KR100226400B1 - 폴리아크릴산 중합체로 가교결합된, 개별화된셀룰로오스 섬유 - Google Patents

폴리아크릴산 중합체로 가교결합된, 개별화된셀룰로오스 섬유 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개별화되고 가교결합된 섬유 및 이를 제조하는 방법, 이를 포함하는 흡수 구조체에 관한 것이다. 개별화되고 가교결합된 섬유는 중합성 폴리아크릴산 가교제를 지니는데 이는 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응한다. 바람직하게는 가교제는 아크릴산과 말레산의 공중합체로서 약 1.0중량% 내지 약 10.0중량%으로 존재하며 개별화된 섬유와 반응하여 섬유내 가교결합을 형성한다. 개별화되고 가교결합된 섬유는 다양한 분야에서 흡수 구조체로서 유용하다. 이 구조체는 또한 하이드로겔 형성물질을 포함할 수 있다.

Description

폴리아크릴산 중합체로 가교결합된, 개별화된 셀룰로오스 섬유{INDIVIDUALIZED CELLULOSIC FIBERS CROSSLINKED WITH POLYACRYLIC ACID POLYMERS}
실질적으로 개별화된 형태로 존재하는 가교결합된 섬유 및 이를 제조하는 방법은 당해 기술에 공지되어 있다. "개별화되고 가교결합된 섬유"란 의미는 섬유 내부 대부분이 화학 가교결합을 지닌 셀룰로오스 섬유를 말한다. 가교결합은 분리된 섬유의 셀룰로오스 분자보다는 단일 섬유의 셀룰로오스 분자사이에 존재한다. 개별화되고 가교결합된 섬유는 일반적으로 흡수 제품에 유용하게 사용된다. 섬유들 자체 및 개별화되고 가교결합된 섬유를 포함하는 흡수 구조체는 통상의 비가교결합된 섬유에 비해 적어도 하나의 흡수특성이 상당히 개선되었다. 흡수도가 개선되었다는 것은 실질적인 흡수역량이 개선되었다는 것을 말한다. 또한, 개별화되고 가교결합된 섬유로 만든 흡수 구조체들은 비가교결합된 섬유로 만든 흡수 구조체에 비해 습윤 탄성 및 건조 탄성이 증가되었음을 나타낸다. 여기서 "탄성"이란 용어가 후술하는 바는 셀룰로오스로 만든 패드가 압축력으로부터 벗어났을때 팽창된 원래의 상태로 되돌아올 수 있는 능력을 말한다. 건조 탄성이란 특히 섬유가 실질적으로 무수조건에서 압축력으로부터 벗어나는 경우 흡수 구조체가 팽창될 수 있는 능력을 말하며, 습윤 탄성이란 섬유가 실질적으로 습윤상태에 있을 때 압축력이 제거되는 경우 흡수 구조체가 팽창될 수 있는 능력을 말한다. 본 발명의 목적 및 개시의 일관성을 위해 습윤 탄성을 관찰한 결과 흡수 구조체가 포화상태로 습윤화된 것을 알 수 있었다.
일반적으로, 개별화되고 가교결합된 섬유를 만드는 방법으로는 3가지가 제시되어왔다. 이들 방법들은 본 명세서에서 건조 가교방법, 수용액 가교방법, 및 실질적인 비수용액 가교방법으로 지칭된다.
건조 가교기술로서 개별화되고 가교결합된 섬유를 만드는 방법이 1965년 12월 21일 발행된 미국 특허 제 3,224,926 호(L.J.Bernardin)에 개시되어 있다. 개별화되고 가교결합된 섬유는, 가교제가 들어있는 수용액중에 팽창된 섬유를 함침시키고, 섬유를 기계적인 방법으로 탈수 및 탈섬유화시킨후 승온에서 건조하면 가교가 일어나는 것과 동시에 섬유들이 실질적으로 개별화됨으로써 제조된다. 가교전에 탈수된 결과로 비팽윤되고 파쇄된 상태에서 섬유들은 자체적으로 가교되는 것이다. 가교가 섬유들이 비팽윤되어 파쇄된 상태에서 일어난다고 개시하고 있는 상기 미국 특허에서 예시하고 있는 방법은 "건조 가교결합된" 섬유들을 제조하는 방법이다. 건조 가교결합된 섬유들은 일반적으로 가교결합에 의해 매우 높은 강연도(stiffness)를 나타내고, 또한 이로부터 만든 흡수 구조체는 비교적 높은 습윤 및 건조 탄성을 나타낸다. 건조 가교결합된 섬유들은 유체 보유값(Fluid retention values, FRV)이 낮다는 특성을 갖는다.
수용액으로 가교결합된 섬유를 만드는 방법은 예를 들면 1966년 3월 22일 특허된 미국 특허 제 3,241,553 호(F.H. Steiger)에 개시되어 있다. 여기서 개별화되고 가교결합된 섬유는 가교제 및 촉매를 함유하는 수용액중에서 섬유를 가교시켜 제조된다. 이러한 방식에 의해 제조된 섬유들은 후술되는 것에서 "수용액에 의해 가교결합된" 섬유로 칭한다. 셀룰로오스 섬유에 대한 물의 팽윤효과 때문에, 수용액에 의해 가교결합된 섬유들은 비파쇄된 팽윤상태로 있으면서 가교결합된다. 건조 가교결합된 섬유의 경우, 수용액에 의해 가교결합된 섬유들은 미국 특허 제 3,241,553 호에 개시된 바와 같이 상당히 높은 유연도와 낮은 강연도를 지니며 또한 FRV가 높은 특징을 지녔다.
수용액에 의해 가교결합된 섬유들로부터 만든 흡수 구조체는 건조 가교결합된 섬유로 만든 구조체에 비해서 더 낮은 습식 탄성 및 건조 탄성을 지니는 것으로 나타났다.
1977년 7월 12일에 특허된 미국 특허 제 4,035,147 호(Sangenis 등)는 탈수된 비팽윤 섬유를 비수용액중의 가교제 및 촉매와 접촉시켜 개별화되고 가교결합된 섬유를 제조하는 것을 개시하고 있다. 상기 비수용액은 섬유가 팽윤되기에는 불충분한 양의 물을 가지고 있다. 가교는 섬유가 이렇게 실질적인 비수용액중에 있을때 일어난다. 이러한 방법은 후술되는 곳에서 비수용액에 의해 가교결합된 섬유라 칭한다. 또한 생성된 섬유도 비수용액 가교섬유로 지칭한다. 상기 특허에 개시된 비수용액에 의해 가교결합된 섬유는 팽윤제로 당업계에 공지된 용액과 오랫동안 접촉하는 동안에도 팽윤되지 않는 섬유이다. 건조 가교결합된 섬유처럼, 상기 섬유는 가교결합 때문에 상당히 단단하며 이로 만든 흡수 구조체는 비교적 높은 습윤도 및 건조 탄성도를 지닌다.
상기의 가교결합된 섬유들은 기저귀나 생리대같은 흡수제품으로서 유용하다. 하지만, 이들 섬유들은 상당한 상업적인 성공을 거두고 있는 통상의 섬유에 비해서 가격면이나 손실면에서 볼 때 충분한 흡수력을 가지고 있지 못하다. 가교결합된 섬유가 상업적인 성공을 거두려면 안정성이 뒤따라야 한다. 문헌에 널리 공지된 대부분의 가교제는 포름알데히드 및 포름알데히드 첨가물(예,N-메틸올제, 또는 N-메틸올아미드류)이 있지만, 불행히도 이들은 피부트러블을 일으킬 뿐만아니라 기타 안정성 문제에 있어서 신뢰를 주지 못하고 있다. 따라서 이 두가지 문제를 해결하기 위해 가교결합된 제품에서 유리된 포름알데히드의 양을 충분히 낮춘다 해도 이를 실시하기 위해 기계적인 기술을 사용해야 하므로 기계적인 문제 뿐만아니라 경제적인 문제가 대두된다는 단점이 있다.
전술된 바와 같이, 셀룰로오스 섬유를 가교시키기 위해 포름알데히드 및 여러가지 포름알데히드 첨가물을 사용하는 것은 다음 특허에 이미 개시되어 있다: 1965년 12월 21일 특허된 미국 특허 제 3,224,926 호(Bernardin), 1966년 3월 22일 특허된 미국 특허 제 3,241,553 호(Steiger), 1976년 1월 13일 특허된 미국 특허 제3,932,209 호(Chatterjee), 1977년 7월 12일 특허된 미국 특허 제4,035,147호(Sangenis등), 1973년 9월 4일 특허된 미국 특허 제 3,756,913 호(Wodka). 하지만 불행하게도, 이들 특허는 포름알데히드 증기가 눈 및 피부에 닿아 나타나는 문제를 일으켰다. 이로서, 포름알데히드나 이의 불안정한 유도체를 요구하지 않는 셀룰로오스 섬유 가교제에 대한 필요성이 절실해졌다.
다른 문헌들은 디알데히드 가교제를 사용하는 것에 대하여 개시하고 있다. 예를 들면 1987년 8월 25일 특허된 미국 특허 제 4,689,118 호(Makoui등), 1989년 4월 18일 특허된 미국 특허 제 4,822,453 호(Dean등)가 있다. 딘(Dean)등은 개별화된 가교성 섬유를 포함하는 흡수 구조체에 대하여 교시하고 있는데 여기서 가교제는 C2-C8디알데히드로 구성된 그룹에서 선택되며, 바람직하게는 글루타르알데히드이다. 이들 특허들은 포름알데히드 및/또는 포름알데히드 부가 형성물이 지닌 수많은 단점들을 극복한 것으로 보이지만, 글루타르알데히드같은 디알데히드 가교제로 가교결합된 섬유를 생산하는데 드는 비용은 너무 높아서 상업적으로 성공하기 힘들다. 따라서, 피부에 안전하게 사용될 수 있으면서 상업적으로도 매력있는 셀룰로오스 섬유 가교제가 필요했다.
면직물에 주름이 잡히는 것을 방지하는 특성을 부여하기 위해 폴리카복실산을 사용하는 것은 종래기술에 공지되어 있다. 참조;1970년 9월 1일 특허된 미국특허 제 3,526,048 호(Roland등), 1961년 2월 14일 특허된 미국 특허 제 2,971,815 호(Bullock등), 1989년 4월 11일 특허된 미국 특허 제 4,820,307 호(Welch등). 이들 특허들은 모두 면직물을 폴리카복실산 및 특정 경화촉매로 처리하여 처리된 직물의 주름방지 및 내구성을 개선시키려는 것에 관한 것이다.
셀룰로오스 섬유를 가교시키기 위해 특정의 모노모성 폴리카복실산을 사용하는 것은 기술에 공지되어 있다. 예를 들면, 1992년 8월 11일에 특허된 미국 특허 제 5,137,537 호(Herron등)는 C2-C9폴리카복실산으로 가교결합된 개별화된 셀룰로오스 섬유를 함유하는 흡수 구조체에 대해서 기술하고 있다. 폴리카복실산 가교제에 의해 형성되는 에스테르 가교결합은 아세탈 가교결합을 형성하는 모노- 및 디-알데히드 가교제로부터 형성된 가교결합과는 다르다.
중요하게는, 미국 특허 제 5,137,537 호에 기술된 C2-C9폴리카복실산은 종래기술에서 통상적으로 사용된 포름알데히드 및 이의 부가형성물과는 다르다. 불행히도, 바람직한 C2-C9가교제(예, 구연산)는 백색 셀룰로오스 섬유를 탈색(황색)시킨다. 또한 구연산같은 알파-히드록시 카복실산을 사용하면 별로 바람직하지 못한 색상이 나타난다. 가장 효율적인 가교를 촉진시키는데는 비교적 낮은 pH값이 필요하다. 이러한 낮은 pH는 그 pH하에서 산부식을 방지할 수 있는 설비장치를 필요로 하기 때문에 공정원가를 증가시킨다. 구연산은 가장 효율적인 가교를 촉진하는 온도하에서는 안정하지 못한 것으로 알려져 있다. 구연산 분해시 산유도체는 중합성 폴리아크릴 가교제같이 효율적인 섬유내 가교를 형성하지 않는다.
본 발명은 유체에 대한 흡수성이 뛰어난 셀룰로오스 섬유, 셀룰로오스 섬유로 만든 흡수 구조체, 상기 섬유의 제조방법 및 상기 구조체의 제조방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유, 이의 제조방법, 및 이를 함유하는 흡수 구조체에 관한 것이다.
