KR0153470B1 - 개선된 액체 서지 처리용 흡수 구조체 및 이를 사용한 제품 - Google Patents

개선된 액체 서지 처리용 흡수 구조체 및 이를 사용한 제품

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KR0153470B1
KR0153470B1 KR1019900006540A KR900006540A KR0153470B1 KR 0153470 B1 KR0153470 B1 KR 0153470B1 KR 1019900006540 A KR1019900006540 A KR 1019900006540A KR 900006540 A KR900006540 A KR 900006540A KR 0153470 B1 KR0153470 B1 KR 0153470B1
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KR
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surge
surge treatment
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KR1019900006540A
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귄 라티머 마가레트
진 매튜스 빌리
마리 세르신 엔
Original Assignee
토마스 제이.밀케
킴벌리-클라크 월드와이드,인크.
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Publication date
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Abstract

내용 없음.

Description

개선된 액체 서지(surge) 처리용 흡수 구조체 및 이를 사용한 제품
제1도는 본 발명에 의한 1회용 기저귀를 나타낸 평면도(기저귀 내면의 흡수 구조체를 더욱 자세히 나타내기 위해서 상부 시이트의 일부를 잘라내었음).
제2도는 제1도의 단면선 2-2를 따라 도시한 종단면도.
제3도는 본 발명에 의한 흡수 구조체의 사시도.
제4도는 본 발명에 의한 복층 코어(core)를 갖는 기저귀의 사시도.
제5도는 제4도의 단면선 5-5를 따라 도시한 횡단면도.
제6도는 제4도에 대하여 본 발명에 의한 기저귀 복층 코어의 다른 실시 형태를 나타낸 단면도.
제7a 및 7b도는 본 발명에 의한 서지 처리부를 구성하는 섬유질 구조의 대표적인 현미경 사진.
제8도는 본 발명에 의한 기저귀의 또 다른 실시 형태를 나타낸 사시도.
제9도는 일체형으로 성형된 본 발명에 의한 기저귀 흡수 구조체를 제8도의 단면선 10-10을 따라 도시한 횡단면도.
제10도는 종래 선행 기술의 신체면 라이너를 거쳐 흐르는 유체 흐름을 개략적으로 도시한 단면도.
제11a, b 및 c도는 본 발명에 의한 서지 처리부에 사용된 섬유질 구조의 공극 용적량을 일시적으로 차지하는 액체의 이동을 개략적으로 예시한 단면도.
제12도는 최초의 액체 서지가 있을 때 흡수성 겔링제와 혼합된 친수성 섬유로 이루어진 흡수 코어를 갖는 종래의 선행 기술에 의한 기저귀를 개략적으로 예시한 단면도.
제13도는 종래의 선행 기술에 의한 제12도의 기저귀 코어가 1회 이상 계속되는 액체 서지로 인해 품질이 저하된 상태를 보여주는 단면도.
제14도는 본 발명에 의한 서지 처리부를 갖는 흡수 구조체의 특성을 조사하기 위해 사용된 침투 속도 방출(Penetration Rate Desorption, PRD) 시험법을 수행하기 위한 장치의 사시도임.
제15도는 제14도의 PRD 시험 장치의 작동시 모습을 보여주는 측면도임.
제16도는 섬유질 시편의 화상 분석에 의해 얻어진 히스토그램의 전형적인 예.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 기저귀 12 : 전면 허리밴드부
14 : 배면 허리밴드부 16 : 가랑이 부분
18 : 외연부 20 : 종연부
22 : 단연부 24 : 횡중심선
26 : 종중심선 28 : 상부 시이트
30 : 하부 시이트 32 : 흡수 구조체
34 : 탄성 부재 36 : 체결체
38 : 배면부 40 : 전면부
42 : 단부 부분 44 : 목표 대역
46 : 서지 처리부 48 : 보유부
50 : 귀부 52 : 귀부
54 : 중심부 56 : 횡중심선
68 : 종중심선 60 : 단면부
110 : 침투 속도 방출 시험 장치 112 : 중공 관
114 : 관 벽 116 : 평받침대
118 : 구멍 120 : 상연부
122 : 융기물 124 : 스크린(screen)
126 : 시편 128 : 저부
129 : 스테인레스 강관 130 : 노즐 어셈블리(nozzle assembly)
131 : 노즐 팁(tip)
본 발명은 흡수 제품, 구체적으로 개인 위생용품으로 유용하게 사용할 수 있는 흡수 구조체에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 반복된 액체 서지를 신속히 흡수하고, 이어서 이것을 제품의 다른 부분으로 방출시키도록 설계된 부분을 갖는 흡수 제품에 관한 것이다.
개인 위생용 흡수 제품의 소정의 기능은 제품에서의 누출을 줄이고, 착용자가 보송보송한 감촉을 느낄 수 있도록 함을 그 목적으로 한다. 그러나, 대개의 흡수 제품은 제품의 흡수 용량을 다 이용하기도 전에 소정의 기능이 상실된다. 흡수용 의류, 예를 들어 1회용 기저귀는 기저귀의 다리 부분, 상단 전면이다 또는 상단 배면부분에서 액체가 종종 누출된다. 누출은 제품상의 각종 결함에 기인하여 일어날 수 있는데, 특히, 2차, 3차 또는 4차 등의 액체 서지에 대한 흡수 시스템의 유체 흡수 속도가 불충분하기 때문에 일어날 수 있다.
방뇨는 초당 최대 15 내지 20ml의 양 및 최대 280cm/초의 속도로 일어날 수 있음이 밝혀졌다. 재래의 기저귀 흡수 구조체, 예를 들어 흡수성 겔링 입자와 셀룰로오스 플러프화(fluffed) 펄프의 혼합물로 구성되는 기저귀 흡수 구조체는 웨브 밀도와 겔링 입자들의 농도에 따라 초 당 단지 약 8ml 이하의 속도로 액체를 초기 흡수할 수 있다. 이들 직물의 흡수 용량이 충분한 경우에도, 이들의 구조체 중에 액체 서지를 이미 받아들였던 직물은 그 흡수속도가 저하될 수 있다. 이와 같은 액체의 송출률과 흡수율 사이의 불균형은 액체가 구조체에 의해 흡수되기 전에 직물의 표면에 과도하게 고이는 원인이 될 수 있다. 그런데, 고인 유체는 기저귀의 다리 개구부에서 누출되어 착용자의 외의나 잠자리를 더럽힐 수 있다.
누출을 방지하기 위해서, 다리 부위에 탄성적인 주름을 만들어 물리적인 장벽을 형성하는 방법 및 액체 서지가 전형적으로 일어나는 구조체 대역에서 흡수제의 양이나 배치를 변화시키는 방법 등이 시도되어 왔다. 또한, 흡수성 겔링 입자들을 사용해서 흡수 구조체의 여러 부위에서 액체 수용량을 늘리는 방법도 시도되어 왔다.
흡수 제품으로서는 셀룰로오스 섬유로 구성된 여러가지 유형의 흡수 패드가 전형적으로 사용되어 왔다. 예를 들어, 루포(Ruffo)의 미합중국 특허 제3,523,536호에는 단섬유들을 상대적으로 보다 긴 소량의 장섬유들과 혼합시킴으로써 웨브를 안정화시킨 흡수성 섬유질 웨브가 기재되어 있다. 루포 등(Ruffo, et al.) 등의 미합중국 특허 제3,768,118호에는 장섬유와 단섬유를 혼합시키는 방법이 기재되어 있다.
닐로이어 등 (Liloia, et al.)의 미합중국 특허 제3,663,348호에는 직물이 신체에 닿는쪽의 액체 침투성 라이너재로 작용하고, 흡수성 코어가 한쪽 면상에 조밀층을 갖즌 느슨하게 압축된 셀룰로오스 솜을 포함하는 흡수 제품이 기재되어 있다.
특수한 흡수성 의류가 흡수된 액체의 분산을 조절하기 위해 사용되어 왔다. 홀트먼(Holtman)의 미합중국 특허 제4,578,070호에는 복층의 파형 부직포 구조체를 포함하는 실금용 패드가 기재되어 있다. 스턴(Stern)과 홀트먼의 미합중국 특허 제4,681,577호에는 액체 불투과성인 가요성 외피중에 배치된 실금용 패드가 기재되어 있다. 상기 제4,681,577호 특허에 기재된 흡수 구조체는 제품의 전면부에 상기 제4,578,070호 특허에 기재된 복측 부직포 구조체의 파형이나 또는 밋밋한 외형중 어느 하나를 갖는다. 배면부에 있는 탄성 부직포나 또는 연속 기포 발포체와 같은 제2탄성 개방 구조체는 분변 수용의 용도를 갖는다.
버나딘(Bernadin)의 미합중국 특허 제4,699,619호에는 상층이 하층보다 공극 크기가 더 큰 다층 코어 배치로 구성될 수 있는 또 하나의 셀룰로오스 흡수 구조체가 기재되어 있다. 코어층 사이의 공극크기 구배는 다양한 방법들, 예를 들어 밀도가 서로 다른 웨브를 사용하거나 또는 동일한 밀도를 갖지만 크기가 서로 다른 섬유로 형성된 웨브를 사용하여 달성할 수 있다. 또한, 초흡수제의 일부도 흡수 구조체내의 여러 위치에 배치시킬 수 있다.
알레마니 등(Alemany, et al.)의 유럽 특허 출원 제254,476호에는 흡수성 겔링 입자들과 혼합된 셀룰로오스 플러프(fluff)로 구성된 유체 저장 및 획득 대역을 갖는 흡수 부재가 기재되어 있다. 이 입자들은 기저귀가 습윤되는 경우에 섬유질 구조의 붕괴를 막기 위하여 사용되는 것으로 알려져 있다. 획득 대역은 저장 대역보다 저밀도 및 저중량을 갖는다. 바이스먼 등(Weisman, et al.) 등의 미합중국 특허 제4,673,402호에는 하이드로겔 입자들을 함유하는 내면 플러프 패드와 하이드로겔 입자를 거의 갖지 않는 외면 플러프 패드로 구성되는 이원(二元)층 흡수 코어 배열이 기재되어 있다.
카디드 웨브 및 스펀본디드 웨브와 같은 부직포 재료는 흡수 제품에서 신체면 라이너로서 사용되어 왔다. 특히, 연속 기포의 다공성 라이너 구조체는 액체를 신속하게 통과시키며, 라이너의 아래에 위치한 습윤된 흡수 패드로부터 신체의 피부를 분리된 상태로 유지하기 위해 사용되어 왔다. 이들 층 외에도, 두껍고 높은 직물 구조체로 구성된 층과 같은 다른 재료 층들이 액체의 역류를 감소시킬 목적으로 라이너와 흡수 패드의 사이에 배치되어 왔다.
앞서 논의한 바와 같은 종래의 플러프 기재 흡수 구조체에서는 셀룰로오스성 섬유들이 습윤되는 경우에 복원성을 상실하고 붕괴될 수 있다. 그 결과, 습윤된 구조체의 액체 흡수율이 너무나 저하됨으로써, 이후의 계속되는 액체 서지를 충분히 수용할 수 없게 된다. 섬유들을 서로 떨어진 상태로 유지하기 위해, 흡수성 겔링 입자들을 섬유들 사이에 혼입시키는 경우, 겔링 입자들은 팽윤되기는 하지만 흡수된 유체를 방출하지는 않는다. 이어서, 입자들의 팽윤은 흡수 구조체의 공극 용적을 감소켜서, 구조체가 액체를 신속히 흡수하는 능력을 저하시킬 수 있다.
2차 기모 가아제와 같은 흡수성을 더욱 보강하는 재료의 첨가나 또는 흡수성겔링 입자들이 수용 용량을 증가시키기 위해 사용되어 왔다. 그러나, 이와 같은 배열을 갖는 흡수 구조체의 소정의 액체 흡입 속도는 연속되는 액체 서지 중에서 실질적으로 지속될 수 없다.
상기 검토된 바와 같이, 각종 형태의 흡수 구조체의 발전에도 불구하고, 1회용 기저귀와 같은 흡수 제품에서 누출 현상을 적절히 감소시키기 위한 개선의 여지가 흡수 구조체에 여전히 남아 있다. 액체 서지의 처리가 개선되고, 착용중에 수회 반복되는 액체 부하를 더욱 효과적으로 흡수하고 보유할 수 있는 흡수 구조체가 요구되고 있다.
본 발명에서, 체액을 흡수하고 함유하기 위한 흡수 제품은 액체를 신속하게 흡수하는 서지 처리부 및 서지 처리부에서 방출된 액체를 수용하고 보유하는 보유부로 이루어진다. 서지 처리부는 1 평방 미터 당 약 60g 이상의 기본 중량을 갖는 섬유질 재료로 이루어지며, 약 12초 이하의 흡수 시간, 서지 처리재 1g 당 적어도 약 3g의 임시 부하량 및 방출 후 서지 처리재 1g 당 약 1g 이하의 잔류량을 제공하도록 설계된다. 서지 처리부는 3회 이상의 계속되는 액체 흡수 및 방출 사이클에 대해서 소정의 흡수 시간, 임시 부하량 및 잔류량을 제공하도록 설계된다.
본 발명의 흡수 구조체는 삼출체액을 신속하게 흡수할 수 있고, 흡수 구조체가 이미 1회 이상의 액체 투입으로 습윤된 후에도 흡수 속도를 소정으로 유지할 수 있는 서지 처리부를 제공한다. 본 발명은 또한 흡수 구조체의 목표 대역에서 일어나는 각각의 액체 서지를 일시적으로 수용하는 과도적인 한시적 저액조를 제공할 수 있으며, 구조체의 보유부 중으로 액체의 방출 및 이동을 더욱 철저하게 제공할 수 있다. 그 결과, 본 발명 특유의 흡수 구조체를 포함하는 의류는 착용자의 피부에 액체가 질척이는 것을 방지할 수 있으며, 체액을 피부에서 흡수 구조체 중으로 더욱 신속하게 이동시킬 수 있다. 본 발명의 과도적 저액조 기능은 보유부가 액체를 착용자의 피부에서 분리시키면서 반복된 액체 서지를 수용하는데 보다 긴 시간을 허용할 수 있다. 액체를 보유부 중으로 더욱 철저히 방출시킴으로써 착용자에게 접촉되는 의류 부분을 더욱 건조하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 독특한 구조체는 착용자의 피부에 묻어 있는 액량을 감소시킬 수 있고, 흡수 구조체에서 액체의 누출을 줄일 수 있으며, 사용자에게 더욱 보송보송한 착용감 및 쾌감을 제공할 수 있다. 이 외에도, 본 발명의 독특한 측면은 여러 차례에 걸쳐 액체가 흡수 구조체로 전될되는 과정에서도 유지되는 이점이 있다.
