KR20230104429A - 고벌크 다공성 구조의 친환경 흡수코어 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고벌크 다공성 구조의 친환경 흡수코어 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 친환경 식물섬유로 제조되는 다공성 고벌크의 흡수코어에 관한 것으로 구조 내에 다수의 공극이 존재함으로써 수분 흡수성과 보수특성이 크게 개선된 친환경 흡수코어 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

고벌크 다공성 구조의 친환경 흡수코어 및 이의 제조방법{Eco-friendly absorbent core with high bulk porous structure and manufacturing method thereof}

본 발명은 고벌크 다공성 구조의 친환경 흡수코어 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 친환경 식물섬유로 제조되는 다공성 고벌크의 흡수코어에 관한 것으로 구조 내에 다수의 공극이 존재함으로써 수분 흡수성과 보수특성이 크게 개선된 친환경 흡수코어 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

목질섬유를 기반으로 제조된 흡수코어는 위생용품, 신선식품 수분흡수 패드, 위생용 패드, 애견패드 등 다양한 분야에서 수분흡수를 위해 사용되고 있다. 현재 사용되고 있는 친환경 원료를 기반으로 한 흡수코어는 목질섬유를 기반으로 하여 종이제조공정을 기반으로 티슈가 제조되거나, 플러프 펄프를 기반 접착제를 이용하여 고순도의 표백 펄프 섬유들을 건식으로 결합하여 시트형태로 제조되고 있다. 수분흡수량을 높이기 위해서는 각 흡수코어 시트의 벌크를 높이거나, 원료의 양을 늘려 두꺼운 시트를 제조하여야 하지만 실제 제지공정을 기반으로 제조되는 방식의 경우 고벌크의 시트구조를 형성하기가 매우 어려운 실정으로 현재 수분흡수량을 향상시킨 제품의 제조를 위해서는 다수의 종이들을 겹쳐서 멀티레이어한 제품으로 제조되고 있다.

다중지층구조를 포함하여 흡수코어를 제조하는 기술로는 제10-1716999호에서는 기존 티슈종이로 제조되는 제품의 수분흡수량을 높이기 위하여 티슈에 크레핑 처리와 함께 다층구조를 적용하여 평량 50~75gsm으로 제조함으로써 각 개별 시트의 섬유량을 늘려 수분흡수량을 높이고자 하였다. 하지만 일반적인 제지공정을 적용하기 때문에 고평량, 고벌크를 갖는 구조를 생산하는데 한계가 있다.

제10-1607939호에서는 카복실메틸셀룰로오스 섬유 등을 포함하여 흡수코어를 제조하는 기술을 기재하였다. 이 흡수코어는 제조과정이 매우 복잡하고, 본 발명에서 제조되는 방식과 크게 다르다. 또한 섬유만으로 시트를 제조하기 어려워 부직포와 합포하는 형태를 가지고 바인더 등이 추가적으로 필요하기 때문에 생산원가가 높고 제조과정이 복잡한 단점을 가지고 있다.

제10-10-1802910호에서는 무펄프를 함유한 흡수코어를 제조하는 기술을 소개하고 있는데, 상대적으로 제조과정이 복잡한 무펄프를 첨가하여 흡수성을 높이는 기술을 제공하고 있으나 기본 흡수코어의 구조의 고벌크화를 가져오는 기술이 아니고 무펄프에 의한 화학적 흡수량을 증가시키는 것으로 수분흡수량 증가 효과가 미비한 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1716999호(2017.03.09.) 대한민국 등록특허공보 제10-1607939호(2016.03.25.) 대한민국 등록특허공보 제10-1802910호(2017.11.23.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 시트구조가 기존의 제지용 시트와는 달리 고벌크 및 고평량 시트의 구조를 가짐에 따라 수분흡수량을 크게 증가시킬 뿐 아니라 다수의 시트를 멀티레이어로 제조가 필요한 경우와는 달리 소수의 시트를 적용하여도 동일 평량에서 높은 수분흡수량을 발현시킬 수 있는 친환경 고벌크 흡수코어 및 이의 제조방법을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 고벌크 흡수코어의 제조방법을 제공한다:

(a) 1차 지료 조성 단계;

(b) 지료 탈수 단계;

(c) 2차 지료 조성 단계;

(d) 고벌크화 진공 성형 단계;

(e) 저압착 탈수 단계;

(f) 건조 단계.

