KR20050042165A - 펄프에 수불용성 화학 첨가제를 사용하는 개선된 방법 및이 방법으로 제조된 제품 - Google Patents

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토마스 제라드 섀넌
루이스 신티아 엘리스 코에
마이크 토마스 구렛
승-흐신 휴
데이빗 앤드류 몰린
알베르토 리카르도 네그리
마이클 페인
트로이 마이클 런지
앨런 에드워드 라이트
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

펄프 섬유를 수불용성 화학 첨가제로 처리하여, 처리된 펄프 섬유를 공정수, 액체 또는 제품에 사용되는 용액에 노출시킨 후에 최소한의 미보유된 수불용성 화학 첨가제가 최소로 존재하도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시양태는 화학처리된 펄프 섬유의 제조 방법이다. 공정수 및 펄프 섬유를 포함하는 섬유 슬러리를 생성한다. 섬유 슬러리를 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반하여 습윤된 섬유 웹을 형성한다. 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 건조시켜 건조된 섬유 웹을 형성한다. 건조된 섬유 웹을 수불용성 화학 첨가제로 처리하여, 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성한다. 화학처리된 펄프 섬유는 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 액체, 예컨대 물에 노출되었을 때 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％를 보유한다. 화학처리된 펄프 섬유는 섬유 부직 재료를 형성하는데 사용된다.

Description

펄프에 수불용성 화학 첨가제를 사용하는 개선된 방법 및 이 방법으로 제조된 제품{Improved Method for Using Water Insoluble Chemical Additives with Pulp and Products Made by Said Method}
섬유 부직 재료 및 섬유 부직 복합체 재료는 저렴하게 특정 성질을 갖도록 제조될 수 있기 때문에 습윤-와이퍼와 같은 제품 또는 제품의 성분으로서 널리 사용되고 있다. 이들 제품은 재사용가능한 것과 반대는 일회용으로 여기질 정도로 저렴하게 제조될 수 있다.
습윤-와이퍼용 섬유 부직 복합체 재료의 제조를 위한 한 가지 방법은 셀룰로오스 섬유 또는 다른 흡수성 재료과 혼합된 섬유의 에어 레이드(air-laid) 웹과 같은, 균질의 재료 혼합물을 사용하는 것이다. 다른 습윤-와이퍼는 상이한 종류의 부직 재료를 라미네이트로 접합시켜 제조되거나, 또는 적층 구조로 형성되어 왔다. 이들 제품은 플라스틱 재료, 예컨대, 플라스틱 시트, 필름 및 부직 웹으로부터, 압출 공정, 예컨대, 슬롯 필름 압출, 블로운 버블 필름 압출, 부직 웹의 멜트블로잉, 및 스펀본딩에 의해 제조될 수 있다.
소비자 제품에 유용한 부직 재료 및 라미네이트화 부직 재료는 강도, 함수율, 크기, 가요성, 두께, 부드러움 및 질감에 대한 최소한의 제품 기준을 만족시켜야 한다. 그러나, 이들 매개변수 중 하나가 변화될 경우, 이것은 다른 매개변수에도 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이들 재료에 대한 목표는 허용가능한 강도 및 다른 성질을 유지하면서 부드러운 천 같은 느낌을 모사할 수 있거나 또는 적어도 종래에 가능했던 것보다 더욱 부드러운 천 같은 느낌에 근접하는 제품을 제조하는 것이다.
그러한 부드러운 천 같은 느낌은 특히 부직 재료의 두께, 부피 밀도, 가요성, 질감, 부드러움, 밀도 및 내구성 중 하나 이상에 의해 흔히 특징지어진다. 이들 재료는 일회용 제품, 예컨대, 일회용 기저귀, 일회용 티슈 및 일회용 와이퍼, 예컨대, 일회용 습윤-와이퍼에 적합하다.
펄프 섬유를 함유하는 제품의 제조에서는, 펄프 섬유 및(또는) 섬유 부직 재료상에 화학 첨가제를 첨가함으로써, 펄프 섬유 및(또는) 부직 재료의 물리적 및(또는) 광학적 특성을 향상시키는 것이 흔히 바람직하다. 전형적으로, 완제품에 특정 속성을 부여하기 위해 제조 또는 전환 제조 단계 동안에 제지 기계의 헤드박스보다 공정상 선행하는 섬유 슬러리에 유연제, 착색제, 증백제, 지력 증강제 등과 같은 화학 첨가제를 첨가한다. 이들 화학 첨가제는 일반적으로 섬유 슬러리가 약 0.15 내지 약 5％의 섬유 콘시스턴시(consistency)를 갖는 지료 용기 또는 지료 라인에서 혼합되거나 또는 제조시 습윤 또는 건조 상태의 종이 또는 티슈에 분무된다.
제지 기계와 같은 각 제조 기계에서 화학 첨가제를 첨가하는 것의 한 가지 단점은 제조자가 화학 첨가제의 첨가를 달성하기 위한 장비를 각각의 제지 기계에 설치해야 한다는 것이다. 이것은 많은 경우에 높은 비용을 요하는 방안이다. 또한, 각각의 제조 기계에서 나오는 완제품의 균일성은 화학 첨가제의 첨가 방법, 화학 첨가제의 균일성 및 농도의 편차, 정확한 화학 첨가제 도입 시점, 제조 기계들 사이의 수 화학의 차이, 및 각 제조 기계의 인력 및 기계 조작상의 차이에 따라 변할 수 있다.
펄프 슬러리에 대해서와 같이 용액 첨가되는 습식 화학 첨가제와 관련된 또 다른 어려움은 수용성 또는 수분산성 화학 첨가제가 수 중에 현탁되고, 습윤 매트의 형성 이전에 섬유상에 완전히 흡착 또는 보유되지 않는다는 것이다. 습부 화학 첨가제의 흡착을 개선하기 위해서 흔히 수 중에서 전하가 부여되도록 화학 첨가제를 관능기로 개질한다. 전하를 띤 화학 첨가제와 음이온으로 대전된 섬유 표면간의 전기동력학적 인력은 화학 첨가제의 섬유상으로의 침착 및 보유를 돕는다. 그럼에도 불구하고, 제조 기계 습부에 흡착 또는 보유될 수 있는 화학 첨가제의 양은 랑뮈르(Langmuir)가 설명한 것과 유사하게, 농도의 증가에 따라 흡착 증가분의 감소를 나타내는 흡착 곡선을 따른다. 그 결과, 수용성 또는 수분산성 화학 첨가제의 흡착은, 특히 높은 화학 첨가제 부가 수준을 달성하려는 경우 100％에 현저히 못 미칠 수 있다. 제조 공정의 수 시스템에서 수불용성 화학 첨가제를 사용하는 것은 더욱 더 문제가 되며, 전형적으로 더욱 불량한 부가 수준을 제공한다. 수불용성 화학 첨가제 또는 비 수분산성 화학 첨가제는 전형적으로, 에멀젼 형태가 아니고서는 그러한 수 시스템에 사용될 수 없다.
결국, 화학 첨가제의 부가 수준이 어떠하든, 특히 높은 부가 수준에서는, 화학 첨가제의 일 분획은 섬유 표면에 보유된다. 화학 첨가제의 나머지 분획은 현탁 수 상 중에 용해 또는 분산된 상태로 남는다. 이러한 미흡착 또는 미보유 화학 첨가제는 제조 공정에서 여러 가지 문제를 일으킬 수 있다. 화학 첨가제의 정확한 속성에 따라 발생될 수 있는 구체적인 문제가 결정되겠지만, 미흡착 또는 미보유 화학 첨가제로 인해 야기될 수 있는 문제들 중 일부로, 발포체, 침착물, 다른 섬유 스트림의 오염, 기계상의 섬유 보유 불량, 다층 제품에서의 화학 물질 층의 순도 손상, 수 시스템에서의 용해 고상물 축적, 다른 공정 화학 물질과의 상호작용, 펠트 또는 포 막힘, 건조기 표면에 대한 과도한 접착 또는 이형, 완제품에서의 물성 편차가 있다.
따라서, 당업계에 부족하고 필요한 것은 수불용성 화학 첨가제가 펄프 섬유상에 부가되고 펄프에 대해 보다 일정한 수불용성 화학 첨가제 부가를 제공하며 제지 기계 상의 공정수 중의 미보유된 수불용성 화학 첨가제의 감소 또는 제거를 제공하는, 펄프 섬유를 함유하는 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료이다. 본 발명은 통상적인 제조 기계에서의 습부 화학 물질 첨가시 발생하는, 관련된 제조상의 문제점 및 완제품 품질상의 문제점을 최소화한다.
정의
본 출원의 목적을 위해, 하기 용어는 하기 의미를 가질 것이다.
본원에 사용된 용어 "화학 첨가제"는 하나의 처리제 화합물 또는 처리제 화합물들의 혼합물을 가리킨다. 또한, 본 발명에 사용된 화학 첨가제는 흡착가능한 화학 첨가제일 수 있다고 이해된다.
본원에 사용된 용어 "부직 웹"은 개별 섬유 또는 실이 식별가능하지 않게 반복적인 방식으로 서로 맞물린 구조를 생성하도록, 제직 공정을 사용하지 않고 형성한 재료의 웹 또는 구조를 의미한다. 부직 웹은 종래에는 다양한 통상의 공정, 예컨대 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정, 필름 천공 공정 및 스테이플 섬유 카딩 공정에 의해 형성되었다.
본원에 사용된 용어 "멜트블로운 섬유"는 용융된 열가소성 재료를 복수의 가늘고 통상 원형인 다이 모세관을 통해, 용융된 실 또는 필라멘트로서 고속 기체 (예컨대, 공기) 스트림 중으로 압출하여, 용융된 열가소성 재료를 가늘게 하여 그의 직경을 마이크로섬유 직경일 수 있는 직경으로 감소시켜 제조한 섬유를 의미한다. 그 후에, 멜트블로운 섬유를 고속 기체 스트림에 의해 운반하고 수집 표면상에 퇴적시켜 무작위로 분배된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 공정은 예를 들어 미국 특허 제3,849,241호(부틴 (Butin))에 개시되어 있다.
본원에 사용된 용어 "스펀본드 섬유"는 용융된 열가소성 중합체 재료를 복수의 가늘고 통상 원형인 방사구 모세관으로부터 필라멘트로서 압출하면서, 압출되는 필라멘트의 직경을 예를 들어 인발 연신 또는 다른 널리 공지된 스펀본딩 메카니즘에 의해 신속하여 감소시켜 형성한 직경이 작은 섬유를 가리킨다. 스펀본딩된 부직 웹은 예를 들어 미국 특허 제4,340,563호 (아펠(Appel) 등), 및 미국 특허 제3,692,618호 (도르쉬너(Dorschner) 등)와 같은 특허문헌에 예시되어 있다.
본원에 사용된 용어 "코폼(coform)"은 열가소성 중합체성 멜트블로운 섬유, 예컨대, 평균 섬유 직경이 약 10 마이크론 미만인 마이크로섬유, 및 중합체 마이크로섬유의 매트릭스 전체에 분포되어 있고, 마이크로섬유가 서로 떨어지도록 적어도 일부의 마이크로섬유와 맞물려 있는 다수의 개별화된 흡수성 섬유, 예컨대, 목재 펄프 섬유를 포함하는 공기-형성된(air-formed) 부직 복합 재료를 의미한다. 흡수성 섬유와 마이크로섬유의 기계적 엉킴에 의해, 흡수성 섬유가 상호연결되고 마이크로섬유의 매트릭스 내에 갇힌 상태로 고정되며, 마이크로섬유와 흡수성 섬유의 기계적 엉킴 및 상호연결만으로 응집성 통합 섬유 구조를 형성한다. 이러한 재료는 미국 특허 제4,100,324호 (앤더슨 (Anderson) 등), 미국 특허 제5,508,102호 (조저(Georger) 등) 및 미국 특허 제5,385,775호 (라이트(Wright))의 설명에 따라 제조된다.
본원에 사용된 용어 "마이크로섬유"는 평균 직경이 약 100 마이크론 이하인, 예컨대, 약 0.5 마이크론 내지 약 50 마이크론인 직경이 작은 섬유를 의미하거나, 또는 보다 구체적으로 마이크로섬유는 약 4 마이크론 내지 약 40 마이크론의 평균 직경을 가질 수 있다.
본원에 사용된 용어 "자생적 결합"은 외부의 접착제 또는 결합제의 부가없이 섬유 및(또는) 필라멘트의 융합 및(또는) 자가-접착에 의해 제공되는 결합을 의미한다. 자생적 결합은 섬유 및(또는) 필라멘트의 적어도 일부가 반-용융되거나 점착성인 상태에서 섬유 및(또는) 필라멘트 간의 접촉에 의해 제공될 수 있다. 자생적 결합은 또한 점착성 수지를, 섬유 및(또는) 필라멘트를 형성하는데 사용되는 열가소성 중합체와 블렌딩하여 제공될 수도 있다. 그러한 블렌드로부터 형성된 섬유 및(또는) 필라멘트는 압력 및(또는) 열을 적용하거나 적용하지 않고 자가-결합되도록 사용될 수 있다. 또한, 용매를 사용하여 섬유 및 필라멘트의 융합을 유발하고, 용매를 제거한 후에 섬유 및 필라멘트가 잔류하게 할 수도 있다.
본원에 사용된 용어 "기계방향(MD)"은 부직 섬유 웹이 형성되는 동안에 섬유가 퇴적되는 형성 표면의 이동 방향을 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "횡기계방향(CD)"은 상기 정의된 기계방향에 대해 본질적으로 수직인 방향을 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "인장 강도"는 샘플을 파단되도록 연신시킬 때에 발생하는 최대 하중 또는 힘(즉, 피크 하중)을 가리킨다. 피크 하중의 측정은 습윤된 샘플을 사용하여 기계방향 및 횡기계방향으로 실시한다.
본원에 사용된 용어 "습윤-와이퍼"는 제조되는 동안에 액체가 부가되어, 소비자에 의해 사용될 때까지 액체가 섬유 시트상에 또는 그의 내부에 보유될 수 있는 섬유 시트를 의미한다. 액체는 방향제 및(또는) 연화제를 포함할 수 있고, 섬유 시트를 사용할 때 닦여지는 재료가 섬유 시트에 보유되도록 도울 수 있다.