본 출원인은 후술되는 중합성 폴리아크릴 가교제가 특히 셀룰로오스 섬유로 에스테르 가교결합을 형성하는데 특히 적합하다는 것을 알았다. 중요하게는, 에스테르 가교결합된 섬유는 구연산같은 알파-히드록시산으로 가교결합된 것보다는 명도가 더 밝은 경향이 있다. 또한, 중합성 폴리아크릴 가교제는 높은 온도에서 안정하므로 좀 더 효율적인 가교를 촉진한다. 중합성 폴리아크릴산으로 가교결합된 개별화된 셀룰로오스 섬유는 습윤 탄성과 건조 탄성을 나타내며 비가교결합된 섬유를 함유하는 구조체에 비해 습윤에 대해 더 나은 반응성을 보인다.
본 발명의 제 1 목적은 폴리아크릴산 가교제로 가교결합된 개별화된 섬유 및 이로부터 만든 흡수 구조체를 제공하는데 있다. 여기서 가교결합된 섬유로부터 만든 흡수 구조체는 비가교결합된 섬유로 만든 흡수 구조체에 비해 흡수역량, 습윤 탄성 및 건조 탄성이 매우 높다.
본 발명의 제 2 목적은 폴리아크릴산 가교제로 가교결합된 개별화된 섬유 및 이로부터 만든 구조체를 제공하는 것으로서 이는 놀라울 정도의 흡수특성을 가지고 있다.
본 발명의 제 3 목적은 상업적으로 성공할 수 있는 개별화되고 가교결합된 섬유 및 이로부터 만든 구조체를 제공하는 것에 관한 것으로서 이는 피부에 접촉해도 안전하게 사용할 수 있는 것들이다.
본 발명의 제 4 목적은 종래 공지된 가교결합된 섬유에 비해 더 높은 명도를 갖는 개별화되고 가교결합된 섬유를 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 제 5 목적은 개선된 흡수역량과 위킹(wicking)을 갖는 흡수 구조체를 제공하는 것으로서 실제적으로 착용자의 피부 건조도를 높은 레벨로 제공한다.
전술된 목적은 본 명세서에 기술된 바와 같이 개별화되고 가교결합된 섬유 및 이들 섬유가 흡수 구조체에 혼입될 때 달성될 수 있다. 일반적으로, 이들 목적 및 다른 기타 장점들은 건조된 섬유 중량을 기준으로할때 약 1.0중량% 내지 약 10중량%, 바람직하게는 약 3.0중량% 내지 약 7.0중량%의 폴리아크릴산 가교제를 갖는 개별화되고 가교결합된 섬유에 의해 달성된다. 여기서 가교제는 섬유내의 가교결합의 헝태로 섬유와 반응한다. 폴리아크릴산 가교제는 바람직하게는 폴리아크릴산 중합체, 아크릴산의 공중합체 및 이들 혼합물로부터 바람직하게 선택된다. 특히 바람직한 가교제는 아크릴산과 말레산의 공중합체를 포함한다. 다른 바람직한 폴리아크릴산 가교제는 저분자량의 모노알킬 치환 포스피네이트 및 포스포네이트 공중합체이다[참고문헌:1993년 10월 26일 특허된 미국 특허 제 5,256,746 호(Blankenship등)]. 본 명세서에 사용된 폴리아크릴산 중합체와 공중합체는 구연산같은 모노모성 카복실산과 혼합될 수 있다. 이들 가교제는 섬유내 가교결합형으로 섬유와 반응한다. 약 25 내지 약 60의 수분 보유 지수(WRV's, Water Retention Values)를 갖는 이들 섬유들은 개별화되고 가교결합된 섬유와 관련하여 전술된 목적을 달성하며, 흡수 구조체로 사용시 놀라운 흡수능을 제공한다.
본 발명의 영역을 제한하는 것은 아니지만 개별화되고 가교결합된 섬유란 바람직하게는 습윤시 팽창되는 압축된 흡수 구조체로 형성될 수 있는 것을 말한다.
흡수 구조체는 하이드로겔 형성 물질을 포함할 수 있다. 상당히 개선된 피부 건조도 및 흡수역량 그리고 착용자의 피부 건조도는 하이드로겔 형성 물질 및 개별화되고 가교결합된 섬유에 의해 얻어진다. 하이드로겔 형성 물질을 갖는 종래의 비가교결합된 셀룰로오스 섬유를 사용한 것에 비해서 하이드로겔 형성 물질을 갖는 개별화되고 가교결합된 섬유에 의해 상당히 개선된 위킹 및 흡수 역량이 얻어진다. 놀랍게도, 이러한 개선된 결과는 종래의 셀룰로오스 섬유와 비교했을 때 개별화되고 가교결합된 섬유를 갖는 패드의 경우 중량을 기준으로 했을때 하이드로겔 형성 물질의 양이 적은 경우에 나타날 수 있다.
본 발명의 셀룰로오스 섬유는 일반적으로 나무 펄프가 원료원이다. 유용한 나무 펄프로는 크라프트, 설파이트 펄프, 설페이트 펄프같은 화학 펄프 뿐만 아니라 잘게 쪼개진 나무, 열기계학적 펄프, 및 화학적으로 변형된 열기계학적 펄프(CTMP)같은 기계적 펄프를 포함한다. 연약한 나무 또는 단단한 나무에서 얻은 분해된 섬유들이 바람직하게 사용된다. 다른 셀룰로오스 섬유성 펄프, 예를 들면 Esparto 목초, 베가세, 켐프, 플랙스, 면 린터, 및 다른 리그닌성 섬유 및 셀룰로오스 섬유원이 본 발명의 원료물질로 사용될 수 있다. 섬유는 슬러리, 비시트화 형태, 또는 시트형태로 공급될 수 있다. 젖은 랩(lap), 마른 랩, 또는 다른 시트 형태의 섬유는 가교제를 섬유와 접촉한 후에 시이트를 기계적으로 분해하면 후가공되지 않은 형태로 만들어진다. 가장 바람직하게는, 섬유는 건조랩으로서 제공된다. 그러한 경우에 있어서, 섬유의 손상을 최소화하기 위해서는 기계적으로 분해하기 전에 적당량의 가교제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명과 관련되어 사용되는 최적 섬유원료는 특정의 최종 용도에 따른다. 일반적으로, 화학적인 펄프공정에 의해 만들어진 나무 펄프섬유(예, 크라프트, 설파이트, 또는 설페이트)가 바람직하다. 섬유는 완전히 또는 부분적으로 표백되거나, 또는 비표백된 것이다. 또한 높은 명도 및 소비자의 눈을 끌 수 있는 표백된 펄프를 이용하는 것이 바람직 할 수 있다. 염소계 표백 공정뿐 아니라 염소가 없는 표백공정(예, 산소가 주성분인 공정)이 사용될 수 있다. 페이퍼 타월 및 기저귀 위생용 냅킨, 생리대같은 흡수성 코어 및 기타 비슷한 흡수성 섬유제품의 경우 이들이 지닌 최적 흡수도 특성 때문에 써던 연성 나무 펄프(southern soft wood pulp)에서 얻은 섬유를 이용하는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 사용된 "폴리아크릴산 중합체" 및 "중합성 폴리아크릴산"이란 중합된 아크릴산(예, 폴리아크릴산) 및 아크릴산공중합체(예, 폴리아크릴산 및 말레산 공중합체가 있으나 이에 국한되는 것은 아니다) 및 저분자량의 모노알킬 치환 포스피네이트 및 후술되는 포스포네이트 공중합체 및 이의 혼합물이 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 가교제로는 폴리아크릴산 중합체, 아크릴산 공중합체 및 이의 혼합물을 포함한다. 특히 바람직한 폴리아크릴산 가교제로는 폴리아크릴산과 말레산의 공중합체 및 1993년 10월 26일 특허된 미국 특허 제 5,256,746 호에 개시된 저분자량의 모노알킬 치환 포스피네이트 및 포스포네이트 공중합체를 포함한다. 이들 중합체는 본 발명에 개시된 개별화되고 가교결합된 섬유를 가교시킬 수 있는 역량이 있으며, 후술되는 가교공정에서 사용할 때 셀룰로오스 명도에 긍정적인 영향을 가지는 것이기 때문에 바람직하다.
특히, 본 발명에 사용되는 폴리아크릴산 중합체는 분자량이 약 500내지 약 40,000, 바람직하게는 약 1,000 내지 20,000이다. 폴리아클리산 중합체는 폴리아크릴산을 중합하여 반복쇄을 형성하므로써 제조된다.
상기식에서 M은 알카리 금속 암모늄 또는 수소이온이다. 본 발명에 유용한 이러한 타입의 중합체는 Rohm ＆ Haas Company에서 구입한 것이다.
본 발명에 사용되는 다른 중합체의 예로는 폴리아크릴산 및 말레산의 공중합체이다. 바람직하게는 이들 공중합체의 분자량은 500 내지 40,000, 바람직하게는 약 1,000 내지 약 20,000이다. 아크릴산 : 말레산의 중량비는 약 10:1 내지 약 1:1, 바람직하게는 약 5:1 내지 약 1.5:1이다. 특히 바람직한 공중합체는 약 65중량%의 아크릴산 및 35중량%의 말레산을 포함한다.
본 발명에 사용가능한 아크릴산 공중합체의 다른 예로는 1993년 10월 26일 특허된 미국 특허 제 5,256,746 호(Blankenship등)에 개시된 저분자량의 모노 알킬 치환 포스피네이트 및 포스포네이트 공중합체이다. 상기 특허는 참고 문헌으로 제시된 것으로서 이에 개시된 공중합체가 특히 바람직한 이유는 이들은 흡수도, 탄성 및 명도가 높으며, 안전하고 피부 트러블을 일으키지 않기 때문이다. 이들 공중합체는 사슬 전이제인 히포포스포러스산 및 이의 염(주로 히포아인산 나트륨) 및/또는 인산으로 제조된다. 이들 타입의 공중합체는 바람직하게는 20,000이하, 더욱 바람직하게는 3,000, 가장 바람직하게는 약 1,000 내지 약 2,000이다.
전술된 폴리아크릴산 중합체는 단독으로 사용되거나 다른 폴리아크릴산 중합체(예, 구연산)와 함께 사용할 수 있다.
폴리아크릴산 중합체 분야에서 종래의 지식은 전술된 폴리아크릴산 중합성 가교제가 여러 가지 형태, 예를 들면 유리산 형태 및 이의 염 형태로 존재 가능하다는 것이었다. 본 발명의 경우 유리산 형태가 바람직하지만 모든 다른 형태도 사용가능하다.
본 발명의 개별화되고 가교결합된 섬유는 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응하는 유효량의 중합성 폴리아크릴산 가교제를 포함하고 있다. 여기서 "유효량의 가교제"란 종래의 비가교결합된 섬유와 기교했을 때 개별화되고 가교결합된 섬유를 함유하는 섬유 자체 및/또는 흡수 구조체의 흡수 특성이 현저하게 개선된 것을 제공하기에 충분한 가교제의 양을 말한다. 충분한 흡수성을 나타내는 일례로 적하 역량(dripping capacity)이 있는데 이는 흡수 구조체의 유체 흡수역량과 유체 흡수율을 알 수 있는 척도이다. 적하 역량을 결정하는데 사용되는 절차는 후술할 것이다.
특히, 건조중량을 기준으로 계산했을 때 약 1.0중량% 내지 약 10.0중량%, 더욱 바람직하게는 약 3.0중량% 내지 약 7.0중량%, 가장 바람직하게는 약 4.0중량% 내지 약 6.0중량%의 섬유반응성 가교제를 갖는 개별화되고 가교결합된 섬유로부터 만든 흡수성 패드를 사용하면 놀라울 정도의 흡수성 패드가 얻어진다. 바람직하게, 가교제는 가교제가 개개의 섬유 구조체의 내부로 침투될 정도의 조건하에서 액체 매질중의 섬유와 접촉한다. 하지만, 개별화된, 플루프된(fluffed) 형태 또는 시트 형태로 존재하는 가교제 처리의 스프레이 또는 스페레이 및 프레스 등의 다른 방법도 본 발명의 영역에 속한다.