본 발명의 흡수 구조체를 1회용 흡수 제품에서의 용도와 관련하여 본 명세서에 기재하지만, 본 발명에 의한 흡수 구조체의 감재적인 용도는 1회용 흡수 제품으로 한정되지만은 않음을 알아야 한다. 본 명세서에서 1회용 흡수 제품은 삼출체액을 흡수하고 함유하는 제품을 말하며, 이는 일정 기간의 사용후에 버려지는 제품을 의미한다 (즉, 이 제품은 재사용을 위해서 세탁되거나 또는 달리 복원되지 않는다). 이 제품은 신체에서 배설된 각종 분비액을 흡수하고 함유하기 위해 착용자의 신체에 밀착시키거나 또는 근접해서 배치시킬 수 있다. 본 명세서가 구체적으로 기저귀 제품과 관련해서 작성되겠지만, 본 발명은 실금용 의류, 생리대 등의 1회용 개인 위생 흡수 제품 뿐만 아니라 외과용 붕대 및 스폰지등에도 적용될 수 있음을 알아야 한다.
제1도 및 2도에서 있어서, 기저귀(10)와 같은 흡수 제품은 보유부(48)와 같이 일정 액체를 함유하고 유지하기 위해 배치되는 보유 수단을 포함한다. 제품은 또한 서지 처리부(46)와 같이 보유부(48)로 액체 전달이 이루어지도록 위치하는 서지처리 수단도 포함한다. 서지 처리부는 액체를 받아 들인 다음 보유 수단으로 방출시키는 일을 한다. 서지 처리부(46)는 섬유질 재료로 구성되며, 약 60gsm(g/㎡) 이상의 기본 중량을 갖는다. 서지 처리부는 12초 이하의 흡수 시간, 서지 처리부 1g 당 약 1g 이하의 액체 잔류량 및 서지 처리부 1g 당 액체 3g 이상의 임시 부하량을 제공하도록 설계되고 배치된다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 흡수 시간은 약 10초 이하, 바람직하기로는 흡수 기능을 증진시키기 위해 약 8초 이하가 좋다. 본 발명의 다른 측면에 있어서, 임시 부하량은 직물 1g 당 약 6g 이상이며, 바람직하기로는 효과를 더욱 좋게 하기 위해 직물 1g 당 약 9g 이상이 좋다. 본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 잔류량은 직물 1g 당 약 0.75gm 이하이고, 바람직하기로는 추가적인 향상을 위해 직물 1g당 약 0.5g 이하가 좋다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 서지 처리부는 여러가지 독특한 구조 파라미터에 의해 특정지을 수 있다. 이들 파라미터로서는 예를 들어, 습윤 복원력 값, 전체 섬유 표면적, 습윤성 섬유 표면적, 비습윤성 섬유 표면적 및 서지 처리재의 밀도를 들 수 있다.
제1도는 본 발명의 기저귀(10)를 접히지 않고 평평히 펼쳐진 상태(즉, 탄성재에 의한 주름 및 접힘을 제거한 상태)로 도시한 평면도이다. 제1도는 기저귀(10)의 구조를 더욱 자세히 나타내기 위해서 구조의 일부를 부분적으로 도려낸 것이며, 착용자와 접촉하는 기저귀(10) 부위가 보는 사람은 면하게 한 것이다. 제1도의 기저귀(10)는 전면 허리밴드부(12), 배면 허리밴드부(14), 가랑이 부분(16) 및 외연부(18)(이는 종연부(20)와 단연부(22)로 구성된 기저귀의 외부 연부로 정의됨)를 갖는다. 이 외에도, 기저귀는 횡중심선(24)과 종중심선(26)을 갖는다.
기저귀(10)는 액체 투과성인 상부 시이트(28), 실질적으로 액체 불투과성인 하부 시이트(30), 상부 시이트와 하부 시이트 사이에 위치한 흡수 구조체(32) 및 탄성 부재(34)로 구성된다. 상부 시이트(28), 하부 시이트(30), 흡수 구조체(32) 및 탄성 부재(34)는 여러가지 널리 공지된 기저귀의 배치 형태로 조립할 수 있다. 그러나, 기저귀 이외의 제품에서는, 상부 시이트(28), 하부 시이트(30) 및 탄성 부재(34)와 같은 개개의 구성 요소들은 선택적임을 인식해야 한다. 흡수 제품중에 다른 특정한 구성 요소를 포함시키는 것이 바람직한지 여부는 의도하는 최종 용도에 달려있다.
기저귀(10)의 도시된 예에 있어서, 상부 시이트(28) 및 하부 시이트(30)는 접쳐져 있으며, 일반적으로 흡수 구조체(32)의 길이 및 너비보다 큰 치수들을 갖는다.
상부 시이트(28)는 하부 시이트(30)와 접속해서 그 위헤 겹쳐지며, 이로 인하여 기저귀(10)의 외연부(18)의 윤곽이 분명해진다. 외연부는 기저귀(10)의 외측 둘레 또는 연부들을 한정하며, 단연부(22) 및 종연부(22)로 구성된다. 기저귀(10)는 각각 기저귀 외연부(18)의 단연부(22)에서 기저귀의 횡중심선(24)쪽으로 기저귀(10) 길이의 약 2 내지 10%, 바람직하기로는 약 5%의 거리만큼 연장되어 있는 전면 전면 허리밴드부(12) 및 배면 허리밴드부(14)를 갖는다. 허리밴드부는 이를 착용하는 경우, 전체적으로 또는 부분적으로는 착용자의 허리나 또는 몸통의 중간 이하부를 덮거나 감싸는 기저귀(10)의 상부 부분들을 이룬다. 중간 지점의 가랑이 부분(16)은 양 전면 허리밴드부(12) 및 (14) 사이에 위치하여, 이들 서로를 연결시키며, 착용하는 경우에 착용자의 양다리 사이에 위치하여 착용자의 몸통 중간 부위 이하를 덮는다. 기저귀(10)의 일부를 구성한다. 따라서, 가랑이 부분(16)은 기저귀(10)나 기타 1회용 흡수 제품에서 빈번한 액체 서지가 전형적으로 일어나는 영역이다.
상부 시이트(28)가 사용되는 경우, 이는 착용자의 피부에 순응하고 촉감이 부드러우며 자극적이지 않은 신체 대향 표면을 구성한다. 또한, 상부 시이트(28)는 액체를 투과시킬 만큼 충분히 다공성이어서, 액체가 이를 통해 용이하게 침투된다.
적합한 상부 시이트(28)는 다공성 발포체, 망상 발포체, 천공된 플라스틱 필름, 천연 섬유(예, 목섬유 또는 면섬유), 합성 섬유(예, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유), 또는 이들 천염 섬유 및 합성 섬유의 조합물과 같은 각종 웨브 재료를 사용하여 제조할 수 있다. 상부 시이트(28)는 전형적으로 흡수 구조체(32) 중에 수용되어 있는 액체로부터 착용자의 피부를 격리시키기 위해 사용된다.
각종 직포 및 부직포 직물을 상부 시이트(28)용으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 상부 시이트를 폴리올레핀 섬유들의 멜트블로운 또는 스펀본디드 웨브로 구성할 수 있다. 또한, 상부 시이트는 천연 및 합성 섬유들의 적합 카디드 웨브일 수 있다. 부직 웨브는 제직이나 또는 편직 처리없이 형성되는 재료의 웨브를 의미한다.
직물은 직포, 편포 및 부직 섬유질 웨브 전체를 포함하는 의미로 사용된다.
하부 시이트(30)는 실질적으로 액불투과성이며, 전형적으로 얇은 플라스틱 필름이나 또는 기타 가요성 액불투과성 재료로 제조된다. 본 명세서에서는 가요성은 착용자 신체의 전반적인 형태 및 윤곽에 대해 적합하고, 용이하게 들어 맞는 재료를 말한다. 하부 시이트(30)는 기저귀(10)와 접하는 이부자리 및 외투와 같은 물품이 흡수 구조체(32) 중에 함유된 분비물로 더럽혀지는 것을 방지한다. 도시된 실시 태양에서, 하부 시이트(30)는 약 0.012 내지 0.051mm (0.5 내지 2.0밀)의 두께를 갖는 폴리에틸렌 필름이다. 별법으로, 하부 시이트는 소정 수준의 액체 불투과성을 부여하도록 구성되었거나 처리된 직포 또는 부직포 섬유질 웨브 층으로 구성할 수 있다.
하부 시이트(30)는 액상 분비물이 하부 시이트를 통과하는 것은 여전히 방지하면서도 수증기는 흡수 구조체(32)에서 배출시키는, 소위, 통기성(breathable) 재료로 이루어질 수도 있다. 또한, 하부 시이트에 엠보싱 및(또는) 매트 처리를 가하여 외관을 더욱 미려하게 만들 수 있다.
하부 시이트(30)의 크기는 흡수 구조체(32)의 크기 및 선정된 세부적 기저귀 디자인에 의해 결정된다. 예를 들어, 하부 시이트(30)는 일반적으로 T-형, I-형 또는 개량된 모래시계형일 수 있으며, 흡수 구조체(32)의 말단부를 넘어서 일정 거리, 예컨데, 1.3 내지 2.5cm (0.5 내지 1.0인치)만큼 연장될 수 있다.
상부 시이트(28)와 하부 시이트(30)는 사용 가능한 방식으로 서로 연결되거나 또는 다르게 접합된다. 본 명세서에서 결합된이란 용어는 상부 시이트(28)의 배치가 하부 시이트(30)에 상부 시이트(28)를 직접 접합시킴으로써 하부 시이트(30)와 직접 연결되거나 또는 상부 시이트(28)를 하부 시이트(30)에 접합되는 중간 부재에 접합시킴으로써 하부 시이트(30)에 연결되는 것을 포함한다. 상부 시이트(28) 및 하부 시이트(30)를 접착제, 초음파 결합, 열결합 또는 당 업계에 공지된 임의의 기타 접착 수단과 같은 접착 수단(도면에 도시하지 않음)에 의해 기저기 외연부(18)에서 서로 직접 접합시킬 수 있다. 예를 들면, 균일하고 연속적인 접착제층, 재단된 접착제층, 또는 구조 접착제의 분리선 또는 점의 배열이 외면시이트(28)와 하부 시이트(30)를 접합시키는 데에 사용될 수 있다.
테이프 텝 체결체(36)와 같은 체결 수단은 전형적으로 착용자에게서 기저귀가 흘러내리지 않도록 하는 메카니즘을 제공하기 위해 기저귀(10)의 배면 허리밴드부(14)에 적용된다. 테이프 텝 체결체는 당 업계에 널리 공지된 것들 중 임의일 수 있으며, 이는 전형적으로 기저귀(10)의 양모서리에 적용된다. 예를 들면, 기계식 체결체, 훅크 및 루프 체결체, 스냅, 핀 또는 버클들을 접착제 및 기타 수단들과 함께 사용할 수 있다. 도면의 배치 형태에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 기저귀는 체결체를 배제시킬 수도 있음을 알아야 한다.
탄성 부재(34)가 특정 제품중에 포함되는 경우, 이는 기저귀(10)의 주변(10)에 인접하게 배치되며, 바람직하기로는 탄성 부재(34)가 기저귀(10)에 주름을 만들고 착용자의 양 다리사이에 밀착되어 있을 수 있도록 각 종연부(20)를 따라 배치되는 것이 좋다. 탄성 부재(34)는 또한 탄성화된 허리밴드를 제공하기 위해 기저귀(10)의 단연부 어느한쪽이나 양쪽 모두에 인접하게 배치될 수 있다. 주목할 점은 탄성화된 다리 주름부 및 허리 주름부는 종래의 흡수 구조체 및 재료의 부적당성에 의해 야기된 누출을 방지하기 위해 종래의 기저귀에서는 전형적으로 사용된다는 사실이다. 일부 경우에서, 본 발명은 액체 함유 목적을 위한 탄성화된 주름부에 대한 의존을 감소시킨 배치 형태를 취할 수도 있다.
탄성 부재(34)는 통상적인 부하 상태에서 탄성 부재가 기저귀(10) 쪽으로 효과적으로 수축하도록 탄성적으로 신축 가능한 상태로 기저귀(10)에 고정된다. 탄성 부재(34)는 적어도 두 가지 방식으로 탄성적으로 신축될 수 있는 조건으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(34)는 기저귀(10)가 수축되지 않은 상태에 있는 동안 펼쳐서 고정시킬 수 있다. 별법으로, 기저귀(10)는, 예를 들어, 플릿팅(pleating)에 의해 수축될 수 있으며, 탄성 부재(34)가 수축되거나 또는 오므라진 상태에 있는 동안 탄성 부재(34)를 기저귀(10)에 고정, 연결시킬 수 있다. 고온 수축 탄성 부재와 같은 또 다른 방법이 의류에 주름을 만들기 위해 사용될 수 있다.
제1도에 도시된 실시태양에 있어서, 탄성 부재(34)는 본질적으로 기저귀(10)의 가랑이 부분(16)의 길이를 연장시킨다. 또한, 탄성 부재(34)는 기저귀(10)의 전체 길이를 연장시키거나 또는 독특한 디자인의 기저귀에 알맞도록 탄성적으로 수축 가능한 라인(line)들의 배치를 적합하게 제공하여 임의의 다른 길이를 연장시킬 수 있다.
