KR20160146870A - 자가-접합형 셀룰로오스계 부직 웨브 및 이의 제조 방법 - Google Patents

자가-접합형 셀룰로오스계 부직 웨브 및 이의 제조 방법 Download PDF

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새브 모리세이
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

본 발명의 자가-접합형 부직 웨브(self-bonded nonwoven web)는, 적어도 어느 정도의 셀룰로오스계 섬유들; 및 이온성 액체를 포함하고, 상기 셀룰로오스계 섬유들은 상기 셀룰로오스계 섬유들의 서로의 교차점에서 서로 자가-접합된다. 그러한 웨브를 제조하는 방법이 또한 개시되며, 상기 방법은 제1 셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부를 이온성 액체와 접촉시키는 단계; 이온성 액체 및 제1 셀룰로오스계 섬유들을 제1 온도에 노출시키는 단계; 및 이온성 액체 및 제1 셀룰로오스계 섬유들을 제1 온도보다 낮은 제2 온도에 노출시키는 단계를 포함한다.

Description

자가-접합형 셀룰로오스계 부직 웨브 및 이의 제조 방법 {SELF-BONDED CELLULOSIC NONWOVEN WEB AND METHOD FOR MAKING}
부직 웨브는 매우 다양한 응용에서 사용된다. 그러한 웨브는 종종, 섬유의 덩어리(mass)를 수집하고 섬유들의 적어도 일부를 서로 접합하여 웨브를 형성함으로써 제조된다. 종종, 그러한 섬유들은 서로 용융-접합되고/되거나, 섬유들을 함께 결합할 수 있는 결합제가 첨가된다.
광범위한 개요에서, 셀룰로오스계 섬유들의 서로의 교차점에서 서로 자가-접합된 적어도 일부의 셀룰로오스계 섬유들; 및 이온성 액체를 포함하는 자가-접합형 부직 웨브(self-bonded nonwoven web)가 본 명세서에서 개시된다. 그러한 웨브의 제조 방법이 또한 개시된다. 이러한 태양 및 다른 태양이 하기의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 청구가능한 본 발명의 요지가 최초 출원된 출원의 청구범위에 제시되든, 또는 보정되거나 또는 달리 절차 진행 중에 제시된 청구범위에 제시되든 간에, 상기 넓은 의미로서의 발명의 내용은 그러한 발명의 요지를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 명세서에 개시된 바와 같은 예시적인 자가-접합형 부직 웨브의 일부분의 측면도이다.
도 2는 도 1의 웨브의 일부분의 확대도이다.
도 3은 예시적인 자가-접합형 부직 웨브의 일부분의 광학 현미경 사진 (320X)이다.
도 4는 도 3에 나타나 있는 일반적인 유형의 부직 웨브를 생성할 수 있는 예시적인 섬유 매트의 일부분의 광학 현미경 사진 (240X)이다.
여러 도면에서의 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 나타낸다. 일부 요소는 동일하거나 동등한 다수로 존재할 수 있으며; 그러한 경우에 오직 하나 이상의 대표적인 요소가 도면 부호에 의해 지정될 수 있지만, 그러한 도면 부호는 그러한 요소 모두에 적용된다는 것이 이해될 것이다. 도 1 및 도 2는 축척대로 도시된 것이 아니며, 본 발명의 상이한 실시 형태들을 예시하기 위해 사용된다. 특히, 다양한 구성요소들의 치수는 단지 설명적인 관점에서 도시되며, 다양한 구성요소들의 치수들 사이의 관계가 추론되어서는 안 된다. "상단", "하단", "상부", "하부", "아래", "위", "전방", "후방", "외향", "내향", "상방" 및 "하방", 및 "제1" 및 "제2"와 같은 용어가 본 개시 내용에 사용될 수 있지만, 이들 용어는 달리 언급되지 않는다면 그들의 상대적 의미로만 사용됨을 이해하여야 한다. 특성 또는 속성에 대한 수식어로서 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대체로"는 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 특성 또는 속성이 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이(예컨대, 정량화가능한 특성에 대해 +/- 20% 이내) 당업자에 의해 용이하게 인식가능할 것이라는 것을 의미한다. 용어 "실질적으로"는, 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이 높은 정도의 근사(예컨대, 정량화가능한 특성에 대해 +/- 10% 이내)를 의미한다. 동일한, 같은, 균일한, 일정한, 엄밀하게 등과 같은 용어는, 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구하기보다는 특정 환경에 적용가능한 통상의 공차 또는 측정 오차 내에 있는 것으로 이해된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실질적으로 전혀 없는", "실질적으로 부재하는" 등과 같은 용어는, 예컨대 통상적인 세정 절차에 처해지는 대규모 생산 장비를 사용하는 경우에 일어날 수 있는 바와 같이, 일부 극히 낮은, 예컨대 0.1% 이하의 양의 재료가 존재하는 것을 배제하지 않는다는 것을 당업자는 알 것이다.
용어 해설
용어 '셀룰로오스계'는, 예를 들어, 본래의 셀룰로오스, 재생 셀룰로오스 (비스코스) 등을 포함하는 다당류를 광범위하게 포함한다. 이 용어는, 예를 들어, 헤미-셀룰로오스, 키틴, 키토산 등과 같은 천연 셀룰로오스 유도체를 또한 포함한다. 이 용어는, 부분적으로 유도체화된 셀룰로오스가 본 명세서에 개시된 바와 같은 이온성 액체에 의해 활성화될 수 있는 충분한 하이드록실 기가 유지되기만 한다면, 부분적으로 유도체화된, 예를 들어, 부분적으로 에스테르화된, 가수분해된, 니트로화된 셀룰로오스 등, 또는 일부 하이드록실 기가 에테르 기로 전환된 셀룰로오스를 또한 포함한다.
용어 '자가-접합형'은, 2개의 셀룰로오스계 섬유에 적용될 때, 2개의 섬유의 교차점에서, 섬유들 사이에서 연장되는 (예컨대, 본 명세서에서 하기에 기재되는 바와 같은 "소구체(globule)" 형태의) 셀룰로오스계 접합 재료에 의해 섬유들이 서로 접합됨을 의미한다. 적어도 일부 실시 형태에서, 셀룰로오스계 접합 재료의 적어도 일부분은 접합된 섬유들 중 적어도 하나로부터 유도된다.
용어 "교차하다", "교차" 등은, 2개의 섬유에 적용될 때, 2개의 섬유들이 서로 직접 접촉해 있거나 다른 것에 매우 인접하는 (예컨대 그들의 가장 가까운 접근점에서 서로의 수 마이크로미터 이내에 있는) 위치를 나타낸다.
용어 "웨브"는, 섬유의 덩어리가 독립형(self-supporting) 층으로서 취급되기에 충분한 기계적 일체성(integrity)을 갖는; 예컨대, 통상적인 롤-투-롤(roll-to-roll) 웨브-취급 장비를 사용하여 취급될 수 있는, 충분히 서로 접합된 부직 섬유의 덩어리를 나타낸다. 용어 "매트"는 독립형 웨브를 형성하기에 충분히 서로 접합되지 않은 섬유의 덩어리 (예컨대 서로 아직 접합되지 않은 에어-레이드(air-laid) 섬유의 덩어리)를 나타낸다.
용어 이온성 액체는, 100℃ 이하에서 (희석제 또는 용매가 부재하는) 순수한(neat) 형태로 제공될 때, 양이온 및 음이온을 포함하는 액체의 형태를 취하는 재료를 나타낸다. 그러한 이온성 액체는 액체 형태의 염인 것으로 생각될 수 있다. 용어 이온성 액체는, 100℃ 이하에서 순수한 형태로 제공될 때 고체인 (예컨대 NaCl과 같은) 재료를 포함하지 않는다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 예시적인 자가-접합형 부직 웨브(100)의 일부분이 도 1에서 측사시도에 나타나 있으며; 웨브(100)의 일부분이 도 2에서 확대도에 나타나 있다. 웨브(100)는, 내부(interior)(106)와 제1 주 표면(major surface)(102) 및 반대편을 향하는 제2 주 표면(104)을 갖는 섬유질 부직 웨브를 제공하도록 (선택적으로 제2 비-셀룰로오스계 섬유(120)들과 함께) 정렬된 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유(110)들을 포함한다. 제1 셀룰로오스계 섬유(110)들의 적어도 일부는 제1 셀룰로오스계 섬유(110)들의 서로의 교차점에서 자가-접합(111)에 의해 서로 자가-접합된다.
