습윤강도가 거의 동일함을 보여준다. 여러가지 분자량의 poly(NMA)와 poly(MAMD)를 첨가함에 따라 건조장력은 그대로 유지되고 습윤장력이 증가하였다. 표 6의 데이타는 515K poly(NMA-LF)를 첨가했을 때 건조장력이 최대로 개선되었고, 149K poly(NMA)와 515K poly(NMA-LF)일 때 습윤장력이 최대로 개선되었음을 보여준다.
실시예 5
[비교실시예 2와 비교실시예 3의 중합체에 대한 AIRFLEX 192 VAE 결합제의 비교]
다음의 표는 AIRFLEX 192 VAE 결합제와 비교했을 때, 비교실시예 2 또는 비교실시예 3에 따라 제조된 각종 중합체의 성능을 보여준다.
결합제 건조장력 강도 습윤장력 강도
AIRFLEX 192 VAE 3141 1790
비교실시예 2 Tg=15 3228 1900
비교실시예 2 Tg=1 2822 1839
결합제 건조장력 강도 습윤장력 강도
AIRFLEX 192 VAE 3260 1788
비교실시예 3 3263 1759
비교실시예 3 + 25% Veova 10 2949 1703
비교실시예 3 + 25% 에틸아크릴레이트 2776 1349
비교실시예 3 + 25% 부틸아크릴레이트 2686 1355
결합제 건조장력 강도 습윤장력 강도
AIRFLEX 192 VAE 3184 1786
비교실시예 3 1989 923
비교실시예 3 + 에틸렌* 2682 1242
* Tg 5℃의 중합체를 만들수 있는 충분한 양의 에틸렌
결합제 건조장력 강도 습윤장력 강도
비교실시예 2 중합체 단독 3002 1718
폴리스티렌 아크릴릭 공중합체와 비교실시예 2의 중합체 혼합물 3298 1263
표 7의 데이타는 AIRFLEX 192 VAE 콘트롤과 비교하여 Tg 15℃인 비교실시예 2의 중합체가 결합제로 사용되었을때 건조장력 및 습윤장력이 개선되었음을 보여준다.
표 8의 데이타는 AIRFLEX 192 VAE와 비교하여 비교실시예 3의 중합체를 사용하였을때 건조장력 또는 습윤장력이 향상되지 않았다는 것과, 비교실시예 3의 중합체에 다른 공단량체를 첨가하는 것이 부직 결합제로서 사용되었을 때 장력을 향상시키지 않는다는 것을 보여준다.
표 9의 데이타는 비교실시예 3의 중합체를 에틸렌으로 변형한 경우에도 중합체와 결합된 부직웹의 건조장력 또는 습윤장력을 향상시키지 않음을 보여준다.
표 10의 데이타는 폴리스티렌 아크릴릭 중합체를 비교실시예 2의 중합체와 조합시킨 경우에 중합체 혼합물과 결합된 부직웹의 건조장력 또는 습윤장력을 향상시키지 않음을 보여준다.
실시예 6
중량평균 분자량 10,000의 poly(NMA)를 여러가지 비율로 변형되지 않은 AIRFLEX 192 VAE 결합제 및 5% AAEM 변형된 AIRFLEX 192 VAE 결합제와, 에어레이드 웹에 혼합물을 적용하기 전에 혼합시켰다. 표 11과 표 12는 결합된 웹의 건조장력및 습윤장력의 시험결과를 도시한다.
5% AAEM 변형된 AIRFLEX 192VAE에 대한 첨가 건조장력 강도 습윤장력 강도
0 2691 1804
2.5% Poly(NMA) 2778 1953
5% Poly(NMA) 2949 2083
7.5% Poly(NMA) 2842 2140
AIRFLEX 192 VAE에 대한 첨가 건조장력 강도 습윤장력 강도
0 3018 1737
1% Poly(NMA) 3153 1743
2.5% Poly(NMA) 3085 1804
4% Poly(NMA) 3104 1869
표 11과 표 12의 데이타는 poly(NMA)가 변형된 AIRFLEX 192 VAE 결합제와 조합되었을때 변형되지 않은 AIRFLEX 192 VAE 결합제와 비교하여 건조장력 및 습윤장력이 대단히 향상되었음을 보여준다.
본 발명은 전습윤 와이프의 습윤강도를 증가시키는데 유용한 수성 중합체 결합제 조성물에 관한 것이다. 결합제 조성물은 두가지 성분의 혼합물 또는 혼성물을 포함한다. 한 성분은 부직 웹으로 구성된 섬유와 함께 결합할 수 있는 수분산성 중합체이다. 다른 한 성분은 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체의 수용액 또는 분산물이다. 우세한 자가가교성 단량체라는 것은 중합체의 총중량을 기준으로 자가가교성 단량체 50 내지 100 wt% 를 의미한다. 본 발명의 결합제 조성물은APE가 없을 수 있다.
본 발명의 한 구체예는 총 고체 중량을 기준으로 수분산성 중합체 90 내지 99 wt% (바람직하게는 95 내지 97 wt%) 및 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체 1 내지 10 wt% (바람직하게는 3 내지 5 wt%)을 포함하는 중합체 결합제 조성물이다.
다음 구체예는 수분산성 중합체와 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체를 포함하는 중합체 결합제 조성물이며, 여기서 수분산성 중합체는 아세트산비닐, 1 또는 그이상의 다른 에틸렌계 불포화 단량체, 자가가교성 단량체 그리고 기능성 단량체를 포함한다.
또 다른 구체예는 수분산성 중합체 및 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체를 포함하는 중합체 결합제 조성물과 결합된 에어레이드 부직섬유의 웹을 포함하는 전습윤 와이프이다.
본 발명은 다음과 같은 이점을 갖는 전습윤 와이프를 제공한다.
▶ 팝업 카니스터에 사용할 수 있을 만큼 충분한 습윤장력
▶ 알킬페놀 에톡실레이트(APE)가 들어있지 않을 수 있음.

