KR20180080283A - 탄성 공중합체 및 초흡수제를 포함하는 흡수성 및 보호용 조성물 - Google Patents

탄성 공중합체 및 초흡수제를 포함하는 흡수성 및 보호용 조성물 Download PDF

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KR20180080283A
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copolymer
oil
weight
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KR1020187015650A
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존 개빈 맥도널드
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

물 및 오일과 같은 액체를 흡수하기 위한 조성물은 열가소성 탄성 공중합체, 초흡수성 물질, 및 용매를 포함할 수 있다. 조성물은 코팅으로서 부직 기재에 적용될 수 있다. 조성물을 활용하여 표면으로부터 오일 또는 물을 제거하는 방법 또한 개시되고 있다.

Description

탄성 공중합체 및 초흡수제를 포함하는 흡수성 및 보호용 조성물
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015년 12월 1일에 출원된 미국 가특허출원 번호 62/261,652 및 2016년 3월 31일에 출원된 미국 가특허출원 번호 62/315,714에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원들의 내용은 모든 목적에 대해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
가정용 활동뿐 아니라 다양한 상업적 활동은 청소용 액체에 대한 갈망을 포함하는데, 그 액체가 의도적으로 또는 우연히 적절한 것인가에는 관계가 없다. 예를 들어, 상업적 환경에서, 청소, 유지, 과잉-적용 또는 그런 액체의 표면에의 의도적이지 않은 적용과 같은 활동 중에 쌓일 수 있는 물 및/또는 오일을 표면으로부터 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 많은 그런 상황이 생산 시설, 기계 공장, 수리 시설 등에 존재한다. 그리고 일부 환경에서는, 액체에 노출된 표면은 그 표면에서 표면 마감, 도장(painting) 또는 다른 공정에 관계 없이 추가의 공정이 일어날 수 있기 전에 물 및 오일과 같은 액체가 충분히 제거될 필요가 있다.
현재 제안된 일부 용액은 일부 환경에서는 충분할 수 있는 한편, 오일 및 그리스와 같은 오염물질로부터 그런 표면을 깨끗이 하기 위해 현재 사용되는 방법들로 발생하는 문제들이 또한 존재한다. 오일 및 그리스를 세정하는 현재 방법의 일부는 와이프 또는 타월 및 유독 가스, 해로운 폐기물 및 가연성 위험물을 발생할 수 있는 세척 용매를 사용한다. 추가로, 그런 와이프의 흡수 유효성은 그것들이 구성되는 매질의 특성으로 다소 제한될 수 있다. 이것은 표면으로부터 액체를 제거하는 데 드는 시간의 증가, 뿐만 아니라 그렇게 하기 위해 추가의 물질을 유발할 수 있다.
추가적으로, 차량, 빌딩 또는 비행기의 구성에 포함된 일부 작업은, 한정하는 것은 아니지만 도장, 용접 및 연마(grinding)를 포함하여, 인접한 또는 가까이 있는 표면(들)에 대한 다른 생산 과정 또는 마감 단계로부터 보호될 필요가 있는 표면들을 포함할 수 있다. 기계적 처리 작업 및 도장 중에 표면을 보호하는 문제에 대해 여려 해결책이 제안되어 왔다. 그러나, 그런 기법들은 종종 광범위하게 사용되지 못하였다. 제안된 화학적 마스크 중 일부는 차량, 빌딩 또는 비행기의 보호된 부분에 잠재적으로 일어날 수 있는 손상 때문에 차량, 빌딩 또는 비행기의 부분에 적용하기에는 적합하지 못하였다. 다른 조성물은 적용이 어렵거나, 제거가 어렵거나, 과도하게 비용이 든다거나, 등등이다.
그러므로, 물 및 오일과 같은 액체를 제거하기 위해 다양한 산업 및 환경에서 사용될 수 있는 개선된 조성물에 대한 요구가 있다. 또한 부직 물질의 흡수를 개선하기 위해 부직 기재(non-woven substrate) 상의 코팅으로서 그런 조성물의 사용에 대한 요구가 있다. 또한 표면을 보호하기 위해 사용될 수 있고 표면에 손상을 유발하지 않으면서 쉽게 표면에 적용되고 표면으로부터 쉽게 제거될 수 있는 개선된 조성물에 대한 요구가 있다. 또한 작업자가 노출될 수 있는 유독 가스, 해로운 폐기물 및 가연성 위험물의 수준을 감소시킬 수 있는 개선된 조성물에 대한 요구가 있다.
다양한 실시예에서, 조성물은 열가소성 탄성 공중합체를 포함할 수 있다. 조성물은 또한 초흡수성 물질 및 용매를 포함할 수 있다. 열가소성 탄성 공중합체는 용매에 용해될 수 있다.
다른 실시예에서, 부직 기재는 복수의 섬유를 포함하는 부직 물질을 포함할 수 있다. 부직 기재는 또한 부직 물질에 적용된 조성물을 포함할 수 있다. 조성물은 열가소성 탄성 공중합체, 초흡수성 물질 및 용매를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 표면으로부터 오일 또는 물을 제거하는 방법은 열가소성 탄성 공중합체, 초흡수성 물질 및 용매를 포함하는 조성물을 제공하는 단계를 포함한다. 열가소성 탄성 공중합체는 용매에 용해될 수 있다. 방법은 표면에 조성물을 적용해서 오일 또는 물을 흡수하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 표면으로부터 조성물을 제거해서 흡수된 오일 또는 물을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시는 물 및 오일과 같은 액체를 흡수하기 위한 개선된 조성물을 제공한다. 일부 실시예에서, 조성물은 코팅으로서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 코팅은 기재, 예컨대 부직 물질에 적용될 수 있다. 일부 환경에서, 조성물은 표면에 적용될 수 있고 도장되거나 기계적으로 처리될 수 있는 차량, 빌딩 또는 비행기의 표면을 보호하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 차량, 빌딩 또는 비행기의 특정 표면은 그 표면을 페인트 오버스프레이(overspray) 뿐만 아니라 손상, 스크래칭, 또는 기계적 공정과 관련된 다른 유해 효과로부터 보호하기 위해 본 개시에 따라 차폐될 수 있다. 본원에 기술된 조성물은 보호될 표면에 핀홀이 아주 적거나 없이 잘 부착되는 필름을 생성한다. 추가적으로, 본원에 기술된 조성물은 표면에 존재하는 임의의 오일 또는 그리스를 흡수할 수 있고, 그것은 유독 가스, 해로운 폐기물 및 가연성 위험물을 발생시킬 수 있는 수건 및 화학적 용매에 대한 요구를 제거할 수 있다. 추가로, 본원에 기술된 조성물은 사용 후에 표면으로부터 필름 층을 벗겨냄으로써 표면으로부터 쉽게 제거될 수 있다.
다양한 실시예에서, 본 개시의 조성물은 다음의 바람직한 속성을 증명할 수 있는 공중합체를 포함할 수 있다. 본원에 기술된 조성물에 활용된 공중합체의 바람직한 속성은 공중합체가 용매에 용해될 수 있는 것이다. 현재 기술된 조성물의 유익은 그것이 솔, 스프레이 또는 롤러 적용을 통해 적용될 수 있다는 것이다. 그러한 적용은 보호될 표면에 보호용 물질을 부착시키기 위해 마스킹 테이프를 활용하는 것보다 시간 소모가 적다. 본원에 기술된 조성물에 활용된 공중합체의 또 다른 바람직한 속성은 그것이 다양한 표면에 양호하게 부착되는 것을 증명하는 것이다. 현재 기술된 조성물의 유익은 그것이 다양한 산업에서 보호용 코팅으로서 활용될 수 있도록 다양한 표면에 조성물을 적용할 수 있는 능력이다. 조성물은 또한 그것이 도장과 같은 공정 중에 시프트되지 않도록 원하는 표면에 양호하게 부착되는 것을 증명하여야 한다. 본원에 기술된 조성물에 활용된 공중합체의 또 다른 바람직한 속성은 조성물이 보호되고 있는 표면으로부터 조성물이 쉽게 벗겨질 수 있게 하기 위하여 물리적 특성에 있어 공중합체가 탄성이라는 것이다. 본원에 기술된 조성물의 유익은 그것이 단일 조각으로서 벗겨지고 그 뒤에 깨끗한 표면이 남겨질 수 있다는 것이다.
상기 기술된 속성들을 증명할 수 있는 공중합체는 열가소성 탄성체이다. 물질이 열가소성 탄성체로서의 품질을 나타내기 위하여, 물질은 다음 3가지 필수 특성을 가져야 한다: 1) 적당한 신장률로 연신되고, 응력이 제거되었을 때, 원래의 형상으로 가깝게 회복되는 능력; 2) 물질은 고온에서 용융물로서 처리될 수 있고; 및 3) 유의미한 크리프가 없다.
상업적 열가소성 탄성체("TPE")에는 다음과 같은 6가지의 일반적인 부류가 있다: 1) 스티렌계 블록 공중합체("TPE-s"); 2) 폴리올레핀 블렌드("TPE-o"); 3) 탄성 합금("TPE-v" 또는 "TPV"); 4) 열가소성 폴리우레탄("TPU"); 5) 열가소성 코폴리에스테르; 및 6) 열가소성 폴리아미드. 블록 공중합체 그룹으로부터 유래된 TPE 공중합체의 예로는 Santoprene (ExxonMobil 제품), Termoton (Termopol Polimer 제품), Arnitel (DSM 제품), Solprene (Dynasol 제품), Engage (Dow Chemical 제품), Hytrel (DuPont 제품), Dryflex 및 Mediprene (ELASTO 제품), Kraton (Kraton Polymers 제품) 및 Pibiflex를 포함한다. TPV 공중합체의 예로는 FORPRENE 및 TERMOTON-V를 포함한다. 스티렌계 블록 공중합체(TPE-s)의 예는 SOFPRENE(SBS) 및 LAPRENE(SEBS)이다.
열가소성 탄성체의 보다 구체적인 예는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌(스티렌은 14 중량%, 17 중량% 또는 22 중량%로 존재할 수 있음), 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌(분자량은 약 140,000이고 스티렌은 30 중량%로 존재할 수 있음), 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-폴리부틸렌)-블록-폴리스티렌(분자량은 약 89,000 또는 118,000일 수 있음), 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌(Kraton™ 타입), 알파-메틸스티렌-비닐톨루엔-공중합체(Eastman™ Regalrez® 수지), 에틸렌-옥텐-1 공중합체(Dow® Affinity™ 폴리올레핀 플라스토머 및/또는 Dow Chemical Company의 Infuse™) 및 무작위 에틸렌 분포를 가진 아이소택틱 프로필렌 반복 단위(ExxonMobil Chemical Company의 Vistamaxx™)를 포함한다.
조성물은 초흡수성 물질을 추가로 포함할 수 있다. "초흡수성 물질"이라는 용어는, 본원에서 0.9 중량% 염화나트륨을 함유하는 수용액 내에서, 가장 적당한 조건 하에서, 그 중량의 적어도 약 15배를, 일 실시예에서는 그 중량의 적어도 약 30배를 흡수할 수 있는 수팽창성(water-swellable) 수불용성(water-insoluble) 유기 또는 무기 물질을 지칭한다. 초흡수성 물질은 천연, 합성, 및 개질된 천연 중합체 및 물질일 수 있다. 게다가, 초흡수성 물질은, 실리카 겔 등의 무기 물질 또는 가교 결합된 고분자 등의 유기 화합물일 수 있다. 가교 결합은 공유, 이온, 반 데르 바알스(Van der Waals), 또는 수소 결합일 수 있다.
초흡수성 물질을 포함하는 조성물에서, 초흡수성 물질은 조성물의 중량 기준 약 1% 내지 약 50%를 제공할 수 있다. 보다 바람직하게는, 초흡수성 물질은 조성물의 중량 기준 약 5% 내지 약 50%를 제공할 수 있다.
초흡수성 물질은 올리고머 또는 중합체일 수 있다. 초흡수성 물질의 예로는 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 무수 말레산 공중합체, 폴리비닐 에테르, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시말 메틸 셀룰로오스, 폴리비닐모폴리논, 비닐 설폰산의 중합체 및 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 피롤리돈 등을 포함한다. 초흡수성 물질에 적절한 추가 중합체들은 가수분해된 아크릴로니트릴 그래프트 전분, 아크릴산 그래프트 전분, 폴리아크릴레이트들 및 이소부틸렌 무수 말레산 공중합체 및 그들의 혼합물을 포함한다. 중합체이며 사용 가능한 한 예시적인 초흡수성 물질은 BASF Corporation에 의한, HySorb® 8760D이다.
