KR20060111604A - 사용 중 열적 변화를 나타내는 섬유 물질 - Google Patents

Abstract

예를 들어 안면 티슈, 목욕 티슈 및 종이 타월로서 유용한 섬유 시트 물질에 화학제, 예를 들어 물과 같은 특정 자극제에 노출될 경우 시트에서 온도 변화를 일으키는 특정 염이 제공된다. 상기 물질은 포함된 특정 화학물질에 따라, 냉각 또는 가열의 형태로 사용자에게 진정감을 제공할 수 있다.

시트, 화학제, 물, 염, 진정감

Description

사용 중 열적 변화를 나타내는 섬유 물질{FIBROUS MATERIALS EXHIBITING THERMAL CHANGE DURING USE}

가열 및 냉각은 다양한 개인 케어 제품의 진정 및 치료 특성을 전달하는데 사용된다. 예를 들어, 사람들은 운동 부상을 처치하는데 핫팩 또는 콜드팩을 사용하거나 운동 후 신체를 냉각시키는데 냉습포를 사용하는데 매우 익숙하다. 다른 제품에서, 멘톨과 같은 특정 화학물질이 냉각 감각을 제공하기 위해 사용될 수 있지만, 이와 같은 감각은 피부에서 신경과 화학물질의 상호작용에 의해 유도되고 신체 또는 대상의 온도의 실제적인 변화를 초래하지는 않는다. 이는 또한 상기 물질이 실제로 피부로 전달되어 목적하는 효과를 일으킬 것을 요구한다.

냉각 감각을 제공하는 또 다른 접근법은 사용자와 접촉시 용융하는 로션을 사용하는 것이다. 용융열은 열을 사용자로부터 빼앗아 로션을 용융시키는데 사용된다. 용융 과정에 연관된 온도 변화가 전혀 없고, 사용자로부터 열을 빼앗으므로, 피부는 실제로 냉각된다. 이론적으로 이는 사용자의 피부의 온도를 변화시킬 수 있는 제품을 제조하기 위한 방법을 제공하지만, 로션이 용융되는 온도가 세밀하게 제어되어야 한다. 게다가, 로션이 용융되는 속도가 느려서 사용자의 피부와 로션 간에 연장된 접촉 기간이 요구될 수 있다. 또한, 상기 화합물의 경우 용융열은 상대적으로 낮은 경향이 있고 온도의 실제 변화는 최소이기 때문에, 사용자들에게 감지할 수 없는 변화를 제공한다.

냉각과 유사한 접근법은 휘발성 물질을 사용하는 것이다. 이 경우에 휘발성 유체가 제품에 적용된다. 사용시, 휘발성 유체는 사용자의 피부와 접촉한다. 휘발성 유체는 피부와 접촉할 때 증발하기 시작한다. 열이 피부로부터 제거되면서 피부 표면 상에서 냉각을 초래하는 물질을 증발시킨다. 이와 같은 접근법은 유의한 냉각 효과를 일으킬 수 있는 반면에 결점도 상당하다. 결점 중에는 습한 제품 형태를 가질 필요성, 휘발성 유기 화학물질(VOC) 발생에 관련된 환경 문제, 및 사용하지 않는 경우 기밀 용기 중에 제품을 저장할 필요성이 있다. 게다가 휘발성 성분은 피부에 가혹하고 찌르는 듯한 아픔 및 다른 불편함을 초래할 수 있다.

따라서, 가온 또는 냉각 감각을 제공하는 능력을 갖는 섬유 시트 제조가 요구된다. 추가로 건조 상태에서 저장되는 것이 가능하고 저 VOC 함량을 갖고 피부에 자극적이지 않도록 시트를 제조할 필요가 있다. 이 시트는 추가로 신체를 닦기에 적합하도록 상대적으로 저 캘리퍼(caliper)를 가질 필요가 있다. 사용자의 피부에 바람직하지 않은 화학물질을 전달하지 않는 시트가 추가로 요구된다.

<발명의 요약>

일반적으로, 본 발명은 시트가 외부-적용의 비-열적 자극을 받을 경우 시트의 온도가 1 ℃ 이상 증가하거나 감소하도록 발열 또는 흡열 반응하는 1종 이상의 화학제를 함유한 흡수성 섬유 시트를 포함하는 제품에 관한 것이다.

더 구체적으로, 한 실시양태에서 본 발명은 시트가 캡슐을 파괴하여 캡슐화된 화학제(들)을 방출시키기에 충분한 압력을 받을 경우 발열 또는 흡열 반응하는 1종 이상의 캡슐화된 화학제를 함유한 흡수성 섬유 시트를 포함하는 제품에 관한 것이다.