탄성 부재(34)는 다수의 형태 가운데 임의를 가질 수 있다. 예를 들면, 독립적인 탄성 부재(34)의 폭은 0.25mm 내지 25mm (0.01-1.0inch) 이상 가변될 수 있으며, 탄성 부재(34)는 탄성 부재의 단일 스트랜드(strand)로 구성될 수 있거나 또는 탄성 부재의 수개의 평행하거나 평행하지 않는 스트랜드로 구성될 수 있고, 직선 또는 곡선 배열에서 적용될 수 있다. 탄성 부재(34)는 당 업계에 공지되어 있는 몇개의 방법중 임의의 방법으로 기저귀에 접합될 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(34)는 각종 접착제를 사용해서 초음파적으로 결합될 수 있거나 열 및 압력으로 밀봉될 수 있으며 또는 접착제에 의해 기저귀(10)에 결합될 수 있다.
흡수 구조체(32)는 상부 시이트(28)와 하부 시이트(30) 사이에 위치해서 기저귀(10)를 형성한다. 흡수 구조체는 일반적으로 착용자에게 밀착해서 수축될 수 있으며, 착용자의 피부에 염증을 일으키지 않으면서 체외 분비액을 흡수하고 보유할 수 있다. 제2도 내지 제6도에 있어서, 본 발명의 목적상 흡수 구조체는 일체형으로 된 재료 단일편으로 구성할 수 있거나, 또는 별법으로서 재료의 독립적인 개개편 다수로 구성할 수 있다. 흡수 구조체가 재료의 일체형의 단일편으로 구성되는 경우, 재료는 그의 서로 다른 부위에서 형성된 선별된 구조적 특징을 가진다. 흡수 구조체가 다중편들로 구성되는 경우, 편들은 층으로서 또는 다른 평평하지 않은 형태로 배치될 수 있다. 또한, 개개의 편들은 제품의 요구에 따라 동일한 공간에서 전개되거나 또는 전개될 수 없다. 그러나, 바람직하기로는 개개의 편들 각각이 그 경계의 적어도 일부에서는 흡수 구조체의 적어도 1개의 다른 인접 편과 실시 가능하게 단단히 결속되어 배치되는 것이 좋다. 바람직하기로는, 개개의 편이 초음파 또는 접착제 접합, 또는 기계적 또는 수압 니들링(needling)과 같은 적합한 접합법 및(또는) 섬유 엉킴 메카니즘에 의해 흡수 구조체에 인접 부위에 결합되는 것이 좋다.
제3도에 대표적으로 도시한 실시태양에 있어서, 흡수 구조체(32)는 배면부(38)와 전면부(40)를 포함하고, 전면부는 단부(42)와 목표 대역(44)를 갖는다. 일반적으로, 흡수 제품은 액체 서지 처리부(46)과 액체 전달이 이루어지도록 위치하는 액체 보유부(48)로 구성된다. 이외에도, 흡수 구조체는 횡중심선(56) 및 종중심선(58)을 갖는다. 서지 처리부(46)의 적어도 일부가 목표 대역(44) 내에 위치하며, 바람직하기로는 서지 처리부가 목표 대역(44) 상의 전 범위에 걸쳐 충분히 연장되는 부위를 갖는 것이 좋다. 보유부(48)는 서지 처리부에서 방출된 액을 수용하고, 액을 간직하며 저장하기 위해 서지 처리부(46)와 액체 전달이 이루어지도록 위치한다. 흡수 구조체는 보유부(48)의 일부가 목표 대역(44)내에 위치하고 보유부(48)의 나무지는 목표 매역의 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 또 하나의 배열에 있어서, 보유부를 목표 대역(44)내에 전혀 배치시키지 않고, 보유부 전체를 목표 대역 밖에 배치시킬 수 있다. 또 하나의 배열에 있어서, 보유부 전부를 목표 대역(44) 내에 배치시킬 수 있다. 보유부는 서지 처리부(46)를 전체적으로 또는 부분적으로 감싸는 만입부를 포함할 수 있거나(제6도) 또는 전체가 서지 처리부 아래에 배치될 수 있다(제5도). 보유부(48)중 만입부를 포함하는 배열은 보유부와 서지 처리부(48) 사이의 접촉 면적 및 액 교통량을 유리하게 증가시킬 수 있다.
전면부(40)는 2개의 횡축으로 일정 간격 떨어져 있는 귀부(50) 및 (52) 각각 및 중심부(54)로 구성되는 3개의 영역으로 개념적으로 분할된다. 전면부(40)는 배면부(38)와 접하며, 흡수 구조체의 배면부 및 전면 부는 흡수 구조체(32)의 단면부(60)에서 횡중심선(56) 쪽으로 연장된다. 기저귀(10)의 각종 단면 및 부분들의 상대적인 치수 및 흡수 구조체(32)의 각종 단면 및 부분들의 상대적인 치수는 사용된 재료 및 소정의 제품에서 필요로 하는 것에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 전면부(40)는 흡수 구조체(32) 길이의 약 1/2 내지 3/2 또는 심지어 3/4에 대응하는 거리에 걸쳐서 연장될 수 있다. 전면부(40)는 기저귀 또는 다른 흡수 제품 내의 흡수 구조체(32)의 액체 목표 대역(44)를 전부 감싸도록 구성된다.
전면부(40)는 단부 부분(42)과 목표 대역(44)를 갖는다. 단부 부분(42)은 횡중심선(56) 방향으로 흡수 구조체(32)의 각각의 단면부(60)에서 일정 거리만큼 연장되는 전면부(40)의 일부로 구성된다. 목표 대역(44)는 단부부분(42) 및 배면부(38)와 접해 있으며, 빈번한 액체 서지가 흡수 구조체(32)에서 전형적으로 일어나는 지역을 에워싼다. 방뇨 도중과 같이 액이 방출되는 특정 위치는 착용자의 연령 및 성(性)에 따라 달라진다. 예를 들면, 갖난 남자 아기는 기저귀의 전면 단부를 향해 더 멀리 오줌을 누는 경향이 있다. 여자의 목표 대역는 가랑이 사이의 중심에 근접하여 위치한다. 그 결과, 서지 처리부(46)의 형태 및 상대적인 세로 위치는 남성이나 여성 착용자의 실제 목표 대역에 최적으로 일치하도록 선택할 수 있다.
양 귀부(50) 및 (52)는 일반적으로 외연부(18)의 종연부(20) (제1도)에서 종중심선 방향으로 흡수 구조체 전체 폭의 1/10 내지 1/3 거리에 이르고, 중심부(54)에 접속되어 있다. 따라서, 양 귀부는 착용자의 허리 및 몸통의 양측면을 감싸도록 배치되며, 중심부(54)는 착용자의 허리 및 몸통의 중심부를 감싸도록 배치된다.
흡수 구조체(32)는 각종 재료를 사용하여 각종의 크기 및 형태 (예, 직사각형, 사다리꼴형, T-형, I-형, 모래시계형 등)로 제조될 수 있다. 흡수 구조체(32)의 크기 및 흡수 용적은 이를 사용하는 착용자의 사이즈 및 흡수 제품의 의도된 용도에 대해 부여된 액체 하중량에 부합해야 한다. 또한, 흡수 구조체(32)의 크기 및 흡수 용적은 유아에서 성인까지 착용자에게 알맞게 변경될 수 있다. 이 외에도, 본 발명에서는 서지 처리부(46) 및 보유부(48) 각각의 밀도 및(또는) 기본 중량 뿐만 아니라 이들의 상대적인 비가 가변적임을 발견하였다.
각종 유형의 습윤가능하고 친수성인 섬유질 재료가 흡수 구조체(32)의 구성요소 중에 사용될 수 있다. 적합한 섬유의 구체예로서는 셀룰로오스 섬유와 같이 본질적으로 습윤가능한 물질로 이루어진 유기 섬유류, 레이온 섬유와 같이 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체로 이루어진 합성 섬유류, 유리 섬유와 같이 본질적으로 습윤가능한 물질로 이루어진 무기 섬유류, 특정한 폴리에스테르나 폴리아미드 섬유와 같이 본질적으로 습윤가능한 열가소성 폴리머로 제조된 합성 섬유류, 및 폴리프로필렌 섬유와 같이 비습윤성 열가소성 폴리머로 이루어진 합성 섬유류(이는 적당한 방법에 의해 친수화됨)를 들 수 있다. 섬유는 예컨데 실리카 처리 및 적합한 친수성 성분을 가지며 섬유에서 용이하게 제거할 수 없는 물질로 처리함으로써 또는 섬유의 형성중이거나 형성후에 친수성 폴리머를 갖는 비습윤성인 친수성 섬유로 피복시킴으로써 친수화될 수 있다. 본 발명의 목적상, 전술한 각종 유형의 섬유들의 특정 혼합도 역시 사용될 수 있다.
본 명에서에서 친수성이란 의미는 섬유들과 접하고 있는 수용액에 의해 습윤되는 섬유들 및 섬유들의 표면을 설명한다. 환언하면, 재료의 습윤성은 액체와 포함된 재료의 접촉각 및 표면 장력의 항목으로 기술될 수 있다. 서지 처리부(46)에 사용된 특정 섬유들의 습윤도와 섬유들의 혼합물의 습윤도를 측정하기에 적합한 장치 및 기술은 Cahn SFA-222 표면 장력 분석 시스템(Surface Force Analyzer System)에 의해 제공될 수 있다. 이 시스템으로 이하에 상세히 기재된 절차에 따라 측정하는 경우, 90。C 미만의 접촉각을 갖는 섬유는 습윤성으로 표시되며, 반면에 90。C 이상의 접촉각을 갖는 섬유는 비습윤성으로 표시된다.
서지 처리부(46)와 보유부(48) 사이의 계면에서 형성되는 모세관력의 차이는 흡수 구조체(32)의 보유특성을 개선시킬 수 있다. 보유부(48)에 의해 나타난 모세 관인력에 비해서, 서지 처리부(46)가 상대적으로 보다 낮은 모세관인력을 갖는 경우에, 목표 대역(44)중에서 일어나는 액체 서지는 서지 처리부에서 보다 용이하게 방출되어 보유부중으로 침투하는 경향이 있다. 이런 이유로 보유부(48)가 서지 처리부(46)보다 상대적으로 큰 모세관을 가질 수 있기 때문에, 액체 서지는 보유부(48)중으로 흡입되고, 보유부에 의해 일반적으로 한정된 면을 따라 위킹(wicking)시킴으로써 더욱더 면 부위로 분산되는 경향이 있다.
제4도에서 도시한 바와 같이, 보유부(48)는 목표 대역(44)중의 서지 처리부(46)의 하부에 위치해 있을 수 있으며, 실질적으로 흡수 구조체(32)의 경계로 한정될 수 있다. 바람직하기로는 , 보유부(48)는 사용중에 가해지는 압축 부하하에서도 큰 보유 용적을 갖는 흡수성 겔링 입자들과 혼합된 친수성 섬유들(예, 셀룰로오스계 플러프)로 구성되는 것이 좋다. 다른 또 하나의 배열에 있어서, 보유부(48)는 초흡수성 하이드로겔 입자들과 합성 폴리머 멜트블로운 섬유들의 혼합물로 구성될 수 있거나 또는 초흡수성 입자들과, 천연 섬유들 및(또는) 합성 폴리머 섬유들의 혼합물로 구성되는 섬유질 코폼과의 혼합물로 구성될 수 있다.
흡수성 겔링제로서는 실리카 겔과 같은 무기 재료나 또는 가교된 폴리머와 같은 유기 화합물이 적합할 수 있다. 가교는 공유 결합, 이온 결합, 반데르 바알스 결합 또는 수소 결합에 의해 일어날 수 있다. 흡수성 겔링제 폴리머의 예로서는 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 에테르, 히드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시말 메틸 셀룰로오스, 폴리비닐모르폴니논, 술폰산비닐의 중합체 및 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴 아미드, 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 초가로, 흡수 구조체중에 사용하기에 적합한 폴리머로서는 가수 분해된 전분, 아크릴로니트릴 그래프된 전분, 아크릴산 그래프트된 전분, 폴리아크릴레이트류 및 이소부틸렌 말레인산 무수물 공중합체 또는 그의 혼합물일 수 있다. 기타 적합한 하이드로겔이 아사르선 등(Assarson et al.)에게 1975년 8월 26일자로 허여된 미합중국 특허 제3,902,236호에 기재되어 있다. 하이드로겔의 제조 방법은 마수더 등(Masuda et al.)에게 1978년 2월 28일자로 허여된 미합중국 특허 제4,076,663호 및 쓰바키모또 등(Tsubackimoto et al.)에게 1981년 8월 25일자로 허여된 미합중국 특허 제4,286,082호에 기재되어 있다.
전술한 바와 같이, 보유부(48)중에 사용된 흡수성 겔링제는 일반적으로 미분상의 알갱이로 존재한다. 입자들은 임의의 소정의 형태, 예컨데 나선형 또는 반나선형, 입방체형, 막대형, 다면체형 등 일 수 있다. 니들, 폴레이크 및 섬유류처럼 최대 치수/최소 치수의 비를 갖는 형태도 또한 본 명세서에서 사용하기에 충분하다. 흡수성 겔링제의 집괴들도 또한 보유부(48)중에 사용될 수 있다.
사용하기에 바람직하기로는 약 50μm 내지 1mm의 평균 크기를 갖는 입자가 좋다. 본 명세서에서 입자 크기는 개개 입자들의 가장 적은 치수의 무게 평균을 의미한다.
보유부(48)가 흡수성 겔링 입자들과 셀룰로오스계 플러프의 혼합물로 구성되는 경우, 보유부는 예컨데 평균 0.08-0.3gm/cm2의 밀도로 조밀화될 수 있으며, 흡수성 겔링제를 약 5-70중량부 함유할 수 있다. 이 외에도, 생성된 웨브의 기본 중량은 약 200 내지 3000 gsm 범위일 수 있다. 기저귀 제품의 경우, 보유부(48)의 밀도는 기본 중량 및 두께로부터 산출되며, 이는 새로이 포장 용기에서 꺼내어, 건조시킨 기저귀를 사용하여 측정한다. 밀도를 산출하기 위한 벌크 두께의 측정용으로서, TMI 발포 두께 게이지, 모델 No. TMI-49-21 또는 이와 유사한 장치가 적합하다. 이 장치는 미합중국 뉴욕주의 아미티빌(Amityville)에 소재하는 Testing Machines, Inc.사가 시판하고 있다.
