KR100257417B1 - 수성 체액용 흡수성 발포물질 및 이를 포함하는 흡수 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체액을 흡수하고 보유하는 흡수제품, 예를들면 기저구의 흡수 코어로서 또는 상기 코어에 사용하기에 적합한 흡수성 발포물질을 개시한다. 상기 발포물질은 바람직하게는 고 분산상(HIPE) 유중수적형 유화액을 중합시켜 제조된 친수성, 가요성, 연속기포 구조물을 포함한다. 상기 발포물질은 약 12 내지 100㎖/g 의 기공 부피 및 약 0.5 내지 5.0㎡/g 의 모세관 흡입 비표면적을 갖는다. 이들 물질은 또한 5.1kPa 의 유폐 압력에 의해 37℃에서 합성뇨로 자유 흡수용량까지 포화될 때 15분 후에 약 5 내지 95% 의 압축 변형이 유발되도록 하는 내압축변형성을 나타낸다.

Description

[발명의 명칭]

수성 체액용 흡수성 발포 물질 및 이를 포함하는 흡수 제품

[발명의 분야]

본 발명은 기저귀, 성인 실금자용 가멘트, 침대 패드, 팬티라이너, 땀 흡수밴드, 슈 라이너(shoe liner) 등과 같은, 체액, 예를들면 뇨 흡수 제품에 사용하기에 특히 적합한 유체 흡수 및 보유 특성을 가진 가요성 다공성 연속기포성 중합체성 발포 물질에 관한 것이다.

[발명의 배경]

기저귀, 생리대 제품, 붕대 등에 사용하기 위한 고흡수성 물질 및 구조물의 개발은 상업적으로 상당한 관심의 대상이 되고 있다. 그러한 제품은 본래 흡수성을 제공하는 다양한 직물 또는 면섬유에 의존하였다. 일반적으로 뇨와 같은 수성체액을 자체 중량의 5∼6배 까지 흡수하는 다양한 공기-적층식 셀룰로즈 펄프 배트의 개발로 흡수 물질 및 구조물의 분야가 보다 진보되었다. 가장 최근에는, 셀룰로즈 섬유와 폴리아크릴레이트와 같은 흡수성 겔화 물질의 병용으로 기저귀와 같은 흡수제품의 흡수용량이 크게 개선 되었으며, 현재 시판되는 비교적 얇은 기저귀의 제조가 가능하게 되었다. 그러나, 이러한 개선에도 불구하고 보다 우수한 흡수 물질 및 구조물에 대한 연구가 계속되고 있다.

본 분양의 전문가들은, 가장 넓은 태양으로 연속기포성 발포체 라고 여겨질 수 있는 통상적인 스폰지 물질이 흡수 구조물 및 제품에 매우 유용하다고 여기는 것 같다. 예를들면 천연 스폰지와 인공 셀룰로즈 스폰지 둘다 예전부터 물 및 기타 유체를 흡수하는데 사용되어 왔다. 그러나, 보다 엄밀히 고려해 보면, 상기 스폰지는 현재 계획된 유형의 고성능 체액 흡수 제품에 특히 적합하지는 않은 것으로 생각된다. 예를들면, 흡수 제품은 초기에는 건조한 상태로 사용된다. 많은 건조한 스폰지 물질이 매우 강성(경질)이고 피부에 거친 느낌을 준다는 것은 잘 알려져 있으며, 따라서 기저귀 및 기타 실금자용 제품에 사용하기에는 적합하지 않다. 또한, 많은 통상적인 스폰지 물질은 비균일한 기포 크기 및 부분적으로 또는 완전히 폐쇄된 기포를 가질 수 있으며, 이것은 스폰지에 의한 유체 흡입 및 보유를 방해한다. 마지막으로 통상적인 스폰지 물질은 상당량의 수성 유체를 흡수할 수 있지만 또한 매우 낮은 압력에 의해서도 흡수된 유체를 방출할 수 있다. 따라서, 상기 스폰지 물질은 기저귀를 착용한 어린이가 앉는 경우와 같이 압력이 가해지는 상황에서 흡수 구조물을 사용하는 경우 매우 부적합하다.

통상적인 "스폰지"라는 용어외에도, 다양한 용도를 위해 다양한 유체를 흡수할 수 있는 다양한 유형의 중합체 발포체에 대한 설명은 문헌들에 많이 나와있다. 또한, 기저귀 및 생리대 제품과 같은 흡수 제품의 요소로서 특정 유형의 중합체성 발포 물질을 사용하는 것이 공지되어 있다. 예를들면, 1977년 6월 14일자로 허여된 카라미(Karami)의 미국 특허 제 4,029,100호에는 흡수성 패드 제품에 고습윤 복원력을 제공하기 위해 패드 제품의 가랑이 영역에 발포제 구성요소를 사용할 수 있는 형태 유지 기저귀가 개시되어 있다.

특정 유형의 발포 물질은 또한, 수성 체액을 실제적으로 흡수, 흡입 및/ 또는 보유하는 목적의 흡수 제품에 유용하다고 기재되어 있다. 예를들면, 1971년 2월16일자로 허여된 린드퀴스트(Lindquist)의 미국 특허 제 3,563,243 호에는 주요 흡수제가 친수성 중합체로부터 제조된 친수성 발포 시이트인 기저귀등의 용도의 흡수 패드가 개시되어 있다. 상기 발포 시이트는 폴리(옥시에틸렌) 글리콜과 디이소시아네이트를 결합시키므로써 제조한다고 기술되어 있다. 1985년 11월 19일자로 허여된 데이비(Dabi)의 미국 특허 제 4,554,297 호에는 기저귀 또는 생리대 제품에 사용할 수 있는 체액 흡수성 기포성 중합체가 개시되어 있다. 상기 기포성 중합체는 하나 이상의 에폭시 수지와 아민-말단화된 폴리(알킬렌 옥사이드)의 반응 생성물을 포함한다. 1988년 4월 26일자로 허여된 가비(Garvey)등의 미국 특허 제 4,740,528 호에는 특정유형의 초강력 흡입성 가교결합된 폴리우레탄 발포체로부터 제조된 스폰지 흡수 조성물을 함유하는, 기저귀, 여성용 제품과 같은 흡수 복합체 구조물이 개시되어 있다.

체액용 흡수 제품의 요소로서 다양한 유형의 중합체성 발포체를 널리 사용하고 있지만, 상업적으로 시판되는 기저귀와 같은 흡수 제품에 특히 유용한 최적 조합된 특징 및 특성을 가진 다른 흡수성 발포 물질을 개발하는 것이 계속 필요하다. 본 발명자들은, 체액용의 최적 흡수 발포체 및 특히 기저귀 및 성인 실금자용 제품에 사용하기 위한 발포체는 하기 특성들을 가져야 한다고 결정하였다:

(a) 안락감과 성능을 위한, 가요성 및 바람직하게는 압축으로 부터의 복원력;

(b) 발포체가 배출되는 뇨 또는 기타 유체를 빠르게 수용하여 흡수하도록 하기 위한, 적합한 유체 포획율;

(c) 발포체가 흡수된 뇨 또는 기타 유체를 유체가 발포체에 처음 접촉한 영역에서 발포 구조물의 사용되지 않은 다른 영역으로 전달하여 연속적으로 배출되는 유체를 축적할 수 있게 하는, 비교적 우수한 흡입성 및 유체분포 특성;

(d) 부하, 즉 압력하에서의 비교적 높은 유체흡수 용량과 함께 비교적 높은 총 저장용량;

(e) 발포체가 적당히 높은 총 저장용량을 나타내고 얇은 유연성 물질을 포함하게 하는, 비교적 낮은 밀도; 및

(f) 발포 물질이 흡수제품의 기타 요소들로부터 유체를 흡입하여(분배받아) 저장된 상기 유체를 발포 구조물내에 유지할 수 있도록 하는, 흡수 제품의 기타요소가 나타내는 것보다 비교적 큰 체액 흡수에 대한 친화성.

상술한 특성들을 가진 흡수 발포체는 고성능 흡수 제품에 사용하는데 필요한 유체 포획성, 전달성, 저장성의 특징들을 제공한다. 최적 발포체는 바람직하게는 또한 부드러운 촉감을 준다. 물론, 피부에 접촉하거나 가까이 하여 사용하도록 고안된 흡수 발포체는 피부에 아무런 손상 또는 자극을 주어서도 안되며 사용자에게 독성 화학물질을 노출시켜서도 안된다. 이들은 기저귀와 같은 일회용 제품에 사용하도록 고안되기 때문에 바람직한 최적 발포체는 또한 비교적 저렴하고 제조하기 쉬워야 하며, 쓰레기 매립, 소각 및/또는 퇴비화 등과 같이 올바른 고체 폐기물 폐기 시스템에 적합하여야 한다.

또한, 흡수 제품 제조자들은, 상술한 유형의 최적 흡수성 발포 물질이 산업에 큰 진보를 가져올 것임을 주지하고 있을 것이다. 상기 발포체를 포함하는 흡수 제품은 바람직한 습윤 일체성을 가지며, 제품을 착용하는 전 기간동안 적합하게 고정되게 하며, 사용중 형태가 변하지 않으며, 바람직한 표면 건조함을 제공한다.

상기 발포 구조물을 포함하는 흡수 제품은 또한 상업적 규모로 제조하기가 보다 용이하다. 예를들면, 기저귀 제품 코어는 연속 발포 시이트중에서 간단히 스템핑할 수 있으며 공기-적층식 흡수코어 보다 훨씬 큰 일체성과 균일성을 갖도록 설계될 수 있다. 상기 발포체는 또한 원하는 형태로 성형되거나 심지어는 일체성의 단일형 기저귀 또는 팬티형 구조물로도 성형될 수 있다. 달리, 상기 발포 물질은 다른 통상의 흡수 구조물 요소와 조합(예를들면 병행)될 수 있다.

본 발명은 뇨와 같은 체액용의 흡수 제품에 사용하기에 특히 적합한 최적 흡수성 발포 물질을 규정하는 변수를 한정한다. 본 발명은 본원에서 또한, 체액 흡수성 제품에 이제까지 사용되던 발포 물질의 여러 결점들을 극복하는 흡수 발포체를 제공한다.

[발명의 개요]

조성물 태양에서, 본 발명은 수성 체액, 예를들면 소변을 흡수 및 보유하기에 특히 적합한 특정 유형의 중합체성 발포 물질에 관한 것이다. 상기 발포 물질은 여러개의 서로 연결된 연속 기포로부터 형성된 친수성 가요성 구조물을 포함하다. 이 기포성 발포 구조물은 흡수 물질로서 사용시에, 모세관 흡수법에 의해 측정할 때 약 12 내지 100mL/g의 공극율 및 약 0.5 내지 5.0㎡/g의 비표면적을 갖는다. 상기 발포 구조물은 또한 37℃에서 65±5 dyn/cm의 합성뇨로 포화 흡수용량까지 포화될 때 5.1Kpa의 유폐압력(confining pressure)에 의해 15분 후에 약 5 내지 95%의 압축 변형이 유발되도록 하는 내압축변형성(resistance to compression deflection)을 나타낼 것이다.

이들 특성을 가진 바람직한 흡수성 발포물질은 비교적 소량의 유상(oil phase)과 비교적 다량의 수상을 가진 특정의 유중수적형 유화액을 중합함으로써 제조할 수 있다. 이 유형의 중합가능한 유화액은 일반적으로 본 분야에 고분산상 유화액 또는 HIPE로 알려져 있다.

본 발명에서 바람직한 흡수 발포제 제조에 사용할 수 있는 특정 유중수적형 HIPE 유화액을 형성하는 유상은 실질적으로 수-불용성의 일작용성 유리상(glassy)단량체 성분 약 3 내지 41 중량%, 실질적으로 수-불용성의 일작용성 고무상공단량체 성분 약 27 내지 73 중량%, 실질적으로 수-불용성의 다작용성 가교결합제 성분 약 8 내지 30 중량% 및 유성상에 가용성이고 중합용 유화액을 안정하게 하는 유화제 성분 약 2 내지 33 중량%를 포함한다. 상기 바람직한 발포체 제조에 사용할 수 있는 유중수적형 HIPE유화액을 형성하는 수상 또는 "분산"상은 수용성 전해질 약 0.2 내지 40 중량%를 함유하는 수성 용액을 포함한다. 상기 유중수적형 HIPE 유화액중의 수상 대 유상의 중량비는 약 12:1 내지 100:1의 범위이다.

본 발명의 바람직한 흡수성 발포물질의 제조에 사용할 수 있는 유중수적형 유화액은 상술한 바와 같은 구조적 특성 및 내압축변형성을 가진 연속기포성 발포구조물을 제공하는 조건하에서 중합된다. 상기 발포 물질을 적합하게 친수성으로 만들고 수성 체액 흡수에 적합하도록 하기 위해서는 흔히 상기 발포체의 후속 후-중합 처리가 필요할 것이다.

제품 태양에서, 본 발명은 유체-흡수성 "코어"구성요소의 최소한 일부로서 본 발명의 중합체성 흡수성 발포 물질을 사용하는 기저귀와 같은 실금자용 흡수제품에 관한 것이다. 따라서, 광범위한 의미에서, 본 발명의 흡수 제품은 일반적으로 비교적 액체-불투과성 배면 시이트(또는 발포체 자체상의 수 불투과성 "표피부") 및 상술한 유형의 중합체성 흡수성 발포 물질을 포함한다. 상기 흡수성 중합체성 발포 물질은, 흡수성 발포 물질이 흡수 제품의 배면 시이트와 착용자의 체액 배설 영역사이에 위치되도록 배면 시이트와 결합된다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 대표적인 흡수성 HIPE 발포체의 간극의 현미경 사진이다.

제2도는 2층 구조의 흡수 기저귀 코어에 모래시계형 유체 저장/분포 구성요소로서 본 발명의 흡수성 발포 물질을 사용하는 일회용 기저귀의 절단도이다.

제3도는 흡수 코어로서 본 발명의 흡수성 HIPE 발포 구조물을 사용하는 일회용 연습용 팬티와 같은 형태-고정 제품의 절단도를 나타낸다.

제4도는 변형된 모래시계형의 흡수 발포체 유체 저장/분포층을 중첩시킨 모래시계형 유체 포획층을 가진, 또한 2층 코어 구조의 기저귀 구조물의 구성요소의 이격확대도를 나타낸다.

[발명의 상세한 설명]

기재한 바와같이, 본 발명은, 소변과 같은 배설된 수성 체액용 흡수제로서 매우 구체적으로 정의한 특정유형의 중합체성 발포 물질을 사용하는 데에 근거한다. 이들 중합체성 발포 흡수제는 따라서 기저귀, 실금자용 팬티 또는 패드, 연습용 팬티 등과 같은 흡수 제품의 흡수 코어로서 또는 그의 일부로서 사용할 수 있다.

중합체성 발포체는 일반적으로 비교적 단량체를 갖지 않는 가스 또는 비교적 단량체를 갖지 않은 액체가 중합성 단량체를 함유하는 액체중에 기포로서 분산되고, 이러한 기포들을 둘러싸는 단량체-함유 액체중의 중합성 단량체를 중합시킴으로써 생성되는 구조물로서 특징을 갖는다. 생성된 중합된 분산액은 기포들의 응집체인 다공성 고형화 구조물의 형태일 수 있고, 이러한 기포들의 경계 또는 벽은 중합된 고형물을 포함한다. 이러한 기포들은 중합전에 액상 분산질 중에서 '기포들'을 형성한, 비교적 단량체를 갖지 않는 가스 또는 액체를 함유한다.

하기에 더욱 상세하게 기술하는 바와 같이, 본 발명에 흡수제로서 유용한, 바람직한 중합체성 발포 물질은 특정한 형태의 유중 수적형 유화액을 중합시킴으로써 제조된 것들이다. 이러한 유화액은 비교적 소량의 증합성 단량체-함유 유상과 비교적 다량의 비교적 단량체를 갖지 않는 수상으로부터 형성된다. 따라서, 비교적 단량체를 갖지 않는 불연속적인 "내부" 수상은 연속적인 중합성 단량체-함유 유상에 의해서 둘러싸인, 분산된 "기포"를 형성한다. 연속적인 유상중의 단량체를 후속적으로 중합시킴으로써 기포형 발포 구조물을 형성한다. 중합시 형성된, 발포 구조물중에 잔류하는 액체는 이러한 발포체를 압축시키고/시키거나 건조시킴으로써 제거할 수 있다.

본 발명의 유중 수적형 유화액으로부터 제조된 바람직한 발포체를 포함하는 중합체성 발포체는 기포의 벽 또는 경계, 즉, 기포 개구(window)가 중합체성 물질로 충진되거나 흡수되는지 여부에 따라서 및/또는 그 정도에 따라서, 비교적 독립된 기포를 갖거나 비교적 연속적인 기포를 가질 수 있다. 본 발명의 흡수 제품 및 구조물중에 유용한 중합체성 발포 물질은 이러한 발포체의 각각의 기포의 대부분이 기포벽의 중합체성 물질에 의해서 서로 완전히 독립되지 않은, 비교적 연속적인 기포를 갖는 것들이다. 따라서, 이러한 실질적인 연속 기포를 갖는 발포 구조물에서 기포들은 그 내부에 발포체중의 하나의 기포로부터 다른 기포로 유체가 용이하게 이동하기에 충분히 큰 개방부 또는 "개구"를 갖는다.

본 발명에 유용한 유형의 거의 연속기포로 된 구조물에서, 발포체는 일반적으로 다수의 상호연결된 3차원적으로 분지된 웹에 의해 한정되는 개개의 기포들을 함유한 망상 구조를 갖는다. 연속 기포 발포 구조물의 분지된 웹을 이루는 중합체 물질의 스트랜드는 "골격(strut)"으로 칭할 수 있다. 전형적인 골격-형 구조를 갖는 연속-기포로된 발포체는 제1도에 나타낸 바와 같이 현미경사진으로 예로써 나타낸다. 본 발명의 경우, 발포 물질은 발포 구조물중의 80% 이상의 기포가 하나 이상의 인접 기포와 유체 연통되어 있다면 "연속기포로 이루어진"것이다. 또는, 발포 물질은 하기 기술한 바와 같이, 또한 하기에 나타내는 바와 같은 상기 변수에 대해 최소치를 초과하는, 유용한 기공 부피를 가질 경우, 실질적으로 연속적인 기포를 갖는 것으로 고려할 수 있다.

연속 기포를 갖는 것 외에, 본 발명의 중합체성 발포체 흡수제는 친수성을 갖는다. 본 발명의 발포체는 그가 하기 기술되는 바와 같은 양의 수성 체액을 흡수하도록 실질적으로 친수성을 가져야 한다. 바람직한 발포체의 형태와 제조 방법에 대해 하기 논의된 바와 같이, 본 발명의 발포체의 내면은 중합체성 발포체를 제조하는데 사용하기 위해서 선택된 특정한 단량체에 의해서, 중합후 발포 구조물중에 잔류하는 친수화제에 의해서, 또는 발포 구조물을 형성하는 물질의 표면 에너지를 조절하기 위해서 사용할 수 있는, 선택된 중합후 발포체 처리 공정에 의해서 친수성을 가질 수 있다.

중합체성 발포 물질의 "친수성"은 상기 발포체가 흡수성 시험

액체와 접촉하여 나타내는 "접착장력"을 참고로 하여 수량화할 수 있다. 접착 장력은 하기 식으로 정의된다:

상기식에서,

AT는 dyne/㎝로 나타낸 접착 장력이고,

γ는 dyne/㎝로 나타낸, 발포체 물질에 의해 흡수된 시험 액체의 표면 장력이고,

θ는 시험액체가 발포제 중합체 표면과 접촉하는 점에서 시험 액체에 접하는 벡터와 발포 중합체 물질의 표면과의 접촉 각도(。)이다.

특정 해당 친수성 발포 물질의 경우, 발포체가 나타낸 접착 장력은, 친수성 시험 액체, 예를 들면 합성 뇨의 흡수 중량을 칫수와 모세관 흡입 비표면적을 알고 있는 발포체 샘플에 대해 측정하는 절차를 이용하여 실험적으로 측정할 수 있다.

