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점착성 세정 시트를 제조하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MAKING AN ADHESIVE CLEANING SHEET}
본 발명은 세정 시트에 관한 것으로, 특히 산과 골을 구비하고 골에 점착제가 마련된 세정 시트를 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다.
천, 세정 시트 및 기타 닦기 제품과 이들 제품을 제조하는 방법이 공지되어 있다. 예컨대, PCT 공개 공보 WO 01/80705호는 입자 보유 공동을 구비한 세정 시트를 개시하고 있다. 그러한 세정 시트는 부직포의 지지층에 점착제를 피복한 후, 그 점착층 위에 구멍들이 형성된 부직포를 적층하는 것에 의해 제조된다. 닦기 제품을 제조하는 상기 방법 또는 그 밖의 방법은 하나 이상의 단점을 내포하고 있다. 상기 방법은 예컨대 필요한 특정 위치들에 선택적으로 점착제를 피복하지 않아서 점착제를 불필요하게 많이 사용한다. 따라서, 이러한 단점들을 극복하기 위한 새로운 방법이 요망되었으며, 업계에서는 세정 시트를 보다 신속하게, 보다 정확하게, 그리고 보다 비용 효과적으로 제조하기 위한 개선된 세정 시트 제조방법을 계속하여 연구하여 왔다.
본 발명의 목적은 세정 시트를 보다 신속하게, 보다 정확하게, 그리고 보다 비용 효과적으로 제조하도록 하는 개선된 점착성 세정 시트 제조방법 및 장치를 제공하는 것이다. 특히, 실질적으로 점착제가 없는 산과 점착제를 수용하는 골을 포함하는 소정 윤곽의 표면을 갖는 점착성 세정 시트를 제조하는 개선된 방법과 장치를 제공하는 것이다. 본 발명은 시트의 요구되는 정확한 부위에 점착제를 선택적으로 도포하는 방법을 제공함으로써 종래 기술의 한계를 극복한다. 본 발명의 방법은 제1 표면에 점착제 층을 도포하는 단계, 그 점착제를 제2 표면의 일부분으로 전이시키는 단계, 제2 표면으로부터 점착제의 적어도 일부분을 시트로 전이시키는 단계를 포함한다. 특히, 보다 구체적인 양태에서, 본 발명은 부직포 웹(web)의 오목한 영역에 감압성 점착제(pressure-sensitive adhesive)를 선택적으로 도포하여 세정 시트를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 보다 구체적인 특정 양태에서, 상기 제1 표면은 점착제 전이 롤의 외측면일 수 있으며, 점착제는 아크릴레이트 감압성 점착제일 수 있다. 또한, 상기 점착제는 점착제 전이 롤의 외측면에 긴 비드(bead) 형태로 도포될 수 있으며, 본 발명의 방법은 감압성 점착제의 비드를 점착제 전이 롤의 전체 외측면에 약 1 - 7 mils 범위의 일정하고 균일한 두께로 산포(散布)시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 점착제는 점착제 전이 롤의 외측면에 인접하게 배치된 블레이드를 사용하여 산포된다. 본 발명의 다른 양태에서, 감압성 점착제는 점착제 전이 롤 또는 점착제를 제2 표면과 접촉시킴으로써 점착제 전이 롤로부터 제2 표면으로 전이될 수 있으며, 상기 제2 표면은 볼록한 표면 영역과 오목한 표면 영역을 갖는 암형 패턴(female pattern) 형성 롤의 외측면일 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 상기 볼록한 표면 영역은 연속적으로 서로 연결된 표면을 포함하며, 오목한 표면 영역은 볼록한 표면 영역에 의해 분리된 다수의 불연속적인 침하부 또는 공동을 포함하고, 감압성 점착제는 암형 패턴 형성 롤의 볼록한 표면 영역에만 전이되며 오목한 표면 영역의 바닥은 실질적으로 점착제가 없는 상태로 유지되고, 점착제 전이 롤과 암형 패턴 형성 롤은 가열되어 적어도 200℉의 온도로 유지되며, 상기 점착제 전이 롤에 도포된 감압성 점착제는 200℉에서 200,000 cps 이하의 점도를 갖고, 웹은 부직포 웹인데, 이 부직포 웹은 폴리에스테르와 레이온 섬유로 형성된 스펀레이스(spunlace) 웹일 수 있다. 