KR100241823B1

KR100241823B1 - 흡수 제품용 액체 조절 부재

Info

Publication number: KR100241823B1
Application number: KR1019940702070A
Authority: KR
Inventors: 레이몬드 피. 존스톤; 레이그 이. 우드; 알렌 엘. 노렌
Original assignee: 스프레이그 로버트 월터; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 컴퍼니
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 2000-02-01
Also published as: AU3321693A; JPH07502434A; WO1993011727A1; EP0617604B1; DE69229638D1; CA2123879A1; MX9207332A; BR9206951A; ES2133379T3; IL104118A; AU670563B2; JP3399944B2; IL104118A0; EP0617604A1; KR940703643A; DE69229638T2

Abstract

본 발명은 임의의 액체 투과성인 상부 시트(14), 임의의 때때로 액체 불투과성인 하부 시트(16), 상부 시트와 하부 시트 사이에 위치한 중앙 흡수부, 및 임의로 하나 이상의 액체 조절 부재를 포함하는 흡수 제품에 관한 것이다. 이때, 액체 조절 부재는 액체의 급속한 지향성 확산을 촉진시키는 하나 이상의 미세 구조-내재 친수성 표면(20)을 갖는 시트(12)를 포함하여, 액체 조절 부재와 중앙 흡수부는 접촉해 있다. 또한 본 발명은 액체의 지향성 확산을 촉진시키는 하나 이상의 미세 구조-내재 친수성 표면을 갖는 시트를 포함하는 액체 조절 부재에 관한 것이다. 상기 표면은 폭의 각도가 α인 다수의 V-형태의 홈(22)을 가지며, 이 때, α는 약 10°내지 약 120°이다. 친수성 표면은 물에 대한 접촉각이 θ일 때, (90°-α/2) 이하의 θ를 가진다.

Description

[발명의 명칭]

흡수 제품용 액체 조절 부재

[발명의 분야]

본 발명은 육류 트레이 라이너, 침대 패드, 아기 기저귀, 생리대, 및 성인용 실금 패드와 같은 흡수 제품용 액체 조절 부재(liquid management member)에 관한 것이다.

[발명의 배경]

일반적으로 일회용 흡수 제품은 3 가지 기본 성분으로 구성되어 있는바, 3가지 기본 성분은 다음과 같다 : 상기 제품의 사용시 사용자의 피부와 밀착되는 액체 투과성 상부 시트, 중앙 흡수부, 및 중앙 흡수부의 대향면에 위치한 액체 불투과성 차단부, 그외에도 잠금 테이프, 다리 및 허리 고무 밴드 등과 같은 성분들도 널리 사용된다.

중앙 흡수부는 액체 투과성 상부 시트를 통과한 액체를 수용 및 보유하고 일반적으로 목재 솜털(fluff) 섬유인 안솜을 포함한다. 종종 분말 형태의 초흡수 물질이 중앙 흡수부내에 배치되어 액체 보유능 및 액체 보존 특성을 향상시킨다.

흡수 제품과 관견된 한가지 문제점은 중앙 흡수부 재료의 총 흡수 능력이 비효율적으로 활용된다는 것이다. 그 이유는 보통의 흡수 제품이 긴 직사각형 또는 모래 시계 형태이므로 종종 액체의 도입, 즉, 액체의 공격 및 확산이 중앙 흡수부의 중심부로 한정되기 때문이다.

흡수 제품과 관련된 또 다른 문제점은 많은 양의 액체가 짧은 시간 동안 흡수제내로 방류되는 경우에 중앙 흡수부가 충분히 빠른 시간내에 액체를 흡수할 수 없다는 것이다. 그 결과 종종 옆으로 새는 바람직하지 않는 일이 발생한다.

흡수 제품의 액체 습득능과 측면 확산 특성을 향상시키기 위하여, 많은 제품들이 티슈 또는 크레이프의 흡상(wicking) 층을 활용한다. 상기 흡상층은 액체 투과성 상부 시트와 중앙 흡수부 사이에 위치하거나, 중앙 흡수부의 중심부 또는 액체 불투과성 차단 시트에 밀접하게 위치한 중앙 흡수부에 위치할 수 있다. 그러나, 티슈나 크레이프는 액체의 등방성 확산을 증진시키는 경향이 있다. 즉, 액체가 비슷한 속도로 흡수 제품의 종방향 및 횡방향으로 확산되는 경향이 있다. 그 결과, 중앙부가 긴 대부분의 경우에 있어 액체는 액체가 중앙 흡수부의 말단까지 확산되기 전에 흡수 제품의 측면 말단부를 넘어 누출된다.

흡수 제품의 액체 분포 및 흡수능을 향상시키기 위해 기타 수많은 방법이 제안되어 왔다. 이러한 방법중 대부분은 채널, 저장소, 개구부(aperture) 등의 사용과 관련이 있는 것으로, 이들을 엠보싱 또는 파형 기술을 이용하여 목재 솜털 중앙 흡수부 또는 티슈 흡상층내에 도입하는 것이다. 상기 방법들의 예가 미합중국 특허 제 4,676,786호(니시노), 제 4,678,464호(홀트만), 제 4,655,759호(로만스-헤스외 다수), 및 제 5,030,229호(양)에 개시되어 있다.

