KR20220070310A - 부직 수용성 복합 구조 - Google Patents

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KR20220070310A
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fiber
nonwoven
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빅토리아 브라이드웰
카를로 소아브
조나단 나이트
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모노졸, 엘엘씨
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Abstract

제1 직경을 갖는 제1 복수의 섬유를 포함하는 제1 부직 웹(nonwoven web)을 포함하는 제1 층, 제2 직경을 갖는 제2 복수의 섬유를 포함하는 제2 부직 웹을 포함하는 제2 층, 및 제1 부직 웹의 적어도 일부 및 제2 부직 웹의 적어도 일부를 포함하는 제1 계면을 포함하는 부직 복합 물품이 본 명세서에 제공되고, 여기서 제1 부직 웹의 일부와 제2 부직 웹의 일부는 융합되고, 여기서 제2 직경은 제1 직경보다 작고, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 또는 둘 모두는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한다. 또한, 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 포함하는 부직 웹을 포함하는 플러셔블 와이프(flushable wipes) 및 흡수 물품이 제공된다.

Description

부직 수용성 복합 구조
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 9월 30일에 출원된 미국 가 특허 출원 번호 62/908,310의 35 U.S.C.§ 119(e) 하의 이익을 주장하고, 이 출원의 전체가 여기에 참조로 포함된다.
발명의 분야
본 개시는 일반적으로 부직 복합 구조, 플러셔블 와이프(flushable wipes), 및 흡수 물품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 수용성 섬유를 포함하는 부직 웹(nonwoven webs)의 복합재에 관한 것이다.
부직 웹은 전통적으로 기저귀 구성 요소, 여성 케어, 및 성인 요실금과 같은 개인 케어 제품 및 산업용 적용, 의료 적용, 클리닝(cleaning) 적용, 및 개인/아기 케어와 같은 일회용 와이프(single-use wipes)를 포함하는 많은 일회용 소비 제품에 사용된다. 비스코스(viscose), 폴리프로필렌, 또는 면 섬유와 같은 이러한 제품에 사용되는 전통적인 화학 물질은 일반적으로 지속 가능하지 않고, 생분해되지 않으며, 미세 플라스틱의 잠재적인 원인이 되며, 예를 들어 수세식 변기에 넣고 물로 내리거나 또는 폐수 처리 및 하수 시설에 들어감으로써 종종 잘못 폐기된다. 알려진 와이프는 쓰레기통에 폐기되어야 하는데, 이 쓰레기통은 사용자에게 위생적이거나 편리하지 않을 수 있다. 이러한 물품을 부적절하게 폐기하면, 가정 내의 파이프 막힘, "팻버그(fatburgs)"의 형성, 또는 응결된 그리스 및 조리용 지방 및 일회용 와이프로 구성된 생분해성 및 비-생분해성 재료의 응결 덩어리가 주거 및 도시 폐수 시스템에서 응집되어, 해양 미세 플라스틱 생성에 기여할 수 있으므로, 소비자 행동의 변화가 필요하다.
따라서, 보다 생분해성이고, 미세 플라스틱 생성에 기여하지 않고, 심지어 수용성이며, 일회용 소비 제품에 가해지는 응력(예를 들어, 와이프로 문지르는 것 또는 기저귀를 착용하고 있는 동안 어린이의 움직임)을 견디기에 적합한 기계적 특성을 갖는 화학 물질을 사용하고, 예를 들어 와이프에 로션을 로딩하기 위한 유체 저장소를 갖고 및/또는 액체 획득 층에 액체를 보유하는 부직포 구조를 제공하는 것이 유리할 것이다.
본 개시의 일 양태는 제1 직경을 갖는 제1 복수의 섬유를 포함하는 제1 부직 웹의 제1 층, 제2 직경을 갖는 제2 복수의 섬유를 포함하는 제2 부직 웹의 제2 층, 및 제1 부직 웹의 적어도 일부 및 제2 부직 웹의 적어도 일부를 포함하는 제1 계면을 갖는 부직 복합 물품을 제공하고, 여기서 제1 부직 웹의 일부 및 제2 부직 웹의 일부는 융합되고, 여기서 제2 직경은 제1 직경보다 작고, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 또는 둘 모두는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한다.
본 개시의 다른 양태는 착용자를 향하는 측면 및 외부를 향하는 측면을 갖는 흡수 코어, 및 액체 획득 층을 포함하는 착용 가능한 흡수 물품을 제공하고, 여기서 액체 획득 층은 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹을 포함한다.
본 개시의 다른 양태는 액체 투과성 탑시트(topsheet), 액체 불투과성 백시트(backsheet), 흡수 코어, 및 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹을 포함하는 액체 획득 층을 포함하는 흡수 물품을 제공한다.
본 개시의 다른 양태는 본 개시의 부직 복합 물품을 포함하는 습식 플러셔블 와이프(flushable wet wipe)를 제공한다.
본 개시의 또 다른 양태는 습식 플러셔블 와이프에서 본 개시의 복합 물품의 사용을 제공한다.
본 개시의 다른 양태는 착용 가능한 흡수 물품에서 개시의 복합 물품의 사용을 제공한다.
본 개시의 또 다른 양태는 본 개시의 복합 물품을 형성하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 제1 부직 웹의 적어도 일부를 제2 부직 웹의 일부에 융합시키기에 충분한 조건 하에 제2 부직 웹을 포함하는 제2 층을 제1 부직 웹을 포함하는 제1 층 상에 배치(deposit)하여, 제1 계면을 형성하는 단계를 포함한다.
본 개시의 또 다른 양태는 액체 함유 부직 물품을 제공하고, 상기 액체 함유 부직 물품은 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 제1 복수의 섬유를 포함하는 코어 부직 웹 - 상기 코어 부직 웹은 액체를 포함하고, 상기 액체는 활성제를 포함함 - , 및 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 제2 복수의 섬유를 포함하는 외부 부직 웹을 포함하고, 여기서 코어 부직 웹은 외부 부직 웹에 의해 둘러싸여 있다.
본 개시의 다른 양태는 본 개시의 액체 함유 부직 물품을 형성하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 코어 부직 웹을 활성제를 포함하는 액체와 접촉시키는 단계, 코어 부직 웹을 외부 부직 웹으로 감싸는 단계, 및 코어 부직 웹을 둘러싸도록 외부 부직 웹을 밀봉하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 기재된 조성물의 경우, 성분 및 이들의 조성 범위, 섬유 형성 재료, 섬유 직경 범위, 다중 층 구성, 섬유 기하학적 구조, 및/또는 기계적 특성을 포함하지만 이에 제한되지 않는 선택적 특징은 본 명세서에 제공된 다양한 양태 및 실시예로부터 선택되는 것으로 고려된다.
추가 양태 및 이점은 하기 상세한 설명의 검토로부터 당업자에게 명백해질 것이다. 본 개시의 복합 구조, 플러셔블 와이프, 및 흡수 물품은 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있지만, 이하의 설명은 본 개시가 예시적이며 본 개시를 본 명세서에 기재된 특정 실시예로 제한하도록 의도되지 않는다는 이해 하에 특정 실시예를 포함한다.
본 개시의 이해를 더욱 용이하게 하기 위해, 3 개의 도면이 여기에 첨부된다.
도 1은 다양한 섬유 형상의 단면을 나타내며, 여기서 선은 섬유의 직경을 나타낸다.
도 2는 웹의 외부 표면을 100 및 101로 나타내는 부직 웹의 예시이다.
도 3은 제1 부직 웹(201)이 제2 부직 웹(202)과 중첩되는 계면(200)을 도시한다.
도 4a는 기계 방향(301) 및 횡 방향(300)을 나타내고, 기계 방향(301)에서 부직 웹과 동일한 길이를 갖는 제2 부직 웹(302)을 포함하는 부직 웹의 예시이다.
도 4b는 기계 방향(301)을 따라 제2 부직 웹(302) 주위에 부직 웹을 래핑하는(wrapping) 예시이다.
도 5a는 기계 방향을 따라 그리고 횡 방향 에지(304)를 따라 다수의 지점에서 시일(303)을 갖는 제2 부직 웹(도시되지 않음) 주위에 래핑되어 이를 감싸는 부직 웹의 예시이다.
도 5b는 플랜지(307)를 갖는 단위 용량(306)을 형성하도록 절단된(305), 기계 방향을 따른 다수의 지점에서 시일(303)을 갖는 제2 부직 웹(도시되지 않음) 주위에 래핑되어 이를 감싸는 부직 웹의 예시이다.
도 6은 부직 웹을 접는 한 방법의 예시이다.
도 7은 부직 웹을 접는 한 방법의 예시이다.
도 8은 수평 위킹 테스트(Horizontal Wicking test)를 위한 설정의 다양한 도면을 보여준다.
도 9a는 웹에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 웹에 대한 워시번 기울기(Washburn Slope)의 플롯이다.
도 9b는 웹에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹의 위킹 속도의 플롯이다.
도 9c는 웹에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹의 흡수율의 플롯이다.
도 10은 웹에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹의 액체 흡수 용량의 구간 플롯이다.
도 11a는 다층 물품에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹에 대한 워시번 기울기의 플롯이다.
도 11b는 다층 물품에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹의 위킹 속도의 플롯이다.
도 11c는 다층 물품에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹의 흡수율의 플롯이다.
도 12는 다층 물품에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 액체 흡수 용량 부직 웹의 구간 플롯이다.
도 13a는 다층 물품에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹에 대한 워시번 기울기의 플롯이다.
도 13b는 다층 물품에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹의 위킹 속도의 플롯이다.
도 13c는 다층 물품에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹의 흡수율의 플롯이다.
도 14는 다층 물품에서 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도의 함수로서 본 개시의 부직 웹의 액체 흡수 용량의 구간 플롯이다.
본 개시는 부직 복합 물품, 플러셔블 와이프, 흡수 물품, 액체 함유 부직 물품, 및 그 제조 및 사용 방법을 제공한다. 본 개시의 부직 복합 물품은 제1 직경을 갖는 제1 복수의 섬유를 포함하는 제1 부직 웹을 포함하는 제1 층, 제2 직경을 갖는 제2 복수의 섬유를 포함하는 제2 부직 웹을 포함하는 제2 층, 및 제1 부직 웹의 적어도 일부 및 제2 부직 웹의 적어도 일부를 포함하는 제1 계면을 포함하고, 여기서 제1 부직 웹의 일부 및 제2 부직 웹의 일부가 융합되고, 여기서 제2 직경은 제1 직경보다 작고, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 또는 둘 모두는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한다.
본 개시의 부직 복합 물품은 단일 층 부직 물품에 비해 개선된 액체 획득, 단일 층 부직 물품에 비해 개선된 로션 로딩 및 보유, 전통적인 부직 물품에 비해 개선된 생분해성, 전통적인 부직 물품에 비해 개선된 수세성(flushability), 전통적인 부직 물품에 비해 개선된 연성(softness), 동일한 수용성 섬유를 포함하는 단일 층 카딩된(carded) 부직포에 비해 개선된 기계적 특성(예를 들어, 모듈러스(modulus), 인장 강도, 연신율, 인성(tenacity), 및/또는 파열 강도), 및/또는 전통적인 부직 물품에 비해 개선된 분산 및 용해를 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다. 본 개시의 플러셔블 와이프는 전통적인 와이프에 비해 개선된 로션 로딩 및 보유, 전통적인 와이프에 비해 개선된 액체 획득, 전통적인 와이프에 비해 개선된 연성, 전통적인 와이프에 비해 개선된 수세성, 및/또는 전통적인 와이프에 비해 개선된 생분해성, 분산 및/또는 용해를 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다. 본 개시의 흡수 물품은 흡수 물품의 전통적인 액체 획득 층에 비해 개선된 액체 획득, 흡수 물품의 전통적인 액체 획득 층에 비해 개선된 액체 보유, 전통적인 액체 획득 층에 비해 개선된 연성, 및/또는 전통적인 와이프에 비해 개선된 생분해성, 분산 및/또는 용해를 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 용어 "부직 웹(nonwoven web)"은 (예를 들어, 카딩 공정(carding process)에 의해) 배열되고 서로 결합된 섬유를 포함하거나, 이것으로 구성되거나, 또는 이것으로 본질적으로 구성되는 웹 또는 시트를 지칭한다. 또한, 본 명세서에 사용된 바와 같이, "부직 웹"은 부직 웹 또는 시트를 포함하는, 예를 들어 그 표면에 라미네이팅된(laminated) 필름을 갖는 부직 웹 또는 시트를 포함하는 임의의 구조를 포함한다. 섬유로부터 부직 웹을 제조하는 방법은, 예를 들어, Ian Butler에 의해 제작되고 Subhash Batra 등에 의해 편집된 부직포 핸드북(Nonwoven Fabrics Handbook), Printing by Design, 1999에 설명된 바와 같이 당업계에 잘 알려져 있으며, 그 전문은 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 용어 "필름(film)"은 예를 들어 캐스팅 또는 압출 공정에 의해 제조된 연속 필름 또는 시트를 지칭한다.
달리 명시되지 않는 한, 여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "수용성(water-soluble)"은 본 명세서에 설명된 MSTM-205에 따라 결정되는 바와 같이 특정 온도에서 300 초 이하의 용해 시간을 갖는 임의의 섬유, 부직 웹, 부직 복합 물품 또는 필름을 지칭한다. 예를 들어, 용해 시간은 선택적으로 약 80 ℃, 약 70 ℃, 약 60 ℃, 약 50 ℃, 약 40 ℃, 약 20 ℃, 또는 약 10 ℃의 온도에서 200 초 이하, 100 초 이하, 60 초 이하, 또는 30 초 이하일 수 있다. 용해 온도가 명시되지 않은 실시예에서, 수용성 섬유, 부직 웹, 또는 부직 복합 물품은 약 80 ℃ 이하의 온도에서 300 초 이하의 용해 시간을 갖는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 용어 "냉수용성(cold water-soluble)"은 MSTM-205에 따라 결정되는 바와 같이 10 ℃에서 300 초 이하의 용해 시간을 갖는 임의의 섬유, 부직 웹 또는 부직 복합 물품을 지칭한다. 예를 들어, 용해 시간은 선택적으로 10 ℃에서 200 초 이하, 100 초 이하, 60 초 이하, 또는 30 초일 수 있다. 실시예에서, "수용성 필름(water-soluble film)"은 1.5 mil의 두께에서 필름이 80 ℃ 이하의 온도에서 300 초 이하로 용해된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 1.5 mil(약 38 ㎛) 두께의 수용성 필름은 약 70 ℃, 약 60 ℃, 약 50 ℃, 약 40 ℃, 30 ℃, 약 20 ℃, 또는 약 10 ℃의 온도에서 300 초 이하, 200 초 이하, 100 초 이하, 60 초 이하, 30 초 이하, 또는 20 초 이하의 용해 시간을 가질 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하는(comprising)"은 본 개시를 실시하는 데 다양한 구성 요소, 성분 또는 단계가 함께 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, "포함하는"이라는 용어는 "본질적으로 구성되는" 및 "구성되는"이라는 보다 제한적인 용어를 포함한다. 본 조성물은 본 명세서에 개시된 필수 및 선택적 요소 중 임의의 것을 포함하거나, 이것으로 본질적으로 구성되거나, 또는 이것으로 구성될 수 있다. 본 명세서에 예시적으로 개시된 본 발명은 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소 또는 단계 없이 적합하게 실시될 수 있다.
본 명세서에 언급된 모든 백분율, 부분 및 비율은, 경우에 따라, 본 개시의 섬유, 부직 웹, 부직 복합 물품, 플러셔블 와이프, 또는 흡수 물품의 총 건조 중량을 기준으로 하고, 달리 명시되지 않는 한, 모든 측정은 약 25 ℃에서 이루어진다. 나열된 성분과 관련된 이러한 모든 중량은 활성 수준을 기준으로 하므로, 달리 명시되지 않는 한, 상업적으로 이용 가능한 재료에 포함될 수 있는 캐리어 또는 부산물을 포함하지 않는다.
본 명세서에 기재된 모든 범위는 범위의 모든 가능한 서브세트 및 이러한 서브세트 범위의 임의의 조합을 포함한다. 기본적으로, 달리 명시되지 않는 한, 범위에는 명시된 끝점이 포함된다. 값의 범위가 제공되는 경우, 해당 범위의 상한 및 하한과, 해당 언급된 범위 내의 임의의 다른 언급된 값 또는 중간 값 사이의 각각의 중간 값이 본 개시 내에 포함되는 것으로 이해된다. 이들 더 작은 범위의 상한 및 하한은 독립적으로 더 작은 범위에 포함될 수 있고, 또한 명시된 범위에서 임의의 구체적으로 배제된 한계값에 따라, 본 개시 내에 포함된다. 명시된 범위가 한계값 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 경우, 이들 포함된 한계값 중 어느 하나 또는 둘 모두를 제외한 범위도 또한 본 개시의 일부로 고려된다.
예를 들어, 설명된 주제의 파라미터 또는 설명된 주제와 관련된 범위의 일부로서 여기에 설명된 임의의 숫자 값에 대해, 설명의 일부를 형성하는 대안은 특정 숫자 값을 둘러싸는 기능적으로 동등한 범위라는 것이 명백히 고려된다(예를 들어, "40 mm"로 개시된 치수에 대해, 고려되는 대안적인 실시예는 "약 40 mm"이다). 마찬가지로, "약(about)"에 의해 설명된 값은 대안적인 실시예로서 특정 값 자체를 명시적으로 포함한다(예를 들어, "약 40"으로 설명된 끝점의 경우, 고려되는 대안적 실시예는 "40"임).
달리 명시되지 않는 한, 여기에서 사용된 바와 같이, "wt.%" 및 "wt%"라는 용어는 전체 섬유, 부직 웹, 부직 복합 물품, 플러셔블 와이프 또는 흡수 물품의 "건조" (비수분) 중량부에서 식별된 요소의 조성을 나타내는 것으로 의도된다.
달리 명시되지 않는 한, 여기에서 사용된 바와 같이, "PHR"("phr")이라는 용어는 수용성 섬유, 부직 웹, 부직 복합 물품, 플러셔블 와이프 또는 흡수 물품에서 중합체 수지 100 부분 당 부분 또는 섬유 형성 재료 100 부분 당 부분(PVOH이든 또는 다른 중합체 수지이든)으로 식별된 요소의 조성을 나타내는 것으로 의도된다.
섬유 형성 재료
일반적으로, 본 개시의 섬유는 단일 섬유 형성 재료 또는 섬유 형성 재료의 조합(즉, 블렌드)을 포함할 수 있다. 단일 섬유는 하나 이상의 수용성 섬유 형성 재료, 하나 이상의 비-수용성 섬유 형성 재료, 또는 수용성 및 비-수용성 섬유 형성 재료의 조합을 포함할 수 있다. 본 개시의 섬유는 일반적으로 합성 섬유 형성 재료, 천연 섬유 형성 재료, 식물 기반 섬유 형성 재료, 바이오 기반 섬유 형성 재료, 생분해성 섬유 형성 재료, 퇴비화 가능한 섬유 형성 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 식물 기반 섬유 형성 재료는 자연 발생할 수 있거나(예를 들어, 면) 또는 재구성(예를 들어, 대나무)될 수 있다.
수용성 섬유 형성 재료
일반적으로, 수용성 섬유 형성 재료는 수용성 중합체일 수 있다. 수용성 중합체는 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴레이트, 수용성 아크릴레이트 공중합체, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 풀루란, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 및 수용성 전분을 포함하지만 이에 제한되지 않는 수용성 천연 중합체, 개질된 전분, 에톡실화 전분, 및 히드록시프로필화 전분을 포함하지만 이에 제한되지 않는 수용성 중합체 유도체, 전술한 것의 공중합체 및 전술한 것 중 임의의 것의 조합을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 또 다른 수용성 중합체는 폴리알킬렌 옥사이드, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산 및 이의 염, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리카르복실산 및 그의 염, 폴리아미노산, 폴리아미드, 젤라틴, 메틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스 및 그의 염, 덱스트린, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 메틸셀룰로오스, 말토덱스트린, 폴리메타크릴레이트, 및 전술한 것 중 임의의 것의 조합을 포함할 수 있다. PVOH이든 아니든, 이러한 수용성 중합체는 다양한 공급원으로부터 상업적으로 입수할 수 있다.
실시예에서, 수용성 섬유 형성 재료는 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아미드, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 수용성 섬유 형성 재료는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아미드, 또는 이들의 조합을 포함한다.
폴리비닐 알코올은 일반적으로 폴리비닐 아세테이트의, 가수 분해 또는 비누화라고 하는, 알코올 분해에 의해 일반적으로 제조되는 합성 중합체이다. 거의 모든 아세테이트기가 알코올기로 전환되는 완전히 가수 분해된 PVOH는 - 약 140 ℉(약 60 ℃) 초과의 - 뜨거운 물에만 용해되는 강하게 수소 결합된 고 결정성 중합체이다. 폴리비닐아세테이트의 가수 분해 후 충분한 개수의 아세테이트기가 남아있도록 허용된다면, 즉 PVOH 중합체가 부분적으로 가수 분해되는 경우, 중합체가 더 약하게 수소 결합되고, 덜 결정성이고, 일반적으로 - 약 50 ℉(약 10 ℃) 미만의 - 냉수에서 용해된다. 이와 같이, 부분적으로 가수 분해된 중합체는 비닐 알코올-비닐 아세테이트 공중합체로서, PVOH 공중합체이지만, 일반적으로 PVOH로 지칭된다.
일부 실시예에서, 폴리비닐 알코올은 개질된 폴리비닐 알코올, 예를 들어 공중합체를 포함한다. 개질된 폴리비닐 알코올은 비닐 아세테이트/비닐 알코올 기에 추가하여 하나 이상의 단량체를 포함하는 공중합체 또는 고급 중합체(예를 들어, 삼원 중합체)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 개질은 중성이며, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, N-비닐피롤리돈 또는 다른 전하를 띠지 않는 단량체 종에 의해 제공된다. 선택적으로, 개질은 양이온성 개질이고, 예를 들어 양으로 하전된 단량체 종에 의해 제공된다. 선택적으로, 개질은 음이온 개질이고, 예를 들어 음으로 하전된 단량체 종에 의해 제공된다. 따라서, 일부 실시예에서, 폴리비닐 알코올은 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올을 포함한다. 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올은 음이온성 단량체 단위, 비닐 알코올 단량체 단위, 및 선택적으로 비닐 아세테이트 단량체 단위를 포함하는 부분적으로 또는 완전히 가수 분해된 PVOH 공중합체를 포함할 수 있다(즉, 완전히 가수 분해되지 않은 경우). 일부 실시예에서, PVOH 공중합체는 2 개 이상의 유형의 음이온성 단량체 단위를 포함할 수 있다. PVOH 공중합체에 사용될 수 있는 음이온성 단량체 단위의 일반적인 부류는 술폰산 비닐 단량체 및 이들의 에스테르에 상응하는 비닐 중합 단위, 모노카르복실산 비닐 단량체, 이들의 에스테르 및 무수물, 중합성 이중 결합을 갖는 디카르복실산 단량체, 이들의 에스테르 및 무수물, 및 전술한 것 중 임의의 것의 알칼리 금속 염을 포함한다. 적합한 음이온성 단량체 단위의 예는 비닐 아세트산을 포함하는 비닐 음이온성 단량체에 해당하는 비닐 중합 단위, 말레산, 모노알킬 말레에이트, 디알킬 말레에이트, 말레산 무수물, 푸마르산, 모노알킬 푸마레이트, 디알킬 푸마레이트, 이타콘산, 모노알킬 이타코네이트, 디알킬 이타코네이트, 시트라콘산, 모노알킬 시트라코네이트, 디알킬 시트라코네이트, 시트라콘 무수물, 메사콘산, 모노알킬 메사코네이트, 디알킬 메사코네이트, 글루타콘산, 모노알킬 글루타코네이트, 디알킬 글루타코네이트, 글루타콘산 무수물, 알킬 아크릴레이트, (알킬)아크릴레이트, 비닐 술폰산, 알릴 술폰산, 에틸렌 술폰산, 2-아크릴아미도-1-메틸 프로판 술폰산, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, 2-메틸아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-술포에틸 아크릴레이트, 전술한 것의 알칼리 금속 염(예를 들어, 나트륨, 칼륨, 또는 다른 알칼리 금속 염), 전술한 것의 에스테르(예를 들어, 메틸, 에틸, 또는 다른 C1-C4 또는 C6 알킬 에스테르), 및 전술한 것의 조합(예를 들어, 여러 유형의 음이온성 단량체 또는 동일한 음이온성 단량체의 등가 형태)을 포함한다. 일부 실시예에서, PVOH 공중합체는 중성, 음이온성, 및 양이온성 단량체 단위로부터 선택되는 2 개 이상의 유형의 단량체 단위를 포함할 수 있다.
PVOH 공중합체에서 하나 이상의 음이온성 단량체 단위의 혼입 수준은 특별히 제한되지 않는다. 실시예에서, 하나 이상의 음이온성 단량체 단위는 PVOH 공중합체에 약 1 mol.% 또는 2 mol.% 내지 약 6 mol.% 또는 10 mol.% 범위의 양으로 존재한다(예를 들어, 다양한 실시예에서 적어도 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 또는 4.0 mol.% 및/또는 최대 약 3.0, 4.0, 4.5, 5.0, 6.0, 8.0, 또는 10 mol.%).
폴리비닐 알코올은 용해도 특성이 변할 수 있다. 코폴리(비닐 아세테이트 비닐 알코올) 중합체(PVOH 단독중합체)의 아세테이트기는 산 또는 알칼리 가수 분해에 의해 가수 분해될 수 있는 것으로 당업자에게 공지되어 있다. 가수 분해도가 증가함에 따라, PVOH 단독중합체로 제조된 중합체 조성물은 기계적 강도는 증가하지만 더 낮은 온도에서 용해도는 감소한다(예를 들어, 완전한 용해를 위해 뜨거운 물 온도를 필요로 함). 따라서, PVOH 단일중합체를 (예를 들어, 세탁 표백 첨가제로 인한) 알칼리성 환경에 노출시키면, 중합체는 중합체가 주어진 수성 환경(예를 들어, 냉수 매체)에서 신속하고 완전히 용해되는 것으로부터, 수성 환경에서 천천히 및/또는 불완전하게 용해되는 것으로 변형될 수 있어, 잠재적으로 세척 주기가 끝날 때 용해되지 않은 중합체 잔류물을 생성할 수 있다.
예를 들어, 비닐 알코올/가수 분해된 메틸 아크릴레이트 나트륨 염 중합체와 같은 펜던트 카르복실기를 갖는 PVOH 공중합체에서, 인접 펜던트 카르복실기와 알코올기 사이에 락톤 고리를 형성하여, PVOH 공중합체의 수용해도를 감소시킬 수 있다. 강한 염기가 있는 경우, 락톤 고리는 (예를 들어, 증가된 수용해도를 갖는 상응하는 펜던트 카르복실 및 알코올기를 형성하도록 락톤 고리 개방 반응을 통해) 비교적 따뜻하고(주변) 습도가 높은 조건에서 몇 주 동안 개방될 수 있다. 따라서, PVOH 단독중합체에서 관찰된 효과와 반대로, 이러한 PVOH 공중합체는 보관 중 파우치 내부의 알칼리 조성물과 중합체 사이의 화학적 상호 작용으로 인해 더 가용성이 될 수 있다고 믿어진다. 결과적으로, 이들이 노후화될수록, 패킷은 뜨거운 세탁 주기(일반적으로 40 ℃) 동안 점점 더 조기에 용해되는 경향이 있을 수 있으며, 차례로 표백제의 존재 및 이에 따른 pH 감소로 인해 특정 세탁 활성제의 효능을 감소시킬 수 있다.
중합성 비닐 결합을 갖는 특정 술폰산 및 이의 유도체는 비닐 아세테이트와 공중합되어 강 염기의 존재 하에 안정한 냉수 가용성 PVOH 중합체를 제공할 수 있다. 수용성 섬유의 형성에 사용되는 이러한 공중합체의 염기 촉매 알코올 분해 생성물은 빠르게 용해되는 비닐 알코올-설포네이트 염 공중합체이다. PVOH 공중합체의 설포네이트기는 수소 이온의 존재 하에 술폰산기로 복귀할 수 있지만, 술폰산기는 여전히 중합체의 우수한 냉수 용해성을 제공한다. 실시예에서, 비닐 알코올-설포네이트 염 공중합체는 잔류 아세테이트기를 함유하지 않고(즉, 완전히 가수 분해됨), 따라서 산 또는 알칼리 가수 분해에 의해 더 이상 가수 분해되지 않는다.
일반적으로, 개질량이 증가할수록, 수용해도가 증가하므로, 설포네이트 또는 술폰산기를 통한 충분한 개질은 수소 결합 및 결정성을 억제하여, 냉수에 대한 용해성을 가능하게 한다. 산성 또는 염기성 종의 존재 하에서, 공중합체는 일반적으로, 산성 또는 염기성 종의 존재 하에서도 우수한 냉수 용해도를 유지하는 설포네이트 또는 술폰산기를 제외하고는, 영향을 받지 않는다. 적합한 술폰산 공단량체(및/또는 이들의 알칼리 금속 염 유도체)의 예는 비닐 술폰산, 알릴 술폰산, 에틸렌 술폰산, 2-아크릴아미도-1-메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-메타크릴아미도-2-메틸프로판술폰산 및 2-술포에틸 아크릴레이트를 포함하고, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산(AMPS)의 나트륨 염이 바람직한 공단량체이다.
폴리비닐 알코올 중합체이든 아니든, 수용성 중합체는 블렌딩될 수 있다. 중합체 블렌드가 폴리비닐 알코올 중합체의 블렌드를 포함하는 경우, PVOH 중합체 블렌드는 하나 이상의 유형의 음이온성 단량체 단위(예를 들어, PVOH ter- (또는 더 높은 공-) 중합체)를 포함하는 PVOH 단독중합체 또는 PVOH 공중합체를 포함할 수 있는 제1 PVOH 중합체("제1 PVOH 중합체") 및 하나 이상의 유형의 음이온성 단량체 단위(예를 들어, PVOH ter-(또는 더 높은 공-) 중합체)를 포함하는 PVOH 단독중합체 또는 PVOH 공중합체를 포함할 수 있는 제2 PVOH 중합체("제2 PVOH 중합체")를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, PVOH 중합체 블렌드는 제1 PVOH 중합체 및 제2 PVOH 중합체만을 포함한다(예를 들어, 2 개의 중합체의 이원 블렌드). 대안적으로 또는 추가적으로, PVOH 중합체 블렌드 또는 이로부터 제조된 섬유 또는 부직포는 다른 중합체(예를 들어, 일반적으로 다른 수용성 중합체, 구체적으로 다른 PVOH 기반 중합체, 또는 둘 모두)가 없거나 또는 실질적으로 없는 것으로 특징지어질 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "실질적으로 없는"은 제1 및 제2 PVOH 중합체가 수용성 섬유 또는 필름에서 수용성 중합체의 총량의 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 또는 적어도 99량%를 구성한다는 것을 의미한다. 다른 양태에서, 수용성 섬유 또는 부직포는 하나 이상의 추가의 수용성 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, PVOH 중합체 블렌드는 제3 PVOH 중합체, 제4 PVOH 중합체, 제5 PVOH 중합체 등을 포함할 수 있다(예를 들어, 음이온성 단량체 단위가 있거나 없는 하나 이상의 추가 PVOH 단독중합체 또는 PVOH 공중합체). 예를 들어, 수용성 섬유 또는 부직포는 PVOH 중합체가 아닌 다른 (예를 들어, 음이온성 단량체 단위가 있거나 없는 PVOH 단독중합체 또는 PVOH 공중합체가 아닌 다른) 적어도 제3 (또는 제4, 제5 등) 수용성 중합체를 포함할 수 있다.
본 개시의 수용성 섬유 및 부직 웹에 포함된 PVOH 단독중합체 및 PVOH 공중합체의 가수 분해도(DH)는 약 75 % 내지 약 99.9 % 범위일 수 있다(예를 들어, 예컨데 냉수 가용성 조성물에 대해 약 79 % 내지 약 92 %, 약 80 % 내지 약 90 %, 약 88 % 내지 92 %, 약 86.5 % 내지 약 89 %, 또는 약 88 %, 90 % 또는 92 %; 약 90 % 내지 약 99 %, 약 92 % 내지 약 99 %, 약 95 % 내지 약 99 %, 약 98 % 내지 약 99 %, 약 98 % 내지 약 99.9 %, 약 96 %, 약 98 %, 약 99 %, 또는 99 % 초과). 가수 분해도가 감소함에 따라, 중합체로 제조된 섬유 또는 필름은 기계적 강도가 감소하지만, 약 20 ℃ 미만의 온도에서 더 빠른 용해도를 갖게 된다. 가수 분해도가 증가함에 따라, 중합체로 제조된 섬유 또는 필름은 기계적으로 더 강해지는 경향이 있고, 열성형성은 감소하는 경향이 있다. PVOH의 가수 분해도는 중합체의 수용해도가 온도 의존적이도록 선택될 수 있고, 따라서 중합체 및 추가 성분으로 제조된 섬유 또는 필름의 용해도도 또한 영향을 받는다. 일 옵션에서, 섬유 또는 필름은 냉수용성이다. 임의의 다른 단량체를 포함하지 않는 코폴리(비닐 아세테이트 비닐 알코올) 중합체(예를 들어, 음이온성 단량체와 공중합되지 않은 단독 중합체)의 경우, 10 ℃ 미만의 온도에서 물에 용해되는 냉수용성 섬유 또는 필름은 약 75 % 내지 약 90 % 범위, 또는 약 80 % 내지 약 90 % 범위, 또는 약 85 % 내지 약 90 % 범위의 가수 분해도를 갖는 PVOH를 포함할 수 있다. 또 다른 옵션에서, 섬유 또는 필름은 열수용성이다. 임의의 다른 단량체를 포함하지 않는 코폴리(비닐 아세테이트 비닐 알코올) 중합체(예를 들어, 음이온성 단량체와 공중합되지 않은 단독중합체)의 경우, 적어도 약 60 ℃의 온도에서 물에 용해되는 열수용성 섬유 또는 필름은 가수 분해도가 적어도 약 98 %인 PVOH를 포함할 수 있다.
중합체 블렌드의 가수 분해도는 또한 산술 가중 평균 가수 분해도(
Figure pct00001
)로 특징지을 수 있다. 예를 들어, 2 개 이상의 PVOH 중합체를 포함하는 PVOH 중합체에 대한
Figure pct00002
는 공식
Figure pct00003
에 의해 계산되고, 여기서 Wi는 각 PVOH 중합체의 중량 백분율이고, Hi는 각각의 가수 분해도이다. 중합체가 특정 가수 분해도를 갖는 것으로 언급되는 경우, 중합체는 특정 가수 분해도를 갖는 단일 폴리비닐 알코올 중합체 또는 특정된 바와 같은 평균 가수 분해도를 갖는 폴리비닐 알코올 중합체의 블렌드일 수 있다.
PVOH 중합체의 점도(μ)는 영국 표준 규격 EN ISO 15023-2:2006 부록 E 브룩필드 테스트 방법에 설명된 바와 같이 UL 어댑터가 있는 브룩필드 LV 유형 점도계를 사용하여 새로 제조된 용액을 측정함으로써 결정된다. 20 ℃에서 4 % 폴리비닐 알코올 수용액의 점도를 명시하는 것이 국제 관행이다. 여기서 센티포아즈(Centipoise)(cp)로 명시되는 모든 점도는, 달리 명시되지 않는 한, 20 ℃에서 4 % 폴리비닐 알코올 수용액의 점도를 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 유사하게, 중합체가 특정 점도를 갖는(또는 갖지 않는) 것으로 설명되는 경우, 달리 명시되지 않는 한, 명시된 점도는 본질적으로 상응하는 분자량 분포, 즉, 하기에 설명된 가중된 자연 로그 평균 점도를 갖는 중합체에 대한 평균 점도인 것으로 의도된다. PVOH 중합체의 점도는 PVOH 중합체의 중량 평균 분자량(
Figure pct00004
)과 상관되고, 종종 점도는 (
Figure pct00005
)에 대한 대용으로 사용된다.
참고로, 중합체 블렌드에서, 제1 PVOH 중합체는 20 ℃에서 제1 4 % 용액 점도(μ1)를 갖는 것으로 표시되고, 제2 PVOH 중합체는 20 ℃에서 제2 4 % 용액 점도(μ2)를 갖는 것으로 표시된다. 다양한 실시예에서, 제1 점도(μ1)는 약 4 cP 내지 약 70 cP의 범위일 수 있다(예를 들어, 적어도 약 4, 8, 10, 12, 또는 16 cP 및/또는 최대 약 12, 16, 20, 24, 28, 30, 32, 35, 37, 40, 45, 48, 50, 56, 60, 또는 70 cP, 예를 들어 약 4 cP 내지 약 70 cp, 약 4 cp 내지 약 60 cp, 약 4 cP 내지 약 46 cP, 약 4 cP 내지 약 24 cP, 약 10 cP 내지 약 16 cP, 또는 약 10 cP 내지 약 20 cP, 또는 약 20 cP 내지 약 30 cP). 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 점도(μ2)는 약 4cP 내지 약 70 cP의 범위일 수 있다(예를 들어, 적어도 약 4, 8, 10, 12, 또는 16 cP 및/또는 최대 약 12, 16, 20, 24, 28, 30, 32, 35, 37, 40, 45, 48, 50, 56, 60, 또는 70 cP, 예를 들어 약 12 cP 내지 약 30 cP, 약 10 cP 내지 약 16 cP, 또는 약 10 cP 내지 약 20 cP, 또는 약 20 cP 내지 약 30 cP). PVOH 중합체 블렌드가 PVOH 중합체 및 PVOH 공중합체로부터 선택된 3 개 이상의 PVOH 중합체를 포함하는 경우, 전술한 점도 값은 각각의 PVOH 중합체 또는 PVOH 공중합체에 개별적으로 적용될 수 있다. 따라서, 제1 PVOH 공중합체 및 제2 PVOH 공중합체를 포함하는 수용성 중합체의 중량 평균 분자량은 예를 들어 약 30,000 내지 약 175,000, 또는 약 30,000 내지 약 100,000, 또는 약 55,000 내지 약 80,000 이다. PVOH 중합체 블렌드의 평균 점도를 언급할 때, 가중된 자연 로그 평균 점도(
Figure pct00006
)가 사용된다. 2 개 이상의 PVOH 중합체를 포함하는 PVOH 중합체에 대한
Figure pct00007
는 공식
Figure pct00008
으로 계산되고, 여기서 μi는 각 PVOH 중합체에 대한 점도이다.