본원에 사용된 용어 "섬유 부직 재료" 및 "섬유 부직 복합체 재료"는 소비자에게 사용될 때까지 섬유 시트 상에 또는 그의 내부에 보유될 수 있는 액체가 부가되어 있는 습윤-와이퍼 또는 습윤형 제품과 같은 소비자 제품을 위한 시트 또는 기재로서 사용될 수 있는 재료를 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "스트레치-본디드 라미네이트" 또는 "복합 탄성 재료"는 적어도 한 겹의 부직 웹이 탄성이고 적어도 한 겹의 부직 웹이 비탄성인, 예컨대 주름성 겹인 포 재료를 가리킨다. 탄성 부직 웹 겹(들)은 2 곳 이상의 위치에서 비탄성 부직 웹 겹(들)에 접합 또는 결합된다. 바람직하게는, 부직 웹 겹(들)이 병렬 형태로 배열되고, 탄성 부직 웹 겹(들)은 장력을 받아 신장된 상태에서, 단속적인 결합 지점 또는 결합 면적에서 결합된다. 웹 겹들을 접합시킨 후 장력을 제거하면, 탄성 부직 웹 겹은 그의 비신장 상태를 회복하려 할 것이므로, 두 겹의 접합 점 또는 면적 사이의 비탄성 부직 웹 겹을 주름지게 할 것이다. 복합 재료는 겹들이 접합되어 있는 동안 탄성 겹의 신장 방향으로 탄성이고, 비탄성 부직 웹 또는 필름 겹의 주름이 제거될 때까지 신장될 수 있을 것이다. 스트레치-본디드 라미네이트는 2 개보다 많은 겹을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 탄성 부직 웹 또 필름은, 주름진 비탄성(부직 웹 또는 필름)/탄성 (부직 웹 또는 필름)/주름진 비탄성 (부직 웹 또는 필름)으로 이루어진 구조를 갖는 3겹 부직 웹이 형성되도록, 그것이 신장된 상태에서 그의 양면에 접합된 비탄성 부직 웹을 가질 수 있다. 탄성 및 비탄성 겹의 또 다른 조합이 이용될 수도 있다. 그러한 복합 탄성 재료는 예를 들어 미국 특허 제4,720,415호 (반더 윌렌 (Vander Wielen) 등) 및 미국 특허 제5,385,775호 (라이트(Wright))에 개시되어 있다.
본원에 사용된 용어 "열 점 결합"은 결합될 2개 이상의 섬유 웹과 같은 재료를 가열된 캘린더 롤 및 앤빌 롤 사이에 통과시키는 거을 포함한다. 캘린더 롤은 항상 그런 것은 아니지만 통상적으로는 전체 직물이 그의 전체 표면에 걸쳐 결합되지 않도록 특정 방식으로 패턴화되며, 앤빌 롤은 통상 평평하거나 왕관모양이다. 그 결과, 기능적 및 심미적 이유로 다양한 캘린더 롤 패턴이 개발되어 왔다. 본 발명의 일 실시양태에서, 결합 패턴은 웹이 수축될 때 주름성 겹이 주름지는 것을 허용하기 위해 기계방향으로 빈 공간을 허용한다.
본원에 사용된 용어 "미보유"는 펄프 섬유에 의해 보유되지 않고 따라서 공정수 중에 현탁된 채로 남게 되는 화학 첨가제의 임의의 부분을 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "웹-형성 장치"에는 당업자에게 공지된 펄프 단계에서 사용되는 장망 형성기, 트윈 와이어 형성기, 실린더 머신, 프레스 형성기, 크레센트 형성기(crescent former) 등이 포함된다.
본원에 사용된 용어 "수"는 물 또는 물을 함유하는 용액, 및 제조 공정 또는 완성된 습윤-와이퍼 제품에 바람직한 다른 처리제 첨가제를 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "초흡수체"는 자체 중량의 10 배 이상의 0.9 중량％ 염화나트륨 수용액을 흡수할 수 있는 수팽윤성이고 실질적으로 수불용성인 유기 또는 무기 재료를 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "재발성(palindromic)"은 실질적으로 대칭적인 다겹 라미네이트, 예컨대, 스트레치-본디드 라미네이트를 의미한다. 재발성 라미네이트의 예는 A/B/A, A/B/B/A, A/A/B/B/A/A, A/B/C/B/A 등의 겹 형태를 가질 수 있다. 비-재발성 겹 형태의 예로는 A/B/C, A/B/C/A, A/B/C/D 등이 포함될 것이다.
본원에 사용된 용어 "중합체"는 일반적으로 단독중합체, 공중합체, 예컨대, 블록, 그래프트, 랜덤 및 교호 공중합체, 삼원공중합체 등, 및 이들의 블렌드 및 개질체를 포함하나 그에 한정되지는 않는다. 또한, 다르게 구체적으로 한정되지 않은 한, "중합체"라는 용어는 재료의 모든 가능한 기하학적 형태를 포함할 것이다. 이들 형태에는 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다.
본원에 사용된 용어 "펄프 섬유"는 각 제품의 제조에 통상적인 임의의 방법에 따라 제조된 필기용 종이, 인쇄지, 포장지, 위생 종이, 및 산업용 종이, 신문, 라이너보드, 티슈, 목욕 티슈, 안면 티슈, 냅킨, 와이퍼, 습윤-와이퍼, 타월, 흡수 용품, 예컨대, 기저귀 중의 흡수 패드 및 흡입 웹, 침대 패드, 육류 및 가금류 패드, 여성 위생 패드 등을 널리 포함하는 의미로 사용된다. 본원에 사용된 "펄프 섬유"라는 용어의 사용은 셀룰로오스 섬유 단독 또는 다른 섬유 (천연 또는 합성 섬유)와의 조합을 함유하는 임의의 섬유 웹에 사용된 임의의 섬유를 포함한다. 섬유는 겹치거나 겹치지 않을 수 있고, 적층 또는 단층일 수 있고, 크레이핑되거나 크레이핑되지 않을 수 있고, 한 겹 또는 여러 겹으로 이루어질 수 있다. 또한, 섬유 웹은 통합성 및 강도를 위해 강화 섬유를 함유할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "유연제"는 개선된 촉감을 제공하고 제품의 뻣뻣함을 감소시키기 위해 티슈와 같은 제품에 혼입될 수 있는 임의의 화학 첨가제를 가리킨다. 유연제는 4급 암모늄 화합물, 4급화 단백질 화합물, 인지질, 폴리실록산 화합물, 4급화되고 가수분해된 밀 단백질/디메티콘 포스포코폴리올 공중합체, 유기반응성 폴리실록산, 폴리히드록시 화합물 및 실리콘 글리콜로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 이들 화학 첨가제는 또한 제품의 뻣뻣함을 감소시키거나, 또는 예를 들어 제품과 손 사이의 마찰계수를 감소시킴으로써 오로지 제품의 표면 성질을 개선시키는 작용만을 할 수도 있다.
본원에 사용된 용어 "염료"는 색상을 부여하기 위해 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 기재 제품, 예컨대 습윤-와이퍼, 목욕 티슈, 안면 티슈, 종이 타월 및 냅킨에 혼입될 수 있는 임의의 화학 물질을 가리킨다. 화학 물질의 특성에 따라, 염료는 산성 염료, 염기성 염료, 직접 염료, 셀룰로오스 반응성 염료 또는 안료로 분류될 수 있다. 모든 부류의 염료가 본 발명에 사용하기에 적합하다.
본원에 사용된 용어 "폴리히드록시 화합물"은 글리세롤, 솔비톨, 평균 분자량이 약 150 내지 약 800인 폴리글리세롤, 평균 분자량이 전형적으로 약 200 내지 약 10,000, 보다 전형적으로는 약 200 내지 약 4,000인 폴리옥시에틸렌 글리콜 및 폴리옥시프로필렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "수용성"은 수 중에서 용액을 형성하는 고체 또는 액체를 가리킨다. "수분산성"이라는 용어는 수성 매질 내로 분산될 수 있는 콜로이드 크기 또는 그 이상의 크기의 고체 또는 액체를 가리킨다. 본원에 사용된 용어 "수불용성"은 수 중에서 용액을 형성하지 않는 고체 또는 액체를 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "결합제"는 시트내에서 섬유간 또는 섬유내 결합을 증가 또는 향상시키기 위해 티슈 내로 혼입될 수 있는 임의의 화학 물질을 가리킨다. 증가된 결합은 속성상 이온결합, 수소결합 또는 공유결합일 수 있다. 결합제는 건조 및 습윤 강도를 향상시키는 화학 첨가제를 둘다 가리킨다고 이해된다.
발명의 요약
요망되는 성질 또는 특징, 예컨대, 부드러움 또는 천 같은 느낌이 부족하다는 부직 재료의 문제점은 수불용성 화학 첨가제를 높고(거나) 일정한 수준으로 펄프 섬유에 부가하면서도, 수불용성 화학 첨가제의 공정수 또는 제품 용액으로의 이동이 거의 또는 전혀 없도록 함으로써 해결될 수 있다.
본 발명자들은 드디어 수불용성 화학 첨가제를 높고(거나) 일정한 수준으로 펄프 섬유에 부가하면서도, 처리된 펄프 섬유를 액체에 노출한 후에 제지와 같은 제조 공정수 중에 존재하는 미보유된 수불용성 화학 첨가제의 양을 감소시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 이것은 펄프 공장에서의 마무리 공정 이전에 섬유 웹을 수불용성 화학 첨가제로 처리하고, 마무리 공정을 완료하고, 완성된 화학처리된 펄프를 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료의 제조에 사용함으로써 달성된다. 본원에 사용된 용어 "섬유 부직 재료"는 섬유 부직 복합체 재료(들)를 포함하는 것으로 이해된다.
따라서, 일면에서, 본 발명은 섬유 부직 재료에 함유된 화학처리된 펄프 섬유의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은 공정수 및 천연 펄프(virgin pulp) 섬유를 포함하는 섬유 슬러리를 생성하는 것을 포함한다. 섬유 슬러리는 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반되고, 습윤된 섬유 웹으로 형성된다. 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 건조시켜 건조된 섬유 웹을 형성한다. 건조된 섬유 웹을 수불용성 화학 첨가제로 처리하여, 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성하며, 상기 화학처리된 펄프 섬유는 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 증가 또는 개선되고, 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 화학처리된 펄프 섬유가 액체, 예컨대 수 또는 제품 용액에 노출되었을 때 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이다. 화학처리된 펄프 섬유는 섬유 부직 재료를 형성하는데 사용된다. 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 수불용성 화학 첨가제의 약 60 내지 약 100％ 또는 약 80 내지 약 100％가 보유되는 정도일 수 있다. 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도 개선은, 전형적인 습부 첨가에 의한 부가시의 화학적 보유도의 변화로 측정할 때, 수불용성 화학 첨가제 보유율 약 5％, 약 15％, 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％ 및 약 75％의 하한 내지 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％, 약 75％, 약 85％, 약 95％ 및 약 100％의 상한의 범위일 수 있다. 하한 값은 상한 값보다 낮다고 이해된다. 이어서, 화학처리된 펄프 섬유는 종이 제품을 제조하는 별도의 공정에 사용할 수 있다.
다른 면에서, 본 발명은 수불용성 화학 첨가제를 섬유 부직 재료에 부가하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 펄프 섬유를 공정수와 혼합하여 섬유 슬러리를 형성하는 것을 포함한다. 섬유 슬러리는 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반되어 습윤된 섬유 웹을 형성한다. 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 탈수시켜 탈수된 섬유 웹을 형성한다. 탈수된 섬유 웹에 수불용성 화학 첨가제를 부가하여, 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성하며, 상기 화학처리된 펄프 섬유는 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이다. 화학처리된 펄프 섬유는 섬유 부직 재료를 형성하는데 사용된다. 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 60 내지 약 100％ 또는 약 80 내지 약 100％가 보유되는 정도일 수 있다. 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도 개선은, 전형적인 습부 첨가에 의한 부가시의 화학적 보유도의 변화로 측정할 때, 수불용성 화학 첨가제 보유율 약 5％, 약 15％, 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％ 및 약 75％의 하한 내지 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％, 약 75％, 약 85％, 약 95％ 및 약 100％의 상한의 범위일 수 있다. 하한 값은 상한 값보다 낮다고 이해된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 본 발명은 펄프 가공 단계에서 섬유 부직 재료 내로 혼입될 펄프 섬유에 수불용성 화학 첨가제를 부가하는 방법이다. 제조 기계보다 공정상 선행하는 펄프 가공 단계에서, 화학처리된 펄프 섬유를 얻을 수 있다. 또한, 화학처리된 펄프 섬유는 다양한 곳에 위치할 수 있는 여러 개의 서로 다른 제조 기계로 운반될 수 있고, 각각의 제조 기계로부터의 완제품의 품질이 보다 일정해질 것이다. 또한, 펄프 섬유를 다수의 제조 기계 또는 하나의 제조 기계상에서의 다수의 작업분에 사용할 수 있게 되기 전에 펄프 섬유를 화학적으로 처리함으로써, 각 제조 기계에 수불용성 화학 첨가제의 첨가를 위한 장치를 설치할 필요를 없앨 수 있다.
본 발명의 방법은 펄프 섬유의 생산 또는 가공을 가능하게 하며, 제지 기계 습부 화학 첨가제 첨가에 비해 제조 기계의 수 상 중의 미보유 수불용성 화학 첨가제를 현저히 더 낮은 수준으로 유지하는 동시에 펄프 섬유에 의해 보유되는 수불용성 화학 첨가제의 농도를 보다 높고 균일하게 할 수 있다.
건조된 섬유 웹의 콘시스턴시는 약 65 내지 약 100％이다. 다른 실시양태에서, 건조된 섬유 웹의 콘시스턴시는 약 80 내지 약 100％ 또는 약 85 내지 약 95％이다. 탈수된 섬유 웹의 콘시스턴시는 약 20 내지 약 65％이다. 다른 실시양태에서, 탈수된 섬유 웹의 콘시스턴시는 약 40 내지 약 65％ 또는 약 50 내지 약 65％이다. 분말(crumb) 형태의 콘시스턴시는 약 20 내지 약 85％이다. 다른 실시양태에서, 분말 형태의 콘시스턴시는 약 30 내지 약 60％ 또는 약 30 내지 약 45％이다.
