KR20200066741A - 개선된 특성을 갖는 섬유 시트 - Google Patents

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Abstract

적어도 3중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 수계 폼을 생산하는 단계로, 여기서 비-직선형 합성 바인더 섬유가 2mm 초과의 평균 길이를 가지는, 단계; 수계 폼으로부터의 습윤 시트층 및 셀룰로오스 섬유층을 함께 형성하는 단계로, 여기서 셀룰로오스 섬유층은 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는, 단계; 및 조합된 층들을 건조시켜서 폼-형성된 다층 기재를 수득하는 단계를 포함하는, 폼-형성된 다층 기재를 제조하는 방법. 다층 기재는, 2mm 초과의 평균 길이를 갖는 적어도 60중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 제1 층; 및 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 제2 층을 포함하고, 여기서 제1 층은 제2 층과 대면 관계에 있고, 다층 기재는 적어도 60%의 습윤/건조 인장 비를 갖는다.

Description

개선된 특성을 갖는 섬유 시트
본 발명은 개선된 특성을 갖는 섬유 시트에 관한 것이다.
미용 티슈, 욕실 티슈, 종이 타월, 공업용 와이퍼 등과 같은 많은 티슈 제품은 습식 레이드 공정에 따라 생산된다. 습식 레이드 웹은 펄프 섬유의 수성 현탁액을 성형 직물 상에 피착한 다음 새로 형성된 웹으로부터 물을 제거함으로써 제조된다. 통상적으로 "습식 가압(wet-pressing)"이라고 지칭되는 웹 밖으로 물을 기계적으로 가압함으로써 물이 웹으로부터 제거된다. 습식 가압은 효과적인 탈수 공정이지만, 공정 동안 티슈 웹이 압축되어 웹의 캘리퍼에 그리고 웹의 벌크에 현저한 감소를 야기한다.
그러나, 대부분의 응용예들에서, 다른 제품 속성을 손상시키지 않으면서 가능한 한 강도를 최종 제품에 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 숙련자들은 습식 레이드 웹의 강도를 증가시키기 위해 다양한 공정 및 기술을 고안하였다. 이 공정은 "급속 전사(rush transfer)"로 알려져 있다. 급속 전사 공정 동안, 웹은 제1 이동 직물로부터 제2 이동 직물로 전사되는데, 이때 제2 직물이 제1 직물보다 느린 속도로 이동하고 있다. 급속 전사 공정은 티슈 웹의 벌크, 캘리퍼 및 연성을 증가시킨다.
습식 가압 공정의 대안으로서, 웹을 보존하고 향상시키기 위해 웹 압축이 가능한 한 많이 회피되는 통기 건조(through-drying) 공정이 개발되었다. 이러한 공정은 거친 메쉬 직물 상에 웹을 지지시키는 한편 가열된 공기가 웹을 통과하여 수분을 제거하고 웹을 건조하게 한다.
그러나, 당 기술분야의 추가적인 개선이 여전히 필요하다. 특히, 웹이 급속 전사 공정 또는 크레이핑 공정을 거치게 할 필요 없이 웹의 벌크, 연성, 강도 및 흡수성을 증가시키기 위해 티슈 웹 내의 독특한 섬유를 포함하는 개선된 공정에 대한 필요성이 현재 존재한다.
일반적으로, 본 발명은 티슈 및 제지 기술의 추가 개선에 관한 것이다. 본 발명의 공정 및 방법을 통해, 벌크, 강도, 신축, 캘리퍼, 및/또는 흡수성과 같은, 티슈 웹의 특성을 개선할 수 있다. 특히, 본 발명은 부직포 웹, 특히 펄프 섬유를 함유하는 티슈 웹을 폼(foam) 형성 공정에서 형성하기 위한 공정에 관한 것이다. 예를 들어, 섬유의 폼 현탁액이 형성되어 배아 웹을 제조하기 위해 이동중인 다공성 컨베이어 상으로 확산될 수 있다.
일 측면에서, 예를 들면, 본 발명은 폼-형성된 다층 기재를 생산하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 적어도 3중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 수계 폼을 생산하는 단계로, 여기서 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 2mm 초과의 평균 길이를 갖는, 단계; 상기 수계 폼으로부터의 습윤 시트층 및 셀룰로오스 섬유층을 함께 형성하는 단계로, 여기서 상기 셀룰로오스 섬유층은 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는, 단계; 및 상기 조합된 층들을 건조시켜 상기 폼-형성된 다층 기재를 수득하는 단계를 포함한다.
다른 측면에서, 다층 기재는, 2mm 초과의 평균 길이를 갖는 적어도 60중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 제1 층; 및 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 제2 층을 포함하고, 여기서 상기 제1 층은 제2 층과 대면 관계에 있고, 여기서 상기 다층 기재는 적어도 60%의 습윤/건조 인장 비를 갖는다.
또 다른 측면에서, 다층 기재는, 2mm 초과의 평균 길이를 갖는 적어도 60중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 제1 층으로, 여기서 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 컬이 있는 또는 권축된 구조를 가지고 시스-코어 이성분 섬유인, 상기 제2 층; 및 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 제2 층을 포함하고, 여기서 상기 제1 층은 제2 층과 대면 관계에 있고, 여기서 상기 다층 기재는 적어도 60%의 습윤/건조 인장 비를 가지고, 여기서 상기 다층 기재는 동일한 섬유 조성을 갖는 균질 섬유 기재보다 높은 연성 및 흡수성를 나타낸다.
본 발명의 기타 특징들과 측면들을 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
본 개시내용의 전술한 및 다른 특징들 및 측면들과 그것들을 얻는 방식은 보다 명백해질 것이고, 그 개시내용 자체는 다음의 설명, 첨부된 청구범위 및 수반되는 도면을 참조로 하여 더 잘 이해될 것이며, 여기에서:
도 1은 단순화된 티슈 라인 상에서 형성 와이어로부터 건조 와이어 상으로 전사되고 있는 폼-형성된 습윤 시트의 개략도이고; 그리고
도 2는 습윤/건조 기하 평균 인장(GMT) 비에 대해 층상 대 비-층상 기재의 효과를 비교하는 그래프 도면이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 문자의 반복적인 사용은 본 개시내용의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위해 의도된다. 도면은 대표하는 것이고 반드시 일정 축척으로 도시되어야 하는 것은 아니다. 도면의 특정 비율은 과장될 수 있는 반면, 다른 부분은 최소화될 수 있다.
해당 기술분야의 숙련자는 본 논의가 본 발명의 예시적인 측면의 설명일 뿐이고, 본 발명의 더 넓은 측면을 제한하는 것으로 의도되지 않았음을 인지해야 한다.
