KR100401436B1 - 액체-흡수물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초흡수제 입자와 같은 고흡수 물질을 사용하는 액체-흡수 물품에 관한 것이다. 그 입자(20)는 흡수 코어(16) 내에 형성된 분리된 챔버(18) 내에 위치하여, 유입되는 액체에 접근하도록 하고 그 입자들이 유입되는 액체를 흡수할 때 입자들이 팽창할 넓은 공간을 제공하도록 한다.

Description

액체-흡수 물품 {LIQUID-ABSORBING ARTICLE}

액체 흡수성에 있어서 진보가 이루어짐에 따라서, 액체를 흡수하는데 사용되는 다양한 물질 및 성분, 및 그들의 상호 작용에 대한 이해가 상당히 증가되었다. 특히, 이는 개인 위생 흡수 제품에 사용되는 흡수 체계에 있어서 사실이었다. 일회용 기저귀를 예로 들면, 이러한 기저귀는 원래 액체, 이 경우에는 뇨의 흡수를 위한 유일한 재료로서 목재 펄프 보풀을 사용하도록 설계되었다. 그러나, 목재 펄프 보풀의 문제는 습윤 강도가 불량하고, 젖었을 때 붕괴되는 경향으로 인해 기저귀가 자주 새게 되는 문제가 있었다.

기저귀 제조가 발전됨에 따라, 기저귀 흡수 코어의 전체 액체 보유 용량을 증가시키기 위하여 초흡수제와 같은 고흡수 물질을 목재 펄프 보풀과 혼합시키게 되었다. 이어서 목재 펄프 보풀의 일부를 제거하고 이를 더욱 더 많은 양의 초흡수제로 대체함으로써 기저귀의 전체 두께를 줄일 수 있게 되었다. 흡수 코어의 전체 크기의 감소 및 전체 액체 보유 용량의 증가에도 불구하고, 뇨가 표면 상에 흥건해지는 위험 및 유출되는 위험 없이, 기저귀의 흡수 코어가 급작스런 뇨의 유입, 특히 두번째, 세번째 및 네번째 인설트(insults)를 받아들이는 능력에 여전히 문제가 있었다. 이 문제의 하나의 원인은 초흡수제 자체에 있었다.

기저귀나 다른 개인 위생 흡수 제품의 흡수 코어에서 액체를 신속히 유입시키기 위하여, 섬유 사이에 유체 이동이 허용되는 충분한 공간이 있어야 한다. 불행하게도, 많은 초흡수제는 액체를 흡수할 때 팽윤함으로써 사이 공간을 폐쇄시키고 "겔 블로킹"이라는 현상을 일으킨다. 일단 겔 블로킹이 발생하면, 겔 블로킹 지역을 통한 신속한 액체 이동은 어렵다.

이 문제를 해결하고 나아가서 기저귀 표면에 액체가 신속히 고여서 흥건해지는 것을 감소시키기 위하여, 여러가지 다른 진보된 형태가 고안되었다. 그 하나는 흡수 코어의 국한된 부위, 예를 들면 가라미의 미국 특허 제 4,055,180호에서 알 수 있듯이 흡수 코어 내의 내층 또는 분리된 포켓 내에 초흡수제를 선택적으로 배치하는 것이다. 다른 해결책은 흡수 코어가 액체를 완전히 흡수할 정도의 시간까지 유입 액체에 대한 대시포트 또는 일시적 저장고로서 작용하는 부가적인 층을 기저귀 내에, 종종 흡수코어 위로, 내포시키는 것이다. 이 부가된 층은 또 다시 기저귀의 전체 두께를 증가시켰고 이는 그러한 제품을 가능한 한 얇게 제조하려는 일반적인 추세에 역행하는 것이었다. 다수 층을 사용하는 또 다른 문제점은 두 물질 간의 계면을 통한 액체의 이동이었다. 두 물질 사이의 계면에서의 문제 때문에, 흔히 액체가 한 물질로부터 다른 물질로 이동되기가 어렵다는 것이 밝혀졌다. 그러므로, 수직 방향으로 인접한 상이한 물질들간의 경계를 통한 액체의 이동을 최소화할 수 있도록, 이 액체 이동이 기저귀 또는 다른 개인 위생 흡수 제품 내의 동일한 수평면 상에서 더 많이 일어난다면 바람직할 것이다.

초흡수제 사용시 또 다른 문제점은, 그들이 액체를 흡수할 때 팽윤하거나 팽창하는 것이다. 입자가 너무 가까이 갇혀 있으면, 입자는 자유롭게 팽창할 수 없고, 및/또는 팽윤된 입자는 그 주변의 물질을 파열시킬 수 있어서, 초흡수제가 스며 나가서 착용자에게 접촉될 가능성이 있을 것이다. 결국, 고인 액체를 즉시 받아들여서 보유할 수 있는 고흡수 물질을 함유하는 개선된 액체-흡수 물품이 요구된다.

<발명의 요약>

본 발명은 기저귀, 트레이닝 팬츠, 생리대, 실금 가먼트, 붕대 등과 같은 개인 위생 흡수 제품에 사용하기 위한 흡수 체계로서 특히 적합한 액체-흡수 물품에 관한 것이다. 그 가장 기본적인 설계로, 본 발명에 따른 액체-흡수 물품은 액체 투과성 상부 시트 및 하부 시트와 그들 사이에 배치된 흡수 코어를 포함한다. 흡수 코어는 그 내부에 흡수 코어의 상부 표면으로부터 흡수 코어를 관통하여 그 하부 표면으로까지 연장되는 다수의 개구를 한정한다. 상부 표면은 상부 시트에 부착되고, 흡수 코어의 하부 표면은 하부 시트에 부착된다. 고흡수 물질은 적어도 개구들의 일부 내에 위치한다. 더욱 개량된 실시 태양에서는, 상부 시트 및/또는 하부 시트는 부착 수단에 의하여 분리가능하게 흡수 코어에 부착될 수 있다. 부착 수단은 흡수 코어과 상부 또는 하부 시트 사이에서, 고흡수 물질이 수성 액체에 노출될 때 상부 시트 또는 하부 시트에 가해지는 팽윤력보다 더 적은 결합 강도를 제공할 수 있다. 그 결과, 상부 시트 또는 하부 시트는 팽윤력으로 인해 파열되기 전에 흡수 코어로부터 이층(離層)될 것이다.

흡수 코어는 밀도 0.08 g/cm³이하, 프라지에르 공기 투과도(Frazier air permeability) 60 m³/m²/min 이상, 0.3 kPa하에서의 두께 적어도 0.5 cm 및 하중 0에서의 비부피 18 cm³/g을 비롯한 다수의 특별히 주문된 성질을 갖도록 설계될 수 있다. 밀도, 프라지에르 공기 투과도, 두께 및 하중 0에서의 비부피는 다수의 개구 및 고흡수 물질이 결여된 흡수 코어 물질의 일부로부터 계산된다.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 흡수 코어는 다수의 치밀화된 지역을 가질 수 있다. 필요한 경우, 액체의 측방향 이동을 더욱 더 도와서 구조물의 x-y 평면을 가로질러 흡수되도록 이들 치밀화된 지역이 다수의 개구 중 적어도 일부 사이에 연장되어 연결되어도 좋다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서, 흡수 코어는 섬유의 전부 또는 일부가 이성분 섬유로 된 섬유 부직 웹을 포함할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서, 액체-흡수 물품은 액체 투과성 상부 시트, 하부 시트 및 그들 사이에 배치된 흡수 코어를 포함할 수 있다. 흡수 코어는 서로 수직으로 정렬된 제 1부위와 제 2부위를 포함할 수 있다. 제 1부위는 상부 시트에 부착될 수 있고, 그 내부 및 그를 통하여 연장하는 다수의 제 1 개구들을 한정한다. 제 2부위는 하부 시트에 부착될 수 있고, 그 내부 및 그를 통하여 연장하는 다수의 제 2 개구들을 한정할 수 있다. 하나의 배치에서, 다수의 제 1 및 제2 개구들이 상부 표면으로부터 하부 표면까지 흡수 코어를 통하여 완전히 연장되도록 서로 수직으로 배치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 배치에서는, 다수의 제 1 및 제 2 개구들의 전부 또는 일부가 서로 엇갈려서 배치되어 서로 안팎이 동일하지 않게 될 수 있다. 그 결과, 다수의 제 1 및 제 2 개구는 같거나 다른 유형의 고흡수 물질로 충전될 수 있다. 예를 들면, 다수의 제 1 개구는 볼텍스 시간 시험(vortex time test)에 의해 측정된 흡수속도가 다수의 제 2 개구에 충전되는 고흡수 물질보다 더 빠른 고흡수 물질로 충전될 수 있다. 반대로, 다수의 제 1 개구는 다수의 제 2 개구에 충전되는 고흡수 물질보다 더 느린 흡수속도를 갖는 고흡수 물질로 충전될 수 있다.