다른 실시예에서, 본 발명의 방법은 암형 패턴 형성 롤의 요홈과 짝을 이루어 맞물리는 돌출부를 구비한 수형 패턴 형성 롤을 암형 패턴 형성 롤에 인접하게 제공하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 특정 양태에서, 부직포 웹은 수형 패턴 형성 롤과 암형 패턴 형성 롤 사이에서 이들 롤의 속도에 대응하는 속도로 반송(搬送)되며, 이로써 실질적으로 점착제가 없는 산과 점착제가 안에 피복되어 있는 골을 갖는 소정 윤곽의 웹을 형성한다. 추가적인 양태에서, 점착제는 약 1 - 12 g/m 2 의 중량으로 웹에 피복될 수 있으며, 암형 패턴 형성 롤의 요홈은 약 1 - 4 mm의 깊이를 갖고, 수형 패턴 형성 롤의 인접한 산의 중심간 거리는 약 5 - 20 mm의 범위이며, 볼록한 표면의 표면적은 암형 패턴 형성 롤의 전체 외측 표면적의 적어도 50%를 이룰 수 있고, 볼록한 표면 영역은 연속적인 직선형 어레이의 형태일 수 있으며, 웹은 적어도 25 ft/min의 속도로 수형 패턴 형성 롤과 암형 패턴 형성 롤 사이에서 반송된다. 본 발명의 특정 실시예에서, 본 발명은 감압성 점착제가 거의 평면형의 부직포 재료의 웹으로부터 골에만 선택적으로 도포되어 있는 산과 골을 구비한 세정 시트를 제조하는 방법, 또는 부직포 웹의 오목한 영역에 감압성 점착제를 선택적으로 도포하는 연속 공정을 제공하는데, 이러한 방법 혹은 공정은, 회전하는 점착제 전이 롤의 외측면에 감압성 점착제의 긴 비드를 도포하고, 점착제 전이 롤의 외측면에 감압성 점착제를 산포시켜 균일하게 분배함으로써, 점착제 전이 롤의 외측면에 일정한 두께를 갖는 연속적이고 균일한 점착제 층을 형성하며; 점착제 전이 롤의 점착제가 피복된 외측면을 볼록한 표면 영역과 오목한 표면 영역을 갖는 암형 패턴 형성 롤과 접촉 상태로 회전시켜서, 점착제를 오목한 표면 영역으로 전이하는 일 없이, 점착제 전이 롤의 점착제가 피복된 외측면으로부터 점착제를 암형 패턴 형성 롤의 볼록한 표면 영역에 전이하고; 암형 패턴 형성 롤의 점착제가 피복된 볼록한 표면 영역을 대응 수형 패턴 형성 롤과 맞물리도록 회전시키며; 수형 패턴 형성 롤과 암형 패턴 형성 롤 사이로 거의 평면형의 부직포 재료의 웹을 반송시켜 산과 골을 갖는 소정 윤곽의 웹을 형성함과 동시에, 산으로 점착제를 전이하지 않으면서 골로 점착제를 하는 것에 의해 수행된다. 다른 양태에서, 본 발명은 점착제를 웹에 선택적으로 도포하는 장치를 제공한다. 이 도포 장치는 외측면을 갖는 점착제 전이 롤; 상기 점착제 전이 롤의 외측면에 감압성 점착제의 긴 비드를 도포하도록 배치된 점착제 도포기; 볼록한 표면 영역과 오목한 표면 영역을 갖고, 상기 점착제 전이 롤과 접촉하여 암형 패턴 형성 롤의 오목한 영역의 바닥으로 점착제를 전이하는 일 없이, 점착제를 점착제 전이 롤의 점착제가 도포된 외측면으로부터 볼록한 표면 영역으로 전이하도록 배치된 암형 패턴 형성 롤; 상기 암형 패턴 형성 롤과 맞물리는 관계로 배치되고, 상기 암형 패턴 형성롤의 오목한 영역과 맞물리는 돌출부를 구비하는 수형 패턴 형성 롤; 및 상기 수형 패턴 형성 롤과 암형 패턴 형성 롤 사이로 거의 평면형의 부직포 재료의 웹을 반송시키는 컨베이어를 포함한다. 상기 도포 장치는 점착제 전이 롤의 외측면에 감압성 점착제를 균일하게 산포하여 점착제 전이 롤의 외측면에 일정한 두께를 갖는 연속적이고 균일한 점착제 층을 형성하도록 배치된 스프레더(spreader)를 더 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 스프레더는 점착제 전이 롤의 외측면에 인접하게 배치된 블레이드이다. 다양한 추가적인 양태에서, 암형 패턴 형성 롤의 요홈은 약 1 - 4 mm의 깊이를 갖고, 수형 패턴 형성 롤의 인접한 산 사이의 거리는 5 - 20 mm의 범위이며, 볼록한 표면 영역의 표면적은 암형 패턴 형성 롤의 전체 외측 표면적의 적어도 50%를 이룰 수 있고, 볼록한 표면 영역은 연속적인 직선형 어레이의 형태일 수 있다. 본 발명의 특정 실시예들의 장점은 점착제가 웹의 윤곽 형상을 형성함과 동시에 웹에 피복될 수 있는 점에 있다. 즉, 단일 단계로서, 점착제가 웹에 도포됨과 동시에 웹의 윤곽 형성을 수행할 수 있는 것이다. 종래의 방법에서는 웹이 제1 단계에서 윤곽이 형성되고 그 후속 단계에서 점착제가 도포되었으며, 웹의 정확한 제어가 요구되었다. 웹은 대개 어느 정도의 신축성이 있기 때문에, 이러한 정확한 제어는 달성하기 어렵다. 또한, 본 발명은 필요한 곳에만 점착제를 웹에 피복한다. 따라서, 점착제 사용을 절감할 수 있으며, 웹 처리 공정의 전체 비용도 절감된다. 아래 첨부 도면을 참고하여 본 발명은 보다 상세히 설명한다.