상기 (a) 1차 지료 조성 단계에서 사용되는 고벌크 흡수코어 제조에 사용되는 원료를 물리적 또는 화학적으로 전처리하여 1차적으로 재료를 구성하는 단계이다. 상기 원료는 예를 들어, 침엽수 UBKP(Unbleached Kraft Pulp, 미표백펄프), 활엽수 UBKP, 침엽수 BKP(Bleached Kraft Pulp, 표백펄프), 활엽수 BKP, 열기계펄프, 신문고지, OCC(Old Corrugated Container, 골판지 재생펄프), 대나무, 아마, 모시, 린터, 목화, 아바카, 사이잘삼, 케나프 등의 원료를 이용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 식물기반의 섬유질이면 활용가능하다.

이때 원료 또는 원료로 사용되는 섬유의 길이는 0.5 ~ 200mm, 폭은 5~200μm일 수 있으며, 상기 길이와 폭의 비율은 50~20000 이내의 비를 갖는 원료를 사용하여 제조된 것일 수 있다. 상기 섬유의 길이가 2000 mm 이상이 되는 경우 섬유끼리 엉키는 현상이 심해져 제품의 구조형성이 어려우며 섬유의 폭이 200 μm 이상이 되는 경우 섬유의 강직성이 커짐에 따라 성형공정에서 고른 성형체 형성이 이루어지지 않는다. 섬유의 길이와 폭의 비율이 낮은 경우 입자상의 형태를 가짐에 따라 성형체의 결합이 부분적으로 일어나서 강도가 낮아지고 섬유의 길이와 폭의 비율이 20000 이상인 경우 섬유 간 엉킴이나 섬유자체가 말리는 현상으로 구조체 형성이 어려운 단점이 있다.

상기 원료는 이후 해리공정을 거쳐 제조될 수 있다. 구체적으로는 압착, 건조, 뭉쳐있는 섬유를 분산시켜주는 기계적인 작용을 말하며, 모든 섬유를 완전히 분리 및 분산시킬 수 있을 정도로 행해져야 한다. 이때 섬유는 슬러리 상태로 성형공정에 이송이 가능할 정도로 해리가 되어야 하며, 이를 이용하여 성형이 원활히 이루어지는 상태를 포함한다.

상기 원료의 종류에 따라 추가적으로 고해공정이 수행될 수 있다. 구체적으로는 고해공정은 기계적인 힘을 이용하여 전단 응력을 적용함으로써, 섬유를 피브릴화(소섬유화)가 가능하며, 이를 통해 세포벽의 할렬, 일차벽 제거를 유도함으로써, 세포벽 내부에 물 침투를 용이하게 하는 과정을 통하여, 흡수코어의 제조를 용이하게 함과 동시에 원료의 특성의 조절을 통하여 최종 제조된 흡수코어의 구조의 조절이 가능하게 된다. 이러한 고해공정은 밸리비터(valley beater), 리파이너(Refiner) 등을 적용하여 이루어진다.

상기 화학적 전처리는 구체적으로 알칼리처리, 산처리 등을 포함하는 다양한 화학적 전처리가 가능하다. 상기 화학적 전처리를 통해 섬유의 잔류 리그닌을 없애거나, 섬유의 팽윤, 섬유의 할렬, 섬유의 단섬유화를 유도하여 흡수코어의 제조를 용이하게 함과 동시에 원료의 특성의 조절을 통하여 최종 제조된 흡수코어 구조의 조절이 가능하게 된다.