미합중국 특허 제 4,735,624호(마자르즈)에는 서로 결합되어 응집성 물질을 형성하는 친수성 섬유를 주성분으로 하는 흡수재로 이루어진 흡수 패드를 포함하는 일회용 기저귀를 개시하고 있다. 상기 패드는 가랑이 부분은 좁고 앞과 뒤 부분은 넓은 브랜치(branch)형 기저귀이다.

그밖의 방법으로는 미합중국 특허 제 4,795,453호(울페) 및 제 4,908,026호(스키엔니크외 다수)에 개시된 바와 같이 부직 삽입물을 흐름 조절부로 사용하거나 유럽 특허 제 0 174 152 B1 호에 개시된 바와 같이 흡수 패드내의 액체의 단일 방향 확산을 증진시키는 플라스틱 그물망 물질을 사용하는 것이다. 흡수 제품내에 액체를 자동적으로 수송할 수 있는 복잡한 성형 섬유(예, 토우 또는 스테이플 형태)를 사용하는 방법이 유럼 특허 출원 제 0 391 814 A2 호(필립스외 다수)에 개시되어 있다.

미합중국 특허 제 4,798,604호(카르테르)에는 개구부를 지니며 상승 영역의 패턴을 포함하는 등고선 형태의 중합체 필름을 개시하는 바, 이 필름은 흡수 제품중에서 신체와 접촉하는 면(즉, 상부시트)을 형성하는데 사용될 수 있다.

제 FR-A-2082526 호는 기저귀 및 탐폰같은 흡수 비품에 관한 것이다. 이러한 흡수 비품은 배수로를 구비하는바, 배수로는 세로 방향으로 거의 중앙부에 위치하며, 구체적으로는 기저귀의 전체 길이에 걸쳐 존재한다. 상기 배수로는 시트를 링에 통과시킴으로써 수득할 수 있는 주름이 접힌 시트로 만들어진다.

이러한 종래의 공지 기술에도 불구하고 누출없이 중앙 흡수부의 흡수를 보다 효과적으로 신속하게 하기 위해 추가의 개선이 요구되어 왔다.

[발명의 개요]

본 발명은 액체의 분산을 좌우하는 소정의 비등방성 즉, 액체의 방향-의존성 분산을 촉진하는 액체 조절 부재를 제공하며, 우수한 액체 습득능 및 분산능을 나타냄으로서 보다 효과적인 흡수 성능을 가지며 사용자를 보다 안락하게 해주는 흡수 제품을 제공한다.

간단히 요약하면, 본 발명의 제품은 통상적으로 액체 투과성 상부 시트, 때대로 바람직하게는 액체 불투과성인 배면 시트, 및 상부 시트와 배면 시트 사이에 위치한 중앙 흡수부를 포함하며, 이 때 상기 제품은 액체의 급속한 지향성 확산을 증진시키는 하나 이상의 액체 조절 부재를 추가로 포함할 수 있다. 액체 조절 부재는 통상적으로 가요성이 있는 시트로 그 속에 다수의 채널을 갖는 하나 이상의 친수성 표면이 내재하는 미세 구조를 가진다. 흡수 제품의 조립시, 친수성 표면은 통상적으로 중앙 흡수부와 접촉한다. 몇가지 구체예에 있어서, 액체 조절 부재는 불투과성인 것인 바람직하며, 상기 부재의 표면이 친수성이더라도 부재의 몸체를 통해 바람직하지 않은 방식으로 유체가 한 표면으로부터 다른 표면으로 수송되지는 않는다. 몇가지 구체예에 있어서, (불투과성인)액체 조절 부재는 그 속에 하나 이상의 개구부를 가짐으로서 바람직한 방식으로 그곳을 통과하는 유체의 투과를 조절한다.

몇가지 구체예에서, 본 발명의 흡수 제품은 흡수 물질과 전술한 바와 같은 하나 이상의 액체 조절 부재를 포함할 수 있으며, 접착제 층 또는 적어도 한쪽 면에 존재하는 잠금 시스템인 후크 및 루프 부품과 같은 체결 부재를 임의로 포함할 수 있다.

본 발명의 제품은 육류 트레이 라이너, 침대 패드, 기저귀, 성인용 실금 고안물, 및 생리대로 제조될 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

도면을 인용하여 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다.

제1도는 본 발명의 일구체예인 기저귀의 도해도이다.

제2도는 제1도의 기저귀의 횡단면도이다.

제3도 및 제4도는 본 발명의 액체 조절 부재의 구체예를 도시한 입면도이다.

제5도 및 제6도는 본 발명의 두 개의 다른 구체예인 기저귀의 도해도이다.

제7(a)도 및 제7(b)도는 표면과 표면상의 액체간의 상호 작용을 예시하기 위해 사용된 모형도이다.

제8도 내지 제11도는 다른 단면 모양의 채널을 가진 필름의 부분 단면도이다.

제12도는 본 발명의 또 다른 구체예인 기저귀의 횡단면도이다.

제13도는 본 발명의 또 다른 구체예인 흡수 제품의 단면도이다.

이상화한 상기 도면들은 축척 제도된 것이 아니며, 단지 예시하기 위한 목적으로 사용된 것이므로 이들에 의해 본 발명이 제한되어서는 안된다.