비-수용성 섬유 형성 재료
본 개시의 섬유는 비-수용성 섬유 형성 재료를 포함할 수 있다. 일반적으로, 비-수용성 섬유 형성 재료에는 MSTM-205에 의해 결정된 바와 같이 80 ℃ 이하의 온도에서 300 초 이하로 용해되지 않는 임의의 재료가 포함된다. 적합한 비-수용성 섬유 형성 재료는 면, 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리에틸렌(예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌), 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 목재 펄프, 보풀 펄프, 아바카, 비스코스, 폴리락트산, 나일론 6, 셀룰로오스, 전분, 대마, 황마, 아마, 모시, 사이잘, 버개스, 바나나 섬유, 레이스바크, 실크, 시뉴, 캣거트, 양모, 시실크, 모헤어, 앙고라, 캐시미어, 콜라겐, 액틴, 나일론, 데이크론, 레이온, 대섬유, 모달, 디아세테이트 섬유, 트리아세테이트 섬유, 및 이들의 조합을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다.
실시예에서, 비-수용성 섬유 형성 재료는 면, 셀룰로오스, 대마, 황마, 아마, 모시, 사이잘, 버개스, 바나나 섬유, 레이스바크, 실크, 시뉴, 캣거트, 양모, 시밀크, 모헤어, 앙고라, 캐시미어, 콜라겐, 액틴, 나일론, 데이크론, 레이온, 대섬유, 모달, 디아세테이트 섬유, 트리아세테이트 섬유, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 비스코스, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 비-수용성 섬유 형성 재료는 면, 셀룰로오스, 양모, 대섬유, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 비스코스, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 비-수용성 섬유 형성 재료는 셀룰로오스, 양모, 폴리프로필렌, 비스코스, 또는 이들의 조합을 포함한다.
보조 성분
본 개시의 섬유는 가소제, 가소제 상용화제(plasticizer compatibilizers), 계면 활성제, 윤활제, 이형제, 충전제, 증량제, 가교제, 블로킹 방지제(antiblocking agents), 항산화제, 점착 제거제, 소포제, 액체 흡수 재료(예를 들어, 초흡수성 중합체), 각질 제거제, 층상 실리케이트형 나노클레이(예를 들어, 몬모릴로나이트 나트륨)와 같은 나노입자, 표백제(예를 들어, 메타중아황산나트륨, 중아황산나트륨 등), 쓴맛제와 같은 혐오제(예를 들어, 데나토늄 벤조에이트, 데나토늄 사카라이드 및 데나토늄 클로라이드와 같은 데나토늄 염; 자당 옥타아세테이트; 퀴닌; 케르세틴 및 나린겐과 같은 플라보노이드; 및 쿠아신 및 브루신과 같은 콰시노이드) 및 자극제(예를 들어, 캡사이신, 피페린, 알릴 이소티오시아네이트, 및 레진페라톡신), 및 다른 기능성 성분을 의도된 목적에 적합한 양으로 포함하지만 그러나 이들에 한정되지 않는 다른 보조제 및 가공제를 포함할 수 있다. 이러한 특정 보조제 및 가공제는 수용성 섬유에 사용하기에 적합한 것들, 또는 수용성 부직 웹에 사용하기에 적합한 것들 중에서 선택될 수 있다.
실시예에서, 본 개시의 섬유는 가소제를 포함한다. 가소제는 액체, 고체 또는 반고체로 재료(일반적으로 수지 또는 엘라스토머)에 첨가되어 해당 재료를 더 연성으로, 더 유연하게(중합체의 유리 전이 온도를 낮춤으로써), 그리고 가공하기 더 쉽게 만든다. 중합체는 중합체 또는 단량체를 화학적으로 개질함으로써(예를 들어, 가소제를 중합체 골격에 그래프팅함) 내부적으로 가소화될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 중합체는 섬유 형성 재료에 적합한 가소제의 첨가에 의해 외부적으로 가소화될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 가소제는 형성된 섬유 또는 부직 웹 상의 코팅으로서 첨가될 수 있다. 물은 PVOH 및 다른 중합체에 대해 매우 효율적인 가소제로 인식되고 있다; 수용성 중합체를 포함하지만 이에 국한되지 않고, 그러나, 중합체 섬유, 부직 웹 및 필름은 낮은 및 높은 상대 습도를 포함하는 다양한 주변 조건에 대해 적어도 어느 정도 저항(견고함)을 가져야 하기 때문에, 물의 휘발성으로 인해 유용성이 제한된다.
가소제는 글리세린, 디글리세린, 소르비톨, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 400 mW 이하의 폴리에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올프로판, 폴리에테르 폴리올, 소르비톨, 2-메틸-1,3-프로판디올(MPDiol®), 에탄올아민, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 섬유에 제공된 비-수성 가소제의 총량은 총 섬유 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 45 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 45 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 약 1 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 약 1.5 중량% 내지 약 3.5 중량%, 또는 약 2.0 중량% 내지 약 3.0 중량%, 예를 들어 약 1 중량%, 약 2.5 중량%, 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 15 중량%, 약 20 중량%, 약 25 중량%, 약 30 중량%, 약 35 중량%, 또는 약 40 중량%의 범위일 수 있다.
실시예에서, 본 개시의 섬유는 계면 활성제를 포함한다. 섬유에 사용하기 위한 계면 활성제는 당업계에 잘 알려져 있다. 선택적으로, 가공, 예를 들어, 카딩 동안 섬유의 분산을 돕기 위해 계면 활성제가 포함된다. 본 개시의 섬유에 적합한 계면 활성제는 디알킬 술포숙시네이트, 글리세린 및 프로필렌 글리콜의 락틸화 지방산 에스테르, 지방산의 락틸 에스테르, 나트륨 알킬 설페이트, 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 60, 폴리소르베이트 65, 폴리소르베이트 80, 알킬 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 레시틴, 글리세린 및 프로필렌 글리콜의 아세틸화 지방산 에스테르, 나트륨 라우릴 설페이트, 지방산의 아세틸화 에스테르, 미리스틸 디메틸아민 옥사이드, 트리메틸 탈로우 알킬 암모늄 클로라이드, 4차 암모늄 화합물, 약 8 내지 24 개의 탄소 원자를 함유하는 고급 지방산의 알칼리 금속 염, 알킬 설페이트, 알킬 폴리에톡실레이트 설페이트, 알킬벤젠 설포네이트, 모노에탄올아민, 라우릴 알코올 에톡실레이트, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 이들의 염 및 전술한 것 중 임의의 것의 조합을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
적합한 계면 활성제는 비-이온성, 양이온성, 음이온성 및 쌍성 이온성 부류를 포함할 수 있다. 적합한 계면 활성제는 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 모노에탄올아민, 폴리옥시에틸렌화 폴리옥시프로필렌 글리콜, 알코올 에톡실레이트, 알킬페놀 에톡실레이트, 3차 아세틸렌 글리콜 및 알칸올아미드(비-이온성), 폴리옥시에틸렌화 아민, 4차 암모늄 염 및 4차 폴리옥시에틸렌화 아민(양이온성), 약 8 내지 24 개의 탄소 원자를 함유하는 고급 지방산의 알칼리 금속 염, 알킬 설페이트, 알킬 폴리에톡실레이트 설페이트 및 알킬벤젠 설포네이트(음이온성), 및 아민 옥사이드, N-알킬베타인 및 설포베타인(쌍성 이온성)을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 다른 적합한 계면 활성제는 디옥틸 나트륨 설포숙시네이트, 글리세린 및 프로필렌 글리콜의 락틸화 지방산 에스테르, 지방산의 락틸산 에스테르, 나트륨 알킬 설페이트, 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 60, 폴리소르베이트 65, 폴리소르베이트 80, 레시틴, 글리세린 및 프로필렌 글리콜의 아세틸화 지방산 에스테르, 및 지방산의 아세틸화 에스테르, 및 이들의 조합을 포함한다. 계면 활성제는 섬유 형성 재료에 포함되거나 또는 추가될 수 있다. 다양한 실시예에서, 섬유 중 계면 활성제의 양은 약 0.01 중량%, 내지 약 2.5 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 2.5 중량%, 약 1.0 중량% 내지 약 2.0 중량%, 약 0.01 wt % 내지 0.25 wt %, 또는 약 0.10 wt % 내지 0.20 중량%의 범위이다.
실시예에서, 본 개시의 섬유에는 보조제가 실질적으로 없다. 달리 명시되지 않는 한, 여기에서 사용된 바와 같이, "보조제가 실질적으로 없는"이라 함은 섬유가 섬유의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 미만, 약 0.005 중량% 미만, 또는 약 0.001 중량% 미만의 보조제를 포함한다는 것을 의미한다.
활성제
실시예에서, 섬유는 섬유의 일부로서 또는 그의 표면 상에 하나 이상의 활성제를 포함할 수 있다. 적어도 약 1 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 99 중량% 범위의 양으로 섬유에 존재할 때, 활성제는 섬유에 추가적인 기능성을 제공한다. 실시예에서, 활성제는 효소, 오일, 향미제, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 비료, 산화제, 각질 제거제, 액체 흡수 재료, 활성화제, 산 촉매, 금속 촉매, 이온 스캐빈저(ion scavenger), 세제, 소독제, 계면 활성제, 가소제, 표백제, 표백제 성분, 섬유 유연제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 활성제는 효소, 오일, 향미제, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 산화제, 각질 제거제, 액체 흡수 재료, 세제, 소독제, 계면 활성제, 가소제, 표백제, 표백제 성분, 섬유 유연제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 활성제는 효소, 오일, 냄새 흡수제, 방향제, 각질 제거제, 액체 흡수 재료, 세제, 소독제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특정 실시예에서, 활성제는 효소를 포함할 수 있다. 적합한 효소는 6개의 통상적인 효소 커미션(EC) 카테고리 중 임의의 하나로 분류된 효소, 즉, EC 1의 산화 환원 효소(산화/환원 반응을 촉매함), EC 2의 전이 효소(작용기, 예를 들어, 메틸 또는 포스페이트기를 전이함), EC 3의 가수 분해 효소(다양한 결합의 가수 분해를 촉매함), EC 4의 리아제(lyases)(가수 분해 및 산화 이외의 다른 수단으로 다양한 결합을 절단함), EC 5의 이성질화 효소(isomerases)(분자 내의 이성질화 변화를 촉매함), 및 EC 6의 리가아제(공유 결합으로 2 개의 분자를 결합함)를 포함한다. 이러한 효소의 예로는 EC 1에서 탈수소효소 및 산화 효소, EC 2에서 트랜스아미나제 및 키나제, EC 3에서 리파제, 셀룰라제, 아밀라제, 만나나아제, 및 펩티다제(일명 프로테아제 또는 단백질 분해 효소), EC 4에서 데카르복실라아제, EC 5의 이성질화 효소 및 뮤타제, 및 EC 6의 합성 효소 및 신타제(synthases)가 포함된다. 각 카테고리의 적합한 효소는 예를 들어, 전체 개시가 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제9,394,092호에 설명되어 있다.
클리닝 적용에 사용하기 위한 효소는 프로테아제, 아밀라아제, 리파아제, 탈수소 효소, 트랜스아미나아제, 키나아제, 셀룰라아제, 만나나아제, 펩티다아제, 데카르복실라아제, 이성질화 효소, 뮤타아제, 합성 효소, 신타제, 및 표백제의 형성을 촉매하는 산화 환원 효소를 포함하는 산화 환원 효소 효소 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용하기 위한 효소는 임의의 적합한 공급원 또는 공급원의 조합, 예를 들어 박테리아, 진균, 식물, 또는 동물 공급원으로부터 유래할 수 있는 것으로 고려된다. 한 유형의 실시예에서, 2 개 이상의 효소의 혼합물은 적어도 2 개의 상이한 유형의 공급원으로부터 유래할 것이다. 예를 들어, 프로테아제와 리파아제의 혼합물은 박테리아(프로테아제) 및 곰팡이(리파아제) 공급원에서 나올 수 있다.
선택적으로, 본 명세서에 설명된 임의의 효소 부류 또는 구성원을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 명세서에서 사용하기 위한 효소는 예를 들어 클리닝 용도로 예를 들어 약 8 내지 약 11 범위의 pH에서 사용하기 위한 알칼리성 pH 조건에서 작용하는 것이다. 선택적으로, 본 명세서에 기재된 임의의 효소 부류 또는 구성원을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 명세서에서 사용하기 위한 효소는 약 5 ℃ 내지 약 45 ℃ 범위의 온도에서 작용하는 것이다.
다른 부류의 실시예는 활성제로서 하나 이상의 냄새 흡수제를 포함한다. 본 개시에 따른 활성제로서 사용하기에 적합한 냄새 흡수제는 제올라이트, 및 리시놀레산의 복합 아연 염을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 냄새 흡수 활성제는 또한 랍다늄, 스티락스, 및 아비에트산 유도체의 추출물을 포함하지만 이에 제한되지 않는 대체로 냄새-중립적인 방향제로서 당업계에 널리 공지된 고정제를 포함할 수 있다.
다른 부류의 실시예는 활성제로서 하나 이상의 방향제를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 방향제라는 용어는 향기를 생성하기에 충분히 휘발성인 임의의 적용 가능한 재료를 지칭한다. 활성제로서 방향제를 포함하는 실시예는 인간에게 즐거운 향기인 방향제, 또는 대안적으로 인간, 동물 및/또는 곤충에게 기피성인 향기인 방향제를 포함할 수 있다. 적합한 방향제에는 레몬, 사과, 체리, 포도, 배, 파인애플, 오렌지, 딸기, 라즈베리, 사향을 포함하지만 이에 국한되지 않는 과일, 및 라벤더 같은, 장미 같은, 홍채 같은 및 카네이션 같은 향을 포함하지만 이에 국한되지 않는 꽃 향기가 포함되지만 이에 국한되지는 않는다. 선택적으로, 방향제는 또한 향미제가 아닌 것이다. 다른 방향제는 로즈마리, 백리향, 및 세이지를 포함하지만 이에 국한되지 않는 허브 향; 및 소나무, 가문비나무 및 다른 숲 냄새에서 유도되는 삼림 지대 향기를 포함한다. 방향제는 또한 에센셜 오일을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 오일, 또는 페퍼민트, 스피어민트 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 식물 재료로부터 유도될 수 있다. 적합한 향유는 미국 특허 제6,458,754호에서 발견될 수 있으며, 이는 그 전체가 참고로 본 명세서에 포함된다. 적합한 향유는 4-(2,2,6-트리메틸시클로헥스-1-에닐)-2-엔-4-온, 아세트알데히드 페닐에틸 프로필 아세탈, 2,6,10-트리메틸-9-운데세날, 헥산산 2-프로페닐 에스테르, 1-옥텐-3-올, 트랜스-아네톨, 이소 부틸(z)-2-메틸-2-부테노에이트, 아니스알데히드 디에틸 아세탈, 3-메틸-5-프로필-시클로헤젠-1-온, 2,4-디메틸-3-사이클로헥센-1-카브알데하이드, 트랜스-4-데센알, 데카날, 2-펜틸사이클로펜타논, 에틸 안트라닐레이트, 유제놀, 3-(3-이소프로필페닐)부탄올, 메틸 2-옥티노에이트, 이소유게놀, 시스-3-헥세닐 메틸 카보네이트, 리날로올, 메틸-2-노니노네이트, 벤조산 2-히드록시메틸 에스테르, 노날, 옥탄알, 2-노넨니트릴, 4-노나놀리드, 9-데센-1-올, 및 10-운데센-1-알을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 적용 가능한 방향제는 또한 미국 특허 번호 4,534,981, 5,112,688, 5,145,842, 6,844,302 및 W. A. Poucher에 의해 편집된 향수 화장품 및 비누, 제2 편집본, 1959에서 발견될 수 있고, 이들은 모두 그 전체가 참조로 여기에 포함된다. 이들 방향제는 아카시아, 카시아, 시프레, 시클라멘, 양치류, 치자나무, 산사나무속, 헬리오트로프, 인동, 히아신스, 재스민, 라일락, 백합, 목련, 미모사, 수선화, 갓 자른 건초, 오렌지 꽃, 난초, 레세다, 스위트피 클로버(trefle), 튜베로즈, 바닐라, 바이올렛, 월플라워 등을 포함한다.
방향제에는 향료가 포함될 수 있다. 향료는 순수 향료, 캡슐화된 향료, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 향료는 순수 향료를 포함한다. 향료의 일부는 코어-쉘 캡슐에 캡슐화될 수 있다. 다른 유형의 실시예에서, 향료는 코어/쉘 캡슐화에 캡슐화되지 않을 것이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "향료(perfume)"는 향료 원료(PRMs) 및 향료 어코드(perfume accords)를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "향료 원료(perfume raw material)"는 분자량이 적어도 약 100 g/mol이고 단독으로 또는 다른 향료 원료와 함께 냄새, 방향제, 에센스 또는 향기를 부여하는 데 유용한 화합물을 지칭한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "향료 성분(perfume ingredient)" 및 "향료 원료"는 상호 교환 가능하다. 본 명세서에서 용어 "어코드"는 2 개 이상의 PRM의 혼합물을 의미한다.
전형적인 PRM은 특히 알코올, 케톤, 알데히드, 에스테르, 에테르, 아질산염 및 테르펜과 같은 알켄을 포함한다. 일반적인 PRM의 목록은 다양한 참고 자료에서 찾을 수 있는데, 예를 들어 "향료 및 향미제 화학 물질", I 및 II 권; Steffen Arctander Allured Pub. Co. (1994) 및 "향료: 예술, 과학 및 기술", Miller, P. M. 및 Lamparsky, D., Blackie Academic and Professional (1994)에서 찾을 수 있다. PRM은 정상 압력(760 mmHg)에서 측정된 끓는점(B.P.), 및 이들의 옥탄올/물 분배 계수(P)를 특징으로 한다. 이러한 특성에 기초하여, PRMS는 쿼드런트(Quadrant) I, 쿼드런트 II, 쿼드런트 III 또는 쿼드런트 IV 향료로 분류화될 수 있다.
적용 가능한 곤충 퇴치제 방향제는 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제4,664,064호에 개시된 디클로르보스, 피레트린, 알레트린, 날드 및/또는 펜티온 살충제 중 하나 이상을 포함한다. 적합한 곤충 퇴치제는 시트로넬랄(3,7-디메틸-6-옥탄알), N,N-디에틸-3-메틸벤즈아미드(DEET), 바닐린, 및 강황(Curcuma longa), 카피르 라임(Citrus hystrix), 시트로넬라 그래스(Cymbopogon winterianus) 및 털이 많은 바질(Ocimum americanum)에서 추출된 휘발성 오일이다. 또한, 적용 가능한 곤충 퇴치제는 곤충 퇴치제들의 혼합물일 수 있다.
대안적인 실시예에서, 활성제는 임의로 이온 스캐빈저일 수 있다. 적합한 이온 스캐빈저는 제올라이트를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 선택적으로, 제올라이트는 연수제로서 내부에 포함된 세탁 세제 또는 식기 세척 세제를 포함하는 수용성 패킷에 첨가될 수 있다.
무기 및 유기 표백제는 본 발명에서 사용하기에 적합한 클리닝 활성제이다. 무기 표백제는 과붕산염, 과탄산염, 과인산염, 과황산염 및 과규산염을 포함하지만 이에 제한되지 않는 과수화물 염을 포함한다. 무기 과수화물 염은 일반적으로 알칼리 금속 염이다. 알칼리 금속 과탄산염, 특히 과탄산나트륨은 본 발명에서 사용하기에 적합한 과수화물이다. 유기 표백제는 디아실 및 테트라아실퍼옥사이드, 특히 디퍼옥시도데칸디옥산, 디퍼옥시테트라데칸디옥산, 및 디퍼옥시헥사데칸디옥산을 포함하지만 이에 제한되지 않는 유기 퍼옥시산을 포함할 수 있다. 디벤조일 퍼옥사이드는 본 개시에 따른 적합한 유기 퍼옥시산이다. 다른 유기 표백제는 퍼옥시산을 포함하며, 특정 예는 알킬퍼옥시산 및 아릴퍼옥시산이다.
일 부류의 실시예에서, 활성제는 60 ℃ 이하의 온도에서 클리닝 과정에서 표백 작용을 향상시키는 유기 과산 전구체를 포함하는 표백 활성화제를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용하기에 적합한 표백 활성화제는 과가수 분해 조건 하에서 1 내지 10 개의 탄소 원자, 또는 2 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 퍼옥소이카르복실산 및/또는 임의로 치환된 퍼벤조산을 제공하는 화합물을 포함한다. 적합한 물질은 명시된 탄소 원자 수의 O-아실 및/또는 N-아실기 및/또는 선택적으로 치환된 벤조일기를 보유한다. 적합한 물질은 폴리아실화된 알킬렌디아민, 특히 테트라아세틸에틸렌디아민(TAED), 아실화된 트리아진 유도체, 특히 1,5-디아세틸-2,4-디옥소헥사히드로-1,3,5-트리아진(DADHT), 아실화된 글리콜우릴, 특히 테트라아세틸글리콜우릴(TAGU), N-아실이미드, 특히 N-노나노일숙신이미드(NOSI), 아실화된 페놀설포네이트, 특히 n-노나노일- 또는 이소노나노일옥시벤젠설포네이트(n- 또는 이소-NOBS), 카르복실산 무수물, 특히 프탈산 무수물, 아실화된 다가 알코올, 특히 트리아세틴, 에틸렌 글리콜 디아세테이트 및 2,5-디아세톡시-2,5-디히드로푸란 및 또한 트리에틸아세틸 시트레이트(TEAC)를 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다.
활성제로서 섬유 유연제를 포함하는 실시예에서, 다양한 세탁물 섬유 유연제, 특히 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제4,062,647호의 만져지지 않는 스멕타이트 점토(smectite clays), 및 당업계에 공지된 다른 유연제 점토가 선택적으로 섬유 유연제 효과를 섬유 클리닝과 동시에 제공하는 데 사용될 수 있다. 점토 유연제는 예를 들어 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제4,375,416호 및 제4,291,071호에 개시된 바와 같이 아민 및 양이온성 유연제와 조합하여 사용될 수 있다.
실시예에서, 활성제는 소독제를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용하기에 적합한 소독제는 과산화수소, 무기 과산화물 및 이의 전구체, 메타중아황산나트륨, 4차 암모늄 양이온계 화합물, 염소, 활성탄, 및 차아염소산염을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
실시예에서, 활성제는 계면 활성제를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용하기에 적합한 계면 활성제는 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 모노에탄올아민, 폴리옥시에틸렌화 폴리옥시프로필렌 글리콜, 알코올 에톡실레이트, 알킬페놀 에톡실레이트, 3차 아세틸렌 글리콜 및 알칸올아미드(비-이온성), 폴리옥시에틸렌화 아민, 4 차 암모늄 염 및 4 차 폴리옥시에틸렌화 아민(양이온성), 약 8 내지 24 개의 탄소 원자를 포함하는 고급 지방산의 알칼리 금속 염, 알킬 설페이트, 알킬 폴리에톡실레이트 설페이트 및 알킬벤젠 설포네이트(음이온성), 아민 옥사이드, N-알킬베타인 및 설포베타인(쌍성 이온성), 디옥틸 나트륨 설포숙시네이트, 글리세린 및 프로필렌 글리콜의 락틸화 지방산 에스테르, 지방산의 락틸 에스테르, 나트륨 알킬 설페이트, 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 60, 폴리소르베이트 65, 폴리소르베이트 80, 레시틴, 글리세린 및 프로필렌 글리콜의 아세틸화 지방산 에스테르, 및 지방산의 아세틸화 에스테르, 및 이들의 조합을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다.
활성제는 고체 또는 액체일 수 있다. 고체인 활성제는 평균 입자 크기(예를 들어, Dv50)가 적어도 약 0.01 ㎛이거나, 또는 예를 들어 약 0.01 ㎛ 내지 약 2 mm 범위의 크기를 가질 수 있다.
실시예에서, 본 개시의 부직 웹, 복합 물품, 플러셔블 와이프, 액체 함유 물품, 및 흡수 물품의 섬유는 수용성 섬유, 비-수용성 섬유, 또는 이들의 조합을 포함하고, 여기서 섬유는 동일하거나 상이한 직경, 길이, 인성, 형상, 강성, 탄성, 용해도, 융점, 유리 전이 온도, 및/또는 섬유 형성 재료를 가질 수 있다.
섬유가 수용성 섬유를 포함하는 실시예에서, 수용성 섬유는 본 명세서에 개시된 수용성 중합체 섬유 형성 재료 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 수용성 섬유는 단일 수용성 중합체 섬유 형성 재료 또는 수용성 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함할 수 있다. 실시예에서, 수용성 섬유는 단일 수용성 중합체 섬유 형성 재료로 이루어진다. 실시예에서, 수용성 섬유는 수용성 중합체의 블렌드를 포함한다.
실시예에서, 복수의 수용성 섬유는 폴리비닐 알코올(PVOH) 섬유 형성 재료를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 수용성 섬유 형성 재료는 PVOH 단독중합체를 포함한다. 전술한 실시예의 또 다른 개선에서, 수용성 섬유 형성 재료는 PVOH 공중합체를 포함한다. 실시예에서, 수용성 섬유는 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 수용성 섬유는 하나 이상의 PVOH 단독중합체 섬유 형성 재료를 포함한다. 전술한 실시예의 또 다른 개선에서, 수용성 섬유는 하나 이상의 PVOH 공중합체 섬유 형성 재료를 포함한다. 전술한 실시예의 또 다른 개선에서, 수용성 중합체는 하나 이상의 PVOH 단독중합체 섬유 형성 재료 및 하나 이상의 PVOH 공중합체 섬유 형성 재료를 포함한다.
수용성 섬유가 폴리비닐 알코올 단독중합체와 폴리비닐 공중합체의 블렌드를 포함하는 실시예에서, 폴리비닐 알코올 단독중합체는 수용성 중합체 블렌드의 총 중량의 약 15 중량% 내지 약 70 중량%를 구성할 수 있고, 예를 들어, 수용성 중합체 블렌드의 총 중량을 기준으로, 적어도 약 15 중량%, 적어도 약 20 중량%, 적어도 약 25 중량%, 적어도 약 30 중량%, 적어도 약 40 중량%, 적어도 약 50 중량%, 또는 적어도 약 60 중량% 및 최대 약 70 중량%, 최대 약 60 중량%, 최대 약 50 중량%, 최대 약 40 중량%, 또는 최대 약 30 중량%일 수 있고, 단일 단독중합체 또는 하나 이상의 단독중합체의 블렌드일 수 있다(예를 들어, 점도 및/또는 가수 분해도의 차이를 가짐). 수용성 폴리비닐 알코올 공중합체는 수용성 중합체 블렌드의 총 중량의 약 30 중량% 내지 약 85 중량%를 구성할 수 있고, 예를 들어, 수용성 중합체 블렌드의 총 중량을 기준으로, 적어도 약 30 중량%, 적어도 약 40 중량%, 적어도 약 50 중량%, 적어도 약 60 중량%, 적어도 약 70 중량%, 적어도 약 75 중량%, 또는 적어도 약 80 중량%, 및 최대 약 85 중량%, 최대 약 80 중량%, 최대 약 70 중량%, 최대 약 60 중량%, 최대 약 50 중량%, 또는 최대 약 40 중량%일 수 있고, 단일 공중합체 또는 하나 이상의 공중합체의 블렌드일 수 있다. 블렌드는 폴리비닐 알코올 단독중합체 및 폴리비닐 알코올 공중합체로 구성될 수 있다. 블렌드는 폴리비닐 알코올 단독중합체 및 복수의 폴리비닐 알코올 공중합체로 이루어질 수 있다. 블렌드는 하나 초과의 폴리비닐 알코올 단독중합체 및 하나 초과의 폴리비닐 알코올 공중합체로 구성될 수 있다.
생분해성
폴리비닐 알코올 중합체는 일반적으로 호기성, 혐기성, 토양 및 퇴비 조건(물이 있는 상태)에서 물 및 효소의 존재 하에 분해되기 때문에 생분해성이다. 일반적으로, 폴리비닐 알코올 중합체의 가수 분해도가 약 80 %까지 증가할수록, 폴리비닐 알코올 중합체의 생분해 활성이 증가한다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 가수 분해도를 80 % 초과로 증가시키는 것은 생분해성에 눈에 띄게 영향을 미치지 않는 것으로 믿어진다.
이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 폴리비닐 알코올 중합체의 중합도는 중합체로 제조된 섬유 또는 부직 웹의 생분해성에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않지만, 중합 온도는 중합체의 결정화도 및 응집 상태에 영향을 줄 수 있으므로, 중합 온도는 필름 또는 부직포의 생분해성에 영향을 미칠 수 있는 것으로 믿어진다. 특히 결정성이 감소함에 따라, 중합체 사슬의 수산기는 중합체 구조에서 덜 정렬되고, 중합체 사슬은 더 무질서해져서, 사슬이 무정형 집합체로 축적되게 하여, 이에 따라 중합체가 용해되지 않은 토양 및/또는 퇴비 생분해 메커니즘에 대해 생분해 활성이 감소할 것으로 예상되도록 정렬된 중합체 구조의 가용성을 감소시킨다.
추가적으로, 폴리비닐 알코올 중합체의 수산기의 입체 규칙성은 생분해성 활성 수준에 큰 영향을 미치며, 중합체 서열의 수산기의 이소택틱(isotactic)이 많을수록, 분해 활성이 더 높아진다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 폴리비닐 알코올 중합체의 수산기의 입체 규칙성은 생분해성 활성 수준에 큰 영향을 미치기 때문에, 수산기 이외의 다른 작용기(예를 들어, 음이온성 AMPS 작용기, 카르복실레이트기, 또는 락톤기)의 치환은, 작용기 자체가 또한 생분해성인 경우를 제외하고, 동일한 가수 분해도를 갖는 폴리비닐 알코올 단독중합체에 비해 생분해성 활성 수준을 감소시킬 것으로 예상되고, 이 경우 중합체의 생분해성은 치환에 의해 증가될 수 있는 것으로 믿어진다. 또한, 치환된 폴리비닐 알코올의 생분해성 활성 수준이 상응하는 단독중합체의 생분해성 활성 수준보다 낮을 수 있지만, 치환된 폴리비닐 알코올은 여전히 생분해성을 나타낼 것으로 믿어진다. 또한, 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 토양 및/또는 퇴비 생분해성에 대해, 폴리비닐 알코올 섬유로 제조된 부직 웹은 필름에 비해, 부직 웹에 의해 제공되는 중합체 표면적의 증가로 인해, 유사한 폴리비닐 알코올 중합체로부터 제조된 수용성 필름에 비해 더 높은 생분해성 활성 수준을 가질 것으로 믿어진다.
생분해성 활성을 결정하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 적합한 표준에는 OECD 301B(준비된 생분해성), OECD 302B(고유 생분해성), OECD 311(혐기성), 및 ASTM D5988(토양)이 포함된다.
섬유 특성
복수의 섬유는 당업계에 공지된 임의의 공정, 예를 들어, 습식 냉각 겔 방사, 열가소성 섬유 방사, 멜트 블로잉, 스펀 본딩, 전기-방사, 회전 방사, 연속 필라멘트 생산 작업, 토우 섬유 생산 작업, 및 이들의 조합에 의해 제조될 수 있다.
실시예에서, 섬유는 습식 냉각 겔 방사, 멜트 블로잉, 스펀 본딩, 또는 이들의 조합에 의해 제조된 수용성 섬유를 포함한다. 실시예에서, 섬유는 습식 냉각 겔 방사에 의해 제조되는 수용성 섬유를 포함하고, 부직 웹으로 카딩된다. 실시예에서, 섬유는 수용성 섬유를 포함하고, 이로부터 제조된 부직 웹은 연속 멜트 블로운 공정으로 형성된다. 실시예에서, 섬유는 수용성 섬유를 포함하고, 이로부터 제조된 부직 웹은 연속 스펀 본드 공정으로 형성된다. 섬유 및 부직 웹을 제조하는 데 사용되는 공정에 의해 섬유 및 부직 웹을 언급하는 것은 당업계의 표준이다. 따라서, 여기에서 예를 들어 "멜트 블로운 섬유" 또는 "카딩된 부직 웹"에 대한 임의의 언급은 특정 멜트 블로운 또는 카딩 방법에 대한 제품별 제한으로 이해되어서는 안 되며, 오히려 단순히 특정 섬유 또는 웹을 식별하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 가공 용어는 인용된 섬유 및/또는 부직포를 임의의 특정 공정에 의한 제조로 제한하지 않고 섬유 및/또는 부직포를 구별하는 데 사용될 수 있다.
본 개시의 섬유는 2-성분 섬유일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, "2-성분 섬유(bicomponent fibers)"는 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함하는 섬유를 지칭하는 것이 아니라, 섬유 형성 재료의 2 개 이상의 별개의 영역을 포함하는 섬유를 지칭하며, 여기서 섬유 형성 재료의 조성은 영역에 따라 다르다. 2-성분 섬유의 예는 코어/외피(core/sheath) 2-성분 섬유, 바다 섬(island in the sea) 2-성분 섬유, 및 나란한 2-성분 섬유를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 코어/외피 2-성분 섬유는 일반적으로 섬유 형성 재료의 제1 조성(예를 들어, 단일 섬유 형성 재료 또는 섬유 형성 재료의 제1 블렌드)을 갖는 코어 및 섬유 형성 재료의 제2 조성(예를 들어, 코어 재료와 상이한 단일 섬유 형성 재료, 또는 코어의 섬유 형성 재료의 제1 블렌드와 상이한 섬유 형성 재료의 제2 블렌드)을 갖는 외피를 포함한다. 바다 섬 2-성분 섬유는 일반적으로 섬유 형성 재료의 제1 조성을 갖는 연속적인 제1 "바다" 영역 및 제1 조성과 상이한 섬유 형성 재료의 제2 조성을 갖는 내부에 분산된 개별 "섬" 영역을 포함한다. 나란한 2-성분 섬유는 일반적으로 섬유의 길이로 연장되고 제1 조성과 상이한 섬유 형성 재료의 제2 조성을 포함하는 적어도 제2 영역에 인접하는, 섬유의 길이로 연장되고 섬유 형성 재료의 제1 조성을 포함하는 제1 영역을 포함한다. 이러한 2-성분 섬유는 당업계에 잘 알려져 있다.
본 개시의 섬유는 소수성 및/또는 친수성 섬유일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, "소수성 섬유"는 소수성인 표면을 갖는 임의의 섬유를 지칭한다. 섬유가 예를 들어 소수성 섬유 형성 재료를 포함하고, 섬유가 외피에 소수성 섬유 형성 재료를 포함하는 코어/외피 유형 2-성분 섬유이고, 및/또는 섬유가 그 표면에 소수성 계면 활성제를 포함하도록 표면 처리된 경우, 섬유는 소수성 표면을 가질 수 있다. 유사하게, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, "친수성 섬유"는 친수성인 표면을 갖는 임의의 섬유를 지칭한다. 섬유가 예를 들어 친수성 섬유 형성 재료를 포함하고, 섬유가 외피에 친수성 섬유 형성 재료를 포함하는 코어/외피 유형 2-성분 섬유이고, 및/또는 섬유가 그 표면에 친수성 재료를 포함하도록 표면 처리된 경우, 섬유는 친수성 표면을 가질 수 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 부직포의 친수성 섬유는 부직포의 표면으로부터 액체의 모세관 작용/위킹(wicking)을 촉진할 수 있어, 친수성 섬유를 포함하지 않는 동일한 부직포에 비해 개선된 액체 획득을 제공할 수 있는 것으로 믿어진다.
본 개시의 섬유는 본 명세서에 개시된 섬유 형성 재료 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 섬유가 하나의 PVOH 중합체 섬유 형성 재료를 포함하는 경우, 섬유의 가수 분해도는 PVOH 중합체의 가수 분해도와 동일하다. 섬유가 2 개 이상의 PVOH 중합체 섬유 형성 재료를 포함하는 경우, 섬유의 가수 분해도는 개별 PVOH 중합체의 가수 분해도의 산술 중량 평균이다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 섬유의 가수 분해도가 증가함에 따라, 섬유의 친수성이 증가하고, 결과적으로 섬유의 위킹 속도가 증가하는 것으로 믿어진다. 따라서, 상대적으로 높은 평균 가수 분해도를 갖는 섬유를 포함하는 부직 웹은 위킹 속도가 주요 인자인 적용예, 예를 들어, 소비자의 피부로부터 액체가 빠르게 위킹되게 하는 것이 바람직한 착용 가능한 물품에 특히 적합할 수 있다. 위킹 속도가 주요 인자인 실시예에서, 본 개시의 섬유는 약 95 % 내지 약 99.9 %의 가수 분해도(평균)를 가질 수 있다.