도 1은 점착제를 선택적으로 웹에 도포하여 세정 시트를 만드는 본 발명에 따른 장치의 개략도. 도 2는 도 1의 수형 패턴 형성 롤의 사시도. 도 3은 도 1의 암형 패턴 형성 롤의 사시도. 도 4는 본 발명의 방법과 장치에 따라 만들어진 세정 시트의 사시도.
도면에 있어서, 동일하거나 유사한 부분들에 대하여 동일한 부호로 표시하였다. 도 1은 부직포 재료(4)의 웹에 감압성 점착제를 선택적으로 도포함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 점착제를 수용하는 골(46)과 실질적으로 점착제가 없는 산(52)을 갖는 세정 시트(54)를 형성하는 장치(2)를 보여준다. 상기 장치(2)는 점착제 도포기(6), 점착제 전이 롤(8), 암형 패턴 형성 롤(10), 수형 패턴 형성 롤(12)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 점착제 도포기(6)는 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16)에 점착제(14)의 연속적인 비드를 분배한다. 점착제 전이 롤(8)은 화살표(18)로 표시된 바와 같이 시계방향으로 회전한다. 도시된 실시예에서, 닥터 블레이드(20)는 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16)에 인접하게 마련되어 점착제(14)의 비드를 점착제 전이 롤(8)의 전체 외측면 위에 균일하게 산포시킨다. 닥터 블레이드(20)는 점착제(14)를 고르게 분배시키며, 대체로 균일하고 일정한 두께를 갖는 매끄러운 점착제 층을 만든다. 별법으로서, 점착제는 불연속적인 방식으로 피복되거나 또는 가변적인 두께로 피복될 수 있다. 점착제(14)의 요구되는 두께는 웹의 용도에 따라, 그리고 수형 패턴 형성 롤(12)와 암형 패턴 형성 롤(10) 패턴 형성 롤의 기하학적 구조에 따라 결정된다. 점착제(14)의 두께는 최소 약 1 mil(1인치/1000) 정도이며, 바람직하게는 약 2 mil 내지 7 mil, 보다 바람직하게는 5 mil 미만인 것이 바람직하다. 특정 실시예에서, 점착제는 약 3 mil의 두께로 피복된다. 닥터 블레이드(20)와 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16) 사이의 간극(22)은 점착제 전이 롤(8) 상의 점착제 층의 두께를 조절하도록 조정될 수 있다. 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16)에 점착제를 직접 분사하거나, 점착제 전이 롤의 외측면(16)에 점착제를 피복하도록 그라비아(gravure) 피복법을 사용하거나, 또는 점착제의 트로프(trough)에서 점착제 전이 롤(8)을 회전시키고 과도하게 도포된 점착제를 제거하는 것과 같은, 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16)에 점착제를 도포하는 공지의 다른 방법들 또한 사용될 수 있는데, 이는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 또한, 점착제가 피복된 영역과 점착제가 피복되지 않은 영역을 형성하도록 점착제는 공지의 패턴 피복 기술을 사용하여 줄무늬로 도포될 수 있다. 점착제 전이 롤(8)은 암형 패턴 형성 롤(10)과 접촉하여 회전하도록 배치된다. 도 1과 도 3을 참조하면, 암형 패턴 형성 롤(10)은 융기된 또는 볼록한 표면 영역(26)과, 복수 개의 불연속적인 침하부, 홈, 공동, 또는 요홈(30)이 형성된 오목한 표면 영역(28)을 갖는 외측면(24)을 포함한다. 