또 다른 실시양태에서, 본 발명은 시트가 젖을 경우 발열 또는 흡열 반응하는 1종 이상의 염을 함유한 흡수성 섬유 시트를 포함하는 제품에 관한 것이다. 이와 같은 시트는 비-흡습성 캡슐 내에 수용성인 염을 혼입할 수 있다. 수분이 상기 염을 함유한 캡슐과 접촉할 경우 캡슐 및 염은 용해되어 가열 또는 냉각 효과를 일으킨다.

특히, 다양한 염을 티슈, 타월 또는 다른 개인 와이핑 제품으로서 유용한 섬유 시트 중에 혼입함으로써, 시트가 젖을 경우 유의한 발열 또는 흡열 온도 변화가 제공된다는 것이 밝혀졌다. 시트 가온 또는 냉각 여부는 사용된 염의 용해 엔탈피에 따라 좌우된다. 물이 시트에 의해 흡수될 때, 염이 용해되고 현저한 온도 변화가 발생한다. 이 온도 변화는 시트 자체 내에서 일어나고 사용자의 피부로 제품의 성분의 전달을 요하지 않는다. 이 온도 변화는 사용자가 느끼기에 충분하다. 온도 변화가 예를 들어 피부 상의 땀 또는 표면 수분과 같은 체액의 흡수에 의해 개시될 수 있기 때문에 본 발명의 제품은 손, 안면 및 신체를 닦기 위한 다양한 응용 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 제품은 예를 들어 에어-레잉 또는 웨트-레잉 공정에 의해 형성된 합성 및(또는) 천연 섬유의 시트를 포함할 수 있다. 본 발명은 최종-사용자 제품 형태뿐만 아니라, 1회용의 개인 케어 용품 및 다른 응용분야의 구성요소로서 유용한 중간 베이스시트 물질을 포함한다.

일반적으로, 본 발명은 외부-적용의 비-열적 자극을 받을 경우 시트의 온도가 1 ℃ 이상 증가하거나 감소하도록 발열 또는 흡열 반응하는 1종 이상의 화학제를 함유한 흡수성 섬유 시트를 포함하는 제품에 관한 것이다.

더 구체적으로, 한 실시양태에서 본 발명은 시트가 캡슐을 파괴하여 캡슐화된 화학제(들)를 방출하기에 충분한 압력을 받을 경우 발열 또는 흡열 반응하는 1종 이상의 캡슐화된 화학제를 함유한 흡수성 섬유 시트를 포함하는 제품에 관한 것이다. 또 다른 실시양태에서 상기 캡슐화제(encapsulant)는 수용성이어서 물의 첨가에 의해 캡슐화제가 용해되고 화학 반응이 일어난다.

또 다른 실시양태에서, 본 발명은 시트가 젖을 경우 발열 또는 흡열 반응하는 1종 이상의 염을 함유한 흡수성 섬유 시트를 포함하는 제품에 관한 것이다.

예를 들어 안면 티슈, 목욕 티슈 또는 종이 타월과 같은 다양한 건조 와이핑 제품의 경우, 물과 접촉시 시트의 온도가 목적하는 효과에 따라 상승하거나 하강할 것이다. 다른 응용분야의 경우, 본 발명에 따른 시트는 또한 제품에 의해 흡수된 땀이 흡열 용해 엔탈피를 갖는 물질을 용해시켜 냉각 효과를 일으키는 스포츠 와이프(wipe)로서 사용될 수 있다. 이들은 또한 신체로부터 물이 흡수될 때, 발열 용해 엔탈피를 갖는 염이 용해하면서 신체에 대해 온도 증가 및 열감을 제공하는 1회용 타올로서 사용될 수 있다. 다른 제품 실시양태는 신체에 착용되어 신체 수분이 제품에 도입될 때 신체를 가열하거나 냉각하는 제품을 포함한다. 예를 들어, 1회용 머리띠 또는 스웨트 밴드는 착용시 냉각 감각을 제공할 것이다. 또 다른 가능한 응용분야는 소량의 비가 의복 내로 통과하여 발열 용해 엔탈피를 갖는 염을 용해시킴으로써 의복의 온도 증가를 초래하고 사용자에게 가온 감각을 제공하는 1회용 비옷이다.

