KR101601990B1 - 탈팽윤/재팽윤을 나타내는 흡수 물질을 포함하는 흡수 용품 - Google Patents

탈팽윤/재팽윤을 나타내는 흡수 물질을 포함하는 흡수 용품 Download PDF

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2세 리처드 엔 닷지
젠 친
스캇 제이 스미스
궁루 톈
야루 스
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 팽윤, 탈팽윤 및 재팽윤 거동을 나타내는 흡수 조성물을 포함하는 흡수 용품에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 흡수 조성물은 수성 유체에 노출된 후 팽윤하여 유체를 흡수하고, 탈팽윤하여 팽윤된 흡수 조성물로부터 유체를 방출하고, 또한 재팽윤하여 유체를 흡수할 수 있다. 팽윤-탈팽윤-재팽윤 거동은 흡수 복합체 및 흡수 용품에서 향상된 액체 분포를 허용한다.

Description

탈팽윤/재팽윤을 나타내는 흡수 물질을 포함하는 흡수 용품{ABSORBENT ARTICLES COMPRISING ABSORBENT MATERIALS EXHIBITING DESWELL/RESWELL}
본 특허 출원은 2008년 1월 30일자로 미국 특허상표청에 출원된 미국 가출원 61/063,093(발명의 명칭:"Absorbent Articles Comprising Absorbent Materials Exhibiting Deswell/Reswell")을 35 U.S.C. 119(e) 하의 우선권 주장의 기초로 하는 출원이다. 가출원 61/063,093의 전체 내용을 본원에 참고로 인용한다.
초흡수성 중합체는 팽윤하여 히드로겔을 생성하면서 많은 양의 수성 액체 및 체액, 예를 들어 소변 또는 혈액을 흡수할 수 있고 어느 일정 압력 하에서 유체를 보유할 수 있는 가교된 부분 중화된 중합체이다. 초흡수성 중합체 조성물은 초흡수성 중합체의 후처리, 예를 들어 표면 가교, 표면 처리 및 다른 처리를 포함할 수 있다. 초흡수성 중합체 입자는 초흡수성 중합체 또는 초흡수성 중합체 조성물의 입자이다. 달리 명시되지 않으면, 본원에서는 초흡수성 중합체, 초흡수성 중합체 조성물 및 이들의 입자 대신에 두문자어 "SAP"가 사용될 수 있다.
상업적으로 입수가능한 초흡수성 중합체 조성물은 대표적으로 수산화나트륨 용액 또는 수산화칼륨 용액으로 카르복실기의 일부가 중화된 가교된 폴리아크릴산 또는 가교된 전분-아크릴산 그래프트 중합체를 포함한다. 초흡수성 중합체 조성물의 주된 용도는 흡수 용품, 예를 들어 기저귀, 배변 연습용 팬츠, 실금자용 제품, 또는 여성 위생 제품에 이용되는 흡수 복합체에 이용하는 것이다. 맞음새, 편안함 및 심미감 때문에, 그리고 환경적인 관점에서, 흡수 용품을 더 작고 더 얇게 제조하려는 경향이 증가하고 있다. 이것은 종종 이러한 용품에 대표적으로 존재하는 높은 체적을 가지는 플러프 섬유의 함량을 감소시킴으로써 달성된다. 위생 용품에 체액의 어느 일정한 총 보유 성능을 보장하기 위해, 대표적으로 흡수 용품의 초흡수성 중합체 조성물 함량을 증가시킨다.
흡수 복합체에서의 유체 분포는 일반적으로 분포에 이용될 수 있는 자유 유체의 양, 흡수 복합체의 구조 및 물질, 및 시간 인자에 의존한다. 그러나, 흡수 용품의 흡수 코어에 유용한 현행 흡수 복합체는 일반적으로 불충분한(또는 덜 바람직한) 유체 분포 성질을 가진다. 불량한 유체 분포는 초흡수성 중합체 조성물 전부가 액체를 흡수하지는 않기 때문에(즉, SAP가 완전히 이용되지 않음) 흡수 복합체의 전체 효용 효율을 감소시킨다.
흡수 복합체에서 유체 분포를 개선하기 위해 당업계에 알려진 잠재적인 해결책은 느린 흡수 속도를 가지는 초흡수성 중합체 조성물을 이용하는 것이다. 흡수가 느린 초흡수성 중합체 조성물을 이용하는 것에 관한 이론은 겔 블록킹이 감소되거나 또는 지연될 것이고 따라서 더 많은 자유 액체를 제공할 뿐만 아니라 액체가 배설 표적 대역으로부터 멀리 분포하는 데 더 많은 시간을 제공할 것이다. 그러나, 느린 초흡수제를 이용하여 분포는 향상시킬 수 있지만, 대표적으로 흡수 복합체가 필요한 누출 보호를 제공하지 못한다.
흡수가 느린 초흡수성 중합체 조성물의 이용에서 관찰할 수 있는 바와 같이, 가둠(lockup) 기능과 분포 기능은 상충한다. 하나의 문제는 액체를 초흡수성 중합체 조성물에 가두고 SAP 팽윤에 의해 복합체 구조를 개방하는 데 요구되는 시간이 상대적으로 길다는 것이다. 유체 배설 기간 동안에 표적 대역에 있고 흡수 제품 코어 안으로 들어가기 어렵고 사용 중에 흡수 제품으로부터의 액체 누출의 원인이라고 믿어지는 것은 자유 유체이다. 누출을 감소시키기 위해서는, 흡수 제품이 충분한 유체 취급 기능을 가지도록 초흡수성 물질이 액체 전달 속도와 유사한 속도로 액체를 가두는 것이 필요하다. 그러나, 초흡수성 중합체 조성물이 액체를 흡수하면, 유체 배설 후 분포될 자유 유체가 없기 때문에 액체 분포가 감소한다.
바람직한 누출 및 분포 거동을 나타내도록 액체가 분포될 수 있게 SAP가 액체를 신속히 가둔 후 이 액체를 점차 방출하는 능력을 입증하는 흡수 복합체 또는 흡수 시스템이 필요하다. 향상된 가둠 성질을 유지하면서 향상된 유체 분포 성질을 나타냄으로써 흡수 용품 및/또는 그의 성분의 흡수 능력을 최대화하는 흡수 용품이 추가로 필요하다.
요약
위에서 논의된 필요에 대응하여, 본 발명의 흡수 용품은 팽윤/탈팽윤/재팽윤 거동을 나타내는 흡수 복합체 또는 흡수 시스템을 포함한다.
일부 양상에서, 흡수 용품은 흡수 조성물을 포함하는 흡수 코어를 포함한다. 흡수 조성물은 a) 음이온 관능기를 가지는 SAP, b) 2 이상의 이온화 원자가를 가지는 양이온 X를 포함하는 제 1 수용성 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제, 및 c) 음이온 Y를 포함하는 제 2 수용성 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함한다. 게다가, 제 1 수용성 화학물질의 양이온 X는 SAP의 음이온 관능기와 착화할 수 있고, 제 2 수용성 화학물질의 음이온 Y는 양이온 X와 착화하여 용해도곱 상수 Ksp < 10-5을 가지는 염을 생성할 수 있다. 일부 양상에서, 흡수 용품은 상면시트 및 배면시트를 더 포함하고, 상면시트와 배면시트 사이에 흡수 코어가 배치된다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 코어 중량 기준으로 약 60 중량% 내지 약 95 중량%의 흡수 조성물을 포함한다. 일부 양상에서, SAP는 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물이다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 플러프를 더 포함한다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 계면활성제를 더 포함한다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 층을 포함한다. 일부 양상에서, 흡수 용품은 개인 위생 흡수 용품, 보건/의료용 흡수 용품, 가정/산업용 흡수 용품 또는 스포츠/건설용 흡수 용품으로부터 선택된다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 약 10 중량% 내지 약 90 중량%의 SAP, 약 5 중량% 내지 약 60 중량%의 탈팽윤 촉발제, 및 약 5 중량% 내지 약 60 중량%의 재팽윤 촉발제를 포함한다. 일부 양상에서, SAP, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제는 입자 형태이고, 입자 크기는 약 150 ㎛ 내지 약 850 ㎛의 범위이다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제는 염화알루미늄, 황산알루미늄, 염화바륨, 아세트산칼슘, 염화칼슘, 포름산칼슘, 아세트산마그네슘, 염화마그네슘, 포름산마그네슘, 아세트산아연, 염화아연, 포름산아연 및 황산아연으로부터 선택되는 수용성 화학물질을 포함한다. 일부 양상에서, 재팽윤 촉발제는 불화나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 시트르산나트륨, 옥살산나트륨, 인산나트륨, 폴리인산나트륨, 황화나트륨, 황산나트륨, 또는 트리폴리인산나트륨으로부터 선택되는 수용성 화학물질을 포함한다. 일부 양상에서, 제 1 수용성 화학물질은 포름산칼슘이고, 제 2 수용성 화학물질은 탄산나트륨이다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제 및/또는 재팽윤 촉발제 중 하나 이상은 폴리(메트)아크릴레이트 공중합체, 폴리아크릴레이트 공중합체, 에틸 셀룰로오스, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸렌 글리콜, 말레화 폴리프로필렌, 폴리올레핀 공중합체, 또는 그의 조합으로부터 선택되는 중합체 코팅 물질을 포함한다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제는 수성 유체에 노출된 후 수용성 화학물질을 방출하는 선택된 방출 프로파일을 가지고, 제 1 수용성 화학물질은 제 1 수용성 화학물질이 100% 방출되기 전 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가진다. 일부 양상에서는, 방출 프로파일 측정 시험에 의해 측정할 때, 수성 액체에 노출된 후 약 240 분 미만 이내에 촉발제로부터 수용성 화학물질의 약 50 중량% 내지 100 중량%가 방출된다. 일부 양상에서, SAP는 약 25 g/g 이상의 원심분리 보유 성능을 가지고 약 40 내지 약 60 몰%의 중화된 산성 관능기를 가지는 부분 중화된 가교된 폴리(아크릴산)을 포함한다. 일부 양상에서, SAP는 약 0.05 중량% 내지 약 10.0 중량%의 발포제를 포함한다. 일부 양상에서, 발포제는 카르보네이트 또는 그의 화합물을 포함한다. 일부 양상에서, 발포제는 천연 또는 합성 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 점성 경화성 세라믹 물질, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 글리콜, 올레핀 공중합체, 폴리방향족 올레핀, 스티렌 화합물 또는 중합화된 할로-디올레핀으로부터 선택되는 수지로 캡슐화된다. 일부 양상에서, 수지는 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 수용성 화학물질을 방출하는 방출 프로파일을 가지고, 재팽윤 촉발제는 제 2 수용성 화학물질을 방출하는 S자형 방출 프로파일을 가지고, 제 1 수용성 화학물질은 수성 유체에 노출된 후 약 100% 방출되기 전에 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가진다.
일부 양상에서, 흡수 용품은 흡수 조성물을 포함하는 흡수 코어를 포함한다. 흡수 조성물은 a) 약 6.0 미만의 pH를 가지는, 산성 관능기의 약 40 몰% 내지 약 60 몰%가 중화된 부분 중화된 가교된 폴리(아크릴산)을 포함하는 SAP, b) 제 1 수용성 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제, 및 c) 약 10 이상의 pH를 가지는 제 2 수용성 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함한다. 추가로, 흡수 조성물이 수성 유체와 접촉할 때, SAP는 팽윤-탈팽윤-재팽윤 거동을 나타내고, 이러한 결과로 얻은 팽윤된 SAP는 a)의 SAP보다 더 높은 pH를 가진다. 일부 양상에서, 흡수 용품은 상면시트 및 배면시트를 더 포함하고, 상면시트와 배면시트 사이에 흡수 코어가 배치된다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 약 60 중량% 내지 약 95 중량%의 흡수 조성물을 포함한다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 층을 포함한다. 일부 양상에서, 흡수 용품은 개인 위생 흡수 용품, 보건/의료용 흡수 용품, 가정/산업용 흡수 용품 또는 스포츠/건설용 흡수 용품으로부터 선택된다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 약 10 중량% 내지 약 90 중량%의 SAP, 약 5 중량% 내지 약 60 중량%의 탈팽윤 촉발제, 및 약 5 중량% 내지 약 60 중량%의 재팽윤 촉발제를 포함한다. 일부 양상에서, SAP는 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물이다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제는 산 또는 산성 물질을 포함한다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제는 2 이상의 이온화 원자가를 가지는 양이온을 포함한다. 일부 양상에서, 제 1 수용성 화학물질은 염화알루미늄, 황산알루미늄, 염화바륨, 아세트산칼슘, 염화칼슘, 포름산칼슘, 아세트산마그네슘, 염화마그네슘, 포름산마그네슘, 아세트산아연, 염화아연, 포름산아연 및 황산아연으로부터 선택된다. 일부 양상에서, 재팽윤 촉발제는 탄산염을 포함한다. 일부 양상에서, 제 1 수용성 화학물질은 술팜산 및 포름산칼슘으로부터 선택되고, 제 2 수용성 화학물질은 탄산나트륨이다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제 및/또는 재팽윤 촉발제 중 하나 이상은 폴리(메트)아크릴레이트 공중합체, 폴리아크릴레이트 공중합체, 에틸 셀룰로오스, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸렌 글리콜, 말레화 폴리프로필렌, 폴리올레핀 공중합체, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 중합체 코팅 물질을 포함한다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제는 수성 유체에 노출된 후 수용성 화학물질을 방출하는 선택된 방출 프로파일을 가지고, 제 1 수용성 화학물질은 제 1 수용성 화학물질이 100% 방출되기 전에 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가진다. 일부 양상에서, SAP는 약 0.05 중량% 내지 약 10.0 중량%의 발포제를 포함한다. 일부 양상에서, 발포제는 천연 또는 합성 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 점성 경화성 세라믹 물질, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 글리콜, 올레핀 공중합체, 폴리방향족 올레핀, 스티렌 화합물 또는 중화된 할로-디올레핀으로부터 선택되는 수지로 캡슐화된다. 일부 양상에서, 탈팽윤 촉발제는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 수용성 화학물질을 방출하는 방출 프로파일을 가지고, 재팽윤 촉발제는 제 2 수용성 화학물질을 방출하는 S자형 방출 프로파일을 가지고, 제 1 수용성 화학물질은 수성 유체에 노출된 후 및 약 100% 방출 전에 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가진다.
본 발명의 많은 다른 특징 및 이점이 다음 설명으로부터 분명해질 것이다. 다음 설명에서는, 본 발명의 전형적인 양상을 언급한다. 이러한 양상은 본 발명의 전체 범위를 나타내지는 않는다. 따라서, 본 발명의 전체 범위를 해석하기 위해서는 본원의 특허 청구 범위를 참고해야 한다. 간략성 및 간결성을 위해, 본 명세서에 나타낸 어떠한 값의 범위도 그 범위 내의 모든 값을 고려하고, 문제의 명시된 범위 내의 실수 값인 끝점을 가지는 어떠한 하위 범위를 인용하는 청구항도 지지하는 것으로 해석되어야 한다. 가설적인 예시적 예로서, 본 명세서에서 1 내지 5의 범위를 게재한 것은 다음 어느 범위에 관한 청구항도 지지하는 것으로 여겨질 것이다: 1-5; 1-4; 1-3; 1-2; 2-5; 2-4; 2-3; 3-5; 3-4; 및 4-5.
본 발명의 상기 특징, 양상 및 이점, 및 다른 특징, 양상 및 이점은 다음 설명, 첨부된 특허 청구 범위 및 첨부 도면과 관련시키면 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 팽윤/탈팽윤/재팽윤 시험을 위한 장치를 나타내는 도면.
도 2는 크래들 흡입 시험에 이용되는 장치의 옆면도.
도 3은 본 발명과 함께 이용될 수 있는 흡수 용품의 한 실시태양의 평면도.
도 4는 흡수 코어를 제조하기 위한 방법 및 장치의 한 이형(version)의 개략도.
도 5는 균질한 방식으로 분포된 SAP 및 촉발제를 포함하는 흡수 복합체의 단면도.
도 6은 z 방향으로 초흡수성 중합체 조성물 풍부 영역 및 촉발제 풍부 영역을 가지도록 배열된 SAP 및 촉발제를 포함하는 흡수 복합체의 단면도.
도 7은 표적 대역에 우선적으로 위치하는 촉발제를 포함하는 흡수 복합체의 단면도.
도 8a는 촉발제가 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8b는 촉발제가 독립된 층의 표적 대역에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8c는 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 위의 독립된 층에 위치하고, 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 아래의 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8d는 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 위의 독립된 층의 표적 대역에 위치하고, 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 아래의 독립된 층의 표적 대역에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8e는 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 위의 독립된 층에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 아래의 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8f는 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 위의 독립된 층의 표적 대역에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 아래의 독립된 층의 표적 대역에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8g는 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 내에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 위의 독립된 층에 위치하고, SAP가 흡수 복합체 아래의 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8h는 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 내에 위치하고, 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 위의 독립된 층에 위치하고, SAP가 흡수 복합체 아래의 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8i는 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 내에 위치하고, SAP가 흡수 복합체 위의 독립된 층에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 아래의 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 8j는 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 내에 위치하고, SAP가 흡수 복합체 위의 독립된 층에 위치하고, 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 아래의 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 9는 폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 술팜산의 방출 프로파일 그래프.
도 10은 폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 포름산칼슘의 방출 프로파일 그래프.
도 11은 셀룰로오스 아세테이트 또는 셀룰로오스 아세테이트/에틸 셀룰로오스로 코팅된 포름산칼슘의 방출 프로파일 그래프.
도 12는 폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 탄산나트륨의 방출 프로파일 그래프.
도 13은 말레화 폴리프로필렌으로 코팅된 탄산나트륨의 방출 프로파일 그래프.
도 14는 탈팽윤 촉발제의 다양한 블렌드를 가지는 특정 SAP 제품의 팽윤/탈팽윤 곡선 그래프.
도 15는 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제의 다양한 블렌드를 가지는 특정 SAP 제품의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선 그래프.
도 16은 촉발제 TAD-A 및 TAR-B를 가지는 초흡수성 물질 SAP-B의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선 그래프.
도 17은 촉발제 TAD-A 및 TAR-B의 다양한 블렌드를 가지는 SAP-C 및 SAP-D의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선 그래프.
도 18은 촉발제 TAD-C 및 TAR-A를 가지는 특정 SAP 제품의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선 그래프.
도 19는 촉발제 TAD 및 TAR의 다양한 블렌드를 가지는 초흡수성 물질 SAP-B의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선의 그래프.
도 20은 촉발제 TAD-F 및 TAR-C의 다양한 블렌드를 가지는 초흡수성 물질 SAP-D의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선의 그래프.
도 21은 실시예 41 내지 44의 옆면도.
도 22는 실시예 47 내지 49의 옆면도.
도 23은 실시예 52 내지 54의 옆면도.
도 24는 실시예 52 내지 54의 상면도.
도 25a는 SAP가 흡수 복합체 층 전체에 균일하게 분포되고, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 위에 및 아래에 위치하는 하나 이상의 독립된 층에만 실질적으로 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25b는 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제가 하나 이상의 독립된 층의 표적 대역에 실질적으로 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25c는 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 위에 위치하는 독립된 층에 위치하고, 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 아래에 위치하는 독립된 층에 실질적으로 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25d는 촉발제들이 각각 독립된 층의 표적 대역에 존재하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25e는 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 위에 위치하는 독립된 층에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 아래에 위치하는 독립된 층에 실질적으로 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25f는 촉발제들이 각각 독립된 층의 표적 대역에 존재하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25g는 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 위의 독립된 층에 위치하고, SAP가 흡수 복합체 층 아래의 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25h는 SAP가 흡수 복합체 층에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 위의 독립된 층에 위치하고, 재팽윤 촉발제가 탈팽윤 촉발제 층 위에 위치하는 추가의 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25i는 재팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층에 위치하고, SAP가 흡수 복합체 층 위의 독립된 층에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 아래의 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
도 25j는 SAP가 흡수 복합체 층에 위치하고, 탈팽윤 촉발제가 흡수 복합체 층 아래의 독립된 층에 위치하고, 재팽윤 촉발제가 재팽윤 촉발제 층 아래의 추가의 층에 위치하는 흡수 시스템의 단면도.
본 명세서 및 도면에서 참고 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일 또는 유사 특징 또는 요소를 나타내는 것을 의도한다.
시험 방법
달리 언급되지 않으면, 모든 시험은 21 ℃ 및 10% 내지 60%의 상대 습도에서 수행한다. 달리 언급되지 않으면, 하기 모든 시험 방법에 사용된 시험 유체는 0.9 중량% 염화나트륨 수용액(또한, "0.9 중량% 염수" 또는 단지 "염수"라고 부름), 예를 들어 리카 케미칼 컴파니(Ricca Chemical Company)(미국 텍사스주 아링톤에 사무소를 둠)로부터 입수가능한 것이다.
원심분리 보유 성능 시험
원심분리 보유 성능(CRC) 시험은 SAP(또는 흡수 조성물)가 포화된 후 조절된 조건 하에서 원심분리될 때 그 안에 액체를 보유하는 능력을 측정한다. 이렇게 하여 얻어지는 보유 성능은 샘플 중량 1 g에 보유되는 액체 중량(g)으로 나타낸다(g/g). 시험 샘플은 미국 표준 30-메쉬 스크린을 통과하여 예비 스크리닝되고 미국 표준 50-메쉬 스크린 상에 보유되는 입자로부터 제조된다. 따라서, SAP 샘플은 약 300 ㎛ 내지 약 600 ㎛의 범위의 크기를 가진 입자를 포함한다. 입자는 수동으로 또는 자동으로 예비 스크리닝될 수 있다.
보유 성능은 샘플이 시험 용액(증류수 중의 0.9 중량% 염화나트륨)을 자유로이 흡수할 수 있게 하면서 샘플을 함유하는 투수성 백(bag)에 약 0.2 g의 예비 스크리닝된 SAP(또는 흡수 조성물) 샘플을 놓음으로써 측정한다. 열 밀봉성 티백 물질, 예를 들어 덱스터 코포레이션(Dexter Corporation)(미국 코넥티컷주 윈저 락스에 사무소를 둠)으로부터 모델명 1234T 열 밀봉성 필터 종이로서 입수가능한 것이 적당하다. 이 백은 백 물질의 12.7 ㎝ x 7.6 ㎝ 샘플을 반으로 접고, 개방된 가장자리 중 2 개를 열 밀봉하여 6.4 ㎝ x 7.6 ㎝ 직사각형 파우치를 형성함으로써 생성된다. 열 밀봉부는 그 물질의 가장자리 안쪽으로 약 0.6 인치 되는 곳이다. 샘플을 파우치에 넣은 후, 파우치의 나머지 개방된 가장자리도 열 밀봉한다. 대조구로서 사용하기 위해 빈 백도 제조한다. 각 시험 샘플에 대해 3 개의 샘플을 제조한다.
밀봉된 백을 약 23 ℃의 시험 용액을 함유하는 팬에 잠기게 하고, 샘플이 완전히 습윤될 때까지 확실하게 백을 누른다. 습윤 후, 샘플을 용액에 약 30 분 동안 그대로 두고, 30 분이 되는 시점에서 샘플을 용액으로부터 제거해서 비흡수성 편평 표면 상에 일시적으로 놓는다.
이어서, 약 350의 G-포스(G-force)로 샘플을 처리할 수 있는 적당한 원심분리기인 바구니의 바깥 원주 가장자리에 습윤 백을 서로 이격되게 놓는다. 한 적당한 원심분리기는 클레이 아담스 다이낙(CLAY ADAMS DYNAC) II 모델 #0103이고, 이 원심분리기는 물 수집 바구니, 디지털 rpm 게이지, 및 편평한 백 샘플을 지탱하고 배수하도록 구성된 기계화된 배수 바구니를 가진다. 다수의 샘플을 원심분리하는 경우에는, 회전시 바구니의 균형을 잡기 위해 샘플을 원심분리기 내에 대향하는 위치에 놓는다. 백(습윤 빈 백 포함)을 약 1600 rpm(예를 들어, 약 280 내지 약 300 g-포스의 분산(variance)으로 약 290 g-포스의 표적 G-포스를 달성함)으로 3 분 동안 원심분리한다. G-포스는 해수면에서 9.75 m/sec2 과 동일한 신속한 중력 가속도를 받는 물체에 작용하는 관성력의 단위로 정의된다. 백을 제거해서 중량을 재는데, 먼저 빈 백(대조구)의 중량을 잰 후에 SAP 또는 흡수 조성물 샘플을 함유하는 백의 중량을 잰다. 백 자체가 보유하는 용액을 고려해서, 샘플이 보유하는 용액의 양이 SAP 또는 흡수 조성물 1 g 당 유체의 양(g)으로 표현되는 SAP 또는 흡수 조성물의 원심분리 보유 성능(CRC)이다. 더 구체적으로, 보유 성능은 다음 방정식으로 결정된다:
Figure 112010049156112-pct00001
요망되는 SAP 또는 흡수 조성물의 3 개의 샘플을 시험하고, 그 결과를 평균하여 그 물질의 원심분리 보유 성능(CRC)을 결정한다. CRC의 측정 편차는 +/- 0.5일 수 있다.
초흡수성 중합체 pH 시험
이 시험은 0.9 중량% 염수 중의 SAP(또는 흡수 조성물)의 용액의 pH를 측정한다.
필요 물질
1. pH 측정기
2. pH 전극(브링크만(Brinkman), 유니트로드(Unitrode), PN#20910674 또는 동등물)
3. 250 ㎖ 비커
4. 500 rpm으로 회전할 수 있는 교반 플레이트
5. 교반 막대(약 3 ㎝)
6. 0.9 중량% 염수(염화나트륨 수용액, 리카(Ricca)로부터의 부품 번호 7213.09-5 또는 동등물)
7. 보트형 칭량 용기
8. 저울(0.0001g까지 잴 수 있는 것)
9. 타이머(NIST 추적가능)
10. 눈금 실린더(클래스 A, 100 ㎖ 용량)
11. 초순수
절차
1. 250 ㎖ 비커를 얻는다.
2. 눈금 실린더로 0.9 중량% 염수 150 ㎖를 측정해서 염수를 250 ㎖ 비커에 붓는다.
3. 비커에 교반 막대를 넣는다.
4. 보트형 칭량 용기를 저울에 놓고 용기의 중량을 잰다.
5. 보트형 칭량 용기로 1.0 g ± 0.01의 초흡수제를 칭량한다.
6. 샘플을 250 ㎖ 비커에 붓는다.
7. 비커에 샘플 ID가 적힌 라벨을 붙인다.
8. 비커를 500 rpm의 교반 플레이트 상에 놓는다.
9. 타이머를 작동 개시하여 3 분 동안으로 설정한다. 샘플을 3 분 동안 교반하도록 둔다.
10. 3 분이 만료되었을 때, 비커에 pH 전극을 침지한다.
11. 샘플을 계속해서 온화하게 교반한다.
12. 타이머를 6 분 동안으로 설정한다.
13. 타이머를 작동 개시하여 pH를 측정한다.
14. 시간(즉, 6 분)이 만료되었을 때, 측정값을 기록한다.
15. 샘플로부터 pH 전극을 제거해서 초순수로 철저히 헹군다.
와류 시간 시험
일반 설명
와류 시험은 SAP 또는 흡수 조성물 2 g이 자기 교반 플레이트 상에서 600 회전/분으로 50 ㎖의 염수 용액을 교반함으로써 생성되는 와류를 차단하는 데 필요한 시간의 양을 초 단위로 측정한다. 와류가 차단되는 데 걸리는 시간은 SAP 또는 흡수 조성물의 자유 팽윤 흡수 속도의 지시자이다.