[도시한 구체예의 상세한 설명]

제1도 및 제2도는 액체 조절 부재(12)를 포함하는 본 발명의 기저귀(10)의 일 구체예를 나타낸 것이다. 기저귀(10)는 액체 투과성 상부 시트(14), 액체 불투과성 배면 시트(16), 및 중앙 흡수부(18)를 포함한다. 액체 조절 부재(12)는 비등 방성을 촉진시키며 소정의 방향(들)으로 액체가 급속히 확산되는 하나 이상의 미세구조화 친수성 표면(20)을 가진다.

미세 구조들은 부재(12)의 표면내의 채널들(22)이다. 통상적으로 이들은 이들 길이의 적어도 한 부분에 대하여 거의 평행하고 직선이다. 액체 조절 부재는 열가소성 물질을 캐스팅, 형상 압출, 또는 엠보싱, 바람직하게는 캐스팅 또는 엠보싱함으로써 쉽게 형성할 수 있다.

본 발명의 액체 조절 부재는 섬유 덩어리라기 보다는 오히려 시트나 필름 형태를 가진다. 본 발명의 액체 조절 부재의 채널은 섬유 집합체로부터 형성된 웨브를 갖는 것에서 얻어진 것 보다 더 효과적인 유체 흐름을 제공한다. 섬유 웨브에서 형성된 채널의 벽들은 채널을 통과하는 액체의 흐름을 방해하는 복잡한 표면과 파동을 나타낼 것이다.

본 발명의 액체 조절 부재는 이들 채널의 축을 따라 자동적으로 액체를 수송할 수 있다. 자동적으로 액체(예를 들면, 소변 및 질 분비물)를 수송하기 위한 액체 조절 부재의 성능에 영향을 미치는 두가지 요인은 1) 표면의 기하학(모세관 형상, 채널의 형태), 및 2) 필름 표면의 특성(예, 표면 에너지)이다.

본 발명의 액체 조절 부재의 채널은 소정의 액체 수송을 제공하는 임의의 기하학을 가질 수 있으며, 쉽게 재생할 수 있는 것이 바람직하다. 제3도에 있어서, 한가지 바람직한 기하학적 형태는 V-홈(22)이다. 폭의 각도 즉, V-홈의 사잇각(즉, 각 α)은 약 10°내지 약 120°이며, 바람직하게는 약 10°내지 약 90°이고, 가장 바람직한 각도는 약 20°내지 약 60°이다. 좁은 폭의 각도를 지닌 채널은 보다 큰 수직 흡상 거리를 제공한다는 것이 관찰되었다. 그러나, α가 너무 좁으면, 기대하는 만큼 빠르게 액체를 수송하기에는 흡상 작용이 너무 느릴 것이다. 반면, α가 너무 넓으면 홈이 소정의 흡상 작용을 제공하는데 실패할 것이다. α가 좁아짐에 따라 비슷한 액체 수송을 달성하기 위해 큰 폭의 각도를 갖는 홈의 접촉각 보다 접촉각이 더 작아져야 할 필요는 없다. 홈의 깊이(골위의 최고점의 높이), “d”는 통상적으로 거의 균일하고, 약 5 내지 약 3000 미크론이며, 바람직하게는 약 100 내지 약 1500 미크론이고, 가장 바람직한 깊이는 약 200 내지 약 1000 미크론이다. 일부 구체예에서 제시된 범위 보다 더 큰 깊이를 갖는 홈들을 지닌 부재가 사용될 수 있다. 홈이 너무 얕은 경우에 흡상 작용은 소정량의 유체가 이동될 만큼 충분히 빠르지 않을 것이다. 홈이 너무 과도하게 깊은 경우에는 액체 조절 부재의 전체 두께는 불필요하게 높아지고 부재는 뻣뻣해지는 경향이 있다.

흡수 제품에 바람직하지 않은 강성도를 부여하는 것을 회피하기 위해 상기 제품에 사용되는 액체 조절 부재는 얇고 가요성이 있는 것이 바람직하다. 일례에 있어서, 유아용 기저귀 또는 성인용 실금 고안물에 사용되는 액체 조절 부재의 두께는 통상적으로 약 10 내지 약 1500 미크론이고, 바람직하게는 약 125 내지 약 1000 미크론이다. 액체 조절 부재는 사용 도중 발생할 수 있는 응력(예를 들면, 잡아당겨지거나 구부러짐)이 가해지는 경우에 그들의 구조를 보존할 만큼 충분히 두꺼워야한다. 침대 패드의 경우에 있어서, 흡수 제품은 안락함을 제공할 만큼 높은 가요성을 가져야만 하고 액체 조절 부재는 3000 미크론 이상의 두께를 지닐 수 있다.