친수성 섬유와 겔링제의 혼합물로 구성되는 전형적인 액체 보유 구조체중에서 겔 봉쇄를 개량하기 위한 시도로, 흡수 구조체를 조밀화시킴으로써 조밀화된 섬유 매트릭스 내의 보다 작은 공극 크기에 의해 보다 큰 모세관력이 발생되는 결과를 이용하여 구조체의 주된 면(X-Y 방향)을 따라 액 위킹 속도를 명시적으로 향상시키는 방법이 사용되어 왔다. 흡수 구조체의 조밀화가 구조체의 벌크 두께를 감소시키기는 하지만, 더욱 커진 밀도는 액체 흡입량을 과도하게 감소시킬 수 있다.
특히, 보유부(48)의 조밀화는 제품의 전반적 X-Y면에 법선 방향(즉, Z-방향)인 두께 방향을 따라서 보유부(48)중으로 이동되는 액체의 속도를 감소시킬 수 있다. 서지 처리부(46) 하부의 방출부에 있는 흡수성 겔링제의 농도가 증가됨에 따라서, 겔 봉쇄 효과가 더욱 크게 되어 액체의 흡입 속도가 감소된다. 바람직하기로는, 목표 대역(44)중의 재료에 보다 적은 양의 흡수성 겔링제를 혼입시켜서 이 대역에서의 겔 봉쇄에 따른 효과를 감소시키고 액체 흡입 속도를 증가시키는 것이 좋다.
서지 처리부(46)는 흡수 구조체(32)의 흡수성 요건에 합치되는 임의의 소정형태를 가질 수 있다. 적합한 형태의 예로서는 원형, 직사각형, 삼각형, 사다리꼴형, 장타원형, 견골형, 모래시계형 또는 타원형을 들 수 있다. 서지 처리부의 바람직한 형태는 서지 처리부(46)와 보유부(48)가 접촉하여 액체 전달이 가능한 표면적을 증가시킴으로써 이들 부분의 상대적 모세관 차이를 충분히 이용할 수 있는 형태가 좋다. 제3-6도 및 제8-9도에 도시된 바와 같은 바람직한 실시태양에서, 서지 처리부는 약 45in2(약 290㎠)의 상부 표면적을 갖는 타원형이 바람직하다.
서지 처리부(46)는 액체 서지를 신속하게 모으고 일시적으로 수용하며, 최초 도입점에서 흡수 구조체(32)의다른 부위, 특히 보유부(48)로 액을 이송시키기 위해서 적절한 수준의밀도 및 기본 중량을 가져야 한다. 이 배치 형태는 액체가 상부 시이트(28) 상에 배어나오고 집중되는 것을 방지하여, 착용자가 느끼는 눅눅한 감촉을 감소시킨다.
서지 처리부(46)는 전반적으로 균일한 두께 및 균일한 횡단면적을 갖는 것이 바람직하다. 별법으로서, 신체에 접하는 쪽의 서지 처리부 표면적이 서지 처리부의 신체쪽 표면 아래에 위치하는 X-Y 면을 따라 취한 단면의 표면적보다 크게 하거나 적게 하는 배치 형태도 사용할 수 있다.
제2도에 있어서, 서지 처리부(46)는 보유부(48)의 상부에 놓이는, 별도 성형된 흡수층일 수 있다. 따라서, 서지 처리부(46)는 흡수 구조체(32)의 두께 전체를 차지할 필요가 없다. 그러나, 경우에 따라서는 서지 처리부(46)가 흡수 구조체(32)의 전체 두께만큼 연장되어 보유부(48) 중으로 흐르는 액체의 모세관 흐름이 측면(X-Y) 방향에서 주로 일어나게 할 수 있다.
서지 처리부(46)가 흡수 구조체(32)를 따라 어디든지 배치될 수 있지만, 서지 처리부(46)가 의류의 전면 허리부 방향으로 치우쳐 놓이고 흡수 구조체(32)의 전면부(40) 내에서 횡적으로 중심에 놓이는 경우에 더욱 효과적으로 작용할 수 있다. 따라서, 서지 처리부(46)는 흡수 구조체(32)의 종중심선(58) 주위에 대체로 집중되며, 흡수 구조체(32)중 전면부(40)의 중심부(54)에 주로 놓여진다. 도시된 실시태약에 있어서, 서지 처리부(46)가 양 귀부(50) 및 (52) 중에는 전혀 놓여있지 않는다.
서지 처리부(46)의 전반적으로 전방에 치우친 위치는 흡수 구조체(32)의 길이를 따라서 횡중심선(24)과 같은 특정한 기준점의 앞쪽에 높인 서지 처리부(46)의 상부 표면적의 백분율을 명시함으로써 정해질 수 있다. 서지 처리부(46)의 위치는 또한 기준점의 전방에 배치된 서지 처리부의 체적과 관련하여 정해질 수 있다.
제2도 및 제4-6도에서 도시된 바와 같이, 서지 처리부(46)는 보유부를 구성하는 하나의 층 위에 놓여 있는 또 하나의 별도의 층을 구성하여 복층 코어 배열을 형성할 수 있다. 서지 처리부는 배출된 액체를 신속히 모으고 일시적으로 수용하며, 이어서 이 액체를 최초 접촉점에서 이송하여 서지 처리부의 다른 부위로 확산시키며, 결국에는 보유부(48)를 구성하는 층이나 층들 중으로 방출시키는 역할을 한다. 도시한 실시태양에 있어서, 서지 처리부를 구성하는 층에는 흡수성 겔링제가 거의 존재하지 않는다.
그러나, 서지 처리부(46)는 최초 액체 서지의 포착을 보조하기 위해 매우 소량의 입자성 겔링제를 함유할 수는 있으나 이 양이 다량이어서는 안된다. 제12도 및 13도에 도시한 바와 같이, 과량의 입자상 흡수성 겔링제가 목표 대역(44) 중에 존재하는 경우, 이 입자들이 구조체가 지나치게 다량의 액을 보유 및 수용하도록 만들 수 있다. 또한, 목표 대역(44)에서 흡수 구조체(32)의 다른 부위, 특히 보유부(48)로의 액체의 이행이 탐탁치 않게 악화될 수 있다.
복층 배열은 신체 구조에 알맞은 소정의 형태를 취할 수 있다. 적합한 형태의 예로서는 원형, 직사각형, 사다리꼴형, 장타원형, 모래시계형 또는 타원형을 들 수 있다. 제5도와 관련해서, 전체 흡수 구조체(32) 또는 그의 임의의 개별 부분(예, 보유부)는 고습윤 강도 티슈 또는 합성 섬유질 웨브와 같은 친수성 고습윤도의 포장용 웨브로 포장시켜서 흡수 구조체(32) 밖으로, 특히 보유부(48)의 밖으로 흡수성 겔링제 입자들의 잠재적인 이동 가능성을 최소화시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 상부 포장용 웨브는 복층 흡수 구조체의 사용시 일체성을 증가시킬 수 있다. 실제로, 웨브는 흡수 구조체(32)에 접착될 수 있고, 제품의 다른 구성 요소에도 접착될 수 있다.
제8도 및 제9도와 관련해서, 본 발명의 흡수 구조체는 서지 처리부(46) 및 보유부(48)와 같은 개개의 구성 성분들이 성분들 사이의 섬유질 계면에서 함께 섞어짜이거나 엉켜진, 섬유들을 포함하는, 비균일성이고 상이하게 배치된 섬유질 부위들로 구성된 일체 성형된 배열로 이루어진다. 이와 같은 배열은 서지 처리부에서 보유부중으로 액체 이행의 효과를 유리하게 개선시킬 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 서지 처리부는 실제 사용중에 부여되는 다양한 수준의 성능 수용에 맞추어 재단하고 조정할 수 있음을 알아야 한다. 예를 들면, 경증 실금용 패드 및 월경용 패드는 유아 소변 방뇨와 서로 다른 전달 속도, 부피 및 타이밍을 갖는다. 더욱이, 서지 중의 액체는 각종 실제 제품의 최종 사용시 직물의 성능에 영향을 미치는 액 점도, 표면 장력, 온도 및 기타 물성들이 다를 수 있다.
흡수제품과 관련해서, 보다 적은 부피나 또는 최소 단가는 중요하며 서지 처리부 및 보유부가 의류의 전체적인 형태에 따를 필요성은 없다. 차라리, 이들이 착용자의 외음부 주변만 감싸도록 형태를 취하고 배치되는 것이 일반적으로 좋다. 예를 들어, 서지 처리부 및 보유부 모두는 의류 외부 덮개(30)의 전면부 쪽으로 치우치게 할 수도 있다.
서지 처리부를 구성하기 위한 효과적인 직물은 하기의 특성들 일부 또는 전부에 의해 확연히 특정지워질 수 있음을 발견하였다.
(a) 일정 기본 중량을 갖는 복원성 구조,
(b) 직물의 내부 구조내의 적절한 양의 전체 섬유 표면적,
(c) 습윤성 및 비습윤성 섬유 표면적의 균형 및
(d) 서지 처리부에 의해 한정된 체적 공간 내의 섬유들의 적절한 분포.
더욱 구체적으로는, 서지 처리부 서지 처리부(46)의 액체 모세관 기능 및 기타 특성을 나타내는데 일조하는 독특한 파라미터들을 가질 수 있다. 이들 파라미터로서는 직물의 표준 단위 당 섬유 표면적의 총량, 직물의 표준 단위 당 이러한 섬유의 습윤성 표면적의 양, 전체 습윤성 표면적 곱하기 밀도 파라미터 및 전체 비습윤성 표면적 곱하기 밀도 파라미터를 들 수 있다.
[복원성 및 기본 중량]
복원성 직물 구조체는 본 발명의 액체 서지 처리부에 다음 특성들을 부여한다.
1. 부하가 있을 때에도 벌어진 상태를 유지하여 직물 내의 공극 용적을 유지키시는 특성,
2. 습윤되는 경우, 붕괴를 방지하여 액체를 직물에서 더욱 잘 방출시키고 방출시킬 수 있는 특성 및
3. 습윤된 후에도 공극을 재생시켜 연속적인 투입에 대한 공극 용적량을 보존할 수 있는 특성.
소정의 탄성 수준을 제공하는 본 발명의 구체적인 실시태양은 실시예 1의 접합 카디드 웨브와 같이 상대적으로 크고 강성인 섬유들을 소정 비율로 함유하는 직물이다.
서지 처리부(46)의 기본 중량은 약 60g/m2이상이며, 효과적인 기능을 위해 요구되는 총 공극 용적량을 제공하는데 일조하기 위해서는 적어도 약 90g/m2이 바람직하다. 본 발명의 독특한 태양에 있어서, 기본 중량은 약 60-3000g/m2이 좋으며, 또 다른 잇점을 제공하기 위해서는 약 90-300g/m2이 바람직하다. 본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 서지 처리부는 약 100g/m2이상의 본 중량을 갖는 것이 좋으며, 효과를 향상시키기 위해서는 약 100-3000g/m2의 기본 중량을 갖는 것이 바람직하다.
기본 중량의 양은 1회의 액체 서지/투입 중에 흡수 제품 내로 착용자에 의해 전형적으로 방출되는 액체의 양을 일시적으로 적절히 보유하는 전반적인 수용 용량을 제공하기 위해서 중요하다. 대체로, 실시예 9의 재료는 부적합한 기본 중량을 가졌으며, 액체 서지의 전형적인 양을 적합하게 함유하기 위한 임시 보유량을 소정으로 제공하는 데에 전반적인 총 수용 용량이 불충분하다. 이와 같은 배치 형태는 액체가 착용자의 피부로 과도하게 배어 나올 수 있거나 또는 액체가 과도하게 샐수 있다. 더욱 많은 양의 서지 용량을 필요로 하는 흡수 제품은 이에 비례해서 더욱 많은 양의 서지 처리재를 필요로 한다. 그러나, 서지 처리재는 그의 지역 범위 전반에 거쳐 균일한 기본 중량을 요하지는 않지만, 일부 부위가 여타 부위에 비해 더욱 많은 양의 서지 처리재를 갖도록 배열할 수는 있다. 본 발명의 목적상, 실효 기본 중량은 서지 처리재의 중량을 서지 처리부가 연장된 면적으로 나눈 것이다.
[표면적]
액체는 일반적으로 섬유 표면을 따라 흐르며, 섬유 표면에서 직물 주고의 섬유간 공간에 의해 한정된 공극 용적으로 통상 이행한다. 직물의 표준 단위 당 습윤성 및 비습윤성 섬유 표면적의 양 및 공간 배치를 적절히 선택함으로써, 재료의 공극 용적으로의 액체의 접근이 액체 방출 특성에 악영향을 미침이 없이 개선될 수 있다. 제7a 및 7b도에 도시한 현미경 사진에 관해서, 서지 처리부용 직물은 강하고 굵은 섬유들과 합쳐진 미세하게 가는 섬유들의 균일한 혼합물로 구성하는 것이 바람직하다. 섬유가 가늘어질수록 단위 중량 당 이용가능한 표면적은 증가한다. 따라서, 표면적의 증가는 일반적으로 더욱 많은 섬유 및 미세한 섬유들을 사용함으로써 제공된다. 직물의 단위 중량 당 다량의 습윤성 섬유 면적도 역시 단위 중량당 고습윤성 표면적을 갖는 장섬유, 예를 들어 목 펄프 플러프 섬유로 구성된 섬유질 웨브에 의해 제공될 수 있다. 보다 길고 보다 강한 섬유들이, 습윤되고, 제품의 착용중에 착용자에게 가해진 의류의 압축력과 같은 압축력을 받는 경우에 송정의 구조를 유지하기 위한 재료의 능력을 증강시킬 수 있는 반면, 이들은 직물의 촉감특성에 악영향을 미칠 수 있으며, 섬유 표면적을 적절하게 증가시킬 수 없다.
