KR101318025B1 - 냄새 억제를 위한 활성 탄소 잉크를 갖는 흡수 패드 - Google Patents

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제프리 이. 피쉬
샤론 린다 그린
재호 김
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

신체 유체를 흡수하기 위해서 환자 아래에 배치되도록 구성된 흡수 패드는 액체 투과성 커버 층, 액체 불투과성 이면 시트, 및 커버 층과 이면 시트 사이에 배치된 흡수 구조체를 포함한다. 커버 층, 이면 시트, 또는 흡수 구조체 중 하나 이상은 활성 탄소, 결합제 및 용매를 갖는 액체 활성 탄소 잉크의 건조된 도포물을 포함하고, 이때, 잉크의 건조된 도포물의 고체 부가 수준은 약 2％ 이상이다. 활성 탄소 잉크는 패드의 전체 상부 표면적의 약 25％ 내지 약 95％에 패턴으로 도포되고, 패드의 배경 색상에 대해 시각적으로 대비 색상 또는 대비 잉크 (contrasting ink)를 제공한다.
활성 탄소 잉크, 흡수 패드, 냄새 억제, 침대 패드

Description

냄새 억제를 위한 활성 탄소 잉크를 갖는 흡수 패드{ABSORBENT PAD WITH ACTIVATED CARBON INK FOR ODOR CONTROL}
흡수성 침대 패드 또는 "언더 패드 (under pads)"는 의료 및 건강 관리 분야에서 널리 사용된다.
상기 패드는 일반적으로 침대 또는 의자에 누워 있거나, 특정 유형의 의료 절차 중인 환자 아래에 신체 유체를 흡수하고 침대 또는 의자를 보호하기 위해 놓인다. 상기 패드는 환자가 장시간 동안 유체와 접촉한 상태로 남아 있을 경우 합병증을 발생시킬 수 있는 유체를 빠르게 흡수하는 점에서 환자 관리에 중요한 역할을 한다. 또한, 패드는 침대보 (bed linen)를 보호하여 침대의 교체 및 세탁을 줄인다. 그러나, 침대 패드에 의해 흡수된 다수의 유체는 특히 물질이 부패하는 동안, 상당한 악취 화합물을 발생시킨다.
개인 위생 흡수 제품에 다양한 냄새 억제 첨가제를 도입하는 것이 널리 공지되어 있지만, 침대 패드를 위한 효과적인 냄새 억제의 발전은 뒤떨어졌다. 이러한 이유 중 하나는 비교적 큰 침대 패드에서 효과적인 냄새 억제를 위해 필요한 양으로 통상적인 냄새 억제 물질을 도포하기 위한 비용 및 방법일 수 있다. 예를 들어, 활성 탄소는 넓은 범위의 냄새를 줄이는데 광범위하게 사용되지만, 흡착제로서 우수한 특성에도 불구하고 1회용 흡수 제품에서 활성 탄소의 사용은 그의 검은 색상에 의해서 제한되고 있다. 많은 소비자는 활성 탄소의 전형적인 검은 색상은 더럽거나 때묻은 재료와 연관시킨다. 상기 조건은 단지 활성 탄소가 거대 표면적에 걸쳐 산재되는 큰 침대 패드에서 강조될 것이다.
미국 특허 제5,706,535호는 탈취제 성분을 함유한 주머니를 물품과 함께 구성한, 침대 물품에 냄새 억제를 제공하는 하나의 시도를 기술하고 있다. 이 구성은 침대 패드에 별로 유용하지 않은 것이었다.
이처럼, 개선된 냄새 억제 능력을 갖는 침대 패드에 대한 수요가 존재한다.
발명의 개요
본 발명의 목적 및 이점은 하기 설명에 일부 기재되거나, 또는 그로부터 명백하거나, 또는 본 발명의 실시를 통해 습득될 수 있을 것이다.
본 발명은 의료, 산업, 식품 서비스, 인쇄, 제조 등을 비롯한 다양한 환경 및 산업에서의 용도를 갖는 냄새 억제 흡수 패드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 패드는 의도된 용도에만 국한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 패드는 흡수성 침대 패드로서 의료 기술에서 특히 유용하지만, 이러한 용도에만 한정되지 않는다. 패드는 유체를 흡수하고 유체에 의해서 유발된 냄새를 억제하는데 요구되는 임의의 분야에서 사용될 수 있다. 단지 용이한 설명을 위해, 본 발명은 침대 패드 실시양태로서 본원에서 기술되고 예시될 것이다.
따라서, 신체 유체를 흡수하기 위해서 환자 아래에 배치하기에 특히 적합한 흡수 패드가 제공된다. 상기 패드는 전형적으로 병원 또는 건강 관리 시설에서 침 대, 의자 또는 기타 지지체에 누운 환자 아래에 배치되도록 사용된다. 또한, 패드는 다양한 외과 수술 절차 동안 신체 또는 다른 유체를 흡수하기 위해서 사용된다. 패드의 최종 용도는 본 발명의 제한된 특징이 아님을 이해해야 한다.
패드는 액체 투과성 커버 층, 액체 불투과 이면 시트, 및 커버 층과 이면 시트 사이에 배치된 흡수 구조체를 포함한다. 상기 성분에 매우 적합한 다양한 물질은 흡수 물품 업계에 널리 공지되어 있고, 본 발명은 임의의 물질 또는 물질 조합으로 제한되지 않는다.
커버 층, 이면 시트 또는 흡수 구조체 중 하나 이상은 활성 탄소 잉크의 건조된 도포물을 포함하는데, 이 잉크는 활성 탄소, 결합제 및 용매를 포함하는 액체 형태로 도포된 것이다. 잉크의 건조된 도포물은 약 2％ 이상의 고체 부가 수준을 갖고, 잉크는 패드의 전체 노출된 상부 표면적의 약 12％ 내지 약 95％에 패턴으로 도포된다. 잉크는 시각적으로 패드의 배경 색상에 대해 대비되는 색상을 나타내는, 임의의 목적하는 미적으로 만족을 주는 패턴으로 도포된다. 예를 들어, 잉크는 스트립, 꽃 문양, 기하학적 패턴, 추상적인 패턴 등으로 도포될 수 있다.
잉크의 특별한 응용에서, 활성 탄소는 액체 잉크의 약 0.1 중량％ 내지 약 50 중량％를 구성한다. 결합제는 액체 잉크의 약 0.01 내지 약 30 중량％를 구성할 수 있다. 용매는 액체 잉크의 약 40 중량％ 내지 약 99 중량％를 구성할 수 있다.
특별한 구현예에서, 건조된 활성 탄소 잉크의 패턴은 바람직하게는 패드의 노출된 상부 표면적의 약 30％ 내지 약 90％를 덮으며, 건조된 활성 탄소 잉크의 색상과 배경 색상 사이의 대비는 0 내지 255의 단계 (scale) 중 적어도 약 45의 최소 회색 단계 (gray scale) 값을 갖는다.
또한, 패드는 커버 층, 이면 시트 또는 흡수 구조체 중 하나 이상에 활성 탄소 잉크의 색상으로부터 시각적으로 구별되는 색상을 나타내는 추가 잉크의 건조 도포물을 포함할 수 있다. 이 추가 잉크는 활성 탄소를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다. 특정 구현예에서, 활성 탄소 잉크 및 추가 잉크는 중첩 관계 또는 비중첩 관계로 도포된다.
활성 탄소 잉크는 패드 성분의 임의의 조합에 도포될 수 있다. 예를 들어, 패드의 각 층은 전체 잉크 도포물의 일부를 가짐으로써 잉크의 전체 표면적 피복율 (coverage)에 기여한다. 예를 들어, 커버 층은 패드의 전체 노출 표면적의 약 25％를 둘러싸는 잉크 스트립 패턴을 가질 수 있다. 하부 흡수 구조체, 또는 중간 구조체, 예를 들어 서지층 (surge layer) 또는 다른 유형의 유체 분배 물질은 추가 25％의 표면적을 포함하는, 커버 층 상에 패턴에 대해 어긋나거나 또는 중첩하는 패턴을 가질 수 있다. 별법으로, 활성 탄소 잉크는 패드 성분의 단지 하나에만 도포될 수 있다.
활성 탄소 잉크는 예상 악취 화합물에 따라 다양한 부가 수준으로 도포될 수 있다. 특별한 응용을 위해서, 부가 수준은 약 3 내지 약 10 gsm, 또는 약 3 내지 약 6 gsm이다.
본 발명의 다른 특성 및 측면을 이하에 더욱 상세히 기재한다.
당업자를 위한 본 발명의 완전하고 실시가능한 개시를 그 최선의 양태를 포함하여 이하 더욱 구체적으로, 첨부 도면을 참고하여 기재한다:
도 1은 침대에 누운 환자 아래에 배치한 본 발명에 따른 흡수 패드를 도시한다.
도 2는 활성 탄소 잉크의 패턴이 패드의 커버 층에 도포된, 본 발명에 따른 흡수성 침대 패드의 특별한 구현예의 부분 절단 투시도이다.
도 3은 활성 탄소 잉크의 패턴이 커버 층에 도포되고 대비 잉크 (contrasting ink)의 패턴이 하부 흡수 구조체에 도포된, 본 발명에 따른 패드 구현예의 부분 절단 투시도이다.
도 4는 활성 탄소 잉크의 패턴이 흡수 구조체에 적용된, 본 발명에 따른 흡수성 침대 패드의 특정 구현예의 부분 절단 투시도이다.
도 5는 활성 탄소 잉크의 패턴이 커버 층 및 하부 흡수 구조체에 부분적으로 중첩된 형태로 도포된, 본 발명에 따른 흡수성 침대 패드의 별법의 구현예의 부분 절단 투시도이다.
도 6은 활성 탄소 잉크의 패턴이 패드의 커버 층에 도포되고, 대비 잉크의 어긋난 패턴이 하부 흡수 구조체에 도포된, 본 발명에 따른 흡수성 침대 패드의 특정 구현예의 부분 절단 투시도이다.
본 명세서 및 도면에서의 참조부호의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내도록 의도된다.
정의
여기에서 사용되는 "부직포 또는 웹"이라는 용어는 서로 얽혀있지만 편직물처럼 정의될 수 있는 방식으로는 아닌 개별 섬유 또는 사의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직포 또는 웹은 예를 들면 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정, 본디드 카드 웹 공정 등과 같은 다수의 방법으로부터 형성되었다.