활성화 및 자가-접합
그러한 자가-접합은, 셀룰로오스계 섬유의 덩어리를, 전부가 아니라 일부의 셀룰로오스계 섬유의 셀룰로오스계 재료를 적어도 부분적으로 용해시키는 이온성 액체와 접촉시킴으로써 달성될 수 있다. 본 명세서에서 설명의 편의를 위해 약칭 "활성화"로 지칭되는 이러한 공정은, 예컨대 셀룰로오스계 섬유 및/또는 이온성 액체를 승온으로 상승시킴으로써 촉진될 수 있다. 2개의 그러한 활성화된 셀룰로오스계 섬유들이 서로 교차하는 위치에서, 하나의 섬유로부터 적어도 부분적으로 용해된 셀룰로오스계 재료는 다른 섬유의 유사한 적어도 부분적으로 용해된 재료와 적어도 약간 섞일 수 있다(intermingle). 이어서, 이러한 방식으로 활성화된 섬유를 (예컨대, 냉각에 의해) 가공하여, 적어도 부분적으로 가용화된 셀룰로오스계 재료를 고형화시킬 수 있는데, 그 결과로 2개의 섬유들 사이의 하나 이상의 교차점에서 2개의 섬유들 사이의 자가-접합이 형성된다. 그러한 셀룰로오스계 자가-접합은 결합제 또는 접착제 첨가를 필요로 하지 않으며, 따라서, 용융/고형화 메커니즘에 의해서가 아니라 용매화/고형화 메커니즘에 의해 달성된다는 점을 제외하고는, 2개의 열가소성 섬유들 사이의 용융-접합과 유사하다.
일부 상황에서, 활성화 공정은, 예를 들어, 후속 고형화가 자가-접합의 형성을 야기하도록 요구되는 섞임을 달성하기에 겨우 충분한, 섬유의 표면 상의 셀룰로오스계 재료의 단지 부분적인 용매화만을 필요로 할 수 있음이 이해될 것이다. 그러나, 일부 상황에서 적어도 일부 셀룰로오스계 섬유 (예컨대, 비교적 작은 직경의 섬유)는 실질적으로, 또는 본질적으로 완전히 용해될 수 있는 한편, 적어도 일부 다른 셀룰로오스계 섬유의 적어도 일부 부분 (예컨대, 비교적 큰 직경의 섬유의 코어 부분)은 용해되지 않은 채로 남아 있다. 그러한 경우에, 본 명세서에 기재된 자가-접합은 구체적으로, 그러한 접합이 오로지 적어도 부분적으로 비용해된 섬유 그 자체로부터 유래된 셀룰로오스계 재료의 고형화에 의해서만이 아니라 하나 이상의 용해된 섬유로부터 유래된 셀룰로오스계 재료의 고형화에 의해 적어도 부분적으로 수행되더라도, 2개의 그러한 적어도 부분적으로 비용해된 섬유들을 서로 접합하는 것을 포함한다. (보통의 기술자는 많은 경우에 둘 모두의 메커니즘의 조합이 존재할 수 있음을 이해할 것이다). 그러나, 어느 경우에든, 본 명세서에 기재된 활성화/자가-접합 공정은, 셀룰로오스계 재료를 본질적으로 완전히 용해시키고 이어서 재생하여 새로 형성된 섬유를 제공하는 공정과는 구별된다. 그러한 공정과는 대조적으로, 본 명세서에 기재된 공정은, 셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부의 적어도 일부 부분(예컨대, 방사상으로 가장 안쪽 부분)을 대체로 또는 실질적으로 그의 본래의 형태로 유지한 채로 셀룰로오스계 섬유들 사이의 접합을 생성할 수 있다.
본 명세서에 기재된 효과를 달성하기 위해서 작은 직경 및 큰 직경의 셀룰로오스계 섬유의 집단(population)을 사용하는 것은 필요하지 않음이 강조된다. 예를 들어, 셀룰로오스계 섬유의 소정 집단은, 이러한 집단이 셀룰로오스계 섬유의 제2 집단보다 이온성 액체에 의해 더 활성화될 수 있거나 덜 활성화될 수 있게 하는 특정 조성, 표면 처리 등을 가질 수 있다. 그리고, 물론, 일부 섬유의 오직 일부 부분에만 활성화를 제한하는 조건 (예컨대, 시간, 온도 등) 하에서, (예컨대, 비교적 균일한) 섬유의 집단을 이온성 액체에 노출시킬 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 제1 셀룰로오스계 섬유(110)들의 적어도 일부는 자가-접합(111)에 의해서 서로 자가-접합된다. 일부 실시 형태에서, 그러한 자가-접합(111)은 섬유(110)들의 서로의 (직접적인) 접착점 (예컨대, 도 2의 예시적인 실시 형태에 나타난 바와 같은 지점(113))에서 발생할 수 있다. 그러나, 적어도 일부 실시 형태에서, 그러한 자가-접합은 도 2의 예시적인 실시 형태에 또한 나타난 바와 같은 "소구체"(112)의 형태인 셀룰로오스계 접합 재료에 의해 적어도 부분적으로 제공될 수 있다. 그러한 소구체는, 예컨대 둘 이상의 셀룰로오스계 섬유의 인접 부분들 사이를 메워서 자가-접합을 형성할 수 있다. 용어 "소구체"는 임의의 형상 또는 종횡비의 셀룰로오스계 접합 재료의 파셀(parcel)을 광범위하게 포함하도록 사용되는데, 그러한 소구체는 형상이 반드시 구형 또는 심지어 대략 구형이어야 하지는 않음에 유의한다. 수많은 소구체(112)가 도 1 및 도 2에 예시적인 방식으로 도시되어 있다 (실제 소구체(112)는 도 3의 현미경 사진에서 볼 수 있다). 일부 소구체는 개별 섬유 상에 위치될 수 있고 따라서 반드시 다른 섬유와 접촉하지는 않을 수 있지만, 일부 실시 형태에서 적어도 일부 소구체(112)는 (도 2에 예시적인 방식으로 도시된 바와 같이) 섬유들의 서로의 교차점에 존재할 수 있고, 따라서 자가-접합(111)을 제공할 수 있다.
소구체(112)는 본질적으로 100 중량%의 셀룰로오스계 재료로 반드시 구성되지는 않을 수 있다. 오히려, 다수의 실시 형태에서, 적어도 일부 이온성 액체 (및, 일부 경우에, 아마도 소량의 잔류하는 물)가 소구체(112)의 고형화된 셀룰로오스계 재료 상에 또는 그 안에 남아 있을 수 있다 (예컨대, 그 안에 포획될 수 있다). 이는 유리하게는, 본 명세서에서 하기에 논의되는 바와 같은, 이온성 액체에 기인하는 하나 이상의 특성 또는 특징을 갖는 완성된 웨브(100)를 제공할 수 있다. 사실상, 이온성 액체의 적어도 일부는, 본 명세서의 실시예에서 입증된 바와 같이, 예컨대 웨브 섬유의 표면 상에 자유롭게 접근가능한 임의의 이온성 액체를 제거할 것으로 예상되는, 심지어 웨브와 액체의 접촉 (예컨대, 침지(soaking))에 의해서도 제거가능하지 않은 형태로 웨브 내에 포획될 수 있는 것으로 보인다. 따라서, 소구체 (또는, 더 일반적인 의미로, 셀룰로오스계 섬유들(110) 사이의 자가 접합(111)을 제공하는 재료)가 셀룰로오스계 재료로 구성된다는 본 명세서의 논의는, 자가-접합 재료 내의 적어도 약간의 양의 이온성 액체의 존재를 배제하지 않는다. 마찬가지로, 일부 상황에서 "고형화된" 자가-접합하는 셀룰로오스계 재료의 적어도 일부 부분은, 예컨대 완전히 "고체" (예컨대 결정질)라기보다는 이온성 액체에 의해 부분적으로 팽윤될 수 있다.
부직 웨브(100)는 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유(110)를 포함한다. 그러한 섬유는, 상기에 언급된 바와 같이, 예컨대 본래의 셀룰로오스, 천연 셀룰로오스 유도체, 재생 셀룰로오스 (예컨대 레이온, 비스코스, 리오셀(lyocell) 등), 또는 부분적으로 유도체화된 셀룰로오스일 수 있다. 구체적인 실시 형태에서, 그러한 셀룰로오스계 섬유는 목화, 양모, 황마, 아가베(agave), 사이잘(sisal), 코코넛, 대두, 삼(hemp), 아마, 양마(kenaf), 대나무, 마닐라삼(abaca), 헤네켄(henequen), 선(sunn), 모시(ramie), 사이잘, 키틴, 키토산으로부터 유래된 섬유, 및 그러한 섬유의 임의의 조합 또는 블렌드로부터 선택될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 그러한 셀룰로오스계 섬유는 셀룰로오스, 키틴 및/또는 키토산의 블렌드, 예를 들어, 상표명 크래비온(CRABYON)으로 입수가능한 재료일 수 있다. 언급된 바와 같이, 셀룰로오스계 섬유(110)는 유도체화된, 예컨대 부분적으로 가수분해된, (예컨대, 아세틸, 프로피오네이트, 및/또는 부티레이트 기를 형성하도록) 에스테르화된, 니트로화된 셀룰로오스 등을 포함할 수 있다. 그러한 유도체화는 화학적, 효소적 등일 수 있다.
