KR101679440B1 - 흡수 재료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 상처 치유 분야를 위한 흡수 물품, 특히 드레싱의 제조에 유용한 흡수 재료에 관한 것이다. 본 발명의 흡수 재료는 술폰화된 다당류, 특히 수불용성 셀룰로오스 알킬 술포네이트이고, 셀룰로오스는 한 종류의 알킬 술포네이트기로 치환된다. 본 발명은 또한 이러한 재료의 제조방법을 제공한다. 본원에 설명된 바람직한 셀룰로오스 알킬 술포네이트는 셀룰로오스 에틸 술포네이트이다. 보강 섬유 및/또는 항균제가 선택적으로 셀룰로오스 알킬 술포네이트에 적용된다.

Description

흡수 재료{ABSORBENT MATERIAL}

개선된 상처 치유 드레싱에서 구성요소로서 유용한 흡수 섬유는 그 분야에서 잘 알려져 있으며, 특히 알긴산, 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸키토산, 및 그것의 염에 기반한 섬유가 있다.

알긴산 또는 그것의 염의 섬유에 기반한 드레싱은 상처액의 전체적 흡수성이 양호하지만 섬유 구조에 결합한 다가 이온을 상처액에 존재하는 나트륨 이온으로 교환하는 것이 필요하기 때문에 느린 흡수의 문제점이 있다. 이 이온 교환은 섬유를 이온-함유 수성 매체에 팽윤가능하게 하여 충분한 액체를 흡수하게 하지만, 겔화된 섬유의 기계적 강도가 타협되고, 포화된 드레싱을 일체로 제거하는 것이 통상적으로 가능하지 않다. 빈번하게, 드레싱은 식염수로 세척하여 세정하여야 하고 이는 환자에게 외상을 초래할 수 있다.

카르복시메틸 셀룰로오스 섬유 또한 개선된 상처 치유 드레싱에서 주요 구성요소으로서 사용되고, 이들 또한 상처액에 대하여 현저한 흡수 능력을 갖는다. 이들의 알기네이트 타입 드레싱을 뛰어 넘는 장점은 섬유를 겔화시키는데 이온 교환이 필요하지 않으므로 액체의 흡수가 거의 즉각적이라는 것이다. 또한, 리오셀과 같은 고결정 셀룰로오스에 기반한 섬유, 특히 EP0616650 및 EP0680344에 기재된 것들은 더 높은 수준의 기계적 강도를 보유하므로 상처 부위로부터 일체로 제거될 수 있다. 그러나 이 부류의 재료의 흡수 능력은 상처액의 pH에 매우 의존적이어서 산성 pH를 현저하게 감소시킨다. 이것은 만성 상처액 pH가 치료 상태에 따라서 4 내지 8 범위일 수 있기 때문에 심각한 단점이다. 또한, 상처 환경의 pH를 인위적으로 낮추는 것은 치료 결과를 개선시킬 수 있다고 인식되어 있다. 예컨대, pH 2.8의 pH 조정 크림을 함유하는 상처 드레싱을 적용하는 것은 상처 봉합에 걸리는 시간을 감소시킨다는 것이 발견되었다 (Tsioras et al, article presented at 19th Annual Symposium on Advanced Wound Care, San Antonio, TX, April 30, 2006 - May 3, 2006). 또 다른 연구에서, 화상 상처는 pH 3.5의 액체로 처리할 때 더 빨리 치유되었다 (Kaufman et al., Burns Incl Therm Inj, 12(2) 84-90 (1985)). 또한, 조제품은 상처 환경의 pH를 감소시키기 위해서 흡수 드레싱과 조합하여 사용하기 위해 시중에서 입수가능하다. 예컨대, Smith & Nephew로부터 입수가능한 CADESORB®는 pH가 약 4.35이다.

흡수 드레싱은 산성 pH에서 행하는 것이 요망되고, 바람직하게는 넓은 범위의 pH에 걸쳐서 행하는 것이 요망된다. 카르복시메틸 셀룰로오스에 기반한 흡수 드레싱은 낮은 pH 환경에서 행하지 않기 때문에, 감소된 pH에서 양호한 수준으로 흡수를 지속하는 즉각적으로 겔화된 흡수 드레싱의 필요성이 있다.