여기에서 사용되는 "멜트블로운 웹"이라는 용어는 용융된 열가소성 물질을 복수의 미세한, 통상적으로 원형인 다이 모세관을 통해 용융된 섬유로서, 수렴하는 고속의 기체(예, 공기) 흐름 내로 압출하여, 상기 흐름이 용융된 열가소성 물질의 섬유를 가늘게 하여 그 직경을 마이크로섬유 직경일 수 있는 직경까지 감소시키는 공정에 의해 형성되는 부직 웹을 의미한다. 그 후, 상기 멜트블로운 섬유를 고속의 기류에 실어 수거 표면 상에 침착시켜 무작위로 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 상기 방법은 예를 들면, 미국 특허 제 3,849,241 호(Butin 등)에 개시되어 있으며, 이는 여기에 그 전체로서 모든 목적을 위해 참고문헌으로 도입된다. 일반적으로 말해서, 멜트블로운 섬유는 실질적으로 연속 또는 불연속인 마이크로섬유일 수 있으며, 일반적으로 직경이 10 마이크로미터보다 작고, 수거 표면 상에 침착될 때 일반적으로 점착성이다.
여기에서 사용되는 "스펀본드 웹"이라는 용어는 작은 직경의 실질적으로 연속적인 섬유를 함유하는 웹을 일반적으로 의미한다. 상기 섬유는 용융된 열가소성 물질을 복수의 미세한 통상적으로 원형인 방사구의 모세관으로부터 압출한 후, 압출된 섬유의 직경을 예를 들면 인발 연신 및/또는 다른 공지의 스펀본드 메카니즘에 의해 신속히 감소시킴으로써 형성된다. 스펀본드 웹의 제조는 예를 들면 미국 특허 제 4,340,563 호 (Appel 등), 3,692,618 호 (Dorschner 등), 3,802,817 호 (Matsuki 등), 3,338,992 호 (Kinney), 3,341,394 호 (Kinney), 3,502,763 호 (Hartman), 3,502,538 호 (Levy), 3,542,615 호 (Dobo 등), 및 5,382,400 호(Pike 등)에 기재되고 예시되어 있으며, 이들은 여기에 그 전체로서 모든 목적을 위해 참고문헌으로 도입된다. 스펀본드 섬유는 그들이 수거 표면 상에 침착될 때 일반적으로 점착성이 아니다. 스펀본드 섬유는 때로는 약 40 마이크로미터 미만의 직경을 가질 수 있고, 종종 약 5 내지 약 30 마이크로미터이다.
여기에서 사용되는 "통기성"이라는 용어는 수증기 및 기체에 대하여 투과성임을 의미한다. 예를 들면, "통기성 장벽" 및 "통기성 막"은 수증기의 통과를 허용하지만, 액체인 물에 대하여는 실질적으로 비투과성이다. 물질의 "통기성"은 수증기 투과율(WVTR)로 측정되며, 높은 값은 더욱 증기-투과성인 재료를 나타내고, 낮은 값은 덜 증기-투과성인 재료를 나타낸다. 전형적으로, 상기 "통기성" 재료는 24 시간 당 평방 미터 당 약 500 내지 약 20,000 그램(g/m2/24 시간), 일부 구현예에서는 약 1,000 내지 약 15,000 g/m2/24 시간, 일부 구현예에서는 약 1,500 내지 약 14,000 g/m2/24 시간의 수증기 투과율(WVTR)을 갖는다.
상세한 설명
이제 본 발명의 여러 구현예를 상세하게 언급할 것이며, 그 하나 이상의 실시예를 이하에 기재한다. 각 실시예는 설명을 위해 제공되며, 본 발명의 제한이 아니다. 사실상, 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어나지 않고 본 발명에 다양한 수정 및 변화가 가해질 수 있음이 당업자에게 분명할 것이다. 예를 들면, 하나의 구현예의 부분으로 예시되고 기재된 특성이 다른 구현예에 사용되어 또 다른 구현예를 만들 수 있다. 따라서, 본 발명은 그러한 수정 및 변화를 포함하도록 의도된다.
일반적으로 도면을 참조하면, 본 발명은 일반적으로 흡수 패드에 대한 것이다. 언급된 바와 같이, 패드는 의도된 용도 또는 응용 지점에 의해서 제한되지 않는다. 단지 설명의 목적을 위해, 패드는 도 1에 묘사된 바와 같이, 신체 유체를 흡수하는 다양한 상황에서 환자 아래에 배치되도록 의도된 "언더 패드" 또는 침대 패드 (10)로서 본원에서 예시되고 기술되었다. 패드는 냄새 억제 목적을 위한 건조된 활성 탄소 잉크 (12)의 도포물을 포함하고, 임의의 특정 침대 패드 구조 또는 물질의 조합에 제한되지 않는다. 일반적으로, 상기 패드는 도 2에 묘사된 바와 같이 액체 투과성 커버 층 (14), 흡수 구조체 (16), 및 액체 불투과성 이면 시트 또는 배플 (baffle) (18)을 포함한다.
패드 (10)는 1회용 물품일 수 있고, 패드에 의해서 흡수된 유체로부터 뿐만 아니라 폐기 용기 중의 다른 물품에 존재하는 악취 화합물로부터 냄새 억제를 지속하는 점에서 폐기 처리시 유용한 이점을 제공할 수 있다.
패드 (10)는 그들의 의도된 용도에 따라 다양한 크기로 제작될 수 있고, 보다 큰 크기의 패드는 접을 수 있다. 바람직하게는, 탄소 잉크의 도포물은 패드가 접힐 수 없는 정도까지 패드의 유연성을 감소시키지는 않도록 하는 양 및 패턴으로 도포된다.
패드 (10)는 바람직하게는 의도된 양 및 유형의 신체 삼출액(들) 또는 유체를 흡수하고 보유하기에 충분한 용량으로 제공된다. 흡수 용량은 일반적으로 압축가능하고, 순응가능하고 (conformable), 착용자 피부를 자극하지 않고, 액체 및 특정 신체 배설물을 흡수하고 보유할 수 있는 임의의 구조 또는 성분의 조합일 수 있는 유체 보유성 흡수 구조체 (16)에 의해서 제공된다. 예를 들어, 구조체 (16)는 셀룰로오스 섬유 (예를 들어, 목재 펄프 섬유), 다른 천연 섬유, 합성 섬유, 제직 또는 부직 시트, 스크림 (scrim) 망 또는 다른 안정화 구조, 초흡수성 물질, 결합제 물질, 계면활성제, 선택된 소수성 및 친수성 물질, 안료, 로션, 및 이들의 조합물의 흡수성 웹 물질을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 흡수성 웹 물질은 셀룰로오스 플러프 (fluff)의 매트릭스이고, 또한 초흡수성 히드로겔-형성 입자를 포함할 수 있다. 셀룰로오스 플러프는 목재 펄프 플러프의 블렌드를 포함할 수 있다. 플러프의 하나의 바람직한 유형은 웨이어하우저 코포레이션 (Weyerhaeuser Corp.)으로부터 시판 중인 상표명 NB 416이고, 주로 연목 섬유를 함유하는 표백된 고흡수성 목재 펄프이다. 흡수성 물질은 다양한 통상적인 방법 및 기술을 사용하여 웹 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡수성 웹은 건조-형성 기술, 공기 형성 기술, 습윤-형성 기술, 발포-형성 기술 등, 및 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 상기 기술을 수행하기 위한 방법 및 장치는 당업계에 널리 공지되어 있다.
흡수 구조체 (16)는 신체 유체 보유에 효과적인 초흡수제 물질을 함유할 수 있다. 일반적으로, 초흡수제 물질은 웹의 전체 중량을 기준으로 약 0 내지 90 중량％의 양으로 흡수성 웹에 존재한다. 초흡수제는 그 자신의 중량에 대해 다량의 유체를 흡수할 수 있는 능력을 갖는다. 흡수 물품에서 사용되는 전형적인 초흡수제, 예를 들어 생리대는 자체 중량의 5 내지 60 배의 신체 유체를 흡수할 수 있다. 초흡수제 물질은 당업계에 널리 공지되어 있고, 천연, 합성, 개질 천연 중합체 및 물질로부터 선택될 수 있다.
흡수 구조체 (16)는 코폼 (coform) 물질을 포함할 수 있다. 용어 "코폼 물질"은 일반적으로 열가소성 섬유 및 부가의 열가소성 물질의 혼합물 또는 안정화 매트릭스를 포함하는 복합체 물질을 가리킨다. 상기 공형성 물질의 일부 예는 실제로 그 전체가 본원에 참조문헌으로 삽입된, 앤더슨 (Anderson) 등의 미국 특허 제4,100,324호; 에버하트 (Everhart) 등의 미국 특허 제5,284,703호; 및 조저 (Georger) 등의 미국 특허 제5,350,624호에 개시되어 있다
흡수 구조체 (16)는 다중층 성분일 수 있고, 예를 들어 흡입층 또는 서지층, 또는 하부 흡수성 웹과 조합된 다른 유형의 전달 층을 포함할 수 있다. 그러한 물질 조합은 당업자에게 널리 공지되어 있다.
유체-투과성 커버 층 (14)은 착용자의 신체에 접촉하고 신체 삼출액(들) 또는 유체를 수용할 수 있는 외부에 맞닿은 표면을 갖는다. 상부 커버 (14)는 바람직하게는 가요성이고 착용자에게 자극적이지 않은 물질로 이루어진다. 본원에서 사용된 용어 "가요성"은 유연하고 그에 접촉되는 신체 표면(들)에 쉽게 순응하는 물질, 또는 외력 존재시 쉽게 변형에 의해 반응하는 물질을 나타내도록 의도된다. 상부 커버 (14)는 안락감 및 순응성 (conformability) 및 신체로부터 상부 커버 (14)를 통해 흡수 구조체 (16)로 신체 삼출액(들) 및 유체를 인도하는 기능을 제공한다. 환자의 피부에 상대적으로 편안하고 자극적이지 않는 표면을 제공하기 위해서 상부 커버 (14)는 그 구조 내에 액체를 거의 또는 전혀 보유하지 않아야 한다. 상부 커버 (14)는 그의 표면에 접촉하는 신체 유체에 의해서 쉽게 통과되는 임의의 직물 또는 부직물로 구성될 수 있다. 적합한 커버 물질의 예는 레이온, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론 또는 다른 열-결합성 섬유, 폴리올레핀, 예를 들어 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 지방족 에스테르, 예를 들어 폴리락트산의 본디드 카디드 웹을 포함한다. 또한, 미세하게 천공된 필름 웹 및 망 물질이 사용될 수 있다. 커버는 유체 전달 용량을 증가시키기 위해 천공될 수 있다. 적합한 커버 물질의 특정 예는 코텍스(KOTEX).RTM, 팬티라이너를 위한 커버 재료로서 사용되고 독일 샌들러 코포레이션 (Sandler Corporation)으로부터 수득가능한 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 제조된 본디드 카디드 웹이다. 적합한 물질의 다른 예는 중합체와 부직포 물질의 복합체 물질이다. 복합체 물질은 전형적으로 보통 스펀본딩된 물질의 웹 상에 중합체를 압출하여 형성된 일체화된 시트의 형태이다. 또한, 유체 투과성 커버 (14)는 그 내부에 신체 유체(들)가 커버를 지나 흡수 구조체 (16)로 통과할 수 있는 속도를 증가시키도록 의도된 다수의 천공을 함유할 수 있다.