장비 및 물질
1. 비커, 100 ㎖
2. 600 회전/분을 제공할 수 있는 프로그래밍가능한 자기 교반 플레이트(예: PMC 인더스트리즈(PMC Industries)로부터 상업적으로 입수가능한 데이터플레이트(Dataplate).RTM, 모델 번호 721)
3. 고리가 없고 테플론(Teflon)으로 덮인 7.9 ㎜ x 32 ㎜의 자기 교반 막대(예: 백스터 다이어그노스틱스(Baxter Diagnostics)로부터 입수가능한 S/PRIM. 브랜드 단일 팩 둥근 교반 막대(제거가능한 선회 고리를 가짐))
4. 스톱워치
5. 저울 (+/- 0.01 g까지 잴 수 있음)
6. 염수 용액(백스터 다이어그노스틱스로부터 입수가능한 0.87 중량% 혈액 은행 염수)(이 시험에서는 0.9 중량% 염수의 동등물인 것으로 봄)
7. 칭량 종이
8. 표준 조건 분위기를 가지는 방(온도 = 23 ℃ +/- 1 ℃, 상대 습도 = 50% +/- 0.2%)
시험 절차
1. 100 ㎖ 비커로 50 g +/- 0.01 g의 염수 용액을 측정한다.
2. 자기 교반 막대를 비커에 넣는다.
3. 자기 교반 플레이트를 600 회전/분으로 프로그래밍한다.
4. 자기 교반 막대가 작동되도록 비커를 자기 교반 플레이트의 중심에 놓는다. 와류의 하부가 교반 막대의 상부 근처에 있어야 한다.
5. 시험할 중합체 샘플(즉, SAP 또는 흡수 조성물) 2 g +/- 0.01 g을 칭량 종이로 칭량한다.
주: 샘플은 입수한 대로 시험함(즉, 그것은 하기하는 것 같은 흡수 복합체 안으로 들어갈 것이기 때문임). 입자 크기가 이 시험에 영향을 준다고 알려져 있지만, 특정 입자 크기로 스크리닝하지 않음.
6. 염수 용액이 교반되는 동안, 시험할 SAP 또는 흡수 조성물을 염수 용액에 빨리 붓고, 스톱워치를 작동 개시한다. 시험 샘플은 염수 용액에 와류의 중심과 비커의 옆면 사이에 첨가하여야 한다.
7. 염수 용액의 표면이 편평해질 때 스톱워치를 중지하고 시간을 기록한다.
8. 초 단위로 기록한 시간을 와류 시간으로 보고한다.
팽윤/ 탈팽윤 / 재팽윤 시험
팽윤/탈팽윤/재팽윤 시험은 시간에 대한 흡수 조성물의 액체 흡수 성능을 측정하는 것을 의도한다.
이 시험에 적당한 장치는 도 1에 나타내었다. 이 장치의 한 말단에는 0.9 % 염수 용액을 함유하는 유체 저장기 (210)이 있다. 장치의 다른 한 말단에는 흡수 조성물을 보유하는 실린더 (280) 및 흡수 조성물에 염수 용액을 전달하기 위한 작은 플라스틱 상자 (240)이 있다. 예를 들어, 하부에 스크린 필터 천(400 메쉬 = 36 ㎛)을 갖는 플렉시글라스(Plexiglas) 실린더(실린더 내경 = 25 ㎜; 높이 = 33 ㎜)를 이 시험에 이용할 수 있다. 상자 (240)의 상부 플레이트는 구멍(약 1 ㎜의 직경을 가짐)을 갖는다. 흡수 조성물과 염수 용액의 양호한 접촉을 보장하기 위해 실린더 (280)과 상자 (240) 사이에 필터 종이 (270) 1 장을 놓는다. 측정하는 동안의 흡수 조성물의 중량 변화를 기록하기 위한 컴퓨터와 연결된 전자 저울 (260) 위의 스탠드 (250) 위에 상자 (240)을 놓는다. 상자 (240)을 유연성 관 (230)을 통해 저장기 (210)에 연결한다.
측정하기 전에, 저장기 (210)의 액체 표면이 상자 (240)의 상부 표면과 동일한 수평면에 있도록 저장기 (210)의 높이를 적절한 수준으로 조정한다.
다음과 같이 시험을 개시한다:
1. 0.16 g의 시험 샘플을 실린더 (280)에 첨가하고, 시험 샘플 상부에 플라스틱 피스톤을 놓는다.
2. 실린더의 하부가 액체와 접촉하도록 상자 (240) 위에 실린더를 놓는다.
3. 시험 샘플의 중량 변화를 즉시 기록하기 시작한다.
240 분 후에 시험을 중단한다. 흡수 물질의 흡수 성능은 흡수 조성물 중의 초흡수성 중합체의 중량으로 액체 흡수량을 나눔으로써 계산한다. 시간에 대한 흡수 성능을 플롯팅함으로써 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선을 작성한다.
방출 프로파일 측정 시험
코팅된 술팜산 방출 시험
술팜산의 방출은 실온(23 ℃)의 탈이온수에 코팅된 술팜산을 담그고, 오리온(ORION) pH 측정기(모델 번호 290A) 및 pH 전극(모델 번호: 오리온 8-172BNWP)을 이용하여 용액의 pH를 측정함으로써 결정한다.
코팅된 술팜산 2.00 g을 티백에 밀봉한다. 열 밀봉된 티백 물질, 예를 들어 덱스터 코포레이션(미국 코넥티컷주 윈저 락스에 사무소를 둠)으로부터 모델명 1234T 열 밀봉성 필터 종이로서 입수가능한 것이 적당하다. 1800 g의 탈이온수를 자기 교반 막대(10 ㎜ x 70 ㎜)가 있는 유리 비커에 첨가한다. 비커를 자기 교반기 위에 놓고, 용액을 200 rpm으로 교반한다. 티백을 물에 담근다. 요망되는 간격으로(예를 들어, 2 분 마다, 또는 5 분 마다, 또는 10 분 마다, 또는 20 분 마다) 소량의 액체(약 20 g)를 빼낸다. 제거된 용액의 실제 중량을 기록한다. 제거된 용액의 pH를 pH 측정기로 측정한다. 술팜산의 표준 용액으로 작성된 검량 곡선을 이용함으로써 전극으로부터 얻은 데이터를 방출된 술팜산의 농도로 전환한다. 방출된 술팜산의 중량 및 코팅된 샘플 중의 술팜산의 총 중량을 기준으로 방출된 술팜산의 백분율을 계산한다.
코팅된 포름산칼슘 방출 시험
포름산칼슘 방출은 방출된 포름산칼슘의 농도를 배리언(Varian) 유도 결합 플라즈마(모델 번호 : 비스타 MPX 라디칼(Vista MPX Radical))를 이용해서 측정하는 것을 제외하고는 코팅된 술팜산 방출 시험과 동일한 절차에 따라서 결정한다.
코팅된 탄산나트륨 방출 시험
탄산나트륨 방출은 방출된 탄산나트륨을 아큐멧(Accumet) 나트륨 선택성 전극(피셔 사이언티픽(Fisher Scientific)으로부터 입수가능한 #13-620-503)을 이용하여 나트륨 이온 방출을 추적함으로써 결정하는 것을 제외하고는 코팅된 술팜산 방출 시험과 동일한 절차에 따라서 측정한다.
크래들 흡입 시험
이 시험은 X선 영상화를 이용해서 흡수 복합체 또는 흡수 시스템의 여러 위치에 위치하는 유체의 양을 결정한다. X선 영상화는 예를 들어 논문(제목: "Fluid Distribution: comparison of X-ray Imaging Data", David F. Ring, Oscar Lijap 및 Joseph Pascente in Nonwovens Worldmagazine, 1995년 여름, 65 - 70 페이지)에서 논의된 바와 같이 당업계에 알려져 있고, 이 논문은 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한다. 일반적으로, 이 절차는 여러 위치에서의 액체 함량을 계산하기 위해 습윤 샘플 및 건조 샘플의 그레이 스케일 X선 영상을 비교한다. 이러한 X선 시스템은 예를 들어 프리시전 X-레이 인크.(Precision X-ray Inc.)(미국 코넥티컷주 브랜포드 비지니스 파크 드라이브 31에 사무소를 둠)로부터 모델 번호 10561 HF 100(외함을 가짐)으로서 입수가능하다. 이 시스템은 옵티머스 인크.(Optimus Inc.)(미국 콜로라도 포트 콜린스에 사무소를 둠)로부터 바이오-스캔 옵티메이트(BIO-SCAN OPTIMATE) S/N OPM4101105461 버전 4.11로서 입수가능한 영상 분석 소프트웨어 또는 동등물을 이용할 수 있다. X선 시스템은 1.5 초의 노출 시간, 40 Kv의 튜브 전압 및 16 mA의 전류로 작동시킨다. 흡수 복합체 또는 흡수 시스템 샘플은 x선 영상화 동안에 크래들 형태로 유지된다.
절차:
1. 폭 7.6 ㎝, 길이 38.1 ㎝의 흡수 복합체 샘플(또는 흡수 시스템 샘플)을 길이 방향의 중점이 크래들의 하부에 위치하도록 U자형 크래들(도 2)에 놓는다.
2. 연동식 펌프(예: 콜-파머(Cole-Parmer)(미국 일리노이주 배링턴에 사무소를 둠)로부터 입수가능한 마스터플렉스-디지스탈틱(Masterflex-Digistaltic) 모델 #7526-00)를 이용해서 0.9% 염수 용액 70 cc를 15 cc/초의 속도로 전달한다. 직경 3.0 ㎜의 개구를 가지는 노즐을 통해 염수 용액을 정량 주입한다. 길이 방향 및 폭 방향에서 샘플의 중점에 대응하는 표적 지점에 액체를 첨가한다.
3. 액체를 전달한 지 50 분 후에, 샘플의 X선 영상을 촬영하여 염수 용액이 흡수 복합체 또는 흡수 시스템 전체에 어떻게 분포되는지를 측정한다.
4. 첫 번째 액체를 전달한 지 60 분 후에, 단계 2 - 3을 반복하여 두 번째 액체를 전달하고 X선 영상을 촬영한다.
5. 두 번째 액체를 전달한 지 60 분 후에, 단계 2 - 3을 반복하여 세 번째 액체를 전달하고 X선 영상을 촬영한다.
6. 각 샘플의 3 개의 복제물을 시험하고, 각 복제물의 X선 영상을 평균함으로써 평균 유체 분포 프로파일을 결정한다.
수평 분포 시험
1. 폭 2.5 ㎝, 길이 38.1 ㎝의 샘플(본 발명의 흡수 복합체 또는 흡수 시스템)을 편평한 수평 표면 상에 놓는다.
2. 샘플에 길이 방향 및 폭 방향의 중점에 대응하는 표적 지점에 0.9 중량% 염수 용액을 첨가한다. 염수 용액은 샘플 위에 매단 깔때기 및 콕 마개 시스템을 이용해서 첨가한다. 염수 용액은 샘플 표면 상에 최소한의 고임이 발생하도록 충분한 속도로 첨가한다.
3. 0.9 중량% 염수 용액 20 cc를 샘플에 첨가하고, 샘플에 흡수되어 샘플을 통해 분포되도록 둔다.
4. 액체를 전달한 지 50 분 후에, 염수 용액으로 습윤된 샘플의 길이를 시각적으로 관찰한다.
5. 첫 번째 액체를 전달한 지 60 분 후에, 단계 3 - 4를 반복하여 두 번째 액체를 전달하고 습윤 길이를 측정한다.
6. 두 번째 액체를 전달한 지 60 분 후에, 단계 3 - 4를 반복하여 세 번째 액체를 전달하고 습윤 길이를 측정한다.
7. 각 샘플의 3 개의 복제물을 시험하고, 각 배설 후의 평균 습윤 길이를 결정한다.
수평 흡입 및 분포 시험
이 시험은 X선 영상화를 이용하여 샘플(즉, 흡수 복합체 또는 흡수 시스템)의 여러 위치에 위치하는 유체의 양을 결정한다. X선 영상화는 예를 들어 논문(제목: "Fluid Distribution: comparison of X-ray Imaging Data", David F. Ring, Oscar Lijap 및 Joseph Pascente in Nonwovens Worldmagazine, 1995년 여름, 65 - 70 페이지)에서 논의된 바와 같이 당업계에 알려져 있고, 이 논문은 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한다. 일반적으로, 이 절차는 여러 위치에서의 액체 함량을 계산하기 위해 습윤 샘플 및 건조 샘플의 그레이 스케일 X선 영상을 비교한다. 이러한 X선 시스템은 예를 들어 프리시전 X-레이 인크.(미국 코넥티컷주 브랜포드 비지니스 파크 드라이브 31에 사무소를 둠)로부터 모델 번호 10561 HF 100(외함을 가짐)으로서 입수가능하다. 이 시스템은 옵티머스 인크.(Optimus Inc.)(미국 콜로라도주 포트 콜린스에 사무소를 둠)로부터 바이오-스캔 옵티메이트 S/N OPM4101105461 버전 4.11로서 입수가능한 영상 분석 소프트웨어 또는 동등물을 이용할 수 있다. X선 시스템은 1.5 초의 노출 시간, 40 Kv의 튜브 전압 및 16 mA의 전류로 작동시킨다. 흡수 샘플은 X선 영상화 동안 편평한 수평 형태로 유지된다.
절차:
1. 폭 7.6 ㎝, 길이 38.1 ㎝의 샘플(본 발명의 흡수 복합체 또는 흡수 시스템)을 편평한 수평 표면 상에 놓는다.
2. 샘플 위에 놓일 수 있는 플랜지가 있는 하부를 가지는 내경 2.5 ㎝의 튜브를 포함하는 고정구를 튜브의 내경의 중심이 샘플의 길이 방향 및 폭 방향의 중점에 대응하도록 놓는다.
3. 염수 용액 70 cc를 튜브에 붓고, 샘플에 스며들도록 둔다.
4. 액체를 전달한 지 50 분 후에, 염수 용액으로 습윤된 샘플의 길이를 X선 밀도계 영상을 이용해서 측정한다.
5. 첫 번째 액체를 전달한 지 60 분 후에, 단계 3 - 4를 반복하여 두 번째 액체를 전달하고 습윤 길이를 측정한다.
6. 두 번째 액체를 전달한 지 60 분 후에, 단계 3 - 4를 반복하여 세 번째 액체를 전달하고 습윤 길이를 측정한다.
7. 각 샘플의 3 개의 복제물을 시험하고, 각 배설 후의 평균 습윤 길이를 결정한다.
마네킹 시험
마네킹 시험 절차는 적당한 체격을 가진 사람의 몸통을 나타내는 정지 상태 마네킹에 흡수 용품을 착용시키는 것을 포함한다. 적당한 마네킹은 예를 들어 코우트레이 컨설팅(Coutray Consulting)(프랑스 다우에이에 사무소를 둠)으로부터 얻을 수 있다. 마네킹의 내부를 통하는 튜빙을 이용해서 제품에 유체를 첨가한다. 일단 제품으로부터 액체가 누출되면, 센서가 그것을 감지해서 제품에 액체 첨가를 중단시킨다. 액체가 누출될 때 제품에 첨가된 액체의 양은 마네킹으로부터 제품을 제거하기 전 및 후에 제품의 중량을 재어서 결정할 수 있다.
본원에 게재된 마네킹 시험 절차를 이용해서 제품을 누출 성능에 대해서 평가할 수 있다. 염수 누출 성능은 정지 상태 마네킹 시스템으로 시험한다. 정지 상태 마네킹 시스템은 평가하는 동안에 마네킹이 동일 상태로, 이 경우에는 엎드린 상태로(제품 사용자가 그의/그녀의 배를 대고 누운 상태를 모방함) 그대로 있는 강제 누출 프로토콜에 이용할 수 있다. 마네킹 시스템은 컴퓨터로 조절되는 밸브 및 센서의 세트를 이용해서 자동으로 유체를 특정 마네킹에 전달하고 누출 사건이 일어난 때를 결정한다. 첨가된 액체의 양 및 액체 첨가 빈도를 조절할 수 있다. 특정 시험의 경우, 이 조건을 고정할 수 있다. 센서에 의해 지시되거나 또는 시각적으로 누출을 관찰함으로써 알 수 있는 제품 누출이 일어날 때, 제품을 제거해서 중량을 재고 흡수된 유체의 양(즉, 누출시 부하량)을 결정한다. 마네킹으로부터 제품을 제거한 후, 유체 분포를 관찰하기 위해 제품을 X선 영상화할 수 있다.
이 시험은 X선 영상화를 이용해서 흡수 시스템의 여러 위치에 위치하는 유체의 양을 결정한다. X선 영상화는 예를 들어 논문(제목: "Fluid Distribution: comparison of X-ray Imaging Data", David F. Ring, Oscar Lijap 및 Joseph Pascente, Nonwovens Worldmagazine, 1995년 여름, 65-70 페이지)에서 논의된 바와 같이 당업계에 알려져 있고, 이 논문은 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한다. 일반적으로, 이 절차는 여러 위치에서의 액체 함량을 계산하기 위해 습윤 샘플과 건조 샘플의 그레이 스케일 X선 영상을 비교한다. 이러한 X선 시스템은 예를 들어 프리시전 X-레이 인크.(미국 코넥티컷주 브랜포드 비지니스 파크 드라이브 31에 사무소를 둠)로부터 모델 번호 10561 HF 75(외함을 가짐)로서 입수가능하다. 이 시스템은 옵티머스 인크.(미국 콜로라도주 포트 콜린스에 사무소를 둠)로부터 바이오-스캔 옵티메이트 S/N OPM4101105461 버전 6.1로서 얻어지는 영상 분석 소프트웨어 또는 동등물을 이용할 수 있다.
절차는 다음과 같다:
1. 제품의 해부학적으로 정확한 위치에 염수 용액을 전달할 수 있도록 하는 튜빙이 구비된 적당한 체격의 유아 마네킹에 시험할 기저귀를 착용시킨다.
2. 기저귀를 착용시킨 마네킹을 엎드린(배를 대고) 상태로 놓는다.
3. 흡수 시스템의 전방 가장자리로부터 11.4 ㎝에 대응하는 표적 위치에 70 cc의 염수 용액을 첨가한다. 시험할 제품의 다른 절반에는, 35 cc의 염수 용액을 동일한 표적 위치에 첨가한다.
4. 연동식 펌프(예: 콜-파머(미국 일리노이주 배링턴에 사무소를 둠)로부터 입수가능한 마스터플렉스-디지스탈틱 모델 #7526-00) 및 내경 3.1 ㎜의 노즐을 가지는 해부학적으로 표현한 남성 생식기를 이용해서 염수 용액을 15 cc/초의 속도로 첨가한다.
5. 상기 펌프 및 노즐 시스템을 이용해서 매시간 추가로 70 cc의 염수 용액 배설물을 제품에 첨가한다.
6. 제품이 액체를 누출할 때, 제품을 마네킹으로부터 제거한다.
7. 사용한 제품을 편평하게 수평으로 놓은 후, 사용한 제품의 X선 영상을 촬영한다. X선 영상 촬영 동안의 노출 시간, 전압 및 전류는 5.0 초, 23 kV 및 14 mA이다. X선 영상으로부터 제품에 액체가 존재하는 영역을 결정한다.
정의
본 명세서에서 이용할 때, 용어 "포함한다", "포함하는" 및 어근 "포함하다"의 다른 파생어는 어떠한 언급된 특징, 요소, 정수, 단계 또는 성분도 존재함을 명시하는 무제한적인 용어임을 의도하고, 하나 이상의 다른 특징, 요소, 정수, 단계, 성분 또는 이들의 그룹의 존재 또는 첨가를 제외하는 것을 의도하지 않는다.
"흡수 용품"이라는 용어는 일반적으로 유체를 흡수해서 함유할 수 있는 기구를 의미한다. 예를 들어, 개인 위생 흡수 용품은 피부에 맞대어 또는 피부 근처에 놓여서 체내로부터 방출되는 다양한 유체를 흡수해서 함유하는 기구를 의미한다.
본원에서 "흡수 복합체"라는 용어는 섬유, 발포체, 부직포, 필름 또는 다른 담체 물질을 포함하지만 이에 제한되지 않는 담체 기질과 SAP 및/또는 촉발제의 혼합물을 의미하는 데 이용된다.
"흡수 조성물"이라는 용어는 본 발명의 팽윤-탈팽윤-재팽윤 거동을 달성하는 SAP 및 하나 이상의 촉발제의 조합을 의미한다.
본원에서 "흡수 시스템"이라는 용어는 흡수 복합체, 및 흡수 복합체의 표면과 직접 물리적 접촉을 하는 하나 이상의 촉발제 및/또는 SAP를 포함하는 하나 이상의 추가의 독립된 층의 조합을 의미하는 데 이용된다. 추가의 독립된 층은 SAP 및/또는 촉발제로만 이루어질 수 있거나, 또는 SAP 및/또는 촉발제를 포함하는 서지층, 접착제층, 티슈층, 발포체 층, 접착제/티슈 적층체, 및 기타 등등일 수 있다.
"활성제"라는 용어는 SAP와 상호 작용하여 탈팽윤 및/또는 재팽윤 거동을 일으키는, 촉발제에 의해 방출되는 화학물질을 의미한다.
본원에서 "코팅"이라는 용어는 어떤 표면 위를 덮는 어떠한 물질의 층을 의미하는 데 이용된다.
본원에서 "착화"라는 용어는 리간드(예를 들어, 음이온) 및 금속 이온의 결합에 의해 분자를 생성하는 것을 기술하는 데 이용된다.
SAP와 관련해서 이용되는 "가교된"이라는 용어는 정상적으로는 수용성인 물질을 실질적으로 수불용성이지만 팽윤성으로 효과적으로 되게 하는 어떠한 수단도 의미한다. 이러한 가교 수단은 예를 들어 물리적 얽힘, 결정성 도메인, 공유 결합, 이온 착물 및 회합, 친수성 회합, 예를 들어 수소 결합, 소수성 회합, 또는 판데르 발스 힘을 포함할 수 있다.
"현행"이라는 용어가 시간 기준으로 이용될 때, 그것은 본 출원의 대략적인 우선일의 기간을 의미한다.
본원에서 "탈리하다"라는 용어는 SAP로부터 유체가 방출되는 것을 의미하는 데 이용된다.
본원에서 "탈팽윤"이라는 용어는 SAP로부터 유체가 탈리되는 동안 일어나는 SAP의 크기 감소를 의미하는 데 이용된다.
본원에서 "일회용"이라는 용어는 1 회 사용 후 세탁되거나 또는 다른 방식으로 복구되거나 또는 재사용되는(예를 들어, 흡수 용품으로서) 것을 의도하지 않은 흡수 용품 같은 품목을 기술하는 데 이용된다.
"SAP"를 언급할 때 "건조"라는 용어는 일반적으로 약 10% 미만의 수분을 가지는 SAP를 의미한다.
"보건/의료용 흡수 용품"이라는 용어는 온요법 또는 냉요법을 적용하기 위한 제품, 의료용 가운(즉, 보호 가운 및/또는 수술 가운), 수술 드레이프, 모자, 장갑, 안면 마스크, 붕대, 상처 드레싱, 와이프, 커버, 용기, 필터, 일회용 가먼트 및 침대 패드, 의료용 흡수 가먼트, 언더패드 및 기타 등등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 전문가 및 소비자 건강 관리 제품을 포함한다.
"가정/산업용 흡수 용품"이라는 용어는 건설 및 포장 공급품, 세정 및 소독용 제품, 와이프, 커버, 필터, 타월, 일회용 컷팅 시트, 욕실 티슈, 미용 티슈, 부직 롤 제품, 베개, 패드, 매트, 쿠션, 마스크, 및 신체 관리 제품, 예를 들어 피부를 세정하거나 처치하는 데 이용되는 제품을 포함하는 가정용 안락 제품, 실험복, 커버롤스, 쓰레기 봉지, 얼룩 제거제, 국소용 조성물, 애완 동물 관리 흡수 라이너, 세탁용 때/잉크 흡수제, 세제 응집제, 친지성 유체 분리제 및 기타 등등을 포함한다.
본원에서 "다가 이온"이라는 용어는 다수의 전자를 잃거나 또는 얻음으로써 양이온(+ 이온)(하나 이상의 전자를 잃음으로써 생성됨)으로서 또는 음이온(- 이온)(하나 이상의 전자를 얻음으로써 생성됨)으로서 생성되는 전하를 띤 원자 또는 원자단을 의미하는 데 이용된다.
본 발명의 흡수 조성물에 관해서 이용될 때 용어 "입자", "미립자" 및 기타 등등은 독립된 단위체 형태를 의미한다. 단위체는 플레이크, 섬유, 응집체, 과립, 분말, 구체, 분쇄된 물질 또는 기타 등등 뿐만 아니라 이들의 조합을 포함할 수 있다. 입자는 요망되는 어떠한 모양도 가질 수 있고, 예를 들어 입방형, 막대형, 다면체형, 구형 또는 반구형, 원형 또는 반원형, 각진 형, 불규칙형 등을 가질 수 있다. 높은 종횡비를 가지는 모양, 예를 들어 바늘, 플레이크 및 섬유도 본원에 포함되는 것으로 고려된다. 또, 이 용어는 하나 초과의 개별 입자, 미립자 또는 기타 등등을 포함하는 응집체를 포함할 수 있다. 추가로, 입자, 미립자 또는 그의 요망되는 어떠한 응집체도 한 종류 초과의 물질로 이루어질 수 있다.
"개인 위생 흡수 용품"이라는 용어는 기저귀, 기저귀 팬티, 아기용 와이프, 배변 연습용 팬티, 흡수 언더팬츠, 어린이용 위생 팬티, 수영복, 및 다른 일회용 가먼트, 예를 들어 생리대, 와이프, 월경분비물 패드, 월경분비물 팬티, 팬티 라이너, 팬티 쉴드(shield), 음순간 제품, 탐폰 및 탐폰 적용기를 포함하는 여성 위생 제품; 와이프, 유방 패드 같은 패드, 용기, 실금자용 제품 및 소변 쉴드를 포함하는 성인 위생 제품; 의복 성분; 턱받이; 운동 및 레크리에이션 제품 및 기타 등등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
"중합체"라는 용어는 단일중합체, 공중합체, 예를 들어 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 랜덤 공중합체 및 교대 공중합체, 삼원 공중합체 등 및 이들의 블렌드 및 변형을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 게다가, 달리 구체적으로 제한되지 않으면, "중합체"라는 용어는 물질의 모든 가능한 배위 이성질체를 포함할 것이다. 이러한 배위는 이소택틱, 신디오택틱 및 아택틱 대칭을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본원에서 사용되는 "폴리올레핀"이라는 용어는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리스티렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 및 기타 등등, 이들의 단일중합체, 공중합체, 삼원공중합체 등 및 이들의 블렌드 및 변형 같은 물질을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. "폴리올레핀"이라는 용어는 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭을 포함하지만 이에 제한되지 않는 이들의 모든 가능한 구조를 포함할 것이다. 공중합체는 아택틱 공중합체 및 블록 공중합체를 포함한다.
본원에서 사용되는 "방출 프로파일"이라는 용어는 시간의 함수로서 촉발제로부터 용액에 방출되는 활성제(SAP의 탈팽윤 또는 재팽윤을 일으킴)의 분량(quantity) 또는 양(amount)을 의미하고, 대표적으로, 시간의 함수로서 촉발제에 존재하는 활성제의 총량의 백분율로서 표현되는 누적 방출로서 도시되고, 어떤 특정 물질의 용액에 활성제가 방출되는 것을 그래프로 요약한 것으로서 나타낼 수 있다.
본원에서 "재팽윤"이라는 용어는 탈팽윤 후 SAP가 유체를 흡수하는 동안 일어나는 SAP의 크기 성장을 의미하는 데 이용된다.
본원에서 "SAP"라는 용어는 초흡수성 중합체, 초흡수성 중합체 조성물 및 그의 입자 대신에 이용될 수 있다.
"특이형(singular) 방출 프로파일"이라는 용어는 일반적으로 아래로 오목한 곡선으로 나타내어지는 방출 프로파일을 의미한다. 초기 방출 속도는 신속하지만, 점차 느려진다.