상기 암형 패턴 형성 롤(10)의 외측면(24)의 볼록한 표면 영역(26)과 오목한 표면 영역(28)은 처리되는 웹에 대해 요구되는 형상과 웹(4)에 제공될 요구되는 점착제 피복 패턴에 따라 다양한 패턴으로 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 예시된 실시예에서, 볼록한 표면 영역(26)은 연속적으로 서로 연결된 표면이다. 즉, 전체적인 볼록한 표면 영역(26)은 격자 형태로서 단일 패턴의 표면을 형성한다. 볼록한 표면 영역(26)은 각각의 요홈(30)을 둘러싼다. 볼록한 표면 영역(26)은 암형 패턴 형성 롤(10)의 전체 외측면(24)의 약 66%를 구성한다. 다시 말하면, 볼록한 표면 영역(26)의 면적 대 요홈(30)의 개구부(32) 면적의 합의 비는 약 2:1이다. 예시된 실시예에서, 요홈(30)은 뒤집어진 절두형 피라미드 형상을 갖는 불연속적인 침하부 또는 공동이다. 각각의 요홈(30)은 볼록한 표면 영역(26)에 의해 분리된다. 각각의 요홈(30)의 개구부(32)는 (뒤집어진 절두형 피라미드의 기부에 해당함) 최소 단면적이 적어도 약 5 mm 2 , 보다 바람직하게는 적어도 약 10 mm 2 이며, 최대 단면적은 약 25 mm 2 이하, 보다 바람직하게는 약 20 mm 2 이하이다. 특별한 실시예에서, 개구부(32)는 약 15 mm 2 의 단면적을 갖는다. 요홈(30)은 적어도 약 0.5 mm, 바람직하게는 적어도 약 0.8 mm, 더 바람직하게는 적어도 약 1.5 mm의 최소 깊이(38)를 가지며(뒤집어진 절두형 피라미드의 높이에 해당함), 최대 깊이는 약 5 mm, 바람직하게는 4 mm, 더 바람직하게는 3.5 mm 이하인 것이 바람직하다. 특정 실시예에서, 요홈(30)은 대략 3 mm의 깊이(38)를 갖는다. 인접한 요홈(30) 사이의 원주방향 거리(34)는 전형적으로는 약 40 mm 이상, 보다 전형적으로는 약 6 mm 이상, 더 전형적으로는 약 7 mm 이상이며, 전형적으로는 약 12 mm 이하, 보다 전형적으로는 약 10 mm 이하, 더 전형적으로는 약 9 mm 이하이다. 특정 실시예에서, 인접한 요홈(30) 사이의 원주방향 거리(34)는 약 8 mm 이며, 인접한 요홈(30)의 중심간 거리(36)는 약 12 mm 이다. 요홈(30)은 예컨대, 원형, 사각형, 삼각형, 타원형 또는 마름모꼴 등과 같이 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 또한, 요홈의 측면은 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 개구부(32)로부터 멀어지는 방향으로 내측을 향해 경사지거나(혹은 테이퍼지거나), 또는 평행하게 형성될 수 있다. 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10)이 접촉 회전할 때, 점착제(14)는 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16)으로부터 암형 패턴 형성 롤(10)의 볼록한 표면 영역(26)으로 전이된다. 일부 점착제는 요홈(30)의 경사진 측면에 전이될 수도 있지만, 실질적으로 요홈(30)의 바닥(39)에는 점착제가 전이되지 않는다. 암형 패턴 형성 롤(10)의 외측면(24)은, 점착제(14)가 볼록한 표면 영역(26)에는 전이되지만 요홈(30)의 바닥(39)에는 전이되지 않도록 되어 있다. 이것은 적당한 점착제를 선택하는 것과, 그 점착제의 점탄성 특성을 조정 혹은 조절하는 것과, 점착제 전이 롤(8)에 피복되는 점착제(14) 층 두께를 조절하는 것과, 그리고 점착제(14)가 요홈(30)의 바닥(39)으로 전이되는 것을 방지하도록 암형 패턴 형성 롤(10)의 요홈(30)이 충분히 넓은 개구부(32)의 단면적을 갖게 설계하는 것에 의해 달성될 수 있다. 점착제 전이 롤(8)로부터 암형 패턴 형성 롤(10)의 볼록한 표면 영역(26)으로 거의 균일한 점착제 층이 전이되는 한, 특정의 점착제는 본 발명에서 중요하지 않다. 적당한 점착제로는, 처음부터 끈끈한 것과, 처음에는 끈끈하지 않지만 끈끈해지도록 활성화될 수 있는 것 양자 모두를 비롯하여, 실온에서 끈끈해질 수 있는 어떠한 것도 포함된다. 