올리고머 초흡수성 물질의 한 가지 예는 흡수성 결합제 조성물이거나, 대안적으로 Soerens 등의 미국 특허번호 제6,849,685호, Lang 등의 미국 특허번호 제7,312,286호, 및 Lang 등의 미국 특허번호 제7,335,713호에서 기술된 초흡수성 결합제 중합체 용액으로서 지칭되고, 이들 참고문헌의 각각의 전문은 본원에 참고로 원용된다. 이들 문헌에서 개시하고 있는 초흡수성 결합제 중합체 용액은 적용-후(post-application), 수분 유도(moisture-induced) 가교 결합을 행할 수 있다. 대부분의 초흡수성 중합체에서는 중합체를 강화하도록 내부 가교 결합제를 첨가할 필요가 있는 반면에, 이 초흡수성 중합체 물질에서는, 유기 단량체가 내부 가교 결합제로서 역할을 하기 때문에 가교 결합제를 첨가할 필요가 없다. 내부 가교 결합제는, 수용성 전구체 중합체를 기재 상에 코팅한 다음 물을 제거하여 잠복 가교 결합제를 활성화함으로써 초흡수성 중합체 물질이 형성될 수 있게 한다.
Soerens 등에 개시된 흡수성 결합제 조성물은 흡수 용품의 제조에 사용하기에 특히 적합한 알콕시실란 작용기를 함유하는 모노에틸렌성 불포화 중합체 및 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르이다. 또한, Soerens 등의 문헌에는, 단량체 용액을 준비하는 단계, 단량체 용액을 개시제 시스템에 첨가하는 단계, 및 알코올계 수용성 결합제 조성물로 알려진 개시제 시스템 내의 중합화 개시제를 활성화하는 단계를 포함하는 흡수 결합제 조성물을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "단량체(들)"는, 단량체, 올리고머, 중합체, 단량체, 올리고머, 및/또는 중합체의 혼합물, 및 모노에틸렌성 불포화 카르복실산, 술폰산, 또는 인산 혹은 이들의 염과의 공중합체화가 가능한 다른 임의의 반응성 화학종을 포함한다. 트리알콕시실란 작용기를 함유하는 모노에틸렌성 불포화 단량체가 본 발명에 적절하며 바람직하다. 바람직한 에틸렌성 불포화 단량체는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함하며, 예컨대, 알콕시실란 작용기를 함유하는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르를 포함한다.
전술한 문헌들에 개시되어 있는 초흡수성 결합제 중합체 조성물은 적어도 15% 질량의 모노에틸렌성 불포화 카르복실산, 술폰산, 또는 인산 혹은 이들의 염, 물에 노출시 가교 결합된 중합체를 형성하도록 응축되는 실라놀 작용기를 형성하는 알콕시실란 작용기를 함유하는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에스테르 단량체를 함유하는 공중합체화 가능한 친수성 글리콜, 및/또는 가소제의 반응 산물이다.
모노에틸렌성 불포화 단량체는 바람직하게는 아크릴산이다. 다른 적절한 단량체는 카르복실기 함유 단량체를 포함하는데, 예를 들어, (메타)크릴산(아크릴산 또는 메타크릴산을 의미하며, 이하, 유사한 표기를 사용함), 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 소르빈산, 이타콘산, 신남산 등의 모노에틸렌성 불포화 모노 또는 폴리 카르복실산; 예를 들어, (말레 무수물 등의) 모노에틸렌성 불포화 폴리카르복실산 무수물 등의 카르복실산 무수물기 함유 단량체; 예를 들어, ((메타)크릴레이트 나트륨, 트리메틸아민 (메타)크릴레이트, 트리란올아민(메타)크릴레이트 등의) 모노에틸렌성 불포화 모노 또는 폴리카르복실산, 말레이트 나트륨, 메릴아민 말레이트의 불용성 염(알칼리 금속염, 암모늄 염, 아민 염 등) 등의 카르복실산 염 함유 단량체; 예를 들어, (비닐술폰산, 알릴 술폰산, 비닐톨루엔술폰산, 스티렌술폰산, (술포프로필 (메타)크릴레이트, 2-히드록시-3-(메타)크릴옥시 프로필 술폰산 등의) (메타)크릴술폰산 등의) 지방족 또는 방향족 비닐 술폰산 등의 술폰산기 함유 단량체; 예를 들어, 전술한 바와 같이, 알칼리 금속염, 암모늄 염, 술폰산기 함유 단량체의 아민 염 등의 술폰산 염 기(salt group) 함유 단량체; 및/또는 비닐포름아미드, (메타)크릴아미드, (N-메타크릴아미드, N-헥실아크릴아미드 등의) N-알킬 (메타)크릴아미드, (N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-di-n-프로필아크릴아미드 등의) N,N-디알킬(메타)크릴아미드, (N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메타)아크릴아미드 등의) N-히드록시알킬(메타)아크릴아미드, (N,N-디히드록시에틸(메타)아크릴아미드 등의) N,N-디히드록시알킬(메타)아크릴아미드, (N-비닐피롤리돈 등의) 비닐 락탐 등의 아미드기 함유 단량체를 포함한다.
적절하게는, 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 중량에 대한 모노에틸렌성 불포화 카르복실산, 술폰산, 또는 인산, 흑은 이들의 염의 양의 범위는 약 15중량% 내지 약 99.9중량%일 수 있다. 산 기는, 바람직하게는 적어도 약 25몰%의 정도로 중성화되며, 즉, 산 기는 바람직하게는 나트륨, 칼륨, 또는 암모늄염으로서 존재한다. 중성화의 정도는 바람직하게 적어도 약 50몰%이다.
수용성 중합체를 준비하는 데 있어서 이슈들 중 하나는 중합체에 남아 있는 모노에틸렌성 불포화 단량체 함량의 잔류량이다. 개인 위생에 적용하기 위해서는, 초흡수성 중합체 조성물의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 함량의 양은 약 1000ppm 미만, 더욱 바람직하게는 500ppm 미만, 더욱 바람직하게는 100ppm 미만이어야 한다. 미국 특허번호 제7,312,286호는, 모노에틸렌성 불포화 단량체의 잔여 함량이 적어도 1000ppm 미만이 되도록 흡수성 결합제 조성물이 제조될 수 있게 하는 적어도 한 방법을 개시한다. 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 분석하는 것은, 미국 특허번호 제7,312,286호에 개시되어 있는 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 시험에 따라 결정된다. 더욱 구체적으로, 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 분석은, 중합체 용액 또는 초흡수성 조성물로부터 얻어지는 고체 필름을 사용하여 실행된다. 이러한 시험을 설명하기 위한 예로, 모노에틸렌성 불포화 단량체는 아크릴산이다. (미국 메릴랜드주 콜럼비아에 사업장을 갖는 Shimadzu Scientific Instruments로부터 입수가능한) SPD-IOAvp Shimadzu UV 검출기를 가지는 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용해서 잔류 아크릴산 단량체의 함량을 결정한다. 잔류 아크릴산 단량체를 결정하기 위해, 500rpm 속도로 3.5cm L x 0.5cm W의 자기 교반 막대를 사용하여 약 0.5gram의 경화된 필름을 0.9% NaCl 용액 100ml에서 16시간 동안 교반한다. 혼합물을 여과하고 여과액을 그 후 (미국 캘리포니아주 온타리오에 사업장을 두고 있는 Column Engineering Incorporated로부터 입수가능한) Nucleosil C8 100A 역상 컬럼(reverse phase column)으로 통과시켜 아크릴산 단량체를 분리한다. 아크릴산 단량체는 약 10ppm에서 검출 한계를 가지고 소정의 시간에 용출된다. 그런 다음 크로마토그램으로부터 산출된 생성된 용출물의 피크 영역을 사용하여 필름에 있는 아크릴산 단량체의 잔류량을 산출한다. 먼저, 순수 아크릴산 용출물의 응답 영역을 알려져 있는 양(ppm)에 대하여 구성하여 보정 곡선을 생성하였다. 0.996 초과의 상관 계수를 갖는 선형 곡선을 얻었다.
바람직하게는, 폴리아크릴산의 주쇄에 공유 결합된 실라놀 가교 결합제를 갖는 올리고머 폴리아크릴산의 수용액을 본원에 기재된 초흡수성 재료에 사용한다.
초흡수성 물질은 개별 입자 또는 분말 형태일 수도 있다. 개별 입자들은 임의의 원하는 형상, 예를 들면 나선형 또는 반나선형, 큐빅, 로드형, 다면체 등을 가질 수 있다. 이러한 사용을 위해, 바늘, 플레이크, 섬유 등의 최대 치수/최소 치수 비율을 갖는 형상도 고려할 수 있다.
일부 실시예에서, 조성물은 또한 점착 부여제(tackifier)를 포함할 수 있다. 점착 부여제는 조성물이 적용될 수 있는 표면 또는 기재에 증가된 점착력을 제공하기 위해 첨가될 수 있다. 점착 부여제는 또한 조성물에 대한 더 높은 마찰계수를 제공할 수 있어서, 표면으로부터 오일 및 그리스를 제거하기 위한 향상된 특성을 초래할 수 있다. 점착 부여제는 저분자량, 및 실온을 초과하는 유리 전이 및 연화 온도를 가지는 경향이 있어서, 조성물에 적합한 점탄성 특성을 제공한다. 점착 부여제는 보통 수지(예컨대 로진 및 그것들의 유도체, 테르펜 및 변형 테르펜, 지방족, 고리형지방족 및 방향족 수지(C5 지방족 수지, C9 방향족 수지 및 C5/C9 지방족/방향족 수지), 수소화된 탄화수소 수지, 및 그것들의 혼합물, 테르펜-페놀 수지(TPR, 종종 에틸렌-비닐 아세테이트 접착제와 함께 사용됨))이다. 한 바람직한 점착 부여제는 Regalrez™ 1126 탄화수소 수지(Eastman Chemical Company로부터 입수 가능함)를 포함한다. 다른 바람직한 점착 부여제는 Vistamaxx™ 6202 및 Vistamaxx™ 6102(ExxonMobil Chemical Company로부터 입수 가능함)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 점착 부여제는 조성물의 약 1 중량% 내지 약 25 중량%, 보다 바람직하게는 조성물의 약 3 중량% 내지 약 20 중량%, 및 보다 더 바람직하게는 조성물의 약 5 중량% 내지 약 15 중량%를 포함할 수 있다.
열가소성 탄성 공중합체, 용매 및 초흡수성 물질을 포함하는 조성물에서, 조성물의 중량 기준 열가소성 탄성 공중합체의 중량 백분율은 조성물의 중량 기준 초흡수성 물질의 중량 백분율보다 큰 것이 바람직하다. 열가소성 탄성 공중합체가 초흡수성 물질보다 큰 중량 백분율을 가지는 것은 흡수되는 액체가 적어도 약간의 오일을 포함할 경우에 유익한 흡수제 특성을 제공한다. 일부 바람직한 실시예에서, 조성물의 중량 기준 열가소성 탄성 공중합체의 중량 백분율은 조성물의 중량 기준 초흡수제의 중량 백분율보다 적어도 50% 더 크다. 일부 실시예에서, 조성물의 중량 기준 열가소성 탄성 공중합체의 중량 백분율은 조성물의 중량 기준 초흡수제의 중량 백분율보다 적어도 100% 더 크다. 또 다른 실시예에서, 조성물의 중량 기준 열가소성 탄성 공중합체의 중량 백분율은 조성물의 중량 기준 초흡수제의 중량 백분율보다 적어도 200% 더 크다.
본원에서 기술된 조성물을 제형하기 위하여, 공중합체는 솔질 또는 분무를 통해 적용될 수 있는 조성물을 제형하기 위해 용매에 가용성일 수 있다. 적합한 용매의 예로는 미네랄 스피릿(mineral spirit), 메틸에틸케톤, 톨루엔, p-크실렌, 테트라하이드로푸란 및 다이메톡시메탄을 포함한다. 다른 적합한 용매는 사이클로헥산, 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 카본 다이설파이드, 메탄올, 프로판올, 비닐 아세테이트, 테트라하이드로푸란, 피리딘, 에탄올, 테레빈유(turpentine), 백유(white spirit), 크실렌 및 에틸렌 글리콜을 포함한다. 조성물은 다음에 광범위한 다양한 분무 노즐로부터 분무될 수 있고 다양한 기재에 보다 쉽게 적용될 수 있기 때문에 공중합체는 용매에 용해되는 것이 바람직하다. 하기에서 추가로 논의되는 것과 같이, 공중합체 및 용매는 초흡수성 물질과 혼합될 수 있다.
본원에서 기술된 조성물은, 전형적으로 공중합체를 실온에서 용매에 통합시키는 단계 및 공중합체가 용매에 완전히 용해되도록 허용하는 단계를 포함하는, 종래 수단에 의해 제조될 수 있다. 이 수단은 실질적으로 균일한 조성물을 형성하기 위하여 용매 용액과 공중합체를 혼합하는 단계에 의해 추가로 도움을 받을 수 있다. 본원에서 준비된 실시예에서(하기에 추가로 논의되는 것과 같이), 조성물은 추가적으로 공중합체가 용매에 용해된 후에 공중합체 및 용매에 첨가될 수 있는 초흡수성 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 조성물은 열가소성 탄성 공중합체를 용매와 혼합시키기 전에 초흡수제를 열가소성 탄성 공중합체 또는 용매와 혼합시킴으로써 제조될 수 있다는 것도 고려된다.