재생 자원으로부터 얻어지고 저렴하며 생분해성인 흡수 드레싱에 사용하기 위한 흡수 섬유가 요망된다. 따라서, 재생가능하고 생분해성인 흡수 재료원으로서 셀룰로오스에 상당한 관심이 존재한다. U.S. southern pine fluff pulp는 개인 관리 산업에서 흡수 재료로서 사용된다. 그러나, 이것은 일반적으로 다른 흡수 재료와 조합하여 사용되고, 일반적으로 재생가능하거나 생분해성이 아니며, 예컨대 아크릴산 폴리머이다. 그 이유는 흡수된 액체가 오로지 셀룰로오스 섬유로 만들어진 재료에 효과적으로 유지되지 않기 때문이다.

셀룰로오스 섬유는 술폰화에 의해, 예컨대 셀룰로오스 백본을 형성하는 에테르 연결을 형성하는 무수글루코오스 모노머 상의 히드록실기 중 하나 이상에서 알킬 술포네이트로의 치환에 의해 변형될 수 있다. 이 형태의 셀룰로오스 유도체는 셀룰로오스 술포네이트 또는 셀룰로오스 알킬 술포네이트로서 알려져 있다.

시중에서 이용가능한 셀룰로오스 에테르는 보통 수용성 화합물이다. 특히, 셀룰로오스 에틸 술포네이트는 수용성인 것으로 알려져 있다.

Herzog et al., 미국 특허 No. 4,990,609는 높은 용액 퀄리티의 셀룰로오스 에틸 술포네이트를 설명하며, 이것은 셀룰로오스에 알킬화제의 첨가 및 이어서 알칼리의 첨가에 의해 제조된다. 이 방법은 SU757540에 설명된 셀룰로오스 에틸 술포네이트의 제조를 위한 2단계 프로세스와 비교된다.

셀룰로오스 에테르 술포네이트는 수불용성 생성물을 생성하기 위해서 더욱 변형된다. 예컨대 Glasser et al., 미국 공개 특허 출원 No. 2006/0142560는 혼합된 셀룰로오스 알킬술포네이트에 기반한 흡수 섬유를 언급하고, 여기서 셀룰로오스는 2개의 상이한 기, 알킬 술포네이트와 히드록시알킬 술포네이트, 구체적으로 에틸 술포네이트와 2-하이드록시프로필 술포네이트로 치환된다. 변형된 셀룰로오스의 수 불용성은 2-히드록시프로필 술포네이트기의 존재에 기인하는 것으로 생각된다.

Shet et al., 미국 특허 No. 5,703,225는 술폰기와 히드록실기의 두 황 원자가 셀룰로오스 쇄의 탄소 원자에 직접 부착된 히드록시 술폰 셀룰로오스인 수불용성 술폰화된 셀룰로오스를 언급한다.

상처 드레싱에 사용하기에 적합하기 위해서, 흡수 재료는 그들의 완전성을 유지하여야 하고 따라서 수불용성이다. 지금까지 흡수 재료로서 개발된 수불용성 셀룰로오스 알킬 술포네이트의 주요 단점은 적어도 2개의 상이한 기로 셀룰로오스의 치환의 필요성이다. 단일 치환체로의 치환에 비하여, 추가의 반응제 및 추가의 공정 단계는 바람직하지 않고, 제조 비용을 증가시킬 수 있다. 또한, 셀룰로오스가 점점 더 변형됨에 따라, 그것의 생분해성과 같은 천연 섬유와 관련된 이점이 손상될 수 있다.

발명의 요약

놀랍게도 수불용성 셀룰로오스 알킬 술포네이트는 셀룰로오스를 오직 한 종류의 알킬 술포네이트로 치환함으로써 제조할 수 있다는 것을 발견하였다.

본 발명에 따라 다른 다당류 기질이 알킬 술포네이트 유도체로 전환될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 예컨대, 키틴 및 키토산은 D-글루코사민 단위에 기반한 천연 다당류이고, C3 및 C5 위치에서 히드록실기를 가지며, 여기에서 알킬 술포네이트기로의 치환 반응이 일어날 수 있다. 또한, C2 위치 내의 아민기에서 치환이 가능하고, 질소를 통해 알킬 술포네이트를 부착시킨다.