섬유의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 원형, 타원형(리본(ribbon)이라고도 함), 삼각형(델타(delta)라고도 함), 삼엽형(trilobal), 및/또는 다른 다엽형 형상(multi-lobal shapes)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 단면 형상을 가질 수 있다(도 1). 섬유의 형상이 완벽하게 기하학적일 필요는 없고, 예를 들어, 둥근 단면 형상을 갖는 섬유는 단면 영역이 완전한 원일 필요는 없고, 삼각형 단면 형상을 갖는 섬유는 일반적으로 둥근 에지를 가지고 있는 것으로 이해될 것이다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 액체에 대한 모세관 또는 채널 유형의 방향성 통로를 제공하는 형상을 갖는 부직포의 친수성 섬유(예를 들어, 삼엽협 섬유)는 부직포의 표면으로부터 액체의 모세관 작용/위킹을 촉진할 수 있어, 모세관 또는 채널 유형 방향 통로를 포함하지 않는 섬유 형태를 갖는 동일한 부직포에 비해 개선된 액체 획득을 제공하는 것으로 믿어진다.
섬유의 직경은 가장 긴 단면 축을 따른 섬유의 단면 직경을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 섬유가 특정 직경을 갖는(또는 갖지 않는) 것으로 설명될 때, 달리 명시되지 않는 한, 특정된 직경은 언급된 특정 섬유 유형에 대한 평균 직경인 것으로 의도되는데, 즉, 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료로 제조된 복수의 섬유는 복수의 섬유에 대한 산술 평균 섬유 직경을 갖도록 의도된다. 일반적으로 "직경"을 갖는 것으로 간주되지 않는 형상, 예를 들어 삼각형 또는 다엽형 형상의 경우, 직경은 섬유 형상을 둘러싸는 원의 직경을 나타낸다(도 1).
본 개시의 섬유는 일반적으로 약 10 미크론 내지 300 미크론 범위의 직경을 갖고, 예를 들어, 적어도 10 미크론, 적어도 15 미크론, 적어도 20 미크론, 적어도 25 미크론, 적어도 50 미크론, 적어도 100 미크론, 또는 적어도 125 미크론 및 최대 약 300 미크론, 최대 약 275 미크론, 최대 약 250 미크론, 최대 약 225 미크론, 최대 약 200 미크론, 최대 약 100 미크론, 최대 약 50 미크론, 최대 약 45 미크론, 최대 약 40 미크론, 또는 최대 약 35 미크론, 예를 들어 약 10 미크론 내지 약 300 미크론, 약 50 미크론 내지 약 300 미크론, 약 100 미크론 내지 약 300 미크론, 약 10 미크론 내지 약 50 미크론, 약 10 미크론 내지 약 45 미크론, 또는 약 10 미크론 내지 약 40 미크론을 갖는다. 실시예에서, 본 개시의 수분산성 부직 웹을 제조하는 데 사용되는 수용성 섬유는 100 미크론 초과 내지 약 300 미크론의 직경을 가질 수 있다. 실시예에서, 섬유는 약 10 미크론 내지 약 50 미크론, 약 10 미크론 내지 약 30 미크론, 약 10 미크론 내지 약 25 미크론, 약 10 미크론 내지 약 20 미크론, 또는 약 10 미크론 내지 약 15 미크론 범위의 직경을 갖는 셀룰로오스를 포함한다. 실시예에서, 섬유는 수용성 섬유 형성 재료를 포함하고, 약 50 미크론 내지 약 300 미크론, 약 100 미크론 내지 약 300 미크론, 약 150 미크론 내지 약 300 미크론, 또는 약 200 미크론 내지 약 300 미크론의 직경을 갖는다. 실시예에서, 본 개시의 수분산성 부직 웹을 제조하는 데 사용되는 복수의 수용성 섬유의 직경은 실질적으로 균일한 직경을 갖는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 섬유들 간의 직경 변화가 10 % 미만, 예를 들어 8 % 이하, 5 % 이하, 2 % 이하, 또는 1 % 이하인 경우, 섬유 직경은 "실질적으로 균일"하다. 실질적으로 균일한 직경을 갖는 섬유는 본 명세서에 기재된 바와 같이 습식 냉각 겔 방사 공정 또는 열가소성 섬유 방사에 의해 제조될 수 있다. 또한, 섬유의 블렌드가 사용되는 경우, 섬유의 평균 직경은 개별 섬유의 가중 평균을 사용하여 결정될 수 있다.
본 개시의 부직 웹 및 부직 복합 물품을 제조하는 데 사용되는 본 개시의 섬유는 일반적으로 임의의 길이일 수 있다. 실시예에서, 섬유의 길이는 약 20 mm 내지 약 100 mm, 약 20 내지 약 90, 약 30 mm 내지 약 80 mm, 약 10 mm 내지 약 60 mm, 또는 약 30 mm 내지 약 60 mm의 범위일 수 있고, 예를 들어, 적어도 약 30 mm, 적어도 약 35 mm, 적어도 약 40 mm, 적어도 약 45 mm, 또는 적어도 약 50 mm, 및 최대 약 100 mm, 최대 약 95 mm, 최대 약 90 mm, 최대 약 80 mm, 최대 약 70 mm, 또는 최대 약 60 mm일 수 있다. 실시예에서, 수용성 섬유의 길이는 약 30 mm 미만 또는 약 0.25 mm 내지 약 30 mm 미만의 범위일 수 있고, 예를 들어, 적어도 약 0.25 mm, 적어도 약 0.5 mm, 적어도 약 0.75 mm, 적어도 약 1 mm, 적어도 약 2.5 mm, 적어도 약 5 mm, 적어도 약 7.5 mm, 또는 적어도 약 10 mm 및 최대 약 29 mm, 최대 약 28 mm, 최대 약 27 mm, 최대 약 26 mm, 최대 약 25 mm, 최대 약 20 mm, 또는 최대 약 15 mm일 수 있다. 섬유는 압출된 중합체 혼합물을 절단 및/또는 크림핑함으로써 임의의 길이로 제조될 수 있다. 실시예에서, 섬유는 연속 필라멘트, 예를 들어, 연속 필라멘트가 제조되어 웹 형태로 직접 제공되는 스펀 본딩, 멜트 블로잉, 전기-방사 및 회전 방사와 같은 공정에 의해 제조된 연속 필라멘트일 수 있다. 또한, 섬유의 블렌드가 사용되는 경우, 섬유의 평균 길이는 개별 섬유의 가중 평균을 사용하여 결정될 수 있다.
본 개시의 섬유는 일반적으로 임의의 길이 대 직경 비를 가질 수 있다. 실시예에서, 섬유의 길이 대 직경 비는 약 2 초과, 약 3 초과, 약 4 초과, 약 6 초과, 약 10 초과, 약 50 초과, 약 60 초과, 약 100 초과, 약 200 초과, 약 300 초과, 약 400 초과, 또는 약 1000 초과일 수 있다.
본 개시의 부직 웹을 제조하는 데 사용되는 섬유는 일반적으로 임의의 인성을 가질 수 있다. 섬유의 인성은 섬유의 조악도(coarseness)와 관련이 있다. 일반적으로, 섬유의 인성이 감소할수록, 섬유의 조악도는 증가한다. 본 개시의 부직 웹을 제조하는 데 사용되는 섬유는 약 1 내지 약 100 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 75 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 50 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 45 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 40 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 35 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 30 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 25 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 20 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 15 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 10 cN/dtex, 또는 약 1 내지 약 5 cN/dtex, 또는 약 3 내지 약 8 cN/dtex, 또는 약 4 내지 약 8 cN/dtex, 또는 약 6 내지 약 8 cN/dtex, 또는 약 4 내지 약 7 cN/dtex, 또는 약 10 내지 약 20, 또는 약 10 내지 약 18, 또는 약 10 내지 약 16, 또는 약 1 cN/dtex, 약 2 cN/dtex, 약 3 cN/dtex, 약 4 cN/dtex, 약 5 cN/dtex, 약 6 cN/dtex, 약 7 cN/dtex, 약 8 cN/dtex, 약 9 cN/dtex, 약 10 cN/dtex, 약 11 cN/dtex, 약 12 cN/dtex, 약 13 cN/dtex, 약 14 cN/dtex, 또는 약 15 cN/dtex 범위의 인성을 가질 수 있다. 실시예에서, 섬유는 약 3 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex의 인성을 가질 수 있다. 실시예에서, 섬유는 약 7 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex의 인성을 가질 수 있다. 실시예에서, 섬유는 약 4 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex의 인성을 가질 수 있다. 실시예에서, 섬유는 약 6 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex의 인성을 가질 수 있다.
섬유가 습식 냉각 겔 방사 공정으로 제조되는 실시예에서, 생성된 섬유는 일반적으로 본 명세서에 설명된 바와 같은 임의의 인성을 가질 수 있다. 전술한 실시예의 개선에서, 섬유는 약 3 내지 약 15, 약 3 내지 약 13, 약 3 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex, 약 5 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex, 또는 약 6 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex, 약 7 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex, 약 4 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex, 또는 약 6 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex 범위의 인성을 가질 수 있다.
본 개시의 부직 웹을 제조하는 데 사용되는 섬유는 일반적으로 임의의 섬도를 가질 수 있다. 섬유의 섬도는 섬유 질량과 길이를 상관시킨다. 섬유 섬도의 주요 물리적 단위는 1 tex이며, 이는 1 g 중량의 섬유 1000 m와 같다. 일반적으로 1 g/10,000 m의 섬유를 나타내는 단위 dtex가 사용된다. 섬유의 섬도는 부직 웹의 적절한 강성/손 느낌, 비틀림 강성, 빛의 반사 및 빛과의 상호 작용, 염료 및/또는 다른 활성제/첨가제의 흡수, 제조 공정에서 섬유 방사 용이성 및 완성된 물품의 균일성을 갖는 부직 웹을 제공하도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 섬유의 섬도가 증가함에 따라, 이로부터 생성된 부직포는 더 높은 균일도, 개선된 인장 강도, 신장성 및 광택을 나타낸다. 추가적으로, 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 더 미세한 섬유는 밀도에 기초한 더 큰 섬유와 비교하여 더 느린 용해 시간을 발생시키는 것으로 믿어진다. 또한, 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 섬유의 블렌드가 사용되는 경우, 섬유의 평균 섬도는 개별 섬유 성분의 가중 평균을 사용하여 결정될 수 있다. 섬유는 매우 가는 것(dtex ≤ 1.22), 가는 것(1.22 ≤ dtex ≤ 1.54), 중간(1.54 ≤ dtex ≤ 1.93), 약간 조악한 것(1.93 ≤ dtex ≤ 2.32), 및 조악한 것(dtex ≥ 2.32)으로 특징지어질 수 있다. 본 개시의 부직 웹은 매우 가는 섬유, 가는 섬유, 중간 정도의 섬유, 약간 조악한 섬유, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 실시예에서, 섬유는 약 1 dtex 내지 약 10 dtex, 약 1 dtex 내지 약 7 dtex, 약 1 dtex 내지 약 5 dtex, 약 1 dtex 내지 약 3 dtex, 또는 약 1.7 dtex 내지 약 2.2 dtex 범위의 섬도를 갖는다. 실시예에서, 섬유는 약 1.7 dtex의 섬도를 갖는다. 실시예에서, 섬유는 약 2.2 dtex의 섬도를 갖는다.
복수의 수용성 섬유는 당업계에 공지된 임의의 공정에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들어, 열가소성 섬유 방사, 습식 냉각 겔 방사, 멜트 블로잉, 스펀 본딩, 전기-방사, 회전 방사, 연속 필라멘트 생산 작업, 토우 섬유 생산 작업, 및 이들의 조합을 포함한다.
습식 냉각 겔 방사
실시예에서, 복수의 섬유는 습식 냉각 겔 방사 공정에 따라 제조된 섬유를 포함하며, 습식 냉각 겔 방사 공정은
(a) 섬유 형성 중합체(또는 중합체들)를 용액에 용해시켜, 선택적으로 보조제를 포함하는 중합체 혼합물을 형성하는 단계;
(b) 중합체 혼합물을 방사구 노즐을 통해 고화 배스(solidification bath)로 압출하여, 압출된 중합체 혼합물을 형성하는 단계;
(c) 압출된 중합체 혼합물을 용매 교환 배스를 통해 통과시키는 단계;
(d) 선택적으로, 압출된 중합체 혼합물을 습식 인발하는 단계; 및
(e) 압출된 중합체 혼합물을 마무리하여 섬유를 제공하는 단계를 포함한다.
섬유 형성 중합체가 용해되는 용매는 적합하게는 중합체가 용해되는 임의의 용매일 수 있다. 실시예에서, 중합체가 용해되는 용매는 극성 비-양성자성 용매를 포함한다. 실시예에서, 중합체가 용해되는 용매는 디메틸 설폭사이드(DMSO)를 포함한다.
일반적으로, 고화 배스는 압출된 중합체 혼합물을 겔화하기 위한 냉각된 용매를 포함한다. 고화 배스는 일반적으로 압출된 중합체 혼합물의 고화를 촉진하는 임의의 온도에 있을 수 있다. 고화 배스는 중합체가 용해되는 용매와, 중합체가 용해되지 않는 용매의 혼합물을 포함할 수 있다. 중합체가 용해되지 않는 용매는 일반적으로 1차 용매이며, 여기서 중합체가 용해되지 않는 용매는 혼합물의 50 % 초과를 구성한다.
고화 배스를 통과한 후, 압출된 중합체 혼합물 겔은 하나 이상의 용매 교체 배스(replacement baths)를 통과할 수 있다. 용매 교체 배스는 압출된 중합체 혼합물을 추가로 고화하기 위해 중합체가 용해되는 용매를 중합체가 용해되지 않는 용매로 교체하고, 중합체가 용해되는 용매를, 보다 용이하게 증발되는 용매로 교체하기 위해 제공되어, 이에 따라 건조 시간이 단축된다. 용매 교체 배스는 중합체가 용해되지 않는 용매와 중합체가 용해되는 용매의 구배를 갖는 일련의 용매 교체 배스, 중합체가 용해되지 않는 용매만을 갖는 일련의 용매 교체 배스, 또는 중합체가 용해되지 않는 용매만을 갖는 단일 용매 교체 배스를 포함할 수 있다.
마무리된 섬유는 스테이플 섬유(staple fibers), 쇼트컷 섬유(shortcut fibers), 또는 펄프(pulp)라고도 지칭된다. 실시예에서, 마무리는 압출된 중합체 혼합물을 건조시키는 단계를 포함한다. 실시예에서, 마무리는 압출된 중합체 혼합물을 절단 또는 크림핑하여 개별 섬유를 형성하는 단계를 포함한다. 압출된 중합체 혼합물의 습식 인발은 압출된 중합체 혼합물에 실질적으로 균일한 직경을 제공하고, 따라서 이로부터 절단된 섬유를 제공한다. 인발은 당업계에 잘 알려진 바와 같이 압출과 구별된다. 특히, 압출은 방사구 헤드를 통해 수지 혼합물을 강제로 통과시켜 섬유를 제조하는 행위를 의미하며, 인발은 섬유 강도 및 인성을 증가시키기 위해 중합체 사슬 배향 및 결정성을 촉진시키도록 기계 방향으로 섬유를 기계적으로 당기는 것을 의미한다.
섬유가 습식 냉각 겔 방사 공정으로 제조되는 실시예에서, 섬유 형성 중합체는 일반적으로 본 명세서에 일반적으로 기재된 바와 같은 임의의 섬유 형성 중합체 또는 이들의 블렌드, 예를 들어 2 개 이상의 상이한 중합체일 수 있다. 전술한 실시예의 개선에서, 중합체(들)은 예를 들어 10 내지 10,000,000 범위의 임의의 중합도(DP)를 가질 수 있고, 예를 들어 적어도 10, 적어도 20, 적어도 50, 적어도 100, 적어도 200, 적어도 300, 적어도 400, 적어도 500, 적어도 750, 또는 적어도 1000 및 최대 10,000,000, 최대 5,000,000, 최대 2,500,00, 최대 1,000,000, 최대 900,000, 최대 750,000, 최대 500,000, 최대 250,000, 최대 100,000, 최대 90,000, 최대 75,000, 최대 50,000, 최대 25,000, 최대 12,000, 최대 10,000, 최대 5,000, 또는 최대 2,500, 예를 들어 1000 내지 약 50,000, 1000 내지 약 25,000, 1000 내지 약 12,000, 1000 내지 약 5,000, 1000 내지 약 2,500, 약 50 내지 약 12,000, 약 50 내지 약 10,000, 약 50 내지 약 5,000, 약 50 내지 약 2,500, 약 50 내지 약 1000, 약 50 내지 약 900, 약 100 내지 약 800, 약 150 내지 약 700, 약 200 내지 약 600, 또는 약 250 내지 약 500 범위일 수 있다. 실시예에서, DP는 적어도 1,000이다. 실시예에서, 섬유 형성 중합체는 DP가 1000 내지 약 50,000, 1000 내지 약 25,000, 1000 내지 약 12,000, 1000 내지 약 5,000, 1000 내지 약 2,500, 약 50 내지 약 12,000, 약 50 내지 약 10,000, 약 50 내지 약 5,000, 약 50 내지 약 2,500, 약 50 내지 약 1000, 약 50 내지 약 900, 약 100 내지 약 800, 약 150 내지 약 700, 약 200 내지 약 600, 또는 약 250 내지 약 500 범위인 폴리비닐 알코올 중합체를 포함한다. 실시예에서, 섬유 형성 중합체는 DP가 1000 내지 약 50,000, 1000 내지 약 25,000, 1000 내지 약 12,000, 1000 내지 약 5,000, 또는 1000 내지 약 2,500 범위인 폴리비닐 알코올을 포함한다.
열가소성 섬유 방사
열가소성 섬유 방사는 당업계에 잘 알려져 있다. 간단히 말해서, 열가소성 섬유 방사에는 다음 단계가 포함된다:
(a) 선택적으로 보조제를 포함하는 섬유 형성 중합체를 포함하는 중합체 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 중합체 혼합물을 방사구 노즐을 통해 압출하여, 압출된 중합체 혼합물을 형성하는 단계;
(c) 선택적으로, 압출된 중합체 혼합물을 인발하는 단계; 및
(d) 압출된 중합체 혼합물을 마무리하여 섬유를 제공하는 단계.
열가소성 섬유 방사 공정의 마무리된 스테이플 섬유는 건조, 절단 및/또는 크림핑에 의해 마무리되어 개별 섬유를 형성할 수 있다. 압출된 중합체 혼합물의 인발은 기계적으로 섬유를 기계 방향으로 당겨, 중합체 사슬 배향 및 결정성을 촉진시켜 섬유 강도 및 인성을 증가시킨다. 열가소성 섬유 방사를 위한 중합체 혼합물의 제조는 일반적으로 (a) 용액이 뜨거운 공기의 스트림과 접촉할 때 방사구를 통해 용액을 압출한 후, 용매가 쉽게 증발하여 고체 섬유를 뒤에 남기도록, 섬유 형성 재료 및 쉽게 휘발성인 용매의 용액을 제조하는 단계 또는 (b) 뜨거운 중합체를 방사구를 통해 압출한 후, 중합체를 냉각 공기로 ??칭(quenching)시켜 중합체가 고화되도록 중합체를 용융시키는 단계를 포함할 수 있다. 열가소성 섬유 방사 방법은, 적어도 (a) 열가소성 섬유 방사 방법에서, 압출된 섬유가, 고화 배스를 사용하기 보다는, 용매의 증발에 의해 또는 뜨거운 고체 섬유를 냉각 공기로 ??칭함으로써 고화되고; 및 (b) 습식-냉각 겔 방사 방법에서, 섬유가 고체 상태가 아닌 겔 상태인 동안 선택적인 인발이 수행된다는 점에서, 습식 냉각 겔 방사 방법과 구별된다.
열가소성 섬유 방사 공정으로 섬유를 제조하기 위한 섬유 형성 재료는, 중합체 또는 그 블렌드가 쉽게 휘발성인 용매에 적합한 용해도를 갖고 및/또는 그 분해 온도보다 낮고 이와 구별되는 융점을 갖는다면, 일반적으로 임의의 섬유 형성 중합체 또는 이들의 블렌드, 예를 들어 2 개 이상의 상이한 중합체일 수 있다. 또한, 섬유 형성 중합체의 블렌드를 사용하여 섬유를 제조하는 경우, 섬유 형성 재료는 쉽게 휘발성인 용매에서 유사한 용해도를 가져야 하고 및/또는 2 개 이상의 섬유 형성 재료가 유사한 온도에서 용융되도록 유사한 열 프로파일을 가져야 한다. 대조적으로, 습식 냉각 겔 방사 공정으로 섬유를 제조하기 위한 섬유 형성 재료는 제한되지 않으며, 섬유는 동일한 용매 시스템에 가용성인 임의의 2 개 이상의 중합체의 블렌드로 제조될 수 있으며, 용매 시스템은 단일 용매 또는 휘발성 용매일 필요도 없다.
열가소성 섬유 방사 섬유를 제조하기 위한 섬유 형성 중합체(들)는 예를 들어, 10 내지 10,000의 범위, 예를 들어, 적어도 10, 적어도 20, 적어도 50, 적어도 100, 적어도 200, 적어도 300, 적어도 400, 적어도 500, 적어도 750, 또는 적어도 1000 및 최대 10,000, 최대 5,000, 최대 2,500, 최대 1,000, 최대 900, 최대 750, 최대 500, 또는 최대 250 의 중합도(DP)를 가질 수 있다. 실시예에서, DP는 1,000 미만이다.
용융-방사
용융-방사는 당업계에 잘 알려져 있으며, 스펀 본드 공정 및 멜트 블로운 공정 둘 모두를 지칭하는 것으로 이해된다. 용융-방사는 섬유 형성과 함께 인라인으로 부직 웹을 직접 제조하는 연속 공정이다. 따라서, 용융-방사 형성된 섬유는 마무리되지 않고, 임의의 일정한 길이로 절단된다(예를 들어, 스테이플 섬유는 이러한 공정으로 제조되지 않는다). 추가적으로, 용융-방사에는 인발 단계가 포함되지 않으며, 따라서, 생성된 용융-방사 섬유의 직경에 대한 유일한 제어는 섬유 형성 재료가 압출되는 구멍의 크기이며, 중합체 사슬은 일반적으로 임의의 특정 방향으로 배향되지 않는다.
간단히 말해서, 용융-방사에는 다음 단계가 포함된다:
(a) 선택적으로 보조제를 포함하는 섬유 형성 중합체를 포함하는 중합체 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 중합체 혼합물을 다이 조립체로 압출하여 압출된 중합체 혼합물을 형성하는 단계;
(c) 압출된 중합체 혼합물을 켄칭하는 단계;
(d) ??칭되고 압출된 중합체 혼합물을 벨트 상에 배치하여, 부직 웹을 형성하는 단계; 및
(e) 부직 웹을 결합하는 단계.
스펀 본드 공정에서, 압출된 중합체 혼합물은 용융 중합체로서 다이 조립체로 펌핑되고, 일단 다이 조립체를 통과하면 냉각 공기로 ??칭된다. 멜트 블로운 공정에서, 압출된 중합체 혼합물은 뜨거운 공기가 통과하여 블로잉되는 다이 조립체로 펌핑되고, 다이 조립체를 빠져나와 주변 온도 공기와 접촉하게 될 때 ??칭된다. 두 공정 모두에서, 섬유는 벨트 또는 드럼 상에 연속적으로 떨어뜨려지고, 일반적으로 벨트 또는 드럼 아래에서 진공을 당김으로써 용이하게 된다.
스펀 본딩된 섬유의 직경은 일반적으로 약 0.1 내지 약 50 미크론 범위이고, 예를 들어, 적어도 약 0.1 미크론, 적어도 약 1 미크론, 적어도 약 2 미크론, 적어도 약 5 미크론, 적어도 약 10 미크론, 적어도 약 15 미크론, 또는 적어도 약 20 미크론 및 최대 약 50 미크론, 최대 약 40 미크론, 최대 약 30 미크론, 최대 약 25 미크론, 최대 약 20 미크론, 최대 약 15 미크론, 최대 약 10 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 50 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 40 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 30 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 25 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 20 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 15 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 10 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 9 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 8 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 7 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 6 미크론, 약 0.1 미크론 내지 약 6 미크론, 약 5 미크론 내지 약 35 미크론, 약 5 미크론 내지 약 30 미크론, 약 7.5 미크론 내지 약 25 미크론, 약 10 미크론 내지 약 25 미크론, 또는 약 15 미크론 내지 약 25 미크론이다. 멜트 블로운 공정은 약 1 내지 10 미크론 범위의 평균 직경을 갖는 극세 섬유를 제공할 수 있지만, 그러나 멜트 블로운 공정은 섬유-대-섬유 직경의 매우 큰 편차, 예를 들어 100 내지 300 % 편차를 갖는다는 것은 당업계에 잘 알려져 있다. 또한, 스펀 본딩된 섬유는 더 큰 평균 섬유 직경, 예를 들어, 일반적으로 약 15 내지 약 25 미크론을 가질 수 있지만, 섬유들 사이의 개선된 균일성, 예를 들어 약 10 % 편차를 가질 수 있다는 것이 당업계에 잘 알려져 있다.
열 압출된 공정(예를 들어, 용융-방사, 열가소성 섬유 방사)을 위한 섬유 형성 재료는 습식 냉각 겔 방사 공정을 위한 것보다 더 제한적이다. 일반적으로, 열압출 공정을 위한 중합도는 약 200 내지 약 500의 범위로 제한된다. 중합도가 200 미만으로 감소함에 따라, 섬유 형성 재료의 점도가 너무 낮고, 다이 조립체를 통해 재료를 펌핑하여 제조된 개별 섬유는 다이 조립체를 빠져나온 후 적절한 분리를 유지하지 못한다. 유사하게, 중합도가 500 초과로 증가하면, 고속으로 프로세스를 실행하기 위해 다이 조립체의 충분히 작은 구멍을 통해 재료를 효율적으로 펌핑하기에 점도가 너무 높으므로, 프로세스 효율성 및 섬유 및/또는 부직포 균일성을 잃게 된다. 또한, 섬유 형성 재료의 가열을 필요로 하는 공정은, 일반적으로 단독중합체가 요구되는 열 안정성을 갖지 않기 때문에, 폴리비닐 알코올 단독중합체에 적합하지 않다. 또한, 용융 가공 가능한 중합체는 5cP 이하인 점도를 갖는 것들인 것으로 알려져 있다. 따라서, 습식 냉각 겔 방사 공정은 유리하게는 5 cP 초과의 점도를 갖는 폴리비닐 알코올 단독중합체 및 공중합체를 포함하는 중합체로부터 섬유를 제공할 수 있으며, 이는 그렇지 않으면 섬유로 가공하는 데 이용 가능하지 않다.
습식 냉각 겔 방사 공정은 유리하게는 수용성 중합체의 블렌드를 포함하는 섬유를 제공하고, 섬유의 직경에 대한 제어를 제공하고, 비교적 큰 직경의 섬유를 제공하고, 섬유의 길이에 대한 제어를 제공하고, 섬유의 인성에 대한 제어를 제공하고, 고 인성 섬유를 제공하고, 중합도가 큰 중합체로부터 섬유를 제공하고, 및/또는 자체 지지 부직 웹을 제공하는 데 사용될 수 있는 섬유를 제공하는 것과 같은 하나 이상의 이점을 제공한다. 스펀 본드, 멜트 블로운, 전기-방사 및 회전 방사와 같은 연속 공정은 일반적으로 수용성 중합체의 블렌딩(예를 들어, 다양한 중합체의 용융 지수의 일치의 어려움으로 인함), 큰 직경(예를 들어, 50 미크론 초과) 섬유의 형성, 섬유 길이의 제어, 고 인성 섬유의 제공, 및 높은 중합도를 갖는 중합체의 사용을 허용하지 않는다. 또한, 습식 냉각 겔 방사 공정은 유리하게는 용융 가공만이 가능한 중합체로 제한되지 않으며, 따라서, 매우 높은 분자량, 높은 융점, 낮은 용융 흐름 지수, 또는 이들의 조합을 갖는 섬유 형성 재료로 제조된 섬유에 접근할 수 있어, 열 압출 공정에 의해 제조된 섬유와 비교하여 더 강한 물리적 특성 및 상이한 화학적 기능성을 갖는 섬유를 제공할 수 있다.
부직 웹
본 개시의 부직 웹은 일반적으로 2 개의 외부 표면을 갖는 시트형 구조이고, 부직 웹은 복수의 섬유를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 부직 웹의 "외부 표면"은 도 2에서 100 및 101로 표시된 시트형 구조의 면을 지칭한다. 부직 웹은 일반적으로 서로 결합된 섬유 배열체를 지칭하며, 여기서 섬유는 직조되거나 편직되지 않는다. 일반적으로, 복수의 섬유는 임의의 배향으로 배열될 수 있다. 실시예에서, 복수의 섬유는 무작위로 배열된다(즉, 배향을 갖지 않는다). 실시예에서, 복수의 섬유는 단방향 배향으로 배열된다. 실시예에서, 복수의 섬유는 양방향 배향으로 배열된다. 일부 실시예에서, 복수의 섬유는 부직 웹의 상이한 영역에서 상이한 배열을 갖는 다방향성이다. 실시예들에서, 부직 웹은 단일 유형의 수용성 섬유를 포함할 수 있다. 실시예에서, 부직 웹은 단일 유형의 비-수용성 섬유를 포함할 수 있다. 실시예에서, 부직 웹은 단일 유형의 수용성 섬유 및 하나 이상의 상이한 유형의 비-수용성 섬유를 포함할 수 있다. 실시예에서, 부직 웹은 하나 이상의 상이한 유형의 수용성 섬유 및 하나 이상의 상이한 유형의 비-수용성 섬유를 포함할 수 있다. 실시예에서, 부직 웹은 수용성 섬유로 구성되거나 또는 본질적으로 구성될 수 있다. 실시예에서, 부직 웹은 비-수용성 섬유로 구성되거나 또는 본질적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 부직 웹은 단일 유형의 섬유 형성 재료를 포함할 수 있지만(즉, 모든 섬유는 섬유 형성 재료의 동일한 조성을 가짐), 그러나 하나 이상의 섬유 형성 공정, 예를 들어, 습식 냉각 겔 방사, 열가소성 섬유 방사, 멜트 블로잉, 스펀 본딩, 또는 이들의 조합에 의해 제조된 섬유를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 부직 웹은 단일 유형의 섬유 형성 재료를 포함할 수 있고, 섬유는 단일 섬유 형성 공정으로부터 제조된다. 일부 실시예에서, 부직 웹은 2 개 이상의 섬유 형성 재료(예를 들어, 섬유 형성 재료의 상이한 조성을 갖는 섬유의 블렌드, 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함하는 섬유, 또는 둘 모두)를 포함할 수 있고, 섬유는 하나 이상의 섬유 형성 공정, 예를 들어, 습식 냉각 겔 방사, 열가소성 섬유 방사, 멜트 블로잉, 스펀 본딩, 또는 이들의 조합에 의해 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 부직 웹은 2 개 이상의 섬유 형성 재료를 포함할 수 있고, 섬유는 단일 섬유 형성 공정으로부터 제조된다. 실시예에서, 부직 웹의 섬유들은 실질적으로 동일한 직경 또는 상이한 직경을 가질 수 있다.
본 개시의 부직 웹이 제1 수용성 섬유 및 제2 수용성 섬유를 포함하는 수용성 섬유의 블렌드를 포함하는 실시예에서, 제1 및 제2 수용성 섬유는 직경, 길이, 인성, 형상, 강성, 탄성, 용해도, 융점, 유리 전이 온도(Tg), 섬유 형성 재료, 색상 또는 이들의 조합의 차이를 가질 수 있다. 본 개시의 부직 웹이 제1 비-수용성 섬유 및 제2 비-수용성 섬유를 포함하는 비-수용성 섬유의 블렌드를 포함하는 실시예에서, 제1 및 제2 비-수용성 섬유는 직경, 길이, 인성, 형상, 강성, 탄성, 용해도, 융점, 유리 전이 온도, 섬유 형성 재료, 색상 또는 이들의 조합에서 차이를 가질 수 있다.
일반적으로, 부직 웹은 부직포의 섬유를 제조하는 데 사용되는 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료의 평균 가수 분해도를 특징으로 할 수 있다. 부직 웹이 단일 섬유 유형으로 구성되는 경우, 부직 웹의 가수 분해도는 단일 섬유 유형의 가수 분해도와 동일하다. 실시예에서, 본 개시의 부직 웹은 섬유의 블렌드를 포함할 수 있고, 여기서 각각의 섬유는 상이한 가수 분해도를 갖는다. 이러한 경우, 부직 웹의 가수 분해도는 개별 섬유 유형의 가수 분해도의 산술 중량 평균이다. 실시예에서, 부직 물품을 제조하기 위해 부직 웹이 적층되는 경우, 부직 물품은 개별 웹 층에 대한 가수 분해도의 산술 중량 평균인 가수 분해도를 갖는다. 부직 웹 또는 물품이 위킹을 위해 사용되는 실시예에서(예를 들어, 액체가 사용자의 피부로부터 흡인되는 착용품), 웹 또는 물품은 약 95 내지 99.9 %, 약 96 내지 99 %, 또는 약 97 내지 98 % 범위의 평균 가수 분해도를 가질 수 있다. 부직 웹 또는 물품이 액체 흡수 용량을 위해 사용되는 실시예에서(예를 들어, 유출물을 클리닝하기 위한 와이프), 웹 또는 물품은 약 93 내지 97 %, 약 94 내지 96 %, 또는 약 95 % 범위의 평균 가수 분해도를 가질 수 있고, 추가로, 캘린더 결합(calendar bonded)보다는 공기-통과 결합될 수 있다. 하기 예에 나타난 바와 같이, 유사한 조성을 갖는 부직 웹을 공기-통과 결합한 경우, 캘린더 결합된 부직 웹에 비해 액체 흡수 용량이 크게 증가하였다. 공기-통과 결합된 부직 웹은 결합을 용이하게 하기 위해 5 중량% 이하(섬유의 총 중량 기준) 수준으로 열가소성 섬유 재료를 포함하였다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 부직 웹의 결합 수준이 높을수록, 액체 흡수 용량은 더 낮은 것으로 믿어진다. 따라서, 특정 섬유 유형으로부터 제조된 부직 웹에 대한 액체 흡수 용량을 증가시키도록 결합 조건이 선택될 수 있다고 추가로 믿어진다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 공기-통과 결합은 캘린더 결합에 비해 더 많은 흡수성 부직 웹을 제공하고, 캘린더 결합 부직 웹에 대한 체류 시간이 증가함에 따라, 흡수 용량이 감소하는 것으로 믿어진다.
부직 웹을 제조하는 방법
본 개시의 부직 웹은 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 섬유로부터 제조될 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 섬유가 스펀 본딩되거나 또는 멜트 블로잉되는 경우, 섬유는 연속적으로 레이드 다운되어(laid down) 부직 웹을 형성하고, 그 후 섬유의 결합이 이루어진다.
스테이플 섬유는 카딩(carded)되거나 또는 에어레이드(airlaid) 및 결합되어 부직 웹을 제공할 수 있다. 카딩(carding) 및 에어레이잉(airlaying) 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 또한, 당업계에 공지된 바와 같이, 카딩된 웹은 카딩 동안 섬유의 정렬로 인해 일반적으로 교차 방향보다 기계 방향에서 더 강하기 때문에, 카딩 공정은 일반적으로 2 개의 도퍼 실린더(doffer cylinders)를 사용하여 교차 방향으로 전체 카딩된 부직 웹에 추가 강도를 부여하기 위해 교차 방향으로 제1 강도를 갖는 제1 플라이(ply) 및 교차 방향으로 제2 강도를 갖는 제2 플라이를 갖는 이중 플라이 유형 카딩된 웹을 제공한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "카딩된 부직 웹"은 단일 플라이 유형 카딩된 부직 웹뿐만 아니라 다중 플라이 유형(예를 들어, 2-플라이, 3-플라이 등) 카딩된 부직 웹도 포함한다. 따라서, 이러한 이중 플라이 유형 카딩된 부직 웹이 본 개시의 복합 물품에서 층으로서 사용되는 경우, 이중 플라이 유형 카딩된 부직 웹은 단일 층으로 간주되는 것으로 이해될 것이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 에어 레이잉은, 진공을 사용하여 섬유가 실린더에서 벨트 또는 드럼으로 취입되고, 이는 공기 난류로 인해 일반적으로 섬유 정렬에서 방향성이 없는 에어레이드 부직포를 생성한다는 점을 제외하고는, 카딩과 유사하다. 따라서, 에어레이드 부직포는 일반적으로 기계 방향 및 교차 방향에서 동일한 강도를 갖는다.
부직 웹을 결합하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 일반적으로 결합에는 열, 기계적, 및/또는 화학적 결합이 포함될 수 있다. 열 결합에는 캘린더링(calendaring), 엠보싱, 공기-통과 및 초음파가 포함될 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 기계적 결합에는 하이드로 인탱글링(hydro-entangling)(스펀레이스(spunlace)), 니들 펀칭, 및 스티치 결합이 포함될 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 화학적 결합은 용매 결합 및 수지 결합을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다.