조성물은 부직 물질, 예컨대 와이프에, 또는 원하는 표면에 적용될 수 있다. 조성물을 표면, 와이프 또는 종이 제품에 적용하는 다양한 기법은 조성물의 솔질(brushing) 및 분무 또는 원하는 표면을 조성물에 담그는 것을 포함한다.
만약 조성물이 부직 물질에 적용된다면, 조성물은 부직 물질상에 코팅을 형성하기 위하여 실온에서, 또는 대안으로 실온으로부터 상승된 온도에서, 건조되는 것이 허용될 수 있다. 만약 조성물이 보호용 또는 흡수성 코팅으로서 표면에 적용된다면, 조성물은 실온에서, 예컨대 약 10 내지 15초 동안 건조가 허용됨으로써, 약 0.5 또는 1.5 mil 내지 약 2, 2.5 또는 4 mil 두께의 두께를 가질 수 있는 건조된 조성물 필름이 형성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 본원에 기술된 조성물은 표면으로부터 오일-기반 오염물질, 예컨대 오일 및 그리스를 흡수할 수 있다. 본원에 기술된 조성물은 열가소성 탄성체의 사용을 통해 친유성이고, 그러므로 오일 및 그리스와 같은 오일 기반 오염물질에 대한 친화성을 증명할 수 있다. 일부 실시예에서, 조성물은 부직 물질, 예컨대 산업 용도로 사용된 하이드로니트(hydroknit) 와이프 또는 가정 소비자 용도에 더 적합한 종이 제품에 적용될 수 있다. 조성물을 포함하는 그런 와이프 또는 종이 제품은 물 및/또는 오일-기반 오염물질과 같은 액체를 닦기 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 조성물은 패턴이 있는 와이프 또는 종이 제품에 적용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 패턴은 점, 선, 원형 또는 파선 중 적어도 한 가지를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 표면으로부터 오일 또는 그리스와 같은 오일 기반 오염물질을 흡수하기 위하여, 본원에 기술된 조성물은 오일 기반 오염물질이 그 위에 위치한 표면 위로 분무될 수 있고, 예컨대 약 10 내지 15초 동안 건조되도록 허용될 수 있으며, 건조된 조성물은 표면으로부터 벗겨짐으로써 오일 기반 오염물질이 제거되어 깨끗한 표면이 남겨질 수 있다.
조성물의 또 다른 유익한 사용은 도장될 표면과 같은 표면 위의 보호용 코팅으로서의 사용일 수 있다. 보호용 코팅은 페인트 오버스프레이로부터 보호되는 것이 바람직한 표면을 페인트 오버스프레이가 오염시키는 것으로부터 방지할 수 있다. 원하는 표면을 페인트 오버스프레이에 의해 오염되는 것으로부터 보호하기 위하여, 본원에 기술된 조성물은 보호되기를 원하는 표면 위로 분무될 수 있고, 예컨대 약 10 내지 15초 동안 건조되도록 허용될 수 있으며, 건조된 조성물은 보호된 표면으로부터 벗겨지고 깨끗한 표면이 남겨질 수 있다. 조성물 중의 초흡수제는 조성물이 보호되는 표면으로부터 제거될 때 임의의 엉망인 상태를 감소시키기 위하여 임의의 오버스프레이 페인트를 흡수하는 데 있어 유효성을 증가시킬 수 있다.
다양한 실시예에서, 액체 조성물의 사용자에게 조성물이 건조되었고 표면으로부터 제거될 준비가 되어 있거나 또는 사용자가 예를 들면 페인트를 표면에 적용하는 것과 같은 표면 처리를 계속할 수 있는 것 중 어느 한 가지를 알려주기 위해 액체 조성물 안에 시각적 변화 지표를 통합시키는 것이 바람직할 수 있다. 한 실시예에서, 플루오레세인(Sigma Aldrich Chemical Co., 위스콘신주 밀워키)이 지표로서 조성물에 첨가될 수 있다. 플루오레세인은 유기 용매에 가용성이다. 플루오레세인을 첨가하면, 액체 조성물은 처음에는 색이 연분홍색일 수 있고, 건조되면 색은 밝은 오렌지색으로 변할 수 있다.
하이드로니트 와이프:
하이드로니트 와이프는 습식 레이드(laid) 펄프층을 연속적인 필라멘트 부직 기재와 수력학적으로 엉킴으로써 형성될 수 있다.
펄프 섬유의 현탁액은 종래의 제지 기계의 성형 직물 위로 습식 레이드될 수 있다. 다양한 실시예에서, 현탁액은 약 0.01 내지 약 1.5 중량%의 물에 현탁된 펄프 섬유를 함유할 수 있다. 물은 펄프 섬유의 균일층을 형성하기 위하여 펄프 섬유 현탁액으로부터 제거된다. 펄프 섬유는 임의의 고평균 섬유 길이 펄프, 저평균 섬유 길이 펄프 또는 그것들의 혼합물일 수 있다. 고평균 섬유 길이 펄프는 전형적으로 약 1.5 mm 내지 약 6 mm의 평균 섬유 길이를 가진다. 저평균 섬유 길이 펄프는, 예를 들면 특정 버진(virgin) 활엽수 펄프 및, 예를 들면 신문 인쇄용지, 재생 판지 및 사무실 폐지와 같은 공급원으로부터의 이차(즉 재활용) 섬유 펄프일 수 있다. 저평균 섬유 길이 펄프는 전형적으로 약 1.2 mm 미만, 예를 들면 0.7 mm 내지 1.2 mm의 평균 섬유 길이를 가진다. 고평균 섬유 길이와 저평균 섬유 길이 펄프의 혼합물은 상당한 비율의 저평균 섬유 길이 펄프를 함유할 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 약 50 중량% 이상의 저평균 섬유 길이 펄프 및 약 50 중량% 미만의 고평균 섬유 길이 펄프를 함유할 수 있다. 한 예시적인 혼합물은 75 중량%의 저평균 섬유 길이 펄프 및 약 25 중량%의 고평균 섬유 길이 펄프를 함유한다. 펄프 섬유는 정제되지 않거나 또는 다양한 정제도(degrees of refinement)로 두드려질 수 있다. 소량의 습식 강도 수지 및/또는 수지 결합제가 강도 및 내마모성을 개선하기 위해 첨가될 수 있다. 교차결합제 및/또는 수화제가 또한 펄프 혼합물에 첨가될 수 있다. 만약 매우 개방된 또는 느슨한 부직 펄프 섬유 웹이 바람직하다면 탈결합제가 수소 결합도를 감소시키기 위하여 펄프 혼합물에 첨가될 수 있다.
연속 필라멘트 부직 기재는 예를 들면 공지된 용매 방적 또는 용융-방적 공정과 같은 임의의 공지된 연속 필라멘트 부직 압출 공정에 의해 형성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 연속 필라멘트 부직 기재는 컨쥬게이트 스펀 필라멘트의 부직 웹이다. 그런 필라멘트 및 그것의 제조 방법에 대한 설명은 예를 들면 미국 특허 번호 제 5,382,400호(Pike 등)에서 찾아볼 수 있는데, 그 개시는 본원의 개시와 충돌하지 않는 정도로 본원에 참조로 포함된다. 그런 필라멘트를 형상화 필라멘트, 피복/코어 필라멘트, 면-대-면(side-by-side) 필라멘트 등일 수 있다.
스펀본드 필라멘트는 임의의 용융-방적성 중합체, 공중합체 또는 그것들의 혼합물로부터 형성될 수 있다. 바람직하게, 컨쥬게이트 스펀 필라멘트는 컨쥬게이트 용융-스펀 필라멘트이다. 보다 바람직하게, 컨쥬게이트 스펀 필라멘트는 적어도 하나의 저연화점 성분 및 적어도 하나의 고연화점 성분으로 구성된 컨쥬게이트 용융-스펀 필라멘트이다 (필라멘트의 외면의 적어도 일부는 적어도 하나의 저연화점 성분으로 구성됨). 컨쥬게이트 용융-스펀 필라멘트의 한 중합체 성분은 저연화점 열가소성 물질로서 특성화된 중합체여야 한다(예컨대 하나 이상의 저연화점 폴리올레핀, 저연화점 탄성 블록 공중합체, 에틸렌과 적어도 하나의 비닐 단량체(예를 들면 비닐 아세테이트, 불포화 지방족 모노카르복실산 및 그런 모노카르복실산의 에스테르)의 저연화점 공중합체 및 그것들의 혼합물). 예를 들어, 폴리에틸렌은 저연화점 열가소성 물질로서 사용될 수 있다. 컨쥬게이트 용융-스펀 필라멘트의 또 다른 중합체 성분은 고연화점 물질로서 특성화된 중합체여야 한다 (예컨대 하나 이상의 폴리에스테르, 폴리아미드, 고연화점 폴리올레핀 및 그것들의 혼합물). 예를 들어, 폴리프로필렌은 고연화점 열가소성 물질로서 사용될 수 있다.
컨쥬게이트 스펀 필라멘트는 약 20 내지 약 85 중량%의 고연화점 성분과 약 15 내지 약 80 중량%의 저연화점 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨쥬게이트 스펀 필라멘트는 약 40 내지 약 75 중량%의 고연화점 성분과 약 25 내지 약 60 중량%의 저연화점 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게, 컨쥬게이트 스펀본드 필라멘트는 약 20 내지 약 85 중량%의 폴리프로필렌 성분과 약 15 내지 약 80 중량%의 폴리에틸렌 성분을 함유한다. 보다 바람직하게, 컨쥬게이트 스펀본드 필라멘트는 약 40 내지 약 75 중량%의 폴리프로필렌 성분과 약 25 내지 약 60 중량%의 폴리에틸렌 성분을 함유한다.
만약 필라멘트가 예를 들어 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀으로부터 형성된다면, 부직 기재는 제곱 미터당 약 3.5 또는 10 내지 약 35 또는 70 g(gsm)의 평량(basis weight)을 가질 수 있다. 중합체는 예를 들면 안료, 항산화제, 유동 촉진제, 안정화제 등과 같은 추가의 물질을 포함할 수 있다.
한 실시예에서, 부직 연속 필라멘트 기재는 약 30% 미만의 총 결합 면적 및 제곱 인치당 약 100 결합보다 큰 균일한 결합 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 부직 연속 필라멘트 기재는 약 20 내지 약 30%의 총 결합 면적(종래의 광학 현미경 방법에 의해 측정됨) 및 제곱 인치당 약 250 내지 약 500 핀 결합의 결합 밀도를 가질 수 있다. 총 결합 면적과 결합 밀도의 이러한 조합은 평활형 앤빌 롤(smooth anvil roll)과 완전히 접촉할 때 약 30% 미만의 총 결합 표면적을 제공하는 제곱 인치당 약 100이상의 핀 결합을 가지는 핀 결합 패턴으로 연속 필라멘트 기재를 결합시킴으로써 달성될 수 있다. 바람직하게, 결합 패턴은 제곱 인치당 약 250 내지 약 350 핀 결합의 핀 결합 밀도 및 평활형 앤빌 롤과 접촉할 때 약 10% 내지 약 25%의 총 결합 표면적을 가질 수 있다. 비록 상기에서 열 결합 롤에 의해 생성된 핀 결합이 기술되지만, 최소 전체 결합 면적을 가지는 필라멘트들의 양호한 결박(tie down)을 유발하는 임의의 결합 형태가 고려된다. 예를 들어, 열 결합 및 라텍스 침지의 조합이 최소 결합 면적을 가지는 바람직한 필라멘트 결박을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 대안으로 및/또는 추가적으로, 예를 들어, 분무나 인쇄에 의해 수지, 라텍스, 또는 접착제가 부직 연속 필라멘트 웹에 적용될 수 있고, 원하는 결합을 제공하기 위해 건조될 수 있다.
컨쥬게이트 스펀 필라멘트가 부직 기재를 형성하기 위해 사용되거나 부직 기재에 포함될 때, 부직 기재는 펄프층과 얽히기 전에 상대적으로 가볍게 결합되거나 또는 심지어 결합되지 않고 여전히 내구성 부직 복합 직물을 생성할 수 있다. 바람직하게, 컨쥬게이트 스펀 필라멘트는 컨쥬게이트 용융-스펀 필라멘트이다. 특히, 만약 부직 기재가 적어도 하나의 저연화점 성분과 적어도 하나의 고연화점 성분으로 구성된 컨쥬게이트 용융-스펀 필라멘트의 부직층이라면(여기서 필라멘트의 외면의 적어도 일부는 적어도 하나의 저연화점 성분으로 구성됨), 웹이 공정에서 취급되는 것이 충분히 일관되게 유지되는 한, 종래의 열결합 수준은 수력학적 엉킴 단계 전에 필요하지 않다. 그런 경우에, 수력학적 엉킴이 완료된 직후에 열 처리가 수행되는 것이 매우 바람직하다.