커버 층 (14)은 인접 표면의 전체 또는 일부를 서로 결합함으로써 흡수 구조체 (16)에 대한 고정된 관계로 유지될 수 있다. 당업자에게 공지된 다양한 결합 방법이 임의의 상기 고정된 관계를 달성하는데 활용될 수 있다. 상기 방법의 예는 두개의 인접한 표면 사이에 다양한 패턴으로 접착제를 도포하거나, 또는 커버의 인접 표면의 일부와 흡수제의 인접 표면의 일부 이상을 얽히게 하거나, 또는 흡수제의 인접 표면의 일부에 커버의 인접 표면의 일부 이상을 융합시키는 것을 포함하되, 이에 제한되지 않는다.
이면 시트 또는 배플 (18)은 흡수 물품 중 외부 커버 또는 배플용으로서 당업계에 공지된 적합한 다수의 액체 불투과성 물질 중 하나일 수 있다. 바람직하게는, 배플 (18)은 공기 및 수증기의 패드 (10) 밖으로의 통과를 허용하지만, 신체 유체의 통과는 막는다. 적합한 물질은 약 0.025 내지 0.13 밀리미터의 두께를 갖는 미세-엠보싱된 중합체 필름, 예를 들어 폴리에틸렌, 또는 폴리프로필렌이다. 또한, 이성분 필름뿐만 아니라 액체 불투과성이 되게 처리된 직물 및 부직물이 사용될 수 있다. 배플 물질의 특정한 예는 코텍스.RTM 팬티라이너에서 사용되고 미국 일리노이주 샴버그 소재의 플리안트 코포레이션 (Pliant Corporation)에서 입수가능한 폴리에틸렌 필름이다. 커버는 인접한 표면의 전체 또는 일부를 서로 결합함으로써 흡수 구조체 (16)에 고정된 관계로 유지될 수 있다. 당업자에게 공지된 다양한 결합 방법을 활용하여 임의의 상기 고정된 관계를 달성할 수 있다. 상기 방법의 예는 초음파 결합, 열 결합 또는 두개의 인접한 표면 사이에 다양한 패턴의 접착제 물질 도포를 포함하되, 이에 제한되지 않는다.
패드 (10)의 성분 기재 중 하나 이상은 냄새를 줄이기 위한 활성 탄소 잉크 (12)의 건조된 도포물을 포함한다. 본 발명에 따라 적용될 경우, 상기 잉크는 또한 내구성이고 선택된 기재 상에 미적으로 호감을 주는 패턴으로 존재한다. 일반적으로 말해서, 활성 탄소는 톱밥, 목재, 목탄, 토탄, 갈탄, 역청탄, 코코넛 껍질 등과 같은 다양한 원천으로부터 유래될 수 있다. 활성 탄소의 몇 가지 적합한 형태 및 그의 형성 기술이 미국 특허 제 5,693,385 호 (Parks); 5,834,114 호 (Economy 등); 6,517,906 호 (Economy 등); 6,573,212 호 (McCrae 등); 뿐만 아니라 미국 특허 출원 공개 2002/0141961 호 (Falat 등) 및 2004/0166248 호 (Hu 등)에 기재되어 있으며, 이들은 모두 여기에 그 전체로서 모든 목적을 위해 참고문헌으로 도입된다. 한편, 잉크 (건조 이전) 중 활성 탄소의 농도는, 굴곡성, 흡수성 등 기재의 다른 성질에 나쁜 영향을 주지 않고 냄새 억제를 촉진할 수 있도록 일반적으로 맞추어진다. 예를 들면, 활성 탄소는 전형적으로 약 1 중량% 내지 약 50 중량%, 일부 구현예에서는 약 5 중량% 내지 약 25 중량%, 일부 구현예에서는 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 잉크 중에 존재한다.
상기 활성 탄소 잉크는 기재에 도포될 경우, 높은 수준으로 존재할 경우에도, 활성 탄소의 내구성을 증가시키기 위해 결합제를 또한 일반적으로 함유한다. 상기 결합제는 하나의 기재를 또 다른 기재에 결합하기 위한 접착제로서 기능할 수도 있다. 일반적으로 말해서, 임의의 다양한 결합제가 본 발명의 활성 탄소 잉크에 사용될 수 있다. 적합한 결합제는 예를 들면 가교시 물에 불용성이 되는 것들을 포함할 수 있다. 가교는 상기 결합제와 다관능성 가교제의 반응을 포함하는 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 그러한 가교제의 예는 디메틸올 우레아 멜라민-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 폴리아미드 에피클로로히드린 등을 비제한적으로 포함한다.
일부 구현예에서, 중합체 라텍스가 결합제로 사용될 수 있다. 라텍스 중에 사용하기 적합한 중합체는 수득되는 기재의 굴곡성이 실질적으로 제한되지 않도록 전형적으로 약 30℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는다. 더욱이, 상기 중합체는 또한 중합체 라텍스의 점착성을 최소화하기 위해 약 -25℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는다. 예를 들면, 일부 구현예에서, 상기 중합체는 약 -15℃ 내지 약 15℃, 일부 구현예에서는 약 -10℃ 내지 약 0℃의 유리 전이 온도를 갖는다. 예를 들면, 본 발명에 사용될 수 있는 몇 가지 적합한 중합체 라텍스는 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리비닐 아세테이트 단독중합체, 비닐-아세테이트 에틸렌 공중합체, 비닐-아세테이트 아크릴 공중합체, 에틸렌-비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌-비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 삼원중합체, 아크릴 폴리비닐 클로라이드 중합체, 아크릴 중합체, 니트릴 중합체, 및 당 분야에 공지된 임의의 다른 적합한 음이온성 중합체 라텍스 중합체와 같은 중합체에 기초한 것일 수 있지만, 이에 국한되지 않는다. 전술한 중합체 라텍스의 전하는 당 분야에 공지된 것과 같이 중합체 라텍스의 제조 도중 원하는 전하를 갖는 안정화제를 사용하여 쉽게 변화될 수 있다. 예를 들면, 활성 탄소/중합체 라텍스 계를 위한 구체적인 기술이 미국 특허 제 6,573,212 호(McCrae 등)에 상세히 기재되어 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 시판되는 활성 탄소/중합체 라텍스 계는 누차르(Nuchar®) PMA, DPX-8433-68A 및 DPX-8433-68B를 포함하며, 이들은 모두 메드웨스트바코 사(MeadWestvaco Corp, 미국 버지니아주 코빙톤)로부터 입수가능하다.
중합체 라텍스가 본 발명에서 결합제로서 효과적으로 사용될 수 있지만, 상기 화합물들은 종종 드레이프성 (drapability)의 감소 및 잔류 냄새의 증가를 초래한다. 따라서, 수용성 유기 중합체가 그러한 염려를 덜기 위해 결합제로서 사용될 수도 있다. 본 발명의 수용성 결합제의 또 하나의 유익은 그것이 수성 환경에서 상기 기재로부터 상기 활성 탄소 잉크의 조절된 방출을 용이하게 할 수 있다는 점이다. 구체적으로, 수성 용액과 접촉시, 상기 수용성 결합제가 용해되어 그 결합 성질의 일부를 상실함으로써, 상기 활성 탄소 잉크의 다른 성분들이 그 기재로부터 방출되는 것을 허용한다. 이는 지속적인 냄새 억제를 위해 닦이는 환경 내로 상기 활성 탄소 잉크가 방출될 것이 요구되는 경질-표면 닦개와 같은 다양한 응용에서 유용할 수 있다.
본 발명에 적합한 것으로 밝혀진 수용성 유기 중합체의 하나의 부류는 다당류 및 그의 유도체이다. 다당류는 양이온성, 음이온성, 비이온성 및/또는 양쪽성일 수 있는 반복되는 탄수화물 단위를 함유하는 중합체이다. 하나의 특정 구현예에서, 다당류는 비이온성, 양이온성, 음이온성 및/또는 양쪽성 셀룰로오스계 에테르이다. 적합한 비이온성 셀룰로오스계 에테르는 메틸 셀룰로오스 및 에틸 셀룰로오스와 같은 알킬 셀룰로오스 에테르; 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시프로필 히드록시부틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시에틸 히드록시부틸 셀룰로오스 및 히드록시에틸 히드록시프로필 히드록시부틸 셀룰로오스와 같은 히드록시알킬 셀룰로오스 에테르; 메틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 히드록시프로필 셀룰로오스, 에틸 히드록시에틸 셀룰로오스, 에틸 히드록시프로필 셀룰로오스, 메틸 에틸 히드록시에틸 셀룰로오스 및 메틸 에틸 히드록시프로필 셀룰로오스와 같은 알킬 히드록시알킬 셀룰로오스 에테르 등을 비제한적으로 포함할 수 있다.
적합한 셀룰로오스계 에테르는 예를 들면 "버모콜(BERMOCOLL)"이라는 상품명 하에 악조 노벨(Akzo Novel, 미국 버지니아주 코빙톤)로부터 입수가능한 것들을 포함할 수 있다. 또 다른 적합한 셀룰로오스계 에테르는 "메톨로즈(METOLOSE)"라는 제품명 하에 신에츠 케미칼 사(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 일본 도쿄)로부터 입수가능한 것들이며, 메톨로즈 타입 SM (메틸셀룰로오스), 메톨로즈 타입 SH (히드록시프로필메틸 셀룰로오스) 및 메톨로즈 타입 SE(히드록시에틸메틸 셀룰로오스)를 포함한다. 적합한 비이온성 셀룰로오스계 에테르의 하나의 특정 예는 0.8 내지 1.3의 에틸 치환도(DS) 및 1.9 내지 2.9의 히드록시에틸 몰 치환(MS)을 갖는 에틸 히드록시에틸 셀룰로오스이다. 에틸 치환도는 반응한 각각의 무수글루코스 단위 상에 존재하는 히드록실 기의 평균 수를 나타내며, 이는 0부터 3 사이에서 변할 수 있다. 몰 치환은 각각의 무수포도당 단위와 반응한 히드록시에틸 기의 평균 수를 나타낸다. 그러한 셀룰로오스계 에테르의 하나는 악조 노벨로부터 시판되는 에틸 히드록시에틸 셀룰로오스인 버모콜 E 230FQ이다. 다른 적합한 셀룰로오스계 에테르가 또한 "쿨미날(CULMINAL)"이라는 상품명 하에 허큘레스 사(Hercules, Inc., 미국 델라웨어주 윌밍톤)로부터 입수가능하다.
