KR100226402B1 - 고 흡인력 및 고 용량을 나타내는 흡수제품용 유체 분배 부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유체 분배 부재는 바람직하게는 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 부피감을 주는 섬유, 고 표면적 섬유 및 열가소성 결합 섬유의 3가지 기본 구성성분을 포함한다. 본 발명에 따른 유체 분배 부재는 유체 분배 부재에 모세관압(또는 흡인력)을 제공하기 위해 고 표면적 섬유를 사용한다. 이들 고 표면적 섬유는 일반적으로는 작고 고도로 순응적이다. 이들은 부피감을 제공하는 화학적으로 강회되고 꼬이고 컬진 섬유 단독에 의해 제공되는 모세관압보다 훨씬 더 큰 모세관압을 기재에 제공한다. 이 고 펴면적 용도에 현재 바람직한 섬유는 목재 펄프 섬유의 유칼립투스 군이다. 유칼립투스는 통상적으로 셀룰로즈 미세 섬유와 관련된 모세관을 제공하나, 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유에 의해 제공되는 공극을 메꾸지 않기에 충분히 큰 길이 및 데니어를 갖고 성형 스크린을 쉽사리 통과하지 못한다.

Description

고 흡인력 및 고 용량을 나타내는 흡수제품용 유체 분배 부재{FLUID DISTRIBUTION MEMBER FOR ABSORBENT ARTICLES EXHIBITING HIGH SUCTION AND HIGH CAPACITY}
섬유의 인탱글링된 매스(entangled mass), 즉 섬유상 웹을 포함하는 흡수성 웹이 당해 분야에 잘 공지되어 있다. 이러한 웹은, 섬유 물질 그 자체에 의해 유체를 흡수하는 흡수 메카니즘 및 섬유 사이의 모세관 틈에 의해 유체를 포획하고 이를 통해 분배시키며 여기에 저장하는 흡상 메카니즘 둘다에 의해 분비된 신체 유체와 같은 액체를 빨아들인다. 이러한 섬유상 웹 구조물의 흡수용량을 개선시키기 위한 방법중 하나는 액체를 빨아들이는 중합체성 겔화 물질(하이드로겔-형성 물질, 초흡수성 중합체 등으로도 일컬어짐)과 같은 초흡수성 물질을 도입시키는 것이다. 초흡수성 물질은 분비된 체액과 같은 유체의 보유를 돕는다.
전술된 바와 같은 흡수코어가 있음에도 불구하고, 개선된 유효 흡수용량을 갖는 흡수코어를 제공하는 것에 대한 요구가 여전히 존재한다. 이론적으로 이를 수행하는 방법중 하나는 흡수코어중 중합체성 겔화 물질의 양을 증가시키는 것이다. 유감스럽게도, 흡수코어에 전형적으로 사용되는 섬유상 웹중 다량, 특히 약 15% 과량의 중합체성 겔화 물질은 겔-폐색(gel-blocking)이라고 칭해지는 현상을 유발시킬 수 있다. 겔-폐색은 최초로 유체와 접촉된 영역에 있는 중합체성 겔화 물질이 유체를 빨아들이고 하이드로겔을 형성시킨 결과로 부피가 증가할 때 일어난다. 중합체성 겔화 물질 농도가 너무 높으면, 하이드로겔이 사용되지 않은 흡수용량을 갖는 코어의 다른 영역으로 추가의 유체가 도달하는 것을 막을 수 있다. 겔 폐색이 일어나면 흡수제품의 사용 도중에 누출될 수 있다.
겔 폐색 발생 경향이 감소될 수 있는 중합체성 겔화 물질이 개발되어 왔다. 그러나, 이들 개선된 중합체성 겔화 물질 및 기타 초흡수성 물질은 겔화 물질 입자가 분배된 셀룰로스 섬유의 웹의 성능 한계에 부딪힌다. 특히 초기 습윤시에, 셀룰로스 섬유 웹은 보다 높은 밀도를 갖도록 붕괴되는 경향이 있기 때문에 결과적으로는 용량, 투과성 및 유체 수송 효능면에서의 감소를 나타낸다.
위생 패드, 성인 실금자용품 및 기저귀와 같은 많은 흡수제품에서 누출이 일어나는 또다른 원인은 1차로 유체 분비물이 효과적으로 흡수된 경우에서조차도 2차로 후속되어 분비되는 유체를 흡수할 수 없기 때문이다. 2차 및 후속적인 분비로 인한 누출은 특히 사용자가 알아채기 전에 통상적으로 수회 분비되는 밤 동안에 빈번하다. 많은 흡수제품이 수회 분비되는 유체를 적절히 취급하지 못하는 이유중 하나는 전술된 이유외에도, 일단 상기 영역의 흡수용량에 도달되면 흡수코어가 분비된 유체를 분비 영역으로부터 멀리 수송하지 못하기 때문이다. 흡수제품의 전체적인 성능은 유체를 코어로부터 가장 먼 곳으로 수송시키지 못하기 때문에 제한된다.
흡수코어의 유체 수송 능력을 증가시키는데 사용된 수단중 하나는 종래 코어의 밀집화에 의해 보다 작은 평균 소공을 생성시키는 것이다. 이로써 전체적인 평균 소공 크기를 감소시킬 수는 있지만, 일반적으로 가장 큰 셀이 가장 큰 붕괴율을 나타내며 최대 모세관압(수직 흡상 높이)을 결정짓는 가장 작은 소공은 가장 낮은 변화율을 나타낸다. 큰 소공 용량의 손실로 인해 용량, 더욱 중요하게는 유체 투과성이 보다 더 감소된다.
과거에 흡수코어의 유체 수송 능력을 증가시키는데 사용해 온 또다른 수단은 큰 표면적을 갖는 소정량의 미세 섬유와 입자를 화학적으로 강화된(stiffened) 종래의 셀룰로스 섬유, 비-강화된 셀룰로스 섬유, 합성 섬유, 화학적 첨가제 및 열가소성 중합체와 혼합시키는 것이다. 단위 부피당 표면적이 특정 기재의 모세관압에 강한 영향을 미치므로 이러한 큰 표면적을 갖는 섬유는 보다 높은 수직 흡상력을 제공한다. 그러나, 그 결과 수득된 구조물은 매우 조밀하고 낮은 유체 수송능을 갖거나, 특정 시간 동안에 특정 높이로 물질의 일정 단면적을 통해 소정량의 유체를 이동시키는 능력으로서 본원에 정의된 유동(flux)하는 경향이 낮다. 이러한 미세한 섬유로부터의 모세관압(높이)의 증가는 일정 높이로 수송되는 부피를 보다 더 현저히 감소시킨다.
발명의 개요
본 발명에 따른 유체 분배 부재는 바람직하게는 기본 구성성분인 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진(curled) 부피감을 주는(bulking) 섬유, 고 표면적 섬유 및 열가소성 결합 섬유를 포함한다.
본 발명에 따른 유체 분배 부재는 고 표면적 섬유를 사용하여 유체 분배 부재에 모세관압(또는 흡인력)을 제공한다. 이러한 고 표면적 섬유는 일반적으로 작고 고도로 순응적이다. 이들은 부피감을 제공하는 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유 단독에서 발견되는 모세관압보다 상당히 큰 모세관압을 기재에 제공한다.
현재 이러한 고 표면적을 제공하는데 바람직한 섬유는 목재 펄프 섬유의 유칼립투스(eucalyptus) 군이다. 유칼립투스는 통상적으로 셀룰로스 미세 섬유와 연관된 모세관압을 제공하나, 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유에 의해 제공되는 공극을 메꾸지 않을 만큼 충분히 큰 길이 및 데니어를 갖기 때문에 성형 스크린을 쉽사리 통과하지 못한다. 특히 적합한 유칼립투스 섬유는 유칼립투스 그란디스 종의 섬유를 포함한다.
본 발명의 유체 분배 부재는 액체 투과성 상면시이트, 상기 상면시이트에 고정된 액체 불투과성 배면시이트를 또한 포함하고 상기 상면시이트와 상기 배면시이트 사이에 위치된 흡수코어를 갖는 다양한 유형의 흡수제품, 예를 들면 일회용 위생 패드, 기저귀 및 실금자용 브리프중의 흡수코어의 구성요소로서 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명은 개선된 유체 분배 및 저장 성질을 갖는 유체 분배 부재(fluid distribution member)에 관한 것이다. 본 발명은 위생용품, 일회용 기저귀, 성인 실금자용 패드 및 브리프 등과 같은 다양한 흡수제품에 사용할 수 있는, 상기 유체 분배 부재가 도입된 흡수 구조물에 관한 것이다.
명세서는 본 발명을 구체적으로 지적하고 명백하게 청구하는 특허청구범위로 결론지어지지만, 첨부된 도면과 관련한 하기 설명으로부터 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있을 것으로 생각된다. 도면에서 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 나타내는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 분배 부재를 포함하는 위생용품 형태의 흡수제품의 바람직한 실시태양의 부분적으로 절단된 투시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유체 분배 부재를 포함하는 기저귀 형태의 흡수제품의 바람직한 실시태양의 부분적으로 절단된 투시도이다.
본 발명의 유체 분배 부재를 뇨, 땀, 생리혈 및 신체 배출물중의 수분과 같은 상당량의 신체 유체를 흡수할 수 있는 일회용 제품에 사용할 수 있다. 이러한 제품을 일회용 기저귀, 위생 패드, 성인 실금자용 브리프, 탐폰(tampon) 및 일회용 타월 및 수건 등의 형태로 제조할 수 있다.
본원에서 흡수제품은 일반적으로는 3개의 기본적인 구조적 구성요소를 포함한다. 이들중 하나는 실질적으로 액체 불투과성인 배면시이트이다. 이들 배면시이트의 상부에는 그 자체로 하나이상의 개별적인 층을 포함할 수 있고 하나이상의 상기 층중에 초흡수성 물질을 포함할 수 있는 흡수코어가 위치되어 있다. 흡수코어의 상부에서 유체 투과성인 상면시이트가 배면시이트에 연결되어 있다. 상면시이트는 착용자의 피부에 바로 접하는 흡수제품의 요소이다. 본원에서 사용된 연결된이란 말은 상면시이트가 흡수 코어의 주변부 주위에서 배면시이트에 직접 고착됨으로써 상면시이트가 배면시이트에 직접 연결된 형상; 및 상면시이트가 중간 부재에 고착되고 이 중간 부재가 배면시이트에 고착됨으로써 상면시이트가 배면시이트에 간접적으로 연결된 형상 모두를 포함하는 말이다. 바람직하게는 상면시이트와 배면시이트는 흡수제품의 주변부에서 당해 분야에 공지된 접착제 또는 기타 부착 수단에 의해 직접 연결된다. 상면시이트는 또한 흡수코어에 접착될 수 있다.