펄프 섬유층은 다음에 종래의 수력학적 엉킴 기계의 유공성(foraminous) 엉킴 표면 위에 놓인 부직 기재 위에 놓인다. 펄프층은 부직 기재와 수력학적 엉킴 매니폴드 사이에 있는 것이 바람직하다. 펄프 섬유층 및 부직 기재는 하나 이상의 수력학적 엉킴 매니폴드 아래로 지나가고 펄프 섬유를 연속 필라멘트 부직 기재의 필라멘트와 엉키기 위해 유체 분사로 처리된다. 유체 분사는 또한 복합 물질을 형성하기 위해 펄프 섬유를 부직 기재 안으로 및 부직 기재를 통과하도록 구동시킨다. 대안적으로, 수력학적 엉킴은 펄프 섬유 및 부직 기재가 습식-레잉(wet-laying)이 일어난 유공성 동일한 스크린(즉 메쉬 직물)에 있는 동안 일어날 수 있다. 또한 건조된 펄프 시트를 연속 필라멘트 부직 기재 위에 겹쳐 놓는 것, 건조된 펄프 시트를 명시된 농도로 재수화시키는 것 및 그런 다음 재수화된 펄프 시트에 수력학적 엉킴을 수행하는 것이 고려된다.
수력학적 엉킴은 펄프 섬유층이 물로 고도로 포화되는 동안 일어날 수 있다. 예를 들어, 펄프 섬유층은 수력학적 엉킴 직전에 최대 약 90 중량%의 물을 함유할 수 있다. 대안적으로, 펄프 섬유층은 펄프 섬유의 에어-레이드 또는 드라이-레이드 층일 수 있다. 펄프 섬유의 습식-레이드 층을 수력학적으로 엉키게 하는 것이 바람직한데, 펄프 섬유가 수화된 상태로 유지되기 때문에 펄프 섬유가 "종이" 결합(때때로 수소 결합으로도 언급됨)으로 간섭받지 않으면서 연속 필라멘트 기재 안에 삽입되거나 및/또는 휘감기고 엉킬 수 있기 때문이다. "종이" 결합은 또한 고펄프 함량 복합 직물의 내마모성 및 인장 특성을 개선하는 것으로 나타난다.
수력학적 엉킴은 예를 들면 미국 특허 번호 제 3,485,706호(Evans)에서 찾아볼 수 있는 것과 같은, 종래의 수력학적 엉킴 장비를 활용하여 이루어질 수 있고, 상기 특허의 개시는 그것이 본원의 개시와 충돌하지 않는 정도로 본원에 참조로 포함된다. 수력학적 엉킴은, 예를 들면 물과 같은 임의의 적절한 작동 유체로 수행될 수 있다. 작동 유체는 일련의 개별 구멍 또는 오리피스에 유체를 균일하게 분포시키는 매니폴드를 통해 흐른다. 이 구멍 또는 오리피스는 직경이 약 0.003 내지 약 0.015 인치일 수 있다. 다양한 실시예에서, 단일의 매니폴드가 사용될 수 있거나, 다수의 매니폴드가 연속적으로 배치될 수 있다.
수력학적 엉킴 공정에서, 작동 유체는 제곱 인치 게이지당 약 200 내지 약 2000 파운드(psig) 범위의 압력에서 오리피스를 통해 통과한다. 상한 범위에서, 복합 직물은 약 1000 fpm(분당 피트)의 속도로 처리될 수 있는 것으로 고려된다. 유체는 예를 들어 약 40x40 내지 약 100x100의 메쉬 크기를 가지는 단일 평면 메쉬일 수 있는, 유공성 표면에 의해 지지된 펄프 섬유층 및 부직 기재에 충돌한다. 유공성 표면은 또한 약 50 x 50 내지 약 200 x 200의 메쉬 크기를 가진 다겹 메쉬일 수 있다. 많은 물 분사 처리 공정에서 일반적인 것과 같이, 수력학적으로 엉킨 복합 물질로부터 과다한 물이 철회되도록, 진공 슬롯이 하이드로-니들링 매니폴드 바로 아래에, 또는 엉킴 매니폴드 하류의 유공성 엉킴 표면 아래에 배치될 수 있다.
컨쥬게이트, 스펀본드 필라멘트(바람직하게는 적어도 하나의 고연화점 성분으로 구성되고 적어도 하나의 저연화점 성분으로 구성된 필라멘트의 적어도 일부의 외면을 가지는 컨쥬게이트, 용융-스펀 필라멘트)의 상대적으로 가볍게 결합된 또는 결합되지 않은 부직층은 내구성 고펄프 함량의 수력학적으로 엉킨 부직 복합 직물을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 컨쥬게이트 스펀 필라멘트의 상대적으로 가볍게 결합된 또는 결합되지 않은 층이, 저연화점 성분이 필라멘트의 표면에서 펄프 섬유에 융합되는 영역을 유발하기 위해 열처리와 조합되어 사용될 때, 결과적으로 형성된 직물은 인성(toughness), 내마모성 및 균일성이 향상되었다.
열적 후처리와 조합된, 컨쥬게이트, 스펀 필라멘트의 상대적으로 가볍게 결합된 또는 결합되지 않은 부직층의 사용은 오직 한 측면에 대한 수력학적 엉킴에 의해 펄프 섬유 복합 직물로 형성될 수 있는 코히어런트(coherent) 기재를 제공하고, 바람직한 치수 안정성을 가진 복합 직물뿐 아니라 강력한, 유용한 직물을 여전히 제공한다. 용어 "상대적으로 가볍게 결합된"은 일반적으로, 예를 들면 열 패턴 결합 및/또는 접착 결합과 같은 표준 웹 결합 기법에 의해 제공된 종래 수준의 웹 결합의 부재시에 주로 섬유간 엉킴 및/또는 기계적 결합에 의해 함께 보유되는 필라멘트 및/또는 섬유의 코히어런트 부직 매트릭스 또는 층을 기술하기 위해 사용된다.
펄프 층 및 기재에 충돌하는 유체 분사의 에너지는 직물의 양면성을 향상시키는 방식으로 펄프 섬유가 연속 필라멘트 기재 안으로 삽입되고 그것들과 엉키도록 조정될 수 있다. 즉, 엉킴은 직물의 한 측면에 고펄프 섬유 농도를, 그리고 반대 측면에 상응하는 저펄프 섬유 농도를 유발하기 위해 조정될 수 있다. 대안적으로, 연속 필라멘트 기재는 두 펄프-풍부한 측면을 가진 복합 직물을 생성하기 위해 한 측면에서 펄프 섬유 층과, 및 다른 측면에서 상이한 펄프 섬유 층과 엉킬 수 있다.
유체 분사 처리 후에, 복합 직물은 비-압축 건조 작동으로 이송될 수 있다. 필요하다면, 복합 직물은 건조 작동 전에 습식-크레핑(wet-creped)될 수 있다. 비-압축 건조는 종래의 회전식 드럼 통기 건조 장치를 이용하여 이루어질 수 있다. 웹은 먼저 건조된 후 필라멘트의 외면에 있는 저연화점 성분이 섬유상 성분의 적어도 일부에 융합되는 영역을 생성하기 위해 별도로 처리(예컨대 열처리)될 수 있다. 건조 단계는 또한 필라멘트의 외면에 있는 저연화점 성분이 섬유상 성분의 적어도 일부에 용합되는 영역을 동시에 생성하는 방식으로 수행될 수 있다. 통기 건조 공정이 특히 잘 수행되는 것으로 밝혀졌다. 적외선 복사, 양키 건조기, 스팀 캔, 진공 탈수, 마이크로파 및 초음파 에너지를 통합하는 다른 건조 공정들 또한 사용될 수 있다.
하이드로니트 와이프의 복합 직물에 선택된 특성을 부여하기 위해 마감 단계 및/또는 후처리 공정을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 와이프는 캘린더 롤에 의해 가볍게 가압되고, 크레핑되거나 솔질이 되어 균일한 외부 외관 및/또는 특정 촉각 특성을 제공할 수 있다. 대안적으로 및/또는 추가적으로, 접착제 또는 염료와 같은 화학적 후처리가 직물에 첨가될 수 있다. 다양한 실시예에서, 본원에 기술된 조성물은 하이드로니트 와이프가 표면을 깨끗하게 닦고 및/또는 오일 또는 그리스와 같은 오일 기반 오염물질을 흡수할 수 있도록 하이드로니트 와이프에 적용될 수 있다. 하이드로니트 와이프의 예는 미국 조지아주 로즈웰의 Kimberly-Clark Professional에서 시판하는 Wypall® X60이다.
종이 제품
본원에 설명한 대로 “종이 제품”은, 욕실용 티슈, 미용 티슈, 종이 타월, 산업용 와이프, 식품 접객 와이프, 냅킨, 의료용 패드, 및 다른 유사한 제품과 같은 제품을 포함하는 것으로 의도된다. 종이 제품은, 복수의 제지 섬유로 형성되고 제1 외부 표면 및 제2 외부 표면을 가지는 부직 시트일 수 있다. 종이 제품은 1개, 2개, 3개 이상의 겹들을 가질 수도 있고, 각각의 겹은 임의의 적합한 유형(들)의 제지 섬유로 만들어질 수 있다.
제지 섬유는, 종이 제품을 제조하는데 유용한 것으로 알려진, 임의의 펄프 섬유, 셀룰로오스 섬유, 다른 천연 섬유, 비셀룰로오스 합성 섬유, 화학열기계 섬유, 또는 재생 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다. 종이 제품을 제조하는데 적절한 섬유는, 코튼, 울, 인간 모발, 돼지 강모, 아바카, 케나프, 사바이 그래스, 아마, 에스파르토 그래스, 스트로, 황마, 대마, 바가스, 유액 분비(milkweed) 플로스 섬유, 및 파인애플 잎 섬유 등의 비목재 섬유를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 천연 또는 합성 셀룰로오스 섬유; 및 북 및 남 연질목 크래프트 섬유 등의 연질목 섬유를 포함한, 낙엽성 및 침엽성 나무로부터 얻는 것 등의 목재 섬유; 유칼립투스, 메이플, 자작나무, 사시나무 등의 경질목 섬유를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 목재 섬유는 고 수율 또는 저 수율 형태로 준비될 수 있고, 크래프트법, 아황산법, 고 수율 펄핑법, 및 알려져 있는 기타 펄핑법을 포함한 임의의 알려져 있는 방법으로 펄프화될 수 있다. 건조중량 기준 최대 50% 이하, 또는 건조중량 기준 약 5% 내지 약 30% 등의 섬유들 중 일부는, 레이온, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리스티렌 섬유, 부틸렌 섬유, 이성분 시스-코어 섬유, 공중합체 섬유, 다성분 결합제 섬유 등의 합성 섬유일 수 있다. 알려져 있는 임의의 표백 방법을 이용할 수 있다. 합성 셀룰로오스 섬유 유형은, 모든 변형의 레이온 및 비스코스 또는 화학적으로 개질된 셀룰로오스로부터 유도된 다른 섬유들을 포함한다. 화학적으로 처리된 천연 셀룰로오스 섬유를, 광택 가공된 펄프, 화학적으로 경화된 또는 가교된 섬유, 또는 술폰화된 섬유로서 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 제지 섬유는 재생 셀룰로오스 섬유 및 고 수율 섬유를 포함한다. 본원에 사용된 대로, 재생 셀룰로오스 섬유는 물리적, 화학적 또는 기계적 수단을 통해 원래의 매트릭스로부터 미리 단리된 임의의 셀룰로오스 섬유를 의미하고, 또한, 섬유 웹으로 형성되어, 약 10 중량% 이하의 수분 함량으로 건조된 다음 일부 물리적, 화학적 또는 기계적 수단에 의해 웹 매트릭스로부터 재단리된다. 고 수율 섬유는, 약 65% 이상, 더욱 구체적으로는 약 75% 이상, 더욱더 구체적으로는 약 75% 내지 약 95%의 수율을 제공하는 펄핑 공정에 의해 제조되는 제지 섬유이다. 수율은, 초기 목재 질량의 퍼센트로서 표현되는 처리된 섬유들의 양이다. 이러한 펄핑 공정은, 표백 화학 열 기계식 펄프(bleached chemithermomechanical pulp), 화학 열 기계식 펄프, 압력/압력 열 기계식 펄프, 열 기계식 펄프, 열 기계식 화학적 펄프, 고 수율 술파이트 펄프, 고 수율 크래프트 펄프를 포함하며, 이들 모두는 형성되는 섬유에 고 수준의 리그닌을 갖게 한다. 고 수율 섬유는, 통상적인 화학적 펄핑 섬유에 비해 건식 상태와 습식 상태 모두에 있어서 단단한 것으로 널리 알려져 있다.
종이 제품은 균질한 섬유 지료로 이루어질 수 있거나, 또는 한 겹 또는 여러 겹 제품 내에 층들을 생성하는 층상(stratified) 섬유 지료로 형성될 수 있다. 종이 제품의 층상 베이스 웹들은 다층 헤드박스(multi-layered headbox)와 같은 당 기술분야에서 알려진 장비를 사용하여 형성될 수 있다. 베이스 웹의 강도 및 유연성은 모두 층상 헤드박스들로부터 생성된 것들과 같은, 층들의 제조를 통해 원하는 대로 조절될 수 있다.