흡수 코어를 통한 유체의 흐름을 용이하게 하기 위하여, 흡수 코어의 제 1 및 제 2부위는 다른 밀도를 갖는 물질로 제조될 수도 있다. 예를 들면, 상부 시트에 인접하고 있어서 초기 액체 접촉의 지역에 가장 가까운 흡수 코어의 제 1부위는, 유체를 신속히 흡수하고 이들을 보유하여 전체 구조물의 표면으로부터 액체의 유출을 막을 수 있도록, 더 낮은 밀도를 가질 수 있고 따라서 더 열린 구조를 갖는다. 대조적으로, 유체 인설트 방향으로부터 일반적으로 멀리 배치된 제 2부위는 더 높은 밀도를 갖고 따라서 구조물을 통하여 액체를 측방향으로 분배시키는데 더 큰 능력을 갖는 물질로 제조되어 액체를 액체 인설트 부위로부터 멀리 있는 개구들에 함유된 고흡수 물질로 액체를 향하게 함으로써 전체 구조물의 이용을 최대화할 수 있다. 치밀화된 지역은 전형적으로 측방향 액체 흐름을 개선시킬 것이므로, 이 측방향의 유체 흐름을 더 증대시키기 위하여, 흡수 코어 내에 하나 또는 그 이상의치밀화된 지역을 형성하는 것도 또한 가능하다. 따라서, 예를 들면, 하나의 개구에서 다른 개구로 액체를 채널을 통해 이동시키기 위하여, 치밀화된 지역은 다수의 개구들의 적어도 일부 사이에 연장 및 연결될 수 있다.

액체-흡수 물품은 그 자체로 사용되거나 또는 기저귀, 트레이닝 팬츠, 실금 가먼트, 생리대, 붕대 등을 포함하되 여기에 한정되지는 않는 개인 위생 흡수 물품과 같은 다른 구조물에 통합되어 사용될 수 있다. 전형적으로 이러한 개인 위생 흡수 물품은 착용자의 피부에 인접하여 위치하는 신체측 라이너 및 전형적으로 액체 불투성인 후부측 라이너를 포함한다. 흡수 물질은 신체측 라이너와 후부측 라이너의 사이에 배치되는데 이 물질의 기능은 신체측 라이너를 통하여 전달된 액체를 흡수하고 보유하는 것이다. 필요한 경우, 본 발명의 액체-흡수 물품은 이러한 개인 위생 흡수 물품에서 흡수 물질로서 사용될 수 있다.

본 발명은 액체-흡수 물품에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 기저귀, 트레이닝 팬츠, 생리대, 실금 가먼트, 붕대 등과 같은 개인 위생 흡수 제품에 사용하기 위한 흡수 체계로서 특히 적합한 액체-흡수 물품에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 액체-흡수 물품의 절개 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 액체-흡수 물품의 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 다른 액체-흡수 물품의 측단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 또 다른 액체-흡수 물품의 측단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 액체-흡수 물품의 흡수 코어 부분의 평면도이다. 흡수 코어에는 그 구조물의 표면을 가로질러 액체의 이동을 용이하게 하기 위하여 그 상부 표면에 엠보스 채널이 있다.

도 6은 물품의 외부 가장자리 주위에 주변 봉합을 이용하는 본 발명에 따른또 다른 액체-흡수 물품의 측단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 액체-흡수 물품을 포함하는 기저귀의 일부 절개 평면도이다.

도 8은 유체 유출 평가시험 수행에 사용되는 장치의 사시도이다.

도 9는 유체 유출 평가시험 수행에 사용되는 장치의 단면도이다.

도 10은 유체 유입과 귀류 측정에 사용되는 시험 장치의 분해 사시도이다.

도 11은 작동 중인 도 10의 장치를 나타내는 측면도이다.

도 12는 유체 귀류 시험 장치를 나타내는 사시도이다.

도 13은 도 12의 13-13 선에 따라 취한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 관하여 설명하면, 본 발명에 따른 액체-흡수 물품(10)이 나타나 있다. 단지 예시를 위하여, 본 발명에 따른 액체-흡수 물품(10)은 기저귀, 트레이닝 팬츠, 실금 가먼트, 생리대, 붕대 등을 비롯한 개인 위생 제품이나 물품에서의 그의 용도와 연관되어 기술될 것이다. 본 발명의 범위는 액체 흡수 및 보유가 필요한 임의의 용도를 포괄하고자 하므로, 상기의 용도는 단지 예시적인 것으로 이해되어야 할 것이다.

액체-흡수 물품(10)은 액체 투과성 상부 시트(12), 하부 시트(14) 및 상부 시트(12)와 하부 시트(14) 사이에 배치된 흡수 코어(16)을 포함한다. 흡수 코어(16)에는 그 상부 표면(19)으로부터 하부 표면(21)까지 흡수 코어(16)을 통과하여 연장되는 다수의 개구(18)가 있다. 이하 상세하게 설명되는 것처럼, 적절한부착 수단에 의하여 상부 표면(19)은 상부 시트(12)에 부착되고, 하부 표면(21)은 하부 시트(14)에 부착된다. 개구(18) 내에는 흔히 초흡수제로서 칭하는 고흡수 물질(20)인 히드로콜로이드 또는 히드로젤이 배치된다. 여기에서는 그런 물질을 총칭하여 "고흡수 물질" 또는 "초흡수제"라고 한다. 고흡수 물질(20)은 상부 시트(12)와 하부 시트(14)에 의하여 개구(18) 내에 함유된다. 초흡수제는 가장 유리한 조건하에 염화나트륨 0.9 중량%를 함유하는 수용액 내에서 적어도 그 중량의 약 20 배, 더 바람직하게는 적어도 그 중량의 약 30 배를 흡수할 수 있는 수-팽윤성, 수용성 유기 또는 무기 물질이다. 본 발명에 관련된 초흡수제로서의 용도에 적합한 유기 물질에는 한천, 펙틴, 구아 검 등과 같은 천연 물질 및 합성 히드로젤 중합체와 같은 합성 물질이 포함될 수 있다. 그러한 히드로젤 중합체에는 예를 들면, 폴리아크릴 산의 알칼리금속 염, 폴리아크릴 아미드, 폴리비닐 알콜, 무수 에틸렌 말레산 공중합체, 폴리비닐 에테르, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록실프로필셀룰로오스, 폴리비닐모르폴리논, 및 비닐 술폰산, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴 아미드, 폴리비닐피리딘 등의 중합체 및 공중합체가 포함된다. 그외 적합한 중합체에는 수화 아크릴로니트릴 접목 전분(grafted starch), 아크릴 산 접목 전분, 및 무수 이소부틸렌 말레산 중합체 및 그 혼합물이 있다. 히드로젤 중합체는 바람직하게 경가교 결합되어 실질적으로 불수용성 물질이 된다. 가교 결합은 예를 들면, 조사(irradiation), 또는 공유, 이온, 반데르발스, 또는 수소 결합에 의하여 이루어진다. 초강력 흡수 물질은 입자, 섬유, 플레이크, 구 등을 포함하여 흡수 복합체에 사용하기 적합한 임의의 형태일 수 있다. 그러한 초흡수제는 보통 입도가 20 내지 1000 마이크론 범위인 것이 사용된다.