"S자형 방출 프로파일"은 위로 오목한 다음 아래로 오목한 곡선으로 나타내어지는 방출 프로파일을 의미한다. 그것은 일반적으로 초기 지체기, 가파른 중간 방출기, 및 느린 최종 방출기를 특징으로 한다.
"용해도곱 상수"라는 용어는 용액에서 고체와 그의 각 이온 사이의 평형을 정의하는 단순화된 평형 상수(Ksp)이다. 그 값은 화합물이 물에서 해리하는 정도를 가리킨다. 용해도곱 상수가 높을수록, 화합물은 더 잘 용해될 수 있다. 염의 Ksp 표현은 이온 농도의 곱이고, 각 농도의 제곱은 용해도 평형의 균형 방정식에서 그 이온의 계수와 같다.
"스포츠/건설용 흡수 용품"이라는 용어는 머리 밴드, 손목 밴드 및 땀 흡수를 위한 다른 보조용품, 스포츠 장비의 그립 및 핸들의 흡수성 와인딩(winding), 및 사용 중에 장비를 닦고 건조하기 위한 타월 또는 흡수 와이프를 포함한다.
"초흡수성 중합체 조성물"이라는 용어는 본 발명에 따르는 표면 첨가제를 포함하는 초흡수성 중합체를 의미한다.
"초흡수성 중합체" 및 "초흡수성 중합체 예비생성물"은 물질 건조 및 파쇄기에서의 조대 그라인딩까지 포함해서 본원에 기술된 초흡수성 중합체를 제조하는 모든 단계를 수행함으로써 제조된 물질을 의미한다.
"표면 가교"라는 용어는 SAP 입자의 표면 근처에서의 기능성 가교의 수준이 일반적으로 SAP 입자의 내부에서의 기능성 가교의 수준보다 더 높다는 것을 의미한다. 본원에서 사용되는 "표면"은 입자의 외측 경계를 기술한다. 다공성 SAP 입자의 경우에는 노출된 내표면도 이 표면의 정의에 포함된다.
본원에서 "팽윤"이라는 용어는 SAP가 유체를 흡수하는 동안 일어나는 SAP의 크기 성장을 의미한다.
"초흡수제"라는 용어는 가장 유리한 조건 하에서 0.9 중량% 염화나트륨을 함유하는 수용액에서 자체 중량의 약 10 배 이상, 또는 자체 중량의 약 15 배 이상, 또는 자체 중량의 약 25 배 이상을 흡수할 수 있는 수팽윤성 수불용성 유기 또는 무기 물질을 의미한다.
"표적 대역"이라는 용어는 유체 배설물, 예를 들어 소변, 월경 분비물 또는 대변의 대부분이 처음에 접촉하는 흡수 코어의 영역을 의미한다. 특히, 사용 중에 하나 이상의 유체 배설 지점을 가지는 흡수 코어의 경우, 배설 표적 대역은 각 배설 지점으로부터 양방향으로 복합체의 총 길이의 약 10% 내지 약 30%와 동일한 거리에 미치는 흡수 코어의 영역을 의미한다. "주변 영역"은 표적 대역 밖의 영역을 의미한다.
"열가소성"이라는 용어는 열에 노출될 때는 연화되고 실온으로 냉각될 때는 비연화된 상태로 실질적으로 복원하는 물질을 기술한다.
본원에서 "촉발제"라는 용어는 방출될 때 SAP를 요망되는 대로 탈팽윤 또는 재팽윤시키는 활성제 화학물질을 포함하는 물질을 의미하는 데 이용된다.
용어 "중량%" 또는 "wt%" 또는 그의 변화형은 본원에서 SAP의 성분을 언급하며 사용될 때, 본원에서 달리 명시되지 않으면, 건조 SAP의 중량을 기준으로 해석되는 것이다.
이러한 용어는 명세서의 나머지 부분에서 추가의 언어로 정의될 수 있다.
<상세한 설명>
본 발명의 흡수 용품은 흡수 복합체 또는 흡수 시스템을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 흡수 용품의 흡수 코어 성분으로서 기능을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 흡수 용품은 흡수 코어를 가질 수 있고, 일부 양상에서는, 상면시트 및/또는 배면시트를 임의로 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 상면시트와 배면시트 사이에 배치될 수 있다. 일부 양상에서, 흡수 코어는 본 발명의 흡수 조성물을 포함하는 흡수 복합체 또는 흡수 시스템을 포함한다. 일부 양상에서, 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 흡수 용품으로서 기능을 한다. 일부 양상에서, 흡수 용품은 바람직하게는 일회용이다.
일부 양상에서, 본 발명의 흡수 용품은 유체 분포를 향상시키는 다기능성 물질을 이용하는 흡수 조성물을 포함한다. 현행 시판 SAP는 팽윤하여 유체를 흡수하는 기능을 한다. 본 발명의 흡수 용품은 팽윤하여 유체를 흡수하고, 또한 탈팽윤하여 팽윤된 SAP로부터 유체를 방출할 수 있고, 또한 추가로 재팽윤하여 추가의 유체 배설물로부터 유체를 흡수할 수 있는 SAP를 포함할 수 있다.
본 발명의 흡수 용품은 SAP 및 촉발제를 포함할 수 있다. 본 발명의 촉발제는 초흡수성 중합체가 탈팽윤 및/또는 재팽윤하도록 촉발하는 활성제 화학물질을 포함한다.
일부 양상에서, 본 발명의 SAP는 유체를 흡수할 때 팽윤하고, 일부 특별한 양상에서는, 하나 이상의 촉발제에 의해 탈팽윤하여 유체를 방출하도록 촉발될 수 있다. 이어서, 촉발된 탈팽윤에 의해 방출되는 자유 액체는 흡수 용품에서 배설이 처음 일어난 곳의 팽윤된 SAP로부터 멀리 떨어져서 자유로이 분포될 수 있다. 추가의 양상에서, 탈팽윤된 SAP는 재팽윤 촉발제에 의해 재팽윤하여 유체, 예를 들어 후속 배설이 일어날 때 유체를 흡수하도록 촉발될 수 있다. 팽윤-탈팽윤-재팽윤 사이클은 배설 액체를 가두고, 방출하고, 이어서 흡수 복합체 또는 흡수 시스템 전체에 분포시킬 수 있게 하고, 이어서, 후속 액체 배설시 재팽윤할 수 있게 하여 누출을 최소화하면서 흡수 용품의 전체 흡수 능력을 완전히 이용할 수 있게 한다.
본 발명의 일부 양상에서, SAP는 촉발제의 용해도 변화에 의해 탈팽윤 및 재팽윤하도록 촉발될 수 있다. 한 양상에서, 흡수 조성물은 음이온 관능기를 가지는 SAP, 2 이상의 이온화 원자가를 가지는 양이온 X를 포함하는 제 1 수용성 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제, 및 음이온 Y를 포함하는 제 2 수용성 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함할 수 있고, 제 1 수용성 화학물질의 양이온 X가 제 2 수용성 화학물질의 음이온 Y와 착화하여 용해도곱 상수 Ksp < 10-5을 가지는 염을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 양상에서는, 촉발제로부터 활성제 방출을 위한 선택된 방출 프로파일을 가지는 촉발제 및 이러한 촉발제의 제조 방법도 또한 포함한다. 상이한 흡수 응용 및/또는 촉발제는 상이한 유형의 방출 프로파일, 예를 들어 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일을 요구할 수 있다. 한 양상에서, 촉발제의 방출 프로파일은 수용성 화학물질의 표면에 적용되는 적당한 코팅 중합체를 선택함으로써 조절할 수 있다. 다른 한 양상에서, 방출 프로파일은 또한 코팅 중합체를 적용하는 코팅 방법을 조정함으로써 조절할 수 있다.
일부 양상에서는, 팽윤-탈팽윤-재팽윤 거동을 나타내는 흡수 용품의 흡수 조성물 및 팽윤-탈팽윤-재팽윤 사이클의 시기를 조절하는 방법도 또한 포함한다. 본 발명의 한 양상은 SAP, 제 1 수용성 고체 화학물질을 방출하는 선택된 방출 프로파일을 가지는 탈팽윤 촉발제, 및 재팽윤 촉발제로부터 제 2 수용성 고체 화학물질을 방출하는 방출 프로파일을 가지는 재팽윤 촉발제를 포함하고, 수성 유체, 예를 들어 0.9 중량% 염수에 노출된 후 제 1 수용성 화학물질이 약 100% 방출되기 전에 제 1 수용성 화학물질이 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가지는 흡수 조성물을 가지는 흡수 용품이다. 유체 흡수/방출의 시기는 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제의 적당한 방출 프로파일을 선택함으로써, 및/또는 탈팽윤 및 재팽윤 촉발제의 방출 속도를 조정함으로써, 및/또는 SAP의 흡수 속도를 변화시킴으로써, 및/또는 SAP, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제의 혼합비를 변화시킴으로써 조절할 수 있다. 본원에서는 "탈팽윤 촉발제" 및 "재팽윤 촉발제" 대신에 각각 두문자 "TAD" 및 "TAR"를 사용할 수 있다.
본 발명의 일부 양상에서는, 팽윤-탈팽윤-재팽윤 사이클에서 개선된 흡수 성능 효율 및 질량 효율을 가지는 SAP가 포함된다. 흡수 성능 효율 개선은 일반적으로 현행 시판 SAP를 포함하는 흡수 조성물에 비해서 흡수 조성물의 팽윤 또는 재팽윤 성능의 증가를 의미한다. 질량 효율 개선은 동일한 양의 탈팽윤 액체를 달성하면서 SAP에 대해 더 적은 백분율의 재팽윤 촉발제를 이용하는 것을 의미한다.
또, 질량 효율 개선은 동일한 양의 재팽윤 성능을 달성하면서 SAP에 대해 더 적은 백분율의 재팽윤 촉발제를 이용하는 것을 의미한다. 성능 효율 개선은 SAP의 중화 및 가교 정도를 조정함으로써, 및/또는 SAP의 흡수 속도를 변화시킴으로써, 및/또는 SAP, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제의 혼합비를 변화시킴으로써 달성할 수 있다. 또, 질량 효율 개선도 동일한 방식으로 달성할 수 있다.
본 발명을 더 잘 이해하기 위해, 기저귀 형태의 본 발명의 전형적인 흡수 용품을 보여주는 전형적인 예를 나타내기 위한 목적의 도 3을 논한다. 본 발명이 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 다른 개인 위생 흡수 용품, 보건/의료용 흡수 용품, 가정/산업용 흡수 용품, 스포츠/건설용 흡수 용품 및 기타 등등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 다른 흡수 용품과 함께 이용하기에 적당하다는 것을 이해한다.
도 3은 기저귀 (130)을 도시한다. 기저귀 (130)은 접히지 않고 편평하게 펼쳐지고 수축되지 않은 상태로(즉, 탄성에 의해 유발되는 모든 주름 및 수축이 제거됨) 도 3에 나타내었다. 기저귀 (130)의 내부 구조를 더 명료하게 보여주기 위해 구조의 일부가 부분 절취되고, 착용자와 접촉하는 기저귀 (130)의 표면이 관찰자를 향한다. 도 3은 전방 영역 (132), 후방 영역 (134) 및 전방 영역과 후방 영역 사이에 위치하는 가랑이 영역 (136)을 가지는 일회용 기저귀 (130)을 도시한다. 기저귀 (130)은 배면시트 (138), 상면시트 (140), 및 배면시트와 상면시트 사이에 위치하는 흡수 코어 (142)를 포함한다. 기저귀 (130)의 바깥 연부는 횡방향으로 대향하고 종방향으로 연장되는 측부 연부 (146), 종방향으로 대향하고 횡방향으로 연장되는 단부 연부 (148), 및 엘라스토머성 주름잡기 부재의 시스템, 예를 들어 다리 탄성체 (150) 및 허리 탄성체 (152)를 포함하는 시스템을 가지는 외주 (144)를 형성한다. 종방향 측부 연부 (146)은 기저귀 (130)의 다리 분배 오리피스 (154)를 형성하고, 임의로 곡선이고 윤곽화된다. 횡방향 단부 연부 (148)은 곧게 뻗은 것으로 도시되어 있지만, 임의로 곡선일 수 있다. 또, 기저귀 (130)은 신체 분비물의 획득, 분포 및 저장을 돕는 추가의 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기저귀 (130)은 메이어(Meyer) 등의 미국 특허 4,798,603에 기술된 것 같은 이송층, 또는 1993년 5월 5일자로 공개된 유럽 특허 출원 공개 0 539 703에 기술된 것 같은 서지 관리층을 포함할 수 있고, 이들 각 문헌은 본원과 일치하는 방식으로 참고로 본원에 인용한다.
기저귀 (130)은 일반적으로 종방향으로 연장되는 길이 치수 (156) 및 횡방향으로 연장되는 폭 치수 (158)을 형성한다. 기저귀 (130)은 어떠한 요망되는 모양도 가질 수 있고, 예를 들어, 직사각형, I 모양, 일반적 모래시계 모양, 또는 T 모양을 가질 수 있다.
배면시트 (138)은 도시된 이형에서는 기저귀 (130)의 길이 및 폭과 일치하는 길이 및 폭을 형성한다. 흡수 코어 (142)는 일반적으로 각각 배면시트 (138)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭을 형성한다. 따라서, 기저귀 (130)의 주변부, 예를 들어 배면시트 (138)의 주변 구역은 흡수 코어 (142)의 횡방향으로 대향하고 종방향으로 연장되는 말단 측부 연부 (160) 및/또는 종방향으로 대향하고 횡방향으로 연장되는 말단 단부 연부 (162)를 지나서 연장되어 기저귀 (130)의 측부 주변부 (164) 및 단부 주변부 (166)을 형성할 수 있다. 상면시트 (140)은 일반적으로 배면시트 (138)과 동일 공간에 걸치지만, 임의로, 요망되는 바에 따라 배면시트의 영역보다 크거나 또는 작은 영역에 걸쳐 있을 수 있다. 배면시트 (138) 및 상면시트 (140)은 사용 동안에 각각 착용자의 가먼트 및 신체와 대향하도록 의도된다. 상면시트 (140) 및 배면시트 (138)은 예를 들어 기저귀 외주 (144)의 적어도 일부에서 부착 메카니즘(나타내지 않음), 예를 들어 접착제 결합, 음파 결합, 열 결합, 피닝(pinning), 스티칭 또는 당업계에 알려진 다양한 다른 부착 기술, 뿐만 아니라 이들의 조합에 의해 서로 접합될 수 있다.
상면시트 (140)은 적당하게는 순응적이고, 부드러운 촉감을 주고, 착용자 피부에 비자극적인 신체 대향측을 제공한다. 게다가, 상면시트 (140)은 착용자에게 상대적으로 건조한 표면을 제공하기 위해 흡수 코어 (142)보다 덜 친수성일 수 있고, 액체 침투성이도록 충분히 다공성이어서 액체가 그의 두께를 통해서 쉽게 침투할 수 있게 한다. 적당한 상면시트 (140)은 넓은 선택 범위의 웹 물질, 예를 들어 다공성 발포체, 망상 발포체, 천공된 플라스틱 필름, 천연 섬유, 합성 섬유(예를 들어, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유) 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 조합으로부터 제조될 수 있다. 상면시트 (140)은 적당하게는 착용자 피부를 흡수 코어 (142)에 보유된 액체로부터 격리시키는 것을 돕는 데 이용된다.
다양한 직포 및 부직포가 상면시트 (140)에 이용될 수 있다. 예를 들어, 상면시트 (140)은 폴리올레핀 섬유의 멜트블로운 또는 스펀본드 웹으로 이루어질 수 있다. 상면시트 (140)은 또한 천연 및/또는 합성 섬유로 이루어진 본디드-카디드 웹일 수 있다. 상면시트 (140)은 실질적으로 소수성인 물질로 이루어질 수 있고, 소수성 물질은 임의로, 요망되는 수준의 습윤성 및 친수성을 부여하도록 계면활성제로 처리될 수 있거나 또는 다른 방식으로 가공될 수 있다. 특히, 상면시트 (140)은 스펀본드 폴리프로필렌 부직포일 수 있다.
배면시트 (138)은 적당하게는 액체 침투성 또는 액체 불침투성인 물질로 이루어질 수 있다. 배면시트 (138)은 실질적으로 액체 불침투성인 물질로부터 형성되는 것이 일반적으로 바람직하다. 예를 들어, 대표적인 배면시트 (138)은 얇은 플라스틱 필름 또는 다른 유연성 액체 불침투성 물질로부터 제조될 수 있다. 게다가, 배면시트 (138)은 흡수 코어 (142)에 인접하거나 또는 근접하는 선택된 영역에 요망되는 수준의 액체 불침투성을 부여하도록 전체적으로 또는 부분적으로 구조되거나 또는 처리된 제직 또는 부직 섬유 웹 층으로 형성될 수 있다. 게다가, 임의로, 배면시트 (138)은 액체 분비물은 배면시트 (138)을 통과하지 못하게 하면서 증기는 흡수 코어 (142)로부터 빠져나가게 할 수 있는 미세다공성 "통기성" 물질로 이루어질 수 있다.
흡수 코어 (142)는 흡수 조성물, 예를 들어 본 발명의 SAP 및 촉발제의 입자와 혼합된 친수성 섬유, 예를 들어 셀룰로오스 플러프의 웹의 기질을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 흡수 코어 (142)는 흡수 조성물 입자 및 목재 펄프 플러프의 혼합물을 포함한다. 목재 펄프 플러프는 합성 중합체, 멜트블로운 섬유, 또는 멜트블로운 섬유와 천연 섬유의 조합으로 교체될 수 있다. 흡수 조성물 입자는 섬유와 실질적으로 균질하게 혼합될 수 있거나, 또는 불균일하게 혼합될 수 있다.
도 3에 대표적으로 도시된 바와 같이, 기저귀 (130)은 신체 분비물의 횡방향 흐름에 대해 장벽을 제공하도록 구성된 1 쌍의 보유 플랩 (157)을 포함할 수 있다. 보유 플랩 (157)은 흡수 코어 (142)의 측부 연부에 인접해서 기저귀 (130)의 종방향으로 연장되는 측부 연부 (146)을 따라서 위치할 수 있다. 각 보유 플랩 (157)은 대표적으로 기저귀 (130)의 적어도 가랑이 영역 (136)에서 똑바로 선 수직 형태를 유지하여 착용자의 신체에 대해 밀봉을 형성하도록 구성된 비부착 연부를 형성한다. 보유 플랩 (157)은 흡수 코어 (142)의 전체 길이를 따라서 종방향으로 연장될 수 있거나, 또는 흡수 코어 (142)의 길이를 따라서 일부에만 연장될 수 있다. 보유 플랩 (157)이 흡수 코어 (142)보다 길이가 더 짧을 때, 보유 플랩 (157)은 가랑이 영역 (136)에서 기저귀 (130)의 측부 연부 (146)을 따라서 어느 곳에라도 선택적으로 위치할 수 있다. 보유 플랩 (157)은 신체 분비물을 더 잘 함유하도록 흡수 코어 (142)의 전체 길이를 따라서 연장될 수 있다.
기저귀 (130)은 신체 분비물의 누출을 더 방지하고 흡수 코어 (142)를 지지하기 위해 기저귀 (130)의 단부 연부 (148) 및 측부 연부 (146)에 탄성체를 추가로 포함할 수 있다. 기저귀 (130)은 또한 기저귀 (130)의 단부 연부 (148)에 연결되는 1 쌍의 허리 탄성체 (152)를 포함할 수 있다. 다리 탄성체 (150) 및 허리 탄성체 (152)는 일반적으로 기저귀 (130)으로부터 신체 분비물의 누출을 효과적으로 감소시키거나 또는 없애기 위해 착용자와 명확한 접촉 관계를 유지하도록 사용 중에 착용자의 다리 및 허리에 꼭 맞도록 구성된다.
탄성체는 신장된 상태로 배면시트 (138)에 부착될 수 있거나, 또는 탄성체는 탄성 수축력이 배면시트 (138)에 부여되도록 배면시트 (138)이 주름 잡혀 있을 때 배면시트 (138)에 부착될 수 있다. 다리 탄성체 (150)은 또한 폴리우레탄, 합성 고무 및 천연 고무 같은 물질을 포함할 수 있다. 허리 탄성체 (152)는 배면시트 (138)에 부착된 탄성 스트랜드에 의해 형성될 수 있거나, 또는 허리 탄성체는 용품의 허리 영역에 신장성 물질의 개별 조각을 부착함으로써 형성될 수 있다.
일회용 흡수 용품은 착용자 허리에 흡수 용품을 고정하기 위한 체결구 (167)을 포함할 수 있지만, 반드시 포함할 필요는 없다. 기저귀 (130)의 도시된 이형은 이러한 체결구 (167)을 포함한다. 하나 이상의 양상에서, 체결구 (167)은 기저귀 (130)의 후방 영역 (134)에 위치하고, 종방향으로 연장되는 측부 연부 (146) 각각의 안쪽에 위치한다. 체결구 (167)은 기저귀를 착용자에게 지탱하기 위해 착용자의 둔부를 에워싸고 기저귀 (130)의 전방 영역 (132)의 배면시트 (138)과 맞물리도록 구성될 수 있다. 적당한 체결구는 당업계 숙련자에게 잘 알려져 있고, 접착 테이프 탭 체결구, 후크 및 루프 체결구, 버섯 모양 체결구, 스냅, 핀, 벨트 및 기타 등등, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 체결구 (167)은 배면시트 (138)의 가먼트 대향측과 직접 탈착가능하게 맞물릴 수 있다. 바람직하게는, 체결구 (167)은 기계적 체결 시스템을 포함한다.
오직 예시하기 위해서, 다른 흡수 용품을 제작하기 위한 다양한 물질 및 방법은 2000년 6월 29일자로 공개된 에이. 플레처(A. Fletcher) 등의 PCT 특허 출원 WO 00/37009; 1990년 7월 10일자로 등록된 반 곰펠(Van Gompel) 등의 미국 특허 4,940,464; 1998년 6월 16일자로 등록된 브랜던(Brandon) 등의 미국 특허 5,766,389; 및 2003년 11월 11일자로 등록된 올슨(Olson) 등의 미국 특허 6,645,190에 게재되고, 이들 문헌은 본원과 일치하는(즉, 상충되지 않는) 방식으로 본원에 참고로 인용한다.
본 발명의 일부 양상에서, 흡수 용품은 흡수 코어 (142)로서 기능을 할 수 있는 본 발명의 흡수 복합체 또는 흡수 시스템을 포함할 수 있다. 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 액체 흡입 시간, 흡수 포화 성능, 흡수 보유 성능, 액체 분포, 모양 유지, 및 심미적 특징의 요망되는 조합을 제공하도록 선택적으로 구조화되고 배열되는 상응하는 구조의 구성, 흡수 성능의 구성, 밀도의 구성, 기초 중량의 구성 및/또는 크기의 구성을 가지는 다양한 성분, 특히 흡수 성분을 가질 수 있다. 다양한 특징 및 구성을 단독으로 또는 작동적 조합으로 혼입함으로써, 본 발명의 용품은 팽윤, 탈팽윤 및/또는 재팽윤 능력의 요망되는 조합을 가지는 개선된 흡수 복합체 또는 흡수 시스템을 제공할 수 있다. 용품은 조기 누출이 덜 일어날 수 있고, 착용자에게 개선된 편안함 및 맞음새, 개선된 보호 및 증가된 자신감을 제공할 수 있다.
일부 양상에서, 본 발명의 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 섬유, 예를 들어 플러프, 또는 더 구체적으로는 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 이러한 셀룰로오스 섬유는 화학적 목재 펄프, 예를 들어 술파이트 및 술페이트(때로는 크라프트라고 부름) 펄프, 뿐만 아니라 기계적 펄프, 예를 들어 쇄목, 열기계적 펄프 및 화학열기계적 펄프를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 더 구체적으로, 펄프 섬유는 면, 다른 대표적 목재 펄프, 셀룰로오스 아세테이트, 탈결합된 화학적 목재 펄프, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 활엽수 및 침엽수로부터 유래되는 펄프가 이용될 수 있다. 추가로, 셀룰로오스 섬유는 천연 식물 섬유, 밀크위드 플로스, 면섬유, 미세결정성 셀룰로오스, 미세피브릴화 셀룰로오스, 또는 이들 물질 중 어느 것과 목재 펄프 섬유의 조합 같은 친수성 물질을 포함할 수 있다. 적당한 셀룰로오스 플러프 섬유는 예를 들어 NB480(웨이어하우저 코.(Weyerhaeuser Co.)로부터 입수가능함); NB416, 표백된 남부 연목 크라프트 펄프(웨이어하우저 코.로부터 입수가능함); 쿠사브소브(COOSABSORB) S, 표백된 남부 연목 크라프트 펄프(보워터 인크.(Bowater Inc.)(미국 사우쓰캐롤라이나주 그린빌에 사무소를 둠)로부터 입수가능함); 술파테이트 에이치제이(SULPHATATE HJ), 화학적으로 개질된 경목 펄프(레이오니어 인크.(Rayonier Inc.)(미국 조지아주 예섭에 사무소를 둠)으로부터 입수가능함); NF 405, 화학적으로 처리된 표백된 남부 연목 크라프트 펄프(웨이어하우저 코.로부터 입수가능함); 및 CR 1654, 혼합된 표백된 남부 연목 및 경목 크라프트 펄프(보워터 인크.로부터 입수가능함)를 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 목재 펄프 플러프는 합성 중합체, 멜트블로운 섬유 또는 멜트블로운 섬유와 천연 섬유의 조합으로 교체되거나 또는 합성 중합체, 멜트블로운 섬유 또는 멜트블로운 섬유와 천연 섬유의 조합과 조합될 수 있다.
흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 당업계에 알려진 방법을 이용해서 형성될 수 있다. 특정 제조 방법으로 제한되지는 않지만, 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 멜트블로운 방법을 이용할 수 있고, 일부 양상에서는 추가로 멜트블로운 또는 코폼 라인으로 형성될 수 있다. 전형적인 멜트블로운 방법은 NRL 리포트 4364("Manufacture of Super-Fine Organic Fibers", V.A. Wendt, E.L. Boone 및 C.D. Fluharty); NRL 리포트 5265("An Improved Device For the Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers", K.D. Lawrence, R.T. Lukas 및 J.A. Young); 및 부틴(Butin) 등의 미국 특허 3,849,241 및 조저(Georger) 등의 미국 특허 5,350,624를 포함한 다양한 특허 및 간행물에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모두 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한다.
"코폼" 물질을 형성하기 위해서는, 섬유가 형성 표면 상에 침착될 때 추가 성분이 멜트블로운 섬유와 혼합된다. 예를 들어, 멜트블로운 섬유에 갇히고/갇히거나 결합되도록 본 발명의 흡수 조성물 및 플러프, 예를 들어 목재 펄프 섬유를 멜트블로운 섬유 스트림에 주입할 수 있다. 전형적인 코폼 방법은 앤더슨(Anderson) 등의 미국 특허 4,100,324; 호치키스(Hotchkiss) 등의 미국 특허 4,587,154; 맥파랜드(McFarland) 등의 미국 특허 4,604,313; 맥파랜드 등의 미국 특허 4,655,757; 맥파랜드 등의 미국 특허 4,724,114; 앤더슨 등의 미국 특허 4,100,324; 및 민토(Minto) 등의 영국 특허 GB 2,151,272에서 기술되고, 이들 각 문헌은 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한다. 많은 양의 초흡수제를 함유하는 흡수성 엘라스토머성 멜트블로운 웹이 디.제이. 맥도월(D.J. McDowall)의 미국 특허 6,362,389에서 기술되고, 많은 양의 초흡수제를 함유하고 낮은 초흡수제 쉐이크아웃(shakeout) 값을 가지는 흡수성 엘라스토머성 멜트블로운 웹이 계류 중인 엑스. 장(X. Zhang) 등의 미국 특허 출원 10/883174에서 기술되고, 각 문헌은 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한다.