본 발명의 목적에 바람직한 일회용 기저귀 또는 위생 패드는 흡수코어, 상기 코어의 한 면과 중첩되거나 이와 동일하게 연장되는(co-extensive) 상면시이트, 및 상면시이트에 의해 덮인 코어의 면과 반대쪽의 코어 면과 중첩되거나 이와 동일하게 연장되는 액체 불투과성 배면시이트를 포함한다. 배면시이트와 상면시이트는 둘다 가장 바람직하게는 코어의 너비와 길이보다 더 큰 너비와 길이를 가짐으로써, 코어를 지나 연장되는 배면시이트와 상면시이트의 작은 여분이 제공되도록 한다. 종종 배면시이트와 상면시이트는 이들 측부 여분에서 합쳐진다. 이러한 제품은 바람직하게는 모래시계 형태와 같은 성형된 형상으로 구성되지만, 이에 국한되지는 않는다.
본 발명에 따른 흡수코어 또는 흡수구조물은 본원에서 후술된 바와 같은 유체 분배 부재를 포함한다. 본 발명의 목적을 위해서, 층들(layers)이라는 용어는 확인가능한 흡수 구조물의 구성요소를 말하는 것이고, 층(layer)으로서 칭해진 임의의 구조물은 실제로 이후에 후술될 물질의 요구되는 유형의 수개의 시이트 또는 웹의 적층체 또는 조합을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은, 층이라는 용어는 층들 및 층진(layered)이라는 용어를 포함한다. 본 발명의 목적을 위해서, 상부(upper)라는 용어는 흡수제품의 상면시이트에 가장 가깝고 이에 대향하는 흡수코어의 층을 말하는 것이고; 이와는 반대로 하부(lower)라는 용어는 흡수제품의 배면시이트에 가장 가깝고 이에 대향하는 흡수코어의 층을 말하는 것이라는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 따른 흡수제품의 다양한 부재, 층 및 구조물이 일반적으로 본질상 평평하거나 평평하지 않을 수 있고 임의의 원하는 형상으로 성형될 수 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명에 따른 흡수구조물은 본원에서 유체 분배 부재에 기인한 성질 및 특성을 갖는 하나이상의 층 또는 구조물을 포함할 수 있다. 이러한 흡수 구조물은 포획층 및 저장층과 같은 상이한 조성적 및 기능적 특성을 갖는 하나이상의 층을 포함함으로써, 본 발명의 유체 분배 부재의 기능을 증대시키고 흡수구조물의 전체적인 성능을 향상시킨다.
임의로, 유체 투과성 시이트(예를 들면, 티슈 시이트) 또는 기타 스크림(scrim)을 유체 분배 부재와 또다른 구성 요소 사이에 위치시켜 가공 및/또는 사용 동안에 유체 분배 부재의 일체성을 증가시킬 수 있다. 이러한 시이트 또는 스크림은 단지 유체 분배 부재의 전부 또는 일부만 감싸거나, 유체 분배 부재를 감쌀 필요없이 단순히 상기와 같이 위치될 수 있다. 또한, 임의로, 초흡수성 물질을 함유하는 임의의 층 또는 구조물을 티슈 페이퍼 시이트와 같은 유체 투과성 시이트로 감쌈으로써 사용자가 느슨한 초흡수성 물질에 신경쓰지 않게 한다.
포획층(acquisition layer)
본 발명의 흡수구조물의 한 구성요소로서 유용한 한 요소는 본원에서 이후에 보다 상세히 기술될 친수성 섬유상 물질을 포함하는 상부 유체 포획층이다. 이 유체 포획층은 분비된 신체 유체를 신속히 수거하여 일시적으로 저장하는 작용을 한다. 착용자의 위치에 따라, 분비된 유체의 일부가 포획층을 투과하여 분비 영역에 근접한 구역중에서 유체 분배 부재에 의해 흡수된다. 그러나, 이러한 유체는 종종 다량으로 분비되기 때문에, 상기 구역의 유체 분배 부재가 유체가 분비되는 속도보다 더 빠른 속도로 유체를 흡수하지 못할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 상부 포획층은 초기 유체 접촉 지점으로부터 포획층의 또다른 부분으로 유체를 수송하는 것을 쉽게 한다. 본 발명의 설명에서, 유체라는 용어는 액체, 뇨, 생리혈, 땀, 및 기타 수성 신체 유체를 포함하나 이에 국한되는 것은 아니다.
포획층의 유체 기능은 특히 중요하다. 포획층은 상면시이트에서 보다 충분히 유체를 뽑아내기에 충분한 모세관 흡인력을 가져야 하며, 그 아래에 있는 층(유체 분배 부재)이 포획층으로부터 흡수된 물질을 제거하는 것이 어렵게 할 정도로 과다한 유체 보유력을 나타내서는 안된다.
포획층은 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 포함하는 합성 섬유의 부직웹 또는 직조웹, 면 또는 셀룰로스를 포함하는 천연 섬유, 이러한 섬유의 혼합물 또는 상기 물질의 임의의 등가물 또는 혼합물을 포함하는 상이한 물질로 이루어질 수 있다.
유체 분배 부재
A. 유체 분배 부재의 조성
본 발명에 따른 유체 분배 부재는 바람직하게는 세 개의 기본적인 구성성분인 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 부피감을 주는 섬유, 고 표면적 섬유 및 결합 섬유를 포함한다. 유체 분배 부재는 바람직하게는 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유 약 20% 내지 약 80%, 고 표면적 섬유 약 10% 내지 약 80%, 및 웹의 물리적 일체성을 증가시키기 위한 열가소성 결합제 수단 0% 내지 약 50%를 포함한다. 본원에서 모든 %은 건조 웹의 총 중량을 기준으로 한 중량%이다. 바람직하게는, 유체 분배 부재는 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유 약 45% 내지 약 60%, 고온 용융 섬유상 결합제 수단 약 5% 내지 약 15% 및 고 표면적 셀룰로스 결합제 수단(후술됨) 약 30% 내지 약 45%를 포함할 것이다. 더욱 바람직하게는, 유체 분배 부재는 열가소성 결합제 수단 약 10%, 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유 약 45%, 및 고 표면적 섬유 약 45%를 포함한다. 화학적 첨가제는 결합 수단으로서 사용될 수 있고, 건조 웹 중량을 기준으로 전형적으로 약 0.2% 내지 약 2.0%의 수준으로 포획/분배 층에 도입된다. 세 개의 기본적인 섬유 구성성분들을 이후에 보다 상세히 설명하겠다.
B. 화학적으로 강화되고 꼬인 부피감을 주는 섬유
본 발명의 유체 분배 부재는 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유를 주요 성분으로서 포함한다. 본원에서 사용된 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유라는 말은 건조 및 수성 조건하에서 섬유의 강성을 증가시키는 화학적 수단에 의해 강화된 임의의 섬유를 말한다. 이러한 수단은 예를 들면 섬유를 코팅하고/하거나 섬유에 함침되는 화학적 강화제를 첨가함을 포함한다. 이러한 수단은 또한 섬유 자체의 화학적 구조를 변경시킴으로써, 예를 들면 중합체 쇄를 가교결합시킴으로써 섬유를 강화시킴을 포함한다.
개별적인 형태의(즉, 보푸라기 형태) 가교결합에 의해 강화된 섬유는 예를 들면 1965년 12월 21일자로 베르나르딘(Bernardin)에게 허여된 미국 특허 제 3,224,926 호; 1969년 4월 22일자로 청(Chung)에게 허여된 미국 특허 제 3,440,135 호; 1976년 1월 13일자로 챠터지(Chatterjee)에게 허여된 미국 특허 제 3,932,209 호; 및 1977년 7월 12일자로 산제니스(Sangenis) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,035,147 호에 개시되어 있다. 더욱 바람직한 섬유는 1989년 4월 18일자로 딘(Dean) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,822,453 호; 1989년 12월 19일자로 딘 등에게 허여된 미국 특허 제 4,888,093 호 및 1990년 2월 6일자로 무어(Moore) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,898,642 호에 개시되어 있다. 이들 특허 모두는 본원에서 참고로 인용되어 있다.
이론에 얽매이지 않고서, 강화된 섬유는 친수성이면서 바람직하게는 실질적으로 각질화된다(hornified). 따라서 셀 벽이 크게 팽윤되지 않고 망상구조내에 공극 부피를 유지하게 된다. 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 셀룰로스 섬유는 투과성, 가요성 및 증가된 친수성을 제공한다. 본원에서 기술된 미세한 섬유는 매우 작고 고도로 순응적이기 때문에, 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 셀룰로스 섬유는 그의 강화된 꼬임/컬과 함께 미세 섬유로 채워진 섬유간 공극을 갖지 않는 몇 안되는 물질중 하나이다. 개방된 모세관 구조를 유지하는 능력 때문에 공극 부피 용량 뿐만 아니라 로프트(loft) 및 투과성 모두가 제공된다.
예를 들면, 셀룰로스 섬유를 코팅하고 셀룰로스 섬유에 함침되는 기타 중합체성 강화제에는 미국 뉴저지주 브리지워터 소재의 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch and Chemical Corp.)으로부터 시판되는 것들과 같은 질소-함유 그룹(예를 들면 아미노 그룹)을 갖는 양이온성 개질된 전분; 라텍스; 폴리아미드-에피클로로하이드린 수지(예를 들면 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules, Inc.)의 Kymene 557HTM), 폴리아크릴 수지(예를 들면 1971년 1월 19일자로 코시아(Coscia)에게 허여된 미국 특허 제 3,556,932 호에 기술되어 있고, 예를 들면 미국 코넥티컷주 스탠포드 소재의 아메리칸 시아나미드 캄파니(American Cyanamid Co.)에 의해 상품명 ParezTM631 NC로서 판매되는 폴리아크릴아미드)와 같은 습윤 강도 수지; 우레아 포름알데히드 및 멜라민 포름알데히드 수지 및 폴리에틸렌이민 수지가 포함된다. 제지 분야에서 사용되는 습윤 강도 수지에 대한 개론을 일반적으로 본원에서 적용할 수 있고 이는 문헌[TAPPI 논문 시리즈 제 29 호, 종이 및 판지의 습윤 강도(Wet Strength in Paper and Paperboard), Technical Association of the Pulp and Paper Industry(New York, 1965)]에서 찾을 수 있다.