적당한 점착제로는, 아크릴레이트, 실리콘, 폴리-알파-올레핀, 폴리이소부틸렌, (스티렌/이소프렌/스티렌 및 스티렌/부타디엔/스티렌 블록 공중합체와 같은) 고무 블록 공중합체, 스티렌 부타디엔 고무, 합성 이소프렌, 천연 고무 및 이들의 혼합물에 기초한 재료를 포함한, 감압성 점착제 등이 있다. 감압성 점착제는 용제, 물로부터 피복되거나, 방사 중합되거나 또는 핫멜트 처리될 수 있다. 이러한 감압성 점착제는 가교 결합되거나 가교 결합되지 않을 수 있다. 가교 결합은 화학적 처리, 이온 처리, 물리적 처리, 또는 방사선 유도 처리법을 비롯한 공지의 방법으로 수행될 수 있다. 점착제의 접합 강도를 향상시키기 위하여, 닦기 재료의 골에 점착제를 부착한 다음 부분적인 가교 결합을 사용할 수 있다. 낮은 점도가 처리를 용이하게 하는 동시에 양호한 접합 강도를 제공하며, 물리적 가교 결합, 이온 가교 결합, 또는 사후 가교 결합의 일부 형태를 갖는 점착제 가 바람직하다. 사후 가교 결합은 점착제를 전자 비임 또는 고강도 자외선(UV)과 같은 방사선에 노출시킴으로써 수행될 수 있다. 자외선 가교 결합의 경우, 광수용기를 중합체 주사슬에 포함시켜 가교 결합 반응을 용이하게 하는 것이 바람직할 수 있다. (켈렌 등에게 허여된) 미국 특허 제4,737,559호는 그러한 자외선 가교 결합 점착제의 예를 개시하고 있다. 물리적 또는 이온 가교 결합은 공정이 열적으로 가역적이라는 장점을 제공하는데, 이는 핫멜트 처리의 경우에 특히 바람직하다. 물리적 가교 결합 점착제는 고무 블록 공중합체에 기초한 점착제를 포함한다. 합성 고무 블록 공중합체의 예로는 텍사스주 휴스턴 소재의 크라톤 폴리머에서 시판하는 Kraton TM , 텍사스 휴스톤 소재의 엑슨-모빌에서 시판하는 Vector TM 등이 있다. 이러한 블록 공중합체는 전형적으로 여기에 점착 부여제 및/또는 오일을 혼합시켜 감압성 점착제로 조성된다. 이러한 종류의 점착제의 조성에 대한 상세한 내용은 감압성 점착제 기술 핸드북(D. Satas editor, Van Nostrand Reinhold publisher, NY), 제2판, 13장에서 확인할 수 있다. 그 밖의 물리적 가교 결합 점착제는 (허스만 등에게 허여된) 미국 특허 제5,057,366호에 개시된 바와 같은 마크로머를 그라프트한 폴리머(macromer grafted polymers)를 포함한다. 본 발명에서 유용한 점착제는 건조 상태나 젖은 상태 모두에서 끈끈할 수 있다. 젖은 상태에서 매우 끈끈한 점착제는 PCT 공개 공보 WO 00/56828호에 개시되어 있다. 또한, 감압성 점착제는 라텍스 또는 분산액의 형태로서 물로부터 피복될 수 있다. 감압성 점착제 기술 핸드북 2판(D. Satas editor, Van Nostrand Reinhold, NY, 1989)에 개시된 바와 같이, 이러한 점착제는 천연 고무, 아크릴레이트, 스티렌-부타디엔 및 비닐 에테르와 같이 폴리머를 기초로 이루어질 수 있다. 특히, 다공성, 직조, 또는 부직포 기판에 직접 피복되는 경우, 순수 라텍스 점착제는 기판으로의 과잉 침투를 방지하기에 충분한 점성을 갖지 않을 수 있다. 라텍스 점착제의 점성과 유동성은 재료의 고형물 함량으로 조절될 수 있지만, 라텍스를 증점제와 조성하는 것이 보다 더 유익하다. 증점제는 대개 수용성 폴리머 또는 회합성 점증제로서 분류된다. 그 특성과 작용 메카니즘은 Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers(P.Lovell and M.El-Aasser editors, John Wiley and Sons, NY, 1997) 제13장, 455면에 기술되어 있다. 감압성 점착제 기술 핸드북 2판(D. Satas editor, Van Nostrand Reinhold publisher, NY, 1989) 16장 473면에 설명된 바와 같이, 감압성 점착제의 경우에, 점착 특성을 저해하지 않도록 증점제의 선택에 특별한 주의를 기울여야 한다. 적당한 점착제는 95%의 이소-옥틸 아크릴레이트, 5%의 아크릴산 핫멜트 감압성 점착제이다. 