본 출원인은 가교반응이 pH가 특정범위(하기에 상세히 기술함)에서 유지되는 경우 촉매없이 실제적인 속도로 일어남을 발견했다. 이는 종래기술에서 특정용매가 있어야만 충분하게 빠른 속도로 에스테르화 반응 및 섬유성 셀룰로오스의 가교 반응을 상업적으로 유용하게 제공할 수 있다고 하는 것과는 대조적이다. 참조; 1989년 4월 11일에 특허된 미국 특허 제 4,820,307 호(Welch등).
그러나, 필요하다면 섬유들은 가교반응전에 적절한 촉매와 접촉시킬 수 있다. 출원인은 섬유에 접촉하는 촉매의 종류, 양 및 접촉방법이 특정 가교공정에 따라 다르다는 것을 알았다. 이들 변수들은 이하에서 자세히 후술될 것이다. 당업자라면 잔여의 촉매가 미국 특허 제 5,256,746 호에 개시된 중합공정에 의해 존재할 수있음을 알 수 있을 것이다.
섬유가 일단 가교제로 처리되면(그리고 촉매가 사용된다면), 가교제는 섬유내 결합이 실질적으로 없는 가운데 섬유와 반응을 일으킨다. 즉, 섬유내 접촉은 플루프되지 않은 펄프 섬유에 비해 상당히 낮은 빈도로 일어나거나 또는 섬유가 섬유내 결합, 특히 수소결합을 용이하게 형성하지 않는 수용액중에 침지되어 이러한 결과 자연적으로 섬유내 가교결합이 형성된다. 이러한 조건하에서, 가교제는 단일 셀룰로오스 사슬의 히드록실기 사이의 결합을 가교하거나 또는 단일 셀룰로오스 섬유의 가장 가까이 위치한 셀룰로오스 사슬의 히드록실기 사이에서 가교 결합을 형성한다.
본 발명의 영역을 제한함이 없이 중합성 폴리카복실산 가교제상의 카르복실기는 셀룰로오스의 히드록실기와 반응하여 에스테르 결합을 형성한다. 안정한 가교결합을 제공하는 바람직한 결합 형태라고 여겨지는 에스테르 결합의 형성은 산성 반응 조건하에서 유리하게 일어난다. 그러므로, 산성조건, 즉 pH가 약 1.5 내지 약 5인 조건이 본 발명의 목적에 적합하다.
바람직하게는 섬유와 가교제를 반응시키기 전에 "플루프된(fluffed) 상태"로서 알려진 저밀도이며, 개별화된 섬유의 형태로 탈섬유화되도록 섬유들은 기계적으로 바람직하게 처리된다. 기계적인 탈섬유화는 현재의 기술에 공지된 다양한 방법 또는 이후에 공지되는 다양한 방법에 의해 수행된다. 바람직하게는 매듭형성이나 섬유손상이 최소화되는 방법에 의해 수행된다. 셀룰로오스 섬유를 탈섬유화하는 데 특히 바람직하게 사용되는 장치의 형태는 1976년 10월 26일 D.R. Moore 및 O.A. Shields에게 특허 허여된 미국 특허 제 3,987,968 호에 기술된 3단계의 풀루핑장치이다. 이 특허는 참고 문헌으로 제시된 것이다. 상기 특허의 플루핑 장치는 수분이 많은 셀룰로오스 섬유를 기계적으로 충격주고, 기계적으로 교반하고, 공기를 교반시키고 제한된 양으로 공기 건조하여 실질적으로 매듭이 없는 플루프를 만드는 것이다. 개별화된 섬유는 이러한 섬유에 자연적으로 존재하는 권축(curl) 및 꼬임(twist)의 양에 따라 권축과 꼬임의 증가된 정도를 부여한다. 이는 부가의 권축 및 꼬임이 후가공되고 가교결합된 섬유로부터 만든 흡수 구조체의 탄성 특성을 증가 시키기 때문인 것으로 밝혀졌다.
국한되는것은 아니지만 셀룰로오스 섬유를 탈섬유화하는 다른 방법은 Waring 블랜더로 처리하고, 섬유를 회전하는 디스크 정련기 및 해머 밀 또는 와이어 브러쉬를 접선방향으로 처리하는 것이다. 바람직하게, 공기 스트림은 탈섬유화시에 섬유를 향하기 때문에 실질적인 형태로 섬유가 분리되는 것을 돕는다.
플루프를 형성하는 데 사용되는 특정 기계 장치와 무관하게 섬유는 초기에 적어도 약 20%의 수분, 바람직하게는 약 20% 내지 약 60%의 수분을 갖도록 기계적으로 처리된다.
고점도로 섬유를 기계적으로 정련하거나 부분적으로 건조된 섬유를 기계적으로 정련하면 기계적인 탈섬유의 결과로 부여된 권축 또는 꼬임외에 섬유에 권축 또는 꼬임이 부가적으로 제공된다.
본 발명에 따라 제조된 섬유는 독특한 강연과 탄성을 조합하여 겸비하기 때문에 섬유로 만든 흡수 구조체는 높은 흡수도를 유지하고 건조되고 압축된 흡수 구조체에서 높은 탄성 레벨 및 습윤에 대한 반응성을 높게 한다. 설정된 범위내에서 가교가 행해지는 것외에 가교결합된 섬유는 종래적으로 화학적으로 펄프화된 제지 섬유의 경우 수분 보유값(WRV)이 약 60, 바람직하게는 약 25 내지 약 50, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 45이다. 특정섬유의 WRV는 특정 가교화학 및 방법에서의 가교정도를 나타낸다. 공지된 상기 종래기술의 가교공정에 의해 제조된 것으로 가교도가 매우 높은 섬유는 약 25미만, 일반적으로는 약 20미만의 WRV를 갖는 것으로 나타났다. 특정 가교공정의 경우 가교결합된 섬유의 WRV에 영향을 미친다. 하지만, 명시된 상기 범위내의 WRV 및 가교 레벨을 갖는 어떠한 공정도 본 발명의 범주에 속한다. 사용가능한 가교 공정은 건조 가교 방법 및 전술한 바와 같은 비수용액 가교 방법을 포함한다. 개별화되고 가교결합된 본 발명의 섬유를 제조하는데 사용되는 바람직한 건조 가교 및 비수용액 가교 공정은 후술될 것이다. 수용액에 의해 섬유가 매우 높게 팽윤되는 수용액 가교 방법은 약 60이상의 WRV를 갖는 섬유를 산출한다. 이들 섬유는 본 발명의 목적을 달성할 수 있도록 불충분한 강연도 및 탄성을 제공한다.
건조 가교 공정을 좀 더 자세히 언급하자면, 개별화되고 가교결합된 섬유는 다음과 같은 공정에 의해 제조될 수 있다: 소량의 셀룰로오스 섬유를 제공하고, 그 섬유를 전술된 형태 및 소량의 가교제와 접촉시키고, 기계적인 분리, 예를 들면 탈섬유화처리하여 섬유를 실질적으로 개별된 형태로 분리하고, 섬유를 건조하고, 가교제를 촉매존재하에 섬유와 반응시켜 가교 결합을 형성하면서 섬유가 실질적으로 개별화된 형태로 유지되도록 한다. 건조단계와는 별도로 탈섬유화 공정은 부가의 권축을 만드는 것으로 나타났다. 이후의 건조단계는 섬유를 꼬임처리하는데 꼬임의 정도는 섬유의 권축된 기하학적 모양에 의해 증진된다. 본 명세서에서 사용된 섬유 "권축"이란 섬유의 장축에 대하여 섬유가 기하학적 굴곡이 있는 것을 말한다. "꼬임"이란 섬유 장축의 수직단면을 섬유가 회전하는 것을 말한다. 본 발명의 바람직한 구체화에 해당하는 섬유는 개별화된, 가교결합된 섬유내 결합형태로서 꼬임도와 권축도가 높은 것이다.
전술된 바와 같이 "꼬임 수(Twist couont)"란 특정길이의 섬유로 존재하는 꼬임 노드의 수를 말한다. 꼬임 수는 섬유가 그의 장측에 대해 회전되는 정도를 측정하기 위한 수단으로서 사용된다. "꼬임 노드"란 섬유의 장축에 대해 180°로 축이 회전하는 것을 말하는 것으로서 여기서 섬유(즉, 노드) 일부분은 입사광선에 의한 현미경으로 측정시 나머지 섬유에 대해 검게 나타나는 것을 말한다. 노드간의 거리는 180°의 축회전에 상응한다. 당업자라면 전술된 꼬임의 빈도가 물리적인 현상보다는 주로 가시적인 현상이라는 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 하지만, 특정 길이의 섬유에서 꼬임 노드수(즉 꼬임 수)는 직접적으로는 섬유의 물리적인 파라미터인 섬유의 꼬임 정도를 말한다. 꼬임 노드의 모양과 양은 섬유가 하계용 울 또는 춘계용 울의 여부에 따라 다르다. 꼬임 노드 및 전체 꼬임 수는 꼬임 수 이미지 분석방법(본 명세서의 실험편에 기술)에 의해 측정된다. 본 발명의 섬유를 기술하는데 언급되는 평균 꼬임 수는 전술된 꼬임 수 방법에 따라 적절히 측정된다. 꼬임 노드를 셀경우 섬유 손상 및 섬유 압축으로 인해 검게되는 일부분의 섬유는 섬유의 꼬임에 따라 검게되는 섬유의 부분과는 구별된다.
주어진 시료섬유의 실제 꼬임 수는 춘계용 울 : 하계용 울 섬유의 비에 따라 가변적이다. 특정 춘계용 울 섬유 또는 하계용 울섬유의 꼬임 수는 섬유에서 섬유로 변한다. 전술된 바에 따라 평균 꼬임 카운트의 제한값은 본 발명을 정의하는 데 유용하다, 이들 제한치들은 춘계용 울 섬유 및 하계용 울섬유와 무관하게 적용된다. 즉, 명시된 꼬임 수 제한치의 범주에 드는 어떠한 섬유도 다른 섬유의 제한치에 부합하는 한 본 발명의 영역에 포함된다. 섬유시료의 꼬임 수를 측정하는데 있어서, 충분량의 섬유가 가변성의 개개의 섬유 꼬임 레벨의 평균 꼬임 레벨을 정확히 대표하도록 조사되어야 하는 것이 중요하다. 대표적인 시료섬유의 누적된 길이가 적어도 5인치인 것을 테스트하여 대표성의 섬유 꼬임 수를 제공해야 한다.
습윤 섬유 꼬임 수를 기술하자면 이는 건조 섬유 꼬임 수와 유사하게 측정되는 데, 이 방법은 섬유를 처리전에 물로 반드시 적셔야 하고 이후에 꼬임 수 이미지 분석 방법에 의해 적셔지는 동안에 꼬임 노드가 카운트되야 하는 것이다.
꼬임되는 것 이외에 본 발명의 섬유는 권축된다. 섬유권축은 섬유중에 존재하는 킹크스(kinks), 꼬임 및/또는 밴드로 인해 섬유가 실제적으로 짧아지는 것을 말한다. 이러한 목적을 위해서 섬유권축은 2차원의 조건에서 측정된다. 섬유권축의 레벨은 섬유권축을 일으키는 인자를 조건으로 언급될 것이다. 권축의 2차원적인 측정도인 섬유 권축 인자는 섬유를 2차원의 평면에서 검사하고, 직사각형 섬유의 가장 긴 길이를 섬유의 추정길이 LR로 측정하고 섬유의 실제길이를 LA로 측정한후 다음식으로부터 섬유의 권축인자를 계산하는 것이다:
(1) 권축인자 =(LA/LR)-1
섬유권축 지수 이미지 분석방법을 사용하여 LA와 LR를 특정한다. 이 방법은 본 명세서의 실험방법편에 기술되어 있다. 이 방법의 배경정보는 캐나디언 펄프 및 제지 연합회(캐나다, 퀘벡, 몬트리얼)주관으로 1979년 9월 17-19일 브리티쉬 콜롬비아, 해리슨 핫 스피링, 헤리슨 호텔에서 열린 1979 국제 제지 물리협회 심포지움에서 B.D. Jordan ＆ D.H. Page, pp. 104-114"펄프섬유 특성화에 이미지 분석을 적용하는 것:파트 1"이라는 표제의 논문에 기술되어 있다. 본 논문은 본 발명에서 참고적으로 인용한 것이다.