액체 조절 부재는 캐스팅, 형상 압출, 또는 엠보싱 등에 적합한 임의의 열가소성 물질(예, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리(비닐 클로라이드) 등)로부터 제조할 수 있다. 그 중에서도 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 이의 블렌드 및/또는 공중합체, 및 다른 단량체를 적은 비율로 갖는 프로필렌 및/또는 에틸렌의 공중합체(예, 에틸렌/비닐 아세테이트)가 바람직하다. 폴리올레핀은 우수한 물질적 성질, 공정의 용이함, 및 유사한 특성을 갖는 다른 열가소성 물질보다 통상적으로 더 저렴한 비용 때문에 바람직하다. 폴리올레핀은 캐스팅 또는 엠보싱롤의 표면을 쉽게 재현하고 또한 쉽게 형상 압출된다. 폴리올레핀은 인성이 있고 내구성이 있으며 형상을 잘 유지하기 때문에 캐스팅 또는 엠보싱 공정후에도 취급이 용이한 필름을 제조할 수 있다. 본 발명에 사용하기에 특히 바람직한 폴리올레핀은 이스트만 케미칼 컴패니의 저밀도 폴리에틸렌인 TENITE^TM1550P 폴리에틸렌으로 190℃에서 용융 흐름 지수가 3.5 g/10 분(ASTM D1238)이고 밀도는 0.918(ASTM D1505)이다. 대안으로서, 액체 조절 부재는 아크릴레이트 또는 에폭시같은 경화성 수지 재료로부터 캐스트될 수 있으며, 열 또는 UV 또는 E-광선 방사선에 노출됨으로써 경화된다. 액체 조절 부재가 액체에 노출되었을 때 그것의 기하학 및 표면 특성을 거의 유지하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 액체에 의해 습윤되는 고체 표면의 민감도는 접촉각에 의해 특징지워지는 바, 접촉각은 수평으로 위치한 표면상에 액체를 적가하고 그들이 안정화된 후 고체 표면과 액체가 이루는 각도를 말한다. 이것을 “정 평형 접촉각”이라 하고, 본원에서는 단지 “접촉각”으로 언급하였다. 제7(a)도 및 제7(b)도에서 제시한 바와 같이, 접촉각 θ는 고체 표면에 액체가 접촉하는 지점에서 고체 표면위에 있는 액적의 표면에 대한 접선과 표면의 평면 사이의 각도이다. 접선이 표면의 평면에 수직인 액적은 접촉각이 90°이다. 통상적으로, 제7(a)도에서 도시한 바와 같이 접촉각이 90°이하인 경우에 고체 표면은 액체에 의해 습윤된다고 간주하였다. 물 또는 수용액의 액적이 고체 표면상에서 90°이하의 접촉각을 나타낼 때, 일반적으로 상기 표면을 “친수성”이라 한다. 본원에 사용된 “친수성”은 재료의 표면 성질을 언급할 때만 사용한 것으로, 친수성이란 수용액에 의해 표면이 습윤되는 것을 의미하는 것이지 표면 재료가 수용액을 흡수하는지의 여부를 의미하는 것은 아니다. 따라서, 시트 재료가 수용액에 대하여 불투과성이건 투과성이건 상기 재료는 친수성이로 언급될 수 있다. 따라서, 본 발명의 액체 조절 부재에 사용된 친수성 필름은 원래가 친수성인 수지 재료(예, 폴리(비닐 알콜))로부터 제조된 필름으로 만들 수 있다. 고체 표면에 대한 접촉각이 거의 0인 액체는 상기 표면에 완전히 습윤된 것으로 간주하였다. 그러나, 폴리올레핀은 통상적으로 본래 소수성이며 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 같은 폴리올레핀 필름의 물에 대한 접촉각은 통상적으로 제7(b)도에서 도시한 바와 같이 90°이상이다. 본 발명의 액체 조절 부재와 접촉하게되는 체액은 수성이다. 따라서, 본 발명의 액체 조절 부재로써 상기 필름들이 사용되는 경우에 상기 필름을 90°이하의 접촉각을 갖도록 표면에 친수성을 부여하는 개질을 할 필요가 있는바, 그 예로는 표면 처리 또는 표면 코팅의 도포 또는 선택된 시약을 혼입하는 것으로, 그 결과 액체 조절 부재의 습윤성 및 액체 수송 성능은 향상된다.

V-홈을 지닌 본 발명의 액체 조절 부재에 있어서, 액체 조절 부재의 미세구조화 표면의 바람직한 표면 에너지는 다음과 같다 :

θ≤(90°- α/2)

이때, θ는 부재와 액체 사이의 접촉각이고, α는 홈의 폭 각도이다.

임의의 적합한 공지의 방법을 이용하여 본 발명의 액체 조절 부재에 친수성 표면을 부여할 수 있다. 계면 활성계의 국부 도포, 플라즈마 처리, 필름 표면위에 친수성 부분의 그래프팅, 졸-겔 코팅, 코로나 또는 화염 처리 등과 같은 표면 처리 방법들을 이용할 수 있다. 대안으로서, 계면활성제 또는 그밖의 적합한 시약을 내부 첨가제로서 필름 압출 시간에 수지와 함께 혼합할 수 있다. 통상적으로 액체 조절 부재를 제조하는 중합체 조성물 중에 계면활성제를 혼입하는 것이 국부적인 도포에 의한 계면 활성제 코팅보다 더 바람직하다. 국부적으로 도포된 코팅은 채널의 새김눈을 채우는 경향 즉, V-홈을 무뎌지게 하는 경향이 있어 본 발명이 의도하는 소정 액체 흐름을 방해한다. 폴리에틸렌 액체 조절 부재에 혼입될 수 있는 계면활성제의 예로는 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올 비이온성 계면활성제인 TRITON^TMX-100으로 이를 약 0.1 내지 0.5 중량%로 사용한다. 본 발명의 부재를 표면 개질하는 예시적인 방법은 90 중량% 이상의 하기 화합물과 :

(이때, n=8(97%), n=7(3%)), 10 중량 % 이하의 하기 화합물을 포함하는 반응 생성물의 1% 수용액을 국부적으로 도포하는 것이다 :

(이때, n=8(97%), n=7(3%)), 상기 화합물을 제조하는 방법이 미합중국 특허 제 2,915,554호(알브레크트외 다수)에 개시되어 있다.