열 결합은 일반적으로 열과 압력을 가하여 이루어지며, 일반적으로 카딩/용융-방사 공정에 의해 생성된 기공 크기, 형상 및 정렬을 유지한다. 열 결합을 위한 조건은 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 가해지는 열 및/또는 압력이 너무 낮으면, 섬유가 독립형 웹을 형성하기에 충분히 결합되지 않을 것이고, 열 및/또는 압력이 너무 높으면, 섬유가 함께 융합되기 시작할 것이다. 섬유 화학은 열 결합을 위한 열 및/또는 압력의 상한 및 하한을 지정한다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 235 ℃ 초과의 온도에서 폴리비닐 알코올 기반 섬유가 분해되는 것으로 믿어진다. 당업계에서 열점 결합이라고도 하는 캘린더 결합은 열과 압력을 국부적으로 가하여 부직포 전체에 필름과 같은 보강 구조를 형성하기 위해 음각된 캘린더 및 매끄러운 카운터 롤을 사용한다. 캘린더링은 본 명세서에 개시된 임의의 공정에 의해 형성된 부직 웹과 함께 사용될 수 있다. 일반적으로, 캘린더드(calendered) 용융-방사된 부직 웹은 부직포 표면의 약 10 내지 25 %의 전형적인 결합 면적을 갖고, 캘린더드 카딩된 부직 웹은 약 20 % 이상의 전형적인 결합 면적을 갖는다. 결합점 배열은 육각형, 직사각형 등이 될 수 있으며, 결합 패턴의 각 점은 마름모꼴, 타원 등의 형상일 수 있다. 타원 형상의 결합이 더 매끄러운 결합 영역 및 증가된 강도를 제공한다는 것은 일반적으로 당업계에서 인지된다. 섬유의 열 결합을 위한 엠보싱 방법이 알려져 있다. 엠보싱은 일면 엠보싱 또는 양면 엠보싱일 수 있다. 전형적으로, 수용성 섬유의 엠보싱은 정렬된 원형 어레이로 구성된 단일 엠보싱 롤 및 평평한 표면을 갖는 강철 롤을 사용한 일면 엠보싱을 포함한다. 엠보싱이 증가함에 따라(예를 들어, 표면 특징이 웹에 부여됨에 따라), 웹의 표면적이 증가한다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 웹의 표면이 증가함에 따라, 웹의 용해도가 증가하는 것으로 예상된다. 따라서, 엠보싱을 통해 표면적을 변화시킴으로써 부직 웹의 용해도 특성을 유리하게 조정할 수 있다.
공기-통과 결합은 일반적으로 부직 웹 및 2 개의 다른 융점 재료에 높은 열가소성 내용물을 필요로 한다. 공기-통과 결합에서는, 드럼 주위를 결합되지 않은 부직 웹이 순환하면서, 드럼의 외부에서 드럼의 중앙으로 뜨거운 공기가 흐른다. 공기-통과 결합은 낮은 밀도 및 더 높은 평량(예를 들어, 20 초과 내지 약 2000 g/m2)을 갖는 부직포를 제공할 수 있다. 공기 결합에 의해 결합된 부직포는 일반적으로 매우 연성이다.
하이드로 인탱글링(Hydroentangling)은 당업계에서 스펀레이스 또는 제트 레이스로도 알려져 있으며, 결합은 부직포를 물리적으로 부직포의 섬유를 엮는 고압 워터 제트 어레이와 접촉시킴으로써 달성된다. 하이드로 인탱글링에 의해 결합된 부직포는 일반적으로 연성이고 드레이프성이 있으며(drapeable), 교차 방향으로 높은 연신율을 가질 수 있고, 기계 방향으로 높은 강도를 가질 수 있으며, 화학적 결합제가 없고 열 결합의 결과로 엠보싱이 발생하지 않는다.
화학적 결합에는 일반적으로 용매 결합 및 수지 결합이 포함된다. 특히, 화학적 결합은 일반적으로 용매와 수지(예를 들어, 라텍스 또는 섬유 제조에서 남은 폐기물 중합체)의 결합제 용액을 사용한다. 부직포는 결합제 용액으로 코팅될 수 있고, 결합제를 경화시키고 부직포를 결합하기 위해 가해지는 열과 압력을 가할 수 있다. 결합제 용액은 부직포를 결합제 용액의 배스에 침지시키고, 결합제 용액을 부직포에 분무하고, 결합제 용액을 웹 상에 압출하고(폼 결합), 및/또는 결합제 용액을 인쇄 또는 그라비어로 적용함으로써 적용될 수 있다.
화학적 결합은 카딩/용융-방사와 같은 기공에 비해 더 작고 덜 정돈된 기공을 생성할 수 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 화학 결합에 사용되는 수지 용액이 충분히 농축되고 및/또는 충분한 압력이 가해지면, 비-다공성 수분산성 부직 웹이 형성될 수 있다고 믿어진다. 화학 결합에 사용되는 용매는 웹에 있는 기존 섬유의 부분적인 가용화를 유도하여 섬유를 함께 용접 및 결합한다. 따라서, 일반적으로, 화학적 결합을 위한 용매는 부직포의 섬유의 하나 이상의 섬유 형성 재료를 적어도 부분적으로 가용화할 수 있는 임의의 용매일 수 있다. 실시예에서, 용매는 물, 에탄올, 메탄올, DMSO, 글리세린, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 용매는 물, 글리세린, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 결합제 용액은 물, 에탄올, 메탄올, DMSO, 글리세린, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 포함하고, 폴리비닐 알코올, 라텍스, 및 폴리비닐 피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택된 수지를 추가로 포함한다. 용액에 제공된 결합제는 용접 프로세스를 지원하여 기계적으로 더 견고한 웹을 제공한다. 중합체 용액의 온도는 특별히 제한되지 않으며, 상온(약 23 ℃)에서 제공될 수 있다.
일부 실시예에서, 섬유의 제2 층은 부직 웹을 결합하기 위해 사용될 수 있다. 실시예에서, 본 개시의 복합 물품의 적어도 하나의 부직포 층이 부직 웹/섬유의 제2 층을 사용하여 결합된다. 실시예에서, 본 개시의 복합 물품의 적어도 2 개의 부직포 층이 부직 웹/섬유의 추가 층을 사용하여 결합된다. 실시예에서, 본 개시의 복합 물품의 적어도 하나의 부직포 층은 단독으로 또는 부직 웹/섬유의 추가 층을 사용한 결합에 추가하여 열적, 기계적 또는 화학적 결합을 사용하여 결합된다.
평량 / 공극률
부직 웹은 평량에 의해 특징지어질 수 있다. 부직포의 평량은 부직포의 단위 면적당 질량이다. 평량은 당업계에 공지된 바와 같이 다양한 제조 조건에 의해 수정될 수 있다. 부직 웹은 결합 전 및 결합 후에 동일한 평량을 가질 수 있다. 대안적으로, 결합 방법은 부직 웹의 평량을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 열 및 압력의 적용을 통해 결합이 발생하는 경우, 부직포의 두께(및 그에 따른 부직포의 면적)가 감소되어, 평량이 증가할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 부직포의 평량은 결합 후의 부직포의 평량을 지칭한다.
본 개시의 부직 웹은 일반적으로 약 0.1 g/m2 내지 약 700 g/m2, 약 0.5 g/m2 내지 약 600 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 500 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 400 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 300 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 200 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 100 g/m2, 약 30 g/m2 내지 약 100 g/m2, 약 20 g/m2 내지 약 100 g/m2, 약 20 g/m2 내지 약 80 g/m2, 또는 약 25 g/m2 내지 약 70 g/m2 범위의 임의의 평량을 가질 수 있다.
실시예에서, 부직 웹은 카딩될 수 있고, 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2, 약 7 g/m2 내지 약 13 g/m2, 약 9 g/m2 내지 약 11 g/m2, 또는 약 10 g/m2의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹은 카딩될 수 있고, 30 g/m2이상, 예를 들어 30 g/m2 내지 약 70 g/m2, 약 30 g/m2 내지 약 60 g/m2, 약 30 g/m2 내지 약 50 g/m2, 약 30 g/m2 내지 약 40 g/m2, 또는 약 30 g/m2 내지 약 35 g/m2 범위의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹은 용융-방사될 수 있고, 약 1 g/m2 내지 약 20 g/m2, 약 2 g/m2 내지 약 15 g/m2, 약 3 g/m2, 내지 약 10 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2, 약 7 g/m2 내지 약 13 g/m2, 약 9 g/m2 내지 약 11 g/m2, 또는 약 10 g/m2 범위의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹은 용융-방사될 수 있고, 약 0.1 g/m2 내지 약 10 g/m2, 약 0.1 g/m2 내지 약 8 g/m2, 약 0.2 g/m2 내지 약 6 g/m2, 약 0.3 g/m2 내지 약 4 g/m2, 약 0.4 g/m2 내지 약 2 g/m2, 또는 약 0.5 g/m2 내지 약 1 g/m2의 평량을 가질 수 있다.
평량과 관련된 것이 부직포의 섬유 부피 밀도 및 공극률이다. 결합 전에 제조되는 부직 웹은 일반적으로 약 30 부피% 이하의 섬유 밀도를 갖는데, 즉, 주어진 부피의 부직포에 대해, 30 부피% 이하가 섬유로 구성되고 나머지 부피가 공기이다. 따라서, 부직 웹은 일반적으로 매우 다공성이다. 부직포의 섬유 부피 밀도 및 공극률은 부직포의 반비례 관련 특성이며, 예를 들어 약 30 부피%의 섬유 부피 밀도를 갖는 부직포는 약 70 부피%의 공극률을 가질 것이다. 섬유 부피 밀도가 증가함에 따라, 공극률이 감소한다는 것은 당업계에서 잘 이해된다. 섬유 부피 밀도는 예를 들어 열 및 압력의 적용을 통해 결합함으로써 부직포의 평량을 증가시켜 잠재적으로 부직포의 두께(및 그에 따른 부피)를 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 부직포의 섬유 부피 밀도 및 공극률은 결합 후의 부직포의 섬유 부피 밀도 및 공극률을 지칭한다.
본 개시의 부직 웹은 일반적으로 약 50 % 내지 약 95 %, 예를 들어 적어도 약 50 %, 적어도 약 60 %, 적어도 약 70 %, 적어도 약 75 %, 또는 적어도 약 80 % 및 약 95 % 이하, 약 90 % 이하, 약 85 % 이하, 약 80 % 이하, 약 75 % 이하, 약 70 % 이하 범위, 또는 약 50 % 내지 약 95 %, 약 50 % 내지 약 80 % 범위, 약 50 % 내지 약 70 %, 약 60 % 내지 약 75 %, 약 60 % 내지 약 80 %, 약 60 % 내지 약 90 %, 약 75 % 내지 약 85 %, 약 75 % 내지 약 90 %, 또는 약 75 %에서 약 95 % 범위의 임의의 공극률을 가질 수 있다.
기공 크기는 BET(Brunauer-Emmett-Teller theory)(브루나우어-에멧-텔러 이론), SAXS(소각 X선 산란) 및 분자 흡착을 포함하지만 이에 국한되지 않는 고배율 및 정렬된 표면 분석 기술을 사용하여 결정될 수 있다.
본 개시의 부직 웹은 일반적으로 임의의 두께를 가질 수 있다. 적합한 두께는 약 5 내지 약 10,000 ㎛(1 cm), 약 5 내지 약 5,000 ㎛, 약 5 내지 약 1,000 ㎛, 약 5 내지 약 500 ㎛, 약 200 내지 약 500 ㎛, 약 5 내지 약 200 ㎛, 약 20 내지 약 100 ㎛, 또는 약 40 내지 약 90 ㎛, 또는 약 50 내지 80 ㎛, 또는 약 또는 약 60 내지 65 ㎛, 예를 들어 50 ㎛, 65 ㎛, 76 ㎛, 또는 88 ㎛를 포함할 수 있지만, 이들에 한정되지는 않는다. 본 발명의 부직 웹은 높은 로프트 또는 낮은 로프트로서 특징지어질 수 있다. 일반적으로 로프트는 평량에 대한 두께의 비율을 나타낸다. 높은 로프트 부직 웹은 평량에 대한 두께의 비율이 높은 것을 특징으로 할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "높은 로프트"는 본 명세서에 정의된 평량 및 200 ㎛를 초과하는 두께를 갖는 본 개시의 부직 웹을 지칭한다. 부직 웹의 두께는 ASTM D5729-97, ASTM D5736, 및 ISO 9073-2:1995에 따라 결정될 수 있고, 예를 들어 부직 웹에 2 N의 하중을 가하고 두께를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 높은 로프트 재료는 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 로프트 및 평량을 구축하기 위해 비-경계 웹을 자체 위로 접기 위해 교차 랩퍼(cross-lapper)를 사용하는 공기-통과 결합 또는 교차 랩핑(cross-lapping)에 따라 사용될 수 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 필름의 용해도가 필름의 두께에 의존할 수 있는 수용성 필름과 대조적으로; 수용성 섬유를 포함하는 부직 웹의 용해도는 웹의 두께에 의존하지 않는 것으로 믿어진다. 이와 관련하여, 개별 섬유는 필름의 두께에 관계없이 수용성 필름보다 더 큰 표면적을 제공하기 때문에, 섬유에 대한 물의 접근을 제한하고 이에 따라 수용성 부직 웹에서 섬유의 용해를 제한하는 파라미터는 평량이다.
본 개시의 부직 웹의 수용해도는 일반적으로 부직 웹의 평량뿐만 아니라 웹을 제조하는 데 사용되는 섬유(들)의 유형의 함수이기도 하다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 부직 웹의 용해도 프로파일은 부직 웹을 제조하는 데 사용된 섬유(들)의 동일한 용해도 프로파일을 따르고, 섬유의 용해도 프로파일은 일반적으로 섬유 형성 중합체(들)의 동일한 용해도 프로파일을 따르는 것으로 믿어진다. 예를 들어, PVOH 섬유를 포함하는 부직 웹의 경우, PVOH 중합체의 가수 분해도는 부직 웹의 수용해도도 영향을 받도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 주어진 온도에서, PVOH 중합체의 가수 분해도가 부분 가수 분해(88 % DH)에서 완전 가수 분해(≥ 98 % DH)로 증가함에 따라, 중합체의 수용해도는 일반적으로 감소한다. 따라서, 한 옵션에서, 부직 웹은 냉수용성일 수 있다. 임의의 다른 단량체를 포함하지 않는(예를 들어, 음이온성 단량체와 공중합되지 않음) 코폴리(비닐 아세테이트 비닐 알코올) 중합체의 경우, 10 ℃ 미만의 온도에서 물에 용해되는 냉수용성 웹은 약 75 % 내지 약 90 % 범위, 또는 약 80 % 내지 약 90 % 범위, 또는 약 85 % 내지 약 90 % 범위의 가수 분해도를 갖는 PVOH의 섬유를 포함할 수 있다. 다른 옵션에서, 부직 웹은 열수용성일 수 있다. 임의의 다른 단량체를 포함하지 않는(예를 들어, 음이온성 단량체와 공중합되지 않은) 코폴리(비닐 아세테이트 비닐 알코올) 중합체의 경우, 적어도 약 60 ℃의 온도에서 물에 용해되는 열수용성 웹은 적어도 약 98 %의 가수 분해도를 갖는 PVOH 섬유를 포함할 수 있다.
PVOH의 변형은 일반적으로 PVOH 중합체의 용해도를 증가시킨다. 따라서, 주어진 온도에서 PVOH 공중합체로부터 제조된 부직 웹의 용해도는 PVOH 공중합체와 동일한 가수 분해도를 갖는 PVOH 단독중합체로부터 제조된 부직 웹의 용해도보다 더 높을 것으로 예상된다. 이러한 경향에 따라, 특정 용해도 특성을 갖는 수용성 부직 웹은 섬유 내의 중합체 및/또는 부직 웹 내의 섬유를 블렌딩함으로써 설계될 수 있다.
부직 웹에 비-수용성 섬유를 포함하는 것은 또한 (예를 들어, 부직 웹이 플러셔블 와이프에 포함된 경우) 특정 용해도 및/또는 지연된 파손을 갖는 부직 웹을 설계하는 데 사용될 수 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 부직 웹에 포함된 비-수용성 섬유의 중량%가 증가함에 따라(부직 웹의 총 중량 기준), 부직 웹의 용해도는 일반적으로 감소하고 습윤된 플러셔블 와이프의 안정성이 증가하여, 사용 중 파손을 방지하고 와이프의 수세성을 유지하는 것으로 믿어진다. 수용성 섬유의 용해 온도 이상의 온도에서 물과 접촉하면, 수용성 섬유와 비-수용성 섬유를 포함하는 부직 웹은 수용성 섬유가 용해됨에 따라 분산되기 시작할 것이고, 이에 의해 웹 구조를 파괴하고 및/또는 부직 웹의 공극률을 증가시킨다. 유사하게, 본 개시의 부직 웹의 지연된 파괴 및/또는 용해는 상이한 용해도 특성 및/또는 상이한 용해 온도를 갖는 수용성 섬유의 블렌드를 사용함으로써 달성될 수 있다. 부직 웹이 수용성 섬유 및 비-수용성 섬유를 포함하는 실시예에서, 가용성 섬유 대 불용성 섬유의 비는 특별히 제한되지 않는다. 수용성 섬유는 섬유의 총 중량의 약 1 중량% 내지 약 99 중량%, 약 20 중량% 내지 약 80 중량%, 약 40 중량% 내지 약 90 중량%, 약 50 중량% 내지 약 90 중량%, 또는 약 60 중량% 내지 약 90 중량%를 포함할 수 있고, 비-수용성 섬유는 섬유의 총 중량의 약 1 중량% 내지 약 99 중량%, 약 20 중량% 내지 약 80 중량%, 약 10 중량% 내지 약 60 중량%, 약 10 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 수용성 부직 웹의 경우, 용해될 재료가 더 많을수록, 섬유 조성이 일정하게 유지된다면, 웹의 평량이 증가할수록 웹의 용해 속도는 감소한다. 예를 들어, 주어진 온도에서, PVOH 중합체(들)를 포함하고 평량이 예를 들어 40 g/m2인 섬유로부터 제조된 수용성 부직 웹은 평량이 예를 들어 30 g/m2 다른 동일한 수용성 부직 웹보다 느리게 용해될 것으로 예상된다. 따라서, 평량은 또한 부직 웹의 용해도 특성을 수정하는 데 사용될 수 있다. 부직 웹은 일반적으로 약 1 g/m2 내지 약 700 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 600 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 500 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 400 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 300 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 200 g/m2, 약 1 g/m2 내지 약 100 g/m2, 약 30 g/m2 내지 약 100 g/m2, 약 20 g/m2 내지 약 100 g/m2, 약 20 g/m2 내지 약 80 g/m2, 또는 약 25 g/m2 내지 약 70 g/m2 범위의 임의의 평량을 가질 수 있다.
이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 수용성 부직 웹의 (완전한 용해 시간의 관점에서) 용해도는 동일한 PVOH 중합체로 제조된 동일한 크기(L x W) 및/또는 질량의 수용성 필름의 용해도를 능가할 것으로 예상되는 것으로 믿어진다. 이는 필름에 비해 부직포에서 발견되는 표면적이 더 커서, 가용화 속도가 더 빠르기 때문이다.
기계적 특성
당해 기술 분야에서 잘 이해되는 바와 같이, 기계 방향(MD)이라는 용어는 예를 들어 상업용 부직포 제조 장비에서 부직 웹이 제조될 때 웹 이동 방향을 지칭한다. 마찬가지로, 교차 방향(CD)이라는 용어는 기계 방향에 수직인 웹 평면의 방향을 나타낸다. 본 개시의 부직 복합 물품, 와이프, 흡수 제품 또는 본 개시의 부직 복합 물품을 포함하는 다른 제품과 관련하여, 용어들은 물품을 생산하는 데 사용되는 부직 웹에 대한 제품의 대응하는 방향을 지칭한다.
부직 웹의 인성은 웹을 제조하는 데 사용되는 섬유의 인성과 동일하거나 상이할 수 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 부직 웹의 인성은 부직 웹의 강도와 관련이 있는 것으로 믿어지며, 여기서 더 높은 인성은 부직 웹에 더 높은 강도를 제공한다. 일반적으로, 부직 웹의 인성은 서로 다른 인성을 갖는 섬유를 사용하여 변형될 수 있다. 부직 웹의 인성은 가공에 의해 영향을 받을 수도 있다. 일반적으로, 본 개시의 부직 웹은 비교적 높은 인성을 가질 수 있는데, 즉, 부직 웹은 물품 및/또는 파우치를 제조하기 위한 유일한 재료로 사용될 수 있는 자체 지지 웹이다. 실시예에서, 부직 웹은 자체 지지 웹이다. 대조적으로, 멜트 블로잉, 전기-방사 및/또는 회전 방사 공정에 따라 제조된 부직 웹은 일반적으로 낮은 인성을 가지며, 자체 지지되지 않거나 또는 물품 또는 파우치를 형성하기 위한 단독 웹으로 사용될 수 없다. 따라서, 일부 실시예에서, 부직 웹은 자체 지지형이 아니며, 제2 부직 웹과 조합하여 사용된다.
실시예에서, 본 개시의 부직 웹은 약 0.5 내지 약 1.5, 약 0.75 내지 약 1.5, 약 0.80 내지 약 1.25, 약 0.90 내지 약 1.1, 또는 약 0.95 내지 약 1.05, 또는 약 1 범위의 기계 방향의 인성 대 교차 방향의 인성 비(MD:CD)를 가질 수 있다. 실시예에서, 본 개시의 부직 웹은 약 0.8 내지 약 1.25의 인성 비(MD:CD)를 갖는다. 실시예에서, 본 개시의 부직 웹은 약 0.9 내지 약 1.1의 인성 비(MD:CD)를 갖는다. 실시예에서, 본 개시의 부직 웹은 약 1의 인성을 갖는다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 인성 비(MD:CD)가 1에 접근함에 따라, 부직포의 내구성이 증가하고, 사용 중 부직포에 응력이 가해질 때, 예를 들어 본 개시의 부직 웹을 포함하는 플러셔블 와이프로 문지르거나, 또는 착용 가능한 흡수 물품을 착용하는 동안 움직임에 의해 부직포를 당기거나/잡아당기는 것과 같은 응력이 가해질 때 부직포의 파손에 대한 우수한 내성을 제공하는 것으로 믿어진다.
일반적으로, 본 개시의 부직 웹은 수용성 필름에 비해 더 거친 표면을 갖고, 이는 표면과 수용성 필름 사이보다 표면과 부직 웹 사이에 감소된 접촉을 제공한다. 유리하게는, 이러한 표면 거칠기는 비교 가능한 필름에 비해 더 낮은 동적 마찰 계수 및 정적 마찰 계수 대 동적 마찰 계수의 비율을 갖는 부직 웹에 제공하고, 소비자에게 개선된 느낌(즉, 고무 같은 손 느낌 대신에 더 연성이고 천 같은 손 느낌), 및/또는 개선된 미학(즉, 수용성 필름보다 광택이 덜함)을 제공한다. 따라서, 섬유는 항력을 생성할 정도로 조악하지 않으면서 생성된 부직 웹에 표면 거칠기를 제공하기에 충분히 조악해야 한다.
보조 성분
본 개시의 부직 웹은 보조제 및/또는 가공제를 포함할 수 있다. 부직 웹에 포함될 때, 보조제 및 가공제는 웹 전체에 걸쳐, 예를 들어, 섬유들 사이에 분산될 수 있거나, 또는 부직 웹의 하나 이상의 표면에 도포될 수 있다. 보조제는 당업계에 잘 알려진 바와 같이 Kimberly Clark에 의해 개발된 "코-폼(co-form)" 공정을 사용하여 용융-방사 공정 동안 부직 웹에 첨가될 수 있다. 보조제 및 가공제는 가소제, 가소제 상용화제, 계면 활성제, 윤활제, 이형제, 충전제, 증량제, 가교제, 블로킹 방지제, 항산화제, 점착 제거제, 소포제, 층상 실리케이트형 나노클레이와 같은 나노입자(예를 들어, 몬모릴로나이트 나트륨(sodium montmorillonite)), 표백제(예를 들어, 메타중아황산나트륨, 중아황산나트륨 등), 쓴맛제와 같은 혐오제(예를 들어, 데나토늄 벤조에이트, 데나토늄 사카라이드 및 데나토늄 클로라이드와 같은 데나토늄 염; 자당 옥타아세테이트; 퀴닌; 케르세틴 및 나린겐과 같은 플라보노이드; 및 쿠아신 및 브루신과 같은 콰시노이드) 및 자극제(예를 들어, 캡사이신, 피페린, 알릴 이소티오시아네이트, 및 레진페라톡신), 및 다른 기능성 성분을 의도된 목적에 적합한 양으로 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 이러한 특정 보조제 및 가공제는 수용성 섬유에 사용하기에 적합한 것들, 또는 수용성 필름에 사용하기에 적합한 것들 중에서 선택될 수 있다.
실시예에서, 부직 웹은 가소제를 포함한다. 부직 웹 내에/상에 포함될 때, 가소제는, 예를 들어, 본 개시의 섬유와 함께 사용하기 위해 본 명세서에 기재된 임의의 가소제 또는 이들의 조합일 수 있다. 포함된 비-수성 가소제의 총량은 부직 웹의 총 중량 기준으로 약 1 중량% 내지 약 45 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 45 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 약 1 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 약 1.5 중량% 내지 약 3.5 중량%, 또는 약 2.0 중량% 내지 약 3.0 중량%, 예를 들어 약 1 중량%, 약 2.5 중량%, 약 5 중량%, 약 10 중량%, 약 15 중량%, 약 20 중량%, 약 25 중량%, 약 30 중량%, 약 35 중량%, 또는 약 40 중량% 범위일 수 있다.
실시예에서, 부직 웹은 계면 활성제를 포함한다. 부직 웹 내에/상에 포함될 때, 계면 활성제는, 예를 들어, 본 개시의 섬유와 함께 사용하기 위해 본 명세서에 기재된 임의의 계면 활성제 또는 이들의 조합일 수 있다. 다양한 실시예에서, 계면 활성제는 부직 웹의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 2.5 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 2.5 중량%, 약 1.0 중량% 내지 약 2.0 중량%, 약 0.01 중량% 내지 0.25 중량%, 또는 약 0.10 중량% 내지 0.20 중량% 범위로 제공될 수 있다.
실시예에서, 본 개시의 부직 웹에는 보조제가 실질적으로 없다. 달리 명시되지 않는 한, 여기에서 사용된 바와 같이, "보조제가 실질적으로 없다"라 함은 부직 웹이 부직 웹의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 미만, 약 0.005 중량% 미만, 또는 약 0.001 중량% 미만의 보조제를 포함한다는 것을 의미한다.
실시예에서, 수분산성 부직 웹은 수용성 필름에 비해 개선된 미적 효과를 제공하기 위해 착색되고, 색소가 있고, 및/또는 염색될 수 있다. 적합한 착색제는 pH 지시약(예를 들어, 티몰 블루, 브로모티몰, 티몰프탈레인, 및 티몰프탈레인), 수분/물 지시약(예를 들어, 수변색 잉크 또는 류코 염료), 또는 열변색 잉크와 같은 지시 염료를 포함할 수 있으며, 여기서 잉크는 온도가 증가 및/또는 감소할 때 색상이 변경된다. 적합한 착색제는 트리페닐메탄 염료, 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 페릴렌 염료, 인디고이드 염료, 식품, 의약품 및 화장품(FD&C) 착색제, 유기 안료, 무기 안료 또는 이들의 조합을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 착색제의 예로는 FD&C 레드 #40; 레드 #3; FD&C 블랙 #3; 블랙 #2; 운모계 진주 광택 안료; FD&C 옐로우 #6; 그린 #3; 블루 #1; 블루 #2; 이산화티타늄(식품 등급); 브릴리언트 블랙; 및 이들의 조합을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지는 않는다.
수용성 섬유에 포함될 때, 착색제는 수용성 중합체 혼합물의 0.01 중량% 내지 25 중량%의 양으로 제공될 수 있는데, 예를 들어 수용성 중합체 혼합물의 0.02 중량%, 0.05 중량%, 0.1 중량%, 0.5 중량%, 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량%, 12 중량%, 13 중량%, 14 중량%, 15 중량%, 16 중량%, 17 중량%, 18 중량%, 19 중량%, 20 중량%, 21 중량%, 22 중량%, 23 중량%, 및 24 중량%의 양으로 제공될 수 있다.
활성제
실시예에서, 본 개시의 부직 웹은 활성제를 포함할 수 있다. 활성제는 일반적으로 본 개시의 섬유와 함께 사용하기 위해 본 명세서에 기재된 임의의 활성제일 수 있다. 활성제는 스테이플 섬유의 카딩, 연속 섬유의 배치 중에 부직 웹에 첨가될 수 있고, 및/또는 결합 전에 부직 웹에 첨가될 수 있다. 카딩 또는 배치(deposition) 중에 섬유에 첨가된 활성제는 부직 웹 전체에 분포될 수 있다. 활성제는 당업계에 잘 알려진 바와 같이 Kimberly Clark에 의해 개발된 "코-폼" 공정을 사용하여 용융-방사 공정 동안 부직 웹에 첨가될 수 있다. 카딩 또는 배치 후 및 결합 이전 또는 이후에 부직 웹에 첨가되는 활성제는 부직 웹의 한 면 또는 양면에 선택적으로 첨가될 수 있다. 추가적으로, 활성제는 와이프, 흡수 물품, 또는 부직 웹으로부터 제조된 다른 물품의 표면에 첨가될 수 있다.
활성제는, 부직 웹에 적어도 약 1 wt%, 또는 약 1 wt% 내지 약 99 wt% 범위의 양으로 존재할 때, 부직 웹에 추가 기능성을 제공한다. 실시예에서, 활성제는, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 효소, 오일, 향미제, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 비료, 산화제, 각질 제거제, 액체 흡수 재료, 활성화제, 산 촉매, 금속 촉매, 이온 스캐빈저, 세제, 소독제, 계면 활성제, 가소제, 표백제, 표백제 성분, 섬유 유연제 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 활성제는 효소, 오일, 향미제, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 산화제, 각질 제거제, 액체 흡수 재료, 세제, 소독제, 계면 활성제, 가소제, 표백제, 표백제 성분, 섬유 유연제 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 활성제는 효소, 오일, 냄새 흡수제, 방향제, 각질 제거제, 액체 흡수 재료, 세제, 소독제, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.
활성제는 고체 또는 액체일 수 있다. 고체인 활성제는 평균 입자 크기(예를 들어, Dv50)가 적어도 약 0.01 ㎛이거나, 또는 예를 들어 약 0.01 ㎛ 내지 약 2 mm 범위의 크기를 가질 수 있다. 액체 활성제는 부직 웹에 직접 적용되거나, 캐리어 분말과 혼합되거나, 또는 마이크로캡슐화될 수 있다. 캐리어 분말을 포함하는 실시예에서, 캐리어 분말의 평균 입자 크기는 예를 들어 적어도 약 0.01 ㎛, 또는 약 0.01 ㎛ 내지 약 2 mm 범위일 수 있다.
일 부류의 실시예에서, 활성제는 캡슐화되어, 활성제의 제어된 방출을 가능하게 한다. 적합한 마이크로캡슐은 멜라민 포름알데히드, 폴리우레탄, 우레아 포름알데히드, 키토산, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리설폰, 폴리 테트라히드로푸란, 젤라틴, 아라비아 검, 전분, 폴리비닐 피롤리돈, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 아라비노갈락탄, 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴산, 에틸 셀룰로오스, 폴리에틸렌, 폴리메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리 (에틸렌비닐아세테이트), 질산 셀룰로오스, 실리콘, 폴리(락티데코-글리콜리드), 파라핀, 카르나우바, 경랍, 밀랍, 스테아르산, 스테아릴 알코올, 글리세릴 스테아레이트, 셸락, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트, 제인, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함하거나 또는 이들의 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 한 유형의 실시예에서, 마이크로캡슐은 예를 들어 적어도 약 0.1 미크론, 또는 약 0.1 미크론 내지 약 200 미크론 범위의 평균 입자 크기(예를 들어, Dv50)를 특징으로 한다. 대안적인 실시예에서, 마이크로캡슐은 개별 입자의 덩어리를 형성할 수 있으며, 예를 들어 여기서 개별 입자는 적어도 약 0.1 미크론, 또는 약 0.1 미크론 내지 약 200 미크론 범위의 평균 입자 크기를 갖는다.
활성제가 부직 웹의 하나 이상의 면 또는 물품에 적용되는 실시예에서, 활성제는 임의의 적합한 수단에 의해 적용될 수 있다. 한 실시예에서, 하나 이상의 고정식 분말 스프레이 건을 사용하여 활성제 분말 스트림을 하나 이상의 방향으로부터 웹 또는 물품을 향하게 하는 한편, 웹 또는 물품은 벨트 컨베이어에 의해 코팅 존을 통해 운반될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 물품은 공기 중 활성제 분말의 현탁액을 통해 운반된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 물품은 트로프형 장치에서 활성제 분말과 텀블 혼합된다. 임의의 다른 실시예와 조합될 수 있는 또 다른 실시예에서, 정전기력이 활성제 분말과 물품 사이의 인력을 향상시키기 위해 사용된다. 이러한 유형의 공정은 일반적으로 분말 입자를 음으로 대전시키고 이러한 대전 입자를 접지된 물품으로 유도하는 것을 기반으로 한다. 다른 대안적인 실시예에서, 활성제 분말은 분말과 접촉하는 회전 브러시를 포함하지만 이에 제한되지 않는 2차 전달 도구 또는 용기로부터 물품으로 분말을 전달할 수 있는 분말 장갑에 의해 물품에 적용된다. 또 다른 실시예에서, 활성제 분말은 분말을 비수성 용매 또는 캐리어에 용해 또는 현탁시킨 후 부직포 또는 물품에 애토마이징하고 분무함으로써 적용된다. 일 유형의 실시예에서, 용매 또는 캐리어는 후속적으로 증발되어, 활성제 분말을 뒤에 남겨둔다. 한 부류의 실시예에서, 활성제 분말은 정확한 용량으로 부직포 또는 물품에 적용된다. 이러한 부류의 실시예는 PekuTECH의 분말 적용기 PM 700 D와 같은 폐쇄 시스템 건식 윤활제 적용 기계를 사용한다. 이 공정에서 활성제 분말은 선택적으로 뱃치 방식으로(batch-wise) 또는 연속적으로 적용 기계의 공급 트로프에 공급된다. 부직 웹 또는 물품은 표준 회전 드럼 파우치 기계의 출력 벨트로부터 분말 적용 기계의 컨베이어 벨트로 이송되며, 여기서 제어된 용량의 활성제가 부직 웹 또는 물품에 적용된다.
액체 활성제는 예를 들어 스핀 캐스팅, 에어로졸화된 용액과 같은 용액의 분무, 롤 코팅, 유동 코팅, 커튼 코팅, 압출, 나이프 코팅, 및 이들의 조합에 의해 부직 웹 또는 물품에 적용될 수 있다.
복합 물품
본 개시의 복합 물품은 부직 웹의 적어도 2 개의 층을 포함한다. 본 개시의 복합 물품은 제1 직경을 갖는 제1 복수의 섬유를 포함하는 제1 부직 웹의 제1 층, 제2 직경을 갖는 제2 복수의 섬유를 포함하는 제2 부직 웹의 제2 층, 및 제1 부직 웹의 적어도 일부 및 제2 부직 웹의 적어도 일부를 포함하는 제1 계면을 가질 수 있고, 여기서 제1 부직 웹의 일부 및 제2 부직 웹의 일부는 융합되고, 여기서 제2 직경은 제1 직경보다 작고, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 또는 둘 모두는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한다. 복합 물품의 임의의 부직포 층은 이에 라미네이팅된 수용성 필름을 포함할 수 있다. 수용성 필름은 수용성 섬유 형성 재료로서 본 명세서에 기재된 임의의 중합체로부터 제조될 수 있다.
본 개시의 복합 물품은 복합 물품의 단일 층 단독과 동일한 부직 웹에 비해 증가된 기계적 강도, (예를 들어, 기저귀의 액체 획득 층, 또는 유출물 흡수 와이프용) 복합 물품의 단일 층 단독과 동일한 부직 웹에 비해 향상된 액체 획득 기능, 및/또는 복합 물품의 단일 층 단독과 동일한 부직 웹에 비해 유체 및/또는 활성 조성물의 향상된 보유력(예를 들어, 습식 와이프용 활성 로션)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다.