본 발명의 일면에 있어서, 서지 처리부(46)는 서지 처리 재료 100g당 약 5-90m2범위 내의 전체 섬유 표면적을 갖는다. 본 발명의 다른 면에 있어서, 서지 처리부는 서지 처리재 100g당 약 5-54m2범위 내의 전체 섬유 표면적을 가지며, 본 발명의 또 다른 면에 있어서, 추가로 잇점을 제공하기 위해 서지 처리부는 서지 처리재 100g당 약 12-54m2의 전체 섬유 표면적을 갖는 것이 좋다.
특정한 양의 서지 처리재 내에 분포된 섬유 표면적은 이하에 자세히 기재되는 화상 분석 기술을 사용하여 측정할 수 있다. 개질된 비균일 횡단면을 갖는 섬유들로 구성된 서지 처리재의 섬유 표면적은 브루나우어, 에미트 및 텔러(Brunauer, Emmett and Teller)의 미국 화학회지 [Journal of the American Chemical Society, 제60호, 309페이지 (1938년)]에 기재된 일반 기술의 BET법으로 측정할 수 있으며, 이 문헌은 본 명세서에서 참고하기 위해 인용되었다.
서지 처리부는 습윤성 및 비습윤성 섬유들의 혼합물일 수 있거나 또는 전적으로 습윤성 섬유들로 구성될 수 있다. 서지 처리부에 적합한 직물은 (a) 먼저, 액체를 직물 구조중으로 유입시키고, (b) 신속한 액체 흡입을 제공하며, (c) 직물 구조의 공극 용적량을 채우기 위한 소정량의 습윤성 섬유 표면적을 가져야 한다.
액체 서지의 각 유입은 비교적 직선 라인의 통로를 거쳐 단순히 통과하는 대신 서지 처리부의 직물 구조 중에 지체(linger)되어서 그의 공극 용적량의 적어도 일부분이 액체 서지를 오랫동안 충분히 차지해야 한다. 제10도에 도시된 바와 같이, 종래의 재료 층은 액체가 구조체에서 방출되기 전에 구조체중에 지체됨이 없이, 일반적으로 직선 통로에서 액체의 연속 통과를 실질적으로 허용할 수 있다(큰 화살 표시).
본 발명의 서지 처리부는 목표 대역 위로 배출된 액체 서지(제11a도)의 신속한 흡수를 유리하게 제공할 수 있으며, 또한 액체를 구조체(제11b도) 중의 공극 용적을 거쳐 확산시켜서 일차적으로 공극 용적을 채울 수 있다. 이어서, 서지 처리부는 액체 보유부(도시하지 않았음)의 하부 또는 주변의 조작을 통해서 어떤 한정된 시간(제11c도) 후에 방출시킬 수 있다. 따라서, 액체 서지가 보통의 직선 통로를 거쳐 직접 단순히 통과되는 대신, 별도의 임시 기간동안 공극 용적을 채우기 위해 직물 구조중에서 지연될 수 있다.
[습윤성 표면적 (SAw)]
본 발명의 독특한 면에 있어서, 서지 처리부는 서지 처리재 100g당 0(SAw)≤70m2의 습윤성 표면적(SAw)을 갖는 섬유질 재료로 구성된다. 바람직하기로는, 서지 처리재는 직물 100g당 0(SAw)≤54m2의 습윤성 섬유 표면적(SAw)을 갖는 것이 좋다. 추가로 잇점을 제공하기 위해서, 습윤성 섬유 표면적은 직물 100g 당 3-54m2인 것이 좋다.
전체 습윤성 표면적은, 습윤의 정도가 직물 구조중으로 액체의 침투를 개시하고 그의 공극 용적량을 이용하기 위해서, 0 보다 커야 한다. 본 명세서 이하에 기재된 표 2에 있어서, 실시예 10은 습윤가능한 표면적이 없으며, 과도하게 큰 흡수시간 값을 나타내고 공극 용량이 적다. 직물 100g 당 70m2이상의 습윤성 표면적을 갖는 섬유질 구조는 액체를 흡인하는 습윤성 표면적이 너무 크기 때문에 이 구조는 액체를 제품의다른 부위로 방출시키거나 또는 방출시킬 수가 없다[예, 실시예 13 참조].
습윤성 섬유 표면적의 소정치는 서지 처리부의 직물 구조중에서 90。C 미만의 측정된 접촉각을 갖는 천연적으로 습윤가능한 섬유 성분들을 사용함으로써 달성 할 수 있다. 이와 같은 섬유 재료로서는 면, 레이온 및 목펄프를 들 수 있다. 다른 섬유 재료로는 고유의 습윤성 합성 폴리머, 친수화되거나 또는 표면 처리된 폴리머 등, 또는 접촉각을 90。C 이하로 낮추기 위해 비습윤성 기재(예, 폴리프로필렌)에 영구적(즉, 비이동성) 표면 처리를 한 재료가 적합할 수 있다.
[습윤성 표면적 x 밀도 [(SAw)*D]]
본 발명의 또 하나의 태양에 있어서, 서지 처리부(46)는 0(SAw)*D≤7m2/100cm3의 습윤성 섬유 표면적 x 밀도 [(SAw)*D]에 의해 특성이 나타낼 질 수 있다. 바람직하기로는 습윤성 섬유 표면적 x 밀도의 값이 약 5m2/100cm3이하, 더욱 바람직하기로는 약 4.0m2/100cm3이하인 것이 효과를 개선시키는 데에 좋다.
이 구조의 파라미터는 구조체의 습윤성 표면들이 서로 얼마나 밀접하게 위치하고 있는 가를 보여준다. 이 파라미터의 값은 다소의 습윤성 표면적이 액체의 신속한 침투를 개시하기 위해 존재하는 것을 보장하기 위해서 0 보다 커야 한다. 이 파라미터의 값이 낮은 것은 습윤성 표면 영역들이 서로 상당히 밀접되어 있음을 나타낸다. 반대로, 높은 값은 습윤성 표면 영역들이 서로 상당히 밀접되어 있음을 나타낸다. 이 값이 너무 큰 경우, 습윤성 표면 영역들은 액체에 대한 구조체의 친화성이 너무 강하여 액체가 용이하게 방출되지 않을 정도로 서로 너무 밀접하게 있다. 그 결과, 서지 처리부는 액체 서지를 보유부 중으로 충분히 방출시킬 수 없다. 예를 들면, 실시예 11에 대한 습윤성 표면적 x 밀도의 값이 과도하게 크면, 직물은 액체 서지를 실질적으로 방출시킬 수 없게 되어 지나치게 높은 잔류량을 나타낸다.
[비습윤성 표면적(SAnw) x 밀도 [(SAnw)*D]]
본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 서지 처리부(46)는 약 1.1m2/100cm3이하의 비습윤성 섬유 표면적(SAnw) x 밀도 값을 갖는다. 바람직하기로는, 기능을 개선하기 위해 약 0.71m2/100cm3이하의 비습윤성 섬유 표면적 x 밀도 값[(SAnw)*D]이 좋다.
이 파라미터는 비습윤성 섬유질 성분들이 직물 구조중에서 얼마나 밀접하게 위치하고 있는가를 나타낸다. 직물이 100% 습윤성 섬유들로 구성되는 경우처럼, 이 파라미터 값은 0일 수 있다. 값이 낮은 것은 비습윤성 표면 영역들이 어느 정도 분산되어 있음을 나타낸다. 이 값이 약 1.1m2/100cm3보다 큰 경우, 비습윤성 섬유들이 서로 너무 밀접하게 위치하여 액체의 투과를 방해할 수 있다. 이는 액체가 직물 구조중으로 침투하는 데 소요되는 시간의 양을 과도하게 상승시킬 수 있고, 그러면 직물은 액체를 충분히 신속하게 흡수하지 못할 수 있다. 마찬가지로, 너무 큰 파라미터 값은 비습윤성 섬유 표면 사이의 공극이 조밀하게 결집되어 있음을 나타낸다. 그 결과, 직물 구조는 액체를 방출, 보유부 중으로 용이하게 방출시킬 수 없다. 예컨데, 실시예 12는 비습윤성 섬유 표면적 x 밀도값이 높은데, 실질적으로 액체를 방출용 물질까지 발출시킬 수 없다. 그 외에도, 실시예 12의 재료는 특히 반복된 투입에 대하여 과도하게 큰 흡수 시간을 나타낸다.
[전체 표면적 (SAt)]
본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 서지 처리부(46)는 서지 처리재 100g당 약 5 내지 90m2의 전체 섬유 표면적 (SAt)을 갖는다. 바람직하기로는, 서지 처리부는 서지 처리재 100g 당 약 5 내지 54m2의 전체 섬유 표면적 값을 갖는 것이 기능의 개선을 위해서 좋다. 또 다른 잇점을 제공하기 위해서, 서지 처리부는 서지 처리재 100g당 약 12 내지 54m2의 전체 섬유 표면적을 갖는 것이 좋다.
전체 섬유 표면적의 값이 보다 큰 것은 직물 구조가 많은 양의 액체를 함유 할 수 있음을 나타내며, 직물은 불량한 방출 기능 때문에 과도하게 큰 잔류량을 갖는다. 구조체는 액체 서지를 흡수 구조체의 보유부 및 저장부 중으로 충분히 방출시킬 수 없다. 예컨데, 실시예 13은 구조체의 불량한 방출을 예증한다. 전체 섬유 표면적 값이 큰 것은 습윤성 및(또는) 비습윤성 섬유들이 각각의 허용 가능한 범위의 최대치에 존재하는 경우에 발생할 수 있다. 따라서, 전체 표면적 (SAt) 파라미터는 습윤성 및 비습윤성 섬유들의 전체 혼합물이 구조체내에서 적절하게 균형을 이루었는가를 나타낸다.
[직물의 밀도 측정]
밀도 측정은 미합중국 뉴욕주 아미티빌레 소재, Testing Machines, Inc.사 제품인 TMI 발포체 두께 게이지 Molde No. TMI-49-2를 사용하여 측정할 수 있다. 이 형태의 게이지는 직물에 약 0.0psi (약 0.34KPa)의 매우 낮은 압축력을 가하면서 벌크 두께를 측정할 수 있다.
[침투 속도 방출 (PRD) 시험]
이 시험은 직물의 구조가 특정한 서지 처리 파라미터에 대한 소정의 값을 제공하는지의 여부를 판단하기 위한 직물의 시험과 선별을 가능하게 한다. 또한, 이 시험은 직물의 기능이 착용자에게 보송보송한 감촉을 느낄 수 있도록 흡수 구조체의 신체면 표면상에 종종 배치되는 높은 라이너 직물 등과 같은 다른 구성 성분들에 의해 유도되는 변수가 없이 측정할 수 있는 개개 직물들의 시험법이다. PRD 시험은 사용 도중에 서지 처리부에 의해 경험된 조건들과 상당히 밀접한 관련이 있는 액체 흐름 조건들(예, 양, 유량 및 속도)을 사용해서 유도된다. PRD 시험에 사용된 액체는 미합중국 특허 제4,699,619호에 기재된 바와 같이 약 37℃(약 98.6°F)의 온도에서 방출된 합성 오줌이다.
제14도와 관련해서, 일반적으로 시험 장치(110)는 시험용 홀더 받침대(116) 및 중공 관(112)를 갖는다. 관은 시험 도중에 액체의 침투를 관찰할 수 있는 예컨데 Luciteⓡ또는 기타 투명하고 강한 재료로 이루어진다. 관(112)은 3인치(7.62cm)의 내경 및 0.25in. (0.635cm)의 벽 두께를 갖는다. 관은 하연부(130)상에 수직으로 세워져 있으며, 그 크기는 약 6인치(약 15.24cm)이다. 수직 벽 두께(114)는 평받침대(116)로 밀봉되며, 이 받침대는 예컨대 Luciteⓡ와 같은 유사한 투명 재질로 이루어지고, 그 크기는 약 6in. x 6in. (약 15.24cm x 15.24cm)이다. 3개의 구멍(118)은 각각 0.50in (약 1.27cm)의 직경을 가지며, 관(112)의 내부로 공기를 순환시키고, 관 내부의 대기압 증가를 피하기 위해서 튜브(112)의 벽(114)을 통해 뚫려있다. 이들 구멍(118)은 튜브의 동일 원주선 상에 0°, 120° 및 240℃의 동일 간격으로 떨어져 있는 관(112)의 상연부(120)에서 3인치(7.62cm) 아래에 위치한다. Lucite 와 같은 투명한 재질로 구성되고, 가로 0.375in. (0.953cm) x 세로 0.75in. (1.905cm) x 두께 0.25in. (0.613cm)의 치수를 갖는 3개의 작은 직사각형 편들을 튜브(112)의 내벽 표면에 수직으로 부착하여, 튜브(112)의 내경 뻗어 있는 융기물(122)를 형성한다. 3개의 융기물은 튜브(114)의 원주상에 약 60°, 180℃ 및 300℃의 간격으로 상연부(120)에서 1.5in (3.81cm) 아래에 배치된다. 융기물(122)은 제14도에 도시된 바 처럼 공기 구멍(118)의 위치와 엇갈리게 배열된다. 직포나 도는 압출된 플라스틱 메시 스크린(124) (2메시/in.)의 직경 3인치의 원형 편을 제15도에 나타낸 바와 같이 튜브 상부에서 융기물(122) 상의 잔여부까지 튜브의 내부에 수평으로 설치한다. 필요에 따라서, 환상 지지 고리(도시하지 않았음)를 메시 스크린의 원주 연부를 지지하기 위해서 사용할 수 있다. 지지 고리는 융기물(122)상의 잔부에 있어야 한다. 다시 말해서 메시스크린의 연부는 지지 고리상의 잔부에 있어야 한다. 지지 고리는 시험용 시편을 거쳐 액체의 이동이 방해되지 않을 정도로 구성 및 배치된다. 융기물(122), 플라스틱 스크린(124) 및 지지용 고리는 시편 지지체로서 작용한다.