본 발명의 방법은 습윤-와이퍼와 같은 제품을 제조하는데 유용한 섬유 부직 재료내로 혼입될 펄프 섬유의 제조를 가능하게 한다. 본 발명의 일면은 화학처리된 펄프 섬유를 균일하게 공급하여, 하나 이상의 제조 기계에서 고비용의 가변적인 화학 처리에 대한 수요를 대체하는 것이다. 본 발명의 다른 면은 제조 기계의 공정수 중의 미보유된 수불용성 화학 첨가제가 전혀 없거나 또는 상대적으로 낮은 수준이 되도록 하면서, 다른 방법으로 달성할 수 있는 것보다 더 높은 수불용성 화학 첨가제 부가량을 갖는 펄프 섬유에 관한 것이다. 이것은 습부 첨가를 통한 수불용성 화학 첨가제 부가가 흔히 미흡착 또는 미보유 수불용성 화학 첨가제의 수준 및(또는) 접촉 시간, 및 발포체, 침착물, 화학적 상호작용, 펠트 막힘, 건조기 표면에 대한 과도한 접착 또는 이형, 또는 미흡착 또는 미보유 수불용성 화학 첨가제가 제조 기계의 공정수 중에 존재함으로 인해 야기되는 다양한 제품 물성 제어 문제와 같은 관련된 가공상의 난점들에 의해 제한되기 때문이다. 본 발명의 또 다른 면은, 제조 공정 또는 제품 용액의 습부에서 첨가되면 보유되지 않았을 수불용성 화학 첨가제로 처리된 펄프 섬유를 제공할 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 본 발명의 방법은 적어도 제1 화학 첨가제를 펄프 섬유에 첨가하는 것을 포함한다. 펄프 섬유는 공정수와 혼합되어 섬유 슬러리를 형성한다. 섬유 슬러리는 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반된다. 섬유 슬러리를 탈수하여 분말 펄프를 형성한다. 수불용성 화학 첨가제를 분말 펄프에 부가하여, 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 화학처리된 분말 펄프를 형성한다. 화학처리된 펄프 섬유는 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이다. 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유는 섬유 부직 재료를 형성하는데 사용된다. 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 수불용성 화학 첨가제가 약 60 내지 약 100％ 또는 약 80 내지 약 100％가 보유되는 정도일 수 있다. 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도 개선은, 전형적인 습부 첨가에 의한 부가시의 화학적 보유도의 변화로 측정할 때, 수불용성 화학 첨가제 보유율 약 5％, 약 15％, 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％ 및 약 75％의 하한 내지 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％, 약 75％, 약 85％, 약 95％ 및 약 100％의 상한의 범위일 수 있다. 하한 값은 상한 값보다 낮다고 이해된다.
본 발명의 또 다른 면은 수불용성 화학 첨가제를 펄프 섬유에 부가하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 공정수 및 펄프 섬유를 포함하는 섬유 슬러리를 생성하는 것을 포함한다. 섬유 슬러리는 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반되어 습윤된 섬유 웹을 형성한다. 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 탈수하여, 탈수된 섬유 웹을 형성한다. 제1 수불용성 화학 첨가제를 탈수된 섬유 웹에 부가하여, 화학처리된 펄프 섬유로 이루어진 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성한다. 제2 수불용성 화학 첨가제를 화학처리된 탈수된 섬유 웹에 부가하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 이중 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성하며, 상기 이중 화학처리된 펄프 섬유는, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이다. 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유는 섬유 부직 재료를 형성하는데 사용된다. 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 60 내지 약 100％ 또는 약 80 내지 약 100％가 보유되는 정도일 수 있다. 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도 개선은, 전형적인 습부 첨가에 의한 부가시의 화학적 보유도의 변화로 측정할 때, 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 각각의 보유율 약 5％, 약 15％, 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％ 및 약 75％의 하한 내지 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％, 약 75％, 약 85％, 약 95％ 및 약 100％의 상한의 범위일 수 있다. 하한 값은 상한 값보다 낮다고 이해된다.
본 발명의 또 다른 면은 수불용성 화학 첨가제를 펄프 섬유에 부가하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 펄프 섬유를 공정수와 혼합하여 섬유 슬러리를 형성하는 것을 포함한다. 섬유 슬러리는 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반되어 습윤된 섬유 웹을 형성한다. 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 탈수하여, 탈수된 섬유 웹을 형성한다. 탈수된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 건조시켜 건조된 섬유 웹을 형성한다. 제1 수불용성 화학 첨가제를 건조된 섬유 웹에 부가하고, 제2 수불용성 화학 첨가제를 건조된 섬유 웹에 부가하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 이중 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성하며, 상기 이중 화학처리된 펄프 섬유는, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이다. 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유는 섬유 부직 재료를 형성하는데 사용된다. 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 60 내지 약 100％ 또는 약 80 내지 약 100％가 보유되는 정도일 수 있다. 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도 개선은, 전형적인 습부 첨가에 의한 부가시의 화학적 보유도 변화로 측정할 때, 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 각각의 보유율 약 5％, 약 15％, 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％ 및 약 75％의 하한 내지 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％, 약 75％, 약 85％, 약 95％ 및 약 100％의 상한의 범위일 수 있다. 하한 값은 상한 값보다 낮다고 이해된다. 펄프 섬유에 의한 화학 첨가제의 보유로 인해 향상된 품질을 갖는 완제품이 생성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 면은 수불용성 화학 첨가제를 펄프 섬유에 부가하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 펄프 섬유를 공정수와 혼합하여 섬유 슬러리를 형성하는 것을 포함한다. 섬유 슬러리는 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반되어 습윤된 섬유 웹을 형성한다. 습윤된 섬유 슬러리를 예정된 콘시스턴시로 탈수하여, 탈수된 섬유 웹을 형성한다. 제1 수불용성 화학 첨가제를 탈수된 섬유 웹에 부가하여 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성한다. 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 예정된 커시스턴시로 건조시켜 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성한다. 제2 수불용성 화학 첨가제를 화학처리된 건조된 섬유 웹에 부가하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성하며, 상기 이중 화학처리된 펄프 섬유는, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이다. 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유는 섬유 부직 재료를 형성하는데 사용된다. 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 60 내지 약 100％ 또는 약 80 내지 약 100％가 보유되는 정도일 수 있다. 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도 개선은, 전형적인 습부 첨가에 의한 부가시의 화학적 보유도의 변화로 측정할 때, 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 각각의 보유율 약 5％, 약 15％, 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％ 및 약 75％의 하한 내지 약 25％, 약 35％, 약 45％, 약 55％, 약 65％, 약 75％, 약 85％, 약 95％ 및 약 100％의 상한의 범위일 수 있다. 하한 값은 상한 값보다 낮다고 이해된다. 펄프 섬유에 의한 화학 첨가제의 보유로 인해 향상된 품질을 갖는 완제품이 생성될 수 있다.
본 발명은 유연제와 같은 수불용성 화학 첨가제를 펄프 섬유에 첨가하는데 특히 유용하며, 펄프 섬유에 의해 보유된 수불용성 화학 첨가제에 의해 제공되는 향상된 품질을 갖는 완제품을 보다 문제없이 보다 저비용으로 생산할 수 있게 한다.
따라서, 본 발명의 또 다른 면은 제조 기계의 공정수 또는 제품 용액 중의 잔류 미보유 수불용성 화학 첨가제의 양이 최소화되도록 화학처리된 펄프 섬유로부터 제조된 섬유 부직 재료 및 그로부터 제조된 제품에 관한 것이다.
펄프 섬유에 수불용성 화학 첨가제를 부가하는 본 발명의 방법은 건조 랩 펄프, 습윤 랩 펄프, 분말 펄프 및 플래쉬 건조 펄프 공정을 비롯한 광범위한 펄프 마무리 가공에 사용할 수 있다. 예를 들자면, 각종 펄프 마무리 가공법 (펄프 가공으로도 일컬음)이 본원에 참고로 인용되는 문헌 [Pulp and Paper Manufacture: The Pulping of Wood, 제2판, 제1권 제12장, Ronald G. MacDonald 편]에 개시되어 있다. 본 발명에서 수불용성 화학 첨가제를 부가하는 데는 분무, 침지, 코팅, 발포, 인쇄, 사이즈 프레스 또는 기타 당업계 공지의 다른 방법을 포함하나 그에 한정되지 않는 다양한 방법을 사용할 수 있다.
또한, 2종 이상의 수불용성 화학 첨가제를 사용하게 되는 상황에서는, 수불용성 화학 첨가제를 섬유 웹에 순차적으로 첨가하여 수불용성 화학 첨가제들 간의 상호작용을 감소시킬 수 있다.
경목 또는 연목, 짚, 아마, 밀크위드 종자털 섬유, 마닐라삼, 대마, 양마, 버개스, 면화, 갈대 등을 포함하여 많은 펄프 섬유 종류를 본 발명에 사용할 수 있다. 표백 및 미표백 섬유, 천연 원료 섬유 (목재 섬유 및 기타 셀룰로스 섬유, 셀룰로스 유도체 및 화학적으로 보강 또는 가교결합된 섬유 포함), 합성 섬유의 일부 성분부 (합성 제지 섬유에는 폴리프로필렌, 아크릴, 아라미드, 아세테이트 등으로 제조된 일부 섬유 형태가 포함됨), 천연 및 재생 또는 재활용 섬유, 경목 또는 연목, 및 기계적으로 펄프화된 섬유 (예, 쇄목), 화학적으로 펄프화된 섬유 (크라프트 및 아황산 펄프 가공을 비제한적으로 포함), 열기계적으로 펄프화된 섬유, 화학열기계적으로 펄프화된 섬유 등을 포함하여 알려진 모든 제지 섬유를 사용할 수 있다. 위에 언급하였거나 그에 관련된 섬유 종류의 부분집합의 혼합물도 사용할 수 있다. 펄프 섬유는 당업계에서 유리하다고 알려진 여러 방법으로 제조할 수 있다. 유용한 섬유 제조 방법에는 허만스(M.A. Hermans) 등에게 허여된 1994년 9월 20일자 미국 특허 제5,348,620호 및 1996년 3월 26일자 미국 특허 제5,501,768호, 패링턴 주니어(Farrington, Jr.) 등에게 허여된 1997년 8월 12일자 미국 특허 제5,656,132호에 개시된 것과 같이 컬과 개선된 건조 특성을 부여하는 분산법 등이 있다.
본 발명에 따르면, 펄프 섬유의 화학처리는 펄프 가공과정의 건조 단계에 앞서, 건조 단계 도중에, 또는 건조 단계 후에 이루어질 수 있다. 관용적인 건조법에는 플래쉬 건조, 캔 건조, 플랙 건조, 통풍 건조, 적외선 건조, 유동층 건조 또는 당업계에 알려진 임의의 건조 방법이 포함된다. 본 발명은 건조기를 사용하지 않는 습윤 랩 펄프 공정에도 적용할 수 있다.
본 발명의 많은 특징과 장점이 이어지는 발명의 설명을 통해 드러날 것이다. 설명에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시양태를 예시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시양태는 본 발명의 전 범위를 나타내지는 않는다. 따라서 본 발명의 완전한 범위를 해석하기 위해서는 청구의 범위를 참조해야 한다.
도 1은 펄프 섬유를 하나의 수불용성 화학 첨가제로 처리하기 위한, 본 발명에 따른 방법의 개략적인 공정 흐름도를 도시한다.
도 2는 펄프 섬유를 다수의 수불용성 화학 첨가제로 처리하기 위한, 본 발명에 따른 방법의 개략적인 공정 흐름도를 도시한다.
도 3은 섬유 부직 재료를 제조하기 위한 방법의 개략적인 공정 흐름도를 도시한다.
도 4는 펄프 섬유에 수불용성 화학 첨가제를 부가하기 위한 유동층 장치를 도시한다.
도 5는 펄프 섬유에 수불용성 화학 첨가제를 부가하기 위한 유동층 장치를 도시한다.
본 발명은 습윤-와이퍼와 같은 완제품에 개선된 부드러움 및 천 같은 느낌을 제공하기에 알맞은 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료를 제공한다. 습윤-와이퍼의 느낌은 두께, 부피 밀도, 가요성, 질감, 부드러움 및 내구성을 포함하는 섬유 부직 재료의 속성 중 하나 이상에 의해 특징지어진다. 부드러운 천 같은 느낌을 갖는 습윤-와이퍼의 제조시에는 부직 재료 또는 부직 복합 재료의 특성들, 예컨대, 컵 분쇄 (cup crush), 밀도 및 인장 강도 간의 균형을 맞추는 것이 중요하다. 그러나, 이것은, 이들 특성이 상호의존적일 수 있기 때문에, 즉 하나의 특성을 변화시키는 것은 다른 특성 (및 습윤-와이퍼의 전체적인 느낌)에 영향을 줄 수 있기 때문에 어렵다. 전형적으로는, 기초 중량을 감소시키면, 컵-분쇄가 감소되고, 인장 강도가 감소된다. 기초 중량을 증가시키면 반대의 변화가 일어난다. 따라서, 부드러움을 향상시키기 위해 하나의 특성을 변화시킬 경우, 전체적인 특성이 덜 바람직한 제품이 생성되지 않도록, 얻어지는 결과에 주의를 기울어야 한다. 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료는 적층될 수 있고, 겹 또는 겹들에 대한 설명은 층 또는 층들에도 적용될 수 있다고 이해된다.
본 발명의 습윤-와이퍼는 한 겹 이상의 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료를 포함한다. 습윤-와이퍼의 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료의 바람직한 CD 인장 강도는 약 0.70 lb 초과이다. 보다 바람직한 CD 인장 강도는 약 0.75 lb 초과이다. 약간 더 바람직한 CD 인장 강도는 약 80 lb 초과이다. 더욱 더 바람직한 CD 인장 강도는 약 0.85 lb 초과이다. 훨씬 더 바람직한 CD 인장 강도는 약 0.90 lb 초과이다. 매우 훨씬 더 바람직한 CD 인장 강도는 약 0.95 lb 초과이다. 가장 바람직한 CD 인장 강도는 약 1.0 lb 초과이다.