상기 절차는 하기의 "시험 방법" 부분에서 상세히 기술된다. 본 발명의 흡수제로서 유용한 발포체는 일반적으로, 65±5dynes/㎝의 표면 장력을 갖는 합성 뇨의 모세관 흡입에 의해 측정된 바와 같이, 약 15 내지 65dyne/㎝, 더욱 바람직하게는 약 20 내지 65dyne/㎝의 접착 장력을 나타낼 수 있는 친수성을 가진 것들이다.

"연속 기포" 및 "친수성"외에, 본 발명에 유용한 중합체성 발포 물질은 특정한 구조적 및 기계적 성질, 특징 또는 특성들의 조합을 갖는 것들이다.

이러한 선별된 구조적 및 기계적 성질, 특징 및/또는 특성들을 갖는 중합체성 발포체는 또한 그 결과로서 상기 발포체를 수성 체액용 흡수제로서 특히 적합하고 유용하도록 만드는 성능상의 성질, 예를들면 유체 처리성을 가짐을 밝혀내었다.

(Ⅰ) 구조적 특징

다소 서로 연관되고 서로 의존적인 구조적 성질들은 수성 체액을 흡수하는데 특히 적합한 흡수성 발포체의 실현에 필수적인 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 발포 물질은 발포체와 흡수될 수성 체액이 접촉하기 전의 특정 시점에서 하기에 명시한 것들과는 다른 구조적 특성과 상이한 구조적 성질을 가질 수도 있는 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 발포체는 예를 들면, 그들의 제조, 운반, 저장등의 기간중에 하기 설명되는 범위를 벗어나는 기공 부피, 비표면적, 밀도 및/또는 기포 크기값등을 가질 수 있다. 그러나, 이러한 흡수성 발포 구조물은 흡수 구조물과 그에 의해 흡수되는 수성 체액이 접촉되는 동안 적어도 일정 시점에서 물리적으로 또는 유동학적으로 변화되어 상기와 같은 구조적 성질에 대해 하기 기술되는 필요한 값들을 가질 경우에도 결코 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는다. 본 발명의 흡수성 발포체의 상기 필수적이고 바람직한 구조적 성질은 다음과 같이 요약할 수 있다.

(A) 기공 부피

기공 부피는 발포 구조물을 형성하는 고형물(중합체 구조물+임의의 잔류 고형물)의 단위 질량당 다공성 발포 구조물중의 개구부 또는 기포의 부피를 측정한 값이다. 기공 부피는 본 발명의 흡수성 발포체의 여러 성능과 기계적 특징에 영향을 미치는데 중요할 수 있다. 이러한 성능과 기계적 특징은 수성 체액에 대한 발포체의 흡수용량, 흡수성 발포체의 일부분에서 다른 부분으로 흡수된 수성 체액을 흡입함으로써 구조물내에서 유체가 분포되는 정도 및 속도, 발포체의 가요성과 발포체의 압축 변형성을 포함한다.

기공 부피는 구조물의 실제적인 기공 부피를 정확하게 지적 하는 임의의 적합한 실험 방법에 의해서 측정할 수 있다. 이러한 실험방법은 일반적으로, 발포구조물내에 도입될 수 있고 따라서, 이러한 발포체의 연속 기포가 차지하는 부피를 나타낼 수 있는 시험 액체의 부피 및/또는 질량을 측정함을 포함한다. 따라서, 본 발명의 발포체의 기공 부피 변수는 "유효 기공 부피"라고도 부른다.

유효 기공 부피를 실험적으로 측정하기 위한 하나의 통상적인 방법은 발포구조물의 외부로부터 발포 구조물내로 이소프로판올과 같은 낮은 표면 장력을 갖는 액체를 도입하는 것이다. 이소프로판올을 사용하여 유효 기공 부피를 측정하는 과정은 하기 시험 방법중에 기술되어 있다. 그러나, 유효 기공 부피를 측정하기 위해서, 다른 시험 액체 및 절차를 사용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명에 유용한 흡수성 발포체의 기공 부피는 다수의 발포체 조성과 공정 특성을 조정함으로써 변화시키고 조절할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 바람직한 HIPE 유화액을 기본으로 하는 발포체에 있어서, 이러한 기공 부피가 영향을 주는 특성들은 HIPE 유화액의 물 대 오일 비율, 사용되는 수상 전해질의 유형과 양, 사용되는 유상 유화제의 유형과 양, 중합후 발포체의 세척 및/또는 치밀화시키기 위한 압축 단계 및 이러한 압축 단계후 중합된 발포 구조물의 복원도를 포함할 수 있다.

본 발명의 발포 물질은 일반적으로 약 12 내지 100㎖/g, 더욱 바람직하게는 약 20 내지 70㎖/g, 가장 바람직하게는 약 25 내지 50㎖/g의 기공 부피를 갖는다. 이러한 범위의 기공 부피는 본 발명에 의해서 제조된 발포체의 이론적인 기공 부피의 "포괄적인" 정의이다. 따라서, 이론적인 기공 부피에 근사한 값들을 제공할 수 있을 것으로 기대되는 임의의 실험 방법이 상기 범위내의 값들을 제공할 경우, 이러한 방법에 의해서 시험되는 발포 물질은 본 발명의 범주에 속하는 것이다.

(B) 모세관 흡입 비표면적

본 발명의 발포 물질의 또다른 필수 구조적 특성은 특정한 모세관 흡입 비표면적이다. 모세관 흡입 비표면적은 일반적으로 벌크 발포 물질(중합체 구조물+잔류 고형물)의 단위 질량당 특정한 발포체를 형성하는 중합체성 망상조직중에 시험 유체가 접근 가능한 면적의 크기이다. 모세관 흡입 비표면적은 발포체중의 단위 기포들의 크기(즉, 직경) 및 이러한 단위 기포들을 형성하는 골격의 크기(길이, 폭 및 두께)에 의해서 측정된다. 따라서 모세관 흡입 비표면적은 이러한 표면이 흡수성에 관여하는 정도로 발포체 망상조직에 의해서 제공된 고형 표면의 총량을 수량화 한 것이다.

본 발명의 흡수성 발포체와 같은 연속 기포를 갖는 발포 구조물의 모세관 흡입 비표면적은 모세관(또는 모세관 흡입)에 영향을 주는 발포체의 특성이다. 발포체의 모세관 현상은 본 발명의 발포 물질이 발포 구조물내에서 유체의 흡입을 유발시키는 유체 보유량을 제공하기 위해서 충분한 모세관 작용을 갖도록 조절되고 선택되어야 한다. 따라서, 발포 중합체 표면의 친수성을 조절하고 모세관 흡입 비표면적을 조절하는 것은, 본 발명의 흡수성 발포체에 필수적인 모세관 작용수준을 제공하는 수단이다. 비교적 높은 모세관 흡입 비표면적의 발포체는 고흡수용량(및 저밀도)와 고도의 모세관작용의 매우 바람직한 조합을 제공한다. 높은 비표면적 발포구조물을 구성하는 골격의 미분성의 결과이다.

본 발명의 발포체의 모세관 흡입 비표면적은 발포체의 기공 부피에 영향을 주는 다수의 동일한 조성과 공정 변수들을 조정함으로써 변화시키고 조절한다. HIPE 유화액을 기본으로 하는 발포체에 있어서, 이러한 조성 변수들을 HIPE 유화액의 물 대 오일 비율, HIPE 유화액중에 사용되는 단량체, 유화제, 및 전해질의 양을 포함한다. 모세관 흡입 비표면적에 영향을 주는 공정 변수들은 혼합 에너지 및 온도를 포함한다.

지적한 바와 같이, 본 발명의 목적을 위해서, 본 발명의 흡수제품으로서 또는 그중에 사용되는 임의의 주어진 발포 물질의 특정 비표면적은 통상적으로 모세관 흡입 원리를 이용하는 과정에 의해서 측정한다. 이러한 과정에서, 모세관 흡입 비표면적은 질량과 크기를 알고 있는 발포체 샘플중에 존재하는, 낮은 표면장력을 갖는 유체(예를 들면, 에탄올)의 모세관 흡수량을 측정함으로써 측정한다. 모세관 흡입 방법에 의한 발포체의 비표면적을 측정하는 과정에 대한 상세한 설명은 하기 시험 방법중에 설명되어 있다. 모세관 흡입 비표면적을 측정하기 위해서 다른 적절한 방법도 사용할 수 있다.

본 발명에 유용한, 연속 기포를 갖는, 다공성 흡수성 발포체는 특정한 모세관 흡입 비표면적 특성을 갖도록 제조된 것들이다. 특히, 본 발명의 발포체는 약 0.5 내지 5.0㎡/g, 보다 바람직하게는 약 0.75 내지 4.5㎡/g, 가장 바람직하게는 약 1.0 내지 4.0㎡/g 범위의 모세관 흡입 비표면적을 갖는다. 이러한 모세관 흡입 비표면적 값을 갖는 친수성 발포체는 일반적으로 이러한 발포체가 뇨와 같은 수성체액에 대해 흡수용량, 유체 보유 및 유체 흡입 또는 분포 특성의 특히 바람직한 균형을 갖는다.

(C) 추가적이거나 또다른 구조적 특징

기공 부피 및 모세관 흡입 비표면적과 상호 연관되고 본 발명의 발포체를 특징짓는 추가적 이거나 또다른 방법으로서 사용할 수 있는 본 발명의 흡수성 발포체의 2가지 추가적인 구조적 특성은 발포체 밀도 및 이러한 발포체를 구성하는 기포의 평균 크기 또는 직경이다. 상기 두가지 추가적/또다른 구조적 특성은 각각 하기에 기술되어 있다.

(1) 발포체 밀도

기공 부피 및 모세관 흡입 비표면적과 같은, 본 발명의 발포물질의 밀도는 본 발명의 흡수성 발포체의 다수의 성능과 기계적 특성에 영향을 줄 수 있다. 이는 수성 체액에 대한 흡수성, 발포체중에서 유체 분포의 정도와 속도 및 가요성과 압축 변형성을 포함한다. 또한, 본 발명의 흡수성 발포 구조물의 밀도는 상기 구조물의 비용 효능을 결정할 수 있다는 것도 중요하다.

공기중에서 발포체 부피 ㎠당 발포체 g으로 나타내는 발포체의 밀도는 본 발명에서는 건조 중량 기준으로 명시한다. 따라서, 예를 들어, HIPE 유화액의 중합, 세척 및/또는 친수성화후, 발포체중에 잔류할 수 있는 흡수된 액체의 양은 발포체의 밀도를 계산하고 표시하는데 무시된다. 그러나, 본 발명에 명시된 바와 같은 발포된 물질은 전해질, 유화제, 친수화제 등과 같이, 중합된 발포체 중에 존재하는 잔류 고형물을 포함한다. 사실상, 이러한 잔류 물질은 발포 물질의 질량에 중대한 기여를 할 수도 있다.

발포구조물의 단위 부피당 고형 발포물질의 질량을 측정할 수 있는 임의의 적합한 중량법을 발포체 밀도를 측정하는데 사용할 수 있다. 예를 들면, 하기 시험 방법에서 더욱 상세하게 기술되는 ASTM 중량법은 밀도를 측정하는데 사용할 수 있는 한가지 방법이다. 발포체 샘플의 제조과정(건조, 숙성, 프리플렉싱(preflexing)등)이 얻어진 밀도 측정치를 변화시킬 수 있는 경우에는, 다른 밀도 측정방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 이러한 또다른 방법은 발포 물질내에 흡수된 시험 액체를 사용하는 중량 밀도 측정법을 포함할 수 있다. 이러한 형태의 밀도 측정법은 건조 밀도가 발포체의 기공 부피의 역수에 근사한 본 발명의 발포체와 같은 매우 저밀도 발포체의 밀도를 측정하는데 유용하다. (문헌[Chatterjee, "Absorbency", Textile Science and Technology, Vol. 7, 1985, p41]참조). 기공 부피와 모세관 흡입 비표면적에 있어서, 하기 기술되는 발포체 밀도의 범위가 포함될 수 있다. 즉, 이러한 범위는 임의의 적합한 실험적인 측정방법에 의해서 측정되는 밀도 값들을 포함한다.

본 발명의 흡수성 발포체는 바람직하게는 이러한 흡수성 발포체가 흡수될 액체와 접촉시, 약 0.01 내지 0.08g/㎠, 보다 바람직하게는 약 0.014 내지 약 0.05g/㎠, 가장 바람직하게는 약 0.02 내지 0.04g/㎠의 건조중량 기준 밀도값을 갖는다. 흡수성 발포체의 밀도는 상기 기공 부피 조절에 대해 기술된 다수의 동일한 발포체 조성과 공정 변수들을 조절함으로써 상기 범위내로 조절할 수 있다. 본 발명의 흡수성 발포체 구조물의 밀도는 그 구조물 전체에 걸쳐 일정할 필요는 없다. 발포구조물의 몇몇 부분 또는 대역은 그의 다른 부분 또는 대역보다 비교적 높거나 낮은 밀도를 가질 수 있다.

(2) 기포 크기

필수적인 변수는 아니지만 본 발명의 바람직한 발포물질을 정의하는데 유용할 수 있는, 본 발명의 흡수성 발포체의 추가적이거나 또다른 구조적 특성은 기포 크기이다. 발포체의 기포, 및 특히 비교적 단량체를 갖지 않는 수상의 기포들을 둘러싸는 단량체-함유 유상을 중합함으로써 형성되는 기포는 종종 실질적으로 구형의 형태를 갖는다. 따라서, 이러한 실질적인 구형 기포의 크기 또는 "직경"은 본 발명에 사용되는 특정한 형태의 바람직한 흡수성 발포체뿐만 아니라 일반적인 발포체를 특징짓는데 일반적으로 사용되는 또다른 변수이다. 주어진 중합체성 발포체의 샘플중의 기포는 동일한 크기를 가질 필요가 없기 때문에, 평균 기포 크기, 즉, 평균 기포 직경을 주로 명시한다.

발포체 밀도, 모세관 흡입 비표면적 및 기공 부피와 함께 기포 크기는 본 발명의 흡수성 발포 물질의 많은 중요한 물리적 및 성능 특징에 또한 영향을 줄 수 있는 발포체 변수이다. 기포 크기는 모세관 흡입 비표면적, 기공부피 및 발포체 친수성과 함께 발포체의 모세관 현상을 결정하는 인자이기 때문에, 기포 크기는 흡수용량 및 본 발명의 발포체 흡수제품의 내부 유체 흡입 특성에 직접 영향을 줄 수 있는 발포체 구조적 변수이다. 기포 크기는 또한 내압축변형성과 이의 복원성, 및 가요성과 같은 특징을 비롯하여 본 발명의 흡수성 발포체의 기계적 특성에 영향을 줄 수 있다.

발포체중의 평균 기포크기를 측정하는데 다수의 기술을 이용할 수 있다. 이러한 기술로는 당해 분야에 공지된 수은 다공도 측정법(mercury porosimetry)이 있다. 그러나, 발포체중의 기포 크기를 측정하는데 가장 유용한 기술은 발포체 샘플의 간단한 사진 기술이다. 예를들어, 도면중의 제1도는 본 발명에서 유용한 전형적인 HIPE 발포체 흡수 구조물의 파쇄 표면의 현미경 사진이다. 10마이크론의 크기를 나타내는 눈금은 현미경 사진위에 겹쳐져 있다. 이러한 눈금은 영상 분석 절차를 통해 평균 기포 크기를 측정하는데 사용할 수 있다. 발포체 샘플의 현미경 사진을 영상 분석하는 것은, 사실상, 본 발명의 발포체 구조물의 평균 기포 크기를 측정하는데 통상적으로 사용할 수 있는 분석 도구이다. 이러한 기술은 에드워드(Edwards et al.)의 미합중국 특허 제4,788,224호(1988년 11월 29일자로 허여됨)에 보다 상세히 기술되어 있다. 이 특허는 본원에 참고로 인용되어 있다.

직접 현미경 사진을 관찰하여 측정하는 경우, 본 발명에 따라 수성 체액용 흡수제로 유용한 발포체는 약 5 내지 100마이크론의 평균 기포크기를 갖는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 기포 크기는 약 10 내지 90마이크론이다. 가장 바람직하게는, 기포 크기는 약 15 내지 80마이크론이다.

본 발명의 발포체 흡수제중의 기포의 크기 또는 직경은 모세관 흡입 비표면적 및 이용 가능한 기공 부피에 영향을 끼치는 공정 특징 및 동일한 유형의 발포체 조성의 변화에 의해 영향받고 조절될 수 있다. 바람직한 HIPE-기본 발포체의 경우, 이들은 본 발명의 중합성 발포체 구조물의 HIPE 유화액 전구물질중의 수상 "기포"의 크기를 측정하는 인자들을 포함한다. 따라서, 기포 크기는 HIPE 유화액의 물 대 오일 비, 및 HIPE 유화액을 제조하는데 사용한 유화제의 유형 및 양을 조절하여 변화시킬 수 있다. 기포 크기는 또한 고형 발포체 구조물을 제조한 후 이들을 간단히 압축하여 변형시킬 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명의 흡수 발포체중의 기포의 크기는 일반적으로 특정한 발포체 샘플 또는 발포체 샘플중의 대역에서 평균 기포크기를 계산할 수 있을 정도로 균일하지는 않다. 물론, 비교적 크거나 비교적 적은 평균 기포크기의 불연속적인 확인가능한 대역을 갖는 흡수 발포체를 사용하는 것이 가능하다.

(Ⅱ) 기계적 특징

상기 언급한 적합한 중합체 조성 및 구조적 특징을 갖는 흡수 발포체는, 일반적으로, 이러한 발포체를 일회용 기저귀와 같은 흡수 제품에 흡수 구조물로서 사용하기에 적합토록 하는 기계적 특성, 예를 들어, 내압축변형성, 가요성, 압축 변형으로부터의 복원성, 일체성, 유연성 등을 갖는다. 그러나, 상술한 구조적 한계내에서, 특히 바람직한 기계적 특성을 나타내는 발포체 흡수제를 제공하는 변수 및/또는 특정한 발포체 제조기술 및 조건을 혼합하여 선택하는 것이 가능하다. 실금자용 흡수 제품에서 사용하기에 특히 적합한 흡수 발포체의 실현에 기여하는 것으로 확인된 특정의, 약간 서로 밀접한 기계적 특성은 하기와 같이 요약될 수 있다.

(A) 내압축변형성

본 발명의 중합체성 발포체의 가장 중요한 기계적 특징은 내압축변형성에 의해 측정되는 발포체 흡수제의 강도이다. 본 발명의 발포체 흡수제가 나타내는 내압축변형성은 발포체 망상구조를 형성하는 "골격(strut)"의 중합체 탄성률 및 크기의 함수이다. 골격의 탄성률은, 다시, (a) 골격의 중합체 조성, 및 (b) 골격이 나머지 물질, 예를들어 유화제, 합성 수성 상 또는 후속적으로 가해진 친수성화제(가공후 발포체 구조물에 잔류함)에 의해 가소화되는 정도에 의해 측정된다.

기저귀와 같은 흡수 제품에서 흡수 구조물로 유용하도록 하기 위해, 본 발명의 흡수 발포물질은 이러한 흡수물질이 유체의 흡수 및 보유에 관련되는 경우 초래되는 힘에 의한 변형 또는 압축에 대해 적합한 저항성을 가져야 한다. 내압축변형성과 관련하여 충분한 발포체 강도를 갖지 않는 발포체는 부하되지 않은 조건하에서 허용가능한 양의 체액을 포획하고 저장할 수도 있으나, 발포체를 함유한 흡수 제품의 착용자의 움직임 및 활동에 의해 초래된 압축응력하에서 이러한 체액을 너무 쉽게 포기할 것이다.

본 발명에 사용한 발포체 흡수제가 나타내는 내압축변형성은 특정 시간동안 특정한 유폐 압력하에 유지된 포화된 발포물질의 샘플에서 생성된 변형률의 양을 측정하여 수량화할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해 이러한 측정은 표준 크기의 발포체 샘플 두께가 0.8㎝이고 원의 단면적이 6.5㎠인 실린더 상에서 수행할 수 있다. 이러한 샘플은 65±5dyne/㎝의 표면장력을 갖는 합성뇨로 포화시키고, 이어서 37℃의 온도에서 15분 동안 5.1kPa의 유폐 압력을 가한다. 이러한 시험에서 유발된 변형률의 양은 샘플의 압축 두께를 나타내는 본래 샘플 두께의 퍼센트로 기록한다. 내압축변형성을 수량분석하기 위해 특정 유형의 시험을 수행하는 방법은 시험방법 부분에 보다 상세하게 제시되어 있다.