상기 기재된 특정 실시양태에서, 온도 변화를 생성하는 메카니즘은 사용된 다양한 염의 용해 엔탈피에 기인한다. 그러나, 다른 반응 메카니즘에 의해 온도 변화를 유도하는 것도 본 발명에 속한다. 예를 들어, 서로 반응할 수 있는 2 개의 화학물질이 시트 상의 분리된 위치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 다중-겹(ply) 시트에서, 한 화학물질은 내부 겹 내에 혼입될 수 있고 다른 화학물질은 시트의 하나 이상의 외부 겹 내에 혼입될 수 있다. 시트가 건조한 경우, 화학물질은 시트를 통해서 이동하지 않으므로 서로 접촉할 수 없다. 따라서, 화학적 반응이 전혀 일어나지 않는다. 그러나, 물이 시트에 적용될 경우, 화학물질은 이동성이 되어 시트 내에서 서로 상호작용할 수 있다. 생성된 화학 반응은 특정 화학적 상호작용에 연관된 반응열에 따라 시트 온도의 증가 또는 감소를 초래한다. 전기화학적 열원을 제공하기 위해 화학 반응을 사용한 예는 본원에서 참고로 도입된, 파리어(Farrier)에게 부여되고 알.제이. 레이놀즈 토바코 컴파니(R.J. Reynolds Toba㏄o Company)에 양도된 미국 특허 제 5,538,020호에 기재된다.

일부 실시양태에서 물의 첨가 및 매우 높은 양 또는 음의 용해 엔탈피를 갖는 염의 사용으로 특정 온도 변화가 유도되지만, 물 이외의 외부 자극에 노출시 온도 변화를 일으키고 상이한 메카니즘을 통해 온도 변화가 일어나는 와이핑 제품이 가능하다. 예를 들어, 두 개의 분리된 화합물질이 캡슐화되어 티슈 내에 혼입될 수 있다. 캡슐이 파괴되는 경우, 캡슐 내의 화학물질은 혼합되고 열을 발생하거나 흡수하는 화학 반응이 온도를 올리거나 낮춘다. 예를 들어, 산 및 염기가 분리된 캡슐화된 물질로서 티슈에 첨가될 수 있다. 티슈가 사용시 외부에서 가하는 응력을 받는 경우, 캡슐은 파괴되어 산-염기 중화 반응 및 열의 방출을 초래한다.

통상적으로 와이핑 제품의 경우, 온도 변화를 일으키는데 사용된 화학물질은 와이핑 제품의 외부 표면 상에 위치되지 않을 것이다. 다수의 경우에 가능한 피부 자극 때문에 화학물질이 사용자의 피부에 직접 접촉하지 않게 하는 것이 바람직할 것이다. 피부 접촉 가능성을 최소화하도록 화학물질을 본 발명의 제품 중에 혼입하는 다양한 방법이 존재한다. 예를 들어, 와이핑 제품이 3, 4, 5 또는 그 이상의 겹을 갖는 다중-겹 제품인 경우 온도 변화를 일으키는 화학물질 또는 화학물질들은 내부 겹 또는 겹들 중에 위치될 수 있다. 외부 자극(예를 들어 물 첨가)이 제품에 적용될 경우, 화학적으로 처리된 겹 또는 겹들에서 반응이 일어나서 제품은 가열되거나 냉각된다. 대부분의 반응은 화학물질(들)을 외부 겹에 거의 전달하지 않으면서 내부 겹 또는 겹들 내로 국한된다. 또 다른 실시양태에서, 온도 변화를 일으키는 건조 화학 시약은 수용성 외부 쉘을 갖는 입자 중에 캡슐화될 수 있다. 물이 제품에 의해 흡수될 경우, 외부 쉘은 용해하고 화학물질과 물이 반응하여 온도 변화를 일으킬 것이다. 또 다른 실시양태에서, 반응성 화학물질이 2 장의 흡수성 겹 사이에 샌드위치된 수용성 필름 내에 용해되거나 분산된다. 물이 필름에 접촉할 경우, 필름은 용해되어 화학물질을 방출한다. 화학물질이 방출되면서, 이는 물과 반응하여 목적하는 온도 변화를 일으킨다. 또 다른 실시양태에서, 화학물질은 예를 들어 화학물질의 용액 중에 섬유를 담금으로써 섬유에 적용되고 섬유 내에 흡수된다. 섬유는 용액으로부터 제거되고, 건조되고 분리되어 플러프(fluff) 펄프-형 재료를 형성한다. 처리된 플러프 펄프 섬유는 다중-겹 제품의 중앙 겹 중에 또는 다중-층 겹의 층 내에 혼입되어 목적하는 온도 변화를 일으킬 수 있는 흡수성 제품을 제공할 수 있다.

화학물질은 당업계에 공지된 적합한 방법에 의해 시트에 적용될 수 있다. 이는 비제한적으로 시트 상에 분무되는 고체 입자로서 첨가; 시트 상에 화학물질의 수용액의 분무 및 후속의 시트 건조; 최종 건조 전에 염 또는 다른 화학물질로 섬유의 예비처리; 화학물질을 함유한 미소구체(microsphere) 적용; 시트를 화학물질의 용액 중에 담그고 이어서 건조; 필름으로서 적용 등을 포함할 수 있다.