예를 들면, 상이한 섬유 지료들을 각 층에서 사용하여 원하는 속성들을 갖는 층을 생성할 수 있다. 예를 들면, 연질목 섬유들을 포함하는 층들은 경질목 섬유들을 포함하는 층들보다도 높은 인장 강도를 갖는다. 한편, 경질목 섬유들은 종이 제품의 유연성을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 한 겹은 주로 경질목 섬유들을 포함하는 제1 외부층 및 제2 외부층을 포함할 수 있다. 경질목 섬유들은, 원하는 경우, 약 10중량%까지 양의 재생 셀룰로오스 섬유 및/또는 약 10중량%까지 양의 연질목 섬유들과 혼합될 수 있다. 겹은 또한 제1 외부층과 제2 외부층 사이에 위치된 중간층을 포함할 수 있다. 중간층은 주로 연질목 섬유들을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 고 수율 섬유들 또는 합성 섬유들과 같은 다른 섬유들이 약 10중량%까지의 양으로 연질목 섬유들과 혼합될 수 있다.
층상 섬유 지료로부터 겹을 구성할 때, 각 층의 상대적인 중량은 특정 응용예에 따라 가변될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 3개의 층을 포함하는 겹을 구성할 때, 각 층은 겹의 총 중량의 약 15% 내지 약 40%, 예를 들면 겹의 중량의 약 25% 내지 약 35%일 수 있다.
최종 종이 제품의 습윤 강도를 증가시키기 위해서 원하는 경우 습윤 강도 증강용 수지(wet strength resin)들이 지료에 첨가될 수도 있다. 유용한 습윤 강도 수지들은 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타민(TEPA), 에피클로로히드린 수지(들), 폴리아미드-에피클로로히드린(PAE), 또는 그들의 임의의 조합, 또는 이들 군(family)들의 수지들에서 고려되는 임의의 수지들을 포함한다. 특히 바람직한 습식 강도 수지들은 폴리아미드-에피클로로히드린(PAE) 수지들이다. 일반적으로 PAE 수지들은 폴리알킬렌 폴리아민 및 지방족 디카르복실산 또는 디카르복실산 유도체를 처음에 반응시킴으로써 형성된다. 디에틸렌트리아민 및 아디프산 또는 디카르복실산 유도체들의 에스테르들로 이루어진 폴리아미노아미드가 가장 일반적이다. 그런 다음, 생성된 폴리아미노아미드가 에피클로로히드린과 반응한다. 유용한 PAE 수지들은 상표명 Kymene® (캔터키주 코빙턴의 Ashland, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능함)로 판매되고 있다.
마찬가지로, 최종 종이 제품의 건조 강도를 증가시키기 위해서 건조 강도 증강용 수지들이 원하는 대로 지료에 첨가될 수 있다. 이러한 건조 강도 증강용 수지들은 카르복시메틸 셀룰로오스들(CMC), 임의의 타입의 전분(starch), 전분 유도체들, 검들, 폴리아크릴아미드 수지들, 및 잘 알려진 기타의 것들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 수지들의 상업적 공급업체들은 상기에서 논의된 습윤 강도 증강용 수지들을 공급하는 곳들과 동일하다.
종이 제품은 일반적으로 당 기술분야에서 알려진 다양한 제지 공정 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 종이 제품의 베이스 웹은 통기 건조에 의해 형성되고 크레이프되거나 또는 언크레이프될 수 있다. 예를 들어, 제지 공정은, 접착 크레이프, 습식 크레이프, 이중 크레이프, 엠보싱, 습윤가압(wet pressing), 공기 가압(air pressing), 통기성 건조, 크레이프된 통기 건조, 언크레이프된 통기 건조, 뿐만 아니라 베이스 웹 형성의 기타 단계들을 이용할 수 있다. 이러한 기술들의 일부 예가 미국 특허 제5,048,589호, 제5,399,412호, 제5,129,988호 및 제5,494,554호에 개시되어 있고, 그들 모두가 본 발명과 일치하는 방식으로 본 명세서에 포함되어 있다. 여러 겹 티슈 제품들을 형성할 때, 개별 겹들이 동일한 공정 또는 원하는 대로 상이한 공정들로 만들어질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 베이스 웹은, 예를 들면 본 발명과 일치하는 방식으로 참조로 본 명세서에 모두 포함되는, 미국 특허 제5,656,132호 및 제6,017,417호에 설명된 공정들과 같은 언크레이프된 통기 건조 공정에 의해 형성된다.
언크레이프된 통기 건조 공정에서, 트윈 와이어 포머는, 습식 웹이 약 10 건조 중량%의 농도로 부분적으로 탈수될 때 공정에서 새롭게 형성된 습식 웹을 지지하여 하류로 운반하는 역할을 하는 성형 직물로 제지 섬유의 수성 현탁액의 스트림을 주입하거나 피착하는 제지 헤드박스를 가질 수 있다. 습식 웹의 추가 탈수가 진공 흡입 박스들과 같은 알려진 제지 기술들에 의해 수행될 수 있다. 습식 웹은 20% 초과, 보다 구체적으로 약 20 내지 약 40% 사이, 및 보다 구체적으로 약 20 내지 약 30%의 농도로 추가로 탈수될 수 있다. 그 후, 습식 웹은 웹에 증가된 강도를 부여하도록 성형 직물로부터 성형 직물보다 더 느린 속도로 이동하는 전사 직물로 이송된다. 진공 슈(shoe)의 보조로 이송이 수행될 수 있다. 그 후, 습식 웹은 진공 이송 롤 또는 진공 이송 슈의 도움으로 전사 직물로부터 통기 건조 직물로 이송된다. 통기건조 직물은, 전사 직물에 대하여 대략 동일한 속도 또는 다른 속도로 이동할 수 있다. 필요하다면, 신축성을 더욱 향상시키도록 통기건조 직물이 더욱 느린 속도로 이동할 수 있다. 통기 건조 직물에 의해 지지되는 동안, 습식 웹이 통기 드라이어에 의해 약 94% 이상의 농도로 건조된다. 건조 공정은 통기 건조, 적외선 방사, 마이크로파 건조 등을 포함하지만, 이에 한정하지 않고 습식 웹의 벌크 또는 두께를 보존하려는 경향이 있는 임의의 비압축식 건조 방법일 수 있다.
종이 제품에 신축성을 제공하도록, 습식 웹의 하나 이상의 이송 점들에서 직물 사이에 속도 차이가 제공된다. 이 공정은 급속 전사(rush transfer)로 알려져 있다. 성형 직물과 전사 직물 사이의 속도 차이는, 약 5 내지 약 75% 이상, 예로 약 10 내지 약 35%일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 더 느린 전사 직물의 속도를 기반으로, 속도 차이는 약 15 내지 약 25%일 수 있다. 건조 전 습식 웹의 단일 차등 속도 이송 또는 둘 이상의 차등 속도 이송을 사용하여 웹에 신축성을 부여할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 전사 직물이 있을 수 있다. 그러므로, 웹에 부여된 신축량은, 1개, 2개, 3개 이상의 차등 속도 전사로 나누어질 수 있다. 하나의 직물로부터 다른 하나로의 급속 전사는 다음의 특허들, 미국 특허 제5,667,636호, 제5,830,321호, 제4,440,597호, 제4,551,199호, 제4,849,054호 중 어느 하나에 교시된 원리들을 수반할 수 있고, 이들 전부가 본 발명과 일치하는 방식으로 본원에서 참조로 포함된다.
유연제는 종이 제품의 유연성을 높이는데 사용될 수 있고 이러한 유연제는 섬유의 수성 현탁액의 형성 전, 중 또는 후에 섬유로 포함될 수 있다. 이러한 유연제는 또한 습식 웹의 형성 후 웹에 분무되거나 인쇄될 수 있다. 적절한 유연제는 지방산, 왁스, 4급 암모늄 염, 디메틸 탈수소화 탈로우 암모늄 클로라이드, 4급 암모늄 메틸 술페이트, 카르복실화 폴리에틸렌, 코카미드 디에탄올 아민, 코코 베타인, 소듐 라우릴 사르코시네이트, 부분적으로 에톡실화된 4급 암모늄 염, 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드, 폴리실록산 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 유연제는 섬유의 중량을 기반으로 약 0.05, 0.25, 또는 0.5 내지 약 0.75 또는 1 중량%의 양으로 첨가될 수 있다.
제조된 웹의 평량은 최종 종이 제품에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 웹의 평량은 약 15, 16, 18, 30 또는 30gsm 내지 약 32, 34, 36, 40, 45, 60 또는 80gsm까지 다양할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 국소 결합제를 사용해 제지 섬유를 함께 접합할 수 있고 이것은 최종 종이 제품에 부가된 강도를 부여할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 결합제는 언크레이프된 스루-건조 웹의 각 측면에 부가될 수 있고 웹의 각 측면은 그 후 크레이프될 수 있다. 결합제는 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄, 코팅, 분무, 잉크젯 또는 핫 멜트 적용에 의해 "부가"될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 종이 제품을 위한 웹은 먼저 종래의 수단에 의해 형성된 후 급속 전사되고 통기 건조된다(크레이프되거나 캘린더링되지 않음) 다음에, 언크레이프되고, 통기 건조된 베이스 시트의 각 측면은 그것에 부가된 결합제를 가지고, 그 후 베이스 시트의 각 측면은 크레이프된다.
결합제 조성물은 제품 내 겹 또는 겹들의 하나 이상의 표면들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 한 겹 제품은 결합제 조성물로 처리된 하나 또는 양 면을 가질 수 있다. 2겹 제품은 결합제 조성물로 처리된 하나 또는 양 외부 표면을 가질 수 있고 그리고/또는 결합제 조성물로 처리된 하나 또는 양 내부 표면을 가질 수 있다. 2겹 제품의 경우에, 촉감 또는 흡수성을 위해 제품의 외측에서 겹들의 미처리된 표면(들)을 노출시키기 위해서 하나 또는 양 결합제 처리된 표면들이 안쪽으로 겹쳐지도록 하는 것이 유리할 수 있다. 여러 겹의 제품의 내부 표면들에 결합제를 적용할 때, 결합제는 또한 겹들을 함께 접합하는 수단을 제공한다. 이러한 경우에, 기계적 접합은 요구되지 않을 수도 있다. 3겹 제품의 경우에, 동일한 옵션이 이용가능하다. 섬유성 웹에서 결합제 조성물의 커버리지의 표면적은 약 5% 이상, 더욱 구체적으로 약 30% 이상, 더욱더 구체적으로 약 5 내지 약 90% 또는 약 20 내지 약 75%일 수 있다.
결합제 조성물은 인쇄, 분무, 코팅, 발포 등과 같은 임의의 적절한 방법에 의해 섬유성 웹의 하나 또는 양 표면에 적용될 수 있다. 결합제 조성물에 대한 경화 온도는 약 260oC 이하, 보다 구체적으로 약 120oC 이하, 보다 구체적으로 약 100oC 이하, 보다 구체적으로 약 40oC 이하, 보다 구체적으로 약 10 내지 약 260oC이고 더욱더 구체적으로 약 20 내지 약 120oC일 수 있다. 비록 결합제 조성물이 비교적 저온에서 경화될 수 있지만, 경화 속도는 종래의 결합제를 경화하는 것과 연관된 보다 높은 온도에서 가속될 수 있음을 인식할 것이다.
종이 제품을 형성하고 건조한 후, 종이 제품은 임의의 후속 변환 공정을 거칠 수 있다. 실시예에서, 종이 제품은 충분한 인장 강도를 유지하면서 높은 퍼지성 값을 발생시키도록 전단 캘린더링 공정을 거칠 수 있다. 실시예에서, 종이 제품은 공기 불투과성 물질을 포함하는 최종 패키징에 배치될 수 있다.
예
예 1: 열가소성 탄성 공중합체 용해도 테스트
용매 중의 공중합체의 용해도를 테스트하기 위하여, 공중합체의 양을 일정 부피의 용매에 첨가하고 시간 경과에 따라 관찰할 수 있다. 예를 들어, 3가지 공중합체를 다양한 잠재적 용매에서의 용해도에 대해 평가하였다. 평가한 3가지 공중합체는 다음과 같았다: 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌(14 중량%의 스티렌)(Sigma-Aldrich Chemical Company), 에틸렌-옥텐-1(Dow™ Affinity®) 및 알파-메틸스티렌-비닐톨루엔(Eastman™ Regalrez®). 용매 중에서 각각의 공중합체의 용해도를 테스트하기 위하여, 0.1 g의 공중합체를 20 ml 바이알에 넣은 후 10 ml의 용매를 넣은 다음 바이알을 캡으로 밀봉하였다. 각 바이알을 주변 온도(25oC)에 놓고 10시간에 걸쳐 관찰하였다. 만약 공중합체가 완전히 용해되었으면 체크 기호("√")가 하기 표 1에 나타날 것이다. 만약 공중합체가 완전히 용해되지 않았으면, "X"가 하기 표 1에 나타날 것이다.