본원에서 유체 분배 부재에 사용되는 섬유는 바람직하게는 화학 반응에 의해 강화된다. 예를 들면 섬유에 가교결합제를 도포시켜 화학적으로 섬유내 가교결합을 형성시킨다. 이 가교결합은 섬유의 강성을 증가시킬 수 있다. 섬유를 화학적으로 강화시키기 위해서 섬유내 가교결합을 사용하는 것은 바람직하지만, 섬유를 화학적으로 강화시키는 다른 유형의 방법들을 배제시키려는 것은 아니다.
보다 바람직한 강화된 섬유에서, 화학적 공정은, 비교적 탈수되고 피브릴이 제거되고(defibrillated)(예를 들면 개별화(individualized)되고) 꼬이고 컬진 조건에 섬유를 적용시키면서 가교결합제를 사용하여 섬유내 가교결합을 형성시킴을 포함한다. 적합한 화학적 강화제는 가교결합 용액을 형성시키는데 사용될 수 있는 산 작용기를 갖는 C2-C8디알데히드 및 C2-C8모노알데히드를 포함하나 이에 국한되지는 않는 단량체성 가교결합제를 포함한다. 이들 화합물은 단일 섬유내의 단일 셀룰로스 쇄에서 또는 이와 근접하게 위치된 셀룰로스 섬유상에서 둘 이상의 하이드록실 그룹과 반응할 수 있다. 강화된 셀룰로스 섬유를 제조하는데 사용할 수 있는 것으로 생각되는 상기 가교결합제는 글루타르알데히드, 글리옥살, 포름알데히드 및 글리옥실산을 포함하나 이에 국한되는 것은 아니다. 기타 적합한 강화제는 시트르산 같은 폴리카복실레이트이다. 폴리카복실레이트 강화제 및 이들로부터 강화된 섬유를 제조하는 방법은 본원에서 참고로 인용된, 1993년 3월 2일자로 허여된 미국 특허 제 5,190,563 호에 기술되어 있다. 상기 조건하에서 가교결합시킨 결과, 본원의 흡수제품에서 사용되는 동안에 꼬이고 컬진 형상을 유지하는 경향을 갖는 강화된 섬유를 제조할 수 있게 된다. 이러한 섬유 및 이들을 제조하는 방법은 상기 인용된 특허에 기술되어 있다.
본원의 바람직한 물성 및 성능을 갖는 강화된 셀룰로스 섬유는, 미국 특허원 제 304,925 호에 기술된 바와 같이 상기 섬유를 건조시키거나 피브릴 제거하는(즉 보푸라기로 만드는) 동안 또는 그 후에 비교적 탈수된 상태로 내부적으로 가교결합시킴으로써 제조할 수 있다. 그러나, 이미 인용된 미국 특허 제 3,224,926 호, 제 3,440,135 호, 제 4,035,147 호 및 제 3,932,209 호에 기술된(그러나 여기에만 국한되는 것은 아님) 기타 섬유와 같은, 기타 친수성이고 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유를 본 발명으로부터 배제하려는 것은 아니다.
고 표면적 섬유(High Surface Area Fibers)
본 발명에 따른 유체 분배 부재는 유체 분배 부재에 모세관압(또는 흡인력)을 제공하기 위해서 고 표면적 섬유를 사용한다. 이러한 고 표면적 섬유는 일반적으로 작고 고도로 순응적이다. 이들은 부피감을 제공하는 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유 단독에 의해 제공되는 모세관압보다 상당히 더 큰 모세관압을 제공한다.
현재 이러한 고 표면적을 갖는 바람직한 섬유는 목재 펄프 섬유의 유칼립투스 군이다. 유칼립투스는 통상적으로 셀룰로스 미세 섬유와 연관된 모세관압을 제공하나, 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유에 의해 제공되는 공극을 채우지 않을 정도로 충분히 큰 길이 및 데니어를 갖고, 후술되는 바와 같은 상당량의 셀룰로스 미세 섬유와 마찬가지로 성형 스크린을 쉽게 통과하지는 않는다. 특히 적합한 유칼립투스 섬유는 유칼립투스 그란디스 종의 섬유를 포함한다.
펄프 슬러리로부터 습윤 웹을 형성시키기 전에 강화된 셀룰로스 섬유에 첨가하기 위한 다른 적합한 표면적 발생 섬유는 본원에서 참고로 인용된 1993년 6월 8일자로 영(Young) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,217,445 호에 개시된 것과 같은 다양한 셀룰로스 및 합성 섬유상 물질을 포함하나, 이에 국한되지는 않는다. 이러한 물질은 강화되지 않은 셀룰로스 섬유(예를 들면 종래의 셀룰로스 펄프 섬유), 본원에서 크릴(crill)이라고 칭해지는 고도로 정제되고 강화되지 않은 셀룰로스 섬유(바람직하게는 약 200 미만의 CSF(캐나다 표준 여수도(Canadian Standard Freeness), 더욱 바람직하게는 약 40 CSF 내지 약 100 CSF를 가짐) 및 후술되는 바와 같은 팽창된 셀룰로스 섬유와 같은 고 표면적 셀룰로스 물질을 포함한다. 고 표면적 셀룰로스는 슬러리중의 강화된 섬유와 잘 섞이며 슬러리는 전술된 바와 같이 습윤하다. 블렌더, 디플레이커(deflaker), 밸리(valley) 가열기, 정제기(예를 들면 단일, 원추형 또는 이중 원판 정제기) 또는 당해 분야에 공지된 기타 장치를 사용하여 강화된 섬유 및 고 표면적 셀룰로스를 혼합하거나 분쇄시킬 수 있다.
셀룰로스 섬유의 액체 현탁액을 직경이 작은 오리피스를 통해 통과시킴으로써(여기서는 현탁액을 3000psig 이상의 압력 강하 및 고속 전단에 적용시킨 후 고속 감속 충격에 적용시킨다) 고 표면적 셀룰로스를 셀룰로스 섬유로부터 제조할 수 있다. 실질적으로 안정한 현탁액을 수득할 때까지 오리피스를 통해 현탁액을 반복 통과시킨다. 본원에서 참고로 인용된 1984년 11월 20일자로 투백(Turbak) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,483,743 호를 참조하도록 한다.
고온 용융 접착제 섬유 보강
종래의 강화되지 않은 셀룰로스 섬유에 비해서, 가교결합되고 꼬이고 강화된 섬유는 전술된 고 표면적 섬유와 함께 인장 강도가 더 낮은 시이트를 특히 습윤 상태로 생성시킨다. 따라서, 습윤 및 건조 상태에서 가공을 쉽게 하고 제품에 특이한 기계적 성질을 제공하기 위해서는, 결합 수단을 웹내로 또는 웹상에 일체가 되게 도입시키는 것이 바람직하다. 웹 형성 전에 결합 수단을 펄프에 첨가하거나 성형 와이어 상에 침적되기 전에 습윤 보유 웹에 결합 수단을 도포시킴으로써 건조 전에 및 건조 후에 수행하거나 상기 방법들의 조합에 의해 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 유체 분배 부재는 열 결합된 중합체 마이크로 웹을 물질내에 통합시킴으로써 상기 문제점들을 완화시킨다. 중합체 결합 섬유(예를 들면 훽스트-셀라니즈 코폴리올레핀 비컴포넌트(Hoechst-Celanese Copolyolefin Bicomponent) 섬유 등)를 섬유 교차점에서 강하게 결합시킴으로써 상기 마이크로 웹을 형성시킨다. 중합체 마이크로 구조물은 웹이 심한 연화 공정 동안에도 상하지 않게 한다. 그러므로 평면 밖으로 팽창하는 웹의 양을 엄격하게 조절함으로써(링 롤링(ring rolling)(예를 들면 파형 롤을 통해 통과), 크레이핑(creping), S-랩(S-wrap) 등), 열 강화된 중합체 마이크로 웹의 습윤/건조 인장 강도, 가요성 및 탄성을 상당히 조절하거나 유지하면서도 기계적 연성을 증가시키고 허용가능한 습윤/건조 인장 강도 및 탄성을 유지할 수 있다.
바람직한 실시태양에서 유체 분배 부재는, 결합 섬유와 또다른 결합 섬유, 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 셀룰로스 섬유 또는 고 표면적 섬유와의 교차점에서 결합 부위를 제공하는 열가소성 결합제 물질 약 0% 내지 약 50%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 25%, 더욱 바람직하게는 약 7% 내지 약 15%로 보강된, 강화된 셀룰로스 섬유의 습윤 보유 웹을 포함한다. 일반적으로, 강화된 셀룰로스 섬유 및 열가소성 섬유를 포함하고, 바람직하게는 이들이 웹 전체에 균일하게 분포된 웹을 형성시킴으로써 열 결합된 웹을 제조할 수 있다. 열가소성 섬유상 물질을 수성 슬러리중에서 강화된 셀룰로스 섬유 및 미세 섬유와 혼합한 후 웹을 형성시킬 수 있다. 일단 웹이 형성되면, 섬유의 열가소성 부분이 용융될 때까지 웹을 가열함으로써 웹을 열 결합시킨다. 적합한 섬유 물질의 구체적인 비제한적인 예는 폴리에스테르 고온 용융 섬유(KODEL 410), 이성분 섬유, 삼성분 섬유, 이들의 혼합물 등을 포함한다.
또한, 권축형 중합체 기재의 결합 섬유가 웹의 부피를 증가시키는데 기여할 수 있다. 현재 바람직한 권축형의 중합체 기재의 결합 섬유는 약 3.3의 detex, 약 3.0의 데니어 및 약 6.4mm의 섬유 길이를 갖는, 훽스트 셀라니즈 코포레이션으로부터 상품명 CELBOND(등록상표)로서 시판되는 타입 255, 로트 33865A 훽스트-셀라니즈 코폴리올레핀 비콤포넌트 섬유이다.
본원의 유체 분배 부재에 유용한 열가소성 결합 물질은 셀룰로스 섬유를 광범위하게 손상시키지 않는 온도에서 용융될 수 있는 임의의 고온 용융 접착제를 포함한다. 바람직하게는 열가소성 결합제 물질의 융점은 약 175℃ 미만이고, 바람직하게는 약 75℃ 내지 약 175℃이다. 어떤 경우에서도, 융점은 본 발명의 흡수제품이 저장될 것으로 생각되는 온도보다 낮아서는 안되므로 융점은 전형적으로는 약 50℃ 이상일 것이다.
열가소성 결합 물질은 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드일 수 있다.
바람직하게는, 열가소성 섬유는 수성 유체를 많이 빨아들이거나 흡수하지 않는다. 그러나, 열가소성 물질의 표면은 친수성이거나 소수성일 수 있다. (본원에서 사용된 친수성 및 소수성이라는 말은 표면이 물에 의해 습윤되는 정도를 말한다.) 열가소성이 보다 높은 수준에서는, 특히 약 40% 이상에서는 친수성 물질이 더 바람직하다.