제1 부직 웹의 적어도 일부 및 제2 부직 웹의 적어도 일부를 포함하는 제1 계면은, 제1 및 제2 부직 웹이 중첩되고 제1 복수의 섬유와 제2 복수의 섬유가 도 3에 도시된 바와 같이 혼합된 복합재의 영역이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적으로, 제1 계면(200)을 형성하는 제1 부직 웹(201)의 부분은 제1 부직 웹의 외부 표면이다. 실시예에서, 제1 계면은 제1 부직 웹의 두께의 50 % 이하, 제1 부직 웹의 두께의 40 % 이하, 30 % 이하, 25 % 이하, 20 % 이하, 10 % 이하, 5 % 이하, 2.5 % 또는 1 % 이하이다. 실시예에서, 제1 계면은 제1 부직포 두께의 적어도 0.1 %, 적어도 0.5 %, 적어도 1 %, 또는 적어도 5 %를 포함한다. 실시예에서, 제1 계면은 제1 부직포의 두께의 약 0.1 % 내지 약 25 %를 포함한다. 일반적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 계면을 형성하는 제2 부직 웹(202)의 부분은 제2 부직 웹의 외부 표면이다. 실시예에서, 계면은 제2 부직 웹의 두께의 75 % 이하, 70 % 이하, 60 % 이하, 50 % 이하, 40 % 이하, 30 % 이하, 25 % 이하, 20 % 이하, 또는 15 % 이하를 포함한다. 실시예에서, 제1 계면은 제2 부직 웹의 두께의 적어도 1 %, 적어도 5 %, 적어도 10 %, 적어도 20 %, 적어도 25 %, 적어도 30 %, 또는 적어도 40 %를 포함한다. 실시예에서, 제1 계면은 제2 부직 웹의 두께의 약 1 % 내지 약 75 %를 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 각 웹의 섬유의 적어도 일부가 다른 웹의 섬유에 결합되는 경우 부직 웹의 2 개의 층은 "융합"된다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 섬유의 결합은 섬유의 인탱글링을 포함한다. 부직 웹의 2 개의 층은 임의의 적합한 방법을 사용하여 융합될 수 있다. 실시예에서, 제1 부직 웹의 일부 및 제2 부직 웹의 일부는 열 융합되거나, 용매 융합되거나, 또는 둘 모두이다. 실시예에서, 제1 부직 웹의 일부 및 제2 부직 웹의 일부는 열 융합된다. 열 융합은 열 및/또는 압력의 사용을 포함할 수 있다. 실시예에서, 2 개의 개별 부직 웹 중 하나 또는 둘 모두는 섬유가 연성이고 그 후 웹이 함께 압착될 때까지 가열될 수 있어, 섬유가 냉각될 때 각각의 웹의 섬유의 적어도 일부가 다른 웹의 섬유의 적어도 일부에 결합될 수 있다. 실시예에서, 제1 및 제2 부직 웹 중 하나 또는 둘 모두는 용융-방사되고, 가열된 연질 섬유가 다이 조립체를 통과한 후 미리 형성된 부직 웹에 직접 적용되고 융합된 계면을 형성하는 미리 형성된 부직포의 섬유에 융합되도록 인라인 공정으로 적용될 수 있다. 실시예에서, 제1 부직 웹의 일부 및 제2 부직 웹의 일부는 용매 융합된다. 용매 융합은 부직 웹 중 하나 또는 둘 모두에 결합제 용액을 적용한 후, 건조 시, 각 웹으로부터의 섬유의 적어도 일부가 다른 웹으로부터의 섬유의 적어도 일부에 결합되도록 부직 웹을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 용매 융합은 2 개의 개별 미리 형성된 웹을 포함하는 개별 공정으로 발생하거나, 또는 결합제 용액이 미리 형성된 부직 웹에 적용되고 제2 부직 웹이 연속 공정으로 미리 형성된 부직 웹 상에 형성되는 인라인 공정일 수 있다. 부직 웹의 용매 융합을 위한 결합제 용액은 결합을 위해 본 명세서에 기재된 임의의 결합제 용액일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, "미리 형성된 부직 웹"는 형성되었지만 결합되지 않은 부직 웹 및 형성되어 결합된 부직 웹을 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, "개별 부직 웹"은 스테이플 섬유를 카딩 또는 에어레이잉함으로써, 또는 연속 공정에 의해 형성된 부직 웹을 포함하며, 부직 웹은 결합될 수 있거나 또는 결합되지 않을 수 있다. 실시예에서, 2 개의 부직 웹의 융합은 또한 부직 웹 중 하나 또는 둘 모두를 결합하기 위해 사용될 수 있다.
실시예에서, 제1 계면은 용매 융합되고, 용매는 물, 에탄올, 메탄올, DMSO, 글리세린, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 제1 계면은 용매 융합되고, 용매는 물, 글리세린, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 제1 계면은 폴리비닐 알코올 및 물, 글리세린, 또는 이들의 조합을 포함하는 결합제 용액을 사용하여 용매 융합된다. 실시예에서, 제1 계면은 폴리비닐 알코올, 라텍스, 또는 이들의 조합 및 물, 글리세린, 또는 이들의 조합을 포함하는 결합제 용액을 사용하여 용매 융합된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 식별된 유형의 섬유에 대한 평균 섬유 직경이 식별된 다른 유형의 섬유의 평균 섬유 직경보다 작은 경우, 식별된 유형의 섬유는 다른 식별된 유형의 섬유의 직경보다 "더 작은" 직경을 갖는다. 예를 들어, 식별된 유형의 섬유는 다른 유형의 섬유와 중첩되는 직경 크기 분포를 가질 수 있으며, 식별된 유형의 섬유에 대한 평균 섬유 직경이 다른 유형의 섬유의 평균 섬유 직경보다 작은 한 여전히 더 작은 직경을 가질 수 있다. 실시예에서, 더 작은 섬유 유형은 더 큰 섬유 유형의 직경 크기 분포의 최소 직경보다 더 작은 평균 섬유 직경을 갖는다. ISO137:2015에 설명된 바와 같이 투사형 현미경 이미징을 사용하여 차이를 시각화할 수 있는 경우 직경의 차이가 존재한다. 실시예에서, 더 작은 섬유 유형과 더 큰 섬유 유형 사이의 직경 차이는 예를 들어 다중 용융-방사 층이 사용되는 경우 서브미크론일 수 있다. 실시예에서, 더 작은 섬유 유형과 더 큰 섬유 유형 사이의 직경의 차이는 약 1 미크론 내지 약 300 미크론, 약 5 미크론 내지 약 300 미크론, 약 5 미크론 내지 약 250 미크론, 약 5 미크론 내지 약 200 미크론, 약 10 미크론 내지 약 150 미크론, 약 10 미크론 내지 약 100 미크론, 약 10 미크론 내지 약 90 미크론, 약 15 미크론 내지 약 80 미크론, 약 15 미크론 내지 약 70 미크론, 약 20 미크론 내지 약 60 미크론, 약 20 미크론 내지 약 50 미크론, 또는 약 25 미크론 내지 약 45 미크론일 수 있다. 실시예에서, 더 작은 섬유 유형과 더 큰 섬유 유형 사이의 직경 차이는 약 5 미크론 내지 약 75 미크론일 수 있다. 실시예에서, 더 작은 섬유 유형과 더 큰 섬유 유형 사이의 직경 차이는 약 20 미크론 내지 약 80 미크론일 수 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 부직 웹이 융합되고 제2 부직 웹은 제1 부직 웹보다 작은 섬유 직경을 갖는 2 개의 부직 웹의 복합재를 제공하는 것은 유리하게는 복합 물품의 흡착/흡수율 및 유체 용량, 유체를 우선적으로 이동시키기 위해 더 큰 직경의 섬유에서 더 작은 직경의 섬유로의 직접적인 흡착/흡수을 개선할 수 있고; 단일 직경 재료와 비교하여 부직 복합 물품의 표면 대 부피 비율을 증가시켜 로딩 용량을 증가시키고, 및/또는 단일 직경 재료를 갖는 부직포와 비교하여 부직 복합 물품의 개선된 분산 및/또는 전체 용해를 제공할 수 있는 것으로 믿어진다. 개별 웹 층에서 섬유의 평균 직경은 본 명세서에 제공된 임의의 직경일 수 있다. 실시예에서, 제1 부직포의 제1 층에 있는 제1 복수의 섬유는 약 10 미크론 내지 약 300 미크론, 약 50 미크론 내지 약 300 미크론, 또는 약 100 미크론 초과 내지 약 300 미크론의 직경을 가질 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유는 약 100 미크론 초과 내지 약 300 미크론의 평균 직경을 가질 수 있다. 부직 복합 재료의 부직포 층이 상이한 직경을 갖는 섬유 유형의 블렌드를 포함하는 실시예에서, 섬유 직경 분포가 단일 모드인 경우, 평균 섬유 직경은 블렌드의 평균 섬유 직경을 나타낸다. 섬유 유형의 블렌드는 2-모드 또는 그 이상인 부직포 층의 섬유 직경 분포를 가질 수 있다. 섬유의 블렌드가 2-모드 또는 그 이상의 모드 직경 분포를 갖는 경우, 섬유가 블렌드의 가장 작은 직경 섬유의 분포에 대한 평균보다 작은 평균 섬유 직경을 가질 때 섬유는 상기 블렌드의 섬유보다 작은 직경을 가지며, 섬유가 블렌드의 더 큰 직경의 섬유 분포에 대한 평균보다 큰 평균 섬유 직경을 가질 때 섬유는 상기 블렌드의 섬유보다 더 크다.
실시예에서, 복합 물품은 제3 복수의 섬유를 포함하는 제3 부직 웹의 제3 층을 추가로 포함한다. 부직 복합 물품이 제3 부직 웹의 제3 층을 포함하는 실시예에서, 제2 층은 제1 층과 제3 층 사이에 제공될 수 있고, 제2 부직 웹의 적어도 제2 부분과 제3 부직 웹의 적어도 일부가 융합되어, 제2 계면을 제공할 수 있다. 제2 부직 웹의 적어도 제2 부분 및 제3 부직 웹의 적어도 일부를 포함하는 제2 계면은 제2 및 제3 부직 웹이 중첩되고 제2 복수의 섬유와 제3 복수의 섬유가 혼합된 복합재의 영역이다. 일부 실시예에서, 그리고 제2 부직 웹의 제2 층의 두께에 따라, 제1 복수의 섬유 및 제3 복수의 섬유는 혼합 및/또는 융합되어, 제1 계면과 제2 계면 사이에는 명확한 묘사가 없을 수 있다. 일반적으로, 제2 계면을 형성하는 제2 부직 웹의 일부는 제1 부직 웹에 융합된 제2 부직 웹의 외부 표면과 반대쪽에 있는 제2 부직 웹의 외부 표면이다. 실시예에서, 제2 계면은 제2 부직 웹의 두께의 75 % 이하, 70 % 이하, 60 % 이하, 50 % 이하, 40 % 이하, 30 % 이하, 25 % 이하, 20 % 이하, 또는 15 % 이하를 포함한다. 실시예에서, 제2 계면은 제2 부직 웹의 두께의 적어도 1 %, 적어도 5 %, 적어도 10 %, 적어도 20 %, 적어도 25 %, 적어도 30 %, 또는 적어도 40 %를 포함한다. 실시예에서, 제2 계면은 제2 부직 웹의 두께의 약 1 % 내지 약 75 %를 포함한다. 실시예에서, 제2 계면을 형성하는 제3 부직 웹의 일부는 제3 부직 웹의 외부 표면이다. 실시예에서, 제2 계면은 제3 부직 웹의 두께의 50 % 이하, 제1 부직 웹의 두께의 40 % 이하, 30 % 이하, 25 % 이하, 20 % 이하, 10 % 이하, 5 % 이하, 2.5 % 이하, 또는 1 % 이하를 포함한다. 실시예에서, 제2 계면은 제3 부직포의 두께의 적어도 0.1 %, 적어도 0.5 %, 적어도 1 %, 또는 적어도 5 %를 포함한다. 실시예에서, 제2 계면은 제3 부직포 두께의 약 0.1 % 내지 약 25 %를 포함한다.
실시예에서, 제2 부직 웹의 제2 부분 및 제3 부직 웹의 일부는 열 융합되거나, 용매 융합되거나, 또는 둘 모두이다. 실시예에서, 제2 부직 웹의 제2 부분 및 제3 부직 웹의 일부는 열 융합된다. 실시예에서, 제2 부직 웹의 제2 부분 및 제3 부직 웹의 일부는 용매 융합된다.
실시예에서, 제2 계면은 용매 융합되고, 용매는 물, 에탄올, 메탄올, DMSO, 글리세린, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 제2 계면은 용매 융합되고, 용매는 물, 글리세린, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시예에서, 제2 계면은 폴리비닐 알코올 및 물, 글리세린, 또는 이들의 조합을 포함하는 결합제 용액을 사용하여 용매 융합된다. 실시예에서, 제2 계면은 폴리비닐 알코올, 라텍스, 또는 이들의 조합 및 물, 글리세린, 또는 이들의 조합을 포함하는 결합제 용액을 사용하여 용매 융합된다.
실시예에서, 제1 부직 웹의 제1 층 및 제2 부직 웹의 제2 층은 상이한 공극률을 갖는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 2 개의 부직 웹은 부직 웹의 공극률의 차이가 적어도 약 1 %일 때 "상이한 공극률"을 갖는다. 실시예에서, 복합 물품에서 부직 웹의 2 개의 층들 사이의 공극률의 차이는 약 1 % 내지 약 20 %일 수 있다. 예를 들어, 복합 물품에서 부직 웹의 하나의 층은 약 80 %의 공극률을 가질 수 있고, 복합 물품에서 부직 웹의 제2 층은 공극률에서 5 % 차이인 약 85 %의 공극률을 가질 수 있다. 실시예에서, 제2 부직 웹의 공극률은 제1 부직 웹의 공극률보다 작다. 실시예에서, 제2 부직 웹의 공극률은 제1 부직 웹의 공극률과 동일하다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 2 개의 부직 웹 사이의 공극률 값의 차이가 1 % 미만인 경우, 2 개의 부직 웹은 "동일한 공극률"을 갖는다.
복합 물품이 제3 부직 웹의 제3 층을 포함하는 실시예에서, 제3 부직 웹은 제1 부직 웹과 동일하거나 상이한 공극률을 가질 수 있다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 제1 부직 웹과 동일한 공극률을 가질 수 있다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 제1 부직 웹과 상이한 공극률을 가질 수 있다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 제1 부직 웹보다 덜 다공성일 수 있다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 제2 부직 웹과 동일한 공극률을 가질 수 있다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 제2 부직 웹과 상이한 공극률을 가질 수 있다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 제2 부직 웹보다 덜 다공성일 수 있다. 실시예에서, 제2 부직 웹은 제1 부직 웹보다 덜 다공성일 수 있고, 제3 부직 웹은 제2 부직 웹보다 덜 다공성일 수 있다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 부직 웹의 층들 사이에 공극률의 구배를 가질 수 있고, 여기서 복합 구조의 하나의 외부 표면은 가장 큰 공극률을 가질 수 있고, 복합 구조의 다른 외부 표면은 가장 작은 공극률을 가질 수 있다. 실시예에서, 복합 구조는 부직 웹의 층들 사이에 공극률의 구배를 가질 수 있고, 여기서 복합 구조의 외부 표면은 가장 큰 공극률을 가질 수 있고, 복합 구조의 중간 층(들)은 가장 작은 공극률을 가질 수 있다. 실시예에서, 복합 구조는 부직 웹의 제4 이상의 층을 포함할 수 있어, 중간 층(들)은 부직 웹의 제2 및 제3 층(4 개의 층 복합 구조의 경우), 또는 부직 웹의 제3 층(5 개의 층 복합 구조의 경우)을 포함할 수 있다.
이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 복합 구조의 공극률이 구배를 포함하는 경우, 복합 구조는 유리하게는 더 다공성인 외부 표면에서 덜 다공성인 외부 표면 또는 덜 다공성인 중간 층(들)으로 액체의 향상된 위킹을 갖는 것으로 믿어진다.
복합 물품의 임의의 주어진 부직포 층에 있는 복수의 섬유는 본 명세서에 개시된 임의의 섬유일 수 있고, 동일하거나 상이할 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유 및 제3 복수의 섬유에서 섬유 형성 재료의 조성은 동일하거나 상이할 수 있고, 예를 들어, 직경, 길이, 인성, 형상, 강성, 탄성, 용해도, 융점, 유리 전이 온도(Tg), 섬유 형성 재료, 색상, 또는 이들의 조합에서 임의의 차이를 가질 수 있다. 다음 표는 고려된 복합 물품을 보여주고, 여기서 부직포 층들은 3 개의 상이한 섬유 조성을 갖는 섬유를 포함할 수 있고, 여기서 각 문자 "A", "B" 및 "C"는 특정 섬유 조성물을 나타내고 "-"는 고려되는 복합 물품이 부직 웹의 제3 층을 포함하지 않는다는 것을 의미한다. 섬유 조성물 A, B 및 C 각각은 (a) 단일 섬유 형성 재료를 포함하는 단일 섬유 유형, (b) 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함하는 단일 섬유 유형, (c) 섬유 유형의 블렌드 - 각 섬유 유형은 단일 섬유 형성 재료를 포함함 - , (d) 섬유 유형의 블렌드 - 각 섬유 유형은 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함함 - , 또는 (e) 섬유 유형의 블렌드 - 각 섬유 유형은 단일 섬유 형성 재료 또는 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함함 - 일 수 있다.
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실시예에서, 제1 복수의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한다. 실시예에서, 제2 복수의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유 및 제2 복수의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한다. 제3 복수의 섬유를 갖는 부직 웹의 제3 층을 포함하는 실시예에서, 제3 복수의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함할 수 있다. 실시예에서, 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 복수의 섬유에서 하나 이상의 섬유 유형으로 존재할 수 있다. 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 또는 제3 복수의 섬유 중 임의의 것의 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 본 명세서에 개시된 임의의 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료일 수 있다. 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및/또는 제3 복수의 섬유 중 2 개 이상이 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 실시예에서, 폴리비닐 알코올은 각각의 복수에서 동일하거나 상이할 수 있고, 각각의 복수에서 단독 섬유 형성 재료 또는 섬유 형성 재료 블렌드의 일부일 수 있고, 그리고 각각의 복수가 상이한 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 경우, 차이는 직경, 길이, 인성, 형상, 강성, 탄성, 용해도, 융점, 유리 전이 온도(Tg), 섬유 형성 재료, 색상 또는 이들의 조합일 수 있다. 실시예에서, 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 폴리비닐 알코올 단독중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 폴리비닐 알코올은 공중합체를 포함하고, 공중합체는 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올일 수 있다. 실시예에서, 폴리비닐 알코올은 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올을 포함하고, 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올은 (알킬)아크릴레이트 개질된 폴리비닐 알코올, 말레에이트 개질된 폴리비닐 알코올, 설포네이트 개질된 폴리비닐 알코올, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및/또는 제3 복수의 섬유의 섬유들은 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료 이외의 수용성 섬유 형성 재료를 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유 및/또는 제3 복수의 섬유의 섬유들은 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 수용성 섬유 형성 재료 및 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료 이외의 수용성 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함할 수 있다. 실시예에서, 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료 이외의 수용성 섬유 형성 재료는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아미드, 또는 전술한 것의 조합을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아미드, 및 전술한 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 섬유 형성 재료를 포함한다. 실시예에서, 제2 복수의 섬유는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아미드 및 전술한 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 섬유 형성 재료를 포함한다. 실시예에서, 제3 복수의 섬유는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 아미드 및 전술한 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 섬유 형성 재료를 포함한다.
실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및/또는 제3 복수의 섬유의 섬유들은 본 명세서에 개시된 비-수용성 섬유 형성 재료를 포함할 수 있다. 실시예에서, 비-수용성 섬유 형성 재료는 셀룰로오스, 면, 대마, 황마, 아마, 모시, 사이잘, 버개스, 바나나 섬유, 레이스바크, 실크, 시뉴, 캣거트, 양모, 시밀크, 모헤어, 앙고라, 캐시미어, 콜라겐, 액틴, 나일론, 데이크론, 레이온, 대섬유, 모달, 디아세테이트 섬유, 트리아세테이트 섬유, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 탄성 폴리프로필렌, 비스코스 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 실시예에서, 비-수용성 섬유 형성 재료는 셀룰로오스를 포함한다. 실시예에서, 비-수용성 섬유 형성 재료는 셀룰로오스, 면, 대마, 황마, 아마, 모시, 사이잘, 버개스, 바나나 섬유, 레이스바크, 실크, 시뉴, 캣거트, 양모, 시밀크, 모헤어, 앙고라, 캐시미어, 콜라겐, 액틴, 나일론, 데이크론, 레이온, 대섬유, 모달, 디아세테이트 섬유, 트리아세테이트 섬유, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 탄성 폴리프로필렌, 비스코스 또는 이들의 조합을 포함한다.
예를 들어, 복합 물품이 추가 부직포 층(즉, 제4 층, 제5 층 등)을 포함하는 경우, 복합 재료에 제공된 제1, 제2 및 제3 복수의 섬유, 및 임의의 추가의 복수의 섬유에 대해 하기 실시예가 고려된다:
Figure pct00010
실시예에서, 제1 복수의 섬유는 단일 유형의 섬유를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 단일 유형의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료, 폴리비닐 알코올 이외의 수용성 섬유 형성 재료, 및 비-수용성 섬유 형성 재료로부터 선택된 단독 섬유 형성 재료를 포함한다. 추가 개선에서, 단일 유형의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료, 폴리비닐 알코올 이외의 수용성 섬유 형성 재료, 비-수용성 섬유 형성 재료, 및 이들의 조합 중 2 개 이상을 포함하는 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함한다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유는 섬유의 블렌드를 포함한다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유는 단일 섬유 유형을 포함하고, 단일 섬유 유형은 폴리비닐 알코올 단독중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유 형성 재료를 포함한다.
실시예에서, 제2 복수의 섬유는 단일 유형의 섬유를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 단일 유형의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료, 폴리비닐 알코올 이외의 수용성 섬유 형성 재료, 및 비-수용성 섬유 형성 재료로부터 선택된 단독 섬유 형성 재료를 포함한다. 추가 개선에서, 단일 유형의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료, 폴리비닐 알코올 이외의 수용성 섬유 형성 재료, 비-수용성 섬유 형성 재료, 및 이들의 조합 중 2 개 이상을 포함하는 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함한다. 실시예에서, 제2 복수의 섬유는 섬유의 블렌드를 포함한다. 실시예에서, 제2 복수의 섬유는 단일 섬유 유형을 포함하고, 단일 섬유 유형은 수용성 섬유 형성 재료를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 수용성 섬유 형성 재료는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료, 폴리비닐 알코올 이외의 수용성 섬유 형성 재료, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 제2 복수의 섬유는 단일 섬유 유형을 포함하고, 단일 섬유 유형은 비-수용성 섬유 형성 재료를 포함한다. 실시예에서, 제2 복수의 섬유는 섬유 유형의 블렌드를 포함하고, 섬유 유형의 블렌드 중 적어도 하나는 수용성 섬유 형성 재료를 포함한다.
실시예에서, 제3 복수의 섬유는 단일 유형의 섬유를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 단일 유형의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료, 폴리비닐 알코올 이외의 수용성 섬유 형성 재료, 및 비-수용성 섬유 형성 재료로부터 선택된 단독 섬유 형성 재료를 포함한다. 추가 개선에서, 단일 유형의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료, 폴리비닐 알코올 이외의 수용성 섬유 형성 재료, 비-수용성 섬유 형성 재료, 및 이들의 조합 중 2 개 이상을 포함하는 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함한다. 실시예에서, 제3 복수의 섬유는 섬유의 블렌드를 포함한다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유는 단일 섬유 유형을 포함하고, 단일 섬유 유형은 폴리비닐 알코올 단독중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유 형성 재료를 포함한다. 실시예에서, 제3 복수의 섬유는 섬유 유형의 블렌드를 포함한다. 실시예에서, 제3 복수의 섬유는 제1 복수의 섬유와 동일하다.
실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 제3 복수의 섬유, 또는 이들의 조합은 천연 섬유 형성 재료, 식물 기반 섬유 형성 재료, 바이오 기반 섬유 형성 재료, 생분해성 섬유 형성 재료, 퇴비화 가능한 섬유 형성 재료, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예에서, 제1 부직 웹은 약 0.5 내지 약 1.5의 인성 비(MD:CD)를 갖는다. 실시예에서, 제1 부직 웹은 약 0.8 내지 약 1.25의 MD:CD를 갖는다. 실시예에서, 제1 부직 웹은 약 0.9 내지 약 1.1의 MD:CD를 갖는다. 실시예에서, 제2 부직 웹은 약 0.5 내지 약 1.5의 인성 비(MD:CD)를 갖는다. 실시예에서, 제2 부직 웹은 약 0.8 내지 약 1.25의 MD:CD를 갖는다. 실시예에서, 제2 부직 웹은 약 0.9 내지 약 1.1의 MD:CD를 갖는다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 약 0.5 내지 약 1.5의 인성 비(MD:CD)를 갖는다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 약 0.8 내지 약 1.25의 MD:CD를 갖는다. 실시예에서, 제3 부직 웹은 약 0.9 내지 약 1.1의 MD:CD를 갖는다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 약 0.5 내지 약 1.5, 약 0.8 내지 약 1.25, 약 0.9 내지 약 1.1, 또는 약 0.95 내지 약 1.05 범위의 인성 비(MD:CD)를 갖는다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 약 0.8 내지 약 1.5의 MD:CD를 갖는다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 약 0.9 내지 1.1의 MD:CD를 갖는다. 부직 복합 물품의 MD:CD는 복합 물품에 존재하는 부직 웹 층의 각 개체의 MD:CD 비와 관련이 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 복합 물품의 MD:CD는 부직 웹의 각 층의 MD 및 CD를 개별적으로 고려하여 결정될 수 없고, 부직 복합 물품의 MD 및 CD가 측정되어야 하는 것으로 믿어진다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 부직 복합 물품의 인성 비(MD:CD)가 1에 가까워질수록, 복합 물품의 내구성이 향상되어, 사용 중 부직포에 응력이 가해질 때 부직포의 파손에 대한 우수한 저항성을 제공하는 것으로 믿어진다. 또한, 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 용융-방사된 부직 웹의 적어도 하나의 층을 포함하는 복합 물품의 MD:CD 비는 모든 카딩된 층을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 복합 물품보다 1:1에 가까운 MD:CD 비를 갖는 것으로 믿어진다.
실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 제3 복수의 섬유, 또는 이들의 조합은 2-성분 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유는 2-성분 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제2 복수의 섬유는 2-성분 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제3 복수의 섬유는 2-성분 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제1 및 제2 복수의 섬유는 2-성분 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제1 및 제3 복수의 섬유는 2-성분 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제2 및 제3 복수의 섬유는 2-성분 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제1, 제2 및 제3 복수의 섬유는 2-성분 섬유를 포함한다. 제1, 제2 및/또는 제3 복수의 섬유가 2-성분 섬유를 포함하는 실시예에서, 2-성분 섬유는 섬유 형성 재료의 외피에 의해 둘러싸인 섬유 형성 재료의 코어를 포함할 수 있고, 여기서 외피 섬유 형성 재료는 주어진 물 온도에 대해 코어 섬유 형성 재료보다 더 큰 물에 대한 용해도를 갖는다.
실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 제3 복수의 섬유 또는 이들의 조합은 가소제, 계면 활성제, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 본 개시의 부직 복합 물품은 활성제, 흡수 재료, 또는 이들의 조합을 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 제3 복수의 섬유 또는 이들의 조합은 활성제, 흡수 재료, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 본 개시의 부직 복합 물품은 효소, 오일, 향미제, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 비료, 산화제, 활성화제, 산 촉매, 금속 촉매, 이온 스캐빈저, 세제, 소독제, 계면 활성제, 표백제, 표백제 성분, 섬유 유연제, 또는 이들의 조합을 포함하는 활성제를 포함한다. 실시예에서, 본 개시의 부직 복합 물품은 효소, 오일, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 산화제, 이온 스캐빈저, 세제, 소독제, 계면 활성제, 표백제, 표백제 성분, 섬유 유연제, 또는 이들의 조합을 포함하는 활성제를 포함한다. 실시예에서, 본 개시의 부직 복합 물품은 오일, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 이온 스캐빈저, 소독제, 또는 이들의 조합을 포함하는 활성제를 포함한다. 부직 복합 물품이 향료를 포함하는 실시예에서, 향료는 캡슐화될 수 있다.
복합 물품의 부직 웹 층은 일반적으로 본 명세서에 기재된 임의의 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 부직 웹의 제1 층은 카딩된 층일 수 있다. 실시예에서, 제2 부직 웹의 제2 층은 용융-방사 층일 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 카딩된 층을 포함하고, 제2 층은 용융-방사된 층을 포함한다. 실시예에서, 제1 층은 카딩된 층일 수 있고, 제2 층은 멜트 블로운 층일 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 카딩된 층일 수 있고, 제2 층은 에어레이드 층일 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 포함하는 카딩된 층일 수 있고, 제2 층은 약 5 cP 이하의 점도를 갖는 저분자량 폴리비닐 알코올 단독중합체를 포함하는 섬유를 포함하는 멜트 블로운 층일 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 포함하는 카딩된 층일 수 있고, 제2 층은 셀룰로오스 섬유를 포함하는 에어레이드 층일 수 있다. 실시예에서, 제3 층은 카딩된 층 또는 용융-방사된 층일 수 있다. 실시예들에서, 제3 층은 카딩된 층일 수 있다. 실시예에서, 제3 층은 멜트 블로운 층일 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 카딩된 층일 수 있고, 제2 층은 용융-방사된 층일 수 있고, 제3 층은 카딩된 층일 수 있다. 실시예들에서, 제1 층은 카딩된 층일 수 있고, 제2 층은 에어레이드 층일 수 있고, 제3 층은 용융-방사 층일 수 있다.
본 개시의 부직 복합 물품의 평량은 특별히 제한되지 않으며, 약 5 g/m2 내지 약 150 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 125 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 100 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 70 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 50 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 30 g/m2의 범위일 수 있다. 실시예에서, 본 개시의 부직 복합 물품은 약 5 g/m2 내지 약 50 g/m2의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 본 개시의 부직 복합 물품은 약 50 g/m2 내지 약 150 g/m2의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 제1 층은 약 30 g/m2 내지 약 70 g/m2의 평량을 가질 수 있고, 부직 복합 물품은 약 60 g/m2 내지 약 150 g/m2의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 제1 층은 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 제1 층은 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2의 평량을 가질 수 있고, 부직 복합 물품은 약 15 g/m2 내지 약 50 g/m2 범위의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 제3 층은 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 제1 층은 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2의 평량을 가질 수 있고, 부직 웹의 제3 층은 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 제2 층은 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 2.5 중량% 내지 약 10 중량%로 복합 물품에 포함될 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 제2 층은 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 2.5 중량% 내지 약 10 중량%로 복합 물품에 포함될 수 있고, 부직 웹의 제1 층은 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 90 중량% 내지 약 97.5 중량%로 복합 물품에 포함될 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 제2 층은 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 2.5 중량% 내지 약 10 중량%로 복합 물품에 포함될 수 있고, 부직 웹의 제1 층 및 부직 웹의 제3 층은 함께 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 90 중량% 내지 약 97.5 중량%로 포함된다. 실시예에서, 부직 웹의 제3 층은 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 2.5 중량% 내지 약 10 중량%로 복합 물품에 포함될 수 있고, 부직 웹의 제1 층 및 부직 웹의 제2 층은 함께 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 45 중량% 내지 약 48 중량%로 포함된다.
실시예에서, 제1 복수의 섬유의 섬유 직경은 실질적으로 균일할 수 있다. 실시예에서, 제2 복수의 섬유의 섬유 직경은 실질적으로 균일할 수 있다. 실시예에서, 제3 복수의 섬유의 섬유 직경은 실질적으로 균일할 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유 및 제3 복수의 섬유의 섬유 직경은 실질적으로 균일할 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및 제3 복수의 섬유 각각의 섬유 직경은 실질적으로 균일할 수 있다.
일반적으로, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및/또는 제3 복수의 섬유는 약 3 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex의 인성을 가질 수 있고, 선택적으로 약 3 cN/dtex 내지 약 5 cN/dtex, 약 4 cN/dtex 내지 약 7 cN/dtex, 약 7 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex, 약 4 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex, 약 5 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex, 또는 약 6 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex를 가질 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및/또는 제3 복수의 섬유는 4 cN/dtex 내지 8 cN/dtex의 인성을 가질 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및/또는 제3 복수의 섬유는 약 6 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex의 인성을 가질 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및/또는 제3 복수의 섬유는 약 3 cN/dtex 내지 약 5 cN/dtex의 인성을 가질 수 있다. 실시예에서, 제1 복수의 섬유는 약 4 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex 범위의 인성을 가질 수 있다. 복수의 섬유가 섬유 유형의 블렌드를 포함하는 실시예에서, 섬유 블렌드의 인성은 각 섬유 유형의 인성의 산술 가중 평균이다.
실시예에서, 부직 복합 물품은 제1 층만을 포함하는 동일한 물품에 비해 기계 방향, 교차 방향, 또는 둘 모두에서 개선된 모듈러스, 인장 강도, 연신율, 인성, 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 제1 층만을 포함하는 동일한 물품에 비해 기계 방향으로 개선된 모듈러스, 인장 강도, 연신율, 인성, 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 제1 층만을 포함하는 동일한 물품에 비해 교차 방향에서 개선된 모듈러스, 인장 강도, 연신율, 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 제1 층만을 포함하는 동일한 물품에 비해 기계 방향 및 교차 방향에서 개선된 모듈러스, 인장 강도, 연신율, 인성 또는 이들의 조합을 가질 수 있다.
복합 물품을 제조하는 방법
일반적으로, 복합 물품은 제1 층의 적어도 일부와 제2 층의 일부가 융합되어 계면을 형성하도록 부직 웹의 2 개 이상의 층을 결합하기에 적합한 당업계에 공지된 임의의 공정을 사용하여 제조될 수 있다.
실시예에서, 본 개시의 부직 복합 물품을 형성하는 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
(a) 제1 부직 웹의 적어도 일부를 제2 부직 웹의 적어도 일부에 융합시키기에 충분한 조건 하에 제1 부직 웹을 포함하는 제1 층 상에 제2 부직 웹을 포함하는 제2 층을 배치시켜, 제1 계면을 형성하는 단계; 및
(b) 선택적으로, 제2 부직 웹의 적어도 제2 부분을 제3 부직 웹의 적어도 일부에 융합시키기에 충분한 조건 하에 제2 부직 웹을 포함하는 제2 층 상에 제3 부직 웹을 포함하는 제3 층을 배치시켜, 제2 계면을 형성하는 단계.
실시예에서, 단계 (a) 및 (b)는 복합 구조에 추가 부직포 층, 예를 들어 제4 부직포 층, 제5 부직포 층 등을 포함하도록 반복될 수 있다.
일반적으로, 제1 부직 웹의 적어도 일부를 제2 부직 웹의 적어도 일부에 융합하고 및/또는 제2 부직 웹의 적어도 제2 부분을 제3 부직 웹의 적어도 일부에 융합시키기에 충분한 조건은 여기에 설명된 바와 같이 열 융합 및/또는 용매 융합을 포함할 수 있다.
실시예에서, 열 융합은 융합될 부직 웹의 일부 중 하나 이상이 연화된 상태에 있도록, 제1 부직 웹 또는 제2 부직 웹 중 하나, 또는 제2 부직 웹 또는 제3 부직 웹 중 하나가 가열된 상태에 있는 동안, 제1 부직 웹의 일부를 제2 부직 웹의 일부와 접촉시키거나, 제2 부직 웹의 제2 부분을 제3 부직 웹의 일부와 접촉시키거나, 또는 둘 모두를 포함한다. 실시예에서, 열 융합은 제2 부직 웹이 가열된 상태에 있는 동안, 제1 부직 웹의 일부를 제2 부직 웹의 일부와 접촉시키는 단계를 포함한다. 실시예에서, 제2 부직 웹이 가열된 상태에 있는 동안 제1 부직 웹의 일부를 제2 부직 웹의 일부와 접촉시키는 단계는, 제2 부직 웹의 섬유를 형성하는 단계 및 제2 부직 웹의 섬유가 냉각 및/또는 ??칭 전에 다이 조립체를 통한 압출 후에 배치되도록, 인라인 공정에서 제1 부직 웹 상에 제2 부직 웹의 섬유를 배치시키는 단계를 포함한다. 실시예에서, 열 융합은 제2 부직 웹이 가열된 상태에 있는 동안 제2 부직 웹의 제2 부분을 제3 부직 웹의 일부와 접촉시키는 단계를 포함한다. 실시예에서, 제2 부직 웹이 가열된 상태에 있는 동안 제2 부직 웹의 제2 부분을 제3 부직 웹의 일부와 접촉시키는 단계는, 제2 부직 웹의 섬유를 형성하는 단계 및 제2 부직 웹의 섬유가 냉각 및/또는 ??칭 전에 다이 조립체를 통한 압출 후에 배치되고, 이어서 제2 부직 웹의 냉각 및/또는 ??칭 전에, 부직 웹의 여전히 가열된 제2 층 상에 제3 부직 웹이 배치되도록, 인라인 공정에서 제1 부직 웹 상에 제2 부직 웹의 섬유를 배치시키는 단계를 포함한다.
실시예에서, 용매 융합은 제1 부직 웹 상에 제2 부직 웹을 배치시켜 제1 계면을 형성하기 전에 제1 부직 웹의 일부, 제2 부직 웹의 일부, 또는 둘 모두에 용매를 적용하는 단계를 포함한다. 실시예에서, 용매 융합은 제2 부직 웹 상에 제3 부직 웹을 배치시켜 제2 계면을 형성하기 전에 제2 부직 웹의 제2 부분, 제3 부직 웹의 일부, 또는 둘 모두에 용매를 적용하는 단계를 포함한다. 실시예들에서, 용매 융합은 제2 부직 웹을 배치시키기 전에 제1 부직 웹의 일부에 용매를 적용하는 단계를 포함한다. 실시예에서, 용매 융합은 제3 부직 웹을 배치시키기 전에 제2 부직 웹의 제2 부분에 용매를 적용하는 단계를 포함한다. 용매 융합을 위한 용매는 용매 융합 및 화학적 결합을 위해 본 명세서에 개시된 임의의 용매 또는 결합제 용액일 수 있다. 실시예에서, 제1 부직 웹의 일부, 제2 부직 웹의 일부, 제2 부직 웹의 제2 부분, 제3 부직 웹의 일부, 또는 전술한 것의 조합은 용매에 적어도 부분적으로 용해된다. 실시예에서, 용매는 물, 글리세린, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 용매 융합은 제2 및/또는 제3 부직 웹 층의 배치 후에 압력을 인가하는 단계를 추가로 포함한다.