Claims (20)

  1. 결합제와 결합된 부직섬유의 웹을 포함하는 포장된 전습윤 습와이프로서, 상기 결합제는 수분산성 중합체 결합제와 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체의 수용액 또는 수분산물의 혼합물을 포함하고, 중합체 결합제의 중합체에서 가교성 단량체의 총량은 총 고체중량을 기준으로 1 내지 11 wt%이고 중합체는 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 것인 전습윤 습와이프.
  2. 제1항에 있어서, 혼합물은 총 고체중량을 기준으로 수분산성 중합체 결합제 90 내지 99 wt% 및 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체 1 내지 10 wt%를 포함하는 것인 포장된 전습윤 습와이프.
  3. 제1항에 있어서, 혼합물은 총 고체중량을 기준으로 수분산성 중합체 결합제 95 내지 97 wt% 및 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체 3 내지 5 wt%를 포함하는 것인 포장된 전습윤 습와이프.
  4. 제1항에 있어서, 수분산성 중합체 결합제는 비닐에스테르 50 내지 95 wt%, 또다른 에틸렌계 불포화 단량체 65 내지 85 wt%, 자가가교성 단량체 0 내지 8 wt% 그리고 기능성 단량체 0 내지 10 wt%를 함유하는 중합체를 포함하는 중합체 유제인 포장된 전습윤 습와이프.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중합체 유제는 비닐에스테르 65 내지 85 wt%, 또다른 에틸렌계 불포화 단량체 65 내지 85 wt%, 자가가교성 단량체 1 내지 5 wt% 그리고 기능성 단량체 2 내지 10 wt%를 함유하는 중합체를 포함하는 것인 포장된 전습윤 습와이프.
  6. 제5항에 있어서, 비닐에스테르는 아세트산비닐이고, 또다른 에틸렌계 불포화 단량체는 에틸렌, 부틸 아크릴레이트, 비닐 베르사테이트 또는 그들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되고, 자가가교성 단량체는 N-메틸올 아크릴아미드, 아크릴아미드, i-부톡시 메틸아크릴아미드, 아크릴아미도글리콜산, 아크릴아미도부티르알데히드, 아크릴아미도부티르알데히드의 디알킬 아세탈과 그들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되고, 기능성 단량체는 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트(AAEM), 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 히드록시부틸 아크릴레이트와 그들의 혼합물로부터 선택되는 것인 포장된 전습윤 습와이프.
  7. 제6항에 있어서, 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체는 N-메틸올 아크릴아미드, 아크릴아미드, 이소부틸 메타크릴아미드, n-부틸 메타크릴아미드, 아크릴아미도 글리콜산, 아크릴아미도부티르알데히드 디알킬 아세탈과 그들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는, 전체 고체를 기준으로 50 내지 100 wt% 단량체를 포함하는 것이며, 여기서 각 알킬은 1 내지 4 탄소를 포함하는 것인 포장된 전습윤 습와이프.
  8. 제7항에 있어서, 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체는 추가로 아세트산비닐, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 비닐 베르사테이트로 구성된 군으로부터 선택된 단량체를 포함하는 것인 포장된 전습윤 습와이프.
  9. 제1항에 있어서, 중합체 결합제와 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체가 수성 유제인 포장된 전습윤 습와이프.
  10. 제1항에 있어서, 결합제는 알킬페놀 에톡실레이트가 없는 것인 포장된 전습윤 습와이프.
  11. 부직웹을 구성하는 섬유와 함께 결합할 수 있는 수분산성 중합체 결합제와 우세하게 1 또는 그이상의 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체의 수용액 또는 분산물의 혼합물을 포함하는 수성 중합체 결합제 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 혼합물은 총 고체중량을 기준으로 수분산성 중합체 결합제 90 내지 99 wt%와 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체 1 내지 10 wt%를 포함하는 것인 결합제 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 혼합물은 총 고체중량을 기준으로 수분산성 중합체 결합제 95 내지 97 wt%와 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체 3 내지 5 wt%를 포함하는 것인 결합제 조성물.