그러한 점착제는 미국 특허 제5,753,768호에 기술되어 있다. 점도를 조절하고, 암형 패턴 형성 롤(10)의 볼록한 표면 영역(26)과 점착제 전이 롤(8) 사이에서의 점착제 전이를 향상시키기 위하여, 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10)은 가열된다. 특정의 실시예에서, 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10)은 적어도 약 200℉, 바람직하게는 적어도 약 250℉, 가장 바람직하게는 적어도 약 300℉의 온도로 유지된다. 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10)을 가열함으로써, 피복 공정 중에 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10) 사이에서 신장되는 점착제 "스트랜드(strand)(도시 생략)"의 형성을 줄이는데, 이러한 스트랜드는 특정 점착제의 경우에 높은 처리 속도에서 형성될 수 있다. 점착제의 스트랜드의 형성은 전이되는 점착제의 종류와, 점착제의 피복 중량, 처리 속도[즉, 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10)의 회전 속도]를 비롯한 인자에 의존한다. 또한, 점착제 스트랜드의 형성은 점착제의 피복 중량의 조절, 라인 속도의 조정, 점착제의 온도와 점성의 조정, 또는 점착제에 첨가제와 충진재를 첨가하는 것에 의해 조절될 수 있다. 점착제 스트랜드로 인하여, 점착제가 요홈(30)의 바닥(39)으로 의도치 않게 전이될 수 있다. 점착제(14)는 가해진 온도에서 약 4000 cps, 보다 바람직하게는 적어도 10,000 cps, 가장 바람직하게는 적어도 약 25,000 cps의 최소 점도와, 약 200,000 cps 이하, 보다 바람직하게는 150,000 cps, 가장 바람직하게는 100,000 cps 이하의 최대 점도를 갖는 것이 바람직하다. 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10)이 접촉 회전한 후 분리되기 시작할 때, 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10) 사이의 영역에서 형성될 수 있는 임의의 점착제 스트랜드를 끊거나 절단하기 위하여, 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10) 사이에 점착제 분리 요소(60)가 배치된다. 점착제 분리 요소(60)는 예컨대 가열된 와이어, 초음파 장치, 레이저, 고압 수류, 또는 고압 공기 흐름 등일 수 있다. 모든 스트랜드가 점착제 분리 요소(60)에 의해 제어된 방식으 로 절단될 가능성을 최대화하기 위해, 점착제 분리 요소(60)는 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10)의 표면이 떨어지는 위치에 가능한 한 가깝게 배치된다. 도시된 실시예에서, 점착제 분리 요소(60)는 니크롬 가열 요소 또는 와이어와 같은 전기 저항성 가열 요소인데, 점착제 전이 롤(8)과 암형 패턴 형성 롤(10)이 떨어질 때 이들 롤러 사이의 간극을 메울 수 있는 임의의 점착제 스트랜드를 절단한다. 상기 점착제 분리 요소(60)는 절단 과정 중에 점착제 분리 요소(60)에 들러붙을 수 있는 임의의 잔류 점착제를 태워버릴 수 있는 충분한 온도로 가열되어, 점착제는 점착제 분리 요소(60)에 축적되지 않는다. 점착제 분리 요소(60)의 특정 온도는 사용하는 점착제에 따라 다르지만, 통상적으로는 적어도 약 500℉, 보다 바람직하게는 적어도 약 600℉이다. 암형 패턴 형성 롤(10)로부터 웹으로 점착제가 전이될 때 웹(4)과 암형 패턴 형성 롤(10) 사이에 형성되는 임의의 점착제 스트랜드를 절단하기 위하여, 웹(4)과 암형 패턴 형성 롤(10) 사이에 제2 점착제 분리 요소(62)가 배치될 수 있다. 제2 점착제 분리 요소(62)는 제1 점착제 분리 요소(60)와 동일한 것일 수 있다. 제2 점착제 분리 요소(62)는 웹(4)이 수형 패턴 형성 롤(12)과 암형 패턴 형성 롤(10)을 빠져나올 때 점착제가 피복되는 웹의 제1 주표면(48)에 인접 배치된다. 