본 발명에 유용한 흡수 발포체는, 65±5dynes/㎝의 표면장력을 갖는 합성뇨를 사용하여 그의 자유 흡수용량으로 포화시킨 경우, 5.1Kpa의 유폐 압력이 발포체 구조물의 약 5% 내지 95% 압축 변형률을 생성하는 정도의 내압축변형성을 나타내는 것들이다. 이러한 조건하에서 생성된 변형률은 바람직 하게는 약 5% 내지 75%, 가장 바람직하게는 약 5% 내지 50%이다. 본 발명의 바람직한 HIPE 발포체의 경우, 내압축변형성은 단량체, 공단량체 및 가교결합 유형, 및 농도를 적당히 선택하면서 적당한 유화액 형성 및 유화액 중합조건 및 기술을 선택하여 상기 범위내의 변형률값으로 조절할 수 있다. 따라서, 이러한 바람직한 발포체는, 이러한 발포체가 높은 비표면적을 제공하기에 낮은 밀도 및 매우 미세한 골격을 가질지라도, 적당한 내압축 변형성을 제공하기에 충분히 큰 탄성률을 갖는 물질로 제조할 수 있다.

(B) 가요성

본 발명의 흡수 발포체는 착용자의 신체 모양을 따르는 흡수 제품에서 사용할 수 있을 정도로 충분한 가요성을 가져야 한다. 따라서, 본 발명의 흡수 발포체가 가요성이라는 특징은, 이들 발포체가 이들의 구조적 일체성에 상당한 손상을 주지 않거나 이들의 흡수용량에 상당한 손실을 주지 않으면서 흡수 제품에서 사용하는데 필요한 정도로 변형되거나 굴곡될 수 있음을 의미한다.

바람직한 본 발명의 흡수 발포체는 이러한 발포 물질을 함유한 흡수제품을 제조하고, 가공하고, 포장하고, 수송하고, 저장하는 동안 초래되는 압축력 또는 변형력을 견뎌내기에 충분한 가요성을 또한 가져야 한다. 예를들어, 일회용 기저귀는 일반적으로 기저귀 코어가 종방향 및 횡방향으로 접혀진 상태에서 포장되고 시판된다. 일회용 기저귀는 또한 일반적으로 접혀진 기저귀의 꾸러미 형태로 시판되며, 이 꾸러미는 이들 주위의 포장지에 담겨져 있으며 포장지에 의해 압축된다. 따라서, 가공 및 시판하는 동안 본 발명의 발포체 흡수체에 가해질 수 있는 압축력 및 변형력은 사용도중 발포물질에 가해진 압축력 및 변형력보다 클 수 있다.

본 발명의 흡수 발포체가 처리 특성을 견뎌내야 한다면, 본 발명의 바람직한 흡수 발포 물질은 구조적 일체성에 상당한 손상을 주지 않으면서 굴곡에 견뎌내는 능력을 참조로 정량분석할 수 있는 가요성 특징을 가질 것이다. 특정 크기의 발포체 샘플이 파괴됨이 없이 특정 속도로 실린더 축 주위로 굴곡될 수 있는지, 및 굴곡되는 횟수를 측정하여 본 발명의 흡수성 발포체의 가요성을 측정하는 절차가 하기 시험 방법 부분에 기술되어 있다. 본 발명의 바람직한 발포체는 체액용 흡수제로 사용되는 관점에서 37℃에서 포화된 발포물질이 파괴됨이 없이 굴곡 시험을 할 수 있을 정도로(즉, 1주기 이상의 굴곡강도를 나타낼 정도로) 충분히 가요적인 것들이다. 더욱 바람직하게는, 이러한 시험 절차를 수행하는 경우 파괴됨이 없이 2회 이상 굴곡될 수 있는 것이 바람직한 발포체이고, 더욱 바람직한 것은 5회 이상 굴곡될 수 있는 것이다.

(C) 바람직하거나 추가적인 기계적 특성

압축변형성 및 가요성 특징에 대한 저항성 이외에, 본 발명의 바람직한 발포체 흡수제는 또한 몇가지 추가적인 유형의 기계적 특성을 갖는다. 이러한 바람직한 기계적 특성은 압축변형으로 부터의 바람직한 복원성(즉, 탄성), 발포체 일체성, 및 접촉시의 유연성을 포함한다. 바람직한 기계적 특성은 각각 하기에 보다 상세히 기술되어 있다.

(1) 압축변형으로 부터의 복원성

압축변형으로부터의 복원성은 제조, 저장 또는 사용도중 초래되는 힘으로 변형되거나 압축된 후 발포물질의 단편이 그의 본래 크기로 되돌아가는 경향에 관한 것이다. 본 발명의 목적을 위해, 본 발명의 바람직한 발포체 흡수제의 압축변형으로 부터의 복원성은 적당한 지점(사용밀도)에서 발포체에 대해 측정해야 하며, 종종 이러한 조건에서, 발포체는 흡수된 체액을 함유한다. 따라서, 압축변형으로부터의 복원성은 건조되거나 합성뇨로 포화된 발포체상에서 측정할 수도 있다.

압축변형으로부터의 복원성을 측정하기 위한 적합한 절차는 이후에 시험방법 부분에 개시되어 있다. 일반적으로 이 절차는 건조되거나 합성뇨로 그의 자유 흡수용량까지 포화된 표준 크기의 발포체 샘플을 압축하고 압축을 제거함을 포함한다. 샘플은 일정한 시간동안 50% 압축시켜 유지하고, 이어서 압축을 해제한다. 압축력이 제거된 후 샘플이 1분동안 그의 두께를 복원하는 정도는 샘플의 압축 변형(탄성) 경향으로부터의 복원성을 측정하는 것으로 간주된다.

본 발명의 바람직한 흡수 발포체는 일반적으로 건조된 경우 1분 후에 본래 두께의 85% 이상 및/또는 습윤된 경우 1분 후에 본래 두께의 75% 이상의 복원성을 나타낸다. 더욱 바람직하게는 이러한 바람직한 발포물질은 건조된 경우 90% 이상 및/또는 습윤된 경우 80% 이상의 압축 변형으로 부터의 복원성을 가질 것이다.

(2) 발포체 일체성 및 유연성

사용가능하거나 유용한 흡수 구조물의 실현에 절대적으로 필요한 것은 아니지만, 본 발명의 HIPE 발포체 흡수제는 사용도중 구조적 일체성 및 접촉에 대한 유연성(자극이 적음)의 추가적인 기계적 특성을 갖는 것이 바람직하다. 예를들어, 유아용 기저귀와 같은 흡수 제품에서 사용하려는 발포물질은 종종 착용자가 걷고, 달리고, 기거나 점프할 때 초래되는 동력 및 정력이 가해질 것이다. 이러한 힘은 발포체 흡수제를 압축하고 이로부터 체액을 방출시킬뿐만 아니라 발포체 구조물을 찢거나 파쇄시키는 경향이 있다. 분명한 것은 사용도중 발포체가 찢어지거나 파쇄되는 빈도를 최소화하는데 충분한 구조적 일체성을 갖는 방법으로 발포체 구조물을 사용하는 것이 이롭다는 것이다.

본 발명의 발포체 구성요소는 또한 하기에 보다 상세히 기술하는 바와 같이, 발포물질 표면이 착용자의 피부에 밀착해 있는 구조로 흡수제품에서 사용할 수 있다. 따라서, 매우 바람직한 것은 본 발명의 흡수성 발포체의 표면이 접촉시 허용가능하게 부드럽고 비-자극적인 것이다.

(Ⅲ) 유체 처리 및 흡수 특성

적합한 중합체 조성 및 상술한 바와 같은 구조적 특성 및 기계적 특징들을 가진 흡수 발포체는 일반적으로 특히 바람직하고 유용한 체액 처리 및 흡수 특성을 나타낼 것이다. 그러한 유체 처리 및 흡수 특성은 수성 체액을 포획 및 유지하도록 설계된 흡수 제품에 흡수 구조물로서 사용하기에 특히 적합한 본 발명의 바람직한 발포물질을 제공한다.

적합한 흡수 발포체의 현실화와 가장 관련된 유체 처리 및 흡수 특성은, (A) 특히 가압하에서의 발포체의 평형 흡수용량, (B) 발포 구조물을 통한 유체의 수직 흡입율, (C) 특정의 기준 흡입 높이에서의 발포체의 흡수용량, 및 (D) 발포체가 접촉할 수 있는 경쟁적인 흡수 구조물로부터 유체를 흡입하는(분배받는) 흡수성 발포 구조물의 능력이다. 이들 특성 각각을 다음에서 보다 상세히 기술한다.

(A) 흡수용량 및 가압하의 흡수용량

흡수용량은, 임의의 발포체 샘플이 샘플내의 고체 물질의 단위 질량당 그의 기포 구조 내로 흡수하는 시험 유체(합성뇨)의 총량이다. 가압하의 흡수용량은, 발포체 샘플을 압축력하에 둘때 발포체가 그의 기포 구조내에 보유할, 유폐압력없이(자유흡수용량) 유지된 그 유체의 양을 나타낸다. 상기 흡수용량의 측정은 본 발명의 목적을 위해서는 평형, 즉 발포체 샘플이 모든 유체를 포획 및/또는 보유하도록 한 후에 (시험 유체로 완전히 포화된 발포체 샘플 형성에 필요한 기간 보다 길 수 있다) 산출한다. 기저귀와 같은 흡수 제품에 흡수제로 특히 유용한 발포 물질은 최소 자유 흡수용량 및 또한 최소 가압하 흡수용량을 초과할 것이다.

이후에 시험방법 부분에서 보다 자세히 기술한 공정을 사용하며, 중량 분석 기법에 의해 임의의 발포체 샘플에 대한 자유 흡수용량 및 가압하 흡수용량 둘다를 측정할 수 있다. 상기 기법에서는, 특정의 공지된 크기 및 중량의 발포체 샘플을 시험 유체(합성뇨) 접시에 놓아 시험유체를 평형까지 흡수하게 한다. 포화된 샘플을 유체에서 제거한 후 발포체의 g당 보유된 유체의 양(즉, 측정된 자유 흡수용량)을 산출한다. 이 포화된 발포체 샘플을 이어서 매 단계마다 분출된 유체를 배출시키면서 단계적으로 약간씩 압축력을 증가시킨다. 약 1.0psi(6.9Kpa) 이하의 각각의 압력 부하량에서 샘플내에 보유된 유체의 양을 중량법으로 측정한다.

뇨 흡수용 흡수 제품에 특히 유용하기 위해서는, 본 발명의 발포 흡수제는 건조한 발포 물질의 g 당 최소한 약 12mL, 바람직 하게는 최소한 약 20mL의 합성뇨의 평형 자유 흡수용량을 가져야 한다. 또한, 37℃에서 15분 동안 유지된 약 0.74psi(5.1kPa)의 유폐 압력하에서 상기 발포물질의 흡수용량은 상기 발포체의 평형 자유 흡수용량의 최소한 약 5%, 더욱 바람직하게는 최소한 약 20%이어야 한다.

(B) 수직 흡입능

본 발명의 유용한 흡수 발포체의 또하나의 유체 처리 특성은 발포 구조물을 통해 허용가능한 양의 체액이 빨리 이동 또는 "흡입"되는 능력과 관계 있다. 수직 흡입성, 즉 중력 방향의 힘과 반대되는 방향으로 유체가 흡입되는 성질은 본 발명의 흡수성 발포 물질의 특히 바람직한 성능이다. 이것은 상기 발포물질이 흔히, 흡수할 유체가 제품내에서 비교적 하부위치에서 제품의 흡수 코어내의 비교적 상부위치로 이동되어야 하는 방식으로 흡수 제품에 이용되기 때문이다.

수직 흡입능은 발포체를 통해 액체가 이동하여 발포 구조물 내에 보유되는 모세관 흡입력의 크기와 관계있다. 따라서 수직 흡입 경향과 관련된 발포체 특성화 변수는 본 발명의 바람직한 발포체가 흡수 제품에서 흡수 구조물로서 성능을 얼마나 잘 발휘하는가를 나타낸다. 본 발명의 발포 흡수제의 경우, 유체 흡입 경향은 수직 흡입율 시험 및 수직 흡입 흡수용량 시험 둘다를 기준으로 하여 정량평가할 수 있다.

(1) 수직 흡입율

수직 흡입율 시험은 37℃에서 수행할 때 착색된 시험 액체(예, 합성뇨)가 저장 장소에서 특정 크기의 발포체 시험편을 통해 수직 5㎝ 높이까지 흡입되는데 걸리는 시간을 측정하는 것이다. 상기 수직 흡입율 시험은 이후의 시험법 부분에서 보다 상세히 기술한다. 소변 흡수용 흡수 제품에 특히 유용하도록 하기 위해서는, 본 발명의 발포 흡수체는 합성뇨(65±dyn/㎝) 흡수시 약 30분 이내의 5㎝ 수직흡입율을 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 바람직한 발포 흡수제는 합성뇨 흡수시 약 5분 이내의 5㎝ 수직 흡입율을 가질 것이다.

(2) 수직 흡입 흡수용량

수직 흡입 흡수용량 시험은 수직 흡입율 시험과 병행하여 수행한다. 수직 흡입 흡수용량은 수직 흡입율 시험에 사용된 동일한 표준크기의 발포체 샘플의 흡수 발포체 g 당의 매 1인치(2.54㎝) 수직 부분까지 흡입된 시험 유체의 양을 측정하는 것이다. 상기 측정은 일반적으로 샘플이 평형(예를 들면 약 18시간 후)까지 시험 유체를 수직 흡입하도록 한 후 수행한다. 수직 흡입율 시험과 유사하게, 수직 흡입 흡수용량 시험 또한 이후의 시험방법 부분에서 보다 자세히 기술한다. 뇨 흡수용 흡수 제품에 특히 유용하도록 하기 위해서는, 본 발명의 바람직한 발포 흡수제는 일반적으로, 11.4㎝(4.5인치)의 수직 흡입 높이에서 발포 시험편이 흡수 발포체의 g당 최소한 약 10mL의 합성뇨(65±5dyn/㎝)의 흡수용량을 갖는 정도의 수직 흡입 흡수용량을 가질 것이다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 바람직한 발포 흡수제는 발포체의 g당 합성뇨 약 20 내지 45mL의 11.4㎝(4.5인치) 수직 흡입 흡수용량을 가질 것이다.

(c) 분배(Partitioning)

본 발명의 흡수 발포 구조물은 흔히, 배설된 체액을 포획, 분포 및/또는 저장하는데 참여할 수 있는 다른 유형의 흡수 구조물과 함께 흡수 제품에 사용될 것이다. 본 발명의 발포 구조물이 흡수 제품중의 유체 저장/재분포 구성요소로서 주로 작용하도록 된 태양에서, 상기 발포체는 체액을 다른 흡수 제품 구성요소(또한 상기 유체를 흡수한다)로부터 발포 구조물내로 끌어당기는 경향을 갖는 것이 바람직하다. 다른 흡수 제품 구성요소로부터 유체를 흡인하는 그러한 경향은 본 분야에 "분배"로 공지되어 있다. 분배 및 분배 성능을 측정하기 위한 특정 방법은 예를들면 1986년 9월 9일자로 허여된 웨이스맨/골드맨(Weisman/Goldman)의 미국 특허 제4,610,678호에 개시되어 있다. 상기 미국 특허 제4,610,678호에 개시된 것과 유사한 방법들을 사용하여 분배성능을 시험할 경우, 본 발명의 흡수 발포 구조물은 특히 바람직한 유체 분배 특성을 나타낸다.

(Ⅳ) 바람직한 HIPE 흡수 발포체

상기 언급된 바와같이, 필요하고 바람직한 구조적, 기계적 및 유체 처리 특징을 모두 갖도록 제조할 수 있는 특히 바람직한 흡수성 발포물질은 수상 대 유상의 비가 비교적 높은 유중수적형 유화액을 중합시켜 얻은 생성물이다. 수상 대 유상의 비가 비교적 높은 유형의 유화액은 고 분산상 유화액(high internal phase emulsions, "HIPEs" 또는 "HIPE" 유화액)으로 당해분야에 공지되어 있다. 이러한 유화액의 중합에서 생성된 바람직한 중합체성 발포물질은 "HIPE 발포체"로 본원에 언급되어 있다.

중합성 발포 전구물질 HIPE 유화액을 제조하는데 사용된 수상 및 유상의 상대량은, 기타 많은 변수중에서, 생성된 바람직한 중합체성 발포체의 구조적, 기계적 및 성능 특성을 측정하는데 중요하다. 특히, 발포체-형성 유화액중의 물 대 오일의 비는 발포체 밀도, 기포 크기, 발포체의 비표면적 및 발포체를 형성하는 골격의 크기에 영향을 줄 수 있다. 본 발명의 바람직한 중합성 HIPE 발포물질을 제조하는데 사용된 유화액은 일반적으로 수상 대 유상의 비가 약 12:1 내지 100:1, 보다 바람직하게는 약 20:1 내지 70:1, 가장 바람직하게는 약 25:1 내지 50:1이다.

본 발명의 바람직한 HIPE 발포체를 제조하는데 사용된 유화액의 연속적 유상은 중합되어 고형 발포체 구조물을 형성하는 단량체를 포함한다. 상기 단량체는 주로 단량체 성분, 공단량체 성분 및 가교결합제 성분을 포함한다. 특정 유형 및 특정량의 주로 일작용성 단량체(들) 및 공단량체(들) 및 다작용성 가교결합제(들)를 선택하는 것은 이러한 물질들을 본 발명에 사용하기에 적합하도록 하는 구조적, 기계적 및 유체 처리 특성을 바람직하게 조합한 특성을 갖는 흡수성 HIPE 발포 물질을 실현 시키는데 중요할 수 있다.

바람직한 발포체-전구물질 HIPE 유화액의 유상에서 사용한 주로 일작용성 단량체 성분은 최종적으로 생성된 발포체 구조물에 유리와 유사한 특성을 부여하는 경향이 있는 하나이상의 단량체를 포함한다. 이러한 단량체는 이후에 "유리상(glassy)" 단량체로 언급 하며, 본 발명의 경우, 약 40℃를 초과하는 유리전이 온도 Tg를 갖는 고분자량(6000을 초과함) 단독중합체를 제조하는 단량체 물질로 정의한다. 바람직한 일작용성 유리상 단량체 유형은 스티렌-기본 단량체이고, 스티렌 그 자체는 가장 바람직한 종류의 단량체이다. 치환된, 예를들어 일치환된 스티렌, 예를들어 p-메틸 스티렌을 또한 사용할 수도 있다. 일작용성 유리상 단량체 성분은 보통 중합 시키려는 HIPE 유화액을 제조하는데 사용한 오일상을 약 3 내지 41중량%, 보다 바람직하게는 약 7 내지 40중량% 포함한다.

주로 유리상 단량체 물질과 함께 HIPE 유상의 오일 상에 또한 존재하는 일작용성 공단량체 성분은 최종적으로 생성된 발포체 구조물에 고무와 유사한 특성을 부여하는 경향이 있는 공단량체를 하나이상 포함한다. 이러한 공단량체는 하기에 "고무상(rubbery)" 공단량체로 언급하며, 본 발명의 경우, 약 40℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 고분자량(10,000을 초과함) 단독 중합체를 제조하는 단량체 물질로 정의한다. 이러한 유형의 일작용성 고무상 공단량체는, 예를들어 알킬-아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 부타디엔, 치환된 부타디엔, 비닐리딘 할라이드 및 이러한 공단량체와 공단량체 유형의 혼합물이다. 바람직한 고무상 공단량체는 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 부타디엔, 이소프렌 및 이들 공단량체의 혼합물이다. 이들 모든 종류중에서, 가장 바람직한 것은 부틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트이다. 일작용성 고무상 공단량체 성분은 일반적으로 유상을 약 27 내지 63중량% 보다 바람직하게는 약 27 내지 66중량% 포함한다.