몇가지 구체예에 있어서, 액체 조절 부재(12)는 제2도에 나타낸 바와 같이 단지 하나의 주표면상에만 채널을 가질 것이다. 그러나, 다른 구체예에 있어서, 액체 조절 부재(12)는 제3도 및 제4도에 나타낸 바와 같이 주표면의 양쪽에 채널을 가질 수 있다. 통상적으로 기저귀 같은 흡수 제품에 있어서, 부재가 주표면 양쪽에 채널을 가지는 경우에, 한 표면상의 채널은 다른 표면상의 채널에 대해 거의 평행하다. 제3도에서 나타낸 바와 같이 채널은 한 표면에서 다른 표면까지 측면으로 오프셋(offset)될 수 있거나 제4도에서 나타낸 바와 같이 서로가 반대 방향으로 배열될 수 있다. 제3도에 제시된 바와 같이 오프셋 채널을 갖는 액체 조절 부재는 최소량의 재료를 사용하여 같은 시간 동안에 최대량의 흡상 표면적을 제공한다. 또한, 오프셋 채널을 지닌 액체 조절 부재는 제4도에 제시한 바와 같이 배열된 채널을 갖는 액체 조절 부재보다 시트의 두께 및 폭이 작기 때문에 보다 부드러운 촉감을 얻기 위한 용도에 사용될 수 있다. 제4도에 제시한 바와 같이 본 발명의 액체 조절 부재(12)는 하나 이상의 개구부(24)를 가질 수 있는바, 상기 개구는 액체 조절 부재의 앞면과 접촉하는 액체의 일부를 분담하여 부재의 후면으로 수송하여 본 발명의 조절 기능을 향상시킨다. 개구부는 채널의 새김눈에 위치할 필요는 없으며 또한 채널과 같은 폭을 가질 필요도 없다. 액체 조절 부재내의 개구부의 표면이 친수성인 것이 바람직하다.

액체 조절 부재(12)는 일회용 흡수 제품(10)내에 여러 가지 방식으로 혼입될 수 있다. 부재는 일반적으로 하나 이상의 종방향 스트립으로 절단하여 다양한 형태로 중앙 흡수부의 위, 아래, 또는 내부에 위치할 수 있다. 몇가지 구체예가 제1도, 제5도 및 제6도에 묘사되어 있다. 제5도의 기저귀(510)은 중앙 흡수부(518)에 평행한 스트립으로 배열된 채널(521)을 갖는 세 개의 액체 조절 부재를 가진다. 제6도의 기저귀(610)은 중앙 흡수부(618)에 교차된, 즉 “X”패턴으로 겹쳐진 두 개의 액체 조절 부재(612)를 가진다. 통상적으로, 상기 교차부가 액체가 유입되는 곳에 배치되는 것이 기대된다.

필요에 따라, 액체 조절 부재를 배면 시트의 안쪽 표면에 설치하거나 그것의 안쪽 표면상에 소정의 미세구조화 표면을 형성시킴으로써 그와 함께 합체로 만들수도 있다. 상기 구체예에서, 미세구조화 필름을 두가지 기능을 제공하는바, 중앙 흡수부의 밑바닥에 인접한 액체 수송층으로서의 기능과 흡수 제품용 액체 차단층으로서의 기능이다. 제12도에 도시된 본 발명의 기저귀(120)은 액체 투과성 상부시트(1214), 액체 불투과성 배면 시트(1216), 및 중앙 흡수부(1218)을 포함한다. 홈(1222)을 지닌 미세 구조화 표면(1220)을 갖는 액체 조절 부재(1212)는 배면 시트(1216)의 안쪽 표면에 위치한다. 필요에 따라, 홈(1222)을 배면 시트(1216)의 표면상에 형성시켜 액체 조절 부재와 배면 시트가 단일 구조가 되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 바람직한 미세 구조는 체널이 V-형태의 홈인 것으로 채널 각각은 교차선에서 만나는 한쌍의 평편한 벽들로 경계가 정해진다. 상기 채널은 쉽게 형성되며 급속한 액체 수송을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 채널의 측면이 평면일 필요는 없으나 채널은 채널의 세로축에 평행하게 연장된 새김눈을 갖는 것이 바람직하다. 환언하면, 단면의 관점에서 채널의 축 및 채널의 벽에 수직하는 평면의 교차선이 급격한 경사면의 변화, 즉, 기하학적 불연속이거나 채널의 표면이 유도되는 제 1 열의 위치가 다수 값을 갖는 것이 바람직하다. 새김눈이 V 점인 것이 바람직하지만 완벽한 V 점일 필요는 없으며 ; 통상적으로, 곡률 반경이 약 25 미크론 이하, 바람직하게는 약 10 미크론 이하, 보다 바람직하게는 약 5 미크론 이하인 새김눈을 가질 경우에 유용한 액체 조절이 이루어진다. 소정의 친수성을 미세 구조화 표면에 부여하기 위해 도포된 코팅이 채널의 기저에 축적되거나 모여져서 새김눈의 반경을 증가시키는 경향이 있다는 사실이 관찰되었다. 제8도에서는 새김눈 또는 급격한 경사면의 변화(23)가 있는 V-형태의 홈(22)을 가진 통상적인 부재를 나타내었고, 제9도에는 비-평면이고 안으로 불룩한 벽을 지니고 급격한 경사면의 변화(923)를 지닌 기저를 갖는 채널(921)을 지닌 부재를 나타내었으며, 제10도에는 비-평면의 벽을 지니며 급격한 경사면의 변화가 없는 채널(1021)을 지닌 부재를 나타내었다. 제9도의 액체 조절 부재는 인접한 채널(921) 사이에 큰 마루(924)를 가진다. 통상적으로, 제8도에서 나타낸 바와 같은 좁은 마루를 갖거나 조밀하게 팩킹된 채널을 가짐으로써 인접한 채널의 벽들을 밀접하게 하여 단위 폭 면적당 채널의 수를 증가시키는 것이 바람직하다. 제11도는 본 발명의 액체 조절 부재(1110)의 바람직한 구체예를 보여주는 것으로 이때 채널(1121)은 새김눈, 즉 급격한 경사면의 변화(1123)를 가지며 벽돌(1124)은 직선이라기 보다는 밖으로 불룩한 형태이다. 제조를 용이하게 하기 위하여, 인접한 채널간의 벽들은 최소 지면부(land area) 즉, 높은 채널 밀도를 갖는 마루(1126)에서 만나는 것이 바람직하다.