제16도에 대해서, 시험용 합성 오줌이 미합중국 일리노이주 시카고 소재 Cole Parmer Instrument Company사가 제조한 12볼트 DC 소형 기어 펌프(도시하지 않았음)를 거쳐 매 초 15ml의 유량이 공급된다. 직물 시편으로 방출시키고자 하는 액은 내경 0.103in. (약 0.262cm)의 노즐 팁(131)에 알맞는 No.316 스테인레스 강관(129)로 구성되는 노즐 어셈블리(130)를 거쳐 통과시킨다. 합성 오줌의 온도는 직물 시편으로 방출되는 지점에서 약 37℃(약 98.6°F)의 온도가 되도록 적합하게 조절한다. 노즐 및 펌프는 매 초 210cm의 초기 유체 속도를 부여하도록 배치한다. 노즐 팁은 시험되는 직물 표면에 수직 방향으로 아래를 향하며, 시험 직물의 상부 표면에서 약 1in.(2.54cm) 떨어져 위치한다.
[과정]
칭량된 시험용 직물 시편(126) (직경 3in. 원형)을 플라스틱 스크린(124) 상의 관(112) 내부에 배치한다. 표준 시험량인 100ml의 합성 오줌을 매 초 15ml의 유량으로 노즐 어셈블리(130)를 거쳐 직물에 투입한다. 액체 전체가 시편(126)의 표면내로 침투되기까지 소요되는 시간을 액체의 배출 초기부터 시작하여 매초마다 이를 측정하고 기록한다. 전형적으로, 액체의 일부는 시편(126) 내에 수용되며, 나머지는 시편을 거쳐 통과해서 튜브(112)의 저부(128) 중에 모아진다. 내부에 액체를 보유하고 있는 시편을 홀더(112)에서 제거하여 그 무게를 측정한다.
다음, 시편(126)을 초흡수성 입자들과 혼합된 셀룰로오스성 목펄프 플러프로 이루어진 4in. x 4in.(10.16cm x 10.16cm) 크기의 방출 패드 위에 놓는다. 이를 위해서, 방출 패드는 1) 섬유질 웨브를 형성하기 위한 종래의 기류법에 의해 제조된, Kimberly-Clark Corporation사에서 CR-54로 시판하는 연목 플러프와 Kimberly -Clark Corporation사에서 Longlac 19로 시판하는 경목 펄프 플러프의 혼합물을 만들고, 2) 초흡수성 입자로서 Hoechst-Celanese Corporation사가 시판하는 IM 1500을 방출 배드의 건조 중량의 약 12중량%의 양으로 조제한 다음, 3) 이들 입자들을 기류법으로 플러프 섬유들과 혼합시킴으로써 패드가 형성되며, 이 패드는 약 0.1g/cc의 밀도 및 약 1400g/m2의 기본 중량을 갖는다. 방출 패드는, 방출 패드가 자유 팽윤(free-swell) 상태하에서 5분 동안 합성 오줌으로 포화 침지된 후, 약 0.5psi(약 3.45kPa)의 대기압차 (진공 흡입)가 패드를 균일하게 압착시키면서 5분 동안 가해진 후에, 이 방출 패드에 방출 패드 1g 당 10g 이상의 합성 오줌이 보유되도록 구성되고 배치되어야 한다. 이어서, 시편에 균일하게 0.25psi(1.725kPa)의 압력을 가할 수 있는 적합한 무게(나타내지 않았음)의 물체를 직물 시편(126) 위에 설치하여, 시편(126) 중의 액체를 시편 바로 밑에 위치하는 방출 패드중으로 방출시킨다. 15분 후, 그 물체를 제거하고, 시편(126)의 무게를 다시 칭량한다. 이러한 과정을 거침으로써 제1 처리 주기가 완료된다. 방출 패드를 버리고, 다음의 처리 주기를 위해서 새로운 방출 패드를 준비한다. 이어서, 이 시편을 시편의 건조나 또는 방출을 추가로 실시함이 없이 지지용 스크린(124)에 재설치하고, 시험 주기(액체의 유입, 칭량, 방출 및 칭량)를 2회 이상 반복하여, 총 3회의 시험을 주기적(週期的)으로 실시한다. 3회의 흡수- 및-방출 주기는 60분 내에 완료된다.
[측정 및 계량]
PRD 시험 중에, 시험된 각 직물 시편에 대해서 하기 10개 항목의 데이타를 측정한다. 괄호 안의 기호는 시편의 중량을 나타낸다.
1. 시편의 초기 중량 : [A]
2. 3회 각각에 대한 침투 시간, 즉, 매회 100ml의 합성 오줌 투입에 대한 침투 시간
3. 3회 각각에 대해 포화된 시편 중량, 즉, 매회 투입 후의 시편
중량 : [Bn] ; n=1,2,3
9개 항목에 대한 값은 PRD 시험에 의해 측정된다. 즉, 3개의 파라미터에 대한 각각의 값을 3회 연속되는 합성 오줌 투입 주기의 매회마다 측정하여, 다음과 같이 계산한다.
1. 3회 각각의 흡수 시간은 측정된 침투 시간 (초 단위)으로부터 직접적으로 결정된다.
2. 직물 1g 당(n)회 투입에 의해 수용된 액체의 임시 부하량(g 단위)은 다음과 같이 계산된다.
Figure kpo00002
3. 직물 1g당 (n)회 방출후에 남아 있는 액체 잔류량(g 단위)은 다음과 같이 계산된다.
Figure kpo00003
흡수 시간은 직물 시편의 액체 흡수 속도를 나타내는 지시자이다. 임시 부하량은 시편의 일시적 보유 용량을 측정하기 위함이며, 잔류량은 직물 시편의 방출 특성을 측정하기 위함이다.
흡수 시간이 너무 큰 경우, 서지 처리부의 재료는 직물중의 습윤성 섬유 표면적(SAw)의 비율을 증가시킴으로써 그리고(또는) 벌크 직물의 밀도르 감소시킴으로써 조정할 수 있다. 임시 부하량이 소정치에 미달되는 경우, 서지 처리부의 재료는 직물 중의 습윤성 섬유 표면적(SAw)의 비율을 증가시킴으로써 그리고(또는) 벌크 직물의 밀도를 증가시킴으로써 조정될 수 있다. 잔류량이 너무 큰 경우, 서지 처리재는 습윤성 섬유 표면적(SAw)을 감소시킴으로 그리고(또는) 벌크 직물의 밀도를 낮춤으로써 조정될 수 있다. 습윤성 섬유 표면적 비율의 증가나 감소는 이에 대응하여 반대 방향으로 직물 재료내의 비습윤성 섬유 표면적(SAw)의 상대적인 비율을 변화시킴을 알아야 한다.
직물은 또한 흡수 시간, 임시 부하량 및 잔류량의 다양한 조합을 통해 조정될 수 있다. 예를 들어, 흡수 시간 및 임시 부하량이 소정 범위 내에 있지 않는 경우, 서지 처리재는 직물의 습윤성 섬유 표면적을 증가시킴으로써 조정할 수 있다. 또하나의 예로, 잔류량 및 임시 부하량이 소정 범위 내에 있지 않는 경우, 서지 처리재는 습윤성 표면적을 감소시키거나 또는 벌크 직물의 밀도를 감소시킴으로써 조정될 수 있다.
[섬유의 습윤성 측정]
섬유의 습윤성은 섬유의 접촉각을 사용하여 측정할 수 있다. 증류수를 사용하는 단일 섬유 접촉각 측정은 Cahn Surface Force Analyzer (SFA222) 및 WET-TEK 데이타 분석 소프트웨어로 수행된다. SFA222는 미합중국 캘리포니아주 세리토스(Cerritos, California) 소재 Chan Instruments, Inc.사가 시판하고, WET-TEK 소프트웨어는 미합중국 우타주 솔트 레이크 시티(Salt Lake City, Utah)소재 Biomaterial Int ernational, Inc. 사가 시판한다. 섬유들은 3회의 측정 주기를 거쳐 시험하고, 증류수 욕조는 1회 주기와 2회 주기 사이에 교체시킨다. 섬유들은, 전체 3회의 반복 주기 동안, 접촉각이 90° 미만으로 측정되는 경우, 습윤성이라고 판정 되며, 그렇지 않은 경우에는 비습윤성이라고 판정된다. 시험 장치는 제조업자가 만든 시방서인 SFA-222 System Instruction Manual에 기재된 조작법에 따라 조작한다.
[섬유의 표면적 측정]
직물내에 함유된 섬유의 표면적은 섬유질의 조성에 따라 계산적 및 실험적 방법을 조합함으로써 측정할 수 있다. 둥근 횡단면상의 스테이플 섬유들로 구성된 직물의 표면적은 곧 바로 계산에 의해 구할 수 있다. 둥근 횡단면상의 용융 압출된 섬유들(예, 멜트블로운 및 스펀본드 섬유)로 이루어진 직물은 공지된 화상 분석법으로 섬유 직경 분포 플롯이나 히스토그램을 작성함으로써 검사할 수 있다. 히스토그램에서는 계산에 의해 직물의 표면적을 구할 수 있다. 변성 횡단면 스테이플 섬유, 변성 횡단면 용융 압출 섬유 및(또는) 비균일 횡단면 셀룰로오스 섬유 등의 변성 횡단면 섬유들로 구성된 웨브 내의 섬유 표면적은 브루나우어, 에미트 및 텔러(Brunauer, Emmett and Teller)의 미국 화학회지, [Journal of the American Chemical Society, 제60호, 309페이지(1938년)]에 기재된 BET법으로 측정할 수 있다.
섬유 크기의 히스토그램은 당 업계에 널리 공지되어 있는 종래의 화상 분석법을 사용함으로써 구할 수 있다. 이 방법으로서는 특정 직물을 취하여 3/4in. x 1in.(1.905cm x 2.54cm) 크기로 6개의 균일한 시편을 준비하고, 이들을 Balzer's Union Model SDC-040 Sputter Coater와 같은 종래의 스퍼터 코우터(sputter coater)를 사용하여 금/백금을 피복시킴으로써 시편을 제고한다. 6개의 시편에 대한 각각의 반사 전자현미경 사진을 POLAROID Type 52 또는 55 필름과 같은 순간적인 흑백 필름을 사용해서 4in. x 5in. (10.16cm x 12.7cm) 크기로 2장씩 찍는다. 이 용도에 알맞은 전자현미경으로는 미합중국 매사추세츠주 보스톤 소재 Japanese Electro Optical Laboratories, Inc.사 제품의 JEOL Model JSM 840이 적합하다. 압출 섬유(예, 멜트블로운 섬유)들이 다른 섬유들(예, 스테이플 섬유 또는 펄프 섬유)과 혼합된 경우를 예로 들면, 전자현미경 상의 시역을, 사실상 스테이플 섬유나 펄프 섬유들을 갖지 않는 6장의 현미경 사진(특정 직물의 시편 2개에서 총 12장의 현미경 사진)이 얻어질 때까지, 무작위적으로 선택한다.
배율은 약 25X -500X의 배율 범위가 대표적이며, 통상 직물 시편중에 존재하는 최소 섬도의 섬유들이 약 0.5mm 폭의 화상이 될 수 있도록 조정한다. 그러나, 직물 시편 중에 존재하는 섬유 크기가 매우 넓은 범위에 거쳐 있어 최소 섬도의 섬유들을 기준으로 한 소정의 배율이 가장 큰 섬유들의 과도하게 확대시키는 경우에는, 이를 절충시킨 배율을 사용한다. 특정 배율은 이하에서 논의되는 바와 같이 양호한 말단 군(end group) 안전성을 갖는 히스토그램을 제공하도록 선택한다.
각각의 현미경 사진은 적합한 화상 분석 장치, 예를 들면, 미합중국 일리노이주 디어필드(Deerfield, Illinois) 소재 Cambridge Instruments사 제품의 Quantimet 900 Image Analysis System의 마크로뷰터(macroviewer) 상에 올려 놓는다. 현미경 사진 각각에 대해, 2개의 시역을 취하고, 이들 각각의 시역이 현미경 사진의 약 1/3 영역을 덮어 가리도록 조치시킨다. 각 시역은 3 x 3 그리드(grid)로 구성되는 9개의 아구(subregion)로 분할된다. 각각의 아구내에서, 개개의 섬유들은 동일하게 취급되며, 전형적으로 검은 바탕위의 하얀 섬유로서 드러난다. 개개의 섬유의 직경은 조사된 섬유의 폭을 가로질러 연부에서 연부까지의 슬라이스(slice) 길이를 라이트 팬(light pen)으로 도시하여 측정한다. 슬라이스는 슬라이스 측정이 시작되는 점에서 섬유의 연부상의 점을 가로지르는 접선에 사실상 수직으로 도시되어야 한다. 단일 크기 섬유로서 나란히 놓여있는 섬유들의 표시 및 측정을 피하도록 신중을 기한다. 원형 섬유에 대해서는, 슬라이스 길이를 그 섬유의 직경으로 하여 섬유 직경 히스토그램으로 집계한다.
이 처리는 콴티멧 (Quantimet) 900 System 상의 EDIT/LINE 모드(mode)를 사용하여 수행되며, 통계적 편의(biasing)를 축소시키기 위해서 가능한 한 많은 섬유들에 대해 수행하는 것이 좋다. 슬라이스 길이 측정은 1세트 12장의 현미경 사진 내에서 약 1000개의 섬유들에 대해 수행한다. 그러나, 일부 시편에 대해서는 더 적은 섬유 계수로도 표면적 계산의 통계적 안전성을 달성할 수 있다. 표면적의 통계적 안전성은 히스토그램에서 가장 작은 군과 가장 큰 군에 대한 말단 군 검사를 수행함으로써 결정할 수 있다. 이것은 이들 군의 계수들을 모드군을 향하여 인접한 군 중으로 배치시키고, 단위 중량 당 표면적을 거만함으로써 행해진다. 계산된 섬유 표면적의 변화율은 10% 미만이어야 하고, 바람직하기로는 5% 미만이어야 한다.
[섬유 표면적의 계산]
일단의 섬유들의 중량 당 섬유 표면적(SA)은 하기 식으로 계산할 수 있다.
Figure kpo00004
단, (SA)i = 섬유 i의 중량 당 표면적
Wi = 섬유 i의 중량%
그러나, 중량 당 섬유 표면적을 나타내기 위해서 섬유 100g 당 섬유 표면적(m2)을 다음 식으로 구한다.