제품에 적용된 화합물질의 양은 선택된 제품 및 특정 화학물질에 의존할 것이지만, 사용자에게 주목할만한 온도 변화를 제공하기에 충분해야만 한다. 절대값 용어(온도의 증가 또는 감소)로, 온도 변화는 1 ℃ 이상, 더 구체적으로 약 3 ℃ 이상, 더 구체적으로 약 5 ℃ 이상, 더 구체적으로는 1 ℃ 내지 약 10 ℃, 더욱더 구체적으로는 약 2 ℃ 내지 약 10 ℃ 및 더욱더 구체적으로는 3 ℃ 내지 약 6 ℃일 수 있다. 염의 용해 엔탈피가 온도 변화를 일으키는데 사용된 경우, 무한 희석시 염의 용해 엔탈피가 냉각을 목적하는 경우 25 ℃에서 약 2,000 cal/mole 이상, 가온을 목적하는 경우 25 ℃에서 -2,000 cal/mole 이하인 것이 유리하다. 각각 더 높은 용해 엔탈피값(냉각의 경우) 및 더 낮은 값(가열의 경우)은 목적하는 온도 변화 산출에 더 적은 양의 염을 요하므로 유리하다. 본 발명의 목적에 유용한 일부 특정 염은 비제한적으로 4,115 cal/mole의 ΔH⁰ _∞을 갖는 KCl, 6,400 cal/mole의 ΔH⁰ _∞을 갖는 NH₄NO₃, 4,900 cal/mole의 ΔH⁰ _∞을 갖는 NaN0₃, 3,533 cal/mole의 ΔH⁰ _∞을 갖는 NH₄Cl, -8,102 cal/mole의 ΔH⁰ _∞을 갖는 CaCl₂, -8,850 cal/mole의 ΔH⁰ _∞을 갖는 LiCl, -4,140 cal/mole의 ΔH⁰ _∞을 갖는 NaC₂H₃0₂를 포함한다. 상기 또는 다른 1가 염의 용해 엔탈피값은 문헌[CRC Handbook, 72^nd edition, p. 5-101]에서 찾을 수 있다.

염화칼슘 또는 염화리튬과 같은 조해성(deliquescent) 염이 사용될 경우, 사용 전에 이와 같은 물질이 공기 중 수분과 접촉하는 것을 방지할 필요가 있다. 이와 같은 염은 공기로부터 충분한 수분을 흡수하여 용액이 될 수 있다. 이와 같이, 상기 염은 시간이 지나면 공기 중의 수분을 서서히 흡수하여 가온될 것이다. 그러나, 일단 평형 수분에 도달하면 이들은 더 이상 추가 물의 첨가에 의해 가온될 수 없다. 공기 중 수분은 앞서 기재된 대로 상기 염의 캡슐화, 밀봉 패키지 사용, 또는 사용될 때까지 대기 수분이 습기 민감성 물질과 접촉하는 것을 방지하는 당업계의 통상적인 다른 포장 기술에 의해 시트로부터 차단될 수 있다.

본 발명의 목적에 유용한 흡수성 섬유 시트의 평량(basis weight)은 약 5 g/㎡ 내지 약 200 g/㎡일 수 있다. 안면 티슈 또는 목욕 티슈로서 사용하는 경우, 평량 범위는 약 5 g/㎡ 내지 약 50 g/㎡일 수 있다. 종이 타월 등의 경우, 평량 범위는 약 15 g/㎡ 내지 약 200 g/㎡일 수 있다.