채널 벽의 표면이 과다하게 거칠면 소정의 액체 흐름을 방해하는 경향이 있어서 채널 벽이 매끈한 것이 바람직하다. 제11도에 도시한 바와 같이 밖으로 불룩한 채널 벽을 가진 액체 조절 부재는 급속한 비등방성 유체 흐름과 수직 흡상 성능의 최적 조합을 제공한다고 여겨지며 대부분의 용도에 바람직하다.

통상적으로, 본 발명의 액체 조절 부재내의 채널은 같은 방향 즉, 채널이 그들의 전체 길이에 거의 평행하게 배향되어 있다. 채널은 교차가 없고 그들이 같은 방향으로 연장되어 있는한 거의 평행하다고 간주한다 : 그들의 측 간격이 그들 길이 전체에 걸쳐 똑같을 필요는 없다.

제1도에 나타낸 본 발명의 통상적인 흡수 제품에 있어서, 중앙 흡수부(18) 및 액체 조절 부재(12)는 둘 다 같은 방향으로 연장되고 배향 되었다. 통상적으로 액체 조절 부재가 중앙 흡수부에 거의 같은 넓이로 펼쳐진 것, 즉 대부분의 경우에 중앙 흡수부의 말단에서 약 1 내지 2 cm 안쪽가지 연장되어 있는 것이 바람직하다.

또한 통상적으로 부재가 중앙 흡수부를 넘어서까지 연장되는 것은 누출의 원인이 되므로 바람직하지 않다. 일부 경우에 있어서, 액체 조절 부재의 채널은 통상적으로 부재 및 중앙 흡수부의 종방향 축을 따라 배향될 것이다. 제1도에 있어서, 채널의 측간격(21)을 그들의 세로축을 따라 부재(12)의 종방향 내부 영역에서는 최소가 되고 부재(12)의 외부 영역에서는 최소가 되는 것보다는 더 넓어지도록 변화를 주는 것이 바람직하다. 이러한 제품은 통상적으로 최소 측 간격 영역은 액체 공격이 기대되는 곳에 배치되고 보다 넓은 측간격 영역은 보다 먼곳에 배치된다. 상기 구체예에서, 액체 조절 부재(12)는 액체 공격이 있는 곳으로부터 멀리까지 액체를 수송하는 능력을 향상시켜서 액체의 분산력을 향상시킴으로서 중앙 흡수부(18)의 보다 먼 곳까지 액체를 분산시킨다. 필요에 따라, 액체 조절 부재(12)의 내부 영역과 세로 방향 말단부 사이에 부가의 채널(도시하지 않음)을 설치할 수 있다.

제13도에는 액체 조절 부재(1302)와 함께 미소구조-내재 표면(1304), 흡수 물질(1306), 및 적어도 한쪽면에 부속 부재(1308)를 포함하는 본 발명의 또 다른 구체예인 흡수 제품(1300)을 나타내었다. 부속 부재(1308)은 흡수 제품이 부착되는 기판에 따라 선택된다. 그 예로는 적당한 접착제를 들 수 있다. 그밖의 예로는 후크 및 루프 잠금 시스템의 구성 요소, 즉 기판에 사용될 루프 스트립과 후크 스트립을 들 수 있다.

일반적으로 미세구조화 표면은 중앙 흡수부와 접촉해 있다. 그러나, 일부 구체예에서, 즉 흡수 물질이 겔 블로킹되는 경우에 액체 조절 부재는 미세 구조-내재 표면 및 중앙 흡수부가 액체 저절 부재의 대향면에 놓이도록 배치될 것이다. 몇가지 구체예에서, 액체 조절 부재가 중앙 흡수부 보다 작고 및/또는 그속에 개구부를 갖는 것이 바람직하다. 일부 구체에에서, 액체 조절 부재는 상술한 바와 같은 미세구조-내제 표면을 중앙 흡수부와 같은 면에 포함할 수 있다.