제1 셀룰로오스계 섬유(110)는 임의의 적합한 직경을 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 섬유(110)는 약 1, 2, 4, 또는 8 μm 이상의 직경을 포함할 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 섬유(110)는 약 200, 100, 60, 40, 또는 20 μm 이하의 직경을 포함할 수 있다. 섬유 직경의 임의의 원하는 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 작은 평균 직경을 포함하는 셀룰로오스계 섬유의 제1 집단이 사용될 수 있고 상대적으로 큰 평균 직경을 포함하는 셀룰로오스계 섬유의 제2 집단이 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 웨브(100)의 섬유 재료는, 웨브 내의 임의의 비-섬유 재료 (예컨대 이온성 액체, 미립자 첨가제 등)의 존재를 무시하고, 웨브의 섬유 재료의 총 중량을 기준으로, 본질적으로 100 중량%의 셀룰로오스계 섬유로 구성될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 적어도 일부의 제2 비-셀룰로오스계 섬유(120)들이 존재할 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 웨브(100)는 본 명세서에 기재된 자가-접합이 만족스럽게 수행될 수 있기에 충분히 높은 중량 분율의 셀룰로오스계 섬유를 포함하여야 한다 (물론, 필요로 되는 자가-접합의 정도는 응용에 따라 광범위하게 변할 수 있음이 이해될 것이다). 다양한 실시 형태에서, 셀룰로오스계 섬유는 (비-섬유 성분을 제외하고) 웨브(100)의 섬유 재료의 약 20, 40, 60, 또는 80 중량% 이상을 구성할 수 있다. 특정 실시 형태에서 웨브(100) (예컨대, 자가-접합 부위(111), 특히 소구체(112))에는 임의의 비-셀룰로오스계 비-섬유질 중합체 재료 (예컨대, 결합제 (예컨대 라텍스 또는 에멀전 형태), 첨가제 등)가 실질적으로 부재한다. 구체적인 실시 형태에서, 자가-접합 부위(111)에는, 이온성 액체와 접촉되는 섬유의 덩어리의 셀룰로오스계 섬유로부터 유래되지 않은 임의의 접합 재료가 실질적으로 부재한다. 다른 실시 형태에서, 적어도 하나의 비-셀룰로오스계 비-섬유질 결합제가 웨브(100)에 존재할 수 있다.
제2 비-셀룰로오스계 섬유(120)는, 존재하는 경우, 임의의 적합한 조성의 것일 수 있고, 임의의 적합한 물리적 (예컨대, 기하학적) 형태를 취할 수 있고, 임의의 원하는 공정에 의해 제조된 것일 수 있다. 따라서, 제2 섬유(120)는, 예컨대 단성분 섬유, 다성분 섬유, 권축 섬유, 멜트블로운(meltblown) 섬유, 멜트스펀(meltspun) 섬유, 및 임의의 그러한 섬유의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 그러한 섬유는 본질적으로 연속적일 수 있거나 (예컨대, 멜트스펀 섬유), 또는 미리 결정된 길이로 절단될 수 있다 (예컨대, 스테이플 섬유). 제2 섬유(120)를 위해 적합할 수 있는 일반적 중합체 유형의 비제한적인 목록에는, 예컨대 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르 등이 포함된다. 그러한 조성물은 대체로 또는 실질적으로 비극성일 수 있거나 (예컨대, 폴리올레핀 등), 또는 대체로 또는 실질적으로 극성일 수 있거나 (예컨대 폴리에틸렌 옥사이드 등), 또는 그러한 극단들 사이의 어딘가에 있을 수 있다. 임의의 또는 모든 그러한 제2 섬유는, 특정 응용을 위해 요구되는 경우, (예컨대 화학적 그래프팅, 표면 코팅 침착 등에 의해) 표면-처리될 수 있다. 제2 섬유(120)로서 사용하기에 잠재적으로 적합한 재료의 비제한적인 목록에는 폴리(프로필렌), 폴리(에틸렌), 폴리(부탄), 폴리(에틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(부틸렌) 테레프탈레이트, 폴리(에틸렌) 나프탈레이트, 폴리(아미드), 폴리(우레탄), 폴리(락트산), 폴리(비닐)알코올, 폴리(페닐렌) 설파이드, 폴리(설폰), 액정 중합체, 폴리(에틸렌)-코-폴리(비닐)아세테이트, 폴리(아크릴로니트릴), 환형 폴리(올레핀), 폴리(옥시메틸렌), 폴리(올레핀계) 열가소성 탄성중합체, 임의의 전술한 열가소성 (공)중합체를 함유하는 재활용 섬유, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는 중합체 및/또는 공중합체가 포함된다. 원하는 경우, 제2 섬유(120)는 폴리(락트산), 폴리(글리콜산), 폴리(락트-코-글리콜산) 블렌드, 및/또는 이들의 조합으로부터 유도되는, 상당한 양의 지방족 폴리에스테르 (공)중합체를 포함하는 섬유와 같은 생분해성 섬유를 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 임의의 또는 모든 제2 섬유(120)는, (예컨대, 본 명세서에서 하기에 추가로 상세하게 논의되는 바와 같은, 사전의 예비-접합 단계에서) 적어도 일부의 제2 섬유(120)가 다른 제2 섬유(120)에 용융-접합될 수 있는 충분히 낮은 융점을 갖는 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다. 특정 실시 형태에서, 그러한 예비-접합 단계를 용이하게 하기 위해, 적어도 일부의 제2 섬유(120)의 적어도 하나의 성분은 셀룰로오스계 섬유(110)의 분해 온도보다 낮은 융점을 나타낼 수 있다. 일부 실시 형태에서 (활성화의 유일한 중대한 효과가 셀룰로오스계-셀룰로오스계 자가-접합을 형성하는 것이도록) 적어도 일부의 제2 섬유(120)의 그러한 융점은 셀룰로오스계 자가-접합을 형성하는 데 사용되는 활성화 온도보다 높도록 선택될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 활성화 공정이, 셀룰로오스계-셀룰로오스계 자가-접합의 형성을 야기하는 것에 더하여 제2 섬유(120) 의 적어도 일부의 섬유-섬유 용융-접합을 야기할 수 있도록, 적어도 일부의 제2 섬유(120)의 그러한 융점은 활성화 온도와 동일 범위 내 (또는 그 미만)이도록 선택될 수 있다.
자가-접합을 위해 셀룰로오스계 섬유(110)를 활성화하는 데 사용되는 이온성 액체의 적어도 일부 부분은 완성된 자가-접합형 웨브 내에 남아 있을 수 있다. (용어 "일정한" 이온성 액체 및 "그" 이온성 액체는 단일 이온성 액체뿐만 아니라, 임의의 수의 이온성 액체의 임의의 원하는 혼합물을 포함한다.) 일부 실시 형태에서, 이온성 액체는 (섬유, 이온성 액체, 임의의 미립자 첨가제 등을 포함하는) 웨브(100)의 총 재료의 약 1 중량% 이상을 제공할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 이온성 액체는 웨브(100)의 총 재료의 약 2, 5, 10, 15, 20, 또는 30 중량% 이상을 제공할 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 이온성 액체는 웨브(100)의 총 재료의 약 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 또는 2 중량% 이하를 제공할 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 적어도 일부 실시 형태에서 이온성 액체의 적어도 일부는, 적어도 부분적으로는, 웨브(100)의 적어도 일부분에 걸쳐 분포된 소구체(112)에 존재하는 방식으로 웨브(100) 내에 남아 있을 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같은 셀룰로오스계 섬유를 활성화시킬 수 있는 임의의 이온성 액체가 사용될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 적합한 이온성 액체는 이미다졸륨 이온성 액체, 피리디늄 이온성 액체, 암모늄 이온성 액체, 및 이들의 혼합물 및 조합으로부터 선택될 수 있다. 임의의 그러한 이온성 액체는 임의의 적합한 (음이온성) 반대 이온을 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 이온성 액체는 할로겐 음이온, 불소 함유 음이온, 알킬 설페이트 음이온, 알킬 포스페이트 음이온, 아세테이트 음이온, 다이시안아미드 (N(CN)2) 음이온, 또는 티오시아네이트 (SCN) 음이온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온성 반대 이온을 포함할 수 있다.