본 발명에 사용하기 위한 흡수 복합체 또는 흡수 시스템의 생성 방법의 한 예는 도 4에 도시되어 있다. 본원에서는 예로서 도 4의 장치의 치수를 기술한다. 상이한 치수 및/또는 상이한 구조를 가지는 다른 유형의 장치도 흡수 복합체 또는 흡수 시스템을 생성하는 데 이용될 수 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 펠렛 형태의 엘라스토머성 물질 (72)가 2 개의 펠렛 호퍼 (74)를 통해서 2 개의 단축 압출기 (76)에 공급될 수 있고, 각 압출기는 방사 펌프 (78)에 공급한다. 엘라스토머성 물질 (72)는 엑손모빌 케미칼 컴파니(ExxonMobil Chemical Company)(미국 텍사스주 휴스턴에 사무소를 둠)로부터 비스트맥스(VISTMAXX) 2370이라는 상표명으로 입수가능한 다성분 엘라스토머 블렌드, 뿐만 아니라 본원에 언급된 다른 것들일 수 있다. 각 방사 펌프 (78)은 엘라스토머성 물질 (72)를 격리된 멜트블로운 다이 (80)에 공급한다. 각 멜트블로운 다이 (80)은 30 개 구멍/인치(hpi)를 가질 수 있다. 다이 각도는 수평면으로부터 0°와 70°사이의 어느 각도로도 조정할 수 있고, 적당하게는 약 45°로 설정한다. 형성 높이는 최대 약 16 인치일 수 있지만, 이 제한은 상이한 장비마다 상이할 수 있다.
약 24 인치(61 ㎝)의 폭을 가지는 슈트 (82)가 멜트블로운 다이 (80) 사이에 위치할 수 있다. 슈트 (82)의 깊이 또는 두께는 약 0.5 인치 내지 약 1.25 인치(1.3 ㎝ 내지 3.2 ㎝), 또는 약 0.75 인치 내지 약 1.0 인치(1.9 ㎝ 내지 2.5 ㎝)의 범위로 조정될 수 있다. 피커 (144)가 슈트 (82)의 상부에 연결된다. 피커 (144)는 펄프 섬유 (86)을 섬유화하는 데 이용된다. 피커 (144)는 저강도 또는 탈결합된(처리된) 펄프를 가공하는 것으로 제한될 수 있고, 이 경우, 피커 (144)는 도시된 방법을 매우 작은 범위의 펄프 유형으로 제한할 수 있다. 해머를 이용해서 펄프 섬유를 반복적으로 충돌시키는 통상의 해머밀과 대조적으로, 피커 (144)는 작은 이(teeth)를 이용해서 펄프 섬유 (86)을 찢는다. 도 4에 도시된 방법에 이용하기 위한 적당한 펄프 섬유 (86)은 본원에 언급된 것들, 예를 들어 NB480(웨이어하우저 코.(미국 워싱턴 페더럴 웨이에 사무소를 둠)로부터 입수가능함)을 포함한다.
피커 (144)에 대향하는 슈트 (82)의 단부에 SAP 공급기 (88)이 있다. 공급기 (88)은 본 발명의 SAP (90)을 파이프 (94)의 구멍 (92)에 부을 수 있고, 이어서 송풍 팬 (96)에 공급한다. SAP 입자 (90)이 분포될 수 있게 하는 약 5000 ft/분의 충분히 발달된 난류를 발달시키기에 충분한 4 인치(10 ㎝) 직경 파이프 (98)의 길이가 송풍 팬 (96)을 지난다. 파이프 (98)은 4 인치(10 ㎝) 직경으로부터 넓어져서 24 인치 x 0.75 인치(61 ㎝ x 1.9 ㎝) 슈트 (82)에 이르고, 이 지점에서 SAP (90)이 펄프 섬유 (86)과 혼합하고, 혼합물이 곧바로 아래로 떨어져서 양쪽에서 약 45°각도에서 엘라스토머성 물질 (72)와 혼합된다. SAP (90), 펄프 섬유 (86) 및 엘라스토머성 물질 (72)의 혼합물이 약 14 내지 약 35 ft/분으로 움직이는 와이어 컨베이어 (100) 상에 떨어진다. 그러나, 와이어 컨베이어 (100)에 부딪치기 전에, 임의로, 분사 붐 (102)가 수성 계면활성제 혼합물 (104)를 연무로 혼합물을 통해 분사함으로써, 생성된 흡수 복합체 (44)가 습윤성이 된다. 계면활성제 혼합물 (104)는 글루코폰(GLUCOPON) 220 UP(코그니스 코포레이션(Cognis Corporation)(미국 오하이오주 신시내티에 사무소를 둠)으로부터 입수가능함) 및 아코벨(AHCOVEL) 베이스(Base) N-62(유니크마(Uniqema)(미국 델라웨어주 뉴캐슬에 사무소를 둠)로부터 입수가능함)의 1:3 혼합물일 수 있다. 흡수 복합체 (44)를 생성하는 데에 도움을 주기 위해 컨베이어 (100) 아래에 언더 와이어(under wire) 진공 (106)이 위치한다.
본 발명의 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 요망되는 양의 흡수 조성물, 예를 들어 본 발명의 SAP 및 촉발제를 포함한다. 일부 양상에서, 흡수 조성물은 다량의 유체, 예를 들어 소변 또는 다른 체액을 신속하게 흡수하는 성질 또는 능력을 가진다. 본 발명에 따르는 흡수 조성물이 액체를 빨리 가둔 후 액체가 흡수 복합체 전체에 분포될 수 있도록 액체를 점차 방출하는 능력을 가지기 때문에, 통상의 현행 흡수 제품과 비교할 때, 그것은 더 높은 효용 효율의 흡수 복합체를 얻을 수 있게 함으로써 흡수 복합체가 감소된 기초 중량을 가지는 더 얇은 용품에 더 바람직하게 이용되거나, 또는 더 나은 맞음새를 위한 좁은 가랑이를 가지는 고도로 형상화된 흡수 복합체를 얻을 수 있게 한다. 일부 양상에서, 이러한 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 또한 기저귀 구조 내에 플러프 또는 다른 섬유 함량이 없이 균질한 흡수 조성물 층으로 사용하기에 적당할 수 있고, 따라서 더 얇은 위생 용품을 얻을 수 있는 가능성을 제시한다.
또, 본 발명의 흡수 조성물은 추가 사용에 적당한 흡수 용품에 이용될 수 있다. 특히, 본 발명의 흡수 조성물은 물 또는 수성 액체용 흡수 제품의 흡수 복합체 또는 흡수 시스템에 바람직하게는 체액 흡수를 위한 구조에, 발포된 또는 비발포된 시트상 구조에, 포장 재료에, 식물 재배를 위한 구조에, 토양 개량제로서, 또는 활성 화합물 담체로서 이용될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 흡수 조성물은 종이 또는 플러프 또는 합성 섬유와 혼합함으로써 또는 종이, 플러프, 또는 부직 텍스타일 기재 사이에 흡수 조성물 입자를 분포시킴으로써, 또는 담체 물질로 가공함으로써 웹으로 가공될 수 있다. 게다가, 본 발명의 흡수 조성물은 상처 드레싱, 포장재, 농업용 흡수제, 음식 트레이 및 패드 및 기타 등등 같은 흡수 용품에 사용하기에 적당하다.
본 발명의 한 양상에서, 본 발명의 SAP는 팽윤하여 유체를 흡수할 수 있고, 탈팽윤 촉발제가 적용될 때, 탈팽윤하여 유체를 방출할 수 있고, 재팽윤 촉발제가 적용될 때, 재팽윤하여 다시 유체를 흡수할 수 있다. "팽윤"은 SAP에 의해 유체가 흡수되는 동안에 일어나는 SAP의 크기 성장을 의미한다. SAP에서 팽윤이 일어나기 위해서는, 유체가 흡수되어야 하고; 따라서, SAP가 팽윤하고 있다고 말하는 것은 또한 SAP가 유체를 흡수하고 있다는 것을 의미한다. "탈팽윤"은 SAP로부터 유체가 탈리되는 동안에 일어나는 SAP의 크기 감소를 의미한다. SAP에서 탈팽윤이 일어나기 위해서는, 흡수된 유체가 SAP로부터 탈리 또는 방출되어야 하고; 따라서, SAP가 탈팽윤하고 있다고 말하는 것은 또한 SAP가 액체를 방출하고 있다는 것을 의미한다. "재팽윤"은 탈팽윤 후 SAP가 유체를 흡수하는 동안에 다시 한 번 일어나는 SAP의 크기 증가를 의미한다. SAP에서 재팽윤이 일어나기 위해서는, 유체가 재흡수되어야 하고; 따라서, SAP가 재팽윤하고 있다고 말하는 것은 또한 SAP가 다시 유체를 흡수하고 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 SAP는 촉발제와 상호 작용한 후 탈팽윤하여 유체를 탈리할 수 있다. 본 발명의 한 양상에서, 탈팽윤 촉발제는 SAP가 흡수된 액체로 포화되거나 또는 실질적으로 포화된 후에 작용한다. 탈팽윤 촉발제는 SAP가 탈팽윤하여 흡수된 액체의 요망되는 부분을 방출하게 한다.
SAP 및 촉발제는 흡수 물질 내에 또는 흡수 물질의 표면 상에 약 1:0.01 내지 약 1:10, 예를 들어 약 1:0.1 내지 약 1:2의 중량비로 존재할 수 있다. 일부 양상에서, 얻은 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 약 10 내지 약 90 중량%의 SAP, 예를 들어 약 20 내지 약 80 중량%의 SAP, 약 5 내지 약 60 중량%의 탈팽윤 촉발제, 및 약 5 내지 약 60 중량%의 재팽윤 촉발제를 포함할 수 있다.
본원에서 기술되는 촉발제는 개인 위생 제품, 예를 들어 아기 기저귀에 혼입될 때 복합체 제품 밖으로 쉽게 이동할 수 없는 크기를 가질 수 있다. 일반적으로, 촉발제는 약 5 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 예를 들어 약 50 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 또는 약 100 ㎛ 내지 약 850 ㎛, 또는 약 150 ㎛ 내지 약 850 ㎛의 입자 크기를 가질 수 있다.
촉발제는 블렌딩, 캡슐화, 코팅, 결합제 물질을 이용한 부착, 인쇄, 적층, 전략적 블렌딩, 및/또는 복합체의 특정 포켓에의 배치, 이들의 조합, 또는 다른 수단에 의해 흡수 복합체 또는 흡수 시스템에 적용될 수 있다. 촉발제는 시간 지연 효과를 가질 수 있고, 결국, 이러한 효과가 제거될 때 작용하기(활성제를 방출하기) 시작한다.
본 발명의 일부 양상에서, 상기 촉발제 중 하나 이상은 SAP로부터 및/또는 다른 촉발제로부터 공간적으로 분리된다.
본 발명의 SAP는 유체를 흡수하는 동안 팽윤하고, 일부 양상에서는 탈팽윤 촉발제에 의해 탈팽윤하여 유체를 방출하도록 촉발될 수 있다. 또, 탈팽윤된 SAP는 재팽윤 촉발제에 의해 재팽윤하여 유체를 흡수하도록 촉발될 수 있다. 일부 양상에서는, 팽윤-탈팽윤-재팽윤 사이클이 여러 번 반복될 수 있다.
본 발명의 일부 양상에서는, 일부 SAP가 일부 촉발제와 함께 이용될 때 더 효과적일 수 있다. 본 발명의 이익을 최대화하기 위해, SAP 및 촉발제를 대충 몇몇 특성, 예를 들어 화학 및/또는 방출 프로파일에 기반하여 분류하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 일부 양상에서, SAP 및 촉발제는 다음과 같이 분류될 수 있다: 용해도 화학 및 중화 화학. 바람직하게는, SAP, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제는 한 그룹으로부터 선택될 것이다.
용해도 기반 화학 그룹은 낮은 용해도곱 상수(즉, Ksp)를 달성할 수 있는 화학물질을 포함한다. 일부 양상에서, 용해도 기반 화학 그룹은 음이온 관능기를 가지는 SAP; 2 이상의 이온화 원자가를 가지는 양이온 X를 포함하는 제 1 수용성 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제; 및 음이온 Y를 포함하는 제 2 수용성 화학물질을 포함하는 제 2 촉발 조성물을 포함할 수 있고, 이 경우, 제 1 수용성 화학물질의 양이온 X는 SAP의 음이온 관능기와 착화할 수 있고, 제 2 수용성 화학물질의 음이온 Y는 양이온 X와 착화하여 용해도곱 상수 Ksp < 10-5를 가지는 염을 생성할 수 있다.
중화 기반 화학 그룹은 SAP의 중화도(DN)를 조절할 수 있는 화학물질을 포함한다. 일부 양상에서, 중화 기반 화학 그룹은 a) 약 6.0 미만의 pH를 가지는, 산성 관능기의 약 40 몰% 내지 약 60 몰%가 중화된 부분 중화된 가교된 폴리(아크릴산)을 포함하는 SAP; b) 제 1 수용성 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제; 및 c) 약 10 이상의 pH를 가지는 제 2 수용성 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함할 수 있고, 이 경우, 흡수 조성물이 수성 유체와 접촉할 때, SAP가 팽윤-탈팽윤-재팽윤 거동을 나타내고, 이 결과로 얻어진 팽윤된 SAP는 a)의 SAP보다 높은 pH를 가진다.
추가로, 방출 기반 화학 그룹은 상기한 용해도 기반 화학 및/또는 중화 기반 화학 그룹의 방출 프로파일을 조절할 수 있는 화학물질을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 방출 기반 화학 그룹은 임의의 발포제를 포함하는 SAP; 제 1 수용성 고체 물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제; 및 제 2 수용성 고체 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함할 수 있고, 상기 탈팽윤 촉발제는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 촉발 조성물로부터 수용성 고체 화학물질(활성제)을 방출하는 방출 프로파일을 가지고, 상기 제 2 촉발 조성물은 촉발 조성물로부터 제 2 수용성 고체 화학물질(활성제)를 방출하는 S자형 방출 프로파일을 가지고, 상기 제 1 수용성 화학물질은 수성 유체에 노출된 후 약 100% 방출이 일어나기 전에 제 2 수용성 화학물질보다 높은 누적 방출을 가진다.
일부 양상에서, 용해도 기반 화학 그룹 및 중화 기반 화학 그룹의 SAP, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제는 본 발명의 팽윤-탈팽윤-재팽윤 거동을 달성하기 위해 단독으로 이용될 수 있거나, 또는 방출 기반 화학 그룹의 화학물질과 함께 이용될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 방출 기반 화학 그룹의 화학물질은 본 발명의 팽윤-탈팽윤-재팽윤 거동을 달성하기 위해 단독으로 이용될 수 없다.
따라서, 본 발명의 일부 양상에서, SAP는 촉발제 화학물질의 용해도 변화에 의해 탈팽윤 및 재팽윤하도록 촉발될 수 있다. 본 발명의 일부 양상에서, 흡수 조성물은 음이온 관능기를 가지는 SAP; 2 이상의 이온화 원자가를 가지는 양이온 X를 포함하는 제 1 수용성 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제; 및 음이온 Y를 포함하는 제 2 수용성 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함할 수 있고, 이 경우, 제 1 수용성 화학물질의 양이온 X는 제 2 수용성 화학물질의 음이온 Y와 착화하여 용해도곱 상수 Ksp < 10-5를 가지는 염을 생성할 수 있다. 이에 의해 속박하려는 의도는 없지만, 탈팽윤 촉발제와 SAP 사이의 이온 교환 반응이 겔 망상조직에서 이온 가교를 생성할 수 있고, 이것은 SAP가 탈팽윤하여 흡수된 액체를 방출하도록 촉발한다. 재팽윤 촉발제와 탈팽윤된 SAP 사이의 이온 교환 반응은 SAP가 재팽윤하여 추가의 액체를 흡수할 수 있도록 이온 가교의 적어도 일부를 제거할 수 있다.
본원에 기술된 제 1 수용성 화학물질은 2 이상의 이온화 원자가를 가지는 양이온을 포함한다. 제 1 화학물질의 구체적인 예는 예를 들어 염화알루미늄, 황산알루미늄, 염화바륨, 아세트산칼슘, 염화칼슘, 포름산칼슘, 아세트산마그네슘, 염화마그네슘, 포름산마그네슘, 아세트산아연, 염화아연, 포름산아연 및 황산아연을 포함한다.
본원에 기술된 재팽윤 촉발제의 수용성 화학물질은 탈팽윤 촉발제의 양이온과 불용성 염을 생성할 수 있는 음이온을 포함한다. 음이온은 F-, HCO3 -, CO3 2 -, PO4 3-, SO4 2 -, 옥살레이트, 시트레이트, 술피드 및 폴리포스페이트 음이온으로부터 선택될 수 있다. 이러한 화학물질의 구체적인 예는 예를 들어 불화나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 시트르산나트륨, 옥살산나트륨, 인산나트륨, 폴리인산나트륨, 황화나트륨, 황산나트륨 또는 트리폴리인산나트륨을 포함한다.
위에서 논의한 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제가 음이온성 SAP에 적당하다는 것을 주목한다. 그러나, 양이온성 SAP가 이용되는 경우, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제 자체는 상이할 수 있지만, 촉발제를 선택하기 위한 메카니즘(즉, 용해도 기반 화학 및 중화 기반 화학)은 동일할 것이다.
본원에서 기술되는 촉발제는 수용성 화학물질의 조절된 방출을 달성하기 위한 중합체 코팅 물질을 더 포함할 수 있다. 코팅 물질의 구체적인 예는 예를 들어 폴리(메트)아크릴레이트 공중합체, 폴리아크릴레이트 공중합체, 에틸 셀룰로오스, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸렌 글리콜, 말레화 폴리프로필렌, 폴리올레핀 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 바람직한 양상에서, 본 발명의 코팅에 이용되는 중합체 코팅은 저함량의 사급 암모늄기를 가지는 아크릴산에스테르 및 메타크릴산 에스테르의 공중합체를 포함한다. 이러한 공중합체는 종종 암모니오 메타크릴레이트 공중합체라고 불리고, 롬 파마 아게(Rohm Pharma AG)로부터 예를 들어 유드라지트(EUDRAGIT)라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하다. 일부 양상에서, 본 발명의 코팅에 이용되는 중합체 코팅은 에틸 셀룰로오스 및/또는 셀룰로오스 아세테이트를 포함한다. 다른 양상에서, 본 발명의 코팅에 이용되는 중합체 코팅은 말레화 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일부 양상에서, 흡수 조성물은 수성 유체에 노출된 후 수용성 화학물질을 방출하는 선택된 방출 프로파일을 각각 가지는 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제를 포함할 수 있고, 이 경우, 제 1 수용성 화학물질은 제 1 수용성 화학물질이 100% 방출되기 전에 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가진다. 방출 프로파일은 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택된다.
일부 양상에서, 흡수 조성물은 본원에 기재된 방출 프로파일 시험에서 방출 프로파일 측정으로 측정할 때 수성 액체에 노출된 후 약 240 분 미만 이내에 수용성 고체 화학물질의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%가 탈팽윤 촉발제 또는 재팽윤 촉발제로부터 방출되는 방출 프로파일을 각각 가지는 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제를 포함할 수 있다.
다른 한 양상에서, 흡수 조성물은 본원에 기재된 원심분리 보유 성능으로 나타낼 때 약 15 g 이상의 0.9 중량% 염화나트륨 용액/1 g의 초흡수제(g/g), 또는 약 25 g/g 이상, 또는 약 30 g/g 이상, 또는 약 25 g/g 내지 약 60 g/g의 원심분리 보유 성능을 가지고 약 40 내지 약 60 몰%의 중화된 산성 관능기를 가지는 부분 중화된 가교된 폴리(아크릴산)을 포함하는 SAP를 포함할 수 있다.
다른 한 양상에서, 흡수 조성물은 약 0.05 내지 약 10.0 중량%의 발포제를 포함할 수 있는 SAP를 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 발포제는 천연 또는 합성 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 점성 경화성 세라믹 물질, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 글리콜, 올레핀 공중합체, 폴리방향족 올레핀, 스티렌 화합물 또는 중화된 할로-디올레핀으로부터 선택될 수 있는 수지에 의해 캡슐화될 수 있다. 다른 양상에서, 흡수 조성물은 본원에 기재된 와류 시험에 의해 측정할 때 45 초 이하의 와류 시간을 가지는 SAP를 포함할 수 있다. 본원에 기술된 SAP의 흡수 속도 증가가 팽윤-탈팽윤-재팽윤 사이클에서 팽윤 및 재팽윤 성능을 개선할 수 있다는 것을 발견하였다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일부 양상에서, 질량 효율 및 흡수 성능 효율이 초흡수성 중합체의 중화도 감소 및 내부 가교 감소에 의해 개선될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명의 다른 한 양상에서, SAP는 70% 중화도보다 낮은 중화도를 가질 수 있다. 특히, 흡수 조성물은 약 6.0 미만의 pH를 가지는, 산성 관능기의 약 40 몰% 내지 약 60 몰%가 중화된 부분 중화된 가교된 폴리(아크릴산)을 포함하는 SAP; 제 1 수용성 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제; 및 약 10 이상의 pH를 가지는 재팽윤 촉발제를 포함하고, 이 경우, 흡수 조성물은 팽윤-탈팽윤-재팽윤 거동을 나타내고, 이 결과로 얻은 팽윤된 SAP는 원래의 SAP보다 높은 pH를 가진다. 일부 양상에서, 예를 들어 탈팽윤 촉발제가 산, 예를 들어 술팜산(또한, 아미도술폰산, 아미도황산, 아미노술폰산 및 술파미드산으로도 알려짐) 또는 다가 양이온, 예를 들어 Ca2 +을 가지는 수용성 화학물질을 포함하고, 재팽윤 촉발제가 염기 또는 염기성 물질, 예를 들어 탄산나트륨을 포함할 때, 본원에 기술된 SAP는 촉발제에 대해 더 민감할 수 있다.
본 발명의 한 가지 이점은 시판 초흡수성 중합체와 비교해서 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물에 대한 더 적은 백분율의 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제를 이용해서 동일한 양의 탈팽윤 액체 및 재팽윤 성능을 달성할 수 있다는 것이다. 추가로, 본원에 기술된 흡수 조성물은 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물 대신에 시판 초흡수성 중합체를 포함하는 동일한 흡수 조성물에 비해서 팽윤 및 재팽윤 성능의 증가를 나타낸다.
본 발명의 다른 한 양상에서, SAP, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제는 입자 형태이고, SAP 입자, 탈팽윤 촉발제 입자 및 재팽윤 촉발제 입자는 미국 표준 20 메쉬 스크린을 통과하고 미국 표준 100 메쉬 스크린 상에 보유되는 스크리닝에 의해 측정할 때 약 150 ㎛ 내지 약 850 ㎛의 평균 입자 크기를 가진다.
본 발명의 다른 한 양상에서, 상기 촉발제 중 하나 이상은 상기 SAP로부터 공간적으로 분리된다.
본 발명의 다른 한 양상에서, 하나 이상의 촉발제는 S자형 방출 프로파일 또는 특이형 방출 프로파일로부터 선택되는 프로파일을 가진다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 다른 한 양상에서, 흡수 조성물은 임의의 발포제를 포함하는 SAP; 제 1 수용성 고체 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제; 및 제 2 수용성 고체 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함하고, 상기 탈팽윤 촉발제는 촉발제로부터 수용성 고체 화학물질을 방출하는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 방출 프로파일을 가지고, 상기 재팽윤 촉발제는 촉발제로부터 제 2 수용성 고체 화학물질을 방출하는 S자형 방출 프로파일을 가지고, 제 1 수용성 화학물질은 수성 유체에 노출된 후 및 약 100% 방출 전에 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가진다.
본 발명의 다른 한 양상에서, 흡수 조성물은 제 1 흡수 성능을 가지는 부분 중화된 가교된 폴리(아크릴산)을 포함하는 SAP; 탈팽윤 촉발제; 및 재팽윤 촉발제를 포함하고, 여기서 SAP, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제는 입자 형태이고, SAP 입자, 탈팽윤 촉발제 입자 및 재팽윤 촉발제 입자는 약 150 ㎛ 초과 내지 약 1000 ㎛ 미만의 입자 크기를 가진다.
본 발명의 다른 한 양상에서, 흡수 조성물은 SAP; 및 제 1 수용성 고체 화학물질을 포함하는 촉발제를 포함하고, 상기 촉발제는 촉발제로부터 수용성 고체 화학물질을 방출하는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 방출 프로파일을 가지고, 상기 SAP 및 촉발제는 입자 형태이고, SAP 입자 및 촉발제 입자는 약 150 ㎛ 초과 내지 약 1000 ㎛ 미만의 입자 크기를 가진다.
본원에 기술된 수용성 고체 화학물질은 술팜산, 시트르산, 포름산칼슘, 염화칼슘, 수산화칼슘, 산화칼슘, 아세트산칼슘, 아세트산마그네슘, 염화마그네슘, 포름산마그네슘, 염화바륨, 염화알루미늄, 황산알루미늄, 알루민산나트륨, 염화아연, 아세트산아연, 포름산아연, 황산아연, 불화나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 황산나트륨, 인산나트륨, 폴리인산나트륨, 옥살산나트륨, 황화나트륨 또는 트리폴리인산나트륨으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 한 양상에서, 흡수 물질은 SAP; 제 1 수용성 고체 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제; 및 제 2 수용성 고체 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함하고, 상기 탈팽윤 촉발제는 촉발제로부터 수용성 고체 화학물질을 방출하는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 방출 프로파일을 가지고, 상기 재팽윤 촉발제는 촉발제로부터 제 2 수용성 고체 화학물질을 방출하는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 방출 프로파일을 가지고, 제 1 수용성 화학물질은 수성 유체에 노출된 후 및 약 100% 방출 전에 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가진다.
본 발명의 흡수 조성물의 한 가지 이점은 팽윤-탈팽윤-재팽윤 사이클의 시기가 SAP의 흡수 속도, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제의 방출 속도, 및 SAP와 촉발제의 혼합비 같은 변수를 조정함으로써 조절될 수 있다는 것이다.
게다가, 본 발명은 수용성 고체 화학물질; 및 상기 수용성 화학물질의 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 수용성 화학물질을 코팅하는 중합체 코팅 물질을 포함하고, 방출 프로파일 측정 시험으로 측정할 때 촉발제로부터 수용성 고체 화학물질을 방출하는 특이형 또는 S자형 방출 프로파일을 가지고, 입자 형태이고, 약 1000 ㎛ 미만의 입자 크기를 가지는 촉발제에 관한 것이다.
본 발명의 다른 한 양상에서, 촉발제는 술팜산, 시트르산, 염화알루미늄, 황산알루미늄, 염화바륨, 아세트산칼슘, 염화칼슘, 포름산칼슘, 아세트산마그네슘, 염화마그네슘, 포름산마그네슘, 아세트산아연, 염화아연, 포름산아연, 황산아연, 불화나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 시트르산나트륨, 옥살산나트륨, 인산나트륨, 폴리인산나트륨, 황화나트륨, 황산나트륨 또는 트리폴리인산나트륨으로부터 선택되는 수용성 고체 화학물질을 포함하고, 수용성 고체 화학물질은 폴리(메트)아크릴레이트 공중합체, 폴리아크릴레이트 공중합체, 말레화 폴리프로필렌, 에틸 셀룰로오스, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리올레핀 공중합체, 또는 그의 조합으로부터 선택되는 중합체 코팅으로 코팅되고, 촉발제는 방출 프로파일 측정 시험으로 측정할 때 촉발제로부터 수용성 고체 화학물질을 방출하는 특이형 또는 S자형 방출 프로파일을 가지고, 촉발제가 입자 형태이고, 약 150 ㎛ 초과 내지 약 1000 ㎛ 미만의 입자 크기를 가진다.
본 발명의 다른 한 양상은 a) 수용성 고체 화학물질, 및 b) 상기 수용성 화학물질의 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 수용성 화학물질을 코팅하는 중합체 코팅 물질을 포함하는 촉발제를 포함하고, 촉발제는 수용액에 촉발제가 노출된 후 촉발제로부터 수용성 고체 화학물질을 방출하는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 방출 프로파일을 가진다.