용매 폴리스티렌-
폴리이소프렌-
폴리스티렌		 에틸렌-옥텐-1 알파-메틸스티렌-
비닐톨루엔
다이메톡시메탄 √ (20%) X X
톨루엔 √ (10%) √ (5%) √ (6%)
크실렌 √ (15%) √ (8%) √ (8%)
아세토니트릴 X X X
1-부탄올 X X X
메틸에틸케톤 √ (10%) X X
미네랄 스피릿 √ (8%) X √ (6%)
아세톤 X X X
테트라하이드로푸란 √ (10%) X √ (10%)
(x) = 주변 온도에서 각 용매에 용해되는 공중합체의 최대 용해도
표 1로부터 알 수 있는 것과 같이, 미네랄 스피릿, 메틸에틸케톤, 톨루엔, p-크실렌, 테트라하이드로푸란 및 다이메톡시메탄의 용매는 공중합체가 그 안에서 용해될 수 있는 적합한 용매인 것으로 밝혀졌다.
예 2: 열가소성 탄성 공중합체 및 용매를 위한 표면 접착
본원에서 기술된 것과 같이, 본원에 기술된 조성물의 또 다른 바람직한 속성은 다양한 표면에 부착하는 능력이다. 표면 접착에 대한 테스트를 증명하기 위하여, 4 g의 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌(스티렌 14 중량%, Sigma-Aldrich Chemical Company로부터 입수 가능함)을 60 ml의 다이메톡시메탄(Sigma-Aldrich Chemical Company로부터 입수 가능함)에 실온에서 용해시켰다. 이 용액을 다음에 Prevail 분무 건(Prevail Co., 일리노이주 코울 시티)을 사용하여 4가지 상이한 표면에 분무하였다: 1) 알루미늄 시트 금속, 12"x12"x0.25"(일리노이주 러브즈 파크의 Grainger Co.로부터 입수 가능함), 2) 폴리카보네이트 시트, 12"x12"x1/8"(일리노이주 러브즈 파크의 Grainger Co.로부터 입수 가능함), 3) 유리 시트, 12"x12"x1/8" 및 4) 블랙 실험실 벤치 탑(미네랄-중합체 복합물). 각각의 분무된 샘플을 10 내지 15초 동안 건조되도록 허용하였다. 건조된 조성물을 다음에 각 표면으로부터 벗겨내어 표면 접착이 이루어졌는지에 대해 육안으로 관찰하였다. 4개의 표면 각각에 대하여, 건조된 조성물의 코팅은 각 표면에 접착된 것으로 관찰되었지만 각 표면으로부터 쉽게 벗겨지지 않았다.
간단한 박리 테스트를 또한 열가소성 탄성 공중합체, 용매 및 초흡수성 물질을 포함하는 조성물들에 대해 수행하였다. 초흡수성 물질을 포함하는 조성물에 대해 상기 주지된 행동으로부터 변화는 관찰되지 않았다.
예 3: 열가소성 탄성 공중합체 및 용매에 의한 오일-기반 오염물질 흡수
조성물의 친유성을 테스트하기 위하여, 엔진 오일(Chevron SAE 30 10W30), 그리스(라드, Armour 브랜드, ConAgra Foods, 네브래스카주 오마하), 식물성 오일(홍화유, Ventura Foods LLC)의 각각을 0.25 g씩 알루미늄 금속 시트, 12"x12"x0.25"(일리노이주 러브즈 파크의 Grainger Co.로부터 입수 가능함) 표면에 적용하고, 장갑을 낀 손가락을 사용하여 표면 전체에 펼쳐서 가벼운 스트리크 (6인치 길이 및 1인치 폭)를 형성하였다. 액체 조성물을 4 g의 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌을 60 ml의 다이메톡시메탄에 용해시켜 제조하였다. 가벼운 분무 코팅을 스트리크의 상부에 적용하고 약 20초 동안 건조시켜서 필름을 형성하였다. 다음에 필름을 알루미늄 표면으로부터 벗겨냄으로써 필름을 제거하였다. 육안 검사시, 알루미늄 표면에서 오일 또는 그리스의 시각적 신호는 관찰되지 않았다. 그러므로 이 조성물은 용이한 단일 단계로 표면으로부터 오일 및 그리스를 흡수하고 제거하였다.
예 4: 열가소성 탄성 공중합체 및 용매에 의한 도장 공정을 위한 보호용 코팅
알루미늄 판(중앙에 6" 직경의 구멍을 가짐) 및 폴리카보네이트 시트(일리노이주 러브즈 파크의 Grainger Co.)를 5분 에폭시 글루를 사용하여(Loctive® Heavy Duty [5분, 3500 psi], Henkel Corp.) 함께 접착시켰다. 폴리카보네이트 시트는 차량 또는 비행기 창을 본뜨기 위하여 알루미늄 판의 구멍 안에 "창(window)"을 형성하였다. 액체 조성물을 4 g의 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌을 60 ml의 다이메톡시메탄에 용해시켜 제조하였다. 액체 조성물을 분무 도장 전에 마스크로서, 1 인치 페인트 솔(Cratfsmart® 1 인치, 1.5 인치 털이 달림)을 사용하여 폴리카보네이트 창 위에 솔질하였다. 액체 조성물을 건조시켰다. 적색 에나멜 분무 페인트(Krylon Products Group에 의한 "Fire Red" ColorTouch® Spray Enamel)를 금속 및 조성물 마스크에 적용하였다. 페인트를 건조시켰을 때(약 20분), 마스크를 벗겨 내어 금속에 깨끗한 선을 남겼고 이때 폴리카보네이트 창에는 페인트가 없었다. 마스크는 페인트 오버스프레이와 함께 쉽게 벗겨지는 것으로 밝혀졌다.
예 5: 시각적 변화 지표
액체 조성물을 60 ml의 다이메톡시메탄에 용해된 4 g의 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌으로 제조하였다. 일정량, 0.02 g의 플루오레세인(Sigma-Aldrich Chemical Co., 위스콘신주 밀워키)을 액체 조성물에 첨가하였다. 플루오레세인은 유기 용매에 가용성이다. 플루오레세인을 첨가하면, 액체 조성물은 연분홍색이었다. 건조시켰을 때, 연분홍으로부터 밝은 오렌지색으로 색이 변하였다.
예 6: 열가소성 탄성 공중합체 및 용매에 대한 시간 경과에 따른 오일 용량의 측정
0.27 g 샘플의 건조된 공중합체 필름(60 ml의 다이메톡시메탄에 용해된 4 g의 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌(14 중량%의 스티렌))을 8"x12" Pyrex® 베이킹 접시의 과량의 엔진 오일(100 g의 Chevron SAE 30, 10W30)에 넣었다. 그런 다음 필름을 제거하고, 종이 타월로 닦은 후 중량을 측정하였다. 이것을 특정 시간점에 걸쳐 반복하였다. 표 2는 시간 경과에 따라 증가된 중량을 나타낸다.
시간 (분) 필름 + 오일 중량 (그램)
0 0.27
10 0.35
20 0.38
30 0.42
40 0.45
75 0.52
110 0.58
235 0.72
320 0.77
이 단계들을 추가 시간에 걸쳐 반복하였다. 32시간 후에, 필름 샘플은 공중합체 필름의 g당 3.3 g의 오일을 흡수하였다. 32시간이 지나서, 필름 샘플은 그것의 처음 크기보다 4배로 커졌다.
예 7: 열가소성 탄성 공중합체에 대한 상이한 유형의 오일의 흡수
일련의 보통 오일 및 윤활제를 테스트하여 탄성 공중합체(Dow Chemical Co.에 의해 상표명 InfuseTM 9807로 시판되는 에틸렌-옥텐 블록 공중합체)가 다음의 상이한 오일 및 윤활제 유형을 얼마나 잘 흡수하는지 측정하였다:
에틸렌 글리콜(동결방지제)(위스콘신주 밀워키의 Sigma-Aldrich Chemical Co.로부터 입수 가능함)
브레이크 유동액 672701(뉴저지주 스프링필드의 Atlas Supply Co.로부터 입수 가능함)
자동 변속액(일리노이주 시카고의 Sovereign Oil Co.로부터 입수 가능함)
홍화유(캘리포니아주 브레아의 Ventural Foods로부터 입수 가능함)
합성 10W30 자동차 오일(텍사스주 휴스턴의 Kendall로부터 입수 가능함)
자동차 오일 10W30 모토텍(오하이오주 신시내티의 The Kroger Co.로부터 입수 가능함)
공지된 중량, 약 0.4 g의 건조된 탄성 공중합체 필름을 과량, 약 100 ml의 열거된 오일/윤활제의 각각에, 일정 시간 동안 넣었다. 다음에 특정 시점에, 필름을 제거하고, 종이 타월로 닦은 후, 중량을 측정하였다. 그 결과를 아래 표 3에 나타낸다.
오일/윤활제 샘플 베이스 wt (g) 중량 1 분 (g) 중량 2 분 (g) 중량 5 분 (g) 중량 10 분 (g)
홍화유 1 0.41 0.74 0.72 0.74 0.74
2 0.41 0.75 0.73 0.76 0.71
흡수된 평균 중량% 82% 77% 82% 77%
변속액 1 0.41 1.29 1.53 1.6 1.58
2 0.4 1.29 1.5 1.61 1.6
흡수된 평균 중량% 219% 274% 297% 293%
브레이크 유동액 1 0.41 0.67 0.68 0.67 0.7
2 0.41 0.66 0.7 0.65 0.71
흡수된 평균 중량% 62% 68% 61% 72%
합성 자동차 오일 1 0.4 1.19 1.45 1.49 1.5
2 0.41 1.16 1.4 1.5 1.54
흡수된 평균 중량% 191% 252% 270% 275%
동결방지제 1 0.41 0.43 0.43 0.43 0.44
2 0.41 0.43 0.43 0.43 0.43
흡수된 평균 중량% 5% 5% 5% 5%
자동차 오일 1 0.4 1.23 1.53 1.57 1.63
2 0.41 1.25 1.49 1.58 1.6
흡수된 평균 중량% 206% 273% 289% 299%
표 3의 결과는 탄성 공중합체가 대부분의 오일 및 윤활제 유형의 오일을 양호하게 흡수하였고, 성질이 보다 친수성인 동결방지제(에틸렌 글리콜)와 같은 소량의 알코올 기반 오일은 예외인 것을 보여준다. 홍화유(불포화 지방산)는 흡수되었고, 그러므로, 이 코팅은 주방 환경에서 사용될 수 있었다. 상기 주지된 초흡수성 물질을 열가소성 탄성 공중합체에 첨가하는 것은 다양한 오일을 흡수하는 공중합체의 능력을 유의미하게 변화시키지 않았음이 분명하다.
예 8: 롤러 볼 도포용 도구를 통한 탄성 공중합체 및 용매 조성물의 적용
폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌(14% 폴리스티렌)을 다이메톡시메탄에 용해시킨(1:1) 용액을 롤러 볼 도표용 도구(워싱턴 이스트사운드의 Lotion Crater로부터 입수 가능함)에 넣었고, 금속, 유리, 타일 등을 포함하여 대부분의 표면에 완전한 2 내지 4 mm 두께의 탄성 공중합체 조성물 코팅 층을 전달하는 것으로 나타났다. 조성물이 건조되도록 허용한 후, 건조된 필름은 탄성층으로서 벗겨짐으로써 쉽게 제거되었다.
예 9: 열가소성 탄성 공중합체 및 용매 조성물의 와이프 상의 코팅으로서의 적용
Wypall® X-60 하이드로니트 와이프를, 열가소성 탄성 공중합체 및 용매를 포함하는 액체 공중합체 조성물(60 ml의 다이메톡시메탄에 용해된 4 g의 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌)으로 가볍게 분무 코팅하였다. 액체 공중합체 조성물의 한 샘플은 추가로 시각 변화 지표로서 0.02 g의 플루오레세인을 포함하였다(코팅이 건조될 때 분홍색 액체는 진한 오렌지색으로 변화하고, 그것은 코팅이 도장될 준비가 되었음을 나타낸다). 각각의 와이프의 분무 후에, 액체 공중합체 조성물을 건조되도록 허용하였다. 전형적인 부가물은 5 중량/중량% 내지 28 중량/중량% 범위였다. 다음에, 0.25 g의 엔진 오일(Chevron SAE 30, 10W30)을 알루미늄 판 위에 3개의 선으로서 스트리킹하였다. 와이프들(와이프 대조군, 공중합체 조성물을 가진 와이프, 공중합체 조성물과 시각 변화 지표를 가진 와이프)을 각각 오일 스트리크 중 하나 위에 놓은 다음 제2 알루미늄 판을 와이프의 상부에 놓아 와이프를 오일 안으로 20초 동안 압박한 후 제거하였다. 표 4는 각 와이프의 오일의 측정값을 제공한다.