적합한 이미다졸륨 이온성 액체의 비제한적인 목록에는, 예컨대, 임의의 적합한 (음이온성) 반대 이온을 갖는, 1-메틸-3-메틸이미다졸륨, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨, 1-프로필-3-메틸이미다졸륨, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨, 1-펜틸-3-메틸이미다졸륨, 1-헥실-3-메틸이미다졸륨 (때때로 명칭 [C1MIM] 내지 [C6MIM]으로 지칭됨)이 포함된다. MIM계 이온성 액체를 위해 적합한 반대 이온에는, 예컨대 클로라이드, 브로마이드, 메탄설포네이트, 메틸설페이트, 에틸설페이트, 하이드로겐설페이트, 티오시아네이트, 아세테이트, 포르메이트, 다이하이드로겐 포스페이트, 다이메틸 포스페이트, 다이에틸 포스페이트, 및 벤조에이트가 포함될 수 있다. 적합한 피리디늄 이온성 액체에는, 예컨대 클로라이드, 브로마이드, 티오시아네이트, 및 아세테이트로부터 선택되는 반대 이온을 갖는, 예컨대 1-부틸-3-메틸피리디늄이 포함될 수 있다. 적합한 암모늄 이온성 액체에는, 예컨대 포르메이트 반대 이온을 갖는, 예컨대 테트라부틸암모늄이 포함될 수 있다. 잠재적으로 적합한 이온성 액체는, 이러한 목적을 위해 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 스와틀로스키(Swatloski)의 미국 특허 제6824599호에 추가로 상세하게 기재되어 있다. 특정 실시 형태에서, 이온성 액체는 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드, 1-알릴-3-메틸이미다졸륨 클로라이드, 및 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 아세테이트, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 논의된 바와 같이, 적어도 일부 실시 형태에서 이온성 액체와 섬유의 덩어리의 접촉은 섬유의 덩어리의 물리적 특성 (예컨대 인장 강도)을 유리하게 향상시키는 자가-접합을 촉진할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 자가-접합형 웨브(100) 내의 (예컨대, 자가-접합형 웨브로부터 대체로 또는 실질적으로 제거가능하지 않은 형태의) 이온성 액체의 존재는 향상된 하나 이상의 비-기계적 특징을 부직 웨브(100)에 유리하게 제공할 수 있다. (예컨대 사용된 특정 이온성 액체에 따라) 그러한 특징에는, 예컨대 향상된 난연 특성, 향상된 정전기 방지 특성, 향상된 항미생물 특성 (예컨대, 항균 및/또는 항진균 특성), 향상된 윤활 또는 마찰-감소 특성, 또는 이들 특성 중 하나 이상의 조합이 포함될 수 있다.
일부 실시 형태에서, (희석제를 갖거나 갖지 않는) 이온성 액체는 임의의 목적을 위해 제공되는 임의의 적합한 첨가제(들)를 함유할 수 있다. 그러한 첨가제는, 예컨대 안정제, 계면활성제, 습윤 보조제(wetting aid), 소포제, 분산제, 가공조제, 레벨링제, 광물 충전제 등으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 적어도 하나의 그러한 첨가제는 완성된 자가-접합형 웨브 내에 남아 있을 수 있으며 완성된 웨브에 하나 이상의 원하는 기능적 특성을 부여할 수 있다. 그러한 기능성 첨가제는, 예컨대 염료, 안료, 불투명화제, 항미생물제, 산화방지제, UV-안정제, 열변색제(thermochromic agent), 세제 등으로부터 선택될 수 있다. 임의의 그러한 첨가제의 임의의 원하는 조합이 사용될 수 있다. 그러나, 일부 실시 형태에서 이온성 액체 (또는 이온성 액체/희석제 혼합물)에는 임의의 첨가제가 실질적으로 부재한다.
일부 실시 형태에서, 부직 웨브(100)는 도 2에 나타나 있는 바와 같은 복수의 미립자(130)를 선택적으로 포함할 수 있다. 선택적인 미립자(130)는, 예를 들어, 연마제 미립자, 세제 미립자, 항균제 미립자, 흡착제 미립자, 흡수제 미립자, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법은, 본 명세서에 개시된 바와 같은 하나 이상의 유리한 특성을 부여하기를 원하는, 수집된 부직 섬유의 임의의 덩어리에 적용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이온성 액체는 수집된 섬유의 결합되지 않은 덩어리 (예컨대, 섬유들이 임의의 상당한 정도로 서로 예비-접합되어 있지 않은 섬유 매트)와 접촉될 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 이온성 액체 충돌(impingement) 장치를 섬유-수집 장치와 인-라인(in-line)으로 위치시키는 것이 편리할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 이온성 액체는 예비-접합 웨브와 접촉될 수 있는데, 용어 '예비-접합 웨브'는, 결합되지 않은 매트로부터의 섬유의 덩어리를, 롤-투-롤 가공 장비에서 취급하기에 적어도 충분한 기계적 일체성을 갖는 웨브로 변환시키도록 (예컨대 제2 비-셀룰로오스계 섬유(120)들 서로의) 적어도 약한 접합을 거친 수집된 섬유의 덩어리를 나타낸다. 그러한 실시 형태에서, 이온성 액체 충돌 장치를 섬유-수집 장치 또는 섬유-예비-접합 장치와 인-라인으로 제공할 필요는 없을 수 있지만, 원한다면 그렇게 할 수 있다.
부직 섬유 매트는 임의의 적합한 섬유-수집 공정에 의해 얻어질 수 있다. 잠재적으로 적합한 공정에는 예컨대 에어-레잉(air-laying), 웨트-레잉(wet-laying), 카딩(carding), 가넷팅(garnetting), 용융-방사, 멜트-블로잉(melt-blowing), 전기-방사, 용매-방사 등이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 부직 웨브는 섬유, 예컨대 (예컨대 미국 뉴욕주 마케돈 소재의 란도 머신 코포레이션(Rando Machine Corporation)으로부터 구매가능한, 소위 란도 웨버(Rando Webber) 장치를 사용하여 수행되는 것과 같은) 스테이플 섬유의 에어-레잉에 의해 제조될 수 있다 일부 실시 형태에서, 예컨대 이러한 목적을 위해 본 명세서에 참고로 포함된, 랄로치(Lalouch)의 미국 특허 출원 공개 제2011/0247839호에 기재된 바와 같은, 그래비티-레잉(gravity-laying)으로 지칭되는, 에어-레잉의 유형이 사용될 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 일부 실시 형태에서 수집된 섬유의 덩어리를 가공하여 적어도 일부의 제2 비-셀룰로오스계 섬유(120)들을 서로 (예컨대, 약하게) 접합하여 섬유 매트를 예비-접합 웨브로 변환할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 그러한 접합은 (예컨대 제2 섬유(120)의) 섬유-섬유 용융 접합에 의해 및/또는 결합제의 사용에 의해, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 수행될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 수집된 섬유의 덩어리는, 이러한 섬유가, 적절한 온도에 노출 시에, 제2 섬유(120)의 적어도 일부 사이의 용융-접합을 제공할 수 있도록 하는 범위의 융점을 갖는 적어도 하나의 성분을 함유하는 적어도 일부의 제2 섬유(120) (예컨대, 2성분 섬유, 및/또는 "멜티(melty)" 섬유라는 명칭으로 종종 지칭되는 섬유)들을 포함할 수 있다. (물론, 제1 셀룰로오스계 섬유(110)들에 대한 이들 섬유의 일부 접합이 또한 일어날 수 있다.) 일부 실시 형태에서, 다른 접합 방법이 상기 방법 대신에, 또는 그에 부가되는 방법으로서 수행될 수 있다. 그러한 다른 접합 방법은, 예컨대 니들-택킹(needle-tacking), 스티치-본딩(stitch-bonding), 하이드로인탱글링(hydroentangling), 크로스-랩핑(cross-lapping) 등을 포함할 수 있다. 임의의 그러한 예비-접합 방법 또는 방법들의 사용에 의해, 이온성 액체-접촉 공정에 투입되어 원하는 자가-접합을 달성할 수 있는 예비-접합 웨브가 제공될 수 있다. 그러나, 이는 반드시 필요한 것은 아니며, 원하는 경우 자가-접합은 결합되지 않은 섬유의 덩어리 상에서 수행될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 자가-접합형 웨브(100)에는 임의의 첨가된 비-섬유질 결합제가 실질적으로 부재할 수 있으며 (즉, 액체, 라텍스, 분말 등의 형태로 첨가된 임의의 결합제가 부재할 수 있으며), 이러한 요건은 예컨대 웨브(100) 내의 2성분 섬유의 존재를 배제하지 않음에 유의한다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, (희석제를 갖거나 갖지 않는) 이온성 액체는 섬유의 덩어리와 접촉된다. 용어 '접촉'은, 이동하는 이온성 액체가 섬유의 덩어리와 접촉되는 (예컨대, 섬유의 덩어리의 표면 상에 충돌되는) 임의의 상황, 섬유의 이동하는 덩어리가 이온성 액체와 접촉되는 (예컨대, 이온성 액체 중에 잠기는) 임의의 상황, 및 이들의 임의의 조합을 광범위하게 포함한다. 일부 실시 형태에서, 임의의 적합한 방법, 예컨대 분무, 나이프 코팅, 롤 코팅, 슬롯 코팅, 그라비어 코팅, 스크린 인쇄 등에 의해 이온성 액체를 수집된 섬유의 덩어리 (예컨대, 결합되지 않은 섬유 매트 또는 예비-접합 웨브)의 주 표면 상에 충돌시키는 것이 편리할 수 있다. 충돌은, 이온성 액체가 섬유의 덩어리의 두께의 전반에, 예컨대 본질적으로 완전히 침투하도록 수행될 수 있거나; 또는, 이온성 액체가 섬유의 덩어리의 한쪽 주 표면에 근접하여 우선적으로 위치되도록 수행될 수 있다.