본 발명의 바람직한 흡수 발포체를 제조하는데 사용한 HIPE 유화액에서, 주로 일작용성 유리상 단량체(들) 및 일작용성 고무상 공단량체(들)은 둘다 상기 인용한 농도 범위내로 유상에 존재해야 한다. 또한, 일작용성 유리상 단량체 성분 대 일작용성 고무상 성분의 몰비는 일반적으로 약 1:25 내지 1.5:1, 보다 바람직하게는 약 1:9 내지 1.5:1이다.

유리상 단량체(들) 및 고무상 공단량체(들)로 제조한 중합체 쇄는 가교결합되어 있기 때문에, 본 발명에서 바람직한 HIPE 발포체를 제조하는데 사용한 유화액의 유상은 또한 다작용성 가교결합제를 함유 해야 한다. 일작용성 단량체 및 공단량체에서와 같이, 특정 유형 및 특정량의 가교결합제를 선택하는 것은 구조적, 기계적 및 유체-흡수 특성의 바람직한 조합을 갖는 바람직한 중합성 발포체를 최종적으로 실현시키는데 매우 중요하다.

사용한 일작용성 단량체 및 공단량체의 유형 및 양에 따라, 또한 최종적으로 실현된 바람직한 중합체성 발포체의 바람직한 특성에 따라, 바람직한 HIPE 유화액 발포체 전구물질에서 사용하기 위한 다작용성 가교결합제 성분은 다양한 다작용성, 바람직하게는 이작용성 단량체중에서 선택할 수 있다. 따라서, 가교결합제는 디비닐벤젠, 디비닐톨루엔 또는 디알릴프탈레이트와 같은 디비닐 방향족 물질일 수 있다. 또한, 폴리올의 디아크릴산 에스테르와 같은 디비닐 지방족 가교결합제를 사용할 수 있다. 본 발명에서 바람직한 HIPE 유화액으로 가장 허용가능한 발포체를 제조하는데 적합하다고 밝혀진 가교결합제는 디비닐벤젠이다.

임의 유형의 가교결합제는 일반적으로 바람직한 발포체-형성 유화액의 유상내에서 약 8 내지 40중량%, 보다 바람직하게는 약 10 내지 25중량%의 양으로 사용된다. 이러한 범위내의 가교결합제(들)의 양은 일반적으로 유상중에 존재하는 총 단량체들을 기준으로 약 5 내지 60몰%의 가교결합제 몰 농도를 제공한다.

본 발명에서 바람직한 HIPE 유화액의 대부분의 유상은 최종적으로 바람직한 중합체성 발포체 흡수제를 제조하는 상술한 단량체, 공단량체 및 가교결합제를 포함한다. 따라서, 이들 단량체, 공단량체 및 가교결합제가 주로 유상에 용해되고 수상에는 용해되지 않도록 필수적으로 거의 수-불용성이어야 한다. 거의 불용성인 단량체 물질을 사용하면 적당한 특징 및 안정성을 갖는 바람직한 HIPE 유화액이 실현될 수 있다.

물론, 본 발명에 바람직한 중합체성 발포물질을 제조하기 위해 사용한 단량체, 공단량체 및 가교결합제가, 최종적으로 제조된 발포체 중합체가 적당히 무독성이고 적당히 화학적으로 안정하도록 하는 유형을 갖는 것이 매우 바람직하다. 따라서, 이러한 단량체, 공단량체 및 가교결합제는 후-중합 발포체 가공 및/또는 사용도중 초래될 수 있는 매우 낮은 잔류 농도에서 약간 무독성이거나 전혀 독성이 없는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 중합체성 발포체를 제조하는데 사용한 HIPE 유화액의 유상의 또다른 필수 성분은 안정한 HIPE 유화액을 제조하는 유화제를 포함한다. 이러한 유화제는 유화액을 제조하는데 사용한 유상에 용해되는 것들이다. 사용된 유화제는 유화제 또는 유화제의 혼합물이 안정한 유화액을 제조하는 한은 비이온성, 양이온성, 음이온성 또는 양쪽성일 수 있다. 적합한 특징을 갖는 유화제 성분을 제공하는데 사용할 수 있는 유화제의 바람직한 유형은 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리글리세롤 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌(POE) 지방산 및 에스테르이다. 특히 바람직한 것은 솔비탄 모노라우레이트(SPAN20), 솔비탄 모노올리에이트(SPAN80), 및 솔비탄 모노올리에이트(SPAN80)와 솔비탄 트리올리에이트(SPAN85)의 혼합물과 같은 솔비탄 지방산 에스테르이다. 특히 바람직한 유화제 혼합물은 중량비가 약 3:1이상, 보다 바람직하게는 약 4:1 이상인 솔비탄 모노올리에이트와 솔비탄 트리올리에이트의 혼합물이다. 다른 사용가능한 유화제는 그린스테드(Grindsted)에서 시판중인 폴리글리세롤 에스테르인 트리오단(TRIODAN)20 및 헨켈(Henkel)에서 시판중인 솔비탄 세스퀴올리에이트인 엠소브(EMSORB) 2502이다.

유화제 성분은 일반적으로 HIPE 유화액을 제조하는데 사용하고 다시 본 발명에서 바람직한 중합체성 발포체를 제조하는데 사용하는 유상을 약 2 내지 33중량% 포함한다. 더욱 바람직하게는, 유화제 성분은 약 4 내지 25중량%의 유상을 포함한다.

상술한 단량체 및 유화제 성분이외에, 본 발명의 중합가능한 HIPE 유화액을 제조하는데 사용한 유상은 또한 추가의 선택적 성분을 함유할 수 있다. 선택적 유상 성분은 이후에 논의되는 일반적 유형의 유용성(oil-soluble) 중합개시제일 수 있다. 유상의 또다른 가능한 선택적 성분은 유상 단량체 및 유화제 성분에 대해 거의 수-불용성인 용매일 수 있다. 물론, 이러한 유형의 용매는 최종적으로 중합되는 단량체를 용해시킬 수 없다. 이러한 용매를 사용하는 것은 바람직하지 않지만, 이러한 용매를 사용한 경우, 일반적으로 유상을 약 10중량% 이하 포함한다.

언급한 바와같이, 이전에 논의한 HIPE 유상은 본 발명의 바람직한 발포체를 실현하기 위해 중합되는 유화액에서 연속 상이다. 중합가능한 HIPE 유화액의 불연속적인 내부 상은 일반적으로 하나 이상의 용해된 성분을 함유한 수용액인 수상이다. 필수적으로 용해된 수상의 성분은 수용성 전해질이다. HIPE 유화액의 수상에 용해된 전해질은 주로 유용성인 단량체 및 가교결합제가 수상에 용해되는 경향을 최소화하기 위해 제공된다. 이 전해질은 차례로 유화액의 중합도중 중합체성 물질이 수상 기포에 의해 형성된 오일/물 계면에서 기포 개구를 채우는 정도를 다시 최소화할 수 있다. 따라서, 전해질의 존재 및 생성된 수상의 이온농도는 생성된 바람직한 중합체성 발포체가 연속 기포로 되었는지, 그리고 연속기포로 이루어질 수 있는 정도를 측정할 수 있다.

이온 농도를 부여하는 이온 물질을 수상에 제공하는 임의의 전해질을 사용할 수도 있다. 바람직한 전해질은 수용성 할라이드, 예를들어 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 클로라이드, 니트레이트 및 설페이트와 같은 1가, 2가 또는 3가 무기 염이다. 이들의 예는 염화나트륨, 염화칼슘, 황산나트륨 및 황산마그네슘이다.

본 발명의 바람직한 태양에서 사용하기에 가장 바람직한 것은 염화칼슘이다.

일반적으로 전해질은 본 발명에서 바람직한 중합체성 발포체에 대해 전구물질인 HIPE 유화액의 수상에서 약 0.2 내지 약 40중량%의 수상 농도로 사용된다. 더욱 바람직하게는, 전해질은 약 0.5 내지 20중량%의 수상을 포함한다.

본 발명에서 바람직한 중합체성 발포체를 제조하는데 사용한 HIPE 유화액은 또한 전형적으로 중합 개시제를 함유한다. 이러한 개시제 성분은 일반적으로 HIPE 유화액의 수상에 가하며, 임의의 통상적인 수용성 유리 라디칼 개시제일 수 있다. 이러한 유형의 물질은 과산소 화합물, 예를들어 나트륨, 칼륨 및 암모늄 퍼설페이트, 카프릴릴 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 과산화수소, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, t-부틸 디퍼프탈레이트, t-부틸 퍼벤조에이트, 나트륨 퍼아세테이트, 나트륨 퍼카보네이트 등이다. 통상의 산화환원 개시제 시스템을 또한 사용할 수 있다. 이러한 시스템은 전술한 과산소 혼합물을 나트륨 비설파이트, L-아스코르브산 또는 제1철 염과 같은 환원제와 혼합하여 제조한다.

개시제 물질은 유상중에 존재하는 중합가능한 단량체의 총 몰을 기준으로 약 5몰% 이하 차지할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 개시제는 유상중의 중합가능한 단량체의 총 몰을 기준으로 약 0.001 내지 0.5몰% 차지한다. 수상에서 사용하는 경우, 이러한 개시제 농도는 약 0.02 내지 0.4중량%, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 0.2중량%의 수상 농도로 개시제를 수상에 가하여 실현시킬 수 있다.

이후에 보다 상세히 기술된 공정을 거쳐, 이전에 기술된 유상 및 수상을 교반하에 혼합하여 안정한 발포체 형태로 유화액을 제조 한다. 이러한 HIPE 발포체에 유상내에서 단량체를 중합시키고, 따라서 고형 기포성 발포체 구조물을 제조하는데 충분하고 적합한 중합조건을 가한다.

본 발명의 발포체 구조물을 제조하는 중합체 물질의 화학적 특성, 구성 및 형태는 HIPE 유화액에서 사용한 단량체, 공단량체 및 가교결합제의 유형 및 농도, 및 사용한 유화액 중합 조건에 의해 결정된다. 이러한 중합체성 물질은 일반적으로 이 물질 자체가 접촉하는 수성 액체를 별로 가소화시키거나 흡수하지 않는다는 점에서 수성 액체중에서 팽화되지 않는다. 그러나, 중합체 물질의 특정한 단량체 구성, 분자량 또는 형태가 무엇일지라도, 생성된 바람직한 중합성 물질은 일반적으로 특성상 점탄성이다. 따라서, 본 발명의 바람직한 발포체 구조물의 중합체는 점성이고, 즉 유체와 같은 특성을 가지며, 탄성적이다. 즉 스프링과 같은 특성을 갖는다. 중요한 것은 기포성 발포체 구조물을 형성하는 중합성 물질이 사용도중 적합한 가요성, 내압축변형성, 및 흡수발포 물질에 대한 칫수 안정성을 부여하는 물리적, 유체역학적 및 형태학적 특징을 갖는다는 것이다.

본 발명의 바람직한 흡수성 발포체 구조물을 형성하는 가교 결합된 중합체 물질은 그의 중합성 구조물상에 극성 작용 그룹을 거의 갖지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 중합단계 직후에, 이러한 바람직한 흡수 발포체의 발포체 구조물 표면을 형성하는 중합체 물질은 특성상 비교적 소수성이다. 따라서, 바람직한 중합 발포체는 이러한 발포체가 수성 체액용 흡수제로 사용될 수 있도록 발포체 구조물 표면을 비교적 보다 친수성이 되게 더 처리할 필요가 있다. 발포체 표면의 친수성화는 경우에 따라, 일반적으로 중합되는 HIPE 발포체 구조물을 이후에 보다 상세히 기술되는 방법으로 친수성화제로 처리 하여 수행할 수 있다.

친수성화제는 이들과 접촉하고 이들이 침착되는 중합체 표면의 습윤성을 향상시키는 임의의 물질이다. 친수성화제는 당해 분야에 공지되어 있다. 공지된 물질은 일반적으로 음이온, 양이온 또는 비이온 유형의 계면활성제이다. 친수성화제는 일반적으로 액상 형태로, 전형적으로 물에 용해된 형태로 사용되어 HIPE 발포체 표면에 적용되는 수성 친수성화 용액을 형성한다. 이러한 방법으로, 친수성화제는 바람직한 HIPE 발포체 구조물의 중합체 표면을 거의 친수성으로 되게 하지만 발포체의 바람직한 가요성 및 압축변형 특징을 변형시키지 않는 적합한 양으로 상기 표면에 흡착될 수 있다. 친수성화 물질로 처리한 바람직한 발포체에서, 친수성화제는 발포체 구조물내에 잔류하는 친수성화제의 잔류량이 발포체 중량의 약 0.1 내지 10% 범위가 되도록 발포체 구조물에 혼입된다.

적합한 친수성화제의 한 유형은 발포체중에 잔류하는 계면 활성제를 발포체의 중량을 기준으로 약 0.5 내지 5.0중량%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 3중량% 정도로 제공하기에 충분한 양으로 발포체 구조물에 적용된 온화하고, 비교적 무자극적인 계면활성제를 포함한다. 이러한 계면활성제는, 예를들어 JOY LIQUID DETERGENT와 같이 시판용 접시세척액으로 사용되는 유형의 알킬 설페이트 및 알킬에톡실화 설페이트를 포함할 수 있다. 이러한 계면활성제의 수용액은 전형적으로 발포체 중합 공정에서 잔류하는 수상 물질을 제거한 후이거나, 또는 보다 바람직하게는 잔류하는 수상 물질을 제거하도록 제공된 세척 처리제의 일부로서 HIPE 발포체 구조물을 세척하는데 사용한다.

여전히 바람직한 또다른 유형의 친수성화제는 수화성, 바람직 하게는 흡수성 또는 조해성, 수용성 무기 염을 포함한다. 이러한 물질은, 예를들어 독물학적으로 허용가능한 칼슘 및 마그네슘 염이다. 이러한 유형의 물질 및 발포체 친수성화제로서 수-불용성 계면 활성제와 함께 사용되는 용도는 본원에 참고로 인용되고 동시출원된 미합중국 특허원 제743,951호(P＆G Case No.4454)(Thomas A. DesMarais)[상기 출원은 1992년 8월 12일 또는 그전에 본 국제(PCT) 출원과 동시에 UR/RO에 출원된, 적어도 EPO를 지정하는 대응 국제(PCT) 출원이다]에 보다 상세히 기술되어 있다. 이러한 유형의 바람직한 염은 바람직한 흡수성 발포체를 제조하는데 사용한 HIPE 유화액의 수상에서 전해질(이후에 논의됨)로 사용될 수 있는 염화칼슘과 같은 할로겐화 칼슘 및 마그네슘을 포함한다.

수화성 무기 염의 형태인 친수성화제는 발포체를 이러한 염의 수용액으로 처리하여 흡수성 발포체에 쉽게 혼입시킬 수 있다. 계면 활성제 친수성화제에서와 같이, 수화성 무기 염의 용액은 일반적으로 중합 발포체로부터 잔류 수상을 제거한 후에 또는 제거하는 공정의 일부로서 소수성 발포체를 처리하고 친수성화 하는데 사용할 수 있다. 발포체를 이러한 용액과 접촉시키는 것은 발포체의 약 0.1 내지 7중량% 잔류량으로 염화칼슘과 같은 수화성 무기 염을 균일하게 침착시키는데 사용하는 것이 바람직하다.

중합시에 비교적 소수성인 바람직한 발포체 구조물을 친수성화 처리하는 것은 전형적으로 적합한 친수성을 본 발명의 바람직한 HIPE 발포체에 부여하는데 필요하고 충분한 정도로 수행한다. 그러나, 바람직한 HIPE 유화액 유형의 몇몇 발포체는 제조시에 적합하게 친수성일 수 있으며, 따라서, 친수성화제로 추가 처리할 필요는 없다. 특히, 바람직한 HIPE 발포체는 솔비탄 지방산 에스테르를 유상에 가한 유화제로서 사용하고 염화 칼슘을 HIPE 유화액 발포체 전구물질의 수상에서 전해질로 사용하는 것들이다. 이러한 경우에, 중합후 발포체내에 유지된 잔류하는 수상 액체는 중합된 유화액 발포체가 탈수된 후에도 잔류하는 유화제-함유 내부 발포체 표면이 적합하게 친수성으로 되기에 충분한 양의 염화칼슘을 함유하거나 침착시킨다.

(Ⅴ) 흡수성 발포체의 제조방법

본 발명의 흡수성 발포체 물질은 이전에 기술된 필수적이고, 경우에 따라 바람직한 구조적 및 기계적 특징을 갖는 친수성 발포체가 생성되는 한은, 임의의 적합한 중합 및 후-중합 공정단계를 사용하고 임의의 적합한 단량체 물질을 혼합하여 제조할 수 있다. 논의된 바와같이, 필요한 구조적 및 기계적 특징을 갖고 바람직한 유체 처리 특성을 갖는 중합성 발포체를 실현시키는 바람직한 방법은 고분산상 유화액(HIPEs)의 중합을 포함한다. 이러한 바람직한 절차를 사용하여 흡수성 발포체를 제조하는 방법은 본원에서 기대하는 유형의 발포체를 제조하는 방법을 예시하기 위해 기술되어 있다.

바람직한 발포체 제조방법은, (A) 안정한 고 분산상 유화액 (HIPE)을 제조하는 단계, (B) 고형 중합체성 발포체 구조물을 제조하는데 적합한 조건하에 안정한 유화액을 중합시키는 단계, (C) 고형 중합체성 발포체 구조물을 세척하고, 필요에 따라, 물 및/또는 액상 친수성화제로 처리하여 본래 잔류하는 수상을 중합성 발포체 구조물로부터 제거하고 임의의 필요한 친수성화제를 침착시킴으로써 고형 중합체성 발포체 구조물을 친수성화하는 단계, 및 (D) 발포체 물질이 수성 체액용 흡수제로 유용하게 되도록 하는데 필요한 정도로 중합성 발포체 구조물을 탈수시키는 단계를 포함한다. 각각의 기본 공정 단계는 하기에 보다 상세히 기술되어 있다.

(A) HIPE 유화액의 제조

본 발명에서 바람직한 발포체 흡수물질에 대한 HIPE 유화액 전구물질은 전술한 유상을 전술한 수상과 혼합하여 제조할 수 있다. 수상 대 유상의 중량비 및 상기 혼합비는 일반적으로 약 12:1 내지 100:1, 보다 바람직하게는 약 20:1 내지 70:1이다.

본 발명의 HIPE 유화액을 제조하는데 사용한 유상은 필수 단량체, 공단량체, 가교결합체 및 유화제와 같은 전술한 필수 성분을 함유한다. 유상은 또한 용매 및 중합 개시제와 같은 선택적 성분들을 함유할 수 있다. 본 발명의 HIPE 유화액을 제조하는데 사용한 수상은 필수성분으로서 전술한 전해질을 함유하며, 또한 선택적 성분, 예를 들어 수용성 유화제, 및/또는 중합 개시제를 함유할 수 있다.

HIPE 유화액은 혼합한 유상 및 수상을 전단 교반하여 제조할 수 있다. 전단교반은 일반적으로 안정한 유화액을 혼합된 유상 및 수상으로부터 제조하는데 필요한 정도만큼 및 그러한 시간동안 수행 한다. 이 공정은 회분식 또는 연속식으로 수행할 수 있고, 일반적 으로 유화액으로부터 최종적으로 형성된 중합 발포체가 필요한 기공 부피 및 다른 구조적 특징을 갖는 정도로 유상 소적이 분산되어 있는 유화액을 제조하는데 적합한 조건하에서 수행된다. 유상과 수상의 혼합물을 유화시키는 것은 종종 핀 임펠러와 같은 혼합 또는 교반 장치를 사용함을 포함한다.

본 발명에서 사용할 수 있는 바람직한 HIPE 유화액 제조방법은 필요한 유상 및 수상을 혼합 및 유화시키기 위한 연속 공정을 포함한다. 이 공정에서는 이전에 기술한 유상을 포함한 액상 스트림이 약 0.08 내지 1.5㎖/초 범위의 유속으로 형성되고 제공된다. 동시에, 이전에 기술한 수상을 포함한 액상 스트림이 또한 약 4 내지 50㎖/초 범위의 유속으로 형성되고 제공된다. 이러한 유속에서, 2개의 스트림은 이전에 제시된 필요한 수상 대 유상 중량비가 접근하고 도달하고 유지되도록 하는 방법으로 적합한 혼합 챔버 또는 대역에서 혼합된다.