암형 패턴 형성 롤(10)은 수형 패턴 형성 롤(12)과 맞물림 관계로 화살표(40)로 표시된 바와 같이 반시계방향으로 회전한다. 수형 패턴 형성 롤(12)은 화살표(42)로 표시된 바와 같이 시계방향으로 회전한다. 수형 패턴 형성 롤(12)의 외측면(44)에는 암형 패턴 형성 롤(10)에 마련된 요홈(30)에 대응하는 다수의 돌출 부(46)가 마련되어 있다. 따라서, 도시된 실시예에서, 돌출부(46)는 대응하게 배열된 요홈(30)과 맞물릴 수 있게 하는 크기, 위치 및 형상을 갖는 절두형 피라미드 형상을 갖는다. 점착제가 피복될 소정 재료의 웹(4)은 수형 패턴 형성 롤(12)과 암형 패턴 형성 롤(10) 사이에서 반송된다. 상기 웹(4)은 암형 패턴 형성 롤(10)에 면하는 제1 주표면(48)과 수형 패턴 형성 롤(12)에 면하는 제2 주표면(50)을 포함한다. 웹(4)이 수형 패턴 형성 롤(12)과 암형 패턴 형성 롤(10) 사이에서 반송될 때, 돌출부(46)는 웹(4)을 요홈(30)에 밀어넣어 도 4에 도시된 세정 시트(54)의 산(52)을 형성한다. 이와 동시에, 암형 패턴 형성 롤(10)의 요홈(30)에 밀어넣어지지 않은 웹(4) 부분은 암형 패턴 형성 롤의 볼록한 표면 영역(26)과 접촉하게 되어, 도 4에 도시된 세정 시트의 골(56)을 형성하는 영역으로 점착제(14)를 전이시킨다. 웹의 재료가 공정의 물리적 조건을 견디기에 충분한 구조적 완전성을 갖고 그 표면 중 적어도 하나에 점착제가 전사될 수 있는 한, 본 발명에서 특별한 웹 재료는 중요하지 않다. 웹에 소정의 윤곽 형상을 마련되려면, 웹은 그러한 윤곽 형상의 형성을 견딜 수 있어야 하며, 윤곽 형상이 형성된 다음에는 그 윤곽 형상을 무기한으로 유지할 수 있어야 한다. 웹(4)은 짜거나 직조된 섬유, 또는 부직포 웹일 수 있다. 바람직한 웹은 부직포 웹이다. 부직포 웹은 임의의 적당한 멜트 형성 또는 기계적인 형성 공법에 의해 마련될 수 있다. 예컨대, 부직포 웹은 카드 공법, 스펀본드 공법, 스펀레이스 공법, 멜트 블로운 공법, 에어 레이 공법, 크레이프 공법, 또는 당업계에 알려 진 다른 공정으로 형성될 수 있다. 바람직한 웹으로는, 섬유를 형성하는 것으로 알려진 다양한 열가소성 폴리머 중 하나 이상으로부터 만들어진 부직포 웹이 있다. 적당한 열가소성 폴리머는 (폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부틸렌 등과 같은) 폴리올레핀, (나일론 6, 나일론 6/6 및 나일론 10과 같은) 폴리아미드, (폴리에틸렌 테레프랄레이트와 같은) 폴리에스테르, 아크릴 모노머를 포함한 공중합체와, 이들의 혼합물 및 공중합체로부터 선택될 수 있다. (아세테이트 섬유와 같은) 반합성 섬유, (면과 같은) 천연 섬유, (레이온과 같은) 재생 섬유 및 그 밖의 비-열가소성 섬유도 또한 열가소성 섬유와 혼합될 수 있다. 이러한 섬유는 대개 약 1 - 32 데니어, 바람직하게는 약 1 - 15 데니어를 갖는다. 웹의 기본 중량은 바람직하게는 약 10 - 150 g/m 2 , 보다 바람직하게는 약 20 - 75 g/m 2 이다. 적당한 웹(4)의 재료는 위스콘신주 그린베이 소재의 Green Bay Nonwovens에서 SX-313이라는 제품명으로 시판하는 것이 있다. 이러한 재료는 1.5 데니어를 갖는 폴리에스테르 섬유 50%와 레이온 섬유 50%로 이루어진 틈이 없는 스펀레이스 부직포이다. 이러한 재료는 50 g/m 2 의 기본 중량을 갖는다. 또한, 웹은 짜거나 직조된 섬유, 부직포 웹, 종이, 플라스틱 필름, 또는 이들의 적층물과 같은 (도시 생략) 지지층을 포함할 수 있다. 상기 지지층은 또한 섬유로 이루어진 망, 스크림(scrim), 또는 섬유 스트랜드를 포함할 수 있다. 지지층은 영구적으로 또는 분리가능하게 웹에 연결될 수 있다. 지지층이 부직포층 또는 짜거나 직조된 섬유인 경우, 선택적으로 제2 세정면으로서 작용할 수 있다. 지 지층은 상기한 웹과 유사한 부직포 웹인 것이 바람직하다. 