Figure kpo00005
또는
Figure kpo00006
단, Li = 섬유 i의 전체 길이
di = 섬유 i직경, μm
pi = 섬유 i의 밀도, g/cm3
따라서, 식 (1)-(3)에서 전체 표면적(SA)는
Figure kpo00007
또는
Figure kpo00008
가 되며, 스테이플 섬유에 대해서, 섬유 번수는
Figure kpo00009
단, deni = 섬유 i의 데니어
wti = 섬유 i의 9000m에 대한 중량(g)이며, 이는,
Figure kpo00010
이므로, 식(6)과 (7)에서
Figure kpo00011
또는
Figure kpo00012
이고, 식(9)로부터
Figure kpo00013
또는
Figure kpo00014
이므로, 식(5)-(11)로부터 전체 섬유 표면적(SA)는 식,
Figure kpo00015
Figure kpo00016
에 의해 구해진다.
그러므로, 예를 들어 3 데니어 폴리에스테르 섬유 50중량%와 3데니어 폴리프로필렌 섬유 50중량%의 혼합물의 중량 당 전체 섬유 표면적 (SA)는
Figure kpo00017
여기서, p 폴리프로필렌 = 0.91g/cm3
p 폴리에스테르 = 1.38g/cm
이 된다.
멜트블로운 섬유질 웨브 및 스펀본드 섬유질 웨브와 같은 여러가지 서로 다른 섬유 크기를 갖는 압출된 섬유들로 구성된 재료의 섬유는 화상 분석법으로 섬유직경 히스토그램을 구해 검사한다. 히스토그램으로부터의 계산은 존재하는 섬유개개의 직경의 표면적을 합산해서 구한다.
예를 들어, 제16도에 나타낸 대표적인 섬유 크기 분포 히스토그램은 이하에 기재하는 실시예 2 의 멜트블로운 웨브에 해당한다. 각각의 직경 범위 한도에 대한 빈도 또는 번수% (번수%)는 히스토그램으로부터 용이하게 명백히 산출해 낼 수 있다. 섬유 크기 전체의 빈도수(번수%)의 합은 100이다.
멜트블로운 섬유질 웨브와 같이 각각의 섬유 크기에 대한 중량%가 곧 바로 측정될 수 없는 다양한 섬유 크기로 구성된 웨브의 경우, 중량%는 다음과 같은 섬유 크기 분포로부터 구할 수 있다.
일정 직경 및 폴리머 밀도를 갖는 섬유 i의 중량%(Wi)는 식,
Figure kpo00018
으로 구해진다. 화상 분석에 의해 측정된 바로서, 크기 di및 밀도 pi를 갖는 섬유의 번수%가 Ci라고 가정하면, 이 Ci는 식
Figure kpo00019
으로 구해지고, 이러서 식(16)으로부터 섬유 길이(Li)
Figure kpo00020
가 구해지며, 여기서, 주어진 재료의 전체 섬유 길이인
Figure kpo00021
는상수이므로 식(17)은
Figure kpo00022
이 된다. 따라서, 식(7) 내지 (18)에서
Figure kpo00023
및, 식(15) 내지 (19)에서, 유형 i에 대한 섬유 크기의 중량%, Wi는, 식
Figure kpo00024
또는
Figure kpo00025
으로 구해진다.
멜트블로운 섬유 전체가 같은 폴리머인 경우에는 pi가 상수이므로 식(21)은 다음과 같이 된다.
Figure kpo00026
따라서, 특정 멜트블로운 재료 중의 각각의 섬유 크기에 대한 중량%는 그 재료의 섬유 크기 히스토그램으로부터 산출해 낼 수 있다.
따라서, 식(5) 내지 (21)로부터, 멜트블로운 재료의 섬유 표면적(SA)는 식
Figure kpo00027
또는
Figure kpo00028
으로 구해진다.
화상 분석 및 생성된 히스토그램에 의해 얻어진 섬유 번수는 섬유 크기의 대체적인 범위를 나타내기 위함이지 개개의 섬유 크기를 나타내기 위한 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 목적상, 섬유 크기의 특정 범위에 기여한 표면적은 전체 섬유들이 극도로 일정 범위내에 한정된 직경을 갖는 것으로 가정하고, 제1의 대응하는 표면적을 계산함으로써 측정한다. 그 다음, 그 범위내의 섬유들 전체가 다른 크기의 극도로 일정 범위내에 한정된 직경을 갖는 것으로 가정하고, 제2의 대응하는 표면적을 계산한다. 이어서, 2개의 표면적 값을 평균하여 섬유 크기의 특정 범위에 대한 표면적을 구한다. 이와 같은 처리를 각각의 섬유 크기 범위에 대해서 반복하고, 그 결과를 합산하여 전체 시편에 대한 표면적을 구한다.
상기한 계산에 대해서, 표면적 측정은 섬유들이 실질적으로 둥글고 원형의 횡단면들을 갖는 것으로 가정하고 계산하였다. 변성 횡단면 스테이플 섬유, 변성 횡단면 용융 압축된 부직포 및 비균일 횡단면 셀룰로오스 섬유등의 기타 섬유들에 대한 표면적은 상기에서 전술한 BET법으로 측정할 수 있다. 이 BET법은 섬유들의 표면상에 가스 분자로 이루어진 1층의 분자층 흡수를 초래한다. 계산은 섬유상에 존재하는 가스의 양을 고려해서 섬유 표면적의 수량화(數量化)를 수득한다. 이 방법은 지류, 충전재 및 필터 재료와 같은 제지 산업에서 상당히 일상적으로 사용되어 왔다.
수년 동안의 문헌을 조사한 바, 이들 문헌은 각종 연목 및 경목 펄프의 섬유 표면적 측정치를 100g당 50-150m2범위로 제시해 왔다. 표본적인 실증을 위해서, 펄프 코폼(coform) 재료와 같은 펄프 섬유들을 사용한 실시예 직물은 목섬유 100g 당 약 100m2으로 표면적을 근사시켰다.
본 발명의 더욱 자세한 이해를 돕기 위하여 하기 실시예를 기재한다. 특정 재료 및 파라미터들은 단지 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 영역을 특정적으로 한정하려는 것이 아님을 알아야 한다.
[실시예]
바람직한 직물의 제1 군은 하기 특성들을 나타내었다.
(1) 60g/m2이상의 기본 중량,
(b) 12초 미만의 침입 및 흡수 시간,
(c) 직물 1g당 약 3g 이상의 액체 서지에 대한 임시 부하량 및
(d) 직물 1g 당 1.00g 이하의 잔류량
제1군 중의 직물은 또한 하기 특성을 나타내었다.
Figure kpo00029
Figure kpo00030
Figure kpo00031
Figure kpo00032
본 발명의 실시예 1-8에 대해 주목해야 할 점은, 흡수 시간, 임시 부하량 및 잔류량의 파라미터에 대한 기능상의 필요 수준이 PRD 시험법에 따라 투입된 3회 연속 액체 주입량에 대한 각각의 파라미터들을 만족시켰다.
본 발명의 서지 처리부에 대한 바람직한 직물의 또 하나의 제2군은 다음과 같은 특성들을 나타내었다.
(1) 90g/m2이상의 기본 중량,
(b) 10초 미만의 침입 및 흡수 시간,
(c) 직물 1g당 6.0g 이상의 임시 부하량 및
(d) 직물 1g 당 0.75g 미만의 잔류량 또한, 제2군 중의 직물은 다음 특성들을 나타내었다.
Figure kpo00033
Figure kpo00034
Figure kpo00035
Figure kpo00036
제2군에 해당된 직물의 시편은 이하에 나타낸 실시예 1-4 및 6-8이다.
본 발명의 서지 처리부에 대한 바람직한 직물의 또 다른 제3군은 다음의 파라미터들을 가졌다.
(1) 100g/m2이상의 기본 중량,
(b) 8초 미만의 흡수 시간,
(c) 직물 1g당 9g 이상의 임시 부하량 및
(d) 직물 1g 당 0.5g 미만의 잔류량 제3군 기재된 파라미터들을 갖는 직물은 또한 다음의 파라미터 값을 가졌다.
Figure kpo00037
Figure kpo00038
Figure kpo00039
Figure kpo00040
실시예 1,2,4 및 8이 제3군의 직물에 해당된다.
이하의 표1에 나타낸 실시예들로 부터 알 수 있는 바와 같이, 서지 처리부에 적합한 재료는 각종 부직포 형성법에 의해 제조할 수 있다. 각각의 형성법으로 전술한 파라미터 각각에 대해 서로 다른 값을 갖는 재료를 수득할 수 있다. 실시예는 개선된 서지 처리부로 원활히 기능할 수 있는 직물이 접합 카디드 웨브, 멜트블로운 웨브, 펄프 코폼 웨브, 스테이플 코폼 웨브 등의 어떤 하나의 형태로 제공된 구조체 군에 반드시 한정될 필요가 없음을 보여 준다.
하기 실시예 1-13의 기능 및 구조의 파라미터들을 하기 표1과 2에 요약해서 나타낸다.
Figure kpo00041
Figure kpo00042
[실시예 1]
40 데니어의 폴리에스테르 섬유 50중량%, 1.5데니어의 표백된 면섬유 35중량% 및 일본국의 Chisso Corporation사가 시판하는 1.5데니어의 Chisso ES 섬유 15중량%로 구성되는 접합 카디드 웨브를 제조하였다. 이 웨브는 211g/m 의 기본 중량, 0.034g/cc의 밀도를 가졌으며, 이를 Triton X 102 계면 활성제(미합중국 펜실베니아주 필라델피아 소재, Rhom Hass Co.사 제품로 함침 및 스퀴즈범으로 처리하여 계면 활성제 0.5중량%를 첨사기켰다. 이 유형의 웨브를 표준 카디드 웨브 가공법 및 미합중국 사우스 캐롤라이나주 그린빌(Greenville, South Carolina) 소재, J.D. Hollingsworth-on-WHEELS Co.사가 시판하는 장치를 사용해서 제조할 수 있다.
[실시예 2]
미합중국 뉴저지주 모리스타운(Morristown, New Jersey) 소재, Allied Fib ers Corportion사가 Hydrofilr 나일론으로 시판하는 나일론 기재 폴리머 100중량%를 갖는 마크로-섬유 멜트블로운 웨브를 제조하였다. 마크로-섬유 멜트블로운이란 웨브가 약 23.1μm의 평균 섬유 크기 및 약 3.16-100μm의 섬유 직경 크기 분포를 갖는 섬유들로 구성된 것을 의미한다. 웨브는 213g/m 의 기본 중량 및 0.070g/cm 의 밀도를 가졌다.
[실시예 3]
실시예 2와 유사하게 마크로-섬유 웨브를 제조하였으나, 그 특성 면에서 이 마크로-섬유 웨브는 216g/m 의 기본 중량, 0.111g/cm 의 밀도, 약 23.4μm의 평균 섬유 직경 크기 및 2-159μm의 섬유 직경 분포를 가졌다.
[실시예 4]
펄프 코폼 재료로 웨브를 제조하였다. 이 웨브는 International Paper Corpora tion사가 IP Supersoft로서 시판하는 셀룰로오스 플러프 50중량%, 미합중국 델라웨어주 윌밍톤(Wilmington, Delaware)소재, Himont U.S.A., Inc.사가 펠릿상으로 시판하는 폴리프로필렌 수지를 사용해서 만든 폴리프로필렌의 마크로-섬유 멜트블로운 섬유 50중량%의 혼합물로 구성되었다. 웨브를 그 형성 도중에 Triton X 102 용액으로 분무 처리함으로써, 계면 활성제 0.5중량%를 첨가시켰다. 멜트블로운 폴리프로필렌은 약 10-113μm의 섬유 직경크기 분포 및 약 50.2μm의 평균 섬유 크기를 가졌다. 웨브는 194g/m 의 기본 중량 및 0.037g/cm 의 밀도를 가졌으며, 앤디슨과 소코로프스키(Anderson and Sokolowski)의 미합중국 특허 제4,100,324호에 기재된 방법에 따라 웨브를 제조하였다.
[실시예 5]
40데니어의 폴리에스테르 섬유 약 40중량%, 3데니어의 레이온 섬유 약 25중량%, 6.5데니어의 폴리에스테르 섬유 약 15중량% 및 6 데이너의 Chisso ES 섬유 20중량%로 구성한 접합 카디드 웨브를 제조하였다. 이 웨브는 223g/m 의 기본 중량 및 0.045g/cm 의 밀도를 가졌다.
[실시예 6]
스테이플과 용융 압축된 섬유들의 스테이플 코폼(coformed) 웨브를 상기 앤더슨과 소코로프스키의 미합중국 특허 제4,100,324호에 기재된 방법에 따라 제조하였다. 이 웨브는 Hydrofil 나일론의 멜트블로운 마크로-섬유(평균 섬유 직경 크기 14μm 및 섬유 직경 크기 분포 2-80μm) 50중량%, 25데이너의 폴리에스테르 스테리플 섬유 38중량% 및 일본국의 Chisso Corporation사가 시판하는 1.5데니어의 Chisso ES 섬유 12중량%로 구성되었다. 이 웨브는 203g/m 의 기본 중량 및 0.038g/cm 의 밀도를 가졌다.
[실시예 7]
E.I. Dupont de Nemours Corporationt사 (미합중국 델라웨어주 윌밍톤 소재)가 시판하는 25데니어의 폴리에스테르 스테이플 섬유 56중량% 및 Chioos Copror ation사 (일본국 소재)가 시판하는 1.5데니어의 Chioos ES 섬유 14중량%와 혼합된 4μm의 평균 섬유 직경 및 0.3-25μm의 섬유 직경 분포를 갖는 폴리프로필렌의 멜트블로운 마이크로섬유 30중량%로 구성되는 스테이플과 용융 압출된 섬유들의 스테이플 코폼된 웨브를 실시예 6에 기재된 방법에 따라 제조하였다. 이 웨브는 183g/m 의 기본 중량 및 0.041g/cm 의 밀도를 가졌다.