습윤-와이퍼의 섬유 부직 재료의 기초 중량(단위는 평방미터당 그램, g/㎡또는 gsm)은 건조 중량을 면적(단위는 평방미터)로 나누어 계산한다. 본원에 사용되는 습윤-와이퍼의 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료의 밀도는 "습윤 밀도"이고, 용액으로 적신 후 기초 중량(단위는 평방미터당 그램, g/㎡ 또는 gsm)을 습윤-와이퍼의 두께로 나눈 것으로 계산된다.
본 발명의 습윤-와이퍼는 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 및 액체를 포함한다. 액체는 습윤-와이퍼 복합체 탄성 재료에 흡착될 수 있는 임의의 용액일 수 있고, 닦임성을 바람직하게는 만드는 임의의 적합한 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 성분에는 당업자에게 널리 공지된 바와 같이 물, 연화제, 계면활성제, 방향제, 방부제, 킬레이트화제, pH 완충제 또는 이들의 조합이 포함될 수 있다. 액체는 또한 로션 및(또는) 약제를 함유할 수도 있다.
각각의 습윤 와이퍼 내에 함유된 액체의 양은 습윤-와이퍼를 제공하기 위해 사용되는 재료의 종류, 사용되는 액체의 종류, 습윤-와이퍼를 저장하기위해 사용되는 용기의 종류, 및 요망되는 습윤-와이퍼의 최종 용도에 따라 변할 수 있다. 일반적으로, 습윤-와이퍼는 개선된 닦임을 위해 와이퍼의 건조 중량을 기준으로 약 150 내지 약 600 중량％, 바람직하게는 약 250 내지 약 450 중량％의 액체를 함유할 수 있다. 보다 바람직한 면에서, 습윤-와이퍼에 함유되는 액체의 양은 습윤-와이퍼의 건조 중량을 기준으로 약 300 내지 약 400 중량％, 바람직하게는 약 330 중량％이다. 액체의 양이 이러한 범위 미만일 경우, 습윤-와이퍼는 너무 건조하고 적당하게 기능하지 않을 수도 있다. 액체의 양이 상기 범위보다 많은 경우, 습윤-와이퍼는 과포화되고, 흠뻑 젖어, 액체가 용기의 바닥에 고일 수 있다.
각각의 습윤-와이퍼는 일반적으로 직사각형 모양이고, 임의의 적합한 접히지 않은 폭 및 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 습윤-와이퍼는 약 2.0 내지 약 80.0 ㎝, 바람직하게는 10.0 내지 약 25.0 ㎝의 접히지 않은 길이 및 약 2.0 내지 80.0 ㎝, 바람직하게는 약 10.0 내지 약 25.0 cm의 접히지 않은 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는, 각각의 개별적인 습윤-와이퍼를 접혀진 형태로 배열하고, 서로의 위에 쌓아 습윤-와이퍼의 스택(stack)을 제공하거나, 팝-업 배출 (pop-up dispensing)에 적합한 형태로 맞접는다. 이와 같이 접혀진 형태는 당업자에게 널리 공지되어 있고, c-접힘, z-접힘, 4등분-접힘 형태 등이 포함된다. 접혀진 습윤-와이퍼의 스택은 플라스틱 튜브와 같은 용기의 내부에 넣어 최종적인 소비자 판매를 위한 습윤-와이퍼의 포장을 제공할 수 있다. 별법으로, 습윤-와이퍼는 각 와이퍼의 사이에 천공을 가지며, 배출을 위해 스택으로 배열되거나 또는 롤로 감길 수 있는 연속적인 재료의 띠를 포함할 수 있다.
본 발명의 습윤-와이퍼의 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료는 상이한 물성을 갖는 2겹 이상의 재료를 포함할 수 있다. 적절한 재료를 선택함으로써 겹에 제공되도록 구성될 수 있는 상이한 물성에는 부드러움, 탄력(resiliency), 강도, 가요성, 통합성, 인성, 흡수성, 액체 보유성, 두께, 내인열성, 표면 질감, 드레이프성, 촉감, 습윤성, 흡상 능력 등, 및 이들의 조합이 포함된다. 바람직하게는, 겹으로 된 습윤-와이퍼에 사용되는 섬유 부직 재료 및(또는) 섬유 부직 복합체 재료는 특히 젖었을 때 적당한 강도, 통합성 및 탄력을 유지하면서도 부드러움 및 가요성을 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 습윤-와이퍼는 습윤-와이퍼에 강도 및 탄력을 제공하도록 구성되는 한 겹 이상의 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 및 습윤-와이퍼에 부드럽고 온화한 닦는 표면을 제공하도록 구성된 한 겹 이상의 다른 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 습윤-와이퍼는 강하고 탄력있는 겹의 각 면에 부드러운 겹을 포함함으로써, 와이퍼의 양 노출 표면에 피부와의 접촉을 위한 부드럽고 온화한 표면을 제공한다.
섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료는 2 종의 상이한 섬유 간의 임의의 접착 결합, 분자 결합 또는 수소 결합 없이 마이크로섬유 및 목재 펄프 섬유에 의해 형성될 수 있다. 흡수성 섬유는 바람직하게는 마이크로섬유의 매트릭스 전체에 균일하게 분포되어 균질 재료를 제공한다. 이 재료는 먼저 멜트블로운 마이크로섬유를 함유하는 제1 공기 스트림을 형성하고, 목재 펄프 섬유를 함유하는 제2 공기 스트림을 형성하고, 제1 및 제2 스트림을 와류 조건하에서 병합하여 마이크로섬유와 목재 펄프 섬유의 완전한 혼합물을 함유하는 통합된 공기 스트림을 형성하고, 이어서 통합된 공기 스트림을 형성 표면상으로 보내어 천 같은 재료를 공기-형성한다. 마이크로섬유는 공기 중에서 목재 펄프 섬유와 와류에 의해 혼합될 때 승온에서 부드러운 초기 상태를 갖는다.
본 발명의 일 실시양태에서, 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료의 겹(들)은 약 20 내지 약 50 중량％의 중합체 섬유 및 약 80 내지 약 50 중량％의 펄프 섬유를 가질 수 있다. 중합체 섬유와 펄프 섬유의 보다 특정한 비율은 약 25 내지 약 40 중량％의 중합체 섬유 및 약 75 내지 약 60 중량％의 펄프 섬유일 수 있다. 중합체 섬유와 펄프 섬유의 보다 더 특정한 비율은 약 30 내지 약 40 중량％의 중합체 섬유 및 약 70 내지 약 60 중량％의 펄프 섬유일 수 있다. 중합체 섬유와 펄프 섬유의 가장 특정한 비율은 약 35 중량％의 중합체 섬유 및 약 65 중량％의 펄프 섬유일 수 있다.
본 발명의 실시에 적합한 중합체의 비제한적 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부틸렌과 같은 폴리올레핀 재료, 및 이들의 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부틸렌 공중합체이다. 특히 유용한 폴리프로필렌은 바셀(Basell) PF-105이다. 부가적인 중합체가 미국 특허 제5,385,775호에 개시되어 있다.
다양한 천연 원료로부터의 펄프 섬유가 본 발명에 적용가능하다. 연목(침엽수에서 유래함), 경목(낙엽수에서 유래함) 또는 면화 린터로부터의 증해된 셀룰로오스 섬유를 이용할 수도 있다. 아프리카 수염새, 버개스, 대마, 아마, 및 다른 리그닌성(lignaceous) 및 셀룰로오스 섬유 원료로부터의 펄프 섬유를 또한 본 발명의 원료로서 이용할 수 있다. 비용, 제조의 용이성 및 처분가능성(disposability)의 이유로, 바람직한 섬유는 목재 펄프 (즉, 셀룰로오스 섬유)에서 유래한 섬유이다. 그러한 목재 펄프 재료의 시판예는 웨이어하우저(Weyerhaeuser)에서 구입가능한 CF-405이다. 적용가능한 목재 펄프로는 화학 펄프, 예컨대, 크라프트 펄프 (즉, 황산 펄프) 및 아황산 펄프, 및 쇄목 등을 비롯한 기계적 펄프, 열기계적 펄프(즉, TMP) 및 화학열기기계적 펄프 (즉, CTMP)가 포함된다. 완전 표백, 부분 표백 및 미표백 섬유를 본 발명에 사용할 수 있다. 흔히, 표백된 펄프를 사용하는 것이 그의 뛰어난 밝기 및 소비자에 대한 호소력으로 인해 바람직하다.
상기 분류 중 일부 또는 전부, 및 원래의 제지 공정을 용이하게 하기 위해 사용된 충전제 및 접착제 등 다른 비섬유 재료를 함유할 수 있는 재생지에서 유래한 섬유도 또한 본 발명에 유용하다.
섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료의 겹(들)은 예컨대, 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 에어 레이드 플라이 웹, 본디드 카디드 웹, 수엉킴 웹, 습식-형성 웹, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 부직 재료일 수 있다. 본 발명의 일 실시양태에서, 다겹의 섬유 부직 재료 및(또는) 섬유 부직 복합체 재료 중의 하나 이상의 겹은 예를 들어 한 겹 이상의 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹 또는 다른 적합한 재료에 접합된 한 겹 이상의 스펀본드 웹을 갖는다.
다겹 제품 중의 하나의 겹 또는 두 겹 모두는 2 종 이상의 상이한 섬유의 혼합물 또는 섬유와 입상 재료의 혼합물로 이루어진 복합 재료일 수 있다. 그러한 혼합물은 섬유 및(또는) 입상 재료를, 멜트블로운 섬유를 운반하는 기체 스트림에 첨가하여, 멜트블로운 섬유와 다른 재료, 예컨대, 목재 펄프, 스테이플 섬유 및 입상 재료, 예컨대, 흔히 초흡수성 재료라고 하는 히드로콜로이드(히드로겔) 미립자의 친밀한 엉킴과 뒤섞임이 일어나게 한 후, 상기 멜트블로운 섬유를 수집 장치상에 수집하여 무작위로 분산된 멜트블로운 섬유와 미국 특허 제4,100,324호(앤더슨 (Anderson) 등)에 개시된 것 같은 다른 재료의 응집성 웹을 형성함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 실시를 위한 적합한 재료는 흔히 "코폼"이라고 하는 섬유 부직 복합체 재료이다. 코폼은 열가소성 중합체성 멜트블로운 섬유, 예컨대, 평균 섬유 직경이 약 10 마이크론 미만인 마이크로섬유, 및 중합체 마이크로섬유의 매트릭스 전체에 분포되어 있고, 마이크로섬유가 서로 떨어지도록 적어도 일부의 마이크로섬유와 맞물려 있는 다수의 개별화된 흡수성 섬유, 예컨대, 목재 펄프 섬유의 공기-형성된 부직 복합체 재료이다. 흡수성 섬유와 마이크로섬유의 기계적 엉킴에 의해, 흡수성 섬유가 상호연결되고 마이크로섬유의 매트릭스 내에 갇힌 상태로 고정되며, 마이크로섬유와 흡수성 섬유의 기계적 엉킴 및 상호연결만으로 응집성 통합 섬유 구조를 형성한다.
응집된 통합 섬유 구조체는 2 종의 상이한 섬유 간의 임의의 접착 결합, 분자 결합 또는 수소 결합 없이 마이크로섬유 및 흡수성 펄프 섬유에 의해 형성될 수 있다. 흡수성 펄프 섬유는 전형적으로 마이크로섬유의 매트릭스 전체에 균일하게 분포되어 균질 재료를 제공한다. 이 재료는 먼저 멜트블로운 마이크로섬유를 함유하는 제1 공기 스트림을 형성하고, 목재 펄프 섬유를 함유하는 제2 공기 스트림을 형성하고, 제1 및 제2 스트림을 와류 조건하에서 병합하여 마이크로섬유와 목재 펄프 섬유의 완전한 혼합물을 함유하는 통합된 공기 스트림을 형성하고, 이어서 통합된 공기 스트림을 형성 표면상으로 보내어 천 같은 재료를 공기로 형성한다. 마이크로섬유는 공기 중에서 목재 펄프 섬유와 와류에 의해 혼합될 때 승온에서 부드러운 초기 상태를 갖는다.
본 발명의 일 실시양태에서, 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료의 겹들은 약 20 내지 약 50 중량％의 중합체 섬유 및 약 80 내지 약 50 중량％의 펄프 섬유를 갖는 코폼 겹일 수 있다. 중합체 섬유와 펄프 섬유의 보다 특정한 비율은 약 25 내지 약 40 중량％의 중합체 섬유 및 약 75 내지 약 60 중량％의 펄프 섬유일 수 있다. 중합체 섬유와 펄프 섬유의 보다 더 특정한 비율은 약 30 내지 약 40 중량％의 중합체 섬유 및 약 70 내지 약 60 중량％의 펄프 섬유일 수 있다. 중합체 섬유와 펄프 섬유의 가장 특정한 비율은 약 35 중량％의 중합체 섬유 및 약 65 중량％의 펄프 섬유일 수 있다.
섬유 부직 재료의 겹들 중 하나는 예컨대 티슈 겹과 같은 재료를 형성하기 위해 목재 펄프 섬유를 비롯한 펄프 섬유로 이루어질 수 있다. 또한, 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료의 겹들은 수력에 의해 엉킨 섬유의 겹들, 예컨대 미국 특허 제4,781,966호 (테일러 (Taylor))에 개시된 바와 같은, 수력에 의해 엉킨 목재 펄프와 스테이플 섬유의 혼합물일 수 있다.
섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료의 겹들은 2 곳 이상의 위치에서 임의의 적합한 수단, 예컨대, 재료들 중 적어도 하나의 적어도 일부분을 연화시키는 열 결합 또는 초음파 용접에 의해 서로 접합되거나 또는 다른 재료의 겹에 접합될 수 있다. 접합은 상기 부분을 적어도 가장 낮은 연화 온도를 갖는 재료의 연화 온도까지 가열함으로써 겹들의 재료에 열 및(또는) 압력을 적용하고, 겹들의 재료의 재고화된 연화 부분들 사이에 충분히 강하고 영구적인 결합을 형성함으로써 생성할 수 있다.