결합제의 총 농도는 수득되는 기재의 요구되는 성질에 따라 일반적으로 변할 수 있다. 예를 들면, 높은 총 결합제 농도는 코팅된 기재의 보다 나은 물리적 성질을 제공할 수 있지만, 또한 그것이 적용되는 기재의 흡수 능력 또는 연신성과 같은 여타 성질에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 반대로, 낮은 총 결합제 농도는 바람직한 정도의 내구성을 제공하지 못할 수도 있다. 따라서, 대부분의 구현예에서, 상기 활성 탄소 잉크(건조 이전)에 사용되는 결합제의 총량은 약 0.01 중량％ 내지 약 30 중량％, 일부 구현예에서는 약 0.1 중량％ 내지 약 20 중량％, 일부 구현예에서는 약 1 중량％ 내지 약 15 중량％이다.
상기 언급된 성분들 외에도, 기재의 미적 성질을 더 변화시키기 위해 차폐제가 상기 활성 탄소 잉크에 사용될 수 있다. 즉, 상기 차폐제는 불투명도를 향상시키고/시키거나 잉크의 색상을 변화시킬 수 있다. 적정의 차폐 효과를 제공하기 위해, 입자의 크기는 사용되는 임의의 활성 탄소 입자의 크기보다 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 차폐 입자는 약 100 마이크로미터 미만, 일부 구현예에서는 약 50 마이크로미터 미만, 일부 구현예에서는 약 25 마이크로미터 미만의 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 활성 탄소 입자는 종종 약 35 마이크로미터의 입자 크기를 가질 수 있다. 그러한 경우, 차폐 입자의 크기는 전형적으로 35 마이크로미터 미만, 바람직하게는 약 10 마이크로미터 미만과 같이 훨씬 더 작다. 또한, 상기 입자는 다공성일 수 있다. 이론에 국한되기를 의도하지 않지만, 다공성 입자는 냄새나는 화합물이 냄새 흡착제와 더 잘 접촉하게 할 수 있는 통로를 제공하는 것으로 생각된다. 예를 들면, 상기 입자는 약 5 Å을 초과하는, 일부 구현예에서는 약 20Å을 초과하는, 일부 구현예에서는 약 50 Å을 초과하는 평균 직경을 갖는 세공/채널을 가질 수 있다. 상기 입자의 표면적은 또한 약 15 m2/g을 초과, 일부 구현예에서는 약 25 m2/g을 초과, 일부 구현예에서는 약 50 m2/g을 초과할 수도 있다. 표면적은 질소를 흡착 기체로 사용하는 문헌[Bruanauer, Emmet, and Teller, Journal of American Chemical Society, Vol. 60, 1938, p. 309]의 물리적 기체 흡착(B.E.T.) 방법에 의해 측정될 수 있다.
하나의 특정 구현예에서는, 활성 탄소와 통상적으로 관련된 검정 색상을 변화시키기 위해 다공성 탄산염 입자(예, 탄산 칼슘)가 사용된다. 그러한 색상 변화는, 특히 상기 코팅이 소비자/개인 용도를 위해 고안된 기재 상에 사용될 경우, 사용자에게 더욱 미적으로 호감을 줄 수 있다. 적합한 백색 탄산 칼슘 입자가 오마이어사 (Omya, Inc., 미국 버몬트주 프록터)로부터 시판된다. 또 다른 적합한 입자는 칼슘 실리케이트, 알루미나 실리케이트(예, 운모 분말, 점토 등), 마그네슘 실리케이트 (예, 활석), 규암, 칼슘 실리케이트 플루오라이트 등과 같은 규산염; 알루미나; 실리카; 등을 비제한적으로 포함한다. 상기 입자의 농도는 입자의 성질, 및 냄새 억제 및 색상 변화의 원하는 정도에 따라 일반적으로 변할 수 있다. 예를 들면, 상기 입자는 약 0.01 중량％ 내지 약 30 중량％, 일부 구현예에서는 약 0.1 중량％ 내지 약 20 중량％, 일부 구현예에서는 약 1 중량％ 내지 약 15 중량％의 양으로 상기 잉크(건조 이전)에 존재할 수 있다.
계면활성제, 전해질 염, pH 조절제 등과 같은 여타 화합물들이 본 발명의 활성 탄소 잉크에 또한 포함될 수 있다. 요구되는 것은 아니지만, 상기 추가의 성분은 전형적으로 상기 활성 탄소 잉크(건조 이전)의 약 5 중량％ 미만, 일부 구현예에서는 약 2 중량％ 미만, 일부 구현예에서는 약 0.001 중량％ 내지 약 1 중량％를 구성한다. 예를 들면, 당 분야에 공지된 것과 같이, 수용성 결합제의 겔화 온도를 조절하기 위해 전해질 염이 사용될 수 있다. 적합한 전해질 염은 염화나트륨, 염화칼륨 등과 같은 알칼리 할로겐화물 또는 황산염; 염화칼슘, 염화마그네슘 등과 같은 알칼리토류 할로겐화물 또는 황산염 등을 비제한적으로 포함할 수 있다.
상기 활성 탄소 잉크를 형성하기 위해, 그 성분들을 먼저 전형적으로 용매 중에 용해 또는 분산시킨다. 예를 들면, 상기 언급된 성분의 하나 이상을 순차적으로 또는 동시에 용매와 혼합하여, 기재에 쉽게 적용될 수 있는 잉크 제제를 형성할 수 있다. 상기 성분들을 분산 또는 용해시킬 수 있는 임의의 용매, 예를 들면 물; 에탄올 또는 메탄올 등의 알코올; 디메틸포름아미드; 디메틸 술폭시드; 펜탄, 부탄, 헵탄, 헥산, 톨루엔 및 크실렌 등의 탄화수소; 디에틸 에테르 및 테트라히드로푸란 등의 에테르; 아세톤 및 메틸 에틸 케톤 등의 케톤 및 알데히드; 아세트산 및 포름산 등의 산; 및 디클로로메탄 및 사염화탄소 등의 할로겐화된 용매; 뿐만 아니라 이들의 혼합물이 적합하다. 상기 잉크 제제에서 용매의 농도는 손쉬운 적용, 취급 등을 허용하도록 충분히 높은 것이 일반적이다. 그러나 용매의 양이 너무 많으면, 기재 상에 침착되는 활성 탄소의 양이 너무 낮아 원하는 냄새 감소를 제공할 수 없을 것이다. 사용되는 용매의 실제 농도는 일반적으로 활성 탄소의 종류 및 그것이 도포되는 기재에 의존할 것이지만, 그래도 전형적으로 상기 잉크(건조 이전)의 약 40 중량％ 내지 약 99 중량％, 일부 구현예에서는 약 50 중량％ 내지 약 95 중량％, 일부 구현예에서는 약 60 중량％ 내지 약 90 중량％의 양으로 존재한다.
상기 잉크의 고체 함량 및/또는 점도는 원하는 정도의 냄새 감소를 얻기 위해 변화될 수 있다. 예를 들면, 상기 잉크는 약 5％ 내지 약 90％, 일부 구현예에서는 약 10％ 내지 약 80％, 일부 구현예에서는 약 20％ 내지 약 70％의 고체 함량을 가질 수 있다. 상기 잉크의 고체 함량을 변화시킴으로써, 상기 활성 탄소 잉크 중 활성 탄소 및 다른 성분의 존재가 조절될 수 있다. 예를 들면, 높은 수준의 활성 탄소를 갖는 활성 탄소 잉크를 형성하기 위해서, 상기 잉크는 비교적 높은 고체 함량을 구비하여, 보다 큰 백분율의 활성 탄소가 도포 공정 도중 상기 활성 탄소 잉크 내로 도입되도록 할 수 있다. 일반적으로, 점도는 60 rpm 및 20℃에서 브룩필드 점도계, DV-I 또는 LV-IV 형으로 측정할 때, 약 2 x 106 센티포아즈 미만, 일부 구현예에서는 약 2 x 105 센티포아즈 미만, 일부 구현예에서는 약 2 x 104 센티포아즈 미만, 일부 구현예에서는 약 2 x 103 센티포아즈 미만이다. 필요하다면, 증점제 또는 다른 점도 조절제가 점도를 증가 또는 감소시키기 위해 상기 잉크에 사용될 수 있다.
상기 활성 탄소 잉크(12)는 패드의 배경 색상과 같은, 상이한 색상에 대하여 두드러지고 현저하게 보이는 대조를 나타내는 패턴으로 패드(10)의 소정의 기재 성분에 적용된다. 따라서, 활성 탄소 잉크는 패드 내에 숨겨지는 대신, 상기 패드의 전체 외관을 변화시키는 데 사용된다. 예를 들면, 활성 탄소 잉크는 대조되는 밝은 배경에 대하여 적용되는 어두운 색상(예, 검정)을 가질 수 있다. 별법으로, 상이한 색상을 가진 전경이 활성 탄소 잉크에 의해 제공된 어두운 배경과 대조될 수 있다.
상기 냄새 억제 잉크와 다른 색상 사이의 대비의 상대적인 정도는 회색 수준 (gray level) 차이 값을 통해 측정될 수 있다. 특정 구현예에서, 상기 대비는, 0은 "검정"을 255는 "백색"을 나타내는 0 내지 약 255의 단계에서 약 45의 회색 수준 값을 가질 수 있다. 분석 방법은 퀀티멧 (Quantimet) 600 이미지 분석 시스템(Leica, Inc., Cambridge, UK)을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 시스템의 소프트웨어(QWIN 버전 1.06A)는 프로그램이 회색-수준 결정을 수행하기 위해 퀀티멧 유저 인터랙티브 프로그래밍 시스템(QUIPS)에서 사용될 수 있게 한다. 대조 또는 "공 (blank)" 백색-수준은 현상되지 않은 폴라로이드 사진 필름을 이용하여 조정될 수 있다. 그 후 8-비트 회색-수준 스케일을 사용할 수 있고 (0 내지 255), 상기 프로그램은 상기 사진 필름을 기준으로 이용하여 조명 수준이 조정될 수 있게 하였다. 다음, 다른 색상을 포함하는 영역(예, 배경 또는 전경)을 그의 회색-수준 값에 대하여 측정한 다음, 상기 활성 탄소 잉크에 대해 같은 측정을 수행할 수 있다. 활성 탄소 잉크의 회색-수준 값을 자동으로 계산하도록 기계적인 절차가 프로그램될 수 있다. 상기 활성 탄소 잉크와 다른 색상 사이의 회색-수준 값의 차는, 0이 "검정"을 나타내고 255가 "백색"을 나타내는 0 내지 255의 스케일에서 약 45 이상일 수 있다.
활성 탄소 잉크 패턴의 특정 종류 또는 스타일은 본 발명의 제한 요인이 아니며, 예를 들면 스트립, 밴드, 점 또는 여타 기하학적 형태의 임의 배열을 포함할 수 있다. 상기 패턴은 표식(예, 상표, 텍스트 및 로고), 꽃 문양, 추상적 디자인, 삽화의 임의 형태 등을 포함할 수 있다. 상기 패턴은 특정 부류의 소비자를 목표로 할 수 있다. 예를 들어, 기저귀 또는 배변연습용 팬츠의 경우, 상기 패턴은 만화 캐릭터, 동물 등의 형태일 수 있다. "패턴"은 실제로 임의의 원하는 외관을 취할 수 있음이 인식되어야 한다.
