KR100819715B1 - 액체분배유닛과 그것을 구비한 흡수체 제품 - Google Patents

Abstract

액체분배유닛은 흡수체제품의, 착용자에 대하여 가장 내측에 위치하는 액체투과성 시트의, 상기 착용자측의 표면에 접촉배치된다. 상기 액체분배유닛은 그 표면에 대하여 수직하강하는 방향으로 연장되는 복수개의 액체분배통로를 구비하고 있다. 상기 액체분배유닛은 그 표면에 공급된 액체를 상기 액체분배통로를 통해 상기 표면시트의 표면을 따라 넓은 범위에 균일하게 분할 및 분류하는 기능을 갖는다. 이러한 분배유닛을 구비한 흡수체 제품이 제공된다.

액체분배유닛, 액체투과성 시트

Description

액체분배유닛과 그것을 구비한 흡수체 제품{LIQUID DISTRIBUTION UNIT AND ABSORBENT PRODUCT HAVING THE SAME}

본 발명은 유아용 및 성인용 기저귀, 여성용 생리용품 또는 의료용 혈액흡수체 등의 흡수체 제품에, 그 흡수체의 성능을 개선하기 위해 적용되는 액체분배유닛에 관한 것이다. 본 발명은 이 액체분배유닛을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 흡수체 제품은 주로 소변의 처리에 이용되는 것으로서 개발되어 있다. 이러한 흡수체 제품에 있어서, 착용자의 체위, 수분의 섭취상태, 몸상태 등 여러가지 요인에 의해 야기되는 변화, 예컨대 착용체위, 배출되는 소변의 양, 질 또는 배출속도 등의 배출상태의 변화에 대응할 수 있는 것이 요구된다. 이러한 변화를 확실하게 인식하기 위해서는 흡수체 제품에 통상의 사용조건에서 필요로 하는 이상으로 여유가 있는 큰 면적과, 여유가 있는 용량을 부여하는 것이 필요하게 된다. 한편, 착용자의 쾌적성이라는 면에서 보면, 흡수체 제품은 얇을수록, 그리고 소형일수록 바람직하다.

이러한 여유를 가진 흡수체 제품은 흡수효율이라는 면에서 생각할 때, 매우 비효율적인 흡수체이고, 착용자의 쾌적성에서도 바람직하지 못한 것이 된다. 흡수체 제품의 면적효율 및 용량효율을 개선하기 위해서는, 흡수체 자체를 가능한 한 얇게 소형으로 하는 동시에, 배출된 액체의 흐름을 제어하는 것이 중요하다. 즉, 배출액을 흡수체의 의도된 원하는 위치로 유도하고, 흡수체의 전체 표면에 배출액을 균일하게 분배하는 등의 기구를 설치하는 것이 필요하게 된다. 이러한 배려가 이루어져 비로소 흡수체 제품의 흡수체를 보다 얇고 보다 소형으로 할 수 있으며, 이러한 성능을 갖는 흡수체 제품의 개발이 요망되고 있다.

흡수체 자체의 소형화에 대해서는 지금까지 수많은 제안이 이루어져 왔다. 예컨대, 일본 특허 제3,090,266호 공보에는, 고흡수성 수지를 주요성분으로 하는 흡수층, 상기 고흡수성 수지를 지지하는 부직포형상 기초재 및 상기 고흡수성 수지 상호간과 상기 고흡수성 수지 및 상기 부직포형상 기초재 사이를 결합하는 결합제 성분의 3성분으로 이루어지는 시트형상 흡수체로서, 상기 부직포형상 기초재가 상대적으로 친수성이 높고 밀도가 높은 섬유층으로 이루어지는 확산층(P)과, 상대적으로 친수성이 낮고 밀도가 낮은 섬유층으로 이루어지는 포착층(Q)으로 이루어지는 다층구조를 갖는 부직포로 구성되며, 상기 시트형상 흡수체의 표면 상에서, 상기 흡수층과 그것을 갖고 있는 상기 부직포형상 기초재로 이루어지는 흡수영역상(A상)과, 상기 고흡수성 수지가 거의 존재하지 않고, 주로 상기 부직포형상 기초재만으로 이루어지는 확산 ·포착영역상(B상)이 상호 구분할 수 있도록 분포되어 있는 것을 특징으로 하는, 복상(複相)구조를 갖는 다기능 시트형상 흡수체가 개시되어 있다.

또, 일본 특허공개 2000-232,985호 공보에는, 탑시트와 백시트 사이에 흡수시트를 개재시킨 1회용 실금(失禁)라이너에 있어서, 흡수시트로서 입자형상 고분자 흡수체가 미크로피브릴형상 미세섬유에 의해 결합된 흡수층과, 이 흡수층을 지지하는 시트형상 지지체를 구비하고 있는 시트형상 흡수체로서, 입자형상 고분자 흡수체가 특정한 구조로, 시트형상 흡수체가 특정한 두께 및 강도의 것을 사용한 것이 기재되어 있다.

또, 일본 특허 제2,872,851호 공보에는 액체투과성의 표면재, 액체유지성의 흡수체 및 액체불투과성의 누출방지재를 갖는 흡수성 물품에 있어서, 상기 흡수체의 일부 또는 전부는 흡수폴리머가 점형상, 직선형상 또는 곡선형상으로 도포된 점착제로써 흡수소재에 고착되어 이루어지는 흡수시트로 구성되어 있고, 상기 점착제는 180°박리점착력(JIS C2107)이 50Og 이상 400Og 이하이고, 도포된 후의 상기 점착제의 점유면적이 10% 이상 70% 이하인 것을 특징으로 하는 흡수성 물품이 개시되어 있다.

또, 건식법으로 펄프시트를 성형하는, 소위 에어레이드방식으로 고분자 흡수체를 고농도로 혼합하고, 열용융성 바인더에 의해 결합일체화한 시트형상 흡수체도 초슬림형의 흡수체 제품에 사용되기 시작하고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 시트형상 흡수체를 사용한 흡수체 제품은 종래품에 비하여 얇고 소형으로 되었지만, 효율면에서는 아직도 개선이 필요하다.