게다가, 본원에서 안면 티슈, 목욕 티슈, 종이 타월 등으로 유용한 흡수성 섬유 시트는 또한 약 2 ㎤/g 이상, 더 구체적으로 약 5 내지 약 20 ㎤/g 이상의 시트 벌크를 특징으로 할 수 있다. 시트 벌크는 마이크론으로 표시되는 시트의 캘리퍼(이후 정의됨)를 g/㎡로 표시된 건조 평량으로 나눈 몫으로서 계산된다. 생성된 시트 벌크는 ㎤/g로 표시된다. 더 구체적으로, 캘리퍼는 스택(stack) 내의 각 시트를 동일한 면을 위로 하여 배치한 10 장의 대표적인 시트 스택의 총 두께를 측정하고 10으로 스택의 총 두께로 나누어서 계산한다. 캘리퍼는 적층된 시트의 경우 노트 3으로 TAPPI 시험 방법 T402 [Standard Conditioning and Testing Atmosphere For Paper, Board, Pulp Handsheets and Related Products] 및 T411 om-89 [Thickness(caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board]에 따라서 측정된다. T411 om-89을 수행하기 위해 사용된 마이크로미터는 엠베코, 인크.(Emveco, Inc.)(뉴버그, 오레곤주)에서 입수가능한 엠베코(Emveco) 200-A 티슈 캘리퍼 테스터(Tissue Caliper Tester)이다. 마이크로미터는 2.00 킬로-파스칼(132 g/인치²)의 하중, 2500 ㎟ 압력 푸트 면적, 56.42 ㎜ 압력 푸트 직경, 3 초의 체류(dwell) 시간 및 0.8 ㎜/초의 저하율을 갖는다. 본 발명의 제품의 캘리퍼는 약 10 내지 약 4000 마이크론, 더 구체적으로 약 100 내지 약 2000 마이크론, 더욱 더 구체적으로 약 100 내지 약 800 마이크론일 수 있다.

임의적 화학 첨가제가 또한 형성된 베이스시트 또는 제품에 첨가되어 제품 및 방법에 추가 이점을 부여할 수 있되, 단 이들은 본 발명의 의도하는 이점에 상반되어서는 안된다. 이와 같은 첨가제의 예는 모두 당업계에 잘 알려진 전하 촉진제, 습강도제(영구적 또는 일시적), 건조강도제, 탈결합제(debonder) 및 연화제를 포함한다. 이와 같은 화학물질은 온도 변화를 제공하는 화학물질과 동시에 첨가되는 것을 비롯하여 공정의 임의의 시점에서 첨가될 수 있다.

전하 촉진제 및 제어제는 통상적으로 제지 공정의 습윤 말단에서 제지 퍼니시(furnish)의 제타 포텐셜을 제어하기 위해 상기 공정에서 사용된다. 상기 화학종은 음이온성 또는 양이온성, 가장 통상적으로는 양이온성일 수 있고, 알럼(alum)과 같은 천연 생성물 또는 통상적으로 500,000 미만의 분자량을 갖는 저분자량 고 전하 밀도 합성 중합체일 수 있다. 배수 및 보유 보조제가 퍼니시에 첨가되어 형성, 배수 및 미립자 보유를 개선시킬 수 있다. 보유 및 배수 보조제 내에 고 표면적, 고 음전하 밀도 물질을 함유한 미세입자계가 포함된다.

습강도제 및 건조강도제가 또한 웹 형성 전에 웹(web)에 직접적 또는 웹 내의 섬유에 적용될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "습강도제"는 습윤 상태에서 섬유 사이의 결합을 고정시키는데 사용되는 물질이다. 통상적으로, 종이 및 티슈 제품에서 섬유를 함께 유지하는 수단은 수소 결합 및 때때로 수소 결합과 공유 및(또는) 이온 결합의 조합을 포함한다. 본 발명에서, 섬유-대-섬유 결합점을 고정시켜서 습윤 상태에서 이들을 내분열성이 되게 하는 방식으로 섬유의 결합을 허용할 물질을 제공하는 것이 유용할 수 있다. 이 경우에, 습윤 상태는 통상적으로 제품이 물 또는 다른 수용액으로 대부분 포화된 경우를 의미할 것이지만, 또한 소변, 혈액, 점액, 월경 분비물, 점액성 장 배설물, 림프액 및 다른 신체 삼출물과 같은 체액에 의한 유의한 포화를 의미할 수 있다.

종이 웹 또는 시트에 첨가된 경우 0.1 초과의 평균 건조 기하 인장 강도에 대한 평균 습윤 기하 인장 강도의 비를 갖는 시트를 제공하는 물질이 본 발명의 목적을 위한 습강도제이다. 통상적으로 상기 물질은 "영구적인" 습강도제 또는 "일시적인" 습강도제로 칭한다. 일시적인 습강도제와 구별할 목적으로 영구적인 습강도제는 종이 또는 티슈 제품 내에 혼입되는 경우 5 분 이상의 기간 동안 물에 노출시킨 후 이의 최초 습강도의 50 ％ 이상을 유지하는 제품을 제공하는 수지로서 정의될 것이다. 일시적인 습강도제는 5 분 동안 물로 포화시킨 후 이의 초기 습강도의 50 ％ 미만을 나타내는 것이다. 웹 형성 전에 펄프 섬유에 첨가된 습강도제의 양은 섬유의 건조 중량을 기준으로, 약 0.1 건조 중량％ 이상, 더 구체적으로 약 0.2 건조 중량％ 이상, 및 더욱더 구체적으로 약 0.1 내지 3 건조 중량％이다. 영구적인 습강도제는 구조에 더 큰 또는 더 작은 장기간 습윤 탄성을 제공한다. 반대로, 일시적인 습강도제는 저 밀도 및 고 탄성을 갖는 구조를 제공할 것이지만 물 또는 체액 노출에 대해 장기간의 내성을 갖는 구조를 제공하지는 않을 것이다.