그러나, 상기 활성 탄소 잉크는 통상적으로 기재의 표면적의 약 25％ 내지 약 95％를 덮고, 일부 구현예에서는 기재의 표면적의 약 30％ 내지 약 90％를 덮으며, 일부 구현예에서는 기재의 하나 이상의 표면의 표면적의 약 30％ 내지 약 50％를 덮는다. 그러한 패턴화된 도포는 균일하게 도포된 잉크에 비하여 미적인 호감을 증진시킬 뿐 아니라, 본 발명자들은 패턴화된 잉크가 여전히 양호한 냄새 감소를 수행할 수 있음을 또한 발견하였다. 활성 탄소 잉크의 패턴화된 도포는 기재의 굴곡성, 흡수성 또는 몇 가지 다른 특성을 적정화하는 것을 포함하는, 다양한 여타 기능적 유익을 가질 수도 있다. 활성 탄소 잉크의 패턴화된 도포는 기재의 여러 영역에 상이한 냄새 억제 성질을 제공할 수도 있다. 예를 들면, 일부 구현예에서, 상기 기재를 중첩되거나 그렇지 않을 수 있는 둘 이상의 활성 탄소 잉크 영역으로 처리할 수 있다. 상기 영역은 기재의 동일 또는 상이한 표면 위에 있을 수 있다. 하나의 구현예에서, 기재의 하나의 영역을 첫 번째 활성 탄소 잉크로 코팅하는 한편, 또 다른 영역을 두 번째 활성 탄소 잉크로 코팅한다. 필요하다면, 하나의 영역은 하나의 종류의 냄새를 감소시키도록 구성될 수 있는 한편, 다른 영역은 또 다른 종류의 냄새를 감소시키도록 구성될 수 있다. 그렇지 않으면, 하나의 영역은 또 다른 영역보다 더 높은 수준의 활성 탄소 잉크를 가져서 상이한 수준의 냄새 감소를 제공할 수도 있다.
전술한 방식으로 활성화된 잉크를 도포하기 위해 다양한 기술이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 잉크는 직접 또는 간접(오프셋)의 로토그라비어 또는 그라비어 인쇄를 이용하여 도포될 수 있다. 그라비어 인쇄는 기계적 조판, 산-부식 조판, 전자 조판 및 세라믹 레이저 조판과 같은 몇 가지 공지의 조판 기술을 포함한다. 그러한 인쇄 기술은 조성물 분포 및 전사 속도의 우수한 제어를 제공한다. 그라비어 인쇄는 예를 들면, 표면 1 직선 인치 당 약 10 내지 약 1000 개의 침착물, 또는 1 평방 인치 당 약 100 내지 약 1,000,000 개의 침착물을 제공할 수 있다. 각각의 침착물은 인쇄 롤 상의 개별적인 셀로부터 생성되고, 따라서 상기 침착물의 밀도는 상기 셀의 밀도에 해당한다. 주요 전달 영역의 경우 적합한 전자 조판된 예는 표면 1 직선 인치 당 약 200 개 침착물, 또는 1 평방 인치 당 약 40,000 개 침착물이다. 이와 같이 많은 수의 작은 침착물을 제공함으로써, 상기 침착물 분포의 균일성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 기재의 표면에 적용된 다수의 작은 침착물들로 인하여, 상기 침착물들은 상기 노출된 섬유 부분 위에서 더욱 쉽게 다시 고체화된다. 적합한 그라비어 인쇄 기술이 미국 특허 제 6,231,719 호(Garvey 등)에도 기재되어 있으며, 이는 여기에 그 전체로서 모든 목적을 위해 참고문헌으로 도입된다. 더욱이, 그라비아 인쇄 뿐만 아니라, 플렉소 인쇄와 같은 여타 인쇄 기술이 또한 상기 코팅을 도포하는 데 사용될 수도 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서 사용될 수 있는 또 다른 적합한 접촉 인쇄 기술은 "스크린 인쇄"이다. 스크린 인쇄는 수동으로 또는 사진제판에 의해 수행된다. 스크린은 예를 들면 직선 1 센티미터 당 약 40 내지 약 120 개의 구멍을 갖는 실크 또는 나일론 직물 체를 포함할 수 있다. 상기 스크린 재료가 틀에 부착되고 신장되어 매끈한 표면을 제공한다. 상기 스크린의 바닥 면, 즉, 그 위에 유체 채널이 인쇄되는, 기재과 접촉하는 면에 스텐실을 적용한다. 상기 잉크를 상기 스크린 위에 도장하고, 상기 스크린(기재과 접촉하는)을 고무롤러로 문질러 전사한다.
잉크-젯 인쇄 기술이 본 발명에 사용될 수도 있다. 잉크-젯 인쇄는 작은 노즐(또는 일련의 노즐)을 통해 잉크를 밀어내어 상기 기재로 향하는 작은 방울을 형성하는 것을 포함하는 비-접촉 인쇄 기술이다. 2 가지 기술, 즉, "DOD" (Drop-On-Demand) 또는 "연속적" 잉크-젯 인쇄가 일반적으로 사용된다. 연속적 시스템에서, 잉크는 하나 이상의 오리피스 또는 노즐을 통해 압력 하에 연속적 흐름으로 방출된다. 상기 흐름을 가압 작동기에 의해 교란시켜, 상기 흐름을 상기 오리피스로부터 고정된 거리에서 작은 방울로 파괴한다. 반면에, DOD 시스템은 잉크를 작은 방울로 파괴하기 위해 각 오리피스에서 가압 작동기를 사용한다. 각 시스템 중 가압 작동기는 압전기 결정, 음향 장치, 열적 장치 등일 수 있다. 잉크젯 시스템의 종류의 선택은 프린트 헤드로부터 인쇄될 재료의 종류에 따라 변한다. 예를 들면, 작은 방울이 정전기적으로 편향되기 때문에 연속적 시스템의 경우에는 전도성 재료가 종종 요구된다. 즉, 시료 채널이 유전체 재료로부터 형성될 경우에는, DOD 인쇄 기술이 더욱 바람직할 수 있다.
상기 언급된 인쇄 기술에 더하여, 임의의 다른 적합한 도포 기술이 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들면, 다른 적합한 인쇄 기술은 레이저 인쇄, 열 리본 인쇄, 피스톤 인쇄, 분무 인쇄, 플렉소 인쇄 등을 비제한적으로 포함할 수 있다. 또 다른 적합한 도포 기술은 예를 들면, 바, 롤, 나이프, 커튼, 분무, 슬롯-다이, 침지-코팅, 적하-코팅, 압출, 스텐실 적용 등을 포함할 수 있다. 그러한 기술은 당업자에게 공지되어 있다.
도포 방법과 무관하게, 상기 냄새 억제 기재를 종종 특정 온도에서 건조시켜 상기 활성 탄소 잉크로부터 용매를 증발시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 기재를 약 50℃ 이상, 일부 구현예에서는 약 70℃ 이상, 일부 구현예에서는 약 80℃ 이상의 온도로 가열할 수 있다. 상기 활성 탄소 잉크에서 용매의 양을 최소화함으로써, 활성 탄소의 보다 큰 표면적이 냄새나는 화합물을 접촉하는 데 사용가능할 수 있고, 따라서 냄새 감소를 증진시킬 수 있다. 그러나, 비교적 적은 양의 용매가 여전히 존재할 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들면, 상기 건조된 잉크는 약 10 중량％ 미만, 일부 구현예에서는 약 5 중량％ 미만, 일부 구현예에서는 약 1 중량％ 미만의 양으로 용매를 함유할 수 있다.
건조될 때, 수득되는 활성 탄소 코팅의 상대적 백분율 및 고체 부가 수준은 원하는 수준의 냄새 억제를 수득하도록 변할 수 있다. "고체 부가 수준"은 처리된 기재(건조 후)의 중량에서 처리되지 않은 기재의 중량을 빼고, 상기 계산된 중량을 처리되지 않은 기재의 중량으로 나눈 다음 100％를 곱하여 결정된다. 본 발명의 하나의 특별한 유익은 코팅의 내구성을 실질적으로 희생시키지 않으면서 높은 고체 부가 수준 및 활성 탄소 수준이 수득될 수 있다는 것이다. 일부 구현예에서는, 예를 들면, 활성 탄소 잉크의 부가 수준이 약 2％ 이상, 일부 구현예에서는 약 4％ 내지 약 40％, 일부 구현예에서는 약 6％ 내지 약 35％이다. 또한, 상기 코팅은 약 10 중량％ 내지 약 80 중량％, 일부 구현예에서는 약 20 중량％ 내지 70 중량％, 일부 구현예에서는 약 40 중량％ 내지 약 60 중량％의 활성 탄소를 함유할 수 있다. 마찬가지로, 상기 코팅은 또한 약 10 중량％ 내지 약 80 중량％, 일부 구현예에서는 약 10 중량％ 내지 약 60 중량％, 일부 구현예에서는 약 30 중량％ 내지 약 50 중량％의 결합제를 함유할 수 있다.
상기 냄새 억제 기재의 미적 호감을 더욱 증진시키기 위해, 상기 활성 탄소 잉크의 색상(예, 검정)과 대조되는 1종 이상의 추가 잉크가 또한 사용될 수 있다. 검정색 잉크와 잘 대조되는 가능한 색상은 예를 들면, 백색, 황색, 청록, 자홍, 적색, 녹색, 청색 등을 포함한다. 그러나, 잉크의 색상들 간에 약간의 감지될 수 있는 차이가 존재하는 한, 임의의 잉크가 일반적으로 사용될 수 있다. 원하는 색상을 제공하기 위해, 상기 색상을 가진 잉크는 안료, 염료 등과 같은 착색제를 포함할 수 있다. 상기 착색제는 상기 색상을 가진 잉크의 약 0.01 내지 약 20 중량％, 일부 구현예에서는 약 0.1 중량％ 내지 약 10 중량％, 일부 구현예에서는 약 0.5 중량％ 내지 약 5 중량％를 구성할 수 있다. 예를 들면, 착색제는 무기 및/또는 유기 안료일 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 시판되는 유기 안료의 몇 가지 예는 그라프톨(GRAPHTOL®) 또는 카타렌(CARTAREN®)이라는 상품명 하에 클래리언트 사(Clariant Corp., 미국 노쓰캐놀라이나 샬롯)로부터 입수가능한 것들을 포함한다. 레이크 (lake) 화합물(블루 레이크, 레드 레이크, 옐로우 레이크 등)과 같은 여타 안료가 사용될 수도 있다. 무기 및/또는 유기 염료가 착색제로서 사용될 수도 있다. 예시적인 유기 염료의 부류는 트리아릴메틸 염료, 모노아조 염료, 티아진 염료, 옥사진 염료, 나프탈이미드 염료, 아진 염료, 시아닌 염료, 인디고 염료, 쿠마린 염료, 벤즈이미다졸 염료, 파라퀴노이드 염료, 플루오레세인 염료, 디아조늄 염 염료, 아조 디아조 염료, 페닐렌디아민 염료, 디아조 염료, 안트라퀴논 염료, 트리스아조 염료, 크산텐 염료, 프로플라빈 염료, 술포나프탈레인 염료, 프탈로시아닌 염료, 카로테노이드 염료, 카민 산 염료, 하늘빛(azure) 염료, 아크리딘 염료 등을 포함한다. 염료의 하나의 특별히 적합한 부류는 그 색상 지수(CI)에 의해 확인되도록 분류될 수 있는 안트라퀴논 화합물을 포함한다. 예를 들면, 그 "CI" 숫자에 의해 분류되는 바, 본 발명에 사용될 수 있는 일부 적합한 안트라퀴논은 애시드 블랙 48, 애시드 블루 25 (D&C 그린 No. 5), 애시드 블루 40, 애시드 블루 41, 애시드 블루 45, 애시드 블루 129, 애시드 그린 25, 애시드 그린 27, 애시드 그린 41, 모던트 레드 11 (알리자린), 모던트 블랙 13 (알리자린 블루 블랙 B), 모던트 레드 3 (알리자린 레드 S), 모던트 바이올렛 5 (알리자린 바이올렛 3R), 내츄럴 레드 4 (카민산), 디스퍼스 블루 1, 디스퍼스 블루 3, 디스퍼스 블루 14, 내츄럴 레드 16 (푸르푸린), 내츄럴 레드 8, 리액티브 블루 2 등을 포함한다.