혼합 챔버 또는 대역에서, 혼합된 스트림은 일반적으로, 예를 들어 적합한 배열 및 크기를 갖는 핀 임펠러에 의해 전단 교반시킨다. 전단은 전형적으로 약 1000 내지 4000sec^-1정도로 가한다. 혼합 챔버에서 체류 시간은 종종 약 5 내지 30초이다. 일단 형성되면, 액상 형태의 안정한 HIPE 유화액은 약 4 내지 52㎖/초의 유속으로 혼합 챔버 또는 대역에서 회수할 수 있다.

연속 공정을 거쳐 유용한 HIPE 유화액을 제조하는 바람직한 방법은 미합중국 특허원 제743,947호(P＆G Case No. 4453)(Thomas A. DesMarais, Stephen T. Dick and Thomas M. Shiveley)[상기 출원은 1992년 8월 12일 또는 그전에 본 국제(PCT) 출원과 동시에 UR/RO 에 출원된, 적어도 EPO를 지정하는 대응 국제(PCT) 출원이다]에 보다 상세히 기술되어 있다. 이 특허원은 본원과 동시에 출원되었으며, 본원에 참고로 인용되었다.

(B) HIPE 유화액의 중합

상술한 바와 같이 형성된 HIPE 유화액은 일반적으로 중합시키기에 적합한 반응용기, 컨테이너 또는 영역에 위치시킨다. 본 발명의 한가지 실시태양에 있어서, 반응 용기는, 중합을 목적으로 하는 정도로 수행한 후 추가의 공정을 위해 최종 중합된 고형 발포 물질을 쉽게 제거할 수 있는, 폴리에틸렌으로 만든 통을 포함한다.

HIPE 유화액을 처리하는 중합 조건은 유화액의 유상 및 수상의 단량체 성분과 기타 성분 및 이용되는 중합 개시제의 종류와 양에 따라 변화한다. 그러나, 종종 중합 조건은 HIPE 유화액을 약 55 내지 90℃, 보다 바람직하게는 약 60 내지 66℃의 승온에서 약 4 내지 24시간, 보다 바람직하게는 약 4 내지 12시간의 범위동안 유지하는 것을 포함할 것이다.

C) HIPE 발포체의 세척 및 친수성화

상기 기술된 중합 단계의 완결후 생성되는 고형 HIPE 발포체는 일반적으로 중합에 앞서서 HIPE 유화액을 제조하는데 사용되는 잔류 수상 물질로 채워진 기포를 갖는 가요성, 연속-기포 다공성 구조일 것이다.

일반적으로 전해질 수용액, 잔류 유화제 및 중합 개시제를 포함하는 잔류 수상 물질은 상기 발포체의 추가의 공정 및 사용전의 시점에서 발포체 구조물로부터 제거되어야 한다. 원래의 수상 물질 제거는 상기 발포체 구조물을 압축하여 잔류 액체를 압출하고/하거나 상기 발포체 구조물을 물 또는 기타 세척 수용액으로 세척하여 수행된다. 종종, 수회의, 예를들면 2회의 압축 및 세척 단계를 사용한다.

발포 구조물로부터 원래의 수상 물질이 요구되는 정도까지 제거된 후, 상기 HIPE 발포체는 예를들어 적합한 친수성화제의 수용액으로 연속 세척함으로써 처리될 필요가 있을 수 있다. 사용될 수 있는 친수성화제는 본 원에 기재되어 있다. 언급한 바와같이 친수성화제로 HIPE 발포 구조물을 처리하는 것은, 필요하다면, 바람직한 양의 친수성화제가 혼입되고, 상기 발포체가 선택된 임의의 액상 흡수제에 대해서 바람직한 접착 장력을 보일 때까지 계속할 수 있다.

(D) 발포체의 탈수

상기 HIPE 발포체가 궁극적으로 적합하게 친수성을 갖는 건조된 발포체가 되기에 필요한 정도로 처리되고난 후, 상기 발포체는 절단되거나 그렇지 않으면 흡수 제품의 흡수 구조물로서 만들어지기 전에, 일반적으로 탈수된다. 탈수는 상기 발포체를 압축시켜 잔류수를 압출시키거나, 상기 발포체 또는 그 안의 물을 승온, 예를들어 약 60 내지 100℃의 온도 또는 마이크로파로 처리하거나, 또는 압축 및 수가열 기술을 조합시킴으로써 수행할 수 있다. HIPE 발포체 공정중 탈수 단계는 사용하기 위한 HIPE 발포체가 실용적으로 건조될 때까지 수행될 것이다. 종종, 이러한 압축에 의해 탈수된 발포체는 건조 중량을 기준으로 약 50 내지 500중량%, 보다 바람직하게는 50 내지 200중량%의 수분 함량을 갖는다. 후속적으로, 가열된 발포체는 건조 중량을 기준으로 수분 함량이 5 내지 40중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 15중량%이 되도록 건조될 수 있다.

(Ⅵ) 흡수 제품

본 발명은 또한 본 발명의 발포 흡수 구조물을 유체 흡수 "코어" 구성요소의 최소한 일부로서 사용하는 체액 흡수 제품에 관한 것이다. 본원에 사용된 "흡수 제품"은 제품 사용자 또는 실금자가 배설한 상당량의 뇨 또는 기타 유체(즉, 액체), 예를들면 수성 배설 물질을 흡수할 수 있는 소비자 제품을 의미한다. 그러한 흡수 제품의 예로는 일회용 기저귀, 실금자용 가멘트, 일회용 연습용 팬티, 침대 패드 등이 포함된다. 본 발명의 흡수 발포 구조물은 특히 기저귀, 실금자용 패드 또는 가멘트, 의복 땀받이 등과 같은 제품에 사용하기에 적합하다.

가장 간단한 형태에서, 본 발명의 흡수 제품은 단지 비교적 액체-불투과성 배면 사이트 및 이 배면 시이트에 결합된 하나 이상의 발포 흡수 구조물을 포함하다. 발포 흡수제 및 배면 시이트는 발포 흡수 구조물이 배면시이트와 흡수제품 착용자의 유체 배출 영역사이에 위치되는 방식으로 결합될 것이다. 액체 불투과성 배면시이트는 약 1.5밀(0.038㎜)의 두께를 가진 모든 재료, 예를들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌(이것은 흡수 제품내에 유체를 보유하게 할 것이다)를 포함할 수 있다.

보다 통상적으로 본 발명의 흡수 제품은 또한 착용자의 피부에 접촉되는, 흡수 제품의 측면을 덮는 액체 투과성 상면시이트 구성 요소를 포함할 것이다. 이 구조에서, 흡수 제품은 배면 시이트와 상면 시이트 사이에 위치된, 본 발명의 흡수 구조물 하나 이상을 포함하는 흡수 코어를 포함한다. 액체-투과성 상면 시이트는, 실질적으로 다공성이고 체액이 쉽게 통과하여 하부 흡수 코어로 이동할 수 있게 하는 모든 물질, 예를들면 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온 등을 포함할 수 있다. 상기 상면 시이트 재료는 상면 시이트와 착용자의 피부간의 접촉 영역에 수성체액을 보유하는 친화성이 없는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 흡수 제품 실시태양의 흡수 코어는 하나이상의 본 발명의 발포 구조물로만 이루어질 수 있다. 예를들면, 흡수 코어는 사용되는 흡수 제품 유형에 가장 잘 맞도록 원하는 바에 따라 또는 필요에 따라 성형된 하나의 단일 조각의 발포체를 포함할 수 있다. 달리, 흡수 코어는 함께 접착 결합되거나 밀봉 티슈의 중첩에 의해 또는 흡수 제품의 상면 시이트와 배면시이트 수단에 의해 함께 유지되는 접착되지 않은 응집체로 단순 결합될 수 있는 여러개의 발포체 조각 또는 입자를 포함할 수 있다.

본 발명의 흡수 제품의 흡수 코어는 본 발명의 하나이상의 발포 흡수 구조물 이외에 또한 기타 요소, 예를 들면 통상적인 요소 또는 물질을 포함할 수 있다. 예를들면, 본 발명의 흡수제품은 본 발명의 발포 흡수 구조물 입자 또는 조각과 통상적인 흡수물질, 예를들면 (a) 목재 펄프 또는 기타 셀룰로즈 섬유 및/또는 (b) 중합체성 겔화제 입자 또는 섬유의 결합물, 예를들면 공기 적층 혼합물을 포함하는 흡수 코어를 사용할 수도 있다.

본 발명의 발포 흡수 물질과 기타 흡수 물질의 결합물을 포함하는 하나의 실시태양에서, 본 발명의 흡수 제품은, 본 발명의 발포 구조물 하나 이상을 함유하는 코어층을, 통상적인 흡수 구조물 또는 물질을 포함하는 추가의 별도의 코어층 하나 이상과 함께 사용할 수 있는, 다층 흡수 코어 구조를 사용할 수 있다. 상기 통상적인 흡수 구조물 또는 물질은 예를 들면 목재 펄프 또는 기타 셀룰로즈 섬유의 공기 적층된 또는 습식 적층된 웹을 포함할 수 있다. 상기 통상적인 구조물은 또한 통상적인, 예를들면 큰 기포의, 흡수 발포체 또는 스폰지를 포함할 수도 있다. 본 발명의 발포 흡수제와 함께 사용되는 통상적인 흡수 구조물은 또한, 예를들면 수성 체액을 포획 및 보유하도록 된 흡수 제품에 통상 사용되는 유형의 중합체성 겔화제 입자 또는 섬유 80중량% 이하를 함유할 수 있다. 이 유형의 중합체성 겔화제 및 이들의 흡수 제품에서의 용도는 1988년 4월 19일자로 재허여된 브란트/골드맨/잉글린(Brandt/Goldman/Inglin)의 미국 재허여 특허 제32,649호에 보다 자세히 기술되어 있으며, 이를 본원에 참고로 인용한다.

바람직한 유형의 본 발명의 흡수제품은 개질된 셀룰로즈 섬유, 예를들면 강성 파형 셀룰로즈 섬유 층을 포함하는 상부 유체 포획/분포 층 및 임의로 상기 유체 포획/분포 층의 약 10중량% 이하의 중합체성 겔화제를 갖는 다층 흡수코어를 사용하는 것이다. 상기 다층 흡수코어는 또한 본 발명의 발포체 구조물을 포함하는 제2의, 즉 하부의 유체 저장/재분포층을 포함한다(본 발명의 경우, 다층 흡수코어의 "상부"층은 착용자의 신체에 비교적 더 근접한 층, 예를들면 제품의 상면시이트에 가장 가까운 층이다. "하부"층이란 용어는 반대로 착용자의 신체에서 비교적 더 멀리 있는 다층 흡수 코어의 층, 예를들면 제품의 배면시이트에 가장 가까운 층을 의미 한다). 상기 바람직한 흡수 제품의 유체 포획/분포 층에 사용된 개질된 셀룰로즈 섬유는 화학적 및/또는 열적 처리에 의해 강성화되고 파형화된 목재 펄프 섬유인 것이 바람직하다. 상기 개질된 셀룰로즈 섬유는 본원에 참고로 인용된, 1990년 6월 19일자 라쉬(Lash) 및 톰슨(Thompson)의 미국 특허 제4,935,622호에 개시된 흡수 제품에 사용된 바와 같은 유형의 섬유이다. 강성 파형 셀룰로즈 섬유를 함유하는 유체 포획/분포 층 아래에 있는 유체 저장/재분포 층에 본 발명의 흡수성 발포체 구조물을 사용하는 흡수제품은 본 출원과 동시출원된 제랄드 에이. 영(Gerald A. Young), 게리 디. 라본(Gary D. Lavon) 및 그레고리 더불유, 테일러(Gregory W. Taylor)의 미국 특허원 제743,950호[상기 출원은 1992년 8월 12일 또는 그전에 본 국제(PCT) 출원과 동시에 UR/RO에 출원된, 적어도 EPO를 지정하는 대응 국제(PCT) 출원이다](P＆G Case No.4452)에 보다 상세히 기술되어 있다. 상기 출원은 본원에 참고로 인용된다.

전술한 바와 같이, 본원의 특정 발포체 흡수 구조물의 유체 처리 및 기계적 특성은 상기 구조물을 일회용 기저귀 형태의 흡수 제품에 사용하기에 특히 적합하게 만든다. 본 발명의 발포체 흡수 구조물을 포함하는 일회용 기저귀는 통상적인 기저귀 제조기법을 이용하여 제조할 수도 있으나, 통상적인 기저귀에 전형적으로 사용되는 목재 펄프 섬유 웹("에어펠트") 또는 개질된 셀룰로즈 코어 흡수제를 하나 이상의 본 발명의 발포체 구조물로 대체하거나 보충하여 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 발포체 구조물은 단일층으로, 또는 앞에서 언급했듯이 다양한 다층 코어 구조로 기저귀에 사용될 수 있다. 일회용 기저귀 형태의 제품은 1967년 1월 31일자로 던칸(Duncan) 및 베이커(Baker)에게 허여된 미국 특허 제26,151호, 1971년 7월 13일자로 던칸에게 허여된 미국 특허 제3,592,194호, 1970년 1월 13일자로 던칸 및 겔러트(Gellert)에게 허여된 미국 특허 제3,489,148호, 1975년 1월 14일자로 뷰엘(Buell)에게 허여된 미국 특허 제3,860,003호, 및 1989년 5월 30일자로 앨러마니(Alemany) 및 버그(Berg)에게 허여된 미국 특허 제4,834,735호(이들 특허들은 본원에 참고로 인용됨)에 보다 상세히 기술되어 있다.

본 발명의 바람직한 일회용 기저귀 양태는 제2도에 예시되어 있다. 상기 기저귀는 상부 유체 포획층(51)과, 본 발명의 발포체 흡수 구조물을 포함하는 하부의 유체 저장/분포층(52)을 포함하는 흡수코어(50)를 포함한다. 상면시이트(53)는 코어의 한면과 중첩되어 같은 길이를 갖고, 액체 불투과성 배면시이트(54)는 상면 시이트가 덮힌 면과 반대되는 코어면과 중첩되어 같은 길이를 갖는다. 배면시이트는 코어의 폭보다 넓은 폭을 가짐으로써 코어 이상으로 연장된 배면시이트의 측면 가장자리 부분을 제공하는 것이 가장 바람직 하다. 기저귀는 모래시계 구조로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 발포체 흡수 구조물을 사용할 수 있는 또 다른 바람직한 유형의 흡수제품으로는 연습용 팬티와 같은 형태-고정 제품이 포함된다. 상기 형태-고정 제품은 일반적으로 짧은 팬티 형태의 밑판으로 형상화된 가요성 부직 기재를 포함한다. 본 발명에 따른 발포체 흡수 구조물은 흡수 "코어"로서 작용하기 위해 상기 밑판의 가랑이 영역에 부착시킬 수 있다. 상기 흡수코어는 흔히 밀봉 티슈 또는 기타 액체 투과성 부직포 물질로 겉포장된다. 따라서, 상기 코어의 겉포장은 형태-고정 흡수제품용 "상면시이트"로 작용한다.

형태-고정 제품의 밑판을 형성하는 가요성 기재는 천이나 종이 또는 다른 종류의 부직포 기재 또는 성형 필름을 포함할 수도 있으며 탄성화되거나 또는 신장가능해질 수도 있다. 상기 연습용 팬티 제품의 다리밴드 또는 허리밴드는 제품의 정합성을 개선시키기 위해 통상적인 방식으로 탄성화될 수도 있다. 상기 기재는 일반적으로 그의 한쪽 표면을 처리 또는 코팅하거나 또는 상기 가요성 기재에 다른 비교적 수-불투과성 기재로 적층시켜 전체 밑판이 비교적 수-불투과성이 되게 함으로써 비교적 액체-불투과성이 되도록하거나 또는 적어도 쉽게 액체가 투과되지 않도록 한다. 이 경우에, 밑판 차체는 형태-고정 제품의 "배면시이트"로서 작용한다. 이러한 종류의 전형적인 연습용 팬티는 본원에 참고로 인용된 1986년 10월 28일자 로버츠(Roberts)의 미국 특허 제4,619,649호에 기술되어 있다.

일회용 연습용 팬티 제품 형태의 전형적인 형태-고정 제품이 제3도에 도시되어 있다. 상기 제품은 그의 주변 대역을 따라 접착시킴으로써 라이닝 층(61)에 부착된 외층(60)을 포함한다. 예를 들면, 내부 라이닝(61)은 한쪽 다리밴드영역(62)의 주변부를 따라서, 다른쪽 다리밴드영역(63)의 주변부를 따라서, 및 허리밴드영역(64)의 주변부를 따라서 외층(60)에 부착될 수도 있다. 제품의 가랑이 영역에는 일반적으로 본 발명의 발포체 흡수구조를 포함하는 장방형 흡수코어(65)가 부착된다.

[시험 방법]

본 발명을 기술 하는데 있어서, HIPE 흡수성 발포 구조물의 많은 특성이 설명된다. 기록된 경우, 상기 특성들은 하기의 시험 유체 및 시험 방법을 이용하여 결정되거나 측정될 수 있다.

(Ⅰ) 시험 유체 및 발포체 샘플의 제조

(A) 시험 유체-합성뇨

본 원의 시험에서 기술하는 몇몇 측정은 합성뇨, 에탄올, 또는 이소프로판올과 같은 시험 유체의 사용을 수반한다. 하기에 기술되는 다수의 시험에 이용된 합성뇨 세제는 펜실바니아 17055, 메카닉스버그 (Mechanicsburg)에 소재한 제이코 파마슈티칼스(Jayco Pharmaceuticals)에서 제조한 상업적으로 구입가능한 합성뇨로 부터 제조하였다. 상기 제이코 합성뇨는 KCl, 0.2%, Na₂SO₄, 0.2%, NH₄H₂PO₄, 0.085%, (NH₄)₂HPO₄, 0.015%, CaCl₂·2H₂O, 0.025%, 및 MgCl₂·6H₂O, 0.05%(중량%)를 포함하는 제제로 만들어 졌다. 상기 합성뇨 샘플은 표지 지시에 따라서, 증류수를 사용하여 제조되었다. 용해를 돕기 위하여, 상기 제이코 염 혼합물을 물에 천천히 첨가하였다. 상기 샘플을 필요에 따라서 여과하여 입자를 제거하였다. 사용되지 않은 뇨는 1주일 후에 폐기했다. 유체의 가시도를 향상시키기 위하여, 합성뇨 용액 1ℓ당 5방울의 청색 식용 색소를 첨가할 수 있다. 사용된 상기 합성뇨는 65±5dyne/㎝의 표면장력을 갖는다.

(B) 발포체 샘플의 제조

다음과 같은 많은 시험은 특별히 구체화된 크기의 발포체 샘플의 제조 및 시험을 수반한다. 다른 명시가 되어 있지 않는한, 필요한 크기의 발포체 샘플은 예리한 왕복 톱날을 이용하여 동일한 물질의 보다 큰 부분으로부터 절단되어야 한다. 이러한 동일한 유형의 발포체 절단 기구는 하기에 기술한 몇몇 시험 과정을 수행하는데 있어서 특정 측정의 정확성에 불리한 영향을 미치는 샘플 가장자리의 홈을 실질적으로 제조하는 작용을 한다.

샘플 크기의 명시는 또한 일반적으로 샘플의 두께 치수를 포함한다. 본 발명의 목적을 위한 두께는 상기 발포체 샘플이 0.05psi(350Pa)의 유폐 압력하에 있을때 측정되어야 한다.

(Ⅱ) 구조적 특징 측정

(A) 유용한 기공부피

유용한 기공 부피 측정 과정은 흡수 발포체 샘플의 구조내에 도입될 수 있는 이소프로판올(발화점 12℃)의 양을 측정함으로써 수행한다. 상기 측정에 사용된 장비 및 재료들은 22±2℃로 평형화시킨다. 측정은 또한 상기 온도에서 수행한다.