  14. 제11항에 있어서, 수분산성 중합체 결합제는 비닐에스테르 50 내지 95 wt%, 또다른 에틸렌계 불포화 단량체 65 내지 85 wt%, 자가가교성 단량체 0 내지 8 wt% 그리고 기능성 단량체 0 내지 10 wt%를 포함하는 중합체 유제인 결합제 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 중합체 유제는 비닐에스테르 65 내지 85 wt%, 또다른 에틸렌계 불포화 단량체 65 내지 85 wt%, 자가가교성 단량체 1 내지 5 wt% 그리고 기능성 단량체 2 내지 10 wt%를 함유하는 중합체를 포함하는 것인 결합제 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 비닐에스테르는 아세트산비닐이고, 또다른 에틸렌계 불포화 단량체는 에틸렌, 부틸 아크릴레이트, 비닐 베르사테이트 또는 그들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되고, 자가가교성 단량체는 N-메틸올 아크릴아미드, 아크릴아미드, i-부톡시 메틸아크릴아미드, 아크릴아미도글리콜산, 아크릴아미도부티르알데히드, 아크릴아미도부티르알데히드의 디알킬 아세탈과 그들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되고, 기능성 단량체는 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트(AAEM), 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 히드록시부틸 아크릴레이트와 그들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 결합제 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체는 N-메틸올 아크릴아미드, 아크릴아미드, 이소부틸 메타크릴아미드, n-부틸 메타크릴아미드, 아크릴아미도 글리콜산, 아크릴아미도부티르알데히드 디알킬 아세탈과 그들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되고, 총 고체량을 기준으로 50 내지 100 wt%인 단량체를 포함하며, 여기서 각 알킬은 1 내지 4 탄소를 포함하는 것인 결합제 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체는 추가로 아세트산비닐, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 비닐 베르사테이트로 구성된 군으로부터 선택되는 단량체를 포함하는 것인 결합제 조성물.
  19. 제11항에 있어서, 수분산성 중합체와 우세하게 자가가교성 단량체를 포함하는 중합체가 수성 유제인 결합제 조성물.
  20. 제11항에 있어서, 결합제 조성물은 알킬페놀 에톡실레이트가 없는 것인 결합제 조성물.
KR1020040005825A 2003-01-29 2004-01-29 전습윤 와이프의 습윤강도를 향상시키기 위한 자가가교성중합체의 부직 결합제로의 혼입 KR100565141B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/353,676 US7064091B2 (en) 2003-01-29 2003-01-29 Incorporation of a self-crosslinking polymer into a nonwoven binder for use in improving the wet strength of pre-moistened wipes
US10/353676 2003-01-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040070066A true KR20040070066A (ko) 2004-08-06
KR100565141B1 KR100565141B1 (ko) 2006-03-30

Family

ID=32655532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040005825A KR100565141B1 (ko) 2003-01-29 2004-01-29 전습윤 와이프의 습윤강도를 향상시키기 위한 자가가교성중합체의 부직 결합제로의 혼입

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7064091B2 (ko)
EP (1) EP1443079B8 (ko)
KR (1) KR100565141B1 (ko)
CN (1) CN1255270C (ko)
AT (1) ATE306520T1 (ko)
DE (1) DE602004000117T2 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7056847B2 (en) * 2002-01-18 2006-06-06 Celanese International Corporation Binder for high wet-strength substrates
US7649067B2 (en) * 2005-10-19 2010-01-19 Wacker Polymers, L.P. Process of making a vinyl ester based polymer latex composition
DE102009008143A1 (de) 2009-02-09 2010-08-19 Celanese Emulsions Gmbh Vinylacetat-Ethylen-Copolymerdispersionen und damit behandelte textile Flächengebilde
KR101844104B1 (ko) * 2010-10-29 2018-03-30 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 에틸렌계 중합체 및 그의 공정
US9439549B2 (en) 2010-12-08 2016-09-13 Georgia-Pacific Nonwovens LLC Dispersible nonwoven wipe material
MX336998B (es) 2010-12-08 2016-02-09 Buckeye Technologies Inc Material de limpieza no tejido dispersable.
WO2013088188A1 (en) 2011-12-16 2013-06-20 Celanese Emulsions Gmbh Polymer dispersions and their use in pigmented coating compositions
US20190249345A1 (en) * 2016-10-31 2019-08-15 Primaloft, Inc. Air-cured batting insulation
EP4077776A1 (en) 2019-12-20 2022-10-26 Dow Global Technologies LLC A cleansing wipe formed from a nonwoven including ethylene/alpha-olefin interpolymers