따라서, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 흡수 재료로서 수불용성 다당류 알킬 술포네이트를 포함하는 흡수 물품을 제공하며, 이때 다당류는 한 종류의 알킬 술포네이트로 치환된다.

본 발명의 변형된 다당류는 액체의 우수한 흡수 및 유지를 나타내면서 세정(irrigation)하지 않고 최소한의 통증 및 쉐딩(shedding)으로 상처 부위로부터 일체로 제거하는데 충분한 완전성을 유지하기 때문에 상처 드레싱에서 흡수 재료로서 사용하는데 매우 유리하다. 카르복시메틸 셀룰로오스를 가지고 액체의 흡수는 사실상 즉각적인데 이는 섬유가 겔화되는데 이온 교환이 필요하지 않기 때문이다. 그러나, 본 발명의 수불용성 다당류 알킬 술포네이트는 흡수 능력이 pH 변화에 의해 더 적은 정도로 영향을 받을 수 있기 때문에 카르복시메틸 셀룰로오스에 비하여 유리하다. 이들 재료를 포함하는 상처 드레싱은 낮은 pH에서 양호한 수준으로 흡수를 지속할 수 있다.

본 발명에 따른 흡수 물품의 많은 실시형태에서, 수불용성 다당류 알킬 술포네이트가 오직 존재하는 흡수 재료이다. 이러한 실시형태는 하이드로겔, 음이온-교환 수지 또는 이들의 조합과 같은 다른 흡수 재료를 포함하지 않는다.

다당류 알킬 술포네이트는 섬유 형태로 사용될 수 있다. 섬유는 다양한 범위의 길이, 예컨대 2mm 또는 5mm와 같은 수 mm 내지 수십 mm, 예컨대 100mm 이상으로 사용될 수 있다. 그러나, 많은 용도에서 섬유는 길이가 20-50 mm이다. 섬유는 바람직하게는 0.1 내지 30 데시텍스, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 20 데시텍스, 가장 바람직하게는 0.9 내지 3 데시텍스 범위의 선밀도를 갖는다.

다당류 알킬 술포네이트의 "흡수성"을 언급하는 경우, 액체를 흡수하는 다당류 알킬 술포네이트의 능력을 말한다. 바람직한 실시형태에서 다당류 에틸 술포네이트가 섬유인 경우 액체는 내부 섬유 구조로 흡수되고 섬유가 팽창한다.

그러나, 본 발명의 물품의 흡수성을 측정하는 경우(다당류 알킬 술포네이트 포함), 본 발명자들은 액체를 흡수하는 물품의 전체 흡수 능력을 측정하고, 이 값은 개별 섬유에 의한 액체의 흡수뿐만 아니라 물품의 개방 구조로 인한 흡수에 직접 기인하는 흡수 능력을 포함할 것이다. 예컨대, 액체는 섬유 사이의 공기 공간 또는 섬유간 부피로 유인될 것이다. 따라서, 전체 흡수 능력은 패브릭 내의 섬유간 부피의 크기 및 상호 연결, 따라서 그 제조방법에 민감하다.

이러한 이유로 섬유는 섬유 재료의 화학적 성질에 관계없이 흡수 재료로서 유용할 수 있다. 비흡수 폴리머로 만들어진 섬유 재료도 일부 흡수성을 나타내는데, 그 이유는 액체가 섬유간 부피로 유인되기 때문이다.

물품의 전체 흡수 능력의 측정은 상처 드레싱과 같은 용도를 위한 흡수 재료로서 물품의 효과성을 결정하는 편리하고 효과적인 방법이다. 그럼에도 불구하고, 종래 기술에 기재된 흡수 재료에 비하여 본 발명에 기재된 흡수 재료의 장점은 주로 사용하는 재료의 화학적 성질 및 얻어진 흡수성 때문이고, 특히 다당류가 한 종류의 알킬 술포네이트로 치환된 수불용성 다당류 알킬 술포네이트의 사용 때문이다.