인식할 수 있는 바와 같이, 겹들 간의 결합은 점 결합일 수도 있다. 겹들의 최후 복합체 라미네이트에 요망되는 점착 특성에 따라서 다양한 결합 패턴을 사용할 수 있다. 결합 점은 바람직하게는 겹들의 결합 면적 전체에 고르게 분포된다.
열 결합과 관련해서는, 겹들 또는 적어도 그의 결합 부위를 포함하는 재료가 열 결합을 위해 가열되는 온도는 가열 롤러(들) 또는 다른 열원 및 가열된 표면상에서의 재료의 체류 시간, 겹들을 포함하는 재료의 조성, 겹들의 재료의 기초 중량 및 겹들의 재료의 비열 및 열 도전성에 따라서도 달라질 것임을 알 것이다. 전형적으로, 결합은 약 40℃ 내지 약 80℃의 온도에서 행할 수 있다. 특히, 결합은 약 55℃ 내지 약 75℃에서 행할 수 있다. 가장 특별하게는, 결합은 약 60℃ 내지 약 70℃의 온도에서 행할 수 있다. 롤러상에서의 전형적인 압력은 약 18 내지 약 56.8 Kg/(선형 cm) (KLC)일 수 있다. 롤러상에서의 압력은 특히 약 18 내지 약 24 Kg/(선형 cm) (KLC)일 수 있다. 그러나, 당업자라면 소정의 겹들의 재료의 조합에 대해 본원의 개시를 참조하여 충분한 결합을 달성하기 위해 필요한 가공 조건을 쉽게 결정할 수 있을 것이다.
이제 본 발명을 도면을 참조하여 더 상세히 설명한다. 펄프화 단계, 펄프 가공 및 펄프 섬유의 건조에 관해서는 다양한 종래의 펄프화 장치 및 조작을 이용할 수 있다. 펄프 섬유는 천연 펄프 섬유 또는 재활용 펄프 섬유일 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 다양한 실시양태를 사용할 수 있는 환경을 제시할 목적으로 특정한 종래의 요소들을 예시한다. 펄프 섬유에 의한 화학 첨가제의 보유도 향상은 펄프 섬유를 제지 기계의 습부 첨가로 처리하는 것보다는 본 발명에 따라 처리함으로써 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 종이 공장에서 펄프 섬유 등급을 신속하게 변경할 수 있도록 해 준다.
도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따라 펄프 섬유에 수불용성 화학 첨가제를 부가하는 데 사용되는 펄프 가공 제조 장치를 도시하고 있다. 섬유 슬러리 (10)를 제조한 후에 적절한 도관 (도시되지 않음)을 통해 헤드박스 (28)로 이송하고, 여기서 섬유 슬러리 (10)를 장망부 (30)로 분사하거나 퇴적시켜 습윤 섬유 웹 (32)을 형성시킨다. 습윤 섬유 웹 (32)에 기계적 압력을 가하여 공정수를 제거할 수도 있다. 공정수가 웹 형성 단계 이전에 섬유 슬러리 (10)을 처리하는 데 사용된 가공 조제를 함유할 수도 있음을 이해할 것이다. 닙 농축 장치 등과 같은 다른 탈수 장치를 펄프 시트 기계에 사용할 수도 있으나, 도시된 실시양태에서는 장망부 (30)의 뒤에 프레스부 (44)가 온다. 섬유 슬러리 (10)는 작은 구멍들이 나 있는 천 (46) 상으로 퇴적되어 장망부 여액 (48)이 습윤 섬유 웹 (32)에서 제거된다. 장망부 여액 (48)은 공정수의 일부를 포함한다. 프레스부 (44) 또는 당업계에 공지된 다른 탈수 장치들은 습윤 섬유 웹 (32)의 섬유 콘시스턴시를 약 30％ 이상, 및 특히 약 40％ 이상으로 적절히 상승시켜 탈수 웹 (33)을 형성시킨다. 웹 형성 단계에서 장망부 여액 (48)으로 제거된 공정수는 펄프 가공시의 희석 단계용 희석수로 사용하거나 폐기할 수 있다.
탈수된 섬유 웹 (33)은 추가적인 프레스부 또는 당업계에 공지된 다른 탈수 장치에서 추가로 탈수할 수 있다. 적당히 탈수된 섬유 웹 (33)을 건조부 (34)로 이송하고, 여기서 탈수된 섬유 웹 (33)에 1자연건조 콘시스턴시까지 증발 건조를 행하여 건조된 섬유 웹 (36)을 형성시킨다. 그 뒤 건조된 섬유 웹 (36)을 릴 (37)에 권취하거나 시트로 재단하고, 제지 기계 (38) (도 3에 도시)로 배송하기 위해 베일러 (도시되지 않음)를 통해 베일(bale)로 만든다.
수불용성 화학 첨가제 (24)는 도 1에 도시된 것과 같이 다양한 첨가 지점 (35a, 35b, 35c 및 35d)에서 탈수된 섬유 웹 (33) 또는 건조된 섬유 웹 (36)에 첨가 또는 부가할 수 있다. 도 1에는 네 개의 첨가 지점 (35a, 35b, 35c 및 35d)만이 도시되어 있으나 수불용성 화학 첨가제 (24)의 부가는 습윤 섬유 웹 (32)의 최초 탈수 지점에서 건조된 섬유 웹 (36)이 릴 (37)에 권취되거나 제지 기계로 배송하기 위해 베일로 만들어지는 지점 사이의 임의의 지점에서 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 첨가 지점 (35a)는 수불용성 화학 첨가제 (24)를 프레스부 (44) 내에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35b)는 수불용성 화학 첨가제 (24)를 프레스부 (44)와 건조부 (34) 사이에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35c)는 수불용성 화학 첨가제 (24)를 건조부 (34)에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35d)는 수불용성 화학 첨가제 (24)를 건조부 (34)와 릴 (37) 또는 베일러 (도시되지 않음) 사이에서 첨가하는 것을 보여준다.
화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 수불용성 화학 첨가제의 양은 약 0.1 kg/톤 이상이다. 특히 바람직한 실시양태에서, 보유된 수불용성 화학 첨가제의 양은 약 0.5 kg/톤 이상, 특히 약 1 kg/톤 이상, 및 더욱 특히 약 2 kg/톤 이상이다. 화학처리된 펄프 섬유를 액체에 노출시켰을 때, 공정수 상 또는 제품 용액 중의 미보유 수불용성 화학 첨가제의 양은 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유된 수불용성 화학 첨가제량의 0 내지 약 50％, 특히 0 내지 약 30％, 더욱 특히 0 내지 약 10％이다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 화학 물질에는 물에 용해되지 않은 것들이 포함된다. 특히 유용한 것은 종이 또는 티슈 제품에 배합되는 경우 제품 향상 이점을 제공하는 수불용성 화학 물질들이다. 더욱 유용한 것은 셀룰로스계 섬유 표면상에 흡착된 뒤에는 물로 추출되지 않을 수불용성 화학 물질이다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 화학물질 종류에는 광유, 바셀린, 올레핀, 알콜, 지방 알콜, 에톡실화 지방 알콜, 에스테르, 고분자량 카르복실산 및 폴리카르복실산 및 그의 염, 폴리디메틸실록산 및 개질 폴리디메틸실록산이 포함되나, 그에 한정되지는 않는다. 개질 폴리디메틸실록산에는 아미노-관능성 폴리디메틸실록산, 알킬렌 옥사이드-개질 폴리디메틸실록산, 유기개질 폴리실록산, 시클릭 및 비시클릭 개질 폴리디메틸실록산의 혼합물 등이 있다. 수불용성 화학 첨가제를 분산액이나 에멀젼으로 부가할 수 있으며, 그것이 여전히 본 발명의 범위 내임을 인식해야 한다.
본 발명에 관련하여 사용할 수 있는 수불용성 화학 첨가제의 목록에는 건조지력 증강제, 습윤지력 증강제, 유연제, 탈결합제, 흡착제, 사이즈제, 염료, 광학 증백제, 화학적 추적물질 (tracer), 불투명화제, 건조기 접착성 화학물질 등이 포함된다. 부가적인 수불용성 화학 첨가제에는 안료, 연화제, 보습제, 살바이러스제, 살균제, 완충제, 왁스, 불화 중합체, 악취 제어 물질 및 탈취제, 제올라이트, 향수, 식물성 및 광물성 오일, 폴리실록산 화합물, 계면활성제, 습윤제, 자외선 차단제, 항균제, 로션, 살진균제, 방부제, 알로에 베라 추출물, 비타민 E 등이 있다.
폴리실록산은 매우 광범위한 부류의 화합물을 포함한다. 이들은 하기 골격 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 식에서, R' 및 R''은 광범위한 유기 및 무기 기 및 이들의 혼합물일 수 있고, n은 2 이상의 정수이다. 이들 폴리실록산은 선형, 분지형 또는 환형일 수 있다. 이들은 다양한 관능기 조성을 갖는 다양한 폴리실록산 공중합체를 포함하며, 따라서, R' 및 R''은 실제적으로 동일 중합체 분자 내의 많은 상이한 종류의 기를 나타낼 수 있다. 유기 또는 무기 기는 셀룰로오스와 반응하여 폴리실록산을 공유결합, 이온결합 또는 수소결합으로 셀룰로오스에 결합시킬 수 있다. 이들 관능기는 또한 자체 반응하여 셀룰로오스와 가교결합된 매트릭스를 형성할 수도 있다. 본 발명의 범위는 폴리실록산 구조가 상기한 제품 또는 공정상 이점을 제공하는 한 특정 폴리실록산 구조에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다.
이론에 얽매이기를 원치 않으나, 폴리실록산이 셀룰로오스 함유 제품에 제공하는 부드러움의 이점은 부분적으로 폴리실록산의 분자량과 관련된 것으로 생각된다. 정확한 수평균 또는 중량평균 분자량은 측정이 어렵기 때문에 폴리실록산의 분자량의 척도로서 흔히 점도를 사용한다. 본 발명의 폴리실록산의 점도는 약 25 센티포아즈 초과, 보다 전형적으로는 50 센티포아즈 초과, 가장 바람직하게는 100 센티포아즈 초과이다. 본원에 언급된 점도는 무용매 폴리실록산 그 자체의 점도를 가리키며, 비록 에멀젼으로서 공급된 경우라 하더라도 에멀젼의 점도를 가리키는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 폴리실록산은 희석제를 함유하는 용액으로서 제공될 수도 있다고 이해된다. 그러한 희석제는 용액의 점도를 상기 한정된 범위보다 낮게 낮출 수 있으나, 효능있는 폴리실록산 성분은 상기 제시된 점도 범위를 따라야 한다. 상기 희석제의 예로는 올리고머성 및 시클로-올리고머성 폴리실록산, 예컨대, 옥타메틸시클로테트라실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 데카메틸테트라실록산 등, 및 이들 화합물의 혼합물이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 적합한 특정 부류의 폴리실록산은 하기 화학식을 갖는다.
상기 식에서, R1 내지 R8은 독립적으로, C1 또는 그 이상의 알킬기, 에테르, 폴리에테르, 폴리에스테르, 아민, 이민, 아미드, 또는 이러한 기들의 알킬 및 알케닐 유사체를 포함하는 다른 관능기를 비롯한 임의의 유기관능기일 수 있고, y는 1 초과의 정수이다. 바람직하게는, R1 내지 R8 잔기는 독립적으로 임의의 C1 또는 그 이상의 알킬기, 및 그러한 알킬기의 혼합물이다. 예시적인 유체는 다우 코닝사 (Dow Corning, Inc.)에서 제조 및 시판되는 DC-200 유체 시리즈이다.
본 발명에 적합한 관능화 폴리실록산의 또 다른 예시적인 부류는 폴리에테르 폴리실록산이다. 그러한 폴리실록산은 당업계에 널리 교시되어 있고, 통상 전적으로 또는 다른 폴리실록산과 함께 부분적으로 실리콘 처리된 제품의 친수성을 개선하는 수단으로서 혼입된다. 그러한 폴리실록산은 일반적을 하기 구조를 가질 것이다.
상기 식에서, x 및 z는 0 초과의 정수이다. y는 0 이상의 정수이다. (x+y+z)에 대한 x의 몰 비율은 약 0.05％ 내지 약 95％일 수 있다. (x+y+z)에 대한 y의 비율은 약 0％ 내지 약 25％일 수 있다. R0 내지 R9 잔기는 독립적으로, C1 또는 그 이상의 알킬기, 에테르, 폴리에테르, 폴리에스테르, 아민, 이민, 아미드, 또는 이러한 기들의 알킬 및 알케닐 유사체를 포함한 다른 관능기를 비롯한 임의의 유기 관능기일 수 있다. R10 잔기는 1급 아민, 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민, 비치환 아미드 및 그의 혼합물을 포함하나 그에 한정되지는 않는 아미노 관능성 잔기이다. 예시적인 R10 잔기는 치환기 당 하나의 아민기를 함유하거나, 또는 치환기 당, C1 또는 그 이상의 선형 또는 분지형 알킬쇄에 의해 분리된 2개 이상의 아민기를 함유한다. R11은 화학식이 -R12-(R12-O)a-(R14O)b-R15이며, 여기서, R12, R13 및 R14는 독립적으로 선형 또는 분지형의 C1-4 알킬기이고; R15는 H 또는 C1-30 알킬기일 수 있고, "a" 및 "b"는 약 1 내지 약 100, 보다 특정하게 약 5 내지 약 30의 정수이다. 예시적인 유체는 웨커사(Wacker, Inc.)에 의해 제조 및 시판되는 웨트소프트(Wetsoft) CTW 계열이다. 다른 예시적인 유체는 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제6,432,270호(리우(Liu) 등)에서 찾아볼 수 있다.
가장 전형적으로, 폴리실록산은 하기 화학식을 갖는 소위 "아미노 관능성"인 관능성 폴리실록산의 군으로부터 선택된다.