그런데, 배출액을 슬림형 흡수체에 효율적으로 흡수시키기 위한 수단으로서는 부피가 큰 부직포를 확산시트, 분배시트, 이송시트 또는 포착시트로서 슬림형 흡수체에 부가하는 것이 종래부터 행해져 왔다. 이들의 공통적인 생각은 구성섬유간의 캐필러리(모세관)을 이용한 액체의 확산현상을 이용하는 것에 기초하고 있다. 또, 일시적으로 액체를 트랩하는 것만을 위해 표면친수화처리를 실시한 발포폼이나 부피가 큰 개구필름을 탑시트와 흡수체 사이, 또는 흡수체 내에 설치하는 시도도 행해져 왔다.

본 발명은 체액의 배출구에 접하여 순수하게 기계적인 액체의 분배기구를 흡수체 제품에 도입하고자 하는 시도로부터 유도된 것이다.

본 발명의 목적은 착용자로부터 배출된 액체를 흡수체 표면에 분배할 수 있는 분배유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 액체분배유닛은 흡수체 제품의, 착용자에 대하여 가장 내측에 위치하는 액체투과성 시트의, 상기 착용자측의 표면에 접촉배치되는 액체분배유닛으로서,

상기 액체분배유닛은 그 표면에 대하여 수직하강하는 방향으로 연장되는 복수개의 액체분배통로를 구비하고 있고, 상기 액체분배유닛은 그 표면에 공급된 액체를 상기 표면시트의 표면을 따라 분할 및 분류하는 것을 특징으로 한다.

액체분배유닛은 복수의 개구와, 이 개구로부터 상기 흡수체 본체의 표면으로 향하여 연장되는 도입관을 가질 수 있고, 이 도입관을 통해 상기 개구로부터의 상기 액체를 상기 흡수체 본체의 표면으로 향하여 안내하도록 형성해도 된다.

각 개구는 그 개구면을 타원에 근사했을 때의 장경(長徑)이 적어도 0.5mm이고, 단축이 최대 10mm이며, 그 개구율이 10% 이상 90% 이하이며, 그 개구수가 10O㎠당 적어도 2OO개인 것이 바람직하다.

도입관의 길이는 바람직하게는 0.50mm 이상 5mm 이하이다.

도입관은 그 개구면측의 입구직경이 크고, 출구직경이 좁은 깔대기형상을 하고 있는 것이 유리하다.

액체분배유닛은 두께 10㎛ 이상 100㎛ 이하의 열가소성 필름으로 구성할 수 있다.

상기 액체분배유닛은 그 표면을 친수화제로 처리함으로써 습윤성의 개선이 이루어진 것이어도 되고, 이 경우에는 상기 개구로부터의 액체의 이동성이 개선된다.

또, 흡수체 본체는 상호 적층된 복수의 시트형상 흡수체를 구비하며, 상기 액체분배유닛이 최상층에 위치하는 상기 시트형상 흡수체 상에 노출되는 부분과, 그 최상층의 시트형상 흡수체의 하층에 위치하는 시트형상 흡수체에 도달하도록 연재하는 부분을 갖고 있어도 된다.

본 발명은 또, 상기와 같은 액체분배유닛을 구비한 흡수체 제품을 제공한다. 이 경우의 흡수체 제품은 착용상태에서 착용자의 신체에 대하여 내측에 위치하는 액체투과성 표면시트와, 상기 표면시트보다 외측에 위치하는 액체불투과성 시트와, 상기 표면시트와 상기 액체불투과성 시트 사이에 개재하는 고흡수성 수지를 주성분으로 하는 흡수체 본체를 구성요소로서 포함하는 흡수체를 구비한 것으로, 착용자와 상기 흡수체 본체 사이에 상술한 액체분배유닛이 배치된다.

사용되는 흡수체 본체는 바람직하게는 적어도 50중량% 이상의 고흡수성 수지를 함유하고 있다.

이 액체분배유닛 상에 추가로 액체투과성 부직포가 배치되어 있어도 되다.

표면시트의 전체 면적에 대하여 상기 액체분배유닛이 차지하는 면적의 비율은 바람직하게는 5% 이상 50% 이하이고, 또한 적어도 10㎠ 이상의 면적을 갖도록 부분적으로 배치된다.

부분적으로 배치된 상기 액체분배유닛 상에만 추가로 액체투과성 부직포가 배치되어도 된다.

또, 액체분배유닛 아래에 포착층 또는 확산층이 배치되어도 된다. 액체의 분배를 표면부에 더욱 넓게 확산하기 위해 액체분배유닛의 하면에 액체불투과성 시트를 배치하여 부분적으로 분배유닛의 출구를 블록하는 것도 경우에 따라서는 행해진다.

흡수체 본체로서는 부직포 기초재와 고흡수성 수지와 미크로피브릴형상 셀룰로우즈로 이루어지는 시트형상 흡수체로 구성한 것을 사용할 수 있다.

또는, 흡수체 본체는 소위 에어레이드법으로 얻어지는 목재펄프와 고흡수성 수지 및 결합재로 이루어지는 시트형상 흡수체로 구성되어 있어도 된다.

흡수체 본체는 300cc 이상의 보유흡수량을 갖고, 1O분간의 간격을 두고 1O0cc씩 3회의 흡수속도의 측정을 행했을 때, 모두 흡수속도가 60sec 이하이고, 3회의 편차가 30sec 이하인 것이 적합하다.

또, 시트형상 흡수체는 횡단면 Z형상으로 구부러진 형상을 갖고, 이 시트형상 흡수체 상면의 중앙부에만 액체분배유닛이 배치된 형태로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 액체분배유닛의 일부를 절개하여 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 액체분배유닛의 일부 종단면도이다.