일반적으로, 본 발명은 양호한 벌크, 강도, 흡수성 및 연성 특성을 갖는 티슈 또는 종이 웹의 형성에 관한 것이다. 본 발명의 공정을 통해, 예를 들어 더욱 양호한 신축 특성, 개선된 흡수성 특성, 증가된 캘리퍼, 및/또는 증가된 연성을 갖는 티슈 웹이 형성될 수 있다. 일 측면에서, 패턴이 있는 웹도 형성될 수 있다. 다른 측면에서, 예를 들어, 티슈 웹은 섬유의 폼형 현탁액을 사용하는 것을 포함하여 본 발명에 따라 제조된다.
타월 제품에서 높은 습윤 강도는 손 건조 또는 수분을 닦아내는 동안 함께 유지하기에 충분한 강도를 갖기 위해 중요하다. 표준 타월 시트는 습윤/건조 인장을 약 40%로 하여 성공적으로 작업하기에 충분한 습윤 강도를 갖기 위해 애쓴다. 타월에서 이러한 수준의 습윤 강도를 달성하기 위해서, 정제와 습윤 및 건조 강도 화학제가 사용된다.
폼 형성 공정은, 비-통상적인 섬유를 티슈 제조 공정에 추가할 수 있는 기회를 열어준다. 보통 더욱 긴 길이 합성 섬유와 같은, 종래의 습식 레이드 공정에서 함께 계속 묶여지게 되는 섬유들은, 이제 폼 기포에 의해 현탁되고 개별적으로 분리되어서, 폼 형성 공정이 비표준 습식 레이드 섬유를 갖는 신규한 물질을 만들 뿐만 아니라 향상된 특성들을 갖는 베이스시트들을 만들 수 있는 능력을 제공한다. 또한 폼 형성은 비-직선형 합성 바인더 섬유를 사용할 수 있게 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "비-직선형" 합성 바인더 섬유는 만곡형, 사인파형, 물결 모양, 짧은 물결 모양, U-자형, V-자형 (각도가 15° 보다 크지만 180° 보다 작음), 굽은형, 접힌형, 권축형, 주름진, 비틀린, 찌그러진, 플래그형, 이중 플래그형, 랜덤 플래그형, 한정 플래그형, 부정 플래그형, 분할형, 이중 분할형, 다갈래 선단형, 이중 다갈래 선단형, 후크형, 인터로킹형, 원추형, 대칭형, 비대칭형, 핑거형, 텍스처형, 나선형, 루프형, 잎 모양, 화판 모양, 또는 가시 모양인 합성 바인더 섬유(이하 설명됨)를 포함한다. 긴 비-직선형 섬유는 본원에 기술된 장점들을 갖지만, 5mm 미만 및 통상적으로 3mm 미만의 섬유 길이를 갖는 목재 펄프 셀룰로오스 섬유만을 보통 사용하는 통상적인 습식 레이드 공정에 사용하기 어려울 수 있다. 적절한 비-직선형 합성 바인더 섬유의 일례는 Trevira로부터 입수 가능한 T-255 합성 바인더 섬유이다. T-255 합성 바인더 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 코어 및 폴리에틸렌(PE) 시스를 갖는 비-직선형이며 권축된 이성분 섬유이다.
전술한 바와 같이 폼 형성 공정에 많은 장점과 이점이 있다. 폼 형성 공정 동안, 웹을 형성하는 섬유에 대한 담체로서 물을 폼(즉, 기포)으로 대체한다. 다량의 공기를 나타내는, 폼은 제지 섬유와 배합된다. 웹을 형성하는 데 더 적은 물이 사용되기 때문에, 웹을 건조하기 위해 더 적은 에너지가 요구된다. 예를 들어, 폼 형성 공정에서 웹을 건조시키는 것은 종래의 습식 가압 공정과 관련하여 약 10% 초과, 예컨대 약 20% 초과의 에너지 요구를 감소시킬 수 있다.
폼 형성 기술은, 개선된 섬유 균일성, 공정에서의 감소된 물 양, 감소된 물 양과 표면 장력 모두로 인한 감소된 건조 에너지, 정기적인 습식 레잉 공정으로 긴 스테이플 및/또는 바인더 섬유 및 매우 짧은 섬유 핀(fine)의 도입을 허용하는 극히 길거나 짧은 섬유 취급 능력 개선, 및 다수의 제품 응용분야를 커버하도록 고밀도에서 초저밀도까지의 다양한 물질을 생산할 수 있도록 한 공정을 확장시키는 향상된 벌크/감소된 밀도를 포함하는, 제품에 많은 이점을 가져오는 능력을 입증하였다.
고속 믹서 및 계면활성제를 사용한 벤치 실험은 0.008 내지 0.02g/cc의 초저밀도 폼-형성된 섬유 물질을 생산하였다. 이러한 결과에 기초하여, 공기 형성되고(air-formed), 3D 구조로 된, 부직포 같은 섬유 물질은 저비용이지만 고속 습식 레잉(high speed wet laying) 공정을 사용하여 생산될 수 있다. 통상적인 폼 형성 라인을 사용하여 이러한 저밀도 섬유 물질을 생산하려는 이전의 시도에서는 바람직한 결과를 낳지 않았다. 두 공정 모두 저밀도 또는 고 벌크 폼-형성된 섬유 물질의 생산을 막는 장비 한계를 가지고 있다. 한 가지 공정은 건조 능력이 부족하며, 이에 따라 습윤 시트 무결성을 얻기 위해 형성된 습윤 시트로부터 물을 가능한 한 많이 제거하여, 시트가 롤 상에 권취될 수 있도록 높은 압력에 의한 가압을 이용해야 한다. 또한, 다른 공정은 압력 롤을 갖지 않지만 연속 건조 터널을 갖는다. 후자의 공정은 저밀도 섬유 물질을 생산할 잠재력이 있는 것으로 보이지만, 폼-형성된 습윤 시트는 건조 터널 내부에서 건조되기 전에 성형 직물로부터 건조 금속 와이어로 전사되어야 한다. 재차, 이 전사에 충분한 습윤 시트 무결성을 얻기 위해, 폼-형성된 시트는 이 전사에 앞서 진공에 의해 가능한 한 많이 탈수되어야 한다. 그 결과, 습윤 시트 내부에서 포획된 기포들 대부분은 또한 진공에 의해 제거되어, 보통의 습식 레잉 공정에 의해 생산된 시트의 밀도와 유사한 밀도를 갖는 최종 건조된 시트를 생성하게 된다.
추가 실험으로 인해 비-직선형 합성 바인더 섬유의 첨가가 최종 섬유 시트 밀도를 감소시킨다는 발견을 초래하였다.