상기 알칼리처리는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화바륨 중 어느 하나 이상을 사용하여 전처리하는 것일 수 있으며, 상기 알칼리(또는 알칼리 용액)는 지료 무게당 0 초과 내지 1% 무게비 이하, 바람직하게는 0 초과 내지 0.5% 무게비 이하로 처리할 수 있다. 알칼리 함량이 1% 이상인 경우 알칼리에 의한 섬유내 저분자량의 당성분 등이 용해되어 공정수의 오염이 심화될 수 있으며 공정비 상승의 원인이 될 수 있다.

상기 (b) 지료 탈수 단계는 상기 (a) 단계를 거쳐 제조된 원료를 이용하여 2차 지료를 조성하기 위해 탈수하는 공정으로, 탈수를 통해 섬유의 수분을 최대한 제거하는 것을 포함한다. 이러한 탈수공정을 위하여 연속식 탈수 장치인 벨트프레스, 식크너(Thickner), 스크류 프레스 또는 유사한 압착탈수 장치를 적용하여 실시할 수 있으며 이때 제거된 물은 1차 지료 조성 공정으로 보내져 재활용되며 탈수 원료의 수분함량은 80%(무게비) 이하가 되어 건조도가 20~40%가 되도록 한다. 수분함량 80% 이상일 경우에는 2차 지료 조성단계에서 저극성 용매의 혼합비가 크게 감소하여 고벌크화 효과가 낮아질 수 있다.

상기 (c) 2차 지료 조성 단계는 상기 (b) 단계에서 탈수된 원료에 첨가제, 저극성 용매 등을 첨가하고 해리 작업을 통해 2차 지료를 조성하는 공정이다.

상기 첨가제는 지력증강제, 습윤지력 증강제, 보수제 등 다양한 첨가제의 적용이 가능하다. 구체적으로는 고벌크 흡수코어 제조시 첨가제의 적용량은 섬유 중량 대비 0.1 ~ 5% 이내로 포함하여 제조된다. 고벌크 흡수코어 제조시 첨가제 적용은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것을 첨가할 수 있으며, 필요유무에 따라 적용하거나 필요하지 않을 경우에는 첨가하지 포함하지 않고 제조하는 것도 가능하다.

본 발명에서의 저극성 용매는 극성용매인 물에 비해 저극성을 나타내는 용매를 의미하며, 용매의 극성도(Polarity) 값이 클수록 극성인데 저극성은 물의 극성도 값을 기준으로 판단한다. 구체적으로, 물의 극성도는 9, 에탄올은 5.2, 메탄올은 5.1, 아세톤 5.1 수준으로 물보다 극성이 낮은 경우, 바람직하게는 용매의 극성도가 6 이하인 경우를 의미한다.

상기 저극성 용매는 에탄올, 주정에탄올, 메탄올 등의 다양한 저극성 용매의 적용이 가능하며, 이때 저극성 용매의 첨가량은 용매의 총중량 대비 20~80% 이내로 포함하는 것을 특징으로 한다. 저극성 용매의 첨가량이 20% 이하의 낮은 경우 고벌크화 효과가 떨어지고 80% 이상의 경우에는 섬유간 결합력이 떨어져 강도의 감소가 큰 단점이 있다.

상기 해리 작업은 탈수된 첨가제 및/또는 저극성 용매의 혼합을 통하여 해리를 통해 지료를 조성하는 공정으로, 구체적으로는 저극성 용매와 섬유를 혼합한 후 첨가제를 혼합하는 과정을 거치며, 첨가방법은 이에 국한되지 않는다. 해리는 탈수된 원료를 저극성 용매로 혼합하여 풀어주는 공정으로 저극성 용매 혼합하여 교반하는 과정 중에 첨가제를 투입처리하여 고르게 분산시키고 혼합하는 과정을 포함한다. 이때 해리는 교반장치가 구비된 펄프섬유 해리 장치를 사용하여 진행된다.

상기 (d) 고벌크화 진공 성형 단계는 고벌크 흡수코어의 제조하기 위해 상기 (c) 단계를 거친 원료를 진공 성형을 수행하는 단계로, 이때 최대한 수분을 제거하는 것을 포함한다.