본 발명 이전에, 초흡수제를 흡수 코어 내에 국한되고 분리된 영역 내에 사용하려는 시도는, 상부 시트와 하부 시트의 사이의 국한된 영역 내에 이들 초흡수제 입자의 소량을 캡슐화시키는 것으로, 초흡수제 포켓들의 사이의 부위에 아교로 붙이거나 그렇지 않으면 서로 부착시키는 것이다. 상부 시트와 하부 시트는 그들의 얇은 성질과 상대적으로 약한 구조 때문에 초흡수제의 국한된 포켓 사이에 액체를 분배하지 못한다. 또한, 여러 유형의 초흡수제는 큰 보유 용량을 가지고 있으나 액체를 신속히 흡수하지 못한다. 결국, 얇은 상부 및 하부의 시트는 액체를 신속히 흡수, 저장하고, 이어서 초흡수제 입자들에게 전달 또는 유출시키는데 부적당하였다. 그 결과, 그러한 흡수 구조물은 특히, 기저귀와 같은 개인 위생 물품에 사용시에 종종 적절히 사용되지 않았다. 또한, 상부 및 하부 시트가 충분히 강하게 만들어지지 않거나, 및/또는 포켓이 초흡수제로 너무 단단하게 꽉 충전된다면, 상부 및 하부 시트는 초흡수제의 팽창을 제한할 수 있을 것이고 또는 역으로, 상부및 하부 시트가 터져서 초흡수제가 포켓으로부터 빠져나가게 될 것이다. 이는 보통 바라지 않는 결과이다.

본 발명의 액체-흡수 물품(10)은 그의 여러 속성 중에서, 상부 시트(12)와 하부 시트(14) 사이에 배치된 흡수 코어(16)를 사용한다. 흡수 코어(16) 내의 개구(18)에는 그 안에 고흡수 물질 또는 초흡수제(20)를 담는 작은 방이 있다. 흡수 코어(16)의 사용 결과, 초흡수제 입자는 상부(12) 및 하부 시트(14) 각각에 힘을 부가하기에 앞서 특히 수직 방향 또는 Z-축으로 그들이 팽창할 더 많은 공간이 있다. 또한, 이하 더 상세히 설명하듯이, 흡수 코어(16)는 액체 인설트를 신속히 흡수하고, 그 액체 인설트를 층 전체에 측방향으로 분배하고 개구(18) 내에 함유된 초흡수제에 액체를 전달하는 물질이나 물질들로 만들어질 수 있다. 결국, 더 효과적인 전체 제품이 생산될 수 있다.

상부 시트(12)는 액체를 투과시켜야 하고 친수성 또는 소수성이어야 하지만, 구조물의 포아 크기는 초흡수제 입자를 분진하거나 여과해 내는 것을 감소시키기 위해 초흡수제 입자(20)의 입자 크기보다 작아야 한다. 이러한 포아 크기 제한은 개구(18) 내에 함유된 초흡수제가 더 큰 플레이크나 섬유 형태일 때는 중요하지 않다. 상부 시트의 기본 중량은 일반적으로 최종 용도 요건에 좌우될 것이다. 상부 시트(12)는 티슈, 개구가 있는 필름, 및 멜트블로운 부직 웹, 스펀본드 부직 웹 및 본디드 카디드 부직 웹과 같은 섬유성 부직물을 비롯한 임의의 적합한 재료로 만들어진다. 액체-흡수 물품(10)이 개인 위생 흡수 물품과 연관되어 사용될 때, 상부 시트(12)는 전형적으로 적어도 약 6 g/m²의 기본 중량을 갖는다. 상부 시트(12)가 갖출 다른 요건은 흡수 코어(16) 및 하부 시트(14)에 결합가능하거나 그렇지 않으면 부착가능해야 한다는 것이다.

하부 시트(14)는 구성상 상부 시트(12)와 같거나 다르다. 하부 시트(14)는 상부 시트(12)와 달리 액체 투과성일 필요가 없고, 어떤 경우에는 하부 시트(14)가 액체 투과성이 아닌 것이 바람직하다. 예를 들면, 하부 시트(14)가 기저귀와 같은 개인 위생 흡수 물품의 외부 커버를 형성함으로써 물품의 전체 두께를 감소시킬 수있다. 그런 상황에서, 하부 시트(14)는 기저귀의 하부 시트(14)/외부 커버와 상부 시트(12) 사이에 배치된 흡수 코어(16)를 갖는 플라스틱 필름으로 만들어질 수 있다. 액체 보유를 더욱 더 용이하게 하기 위하여, 하부 시트(14)를 형성하는 물질이나 물질들이 상부 시트(12)와 흡수 코어(16)을 포함하는 구조물의 외층에 결합가능하거나 그렇지 않으면 부착가능하면 바람직하다. 또한, 하부 시트(14)는 구조물을 통하여 액체의 측방향 분배를 돕도록 설계된다.

흡수 코어(16)는 도 2 내지 도 4의 측단면도에 나타낸 바와 같이 여러가지 다른 실시 형태를 가질 수 있다. 도 2에 나타낸 가장 기본적인 설계에서, 흡수 코어(16)는 단일 구조인 반면에, 도 3 및 도 4에서 흡수 코어(16)는 제 1부위(15)와 제 2부위(17)를 갖는다. 제 1부위(15)와 제 2부위(17)는 단일층의 일부이거나 또는 분리된 여러층일 수 있다. 그 결과, "흡수 코어"라는 용어는 개개의 층이나 부위로 조립되는 특수한 기능을 가진 단일 또는 다수층의 구조일 수 있다.

도 2로 돌아가서, 흡수 코어(16)가 가질 수 있는 주요 기능의 하나는 액체를 신속히 흡수하고, 보유하고, 그 다음 흡수 코어(16) 내에 형성된 다수 개의 개구(18) 내에 위치하는 고흡수 물질(20)에 인설트 액체를 넘겨주는 것이다. 도 1 및 2에 나타낸 것처럼, 개구는 흡수 코어(16)를 완전히 통과하여 그 상부 표면(19)에서 하부 표면(21)까지 연장된다. 바람직하게는, 흡수 코어(16)의 두께를 통하여 부분적으로만 연장되는 개구를 형성하는 것도 또한 가능하다. 도 4 참조. 따라서, "개구"라는 용어는 그런 배치들을 둘 다 포함하는 의미이다. 도 1에 나타낸 개구(18)는 본질적으로 그 모양이 원형이지만, 임의의 모양, 예를 들면 타원형, 사각형, 다이아몬드형 및 직사각형이 사용될 수 있다. 개구(18)의 크기, 빈도 및 형태 또한 특정한 제품의 모양이나 용량에 맞도록 변형될 수 있다.