본원에서 사용하기 위한 열가소성 섬유는 길이가 약 0.1cm 내지 약 6cm이고, 바람직하게는 약 0.3cm 내지 약 3.0cm이다.
열가소성 물질을 공기 통과 결합(through-air bonding)시켜 용융시키는 것이 바람직하지만, 적외선, 증기 드럼 건조, 양키(Yankee) 등과 같은 다른 방법들을 배제시키려는 것은 아니다. 또다른 양태에서, 웹의 한면 또는 양면을 가열 엠보싱시킨다. 이 방법은 본 명세서에서 참고로 인용된 미국 특허 제 4,590,114 호에 더욱 자세하게 기술되어 있다.
전술된 바와 같이, 티슈 시이트 및 기타 수 투과성 부직 시이트와 같은 스크림을 외부 지지체로서, 전술된 결합 수단에 부가하여 또는 그 대신에 사용할 수 있다.
분배층으로서 사용하기 위한 웹, 특히 습윤 보유 웹의 분배층의 물리적 일체성을 증가시키고/시키거나 가공성을 용이하게 하기 위한 기타 결합 수단은 섬유상 웹에 증가된 일체성을 제공하는 당해 분야에 공지된 전분, 라텍스 및 수지성 결합제와 같은 화학적 첨가제를 포함한다. 적합한 수지성 결합제는 문헌[TAPPI 논문 시리즈 제 29 호, 종이 및 판지의 습윤 강도(Wet Strength in Paper and Paperboard), Technical Association of the Pulp and Paper Industry(New York, 1965)]에서 발견되는, 종이 구조물에 습윤 강도를 제공할 수 있는 것으로 공지된 것들을 포함한다. 적합한 수지는 폴리아미드-에피클로로하이드린 및 폴리아크릴아미드 수지를 포함한다. 본 발명에서 유용할 수 있는 기타 수지는 우레아 포름알데히드 및 멜라민 포름알데히드 수지이다. 이들 다작용성 수지의 공통적인 작용성 그룹은 질소에 결합된 메틸올 그룹 및 아미노 그룹과 같은 질소 함유 그룹이다. 폴리에틸렌이민형 수지도 본 발명에서 유용할 수 있다.
전분, 특히 양이온성의 개질된 전분은 본 발명에서 화학적 첨가제로서 유용할 수 있다. 일반적으로 질소에 결합된 메틸올 그룹 및 아미노 그룹과 같은 질소 함유 그룹으로 개질된 상기와 같은 양이온성 전분 물질은 뉴저지주 브리지워터 소재의 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션으로부터 구입할 수 있다. 기타 적합한 결합제는 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐 아세테이트를 포함하나 이에 국한되지는 않는다.
화학적 첨가 결합제의 첨가량은 전형적으로 습윤 웹의 총 중량을 기준으로 약 0.25% 내지 약 2%이다. 그러나, 친수성인 화학적 첨가 결합제의 사용량은 더 많을 수 있다. 수성 슬러리중의 강화된 섬유에 화학적 첨가 결합제를 첨가하는 경우, 종래의 강화되지 않은 셀룰로스 섬유 또는 고 표면적 셀룰로스가 존재하여 화학적 첨가 결합제의 보유력을 향상시키는 것이 바람직하다. 날인, 분무, 또는 당해 분야에 공지된 기타 방법에 의해 화학적 첨가 결합제를 건조되거나 건조되지 않은 웹에 도포시킬 수 있다.
물질 성형 공정
본 발명의 유체 분배 부재의 구성 성분을 함께 블렌딩시키고, 습윤-보유(wet-laying) 방법, 공기-보유 방법, 카딩(carding) 및 기타 방법을 포함하는 다양한 방법에 의해 웹으로 성형시킬 수 있는데, 상기 방법중에서 습윤-보유 방법이 현재 바람직하다.
셀룰로스 섬유상 물질을 습윤-보유시켜 건조 랩(lap) 및 종이와 같은 시이트를 형성시키는 방법은 당해 분야에 잘 공지되어 있다. 이들 방법은 일반적으로 강화된 섬유를 습윤-보유시켜 본 발명의 흡수구조물에 유용한 습윤-보유 시이트를 형성시키는데 적용될 수 있다. 적합한 습윤-보유 방법은 핸드시이팅(handsheeting) 및 엘.에이치.샌포드(L.H.Sanford) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,301,746 호에 개시된 제지기를 사용한 습윤-보유 방법을 포함한다. 본원에서 후술되는 바와 같이 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유의 작용으로 인해서, 특히 수성 슬러리중 이들이 응집되는 경향으로 인해서, 제지기로 습윤-보유시킬 때 특정 가공 개질을 가하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 섬유의 수성 슬러리를 다공성 성형 와이어상에 침적시키고, 습윤-보유 슬러리를 탈수시켜 습윤 웹을 형성시키고 습윤 웹을 건조시킴으로써 습윤-보유 웹을 제조할 수 있다. 바람직하게는, 습윤-보유시키기 위한 섬유의 수성 슬러리는 슬러리의 총 중량을 기준으로 약 0.02% 내지 약 2.0%, 바람직하게는 약 0.02% 내지 약 0.2%의 섬유 점조도를 갖는다. 전형적으로는, 당해 분야에서 헤드박스(headbox)라고 공지된 장치를 사용하여 슬러리의 침적을 수행한다. 헤드박스는 슬라이스(slice)라고 공지된, 섬유의 수성 슬러리를 다공성 성형 와이어상에 전달시키기 위한 개구를 갖는다. 성형 와이어는 건조 랩 또는 기타 제지 공정에 사용되는 구조 및 메시 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 약 70 내지 약 100의 메시 크기(타일러(Tyler) 표준 스크린 척도)가 사용된다. (본원에서 언급된 모든 메시 크기는 달리 특별하게 언급이 없는 한 타일러 표준 스크린 척도를 기준으로 한다.) 건조 랩 및 티슈 시이트 형성을 위한 당해 분야에서 공지된 바와 같은 종래의 디자인의 헤드박스를 사용할 수 있다. 적합한 시판되는 헤드박스는 예를 들면 개방된 고정된 루프(open fixed roof), 쌍와이어(twin wire), 경사진 와이어(inclined wire) 및 드럼 성형기 헤드박스(drum former headbox)를 포함한다.
습윤 웹이 일단 형성되면 웹을 탈수시키고 건조시킨다. 흡인 박스 또는 기타 진공 장치를 사용하여 탈수를 수행할 수 있다. 전형적으로, 탈수에 의해 섬유 점조도가 습윤 웹의 총 중량을 기준으로 약 8% 내지 약 30%, 바람직하게는 약 8% 내지 약 23%로 증가된다. 약 23%보다 큰 점조도를 갖도록 탈수시키기 위해서는 습윤-가압시킬 필요가 있고 이는 덜 바람직하다. 탈수시킨 후, 웹을 성형 와이어로부터, 웹을 건조 장치로 옮기는 건조 패브릭으로 옮길 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다.
당해 분야에 공지된 많은 방법을 사용하여 습윤 웹을 건조시킬 수 있다. 열가소성 결합 물질을 다른 섬유상 물질로 융합시키는 온도이면서 망상구조의 공극 부피내로 열가소성 결합 물질을 흘려보낼만큼 높지는 않은 온도에서 웹을 완전하고 균일하게 건조시키는 것이 특히 중요하다. 예를 들면, 양키 건조기를 포함하여, 열 취입 건조기(thermal blow-through dryer), 열 공기-충격 건조기(thermal air-impingement dryer) 및 가열된 드럼 건조기를 통해 건조를 수행할 수 있다. 습윤-보유 웹을 바람직하게는 완전 건조시킨다(일반적으로 섬유 점조도가 약 95% 내지 약 98%가 되도록). 완전히 건조된 웹의 가요성은 바람직하게는 증가된다. 웹 가요성을 증가시키는 적합한 방법은 닥터 블레이드(doctor blade)가 장착된 양키 건조기를 사용하여 웹을 크레이핑시키는 방법, 또는 닥터 블레이드 또는 대향 롤을 사용하는 크레이핑 또는 마이크로크레이핑 방법, s-랩핑, 파형 롤을 사용한 롤링 또는 당해 분야에 공지된 기타 방법과 같은 수개의 기계적 방법중 하나를 사용하여 웹을 크레이핑시키는 방법을 포함한다. 웹의 가요성 또는 유연성을 증가시키는 공정을 웹 성형 공정의 일부로서 또는 성형 공정후에 별도의 공정으로서 수행할 수 있다.
전술된 유형의 바람직한 습윤-보유 공정외에도, 어떤 조건하에서는 공기-보유, 카딩 또는 기타 적합한 방법에 의해 본 발명에 따른 유체 분배 부재를 형성시키는 것이 바람직할 수 있다.
저장층(storage layer)
본 발명에 따른 흡수구조물은 임의로, 주로 유체 저장 특성을 갖는 추가의 층(들)을 포함할 수 있다. 이러한 저장층은 일반적으로 제한된 수송 및 흡상 용량을 갖지만 높은 저장 또는 보유 용량을 갖고, 분비되는 유체를 보다 넓은 영역으로 분배시키는 유체 분배 부재에 의존한다.
저장층 또는 저장 부재는 일반적으로 특정 용도에 따라 선택된 종래의 디자인 및 조성을 가질 수 있다. 저장층 또는 저장 부재는 단층 또는 다층일 수 있고, 균일하거나 계층화될 수 있고, 윤곽을 갖거나 균등할 수 있다. 이러한 저장 부재에 사용하기에 적합한 물질은 본질적으로 천연 또는 합성이거나, 직, 부직, 섬유상, 셀형(cellular) 또는 입상일 수 있고, 흡수성 중합체성 겔화 물질의 입자, 층 또는 영역을 포함할 수 있다. 저장 부재는 또한 정사각형, 직사각형, 달걀형, 타원형, 장원형 등을 포함하는, 특정 용도에 적합한 것으로 밝혀진 임의의 바람직한 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다. 이들은 3차원 형태를 취하거나 본질적으로 거의 평면일 수 있다.