샘플 와이프 대조군 와이프 + 공중합체 와이프+공중합체+시각 변화 지표
와이프 속 오일 (그램) 0.05 0.27 0.29
공중합체 조성물을 가진 와이프가 와이프 대조군과 비교할 때 약 5배 더 많은 오일을 흡수할 수 있었다.
예 10: 와이프 상의 코팅으로서의 열가소성 탄성 공중합체 및 용매 조성물의 적용 - 오일 용량
Wypall® X-60 하이드로니트 와이프의 동일한 샘플들(7cm x 14cm)을 액체 공중합체 용액(60 ml의 다이메톡시메탄에 용해된 4 g의 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌)으로 상이한 부가물 수준으로 코팅하였다. 그런 다음 각 와이프를 8"x12" Pyrex® 베이킹 접시의 엔진 오일(100 g의 Chevron SAE 30, 10W30)의 배스에 10분 동안 넣었다. 10분 후에, 각 와이프를 엔진 오일의 배스로부터 제거하고, 종이 타월로 가볍게 닦은 후 오일 부가물을 측정하였다. 하기 표 5는 각 와이프 중의 오일의 측정값을 제공한다.
공중합체 중량% 오일 용량 중량%
0.0 250
0.16 279
1.1 294
20.0 351
22.3 361
31.3 366
10분의 테스트 기간이 경과한 후, 와이프 상에 약 20 중량%의 공중합체 용액이 있을 때까지 오일 용량의 안정 상태 증가가 관찰되었다.
예 11: 열가소성 탄성 공중합체 및 용매 조성물의 마찰 계수
오염된 표면을 세정할 때의 마찰 계수를 평가하기 위하여, 탄성 공중합체 및 용매 조성물을 오염된 표면에 액체 조성물로서 적용한 후 건조하도록 허용하였고 또한 탄성 공중합체 및 용매 조성물의 코팅을 함유하는 와이프를 통해 적용하였다. 탄성 조성물을 적용하는 두 가지 기법을 추가로 탄성 조성물과 용매의 코팅을 함유하지 않은 와이프에 대해 비교하였다. 탄성 공중합체 조성물을 4 g의 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌(14 중량% 스티렌)을 60 ml의 다이메톡시메탄에 용해시킴으로써 제조하였다. 탄성 공중합체 및 용매 조성물을 다음에 Wypall® X-60 하이드로니트 와이프(7cm x 14cm) 위에 상이한 부가물 수준으로 분무하였다.
0.25 g의 엔진 오일(Chevron SAE 30, 10W30)을 알루미늄 판 위에 4개의 선으로 스트리킹하였다. 탄성 공중합체 및 용매 조성물이 없는 하이드로니트 와이프 및 각각의 코팅된 하이드로니트 와이프를 사용하여 3개 선의 엔진 오일을 각각 닦았다. 탄성 공중합체 및 용매 조성물 자체를 또한 네 번째 선의 엔진 오일 위에 분무하였다. Gardner 마모 테스트를 수행하였고 표 6은 각각의 적용 기법에 대한 마찰 계수를 개략적으로 보여준다. Gardner 마모 테스트는 ASTM 1792를 따른다. Gardner 마모 테스트 II 마모 테스터(BYK 기기, 독일 Geretsried)는 마모 및 마찰 계수에 대한 다용도 디자인을 제공한다. 기기 팔은 와이프 또는 타월에 대해 1 내지 3개의 솔 홀더 또는 셔틀을 보유하도록 디자인된다. 테스트 방법은 다음의 주의사항 적힌 대로 따랐다: 1) 와이프를 셔틀 아래에 놓고, 2) 1 사이클은 3초이며, 3) 1 lb를 기기 팔에 적용하였고, 그리고 4) 스트로크 길이는 11 인치였다.
샘플 마찰 계수
25 중량/중량% 부가물 수준의 코팅을 가진
하이드로니트 와이프		 0.4424
17 중량/중량% 부가물 수준의 코팅을 가진
하이드로니트 와이프		 0.3328
탄성 공중합체 조성물 0.3002
하이드로니트 와이프 0.1482
탄성 공중합체 조성물로 코팅된 하이드로니트 와이프는 탄성 공중합체 조성물의 코팅이 없는 하이드로니트 와이프보다 높은 마찰 계수를 가졌다. 탄성 공중합체 및 용매 조성물은 "스퀴지(squeegee)" 효과를 제공할 수 있고 표면에서 오일을 긁어내고 하이드로니트 와이프 안으로 오일을 긁는 것을 도울 수 있다.
벤치 테스트를 열가소성 탄성 공중합체, 용매 및 초흡수성 물질을 포함하는 조성물에 대해 수행하였고, 상기 주지된 행동에 유의할만한 감소는 관찰되지 않았다.
예 12: 열가소성 탄성 공중합체 및 용매 조성물의 패턴화된 코팅
Wypall® X-60 와이프 및 Scott® 종이 타월(둘 다 Kimberly-Clark Corporation으로부터 입수 가능함)에 60 ml의 다이메톡시메탄에 용해된 6 g의 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌(14% 폴리스티렌)의 용액으로 가볍게 분무하였다. 공중합체 및 용매 용액을 와이프 및 타월 위에 선형 패턴으로 분무하였다. 선형 패턴을 분무 전에 Weber® 그릴 그레이트를 와이프와 타월의 상부에 놓음으로써 이루었다. 조성물을 와이프와 타월 위에 분무한 후에, 그릴 그레이트를 들어올려서 탄성 공중합체 및 용매 조성물 코팅이 선 또는 트레드 패턴으로 드러나도록 하였다. 다양한 후속 트레드 디자인을 지그-재그 트레드 패턴을 얻기 위하여 그릴 그레이트를 회전시킴으로써 이루었다. 반복된 오일 닦기 테스트는 "트레드-유사" 패턴화된 와이프 및 타월이 가볍게 코팅된 와이프/타월보다 엔진 오일을 약 1.5 내지 2배 많이 흡수할 수 있었음을 보였다. 이것은, 부분적으로는, 높은 마찰의 스퀴지 효과를 전달하는 트레드 디자인에 의한 것으로 여겨지지만, 갭(공중합체 코팅이 아님)이 더 빠른 오일 관통 흐름 및 포획을 허용하였다. 나아가, 트레드-유사 패턴은 스퀴지가 개선된 위킹(wicking) 및 포획을 위해 오일을 코팅되지 않은 면적으로 보내는 것을 허용하는 것으로 여겨진다.
예 13: 열가소성 탄성 공중합체의 오일 흡수
여러 열가소성 탄성 공중합체를 시간 경과에 따라 오일(Chevron 10W30 SAE80, 엔진 오일)을 흡수하는 유효성을 측정하기 위해 테스트하였다. 하기에서 주지된 열가소성 탄성 공중합체를 대략 380℉에서 열판 압착기(Atlas press)를 사용하여 작은 원형 디스크로 제조하였다. 이 디스크들을 하기 표 7에서 주지된 바와 같이 명시된 시간 동안 과량의 엔진 오일에 넣었고, 오일로부터 제거한 후, 닦고, 그것들의 중량을 다시 측정하여, 초기 중량으로부터의 백분율 증가로서 나타냈다.
샘플 1분 후 중량 2분 후 중량 5분 후 중량 10분 후 중량
스티렌-이소프렌-스티렌 (Eastman)
14% 스티렌		 20% 30% 45% 65%
스티렌-이소프렌-스티렌 (Eastman)
17% 스티렌		 22% 39% 67% 78%
스티렌-이소프렌-스티렌 (Eastman)
22% 스티렌		 36% 43% 64% 86%
폴리스티렌 9% 9% 9% 9%
Infuse™ (Dow 9807) 20% 30% 40% 55%
Affinity™ (에틸렌-
옥텐-1)		 24% 35% 53% 71%
Kraton (스티렌-
부타디엔-스티렌,
30% 스티렌)		 8% 8% 8% 8%
상기 표 7에서 알 수 있는 것과 같이, 블록 폴리스티렌-블록-폴리이소프렌-블록-폴리스티렌 공중합체가 최고량의 엔진 오일 흡수를 제공하였다.
예 14: 열가소성 탄성 공중합체 및 초흡수성 물질 조성물에 대한 오일 및 물 흡수
열가소성 탄성 공중합체를 초흡수성 물질(폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌, 22% 스티렌, HySorb® 8760D, BASF)과 70:30 중량/중량의 비율로 혼합하였고 열판 압착기(Atlas Press)를 사용하여 대략 380℉에서 박막으로 용융 압착하였다. 작은 디스크를 필름으로부터 절단하고(5cm 직경, 0.2 g) 과량의 오일(Chevron 10W30 SAE80, 엔진 오일)(표 8) 및 과량의 물(표 9)에 하기의 표 8 및 9에 주지된 것과 같은 명시된 시간 동안 넣고, 물로부터 제거한 후, 닦고, 그것들의 중량을 다시 측정하여, 초기 중량으로부터의 백분율 증가로서 나타냈다.
오일
샘플 1분 후 중량 2분 후 중량 5분 후 중량 10분 후 중량
스티렌-이소프렌-
스티렌 (Eastman)
22% 스티렌 +
HySorb® 8760D		 36% 43% 64% 86%
물
샘플 1분 후 중량 2분 후 중량 5분 후 중량 10분 후 중량
스티렌-이소프렌-
스티렌 (Eastman)
22% 스티렌 +
HySorb® 8760D		 21% 75% 144% 190%
표 8의 샘플을 표 7의 샘플과 비교하면, 초흡수성 물질의 첨가는 오일의 흡수 특성에 영향을 미치지 않았다. 그러나, 물 흡수 흡입 및 용량은 표 9에서 알 수 있는 것과 같이 상당히 증가하였다.
예 15: 열가소성 탄성 공중합체, 용매 및 초흡수성 물질 조성물의 와이프 상의 코팅으로서의 적용 - 오일 및 물 흡수
열가소성 탄성 공중합체를 초흡수성 물질(폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌, 22% 스티렌, HySorb® 8760D, BASF)과 혼합하였다. 이것을 6 g의 열가소성 탄성 공중합체를 60 mL의 용매(다이메톡시메탄)에 용해시킨 후 3 g의 초흡수성 물질을 첨가함으로써 이루었다. 조성물을 X-60 하이드로니트 와이프에 담금 및 스퀴지 기법에 의해 X-60 하이드로니트 와이프를 조성물에 담근 후 담궈진 와이프를 Atlas Wringer를 통해 25 lb의 닙 압력으로 이동하게 함으로써 적용하였다. 그런 다음, 와이프를 흄 후드에서 만졌을 때 건조할 때까지 공기 건조시켰다. 그런 다음 코팅된 와이프 샘플을 절단하여 예 14와 관련하여 상기에서 기술된 물 흡수 및 용량 테스트를 수행하였고 대조군 X-60 하이드로니트 와이프의 흡수 결과에 대해 비교하였다. 이 테스트의 결과를 하기 표 10(오일-Chevron 10W30 SAE80) 및 표 11(물)에 나타내는데, 와이프의 중량 백분율을 오일 또는 물에 넣기 전의 와이프의 초기 중량으로부터의 백분율 증가로서 나타낸다.
오일
샘플 1분 후 중량 2분 후 중량 5분 후 중량 10분 후 중량
X-60 하이드로니트 와이프
(대조군)		 100% 100% 100% 100%
조성물 코팅이 있는 X-60 하이드로니트 와이프 136% 143% 164% 186%
물
샘플 1분 후 중량 2분 후 중량 5분 후 중량 10분 후 중량
X-60 하이드로니트 와이프
(대조군)		 100% 100% 100% 100%
조성물 코팅이 있는 X-60 하이드로니트 와이프 121% 175% 244% 290%
상기 표 10 및 11에 나타낸 테스트 결과에서 예시된 것과 같이, 코팅 조성물을 가진 X-60 하이드로니트 와이프는 오일 및 물 둘 다에 대해 대조군 X-60 하이드로니트 와이프보다 상당히 더 빠르게 흡수하였고 상당히 더 높은 흡수 용량을 나타냈다. 예를 들어, 코팅 조성물을 가진 와이프는 10분 후에 코팅 조성물을 갖지 않은 와이프보다 오일에 대해 86% 더 큰 흡수제 용량 및 물에 대해 190% 더 큰 흡수제 용량을 나타냈다.