이론에 위임하지 않고, 층상 구조 내의 비-직선형 합성 바인더 섬유들은 높은 습윤/건조 인장 비를 달성하는 것을 돕는다고 여겨진다. 종래 기술의 권축된(비-바인더) 섬유의 사용은 높은 벌크를 달성하는 목적을 가졌다. 본 발명의 비-직선형 합성 바인더 섬유는 높은 벌크를 달성하는 데에 잘 작용하지 않을 것이다. 종래 기술에서는 적어도 4 dtex의 섬유 직경을 갖는 권축된(비-바인더) 섬유가 요구되지만, 본 발명의 비-직선형 합성 바인더 섬유는 이러한 요건을 갖지 않는다. 예를 들어, 아래에 기술된 실시예들에서 사용되는 비-직선형 합성 바인더 섬유 중 하나는 2.2 dtex의 섬유 직경을 갖는다.
본 발명에 따르면, 폼 형성 공정은 원하는 특성들의 균형을 가진 웹을 생산하기 위한 독특한 섬유 첨가와 조합된다.
본 발명에 따른 티슈 또는 종이 웹을 형성함에 있어서, 일 측면에서, 폼은 먼저 폼 형성제와 물을 조합함으로써 형성된다. 폼 형성제는, 예를 들어, 임의의 적절한 계면활성제를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 예를 들어, 폼 형성제는, 라우레쓰 황산 나트륨 또는 라우릴 에테르 황산나트륨으로도 공지된, 라우릴 황산 나트륨과 같은 음이온성 계면활성제를포함할 수 있다. 다른 폼 형성제는 도데실 황산 나트륨 또는 라우릴 황산 암모늄을 포함한다. 다른 측면에서, 폼 형성제는 임의의 적합한 양이온성, 비이온성 및/또는 양쪽성 계면활성제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 폼 형성제는 지방산 아민, 아미드, 아민 옥사이드, 지방산 4급 화합물, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 소리탄 알킬 에스테르, 글루코시드 알킬 에테르, 코카미도프로필 히드록시술타인, 코카미도프로필 베타인, 포스파티딜에탄올아민 등을 포함한다.
폼 형성제는 일반적으로 약 0.001중량% 초과의 양으로, 예컨대 약 0.005중량% 초과의 양으로, 예컨대 약 0.01중량% 초과의 양으로, 또는 예컨대 약 0.05중량% 초과의 양으로 물과 조합된다. 또한 폼 형성제는 일반적으로 약 0.2중량% 초과의 양으로, 예컨대 약 0.5중량% 초과의 양으로, 예컨대 약 1.0중량% 초과의 양으로, 또는 예컨대 약 5중량% 초과의 양으로 물과 조합된다. 하나 이상의 폼 형성제는 일반적으로 약 5중량% 미만의 양으로, 예컨대 약 2중량% 미만의 양으로, 예컨대 약 1중량% 미만의 양으로, 또는 예컨대 약 0.5중량% 미만의 양으로 존재한다.
폼 형성제와 물이 조합되면, 혼합물은 비-직선형 합성 바인더 섬유와 합쳐진다. 일반적으로, 본 발명에 따라 티슈 또는 종이 웹 또는 다른 유사한 유형의 부직포를 만들 수 있는 임의의 비-직선형 합성 바인더 섬유가 사용될 수 있다.
바인더 섬유는 본 발명의 폼 형성된 섬유 구조에 사용될 수 있다. 바인더 섬유는, PE/PET 코어/시스 섬유와 같은 열가소성 이성분 섬유, 또는 폴리비닐 알코올 섬유와 같은 수민감성 중합체 섬유일 수 있다. 상업용 바인더 섬유는 일반적으로 2개의 상이한 용융 중합체를 갖는 이성분 열가소성 섬유이다. 이러한 이성분 섬유에 사용되는 2개의 중합체는 일반적으로 상당히 다른 융점을 갖는다. 예를 들어, PE/PET 이성분 섬유는 PE의 경우에 120℃의 융점을 가지며 PET의 경우에 260℃의 융점을 갖는다. 이러한 이성분 섬유가 바인더 섬유로서 사용될 때, PE/PET 섬유를 포함하는 폼-형성된 섬유 구조는 120℃를 약간 넘는 온도에서 열처리에 노출됨으로써 안정화될 수 있어서 PE 섬유 부분은 용융되고 다른 섬유와 섬유간 접합을 형성하면서 섬유 망을 온전하게 유지하기 위해 PET 섬유 부분이 그 기계적 강도를 전달하게 된다. 이성분 섬유는, 사이드-사이드, 코어-시스, 편심 코어-시스, 해상 섬 등의, 2개의 중합체 성분과 상이한 형상을 가질 수 있다. 코어-시스 구조는 상업용 바인더 섬유 응용예들에서 가장 널리 사용된다. 상업용 바인더 섬유는 Trevia로부터의 6 또는 12mm 섬유 길이 및 2.2dtex 섬유 직경을 갖는 T-255 바인더 섬유, 또는 FiberVisions로부터의 4mm 섬유 길이 및 1.7dtex 섬유 직경을 갖는 WL 접착 C 바인더 섬유를 포함한다. 첨가될 바인더 섬유의 임계량은 일반적으로, 퍼콜레이션(percolation) 이론이 섬유 망을 제공할 것으로 예상하는 최소치에 의존한다. 예를 들어, 퍼콜레이션 임계값은 6mm, 2.2 dtex, T-255 섬유의 경우에 약 3%(질량 기준)이다.
폼 형성제, 물과 섬유들이 조합되면, 혼합물은 배합되거나 그렇지 않으면 폼을 형성할 수 있는 힘을 받게 된다. 폼은 일반적으로, 채널이나 모세관을 형성하기 위해 상호 연결될 수 있는 중공 셀 또는 버블의 집합체인 다공성 매트릭스를 지칭한다.
폼 밀도는 특정 응용예에 따라 가변될 수 있고, 사용된 섬유 지료를 포함하는 다양한 인자들에 따라 가변될 수 있다. 일 측면에서, 예를 들면, 폼의 폼 밀도는 약 200g/L 초과, 예컨대 약 250g/L 초과, 또는 예컨대 약 300g/L 초과일 수 있다. 폼 밀도는 일반적으로 약 600g/L 미만, 예컨대 약 500g/L 미만, 예컨대 약 400g/L 미만, 또는 예컨대 약 350g/L 미만이다. 일 측면에서, 예를 들면, 약 350g/L 미만, 예컨대 약 340g/L 미만, 또는 예컨대 약 330g/L 미만의 폼 밀도를 가진 낮은 밀도 폼이 사용된다. 폼은 일반적으로 약 40% 초과, 예컨대 약 50% 초과, 또는 예컨대 약 60% 초과의 공기 함량을 가질 것이다. 공기 함량은 일반적으로 약 80 부피% 미만, 예컨대 약 75 부피% 미만, 또는 예컨대 약 70 부피% 미만이다.