전술한 방법의 실시예에서, 제1 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있다. 전술한 방법의 실시예에서, 제3 층은 카딩된 부직 웹 또는 용융-방사 부직 웹을 포함할 수 있다. 전술한 방법의 실시예에서, 제2 층은 용융-방사된 부직 웹 또는 에어레이드 부직 웹을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있고, 제2 층은 용융-방사된 부직 웹을 포함할 수 있고, 제3 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있고, 제2 층은 멜트 블로운 부직 웹을 포함할 수 있고, 제3 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제2 층은 에어레이드 부직 웹을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있고, 제2 층은 에어레이드 부직 웹을 포함할 수 있고, 제3 층은 용융-방사된 부직 웹을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있고, 제2 층은 에어레이드 부직 웹을 포함할 수 있고, 제3 층은 멜트 블로운 부직 웹을 포함할 수 있다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 5 개의 부직 웹 층을 포함할 수 있으며, 여기서 제1 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있고, 제2 층은 에어레이드 부직 웹을 포함할 수 있고, 제3 층은 용융-방사된 부직 웹을 포함할 수 있고, 제4 층은 에어레이드 부직 웹을 포함할 수 있고, 제5 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있다. 실시예에서, 부직 복합 물품은 5 개의 부직 웹 층을 포함할 수 있고, 여기서 제1 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있고, 제2 층은 에어레이드 부직 웹을 포함할 수 있고, 제3 층은 멜트 블로운 부직 웹을 포함할 수 있고, 제4 층은 에어레이드 부직 웹을 포함할 수 있고, 제5 층은 카딩된 부직 웹을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제2 부직 웹은 셀룰로오스 섬유 형성 재료를 포함할 수 있다.
플러셔블 와이프
본 개시의 플러셔블 와이프는 일반적으로 본 개시에 따른 부직 복합 물품을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "플러셔블(flushable)"은, 웹(들) 또는 물품(들)의 폐기로 인해 배관 시스템의 파이프 내에 이러한 품목들이 걸리거나 또는 시간이 지남에 따라 축적되어 이러한 파이프가 막히지 않도록, 수성 환경, 예를 들어 액체 하수 시스템에 분산 가능한 부직 웹, 복합 물품 또는 부직 웹을 포함하는 다른 물품 또는 복합 물품을 지칭한다. 플러셔블 물품은 재활용 공정에서 더 처리될 수 있다는 이점이 있거나, 또는 사용 후 웹 또는 물품이 매립되거나, 소각되거나, 또는 다른 방식으로 처분될 필요가 없도록 예를 들어 정화조 및 도시 하수 처리 시스템에서 간단히 플러싱(flushing)될 수 있다.
플러셔블 와이프는 복수의 섬유를 포함할 수 있고, 여기서 복수의 섬유는 수용성 섬유 및 비-수용성 섬유를 포함할 수 있다. 플러셔블 부직 웹의 수용성 섬유는 본 명세서에 개시된 수용성 중합체 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 실시예에서, 수용성 섬유는 폴리비닐 알코올 중합체를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 수용성 섬유는 PVOH 단독중합체를 포함한다. 전술한 실시예의 또 다른 개선에서, 수용성 섬유는 PVOH 공중합체를 포함한다. 실시예에서, 수용성 섬유는 폴리비닐 알코올 중합체의 블렌드를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 수용성 섬유는 하나 이상의 PVOH 단독중합체를 포함한다. 전술한 실시예의 또 다른 개선에서, 수용성 섬유는 하나 이상의 PVOH 공중합체를 포함한다. 전술한 실시예의 또 다른 개선에서, 수용성 중합체는 하나 이상의 PVOH 단독중합체 및 하나 이상의 PVOH 공중합체를 포함한다.
실시예에서, 수용성 섬유는 수용성 중합체의 블렌드를 포함한다. 전술한 실시예의 개선에서, 수용성 중합체의 블렌드는 폴리비닐 알코올 중합체 또는 폴리비닐 알코올 단독중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함하는 폴리비닐 알코올 중합체의 블렌드를 포함할 수 있다. 추가 개선에서, 수용성 섬유는 폴리비닐 알코올 단독중합체 및 폴리비닐 알코올 공중합체를 포함하는 수용성 중합체의 블렌드를 포함할 수 있다.
실시예에서, 수용성 섬유는 2-성분 섬유를 포함한다. 전술한 것의 개선에서, 2-성분 섬유는 코어/외피 유형 섬유를 포함한다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 2-성분 섬유는 외피의 조성 및 코어의 조성을 기준으로 하여 폐기될 쉽게 용해되거나, 분해되거나, 또는 퇴비화 가능한 사용된 물품의 조성으로 인해 보관 및 사용 동안 플러셔블 와이프에 안정성을 제공할 수 있는 것으로 믿어진다.
실시예에서, 플러셔블 부직 웹은 제1 수용성 섬유 및 제2 수용성 섬유를 포함하는 복수의 수용성 섬유를 포함할 수 있고, 여기서 제1 및 제2 수용성 섬유는 직경, 길이, 인성, 형상, 강성, 탄성, 용해도, 융점, 유리 전이 온도(Tg), 수용성 중합체, 색상, 또는 이들의 조합의 차이를 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 비-수용성 섬유는 일반적으로 MSTM-205에 의해 측정된 바와 같이 80 ℃ 이하의 온도에서 300 초 이하에 용해되지 않는 임의의 재료로 제조된 섬유를 포함한다. 적합한 비-수용성 섬유 재료에는 면, 폴리에스테르, 폴리에틸렌(예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌), 폴리프로필렌, 목재 펄프, 보풀 펄프, 아바카, 비스코스, 폴리락트산, 나일론 6, 불용성 셀룰로오스, 불용성 전분, 대마, 황마, 아마, 모시, 사이잘, 버개스, 바나나 섬유, 레이스바크, 실크, 시뉴, 캣거트, 양모, 시실크, 모헤어, 앙고라, 캐시미어, 콜라겐, 액틴, 나일론, 데이크론, 레이온, 대섬유, 모달, 디아세테이트 섬유, 트리아세테이트 섬유, 및 이들의 조합이 포함되지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다.
플러셔블 부직 웹에서 수용성 섬유의 양은 플러셔블 부직 웹의 총 중량을 기준으로 적어도 약 20, 25, 30, 40, 50, 또는 60 중량% 이상 및/또는 약 90, 85, 80, 75, 70, 60, 50, 또는 40 중량% 이하의 범위, 예를 들어, 플러셔블 부직 웹의 총 중량을 기준으로 약 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 또는 90 중량%일 수 있다.
플러셔블 부직 웹에서 비-수용성 섬유의 양은 플러셔블 부직 웹의 총 중량을 기준으로 적어도 약 5, 10, 15, 20, 40, 50, 또는 60 중량% 이상 및/또는 약 75, 70, 60, 50, 40, 30, 또는 25 중량% 이하의 범위, 예를 들어, 플러셔블 부직 웹의 총 중량을 기준으로 약 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 또는 75 중량%일 수 있다.
플러셔블 부직 웹에서 비-수용성 섬유 대 수용성 섬유의 비는 약 1:18 내지 약 4:1, 약 1:10 내지 약 3:1, 약 1:5 내지 약 2:1, 또는 약 1:2 내지 약 2:1, 예를 들어 약 1:18, 1:16, 1:14, 1:12, 1:10, 1:5, 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, 3:1, 또는 4:1의 범위일 수 있다.
이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 폴리비닐 알코올의 섬유만을 함유하는 부직 웹의 경우, 수세성이 증가함에 따라, 기계적 안정성이 감소한다. 따라서, 본 발명자들은 비-수용성 섬유를 부직 웹에 혼입함으로써, 웹의 기계적 안정성을 손상시키지 않으면서 수세성이 여전히 증가할 수 있다는 것을 발견하였다.
폴리비닐 알코올을 포함하는 플러셔블 부직 웹의 경우, 수용성이 증가함에 따라 수세성은 증가하지만, 수용성 및 기계적 안정성은 역의 관계를 갖는다. 따라서, 특정 폴리비닐 알코올, 뿐만 아니라 임의의 추가의 수용성 및/또는 비-수용성 섬유의 선택도 적절한 수세성 특성을 가지면서도 웹의 기계적 무결성을 유지하는 데 중요할 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐 알코올 단독 중합체 또는 공중합체의 DH 및 퍼센트 변형과 같은 파라미터는 섬유의 수세성 및 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있다.
본 개시의 플러셔블 와이프는 클리닝 로션을 포함할 수 있다. 본 개시의 플러셔블 와이프는 일반적으로 와이프 제조 공정의 습윤 단계 동안 섬유가 클리닝 로션에 의해 용이하게 습윤될 수 있도록 하기에 충분히 높은 표면 에너지를 갖는 섬유를 포함한다. 따라서, 실시예에서, 플러셔블 와이프의 부직 복합 물품의 적어도 하나의 외부 층의 적어도 일부는 친수성 섬유를 포함한다. 실시예에서, 플러셔블 와이프를 제조하는 데 사용되는 부직 복합 물품의 각 외부 층의 적어도 일부는 친수성 섬유를 포함한다.
와이프의 적용에 대한 비-제한적인 예는 표면 클리닝, 피부 클리닝, 자동차 용도, 베이비 케어, 여성 케어, 모발 클렌징, 및 메이크업 제거 또는 적용, 피부 컨디셔너, 연고, 자외선 차단제, 방충제, 약물, 바니시 산업 및 기관 클리닝을 포함한다.
로션 조성물
본 개시의 플러셔블 와이프는 클리닝을 용이하게 하기 위해 기재를 습윤시키는 로션 조성물을 포함할 수 있다. 플러셔블 와이프가 개인 케어 와이프인 실시예에서, 로션 조성물은 또한 예를 들어 피부를 진정시키고, 연성이게 하거나, 또는 케어하고, 로션의 감촉을 개선하고, 피부로부터 잔류물의 제거를 개선시키고, 쾌적한 향기를 제공하고, 및/또는 박테리아 성장을 방지하기 위한 성분을 포함할 수 있다.
로션 조성물은 생리학적 피부 pH에 가까운 약 5.5 또는 그 부근의 pH를 가질 수 있다. 낮은 pH 로션 조성물은 약 3.8 또는 그 부근의 pH를 가질 수 있고, 와이프가 대변으로부터의 잔류물과 같은 알칼리성 잔류물을 제거하기 위해 사용되는 경우에 유용할 수 있고, 약 5의 건강한 산성 피부 pH를 복원하고 및/또는 예를 들어 대변 효소를 비활성화함으로써 대변의 자극물을 자극적이지 않게 하는 데 도움을 줄 수 있다. 낮은 pH 로션은 또한 미생물 성장을 억제할 수 있다. 로션 조성물의 pH가 약 4 이하인 실시예에서, 제1 복수의 섬유, 제2 복수의 섬유, 및/또는 제3 복수의 섬유의 섬유들은 폴리비닐 알코올 공중합체를 포함할 수 있다. 공중합체는 섬유 블렌드의 섬유에서 유일한 섬유 형성 재료로서 또는 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함하는 섬유에서 섬유 형성 재료의 일 성분으로서 제공될 수 있다. 전술한 실시예의 개선에서, 섬유는 폴리비닐 알코올 공중합체 및 단독중합체의 블렌드를 포함할 수 있다. 폴리비닐 알코올 공중합체 및 단독중합체는 약 1:1 내지 약 4:1의 비율로 제공될 수 있다. 전술한 실시예의 추가 개선에서, 섬유를 포함하는 폴리비닐 알코올 공중합체는 비-수용성 섬유와 블렌딩될 수 있다.
로션 조성물은 초습윤제(superwetter), 레올로지 조절제(rheology modifier), 연화제 및/또는 유화제를 포함할 수 있다. 초습윤제는 로션 조성물의 총 중량에 대해 초습윤제의 약 0.01 중량% 내지 0.2 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 초습윤제는 트리실록산, 폴리에테르 작용기가 PEG, PPG 또는 이들의 혼합물인 폴리에테르 디메티콘, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
레올로지 조절제는 로션 조성물의 총 중량을 기준으로 레올로지의 약 0.01 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 레올로지 조절제는 크산탄 검, 개질된 크산탄 검, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
연화제는, 존재하는 경우, 농축 연화제일 수 있다. 적합한 연화제는 PEG-10 해바라기유 글리세리드, 해바라기유, 팜유, 올리브유, 에뮤유, 바바수유, 달맞이꽃유, 팜핵유, 대구간유, 면실유, 호호바유, 메도우폼씨유, 스위트 아몬드유, 카놀라유, 대두유, 아보카도유, 홍화유, 코코넛유, 참기름, 쌀겨유, 포도씨유, 미네랄유, 스테아르산 이소프로필, 이소스테아릴 이소노나노에이트, 디에틸헥실 푸마레이트, 디이소스테아릴 말레이트, 트리이소세틸 시트레이트, 스테아릴 스테아레이트, 메틸 팔미테이트, 메틸헵틸 이소스테아레이트, 바셀린, 라놀린 오일 및 라놀린 왁스, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 베헤닐 알코올, 이소스테아릴 알코올, 및 2-헥실-데칸올과 같은 장쇄 알코올, 미리스틸 알코올, 다양한 분자량의 디메티콘 유체 및 이들의 혼합물, PPG-15 스테아릴 에테르(알라톤 E라고도 함), 시어 버터, 올리브 버터, 해바라기 버터, 코코넛 버터, 호호바 버터, 코코아 버터, 스쿠알렌 및 스쿠알렌, 이소파라핀, 다양한 분자량의 폴리에틸렌 글리콜, 다양한 분자량의 폴리프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다.
유화제는, 존재하는 경우, 실온에서 고체일 수 있다. 적합한 유화제는 라우레스-23, 세테스-2, 세테스-10, 세테스-20, 세테스-21, 세테아레스-20, 스테아레스-2, 스테아레스-10, 스테아레스-20, 올레쓰-2, 올레쓰-10, 올레쓰-20, 스테아레스-100, 스테아레스-21, PEG-40 소르비탄 퍼올레에이트, PEG-8 스테아레이트, PEG-40 스테아레이트, PEG-50 스테아레이트, PEG-100 스테아레이트, 소르비탄 라우레이트, 소르비탄 팔미테이트, 소르비탄 스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 소르비탄 올레에이트, 소르비탄 트리올레이트, 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 21, 폴리소르베이트 40, 폴리소르베이트 60, 폴리소르베이트 61, 폴리소르베이트 65, 폴리소르베이트 80, 폴리소르베이트 81, 폴리소르베이트 85, PEG-40 수소 첨가 피마자유, 시트르산 에스테르, 미세결정질 왁스, 파라핀 왁스, 밀랍, 카르나우바 왁스, 오조케라이트 왁스, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 세테아릴 알코올, 미리스틸 알코올, 베헤닐 알코올, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다.
실시예에서, 클리닝 로션은 연화제 및 유화제를 포함하는 수성 에멀젼을 포함한다.
클리닝 로션은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 및 인지질을 포함하지만 이에 제한되지 않는 습윤제; 본 명세서에 기재된 바와 같은 에센셜 오일 및 향료와 같은 방향제; 방부제; 효소; 착색제; 오일 흡수제; 살충제; 비료; 활성화제; 산 촉매; 금속 촉매; 이온 스캐빈저; 세제; 소독제; 계면 활성제; 표백제; 표백제 성분; 및 섬유 유연제를 추가로 포함할 수 있다. 실시예에서, 클리닝 로션은 방향제, 방부제, 효소, 착색제, 오일 흡수제, 살충제, 이온 스캐빈저, 세제, 소독제, 또는 이들의 조합을 포함한다.
방부제는 액체 로션, 플러셔블 와이프 및/또는 와이프가 사용되는 기재에서 미생물의 성장을 방지한다. 방부제는 소수성 또는 친수성일 수 있다. 적합한 방부제는 파라벤, 예를 들어 메틸 파라벤, 프로필 파라벤, 알킬 글리시네이트, 요오드 유도체 및 이들의 조합을 포함하지만, 그러나 이들에 제한되지는 않는다.
로션 로드(lotion load)는 150 % 내지 480 %일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "로드(load)"는 부직 복합 물품을 로션 조성물과 결합하는 것을 지칭하는데, 즉, 로션 조성물은, 부직 복합 물품을 로션 조성물과 결합하기 위해 사용되는 방법, 즉, 침지, 분무, 키스롤링(kissrolling) 등과 관계없이, 부직 복합 물품 상에 또는 내로 로딩된다. "로션 로드"는 부직 복합 물품 상에 또는 내로 로딩된 로션의 양을 지칭하며, 로션의 중량 대 건조 (비-로딩된) 부직 복합 물품의 중량으로 백분율로서 표현된다. 플러셔블 와이프에는, 로션의 일부가 사용 중에 기재(예를 들어, 피부 또는 클리닝될 다른 표면)로 쉽게 전달될 수 있을 정도로 로션이 로딩되는 것이 바람직할 수 있다. 전달은 클리닝을 용이하게 하고, 사용자에게 쾌적한 감각(예를 들어, 매끄러운 피부 느낌 또는 증발로 인한 시원함)을 제공하고, 및/또는 기재 상에 유익한 기능을 제공하도록 화합물의 전달을 허용할 수 있다.
플러셔블 와이프는 와이프를 구성하는 섬유들 사이에 고밀도의 틈새 공간을 갖는 부직 복합 물품일 수 있다. 와이프의 표면에 사용 가능한 로션을 충분히 유지하여 기재로 전달하기 위해, 와이프의 틈새 공간의 대부분이 로션으로 채워질 수 있다. 틈새 공간 내의 로션은 기재로 전달되도록 쉽게 이용 가능하지 않을 수 있으므로, 예를 들어 적절한 습윤감을 제공함으로써 로션이 기재로의 전달에 이용 가능함을 사용자에게 신호하기에 충분한 양으로 과량의 로션이 와이프 내에 로딩될 수 있다. 유리하게는, 플러셔블 와이프에 사용되는 부직 복합 물품은 본 명세서에 기재된 바와 같은 공극률의 구배를 가질 수 있고, 이는 와이프에 로션의 로딩을 용이하게 할 수 있다.
플러셔블 와이프는 건조 섬유 복합재 1 g당 적어도 액체 클리닝 로션 1 g으로 부직 복합 물품을 습윤시킴으로써 제조될 수 있다. 클리닝 로션을 기재에 전달하는 적합한 방법은 침수, 분무, 패딩, 압출 코팅 및 딥 코팅을 포함하지만, 그러나 이에 제한되지는 않는다. 습윤 후, 습윤된 복합 물품은 접히고, 적층되고, 길이로 절단되고, 그리고 원하는 대로 포장될 수 있다. 플러셔블 와이프는 일반적으로 하수 시스템에 쉽게 처분될 만큼 충분히 작으면서 편리한 취급을 허용하기에 충분한 치수를 갖는다. 습윤된 복합 물품은 제조 공정 동안 이러한 치수로 절단되거나 또는 접힐 수 있거나, 또는 크기가 더 클 수 있고 사용자에 의해 개별 와이프가 웹으로부터 원하는 크기로 분리될 수 있도록 하는 천공과 같은 수단을 가질 수 있다.
일반적으로, 본 개시의 부직 복합물 물품은 플러셔블 와이프에 사용될 수 있다. 실시예에서, 본 개시의 플러셔블 와이프는 본 개시의 부직 복합 물품 및 클리닝 로션을 포함한다. 실시예에서, 본 개시의 플러셔블 와이프는 본 개시의 부직 복합 물품 및 클리닝 로션으로 이루어진다.
흡수 물품
본 개시의 부직 웹 및 부직 복합 물품은 흡수 물품을 위한 액체 획득 층으로서 사용될 수 있다. 흡수 물품은 턱받이, 가슴 패드, 관리 매트, 클리닝 패드(예를 들어, 바닥 클리닝 패드), 기저귀, 기저귀 팬츠, 요실금 라이너, 패드 및 다른 물품(예를 들어, 성인 요실금 기저귀, 성인 요실금 패드, 성인 요실금 팬츠, 배변 훈련 라이너, 배변 훈련 패드, 배변 훈련 팬츠, 및 애완 동물 훈련 패드, 예를 들어 강아지 패드), 음순간 장치(interlabial devices), 생리 패드, 팬티 라이너, 생리대, 탐폰, 유출물 흡수 매트, 유출물 흡수 패드, 유출물 흡수 롤, 상처 드레싱 등을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 전술한 물품 중 임의의 것은 일회용 품목일 수 있다. "일회용"이라는 용어는 1회 사용 후 폐기되도록 설계되거나 의도된 물품을 의미한다. 즉, 일회용 물품은 세탁되거나 또는 다른 방식으로 복원되거나 또는 재사용되도록 의도되지 않으며, 실시예에서 세탁, 복원 또는 재사용이 불가능할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "흡수 물품"은 신체 삼출물을 흡수하고 수용하는 물품을 포함한다. "흡수 물품"이라는 용어는 기저귀, 요실금 물품, 생리대 등을 포함하는 것으로 의도된다. "요실금 물품"이라는 용어는, 성인이 착용하는지 또는 다른 요실금 환자가 착용하는지 여부에 관계없이, 패드, 속옷(벨트 등과 같은 일부 유형의 서스펜션 시스템에 의해 제자리에 유지되는 패드), 흡수 물품용 삽입물, 흡수 물품용 용량 부스터, 브리프, 침대 패드 등을 포함하도록 의도된다. 이러한 흡수 물품 중 적어도 일부는 월경 또는 혈액, 질 분비물, 소변, 땀, 모유 및 대변과 같은 체액을 흡수하도록 의도된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 "기저귀"는 신체에서 배출되는 다양한 삼출물을 흡수하고 수용하기 위해 착용자의 피부에 대해 배치되도록 의도된 장치를 지칭한다. 기저귀는 일반적으로 착용자의 허리 및 다리를 감싸도록 하체에 대해 영유아 및 요실금이 있는 사람에 의해 착용된다. 기저귀의 예는 유아 또는 성인 기저귀 및 트레이닝 팬츠와 같은 팬티형 기저귀를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "훈련용 팬츠"는 유아 또는 성인 착용자를 위해 설계된 허리 개구부 및 다리 개구부를 갖는 일회용 의복을 지칭한다. 팬츠는 착용자의 다리를 다리 개구부에 삽입하고 팬츠를 착용자의 하반신 주위의 위치로 밀어 넣음으로써 착용자의 제 위치에 배치될 수 있다. 팬츠는 재고정 가능한 및/또는 재고정 불가능한 결합(예를 들어, 시임(seam), 용접, 접착제, 응집 결합, 패스너 등)을 사용하여 물품의 부분들을 함께 결합하는 단계를 포함하지만 이에 국한되지 않는 임의의 적합한 기술에 의해 미리 형성될 수 있다. 팬츠는 물품의 둘레를 따라 어디든지 미리 형성될 수 있다(예를 들어, 측면 고정, 앞 허리 고정).
본 개시의 흡수 물품은 전형적으로 액체 투과성 탑시트, 탑시트에 결합된 액체 불투과성 백시트, 및 탑시트와 백시트 사이에 액체 획득 층 및 흡수 코어를 포함할 것이다. 흡수 물품이 착용 가능한 물품(예를 들어, 요실금 물품, 생리대 등)인 실시예에서, 물품은 착용자를 향하는 측면 및 외부를 향하는 측면을 가질 수 있다. 일반적으로, 액체 투과성 탑시트는 착용자를 향하는 측면 상에 있고, 액체 불투과성 백시트는 흡수 물품의 외부를 향하는 측면 상에 있다. 흡수 코어는 일반적으로 시트형 구조이고, 착용품으로 제공되는 경우, 착용자를 향하는 측면 및 외부를 향하는 측면을 갖는다.
일반적으로, 액체 투과성 탑시트는 당업계에 공지된 임의의 액체 투과성 탑시트일 수 있다. 착용 가능한 물품의 경우, 탑시트는 완전히 또는 부분적으로 탄성화될 수 있거나 또는 탑시트와 흡수 코어 사이에 빈 공간을 제공하도록 단축될 수 있다. 일반적으로, 액체 불투과성 백시트는 당업계에 공지된 임의의 액체 불투과성 백시트일 수 있다. 백시트는 흡수 코어에 의해 흡수되어 물품 형태 내에 수용되는 삼출물이, 흡수 물품이 접촉할 수 있는 임의의 기재와 접촉하는 것을 방지한다. 백시트는 액체에 대해 불투과성일 수 있고, 부직포와 열가소성 필름과 같은 얇은 플라스틱 필름의 라미네이트를 포함할 수 있다. 적합한 백시트 필름은 인디애나주, 테레 호트의 Tredegar Industries Inc.에 의해 제조되고 상표명 X15306, X10962, 및 X10964로 판매되는 것들을 포함한다. 다른 적절한 백시트 재료는 증기가 흡수 물품으로부터 빠져나가도록 하면서도 액체가 백시트를 통과하는 것을 여전히 방지하는 통기성 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 통기성 재료는 일본의 Mitsui Toatsu Col에 의해 ESPOIR NO라는 명칭으로 제조되고 미국 텍사스주 베이시티의 EXXON Chemical Co.에 의해 명칭 EXXAIRE라는 명칭으로 제조된 것과 같은 직조 웹, 부직 웹과 같은 재료, 및 복합 재료를 포함할 수 있다.
흡수 코어는 탑시트와 백시트 사이에 배치된다. 흡수 코어는 일반적으로 소변 및 다른 신체 삼출물과 같은 액체를 흡수하여 보유할 수 있는 임의의 흡수 재료를 포함할 수 있다. 흡수 코어는 고 흡수성 중합체, 분쇄된 목재 펄프(에어 펠트), 크레이프 처리된 셀룰로오스 충전재; 흡수성 발포체, 흡수성 스펀지, 흡수성 겔화 재료, 또는 임의의 다른 공지된 흡수성 재료 또는 재료들의 조합과 같은 일회용 기저귀 및 다른 흡수 물품에 일반적으로 사용되는 다양한 액체 흡수 재료를 포함할 수 있다. 흡수 코어는 접착제, 왁스, 오일 등과 같은 비-액체 흡수 재료를 소량(약 10 % 미만)으로 포함할 수 있다.
일반적으로, 액체 획득 층은 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 복수의 섬유를 포함하는 본 개시의 부직 웹을 포함한다. 복수의 섬유는 단일 섬유 유형 또는 섬유 유형의 블렌드를 포함할 수 있고, 섬유는 단독 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료 또는 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유 형성 재료의 블렌드를 포함할 수 있다.
실시예에서, 액체 획득 층은 흡수 코어와 탑시트 사이에 제공될 수 있다. 착용 가능한 실시예에서, 액체 획득 층은 흡수된 코어의 착용자를 향하는 측면에 제공될 수 있다. 실시예에서, 액체 획득 층은 흡수 코어와 백시트 사이에 제공될 수 있다. 착용 가능한 실시예에서, 액체 획득 층은 흡수 코어의 외부를 향하는 측면에 제공될 수 있다. 실시예에서, 액체 획득 층은 흡수 코어 주위에 래핑된다(wrapped). 액체 획득 층은 흡수 코어 주위에 래핑되는 단일 시트일 수 있거나 또는 결합된 2 개의 개별 층으로 제공될 수 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 흡수 코어와 백시트 사이에 또는 흡수 코어의 외부를 향하는 측면 상에 액체 획득 층을 포함함으로써 유리하게는 탑시트 측면 및/또는 착용자를 향하는 측면으로부터의 임의의 오버플로우 액체를 포획하기 위해 추가의 액체 획득 재료를 제공함으로써 흡수 물품으로부터 액체의 누출을 방지하는 것으로 믿어진다.
일반적으로, 액체 획득 층은 흡수 코어와 직접 접촉할 수 있거나, 흡수 코어와 액체 획득 층 사이에 공간을 포함할 수 있거나, 또는 흡수 코어와 액체 획득 층 사이에 개재 층을 포함할 수 있다. 실시예에서, 액체 획득 층은 흡수 코어와 접촉한다. 실시예에서, 흡수 물품은 획득 층과 흡수 코어 사이에 제공된 개재 층을 포함한다. 실시예에서, 액체 획득 층은 탑시트 측면/착용자를 향하는 측면에서 흡수 코어와 접촉하고, 개재 층이 백시트 측면/외부를 향하는 측면에서 흡수 코어와 획득 층 사이에 제공된다. 실시예에서, 액체 획득 층은 백시트 측면/외부를 향하는 측면에서 흡수 코어와 접촉하고, 탑시트 측면/착용자를 향하는 측면에서 흡수 코어와 획득 층 사이에 개재 층이 제공된다. 개재 층은, 예를 들어 흡수 코어의 전체 영역을 덮도록 배치 지점으로부터 액체의 확산을 용이하게 하는 것을 돕기 위해 포함된 제2 액체 투과성 층 또는 액체 획득 층일 수 있다.
실시예에서, 흡수 물품은 흡수 코어 및 액체 획득 층을 포함하고, 여기서 액체 획득 층은 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹을 포함하고, 액체 획득 층은 제1 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹의 제1 층, 제2 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹의 제2 층, 및 선택적으로 부직 웹의 제3 층을 포함하는 부직 복합 물품을 포함하고, 여기서 부직 웹의 층, 부직 웹의 제2 층, 및/또는 부직 웹의 제3 층은 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 부직 웹일 수 있다. 실시예에서, 착용 가능한 흡수 물품은 착용자를 향하는 측면 및 외부를 향하는 측면을 갖는 흡수 코어 및 액체 획득 층을 포함하고, 여기서 액체 획득 층은 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹을 포함하고, 액체 획득 층은 제1 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹의 제1 층, 제2 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹의 제2 층, 및 선택적으로 부직 웹의 제3 층을 포함하는 부직 복합 물품을 포함하고, 여기서 부직 웹의 층, 부직 웹의 제2 층, 및/또는 부직 웹의 제3 층은 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 부직 웹일 수 있다.
실시예에서, 흡수 물품은 본 개시의 부직 복합 물품인 액체 획득 층을 포함한다. 실시예에서, 착용 가능한 흡수 물품은 본 개시의 부직 복합 물품인 액체 획득 층을 포함한다.
실시예에서, 액체 획득 층은 본 명세서에 개시된 바와 같은 부직 웹의 단일 층일 수 있고, 부직 웹의 층은 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한다. 실시예에서, 본 개시의 부직 복합 물품은 액체 획득 층에 사용될 수 있다. 실시예에서, 액체 획득 층은 본 개시의 부직 복합 물품을 포함한다. 실시예에서, 액체 획득 층은 본 개시의 부직 복합 물품으로 이루어진다.
액체 함유 부직 물품
본 개시의 부직 웹은 액체 함유 부직 물품에 사용될 수 있다. 액체 함유 부직 물품은 활성제를 포함하는 액체의 정확한 도우징(dosing)을 위한 단일 단위 용량 물품일 수 있다. 활성제를 포함하는 액체는 세탁 세제, 클리닝 조성물, 섬유 유연제, 또는 식기 세척 세제와 같은 액체 가정용 케어 조성물, 샴푸, 바디 워시 또는 면도 크림과 같은 액체 개인 케어 조성물, 또는 비료 및 살충제와 같은 액체 농산물과 같은 비-가정용, 비-개인 케어 조성물을 포함할 수 있지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 액체는 일반적으로 부직 물품을 용해시키지 않을 비-수성 액체를 포함할 수 있다. 적합한 액체는 1,2-프로판디올, 에탄올, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 메틸 프로판 디올, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 그러나 이에 제한되지는 않는다. 다른 저 알코올, 저 분자량 폴리올, 모노에탄올아민 및 트리에탄올 아민과 같은 C1-C4 알칸올아민도 또한 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "저 분자량 폴리올"은 50 g/mol 내지 1000 g/mol, 50 g/mol 내지 800 g/mol, 또는 50 g/mol 내지 600 g/mol 범위의 분자량을 갖는 2 개 초과의 수산기를 갖는 분자이다. 액체는 액체 및 활성제의 총 중량을 기준으로 약 0.1 % 내지 약 98 %, 약 1 % 내지 약 75 %, 또는 약 5 % 내지 약 50 % 범위, 예를 들어, 약 10 %, 약 25 %, 약 45 %, 약 40 %, 약 45 %, 약 48 %, 또는 약 50 %의 수준으로 존재할 수 있다. 전형적으로, 액체는 50 % 미만의 물, 25 % 미만의 물, 20 % 미만의 물, 10 % 미만의 물, 5 % 미만의 물, 또는 약 0.001 % 내지 약 20 %, 또는 약 0.001 % 내지 약 10 % 물을 포함한다.
액체 내의 활성제는 효소, 오일, 향미제, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 비료, 산화제, 활성화제, 산 촉매, 금속 촉매, 이온 스캐빈저, 세제, 소독제, 계면 활성제, 표백제, 표백제 성분, 및 섬유 유연제 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 실시예에서, 활성제는 하나 이상의 효소 및 하나 이상의 계면 활성제를 포함한다.
유리하게는, 본 개시의 부직 웹은 액체 조성물을 섬유 네트워크 내로 그리고 섬유 표면 상으로 흡수 및/또는 흡착하여 단위 용량에 대해 충분한 활성 물질을 제공할 수 있다. 여기에 흡수/흡착된 액체 조성물을 갖는 부직 웹은 제2 부직 웹에 래핑되거나 또는 다른 방식으로 감싸여, 소비자의 손과 활성 물질 사이에 장벽을 제공할 수 있다. 따라서, 본 개시의 액체 함유 부직 물품은 소비자의 손 또는 다른 표면을 오염시키지 않으면서 소비자에 의해 유리하게 취급될 수 있다. 액체 세탁 세제를 만드는 데 사용되는 필름으로 구성된 단일 단위 용량 파우치와 대조적으로, 본 개시의 액체 함유 부직 물품은 부직 웹의 섬유에 의해 제공되는 표면적의 증가로 인해 필름보다 더 빠르고 더 완전하게 용해될 수 있다.
일반적으로, 액체 함유 부직 웹은 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 제1 복수의 섬유를 포함하는 코어 부직 웹 - 상기 코어 부직 웹은 활성제를 포함하는 액체를 포함함 - , 및 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 제2 복수의 섬유를 포함하는 외부 부직 웹을 포함하고, 여기서 코어 부직 웹은 외부 부직 웹에 의해 감싸여 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹은 제1 부직 웹 주위에 래핑된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 부직 웹은 기계 방향(301) 및 횡 방향(302)을 가질 수 있다. 부직 웹은 예를 들어 기계 방향(도 4b)을 따라, 예를 들어 축을 중심으로 부직 웹을 접음으로써, 코어 부직 웹(302) 주위에 래핑될 수 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹은 슬리브 또는 엔벨로프의 형태를 가질 수 있고, 코어 부직 웹은 슬리브 또는 엔벨로프에 제공될 수 있다. 슬리브 또는 엔벨로프는 예를 들어 웹을 반으로 접고 긴 에지를 밀봉하여 코어 부직 웹이 삽입될 수 있는 2 개의 개구부를 갖는 슬리브 구조를 제공함으로써, 또는 웹을 반으로 접고 3 개의 에지 중 2 개를 밀봉하여 코어 부직 웹이 삽입될 수 있는 하나의 개구부를 갖는 엔벨로프 또는 포켓 구조를 형성함으로써 단일 부직 웹으로부터 제조될 수 있다. 슬리브 또는 엔벨로프는 대안적으로 2 개의 대향 에지를 따라(슬리브를 형성하기 위해) 또는 3 개의 에지를 따라(포켓 또는 엔벨로프를 형성하기 위해) 적층되고 밀봉되는 2 개의 부직 웹으로부터 제조될 수 있다. 실시예에서, 코어 부직 웹 및 외부 부직 웹은 적어도 하나의 치수에서 동일한 길이를 갖는다. 예를 들어, 외부 부직 웹이 코어 부직 웹 주위에 래핑되는 실시예 및 외부 부직 웹이 슬리브로 제공되는 실시예에서, 코어 부직 웹은 외부 부직 웹과 동일한 길이를 가질 수 있다. 대조적으로, 외부 부직 웹이 엔벨로프 또는 포켓으로 제공되는 실시예에서, 코어 부직 웹을 도입하기 전에 엔벨로프 또는 포켓의 3개의 면이 밀봉되기 때문에 코어 부직 웹은 반드시 엔벨로프 또는 포켓보다 더 짧을 것이다.
