KR20220104207A

KR20220104207A - 양이온성 계면활성제를 함유하는 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품

Info

Publication number: KR20220104207A
Application number: KR1020227020760A
Authority: KR
Inventors: 단 쉬; 홍싱 탄; 주앙 양; 나 호우; 나마라 칼 데이비드 맥; 융리 판
Original assignee: 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2022-07-26
Also published as: CN117442517A; MX2022007731A; CA3157950A1; CN114867452A; US11912962B2; EP4106717A1; JP2023505741A; WO2021163965A1; US20240158726A1; US20240052276A9; US20210261892A1

Abstract

가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품은 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하며, 여기서, 양이온성 계면활성제에 대한 가소제의 중량비는 약 0.9 내지 약 2이다. 게다가, 물품의 제조 방법이 또한 제공되며, 이 방법은: a) 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 습윤 예비-혼합물을 제조하는 단계; b) 습윤 예비-혼합물을 폭기시켜 폭기된 습윤 예비-혼합물을 형성하는 단계; c) 폭기된 습윤 예비-혼합물을 시트로 형성하는 단계; 및 d) 형성된 시트를 건조시키는 단계를 포함한다. 그리고, 폭기된 예비-혼합물의 안정성은 상기 비를 선택함으로써 현저히 증가될 수 있다. 개선된 안정성은 현저히 개선된 기공 구조체, 제조 공정에 대한 유연성, 및 소비자에게 바람직한 용해 프로파일을 추가로 초래할 수 있다.

Description

양이온성 계면활성제를 함유하는 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품

본 발명은 양이온성 계면활성제를 함유하는 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품에 관한 것이다.

수용성 중합체성 담체 또는 매트릭스 중에 계면활성제(들) 및/또는 다른 활성 성분을 포함하는 가요성 용해성 고체 시트가 잘 알려져 있다. 수용성 중합체는 고체 시트에서 필름 형성제, 구조화제로서 뿐만 아니라 다른 성분에 대한 담체로서 기능할 수 있다. 그러한 시트는 패브릭 케어 제품, 가정 케어 제품, 모발 케어 제품, 뷰티 케어 제품, 개인 케어 제품 등으로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 그러한 가요성 용해성 시트는 패브릭 케어 활성제(예를 들어, 패브릭 컨디셔너), 가정 케어 활성제(예를 들어, 식기 세정제), 모발 케어 활성제(예를 들어, 모발 컨디셔너), 뷰티 케어 활성제 및/또는 개인 케어 활성제로서 양이온성 계면활성제를 포함할 수 있으며, 물에 용해 시 그러한 활성제를 전달하는데 특히 유용할 수 있다. 동일한 제품 카테고리 내의 전통적인 액체 형태의 패브릭 케어, 가정 케어, 모발 케어, 뷰티 케어 및/또는 개인 케어 제품과 비교하여, 그러한 시트는 더 우수한 구조적 완전성을 갖고, 더 농축되며, 저장, 운송/수송, 운반 및 취급이 더 용이하다. 동일한 제품 카테고리 내의 고체 정제 형태에 비하여, 그러한 시트는 더 가요성이고 덜 취성이어서, 소비자에게 더 우수한 감각적 매력을 갖는다.

용해를 개선하기 위하여, 국제특허 공개 WO2010077627호는 약 80% 내지 100%의 퍼센트 개방 셀 함량(Percent Open Cell Content)을 특징으로 하는 개방 셀형 폼(OCF; open-celled foam) 구조체를 갖는 다공성 시트를 형성하기 위한 배치식(batch) 공정을 개시한다. 구체적으로, 수용성 중합체 담체를 포함하는 원료들의 예비-혼합물을 먼저 형성하고, 이것을 격렬하게 폭기시켜 예비-혼합물 내에 공기 버블을 도입하고, 이어서 (예를 들어, 대류 오븐 또는 전자레인지 내에서) 배치식으로 열 건조시켜 원하는 OCF 구조체를 갖는 다공성 시트를 형성한다. 그러나, 본 발명의 발명자는 양이온성 계면활성제를 함유하는 다공성 고체 시트를 형성하는 공정에서, 폭기된 예비-혼합물이 원하는 것보다 덜 안정할 수 있음을 발견하였다. 다시 말해, 폭기된 예비-혼합물 내의 형성된 버블은 폭기 후 짧은 시간에 붕괴될 수 있다. 이 경우, 형성된 다공성 시트는 예상보다 낮은 퍼센트 개방 셀 함량을 가질 수 있거나, 또는 폭기된 예비-혼합물은 원하는 OCF 구조의 형성을 보장하기 위해 가능한 한 빨리 또는 심지어 폭기 직후에 가열-건조될 필요가 있다. 이는 특히 대규모 생산에서, 그러한 다공성 시트의 제조 공정을 설계하는 데 바람직하지 않은 어려움을 초래할 수 있는데, 그 이유는 산업적 생산에서 임의의 간격 없이 폭기 직후에 폭기된 예비 혼합물을 건조시키는 것이 현실적이지 않을 수 있기 때문이다.

따라서, 추가로 개선된 다공성을 갖는 다공성 시트를 얻고/얻거나 산업적 생산을 용이하게 하기 위해 양이온성 계면활성제를 함유하는 다공성 시트를 형성하는 공정에서 폭기된 예비-혼합물의 안정성을 개선할 필요가 있다.

본 발명은 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품을 제공하며, 여기서, 양이온성 계면활성제에 대한 가소제의 중량비는 약 0.9 내지 약 2이다. 또한, 본 발명은 고체 시트 물품의 제조 방법을 제공하며, 이 방법은 a) 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 습윤 예비-혼합물을 제조하는 단계로서, 양이온성 계면활성제에 대한 가소제의 중량비는 약 0.9 내지 약 2인, 상기 단계; b) 습윤 예비-혼합물을 폭기시켜 폭기된 습윤 예비-혼합물을 형성하는 단계; c) 폭기된 습윤 예비-혼합물을 시트로 형성하는 단계; 및 d) 형성된 시트를 건조시키는 단계를 포함한다. 구체적으로, 양이온성 계면활성제에 대한 가소제의 중량비는 약 1 내지 약 1.8, 바람직하게는 약 1.1 내지 약 1.7, 더욱 바람직하게는 약 1.2 내지 약 1.6일 수 있다.

놀랍게도, 본 발명의 발명자들은 예상외로 예비-혼합물 내의 가소제와 양이온성 계면활성제의 비가 바람직한 범위, 예를 들어 약 0.9 내지 약 2이면, 폭기된 예비-혼합물의 안정성이 현저히 증가될 수 있음을 발견하였다. 개선된 안정성은 현저히 개선된 기공 구조체 및 따라서 소비자에게 바람직한 현저히 개선된 용해 프로파일을 추가로 초래할 수 있다. 또한, 개선된 안정성은 고체 시트 물품의 제조 공정에 대해 현저히 개선된 유연성을 초래할 수 있다.

일 태양에서, 본 발명은 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품에 관한 것이며, 고체 시트 물품은 (i) 약 80% 내지 약 100%의 퍼센트 개방 셀 함량; 및 (ii) 약 100 μm 내지 약 2000 μm의 전체 평균 기공 크기(Overall Average Pore Size)를 특징으로 하며; 양이온성 계면활성제에 대한 가소제의 중량비는 약 0.9 내지 약 2일 수 있다.

고체 시트 물품은 바람직하게는 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 65%, 바람직하게는 약 10% 내지 약 60%, 더욱 바람직하게는 약 15% 내지 약 55%, 더욱 더 바람직하게는 20% 내지 50%, 가장 바람직하게는 22% 내지 40%의 가소제를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직하지만 필수적이지는 않은 실시 형태에서, 가소제는 글리세린일 수 있다.

고체 시트 물품은 바람직하게는 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 45%, 더욱 바람직하게는 약 10% 내지 약 40%, 가장 바람직하게는 약 15% 내지 약 35%의 양이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직하지만 필수적이지는 않은 실시 형태에서, 양이온성 계면활성제는 N,N-다이(아실-옥시에틸)-N,N-다이메틸암모늄 클로라이드, N,N-다이(아실-옥시아이소프로필)-N,N-다이메틸암모늄 메틸설페이트, N,N-다이(아실-옥시에틸)-N, N-메틸하이드록시에틸암모늄 메틸설페이트, C12-C22 알킬 트라이메틸 암모늄 브로마이드, C12-C22 알킬 트라이메틸 암모늄 클로라이드, 예를 들어 코코넛 트라이메틸 암모늄 클로라이드 및 라우릴 트라이메틸 암모늄 클로라이드, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 아실 기는 동물 지방, 불포화 및 다중불포화 지방산으로부터 유래된다.

고체 시트 물품은 바람직하게는 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 60%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 50%, 더욱 바람직하게는 약 10% 내지 약 45%, 가장 바람직하게는 약 15% 내지 약 40%의 수용성 중합체를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직하지만 필수적이지는 않은 실시 형태에서, 수용성 중합체는 폴리비닐 알코올, 전분, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

게다가, 본 발명의 바람직하지만 필수적이지는 않은 실시 형태에서, 고체 시트 물품은 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 0.01% 내지 약 20%, 바람직하게는 0.1% 내지 약 12%, 더욱 바람직하게는 0.5% 내지 약 8%, 가장 바람직하게는 1% 내지 5%의 비이온성 계면활성제, of a 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.

본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품은

85% 내지 100%, 바람직하게는 90% 내지 100%의 퍼센트 개방 셀 함량; 및/또는

150 μm 내지 1000 μm, 바람직하게는 200 μm 내지 600 μm의 전체 평균 기공 크기; 및/또는

5 μm 내지 200 μm, 바람직하게는 10 μm 내지 100 μm, 더욱 바람직하게는 10 μm 내지 80 μm의 평균 셀 벽 두께(Average Cell Wall Thickness); 및/또는

고체 시트 물품의 중량을 기준으로 0.5% 내지 25%, 바람직하게는 1% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 3% 내지 15%의 최종 수분 함량; 및/또는

0.5 mm 내지 4 mm, 바람직하게는 0.7 mm 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 0.8 mm 내지 2 mm, 가장 바람직하게는 1 mm 내지 1.5 mm인 각각의 시트의 두께; 및/또는

50 그램/m² 내지 250 그램/m², 바람직하게는 80 그램/m² 내지 230 그램/m², 더욱 바람직하게는 100 그램/m² 내지 220 그램/m²의 평량; 및/또는

0.05 그램/㎤ 내지 0.5 그램/㎤, 바람직하게는 0.06 그램/㎤ 내지 0.4 그램/㎤, 더욱 바람직하게는 0.07 그램/㎤ 내지 0.3 그램/㎤, 가장 바람직하게는 0.08 그램/㎤ 내지 0.25 그램/㎤의 밀도; 및/또는

0.03 m²/g 내지 0.25 m²/g, 바람직하게는 0.04 m²/g 내지 0.22 m²/g, 더욱 바람직하게는 0.05 m²/g 내지 0.2 m²/g, 가장 바람직하게는 0.1 m²/g 내지 0.18 m²/g의 비표면적을 추가로 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 고체 시트 물품은 2개 이상의 가요성 다공성 용해성 시트를 포함할 수 있으며, 코팅 조성물이 2개 이상의 시트 중 적어도 하나의 시트의 적어도 하나의 표면 상에 존재하되, 단, 코팅 조성물은 고체 시트 물품의 어떠한 외측 표면 상에도 존재하지 않는다.

다른 태양에서, 본 발명은 시트 물품의 제조 방법에 관한 것이며, 이 방법은 a) 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하며 40℃ 및 1 s-1에서 측정되는 점도가 약 1,000 cP 내지 약 25,000 cP인 습윤 예비-혼합물을 제조하는 단계로서, 양이온성 계면활성제에 대한 가소제의 중량비는 약 0.9 내지 약 2인, 상기 단계; b) 습윤 예비-혼합물을 폭기시켜, 밀도가 약 0.05 내지 약 0.7 g/ml, 바람직하게는 약 0.15 g/ml 내지 약 0.6 g/ml, 더욱 바람직하게는 약 0.2 g/ml 내지 약 0.5 g/ml, 가장 바람직하게는 약 0.25 g/ml 내지 약 0.45 g/ml인 폭기된 습윤 예비-혼합물을 형성하는 단계; c) 폭기된 습윤 예비-혼합물을 서로 반대편에 있는 제1 면과 제2 면을 갖는 시트로 형성하는 단계; 및 d) 형성된 시트를 건조시켜 시트 물품을 제조하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 단계 d)는 약 5분 내지 약 300분, 바람직하게는 약 10분 내지 약 120분의 지속시간 동안 수행될 수 있다. 바람직하게는, 단계 d)에서의 건조는 형성된 시트의 제1 면으로부터 제2 면으로 감소하는 온도 구배를 형성하는 가열 방향을 따라 약 70℃ 내지 약 200℃, 바람직하게는 약 90℃ 내지 약 140℃의 온도에서 수행될 수 있고, 가열 방향은 건조 시간의 절반 초과 동안, 바람직하게는 건조 시간의 75% 초과 동안 중력 방향과 실질적으로 반대이다.

본 발명의 이들 및 다른 태양은 본 발명의 하기 상세한 설명을 읽을 때 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 배치식(batch) 공정에서 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품을 제조하기 위한 대류-기반 가열/건조 장치를 도시한다.
도 2는 배치식 공정에서 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품을 제조하기 위한 마이크로파-기반 가열/건조 장치를 도시한다.
도 3은 연속식 공정에서 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품을 제조하기 위한 충돌 오븐(impingement oven)-기반 가열/건조 장치를 도시한다.
도 4는 배치식 공정에서 가요성 다공성 용해성 시트를 제조하기 위한 하부 전도-기반 가열/건조 장치를 도시한다.
도 5는 연속식 공정에서 다른 가요성 다공성 용해성 시트를 제조하기 위한 회전 드럼-기반 가열/건조 장치를 나타낸다.

I. 정의

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "가요성"은 물품이 그의 종방향에 수직인 중심선을 따라 90°로 구부러질 때 파단 또는 상당한 파손 없이 응력을 견디는 물품의 능력을 지칭한다. 바람직하게는, 그러한 물품은 상당한 탄성 변형을 겪을 수 있으며, 5 GPa 이하, 바람직하게는 1 GPa 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 GPa 이하, 가장 바람직하게는 0.2 GPa 이하의 영률을 특징으로 한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "용해성"은, 임의의 교반 없이 8시간 내에 20℃에서 그리고 대기압 하에서 충분한 양의 탈이온수에 완전히 또는 실질적으로 용해되어 5 중량% 미만의 용해되지 않은 잔류물을 남기는 물품의 능력을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "고체"는, 물품이 구속되지 않을 때 그리고 외부 힘이 물품에 가해지지 않을 때, 물품이 20℃에서 그리고 대기압 하에서 그의 형상을 실질적으로 유지하는(즉, 그의 형상의 어떠한 가시적인 변화도 없는) 능력을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "시트"는, 3차원 형상, 즉 두께, 길이 및 폭을 갖는 한편, 길이 대 두께 종횡비 및 폭 대 두께 종횡비는 둘 모두 약 5:1 이상이고 길이 대 폭 비는 약 1:1 이상인 비-섬유질 구조체를 지칭한다. 바람직하게는, 길이 대 두께 종횡비 및 폭 대 두께 종횡비는 둘 모두 약 10:1 이상, 더욱 바람직하게는 약 15:1 이상, 가장 바람직하게는 약 20:1 이상이고; 길이 대 폭 종횡비는 바람직하게는 약 1.2:1 이상, 더욱 바람직하게는 약 1.5:1 이상, 가장 바람직하게는 약 1.618:1 이상이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "하부 표면"은, 건조 단계 동안 폭기된 습윤 예비-혼합물의 시트가 배치되는 지지 표면과 바로 접촉하는 본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품의 표면을 지칭하는 한편, 용어 "상부 표면"은 하부 표면의 반대편에 있는 시트 물품의 표면을 지칭한다. 또한, 그러한 고체 시트 물품은 그의 두께를 따라, 그의 상부 표면에 인접한 상부 영역, 그의 하부 표면에 인접한 하부 영역, 및 상부 영역과 하부 영역 사이에 위치된 중간 영역을 포함하는 3개의 영역으로 나누어질 수 있다. 상부 영역, 중간 영역, 및 하부 영역은 동일한 두께를 가지며, 즉 각각은 시트 물품의 총 두께의 약 1/3인 두께를 갖는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "개방 셀형 폼"(open celled foam) 또는 "개방 셀 기공 구조체"는, 건조 공정 동안 폼 구조체의 붕괴 없이, 따라서 고체의 물리적 강도 및 응집성을 유지하면서, 가스, 전형적으로 가스(예를 들어, 공기)를 함유하는 공간 또는 셀의 네트워크를 한정하는 고체의 상호연결된 중합체-함유 매트릭스를 지칭한다. 구조체의 상호연결성은 이하에서 개시된 시험 3에 의해 측정되는 퍼센트 개방 셀 함량에 의해 기술될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "수용성"은, 약 25 그램 이상, 바람직하게는 약 50 그램 이상, 더욱 바람직하게는 약 100 그램 이상, 가장 바람직하게는 약 200 그램 이상의 샘플 재료를 충분히 교반하면서 20℃에서 그리고 대기압 하에서 1 리터(1 L)의 탈이온수에 넣을 때, 그러한 재료가 물에 완전히 용해되거나 분산되어 가시적인 고형물을 전혀 남기지 않거나 가시적으로 분리된 상을 형성하지 않는 능력을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "폭기시킨다", "폭기시키는" 또는 "폭기"는 기계적 및/또는 화학적 수단에 의해 액체 또는 페이스트형 조성물 내로 가스를 도입하는 공정을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "가열 방향"은 열원이 물품에 열 에너지를 가하는 방향을 지칭하며, 이는 그러한 물품의 일 면으로부터 다른 면으로 감소하는 온도 구배가 그러한 물품에서 초래된다. 예를 들어, 물품의 일 면에 위치된 열원이 물품에 열 에너지를 가하여 일 면으로부터 반대편 면으로 감소하는 온도 구배를 생성하는 경우, 가열 방향은 일 면으로부터 반대편 면으로 연장되는 것으로 간주된다. 그러한 물품의 양측 면, 또는 그러한 물품의 상이한 섹션이 그러한 물품을 가로질러 관찰가능한 온도 구배 없이 동시에 가열되는 경우, 가열은 비-방향성 방식으로 수행되며, 가열 방향이 없다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "~에 실질적으로 반대로" 또는 "~로부터 실질적으로 오프셋된"은 2개의 방향 또는 2개의 선이 그들 사이에 90° 이상의 오프셋 각도를 가짐을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 정렬된" 또는 "실질적인 정렬"은 2개의 방향 또는 2개의 선이 그들 사이에 90° 미만의 오프셋 각도를 가짐을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "1차 열원"은 물체(예를 들어, 본 발명에 따른 폭기된 습윤 예비-혼합물의 시트)에 의해 흡수되는 총 열 에너지의 50% 초과, 바람직하게는 60% 초과, 더욱 바람직하게는 70% 초과, 가장 바람직하게는 80% 초과를 제공하는 열원을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "제어된 표면 온도"는 비교적 일관된, 즉 +/-20% 미만의 변동, 바람직하게는 +/-10% 미만의 변동, 더욱 바람직하게는 +/-5% 미만의 변동을 갖는 표면 온도를 지칭한다.

용어 "본질적으로 없는" 또는 "본질적으로 결여된"은 지시된 재료가 조성물 또는 제품에 의도적으로 첨가되지 않거나, 바람직하게는 그러한 조성물 또는 제품에서 분석적으로 검출가능한 수준으로 존재하지 않는 매우 최소한이라는 것을 의미한다. 이는 지시된 재료가 그러한 조성물 또는 제품에 의도적으로 첨가된 하나 이상의 재료의 불순물로서만 존재하는 조성물 또는 제품을 포함할 수 있다.