웹을 형성하기 위해, 폼은 임의의 보조 제제와 함께 선택된 섬유 지료와 조합된다. 폼은 공동 계류중인 미국 특허 가출원 번호 제62/437974호에 설명된 것을 포함하는, 임의의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
일반적으로, 종이 웹을 형성할 수 있는 임의의 공정 또한 본 발명에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제지 공정은, 크레이프(crepe), 이중 크레이프, 엠보싱, 공기 가압, 크레이프 통기 건조, 언크레이프 통기 건조, 코폼, 수력엉킴, 및 당해 기술분야에 알려져 있는 다른 단계들을 이용할 수 있다.
표준 공정은 긴 스테이플 섬유를 취급하도록 설계된 폼 형성 라인을 포함하며, 다른 구성요소들과 매우 균일한 섬유 혼합을 달성할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같은 장비 한계로 인해 고 벌크 섬유 물질을 생산하도록 설계된 것은 아니다. 도 1은 단순화된 티슈 라인으로, 합성 섬유 물질을 생산하는 데 있어서 이 공정을 이용하는 어려움을 도시하며, 여기에서 시트가 두 개의 와이어 사이에서 전사된다. 이 라인에서, 포말형 섬유 물질 또는 습윤 시트(20)는 헤드박스(35)에 의해 형성 와이어(30) 상에 형성되고, 여기에서 습윤 시트(20)는 형성 와이어(30) 상에 바로 놓이는 순간에 상이한 조성의 섬유 물질의 세 가지 층을 갖는다. 그런 다음, 습윤 시트(20)는 진공을 받아서 가능한 한 많은 물을 제거하여, 습윤 시트(20)가 제1 형성 와이어(30)의 말단으로 주행할 때, 습윤 시트(20)가 건조 와이어(40)로 옮겨질 수 있게 하기에 충분한 일체성 또는 강도를 얻게 된다.
형성 와이어와 건조 와이어(30, 40) 사이에 접촉 지점(50)이 있으며, 이때 습윤 시트(20)는 형성 와이어(30)로부터 건조 와이어(40)로 전사된다. 습윤 시트(20)가 건조 와이어(40)로 전사된 후, 습윤 시트(20)가 중력을 극복하기에 충분한 양의 접착력을 갖지 않으면, 습윤 시트(20)는 건조 와이어(40)와 접촉하지만 그로부터 떨어질 수 있다. 전사 후, 습윤 시트(20)는 건조 와이어(40) 아래에 위치된다. 습윤 시트(20)는 통기 건조(TAD) 건조기 또는 다른 적절한 건조기(미도시)에 도달하기 전에 건조 와이어(40)에 접착될 필요가 있다. 습윤 시트(20)가 다수의 셀룰로오스 섬유를 함유하는 경우, 습윤 시트(20)는, 습윤 시트(20)가 중력에 의해 건조 와이어(40)에서 떨어지지 않고 건조 와이어(40)에 접착되도록 충분히 물을 유지하는 물 흡수 능력을 갖는다. 습윤 시트(20)가 30% 초과와 같이, 너무 많은 합성 섬유를 함유하는 경우, 습윤 시트(20)는 중력에 의해 건조 와이어(40)로부터 떨어지거나 분리되기 시작한다. 이 방법에서, 30% 초과의 합성 섬유를 함유하는 경우 습윤 시트(20)는 도 1에 도시된 건조 와이어(40)에 부착된 시트를 유지하기에 충분한 접착력을 갖지 않았다.
따라서, 현재의 공정은 30% 초과의 합성 섬유를 갖는 임의의 포말형 물질의 생산을 방지한다. 그 결과, 높은 습윤/건조 인장 비를 갖는 폼 형성된 시트를 제조하는데 변형된 공정 또는 새로운 섬유 조성물이 필요하다. 본 발명은 다수의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 2개의 외부층 및 다수의 합성 바인더 섬유를 포함하는 중앙층을 포함하는 층상 습윤 시트(20)를 형성함으로써 이러한 감소분을 해결한다. 이러한 개선된 방법은 약한 와이어 접착 문제를 극복하고 동시에 여러 가지 장점을 달성한다. 첫째, 바인더 섬유는 중앙층에 거의 100%까지 집중되어서 완전-접합된 섬유 망을 형성하여 고강도를 달성할 수 있는 한편, 전체 합성 섬유 부분을 50% 아래, 또는 심지어 30% 아래로 유지해서, 최종 티슈가 셀룰로오스 섬유를 기본으로 유지하게 할 수 있다. 비-층상 구조는 이를 달성할 수 없다. 둘째, 층상 구조는 불균일한 접합 지점 분포를 생성한다. 대부분의 접합부는, 2개의 외부층에 위치하는 셀룰로오스 섬유들 중에서 단지 약간의 접합으로 바인더 섬유 자체 중에서 중앙층 내에 형성된다. 이러한 배열은 티슈가 높은 강도, 높은 습윤/건조 인장 비, 높은 벌크, 높은 흡수성, 및 상당히 향상된 전체 연성을 나타낼 수 있게 한다.
본원에서 설명된 모든 티슈 시트는 크레이프 가공되지 않은 통기 건조(UCTAD) 모드로 제조된다. UCTAD 공정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 습윤 시트를 한 직물에서 다른 직물로 전사하기 위해 진공을 사용한다. 이전의 폼 형성 시도에서 얻은 교훈은, 균질 시트에 약 30% 초과의 합성 섬유를 첨가하는 것이 시트의 전사 능력에 영향을 미친다는 것을 보여주었다. 이는 진공이 작용하기에 불충분한 물이 시트에 있기 때문이다. 본 발명에서, 이러한 단점은, (계면활성제를 첨가하여 비-직선형 합성 바인더 섬유의 폼 슬러리가 생성되고 혼합되는 덤프 체스트(dump chest)로부터 나오는) 중앙층이 폼 형성된 상태로, 종래의 습식-레이드 공정 변수(표준 펌프 및 설정을 사용하는 기계 체스트(machine chest)로부터 나오는 펄프 슬러리)를 사용하여 하나 이상의 외부층에 대해 셀룰로오스 섬유로 다층 기재를 제조함으로써 해결되었다. 정제된 셀룰로오스 외부층은, 정제된 섬유들이 더 많은 물을 보유하기 때문에, 충분한 물을 보유하여 시트가 전사될 수 있게 한다. 본 발명의 경우, 최대 80%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 갖는 층이 중앙층에 대해 폼 형성되었다.