개구(18) 내에 고흡수 물질(20)을 유지시키기 위하여, 액체-투과성 상부 시트(12)와 하부 시트(14)가 적절한 부착 수단(23)에 의하여 흡수 코어(16)의 상부 표면(19)과 하부 표면(21)에 각각 부착된다. 적절한 부착 수단(23)은 접착제, 열 결합 및 초음파 결합을 포함하지만 그것에 한정되지는 않는다. 상부 시트(12)와 하부 시트(14)를 흡수 코어(16)에 부착시킬 때, 고흡수 물질(20)이 상부 시트(12)나 하부 시트(14)에 미칠 수 있는 팽윤력을 모니터하기 위해서 주의가 필요하다. 전술한대로, 예를 들면 젖었을 때 종종 약해지는 종이 티슈의 얇은 시트로 상부 시트(12)를 제조하는 것이 가능하다. 고흡수 물질(20)의 팽윤에 의하여 상부 시트(12)에 가해지는 압력이 너무 크면, 상부 시트(12) 티슈가 터지게 될 수 있고 그것은 일반적으로 바람직하지 않다. 그 결과, 고흡수 물질(20)에 의하여 상부 시트(12) 또는 하부 시트(14)에 가해지는 팽윤력 보다는 작은 결합 강도를 흡수 코어(16)와상부 시트(12) 또는 하부 시트(14) 사이에 제공함에 의하여 그 상부 및 하부 시트가 흡수 코어에 분리 가능하게 부착시키는 부착 수단(23)을 선택하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 고흡수 물질(20)이 수용액에 노출될 때, 팽윤력으로 인해 상부 시트 또는 하부 시트가 터지기 전에 상부 또는 하부 시트가 흡수 코어(16)로부터 이층될 수 있도록 결합 강도를 설계한다. 이것은 예를 들면, 낮은 결합 강도를 가진 접착제를 선택하고, 접착제의 최소량을 바르거나 접착제를 선택된 지역에 바름에 의하여 성취될 수 있다. 대안적으로, 열 결합이나 초음파 결합을 사용할 때, 결합의 정도 및 결합의 표면적은 동일한 결과를 성취하도록 조정될 수 있다.

도 3 및 4를 보면 흡수 코어(16)가 더욱 정교하게 나타나고 있다. 이들 도에 나타나 있는 바와 같이, 흡수 코어(16)는 제 1부위(15) 및 제 2부위(17)를 포함한다. 도시되지는 않았으나, 필요한 경우 흡수 코어(16)의 x-y 평면 및 z-축 방향 내에 더 많은 층, 부위들, 영역들을 제공하는 것 또한 본 발명의 범위내이다. 도 3에서, 제 1부위(15)는 다수의 제 1 개구들(18a)을 가지며 제 2부위(17)는 서로 수직으로 정렬된 다수의 제 2 개구들(18b)을 가진다. 필요하다면, 제 1부위(15)는 액체 투과성 상부 시트(12)를 통과하는 어떠한 액체도 신속히 흡수할 수 있도록, 큰 공극 부피를 가지는 섬유성 부직 웹과 같은 다공성 물질로 제조될 수 있다. 대조적으로, 필요하면 제 2부위(17)는 제 1부위(15)로부터 받은 액체가 조절되어 구조물을 통하여 측방향으로 분포할 수 있고, 구조물의 x-y 평면에서 흡수 코어(16)을 더 많이 이용할 수 있도록 더 미세한 공극 구조를 가진 물질로 제조될 수 있다. 전형적으로, 이러한 속성을 얻기 위하여 제 1부위는 제 2부위보다 더 낮은 밀도를 가질 것이다. 또한, 그러한 구조는 이성분 섬유를 함유하는 섬유성 부직 웹으로 제조될 때 특히 잘 기능한다고 밝혀져 있다. 이성분 섬유는 둘 또는 그 이상의 중합체, 전형적으로 섬유의 다른 영역에서 다른 융점 또는 연화점을 가지는 중합체를 이용하는 섬유이다. 낮은 융점 성분은 섬유를 서로 결합시키는데 사용될 수 있다. 스펀본드 이성분 섬유로 제조된 흡수 코어가 이하 실시예에서 나타나는 바와 같이 특히 잘 작용한다고 밝혀져 있다. 그 웹의 제조 방법은 스트랙 외(Strack et al.)의 미국 특허 제 5,336,552호에 교시되어 있으며, 상기 문헌은 전적으로 참고로 본 명세서에 포함되어 있다.

도 4를 보면, 액체-흡수 물품(10)이 그 안의 흡수 코어(16)의 제 1부위(15) 내의 개구들(18a)이 흡수 코어(16)의 제 2부위(17)의 개구들(18b)과 안팎으로 일치되지 않고 수직으로 엇갈리게 되어 있는 것을 나타내고 있다. 이 설계는 여러 가지 것 중에서, 개개의 개구(18)에 대하여 더 큰 부피당 표면적 비율을 제공하여, 개구 내에 함유된 고흡수 물질(20)과 액체 접촉에 대하여 더 큰 부피당 표면적 비율을 제공한다. 도 4의 엇갈린 설계의 또 다른 장점은 개구(18a 및 18b) 내의 고흡수 물질의 유형이 다양해질 수 있다는 것이다. 다양한 성질을 갖는 유용한 다수의 초흡수제 유형들이 있다. 어떤 초흡수제들은 다른 것들보다 더 신속히 액체를 흡수하는 반면에 다른 초흡수제들은 소정의 하중 또는 압력하에서, 흔히 "고 AUL(하중하 흡수(Absorbency Under Load)) 초흡수제"라고 하여 더 많은 양의 액체를 흡수할 수 있다. 그 결과, 개구(18a)를 고속 흡수 초흡수제와 같은 하나의 유형의 초흡수제로 충전하고, 하부의 개구(18b)는 다른 유형의 초흡수제로 충전하거나 그 역으로 하는 것이 바람직할 것이다.

더욱 상세한 것으로서, 본 발명은 액체-흡수 물품(20)은 적어도 흡수 코어(16)(도 5 참조) 및, 필요한 경우 상부 시트(12) 및 하부 시트(14)를 통과하는 엠보스 채널(24)과 같은 다수의 치밀화된 지역을 가진다. 그러한 채널(24)을 개구(18)들 사이의 선정된 지역에서, 엠보싱 롤을 사용하여 흡수 코어(16)를 치밀화시킴으로써 제조될 수 있다. 채널(24)을 통하여 개구(18)들을 연결함에 의하여,가능한 다수의 초흡수제-함유 개구들에게 구조물을 통하여 액체의 측방향 흐름을 증가시키기 위한 또 다른 수단을 제공한다.

본 발명은 더 한층 상세하게는 도 6의 단면도에 나타나 있다. 전술한 바와 같이, 개구(18) 내의 고흡수 물질(20)이 물, 식염수 또는 뇨와 같은 수성 액체에 접촉했을 때, 그 물질(20)은 팽창하기 시작하여 상부 시트(12) 및 하부 시트(14)를 포함하는 주변 물질들에 대하여 힘을 가할 것이다. 그 결과, 고흡수 물질이 수성 액체에 노출될 때 상부 또는 하부 시트가 팽윤력으로 인해 터지기 전에 흡수 코어로부터 이층되도록, 부착 수단(23)이 상부 시트(12)와 하부 시트(14)에 가해지는 팽윤력보다 작은 결합 강도를 흡수 코어(16)의 상부 표면(19)과 하부 표면(21) 및 상부 시트(12)와 하부 시트(14) 사이에 각각 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 이층이 일어나면, 고흡수 물질은 액체-흡수 물품(10)을 통하여 이동하기 시작할 수 있다. 그 물질(20)이 그 물품(10)의 측방향으로 새어 나가는 것을 방지하기 위하여, 상부 시트(12)와 흡수 코어(16)의 상부 표면(19)의 사이 또는 하부 시트(14)와 흡수 코어(16)의 하부 표면(21) 사이의 결합 강도보다 더 강한 결합 강도를 갖는 주변 봉합(25a)에 의하여 상부 시트(12)와 하부 시트(14)를 서로 부착시키는 것이 바람직하다. 그렇게 하는데 있어서, 상부 시트(12)와 하부 시트(14)는 흡수 코어(16) 주변에 덮개를 형성한다. 그러나, 흡수 코어 물질(16)을 통하여 주변 봉합(25b)을 형성하는 것 또한 가능하다. 주변 봉합(25)을 완벽하게 하는 적합한 수단에는 열 결합, 초음파 결합 및 접착제와 같은 수단이 포함된다.