II. 본 발명의 고체 시트 물품의 제형

본 발명의 고체 시트 물품은 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함한다. 또한, 본 발명의 고체 시트 물품은 하나 이상의 추가 성분을 추가로 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 고체 시트 물품은 함께 적층된 2개 이상의 가요성 다공성 용해성 시트를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 코팅 조성물이 2개 이상의 시트 중 적어도 하나의 시트의 적어도 하나의 표면 상에 존재할 수 있되, 단, 코팅 조성물은 고체 시트 물품의 어떠한 외측 표면 상에도 존재하지 않는다. 다시 말해, 코팅 조성물은 고체 시트 물품의 시트들 사이에 추가될 수 있다.

1. 수용성 중합체

전술한 바와 같이, 본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품은 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 습윤 예비-혼합물에 의해 형성될 수 있다. 그러한 수용성 중합체는 생성되는 고체 시트 물품에서 필름 형성제로서, 구조화제로서뿐만 아니라 다른 활성 성분(예를 들어, 계면활성제, 유화제, 빌더(builder), 킬레이트제, 향료(perfume), 착색제 등)을 위한 담체로서 기능할 수 있다.

바람직하게는, 습윤 예비-혼합물은 예비-혼합물의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 30%의 수용성 중합체, 일 실시 형태에서 예비-혼합물의 중량을 기준으로 약 5% 내지 약 20%의 수용성 중합체, 일 실시 형태에서 예비-혼합물의 중량을 기준으로 약 7% 내지 약 15%의 수용성 중합체를 포함할 수 있다.

건조 후, 수용성 중합체는 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 60%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 50%, 더욱 바람직하게는 약 10% 내지 약 45%, 더욱 더 바람직하게는 약 15% 내지 약 40%, 가장 바람직하게는 약 20% 내지 약 30% 범위의 양으로 본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품에 존재하는 것이 바람직하다. 본 발명의 특히 바람직한 실시 형태에서, 본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품에 존재하는 수용성 중합체(들)의 총량은 그러한 물품의 총 중량을 기준으로 약 25% 이하이다.

본 발명의 실시에 적합한 수용성 중합체는 중량 평균 분자량이 약 5,000 내지 약 400,000 달톤, 더 바람직하게는 약 10,000 내지 약 300,000 달톤, 더욱 더 바람직하게는 약 15,000 내지 약 200,000 달톤, 가장 바람직하게는 약 20,000 내지 약 150,000 달톤의 범위인 것들로부터 선택될 수 있다. 중량 평균 분자량은 각각의 중합체 원료의 평균 분자량을, 다공성 고체 내에 존재하는 중합체들의 총 중량에 대한 중량 기준으로 그들 각각의 상대 중량 백분율과 곱한 것을 합계함으로써 계산된다. 본 발명에 사용되는 수용성 중합체의 중량 평균 분자량은 습윤 예비-혼합물의 점도에 영향을 줄 수 있으며, 이는 결국 폭기 단계 동안의 버블의 수 및 크기뿐만 아니라 건조 단계 동안의 기공 팽창/개방 결과에 영향을 줄 수 있다. 또한, 수용성 중합체의 중량 평균 분자량은 습윤 예비-혼합물의 전반적인 필름 형성 특성 및 소정 계면활성제와의 그의 상용성/불상용성에 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 수용성 중합체는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리알킬렌 옥사이드, 폴리아크릴레이트, 카프로락탐, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리메틸아크릴아미드, 폴리다이메틸아크릴아미드, 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 아크릴산과 메틸 아크릴레이트의 공중합체, 폴리우레탄, 폴리카르복실산, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아민, 폴리에틸렌이민, 말레산/(아크릴레이트 또는 메타크릴레이트) 공중합체, 메틸비닐 에테르와 말레산 무수물의 공중합체, 비닐 아세테이트와 크로톤산의 공중합체, 비닐피롤리돈과 비닐 아세테이트의 공중합체, 비닐피롤리돈과 카프로락탐의 공중합체, 비닐 피롤리돈/비닐 아세테이트 공중합체, 음이온성, 양이온성 및 양쪽성 단량체의 공중합체, 및 이들의 조합을 포함하는 합성 중합체를 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는다.

본 발명의 수용성 중합체는 또한, 예로서 카라야 검, 트래거캔스 검, 아라비아 검, 아세만난, 곤약 만난, 아카시아 검, 가티 검(gum ghatti), 유청 단백질 단리물, 및 대두 단백질 단리물; 구아 검, 로커스트 빈 검, 퀸스(quince) 종자, 및 차전자(psyllium) 종자를 포함하는 종자 추출물; 해조류 추출물, 예를 들어 카라기난, 알기네이트 및 한천; 열매 추출물(펙틴); 잔탄 검, 젤란 검, 풀루란, 히알루론산, 콘드로이틴 설페이트, 및 덱스트란을 포함하는 미생물 기원의 것들; 및 카제인, 젤라틴, 케라틴, 케라틴 가수분해물, 설폰산 케라틴, 알부민, 콜라겐, 글루텔린, 글루카곤, 글루텐, 제인, 및 셸락(shellac)을 포함하는 동물 기원의 것들을 포함하는, 자연에서 공급되는 중합체로부터 선택될 수 있다.

개질된 천연 중합체가 또한 본 발명에서 수용성 중합체로서 사용될 수 있다. 적합한 개질된 천연 중합체에는 셀룰로오스 유도체, 예를 들어 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트, 니트로셀룰로오스 및 다른 셀룰로오스 에테르/에스테르; 및 구아 유도체, 예를 들어 하이드록시프로필 구아가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

본 발명의 수용성 중합체는 전분을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "전분"은 천연 전분 또는 변성 전분 둘 모두를 포함한다. 전분을 위한 전형적인 천연 공급원은 곡물, 덩이줄기, 뿌리, 콩류 및 열매를 포함할 수 있다. 더욱 구체적인 천연 공급원은 옥수수, 완두콩, 감자, 바나나, 보리, 밀, 쌀, 사고(sago), 아마란스, 타피오카, 칡, 칸나, 수수, 및 이들의 점질(waxy) 또는 고 아밀라아제 품종을 포함할 수 있다. 천연 전분은 당업계에 공지된 임의의 변성 방법에 의해 변성되어, 물리적으로 변성된 전분, 예를 들어 전단된(sheared) 전분 또는 열-억제된 전분; 화학적으로 변성된 전분, 예를 들어, 가교결합된 전분, 아세틸화된 전분, 및 유기적으로 에스테르화된 전분, 하이드록시에틸화된 전분, 및 하이드록시프로필화된 전분, 포스포릴화된 전분, 및 무기적으로 에스테르화된 전분, 양이온성 전분, 음이온성 전분, 비이온성 전분, 양쪽성 전분 및 쯔비터이온성 전분, 그리고 이들의 석시네이트 및 치환된 석시네이트 유도체; 산화, 효소 전환, 산 가수분해, 열 또는 산 덱스트린화에 의해 제조된 유동성 또는 저점도(thin-boiling) 전분을 포함하는 임의의 전분으로부터 유도된 전환 생성물, 본 발명에 또한 유용할 수 있는 열적 및/또는 전단된 생성물; 및 본 기술 분야에 공지된 전호화 전분을 포함하는 변성 전분을 형성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 수용성 중합체는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리알킬렌 옥사이드, 전분 및 전분 유도체, 풀루란, 젤라틴, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 및 카르복시메틸셀룰로오스를 포함한다. 본 발명의 더 바람직한 수용성 중합체는 폴리비닐 알코올, 전분, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

폴리비닐 알코올은 약 40% 내지 약 100%, 바람직하게는 약 50% 내지 약 95%, 더욱 바람직하게는 약 65% 내지 약 92%, 가장 바람직하게는 약 70% 내지 약 90%의 범위의 가수분해도를 특징으로 할 수 있다. 구매가능한 폴리비닐 알코올에는 Celanese Corporation(미국 텍사스주 소재)으로부터의 CELVOL 523, CELVOL 530, CELVOL 540, CELVOL 518, CELVOL 513, CELVOL 508, CELVOL 504를 포함하지만 이로 한정되지 않는 상표명 CELVOL; Kuraray Europe GmbH(독일 프랑크푸르트 소재)로부터의 상표명 Mowiol® 및 POVAL ^TM; 및 Lubon Vinylon Co.(중국 난징 소재)를 포함하는 다양한 공급처로부터 구매가능한 PVA 1788(PVA BP17로도 지칭됨); 및 이들의 조합이 포함된다.

본 발명의 특히 바람직한 실시 형태에서, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품은, 중량 평균 분자량이 약 80,000 내지 약 150,000 달톤의 범위이고 가수분해도가 약 80% 내지 약 90%범위인, 그러한 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 60%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 50%, 더욱 바람직하게는 약 10% 내지 약 40%, 더욱 더 바람직하게는 약 15% 내지 약 40%, 가장 바람직하게는 약 20% 내지 약 35%의 폴리비닐 알코올을 포함한다.

본 발명의 다른 특히 바람직한 실시 형태에서, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품은, 중량 평균 분자량이 약 80,000 내지 약 150,000 달톤의 범위이고 가수분해도가 약 80% 내지 약 90%범위인, 그러한 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 60%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 50%, 더욱 바람직하게는 약 10% 내지 약 40%, 더욱 더 바람직하게는 약 15% 내지 약 35%, 가장 바람직하게는 약 20% 내지 약 30%의 폴리비닐 알코올뿐만 아니라 그러한 물품의 총 중량을 기준으로 약 0.001% 내지 약 5%, 바람직하게는 약 0.01% 내지 약 4.5%, 더욱 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 4%, 더욱 더 바람직하게는 약 1% 내지 약 4%, 가장 바람직하게는 약 2% 내지 약 4%의 전분을 포함한다. 전분의 존재는 필요한 수용성 중합체의 전체 수준을 감소시키는 데 도움이 될 수 있고/있거나, 본 명세서에 기재된 바와 같은 물리적/화학적 특징의 관점에서 다른 이점을 제공할 수 있다. 그러나, 임의의 이론에 구속됨이 없이, 너무 많은 전분은 시트 물품의 용해도, 구조적 완전성 및/또는 탄성을 손상시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 고체 시트 물품은 고체 시트 물품의 중량을 기준으로 약 5% 이하, 바람직하게는 약 0% 내지 약 4.5%, 더욱 바람직하게는 약 0% 내지 약 4%의 전분을 포함하는 것이 요구된다.

본 발명의 다른 특히 바람직한 실시 형태에서, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품은, 중량 평균 분자량이 약 20,000 내지 약 30,000 달톤의 범위이고 가수분해도가 약 80% 내지 약 90%의 범위인, 그러한 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 60%, 바람직하게는 약 2% 내지 약 30%, 더욱 바람직하게는 약 3% 내지 약 20%, 더욱 더 바람직하게는 약 4% 내지 약 15%, 가장 바람직하게는 약 4% 내지 약 10%의 제1 폴리비닐 알코올뿐만 아니라, 중량 평균 분자량이 약 50,000 내지 약 150,000의 범위이고 가수분해도가 약 80% 내지 약 90%의 범위인, 그러한 물품의 총 중량을 기준으로 약 2% 내지 약 60%, 바람직하게는 약 4% 내지 약 40%, 더욱 바람직하게는 약 6% 내지 약 30%, 더욱 더 바람직하게는 약 8% 내지 약 25%, 가장 바람직하게는 약 12% 내지 약 22%의 제2 폴리비닐 알코올을 포함한다.

2. 가소제

본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품은 바람직하게는, 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 65%, 바람직하게는 약 10% 내지 약 60%, 더욱 바람직하게는 약 15% 내지 약 55%, 더욱 더 바람직하게는 약 20% 내지 약 50%, 가장 바람직하게는 약 22% 내지 약 40%의 범위의 양의 가소제를 포함한다. 상응하게는, 그러한 고체 시트 물품을 형성하는데 사용되는 습윤 예비-혼합물은 습윤 예비-혼합물의 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 1% 내지 약 40%, 더욱 바람직하게는 약 5% 내지 약 30%, 더욱 더 바람직하게는 약 8% 내지 약 25%, 가장 바람직하게는 약 10% 내지 약 20%의 가소제를 포함할 수 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 가소제에는, 예를 들어, 폴리올, 코폴리올, 폴리카르복실산, 폴리에스테르, 다이메티콘 코폴리올 등이 포함된다.

유용한 폴리올의 예에는 글리세린, 다이글리세린, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜(특히 200 내지 600), 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 펜틸렌 글리콜, 글리세롤 유도체(예를 들어, 프로폭실화 글리세롤), 글리시돌, 사이클로헥산 다이메탄올, 헥산다이올, 2,2,4-트라이메틸펜탄-1,3-다이올, 펜타에리트리톨, 우레아, 당 알코올(예를 들어, 소르비톨, 만니톨, 락티톨, 자일리톨, 말티톨, 및 다른 1가 및 다가 알코올), 단당류, 이당류 및 올리고당류(예를 들어, 프룩토스, 글루코스, 수크로스, 말토스, 락토스, 고과당 옥수수 시럽 고형물, 및 덱스트린), 아스코르브산, 소르베이트, 에틸렌 비스포름아미드, 아미노산 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

폴리카르복실산의 예에는 시트르산, 말레산, 석신산, 폴리아크릴산, 및 폴리말레산이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

적합한 폴리에스테르의 예에는 글리세롤 트라이아세테이트, 아세틸화-모노글리세라이드, 다이에틸 프탈레이트, 트라이에틸 시트레이트, 트라이부틸 시트레이트, 아세틸 트라이에틸 시트레이트, 아세틸 트라이부틸 시트레이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

적합한 다이메티콘 코폴리올의 예에는 PEG-12 다이메티콘, PEG/PPG-18/18 다이메티콘, 및 PPG-12 다이메티콘이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

다른 적합한 가소제에는 알킬 및 알릴 프탈레이트; 나프탈레이트; 락테이트(예를 들어, 나트륨, 암모늄 및 칼륨 염); 소르베스(sorbeth)-30; 우레아; 락트산; 소듐 피롤리돈 카르복실산(PCA); 소듐 히알루로네이트 또는 히알루론산; 가용성 콜라겐; 개질된 단백질; 모노소듐 L-글루타메이트; 알파 및 베타 하이드록실산, 예를 들어 글리콜산, 락트산, 시트르산, 말레산 및 살리실산; 글리세릴 폴리메타크릴레이트; 중합체성 가소제, 예를 들어 폴리쿼터늄; 단백질 및 아미노산, 예를 들어 글루탐산, 아스파르트산 및 라이신; 수소화 전분 가수분해물; 다른 저분자량 에스테르(예를 들어, C₂-C₁₀ 알코올과 산의 에스테르); 및 식품 및 플라스틱 산업 분야의 당업자에게 공지된 임의의 다른 수용성 가소제; 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

특히 바람직한 가소제의 예에는 글리세린, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 가장 바람직한 가소제는 글리세린이다. 고체 시트에서 바람직한 가소제, 예를 들어 글리세린의 존재는 추가적으로 주름 방지 이점을 가져올 수 있다. 구체적으로, 고체 시트 물품이 바람직한 양의 글리세린(예를 들어, 고체 시트의 총 중량을 기준으로 22% 내지 40%)을 포함하는 경우, 주름 방지 효과가 훨씬 더 현저할 수 있다.

3. 양이온성 계면활성제

본 발명의 물품의 고체 시트 물품은 하나 이상의 양이온성 계면활성제를 포함한다. 양이온성 계면활성제는 패브릭 케어 활성제, 예를 들어 패브릭 컨디셔너 및/또는 섬유 유연제(fabric softener), 가정 케어 활성제, 모발 케어 활성제, 뷰티 케어 활성제 및/또는 개인 케어 활성제로서 기능할 수 있다. 구체적으로, 고체 시트 물품은 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 45%, 더욱 바람직하게는 약 10% 내지 약 40%, 가장 바람직하게는 약 15% 내지 약 35%, 예를 들어 약 10%, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40% 또는 이들 사이의 임의의 범위의 양이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 상응하게는, 그러한 고체 시트 물품을 형성하는 데 사용되는 습윤 예비-혼합물은 습윤 예비-혼합물의 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 40%, 바람직하게는 약 1% 내지 약 35%, 더욱 바람직하게는 약 5% 내지 약 30%, 더욱 더 바람직하게는 약 8% 내지 약 35%, 가장 바람직하게는 약 10% 내지 약 30%, 예를 들어 약 10%, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40% 또는 이들 사이의 임의의 범위의 양이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.

구체적으로, 양이온성 계면활성제는 4차 암모늄 화합물 및/또는 아민 화합물일 수 있다. 더욱 구체적으로, 양이온성 계면활성제는 다이에스테르 4차 암모늄(DEQA) 화합물, 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 화합물, 다이-장쇄 알킬 4차 암모늄 화합물, 모노-장쇄 알킬 아민 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 더욱 더 구체적으로, 양이온성 계면활성제는 알킬 트라이메틸 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체, 다이알킬 다이메틸 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체, 메틸-다이에탄올아민계(MDEA계) 4차 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체, 메틸-다이아이소프로판올아민계(MDIPA계) 4차 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체, 트라이-에탄올아민계(TEA계) 4차 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 가장 구체적으로, 양이온성 계면활성제는 베헤닐 트라이메틸 암모늄 클로라이드; 스테아릴 트라이메틸 암모늄 클로라이드; 세틸 트라이메틸 암모늄 클로라이드; 라우릴 트라이메틸 암모늄 클로라이드; 수소화 탤로우 알킬 트라이메틸 암모늄 클로라이드, 다이메틸 하이드록시에틸 라우릴 암모늄 클로라이드, 다이알킬 (14-18) 다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이탤로우 알킬 다이메틸 암모늄 클로라이드, 이수소화 탤로우 알킬 다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이스테아릴 다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이세틸 다이메틸 암모늄 클로라이드, N,N-다이(아실-옥시에틸)-N,N-다이메틸암모늄 클로라이드, N,N-다이(아실-옥시아이소프로필)-N,N-다이메틸암모늄 메틸설페이트, N,N-다이(아실-옥시에틸)-N,N-메틸하이드록시에틸암모늄 메틸설페이트 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예시적인 양이온성 계면활성제는 다이에틸 에스테르 다이메틸 암모늄 클로라이드(DEEDMAC), 다이팔메틸 하이드록시에틸암모늄 메토설페이트, 코코넛 트라이메틸 암모늄 클로라이드 및 라우릴 트라이메틸 암모늄 클로라이드 등을 포함한다.

또한, 일 실시 형태에서, 양이온성 계면활성제는 모노-, 다이-, 및, 일 실시 형태에서, 트라이에스테르 화합물의 혼합물을 얻는, 지방산과 아미노알코올의 반응 생성물로부터 형성될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 양이온성 계면활성제는 모노알킬 4차 암모늄 화합물, 다이알킬 4차 암모늄 화합물, 다이아미도 4차 화합물, 다이에스테르 4차 암모늄 화합물, 모노에스테르 4차 암모늄 화합물 또는 이들의 조합과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는 하나 이상의 유연제 4차 암모늄 화합물을 포함한다.

예시적인 4차 암모늄 화합물은 알킬화 4차 암모늄 화합물, 고리 또는 환형 4차 암모늄 화합물, 방향족 4차 암모늄 화합물, 다이4차 암모늄 화합물, 알콕실화 4차 암모늄 화합물, 아미도아민 4차 암모늄 화합물, 에스테르 4차 암모늄 화합물, 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 그러한 화합물의 예는 미국 특허 제7,381,697호, 3 컬럼 43 행 내지 4 컬럼 67 행; 미국 특허 제7135451호, 5 컬럼 1행 내지 11 컬럼 40 행에 기재되어 있다. 또한 미국 특허 제4,424,134호; 제4,767,547호; 제5,545,340호; 제5,545,350호; 제5,562,849호; 및 제5,574,179호를 참조한다.