도 3은 본 발명의 액체분배유닛에서의 액체분배의 원리를 설명하기 위한 설명도이다.

도 4는 본 발명의 액체분배유닛과 그 아래에 위치된 흡수체와의 사이에서 발생되는 액체분배의 메커니즘을 설명하기 위한 설명도이다.

도 5는 도 5의 V로 나타내는 부분의 확대도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 액체분배유닛의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 7은 본 발명의 액체분배유닛에 적용되는 튜브부분의 형상을 나타내는 종단면도이다.

도 8은 흡수체 본체에 조합되는, 각각 다른 형태의 본 발명의 액체분배유닛의 배치를 나타내는 평면도이다.

도 9는 액체분배유닛을 구비한 본 발명의 흡수체 제품의 흡수체부를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.

도 10은 각각 다른 종래의 흡수체 제품의 흡수체부를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.

도 11은 본 발명의 흡수체 제품에 적용되는 흡수체 본체의 구성예를 나타내는 폭방향에서의 종단면도이다.

도 12는 본 발명의 흡수체 제품에 적용되는 흡수체 본체의 다른 구성예를 나타내는 폭방향에서의 종단면도이다.

도 13은 흡수체 본체에 대하여 본 발명의 액체분배유닛을 결합하는 결합부의 각각 다른 결합형태를 나타내는 평면도이다.

도 14는 본 발명의 액체분배유닛을 조합시킨 또 다른 형태의 흡수체를 나타내는 사시도이다.

도 15는 제 12 흡수체의 종단면도이다.

이하에, 본 발명의 액체분배유닛에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 액체분배유닛의 일례를 나타내는 모델도이다. 액체분배유닛(100)은 다수의 개구를 갖는 액체불투과성 시트(11)와, 이 액체불투과성 시트(11)의 표면으로부터 수직하강하는 방향으로 연장되는 다수의 튜브형상의 도입관(12)을 구비하고 있다. 설명을 간략히 하기 위해, 도 1에서는 액체불투과성 시트(11)에는 다수의 원형의 개구(13)가 형성되고, 이 개구(13)의 직경과 거의 같은 내경을 갖는 도입관(12)은 개구(13)의 중심에 도입관(12)의 축심이 일치하도록 배치되고, 그 위치에서 액체불투과성 시트(11)의 하면에 연결되어 있다. 액체분배통로(20)는 이 개구(13)와 도입관(12)의 중심구멍에 의해 형성되어 있다.

도 2에 도 1에 나타낸 액체분배유닛(100)의 일부분의 확대단면도를 나타내고, 그 중에서 액체불투과성 시트(11)의 두께는 t, 개구(13)의 직경은 φ, 도입관(12)의 길이는 H로 표시되어 있다.

이하에, 본 발명의 액체분배유닛에서의 액체를 분배하는 메커니즘을 설명한다.

본 발명에서 「액체의 분배」라는 용어는 도 3에 나타내는 바와 같이, 상부입구로부터 들어간 액체의 흐름 A가 하부의 출구에서 나올 때에는 기계적으로 복수 분할된 흐름 A1, A2, A3···An이 되어 배출되는 현상을 의미한다.

도 4 및 그 일부를 확대하여 나타내는 도 5에 도시하는 바와 같이, 분할된 흐름 A1∼An이 흡수체(S)의 표면에 충돌하면, 그 양과 속도에 따라 흡수체(S)에 흡수되는 흐름 B1 및 B2···Bn과, 표면을 전해 공극(P)으로 흘러나오는 흐름 C1, C2···Cn으로 다시 분할된다. 또, 액체분배유닛(100)과 흡수체(S)의 표면 상에 형성된 높이 H, 폭 L의 공간 P 내로 넘쳐나온 흐름은 D1로 나타낸 흐름으로 흡수체(S)로 흡수되어 간다.

이와 같이, A라는 흐름은 분할된 흐름 Al, A2···An이 되는 동시에, 추가로 B1, B2···Bn, C1, C2···Cn 및 D1, D2···Dn이라는 식으로 다분할되고, 고도로 세분화된 흐름이 되어 흡수체(S)로 공급된다. 그 결과, 불규칙하게 배출된 액체는 기계적인 분배효과에 의해 조절된 미세한 흐름이 되어, 분배효과에 의해 급속히 흡수체 표면으로 확산되고, 흡수체(S)의 일부만이 국부적으로 팽창되는 일이 없어지고, 흡수체(S) 표면 전체를 효과적으로 이용하는 것이 가능하게 된다. 이러한 균일한 표면확산효과를 부여하는 것은, 얇고, 또한, 용량은 크지만 흡수속도가 느리다는 특성을 갖는다, 고흡수성 수지(SAP)를 높은 비율로 함유하는 흡수체에는 특히 중요하다.

상기의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 액체분배유닛이 소기의 기능을 발휘하기 위해서는 다음과 같은 기본조건이 필요하다.

(1) 액체를 분배하기 위해서는 분배유닛이 임의의 액체량을 보유하는 능력을 가질 필요가 있다. 그러기 위해서는 액체분배유닛은 그 아래에 위치하는 표면시트의 표면과의 사이에 도 5에서의 높이 H, 폭 L을 갖는 공간의 용적이 적절한 크기인 것이 중요하다.

(2) 개구로부터 액체를 이동시켜, 이것을 흡수체 표면에 도입하기 위한 도입기능을 갖는 것이 필요하다.

(3) 개구와 표면시트를 격리시키기 위한 격리거리(도입관의 길이 H에 상당함)가 필요하다.

(4) 인접하는 도입관과 도입관 사이에 공극(P)이 존재하는 것이 필요하다. 이 공극은 도입관이 없는 구조, 예컨대 두꺼운 시트에 개구를 설치한 구조에서는, 이 공극은 발생하지 않으므로, 본 발명이 목표로 하는 기능은 얻어지지 않는다. 이 공극은 도입관이 가늘고, 그 길이(H)가 길어질수록 커진다.