구체적으로는 진공탈수시 0.05~0.5 MPa의 압력을 이용하여 진공탈수가 수행되며, 0.05 MPa 이하의 낮은 압력으로 진공탈수시 탈수가 충분히 이루어지지 않으며, 0.5 MPa 이상의 높은 압력으로 진공탈수하는 경우 성형체가 과도하게 납작해져서 벌크가 크게 감소하는 단점이 발생된다.

또한, 진공 탈수시 시간은 0.5~60초일 수 있다. 0.5초 이하의 시간에서는 탈수가 충분히 이루어지지 않으며, 60초 이상의 진공탈수에서는 더 이상의 물이 제거되지 않는다. 또한 이때 건조도는 약 15~30%이내가 되는 것을 특징으로 한다. 건조도는 무게비로 전체 성형체 무게에서 고형분(섬유분)이 차지하는 비율로 건조도가 낮을수록 성형체내의 수분함량이 높은 것을 의미하는 데 성형체의 건조도가 낮은 15% 이하인 경우 성형공정 이후 건조공정에서 충분히 건조가 이루어지지 않는 단점이 있고 건조도가 높게 되는 경우에는 성형체의 벌크가 크게 감소할 수 있다.

상기 (e) 저압착 탈수 단계는 진공성형된 흡수코어를 롤프레스 또는 금형프레스로 0.5 MPa 이하, 구체적으로는 0.01~0.5 MPa의 압력으로 압착을 가하는 공정으로 상기 (d) 단계를 거친 고벌크 흡수코어의 표면을 고르게 함과 동시에 수분을 제거하기 위해 수행하는 단계로, 압착 탈수시 벌크를 최대한 훼손하지 않으면서 표면을 평활하게 하는 단계로, 저압착 탈수공정은 0.5~20초 이내의 시간으로 수행할 수 있다. 상기 저압착 탈수공정이 0.5초 미만인 경우 충분한 표면처리가 이루어지지 않고 20초 이상인 경우 벌크의 감소정도가 커지고 생산효율이 낮아지는 단점이 있다.

이때 건조도는 20~40%이내가 되는 것을 특징으로 한다. 저압착 탈수에 의한 건조도가 40% 이상인 경우에는 저압착 탈수공정에서 과도한 탈수가 일어난 결과로 제품의 벌크가 크게 낮아지는 단점이 있고 건조도가 20% 이하인 경우에는 이후 건조공정에서 충분한 건조가 이루어지지 않고 건조비용이 크게 증가하는 단점이 있다.

또한, 본 저압착 탈수 단계는 필요한 경우 2회 이상 반복할 수 있다.

상기 (f) 건조 단계는 상기(e) 단계에서 저압착 탈수된 고벌크 흡수코어를 건조하는 공정이다. 건조공정은 열풍, 열판, 마이크로웨이브 등 다양한 건조방법의 적용이 가능하다. 열풍으로 건조하는 경우 건조온도는 120~200℃이내의 온도에서 건조하며, 건조시간은 1~30분 이내의 시간으로 건조하는 것을 특징으로 한다. 건조온도가 120℃ 이하인 경우 충분한 건조가 이루어지지 않고 200℃ 이상인 경우 표면의 탄화 등이 발생될 수 있다.

본 발명에 따른 고벌크 흡수코어의 제조방법은 상기 단계에 추가적으로 (g) 완정 공정을 추가적으로 더 포함할 수 있다. 상기 완정 공정은 고벌크 흡수코어를 최종 제품의 수치에 맞게 제단하는 공정이며, 크기는 제한되지 않는다.

본 발명에 따라 제조된 고벌크 흡수코어는 친환경 셀룰로오스를 기반으로 한 섬유와 섬유간의 적층에 의하여 시트가 제조될 수 있으며, 진공성형으로 인하여 x-방향 또는 y-방향으로 무질서하게 서로 밀착되면서 물분자간 및 셀룰로오스 표면의 수산기간의 극성인력이 발생하면서 결합이 이루어지는 구조를 포함한다.