흡수제품의 예
본원에서 사용된 흡수제품이라는 용어는 신체 분비물을 흡수하고 보유하는 장치를 말하며, 더욱 구체적으로는 신체로부터 분비되는 다양한 분비물을 흡수 및 보유하기 위해 착용자의 신체에 대향하여 또는 이에 근접하게 위치되는 장치를 말한다. 본원에서 사용된 일회용이라는 말은 세탁되거나 달리 복원되거나 흡수제품으로서 재사용되지 않는 흡수제품을 기술하기 위한 말이다(즉 이들은 1회 사용후에 버려지거나, 바람직하게는 재생되거나, 폐기되거나 달리 환경적으로 허용되는 방식으로 처분된다). 일체형 흡수제품은 개별적인 홀더 및 패드와 같은 수조작되는 개별적인 부품들을 필요로 하지 않도록, 함께 통합된 일체를 형성하는 개별적인 부품들로 이루어진 흡수제품을 일컫는 말이다.
본 발명의 일체형 일회용 흡수제품의 바람직한 실시태양은 도 1에 나타낸 바와 같은 위생 패드인 생리대(20)이다. 본원에서 사용된 생리대란 생리혈 및 착용자의 신체로부터 분비되는 기타 질 분비물(예를 들면, 혈액, 생리혈 및 뇨)을 흡수하고 보유하도록 되어 있는, 여성이 외음부에 인접하게, 일반적으로는 비뇨생식기 외부에 착용하는 흡수제품을 말한다. 부분적으로는 착용자의 전정 외부에 또한 부분적으로는 착용자의 전정 내부에 위치하는 음순간 장치도 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 본원에서 사용된 외음부란 외부에서 보이는 여성의 성기를 말한다. 그러나, 본 발명을 팬티라이너와 같은 기타 여성용 위생용품 또는 위생 패드 또는 실금자용 패드, 탐폰 등과 같은 기타 흡수제품에도 적용할 수 있음을 이해해야 한다.
도 1은 생리대(20)의 구조를 보다 명백하게 보여주기 위해서 일부를 절단시키고 평평하게 펼친 본 발명의 생리대(20)의 평면도이다. 착용자에 대향하고 착용자와 접촉하는 생리대(20) 부분이 보는 사람쪽으로 향해 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 생리대(20)는 바람직하게는 액체 투과성 상면시이트(22), 상기 상면시이트(22)와 연결된 액체 불투과성 배면시이트(23), 및 상면시이트(22)와 배면시이트(23) 사이에 위치된 흡수코어(25)를 포함한다. 도 1에 나타낸 생리대(20)는 착용자의 속옷상에 위치되기 전의 생리대를 나타낼 수 있는 단순화된 흡수제품이다. 그러나, 본 발명은 도 1에 나타낸 생리대의 특정 유형 또는 형상에만 국한되는 것은 아님을 알아야 한다.
생리대(20)는 두 개의 면, 즉 신체-접촉면 또는 신체면(body surface) 및 가멘트면(garment surface)을 갖는다. 도 1에 신체면으로부터 바라본 생리대(20)를 나타내었다. 생리대(20)가 착용될 때, 신체면은 착용자의 신체에 인접하게 착용되는 반면 가멘트면은 그 반대면상에 있고 착용자의 속옷에 인접하게 위치된다. 생리대(20)는 두 개의 중심선인 종방향 중심선(L)과 횡방향 중심선(T)을 갖는다. 본원에서 사용된 종방향이라는 용어는 생리대(20)를 착용한 직립한 착용자를 좌반신과 우반신으로 이분하는 수직선을 따라 일반적으로 정렬된(예를 들면 상기 수직선에 거의 평행한) 생리대(20)의 평면상의 선, 축 또는 방향을 말한다. 본원에서 사용된 횡방향 또는 측방향이라는 용어는 상호대체하여 사용될 수 있고, 종방향과 일반적으로 수직인 생리대(20)의 평면 내부에 있는 선, 축 또는 방향을 말한다. 도 1은 또한 생리대(20)가 생리대(20)의 외부 가장자리인 종방향 가장자리(또는 측부 가장자리)(31) 및 말단 가장자리(또는 말단)(32)에 의해 한정되는 주변부(30)를 가짐을 보여준다. 도 1에 나타낸 실시태양에서, 생리대(20)는 종방향 중심선 및 횡방향 중심선 둘다에 대해 대칭적이다.
생리대(20)는 바람직하게는 착용자의 팬티의 가랑이부 주위로 절첩되는 측부 플랩 또는 날개(wing)(34)를 포함한다. 측부 플랩(34)은 착용자의 팬티가 더럽혀지는 것을 방지하고 생리대를 착용자의 팬티에 고정시키는 것을 포함하는 많은 목적을 수행하지만, 상기 목적에만 국한되는 것은 아니다.
상면시이트, 배면시이트 및 흡수코어를 공지된 다양한 형상으로 조립할 수 있지만(소위 관상(tube)제품 또는 측부 플랩 제품을 포함), 바람직한 생리대 형상은, 1990년 8월 21일자로 오스본(Osborn)에게 허여된 얇은 가요성 생리대(Thin, Flexible Sanitary Napkin)라는 명칭의 미국 특허 제 4,950,264 호; 1984년 1월 10일자로 데스마레이스(DesMarais)에게 허여된 복합 생리대(Compound Sanitary Napkin)라는 명칭의 미국 특허 제 4,425,130 호; 1982년 3월 30일자로 아(Ahr)에게 허여된 테두리진 일회용 흡수제품(Bordered Disposable Absorbent Article)이라는 명칭의 미국 특허 제 4,321,924 호; 1987년 8월 18일자로 반 틸버그(Van Tilburg)에게 허여된 플랩을 갖는 성형 생리대(Shaped Sanitary Napkin With Flaps)라는 명칭의 미국 특허 제 4,589,876 호에 포괄적으로 기술되어 있다. 도 1은 상면시이트(22)와 배면시이트(23)가 일반적으로 흡수코어(25)의 길이 및 너비보다 큰 길이 및 너비를 갖는 생리대(20)의 바람직한 실시태양을 보여준다. 상면시이트(22)와 배면시이트(23)는 흡수코어(25)의 가장자리를 지나 연장되어 주변부의 일부 뿐만 아니라 측부 플랩도 형성한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 배면시이트(23)와 상면시이트(22)는 각각 생리대(20)의 가멘트면과 신체면에 인접하게 위치되어 있고, 바람직하게는 서로 연결되어 주변부(30)를 형성한다. 예를 들면, 배면시이트(23)와 상면시이트(22)는 접착제의 균일한 연속적인 층, 접착제의 패턴화된 층, 또는 접착제의 개별적인 선, 나선, 또는 점에 의해 서로 고정될 수 있다. 만족스러운 것으로 밝혀진 접착제는 미네소타주 세인트 폴 소재의 에이치.비.풀러 캄파니(H.B.Fuller Company)에 의해 상품명 HL-1258 또는 H-2031로서 제조된다. 한편으로는, 상면시이트(22)와 배면시이트(23)를 열 결합, 가압 결합, 초음파 결합, 동적 기계적 결합 또는 당해 분야에 공지된, 상면시이트와 배면시이트를 연결시키기에 적합한 다른 임의의 방법에 의해 서로 연결시킬 수 있다. 상면시이트(22)와 배면시이트(23)를 연결시키는데 특히 바람직한 방법은 권축 밀봉(crimp seal)이다.
주변부(30)를 따라 위치한 경계부에 유체 불투과성 밀봉부가 제공된다. 이 밀봉부는 유체가 생리대(20)의 주변 가장자리(31 및 32)를 통해 주변부(30)를 따라 측방향 이동하는 것(즉 흡상(wicking))하는 것을 방지함으로써 착용자의 속옷의 측부가 금방 더럽혀지는 것을 방지하도록 되어 있다. 그 결과, 상면시이트(22)와 배면시이트(23)는 비교적 유체를 함유하지 않는 상태로 유지되는 경향이 있다. 밀봉부는 바람직하게는, 경계부의 보다 많은 부분이 건조하고 더럽혀지지 않도록 주변부(30)와 가능한 한 가깝게 측방향으로 안쪽에 위치되어 있다. 밀봉부는 바람직하게는 흡상 및 유체 누출을 허용하는 어떠한 틈이라도 갖지 않도록 주변부(30)를 완전히 둘러싼다.
통상적으로는 권축(crimping)이라고 하는, 열을 가하거나 가하지 않고 동시에 압력을 가하는 공정에 의해 밀봉부를 형성시키는 것이 바람직하다. 권축 공정 동안에는, 임의로 열을 가하고 충분한 압력을 가함으로써 상면시이트(22)와 배면시이트(23)를 용융시켜 밀봉부를 형성시킨다. 밀봉부 외부의 경계 영역의 일부가 개별적인 이격된 결합에 의해 권축된다. 이 개별적인 결합이 역 또는 음의 모세관 구배를 생성시키기 때문에, 우연히 밀봉부를 지나는 임의의 유체가 밀봉부 영역에 있는 보다 밀집된 물질을 향해 부착되는 경향이 있고, 밀봉부 외부의 임의의 유체가 경계의 외부 가장자리 반대 방향으로 밀봉을 따라 이동하게 된다.
본 발명에 따른 흡수코어(25)는 전술된 바와 같은 개선된 분배 부재(24)를 포함하고, 이를 매우 다양한 크기 및 형태(예를 들면, 직사각형, 달걀형, 모래시계형, 개뼈형, 비대칭형 등)를 갖도록 제조할 수 있다. 흡수코어의 형상 및 구조는 다양할 수 있다. 예를 들면, 흡수코어는 변화하는 칼리퍼 대역(예를 들면 중심부가 더 두껍도록 되어 있는 대역), 친수성 구배, 초흡수성 구배 또는 저밀도 및 저 평균 기본 중량 포획 대역을 가질 수 있거나, 또는 하나이상의 층 또는 구조물을 포함할 수 있다. 그러나, 흡수코어의 총 흡수용량은 하중 설계 및 생리대의 의도된 용도에 적합한 것이어야 한다. 또한, 흡수코어의 크기 및 흡수용량은 실금자용 패드, 팬티라이너, 일반형 생리대 또는 취침용 생리대와 같은 상이한 용도에 맞게 변할 수 있다.
본 발명에 따른 유체 분배 부재(24)는 본원에서 기술된 물질의 일체형의 균일한 단일 층 또는 계층을 포함할 수 있다. 한편으로는, 유체 분배 부재(24)는 밀착된 적층 구조물로 성형되거나 중첩된 둘 이상의 상기 물질의 층을 포함할 수 있다. 다른 물질, 특히 웹 또는 섬유의 중간층이 상기 층들 사이에 위치될 수 있다.
또한 하나이상의 구성 성분이 상이한 조성 또는 비율을 갖는 본 발명의 물질의 층을 다수개 사용할 수 있다. 많은 가능한 형상중 하나만을 예로 들면, 유체 분배 부재(24)는 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 섬유 약 45%, 유칼립투스 섬유 약 45% 및 이성분 섬유 약 10%의 조성을 갖는 상부 및 하부층을 포함하고 상기 층들 사이에 입상 흡수성 겔화 물질의 층이 도입된 3층 적층 구조물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 유체 분배 부재의 층은 또한 동일하거나 상이한 기본 중량 및/또는 밀도를 가질 수 있다.