바람직하게는, 양이온성 계면활성제는 하기 화학식의 화합물을 포함할 수 있다:

{R_4-m- N⁺ - [Z - Y - R¹]_m} X^-

상기 식에서, 각각의 R은 수소, 단쇄 C₁-C₆, 일 태양에서 C₁-C₃ 알킬 또는 하이드록시알킬 기, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 하이드록시에틸 등, 폴리 (C_2-3 알콕시), 폴리에톡시, 벤질, 또는 이들의 혼합물을 포함하고; 각각의 Z는 독립적으로 (CH₂)n, CH2-CH(CH3)- 또는 CH-(CH3)-CH2-이고; 각각의 Y는 -O-(O)C-, -C(O)-O-, -NR-C(O)-, 또는 -C(O)-NR-을 포함할 수 있고; 각각의 m은 2 또는 3이고; 각각의 n은 1 내지 약 4, 일 태양에서 2이고; Y가 -O-(O)C- 또는 -NR-C(O)-인 경우 각각의 R¹ 내의 탄소의 합 + 1은 C₁₂-C₂₂, 또는 C₁₄-C₂₀일 수 있으며, 각각의 R¹은 하이드로카르빌, 또는 치환된 하이드로카르빌 기이고; X^-는 임의의 상용성 음이온을 포함할 수 있다. 일 태양에서, 상용성 음이온은 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트, 에틸설페이트, 설페이트, 및 니트레이트를 포함할 수 있다. 다른 태양에서, 상용성 음이온은 클로라이드 또는 메틸 설페이트를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 다이에스테르가 특정될 때, 다이에스테르는 존재하는 모노에스테르를 포함할 수 있다.

구체적으로, 적합한 양이온성 계면활성제는, 예를 들어, 약 2:1의 분자 비의 지방산과 다이알킬렌트라이아민의 반응 생성물일 수 있으며, 반응 생성물은 하기 화학식의 화합물을 포함한다:

R¹-C(O)-NH-R²-NH-R³-NH-C(O)-R¹

상기 식에서, R¹, R²는 상기와 같이 정의되고, 각각의 R³은 C_1-6 알킬렌 기, 바람직하게는 에틸렌 기이다. 이러한 활성제의 예는 약 2:1의 분자 비의 탤로우산, 카놀라산 또는 올레산과 다이에틸렌트라이아민의 반응 생성물이며, 반응 생성물 혼합물은 각각 하기 화학식을 갖는 N,N"-다이탤로우오일다이에틸렌트라이아민, N,N"-다이카놀라-오일다이에틸렌트라이아민, 또는 N,N"-다이올레오일다이에틸렌트라이아민을 포함한다:

R¹-C(O)-NH-CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-NH-C(O)-R¹

상기 식에서, R² 및 R³은 2가 에틸렌기이고, R¹은 상기에 정의되며, R¹이 식물 또는 동물 공급원으로부터 유도되는 구매가능한 올레산의 올레오일 기인 경우에 이 구조의 허용가능한 예에는 Henkel Corporation으로부터 입수가능한 EMERSOL® 223LL 또는 EMERSOL® 7021이 포함된다.

다른 적합한 양이온성 계면활성제는 하기 화학식을 가질 수 있다:

[R¹-C(O)-NR-R²-N(R)₂-R³-NR-C(O)-R¹]⁺ X^-

상기 식에서, R, R¹, R², R³ 및 X^-는 상기와 같이 정의된다. 이러한 활성제의 예는, Degussa로부터 각각 상표명 VARISOFT® 222LT, VARISOFT® 222, 및 VARISOFT®110으로 구매가능한, 하기 화학식을 갖는 다이-지방 아미도아민 기반 유연제이다:

[R¹-C(O)-NH-CH₂CH₂-N(CH₃)(CH₂CH₂OH)-CH₂CH₂-NH-C(O)-R¹]⁺ CH₃SO₄ ^-

상기 식에서, R¹-C(O)는 올레오일 기, 연질 탤로우 기 또는 경질화된 탤로우 기이다.

다른 적합한 양이온성 계면활성제는 하기 일반식을 가질 수 있다:

[R₃N⁺CH₂CH(YR¹)(CH₂YR¹)] X^-

상기 식에서, 각각의 Y, R, R¹ 및 X^-는 이전과 동일한 의미를 갖는다. 바람직한 양이온성 계면활성제의 예는 화학식 1,2-다이(아실옥시)-3-트라이메틸암모니오프로판 클로라이드를 갖는 "프로필" 에스테르 4차 암모늄 화합물이다.

본 명세서에서 유용한 양이온성 계면활성제는 하나의 양이온성 계면활성제, 또는 둘 이상의 양이온성 계면활성제의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는, 양이온성 계면활성제는 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 염; 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 염과 다이-장쇄 알킬 4차 암모늄 염의 조합; 모노-장쇄 알킬 아민; 모노-장쇄 알킬 아민과 다이-장쇄 알킬 4차 암모늄 염의 조합; 및 모노-장쇄 알킬 아민과 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 염의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 명세서에서 유용한 모노-장쇄 알킬 아민은 바람직하게는 12 내지 30개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 16 내지 24개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 18 내지 22개의 알킬 기의 하나의 긴 알킬 사슬을 갖는 것들이다. 본 명세서에서 유용한 모노-장쇄 알킬 아민은 또한 모노-장쇄 알킬 아미도아민을 포함한다. 1차, 2차 및 3차 지방 아민이 유용하다.

약 12 내지 약 22개의 탄소의 알킬 기를 갖는 3차 아미도 아민이 특히 유용하다. 예시적인 3차 아미도 아민은 스테아르아미도프로필다이메틸아민, 스테아르아미도프로필다이에틸아민, 스테아르아미도에틸다이에틸아민, 스테아르아미도에틸다이메틸아민, 팔미트아미도프로필다이메틸아민, 팔미트아미도프로필다이에틸아민, 팔미트아미도에틸다이에틸아민, 팔미트아미도에틸다이메틸아민, 베헨아미도프로필다이메틸아민, 베헨아미도프로필다이에틸아민, 베헨아미도에틸다이에틸아민, 베헨아미도에틸다이메틸아민, 아라키드아미도프로필다이메틸아민, 아라키드아미도프로필다이에틸아민, 아라키드아미도에틸다이에틸아민, 아라키드아미도에틸다이메틸아민, 다이에틸아미노에틸스테아르아미드를 포함한다. 본 발명에서 유용한 아민은 Nachtigal 등의 미국 특허 제4,275,055호에 개시되어 있다.

이러한 아민은 산, 예컨대 l-글루탐산, 락트산, 염산, 말산, 석신산, 아세트산, 푸마르산, 타르타르산, 시트르산, l-글루타믹 하이드로클로라이드, 말레산, 및 이들의 혼합물; 더욱 바람직하게는 l-글루탐산, 락트산, 시트르산과, 약 1:0.3 내지 약 1:2, 더욱 바람직하게는 약 1:0.4 내지 약 1:1의 아민 대 산의 몰비로 조합하여 사용될 수 있다.

본 명세서에서 유용한 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 염은 12 내지 30개의 탄소 원자, 바람직하게는 16 내지 24개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 C18-22 알킬 기를 갖는 하나의 긴 알킬 사슬을 갖는 것들이다. 질소에 부착된 나머지 기는 1 내지 약 4개의 탄소 원자의 알킬 기 또는 최대 약 4개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴 또는 알킬아릴 기로부터 독립적으로 선택된다.

본 명세서에서 유용한 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 염은 하기 화학식을 갖는 것들이다:

상기 식에서, R⁷⁵, R⁷⁶, R⁷⁷ 및 R⁷⁸ 중 하나는 12 내지 30개의 탄소 원자의 알킬 기 또는 최대 약 30개의 탄소 원자를 갖는 방향족, 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴 또는 알킬아릴 기로부터 선택되고; R⁷⁵, R⁷⁶, R⁷⁷ 및 R⁷⁸ 중 나머지는 1 내지 약 4개의 탄소 원자의 알킬 기 또는 최대 약 4개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴 또는 알킬아릴 기로부터 독립적으로 선택되고; X^-는 할로겐(예를 들어, 클로라이드, 브로마이드), 아세테이트, 시트레이트, 락테이트, 글리콜레이트, 포스페이트, 니트레이트, 설포네이트, 설페이트, 알킬설페이트, 및 알킬 설포네이트 라디칼로부터 선택되는 것들과 같은 염-형성 음이온이다. 알킬 기는, 탄소 및 수소 원자 이외에, 에테르 및/또는 에스테르 연결기, 및 다른 기, 예컨대 아미노 기를 함유할 수 있다. 더 장쇄의 알킬 기, 예를 들어 약 12개 이상의 탄소의 것들은 포화되거나 불포화될 수 있다. 바람직하게는, R⁷⁵, R⁷⁶, R⁷⁷ 및 R⁷⁸ 중 하나는 12 내지 30개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 16 내지 24개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 18 내지 22개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 22개의 탄소 원자의 알킬 기로부터 선택되고; R⁷⁵, R⁷⁶, R⁷⁷ 및 R⁷⁸ 중 나머지는 CH₃, C₂H₅, C₂H₄OH, 및 이들의 혼합물로부터 독립적으로 선택되고; X는 Cl, Br, CH₃OSO₃, C₂H₅OSO₃, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

그러한 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 염 양이온성 계면활성제의 비제한적인 예에는, 베헤닐 트라이메틸 암모늄 염; 스테아릴 트라이메틸 암모늄 염; 세틸 트라이메틸 암모늄 염; 및 수소화 탤로우 알킬 트라이메틸 암모늄 염이 포함된다.

사용되는 경우, 다이-장쇄 알킬 4차 암모늄 염은 바람직하게는 리올로지 안정성 및 컨디셔닝 이점의 관점에서 1:1 내지 1:5, 더욱 바람직하게는 1:1.2 내지 1:5, 더욱 더 바람직하게는 1:1.5 내지 1:4의 중량비로 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 염 및/또는 모노-장쇄 알킬 아민 염과 조합될 수 있다.

본 명세서에서 유용한 다이-장쇄 알킬 4차 암모늄 염은 12 내지 30개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 16 내지 24개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 18 내지 22개의 탄소 원자의 2개의 긴 알킬 사슬을 갖는 것들이다. 본 명세서에서 유용한 그러한 다이-장쇄 알킬 4차 암모늄 염은 하기 화학식을 갖는 것들이다:

상기 식에서, R⁷¹, R⁷², R⁷³ 및 R⁷⁴ 중 2개는 12 내지 30 개의 탄소 원자, 바람직하게는 16 내지 24개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 18 내지 22개의 탄소 원자의 지방족 기 또는 최대 약 30개의 탄소 원자를 갖는 방향족, 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴 또는 알킬아릴 기로부터 선택되고; R⁷¹, R⁷², R⁷³ 및 R⁷⁴ 중 나머지는 1 내지 약 8개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소 원자의 지방족 기 또는 최대 약 8개의 탄소 원자를 갖는 방향족, 알콕시, 폴리옥시알킬렌, 알킬아미도, 하이드록시알킬, 아릴 또는 알킬아릴 기로부터 독립적으로 선택되고; X^-는 클로라이드 및 브로마이드와 같은 할라이드, 메토설페이트 및 에토설페이트와 같은 C1-C4 알킬 설페이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 염-형성 음이온이다. 지방족 기는, 탄소 및 수소 원자 이외에, 에테르 연결기, 및 다른 기, 예컨대 아미노 기를 함유할 수 있다. 더 장쇄의 지방족 기, 예를 들어 약 16개 이상의 탄소의 것들은 포화되거나 불포화될 수 있다. 바람직하게는, R⁷¹, R⁷², R⁷³ 및 R⁷⁴ 중 2개는 12 내지 30개의 탄소 원자, 바람직하게는 16 내지 24개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 18 내지 22개의 탄소 원자의 알킬 기로부터 선택되고; R⁷¹, R⁷², R⁷³ 및 R⁷⁴ 중 나머지는 CH₃, C₂H₅, C₂H₄OH, CH₂C₆H₅, 및 이들의 혼합물로부터 독립적으로 선택된다.

그러한 바람직한 다이-장쇄 알킬 양이온성 계면활성제에는, 예를 들어, 다이알킬 (14-18) 다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이탤로우 알킬 다이메틸 암모늄 클로라이드, 이수소화 탤로우 알킬 다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이스테아릴 다이메틸 암모늄 클로라이드, 및 다이세틸 다이메틸 암모늄 클로라이드가 포함된다.

4. 추가 성분

상기에 기재된 성분들, 예를 들어 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제에 더하여, 고체 시트 물품은 그의 의도된 응용에 따라 하나 이상의 추가 성분을 포함할 수 있다. 구체적으로, 추가 성분은 고체 시트 및/또는 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 그러한 하나 이상의 추가 성분은 추가 계면활성제; 향료(캡슐화된 향료 또는 향료 마이크로캡슐 포함), 실리콘, 유화제, 용매(예를 들어, 선형 또는 분지형 저급 C₁-C₈ 알코올, 다이올, 글리세롤 또는 글리콜; 저급 아민 용매, 예를 들어 C₁-C₄ 알칸올아민, 및 이들의 혼합물; 더욱 구체적으로 1,2-프로판다이올, 에탄올, 글리세롤, 모노에탄올아민 및 트라이에탄올아민), 담체, 하이드로트로프(hydrotrope), 빌더, 킬레이트제, 분산제, 효소 및 효소 안정제, 촉매 재료, 표백제(광표백제 포함) 및 표백 활성화제, 착색제(예를 들어, 휴잉 염료(hueing dye)를 포함하는, 염료 및 안료), 증백제, 이염 억제제(dye transfer inhibiting agent), 식토 제거/재침착 방지제(clay soil removal/anti-redeposition agent), 구조화제, 리올로지 조절제, 비누거품 억제제(suds suppressor), 가공 조제, 항미생물제, 비-필름 형성 중합체, 거품방지제(anti-foamer), 소포제(defoamer) 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

추가 계면활성제

고체 시트 물품에 사용하기에 적합한 추가 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 또는 이들의 조합을 포함한다. 하나 이상의 추가 계면활성제는 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 0% 내지 약 25%, 바람직하게는 약 0% 내지 약 15%, 예를 들어 약 0.1%, 약 1%, 약 3%, 약 5%, 약 7%, 약 10% 또는 이들 사이의 임의의 범위로 존재할 수 있다. 추가 계면활성제는 고체 시트, 고체 시트들 사이의 코팅 조성물, 또는 둘 모두에 존재할 수 있다.

본 발명에서 사용하기에 적합한 음이온성 계면활성제의 비제한적인 예에는 알킬 및 알킬 에테르 설페이트, 설페이트화 모노글리세라이드, 설폰화 올레핀, 알킬 아릴 설포네이트, 1차 또는 2차 알칸 설포네이트, 알킬 설포석시네이트, 아실 타우레이트, 아실 이세티오네이트, 알킬 글리세릴에테르 설포네이트, 설폰화 메틸 에스테르, 설폰화 지방산, 알킬 포스페이트, 아실 글루타메이트, 아실 사르코시네이트, 알킬 설포아세테이트, 아실화 펩티드, 알킬 에테르 카르복실레이트, 아실 락틸레이트, 음이온성 플루오로계면활성제, 소듐 라우로일 글루타메이트, 및 이들의 조합이 포함된다. 구체적으로, 적합한 음이온성 계면활성제는 C₆-C₂₀ 선형 알킬벤젠 설포네이트(LAS); 중량 평균 알콕실화도가 약 0.5 내지 약 5의 범위인 소듐 트라이데세스 설페이트(STS); 비알콕실화 C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬 설페이트; C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬알콕시 설페이트(AAS); 일반식 [R¹-SO₃-M](여기서 R¹은 약 6 내지 약 20개, 바람직하게는 약 10 내지 약 18개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄, 포화 지방족 탄화수소 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되며, M은 양이온임)의 유기, 황산 반응 생성물의 수용성 염; β-알킬옥시 알칸 설포네이트를 포함한다.

본 명세서에서 사용하기에 적합한 비이온성 계면활성제의 비제한적인 예는 알킬 알콕실화 알코올, 알킬 알콕실화 페놀, 알킬 폴리사카라이드(특히 알킬 글루코사이드 및 알킬 폴리글루코사이드), 폴리하이드록시 지방산 아미드, 알콕실화 지방산 에스테르, 수크로스 에스테르, 소르비탄 에스테르 및 소르비탄 에스테르의 알콕실화 유도체, 아민 옥사이드 등을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 바람직한 비이온성 계면활성제는 화학식 R¹(OC₂H₄)_nOH를 갖는 것이며, 여기서 R¹은 C₈-C₁₈ 알킬 기 또는 알킬 페닐 기이고, n은 약 1 내지 약 80이다. 중량 평균 에톡실화도가 약 1 내지 약 20, 바람직하게는 약 5 내지 약 15, 더욱 바람직하게는 약 7 내지 약 10인 C₈-C₁₈ 알킬 에톡실화 알코올, 예를 들어 Shell로부터 구매가능한 NEODOL® 비이온성 계면활성제가 특히 바람직하다. 본 발명에 유용한 비이온성 계면활성제의 다른 비제한적인 예에는 C₆-C₁₂ 알킬 페놀 알콕실레이트(여기서, 알콕실레이트 단위는 에틸렌옥시 단위, 프로필렌옥시 단위, 또는 이들의 혼합물일 수 있음); 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 블록 중합체를 갖는 C₁₂-C₁₈ 알코올 및 C₆-C₁₂ 알킬 페놀 축합물, 예컨대 BASF로부터의 Pluronic®; C₁₄-C₂₂ 중쇄(mid-chain) 분지형 알코올(BA); C₁₄-C₂₂ 중쇄 분지형 알킬 알콕실레이트, BAE_x(여기서, x는 1 내지 30 임); 알킬 폴리사카라이드, 구체적으로 알킬 폴리글리코사이드; 폴리하이드록시 지방산 아미드; 및 에테르 캡핑된 폴리(옥시알킬화) 알코올 계면활성제가 포함된다. 적합한 비이온성 계면활성제에는 또한 BASF로부터 상표명 Lutensol®로 판매되는 것들이 포함된다. 바람직한 실시 형태에서, 비이온성 계면활성제는, 모두 Uniqema로부터 입수가능한 소르비탄 모노라우레이트(SPAN® 20), 소르비탄 모노팔미테이트(SPAN® 40), 소르비탄 모노스테아레이트(SPAN® 60), 소르비탄 트라이스테아레이트(SPAN® 65), 소르비탄 모노올레에이트(SPAN® 80), 소르비탄 트라이올레에이트(SPAN® 85), 소르비탄 아이소스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 (20) 소르비탄 모노라우레이트(Tween® 20), 폴리옥시에틸렌 (20) 소르비탄 모노팔미테이트(Tween® 40), 폴리옥시에틸렌 (20) 소르비탄 모노스테아레이트(Tween® 60), 폴리옥시에틸렌 (20) 소르비탄 모노올레에이트(Tween® 80), 폴리옥시에틸렌 (4) 소르비탄 모노라우레이트(Tween® 21), 폴리옥시에틸렌 (4) 소르비탄 모노스테아레이트(Tween® 61), 폴리옥시에틸렌 (5) 소르비탄 모노올레에이트(Tween® 81), 및 이들의 조합을 포함하는 소르비탄 에스테르의 알콕실화 유도체 및 소르비탄 에스테르로부터 선택된다.