(5) 형상의 안정유지성, 즉 액체분배유닛이 착용자의 체중 등의 하중을 받아도 변형, 파괴되지 않는다는 특성을 얻기 위해서는, 액체분배유닛에 이용된 액체불투과성 시트가 어느 정도의 두께를 갖는 것이 중요하다. 이 액체불투과성 시트를 구성하고 있는 소재에도 의존하지만, 적어도 10㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다.

도 2를 참조하여 설명하면, 도입관(12)의 횡단면형상이 원인 경우, 직경 φ의 값은 0.5mm 이상, 바람직하게는 1mm∼10mm, 그 길이 H는 0.5mm이상, 바람직하게는 1mm∼10mm, 그리고 액체불투과성 시트의 두께 t는 10㎛ 이상, 바람직하게는 20㎛∼200㎛이다.

본 발명의 액체분배유닛을 구성하는 재료는 종래의 포착층, 확산층으로서 이용되어온 부직포와 같이 전체에 흡수성이 있는 것에서는 소재 자체가 액체를 흡수하기 때문에 본 발명과 같은 액체분배에는 이용하지 않는다. 재료 자체는 액체를 가능한 한 보유하지 않는 액체불투과성인 것이 좋다. 또 한편, 금속판이라면 형태안정성도 좋고 분배효과도 좋지만, 강성이 지나치게 높아 흡수체 제품에 적용하기는 어렵다. 열가소성 필름, 또는 이것과 부직포와의 접합체로서, 예컨대 PE, PP, PET, EVA, MA, MMA 등의 열가소성 합성수지의 단체 또는 혼합체의 단층필름 ; PE/PP, PE/PET, 저융점 PET/PET, EVA/PE 등의 동시압출(co-extrusion)필름 ; 또는 상기 단층필름과 동시압출필름과, 스판본드 부직포, 더멀본드 부직포, 티슈 등의 부직포와의 접합체이다. 필름의 두께는 10㎛ 이상이고, 너무 두꺼워지면 개구부의 성형성 등에 문제가 발생되므로, 100㎛ 이하가 바람직하다. 또, 표면의 액체 잔여분을 적게 하기 때문에, 표면 습윤성을 개량, 유지하기 위해 표면친수화처리는 허용되고, 개구로부터의 액체의 이동을 용이하게 하기 위해서는 오히려 바람직한 경우도 있다. 친수화제로서는, 음이온계, 양이온계 또는 비이온계의 계면활성제를 도포하거나, 원료 폴리머 자체 내에 PEG 등의 친수성 성분을 혼합시켜 친수성을 부여하는 등의 수단이 취해진다.

이러한 구조물을 공업적으로 생산하기 위해서는, 예컨대 다음과 같은 방법 중 어느 하나를 채용하는 것이 바람직할 것이다.

(1) 금형을 이용하여 성형기로부터 직접 플라스틱을 압출하고, 분배유닛을 성형하는 방법. 이 방법에서는 돌출이나 표면의 상처가 없는 부드러운 성형체를 만드는 것이 필요하다.

(2) 어느 정도의 강성을 갖는 플라스틱 필라멘트로 이루어지는 네트에 열성형에 의해 요철을 형성하는 방법. 이 성형물에서, 오목부는 개구, 볼록부는 도입관으로서 기능한다. 이 경우에는 액체가 충분 빠질 수 있는 정도의 크기의 그물눈 네트여야 하고, 예컨대 40mesh∼100mesh가 적합하다.

(3) 구멍이 없는 플라스틱 필름에 열성형으로 깊은 오목부를 성형하고, 이 오목부의 밑면을 기계적 또는 추가의 열처리에 의해 개구시키는 방법.

(4) 플라스틱 필름에 깊은 엠보스 홈을 뚫고, 가열하면서 종횡으로 연장을 가함으로써, 홈의 밑면에 개구가 생길 때까지 확대시키는 방법.

(5) 가열상태에 있는 플라스틱 필름을 내부가 감압된 다공실린더로 유도하고, 필름에 열 에어(air)를 부여하면서 흡인함으로써, 실린더가 구비하는 구경에 따른 개구를 형성하는 동시에, 다공실린더의 두께에 따른 도입관이 부대설치된 성형체를 얻는 방법.

상기 (4) 또는 (5)의 방법으로 얻어진 액체분배유닛의, 개구의 형상 및 배치예를 도 6에 나타낸다.

액체를 효과적으로 세분할하려면 액체의 입구가 되는 개구의 상태를 적절히 조절하는 것이 중요하다.

개구상태는 개구형상, 개구수, 개구율(개구면적비) 등으로 표현된다.

개구형상으로서는 원형, 타원형, 방형, 직사각형, 사각형, 육각형 등 어떤 형상이어도 되지만, 개구의 크기에 대해서는 지나치게 촘촘해도 액체의 이동효율이 나빠지고, 반대로 지나치게 크면 액체분할효과가 나빠진다.

개구형상을 타원형에 근사하였을 때, 장축이 0.5mm에 충족되지 않는 경우, 표면장력이 작용하여 액체의 통과가 저해된다. 바람직한 크기는 1.0mm 이상이다. 한편, 지나치게 크면 액체의 통과성은 좋아지지만 분할효과가 나빠지므로, 단축은 최대 10mm, 바람직하게는 최대 5mm이다.

개구수도 분할에 크게 영향을 미친다. 단위면적당 개구수가 적은 경우에는, 각 개구의 개구면적을 넓게 취하는 것이 필요하게 되어, 상기의 이유로 분할효율이 나빠진다. 따라서, 개구수는 100㎠당 적어도 200개, 바람직하게는 적어도 500개이다.

개구율은 분배유닛의 전체 면적을 100으로 했을 때의 개구면적으로 표시된다. 0%는 개구가 없는 경우이다. 개구율은 10% 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90% 이하이다. 10% 미만에서는 액체의 이동속도가 너무 늦고, 90%를 넘으면 개구체의 형태를 유지하기 어려워, 바람직하게는 20%∼80%의 범위이다.