본 발명의 흡수 제품은 각종 용도에 사용될 수 있다. 그 예로 육류 트레이라이너를 상술한 바와 같은 액체 부재로 만들 수 있다. 일부 구체예에서, 포장은 육류와 접촉하는 상부 시트로 조립한다. 배면 시트는 투과성이거나 불투과성일 수 있다.

간단한 구체예에서, 흡수 제품은 본 발명의 액체 조절 부재와 중앙 흡수부를 주성분으로 포함할 수 있다.

[실시예]

본 발명은 하기 실시예들에 의해 보다 상세히 설명하고자 하며, 단, 본 발명은 이들에 의해 제한되어서는 안된다.

별도의 언급이 없는한 하기 실시예에 사용된 액체 조절 부재는 이스트만 케밑칼 컴패니사의 저밀도 폴리에틸렌이 TENITE^TM1550P의 시트로 제조하였다.

액체 조절 부재 각각은 본 발명의 미세 구조화 채널을 형성하기 위해 미세구조화 니켈 금형기로 시트를 압형(stamping)하므로써 제조될 수 있다. 니켈 금형기는 소정의 구조를 얻기 위해 다이아몬드 스코링(scoring) 기계로 매끈한 아크릴 표면을 성형함으로써 제조하고, 그 다음 상기 구조를 전기 도금으로 바람직한 구조를 갖는 니켈 금형을 형성하였다. 다른 언급이 없는 한, 사용된 금형기 각각은 3,8cm(1.5 in) 폭의 다수의 고른 간격의 평행 채널을 제공하였다. 금형기 각각은 다음과 같은 요소로 이루어진 채널을 가진 구조화 표면을 가진다 : 형성된 채널의 외형에 상응하는 리브, 형성된 채널의 기저 또는 새김눈에 상응하는 리브의 마루 또는 팁, 인접한 채널 사이의 지면부에 상응하는 인접한 리브 사이의 고랑, 다른 언급이 없는한, 사용된 주요 금형기는 다음과 같은 외형을 가진다 :

실시형 1, 2 및 3에서 리브 각각의 팁은 다이아몬드 스코링 기계로 만들어진 두 개의 평면의 교차점으로 정의했으며 반경은 NA로 나타내었다. 실시형 4 및 5에서 팁은 다이아몬드 스코링 기계로 성형되어 제시된 곡률 반경을 가진다.

각각의 실시형 1, 4 및 5에서 리브는 동일한 외형을 지녔다. 실시형 2 에서는 사잇각이 10°인 리브와 시잇각이 70°인 리브가 교대로 있다. 실시형 3 에서는 시잇각이 20°인 리브와 사잇각이 60°인 리브가 교대로 있다.

금형기 각각으로부터 형성된 액체 조절 부재는 상기 표의 실시형 번호와 동일하게 하기에 제시하였다. 일부 구체예에서, 상술한 금형기를 사용하여 전기 도금을 거쳐 거울상 금형을 형성하였다. 그 다음 거울상 금형을 사용하여 액체 조절 부재를 형성하였다. 이러한 경우에 액체 조절 부재는 상기 표의 실시형 번호와 동일하게 나타내되 프라임 “、”표시법으로 나타내었다. 예를 들면, 실시예 1 의 금형으로 형성된 액체 조절 부재는 실시형 번호 “1”과 동일한데 반하여 실시형 1 의 금형으로 형성된 거울상 금형으로 만들어진 액체 조절 부재는 “1、”로 나타내었다.

[실시예 1]

다른 니켈 금형기를 사용하는 방법에 의해 형성된 액체 조절 부재는 바람직한 폭의 각도 및 깊이를 지닌 V-형태의 홈을 형성한다. 0.4 중량%의 중합체 등급용 스테아린산 아연을 슬립제(slip agent)로 폴리에틸렌내에 포함시켰다.

수직 흡상능을 DIN 53924(“Deutsches Institut Fuer Normung”)에 따라 측정하였다. 인공 소변을 사용하여 3분 동안 얻어진 수직 높이를 기록하였다. 수평 흡상능은 0.037g의 인공 소변이 최대로 확산된 거리를 측정함으로써 평가하였다. 1000ml가 되기에 충분한 탈이온수중에 하기 성분을 포함하는 액체를 인공 소변으로 사용하였다 :

빌헬미 평형 기법(Wilhelmy Balance Technique)을 사용하여 상기 액체를 측정한 결과 표면 장력은 약 61 내지 약 63 dynes/cm 이었다. 충분한 양의 청색·색소, K7117 D+C 블루 No.1(에이취. 콘스캄 앤드 컴패니, 인코오포레이티드사 제품)을 첨가하여 진한 청색 용액을 만들어 시험 도중 관찰이 용이하도록 하였다.

액체 조절 부재는 바람직한 폭의 각도 및 깊이를 지닌 인접한(즉, 이웃한 홈들 사이에 지면부가 거의 없는) V-형태의 홈들로 형성되었다. 1 중량%의 하기 화합물 : 및

(이 때, n=8(97%), n=(3%)), 10 중량% 이하의 하기 화합물의 탈이온수 코팅용액을 코팅 두께(습윤)가 약 25 미크론이 되도록 도포하였고, 이어서 상기 부재를 93℃(200℉)에서 15분 동안 오븐 건조시켰다 :

(이 때, n=8(97%), n=7(3%)).