본 발명의 실시에 가장 바람직한 비이온성 계면활성제에는 중량 평균 알콕실화도가 5 내지 15의 범위인 C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬알콕실화 알코올(AA), 더욱 바람직하게는, 중량 평균 알콕실화도가 7 내지 9의 범위인 C₁₂-C₁₄ 선형 에톡실화 알코올, 예를 들어 AE7 및 AE9가 포함된다.

놀랍게도, 고체 시트에서 비이온성 계면활성제의 존재는 개선된 용해 프로파일을 초래할 수 있다. 바람직하지만 필수적이지는 않은 실시 형태에서, 고체 시트 물품은 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 20%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 12%, 더욱 바람직하게는 약 0.5% 내지 약 8%, 가장 바람직하게는 약 1% 내지 약 5%, 예를 들어 약 0.01%, 약 0.1%, 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 4%, 약 5%, 약 6%, 약 7%, 약 8%, 약 10%, 약 12%, 약 15% 또는 이들 사이의 임의의 범위의 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 발명자들은 비이온성 계면활성제의 양이 너무 많을 때(예를 들어, 약 10%, 7% 또는 5% 초과일 때), (예를 들어, 섬유 유연제로서의) 양이온성 계면활성제의 기능을 어느 정도 손상시킬 수 있음을 발견하였다. 이와 같이, 양이온성 계면활성제의 개선된 용해와 기능 사이의 완벽한 균형은 비이온성 계면활성제가 예를 들어 약 1% 내지 약 5%의 가장 바람직한 범위의 양으로 존재할 때 달성될 수 있다.

본 발명의 고체 시트 물품에 사용하기에 적합한 양쪽성 계면활성제는 지방족 2차 및 3차 아민의 유도체로서 널리 기술되는 것들을 포함하는데, 여기서 지방족 라디칼은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며 지방족 치환체 중 하나는 약 8 내지 약 18개의 탄소 원자를 포함하고 하나는 음이온성 수 가용화 기, 예를 들어 카르복시, 설포네이트, 설페이트, 포스페이트, 또는 포스포네이트를 포함한다. 이러한 정의에 속하는 화합물의 예는 소듐 3-도데실-아미노프로피오네이트, 소듐 3-도데실아미노프로판 설포네이트, 소듐 라우릴 사르코시네이트, N-알킬타우린, 예를 들어 도데실아민을 소듐 이세티오네이트와 반응시킴으로써 제조되는 것, 및 N-고급 알킬 아스파르트산이다.

적합한 쯔비터이온성 계면활성제는 지방족 4차 암모늄, 포스포늄 및 설포늄 화합물의 유도체로 널리 기술되는 것들을 포함하는데, 여기서 지방족 라디칼은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며 지방족 치환체 중 하나는 약 8 내지 약 18개의 탄소 원자를 포함하고 하나는 음이온성 기, 예를 들어 카르복시, 설포네이트, 설페이트, 포스페이트 또는 포스포네이트를 포함한다. 그러한 적합한 쯔비터이온성 계면활성제는 하기 화학식으로 나타내어질 수 있다:

상기 식에서, R²는 약 8 내지 약 18개의 탄소 원자, 0 내지 약 10개의 에틸렌 옥사이드 모이어티(moiety) 및 0 내지 약 1개의 글리세릴 모이어티의 알킬, 알케닐, 또는 하이드록시 알킬 라디칼을 함유하고; Y는 질소, 인, 및 황 원자로 이루어진 군으로부터 선택되고; R³은 약 1 내지 약 3개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 또는 모노하이드록시알킬 기이고; X는, Y가 황 원자일 때 1이고, Y가 질소 또는 인 원자일 때 2이고; R⁴는 약 1 내지 약 4개의 탄소 원자의 알킬렌 또는 하이드록시알킬렌이고, Z는 카르복실레이트, 설포네이트, 설페이트, 포스포네이트, 및 포스페이트 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 라디칼이다.

일부 실시 형태에서, 추가 계면활성제는 C₆-C₂₀ 선형 알킬벤젠 설포네이트(LAS), 중량 평균 알콕실화도가 0.5 내지 10의 범위인 C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬알콕시 설페이트(AAS), 중량 평균 알콕실화도가 5 내지 15의 범위인 C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬알콕실화 알코올(AA), C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬 설페이트(AS), 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 알킬암포아세테이트 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

향료

본 발명의 고체 시트 물품은 향료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 고체 시트 물품은 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 0.02% 내지 약 30%, 더욱 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 20%, 예를 들어 약 0.01%, 약 0.02%, 약 0.05%, 약 0.1%, 약 0.2%, 약 0.3%, 약 0.5%, 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 5%, 약 10% 또는 이들 사이의 임의의 범위의 향료를 포함할 수 있다.

구체적으로, 향료는 고체 시트 및/또는 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 향료는 유리된 향료, 향료 마이크로캡슐, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 특히, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 1% 내지 99%, 바람직하게는 5% 내지 90%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 80%, 예를 들어 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 이들 사이의 임의의 범위의 향료를 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 고체 물품 내의 향료의 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 99% 이상이 코팅 조성물에 존재한다. 이는 향료의 개선된 성능, 예를 들어 수명, 향료 안정성, 침착 또는 방출 이점을 가져올 수 있다.

실리콘

본 발명의 고체 시트 물품은 실리콘, 바람직하게는 유기실리콘을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 고체 시트 물품은 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 30%, 더욱 바람직하게는 약 1% 내지 약 20%, 예를 들어 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 5%, 약 7%, 약 10%, 약 15%, 약 20% 또는 이들 사이의 임의의 범위의 실리콘을 포함할 수 있다. 본 발명의 고체 시트 물품이 패브릭 컨디셔닝 제품으로서 사용되는 경우, 실리콘은 보조-유연제(co-softener)로서 기능할 수 있다.

구체적으로, 실리콘은 고체 시트 및/또는 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 100%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 99.9%, 더욱 바람직하게는 약 1% 내지 약 99%, 예를 들어 약 1%, 약 5%, 약 10%, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 약 50%, 약 55%, 약 60%, 약 65%, 약 70%, 약 75%, 약 80%, 약 85%, 약 90%, 약 95% 또는 이들 사이의 임의의 범위의 실리콘을 포함할 수 있다.

구체적으로, 적합한 유기실리콘은 Si-O 모이어티를 포함할 수 있으며 (a) 비-작용화된 실록산 중합체, (b) 작용화된 실록산 중합체, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 유기실리콘의 분자량은 보통 재료의 점도를 참조하여 표시된다. 일 태양에서, 유기실리콘은 25℃에서 약 10 내지 약 2,000,000 센티스토크의 점도를 포함할 수 있다. 다른 태양에서, 적합한 유기실리콘은 25℃에서 약 10 내지 약 800,000 센티스토크의 점도를 가질 수 있다.

적합한 유기실리콘은 선형이거나, 분지형이거나, 가교결합될 수 있으며 적합한 예는 미국 특허 제6,815,069호; 제7,153,924호; 제7,321,019호; 및 제7,427,648호; 및 미국 특허 출원 제61/319939호에 기재되어 있다.

일부 실시 형태에서, 실리콘은 비닐 다이메티콘/메티콘 실세스퀴옥산 가교중합체, 폴리실리콘, 폴리메틸실세스퀴옥산, 다이페닐 다이메티콘/비닐 다이페닐 다이메티콘/실세스퀴옥산 가교중합체, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

용매

고체 시트 물품 내의 다른 선택적 성분은 중합체성 구조화제를 위한 가용화제로서 그리고 건조 촉진제로서 유용한 용매, 특히 수혼화성 용매 및 공용매를 포함할 수 있다. 구체적으로, 용매는 고체 시트 및/또는 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 적합한 용매의 비제한적인 예는 알코올, 에스테르, 케톤, 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 에테르, 및 이들의 조합을 포함한다. 알코올 및 에스테르가 더 바람직하다. 바람직한 알코올은 1가 알코올이다. 가장 바람직한 1가 알코올은 에탄올, 아이소-프로판올, 및 n-프로판올이다. 가장 바람직한 에스테르는 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트이다. 적합한 유기 용매의 다른 비제한적인 예는 벤질 알코올, 아밀 아세테이트, 프로필 아세테이트, 아세톤, 헵탄, 아이소-부틸 아세테이트, 아이소-프로필 아세테이트, 톨루엔, 메틸 아세테이트, 아이소-부탄올, n-아밀 알코올, n-부틸 알코올, 헥산, 및 메틸 에틸 케톤, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 아이소프로판올, n-부탄올, 아이소부탄올, 메틸에틸케톤, 아세톤, 및 이들의 조합이다.

일부 실시 형태에서, 용매는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판다이올, 다이에틸렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 에탄올아민, 에탄올, 물 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

침착 보조제

일 태양에서, 고체 시트 물품은 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 20%, 약 0.1 내지 약 15%, 또는 약 0.2 내지 약 10%의 침착 보조제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 침착 보조제는 고체 시트 및/또는 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 적합한 침착 보조제는 예를 들어 미국 특허 출원 제12/080,358호에 개시되어 있다.

일 태양에서, 침착 보조제는 양이온성 또는 양쪽성 중합체일 수 있다. 일 태양에서, 침착 보조제는 양이온성 중합체일 수 있다. 일반적으로 양이온성 중합체 및 이의 제조 방법은 문헌에 공지되어 있다. 일 태양에서, 양이온성 중합체는 조성물의 의도된 용도의 pH에서 양이온성 전하 밀도가 약 0.005 내지 약 23, 약 0.01 내지 약 12, 또는 약 0.1 내지 약 7 밀리당량/g일 수 있다. 전하 밀도가 조성물의 pH에 따라 달라지는 아민-함유 중합체의 경우, 전하 밀도는 생성물의 의도된 용도의 pH에서 측정된다. 그러한 pH는 일반적으로 약 2 내지 약 11, 더욱 일반적으로 약 2.5 내지 약 9.5의 범위일 것이다. 전하 밀도는 반복 단위당 순전하의 수를 반복 단위의 분자량으로 나누어서 계산한다. 양전하는 중합체의 골격 및/또는 중합체의 측쇄에 위치할 수 있다. 구체적으로, 양이온성 중합체는, 바람직하게는 200 kDa 내지 600 kDa(예컨대 400 kDa)의 중량 평균 분자량, 0.1 내지 0.3(예컨대 0.18)의 전하 밀도, 및/또는 0.2% 내지 0.4%(예컨대 0.28%)의 언하이드로글루코스 반복 단위당 질소의 평균 중량 퍼센트를 갖는 양이온성 하이드록시에틸 셀룰로오스일 수 있다.

적합한 양이온성 중합체의 하나의 군은, 국제특허 공개 WO 00/56849호 및 미국 특허 제6,642,200호에 개시된 것들과 같은 적합한 개시제 또는 촉매를 사용하여 에틸렌계 불포화 단량체의 중합에 의해 생성된 것들을 포함한다.

추가 보조 성분

다른 실시 형태에서, 고체 시트 물품은 추가 보조 성분을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 추가 보조 성분은 고체 시트 및/또는 코팅 조성물에 존재할 수 있다. 이러한 추가 보조 성분은 가공 조제의 역할을 할 수 있으며 고체 시트 물품의 특성, 예컨대

용해도 및 용해 속도, 용해 안정성, 저장 중 습기로부터의 수분 흡수에 대한 저항성, 신축성, 느낌, 취성, 및 기재의 텍스처, 외관 및 광택, 및 기재의 가공, 캐스팅, 압출 또는 건조, 물품의 기계적 취급, 및 물품의 저장의 용이성 및 속도를 변경할 수 있다. 그러한 추가 보조 성분은 유화제, 비-필름 형성 중합체, 블로킹 방지제, 거품방지제, 소포제, 살생제, 방부제, 착색제, 불투명화제, 진주광택제, 충전제 및 벌킹제, 리올로지 조절제 등을 포함한다.

리올로지 조절제는 바람직하게는, 셀룰로오스 및 유도체; 구아 및 구아 유도체; 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 및 POE-PPO 공중합체; 폴리비닐피롤리돈, 가교결합된 폴리비닐피롤리돈 및 유도체; 폴리비닐알코올 및 유도체; 폴리에틸렌이민 및 유도체; 탄산나트륨 및 황산나트륨과 같은 무기 입자; 이산화규소; 수팽윤성 점토; 검; 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

유화제는 모노글리세라이드 및 다이글리세라이드, 지방 알코올, 폴리글리세롤 에스테르, 프로필렌 글리콜 에스테르, 소르비탄 에스테르, 폴리하이드록시스테아르산 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 고체 시트 물품은 조성물에서 사용을 위해 공지되거나 달리 유용한 다른 선택적인 성분을, 그러한 선택적인 재료가 본 명세서에 기재된 선택된 필수 재료와 상용성이거나 또는 제품 성능을 달리 과도하게 손상시키지 않는다면, 추가로 포함할 수 있다.

III. 고체 시트의 제조 방법

수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품의 제조 방법은 a) 수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 습윤 예비-혼합물을 제조하는 단계로서, 양이온성 계면활성제에 대한 가소제의 중량비는 약 0.9 내지 약 2인, 상기 단계; b) 습윤 예비-혼합물을 폭기시켜 폭기된 습윤 예비-혼합물을 형성하는 단계; c) 폭기된 습윤 예비-혼합물을 서로 반대편에 있는 제1 면과 제2 면을 갖는 시트로 형성하는 단계; 및 d) 형성된 시트를 건조시켜 시트 물품을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 습윤 예비-혼합물의 폭기는 건조 시에 그 내부의 OCF 구조체의 후속 형성을 위해 충분한 양의 공기 버블을 습윤 예비-혼합물 내로 도입하기 위해 수행된다. 일단 충분히 폭기되면, 습윤 예비-혼합물은 폭기되지 않은 습윤 예비-혼합물(이는 소수의 의도치 않게 포획된 공기 버블을 함유할 수 있음) 또는 불충분하게 폭기된 습윤 예비-혼합물(이는 약간의 버블을 함유할 수 있지만 부피 백분율이 훨씬 더 낮고 버블 크기가 상당히 더 큼)의 밀도보다 상당히 더 낮은 밀도를 특징으로 한다. 바람직하게는, 폭기된 습윤 예비-혼합물은 밀도가 약 0.1 g/ml 내지 약 0.7 g/ml, 바람직하게는 약 0.15 g/ml 내지 약 0.6 g/ml, 더욱 바람직하게는 약 0.2 g/ml 내지 약 0.5 g/ml, 가장 바람직하게는 약 0.25 g/ml 내지 약 0.45 g/ml의 범위이다.

폭기는 본 발명에서 물리적 수단 또는 화학적 수단 중 어느 하나에 의해 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 폭기는 기계적 교반을 통해, 예를 들어, 회전자-고정자 혼합기, 유성 혼합기, 가압 혼합기, 비-가압 혼합기, 배치 혼합기, 연속 혼합기, 반연속 혼합기, 고전단 혼합기, 저전단 혼합기, 침지식 스파저(submerged sparger), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는 임의의 적합한 기계적 가공 수단을 사용하여 습윤 예비-혼합물 내로 가스를 도입함으로써 달성될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 폭기는 화학적 수단을 통해, 예를 들어, 화학적 발포제를 사용하여, 발포 시스템에 의한 이산화탄소(CO₂ 가스)의 형성을 포함하는, 하나 이상의 성분의 화학 반응을 통한 원위치(in-situ) 가스 형성을 제공함으로써 달성될 수 있다. 특히 바람직한 실시 형태에서, 습윤 예비-혼합물의 폭기는 식품 산업에서 마시멜로의 제조에 통상적으로 이용되는 연속 가압 폭기 장치 또는 혼합기를 사용함으로써 비용 효과적으로 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌다.

국제특허 공개 WO2010077627호는 용해를 개선하는 기능을 하는, 약 80% 내지 100%의 퍼센트 개방 셀 함량을 특징으로 하는 개방 셀형 폼(OCF) 구조체를 갖는 다공성 시트를 형성하기 위한 배치식 공정을 개시한다. 구체적으로, 원료들의 예비-혼합물을 먼저 형성하고, 이것을 격렬하게 폭기시키고, 이어서 (예를 들어, 대류 오븐 또는 전자레인지 내에서) 배치식으로 열 건조시켜 원하는 OCF 구조체를 갖는 다공성 시트를 형성한다. 그러한 OCF 구조체는 생성되는 다공성 시트의 용해 속도를 현저히 개선하지만, 그러한 시트 내에 더 두꺼운 셀 벽을 갖는 시각적으로 더 치밀하고 덜 다공성인 하부 영역이 여전히 존재한다. 그러한 고밀도 하부 영역은 시트를 통한 물의 유동에 악영향을 줄 수 있어서, 시트의 전반적인 용해 속도에 악영향을 줄 수 있다. 복수의 그러한 시트가 함께 적층되어 다층 구조체를 형성하는 경우, 다수의 고밀도 하부 영역의 "장벽"(barrier) 효과가 특히 증대된다.

국제특허 공개 WO2012138820호는, 폭기된 습윤 예비-혼합물의 연속 건조가, 예를 들어 (대류 오븐 또는 전자레인지 대신에) 충돌 오븐을 사용하여 달성되는 것을 제외하고는, 국제특허 공개 WO2010077627호와 유사한 공정을 개시한다. 그러한 연속 건조 공정에 의해 형성된 OCF 시트는 그의 상이한 영역들에 걸친 기공 구조체의 개선된 균일성/일관성을 특징으로 한다. 불행하게도, 상대적으로 더 작은 기공 개구를 갖는 상부 표면 및 상대적으로 더 작은 기공을 갖는 상부 영역(즉, 크러스트-유사 상부 영역)과 같은 속도-제한 요인이 그러한 OCF 시트에 여전히 존재하며, 이는 그를 통한 물의 유동에 악영향을 줄 수 있으며 그의 용해를 늦출 수 있다.

상기에 기재된 공정에서의 건조 단계 동안, OCF 구조체는 물 증발, 버블 붕괴, (버블들 사이에 개구를 생성하고 개방 셀을 형성하는) 버블들 사이의 플라토 경계(plateau border)로의 박막 버블 페이싱(facing)으로부터의 틈새 액체 배출(interstitial liquid drainage), 및 예비-혼합물의 고화의 동시 메커니즘(simultaneous mechanism) 하에서 형성된다. 다양한 가공 조건, 예를 들어 습윤 예비-혼합물 내의 고체 함량, 습윤 예비-혼합물의 점도, 중력, 및 건조 온도, 및 제어된 배출을 달성하고 원하는 OCF 구조체를 형성하도록 그러한 가공 조건들의 균형을 맞출 필요성이 이들 메커니즘에 영향을 미칠 수 있다.

전술한 가공 조건에 더하여, 건조 단계 동안 이용되는 열 에너지의 방향(즉, 가열 방향)이 또한 생성되는 OCF 구조체에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것이 놀랍고 예기치 않은 발견이었다.

예를 들어, 열 에너지가 건조 단계 동안 비-방향성으로 적용되는 경우(즉, 분명한 가열 방향이 없는 경우), 또는 가열 방향이 건조 단계의 대부분 동안 중력 방향과 실질적으로 정렬되는 경우(즉, 그들 사이에 90° 미만의 오프셋 각도를 갖는 경우), 생성되는 가요성 다공성 용해성 고체 시트는 더 작은 기공 개구를 갖는 상부 표면을 가지며 그의 두께를 가로지르는 방향을 따라 상이한 영역들에서 더 큰 기공 크기 변화를 갖는 경향이 있다. 대조적으로, 건조 단계의 대부분 동안 가열 방향이 중력 방향으로부터 오프셋되는 경우(즉, 그들 사이에서 90° 이상의 오프셋 각도를 갖는 경우), 생성되는 고체 시트는 더 큰 기공 개구를 갖는 상부 표면을 가질 수 있으며 그러한 시트의 두께를 가로지르는 방향을 따라 상이한 영역들에서 감소된 기공 크기 변화를 가질 수 있다. 상응하게는, 후자의 시트는 관통하여 유동하는 물을 더 잘 받아들이며, 따라서 전자의 시트보다 더 용해성이다.