상기의 설명에서, 도입관은 원형횡단면을 갖는 원통형이지만, 본 발명에서는 원통형 이외의 도입관을 적용할 수 있다. 몇가지의 예가 도 7의 (A), 도 7의 (B), 도 7의 (C)에 예시된다. 도 7의 (A)에 예시된 도입관(12a)은 액체불투과성 시트(11)의 개구에 접하고 있는 단부로 그 직경이 작고, 먼 쪽의 단부로 향함에 따라 차례로 커진 원추사다리꼴의 것이며, 도 7의 (B)에 예시된 도입관(12b)은 도 7의 (A)의 도입관(12a)과는 상하 반대의 형상을 갖고 있다. 또 도 7의 (C)에 예시된 도입관(12c)은 상단으로부터 그 길이의 대략 반정도의 위치까지는 균등한 직경의 원통이지만, 그 아래로 이어지는 부분은 원추사다리꼴이며, 그리고 원추사다리꼴의 공간 내에 원추형의 인서트(12d)가 설치되고, 이 부분에서 액체통로는 링형상이다.

이들 여러가지 형상의 도입관을 적용하는 것이 가능하지만, 대부분의 경우, 제작의 용이함과, 액체의 역류가 적다는 이점이 있어 도 7의 (B)의 형상이 바람직하다.

도입관의 길이(H)는 통로의 용적을 결정하는 인자로서 중요하며, 길수록 바람직하지만, 한쪽으로 부피가 커져서, 흡수체 제품의 전체 용적에 영향을 주므로, 적절하게 선택해야 한다. 바람직한 길이(H)는 0.5mm 이상 10mm 이하이다. 더욱 바람직하게는 1.0mm∼5mm이다.

본 발명의 액체분배유닛은 흡수체 제품에 그 흡수체의 착용자의 피부에 대향하고 있는 표면(이하, 「상면」이라 함)의 전부 또는 일부를 덮도록 부착된다. 대부분의 흡수체 제품에서, 흡수체 상면은 PE, PP, PET 등의 합성섬유를 주성분으로 한 부직포를 친수화 가공한 액체투과성으로 소수성의 시트(즉, 탑시트)로 덮여 있고, 본 발명의 액체분배유닛은 이 표면시트의 위, 즉 최표면에 배치되는 것이 바람직하다. 탑시트가 없고 포착층이 최표면에 오는 경우에는, 그 포착층 상에 배치된다. 시트형상 흡수체에서는 그 기초재가 탑시트나 포착 효과를 갖는 경우도 있으므 로, 그 때에는 흡수체에 직접 접하도록 액체분배유닛을 배치한다. 그러나, 표면시트와 액체분배유닛이 적절한 수단으로 밀착, 접합되어 있으면, 표면시트의 바로 아래에 배치된 경우라도, 실질적으로 피부에 근접한 상태가 되므로 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 액체분배유닛의 기능은 체액의 분배를 제어하는 것이므로, 체액 배출구에 근접하여 배치할 필요가 있으나, 그 배출구부분을 충분히 커버할 수 있는 면적이 있으면 충분하고, 흡수체 제품의 큰 면적을 모두 커버하는 것은 불필요하다. 전체가 표면시트로 피복되어 있는 흡수체를 상정하면, 크더라도 표면시트의 반(50%)을 커버하면 지나치게 충분한 정도여서, 제품의 경제성을 생각해도 그 이상은 모두 불필요하다. 그러나, 적어도 3% 정도, 구체적인 흡수체 제품의 면적으로 말하면 10㎠ 이상이 필요하다.

이와 같이 액체분배유닛은 그 분배유닛에 배출체액을 가능한 한 직접 접촉시키는 것이 필요하기 때문에, 체액배출구에 근접시키는 것이 중요하다. 따라서, 그 존재위치는 남성용, 여성용, 어른용, 어린이용 등, 그 용도에 따라 경우에 따라서는 바꾸는 것도 필요하다.

표 1은 분배유닛으로서 트레드거사 제품의 개구필름(상품명 “X-27373", 두께 1184㎛)을 이용하여 구성된 분배유닛에서의 최표면 상에 차지하는 면적에 대한 흡수속도의 변화를 측정하는 테스트 결과를 나타낸다. 테스트는 1OOml의 생리식염수를 구경 2mm의 노즐로부터 공급하고, 그 흡수시간을 측정함으로써 행해졌다. 액체분배유닛과 흡수체 본체의 위치관계는 후술하는 도 9와 같이 배치하여 실험하였 다. 표 1의 결과로부터, 분배유닛을 설치하지 않은 시스템에서는 170sec 걸리는 데 대하여, 분배유닛을 설치한 시스템에서는 거의 1/5 이하로 흡수시간이 단축되어 있는 것을 알 수 있다. 액체분배유닛의 커버면적은 2O㎠ 이상이면, 그 이상 점유면적을 크게 취해도 거의 흡수속도에 영향을 주지 않는 것을 알 수 있다. 또, 건강한 아기나 건강한 어른의 소변의 배출속도는 100ml당 60sec 이하이고, 흡수체 제품으로서 생각하면, 전체의 흡수능력은 리텐션량(보유흡수량)으로 말하면, 일반적으로는 300ml 이상의 보유흡수량을 갖도록 설계되어, 흡수속도에 대해서도 100ml당 60sec 이하, 바람직하게는 40sec 이하로 단축시키는 것이 중요하다.

이 실험결과는 본 발명의 분배유닛이 소위 포착 효과와는 다른 기구에 기초하고 있는 것을 나타내는 증거이기도 하다.