따라서, 일부 실시 형태에서, 자가-접합 (예컨대, 소구체(112))은, 예컨대 적어도 대체로 균일한 분포로, 웨브(100) 전반에 (예컨대, 제1 주 표면(102)으로부터 제2 주 표면(104)까지 내부(106) 전반에) 제공될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 자가-접합은, 예컨대 오직 웨브(100)의 한쪽 주 표면에 근접한 웨브(100)의 일부분에만 우선적으로 제공될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 이온성 액체는 희석제 (용매)와의 혼합물 (예컨대, 용액)로서 제공될 수 있다. 물은 편리한 희석제일 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 이온성 액체는 (본 명세서에서 논의된 바와 같은 다른 공정 파라미터와 함께) 원하는 활성화를 달성하기에 충분히 높은 농도로 제공될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 이온성 액체는 (혼합물이 섬유와 접촉되는 시점에) 약 5, 10, 20, 30, 또는 40 중량% 이상으로 이온성 액체-희석제 혼합물에 존재할 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 이온성 액체는 약 80, 70, 60, 또는 50 중량% 이하로 이온성 액체-희석제 혼합물에 존재할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 원하는 대로, (예컨대 승온에 대한 노출에 의해) 그러한 희석제의 임의의 원하는 부분이 자가-접합형 웨브로부터 제거될 수 있다.
적어도 부분적으로 함침된 이온성 액체를 함유하는 섬유의 덩어리를 (예컨대, 이동 벨트 상에서) 오븐 내로 운반하여, 섬유 및/또는 이온성 액체를 제1 승온에 노출시켜 본 명세서에 기재된 바와 같이 셀룰로오스계 섬유를 활성화시킬 수 있다. 용어 "오븐"은 사용될 수 있는 임의의 적합한 가열 장치 (예컨대, 통기 접합기(through-air bonder), 이러한 용어는 부직물 분야의 숙련자에게 친숙함)를 포함하도록 광범위하게 사용된다. 그러한 가열에 도움을 주기 위해 (또는 오븐을 사용하는 것의 대안으로서), 예컨대 적외선 가열, 마이크로파 가열, 섬유의 덩어리를 가열된 롤들 사이로 또는 그 위로 통과시키는 것 등과 같은 임의의 다른 수단이 사용될 수 있다. 노출 온도 및 라인 속도가 조합하여, 충분한 시간 동안, 제1 승온에 이온성 액체 및/또는 셀룰로오스계 섬유가 노출되게 하여 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로오스계 섬유의 적어도 일부를 활성화시키는 한, 임의의 적합한 노출 온도 및 라인 속도가 사용될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 그러한 제1 온도는 약 100, 120, 또는 140℃ 이상일 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 이러한 제1 온도는 약 180, 160, 또는 150℃ 이하일 수 있다. 원한다면, 활성화 공정을 향상시키기 위해 (예컨대, 섬유의 덩어리 및 그와 접촉되는 이온성 액체가 집합적으로 승온에 노출되기 전에) 이온성 액체 및/또는 섬유의 덩어리를 예열할 수 있다.
제1 승온에 대한 적합한 노출 후에, 활성화된 섬유의 덩어리를, 제1 온도보다 낮으며, 적어도 부분적으로 용해된 셀룰로오스계 재료의 적어도 일부가 고형화되게 하여 제1 셀룰로오스계 섬유(110)들의 서로의 교차점에서 셀룰로오스계 자가-접합(111)을 형성하기에 충분히 낮은 제2 온도에 노출시킬 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 이러한 제2 온도는 약 100, 80, 60, 40, 또는 30℃ 미만일 수 있다. 제2 온도는 대체로 실온 범위 (예컨대, 약 20 내지 30℃)인 것이 편리할 수 있다. 그러한 제2 온도는, 예를 들어, 단순히 웨브를 오븐으로부터 꺼냄으로써 달성될 수 있거나, 또는 냉각 공정은, 예컨대 이동하는 공기를 웨브 상에 활발하게 충돌시킴으로써 촉진될 수 있다. 원한다면, 제2 온도가, 예컨대 약 20, 15, 또는 10℃ 미만일 수 있도록 냉장(refrigeration)을 사용할 수 있다.
이온성 액체의 비점보다 상당히 더 낮은 비점을 갖는 희석제 (예를 들어 물)가 사용되는 경우, 및 특히 이온성 액체-희석제 혼합물이 노출되는 제1 온도가 희석제의 비점에 가깝거나 그보다 다소 더 높은 경우, 제1 승온에 노출 동안 큰 분율 (예컨대, 80, 90, 95, 98 중량% 이상)의 희석제가 제거될 수 있는 것으로 이해될 것이다. (사실상, 그러한 희석제의 우선적인 증발은 이온성 액체/희석제 혼합물 내의 이온성 액체의 일시적으로 더 높은 농도를 야기할 수 있으며 따라서 이온성 액체에 의한 셀룰로오스계 섬유의 활성화에 도움을 줄 수 있다는 것을 이해할 수 있다.) 그와 같이, 다수의 실시 형태에서 잔류 희석제를 추가로 제거하기 위해 건조 공정에 (제1 온도로부터 제2 온도로 냉각 후의) 부직 웨브를 노출시킬 필요가 없을 수 있다. 그러나, 원한다면 그러한 부차적인 건조 공정이 수행될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, (제1 승온으로부터의) 셀룰로오스계 섬유 및 이온성 액체의 냉각이 자가-접합 공정을 완료하는 데 필수적인 전부이다. 즉, 개시된 공정은, 자가-접합을 형성하기 위해 섬유의 이온성 액체-함침된 덩어리와 접촉하게 되는 재생 액체 (예컨대 임의의 적어도 부분적으로 용해된 셀룰로오스계 재료가 예컨대 용액으로부터 침전하게 하는, 셀룰로오스계 재료에 대해 충분히 강한 비-용매인 액체)의 사용을 필요로 하지 않고 포함하지 않는다. 더욱이, 적어도 일부 실시 형태에서 개시된 공정은, 이온성 액체의 상당한 부분 (예컨대, 실질적으로 전부)을 섬유의 덩어리로부터 우선적으로 제거하는 세척 단계를 포함하지 않는다. (그러나, 개시된 공정은 이온성 액체 및 임의의 희석제 둘 모두를 섬유의 덩어리로부터 비-우선적으로 제거할 수 있는 임의의 공정, 예컨대 기계적 스퀴징 공정의 사용을 허용한다.) 일부 실시 형태에서, 완성된 자가-접합형 웨브는 임의의 원하는 유형의 적어도 하나의 부차적인 (후처리) 공정을 거칠 수 있다. 그러한 공정은, 예컨대, 완성된 웨브의 표면 상에 인쇄하는 단계, 웨브를 헹구는 단계, 웨브를 예컨대 세제 조성물로 함침시키는 단계 등을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 후처리는 본 명세서의 개시 내용과 일치하는 방식으로 웨브의 특질을 변화시키지는 않을 것이다.
본 명세서에 기록된 유리한 효과를 조합하여 달성하도록 다양한 공정 파라미터 및 섬유 조성이 선택 및 제어될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 효과가 달성됨을 보장하도록 희석제 혼합물 내의 이온성 액체의 농도, 섬유 매트의 면적당 사용되는 이온성 액체-희석제 혼합물의 양, 섬유 및 액체가 노출되는 온도, 승온에 대한 노출 시간, 및 웨브 내의 셀룰로오스계 섬유의 양이 모두 조합하여 선택될 수 있다. 언급된 바와 같이, 이온성 액체를 섬유의 덩어리와 접촉시키는 것, 및 그 결과로 이온성 액체가 섬유의 덩어리의 내부로 침투하는 것이 원하는 대로 제어될 수 있다. 구체적인 실시 형태에서, 이온성 액체는 예컨대 오직 한쪽 주 표면으로부터 섬유의 덩어리 내로 함침될 수 있으며, 따라서 오직 웨브의 특정 층에서만 특성 (기계적 특성이든 다른 특성이든)의 선별적인 향상을 가져올 수 있다. 그러한 접근법은 물품의 상이한 주 표면에서 차별적인 성능을 갖는 부직 물품을 유리하게 제공할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 자가-접합 공정은 섬유의 덩어리의, 예컨대 예비-접합 웨브의 인장 강도 (예컨대 다운웨브(downweb) 인장 강도)를 약 10, 20, 40, 또는 80% 이상만큼 증가시킬 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 자가-접합 공정은 인장 강도를 약 2, 3, 4, 또는 5배 이상만큼 증가시킬 수 있다. 구체적인 예시적인 효과가 본 명세서에서 실시예에 기록되어 있다. 구체적인 실시 형태에서, 자가-접합 공정은 결합되지 않은 섬유의 덩어리 (예컨대 섬유 매트)를, 예컨대 통상적인 롤-투-롤 가공에서 취급하기에 충분한 기계적 일체성을 갖는 결합된 부직 웨브로 변환시킬 수 있다. 그러한 기계적 향상이 발생하는 정도와 관계없이, 일부 실시 형태에서, 자가-접합 공정 (구체적으로, 자가-접합 공정의 결과로서의 웨브 내의 이온성 액체의 존재)은, 본 명세서에서 앞서 논의된 바와 같이, 다른 비-기계적 향상, 예컨대 난연 특성, 정전기 방지 특성 등의 증가를 제공할 수 있다.
