KR20140008333A - 고점도 조성물을 고벌크 시트에 적용하는 방법 - Google Patents

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Abstract

첨가제 조성물을 평면형 기재, 예컨대 티슈 웹에 국소 적용하는 방법이 기재되어 있다. 한 실시양태에서, 상기 방법은 비교적 고점성 조성물을 고속으로 첨가제 조성물이 시트 내로 침투되는 것을 방지하는 방식으로 베이스 시트에 적용하도록 디자인된다. 비교적 고점도를 갖는 첨가제 조성물은, 한 실시양태에서 오프셋 그라비어 프린팅 공정을 사용하여 베이스 시트에 적용될 수 있다. 어플리케이터 롤은 일정 패턴의 상승 요소를 포함한다. 상승 요소는 500 마이크로미터 미만인 하나 이상의 치수를 갖는 표면을 한정한다. 상승 요소는 또한 비교적 고속 가공 중에 롤 상의 섬유 축적을 방지하기 위해 서로 근접 이격된다.

Description

고점도 조성물을 고벌크 시트에 적용하는 방법 {PROCESS FOR APPLYING HIGH VISCOSITY COMPOSITION TO A SHEET WITH HIGH BULK}
흡수성 티슈 제품 (예를 들어, 미용 티슈, 화장실용 티슈 및 기타 유사 제품)을 제조하는 데에 사용되는 저밀도 웹은 여러가지 중요한 특성을 포함하도록 디자인된다. 예를 들어, 제품이 양호한 벌크, 부드러운 촉감 및 흡수성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제품이 습윤화된 상태에서도 양호한 강도 및 내인열성을 갖는 것이 바람직하다. 불행히도, 부드럽고 고흡수성이면서도 고강도를 갖는 티슈 제품을 제조하기가 매우 어렵다. 보통, 제품의 한 특성을 상승시키기 위한 단계가 행해지면, 제품의 다른 특징은 불리한 영향을 받는다.
예를 들어, 연성은 전형적으로 티슈 제품 내에서의 셀룰로스성 섬유 결합을 감소시키거나 줄임으로써 증가한다. 그러나, 섬유 결합을 저해하거나 줄이는 것은 티슈 웹의 강도에 불리하게 영향을 준다.
연성은 유연제를 티슈 웹에 국소 첨가함으로써 증대될 수 있다. 예를 들어, 연성을 증가시키기 위해 중합체 입자를 함유하는 수성 분산액을 티슈 웹에 적용하는 것이 최근에 당업자들에 의해 제안되었다. 이러한 중합체 분산액은, 예를 들어 미국 특허 제7,785,443호, 미국 특허 제7,820,010호, 미국 특허 제7,807,023호 및 미국 특허 출원 공보 제2008/0073045호에 개시되어 있으며, 이들 특허 및 특허 출원은 모두 본원에 참고로 포함된다. 상기 특허 및 특허 출원에서, 수성 분산액은 알파-올레핀 중합체, 에틸렌-카르복실산 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 연성을 증가시키는 것 이외에, 중합체 분산액은 린트(lint), 시트 대 시트 접착력을 줄이면서도, 강도를 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 사실, 상기 특허 및 특허 출원은 당업계에서 상당한 진보를 나타낸다.
그러나, 상기 중합체 분산액의 티슈 웹에의 적용에서 문제가 발견되었다. 보다 구체적으로, 웹을 크레이핑(crepe)할 필요없이 중합체 분산액을 티슈 웹에 적용하는 것에 문제가 발생하였다. 크레이핑 표면의 보조 없이 중합체 분산액을 적용할 경우에, 분산액은 웹이 여전히 습윤화된 상태인 건조 전에 또는 후처리 단계에서 건조 후에 적용될 수 있다. 불행히도, 분산액이 상기 상황에서 저밀도 웹에 적용된다면, 분산액이 웹에 침투하여 제품의 강성도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 조성물이 조절된 양으로 시트 표면에 잔류하도록, 중합체 분산액과 같은 조성물을 베이스 시트에 적용하는 방법이 요구된다. 또한, 조성물을 상용 가공 속도로 베이스 시트의 표면에 적용할 수 있는 방법이 요구된다.
본 개시내용은 일반적으로 첨가제 조성물을 베이스 시트에 적용하는 방법에 관한 것이다. 본 개시내용에 따라 처리가능한 베이스 시트에는 펄프 섬유를 함유할 수 있는 고벌크 또는 저밀도 제품이 포함된다. 베이스 시트는, 예를 들어 티슈 웹, 코폼(coform) 웹, 수얽힘(hydroentangled) 웹 등을 포함할 수 있다. 베이스 시트는 화장실용 티슈, 미용 티슈, 종이 타올(paper towel), 공업용 와이퍼(wiper), 습윤화된 와이프(wipe), 또는 기타 유사 제품의 제조에 사용될 수 있다. 본 개시내용에 따라서, 첨가제 조성물은 비교적 빠른 가공 속도로 시트 표면에 첨가제 조성물을 유지하는 방식으로 베이스 시트에 적용된다.
구체적으로, 본 개시내용의 방법은 기재 표면에 첨가제를 적용하기 위해 미세패턴화 압축성 표면의 사용과 함께 비교적 고점도 조성물을 사용한다. 미세패턴화 표면은 오프셋 그라비어 프린팅(offset gravure printing) 시스템의 일부인 롤(roll)의 표면을 포함할 수 있다. 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 상기 조합은 프린팅 및 코팅 동안의 문제점, 예컨대 적용 표면 상의 섬유 축적을 최소화하면서, 비교적 빠른 가공 속도로 기재 표면에 첨가제 조성물을 매우 효율적으로 적용하는 것으로 밝혀졌다. 본 개시내용의 방법은 또한 시트에 적용되는 조성물의 양 뿐만 아니라, 조성물이 적용되는 위치를 조절할 수 있다.
한 실시양태에서, 예를 들어, 본 개시내용은 첨가제 조성물을 평면형 기재의 표면에 적용하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 먼저 첨가제 조성물을 표면, 예컨대 제1 롤의 표면에 적용하는 것을 포함한다. 첨가제 조성물은 다양한 기술을 사용하여, 예컨대 분무법, 침지법, 또는 마이어 로드(meyer rod)를 사용하여 제1 롤의 표면에 적용될 수 있다. 첨가제 조성물이 제1 표면에 적용되면, 이어서 첨가제 조성물이 제2 표면, 예컨대 제2 롤의 표면으로 전달된다. 제2 롤의 표면은 상승 요소의 패턴을 한정하는 압축성 재료를 포함할 수 있다. 상승 요소의 적어도 일부는 하나 이상의 치수가 약 500 마이크로미터 미만인 표면을 갖는다. 또한, 상승 요소는 한 요소의 중심에서부터 인접한 요소의 중심까지 측정된 거리가 약 500 마이크로미터 미만만큼 이격되어 있다.
본 개시내용에 따라서, 첨가제 조성물은 제2 롤의 표면으로부터 평면형 기재의 표면으로 적용된다. 평면형 기재는 상기에 기재된 베이스 시트, 예컨대 티슈 웹을 포함할 수 있다. 첨가제 조성물은 중합체 재료를 함유하며, 500 cps 이상의 점도를 갖는다. 첨가제 조성물은 기재 한 면의 표면적의 20% 이상을 피복하도록 평면형 기재의 표면에 적용된다. 본 개시내용에 따라서, 평면형 기재는 또한 첨가제 조성물의 적용 동안에 200 ft/분 이상, 예컨대 500 ft/분 이상, 예컨대 약 500 ft/분 내지 약 5000 ft/분의 속도로 이동한다.
제2 롤의 표면에서 상승 요소의 형상 및 배열은 특정 적용 및 목적하는 결과에 따라 달라질 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 상승 요소는 500 마이크로미터 미만의 너비를 갖는, 예컨대 약 50 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터의 너비를 갖는 라인(line)을 포함한다. 라인은 직선형 또는 곡선형일 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 라인은 실질적으로 직선형이고 서로와 평행할 수 있다. 라인은 평면형 기재의 이동 방향에 대하여 수직이거나, 평행하거나, 또는 사선 방향일 수 있다.
라인은 또한 한 라인 요소의 중심에서부터 인접한 라인 요소의 중심까지 측정하였을 때 약 500 마이크로미터 미만의 거리만큼 이격될 수 있다. 상승 요소가 라인 요소를 포함할 경우에, 라인 요소의 중심이란 라인 요소 너비의 중앙을 지나가는 라인을 말한다. 일반적으로, 상승 요소는 가능한 한 근접하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시양태에서, 라인 요소는 약 10 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 예컨대 약 25 마이크로미터 내지 약 400 마이크로미터, 예컨대 약 50 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터의 거리만큼 이격될 수 있다. 한 실시양태에서, 라인 요소는 약 100 마이크로미터의 너비를 가지며 약 100 마이크로미터의 거리만큼 이격된다.
라인 형상을 갖는 상승 요소 이외에, 상승 요소는 또한 불연속 형상의 형태일 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 상승 요소는 약 50 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 예컨대 약 50 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터의 직경을 갖는 원형 형상을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 불연속 형상의 형태를 갖는 상승 요소는, 한 불연속 형상의 중심에서부터 인접한 불연속 형상의 중심까지 측정하였을 때 모든 인접한 요소가 500 마이크로미터 미만으로 떨어져 있는 패턴으로 존재할 수 있다. 상승 요소는, 예를 들어, 라인 요소와 관련하여 상기에 기재된 것과 동일한 거리만큼 이격될 수 있다.
상기에 기재된 바와 같이, 평면형 기재에 적용된 첨가제 조성물은 일반적으로 비교적 고점도, 예컨대 약 500 cps 초과의 점도를 갖는다. 예를 들어, 첨가제 조성물의 점도는 약 800 cps 내지 약 2500 cps, 예컨대 약 800 cps 내지 약 2000 cps일 수 있다. 첨가제 조성물은 상기 점도를 갖는 임의의 조성물을 포함할 수 있고, 여기서 조성물이 시트의 표면에서 유지되는 이점이 있다. 첨가제 조성물은 주위 온도에서 또는 승온에서 시트에 적용될 수 있다.
한 실시양태에서, 예를 들어, 첨가제 조성물은 알파-올레핀 혼성중합체를 함유하는 수성 분산액을 포함한다. 알파-올레핀 혼성중합체는 약 0.5 마이크로미터 내지 약 3 마이크로미터의 직경을 갖는 소입자 형태로 분산액에 존재할 수 있다. 조성물은 약 500 cps 초과의 점도를 갖는 충분한 고체 함량을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 수성 분산액은 약 30% 내지 약 60%의 고체 함량을 가질 수 있다. 알파-올레핀 혼성중합체를 함유하는 것 이외에, 분산액은 또한 다양한 기타 첨가제, 예컨대 분산제를 함유할 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 에틸렌-카르복실산 공중합체가 분산제로서 조성물에 존재한다.
수성 분산액 이외에, 다양한 기타 첨가제 조성물이 본 개시내용에 따라 기재에 적용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 다른 실시양태에서, 첨가제 조성물은 에멀젼 형태로 로션(lotion)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 첨가제 조성물은 탈결합제(debonder)를 포함할 수 있다.
본 개시내용은 또한 펄프 섬유를 함유하며 약 3 cc/g 초과의 벌크를 갖는 베이스 시트를 포함하는 티슈 제품에 관한 것이다. 베이스 시트는 제1 표면 및 제2 표면을 포함할 수 있다. 첨가제 조성물이 상기에 기재된 방법에 따라서 베이스 시트의 적어도 한 표면에 적용된다. 예를 들어, 베이스 시트의 처리 영역은 약 500 마이크로미터 미만, 예컨대 약 250 마이크로미터 미만, 예컨대 약 100 마이크로미터 미만인 하나 이상의 치수를 가질 수 있다. 처리 영역은 약 500 마이크로미터 미만, 예컨대 약 100 마이크로미터 미만, 예컨대 약 50 마이크로미터 미만, 예컨대 약 10 마이크로미터 미만의 거리만큼 이격될 수 있다. 처리 영역은 불연속 형상을 포함할 수 있거나 평행한 열(row)을 포함할 수 있다. 처리 영역은 베이스 시트의 제1 표면의 약 20% 내지 약 80%를 피복할 수 있고, 처리되지 않은 동일한 베이스 시트의 표면에 비해 슬라우(slough)를 10% 이상, 예컨대 20% 이상, 예컨대 30% 이상, 예컨대 40% 이상 줄이도록 베이스 시트에 적용될 수 있다.
본 개시내용의 기타 특징 및 측면은 하기에서 더욱 상세히 논의된다.
당업자에게의 본 발명의 최상의 모드를 포함하는, 본 발명의 전체 및 보완 개시내용이, 첨부된 도면을 참조로 하여 나머지 명세서 부분에서 보다 구체적으로 상술되며, 여기서,
도 1은 다층 층상 펄프 완성지료(furnish) 형성 장치의 개략도이고;
도 2는 비크레이핑, 통기 건조(through-air dried) 웹 제조 시스템의 개략도이고;
도 3은 본 개시내용에 따라서 첨가제 조성물을 평면형 기재에 적용하기 위한 시스템의 한 실시양태의 개략도이고;
도 4a는 본 개시내용에 따라서 첨가제 조성물을 적용하기 위해 사용될 수 있는 패턴화된 롤의 한 실시양태의 투시도이고;
도 4b는 도 4a에 도해된 롤 표면의 확대 부분도이고;
도 5a는 본 개시내용에 따라서 첨가제 조성물을 적용하기 위해 사용될 수 있는 패턴화된 롤의 또 다른 실시양태의 투시도이고;
도 5b는 도 5a에 도해된 롤 표면의 확대 부분도이고;
도 6은 슬라우 측정에 사용될 수 있는 장치의 투시도이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내고자 한다.
당업자라면, 본 발명의 논의가 단지 예시적인 실시양태를 설명하는 것이며, 본 개시내용의 개괄적인 측면을 제한하려는 것이 아님을 알아야 한다.
일반적으로, 본 개시내용은 첨가제 조성물을 평면형 기재, 예컨대 저밀도, 고벌크 웹의 표면에 적용하는 방법에 관한 것이다. 첨가제 조성물은 임의의 적합한 목적을 위해 기재에 적용될 수 있다. 예를 들어, 첨가제 조성물은 기재의 연성 및/또는 촉감을 향상시킬 수 있다. 다른 실시양태에서, 첨가제 조성물은 강도를 증가시키거나 기재의 또 다른 특성을 변경시킬 수 있다. 한 실시양태에서, 첨가제 조성물은, 베이스 시트에 적용되었을 때 시트의 연성 및/또는 촉감을 향상시킬 뿐만 아니라, 다양한 기타 특성을 향상시킬 수 있는 중합체 입자를 함유하는 수성 분산액을 포함할 수 있다.