본 발명에 있어서, 흡수체의 표면시트의 전체 표면의 일부만을 덮는 만큼의 면적의 액체분배유닛이 사용되는 경우, 목표로 하는 성능, 또는 사용형태 등의 제 조건에 따라 그 평면형상은 변화한다. 몇가지 형상이 도 8의 (A)∼(E)에 예시된다. 이들 도면에서, 부호 30은 흡수체 제품의 흡수체 본체를 나타내고, 그 탑시트 상에 본 발명의 액체분배유닛(100)이 배치되어 있다. 도 8의 (A)의 예에서는 액체분배유닛(100)은 세로로 긴 직사각형, 또한 도 8의 (B)의 예에서는 가로로 긴 직사각형이다. 액체분배유닛(100)은 도 8의 (C)에 나타내는 타원형, 도 8의 (D)에 나타내는 삼각형, 도 8의 (E)에 나타내는 볼록형과 같은 여러가지의 형태를 취할 수 있다.

본 발명의 액체분배유닛을 구비한 흡수체 제품의 흡수체부는, 기본적으로 흡수체 본체와, 그 위에 배치된 액체분배유닛을 구비하고 있다. 흡수체 본체는 고흡수성 수지와 펄프의 적층체와, 그것을 덮는 커버시트로 이루어진다, 통상의 구조를 갖는 것이어도 되지만, 고흡수성 수지함유량이 높은 것이 바람직하다. 바람직하게는, 지지시트와, 그 표면에 지지된 고흡수성 수지를 주성분으로 하는 흡수체층을 구비한 무펄프 초박형 시트형상 흡수체이다. 주성분은 흡수에 관여하는 전체 성분중량 중 50% 이상, 바람직하게는 60∼90%를 차지하는 상태를 의미한다.

도 9는 이러한 흡수체 본체(40)와 액체분배유닛(100)을 구비한 흡수체 제품의 흡수체부의 구조를 나타내고, 간략화를 위해, 백시트, 결속유닛, 그 밖의 부대적인 요소는 생략되어 있다. 이 실시예에서, 흡수체 본체(40)는 액체투과성 지지시트(41)와, 그 아래쪽의 표면에 서로 평행하게 배치된 띠형상의 흡수층(42)을 구비한 제 1 시트형상 흡수체(43)와 ; 그 아래에 배치된 지지시트(44)의 하면에 고흡수성 수지층(45)을 설치한 제 2 시트형상 흡수체(46)가 배치되어 있다. 이 흡수체 본체(40)는 제 1 시트형상 흡수체(43) 상에 배치된 탑시트(47)를 구비하고, 그 위에 액체분배유닛(100)이 배치되어 있다.

액체분배유닛(100)은 그 면적이 흡수체 본체(40)의 면적 300㎠보다 대폭 작은 약 50㎠ 직사각형의 것으로, 도 8의 (A)에 나타낸 바와 같이, 흡수체 본체(40)의 거의 중앙부에 위치되어 있다.

도 9에 나타낸 본 발명의 액체분배유닛을 구비한 흡수체 제품의 흡수성능을 3종의 대조샘플의 흡수성능과 비교하는 테스트를 행하였다. 그 결과를 아래의 표 2에 나타낸다.

각 비교샘플의 구조를 도 10의 (A), 도 10의 (B), 도 10의 (C)에 나타낸다. 샘플 No.1은 본 발명의 흡수체 제품에서 액체분배유닛(100)을 제외한 도 10의 (A)의 구조를 갖고, ; 샘플 No.2는 액체분배유닛(100) 대신에 에어레이드 부직포로 이루어지는 포착층(110)을 탑시트(47)와 흡수체 본체(40) 사이에 설치한 도 10의 (B)의 구조를 갖고 ; 샘플 No.3은 액체분배유닛 대신에 더멀본드 부직포로 이루어지는 포착층(120)을 탑시트(47)와 흡수체 본체(40) 사이에 전면에 걸쳐 설치한 도 10의 (C)의 구조를 갖는 것이다.

본 발명의 액체분배유닛은 설치면적이 50㎠로 작음에도 불구하고 전체면에 배치된 종래의 포착소재와 동등 이상의 흡수속도 촉진효과를 갖는 것을 알 수 있다. 특히, 2회, 3회로 회를 거듭하면 종래의 구성에서는 흡수속도가 대폭 저하되지만, 본 발명의 액체분배유닛을 사용하면 3회가 되어도 거의 변하지 않는 것을 알 수 있다.

위의 테스트결과로부터, 본 발명의 액체분배유닛을 구비한 흡수체 제품은 그 흡수성능을 향상하면서 전체적으로 두께를 대폭 저감시키는 것이 가능하다.

도 11은 본 발명의 흡수체 제품에 적용되는 다른 예의 흡수체 본체(40)의 구조를 나타내는, 폭방향에 따른 종단면도이며, 간략화를 위해 흡수체 제품의 백시트, 결속유닛, 그 밖의 부대적인 요소는 생략되어 있다. 이 예에서, 제 1 시트형상 흡수체(43)는 액체투과성 지지시트(41)와, 그 아래쪽의 표면에 서로 평행하게 배치된 띠형상의 흡수층(42)을 구비하고, 그 아래쪽에 지지시트(44)의 하면에 고흡수성 수지층(45)을 설치한 제 2 시트형상 흡수체(46)가 배치되어 있다. 제 1 시트형상 흡수체(43)는 제 2 시트형상 흡수체(46)보다 폭이 넓고, 제 2 시트형상 흡수체(46)의 양테두리로부터 바깥쪽으로 연장되는 양사이드부는 횡단면 Z형상으로 구부러진 형상을 갖고 있다. 그리고 액체분배유닛은 흡수체 본체(40)의 폭방향의 중앙부에서 제 1 시트형상 흡수체(43) 상에 배치되어 있다.

이 구성에서는 흡수체 본체(40)에 그 상방으로부터 공급된 액체는 액체분배유닛(100)에 의해 분류, 분배되고, 제 1 시트형상 흡수체(43)의 표면의 넓은 영역에서 급속히 흡수되며, 추가로 제 2 시트형상 흡수체(46)에 의해서도 흡수된다. 제 1 시트형상 흡수체의 측면에 설치된 Z형상부는 흡수에 따라 팽창되어 상승하고, 사 이드뱅크(side bank)로서 측면으로의 누설을 방지하는 역할도 갖게 된다.