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4393173A (en) * 1981-09-21 1983-07-12 Air Products And Chemicals, Inc. Complexes of N-methylolacrylamides with polyalkoxylates and polymerization to ungelled poly(N-methylolacrylamides)
US4454286A (en) * 1981-09-21 1984-06-12 Air Products And Chemicals, Inc. Complexes of N-methylolacrylamides with polyalkoxylates and polymerization to ungelled poly(N-methylolacrylamides)
US4647611A (en) * 1986-03-12 1987-03-03 Air Products And Chemicals, Inc. Trail addition of acrylamidobutyraldehyde dialkyl acetal-type monomers during the polymerization of vinyl acetate copolymer binders
US5180772A (en) * 1989-02-28 1993-01-19 Air Products And Chemicals, Inc. Nonwoven binders of vinyl acetate/ethylene/self-crosslinking monomer and tetramethylol glycoluril having improved shelf life
EP0474924A1 (en) 1990-09-12 1992-03-18 Cytec Technology Corp. Composition comprising an emulsion copolymer of at least an alkylacrylamido glycolate alkylether, vinylacetate and a functional hydroxy containing monomer as well as a process for preparing the same
WO1992008835A1 (en) 1990-11-14 1992-05-29 Vinamul Limited Improvements in or relating to non-woven fibrous materials
US5109063A (en) * 1990-12-10 1992-04-28 Air Products And Chemicals, Inc Vinyl acetate/ethylene/NMA copolymer emulsion for nonwoven binder applications
US5252663A (en) 1991-05-22 1993-10-12 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Formaldehyde-free crosslinking emulsion polymer systems based on vinyl ester dialkoxyhydroxyethyl acrylamide co- and terpolymers
DK0596318T3 (da) * 1992-11-04 1999-06-14 Nat Starch Chem Invest Emulsionsbindemidler med lavt indhold af formaldehydrest, og som har forbedret trækstyrke
US5415926A (en) 1993-02-25 1995-05-16 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Process for reducing the free aldehyde content in N-alkylol amide monomers
US20030232559A1 (en) * 2002-06-17 2003-12-18 Goldstein Joel Erwin Vinyl chloride/vinyl acetate/ethylene/self-crosslinking polymers for non-cellulosic based substrates

Also Published As

Publication number Publication date
EP1443079B8 (en) 2006-02-01
ATE306520T1 (de) 2005-10-15
US7064091B2 (en) 2006-06-20
DE602004000117T2 (de) 2006-06-29
CN1255270C (zh) 2006-05-10
CN1519291A (zh) 2004-08-11
US20040147190A1 (en) 2004-07-29
DE602004000117D1 (de) 2006-02-23
EP1443079B1 (en) 2005-10-12
KR100565141B1 (ko) 2006-03-30
EP1443079A1 (en) 2004-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI283273B (en) Nonwoven product
JP4829069B2 (ja) ビニルエステルをベースとしたポリマーラテックス組成物及びその製造方法
US7582699B2 (en) Binder for high wet-strength substrates
KR100767248B1 (ko) 높은 습윤/건조 인장 강도 비율을 가지는 부직 결합제
US6974520B2 (en) Alkylphenol ethoxylate-free surfactant package for polymer emulsions
KR100565141B1 (ko) 전습윤 와이프의 습윤강도를 향상시키기 위한 자가가교성중합체의 부직 결합제로의 혼입
US10968569B2 (en) Polyvinyl alcohol stabilized acetate ethylene copolymer dispersions as adhesives for creped webs
JP4971093B2 (ja) 不織ウェブ用の自己架橋型ビニルアセテート−エチレンポリマーバインダー
CA2510892C (en) Binder for high wet-strength substrates
US8124042B2 (en) Nonwovens bonded with acrylamide/N-alkylolacrylamide crosslinking mixture with C2-C10 alkylol
JPH02294334A (ja) 水性プラスチツク分散液
EP2204390A2 (en) Vinyl acetate/aromatic vinyl ester copolymer binder resins
CN110582203A (zh) 与非离子结合剂结合的抗微生物非织造湿巾

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130314

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140313

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150312

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160310

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170310

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180308

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee