KR101718556B1 - 접착 방지 성분을 갖는 액체 와이프 조성물을 갖는 습윤 와이프 - Google Patents

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Abstract

본 개시물은 일반적으로 습윤 와이프에서 시트-대-시트 접착력을 감소시키고, 스택 높이를 개선시키고, 가요성을 증가시키고, 강도를 유지시키는 접착 방지 성분을 포함하는 액체 와이프 조성물을 갖는 습윤 와이프에 관한 것이다. 액체 와이프 조성물은 하기 화학식 I를 갖는 오르가노폴리실록산을 포함한다.
<화학식 I>
Figure 112011078343663-pct00019

상기 식에서,
p + q = 0 내지 2000, R1은 독립적으로 1가 탄화수소기 또는 히드록실기로부터 선택되고, R2 및 R3은 독립적으로 1가 탄화수소기, 히드록실기, 아민 관능성 1가 탄화수소기, 폴리에테르 관능성 1가 탄화수소기, 4급 화합물 관능성 1가 탄화수소기 및 양쪽성 고분자전해질 관능성 1가 탄화수소기로부터 선택된다.

Description

접착 방지 성분을 갖는 액체 와이프 조성물을 갖는 습윤 와이프 {WET WIPES HAVING A LIQUID WIPE COMPOSITION WITH ANTI-ADHESION COMPONENT}
부직물은 습윤 와이프로서 사용될 수 있다. 전형적으로, 습윤 와이프는 접힌 또는 펼쳐진 형상으로 용기에 적층된다. 예를 들어, 각각의 습윤 와이프가 접힌 형상, 예컨대 당업자에게 널리 공지되어 있는 c-접힘, z-접힘 또는 1/4-접힘 형상으로 배열된 습윤 와이프의 용기가 이용가능하다. 때때로, 접힌 습윤 와이프는 또한 습윤 와이프의 스택(stack)에서 바로 위와 아래의 습윤 와이프와 맞접힌다. 또다른 형상에서, 습윤 와이프는 연속 부직물 형태로 용기에 배치된다. 이 경우, 각각의 개별 습윤 와이프 또는 시트는, 유사하게 약해진 절취선 또는 접착제 결합에 의해, 처음 시트에서 마지막 시트까지 연결될 수 있다. 이러한 습윤 와이프는 부채꼴 접힘 방식으로 서로의 상부에 적층되거나, 롤 형상으로 권취될 수 있다.
종종, 부직 기재가 그의 바람직한 특성 및 저렴한 제조 비용으로 인해 습윤 와이프의 제조에 사용된다. 역사적으로, 이러한 부직 기재는 비분산성으로서, 사용 동안 부직포의 강도라는 특성에 촛점을 두어 왔다. 최근에는, 사용 후 변기에 버릴 때 분산되는 능력을 갖는 습윤 와이프를 제공하는 것이 더 강조되고 있다. 몇개의 지방 자치 도시는 비분산성 습윤 와이프를 지방 자치 하수관 시스템에 버리는 것을 금지하고 있다. 비분산성 습윤 와이프는 전형적인 하수 취급 성분, 예컨대 파이프, 펌프, 리프트 스테이션(lift station) 또는 스크린(screen)을 막아서 처리 공장에 대한 작동 문제를 유발시킬 수 있다.
불행하게도, 부직물을 습윤 와이프로 사용할 경우, 습윤 와이프의 분산이 완전히 만족스럽지 않았다. 불만족스러운 분산은, 특히 접착제-결합된 부직물로부터 형성된 습윤 와이프의 경우에 발생하였다. 불량한 분산은 다양한 인자에 의한 것일 수 있고, 이러한 인자 중 하나는 본원에서 다루어지는 시트-대-시트 접착력이다.
시트-대-시트 접착력은 습윤 와이프가 그 자체에 또는 인접한 습윤 와이프에 접착하는 경향이다. 시트-대-시트 접착력은 다수의 인자에 의한 것이며, 이들 중 일부는 제조 동안 적층된 또는 롤링된 습윤 와이프의 압축, 부직물과 액체 와이프 조성물 사이의 인력 상호 작용, 및 인접하여 접촉하는 부직 습윤 와이프의 표면들 사이의 상호 작용을 포함한다. 시트-대-시트 접착력이 충분히 높을 경우, 습윤 와이프를 한손으로 한번에 하나 분배하는 것이 문제가 될 수 있다. 이러한 문제는, 스택 중 개별 습윤 와이프가, 각각의 습윤 와이프의 선두 연부가 습윤 와이프의 또다른 부분 상에 접히도록 접혀있을 경우, 특히 심하다. 습윤 와이프의 선두의 말단 연부가 그것의 밑에 있는 습윤 와이프에 대해 높은 친화력을 가질 경우(높은 시트-대-시트 접착력), 사용자가 선두의 말단 연부를 식별하고 잡아서 그것을 밑의 습윤 와이프 스택으로부터 박리하여 들어 올리기가 바람직하지 않게 어려워질 수 있다. 시트-대-시트 접착력이 충분히 높을 경우, 선두 습윤 와이프를 습윤 와이프 스택의 상부로부터 제거하고자 할 때 습윤 와이프의 인열이 발생할 수 있다.
또한, 사용자가 개별적으로 접힌 습윤 와이프를 밑의 스택으로부터 제거할 때, 높은 시트-대-시트 접착력은 습윤 와이프의 바람직하지 않은 불완전한 펼쳐짐을 초래할 수 있다. 또한, 높은 시트-대-시트 접착력은 각각의 접힌 습윤 와이프를 인접한 습윤 와이프에 부분적으로 부착된 채로 남아있게 하여 잔류시킴으로써, 개별 습윤 와이프의 바람직한 분배보다는 다수의 습윤 와이프의 분배를 야기할 수 있다. 이러한 분리 및 불완전한 펼침의 어려움은 바람직하지 않게, 감소된 소비자 수용성을 초래하였다.
이러한 시트-대-시트 접착력 문제는 이전에 다양한 유형의 습윤 와이프에 대하여 다루어져 왔다. 예를 들어, 분배를 위한 감소된 박리력을 촉진시키기 위하여 습윤 와이프의 선두 연부에 반복적인 비-선형 패턴 (예컨대, 사인 곡선 패턴)을 사용하는, 개선된 분배성을 갖는 비분산성 습윤 와이프가 제조되었다. 또한, 엠보싱(embossing) 또는 화학적 수단을 통해 습윤 와이프 표면 상 마찰 계수가 감소된, 개선된 분배성을 갖는 다른 비분산성 습윤 와이프가 제조되었다. 또한, 시트-대-시트 접착력을 감소시키고, 분배를 위한 감소된 박리력을 촉진시키기 위하여 블로킹(blocking) 방지 코팅을 사용하는 별도의 코팅 공정을 포함하는 분산성 습윤 와이프가 제조되었다.
불행하게도, 시트-대-시트 접착력에 의해 유발된 분배 문제를 다루기 위한 이러한 접근법은, 습윤 와이프가 적층된 및/또는 접힌 형상일 경우 관찰될 수 있는 상당히 높은 시트-대-시트 접착력에 대응하기에 불충분하다. 특히, 블로킹 방지 코팅의 사용은, 그것이 추가의 제조 단계의 사용을 필요로 함으로써, 제조의 복잡성 및 비용을 증가시키기 때문에 문제가 된다. 또한, 와이프의 물리적 구조에 대한 변화는 비용 및 공정의 복잡성을 증가시킨다. 따라서, 공정에서 추가의 단계를 필요로 하지 않고, 감소된 시트-대-시트 접착력을 제공하는 액체 와이프 조성물을 갖는 습윤 와이프를 제공하는 것이 요망된다.
본 개시물은 일반적으로 액체 와이프 조성물 및 와이프에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시물은 습윤 와이프에서 시트-대-시트 접착력을 감소시키고, 스택 높이를 개선시키고, 가요성을 증가시키고, 강도를 유지시키는 접착 방지 성분을 포함하는 액체 와이프 조성물, 및 와이프에 관한 것이다.
습윤 와이프에 사용하기 위한 액체 와이프 조성물은 접착 방지 성분을 포함한다. 접착 방지 성분은 하기 화학식을 갖는 오르가노폴리실록산일 수 있다:
Figure 112011078343663-pct00001
상기 식에서,
p + q = 0 내지 2000, R1은 독립적으로 1가 탄화수소기 또는 히드록실기로부터 선택되고, R2 및 R3은 독립적으로 1가 탄화수소기, 히드록실기, 아민 관능성 1가 탄화수소기, 폴리에테르 관능성 1가 탄화수소기, 4급 화합물 관능성 1가 탄화수소기 및 양쪽성 고분자전해질(polyampholyte) 관능성 1가 탄화수소기로부터 선택된다.
전형적으로, 액체 와이프 조성물은 약 0.05％ (액체 와이프 조성물의 중량 기준) 내지 약 5％ (액체 와이프 조성물의 중량 기준)의 오르가노폴리실록산을 함유한다. 바람직하게는, 액체 와이프 조성물은 약 0.1％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 2％ (조성물의 중량 기준)의 오르가노폴리실록산을 함유한다.
또한, 액체 와이프 조성물은 약 75％ (액체 와이프 조성물의 중량 기준) 내지 약 99％ (액체 와이프 조성물의 중량 기준)의 물을 더 함유한다.
한 예에서, 와이프 기재는 에어레이드(airlaid) 부직웹을 형성하기 위하여 섬유재 및 결합제 조성물로 제조된 부직웹이다. 이 예에서 습윤 와이프는 3 그램*힘/인치 (gf/in) 미만의 시트-대-시트 접착력, 약 0.4 내지 0.5 mm의 층 당 스택 두께 계산치 및 800 내지 1150 g/㎤의 컵 크러쉬(cup crush) 값을 가질 수 있다.
또다른 예에서, 와이프 기재는 코폼(coform)이다. 이 예에서 습윤 와이프는 0.6 내지 0.7 mm의 층 당 스택 두께 계산치 및 900 내지 1150 g/㎤의 컵 크러쉬 값을 가질 수 있다.
본 개시물은 일반적으로 액체 와이프 조성물 및 습윤 와이프에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시물은 습윤 와이프에서 시트-대-시트 접착력을 감소시키고, 스택 높이를 개선시키고, 가요성을 증가시키고, 강도를 유지시키는 접착 방지 성분을 포함하는 액체 와이프 조성물, 및 습윤 와이프에 관한 것이다.
와이프의 기재에 적합한 물질은 당업자에게 널리 공지되어 있으며, 전형적으로 직포 또는 부직포일 수 있는 섬유상 시트재로부터 제조된다. 2가지 유형의 부직물, 즉 "부직포" 및 "부직웹"이 본원에 기재되어 있다. 부직물은 부직포 또는 부직웹을 포함할 수 있다. 부직포는 섬유재를 포함할 수 있는 한편, 부직웹은 섬유재 및 결합제 조성물을 포함할 수 있다. 또다른 실시양태에서, 본원에서 사용된 부직포는 섬유재 또는 섬유상 기재(여기서, 섬유재 또는 섬유상 기재는 매트-유사 방식으로 랜덤하게 배열된 개별 섬유 또는 필라멘트의 구조를 갖는 시트를 포함함)를 포함하고, 결합제 조성물을 포함하지 않는다. 부직포가 결합제 조성물을 포함하지 않기 때문에, 부직포의 형성에 사용된 섬유상 기재는, 바람직하게는, 부직웹의 형성에 사용된 섬유상 기재보다 더 큰 정도의 점착성 및/또는 인장 강도를 가질 수 있다. 이러한 이유로, 수력 얽힘을 통해 생성된 섬유상 기재를 포함하는 부직포가 부직포의 형성에 특히 바람직하다. 수력 얽힘 섬유재는 부직포를 포함하는 습윤 와이프에 목적하는 사용중 강도 특성을 제공할 수 있다.
예를 들어, 와이프에 사용하기에 적합한 물질은 멜트블로운, 코폼, 에어레이드, 본디드-카디드 웹 물질, 수력 얽힘 물질 및 이들의 조합을 포함하는 부직 섬유상 시트재를 포함할 수 있다. 이러한 물질은 합성 또는 천연 섬유 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 전형적으로, 본 개시물의 와이프는 약 25 gsm(제곱 미터 당 그램) 내지 약 120 gsm, 바람직하게는 약 40 gsm 내지 약 90 gsm의 기초 중량을 나타낸다.
일 특정 실시양태에서, 본 개시물의 와이프는, 약 45 내지 약 80 gsm, 바람직하게는 약 60 gsm의 기초 중량을 갖는, 중합체 섬유 및 흡수 섬유의 코폼 베이스시트(basesheet)를 포함한다. 이러한 코폼 베이스시트는 일반적으로, 본원과 일치하는 정도로 참고로 포함되는 미국 특허 제4,100,324호, 제5,284,703호 및 제5,350,624호에 기재된 바와 같이 제조된다. 전형적으로, 이러한 코폼 베이스시트는 열가소성 중합체 멜트블로운 섬유 및 셀룰로스 섬유의 기체-형성 매트릭스를 포함한다. 다양한 적합한 물질을 사용하여 중합체 멜트블로운 섬유, 예컨대 폴리프로필렌 미세섬유를 제공할 수 있다. 별법으로, 중합체 멜트블로운 섬유는 엘라스토머성 중합체 섬유, 예컨대 중합체 수지에 의해 제공된 것일 수 있다. 예를 들어, 미국 텍사스주 휴스턴 소재 엑손모바일 코포레이션(ExxonMobil Corporation)으로부터 입수가능한 PLTD-1810으로 지정된 비스타맥스(Vistamaxx; 등록상표) 탄성 올레핀 공중합체 수지; 또는 미국 텍사스주 휴스톤 소재 크라톤 폴리머즈(Kraton Polymers)로부터 입수가능한 크라톤(KRATON) G 2755를 사용하여 코폼 베이스시트를 위한 신장성 중합체 멜트블로운 섬유를 제공할 수 있다. 별법으로, 다른 적합한 중합체 물질 또는 그의 조합이 당업계에 공지된 바와 같이 사용될 수 있다.
또한, 코폼 베이스시트는 다양한 흡수성 셀룰로스 섬유, 예컨대 목재 펄프 섬유를 포함할 수 있다. 코폼 베이스시트에 사용하기에 적합한 시판용 셀룰로스 섬유는, 예를 들어 미국 워싱턴 디시 소재 와이어하우저 컴파니(Weyerhaeuser Co.)로부터 입수가능한, 화학적으로 처리된 표백된 남부 연목 크라프트(Kraft) 펄프인 NF 405; 와이어하우저 컴파니로부터 입수가능한, 표백된 남부 연목 크라프트 펄프인 NB 416; 미국 사우스캐롤라이나주 그린빌 소재 보워터, 인코포레이티드(Bowater, Inc.)로부터 입수가능한, 완전 탈결합된 연목 펄프인 CR-0056; 미국 조지아주 브런즈윅 소재 코치 셀룰로스(Koch Cellulose)로부터 입수가능한, 탈결합된 연목 펄프인 골든 아이즐레스(Golden Isles) 4822; 및 미국 조지아주 제섭 소재 레이오니어, 인코포레이티드(Rayonier, Inc.)로부터 입수가능한, 화학적으로 개질된 경목 펄프인 술파테이트(SULPHATATE) HJ를 포함할 수 있다.
코폼 베이스시트에서 중합체 멜트블로운 섬유 및 셀룰로스 섬유의 상대적인 백분율은 와이프의 목적하는 특성에 따라 광범위한 범위에 걸쳐 달라질 수 있다. 예를 들어, 코폼 베이스시트는 와이프를 제공하기 위하여 사용된 코폼 베이스시트의 건조 중량을 기준으로 약 10 중량％ 내지 약 90 중량％, 바람직하게는 약 20 중량％ 내지 약 60 중량％, 보다 바람직하게는 약 25 중량％ 내지 약 35 중량％의 중합체 멜트블로운 섬유를 포함할 수 있다.
또다른 실시양태에서, 와이프 기재는 에어레이드 부직포일 수 있다. 에어레이드 부직포에 대한 기초 중량은 약 20 내지 약 200 gsm 범위일 수 있고, 스테이플 섬유는 약 0.5 내지 10의 데니어 및 약 6 내지 15 밀리미터의 길이를 갖는다. 습윤 와이프는, 일반적으로 약 0.025 g/㎤ 내지 약 0.2 g/㎤의 섬유 밀도를 가질 수 있다. 습윤 와이프는 일반적으로 약 20 gsm 내지 약 150 gsm의 기초 중량을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 기초 중량은 약 30 내지 약 90 gsm일 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 기초 중량은 약 50 gsm 내지 약 75 gsm일 수 있다.
예시적인 실시양태에서, 부직 기재는 부직웹일 수 있다. 부직웹은 섬유재 및 결합제 조성물을 포함할 수 있다. 부직웹과 관련하여, 결합제 조성물을 다양한 기술을 사용하여 섬유재 또는 섬유상 기재에 적용하여 부직웹을 형성할 수 있다. 부직웹의 형성에 사용된 섬유재는 바람직하게는, 결합제 조성물로 처리되기 전에, 비교적 낮은 습윤 점착 강도를 가질 수 있다. 따라서, 분산성 부직웹의 경우, 섬유상 기재가 결합제 조성물에 의해 함께 결합될 경우, 부직웹은 바람직하게는, 화장실 및 싱크대에서 발견되는 것과 같이, 수돗물에 넣었을 때 분해될 것이다. 따라서, 섬유재의 정체는 그것을 사용하여 부직포 또는 부직웹 중 어느 것을 형성할 것인지의 여부에 따라 달라질 수 있다. 또한, 섬유재가 제조되는 섬유 역시, 그것이 부직웹 또는 부직포 중 어느 것에 사용될 것인지의 여부를 바탕으로 선택될 수 있다. 섬유재를 형성하는 섬유는 천연 섬유, 합성 섬유 및 이들의 조합을 비롯한 다양한 물질로부터 제조될 수 있다. 섬유의 선택은, 예를 들어 완성된 기재의 목적하는 최종 용도, 섬유 비용, 및 섬유가 부직포 또는 부직웹 중 어느 것에 사용되는 지의 여부에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 적합한 섬유로는, 비제한적으로 천연 섬유, 예컨대 면, 리넨, 황마, 대마, 모직, 목재 펄프 등을 들 수 있다. 유사하게, 적합한 섬유로는 또한 재생 셀룰로스 섬유, 예컨대 비스코스 레이온 및 구리암모늄 레이온; 개질된 셀룰로스 섬유, 예컨대 셀룰로스 아세테이트; 또는 합성 섬유, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴 등으로부터 유도된 것을 들 수 있다. 상기 간단하게 논의된 바와 같은 재생 셀룰로스 섬유는, 모든 변체의 레이온 뿐만 아니라, 비스코스 또는 화학적으로 개질된 셀룰로스 (재생 셀룰로스 및 용매-방적 셀룰로스, 예컨대 리오셀(Lyocell; 등록상표) 포함)를 포함한다. 목재 펄프 섬유 중에서, 연목 및 경목 섬유를 비롯한 임의의 공지된 제지 섬유가 사용될 수 있다. 섬유는, 예를 들어 화학적으로 펄핑(pulping)되거나, 기계적으로 펄핑되거나, 표백되거나, 비표백되거나, 새로운 것이거나, 재생된 것이거나, 고 수율로 제조되거나, 저 수율로 제조된 것 등일 수 있다. 화학적으로 처리된 천연 셀룰로스 섬유, 예컨대 머서화(mercerized) 펄프, 화학적으로 강성화된 또는 가교된 섬유, 또는 술폰화된 섬유가 사용될 수 있다.
또한, 미생물에 의해 제조된 셀룰로스 및 다른 셀룰로스 유도체가 사용될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "셀룰로스"는 주요 구성 성분으로서 셀룰로스를 갖고, 구체적으로 50 질량％ 이상의 셀룰로스 또는 셀룰로스 유도체를 포함하는 임의의 물질을 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 상기 용어는 면, 전형적인 목재 펄프, 비-목재 셀룰로스 섬유, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 트리세테이트, 레이온, 열기계적 목재 펄프, 화학적 목재 펄프, 탈결합된 화학적 목재 펄프, 밀크위드(milkweed) 또는 박테리아 셀룰로스를 포함한다. 원할 경우, 임의의 상기한 섬유의 1종 이상의 블렌드가 또한 사용될 수 있다.
섬유재는 단일층 또는 다층으로부터 형성될 수 있다. 다층의 경우, 층은 일반적으로 병치된 또는 표면-대-표면 관계로 배치되고, 층의 전부 또는 일부분은 인접한 층에 결합될 수 있다. 또한, 섬유재는, 각각의 별도의 섬유재가 상이한 유형의 섬유로부터 형성될 수 있는 복수의 별도의 섬유재로부터 형성될 수 있다. 섬유재가 다층을 포함할 경우, 결합제 조성물이 섬유재의 전체 두께에 적용되거나, 각각의 개별 층이 별도로 처리된 후, 다른 층과 병치된 관계로 조합되어 완성된 섬유재를 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 부직웹은 결합제 조성물을 포함한다. 일 실시양태에서, 결합제 조성물은 촉발성(triggerable) 중합체를 포함할 수 있다. 또다른 실시양태에서, 결합제 조성물은 촉발성 중합체 및 공동결합제(cobinder) 중합체를 포함할 수 있다.
부직웹에 존재하는 결합제 조성물의 양은 바람직하게는 부직웹의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 65 중량％ 범위일 수 있다. 보다 바람직하게는, 결합제 조성물은 부직웹의 총 중량을 기준으로 약 7 내지 약 35 중량％를 구성할 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 결합제 조성물은 부직웹의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 약 25 중량％를 구성할 수 있다. 가장 바람직하게는, 결합제 조성물은 부직웹의 총 중량을 기준으로 약 15 내지 20 중량％를 구성할 수 있다. 결합제 조성물의 양은 바람직하게는, 사용중 보전성을 갖지만, 수돗물에 침지될 경우 신속하게 분산되는 부직웹을 생성한다.
수돗물의 조성은 물 공급원에 따라 크게 달라질 수 있다. 분산성 와이프의 경우, 결합제 조성물은 바람직하게는 습윤 와이프가 미국 (및 전세계)에서 발견되는 우세한 수돗물 조성 범위를 커버하는 수돗물에 분산되도록 충분한 강도를 손실할 수 있다. 따라서, 미국의 수돗물 공급원의 대부분을 포함하는 대표적인 농도 범위에서 수돗물에서의 주성분을 함유하는 수용액 중 결합제 조성물의 분산성을 평가하는 것이 중요하다. 식수에서 전형적으로 발견되는 우세한 무기 이온은 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 비카르보네이트, 술페이트 및 클로라이드이다. 1996년에 미국 수도 협회 (AWWA)에 의해 수행된 최근 연구를 바탕으로, 조사된 우세한 미국 도시 상수도 시스템(지하수 및 지표수 공급원 모두)은 약 500 ppm 이하의 무기 성분의 총 용존 고형분을 갖는다. 또한, 이러한 500 ppm의 총 용존 고형분의 수준은 미국 환경 보호국에 의해 설정된 2차 식수 기준을 나타낸다. 이러한 총 용존 고형분 수준에서 수돗물 공급원 중 칼슘 및 마그네슘 농도를 나타내는 평균 물 경도는 약 250 ppm (CaCO3 당량)이었으며, 이는 또한 AWWA에 의해 조사된 우세한 도시 상수도 시스템에 대한 물 경도를 포함한다. 미국 지질 조사소 (USGS)에 의해 정의된 바와 같이, 250 ppm의 CaCO3 당량의 물 경도는 "매우 경수"로 생각될 것이다. 유사하게, 연구에서 보고된 500 ppm의 총 용존 고형분에서의 평균 비카르보네이트 농도는 약 12 ppm이었으며, 이는 또한 조사된 우세한 도시 상수도 시스템의 비카르보네이트 또는 알칼리도를 포함한다. 미국에서 100개의 대도시의 완성된 물 공급물의 USGS에 의한 과거의 연구는 약 100 ppm의 술페이트 수준이 대부분의 완성된 물 공급물을 커버하기에 충분하다는 것을 시사한다. 유사하게, 50 ppm 이상의 나트륨 및 클로라이드 수준 각각은 대부분의 미국의 완성된 물 공급물을 커버하기에 충분하여야 한다. 따라서, 이러한 최소한의 요건을 만족시키는 수돗물 조성에서 강도를 손실할 수 있는 결합제 조성물은, 또한 칼슘, 마그네슘, 비카르보네이트, 술페이트, 나트륨 및 클로라이드의 다양한 조성물을 갖는 낮은 총 용존 고형분의 수돗물 조성에서 강도를 손실하여야 한다. 미 전역(및 전세계)에서 결합제 조성물의 분산성을 보장하기 위하여, 결합제 조성물은 바람직하게는 약 100 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 55 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 함유하는 물에 용해될 수 있다. 보다 바람직하게는, 결합제 조성물은 약 300 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 150 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 함유하는 물에 용해될 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 결합제 조성물은 약 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 함유하는 물에 용해될 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, 결합제 조성물은 촉발성 중합체 및 공동결합제를 포함할 수 있다. 다양한 촉발성 중합체가 사용될 수 있다. 촉발성 중합체의 한 유형은 희석 촉발성 중합체이다. 희석 촉발성 중합체의 예로는, 불용성화제가 염인 액체 와이프 조성물과 조합되어 사용될 수 있는 이온-민감성 중합체를 포함한다. 또한, 다른 희석 촉발성 중합체가 사용될 수 있으며, 이러한 희석 촉발성 중합체는 다양한 불용성화제, 예컨대 유기 또는 중합체 화합물을 사용하여 습윤제와 조합되어 사용된다.
촉발성 중합체가 온도 민감성 중합체 및 pH-민감성 중합체를 비롯한 다양한 중합체로부터 선택될 수 있지만, 촉발성 중합체는 바람직하게는 이온-민감성 중합체를 포함하는 희석 촉발성 중합체일 수 있다. 이온-민감성 중합체가, 하나 이상이 음이온성 관능기를 함유하는 1종 이상의 단량체로부터 유도될 경우, 이온-민감성 중합체는 음이온성 이온-민감성 중합체로 칭해진다. 이온-민감성 중합체가, 하나 이상이 양이온성 관능기를 함유하는 1종 이상의 단량체로부터 유도될 경우, 이온-민감성 중합체는 양이온성 이온-민감성 중합체로 칭해진다. 예시적인 음이온성 이온-민감성 중합체는, 본원에 전문이 참고로 포함되는 미국 특허 제6,423,804호에 기재되어 있다.
양이온성 이온-민감성 중합체의 예는 다음의 미국 특허 출원 공보 제 2003/0026963호, 제2003/0027270호, 제2003/0032352호, 제2004/0030080호, 제2003/0055146호, 제2003/0022568호, 제2003/0045645호, 제2004/0058600호, 제2004/0058073호, 제2004/0063888호, 제2004/0055704호, 제2004/0058606호 및 제2004/0062791호에 개시되어 있으며, 상기 문헌 모두는, 본원과 불일치하는 임의의 개시 내용 또는 정의의 경우, 본원의 개시 내용 또는 정의가 우세한 것으로 생각되어야 하는 것을 제외하고는, 본원에 전문이 참고로 포함된다.
바람직하게는, 이온-민감성 중합체는, 1가 및/또는 2가 이온을 함유하는 1종 이상의 무기 및/또는 유기 염으로 이루어질 수 있는 불용성화제 약 0.3 중량％ 이상을 포함하는 액체 와이프 조성물에 불용성일 수 있다. 보다 바람직하게는, 이온-민감성 중합체는, 1가 및/또는 2가 이온을 함유하는 1종 이상의 무기 및/또는 유기 염으로 이루어질 수 있는 불용성화제 약 0.3 중량％ 내지 약 10 중량％를 포함하는 액체 와이프 조성물에 불용성일 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 이온-민감성 중합체는, 1가 및/또는 2가 이온을 함유하는 1종 이상의 무기 및/또는 유기 염을 포함하는 불용성화제 약 0.5 중량％ 내지 약 5 중량％를 포함하는 액체 와이프 조성물에 불용성일 수 있다. 특히 바람직하게는, 이온-민감성 중합체는 1가 및/또는 2가 이온을 함유하는 1종 이상의 무기 및/또는 유기 염을 포함하는 불용성화제 약 1 중량％ 내지 약 4 중량％를 포함하는 액체 와이프 조성물에 불용성일 수 있다. 적합한 1가 이온으로는, 비제한적으로 Na+ 이온, K+ 이온, Li+ 이온, NH4 + 이온, 저분자량 4급 암모늄 화합물 (예를 들어, 임의의 측기 상에 5개보다 적은 탄소를 갖는 것) 및 이들의 조합을 들 수 있다. 적합한 2가 이온으로는, 비제한적으로 Zn2+, Ca2+ 및 Mg2+를 들 수 있다. 이러한 1가 및 2가 이온은, 비제한적으로 NaCl, NaBr, KCl, NH4Cl, Na2SO4, ZnCl2, CaCl2, MgCl2, MgSO4 및 이들의 조합을 비롯한, 유기 및 무기 염으로부터 유도될 수 있다. 전형적으로, 알칼리 금속 할라이드가 비용, 순도, 저 독성 및 이용가능성으로 인하여 가장 바람직한 1가 또는 2가 이온이다. 바람직한 염은 NaCl이다.
바람직한 실시양태에서, 이온-민감성 중합체는 바람직하게는 염화나트륨을 함유하는 액체 와이프 조성물과 조합하여, 충분한 사용중 강도 (전형적으로 >300 gf/in)를 갖는 부직웹을 제공할 수 있다. 이러한 부직웹은 수돗물에서 분산되어, 바람직하게는 24시간 이하 이내에 그의 대부분의 습윤 강도 (<100 gf/in)를 손실할 수 있다.
또다른 바람직한 실시양태에서, 이온-민감성 중합체는, 96 몰％의 메틸 아크릴레이트 및 4 몰％의 [2-(아크릴로일옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드의 중합 생성물인 양이온성 폴리아크릴레이트인 양이온성 민감성 중합체를 포함할 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, 결합제 조성물은 촉발성 중합체 및/또는 공동결합제를 포함할 수 있다. 결합제 조성물이 촉발성 중합체 및 공동결합제를 포함할 경우, 촉발성 중합체 및 공동결합제는 바람직하게는 수용액에서 서로 상용성이어서 1) 연속 공정으로 결합제 조성물을 섬유상 기재로 용이하게 적용할 수 있게 하고, 2) 결합제 조성물의 분산성에 대한 방해를 방지할 수 있다. 따라서, 촉발성 중합체가 음이온성 이온-민감성 중합체일 경우, 음이온성, 비이온성 또는 매우 약하게 양이온성인 공동결합제가 바람직할 수 있다. 촉발성 중합체가 양이온성 이온-민감성 중합체일 경우, 양이온성, 비이온성 또는 매우 약하게 음이온성인 공동결합제가 첨가될 수 있다. 또한, 공동결합제는 바람직하게는 공유 결합에 의해 부직물에 상당한 점착력을 제공하지 않아서 부직웹의 분산성을 방해하지 않는다.
공동결합제의 존재는 다수의 바람직한 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 공동결합제는 촉발성 중합체의 전단 점도를 감소시키는 작용을 하여 결합제 조성물이 촉발성 결합제 단독일 때보다 개선된 분무성을 갖도록 할 수 있다. 용어 "분무성"의 사용은, 이러한 중합체가 분무에 의해 섬유재 또는 섬유상 기재에 적용되어 기재의 표면을 가로질러 이러한 중합체의 균일한 분포 및 이러한 중합체의 기재로의 침투를 허용할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 공동결합제는, 촉발성 중합체만이 적용된 부직웹의 강성과 비교하여, 부직웹의 강성을 감소시킬 수 있다. 공동결합제가 촉발성 중합체의 유리 전이 온도 Tg보다 낮은 Tg를 가질 경우, 감소된 강성이 달성될 수 있다. 또한, 공동결합제는 촉발성 중합체보다 덜 비쌀 수 있고, 필요한 촉발성 중합체의 양을 감소시킴으로써, 결합제 조성물의 비용을 감소시키는 작용을 할 수 있다. 따라서, 습윤 와이프의 분산성 및 사용중 강도 특성을 저해하지 않도록 결합제 조성물에서 가능한 최고량의 공동결합제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 공동결합제는 결합제 조성물 중 촉발성 중합체의 일부분을 대신하고, 대략 동일한 인장 강도를 갖지만 결합제 조성물에 촉발성 중합체만을 함유하는 습윤 와이프에 비하여, 소정의 강도 수준이 달성될 수 있게 하여 다음의 특성 중 하나 이상을 제공한다: 낮은 강성, 우수한 촉각 특성 (예를 들어, 매끄러움 또는 평탄함) 또는 감소된 비용.
일 실시양태에서, 결합제 조성물에 존재하는 공동결합제는, 결합제 조성물의 질량에 대하여, 약 10％ 이하, 보다 바람직하게는 약 15％ 이하, 보다 바람직하게는 20％ 이하, 보다 바람직하게는 30％ 이하, 또는 보다 바람직하게는 약 45％ 이하일 수 있다. 결합제 조성물의 고형분 질량에 대하여 공동결합제의 예시적인 범위는 약 1％ 내지 약 45％, 약 25％ 내지 약 35％, 약 1％ 내지 약 20％ 및 약 5％ 내지 약 25％를 포함할 수 있다.
공동결합제는 당업계에 공지된 바와 같은 광범위한 다양한 중합체로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 공동결합제는 폴리(에틸렌-비닐 아세테이트), 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(스티렌-아크릴), 비닐 아크릴 삼원공중합체, 폴리에스테르 라텍스, 아크릴 에멀전 라텍스, 폴리(비닐 클로라이드), 에틸렌-비닐 클로라이드 공중합체, 카르복실화 비닐 아세테이트 라텍스 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 다양한 추가의 예시적인 공동결합제 중합체가 미국 특허 제6,653,406호 및 미국 특허 출원 공보 제2003/00326963호에 논의되어 있으며, 상기 문헌 모두 전문이 본원에 참고로 포함된다. 특히 바람직한 공동결합제로는 에어플렉스(Airflex; 등록상표) EZ123 및 에어플렉스(등록상표) 110을 들 수 있다.
본원에 기재된 부직웹을 제조하기 위하여, 결합제 조성물을 임의의 공지된 방법에 의해 섬유재에 적용할 수 있다. 결합제 조성물을 적용하기 위한 적합한 방법으로는, 비제한적으로 인쇄, 분무, 정전기적 분무, 계량된 압축 롤의 사용 또는 함침을 들 수 있다. 결합제 조성물의 양을 계량 첨가하고, 섬유재 상에 균일하게 분배하거나, 섬유재 상에 비-균일하게 분배할 수 있다.
결합제 조성물을 섬유재에 적용하면, 필요할 경우, 임의의 통상적인 수단에 의해 건조를 수행할 수 있다. 건조되면, 부직물은 비처리된 습윤-레이드(wet-laid) 또는 건조-레이드(dry-laid) 섬유재의 인장 강도와 비교할 때 개선된 인장 강도를 나타낼 수 있고, 수돗물에 넣었을 때 신속하게 "허물어지거나" 분해되는 능력을 가져야 한다.
습윤 와이프를 제조하기 위하여 다수의 기술이 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 이러한 기술은 다음의 단계를 포함할 수 있다:
1. 섬유재 (예를 들어, 비결합 에어레이드, 티슈 웹, 카디드 웹, 플러프(fluff) 펄프 등)를 제공하는 단계.
2. 결합제 조성물을 전형적으로 액체, 현탁액 또는 발포체 형태로 섬유재에 적용하여 부직웹을 제공하는 단계.
3. 부직웹을 건조시킬 수 있는 단계.
4. 습윤 조성물을 부직웹에 적용하여 습윤 와이프를 생성하는 단계.
5. 습윤 와이프를 롤 형태 또는 스택으로 넣고, 제품을 포장하는 단계.
일 실시양태에서, 결합제 조성물의 촉발성 중합체가 혼합물로서 섬유재에 적용되도록 상기 논의된 단계 2를 수행할 수 있으며, 혼합물 적용으로 칭해진다.
일 실시양태에서, 단계 2에서 적용된 결합제 조성물은 촉발성 중합체를 포함할 수 있다. 또다른 실시양태에서, 단계 2에서 적용된 결합제 조성물은 촉발성 중합체 및 공동결합제를 포함할 수 있다.
완성된 습윤 와이프는 개별적으로 바람직하게는 접힌 상태로 습기 방지 봉투에 포장되거나, 와이프에 적용된 습윤 조성물과 함께 수밀 패키지(water-tight package)로 임의의 원하는 수의 시트를 보유하는 용기에 포장될 수 있다. 접힌 습윤 와이프의 제조에 사용될 수 있는 몇가지 예시적인 방법이 미국 특허 제5,540,332호 및 제6,905,748호에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 본원에 참고로 포함된다. 또한, 완성된 와이프는 와이프에 적용된 습윤 조성물과 함께 롤 상에 임의의 원하는 수의 시트를 보유하는 습기 방지 용기에 분리가능한 시트의 롤로서 포장될 수 있다. 롤은 심이 없고, 속이 비거나 속이 꽉 찰 수 있다. 중공 중심을 갖거나 중실 중심을 갖지 않는 롤을 포함하는, 심이 없는 롤은, 미국 캘리포니아주 새너제이 소재 SRP 인더스트리, 인코포레이티드(SRP Industry, Inc.)의 것; 일본 소재 시마쯔 매뉴팩처링(Shimizu Manufacturing)의 것; 및 미국 특허 제4,667,890호에 개시된 장치를 비롯한, 공지된 심이 없는 롤 권취기를 사용하여 제조될 수 있다. 또한, 미국 특허 제6,651,924호는 습윤 와이프의 심이 없는 롤의 제조 방법의 예를 제공한다.
와이프 기재 이외에, 습윤 와이프는 또한 본원에 기재된 액체 와이프 조성물을 함유한다. 액체 습윤 와이프 조성물은 습윤 와이프 베이스시트로 흡수될 수 있는 임의의 액체일 수 있고, 목적하는 와이핑 특성을 제공하는 임의의 적합한 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 성분은 당업자에게 널리 공지되어 있는 물, 완화제, 계면활성제, 방향제, 방부제, 유기산 또는 무기산, 킬레이트제, pH 완충제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 액체는 로션, 약제 및/또는 항균제를 함유할 수도 있다.
습윤 와이프에서 시트-대-시트 접착력을 감소시키고, 스택 높이를 개선시키고, 가요성을 증가시키고, 강도를 유지시키기 위하여, 액체 와이프 조성물은 폴리실록산으로 이루어진 접착 방지 성분을 포함한다. 폴리실록산의 특정 구조는 베이스시트에 목적하는 생성물 특성을 제공할 수 있다.
폴리실록산은 매우 광범위한 부류의 화합물을 포함한다. 그것은 하기 일반적인 골격 구조를 갖는 것을 특징으로 한다:
Figure 112011078343663-pct00002
상기 식에서,
R' 및 R"은 광범위한 범위의 유기 및 비-유기 기 (이러한 기의 혼합물 포함)일 수 있고, a는 2 이상의 정수이다. 이러한 폴리실록산은 선형 또는 분지형일 수 있다. 그것은 다양한 조성의 관능기를 함유하는 광범위한 다양한 폴리실록산 공중합체를 포함할 수 있다. 따라서, R' 및 R"은 실제로 동일한 중합체 분자내에서 다수의 상이한 유형의 기를 나타낼 수 있다. 본 발명의 범위는 폴리실록산 구조가 상기한 제품 이점을 베이스시트 및/또는 최종 티슈 제품에 제공하는 한, 특정 폴리실록산 구조에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.
일반적인 골격 구조 이외에, 폴리실록산의 관능화가 중합체의 주쇄 (측쇄 관능성 폴리실록산)에서, 쇄 말단 (말단 쇄 관능성 폴리실록산)에서, 또는 둘다 (완전 관능성 폴리실록산)에서 일어날 수 있다. 관능화된 폴리실록산에 대한 보다 일반적인 구조는 측쇄 및 말단 쇄 구조 변형을 모두 포함한다:
Figure 112011078343663-pct00003
바람직하게는, 접착 방지 성분으로서 사용하기 위한 폴리실록산은 오르가노폴리실록산이다. 폴리에테르 오르가노폴리실록산 및 아미노-관능성 오르가노폴리실록산, 또는 혼합 아미노-폴리에테르 폴리실록산이 특히 바람직하다. 선형 또는 분지형 오르가노폴리실록산은 본 발명의 범위내에 포함된다. 선형 말단 쇄 관능화된 오르가노폴리실록산이 바람직하다. 가장 바람직한 폴리실록산은, 수성 매질내에서 분배를 제공하기에 충분하지만, 중합체의 일반적인 비-오르가노폴리실록산 부분으로부터 유도된 성능을 손상시키기에는 불충분한 수준의 유기관능기를 갖는 선형 말단 쇄 관능화된 유기관능성 폴리실록산이다. 아미노-관능성 오르가노폴리실록산은 완전 치환된 아민 관능성 오르가노폴리실록산 뿐만 아니라, 4급 아민 및 양쪽성 관능성 오르가노폴리실록산을 포함하도록 유도된다.
본 발명자들은 모든 폴리실록산이 본 발명의 목적하는 성능 특성을 제공하는 것은 아니라는 것을 발견하였다. 임의의 특정 이론에 의해 제한되는 것은 아니지만, 오르가노폴리실록산 조성물에서 "비-오르가노폴리실록산"의 임계 수준이 필요한 것으로 생각된다. 중합체 조성물에 불충분한 폴리실록산 특성이 존재할 경우, 시트 대 시트 접착력에 대한 목적하는 감소가 실현되지 않는다. 오르가노폴리실록산의 바람직한 특정 예로는 하기 화학식으로 나타내어지는 것을 들 수 있다:
Figure 112011078343663-pct00004
상기 식에서,
p + q = 0 내지 2000; R1은 독립적으로 1가 탄화수소기 또는 히드록실기를 나타내고; R2는 독립적으로 1가 탄화수소기 또는 히드록실기를 나타내거나, 독립적으로 아민, 폴리에테르, 4급 화합물 또는 양쪽성 고분자전해질 관능성 1가 탄화수소기를 나타내고; R3은 독립적으로 1가 탄화수소기 또는 히드록실기를 나타내거나, 독립적으로 아민, 폴리에테르, 4급 화합물 또는 양쪽성 고분자전해질 관능성 1가 탄화수소기를 나타낸다.
중합체 쇄의 말단의 지정에 약간의 가변성이 존재한다는 것을 인지하여야 한다. 폴리실록산의 측쇄 치환이 우세할 경우, 중합체 말단 단위는 -Si(R2)3 라디칼로 이루어질 수 있다. 엄격하게 말단 쇄 치환된 중합체의 경우, 중합체 말단 단위는 -Si(R3)2R2 라디칼로 이루어질 수 있고, q는 0의 값을 가질 것이다. 접착 방지 성분으로서 사용하기 위한 중합체의 추가의 구조적 특성 및 예가, 각각의 부류의 관능기가 기재됨에 따라 예시될 것이다.
바람직한 폴리실록산 조성물의 경우, 물 중 폴리실록산의 어느 정도 수준의 가용성 또는 분산성이 바람직하다는 것을 주목하여야 한다. 또한, 폴리실록산에 포함된 오르가노폴리실록산 관능기가 수용성을 부여하는 중합체의 라디칼임을 주목하여야 한다. 또한, 치환 수준, 오르가노-치환의 길이 및 오르가노-치환의 위치 모두가 물 중 폴리실록산의 궁극적인 가용성 또는 분산성에 영향을 미친다.
본 발명의 중합체를 기술하기 위하여 가능한 구조의 잠재적인 가변성이 매우 많이 존재하기 때문에, 특정 치환 범위의 단일의 일반적인 조성물로 본 발명의 모든 조성물을 다루는 것은 가능하지 않다. 따라서, 바람직한 오르가노폴리실록산 중합체의 일반적인 구조적 특성을 기술하고, 추가로 베이스시트에 상기한 제품 개선을 제공하는 목적하는 가용성 또는 분산성 특성을 부여하기 위하여 치환의 평균 수준 및 치환의 길이를 조합하여야 한다는 것을 명시하는 것이 필요하다.
R1로서 1가 탄화수소기의 예로는 알킬, 아릴 및 알콕시 기를 들 수 있다. R1로서, C1-3 알킬기 (특히 메틸기) 및 C1-15 알콕시기가 바람직하다. R1 라디칼의 추가의 예로는 -OCH3, -OCH2CH3, -OH를 들 수 있다.
R2 및 R3으로서 1가 탄화수소기의 예로는 알킬, 아릴 및 알콕시 기를 들 수 있다. R2 및 R3으로서, C1-3 알킬기 (특히 메틸기) 및 C1-15 알콕시기가 바람직하다. R2 및 R3 라디칼의 추가의 예로는 -OCH3, -OCH2CH3, -OH를 들 수 있다.
또한, R2 및 R3은 독립적으로 아민, 폴리에테르, 4급 화합물 및/또는 양쪽성 고분자전해질 관능성인 기로부터 선택된 탄화수소기를 나타낼 수 있다. 이러한 구조는 별도로 추가로 설명될 것이다.
R2 및 R3은 독립적으로 하나 이상의 폴리에테르 라디칼을 함유하는 1가 유기 기를 나타낼 수 있다. R3으로서 폴리에테르 라디칼을 함유하는 1가 유기 기의 예로는 다음을 들 수 있다:
Figure 112011078343663-pct00005
상기 식에서,
R4는 1 내지 6개의 탄소 원자의 2가 탄화수소기이고; R5는 1 내지 10개의 탄소 원자의 1가 탄화수소기 또는 수소이고; b에 대한 a의 비는 0 내지 1이고; a + b = 2 내지 20.
또한, R2 및 R3은 하나 이상의 아민 라디칼을 함유하는 1가 유기 기를 나타낼 수 있다. 또한, 아민 관능성 R3은 추가의 폴리에테르 관능기로 더 관능화될 수 있다. R3으로서 아민 및 아민/폴리에테르 라디칼을 함유하는 1가 유기 기의 예로는 다음을 들 수 있다:
Figure 112011078343663-pct00006
상기 식에서,
R4는 1 내지 6개의 탄소 원자의 2가 탄화수소기이고; R6은 수소, 또는 하기 본원에 예시된 1가 폴리에테르 관능성 탄화수소 라디칼이다:
Figure 112011078343663-pct00007
상기 식에서,
R5는 1 내지 10개의 탄소 원자의 1가 탄화수소기 또는 수소이다.
또한, 아민 및 아민/폴리에테르 관능기를 폴리실록산에 도입한 R2 및 R3에 대한 다른 구조가 포함될 수 있다.
R2 및 R3은 독립적으로 하나 이상의 4급 아민 라디칼을 함유하는 1가 유기 기를 나타낼 수 있다. R3으로서 4급 아민 라디칼을 함유하는 예시적인 1가 유기 기로는 다음을 들 수 있다:
Figure 112011078343663-pct00008
상기 식에서,
R4는 1 내지 6개의 탄소 원자의 2가 탄화수소기이고; R5는 1 내지 10개의 탄소 원자의 1가 탄화수소기 또는 수소이다.
또한, 4급 아민 관능기를 폴리실록산에 도입한 R2 및 R3에 대한 다른 구조가 포함될 수 있다.
R2 및 R3은 양쪽성 고분자전해질에서 관능성일 수 있고, 독립적으로 하나 이상의 양쪽성 라디칼을 함유하는 1가 유기 기를 나타낸다. R3으로서 양쪽성 라디칼을 함유하는 1가 유기 기의 예로는 다음을 들 수 있다:
Figure 112011078343663-pct00009
습윤 와이프에서 개선된 시트 접착력 감소를 제공하는 오르가노폴리실록산 조성물의 예로는 미국 오하이오주 아크론 소재 신에쯔 실리콘즈 오브 아메리카, 인코포레이티드(Shin-etsu Silicones of America, Inc.)에 의해 제조된 실리콘인 KF-889(등록상표)를 들 수 있다. 이 화합물은 미국 특허 제6,515,095호에 완전히 기재되어 있으며, 본원에 참고용으로 제공된다. 바람직한 오르가노폴리실록산의 또다른 예는 독일 소재 에보니크 인더스트리즈(Evonik Industries)로부터 입수가능한 아빌(Abil; 등록상표)쿠아트(Quat) 3274이다. 또다른 바람직한 오르가노폴리실록산은 미국 미시간주 미들랜드 소재 다우 코닝(Dow Corning)으로부터 입수가능한 다우 코닝(등록상표) 8600이다. 이러한 실리콘 모두 습윤 와이프 제품의 다른 중요한 성능 파라미터의 손상없이 시트 대 시트 접착력의 목적하는 감소를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 액체 와이프 조성물 중 접착 방지 성분으로서 오르가노폴리실록산의 존재는 개선된 가요성 및 층 당 스택 두께 계산치의 증가를 제공한다.
전형적으로, 액체 와이프 조성물은 약 0.05％ (액체 와이프 조성물의 중량 기준) 내지 약 5％ (액체 와이프 조성물의 중량 기준)의 오르가노폴리실록산을 함유한다. 바람직하게는, 액체 와이프 조성물은 약 0.1％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 2％ (조성물의 중량 기준)의 오르가노폴리실록산을 함유한다.
액체 와이프 조성물은 바람직하게는 약 10％ (기재의 중량 기준) 내지 약 600％ (기재의 중량 기준), 보다 바람직하게는 약 50％ (기재의 중량 기준) 내지 약 500％ (기재의 중량 기준), 보다 더 바람직하게는 약 100％ (기재의 중량 기준) 내지 약 500％ (기재의 중량 기준), 특히 보다 바람직하게는 약 200％ (기재의 중량 기준) 내지 300％ (기재의 중량 기준)의 첨가량(add-on amount)으로 와이프에 도입될 수 있다.
목적하는 액체 와이프 조성물 첨가량은 와이프 기재의 조성에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 전형적으로, 코폼 베이스시트의 경우, 습윤 와이프 조성물 첨가량은 약 250％ (기재의 중량 기준) 내지 약 350％ (기재의 중량 기준), 보다 전형적으로 약 330％ (기재의 중량 기준)일 것이다. 에어레이드 베이스시트의 경우, 조성물 첨가량은 전형적으로 약 130％ (기재의 중량 기준) 내지 약 300％ (기재의 중량 기준)일 것이고, 보다 전형적으로 약 235％ (기재의 중량 기준)일 것이다.
분산성 와이프의 경우, 부직물과 조합하여 사용하기 위한 액체 와이프 조성물은 바람직하게는, 불용성화제가 수돗물로 희석될 때까지, 결합제 조성물의 점착성 및 따라서, 습윤 와이프의 사용중 강도를 유지시키는 불용성화제를 함유하는 수성 조성물을 포함할 수 있다. 따라서, 액체 와이프 조성물은 촉발성 중합체 및 부수적으로 결합제 조성물의 촉발성에 기여할 수 있다.
액체 와이프 조성물 중 불용성화제는 염, 예컨대 이온-민감성 중합체와 사용하기 위하여 상기 개시된 것, 1가 및 다가 이온 모두를 갖는 염의 블렌드, 또는 결합제 조성물에 사용중 및 저장 강도를 제공하는 임의의 다른 화합물일 수 있고, 물에 희석되어 더 약한 상태로의 결합제 조성물의 이행으로서 습윤 와이프의 분산을 허용할 수 있다. 액체 와이프 조성물은 바람직하게는 액체 와이프 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.3 중량％ 초과의 불용성화제를 함유할 수 있다. 액체 와이프 조성물은 바람직하게는 액체 와이프 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.3 중량％ 내지 약 10 중량％의 불용성화제를 함유할 수 있다. 보다 바람직하게는, 액체 와이프 조성물은 액체 와이프 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량％ 내지 약 5 중량％의 불용성화제를 함유할 수 있다. 보다 바람직하게는, 액체 와이프 조성물은 액체 와이프 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 중량％ 내지 약 4 중량％의 불용성화제를 함유할 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 액체 와이프 조성물은 액체 와이프 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 중량％ 내지 약 2 중량％의 불용성화제를 함유할 수 있다.
액체 와이프 조성물은 바람직하게는 촉발성 중합체, 공동결합제 중합체 및 결합제 조성물의 임의의 다른 성분과 상용성일 수 있다. 또한, 액체 와이프 조성물은 바람직하게는 수돗물에서 분산성을 제공하면서 사용, 저장 및/또는 분배 동안 점착성을 유지하는 습윤 와이프의 능력에 기여한다.
한 예에서, 액체 와이프 조성물은 물을 함유할 수 있다. 액체 와이프 조성물은 적합하게는 물을 약 0.1％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 99.9％ (조성물의 중량 기준), 보다 전형적으로 약 40％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 99％ (조성물의 중량 기준), 보다 바람직하게는 약 60％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 99.9％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 함유할 수 있다. 예를 들어, 조성물이 습윤 와이프와 관련되어 사용될 경우, 조성물은 적합하게는 물을 약 75％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 99.9％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 함유할 수 있다.
액체 와이프 조성물은 피부 또는 모발에 이로운 효과를 부여하는 추가의 제제를 더 함유하고/거나 추가로 본원에 기재된 조성물 및 와이프의 심미적 느낌을 개선하는 작용을 할 수 있다. 적합한 피부 이점제의 예로는 완화제, 스테롤 또는 스테롤 유도체, 천연 및 합성 지방 또는 오일, 점도 향상제, 레올로지 개질제, 폴리올, 계면활성제, 알코올, 에스테르, 실리콘, 점토, 전분, 셀룰로스, 미립자, 보습제, 필름 형성제, 슬립 개질제, 표면 개질제, 피부 보호제, 습윤제, 선스크린(sunscreen) 등을 들 수 있다.
따라서, 한 예에서, 액체 와이프 조성물은, 전형적으로 피부를 연화시키고, 진정시키고, 달리 윤활하게 하고/거나 촉촉하게 하는 작용을 하는 1종 이상의 완화제를 임의로 더 포함할 수 있다. 조성물에 도입될 수 있는 적합한 완화제로는 오일, 예컨대 바셀린 기재 오일, 바셀린, 광유, 알킬 디메티콘, 알킬 메티콘, 알킬디메티콘 코폴리올, 페닐 실리콘, 알킬 트리메틸실란, 디메티콘, 디메티콘 교차중합체(crosspolymer), 시클로메티콘, 라놀린 및 그의 유도체, 글리세롤 에스테르 및 유도체, 프로필렌 글리콜 에스테르 및 유도체, 알콕실화 카르복실산, 알콕실화 알코올 및 이들의 조합을 들 수 있다.
에테르, 예컨대 유칼립톨, 세테아릴 글루코시드, 디메틸 이소소르브산 폴리글리세릴-3 세틸 에테르, 폴리글리세릴-3 데실테트라데칸올, 프로필렌 글리콜 미리스틸 에테르 및 이들의 조합이 또한 완화제로서 적합하게 사용될 수 있다.
또한, 액체 와이프 조성물은 완화제를 약 0.01％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 20％ (조성물의 중량 기준), 보다 바람직하게는 약 0.05％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 10％ (조성물의 중량 기준), 보다 전형적으로 약 0.1％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 5％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 포함할 수 있다.
또한, 1종 이상의 점도 향상제를 액체 와이프 조성물에 첨가하여 점도를 증가시키고, 조성물을 안정화시키는데 도움을 줌으로써 조성물의 이동을 감소시키고, 피부로의 전달을 개선시킬 수 있다. 적합한 점도 향상제로는 폴리올레핀 수지, 친유성/오일 증점제, 폴리에틸렌, 실리카, 실리카 실릴레이트, 실리카 메틸 실릴레이트, 콜로이드 실리콘 디옥시드, 세틸 히드록시 에틸 셀룰로스, 다른 유기적으로 개질된 셀룰로스, PVP/데칸 공중합체, PVM/MA 데카디엔 교차중합체, PVP/에이코센 공중합체, PVP/헥사데칸 공중합체, 점토, 전분, 검, 수용성 아크릴레이트, 카르보머, 아크릴레이트 기재 증점제, 계면활성제 증점제 및 이들의 조합을 들 수 있다.
액체 와이프 조성물은 바람직하게는 1종 이상의 점도 향상제를 약 0.01％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 25％ (조성물의 중량 기준), 보다 바람직하게는 약 0.05％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 10％ (조성물의 중량 기준), 보다 더 바람직하게는 약 0.1％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 5％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 포함할 수 있다.
본 개시물의 조성물은 임의로 습윤제를 더 함유할 수 있다. 적합한 습윤제의 예로는 글리세린, 글리세린 유도체, 나트륨 히알루로네이트, 베타인, 아미노산, 글리코스아미노글리칸, 꿀, 소르비톨, 글리콜, 폴리올, 당, 수소화 전분 가수분해물, PCA의 염, 락트산, 락테이트 및 우레아를 들 수 있다. 특히 바람직한 습윤제는 글리세린이다. 본 개시물의 조성물은 적합하게는 1종 이상의 습윤제를 약 0.05％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 25％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 포함할 수 있다.
본 개시물의 조성물은 임의로 필름 형성제를 더 함유할 수 있다. 적합한 필름 형성제의 예로는 라놀린 유도체 (예를 들어, 아세틸화 라놀린), 지방 과다 함유 오일, 시클로메티콘, 시클로펜타실록산, 디메티콘, 합성 및 생물학적 중합체, 단백질, 4급 암모늄 물질, 전분, 검, 셀룰로스, 폴리사카라이드, 알부민, 아크릴레이트 유도체, IPDI 유도체 등을 들 수 있다. 본 개시물의 조성물은 적합하게는 1종 이상의 필름 형성제를 약 0.01％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 20％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 포함할 수 있다.
또한, 액체 와이프 조성물은 피부 보호제를 더 함유할 수 있다. 적합한 피부 보호제의 예로는 SP 논문 (21 CFR §347)에 언급된 성분을 들 수 있다. 적합한 피부 보호제 및 양은, §347.20(a)(1) 또는 (a)(2)에 따라 SP 논문, 서브파트 B - 활성 성분 §347.10에 기재되어 있는 것: (a) 알란토인, 0.5 내지 2％, (b) 알루미늄 히드록시드 겔, 0.15 내지 5％, (c) 칼라민, 1 내지 25％, (d) 코코아 버터, 50 내지 100％, (e) 대구 간유, 5 내지 13.56％ (단, 제품은 24시간 동안 사용된 양이 10,000 U.S.P 단위의 비타민 A 및 400 U.S.P. 단위의 콜레칼시페롤을 초과하지 않도록 표지됨), (f) 콜로이드 오트밀, 0.007％ 최소량; §347.20(a)(4)에 따라 광유와 조합하여 0.003％ 최소량, (g) 디메티콘, 1 내지 30％, (h) 글리세린, 20 내지 45％, (i) 경질 지방, 50 내지 100％, (j) 카올린, 4 내지 20％, (k) 라놀린, 12.5 내지 50％, (l) 광유, 50 내지 100％; §347.20(a)(4)에 따라 콜로이드 오트밀과 조합하여 30 내지 35％, (m) 바셀린, 30 내지 100％, (o) 나트륨 비카르보네이트, (q) 국소 전분, 10 내지 98％, (r) 백색 바셀린, 30 내지 100％, (s) 아연 아세테이트, 0.1 내지 2％, (t) 아연 카르보네이트, 0.2 내지 2％, (u) 아연 옥시드, 1 내지 25％를 포함한다.
또한, 액체 와이프 조성물은 선스크린을 더 함유할 수 있다. 적합한 선스크린의 예로는 아미노벤조산, 아보벤존, 시녹세이트, 디옥시벤존, 호모살레이트, 멘틸 안트라닐레이트, 옥토크릴렌, 옥티녹세이트, 옥티살레이트, 옥시벤존, 파디메이트 O, 페닐벤즈이미다졸 술폰산, 술리소벤존, 티타늄 디옥시드, 트롤아민 살리실레이트, 아연 옥시드 및 이들의 조합을 들 수 있다. 다른 적합한 선스크린 및 양은, 본원에 참고로 포함되는 선스크린에 대한 파이널 오버-더-카운터 드러그 프로덕츠 논문(Final Over-the-Counter Drug Products Monograph on Sunscreens)(공보(Federal Register), 1999:64:27666-27693)에 기재된 바와 같은, FDA에 의해 승인된 것 뿐만 아니라, 유럽 연합 승인된 선스크린 및 양을 포함한다.
또한, 액체 와이프 조성물은 추가로 4급 암모늄 물질을 함유할 수 있다. 적합한 4급 암모늄 물질의 예로는 폴리쿼터늄-7, 폴리쿼터늄-10, 벤즈알코늄 클로라이드, 베헨트리모늄 메토술페이트, 세트리모늄 클로라이드, 코카미도프로필 pg-디모늄 클로라이드, 구아 히드록시프로필트리모늄 클로라이드, 이소스테아르아미도프로필 모르폴린 락테이트, 폴리쿼터늄-33, 폴리쿼터늄-60, 폴리쿼터늄-79, 쿼터늄-18 헥토라이트, 쿼터늄-79 가수분해 실크, 쿼터늄-79 가수분해 대두 단백질, 유채씨 아미도프로필 에틸디모늄 에토술페이트, 실리콘 쿼터늄-7, 스테아르알코늄 클로라이드, 팔미트아미도프로필트리모늄 클로라이드, 부틸글루코시드, 히드록시프로필트리모늄 클로라이드, 라우르디모늄히드록시프로필 데실글루코시드 클로라이드 등을 들 수 있다. 본 개시물의 조성물은 적합하게는 1종 이상의 4급 물질을 약 0.01％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 20％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 포함할 수 있다.
액체 와이프 조성물은 임의로 계면활성제를 더 함유할 수 있다. 적합한 추가의 계면활성제의 예로는, 예를 들어 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터이온성(zwitterionic) 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 이들의 조합을 들 수 있다. 적합한 계면활성제의 구체적인 예는 당업계에 공지되어 있으며, 액체 와이프 조성물 및 와이프에 도입되기에 적합한 것을 포함한다. 본 개시물의 조성물은 적합하게는 1종 이상의 계면활성제를 약 0.01％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 20％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 포함할 수 있다.
비이온성 계면활성제 이외에, 클렌저(cleanser)는 또한 다른 유형의 계면활성제를 함유할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 양쪽성 계면활성제, 예컨대 쯔비터이온성 계면활성제가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시물에 사용될 수 있는 한 부류의 양쪽성 계면활성제는, 직쇄 또는 분지쇄인 지방족 라디칼을 갖는 2급 및 3급 아민의 유도체이며, 여기서 상기 지방족 치환기 중 하나는 약 8 내지 18개의 탄소 원자를 함유하고, 지방족 치환기 중 적어도 하나는 음이온성 수용성 기, 예컨대 카르복시, 술포네이트 또는 술페이트 기를 함유한다. 양쪽성 계면활성제의 몇가지 예로는, 비제한적으로 나트륨 3-(도데실아미노)프로피오네이트, 나트륨 3-(도데실아미노)-프로판-1-술포네이트, 나트륨 2-(도데실아미노)에틸 술페이트, 나트륨 2-(디메틸아미노)옥타데카노에이트, 디나트륨 3-(N-카르복시메틸-도데실아미노)프로판-1-술포네이트, 디나트륨 옥타데실이미노디아세테이트, 나트륨 1-카르복시메틸-2-운데실이미다졸 및 나트륨 N,N-비스(2-히드록시에틸)-2-술페이토-3-도데콕시프로필아민을 들 수 있다.
적합한 양쪽성 계면활성제의 또다른 부류는 포스포베타인 및 포스피타인을 포함한다. 예를 들어, 이러한 양쪽성 계면활성제의 몇가지 예로는, 비제한적으로 나트륨 코코넛 N-메틸 타우레이트, 나트륨 올레일 N-메틸 타우레이트, 나트륨 톨유 산 N-메틸 타우레이트, 나트륨 팔미토일 N-메틸 타우레이트, 코코디메틸카르복시메틸베타인, 라우릴디메틸카르복시메틸베타인, 라우릴디메틸카르복시에틸베타인, 세틸디메틸카르복시메틸베타인, 라우릴-비스-(2-히드록시에틸)카르복시메틸베타인, 올레일디메틸감마카르복시프로필베타인, 라우릴-비스-(2-히드록시프로필)-카르복시에틸베타인, 코코아미도디메틸프로필술타인, 스테아릴아미도디메틸프로필술타인, 라우릴아미도-비스-(2-히드록시에틸)프로필술타인, 디-나트륨 올레아미드 PEG-2 술포숙시네이트, TEA 올레아미도 PEG-2 술포숙시네이트, 디나트륨 올레아미드 MEA 술포숙시네이트, 디나트륨 올레아미드 MIPA 술포숙시네이트, 디나트륨 리신올레아미드 MEA 술포숙시네이트, 디나트륨 운데실렌아미드 MEA 술포숙시네이트, 디나트륨 라우릴 술포숙시네이트, 디나트륨 밀 게르마미도 MEA 술포숙시네이트, 디나트륨 밀 게르마미도 PEG-2 술포숙시네이트, 디나트륨 이소스테아르아미데오 MEA 술포숙시네이트, 코코암포글리시네이트, 코코암포카르복시글리시네이트, 라우로암포글리시네이트, 라우로암포카르복시글리시네이트, 카프릴로암포카르복시글리시네이트, 코코암포프로피오네이트, 코코암포카르복시프로피오네이트, 라우로암포카르복시프로피오네이트, 카프릴로암포카르복시프로피오네이트, 디히드록시에틸 탤로우(tallow) 글리시네이트, 코코아미도 디나트륨 3-히드록시프로필 포스포베타인, 라우르산 미리스트산 아미도 디나트륨 3-히드록시프로필 포스포베타인, 라우르산 미리스트산 아미도 글리세릴 포스포베타인, 라우르산 미리스트산 아미도 카르복시 디나트륨 3-히드록시프로필 포스포베타인, 코코아미도 프로필 모노나트륨 포스피타인, 코카미도프로필 베타인, 라우르산 미리스트산 아미도 프로필 모노나트륨 포스피타인 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
특정 예에서, 또한, 클렌저내에 1종 이상의 음이온성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 적합한 음이온성 계면활성제로는, 비제한적으로 알킬 술페이트, 알킬 에테르 술페이트, 알킬 에테르 술포네이트, 알킬페녹시 폴리옥시에틸렌 에탄올의 술페이트 에스테르, 알파-올레핀 술포네이트, 베타-알콕시 알칸 술포네이트, 알킬랄우릴 술포네이트, 알킬 모노글리세라이드 술페이트, 알킬 모노글리세라이드 술포네이트, 알킬 카르보네이트, 알킬 에테르 카르복실레이트, 지방산 염, 술포숙시네이트, 사르코시네이트, 옥톡신올 또는 노녹신올 포스페이트, 타우레이트, 지방 타우라이드, 지방산 아미드 폴리옥시에틸렌 술페이트, 이세티오네이트 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
몇가지 적합한 음이온성 계면활성제의 특정 예로는, 비제한적으로 C8-18 알킬 술페이트, C8-18 지방산 염, 1 또는 2몰의 에톡실화기를 갖는 C8-18 알킬 에테르 술페이트, C8-18 알코일 사르코시네이트, C8-18 술포아세테이트, C8-18 술포숙시네이트, C8-18 알킬 디페닐 옥시드 디술포네이트, C8-18 알킬 카르보네이트, C8-18 알파-올레핀 술포네이트, 메틸 에스테르 술포네이트 및 이들의 블렌드를 들 수 있다. C8-18 알킬기는 직쇄 (예를 들어, 라우릴) 또는 분지쇄 (예를 들어, 2-에틸헥실)일 수 있다. 음이온성 계면활성제의 양이온은 알칼리 금속 (예를 들어, 나트륨 또는 칼륨), 암모늄, C1-4 알킬암모늄 (예를 들어, 모노-, 디-, 트리-) 또는 C1-3 알칸올암모늄 (예를 들어, 모노-, 디-, 트리-)일 수 있다.
이러한 음이온성 계면활성제의 특정 예로는, 비제한적으로 라우릴 술페이트, 옥틸 술페이트, 2-에틸헥실 술페이트, 데실 술페이트, 트리데실 술페이트, 코코에이트, 라우로일 사르코시네이트, 라우릴 술포숙시네이트, 선형 C10 디페닐 옥시드 디술포네이트, 라우릴 술포숙시네이트, 라우릴 에테르 술페이트 (1 및 2몰의 에틸렌 옥시드), 미리스틸 술페이트, 올레에이트, 스테아레이트, 탈레이트, 리신올레에이트, 세틸 술페이트 및 유사한 계면활성제를 들 수 있다.
양이온성 계면활성제, 예컨대 세틸피리디늄 클로라이드 및 메틸벤즈에토늄 클로라이드가 또한 사용될 수 있다.
또한, 액체 와이프 조성물은 추가의 유화제를 더 함유할 수 있다. 상기한 바와 같이, 천연 지방산, 에스테르 및 알코올 및 그의 유도체 및 이들의 조합이 조성물에서 유화제로서 작용할 수 있다. 임의로, 조성물은 천연 지방산, 에스테르 및 알코올 및 그의 유도체 및 이들의 조합 이외의 추가의 유화제를 함유할 수 있다. 적합한 유화제의 예로는 비이온성 유화제, 예컨대 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 80, 음이온성 유화제, 예컨대 DEA 포스페이트, 양이온성 유화제, 예컨대 베헨트리모늄 메토술페이트 등을 들 수 있다. 본 개시물의 조성물은 적합하게는 1종 이상의 추가의 유화제를 약 0.01％ (조성물의 중량 기준) 내지 약 10％ (조성물의 중량 기준)의 양으로 포함할 수 있다.
예를 들어, 비이온성 계면활성제가 유화제로서 사용될 수 있다. 비이온성 계면활성제는 전형적으로 소수성 염기, 예컨대 장쇄 알킬기 또는 알킬화 아릴기, 및 특정 수(예를 들어, 1 내지 약 30)의 에톡시 및/또는 프로폭시 잔기를 포함하는 친수성 쇄를 갖는다. 사용될 수 있는 몇가지 부류의 비이온성 계면활성제의 예로는, 비제한적으로 에톡실화 알킬페놀, 에톡실화 및 프로폭실화 지방 알코올, 메틸 글루코스의 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 소르비톨의 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 에틸렌 옥시드-프로필렌 옥시드 블록 공중합체, 지방 (C8-18)산의 에톡실화 에스테르, 에틸렌 옥시드와 장쇄 아민 또는 아미드의 축합 생성물, 에틸렌 옥시드와 알코올의 축합 생성물 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
적합한 비이온성 계면활성제의 다양한 특정 예로는, 비제한적으로 메틸 글루세스(gluceth)-10, PEG-20 메틸 글루코스 디스테아레이트, PEG-20 메틸 글루코스 세스퀴스테아레이트, C11-15 파레스(pareth)-20, 세테스(ceteth)-8, 세테스-12, 도독신올-12, 라우레스(laureth)-15, PEG-20 피마자유, 폴리소르베이트 20, 스테아레스(steareth)-20, 폴리옥시에틸렌-10 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌-10 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌-20 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌-10 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌-20 올레일 에테르, 에톡실화 노닐페놀, 에톡실화 옥틸페놀, 에톡실화 도데실페놀, 3 내지 20개의 에틸렌 옥시드 잔기를 포함하는 에톡실화 지방 (C8-22) 알코올, 폴리옥시에틸렌-20 이소헥사데실 에테르, 폴리옥시에틸렌-23 글리세롤 라우레이트, PEG 80 소르비탄 라우레이트, 폴리옥시-에틸렌-20 글리세릴 스테아레이트, PPG-10 메틸 글루코스 에테르, PPG-20 메틸 글루코스 에테르, 폴리옥시에틸렌-20 소르비탄 모노에스테르, 폴리옥시에틸렌-80 피마자유, 폴리옥시에틸렌-15 트리데실 에테르, 폴리옥시-에틸렌-6 트리데실 에테르, 라우레스-2, 라우레스-3, 라우레스-4, PEG-3 피마자유, PEG 600 디올레에이트, PEG 400 디올레에이트 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 액체 와이프 조성물은 방부제를 더 함유할 수 있다. 본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 방부제는, 예를 들어 미국 펜실베니아주 필라델피아 소재 롬 앤드 하스(Rohm & Haas)로부터 입수가능한, 메틸클로로이소티아졸리논과 메틸이소티아졸리논의 혼합물인 카톤(Kathon) CG; 미국 펜실베니아주 필라델피아 소재 롬 앤드 하스로부터 입수가능한 메틸이소티아졸리논인 네올론(Neolone) 950(등록상표), DMDM 히단토인 (예를 들어, 미국 뉴저지주 페어 론 소재 론자, 인코포레이티드(Lonza, Inc.)로부터 입수가능한 글리단트 플러스(Glydant Plus)); 요오도프로피닐 부틸카르바메이트; 벤조산 에스테르 (파라벤), 예컨대 메틸파라벤, 프로필파라벤, 부틸파라벤, 에틸파라벤, 이소프로필파라벤, 이소부틸파라벤, 벤질파라벤, 나트륨 메틸파라벤 및 나트륨 프로필파라벤; 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올; 벤조산; 이미다졸리디닐 우레아; 디아졸리디닐 우레아 등을 들 수 있다. 또다른 방부제로는 에틸헥실글리세린, 페녹시에탄올 카프릴릴 글리콜; 1,2-헥산디올, 카프릴릴 글리콜 및 트로폴론의 블렌드; 및 페녹시에탄올 및 트로폴론의 블렌드를 들 수 있다.
액체 와이프 조성물은 제약 조성물에서 통상적으로 발견되는 부가물 성분을 그의 당업계에서 확립된 방식하에 그의 당업계에서 확립된 수준으로 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물은 병용 요법을 위한 추가의 상용성 제약학적 활성 물질, 예컨대 항균제, 산화방지제, 항기생충제, 항가려움제, 항진균제, 방부제 활성제, 생물학적 활성제, 아스트린젠트(astringent), 각질 용해 활성제, 국부 마취제, 항통증제(anti-stinging agent), 항발적제(anti-reddening agent), 피부 수딩제(skin soothing agent) 및 이들의 조합을 함유할 수 있다. 본 개시물의 조성물에 포함될 수 있는 다른 적합한 첨가제로는 착색제, 냄새 제거제, 방향제, 향수, 유화제, 소포제, 윤활제, 천연 보습제, 피부 컨디셔닝제, 피부 보호제 및 다른 피부 이점제 (예를 들어, 추출물, 예컨대 알로에 베라 및 노화방지제, 예컨대 펩티드), 용매, 가용화제, 현탁제, 침윤제(wetting agent), 습윤제, pH 조절제, 완충제, 염료 및/또는 안료 및 이들의 조합을 들 수 있다.
본원에 개시된 습윤 와이프는 사용중 강도를 유지시키기 위하여 유기 용매를 필요로 하지 않고, 액체 와이프 조성물은 실질적으로 유기 용매를 포함하지 않을 수 있다. 유기 용매는 후에 기름진 느낌(greasy after-feel)을 생성하고, 다량으로 자극을 유발할 수 있다. 그러나, 사용중 습윤 강도의 유지 이외의 다양한 목적을 위하여 소량의 유기 용매가 액체 와이프 조성물에 포함될 수 있다. 일 실시양태에서, 소량의 유기 용매 (약 1％ 미만)가 방향제 또는 방부제 가용화제로 사용되어 액체 와이프 조성물의 공정 및 저장 안정성을 개선시킬 수 있다. 액체 와이프 조성물은 바람직하게는 액체 와이프 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5 중량％ 미만의 유기 용매, 예컨대 프로필렌 글리콜 및 다른 글리콜, 폴리히드록시 알코올 등을 함유할 수 있다. 보다 바람직하게는, 액체 와이프 조성물은 약 3 중량％ 미만의 유기 용매를 함유할 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 액체 와이프 조성물은 약 1 중량％ 미만의 유기 용매를 함유할 수 있다.
본원에 개시된 습윤 와이프는, 바람직하게는 충분한 인장 강도, 시트-대-시트 접착력, 층 당 스택 두께 계산치 및 가요성을 갖도록 제조될 수 있다.
습윤 와이프는, 부직 에어레이드 웹을 형성하는 섬유재 및 결합제 조성물을 갖는 와이프 기재를 사용하여 제조될 수 있다. 또한, 부직웹으로 제조된 이러한 습윤 와이프는 파괴 또는 인열 없이 사용가능하고, 소비자에게 수용가능하고, 가정용 위생 시설 시스템에서 처리되면 문제 없는 처리를 제공하도록 제조될 수 있다. 또한, 습윤 와이프는 상기한 바와 같은 코폼 기재를 사용하여 제조될 수 있다.
부직웹으로 형성된 습윤 와이프는 바람직하게는 약 100 gf/in 이상 내지 약 1000 gf/in 범위의 기계 방향 인장 강도를 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 습윤 와이프는 약 200 gf/in 이상 내지 약 800 gf/in 범위의 기계 방향 인장 강도를 가질 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 습윤 와이프는 약 300 gf/in 이상 내지 약 600 gf/in 범위의 기계 방향 인장 강도를 가질 수 있다. 가장 바람직하게는, 습윤 와이프는 약 350 gf/in 이상 내지 약 550 gf/in 범위의 기계 방향 인장 강도를 가질 수 있다.
습윤 와이프는 단일겹 습윤 와이프 제품, 또는 2개 이상의 겹의 부직물이 당업계에 공지된 방법에 의해 함께 결합되어 다수겹 와이프를 형성한 다수겹 습윤 와이프 제품의 사용에 의해 목적하는 모든 물리적 특성을 제공하도록 구성될 수 있다.
최종 습윤 와이프 제품에서 단일층 또는 다중층의 부직물로 이루어진 부직물의 총 기초 중량은 약 25 gsm 이상 내지 약 120 gsm 범위일 수 있다. 보다 바람직하게는, 부직물의 기초 중량은 약 40 gsm 내지 90 gsm일 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 부직물의 기초 중량은 약 60 gsm 내지 80 gsm일 수 있다. 특히, 보다 바람직하게는, 부직물의 기초 중량은 약 70 내지 75 gsm일 수 있다.
바람직하게는, 상기 기재된 바와 같이, 최종 포장 제품에서 부직 에어레이드 웹으로부터 형성된 습윤 와이프의 시트-대-시트 접착력은 습윤 와이프의 용이한 분배를 제공할 수 있도록 낮을 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 바와 같이, 부직웹으로부터 형성된 습윤 와이프는 바람직하게는 약 3 gf/in 미만의 시트-대-시트 접착력을 가질 수 있다.
습윤 와이프의 소비자는 일반적으로 증가된 두께를 갖는 습윤 와이프를 선호한다. 습윤 와이프의 두께를 비교하기 위한 한 방법은, 스택에 대한 전체 스택 높이를 측정하고, 스택 높이를 스택 수 또는 스택 중 개별 시트의 수로 나누고, 그 결과를, 각각의 접힌 시트가 약 2개의 층에 기여하기 때문에, 2로 나눔으로써, 층 당 스택 두께를 계산하는 것이다. 그러나, 이러한 계산은 베이스시트재의 기초 중량의 상이함을 설명하지 못한다. 일반적으로, 소정의 유형의 물질의 경우, 기초 중량의 증가가 시트 두께의 증가를 초래한다. 습윤 와이프의 제조에 사용되는 전형적인 베이스시트재는 종종 약 45 gsm 내지 약 75 gsm의 건조 기초 중량을 가지며, 60 gsm에 근접한 물질이 상당히 흔하다. 따라서, 상이한 스택에 대한 층 당 스택 두께 계산치를 비교하기 위한 한 방법은 습윤 와이프의 제조에 사용된 베이스시트재의 기초 중량의 차이를 표준화하는 것이다. 습윤 와이프에 대한 일반적인 기초 중량은 약 60 gsm이기 때문에, 스택 중 베이스시트재의 실제 기초 중량은 60 gsm으로 표준화될 수 있다.
따라서, 층 당 스택 두께 계산치는 다음의 수학식으로 결정될 수 있다:
층 당 스택 두께 계산치 (mm) =
[(스택 높이(mm)/시트 수) × (60(gsm)/기초 중량(gsm))] / 2 (시트 당 층)
오르가노폴리실록산을 도입한 부직 에어레이드 웹으로부터 형성된 습윤 와이프의 층 당 스택 두께 계산치는 약 0.4 mm 내지 약 0.5 mm 범위일 수 있다. 오르가노폴리실록산을 도입한 코폼으로부터 형성된 습윤 와이프의 층 당 스택 두께 계산치는 약 0.6 mm 내지 약 0.7 mm 범위일 수 있다.
피부와 접촉할 수 있는 물질, 예컨대 와이프의 가요성의 지시로서 컵 크러쉬 값이 사용될 수 있다. 낮은 컵 크러쉬 값은, 와이프가 피부를 가로질러 미끄러질 때, 와이프의 부드러운 감촉 및 와이프의 가요성의 증가를 나타낸다.
전형적으로, 본 개시물의 오르가노폴리실록산을 도입한 부직 에어레이드 웹으로부터 형성된 습윤 와이프에 대한 컵 크러쉬 값은 약 900 내지 약 1150 g/㎤일 것이다. 본 개시물의 오르가노폴리실록산을 도입한 코폼으로부터 형성된 습윤 와이프에 대한 컵 크러쉬 값은 약 900 내지 약 1150 g/㎤일 것이다. 동적 컵 크러쉬 값은 실시예에 기재된 바와 같이 측정될 수 있다.
상기한 바와 같이, 부직 에어레이드 웹으로부터 형성된 습윤 와이프는, 가정 또는 지방 자치 위생 시설 시스템에서 전형적으로 겪게 되는 조건하에 수돗물에서 분해되기에 충분한 강도를 손실하도록 충분히 분산성일 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 분산성을 측정하기 위하여 사용된 수돗물은, 습윤 와이프가 처리될 때 접하는 수돗물 조성에서 전형적으로 발견되는 대부분의 성분의 농도 범위를 포함하여야 한다. 건조한 것이든 예비습윤된 것이든 부직물의 분산성을 측정하기 위한 이전의 방법은, 일반적으로, 물질이 기계적 혼합기에 의해 교반되는 동안 분해되는 시간을 측정하는 것과 같은, 물질이 물에 있는 동안 전단에 노출되는 시스템을 필요로 하였다. 이러한 비교적 높은 비제어된 전단 구배에 대한 끊임없는 노출은, 전단 수준이 매우 약하거나 짧은 화장실에서 플러슁(flushing)되도록 설계된 제품에 대한 비현실적이고 지나치게 낙관적인 시험을 제공한다. 예를 들어, 물질이 오수 정화조에 들어가면, 전단 속도는 무시될 수 있다. 따라서, 습윤 와이프 분산성의 현실적인 평가를 위하여, 시험 방법은, 제품이 화장실에서 플러슁되면 겪게 될 비교적 낮은 전단 속도를 시뮬레이션하여야 한다.
예를 들어, 정적 침지 시험은, 습윤 와이프가 화장실로부터의 물로 완전히 습윤된 후 습윤 와이프의 분산성을 예시하여야 하며, 여기서, 습윤 와이프는 오수 정화조에서와 같이, 무시할만한 전단을 경험한다. 바람직하게는, 습윤 와이프는, 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에 침지될 때 5시간 후에 약 100 gf/in 미만의 인장 강도를 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 습윤 와이프는, 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에 침지될 때 3시간 후에 약 100 gf/in 미만의 인장 강도를 가질 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 습윤 와이프는, 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에 침지될 때 1시간 후에 약 100 gf/in 미만의 인장 강도를 가질 수 있다.
가정 또는 건물의 화장실에서 플러슁된 후, 습윤 와이프는, 연결관(sewer lateral)으로 칭해지는 파이프를 통해 오수거 시스템으로 도입될 수 있다. 연결관에서, 물의 이동은 "완만한 슬로싱(gentle sloshing)" 또는 파상 운동이 전형적이다. "슬로시(slosh) 박스"는 물이 내부에서 앞뒤로 움직여서 파면(wave front)을 형성하여 습윤 와이프가 연결관에서 겪게 될 "완만한 슬로싱" 운동을 모방할 수 있는 간헐적인 움직임을 습윤 와이프에 가하는 박스 또는 용기이다. 슬로시 박스는 연결관에서의 실제 동작보다 더 격렬할 수 있지만, 상기 방법은, 상기한 고 전단 방법보다 습윤 와이프가 겪게 되는 더 대표적인 측방향 운동이다. 바람직하게는, 습윤 와이프는 슬로시 박스에서 면적이 약 1 in2 미만인 크기의 조각으로 분해될 것이다. 습윤 와이프의 대략 이러한 크기 이하의 조각으로의 분산은, 상기 조각이 가정에서 문제 또는 막힘을 유발하지 않고 지방 자치 오수거 처리 시설에서 전형적으로 발견되는 막대 체(bar screen)를 통해 통과하도록 하기에 충분할 수 있다.
일 실시양태에서, 습윤 와이프는 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에서 약 500분 미만내에 슬로시 박스에서 약 1 in2 미만의 조각으로 분해될 수 있다. 또다른 실시양태에서, 습윤 와이프는 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에서 약 300분 미만내에 슬로시 박스에서 면적이 약 1 in2 미만인 조각으로 분해될 수 있다. 또다른 실시양태에서, 습윤 와이프는 보다 바람직하게는 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에서 약 100분 미만내에 슬로시 박스에서 면적이 약 1 in2 미만인 조각으로 분해될 수 있다. 또다른 실시양태에서, 습윤 와이프는 보다 더 바람직하게는 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에서 약 60분 미만내에 슬로시 박스에서 면적이 약 1 in2 미만인 조각으로 분해될 수 있다.
바람직하게는, 본원에 개시된 바와 같은 습윤 와이프는 부직물의 중량에 대하여 중량 기준으로 10％ 내지 400％의 습윤 조성물로 습윤될 때 약 150 gf/in 이상의 사용중 습윤 인장 강도, 및 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에 침지될 때 약 24시간 이하, 바람직하게는 약 1시간 후에 약 100 gf/in 미만의 인장 강도를 가질 수 있다.
가장 바람직하게는, 본원에 개시된 바와 같은 습윤 와이프는 부직물에 대하여 중량 기준으로 10％ 내지 400％의 습윤 조성물로 습윤될 때 약 300 gf/in 초과의 사용중 습윤 인장 강도, 및 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에 침지될 때 약 24시간 이하, 바람직하게는 약 1시간 후에 약 100 gf/in 미만의 인장 강도를 가질 수 있다.
또다른 실시양태에서, 본원에 개시된 바와 같은 습윤 와이프는 부직물의 중량에 대하여 중량 기준으로 10％ 내지 400％의 습윤 조성물로 습윤될 때 약 300 gf/in 초과의 사용중 습윤 인장 강도, 및 500 ppm 이하의 총 용존 고형분 및 약 250 ppm 이하의 CaCO3 당량 경도를 갖는 물에서 약 300분 미만의 슬로시 박스 분해 시간을 가질 수 있다.
습윤 와이프는, 바람직하게는 소비자에 의한 창고 저장, 수송, 소매 전시 및 저장에 관련된 기간 동안 그의 목적하는 특성을 유지한다. 일 실시양태에서, 저장 수명은 2달 내지 2년 범위일 수 있다.
본원에 개시된 바와 같은 습윤 와이프는 다음의 실시예에 의해 예시되며, 이는 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위에 대한 제한을 부과하는 것으로 해석되어서는 안된다. 반면, 본원의 설명을 읽은 후, 첨부된 특허청구범위의 취지 및/또는 범위를 벗어남 없이 당업자에게 제안될 수 있는 다양한 다른 실시양태, 그의 변형 및 등가물에 의존할 수 있다는 것을 명백히 이해하여야 한다.
시험 방법
시트-대-시트 접착력 시험 방법
180° t-박리 측정을 사용하여 인접한 습윤 와이프 표면 사이의 시트-대-시트 접착력을 측정하였다. 180° t-박리 측정 방법은 다음의 변형을 갖는 접착제의 박리 저항성에 대한 ASTM D1876-01 표준 시험 방법 (T-박리 시험)을 바탕으로 한다. 1.5 인치의 게이지 길이를 갖는 20 인치/분의 크로스헤드 속도를 모든 측정에 대해 사용하였다. 측정은 0.5 인치 내지 6.0 인치 사이에서 기록되었으며, 최종 시험점은 6.5 인치였다. 습윤 와이프를 에이징(aging)시킨 후, 실시예에 기재된 바에 따라 측정하였다. 에이징된 와이프를 2층 이상의 두께의 깊이를 갖는 폭 1 인치의 샘플로 절단하였다.
습윤 와이프 사용중 인장 강도 측정
본원의 목적 상, 인장 강도는, 샘플을 23 ± 2℃ 및 50 ± 5％ 상대 습도의 주위 조건하에 4시간 동안 유지시킨 후, 샘플을 동일한 주위 조건하에서 시험함으로써, 1-인치 조오(jaw) 폭 (샘플 폭), 3 인치 (게이지 길이)의 시험 폭 및 25.4 cm/분의 조오 분리 속도를 사용하는 일정한 속도의 신장 (CRE) 인장 시험기를 사용하여 측정할 수 있다. 습윤 와이프를 패키지로부터 제거하고, 1" 폭 스트립을 와이프의 중심으로부터 특정 MD 방향으로 절단하였다. "MD 인장 강도"는, 샘플을 기계 방향으로 당겨서 파괴시킬 때 샘플 폭 인치 당 그램-힘의 피크 하중이다.
인장 강도를 측정하기 위하여 사용된 기기는 MTS 시스템즈 신테크(Systems Sintech) 1/D 모델이다. 데이터 수집 소프트웨어는 미국 미네소타주 에덴 프레리 소재 MTS 시스템즈 코포레이션(Systems Corp.)으로부터 시판되는 윈도우즈 버전 4.0을 위한 MTS 테스트웍스(TestWorks; 등록상표)이다. 하중 셀은 MTS 100 뉴턴 최대 하중 셀이다. 조오 사이의 게이지 길이는 3 ± 0.04 인치이다. 상부 및 하부 조오는 최대 90 P.S.I를 갖는 공압식-작동을 사용하여 작동된다. 파괴 민감성은 40％로 설정된다. 데이터 수집 속도는 100 Hz (즉, 초 당 100개의 샘플)로 설정된다. 샘플을 기기의 조오에 넣고, 수직 및 수평 둘다로 중심에 오도록 조정한다. 이어서, 시험을 시작하고, 힘이 피크의 40％로 저하되었을 때 중단시킨다. 그램-힘으로 표현되는 피크 하중을 시편의 "MD 인장 강도"로 기록한다. 적어도 12개의 대표적인 시편을 각각의 제품에 대해 시험하고, 그의 평균 피크 하중을 측정한다.
컵 크러쉬 측정
본원에서 사용된 용어 "컵 크러쉬"는 "컵 크러쉬" 시험에 따라 측정된 부직포 시트의 연성의 한 척도를 의미한다. 시험은 일반적으로, 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 일련번호 제09/751,329호에 상세하게 논의되어 있는 바와 같이 수행된다. 컵 크러쉬 시험은, 직경 4.5 cm의 반구형으로 형상화된 풋(foot)이 직경 약 6.5 cm × 높이 6.5 cm의 컵 형상으로 형상화된 직물의 17.8 cm × 17.8 cm 조각(이제 컵 형상 직물은 직경 약 6.5 cm의 원통형 컵에 의해 둘러싸여 컵 형상 직물의 균일한 변형을 유지함)을 파괴시키는데 필요한 피크 하중 ("컵 크러쉬 하중" 또는 단지 "컵 크러쉬"로도 칭해짐)을 측정함으로써 직물 강성을 평가한다. 고리 (도시되지 않음)와 형성 컵 사이에 갭이 존재할 수 있지만, 직물의 적어도 4개의 모서리는 그들 사이에 고정되게 핀칭(pinching)되어야 한다. 풋과 원통형 컵은 판독에 영향을 미칠 수 있는, 컵 벽과 풋 사이의 접촉을 방지하도록 배열시킨다. 하중은 그램으로 측정되고, 풋이 약 406 mm/분의 속도로 하향하는 동안 1초 당 최소 20회 기록된다. 컵 크러쉬 시험은, 직물 컵의 최상단 아래 약 0.5 cm에서 시작하는 4.5 cm 범위에 걸친 에너지, 즉 한 축 상 하중(g) 및 다른 축 상 풋 이동 거리(mm)에 의해 형성된 곡선 아래의 면적인, 샘플을 파괴시키는데 필요한 총 에너지 ("컵 크러쉬 에너지")에 대한 값을 제공한다. 컵 크러쉬 에너지는 gm-mm (또는 파운드-인치)로 보고된다. 낮은 컵 크러쉬 값은 연성 물질을 나타낸다. 컵 크러쉬의 측정에 적합한 장치는 미국 뉴저지주 펜소킨 소재 샤에비츠 컴파니(Schaevitz Company)로부터 입수가능한 모델 FTD-G-500 하중 셀 (500 g 범위)이다.
스택 높이 측정
습윤 와이프 스택을 그것이 포장된 용기로부터 완만하게 제거하고, 습윤 와이프를 스택내에서 번칭(bunching), 이동 또는 달리 어지럽히지 않고, 매끄러운 수준의 표면 상에 놓는다. 스택 높이는, 스택의 최상단에 놓인, 스택의 최상단의 표면적보다 약간 더 큰 크기를 갖는 얇은 (1/8 인치 이하) 편평한 알루미늄 압반을 사용하거나, 금속 룰러(ruler)의 직선 연부를 스택의 최상단 표면에 가볍게 놓음으로써 측정된다. 스택 높이는, 스택이 위치한 기준 표면의 최상단과 스택의 최상단과 접촉한 압반 또는 룰러의 바닥 연부 사이의 거리를 측정함으로써 가장 가까운 mm로 측정되어야 한다. 스택의 최상단 표면이 약간 편평하지 않을 경우, 측정된 최대 높이는 최상단 표면에서 느슨하거나, 주름지거나, 명백하게 이동된 시트를 무시하여 기록된다. 주름지거나 이동된 시트가 존재할 경우, 스택은 폐기되어야 하고, 새로운 스택이 측정되어야 한다. 시험되는 각각의 샘플에 대해 3개 이상의 스택 높이 치수를 얻는다. 3개의 개별 치수의 평균을 스택 높이로 기록한다. 스택 높이의 측정 후, 스택을 분배하고, 각각의 개별 시트를 계수함으로써, 스택내 시트의 수를 측정하여야 한다.
기초 중량
스택 중 습윤 와이프를 형성하는 베이스시트재의 건조 기초 중량을 ASTM 활성 표준 D646-96(2001), 종이 및 판지의 평량(Grammage of Paper and Paperboard) (단위 면적 당 질량)에 대한 표준 시험 방법 또는 등가 방법을 사용하여 얻을 수 있다.
실시예 1
약한 50 gsm의 두께 1 mm의 열 결합 에어레이드 (TBAL) 섬유재를 10" × 13" 핸드시트(handsheet)로 절단하였다. 열 결합 에어레이드 물질을, 본원에 전문이 참고로 포함되는 미국 특허 출원 공보 제2004/0063888호에 기재된 바와 같이 제조하였다. 96 몰％의 메틸 아크릴레이트 및 4 몰％의 [2-(아크릴로일옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드의 중합 생성물인 양이온성 폴리아크릴레이트와 에어플렉스(등록상표) EZ123의 70:30 비의 결합제 조성물을 사용하여 기재를 결합하였다. TBAL 핸드시트를 가압 분무 유닛을 사용하여 15 중량％의 고형분의 결합제 조성물로 처리하여 핸드시트 중 최종 24％의 총 함량의 결합제 조성물을 얻었다. 생성된 실험실-제조된 에어레이드 부직물 베이스시트를 수동으로 제거하고, 워너 매티스(Werner Mathis), 모델 LTV 통기 건조기(Through-Air Dryer)에서 건조시켰다.
각각의 10" × 13" 에어레이드 부직물을 2개의 7.5" × 5.5" 건조 와이프(짧은 방향이 기계-방향 (MD) 방향임)로 다이 커팅하였다. 표준 플라스틱 피펫을 사용하여 상표명 크리넥스(KLEENEX; 등록상표) 코튼엘레 프레쉬(COTTONELLE FRESH; 등록상표) 폴디드 와이프스(Folded Wipes) (미국 위스콘신주 니나 소재 킴벌리-클라크 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation))하의 시판용 습윤 와이프에 사용되지만, 2 중량％의 염화나트륨 (불용성화제) 및 첨가제를 함유하는 습윤 조성물 235 중량％의 평균 첨가량을 와이프의 각 면에 적용하였다. 이어서, 10개의 습윤 와이프의 스택을 형성하고, 비닐 봉지에 넣었다. 비닐 봉지 중 10개의 습윤 와이프의 스택을 22 파운드의 롤러를 사용하여 상기 봉지를 4회 롤링함으로써 압축하였다. 이어서, 봉지를 밀봉한 후, TBAL 습윤 와이프의 압축 스택을 3일 동안 1000 g의 중량하에 에이징시켰다. 이어서, 스택을 시험 전 추가의 24시간 동안 46℃의 오븐으로 옮겼다.
몇개의 예시적인 및 비교용 습윤 와이프를 상이한 처리로 제조하였다. 상이한 처리로 습윤 와이프를 제조하기 위하여 사용된 액체 와이프 조성물에 본 개시물의 오르가노폴리실록산 또는 상이한 유형의 실리콘을 함유하거나 첨가제를 함유하지 않는 비교용 처리를 첨가하였다. 상이한 처리의 예시적인 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이 실시예에서, 습윤 와이프의 시트-대-시트 접착력 및 사용중 인장 강도는 시험 방법 부분에 기재된 방법을 사용하여 측정하였다.
Figure 112011078343663-pct00010
이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 오르가노폴리실록산의 존재는 습윤 와이프의 시트-대-시트 접착력을 저하시켰다. 첨가제를 갖지 않는 액체 와이프 조성물을 갖는 대조군 습윤 와이프 (비교예 처리 1)에 대한 시트-대-시트 접착력 강도는 전형적으로 약 5.3 gf/인치였다. 처리 2 내지 4에 대해 얻어진 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 오르가노폴리실록산의 포함은 비처리된 대조군과 비교하여 시트 접착력을 개선시켰다.
또한, 비교예 처리 5 내지 8은 액체 와이프 조성물에 포함되는 다른 유형의 실리콘의 대표적인 샘플을 포함하였다. 비교예는 너무 많은 유기 관능기를 갖는 오르가노폴리실록산을 함유하여서, 시트 접착력 이점을 제공하지 못하였다. 이러한 관능기를 갖지 않는 액체 와이프 조성물을 갖는 습윤 와이프 (처리 5 내지 8)에 대한 시트-대-시트 접착력 강도는 전형적으로 약 4.3 gf/인치 내지 5.6 gf/인치이었다. 처리 2 내지 4에 대해 얻어진 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 오르가노폴리실록산의 포함은 너무 많은 유기 관능기를 갖는 습윤 와이프 조성물과 비교하여 시트 접착력을 개선시켰다.
실시예 2
이 실시예에서, 에어레이드 부직웹의 베이스시트는 실험용 규모(pilot-scale)의 기계와 유사한 상업적 규모의 에어레이드 기계 상에서 연속적으로 형성되었다. 펄프 시트 형태의 웨이어하우저(Weyerhauser) CF405 표백 연목 크래프트 섬유를 섬유재로 사용하였다. 이러한 에어레이드 섬유재를 가열된 압축 롤에 의해 원하는 수준으로 치밀화시키고, 오븐 와이어로 이송시키고, 여기서 기재 결합제 조성물을 결합시키기 위하여 사용된, 96 몰％의 메틸 아크릴레이트 및 4 몰％의 [2-(아크릴로일옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드의 중합 생성물인 양이온성 폴리아크릴레이트와 에어플렉스(등록상표) EZ123의 70:30 비의 결합제 조성물을 상부 측에 분무하여 목적하는 결합제 고형분의 대략 절반을 건조 섬유재에 적용하였다.
약 70 내지 120 psi에서 작동하는, 미국 일리노이주 휘튼 소재 스프레잉 시스템즈 컴파니(Spraying Systems Co.)에 의해 제조된 일련의 유니제트(Unijet; 등록상표) 노즐, 노즐 유형 730077을 사용하여 결합제 조성물을 섬유재에 분무하였다. 각각의 결합제 조성물을 약 15％의 결합제 고형분으로 담체로서 물과 함께 분무하였다. 부분적으로 형성된 습윤 부직웹을 350 내지 400℉에서 작동하는 오븐을 통해 보유하여 부분적으로 형성된 건조 부직웹을 제공하였다. 이어서, 부분적으로 형성된 건조 부직웹을 뒤집고, 또다른 와이어로 이송시키고, 또다른 3개의 분무 붐(boom)하에 통과시켜, 부직웹의 건조 질량을 기준으로 18 내지 20％의 결합제 고형분의 총 중량％에 대하여 목적하는 결합제 조성물의 다른 반을 첨가하였다. 이어서, 부직웹을 상기한 바와 같은 제2 오븐 구획을 통해 통과시켜 부직웹의 건조를 완결시켰다.
베이스시트를, 7" 마다 접착 연결된 천공을 갖는 폭 5.5" × 길이 56"의 연속 웹의 부분으로 기계-전환시키고, 부채꼴로 접고, 235％의 첨가량의 습윤 조성물을 적용하여 습윤 와이프의 부채꼴로 접힌 스택을 생성하였다. 부채꼴로 접힌 스택은, 33개의 스택 수에 대해 수축 포장된 플라스틱 통으로 포장된 33개의 5.5" × 7" 습윤 와이프를 함유하였다. 2 중량％의 염화나트륨 및 첨가제가 첨가된, 상표명 크리넥스(등록상표) 코튼엘레 프레쉬(등록상표) 폴디드 와이프스 (미국 위스콘신주 니나 소재 킴벌리-클라크 코포레이션)하의 시판용 습윤 와이프에 사용되는 액체 와이프 조성물을 전환 공정에 사용하였다. 몇가지 예시적인 및 비교예 습윤 와이프를 상이한 처리로 제조하였다. 상이한 처리로 습윤 와이프를 제조하기 위하여 사용된 액체 와이프 조성물에 본 개시물의 오르가노폴리실록산 또는 상이한 유형의 실리콘을 갖거나 첨가제를 갖지 않는 비교예를 첨가하였다. 상이한 처리의 예시적인 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112011078343663-pct00011
이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 본원에 기재된 바와 같은 오르가노폴리실록산의 존재는 습윤 와이프의 시트-대-시트 접착력을 저하시켰다. 첨가제를 갖지 않는 액체 와이프 조성물을 갖는 대조군 습윤 와이프 (비교예 처리 9)에 대한 시트-대-시트 접착력 강도는 전형적으로 약 7.28 gf/인치이었다. 처리 10 내지 12에 대해 얻어진 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 본원에 기재된 바와 같은 오르가노폴리실록산의 포함은 비처리된 대조군과 비교하여 시트 접착력을 개선시켰다.
또한, 비교예 처리 13은 액체 와이프 조성물에 포함된 다른 유형의 실리콘의 대표적인 샘플을 포함하였다. 비교예는 너무 많은 유기 관능기를 갖는 오르가노폴리실록산을 함유하여서 시트 접착력 이점을 제공하지 못하였다. 이러한 관능기를 갖지 않는 액체 와이프 조성물을 갖는 습윤 와이프 (처리 13)에 대한 시트-대-시트 접착력 강도는 전형적으로 약 4.02 gf/인치이었다. 처리 2 내지 4에 대해 얻어진 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 본원에 기재된 바와 같은 오르가노폴리실록산의 포함은 너무 많은 유기 관능기를 갖는 습윤 와이프와 비교하여 시트 접착력을 개선시켰다.
이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 오르가노폴리실록산의 존재는 동일한 기초 중량의 습윤 와이프의 시트 두께를 증가시켰다. 첨가제를 갖지 않는 액체 와이프 조성물을 갖는 대조군 습윤 와이프 (비교예 처리 9)에 대한 층 당 스택 두께 계산치는 전형적으로 약 0.38 mm이었다. 처리 10 내지 12에 대해 얻어진 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 오르가노폴리실록산의 포함은 비처리된 대조군과 비교하여, 층 당 스택 두께 계산치를 약 0.4 내지 0.5 mm로 감소시켰다.
또한, 이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 오르가노폴리실록산의 존재는 습윤 와이프의 가요성을 증가시켰다. 첨가제를 갖지 않는 액체 와이프 조성물을 갖는 대조군 습윤 와이프 (비교예 처리 9)에 대한 컵 크러쉬 값은 전형적으로 약 1246.7 g/㎤이었다. 처리 10 내지 12에 대해 얻어진 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 오르가노폴리실록산의 포함은 비처리된 대조군과 비교하여, 컵 크러쉬 값을 약 900 내지 1200 g/㎤로 증가시켰다.
실시예 3
목재 펄프 섬유 및 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유를 함유하는 섬유상 부직 기재를, 예를 들어 미국 특허 제4,100,324호; 미국 특허 제5,508,102호; 및 미국 특허 출원 공보 제2003/0211802호 (모두 본원에 참고로 포함됨)에 기재된 방법에 따라 제조하였다. 방법에서, 2차 펄프 섬유, 즉 웨이하우저 컴파니로부터 시판되는 CF405 펄프를 공기 스트림에 현탁시키고, 2차 펄프 섬유를 함유하는 공기 스트림에 불리한 영향을 주는 멜트블로운 섬유재, 즉 바젤 유에스에이 인코포레이티드(Basell USA Inc.)로부터 시판되는 메토센(Metocene) MF650X의 2가지 공기 스트림과 접촉시켰다. 합한 스트림을 형성 와이어로 향하게 하고, 섬유상 부직 코폼 구조물 형태로 수집하였다.
베이스시트를, 7" 마다 접착 연결된 천공을 갖는 폭 5.5" × 길이 56"의 연속 웹의 구획으로 기계-전환시키고, 부채꼴로 접고, 250％의 첨가량의 액체 와이프 조성물을 적용하여 습윤 와이프의 부채꼴로 접힌 스택을 생성하였다. 부채꼴로 접힌 스택은 32의 스택 수에 대해 수축 포장된 플라스틱 통으로 포장된 32개의 5.5" × 7" 습윤 와이프를 함유하였다. 2 중량％의 염화나트륨 및 첨가제를 첨가한, 상표명 크리넥스(등록상표) 코튼엘레 프레쉬(등록상표) 폴디드 와이프스 (미국 위스콘신주 니나 소재 킴벌리-클라크 코포레이션)하의 시판용 습윤 와이프에 대해 사용된 액체 와이프 조성물을 전환 공정에 사용하였다. 몇가지 예시적인 및 비교예 습윤 와이프를 상이한 처리로 제조하였다. 상이한 처리로 습윤 와이프를 제조하기 위하여 사용된 액체 와이프 조성물에 본 개시물의 오르가노폴리실록산 또는 상이한 유형의 실리콘을 갖거나 첨가제를 갖지 않는 비교예를 첨가하였다. 상이한 처리의 예시적인 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112011078343663-pct00012
이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 본원에 기재된 바와 같은 오르가노폴리실록산의 존재는 동일한 기초 중량의 습윤 와이프의 시트 두께를 증가시켰다. 첨가제를 갖지 않는 액체 와이프 조성물을 갖는 대조군 습윤 와이프 (비교예 처리 9)에 대한 층 당 스택 두께 계산치는 전형적으로 약 0.55 mm이었다. 처리 10 내지 12에 대해 얻어진 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 본원에 기재된 바와 같은 오르가노폴리실록산의 포함은 비처리된 대조군과 비교할 때, 층 당 스택 두께 계산치를 약 0.6 내지 0.7 mm로 감소시켰다.
또한, 이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 본원에 기재된 바와 같은 오르가노폴리실록산의 존재는 습윤 와이프의 가요성을 증가시켰다. 첨가제를 갖지 않는 액체 와이프 조성물을 갖는 대조군 습윤 와이프 (비교예 처리 9)에 대한 컵 크러쉬 값은 전형적으로 약 1202 g/㎤이었다. 처리 10 내지 12에 대해 얻어진 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 습윤 와이프 조성물 중 본원에 기재된 바와 같은 오르가노폴리실록산의 포함은 비처리된 대조군과 비교할 때, 컵 크러쉬 값을 약 900 내지 1100 g/㎤로 증가시켰다.
첨부된 특허청구범위에 기재된 취지 및 범위를 벗어남 없이, 첨부된 특허청구범위에 대한 다른 변형 및 변경이 당업자에 의해 수행될 수 있다. 다양한 실시예의 특성이 전부 또는 일부분 교체될 수 있는 것으로 이해된다. 당업자가 청구된 발명을 실시할 수 있도록 하기 위하여 예로서 제공된 상기 기재는, 특허청구범위 및 그의 모든 등가물에 의해 정의된 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (17)

  1. 와이프 기재; 및
    하기 화학식을 갖는 오르가노폴리실록산을 포함하는 접착 방지 성분을 갖는 액체 와이프 조성물;
    을 포함하고,
    Figure 112016064837762-pct00020

    상기 식에서, p + q = 1 내지 2000이고, R1은 독립적으로 1가 알킬, 아릴 또는 알콕시 기 또는 히드록실기로부터 선택되고, R2 및 R3 중 하나 이상이 아민 관능성 1가 알킬, 아릴 또는 알콕시 기인 한, R2 및 R3은 독립적으로 1가 알킬, 아릴 또는 알콕시 기, 히드록실기, 및 아민 관능성 1가 알킬, 아릴 또는 알콕시 기로부터 선택되고,
    액체 와이프 조성물은 0.05％ (액체 와이프 조성물의 중량 기준) 내지 5％ (조성물의 중량 기준)의 오르가노폴리실록산, 및 75％ (조성물의 중량 기준) 내지 99.9％ (조성물의 중량 기준)의 물을 포함하고, 및
    와이프 기재는 합성 및 천연 섬유의 조합을 포함하는 부직 섬유상 시트재인,
    습윤 와이프.
  2. 제1항에 있어서, R1이 알킬, 아릴 및 알콕시 기로부터 선택된 습윤 와이프.
  3. 제1항에 있어서, R1이 C1-3 알킬 및 C1-15 알콕시로부터 선택된 습윤 와이프.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 아민 관능성 1가 기가 아민 및 폴리에테르 관능성인 습윤 와이프.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, R3이 아민 관능성 1가 기로부터 선택된 습윤 와이프.
  7. 제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 와이프 조성물이 0.1％ (조성물의 중량 기준) 내지 2％ (조성물의 중량 기준)의 오르가노폴리실록산을 포함하는 습윤 와이프.
  8. 제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 와이프 기재가
    섬유재; 및
    결합제 조성물;
    을 포함하는 부직웹인 습윤 와이프.
  9. 제8항에 있어서, 시트-대-시트 접착력이 3 gf/in (3 gf/2.54 cm) 미만인 습윤 와이프.
  10. 제8항에 있어서, 층 당 스택 두께 계산치가 0.4 내지 0.5 mm인 습윤 와이프.
  11. 제8항에 있어서, 컵 크러쉬(cup crush) 값이 800 내지 1150 g/㎤인 습윤 와이프.
  12. 제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 와이프 기재가 멜트블로운, 코폼(coform), 에어레이드, 본디드-카디드 웹, 또는 수력 얽힘 시트재인 습윤 와이프.
  13. 제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 와이프 기재가 코폼인 습윤 와이프.
  14. 제13항에 있어서, 층 당 스택 두께 계산치가 0.6 내지 0.7 mm인 습윤 와이프.
  15. 제13항에 있어서, 컵 크러쉬 값이 900 내지 1150 g/㎤인 습윤 와이프.
  16. 제8항에 있어서, 액체 와이프 조성물이 1가 및 다가 이온 중 하나 이상을 포함하는 무기 및 유기 염 중 하나 이상을 포함하는 불용성화제 0.3 내지 10 중량%를 더 포함하는 습윤 와이프.
  17. 삭제
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