건조 및 가교시에 섬유를 실질적으로 개별적으로 유지하면 섬유가 건조시에 꼬여지고 이렇게 꼬여지고 권축된 상태에서 가교결합된다. 섬유를 꼬고 권축되게 하는 조건에서 섬유를 건조하는 것은 실질적으로 비억제된 조건하에서 섬유를 건조하는 것으로 칭한다. 반면에 시트형으로 섬유를 건조하는 것은 섬유가 실질적으로 개별화된 상태로 건조되기 때문에 그다지 높게 꼬임 및 권축되지 않은 건조된 섬유를 생산한다. 섬유내 수소결합이 섬유의 꼬임 및 권축에 따른 상대적인 빈도를 "억제한다."
섬유를 가교제 및 촉매(촉매가 사용된다면)와 접촉되는 방식에는 여러 가지가 있다. 첫번째 방법은, 섬유를 가교제 및 촉매를 모두 처음부터 함유하는 용액과 접촉하는 것이다. 두번째 방법은 섬유를 가교제 수용액과 접촉한후 촉매를 첨가하기 전에 흠뻑 적시는 것으로서 이후 촉매를 가하는 방법이다. 세번째 방법은 가교제와 촉매를 셀룰로오스 섬유의 수성 슬러리에 가하는 것이다. 여기에 기술되는 방법외의 다른 방법 또한 당업자에게는 자명한 것이며 이는 본 발명의 영역에 속한다. 섬유가 가교제 및 촉매(촉매가 사용된다면)와 접촉하는 특정방법과 무관하게, 셀룰로오스 섬유, 촉매 및 가교제를 바람직하게 혼합하고/또는 섬유와 충분히 흡수시킨 뒤 개개의 섬유에 철저히 접촉하고 포화되도록 한다.
본 출원인은 가교제를 함유하는 용액의 pH가 후술되는 특정범위에 있는 경우 촉매를 사용하지 않고서 가교반응이 일어날 수 있음을 발견했다. 특히, 셀룰로오스 섬유 슬러리 또는 가교제 용액의 수성부위는 가교제와 섬유가 접촉하는 동안에 pH가 약 1.5 내지 약 5, 바람직하게는 약 2.0 내지 약 4.5로 조정되어야 한다. 가교제 용액의 pH는 산, 예를 들면 염산 또는 염기 예를 들면, 수산화나트륨을 첨가하여 조정될 수 있다.
전술된 것에 비추어 볼때, 일반적으로 가교 메카니즘을 촉매화할 수 있는 것이라면 어떠한 성분이라도 이용될 수 있다. 사용가능한 촉매는 알카리 금속 히포포스파이트, 알카리 금속 포스파이트, 알카리 금속 포스페이트 및 알카리 금속 설페이트를 포함할 수 있다. 특히 바람직한 촉매는 알카리 금속 히포포스파이트, 알카리 금속 포스페이트, 및 알카리 금속 설페이트이다. 본 발명에 사용될 수 있는 유용한 촉매의 좀 더 많은 리스트는 1989년 4월 11일 특허된 Welch 등의 미국 특허 제 4,820,307 호에 나타나 있다. 선택된 촉매는 촉매 단독으로만 또는 다른 하나이상의 다른 촉매와 함께 사용하거나 또는 중합체와 함께 사용할 수 있다(1993년 10월 26일 특허된 Blankenship 등에 의한 미국 특허 제 5,256,746 호).
물론 사용된 촉매의 양은 가교제의 특정 타입 및 양, 및 반응 조건, 특히 온도 및 pH에 따라 다르다. 일반적으로, 기술적인 면과 경제적인 면을 고려했을 때 셀룰로오스 섬유에 가해진 가교제의 중량을 기준으로 할 때 약 5중량% 및 약 80중량% 양의 촉매가 바람직하다. 또한 가교제 및 섬유접촉시에 셀룰로오스 섬유 수성부위의 pH를 약 1.5 내지 약 5, 더욱 바람직하게는 약 2.0 내지 약 4.5로 조정하는 것이 바람직하다.
셀룰로오스 섬유를 탈수한후 임의적으로 건조한다. 작용성 점도 및 최적 점도는 사용되는 플루핑 설비의 타입에 따라 변한다. 바람직한 구체화에 있어서, 셀룰로오스 섬유를 탈수한후 임의적으로 건조하여 약 20% 내지 약 80%의 점도를 갖도록 건조한다. 더욱 바람직하게는, 섬유를 탈수하고 건조하여 약 40% 내지 약 80%의 점도 레벨을 지니게 한다. 섬유를 바람직한 범위로 건조하면 높은 수분 레벨과 연관된 매듭이 과도하게 형성되지 않으면서 그리고 낮은 수분 레벨과 관련되어서는 섬유의 손상이 높게 일어나지 않으면서 섬유의 탈섬유화가 개별적인 섬유형태로 용이하게 촉진한다.
기계적인 프레싱, 원심분리, 또는 공기건조하는 등의 방법에 의해 펄프의 탈수를 행할 수 있다. 임의적으로는 40% 내지 80%의 점도내의 범위에서 섬유를 부가적으로 할 수 있지만, 바람직하게는 연장된 시간동안 높은 온도를 사용하지 않는 범위에서 공기 건조같은 종래기술에 공지된 방법으로 수행하는 것이 바람직하다. 본 단계에서 과도한 고온 및 시간하에 섬유를 건조하면 점도가 60%를 초과하여 탈섬유화 단계가 일어나는 동안 과도한 섬유손상이 일어날 가능성이 있다. 탈수후에는 섬유를 전술된 방식에 따라서 기계적으로 탈섬유화한다.
탈섬유화된 섬유를 이후에 플래쉬 건조같은 종래기술에 공지된 방법으로 건조하여 약 60% 내지 약 100%의 점도를 갖도록 한다. 이 건조단계는 물을 제거하여 부가의 꼬임 및 권축을 섬유에 부여한다. 이러한 부가의 건조단계에 의해 제거된 물의 양은 가변적일 수 있지만, 높은 점도를 제공하도록 플래쉬 건조를 수행하면 60% 내지 100% 범위중 하한치 부분에서 점도를 제공하는 플래쉬 건조보다 섬유의 꼬임 및 권축 레벨이 더 커진다. 바람직하게는, 섬유는 약 90% 내지 약 95%점도를 갖도록 건조된다. 플래쉬 건조 레벨은 100% 점도에 도달하는데 필요한 시간과 높은 플래쉬 건조온도를 필요로 하지 않으면서 꼬임에 바람직한 레벨을 제공한다. 60% 내지 100%의 상한치 부분 즉, 90% 내지 95%의 점도를 갖도록 섬유를 플래쉬 건조하는것은 플래쉬 건조후 경화단계에서 이루어져야만 하는 건조의 양을 감소시킨다.
이후 플래쉬 건조된 섬유를 가교제를 경화, 즉, 셀룰로오스 섬유와 반응하여 효율적인 시간동안 적당한 온도에서 가열한다. 가교의 속도 및 정도는 섬유의 건조, 온도, pH, 시간, 촉매의 양 및 종류 및 가교제에 따라 다르다. 섬유를 가교하면서 가열 및/또는 건조하는 방법이 수행한다. 특정온도에서 가교는 정적오븐에서 건조/가열시보다 연속적으로 공기에 의한 건조에 의해 수행될 때 초기의 수분 함량을 지닌 섬유에서 좀더 빨리 일어난다. 당업자라면 온도-시간의 관계의 수는 건조 및 가교제의 경화에 따라 존재한다는 것을 인식할 것이다. 정적, 대기적 조건하에서 약 30분 내지 약 60분의 시간동안 145℃ 내지 약 165℃의 온도에서 건조하면 약 10% 미만의 수분 함량을 갖는 섬유가 효율적으로 경화된다. 당업자라면 고온 및 주입된 공기 대류가 경화에 필요한 시간을 감소시킨다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 공기 주입 오븐에서 약 2분 내지 20분간 약 170℃내지 약 190℃의 온도로 건조하면 일반적으로 약 10%미만의 수분 함량을 갖는 섬유로 효율적으로 경화된다. 경화온도는 약 225℃미만, 바람직하게는 약 200℃미만에서 유지되어야 한다. 왜냐하면 이러한 높은 온도에 섬유를 노출하면 섬유를 검게하거나 또는 손상을 줄 수 있다.
가교단계후에 필요하다면 섬유를 세척한다. 세척후, 섬유를 탈유체화하고 건조한다. 습한 조건하에서 유지되는 섬유를 2차의 기계적 탈섬유처리를 하면 가교결합된 섬유는 탈유체화 단계 및 건조 단계사이에서 꼬임 및 권축을 갖는다. 섬유를 탈섬유화하기 위해 사용되는 전술된 것과 동일한 장치 및 방법이 2차 기계적인 탈섬유 단계에도 사용가능하다. 이 단락에서 사용된 "탈섬유화"는 섬유가 이미 개별적인 형으로 제공된다 하더라도 섬유를 기계적으로 실질적인 개별적인 형으로 분리하는데 사용될 수 있는 방법 어떠한 것도 포함한다. 그러므로 "탈섬유화"란 개별적인 형이건 또는 더욱 압축된 형이건 섬유를 기계적으로 처리하는 단계를 의미하는데 여기서 기계적인 처리단계 a)는 섬유가 이미 이러한 형으로 되어 있지 않은 경우 섬유를 실질적으로 개별적인 형으로 분리하는 것이고, b) 건조시에 권축 및 꼬임을 섬유에 부여하는 것이다.
섬유가 가교결합된 후에 행해지는 2번째 탈섬유화는 펄프에 있어서 꼬임되고 권축된 특성을 증가시키는 것으로 생각된다. 섬유에서 꼬임 및 권축 배열이 증가되는 것은 흡수 구조체의 탄성 및 습윤에 대한 반응성을 향상시킨다.
가교의 최대정도는 섬유가 필수적으로 건조될 때 (약 5%미만의 수분) 나타난다. 물의 부재시에 섬유는 실질적으로 비팽창되고, 붕괴된 상태로 가교결합된다. 따라서, 섬유는 본 발명에서 사용될 수 있는 범위에 비해 낮은 유체 보유값(FRV)을 가진다. 이 FRV는 건조된 섬유를 기준으로 계산했을때 유체의 양을 말하는데 이 양이란 섬유에 흡수되어 섬유내 존재하는 유체를 제거하는데 사용되는 섬유 시료에 의해 흡수된 양을 말한다(FRV를 더 자세히 정의하는 것과 이를 측정하는 절차는 후술된다). 가교결합된 섬유를 흡수할 수 있는 유체의 양은 포화시 팽윤에 대한 증력 또는 다른 말로 해서 최대 정도로 팽윤시의 섬유 내부 직경 또는 체적에 따라서 변한다. 즉, 이는 가교결합된 정도에 따른다. 섬유내 가교 정도가 주어진 섬유 및 공정에 따라 증가하는 경우, 섬유의 FRV는 감소된다. 따라서 섬유의 FRV 값은 포화시에 섬유의 물리적인 조건을 구조적으로 설명하는 것이다. 달리 표현하지 않는한, 본명세서의 FRV 데이터는 섬유의 WRV의 조건에서 기술된다. 염수 및 인공뇨같은 다른 유체가 분석용 유체 매체로서 사용될 수 있다. 일반적으로, 경화가 건조에 따라 크게 영향을 받는 현재의 방법에 의해 가교결합된 특정 섬유의 FRV는 주로 가교제 및 가교의 정도에 따라 많은 영향을 받는다. 본 발명에 적용될 수 있는 가교제 정도에서 이러한 가교 공정에 의해 가교결합된 섬유의 WRV는 약 60미만, 약 25이상, 바람직하게는 약 50미만, 더욱 바람직하게는 약 30내지 약 45이다. 약 4.0중량% 내지 약 6.0중량%의 폴리아크릴산을 갖는 표백된 SSK섬유는 건조된 섬유 중량을 기준을 계산했을 때 약 25%내지 약 50%의 WRV를 각기 갖는 것으로 나타났다. 표백같은 가교성 처리 및 후가교 표백 단계의 실시는 WRV에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 공지된 가교공정에서 종래기술에 의해 제조된 써던 연한 나무 크라프트(SSK)섬유는 여기에 기술된 것보다 높은 가교정도를 갖는다. 또한 WRV도 약 25미만이다. 전술된 바와 같이 이러한 섬유들은 본 발명의 섬유보다 낮은 흡수 역량을 나타내며 매우 강연하다.
건조 가교 공정에 의해 개별화되고 가교결합된 섬유를 제조하는 공정은 셀룰로오스 섬유를 전술된 가교제를 함유하는 용액과 접촉한다. 가교제와 접촉하기 전후에 섬유는 시트형으로 제공된다. 시트형의 섬유를 약120℃ 내지 약 160℃의 온도에서 가열하여 건조하고 가교시킨다. 가교후, 섬유를 기계적으로 분리하여 실질적으로 개별적인 형으로 만든다. 이는 바람직하게는 미국 특허 제 3,987,968 호에 기술된 것과 같은 섬유 플루핑 장치로 처리하여 수행되거나 또는 종래기술에 공지된것처럼 섬유를 탈섬유화시키는데 사용되는 다른 방법에 의해 실시될 수 있다. 이 시트 가교공정에 따라 만든 개별화되고 가교결합된 섬유를 충분량의 가교제로 처리하여 유효량의 가교제로 처리하되 그 양은 건조 섬유 중량을 기준으로 및 탈섬유화후에 측정하여 계산했을때 바람직하게는 약 4.0중량% 내지 약 6.0중량%가 되도록하고, 가교제가 섬유내 가교결합형으로 섬유와 반응할 정도로 처리하는 것이다. 시트형의 섬유를 건조 및 가교결합했을때 나타나는 다른 효과는 섬유 대 섬유결합이 건조가 증가되면서 섬유가 꼬임 및 권축되는 것을 억제하는 효과이다. 섬유가 실질적으로 비억제되는 조건에서 건조되고 꼬임, 권축된 배열하에 가교되는 방법에 따라 만든 개별화되고 가교결합된 섬유와 비교해볼 때, 전술된 시트 경화공정에 의해 만든 비교적 꼬임 되지 않은 섬유를 함유하는 흡수 구조체는 습윤 탄성이 낮고 습윤에 대한 반응성이 낮은 것으로 예견된다.
건조 및 가교 단계를 통해 섬유를 기계적인 방법으로 실질적인 개별적형으로 분리하는 것을 설명하자면 다음과 같다: 섬유를 가교제와 접촉한 후 시트형으로 건조하는 것이다. 가교전에, 섬유는 섬유내 가교가 용이하게 일어나도록 개별화된다. 이러한 대안적인 가교 방법뿐만 아니라 당업자에게 기타 변형방법등도 본 발명의 영역에 포함된다.
본 발명의 가교결합된 섬유는 전술된 건조 가교공정에 따라 바람직하게 제조된다. 본 발명의 가교결합된 섬유는 공기를 지닌 흡수성 코어의 제조에 직접 사용될 수 있다. 부가적으로, 이들이 지닌 강연함과 탄성특성 때문에, 가교결합된 섬유는 비압축된 저 밀도의 시트로서 수분을 함유할 수 있다. 이후에 건조하면 더 이상의 기계적인 처리없이 흡수제 코어로서 곧바로 사용가능하다. 가교결합된 섬유는 또한 시판목적이나 또는 장거리 운송에 적합하도록 압축된 펄프 시트로서 습윤된 상태로서 적재될 수 있다.
통상의 비가교결합된 셀룰로오스 섬유로부터 만든 펄프 시트에 비하여, 본 발명의 가교결합된 섬유로 만든 펄프시트는 종래의 펄프시트 밀도로 압축하기 더 어렵다. 따라서, 흡수 코어를 제어하는데 통상적으로 사용되는 비가교결합된 섬유와 가교결합된 섬유를 혼합하는 것이 바람직할 수 있다. 강연하며 가교결합된 섬유를 함유하는 펄프시트는 시트의 총건조중량을 기준으로할때 약 5% 내지 약 90%의 비가교결합된 셀룰로오스 섬유면서 개별적으로 가교결합된 섬유와 혼합되는 섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 특히 시트의 총건조중량을 기준으로 할 때 비가교결합된 셀룰로오스 섬유 또는 합성 섬유를 약 5% 내지 약 30%를 포함하는 것이 바람직하다. 이렇게 정련된 섬유들은 약 300ml CSF미만, 바람직하게는 100ml CSF미만의 프리니스(freeness)정도로 정련되거나 또는 비트(beat)된다. 비가교결합된 섬유는 이후 바람직하게는 개별화되고 가교결합된 섬유의 수성 슬러리와 혼합된다. 혼합물은 압착된 펄프시트로 형성되어 이후의 탈섬유화 공정 및 흡수 패드로의 형성과정에 이용된다. 비가교결합된 섬유를 혼합하면 펄프시트의 압착이 용이해져 밀착되면서 이후에 형성되는 흡수 패드의 흡수성은 놀랍게도 적게 손실된다. 비가교결합된 섬유는 부가적으로 펄프 시트의 인장강도를 증가시키며 펄프시트나 가교결합된 섬유 및 비가교결합된 섬유의 혼합물로부터 직접 만든 흡수 패드에 대해서도 인장강도를 증가시킨다. 가교결합된 섬유 및 비가교결합된 섬유의 혼합물이 펄프시트로 만들어진 후 흡수 패드로 형성되거나 직접 흡수 패드로 형성되는 지여부와 무관하게 흡수성 패드는 공기를 함유하거나 또는 수분을 지닐 수 있다.
개별화되고 가교결합된 섬유 또는 비가교결합된 섬유를 함유하는 혼합물로부터 만든 시트 또는 웨브는 바람직하게는 약 800g/m2미만의 기본 중량 및 약 0.60 g/m3미만의 밀도를 갖는다. 본 발명의 영역을 제한하려는 것은 아니지만, 습윤시트는 300g/m2내지 약 600g/m2의 기본중량 및 0.07g/m3내지 약 0.30g/m3의 밀도를 가지는 것이 기저귀, 탐폰, 및 기타 생리대 제품같은 1회용 제품에서 흡수 코어로서 바로 사용하기에 바람직하다. 이들 정도보다 높은 기본 중량 및 밀도를 갖는 구조체는 이후의 분쇄공정 및 공기 주입공정 또는 수분 주입공정에서 바람직한 흡수 제품으로 사용하기에 좀 더 적합하도록 낮은 밀도 및 기본 중량의 구조를 형성한다. 더우기, 이러한 높은 기본 중량 및 밀도를 갖는 구조체는 놀라울정도로 뛰어난 흡수성과 습윤에 대한 높은 반응성을 나타내고 있다. 본 발명의 섬유가 사용될 수 있는 다른 용도로는 약 0.03g/cc의 밀도를 가진 저밀도 조직의 시트를 포함한다.
필요하다면, 가교결합된 섬유는 과량의 비반응된 가교제를 제거하기 위해 더 가공될 수있다. 과량의 가교제를 성공적으로 제거하는 것으로 알려진 일련의 처리들은 가교결합된 섬유를 세척하고, 이를 일정시간동안 수용액중에 흡수시키고, 섬유를 스크리닝하고, 섬유를 원심분리로 탈수하여 점도가 약 40% 내지 약 80%를 갖도록 하고, 기계적으로 전술된 바와 같이 탈수된 섬유를 기계적으로 탈섬유화시키고, 섬유를 공기 건조하는 단계를 순서적으로 시행하는 것을 포함한다. 필요하다면 산성 성분의 충분량을 세척용액에 가하여 세척용액의 pH가 약 7미만이 되게 한다. 이론에 국한하지 않고서, 에스테르 가교결합은 알카리성 조건에서 불안정하며, 세척처리 pH를 산성조건에서 유지하면 형성된 에스테르 가교결합의 복귀현상이 억제된다. 산성을 나타내는 물질로는 황산같은 광산 또는 이산화 염소 같은 산성 표백 화학약품이 있다.
본 명세서에 기술된 가교결합된 섬유는 국한하는 것은 아니지만 조직 시트, 일회용 기저귀, 생리대, 위생 냅킨, 탐폰 및 붕대를 포함하는 다양한 흡수 제품에 유용하다. 이들 각 제품들은 본 명세서에 기술된 개별화되고 가교결합된 섬유를 포함하는 흡수 구조체를 가진다. 예를 들면, 액체 투과성 상면시이트; 상면시이트에 연결된 액체 불투과성 배면시이트; 및 상면시이트와 배면시이트사이에 위치하며, 개별화되고 가교결합된 섬유를 포함하는 흡수 구조체로 구성된 1회용 기저귀 또는 비슷한 제품을 제시할 수 있다.
이러한 제품은 일반적으로 1975년 1월 14일에 특허된 Kenneth B. Buell에 의한 미국 특허 제 3,860,003 호에 기술되어 있다. 가교결합된 섬유는 섬유 매체 같은 제품을 사용하는 데 유용하다.
종래적으로, 기저귀 및 생리대용 흡수 코어는 비강연하며 비가교결합된 셀룰로오스 섬유로부터 제조된다. 여기서 상기 코어는 약 0.06g/cc내지 약 0.12g/cc의 건조밀도를 갖는다. 습윤시에 흡수 코어는 일반적으로 체적이 감소된다.
국한하는 것은 아니지만 본 발명의 가교결합된 섬유를 사용하여 통상적으로 비가교결합된 섬유로부터 만든 등가의 밀도를 갖는 흡수 코어에 비하여 흡수역량 및 위킹속도를 비롯한 높은 유체 흡수특성을 갖는 흡수 제품을 제조할 수 있다. 더우기, 이들 개선된 흡수도는 습윤 탄성의 정도가 증가된 것으로 알 수 있다. 습윤시 실질적으로 일정한 체적를 유지하는 약 0.05g/cc 내지 약 0.15g/cc의 밀도를 갖는 흡수 코어의 경우 건조 셀룰로오스 섬유 중량을 기준으로 했을때 약 4.0중량% 내지 약 6.0중량%의 가교제를 갖는 가교결합된 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 섬유로부터 만든 흡수 코어는 압축에 대한 저항성 및 습윤탄성같은 구조적인 강도가 바람직하게 조합되어 있다. 본 명세서에서 습윤 탄성이란 압축력이 가해지고 이로부터 분리되었을때 원래의 형태와 체적으로 되돌아 가는 수분을 가진 패드의 역량을 말한다. 비처리된 섬유로 만든 코어에 비하여 본 발명의 섬유로 만든 흡수 코어는 습윤 압축력을 제거했을때 원래의 체적보다 실질적으로 높은 비율을 얻는다.
바람직한 구체화에 있어서, 개별화되고 가교결합된 섬유는 패드의 평형 습윤 밀도미만의 건조밀도로 압축되는 공기 주입 또는 수분 주입된(그리고 이후에 건조됨)흡수 코어로 형성된다. 평형 습윤밀도란 패드가 유체로 완전히 포화되었을 때 건조 섬유를 기본으로 계산된 패드의 밀도를 말한다. 포화 습윤시 섬유를 평형 습윤 밀도보다 낮은 건조 밀도를 갖는 흡수 코어로 형성하면 코어는 평형 습윤 밀도에 따라 붕괴된다. 대안으로서, 섬유가 평형 습윤밀도보다 더 큰 건조 밀도를 갖는 흡수 코어로 형성시 코어는 평형 습윤밀도로 팽창된다. 본 발명의 섬유로부터 만든 패드는 종래의 플루프된 섬유로부터 만든 패드보다 실질적으로 낮은 평형 습윤 밀도를 갖는다. 본 발명의 섬유는 평형 습윤밀도보다 높은 밀도로 압축되어 습윤시 팽창되는 얇은 패드를 형성하므로 비가교결합된 섬유에서 얻는 것보다 흡수성 역량이 상당히 크게 증가된다.
다른 구체화에 있어서, 높은 흡수 특성, 습윤 탄성 및 습윤에 대한 반응성은, 건조 섬유 중량을 기준으로 하여 계산했을 때 약 3.0중량% 내지 약 6.0중량%의 가교제량을 사용한 경우에 얻을 수 있다. 바람직하게는 이러한 섬유는 그들 자신의 평형 습윤밀도보다 더 큰 건조밀도를 갖는 흡수 코어로 형성된다. 바람직하게, 흡수 코어는 약 0.12g/cc 내지 약 0.60g/cc의 밀도로 압축된다. 여기서 상응하는 평형 습윤밀도는 건조 압축된 패드의 밀도보다 적다. 또한 흡수 코어는 약 0.12g/cc내지 약 0.40g/cc의 밀도로 압축된다. 여기서 상응하는 평형 습윤밀도는 약 0.08g/cc내지 약 0.12 g/cc이며 건조 압축된 코어의 밀도보다 적다. 하지만, 가교도가 낮은 가교결합된 섬유로 만든 낮은 밀도의 흡수 구조체에서처럼 높은 밀도범위내의 흡수 구조체는 높은 가교 밀도를 갖는 가교결합된 섬유로부터 제조된다.