또, 도 12는 제 1 시트형상 흡수체(43)는 약간 가늘고 긴 중앙부분(43a)과, 그 양측에 위치하는 한쌍의 가늘고 긴 측방부분(43b)으로 이루어지며, 이들 부분이 제 2 시트형상 흡수체(46) 상에 배치되고, 또 액체분배유닛(100)이 조합된 구성을 예시하고 있다. 이 예에서, 액체분배유닛(100)은 흡수체 본체(40)의 폭과 거의 동등한 폭을 갖고, 그 폭방향의 중앙부에서는 제 1 시트형상 흡수체(43a) 상에 위치하고 있지만, 그 양측부는 제 1 시트형상 흡수체(43a)와 제 2 시트형상 흡수체(43b) 사이를 통해 제 2 시트형상 흡수체(43b)의 하방으로 연장되어 있다. 또, 이 예에서는 분배유닛(100) 상에 탑시트(47)를 배치하고 있다.

이 구성에서는 흡수체 본체(40)에 그 상방으로부터 공급된 액체는 액체분배유닛(100)에 의해 분류, 분배되고, 제 1 시트형상 흡수체(43) 표면의 넓은 영역에서 급속히 흡수되는 동시에, 액체분배유닛(100)에 의해 제 2 시트형상 흡수체(43b)의 하방으로도 유도되며, 또 제 2 시트형상 흡수체(46)에 의해서도 거의 동시적으로 흡수되므로, 단시간에 대량의 액체를 처리하는 유아용 기저귀 등의 흡수체 구조에 특히 적합하다. 또, 분배유닛의 횡폭은 넓게 할 필요가 있지만, 종폭은 좁아도 된다.

표면층으로의 액체분배유닛을 어떠한 형태로 탑시트나 직접 흡수체에 결합할 것인지는, 액체의 분할효과에 영향을 주므로 중요하다. 예를 들면, 전체적으로 열용해로 결합함으로써, 분배구를 막는 것은 피해야 한다. 도 13의 (A), 도 13의 (B), 도 13의 (C) 및 도 13의 (D)는 거의 직사각형의 액체분배유닛(100)을 흡수체 본체(30)의 표면시트에 각각 다른 부분에서 결합한 예를 나타낸다. 도 13의 (A)에 나타낸 샘플 S-1에서는 액체분배유닛(100)의 4변 전체에 걸쳐 열밀봉에 의해 결합부(101)에서 결합되어 있지만, 도 13의 (B)에 나타낸 샘플 S-2에서는 액체분배유닛(100)의 2개의 장변만으로, 도 13의 (C)에 나타낸 샘플 S-3에서는 액체분배유닛(100)의 2개의 단변만으로, 그리고 도 13의 (D)에 나타낸 샘플 S-4에서는 4개의 코너부분만으로 결합부(101)에서 각각 결합되어 있다.

이러한 결합상태의 차이가 흡수체의 흡수성능에 주는 영향을 조사하는 테스트를 행하였다. 실험은 각 샘플에 대하여 상기와 같은 방법으로 100ml의 액체의 흡수시간을 측정함으로써 행해지고, 그 결과를 표 3에 나타낸다.

4변의 모두에서 결합한 샘플 S-1은 액체는 분배되어도 그 종방향, 횡방향의 분배효과는 분배유닛면적 내에만 머물고, 이어서 흡수체 본체(30)의 표면에서 내부로 이행하므로, 흡수에 58초 걸렸지만, 4개의 코너에서만 부분적으로 고정한 S-4는 4방향으로 출구가 있기 때문에, 종방향, 횡방향에서 분배유닛 외로 확산되어 30초 사이에 흡수를 종료하였다. 물론, 액체분배유닛을 이용하지 않는 것에서는 150sec∼180sec 걸리기 때문에, 전체 테두리에서 접합하더라도 액체분배유닛의 설치효과가 크다. 그러나, 고정형태에 따라서도 성능이 변하는 것에 주의해야 한다. 또한 액체분배유닛의 하면출구에서 흡수체면의 액체의 이동을 조절함으로써도 표면확산상태를 변화시킬 수 있다. 즉, 분배유닛의 하면을 액체불투과성 시트로 부분적으로 블록함으로써 흡수체의 흡수부위를 변경하는 것이 가능하게 된다.

도 14 및 그 단면을 나타내는 도 15는 160mm × 250mm의 흡수체(3O) 위에 배치된 100mm ×100mm의 액체분배유닛(1OO)에서, 중심부인 50mm ×80mm의 부분만을 두께 30㎛의 PE 필름으로 이루어지는 액체불투과성 시트(50)로 덮고, 그 부분의 흡수체(30)로의 이행을 블록하도록 구성한 예를 나타내고 있다. 이로 인하여 액체는 보다 넓게 표면을 확산하고나서 흡수체(30)에 흡수되어, 흡수체 전체를 균일하게 이용하는 데에 효과를 갖는다.

도 14 및 도 15의 예에서는 PE 필름의 액체불투과성 시트(50)를 액체분배유닛(100)의 하면에 점착제로 접합하고 있지만, 흡수체(30)측 또는 도시하지 않은 표면시트에 접합해도 된다. 액체를 부분적으로 블록하기 위한 액체불투과성 시트(50)는 PE, PP, 나일론, PET 등의 필름 또는 SMS 등의 내수성 부직포 또는 일시적으로 내수성은 가지지만, 녹아 없어지는 수용성 PVA 필름과 같은 것을 액체분배유닛(100)의 면적에 따른 적절한 면적, 형상으로 준비하여, 적절한 위치에서 조합함으로써, 유출하는 액체의 흐름의 방향, 상태를 자유롭게 조절할 수 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명의 액체분배유닛은 그 표면에 불규칙하게 배출되는 체액을 다수의 액체분배통로에 의한 기계적인 분배효과에 의해, 그 하방에 위치하는 흡수체의 표면시트의 표면을 따라 분할 및 분류한다. 이로 인하여, 액체는 흐름이 작게 조절되어, 급속하게 흡수체 표면으로 확산되어 흡수체의 일부 만이 국부적으로 흡수팽창되는 일이 없어, 흡수체의 흡수능력을 효과적으로 이용할 수 있다.