본 발명의 한 양상에서, 수용성 고체 화학물질의 약 50 중량% 내지 약 100 중량%가 최초 배설 후 약 240분 미만 이내에 촉발제로부터 방출된다.
본 발명의 다른 한 양상에서, 촉발제는 술팜산, 포름산칼슘, 불화나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 시트르산, 염화칼슘, 수산화칼슘, 산화칼슘, 염화마그네슘, 포름산마그네슘, 염화바륨, 황산알루미늄, 알루민산나트륨, 황산나트륨, 인산나트륨, 폴리인산나트륨, 옥살산나트륨, 황화나트륨, 또는 트리폴리인산나트륨으로부터 선택되는 수용성 고체 화학물질을 포함하고, 수용성 고체 화학물질은 폴리(메트)아크릴레이트 공중합체, 폴리아크릴레이트 공중합체, 말레화 폴리프로필렌, 에틸 셀룰로오스, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리올레핀 공중합체, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 중합체 코팅으로 코팅된다. 일부 양상에서, 본 발명의 코팅에 이용되는 중합체 코팅은 저함량의 사급 암모늄기를 가지는 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르의 공중합체를 포함한다. 이러한 공중합체는 종종 암모니오 메타크릴레이트 공중합체라고 불리고, 롬 파마 아게로부터 예를 들어 유드라지트라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하다. 본 발명의 일부 양상에서, 아크릴 코팅은 롬 파마로부터 각각 유드라지트 RL 30D 및 유드라지트 RS 30D라는 상표명으로 상업적으로 입수가능한 수성 분산액 형태로 사용되는 두 아크릴 수지 라커의 혼합물로부터 유래된다. 유드라지트 RL 30D 및 유드라지트 RS 30D는 저함량의 4급 암모늄기를 가지는 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르의 공중합체이고, 암모늄기 대 나머지 중성 (메트)아크릴 에스테르의 몰비가 유드라지트 RL 30D에서는 1:20이고, 유드라지트 RS 30D에서는 1:40이다. 평균 분자량은 약 150,000이다.
본 발명의 다양한 양상은 수용성 고체 화학물질, 및 상기 수용성 화학물질의 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 양 또는 이들 두 한계 사이의 양으로 수용성 화학물질을 코팅하는 중합체 코팅 물질을 포함하는 촉발제 또는 그의 형태, 예를 들어 탈팽윤 촉발제 또는 재팽윤 촉발제를 포함하고, 촉발제는 수용액이 촉발제에 배설된 후 촉발제로부터 수용성 고체 화학물질을 방출하는 특이형 방출 프로파일 또는 S자형 방출 프로파일로부터 선택되는 방출 프로파일을 가질 수 있다.
게다가, 본 발명은 촉발제로부터 활성제를 방출하는 선택된 방출 프로파일을 가지는 촉발제 및 이러한 촉발제의 제조 방법에 관한 것이다. 한 양상에서, 촉발제의 방출 프로파일은 수용성 화학물질의 표면에 적용되는 적당한 코팅 중합체를 선택함으로써 조절될 수 있다. 다른 한 양상에서, 방출 프로파일은 코팅 중합체를 적용하는 코팅 방법을 조정함으로써 조절할 수 있다.
본 발명에 따르는 촉발제(들)는 방출이 조절된 코팅된 조성물을 제조하는 당업계 숙련자에게 알려진 다양한 방법에 의해 제조할 수 있다. 촉발제는 실험실에서 또는 대규모 산업적 방식으로 연속으로 또는 불연속으로 제조할 수 있다.
촉발제(들)를 제조하는 제 1 방법의 한 양상은 다음 단계를 포함할 수 있다:
a. 수용성 고체 화학물질 입자를 제공하는 단계;
b. 수용성 화학물질을 용기에 놓는 단계;
c. 수용성 고체 화학물질 입자를 유동화하는 단계;
d. 유동화된 입자 상에 중합체 코팅을 분사하는 단계; 및
e. 코팅된 입자를 예를 들어 약 50 ℃에서 약 2 일 동안 건조하는 단계.
촉발제를 제조하는 제 2 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
a. 수용성 고체 화학물질 입자를 혼합기에서 교반하는 단계;
b. 중합체 코팅을 수용성 고체 화학물질 입자에 첨가하는 단계; 및
c. 코팅된 입자를 예를 들어 약 50 ℃에서 약 2 시간 동안 건조하는 단계.
촉발제를 제조하는 제 3 방법은 유동층 방법이고, 다음 단계를 포함할 수 있다:
a. 중합체 코팅, 활석 및 트리에틸 시트레이트의 코팅 용액을 제조하는 단계;
b. 수용성 고체 화학물질 입자를 유동화하는 단계;
c. 코팅 용액을 수용성 고체 화학물질 입자 상에 분사하는 단계; 및
d. 코팅된 입자를 예를 들어 약 40 ℃에서 약 24 시간 동안 건조하는 단계.
촉발제의 안정화된 생성물은 코팅된 기재를 가소화된 아크릴 중합체의 유리 전이 온도(Tg)보다 높은 온도에서 필요한 시간 동안 오븐에서 가열함으로써 얻을 수 있고, 특정 제제를 위한 온도 및 시간의 최적 값은 실험으로 결정된다.
본 발명의 경화된 코팅된 조성물은 실온에서 주위 습도에서 연장된 기간 동안 저장할 때(예: 장기(실시간) 시험) 및 가속 저장 조건 하에서 시험할 때 안정한 용해 프로파일을 제공한다.
일부 양상에서, 촉발제는 독립된 입자(다른 형태, 예를 들어 필름, 플레이크, 섬유, 나노입자 및 기타 등등을 포함함)로서 흡수 복합체 또는 흡수 시스템에 존재할 수 있다. 다른 양상에서, 하나 이상의 촉발제가 SAP, 예를 들어 초흡수성 중합체 입자 상에 코팅될 수 있다.
일부 양상에서, SAP는 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물일 수 있다. 본 발명의 양상에서 나타낸 초흡수성 중합체 조성물은 초흡수성 중합체 조성물의 약 55 중량% 내지 약 99.9 중량%의 중합가능 불포화 산기 함유 단량체의 초기 중합에 의해 얻어진다. 적당한 단량체는 카르복실기를 함유하는 어떠한 것도 포함할 수 있고, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 또는 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 산기의 약 50 중량% 이상 또는 약 75 중량% 이상은 카르복실기일 수 있다.
산기는 약 25 mol% 이상 정도까지 중화될 수 있고, 즉, 산기는 나트륨염, 칼륨염 또는 암모늄염으로서 존재할 수 있다. 일부 양상에서, 중화도는 40 mol% 이상, 또는 약 50 mol% 이상, 예를 들어 60 mol% 이상, 또는 70 mol% 이상, 또는 약 40 mol% 내지 약 60 mol%일 수 있다. 일부 양상에서는, 카르복실기가 약 50 mol% 내지 약 80 mol% 정도까지 중화된 아크릴산 또는 메타크릴산을 내부 가교제 존재하에서 중합함으로써 얻어지는 중합체를 이용하는 것이 바람직하다.
일부 양상에서, 에틸렌성 불포화 단량체와 공중합될 수 있는 적당한 단량체는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 히드록시에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노알킬(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (메트)아크릴레이트, 디메틸아미노프로필아크릴아미드, 또는 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 단량체는 공중합된 단량체의 0 중량% 내지 약 40 중량%의 범위로 존재할 수 있다.
본 발명의 초흡수성 중합체 조성물은 또한 내부 가교제를 포함할 수 있다. 내부 가교제는 에틸렌성 불포화 이중 결합 2 개 이상, 또는 에틸렌성 불포화 이중 결합 1 개 및 중합가능 불포화 산기 함유 단량체의 산기에 대해 반응성인 관능기 1개, 또는 내부 가교 성분으로 이용될 수 있는 산기에 대해 반응성인 관능기 여러 개를 가지고, 바람직하게는 중합가능 불포화 산기 함유 단량체의 중합 동안에 존재한다.
내부 가교제의 예는 지방족 불포화 아미드, 예를 들어 메틸렌비스아크릴아미드 또는 메틸렌비스메타크릴아미드 또는 에틸렌비스아크릴아미드; 폴리올 또는 알콕실화 폴리올과 에틸렌성 불포화 산의 지방족 에스테르, 예를 들어 부탄디올 또는 에틸렌 글리콜, 폴리글리콜 또는 트리메틸올프로판의 디(메트)아크릴레이트 또는 트리(메트)아크릴레이트; 약 1 내지 약 30 mol의 알킬렌 옥시드로 옥시알킬화될 수 있는, 바람직하게는 에톡실화될 수 있는 트리메틸올프로판의 디- 및 트리아크릴레이트 에스테르; 글리세롤 및 펜타에리트리톨의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스테르, 및 바람직하게는 약 1 내지 약 30 mol의 에틸렌 옥시드로 옥시에틸화된 글리세롤 및 펜타에리트리톨의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스테르; 알릴 화합물, 예를 들어 알릴 (메트)아크릴레이트, 바람직하게는 약 1 내지 약 30 mol의 에틸렌 옥시드와 반응한 알콕실화 알릴(메트)아크릴레이트, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 말레산 디알릴 에스테르, 폴리알릴 에스테르, 테트라알릴옥시에탄, 트리알릴아민, 테트라알릴에틸렌디아민, 디올, 폴리올, 히드록시 알릴 또는 아크릴레이트 화합물 및 인산 또는 아인산의 알릴 에스테르; 및 가교할 수 있는 단량체, 예를 들어 불포화 아미드, 예를 들어 메타크릴아미드 또는 아크릴아미드의 N-메틸올 화합물, 및 그로부터 유래된 에테르를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이온성 가교제, 예를 들어 다가 금속 염도 이용될 수 있다. 언급된 가교제의 혼합물도 이용될 수 있다. 내부 가교제의 양은 중합가능 불포화 산기 함유 단량체의 총량 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%, 예를 들어 약 0.2 중량% 내지 약 3 중량%이다.
본 발명의 다른 한 양상에서는, 약 0.05 내지 약 10 중량%, 예를 들어 약 0.2 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.2 중량% 내지 약 5 중량%의 발포제(총 단량체 용액 중량 기준)가 단량체 용액에 첨가될 수 있다. 발포제는 중합 개시 전에, 중합 개시와 동시에, 또는 중합 개시 직후에 첨가될 수 있다. 발포제는 히드로겔이 생성된 후에 첨가되면 효과적이지 않고, 겔화된 중합체를 잘게 절단하거나 또는 건조한 후에 첨가될 때도 효과적이지 않다. 발포제의 양을 변화시킴으로써, 생성되는 히드로겔의 가장 유리한 미세기포 구조를 제공하도록 발포제의 방출 시기를 조절할 수 있다.
발포제는 카르보네이트 또는 바이카르보네이트 함유 염 또는 혼합 염, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산암모늄, 탄산마그네슘, 또는 가수분해성 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산바륨, 이들의 중탄산염 및 수화물, 아조 화합물 또는 다른 양이온 뿐만 아니라 천연 발생 탄산염, 예를 들어 돌로마이트, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 발포제는 다가 양이온, 예를 들어 Mg2 +, Ca2 +, Zn2 + 및 기타 등등의 탄산염을 포함할 수 있다. 일부 다가 전이금속 양이온이 이용될 수 있지만, 그들 중 몇몇, 예를 들어 철 양이온은 염색을 일으킬 수 있고, 물에서 환원-산화 반응 또는 가수분해 평형이 일어날 수 있다. 이것은 최종 중합체 생성물의 품질 조절에 어려움을 초래할 수 있다. 또, 다른 다가 양이온, 예를 들어 Ni2+, Ba2 +, Cd2 + 및 Hg2 +는 잠재적 독성 또는 피부 민감 효과 때문에 허용되지 않을 것이다. 바람직한 발포제는 MgCO3이고, 이것은 또한 화학식 (MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O로 나타낼 수 있다. 다른 바람직한 발포제는 (NH4)2CO3이다. 또, 발포제 MgCO3 및 (NH4)2CO3는 혼합물로 이용될 수 있다.
이러한 발포제는 수지에 의해 캡슐화될 수 있다. 이러한 발포제의 캡슐화는 본 발명에 따라서 가열되거나 또는 중합되는 단량체 용액에 분산될 때 이산화탄소 같은 기체의 조절가능한 지연 방출을 제공한다. 캡슐화 방법은 특정 발포제를 용매 용액에서 희석될 수 있는 수지로 코팅하는 것을 포함한다. 이용되는 용매는 적용되는 코팅의 성질에 의존해서 유기 또는 무기 용매, 예를 들어 물일 수 있다. 일반적으로 밀봉 코팅이라고 불리는 제 2 코팅이 캡슐화된 발포제 상에 적용될 수 있다.
본 발명의 초흡수성 중합체 조성물의 발포제의 캡슐화에 이용되는 수지는 천연 및 합성 수지, 폴리올레핀(예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 올레핀 공중합체(예를 들어, 에틸렌 및 에틸비닐아세테이트의 공중합체), 폴리방향족 올레핀, 스티렌 화합물 및 중합된 할로-디올레핀(예를 들어, 네오프렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아크릴산 유도체, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리-알파 메틸스티렌 및 폴리스티렌), 전분, 젤라틴 및 셀룰로오스를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직한 수지 물질은 폴리올, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다.
0 중량% 내지 약 95 중량%의 적당한 용매를 수지에 첨가하여 용액을 형성해서 발포제 상에 코팅할 수 있다. 수지 용액은 캡슐화 화합물의 약 10 중량% 내지 약 80 중량%, 예를 들어 캡슐화 화합물의 약 30 중량% 내지 약 70 중량%의 양으로 발포제 상에 적용될 수 있고, 텀블링 또는 분사를 포함하지만 이에 제한되지 않는 당업계에서 흔히 이용되는 어떠한 캡슐화 방법으로도 적용될 수 있다. 캡슐화 수지의 목적은 중합 공정의 나중 단계까지 단량체 용액의 발포제에 의한 기체 방출을 지연시켜서, 히드로겔의 미세기포 구조의 제어를 허용하고 히드로겔의 미세기포 구조를 개선하는 것이다.
수지 기재에 의한 발포제의 캡슐화는 실온에서 달성될 수 있지만, 승온이 바람직하다. 수지 기재는 캡슐화 화합물의 약 30 중량% 내지 약 70 중량%일 수 있다.
또, 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물은 중합가능 불포화 산기 함유 단량체를 기준으로 약 50 ppm 내지 약 1000 ppm의 열 개시제를 포함할 수 있다. 열 개시제는 과황산염, 예를 들어 과황산나트륨, 과황산칼륨, 및 과황산암모늄; 과산화물, 예를 들어 과산화수소, 과산화벤조일, 과산화 t-부틸, 및 과산화 메틸 에틸 케톤; 퍼옥시에스테르, 예를 들어 t-부틸퍼옥시피발레이트, t-아밀퍼옥시피발레이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 및 t-부틸퍼옥시이소부티레이트; 및 아조 화합물, 예를 들어 아조니트릴 화합물, 아조아미딘 화합물, 시클릭 아조아미딘 화합물, 아조아미드 화합물, 알킬아조 화합물, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)디히드로클로라이드, 및 2,2'-아조비스(2-(2-이미다졸린-2-일)프로판)디히드로클로라이드를 포함할 수 있다.
일부 양상에서는, 자유 라디칼 중합을 개시하기 위한 개시제가 이용될 수 있다. 적당한 개시제는 아조 또는 퍼옥소 화합물, 산화환원 시스템 또는 UV 개시제, 감응제 및/또는 방사선을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
중합 후, 초흡수성 중합체는 초흡수성 중합체 입자로 제조될 수 있는 가교된 히드로겔이 된다. 이어서, 초흡수성 중합체 입자는 표면 가교제 첨가 및 열 처리에 의해 표면 가교될 수 있다. 일반적으로, 표면 가교는 입자 내부의 가교 밀도에 대해서 초흡수성 입자 표면 근처에서 중합체 기질의 가교 밀도를 증가시키는 것으로 믿어지는 방법이다.
일부 특별한 양상에서, 바람직한 표면 가교제는 중합체 사슬의 펜던트기, 대표적으로 산기에 대해서 반응성인 하나 이상의 관능기를 가지는 화학물질을 포함한다. 표면 가교제는 건조한 초흡수성 중합체 조성물의 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%, 예를 들어 건조한 초흡수성 중합체 조성물 중량 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 또는 예를 들어 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 본 출원인은 표면 가교제 첨가 후 열 처리 단계가 바람직하다는 것을 발견하였다.
표면 가교제는 카르복실산 또는 카르복실기와 반응할 수 있는 관능기를 함유할 수 있는 화학적 화합물이다. 표면 가교제는 2 개의 관능기, 예를 들어 일부 알콜, 아민, 알데히드 및 카르보네이트기를 포함할 수 있다. 다수의 상이한 관능기를 가지는 가교제 분자도 또한 이용될 수 있고, 예를 들어 폴리올, 폴리아민, 폴리아미노알콜 및 알킬렌 카르보네이트가 이용될 수 있다. 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 폴리글리세롤, 프로필렌 글리콜, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 폴리프로필렌 글리콜, 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 블록 공중합체, 소르비탄 지방산 에스테르, 에톡실화 소르비탄 지방산 에스테르, 트리메틸올프로판, 에톡실화 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 에톡실화 펜타에리트리톨, 폴리비닐 알콜, 소르비톨, 에틸렌 카르보네이트, 및 프로필렌 카르보네이트가 이용될 수 있다. 폴리올 및 에틸렌 카르보네이트가 표면 가교제로 이용될 수 있다.
표면 가교제는 알킬렌 카르보네이트일 수 있고, 표면 가교를 달성하기 위해 가열이 뒤따르고, 이것은 표면 가교 밀도 및 초흡수성 중합체 입자의 겔 강도 특성을 개선할 수 있다. 더 구체적으로, 표면 가교제는 초흡수성 중합체 미립자를 알킬렌 카르보네이트 표면 가교제의 수성 알콜 용액과 혼합함으로써 초흡수성 중합체 미립자 상에 코팅될 수 있다. 알콜의 양은 알킬렌 카르보네이트의 용해도에 의해 결정될 수 있고, 여러 가지 이유에서 가능한 낮게 유지된다. 적당한 알콜은 메탄올, 이소프로판올, 에탄올, 부탄올 또는 부틸 글리콜 뿐만 아니라 이들 알콜의 혼합물이다. 일부 양상에서, 용매는 바람직하게는 물이고, 대표적으로 건조한 흡수성 중합체 중량을 기준으로 약 0.3 중량% 내지 약 5.0 중량%의 양으로 이용된다. 다른 양상에서는, 알킬렌 카르보네이트 표면 가교제가 알콜이 전혀 없는 물에 용해될 수 있다. 다른 양상에서는, 알킬렌 카르보네이트 표면 가교제가 예를 들어 무기 담체 물질, 예를 들어 이산화규소(SiO2)와의 분말 혼합물로부터 또는 알킬렌 카르보네이트의 승화에 의한 증기 상태로 적용될 수 있다.
요망되는 표면 가교 성질을 달성하기 위해, 알킬렌 카르보네이트를 미립자 초흡수성 중합체 상에 고르게 분포시킨다. 이 목적으로, 혼합은 당업계에 알려진 적당한 혼합기, 예를 들어 유동층 혼합기, 패들 혼합기, 회전 드럼 혼합기, 또는 트윈-웜(twin-worm) 혼합기에서 달성된다. 또, 미립자 초흡수성 중합체 제조시의 공정 단계 중 한 단계 동안에 미립자 초흡수성 중합체의 코팅을 수행하는 것도 가능하다. 한 특별한 양상에서, 이 목적을 위한 적당한 방법은 역상 현탁 중합 방법이다.
코팅 처리에 뒤따를 수 있는 열 처리는 다음과 같이 수행될 수 있다. 일반적으로, 열 처리는 약 100 ℃ 내지 약 300 ℃의 온도에서 수행된다. 고반응성 에폭시드 가교제가 사용되는 경우에는 더 낮은 온도가 가능하다. 그러나, 알킬렌 카르보네이트가 이용되면, 열 처리는 적당하게는 약 150 ℃ 내지 약 250 ℃의 온도에서 수행된다. 이 특별한 양상에서, 처리 온도는 팽윤 시간 및 알킬렌 카르보네이트의 종류에 의존한다. 예를 들어, 약 150 ℃의 온도에서는 열 처리가 1 시간 이상 동안 수행될 수 있다. 대조적으로, 약 250 ℃의 온도에서는 수 분(예를 들어, 약 0.5 분 내지 약 5 분)이 요망되는 표면 가교 성질을 달성하기에 충분하다. 열 처리는 당업계에 알려진 통상의 건조기 또는 오븐에서 수행될 수 있다.
본 발명의 초흡수성 중합체 조성물은 건조한 초흡수성 중합체 조성물 중량을 기준으로 0 중량% 내지 약 5 중량%의 다가 금속염을 중합체 표면 상에 추가로 포함할 수 있다. 다가 금속염은 바람직하게는 수용성이다. 금속 양이온의 예는 Al, Fe, Zr, Mg 및 Zn의 양이온을 포함한다. 금속 양이온은 +3 이상의 원자가를 가질 수 있고, Al3 +이 가장 바람직하다. 다가 금속염의 음이온의 예는 할라이드, 클로로히드레이트, 술페이트, 락테이트, 니트레이트 및 아세테이트를 포함한다. 이러한 다가 금속염의 예는 황산알루미늄 및 락트산알루미늄을 포함한다. 황산알루미늄의 한 형태는 수화된 황산알루미늄, 바람직하게는 12 내지 14 개의 수화수를 가지는 황산알루미늄이다. 다가 금속염의 혼합물이 이용될 수 있다.
중합체 및 다가 금속염은 적당하게는 당업계 숙련자에게 잘 알려진 수단을 이용하여 건조 블렌딩에 의해 혼합될 수 있거나, 또는 수용액 같은 용액에서 혼합될 수 있다. 건조 블렌딩을 이용하는 경우, 염 및 초흡수성 중합체의 실질적으로 균일한 혼합물이 유지되는 것을 보장하기에 충분한 양으로 결합제가 이용될 수 있다. 결합제는 물, 또는 150 ℃ 이상의 비점을 가지는 비휘발성 유기 화합물일 수 있다. 결합제의 예는 물, 폴리올, 예를 들어 프로필렌 글리콜, 글리세린, 및 폴리(에틸렌 글리콜)을 포함한다.
일부 양상에서, 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물은 건조한 초흡수성 중합체 조성물의 약 5 중량% 이하, 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.01 내지 약 0.5 중량%의 중합체 코팅, 예를 들어 열가소성 코팅, 또는 양이온 코팅, 또는 열가소성 코팅과 양이온 코팅의 조합을 포함할 수 있다. 일부 특별한 양상에서, 중합체 코팅은 고체, 유탁액, 현탁액, 콜로이드 또는 용해된 상태 또는 이들의 조합일 수 있는 중합체일 수 있다. 본 발명에 적당한 중합체 코팅은 열가소성 용융 온도를 가지는 열가소성 코팅을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않고, 중합체 코팅은 대략 열가소성 용융 온도에서 처리된 초흡수성 중합체 입자의 온도와 동시에 또는 그 이전에 입자 표면에 적용될 수 있다.
또한 이용될 수 있는 열가소성 중합체의 예는 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 스티렌 폴리부타디엔, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌 알킬 메타크릴레이트 공중합체 (EMA), 폴리프로필렌(PP), 말레화 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 폴리올레핀의 모든 군의 블렌드, 예를 들어 PP, EVA, EMA, EEA, EBA, HDPE, MDPE, LDPE, LLDPE 및/또는 VLDPE의 블렌드를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 열가소성 중합체는 수용해도 또는 분산성 같은 추가의 이점을 가지도록 관능화될 수 있다.
본 발명의 중합체 코팅은 또한 양이온 중합체를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 양이온 중합체는 수용액에서 이온화될 때 양전하를 띤 이온이 될 수 있는 잠재성을 가지는 관능기 또는 관능기들을 포함하는 중합체 또는 중합체 혼합물을 의미한다. 양이온 중합체의 적당한 관능기는 1급 아미노기, 2급 아미노기, 3급 아미노기, 이미노기, 이미도기, 아미도기, 및 사급 암모늄기를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 합성 양이온 중합체의 예는 폴리(비닐 아민), 폴리(알릴아민), 폴리(에틸렌 이민), 폴리(아미노 프로판올 비닐 에테르), 폴리(아크릴아미도프로필 트리메틸 암모늄 클로라이드), 및 폴리(디알릴디메틸 암모늄 클로라이드)의 염 또는 부분 염을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 폴리(비닐 아민)은 바스프 코포레이션(BASF Corporation)(미국 뉴저지주 마운트 올리브)으로부터 입수가능한 루파민(LUPAMIN) 9095를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 중성 기반 양이온 중합체의 예는 부분 탈아세틸화된 키틴, 키토산 및 키토산염을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 합성 폴리펩티드, 예를 들어 폴리아스파라긴, 폴리리신, 폴리글루타민 및 폴리아르기닌도 또한 적당한 양이온성 중합체이다.
본 발명에 따르는 초흡수성 중합체 조성물은 건조한 초흡수성 중합체 조성물을 기준으로 약 0 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 0.05 중량% 내지 약 2.0 중량%의 다가 금속염을 포함할 수 있다. 다가 금속염은 초흡수성 중합체 조성물의 표면에 적용될 수 있다. 다가 금속염은 수용성일 수 있다. 금속 양이온의 예는 Al, Fe, Zr, Mg 및 Zn의 양이온을 포함한다. 금속 양이온은 +3 이상의 원자가를 가질 수 있고, Al이 가장 바람직하다. 다가 금속염의 음이온의 예는 할라이드, 클로로히드레이트, 술페이트, 락테이트, 니트레이트 및 아세테이트를 포함하고, 클로라이드, 술페이트, 클로로히드레이트 및 아세테이트가 바람직하고, 클로로히드레이트 및 술페이트가 더 바람직하고, 술페이트가 가장 바람직하다. 황산알루미늄이 가장 바람직한 다가 금속염이고, 상업적으로 쉽게 입수가능하다. 다가 금속염은 황산알루미늄, 예를 들어 수화된 황산알루미늄, 예를 들어 12 내지 14 개의 수화수를 가지는 황산알루미늄일 수 있다. 다가 금속염은 락트산알루미늄일 수 있다. 다가 금속염의 혼합물이 이용될 수 있다.
본 발명에 따르는 초흡수성 중합체 조성물은 건조한 초흡수성 중합체 조성물 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%, 또는 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량%의 양의 수불용성 무기 금속 화합물을 포함할 수 있다. 수불용성 무기 금속 화합물은 초흡수성 중합체 조성물의 표면에 적용될 수 있다. 수불용성 무기 금속 화합물은 알루미늄, 티타늄, 칼슘, 또는 철로부터 선택되는 양이온, 및 포스페이트, 보레이트 또는 크로메이트로부터 선택되는 음이온을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 수불용성 무기 금속 화합물의 예는 인산알루미늄 및 불용성 금속 붕산염을 포함한다. 불용성 금속 붕산염은 붕산티타늄, 붕산알루미늄, 붕산철, 붕산마그네슘, 붕산망간 또는 붕산칼슘으로부터 선택될 수 있다. 본원에서 화학식 TiBO는 붕산티타늄 및 유사 화합물, 예를 들어 붕산티타늄(III) TiBO3을 나타내는 데 이용된다. 추가로, 이 화학식은 또한 붕산티타늄(III) TiBO3를 과산화수소로 처리하여 붕산티타늄(IV)을 얻는 경우를 나타낸다. 무기 금속 화합물은 약 2 ㎛ 미만의 질량 중앙 입자 크기를 가질 수 있고, 약 1 ㎛ 미만의 질량 중앙 입자 크기를 가질 수 있다.