본 개시내용에 따라서, 첨가제 조성물은 첨가제 조성물의 상당 부분이 기재내로 흡수되는 대신에 기재 표면에 잔류하도록 비교적 고점도로 기재의 표면에 적용된다. 또한, 본 개시내용은 기재를 크레이핑할 필요 없이, 고점도 조성물을 기재에 적용하기 위해 특정 유형의 패턴화된 표면을 사용하는 것에 관한 것이다. 패턴화된 표면은, 예를 들어 플렉소그래픽(flexographic) 롤의 표면을 포함할 수 있다. 표면은 하나 이상의 비교적 작은 치수를 갖는 표면을 한정하는 상승 요소를 포함한다. 상승 요소는 또한 서로 근접 이격된다. 하기에서 더욱 상세히 기재되는 바와 같이, 본 개시내용에 따라서 디자인된 전달 표면의 상승 요소의 패턴은 공정 동안에 기계 운전 효율에 영향을 주고 베이스 시트의 파단을 초래할 수 있는 불리한 결과, 예컨대 전달 표면 상의 섬유 축적 없이 고점도 조성물을 고속으로 고벌크 베이스 시트에 적용할 수 있도록 한다. 전달 표면의 디자인은 또한 기재 상의 조성물의 표면 피복율 및 기재에 적용된 조성물의 양을 말하는 부가량(add-on)에 대한 조절을 제공한다. 한 실시양태에서, 제품이 본 개시내용에 따라서 매우 고속으로 부드러운 촉감을 향상시키면서 제조될 수 있다.
과거에는, 중합체 분산액이 직접적인 분무 방법, 직접적인 그라비어 프린팅법, 직접적인 습부 첨가법, 용액 코팅법, 직접적인 포말 부여법, 및 사이즈 프레스(size press) 적용법을 사용하여 기재에 적용되었다. 그러나, 상기 방법은 고점도 조성물을 기재에 적용하는 데에 잘 적합화되지 않고/거나 조절되는 표면적 피복율 및 부가량을 제공하지 않는다. 그러나, 본 개시내용에 따라 미세패턴화 롤을 사용함으로써 상기 방법에 비해 다양한 향상이 제공되었다. 예를 들어, 3 cc/g 초과의 벌크를 갖는 고벌크 베이스 시트가 본 개시내용에 따라서 200 ft/분 초과, 예컨대 500 ft/분 초과, 예컨대 1000 ft/분 초과의 가공 속도로 500 cps 초과의 점도를 갖는 첨가제 조성물로 처리될 수 있다.
다수의 상이한 기재 또는 베이스 시트가 본 개시내용에 따라 처리될 수 있다. 한 실시양태에서, 베이스 시트는 펄프 섬유를, 예컨대 약 50 중량% 초과의 양으로 함유한다. 펄프 섬유는 단독으로 또는 합성 섬유, 예컨대 폴리올레핀 또는 폴리에스테르 섬유와 함께 베이스 시트에 존재할 수 있다.
일반적으로, 베이스 시트를 형성할 수 있는 임의의 방법이 또한 본 개시내용에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시내용의 제지 공정은 엠보싱(embossing), 습식 프레싱(pressing), 공기 프레싱, 통기 건조, 크레이핑, 비크레이핑 통기 건조, 수얽힘, 에어 레잉(air laying), 코폼 방법 뿐만 아니라, 당업계에 공지된 기타 단계를 이용할 수 있다.
천연 섬유, 예컨대 양모, 면, 아마, 대마 및 목재 펄프는 합성 섬유와 조합될 수 있다. 펄프는 섬유의 고유 특징 및 그의 가공성을 증대시키기 위해 개질될 수 있다.
제품 및 공정에 추가 이점을 부여하기 위해 임의적인 화학 첨가제가 또한 수성 제지 완성지료에 또는 형성된 초기 웹에 첨가될 수 있고, 이들은 본 발명의 의도한 이점을 방해하지 않는다. 하기 재료가 본 발명의 첨가제 조성물과 함께 웹에 적용될 수 있는 추가 화학제의 예로 포함된다. 화학제는 예로서 포함된 것이며 본 발명의 범주를 제한하려는 것이 아니다. 이러한 화학제는 제지 공정에서 임의의 시점에 첨가될 수 있고, 예를 들어 첨가제 조성물과 동시에 첨가될 수 있으며, 여기서 상기 첨가제 또는 첨가제들은 첨가제 조성물과 직접 블렌딩된다.
종이 웹에 첨가될 수 있는 추가 유형의 화학제에는, 보통 양이온성, 음이온성 또는 비이온성 계면활성제 형태의 흡수 보조제, 보습제 및 가소제, 예컨대 저분자량 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리히드록시 화합물, 예컨대 글리세린 및 프로필렌 글리콜이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 피부 건강에 유익한 재료, 예컨대 광유, 알로에 추출물, 비타민 e, 실리콘, 일반적인 로션 등이 또한 종이 웹에 혼입될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 제품은 그의 의도했던 용도를 방해하지 않는 임의의 공지된 재료 및 화학제와 함께 사용될 수 있다. 그러한 재료의 예에는 냄새 조절제, 예컨대 냄새 흡수제, 활성탄 섬유 및 입자, 베이비 파우더, 베이킹 소다, 킬레이트화제, 제올라이트, 향료 또는 기타 냄새-차단제, 시클로덱스트린 화합물, 산화제 등이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 초흡수성 입자, 합성 섬유, 또는 필름이 또한 사용될 수 있다. 추가 옵션에는 양이온성 염료, 광 증백제, 보습제, 연화제 등이 포함된다.
베이스 시트에 혼입될 수 있는 상이한 화학제 및 성분은 제품의 최종 용도에 따라 좌우될 수 있다. 예를 들어, 다양한 습윤 지력강화제가 제품에 혼입될 수 있다. 화장실용 티슈 제품의 경우에, 예를 들어, 일시적 습윤 지력강화제가 사용될 수 있다. 본원에서 사용된 습윤 지력강화제는 습윤화된 상태에서 섬유 사이의 결합을 고정시키기 위해 사용되는 재료이다. 전형적으로, 섬유가 종이 및 티슈 제품에서 함께 유지되는 수단은 수소 결합 및 때로는 수소 결합과 공유 경합 및/또는 이온 결합의 조합을 포함한다. 일부 적용에서, 섬유-대-섬유 결합점을 고정시키고 습윤화된 상태에서 파열에 대하여 저항성을 갖도록 하는 방식으로 섬유에의 결합을 허용할 재료를 제공하는 것이 유용할 수 있다. 습윤화된 상태는 전형적으로 제품이 물 또는 기타 수성 용액으로 거의 포화되었을 때를 의미한다.
본 발명의 한 측면에서, 기재는 비크레이핑 통기 건조 화장실용 티슈 또는 "UCTAD" 화장실용 티슈이다. 본 발명의 또 다른 측면에서, 기재는 미용 티슈이다.
셀룰로스성 섬유를 함유하는 기타 기재 재료에는 코폼 웹 및 수얽힘 웹이 포함된다. 코폼 공정에서, 하나 이상의 용융취입 다이헤드(diehead)가 슈트(chute) 근처에 배열되고, 이를 통해 기타 재료가 용융취입된 웹에, 그것이 형성되는 동안에 첨가된다. 이러한 기타 재료는, 예를 들어 천연 섬유, 초흡수성 입자, 천연 중합체 섬유 (예를 들어, 레이온(rayon)) 및/또는 합성 중합체 섬유 (예를 들어, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르)일 수 있고, 여기서 섬유는 스테이플(staple) 길이일 수 있다.
코폼 공정은 공동 소유의 미국 특허 제4,818,464호 (Lau) 및 제4,100,324호 (Anderson et al.)에 개시되어 있으며, 이들 특허는 본원에 참고로 포함된다. 코폼 공정에 의해 제조된 웹을 일반적으로 코폼 재료라 한다. 보다 구체적으로, 코폼 부직 웹을 제조하는 한 방법은 용융된 중합체 재료를 다이 헤드를 통해 순수 스트림으로 압출하고, 중합체 스트림을 작은 직경의 불연속 미세섬유로 나누기 위해 노즐로부터 공급된 고속의 가열된 가스 (통상적으로 공기)의 유동을 집중시킴으로써 스트림을 약화시키는 것을 포함한다. 다이 헤드는, 예를 들어 1열 이상의 압출 개구를 포함할 수 있다. 코폼 재료는 셀룰로스성 재료를 50 중량% 이상 내지 약 90 중량%의 양으로 함유할 수 있다.
코폼 웹 이외에, 수얽힘 웹이 또한 합성 및 펄프 섬유를 함유할 수 있다. 수얽힘 웹은 웹에서 섬유가 얽히게 하는 유체의 원주형 제트에 적용된 웹을 말한다. 웹의 수얽힘은 전형적으로 웹의 강도를 증가시킨다. 한 실시양태에서, 펄프 섬유는 연속적인 필라멘트 재료, 예컨대 스펀본드(spunbond) 웹으로 수얽힘될 수 있다. 부직 복합체를 초래하는 수얽힘은 펄프 섬유를 50% 이상 내지 약 90 중량%, 예컨대 약 70 중량%의 양으로 함유할 수 있다. 상기에 기재된 수얽힘 복합체 웹은 킴벌리 클락 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation)으로부터 히드로니트(HYDROKNIT)®라는 제품명으로 시판되고 있다. 유압식 얽힘은, 예를 들어 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,389,202호 (Everhart)에 개시되어 있다.
일단 형성되면, 본 발명의 웹은 상이한 방법으로 패키징될 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 웹을 개별 시트로 절단하여 적층한 후에, 패키지에 넣을 수 있다. 별법으로, 웹은 나선형으로 권취될 수 있다. 함께 나선형으로 권취될 경우에, 개별 시트는 취약선, 예컨대 천공선에 의해 인접한 시트로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 화장실용 티슈 및 종이 타올은, 전형적으로 나선형으로 권취된 구성으로 소비자에게 공급된다.
본 개시내용에 따라 처리가능한 티슈 웹은 섬유의 단일 균질층을 포함할 수 있거나 층상 또는 적층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 티슈 웹의 겹은 2 또는 3개의 섬유 층을 포함할 수 있다. 각각의 층은 상이한 섬유 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1에, 다층 층상 펄프 완성지료 형성 장치의 한 실시양태가 도해되어 있다. 도시된 바와 같이, 3층 헤드박스 (headbox; 10)는 일반적으로 상위 헤드박스 벽 (12) 및 하위 헤드박스 벽 (14)을 포함한다. 헤드박스 (10)는 제1 디바이더 (divider; 16) 및 제2 디바이더 (18)를 추가로 포함하고, 이는 3개의 섬유 스톡 층을 분리한다.
각각의 섬유 층은 제지 섬유의 희석된 수성 현탁물을 포함한다. 각각의 층에 함유되는 특정 섬유는 일반적으로 형성되는 제품 및 목적하는 결과에 따라 좌우된다. 예를 들어, 각각의 층의 섬유 조성물은 화장실용 티슈 제품, 미용 티슈 제품 또는 종이 타올 제품 중 어느 것이 제조되는지에 따라 달라질 수 있다.
도 1을 참조하면, 롤 (28 및 30)에 의해 적합하게 지지되고 구동되는 순환 이동 형성 직물 (26)이 헤드박스 (10)로부터 배출되는 적층 제지 스톡을 수용한다. 직물 (26) 상에 보유되면, 적층 섬유 현탁물은 화살표 (32)에 의해 도시된 바와 같이, 직물을 통해 물을 통과시킨다. 물의 제거는 형성되는 구성에 따라 중력, 원심분리력 및 진공 흡인의 조합에 의해 달성된다.
다겹 제품을 형성할 경우에, 생성되는 종이 제품은 2겹, 3겹, 또는 그 초과 개수의 겹을 포함할 수 있다. 각각의 인접해 있는 겹이 코팅 조성물을 함유할 수 있거나, 또는 서로 인접해 있는 겹 중 적어도 하나가 코팅 조성물을 함유할 수 있다. 각각의 겹은 일반적으로 동일하거나 상이한 섬유 완성지료로부터 제조될 수 있고, 또한 동일하거나 상이한 방법으로 제조될 수 있다.
티슈 웹 벌크는 또한 약 3 cc/g 내지 20 cc/g, 예컨대 약 5 cc/g 내지 15 cc/g에서 달라질 수 있다. 시트 "벌크"는 마이크로미터로 표시된 건조 티슈 시트의 캘리퍼(caliper)를 g/m2으로 표시되는 건조 근량(basis weight)으로 나눈 몫으로 계산한다. 그에 따른 시트 벌크는 cm3/g으로 표시된다. 보다 구체적으로, 캘리퍼는 10개의 대표 시트의 적층체의 총 두께를 측정하고 적층체의 총 두께를 10으로 나눈 값이고, 여기서 적층체 내의 각각의 시트는 동일한 면이 위로 향하도록 위치한다. 캘리퍼는 TAPPI 시험법 (T411 om-89 "Thickness (caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board", 적층 시트에 대한 주석 3)에 따라 측정한다. T411 om-89를 수행하기 위해 사용되는 마이크로미터는 미국 오리건주 뉴버그에 소재하는 엠베코, 인크.(Emveco, Inc.)로부터 입수가능한 엠베코 200-A 티슈 캘리퍼 테스터이다. 마이크로미터는 2.00 킬로-파스칼 (132 g/in2)의 로딩(load), 2500 제곱 밀리미터의 가압 기본 면적, 56.42 밀리미터의 가압 기본 직경, 3초의 체류 시간 및 0.8 mm/초의 하강 속도를 갖는다.
상기에 기재된 바와 같이, 한 실시양태에서, 본 개시내용에 따라서 처리되는 베이스 시트는 통기건조, 예컨대 비크레이핑 통기건조 웹일 수 있다.
예를 들어, 도 2에, 통기건조 티슈 시트의 제조 방법이 도시되어 있다. (단순하게, 진행되는 다수의 직물을 한정하기 위해 사용된 다수의 인장 롤이 개략적으로 도시되었지만, 번호를 붙이지는 않았다. 일반적인 방법으로부터 벗어나지 않으면서, 도 2에 도해된 장치 및 방법에 변화가 있을 수 있음을 알 것이다.) 제지 섬유의 수성 현탁물 스트림 (36)을 형성 롤 (39) 상에 위치하는 형성 직물 (38) 상으로 주입하거나 침적시키는 제지 헤드박스 (34), 예컨대 적층 헤드박스를 갖는 쌍망 초지기(twin wire former)가 도시되어 있다. 형성 직물은 새로 형성된 습윤 웹을 지지하고 공정에서 하류로 운반하는 역할을 하며, 그 동안 웹이 약 10　건조 중량%의 점조도로 부분 탈수된다. 습윤 웹의 추가 탈수가, 습윤 웹이 형성 직물에 의해 지지되는 동안에, 예컨대 진공 흡인에 의해 수행될 수 있다.