착색제 외에도, 상기 잉크는 착색제 안정화제, 광개시제, 결합제, 용매, 계면활성제, 습윤제, 살생물제 또는 생물억제제, 전해질 염, pH 조절제 등과 같이 당 분야에 공지된 각종 여타 성분을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 잉크에 사용하기 위한 다양한 성분이 미국 특허 제 5,681,380 호 (Nohr 등) 및 6,542,379 호(Nohr 등)에 기재되어 있으며, 이들은 여기에 그 전체로서 모든 목적을 위해 참고문헌으로 도입된다. 상기 잉크는 전형적으로 주용매로서 물, 특히 탈이온수를 잉크의 약 20 중량％ 내지 약 95 중량％의 양으로 함유한다. 다양한 보조-용매가 상기 잉크 제제에 또한 포함될 수 있다. 그러한 보조-용매의 예는 N-메틸 피롤리돈 같은 락탐을 포함한다. 선택적인 보조-용매의 다른 예는 N-메틸아세트아미드, N-메틸모르폴린-N-옥시드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸 포름아미드, 프로필렌글리콜-모노메틸에테르, 테트라메틸렌 술폰, 및 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르를 포함한다. 사용가능한 또 다른 보조-용매는 프로필렌 글리콜 및 트리에탄올아민(TEA)을 포함한다. 아세트아미드-기재된 보조-용매가 상기 제제에 포함될 경우, 이는 전형적으로 약 1 내지 약 12 중량％ 범위 내로 존재한다.
습윤제가 또한 예를 들면 잉크의 약 0.5 내지 약 20 중량％ 사이의 양으로 사용될 수 있다. 그러한 습윤제의 예는 에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 글리세린; 폴리에틸렌 글리콜 200, 400 및 600; 프로판-1,3-디올; 도와놀(Dowanol) PM (Gallade Chemical Inc., 미국 캘리보니아주 산타아나)와 같은 프로필렌-글리콜모노메틸 에테르; 다가 알코올; 또는 이들의 조합을 비제한적으로 포함한다. 시간의 경과에 따라 화학 반응에 수반될 수 있는 금속 이온을 격리하기 위한 킬레이트화제, 프린터 또는 잉크 전달 시스템의 금속 요소를 보호하는 데 도움을 주는 부식 방지제, 잉크 중 원치 않는 세균, 균류 또는 효모의 성장을 억제하는 살생물제 또는 생물억제제, 및 잉크의 표면 장력을 조절하기 위한 계면활성제, 또는 소포제와 같이, 잉크 성능을 개선하기 위해 다른 첨가제가 또한 포함될 수 있다. 계면활성제가 포함될 경우, 이는 전형적으로 약 0.1 내지 약 1.0 중량％ 사이의 양으로 존재한다. 부식 방지제가 포함될 경우, 이는 전형적으로 약 0.1 내지 약 1.0 중량％ 사이의 양으로 존재한다. 살생물제 또는 생물억제제가 포함될 경우, 이는 전형적으로 약 0.1 내지 약 0.5 중량％ 사이의 양으로 존재한다.
색상을 가진 잉크는 임의의 공지 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 그러한 공정의 하나는 모든 성분을 한데 혼합하고, 상기 혼합물을 약 2 내지 약 3 시간 동안 약 40℃ 내지 약 55℃의 온도로 가열하고, 상기 혼합물을 실온까지 (전형적으로 약 10℃ 내지 약 35℃) 식히고, 상기 혼합물을 여과하여 잉크를 수득하는 것을 수반한다. 수득되는 잉크의 점도는 전형적으로 약 5 센티포아즈 이하, 일부 구현예에서는 약 1 내지 약 2.5 센티포아즈이다.
활성 탄소 잉크 및 추가의 잉크를 갖는 패턴화된 기재의 형성 방법은 상기 잉크들을 기재의 하나 이상의 표면 위에 순차적으로 도포하는 것을 수반할 수 있다. 색상을 가진 잉크가 상기 활성 탄소 잉크와 같은 표면에 도포되어 바로 보일 수 있는 패턴이 수득될 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 활성 탄소 잉크 및 색상을 가진 잉크가 반대 표면 위에 도포되어, 상기 색상을 가진 잉크가 상기 활성 탄소 잉크를 위한 대조 배경으로 작용할 수 있다. 상기 색상을 가진 잉크는 위에 언급된 것들과 같은 임의의 공지 방법을 이용하여 일반적으로 도포될 수 있다. 색상을 가진 잉크는 기재 표면에 균일하게 도포되거나, 표면적의 100％ 미만을 덮는 패턴으로 도포될 수 있다.
사용될 경우, 상기 색상을 가진 잉크 및 활성 탄소 잉크는 중첩되거나 중첩되지 않는 관계로 도포될 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에서, 색상을 가진 잉크가 활성 탄소 잉크의 위에 중첩되는 관계로 인쇄될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 활성 탄소 잉크가 색상을 가진 잉크(12)의 위에 인쇄된다. 각 경우에, 상기 위의 잉크는 일반적으로 바닥 잉크의 전체 표면적을 덮지 않는다. 이는 활성 탄소 잉크가 냄새나는 화합물과 접촉하여 이를 흡착할 수 있고, 선명한 패턴이 관찰되는 것을 보장해 준다. 예를 들면, 위의 잉크는 바닥 잉크의 표면적의 약 90％ 미만, 일부 구현예에서는 약 75％ 미만, 일부 구현예에서는 약 50％ 미만을 덮을 수 있다.
한편, 색상을 가진 잉크 및 활성 탄소 잉크는 중첩되지 않는 관계로 도포될 수 있다. 그러한 중첩되지 않는 관계는 코팅된 기재의 수득되는 냄새 억제 특성에 여러 가지 유익을 제공할 수 있다. 예를 들면, 어떤 경우, 활성 탄소 잉크는 기재의 굴곡성, 흡수성 및/또는 일부 다른 특성에 나쁜 영향을 가질 수도 있다. 활성 탄소 잉크가 도포되는 연속적인 면적을 최소화함으로써, 그러한 임의의 나쁜 영향이 최소화된다. 뿐만 아니라, 중첩되지 않는 관계는 또한 잉크에 의해 제공된 패턴의 더욱 선명한 해상도를 제공할 수 있다.
본 발명의 냄새 억제 기재의 냄새를 감소시키는 효과를 여러 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들면, 냄새 억제 기재에 의해 흡착된 냄새나는 화합물의 백분율이 여기에 기재된 헤드스페이스 기체 크로마토그래피 시험을 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 일부 구현예에서, 본 발명의 냄새 억제 기재는 특정 냄새나는 화합물의 약 25％ 이상, 일부 구현예에서는 약 45％ 이상, 일부 구현예에서는 약 65％ 이상을 흡착할 수 있다. 활성 탄소 잉크의 냄새를 제거하는 효과는, 역시 헤드스페이스 기체 크로마토그래피를 이용하여 결정되고, 활성 탄소 잉크 1 그램 당 흡착된 냄새의 밀리그램으로 측정되는 "상대적 흡착 효율"에 의해 측정될 수도 있다. 활성 탄소 잉크의 임의의 한 종류의 표면 화학이 모든 종류의 냄새를 감소시키는 데 적합하지 않을 수 있으며, 1종 이상의 냄새나는 화합물의 낮은 흡착이 다른 냄새나는 화합물의 양호한 흡착에 의해 보상될 수 있음을 인지하여야 한다.
흡수성 침대 패드(10)의 특정 예시적 구현예가 도 2 내지 6에 도시되어 있다. 이러한 구현예들은 단지 예시 목적을 위한 것이며, 패드(10) 재료의 임의의 조합에 적용되는 활성 탄소 잉크(12) 및 대조 잉크(15)의 임의의 다양한 패턴이 본 발명의 범위 및 취지 내에 포함됨을 인지하여야 한다.
도 2의 구현예에 있어서, 패드는 활성 탄소 잉크(12)의 스트립 패턴이 적용된 커버 층(14)을 포함한다. 이러한 특정 구현예에서, 활성 탄소 잉크(12)는 오로지 커버 층에만 적용된다. 상기 패드는 흡수성 웹(17) 및 흡입 또는 유체 분배층(19)을 포함할 수 있는 하부의 흡수 구조체 (16)를 포함한다. 흡수 구조체 (16)는 커버 층(14)에 침착되는 유체를 흡입하고 흡수하는데 사용되는 기재의 임의의 조합을 함유할 수 있다는 것을 인지해야 한다. 이 경우 흡수 구조체 (16)는 활성 탄소 잉크(12)의 스트립 패턴에 대조되는 색상을 나타낸다.
도 3은 대조 잉크(15)의 패턴이 하부의 흡수 구조체 (16)에 적용된 구현예를 도시한다. 활성 탄소 잉크(12)의 패턴은 꽃무늬 패턴 형태로 커버 층(14)에 적용되며, 이는 하부의 흡수 구조체 (16)에 도포된 대조 잉크(15)의 스트립 상에 배치된다. 이러한 특정 구현예에서, 대조 잉크(15)의 스트립은 커버 층(14)을 통해 보여지며, 활성 탄소 잉크(12)의 꽃무늬 패턴에 대해 대조 배경으로 존재한다.