건조 발포체 샘플을 1in²(6.5㎠)×0.3in(0.8㎝) 두께의 원통형 또는 이와 동일한 형태로 절단한다. 0.3in(0.8㎝)의 발포체 시트위에서 직경 1.13in(2.87㎝)의 예리한 펀치를 사용하므로써 원통형 샘플을 제조할 수 있다. 상기 건조 발포체 샘플의 중량을 각각 측정하여 건조 중량(dw)을 측정한다. 상기 샘플중 3개의 중량을 측정하여 평균 건조중량(DW)을 측정한다.

이어서 상기 샘플의 측정된 자유 흡수 용량(MFC)을 하기 단계를 수행하여 측정한다:

1) 발포체 샘플을 결정화 접시내에서 이소프로판올에 침지시켜 포화시킨다. 이때, 샘플을 여러번 압착하여 공기를 빼낼 수 있다.

2) 샘플 밖으로 이소프로판올을 압착하지 않고 각 샘플을 꺼낸다.

샘플을 편평한 위치로 약 30분간 놔두어 과량의 유체를 빼낸다. 이어서 각 샘플의 습윤 중량(MW)을 측정한다.

3) 단계 1)과 2)를 2번 이상 반복하여 평균 습윤 중량(MW)을 계산한다.

건조 발포체 단위 질량당 포화된 발포체중의 이소프로판올 중량을 측정된 자유흡수 용량(MFC, g/g)으로 한다. MFC는 식에 따라 계산한다.

이어서 이소프로판올에 대한 발포체의 MFC를 이소프로판올의 밀도, 즉 0.785g/㎖로 나누어 유용한 기공 부피를 계산한다. 이로 부터 발포체의 유용한 기공부피(㎖/g)를 얻는다.

(B) 모세관 흡입 비표면적

본원의 흡수성 발포체의 모세관 흡입 비표면적을 알고 있는 낮은 표면장력을 갖는 시험용 액체의 평형 흡수 중량으로부터 측정할 수 있다. 상기의 경우, 절대 에탄올(발화점 10℃)이 사용된다.

시험을 수행하기 위해, 무게를 단 적합한 치수(예를들면, 길이 25㎝×폭 2㎝×두께 0.8㎝)의 발포체 샘플 스트립을 22±2℃에서 평형화시키고, 수직으로 위치시키고, 한쪽 단부를 실험실용 잭을 사용하여 에탄올 저장조에 1 내지 2㎜ 침지시킨다. 에탄올이 발포체 스트립으로 그의 평형 높이(이 높이는 샘플 길이보다 작아야 한다)까지 흡입되도록 한다. 이어서, 아직 저장조와 접촉하고 있는 에탄올 함유 스트립의 중량을 측정하여 총 에탄올 흡수중량을 측정한다. 상기 과정을 수행하는 동안, 에탄올 증발을 막기 위해 예를들면 뚜껑달린 유리 실린더로 샘플을 차폐시켜야 한다.

하기 식으로부터 발포체 샘플의 비표면적을 계산할 수 있다.

상기식에서,

Sc는 모세관 흡입 비표면적(㎠/g)이고,

Me는 EtOH의 액체 흡수 질량(g)이고,

G는 중력 상수(980㎝/sec²)이고,

Ln은 샘플의 전체 길이(㎝)이고,

Mn은 건조 샘플의 질량(g)이고,

γe은 EtOH의 표면장력(22.3dyne)이다.

이어서, 수득한 값을 10000㎠/㎡로 나누어 모세관 흡입 비표면적(㎡/g)을 얻을 수 있다.

(C) 발포체 밀도

발포체 밀도를 측정하기 위해 사용할 수 있는 한가지 방법은 ASTM 제D3574-86호, 시험 A에 기재되어 있는 방법으로서, 이 방법은 우레탄 발포체를 주로 시험하기 위해 고안된 방법이나, 본 발명의 바람직한 HIPE 유형 흡수성 발포체의 밀도를 측정하는데 사용할 수 있다. 특히, 상기 ASTM 절차에 따라 수행한 밀도 측정은 상기 시험에서 열거한 바와 같은 특정 방식에 따라 전처리한 발포체 샘플에 대해 수행한다.

주어진 발포체 샘플의 건조 질량 및 그의 부피를 22±2℃에서 모두 측정함으로써 밀도를 측정한다. 보다 큰 발포체 샘플에 대한 부피 측정은 비-유폐 압력하에서 제조한 샘플 치수를 측정하여 계산한다. 보다 작은 발포체 샘플의 치수는 350Pa(0.05psi)의 다이알 발상의 압력을 갖는 다이알 게이지를 사용하여 측정할 수 있다.

밀도는 단위 부피당 질량으로 계산한다. 본 발명에서, 밀도는 일반적으로 g/㎤으로 나타낸다.

(Ⅲ) 기계적 특징 측정

(A) 내압축변형성

본 발명에서는, 합성뇨를 포화시키고, 0.74psi(5.1kPa)의 유폐 압력형태의 응력을 샘플에 가한 후 발포체 샘플에서 생성된 변형력의 양(두께 감소율%)을 측정함으로써 내압축변형성을 정량할 수 있다.

유용한 기공 부피 시험에서 기술한 바와 같이 제조한 발포체 샘플에 대해 상기 측정 시험을 수행할 수 있다. 측정하는데 사용한 샘플, 합성뇨 시험 유체 및 장비를 모두 99℉(37℃)로 가열한 항온실에서 평형화시킨다. 상기 항온실에서 또한 측정한다.

발포체 샘플을 결정화 접시안에 놓고 제이코(Jayco) 합성뇨를 사용하여 그들의 자유 흡수 용량까지 포화시킨다. 시험할 주어진 포화 샘플을 이어서 비이커 위의 25메쉬 체위에 놓고, 두께를 측정 하기에 적합한 다이알 게이지를 샘플위에 위치시킨다. 적어도 1in²(6.5㎠)의 표면적을 갖는 발이 장착되어 있고 두께치수를 0.001in(0.025㎜)까지 측정할 수 있는 게이지를 사용할 수 있다. 상기 게이지를 예를들면 아메스 모델 482(Ames Co,; Waltham, MA) 또는 오노-소끼 모델 EG-225(Ono-Sokki Co., Ltd.; Japan)가 있다. 다이알 게이지와 함께 사용할 수 있는 분동을 또한 사용하여 발포체 샘플에 1.0psi(6.9kPa)까지의 발압력을 유발시킬 수 있다.

스크린상에 있는 포화 발포체 샘플에 유폐 압력 0.74psi(5.1kPa)를 15분간 적용한다. 이 시기의 끝에서, 유폐 압력을 적용한 결과 생긴 샘플 두께의 변화를 측정하는데 다이알 게이지를 사용한다. 초기 및 최종 두께를 측정하기 위해, 샘플에서 유도된 변형률(%)을 계산할 수 있다.

(B) 가요성

기포형 유기 중합체성 발포체 제품의 가요성을 측정하기 위해 사용된 ASTM D 3574-86, 3.3 시험을 변형한 시험 과정을 참조함으로써 발포체 가요성을 정량할 수 있다. 상기 변형된 시험은 7×0.8×0.8㎝의 발포체 샘플을 사용하며, 37℃에서 제이코 합성뇨를 사용하여 이를 자유 흡수용량까지 포화시켰다. 상기 샘플을 제조하는데 사용된 절단 공정이 발포체 스트립에 가장자리 결함을 도입하지 않는 것이 중요하다. 합성뇨로 포화된 발포체 스트립을 스트립의 양 말단부가 만날 때까지 5초내에 1번 겹치는 균일 속도로 0.8㎝ 직경의 원통형 만드렐 주위로 굴곡시켰다. 상기 시험을 수행하는 동안 발포체 찢어지거나 파괴되지 않는다면, 즉 한번의 굴곡 사이클을 통과한다면 가요성이 있다고 생각된다.

(C) 압축 변형으로부터의 복원성

압축 변형으로부터의 복원을 시험하기 위해, 상기 기술한 이용가능한 기공용량 시험에서 제조한 샘플과 유사한 발포체 샘플을 사용한다. 상기 샘플은 6.45㎠(1in²)의 횡단면 원형 면적을 갖는 0.8㎝ 두께의 원통형이다. 발포체 샘플을 건조상태에서 시험하거나 제이코 합성뇨를 사용하여 자유 흡수 용량까지 포화시킨 후 시험할 수 있다.

다이알 게이지를 사용하여, 건조 또는 습윤 시험 샘플을 10초내에 원 두께의 50% 까지 압축하고 압축상태에서 1분간 유지시킨다. 이어서 압축을 제거하여, 발포체가 1분간 두께를 복원하도록 한다. 복원율은 비압축 발포체의 원래 높이를 기준으로 한다.

건조 샘플을 시험하기 위해, 주위온도, 예를들면 22±2℃를 사용한다. 습윤 샘플을 시험하기 위해, 발포체 샘플을 5㎝ 직경의 접시에서 37℃의 제이코 합성뇨로 그의 자유 흡수 용량까지 포화시킨다. 접시는 압축시 표시한 유체를 함유하기 위한 저장조로 작용하며, 또한 압축 복원시 샘플이 유체를 재흡수할 수 있도록 하는 저장조로 작용한다.

(Ⅳ) 유체 처리 특성 측정

(A) 흡수용량

발포체의 흡수용량을 계산하는데 사용하는 유체로서 합성뇨를 이용하여 자유 흡수용량 및 가압하게 있는 흡수용량을 중량 측정 분석 기법에 의해 측정할 수 있다.

(1) 흡수 용량 시험의 원리

본 시험에서는, 발포체 샘플을 합성뇨액으로 포화시켜 발포체 샘플의 무하중용량 또는 자유 흡수용량을 측정한다. 이어서, 압력을 다양하게 증분시켜 가하여, 하중상태에 있는 흡수용량을 측정한다. 발포체 샘플을 설정된 시간동안 압축된 상태로 유지시킨 후, 가압하에 있는 흡수용량을 측정한다.

(2) 시험범위

본 시험에서는 시험할 압력, 즉, 0 내지 1.0ℓb/in²(psi)(0 내지 6.9kPa)하에서 시험할 온도, 즉, 99℉(37℃)의 온도에서 발포체 샘플의 흡수용량을 측정한다.

(3) 장치

직경 8㎝의 25메쉬 체, 직경 15㎝×높이 7.5㎝의 결정화 접시, 50㎖ 비이커, 분석용 저울, 1in²(6.5㎠) 이상의 발이 장착되어 있으며 0.001in(0.025㎜)까지 측정할 수 있는 다이얼 게이지, 예를들면, 아메스 모델 482(Ames Co., Waltham, MA) 또는 오노-소끼 모델 EG-220(Ono-Sokki Co., Ltd., 일본국), 0.2, 0.74 및 1.0psi(1.4, 5.1 및 6.9kPa)의 압력을 발생할 수 있는 다이얼 게이지용 분동.

(4) 재료

제이코 합성뇨, 발포체 샘플

(5) 절차

(ⅰ) 상술한 장치 및 재료를 99℉(37℃)로 가열된 항온실에서 평형화시킨다. 또한, 상기 항온실에서 측정을 실시한다.

(ⅱ) 유용한 기공부피 시험에서와 같이 제조한 바와 유하한 발포체 샘플을 1in²(6.5㎠)×0.3in(0.8㎝) 두께의 실린더형 또는 그 등가물 형태로 절단한다. 이 샘플의 중량을 재어 평균 건조 중량(DW)를 측정한다.

(ⅲ) 각각의 발포체 샘플의 자유 흡수용량(FAC)를 다음과 같이 측정한다:

(a) 결정화 용기에서 합성뇨에 발포체 샘플을 침지시켜 포화시킨다. 이어서 샘플을 수분동안 압착하여 공기를 추출 한다.

(b) 유체를 압착시키지 않고 발포체를 꺼낸다. 편평한 위치에서 샘플중의 과잉의 유체를 약 30초 동안 제거한 후, 습윤 샘플의 중량을 측정한다.

(c) 상기 단계(a) 및 (b)를 2회 이상 반복하여 평균 습윤 중량(WW)를 산출한다.

(d) 자유 흡수용량(FAC, g/g)을

FAC = 포화된 발포체중의 합성뇨의 중량/발포체의 건조중량

= [WW(g) - DW(g)]/DW(g)

으로서 산출한다.

(ⅳ) 각각의 발포체 샘플에 대한 가압하 흡수용량은 다음과 같이 결정한다.

(a) 다이알 게이지의 다리부분(체위에 위치함) 중심 아래에 50㎖의 비이커(상부에 체가 있음)를 위치시킨다.

(b) 상기 포화 샘플이 비이커의 중심위에 있도록 하여 포화 샘플을 체의 상부에 위치시키고, 다이알 게이지를 위치시켜 발포체 샘플에 유폐 압력을 적용한다.

(c) 상기 게이지에 분동을 위치시켜 샘플에 0.2psi(1.4kPa)의 압력을 부하한다.

(d) 15분 후에 발포체 샘플의 중량을 측정한다(WW, 0.2).

(e) 상기 샘플을 재포화시킨 다음 상기 단계(a) 내지 (d)를 반복하되 0.74 및 1.0psi를 사용하여 WW, 0.74와 WW 1.0을 측정한다.

(f) 새로운 샘플을 사용하여 상기 (a) 내지 (e) 단계를 2회 이상 반복하여, 샘플을 다른 압력하에 유지한 후의 평균 습윤 중량을 측정한다.

(g) 가압하의 흡수 용량(X-하중, g/g)을 하기와 같이 산출한다. 임의의 압력하의 X-하중 = 습윤 발포체중의 합성뇨의 중량/발포체의 건조중량

0.2psi 하의 용량 X, 0.2(g/g) = [WW, 0.2(g) - DW(g)]/DW(g)

0.74psi 하의 용량 X, 0.74(g/g) = [WW, 0.74(g) - DW(g)/]/DW(g)

1.0psi 하의 용량 X, 1.0(g/g) = [WW, 1.0(g) - DW(g)]/DW(g)

건조 발포체 g당 합성뇨 ㎖ 단위의 흡수용량 값은 FAC 및 X-하중 값을 제이코 합성뇨의 비중(대략 1g/㎖)으로 나눔으로써 얻을 수 있다.

(B) 수직 흡입속도 및 수직 흡입 흡수용량

수직 흡입속도 및 수직 흡입 흡수 용량은 유체를 저장조로부터 수직으로 흡입시키기 위한 건조 발포체의 능력을 측정하는데 있다. 발포체 스트립의 수직길이 5㎝를 따라 흡입하는 유체 선단에 필요한 시간을 측정하여 수직 흡입 속도를 얻었다. 유체를 그의 평형 높이까지 흡입시킨 후, 특정 수직 흡입 높이(예를 들면 4.5in 또는 11.4㎝)에서 발포체 스트립에 의해 유지된 유체의 양을 결정하여 수직 흡입 흡수제 용량을 얻었다.

청색 식용 색소로 착색된 제이코 합성뇨를 다음과 같은 방법으로 사용하여 수직 흡입속도 및 수직흡입 흡수용량을 측정하였다. 이러한 시험 과정에서, 상기 물질을 37℃에서 평형화시키고, 시험을 동일한 온도에서 수행했다.

(1) 샘플제조

ⅰ) 약 25㎝×2.0㎝×0.8㎝의 발포체 스트립을 모세관 흡입 비표면적 시험에서와 같이 제조한다.

ⅱ) 유체 수용기를 실험실용 잭의 상부에 위치시키고, 발포체 샘플을 상기 잭의 한 단부에 고정시켜 샘플을 유체 수용기 위에 수직으로 매단다.

ⅲ) 룰러(ruler)를 발포체 샘플의 다음에 고정하여, 룰러의 기부(0㎝)가 발포체 샘플의 기부의 약 1 내지 2㎜ 위에 있도록 한다.

ⅳ) 유체 수용기를 건조된 합성뇨 용액으로 약 3/4 정도 충분히 채운다.

(2) 수직흡입속도

ⅰ) 수용기를 실험실용 잭으로 발포체 샘플의 기부까지 들어올린다. 유체가 발포체 샘플의 기부와 접촉하자마자 타이머를 작동시킨다.

ⅱ) 유체가 롤러의 기부와 접촉한 즉시로 저장조를 들어올린다.

ⅲ) 유체 선단이 5㎝에 도달하는데 걸리는 시간을 기록한다.

ⅳ) 발포체가 평형에 도달(예를들면, 약 18시간)할때까지 발포체를 흡입시킨다. 샘플 약 1 내지 2㎜를 침지된채로 유지시키기 위해서는 실험실용 잭을 조절할 필요가 있으며, 샘플은 증발을 막기 위해 가려져 있어야 한다.

(3) 발포체의 수직길이당 흡수용량(㎖/g)

ⅰ) 발포체 샘플을 꺼내어 비흡수성 표면에 위치시킨다.

ⅱ) 발포체 샘플을 압축시키지 않는데 충분한 예리한 공구를 사용하여, 즉시로 샘플을 각각 1in(2.54㎝) 단편으로 절단하고, 각 단편의 중량을 측정한다.

ⅲ) 과잉의 유체를 각각의 단편으로부터 짜내고, 각 단편을 흡수 타올상에 위치시킨다.

ⅳ) 각각의 단편을 완전히 건조시킨다.

ⅴ) 이어서, 각각의 건조 단편의 중량을 재고, 각 단편에 대한 흡수 용량을 습윤 및 건조 중량의 차이를 기준으로 계산한다. 본 발명의 목적으로, 흡입높이 4.5in(11.4㎝)를 나타내는 1in 절편의 흡수용량은 대부분 바람직하게 측정된 매개 변수이다.

(C) 접착장력

모세관 흡입에 의해 시험 유체를 흡입하는 친수성화된 발포체 샘플이 나타내는 접착 장력은, 시험 유체의 표면 장력(γ)에 시험 유체가 발포체 샘플의 내면과 접촉하여 나타내는 접촉각도(θ)의 코사인 값을 곱한 값이다. 접착 장력은 2개의 상이한 시험 액체를 사용하여 동일한 발포체의 2개 시험 샘플이 나타내는 모세관 흡입에 의한 평형 흡수 중량을 측정함으로써 실험적으로 측정할 수 있다. 상기 절차의 제1단계로, 이후에 기술되는 본 시험방법편의 비표면적 논의에 나타난 바와 같은 시험 유체로서 에탄올을 사용하여 발포체 샘플의 비표면적을 측정한다.

제이코 합성뇨를 시험 유체로서 사용하고 시험을 37℃에서 수행함을 제외하고 에탄올 절차와 동일한 방식으로 모세관 흡입 절차를 반복한다. 합성뇨의 접촉 각도는 알고 있는 비표면적 및 합성뇨 흡수율 데이타로 부터 다음과 같이 산출할 수 있다.

상기식에서,

θ_u는 제이코 합성뇨의 접촉 각도(°)이고,

M_u는 제이코 합성뇨의 액체 흡수질량(g)이고,

G는 중력상수로서 980㎝/sec²이며,

M_N은 건조 발포체 샘플의 질량(g)이고,

γu는 제이코 합성뇨의 표면 장력으로 약 ∼65dyn/㎝이며,

Sc는 에탄올 흡수 절차로 측정할 때 발포체 샘플의 비표면적(㎠/g)이고,

L_N은 발포체 샘플의 길이(㎝)이다.

계면활성제가 존재할 경우(예를들면, 발포체 샘플 표면상에 및/또는 전개되는 시험 액체중에), 전개되는 액체의 선단(front)의 특성은 하기 접착 장력(AT)식을 적용하여 한정한다:

상기식에서,

M_T는 발포체 샘플이 흡수한 시험 액체의 질량이고,

G, L_N, M_N및 S_C는 앞에서 정의한 바와 같다(문헌[Hodgson and Berg, J. Coll. Int. Sci. 121(1); 1988, pp 22-31]).

임의의 해당 시험 액체에 대한 접착 장력을 측정할 때, 적절한 싯점에 임의 지점에서 표면 장력의 수치에 대한 어떤 가정도 세우지 않으므로 샘플 표면상에서 및/또는 흡입시의 전개 액체에서의 계면활성제 농도의 가능한 변화는 중요하지 않다. 접착 장력의 실험값(γcosθ)은 시험 액체의 표면 장력인 최대 접착 장력의 백분율로서 나타낼 때 특히 유용하다(예를들면, 제이코 합성뇨를 사용하여 최대 접착 장력은 [65±5][cos0°]=65±5dyn/㎝이다).