도 1에 나타낸 바람직한 실시태양에서, 생리대(20)의 흡수코어(25)는 또한 바람직하게는 분배 부재(24)와 상면시이트(22) 사이에 임의의 보조 상면시이트 또는 포획층(27)을 포함한다.
경우에 따라, 저장 부재와 같은 추가의 흡수구조물을 생리대(20)에 도입시킬 수 있고, 일반적으로 에어펠트(airfelt)라고 칭해지는 분쇄된 목재 펄프와 같은, 생리대 및 기타 흡수제품에 통상적으로 사용되는 다양한 액체-흡수성 물질로부터 제조될 수 있다. 다른 적합한 흡수물질의 예는 크레이핑된 셀룰로스 와딩(creped cellulose wadding); 코폼(coform)을 포함하는 용융취입 중합체; 화학적으로 강화되고 개질되거나 가교결합된 셀룰로스 섬유; 권축 폴리에스테르 섬유와 같은 합성 섬유; 피이트 모스(peat moss); 티슈 랩 및 티슈 적층체를 포함하는 티슈; 흡수성 포움; 흡수성 스폰지; 초흡수성 중합체; 흡수성 겔화 물질; 또는 이들의 등가물 또는 그 조합, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 유체 분배 부재(25)의 위 또는 아래 및/또는 유체 분배 부재(25)와 포획층(27)과 같은 또다른 구성요소 사이에 추가의 층을 포함시킬 수 있다.
본 발명의 흡수코어로서 사용하기 위한 흡수구조물의 예는 1990년 8월 21일자로 오스본에게 허여된 얇은 가요성 생리대(Thin, Flexible Sanitary Napkin)라는 명칭의 미국 특허 제 4,950,264 호; 1986년 9월 9일자로 웨이즈만(Weisman) 등에게 허여된 고밀도 흡수구조물(High-Density Absorbent Structures)이라는 명칭의 미국 특허 제 4,610,678 호; 1989년 5월 30일자로 알레마니(Alemany) 등에게 허여된 저밀도 및 저 기본 중량 포획 대역을 갖는 고밀도 흡수 부재(High Density Absorbent Members Having Lower Density and Lower Basis Weight Acquisition Zones)라는 명칭의 미국 특허 제 4,834,735 호; 및 1986년 10월 22일자로 덩크(Duenk) 등의 명의로 공고된 더 프록터 앤드 갬블 캄파니의 유럽 특허원 제 0 198 683 호에 기술되어 있다. 이들 특허 각각은 본원에 참고로 인용되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시태양에서, 포획층(들)(27)은 상면시이트(22)와 분배 부재(25) 사이에 위치될 수 있다. 포획층은 분비된 신체 유체를 신속하게 수거하고 일시적으로 보유하도록 도울 뿐만 아니라, 초기 유체 접촉 지점에서 포획층 및 흡수코어의 다른 부분으로 유체를 수송시키는 것을 용이하게 한다. 분비물의 개선된 수송이 중요한 이유는 몇가지가 있는데, 그중 하나는 흡수코어를 통해 분비물을 보다 균일하게 분배시키기 위함이고 다른 하나는 비교적 얇게 제조된 생리대(20)를 제공하고자 함이다. 본원에서 언급된 수송이란 액체를 하나, 둘 또는 모든 방향으로(즉 x-y 평면 및/또는 z-방향으로) 수송함을 포괄하는 말이다.
포획층은 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 포함하는 합성 섬유의 부직웹 또는 직조웹, 면 또는 셀룰로스를 포함하는 천연 섬유, 이러한 섬유의 블렌드, 또는 이들 물질의 등가물 또는 조합을 포함하는 상이한 수개의 물질로 이루어질 수 있다. 포획층과 상면시이트를 갖는 생리대의 예는 오스본에게 허여된 미국 특허 제 4,950,264 호 및 1991년 12월 17일자로 크리(Cree) 등의 명의로 출원된 융합된 층을 갖는 흡수제품(Absorbent Article Having Fused Layers)이라는 명칭의 미국 특허원 제 07/810,774 호에 보다 상세하게 기술되어 있다. 이들 특허 각각은 본원에서 참고로 인용되어 있다. 바람직한 실시태양에서, 웹을 함께 연결시키는 임의의 종래의 수단, 가장 바람직하게는 상기 언급된 크리의 특허원에 더 상세히 기술된 융합 결합에 의해 포획층을 상면시이트와 연결시킬 수 있다.
배면시이트(23)는 액체(예를 들면 생리혈 및/또는 뇨)에 불투과성이고 바람직하게는 얇은 플라스틱 필름으로부터 제조되지만, 다른 가요성 액체 불투과성 물질을 사용할 수도 있다. 본원에서 사용된 가요성이라는 말은 유연하고 인체의 일반적인 형태 및 굴곡에 용이하게 맞추어지는 물질을 칭하는 것이다. 배면시이트(23)는 흡수코어(25)에 흡수되고 보유된 분비물이 팬티, 파자마 및 속옷과 같은, 생리대(20)와 접촉하는 제품을 적시는 것을 방지한다. 따라서 배면시이트(23)는 직조 또는 부직 물질, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 열가소성 필름과 같은 중합체성 필름, 또는 필름-피복된 부직물과 같은 복합재를 포함한다. 바람직하게는 배면시이트는 두께가 약 0.012mm(0.5mil) 내지 약 0.051mm(2.0mil)인 폴리에틸렌 필름이다. 폴리에틸렌 필름은 예를 들면 오하이오주 신시네티 소재의 클로페이 코포레이션(Clopay Corporation)에 의해 제조되는 상품명 P18-0401 및 인디애나주 테레 호트 소재의 에틸 코포레이션 비스퀸 디비젼(Ethyl Corporation, Visqueen Division)에 의해 제조되는 상품명 XP-39385이다. 배면시이트를 바람직하게는 엠보싱시키고/시키거나 거친표면처리하여(matte finished) 천과 보다 유사한 외관을 제공한다. 추가로, 배면시이트(23)는 증기를 흡수코어(24)로부터 배출시키면서도(즉, 통기성임), 분비물이 배면시이트(23)을 통과하지는 못하게 한다.
상면시이트(22)는 유연하고, 감촉이 부드럽고, 착용자의 피부에 무자극성이다. 추가로, 상면시이트(22)는 액체 투과성이어서 액체(예를 들면 생리혈 및/또는 뇨)를 그의 두께를 통해 쉽게 투과시킨다. 적합한 상면시이트(22)는 직물 및 부직물; 천공 성형된 열가소성 필름; 천공된 플라스틱 필름, 및 수성형된(hydroformed) 열가소성 필름과 같은 중합체성 물질; 다공성 포움; 망상 포움; 망상 열가소성 필름; 및 열가소성 스크림과 같은 다양한 물질로부터 제조될 수 있다. 적합한 직물 및 부직물은 천연 섬유(예를 들면 목재 또는 면 섬유), 합성 섬유(예를 들면 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 섬유같은 중합체성 섬유)같은 중합체성 섬유 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 조합으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 상면시이트는 고 로프트 부직 상면시이트와 천공 성형된 필름 상면시이트로부터 선택된다. 천공 성형된 필름은 특히 상면시이트용으로 바람직한데, 왜냐하면 이들은 신체 분비물에 대해서 투과성이면서 비흡수성이어서 유체가 역류하여 착용자의 피부를 다시 적시는 경향을 감소시킨다. 따라서, 신체와 접촉된 성형된 필름의 표면이 건조함을 유지함으로써 신체 더럽힘이 감소되고 착용자가 보다 편안한 감촉을 느낀다. 적합한 성형된 필름은 1975년 12월 30일자로 톰슨(Thompson)에게 허여된 점점 가늘어지는 모세관을 갖는 흡수구조물(Absorptive Structures Having Tapered Capillaries)라는 명칭의 미국 특허 제 3,929,135 호; 1982년 4월 13일자로 뮬란(Mullane) 등에게 허여된 내인장성 상면시이트를 갖는 일회용 흡수제품(Disposable Absorbent Article Having A Strain Resistant Topsheet)라는 명칭의 미국 특허 제 4,324,246 호; 1982년 8월 3일자로 라델(Radel) 등에게 허여된 섬유와 유사한 성질을 나타내는 탄성 플라스틱 웹(Resilient Plastic Web Exhibiting Fiber-Like Properties)라는 명칭의 미국 특허 제 4,342,314 호; 1984년 7월 31일자로 아 등에게 허여된 무광 가시 표면 및 직물-유사 감촉을 나타내는 거시적으로 팽창된 3차원적 플라스틱 웹(Macroscopically Expanded Three-Dimensional Plastic Web Exhibiting Non-Glossy Visible Surface and Cloth-Like Tactile Impression)이라는 명칭의 미국 특허 제 4,463,045 호; 및 1991년 4월 9일자로 베어드(Baird)에게 허여된 다층 중합체 필름(Multilayer Polymeric Film)이라는 명칭의 미국 특허 제 5,006,394 호에 기술되어 있다. 상기 특허 각각은 본원에 참고로 인용되어 있다. 본 발명에 바람직한 상면시이트는 상기 하나이상의 특허에 기술되고 오하이오주 신시네티 소재의 더 프록터 앤드 갬블 캄파니에 의해 DRI-WEAVE로서 판매되는 생리대의 성형된 필름이다.
본 발명의 바람직한 실시태양에서, 성형된 필름 상면시이트의 신체면은 친수성이므로, 신체면이 친수성이 아닌 경우에서보다 액체가 상면시이트를 통해 더 빨리 수송되기 때문에, 생리혈이 흡수코어로 흘러들어가 흡수코어에 의해 흡수되기 보다는 상면시이트를 빠져나갈 가능성을 감소시킬 수 있다. 바람직한 실시태양에서는, 본원에서 참고로 인용된 1991년 11월 19일자로 아지즈(Aziz) 등에게 허여된 부직 및 천공된 필름 커버시이트를 갖는 흡수제품(Absorbent Article Having A Nonwoven and Apertured Film Coversheet)이라는 명칭의 미국 특허원 제 07/794,745 호에 기술된 바와 같이 계면활성제를 성형된 필름 상면시이트의 중합체성 물질내로 도입시킨다. 한편으로는, 본원에서 참고로 인용된 오스본에게 허여된 상기 미국 특허 제 4,950,254 호에 기술된 바와 같은 계면활성제로 상면시이트의 신체면을 처리함으로써 친수성이 되게 한다.