습윤 웹은 이어서 형성 직물로부터 전달 직물 (40)로 전달된다. 한 실시양태에서, 전달 직물은 웹에 증가한 신축성을 부여하기 위해 형성 직물보다 느린 속도로 이동할 수 있다. 이는 일반적으로 "급속(rush)" 전달이라 한다. 바람직하게는, 전달 직물은 형성 직물과 동일하거나 그 보다 작은 공극 부피를 가질 수 있다. 두 직물 사이의 상대적인 속도 차이는 0-60%, 보다 구체적으로 약 15-45%일 수 있다. 전달은 바람직하게는 형성 직물과 전달 직물이 동시에 진공 슬롯(slot)의 선단에서 집중되고 분기되도록 진공 슈 (vacuum shoe; 42)의 보조하에 수행된다.
그 후에, 웹은, 임의로 다시 앞서 설명한 바와 같이 고정된 간격의 전달을 사용하여, 진공 전달 롤 (46) 또는 진공 전달 슈의 보조하에 전달 직물로부터 통기건조 직물 (44)로 전달된다. 통기건조 직물은 전달 직물과 대략 동일한 속도로 또는 상이한 속도로 이동할 수 있다. 필요에 따라, 통기건조 직물은 신축성을 더욱 증대시키기 위해 보다 느린 속도로 진행될 수 있다. 전달은 통기건조 직물에 부합하도록 시트의 변형을 보장하여, 목적하는 벌크 및 목적하는 외형을 초래하록 진공의 보조하에 수행될 수 있다. 적합한 통기건조 직물은 미국 특허 제5,429,686호 (Kai　F. Chiu et al.) 및 미국 특허 제5,672,248호 (Wendt, et al.)에 개시되어 있으며, 이들 특허는 참고로 포함된다.
한 실시양태에서, 통기건조 직물은 높고 긴 인상 너클(impression knuckle)을 함유한다. 예를 들어, 통기건조 직물은 직물의 평면 위로 약 0.005 인치 상승한, 1 제곱인치 당 약 5 내지 약 300개의 인상 너클을 가질 수 있다. 건조 동안에, 웹은 통기건조 직물의 표면에 부합하여 3차원 표면을 형성하도록 거시적으로 배열될 수 있다. 그러나, 편평한 표면이 또한 본 개시내용에서 사용될 수 있다.
통기건조 직물과 접촉하는 웹의 면을 전형적으로 종이 웹의 "직물측"이라 한다. 상기에 기재된 바와 같이, 종이 웹의 직물측은 직물이 통기건조기에서 건조된 후의 통기건조 직물의 표면에 부합하는 형상을 가질 수 있다. 반면에, 종이 웹의 반대 면은 전형적으로 "대기측"이라 한다. 웹의 대기측은 전형적으로 보통의 통기건조 공정 동안의 직물측보다 더 매끄럽다.
웹 전달을 위해 사용되는 진공 수준은 약 3 내지 약 15 인치 수은 (75 내지 약 380 밀리미터 수은), 바람직하게는 약 5 인치 (125 밀리미터) 수은일 수 있다. 진공 슈 (음압)는 진공을 이용하여 웹을 다음 직물 상으로 흡인시키는 것에 대하여 추가적으로 또는 선택적으로 웹을 다음 직물 상으로 취입시키기 위해 웹의 반대 면으로부터의 양압을 사용하는 것에 의해 보강되거나 대체될 수 있다. 또한, 진공 롤 또는 롤들을 사용하여 진공 슈(들)를 대체할 수 있다.
통기건조 직물에 의해 지지되는 동안에, 웹은 통기건조기 (48)에 의해 약 94% 이상의 점조도로 최종적으로 건조되고, 이후에 캐리어(carrier) 직물 (50)로 전달된다. 건조된 베이스 시트　(52)는 캐리어 직물 (50) 및 임의적인 캐리어 직물 (56)을 사용하여 릴 (reel; 54)로 이송된다. 임의적인 가압 터닝 롤 (turning roll; 58)이 캐리어 직물 (50)로부터 직물　(56)로의 웹의 전달을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해 적합한 캐리어 직물은 알바니 인터내셔널(Albany International) 84M 또는 94M 및 아스텐(Asten) 959 또는 937이고, 이들은 모두 미세한 패턴을 갖는 비교적 매끄러운 직물이다. 도시되지는 않았지만, 릴 캘린더링(calendering) 또는 후속 오프라인(off-line) 캘린더링이 베이스 시트의 매끄러움 및 연성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.
한 실시양태에서, 도 2에 도시된 릴 (54)은 종이 웹 (52)으로 크레이핑을 생성하기 위해 급속 전달 공정에서 직물 (56)보다 느린 속도로 진행될 수 있다. 예를 들어, 릴과 직물 사이의 상대적인 속도 차이는 약 5% 내지 약 25%, 특히 약 12% 내지 약 14%일 수 있다. 릴에서의 급속 전달은 단독으로 또는 상류에서의, 예컨대 형성 직물과 전달 직물 사이에서의 급속 전달 공정과 함께 발생할 수 있다.
한 실시양태에서, 종이 웹 (52)은, 웹이 편평한, 평면 상태에 있지 않는 동안에 섬유를 연결하는 수소 결합이 실질적으로 형성되도록 3차원 상태에서 건조된 텍스쳐 형성(textured) 웹이다. 예를 들어, 웹이 고도로 텍스쳐 형성된 통기건조 직물 또는 다른 3차원 기재 상에 있는 동안에 형성될 수 있다. 비크레이핑 통기건조 직물의 제조 방법은, 예를 들어 미국 특허 제5,672,248호 (Wendt, et al.); 미국 특허 제5,656,132호 (Farrington, et al.); 미국 특허 제6,120,642호 (Lindsay and Burazin); 미국 특허 제6,096,169호 (Hermans, et al.); 미국 특허 제6,197,154호 (Chen, et al.); 및 미국 특허 제6,143,135호 (Hada, et al.)에 개시되어 있으며, 이들 특허는 모두 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
상기에 기재된 바와 같이, 본 개시내용에 따라서 기재 표면에 적용되는 첨가제 조성물은 일반적으로 비교적 고점도를 갖는다. 첨가제 조성물은, 예를 들어 500 cps 초과, 예컨대 약 800 cps 초과의 점도를 가질 수 있다. 예를 들어, 첨가제 조성물의 점도는 약 500 cps 내지 약 3000 cps, 예컨대 약 800 cps 내지 약 2500 cps의 범위일 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 첨가제 조성물의 점도는 약 800 cps 내지 약 2000 cps의 범위일 수 있다. 본원에서 사용된 점도는 브룩필드 엔지니어링 래보러토리즈(Brookfield Engineering Laboratories)로부터 입수가능한 브룩필드 점도계, 모델 RVDV-II+를 사용하여 측정한다. 예상 점도에 따라서, 스핀들(spindle) 4 또는 스핀들 6을 사용하여 실온 (23℃), 100 rpm에서 측정한다.
도 3에, 상기에 기재된 바와 같이 비교적 고점도를 갖는 첨가제 조성물을 적용하는 방법의 한 실시양태가 도해되어 있다. 도 3에 도해된 방법은 인라인 공정 또는 오프라인 공정일 수 있다. 도 3에, 사전에 형성된 베이스 시트 (70)가 재료의 롤 (72)로부터 권출되어 공정에 공급되는 오프라인 공정이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 베이스 시트 (70)는 백킹 롤 (backing roll; 76)과 본 개시내용에 따라서 일정 패턴의 상승 요소를 포함하는 패턴화 롤 (78) 사이에 형성된 닙 (nip; 74)으로 공급된다.
도 3에 도해된 실시양태에서, 첨가제 조성물이 저장조 (82)에 함유되어 있고 이는 초기에 어플리케이터 롤 (applicator roll; 80)에 적용된다. 어플리케이터 롤 (80)은 패턴화 롤 (78)에 대하여 시계 방향으로 회전할 수 있고, 반면에 패턴화 롤 (78)은 백킹 롤 (76)에 대하여 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 어플리케이터 롤 (80)은 첨가제 조성물을 패턴화 롤 (78)의 표면 상으로 전달할 수 있는 임의의 적합한 롤 또는 표면을 포함할 수 있다. 어플리케이터 롤 (80)은, 예를 들어 크롬 도금 강철 롤, 세라믹 롤, 또는 고무-코팅 롤과 같이 실질적으로 매끄러울 수 있다. 한 실시양태에서, 어플리케이터 롤 (80)은 식각되고 텍스쳐 형성될 수 있는 아니록스 롤(anilox roll)을 포함한다. 예를 들어, 어플리케이터 롤 (80)은 모세관 작용으로 인해 첨가제 조성물을 보유하는 함몰 셀(cell)이 표면에 산재해 있는 그라비어 롤을 포함할 수 있다.
첨가제 조성물이 어플리케이터 롤 (80)에 적용되는 방식은 특정 적용에 따라 달라질 수 있다. 도해된 실시양태에서, 예를 들어, 첨가제 조성물은 저장조 (82)에 함유되어 있고, 어플리케이터 롤 (80)이 패턴화 롤 (78)에의 적용을 위해 저장조에 침지된다. 대안의 실시양태에서, 공정은 어플리케이터 롤과 반대로 회전하는 롤 사이에 침수된 닙을 포함할 수 있다. 첨가제 조성물 풀(pool)이 어플리케이터 롤에의 적용을 위해 침수된 닙 내에서 유지된다.
다른 실시양태에서, 어플리케이터 롤 (80)은 챔버(chamber) 내에 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 첨가제 조성물은 조성물을 롤 상으로 흐르게 함으로써, 조성물을 롤 상으로 압출시킴으로써, 또는 조성물을 롤 상으로 분무함으로써 챔버 내에서 어플리케이터 롤에 적용될 수 있다. 필요에 따라, 패턴화 롤과 접촉하기 전에 어플리케이터 롤 상에 적절량의 첨가제 조성물을 유지하기 위해 하나 이상의 블레이드(blade)가 어플리케이터 롤에 인접하게 위치할 수 있다.
첨가제 조성물은 주위 온도에서 또는 승온에서 어플리케이터 롤에 적용될 수 있다. 예를 들어, 특정 적용에서는 조성물의 점도를 조절하기 위해 첨가제 조성물을 가열할 수 있다. 첨가제 조성물은 임의의 적합한 가열 장치, 예컨대 적외선 히터, 전기 저항 히터, 가스 히터 등을 사용하여 가열할 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 첨가제 조성물은 약 50℃ 내지 약 200℃, 예컨대 약 70℃ 내지 약 150℃의 온도로 가열할 수 있다.
첨가제 조성물은 어플리케이터 롤 (80)의 표면으로부터 패턴화 롤 (78)의 표면으로 전달된 후에, 베이스 시트 (70)에 적용된다. 패턴화 롤 (78)에 적용되는 조성물의 양은 롤 속도, 조성물의 점도, 적용 속도, 및 패턴화 롤 (78) 상에 존재하는 특정 패턴을 비롯한 다양한 인자에 따라 좌우될 수 있다.
베이스 시트 (70)가 닙 (74)에 들어갈 때, 첨가제 조성물이 베이스 시트 표면에 적용된다. 백킹 롤 (76)은 조성물의 적용을 위해 패턴화 롤 (78)에 대향하여 베이스 시트 (70)를 보유한다.
닙 (74)에 있는 동안에 베이스 시트 (70)에 적용되는 압력의 양은 달라질 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 닙 (74)은 베이스 시트 (70)가 공정 중에 실질적으로 치밀화되지 않도록 조정될 수 있다. 한 실시양태에서, 베이스 시트 (70)에 적용되는 압력의 양은 직선 1 인치 당 약 200 파운드 미만일 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시양태에서, 베이스 시트에 적용되는 압력의 양은 직선 1 인치 당 약 1 파운드 내지 직선 1 인치 당 약 100 파운드, 예컨대 직선 1 인치 당 약 3 파운드 내지 직선 1 인치 당 약 50 파운드일 수 있다. 상기 실시양태에서, 닙 (74)은 패턴화 롤 (78)과 백킹 롤 (76) 사이에서 약 0.0001 인치 내지 약 0.01 인치, 예컨대 약 0.001 인치 내지 약 0.005 인치 이격될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 한 실시양태에서, 첨가제 조성물이 베이스 시트 (70) 표면에 적용된 후에, 베이스 시트 (70)는 건조 장치 (84)로 공급된다. 건조 장치 (84)는 통기 건조기, 가열 원통 롤, 오븐 또는 임의의 기타 적합한 장치를 포할 수 있다. 베이스 시트 (70)가 건조된 후에, 시트는 다시 한번 롤 (86)에 권취되거나 또는 가공 및 패키징될 수 있다.
본 개시내용에 따라서, 패턴화 롤 (78)은 일정 패턴의 상승 요소를 포함한다. 한 실시양태에서, 패턴화 롤 (78)은 압축성 재료로 구성된 표면을 포함한다. 압축성 재료는, 예를 들어 임의의 천연 또는 합성 고무 또는 고무-유사 재료를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 패턴화 롤 (78)은 탄성 재료로 구성된 표면을 가질 수 있다. 패턴화 롤 (78)의 표면을 형성하기 위해 사용가능한 특정 재료에는 폴리에스테르, 임의의 적합한 탄성 중합체, 또는 실리콘 엘라스토머가 포함된다. 기타 재료에는 니트릴 중합체, 예컨대 EPDM 니트릴, 니트릴 폴리비닐 클로라이드, 카르복실화된 니트릴, 수소화된 니트릴 등이 포함된다. 다른 실시양태에서, 패턴화 롤 (78)은 폴리우레탄 중합체로 제조된 표면을 포함한다.
본 개시내용에 따라서, 패턴화 롤 (78)의 표면은 첨가제 조성물을 베이스 시트에 적용하는 일정 패턴의 상승 요소를 포함한다. 본원에서 사용된 용어 "패턴"은 단순히 상승 영역이 표면적 치수를 가지며 목적하는 정도만큼 이격되어 있는 것을 의미한다. 상승 요소의 패턴은, 예를 들어 무작위로 보일 수 있거나, 뚜렷한 반복성을 가질 수 있다.
패턴화 롤 (78) 상의 상승 요소는 베이스 시트의 표면과 접촉하는 표면적을 갖는다. 본 개시내용에 따라서 상승 요소의 표면은 비교적 작은 하나 이상의 치수를 갖는다. 보다 구체적으로, 상승 요소의 표면은 약 500 마이크로미터 미만의 거리를 갖는 하나의 치수를 갖는다. 하나 이상의 치수가, 예를 들어 약 50 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 예컨대 약 50 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터, 예컨대 약 75 마이크로미터 내지 약 125 마이크로미터의 거리를 가질 수 있다. 하나 이상의 비교적 작은 치수는 상승 요소가 원형이라면 일정 너비의 표면, 일정 길이의 표면, 일정 직경의 표면을 가질 수 있거나, 또는 상승 요소가 비원형 및 비직사각형인 불연속 형상을 갖는다면 유효 직경의 표면을 가질 수 있다.