일시적인 습강도 첨가제는 양이온성, 비이온성, 음이온성일 수 있다. 예시적인 시판 화합물은 사이텍 인더스트리스(Cytec Industries)(웨스트 패터슨, 뉴저지주)에서 입수되는 양이온성 글리옥시화 폴리아크릴아미드인 파레즈(PAREZ)™ 631 NC 및 파레즈® 725; 헤르큘레스, 인크.(Hercules, Inc.)(윌밍톤, 데라웨아주)에서 제조된 역시 양이온성 글리옥시화 폴리아크릴아미드인 헤르코본드(Hercobond) 1366; 및 내쇼날 스타치 앤드 케미칼 컴파니(National Starch and Chemical Company)의 디알데히드 전분인 코본드(Cobond) 1000®을 포함한다.

본원의 목적에 유용한 양이온성 올리고머 또는 중합체 수지를 포함하는 영구적인 습강도제는 폴리아미드-폴리아민-에피클로로히드린 형 수지, 예를 들어 헤르큘레스, 인크.(윌밍톤, 데라웨아주)에서 시판되는 키멘(KYMENE) 557H를 포함한다. 다른 양이온 수지는 멜라닌 또는 우레아와 포름알데히드의 반응으로써 획득되는 폴리에틸렌이민 수지 및 아미노플라스트 수지를 포함한다. 안면 티슈, 목욕 티슈 및 종이 타월과 같은 티슈 제품 제조에 영구적인 및(또는) 일시적인 습강도 수지를 사용하는 것이 종종 유리하다.

건조강도 수지는 또한 생성된 제품의 건조강도 조절을 위해 웹에 적용될 수 있다. 이와 같은 물질은 당업계에 잘 알려져 있고 비제한적으로 개질된 전분 및 다른 폴리사카리드, 예를 들어 양이온성, 양쪽성, 및 음이온성 전분 및 구아르 및 로커스트콩검, 개질된 폴리아크릴아미드, 카르복시메틸셀룰로오스, 당, 폴리비닐 알코올, 키토산 등을 포함한다. 이와 같은 건조강도 첨가제는 통상적으로 시트 형성 전 또는 크레이핑 패키지의 일부분으로서 섬유 슬러리에 첨가된다.

때로는 추가 탈결합제 또는 연화 화학물질을 시트에 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 탈결합제 및 연화 화학물질의 예는 당업계에 널리 교시된다. 예시적인 화합물은 통상적인 화학식 (R^1')_4-b-N⁺-(R^{1 "})_bX^-(여기서 R^1'은 C_{1 -6} 알킬기, R^{1 "}는 C₁₄-C₂₂ 알킬기, b는 1 내지 3의 정수 및 X^-는 임의의 적합한 반대이온임)의 단순 4차 암모늄염을 포함한다. 다른 유사한 화합물은 단순 4차 암모늄염의 모노에스테르, 디에스테르, 모노아미드 및 디아미드 유도체를 포함한다. 상기 4차 암모늄염의 다수의 변경은 공지되고 본 발명의 범위에 속하는 것으로 여겨져야 한다. 추가 연화 조성물은 양이온성 올레일 이미다졸린 물질, 예를 들어 헤르큘레스, 인크.에서 입수가능한 프로소프트(Prosoft) TQ-1003을 포함한다. 이와 같은 연화제는 또한 습윤제 또는 가소제, 예컨대 저분자량 폴리에틸렌 글리콜(분자량 4,000 달톤 미만) 또는 폴리히드록시 화합물, 예를 들어 글리세린 또는 프로필렌 글리콜을 포함할 수 있다. 상기 연화제는 시트 형성 전 슬러리 중에 벌크 연성을 보조하기 위해 섬유에 적용될 수 있다.