전술된 것은 높은 밀도 및 낮은 밀도의 흡수 구조체에 대한 바람직한 구체화를 포함하는 것이지만 여기에 기술된 범위내에서 흡수 구조체 밀도와 가교제의 양을 다양하게 조합하면 기존에 공지된 가교결합된 섬유와 종래의 셀룰로오스에 비하여 더 나은 흡수 특성 및 흡수 구조체의 강도가 제공된다. 이러한 구체화는 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
개별화되고 가교결합된 섬유로부터 만든 흡수 구조체는 실질적으로 수불용성의 하이드로겔 형성물질로 구성된 뚜렷이 구별되는 입자를 포함한다. 하이드로겔 형성물질은 유체를 흡수할 수 있고 이들을 적절한 압력하에서 보유할 수 있는 화합물이다.
적당한 하이드로겔 형성물질은 무기물질로서, 예를 들면 실리카켈같은 무기화합물 또는 가교결합된 중합체같은 유기 화합물이다. 하이드로겔 형성물질과 관련하여 가교란 개별화되고 가교결합된 섬유를 생산하기 위해서 셀룰로오스 섬유와 가교제를 반응하는 것이상의 보다 더 광범위한 의미를 포함한다. 가교결합된 하이드로겔 형성 중합체는 공유결합, 이온결합, 반데르 발스결합 또는 수소결합에 의해 가교될 수 있다. 하이드로겔 형성물질의 예로는 폴리아크릴아미드; 폴리비닐 알콜; 에틸렌 말레산 무수물 공중합체; 폴리비닐 에테르; 히드록시프로필 셀룰로오스; 카복시메틸 셀룰로오스; 폴리비닐 모르폴린; 비닐 설폰산, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 피리딘 등의 중합체 및 공중합체를 포함한다. 다른 하이드로겔 형성물질은 1975년 8월 26일 특허된 Assarssson등에 의한 미국 특허 제 3,901,236 호에 기술되어 있다. 흡수 코어에 사용되는 특히 바람직한 하이드로겔 형성물질은 가수분해된 아크릴로니트릴 그라프트 전분, 아크릴산 그라프트 전분, 폴리아크릴레이트 및 이소부틸렌 말레산 무수물 공중합체 또는 이의 혼합물이 있다. 사용될 수 있는 하이드로겔 형성물질의 예로는 Aqualic L-73으로서 부분적으로 중화된 폴리아크릴산(일본 니폰신약의 제품), Sanwet IM 1000으로서 부분적으로 중합된 아크릴산 접합된 전분(일본 Sanyo사에서 시판)이 있다. 비교적 높은 겔 강도를 갖는 하이드로겔 형성물질은 1985년 6월 18일 출원된 미국 특허 출원 제 746,152 호에 기술된 것처럼 비교적 높은 겔 강도를 갖는 하이드로겔 형성물질은 개별화되고 가교결합된 섬유로서 이용되기에 적합하다.
본 발명에 참고 문헌으로 제시된 1978년 2월 28일 특허된 Masuda 등에 의한 미국 특허 제 4,076,663 호; 1981년 8월 25일 특허된 Tsubakimoto등에 의한 미국특허 제 4,286,082 호; 미국 특허 제 3,734,876 호, 제 3,661,815 호, 제 3,670,731 호, 제 3,664,343 호, 제 3,783,871 호 및 벨기에 특허 제 785,850 호에는 하이드로겔 형성 물질을 제조하는 방법이 기술되어 있다.
하이드로겔 형성물질은 개별화되고 가교결합된 섬유를 포함하는 흡수 구조체를 통하여 분포되거나 또는 흡수 구조체의 특정단면 또는 특정층을 통하여 분포된다. 바람직한 구체화에 있어서, 하이드로겔 형성물질은 개별화되고 가교결합된 섬유를 포함할 수 있는 섬유성의 흡수 구조체 옆에 위치한 시트 또는 필름상에 부착 또는 라미네이트된다. 이러한 시트 또는 필름은 다층화되어 하이드로겔 형성물질이 층간에 포함될 수 있다. 다른 구체화로 하이드로겔 형성물질을 직접 흡수 구조체의 표면 섬유상에 직접 부착될 수 있다.
놀랍게도 피부 건조도가 상당히 증가되었다는 사실은, 수분화된 흡수 구조체가 피부에 접촉시 증발 측정기로 측정했을때 피부 습윤정도에 따라 본 발명의 개별화되고 가교결합된 섬유와 하이드로겔 형성물질을 혼합하는 흡수 구조체에서 관찰된다. 이러한 개선점은 통상의 섬유에 비해 구조체의 증가된 흡수역량 및 개별화되고 가교결합된 섬유의 높은 위킹역량 때문인 것으로 생각된다. 개별화되고 가교결합된 섬유로부터 만든 구조체의 독특한 위킹역량은 섬유의 강연도 및 그로인한 비교적 큰 공극공간을 갖기 때문에 나타나는 특성이다. 하지만, 종래에 공지된 개별화되고 가교결합된 섬유에 가교제가 과도한 양으로 존재하는것은 가교제의 소수성 특성에 따른 위킹 역량을 감소시킬 수 있다.
중요한 이점이 이들의 상응하는 평형 습윤밀도(건조 섬유 기본으로 계산했을때)보다 높은 건조밀도를 갖는 개별화되고 가교결합된 섬유로부터 만든 흡수 구조체에서 관찰된다. 특히, 이러한 형태의 흡수 구조체는 습윤시 체적이 팽창된다. 팽창 결과로 섬유의 섬유내 가는 관 망상조직 또한 확대된다. 그안에 혼합된 하이드로겔 형성물질을 갖는 종래의 흡수 구조체에 있어서, 하이드로겔 형성물질은 유체 흡수로 인해 체적이 팽창되며 전체의 유체를 흡수하기 전에 유체 흡수를 위한 가는 관의 루트를 차단하거나 이의 크기를 감소한다. 이러한 현상은 겔 블로킹으로 공지되어 있다. 흡수 구조체의 섬유성 망상조직의 팽창으로 인한 가는 관의 팽창은 겔 블로킹의 발생을 감소시킨다. 이것은 상당한 정도의 겔 블로킹을 일으키지 않으면서 구조체로 하여금 높은 유체 흡수역량을 가질 수 있도록 하며 아울러 높은 정도의 하이드로겔 형성물질이 흡수 구조체에 유입될 수 있게 해준다.
기저귀용인 경우, 개별화되고 가교결합된 섬유 및 하이드로겔 형성물질을 포함하는 흡수 구조체는 건조된 섬유 중량을 기준으로 했을때 약 0.15g/cc 내지 약 0.40g/cc, 바람직하게는 약 20중량% 내지 약 50중량%의 하이드로겔 형성물질을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 개별화되고 가교결합된 섬유는 건조 섬유의 중량을 기준으로 했을때 약 3.0중량% 내지 약 7.0중량%의 가교제를 지니는데 이는 섬유내 가교결합의 형태로 반응한다. 여기서 섬유는 비교적 충분히 압착된 건조 상태의 얇은 흡수 구조로 형성되어 구조체가 습윤시에 팽창될 수 있게 되어 있다.
하이드로겔 형성물질은 전부 또는 부분적으로 흡수 구조체를 통하여 균일하게 분산될 수 있다, 미국 특허 제 3,860,003 호에 기술된것처럼, 바람직한 개별화되고 가교결합된 섬유를 갖는 흡수 코어는 건조 밀도가 약 0.20g/cc이며, 또한 코어 전체에 분산된 하이드로겔 형성물질을 포함할 수 있다. 기저귀 위킹의 최적 발란스, 총흡수역량 및 피부 습윤도 및 경제적인 생존성의 균형이 Aqualid L-73같은 하이드로겔 형성물질의 건조 흡수 코어의 총중량을 기준으로 약 20 내지 약 50중량%의 양으로 존재할 때 얻어진다. 하이드로겔 형성물질은 바람직하게는 미국 특허 제 3,860,003호에 기술된 바와 같이 개별화되고 가교결합된 섬유를 함유하는 흡수 코어와 함께 균일하게 혼합될 수 있다.
상술된 흡수 구조체는 종래의 플루프된 섬유 또는 높게 정련된 섬유를 포함할 수 있다. 여기서 하이드로겔 형성물질의 양은 전술된 바와 같이 섬유의 총중량을 기준으로 한 것이다. 본 명세서에 기술된 예들은 개별화되고 가교결합된 섬유를 갖는 하이드로겔 형성물질의 적용영역을 제한하는 것은 아니다.
FRV를 측정하는 방법
하기의 절차를 이용하면 셀룰로오스 섬유의 WRV를 측정할 수 있다.
약 0.3g내지 약 0.4g의 섬유시료를 약 100ml의 증류수 또는 탈이온수를 함유하는 뚜껑있는 용기에 넣고 약 15시간 내지 약 20시간동안 실온에서 침지하였다. 침지한 섬유를 필터에 모으고 80-메쉬의 와이어 바스켓으로 옮겼다. 이 바스켓은 원심분리 튜브의 60-메쉬 스크린된 바닥상단위로부터 약 1 1/2인치를 지지하도록 되어 있다. 튜브를 플라스틱 카버로 덮고 샘플을 19분 내지 21분동안 1500 내지 1700 중력의 상대적인 원심력하에서 원심분리하였다. 원심분리된 섬유를 바스켓에서 꺼내고 이의 무게를 측정하였다. 무게를 측정한 섬유를 이후 105℃에서 일정한 중량이 되도록 건조한후 다시 무게를 측정하였다. WRV는 하기와 같았다.
(1) WRV는 (W-D)/D x 100
상기식에서 W는 원심분리된 섬유의 습윤시 중량이고,
D는 섬유의 건조중량이고,
W-D는 흡수된 물의 양이다.
적하 역량을 측정하는 방법
하기의 절차를 사용하면 흡수성 코어의 적하 역량을 측정할 수 있다.
적하 역량은 흡수성 역량 및 코어의 흡수속도를 알 수 있는 척도이다..
무게가 약 7.5g인 4 x 4 인치2의 흡수성 패드를 스크린 메쉬상에 놓았다. 인공뇨를 패드의 중심에 8ml/s의 속도로 부었다. 인공뇨는 패드 측면 또는 바닥으로부터 인공뇨의 첫번째 떨어진 방울이 없어지자 그 흐름을 멈추었다. 적하역량은 건조된 무게의 섬유의 질량으로 인공뇨의 유입전후의 패드질량의 차를 나눈 것으로 계산한다.
습윤 압축력을 측정하는 방법
하기의 절차를 사용하여 흡수 구조체의 습윤 압축력을 측정하였다. 습윤시 압축력은 흡수성 코어의 습윤 압축력, 습윤시 구조적인 강도 및 습윤탄성을 알 수 있는 척도가 된다.
약 7.5g의 무게인 4 x 4 인치2의 패드를 준비하고 이의 두께를 재고, 밀도를 계산하였다. 패드를, 건조중량의 10배되는 양으로 또는 이의 포화점까지 어느쪽이든지 적은것으로 인공뇨로 적신다. 0.1 PSI 압축력 하중을 패드에 가한다. 약 60초후에 패드가 평형화되면 패드의 두께를 잰다. 이후 압축력을 1.1PSI로 올리고 패드를 평형화시킨후 두께를 측정한다. 다음에 압축하중을 0.1 PSI로 감소시킨후 패드를 평형화시키고, 두께를 다시 잰다. 0.1PSI 하중을 주었을때, 1.1PSI 하중을 주었을때, 두번째로 0.1PSI 하중을 주었을때를 0.1 PSIR(PSI 리바운드)의 패드의 밀도를 잰다. 이후(cc/g)로 기록된 공극체적을 각 압력하중에서 측정하였다. 공극체적은 습윤시 패드의 밀도에서 섬유의 체적(0.95cc/g)을 뺀 값이다. 0.1PSI 및 1.1PSI 공극 체적은 습윤시 압축과 습윤시 구조적인 강도에 저항하는 지수로서 유용하다. 종래의 초기 패드 밀도가 높은 공극체적을 갖는다는 것은 습윤시 압축력 및 습윤시 구조적인 강도가 높다는 것을 나타낸다. 0.1PSI 및 0.1PSIR 공극체적은 흡수 패드의 습윤 탄성을 비교하는데 유용하다. 0.1PSI 체적과 0.1PSIR 공극체적의 차가 적다는 것은 습윤 탄성이 높다는 것을 나타낸다.