상기 식에서, x 및 y는 0 초과의 정수이다. (x+y)에 대한 x의 몰 비율은 약 0.005％ 내지 약 25％일 수 있다. R1 내지 R9 잔기는 독립적으로 C1 또는 그 이상의 알킬기, 에테르, 폴리에테르, 폴리에스테르, 아민, 이민, 아미드, 또는 이러한 기들의 알킬 및 알케닐 유사체를 포함하는 다른 관능기를 비롯한 임의의 유기관능기일 수 있다. R10 잔기는 1급 아민, 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민, 비치환 아미드 및 그의 혼합물을 포함하나 그에 한정되지는 않는 아미노 관능성 잔기이다. 예시적인 R10 잔기는 치환기 당 하나의 아민기를 함유하거나, 또는 치환기 당, C1 또는 그 이상의 선형 또는 분지형 알킬쇄에 의해 분리된 2개 이상의 아민기를 함유한다. 예시적인 재료로는 다우 코팅에서 제조 및 시판하는 2-8220 유체가 포함되나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 흔히 다양한 관능성 폴리실록산의 블렌드를 사용하는 것이 유리하다는 것을 인식하여야 한다. 예를 들어, 아미노 관능성 폴리실록산은 폴리에테르 관능성 폴리실록산과 블렌딩하여 이 블렌드를 제품에 부가할 수 있다. 폴리에테르 관능성 폴리실록산은 제품 내의 임의의 바람직하지 않은 소수성을 완화시키는 것을 돕는다. 그러한 블렌드는 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 이해하여야 한다.
제조 기계 (38)에서, 그러한 기계 (38)의 일례를 도 3에 나타내었으며, 중합체성 마이크로섬유를 함유하는 제1 기체 스트림 (66)은 임의의 공지된 방법, 예컨대 멜트블로운 기술에 의해 형성된다. 용융된 중합체성 재료가 노즐 (70) 및 (72)로부터 공급되는 고속 가열 기체(통상 공기)의 수렴성 흐름에 의해 다이헤드 (68)을 통해 압출된다. 제1 기체 스트림 (66)은 화학 첨가제 (24)를 갖는 개별화된 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 제2 기체 스트림 (74)와 병합되어, 이들 상이한 두 섬유 재료가 하나의 단계에서 하나의 통합된 스트림 (76)으로 통합된다. 제조 기계 (38)은 전형적으로, 펄프 시트 (80)을 화학 첨가제 (24)를 갖는 개별화된 화학적 처리된 펄프 섬유로 분쇄(divellicating)하기 위한 톱니가있는 통상의 픽커 롤 (78)을 포함한다. 화학 첨가제 (24)를 갖는 화학처리된 펄프 시트 (80)은 롤 (82)에 의해 방사상으로 공급된다. 화학 첨가제 (24)를 갖는 개별화된 화학처리된 펄프 섬유는 롤 (82)에 의해 형성 노즐 또는 덕트 (84)를 통해 제1 공기 스트림 (66)을 향해 아래로 이송된다. 틀 (86)은 픽커 롤 (78)을 밀봉하고, 틀 (86)과 픽커 롤 (78) 표면 사이에 통로 (88)을 제공한다. 덕트 (90)을 통해 공급되는 제2 기체 스트림 (74)는 통로 (88)을 통과하면서, 형성 노즐 (84)를 통해 화학 첨가제 (24)를 갖는 개별화된 화학처리된 펄프 섬유를 운반한다. 통합된 스트림 (76) 중의 섬유 블렌드를 통합 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 (92)로 전환시키기 위해, 통합된 스트림 (76)은 한 쌍의 고정된 진공 노즐 (98) 및 (100)을 지나, 연속적으로 회전하는 다공질 표면을 갖는 한 쌍의 진공 롤 (94) 및 (96)의 닙을 통과한다. 통합된 스트림 (76)이 진공 노즐 (98) 및 (100)의 내부로 빨려들어감에 따라, 운반 기체가 제거되는 동시에, 섬유 블렌드는 두 롤 (94) 및 (96)의 마주보는 표면에 지지되면서 약간 압착된다. 통합 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 (92)은 진공 롤 닙으로부터 제거되어 권취 롤 (102)로 이송된다. 통합 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 (92)는, 초음파 캘린더링 헤드 (104) 및 패턴화된 앤빌 롤 (106)을 포함하는 초음파 엠보싱 스테이션 (108)을 통과한다. 완제품, 예컨대 습윤-와이퍼는 펄프 가공 동안 화학처리된 펄프 섬유에 의한 화학 첨가제 (24)의 보유로 인해 향상된 품질을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 부가적인 화학 첨가제 (24)가 제조 기계 (38)의 화학처리된 펄프 섬유 지료 제제에 첨가될 수 있다.
도 2는 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)에 각각 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 순차적으로 첨가하는 본 발명의 다른 실시양태을 도시한다. 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)의 첨가는 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)가 부가될 수 있는 어디에서든지 이루어질 수 있다는 것도 이해할 것이다. 섬유 슬러리 (10)를 제조한 후에 적절한 도관 (도시되지 않음)을 통해 헤드박스 (28)로 이송하고, 여기서 섬유 슬러리 (10)를 장망부 (30)로 분사하거나 퇴적시켜 습윤 섬유 웹 (32)을 형성시킨다. 습윤 섬유 웹 (32)에 기계적 압력을 가하여 공정수를 제거할 수도 있다. 펄프 시트 기계에 당업계에 공지된 닙 농축 장치 등과 같은 다른 탈수 장치를 사용할 수도 있으나, 도시된 실시양태에서는 장망부 (30)의 뒤에 프레스부 (44)가 온다. 섬유 슬러리 (10)는 작은 구멍들이 나 있는 천 (46) 상으로 퇴적되어 장망부 여액 (48)이 습윤 섬유 웹 (32)에서 제거된다. 장망부 여액 (48)은 공정수의 일부를 포함한다. 프레스부 (44) 또는 다른 탈수 장치들은 습윤 섬유 웹 (32)의 섬유 콘시스턴시를 약 30％ 이상, 및 특히 약 40％ 이상으로 적절히 상승시켜 탈수된 섬유 웹 (33)을 형성시킨다. 웹 형성 단계에서 장망부 여액 (48)으로 제거된 공정수는 펄프 가공시의 희석 단계용 희석수로 사용하거나 폐기할 수 있다.
탈수된 섬유 웹 (33)은 추가적인 프레스부 (44) 또는 당업계에 공지된 다른 탈수 장치에서 추가로 탈수할 수 있다. 적당히 탈수된 섬유 웹 (33)을 건조부 (34)로 이송하고, 여기서 탈수된 섬유 웹 (33)에 자연건조 콘시스턴시까지 증발 건조를 행하여 건조된 섬유 웹 (36)을 형성시킨다. 그 뒤 건조된 섬유 웹 (36)을 릴 (37)에 권취하거나 시트로 재단하고, 제조 기계 (38) (도 3에 도시)로 배송하기 위해 베일러 (도시되지 않음)를 통해 베일(bale)로 만든다.
제1 수불용성 화학 첨가제 (24)는 도 2에 도시된 것과 같이 다양한 첨가 지점 (35a, 35b, 35c 및 35d)에서 탈수된 섬유 웹 (33) 또는 건조된 섬유 웹 (36)에 첨가 또는 부가할 수 있다. 도 2에는 네 개의 첨가 지점 (35a, 35b, 35c 및 35d)만이 도시되어 있으나 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)의 부가는 습윤 섬유 웹 (32)의 최초 탈수 지점에서 건조된 섬유 웹 (36)이 릴 (37)에 권취되거나 제조 기계 (38)로 배송하기 위해 베일로 만들어지는 지점 사이의 임의의 지점에서 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 첨가 지점 (35a)는 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)를 프레스부 (44) 내에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35b)는 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)를 프레스부 (44)와 건조부 (34) 사이에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35c)는 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)를 건조부 (34)에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35d)는 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)를 건조부 (34)와 릴 (37) 또는 베일러 사이에서 첨가하는 것을 보여준다.
제2 수불용성 화학 첨가제 (25)는 도 2에 도시된 것과 같이 다양한 첨가 지점 (35a, 35b, 35c 및 35d)에서 탈수된 섬유 웹 (33) 또는 건조된 섬유 웹 (36)에 첨가 또는 부가할 수 있다. 도 2에는 네 개의 첨가 지점 (35a, 35b, 35c 및 35d)만이 도시되어 있으나 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)의 부가는 습윤 섬유 웹 (32)의 최초 탈수 지점에서 건조된 섬유 웹 (36)이 릴 (37)에 권취되거나 제조 기계 (38)로 배송하기 위해 베일로 만들어지는 -지점 사이의, 적어도 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)의 최초 부가 지점에 대해 후행하는 임의의 지점에서 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 첨가 지점 (35a)는 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)를 프레스부 (44) 내에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35b)는 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)를 프레스부 (44)와 건조부 (34) 사이에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35c)는 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)를 건조부 (34)에서 첨가하는 것을 보여준다. 첨가 지점 (35d)는 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)를 건조부 (34)와 릴 (37) 또는 베일러 사이에서 첨가하는 것을 보여준다.
제조 기계 (38)에서, 그러한 기계 (38)의 일례를 도 3에 나타내었으며, 중합체성 마이크로섬유를 함유하는 제1 기체 스트림 (66)은 임의의 공지된 방법, 예컨대 멜트블로운 기술에 의해 형성된다. 용융된 중합체성 재료가 노즐 (70) 및 (72)로부터 공급되는 고속 가열 기체(통상 공기)의 수렴성 흐름에 의해 다이헤드 (68)을 통해 압출된다. 제1 기체 스트림 (66)은 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 갖는 개별화된 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 제2 기체 스트림 (74)와 병합되어, 이들 상이한 두 섬유 재료가 하나의 단계에서 하나의 통합된 스트림 (76)으로 통합된다. 제조 기계 (38)은 전형적으로, 펄프 시트 (80)을 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 갖는 개별화된 화학적 처리된 펄프 섬유로 분쇄(divellicating)하기 위한 톱니가 있는 통상의 픽커 롤 (78)을 포함한다. 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 갖는 화학처리된 펄프 시트 (80)은 롤 (82)에 의해 방사상으로 공급된다. 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 갖는 개별화된 화학처리된 펄프 섬유는 롤 (82)에 의해 형성 노즐 또는 덕트 (84)를 통해 제1 공기 스트림 (66)을 향해 아래로 이송된다. 틀 (86)은 픽커 롤 (78)을 밀봉하고, 틀 (86)과 픽커 롤 (78) 표면 사이에 통로 (88)을 제공한다. 덕트 (90)을 통해 공급되는 제2 기체 스트림 (74)는 통로 (88)을 통과하면서, 형성 노즐 (84)를 통해 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 갖는 개별화된 화학처리된 펄프 섬유를 운반한다. 통합된 스트림 (76) 중의 섬유 블렌드를 통합 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 (92)로 전환시키기 위해, 통합된 스트림 (76)은 한 쌍의 고정된 진공 노즐 (98) 및 (100)을 지나, 연속적으로 회전하는 다공질 표면을 갖는 한 쌍의 진공 롤 (94) 및 (96)의 닙을 통과한다. 통합된 스트림 (76)이 진공 노즐 (98) 및 (100)의 내부로 빨려들어감에 따라, 운반 기체가 제거되는 동시에, 섬유 블렌드는 두 롤 (94) 및 (96)의 마주보는 표면에 지지되면서 약간 압착된다. 통합 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 (92)은 진공 롤 닙으로부터 제거되어 권취 롤 (102)로 이송된다. 통합 섬유 부직 재료 또는 섬유 부직 복합체 재료 (92)는, 초음파 캘린더링 헤드 (104) 및 패턴화된 앤빌 롤 (106)을 포함하는 초음파 엠보싱 스테이션 (108)을 통과한다. 완제품, 예컨대 습윤-와이퍼는 펄프 가공 동안 화학처리된 펄프 섬유에 의한 화학 첨가제 (24) 및 (25)의 보유로 인해 향상된 품질을 갖는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 부가적인 화학 첨가제 (24) 및 (25)가 제조 기계 (38)의 화학처리된 펄프 섬유 지료 제제에 첨가될 수 있다.
다른 실시양태에서는 제3, 제4, 제5 등등의 수불용성 화학 첨가제를 사용하여 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)을 처리할 수도 있음을 이해할 것이다.
제1 수불용성 화학 첨가제 (24)의 양은 적절하게는 펄프 섬유 1톤 당 약 0.1 kg 이상이다. 특정한 실시양태에서는, 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)는 폴리실록산이고 펄프 섬유 1톤 당 약 0.1 kg 이상의 양으로 첨가한다.
제2 수불용성 화학 첨가제 (25)의 양은 적절하게는 펄프 섬유 1톤 당 약 0.1 kg 이상이다. 특정한 실시양태에서는, 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)는 폴리실록산이고 펄프 섬유 1톤 당 약 0.1 kg 이상의 양으로 첨가한다.
본 발명의 다른 실시양태에서는, 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25) 각각을 펄프 가공 장치의 다양한 위치에서 섬유 슬러리 (10)에 첨가할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 펄프 섬유 한 배치를 전술한 바와 같은 본 발명의 방법에 따라 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)로 처리하는 한편, 펄프 섬유의 다른 배치는 본 발명에 따라 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)로 처리할 수 있다. 제조 공정에서, 상이한 펄프 섬유 또는 상이하게 처리된 펄프 섬유를 적층된 또는 겹친 섬유 부직 재료 또는 그로부터 제조된 적층된 또는 겹친 제품으로 가공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서는, 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)의 제어된 부가에 의해 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 z-방향을 따라 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)의 구배가 이루어지도록 할 수 있다. 한 실시양태에서는, 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 한 쪽 면에 도포한다. 다른 한 실시양태에서는, 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 한 쪽 면을 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)로 포화시킨다. 또다른 한 실시양태에서는, 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 한 쪽 면에 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)를 도포하고 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 다른 쪽 (반대편) 면에 제2 수불용성 화학 첨가제 (25)를 도포함으로써 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 z-방향으로 이중 구배가 이루어지도록 할 수 있다. "z-방향"이란 용어는 웹 재료의 두께 방향을 말한다.