염이 상대적으로 높은 수준으로 시트 중에 혼입될 경우, 특정 수준의 사상성(grittiness)이 시트에 부여될 수 있다. 이 사상성을 방지하기 위해, 표면감을 향상시키도록 시트에 폴리실록산을 국부적으로 적용하는 것이 유리할 수 있다. 폴리실록산의 존재는 온도 변화에 영향을 주지 않으며, 통상적으로 국부 연화제로서 유용하다고 당업계에 공지된 임의의 폴리실록산이 제품 또는 베이스시트에 바람직한 연성을 부여하는데 사용될 수 있다. 특히 적합한 폴리실록산은 아미노 관능성 폴리실록산, 폴리에테르 폴리실록산, 아미노 관능성 폴리에테르 폴리실록산 및 이의 혼합물을 포함한다. 본 발명의 시트에 폴리실록산을 사용한 경우, 물이 온도 변화를 초래하는 외부 조장제로서 사용된다면, 폴리실록산은 제품의 소수성이 특정 한계를 초과하지 않도록 하는 수준으로 또는 습윤제와 함께 사용되어야만 한다. 이 목적으로, 자동 중량분석 흡수도 시험(AGAT)(하기 정의됨)이 제품 중 물의 유입량 측정에 사용될 수 있다. 본 발명의 제품의 AGAT 값은 적합하게는 약 0.4 g/g/초^1/2 이상, 더 구체적으로 약 0.5 g/g/초^1/2 이상, 및 더 구체적으로 약 0.7 g/g/초^1/2 이상일 수 있다. 물이 온도 변화를 유도하는 활성제로서 사용되지 않는 경우, 본 발명의 기능에 있어서 물 유입 속도에 대한 특정 요건은 필요하지 않다.

"AGAT"는 통상적으로 130 ℉로 2 주 동안 숙성된 티슈 시트의 초기 흡수도를 측정하는 시험이다. 기구 및 시험은 당업계에 잘 알려져 있고 본원에서 참고로 도입된, 중량분석 흡수도 시험기라는 명칭으로 1982년 11월 9일에 맥코넬(M㏄onnell)에게 부여된 미국 특허 제 4,357,827호에 기재된다. 통상적으로, AGAT 값은 티슈 제품의 6 장의 대표적인 샘플의 스택을 시험함으로써 측정된다. 시험 중, 샘플 스택은 저장 용기와 소통하는 시험 셀 상에 배치된다. 이어서 밸브를 개방하여 액체가 용기로부터 시험 셀로 자유롭게 흐르도록 한다. 시험되는 티슈 스택은 저장 용기로부터 액체를 흡수한다. 스택에 의해 흡수되는 액체의 양은 일정 기간에 걸쳐 측정된다. 특히, AGAT 기계는 2.25 초로부터 필요에 따라 오래 흡수 곡선을 생성한다. AGAT 결과는 2.25 초와 6.25 초 사이의 평균 기울기를 측정함으로써 획득된다. 각각의 제품에 대해 10 번 반복되고 10 번의 평균이 제품의 AGAT 값이다.

본 발명의 제품에 첨가될 수 있는 다른 화학물질은 통상적으로 양이온성, 음이온성, 비-이온성 계면활성제 형태의 흡수 보조제, 습윤제 및 가소제, 예를 들어 저분자량 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리히드록시 화합물, 예컨대 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 포함한다. 피부 건강 이점을 제공하는 물질, 통상적으로 미네랄유, 알로에 추출물, 비타민 E, 로숀 등이 티슈 중에 혼입될 수 있다. 추가 물질은 악취 제어제, 예를 들어 악취 흡수제, 활성화된 탄소 섬유 및 입자, 베이비 파우더, 베이킹 소다, 킬레이트제, 제올라이트, 향수 또는 다른 악취-차단제, 시클로덱스트린 화합물, 산화제 등을 포함한다. 초흡수성 입자, 합성 섬유, 또는 필름이 또한 사용될 수 있다. 추가 선택사항은 양이온성 염료, 광학적 표백제, 습윤제, 연화제, 충전제, 예를 들어 카올린 클레이, 티타늄 디옥시드, 탈크 등을 포함한다.

간략화를 위해, 명세서에서 앞서 언급한 값들의 임의의 범위는 범위 내의 모든 값을 고려하며 특정된 범위 내의 정수인 종점을 갖는 임의의 하위-범위를 인용하는 청구범위를 지지하는 것으로 해석되어야 한다. 설명적인 예를 들면, 1 내지 5의 범위로 본 명세서의 개시는 임의의 하기 범위에 대한 청구범위를 지지하는 것으로 여겨질 것이다: 1-5; 1-4; 1-3; 1-2; 2-5; 2-4; 2-3; 3-5; 3-4; 및 4-5.

약 5 그램의 NaNO₂를 증류수 100 ㏄ 중에 용해시켰다. 이어서 상기 용액 중에 표준 2-겹 안면 티슈를 담그고 손으로 과잉의 물을 짜냈다. 티슈 시트를 65 ℃ 오븐에 두고 1 시간 동안 건조시켰다. 오븐으로부터 시트를 제거하고 냉각시켰다.