사용시, 생리대(20)를 임의의 지지 수단 또는 이러한 목적으로 잘 공지된 부착 수단(도시하지 않음)에 의해 제 위치에 고정시킬 수 있다. 바람직하게는 생리대는 사용자의 속옷 또는 팬티안에 위치되고 여기에 접착제와 같은 패스너에 의해 고착된다. 접착제는 생리대를 팬티의 가랑이부에 고착시키는 수단을 제공한다. 따라서, 배면시이트(23)의 외부 표면의 일부 또는 전부가 접착제로 피복된다. 상기 목적을 위해 당해 분야에서 사용되는 임의의 접착제 또는 아교를 본원의 접착제로 사용할 수 있고 감압성 접착제가 바람직하다. 적합한 접착제는 오하이오주 콜럼부스 소재 센츄리 어드헤시브스 코포레이션(Century Adhesives Corporation Columbus)에 의해 제조된 Century A-305-IV; 및 뉴저지주 브리지워터 소재 내셔날 스타치 앤드 케미칼 캄파니에 의해 제조된 Instant Lock 34-2823이다. 적합한 접착제 패스너가 또한 미국 특허 제 4,917,697 호에 기술되어 있다.
생리대를 사용 위치에 위치시키기 전에, 접착제가 건조해져 떨어지거나 사용전에 팬티의 가랑이부 이외의 표면에 들러붙는 것을 방지하기 위해서 감압성 접착제를 전형적으로는 제거가능한 박리 라이너(release liner)로 덮는다. 적합한 박리 라이너가 상기 참고된 미국 특허 제 4,917,697 호에 기술되어 있다. 상기 목적으로 통상적으로 사용되는 임의의 시판되는 박리 라이너를 본원에서 사용할 수 있다. 적합한 박리 라이너의 비제한적인 예는 위스콘신주 메나사 소재의 아크로실 코포레이션에 의해 제조된 BL30MG-A Silox E1/0 및 BL30MG-A Silox 4P/O이다. 박리 라이너를 제거한 후 접착제가 팬티와 접촉하도록 생리대를 팬티에 위치시켜 본 발명의 생리대(20)를 사용한다. 사용하는 동안에 접착제는 생리대를 팬티안의 제 위치에 유지시킨다.
기저귀(100) 형태의 일회용 흡수제품의 바람직한 실시태양이 도 2에 나타나 있다. 본원에서 사용된 기저귀란 유아나 실금자가 일반적으로 하체 주위로 착용하는 가멘트를 말한다. 그러나, 본 발명을 실금자용 브리프, 실금자용 패드, 배변연습용 팬츠, 기저귀 삽입물, 생리대, 화장지, 종이 타월 등과 같은 기타 흡수제품에도 적용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도 2에 나타낸 기저귀(100)는 착용자에 의해 위치되기 전의 기저귀를 나타내는 단순화된 흡수제품이다. 그러나, 본 발명이 도 2에 나타낸 기저귀의 유형 또는 형상에만 국한되는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다.
도 2는 기저귀(100)의 구조를 보다 명백하게 보여주기 위해서 구조의 일부를 절단시킨 수축되지 않은 상태(즉 모든 탄성 유도된 수축이 제거된 상태)의 본 발명의 기저귀(100)의 투시도이다. 착용자와 접촉하는 기저귀(100)의 부분이 보는 사람을 향해 있다. 도 2에 나타난 기저귀(100)는 바람직하게는 액체 투과성 상면시이트(104); 상기 상면시이트(104)에 연결된 액체 불투과성 배면시이트(102); 및 상면시이트(104)와 배면시이트(102) 사이에 위치된 흡수코어(106)를 포함한다. 기저귀를 착용자상의 제 위치에 고착시키기 위한 탄성 부재와 패스닝(fastening) 수단(예를 들면 테이프 탭 패스너)과 같은 추가의 구조적 부품들이 포함될 수도 있다.
상면시이트(104), 배면시이트(102) 및 흡수코어(106)가 잘 공지된 다양한 형상으로 조립되지만, 바람직한 기저귀 형상이 일반적으로 본원에서 참고로 인용된 1975년 1월 14일자로 뷰엘(Buell)에게 허여된 미국 특허 제 3,860,003 호에 기술되어 있다. 본원의 일회용 기저귀에 바람직한 또다른 형상이 본원에서 참고로 인용된 1989년 2월 28일자로 아지즈 등에게 허여된 미국 특허 제 4,808,178 호; 1987년 9월 22일자로 로슨(Lawson)에게 허여된 미국 특허 제 4,695,278 호; 1989년 3월 28일자로 포만(Foreman)에게 허여된 미국 특허 제 4,816,025 호에 기술되어 있다.
도 2는 상면시이트(104)와 배면시이트(102)가 동일하게 연장되고 일반적으로 흡수코어(106)의 길이 및 너비보다 더 큰 길이 및 너비를 갖는 기저귀(100)의 바람직한 실시태양을 보여준다. 상면시이트(104)는 배면시이트(102)와 연결되고 중첩됨으로써 기저귀(100)의 주변부를 형성한다. 주변부는 기저귀(100)의 외부 주변부 또는 가장자리를 한정한다. 주변부는 말단 가장자리(101) 및 종방향 가장자리(103)를 포함한다.
상면시이트(104)는 유연하고, 감촉이 부드럽고, 착용자의 피부에 무자극성이다. 추가로, 상면시이트(104)는 액체 투과성이어서 액체를 그의 두께를 통해 쉽게 투과시킨다. 적합한 상면시이트(104)는 다공성 포움; 망상 포움; 천공 플라스틱 필름; 천연 섬유(예를 들면 목재 또는 면 섬유), 합성 섬유(예를 들면 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유)와 같은 다양한 물질 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 조합으로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 착용자의 피부를 흡수코어(106)내의 액체와 단리시키기 위해서 상면시이트(104)는 소수성 물질로 제조된다.
특히 바람직한 상면시이트(104)는 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드에 의해 판매되는 Hercules 151 폴리프로필렌과 같은 약 1.5 데니어의 스테이플 길이의 폴리프로필렌 섬유를 포함한다. 본원에서 사용된 스테이플 길이 섬유란 약 15.9mm(0.62인치) 이상의 길이를 갖는 섬유를 말한다.
상면시이트(104)를 제조하는데 사용될 수 있는 많은 제조 방법이 있다. 예를 들면, 상면시이트(104)는 직조, 부직, 스펀본딩(spunbonded), 카딩될 수 있다. 바람직한 상면시이트는 카딩되고, 직물 분야의 숙련자들에게 공지된 수단에 의해 열 결합될 수 있다. 바람직하게는, 상면시이트(104)는 약 18 내지 약 25g/㎡의 중량, 기계방향으로 약 400g/㎝ 이상의 최소 건조 인장 강도 및 기계 횡방향으로 약 55g/㎝ 이상의 습윤 인장 강도를 갖는다.
배면시이트(102)는 액체에 불투과성이고 바람직하게는 얇은 플라스틱 필름으로부터 제조되나, 다른 가요성 액체 불투과성 물질도 사용할 수 있다. 배면시이트(102)는 흡수코어(106)에 흡수되고 보유된 분비물이 침구 및 속옷과 같은, 기저귀(100)와 접촉하는 제품을 적시는 것을 방지한다. 바람직하게는 배면시이트(102)는 두께가 약 0.012mm(0.5mil) 내지 약 0.051mm(2.0mil)인 폴리에틸렌 필름이나, 다른 가요성 액체 불투과성 물질도 사용할 수 있다. 본원에서 사용된 가요성이란 유연하고 인체의 일반적인 형태 및 굴곡에 용이하게 맞추어지는 물질을 말한다.
적합한 폴리에틸렌 필름은 몬산토 케미칼 코포레이션(Monsanto Chemical Corporation)에 의해 제조되고 필름 8020 호(Film No. 8020)로서 시판되고 있다. 배면시이트(102)를 바람직하게는 엠보싱시키고/시키거나 거친표면처리하여 천과 보다 유사한 외관을 제공한다. 추가로, 배면시이트(102)는 증기를 흡수코어(106)로부터 배출시키면서도 분비물이 배면시이트(102)을 통과하지는 못하게 한다.
배면시이트(102)의 크기는 흡수코어(106)의 크기 및 선택된 실제 기저귀 디자인에 따라 달라진다. 바람직한 실시태양에서, 배면시이트(102)는 전체 기저귀 주변부 주위로 적어도 약 1.3㎝ 내지 약 2.5㎝(약 0.5 내지 약 1.0인치)의 최소 길이로 흡수코어(106)을 지나 연장하는 변형된 모래시계-형태를 갖는다.
상면시이트(104)와 배면시이트(102)는 임의의 적합한 수단에 의해 서로 연결된다. 본원에서 사용된 연결된이란 말은 상면시이트(104)가 배면시이트(102)에 직접 고착됨으로써 상면시이트가 배면시이트에 직접 연결된 형상 및 상면시이트(104)가 중간 부재에 고착되고 이 중간 부재가 배면시이트(102)에 고착됨으로써 상면시이트(104)가 배면시이트(102)에 간접적으로 연결된 형상 모두를 포함하는 말이다. 바람직한 실시태양에서, 상면시이트(104)와 배면시이트(102)는 당해 분야에 공지된 접착제 또는 기타 부착 수단과 같은 부착 수단(도시되지 않음)에 의해 기저귀 주변부에서 서로 직접 연결된다. 예를 들면, 접착제의 균일한 연속층, 접착제의 패턴화된 층, 또는 접착제의 개별적인 선 또는 점의 배열을 사용하여 상면시이트(104)를 배면시이트(102)에 고착시킬 수 있다.
테이프 탭 패스너(도시되지 않음)는 전형적으로 기저귀(102)의 등쪽 허리밴드 영역에 적용되어 기저귀를 착용자에게 고정시키는 패스닝 수단을 제공한다. 테이프 탭 패스너는 본원에서 참고로 인용된 1994년 11월 19일자로 뷰엘에게 허여된 미국 특허 제 3,848,594 호에 개시된 패스닝 테이프와 같은, 당해 분야에 공지된 임의의 것일 수 있다. 이 테이프 탭 패스너 또는 기타 기저귀 패스닝 수단은 전형적으로 기저귀(100)의 모서리 부근에 적용된다.