고벌크 흡수코어는 기존에 일반적으로 사용되는 물보다 극성이 낮은 용매를 사용하여 성형되기 때문에 성형과정 및 건조과정 중 섬유 간 인력과 이에 따른 수축을 저하시켜 섬유간의 공극이 크게 존재하는 방식으로 성형된 구조를 가지는 특징이 있다.

고벌크 흡수코어는 진공성형이 이루어지는 과정에서 물과 공기가 함께 흡입이 이루어지는데, 이때 진공흡입이 이루어지는 접촉면을 이루는 와이어면과, 비 와이어면으로 나눌 수 있는데, 상대적으로 와이어 면에서는 고른 표면을 갖는 이면성을 포함하는 것을 특징으로 하며 이러한 특성으로 인해 다층 구조의 제품 제조를 용이하게 할 수 있다.

고벌크 흡수코어에는 다공성구조로 이루어져 있기 때문에 x, y- 방향으로 수분이 빠르게 침투하고 보유되기 적합한 구조를 포함하며, 수분 흡수 형태에 따라 흡수코어의 중량대비 80~800%의 수분 흡수 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조된 고벌크 흡수코어는 위생용품, 신선식품 수분흡수 패드, 위생용 패드, 애견패드 등에 적용가능하며, 구체적으로는 화장지, 물티슈, 수분 흡수패드, 팬티라이너, 탐폰, 아기용 기저귀, 성인용 기저귀, 수유 패드, 흡수성 속옷 및 배변훈련용 속팬츠와 같은 일회용품에 적용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 일회용 흡수용품에 있어서, 본 발명의 일회용 흡수용품은 흡수코어 일면에 액체 투과성 상부시트 및/또는 상기 흡수코어 이면에 액체 불투과성 배면시트가 추가적으로 형성될 수 있으며, 이때, 층간 결합방식은 공지기술이나 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 이용 및 변형되는 방식을 모두 포함할 수 있다.

본 발명은 고벌크 다공성 구조의 친환경 흡수코어 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 친환경 식물섬유로 제조되는 다공성 고벌크의 흡수코어에 관한 것으로 구조 내에 다수의 공극이 존재함으로써 수분 흡수성과 보수특성이 크게 개선된 친환경 흡수코어 및 이의 제조방법을 제공하여 고벌크 고평량의 구조로 수분흡수량을 크게 향상시킨 흡수코어를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 생산원가가 낮고 제조과정이 간단하여 생산이 용이한 흡수코어를 제공할 수 있으며, 이들은 다양한 일회용품에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 고벌크 흡수코어 제조공정을 도시한 것이다.
도 2는 동일 평량에서 제조방법 별 흡수코어의 단층 두께 특성을 비교하여 나타낸 것이다.
도 3은 동일 평량에서 극성용매 성형방식의 흡수코어와 저극성 용매 성형방식의 고벌크 흡수코어의 두께를 비교하여 나타낸 것이다.
도 4는 흡수코어와 고벌크 흡수코어의 내부구조특성 평가 결과를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예> 고벌크 흡수코어의 제조

고벌크 흡수코어를 제조하기 위해 활엽수 표백펄프를 원료로 준비하였다. 상기 활엽수 표백펄프를 실험실용 밸리비터를 사용하여 해리하였다. 이후 섬유의 팽윤성을 증가시키기 위해 해리과정에서 지료 무게당 0.5% 무게비 이하로 수산화나트륨을 사용하여 해리과정 중 적용하는 알칼리 전처리를 수행하였다.

상기와 같이 준비된 지료를 실험실용 단속식 프레스 탈수 장치를 사용하여 1.0 MPa의 압력으로 50초 간 탈수시켰다. 압착탈수 이후 건조도는 20~30% 내로 측정되었다.