도 4의 구현예에 있어서, 활성 탄소 잉크(12)의 패턴은 하부의 흡수 구조체 (16)에 스트립 패턴으로 도포된다. 특정 구현예에서, 잉크(12)를 도입한 패드(10)의 유일한 성분은 하부의 흡수 구조체 (16)이며, 스트립 패턴은 커버 층(14)을 통해 보여진다.
도 5의 구현예에 있어서, 활성 탄소 잉크(12)의 제1 패턴이 하부의 흡수 구조체 (16)에 도포되며, 커버 층(14)을 통해 보여진다. 활성 탄소 잉크(12)의 제2 패턴은 커버 층(14)에 도포되며, 흡수 구조체 (16)에 적용된 하부 패턴과 부분적으로 중첩된다. 따라서, 흡수 구조체 (16)의 하부 활성 탄소 잉크(12) 및 배경 색상은 커버 층(14)에 적용된 활성 탄소 잉크(12)의 패턴에 대해 대조를 나타낸다. 활성 탄소 잉크(12)의 상이한 도포물은 완전히 중첩되거나, 부분적으로 중첩되거나, 중첩되지 않을 수 있다는 것을 인지해야 한다.
도 6의 구현예에 있어서, 대조 잉크(15)의 스트립 패턴은 하부의 흡수 구조체 (16)에 도포되며, 커버 층(14)을 통해 보여진다. 활성 탄소 잉크(12)의 오프셋 패턴은 대조 잉크(15)의 패턴에 중첩되지 않도록 커버 층(14)에 적용된다. 이러한 결과를 얻기 위하여 임의의 수의 패턴 및 구성이 사용될 수 있다는 것을 인지해야 한다.
본 발명은 하기 실시예를 참조로 더 이해될 수 있다.
시험 방법
실시예에서 정량적인 냄새 흡착은 "헤드스페이스 (Headspace) 기체 크로마토그래피"로 알려진 시험을 이용하여 결정되었다. 헤드스페이스 기체 크로마토그래피 시험은 아질런트 테크놀로지 (Agilent Technology) 7694 헤드스페이스 샘플러(Agilent Technologies, 독일 발트브론)를 이용하는 아질런트 테크놀로지즈 5890, 시리즈 II 기체 크로마토그래피 상에서 수행되었다. 운반 기체로 헬륨을 사용하였다 (주입 포트 압력: 12.7 psig; 헤드스페이스 바이얼 압력: 15.8 psig; 공급 라인 압력: 60 psig). 길이 30 미터, 내경 0.25 밀리미터를 갖는 DB-624 컬럼이 냄새나는 화합물을 위해 사용되었다. 상기 컬럼은 제이 앤드 더블유 사이언티픽 사(J&W Scientific, Inc., 미국 캘리포니아주 폴솜)로부터 입수가능하다.
상기 헤드스페이스 기체 크로마토그래피를 위해 사용된 작업 변수를 하기 표 1에 나타낸다:
헤드스페이스 기체 크로마토그래피 장치를 위한 작업 변수
헤드스페이스 변수
영역 온도, ℃

 오븐 37
루프 85
TR. 라인 90
작업 시간, 분




 GC 사이클 시간 10.0
바이얼 평형 시간 10.0
가압 시간 0.20
루프 충진 시간 0.20
루프 평형 시간 0.15
주입 시간 0.30
바이얼 변수

 첫 번째 바이얼 1
마지막 바이얼 1
진탕 [오프]
시험 방법은 0.005 내지 0.1 그램의 시료를 20 cm3(cc)의 헤드스페이스 바이얼에 넣는 것을 수반하였다. 주사기를 이용하여, 냄새나는 화합물의 분액을 역시 상기 바이얼에 넣었다. 구체적으로, 시험은 2.0 마이크로그램의 에틸 머캅탄(2.4 마이크로리터) 및 1.8 마이크로그램(2 마이크로리터)의 디메틸디술피드로 수행되었다. 시료를 3회 반복으로 시험하였다. 10 분 후, 중공의 바늘을 셉텀을 통해 상기 바이얼 내에 꽂았다. 다음, 헤드스페이스(바이얼 내부 공기)의 1-cm3 시료를 기체 크로마토그래피 내에 주입하였다. 먼저, 냄새나는 화합물의 분액만을 가진 대조 바이얼을 시험하여 0％ 냄새나는 화합물 흡착을 정의하였다. 시료에 의해 제거된 헤드스페이스 냄새나는 화합물의 양을 계산하기 위해, 시료를 갖는 바이얼로부터의 냄새나는 화합물의 피크 면적을 냄새나는 화합물 대조 바이얼로부터의 피크 면적과 비교하였다.
실시예 1
흡수성 침대 패드에 사용하기 위하여, 기재에 활성 탄소 잉크를 도포하는 능력을 증명하였다. 상기 활성 탄소 잉크는 "누카르(Nuchar) PMA"라는 상품명 하에 메드웨스트바코 사(MeadWestvaco Corp.)로부터 입수되었고, 15 중량％의 활성 탄소, 12 중량％의 스티렌-아크릴 공중합체 결합제 및 73 중량％의 물을 함유하였다. 상기 활성 탄소 잉크를 폴리에틸렌 필름, 셀룰로오스 티슈 및 SMS 직물의 한 면 위에 균일하게 인쇄하기 위해 표준 오프-셋 그라비어 인쇄 시스템을 사용하여, 상기 각각의 기재 상에 코팅하였다. 코팅 부가 수준은 3 내지 10 gsm이었다. 이어서, 코팅된 기재를 시판되는 흡수성 침대 패드에 도입하였다.
표 2는 침대 패드로 대체된 셀룰로오스 티슈의 흡수성 웹의 활성 탄소 잉크 부가 수준을 나타낸다.
셀룰로오스 티슈 샘플의 활성 탄소 잉크 코팅
샘플 초기 중량 (g) 순 중량 (g) 용액 농도 및 습 중량을 기준으로 한 부가 수준(％) 부가 수준 (％)
(건 중량을 기준으로 함)
대조군 - - -
1 0.87 g 2.80 g 33％ 30％
2 0.87 g 3.25 g 41％ 39％
이어서, 상기 기재된 헤드스페이스 가스 크로마토그래피 시험을 이용하여 에틸 머캅탄(EtSH), 암모니아(NH3) 및 트리에틸아민(TEA) 및 디메틸술피드 냄새나는 화합물을 제거하는 능력에 대해 티슈 샘플을 시험하였다. 결과를 하기 표 3에 기재하였다.
탄소 잉크 코팅된 티슈의 냄새 감소 분석
샘플 EtSH
(2.4 uL)
제거율％		 EtSH
(2.4 uL)
냄새나는 화합물 mg/샘플 g		 NH3
(6 uL)
제거율％		 NH3
(6 uL)
냄새나는 화합물 mg/샘플 g		 TEA
(5 uL)
제거율％		 TEA
(5 uL)
냄새나는 화합물 mg/샘플 g
대조군 티슈 22.88 7.25 0.14 0.03 50.3 15.38
1 54.66 15.83 35.88 6.22 95.96 31.74
2 - - 35.88 6.21 79.70 25.14
이와 같이, GC 헤드스페이스 분석으로부터, 활성 탄소 코팅은 암모니아, 황-기재 및 아민-기재 냄새에 대해 우수한 흡착력을 나타내었다. 이러한 냄새는 소변, 배설물 (인간 및 동물), 땀, 애완동물 냄새, 곰팡이/흰곰팡이, 상한 음식, 예컨대 고기 및 채소와 같은 악취의 주 성분이다. 활성 탄소 잉크가 도입된 본 발명에 따른 패드는 이러한 통상의 냄새들을 흡착하고 감소시키기에 유용하다. 패드는 애완동물 침대 패드, 기저귀 교환 패드, 음식 제조 또는 저장 패드, 쓰레기 봉지 라이너 또는 삽입물, 기저귀 통 라이너 또는 삽입물과 같은 추가의 용도에 사용될 수 있다.
모델 패드의 소변 냄새 억제 평가
현실 세계의 냄새 상황을 확인하고, 패드의 효능 및 효율을 측정하기 위하여 패드에 대해 일련의 인간 소변 냄새 등급 심사위원단의 평가를 수행하였다. 여성용 실금 패드 (포이스(POISE® 패드, 킴벌리-클라크 코포레이션사 (Kimberly-Clark Corp.))를 침대 패드용 모델로서 사용하였는데, 이는 그것이 유사한 방식으로 제조되고 유사한 성분을 갖기 때문이다. 포이스® 패드의 작은 크기는 샘플 패드가 훈련 받은 냄새 심사위원들에 의한 평가 및 등급 매김을 위한 메이슨 병 (Mason jar)에 적합하게 하였다. 포이스? 패드는 유체 투과성 부직포 신체측 라이너, 상기 신체측 라이너 아래에 배치된 서지층, 서지층 아래의 셀룰로오스계 플러프 및 초흡수성 입자(SAP)의 티슈 랩 플레짓(pledget) 및 가먼트 측 라이너로서 유체 불투과성 PE 필름을 갖도록 제조되었다. 활성 탄소 잉크는 패드의 임의의 다양한 성분에 쉽게 도포될 수 있다.
소변 냄새 평가 심사위원단의 연구(ORP)는 활성 탄소 잉크 코팅된 티슈의 스트립, 부직포 재료, 또는 폴리에틸렌 필름이 패드내의 다양한 위치에 배치된 통상의 포이스® 패드(성인 위생용)에 대해 수행되었다. 이어서, 패드를 풀링된 (pooled) 여성 소변(60 ml)으로 오염시키고, 뚜껑이 있는 메이슨 병(1 쿼트)에서 24 시간 동안 인큐베이션하였다. 12명의 여성 심사위원단이 최고 내지 최저 소변 냄새 강도의 순서로 패드의 등급을 정하였다. 연구는 대조군으로서 포이스® 및 세레니티 나이트 앤드 데이(Serenity Night & Day) 패드를 포함하였다. 최저 소변 냄새를 갖는 패드는 존재하는 티슈 랩이 탄소 잉크 코팅된 티슈로 대체되도록 설계된 것이었다.
표 4는 연구에 넣은 모든 코드에 대한 전체 소변 냄새 강도의 등급을 나타낸다.
소변 냄새 등급 ORP 연구
샘플 소변 냄새 등급
전체 소변 강도
포이스® 대조군 30.6 (최고 냄새)
세레니티 나이트 앤드 데이 28.8
탄소 H1500 (탄소 분말 5 mg) 17.6
탄소 코팅된 폴리에틸렌 필름
(패드 당 탄소 34 mg)		 9.7
탄소 코팅된 티슈 랩
(TW2, 패드 당 탄소 21 mg)		 8.0
탄소 코팅된 티슈 랩
(TW1, 패드 당 탄소 31 mg)		 5.3 (최저 냄새)
상기 결과 (표 4 참조)는 탄소 잉크 함유 패드가 대조군에 비해 상당히 적은 소변 냄새를 갖는다는 것을 보여준다. 탄소 잉크 코팅된 기재 중에서, 탄소 잉크 처리된 티슈 랩 샘플이 최저 소변 냄새를 가졌다. 티슈 랩 1(TW1)과 티슈 랩 2(TW2) 사이의 차이는 TW1이 TW2보다 10 mg 더 많은 탄소를 갖는다는 것이었다.