제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25) 각각의 약 100％가 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 z-방향을 따라 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)로 처리된 면에서부터 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 중간까지에 위치하고, 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 z-방향을 따라 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 중간에서부터 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 반대쪽 면까지는 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25) 각각이 실질적으로 전혀 없게 되는 구배가 이루어지도록 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 부가할 수 있다.
제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25) 각각의 약 66％가 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 z-방향을 따라 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)로 처리된 면에서부터 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 중간까지에 위치하고, 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 z-방향을 따라 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 중간에서부터 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 반대쪽 면까지에 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25) 각각의 약 33％가 위치하게 되는 구배가 이루어지도록 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 부가할 수도 있다. 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25) 각각의 약 100％, 약 75％, 약 60％, 약 50％, 약 40％, 약 25％ 또는 약 0％가 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 한 쪽 면에서부터 위치하고 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)의 약 0％ 약 25％, 약 40％, 약 50％, 약 60％, 약 75％ 또는 약 100％가 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 반대쪽 면에서부터 위치하는 구배가 이루어지도록 할 수도 있다.
이러한 실시양태 어느 것에서나 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 각각 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 반대쪽 면에 부가할 수 있음을 이해할 것이다. 이와 다르게는, 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 양면 모두에 부가할 수 있다. 또다른 형태로는, 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)를 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 한 쪽 면에만 부가할 수 있다. 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)만을 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)에 부가하는 경우에는, 제1 수불용성 화학 첨가제 (24)를 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 한 쪽 면 또는 양면 모두에 부가할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서는, 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)의 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)의 균형적인 분포가 이루어지는 본 발명의 실시양태에 대립하여, 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36) 상이나 내부의 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25) 분포에 따른 독특한 제품 특성을 여전히 부여하면서도 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)의 양을 전형적인 양보다 줄일 수 있다. 탈수된 섬유 웹 (33) 및(또는) 건조된 섬유 웹 (36)에 제1 및(또는) 제2 수불용성 화학 첨가제 (24) 및 (25)의 부가가 구배를 이루도록 하는 것이 이것을 달성할 수 있는 한 가지 방법이다.
본 발명에 따른, 섬유의 일부만을 처리하기 위한 수불용성 화학 첨가제의 제어된 부가는 균일하게 화학처리된 섬유를 가진 제품과는 다른 특성을 가진 제품이 생산되는 결과를 가져올 수 있다. 또한, 제어된 부가는 대체로 지질 향상을 달성하는 데 더 적은 양의 수불용성 화학 첨가제를 요구하여, 제지 용수 시스템 내의 미보유 수불용성 화학 첨가제에서 기인하는 불리한 효과들을 최소화한다.
다양한 유동층 코팅 시스템을 펄프 섬유의 특성 또는 화학처리된 종이 또는 티슈 완제품의 제조 공정 또는 방법에서 펄프 섬유의 특성을 향상시키는 수불용성 화학 첨가제로 펄프 섬유를 코팅하거나 처리하도록 조정할 수 있다. 예를 들어, 라스코사 (Lasko Co.) (미국 매사추세츠주 레오민스터 소재)의 아스코트(Ascoat) 유닛 모델 101, 플루이드 에어사 (Fluid Air, Inc.) (미국 일리노이주 오로라 소재)의 마그나코터 (Magnacoater®), 또는 본원에 참고로 인용되는 브리넨 (Brinen) 등의 1997년 4월 29일자 미국 특허 제5,625,015호에 기재된 변형 우스터(Wurster) 코팅기와 같은 우스터 유동층 코팅기를 사용할 수 있다. 가장 대중적인 입자 코팅 방법 중 하나인 우스터 유동층 코팅 기법은 원래는 분말, 과립 및 결정과 같은 고상 입자 재료의 캡슐화를 위해 개발되었으나, 본 발명에 따르면 펄프 섬유에 1종 이상의 수불용성 화학 첨가제 코팅을 부여하도록 조정할 수 있다.
코팅기는 전형적으로 원통형 또는 원뿔형 통 (바닥쪽보다 상단쪽 직경이 더 큼)의 형상이고 바닥쪽에서 공기 젯 또는 다수의 주입 구멍이 있는 분배판을 통해 공기가 주입된다. 펄프 섬유는 기상 흐름 속에서 유동화된다. 이동하는 펄프 섬유와 양호한 접촉이 이루어질 수 있는 지점에서 하나 이상의 분무 노즐이 처음에 액체, 슬러리 또는 거품으로 제공되는 수불용성 화학 첨가제를 주입한다. 펄프 섬유는 윗쪽으로 이동하여 벽 또는 장벽 뒤에서 하강하며, 여기서부터 펄프 섬유는 유동층으로 다시 들어가 다시 코팅 (처리)되어 제2 수불용성 화학 첨가제로 처리되도록 유도될 수 있고, 배출되어 추가로 가공될 수도 있다. 하나 이상의 노즐을 사용하여 2종 이상의 수불용성 화학 첨가제로 펄프 섬유를 동시에 처리할 수도 있다. 상온 건조 공기 또는 가열된 공기 또는 다른 형태의 에너지 (마이크로파, 적외선, 전자 빔, 자외선, 증기 등)를 가하면 펄프 섬유 상의 화학 첨가제의 건조 또는 경화가 일어난다. 유동층 내의 펄프 섬유의 체류 시간은 복수회의 통과로 펄프 섬유 상에 1종 이상의 수불용성 화학 첨가제의 원하는 처리량을 제공한다.
원형 우스터 유동층 코팅기는 본원에 참고로 인용되는 우스터 (D.E. Wurster)의 1957년 7월 16일자 미국 특허 제2,799,241호, 우스터의 1963년 5월 14일자 미국 특허 제3,089,824호, 린들로프 (J.A. Lindlof) 등의 1964년 1월 7일자 미국 특허 제3,117,024호, 우스터 및 린들로프의 1965년 7월 27일자 미국 특허 제3,196,827호, 우스터 등의1965년 9월 21일자 미국 특허 제3,207,824호, 우스터 및 린들로프의 1966년 3월 21일자 미국 특허 제3,241,520호 및 우스터의 1966년 3월 31일자 미국 특허 제3,253,944호에 기재되어 있다. 우스터 코팅기의 사용에 대한 더 근래의 예가, 본원에 참고로 인용되는 뉴웨이저 (Nuwayser) 등의 1986년 11월 18일자 미국 특허 제4,623,588호에 있다. 관련된 장치로 본원에 참고로 인용되는 리트먼 (Littman) 등의 1993년 10월 19일자 미국 특허 제5,254,168호에서 개시된 코팅기가 있다.
다른 코팅 방법은 기체 스트림 중의 펄프 섬유의 입자 유동화에 의존하지 않아도 된다. 제조 공정 중에서 펄프 섬유가 쉐이커 또는 다른 진동 장치에 의해 기계적으로 교반되는 사이, 예컨대 펄프 섬유가 한 용기에서 다른 용기로 낙하하는 사이에, 펄프 섬유가 수불용성 화학 첨가제를 펄프 섬유 표면에 유지시키기 위해 가해지는 진공이 없이도 작동될 수 있는 포베리 (Forberg) 입자 코팅기 (노르웨이 라르빅 소재 Forberg AS)와 같이 움직이는 통이나 회전 패들이 있는 통 내에서 흔들리는 사이에, 또는 펄프 섬유가 층 내에 정지해 있는 사이에 1종 이상의 수불용성 화학 첨가제로 분무 또는 처리되고, 그 후 펄프 섬유가 분리되거나 흩어지도록 할 수 있다. 한 실시양태에서는, 펄프 섬유와 수불용성 화학 첨가제를 일단 배합한 다음, 본원에 참고로 인용되는 스파크스(Sparks) 등의 1987년 6월 23일자 미국 특허 제4,675,140호에 개시된 바와 같이 원심력에 의해 펄프 섬유를 개별적으로 코팅된 (처리된) 펄프 섬유로 분리할 수 있다.
건조 입자 코팅용 설비도 본 발명에 따른 펄프 섬유용으로 조정할 수 있다. 아래에 그러한 장치의 예를 든다.
- 챔버 내의 자성 입자가 변화하는 자기장에 의해 교반되어 목표 입자와 코팅재료가 반복적으로 충돌하게 만들어 목표 입자의 코팅이 이루어지도록 하는, 아베카사 (Aveka Corp.) (미국 미네소타주 우드버리 소재)의 자기 보조 충돌 코팅 (MAIC);
- 회전 드럼 내의 입자와 코팅 재료가 주기적으로 암 패드 아래의 틈 속으로 들어가게 만들어 재료가 가열되고 서로 결합하여 코팅된 입자를 형성하도록 하는, 열가소성 재료가 관련된 경우에 특히 효과적인 방법인 호소가와 미크론사 (Hosokawa Micron Corp.) (일본 오사카현 히라가타 소재)의 메카노퓨젼 (Mechanofusion);
- 입자와 코팅 재료가 한 쌍의 회전하는 타원형 헤드에 의해 기계적으로 접촉하게 되는, 도쿠주사 (Tokuju Corporation) (일본 히라츠카 소재)의 세타 콤포저 (Theta Composer);
- 입자를 중합체 재료와 결합시키는 데 유용한 것으로 여겨지는, 티센 헨쉘사 (Thyssen Henschel Industritechnik) (독일 카셀 소재)의 헨쉘 혼합기;
- 고속으로 회전하는 날을 이용하여 공기 스트림에 의해 운반되는 입자 상에 코팅 분말을 충돌시키는, 나라 기계사 (Nara Machinery) (일본 도쿄 소재)의 혼화기 (Hybridizer); 및
- 입자가 내부에 들어있는 다공성 회전 실린더를 포함하는, 뉴저지 공대 (New Jersey Institute of Technology)의 로타리 유동층 코팅기. 가압된 공기가 실린더 벽으로 들어가서 중앙에 있는 내부 배출구를 향해 흘러간다. 챔버의 벽을 통과하는 공기 흐름이 입자를 유동화시키며, 원심력에 대항하는 작용을 할 수 있다. 입자가 유동화됨에 따라 챔버 내로 주입된 코팅 재료가 입자에 부딪쳐 입자를 코팅할 수 있다.
건식 입자 코팅 장치의 경우, 펄프 섬유를 임의의 기법으로 제1 수불용성 화학 첨가제로 먼저 처리한 다음 후속적으로 분말 형태의 제2 수불용성 화학 첨가제로 처리할 수 있다. 펄프 섬유를 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제로 동시에 처리할 수도 있다. 그렇게 함으로써 제2 수불용성 화학 첨가제가 코팅 처리의 외표면 가까이에 선택적으로 분포하고 펄프 섬유에 인접한 코팅 처리 부분에는 제2 수불용성 화학 첨가제가 실질적으로 없게 될 수 있는 코팅 처리가 이루어진다.
한 예로, 도 4 및 5는 본 발명에 따라서 펄프 섬유 (130)을 코팅하는 데 사용할 수 있는 유동층 코팅 방법의 두 가지 형태를 예시한다. 도 4에서, 도시된 장치 (120)는 내부 원통형 구획 (122), 외부 원통형 구획 (124) 및 펄프 섬유 (130)를 비말동반할 기체의 주입을 위한 중앙의 다공성 또는 소결 영역이 있는 분배판 (126)을 갖추고 있다. 유동화 기류의 대부분은 내부 원통형 구획 (122)을 통과하도록 유도된다. 그에 따라 펄프 섬유 (130)의 전반적인 유동 패턴은 내부 원통형 구획 (122) 내에서는 상향이고 내부 원통형 구획 (122) 외부에서는 하향이다. 우스터 방식의 몇몇 보편적인 형태와는 달리 도 4의 장치 (120)에서는 분무 노즐 (128)이 장치 (120)의 바닥, 분배판 (126) 바로 위에 위치해 있다. 노즐 (128)에서 위쪽으로 분무하므로 펄프 섬유 (130)에 수불용성 화학 첨가제 스프레이 (132)의 순류 부가가 이루어진다. 당업계에 공지된 임의의 적합한 분무 노즐 및 전달 시스템을 사용할 수 있다.
도 5는 도 4의 내부 원통형 구획 (122)이 제거되었고 분배판 (126)의 다공성 또는 소결 영역이 이번에는 실질적으로 분배판 (126) 전체에 걸쳐 있다는 것을 제외하면 도 4와 비슷하다.
도 4에 도시된 장치의 다양한 측면을 본 발명의 범위 내에서 변경할 수 있다. 예를 들면, 내부 원통형 구획 (122)을 하나 이상의 배플 또는 흐름 유도부 (도시되지 않음)로 대체할 수 있다. 외부 원통형 구획 (124) 또는 내부 원통형 구획 (122)의 벽들은 한 쪽 끝이 더 좁은 형태일 수 있고, 중간 중간에 펄프 섬유 (130)의 배출 또는 하나 이상의 분무 노즐 (도시되지 않음)로부터의 수불용성 화학 첨가제의 첨가를 위한 배출구 또는 개구부가 있을 수 있다. 외부 원통형 구획 (124)과 내부 원통형 구획 (122) 중의 하나, 또는 둘 다가 회전하거나, 떨거나, 주기진동할 수 있다. 분배판 (126) 역시 처리 조작 동안 움직일 수 있다 (예, 떨기, 회전 또는 주기진동). 코팅 재료를 전달하는 데는 GS 매뉴팩춰링사 (GS Manufacturing) (미국 캘리포니아주 코스타 메사 소재)의 실리콘 투여 시스템을 비롯하여 다양한 분무 노즐 및 전달 시스템을 채용할 수 있다. 수불용성 화학 첨가제는 장치 (120) 내부의 임의의 위치에서 분무에 의하거나, 커튼 코팅 또는 슬롯 코팅 또는 다른 방법에 의하여 이동하는 펄프 섬유 (130) 스트림에 가할 수 있다.
본 발명을 구체적 실시양태을 들어 설명하였으나 상술한 설명에 비추어 당업자들에게 다양한 대안, 변형 및 변경이 명백하리라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구의 범위의 취지와 범위 내에 속하는 그러한 모든 대안, 변형 및 변경을 포함하는 것으로 한다.