일반적으로, 코어 부직 웹은 액체를 포함하고, 액체는 활성제를 포함한다. 코어 부직 웹을 액체에 노출시키기 전에, 코어 부직 웹은 약 15 gsm 내지 약 200 gsm, 약 20 gsm 내지 약 175 gsm, 약 25 gsm 내지 약 150 gsm, 또는 약 30 gsm 내지 약 120 gsm 범위의 건조 평량을 가질 수 있다. 코어 부직 웹은 액체로 포화될 수 있다. 실시예에서, 액체를 포함하는 코어 부직 웹의 중량은 액체의 첨가 전의 코어 부직 웹의 중량의 2 내지 10 배이다. 실시예에서, 코어 부직포는 약 5 내지 약 30 g의 액체, 약 5 내지 약 25 g의 액체, 약 8 내지 약 20 g의 액체, 약 8 내지 약 19 g의 액체, 약 10 내지 약 19 g의 액체, 또는 약 12 내지 약 18 g의 액체를 포함할 수 있다. 실시예에서, 액체를 포함하는 코어 부직 웹은 약 30 gsm 내지 약 2000 gsm, 약 40 gsm 내지 약 1750 gsm, 약 50 gsm 내지 약 1500 gsm, 약 60 gsm 내지 약 1200 gsm, 약 100 gsm 내지 약 1000 gsm, 약 200 gsm 내지 약 800 gsm, 또는 약 300 gsm 내지 약 600 gsm의 액체 중량을 갖는다. 즉, 코어 부직 웹의 평방 미터당 액체의 양은 약 30 g 내지 약 2000 g, 약 40 g 내지 약 1750 g, 약 50 g 내지 약 1500 g, 약 60 g 내지 약 1200 g, 약 100 g 내지 약 1000 g, 약 200 g 내지 약 800 g, 또는 약 300 g 내지 약 600 g이다.
일반적으로, 코어 부직 웹은 단일 플라이의 부직 웹을 포함할 수 있거나 또는 선택적으로 함께 라미네이팅되거나 또는 결합된 다중 층의 부직 웹(예를 들어, 개별 층들 또는 접힘에 의한 적층)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 부직 웹의 단일 플라이이든 또는 다중 층이든 상관없이, 코어 부직 웹은 자체 상으로 접혀져 액체 함유 부직 물품에 대해 더 두꺼운 코어를 제공할 수 있다. 코어 부직 웹이 접힐 수 있는 횟수는 특별히 제한되지 않고, 액체 함유 부직 물품의 원하는 두께에 따라 달라질 것이다. 실시예에서, 액체 함유 부직 물품은 약 2 내지 약 50 mm, 약 3 내지 약 45 mm, 약 4 내지 약 40 mm, 약 5 내지 약 35 mm, 약 5 내지 약 30 mm, 또는 약 5 내지 약 25 mm의 총 두께(외부 부직 웹 및 코어 부직 웹 모두를 포함함)를 가질 수 있다.
일반적으로, 외부 부직 웹은 단일 플라이의 부직 웹을 포함할 수 있거나, 또는 선택적으로 함께 라미네이팅되거나 또는 결합된 다중 층의 부직 웹(예를 들어, 개별 층들 또는 접힘에 의한 적층)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹은 약 15 gsm 내지 약 400 gsm, 약 20 gsm 내지 약 300 gsm, 약 25 gsm 내지 약 250 gsm, 약 30 gsm 내지 약 210 gsm, 또는 약 30 gsm 내지 약 140 gsm의 평량을 가질 수 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹은 약 0.5 mm 내지 약 6.0 mm, 약 0.75 mm 내지 약 4.5 mm, 또는 약 1.0 내지 약 3.0 mm의 두께를 가질 수 있다. 유리하게는, 외부 부직 웹의 평량 및 두께는 활성제와 환경 사이에 장벽을 제공하여, 2차 포장, 표면 또는 소비자의 손을 활성제로 오염시키지 않도록 선택될 수 있다. 외부 부직 웹은 또한 유리하게는 브랜드를 찍거나, 인쇄되거나, 또는 엠보싱될 수 있는 표면을 제공한다. 실시예에서, 로고 또는 지침과 같은 마킹은 마킹이 소비자에게 보일 수 있도록 외부 부직 웹 상에 인쇄될 수 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹은 패턴으로 엠보싱될 수 있다. 외부 부직 웹은 액체 함유 부직 물품의 형성 전에 및/또는 액체 함유 부직 물품의 형성 후에 인쇄되거나, 엠보싱되거나, 또는 달리 마킹될 수 있다.
일반적으로, 코어 부직 웹의 적어도 일부는 외부 부직 웹의 적어도 일부와 접촉할 수 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹의 일부와 접촉하는 코어 부직 웹의 일부는 코어 부직포의 에지 또는 주변부일 수 있고, 코어 부직 웹의 일부와 접촉하는 외부 부직 웹의 일부는 에지 또는 주변부일 수 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹의 일부와 접촉하는 코어 부직 웹의 일부는 외부 부직 웹에 밀봉되거나 또는 달리 결합될 수 있다. 실시예에서, 코어 부직 웹 및 외부 부직 웹은 적어도 하나의 에지, 적어도 2 개의 에지, 또는 적어도 3 개의 에지 상에서 밀봉될 수 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹의 일부와 접촉하는 코어 부직 웹의 일부는 코어 부직 웹의 면의 일부일 수 있고, 코어 부직 웹과 접촉하는 외부 부직 웹의 일부는 외부 부직 웹의 면의 일부일 수 있다. 실시예에서, 코어 부직 웹은 코어 부직 웹이 외부 부직 웹에 의해 형성된 내부 체적을 실질적으로 채우도록 외부 부직 웹 내에 꼭 맞을 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 코어 부직 웹이 "실질적으로 채운다"라 함은, 외부 부직포에 의해 형성된 내부 체적의 적어도 70 %가 코어 부직 웹에 의해 점유된다는 것을 의미한다. 실시예에서, 코어 부직 웹은 외부 부직 웹에 의해 형성된 내부 체적의 적어도 70 %, 적어도 75 %, 적어도 80 %, 적어도 85 %, 적어도 90 %, 적어도 95 %, 또는 적어도 98 %를 점유한다.
일반적으로 액체 함유 부직 물품의 형상 및 치수는 특별히 제한되지 않는다. 실시예에서, 액체 함유 부직 물품의 크기 및 형상은 액체 함유 물품이 소비자의 손바닥 내에 맞도록 선택된다. 실시예에서, 임의의 치수의 최대 길이는 약 7 인치(17.78 cm), 약 6 인치(15.24 cm), 약 5 인치(12.70 cm), 또는 약 4 인치(10.16 cm)이다. 실시예에서, 임의의 치수의 최대 길이는 적어도 약 0.5 인치(1.27 cm), 적어도 약 1 인치(2.54 cm), 적어도 약 1.5 인치(3.81), 또는 적어도 약 2 인치(5.08 cm)이다. 실시예에서, 임의의 치수의 최대 길이는 약 2 인치(5.08 cm) 내지 약 4 인치(10.16 cm)이다. 실시예에서, 액체 함유 부직 물품은 사변형, 삼각형, 원, 별, 하트, 팔각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 타원, 초승달, 반원, 십자가, 트레포일(trefoil), 쿼드라포일(quadrafoil), 물방울, 펜타그램, 헥사그램, 옥타그램, 크라운, 눈송이, 방패, 구름, 화살, 및 전술한 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 형상을 갖는다.
일반적으로, 액체 함유 부직 물품은 본 명세서에 개시된 임의의 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 포함할 수 있다. 실시예에서, 코어 부직 웹은 폴리비닐 알코올 단독중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 및 전술한 것의 조합으로부터 선택되는 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제1 폴리비닐 알코올은 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올을 포함하는 폴리비닐 알코올 공중합체를 포함한다. 실시예에서, 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올은 (알킬)아크릴레이트 개질된 폴리비닐 알코올, 말레에이트 개질된 폴리비닐 알코올, 설포네이트 개질된 폴리비닐 알코올, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 제1 폴리비닐 알코올은 폴리비닐 알코올 단독중합체를 포함한다.
실시예에서, 외부 부직 웹은 폴리비닐 알코올 단독중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 및 전술한 것의 조합으로부터 선택되는 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 포함한다. 실시예에서, 제2 폴리비닐 알코올은 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올을 포함하는 폴리비닐 알코올 공중합체를 포함한다. 실시예에서, 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올은 (알킬)아크릴레이트 개질된 폴리비닐 알코올, 말레에이트 개질된 폴리비닐 알코올, 설포네이트 개질된 폴리비닐 알코올, 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 제2 폴리비닐 알코올은 폴리비닐 알코올 단독중합체를 포함한다.
실시예에서, 코어 부직 웹은 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 제1 복수의 섬유를 포함하고, 제1 복수의 섬유는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 및 셀룰로오스 아미드의 군으로부터 선택된 하나 이상의 섬유 형성 재료를 추가로 포함한다. 실시예에서, 외부 부직 웹은 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 제2 복수의 섬유를 포함하고, 제2 복수의 섬유는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 및 셀룰로오스 아미드의 군으로부터 선택된 하나 이상의 섬유 형성 재료를 추가로 포함한다.
일반적으로, 코어 부직 웹의 제1 폴리비닐 알코올 및 외부 부직 웹의 제2 폴리비닐 알코올은 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 및 제2 폴리비닐 알코올이 상이한 실시예에서, 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료 및 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 점도, 가수 분해도, 공중합 정도, 공중합체 개질의 유형 또는 이들의 조합에 차이가 있을 수 있다.
일반적으로, 액체의 첨가 전의 코어 부직 웹은 외부 부직 웹과 동일하거나 상이할 수 있다. 유리하게는, 소비자가 취급할 때 불쾌한 고무 또는 플라스틱과 같은 느낌을 갖는 수용성 중합체 필름으로 제조된 현재 시판되는 파우치와는 대조적으로, 액체 함유 부직 물품은 취급하기에 유쾌한 천과 같은 손 느낌을 갖는 액체 조성물을 포함하는 소비자 제품을 제공할 수 있다. 액체 함유 부직 물품은 본 명세서에 개시된 연성 등급 방법(Softness Rating method)을 사용하여 결정되는 바와 같이 1 내지 5의 연성 등급을 가질 수 있다.
액체 함유 부직 물품은 코어 부직 웹을 활성제를 포함하는 액체와 접촉시키고, 코어 부직 웹을 외부 부직 웹으로 감싸고, 외부 부직 웹을 밀봉하여 코어 부직 웹을 둘러쌈으로써 제조될 수 있다.
실시예에서, 액체 함유 부직 물품을 제조하는 방법은 코어 부직 웹을 자체 위로 2 내지 50 회, 3 내지 45 회, 4 내지 40 회, 5 내지 35 회, 또는 6 내지 30 회 접는 단계를 추가로 포함한다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 코어 부직 웹을 자체 위로 접는 것은 더 두꺼운 부직포 코어를 제공한다. 접는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 아코디언 스타일(도 6) 또는 동일한 방향으로 연속적으로 접는 방법(도 7)일 수 있다. 접힌 후, 층들은 선택적으로 당업계에 공지된 임의의 결합 방법을 사용하여 함께 결합될 수 있다.
일반적으로, 코어 부직 웹을 활성제를 포함하는 액체와 접촉시키는 단계는 액체 조성물을 기재에 적용하기 위해 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용할 수 있다. 접촉 방법은 그라비어 코팅, 딥 코팅, 슬롯 다이 코팅, 와이어 코팅, 플러드 코팅, 스프레이 코팅, 및 활성제를 포함하는 액체의 배스에 코어 부직 웹을 침지시키는 것 중 하나 이상을 포함하지만, 그러나 이에 제한되지는 않는다. 실시예에서, 접는 단계는 접촉 후에 이루어지고, 접촉하는 단계는 그라비어 코팅, 딥 코팅, 슬롯 다이 코팅, 와이어 코팅, 플러드 코팅, 및 스프레이 코팅 중 하나 이상을 포함한다. 실시예에서, 접는 단계는 접촉 전에 이루어지고, 접촉하는 단계는 활성제를 포함하는 액체의 배스에 코어 부직 웹을 침지하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 본 방법은 부직 웹의 다중 층을 플라잉(plying)하거나, 적층하거나, 접거나, 또는 라미네이팅함으로써 외부 부직 웹을 제조하는 단계를 추가로 포함한다. 하나 이상의 부직 웹은 중첩될 수 있고, 선택적으로 함께 결합 및/또는 라미네이팅될 수 있다.
일반적으로, 외부 부직 웹으로 코어 부직 웹을 감싸는 단계는 외부 부직 웹이 내부 공간을 형성하고 코어 부직 웹이 내부 공간에 제공되는 임의의 공정을 포함할 수 있다. 실시예에서, 외부 부직 웹으로 코어 부직 웹을 감싸는 단계는 코어 부직 웹을 외부 부직 웹으로 래핑하고, 코어 부직 웹을 외부 부직 웹을 포함하는 엔벨로프에 삽입하거나, 또는 코어 부직 웹을 외부 부직 웹을 포함하는 슬리브에 삽입하는 단계를 포함한다. 실시예에서, 감싸는 단계는 수평 흐름 래핑을 포함한다. 그 다음, 외부 부직 웹은 기계 방향을 따라 함께 밀봉되어, 활성제를 포함하는 액체를 포함하는 코어 부직 웹 주위에 튜브를 제조할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 외부 부직 웹은 기계 방향(301) 및 횡 방향(302)을 가질 수 있고, 코어 부직 웹(302)은 코어 부직 웹 주위에 외부 부직 웹을 래핑함으로써 감싸질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 밀봉하는 단계는 기계 방향(303)으로 2 개 이상의 지점을 따라 외부 부직 웹을 밀봉하는 단계를 포함할 수 있다. 밀봉하는 단계는 횡 방향 에지(304)의 적어도 하나의 에지를 따라 외부 부직 웹을 밀봉하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 밀봉하는 단계는 당업계에 공지된 임의의 밀봉 방법, 예를 들어, 열 밀봉, 용매 용접 및 접착제 밀봉을 포함할 수 있다. 일반적으로, 밀봉을 형성할 영역만이 열 또는 용매로 처리된다. 열 또는 용매는 임의의 방법으로도 가해질 수 있다. 용매 또는 습식 밀봉 또는 용접을 사용하는 경우, 열이 또한 가해지는 것이 바람직할 수 있다. 바람직한 습식 또는 용매 밀봉/용접 방법은 예를 들어 이를 밀봉될 영역에 이를 분무 또는 인쇄함으로써 용매를 선택적으로 적용하는 단계 및 그 다음 시일을 형성하기 위해 이들 영역에 압력을 가하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 밀봉 롤 및 벨트(선택적으로 열을 또한 제공함)를 사용할 수 있다. 용매 밀봉/용접을 위한 용매는 임의의 적합한 용매, 예를 들어 물 및/또는 글리세린을 포함하는 극성 용매를 포함할 수 있다. 이론에 얽매이도록 의도되지 않고, 용액 밀봉은 부직포 섬유의 더 낮은 결정도를 발생시킬 것이며, 이는 차례로 액체 함유 부직 물품의 용해 시에 더 적은 잔류물을 남길 수 있도록 기여하는 것으로 믿어진다.
액체 함유 부직 물품은 인라인 공정으로 제조될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 액체 함유 부직 물품을 제조하는 방법은 플랜지(307)를 갖는 단위 용량을 제공하기 위해 기계 방향(303)으로 시일을 따라 횡 방향(305)으로 부직 물품을 절단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 다이 커팅 시스템을 사용하여 개별 용량을 분리할 수 있다(도 5b의 (306)). 각 단위 용량 주위에 플랜지가 생성되도록 단위 용량 시일 사이에 절단부가 제공된다. 실시예에서, 플랜지는 1 mm 이상 10 mm 이하, 예를 들어, 약 1.5 mm 내지 약 9 mm, 약 2 mm 내지 약 7.5 mm, 또는 약 2.5 mm 내지 약 5 mm일 수 있다. 그런 다음 개별 단위 용량은 수집되고, 무게가 측정되고, 2차 포장에 배치하기 위해 분할될 수 있다.
용해 및 붕해도(Disintegration) 테스트 (MSTM 205)
부직 웹, 수용성 필름 또는 복합 구조는 당업계에 공지된 방법인 모노솔 테스트 방법(MonoSol Test Method) 205(MSTM 205)에 따른 용해 시간 및 붕해도 시간에 의해 특성화되거나 또는 테스트될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 7,022,656을 참조하도록 한다. 아래에 제공된 설명은 부직 웹을 언급하지만, 수용성 필름 또는 복합 구조에도 동일하게 적용 가능하다.
장치 및 재료:
600 mL 비커
자석 교반기 (Labline 모델 번호 1250 또는 동급)
자석 교반 로드 (5 cm)
온도계 (0 내지 100 ℃ ± 1 ℃)
템플릿, 스테인리스강 (3.8 cm x 3.2 cm)
타이머 (0 내지 300 초, 가장 가까운 초 단위까지 정확)
폴라로이드 35 mm 슬라이드 마운트 (또는 동급)
모노솔 35 mm 슬라이드 마운트 홀더 (또는 동급)
증류수
테스트될 각 부직 웹에 대해, 3.8 cm x 3.2 cm 시편인 부직 웹 샘플에서 3 개의 테스트 시편이 절단된다. 시편은 웹의 횡 방향을 따라 균등하게 이격된 웹의 영역에서 절단되어야 한다. 그 후 각 테스트 시편은 다음 절차를 사용하여 분석된다.
별도의 35 mm 슬라이드 마운트에 각 시편을 잠근다.
비이커에 증류수 500 mL를 채운다. 온도계로 물 온도를 측정하고, 필요한 경우, 물을 가열하거나 또는 냉각하여, 용해가 결정되는 온도, 예를 들어, 20 ℃(약 68 ℉)에서 온도를 유지한다.
물 기둥의 높이를 마킹하도록 한다. 홀더의 베이스에 자석 교반기를 놓는다. 비커를 자석 교반기 상에 놓고, 자석 교반 로드를 비커에 추가하고, 교반기를 켜고, 물 기둥의 높이의 약 1/5인 와류가 발생할 때까지 교반 속도를 조정한다. 와류의 깊이를 마킹한다.
슬라이드 마운트의 긴 단부가 물 표면과 평행하도록 35 mm 슬라이드 마운트 홀더의 맞무는 클램프에 35 mm 슬라이드 마운트를 고정한다. 홀더의 깊이 조정기는 떨어뜨렸을 때 클램프의 단부가 물의 표면 아래 0.6 cm가 되도록 설정되어야 한다. 슬라이드 마운트의 짧은 측면 중 하나는 비커의 측면 옆에 있어야 하며, 다른 하나는 부직 웹 표면이 물의 흐름에 수직이 되도록 교반 로드의 중심 바로 위에 위치되어야 한다.
한 모션으로, 고정된 슬라이드 및 클램프를 물에 떨어뜨리고, 타이머를 시작한다. 부직 웹이 부서질 때 붕해가 발생한다. 눈에 보이는 모든 부직 웹이 슬라이드 마운트로부터 해제되면, 용해되지 않은 부직 웹 조각에 대한 용액을 계속 모니터링하면서 슬라이드를 물 밖으로 들어 올린다. 모든 부직 웹 조각이 더 이상 보이지 않고 용액이 투명해질 때 용해가 이루어진다.
결과에는 다음이 포함되어야 한다: 완전한 샘플 식별; 개별 및 평균 붕해 및 용해 시간; 및 샘플이 테스트된 물 온도.
단일 섬유 용해도를 결정하기 위한 방법
단일 섬유의 용해도는 물 파단 온도로 특징지을 수 있다. 섬유 파단 온도는 다음과 같이 결정될 수 있다. 100 mm의 고정된 길이를 갖는 섬유에 2 mg/dtex의 하중을 가한다. 물 온도는 1.5 ℃에서 시작하고, 그 후 섬유가 파단될 때까지 2 분마다 1.5 ℃ 증분으로 증가한다. 섬유가 파단되는 온도를 물 파단 온도로 지칭한다.
단일 섬유의 용해도는 또한 완전 용해 온도로 특징지을 수 있다. 완전 용해 온도는 다음과 같이 결정될 수 있다. 2 mm의 고정된 길이를 갖는 섬유 0.2 g을 물 100 mL에 첨가한다. 물 온도는 1.5 ℃에서 시작하고, 그 후 섬유가 완전히 용해될 때까지 2 분마다 1.5 ℃ 증분으로 증가한다. 샘플은 각 온도에서 교반된다. 섬유가 완전히 용해되는 온도를 완전 용해 온도로 지칭한다.
직경 테스트 방법
개별 섬유 또는 부직 웹 내의 섬유의 직경은 주사 전자 현미경(SEM) 또는 광학 현미경 및 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 결정된다. 섬유가 측정을 위해 적절하게 확대되도록 200 내지 10,000 배의 배율을 선택한다. SEM을 사용할 때, 샘플은 전자 빔에서 전하 및 섬유의 진동을 피하기 위해 금 또는 팔라듐 화합물로 스퍼터링된다. 섬유 직경을 결정하기 위한 수동 절차는 SEM 또는 광학 현미경으로 촬영된 (모니터 화면 상의) 이미지로부터 사용된다. 마우스 및 커서 도구를 사용하여, 무작위로 선택된 섬유의 에지를 찾은 다음, 섬유의 다른 에지에 대한 폭(즉, 해당 지점에서 섬유 방향에 수직)을 가로질러 측정한다. 스케일링 및 보정된 이미지 분석 도구는 미크론 단위의 실제 판독값을 얻기 위한 스케일링을 제공한다. 부직 웹 내의 섬유의 경우, SEM 또는 광학 현미경을 사용하여 부직 웹의 샘플에 걸쳐 여러 개의 섬유가 무작위로 선택된다. 부직 웹 재료의 적어도 2 개의 부분이 이러한 방식으로 절단되고 테스트된다. 총 100 회 이상의 이러한 측정이 이루어지고, 그 후 모든 데이터는 통계 분석을 위해 기록된다. 기록된 데이터는 섬유의 애버리지(평균), 섬유의 표준 편차, 및 중간 섬유 직경을 계산하는 데 사용된다.
인장 강도, 모듈러스, 및 연신율 테스트
인장 강도(TS) 테스트에 따른 인장 강도, 모듈러스(MOD) 테스트에 따른 모듈러스(또는 인장 응력), 및 연신율 테스트에 따른 연신율을 특징으로 하거나 또는 이들을 위해 테스트되는 부직 웹, 수용성 필름 또는 복합 구조는 다음과 같이 분석된다. 아래에 제공된 설명은 부직 웹을 언급하지만, 이것은 수용성 필름 또는 복합 구조에도 동일하게 적용 가능하다. 이 절차에는 ASTM D 882("얇은 플라스틱 시트의 인장 특성에 대한 표준 테스트 방법") 또는 이에 준하는 것에 따른 인장 강도의 측정 및 10 % 연신율에서의 모듈러스의 결정이 포함된다. 인스트론(INSTRON) 인장 테스트 장치(모델 5544 인장 테스터 또는 이와 동등한 것)는 부직 웹 데이터의 수집에 사용된다. 치수 안정성 및 재현성을 보장하기 위해 신뢰할 수 있는 절단 도구로 각각 절단된 최소 3 개의 테스트 시편이 각 측정에 대해 기계 방향(MD)(해당되는 경우)으로 테스트된다. 테스트는 23 ± 2.0 ℃ 및 35 ± 5 % 상대 습도의 표준 실험실 분위기에서 수행된다. 인장 강도 또는 모듈러스 결정을 위해, 1 인치 폭(2.54 cm)의 부직 웹 샘플을 제조한다. 그런 다음 샘플을 인스트론 인장 테스트 기계로 옮겨 상대 습도 35 % 환경에서 노출을 최소화하면서 테스트를 진행한다. 인장 테스트 기계는 제조업체 지침에 따라 준비되고, 500 N 로드 셀이 장착되고, 보정된다. 올바른 그립 및 면이 장착되어 있다(고무 코팅되고 및 25 mm 폭을 갖는 모델 번호 2702-032 면을 갖는 인스트론 그립, 또는 이와 동등한 것). 샘플을 인장 테스트 기계에 장착하고, 100 % 모듈러스(즉, 100 % 필름 연신율을 달성하는 데 필요한 응력), 인장 강도(즉, 필름을 파단하는 데 필요한 응력), 및 연신율 %(초기 샘플 길이에 대한 파단 시 샘플 길이)를 결정하기 위해 분석한다. 일반적으로, 샘플에 대한 연신율 %가 높을수록, 부직 웹에 대한 가공성 특성이 향상된다(예를 들어, 패킷 또는 파우치로의 성형성 증가).
평량의 결정
평량은 ASTM D3776/D3776M-09a(2017)에 따라 결정된다. 간단히 말해서, 적어도 130 cm2의 면적을 갖는 시편 또는 샘플의 상이한 위치들에서 채취되어 적어도 130 cm2의 총 면적을 갖는 다수의 더 작은 다이 컷 시편이 절단된다. ± 0.001 g의 분해능으로 상단 하중 분석 저울에서 질량을 결정하기 위해 시편(들)의 무게를 잰다. 저울은 드래프트 쉴드(draft shield)를 사용하여 공기 드래프트 및 다른 방해로부터 보호된다. 직물의 시편은 함께 무게를 잴 수 있다. 질량은 제곱 야드당 온스, 선형 야드당 온스, 파운드당 선형 야드, 또는 제곱 미터당 그램으로 유효 숫자 3 개로 계산된다.
투습도(Moisture Vapor Transmission Rate)의 결정
투습도(MVTR)는 MSTM-136에 따라 결정된다. MVTR은 부직 웹, 필름 또는 복합 샘플을 통해 하루에 이동하는 수분의 양을 정의한다. 아래에 제공된 설명은 부직 웹을 언급하지만, 이것은 수용성 필름 또는 복합 구조에도 동일하게 적용 가능하다.
장치 및 재료:
Permatran-W 모델 3/34 (또는 동급)
질소 압축 가스 실린더 (99.7 % 이상)
조절기-티(Regulator-Tee) (부품 번호 027-343)
메인 라인 공급 조절기
HPLC 등급 물 (또는 동급)
루어록(Luerlok) 팁을 갖는 10 cc 주사기 (부품 번호 800-020)
파우더 프리 장갑
고 진공 그리스 (부품 번호 930-022)
(2) 테스트 셀
절단 템플릿
도마
손잡이를 갖는 면도날
절단 방지 장갑
Permatran W-모델 3/34의 준비: 질소 압력 수준이 300 psi 초과인지, 캐리어 가스 조절기-티의 압력이 29 psi인지(32 psi를 초과해서는 안 됨), 메인 라인 공급 조절기 압력이 35 psi로 설정되어 있는지 확인하도록 한다. 계기판의 도어를 개방하여 가습기에 접근하여 수위를 확인한다. 수위가 낮으면, 주사기에 HPLC 등급 물을 채우고, 주사기의 루어 피팅을 저장소의 "채움 포트"에 삽입한다. "채움 밸브"를 시계 반대 방향으로 2 내지 3 회전 돌려 개방하고, 그 후 주사기의 플런저를 눌러 물을 저장소로 밀어 넣는다. '채움 밸브'를 폐쇄하고, 주사기를 제거한다. 참고: 수위가 저장소 옆에 표시된 라인을 초과하지 않도록 한다.
샘플의 준비 및 테스트: 테스트될 각 부직 웹에 대해, 샘플 웹을 가져와서 도마 위에 평평하게 놓는다. 웹의 상단에 템플릿을 놓고, 손잡이를 갖는 면도날을 사용하여 샘플을 절단한다. 샘플을 절단할 때 절단 방지 장갑을 착용하도록 해야 한다. 샘플을 따로 보관한다. 고 진공 그리스로 테스트 셀 상단 부분의 밀봉 표면 주위에 그리스를 바른다. 테스트 셀의 상단 부분 위에 부직 웹 샘플을 장착한다. 참고: 배향이 중요할 수 있다. 균질한 재료인 경우, 배향은 중요하지 않다. 다층 및 라미네이팅된 재료의 경우, 다층 필름 또는 배리어 코팅이 된 라미네이트 또는 라미네이트를 셀의 상단을 향해 배치한다. 예를 들어, 한쪽 면의 왁스 코팅된 PVOH 웹은 왁스 면이 위로 향하도록 장착하여, 왁스를 캐리어 가스(질소) 쪽으로 배치해야 한다. 테스트 셀의 상단 부분을 테스트 셀의 바닥 부분 위에 놓는다. 테스트 셀이 양호한 밀봉으로 클램핑되었는지 확인하도록 한다. 셀 로드/언로드 버튼을 눌러 셀 트레이를 개방한다. 테스트 셀의 앞 및 뒤 에지를 잡고, 이를 똑바로 아래로 내린다. 패널 쪽으로 똑바로 밀어서 셀 트레이를 완전히 폐쇄한다. 셀 로드/언로드 버튼을 눌러 셀을 클램핑한다. 참고: 클릭 소리가 들릴 것이다. 제2 샘플에 대해 반복한다.
샘플이 로딩되고 기기가 준비된 후, 테스트 파라미터를 설정해야 한다. 참고: 테스트 파라미터에는 셀 파라미터 및 기기 파라미터의 두 가지 유형이 있다. 기기 파라미터는 모든 셀에 공통적인 반면, 셀 파라미터는 각 셀에 고유하다. 화면에서 "테스트 버튼"을 터치한다. "자동 테스트"에서 "탭 A"를 선택한다. "셀 탭"을 터치한다. 각 버블을 터치하여 다음을 채운다: ID, 면적(cm'2), 두께(mil). 참고: 템플릿의 면적은 50 cm2이다. "탭 B"에 대해 반복한다. "기기 탭"을 터치한다. 각 버블을 터치하여 다음을 채운다: 셀 온도(℃) 및 테스트 가스 RH(%). 참고: 100 %RH가 꺼짐으로 설정되어 있는지 확인한다. 셀 온도는 최소 10 ℃ 내지 최대 40 ℃까지 설정될 수 있다. 테스트 가스 RH는 최소 5 % 내지 90 %로 설정될 수 있다. 100 %RH가 필요한 경우, 다른 방법이 필요하다. "탭 B"에 대해 반복한다. 테스트 파라미터가 설정되면, 샘플 번호에 따라 "선택 시작(Start Selected)" 또는 "모두 시작(Start All)"을 선택한다. 참고: 전면 패널의 각 셀에 대한 표시등은 테스트의 시작을 나타내는 녹색일 것이다.
표면 저항 측정
부직 웹 및 필름의 표면 저항은 ASTM D257에 따라 측정될 수 있다.
연성 등급
본 개시의 부직 웹, 액체 함유 부직 제품, 또는 부직 복합 물품의 손 느낌은 샘플의 연성과 관련되며, 상대적인 테스트 방법을 사용하여 평가될 수 있다. 연성 평가를 수행하는 테스터는 깨끗한 손을 사용하여, 개인이 선택한 방식 또는 방법으로 샘플을 만져보고, 88 %의 가수 분해도를 갖는 폴리비닐 알코올 단독중합체로 이루어진 섬유로 이루어진 부직 웹을 포함하는 대조 재료와 비교하여 본 개시의 부직 웹 및 물품에 대한 연성 등급을 결정하고, 섬유는 2.2 dtex / 51 mm 절단을 갖고, 연성 등급 1(가장 연성)을 가지며, 가수 분해도가 88 %인 75 % 폴리비닐 알코올 단독중합체로 이루어진 섬유로 이루어진 부직 웹을 포함하는 대조 재료, 섬유는 2.2/51 mm 절단 및 22 dtex/38 mm PET 섬유 25 %를 갖고, 연성 등급 5(가장 거친/가장 조악)를 갖는다. 핸드 패널은 평가자가 샘플 이름에 대한 인식에 흔들리지 않을 수 있도록 블라인드 연구로 수행될 수 있다. 샘플은 1 내지 5로 평가될 수 있다.
수평 위킹 테스트
본 명세서에 개시된 바와 같이 수평 위킹에 대해 부직포를 테스트하였다. 테스트는 블로어(blower)가 꺼진 상태로 흄 후드(fume hood)에서 완료되었다. 테스트되는 액체는 액체가 실내 조건과 평형을 이루도록 하기에 적합한 시간 동안 대기에 노출된다. 기계 방향이 액체 운동 방향과 평행하도록 부직 스트립을 절단하였다. 유리 페트리 접시가 액체 저장소로 사용되며, 위킹을 테스트하기 위해 액체로 가능한 한 높은 수준까지 채워진다. 페트리 접시의 뚜껑은 부직 웹을 지지하기 위해 페트리 접시에 인접하게 배치된다. 유리에 달라붙지 않도록 부직포 스트립의 단부를 지지하기 위해 페트리 접시 뚜껑에 바인더 클립이 제공된다. 샘플 설정은 도 8에 나와 있다. 눈금자가 보이는 상태로 부직 웹을 통해 이동하는 액체를 비디오 촬영한다. mm 단위의 액체 이동 거리가 다른 시점에서 기록된다. 시간 경과에 따른 거리는 위킹 속도를 얻기 위해 표시된다. 수평 위킹은 습윤 지연, 워시번 기간(기재를 통한 용액의 선형 흐름), 및 감소 기간의 세 단계로 발생한다. 워시번 기울기, 위킹 속도, 및 흡수율에 대해 사용된 데이터는 워시번 기간 내에 있는 시험을 향해 30 초부터이다.
Figure pct00011
속도(
Figure pct00012
)는 다음 방정식에 따라 결정되었다:
Figure pct00013
흡수 용량 및 흡수율
본 명세서에 개시된 바와 같이 흡수 용량 및 흡수율에 대해 부직포를 테스트하였다. 액체 흡수 용량(LAC%)의 경우, 테스트 샘플을 60 초 동안 20 mm 깊이의 테스트 액체에 (한 번에 하나씩) 침지시켰다. 테스트 샘플은 120 초 동안 수직으로 배수되었다. 그 후 LAC%는 다음 방정식에 따라 계산된다:
Figure pct00014
흡수율(단위 면적당 위킹의 부피 비율)(
Figure pct00015
)은 수평 위킹 테스트에서 얻은 위킹 속도(
Figure pct00016
)에 부직포 샘플의 공극 분율(Φ)을 곱하여 계산된다:
Figure pct00017
.
공극 분율은 건조한, 무게를 잰, 부직포 샘플을
Figure pct00018
알려진 부피의 물이 담긴 디스크에 담가서 결정될 수 있다. 부직포를 15 초 동안 침지시키고, 접시 위에서 30 초 동안 물기를 뺀다. 접시로부터 손실된 물의 양(부피)을 측정하고, 방정식에 따라 공극 분율을 계산한다:
Figure pct00019
.
예
예의 부직 웹은 후술하는 섬유(D), 섬유(E), 섬유(F) 및 섬유(G)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 섬유로부터 제조되었다.
섬유(D)는 88 %의 가수 분해도(DH) 및 1.7 내지 2.2 dtex의 섬도를 갖는 PVOH 단독중합체를 포함하는 상업적으로 입수 가능한 PVOH 스테이플 섬유 제품이다. 섬유(D)는 다음 조건에서 온도 20 ℃의 물에 용해된다: 섬유 10 g을 500 cc 용기에 넣은 다음, 섬유 시편 무게의 30 배에 달하는 증류수를 넣는다. 물을 약간 저어주면, 시편은 몇 분 후, 일반적으로 15 분 이내에 완전히 용해되는 것으로 관찰된다.
섬유(E)는 96 %의 가수 분해도(DH) 및 1.4 내지 2.2의 섬도를 갖는 PVOH 단독중합체를 포함하는 상업적으로 입수 가능한 PVOH 스테이플 섬유 제품이다. 섬유(E)는 다음 조건에서 온도 40 ℃의 물에 용해된다: 섬유 10 g을 500 cc 용기에 넣은 다음, 섬유 시편 무게의 30 배에 달하는 증류수를 넣는다. 물을 약간 저어주면, 시편은 몇 분 후, 일반적으로 15 분 이내에 완전히 용해되는 것으로 관찰된다.
섬유(F)는 98 %의 가수 분해도(DH) 및 1.4 내지 2.2의 섬도를 갖는 PVOH 단독중합체를 포함하는 상업적으로 입수 가능한 PVOH 스테이플 섬유 제품이다. 섬유(F)는 다음 조건에서 온도 70 ℃의 물에 용해된다: 섬유 10 g을 500 cc 용기에 넣은 다음, 섬유 시편 무게의 30 배에 달하는 증류수를 넣는다. 물을 약간 저어주면, 시편은 몇 분 후, 일반적으로 15 분 이내에 완전히 용해되는 것으로 관찰된다.
섬유(G)는 99+% 가수 분해도(DH) 및 1.7 dtex의 섬도를 갖는 PVOH 단독중합체를 포함하는 상업적으로 입수 가능한 PVOH 스테이플 섬유 제품이다. 섬유(G)는 다음 조건에서 온도 95 ℃의 물에 용해된다: 섬유 10 g을 500 cc 용기에 넣은 다음, 섬유 시편 무게의 30 배에 달하는 증류수를 넣는다. 물을 약간 저어주면, 시편은 몇 분 후, 일반적으로 15 분 이내에 완전히 용해되는 것으로 관찰된다.
예 1
단일 PVOH 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 사용하여 다양한 부직 웹을 제조하였다. 섬유는 가수 분해도가 다른 PVOH 단독중합체로 구성되었다. 특히, DH가 각각 88 %, 96 %, 98 % 및 99 %인 섬유(D), 섬유(E), 섬유(F) 및 섬유(G)는 단독으로 또는 50/50(중량 기준) 블렌드로 사용되어, 88 %(D 섬유), 92 %(D/E 섬유), 93 %(D/F 섬유), 93.5 %(D/G 섬유), 96 %(E 섬유), 97 %(E/F 섬유), 97.5 %(E/G 섬유), 98 %(F 섬유), 98.5 %(F/G 섬유) 및 99+%(G 섬유)의 평균 DH를 갖는 부직 웹을 제공한다. 섬유를 캘린더 결합하여, 부직 웹을 형성하였다. 88 %의 평균 DH를 갖는 부직 웹은 40 psi, 2 FPM(분당 피트)의 속도, 및 140 ℃의 온도에서 캘린더링되었다. 나머지 부직 웹은 섬유의 DH에 따라 그리고 필요에 따라 1 내지 2 FPM의 속도로 40 psi 및 140 ℃ 내지 190 ℃의 온도에서 캘린더링되어, 평균 DH가 88 %인 부직포와 동일한 정도의 결합을 달성한다. 본 명세서에 개시된 인장 강도 테스트에 따라 측정되는 바와 같이 웹의 인장 강도가 동일할 때(± 5 %) 2 개의 부직 웹에 대해 결합 정도가 동일한 것으로 간주되었다. 생성된 부직 웹을 본 명세서에 제공된 방법에 따라 수평 위킹 및 흡수 용량 및 흡수율에 대해 테스트하였다.