도 7을 보면, 액체-흡수 물품(10)이 개인 위생 흡수 물품 내에 통합될 수 있다. 단지 예시 목적을 위하여, 개인 위생 물품은 기저귀의 형태로 나타나 있다. 그러나, 이 예시는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

도 7에서 개인 위생 흡수 물품(50)은 신체측 라이너(52) 및 후부측 라이너(54)와 그 사이에 배치된 액체-흡수 물품(10)을 포함한다. 착용자(도시되지 않음)에 대한 개인 위생 흡수 물품(50)을 안전하게 하기 위하여, 그 물품은 전형적으로 기저귀 체결 밴드와 같은 일종의 체결 수단(56)을 제공한다. 액체-흡수 물품(10)은 그 상부 시트(12)가 신체측 라이너(52)에 인접하여 위치하도록 기저귀(50) 내에 배치된다. 필요한 경우, 물품(10)은 후부측 라이너(54) 및/또는 신체측 라이너(52)에 물품(10)을 아교로 접착함으로써 기저귀 내에서 고정되게 된다. 그 결과 생성된 기저귀(50)는 특히 여러 가지 인설트에 노출되었을 때 액체 흡수의 기능을 잘 하게 된다.

본 발명을 상세히 기술했듯이, 몇 개의 샘플이 제조되고, 측정되고 시험되었다. 이하, 시험 절차 및 실시예를 설명한다.

<시험절차>

이하 일련의 시험 절차을 설명한다. 이 시험 절차는 본 발명의 다양한 특성을 측정하는데 사용되었다.

프라지에르 공기 투과도(Frazier Air Permeability)

프라지에르 공기 투과도 측정을 위하여 사용된 절차는, 시료의 크기가 7 인치(18 cm) X 7 인치 대신에 8 인치(20 cm) X 8 인치인 것을 제외하고는 5450 방법, 연방 시험 방법 표준 번호 191 A의 상세에 따라서 수행되었다. 크기가 더 큰 시료의 경우, 시료의 모든 면을 리테이닝 링(retaining ring) 너머로 잘 펼치고, 구멍을 통하여 확실하고 고르게 시료의 클램핑을 용이하게 하였다. 값은 분당 평방 미터당 입방미터(m³/m²/min)로 주어진다. 나아가서, 흡수 코어의 프라지에르 공기 투과도를 계산할 때, 개구(18)와 초흡수제(20)가 없는 물질의 조각에 대하여 값을 계산하여야 한다.

유체 유출 평가

본 발명의 목적을 위하여, 유체 유출 평가는 길이 15 인치(38 cm), 너비 4 인치(10 cm)인 샘플을 사용하여 측정된다. 도 8 및 9에 대하여 설명하면, 샘플(302)이 내각(α) 60˚인 물통(300)에 놓여 있다. 물통(300)은 그 가장 하부 지점에 물통(300)의 전체 너비를 가로질러 연장된 슬럿(304)을 한정한다. 물통(300)은 시험될 샘플(302)보다 적어도 4 인치(10 cm) 더 넓다. 수집 장치(도시되지 않음)는 슬럿(304)을 통하여 물통(300)의 밖으로 나오는 유체를 수집하기 위해 물통(300) 밑에 놓여진다. 도 9는 도 8의 9-9 선에 따라 취한 단면도이다. 도 9를 참조하여 알 수 있듯이, 시험 유체는 3 mm 직경(a)을 갖는 펄스 차단기를 갖춘 연동 펌프가 부착된 노즐(306)로부터 시험할 샘플(302)로 이동된다. 노즐은 시험할 샘플(302)의 표면으로부터 6.4 mm의 거리(b), 시험할 샘플의 끝으로부터 약 5.5 인치(14 cm) 거리(c)에 위치하여, 노즐이 대개 시험할 샘플(302)의 표면에 바로 인접하여 수직이 된다. 이 위치는 시험 내내 유지된다. 시험할 샘플은 4 개의 60 ml 식염수 인설트에 대하여 시험된다. 식염수를 노즐(306)을 통하여 대략 15 ml/sec의 비율 및 약 210 cm/sec의 속도로 가한다. 인설트를 가한 직후 15분마다 4 개의 60 ml 인설트를 각각 가한다. 슬럿(304)을 통과하여 수집 장치에 수집되는 유체의 양은 그램으로 측정되고 각 인설트에 대하여 보고된다. 일반적으로, 인설트당 유출량이 적을수록 복합체는 더 우수하게 작용할 것으로 기대될 것이다. 여기에서 기재된 식염수는 방부제를 함유하지 않은 등장성 식염수로 안정화시킨 0.9 % 공인 블러드 뱅크였다. 식염수는 뉴저지주 리버데일의 콘웰 회사의 스테펜스 과학부에 의하여 제조되며, 일리노이주 맥그러 파크에 소재하는 백스터 핼스케어 회사의 과학 생산품부에 의하여 카탈로그 번호 B3158-1로 배포된다.

유체-유입 및 귀류 평가(FIFE, Fluid-Intake and Flowback Evaluation)

도 10 및 11에 나타낸 장치가 이 시험을 위하여 사용된다. 시험할 샘플은 도 10에서 참조 부호 68로서 투시하여 나타나 있다. 샘플이 도 10에 나타나 있는 바와 같이 예를 들면, 기저귀의 형태인 경우, 시험할 기저귀는 샘플이 평평하게 놓여지도록 하기 위하여 다리(leg) 탄성 부재(도시되지 않음)를 길이를 따라 매 1 인치(2.54 cm)로 절단하여 준비한다. 여기에 보고되는 데이타는 샘플 크기 4 인치(10 cm) X 15 인치(38 cm)로 하여 얻어졌다.

내부 직경 5.1 cm를 갖는 실린더(72)가 결국 지정된 위치(74)에 있도록, 시험할 샘플(68)은 880 g 실린더 플레이트 어셈블리(70) 아래에 평평하고 평탄하게 놓는다. 전술한 0.9 % 식염수 80 ml를 실린더(72) 상단의 깔때기(76)를 통하여 붓는다. 깔때기의 하단 입구는 내부 직경 7 mm를 갖는다. 유체 이동 속도는 22 ml/sec이었다. 처음으로 유체와 샘플의 접촉 및 유체가 샘플 속으로 사라지는 시기 사이에 경과된 시간은 스톱워치로 측정된다. 최초 유체 인설트가 흡수되고 나서 1분 후에, 동일량의 두번째 인설트가 도입된다. 유체를 흡수하는 시간은 최초 인설트에 대한 것에서와 같이 측정된다.

도 12 및 13에 따르면, 두번째 인설트가 흡수되고 나서 1분 후에, 샘플(68)을 진공 장치(80) 위에 놓고 블러터 페이퍼(82, blotter paper)로 덮는다. 그 다음, 액체-불투성 라텍스 시트(84)를 사용하여 블러터 페이퍼와 샘플을 덮는다. 블러터(82)와 샘플(68) 상의 불투성 라텍스 시트를 흡인하기 위하여 35,000 dyne/cm²(약 0.5 psi)의 진공 압력을 2시간 동안 가한다. 블러터 페이퍼(82)의 무게 증가는 샘플로부터의 귀류를 나타내며 그램으로 기록된다.

귀류의 완료 후 1분 내에, 세번째 유체 인설트가 80 ml가 도입되고 시간이 측정된다. 그 다음, 유체 유입 시간은 전술한 샘플로 들어가는 유체의 양에 대한 시간으로 결정된다.