부직포 지지층의 기본 중량은 웹에 대하여 상기한 범위 내에 있을 수 있고, 15 g/m 2 보다 큰 기본 중량을 갖는 것이 바람직하다. 플라스틱 필름을 지지층으로서 사용하는 경우, (폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은) 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 또는 다른 필름이 사용될 수 있다. 이러한 필름의 두께는 0.012 mm (0.5 mils) 내지 0.075 mm (3 mils)일 수 있다. 필름이 부직포 웹에 압출 접합되는 경우, 부직포 웹과 필름 지지층은 2개 부재들 사이에 충분한 접합이 확보되도록 조화하는 재료인 것이 중요하다. 웹(4)에 감압성 점착제(14)를 선택적으로 피복하고 점착제를 수용하는 골과 실질적으로 점착제가 없는 산을 갖는 세정 시트를 형성하기 위하여, 점착제(14)는 점착제 전이 롤(8)의 전체 외측면(16)에 도포된다. 점착제(14)는 좁은 흐름으로 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16)에 도포된 다음, 닥터 블레이드(20)에 의해 점착제 전이 롤(8)의 전체 외측면(16)에 산포되어 균일하게 분배됨으로써, 요구되는 일정한 두께를 갖는 점착제의 연속적이고 균일한 층이 형성된다. 그 후, 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16)은 암형 패턴 형성 롤(10)의 볼록한 표면 영역(26)과 접촉 상태로 회전하여, 점착제 전이 롤(8)의 외측면(16)으로부터 암형 패턴 형성 롤(10)의 볼록한 표면 영역(26)으로 점착제가 전이된다. 그 후, 점착제가 피복된 암형 패턴 형성 롤(10)의 볼록한 표면 영역(26)은 웹(4)의 속도에 맞춰진 속도로 웹(4)과 접촉 회전한다. 이러한 방식에서, 점착제는 볼록한 표면 영역(26)으로부터 웹(4)의 특정 영역으로 전이된다. 웹에 도포되는 점착제의 양은 웹의 물리적 특징과 점착제의 점착성을 비롯한 많은 인자에 의존한다. 점착제의 양은, 저항력을 일으켜 닦기 작업을 어렵게 만들 수 있고, 또는 세정 대상 표면으로 전이될 수 있는 과잉의 점착제가 존재하지 않으면서, 보무라지, 먼지, 머리카락, 모래, 음식물 입자, 흙 등과 같은 다양한 형상과 경도의 크고 작은 입자를 닦기 작업 중에 모두 포집하기에 충분한 정도이어야 한다. 웹(4)은 투입된 부직포 웹의 중량에 기초하여 약 2 - 50 중량%의 점착제, 바람직하게는 약 10 - 20 중량%의 점착제를 대개 포함한다. 또는 점착제를 갖는 웹의 면적과 실질적으로 점착제가 없는 면적의 평면 비율이 약 80:20 내지 20:80의 범위일 수 있다. 점착제는 약 1 g/m 2 , 보다 바람직하게는 적어도 약 2.5 g/m 2 , 가장 바람직하게는 약 4 g/m 2 의 최소 중량과, 약 25 g/m 2 이하, 보다 바람직하게는 약 15 g/m 2 이하, 가장 바람직하게는 약 8 g/m 2 의 최대 중량으로 웹에 피복된다. 수형 패턴 형성 롤(12)의 외측면(44)이 매끄러워, 소정의 점착제 패턴을 갖는 거의 평면형의 웹을 생산할 수 있다는 것을 알 것이다. 그러나, 거의 평면형의 웹 상의 점착제는 세정 대상 표면으로부터 "이격"되어 있지 않아서 대개 세정 시트의 사용에 방해가 되는 수준의 저항력을 발생시킬 것이기 때문에, 수형 패턴 형성 롤은 암형 패턴 형성 롤(10)의 요홈(30) 안으로 웹의 피복되지 않은 (즉, 실질적으로 점착제가 없는) 영역을 밀어넣는 돌출부(46)를 대개 포함하며, 이로써 형성되는 실질적으로 점착제가 없는 산(52)은 점착제가 피복된 골(56)을 세정 대상 표면으로부터 이격시키는 작용을 하고, 이에 의해 저항력을 감소시킨다. 이렇게 처리된 웹(4)으로부터 세정 시트(54)를 (도 4) 형성하려면, 웹(4)은 필요한 크기 및/또는 형상으로 단순히 절단한다. 전술한 본 발명의 개념을 벗어나지 않으면서 다양한 변경과 변형이 실시될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 범위는 본 명세서에서 기술된 특징들에 한정되어서는 안되며, 청구범위에 기재된 특징과 그 등가물에 의해서만 한정된다. |