무기 금속 화합물은 건조한 물리적 형태로 초흡수성 중합체 입자의 표면에 적용될 수 있다. 이 경우, 초흡수성 중합체 입자를 미분된 무기 금속 화합물과 친밀 혼합할 수 있다. 미분된 무기 금속 화합물은 대략 실온에서 초흡수성 중합체 조성물에 첨가될 수 있고, 대략 균질한 혼합물이 존재할 때까지 혼합될 수 있다. 이 목적으로, 혼합은 당업계에 알려진 적당한 혼합기, 예를 들어 유동층 혼합기, 패들 혼합기, 회전 드럼 혼합기, 또는 트윈-웜 혼합기에서 수행한다. 초흡수성 중합체 입자와 미분된 수불용성 무기 금속 화합물의 혼합은 예를 들어 표면 가교제 적용시 어떠한 표면 가교도 일어나기 전에 또는 후에 일어날 수 있다.
별법으로, 미분된 수불용성 무기 금속 화합물의 현탁액을 제조해서 미립자상 물 흡수성 중합체에 적용할 수 있다. 현탁액은 예를 들어 분사에 의해 적용될 수 있다. 현탁액을 제조하기 위한 유용한 분산 매질은 물, 유기 용매, 예를 들어 알콜, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 케톤, 예를 들어 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 또는 물과 상기 유기 용매와의 혼합물을 포함한다. 다른 유용한 분산 매질은 분산 보조제, 계면활성제, 보호 콜로이드, 점도 조절제, 및 현탁액 제조에 도움이 되는 다른 보조제를 포함한다. 현탁액은 실온 내지 분산 매질의 비점 미만 온도의 범위의 온도에서, 또는 대략 실온에서 통상의 반응 혼합기 또는 상기한 혼합 및 건조 시스템에서 적용될 수 있다. 표면 가교제의 용액에 미분된 수불용성 금속염을 분산시킴으로써 현탁액 적용과 표면 가교 단계를 조합하는 것이 적당하다. 별법으로, 현탁액은 또한 표면 가교 단계 이전 또는 이후에 적용될 수 있다. 슬러리 적용 다음에 건조 단계가 뒤따를 수 있다.
일부 양상에서, 본 발명에 따르는 초흡수성 중합체 조성물은 또한 건조한 흡수성 중합체 조성물의 0 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 별법으로 약 0.01 중량% 내지 약 3 중량%의 실리카를 포함할 수 있다. 실리카의 예는 흄드 실리카, 침전된 실리카, 이산화규소, 규산 및 규산염을 포함한다. 일부 특별한 양상에서, 현미경적 비결정성 이산화규소가 바람직할 수 있다. 제품은 데구사 코포레이션(Degussa Corporation)(미국 뉴저지주 파시퍼니)으로부터 입수가능한 시퍼나트(SIPERNAT) 22S 및 에어로실(AEROSIL) 200을 포함한다. 일부 양상에서, 무기 분말의 입자 직경은 1000 ㎛ 이하, 예를 들어 100 ㎛ 이하일 수 있다.
일부 양상에서, 초흡수성 중합체 조성물은 또한 건조한 초흡수성 중합체 조성물의 0 중량% 내지 약 30 중량%, 예를 들어 건조한 흡수성 중합체 조성물 중량 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 수용성 중합체, 부분 또는 완전 가수분해된 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 피롤리돈, 전분 또는 전분 유도체, 폴리글리콜, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리프로필렌 옥시드 또는 폴리아크릴산을 포함할 수 있다.
일부 양상에서는, 임의로, 추가의 표면 첨가제, 예를 들어 냄새 결합 물질, 예를 들어 시클로덱스트린, 제올라이트, 무기 또는 유기 염, 및 유사한 물질, 고결방지 첨가제, 유동 조절제, 계면활성제, 점도 조절제 및 기타 등등이 초흡수성 중합체 입자와 함께 이용될 수 있다. 추가로, 표면 개질 동안 여러 역할을 수행하는 표면 첨가제가 이용될 수 있다. 예를 들어, 단일의 첨가제는 계면활성제, 점도 조절제일 수 있고, 반응하여 중합체 사슬을 가교할 수 있다.
일부 양상에서, 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물은 열 처리 단계 후 초흡수성 중합체 조성물이 초흡수성 중합체 조성물의 약 10 중량% 이하의 물 함량을 가지도록 물로 처리될 수 있다. 이 물은 초흡수성 중합체에 첨가되는 상기 표면 첨가제 중 하나 이상과 함께 첨가될 수 있다.
일부 양상에서, 본 발명에 따르는 초흡수성 중합체 조성물은 두 가지 방법으로 제조할 수 있다. 일부 양상에서, 조성물은 대규모 산업 방식으로 연속으로 또는 불연속으로 제조할 수 있고, 이에 따라서 본 발명에 따르는 후가교가 수행될 수 있다.
한 방법에 따르면, 부분 중화된 단량체, 예를 들어 아크릴산은 가교제 존재 하에서 수용액에서 자유 라디칼 중합에 의해 겔로 전환할 수 있고, 겔을 분쇄, 건조, 그라인딩 및 체가름하여 요망되는 입자 크기를 얻을 수 있다. 본 발명의 경우, 고성능 초흡수성 중합체 조성물 입자의 크기는 밀링 및 체가름을 포함하는 제조 방법에 의존한다. 당업계 숙련자에게는 초흡수성 중합체 입자의 입자 크기 분포가 종 모양 곡선의 정상 분포와 흡사하다고 알려져 있다. 또, 여러 가지 이유에서, 입자 크기 분포의 정상 분포가 어느 방향으로도 기울 수 있다는 것도 알려져 있다.
본 발명의 초흡수성 중합체 입자는 일반적으로 약 50 내지 약 1000 ㎛, 또는 약 150 내지 약 850 ㎛의 범위의 입자 크기를 포함한다. 본 발명은 미국 표준 30 메쉬 스크린을 통과하고 미국 표준 50 메쉬 스크린 상에 보유되는 스크리닝에 의해 측정되는 약 300 ㎛ 내지 약 600 ㎛의 입자 크기를 가지는 입자를 약 40 중량% 이상, 약 300 ㎛ 내지 약 600 ㎛의 입자 크기를 가지는 입자를 약 50 중량% 이상, 또는 약 300 ㎛ 내지 약 600 ㎛의 입자 크기를 가지는 입자를 약 60 중량% 이상 포함할 수 있다. 추가로, 본 발명의 초흡수성 중합체 입자의 크기 분포는 예를 들어 더블유.에스.타일러, 인크.(W.S.Tyler, Inc.)(미국 오하이오주 멘토)로부터 입수가능한 로-탭(RO-TAP) 기계적 체 진탕기(Mechanical Sieve Shaker) 모델 B를 이용하여 측정할 때 약 600 ㎛ 초과의 크기를 가지는 입자를 약 30 중량% 미만, 약 300 ㎛ 미만의 크기를 가지는 입자를 약 30 중량% 미만 포함할 수 있다.
입자 형태가 초흡수성 중합체 조성물의 물리적 형태의 예로서 이용될 수 있지만, 본 발명은 이러한 형태에 제한되지 않고, 다른 형태, 예를 들어 섬유, 발포체, 필름, 비드, 막대 및 기타 등등에 적용될 수 있다. 일부 양상에서는, 초흡수성 중합체 조성물이 입자로서 또는 과립 형태로서 존재할 때, 이들 입자가 초흡수제 산업에서 잘 알려진 체가름 방법을 기초로 하여 약 150 ㎛ 내지 약 850 ㎛의 크기를 가지는 것이 바람직하다.
다른 한 방법에 따르면, 역상 현탁 및 유화 중합도 본 발명에 따르는 생성물의 제조에 이용될 수 있다. 이들 방법에 따르면, 단량체, 예를 들어 아크릴산의 부분 중화된 수용액을 보호 콜로이드 및/또는 유화제를 이용해서 소수성 유기 용매에 분산시킬 수 있고, 자유 라디칼 개시제에 의해 중합이 개시된다. 내부 가교제는 단량체 용액에 용해해서 이와 함께 정량 주입되거나 또는 중합 동안에 별도로 임의로 첨가된다. 그래프트 베이스로서 수용성 중합체의 첨가는 임의로 단량체 용액에 의해 또는 유기 용매에 직접 도입에 의해 일어난다. 이어서, 물을 혼합물로부터 공비 제거하고, 중합체를 여과하고, 임의로 건조한다. 내부 가교는 단량체 용액에 용해된 다관능성 가교제를 중합함으로써 및/또는 중합 단계 동안 중합체의 관능기와 적당한 가교제의 반응에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 초흡수성 중합체 조성물은 본원에 기재된 시험 절차에 의해 측정할 때 약 45 초 이하의 와류 시간 또는 약 45 초 내지 약 5 초, 또는 약 40 초 내지 약 10 초, 또는 약 35 초 내지 약 15 초의 와류 시간을 가질 수 있다. 추가로, 초흡수성 중합체 조성물은 CRC 시험으로 측정할 때 약 15 g/g 내지 약 60 g/g, 또는 약 20 g/g 이상, 또는 약 20 g/g 내지 약 60 g/g, 또는 약 25 g/g 이상, 또는 약 25 g/g 내지 약 60 g/g의 원심분리 보유 성능(CRC)을 가질 수 있다.
이러한 방법의 결과는 초흡수성 예비 생성물이다. 본원에서 사용되는 초흡수성 예비 생성물은 물질 건조를 포함한 초흡수제를 제조하는 모든 단계를 반복하고, 파쇄기에서 거친 그라인딩을 수행하고, 약 850 ㎛ 초과 입자 및 약 150 ㎛ 미만 입자를 제거함으로써 제조된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 흡수 복합체 또는 흡수 시스템은 개선된 이점을 제공하는 특별한 구성의 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 양상에서, 도 5를 보면, 흡수 복합체 (810) 전체에(예를 들어, 전체에 균일하게) 위치하는 SAP (812), 탈팽윤 촉발제 (814) 및 재팽윤 촉발제 (816)을 포함하고 X 방향 (97) 및 Z 방향 (99)를 가지는 흡수 복합체 (810)의 단면도가 제공되어 있다.
도 6을 보면, 일부 양상에서, 흡수 복합체 (810)은 주로 SAP (812)를 가지는 영역(이하, SAP 풍부 영역이라고 부름) (820), 및 주로 탈팽윤 촉발제 (814) 및/또는 재팽윤 촉발제 (816)을 가지는 영역(이하, TA 풍부 영역이라고 부름) (822)를 포함할 수 있고, 이 영역들은 Z 방향으로 구성된다.
도 7을 보면, 일부 양상에서, 흡수 복합체 (810)은 표적 대역 (830)을 포함할 수 있다. 일부 양상에서, 흡수 복합체 (810)은 복합체 전체에 균일하게 분포된 SAP (812)를 포함할 수 있고, 탈팽윤 촉발제 (814) 및/또는 재팽윤 촉발제 (816)은 실질적으로 표적 대역 (830)에만 위치하고, 주변 영역 (832)는 실질적으로 SAP (812)만 포함한다.
본 발명의 흡수 조성물은 흡수 복합체를 구성할 수 있다. 도 8a를 보면, 일부 양상에서, 흡수 복합체 (810)은 흡수 복합체 (810)의 적어도 중앙 영역 (844)에 균일하게 분포된 SAP (812), 및 흡수 복합체 (810)의 적어도 상부 영역 (842) 또는 하부 영역 (843)에만 실질적으로 위치하는 탈팽윤 촉발제 (814) 및/또는 재팽윤 촉발제 (816)을 포함할 수 있다. 도 8b를 보면, 추가의 양상에서, 탈팽윤 촉발제 (814) 및/또는 재팽윤 촉발제 (816)은 상부 영역 (842) 또는 하부 영역 (843) 중 하나 이상의 표적 대역 (830)에 실질적으로 위치할 수 있고, SAP는 적어도 중앙 영역(844)에 위치할 수 있다. 특별한 특징에서, SAP 및 촉발제는 균일 또는 가변 기초 중량으로 영역 (842), (843), (844)에 존재한다. 다른 특별한 특징에서, 촉발제는 균일 또는 가변 기초 중량으로 영역 (842),(843)의 표적 대역 (830)에 존재할 수 있다. 도 8c를 보면, 추가의 양상에서, 탈팽윤 촉발제 (814)는 실질적으로 흡수 복합체 (810)의 상부 영역 (842)에만 위치할 수 있고/있거나 재팽윤 촉발제 (816)은 실질적으로 흡수 복합체 (810)의 하부 영역 (843)에만 위치할 수 있고, SAP는 흡수 복합체 (810)의 적어도 중앙 영역 (844)에 위치할 수 있다. 도 8d를 보면, 다른 특별한 특징에서, 촉발제 (814),(816)은 각각 상부 영역 (842) 또는 하부 영역 (843)의 표적 대역 (830)에 존재하고, SAP는 적어도 중앙 영역 (844)에 위치한다. 도 8e를 보면, 추가의 양상에서, 재팽윤 촉발제 (816)은 흡수 복합체 (810)의 상부 영역 (842)에만 실질적으로 위치하고/하거나 탈팽윤 촉발제 (814)는 흡수 복합체 (810)의 하부 영역 (843)에만 실질적으로 위치할 수 있고, SAP는 흡수 복합체 (810)의 적어도 중앙 영역 (844)에 위치할 수 있다.
도 8f를 보면, 다른 특별한 특징에서, 촉발제 (814),(816)은 각각 상부 영역 (842) 또는 하부 영역 (843)의 표적 대역 (830)에 존재하고, SAP는 적어도 중앙 영역 (844)에 위치한다. 도 8g를 보면, 다른 특별한 특징에서, 재팽윤 촉발제 (816)은 중앙 영역 (844)에 위치하고, 탈팽윤 촉발제 (814)는 상부 영역 (842)에 위치하고, SAP (812)는 흡수 복합체 (810)의 하부 영역 (843)에 위치한다. 도 8h를 보면, 다른 특별한 특징에서, 탈팽윤 촉발제 (814)는 중앙 영역 (844)에 위치하고, 재팽윤 촉발제 (816)은 상부 영역 (842)에 위치하고, SAP는 흡수 복합체 (810)의 하부 영역에 위치한다. 도 8i를 보면, 다른 특별한 특징에서, 재팽윤 촉발제 (816)은 중앙 영역 (844)에 위치하고, SAP (812)는 상부 영역 (842)에 위치하고, 탈팽윤 촉발제 (814)는 흡수 복합체 (810)의 하부 영역 (843)에 위치한다. 도 8j를 보면, 다른 특별한 특징에서, 탈팽윤 촉발제 (814)는 중앙 영역 (844)에 위치하고, SAP (812)는 상부 영역 (842)에 위치하고, 재팽윤 촉발제 (816)은 흡수 복합체 (810)의 하부 영역 (843)에 위치한다.
또, 본 발명의 흡수 조성물은 흡수 시스템을 구성할 수 있다. 도 25a를 보면, 일부 양상에서, 흡수 시스템 (700)은 흡수 복합체 층 (710) 전체에 균일하게 분포된 SAP (712), 및 흡수 복합체 층 (710) 위에 및/또는 아래에 위치하는 하나 이상의 독립된 층 (742),(743)에만 실질적으로 위치하는 탈팽윤 촉발제 (714) 및/또는 재팽윤 촉발제 (716)을 포함할 수 있다. 도 25b를 보면, 추가의 양상에서, 탈팽윤 및/또는 재팽윤 촉발제 (714),(716)은 하나 이상의 독립된 층 (742),(743)의 표적 대역 (730)에 실질적으로 위치할 수 있다. 특별한 특징에서, 촉발제는 독립된 층에 균일 또는 가변 기초 중량으로 존재한다. 다른 특별한 특징에서, 촉발제는 균일 또는 가변 기초 중량으로 독립된 층의 표적 대역 (730)에 존재한다. 도 25c를 보면, 추가의 양상에서, 탈팽윤 촉발제 (714)는 흡수 복합체 층 (710) 위에 위치하는 독립된 층 (742)에 위치할 수 있고/있거나 재팽윤 촉발제 (716)은 흡수 복합체 층 (710) 아래에 위치하는 독립된 층 (743)에 실질적으로 위치할 수 있다. 도 25d를 보면, 다른 특별한 특징에서, 촉발제는 각각 독립된 층 (742),(743)의 표적 대역 (730)에 존재한다. 도 25e를 보면, 추가의 양상에서, 재팽윤 촉발제 (716)은 흡수 복합체 층 (710) 위에 위치하는 독립된 층 (742)에 위치할 수 있고/있거나 탈팽윤 촉발제 (714)는 흡수 복합체 층 (710) 아래에 위치하는 독립된 층 (743)에 실질적으로 위치할 수 있다.
도 25f를 보면, 다른 특별한 특징에서, 촉발제 (714),(716)은 각각 독립된 층 (742),(743)의 표적 대역 (730)에 존재한다. 도 25g를 보면, 다른 특별한 특징에서, 재팽윤 촉발제 (716)은 흡수 복합체 층 (710)에 위치하고, 탈팽윤 촉발제 (714)는 흡수 복합체 층 (710) 위의 독립된 층 (742)에 위치하고, SAP (712)는 흡수 복합체 층 (710) 아래의 독립된 층 (743)에 위치한다. 도 25h를 보면, 다른 특별한 특징에서, SAP (712)는 흡수 복합체 층 (710)에 위치하고, 탈팽윤 촉발제 (714)는 흡수 복합체 층 (710) 위의 독립된 층 (742)에 위치하고, 재팽윤 촉발제 (716)은 탈팽윤 촉발제 층 (742) 위에 위치하는 추가의 층 (748)에 위치한다. 도 25i를 보면, 다른 특별한 특징에서, 재팽윤 촉발제 (716)은 흡수 복합체 층 (710)에 위치하고, SAP (712)는 흡수 복합체 층 (710) 위의 독립된 층 (742)에 위치하고, 탈팽윤 촉발제 (714)는 흡수 복합체 층 (710) 아래의 독립된 층 (743)에 위치한다. 도 25j를 보면, 다른 특별한 특징에서, SAP (712)는 흡수 복합체 층 (710)에 위치하고, 탈팽윤 촉발제 (714)는 흡수 복합체 층 (710) 아래의 독립된 층 (743)에 위치하고, 재팽윤 촉발제 (716)은 재팽윤 촉발제 층 (743) 아래의 추가의 층 (746)에 위치한다.
다른 양상에서, 촉발제는 흡수 시스템의 추가의 층, 예를 들어 서지층, 접착제층, 티슈층, 발포체층, 접착제/티슈 적층체 및 기타 등등에 위치할 수 있다.
흡수 복합체 또는 흡수 시스템 내의 SAP 및 촉발제의 분포는 수 가지 방법으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 영상 분석, 예를 들어 SEM, X선 영상화가 이용될 수 있다. 추가로, 용매 추출 후에 영상 분석 방법을 수행한다. 용매 추출은 촉발제만 용매 매질에 용해되는 방식으로 수행되어야 한다. 예를 들어, SAP의 팽윤을 제한하지만 동시에 촉발제를 용해시키는 데는 알콜 및 물의 혼합물이 이용될 수 있다.
위에서 제시한 다양한 구조적 양상은 오직 예로서만 제공된 것이고, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 많은 추가의 변화도 고려된다는 것을 이해한다. 다른 특별한 특징에서, 촉발제는 바람직한 기초 중량으로 추가 층의 표적 대역에 존재한다.
본 발명은 다음 실시예를 참고하여 더 잘 이해할 수 있다.
<실시예>
본 발명은 도면 및 다음 실시예를 참고하여 더 잘 이해할 수 있다. 다음 실시예 및 실시예의 SAP는 본 발명을 예시하기 위해 제공된 것이고, 특허 청구 범위의 범위를 제한하지 않는다. 달리 언급하지 않으면, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
초흡수성 중합체 조성물
예비 생성물 B
교반기 및 냉각 코일이 구비된 폴리에틸렌 용기에 1167 g의 50% NaOH 및 2032 g의 증류수를 첨가하고 20 ℃로 냉각하였다. 이어서, 500 g의 빙상결정(glacial) 아크릴산을 가성 용액에 첨가하고, 용액을 다시 20 ℃로 냉각하였다. 제 1 용액에 3.75 g의 폴리에틸렌 글리콜 모노알릴에테르 아크릴레이트, 3.75 g의 에톡실화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 사르토머(SARTOMER) 454 제품, 및 1000 g의 빙상결정 아크릴산을 첨가한 후 4 - 6 ℃로 냉각하였다. 약 10 분 동안 단량체 용액을 통해 질소를 버블링하였다. 냉각 코일을 용기로부터 제거하였다. 개시제 첨가 직전, 단량체 용액에 발포제로서 47 g의 코팅된 FMC 등급 50 탄산나트륨을 첨가하였다(코팅된 발포제는 9 g의 폴리에틸렌 글리콜 8000 용액(물 중의 16.5 중량%)을 300 g의 탄산나트륨 분말에 분사함으로써 제조하였다. 코팅된 분말은 중합 회분(batch)에 사용하기 전에 1 시간 이상 동안 실온에서 이완시켰다). 단량체 용액에 50 g의 1 중량% H2O2 수용액, 150 g의 2 중량% 과황산나트륨 수용액, 및 45 g의 0.5 중량% 소듐 에리토르베이트 수용액을 첨가하여 중합 반응을 개시하였다. 교반기를 정지시키고, 개시된 단량체가 중합하도록 20 분 동안 두었다. 얻은 히드로겔을 잘게 절단하고, 호바트(Hobart) 4M6 시판 압출기로 압출한 후, 프록터 앤드 슈바르츠(Procter & Schwartz) 모델 062 강제 공기 오븐에서 175 ℃에서 20 인치 x 40 인치의 천공된 금속 트레이 상에서 10 분 동안의 상향 유동 공기 및 6 분 동안의 하향 유동 공기로 최종 생성물 수분 수준이 5 중량% 미만이 되도록 건조시켰다. 건조된 물질을 프로데바(Prodeva) 모델 315-S 파쇄기에서 조대 그라인딩하고, MPI 666-F 3단 롤러 밀에서 밀링하고, 미녹스(Minox) MTS 600DS3V로 체가름하여 850 ㎛ 초과 입자 및 150 ㎛ 미만 입자를 제거하였다. 생성물은 38 g/g의 CRC 및 32 초의 와류 시간을 가졌다.
예비 생성물 C
교반기 및 냉각 코일이 구비된 폴리에틸렌 용기에 1333 g의 50% NaOH 및 3988 g의 증류수를 첨가하고 20 ℃로 냉각하였다. 이어서, 800 g의 빙상결정 아크릴산을 가성 용액에 첨가하고, 용액을 다시 20 ℃로 냉각하였다. 제 1 용액에 3.6 g의 폴리에틸렌 글리콜 모노알릴에테르 아크릴레이트, 3.6 g의 에톡실화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 사르토머 454 제품, 및 1600 g의 빙상결정 아크릴산을 첨가한 후 4 - 6 ℃로 냉각하였다. 약 10 분 동안 단량체 용액을 통해 질소를 버블링하였다. 냉각 코일을 용기로부터 제거하였다. 단량체 용액에 80 g의 1 중량% H2O2 수용액, 120 g의 2 중량% 과황산나트륨 수용액, 및 72 g의 0.5 중량% 소듐 에리토르베이트 수용액을 첨가하여 중합 반응을 개시하였다. 교반기를 정지시키고, 개시된 단량체가 중합하도록 20 분 동안 두었다. 얻은 히드로겔을 잘게 절단하고, 호바트 4M6 시판 압출기로 압출한 후, 프록터 앤드 슈바르츠 모델 062 강제 공기 오븐에서 175 ℃에서 20 인치 x 40 인치의 천공된 금속 트레이 상에서 10 분 동안의 상향 유동 공기 및 6 분 동안의 하향 유동 공기로 최종 생성물 수분 수준이 5 중량% 미만이 되도록 건조시켰다. 건조된 물질을 프로데바 모델 315-S 파쇄기에서 조대 그라인딩하고, MPI 666-F 3단 롤러 밀에서 밀링하고, 미녹스 MTS 600DS3V로 체가름하여 850 ㎛ 초과 입자 및 150 ㎛ 미만 입자를 제거하였다. 생성물은 36.2 g/g의 CRC 및 60 초의 와류 시간을 가졌다.
예비 생성물 D
교반기 및 냉각 코일이 구비된 폴리에틸렌 용기에 972 g의 50% NaOH 및 1976 g의 증류수를 첨가하고 20 ℃로 냉각하였다. 이어서, 583 g의 빙상결정 아크릴산을 가성 용액에 첨가하고, 용액을 다시 20 ℃로 냉각하였다. 제 1 용액에 2.625 g의 폴리에틸렌 글리콜 모노알릴에테르 아크릴레이트, 2.625 g의 에톡실화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 사르토머 454 제품, 및 1167 g의 빙상결정 아크릴산을 첨가한 후 4 - 6 ℃로 냉각하였다. 약 10 분 동안 단량체 용액을 통해 질소를 버블링하였다. 냉각 코일을 용기로부터 제거하였다. 개시제 첨가 직전, 단량체 용액에 발포제로서 51.8 g의 코팅된 FMC 등급 50 탄산나트륨을 첨가하였다(코팅된 발포제는 9 g의 폴리에틸렌 글리콜 8000 용액(물 중의 16.5 중량%)을 300 g의 탄산나트륨 분말에 분사함으로써 제조하였다. 코팅된 분말은 중합 회분에 사용하기 전에 1 시간 이상 동안 실온에서 이완시켰다.). 단량체 용액에 50 g의 1 중량% H2O2 수용액, 150 g의 2 중량% 과황산나트륨 수용액, 및 45 g의 0.5 중량% 소듐 에리토르베이트 수용액을 첨가하여 중합 반응을 개시하였다. 교반기를 정지시키고, 개시된 단량체가 중합하도록 20 분 동안 두었다. 얻은 히드로겔을 잘게 절단하고, 호바트 4M6 시판 압출기로 압출한 후, 프록터 앤드 슈바르츠 모델 062 강제 공기 오븐에서 175 ℃에서 20 인치 x 40 인치의 천공된 금속 트레이 상에서 10 분 동안의 상향 유동 공기 및 6 분 동안의 하향 유동 공기로 최종 생성물 수분 수준이 5 중량% 미만이 되도록 건조시켰다. 건조된 물질을 프로데바 모델 315-S 파쇄기에서 조대 그라인딩하고, MPI 666-F 3단 롤러 밀에서 밀링하고, 미녹스 MTS 600DS3V로 체가름하여 850 ㎛ 초과 입자 및 150 ㎛ 미만 입자를 제거하였다. 생성물은 34.1 g/g의 CRC 및 29 초의 와류 시간을 가졌다.
예비 생성물 E
예비 생성물 E는 50% NaOH, 폴리에틸렌 글리콜 모노알릴에테르 아크릴레이트, 및 에톡실화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트의 양을 각각 1066 g, 2.4 g 및 2.4 g으로 변화시키는 것을 제외하고는 예비 생성물 C의 제조 방법을 이용하여 제조하였다. 생성물은 34.1 g/g의 CRC 및 70 초의 와류 시간을 가졌다.
예비 생성물 F
예비 생성물 F는 폴리에틸렌 글리콜 모노알릴에테르 아크릴레이트, 및 에톡실화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트의 양을 각각 1.75 g 및 1.75 g으로 변화시키는 것을 제외하고는 예비 생성물 D와 동일한 방법을 따라서 제조하였다. 생성물은 40.1 g/g의 CRC 및 26.3 초의 와류 시간을 가졌다.
초흡수성 중합체 조성물 A( SAP -A)
SAP-A는 에보니크 스토크하우젠 인크.(Evonik Stockhausen Inc.)(미국 노쓰캐롤라이나주 그린스보로)에 의해 제조된 상업적으로 입수가능한 초흡수제 제품인 페이버(FAVOR) SXM-9300이다. 이것은 약 65% 내지 약 75%의 중화도를 가진다.