본 발명의 다양한 측면에서, 다층 기재는 (습식레이드 또는 다른 공정에 의한) 하나의 셀룰로오스 섬유 외부층, 및 하나의 폼 형성된 합성 바인더 섬유 중간층, 또는 (습식레이드 또는 다른 공정에 의한) 2개의 셀룰로오스 섬유 외부층 및 하나의 폼 형성된 합성 바인더 섬유 중간층을 포함할 수 있다. 하나 또는 2개의 외부층은 또한 폼 형성된 것일 수 있고 또한 추가적인 이점들이 얻어질 수 있다면 낮은 비율의 합성 섬유량을 함유할 수 있다. 바람직한 측면들은 폼 형성되고 다층 기재에 높은 습윤/건조 인장 비를 제공하는 합성 바인더 섬유의 높은 비율을 포함하는 적어도 한 층을 포함하고 있다. 바람직한 측면들은 또한 시트 전사 후에 건조 와이어(40)와의 직접 접촉을 유지하는 적어도 하나의 외부층을 포함하며, 여기서 적어도 하나의 외부층은 가공 동안 충분한 시트-와이어 접착을 가지도록 높은 비율의 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 다층 기재에 첨가된 다른 층들은, 폼 형성된 것과 습식레이드 층의 임의의 조합을 가질 수 있고, 임의의 양의 셀룰로오스 및/또는 합성 섬유를 포함할 수 있다.
다층 기재의 하나 이상의 층은 표준 티슈 제조에 사용되는 것들을 포함하는 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다. 티슈 웹을 제조하기에 적합한 섬유는 임의의 천연 및/또는 합성 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 천연 섬유는, 코튼, 아바카, 케나프, 사바이 그래스, 아마, 에스파르토 그래스, 스트로, 황마, 바가스, 유액 분비(milkweed) 플로스 섬유, 대나무 섬유 및 파인애플 잎 섬유 등의 비목재 섬유; 및 북부 및 남부 연질목 크래프트 섬유 등의 연질목 섬유; 및 유칼립투스, 메이플, 자작나무, 사시나무 등의 경질목 섬유를 비롯한, 낙엽성 및 침엽성 나무로부터 얻는 것 등의 목재 또는 펄프 섬유를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 펄프 섬유는 고 수율 또는 저 수율 형태로 준비될 수 있고, 크래프트법, 아황산법, 고 수율 펄핑법, 및 알려져 있는 기타 펄핑법을 포함한 임의의 알려져 있는 방법으로 펄프화될 수 있다. 오가노솔브 펄프화 방법으로부터 제조된 섬유가 또한 사용될 수 있다.
건조 중량 기준 최대 50% 이하, 또는 건조 중량 기준 약 5% 내지 약 30%의 섬유 부분은 합성 섬유일 수 있다. 재생되거나 개질된 셀룰로오스 섬유 유형은, 모든 변형의 레이온 및 비스코스 또는 화학적 개질된 셀룰로오스로부터 유도된 다른 섬유들을 포함한다. 화학적으로 처리된 천연 셀룰로오스 섬유를, 광택 가공된 펄프, 화학적으로 경화된 또는 가교된 섬유, 또는 술폰화된 섬유로서 사용할 수 있다. 제지 섬유를 사용하는 데 있어서 양호한 기계적 특성을 위해, 섬유들이 비교적 손상되지 않고 대략적으로 미정제 상태거나 약간만 정제된 상태인 것이 바람직할 수 있다. 재활용된 섬유들을 사용할 수 있지만, 일반적으로 오염원이 없으며 기계적 특성을 위한 버진 섬유들이 유용하다. 광택 가공된 섬유, 재생된 셀룰로오스 섬유, 미생물에 의해 제조된 셀룰로오스, 레이온, 및 기타 셀룰로오스 재료 또는 셀룰로오스 유도체를 사용할 수 있다. 적절한 제지 섬유는, 또한, 재활용된 섬유, 버진 섬유, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 고 벌크 및 양호한 압축 특성이 가능한 소정의 측면들에서, 섬유들은 적어도 200, 더욱 구체적으로는 적어도 300, 더욱 구체적으로는 적어도 400, 가장 구체적으로는 적어도 500인 캐나다 표준 여수도(Canadian Standard Freeness)를 가질 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 다른 제지 섬유들은, 페이퍼 브로크(paper broke) 또는 재활용된 섬유 및 고수율 섬유를 포함한다. 고수율 펄프 섬유는, 약 65% 이상, 더욱 구체적으로는 약 75% 이상, 더욱 구체적으로는 약 75% 내지 약 95%의 수율을 제공하는 펄핑 공정에 의해 제조되는 제지 섬유이다. 수율은, 초기 목재 질량의 퍼센트로서 표현되는 처리된 섬유들의 양이다. 이러한 펄핑 공정은, 표백 화학 열 기계식 펄프(bleached chemithermomechanical pulp; BCTMP), 화학 열 기계식 펄프(CTMP), 압력/압력 열 기계식 펄프(PTMP), 열 기계식 펄프(TMP), 열 기계식 화학적 펄프(TMCP), 고 수율 술파이트 펄프, 고 수율 크래프트 펄프를 포함하며, 이들 모두는 형성되는 섬유에 고 수준의 리그닌을 남겨 놓는다. 고 수율 섬유는, 통상적인 화학적 펄핑 섬유에 비해 건식 상태와 습식 상태 모두에 있어서 단단한 것으로 널리 알려져 있다.
또한, 다른 선택 사항인 화학적 첨가제는, 제품과 공정에 추가 이점을 제공하도록 수성 제지 지료에 또는 형성된 배아 웹에 첨가될 수 있다. 다음에 따르는 재료들이 웹에 적용될 수 있는 추가 화학물질의 예로서 포함된다. 화학물질은, 예로서 포함된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니다. 이러한 화학물질은 제지 공정에서의 임의의 지점에서 첨가될 수 있다.
종이 웹에 첨가될 수 있는 화학물질의 추가 유형은, 일반적으로 양이온성, 음이온성, 또는 비이온성 계면활성제, 습윤제, 및 가소제의 형태로 된 흡수 보조제, 예컨대, 저분자량 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리하이드록시 화합물, 예컨대, 글리세린과 프로필렌 글리콜을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 일반적으로 미네랄 오일, 알로에 추출물, 비타민 E, 실리콘, 로션 등의 피부 건강 유익물을 제공하는 재료도, 최종 제품에 통합될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 제품은, 의도한 용도에 모순되지 않는 알려져 있는 임의의 재료 및 화학물질과 함께 사용될 수 있다. 이러한 재료의 예로는, 탈취제 등의 냄새 제어제, 활성화된 탄소 섬유 및 입자, 베이비 파우더, 베이킹 소다, 킬레이트제, 제올라이트, 향수, 또는 기타 냄새 차단제, 시클로덱스트린 화합물, 산화제 등이 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 초흡수성 입자가 또한 이용될 수 있다. 추가 선택 사항은, 양이온성 염료, 광택제, 습윤제, 유연제 등을 포함한다.