[실시예]

HIPE 흡수성 발포체 물질의 제조, 상기 발포물질의 특성 및 일회용 기저귀에서의 이들 흡수성 발포체의 용도를 모두 하기 실시예로 예시한다.

[실시예 Ⅰ]

반-파일롯 플랜드 규모상의 바람직한 HIPE 흡수성 발포체의 제조를 본 실시예로 예시한다.

[유화액 제조]

염화 칼슘(320g) 및 과황산 칼륨(48g)을 증류수 32ℓ에 용해 시킨다. 이 용액은 HIPE 유화액을 형성하는데 사용되는 수상을 제공 한다.

스티렌(420g), 디비닐벤젠(660g) 및 2-에틸헥실아크릴레이트(1920g)을 포함하는 단량체 결합물에 솔비탄 모노올리에이트(480g, SPAN80) 및 솔비탄 트리올리에이트(150g, SPAN85)을 첨가한다. 혼합후, 이 혼합액은 HIPE 유화액을 형성하는데 사용되는 유상을 포함한다.

55℃ 내지 65℃ 범위의 액체 온도에서, 유상과 수상의 별도 증기를 동적 혼합실에 주입시킨다. 동적 혼합실내의 모여진 증기를 핀 임펠러를 이용하여 완전히 혼합한다. 이와 같은 작동 규모에 적당한 핀 임펠러는 약 1.9㎝ 직경을 가지는 길이 약 18㎝의 원통형 샤프트를 포함한다. 이 샤프트는 샤프트의 중앙축에서 바깥쪽으로 방사형으로 1.6㎝의 길이로 뻗어 있는, 각각 직경 0.5㎝의 16원통형 핀 두줄과 17원통형 핀 두줄을 가지고 있다. 4개의 줄은 임펠러 샤프트의 주위를 90°각으로 위치한다. 서로 수직인 줄은 샤프트 길이 방향을 따라 대향되어 있어 서로 수직이 아닌 핀은 샤프트의 축에서 뻗어나온 동일한 방사형 핀에 위치한다. 핀 임펠러는 유동 혼합실을 형성하는 원통형 슬리브에 장착되어 있으며 임펠러의 핀은 원통형 슬리브의 벽으로부터 0.8㎜의 틈새를 가진다. 임펠러는 1분당 900 회전 속도로 작동한다.

또한 나선형 정적 혼합기(길이 8인치, 외부 직경 1/4인치, 내부 직경 0.190인치)는 일부 배압을 제공하도록 하기 위하여 동적 혼합실의 하부에 장착한다.

이 장치는 핀 임펠러가 있는 원통형 슬리브를 포함하는 동적 혼합실을 충전된 상태로 만들며 또한 유상 및 수상이 완전히 혼합되고 바람직하게 혼합되도록 한다.

수상과 유상의 비를 충족하는 유화액이 점차 형성된다. 처음에는 유속을 조절하여 수상 3중량부와 유상 1중량부가 핀 임펠러가 있는 동적 혼합실에 들어간다. 12 내지 13부의 수상 대 1부의 유상의 비율이 15㎖/sec 속도로 동적 혼합실을 통과할 때까지 수상 대 유상의 비율이 수분간에 걸쳐 증가한다. 점차 유상이 감소하여 수상/유상 중량비가 거의 25:1이 된다. 이 단계에서, 정적 혼합기를 흘러나오는 유화액의 점도는 떨어진다(육안으로는, 이 단계에서 약간 흰 혼합물이 더욱 투명하게 보인다).

그 다음, 유상의 유속은 수상/유상 중량비가 약 30 내지 31:1인 시점 까지 감소한다. 육안으로는, 이 단계에서의 유화액은 거품성 크림의 점조도로 정적 혼합기 입구로부터 흘러나오며 크림성 요구르트와 비슷한 점조도로 "맞추어"진다.

[유화액의 중합]

이 시점에서, 정적 혼합기로부터 나온 유화액은 경화될 준비가 된다. 유화액은 폴리에틸렌으로 만들어진 길이 38㎝, 폭 25㎝, 깊이 22㎝ 크기의 일반적인 장방향 주형에 기입한다. 각 주형이 대략 경화되는 유화액 20,000㎖을 함유할 때까지 유화액을 주형에 흘려 넣는다. 경화는 약 16시간동안 66℃ 온도에서 경화 오븐에 유화액-함유 주형을 방치함으로써 이루어진다. 경화후 형성된 고체 중합된 발포체는 98% 이하의 수분을 함유하며 유연하고 접촉시 촉촉히 젖은 상태이다.

[발포체 세척 및 친수성화 반응]

습식 경화된 발포 물질을 경화 주형에서 꺼내고 후속 처리를 실시한다. 발포체중의 잔류 수상은 처음부터 잔류된 보유 수상 물질의 적어도 90%를 압출시키기에 충분한 압력을 발포체에 또는 발포체의 얇은 조각에 적용시킴으로써 밖으로 나오게 된다. 상기 공정에 따라 제조된 발포체를 압착시킬 경우, 발포체의 가장자리부는 밖으로 돌출되지 않으며 발포체의 기포가 터지지 않음이 분명하다. 비교적, 발포체는 Z-방향의 압력하에서 압착된 후 하기에서 더욱 상세히 기술하는 바와 같이 열이 적용될 때 또는 물을 흡입함에 따라 원래형태로 복귀한다.

그 다음 발포체 샘플을 친수성화제로서 세제를 함유하는 60℃ 물에 20초간 세척한다. 이 실시예에서는, 세제는 물에 5g/ℓ 정도로 용해되는 JOY 상표명 접시세척액이다. JOY 제품중의 활성 친수성화제는 1982년 2월 23일자 판체리의 미국 특허 제4,316,824호(본원에 참고로 인용)에 보다 상세히 기술된 바와 같이 코코넛 알킬 설페이트와 에톡실화 코코넛 알킬 설페이트 음이온성 계면 활성제의 혼합물을 포함한다. 이 처리중에, 발포체는 원래 형태로 돌아온다.

첫번째 세척 공정에서 사용된 JOY 용액은 다시 압력을 가하여 밖으로 분리시키고 그 다음 60℃에서 JOY 용액으로 두번째의 세척 공정으로 처리한다. 이 두번째 세척은 발포체중의 세제 잔류물을 처리함으로써 내부 발포체 표면을 비교적 친수성으로 만들기 위함이다.

[발포체의 탈수]

그 다음 두차례에 걸쳐 친수성화된 발포체는 다시 압력을 가하여 다공구조내에 존재하는 과량의 세제 용액을 배출시킨다. 그 다음, 발포체를 60℃에서 12시간 오븐 건조시킨다. 건조후, 발포체 샘플을 더 절단하거나 박편화하여 더 시험하거나 하기 실시예 Ⅳ에서 기술되는 유형의 기저귀 제품에 혼입시키기 위해 제공한다.

[실시예 Ⅱ]

실시예 Ⅰ에서 전술한 바와 같은 일반적 방법으로 또다른 HIPE 발포 물질을 제조한다. 본 실시예에서는, 재료, 농도 및 조건에서의 하기 차이점을 제외하고 실시예 Ⅰ에서와 같이 유화액 제조 및 중합 절차를 수행한다.

(1) 유상에 480g의 SPAN80 및 120g의 SPAN85의 유화제 혼합물을 사용한다.

(2) 혼합 챔버의 아랫쪽에 길이 14인치×외경 3/8인치(35.6㎝×0.95㎝)의 정적 혼합기를 사용한다.

(3) 핀형 임펠러를 850rpm의 속도로 작동시킨다.

(4) 최종 수상:유상 중량비는 31:1이다.

(5) 66℃의 경화온도를 이용한다.

본 실시예에서는, 중합된 HIPE 발포체를 친수성화제로서의 염화 칼슘 수용액으로 처리하여 친수성화시킨다. 상기 친수성화제 용액은 1중량%의 염화 칼슘을 함유하며, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 2회 발포체 샘플에 적용된다. 건조시킨 후에, 본 실시예의 발포체 샘플을 필요에 따라 추가의 시험 및 하기 실시예 Ⅳ에 기술된 유형의 기저귀 제품으로의 삽입을 위해 더 절단하거나 박편화한다.

[실시예 Ⅲ]

이 실시예에서는, 실시예 Ⅰ및 Ⅱ의 일반 절차에 따라 제조된 HIPE 발포체 물질을 그들의 구조적, 기계적 및 유체 처리 성질에 대해 시험한다. 상기 성질들을 측정하기 위한 시험은 앞에서 참조한 U.S. 4,788,225에 기술된 절차 또는 앞에서 "시험방법"란에서 나타낸 여러 절차를 사용하여 수행한다. 상기 시험결과는 하기 표 1에 요약해 놓았다.

[표 1]

[실시예 Ⅳ]

제4도의 확대이격도에 도시된 구조 및 구성요소들을 사용 하여 일회용 기저귀를 제조한다. 상기 기저귀는 열결합된 폴리 프로필렌 상면시이트(70), 유체-불투과성 폴리에틸렌 배면시이트(71) 및 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치한 2중층 흡수코어를 포함 한다. 2중 층 흡수코어는 변형된 모래시계 형상의 유체 포획층(73) 아래에 위치한 실시예 Ⅱ 유형의 HIPE 발포체를 함유하는, 변형된 모래시계 형상의 유체 저장/재분포 층(72)을 포함한다. 상면시이트는 탄성이 있는 2개의 거의 평행한 차단용 다리 커프스 스트립(74)을 함유한다. 기저귀 배면시이트에는 2개의 장방형 탄성 허리밴드 부재(75)가 부착된다. 또한 폴리에틸렌 배면시이트의 각 말단에는 폴리에틸렌으로 구성된 2개의 허리보호 요소(76)가 부착된다. 또한 배면시이트에는 2개의 평행한 다리 탄성 스트립(77)이 부착된다. 폴리에틸렌 시이트(78)는 착용자에게 기저귀를 고착시키기 위해 사용될 수 있는 Y형의 2개 단편(79)을 위한 공용 고착 표면으로서 배면 시이트의 외부에 부착된다.

기저귀 코어의 포획층은 비틀린 파형의 강성 셀룰로즈섬유와 통상적인 비-강성 셀룰로즈 섬유의 92%/8% 습식 혼합물을 포함한다. 비틀린 파형의 강성 셀룰로즈 섬유는 건조 섬유의 셀룰로즈 무수 글루코즈 기준으로 약 2.5mole% 정도로 글루타르알데히드와 가교결합된 남부침엽수 크라프트 펄프(폴리 플러프(Foley Fluff))로 부터 제조된다. 상기 섬유는 1989년 4월 18일자로 딘(Dean), 무어(Moore), 오웬스(Owens) 및 쇼겐(Schoggen)에게 허여된 미국 특허 제4,822,453호에 기술된 바와 같은 "건식 가교결합 공정"에 따라 가교 결합된다.

상기 강성 섬유는 하기 표 Ⅱ에 기술된 특성들을 갖는 섬유와 유사하다.

[표 Ⅱ]

비틀린 파형의 강성 셀룰로즈(CTCC)섬유

형태 = 건조섬유 셀룰로즈 무수글루코즈를 기준으로 글루타르

알데하이드와 1.41몰% 정도로 가교결합된 남부 침엽수

크라프트 펄프

건조 비틀림 계수 = 6.8마디/mm

습윤 비틀림 계수 = 5.1마디/mm

이소프로필 알콜 체류치 = 25%

수 체류치 = 37%

파형인자 = 0.63

STCC 섬유와 함께 사용된 통상적인 비강성 셀룰로즈 섬유도 폴리 플러프로부터 제조한다. 이러한 비강성 셀룰로즈 섬유를 약 200CSF(캐나다 표준여수도)까지 정제한다.

포획층은 약 0.07g/㎤ 의 평균 건조 밀도, 합성뇨로 포화시킬때 건조중량을 기준으로 약 0.08g/㎤ 의 평균 밀도 및 약 0.03g/㎠ 의 평균 기본 중량을 갖는다. 기저귀 코어에서 약 9.2g 의 유체 포획층을 사용한다. 포획층은 표면적은 약 46.8in²(302㎠)이다. 그것은 약 0.44㎝ 의 두께를 갖는다.

기저귀 코어중에 유체 저장/재분포층은 상기 실시예 Ⅱ 및 Ⅲ 에 기술된 형태의 HIPE 발포체의 변형된 모래시계 형상의 단편을 포함한다. 이러한 발포체 약 12g 사용하여 약 65.9in²(405㎠)의 표면적 및 약 0.325in²(0.826㎠)의 두께를 갖는 상기 저장/재분포층을 형성시킨다.

이러한 특정 코어 구조를 갖는 기저귀는 배설된 뇨를 보지하기에 특히 바람직하며 효과적인 코어의 실용성을 나타내며, 따라서 보편적인 방식으로 유아에게 착용시켰을 때 예외적으로 낮은 누수가능성을 나타낸다.

[실시예 V]

실시예 IV 에서 기술된 바와 실질적으로 유사한 기저귀에 대해 기존 형상의 대조용 기저귀 제품과 실시예 IV 유형 기저귀 둘다를 하룻밤동안 75명의 남아에 착용시켜 패널 시험에서 효율을 시험하였다. 이 시험에서, 각 시험자는 7개의 중크기 기저귀, 4개의 실시예 IV 유형의 기저귀 및 3개의 시판 LUVS 델룩스 기저귀 제품을 연속적으로 밤에 착용하도록 한다. LUVS 제품은 흡수 물질 3.91g을 함유하는 남아용 형상의 커스텀마이즈드 업서번시 존(Customized Absorbency Zone)의 제품이다.

보모에게 하룻밤동안 하나의 기저귀를 사용토록 요청하고 사용된 각 기저귀의 하룻밤동안 누출 현상을 기록·보고하도록 하였다. 그 다음 모든 응답자로부터의 누출결과를 모으고 분석하였다. 이 분석 결과, 이와 같은 패널 시험에서, 실시예 IV 유형의 기저귀중 13.0%가 누출된 반면 LUVS 기저귀는 14.0%가 누출되었다.

패널 시험 결과로부터, 유체 저장 구성요소로서 본 발명의 흡수성 발포물질을 이용한 기저귀는 대조용 기저귀 제품보다 실질적으로 적은 양의 흡수제를 포함할지라도 기존의 시판되는 대조용 기저귀 제품에 필적할만한 누출현상을 나타낸다는 사실을 알 수 있다.

[실시예 VI]

본 실시예에서는 본 발명의 범주내에 속하는 HIPE 발포 물질의 다른 유형을 제조하는 것에 대하여 예시한다.

[유화액의 제조]

염화 칼슘(36.32㎏) 및 과황산 칼륨(568g)을 물 378ℓ에 용해 한다. 이 용액은 HIPE 유화액을 형성하기 위한 연속 공정에 사용 되어지는 수상 스트림(stream)을 제공한다.

스티렌(1600g), 디비닐벤젠 55%(공업용 등급; 1600g) 및 2-에틸헥실아크릴레이트(4800g)을 포함하는 단량체 혼합물에 솔비탄 모노라우레이트(960g, SPAN20)를 첨가한다. 혼합후, 이 혼합물을 하룻밤동안 정치시킨다. 상층액을 회수하여, HIPE 유화액을 형성하기 위한 연속 공정의 유상으로서 사용한다(점착성 잔류물 약 75g은 폐기한다).

48 내지 50℃의 수상 온도 및 22℃의 유상 온도에서, 유상 및 수상의 별도 스트림을 동적 혼합장치에 주입한다. 동적 혼합장치중의 결합된 스트림은 핀임펠러를 이용하여 완전히 혼합한다. 이와 같은 작동 규모에서, 적당한 핀임펠러는 약 1.9㎝의 직경을 가지는 약 21.6㎝의 원통형 샤프트를 포함한다. 실시예 I에서 기술한 바와 같이 샤프트는 샤프트의 중심축에서 바깥쪽으로 1.6㎝길이로 뻗어지는, 각각 직경 0.5㎝의 4열의 핀, 17핀의 2열 및 16핀의 2열을 가진다. 핀 임펠러는 동적 혼합 장치를 형성하는 원통형 슬리브에 장착되고, 핀은 원통형 슬리브 벽에서 0.8㎝의 틈새를 가진다.

나선형 정적 혼합기는 동적 혼합 장치의 하부에 장착되어 동적 혼합기에 배압을 제공하고 궁극적으로 형성될 유화액에 성분이 잘 혼입 되게 한다. 이와같은 정적 혼합기는 외부 직경 0.5인치(1.3㎝), 길이 14인치(35.6㎝)를 가진다. TAH 인더스트리즈 모델 070-821로서, 그의 2.4in(6.1㎝)절단시킴으로써 변형된 것이다.

결합된 혼합 장치에, 물 2부에 오일 1부의 비율로 유상 및 수상을 충전시킨다. 동적 혼합 장치는 통기되어 장치가 완전히 충전될 동안 공기가 빠져나오게 한다. 충전동안 유상의 유속은 1.127g/초이고 수상은 21.9㎤초 이다.

일단 장치가 충진되면, 임펠러를 1800RPM으로 회전시키면서 동적 혼합기에 교반을 시작한다. 수상의 유속은 130초에 걸쳐 35.56㎤/초의 속도로 꾸준히 증가한다. 이 시점에서 동적 및 정적 혼합기에 의해 발생되는 배압은 7.5PSI(51.75kPa)이다. 그 다음 임펠러 속도는 60초 동안에 걸쳐 1200RPM 속도로 꾸준하게 감소 한다. 시스템 배압은 그후 4.5PSI(31.05kPa)으로 떨어진다. 이 시점에서 임펠러 속도는 1800RPM으로 꾸준히 증가된다. 시스템 배압은 4.5PSI(31.05kPa)에서 일정하게 유지된다.

[유화제의 중합]

이 시점에서, 정적 혼합기로부터 흘러나오는 형성된 유화액은 저장조[루베르메이드 이코노미 콜드 푸드 스토리지 박스(Rubbermaid Economy Cold Food Storage Boxes) 모델 3500]에서 모은다. 이들 저장 박스는 식품용 폴리에틸렌으로 만들어지며 18" x 26" x 9"(45.7㎝ x 66㎝ x 22.9㎝)의 공칭 크기를 가진다. 이들 박스의 실제 내부 크기는 15" x 23" x 9"(38.1㎝ x 58.4㎝ x 22.9㎝)이다. 이들 박스는 크실렌과 이소프로판올의 동일 중량 용매 혼합중의 SPAN20 20% 용액을 포함하는 용액 필름으로 예비 처리시킨다. 용매 혼합물을 증발시켜 SPAN20 만이 남도록 한다. 유화액 47ℓ을 각 박스에 모은다.

유화액-함유 박스를 65℃로 유지되는 실내에 18시간 방치하여 박스내의 유화액의 중합되게 함으로써 중합체성 발포물질을 형성한다.

[발포제, 세척, 친수성화 및 탈수처리]

경화가 끝난후, 습윤 경화된 발포물질을 경화 박스에서 꺼낸다. 이 시점에서 발포제는 용해된 유화제, 전해질 및 개시제를 포함하는 잔류 수상의 중합된 물질 중량의 약 30 내지 40배를 포함 한다. 이 물질은 날카로운 왕복 절단 톱날로 0.350인치(0.89㎝) 두께의 시이트 형태로 얇게 절단한다. 그 다음 이들 시이트는 발포체의 잔류 수상 함량을 중합된 물질 중량의 약 6배(6x) 중량으로 점진적으로 감소시키는 일련의 3개 닙 롤(nip roll)에서 압축시킨다. 이 시점에서, 그 다음 시이트는 60℃에서 1% CaCl₂용액으로 재포화시키고 60℃에서 1% CaCl₂용액으로 재포화된 약 10x의 수상 함량이 되게 닙롤에서 압출시킨 다음 다시 약 10x의 수상 함량이 되게 압출시킨다.