하나 이상의 비교적 작은 치수를 갖는 표면을 갖는 것 이외에, 상승 요소는 또한 서로 근접 이격된다. 특히, 상승 요소의 적어도 일부, 예컨대 모든 상승 요소가 한 요소의 중심에서부터 인접한 요소의 중심까지 측정하였을 때 약 500 마이크로미터 미만의 거리만큼 이격된다. 예를 들어, 상승 요소 사이의 거리는 약 25 마이크로미터 내지 약 400 마이크로미터, 예컨대 약 25 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터일 수 있다. 따라서, 인접한 상승 요소 사이의 거리 또한 매우 좁다. 한 상승 요소의 연부에서부터 인접한 상승 요소의 연부까지의 거리는, 예를 들어 약 1 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터 미만, 예컨대 약 1 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터일 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 한 상승 요소의 연부에서부터 인접한 상승 요소의 연부까지의 거리는 약 10 마이크로미터 미만일 수 있다.
본 발명자들은 상기에 기재된 바와 같이 첨가제 조성물을 베이스 시트에 적용하기 위해 미세패턴화 표면을 사용하는 것이, 특히 비교적 고점도를 갖는 조성물을 적용할 경우에 다수의 장점 및 이점을 제공한다는 것을 발견하였다. 특히, 상기에 기재된 미세패턴화 표면은 첨가제 조성물이 비교적 고속으로 롤 상의 섬유 축적 또는 공정 중에 웹 파단 발생의 불리한 결과 없이 베이스 시트에 적용되도록 한다.
예를 들어, 본 개시내용의 공정 중에, 도 3에 도시된 베이스 시트 (70)는 200 ft/분 초과의 속도로, 예컨대 약 500 ft/분 초과의 속도로 이동할 수 있다. 예를 들어, 베이스 시트는 약 500 ft/분 내지 약 5000 ft/분의 속도로 이동할 수 있다.
도 4a 및 4b에, 본 개시내용에 따라 제조된 패턴화 롤 (78)의 한 특정 실시양태가 도해되어 있다. 도시된 바와 같이, 패턴화 롤 (78)은 상승 요소 (90)의 패턴을 한정한다. 상승 요소 (90)는 보다 구체적으로 도 4b에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상승 요소 (90)는 채널 (channel; 92)에 의해 서로와 분리된다.
도 4a 및 4b에 도해된 실시양태에서, 상승 요소 (90)는 패턴화 롤의 한 단부에서부터 패턴화 롤의 반대 단부까지 연장하는 라인 요소를 포함한다. 보다 구체적으로, 라인 요소 (90)는 실질적으로 직선형이며 서로 평행하고, 패턴화 롤 (78)과 접촉할 경우에 베이스 시트가 이동하는 방향에 대하여 수직이도록 위치한다.
그러나, 라인 요소 (90)가 패턴화 롤 (78) 상에서 다양한 기타 적합한 패턴에 따라 나타날 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 대안의 실시양태에서, 라인 요소 (90)는 곡선형 또는 파형 라인을 포함할 수 있다. 또한, 라인 요소는 베이스 시트가 흐르는 방향에 대하여 평행하게 위치할 수 있거나, 베이스 시트에 대하여 사각으로 위치할 수 있다.
상기에 기재된 바와 같이, 라인 요소 (90)의 패턴은 비교적 작은 치수를 갖는다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 라인 요소 (90)는 너비 (94)를 갖는다. 일반적으로, 너비 (94)는 약 500 마이크로미터 미만, 예컨대 약 50 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터이다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 라인 요소 (90)의 너비 (94)는 약 75 마이크로미터 내지 약 125 마이크로미터일 수 있다. 한 특정 실시양태에서, 예를 들어, 라인 요소 (90)의 너비 (94)는 100 마이크로미터일 수 있다.
또한, 라인 요소 (90)는 서로 비교적 근접하여 위치한다. 예를 들어, 한 라인 요소의 중심에서부터 인접한 라인 요소의 중심까지의 거리는 96으로 표시된다. 또한, 상기 거리 (96)는, 예를 들어 일반적으로 약 500 마이크로미터 미만, 예컨대 약 25 마이크로미터 내지 약 400 마이크로미터, 예컨대 약 25 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터일 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 채널 (92)은 약 100 마이크로미터 미만, 예컨대 약 50 마이크로미터 미만, 예컨대 약 10 마이크로미터 미만의 너비를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 채널 (92)의 너비는 약 1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터일 수 있다.
도 4a 및 4b에 도해된 패턴은 특히 고점도 첨가제 조성물을, 고벌크를 가지며 펄프 섬유를 함유하는 베이스 시트에 적용하는 데에 매우 적합하다는 것이 밝혀졌다. 도 4a에 도시된 패턴화 롤 (78)과 함께 비교적 고점도 조성물을 사용하는 것은 조성물이 대부분 기재 표면에 유지되도록 할 수 있다. 조성물에 따라서, 베이스 시트의 특성, 예컨대 촉감이 향상될 수 있다. 고점도 조성물은 또한 상반전 발생을 방지한다.
도 5a 및 5b에, 본 개시내용에 따라 제조된 패턴화 롤 (78)의 또 다른 실시양태가 도해되어 있다. 도 5a 및 5b에 도해된 실시양태에서, 복수 개의 상승 라인 요소를 포함하는 것 대신에, 패턴화 롤은 불연속 형상을 갖는 상승 요소의 패턴으로 덮인 표면을 포함한다. 보다 구체적으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상승 요소 (100)는 원형 형상을 가지며, 채널 또는 함몰 영역 (102)에 의해 분리된다. 본 개시내용에 따라서, 상승 요소 (100)는 직경이 약 500 마이크로미터 미만, 예컨대 400 마이크로미터 미만, 예컨대 300 마이크로미터 미만, 예컨대 200 마이크로미터 미만, 예컨대 약 100 마이크로미터 미만인 표면을 갖는다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 상승 요소 (100)는 약 50 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터, 예컨대 약 75 마이크로미터 내지 약 125 마이크로미터의 직경을 가질 수 있다.
본 개시내용에 따라서, 도 5a 및 5b에 도시된 상승 요소 (100)는 또한 서로 근접 이격된다. 특히, 한 상승 요소의 중심에서부터 인접한 상승 요소의 중심까지의 거리는 일반적으로 500 마이크로미터 미만, 예컨대 약 300 마이크로미터 미만, 예컨대 약 200 마이크로미터 미만이다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 상승 요소 (100)는 상승 요소 사이의 채널 너비가 10 마이크로미터 미만, 예컨대 약 1 마이크로미터 내지 약 5 마이크로미터이도록 가능한 한 근접 이격될 수 있다.
본 개시내용에 따라서 패턴화 롤을 사용하는 것의 한 추가 장점은 베이스 시트에 전달되는 첨가제 조성물의 양을 조절하는 능력이다. 특히, 상승 요소는 표면적 피복율을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 기재 표면에 적용된 조성물의 단위 면적 당 중량인 부가량을 조절하는 데에 사용될 수 있다. 일반적으로, 첨가제 조성물은 시트 한 면의 표면적의 20% 이상을 피복하도록 베이스 시트에 적용된다. 예를 들어, 첨가제 조성물은 시트 한 면의 표면적의 30%를 초과하여, 예컨대 40%를 초과하여, 예컨대 50%를 초과하여, 예컨대 60%를 초과하여, 예컨대 70%를 초과하여, 예컨대 80%를 초과하여 피복할 수 있다. 표면적 피복율은 일반적으로 99% 미만, 예컨대 약 95% 미만, 예컨대 약 90% 미만이다.
웹에 적용되는 첨가제 조성물의 양은 다수의 인자, 예컨대 적용되는 조성물의 유형 및 목적하는 결과에 따라 달라질 수 있다. 한 실시양태에서, 첨가제 조성물은 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 예컨대 약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 웹에 적용된다. 예를 들어, 폴리올레핀 분산액을 베이스 시트에 적용할 경우에, 첨가제 조성물은 약 3 중량% 내지 약 8 중량%의 양으로 적용될 수 있다.
베이스 시트에 적용되는 코팅물 중량은 일반적으로 50 gsm 미만, 예컨대 40 gsm 미만, 예컨대 약 20 gsm 미만, 예컨대 약 10 gsm 미만일 수 있다. 일반적으로, 코팅물 중량은 0.1 gsm 초과, 예컨대 1 gsm 초과일 수 있다. 코팅물 두께는 일반적으로 약 0.1 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터, 예컨대 약 0.1 마이크로미터 내지 약 15 마이크로미터, 예컨대 약 0.1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터, 예컨대 약 0.1 마이크로미터 내지 5 마이크로미터의 범위일 수 있다.
본 개시내용에 따라 베이스 시트에 적용되는 첨가제 조성물은 일반적으로 비교적 고점도를 갖는 임의의 첨가제 조성물을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 첨가제 조성물은 수성 분산액을 포함할 수 있다.
수성 분산액은 수성 분산액의 고체 함량의 총 중량을 기준으로, 5 내지 85 중량%의 1종 이상의 베이스 중합체를 포함한다. 5 내지 85 중량%의 모든 개별 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 본원에 기재되며; 예를 들어, 중량%는 5, 8, 10, 15, 20, 25 중량%의 하한 내지 40, 50, 60, 70, 80, 또는 85 중량%의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 수성 분산액은 수성 분산액의 고체 함량의 총 중량을 기준으로, 15 내지 85, 또는 15 내지 85, 또는 15 내지 80, 또는 15 내지 75, 또는 30 내지 70, 또는 35 내지 65 중량%의 1종 이상의 베이스 중합체를 포함할 수 있다. 수성 분산액은 적어도 1종 이상의 베이스 중합체를 포함한다. 베이스 중합체는 열가소성 중합체이거나, 또는 특정 실시양태에서는 열경화성 중합체일 수 있다. 1종 이상의 베이스 중합체는 1종 이상의 올레핀 기재 중합체, 1종 이상의 아크릴 기재 중합체, 1종 이상의 폴리에스테르 기재 중합체, 1종 이상의 고체 에폭시 중합체, 1종 이상의 열가소성 폴리우레탄 중합체, 1종 이상의 스티렌 기재 중합체, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
열가소성 재료의 예에는, 전형적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-펜텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 및 프로필렌-1-부텐 공중합체로 대표되는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 및 1-도데센과 같은 1종 이상의 알파-올레핀의 단일중합체 및 공중합체 (엘라스토머 포함); 전형적으로 에틸렌-부타디엔 공중합체 및 에틸렌-에틸리덴 노르보르넨 공중합체로 대표되는, 알파-올레핀의 공액 또는 비공액 디엔과의 공중합체 (엘라스토머 포함); 및 전형적으로 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디시클로펜타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1,5-헥사디엔 공중합체, 및 에틸렌-프로필렌-에틸리덴 노르보르넨 공중합체로 대표되는 폴리올레핀 (엘라스토머 포함), 예컨대 2종 이상의 알파-올레핀의 공액 또는 비공액 디엔과의 공중합체; 에틸렌-비닐 화합물 공중합체, 예컨대 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체, 에틸렌-비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌 아크릴산 또는 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 및 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체; 스티렌계 공중합체 (엘라스토머 포함), 예컨대 폴리스티렌, ABS, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, α-메틸스티렌-스티렌 공중합체, 스티렌 비닐 알콜, 스티렌 아크릴레이트, 예컨대 스티렌 메틸아크릴레이트, 스티렌 부틸 아크릴레이트, 스티렌 부틸 메타크릴레이트, 및 스티렌 부타디엔 및 가교 스티렌 중합체; 및 스티렌 블록 공중합체 (엘라스토머 포함), 예컨대 스티렌-부타디엔 공중합체 및 그의 수화물, 및 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체; 폴리비닐 화합물, 예컨대 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐리덴 클로라이드 공중합체, 폴리메틸 아크릴레이트, 및 폴리메틸 메타크릴레이트; 폴리아미드, 예컨대 나일론 6, 나일론 6,6, 및 나일론 12; 열가소성 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트; 폴리카르보네이트, 폴리페닐렌 옥시드 등; 및 폴리-디시클로펜타디엔 중합체 및 관련 중합체 (공중합체, 3원공중합체)를 비롯한 유리질　탄화수소-기재 수지; 포화 모노-올레핀, 예컨대 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 버사테이트, 및 비닐 부티레이트 등; 비닐 에스테르, 예컨대 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 및 부틸 메타크릴레이트 등을 비롯한 모노카르복실산의 에스테르; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 이들의 혼합물; 개환 복분해 중합 및 가교 복분해 중합에 의해 제조된 수지 등이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 이들 수지는 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
베이스 중합체로서, (메트)아크릴레이트의 예에는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트 및 이소옥틸 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트 및 아크릴아미드가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 바람직한 (메트)아크릴레이트는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 부틸 메타크릴레이트이다. 단량체로부터 중합가능한 기타 적합한 (메트)아크릴레이트에는 아크릴산 및 메타크릴산 에스테르 단량체를 포함하는 저급 알킬 아크릴레이트 및 메타크릴레이트: 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, sec-부틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트가 포함된다.
선택된 실시양태에서, 베이스 중합체는, 예를 들어 에틸렌-알파 올레핀 공중합체, 프로필렌-알파 올레핀 공중합체, 및 올레핀 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 특히, 선택된 실시양태에서, 베이스 중합체는 1종 이상의 비극성 폴리올레핀을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 이들의 공중합체, 및 이들의 블렌드 뿐만 아니라, 에틸렌-프로필렌-디엔 3원공중합체가 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 올레핀계 중합체의 예에는 미국 특허 제3,645,992호에 개시된 균일 중합체; 미국 특허 제4,076,698호에 개시된 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE); 불균질 분지된, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE); 불균질 분지된, 선형 초저밀도 폴리에틸렌 (ULDPE); 균일 분지된, 선형 에틸렌/알파-올레핀 공중합체; 균일 분지된, 실질적인 선형 에틸렌/알파-올레핀 중합체 (예를 들어, 그의 개시내용이 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,272,236호 및 제5,278,272호에 개시된 방법으로 제조될 수 있음); 및 고압 자유 라디칼 중합된 에틸렌 중합체 및 공중합체, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 중합체 (EVA)가 포함된다.
다른 특정 실시양태에서, 베이스 중합체는, 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA) 기재 중합체일 수 있다. 다른 실시양태에서, 베이스 중합체는, 예를 들어 에틸렌-메틸 아크릴레이트 (EMA) 기재 중합체일 수 있다. 다른 특정 실시양태에서, 에틸렌-알파 올레핀 공중합체는, 예를 들어 에틸렌-부텐, 에틸렌-헥센, 또는 에틸렌-옥텐 공중합체 또는 혼성중합체일 수 있다. 다른 특정 실시양태에서, 프로필렌-알파 올레핀 공중합체는, 예를 들어 프로필렌-에틸렌 또는 프로필렌-에틸렌-부텐 공중합체 또는 혼성중합체일 수 있다.