또한, 건조패드와 압축전에 포화된 패드간의 칼리퍼에서의 차는 패드의 습윤에 대한 반응성을 나타내는 유용한 수치인 것으로 나타났다.
건조 압축력 측정을 위한 방법
하기의 절차를 사용하여 흡수성 코어의 건조 압축력을 측정하였다. 이 건조 압축력은 코어의 건조 탄성을 나타내는 수단이다.
약 7.5g의 무게인 4 x 4인치2의 공기를 가진 패드를 준비하고 이를 건조된 상태에서 수화식 압축기로 약 5500lbs/16in2의 압력하에 압축시켰다. 패드를 뒤집고 압축을 반복하였다. 하중이 없는 칼리퍼로 압축하기 전후에 패드의 두께를 측정한다. 압축전후의 밀도를 질량(면적 x 두께)으로서 계산한다. 압축전후에 밀도가 크게 차이가 나면 이는 건조 탄성이 적다는 것을 의미한다.
셀룰로오스 섬유와 반응하는 폴리아크릴산의 양을 측정하는 방법
셀룰로오스 섬유로 가교결합된 폴리아크릴산의 양을 측정하는 적합한 방법으로는 여러가지 분석방법이 있다. 어떠한 적당한 방법도 사용될 수 있다. 본 발명의 예들에서 개별화되고 가교결합된 섬유의 셀룰로오스 성분과 섬유내 가교결합과 반응하는 바람직한 중합성 폴리아크릴산(예, 중합성 모노알킬 포스피네이트 및 중합성 모노알킬 포스포네이트, 즉 중합체에 화학적으로 결합된 어떤 무기 원소의 공지된 양(중량%)을 함유하는 중합체)의 양을 측정하는 방법으로 다음과 같은 절차가 사용된다. 가교결합된 섬유시료를 충분량의 고온수로 세척하여 비반응된 가교 화학약품 또는 촉매를 제거한다. 다음에, 섬유를 건조하여 수분함량이 평형화되게 한다. 시료의 건조중량을 수분 저울이나 또는 다른 적당한 장치로 측정한다. 이후 시료를 시료중에 존재하는 모든 유기물질을 제거하기에 적합한 온도에서 노중에 넣고 태우거나 회화시킨다. 남은 무기물질은 과염소산 같은 강산에 용해한다. 이후 이 산용액을 분석하여 무기물질의 질량을 측정한다. 이 물질은 셀룰로오스 섬유에 사용된 초기 중합체(전체 중합체/무기 원소의 공지된 질량비)에 존재하고 있었다. 유도적으로 커플된 플라즈마 원자 투과 검사기(ICP AES)는 이 용액을 분석하는 데 사용될 수 있는 하나의 방법이다. 셀룰로오스 섬유상에 가교되는 중합체의 양은 하기식으로 계산될 수 있다:
가교량(중량%)=WiR/Wcx 100
상기식에서 Wi는, 상술된 바에 따라 측정한 바와 같이 셀룰로오스 섬유에 가교결합된 것으로서 중합체에 결합된 시료의 무기 원소의 질량(그램)이다.
R은 중합체에 결합된 전체의 중합체 질량을 무기 원소의 질량으로 나눈값이다.
Wc는 셀룰로오스 섬유시료의 건조 질량(그램)을 분석한 것이다.
본 발명의 실시예에서 개별화되고 가교결합된 섬유의 셀룰로오스 성분과 섬유내 가교결합을 형성하도록 반응하는 바람직한 중합성 폴리아크릴산(예, 분자량이 약 1000인 폴리아크릴산, 분자량이 약 9000이며 말레산이 35중량%이고 아크릴산이 65중량%인 아크릴/말레산 공중합체)의 바람직한 중합량을 측정하기 위해 다음과 같은 절차가 사용된다. 무기 원소를 함유하는 비슷한 중합체의 반응효율(섬유내 가교결합을 형성하기 위해 셀룰로오스와 반응하는 셀룰로오스 섬유에 대한 중합체의 %로 정의)은 전술된 ICP ACE방법에 따라 측정한다. 이 반응효율은 이후 측정하고자 하는 중합체에 적용될 것이다. 섬유내 가교결합을 형성하기 위해 셀룰로오스 섬유와 반응하는 목적 중합체의 양을 측정하는 반응효율에 의해 목적 중합체의 양을 배가시킨다. 일반적으로 반응효율은 약 0.75이다.
꼬임수를 측정하는 방법
하기의 방법을 사용하여 분석된 섬유의 꼬임수를 측정한다.
건조섬유를 침투성 오일의 박필름으로 코팅된 슬라이드위에 놓고 카버 슬립으로 덮는다. 침투오일의 효과는 팽창없이 섬유를 투명하게 만듦으로써 꼬임 노드를 식별하는것을 돕는다. 젖은 섬유를 슬라이드상에 놓고 슬라이드상에 섬유의 저점도 슬러리를 붓고난후 카버 슬립으로 덮는다. 물은 섬유를 투명하게 만들어 꼬임수의 식별을 용이하게 했다.
미국, 뉴욕, 버팔로 및 영국 캠브리지 소재의 캠브리지 인스투르먼트 리미티드에서 구입한 컴퓨터로 조절되는 현미경, 비디오 카메라, 비디오 모니터 및 QUIPS소프트웨어가 장착된 이미지 분석기를 사용하여 꼬임수를 측정했다.
200배율로 현미경 슬라이드의 특정 부위내에 있는 섬유 전체 길이는 이미지 분석기에 의해 측정되었다. 꼬임수를 식별하고 표시해놓았다. 이 절차를 계속하고, 섬유의 길이를 측정한후 전체 섬유길이 1270 mm인치가 분석될 때까지 꼬임 노드를 표시했다. 1mm당 꼬임 노드의 수는 전체 섬유길이를 전체 꼬임수로 나눔으로써 계산되었다.
권축인자를 측정하는 방법
하기의 방법을 사용하여 섬유의 권축지수를 측정했다.
건조섬유를 현미경 슬라이드에 놓았다. 커버 슬립을 섬유상에 덮고 그 끝을 풀로 붙였다. 실제 길이 LA와 최대 추정길이 LR(직사각형의 섬유길이중 가장 긴 길이에 상응하는 것)을 이미지 분석기를 사용하여 측정하였다. 이 분석기에는 소프프 웨어가 조절하는 현미경, 비디오 카메라, 비디오 모니터, 및 컴퓨터가 장착되어 있다. 사용된 소프트웨어는 전술된 꼬임수 이미지 분석 방법에 기술된 것과 동일하다.
LA및 LR이 얻어지면, 권축 인자를 상기 방정식(1)에 따라 계산했다. 각 시료섬유에서 권축 인자를 계산했다. 최소한 250개의 개별적인 섬유에 대해 각 섬유시료의 권축 인자를 계산한후 시료의 평균 권축 인자를 측정한다. LA가 0.25mm인 섬유는 계산에서 제외된다.
하기의 실시예는 본 발명의 실시예를 구체화하기 위한 것이지 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
본 발명의 개별화되고 가교결합된 섬유는 가교제로서 아크릴산/말레산 공중합체(약 9000분자량이며 약 35중량%의 말레산 및 65중량%의 아크릴산을 함유함)를 사용하는 건조 가교방법에 따라 만들어졌다. 아크릴산/말레산 공중합체 산 가교결합된 섬유를 형성하기 위해 사용되는 절차는 다음과 같다:
1. 각 시료에서, 1735g의 건조되고, 써던 연성 우드 크라프트(SSK)펄프를 제공한다. 섬유는 약 7%의 수분함량(93%의 점도에 상응)을 지니고 있다.
2. H2O 59,323g, 약 2,942g의 아크릴/말레산 공중합체 및 410ml의 50% 수산화나트륨을 함유하는 수용액을 섬유에 가했다. 섬유를 약 60분간 슬러리에 흡수시켰다. 이 단계를 "침지"로 간주한다. 침지 pH는 약 3.0이다.
3. 약 40% 내지 약 50%의 점도를 갖도록 섬유를 원심분리하여 탈수한다. 단계 2의 슬러리 여과물에서 카복실산 농도로 혼합된 본 단계의 원심분리된 슬러리 점도는 원심분리후에 존재하는 가교제의 양을 설정한다. 이 실시예에서, 건조 섬유 셀룰로오스 무수글루코오스를 기준으로 약 6중량%의 아크릴산/말레산 공중합체는 초기 원심분리후에 섬유에 존재한다. 실행에서, 슬러리 여과물중에서 가교제의 농도는 원하는 탈수 점도 및 섬유상의 화학제의 바라는 양을 추정하여 계산한다.
4. 다음에, 탈수된 섬유를 탈섬유화시키는데 이는 Sprout-Waldron12" 디스크 정련기(모델 제 105 -A 호)를 사용한다. 이 정련기에는 플레이트가 일정한 간격을 가지고 제공되어 있어 실질적으로 개별화되었지만 섬유 손상이 최소인 섬유를 산출한다. 개별화된 섬유를 정련기에서 배출시킨후 이들을 2개의 수직 튜브중에서 고온 공기로 플래쉬 건조하여 섬유에 꼬임 및 권축을 제공했다. 섬유는 상기 튜브 배출시 약 10%의 수분을 지니고 있었고 이들은 이후 경화된다. 플래쉬 건조 튜브에서 빠져나가는 경우 섬유의 수분함량이 약 10%보다 크면 섬유를 순환온도에서 건조하여 수분함량이 약 10%가 되게 한다.
5. 거의 건조된 섬유를 접시에 놓고 공기 건조 오븐중에서 일정시간 및 온도에서 경화한다. 여기서 시간과 온도는 가해지는 공중합체의 양, 섬유 등의 건조도에 따른다. 이 실시예에서, 시료는 약 8시간동안 약 188℃의 온도에서 경화된다. 가교는 오븐에서 완결된다.
6. 개별화되고 가교결합된 섬유를 메쉬스크린 상에 놓고, 약 20℃의 물로 일정 시간동안 헹구고, 약 60℃의 물에 1시간동안 1%의 점도를 갖도록 흡수시키고, 스크린하고, 약 60 %의 섬유 점도를 갖도록 원심분리하고, 순환공기중에서 약 8%의 평형 수분함량으로 건조하였다.
산출된 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유는 WRV가 43이고 건조섬유 중량을 기준으로 아크릴 산/말레산 공중합체 4.6중량%을 함유하였다. 이 가교제는 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응한다.
중요하게, 산출된 개별화되고 가교결합된 섬유는 공지된 종래의 가교섬유 및 통상의 비가교결합된 섬유에 비해 개선된 반응성을 보이고, 안전하게 인간의 피부 근처에서 사용가능하다.
실시예 2
본 발명의 개별화되고 가교결합된 섬유들은 가교제로서 분자량이 약 1,000인 폴리아크릴산을 사용하여 건조 가교방법에 의해 제조되었다. 개별화되고 가교결합된 섬유를 하기의 변형으로 전술된 실시예 1과 같이 제조하였다: 실시예 1의 단계 2의 슬러리는 150g의 건조 펄프, 1186g의 H2O, 63.6 g의 폴리아크릴산 및 4g의 수산화나트륨을 함유한다. 단계 5에서 섬유를 약 190℃의 온도에서 약 30분간 경화한다.
산출된 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유는 38의 WRV 및 건조 섬유 중량을 기준으로 계산 했을때 4.2중량%의 폴리아크릴산을 함유한다. 이 산은 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응한다.
중요하게는, 산출된 개별화되고 가교결합된 섬유는 종래의 비가교결합된 섬유 및 종래의 공지된 가교결합된 섬유에 비해 습윤에 대해 개선된 반응성을 보였으며, 인간의 피부 근처에서 안전하게 사용될 수 있다.
실시예 3
본 발명의 개별화되고 가교결합된 섬유는 아크릴산 및 말레산 중합체 및 구연산을 이용하는 건조 가교방법에 의해 제조되었다. 공중합체 및 구연산의 전체 중량은 4.53%이다. 구연산 농도는 전체의 33%이다. 아크릴산 : 말레산의 비는 65:35이다. 공증합체의 분자량은 9,000이다.