임의의 이론에 의해 구애됨이 없이, 건조 단계 동안 가열 방향과 중력 방향 사이의 정렬 또는 오정렬 및 그 지속 시간은 버블들 사이의 틈새 액체 배출에 현저히 영향을 미칠 수 있고, 상응하게는, 고화되는 예비-혼합물에서의 기공 팽창 및 기공 개방에 영향을 주어, 매우 상이한 OCF 구조체들을 갖는 고체 시트를 생성하는 것으로 여겨진다. 그러한 차이는 이하에서 도 1 내지 도 4에 의해 더욱 분명하게 예시된다.

도 1은 대류-기반 가열/건조 장치를 나타낸다. 건조 단계 동안, 주형(10)(금속, 세라믹 또는 Teflon®과 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있음)을, 폭기된 습윤 예비-혼합물로 충전하는데, 이는 제1 면(12A)(즉, 상부 면) 및 반대편의 제2 면(12B)(즉, 주형(10)의 지지 표면과 직접 접촉하기 때문에, 하부 면)을 갖는 시트(12)를 형성한다. 그러한 주형(10)을 건조 단계 동안 대략 45 내지 46분간 130℃ 대류 오븐 내에 넣는다. 대류 오븐은 시트(12)를 위로부터, 즉 (빗금친 화살표에 의해 도시된 바와 같은) 하향 가열 방향을 따라 가열하는데, 이는 시트(12)에서 제1 면(12A)으로부터 반대편의 제2 면(12B)으로 감소하는 온도 구배를 형성한다. 하향 가열 방향은 (백색 화살표에 의해 도시된 바와 같은) 중력 방향과 정렬되고, 그러한 정렬된 위치는 전체 건조 시간에 내내 유지된다. 건조 동안, 중력은 하부 영역을 향해 하향으로 액체 예비-혼합물을 배출시키는 한편, 하향 가열 방향은 상부 영역을 먼저 건조시키고 하부 영역은 마지막에 건조시킨다. 그 결과, 완전히 팽창될 기회를 갖지 못한 가스 버블에 의해 형성된 작은 개구를 갖는 다수의 기공을 포함하는 상부 표면을 갖는 다공성 고체 시트가 형성된다. 더 작은 기공 개구를 갖는 그러한 상부 표면은 시트 내로의 물 침입에 대해 최적이 아니며, 이는 시트의 용해 속도를 제한할 수 있다. 반면에, 그러한 시트의 하부 영역은 치밀하며 덜 다공성이고, 완전히 팽창된 가스 버블에 의해 더 큰 기공이 형성되지만 개수가 매우 적고, 그러한 하부 영역에서의 기공들 사이의 셀 벽은 중력에 의해 유발되는 하향 액체 배출로 인해 두껍다. 더 적은 수의 기공 및 두꺼운 셀 벽을 갖는 그러한 치밀한 하부 영역은 시트의 전반적인 용해 속도에 대한 추가의 속도-제한 요인이다.

도 2는 마이크로파-기반 가열/건조 장치를 나타낸다. 건조 단계 동안, 주형(30)을 폭기된 습윤 예비-혼합물로 충전하는데, 이는 제1 면(32A)(상부 면) 및 반대편의 제2 면(32B)(하부 면)을 갖는 시트(32)를 형성한다. 이어서, 그러한 주형(30)을, 미국 노스캐롤라이나주 소재의 Industrial Microwave System Inc.에 의해 제공되고 2.0 kW의 출력, 1 피트/분의 벨트 속도 및 54.4℃의 주위 공기 온도에서 작동되는 저 에너지 밀도 마이크로파 어플리케이터(도시되지 않음)에 넣는다. 주형(30)을 건조 단계 동안 대략 12분간 그러한 마이크로파 적용에 배치한다. 그러한 마이크로파 어플리케이터는 임의의 분명하거나 일관된 가열 방향 없이 시트(32)를 내부로부터 가열한다. 상응하게는, 시트(32)에는 온도 구배가 형성되지 않는다. 건조 동안, 전체 시트(32)가 동시에 가열되거나 거의 동시에 가열되지만, (백색 화살표에 의해 도시된 바와 같은) 중력이 여전히 하부 영역을 향해 하향으로 액체 예비-혼합물을 배출시킨다. 결과적으로, 그렇게 형성된 고화된 시트는, 대류-기반 가열/건조 장치에 의해 형성된 시트와 비교하여, 더 균일하게 분포되고 더 고른 크기를 갖는 기공을 갖는다. 그러나, 마이크로파-기반 건조 단계 동안 중력 하에서의 액체 배출은 여전히 두꺼운 셀 벽을 갖는 치밀한 하부 영역을 생성할 수 있다. 또한, 전체 시트(32)의 동시 가열은 건조 단계 동안 상부 표면에서의 기공 팽창 및 기공 개방을 여전히 제한할 수 있고, 생성되는 시트는 여전히 상대적으로 더 작은 기공 개구를 갖는 상부 표면을 가질 수 있다. 또한, 마이크로파 에너지는 시트(32) 내의 물을 가열하여 그러한 물이 비등하게 하는데, 이는 불규칙한 크기의 버블을 생성할 수 있고 두꺼운 셀 벽을 갖는 의도치 않은 치밀한 영역을 형성할 수 있다.

도 3은 충돌 오븐-기반 가열/건조 장치를 나타낸다. 건조 단계 동안, 주형(40)을 폭기된 습윤 예비-혼합물로 충전하는데, 이는 제1 면(42A)(상부 면) 및 반대편의 제2 면(42B)(하부 면)을 갖는 시트(42)를 형성한다. 이어서, 그러한 주형(40)을 국제특허 공개 WO2012138820호의 실시예 1, 표 2에 기재된 것과 유사한 조건 하에서 연속 충돌 오븐(도시되지 않음)에 넣는다. 그러한 연속 충돌 오븐은, (2개의 빗금친 화살표로 도시된) 서로 반대편을 향하고 오프셋되는 가열 방향으로 상부 및 하부 둘 모두로부터 시트(42)를 가열한다. 상응하게는, 건조 동안 시트(42)에는 어떠한 분명한 온도 구배도 형성되지 않으며, 전체 시트(42)가 그의 상부 및 하부 표면 둘 모두로부터 거의 동시에 가열된다. 도 3에 기재된 마이크로파-기반 가열/건조 장치와 유사하게, (백색 화살표에 의해 도시된 바와 같은) 중력이 도 4의 그러한 충돌 오븐-기반 가열/건조 장치 내에서 하부 영역을 향해 하향으로 액체 예비-혼합물을 계속 배출시킨다. 결과적으로, 그렇게 형성된 고화된 시트는, 대류-기반 가열/건조 장치에 의해 형성된 시트와 비교하여, 더 균일하게 분포되고 더 고른 크기를 갖는 기공을 갖는다. 그러나, 건조 단계 동안 중력 하에서의 액체 배출은 여전히 두꺼운 셀 벽을 갖는 치밀한 하부 영역을 생성할 수 있다. 또한, 양측으로부터의 시트(42)의 거의 동시적인 가열은 건조 단계 동안 상부 표면에서의 기공 팽창 및 기공 개방을 여전히 제한할 수 있고, 생성되는 시트는 여전히 상대적으로 더 작은 기공 개구를 갖는 상부 표면을 가질 수 있다.

상기에 기재된 가열/건조 장치들(대류-기반, 마이크로파-기반 또는 충돌 오븐-기반)에 더하여, 본 발명은, 하부 영역을 향한 중력에 의해 야기되는 액체 배출을 상쇄/감소시키고(이로써, 밀도를 감소시키고 하부 영역 내의 기공 구조체를 개선하고), 건조 동안 상부 표면 근처의 공기 버블이 팽창하는 데 더 많은 시간을 허용하도록(이로써, 생성되는 시트의 상부 표면에 현저히 더 큰 기공 개구를 형성하도록) 가열 방향이 의도적으로 구성된, 폭기된 습윤 예비-혼합물을 건조시키기 위한 다른 가열/건조 장치를 제공한다. 두 특징 모두 시트의 전반적인 용해 속도를 개선하도록 기능하며, 따라서 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가요성 다공성 용해성 시트를 제조하기 위한 하부 전도-기반 가열/건조 장치를 나타낸다. 구체적으로, 주형(50)을 폭기된 습윤 예비-혼합물로 충전하는데, 이는 제1 면(52A)(즉, 하부 면) 및 반대편의 제2 면(52B)(즉, 상부 면)을 갖는 시트(52)를 형성한다. 그러한 주형(50)을 건조 단계 동안 대략 30분간, 예를 들어, 약 125 내지 130℃의 제어된 표면 온도를 갖는 예열된 펠티어(Peltier) 플레이트 위에, 가열된 표면(도시되지 않음) 상에 놓는다. 열이 주형(50)의 하부의 가열된 표면으로부터 주형을 통해 전도되어 아래로부터, 즉 (빗금친 화살표에 의해 도시된 바와 같은) 상향 가열 방향을 따라 시트(52)를 가열하는데, 이는 시트(52)에서 제1 면(52A)(하부 면)으로부터 반대편의 제2 면(52B)(상부 면)으로 감소하는 온도 구배를 형성한다. 그러한 상향 가열 방향은 (백색 화살표에 의해 도시된 바와 같은) 중력 방향에 반대이고, 전체 건조 시간 내내 그렇게 유지된다(즉, 가열 방향은 건조 시간의 거의 100% 동안 중력 방향에 반대이다). 건조 동안, 중력은 여전히 하부 영역을 향해 하향으로 액체 예비-혼합물을 배출시킨다. 그러나, 상향 가열 방향은 시트를 하부로부터 위로 건조시키며, 하부 영역에서 열에 의해 발생된 수증기는 상향으로 발생하여 고화 중인 매트릭스로부터 빠져나가며, 따라서 하부 영역을 향한 하향 액체 배출은 현저히 제한되고 고화되는 매트릭스 및 상승하는 수증기에 의해 "상쇄"/감소된다. 상응하게는, 생성되는 건조 시트의 하부 영역은 덜 치밀하며 상대적으로 얇은 셀 벽을 갖는 다수의 기공을 포함한다. 또한, 상부 영역이 이러한 공정 동안 건조되는 마지막 영역이기 때문에, 상부 영역 내의 공기 버블은 팽창되기에 충분한 시간을 가져서 생성되는 시트의 상부 표면에 상당히 더 큰 개방 기공을 형성하며, 이는 시트 내로의 물 침입을 용이하게 하는 데 특히 효과적이다. 더욱이, 생성된 시트는 그의 상이한 영역들(예를 들어, 상부, 중간, 하부) 전체에 걸쳐 더 고르게 분포된 전체 기공 크기를 갖는다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 가요성 다공성 용해성 시트를 제조하기 위한 회전 드럼-기반 가열/건조 장치를 나타낸다. 구체적으로, 공급 트로프(trough)(60)를 폭기된 습윤 예비-혼합물(61)로 충전한다. 가열된 회전 가능한 실린더(70)(드럼 건조기로도 지칭됨)를 공급 트로프(60) 위에 배치한다. 가열된 드럼 건조기(70)는 약 130℃의 제어된 표면 온도를 특징으로 하는 원통형의 가열된 외부 표면을 가지며, 이는 (화살표를 갖는 가느다란 곡선에 의해 도시된 바와 같이) 시계방향 방향을 따라 회전하여 폭기된 습윤 예비-혼합물(61)을 공급 트로프(60)로부터 픽업한다. 폭기된 습윤 예비-혼합물(61)은 드럼 건조기(70)의 원통형의 가열된 외부 표면 위에 얇은 시트(62)를 형성하며, 이는 폭기된 습윤 예비-혼합물의 그러한 시트(62)를 대략 10 내지 15분 회전시키고 건조시킨다. 그렇게 형성된 시트(62)의 일관된 두께를 보장하기 위해 슬러리 픽업 위치 부근에 레벨링 블레이드(leveling blade)(도시되지 않음)가 배치될 수 있지만, 폭기된 습윤 예비-혼합물(61)의 점도 및 드럼 건조기(70)의 회전 속도 및 표면 온도를 단순히 조절함으로써 시트(62)의 두께를 제어하는 것이 가능하다. 일단 건조되면, 시트(62)를 드럼 회전의 종료 시에 수동으로 또는 스크레이퍼(72)에 의해 픽업할 수 있다.

도 5에 나타나 있는 바와 같이, 폭기된 습윤 예비-혼합물(61)에 의해 형성된 시트(62)는 가열된 드럼 건조기(70)의 가열된 외부 표면과 직접 접촉하는 제1 면(62A)(즉, 하부 면) 및 반대편의 제2 면(62B)(즉, 상부 면)을 포함한다. 상응하게는, 드럼 건조기(70)로부터의 열이 외향 가열 방향을 따라 시트(62)로 전도되어, 시트(62)의 제1 면(62A)(하부 면)을 먼저 가열하고, 이어서 반대편의 제2 면(62B)(상부 면)을 가열한다. 그러한 외향 가열 방향은 시트(62)에서 제1 면(62A)(하부 면)으로부터 반대편의 제2 면(62B)(상부 면)으로 감소하는 온도 구배를 형성한다. 외향 가열 방향은 드럼 건조기(70)가 회전함에 따라 천천히 그리고 지속적으로, 그러나 (도 4에서 다수의 외향으로 연장되는 빗금친 화살표에 의해 도시된 바와 같은) 매우 분명하고 예측 가능한 경로를 따라 변화한다. 외부 가열 방향 및 (백색 화살표에 의해 도시된 바와 같은) 중력 방향의 상대적인 위치가 또한 유사한 분명하고 예측 가능한 방식으로 천천히 그리고 지속적으로 변화한다. 절반 미만의 건조 시간 동안(즉, 가열 방향이 수평 점선 아래에 있을 때), 외향 가열 방향은 중력 방향과 실질적으로 정렬되며, 그들 사이의 오프셋 각도가 90° 미만이다. 대부분의 건조 시간 동안(즉, 가열 방향이 수평 점선과 동일하게 있거나 그 위에 있을 때), 외향 가열 방향은 중력 방향에 반대이거나 실질적으로 반대이며, 그들 사이의 오프셋 각도가 90° 이상이다. 시트(62)의 초기 "시작" 코팅 위치에 따라, 가열 방향은 (코팅이 드럼 건조기(70)의 최하부에서 시작되는 경우) 건조 시간의 55% 초과 동안, 바람직하게는 (코팅이 도 5에 도시된 바와 같이 드럼 건조기(70)의 더 높은 위치에서 시작되는 경우) 건조 시간의 60% 초과 동안 중력 방향에 반대이거나 실질적으로 반대일 수 있다. 결과적으로, 건조 단계의 대부분 동안, 회전 드럼-기반 가열/건조 장치에서의 이러한 느린 회전 및 변화하는 가열 방향은 여전히 중력에 의해 야기되는 시트(62) 내의 액체 배출을 제한하고 "상쇄"/감소시키는 기능을 하여, 그렇게 형성된 시트 내에 개선된 OCF 구조체를 생성할 수 있다. 가열된 드럼 건조기(70)에 의해 건조되는 바와 같은 생성된 시트는 또한 다수의 더 고른 크기의 기공을 갖는 덜 치밀한 하부 영역, 및 상대적으로 더 큰 기공 개구를 갖는 상부 표면을 특징으로 한다. 더욱이, 생성된 시트는 그의 상이한 영역들(예를 들어, 상부, 중간, 하부) 전체에 걸쳐 더 고르게 분포된 전체 기공 크기를 갖는다.

IV. 본 발명의 고체 시트 물품의 물리적 특성

본 발명에서 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품은, 시트 물품 내로의 더 용이한 물 침입 및 물 중에서의 시트 물품의 더 빠른 용해를 가능하게 하는 개선된 기공 구조체를 특징으로 한다.

일반적으로, 그러한 고체 시트 물품은 (i) 이하의 시험 3에 의해 측정할 때, 약 80% 내지 100%, 바람직하게는 약 85% 내지 100%, 더욱 바람직하게는 약 90% 내지 100%의 퍼센트 개방 셀 함량; 및 (ii) 이하의 시험 2에 기재된 마이크로-CT 방법에 의해 측정할 때, 약 100 μm 내지 약 2000 μm, 바람직하게는 약 150 μm 내지 약 1000 μm, 더욱 바람직하게는 약 200 μm 내지 약 600 μm의 전체 평균 기공 크기를 특징으로 할 수 있다. 전체 평균 기공 크기는 본 발명의 OCF 구조체의 다공성을 정의한다. 퍼센트 개방 셀 함량은 본 발명의 OCF 구조체 내의 기공들 사이의 상호연결성을 정의한다. OCF 구조체의 상호연결성은 국제특허 공개 WO2010077627호 및 국제특허 공개 WO2012138820호에 개시된 바와 같은 스타 부피(Star Volume) 또는 구조 모델 지수(Structure Model Index)(SMI)에 의해 또한 설명될 수 있다.

본 발명의 그러한 고체 시트 물품은 서로 반대편에 있는 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 한편, 그의 상부 표면은, 이하의 시험 1에 기재된 SEM 방법에 의해 측정할 때, 약 300 μm 초과, 바람직하게는 약 310 μm 초과, 바람직하게는 약 320 μm 초과, 더욱 바람직하게는 약 330 μm 초과, 가장 바람직하게는 약 350 μm 초과인 표면 평균 기공 직경을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 고체 시트 물품은 그의 두께 방향을 따라 상이한 영역들 사이의 균일한 기공 크기 분포를 특징으로 할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 고체 시트 물품은 상부 표면에 인접한 상부 영역, 하부 표면에 인접한 하부 영역, 및 이들 사이의 중간 영역을 포함하는 한편, 상부 영역, 중간 영역, 및 하부 영역은 모두 동일한 두께를 갖는다. 그러한 고체 시트 물품의 상부 영역, 중간 영역 및 하부 영역의 각각은 평균 기공 크기를 특징으로 하는 한편, 상부 영역에서의 평균 기공 크기에 대한 하부 영역에서의 평균 기공 크기의 비(즉, 하부-대-상부 평균 기공 크기 비)는 약 0.6 내지 약 1.5, 바람직하게는 약 1 내지 약 1.2일 수 있다. 더욱이, 본 발명의 고체 시트 물품은 약 0.5 내지 약 1.5, 바람직하게는 약 0.9 내지 약 1.1의 하부-대-중간 평균 기공 크기 비, 및 약 1 내지 약 1.5, 바람직하게는 약 1 내지 약 1.2의 중간-대-상부 평균 기공 크기 비를 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 고체 시트 물품은 이하의 시험 2에 의해 측정할 때 약 5 μm 내지 약 200 μm, 바람직하게는 약 10 μm 내지 약 100 μm, 더욱 바람직하게는 약 10 μm 내지 약 80 μm의 평균 셀 벽 두께를 추가로 특징으로 한다.

본 발명의 고체 시트 물품은 소량의 물을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 고체 시트 물품은, 이하의 시험 4에 의해 측정할 때, 고체 시트 물품의 중량을 기준으로 약 0.5% 내지 약 25%, 바람직하게는 약 1% 내지 약 20%, 더욱 바람직하게는 약 3% 내지 약 15%의 최종 수분 함량을 특징으로 한다.

본 발명의 고체 시트 물품의 각각의 시트는 두께가 약 0.6 mm 내지 약 3.5 mm, 바람직하게는 약 0.7 mm 내지 약 3 mm, 더욱 바람직하게는 약 0.8 mm 내지 약 2 mm, 가장 바람직하게는 약 1 mm 내지 약 1.5 mm의 범위일 수 있다. 고체 시트 물품의 두께는 이하에 기재되는 표 6을 사용하여 측정될 수 있다.