다당류 알킬 술포네이트는 셀룰로오스 알킬 술포네이트일 수 있고, 하기 설명은 주로 본 발명의 실시형태를 언급한다. 그러나 다른 다당류도 활용할 수 있다는 것을 인식할 것이다.

알킬 술포네이트 치환기의 알킬 부분은 바람직하게는 탄소 원자가 1 내지 6개인 저급 알킬이고, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이다. 바람직하게는 알킬 부분은 임의의 다른 치환체, 예컨대 히드록실기로 치환되지 않는다. 알킬 부분은 분기 또는 미분기될 수 있고, 따라서 적절한 프로필 술포네이트 치환체는 1- 또는 2-메틸 에틸술포네이트일 수 있다. 부틸 술포네이트 치환체는 2-에틸-에틸술포네이트, 2,2-디메틸-에틸술포네이트 또는 1,2-디메틸-에틸술포네이트일 수 있다. 가장 바람직한 알킬 술포네이트 치환기는 에틸 술포네이트이다. 본 발명은 2-히드록시프로필 술포네이트인 알킬 술포네이트 치환기를 갖는 셀룰로오스 알킬 술포네이트를 포함하도록 의도되지 않는다.

따라서, 본 발명의 바람직한 셀룰로오스 알킬 술포네이트는 셀룰로오스 에틸 술포네이트이며, 여기서 에틸 술포네이트 또는 그것의 염 중 하나는 셀룰로오스의 무수글루코오스 단위 상에 하나 이상의 히드록실기를 통해 부착된다. 하나의 에틸 술포네이트기로 치환된 하나의 무수글루코오스 단위의 구조를 식 (I)에 나타낸다.

식 (I)은 본 발명에 따라 제조된 셀룰로오스 에틸 술포네이트의 정확한 화학 구조를 나타내도록 의미되지 않는데, 그 이유는 치환이 셀룰로오스 거대분자에서 임의의 히드록실 위치에서 가능한 치환의 최대 정도까지의 임의의 분포로 일어날 수 있기 때문이다.

평균 치환도는 알킬 술포네이트 치환기로 치환된 히드록실 위치의 평균 수를 말하고, 또는 바꾸어 말하면 셀룰로오스 폴리머에서 무수글루코오스 단위의 몰당 알킬 술포네이트기의 평균 몰수를 말한다. 그러므로 무수글루코오스 단위가 모든 3개의 히드록실 위치에서 치환된 경우 최대 치환도는 3이다. 식 (I)에 나타낸 바와 같이 무수글루코오스 단위 당 하나의 히드록실기의 평균이 치환된 경우 치환도는 1이다.

본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트의 기능적 특성은 치환도, 셀룰로오스 백본 구조의 쇄길이 및 알킬 술포네이트 치환체의 구조에 의존한다. 용해도 및 흡수성은 주로 치환도에 의존한다: 치환도가 증가함에 따라 셀룰로오스 알킬 술포네이트는 점점 더 가용성으로 된다. 따라서 용해도가 증가할수록 흡수성은 증가한다.

흡수 개선 상처 드레싱에 유용하기 위해서, 흡수 재료의 섬유는 바람직하게는 흡수성이 하기 실시예 1에 설명된 방법에 의해 측정하였을 때 0.9% 생리식염수의 적어도 8 그램 퍼 그램(g/g)이다. 본 발명의 바람직한 셀룰로오스 알킬 술포네이트의 섬유는 (0.9% 생리식염수의) 흡수성이 적어도 8 g/g, 보다 바람직하게는 적어도 9 g/g, 가장 바람직하게는 적어도 10 g/g이다.

또 다른 종류의 상처치유 드레싱, 간단히 비접착 상처 접촉층을 제공하는 Tulle로서도 알려진 것은 이러한 높은 수준의 흡수성을 요하지 않는데, 그 이유는 이들이 더 낮은 수준의 상처 삼출물 발생을 나타내는 상처에 사용될 수 있거나, 또는 접촉층의 최표면에 다른 흡수층이 사용되기 때문이다. 그러나, 이러한 접촉층의 주요 원인은 이들이 상처 베드에 접착되지 않는다는 것이다. 2 g/g를 초과하는 패브릭 흡수성을 갖는 셀룰로오스 알킬 술포네이트를 포함하는 패브릭 재료는 섬유가 삼출물을 충분히 흡수하도록 양호한 접촉층 드레싱을 제공하며, 따라서 겔화된 재료를 형성하여 비접착 표면을 제공한다. 따라서, 또 다른 양태에서, 본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트는 (0.9% 생리식염수의) 흡수성이 2 g/g, 4 g/g, 또는 6 g/g을 초과한다.