Claims (73)

  1. a) 공정수 및 천연(virgin) 펄프 섬유를 포함하는 섬유 슬러리를 생성하는 단계,
    b) 섬유 슬러리를 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반하고, 습윤된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    c) 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시(consistency)로 건조시켜 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    d) 건조된 섬유 웹을 수불용성 화학 첨가제로 처리하여, 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계, 및
    e) 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유를 사용하여 섬유 부직 재료를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화학처리된 펄프 섬유는 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 액체에 노출되었을 때 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％를 보유하는, 화학처리된 펄프 섬유의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 섬유 부직 재료가 코폼(coform)인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 건조된 화학처리된 섬유 웹이 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 습윤된 섬유 웹을 탈수하여 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 탈수된 섬유 웹을 건조시켜 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 섬유 부직 재료가 폴리프로필렌을 포함하는 방법.
  7. 제2항에 있어서, 화학처리된 펄프 섬유에 의한 수불용성 화학 첨가제의 보유로 인한 향상된 품질을 갖는 완제품을 제조하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 수불용성 화학 첨가제가 유연제, 건조 지력 증강제, 습윤 지력 증강제, 불투명화제, 염료, 탈결합제, 흡수제, 사이즈제, 광학 증백제, 화학적 추적물질, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택된 방법.
  9. 제1항에 있어서, 수불용성 화학 첨가제가 광유, 바셀린, 올레핀, 알콜, 지방 알콜, 에톡실화 지방 알콜, 에스테르, 고분자량 카르복실산 및 폴리카르복실산 및 그의 염, 폴리디메틸실록산 및 개질된 폴리디메틸실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 방법.
  10. 제1항에 있어서, 섬유 부직 재료가 2 개 이상의 겹(ply)을 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 수불용성 화학 첨가제를 약 0.1 kg/톤 이상의 양으로 건조된 섬유 웹에 부가하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 섬유 부직 재료가 2 개 이상의 층을 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 수불용성 화학 첨가제를 건조된 섬유 웹에 부가한 후에 충분한 체류 시간을 제공하여, 건조된 섬유 웹의 화학처리된 섬유에 의해 수불용성 화학 첨가제가 보유되도록 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 화학처리된 건조된 섬유 웹으로부터 습윤-와이퍼 제품을 형성하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  15. 제1항의 방법을 사용하여 제조한 습윤-와이퍼 제품.
  16. 제15항에 있어서, 건조된 섬유 웹에 부가되는 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상인 방법.
  17. a) 펄프 섬유를 공정수와 혼합하여 펄프 섬유 슬러리를 형성하는 단계,
    b) 섬유 슬러리를 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반하고, 습윤된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    c) 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시(consistency)로 탈수시켜 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    d) 탈수된 섬유 웹에 수불용성 화학 첨가제를 부가하여, 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계, 및
    e) 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유를 사용하여 섬유 부직 재료를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화학처리된 펄프 섬유는 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 액체에 노출되었을 때 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％를 보유하는, 수불용성 화학 첨가제를 섬유 부직 재료에 부가하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 제조 기계로 운반하고, 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유를 열가소성 중합체 재료과 혼합하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 화학처리된 탈수된 섬유 웹이 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 건조시켜, 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 화학처리된 건조된 섬유 웹이 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 섬유 부직 재료가 폴리프로필렌을 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 화학처리된 펄프 섬유에 의한 수불용성 화학 첨가제의 보유로 인한 향상된 품질을 갖는 완제품을 제조하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  24. 제22항에 있어서, 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유된 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 수불용성 화학 첨가제의 양이 화학처리된 건조된 섬유 웹에 의해 보유된 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 50％인 방법.
  25. 제17항에 있어서, 탈수된 섬유 웹에 부가되는 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 1 kg/톤 이상인 방법.
  26. 제17항에 있어서, 탈수된 섬유 웹에 부가되는 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 3 kg/톤 이상인 방법.
  27. 제17항에 있어서, 탈수된 섬유 웹에 부가되는 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 5 kg/톤 이상인 방법.
  28. 제17항에 있어서, 수불용성 화학 첨가제가 유연제, 건조 지력 증강제, 습윤 지력 증강제, 불투명화제, 염료, 탈결합제, 흡수제, 사이즈제, 광학 증백제, 화학적 추적물질, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택된 방법.
  29. 제17항에 있어서, 수불용성 화학 첨가제가 광유, 바셀린, 올레핀, 알콜, 지방 알콜, 에톡실화 지방 알콜, 에스테르, 고분자량 카르복실산 및 폴리카르복실산 및 그의 염, 폴리디메틸실록산 및 개질된 폴리디메틸실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 방법.
  30. 제17항의 화학처리된 펄프 섬유 슬러리로부터 제조된 습윤-와이퍼 제품.
  31. a) 펄프 섬유를 공정수와 혼합하여 섬유 슬러리를 형성하는 단계,
    b) 섬유 슬러리를 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반하는 단계,
    c) 섬유 슬러리를 탈수하여 분말(crumb) 펄프를 형성하는 단계,
    d) 분말 펄프에 수불용성 화학 첨가제를 부가하여, 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 화학처리된 분말 펄프를 형성하는 단계, 및
    e) 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유를 사용하여 섬유 부직 재료를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화학처리된 펄프 섬유는 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 액체에 노출되었을 때 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％를 보유하는, 적어도 제1 화학 첨가제를 섬유 부직 재료에 함유된 펄프 섬유에 첨가하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 화학처리된 분말 펄프를 제조 기계로 운반하고, 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유를 열가소성 중합체 재료과 혼합하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 화학처리된 펄프 섬유를 제조 기계로 운반하여, 화학처리된 펄프 섬유에 의한 적어도 제1 화학 첨가제의 보유로 인한 향상된 품질을 갖는 완성된 습윤-와이퍼 제품을 형성하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  34. 제31항에 있어서, 제2 화학 첨가제를 화학처리된 분말 펄프에 부가하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  35. a) 공정수 및 펄프 섬유를 포함하는 섬유 슬러리를 생성하는 단계,
    b) 섬유 슬러리를 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반하고, 습윤된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    c) 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 탈수하여, 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    d) 제1 수불용성 화학 첨가제를 탈수된 섬유 웹에 부가하여, 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    e) 제2 수불용성 화학 첨가제를 화학처리된 탈수된 섬유 웹에 부가하여, 이중(dual) 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 이중 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계, 및
    f) 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 이중 화학처리된 펄프 섬유를 사용하여 섬유 부직 재료를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 이중 화학처리된 펄프 섬유는, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 액체에 노출되었을 때 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％를 보유하고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 액체에 노출되었을 때 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％를 보유하는, 수불용성 화학 첨가제를 섬유 부직 재료에 함유된 펄프 섬유에 부가하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유를 제조 기계로 운반하고, 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 이중 화학처리된 펄프 섬유를 열가소성 재료과 혼합하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  37. 제35항에 있어서, 이중 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 건조시켜 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  38. 제37항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹을 제조 기계로 운반하고, 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 이중 화학처리된 펄프 섬유를 열가소성 중합체 재료과 혼합하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  39. 제35항에 있어서, 이중 화학처리된 탈수된 섬유 웹이 제1 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  40. 제35항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹이 제1 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  41. 제35항에 있어서, 이중 화학처리된 탈수된 섬유 웹이 제2 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  42. 제35항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹이 제2 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  43. 제38항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의한 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제의 보유로 인한 향상된 품질을 갖는 습윤-와이퍼 제품을 제조하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  44. 제35항에 있어서, 제1 수불용성 화학 첨가제가 유연제, 건조 지력 증강제, 습윤 지력 증강제, 불투명화제, 염료, 탈결합제, 흡수제, 사이즈제, 광학 증백제, 화학적 추적물질, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택된 방법.
  45. 제44항에 있어서, 제1 수불용성 화학 첨가제가 광유, 바셀린, 올레핀, 알콜, 지방 알콜, 에톡실화 지방 알콜, 에스테르, 고분자량 카르복실산 및 폴리카르복실산 및 그의 염, 폴리디메틸실록산 및 개질된 폴리디메틸실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 방법.
  46. 제35항에 있어서, 제2 수불용성 화학 첨가제가 유연제, 건조 지력 증강제, 습윤 지력 증강제, 불투명화제, 염료, 탈결합제, 흡수제, 사이즈제, 광학 증백제, 화학적 추적물질, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택된 방법.
  47. 제46항에 있어서, 제2 수불용성 화학 첨가제가 광유, 바셀린, 올레핀, 알콜, 지방 알콜, 에톡실화 지방 알콜, 에스테르, 고분자량 카르복실산 및 폴리카르복실산 및 그의 염, 폴리디메틸실록산 및 개질된 폴리디메틸실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 방법.
  48. 제35항에 있어서, 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 탈수된 섬유 웹에 동시에 부가하는 방법.
  49. 제35항에 있어서, 제1 수불용성 화학 첨가제를 약 0.1 kg/톤 이상의 양으로 탈수된 섬유 웹에 부가하는 방법.
  50. 제35항에 있어서, 제2 수불용성 화학 첨가제를 약 0.1 kg/톤 이상의 양으로 탈수된 섬유 웹에 부가하는 방법.
  51. 제35항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹이 약 65％ 내지 약 100％ 범위의 콘시스턴시를 갖는 방법.
  52. 제35항에 있어서, 제1 수불용성 화학 첨가제를 탈수된 섬유 웹에 부가한 후에 충분한 체류 시간을 제공하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 제1 수불용성 화학 첨가제가 보유되도록 하는 방법.
  53. 제35항에 있어서, 제2 수불용성 화학 첨가제를 탈수된 섬유 웹에 부가한 후에 충분한 체류 시간을 제공하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 제2 수불용성 화학 첨가제가 보유되도록 하는 방법.
  54. 제35항의 방법을 사용하여 제조한 습윤-와이퍼 제품.
  55. a) 펄프 섬유를 공정수와 혼합하여 섬유 슬러리를 형성하는 단계,
    b) 섬유 슬러리를 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반하고, 습윤된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    c) 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 탈수하여, 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    d) 탈수된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 건조시켜 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    e) 제1 수불용성 화학 첨가제를 건조된 섬유 웹에 부가하고, 제2 수불용성 화학 첨가제를 건조된 섬유 웹에 부가하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계, 및
    f) 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 이중 화학처리된 펄프 섬유를 사용하여 섬유 부직 재료를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 이중 화학처리된 펄프 섬유는, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 액체에 노출되었을 때 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％를 보유하고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 액체에 노출되었을 때 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％를 보유하는, 수불용성 화학 첨가제를 섬유 부직 재료에 함유된 펄프 섬유에 부가하는 방법.
  56. 제55항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹이 제1 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  57. 제55항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹이 제2 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  58. 제55항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 펄프를 제조 기계로 운반하고, 적어도 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 이중 화학처리된 펄프 섬유를 열가소성 재료과 혼합하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  59. 제55항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유를 제지 기계로 운반하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의한 적어도 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제의 보유로 인한 향상된 품질을 갖는 완성된 습윤-와이퍼 제품을 형성하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  60. 제58항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 제1 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 제1 수불용성 화학 첨가제의 양이 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 75％인 방법.
  61. 제58항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 제2 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 제2 수불용성 화학 첨가제의 양이 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 75％인 방법.
  62. 제58항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 제1 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 제1 수불용성 화학 첨가제의 양이 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 75％이고, 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 제2 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 제2 수불용성 화학 첨가제의 양이 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 75％인 방법.
  63. 제55항의 방법을 사용하여 제조한 종이 또는 티슈 제품.
  64. a) 펄프 섬유를 공정수와 혼합하여 섬유 슬러리를 형성하는 단계,
    b) 섬유 슬러리를 펄프 시트 기계의 웹-형성 장치로 운반하고, 습윤된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    c) 습윤된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 탈수하여, 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    d) 제1 수불용성 화학 첨가제를 탈수된 섬유 웹에 부가하여, 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    e) 화학처리된 탈수된 섬유 웹을 예정된 콘시스턴시로 건조시켜, 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계,
    f) 제2 수불용성 화학 첨가제를 건조된 섬유 웹에 부가하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유를 함유하는 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹을 형성하는 단계, 및
    g) 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 화학처리된 펄프 섬유를 사용하여 섬유 부직 재료를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 이중 화학처리된 펄프 섬유는, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 제1 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도이고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도가 개선되고, 제2 수불용성 화학 첨가제의 화학적 보유도는 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 약 25 내지 약 100％가 보유되는 정도인, 수불용성 화학 첨가제를 섬유 부직 재료에 함유된 펄프 섬유에 부가하는 방법.
  65. 제64항에 있어서, 화학처리된 탈수된 섬유 웹이 제1 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  66. 제64항에 있어서, 화학처리된 건조된 섬유 웹이 제1 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  67. 제64항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹이 제2 수불용성 화학 첨가제의 구배를 포함하는 방법.
  68. 제64항에 있어서, 이중 화학처리된 건조된 섬유 웹을 제조 기계로 운반하고, 적어도 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제를 보유하는 이중 화학처리된 펄프 섬유를 열가소성 중합체 재료과 혼합하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  69. 제64항에 있어서, 화학처리된 펄프 섬유를 제지 기계로 운반하여, 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의한 적어도 제1 및 제2 수불용성 화학 첨가제의 보유로 인한 향상된 품질을 갖는 완성된 습윤-와이퍼 제품을 형성하는 단계를 또한 포함하는 방법.
  70. 제68항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 제1 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 제1 수불용성 화학 첨가제의 양이 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 75％인 방법.
  71. 제68항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 제2 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 제2 수불용성 화학 첨가제의 양이 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 75％인 방법.
  72. 제68항에 있어서, 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 제1 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 제1 수불용성 화학 첨가제의 양이 제1 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 75％이고, 이중 화학처리된 펄프 섬유가 액체에 노출되었을 때 이중 화학처리된 펄프 섬유에 의해 보유되는 제2 수불용성 화학 첨가제의 양이 약 0.1 kg/톤 이상이고, 수 중의 미보유된 제2 수불용성 화학 첨가제의 양이 제2 수불용성 화학 첨가제 부가량의 0 내지 약 75％인 방법.
  73. 제64항의 방법을 사용하여 제조한 습윤-와이퍼 제품.
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