본 발명의 고체 시트 물품은 이하에 기재되는 시험 6에 의해 측정할 때 약 50 그램/m² 내지 약 250 그램/m², 바람직하게는 약 80 그램/m² 내지 약 230 그램/m², 더욱 바람직하게는 약 100 그램/m² 내지 약 220 그램/m²의 평량을 추가로 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 고체 시트 물품은 이하의 시험 7에 의해 측정할 때 밀도가 약 0.05 그램/㎤ 내지 약 0.5 그램/㎤, 바람직하게는 약 0.06 그램/㎤ 내지 약 0.4 그램/㎤, 더욱 바람직하게는 약 0.07 그램/㎤ 내지 약 0.3 그램/㎤, 가장 바람직하게는 약 0.08 그램/㎤ 내지 약 0.25 그램/㎤의 범위일 수 있다. 본 발명의 고체 시트 물품의 밀도는, 또한 기공 팽창으로 인해, 폭기된 습윤 예비-혼합물의 시트의 밀도보다 낮을 수 있으며, 이는 결국 전체 부피 팽창으로 이어진다.

더욱이, 본 발명의 고체 시트 물품은, 하기에 기재된 시험 8에 의해 측정할 때, 약 0.03 m²/g 내지 약 0.25 m²/g, 바람직하게는 약 0.04 m²/g 내지 약 0.22 m²/g, 더욱 바람직하게는 0.05 m²/g 내지 0.2 m²/g, 가장 바람직하게는 0.1 m²/g 내지 0.18 m²/g의 비표면적을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 고체 시트 물품의 비표면적은 그의 다공성을 나타낼 수 있으며 그의 용해 속도에 영향을 줄 수 있는데, 예를 들어, 비표면적이 클수록 시트 물품이 더 다공성이고 그의 용해 속도가 더 빠르다.

V. 다수의 시트의 다층 구조체로의 전환

상기에 기재된 바와 같이, 일단 본 발명의 가요성 용해성 다공성 고체 시트가 형성되면, 2개 이상의 그러한 시트를 추가로 조합하고/하거나 처리하여, 구형, 입방형, 직사각형, 장방형, 원통형, 막대형, 시트형, 꽃 형상, 팬(fan) 형상, 별 형상, 디스크 형상 등을 포함하지만 이로 한정되지 않는 임의의 바람직한 3차원 형상의 용해성 고체 시트 물품을 형성할 수 있다. 시트는 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 조합 및/또는 처리될 수 있으며, 이의 예에는 화학적 수단, 기계적 수단 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 그러한 조합 및/또는 처리 단계는 본 명세서에서 집합적으로 "전환" 공정으로 지칭되는데, 즉 이는 본 발명의 둘 이상의 가요성 용해성 다공성 시트를 원하는 3차원 형상을 갖는 용해성 고체 시트 물품으로 전환시키는 기능을 한다.

통상적인 용해성 고체 물품은 비교적 높은 길이/폭-대-두께 비를 가지며, 즉 물에서의 그러한 물품의 신속한 용해를 보장하기 위해 비교적 얇다. 따라서, 그러한 용해성 고체 물품은 전형적으로 비교적 크지만 얇은 시트 제품의 형태로 제공되는데, 이는 취급이 어려울 수 있고(예를 들어, 너무 펄럭이며 서로 쉽게 달라붙고 사용 시에 분리하기 어려움), 소비자에게 미적으로 만족스럽지 않다. 그러나, 용해 요건에 의해 부여되는 제약으로 인해, 그러한 제품 형태의 변화 또는 개선에 대한 여지는 거의 또는 전혀 없다.

본 발명의 고체 시트의 다수의 층을 함께 적층하여 형성된 3차원 다층 고체 물품이, 동일한 종횡비를 갖는 단층 고체 물품보다 더 용해성이라는 것이 본 발명의 놀랍고 예기치 않은 발견이었다. 이는 그러한 고체 물품의 두께 방향을 따른 상당한 연장을 가능하게 하여, 취급이 더 용이하며 소비자에게 더 미적으로 만족스러운 3차원 제품 형상(예를 들어, 두꺼운 패드 또는 심지어 입방체 형태의 제품)을 생성한다.

구체적으로, 본 발명의 고체 시트의 다수의 층을 함께 적층하여 형성된 다층 용해성 고체 물품은 최대 치수(D) 및 (최대 치수에 수직인) 최소 치수(z)를 특징으로 하는 한편, D/z의 비(이하, "종횡비"로도 지칭됨)는 1 내지 약 10, 바람직하게는 약 1.4 내지 약 9, 바람직하게는 약 1.5 내지 약 8, 더욱 바람직하게는 약 2 내지 약 7의 범위이다. 종횡비가 1인 경우, 용해성 고체 물품은 구형 형상을 갖는다는 것에 유의한다. 종횡비가 약 1.4인 경우, 용해성 고체 물품은 입방형 형상을 갖는다.

본 발명의 다층 용해성 고체 물품은 최소 치수(z)가 약 3 mm 초과, 그러나 약 20 cm 미만, 바람직하게는 약 4 mm 내지 약 10 cm, 더욱 바람직하게는 약 5 mm 내지 약 30 mm일 수 있다.

상기에 기재된 다층 용해성 고체 물품은 2개 이상의 그러한 가요성 용해성 다공성 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이는 약 2 내지 약 50개, 바람직하게는 약 3 내지 약 40개, 더욱 바람직하게는 약 4 내지 약 30개의 가요성 용해성 다공성 시트를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 가요성 용해성 다공성 시트 내의 개선된 OCF 구조체는, 스택에 대한 만족스러운 전반적인 용해 속도를 여전히 제공하면서, 다수의 시트(예를 들어, 15 내지 40개)를 함께 적층하는 것을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 고체 시트 물품은 2개 이상의 가요성 다공성 용해성 시트를 포함할 수 있으며, 코팅 조성물이 2개 이상의 시트 중 적어도 하나의 시트의 적어도 하나의 표면 상에 존재하되, 단, 코팅 조성물은 고체 시트 물품의 어떠한 외측 표면 상에도 존재하지 않는다. 다시 말해, 하나 이상의 기능성 성분이 전술한 바와 같은 다층 용해성 고체 물품의 개별 시트들 사이에 "개재될"(sandwiched) 수 있다. 특히, 코팅 조성물은 임의의 적절한 수단에 의해, 예를 들어, 분무, 산재(sprinkling), 살포(dusting), 코팅, 펴바름(spreading), 디핑(dipping), 주입(injecting), 롤링, 또는 심지어 증착에 의해 다층 용해성 고체 물품의 개별 시트들 사이에 도포될 수 있다. 더 구체적으로, 코팅 조성물은 스택 내의 인접한 시트의 접촉 표면 중 하나 또는 둘 모두에 도포될 수 있다.

바람직하게는, 상기 언급된 바와 같이, 코팅 조성물은 실리콘, 및/또는 추가 계면활성제(예를 들어, 비이온성 계면활성제), 향료 및 리올로지 개질제를 포함하는 다른 성분을 포함할 수 있다. 코팅 조성물은 약 20℃ 및 1 s^-1에서 측정할 때 점도가 약 1 cP 내지 약 25,000 cP, 바람직하게는 약 2 cP 내지 약 10,000 cP, 더욱 바람직하게는 약 3 cP 내지 약 5,000 cP, 가장 바람직하게는 약 1,000 cP 내지 약 5,000 cP일 수 있다. 콘 및 플레이트 기하학적 형상(CP1/50 SR3468 SS), 0.054 mm의 갭 폭, 20℃의 온도 및 360초의 기간 동안 1.0 s^-1의 전단 속도로 맬번 키넥서스 랩+ 유량계를 사용하여 점도 값을 측정한다. 코팅 조성물을 함유하는 3차원 다층 고체 물품은, 동일한 양의 활성 성분을 갖지만 코팅 조성물이 없는 다층 고체 물품보다 현저히 개선된 용해 프로파일을 갖는다는 것이 본 발명의 놀라운 예상 외의 발견이 있었다. 또한, 코팅 조성물을 포함하는 고체 시트 물품은 코팅 조성물이 없는 고체 시트 물품에 비해 개선된 유연성 성능 및/또는 주름 방지 효과를 포함하는 추가 이점을 제공할 수 있다.

또한, 개별 시트의 주변부 근처의 절삭 시일 또는 에지 시일과 그러한 기능성 성분의 간섭을 피하기 위해, 그러한 기능성 성분은, 최대 치수(D)의 10% 이상인 거리만큼 그러한 인접 시트의 주변부로부터 이격된 영역으로서 정의되는, 2개의 인접 시트들 사이의 중심 영역 내에 위치되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 고체 시트 물품에서 시트에 대한 코팅 조성물의 중량비는 약 0.01 내지 약 2, 바람직하게는 약 0.02 내지 약 1, 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.8, 가장 바람직하게는 약 0.08 내지 약 0.5, 예를 들어, 약 0.01, 약 0.02, 약 0.03, 약 0.04, 약 0.05, 약 0.06, 약 0.07, 약 0.08, 약 0.09, 약 0.1, 약 0.15, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5 또는 이들 사이의 임의의 범위이다.

시험 방법

시험 1: 시트 물품의 표면 평균 기공 직경을 결정하기 위한 주사 전자 현미경(SEM) 방법

Hitachi TM3000 테이블탑 현미경(S/N: 123104-04)을 사용하여 샘플의 SEM 현미경 사진을 얻는다. 본 발명의 고체 시트 물품의 샘플은 면적이 대략 1 cm × 1 cm이며 더 큰 시트로부터 절단한다. 이미지는 50X 배율로 수집하며, 유닛은 15 ㎸에서 작동시킨다. 각각의 샘플을 가로질러 무작위로 선택된 위치들로부터 최소 5개의 현미경 사진 이미지를 수집하여, 대략 43.0 ㎟의 총 분석 면적을 초래하고, 그를 가로질러 평균 기공 직경을 추정한다.

이어서, SEM 현미경 사진을 첫째로 Matlab에서 이미지 분석 툴박스를 사용하여 가공한다. 필요한 경우, 이미지를 그레이스케일로 전환한다. 주어진 이미지에 대해, 'imhist' Matlab 함수를 사용하여 모든 단일 픽셀의 강도 값의 히스토그램을 생성한다. 전형적으로, 그러한 히스토그램으로부터, 더 밝은 시트 표면의 픽셀 및 기공 내의 더 어두운 영역의 픽셀에 상응하는 2개의 개별적인 분포가 명백하다. 이들 두 분포의 피크 값들 사이의 강도 값에 상응하는 임계값을 선택한다. 이어서, 이 임계값보다 낮은 강도 값을 갖는 모든 픽셀은 0의 강도 값으로 설정하는 한편, 강도 값이 더 높은 픽셀은 1로 설정하여, 이진 흑백 이미지를 생성한다. 이어서, ImageJ (https://imagej.nih.gov, 버전 1.52a)를 사용하여 이진 이미지를 분석하여, 기공 면적 분율 및 기공 크기 분포 둘 모두를 검사한다. 각각의 이미지의 스케일 바(scale bar)를 사용하여 픽셀/mm 스케일링 계수(scaling factor)를 제공한다. 분석을 위해, 자동 임계화 함수 및 입자 분석 함수를 사용하여 각각의 기공을 분리한다. 분석 함수로부터의 출력은 전체 이미지에 대한 면적 분율 및 검출된 각각의 개별 기공에 대한 기공 면적 및 기공 둘레를 포함한다.

평균 기공 직경은 D_A50으로서 정의되는데, 총 기공 면적의 50%가 D_A50 평균 직경과 동일하거나 그보다 작은 수력학적 직경을 갖는 기공으로 구성된다.

수력학적 직경 = '4 * 기공 면적(m²) / 기공 둘레(m)'.

이는 기공들이 모두 원형은 아님을 고려하여 계산된 등가 직경이다.

시험 2: 개방 셀 폼의 전체 또는 영역 평균 기공 크기 및 평균 셀 벽 두께를 결정하기 위한 마이크로-컴퓨터 단층촬영(Micro-Computed Tomographic, μCT) 방법

다공도는 OCF에 의해 점유되는 총 공간에 대한 공극 공간의 비이다. 다공도는, 임계화를 통해 공극 공간을 세그먼트화하고 총 복셀(voxel)에 대한 공극 복셀의 비를 결정함으로써 μCT 스캔으로부터 계산할 수 있다. 유사하게, 중실 부피 분율(SVF)은 총 공간에 대한 중실 공간(solid-space)의 비이며, SVF는 총 복셀에 대한 점유된 복셀의 비로서 계산할 수 있다. 다공도 및 SVF 둘 모두는, 구조 정보, 예를 들어, OCF의 높이 방향으로의 기공 크기 분포, 또는 OCF 스트럿(strut)의 평균 셀 벽 두께를 제공하지 않는 평균 스칼라 값이다.

OCF의 3D 구조를 특성화하기 위해, 높은 등방성 공간 해상도로 데이터세트를 획득할 수 있는 μCT X-선 스캐닝 기기를 사용하여 샘플을 이미지화한다. 적합한 기기의 일 예는 하기 설정으로 작동되는 SCANCO 시스템 모델 50 μCT 스캐너(스위스 브뤼티셀렌 소재의 Scanco Medical AG)이다: 133 ㎂에서 45 ㎸p의 에너지 수준; 3000 프로젝션; 15 mm 시야; 750 ms 적분 시간; 5회의 평균화; 및 픽셀당 3 μm의 복셀 크기. 스캐닝 및 후속 데이터 재구성을 완료한 후에, 스캐너 시스템은 ISQ 파일로 지칭되는 16비트 데이터 세트를 생성하며, 여기서 그레이 레벨은 x-선 감쇠의 변화를 반영하고, 이는 결국 재료 밀도와 관련된다. 이어서, 스케일링 계수를 사용하여 ISQ 파일을 8비트로 전환한다.

스캐닝된 OCF 샘플은 보통 직경이 대략 14 mm인 코어를 펀칭함으로써 제조한다. OCF 펀치를 저-감쇠 폼 상에 편평하게 놓고, 이어서 스캐닝을 위해 15 mm 직경의 플라스틱 원통형 튜브 내에 장착한다. 모든 장착된 절단 샘플의 전체 부피가 데이터세트에 포함되도록 샘플의 스캔을 획득한다. 이러한 더 큰 데이터세트로부터, 샘플 데이터세트의 더 작은 하위-부피(sub-volume)를 스캐닝된 OCF의 총 단면으로부터 추출하여, 기공이 에지/경계 효과 없이 정성적으로 평가될 수 있는 데이터의 3D 슬래브(slab)를 생성한다.

높이 방향으로의 기공-크기 분포 및 스트럿-크기를 특성화하기 위해, 국소 두께 맵 알고리즘 또는 LTM이 하위-부피 데이터세트에서 구현된다. LTM 방법은 유클리드 거리 맵핑(Euclidean Distance Mapping, EDM)으로 시작하는데, 이는 각각의 공극 복셀의 그의 가장 가까운 경계로부터의 거리와 동일한 그레이 레벨 값들을 할당한다. EDM 데이터에 기초하여, 기공을 나타내는 3D 공극 공간(또는 스트럿을 나타내는 3D 중실 공간)을 EDM 값과 매칭되도록 크기설정된 구체로 테셀레이팅한다. 구체로 둘러싸인 복셀에 가장 큰 구체의 반경 값을 할당한다. 다시 말하면, 각각의 공극 복셀(또는 스트럿의 경우 중실 복셀)은, 공극 공간 경계(또는 스트럿의 경우 중실 공간 경계) 내에 끼워 맞춰지는 한편 할당된 복셀을 포함하는 최대 구체의 반경 값을 할당받는다.

LTM 데이터 스캔으로부터의 3D 라벨링된 구체 분포 출력은 높이-방향(또는 Z-방향)의 2차원 이미지의 스택으로서 처리될 수 있고, OCF 깊이의 함수로서 슬라이스로부터 슬라이스로의 구체 직경의 변화를 추정하는 데 사용될 수 있다. 스트럿 두께를 3D 데이터세트로서 취급하고, 하위-부피의 전체 또는 일부에 대해 평균 값을 평가할 수 있다. 계산 및 측정은 Thermo Fisher Scientific으로부터의 AVIZO Lite (9.2.0) 및 Mathworks로부터의 MATLAB (R2017a)을 사용하여 행하였다.

시험 3: 시트 물품의 퍼센트 개방 셀 함량

퍼센트 개방 셀 함량은 가스 비중측정을 통해 측정한다. 가스 비중측정은 가스 변위 방법을 사용하여 부피를 정확하게 측정하는 일반적인 분석 기술이다. 헬륨 또는 질소와 같은 불활성 가스를 변위 매질로서 사용한다. 본 발명의 고체 시트 물품의 샘플을 기지의 부피의 기기 구획 내에 밀봉하고, 적절한 불활성 가스가 도입되게 하고, 이어서 다른 정밀 내부 부피로 팽창시킨다. 팽창 전 및 후의 압력을 측정하고, 샘플 물품 부피를 계산하는 데 사용한다.

ASTM 표준 시험 방법 D2856은 구 모델의 공기 비교 비중병(air comparison pycnometer)을 사용하여 개방 셀의 백분율을 결정하기 위한 절차를 제공한다. 이러한 장치는 더 이상 제조되지 않는다. 그러나, Micromeritics의 AccuPyc 비중병을 사용하는 시험을 수행함으로써 개방 셀의 백분율을 편리하게 그리고 정밀하게 결정할 수 있다. ASTM 절차 D2856은 폼 재료의 개방 셀의 퍼센트를 결정하기 위한 5가지 방법(A, B, C, D, 및 E)을 기재한다. 이들 실험의 경우, ASTM foampyc 소프트웨어와 함께 질소 가스를 사용하는 Accupyc 1340을 사용하여 샘플을 분석할 수 있다. ASTM 절차의 방법 C를 사용하여 퍼센트 개방 셀을 계산한다. 이러한 방법은 하기 식에 따라, 캘리퍼스 및 표준 부피 계산을 사용하여 결정되는 바와 같은 기하학적 부피를 아큐픽에 의해 측정되는 바와 같은 개방 셀 부피와 단순 비교한다:

개방 셀 백분율 = 샘플의 개방 셀 부피 / 샘플의 기하학적 부피 * 100

이들 측정은 Micromeretics Analytical Services, Inc.(미국 30093 조지아주 노크로스 스위트 200 원 마이크로메리틱스 드라이브 소재)에 의해 수행되는 것이 권장된다. 이러한 기술에 대한 더 많은 정보는 Micromeretics Analytical Services 웹 사이트 (www.particletesting.com 또는 www.micromeritics.com)에서 이용가능하거나, 또는 문헌["Analytical Methods in Fine particle Technology" by Clyde Orr and Paul Webb]에 공개되어 있다.

시험 4: 시트 물품의 최종 수분 함량

본 발명의 고체 시트 물품의 최종 수분 함량은 Mettler Toledo HX204 Moisture Analyzer (S/N B706673091)를 사용하여 얻는다. 최소 1 g의 건조된 시트 물품을 측정 트레이 상에 놓는다. 이어서, 10분의 분석 시간 및 110℃의 온도의 추가 프로그램 설정으로 표준 프로그램을 실행한다.

시험 5: 시트 물품의 두께

본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품의 두께는 마이크로미터 또는 두께 게이지, 예를 들어 Mitutoyo Corporation Digital Disk Stand Micrometer 모델 번호 IDS-1012E(미국 60504 일리노이주 오로라 965 코포레이트 블러바드 소재의 Mitutoyo Corporation)를 사용함으로써 얻는다. 마이크로미터는, 약 0.09 psi(6.32 gm/㎠)의 적용 압력에서 두께를 측정하는, 약 32 그램의 무게의 1 인치 직경 압반(platen)을 갖는다.