실질적으로 수불용성이 되기 위해서 평균 치환도는 바람직하게는 셀룰로오스 알킬 술포네이트에 대하여 0.4 미만인 것으로 발견되었다. "실질적으로"는 본 명세서에서 셀룰로오스 알킬 술포네이트가 과량의 수성 매체에 노출된 경우 용액으로 용해되지 않거나, 또는 적어도 폴리머의 특성에 현저한 영향을 미치지 않을 정도로 용해가 적다는 것을 의미한다.

평균 치환도는 바람직하게는 0.4 미만, 보다 바람직하게는 0.3 미만이다. 본 발명의 일부 바람직한 실시형태에서, 셀룰로오스 알킬 술포네이트의 평균 치환도는 약 0.05 내지 약 0.4, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.3이다.

본 발명에 따른 탄소 원자가 2 내지 6개인 알킬기를 갖는 셀룰로오스 알킬 술포네이트는 셀룰로오스를 알케닐 술포네이트 또는 그것의 염 중 하나를 염기, 바람직하게는 알칼리 금속 수산화물의 존재하에서 수성 또는 비수성 매체에서 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 하나의 탄소 원자를 갖는 셀룰로오스 알킬 술포네이트, 즉 셀룰로오스 메틸술포네이트는 염기, 바람직하게는 알칼리 금속 수산화물의 존재하에서 수성 또는 비수성 매체에서 클로로메탄 술폰산 또는 그것의 염 중 하나와의 반응에 의해 형성될 수 있다.

알칼리화 및 알킬 술폰화 (이 경우 에테르화 단계)는 염기 및 알케닐 술포네이트 또는 클로로메틸술포네이트를 동시에 하나의 반응 용기에 첨가하는 단일 단계로서 행할 수 있다 ("원-팟" 프로세스). 대안적으로, 알칼리화 및 알킬 술폰화는 두개의 분리된 반응 단계로 행할 수 있는데, 셀룰로오스를 먼저 알칼리로 처리한 다음 알킬 술폰화제로 처리하거나, 또는 알킬 술폰화제로 처리한 다음 알칼리로 처리한다.

바람직하게는 알칼리화 및 알킬 술폰화 (단일 또는 분리된 반응 단계로 행하는 경우 모두)는 수성 매체에서 행한다. 가장 바람직하게는 알칼리화 및 알킬 술폰화는 물에서 행한다. 이소프로판올, n-프로판올, 부탄올, 메탄올, 에탄올, 아세톤, 디옥산, 벤젠, 톨루엔, 테트라히드로푸란, 에틸렌 글리콜 및 디에틸 에테르와 같은 유기 용매의 사용은 일반적으로 피하는 것이 바람직하다.

원-팟 프로세스가 쉽고 빠를 수 있기 때문에 때로는 바람직하고, 반응 단계의 수를 최소화함으로써 더 높은 수율을 얻을 수 있다.

알칼리 및 알킬 술폰화제를 원-팟 프로세스에서 동시에 사용하여 본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트를 생성하는 경우, 반응 속도는 알칼리화 및 알킬 술폰화를 분리된 단계로 행하는 동등 반응에서 관찰되는 것 보다 더 높다. 상기 언급한 바와 같이, 치환도가 클수록 셀룰로오스 알킬 술포네이트 재료의 흡수성이 크다. 따라서, 반응 속도는 특정한 정도의 흡수성을 갖는 생성물을 산출하기 위한 알킬 술폰화 반응에 걸리는 시간을 측정함으로써 결정될 수 있다. 실제로, 특정 흡수성 수준에서 반응을 멈추는 것은 쉽지 않다. 그럼에도 불구하고, 14.2 g/g의 흡수성에 도달하기 위해서 90분 걸리는 반응은 9.7 g/g의 흡수성에 도달하기 위해서 120분 걸리는 것에 비해서 현저히 빠르다는 것은 자명하다.