[실시예 8]
E.I. Dupont de Nemours Corporation사 (미합중국 델라웨어주 윌밍톤 소재)가 시판하는 25데니어의 폴리에스테르 스테이플 섬유 56중량% 및 chisso Corporat ion사 (일본국 소재)가 시판하는 1.5데니어의 chisso ES 섬유 14중량%와 혼합된 4 ㎛의 평균 섬유 직경 및 0.3-25 ㎛의 섬유 직경 분포를 갖는 멜트블로운 폴리프로필렌 마이크로섬유 30중량%로 구성되는 스테이플 코폼 웨브를 실시예 6에 기재된 방법에 따라 제조하였다. 이 스테이플 코폼 웨브는 194g/㎡의 기본 중량 및 0.023g/㎤의 밀도를 가졌다.
[실시예 9]
Futamura Chemicals사 (일본국 소재)가 Taiko TCF로 시판하는 유형의 100% 레이온 스펀본디드 웨브를 사용했다. 이 웨브는 26g/m 의 기본 중량 및 0.112g /cm 의 밀도를 가졌다.
[실시예 10]
기본 중량 239g/m 및 밀도 0.098g/cm 의 부직포 웨브를 44μm의 평균 섬유 직경과 약 5-200μm의 섬유 직경 분포를 갖는 폴리프로필렌 마크로 섬유 100중량%를 사용해서 제조하였다. Himont PF-015 폴리프로필렌을 4개의 폴리머 압출 노즐(이들 각각은 폴리머 오리피스 직경이 1mm임)의 열(bank)을 통해 압출시켰다. 폴리프로필렌을 441°F(208℃)의 온도로 가열하고, 노즐 오리피스들을 통해 시간 당 홀(hole)당 1.52 1bs(분 당 홀 당 11.5g)의 양으로 유출시켰다. 폴리머 오리피스 형태로 있는 폴리머를 섬유 형태로 가늘게 인발시키기 위해서, 제1 섬유화 공기를 오리피스 각각에서 방사되는 폴리머 스트림을 완전히 감싸도록 접촉시켰다. 제1 섬유화 공기는 각각의 폴리머 오리피스 주변에 동심적으로 배치된 환형 오리피스들에 의해 폴리머 스트림을 완전히 에워싸면서 공급되었다. 환형 오리피스들은 각각 5mm의 직경을 가졌다. 환형 오리피스들에서 나오는 공기가 용융된 폴리머의 스트림과 7。의 각도(이 각도는 폴리머축과 섬유화 공기의 흐름에 대한 접선의 교선 사이의 내부각임)로 접촉되도록 환형 오리피스를 기울였다. 노즐들 내부에 함유된 폴리머 오리피스들은 제1 섬유화 공기를 내뿜기 위해 사용된 환형 오리피스들 위쪽에 2mm 떨어져서 만입되어 있다.
또한, 제2 섬유화 공기를 사용해서 용융된 폴리머 스트림을 추가로 섬유화시켰다. 제2 섬유화 공기는 환형 제1 섬유화 공기 오리피스의 외부에 180℃ 떨어져 배치된 2개의 홀(직경 2mm)에서 방사되는 2개의 유체 스트림으로 구성되었다. 섬유화 공기는 노즐달 23scfm (매초 당 0.0109 표준 m )의 공기 유량과 함께 455°F(255℃)의 공기 온도를 가졌다. 이와 같이 하여 제조된 섬유가 노즐로부터 약 15-20in. (35-51cm) 떨어진, 분 당 약 9ft (분 당 2.74m)의 속도로 이동하는 지지체상의 표면에 모아져서 부직포 웨브를 형성하였다.
[실시예 11]
기본 중량 143g/m 및 밀도 0.124g/cm 의 부직포 웨브를 3μm의 평균 섬유 직경과 약 0.3-25μm의 섬유 직경 분포를 갖는 Hydrofil 나일론 100중량%을 사용해서 제조하였다. Allide Hydrofil 나일론 6(평균 분자량 20,000)을 8개의 폴리머 압출 노즐(이들 각각은 1mm의 폴리머 오리피스 직경을 가짐)의 열(bank)을 통해 압출시켰다. 폴리프로필렌을 548°F(258℃)의 온도로 가열하고, 노즐 오리피스들을 통해 시간당 홀(hole)당 0.75 1bs (분 당 홀 당 5.75g)의 양으로 유출시켰다. 폴리머오리피스 형태로 있는 폴리머를 섬유 형태로 가늘게 일발시키기 위해서, 제1 섬유화 공기를 오리피스 각각에서 방사되는 폴리머 스트림을 완전히 감싸도록 접촉시켰다. 제1 섬유화 공기는 각각의 폴리머 오리피스 주변에 동심적으로 배치된 환형 오리피스들에 의해 폴리머 스트림을 완전히 에워싸면서 공급되었다. 환형 오리피스들은 각각 5mm의 직경을 가졌다. 환형 오리피스에서 나오는 공기가 용융된 폴리머의 스트림과 45°의 각도(이 각도는 폴리머축과 섬유화 공기의 흐름에 대한 접선의 교선 사이의 내부각임)로 접촉되도록 환형 오리피스를 기울였다. 노즐들 내부에 함유된 폴리머 오리피스들은 제1 섬유화 공기를 내뿜기 위해 사용된 환형 오리피스들 위쪽에 2mm 떨어져서 만입되어 있다.
또한, 제2 섬유화 공기를 사용해서 용융된 폴리머 스트림을 추가로 섬유화시켰다. 제2 섬유화 공기는 환형 제1 섬유화 공기 오리피스의 외부에 180℃ 떨어져 배치된 3 개 1조의 홀(직경 1.5mm)에서 반사되는 6개의 유체 스트림으로 구성되어었다.
섬유화 공기는 노즐당 105scfm (매초 당 0.050 표준 m )의 공기 유량과 함께 679。F(359。C)의 공기 온도를 가졌다. 이와 같이 하여 제조된 섬유가 노즐로부터 약 15-20in. (38-51cm) 떨어진, 분 당 약 5.5ft (분 당 1.68m)의 속도로 이동하는 지지체상의 표면에 모아져서 부직포 웨브를 형성하였다.
[실시예 12]
펄프 코폼 웨브를 약 3.5μm의 평균 섬유 직경과 0.4-35μm의 섬유 직경 분포를 가진 폴리프로필렌 멜트블로운 마이크로섬유 70중량%와 코폼시킨 IP Supersoft의 셀룰로오스 플러프 섬유 30중량%를 사용해서 제조하였다. 이 웨브는 108g/m 의 기본 중량 및 0.053g/cm 의 밀도를 가졌다.
[실시예 13]
초흡수성 폴리머를 사용함이 없이 목펄프 플러프 100중량%로 구성된 섬유질 웨브를 제조하였다. 이 웨브는 529g/m 의 기본 중량과 0.101g/cm 의 밀도를 가졌다.
실시예 10 및 11에 대한 고찰에서, 여러가지 구성 요소, 예컨데 서지 처리부(46) 및 보유부(48)가 (46)과 (48)부 사이의 직물 계면에서 서로 깊이 엉켜지거나 또는 합쳐지는 섬유들을 함유하는 비균질하게 형성된 일체형 구조체를 제조하는 데에 융용 분무법이 특히 적합함을 알 수 있다. 계면에서의 이와 같은 배열로 기능부둘 사이의 모세관성이 개선되었다.
실시예 7 및 8에 대한 고찰에서, 직경이 상이한 섬유들의 혼합물을 사용함으로써, 보다 크고 단단한 섬유들이 표면적이 큰 작은 섬유들 사이에 부가적인 공극용적을 제공하여 서지 처리부에 탄성을 부여할 수 있음을 알 수 있다.
이제까지 본 발명을 상술하였으나, 당해 기술의 통상의지식을 자진자는 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위내에서 본 발명에 대한 여러가지 변형 및 수정을 행할 수도 있다. 이러한 변형 및 수정은 다음에 첨부된 특허 청구의 범위로 한정되는 본 발명의 분야에 속하는 것으로 간주한다.

Claims (34)

  1. (A) 액체를 유지하는 보유 수단 및 (B) 상기 보유 수단으로 액체 전달이 이루어지도록 위치하고, 액체를 수용하여 이 액체를 상기 보유수단으로 방출시키는 섬유질의 서지 처리 수단으로 이루어지며, 상기 서지 처리 수단이 a) 약 60g/m2의 기본 중량을 가지고, b) 상기 보유 수단에 인접하게 놓인 섬유질 웨브를 포함하며, c) 약 12초 이하의 흡수 시간 및 서지 처리 수단 1 g 당 약 1 g 이하의 액체 잔류량을 제공하는, 서지 처리 수단 100g 당 0 초과 약 70m2이하의 습윤성 섬유 표면적 및 0 초과 약 7m2/100cm3이하의 습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 가지고, d) 3회 이상의 흡수 및 방출 주기에 걸쳐 상기 흡수 시간 및 상기 액체 잔류량을 제공하는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 3회 이상의 흡수 및 방출 주기에 걸쳐 서지 처리 수단 1 g 당 약 3 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단의 기본 중량이 약 90-3000g/m2인 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 약 10초 이하의 흡수 시간을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 1 g 당 약 6 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 1 g 당 약 0.75 g 이하의 임시 잔류량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 약 8초 이하의 흡수 시간을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 1 g 당 약 9 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 1 g 당 약 0.5 g 이하의 임시 잔류량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  10. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 약 54m2이하의 습윤성 섬유 표면적(서지 처리 수단 100g 당)을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  11. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 0초과 약 5m2/100cm3이하의 습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  12. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 100g 당 약 5-90m2의 전체 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  13. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 약 1.1 m2/100cm3이하의 비습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  14. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 약 0.71 m2/100cm3이하의 비습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  15. 제1항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 100g 당 약 3-54m2의 습윤성 섬유 표면적을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  16. (A) 액체를 유지하는 보유 수단 및 (B) 상기 보유 수단으로 액체 전달이 이루어지도록 위치하고, 액체를 수용하여 이 액체를 상기 보유 수단으로 방출시키는 섬유질의 서지 처리 수단으로 이루어지며, 상기 서지 처리 수단이 a) 약 100g/m2의 이상의 기본 중량을 가지고, b) 상기 보유 사단에 인접하게 놓인 섬유질 웨브를 포함하며, c) 약 10초 이하의 흡수 시간 및 서지 처리 수단 1g 당 약 0.75g 이하의 액체 잔류량을 제공하는, 서지 처리 수단 100 g 당 약 3-54m2의 습윤성 섬유 표면적 및 0 초과 약 5 m2/100cm3이하의 습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 가지고, d) 3회 이상의 흡수 및 방출 주기에 걸쳐 상기 흡수 시간 및 상기 액체 잔류량을 제공하는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 1 g 당 약 3 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  18. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 1 g 당 약 6 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  19. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 1 g 당 약 6 g 이상의 임시 부하량 및 서지 처리 수단 1 g 당 약 0.5 g 이하의 액채 잔류량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  20. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리이 약 8초 이하의 흡수 시간을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  21. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 1 g 당 약 9 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  22. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 1 g 당 약 0.5 g 이하의 잔류량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  23. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 0 초과 약 4 m2/100cm3이하의 습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  24. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 약 1.1 m2/100cm3이하의 비습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  25. 제16항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 약 0.71 m2/100cm3이하의 습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  26. (A) 액체를 유지하는 보유 수단 및 (B) 상기 보유 수단으로 액체 전달이 이루어지도록 위치하고, 액체를 수용하여 이 액체를 상기 보유 수단으로 방출시키는 섬유질의 서지 처리 수단으로 이루어지며, 상기 서지 처리 수단이 a) 약 100g/m2의 이상의 기본 중량을 가지고, b) 상기 보유 수단에 인접하게 놓인 섬유질 웨브를 포함하며, c) 약 8초 이하의 흡수 시간 및 서지 처리 수단 1g 당 약 0.5g 이하의 액체 잔류량을 제공하는, 서지 처리 수단 100 g 당 약 3-54m2의 습윤성 섬유 표면적 및 0 초과 약 4 m2/100cm3이하의 습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 가지고, d) 3회 이상의 흡수 및 방출 주기에 걸쳐 상기 흡수 시간 및 상기 액체 잔류량을 제공하는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  27. 제26항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 1 g 당 약 3 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  28. 제26항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 1 g 당 약 6 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  29. 제26항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 1 g 당 약 9 g 이상의 임시 부하량을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  30. 제26항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 약 100cm3당 약 1.1m2이하의 비습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  31. 제26항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 서지 처리 수단 약 100cm3당 약 0.71m2이하의 비습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  32. (A) 액체를 유지하는 보유 수단 및 (B) 상기 보유 수단으로 액체 전달이 이루어지도록 위치하고, 액체를 수용하여 이 액체를 상기 보유 수단으로 방출시키는 섬유질의 서지 처리 수단으로 이루어지며, 상기 서지 처리 수단이 a) 약 60g/m2의 이상의 기본 중량을 가지고, b) 상기 보유 수단에 인접하게 놓인 섬유질 웨브를 포함하며, 상기 섬유질 웨브가 (서지 처리 수단 100 g 당) 약 70 m2이하의 습윤성 섬유 표면적, 서지 처리 수단이 100 cm3당 0 초과 약 7 m2이하의 습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값, 및 서지 처리 수단 100 cm3당 약 1.1 m2이하의 비습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  33. 제32항에 있어서, 상기 서지 처리 수단이 약 100 g/m2이상의 기본 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
  34. (A) 액체를 유지하는 보유 수단 및 (B) 상기 보유 수단으로 액체 전달이 이루어지도록 위치하고, 액체를 수용하여 이 액체를 상기 보유 수단으로 방출시키는 섬유질의 서지 처리 수단으로 이루어지며, 상기 서지 처리 수단이 a) 약 1000g/m2의 이상의 기본 중량을 가지고, b) 상기 보유 수단에 인접하게 놓인 섬유질 웨브를 포함하며, 상기 섬유질 웨브가 서지 처리 수단 100 g 당 약 3-54 m2의 습윤성 섬유 표면적, 서지 처리 수단이 100 cm3당 0 초과 약 4 m2이하의 습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값, 및 서지 처리 수단 100 cm3당 약 0.71 m2이하의 비습윤성 섬유 표면적과 밀도의 곱한 값을 제공하는 섬유 표면적 및 웨브 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
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