다른 특정 실시양태에서, 베이스 중합체는, 예를 들어 반결정질 중합체일 수 있고, 110℃ 미만의 융점을 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 융점은 25 내지 100℃일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 융점은 40 내지 85℃일 수 있다.
한 특정 실시양태에서, 베이스 중합체는 실질적인 이소택틱 프로필렌 배열을 갖는 것으로 특징화되는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체이다. "실질적인 이소택틱 프로필렌 배열"이란 배열이 13C　NMR로 측정하였을 때, 약 0.85 초과; 또는 약 0.90 초과; 또는 약 0.92 초과; 또는 약 0.93 초과의 이소택틱 트리아드 (isotactic triad; mm)를 갖는다는 것을 의미한다. 이소택틱 트리아드는 당업계에 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 미국 특허 제5,504,172호 및 국제 공보 WO 00/01745호에 개시되어 있고, 여기서 13C　NMR 스펙트럼으로 측정된 공중합체 분자쇄의 트리아드 단위와 관련하여 이소택틱 배열이 언급되어 있다.
프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 ASTM D-1238 (230℃ / 2.16 Kg)에 따라 측정하였을 때, 0.1 내지 25 g/10분 범위의 용융 유동 지수를 가질 수 있다. 0.1 내지 25 g/10분의 모든 개별 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 본원에 기재되며; 예를 들어, 용융 유동 지수는 0.1 g/10분, 0.2 g/10분, 0.5 g/10분, 2 g/10분, 4 g/10분, 5 g/10분, 10 g/10분, 또는 15 g/10분의 하한 내지 25 g/10분, 20 g/10분, 18 g/10분, 15 g/10분, 10 g/10분, 8 g/10분, 또는 5 g/10분의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 0.1 내지 20 g/10분; 또는 0.1 내지 18 g/10분; 또는 0.1 내지 15 g/10분; 또는 0.1 내지 12 g/10분; 또는 0.1 내지 10 g/10분; 또는 0.1 내지 5 g/10분 범위의 용융 유동 지수를 가질 수 있다.
프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 줄/그램 이상의 융해열) 내지 30 중량% (50 줄/그램 미만의 융해열) 범위의 결정도를 갖는다. 1 중량% (2 줄/그램 이상의 융해열) 내지 30 중량% (50 줄/그램 미만의 융해열)의 모든 개별 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 본원에 기재되며; 예를 들어, 결정도는 1 중량% (2 줄/그램 이상의 융해열), 2.5% (4 줄/그램 이상의 융해열), 또는 3% (5 줄/그램 이상의 융해열)의 하한 내지 30 중량% (50 줄/그램 미만의 융해열), 24 중량% (40 줄/그램 미만의 융해열), 15 중량% (24.8 줄/그램 미만의 융해열) 또는 7 중량% (11 줄/그램 미만의 융해열)의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 줄/그램 이상의 융해열) 내지 24 중량% (40 줄/그램 미만의 융해열) 범위의 결정도를 가질 수 있거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 줄/그램 이상의 융해열) 내지 15 중량% (24.8 줄/그램 미만의 융해열) 범위의 결정도를 가질 수 있거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 줄/그램 이상의 융해열) 내지 7 중량% (11 줄/그램 미만의 융해열) 범위의 결정도를 가질 수 있거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1 중량% 이상 (2 줄/그램 이상의 융해열) 내지 5 중량% (8.3 줄/그램 미만의 융해열) 범위의 결정도를 가질 수 있다. 결정도는 시차 주사 열량측정법 (DSC)으로 측정한다. 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 프로필렌으로부터 유래된 단위 및 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 중합체 단위를 포함한다. 프로필렌/알파-올레핀 공중합체의 제조에 이용되는 공단량체의 예에는 C2, 및 C4 내지 C10 알파-올레핀; 예를 들어, C2, C4, C6 및 C8 알파-올레핀이 있다.
프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 1 내지 40 중량%를 포함한다. 1 내지 40 중량%의 모든 개별 값 및 부분범위가 본원에 포함되고 본원에 기재되며; 예를 들어, 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위의 중량%는 1, 3, 4, 5, 7, 또는 9 중량%의 하한 내지 40, 35, 30, 27, 20, 15, 12, 또는 9 중량%의 상한을 가질 수 있다. 예를 들어, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 1 내지 35 중량%를 포함하거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 1 내지 30 중량%를 포함하거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 3 내지 27 중량%를 포함하거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 3 내지 20 중량%를 포함하거나; 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 1종 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유래된 단위 3 내지 15 중량%를 포함한다.
프로필렌/알파-올레핀 공중합체는, 중량 평균 분자량을 수평균 분자량으로 나눈 값 (Mw/Mn)으로 한정된 분자량 분포 (MWD)가 3.5 이하이거나; 또는 3.0 이하이거나; 또는 1.8 내지 3.0이다.
이러한 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 미국 특허 제6,960,635호 및 제6,525,157호에 더욱 상세히 개시되어 있고, 이들 특허는 본원에 참고로 포함된다. 이러한 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 더 다우 케미컬 컴파니(The Dow Chemical Company)로부터 버시파이(VERSIFY)™라는 상표명으로 또는 엑손모빌 케미컬 컴파니(ExxonMobil Chemical Company)로부터 비스타맥스(VISTAMAXX)™라는 상표명으로 시판되고 있다.
한 실시양태에서, 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 (A)　프로필렌으로부터 유래된 단위 60 내지 100 중량% 미만, 바람직하게는 80 내지 99 중량%, 보다 바람직하게는 85 내지 99 중량%, 및 (B) 에틸렌 및/또는 C4 -10 α-올레핀 중 1종 이상으로부터 유래된 단위 0 초과 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 4 내지 16 중량%, 보다 더욱 바람직하게는 4 내지 15 중량%를 포함하고; 또한 총 1000개의 탄소 당 평균 0.001개 이상, 바람직하게는 평균 0.005개 이상, 보다 바람직하게는 평균 0.01개 이상의 장쇄 분지를 함유하는 것으로 추가로 특징화되고, 여기서 본원에서 사용된 용어 장쇄 분지는 단쇄 분지보다 적어도 한개 (1)의 탄소가 더 많은 쇄 길이를 말하고, 본원에서 사용된 단쇄 분지는 공단량체의 탄소 개수보다 두개 (2)의 탄소가 더 적은 쇄 길이를 말한다. 예를 들어, 프로필렌/1-옥텐 혼성중합체는 일곱개 (7) 이상의 탄소 길이의 장쇄 분지가 있는 백본을 갖지만, 이들 백본은 단지 여섯개 (6)의 탄소 길이의 단쇄 분지 또한 갖는다. 장쇄 분지의 최고 개수는 전형적으로 총 1000개의 탄소 당 3개의 장쇄 분지를 초과하지 않는다. 이러한 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는 미국 특허 가출원 제60/988,999호 및 국제 특허 출원 PCT/US08/082599호에 더욱 상세히 개시되어 있으며, 이들은 각각 본원에 참고로 포함된다.
다른 특정 실시양태에서, 베이스 중합체, 예를 들어 프로필렌/알파-올레핀 공중합체는, 예를 들어 반결정질 중합체일 수 있으며, 110℃ 미만의 융점을 가질 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 융점은 25 내지 100℃일 수 있다. 보다 바람직한 실시양태에서, 융점은 40 내지 85℃일 수 있다.
다른 선택된 실시양태에서, 올레핀 블록 공중합체, 예를 들어 에틸렌 다중-블록 공중합체, 예컨대 국제 공보 WO2005/090427호 및 미국 특허 출원 공보 US 2006/0199930호 (이러한 올레핀 블록 공중합체를 개시하는 것에 관한 한 본원에 참고로 포함됨)에 개시된 것들이 베이스 중합체로서 사용될 수 있다. 이러한 올레핀 블록 공중합체는
(a) 약 1.7 내지 약 3.5의 Mw/Mn, Tm 및 d의 수치가 하기 관계식을 따르는 하나 이상의 융점 (Tm, ℃) 및 밀도 (d, g/cm3)를 갖거나;
Tm > -2002.9 + 4538.5(d) - 2422.2(d)2
(b) 약 1.7 내지 약 3.5의 Mw/Mn을 가지며, ΔT 및 ΔH의 수치가 하기 관계식을 따르는 융해열 (ΔH, J/g) 및 델타량 (ΔT, ℃, 최고 DSC 피크와 최고 CRYSTAF 피크 사이의 온도차로 정의됨)으로 특징화되거나;
ΔH가 0 초과 내지 130 J/g 이하일 경우에는, ΔT > -0.1299(ΔH) + 62.81,
ΔH가 130 J/g을 초과할 경우에는, ΔT ≥ 48℃
(여기서, CRYSTAF 피크는 누적 중합체의 5% 이상을 사용하여 측정된 것이며, 중합체의 5% 미만이 식별가능한 CRYSTAF 피크를 갖는다면, CRYSTAF 온도는 30℃임)
(c) 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체에 가교된 상이 실질적으로 없을 경우에 Re 및 d의 수치가 하기 관계식을 만족시키는, 300%의 변형율 및 1 사이클에서의 탄성 회복율 (Re, %, 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체의 압축-성형된 필름으로 측정함) 및 밀도 (d, g/cm3)로 특징화되거나;
Re > 1481-1629(d)
(d) TREF를 사용하여 분별하였을 때 40℃ 내지 130℃에서 용리되는 분자 분획이 동일한 온도에서 용리되는 유사한 무작위 에틸렌 혼성중합체 분획보다 적어도 5% 더 많은 공단량체 몰 함량을 갖는 것으로 특징화되거나 (여기서, 상기 유사한 무작위 에틸렌 혼성중합체는 동일한 공단량체(들)를 가지며, 용융 지수, 밀도, 및 공단량체 몰 함량 (전체 중합체 기준)이 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체 값의 10% 이내에 있음);
(e) G'(25℃) 대 G'(100℃)의 비율이 약 1:1 내지 약 9:1의 범위에 있는, 25℃에서의 저장 탄성률 (G'(25℃)) 및 100℃에서의 저장 탄성률 (G'(100℃))을 갖는 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체일 수 있다.
이러한 올레핀 블록 공중합체, 예를 들어 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체는 또한
(a) TREF를 사용하여 분별하였을 때 40℃ 내지 130℃에서 용리되는 분자 분획이 0.5 이상 내지 약 1 이하의 블록 지수 및 약 1.3 초과의 분자량 분포 (Mw/Mn)를 갖는 것으로 특징화되거나;
(b) 0 초과 내지 약 1.0 이하의 평균 블록 지수 및 약 1.3 초과의 분자량 분포 (Mw/Mn)를 가질 수 있다.
특정 실시양태에서, 베이스 중합체는, 예를 들어 공단량체 또는 그라프트 단량체로서 극성기를 갖는 극성 중합체를 포함할 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 베이스 중합체는, 예를 들어 공단량체 또는 그라프트 단량체로서 극성기를 갖는, 1종 이상의 극성 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 극성 폴리올레핀의 예에는 에틸렌-아크릴산 (EAA) 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 예컨대 더 다우 케미컬 컴파니로부터 시판되는 프리마코어(PRIMACOR)™, 이.아이. 듀폰 드 느무르(E.I. DuPont de Nemours)로부터 시판되는 누크렐(NUCREL)™, 및 엑손모빌 케미컬 컴파니로부터 시판되는 에스코어(ESCOR)™의 상표로 입수가능한 것들 및 미국 특허 제4,599,392호, 제4,988,781호, 및 제5,938,437호 (이들 특허는 각각 그 전문이 본원에 참고로 포함됨)에 개시된 것들이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 베이스 중합체의 기타 예에는 에틸렌 에틸 아크릴레이트 (EEA) 공중합체, 에틸렌 메틸 메타크릴레이트 (EMMA), 및 에틸렌 부틸 아크릴레이트 (EBA)가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다.
한 실시양태에서, 베이스 중합체는, 예를 들어 에틸렌-아크릴산 (EAA) 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 극성 폴리올레핀을 포함할 수 있고, 분산제는, 예를 들어 에틸렌-아크릴산 (EAA) 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 극성 폴리올레핀을 포함할 수 있으나; 단, 베이스 중합체는, 예를 들어, ASTM D-974에 따라 측정된 산가가 분산제보다 낮다.
베이스 중합체로서 알파-올레핀 공중합체를 사용하는 것 이외에, 베이스 중합체로서 사용하기에 적합한 중합체의 대형 군이 있다. 상기 군에는 비닐 아세테이트 단일중합체, 비닐아세테이트 말레산 에스테르 공중합체, 비닐 아세테이트 에틸렌 공중합체, 아크릴 에스테르, 스티렌 부타디엔 공중합체, 카르복실화된 부타디엔 공중합체, 스티렌 아크릴 공중합체, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 에스테르, 스티렌, 말레인산 디-n-부틸 에스테르의 단일중합체 및 공중합체, 비닐 아세테이트-에틸렌-아크릴레이트 3원공중합체, 폴리클로로프렌 고무, 폴리우레탄, 및 각각의 중합체의 혼합물 또는 조합물이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 베이스 중합체의 한 예는 다우 케미컬 컴파니로부터 입수가능한 아피니티(AFFINITY) EG 8200이다.
분산액은 안정한 분산액의 형성을 촉진하기 위해 적어도 1종 이상의 분산제를 더 포함할 수 있다. 선택된 실시양태에서, 분산제는 계면활성제, 중합체 (상기에 상세히 설명한 베이스 중합체와 상이한 것), 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 특정 실시양태에서, 분산제는 공단량체 또는 그라프트 단량체로서 극성기를 갖는 극성 중합체일 수 있다.
예시적인 실시양태에서, 분산제는 공단량체 또는 그라프트 단량체로서 극성기를 갖는, 1종 이상의 극성 폴리올레핀을 포함한다. 중합체 분산제의 예에는 에틸렌-아크릴산 (EAA) 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 예컨대 더 다우 케미컬 컴파니로부터 시판되는 프리마코어라는 상표로 입수가능한 것들이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 중합체 분산제의 기타 예에는 에틸렌 에틸 아크릴레이트 (EEA) 공중합체, 에틸렌 메틸 메타크릴레이트 (EMMA), 및 에틸렌 부틸 아크릴레이트 (EBA)가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 기타 에틸렌-카르복실산 공중합체가 또한 사용될 수 있다. 당업자라면 다수의 기타 유용한 중합체가 또한 사용될 수 있음을 알 것이다.