본 발명에 따라 제조된 티슈 웹의 평량은 완제품에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 공정은 목욕 티슈, 미용 티슈, 종이 타월, 산업용 와이퍼, 기타 등등을 제조하는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 티슈 제품의 평량은, 약 6gsm 내지 약 120gsm으로 가변될 수 있는데, 예를 들어, 약 10gsm 내지 약 90gsm으로 가변될 수 있다. 목욕 티슈 및 미용 티슈 제품의 경우에는, 예를 들어, 평량은 약 10gsm 내지 약 40gsm의 범위일 수 있다. 한편, 종이 타월의 경우, 평량은 약 25gsm 내지 약 80gsm 범위일 수 있다.
티슈 웹 벌크도, 약 3cc/g 내지 약 30cc/g, 예컨대, 약 5cc/g 내지 약 15cc/g으로 가변될 수 있다. 시트 "벌크"는, gsm으로 표현되는 건식 평량으로 나눈, μm로 표현되는 건식 티슈 시트의 캘리퍼의 몫으로서 산출된다. 얻어진 시트 벌크는 cm3/g로 표현된다. 더욱 구체적으로, 캘리퍼는, 10개의 대표적인 시트의 스택의 총 두께로서 측정되며, 스택의 총 두께를 10으로 나눔으로써 측정되며, 스택 내의 각 시트는 동일한 면을 위로 해서 배치한다. 캘리퍼는, 적층된 시트들에 대한 Note 3이 있는 TAPPI 테스트 방법 T411 om-89 "Thickness (caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board"에 따라 측정된다. T411 om-89를 실행하는데 사용되는 마이크로미터는 오레건주 뉴버그 소재의 Emveco, Inc.로부터 입수가능한 Emveco 200-A Tissue Caliper Tester이다. 마이크로미터는, 2.00kPa(132g/in2)의 부하, 2500mm2의 압력 풋 면적, 56.42mm의 압력 풋 직경, 3초의 지속 시간, 및 0.8mm/s의 하강 속도를 갖는다.
여러 겹 제품에서는, 상기 제품에 존재하는 각각의 티슈 웹의 평량 또한 다양할 수 있다. 일반적으로, 여러 겹 제품의 총 평량은 일반적으로 상기 언급한 것과 동일하며, 예컨대 약 15gsm 내지 약 120gsm일 것이다. 따라서, 각각의 겹의 평량은 약 10gsm 내지 약 60gsm, 또는 예컨대 약 20gsm 내지 약 40gsm일 수 있다.
실시예
본 개시내용의 경우, 표준 3층 헤드박스를 사용하여 베이스시트를 제조하였다. 이 헤드박스 구조는 층상 및 균질한 (모든 섬유 유형이 시트 전체에 걸쳐 함께 혼합됨) 구조 모두 생산되도록 한다. 시트 구조 모두 본 개시내용을 지지하도록 제조하였다.
본 개시내용에 대한 예시는 종래의 습식-레이드 공정 변수(표준 펌프 및 설정을 사용하는 기계 체스트로부터 나오는 펄프 슬러리)를 사용하여 외부층에 대해 100% 셀룰로오스를 갖는 층상 시트를 포함한다. 중앙층은 폼 형성된 것이며, 덤프 체스트로부터 나온 것으로, 계면활성제를 첨가하여 100% T-255 합성 바인더 섬유의 폼 슬러리를 생성하고 혼합하였다. 최대 40% 합성 섬유 층이 중앙층에 대해 폼 형성되었다.
본 개시내용에 대해 생성된 상이한 티슈 코드들이 각각의 티슈 코드가 보여지는 특성과 함께 표 1에 기재되어 있다.
표 1. 티슈 조성 및 특성
코드 구조 조성 티슈 특성
층상 폼 형성 외부층 중간층 캘리퍼 (mil) 밀도
(g/cc)		 건조 GMT 습윤/건조 GMT 비
1 Y 중간층 30% Euc 40% T-255 6 mm TBD TBD 1821 0.99
2 Y 중간층 40% Euc 20% T-255 6 mm TBD TBD 952 0.76
3 Y 중간층 45% Euc 10% T-255 6 mm 39.9 0.039 399 판독 안함
4 N 모든 층 90% Euc, 10% T-255 6 mm 40.4 0.039 462 0.29
5 N 모든 층 80% Euc, 20% T-255 6 mm 35.2 0.045 433 0.35
평량은 코드 1의 경우 40.5gsm, 코드 2의 경우 42gsm, 코드 3-5의 경우 40gsm이었다. Euc는 유칼립투스이다. 코드 2 및 5는 동일한 전체 섬유 양을 사용하여 층상 및 혼합형 기재들 간의 직접적인 비교를 나타낸다.
GMT는, 기계 방향(MD) 인장 강도와 교차 기계 방향(CD) 인장 강도를 고려한 기하 평균 인장 강도이다. 본원의 목적을 위해, 인장 강도는, 시험 전에 4시간 동안 TAPPI 조건 하에서 샘플을 유지시킨 후에 3인치 죠 폭(샘플 폭), 2인치 죠 너비(게이지 길이), 및 25.4cm/분의 크로스헤드 속도를 사용하는 SINTECH 인장 시험기를 사용하여 측정될 수 있다. "MD 인장 강도"는, 샘플이 기계 방향으로 파열되도록 당겨질 때 샘플 폭의 3inch당 피크 부하이다. 마찬가지로, "CD 인장 강도"는, 샘플이 기계 교차 방향으로 파열되도록 당겨질 때 샘플 폭의 3inch 당 피크 부하이다. GMT는 웹의 MD 인장 강도와 CD 인장 강도의 곱의 제곱근이다. "CD 신축" 및 "MD 신축"은, 초기 샘플 길이의 퍼센트로서 표현되는, 파열 지점에서, 교차 기계 방향 및 기계 방향 각각으로의 샘플 신장의 양이다.