연구의 놀라운 결과는, 한면이 탄소 잉크로 코팅되고 모든 흡수성 성분 이면에서 패드의 바닥에 삽입된 폴리에틸렌 필름이 여전히 상당한 냄새 제거 능력을 갖는다는 것이었다.
또한, 활성 탄소 분말을 갖는 패드는 탄소 잉크 코팅된 기재와 마찬가지로 잘 기능하지 않았다는 것을 인지해야 한다. 이것은 부분적으로는 최대 냄새 흡착을 위해 높은 표면적의 코팅된 기재를 제공하는 탄소 잉크 때문인 것으로 생각된다. 분말은 패드 당 작은 표면적으로 갖고, 따라서, 그 만큼 냄새를 흡착하지 못한다. 이러한 패드는 상당한 소변 냄새 감소를 제공하지 못하였다.
포이스? 패드로 도입된 수동-코팅된 기재를 이용하여 추가의 연구를 수행하였다. 이 연구는 플레짓(SAP/플러프)을 덮고, 냄새 감소에 대한 효과를 측정하기 위해 상이한 디자인을 사용한 효과를 조사하기 위한 것이었다. 사용된 방법이 하기 기술되어 있다.
· 티슈 랩을 탄소 코팅된 티슈로 완전 대체.
· 플레짓의 측을 개방시킨 채(덮지 않음), 탄소 코팅된 티슈로 플레짓의 길이를 덮음.
· 탄소 코팅된 웨트레이드(wetlaid) 직물로만 플레짓의 단부를 덮음.
소변 냄새가 ORP 심사위원단에 의해 평가되었다. 결과를 하기 표 5에 나타낸다.
소변 냄새 등급 심사위원단 연구
샘플 24시간 후 전체 소변 냄새 강도의 등급
세레니티 나이트 앤드 데이 31.8 (최고 냄새)
포이스? 대조군 16.6
티슈 랩 (탄소 11 mg)
개방 측		 16.4
플레짓의 단부에서 웨트레이드 (탄소 43 mg) 9.3
티슈 랩 (탄소 23 mg) 8.6 (최저 냄새)
상기 결과는 티슈 랩을 탄소 코팅된 티슈 랩으로 단순히 치환함으로써, 패드의 소변 냄새가 상당히 감소된다는 것을 보여주었다. 플레짓을 부분적으로 덮는 것은 전체 티슈 랩 만큼은 아니지만, 소변 냄새를 감소시키지 않았다.
패드의 휘발유, 마늘 및 담배 냄새 감소 평가
본 발명에 따른 패드의 유용성을 추가로 평가하기 위하여, 냄새 평가를 수행하여 다른 통상의 냄새를 제거하기 위한 패드의 용도를 평가하였다. 냄새 등급 평가는 탄소 잉크로 코팅된 3"x3" 사각형의 티슈를 이미 다음의 통상적인 냄새나는 물질들의 샘플을 함유한 메이슨 병(1 쿼트)에 넣음으로써 수행하였다.
· 통상의 휘발유 0.25 ml
· 새로 자른 마늘 100 mg
· 담배 말단 (이미 흡연하고 끈 것)
비코팅된 티슈 샘플(대조군)을 넣은 동일한 시리즈의 대조군 병을 제조하였다. 이어서, 냄새 심사위원단에게 평가를 부탁하여 냄새 강도로 메이슨 병의 등급을 정하였다. 메이슨 병의 외부를 알루미늄 호일로 감싸서 맹검 연구를 보장하였다. 하기 표는 냄새 등급 평가단의 연구 결과를 보여준다.
담배, 마늘 및 휘발유 냄새를 갖는 패드에 대한 냄새 등급 연구
냄새
(주요 화학 물질 유형)		 대조군 티슈
냄새 등급
(4 명의 심사위원)		 탄소 잉크 코팅된 티슈
냄새 등급
(4 명의 심사위원)
휘발유 (탄화수소 냄새) 40 4 (최저 냄새 등급으로 정해짐)
마늘 (황-기재 냄새) 40 4 (최저 냄새 등급으로 정해짐)
담배 (산 + 알데히드-기재 냄새) 40 4 (최저 냄새 등급으로 정해짐)
이러한 결과는 통상적으로 발견되는 냄새를 흡착하고 감소시키기 위한 활성 탄소 코팅된 기재의 광범위한 유용성 및 효율을 예시한다.
활성 탄소로 다중색상 인쇄된 것의 미적 호감
수동 유지 고무 롤러를 사용하여 활성 탄소 잉크를 셀룰로오스 티슈 시트(티슈 랩)에 인쇄하였다. 다양한 스텐실을 공예 상점으로부터 구입하고, 다양한 인쇄 면적을 갖는 인쇄 패턴을 위한 도판으로 사용하였다. 또한, 다중 색상 잉크 (황색, 청록색 및 자홍색)를 고무 롤러를 사용하여 인쇄하였다. 제1 실험에서, 활성 탄소 잉크(MeadWestvaco, Nuchar PMA)를 먼저 스텐실을 사용하여 티슈 랩에 도포한 후, 색상 잉크, 예를 들어 황색을 티슈 랩의 반대 면에 적용하였다. 탄소 잉크의 불투명성으로 인하여, 색상은 흑색 잉크를 통과하지 못하였다. 황색은 활성 탄소 잉크의 스텐실 패턴에 대해 현저한 대조를 나타내었다.
별도의 실험에서, 2개의 티슈 랩 샘플의 동일한 면을 황색 잉크 및 탄소 잉크(흑색)로 인쇄하였다. 제1 샘플을 배경으로 황색 잉크로 인쇄하고, 황색 잉크 위에 탄소 잉크를 등사하였다. 다른 샘플은 배경으로서 탄소 잉크로 인쇄하고, 황색 잉크를 탄소 잉크 상에 등사된 패턴으로 적용하였다. 두 샘플 모두에서 색상들 사이에 현저한 대조가 나타났다.
다중 색상 잉크를 활성 탄소 잉크(흑색)와의 다양한 조합으로 사용하여, 티슈 랩의 한 면을 탄소 잉크로 코팅하고, 반대 면 상에 상이한 색상의 잉크를 등사 패턴으로 적용하는 것을 포함하는 추가의 실험을 수행하였다. 모든 샘플에서 현저하게 보이고 미적으로 호감이 있는 대조 패턴이 나타났다.
본 발명을 그 구체적인 구현예에 관하여 상세히 기재하였으나, 전술한 것의 이해를 획득할 때 당업자는 상기 구현예에 대한 변화, 변법 및 동등물을 쉽게 인지할 수 있을 것임이 잘 인식될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 그의 임의 동등물의 범위로 평가되어야 한다.

Claims (16)

  1. 액체-투과성 커버 층, 액체-불투과성 이면 시트, 및 상기 커버 층과 상기 이면 시트 사이에 배치된 흡수 구조체를 포함하고,
    상기 커버 층, 상기 이면 시트 또는 상기 흡수 구조체 중 하나 이상이 활성 탄소, 결합제, 및 용매를 갖는 액체 활성 탄소 잉크의 건조된 도포물 (application)을 포함하고, 상기 잉크의 건조된 도포물은 2％ 이상의 고체 부가 수준을 갖고, 상기 활성 탄소 잉크는 패드의 전체 상부 표면적의 25％ 내지 95％에 패턴으로 도포되고, 상기 건조된 활성 탄소 잉크는 패드의 배경 색상에 대해 시각적으로 대비되는 색상을 나타내며,
    상기 커버 층, 상기 이면 시트 또는 상기 흡수 구조체 중 하나 이상에 추가 잉크의 건조된 도포물이 패턴으로 도포되어, 상기 커버층으로부터 보았을 때 상기 패드의 배경 색상과 시각적으로 구별되는 색상을 나타내고, 상기 추가 잉크는 또한 상기 활성 탄소 잉크의 색상과도 시각적으로 구별되는 색상을 나타내며,
    상기 활성 탄소 잉크의 패턴과 상기 추가 잉크의 패턴은 상호간에 시각적으로 구별되며, 상기 두 패턴 모두 상기 패드의 배경 색상과 시각적으로 구별되고,
    상기 추가 잉크는 제제 내에 활성 탄소를 포함하여 한 종류의 냄새를 감소시키도록 구성되고, 한편 상기 활성 탄소 잉크는 다른 종류의 냄새를 감소시키도록 구성되는 것인,
    유체를 흡수하고 냄새를 억제하도록 구성된 흡수 패드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 활성 탄소가 상기 액체 잉크의 1 중량％ 내지 50 중량％를 구성하는 패드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 결합제가 상기 액체 잉크의 0.01 내지 30 중량％를 구성하는 패드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 용매가 상기 액체 잉크의 40 중량％ 내지 99 중량％를 구성하는 패드.
  5. 제1항에 있어서, 건조된 활성 탄소 잉크의 상기 패턴이 상기 표면적의 30％ 내지 90％를 덮는 패드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 건조된 활성 탄소 잉크의 색상과 상기 배경 색상 사이의 대비가 0 내지 255 단계 중 적어도 45의 최소 회색 단계 (gray scale) 값을 갖는 패드.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 활성 탄소 잉크 및 상기 추가 잉크가 중첩 관계로 도포된 패드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 활성 탄소 잉크 및 상기 추가 잉크가 비-중첩 관계로 도포된 패드.
  10. 제1항에 있어서, 상기 활성 탄소 잉크가 상기 커버 층, 상기 이면 시트 또는 상기 흡수 구조체 중 단지 하나에만 도포된 패드.
  11. 제1항에 있어서, 상기 활성 탄소 잉크가 상기 커버 층, 상기 이면 시트 또는 상기 흡수 구조체 중 2개 이상에 도포된 패드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 활성 탄소 잉크가 상기 커버 층, 상기 이면 시트 또는 상기 흡수 구조체의 중첩 영역에 도포된 패드.
  13. 제1항에 있어서, 상기 활성 탄소 잉크가 3 내지 10 gsm의 부가 수준으로 도포된 패드.
  14. 제1항에 있어서, 상기 활성 탄소 잉크가 3 내지 6 gsm의 부가 수준으로 도포된 패드.
  15. 제1항에 있어서, 신체 삼출물 및 유체를 흡수하기 위해 환자 아래에 배치되도록 구성된 침대 패드인 패드.
  16. 제1항에 있어서, 상기 활성 탄소 잉크가 애완동물 냄새, 담배 냄새, 연기, 식품 및 동물 냄새의 군 중 임의의 하나로부터 냄새를 적어도 절반으로 줄이는 것인 패드.
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