예 16: 열가소성 탄성 공중합체, 용매 및 초흡수성 물질의 혼합물
60 mL의 다이메톡시메탄에 6 g의 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌(14% 스티렌)을 포함하는 조성물을 8 ml의 물 중의 폴리아크릴산 올리고머(올리고머 초흡수성 물질)(32 중량/중량% 고체, Soerens 등의 6,849,685에 따름)와 함께 혼합하여 에멀션을 형성하였고, 그런 다음 그것을 알루미늄 금속 표면 및 또한 6"x6" 샘플 0.9osy 통기 본디드 카디드 웹("TABCW") 부직포 위에 a) 분무(32온스 헤비 듀티 스프레이 보틀, Rubbermaid) 및 또한 b) 솔질(1.5" 나일론/폴리에스테르 페인트 솔, 오리건주 포틀랜드의 Purdy XL)하고 공기 건조되도록 허용하였다. 스프레이 코팅은 17 중량/중량% 코팅을 유발하였고 솔질 적용은 32 중량/중량% 코팅을 유발하였다. 금속 판 상의 분무된 및 솔질된 코팅은 찢어지거나 깨지지 않으면서 하나의 시트로 벗겨질 수 있었다. 코팅된 부직 직물 샘플을 반으로 절단하여 자동차 오일 및 물의 비이커에 넣었고 주변 온도에서 60분 동안 담가두었다. 그런 다음 샘플을 제거하고, 종이 타월로 닦은 후 상기에서 논의한 과정들과 유사하게 중량을 다시 측정하였다. 표 12는 아래에 그 결과를 나타낸다.
샘플 자동차 오일 내
샘플의 중량 증가 		물 내
샘플의 물 증가
대조군 부직 105% 120%
스프레이 코팅된 부직 317% 1221%
솔질 코팅된 부직 620% 2008%
표 12에서 알 수 있는 것과 같이, 스프레이 코팅된 부직 샘플 및 솔질 코팅된 부직 샘플은 대조군 부직 샘플보다 자동차 오일 및 물을 상당히 더 많이 흡수하였다.
예 17: 초흡수성 물질을 포함하는 고온 용융 접착제에 대한 오일 및 물 흡수
초흡수성 물질(HB Fuller HydroLock™ FC-9230-N)을 포함한 고온 용융 접착제의 흡수 및 용량에 대해 테스트하기 위하여 추가의 테스트를 완료하였다. 고온 용융 접착제를 박막 샘플 안으로 압박한 후, 예 14 및 15와 관련하여 상기에서 기술된 테스트와 유사하게, 엔진 오일(Chevron 10W30 SAE80) 및 물에 넣었다. 그 결과를 하기 표 13(오일- Chevron 10W30 SAE80) 및 표 14(물)에 나타낸다.
오일
샘플 1분 후 중량 2분 후 중량 5분 후 중량 10분 후 중량
HB Fuller Hydro Lock FC-9230-N 3.0% 3.5% 3.5% 5.0%
물
샘플 1분 후 중량 2분 후 중량 5분 후 중량 10분 후 중량
HB Fuller Hydro Lock FC-9230-N 43% 69% 76% 124%
표 13 및 14로부터 초흡수성 물질을 포함하는 고온 용융 접착제의 결과를 예 14의 표 8 및 9의 열가소성 탄성 공중합체, 용매 및 초흡수성 물질을 포함하는 조성물의 결과와 비교함으로써 알 수 있는 것과 같이, 초흡수성 물질(HB Fuller HydroLock FC-9230-N)을 포함하는 고온 용융 접착제는 오일과 관련하여 상당히 감소된 동적 흡수 특성 및 상당히 감소된 흡수제 용량을 제공하였다. 예를 들어, 고온 용융 접착제(HB Fuller HydroLock FC-9230-N) 만으로는 1분 후 오일의 흡수로 인한 중량의 3.0% 증가 및 10분 후 오일의 흡수로 인한 중량의 5.0% 증가만을 제공한 반면, 예 14의 열가소성 탄성 공중합체, 용매 및 초흡수성 물질을 포함하는 조성물은 1분 후 오일의 흡수로 인한 중량의 36%의 증가 및 10분 후 오일의 흡수로 인한 중량의 86%의 증가를 제공하였다. 낮은 동적 흡수 및 흡수제 용량으로 인해, 초흡수성 물질(HB Fuller Hydro Lock FC-9230-N)을 포함하는 고온 용융 접착제는 적합하지 않았을 수 있다.
추가적으로, 초흡수성 물질(HB Fuller Hydro Lock FC-9230-N)을 포함하는 고온 용융 접착제는 또한 물과 관련하여 상당히 감소된 흡수제 용량을 제공하였다. 고온 용융 접착제는 10분 후 물 흡수로 인한 중량의 124%의 증가만을 제공한 반면 예 14의 열가소성 탄성 공중합체, 용매 및 초흡수성 물질을 포함하는 조성물은 10분 후 물 흡수로 인한 중량의 190%의 증가를 제공하였다.
낮은 동적 흡수 및 흡수제 용량으로 인해, 초흡수성 물질(HB Fuller Hydro Lock FC-9230-N)을 포함하는 고온 용융 접착제는 오일 및 물을 포함하는 이중 사용 환경에 적합하지 않았을 수 있다. 그러나, 이 결과들로부터, 예 14에서와 같이, 열가소성 탄성 공중합체 및 초흡수성 물질을 포함하는 조성물은 오일 및 물 둘 다를 흡수하기에 적합할 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예:
실시예 1: 열가소성 탄성 공중합체; 초흡수성 물질; 및 용매를 포함하되, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 상기 용매에 용해되어 있는, 조성물.
실시예 2: 실시예 1의 조성물로, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 친유성이다.
실시예 3: 실시예 1 또는 실시예 2의 조성물로, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-폴리부틸렌)-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 알파-메틸스티렌-비닐톨루엔-공중합체 및 에틸렌-옥텐-1 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
실시예 4: 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 조성물로, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌이다.
실시예 5: 실시예 4의 조성물로, 상기 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌의 스티렌 함량은 적어도 약 10%이다.
실시예 6: 실시예 4의 조성물로, 상기 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌의 스티렌 함량은 약 25% 이하이다.
실시예 7: 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 조성물로, 상기 용매는 미네랄 스피릿, 메틸에틸케톤, 톨루엔, p-크실렌, 테트라하이드로푸란 및 다이메톡시메탄으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
실시예 8: 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 조성물로, 상기 초흡수성 물질은 상기 조성물의 중량 기준 약 5% 내지 약 50%를 포함한다.
실시예 9: 실시예들 1-7 중 어느 하나의 조성물로, 상기 조성물의 중량 기준 상기 열가소성 탄성 공중합체의 중량 백분율은 상기 조성물의 중량 기준 상기 초흡수성 물질의 중량 백분율보다 적어도 50% 더 크다.
실시예 10: 복수의 섬유를 포함하는 부직 물질; 및 상기 부직 물질에 적용된 조성물을 포함하되, 상기 조성물은 열가소성 탄성 공중합체; 초흡수성 물질; 및 용매를 포함하는, 부직 기재.
실시예 11: 실시예 10의 부직 기재로, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 친유성이다.
실시예 12: 실시예 10 또는 실시예 11의 부직 기재로, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-폴리부틸렌)-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 알파-메틸스티렌-비닐톨루엔-공중합체 및 에틸렌-옥텐-1 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
실시예 13: 실시예들 10-12 중 어느 하나의 부직 기재로, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌이다.
실시예 14: 실시예들 10-13 중 어느 하나의 부직 기재로, 상기 용매는 미네랄 스피릿, 메틸에틸케톤, 톨루엔, p-크실렌, 테트라하이드로푸란 및 다이메톡시메탄으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
실시예 15: 점착 부여제를 더 포함하는, 실시예들 10-14 중 어느 하나의 부직 기재.
실시예 16: 표면으로부터 오일 또는 물을 제거하는 방법으로, 열가소성 탄성 공중합체, 초흡수성 물질 및 용매를 포함하는 조성물을 제공하되, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 상기 용매에 용해되어 있는 단계; 상기 표면에 상기 조성물을 적용해서 상기 오일 또는 물을 흡수하는 단계; 그리고 상기 표면으로부터 상기 조성물을 제거해서 상기 흡수된 오일 또는 물을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 17: 실시예 16의 방법으로, 상기 조성물은 부직 기재의 부직 물질 상의 코팅으로 제공되고, 여기서 상기 표면에 상기 조성물을 적용해서 상기 오일 또는 물을 흡수하는 단계 그리고 상기 표면으로부터 상기 조성물을 제거해서 상기 흡수된 오일 또는 물을 제거하는 단계는 상기 표면을 상기 부직 기재로 닦는 것을 포함한다.
실시예 18: 실시예 16의 방법으로, 상기 조성물은 액체 형태로 제공되고, 상기 방법은 상기 조성물이 상기 표면에 적용된 후에 상기 조성물이 건조되어서 열가소성 탄성 필름을 형성할 수 있게 하는 단계를 더 포함하고; 여기서 상기 조성물은 상기 표면으로부터 상기 열가소성 탄성 필름을 벗김으로써 상기 표면으로부터 제거된다.
실시예 19: 실시예들 16-18 중 어느 하나의 방법으로, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-폴리부틸렌)-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 알파-메틸스티렌-비닐톨루엔-공중합체 및 에틸렌-옥텐-1 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
실시예 20: 실시예들 16-19 중 어느 하나의 방법으로, 상기 용매는 미네랄 스피릿, 메틸에틸케톤, 톨루엔, p-크실렌, 테트라하이드로푸란 및 다이메톡시메탄으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 요소들 또는 본 발명의 바람직한 실시예(들)을 도입할 때, "한", "하나", 그", "상기" 라는 구는 그 요소들의 하나 이상이 존재함을 의미하는 것이다. "포함하는", "구비하는", "갖는" 이라는 용어들은, 포괄적인 것이며, 열거된 요소들 외의 다른 추가 요소들이 존재할 수도 있음을 의미한다. 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명의 많은 수정과 변형을 행할 수 있다. 따라서, 상술한 예시적인 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 안 된다.

Claims (20)

  1. 열가소성 탄성 공중합체;
    초흡수성 물질; 및
    용매를 포함하되, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 상기 용매에 용해되어 있는, 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 친유성인, 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-폴리부틸렌)-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 알파-메틸스티렌-비닐톨루엔-공중합체 및 에틸렌-옥텐-1 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌인, 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌의 스티렌 함량은 적어도 약 10%인, 조성물.
  6. 제4항에 있어서, 상기 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌의 스티렌 함량은 약 25% 이하인, 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매는 미네랄 스피릿, 메틸에틸케톤, 톨루엔, p-크실렌, 테트라하이드로푸란 및 다이메톡시메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 초흡수성 물질은 상기 조성물의 중량 기준 약 5% 내지 약 50%를 포함하는, 조성물.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조성물의 중량 기준 상기 열가소성 탄성 공중합체의 중량 백분율은 상기 조성물의 중량 기준 상기 초흡수성 물질의 중량 백분율보다 적어도 50% 더 큰, 조성물.
  10. 복수의 섬유를 포함하는 부직 물질; 및
    상기 부직 물질에 적용된 조성물을 포함하되, 상기 조성물은
    열가소성 탄성 공중합체;
    초흡수성 물질; 및
    용매를 포함하는, 부직 기재.
  11. 제10항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 친유성인, 부직 기재.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-폴리부틸렌)-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 알파-메틸스티렌-비닐톨루엔-공중합체 및 에틸렌-옥텐-1 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 부직 기재.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌인, 부직 기재.
  14. 제10항에 있어서, 상기 용매는 미네랄 스피릿, 메틸에틸케톤, 톨루엔, p-크실렌, 테트라하이드로푸란 및 다이메톡시메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 부직 기재.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 점착 부여제를 더 포함하는, 부직 기재.
  16. 표면으로부터 오일 또는 물을 제거하는 방법으로,
    열가소성 탄성 공중합체, 초흡수성 물질 및 용매를 포함하는 조성물을 제공하되, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 상기 용매에 용해되어 있는 단계;
    상기 표면에 상기 조성물을 적용해서 상기 오일 또는 물을 흡수하는 단계; 그리고
    상기 표면으로부터 상기 조성물을 제거해서 상기 흡수된 오일 또는 물을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 조성물은 부직 기재의 부직 물질 상의 코팅으로 제공되고, 여기서 상기 표면에 상기 조성물을 적용해서 상기 오일 또는 물을 흡수하는 단계 그리고 상기 표면으로부터 상기 조성물을 제거해서 상기 흡수된 오일 또는 물을 제거하는 단계는 상기 표면을 상기 부직 기재로 닦는 것을 포함하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 조성물은 액체 형태로 제공되고, 상기 방법은
    상기 조성물이 상기 표면에 적용된 후에 상기 조성물이 건조되어서 열가소성 탄성 필름을 형성할 수 있게 하는 단계를 더 포함하고;
    여기서 상기 조성물은 상기 표면으로부터 상기 열가소성 탄성 필름을 벗김으로써 상기 표면으로부터 제거되는, 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 탄성 공중합체는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리(에틸렌-란-폴리부틸렌)-블록-폴리스티렌, 폴리스티렌-블록-폴리부타디엔-블록-폴리스티렌, 알파-메틸스티렌-비닐톨루엔-공중합체 및 에틸렌-옥텐-1 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매는 미네랄 스피릿, 메틸에틸케톤, 톨루엔, p-크실렌, 테트라하이드로푸란 및 다이메톡시메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
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