하기에 액체 조절 결과를 나타내었다 :

[실시예 2]

수직 흡상능과 새김눈의 첨예도와의 관계를 평가하기 위해 금형기 1、, 4 및 5에서 형성된 액체 조절 부재를 실시예 1 에서와 같이 테스트하되 사용된 유체는 0.1 중량% 의 형광 색소, 2-(6-히드록시-3-옥소-3H-크산텐-9-일) 벤조산 이나트륨염, 이스트만 코닥 컴패니사의 플루어레신 이나트륨염을 포함하는 탈이온수이다. 빌헬미 평형 기법을 사용하여 상기 액체를 측정한 결과 표면 장력은 약 74 내지 75 dynes/cm 이었다. 그 결과를 하기에 제시하였다 :

액체 조절 부재의 새김눈 곡률 반경은 주사 전자 현미경을 사용하여 채널의 단면 현미경 사진을 얻어 측정하였다. 중합체 액체 조절 부재를 에폭시중에 넣고 경화시킨 다음, 시료를 연마하고 다듬어서 채널의 노출 단면을 얻었다. 그 다음 이렇게 제조된 시료의 현미경 사진을 찍었다. 채널의 팁의 여러 지점을 따라 접선을 그렸다. 접선이 채널과 접촉하는 곳에서 법선을 그렸고 이들 교점의 위치는 채널의 곡률의 중심과 동일하였다. 이어서 평균 호반경을 법선의 교점인 중심에서 팁곡률에 맞추었다. 이어서 호반경 길이를 앞서 보고한 곡률 반경으로서 기록하였다.

[실시예 3]

채널의 폭의 각도(α) 및 (계면 활성제를 사용하여 영향을 미친) 액체 조절 부재의 표면 특성이 수직 흡상 거리에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 수직 흡상 시험을 바람직한 액체 조절 부재를 사용한 실시예 2 에서와 같이 수행하였다. 센티미터로 나타낸 수직 흡상 결과를 하기에 제시하였다 :

실시형 3의 금형기를 사용하여 시료 3-6의 액체 조절 부재를 제조하였다. 실시형 2 의 금형기를 사용하여 실시예 3-7 의 액체 조절 부재를 제조하였다. 기록된 수직 흡상 결과는 시료 각각의 좁은 폭의 각도를 갖는 채널로부터 측정하였다.

본 발명의 범위 및 원리를 벗어나지 않고 본 발명을 각종 수정 및 변경할 수 있음이 당 분야의 숙련업자에게는 자명하다.

Claims

중앙 흡수부 및 하나 이상의 액체 조절 부재를 포함하는 흡수 제품으로서, 상기 액체 조절 부재가 액체의 지향적 확산을 촉진시키는 깊이 약 5 내지 약 3000 미크론의 채널 다수개를 지닌 하나 이상의 친수성 표면을 갖는 시트를 포함하며, 상기 채널은 약 25 미크론 이하의 곡률 반경을 지닌 하나 이상의 새김눈을 가지며, 상기 친수성 표면은 상기 중앙 흡수부와 접촉되는 것을 특징으로 하는 흡수 제품.
제1항에 있어서, 액체 투과성 상부 시트와 배면 시트를 추가로 포함하고, 상기 중앙 흡수부는 상기 상부 시트와 배면 시트 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 제품.
제2항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 상기 배면 시트의 안쪽 표면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재를 상기 중앙 흡수부 내부에 끼워 넣는 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 부재의 한면 이상에 다수개의 V-형 홈들을 갖는 것을 특징으로 하는 제품.
제5항에 있어서, 상기 홈의 폭의 각도가 약 10°내지 약 120°인 것을 특징으로 하는 제품.
제5항에 있어서, 상기 홈의 폭의 각도가 α이고, α는 약 10°내지 약 120°이며, 상기 친수성 표면의 물과의 접촉각은 θ이고, 이때 θ는 (90°-α/2) 이하인 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가, 기하학적 불연속점을 갖는 새김눈을 지닌 다수개의 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 밖으로 불룩한 벽을 지닌 다수개의 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 안으로 불룩한 벽을 지닌 다수개의 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 수성액에 대하여 불투과성인 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 제품이 기저귀 또는 성인용 실금 고안물이고, 상기 액체 조절 부재의 두께는 약 10 내지 1500 미크론인 것을 특징으로 하는 제품.
제12항에 있어서, 상기 액체 조절 부재의 두께가 약 125 내지 1000 미크론인 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 제품이 침대 패드이고 이것의 두께는 약 10 내지 3000 미크론인 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 그 내부에 하나 이상의 개구부(aperture)를 갖는 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 1종 이상의 폴리올레핀으로 제조되는 것을 특징으로 하는 제품.
제2항에 있어서, 상기 배면 시트가 액체 불투과성인 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 상기 중앙 흡수부와 거의 같은 넓이로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 채널이 그 채널의 길이 전체에 걸쳐 거의 평행한 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 액체 조절 부재가 신장되어 있고, 상기 채널은 상기 액체 조절 부재의 종축을 따라 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 제품.
제1항에 있어서, 상기 채널의 측간격을 채널의 종축을 따라 변화시키는 것을 특징으로 하는 제품.
제21항에 있어서, 상기 채널의 측간격이 상기 채널의 종방향 안쪽 영역에서 최소이고, 바깥쪽 영역에서는 상기 최소값 보다는 넓은 것을 특징으로 하는 제품.