개별화되고 가교결합된 섬유를 하기의 변형으로 실시에 1에서 전술된 것과 동일한 방식으로 제조하였다: 실시예 1의 단계 2의 슬러리는 150g의 건조 펄프, 1113g의 H2O, 28g의 공중합체 및 구연산 혼합물을 함유한다. 단계 5에서, 섬유를 약 30분간 약 190℃의 온도에서 경화된다.
산출된 개별화되고 가교결합된 섬유는 WRV가 38이고 건조 섬유 중량을 기준으로 계산할때 3.4중량%의 아크릴산/말레산/구연산 가교제를 함유하는데 이 가교제는 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응한다.
중요하게는, 산출된 개별화되고 가교결합된 섬유는 통상의 비가교결합된 섬유 및 종래의 공지된 가교결합된 섬유에 비해 습윤에 대해 개선된 반응성을 보였으며, 인간의 피부 가까이에서 안전하게 사용될 수 있었다.
실시예 4
본 발명의 개별화되고 가교결합된 섬유는 가교제로서 분자량이 약 1,600이고 아크릴산/히포포스파이트 공중합체를 사용하는 건조 가교방법에 의해 제조하였다. 공중합체의 총 중량은 5.92%이다. 아크릴산 : 말레산 : 히포포스파이트의 중량비는 51/26/23이다.
하기의 변형으로 개별화되고 가교결합된 섬유는 실시예 1에서 전술된 것과 동일한 방식으로 제조하였다: 실시예 1의 단계 2의 슬러리는 333g의 건조 펄프, 230g의 H2O, 15g의 중합체를 함유한다. 중합체 용액의 pH는 염산을 사용하여 3으로 조정한다. 섬유를 약 6분간 약 178℃의 온도에서 공기주입 오븐에서 경화한다.
산출된 개별화되고 가교결합된 섬유는 WRV가 42이고 건조 섬유 중량을 기준으로 계산할때 4.4중량%의 공중합체를 함유하는데 이 가교제는 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응한다.
중요하게는, 산출된 개별화되고 가교결합된 섬유는 종래의 비가교결합된 섬유 및 종래의 공지된 가교결합된 섬유에 비해 습윤에 대해 개선된 반응성을 보였으며, 인간의 피부 가까이에서 안전하게 사용될 수 있었다.
실시예 5
하기의 변형으로 개별화되고 가교결합된 섬유는 실시예 1에서 기술된 것과 동일한 방식으로 제조하였다: 실시예 1의 단계 2에서, 가교제를 함유하는 용액을 섬유 시트상에 직접 분무한다. 분무된 시트의 섬유 점도는 약 50% 내지 약 80중량%이다, 가교성 용액의 농도로 혼합된 시트 점도는 섬유상에 존재하는 가교제의 양(그리고 필요하다면 염기)을 결정한다. 섬유상의 최종 점도 및 바람직한 화학제량을 측정하여 가교제(및 염기)의 농도를 계산한다.
산출된 개별화되고 가교결합된 섬유는 WRV가 43이고 건조 섬유 중량을 기준으로 계산할때 4.2중량%의 아크릴산/말레산 공중합체를 함유하는데 이 가교제는 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응한다.
중요하게는, 산출된 개별화되고 가교결합된 섬유는 통상의 비가교결합된 섬유 및 종래의 공지된 가교결합된 섬유에 비해 습윤에 대해 개선된 반응성을 보였으며, 인간의 피부 가까이에서 안전하게 사용될 수 있다.
실시예 6
실시예 1의 개별화되고 가교결합된 섬유에 공기를 주입하여 흡수 패드를 형성한후 수압으로 0.10g/cc 및 0.20g/cc의 밀도로 압축하였다. 전술된 절차에 따라 패드의 흡수도, 탄성 및 구조적 강도를 시험하였다. 결과를 표 1에 기록한후 통상의 비가교결합된 셀룰로오스 섬유로부터 만든 흡수성 패드와 비교하였다.
시료 번호 반응된 가교결합제(중량%) WRV(%) 적하역량@ 8ml/s(g/g) 습윤 압축력0.1/0.2g/cc시험패드 밀도
1 0 79.2 4.56 6.04/5.38
2 4.6 43 11.58 7.75/6.24
상기 표 1에서 보는 것처럼, 개별화되고 아크릴산/말레산 가교결합된 섬유(즉, 시료 2)를 포함하는 흡수 패드는 0.10g/cc 및 0.20g/cc 시험 밀도에서 통상의 비가교결합된 섬유(시료 1)에 비해 상당히 높은 적하역량과 습윤 압축력을 지녔다. 통상의 비가교결합된 섬유에 비하여 습윤에 대해 개선된 반응성을 나타내는 것외에 아크릴산/말레산 공중합체 가교결합된 섬유를 함유하는 흡수 패드를 피부 가까이에서 안전하게 사용할 수 있었다.
실시예 7
실시예 2의 개별화되고 가교결합된 섬유에 공기를 주입하여 흡수 패드를 형성한후 수압으로 0.10g/cc 및 0.20g/cc의 밀도로 압축하였다. 전술된 절차에 따라 패드의 흡수도, 탄성, 및 구조적 강도를 시험하였다. 결과를 표 1에 기록하고 통상의 비가교결합된 셀룰로오스 섬유로부터 만든 흡수성 패드와 비교하였다.
시료 번호 반응된 가교결합제(중량%) WRV(%) 적하역량@ 8ml/s(g/g) 습윤 압축력0.1/0.2g/cc시험패드 밀도
1 0 79.2 4.56 6.04/5.38
3 4.2 38 8.44 6.92/5.99
상기 표 2에서 보는 것처럼, 개별화되고 폴리아크릴산 가교결합된 섬유(즉 시료 2)를 포함하는 흡수 패드는 0.10g/cc 및 0.20g/cc 시험 밀도에서 종래의 비가교결합된 섬유(시료 1)에 비해 상당히 높은 적하역량과 습윤 압축력을 지녔다. 통상의 비가교결합된 섬유에 비하여 습윤에 대해 개선된 반응성을 나타내는 것외에도 폴리아크릴산 가교결합된 섬유를 함유하는 흡수 패드를 피부 가까이에서 안전하게 사용할 수 있다.
실시예 8
실시예 3의 개별화되고 가교결합된 섬유에 공기를 주입하여 흡수 패드를 형성한후 수압으로 0.10g/cc 및 0.20g/cc의 밀도로 압축하였다. 전술된 절차에 따라 패드의 흡수도, 탄성 및 구조적 강도를 시험하였다. 결과를 표 1에 기록한후 통상의 비가교결합된 셀룰로오스 섬유로부터 만든 흡수성 패드와 비교하였다.
시료 번호 반응된 가교결합제(중량%) WRV(%) 적하역량@ 8ml/s(g/g) 습윤 압축력0.1/0.2g/cc시험패드 밀도
1 0 79.2 4.56 6.04/5.38
4 3.4 38 11.54 7.82/6.46
상기 표 3에서 보는 것처럼, 개별화되고 아크릴산/말레산/구연산 가교결합된 섬유(즉, 시료 4)를 포함하는 흡수 패드는 0.10g/cc 및 0.20g/cc 시험 밀도에서 통상의 비가교결합된 섬유(시료 1)에 비해 상당히 높은 적하역량과 습윤 압축력을 갖는다. 통상의 비가교결합된 섬유에 비하여 습윤에 대해 개선된 반응성을 보이는 것이외에도 폴리아크릴산/말레산 공중합체 가교결합된 섬유를 함유하는 흡수 패드를 피부 가까이에서 안전하게 사용할 수 있었다.
실시예 9
실시예 4의 개별화되고 가교결합된 섬유에 공기를 주입하여 흡수 패드를 형성한후 수압으로 0.10g/cc 및 0.20g/cc의 밀도로 압축하였다. 전술된 절차에 따라 패드의 흡수도, 탄성 및 구조적 강도를 시험하였다. 결과를 표 1에 기록한후 통상의 비가교결합된 셀룰로오스 섬유로부터 만든 흡수성 패드와 비교하였다.
시료 번호 반응된 가교결합제f(중량%) WRV(%) 적하역량@ 8ml/s(g/g) 습윤 압축력0.1/0.2g/cc시험패드 밀도
1 0 79.2 4.56 6.04/5.38
5 4.4 42 13.56 8.06/6.80
상기 표 4에서 보는 것처럼, 개별화되고 아크릴산/말레산/ 히포포스파이트 나트륨으로 가교결합된 섬유(즉, 시료 5)를 포함하는 흡수 패드는 0.10g/cc 및 0.20g/cc 시험 밀도에서 통상의 비가교결합된 섬유(시료 1)에 비해 상당히 높은 적하역량과 습윤 압축력을 갖는다. 통상의 비가교결합된 섬유에 비하여 습윤에 대해 개선된 반응성을 보이는것외에도 폴리아크릴산/말레산/히포포스파이트 나트륨으로 가교결합된 섬유를 함유하는 흡수 패드를 피부 가까이에서 안전하게 사용할 수 있었다.
개별화되고 가교결합된 섬유는 다양한 분야에서 흡수 구조체로서 유용하다. 특히 페이퍼 타월, 기저귀, 위생용 냅킨 및 생리대같은 흡수 코어 및 기타 비슷한 흡수 섬유제품으로서 유용하다.

Claims (20)

  1. 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유로서, 상기 섬유가 섬유내 가교결합 형태로 섬유와 반응하는 유효량의 중합성 폴리아크릴산 가교제를 지니며, 상기 중합성 폴리아크릴산 가교제는 폴리아크릴산 중합체, 아크릴산 공중합체 및 이의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬유가 건조 섬유 중량을 기준으로 계산하여 약 1.0중량% 내지 약 10.0중량%의 가교제를 지니며, 상기 가교제가 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응하는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가교결합제가 섬유내 결합형태로 상기 섬유와 충분히 반응하여 약 25 내지 약 60의 수분 보유도(WRV)를 유발하는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 섬유가 건조 섬유 중량을 기준으로 계산하여 약 3중량% 내지 약 7중량%의 가교제를 지니며, 상기 가교제가 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응하는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 섬유의 수분 보유도가 약 30 내지 약 45인 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 가교제가 약 500 내지 약 40,000의 분자량을 갖는 폴리아크릴산 중합체인 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  7. 제 6 항에 있어서,
    폴리아크릴산 중합체의 분자량이 약 1,000 내지 약 20,000인 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 중합성 폴리아크릴산 가교제가 아크릴산 및 말레산의 공중합체인 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가교제가 약 500 내지 40,000의 분자량을 갖는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  10. 제 9 항에 있어서,
    아크릴산 대 말레산의 중량비가 약 10:1 내지 약 1:1인 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  11. 제 10 항에 있어서,
    아크릴산 대 말레산의 중량비가 약 5:1 내지 약 1.5:1인 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가교제가 약 1,000 내지 약 20,000의 분자량을 갖는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  13. 제 1 항에 있어서,
    유효량의 구연산이 상기 중합성 폴리아크릴산 가교제와 혼합되는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  14. 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유로서, 상기 섬유가 섬유내 가교결합 형태로 섬유와 반응하는 유효량의 중합체 혼합물 가교제를 지니며, 상기 중합체 혼합물 가교제는 중합성 모노알킬 포스피네이트 및 중합성 모노 알킬 포스포네이트를 포함하는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 섬유가 건조 섬유 중량을 기준으로 계산하여 1.0중량% 내지 10.0중량%의 가교제를 지니며, 상기 가교제는 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응하는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가교결합제가 섬유내 결합형태로 상기 섬유와 충분히 반응하여 약 25 내지 약 60의 수분 보유도를 유발하는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 섬유가 건조 섬유 중량을 기준으로 계산하여 약 3중량% 내지 약 7중량%의 가교제를 지니며, 상기 가교제가 섬유내 가교결합의 형태로 섬유와 반응하는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 섬유의 수분 보유도가 약 30 내지 약 45인 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 중합체 혼합물 가교제가 약 5,000 미만의 분자량을 갖는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
  20. 제 19 항에 있어서,
    유효량의 구연산을 상기 중합성 혼합물 가교제와 혼합하는 개별화되고 가교결합된 셀룰로오스 섬유.
KR1019960707179A 1994-06-15 1995-05-30 폴리아크릴산 중합체로 가교결합된, 개별화된셀룰로오스 섬유 KR100226400B1 (ko)

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