또, 상기와 같은 액체분배유닛을 구비한 본 발명의 흡수체 제품은 이용된 흡수체의 흡수능력을 최대한 발휘하여, 흡수체 제품으로서의 성능의 향상이 실현된다.

본 발명의 액체분배유닛에 의해 유아용 및 성인용 기저귀, 여성용 생리용품, 또는 의료용 혈액흡수체 등의 흡수체 제품의 흡수성능이 개선되므로, 이들 흡수체 제품이 대량 생산되어, 널리 사용되게 된다.

Claims (20)

1. 주성분으로서 고흡수성 수지를 함유하는 흡수체 본체와 착용자의 신체 사이에 배치되는 액체분배유닛에 있어서,

   상기 액체분배유닛은 그 표면에 대하여 수직하강하는 방향으로 연장되고, 그 선단부가 상기 흡수체 본체에 접하는 복수의 액체분배통로를 구비하고 있고, 상기 표면에 공급된 액체를 상기 액체분배통로의 각각을 통해 상기 흡수체 본체의 표면을 따라 분류시키고, 이로 인하여 상기 액체를 상기 흡수체 본체의 표면을 따라 분할 및 분배하는 기능을 갖는 것이며, 상기 흡수체 본체에 가능한 한 근접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 액체분배유닛.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 액체분배유닛이 복수의 개구와, 각 개구로부터 상기 흡수체 본체의 표면을 향하여 연장되는 도입관을 갖고, 이들 도입관을 통해, 상기 개구로부터 유입된 상기 액체를 상기 흡수체 본체의 표면으로 향하여 안내하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 액체분배유닛.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 개구를 타원으로 근사하였을 때, 그 단경이 0.5mm와 같거나 그 보다 크고, 장경이 최대 10mm이고, 그 개구율이 10%∼90%이고, 그 개구수가 100㎠당 200개와 같거나 그 보다 큰 것을 특징으로 하는 액체분배유닛.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 도입관은 그 입구경보다 출구경 쪽이 작은 깔대기형상인 것을 특징으로 하는 액체분배유닛.
5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 도입관의 길이가 0.50mm∼10mm인 것을 특징으로 하는 액체분배유닛.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 액체분배유닛이 두께 10㎛∼100㎛의 열가소성 필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 액체분배유닛.
7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 액체분배유닛은 그 표면을 친수화제로 처리함으로써 습윤성이 개선된 것이며, 이로 인하여 상기 개구부로부터의 액체의 이동성이 개선되어 있는 것을 특징으로 하는 액체분배유닛.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 흡수체 본체가 상호 적층된 복수의 시트형상 흡수체를 구비하며, 상기 액체분배유닛이 최상층에 위치하는 상기 시트형상 흡수체 상에 노출되는 부분과, 그 최상층의 상기 시트형상 흡수체의 하층에 위치하는 시트형상 흡수체에 도달하도록 이어내는 부분을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액체분배유닛.
9. 착용상태에서 착용자의 신체에 대하여 내측에 위치하는 액체투과성의 표면시트와, 상기 표면시트보다 외측에 위치하는 액체불투과 시트와, 상기 표면시트와 상기 액체불투과성 시트 사이에 개재하는 고흡수성 수지를 주성분으로 하는 흡수체 본체를 구성요소로서 포함하는 흡수체를 구비한 흡수체 제품에 있어서, 상기 착용자와 상기 흡수체 본체 사이에 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 액체분배유닛이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 흡수체 본체는 적어도 50중량%의 고흡수성 수지를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 액체분배유닛 상에 추가로 액체투과성 부직포가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
12. 제 9항에 있어서,

    상기 액체분배유닛의 면적이 10㎠와 같거나 그보다 크고, 또 상기 표면시트의 전체면적에 대하여 차지하는 비율이 5%∼50%가 되는 값으로 선택되며, 이로 인하여 상기 액체분배유닛이 상기 표면시트를 부분적으로 덮도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
13. 제 9항에 있어서,

    상기 액체분배유닛이 상기 표면시트의 표면의 일부에만 부분적으로 배치되고, 상기 액체분배유닛 상에만 액체투과성 부직포가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
14. 제 9항에 있어서,

    상기 액체분배유닛 아래에 포착층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
15. 제 9항에 있어서,

    상기 액체분배유닛 아래에 확산층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
16. 제 9항에 있어서,

    상기 액체분배유닛 아래에 상기 흡수체 본체의, 상기 개구로의 액체의 이동을 부분적으로 블록하기 위한 액체불투과성 시트가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
17. 제 9항에 있어서,

    상기 흡수체 본체는, 300cc 이상의 보유흡수량을 갖고, 10분간의 간격을 두고 100cc씩 3회의 흡수속도를 측정하였을 때, 모두 흡수속도가 60sec이하이고, 3회의 편차가 30sec 이하인 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
18. 제 9항에 있어서,

    상기 흡수체 본체가 부직포 기초재, 고흡수성 수지 및 미크로피브릴형 셀룰로우즈 중 어느 하나인 시트형상 흡수체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
19. 제 9항에 있어서,

    상기 흡수체 본체가 에어레이드법으로 얻어지는 목재펄프, 고흡수성 수지 및 결합제로 이루어지는 군으로부터 선택된 시트형상 흡수체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.
20. 제 18항에 있어서,

    상기 시트형상 흡수체는 양사이드부를 횡단면 Z형상으로 구부린 형상을 갖고, 이 시트형상 흡수체 상면의 중앙부에만 상기 액체분배유닛이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체 제품.

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