사용가능한 기타 분산제에는 12 내지 60개의 탄소 원자를 갖는 장쇄 지방산 또는 지방산 염이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 일부 실시양태에서, 장쇄 지방산 또는 지방산 염은 12 내지 40개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 분산제는 1종 이상의 카르복실산, 1종 이상의 카르복실산의 염, 또는 카르복실산 에스테르 또는 카르복실산 에스테르의 염을 포함한다. 분산제로서 유용한 카르복실산의 한 예는 지방산, 예컨대 몬탄산이다. 일부 바람직한 실시양태에서, 카르복실산, 카르복실산의 염, 또는 카르복실산 에스테르의 1종 이상의 카르복실산 단편 또는 카르복실산 에스테르 염의 1종 이상의 카르복실산 단편은 25개 미만의 탄소 원자를 갖는다. 다른 실시양태에서, 카르복실산, 카르복실산의 염, 또는 카르복실산 에스테르의 1종 이상의 카르복실산 단편 또는 카르복실산 에스테르 염의 1종 이상의 카르복실산 단편은 12 내지 25개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, 카르복실산, 카르복실산의 염, 카르복실산 에스테르 또는 그의 염의 1종 이상의 카르복실산 단편이 15 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 것이 바람직하다. 다른 실시양태에서, 탄소 원자의 개수는 25 내지 60개이다. 일부 바람직한 염은 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속 양이온, 또는 암모늄 또는 알킬 암모늄 양이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온을 포함한다.
다른 실시양태에서, 분산제는 알킬 에테르 카르복실레이트, 석유 술포네이트 술폰화 폴리옥시에틸렌화 알콜, 황산화 또는 인산화 폴리옥시에틸렌화 알콜, 중합체 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드/에틸렌 옥시드 분산제, 1급 및 2급 알콜 에톡실레이트, 알킬 글리코시드 및 알킬 글리세리드로부터 선택된다. 상기에 열거한 분산제의 임의의 조합물 또한 일부 수성 분산액을 제조하는 데에 사용될 수 있다.
중합체의 극성기가 사실상 산성 또는 염기성이라면, 중합체 분산제는 중화제로 부분적으로 또는 완전히 중화되어 상응하는 염을 형성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 분산제, 예컨대 장쇄 지방산 또는 EAA의 중화는 몰 기준으로, 25 내지 200%일 수 있거나; 또는 몰 기준으로 50 내지 110%일 수 있다. 예를 들어, EAA의 경우에, 중화제는 염기, 예컨대 수산화암모늄 또는 수산화칼륨일 수 있다. 기타 중화제에는, 예를 들어 수산화리튬 또는 수산화나트륨이 포함될 수 있다. 또 다른 대안으로, 중화제는, 예를 들어 임의의 아민, 예컨대 모노에탄올아민, 또는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP)일 수 있다. 중화도는 몰 기준으로 50 내지 100%에서 달라진다. 바람직하게는, 중화도가 60 내지 90%의 범위에 있어야 한다. 당업자라면 적절한 중화제 및 중화도의 선택이 제형화된 특정 조성물에 따라 좌우되고, 또한 그러한 선택이 당업자의 지식 범위 내에 있음을 알 것이다.
본 발명을 실시할 때 유용할 수 있는 추가 분산제에는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 또는 비이온성 계면활성제가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 음이온성 계면활성제의 예에는 술포네이트, 카르복실레이트, 및 포스페이트가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 양이온성 계면활성제의 예에는 4급 아민이 포함되나, 이로 제한되지는 않는다. 비이온성 계면활성제의 예에는 에틸렌 옥시드를 함유하는 블록 공중합체 및 실리콘 계면활성제가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다.
본 개시내용을 실시할 때 유용한 분산제는 1종 이상의 계면활성제일 수 있다. 한 실시양태에서, 사용되는 계면활성제는 분산액 제조 동안에 베이스 중합체로 화학 반응하지 않는다. 본원에서 유용한 그러한 계면활성제의 예에는 도데실 벤젠 술폰산 염 및 라우릴 술폰산 염이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 사용가능한 기타 계면활성제는 분산액 제조 동안에 베이스 중합체로 화학 반응하게 되는 계면활성제이다. 본원에서 유용한 그러한 계면활성제의 예에는 2,2-디메틸올 프로피온산 및 그의 염이 포함된다.
일부 실시양태에서, 분산제 또는 안정화제는 사용된 베이스 중합체 (또는 베이스 중합체 혼합물)의 양을 기준으로, 0 초과 내지 60 중량% 범위의 양으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 장쇄 지방산 또는 그의 염은 베이스 중합체의 양을 기준으로, 0.5 내지 10 중량%가 사용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 에틸렌-아크릴산 또는 에틸렌-메타크릴산 공중합체는 베이스 중합체의 중량을 기준으로, 0.01 내지 80 중량%의 양으로 사용될 수 있거나; 또는 에틸렌-아크릴산 또는 에틸렌-메타크릴산 공중합체는 베이스 중합체의 중량을 기준으로, 0.5 내지 60 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 술폰산 염은 베이스 중합체의 중량을 기준으로, 0.01 내지 60 중량%의 양으로 사용될 수 있거나; 또는 술폰산 염은 베이스 중합체의 중량을 기준으로, 0.5 내지 10 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
사용되는 분산제의 유형 및 양은 또한 분산액을 혼입하여 형성한 셀룰로스-기재 용품의 최종 특성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 향상된 내유지성을 갖는 용품이 에틸렌-아크릴산 공중합체 또는 에틸렌-메타크릴산 공중합체를, 베이스 중합체의 총량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 양으로 갖는 계면활성제 패키지를 혼입할 수 있다. 유사한 계면활성제 패키지가 향상된 강도 또는 연성이 목적하는 최종 특성일 경우에 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 향상된 내수성 또는 내습성을 갖는 용품이 장쇄 지방산을, 베이스 중합체의 총량을 기준으로 0.5 내지 5 중량%의 양으로, 또는 에틸렌-아크릴산 공중합체를, 베이스 중합체의 총량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 양으로 사용하는 계면활성제 패키지를 혼입할 수 있다. 다른 실시양태에서, 계면활성제 또는 분산제의 최소량은 베이스 중합체의 총량을 기준으로 1 중량% 이상이다.
수성 분산액은 유체 매체를 더 포함한다. 유체 매체는 임의의 매체일 수 있으며; 예를 들어, 유체 매체는 물일 수 있다. 본 발명의 분산액은 분산액의 총 중량을 기준으로, 35 내지 85 중량%의 유체 매체를 포함한다. 특정 실시양태에서, 분산액의 총 중량을 기준으로, 물 함량은 35 내지 80 중량%, 또는 35 내지 75 중량%의 범위일 수 있거나, 또는 유체 매체는 45 내지 65 중량%일 수 있다. 분산액의 물 함량은 고체 함량 (베이스 중합체와 분산제)이 약 5 내지 약 85 중량%이도록 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 특정 실시양태에서, 고형분 범위는 약 10 내지 약 75 중량%일 수 있다. 다른 특정 실시양태에서, 고형분 범위는 약 20 내지 약 70 중량%이다. 다른 특정 실시양태에서, 고형분 범위는 약 25 내지 약 60 중량%이다.
일부 분산액은 7 초과 내지 약 11.5, 바람직하게는 약 8 내지 약 11, 보다 바람직하게는 약 9 내지 약 11의 pH를 갖는다. pH는 분산제의 유형 또는 농도, 중화도, 중화제의 유형, 분산되는 베이스 중합체의 유형, 및 용융 혼련 (예를 들어, 압출기) 가공 조건을 비롯한 다수의 인자에 의해 조절될 수 있다. pH는 본래의 환경에서, 또는 카르복실산 분산제를 염 형태로 전환시킨 후에 베이스 중합체에 첨가하여 분산액을 형성함으로써 조정할 수 있다. 이들 중에서, 본래의 환경에서 염을 형성하는 것이 바람직하다.
분산액은 1종 이상의 충전제를 더 포함할 수 있다. 분산액은 베이스 중합체, 예를 들어 폴리올레핀과 분산제를 합친 중량 100부 당 0.01 내지 600 중량부의 1종 이상의 충전제를 포함한다. 상기 정의에 따라서, 베이스 중합체는 1종 이상의 폴리올레핀 공중합체(들)를 포함하지만, 분산제는 포함하지 않는다. 특정 실시양태에서, 분산액 중의 충전제 로딩량은 베이스 중합체, 예를 들어 폴리올레핀과 분산제를 합친 중량 100부 당 0.01 내지 200 중량부의 1종 이상의 충전제일 수 있다. 충전제 재료는 통상의 충전제, 예컨대 초단 유리, 탄산칼슘, 3수화 알루미늄, 활석, 3산화 안티몬, 플라이 애시(fly ash), 점토 (예컨대, 벤토나이트 또는 카올린 점토), 또는 기타 공지된 충전제를 포함할 수 있다.
분산액은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 분산액에 사용된 베이스 중합체, 분산제, 또는 충전제와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 첨가제에는 습윤화제, 계면활성제, 대전 방지제, 소포제, 블로킹 방지제, 왁스-분산액 안료, 중화제, 증점제, 상용화제, 증백제, 레올로지(rheology) 조절제 (저전단 및/또는 고전단 점도를 조정할 수 있음), 살생물제, 살진균제, 및 당업자에게 공지된 기타 첨가제가 포함될 수 있으나, 이들로 제한되지는 않는다.
추가로, 수성 분산액은 임의로 증점제를 더 포함할 수 있다. 증점제는 본 발명에서 저점도 분산액의 점도를 증가시키기 위해 유용할 수 있다. 본 발명을 실시할 때 사용하기에 적합한 증점제는 당업계에 공지된 임의의 것, 예컨대 폴리-아크릴레이트형 또는 관련 비이온성 증점제, 예컨대 개질된 셀룰로스 에테르일 수 있다.
예시적인 분산액 제형, 예컨대 POD (폴리올레핀 분산액)는 1종 이상의 비극성 폴리올레핀을 포함할 수 있는 베이스 중합체; 및 1종 이상의 극성 관능기 또는 극성 공단량체를 포함할 수 있는 분산제; 물; 및 임의로 1종 이상의 충전제 및/또는 첨가제를 포함할 수 있다. 베이스 중합체 및 분산제와 관련하여, 특정 실시양태에서, 비극성 폴리올레핀은 분산액 중의 베이스 중합체와 분산제의 총량을 기준으로 30 내지 99 중량%를 차지할 수 있거나; 또는 또 다른 대안으로 1종 이상의 비극성 폴리올레핀은 분산액 중의 베이스 중합체와 분산제의 총량을 기준으로 50 내지 80 중량%를 차지하거나; 또는 또 다른 대안으로 1종 이상의 비극성 폴리올레핀은 분산액 중의 베이스 중합체와 분산제의 총량을 기준으로 약 70 중량%를 차지한다.
수성 분산액은 당업자에게 인정받는 다수의 방법으로 형성할 수 있다. 수성 분산액을 제조하는 한 방법은 (1) 베이스 중합체 및 1종 이상의 분산제를 용융 혼련하여, 용융-혼련된 생성물을 형성하고; (2) 용융-혼련된 생성물을 특정 온도에서 충분한 기계력하에 물로 희석시키고; (3) 생성된 혼합물을 용융 혼련하여 수성 분산액을 형성하는 것을 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 방법은 용융 혼련된 생성물을 희석시켜 12 미만의 pH를 갖는 분산액을 제공하는 것을 포함한다. 일부 방법은 약 10 마이크로미터 미만의 평균 입자 크기를 갖는 분산액을 제공한다.
코팅 조성물을 존재하는 티슈 웹에 적용하기 전에, 코팅 조성물의 고형분 수준은 약 30% 이상일 수 있다 (즉, 코팅 조성물은 건조 고형분 약 30 그램 및 물 70 그램을 포함하고, 예컨대 약 40%, 50%, 60%, 70% 이상의 고형분 수준을 포함하며, 예시적인 범위는 40% 내지 70%, 보다 구체적으로 40% 내지 60%임).
상기에 나타낸 바와 같이, 첨가제 조성물은 일반적으로 약 500 cps 초과, 예컨대 약 800 cps 초과의 점도를 갖는다. 첨가제 조성물이 상기에 기재된 수성 분산액을 포함할 경우에, 수성 분산액은 y = 40e0 .07x (여기서, y는 센티푸아즈 단위의 점도를 나타내고, x는 물의 부재하에 계산한 유화제 함량의 백분율임)의 수학식으로 계산한 값 이상의 점도를 가질 수 있다. 상기 공식에 따른 값 이상의 점도를 갖는 수성 분산액이 특히 본 개시내용에서 사용하기에 매우 적합하다는 것이 밝혀졌다.
대안의 실시양태에서, 열가소성 중합체 분산액을 사용하는 것 대신에, 첨가제 조성물이 로션을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 로션은 사용자가 피부를 와이핑하면 로션이 사용자의 피부에 후속 전달되는 충분한 양으로 티슈 웹에 전달될 수 있다.
일반적으로, 목적하는 범위의 점도를 갖는 임의의 적합한 로션 조성물이 사용될 수 있다. 본 개시내용에 따라 사용가능한 로션의 예는, 예를 들어 미국 특허 제5,885,697호, 미국 특허 공보 제2005/0058693호, 및/또는 미국 특허 공보 제2005/0058833호에 개시되어 있으며, 이들은 모두 본원에 참고로 포함된다.
한 실시양태에서, 예를 들어, 로션 조성물은 오일, 왁스, 지방 알콜, 및 1종 이상의 기타 추가 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 조성물 중의 오일의 양은 약 30 내지 약 90 중량%, 보다 구체적으로는 약 40 내지 약 70 중량%, 보다 더욱 구체적으로는 약 45 내지 약 60 중량%일 수 있다. 적합한 오일에는 다음 부류의 오일이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다: 석유 또는 광유, 예컨대 광유 및 페트롤라툼(petrolatum); 동물성 오일, 예컨대 밍크 오일 및 라놀린 오일; 식물성 오일, 예컨대 알로에 추출물, 해바라기 오일 및 아보카도 오일; 및 실리콘 오일, 예컨대 디메티콘 및 알킬 메틸 실리콘.
조성물 중의 왁스의 양은 약 10 내지 약 40 중량%, 보다 구체적으로는 약 10 내지 약 30 중량%, 보다 더욱 구체적으로는 약 15 내지 약 25 중량%일 수 있다. 적합한 왁스에는 다음 부류가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다: 천연 왁스, 예컨대 밀랍 및 카나우바 왁스(carnauba wax); 석유 왁스, 예컨대 파라핀 및 세레신 왁스; 실리콘 왁스, 예컨대 알킬 메틸 실록산; 또는 합성 왁스, 예컨대 합성 밀랍 및 합성 경납.
조성물 중의 지방 알콜의 양은, 존재할 경우에, 약 5 내지 약 40 중량%, 보다 구체적으로는 약 10 내지 약 30 중량%, 보다 더욱 구체적으로는 약 15 내지 약 25 중량%일 수 있다. 적합한 지방 알콜에는 세틸 알콜, 스테아릴 알콜, 베헤닐 알콜, 및 도데실 알콜을 비롯한 C14-C30의 탄소쇄 길이를 갖는 알콜이 포함된다.