다양한 부직 웹에 대해 테스트된 액체는 탈이온수, 헥산, 합성 혈액, 및 합성 소변이었다. 합성 혈액은 헤모글로빈, 아미노산, 단백질, 및 다른 유해하지 않은 성분의 94 % 물 혼합물이었다. 합성 소변은 요소, 황산마그네슘 7수화물, 염화칼슘 탈수화물, 및 염화나트륨의 97 % 물 혼합물이었다.
도 9에 도시된 바와 같이, 물 및 합성 소변의 경우, 부직 웹의 평균 DH가 증가할수록, 워시번 기울기, 위킹 속도 및 흡수율이 증가하였으며, 합성 혈액의 경우, 평균 DH가 증가할수록, 워시번 기울기 및 위킹 속도가 증가하고 흡수율이 유지되었으며, 헥산의 경우, 부직 웹의 DH가 증가할수록, 워시번 기울기, 위킹 속도, 및 흡수율은 각각 감소하였다.
도 10에 나타난 바와 같이, 액체 흡수 용량의 경우, 높은 DH 섬유는 블렌드로 제공될 때 낮은 DH 섬유보다 용량에 더 큰 영향을 미쳤으며, 오히려 흡수 용량에 대한 혼합물의 법칙 효과를 보여주었다. 코튼 필(cotton pill) 재료만을 포함하는 부직 웹이 또한 비교를 위해 테스트되었다.
예 2
단일 PVOH 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 포함하는 부직 웹을 사용하여 다양한 다층 부직 웹을 제조하였다. 섬유는 가수 분해도가 다른 PVOH 단독중합체로 구성되었다. 특히 DH가 각각 88 %, 96 %, 98 % 및 99+%인 섬유(D), 섬유(E), 섬유(F) 및 섬유(G)가 단독으로 또는 블렌드로 사용되었다. 제1 층의 섬유는 카딩되었고, 제2 층의 섬유는 제1 층의 섬유 위에 적층되었다. 2 개의 층을 동시에 캘린더 결합하여 부직 웹 및 다층 부직 물품으로 제조하였다. 88 %의 평균 DH를 갖는 부직 웹(들)은 40 psi, 2 FPM 및 140 ℃의 온도에서 캘린더링되었다. 나머지 부직 웹은 필요에 따라 그리고 섬유의 DH에 따라 1 내지 2 FPM에서 40 psi 및 140 ℃ 내지 190 ℃의 온도에서 캘린더링되어, 88 %의 평균 DH를 갖는 부직포와 동일한 결합 정도를 달성하였다. 본 명세서에 개시된 인장 강도 테스트에 따라 측정된 바와 같이 웹의 인장 강도가 동일할 때(± 5 %) 2 개의 부직 웹에 대해 결합 정도가 동일한 것으로 간주되었다. 평균 DH가 92 %(50/50 D/E 섬유 부직포), 93 %(50/50 D/F 섬유 부직포), 93.5 %(50/50 D/G 섬유 부직포), 94 %(25/ 75 D/E 섬유 부직포), 95.2 %(10/90 D/E 섬유 부직포), 96 %(E 섬유 부직포), 97 %(50/50 E/F 섬유 부직포), 및 97.5 %(50/50 E /G섬유 부직포)인 물품이, 동일한 조성 및 평량의 2 개의 부직 웹을 결합하여 제조되었다.
모든 다층 물품은 여기에 제공된 방법에 따라 수평 위킹 및 흡수 용량 및 흡수율에 대해 테스트되었다.
다양한 부직 웹에 대해 테스트된 액체는 탈이온수, 헥산, 합성 혈액 및 합성 소변이었다. 합성 혈액은 헤모글로빈, 아미노산, 단백질 및 다른 유해하지 않은 성분의 94 % 물 혼합물이었다. 합성 소변은 요소, 황산마그네슘 7수화물, 염화칼슘 탈수화물, 및 염화나트륨의 97 % 물 혼합물이었다.
도 11에서 보는 바와 같이, 헥산을 제외한 모든 액체에서, 다층 물품의 평균 DH가 증가할수록, 워시번 기울기, 위킹 속도, 및 흡수율이 증가하였다. 헥산의 경우, 다층 물품의 DH가 증가함에 따라, 워시번 기울기, 위킹 속도, 및 흡수율이 약간 증가했지만 비교적 안정적으로 유지되었다.
도 12에 도시된 바와 같이, 액체 흡수 용량의 경우, 높은 DH 층이 블렌드로 제공될 때 낮은 DH 섬유보다 용량에 더 큰 영향을 미쳤으며, 오히려 흡수 용량에 대한 혼합물의 법칙 효과를 보여준다. 코튼 필 재료만을 포함하는 부직 웹이 또한 비교를 위해 테스트되었다.
예 3
단일 PVOH 섬유 형성 재료를 포함하는 섬유를 갖는 부직 웹을 사용하여 다양한 다층 부직 웹을 제조하였다. 섬유는 가수 분해도가 다른 PVOH 단독중합체로 구성되었다. 특히 DH가 각각 88 %, 96 %, 98 %, 99+%인 섬유(D), 섬유(E), 섬유(F) 및 섬유(G)를 단독으로 사용하였다. 제1 층의 섬유는 카딩되었고, 제2 층의 섬유는 제1 층의 섬유 위에 적층되었다. 2 개의 층을 동시에 캘린더 결합하여 부직 웹 및 다층 부직 물품으로 제조하였다. 부직 웹은 40 psi, 2 FPM 및 150 ℃의 온도에서 캘린더링되었다. 일부 단일 층 제품도 공기-통과 결합을 사용하여 제조되었다. 공기-통과 결합은 180 ℃에서 6:50의 속도로 수행되었다. 공기-통과 결합된 부직 웹은 결합을 돕기 위해 96 %의 DH 및 최대 5 중량%의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유를 갖는 PVOH 섬유를 포함하였다. 다층 물품의 경우, DH는 2 개의 층의 평균 DH로 간주되었다. 평균 DH가 92 %(D 섬유 부직포/E 섬유 부직포), 93 %(D 섬유 부직포/F 섬유 부직포), 93.5 %(D 섬유 부직포/G 섬유 부직포), 97 %(E 섬유 부직포/F 섬유 부직포), 및 97.5 %(E 섬유 부직포/G 섬유 부직포)인 물품이, 구성은 다르지만 평량이 동일한 2 개의 부직 웹을 결합하여 제조되었다.
2 개의 상이한 부직 웹을 포함하는 다층 물품은 본 명세서에 제공된 방법에 따라 수평 위킹 및 흡수 용량 및 흡수율에 대해 테스트하였다. 테스트는 더 높은 DH 층이 위를 향하는 제1 배향 및 더 낮은 DH 층이 위를 향하는 제2 배향으로 다층 물품을 사용하여 여러 번 실행되었다. 2 개의 배향 사이에 위킹 속도의 식별 가능한 차이가 발견되지 않았다.
다양한 부직 웹에 대해 테스트된 액체는 탈이온수, 헥산, 합성 혈액, 및 합성 소변이었다. 합성 혈액은 헤모글로빈, 아미노산, 단백질, 및 다른 유해하지 않은 성분의 94 % 물 혼합물이었다. 합성 소변은 요소, 황산마그네슘 7수화물, 염화칼슘 탈수화물, 및 염화나트륨의 97 % 물 혼합물이었다.
물품은 평균 DH가 증가함에 따라 워시번 기울기가 증가하는 예 1에서와 동일한 경향을 보여주었다.
도 13에 나타난 바와 같이 헥산을 제외한 모든 액체에 대해, 다층 물품의 평균 DH가 증가할수록, 워시번 기울기, 위킹 속도, 및 흡수율이 증가하였다. 헥산의 경우, 다층 물품의 DH가 증가함에 따라, 워시번 기울기, 위킹 속도, 및 흡수율이 약간 증가했지만 비교적 안정적으로 유지되었다. 도 13의 데이터는, 부직 웹이 더 높은 DH 쪽이 위로 향하고 더 낮은 DH 쪽이 액체에 노출되는 배향에 있을 때, 캘린더 결합 물품에 대해 수집되었다.
도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 부직포의 성능은 제품의 평균 DH 및 결합 유형에 따라 다르다. 공기-통과 결합된 부직포의 경우, 캘린더 결합된 대응물에 비해, 더 높은 LAC% 값이 나타났다. 이러한 경향은 결합 정도가 높을수록, 예를 들어 캘린더 결합(공기-통과 공정보다 더 높은 온도, 압력 및 더 긴 체류 시간을 가짐)에서, 물품의 LAC가 감소하는 것을 시사한다. 도 14의 x-축 상의 라벨은 본 개시의 하기 부직 웹을 지칭한다: "E 블렌드"는 E 섬유(예 1)로 구성된 단일 층 부직 웹이며, "E 블렌드, 1.75 % PET"는 E 섬유 및 1.75 중량% PET 섬유를 포함하는 단일 층 부직 웹이며, "E 블렌드, 2.5 % PET"는 E 섬유 및 2.5 중량% PET 섬유를 포함하는 단일 층 부직 웹이며, "E 블렌드, 5 % PET"는 E 섬유 및 5 중량% PET 섬유를 포함하는 단일 층 부직 웹이며, "E 다층"은 각 층이 E 섬유(예 2)로 이루어진 2 개의 층 부직 웹이고, "E/F 블렌드"는 하나의 층이 E 섬유로 이루어지고 하나의 층이 F 섬유로 이루어진 2 개의 층 부직 물품이고, "E/G 블렌드"는 하나의 층이 E 섬유로 이루어지고 하나의 층이 G 섬유로 이루어지는 2 개의 층 부직 물품이다. 면 필 재료만을 포함하는 부직 웹이 또한 비교를 위해 테스트되었다.
예 4
단일 층 부직 웹은 폴리비닐 알코올 섬유(섬유(E))와 폴리락트산(PLA) 섬유 또는 면 섬유의 혼합물로 제조되었다. 부직 웹에서, 폴리비닐 알코올 섬유는 총 섬유 중량의 50 중량%를 포함하고, 나머지 50 중량%는 PLA 섬유 또는 면 섬유였다. 폴리비닐 알코올 섬유를 PLA 섬유 또는 면 섬유와 함께 카딩하고, 40 psi 및 140 ℃에서 캘린더링하였다. 생성된 부직 웹은 약 50 gsm의 평량을 가졌다.
따라서, 예 4는 수용성 섬유 및 비-수용성 섬유를 포함하는 이종 부직 웹의 제조를 설명한다.
이상의 설명은 단지 이해의 명료함을 위해 주어진 것이며, 본 개시의 범위 내에서 수정이 가능한 것은 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 수 있으므로, 이로부터 불필요한 제한이 있는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본 명세서에 인용된 모든 특허, 공보 및 참고 문헌은 여기에 완전히 참조로 포함된다. 본 개시와 통합된 특허, 공보 및 참고 문헌 간에 상충이 존재하는 경우, 본 개시가 우선해야 한다.

Claims (124)

  1. 부직 복합 물품으로서,
    제1 직경을 갖는 제1 복수의 섬유를 포함하는 제1 부직 웹(nonwoven web)을 포함하는 제1 층;
    제2 직경을 갖는 제2 복수의 섬유를 포함하는 제2 부직 웹을 포함하는 제2 층;
    상기 제1 부직 웹의 적어도 일부 및 상기 제2 부직 웹의 적어도 일부를 포함하는 제1 계면으로서, 상기 제1 부직 웹의 일부와 상기 제2 부직 웹의 일부는 융합되는 것인 제1 계면
    을 포함하고,
    상기 제2 직경은 상기 제1 직경보다 작고, 상기 제1 복수의 섬유, 상기 제2 복수의 섬유, 또는 둘 모두는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부직 웹의 공극률과 상기 제2 부직 웹의 공극률은 상이한 것인, 부직 복합 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부직 복합 물품은, 제3 복수의 섬유를 포함하는 제3 부직 웹의 제3 층을 추가로 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 제3 층 사이에 제공되고, 상기 제2 부직 웹의 적어도 제2 부분과 상기 제3 부직 웹의 적어도 일부가 융합되어 제2 계면을 형성하는 것인, 부직 복합 물품.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제3 부직 웹은 기공(pore)을 포함하고, 상기 제3 부직 웹의 상기 기공은 상기 제2 부직 웹의 기공 및 상기 제1 부직 웹의 기공과는 상이한 크기를 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 부직 웹의 기공은 상기 제2 부직 웹의 기공보다 크고, 상기 제2 부직 웹의 기공은 상기 제3 부직 웹의 기공보다 큰 것인, 부직 복합 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 계면을 형성하는 상기 제1 부직 웹의 일부와 상기 제2 부직 웹의 일부는 열 융합(thermally fused)되거나 또는 용매 융합(solvent fused)되는 것인, 부직 복합 물품.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 계면을 형성하는 상기 제2 부직 웹의 일부와 상기 제3 부직 웹의 일부는 열 융합되거나 또는 용매 융합되는 것인, 부직 복합 물품.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 계면, 상기 제2 계면, 또는 둘 모두는 용매 융합되고, 상기 용매는 물, 에탄올, 메탄올, DMSO 및 글리세린의 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유는 상기 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 복수의 섬유는 상기 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  12. 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 복수의 섬유는 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 폴리비닐 알코올 단독중합체(homopolymer) 및 폴리비닐 알코올 공중합체의 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 폴리비닐 알코올 공중합체는 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올(anionic modified polyvinyl alcohol)을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올은 (알킬)아크릴레이트 개질된 폴리비닐 알코올, 말레에이트 개질된 폴리비닐 알코올, 및 설포네이트 개질된 폴리비닐 알코올의 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 및 셀룰로오스 아미드의 군으로부터 선택된 하나 이상의 수용성 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 복수의 섬유는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 및 셀룰로오스 아미드의 군으로부터 선택된 하나 이상의 수용성 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  18. 제3항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 복수의 섬유는 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 및 셀룰로오스 아미드의 군으로부터 선택된 하나 이상의 수용성 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유는 비-수용성 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 복수의 섬유는 비-수용성 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  21. 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 복수의 섬유는 비-수용성 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비-수용성 섬유 형성 재료는 면, 대마, 황마, 아마, 모시, 사이잘(sisal), 버개스(bagasse), 바나나 섬유, 레이스바크(lacebark), 실크, 시뉴(sinew), 캣거트(catgut), 양모, 시밀크(seamilk), 모헤어(mohair), 앙고라(angora), 캐시미어(cashmere), 콜라겐, 액틴(actin), 나일론, 데이크론(dacron), 레이온, 대섬유, 모달(modal), 디아세테이트 섬유, 트리아세테이트 섬유, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 탄성 폴리프로필렌, 및 비스코스(viscose)의 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유는 섬유 형성 재료들의 블렌드(blend)를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 복수의 섬유는 섬유 형성 재료들의 블렌드를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  25. 제3항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 복수의 섬유는 섬유 형성 재료들의 블렌드를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유, 상기 제2 복수의 섬유, 및 상기 제3 복수의 섬유 중 하나 이상은, 천연 섬유 형성 재료, 식물 기반 섬유 형성 재료, 바이오 기반 섬유 형성 재료, 생분해성 섬유 형성 재료, 및 퇴비화 가능한 섬유 형성 재료의 군으로부터 선택된 하나 이상의 섬유 형성 재료를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부직 웹은 약 0.5 내지 약 1.5, 약 0.75 내지 약 1.5, 약 0.80 내지 약 1.25, 약 0.90 내지 약 1.1, 또는 약 0.95 내지 약 1.05 범위의 인성 비(tenacity ratio)(기계 방향 : 교차 방향(MD:CD))를 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 부직 웹은 약 0.75 내지 약 1.5, 약 0.80 내지 약 1.25, 약 0.90 내지 약 1.1, 또는 약 0.95 내지 약 1.05 범위의 인성 비(MD:CD)를 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  29. 제3항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 부직 웹은 약 0.75 내지 약 1.5, 약 0.80 내지 약 1.25, 약 0.90 내지 약 1.1, 또는 약 0.95 내지 약 1.05 범위의 인성 비(MD:CD)를 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유, 상기 제2 복수의 섬유, 및 상기 제3 복수의 섬유 중 하나 이상은 2-성분 섬유를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 2-성분 섬유는, 섬유 형성 재료의 외피에 의해 둘러싸인 섬유 형성 재료의 코어를 포함하고, 상기 외피의 섬유 형성 재료는, 상기 코어의 섬유 형성 재료보다는, 물에 대한 용해도가 더 큰 것인, 부직 복합 물품.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유, 상기 제2 복수의 섬유, 및 상기 제3 복수의 섬유 중 하나 이상은 가소제 및 계면 활성제 중 하나 또는 둘 모두를 추가로 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부직 복합 물품은 활성제 및 흡수 재료 중 하나 또는 둘 모두를 추가로 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유, 상기 제2 복수의 섬유, 및 상기 제3 복수의 섬유 중 하나 이상은 상기 활성제 및 상기 흡수 재료 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서,
    상기 활성제는 효소, 오일, 향미제, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 비료, 산화제, 활성화제, 산 촉매, 금속 촉매, 이온 스캐빈저(ion scavenger), 세제, 소독제, 계면 활성제, 표백제, 표백제 성분, 및 섬유 유연제의 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  36. 제35항에 있어서,
    향료는 캡슐화(encapsulation)되는 것인, 부직 복합 물품.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 층은 카딩된(carded) 층을 포함하고, 상기 제2 층은 용융-방사된 층을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  38. 제3항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 층은 카딩된 층을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  39. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 층은 카딩된 층을 포함하고, 상기 제2 층은 셀룰로오스 섬유를 포함하는 에어레이드 층(airlaid layer)을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  40. 제3항 내지 제36항 또는 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 층은 용융-방사된 층을 포함하는 것인, 부직 복합 물품.
  41. 제39항 또는 제40항에 있어서,
    상기 제1 층은 약 30 g/m2 내지 약 70 g/m2의 평량을 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  42. 제1항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부직 복합 물품은 약 5 g/m2 내지 약 150 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 125 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 100 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 70 g/m2, 약 5 g/m2 내지 약 50 g/m2, 또는 약 5 g/m2 내지 약 30 g/m2의 평량을 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 제1 층은 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2의 평량을 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  44. 제3항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 층은 약 5 g/m2 내지 약 15 g/m2의 평량을 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  45. 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 층은 상기 부직 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 2.5 중량% 내지 약 10 중량%로 상기 부직 복합 물품에 포함되는 것인, 부직 복합 물품.
  46. 제3항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 층은 상기 부직 복합 물품의 총 중량을 기준으로 약 2.5 중량% 내지 약 10 중량%로 상기 부직 복합 물품에 포함되는 것인, 부직 복합 물품.
  47. 제1항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유는 약 10 미크론 내지 약 300 미크론, 선택적으로는 약 50 미크론 내지 약 300 미크론, 또는 선택적으로는 100 미크론 초과 내지 약 300 미크론의 직경을 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  48. 제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유의 섬유 직경들은 실질적으로 균일한 것인, 부직 복합 물품.
  49. 제1항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유, 상기 제2 복수의 섬유, 상기 제3 복수의 섬유, 또는 이들의 조합은 약 3 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex, 선택적으로 약 7 cN/dtex 내지 약 10 cN/dtex, 약 4 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex, 또는 약 6 cN/dtex 내지 약 8 cN/dtex의 인성을 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  50. 제1항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부직 복합 물품은, 상기 제1 층만을 포함하는 동일한 물품에 비해, 기계 방향, 교차 방향, 또는 둘 모두에서 개선된 모듈러스(modulus), 인장 강도, 연신율, 인성, 또는 이들의 조합을 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 부직 복합 물품은, 상기 제1 층만을 포함하는 동일한 물품에 비해, 기계 방향 및 교차 방향 모두에서 개선된 모듈러스, 인장 강도, 연신율, 인성 또는 이들의 조합을 갖는 것인, 부직 복합 물품.
  52. 제1항 내지 제51항 중 어느 한 항의 부직 복합 물품
    을 포함하는 습식 플러셔블 와이프(flushable wet wipe).
  53. 제52항에 있어서,
    연화제 및 유화제를 포함한 수성 에멀젼을 포함하는 클리닝 로션
    을 추가로 포함하는 것인, 습식 플러셔블 와이프.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 클리닝 로션은, 방향제, 방부제, 효소, 착색제, 오일 흡수제, 살충제, 이온 스캐빈저, 세제 및 소독제의 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 습식 플러셔블 와이프.
  55. 착용 가능한 흡수 물품으로서,
    착용자를 향하는 측면 및 외부를 향하는 측면을 갖는 흡수 코어;
    액체 획득 층
    을 포함하고,
    상기 액체 획득 층은, 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함한 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹을 포함하는 것인, 흡수 물품.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 액체 획득 층은 상기 흡수 코어의 상기 착용자를 향하는 측면 상에 제공되는 것인, 흡수 물품.
  57. 제55항 또는 제56항에 있어서,
    상기 액체 획득 층은 상기 흡수 코어의 상기 외부를 향하는 측면 상에 제공되는 것인, 흡수 물품.
  58. 제55항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 획득 층은 상기 흡수 코어 주위에 래핑되는(wrapped) 것인, 흡수 물품.
  59. 제55항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 획득 층은 상기 흡수 코어와 접촉하는 것인, 흡수 물품.
  60. 제55항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 획득 층과 상기 흡수 코어 사이에 제공된 개재 층
    을 추가로 포함하는, 흡수 물품.
  61. 제55항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 획득 층은 상기 흡수 코어의 상기 외부를 향하는 측면 상에서 상기 흡수 코어와 접촉하고, 상기 흡수 코어의 상기 착용자를 향하는 측면 상에서 상기 액체 획득 층과 상기 흡수 코어 사이에 개재 층이 제공되는 것인, 흡수 물품.
  62. 제55항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 획득 층은 부직 복합재를 포함하고,
    상기 부직 복합재는,
    제1 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹의 제1 층;
    제2 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹의 제2 층;
    선택적으로, 제3 복수의 섬유를 포함하는 부직 웹의 제3 층
    을 포함하고,
    상기 부직 웹의 제1 층, 상기 부직 웹의 제2 층, 및 상기 부직 웹의 제3 층 중 하나 이상은 상기 수용성 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 부직 웹을 포함하는 것인, 흡수 물품.
  63. 제55항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 획득 층은 제1항 내지 제43항 중 어느 한 항의 부직 복합 물품을 포함하는 것인, 흡수 물품.
  64. 습식 플러셔블 와이프에서의 제1항 내지 제51항 중 어느 한 항의 부직 복합 물품의 사용.
  65. 착용 가능한 흡수 물품에서의 제1항 내지 제51항 중 어느 한 항의 부직 복합 물품의 사용.
  66. 제1항 내지 제51항 중 어느 한 항의 부직 복합 물품을 형성하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    상기 제1 부직 웹의 적어도 일부를 상기 제2 부직 웹의 일부에 융합시키기에 충분한 조건 하에, 상기 제2 부직 웹을 포함하는 상기 제2 층을, 상기 제1 부직 웹을 포함하는 상기 제1 층 상에 배치(deposit)시켜, 제1 계면을 형성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 제2 부직 웹의 적어도 제2 부분을 상기 제3 부직 웹의 적어도 일부에 융합시키기에 충분한 조건 하에, 상기 제3 부직 웹을 포함하는 상기 제3 층을, 상기 제2 부직 웹을 포함하는 상기 제2 층 상에 배치시켜, 제2 계면을 형성하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  68. 제66항 또는 제67항에 있어서,
    상기 제1 부직 웹의 적어도 일부를 상기 제2 부직 웹의 일부에 융합시키거나, 상기 제2 부직 웹의 적어도 제2 부분을 상기 제3 부직 웹의 일부에 융합시키거나, 또는 둘 모두를 행하기 위한 상기 충분한 조건은 열 융합 또는 용매 융합을 포함하는 것인, 방법.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 열 융합은, 상기 제1 부직 웹 또는 제2 부직 웹 중 하나, 또는 상기 제2 부직 웹 또는 제3 부직 웹 중 하나가 가열된 상태에 있는 동안, 상기 제1 부직 웹의 일부를 상기 제2 부직 웹의 일부와 접촉시키는 것, 또는 상기 제2 부직 웹의 제2 부분을 상기 제3 부직 웹의 일부와 접촉시키는 것, 또는 둘 모두를 포함하는 것인, 방법.
  70. 제69항에 있어서,
    상기 열 융합은 상기 제2 부직 웹이 가열된 상태에 있는 동안, 상기 제1 부직 웹의 일부를 상기 제2 부직 웹의 일부와 접촉시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
  71. 제69항에 있어서,
    상기 열 융합은 상기 제2 부직 웹이 가열된 상태에 있는 동안, 상기 제2 부직 웹의 제2 부분을 상기 제3 부직 웹의 일부와 접촉시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
  72. 제68항에 있어서,
    상기 용매 융합은 상기 제1 부직 웹 상에 상기 제2 부직 웹을 배치시키기 전에 상기 제1 부직 웹의 일부, 상기 제2 부직 웹의 일부, 또는 둘 모두에 용매를 적용하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  73. 제68항에 있어서,
    상기 용매 융합은 상기 제2 부직 웹 상에 상기 제3 부직 웹을 배치시키기 전에 상기 제2 부직 웹의 제2 부분, 상기 제3 부직 웹의 일부, 또는 둘 모두에 용매를 적용하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  74. 제72항에 있어서,
    상기 용매 융합은 상기 제2 부직 웹을 배치시키기 전에 상기 제1 부직 웹의 일부에 용매를 적용하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  75. 제73항에 있어서,
    상기 용매 융합은 상기 제3 부직 웹을 배치시키기 전에 상기 제2 부직 웹의 제2 부분에 용매를 적용하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  76. 제72항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부직 웹의 일부, 상기 제2 부직 웹의 제2 부분, 또는 둘 모두는 상기 용매에서 적어도 부분적으로 용해되는 것인, 방법.
  77. 제72항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용매는 물, 에탄올, 메탄올, DMSO 및 글리세린의 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 방법.
  78. 제66항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 층은 카딩된 부직 웹을 포함하는 것인, 방법.
  79. 제67항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 층은 카딩된 부직 웹을 포함하는 것인, 방법.
  80. 제66항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 층은 용융-방사된 부직 웹을 포함하는 것인, 방법.
  81. 제67항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 층은 용융-방사된 부직 웹을 포함하는 것인, 방법.
  82. 제81항에 있어서,
    상기 제2 층은 셀룰로오스 섬유 형성 재료를 포함하는 부직 웹을 포함하는 것인, 방법.
  83. 액체 함유 부직 물품으로서,
    제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 제1 복수의 섬유를 포함하는 코어 부직 웹으로서, 상기 코어 부직 웹은 액체를 포함하고, 상기 액체는 활성제를 포함하는 것인 코어 부직 웹;
    제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료를 포함하는 제2 복수의 섬유를 포함하는 외부 부직 웹
    을 포함하고,
    상기 코어 부직 웹은 상기 외부 부직 웹에 의해 둘러싸이는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  84. 제83항에 있어서,
    상기 외부 부직 웹은 상기 제1 부직 웹 주위에 래핑되는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  85. 제83항에 있어서,
    상기 외부 부직 웹은 슬리브(sleeve) 또는 엔벨로프(envelope)의 형태를 가지며, 상기 코어 부직 웹은 상기 슬리브 또는 상기 엔벨로프 내에 제공되는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  86. 제83항 내지 제85항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 부직 웹과 상기 외부 부직 웹은 적어도 하나의 치수에서 동일한 길이를 갖는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  87. 제83항 내지 제86항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 부직 웹은 상기 액체로 포화되는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  88. 제83항 내지 제87항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체를 포함하는 상기 코어 부직 웹의 중량은, 상기 활성제를 포함하는 상기 액체를 첨가하기 전의 상기 코어 부직 웹의 중량의 2 배 내지 10 배인 것인, 액체 함유 부직 물품.
  89. 제83항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 부직 웹은 약 5 내지 약 30 g의 액체, 약 5 내지 약 25 g의 액체, 약 8 내지 약 20 g의 액체, 약 8 내지 약 19 g의 액체, 약 10 내지 약 19 g의 액체, 또는 약 12 내지 약 18 g의 액체를 포함하는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  90. 제83항 내지 제89항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체를 포함하는 상기 코어 부직 웹은 약 30 gsm 내지 약 2000 gsm, 약 40 gsm 내지 약 1750 gsm, 약 50 gsm 내지 약 1500 gsm, 약 60 gsm 내지 약 1200 gsm, 약 100 gsm 내지 약 1000 gsm, 약 200 gsm 내지 약 800 gsm, 또는 약 300 gsm 내지 약 600 gsm의 액체 중량을 갖는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  91. 제83항 내지 제90항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 부직 웹은 약 15 gsm 내지 약 200 gsm, 약 20 gsm 내지 약 175 gsm, 약 25 gsm 내지 약 150 gsm, 또는 약 30 gsm 내지 약 120 gsm 범위의 건조 평량을 갖는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  92. 제83항 내지 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 부직 웹은 약 15 gsm 내지 약 400 gsm, 약 20 gsm 내지 약 300 gsm, 약 25 gsm 내지 약 250 gsm, 약 30 gsm 내지 약 210 gsm, 또는 약 30 gsm 내지 약 140 gsm의 평량을 갖는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  93. 제83항 내지 제92항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 부직 웹은 약 0.5 mm 내지 약 6.0 mm, 약 0.75 mm 내지 약 4.5 mm, 또는 약 1.0 내지 약 3.0 mm의 두께를 갖는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  94. 제83항 내지 제93항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 부직 웹은 단일 플라이(single ply)이거나 또는 다중 층의 부직 웹으로 구성되는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  95. 제83항 내지 제94항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 부직 웹의 적어도 일부가 상기 외부 부직 웹의 적어도 일부와 접촉하는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  96. 제83항 내지 제95항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 함유 부직 물품은 에지를 갖고, 상기 코어 부직 웹 및 상기 외부 부직 웹은 적어도 2 개의 에지 또는 적어도 3 개의 에지 상에서 밀봉되는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  97. 제83항 내지 제96항 중 어느 한 항에 있어서,
    예컨대 잉크젯 인쇄(inkjet printing) 또는 엠보싱(embossing)에 의한 마킹(markings) 또는 패턴을 상기 외부 부직 웹 상에 추가로 포함하는, 액체 함유 부직 물품.
  98. 제83항 내지 제97항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 함유 부직 물품은 사변형, 삼각형, 원, 별, 하트(heart), 팔각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 타원, 초승달, 반원, 십자가, 트레포일(trefoil), 쿼드라포일(quadrafoil), 물방울, 펜타그램(pentagram), 헥사그램(hexagram), 옥타그램(octagram), 크라운(crown), 눈송이, 방패, 구름, 화살표, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 형상을 갖는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  99. 제83항 내지 제98항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 함유 부직 물품은 약 2 내지 약 50 mm, 약 3 내지 약 45 mm, 약 4 내지 약 40 mm, 약 5 내지 약 35 mm, 약 5 내지 약 30 mm, 또는 약 5 내지 약 25 mm의 두께를 갖는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  100. 제83항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서,
    임의의 치수에서의 최대 길이는 약 7 인치(17.78 cm), 약 6 인치(15.24 cm), 약 5 인치(12.70 cm), 또는 약 4 인치(10.16 cm)인 것인, 액체 함유 부직 물품.
  101. 제83항 내지 제100항 중 어느 한 항에 있어서,
    임의의 치수에서의 최대 길이는 적어도 약 0.5 인치(1.27 cm), 적어도 약 1 인치(2.54 cm), 또는 적어도 약 1.5 인치(3.81 cm)인 것인, 액체 함유 부직 물품.
  102. 제83항 내지 제101항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료 및 상기 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 폴리비닐 알코올 단독중합체, 폴리비닐 알코올 공중합체, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  103. 제102항에 있어서,
    상기 폴리비닐 알코올 공중합체는 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올을 포함하는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  104. 제103항에 있어서,
    상기 음이온성 개질된 폴리비닐 알코올은, (알킬)아크릴레이트 개질된 폴리비닐 알코올, 말레에이트 개질된 폴리비닐 알코올, 설포네이트 개질된 폴리비닐 알코올, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  105. 제83항 내지 제104항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 섬유 또는 상기 제2 복수의 섬유는, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 구아 검, 아카시아 검, 크산탄 검, 카라기난, 수용성 전분, 수용성 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 셀룰로오스 에스테르, 및 셀룰로오스 아미드의 군으로부터 선택된 하나 이상의 섬유 형성 재료를 추가로 포함하는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  106. 제83항 내지 제105항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 폴리비닐 알코올 단독중합체를 포함하는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  107. 제83항 내지 제106항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 폴리비닐 알코올 단독중합체를 포함하는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  108. 제83항 내지 제107항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료와 상기 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 동일한 것인, 액체 함유 부직 물품.
  109. 제83항 내지 제107항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료와 상기 제2 폴리비닐 알코올 섬유 형성 재료는 점도, 가수 분해도, 공중합 정도, 또는 이들의 조합에 있어서 차이를 갖는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  110. 제83항 내지 제109항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성제는 효소, 오일, 향미제, 착색제, 냄새 흡수제, 방향제, 살충제, 비료, 산화제, 활성화제, 산 촉매, 금속 촉매, 이온 스캐빈저, 세제, 소독제, 계면 활성제, 표백제, 표백제 성분, 및 섬유 유연제의 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 액체 함유 부직 물품.
  111. 제83항 내지 제110항 중 어느 한 항의 액체 함유 부직 물품을 제조하는 방법으로서,
    상기 코어 부직 웹을, 상기 활성제를 포함하는 상기 액체와 접촉시키는 단계;
    상기 코어 부직 웹을 상기 외부 부직 웹으로 감싸는 단계;
    상기 코어 부직 웹을 둘러싸도록 상기 외부 부직 웹을 밀봉하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  112. 제111항에 있어서,
    상기 코어 부직 웹을 자체로 2 내지 50 회, 3 내지 45 회, 4 내지 40 회, 5 내지 35 회, 또는 6 내지 30 회 접는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  113. 제111항 또는 제112항에 있어서,
    상기 접촉시키는 단계는, 그라비어 코팅(gravure coating), 딥 코팅(dip coating), 슬롯 다이 코팅(slot die coating), 와이어 코팅(wire coating), 플러드 코팅(flood coating), 스프레이 코팅(spray coating), 상기 활성제를 포함하는 상기 액체의 배스(bath)에의 침지, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 방법.
  114. 제112항 또는 제113항에 있어서,
    상기 접는 단계는, 상기 접촉시키는 단계 후에 이루어지고, 상기 접촉시키는 단계는 그라비어 코팅, 딥 코팅, 슬롯 다이 코팅, 와이어 코팅, 플러드 코팅, 스프레이 코팅, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 방법.
  115. 제112항 또는 제113항에 있어서,
    상기 접는 단계는 상기 접촉시키는 단계 전에 이루어지고, 상기 접촉시키는 단계는 상기 활성제를 포함하는 상기 액체의 배스에의 침지를 포함하는 것인, 방법.
  116. 제111항 내지 제115항 중 어느 한 항에 있어서,
    부직 웹의 다중 층을 플라잉(plying)하거나, 적층하거나, 접거나, 또는 라미네이팅(laminating)함으로써 상기 외부 부직 웹을 제조하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  117. 제111항 내지 제116항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 부직 웹을 상기 외부 부직 웹으로 감싸는 단계는,
    상기 코어 부직 웹을 상기 외부 부직 웹으로 래핑하는 단계,
    상기 코어 부직 웹을 상기 외부 부직 웹을 포함하는 엔벨로프에 삽입하는 단계, 또는
    상기 코어 부직 웹을 상기 외부 부직 웹을 포함하는 슬리브에 삽입하는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
  118. 제111항 내지 제117항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 부직 웹은 기계 방향 및 횡 방향을 포함하고, 상기 밀봉하는 단계는 상기 기계 방향으로 2 개 이상의 지점을 따라 상기 외부 부직 웹을 밀봉하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  119. 제118항에 있어서,
    상기 밀봉하는 단계는 상기 횡 방향으로 적어도 하나의 에지를 밀봉하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  120. 제111항 내지 제119항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉하는 단계는 열 밀봉 또는 용매 용접을 포함하는 것인, 방법.
  121. 제120항에 있어서,
    상기 용매 용접은 극성 용매 용해(polar solvent solution)를 포함하는 것인, 방법.
  122. 제111항 내지 제121항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 함유 부직 물품은 인라인 공정으로 제조되는 것인, 방법.
  123. 제118항 내지 제122항 중 어느 한 항에 있어서,
    플랜지를 포함하는 단위 용량(unit dose)을 제공하기 위해 상기 기계 방향으로 시일을 따라 상기 횡 방향으로 상기 액체 함유 부직 물품을 절단하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  124. 제123항에 있어서,
    상기 플랜지는 적어도 1 mm이고 10 mm 이하인 것인, 방법.
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