상기 진공 탈수시킨 원료섬유에 에탄올을 혼합하여 지료 농도가 3%(무게비)가 되도록 하여 혼합 해리하였다. 이후 0.05~0.5 MPa의 압력으로 30 초간 진공성형 및 탈수를 수행하였다. 탈수된 섬유의 건조도는 무게비 기준 약 20%로 확인되었다.

추가적으로 상기 섬유를 롤프레스로 0.1 MPa 선압으로 2번 통과시켜 저압착 탈수를 시켰고, 이때의 건조도는 무게비 기준 30%로 확인되었다. 저압착 탈수된 고벌크 흡수코어를 120~200℃이내의 온도에서 15분 간 열풍건조시켜 최종적으로 고벌크 흡수코어를 제조하였다.

<비교예>

하기 실험예에서는 실시예와 동일한 평량을 가지는 기존 제품인 “멀티레이어 다중지층 티슈기반 흡수코어”를 비교예 1, 극성용매를 적용하여 제조되는 “흡수코어”를 비교예 2, 저극성 용매를 기반으로 제조되어 고벌크의 구조를 갖는 “고벌크 흡수코어”는 실시예를 지칭한다. 비교예 2는 용매 처리단계에서 실시예와 다른 용매를 처리한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 제조한 것이다. 상기 비교예 1, 2 및 실시예의 형태를 확인함으로써, 고벌크 흡수코어의 특징을 구체적으로 나타내었다.

실험예 1. 기존 다중지충 흡수코어와 고벌크 흡수코어 구조 비교

상기 실시예, 비교예 1, 2에서 제조된 고벌크 흡수코어를 동일 평량의 제품 제조시 제조방법 별 흡수코어의 단층 구조특성을 비교하였다. 기존 티슈 기반의 흡수코어의 경우 저평량으로 제조된 티슈를 3장을 겹쳐 제조된 다중지층 흡수코어인 반면, 본 실시예에서 평가된 고벌크 흡수코어는 동일 평량을 80% 저극성 용매 적용 성형조건으로 제조된 제품이다.

각각의 제품의 비교는 동일한 평량으로 제조된 즉, 동일한 양의 펄프원료를 사용한 제품들을 비교한 것으로 일반적인 제지공정을 적용하는 티슈형 시트의 경우 제조과정 중 물의 표면장력과 수소결합 등으로 인해 벌크가 크게 감소한 구조를 크리핑 처리를 통해 벌크를 높이게 됨에도 불구하고 각각의 티슈 자체의 두께는 크게 벌크화되지 않은 특성을 가진다. 이와 달리 본 발명의 고벌크 흡수코어는 제조과정 중 물의 표면장력과 모세관력 등에 의한 구조의 수축을 저극성 용매의 적용을 통해 최소화함으로써 고벌크의 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 고벌크 흡수코어는 동일 평량의 다중지층 티슈기반 흡수코어에 비하여 두께가 크게 두꺼운 것을 확인할 수 있었다. 특히 고벌크 흡수코어는 1개의 시트구조로 기존의 제품이 3개의 티슈를 겹쳐서 만들어진 다중지층 제품보다 벌크 증가효과가 높은 것을 확인할 수 있다(도 2).

실험예 2. 제조방법에 따른 벌크구조 변화 흡수코어와 고벌크 흡수코어의 두께특성을 통한 형태적 특성 비교

동일한 평량인 상태에서, 상기 제조방법으로는 저극성 용매 중 에탄올을 적용하여 제조된 고벌크 흡수코어(실시예)와, 기존 방식인 극성의 물(청수)를 이용하여 제조된 흡수코어의 형태적 특성을 도 3에 나타내었다. 고벌크 흡수코어는 높은 두께 증가효과로 인해 높은 벌크를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

실험예 3. 흡수코어와 고벌크 흡수코어의 내부구조특성 평가

동일한 평량인 상태에서, 저극성 용매 중 에탄올을 적용하여 제조된 고벌크 흡수코어와 극성용매 중 물을 이용하여 제조된 흡수코어의 내부 구조특성 평가 결과를 도 4에 나타내었다.