압반을 상승시키고, 시트 물품의 섹션을 압반 밑의 스탠드 상에 배치하고, 압반을 주의 깊게 하강시켜 시트 물품과 접촉시키고, 압반을 해제시키고, 디지털 판독으로 밀리미터 단위로 시트 물품의 두께를 측정함으로써 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품의 두께를 측정한다. 시트 물품은, 편평하지 않은 더 강성인 기재의 경우를 제외하고는, 가능한 최저 표면 압력에서 두께가 측정되는 것을 확실히 하기 위해 압반의 모든 에지까지 완전히 연장되어야 한다.

시험 6: 시트 물품의 평량

본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품의 평량은 시트 물품의 면적당 시트 물품의 중량(그램/m²)으로서 계산한다. 면적은 시트 물품의 외부 에지에 수직인 편평한 표면 상으로의 투영 면적으로서 계산한다. 본 발명의 고체 시트 물품을 10 cm × 10 cm의 샘플 정사각형으로 절단하며, 따라서 면적을 알고 있다. 이어서, 그러한 샘플 정사각형의 각각을 칭량하고, 이어서 얻어진 중량을 100 ㎠의 기지의 면적으로 나누어 상응하는 평량을 결정한다.

따라서, 불규칙한 형상의 물품의 경우, 편평한 물체라면, 면적은 그러한 물체의 외부 둘레에 둘러싸인 면적에 기초하여 계산한다. 따라서, 구형 물체의 경우, 면적은 평균 직경에 기초하여 3.14 x (직경/2)²으로서 계산한다. 따라서, 원통형 물체의 경우, 면적은 평균 직경 및 평균 길이에 기초하여 직경 x 길이로서 계산한다. 불규칙하게 형상화된 3차원 물체의 경우, 면적은 소정 면에 수직으로 배향된 편평한 표면 상에 투영된 가장 큰 외부 치수를 갖는 그러한 면에 기초하여 계산한다. 이는 연필로 그래프 용지 상에 물체의 외부 치수를 주의 깊게 트레이싱한 다음, 정사각형을 대략적으로 계수하고 정사각형의 기지의 면적을 곱하여 면적을 계산함으로써, 또는 스케일을 포함하는 트레이싱된 영역의 사진(대조를 위해 음영 처리함)을 촬영하고 이미지 분석 기술을 사용함으로써 달성될 수 있다.

시험 7: 습윤 예비-혼합물 및 시트 물품의 밀도

습윤 예비-혼합물의 밀도는 하기 식에 의해 결정한다: 계산된 밀도 = 습윤 예비-혼합물의 1 리터당 중량 (g/ml).

본 발명의 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품의 밀도는 하기 식에 의해 결정한다: 계산된 밀도 = 다공성 고체의 평량 / (다공성 고체 두께 x 1,000). 용해성 다공성 고체의 평량 및 두께는 상기에 기재된 방법에 따라 결정한다.

시험 8: 시트 물품의 비표면적

가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품의 비표면적은 가스 흡착 기술을 통해 측정한다. 표면적은 분자 규모(molecular scale)에서 고체 샘플의 노출된 표면의 척도이다. BET(브루나우어(Brunauer), 에메트(Emmet), 및 텔러(Teller)) 이론은 표면적을 결정하는 데 사용되는 가장 인기 있는 모델이며, 가스 흡착 등온선에 기초한다. 가스 흡착은 물리적 흡착 및 모세관 응축을 사용하여 가스 흡착 등온선을 측정한다. 이 기술은 하기 단계로 요약된다; 샘플을 샘플 튜브에 넣고, 진공 또는 유동 가스 하에서 가열하여 샘플의 표면 상의 오염을 제거한다. 샘플 중량은 탈기된 샘플과 샘플 튜브의 합계 중량으로부터 빈 샘플 튜브 중량을 빼서 얻는다. 이어서, 샘플 튜브를 분석 포트 상에 놓고, 분석을 시작한다. 분석 공정의 제1 단계는 샘플 튜브를 진공화한 후에, 액체 질소 온도에서 헬륨 가스를 사용하여 샘플 튜브 내의 자유 공간 부피를 측정하는 것이다. 이어서, 샘플을 재차 진공화하여 헬륨 가스를 제거한다. 이어서, 기기는 요청된 압력 측정이 달성될 때까지 사용자 특정 간격으로 크립톤 가스를 투입함으로써 흡착 등온선을 수집하기 시작한다. 이어서, ASAP 2420을 사용하여 크립톤 가스 흡착에 의해 샘플을 분석할 수 있다. 이들 측정은 Micromeretics Analytical Services, Inc.(미국 30093 조지아주 노크로스 스위트 200 원 마이크로메리틱스 드라이브 소재)에 의해 수행되는 것이 권장된다. 이러한 기술에 대한 더 많은 정보는 Micromeretics Analytical Services 웹 사이트 (www.particletesting.com 또는 www.micromeritics.com)에서 이용가능하거나, 또는 문헌["Analytical Methods in Fine Particle Technology" by Clyde Orr and Paul Webb]에 공개되어 있다.

시험 9: 용해 속도

먼저, 고체 시트를 50 ± 2%의 주위 상대 습도 및 23 ± 1℃의 주위 온도 하에서 24시간 동안 저장한다(즉, 컨디셔닝 단계). 상기에 기재된 초기 컨디셔닝 단계 후, 25mm 중공 홀 펀치를 사용하여 큰 고체 시트로부터 25mm 직경 디스크를 먼저 절단한다. 모든 폼 디스크의 총 질량이 0.1 g 이상이 되도록 필요한 폼 디스크 수를 설정한다.

이어서, 필요한 수의 폼 디스크를 머리에서 발끝 방향으로 적층하고, 25 mm의 내경, 100 m의 길이 및 조정 가능하고 제거 가능한 엔드피스를 갖는 Omnifit ^TM EZ 크로마토그래피 컬럼(006EZ-25-10-AF) 내부에 배치한다. 컬럼을 통한 유동 방향이 폼 디스크의 상부 표면에 수직하도록 폼 디스크의 스택을 컬럼 내부에 배치한다. 일단 컬럼 내부에 배치되면, 엔드피스를 컬럼 내에 삽입하고 2개의 내부 프릿 사이의 수직 거리가 폼 디스크의 스택의 두께와 같아질 때까지 조정한다.

Masterflex 실리콘 배관(MFLEX SILICONE #25 25') 및 Masterflex 연동 펌프(MFLX L/S 1CH 300R 115/230 13124)를 사용하여 컬럼을 통한 물의 유동을 제어한다. 상이한 펌프 RPM 설정에서 펌프, 배관 및 빈 컬럼을 통해 물을 유동시키고 정의된 기간 동안 수집된 물의 부피를 기록함으로써 시스템 유량을 보정한다. 모든 실험에 대해, 시간당 5 리터의 유량을 사용하였다.

주위 온도에서 500 ml의 탈이온수가 담긴 1 리터 비커 내부에 입구 및 출구 배관 둘 모두를 배치한다. 비커를 자석 교반기 플레이트 상에 놓고, 길이가 23 mm이고 두께가 10 mm인 자석 교반기 막대를 비커에 넣고, 교반기 회전 속도를 300 rpm으로 설정한다. Mettler Toledo S230 전도도 측정기를 1413 μS/cm로 보정하고, 프로브를 물의 비커에 넣는다.

시스템을 통한 물의 유동을 시작한다. 일단 컬럼 내부에서 폼과 접촉한 첫 번째 물방울이 가시적으로 보이면, 전도도 측정기의 데이터 기록 기능을 시작한다. 20분 이상 동안 데이터를 기록한다.

폼의 90 또는 95%의 퍼센트 용해에 도달하는 데 필요한 시간을 추정하기 위하여, 폼 디스크의 층을 500 ml 탈이온수의 교반되는 비커에 하나씩 떨어뜨린 보정 곡선을 우선 생성한다. 각각의 개별 폼 디스크의 질량 및 5분 후의 전도도를 모두 기록한다. 이러한 공정을 최대 총 5개의 디스크에 대해 반복한다. 선형 함수를 데이터에 피팅하고, 이어서, 컬럼 내에 배치된 폼 디스크의 총 질량에 기초하여 각각의 용해 실험에서의 최대 전도도를 추정하는 데 사용한다. 이어서, 다음과 같이 퍼센트 용해를 계산한다.

% 용해 = 실험적으로 측정된 전도도 / 최대 전도도 * 100

이어서, 이러한 계산된 데이터로부터 90 또는 95% 용해를 달성하는 데 필요한 시간을 구한다. 시험된 각각의 제형에 대해 보정 절차를 반복한다.

시험 10: 고체 시트의 탄성

고체 시트의 연장은 Material Testing System 장비(MTS Tensile Tester Criterion® 시리즈, 모델 42)를 이용하여 고체 시트의 탄성에 대한 측정으로서 결정된다. 고체 시트를 사전-컨디셔닝하고 10%의 상대 습도 및 23 +/- 1℃에서 24시간 동안 평형화시킨다. 사전-컨디셔닝 후에, 시험 샘플(예를 들어, 스트립)을 20 mm의 폭 및 100 mm의 길이로 절단한다. 시험 스트립을 (시험 동안 미끄러짐을 방지하도록 하는 정도로) 양측에서 장비의 장착부에 단단히 클램핑하고 분당 200 mm의 일정한 헤드 속도로 하중을 가하여 분당 100 mm의 속도로 스트립을 중간 지점에서 신장시킨다. 파단시 스트립의 총 연신 거리(즉 연장)로서 파단 변형률(mm)을 기록한다.

시험 11: 고체 시트의 유연성 성능

고체 시트의 유연성 성능을 하기와 같이 측정한다:

다수의 반자동 세탁기(예를 들어, Haier XPB60-187BS FM)를 사용한다. 이러한 반자동 세탁기는 두 부분을 포함한다: 세탁 및 헹굼을 위한 통 및 탈수(spin-dry)를 위한 탈수기(spinner). 각각의 기계를 다음 단계에 따라 작동시킨다: (1) 권장량의 세탁 분말(하기에 추가로 기재됨)을 적절한 양의 물에 용해시키는 단계(예를 들어, 2분 동안 13 L의 물 중 32 g의 분말); (2) 패브릭을 통 내의 물에 수동으로 첨가하는 단계; (3) 패브릭을 교반 없이 잠시(예를 들어, 3분) 동안 담가 두는 단계; (4) 표준 자동 기계 세탁(예를 들어, 20분) 단계; (5) 2회 연속 헹굼(예를 들어, 탈수기에서 1분 탈수 및 통에서 23 L의 물로 3분 세척 교반) 단계; 및 (6) 시험 샘플을 추가하는 동안 최종 헹굼 단계. 단계 (6)에서, 특히, 13 L의 물을 통에 첨가한 후, 시험 샘플을 이러한 물에 첨가한 다음, 자동 기계 교반을 2분 동안 실행하여 샘플의 완전한 용해를 보장한다. 이어서, 앞서 탈수된 패브릭을 통 내의 용액에 다시 첨가하고, 자동 기계 교반을 1분 동안 실행한다. 이어서, 패브릭을 30초 동안 탈수하고, 꺼내기 전 10분 동안 탈수기 내에 그대로 두었다.

모든 침지, 세탁, 헹굼 단계에서, 사용된 물은 경도가 74 ppm 경도이고, 61 ppm CaCl₂ 및 13 ppm MgCl₂를 함유하며 온도가 28℃이다. 총 패브릭 적재 중량은 1.2 ㎏이다(이는 4개의 시험 패브릭 핸드 타월 테리 천, 및 6:4 비의 면 패브릭 단독 및 폴리-면 혼방으로 이루어진 나머지 품목을 포함함). 사용한 세제는 필리핀으로부터의 ARIEL 분말 세제(The Procter & Gamble Company에 의해 제조됨)이다. 32 g의 세제를 세척수에 투입한다. 시험 패브릭 테리 천을 32℃/ 80% 상대 습도 제어실에서 36 내지 48시간 동안 빨랫줄에서 건조시킨다.

유연성을 정량화하기 위해, 각 테리 천의 마찰 계수를 측정한다. 테리 천으로부터 절단한 스와치를 슬레드에 부착하고, 고정된 속도로 나머지 테리 천의 일부 위로 슬레드를 드래그함으로써 Thwing Albert Friction/Peel Tester FP-2250을 사용하여 운동학적 마찰 계수를 측정한다. 더 낮은 측정된 마찰 계수는 개선된 유연성 성능을 나타낸다.

시험 12: 고체 시트의 주름 방지 효과

고체 시트의 주름 방지 효과를 하기와 같이 측정한다:

모든 침지, 세탁, 헹굼 단계에서, 사용된 물은 경도가 74 ppm 경도이고, 61 ppm CaCl₂ 및 13 ppm MgCl₂를 함유하며 온도가 28℃이다. 총 패브릭 적재 중량은 1.2 ㎏이다(이는 4개의 시험 폴리에스테르 패브릭, 4개의 시험 폴리면 패브릭, 4개의 시험 편직 면 패브릭 및 4개의 직조 면 패브릭을 포함하며, 나머지 품목은 면 패브릭 단독 및 6:4 비의 폴리-면 혼방으로 이루어짐). 사용한 세제는 필리핀으로부터의 ARIEL 분말 세제(The Procter & Gamble Company에 의해 제조됨)이다. 32 g의 세제를 세척수에 투입한다. 시험 패브릭 테리 천을 32℃/ 80% 상대 습도 제어실에서 36 내지 48시간 동안 빨랫줄에서 건조시킨다.

주름을 평가하기 위해, 세탁하고 빨랫줄에서 건조시킨 패브릭을 훈련된 작업자의 패널에 의해 시각적으로 평가한다. 각 패널 시험에서, 패널리스트에게 각각의 세트가 4개의 패브릭으로 구성된 4개의 세트로 이루어진 총 16개의 폴리에스테르 패브릭을 제공하며, 여기서 각각의 세트는 그 세트 내의 패브릭을 세탁한 유연성 제품, 또는 항상 1 세트의 경우에는 필리핀으로부터의 Downy Fabric Conditioner(he Procter & Gamble Company에 의해 제조됨) 40 ml를 사용하는 대조군에 상응한다. 세탁하고 빨랫줄에서 건조시킨 시험 패브릭을 각각의 개별 패널리스트에 의해 독립적으로 순위를 매기며, 각각의 패널리스트는 가장 시각적으로 주름진 패브릭 세트에 4의 등급 점수를 할당하고 가장 적게 주름진 패브릭 세트에 1의 등급 점수를 할당한다. 각 패널은 6 내지 8명의 개인을 포함한다. 각각의 유연성 제품에 할당된 등급 점수를 평균하고, 표준 편차를 계산하여 패널리스트들 사이의 변동성을 결정한다. 다른 유형의 시험 패브릭에도 똑같은 평가 방법을 적용한다.

실시예

실시예 1: 양이온성 계면활성제에 대한 가소제 비의 바람직한 범위를 갖는 폭기된 예비-혼합물의 개선된 안정성

하기 표 1(습윤 예비-혼합물) 및 표 2(건조 시트)에 나타나 있는 바와 같은 제형(제형 A 및 비교 제형 a 및 b)을 갖는 고체 시트를 '섹션 III: 고체 시트의 제조 방법'에서의 회전 드럼-기반 가열/건조 장치에 따라 제조한다:

[표 1]

[표 2]

구체적으로, 약 35 중량%의 총 고형물 함량을 초래하도록(즉, 슬러리 내의 총 물 함량이 약 65 중량%가 되도록), 고체 시트의 성분들 및 추가의 물을 함유하는 습윤 예비-혼합물(즉, 슬러리)을 먼저 제조한다. 슬러리 제조 방법은 다음과 같다:

1. 물 및 글리세린을 먼저 유리 비커에 함께 첨가하고 오버헤드 교반기를 사용하여 200 rpm으로 교반한다.

2. 계속 교반하면서, 이어서 물 및 글리세린이 담긴 비커 내로 폴리비닐 알코올을 서서히 첨가하여, 용액이 발포되지 않도록 또는 폴리비닐 알코올이 덩어리지지 않도록 보장한다.

3. 이어서, 비커를 수조에 넣고 계속 교반하면서 80℃로 가열한다. 물 증발을 완화시키기 위하여 비커를 랩(clingfilm) 또는 은박지(tinfoil)로 덮고, 1.0시간 이상 동안 혼합을 계속하도록 둔다.

4. 나머지 성분들을 칭량하고 별도의 유리 비커에 함께 첨가한다. 슬러리에서 65%의 총 수분 함량을 달성하는 데 필요한 물의 잔부를 또한 이러한 비커에 첨가한다.

5. 이 비커를 80℃의 수조에 넣고, 그 내용물을 오버헤드 교반기를 사용하여 500 rpm으로 30분 이상 동안 교반한다.

6. 일단 미리 정해진 혼합 시간이 두 비커 모두에서 도달되면, 둘 모두의 내용물을 단일 유리 비커에 함께 첨가한 후에, 500 rpm으로 계속 교반하고 온도를 추가로 30분 이상 동안 80℃로 유지한다.

이어서, Aeros A20 연속 폭기 장치를 사용하여 예비-혼합물을 폭기시킨다. 폭기 후에, 폭기된 예비-혼합물을 수집한 다음, 회전 드럼 건조기에서 건조시켜 고체 시트를 제조한다. 폭기 및 드럼 건조에서의 설정 및 조건은 하기 표 3에 나타나 있다:

[표 3]

추가로, 상이한 제형들에 대한 예비-혼합물의 폭기 안정성을 비교하기 위해, 60 ml의 폭기된 예비-혼합물을 비커에 저장하고, 물 온도를 60℃로 설정한 수조 내에 비커를 유지하고, 실험실 오버헤드 혼합기를 사용하여 습윤 예비-혼합물을 50 RPM으로 30분 동안 연속적으로 교반한다. 폭기된 예비-혼합물의 초기 밀도 및 30분에서의 밀도를 '시험 7: 습윤 예비-혼합물 및 시트 물품의 밀도'에 따라 측정하며 이는 하기 표 4에 나타나 있다. 30분에서의 밀도에 대한 0분에서의 밀도의 비는 폭기된 예비-혼합물의 안정성의 척도로서 사용된다. 또한, 상이한 제형에 의해 얻어진 고체 시트의 밀도를 또한 결정한다. 표 4의 데이터는, DEEDMAC에 대한 글리세린의 비가 너무 높거나 너무 낮은 비교 제형 a 또는 b에 대해 0분에서의 예비-혼합물의 밀도에 대한 30분에서의 예비-혼합물의 밀도의 매우 높은 비(즉, 각각 2.00 또는 3.07)와 비교하여, 제형 A에 대한 비는 단지 1.27임을 나타낸다. 특히, 비교 제형 a 및 b에 대한 폭기 후 예비-혼합물의 (0.800 g/ml 초과까지) 신속하게 증가되는 밀도와 비교하여, 제형 A에 대한 30분 저장 동안의 밀도 증가는 매우 제한되고(예를 들어 0.310 g/ml에서 0.395 g/ml로), 밀도는 낮게 유지된다(예를 들어, 0.395 g/ml). 또한, 표 4에도 나타나 있는 바와 같이, 제형 A에 대한 고체 시트는 비교 제형 a와 비교하여 현저히 더 낮은 밀도를 갖고(0.204 g/ml 대 0.455 g/ml), 비교 제형 b의 경우에는, 예비-혼합물이 너무 불안정하기 때문에 시트가 얻어지지 않는다. 따라서, 양이온성 계면활성제(예를 들어, DEEDMAC)에 대한 가소제(예를 들어, 글리세린)의 비가 바람직한 범위(예를 들어, 0.9 내지 2) 이내인 경우, 폭기된 예비-혼합물의 안정성이 현저히 개선된다.