보다 특이하게는, 인장 강도 시험을 위한 샘플은 JDC 정밀 샘플 절단기(Thwing-Albert Instrument Company, 펜실베니아주 필라델피아, 모델 번호 JDC 3-10, 시리얼 번호 37333)를 사용하여 기계 방향(MD) 또는 교차 기계 방향(CD) 배향으로 3 인치 (76.2mm) 폭 X 적어도 4 인치 (101.6mm) 길이 스트립을 절단해서 준비한다. 인장 강도를 측정하기 위해 사용된 기구는 MTS Systems SINTECH 시리얼 번호 1G/071896/116이다. 데이터 획득 소프트웨어는 윈도우즈 버전 4.0 용 MTS TestWorks.RTM. (MTS Systems Corp., 미니애폴리스주 에덴 프래리)이다. 하중 셀은 MTS 25 뉴튼 최대 하중 셀이다. 죠(jaw)들 사이의 게이지 길이는 2±0.04 인치 (76.2±1mm)이다. 죠들은 공압 작용(pneumatic-action)을 이용해서 동작되고 고무 코팅되어 있다. 최소 그립 이폭(face width)은 3 인치 (76.2 mm)이고, 죠의 대략적인 높이는 0.5 인치 (12.7 mm)이다. 파단 감도는 40%로 설정된다. 샘플은 수직적으로 그리고 수평적으로 중심이 맞춰진 기구의 죠 내에 샘플들을 위치된다. 초기 슬랙을 조정하기 위해, 각각의 시험 실행마다 분당 0.1인치의 속도로 1 그램(힘)의 사전 하중을 인가한다. 이어서, 시험을 시작하고, 힘이 피크의 40%만큼 강하될 때 종료한다. 테스트될 샘플에 따라 시편의 "MD 인장 강도" 또는 "CD 인장 강도"로서 피크 부하가 기록된다. 적어도 3개의 대표적인 시편을 "있는 그대로" 취한 각 제품마다 시험하고, 모든 개개의 시편 시험의 산술 평균은 제품에 대한 MD 또는 CD 인장 강도이다.
표 1에 나타낸 유의하게 향상된 습윤/건조 인장 비 이외에, 표 2에 나타낸 바와 같이, 표 1에 열거된 층상 UCTAD 티슈가 개선된 연성 및 흡수성을 나타낸다는 것을 보여주었다.
표 2에 기술된 2개의 대조군 코드는 100% 셀룰로오스 펄프 섬유를 함유하는 균질 혼합된 섬유 시트로 이루어진다(2015년 1월부터 2016년 9월까지 UCTAD Bath CHF 대조군). PBS는 프리미엄 배쓰 점수(Premium Bath Score)를 의미하며, 이하의 제형으로부터 티슈 베이스시트 상에서 수행된 여러 감각 패널 검사로 유도된다.
PBS = 5*(평균 퍼지(Average Fuzzy) + 부피 - 강성 - 평균 껄끄러움(Average Gritty)) + 25
PBS 값이 높을수록, 티슈가 더 부드럽다고 인식된다. 표 2는 동일한 강도에서, 층상 구조가 균질한 구조에 비해 개선된 연성을 나타낸다는 것을 보여준다.
표 2. 인지된 티슈 연성
코드 평량 (gsm) GMT (gf) PBS
1* 40.5 1272 64
2* 42 1054 64
대조군 코드 A 40 1100 46
대조군 코드 B 40 1300 41
참고: *코드 1 및 2는, 표 2의 코드 1 및 2가 캘린더링되었다는 점을 제외하고, 표 1의 코드 1 및 2와 동일한 물질이다. GMT는 기하 평균 인장 강도이며 보다 상세히 상술되어 있다.
코드 1 및 2를 욕실 티슈로서 제조하였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 층상 구조를 갖는 코드 1 및 2 욕실 티슈는 현재의 상업용 타월 제품보다 동일하거나 약간 더 양호한 흡수성을 나타내었다. 타월 제품은 일반적으로 욕실 티슈보다 높은 흡수성을 갖는다. 흡수 용량은 초기에 칭량되는 4인치 x 4인치 시편을 사용하여 결정된다. 그런 후에 칭량된 시편을 3분 동안 시험 유체의 팬(예: 파라핀 오일 또는 물)에 담근다. 시험 유체는 팬에서 적어도 2인치(5.08cm) 깊이여야 한다. 시편은 시험 유체로부터 제거되고 "다이아몬드" 모양의 위치(즉, 가장 낮은 지점에 하나의 모서리를 가짐)에 매달려 배출될 수 있도록 허용된다. 시편을 물에 대해 3분 동안, 오일에 대해 5분 동안 배출하도록 허용된다. 할당된 배출 시간 후 시편을 칭량 접시에 넣은 후 칭량한다. 물에 대한 흡수 용량을 시험하기 위한 절차에 따라, 물과 더 유사한 점도를 갖는 산 또는 염기의 흡수성을 시험한다. 흡수 용량(g) =습윤 중량(g)-건조 중량(g); 및 비 흡수 용량(g/g) =흡수 용량(g)/건조 중량(g).
표 3. 비 흡수 용량(g/g 단위)으로서 흡수성 데이터
코드 설명 비 흡수 용량 g/g
BOUNTY 브랜드 타월 상업용 8.25
BRAWNY 브랜드 타월 상업용 9.06
VIVA 브랜드 타월 상업용 8.84
코드 1* CHF 층상 유칼립투스 30%/T-255 40%/유칼립투스 30% 9.27
코드 2* CHF 층상 유칼립투스 40%/T-255 20%/유칼립투스 40% 8.87
참고: *코드 1 및 2는, 표 2의 코드 1 및 2가 캘린더링되었다는 점을 제외하고, 표 1의 코드 1 및 2와 동일한 물질이다.
본 개시의 예시들은 폼 형성 공정을 사용하여 제조되었지만, 본 개시는 이러한 공정으로 한정되어서는 안된다는 점에 주목해야 한다. 폼 형성 공정은 6mm 또는 12mm 바인더 섬유와 같은, 긴 섬유를 취급할 수 있는 능력으로 인해 사용된다. 　 역으로, 짧은 바인더 섬유(예를 들어, 2mm 이하)가 사용되는 경우, 표준 물 형성 공정을 사용하여 동일한 층상 구조가 제조될 수 있다.
결과
표 1 내지 표 3에 나타낸 바와 같이, 2개의 셀룰로오스 섬유 풍부 외부층 및 1개의 비-직선형 합성 바인더 섬유 풍부 중간층을 갖는 층상 구조는 동일한 섬유 조성을 갖지만 균질하게 혼합된 기재(즉, 비-층상 구조)와 비교할 때 습윤/건조 인장 비에 있어서 상당한 향상을 나타낸다. 이는 표 1의 코드 2와 5 사이의 비교에서 가장 잘 알 수 있다. 　 추가 데이터가 도 2에 제공되며, 동일한 섬유 조성을 갖는 층상 대 비-층상 기재에서의 습윤/건조 인장 비의 개선을 입증한다.
제1 특정 측면에서, 폼-형성된 다층 기재를 제조하기 위한 방법은 적어도 3중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 수계 폼을 생산하는 단계로, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 2mm 초과의 평균 길이를 갖는, 단계; 상기 수계 폼으로부터의 습윤 시트층 및 셀룰로오스 섬유층을 함께 형성하는 단계로, 상기 셀룰로오스 섬유층은 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는, 단계; 및 상기 조합된 층들을 건조하여 상기 폼 형성된 다층 기재를 수득하는 단계를 포함한다.