두께 및 밀도

물질의 두께를 측정하기 위하여, 문제의 샘플 물질 5 인치 X 5 인치(127mm X 127 mm)를 평방 인치당 0.05 파운드의 하중(3500 dyne/m²)에서 압축시키고, 샘플이 이 압축 하중하에 있는 동안 그 두께를 측정한다. 다음에는 샘플 두께(상기에 계산된대로)와 표면적을 곱한 값인 부피로 샘플의 질량을 나누어 밀도를 계산한다.

볼텍스 시간(Vortex Time)

일반적 설명:

볼텍스 시험(vortex test)은 초흡수제 2 g이 식염수 50 ml가 자석 교반 플레이트 상에서 분당 600 회전으로 교반됨으로써 생성된 볼텍스(vortex)를 끝내는데 필요한 시간을 초 단위로 측정하는 것이다. 볼텍스를 끝내는데 필요한 시간은 초흡수제의 자유 팽창 흡수속도의 지표가 된다. 이 시험은 하나의 고흡수 물질의 다른 물질에 대한 상대적인 흡수 시간을 측정하는데 사용될 수 있다.

장비 및 재료

1. 100 ml 비이커.

2. 분당 600 회전시킬 수 있고, 프로그램할 수 있는 자석 교반 플레이트 (상품명 데이타플레이트 모델 #721로 PMC 인더스트리즈로부터 시판되는 것과 같은 것).

3. 7.9 mm X 32 mm, 테프론^??으로 커버된 링 없는 자석 교반봉 (상품명 S/P^??브랜드로 축 링을 제거할 수 있는 단일 팩 원형 교반봉으로 백스터 다이아그노스틱스로부터 시판되는 것과 같은 것).

4. 스톱 워치.

5. +/- 0.01 g 까지 정확한 저울.

6. 0.87 w/w % 식염수, 백스터 다이아그노스틱스가 시판하는 블러드 뱅크 식염수 (이 용도를 위하여 0.9 중량% 식염수와 동등한 것으로 고려된다).

7. 웨잉 페이퍼(weighing paper).

8. 표준 대기 조건을 갖춘 방:

온도 = 23℃ +/- 1℃ 및 상대습도 = 50 % +/- 2 %.

시험 절차

1. 100 ml 비이커에 식염수 50 g +/- 0.01 g을 측정한다.

2. 자석 교반봉을 비이커 속에 넣는다.

3. 자석 교반 플레이트를 분당 600 회전으로 프로그램한다.

4. 비이커를 자석 교반 플레이트 상의 중앙에 놓아 자석 교반봉이 돌도록 한다. 볼텍스의 바닥은 교반봉의 상단 근처이어야 한다.

5. 시험할 초흡수제 2 g +/- 0.01 g을 웨잉 페이퍼 상에서 칭량한다.

주의: 초흡수제는 받았을 때 시험된다 (즉, 그것은 여기에 기술된 것들과 같은 흡수 복합체로 들어갈 것이므로). 입자의 크기가 이 시험에 영향을 미친다고 알려져 있지만, 특정 입자 크기로 선별하는 것은 행하지 않는다.

6. 식염수가 교반되는 동안, 시험할 초흡수제를 식염수 내에 신속히 붓고, 스톱 워치를 작동시킨다. 시험할 초흡수제는 볼텍스의 중앙과 비이커 측면의 사이에서 식염수에 가해져야 한다.

7. 식염수 표면이 평평해졌을 때 스톱 워치를 멈추고 시간을 기록한다.

8. 초 단위로 기록된 그 시간은 볼텍스 시간으로 보고된다.

비부피(SV ₀ , Specific Volume)

비부피 "SV"는 주어진 압축 하중에서 용적 또는 물질의 사용가능한 부피의 측정이며, 샘플의 그램 당 입방 센티미터로 보고된다. SV₀는 제로 압축 하중에서대략적인 물질의 용적이다. SV₀는 시험 물질의 응력-변형 관계의 낮은 하중 부위에 대한 회귀 분석을 행함에 의하여 추정되고, 압축/회복 순환시에 변위와 하중을 기록하는데 설치되는 인스트론(INSTRON) 6021 장치와 같은 기구를 사용하여 계산될 수 있다. 비부피 측정은 개구(18) 및 고흡수 물질(20)이 없는 흡수 코어 물질의 샘플을 사용하여 제조된다.

[절차]

기구 상에 설치된 모루에 상응하게 원형 샘플 2 인치(5 cm)를 절단한다. 2 인치의 스텐레스 스틸 모루는 인스트론 기구의 크로스 비임에 분리가능하게 부착되어 있는 평평한 바닥을 가진다.

샘플 무게를 먼저 기록한 후에, 샘플이 모루 바로 아래에 있도록 샘플을 평평한 스텐레스 스틸 가압판에 놓는다. 모루와 가압판 사이의 간격은 샘플이 시험 위치 내로 제한되지 않게 놓이기에 충분해야 한다. 이것을 위하여, 낮은 압축 상황에서 정확한 측정을 확보하기 위하여 간격은 비압축 샘플보다 약 0.1 인치(2.5 mm) 더 커야 한다.

시험 사이클은, 모루가 가압판을 향하여 아래로 이동하는 적어도 한 번의 압축 및 모루가 그 처음의 위치로 돌아오는 한 번의 회복 사이클로 구성된다. 모루의 이동은 중지 하중 또는 중지 거리에 이를 때까지 압축하면서 샘플에 그 힘을 미친다. 압축 및 회복 사이클 동안, 기구는 모루의 위치(변위) 대 부하 전지에 가하는 힘을 기록할 것이다. 샘플 면적은 샘플의 반경의 제곱을 파이로 곱한 것이다.주어진 하중에서의 부피는 샘플 면적(평방 센티미터)을 샙-변위(센티미터)로 곱하고, 샘플 무게(그램)로 나누어 비부피로 전환될 수 있다. 비부피는 시험 사이클 전체를 통하여 모든 하중에 대하여 기록된다. 압축 응력은 측정된 힘을 샘플 면적으로 나누어 계산된다.

Y-축 상의 응력에 대하여 x-축 상에 플롯된 비부피의 세제곱의 역수는 이 물질에 대한 평방 센티미터 당 35,000 dyne 이하의 낮은 압축 하중에서 직선으로 나타난다. 그러므로, 부피 세제곱의 역수 대 압축 응력의 곡선에 대한 회귀 분석 선은 x-축을 가로질러 연장되고, 하중 없는 비부피 SV₀는 회귀 선과 x-축 사이의 교차점에서 결정된다.

실시예 1

실시예 1에서, 흡수 코어는 두 층의 2 데니어, 섬유성 통공 결합된 병렬의 폴리프로필렌/폴리에틸렌 이성분 스펀본드 부직 웹 108 g/m²를 사용하여 제조되었다. 그 물질의 각 층은 밀도 0.04 g/cc, 두께 0.25 cm, 프라지에르 공기 투과도 108 m³/m²/min, 무하중 비부피(SV₀) 25 cm³/g 및 FIFE 시험을 사용한 세번째 인설트액 유입 속도 6 ml/sec를 가졌다.