[표 4]

실시예 2: 고체 시트의 탄성에 대한 전분 수준의 영향

하기 표 5(습윤 예비-혼합물) 및 표 6(건조 시트)에 나타나 있는 바와 같은 제형(제형 A 내지 C)을 갖는 고체 시트를, 실시예 1과 유사하게, '섹션 III: 고체 시트의 제조 방법'에서의 회전 드럼-기반 가열/건조 장치에 따라 제조한다:

[표 5]

[표 6]

제형 A 내지 C를 갖는 고체 시트의 연장을 '시험 10: 고체 시트의 탄성'에 따라 결정하여 고체 시트의 탄성을 특성화하며 이는 하기 표 7에 나타나 있다. 데이터는, 5%의 전분을 포함하는 제형 C를 갖는 고체 시트에 대한 연장의 큰 감소(즉, 35%)와 비교하여, 3.4%의 전분을 포함하는 고체 시트(제형 A)의 연장은 훨씬 작은 정도(즉, 21%)만큼 감소됨을 나타낸다. 따라서, 너무 많은 전분은 시트 물품의 탄성을 손상시킬 수 있다. 따라서, 고체 시트 물품은 고체 시트 물품의 중량 기준으로 5% 이하의 전분을 포함하는 것이 추가로 바람직하다.

[표 7]

실시예 3: 상이한 가열/건조 장치에 의해 제조된 고체 시트에서의 OCF 구조체

하기 표 8(습윤 예비-혼합물) 및 표 9(건조 시트)에 나타나 있는 바와 같은 제형(제형 1 및 2)을 갖는 고체 시트를 '섹션 III: 고체 시트의 제조 방법'에서의 다양한 가열/건조 장치에 따라 제조한다:

[표 8]

[표 9]

제형 1에 대한 습윤 예비-혼합물 조성물의 점도는 약 14309.8 cP이다. 폭기 후에, 그러한 폭기된 습윤 예비-혼합물의 평균 밀도는 약 0.25 g/㎤이다. 제형 2에 대한 습윤 예비-혼합물 조성물의 점도는 약 19254.6 cP이다. 폭기 후에, 그러한 폭기된 습윤 예비-혼합물의 평균 밀도는 약 0.225 g/㎤이다.

실시예 1에서 전술된 바와 같은 설정 및 조건(표 3 참조)을 이용하여, 연속 폭기 장치(Aeros) 및 회전 드럼 건조기를 사용하여 표 8에 기재된 바와 같은 상기의 습윤 예비-혼합물로부터 가요성 다공성 용해성 고체 시트 1 및 2를 제조한다:

하기 표 10에 기재된 바와 같은 하기 설정 및 조건을 이용하여, 연속 폭기 장치(Oakes) 및 (하부 전도-기반 가열을 제공하는) 핫 플레이트 상에 배치된 주형을 사용하여 표 8에 기재된 바와 같은 상기의 습윤 예비-혼합물로부터 가요성 다공성 용해성 고체 시트 3을 또한 제조한다:

[표 10]

또한, 하기 표 11에 기재된 바와 같은 하기 설정 및 조건을 이용하여, 연속 폭기 장치(Oakes) 및 충돌 오븐 상에 배치된 주형을 사용하여 표 8에 기재된 상기의 습윤 예비-혼합물로부터 가요성 다공성 용해성 고체 시트 4 및 5를 제조한다:

[표 11]

하기와 같은 표 12 내지 15는 상기에 기재된 습윤 예비-혼합물 및 건조 공정으로부터 제조된 시트 1 내지 5에 대해 측정된 다양한 물리적 파라미터 및 기공 구조체를 요약한다.

[표 12]

[표 13]

[표 14]

[표 15]

상기 데이터는, 가열 방향이 중력 방향과 실질적으로 정렬될 때 얻어진 고체 시트 물품(예를 들어, 시트 4 및 5)과 비교하여, 대부분의 건조 단계 동안 가열 방향이 중력 방향으로부터 오프셋될 때 생성되는 고체 시트(예를 들어, 시트 1, 2 및 3)가 그러한 시트 물품의 두께를 가로지르는 방향을 따라 상이한 영역들에서 더 큰 기공 개구 및 감소된 기공 크기 변화를 갖는 상부 표면을 가질 수 있음을 나타낸다. 특히, 상기 표들은, 시트 1, 2 및 3은 100 μm 초과의 상부 표면 평균 기공 직경을 갖는 반면, 시트 4 및 5는 그렇지 않음을 보여준다.

실시예 4: 예시적인 고체 시트 물품

하기는 고체 시트 물품의 예이다. 하기 표 16에 나타나 있는 바와 같은 제형을 갖는 시트 I 내지 시트 V를 실시예 1과 유사하게 제조한다. 또한, 각각의 시트를 적층함으로써 2 내지 20개의 층을 갖는 다층 시트 물품이 형성될 수 있다.

[표 16]

추가로, 시트를 적층하는 동안 시트들(예를 들어, 시트 I 내지 V 중 하나 이상) 사이에 하기 표 17에 나타나 있는 바와 같이 주스 i 내지 v 중 하나 이상을 적용함으로써 코팅 조성물(즉, 주스)을 함유하는 고체 시트 물품이 제조될 수 있다. 코팅 조성물을 함유하는 예시적인 고체 시트 물품은 시트 I 사이에 주스 i를 적용함으로써 제조될 수 있다.

[표 17]

본 명세서에 개시된 치수 및 값은 언급된 정확한 수치 값으로 엄격하게 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신에, 달리 명시되지 않는 한, 각각의 그러한 치수는 언급된 값과, 그 값 부근의 기능적으로 등가인 범위 둘 모두를 의미하도록 의도된다. 예를 들어, "40 mm"로 개시된 치수는 "약 40 mm"를 의미하도록 의도된다.

임의의 상호 참조되거나 관련된 특허 또는 출원, 및 이러한 출원이 우선권을 주장하거나 그의 이익을 청구하는 임의의 특허 출원 또는 특허를 포함하는, 본 명세서에 인용된 모든 문헌은 그로써 명확히 배제되거나 달리 제한되지 않는 한 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 임의의 문헌의 인용은 그것이 본 명세서에 개시된 또는 청구된 임의의 발명에 대한 종래 기술인 것으로, 또는 그것이 단독으로 또는 임의의 다른 참고 문헌 또는 참고 문헌들과의 임의의 조합으로 임의의 그러한 발명을 교시하거나 제안하거나 개시하는 것으로 인정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서의 용어의 임의의 의미 또는 정의가 참고로 포함된 문헌에서의 동일한 용어의 임의의 의미 또는 정의와 상충되는 경우, 본 명세서에서 그 용어에 부여된 의미 또는 정의가 우선할 것이다.

본 발명의 특정 실시 형태가 예시되고 기술되었지만, 다양한 다른 변경 및 수정이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에 있는 모든 그러한 변경 및 수정을 첨부된 청구범위에 포함하도록 의도된다.

Claims

수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품으로서,
상기 고체 시트 물품은 (i) 80% 내지 100%의 퍼센트 개방 셀 함량(Percent Open Cell Content); 및 (ii) 100 μm 내지 2000 μm의 전체 평균 기공 크기(Overall Average Pore Size)를 특징으로 하며;
상기 양이온성 계면활성제에 대한 상기 가소제의 중량비는 0.9 내지 2인 것을 특징으로 하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항에 있어서, 상기 양이온성 계면활성제에 대한 상기 가소제의 중량비는 1 내지 1.8, 바람직하게는 1.1 내지 1.7, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 1.6인, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고체 시트 물품은 상기 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 1% 내지 65%, 바람직하게는 10% 내지 60%, 더욱 바람직하게는 15% 내지 55%, 더욱 더 바람직하게는 20% 내지 50%, 가장 바람직하게는 22% 내지 40%의 상기 가소제를 포함하고/하거나; 상기 고체 시트 물품은 상기 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 1% 내지 50%, 바람직하게는 5% 내지 45%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 40%, 가장 바람직하게는 15% 내지 35%의 상기 섬유 유연제(fabric softener)를 포함하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가소제는 폴리올, 코폴리올, 폴리카르복실산, 폴리에스테르, 및 다이메티콘 코폴리올로 이루어진 군으로부터 선택되고;
바람직하게는 상기 가소제는 글리세린, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
더욱 바람직하게는 상기 가소제는 글리세린인, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양이온성 계면활성제는 4차 암모늄 화합물 및/또는 아민 화합물이고;
바람직하게는 상기 양이온성 계면활성제는 다이에스테르 4차 암모늄(DEQA) 화합물, 모노-장쇄 알킬 4차 암모늄 화합물, 다이-장쇄 알킬 4차 암모늄 화합물, 모노-장쇄 알킬 아민 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
더욱 더 바람직하게는 상기 양이온성 계면활성제는 알킬 트라이메틸 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체, 다이알킬 다이메틸 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체, 메틸-다이에탄올아민계(MDEA계) 4차 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체, 메틸-다이아이소프로판올아민계(MDIPA계) 4차 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체, 트라이-에탄올아민계(TEA계) 4차 암모늄 화합물 또는 이의 아민 전구체 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
가장 바람직하게는 상기 양이온성 계면활성제는 베헤닐 트라이메틸 암모늄 클로라이드; 스테아릴 트라이메틸 암모늄 클로라이드; 세틸 트라이메틸 암모늄 클로라이드; 라우릴 트라이메틸 암모늄 클로라이드; 수소화 탤로우 알킬 트라이메틸 암모늄 클로라이드, 다이메틸 하이드록시에틸 라우릴 암모늄 클로라이드, 다이알킬 (14-18) 다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이탤로우 알킬 다이메틸 암모늄 클로라이드, 이수소화 탤로우 알킬 다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이스테아릴 다이메틸 암모늄 클로라이드, 다이세틸 다이메틸 암모늄 클로라이드, N,N-다이(아실-옥시에틸)-N,N-다이메틸암모늄 클로라이드, N,N-다이(아실-옥시아이소프로필)-N,N-다이메틸암모늄 메틸설페이트, N,N-다이(아실-옥시에틸)-N,N-메틸하이드록시에틸암모늄 메틸설페이트 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 시트 물품은 상기 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 1% 내지 60%, 바람직하게는 5% 내지 50%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 45%, 더욱 더 바람직하게는 15% 내지 40%, 가장 바람직하게는 20% 내지 30%의 상기 수용성 중합체를 포함하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용성 중합체는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리알킬렌 옥사이드, 전분 및 전분 유도체, 풀루란, 젤라틴, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
상기 수용성 중합체는 중량 평균 분자량이 5,000 내지 400,000 달톤, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 300,000 달톤, 더욱 더 바람직하게는 15,000 내지 200,000 달톤, 가장 바람직하게는 20,000 내지 150,000 달톤인, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제7항에 있어서, 상기 수용성 중합체는 폴리비닐 알코올을 포함하고;
바람직하게는, 상기 고체 시트 물품은 상기 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 1% 내지 60%, 바람직하게는 5% 내지 50%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 40%, 가장 바람직하게는 15% 내지 40%의 상기 폴리비닐 알코올을 포함하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제7항에 있어서, 상기 수용성 중합체는 폴리비닐 알코올 및 전분을 포함하고;
바람직하게는, 상기 고체 시트 물품은 상기 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 1% 내지 60%, 바람직하게는 5% 내지 50%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 40%, 가장 바람직하게는 15% 내지 35%의 상기 폴리비닐 알코올 및 0.001% 내지 5%, 바람직하게는 0.01% 내지 4.5%, 더욱 바람직하게는 0.1% 내지 4%의 상기 전분을 포함하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제7항에 있어서, 상기 수용성 중합체는 제1 중량 평균 분자량을 갖는 제1 폴리비닐 알코올 및 제2 중량 평균 분자량을 갖는 제2 폴리비닐 알코올을 포함하고, 상기 제1 중량 평균 분자량은 바람직하게는 5,000 내지 50,000 달톤, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 40,000 달톤, 더욱 더 바람직하게는 15,000 내지 35,000 달톤, 가장 바람직하게는 20,000 내지 30,000 달톤이고; 상기 제2 중량 평균 분자량은 바람직하게는 20,000 내지 400,000 달톤, 더욱 바람직하게는 30,000 내지 300,000 달톤, 더욱 더 바람직하게는 40,000 내지 200,000 달톤, 가장 바람직하게는 50,000 내지 150,000 달톤이고;
바람직하게는, 상기 고체 시트 물품은 상기 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 1% 내지 60%, 바람직하게는 2% 내지 30%, 더욱 바람직하게는 3% 내지 20%, 가장 바람직하게는 4% 내지 15%의 상기 제1 폴리비닐 알코올 및 2% 내지 60%, 바람직하게는 4% 내지 40%, 더욱 바람직하게는 6% 내지 30%, 가장 바람직하게는 8% 내지 25%의 상기 제2 폴리비닐 알코올을 포함하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 시트 물품은 상기 고체 시트 물품의 총 중량을 기준으로 0.01% 내지 20%, 바람직하게는 0.1% 내지 12%, 더욱 바람직하게는 0.5% 내지 8%, 가장 바람직하게는 1% 내지 5%의 비이온성 계면활성제를 포함하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 시트 물품은 2개 이상의 가요성 다공성 용해성 시트를 포함하며, 코팅 조성물이 상기 2개 이상의 시트 중 적어도 하나의 시트의 적어도 하나의 표면 상에 존재하되, 단, 상기 코팅 조성물은 상기 고체 시트 물품의 어떠한 외측 표면 상에도 존재하지 않고, 바람직하게는 상기 코팅 조성물은 추가 계면활성제, 향료(perfume), 실리콘, 유화제, 용매, 리올로지 조절제, 효소, 표백제, 착색제, 증백제, 이염 억제제(dye transfer inhibiting agent), 침착 보조제(deposition aid), 항미생물제, 비-필름 형성 중합체, 거품방지제(anti-foamer), 소포제(defoamer), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 포함하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제12항에 있어서, 상기 추가 계면활성제는 C₆-C₂₀ 선형 알킬벤젠 설포네이트(LAS), 중량 평균 알콕실화도가 0.5 내지 10의 범위인 C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬알콕시 설페이트(AAS), 중량 평균 알콕실화도가 5 내지 15의 범위인 C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬알콕실화 알코올(AA), C₆-C₂₀ 선형 또는 분지형 알킬 설페이트(AS), 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 알킬암포아세테이트 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
상기 향료는 유리된 향료, 향료 마이크로캡슐, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
상기 실리콘은 비닐 다이메티콘/메티콘 실세스퀴옥산 가교중합체, 폴리실리콘, 폴리메틸실세스퀴옥산, 다이페닐 다이메티콘/비닐 다이페닐 다이메티콘/실세스퀴옥산 가교중합체, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
상기 유화제는 모노글리세라이드 및 다이글리세라이드, 지방 알코올, 폴리글리세롤 에스테르, 프로필렌 글리콜 에스테르, 소르비탄 에스테르, 폴리하이드록시스테아르산 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
상기 용매는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판다이올, 다이에틸렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 에탄올아민, 에탄올, 물 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
상기 리올로지 조절제는 셀룰로오스 및 유도체; 구아 및 구아 유도체; 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 및 POE-PPO 공중합체; 폴리비닐피롤리돈, 가교결합된 폴리비닐피롤리돈 및 유도체; 폴리비닐알코올 및 유도체; 폴리에틸렌이민 및 유도체; 탄산나트륨 및 황산나트륨과 같은 무기 입자; 이산화규소; 수팽윤성 점토; 검; 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
상기 침착 보조제는 양이온성 중합체, 양쪽성 중합체, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 양이온성 중합체는 바람직하게는 양이온성 하이드록시에틸 셀룰로오스로부터 선택되는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 2개 이상의 시트에 대한 상기 코팅 조성물의 중량비는 0.01 내지 2, 바람직하게는 0.02 내지 1, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.8, 가장 바람직하게는 0.08 내지 0.5인, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 시트 물품은

85% 내지 100%, 바람직하게는 90% 내지 100%의 퍼센트 개방 셀 함량; 및/또는

150 μm 내지 1000 μm, 바람직하게는 200 μm 내지 600 μm의 전체 평균 기공 크기; 및/또는

5 μm 내지 200 μm, 바람직하게는 10 μm 내지 100 μm, 더욱 바람직하게는 10 μm 내지 80 μm의 평균 셀 벽 두께(Average Cell Wall Thickness); 및/또는

상기 고체 시트 물품의 중량을 기준으로 0.5% 내지 25%, 바람직하게는 1% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 3% 내지 15%의 최종 수분 함량; 및/또는

0.5 mm 내지 4 mm, 바람직하게는 0.7 mm 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 0.8 mm 내지 2 mm, 가장 바람직하게는 1 mm 내지 1.5 mm인 각각의 시트의 두께; 및/또는

50 그램/m² 내지 250 그램/m², 바람직하게는 80 그램/m² 내지 230 그램/m², 더욱 바람직하게는 100 그램/m² 내지 220 그램/m²의 평량; 및/또는

0.05 그램/㎤ 내지 0.5 그램/㎤, 바람직하게는 0.06 그램/㎤ 내지 0.4 그램/㎤, 더욱 바람직하게는 0.07 그램/㎤ 내지 0.3 그램/㎤, 가장 바람직하게는 0.08 그램/㎤ 내지 0.25 그램/㎤의 밀도; 및/또는

0.03 m²/g 내지 0.25 m²/g, 바람직하게는 0.04 m²/g 내지 0.22 m²/g, 더욱 바람직하게는 0.05 m²/g 내지 0.2 m²/g, 가장 바람직하게는 0.1 m²/g 내지 0.18 m²/g의 비표면적을 특징으로 하는, 가요성 다공성 용해성 고체 시트 물품.
수용성 중합체, 가소제 및 양이온성 계면활성제를 포함하는 고체 시트 물품의 제조 방법으로서, 상기 양이온성 계면활성제에 대한 상기 가소제의 중량비는 0.9 내지 2이고, 상기 방법은
a) 상기 수용성 중합체, 상기 가소제 및 상기 양이온성 계면활성제를 포함하는 습윤 예비-혼합물을 제조하는 단계;
b) 상기 습윤 예비-혼합물을 폭기시켜 폭기된 습윤 예비-혼합물을 형성하는 단계;
c) 상기 폭기된 습윤 예비-혼합물을, 서로 반대편에 있는 제1 면 및 제2 면을 갖는 시트로 형성하는 단계; 및
d) 상기 형성된 시트를 건조시켜 상기 고체 시트 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 고체 시트 물품의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 단계 d)는 상기 형성된 시트의 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면으로 감소하는 온도 구배를 형성하는 가열 방향을 따라 70℃ 내지 200℃, 바람직하게는 90℃ 내지 140℃의 온도에서 5분 내지 300분, 바람직하게는 10분 내지 120분의 지속시간 동안 수행되고, 상기 가열 방향은 건조 시간의 절반 초과 동안, 바람직하게는 건조 시간의 75% 초과 동안 중력 방향과 실질적으로 반대인, 고체 시트 물품의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 습윤 예비-혼합물은 40℃ 및 1 s^-1에서 측정되는 점도가 1,000 cP 내지 25,000 cP이고/이거나, 상기 폭기된 습윤 예비-혼합물은 밀도가 0.05 내지 0.7 g/ml, 바람직하게는 0.15 g/ml 내지 0.6 g/ml, 더욱 바람직하게는 0.2 g/ml 내지 0.5 g/ml, 가장 바람직하게는 0.25 g/ml 내지 0.45 g/ml인, 고체 시트 물품의 제조 방법.