초흡수성 중합체 조성물 B( SAP -B)
예비 생성물 B를 25 중량% 수용액을 이용하여 0.5%의 시퍼나트(SIPERNAT) 22s, 1 중량%의 에틸렌 카르보네이트 및 3 중량%의 물로 코팅하였다. 이어서, 코팅된 예비 생성물 B를 대류 오븐에서 185 ℃에서 45 분 동안 가열하였다. 이어서, 표면 가교된 미립자 물질을 1000 ppm의 폴리에틸렌 글리콜 8000(평균 분자량이 8000인 폴리에틸렌 글리콜) 및 5%의 물로 후처리하였다.
초흡수성 중합체 조성물 C( SAP -C)
예비 생성물 C를 25 중량% 수용액을 이용하여 0.5%의 시퍼나트 22s, 1 중량%의 에틸렌 카르보네이트 및 3 중량%의 물로 코팅하였다. 이어서, 코팅된 예비 생성물 C를 대류 오븐에서 150 ℃에서 40 분 동안 가열하였다. 이어서, 표면 가교된 미립자 물질을 500 ppm의 폴리에틸렌 글리콜 8000(평균 분자량이 8000인 폴리에틸렌 글리콜) 및 2%의 물로 후처리하였다.
초흡수성 중합체 조성물 D( SAP -D)
예비 생성물 D를 25 중량% 수용액을 이용하여 0.5%의 시퍼나트 22s, 1 중량%의 에틸렌 카르보네이트 및 3 중량%의 물로 코팅하였다. 이어서, 코팅된 예비 생성물 D를 대류 오븐에서 165 ℃에서 40 분 동안 가열하였다. 이어서, 표면 가교된 미립자 물질을 500 ppm의 폴리에틸렌 글리콜 8000(평균 분자량이 8000인 폴리에틸렌 글리콜) 및 2%의 물로 후처리하였다.
초흡수성 중합체 조성물 E( SAP -E)
예비 생성물 E를 25 중량% 수용액을 이용하여 0.5%의 시퍼나트 22s, 1 중량%의 에틸렌 카르보네이트 및 3 중량%의 물로 코팅하였다. 이어서, 코팅된 예비 생성물 E를 대류 오븐에서 150 ℃에서 40 분 동안 가열하였다. 이어서, 표면 가교된 미립자 물질을 500 ppm의 폴리에틸렌 글리콜 8000(평균 분자량이 8000인 폴리에틸렌 글리콜) 및 2%의 물로 후처리하였다.
초흡수성 중합체 조성물 F( SAP -F)
예비 생성물 F를 20 중량% 수용액을 이용하여 0.5%의 시퍼나트 22s, 1 중량%의 에틸렌 카르보네이트 및 3 중량%의 물로 코팅하였다. 이어서, 코팅된 예비 생성물 F를 대류 오븐에서 155 ℃에서 40 분 동안 가열하였다. 이어서, 표면 가교된 미립자 물질을 1000 ppm의 폴리에틸렌 글리콜 8000(평균 분자량이 8000인 폴리에틸렌 글리콜) 및 5%의 물로 후처리하였다.
상기 초흡수성 중합체 조성물은 하기 표 A에 나타낸 성질을 가진다.
<표 A>
Figure 112010049156112-pct00002
촉발제의 예
<표 B>
Figure 112010049156112-pct00003
다음 실시예에서는 표 A 및 B로부터의 약어 SAP-A, SAP-B, SAP-C, SAP-D, SAP-E, SAP-F, TAD-A, TAD-B, TAD-C, TAD-D, TAD-E, TAD-F, TAD-G, TAR-A, TAR-B, TAR-C, TC-D, TAR-E 및 TAR-F를 이용할 수 있다.
실시예 1
폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 술팜산(TAD-A 및 TAD-B)의 제조
중합체 용액 또는 분산액을 수용성 고체 화학물질 상에 분사하여 코팅층을 생성하였다. 이 목적에는 수성 폴리(메트)아크릴레이트 분산액, 예를 들어 에보니크 파마 폴리머즈(Evonik Pharma Polymers)로부터 상업적으로 입수가능한 유드라지트 RS 30D가 매우 적합하다.
코팅 중합체 분산액은 다음 제제에 따라서 제조하였다.
유드라지트 RS 30D(30% 수성 분산액) 1200 g
트리에틸 시트레이트 36 g
활석 180 g
물 1464 g
코팅 물질의 혼합물을 오버헤드 교반기를 이용하여 용기에서 교반하였다. 혼합물을 15 분 이상 동안 교반하여 잘 혼합한 후, 이것을 이용하여 수용성 고체 화학물질을 코팅하였다.
시그마-알드리치 컴파니(Sigma-Aldrich Company)로부터 얻은 약 800 g의 술팜산 입자(입자 크기 100 - 20 메쉬, 미국 체 시리즈)를 글래트(Glatt) WSG 5 유동층 장치에 놓았다. 글래트 유닛은 상부 분사 인서트를 삽입함으로써 상부 분사를 제공하도록 설비하였고, 150 ㎛ 필터 백을 이용하였다. 술팜산 입자를 유동화하는 데 이용되는 공기는 컨디셔닝하여 공기 중의 수증기를 제거하였다. 코팅 물질은 약 25 ℃의 코팅 물질 온도, 2.0 bar의 분무화 공기 압력, 및 8 g/분/㎏의 분사 유동 속도로 적용하였다. 코팅 물질을 적용한 후, 코팅된 입자를 40 ℃에서 24 시간 동안 건조하였다. 5 중량% 또는 10 중량% 중합체 코팅을 가지는 코팅된 생성물을 제조하였다.
술팜산 방출은 상기 "방출 프로파일 측정 - 코팅된 술팜산 방출 시험"의 시험 방법에서 기술한 바와 같이 pH 측정기를 이용하여 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00004
도 9는 폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 술팜산의 방출 프로파일을 나타내는 그래프이다. 이 촉발제들은 S자형 방출 프로파일을 나타내었다. 방출 속도는 코팅 중합체의 양에 의해 조절되었다.
실시예 2
폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 포름산칼슘(TAD-C 및 TAD-D)의 제조
실시예 1에 개요한 일반 절차를 이용해서 포름산칼슘 입자(피셔 사이언티픽(Fisher Scientific)으로부터 상업적으로 입수가능함) 상에 유드라지트 RS 30D 중합체 코팅을 적용하였다. 코팅된 입자는 5 중량% 또는 10 중량% 중합체 코팅으로 이루어졌다.
포름산칼슘의 방출은 시험 방법 "코팅된 포름산칼슘 방출 시험"에 기술된 일반 절차에 따라서 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00005
도 10은 폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 포름산칼슘의 방출 프로파일을 나타내는 그래프이다. 이 촉발제들은 특이형 방출 프로파일을 나타내었다. 방출 속도는 코팅 중합체의 양에 의해 조절되었다.
실시예 3
셀룰로오스 아세테이트로 코팅된 포름산칼슘(TAD-E)
400 g의 포름산칼슘 입자(피셔 사이언티픽으로부터 상업적으로 입수가능함, 입자 크기는 표 4에 나타냄)를 키친-에이드(KITCHEN-AID) 혼합기에서 교반하였다. 2 분에 걸쳐서 시린지를 이용해서 45 ㎖의 셀룰로오스 아세테이트 용액(이스트만(EASTMAN) CA-398-3, 아세톤 중의 20%)을 입자에 적가하였다. 혼합물을 1 분 동안 교반한 후, 코팅된 입자를 공기 건조하고, 이어서 오븐에서 50 ℃에서 2 시간 동안 건조하였다. 건조된 물질을 체가름하여 850 ㎛ 초과인 입자 및 150 ㎛ 미만인 입자를 제거하였다. 포름산칼슘의 방출 프로파일을 시험 방법 "코팅된 포름산칼슘 방출 시험"에 기술된 일반 절차에 따라서 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 4
셀룰로오스 아세테이트 및 에틸 셀룰로오스로 코팅된 포름산칼슘(TAD-F)
400 g의 포름산칼슘 입자(피셔 사이언티픽으로부터 상업적으로 입수가능함, 입자 크기는 표 4에 나타냄)를 키친-에이드 혼합기에서 교반하였다. 2 분에 걸쳐서 시린지를 이용해서 60 ㎖의 셀룰로오스 아세테이트 용액(이스트만 CA-398-3, 아세톤 중의 20%)을 입자에 적가하였다. 혼합물을 1 분 동안 교반한 후, 코팅된 입자를 공기 건조하였다. 이어서, 입자를 70 ㎖의 에틸 셀룰로오스 용액(시그마-알드리치로부터 상업적으로 입수가능함, 10 cP, 에탄올 중의 20%)으로 동일한 방법으로 코팅하여 제 2 코팅층을 제공하였다. 이어서, 샘플을 오븐에서 50 ℃에서 2 시간 동안 건조하였다. 건조된 물질을 체가름하여 850 ㎛ 초과인 입자 및 150 ㎛ 미만인 입자를 제거하였다. 포름산칼슘의 방출 프로파일을 시험 방법 "코팅된 포름산칼슘 방출 시험"에 기술된 일반 절차에 따라서 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00006
도 11은 셀룰로오스 아세테이트 또는 셀룰로오스 아세테이트/에틸 셀룰로오스로 코팅된 포름산칼슘의 방출 프로파일을 나타내는 그래프이다. 이들 촉발제는 특이형 방출 프로파일을 나타내었다.
실시예 5
소듐 카르복시메틸 셀룰로오스로 코팅된 포름산칼슘(TAD-G)의 제조
400 g의 포름산칼슘 입자(피셔 사이언티픽으로부터 상업적으로 입수가능함, 입자 크기는 표 4에 나타냄)를 키친-에이드 혼합기에서 교반하였다. 1 분에 걸쳐서 시린지를 이용해서 40 ㎖의 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC) 용액(물 중의 1%)을 입자에 적가하였다. 혼합물을 추가 1 분 동안 교반한 후, 코팅된 입자를 오븐에서 110 ℃에서 30분 동안 건조시켰다. 이어서, 샘플을 20/80 메쉬 체(미국 체 시리즈)를 이용해서 체가름하였다. 80 메쉬 체 상의 입자를 수거하여 생성물 320 g을 얻었다. 코팅된 입자는 물에서 빠른 방출 속도, 즉 1 분에 77% 방출, 2 분에 100% 방출을 나타내었다. 하기 표 4에 나타낸 바와 같이, 코팅된 샘플은 코팅되지 않은 샘플보다 더 큰 입자 크기를 가졌다.
Figure 112010049156112-pct00007
실시예 6
폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 탄산나트륨(TAR-A 내지 TAR-D)의 제조
실시예 1에 개요한 일반 절차를 이용해서 탄산나트륨 입자(시그마-알드리치, 입자 크기 100 - 20 메쉬, 미국 체 시리즈) 상에 유드라지트 RS 30D 중합체 코팅을 적용하였다. 코팅된 입자는 5 중량%, 10 중량%, 18 중량% 또는 27 중량% 중합체 코팅으로 이루어졌다.
탄산나트륨의 방출은 시험 방법 "코팅된 탄산나트륨 방출"에 기술된 일반 절차에 따라서 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00008
도 12는 폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 탄산나트륨의 방출 프로파일을 그래프로 나타낸 것이다. 이들 촉발제는 S자형 방출 프로파일을 나타내었다.
실시예 7
MPP로 코팅된 탄산나트륨(TAR-E, TAR-F)의 제조
400 g의 탄산나트륨 입자 (100 - 20 메쉬)를 1 갈론 플라스틱 버킷에 넣었다. 버킷을 레취 쉐이커(Retch Shaker)에 놓아서 입자를 유동화시켰다. 말레화 폴리프로필렌(MPP) 유탁액(물 중의 20%, 켐코르(Chemcor)(미국 뉴욕주 체스터)로부터 상업적으로 입수가능함)을 분사총을 이용해서 20 분에 걸쳐서 입자에 분사하였다. 코팅된 입자를 오븐에서 50 ℃에서 2일 동안 건조시켰다. 코팅된 입자는 2 중량% 또는 6 중량%의 중합체 코팅으로 이루어졌다.
탄산나트륨의 방출은 시험 방법 "코팅된 탄산나트륨 방출"에 기술된 일반 절차에 따라서 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00009
도 13은 말레화 폴리프로필렌으로 코팅된 탄산나트륨의 방출 프로파일을 나타내는 그래프이다. 이들 촉발제는 특이형 방출 프로파일을 나타내었다.
실시예 8 - 13
불용성 염 생성에 의한 SAP 팽윤/ 탈팽윤
불용성 염 생성에 의해 촉발되는 팽윤 및 탈팽윤을 입증하기 위해 에보니크 스토크하우젠 인크.(미국 노쓰캐롤라이나주 그린스보로)에 의해 제조된 상업적으로 입수가능한 SAP인 페이버 SXM-9300을 이용하였다. 먼저, SAP를 다가 양이온을 함유하는 염 용액에 노출시켰다. 이어서, 그것을 제 1 염의 다가 양이온과 착화하여 용해도곱 상수 Ksp < 10 -5를 가지는 불용성 염을 생성할 수 있는 음이온을 함유하는 제 2 염 용액에 노출시켰다. 비교예 13에서는 탈팽윤 촉발제로서 KCl을 이용하였고, 재팽윤 촉발제로서 Na2SO4를 이용하였다.
구체적으로, 0.20 g의 초흡수성 중합체 조성물을 티백에 넣었다. 원심분리 보유 성능 시험에 따라서 SAP 샘플의 제 1 원심분리 보유 성능을 시험하였다. 이어서, 10 g의 0.9 중량% 염화나트륨 용액에 특정 양의 탈팽윤 촉발제를 용해시킴으로써 제조한 탈팽윤 용액에 티백을 침지하였다. 10 분 동안 담근 후, 백을 원심분리기에 놓고, 보유 성능을 측정하여 제 2 원심분리 보유 성능을 제공하였다. 이어서, 20 g의 0.9 중량% 염화나트륨 용액에 특정 양의 재팽윤 촉발제를 용해시킴으로써 제조한 재팽윤 용액에 백을 침지하였다. 20 분 동안 담근 후, 백을 원심분리기에 놓고, 보유 성능을 측정하여 제 3 원심분리 보유 성능을 제공하였다. 시험 결과를 하기 표 7에 요약하였다. 표 7에 실린 용해도곱 상수는 제 1 촉발제 화학물질의 양이온 및 제 2 촉발제 화학물질의 음이온으로부터 생성된 염에 관한 것이다. 그것은 온라인 정보원: http://www.csudh.edu/oliver/chemdata/data-ksp.htm으로부터 얻을 수 있다.
Figure 112010049156112-pct00010
실시예 8 - 12로부터의 결과는 팽윤된 SAP를 2 이상의 이온화 원자가를 가지는 양이온을 포함하는 염 용액에 노출시킴으로써 SAP를 탈팽윤시킬 수 있는 능력을 입증하였다. 추가로, 그 결과는 또한 탈팽윤된 SAP가 제 1 염의 양이온과 착화하여 용해도곱 상수 Ksp < 10 -5를 가지는 불용성 염을 생성할 수 있는 음이온을 함유하는 제 2 염 용액 존재 하에서 재팽윤할 수 있음을 나타내었다. 실시예 13에서는 제 1 염의 양이온(K+)이 2 미만의 이온화 원자가를 가지고, 제 2 염의 음이온(SO4 2 -)이 제 1 염(KCl)의 양이온(K+)과 가용성 염을 생성한다. 이 경우, SAP는 효과적인 탈팽윤 및 재팽윤을 나타내지 못하였다. 약간 감소된 제 2 및 제 3 CRC 성능은 주로 가용성 제 1 염 및 제 2 염에 의한 염 중독 효과 때문이다.
실시예 14 - 16
불용성 염 생성에 의한 SAP 팽윤/ 탈팽윤
하기 표 8에는 원심분리 보유 성능 시험으로부터의 SAP-B, SAP-D 및 SAP-F의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 평가 결과를 실었다. 낮은 중화도를 가지는 초흡수성 중합체(SAP-D 및 SAP-F, 40-60% DN)는 보통의 중화도(약 70% DN)를 가지는 SAP에 비해서 개선된 재팽윤 성능을 입증하였다.
Figure 112010049156112-pct00011
실시예 17 - 21
낮은 DN 을 가지는 초흡수성 중합체의 팽윤/ 탈팽윤
상업적으로 입수가능한 초흡수성 중합체, 예를 들어 SXM-9300에 비해 질량 효율 및 재팽윤 성능이 개선됨을 입증하기 위해 40-60%의 중화도(DN)를 가지는 초흡수성 중합체 조성물을 이용하였다. 탈팽윤 촉발제로서 술팜산을 이용하였고, 재팽윤 촉발제로서 탄산나트륨을 이용하였다. 실시예 8 - 13에 기술된 일반 절차를 따라서 평가를 수행하였다. 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00012
표 9에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 낮은 중화도를 가지는 SAP(SAP-C 및 SAP-E)는 보통의 중화도를 가지는 중합체, 예를 들어 SXM-9300에 비해서 개선된 재팽윤 성능 및 질량 효율을 나타내었다.
실시예 22
SXM-9300 및 폴리(메트)아크릴레이트로 코팅된 술팜산을 포함하는 흡수 조성물을 이용해서 흡수 조성물의 팽윤/탈팽윤 거동을 입증하였다. SXM-9300 및 코팅된 술팜산(촉발제 TAD-A 또는 TAD-B)의 혼합물을 스크린 바닥을 가지는 실린더에 넣고, 흡수 조성물의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 시험에 기술된 일반 절차에 따라서 흡수 성능을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00013
표 10 및 도 14의 결과로부터, 팽윤 성능 및 탈팽윤 시간이 촉발제의 중합체 코팅 수준에 의해서 뿐만 아니라 SAP 및 촉발제의 혼합비에 의해서 조절된다는 것을 알 수 있다.
실시예 23 - 27
표 11에 초흡수성 중합체 또는 초흡수성 중합체 조성물, 술팜산을 포함하는 탈팽윤 촉발제 및 염기성 물질, 예를 들어 탄산나트륨을 포함하는 재팽윤 촉발제를 포함하는 흡수 조성물을 나타내었다. 흡수 조성물의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 시험에 기술된 일반 절차에 따라서 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선을 측정하였다.
Figure 112010049156112-pct00014
도 15는 표 11에 나타낸 실시예 23-24의 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제 둘 모두와 SXM-9300의 건조 혼합물의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선을 그래프로 나타낸 것이다. 이들 실시예에서, 재팽윤 단계의 출발점은 재팽윤 촉발제의 방출 속도에 의해 조절되었다.
도 16은 표 11에 나타낸 실시예 25의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선을 그래프로 나타낸 것이다. 이 실시예에서, 캡슐화된 발포제를 포함하는 초흡수성 중합체 조성물인 SAP-B는 SXM-9300에 비해서 빠른 흡수 속도 때문에 개선된 팽윤 성능을 제공하였다.
도 17은 표 11에 나타낸 실시예 26 - 27의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선을 그래프로 나타낸 것이다. 이 실시예에서, 약 50% DN을 가지는 초흡수성 중합체 조성물인 SAP-C 및 SAP-D는 SXM-9300에 비해서 개선된 팽윤 및 재팽윤 성능 및 질량 효율을 제공하였다. SAP-D는 그의 빠른 흡수 속도 때문에 SAP-C에 비해 개선된 팽윤 성능을 나타내었다.
실시예 28 - 32
표 12는 SXM-9300 또는 본 발명의 초흡수성 중합체 조성물, 다가 양이온을 포함하는 탈팽윤 촉발제, 및 탈팽윤 촉발제의 다가 양이온과 착화하여 용해도곱 상수 Ksp < 10 -5를 가지는 불용성 염을 생성할 수 있는 음이온을 함유하는 재팽윤 촉발제를 포함하는 흡수 조성물을 요약하였다. 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선은 팽윤/탈팽윤/재팽윤 시험에 기술된 일반 절차에 따라서 측정하였다.
Figure 112010049156112-pct00015
도 18은 팽윤/탈팽윤/재팽윤 시험으로 측정할 때의 표 12에 나타낸 실시예 28의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선을 그래프로 나타낸 것이다. 이 실시예에서, SAP는 0.9% 염수 용액에 노출된 후 팽윤/탈팽윤/재팽윤 거동을 나타내었다.
도 19는 팽윤/탈팽윤/재팽윤 시험으로 측정할 때의 표 12에 나타낸 실시예 29-30의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선을 그래프로 나타낸 것이다. 이들 실시예에서, 캡슐화된 발포제를 포함하는 초흡수성 중합체 조성물인 SAP-B는 SXM-9300에 비해 개선된 팽윤 성능을 제공하였다.
도 20은 팽윤/탈팽윤/재팽윤 시험으로 측정할 때의 표 12에 나타낸 실시예 31-32의 팽윤/탈팽윤/재팽윤 곡선을 그래프로 나타낸 것이다. 이들 실시예에서, 캡슐화된 발포제를 포함하고 약 50% DN을 가지는 초흡수성 중합체 조성물인 SAP-D는 개선된 팽윤 및 재팽윤 성능 및 질량 효율 개선의 이점을 입증하였다.
실시예 33 내지 38
표준 에어포밍(airforming) 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 얻은 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
개별 7.6 ㎝ 길이 대역이 특정 양의 펄프 섬유 및 미립자 물질(SAP, 또는 촉발제, 또는 이들의 조합)(하기 표 13 참조)을 가지도록 제조될 수 있게 하는 형성 유닛의 변형을 이용하였다. 그러나, 2 개의 외측 대역은 10.2 ㎝ 길이의 웹을 생성하였다는 것을 주목한다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브(COOSASORB) 100% 남부 연목 펄프(보워터 코포레이션(미국 알라바마주 쿠사 파인즈에 사무소를 둠)으로부터 입수가능함)였다. 실시예 33의 SAP는 페이버 SXM-9300(에보니크 스토크하우젠, 인크.(미국 노쓰캐롤라이나주 그린스보로에 사무소를 둠)로부터 입수가능함)이었다. 실시예 34-38의 초흡수성 중합체 조성물은 SAP-D였다. 실시예 34-38에 사용된 탈팽윤 촉발제는 TAD-A였다. 실시예 34-38에 사용된 재팽윤 촉발제는 TAR-C였다.
실시예 34-38의 경우, 각 대역에 대해서, 필요한 양의 미립자 물질(SAP-D, TAD-A 및 TAR-C)을 측정하고(표 13 참조), 웹 형성 전에 비커에서 손으로 혼합하였다.
플러프 및 미립자 물질을 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈(화이트 랩 시트(WHITE WRAP SHEET), 셀루 티슈 홀딩스, 인크.(Cellu Tissu Holdings, Inc.)(미국 코넥티컷주 이스트 하트포드에 사무소를 둠)로부터 입수가능함) 상에 형성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 이어서, 초흡수성 중합체 조성물(촉발제와 함께) 및 플러프 각각을 하기 표 13에서 확인되는 각 대역에 대해 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 미립자 물질 5개 부분). 각 플러프 부분 및 미립자 물질 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 미립자 물질을 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 미립자 물질의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다. 이것은 700 gsm의 기초 중량(초흡수성 중합체 조성물 및 플러프를 합한 것임)을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다. 대역 내에 첨가된 어떠한 촉발제도 그 대역에 대해 700 gsm 초과의 총 기초 중량을 가지게 하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다.
Figure 112010049156112-pct00016
얻은 핸드시트 복합체를 카버 프레스(CARVER PRESS) 모델 #4531(카버, 인크.(Carver, Inc.)(미국 인디아나주 와바쉬에 사무소를 둠)로부터 입수가능함)을 이용하여 시험 전에 약 3.5 ㎜의 두께로 압축하였다.
핸드시트 제조 및 압밀화 후, 샘플을 상기 각 대역이 7.6 ㎝ 길이(즉, 대역 1 및 5의 길이로부터 2.5 ㎝ 제거함)가 되도록 7.6 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이로 잘랐다. 이 결과로, 각 7.6 ㎝ x 7.6 ㎝ 대역에 하기 표 14에서 확인되는 바와 같은 초흡수성 중합체 조성물, 플러프, TAD-A, TAR-C의 양을 가졌다.
Figure 112010049156112-pct00017
실시예 33 - 38의 시험
실시예 33 - 38의 7.6 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이의 조각에 대해 크래들 흡입 시험을 수행하였다. 실시예의 길이 방향에서의 액체 분포를 크래들 흡입 시험 방법 설명에 기술된 바와 같이 X선 영상화에 의해 결정하였다.
유체 분포 분석의 결과를 하기 표 15에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00018
표 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 2 배설 및 제 3 배설 후, 촉발제를 함유하는 모든 실시예(실시예 34 - 38)은 실시예 33에 비해 배설 영역에 그대로 남아 있는 액체의 양이 감소함을 나타내었다. 이것은 더 많은 액체가 흡수 복합체 전체에 분포된다는 것을 가리킨다.
실시예 39 - 44
표준 에어포밍 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 생성된 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브 100% 남부 연목 펄프였다. 비교예 39의 SAP는 페이버 SXM-9300이었다. 비교예 40 및 실시예 41-44의 SAP는 SAP-D였다. 실시예 41 및 43에 사용된 탈팽윤 촉발제는 TAD-G였다. 실시예 42 및 44에 사용된 탈팽윤 촉발제는 TAD-E였다. 실시예 41-44에 사용된 재팽윤 촉발제는 TAR-F였다.
31.46 g의 플러프 및 47.18 g의 SAP를 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈인 화이트 랩 시트(WHITE WRAP SHEET) 상에 형성하였다. 이 SAP 및 플러프 양은 이 장비에 의해 제조된 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 핸드시트 위에 717 gsm의 기초 중량을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 이어서, SAP 및 플러프 각각을 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 SAP 5개 부분). 각 플러프 부분 및 SAP 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 SAP를 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 SAP의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다. 복합체 웹을 시험 전에 카버 프레스 모델 #4531을 이용하여 약 3.6 ㎜의 두께로 압축하였다. 에어포밍된 핸드시트의 샘플을 2.5 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이로 잘랐다.
이어서, 실시예 41 - 44에 대해서는 다음 추가 절차를 따랐다(도 21 참조).
1. 상기 티슈의 2.5 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이의 조각을 편평한 수평면 상에 놓고, 길이 방향으로 중심 22.9 ㎝ 길이를 표시하였다.
2. 표 16(4번째 칸)에서 확인되는 필요한 양의 촉발제를 가정용 소금 뿌리개를 이용해서 티슈의 표시된 22.9 ㎝ 길이 구역 내에 균일하게 살포하였다.
3. 적당한 2.5 ㎝ x 38.1 ㎝ 에어포밍된 핸드시트(형성 티슈는 상부 및 하부가 움직이지 못함)를 촉발제(단계 2로부터) 상에 놓았다.
4. 길이 방향으로 중심 7.6 ㎝ 길이가 표시된 상기 티슈의 다른 한 층을 단계 3으로부터의 에어포밍된 핸드시트 위에 놓았다.
5. 표 16(3번째 칸)에서 확인되는 필요한 양의 촉발제를 가정용 소금 뿌리개를 이용해서 티슈에 표시된 7.6 ㎝ 길이 구역 내에 균일하게 살포하였다.
6. 이어서, 상기 티슈의 다른 하나의 2.5 ㎝ x 38.1 ㎝ 층을 단계 5로부터의 촉발제 위에 놓았다.
이 결과로, 촉발제가 독립된 층에 위치하는 흡수 시스템을 얻었다. 도 21은 실시예 41 - 44의 대표적인 흡수 시스템 (300)의 단면도를 나타내고, 여기서 시스템 (300)은 SAP 및 플러프를 포함하는 흡수 복합체 (310), 복합체 (310)의 상부 쪽에 위치하는 상부 촉발제를 포함하는 독립된 층 (342), 및 복합체 (310)의 하부 쪽에 위치하는 하부 촉발제를 포함하는 독립된 층 (343)을 가진다.
실시예 39 - 44의 시험
실시예 39 - 44에 대해 수평 분포 시험을 행하였다. 흡수 시스템의 습윤된 영역의 길이는 수평 분포 시험 방법에서 지시된 시각적 관찰에 의해 결정하였다. 그 결과를 하기 표 16에서 알 수 있다.