제2 특정 측면은 제1 특정 측면을 포함하고, 여기서 상기 폼-형성된 층은 0.008g/cc 내지 0.1g/cc의 건조 밀도를 갖는다.
제3 특정 측면은 제1 및/또는 제2 측면을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 4mm 내지 60mm의 평균 길이를 갖는다.
제4 특정 측면은 제1 내지 제3 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 6mm 내지 30mm의 평균 길이를 갖는다.
제5 특정 측면은 제1 내지 제4 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 적어도 1.5 dtex의 직경을 갖는다.
제6 특정 측면은 제1 내지 제5 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 컬이 있는 구조를 갖는다.
제7 특정 측면은 제1 내지 제6 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 권축된 구조를 갖는다.
제8 특정 측면은 제1 내지 제7 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 이성분 섬유이다.
제9 특정 측면은 제1 내지 제8 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 이성분 섬유는 시스-코어 이성분 섬유이다.
제10 특정 측면은 제1 내지 제9 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 시스는 폴리에틸렌이고 상기 코어는 폴리에스테르다.
제11 특정 측면은 제1 내지 제10 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 생산은 적어도 10중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함한다.
제12 특정 측면은 제1 내지 제11 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 다층 기재는 60% 이상의 습윤/건조 인장 비를 갖는다.
제13 특정 측면은 제1 내지 제12 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 셀룰로오스 섬유는 유칼립투스 섬유이다.
제14 특정 측면에서, 상기 다층 기재는, 2mm 초과의 평균 길이를 갖는 적어도 60중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 제1 층; 및 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 제2 층을 포함하고, 여기서 상기 제1 층은 상기 제2 층과 대면 관계에 있고, 상기 다층 기재는 적어도 60%의 습윤/건조 인장 비를 갖는다.
제15 특정 측면은 제14 특정 측면을 포함하고, 상기 다층 기재는 동일한 섬유 조성을 갖는 균질 섬유 기재보다 높은 연성 및 흡수성을 나타낸다.
제16 특정 측면은 제14 및/또는 제15 측면을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 6mm 내지 30mm의 평균 길이 및 적어도 1.5 dtex의 평균 직경을 갖는다.
제17 특정 측면은 제14 내지 제16 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 컬이 있는 또는 권축된 구조를 갖는다.
제18 특정 측면은 제14 내지 제17 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 시스-코어 이성분 섬유이다.
제19 특정 측면은 제14 내지 제18 측면들 중 하나 이상을 포함하고, 상기 시스는 폴리에틸렌이고 상기 코어는 폴리에스테르이다.
제20 측면에서, 다층 기재는 2mm 초과의 평균 길이를 갖는 적어도 60중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 제1 층으로, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 컬이 있는 또는 권축된 구조를 가지고, 시스-코어 이성분 섬유인, 상기 제1층; 및 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 층과 대면 관계에 있고, 상기 다층 기재는 적어도 60%의 습윤/건조 인장 비를 가지고, 상기 다층 기재는 동일한 섬유 조성을 갖는 균질 섬유 기재보다 높은 연성 및 흡수성을 나타낸다.
본 발명에 대한 이들 및 다른 변형예 및 변경예가 첨부된 청구항들에 보다 구체적으로 기재되어 있는, 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않고서, 당 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 측면들의 측면들이 전체적으로나 부분적으로 상호 교환될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당 기술분야에 통상의 지식을 가진 자는 상기한 설명이 예시만을 위한 것이고, 이러한 첨부된 청구항에 더 설명되어 있는 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아님을 인지할 것이다.

Claims (20)

  1. 폼-형성된 다층 기재를 제조하기 위한 방법으로, 상기 방법은
    적어도 3중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 수계 폼을 생산하는 단계로, 여기서 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 2mm 초과의 평균 길이를 가지는, 단계;
    상기 수계 폼으로부터의 습윤 시트층 및 셀룰로오스 섬유층을 함께 형성하는 단계로, 여기서 상기 셀룰로오스 섬유층은 적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는, 단계; 및
    상기 조합된 층들을 건조시켜서 폼-형성된 다층 기재를 수득하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폼-형성된 층은 0.008g/cc 내지 0.1g/cc의 건조 밀도를 갖는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 4mm 내지 60mm의 평균 길이를 갖는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 6mm 내지 30mm의 평균 길이를 갖는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 적어도 1.5 dtex의 직경을 갖는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 컬이 있는 구조를 갖는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 권축된 구조를 갖는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 이성분 섬유인, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이성분 섬유는 시스-코어 이성분 섬유인, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 시스는 폴리에틸렌이고 상기 코어는 폴리에스테르인, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 생산하는 단계는 적어도 10중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 다층 기재는 60% 이상의 습윤/건조 인장 비를 갖는, 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 유칼립투스 섬유인, 방법.
  14. 다층 기재로서,
    2mm 초과의 평균 길이를 갖는 적어도 60중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 제1 층; 및
    적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 제2 층을 포함하고, 여기서 상기 제1 층은 상기 제2 층과 대면 관계에 있고, 여기서 상기 다층 기재는 적어도 60%의 습윤/건조 인장 비를 갖는, 다층 기재.
  15. 제14항에 있어서, 상기 다층 기재는 동일한 섬유 조성을 갖는 균질 섬유 기재보다 높은 연성 및 흡수성을 나타내는, 다층 기재.
  16. 제14항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 6mm 내지 30mm의 평균 길이 및 적어도 1.5dtex의 평균 직경을 가지는, 다층 기재.
  17. 제14항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 컬이 있는 또는 권축된 구조를 가지는, 다층 기재.
  18. 제14항에 있어서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 시스-코어 이성분 섬유인, 다층 기재.
  19. 제18항에 있어서, 상기 시스는 폴리에틸렌이고 상기 코어는 폴리에스테르인, 다층 기재.
  20. 다층 기재로서,
    2mm 초과의 평균 길이를 갖는 적어도 60중량%의 비-직선형 합성 바인더 섬유를 포함하는 제1 층으로서, 상기 비-직선형 합성 바인더 섬유는 3차원 컬이 있는 또는 권축된 구조를 가지고 시스-코어 이성분 섬유인, 제1 층; 및
    적어도 60중량%의 셀룰로오스 섬유를 포함하는 제2 층을 포함하고, 여기서 상기 제1 층은 상기 제2 층과 대면 관계에 있고, 여기서 상기 다층 기재는 적어도 60%의 습윤/건조 인장 비를 가지고, 상기 다층 기재는 동일한 섬유 조성을 갖는 균질 섬유 기재보다 높은 연성 및 흡수성을 나타내는, 다층 기재.
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