2 층의 흡수 코어를 10 cm X 36 cm으로 절단하였고 직경 1.3 cm의 다수의 원형 개구를 그 물질의 처음 30 cm 길이 내에 형성하였다. 샘플의 나머지 길이 6 cm에는 그러한 개구들이 없게 하였다. 따라서 전체 샘플은 개구로 인한 공극 공간 31%를 가졌다. 개구들은 엇갈린 형태로 배열되어 제 1 층의 상부 표면으로부터 제 2 층의 하부 표면을 통하여 연장되었다. 따라서, 두 층내의 개구들은 서로 수직으로 정렬되었다. 그 다음, 흡수 코어와 같은 차원을 가지는 액체 투과성 히드로인탱글드 펄프(HEP, hydroentangled pulp) 시트 75 g/m²를 뉴저지주, 브릿지워터에 소재하는 내셔널 스타아취 컴퍼니에 의해 공급되는 내셔널 34-5541 핫 멜트 접착제 추정치 약 8 g/m²을 사용하여 흡수 코어의 하부 표면에 부착시켰다. 흡수 코어/HEP 시트 라미네이트를 HEP 시트 면을 아래로 하여 진공 박스 상에 놓고, 그 다음 노쓰 캐롤라이나, 그린스보로에 소재하는 스톡하우젠 코오포레이션의 페이버 870 고흡수 물질 약 9 g을 개구 내에 균일하게 산재시켰다. 고흡수 물질은 0.9 psi (6 kPa)에서 약 18 g/g의 하중하 흡수도(AUL)를 가졌다. HEP 하부 시트는 개구에 고흡수 물질을 함유할 뿐만 아니라, 흡수 코어 내에서 전체적인 측방향의 액체 분산을 개선시켰다. 그 다음, 21 g/m²의 액체 투과 장벽 티슈를 흡수 코어의 상부 표면에 내셔널 스타아취 컴퍼니에 의해 공급되는 사이클로플렉스 물-민감성 접착제 추정치 약 8 g/m²를 사용하여 또 부착시켰다. 티슈 구조물은 고흡수 물질 입자를 액체-흡수 물질의 분진 또는 여과로부터 방지하기에 충분할 만큼 폐쇄되었다.

전술한 액체-흡수 물품을 유체 유출 평가 시험하였다. 평균 네번째 인설트액 유출은 흡수 코어를 목재 펄프 보풀로 제조한 유사 흡수 물품으로부터의 유출20 g과 비교할 때 5 g이었다.

고흡수 물질은 흡수 코어의 개구 내에서 수직으로 팽창시켜 관찰되었다. 수직적인 팽창이 증가됨에 따라서, 상부 시트는 흡수 코어로부터 분리되어, 고흡수 물질이 상부 시트를 터뜨릴 정도로 그렇게 큰 팽윤력을 가하지 않고 팽윤 및 팽창될 더 많은 공간을 제공하였다.

실시예 2

실시예 2에서는, 액체-흡수 물품은 동일한 2 층의 개구 있는 이성분 스펀본드 흡수 코어, 상부 및 하부 시트, 접착제 유형 및 양을 사용하여 실시예 1과 동일하게 제조되었다. 또한, 같은 유형의 고흡수 물질인 스톡하우젠 컴퍼니의 페이버 870 초흡수제가 사용되었다. 개구는 또한 직경 1.3 cm로, 2 층의 이성분 스펀본드 흡수 코어의 상부 표면을 통하여 하부 표면으로 수직 정렬되어 연장되었다.

고흡수 물질의 양 감소로 인하여 감소된 흡수 물품의 용적을 반영하는 유체 유출 평가 시험을 사용하여, 흡수 물품은 평균 네번째 인설트액 유출이 증가된 25 g이었다.

실시예 3

실시예 3에서도, 개구가 1.3 cm 직경의 원형에서 2.5 cm X 1.3 cm의 끝이 둥근 난형(oval)으로 바뀐 것을 제외하고, 동일한 31%의 공극 공간을 제공하는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다. 동일한 상부 및 하부 시트, 개구가 있는 이성분 스펀본드 흡수 코어, 접착제 유형 및 양, 고흡수 물질 유형 및 양을 사용하였다. 유체 유출 평가 시험을 사용하여, 흡수 코어는 네번째 인설트액 유출이 18g이었다.

실시예 4

실시예 4에서, 흡수 코어는 버지니아주 스프링필드에 소재하는 BASF 코오포레이션에 의해 생산된 100% 폴리에틸렌 쉬트/폴리에스터(PET) 코어 이성분 섬유로 제조된 두 층의 3 데니어, 92 g/m²통공 결합된 카디드 웹을 사용하는 것을 제외하면 실시예 1과 같은 방식으로 제조되었다. 그 물질의 각 층은 밀도 0.03 g/cm³, 두께 0.12 인치 (0.3 cm), 프라지에르 공기 투과도 238 m³/m²/min, 무하중 비부피(SV₀) 36 cm³/g 및 유체 유입 및 귀류 평가 시험을 사용한 세번째 인설트액 유입속도 13 ml/sec를 가졌다.

직경 0.6 cm의 개구는 10 cm X 36 cm 카디드 웹 샘플의 처음 22 cm 길이 내에 형성되므로, 약 20%의 공극 공간을 제공하였다. 개구는 엇갈린 형태로 배열되었고, 실시예 1에서와 같이 직조를 통하여 흡수 코어의 상부로부터 하부 표면까지 수직 정렬로 연장되었다. 그 다음, 22 g/m²의 액체 투과 장벽 티슈를 흡수 코어의 하부 표면에 내셔널 핫 멜트 접착제 추정치 약 8 g/m²를 사용하여 부착시켰다. 흡수 코어/티슈 시트 라미네이트는 진공 박스 상에 티슈 면을 아래로 하여 놓았고, 전체 9 g의 페이버 870 고흡수 물질을 개구 내에 손으로 산재시켰다. 17 g/m²의 표준 티슈 시트를 사이클로플렉스 물-민감성 접착제를 사용하여 상부 표면에 부착시켰다. 유체 유출 평가 시험을 사용한 흡수 물품의 네번째 인설트액 유출은 19 g이었다.

실시예 5

실시예 5에서는, 흡수 코어가 두께 0.2 인치 (0.5 cm), 밀도 0.09 g/cm³, 프라지에르 공기 투과도 11 m³/m²/min 및 무하중 비부피(SV₀) 13.7 cm³/g을 갖는 목재 펄프 보플로 형성된 390 g/cm²의 단층인 것을 제외하고 실시예 1과 같은 유형으로 제조되었다. 유체 유출 평가 시험을 사용하여, 흡수 물품은 네번째 인설트액 유출이 20 g이었다.

실험을 기초로, 본 발명의 실시 형태는 그 흡수 코어가 목재 펄프 함유 흡수 코어보다 더 잘 작용하는 경향이 있는 고상한, 저밀도 열가소성 섬유성 부직 웹임이 일반적으로 밝혀졌다. 목재 펄프로 된 코어는 젖었을 때 붕괴되기 쉬워서 그 결과 유입율이 감소되고, 초흡수제를 위한 공간이 적어지며, 여러번의 인설트에 대하여 유출이 증가되었다.

흡수 코어의 상부로부터 하부 표면으로 연장되며 대략 31%의 공극 공간을 제공하는 다수의 0.5 인치 (1.3 cm) 직경의 개구를 갖는 실시예 1의 2 층의 이성분 스펀본드 흡수 코어는 매우 잘 작용하였다. 일반적으로, 낮은 밀도 및 높은 밀도의 지역을 둘 다 갖는 물질이 유체 유입 및 분포 모두를 최대화하기 위한 특수한 적용에 채택되지만, 흡수 코어 내 개구를 둘러싸는 섬유성 물질 지역은 신속한 유입을 위하여 0.1 g/cc 이하의 밀도, 바람직하게는 0.08 g/cc 이하의 밀도를 가질 것이다.