실험결과, 고벌크 흡수코어는 흡수코어에 비하여 벌크한 구조를 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 흡수코어는 섬유가 적층되면서 고밀도화 되어 있지만 고벌크 흡수코어는 흡수코어 비해 상대적으로 빈공간이 많은 다공성 구조를 포함하고 있는 것이 확인되었다. 이런 다공성 구조 때문에 고벌크 흡수코어는 수분흡수량이 많아지는 특성을 포함하게 된다.

실험예 4. 흡수코어와 고벌크 흡수코어의 수분흡수량 평가

동일한 평량인 상태에서, 다중지층을 포함하는 티슈기반 흡수코어 시제품(비교예1), 흡수코어(비교예2), 고벌크 흡수코어(실시예)와의 수분흡수량을 하기의 식에 의해 계산하여 비교평가 하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

수분흡수량 = (수분흡수 후 시편무게(g)/수분흡수전 시편무게(g))*100

실험결과, 다중지층 티슈기반 흡수코어 시제품의 경우 수분흡수량이 약 332%가 나타났다. 그에 비해 흡수코어의 수분흡수량은 384%, 고벌크 흡수코어는 599%로 다중지층 티슈기반 흡수코어 시제품에 비해 80%의 수분흡수량이 증가된 상태가 확인되었다. 기존 시제품은 다중지층을 구성함에도 단층시트에 비해 낮은 수분 흡수량을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 반면 본 발명에 따른 고벌크 흡수코어는 다공성을 포함하는 구조를 갖기 때문에 수분흡수량이 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

동일 평량의 다층구조 흡수코어, 극성용매 성형 흡수코어 및 저극성 용매 성형 고벌크 흡수코어의 수분흡수량 평가 결과

	다중지층 티슈기반 흡수코어 시제품 (비교예 1)	흡수코어(비교예2)	고벌크 흡수코어(실시예)
수분흡수량(%)	332±17	384±25	559±64

Claims (11)

1. (a) 1차 지료 조성 단계;
   (b) 탈수 단계;
   (c) 2차 지료 조성 단계;
   (d) 고벌크화 진공 성형 단계;
   (e) 저압착 탈수 단계;
   (f) 건조 단계;
   를 포함하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 1차 지료 조성 단계에서 알칼리 처리는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화바륨 중 어느 하나 이상을 지료 무게당 0 초과 내지 1% 무게비 이하로 처리하는 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 탈수 단계는 원료의 건조도가 무게비 기준 20~40% 되도록 연속식 압착탈수 장치로 탈수하는 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 (c) 2차 지료 조성 단계는 용매에 첨가제를 원료 중량대비 0.1 ~ 5% 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 (c) 2차 지료 조성 단계에서 사용되는 용매는 용매의 극성도가 6 이하인 저극성 용매이되, 상기 저극성 용매는 용매의 총중량 대비 20~80% 포함된 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 (d) 고벌크화 진공 성형 단계는 원료의 건조도가 무게비 기준 15~25%가 되도록 0.05~0.5 MPa의 압력에서 0.5~60초 간 수행되는 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 (e) 저압착 탈수 단계는 상기 (d) 단계를 고친 원료의 건조도는 무게비 기준 20~40%가 되도록 저압착 조건에서 0.5~20초 간 탈수가 수행되는 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 (f) 건조 단계는 상기 (e) 단계를 거친 원료를 120~200℃에서 1~30분간 건조시키는 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어 제조방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 고벌크 다공성 구조의 흡수코어.
10. 제9항에 있어서, 상기 흡수코어는 중량대비 80~800%의 수분 흡수 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어.
11. 제9항에 있어서, 상기 흡수코어는 화장지, 물티슈, 수분 흡수패드, 팬티 라이너, 탐폰, 아기용 기저귀, 성인용 기저귀, 수유패드, 흡수성 속옷 및 배변훈련용 속팬츠 중 어느 하나 이상에 적용되는 것을 특징으로 하는 고벌크 다공성 구조의 흡수코어.

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