예컨대 상기에 기재된 바와 같이 생성된 자가-접합형 웨브(100)는 원하는 대로 임의의 후속 가공을 거칠 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 웨브는 연속 롤 상품으로 권취될 수 있거나, 적층, 보관 등이 가능한 별개의 물품을 형성하도록 절단될 수 있다. 다양한 후가공 작업 (예컨대, 변환, 패키징 등)이 원하는 대로 수행될 수 있다. 자가-접합형 웨브(100)는 임의의 원하는 응용에 사용될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 웨브(100)는 세정, 정련(scouring), 액체의 흡수, 액체의 분포 (예컨대, 위킹(wicking)), 표면의 마모 등을 수반하는 응용에 사용될 수 있다. 다른 응용이 또한 가능하다.
예시적인 실시 형태의 목록
실시 형태 1은, 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유들, 및 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 이온성 액체를 포함하는 자가-접합형 부직 웨브이며, 상기 웨브의 적어도 일부 셀룰로오스계 섬유들은 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 서로의 교차점에서 서로 자가-접합된다. 실시 형태 2는 실시 형태 1의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유는 셀룰로오스 섬유, 재생 셀룰로오스 섬유, 및 부분적으로 유도체화된 셀룰로오스 섬유, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유를 포함한다. 실시 형태 3은 실시 형태 1 및 실시 형태 2 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유는 목화, 양모, 황마, 아가베, 사이잘, 코코넛, 대두, 삼, 아마, 양마, 대나무, 마닐라삼, 헤네켄, 선, 모시, 사이잘, 키틴, 키토산으로부터 유래된 섬유, 및 그러한 섬유의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 천연 섬유를 포함한다.
실시 형태 4는 실시 형태 1 내지 실시 형태 3 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 부직 웨브는 약 2 중량% 내지 약 40 중량%의 이온성 액체를 포함한다. 실시 형태 5는 실시 형태 1 내지 실시 형태 4 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 부직 웨브는 약 4 중량% 내지 약 30 중량%의 이온성 액체를 포함한다. 실시 형태 6은 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들 사이의 자가-접합의 적어도 일부는 상기 부직 웨브의 적어도 일부분에 걸쳐 분포된 셀룰로오스계 접합 재료의 소구체에 의해 제공되며, 상기 소구체의 적어도 일부는 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 교차점에서 제1 셀룰로오스계 섬유들의 인접 부분들 사이의 간극을 메운다.
실시 형태 7은 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 이온성 액체는 이미다졸륨 이온성 액체이다. 실시 형태 8은 실시 형태 7의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 이온성 액체는 클로라이드, 메탄설포네이트, 아세테이트, 메틸설페이트, 에틸설페이트, 및 티오시아네이트, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 반대 이온을 포함한다. 실시 형태 9는 실시 형태 7의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 이온성 액체는 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드, 1-알릴-3-메틸이미다졸륨 클로라이드, 및 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 아세테이트, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시 형태 10은 실시 형태 1 내지 실시 형태 9 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 이온성 액체는 적어도 하나의 향상된 특징을 상기 부직 웨브에 제공하며, 상기 향상된 특징은 난연 특징, 정전기 방지 특징, 항균 특징, 항미생물 특징, 항진균 특징, 마찰-감소 특징, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
실시 형태 11은 실시 형태 1 내지 실시 형태 10 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 웨브는 적어도 제2 비-셀룰로오스계 섬유들을 추가로 포함하고, 상기 웨브는 상기 웨브의 섬유 재료의 총 중량을 기준으로 약 40 중량% 이상의 제1 셀룰로오스계 섬유를 포함한다. 실시 형태 12는 실시 형태 11의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 적어도 제2 비-셀룰로오스계 섬유들은 상기 제2 비-셀룰로오스계 섬유들의 서로의 접촉점에서 서로 용융-접합되는 적어도 일부의 섬유들을 포함한다. 실시 형태 13은 실시 형태 11 및 실시 형태 12 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 적어도 제2 비-셀룰로오스계 섬유는 단성분 섬유, 다성분 섬유, 스테이플 섬유, 권축 섬유, 멜트블로운 섬유, 및 멜트스펀 섬유, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유를 포함한다.
실시 형태 14는 실시 형태 1 내지 실시 형태 13 중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 부직 웨브는 미립자의 집단을 포함하고, 추가로 상기 미립자는 연마제 미립자, 세제 미립자, 항균제 미립자, 흡착제 미립자, 흡수제 미립자, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시 형태 15는 실시 형태 1 내지 실시 형태 14중 어느 것의 부직 웨브이며, 여기서, 상기 이온성 액체의 약 20 중량% 이상은, 정지된(quiescent) 21℃ 물과 상기 웨브가 2시간 동안 접촉된 후에 상기 부직 웨브 내에 남아 있는 포획된 이온성 액체의 형태이다.
실시 형태 16은 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유들을 포함하는 자가-접합형 부직 웨브를 제조하는 방법이며, 상기 방법은 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부를 이온성 액체와 접촉시키는 단계; 상기 이온성 액체 및 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들을 제1 온도에 노출시키는 단계로서, 상기 제1 온도는 상기 섬유들의 적어도 일부의 셀룰로오스계 재료의 적어도 일부가 상기 이온성 액체에 의해 적어도 부분적으로 용해되게 하기에 충분히 높은, 단계; 상기 이온성 액체 및 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들을 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에 노출시키는 단계로서, 상기 제2 온도는, 상기 적어도 부분적으로 용해된 셀룰로오스계 재료의 적어도 일부가 고형화되게 하여 제1 셀룰로오스계 섬유들의 서로의 교차점에서 상기 셀룰로오스계 섬유들의 자가-접합을 형성하기에 충분히 낮은, 단계를 포함한다. 실시 형태 17은 실시 형태 16의 방법이며, 여기서, 상기 방법은 상기 이온성 액체 및/또는 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들을 재생 액체와 접촉시키는 단계를 포함하지 않는다. 실시 형태 18은 실시 형태 16 및 실시 형태 17 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 방법은 상기 자가-접합형 웨브로부터 이온성 액체를 선별적으로 제거하는 세척 단계를 포함하지 않고, 상기 자가-접합형 웨브는 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 이온성 액체를 포함한다.
실시 형태 19는 실시 형태 16 내지 실시 형태 18 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 이온성 액체는 희석제와의 혼합물로서 제공되고, 상기 이온성 액체는 약 10 중량% 내지 약 70 중량%로 상기 희석제에 존재한다. 실시 형태 20은 실시 형태 19의 방법이며, 여기서, 상기 이온성 액체는 약 20 중량% 내지 약 50 중량%로 상기 희석제에 존재한다. 실시 형태 21은 실시 형태 19 및 실시 형태 20 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 희석제는 물이다. 실시 형태 22는 실시 형태 16 내지 실시 형태 21 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 제1 온도는 약 100℃ 이상이다.
실시 형태 23은 실시 형태 16 내지 실시 형태 21 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 제1 온도는 약 120℃ 이상이다.
실시 형태 24는 실시 형태 16 내지 실시 형태 23 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 제2 온도는 약 80℃ 미만이다.
실시 형태 25는 실시 형태 16 내지 실시 형태 23 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 제2 온도는 약 40℃ 미만이다.
실시 형태 26은 실시 형태 16 내지 실시 형태 25 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유들은 접합되지 않은 수집된 섬유들의 층인 매트로서 제공되고, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부를 이온성 액체와 접촉시키는 상기 단계는 상기 이온성 액체를 상기 매트의 적어도 제1 주 표면과 접촉시킴으로써 수행된다. 실시 형태 27은 실시 형태 16 내지 실시 형태 25 중 어느 것의 방법이며, 여기서, 상기 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유들은 적어도 제2 비-셀룰로오스계 섬유들을 추가로 포함하는 예비-접합 웨브의 형태로 제공되고, 상기 제2 비-셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부는 상기 제2 비-셀룰로오스계 섬유들의 서로의 접촉점에서 서로 용융-접합되고, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부를 이온성 액체와 접촉시키는 상기 단계는 상기 이온성 액체를 상기 예비-접합 웨브의 적어도 제1 주 표면과 접촉시킴으로써 수행된다. 실시 형태 28은 실시 형태 27의 방법이며, 여기서, 상기 웨브는 상기 웨브의 섬유 재료의 총 중량을 기준으로 약 40 중량% 이상의 셀룰로오스계 섬유를 포함한다.