탄성 부재(명백하게 하기 위해 도시하지 않음)가 기저귀(100)의 주변부 근처, 바람직하게는 각 종방향 가장자리(103)를 따라 위치하여 착용자의 다리에 반해 기저귀(100)를 끌어당겨 고정한다. 한편으로는, 탄성 부재가 기저귀(100)의 말단 가장자리(101)중 하나 또는 둘다에 인접하게 위치하여, 다리 커프스 보다는 허리밴드를 또는 다리 커프스 뿐만 아니라 허리밴드를 제공한다. 예를 들면, 본원에 참고로 인용된 적합한 허리밴드는 1985년 5월 7일자로 키에비트(Kievit) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,515,595 호에 개시된다. 또한, 탄성적으로 수축가능한 탄성 부재를 갖는 일회용 기저귀를 제조하는 방법 및 장치는 본원에서 참고로 인용된 1978년 3월 28일자로 뷰엘에게 허여된 미국 특허 제 4,081,301 호에 기술되어 있다.
탄성 부재는 탄성적으로 수축가능한 형태로 기저귀(100)에 고정되어, 보통의 수축되지 않은 형상일 때, 탄성 부재가 효과적으로 기저귀(100)를 수축시키거나 모은다. 탄성 부재는 2가지 이상의 방법에 의해 탄성적으로 수축가능한 상태로 고정될 수 있다. 예를 들면, 기저귀(100)가 수축되지 않은 상태일 때 탄성 부재를 신장시키고 고정할 수 있다. 한편으로는, 탄성 부재가 이완되지 않거나 신장되지 않은 상태에 있을 동안에 기저귀(100)를 예를 들면 주름잡음으로써 수축시키고, 탄성 부재를 기저귀(100)에 고정시키고 연결시킬 수 있다. 탄성 부재는 기저귀(100)의 길이의 일부를 따라 연장될 수 있다. 한편으로는, 탄성 부재는 기저귀(100)의 총 길이를 연장시키거나 탄성적으로 수축가능한 선을 제공하기에 적합한 임의의 다른 길이를 제공한다. 탄성 부재의 길이는 기저귀 디자인에 따라 달라진다.
탄성 부재는 많은 형상일 수 있다. 예를 들면, 탄성 부재의 너비는 약 0.25mm(0.01인치) 내지 약 25mm(1.0인치) 이상으로 변할 수 있고; 탄성 부재는 탄성 물질의 단일 스트랜드를 포함하거나 탄성 물질의 수개의 평행한 또는 평행하지 않은 스트랜드를 포함할 수 있거나; 또는 탄성 부재는 직사각형 또는 곡선일 수 있다. 탄성 부재는 당해 분야에 공지된 임의의 많은 방법에 의해 기저귀에 고착될 수 있다. 예를 들면, 다양한 결합 패턴을 사용하여 탄성 부재를 기저귀(100)에 초음파 결합시키거나 가열 및 가압 밀봉시킬 수 있거나 탄성 부재를 기저귀(100)에 단순히 접착시킬 수 있다.
기저귀(100)의 흡수코어(106)를 상면시이트(104)와 배면시이트(102) 사이에 놓는다. 흡수코어(106)는 다양한 크기 및 형태(예를 들면 직사각형, 모래시계형, 비대칭형 등)로 제조될 수 있다. 그러나, 흡수코어(106)의 총 흡수용량은 흡수제품 또는 기저귀의 의도된 용도를 위한 액체 하중 설계에 적합한 것이어야 한다. 또한, 흡수코어(106)의 크기 및 흡수용량은 유아로부터 성인까지의 착용자들에 적합하도록 변할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 흡수코어(106)는 본 발명에 따른 유체 분배 부재(108)를 포함한다. 도 2에 나타낸 바와 같은 바람직한 형상에서, 흡수코어(106)는 바람직하게는 유체 분배 부재(18)와 유체를 연통하는 포획층 또는 부재(110)를 추가로 포함하고, 유체 분배 부재(108)와 상면시이트(104) 사이에 위치한다. 포획층 또는 부재(110)는 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 포함하는 합성 섬유의 부직웹 또는 직조웹, 면 또는 셀룰로스를 포함하는 천연 섬유, 이러한 섬유의 블렌드, 또는 이들 물질의 등가물 또는 조합을 포함하는 많은 상이한 물질로 이루어질 수 있다.
사용시에, 기저귀(100)의 등쪽 허리밴드 영역을 착용자의 등 아래에 위치시키고, 착용자의 다리 사이로 기저귀(100)의 나머지 부분을 끌어올려 앞 허리밴드 영역이 착용자의 앞 부분에 가로로 위치하도록 하여 기저귀(100)를 착용자에게 착용시킨다. 테이프 탭 또는 기타 패스너를 바람직하게는 기저귀(100)의 바깥쪽으로 향하는 영역에 고정시킨다. 사용시, 본 발명의 유체 분배 부재가 도입된 일회용 기저귀 또는 기타 흡수제품은 액체를 보다 신속하고 효율적으로 분배 및 저장하고 유체 분배 부재의 높은 흡수용량으로 인해 건조함을 유지하는 경향이 있다. 본 발명의 유체 분배 부재가 도입된 일회용 기저귀는 또한 더 얇고 더 가요성일 수 있다.
본 발명에 따른 유체 분배 부재의 구체적인 조성, 기본 중량 및 밀도 특성은 특정 흡수제품 또는 상품 용도의 요구조건에 맞추어야 한다. 구체적인 유체 분배 부재 물질을 선택하는데 있어 고려해야 할 중요한 척도에는 흡수제품의 전체 크기; 제품이 흡수해야 하는 유체의 부피; 및 흡수될 유체의 특성이 포함된다. 특정 제품 또는 흡수제품 용도에 따라 달리 고려해야 함이 중요할 수 있다.
구성 성분의 유용한 조성 범위는 상기에 보다 상세히 기술되어 있다. 흡수제품에 사용하기에 적합한 것으로 밝혀진 물질의 기본 중량 및 밀도의 예는 약 15 내지 약 350g의 기본 중량 및 약 0.03 내지 약 0.20g/cc의 밀도를 갖는 물질을 포함한다. 밀도는 0.20psi와 같은 주어진 일정 압력하에서 측정된 기본 중량 및 칼리퍼를 사용하여 하기 수학식에 의해 계산될 수 있다:
밀도(g/cc)=기본 중량(g)/[10,000×칼리퍼(㎝)]
본 발명에 따른 유체 분배 부재는 또한 균일한 프로필, 밀도, 기본 중량 및/또는 조성을 갖지 않을 수도 있다. 따라서, 특정 용도에 따라 주어진 임의의 방향(들)으로 부재내에 구배를 조성시키는 것이 바람직할 수도 있다.
본 발명의 특정 실시태양이 예시되고 기술되었지만, 당해 분야의 숙련자들이라면 본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않고서도 다양한 기타 변화 및 변경을 가할 수도 있다는 것을 명백하게 알 것이다. 따라서 본 발명의 범위안에 들어가는 모든 이러한 변화 및 변경은 첨부된 특허청구범위에서 망라된다.

Claims (20)

  1. (a) 약 20% 내지 약 80%의 화학적으로 강화되고(stiffened) 꼬이고(twisted) 컬진(curled) 부피감을 주는(bulking) 섬유;
    (b) 약 10% 내지 약 80%의 유칼립투스(eucalyptus) 고 표면적 섬유; 및
    (c) 약 0% 내지 약 50%의 열가소성 결합 섬유를 포함하는,
    신체 유체를 분배 및 저장하기 위한 흡수부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    약 45% 내지 약 60%의 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 부피감을 주는 섬유를 포함하는 흡수부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    약 30% 내지 약 45%의 유칼립투스 고 표면적 섬유를 포함하는 흡수부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    약 5% 내지 약 15%의 열가소성 결합 섬유를 포함하는 흡수부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    약 45%의 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 셀룰로스 섬유, 약 45%의 유칼립투스 고 표면적 섬유 및 약 10%의 열가소성 결합 섬유를 포함하는 흡수부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 결합 섬유가 열가소성 이성분 결합 섬유를 포함하는 흡수부재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    습윤보유(wetlaid) 웹인 흡수부재.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유칼립투스 고 표면적 섬유가 유칼립투스 그란디스(eucalyptus grandis) 고 표면적 섬유인 흡수부재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    기계적으로 연화된 흡수부재.
  10. (a) 유체 포획 부재; 및
    (b)(i) 약 20% 내지 약 80%의 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 부피감을 주는 섬유;
    (ii) 약 10% 내지 약 80%의 유칼립투스 고 표면적 섬유; 및
    (iii) 약 0% 내지 약 50%의 열가소성 결합 섬유를 포함하는 유체 분배 부재를 포함하는,
    신체 유체를 분배 및 저장하기 위한 흡수구조물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    (a) 약 20% 내지 약 80%의 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 부피감을 주는 섬유;
    (b) 약 10% 내지 약 80%의 유칼립투스 고 표면적 섬유; 및
    (c) 약 0% 내지 약 50%의 열가소성 결합 섬유를 포함하는 제 2 유체 분배 부재를 추가로 포함하는 흡수구조물.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 분배 부재가 약 45% 내지 약 60%의 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 부피감을 주는 섬유를 포함하는 흡수구조물.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 분배 부재가 약 30% 내지 약 45%의 유칼립투스 고 표면적 섬유를 포함하는 흡수구조물.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 분배 부재가 약 5% 내지 약 15%의 열가소성 결합 섬유를 포함하는 흡수구조물.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 유체 분배 부재 및 상기 제 2 유체 분배 부재가 다양한 조성을 갖는 흡수구조물.
  16. (a) 상면시이트;
    (b) 배면시이트; 및
    (c) (i) 약 20% 내지 약 80%의 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 부피감을 주는 섬유;
    (ii) 약 10% 내지 약 80%의 유칼립투스 고 표면적 섬유; 및
    (iii) 약 0% 내지 약 50%의 열가소성 결합 섬유를 포함하는 유체 분배 부재를 포함하고 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치된 흡수구조물을 포함하는,
    신체 유체를 포획, 분배 및 저장할 수 있는 흡수제품.
  17. 제 16 항에 있어서,
    기저귀를 포함하는 흡수제품.
  18. 제 16 항에 있어서,
    위생 패드(catamenial pad)를 포함하는 흡수제품.
  19. (a) (i) 약 20% 내지 약 80%의 화학적으로 강화되고 꼬이고 컬진 부피감을 주는 섬유;
    (ii) 약 10% 내지 약 80%의 유칼립투스 고 표면적 섬유; 및
    (iii) 약 0% 내지 약 50%의 열가소성 결합 섬유를 포함하는 섬유 물질의 블렌드를 제조하는 단계; 및
    (b) 상기 열가소성 섬유를 열 결합시키는 단계를 포함하는,
    신체 유체를 분배 및 저장시키기 위한 흡수부재의 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제조 단계(a)가 습윤보유(wetlaid) 방법을 포함하는 방법.
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