고흡수 물질의 함유 및 팽창을 위하여 충분한 개구 깊이를 제공하기 위하여, 0.05 psi (0.3 kPa)에서 측정했을 때, 18 cm³/g 이상의 무하중 비부피(SV₀) 값 및 약 0.2 인치 (0.5 cm)의 타겟 두께를 가지는 개구들 사이의 지역에서 측정된 흡수 코어 물질에 대한 프라지에르 공기 투과도 값은 적어도 45 m³/m²/min, 바람직하게는 60 m³/m²/min이어야 한다. 실시예 1에서와 같이 한 개의 층 이상의 층을 갖는 섬유성 물질이 흡수 코어에서 사용되었더라도, 접촉면 효과를 최소화시키고 물질 처리 및 가공 비용을 감소시키기 위하여 한 개의 층을 사용하는 것이 바람직하다. 시험될 1 층의 섬유성 흡수 코어는 개구들 사이의 지역에서, 유체 유입 및 귀류 평가 시험을 사용할 때 세번째 인설트액 유입속도는 바람직하게는 적어도 5 ml/sec일 것이다. 실시예 1 및 4는 FIFE 시험에서 세번째 인설트 유입 속도가 각각 6 ml/sec 및 13 ml/sec 이상인 양호한 흡수속도를 가졌다. 이 결과는 목재 펄프 보풀이 흡수 코어를 제조하는데 사용된 실시예 5에서 2 ml/sec 이하인 것과 비교된다. 나아가서, 실시예 1에서 유체 유출 평가를 사용한 네번째 인설트는 실시예 5의 20 g과 비교되는 5 g이었다. 본 발명은 흡수 코어의 섬유 데니어 크기의 제한을 특정시키지는 않지만, 일반적으로 섬유 크기는 약 6 데니어 이하일 것이고, 바람직한 실시에서 섬유 크기는 3.5 데니어 이하 또는 심지어 2.5 데니어 및 그 이하일 것이다.더 나아가서, 혼합된 섬유 데니어를 가진 흡수 코어는 특수한 적용에서 채택될 수 있다. 0.9 psi(6 kPa)에서 측정된 하중하 흡수도(AUL) 값이 약 15 g/g 이상인 고흡수 물질은 매우 잘 작용할 것이다. 상부 및 하부 시트는 실제적인 기본 중량 한계를 갖지 않지만, 비용 효과적인 생산 적용에 있어서 두 시트는 모두 기본 중량 약 20 g/m²이 된다. 약 6 g/m²보다 낮은 기본 중량은 터짐을 방지하기 위하여 충분한 보전성 및 강도를 갖지 못한다. 특히, 상부 시트는 흡수 물품의 착용자에게로 고흡수 물질의 여과를 방지하기 위하여 고흡수 물질의 평균 입자 크기보다 일반적으로 더 작고 충분히 균일한 포아를 가져야 한다. 더 나아가서, 부착 수단은 고흡수 물질의 팽창으로 인해 가해지는 힘에 의하여 시트 중 하나가 터짐이 없이 상부 또는 하부 시트가 흡수 코어로부터 분리되게 하여야 한다. 그러나 그런 상황에서, 흡수 코어 주변의 상부 및 하부 시트 사이의 주변 봉합은 분리되어서는 안된다.

따라서, 발명을 상세히 기술하였듯이, 하기 청구범위의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 본 발명에서 다양한 수정과 변화가 이루어질 수 있음은 명백하다.

Claims (19)

1. 액체-투과성 상부 시트 및 하부 시트와 그 사이에 배치된 흡수 코어를 포함하고, 상기 흡수 코어는 그 안에 상부 표면으로부터 상기 흡수 코어를 통하여 하부 표면까지 연장되는 다수의 개구를 한정하며, 상기 상부 표면은 상기 상부 시트에 부착되고 상기 하부 표면은 상기 하부 시트에 부착되며, 고흡수 물질이 적어도 일부의 상기 개구들 내에 위치하는 액체-흡수 물품.
2. 제 1항에 있어서, 상기 흡수 코어가 제 1부위 및 제 2부위를 가지며, 상기 제 1부위는 상기 제 2부위보다 낮은 밀도를 가지는 액체-흡수 물품.
3. 제 1항에 있어서, 상기 상부 시트 및 하부 시트의 하나 또는 전부가 부착 수단에 의하여 상기 흡수 코어에 분리가능하게 부착되어 있는 액체-흡수 물품.
4. 제 3항에 있어서, 고흡수 물질이 수성 액체에 노출될 때 상기 상부 시트 또는 하부 시트가 팽윤력으로 인해 파열되기 전에 상기 흡수 코어로부터 이층될 수 있도록, 상기 부착 수단이 상기 상부 시트 또는 상기 하부 시트에 가해지는 팽윤력보다 더 적은 결합 강도를 상기 흡수 코어 및 상기 상부 또는 하부 시트 사이에 제공하는 것인 액체-흡수 물품.
5. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 개구를 결여한 지역의 상기 흡수 코어가 0.08 g/cm³이하의 밀도를 가지는 것인 액체-흡수 물품.
6. 제 5항에 있어서, 상기 흡수 코어 층이 60 m³/m²/min 이상의 프라지에르 공기 투과도를 가지는 것인 액체-흡수 물품.
7. 제 6항에 있어서, 상기 흡수 코어가 0.3 kPa에서 0.5 cm 이상의 두께를 가지는 것인 액체-흡수 물품.
8. 제 4항에 있어서, 상기 흡수 코어가 하중 0에서 18 cm³/g 이상의 비부피를 가지는 것인 액체-흡수 물품.
9. 제 1항에 있어서, 상기 흡수 코어가 다수의 치밀화된 지역을 갖는 것인 액체-흡수 물품.
10. 제 9항에 있어서, 상기 치밀화된 지역이 적어도 일부의 상기 다수의 개구들 사이에 연장되어 이들을 연결시키는 것인 액체-흡수 물품.
11. 제 1항에 있어서, 상기 흡수 코어가 섬유성 부직 웹인 액체-흡수 물품.
12. 제 11항에 있어서, 상기 웹이 이성분 섬유를 포함하는 것인 액체-흡수 물품.
13. 액체 투과성 상부 시트 및 하부 시트와 그 사이에 배치된 흡수 코어를 포함하고, 상기 흡수 코어가 서로 수직으로 정렬된 제 1부위 및 제 2부위를 포함하며, 상기 제 1부위는 상기 상부 시트에 부착되고 그 가운데에 및 그를 통하여 연장하는 다수의 제 1 개구를 한정하고, 상기 제 2부위는 상기 하부 시트에 부착되고 그 가운데에 및 그를 통하여 연장하는 다수의 제 2 개구를 한정하고, 적어도 상기 다수의 제 2 개구의 일부는 상기 다수의 제 1 개구와 서로 수직으로 정렬되어 있지 않고, 고흡수 물질이 상기 다수의 제 1 및 제 2 개구의 한쪽 또는 양쪽의 적어도 일부 내에 위치하는 액체-흡수 물품.
14. 제 13항에 있어서, 상기 제 1부위가 상기 제 2부위보다 낮은 밀도를 갖는 액체-흡수 물품.
15. 제 13항에 있어서, 상기 다수의 제 1 개구들이 고흡수 물질로 충전되고 상기 다수의 제 2 개구들은 제 2의 고흡수 물질로 충전되며, 상기 고흡수 물질은 상기 제 2의 고흡수 물질보다 더 빠른 흡수속도를 가지는 액체-흡수 물품.
16. 제 13항에 있어서, 상기 다수의 제 1 개구들이 고흡수 물질로 충전되고 상기다수의 제 2 개구들은 제 2의 고흡수 물질로 충전되며, 상기 고흡수 물질은 상기 제 2의 고흡수 물질보다 더 느린 흡수속도를 가지는 액체-흡수 물품.
17. 신체측 라이너 및 후부측 라이너를 포함하고, 상기 신체측 라이너와 상기 후부측 라이너의 사이에 제 1항에 따른 액체-흡수 물품이 배치된 개인 위생 흡수 물품.
18. 신체측 라이너 및 후부측 라이너를 포함하고, 상기 신체측 라이너와 상기 후부측 라이너의 사이에 제 2항에 따른 액체-흡수 물품이 배치된 개인 위생 흡수 물품.
19. 신체측 라이너 및 후부측 라이너를 포함하고, 상기 신체측 라이너와 상기 후부측 라이너의 사이에 제 13항에 따른 액체-흡수 물품이 배치된 개인 위생 흡수 물품.

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