실시 형태 29는 목표 표면을 처리하는 방법이며, 상기 방법은 실시 형태 1 내지 실시 형태 15 중 어느 것의 부직 웨브의 주 표면을 상기 목표 표면과 접촉시키는 단계 및 상기 부직 웨브 및/또는 상기 목표 표면을 서로에 대해 이동시키는 단계를 포함한다.
실시예
시험 방법
하기에 기재된 방법에 따라 샘플 웨브 및/또는 매트의 시험을 수행하였다. 일부 시험 절차에서, 하기에 언급된 바와 같은 비교를 위해 비교예를 평가하였다. 각각의 그러한 비교예는 이온성 액체에 노출되지 않은 상응하는 매트 또는 웨브로 이루어졌다.
평량
메틀러 톨레도(Mettler Toledo) XS4002S 전자 저울 또는 등가물을 사용하여 기지의 면적의 샘플을 칭량하여 매트 또는 웨브 샘플의 평량을 측정하였다.
인장 강도 및 퍼센트 연신율
최대 로드가 100N인 인스트론(Instron) 5965 기기를 사용하여 (전형적으로 웨브의 다운웨브 축 (기계 방향)을 따라 배향된, 공칭 크기 15 × 2.5 cm의 스트립으로 절단된) 매트 또는 웨브 샘플에 대해 인장 강도 및 퍼센트 (%) 연신율 측정을 수행하였다. 각각의 샘플에 대해, 적어도 3개의 샘플을 측정하였고 평균을 얻었다. 파단 시에 인장 강도 및 퍼센트 연신율을 기록하고 Kg/㎠ 단위로 보고한다.
표면 저항률
분해능이 100 펨토암페어이고 인가 전압이 500 볼트인 키슬리(Keithley) 모델 6517 A 전위계를 사용하여 전기적 표면 저항을 측정하였다. 전극 및 샘플의 대략 2.5 인치 위에서 압축성 전도성 고무 전극 및 1 lb 전극 가압력(electrode force)을 사용하는 키슬리 모델 8009 저항률 시험 고정구를 사용하였다. 표면 저항률에 대한 상응하는 검출 임계치는 대략 1017 옴이었다. 각각의 샘플을 1회 측정하였고, 60초의 대전 시간을 이용하였다. 고저항 샘플 PTFE, 저저항 샘플 (카프톤(kapton) 내의 벌크 로딩된 탄소), 및 중저항 샘플 (종이)을 기준 표준물로서 사용하였다. 결과는 옴 단위로 보고한다.
재료
달리 언급되지 않는다면, 실시예 및 본 명세서의 나머지 부분에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다. 사용된 용매 및 다른 시약은 달리 언급되지 않는다면 시그마-알드리치 케미칼 컴퍼니(Sigma-Aldrich Chemical Company) (미국 위스콘신주 밀워키 소재)로부터 입수할 수 있다. 또한, 표 1은 실시예에 사용된 다양한 재료에 대한 약어 및 공급처를 제공한다.
[표 1]
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자가-접합형 부직 웨브의 제조
매트/(웨브) 형성
80 중량% 비스코스 섬유와 20 중량% 멜티 섬유의 블렌드를 포함하는 에어레이드 매트를 제조하였다. 목표한 비의 비스코스 섬유와 멜티 섬유를 칭량하고 섬유 오프너(fiber opener)(라로슈(Laroche)로부터 입수가능)에 통과시켰다. 이어서, 80 그램/제곱미터 (gsm)의 범위의 공칭 면적 중량 (평량)을 목표로 하여, 통상적인 에어-레잉 장치 (미국 뉴욕주 마케돈 소재의 란도 머신 컴퍼니(Rando Machine Company)로부터 상표명 "란도 웨버"로 입수가능함)를 사용하여, 조합된 섬유를 가공하고 섬유 매트로 수집하였다. 이어서, 수집된 섬유 매트를 가열 장치 (통기 접합기)에 통과시켰는데, 이때, 수집된 섬유 매트의 두께를 통해 (대략 130℃로 설정된) 뜨거운 공기를 흡인하여 섬유들의 일부를 서로 약하게 용융-접합하였다. 결과는 웨브로서 취급하기에 충분히 독립형인, 약하게-접합된 예비-접합 웨브였고 이것을 하기에 기재된 바와 같은 추가의 공정을 거칠 때까지 보관하였다.
45 중량% 비스코스 섬유, 45 중량% 나일론 섬유 및 10 중량% 멜티 섬유의 블렌드를 포함하는 다른 에어레이드 매트를 제조하였다. 상기에 기재된 것과 대체로 유사한 방식으로 섬유를 에어-레잉하고 통기 접합하여, 75 gsm의 범위의 목표 공칭 면적 중량으로 예비-접합 웨브를 형성하였다.
크래비온 섬유 (본질적으로 100 중량%, 다른 섬유는 전혀 존재하지 않음)를 포함하는 카딩된 매트를 제조하였다. 크래비온 섬유를 섬유 오프너에 통과시키고, 이어서 35 gsm의 범위의 공칭 면적 중량을 목표로 하여, 통상적인 카딩 기기 (코스마텍스(Cosmatex)로부터 입수가능)를 사용하여 가공하였다. 섬유는 예비-접합 웨브를 형성하도록 접합되지 않았다.
이온성 액체와의 접촉
본 명세서에서 하기에 상세하게 열거된 바와 같이, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 아세테이트 이온성 액체를 10 내지 50 중량%로 수돗물에 첨가하였다. 이온성 액체가 물에 완전히 용해될 때까지 혼합물을 교반하였다.
롤 코팅 및 접합
카비텍(Cavitec)으로부터 입수가능한 통상적인 롤 코팅 장치를 사용하여 예비-접합 웨브 (비스코스/멜티 및 비스코스/나일론/멜티)를 이온성 액체/물 혼합물로 함침시켰다. 롤 코팅기는 상부 배킹 롤 및 하부 그라비어 코팅 롤을 가졌다. 액체 혼합물이 대체로 예비-접합 웨브의 전체 두께를 통해 침투하도록 하는 조건 하에서 웨브를 하부 표면 (그라비어 롤에 맞닿은 표면)으로부터 함침시켰다. 이어서, 예비-접합 웨브를 (하기 표에 약술된 바와 같은 다양한 온도로 설정된) 가열된 공기로 통기 접합하였다. 통기 접합을 위한 라인 속도는 전형적으로 1 미터/분이었고; 통기 접합기는 길이가 대략 4 미터였다. 그렇게 생성된 자가-접합형 웨브를 하기 표에서 작용예 시리즈 VM (비스코스/멜티) 및 시리즈 VNM (비스코스/나일론/멜티)로 나타낸다.
분무 코팅 및 접합
쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 페인트 프레퍼레이션 시스템(Paint Preparation System)으로 입수가능한 분무 코팅 장치를 사용하여, (카딩된 크래비온 섬유로 제조된) 섬유 매트를 이온성 액체/물 혼합물로 함침시켰다. 이어서, 상기에 기재된 것과 유사한 방식으로 섬유 매트를 (100℃로 설정된) 가열된 공기로 통기 접합하여 자가-접합형 웨브를 생성하였다. 그렇게 생성된 자가-접합형 웨브를 하기 논의에서 작용예 시리즈 C (크래비온)로 나타낸다.
자가-접합형 웨브의 평가
기계적 특성
상기에 기재된 절차에 따라 다양한 자가-접합형 웨브 (및 비교예)의 기계적 특성을 평가하였다. 결과가 표 2에 기록되어 있다.