반응 혼합물 중의 물의 양은 또한 반응 속도에 영향을 미치는 것으로 보인다. 알칼리화 및 알킬 술폰화를 동시에 행하는 반응에서 수분 함유량을 낮추는 것은 반응 속도를 현저히 증가시키게 된다. 알칼리화 및 알킬 술폰화를 분리하여 행하는 반응의 알킬 술폰화 단계에서 수분 함유량을 낮추는 것은 속도를 증가시키지만 그 정도가 더 적다.

원-팟 프로세스는 또한 셀룰로오스를 염기에 노출시키는 것을 최소화하는 것으로 예상되고, 그러므로 알칼리, 셀룰로오스의 산화적 열화를 최소한으로 유지한다. 변형된 셀룰로오스가 상처 드레싱에서 흡수 재료로서 유용하도록 충분히 강하고 생성물의 건조 강도 및 습윤 강도 모두 최대화하기 위해서 공정 동안 셀룰로오스의 열화를 최소화할 것이 필요하다.

그러나, 반응 혼합물에 사용되는 물의 수준에 따라서 원-팟 프로세스에 의해 제조되는 섬유의 강도가 알칼리화 및 알킬 술폰화를 분리된 단계로 행하여 제조된 섬유보다 놀랍고 현저하게 더 약할 수 있다는 것이 발견되었다.

더 높은 수준의 물을 반응에 사용하는 경우, 원-팟 프로세스에 의해 생성된 셀룰로오스 알킬 술포네이트는 유사한 2단계 프로세스에 의해 생성된 셀룰로오스 알킬 술포네이트에 비하여 놀랍게 낮은 섬유 강도를 갖는다. 섬유는 일반 부직포 프로세스 방법을 사용하는 공정에 적합하도록 매우 약하다. 만약 반응에 사용되는 물의 수준이 감소된다면, 반응 속도는 증가하고 또한 섬유 강도가 사용가능한 수준으로 증가한다. 그러나, 특히 셀룰로오스를 습윤화시키고 평탄함을 확보하고 반응을 완료하는데 실행가능하기 위해서는 특정량의 희석제가 필요하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 알칼리 및 알킬 술폰화제와 셀룰로오스의 동시 반응을 포함하는 수불용성 셀룰로오스 알킬 술포네이트의 제조방법이 제공되며, 여기서 오직 용매는 물이고, 반응에 존재하는 물의 중량은 셀룰로오스의 (건조) 중량의 1070% 미만, 바람직하게는 1050% 미만, 바람직하게는 1030% 미만이다. 건조 중량 기준으로 1027% 물에서 약 15 g/g의 섬유 흡수성이 얻어진다.

반응에 존재하는 물의 중량은 셀룰로오스의 (건조) 중량의 바람직하게는 200%를 초과하고, 바람직하게는 300%, 바람직하게는 400%를 초과한다. 따라서, 반응에 존재하는 물의 중량은 바람직하게는 셀룰로오스의 (건조) 중량의 200 내지 1070%, 바람직하게는 300 내지 1050%, 보다 바람직하게는 400 내지 1030%이다. 보다 바람직하게는, 반응에 존재하는 물의 중량은 셀룰로오스의 (건조) 중량의 약 1027%이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 수불용성 셀룰로오스 알킬 술포네이트의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 분리된 단계를 포함한다:

(a) 셀룰로오스를 알칼리로 처리하는 단계;

(b) 단계 (a)의 생성물을 알케닐 술포네이트 또는 그것의 염, 또는 클로로메탄 술폰산 또는 그것의 염과 반응시키는 단계; 및

(c) 단계 (b)의 생성물을 분리하는 단계;

여기서 오직 용매는 물이다.