이제 근본적으로 1% CaCl₂용액인 것의 약 10x배를 함유를 발포체시이트를 진공 슬롯이 설치된 최종 닙롤에 통과시킨다. 최종 닙롤은 CaCl₂용액 함량을 중합체 중량의 5배(5x)로 감소시킨다. 발포체는 약 0.080in(0.2㎝)의 두께에서 최종 닙롤로 처리후 압축 상태로 남는다. 그 다음 발포체는 약 60℃로 조정된 공기 순환 오븐에서 약 3시간동안 건조시킨다. 이 건조 처리는 수분 함량을 중합된 물질 중량의 약 5 내지 7%로 감소시킨다. 이 시점에서, 발포제 시이트는 약 0.075in(0.19㎝)의 두께를 가지며 매우 잘 싸여질 수 있다. 또한 발포제는 잔류 솔비탄 모노라우레이트 유화제 약 11 중량% 및 친수성화제로서의 수화된 전류 염화 칼슘 약 5 중량%(무수물 기준)을 함유한다. 압착된 상태에서, 발포체의 밀도는 약 0.17g/㎤ 이다. 제이코 합성 뇨에서 자유 흡수용량까지 팽창될 경우(26.5㎖/g) 팽창된 발포체는 약 2.24㎡/g의 모세관 흡입 비표면적, 약 29.5cc/g의 기공 부피 및 약 15 미크론의 평균 기포 크기를 가진다.

실시예 VI에서와 같이 제조된 발표제 시이트는 이들 발포체 시이트가 수성 체액과 접촉하여 팽창하는 압착된 발포 물질 형태인 한 본 발명의 바람직한 "습윤될 때까지 얇은" 양태를 나타낼 수 있다. 일단 팽창되면, 발포물질은 발포체의 팽창을 야기시키는 체액을 흡수하기 유용하다. 이와 같은 바람직한 압착된 발포체는 가수 분해되지 않는 중합체 물질로 부터 형성되는 발포체이며 이 물질은 약 0.5 내지 5.0㎡/g의 모세관 흡입 비표면적을 가지며 잔류 수-불용성 유화제 약 0.5 내지 20 중량%(발포 물질 중량 기준) 및 친수성화제로서 독물학적으로 허용가능한 흡수성 수화 염, 바람직 하게는 염화 칼슘 또는 염화 마그네슘 약 0.1 내지 7 중량%(무수물 중량 기준)을 포함한다.

압착된 상태에서, 이와 같은 발포 물질은 72℉(22℃) 및 50% 상대 습도의 분위기 조건하에서 저장될 경우 중합된 물질의 약 4 내지 15 중량%의 잔류 수함량을 가질 것이다. 이 수함량은 발포체내에 흡수된 유리수 뿐만 아니라 흡수성수화 염화 관련한 수화수를 포함한다. 또한 이와 같은 압착된 발포 물질은 약 0.08 내지 0.3g/㎤ 범위의 건조중량 기준 밀도를 가진다.

팽창된 상태에서, 바람직한 "습윤될 때까지 얇은" 발포 물질은 약 12 내지 100㎖/g의 기공 부피를 가질 것이며 구조물이 37℃에서 65±5 dyn/㎝ 의 표면장력을 갖는 합성 뇨로 자유 흡수용량까지 포화될 경우 5.1 kPa 의 유폐압력이 15분후 발포 구조물중 약 5 내지 95% 의 압축 변형을 일으킬 수 있도록 하는 내압축변형성을 나타낼 것이다.

팽창 상태에서 이들 바람직한 "습윤될 때까지 얇은" 발포 물질의 평균 기포크기는 약 5 내지 30 마이크론 범위일 것이다. 상기 합성 노료 자유 흡수용량까지 포화될 때 팽창된 발포 물질의 건조중량 기준 밀도는 압착된 상태에서 건조중량 기준 밀도의 약 9% 내지 28% 범위일 것이다.

[실시예 Ⅶ]

실시예 Ⅵ 에 기술된 유형의 "습윤될 때까지 얇은" 압착된 흡수 발포체 시이트를 유체 저장/재분포 층으로 이용하여 실시예 Ⅳ 에서 기술된 향상과 실질적으로 유사한 기저귀를 제조한다. 이 기저귀에서 비틀린 파형의 강성 셀룰로즈 섬유를 포함하는 유체 포획/분포 층은 약 13g의 양으로 사용된다. 또한 "습윤될 때까지 얇은" 유체 저장/재분포 층도 약 13g의 양으로 사용된다.

이와 같은 톡특한 형상을 가지는 기저귀는 배설된 뇨를 흡수하기에 특히 바람직하고 효율적인 흡수 코어의 이용을 나타내며 따라서 정상적인 상태로 유아에 착용시킬 경우 현저하게 낮은 누출 현상이 일어난다.

Claims (22)

1. 흡수제로서 사용될 때, A) 약 12 내지 100㎖/g의 기공부피, B) 모세관 흡수에 의해 측정할 때 약 0.5 내지 5.0 ㎡/g 의 비표면적, 및 C) 37℃에서 65±5 dyne/㎝ 의 표면 장력을 갖는 합성뇨로 자유 흡수 용량까지 포화될 때 5.1kPa 의 유폐 압력에 의해 15분 후에 구조물의 약 5 내지 95%의 압축 변형이 유발되도록 하는 내압축변형성을 갖는, 서로 연결된 연속 기포로 이루어진 친수성의 가요성 구조물을 포함하는, 수성 체액을 흡수하여 보유하기에 특히 적합한 중합체성 발포 물질.
2. 제1항에 있어서, A) 발포 물질의 구조물질이, a) i) 실질적으로 수-불용성이 일작용성 유리상 단량체 성분 약 3 내지 41 중량%, ii) 실질적으로 수-불용성의 일작용성 고무상 공단량체 성분 약 27 내지 73중량%, iii) 실질적으로 수-불용성의 다작용성 가교결합체 성분 약 8 내지 30 중량%, 및 iv) 유상에 가용성이고 안정한 유중수적형 유화액을 형성하기에 적합한 유화제 성분 약 2 내지 33중량% 를 포함하는 유상, 및 b) 수용성 전해질 약 0.2 내지 40중량%를 함유하는 수용액을 포함하는 수상으로부터 형성된 유중수적형 유화액(상기 유화액을 형성하는 상기 수상 : 유상의 중량비는 12 : 1 내지 100 : 1의 범위이다)을 중합시켜 제조되고, B) 상기 발포 물질의 구조물이, 65±5 dyne/㎝ 의 표면 장력을 갖는 합성뇨를 흡수할 때 약 15 내지 65dyne/㎝의 접착 장력을 나타내는 정도로 친수성인 발포 물질.
3. 제2항에 있어서, 상기 중합체성 발포 구조물을 제조하기 위해서 중합된 유중 수적형 유화액에서, a) 상기 유상의 실질적으로 수-불용성의 일작용성 유리상 단량체 성분이 하나 이상의 스티렌계 단량체 유형을 포함하고; b) 상기 유상의 실질적으로 수-불용성의 일작용성 고무상 공단량체 성분이 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 부타디엔, 이소프렌 및 이들 공단량체 유형의 혼합물중에서 선택된 공단량체 유형을 포함하고; c) 상기 유상중의 일작용성 일작용성 유리상 단량체 성분 대 일작용성 고무상 공단량체 성분의 몰비가 약 1 : 25 내지 1 : 51의 범위이고; d) 상기 유상의 실질적으로 수-불용성의 가교 결합제 성분이 디비닐벤젠, 디비닐톨루엔, 디알릴프탈레이트, 폴리올의 하나 이상의 디아크릴산 에스테르 및 이들 이작용성 단량체 유형의 혼합물 중에서 선택된 이작용성 유형을 포함하고; e) 상기 유상의 유화세 성분이 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리글리세롤 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 및 에스테르 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 유화제를 포함하고; f) 상기 수상중의 수용성 전해질이 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수용성 염 하나 이상을 포함하고; g) 상기 수상이 약 0.02 내지 0.4 중량%의 수용성 유리 라디칼 중합 개시제를 추가로 포함하고; h) 상기 유화액을 형성하는 상기 수상 : 유상의 중량비가 약 20 : 1 내지 70 : 1의 범위인 중합체성 발포 물질.
4. 제3항에 있어서, 상기 발포성 구조물이 흡수제로 사용될 때 a) 건조 중량 기준으로 약 0.01 내지 0.08g/㎤ 의 밀도, b) 약 5 내지 100μ범위의 평균 기포 크기, 및 c) 상기 구조물이 1분간 압축된 후, 20℃에서 건조시 1분 내에 그의 원래 두께의 적어도 85%, 또는 65±5 dyne/㎝의 표면장력을 갖는 37℃ 합성뇨로 자유 흡수 용량까지 포화될 때 1 분내에 그의 원래 두께의 적어도 75% 까지 복원되도록 하는, 압축 변형으로부터의 복원성을 갖는 중합체성 발포 물질.
5. 제3항에 있어서, 37℃ 합성뇨로 포화시 1 주기 이상의 굽힘 값을 나타내는 정도로 가요성인 중합체성 발포 물질.
6. 제5항에 있어서, 중합체성 구조물상에 극성 작용기를 거의 함유하지 않으나, 65±5 dyne/㎝의 표면장력을 갖는 합성뇨를 흡수할 때 약 20 내지 65 dyne/㎝의 접착장력을 나타내는 정도로 친수성화된 중합체성 발포 물질.
7. 제6항에 있어서, 비-자극성 계면활성제 및 수-수화성 무기 염중에서 선택된 잔류 친수성화 제 약 0.1 내지 10 중량%를 함유하는 중합체성 발포 물질.
8. 제7항에 있어서, 약 01 내지 7 중량%의 염화 칼슘 친수성화제를 함유하는 중합체성 발포 물질.
9. 제5항에 있어서, 37℃에서, 건조 발포 물질 g당 65±5 dyne/㎝의 표면 장력을 갖는 합성노약 12㎖ 이상의 자유 흡수용량, 및 자유 흡수 용량의 약 5% 이상의, 37℃에서 15분간 유지된 5.1kPa 의 유폐 압력하에서의 합성뇨에 대한 흡수 용량을 갖는 중합체성 발포 물질.
10. 제9항에 있어서, 65±5 dyne/㎝의 표면 장력을 갖는 합성뇨가 30분내에 발포체의 수직길이를 따라 5㎝ 흡수되게 하는 37℃에서의 수직 흡입 속도, 및 11.4㎝의 수직 흡입 높이에서 발포체 g 당 상기 합성뇨 10㎖ 이상의 수직 흡입 흡수용량을 나타내는 중합체성 발포 물질.
11. (A) (i) 스티렌 단량체 약 7 내지 40 중량%, (ii) 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소프렌 및 이들의 혼합물중에서 선택된 공단량체 약 27 내지 66 중량%, (iii) 디비닐벤젠 가교결합제 약 10 내지 25 중량%, 및 (iv) 약 2 : 1 내지 5 : 1의 모노오리에이트 대 트리올리에이트의 중량비로 솔비탄 모노올리에이트 및 솔비탄 트리올리에이트를 포함하는 유화제성분 약 4 내지 25 중량%를 포함하는 유상, 및 (B) 약 0.5 내지 20 중량%의 염화 칼슘 및 약 0.1 내지 0.2 중량%의 수용성 유리 라디칼 중합 개시제를 함유하는 수용액을 포함하는 수상으로부터 형성된 유중 수적형 유화액(이때 상기 유화액을 형성하는 수상 : 유상의 중량비는 20 : 1 내지 70 : 1의 범위이다)을 중합시키고, 그 후에, 생성된 중합체 구조물을 상기 구조물을 상기 구조물이 약 0.1 내지 7 중량%의 잔류 염화 칼슘을 함유하도록 염화 칼슘으로 처리하여 친수성화시킴으로써 제조된, 서로 연결된 연속 기포로된 친수성의 가요성 구조물(이때 상기 구조물은 흡수제로서 사용시 a) 약 20 내지 70 ㎖/g의 기공부피, b) 모세관 흡입에 의해 측정할 때 약 0.75 내지 4.5 ㎡/g의 비표면적, 및 c) 37℃ 에서 65±5 dyne/㎝ 의 표면장력을 갖는 합성뇨로 자유 흡수 용량까지 포화될 때 5.1kPa 의 유폐 압력에 의해 15분후 상기 구조물의 약 5% 내지 75%의 압착 변형이 유발되도록 하는 내압축변형성을 추가로 갖는다)을 포함하는, 수성 체액을 흡수하여 보유하기에 특히 적합한 중합체성 발포 물질.
12. A) 비교적 액체-불투과성인 배면 시이트, 및 B) 상기 배면 시이트와 제품 착용자의 유체 배출영역 사이에 위치되도록 상기 배면 시이트와 합체되고, 흡수제로서 사용시 i) 약 12 내지 100㎖/g 의 기공부피, ii) 모세관 흡입에 의해 측정할 때 약 0.5 내지 5.0 ㎡/g 의 비표면적, 및 iii) 37℃ 에서 65±5 dyne/㎝ 의 표면장력을 갖는 합성뇨로 자유 흡수 용량까지 포화될 때 5.1kPa 의 유폐 압력에 의해 15분후에 상기 구조물의 약 5% 내지 95%의 압착 변형이 유발되도록 하는 내압축변형성을 갖는, 서로 연결된 연속 기포로된 친수성의 가요성 구조물을 포함하는 흡수성 중합체성 발포 물질을 포함하는 수성 체액을 흡수하여 보유하기에 특히 적합한 흡수제품.
13. 제12항에 있어서,

    A) 흡수성 중합체성 발포 물질 성분의 구조물이,

    a) i) 실질적으로 수-불용성의 일작용성 유리상 단량체 성분 약 3 내지 41 중량%,

    ii) 실질적으로 수-불용성의 일작용성 고무상 공단량체 성분 약 27 내지 73중량%;

    iii) 실질적으로 수-불용성의 다작용성 가교결합제 성분 약 8 내지 30중량; 및

    iv) 유상에 가용성이고 안정한 유중수적형 유화액을 형성하기에 적합한 유화제 성분 약 2 내지 33중량%를 포함하는 유상; 및

    b) 수용성 전해질 약 0.2 내지 40중량%를 함유하는 수용액을 포함하는 수상으로부터 형성된 유중수적형 유화액(상기 유화액을 형성하는 상기 수상:유상의 중량비는 12:1 내지 100:1의 범위이다)을 중합시켜 제조되고,

    B) 상기 흡수성 중합체성 발포 물질 성분의 구조물이 65±5 dyne/㎝의 표면 장력을 갖는 합성뇨를 흡수할 때 약 15 내지 65 dyne/㎝의 접착 장력을 나타내는 정도로 친수성인 흡수 제품.
14. 제13항에 있어서, 상기 중합체성 발포 물질을 제조하기 위해서 중합된 유중 수적형 유화액에서, a) 상기 유상의 실질적으로 수-불용성의 일작용성 유리상 단량체 성분이 하나 이상의 스티렌계 단량체 유형을 포함하고; b) 상기 유상의 실질적으로 수-불용성의 일작용성 고무상 공단량체 성분이 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 부타디엔, 이소프렌 및 이들 공단량체 유형의 혼합물중에서 선택된 공단량체 유형을 포함하고, c) 상기 유상중의 일작용성 유리상 단량체 성분 대 일작용성 고무상 공단량체 성분의 몰비가 약 1:25 내지 1.5:1의 범위이고, d) 상기 유상의 실질적으로 수-불용성의 가교 결합제 성분이 디비닐벤젠, 디비닐톨루엔, 디알릴프탈레이트, 폴리올의 하나 이상의 디아크릴산 에스테르 및 이들 이작용성 단량체 유형의 혼합물 중에서 선택된 이작용성 단량체 유형을 포함하고, e) 상기 유상의 유화제 성분이 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리글리세롤 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 및 에스테르 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 유화제를 포함하고, f) 상기 수상중의 수용선 전해질이 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수용성 염 하나 이상을 포함하고, g) 상기 수상이 0.02 내지 0.4 중량%의 수용성 유리 라디칼 중합 개시제를 추가로 포함하고, h) 상기 유화액을 형성하는 상기 수상:유상의 중량비가 약 20:1 내지 70:1 의 범위인 흡수 제품.
15. 제14항에 있어서, 비교적 액체-불투과성인 배면시이트 이외에, 실질적으로 액체-투과성인 상면시이트를 또한 포함하고, 상기 흡수성 중합체성 발포 물질이 상기 비교적 액체-불투과성인 배면시이트와 상기 실질적으로 액체-투과성인 상면시 이트사이에 배치된 흡수 코어 구조물중에 존재하는 흡수 제품.
16. 제15항에 있어서, 상기 흡수성 중합체성 발포 물질의 구조물이 1 주기 이상의 굽힘 값을 나타내는 정도로 가요성인 흡수 제품.
17. 제15항에 있어서, 상기 흡수 코어가 흡수성 중합체성 발포 물질과, 추가 성분으로서 셀룰로즈 섬유, 중합체성 겔화제의 입자 또는 섬유 및 상기 추가 성분들의 혼합물 중에서 선택된 성분을 모두 포함하는 흡수 제품.
18. 제17항에 있어서, 상기 흡수 코어중의 흡수성 중합체성 발포 물질이 37℃에서, 건조 발포물질 g당 65±5 dyne/㎝의 표면 장력을 갖는 합성뇨 약 12㎖ 이상의 자유 흡수용량, 및 자유 흡수 용량의 약 5% 이상의, 37℃에서 15분간 유지된 5.1kPa 의 유폐 압력하에서의 합성뇨에 대한 흡수 용량을 갖는 흡수 제품.
19. 제18항에 있어서, 상기 흡수 코어가, 상층이 목재 펄프 섬유 및 비틀린 파형의 강성 셀룰로즈 섬유 중에서 선택된 셀룰로즈 섬유를 포함하고 상기 상층의 0 내지 10 중량% 의 중합체성 겔화제 입자를 함유하며 하층이 흡수성 중합체성 발포물질을 포함하는 다층 구조를 갖는 흡수 제품.
20. 제19항에 있어서, A) 상기 상면 시이트가 상기 흡수 코어의 한면과 같은 길이로 존재하고, B) 상기 배면 시이트가 상기 상면 시이트로 덮인 면과 반대되는 코어면과 같은 길이로 존재하고 코어의 폭보다 넓은 폭을 가져 코어 이상으로 연장된, 상기 배면 시이트의 측면 가장자리 부분을 제공하며, (C) 상기 흡수코어가 모래시계 형상인 일회용 기저귀 형태인 흡수 제품.
21. 약 0.5 내지 5.0㎡/g 의 모세관 흡입 비표면적을 갖고, 약 0.5 내지 20 중량% 의 잔류 수-불용성 유화제 및 약 0.1 내지 7 중량% 의 독물학적으로 허용되는 흡수성의 수화된 염이 또한 혼입되어 있고, A) 압착된 상태에서 i) 중합체성 발포 물질의 약 4 내지 15 중량% 의 수 함량, 및 ii) 건조중량 기준으로 약 0.08 내지 0.3g/㎤ 의 밀도, 및 B) 팽창된 상태에서 i) 약 12 내지 100㎖/g 의 가공부피, ii) 37℃에서 65±5 dyne/㎝ 의 표면장력을 갖는 합성뇨로 자유 흡수 용량까지 포화될 때 5.1kPa 의 유폐 압력에 의해 15분후에 구조물의 약 5% 내지 95%의 압착 변형이 유발되도록 하는 내압축변형성, 및 iii) 상기 합성뇨로 자유 흡수 용량까지 포화될 때 압착된 상태에서의 건조중량기준 밀도의 약 9 내지 28% 범위의 건조중량 기준 밀도를 또한 갖는, 서로 연결된 연속 기포로된 친수성, 가요성의 비-가수분해된 구조물을 포함하는, 수성 체액과 접촉시 팽창되어 상기 체액을 흡수하는데 유용한 압착된 중합체성 발포 물질.
22. A) 비교적 액체-불투과성인 배면 시이트, 및 B) 상기 배면 시이트와 제품 착용자의 유체 배출영역 사이에 위치되도록 상기 배면 시이트와 합체되고 제29항에 따른 압착된 중합체성 발포 물질을 포함하는 흡수성 중합제성 발포 물질을 포함하는, 수성 체액을 흡수하여 보유하기에 특히 적합한 흡수 제품.