[표 2]
Figure pct00002
표면 저항률
상기에 기재된 절차에 따라 다양한 샘플의 표면 저항률을 평가하였다. Vm-1로서 상기에 기재된 일반 유형의 샘플 (대략 10 × 10 cm)을 대략 100 mL의 물에 침지하고 15분 동안 60℃로 가열하였다. 이어서, 샘플을 물에서 꺼내고 (또는, 일부 경우에, 물을 따라내고), 잠시 여분의 물이 떨어지게 두고, 이어서 샘플을 실온에서 하룻밤 공기-건조되게 두었다. 2개의 그러한 이온성 액체-노출된, 물-침지된 샘플의 표면 저항률을 측정하였고, 이는 표 3에 (하단의 두 항목으로서) 보고되어 있다. 이온성 액체에 노출되지 않은 비교예 (CE-VM)의 표면 저항률; 및 후속하여 물-침지되지 않은 이온성 액체-노출된 샘플의 표면 저항률이 또한 표 3에 보고되어 있다. 이온성 액체-노출된, 물-침지된 샘플의 표면 저항률은 물에 침지되지 않은 이온성 액체-노출된 샘플의 표면 저항률보다 높았지만, 이온성 액체에 노출되지 않은 샘플 (CE-VM)에서 나타나는 수준으로 표면 전도율이 다시 증가하지는 않았음을 알 수 있으며, 이는 웨브 내의 이온성 액체의 적어도 일부가 물 침지에 의해서 쉽게 제거되지 않았음을 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00003
현미경 평가
(자가-접합형 크래비온 섬유로 구성된) 작용예 시리즈 C의 자가-접합형 웨브를 현미경으로 검사하였다. 도 3에는 그러한 샘플의 대표적인 부분의 광학 현미경 사진(320X)이 나타나 있다. (예컨대 본 명세서에 기재된 바와 같은 소구체 형태의) 다수의 자가-접합된 부위를 광학 현미경 사진에서 볼 수 있다. 참고를 위해, 도 4에는 섬유가 자가-접합되지 않은 크래비온 매트 (즉, 크래비온 섬유가 이온성 액체에 노출되지 않았음)의 광학 현미경 사진(320X)이 나타나 있다.
전술한 실시예는 단지 명확한 이해를 위해 제공되었고, 그로부터 불필요한 제한이 이해되어서는 안 된다. 실시예에 기재된 시험 및 시험 결과는 예측적이기보다는 예시적인 것으로 의도되고, 시험 절차의 변화가 상이한 결과를 산출할 것으로 예상될 수 있다. 실시예에서의 모든 정량적 값은 사용된 절차에 수반된 일반적으로 알려진 허용오차의 측면에서 근사치로 이해된다.
본 명세서에 개시된 특정 예시적인 요소, 구조, 특징, 상세 사항, 구성 등이 다수의 실시 형태에서 수정 및/또는 조합될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 모든 그러한 변형과 조합은 단지 예시적인 설명으로서의 역할을 하도록 선택된 그러한 대표적인 설계가 아니라 구상된 발명의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자에 의해 고려된다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기재된 특정 예시적인 구성에 제한되는 것이 아니라, 오히려 적어도 청구범위의 언어에 의해 기재된 구조, 및 그러한 구조의 등가물로 확장된다. 본 명세서에서 대안으로서 분명하게 언급된 임의의 요소는, 원하는 대로 임의의 조합으로, 청구범위에 명시적으로 포함될 수 있거나 청구범위로부터 배제될 수 있다. 본 명세서에 개방형 언어 (예컨대, '포함한다' 및 이의 변형)로 언급된 임의의 요소 또는 요소들의 조합은 폐쇄형 언어 (예컨대, '이루어진다' 및 이의 변형) 및 부분 폐쇄형 언어 (예컨대, '본질적으로 이루어진다' 및 이의 변형)로 추가로 언급되는 것으로 여겨진다. 다양한 이론 및 가능한 메커니즘이 본 명세서에서 논의되었을 수 있지만, 어떠한 경우에도 그러한 논의는 청구가능한 본 발명의 요지를 제한하지 않는다. 서면으로 된 본 명세서와 본 명세서에 참고로 포함되는 임의의 문헌의 개시 내용 간에 임의의 상충 또는 모순이 있는 경우에는, 서면으로 된 본 명세서가 우선할 것이다.

Claims (21)

  1. 자가-접합형 부직 웨브(self-bonded nonwoven web)로서,
    적어도 제1 셀룰로오스계 섬유들, 및
    약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 이온성 액체
    를 포함하고,
    상기 웨브의 적어도 일부 셀룰로오스계 섬유들은 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 서로의 교차점에서 서로 자가-접합되는, 자가-접합형 부직 웨브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들은 셀룰로오스 섬유, 재생 셀룰로오스 섬유, 및 부분적으로 유도체화된 셀룰로오스 섬유, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 섬유들을 포함하는, 자가-접합형 부직 웨브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들은 목화, 양모, 황마, 아가베(agave), 사이잘(sisal), 코코넛, 대두, 삼(hemp), 아마, 양마(kenaf), 대나무, 마닐라삼(abaca), 헤네켄(henequen), 선(sunn), 모시(ramie), 사이잘, 키틴, 키토산으로부터 유래된 섬유, 및 그러한 섬유의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 천연 섬유를 포함하는, 자가-접합형 부직 웨브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 부직 웨브는 약 2 중량% 내지 약 40 중량%의 이온성 액체를 포함하는, 자가-접합형 부직 웨브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들 사이의 자가-접합의 적어도 일부는 상기 부직 웨브의 적어도 일부분에 걸쳐 분포된 셀룰로오스계 접합 재료의 소구체(globule)들에 의해 제공되며, 상기 소구체들의 적어도 일부는 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 교차점에서 제1 셀룰로오스계 섬유들의 인접 부분들 사이의 간극을 메우는, 자가-접합형 부직 웨브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이온성 액체는 이미다졸륨 이온성 액체인, 자가-접합형 부직 웨브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 웨브는 적어도 제2 비-셀룰로오스계 섬유들을 추가로 포함하고, 상기 웨브는 상기 웨브의 섬유 재료의 총 중량을 기준으로 약 40 중량% 이상의 제1 셀룰로오스계 섬유들을 포함하는, 자가-접합형 부직 웨브.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 제2 비-셀룰로오스계 섬유들은 상기 제2 비-셀룰로오스계 섬유들의 서로의 접촉점에서 서로 용융-접합되는 적어도 일부의 섬유를 포함하는, 자가-접합형 부직 웨브.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이온성 액체의 약 20 중량% 이상은, 정지된(quiescent) 21℃ 물과 상기 웨브가 약 2시간 동안 접촉된 후에 상기 부직 웨브 내에 남아 있는 포획된 이온성 액체의 형태인, 자가-접합형 부직 웨브.
  10. 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유들을 포함하는 자가-접합형 부직 웨브를 제조하는 방법으로서,
    상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부를 이온성 액체와 접촉시키는 단계;
    상기 이온성 액체 및 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들을, 상기 섬유들의 적어도 일부의 셀룰로오스계 재료의 적어도 일부가 상기 이온성 액체에 의해 적어도 부분적으로 용해되게 하기에 충분히 높은 제1 온도에 노출시키는 단계; 및
    상기 이온성 액체 및 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들을, 적어도 부분적으로 용해된 상기 셀룰로오스계 재료의 적어도 일부가 고형화되게 하여 제1 셀룰로오스계 섬유들의 서로의 교차점에서 셀룰로오스계 자가-접합을 형성하기에 충분히 낮고 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에 노출시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 방법은 상기 이온성 액체 및/또는 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들을 재생 액체와 접촉시키는 단계를 포함하지 않는, 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 방법은 상기 자가-접합형 웨브로부터 이온성 액체를 선별적으로 제거하는 세척 단계를 포함하지 않고, 상기 자가-접합형 웨브는 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 이온성 액체를 포함하는, 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 이온성 액체는 희석제와의 혼합물로서 제공되고, 상기 이온성 액체는 약 10 중량% 내지 약 70 중량%로 상기 희석제에 존재하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 이온성 액체는 약 20 중량% 내지 약 50 중량%로 상기 희석제에 존재하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 희석제는 물인, 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 제1 온도는 약 100℃ 이상인, 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 제2 온도는 약 40℃ 미만인, 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유들은 접합되지 않은 수집된 섬유의 층인 매트로서 제공되고, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부를 이온성 액체와 접촉시키는 단계는 상기 이온성 액체를 상기 매트의 적어도 제1 주 표면(major surface)과 접촉시킴으로써 수행되는, 방법.
  19. 제10항에 있어서, 상기 적어도 제1 셀룰로오스계 섬유들은 적어도 제2 비-셀룰로오스계 섬유들을 추가로 포함하는 예비-접합 웨브의 형태로 제공되고, 상기 제2 비-셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부는 상기 제2 비-셀룰로오스계 섬유들의 서로의 접촉점에서 서로 용융-접합되고, 상기 제1 셀룰로오스계 섬유들의 적어도 일부를 이온성 액체와 접촉시키는 단계는 상기 이온성 액체를 상기 예비-접합 웨브의 적어도 제1 주 표면과 접촉시킴으로써 수행되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 웨브는 상기 웨브의 섬유 재료의 총 중량을 기준으로 약 40 중량% 이상의 셀룰로오스계 섬유들을 포함하는, 방법.
  21. 목표 표면을 처리하는 방법으로서,
    제1항의 상기 부직 웨브의 주 표면을 상기 목표 표면과 접촉시키는 단계; 및
    상기 부직 웨브 및/또는 상기 목표 표면을 서로에 대해 이동시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
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