유사한 방식으로, 약 5 그램의 CaCl₂를 증류수 100 ㏄ 중에 용해시켰다. 이어서 상기 용액 중에 표준 2-겹 안면 티슈를 담그고 손으로 과잉의 물을 짜냈다. 티슈 시트를 65 ℃ 오븐에 두고 1 시간 동안 건조시켰다. 오븐으로부터 시트를 제거하고 진공 데시케이터에서 냉각시켰다. 냉각 후 시트를 즉시 크기에 맞춰 절단 하고 하기와 같이 샘플링하였다.

상기 각각의 티슈 시트를 0.5 그램의 약 1" 스트립으로 절단하였다. 이어서 스트립을 온도계의 벌브 주위로 단단히 싸서 고정하고 온도를 기록하였다. 투명한 테이프, 예를 들어 스카치(Scotch)® 상표의 투명 테이프를 사용하여 스트립을 온도계에 고정하고, 단 물의 흡수를 허용하도록 충분한 노출 티슈가 존재하여야 한다. 이어서 온도계를 10 ㏄ 바이알에 배치하고 이어서 증류수 1.0 ㏄를 티슈에 첨가하고 온도 변화를 기록하였다. [주의: 냉각되는 용액을 사용하는 경우 물의 증발이 오류 결과를 초래하지 않도록 바이알을 사용하는 것이 요구된다.] 온도를 관찰하여 도달되는 최대 또는 최소 온도를 측정하였다. 결과는 하기 표에 열거된다.

샘플	건조 온도	습윤 온도	변화
대조군	23.6 ℃	23.5 ℃	-0.1 ℃
NaNO2	23.6 ℃	20.1 ℃	-3.5 ℃
CaCl2	24.5 ℃	29.8 ℃	+5.3 ℃

앞선 상세 설명 및 실시예가 설명을 위한 것이고 하기 청구범위 및 모든 등가물에 의해 정의된 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안됨을 인식해야한다.

Claims (17)

1. 시트의 온도가 1 ℃ 이상 증가 또는 감소하도록 시트가 외부-적용의 비-열적 자극을 받을 경우 발열 또는 흡열 반응하는 1종 이상의 화학제를 함유한 흡수성 섬유 시트를 포함하는 제품.
2. 제 1항에 있어서, 1종 이상의 화학제가 캡슐화되고 외부 적용된 비-열적 자극이 캡슐을 파괴하여 캡슐화된 화학제(들)를 방출시키기에 충분한 압력인 제품.
3. 제 1항에 있어서, 1종 이상의 화학제가 수용성 캡슐화제(encapsulant) 내에 캡슐화되고 외부 적용의 비-열적 자극이 캡슐을 용해시켜 캡슐화된 화학제(들)를 방출시키도록 시트 중에 흡수된 물인 제품.
4. 제 1항에 있어서, 외부 적용의 비-열적 자극이 시트 중에 흡수된 물인 제품.
5. 제 1항에 있어서, 반응이 발열 반응인 제품.
6. 제 1항에 있어서, 반응이 흡열 반응인 제품.
7. 제 1항에 있어서, 1종 이상의 화학제가 염인 제품.
8. 제 7항에 있어서, 염의 용해 엔탈피 절대값이 약 2,000 cal/mole 이상인 제품.
9. 제 8항에 있어서, 염이 KCl, NH₄NO₃, NaN0₃, NH₄Cl, CaCl₂, LiCl 및 NaC₂H₃0₂로 구성된 군으로부터 선택되는 제품.
10. 제 1항에 있어서, 흡수성 섬유 시트의 섬유가 본질적으로 셀룰로오스 섬유로 구성된 제품.
11. 제 1항에 있어서, 안면 티슈, 목욕 티슈 및 종이 타월로 구성된 군에서 선택되는 제품.
12. 제 1항에 있어서, 시트의 온도가 약 3 ℃ 이상 증가하거나 감소하는 제품.
13. 제 1항에 있어서, 시트의 온도가 약 5 ℃ 이상 증가하거나 감소하는 제품.
14. 제 1항에 있어서, 시트의 온도가 1 ℃ 내지 약 10 ℃ 증가하거나 감소하는 제품.
15. 제 1항에 있어서, 시트의 온도가 약 2 ℃ 내지 약 10 ℃ 증가하거나 감소하는 제품.
16. 제 1항에 있어서, 시트의 온도가 약 3 ℃ 내지 약 6 ℃ 증가하거나 감소하는 제품.
17. 제 1항에 있어서, 화학제를 함유한 시트가 내부 겹인, 2 장의 외부 겹 및 1 장 이상의 내부 겹을 포함하는 제품.