Figure 112010049156112-pct00019
표 16(마지막 칸)의 결과에 의해 알 수 있는 바와 같이, 시스템에 촉발제를 혼입함으로 인해서, SAP 및 플러프만 함유하는 비교예 39 및 40 중 어느 것보다도 더 긴 거리에 걸쳐서 유체가 분포되었다.
실시예 45 - 49
표준 에어포밍 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 생성된 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브 100% 남부 연목 펄프였다. 비교예 45의 SAP는 페이버 SXM-9300이었다. 비교예 46 및 실시예 47-49의 초흡수성 중합체 조성물은 SAP-D였다. 실시예 47 내지 49에 사용된 탈팽윤 촉발제는 TAD-G였다. 실시예 47 내지 49에 사용된 재팽윤 촉발제는 TAR-F였다.
31.46 g의 플러프 및 47.18 g의 SAP를 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈인 화이트 랩 시트 상에 형성하였다. 이 SAP 및 플러프 양은 이 장비에 의해 제조된 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 핸드시트 위에 717 gsm의 기초 중량을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 이어서, SAP 및 플러프 각각을 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 SAP 5개 부분). 각 플러프 부분 및 SAP 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 SAP를 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 SAP의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다. 복합체 웹을 시험 전에 카버 프레스 모델 #4531을 이용하여 약 3.6 ㎜의 두께로 압축하였다. 에어포밍된 핸드시트의 샘플을 2.5 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이로 잘랐다.
실시예 47 내지 49의 시스템을 완성하기 위해 다음 절차를 따랐다(도 22 참조).
1. 상기 티슈의 38.1 ㎝ 길이 x 2.5 ㎝ 폭의 조각을 편평한 수평면 상에 놓고, 길이 방향으로 7.6 ㎝마다 표시하였다.
2. 표 17(6번째 - 8번째 칸)에서 확인되는 필요한 양의 재팽윤 촉발제를 가정용 소금 뿌리개를 이용해서 티슈의 가운데 3 개 대역(대역 2, 3 및 4)에 균일하게 살포하였다.
3. 적당한 38.1 ㎝ x 2.5 ㎝ 에어포밍된 핸드시트(형성 티슈는 상부 및 하부가 움직이지 못함)를 촉발제(단계 2로부터) 상에 놓았다.
4. 길이 방향으로 7.6 ㎝마다 표시된 상기 티슈의 다른 한 층을 단계 3으로부터의 에어포밍된 핸드시트 위에 놓았다.
5. 표 17(3번째 - 5번째 칸)에서 확인되는 필요한 양의 탈팽윤 촉발제를 가정용 소금 뿌리개를 이용해서 티슈의 가운데 3 개 대역(대역 2, 3 및 4)에 균일하게 살포하였다.
6. 이어서, 상기 티슈의 다른 하나의 38.1 ㎝ x 2.5 ㎝ 층을 단계 5로부터의 촉발제 위에 놓았다.
이 결과, 촉발 조성물이 독립된 층의 표적 대역에 위치하는 흡수 시스템을 얻었다. 도 22는 실시예 45 - 49의 대표적인 흡수 시스템 (400)의 단면도를 나타내고, 여기서 시스템 (400)은 SAP (412) 및 플러프를 포함하는 흡수 복합체 (410); 복합체 (410)의 상부 쪽에 위치하는 탈팽윤 촉발제 (414)를 포함하고, 대역 2 (452), 대역 3 (453) 및 대역 4 (454)를 포함하는 독립된 층 (442); 및 복합체 (410)의 하부 쪽에 위치하는 재팽윤 촉발제 (416)을 포함하고, 대역 2 (452), 대역 3 (453) 및 대역 4 (454)를 포함하는 독립된 층 (443)을 가진다.
실시예 45 - 49의 시험
비교예 45 및 46 및 실시예 47 - 49에 대해 수평 분포 시험을 행하였다. 흡수 시스템의 습윤된 영역의 길이는 수평 분포 시험 방법에서 지시된 시각적 관찰에 의해 결정하였다. 그 결과를 하기 표 17에서 알 수 있다.
Figure 112010049156112-pct00020
상기 표 17(마지막 칸)의 결과에 의해 알 수 있는 바와 같이, 45% 정도의 적은 첨가량의 조합된 촉발제(초흡수성 중합체 조성물 양 기준)의 혼입으로 인해서, SAP 및 플러프만 함유하는 샘플(비교예 45 및 46) 중 어느 것보다도 더 긴 거리에 걸쳐서 유체가 분포될 수 있다.
실시예 50 - 54
실시예 50
표준 에어포밍 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 생성된 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브 100% 남부 연목 펄프였다. 비교예 50의 SAP는 페이버 SXM-9300이었다.
31.46 g의 플러프 및 47.18 g의 SAP를 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈인 화이트 랩 시트 상에 형성하였다. 이 SAP 및 플러프 양은 이 장비에 의해 제조된 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 핸드시트 위에 717 gsm의 기초 중량을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 이어서, SAP 및 플러프 각각을 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 SAP 5개 부분). 각 플러프 부분 및 SAP 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 SAP를 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 SAP의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다. 복합체 웹을 시험 전에 카버 프레스 모델 #4531을 이용하여 약 3.6 ㎜의 두께로 압축하였다.
다이를 이용해서 전체 표면적 290 ㎠, 가랑이 영역 폭 6.4 ㎝, 전체 길이 35.4 ㎝, 및 조각의 전방 폭 10.2 ㎝를 가지는 일반적 모래시계 모양으로 상기 핸드시트 조각을 오려내었다.
이렇게 다이로 잘라낸 흡수체를 표준 성분을 이용하는 대표적 단계 4 크기의 개인 위생 제품에 손으로 삽입하여 조립하였다.
실시예 51
표준 에어포밍 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 생성된 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브 100% 남부 연목 펄프였다. 실시예 51의 초흡수성 중합체 조성물은 SAP-D였다. 실시예 51에 사용된 팽윤 촉발제는 TAD-F였다. 실시예 51에 사용된 재팽윤 촉발제는 TAR-C였다.
31.46 g의 플러프 및 47.18 g의 SAP, 23.59 g의 TAD-F 및 47.18 g의 TAR-C를 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈인 화이트 랩 시트 상에 형성하였다. 이 미립자 물질 및 플러프 양은 이 장비에 의해 제조된 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 핸드시트 위에 1362 gsm의 기초 중량을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 웹 형성 전에 필요한 양의 미립자 물질 SAP-D, TAD-F 및 TAR-C를 재어서 비커에서 손으로 혼합하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 이어서, 미립자 물질 및 플러프 각각을 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 미립자 물질 5개 부분). 각 플러프 부분 및 미립자 물질 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 미립자 물질을 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 미립자 물질의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다. 복합체 웹을 시험 전에 카버 프레스 모델 #4531을 이용하여 약 3.6 ㎜의 두께(섬유 및 SAP의 질량을 기준으로 0.2 g/cc)로 압축하였다.
다이를 이용해서 전체 표면적 290 ㎠, 가랑이 영역 폭 6.4 ㎝, 전체 길이 35.4 ㎝, 및 조각의 전방 폭 10.2 ㎝를 가지는 일반적 모래시계 모양으로 상기 핸드시트 조각을 오려내었다.
이렇게 다이로 잘라낸 흡수체를 표준 성분을 이용하는 대표적 단계 4 크기의 개인 위생 제품에 손으로 삽입하여 조립하였다.
실시예 52 - 54
표준 에어포밍 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 생성된 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브 100% 남부 연목 펄프였다. 실시예 52의 초흡수성 중합체 조성물은 SAP-D였다. 실시예 53 및 54의 초흡수성 중합체 조성물은 SAP-F였다. 실시예 52 - 54에서 사용된 탈팽윤 촉발제는 TAD-G였다. 실시예 52 -54에서 사용된 재팽윤 촉발제는 TAR-F였다.
31.46 g의 플러프 및 47.18 g의 초흡수성 중합체 조성물을 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈인 화이트 랩 시트 상에 형성하였다. 이 SAP 및 플러프 양은 이 장비에 의해 제조된 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 핸드시트 위에 717 gsm의 기초 중량을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 이어서, SAP 및 플러프 각각을 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 초흡수성 중합체 조성물 5개 부분). 각 플러프 부분 및 초흡수성 중합체 조성물 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 SAP 조성물을 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 초흡수성 중합체 조성물의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다. 복합체 웹을 시험 전에 카버 프레스 모델 #4531을 이용하여 약 3.6 ㎜의 두께(섬유 및 SAP의 질량을 기준으로 0.2 g/cc)로 압축하였다.
다이를 이용해서 전체 표면적 290 ㎠, 가랑이 영역 폭 6.4 ㎝, 전체 길이 35.4 ㎝, 및 조각의 전방 폭 10.2 ㎝를 가지는 일반적 모래시계 모양으로 상기 핸드시트 조각을 오려내었다.
실시예 52 내지 54의 시스템을 완성하기 위해 다음 절차를 따랐다:
1. 상기 티슈의 38.1 ㎝ 길이 x 12.7 ㎝ 폭의 조각을 아래에 놓고, 길이 방향으로 7.6 ㎝마다 표시하였다.
2. 구조 접착제(NS34-5610, 내셔날 스타치 앤드 케미칼(National Starch and Chemical)(미국 뉴저지주 브릿지워터에 사무소를 둠)로부터 입수가능함)의 가벼운 층(5 - 25 gsm)을 분사총, 예를 들어 PAM 600 스프레이매틱(Spraymatic)(패스닝 테크놀로지, 인크.(Fastening Technology, Inc.)(미국 노쓰캐롤라이나주 샤로테에 사무소를 둠)로부터 입수가능함)을 이용해서 티슈 상에 분사하였다.
3. 표 18(6번째 - 8번째 칸)에서 확인되는 필요한 양의 재팽윤 촉발제를 가정용 소금 뿌리개를 이용해서 티슈의 가운데 3 개 대역(대역 2, 3 및 4)에 균일하게 살포하였다.
4. 티슈/접착제/촉발제 적층체를 반으로(폭 방향으로) 접어서 6.4 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이의 샘플을 생성하였다. 적층체의 대역 5 부분으로부터 2.5 ㎝를 트리밍해서, 6.4 ㎝ 폭 x 35.6 ㎝ 길이의 티슈/접착제/재팽윤 촉발제 적층체를 얻었다.
5. 상기 티슈의 38.1 ㎝ 길이 x 12.7 ㎝ 폭의 조각을 아래에 놓고, 길이 방향으로 7.6 ㎝마다 표시하였다.
6. 구조 접착제(NS34-5610)의 가벼운 층 (5-25 gsm)을 분사총, 예를 들어 PAM600 스프레이매틱을 이용해서 티슈 상에 분사하였다.
7. 표 18(3번째 - 5번째 칸)에서 확인되는 필요한 양의 탈팽윤 촉발제를 가정용 소금 뿌리개로 티슈 상의 가운데 3 개 대역(대역 2, 3 및 4)에 균일하게 살포하였다.
8. 티슈/접착제/촉발제 적층체를 반으로(폭 방향으로) 접어서 6.4 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이의 샘플을 생성하였다. 적층체의 대역 5 부분으로부터 2.5 ㎝를 트리밍하여, 6.4 ㎝ 폭 x 35.6 ㎝ 길이의 티슈/접착제/탈팽윤 촉발제 적층체를 얻었다.
9. 단계 4로부터의 티슈/접착제/재팽윤 촉발제 적층체를 편평한 수평면 상에 놓았다.
10. 표 18에서 확인되는 다이로 잘라낸 적당한 SAP/플러프 흡수 복합체를 각 조각의 전방 단부가 정렬되고 단계 4로부터의 적층체가 다이로 잘라낸 흡수 복합체의 가랑이 부분과 폭 방향으로 정렬되도록 단계 4로부터의 적층체 위에 놓았다.
11. 단계 8로부터의 티슈/접착제/탈팽윤 촉발제 적층체를 각 조각의 전방 단부가 정렬되고 단계 8로부터의 적층체가 다이로 잘라낸 흡수 복합체의 가랑이 부분과 폭 방향으로 정렬되도록 다이로 잘라낸 흡수 복합체 위에 놓았다.
티슈/접착제/탈팽윤 촉발제 적층체 - 다이로 잘라낸 흡수 복합체 - 티슈/접착제/재팽윤 촉발제 적층체의 상기 샌드위치 구조를 표준 성분을 이용하는 대표적인 단계 4 크기의 개인 위생 제품(기저귀)에 손으로 삽입하여 조립하였다. 도 23은 실시예 52 - 54의 대표적인 흡수 시스템 (500)의 단면도를 나타내고, 여기서 시스템 (500)은 SAP (512) 및 플러프를 포함하는 흡수 복합체 (510); 복합체 (510)의 상부 쪽에 위치하는 탈팽윤 촉발제 (514)를 포함하고, 대역 2 (552), 대역 3 (553) 및 대역 4 (554)를 포함하는 독립된 층 (542); 및 복합체 (510)의 하부 쪽에 위치하는 재팽윤 촉발제 (516)을 포함하고, 대역 5 (552), 대역 5 (553) 및 대역 4 (554)를 포함하는 독립된 층 (543)을 가진다. 도 24는 도 23의 상면도이다.
Figure 112010049156112-pct00021
실시예 50 - 54의 시험
비교예 50 및 실시예 51 - 54 각각의 흡수 시스템을 함유하는 12 개의 기저귀를 마네킹 시험 방법을 이용해서 시험하였다.
시험된 각 흡수 용품은 통상의 모래시계 모양 흡수 시스템을 가졌다. 각 흡수 용품은 흡수 시스템과 신체측 라이너 사이에 150 gsm 흡입층(즉, 서지층)을 함유하였다.
"남성" 마네킹을 이용해서 흡수 용품에 유체를 첨가하였다. 배설 유체(0.9 중량% 염화나트륨 수용액)를 체온보다 약간 낮은 온도(약 33 ℃)에서 제품에 전달하였다.
누출시 첨가된 액체의 양에 대한 습윤 면적의 관계는 누출시의 제품의 액체 양을 기준으로 결정하였다. 습윤 면적은 마네킹 시험 방법에 기술된 바와 같이 X선 영상으로 결정하였다. 50g 이상의 액체를 함유하는 데이터 점의 선형 회귀를 이용하여 100g 액체 부하량 및 175g 액체 부하량에서의 습윤 면적을 내삽하였다. 결과를 하기 표 19에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00022
표 19의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 촉발제를 포함하는 모든 샘플의 습윤 면적은 SAP 및 플러프만 함유하는 대조 시스템(비교예 50)에 비해 100 g의 공칭 부하량 및 175 g의 공칭 부하량 둘 모두에서 더 높은 습윤 면적을 나타낸다. 이것은 흡수 패드를 통한 액체 분포의 증가를 입증한다.
실시예 55 및 56
실시예 55
표준 에어포밍 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 생성된 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브 100% 남부 연목 펄프였다. 비교예 55의 SAP는 페이버 SXM-9300이었다.
31.46 g의 플러프 및 47.18 g의 SAP를 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈인 화이트 랩 시트 상에 형성하였다. 이 SAP 및 플러프 양은 이 장비에 의해 제조된 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 핸드시트 위에 717 gsm의 기초 중량을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 이어서, SAP 및 플러프 각각을 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 SAP 5개 부분). 각 플러프 부분 및 SAP 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 SAP를 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 SAP의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다. 복합체 웹을 시험 전에 카버 프레스 모델 #4531을 이용하여 약 3.6 ㎜의 두께로 압축하였다. 에어포밍된 핸드시트의 샘플을 7.6 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이로 잘랐다.
실시예 56
표준 에어포밍 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 생성된 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브 100% 남부 연목 펄프였다. 실시예 56의 초흡수성 중합체 조성물은 SAP-D였다. 사용된 탈팽윤 촉발제는 TAD-F였다. 실시예 56에 사용된 재팽윤 촉발제는 TAR-C였다.
31.46 g의 플러프 및 47.18 g의 초흡수성 중합체 조성물, 23.59 g의 TAD-F 및 23.59 g의 TAR-C를 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈인 화이트 랩 시트 상에 형성하였다. 이 미립자 물질 및 플러프 양은 이 장비에 의해 제조된 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 핸드시트 위에 1147 gsm의 기초 중량을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 웹 형성 전에 필요한 양의 미립자 물질 SAP-D, TAD-F 및 TAR-C를 재어서 비커에서 손으로 혼합하였다. 이어서, 미립자 물질 및 플러프 각각을 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 미립자 물질 5개 부분). 각 플러프 부분 및 미립자 물질 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 미립자 물질을 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 미립자 물질의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다. 복합체 웹을 시험 전에 카버 프레스 모델 #4531을 이용하여 약 3.6 ㎜의 두께로 압축하였다. 에어포밍된 핸드시트의 샘플을 7.6 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이로 잘랐다.
실시예 55 및 56의 시험
실시예 55 및 56을 수평 흡입 및 분포 시험에 따라서 시험하였다. 각 액체 배설 후의 습윤 길이(시험 방법에 언급됨)를 하기 표 20에 나타내었다.
Figure 112010049156112-pct00023
알 수 있는 바와 같이, 실시예 56(촉발제 함유)은 대조구인 촉발제가 존재하지 않는 비교예 55에 비해 매번 배설이 일어날 때마다 더 큰 액체 분포를 발생하였다.
실시예 57 - 59
표준 에어포밍 핸드시트 장비를 이용해서 핸드시트를 제조하였다. 생성된 핸드시트 복합체는 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 치수를 가졌다.
사용된 플러프는 섬유화된 쿠사소브 100% 남부 연목 펄프였다. 실시예 57-59의 초흡수성 중합체 조성물은 SAP-F였다. 실시예 57 내지 59에 사용된 탈팽윤 촉발제는 TAD-G였다. 실시예 57 내지 59에 사용된 재팽윤 촉발제는 TAR-F였다.
31.46 g의 플러프 및 47.18 g의 초흡수성 중합체 조성물을 약 16.6 gsm의 기초 중량을 가지는 형성 티슈인 화이트 랩 시트 상에 형성하였다. 이 SAP 및 플러프 양은 이 장비에 의해 제조된 25.4 ㎝ 폭 x 43.2 ㎝ 길이의 핸드시트 위에 717 gsm의 기초 중량을 가지는 흡수 복합체를 생성하였다.
핸드시트는 다음 절차에 따라서 제조하였다. 형성 티슈 한 장을 형성기 하부에 놓았다. 이어서, 초흡수성 중합체 조성물 및 플러프 각각을 대략 동일 부분으로 분할하였다(즉, 플러프 6개 부분 및 SAP 5개 부분). 각 플러프 부분 및 초흡수성 중합체 조성물 부분을 교대로 형성기 상부에 도입하여, 진공이 물질을 형성 챔버를 통해 형성 티슈 상으로 끌어당기는 동안 압축 공기가 플러프 및 초흡수성 중합체 조성물을 혼합할 수 있게 하였다. 이 과정은 플러프의 마지막 부분이 소모될 때까지 계속하였으며, 플러프 및 초흡수성 중합체 조성물의 실질적으로 균일한 분포를 형성하였다.
웹 형성 후, 상기 형성 티슈의 다른 한 층을 형성된 복합체 위에 놓았다. 복합체 웹을 시험 전에 카버 프레스 모델 #4531을 이용하여 약 3.6 ㎜의 두께로 압축하였다. 에어포밍된 핸드시트의 샘플을 6.4 ㎝ 폭 x 38.1 ㎝ 길이로 잘랐다.
실시예 57 내지 59의 시스템을 완성하기 위해 다음 절차를 따랐다(도 22 참조).
1. 상기 티슈의 38.1 ㎝ 길이 x 6.4 ㎝ 폭의 조각을 편평한 수평면 상에 놓고, 길이 방향으로 7.6 ㎝마다 표시하였다.
2. 표 21(6번째 - 8번째 칸)에서 확인되는 필요한 양의 재팽윤 촉발제를 가정용 소금 뿌리개를 이용해서 티슈의 가운데 3 개 대역(대역 2, 3 및 4)에 균일하게 살포하였다.
3. 적당한 38.1 ㎝ x 6.4 ㎝ 에어포밍된 핸드시트(형성 티슈는 상부 및 하부가 움직이지 못함)를 촉발제(단계 2로부터) 상에 놓았다.
4. 길이 방향으로 7.6 ㎝마다 표시된 상기 티슈의 다른 한 층을 단계 3으로부터의 에어포밍된 핸드시트 위에 놓았다.
5. 표 21(3번째 - 5번째 칸)에서 확인되는 필요한 양의 탈팽윤 촉발제를 가정용 소금 뿌리개를 이용해서 티슈의 가운데 3 개 대역(대역 2, 3 및 4)에 균일하게 살포하였다.
6. 상기 티슈의 다른 하나의 38.1 ㎝ x 6.4 ㎝ 층을 단계 5로부터의 촉발제 위에 놓았다.
실시예 57 - 59의 시험
실시예 57 - 59는 두 가지를 변형시킨 수평 흡입 및 분포 시험으로 시험하였다. 각 액체 첨가시 염수 용액을 70 cc(단계 3 참조)가 아니라 60 cc 첨가하였다. x선 밀도계로 흡수 시스템의 습윤 길이를 측정하는(단계 4 참조) 대신, 통상의 두께 시험기, 예를 들어 디지털 인디케이터(Digital Indicator) 모델 #U30A를 이용해서 3450 dyne/㎠의 측정 압력 하에서 습윤 흡수체의 두께를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 21에서 알 수 있다.
Figure 112010049156112-pct00024
상기 표 21(마지막 칸)로부터의 결과에 의해 알 수 있는 바와 같이, 23% 정도의 적은 첨가량의 조합된 촉발제(초흡수성 중합체 조성물 양 기준)의 혼입(실시예 57)으로 인해 유체가 더 긴 거리에 걸쳐서 분포될 수 있었고, 그 결과로, 45% 첨가량의 조합된 촉발제 조성물을 함유하는 샘플(실시예 59)보다 표적 대역에서 더 감소된 습윤 두께를 얻었다.
예시 목적으로 주어진 상기 실시예의 세부 사항은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 극소수의 전형적인 양상만을 위에서 상세히 기술하였지만, 당업계 숙련자는 본 발명의 새로운 가르침 및 이점으로부터 실질적으로 벗어남이 없이 많은 변형이 실시예에서 가능할 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 예를 들어, 한 실시예에 관해 기술된 특징은 본 발명의 어떠한 다른 실시예에도 혼입될 수 있다.
따라서, 이러한 모든 변형은 다음 특허 청구 범위 및 그의 모든 동등물에서 정의되는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것을 의도한다. 게다가, 일부 양상, 특히 바람직한 양상의 모든 이점을 달성하지는 못하는 많은 양상을 생각해낼 수 있음을 인식하지만, 한 특별한 이점의 부재가 그 양상이 본 발명의 범위 밖임을 반드시 의미하는 것으로는 해석되지 않을 것이다. 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 상기 구조에 다양한 변화를 가할 수 있기 때문에, 상기 설명에 함유된 모든 사항은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 해석되는 것을 의도한다.

Claims (15)

  1. a) 음이온 관능기를 가지는 SAP,
    b) 2 이상의 이온화 원자가를 가지는 양이온 X를 포함하는 제 1 수용성 화학물질을 포함하는 탈팽윤 촉발제, 및
    c) 음이온 Y를 포함하는 제 2 수용성 화학물질을 포함하는 재팽윤 촉발제
    를 포함하는 흡수 조성물을 포함하는 흡수 코어를 포함하는 흡수 용품이며, 여기서 SAP는 초흡수성 중합체, 초흡수성 중합체 조성물 및 이들의 입자로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제 1 수용성 화학물질의 양이온 X는 SAP의 음이온 관능기와 착화할 수 있고, 제 2 수용성 화학물질의 음이온 Y는 양이온 X와 착화하여 용해도곱 상수 Ksp < 10-5을 가지는 염을 생성할 수 있는 것인 흡수 용품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상면시트 및 배면시트를 더 포함하고, 흡수 코어가 상면시트와 배면시트 사이에 배치되는 흡수 용품.
  3. 제 1 항에 있어서, 흡수 코어가 플러프를 더 포함하는 흡수 용품.
  4. 제 1 항에 있어서, 흡수 코어가 계면활성제를 더 포함하는 흡수 용품.
  5. 제 1 항에 있어서, 흡수 코어가 층화된 구성을 갖는 흡수 용품.
  6. 제 1 항에 있어서, 개인 위생 흡수 용품, 보건용 흡수 용품, 의료용 흡수 용품, 가정용 흡수 용품, 산업용 흡수 용품, 스포츠용 흡수 용품, 또는 건설용 흡수 용품으로부터 선택되는 흡수 용품.
  7. 제 1 항에 있어서, 탈팽윤 촉발제가 염화알루미늄, 황산알루미늄, 염화바륨, 아세트산칼슘, 염화칼슘, 포름산칼슘, 아세트산마그네슘, 염화마그네슘, 포름산마그네슘, 아세트산아연, 염화아연, 포름산아연 및 황산아연으로부터 선택되는 수용성 화학물질을 포함하는 것인 흡수 용품.
  8. 제 1 항에 있어서, 재팽윤 촉발제가 불화나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 시트르산나트륨, 옥살산나트륨, 인산나트륨, 폴리인산나트륨, 황화나트륨, 황산나트륨, 또는 트리폴리인산나트륨으로부터 선택되는 수용성 화학물질을 포함하는 것인 흡수 용품.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 1 수용성 화학물질이 포름산칼슘이고, 제 2 수용성 화학물질이 탄산나트륨인 흡수 용품.
  10. 제 1 항에 있어서, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제 중 하나 이상이 폴리(메트)아크릴레이트 공중합체, 폴리아크릴레이트 공중합체, 에틸 셀룰로오스, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸렌 글리콜, 말레화 폴리프로필렌, 폴리올레핀 공중합체 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 중합체 코팅 물질을 포함하는 것인 흡수 용품.
  11. 제 1 항에 있어서, 탈팽윤 촉발제 및 재팽윤 촉발제가 수성 유체에 노출된 후 수용성 화학물질을 방출하고, 제 1 수용성 화학물질이 100% 방출되기 전에 제 1 수용성 화학물질이 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가지는 흡수 용품.
  12. 제 1 항에 있어서, SAP가 25 g/g 이상의 원심분리 보유 성능을 가지고 40 내지 60 몰%의 중화된 산성 관능기를 가지는 부분 중화된 가교된 폴리(아크릴산)을 포함하는 것인 흡수 용품.
  13. 제 1 항에 있어서, 발포제가 천연 또는 합성 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 점성 경화성 세라믹 물질, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 글리콜, 올레핀 공중합체, 폴리방향족 올레핀, 스티렌 화합물 또는 중합된 할로-디올레핀으로부터 선택되는 수지로 캡슐화된 것인 흡수 용품.
  14. 제 13 항에 있어서, 수지가 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 것인 흡수 용품.
  15. 제 1 항에 있어서, 탈팽윤 촉발제가 수용성 화학물질을 방출하는 특이형(singular) 방출 프로파일 또는 S자형(sigmoidal) 방출 프로파일로부터 선택되는 방출 프로파일을 가지고, 재팽윤 촉발제가 제 2 수용성 화학물질을 방출하는 S자형 방출 프로파일을 가지고, 제 1 수용성 화학물질이 수성 유체에 노출된 후 및 100% 방출 전에 제 2 수용성 화학물질보다 더 높은 누적 방출을 가지며, 상기 특이형 방출 프로파일은 아래로 오목한 곡선으로 나타내어지며 초기 방출 속도는 빠르지만 점차 방출 속도가 느려지는 방출 프로파일이고, 상기 S자형 방출 프로파일은 위로 오목한 다음 아래로 오목한 곡선으로 나타내어지며 초기 지체기, 가파른 중간 방출기, 및 느린 최종 방출기를 특징으로 하는 방출 프로파일인, 흡수 용품.
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