소비자에게 이점을 더욱 증대시키기 위해, 추가 성분이 사용될 수 있다. 성분의 부류 및 그의 상응하는 이점에는 C10 이상의 지방 알콜 (윤활성, 부피감(body), 불투명성); 지방 에스테르 (윤활성, 촉감 변화); 비타민 (국소 약리 이점); 디메티콘 (피부 보호); 분말 (윤활성, 오일 흡수, 피부 보호); 보존제 및 산화방지제 (제품 온전성); 에톡실화된 지방 알콜 (습윤화 능력, 공정 보조제); 방향제 (소비자 관심유발); 라놀린 유도체 (피부 보습), 착색제, 광 증백제, 선스크린제(sunscreen), 알파 히드록시산, 천연 허브 추출물 등이 비제한적으로 포함된다.
한 실시양태에서, 로션 조성물은 보습제를 더 함유할 수 있다. 보습제는 전형적으로 제품, 피부 및 대기 사이의 수분 교환 조절을 보조함으로써 피부 상층 또는 점막의 물 함량을 증가시키기 위해 사용되는 화장품 성분이다. 보습제는 주로 흡습성 재료를 포함할 수 있다. 본 개시내용의 보습 및 윤활 조성물에 포함시키기에 적합한 보습제에는 우로칸산, N-아세틸 에탄올아민, 알로에 베라 젤, 아르기닌 PCA, 키토산 PCA, 구리 PCA, 옥수수 글리세리드, 디메틸 이미다졸리디논, 프럭토스, 글루카민, 글루코스, 글루코스 글루타메이트, 글루쿠론산, 글루탐산, 글리세레트-7, 글리세레트-12, 글리세레트-20, 글리세레트-26, 글리세린, 꿀, 수소화된 꿀, 수소화된 전분 가수분해물, 가수분해된 옥수수 전분, 락타미드 MEA, 락트산, 락토스 리신 PCA, 만니톨, 메틸 글루세트-10, 메틸 글루세트-20, PCA, PEG-2 락타미드, PEG-10 프로필렌 글리콜, 폴리아미노산, 다당류, 폴리아미노 당 축합물, 칼륨 PCA, 프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 시트레이트, 당류 가수분해물, 당류 이소머레이트(isomerate), 나트륨 아스파르테이트, 나트륨 락테이트, 나트륨 PCA, 소르비톨, TEA-락테이트, TEA-PCA, 우레아, 크실리톨 등 및 이들의 혼합물이 포함된다. 바람직한 보습제에는 폴리올, 글리세린, 에톡실화된 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜, 수소화된 전분 가수분해물, 프로필렌 글리콜, 실리콘 글리콜 및 피롤리돈 카르복실산이 포함된다.
한 실시양태에서, 로션 또는 로션에 함유된 상기 성분 중 어느 하나를 상기에 기재된 중합체 분산액과 조합하여, 목적하는 특성을 갖는 본 개시내용에 따른 첨가제 조성물을 제조할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 첨가제 조성물은 접착제, 예컨대 라텍스 중합체를 함유할 수 있다. 별법으로, 접착제는 다양한 기타 성분, 예컨대 상기에 기재된 로션 또는 열가소성 수지와 조합될 수 있다.
본 개시내용에 따라 유용한 라텍스 에멀젼 중합체는 수성 에멀젼 부가 공중합된 불포화 단량체, 예컨대 에멀젼-중합된 중합체 입자를 제조하기 위해 계면활성제 및 개시제의 존재하에 중합된 에틸렌계 단량체를 포함할 수 있다. 불포화 단량체는 탄소-대-탄소 이중 결합 불포화를 함유하며, 일반적으로 비닐 단량체, 스티렌계 단량체, 아크릴 단량체, 알릴계 단량체, 아크릴아미드 단량체, 및 카르복실 관능성 단량체가 포함된다. 비닐 단량체는 비닐 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 및 유사한 비닐 저급 알킬 에스테르, 비닐 할라이드, 비닐 방향족 탄화수소, 예컨대 스티렌 및 치환된 스티렌, 비닐 지방족 단량체, 예컨대 알파 올레핀 및 공액 디엔, 및 비닐 알킬 에테르, 예컨대 메틸 비닐 에테르 및 유사한 비닐 저급 알킬 에테르를 포함한다. 아크릴 단량체는 1 내지 12개 탄소 원자의 알킬 에스테르 쇄를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 저급 알킬 에스테르 뿐만 아니라, 아크릴산 및 메타크릴산의 방향족 유도체를 포함한다. 유용한 아크릴 단량체에는, 예를 들어 메틸, 에틸, 부틸, 및 프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 시클로헥실, 데실, 및 이소데실 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 및 유사한 다양한 아크릴레이트 및 메타크릴레이트가 포함된다.
본 개시내용에 따라서, 카르복실-관능성 라텍스 에멀젼 중합체는 공중합된 카르복실-관능성 단량체, 예컨대 아크릴산 및 메타크릴산, 푸마르산 또는 말레산 또는 유사한 불포화 디카르복실산을 함유할 수 있고, 여기서 바람직한 카르복실 단량체는 아크릴산 및 메타크릴산이다. 카르복실-관능성 라텍스 중합체는 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 공중합된 카르복실 단량체를 포함하고, 그 나머지는 기타 공중합된 에틸렌계 단량체이다. 바람직한 카르복실-관능성 중합체는 카르복실화된 비닐 아세테이트-에틸렌 3원공중합체 에멀젼, 예컨대 에어 프로덕츠 폴리머즈(Air Products Polymers), LP로부터 시판되는 에어플렉스(Airflex)® 426 에멀젼을 포함한다.
다른 실시양태에서, 접착제는 에틸렌 일산화탄소 공중합체, 폴리아크릴레이트, 또는 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 접착제는 천연 또는 합성 고무를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착제는 스티렌 부타디엔 고무, 예컨대 카르복실산 스티렌 부타디엔 고무를 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 접착제는 전분, 예컨대 지방족 폴리에스테르와 블렌딩된 전분을 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 접착제는 다른 성분과 조합되어 첨가제 조성물을 형성한다. 예를 들어, 접착제는 첨가제 조성물에 약 80 중량% 미만, 예컨대 약 60 중량% 미만, 예컨대 약 40 중량% 미만, 예컨대 약 20 중량% 미만, 예컨대 약 2 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 함유될 수 있다.
또한, 로션 및/또는 중합체 분산액은 다양한 기타 첨가제 또는 성분과 조합될 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 탈결합제가 첨가제 조성물 내에 존재할 수 있다. 탈결합제는 수소 결합의 형성을 방지함으로써 티슈 시트를 유연화 또는 약화시키는 화학종이다.
본 개시내용에서 사용가능한 적합한 탈결합제에는 양이온성 탈결합제, 예컨대 지방 디알킬 4급 아민염, 모노 지방 알킬 3급 아민염, 1급 아민염, 이미다졸린 4급 염, 실리콘 4급 염 및 불포화 지방 알킬 아민염이 포함된다. 기타 적합한 탈결합제가 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,529,665호 (Kaun)에 개시되어 있다. 특히, 카운(Kaun)은 탈결합제로서 양이온성 실리콘 조성물의 사용을 개시하였다.
한 실시양태에서, 본 개시내용의 방법에서 사용되는 탈결합제는 유기 4급 암모늄 클로라이드 및, 특히 4급 암모늄 클로라이드의 실리콘-기재 아민염이다.
한 실시양태에서, 탈결합제는 허큘레스 코포레이션(Hercules Corporation)이 판매하는 프로소프트(PROSOFT)® TQ1003일 수 있다. 예를 들어, 사용가능한 한 탈결합제는 하기와 같다.
Figure pct00001
상기의 화학명은 1-에틸-2노르올레일-3-올레일 아미도에틸 이미다졸리늄 에토술페이트이다.
또 다른 실시양태에서, 첨가제 조성물은 유연제, 예컨대 폴리실록산 유연제를 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 다양한 유익제가 필요에 따라 임의의 양으로 첨가제 조성물에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 알로에, 비타민 E, 왁스, 산화된 폴리에틸렌, 또는 이들의 혼합물이 약 5 중량% 미만, 예컨대 약 0.1 내지 약 3 중량%의 양으로 첨가제 조성물에 조합될 수 있다. 이러한 성분은 로션, 상기에 기재된 중합체 분산액, 또는 이들 둘의 혼합물로 조합될 수 있다.
본 개시내용은 하기 실시예를 참조로 하여 더욱 잘 이해할 수 있다.
실시예 1
첨가제 조성물을 일반적으로 도 3에 도해된 공정을 사용하여 비크레이핑 통기 건조 티슈 웹에 적용하였다. 본 개시내용에 따라 제조된 패턴화 롤을 다른 롤과 비교하기 위해, 상이한 패턴화 롤을 사용하여 첨가제 조성물을 웹에 적용하였다.
첨가제 조성물은 수성 중합체 분산액을 포함하였다. 중합체 분산액은 알파 에틸렌-옥텐 공중합체 (다우 아피니티 EG8200g)를 에틸렌 아크릴산 공중합체 (다우 프리마코어 5980i)와 함께 각각 80:20의 중량비로 함유하였다. 분산액에 함유된 물의 양은 점도를 다르게 하기 위해 달라졌다. 하기 결과가 얻어졌다.
비교 시험 1
어플리케이터 롤: 7.0 BCM 아니록스 그라비어 롤
패턴화 롤: 미국 특허 제7,182,837호의 도 5에 도해된 디자인과 유사한, 어안형 패턴화 슬리브(sleeve)
분산액 점도: 1600 cps
웹 속도: 200 fpm 미만
결과: 섬유 축적 및 웹 파단으로 인해 100 야드 이내에 웹 진행이 중단되었음.
비교 시험 2
어플리케이터 롤: 7.0 BCM 아니록스 그라비어 롤
패턴화 롤: 미국 특허 제7,182,837호의 도 5에 도해된 디자인과 유사한, 어안형 패턴화 슬리브
분산액 점도: 1260 cps
웹 속도: 800 fpm 미만
결과: 어플리케이터 롤 상의 섬유 축적을 청소하기 위해 200 야드마다 공정을 중단해야 함.
비교 시험 3
어플리케이터 롤: 7.0 BCM 아니록스 그라비어 롤
패턴화 롤: 보통의 고무 롤 (무패턴)
분산액 점도: 1600 cps
웹 속도: 50 fpm 미만
결과: 섬유 축적을 제거하기 위해 50 fpm 미만의 속도에서도 500 야드마다 롤을 청소해야 하고, 그렇지 않으면 웹이 파단될 것임.
시험 1
어플리케이터 롤: 7.0 BCM 아니록스 그라비어 롤
패턴화 롤: 어플리케이터 롤이 3 구역에서 원형 상승 요소를 포함하였다. 상승 요소는 250 마이크로미터의 직경을 가졌다. 각각의 구역에서, 상승 요소 사이의 이격 거리 (연부에서부터 연부까지)는 1000 마이크로미터에서부터 500 마이크로미터까지, 5 마이크로미터 미만까지 다양하였다.
분산액 점도: 820 cps
웹 속도: 50 fpm 미만
결과: 시험 동안에, 상승 요소 사이의 이격 거리가 증가할수록, 섬유 축적도 증가한다는 것이 관찰되었음.
시험 2
어플리케이터 롤: 7.0 BCM 아니록스 그라비어 롤
패턴화 롤: 도 4a 및 4b에 도시된 라인 요소를 갖는 패턴화 롤
분산액 점도: 820 cps
웹 속도: 2000 fpm 이하
결과: 공정은 매우 고속에서 실질적인 섬유 축적 없이 한번에 재료를 5000 야드 이상 진행시킬 수 있었음. 또한 공정이 0.001 인치 미만의 닙 거리에서 진행될 수 있다는 것이 발견되었음.
실시예 2
본 실시예에서, 하기 시험 방법을 사용하였다.
촉각 특성에 대한 인핸드 랭킹 ( In - Hand Ranking ) 시험 ( IHR 시험):
인핸드 랭킹 시험 (IHR)은 섬유상 웹 촉감의 기본적인 평가이며, 연성 및 강성도와 같은 속성을 평가한다. 이는 소비자 집단에서의 보편화 가능성의 척도를 제공할 수 있다.
연성 시험은 엄지손가락과 손가락 사이에서 비벼서 티슈 샘플의 벨벳같거나, 실크같거나 또는 보풀같은 느낌을 평가하는 것을 포함한다. 강성도 시험은 편평한 샘플을 손으로 모아서 손가락을 손바닥 가까이 하여 손바닥 주위로 샘플을 움직여, 뾰족하거나, 뻣뻣하거나 또는 갈라지는 연부 또는 피크가 느껴지는 정도를 평가하는 것을 포함한다.
패널이 각각의 샘플 코드에 대하여 얻은 등급 데이터를 비례 위험 회귀 모형을 사용하여 분석한다. 상기 모형은 패널리스트가 최고 평가 속성부터 최저 속성까지 등급을 정하는 절차를 진행하는 것을 컴퓨터를 사용하여 추정한다. 연성 및 강성도 시험 결과는 로그 오즈(log odds) 값으로 제시된다. 로그 오즈는 비례 위험 회귀 모형으로부터 각각의 코드에 대하여 추정된 위험도비의 자연 대수이다. 로그 오즈가 클수록 해당 속성이 보다 큰 강도로 감지되는 것을 시사한다.
IHR을 이용하여 연성 및 강성도를 전체적으로 평가하거나, 또는 제품 차이가 인간 능력 내에서 감지가능한지를 판단한다. 상기 패널은 평균적인 비훈련 소비자가 제공할 수 있는 것보다 더 정확하게 평가를 제공하도록 훈련받는다. IHR은 공정 변화가 인간 능력 내에서 감지가능한지 또한/또는 대조군과 비교하여 연성 또는 강성도 감지에 영향을 주는지에 관한 신속한 판독을 얻는 데에 유용하다. 처리 웹과 대조군 웹 사이의 IHR 연성 데이터의 차이는 연성 향상 정도를 반영한다. IHR 결과가 로그 오즈로 표시되므로, 향상된 연성에 있어서의 차이는 실제로 데이터가 나타내는 것보다 훨씬 더 상당하다. 예를 들어, IHR 데이터의 차이가 1일 경우에, 이는 실제로 전체 연성에 있어서 10배 (101 = 10) 향상을 나타내거나, 또는 그의 대조군에 비해 1,000% 향상을 나타낸다. 또 다른 예로서, 차이가 0.2일 경우에, 이는 1.58배 (100.2 = 1.58) 또는 58% 향상을 나타낸다.
IHR 데이터는 또한 등급 포맷으로 제시될 수 있다. 제품의 등급이 등급을 정한 제품에 따라 좌우되므로, 데이터는 일반적으로 시험 안에서 상대적인 비교를 하기 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 제품을 두 시험에서 시험할 경우에 교차-시험 비교를 할 수 있다.
기하 평균 인장 ( GMT ) 강도
본원에서 사용된 "기하 평균 인장 (GMT) 강도"는 종방향 인장 강도 x 횡방향 인장 강도 곱의 제곱근이다. "종방향 (MD) 인장 강도"는 샘플을 종방향으로 파열될 때까지 당길 경우에 3 인치 (76.2 mm)의 샘플 너비 당 피크 로딩량이다. 마찬가지로, "횡방향 (CD) 인장 강도"는 샘플을 횡방향으로 파열될 때까지 당길 경우에 3 인치 (76.2 mm)의 샘플 너비 당 피크 로딩량이다. "신축성"은 인장 시험 동안에 파열될 때의 샘플의 연신율 (%)이다. 인장 강도의 측정 절차는 하기와 같다.
JDC 정밀 샘플 커터 (JDC Precision Sample Cutter; 미국 펜실베니아주 필라델피아에 소재하는 트윙-알버트 인스트루먼트 컴파니(Thwing-Albert Instrument Company), 모델 번호 JDC 3-10, 일련 번호 37333)를 사용하여, 종방향 (MD) 또는 횡방향 (CD) 배향으로 너비 3 인치 (76.2 mm) x 길이 5 인치 (127 mm)의 스트립(strip)을 절단함으로써 인장 강도 시험을 위한 샘플을 준비하였다. 인장 강도를 측정하기 위해 사용된 기구는 MTS 시스템즈 인사이트 1 재료 시험 워크 스테이션이다. 데이터 수집 소프트웨어는 MTS 테스트웍스(TestWorks)® 4 (미국 미네소타주 55344 에덴 프래리 테크놀러지 드라이버 14000에 소재하는 MTS 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corp.))이다. 로딩 셀은 피크 로딩 값의 대부분이 로딩 셀의 전체 범위 값의 10 내지 90% 내에 있도록, 시험 샘플의 강도에 따라서 최대 50 뉴톤(Newton) 또는 100 뉴톤 (S-Beam TEDS ID 로딩 셀)으로부터 선택된다. 조(jaw) 사이의 표점 거리는 4 ± 0.04 인치 (101.6 ± 1 mm)이다. 조는 공압식으로 작동하고 고무 코팅되었다. 최소 그립면(grip face) 너비는 3 인치 (76.2 mm)이고, 조의 대략적인 높이는 0.5 인치 (12.7 mm)이다. 크로스헤드 속도는 10 ± 0.4 인치/분 (254 ± 1 mm/분)이고, 파단 민감도는 65%로 설정된다. 데이터는 100 hz로 기록된다. 샘플을 기구의 조에 수직으로 또한 수평으로 중심에 위치시킨다. 그 후에 시험을 시작하고, 시편이 파단되면 종료한다. 피크 로딩량은 시편의 "MD 인장 강도" 또는 "CD 인장 강도"로 기록된다. "있는 그대로의" 각각의 제품 또는 시트에 대하여 여섯개 (6) 이상의 대표 시편을 시험하고, 모든 개별 시편 시험의 산술 평균이 제품 또는 시트의 MD 또는 CD 인장 강도이다. 인장 강도 시험 결과는 그램-힘 (gf) 단위로 기록된다.
슬라우 시험
슬라우 측정:
내마모성 또는 취급될 때 티슈 시트로부터 섬유가 벗겨지는 경향을 측정하기 위해, 티슈 시편을 하기 방법을 통해 연마시킴으로써 각각의 샘플에 대하여 측정하였다. 본 시험은 재료가 수평 왕복 표면 연마기에 적용될 때 연마 작용에 대한 재료의 내성을 측정한다. 사용되는 장비 및 방법은 미국 특허 제4,326,000호 (1982년 4월 20일에 로버츠, 주니어(Roberts, Jr.)에게 허여되고 스캇 페이퍼 컴파니(Scott Paper Company)에 양도됨)에 개시된 것과 유사하며, 상기 특허의 개시내용은 본원과 상충되지 않는 한 본원에 참고로 포함된다. 모든 티슈 시트 샘플을 23℃ ± 1℃ 및 50 ± 2%의 상대 습도에서 최소 4시간 동안 컨디셔닝하였다. 도 6은 시험 장비의 개략도이다. 연마 스핀들 또는 맨드릴(mandrel) (105), 맨드릴 (105)의 운동을 보여주는 이중 화살표 (106), 슬라이딩 클램프 (sliding clamp; 107), 슬라우 트레이 (slough tray; 108), 고정 클램프 (109), 사이클 속도 조절기 (110), 카운터 (counter; 111), 및 시작/정지 조절기 (112)가 도시되어 있다.
연마 스핀들 (105)은 직경이 0.5"인 스테인리스강 로드로 이루어지고, 연마 부분은 로드의 전체 원주 둘레 길이 4.25"를 연장하는 0.005" 깊이의 다이아몬드 패턴 널(knurl)로 이루어진다. 연마 스핀들 (105)은 연마 스핀들 (105)의 연마 부분이 그의 전체 길이가 기구의 면 (103) 밖으로 연장하도록, 기구의 면 (103)에 대하여 수직으로 고정된다. 연마 스핀들 (105)의 양쪽에 각각 한 쌍의 클램프 (107 및 109)가 위치하고, 하나는 이동가능한 것이고 (107), 나머지 하나는 고정된 것이며 (109), 이들은 4" 이격되고 연마 스핀들 (105) 주위에 중심이 있다. 이동가능한 클램프 (107) (중량이 대략 102.7 그램임)는 수직 방향으로 자유롭게 슬라이딩하고, 이동가능한 클램프 (107)의 중량은 연마 스핀들 (5)의 표면 위로 티슈 시트 샘플의 일정한 인장력을 보장하는 수단을 제공한다.
미국 펜실베니아주 필라델피아에 소재하는 트윙-알버트 인스트루먼트 컴파니로부터 입수가능한 JDC-3 또는 등가의 정밀 커터를 사용하여, 티슈 시트 샘플 시편을 너비 3" ± 0.05" x 길이 7"의 스트립으로 절단한다 (각주: 시편이 클램프 A & B로 삽입되는 스팬(span) 거리를 가질 수 있는 한, 길이는 중요하지 않다). 티슈 시트 샘플에 대하여, MD 방향은 보다 긴 치수에 상응한다. 각각의 티슈 시트 샘플을 거의 0.1 mg까지 칭량한다. 티슈 시트 샘플의 한 단부를 고정 클램프 (109)에 클램핑한 후에, 샘플을 연마 스핀들 또는 맨드릴 (105) 위로 느슨하게 걸치고, 슬라이딩 클램프 (107)에 클램핑한다. 티슈 시트 샘플의 전체 너비가 연마 스핀들 (105)과 접촉해야 한다. 그 후에, 슬라이딩 클램프 (107)가 하강하여 연마 스핀들 (105)에 걸쳐서 일정한 인장력을 제공한다.
그 후에, 연마 스핀들 (105)은 중심 수직 중심라인으로부터 대략 15도의 각도로, 티슈 시트 샘플에 대하여 왕복 수평 운동으로, 20 사이클 동안 (각각의 사이클은 전진 및 후진 스트로크임), 분당 170 사이클의 속도로, 티슈 시트 샘플의 표면으로부터 느슨한 섬유를 제거하면서 전후로 이동한다. 추가로, 스핀들은 반시계 방향으로 (기구의 전면을 볼 때) 대략 5 RPM의 속도로 회전한다. 그 후에, 티슈 시트 샘플을 조 (107 및 109)에서 제거하고, 티슈 시트 샘플 표면 상의 임의의 느슨한 섬유를 티슈 시트 샘플을 부드럽게 흔들어 제거한다. 이어서, 티슈 시트 샘플을 거의 0.1 mg까지 칭량하여 중량 손실을 계산한다. 샘플 당 10개의 티슈 시트 시편을 시험하고, 평균 중량 손실 값 (mg)을 기록한다. 각각의 티슈 시트 샘플의 결과를 화학제를 함유하지 않는 대조군 샘플과 비교한다. 2층 티슈 시트 샘플을 측정할 경우에는, 티슈 시트 샘플의 위치가 견목 부분이 연마 표면에 대향하도록 해야 한다.
하기 실시예에서, 약 40 gsm의 근량을 갖는 비크레이핑 통기 건조 티슈 웹을, 일반적으로 도 3에 도해된 공정을 사용하여, 상기 실시예 1에 기재된 바와 같이 첨가제 조성물로 처리하였다. 상이한 시험 동안에, 상이한 패턴화 롤을 사용하여 첨가제 조성물을 티슈 웹에 적용하였다. 미처리 티슈 웹 또한 시험하였다.
하기는 시험한 각각의 샘플에 대한 각각의 패턴 롤의 설명이다.
샘플 1: 패턴화 롤은 라인 요소를 포함하였고 도 4a에 도해된 실시양태와 유사하였다. 라인 요소는 100 마이크로미터의 너비를 가지며, 라인 요소를 나누는 채널은 단지 수 마이크로미터였다.
샘플 2: 패턴화 롤은 250 마이크로미터의 직경을 갖는 상승 원형 요소를 포함하였다. 상승 요소 사이의 이격 거리는 1000 마이크로미터였다.
샘플 3: 패턴화 롤은 250 마이크로미터의 직경을 갖는 상승 원형 요소를 포함하였다. 상승 요소 사이의 이격 거리는 500 마이크로미터였다.
샘플 4: 패턴화 롤은 250 마이크로미터의 직경을 갖는 상승 원형 요소를 포함하였다. 상승 요소는 인접한 연부에서 접촉하였다.
샘플 5: 샘플 3에서 사용된 것과 동일한 패턴화 슬리브.
하기 결과가 얻어졌다.
Figure pct00002
본 발명에 대한 상기 및 기타 수정 및 변화가, 첨부된 특허청구범위에서 보다 구체적으로 상술된 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시양태의 측면이 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환가능하다는 것을 알아야 한다. 추가로, 당업자라면 상기 기재내용이 단지 예시일 뿐이며, 첨부된 특허청구범위에서 추가로 기재된 본 발명을 제한하려는 것이 아님을 알 것이다.

Claims (20)

  1. 첨가제 조성물이 제1 롤의 표면에 적용되고;
    첨가제 조성물이 제1 롤의 표면으로부터, 상승 요소의 패턴을 한정하는 압축성 재료를 포함하는 제2 롤의 표면으로 전달되고, 여기서 각각의 상승 요소는 표면의 하나 이상의 치수가 약 500 마이크로미터 미만인 표면을 가지며, 상승 요소는 한 요소의 중심에서부터 인접한 요소의 중심까지 측정하였을 때 약 500 마이크로미터 미만의 거리만큼 이격된 것이며;
    첨가제 조성물이 제2 롤의 표면으로부터 평면형 기재의 표면에 적용되고, 여기서 평면형 기재는 펄프 섬유를 함유하고, 첨가제 조성물은 중합체 재료를 함유하며, 500 cps 이상의 점도를 갖는 것이고, 첨가제 조성물은 평면형 기재 표면의 표면적의 20% 이상을 피복하며, 평면형 기재는 첨가제 조성물의 적용 동안에 500 ft/분 이상의 속도로 이동하는 것
    을 포함하는, 첨가제 조성물을 기재 표면에 적용하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 패턴의 모든 인접한 요소가 한 요소의 중심에서부터 인접한 요소의 중심까지 측정하였을 때 약 500 마이크로미터 미만의 거리만큼 이격된 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상승 요소가 라인(line)의 열을 포함하고, 각각의 라인은 약 500 마이크로미터 미만의 너비를 갖는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 라인의 열이 서로 평행한 것인 방법.
  5. 제3항에 있어서, 라인의 열이 평면형 기재의 이동 방향에 대하여 수직이거나, 평행하거나, 또는 사선 방향으로 있는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상승 요소가 불연속 형상을 갖는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 불연속 형상이 약 500 마이크로미터 미만의 유효 직경을 갖는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 닙(nip)이 제2 롤과 백킹 롤(backing roll) 사이에 형성되고, 평면형 기재가 제2 롤의 표면으로부터 첨가제 조성물을 수용하기 위해 닙으로 공급되는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 평면형 기재가 첨가제 조성물의 적용 동안에 1000 ft/분 이상의 속도로 이동하는 것인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제 조성물이 약 800 cps 내지 약 2500 cps의 점도를 갖는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 평면형 기재 표면의 표면적의 약 40% 내지 약 90%가 첨가제 조성물에 의해 피복되는 것인 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상승 요소가 한 요소의 중심에서부터 인접한 요소의 중심까지 측정하였을 때 약 25 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터의 거리만큼 이격된 것인 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제 조성물이 오프셋 그라비어 프린팅(offset gravure printing) 장치를 사용하여 평면형 기재에 적용되고, 제1 롤이 그라비어 롤을 포함하는 것인 방법.
  14. 제7항에 있어서, 상승 요소가 원형 형상을 갖는 것인 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 평면형 기재가 티슈 웹, 수얽힘(hydroentangled) 웹 또는 코폼(coform) 웹을 포함하는 것인 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제 조성물이 알파-올레핀 혼성중합체를 함유하는 수성 분산액을 포함하고, 수성 분산액이 y = 40e0 .07x (여기서, y는 센티푸아즈 단위의 점도를 나타내고, x는 물의 부재하에 계산한 유화제 함량의 백분율임)의 수학식으로 계산한 값 이상의 점도를 갖는 것인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 수성 분산액이 분산제를 더 포함하고, 분산제가 에틸렌-카르복실산 공중합체를 포함하는 것인 방법.
  18. 펄프 섬유를 함유하고, 3 cc/g 이상의 벌크(bulk)를 가지며, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 베이스 시트(base sheet); 및
    베이스 시트의 적어도 제1 표면에 적용되어, 제1 표면의 표면적의 약 20% 내지 약 80%를 피복하고, 베이스 시트의 제1 표면에서 처리 영역의 패턴에 따라 나타나며 (여기서, 처리 영역의 하나 이상의 치수가 약 500 마이크로미터 미만이고, 처리 영역은 또한 한 처리 영역의 중심에서부터 인접한 처리 영역의 중심까지 측정하였을 때 약 500 마이크로미터 미만의 거리만큼 이격됨), 중합체 재료를 포함하며, 동일한 미처리 표면에 비해 슬라우(slough)를 약 10% 이상 줄이도록 베이스 시트의 제1 표면에 적용되는 첨가제 조성물
    을 포함하는, 티슈 제품.
  19. 제18항에 있어서, 첨가제 조성물이 알파-올레핀 혼성중합체 및 분산제를 포함하는 것인 티슈 제품.
  20. 제18항에 있어서, 처리 영역이 평행한 열의 형상으로 존재하고, 처리 영역이 약 100 마이크로미터 미만의 거리만큼 이격된 것인 티슈 제품.
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