이 2단계 방법은 단계 (b)에서 사용된 물의 수준이 셀룰로오스의 (건조) 중량의 1070%를 초과하는 경우 놀랍게도 유리하다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 셀룰로오스 알킬 술포네이트 섬유를 포함하는 흡수 물품이 제공된다. 충분히 수화되었을 때, 흡수 물품은 실질적으로 투명하다. 이것은 상처 치유 용도에서 드레싱을 제거하지 않고 아래 상처의 상태를 결정할 수 있으므로 유리하다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 수불용성 다당류 알킬 술포테이트에 배합되거나 결합된 보강 섬유로 보강된 본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포테이트를 포함하는 흡수 패브릭 물품에 관한 것이다. 쉬스(sheath)/코어(core) 이성분 섬유의 사용은 쉬스 재료가 코어보다 더 낮은 온도에서 용융되어 결합 상에서 강한 미용융된 코어 상부구조를 이탈하기 때문에 특히 유리하다. 본 발명에서, 폴리올레핀에 기반한 열가소성 이성분 섬유 (바람직하게는 폴리프로필렌 코어/폴리에틸렌 쉬스)를 사용하여 셀룰로오스 에틸 술포네이트 섬유를 20중량%의 수준까지 보강하는 경우, 얻어진 패브릭의 흡수성은 실질적으로 비흡수 소수성 보강성분에 의해 타협되지 않는다는 것이 예상치 않게 발견되었다. 또한, 낮은 선밀도를 갖는 보강 섬유를 사용하는 것은 섬유의 중량을 감소시키고 흡수 물품의 투명도를 증가시킨다.

또 다른 양태에서, 본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트를 포함하는 흡수 패브릭 물품은 16.6 g의 NaCl 및 0.74 g의 CaCl 2수화물을 2 L의 물에 용해시켜 제조한 나트륨/칼슘 테스트 용액을 사용하여 적어도 15 g/g의 흡수성을 나타낸다. 흡수성은 바람직하게는 보강 섬유를 사용하여 타협되지 않지만, 습윤 강도는 개선된다. 따라서, 셀룰로오스 알킬 술포네이트 섬유 및 보강 섬유를 포함하는 복합 생성물의 흡수성은 바람직하게는 나트륨/칼슘 테스트 용액을 사용하여 적어도 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20 g/g이다. 복합 생성물의 습윤 강도는 실시예 9에 개관된 바와 같이 나트륨/칼슘 테스트 용액 및 Instron 인장강도 테스트 장치를 사용했을 때 바람직하게는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 N/cm/1OOgsm (여기서 gsm은 그램 퍼 스퀘어 센티미터임)이다.

또 다른 양태에서, 본 발명의 다당류 알킬 술포네이트 섬유 및 흡수 물품에 하나 이상의 항균제를 적용한다. 바람직한 항균제는 은 및/또는 폴리헥사메틸렌 비구아니드 ("PHMB")를 포함한다. 생성물 중의 은 양이온의 중량은 바람직하게는 약 0.5 내지 10 wt%, 바람직하게는 약 0.5 내지 5 wt%, 바람직하게는 약 1 내지 3 wt %, 더 바람직하게는 약 1.5 내지 2.0 wt%이다. PHMB의 중량은 바람직하게는 약 0.1 내지 5%, 바람직하게는 약 0.1 내지 1%이고, 바람직하게는 약 0.5 내지 0.7 wt%이다.

본 발명의 추가 양태는 여기에 적절한 이점 및 신규 특징과 함께 하기 설명에서 어느 정도 설명될 것이며, 하기의 실험에서 당업자에게 어느 정도 명백할 것이거나, 또는 본 발명의 실시로부터 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 청구범위에 특히 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현되거나 달성될 수 있다.

삭제

도 1은 실시예 8에 설명된 바와 같이 본 발명의 셀룰로오스 에틸 술포네이트("CES") 섬유의 흡수성을 카르복시메틸 셀룰로오스("CMC") 섬유와 비교하여 나타낸다.

본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트의 제조방법을 47% NaOH 용액, 25% 나트륨 비닐술포네이트 용액, 및 알킬 술포네이트 반응에서 상이한 양의 물을 사용하여 비교하였다.

물을 셀룰로오스의 (건조) 중량의 1070% 이상의 수준으로 사용했을 때, 원-팟 프로세스의 반응 속도는 현저히 높았지만, 원-팟 프로세스에 의해 생성된 셀룰로오스 에틸 술포네이트 생성물의 필라멘트 강도는 분리된 알칼리화 및 알킬 술폰화 단계로 2단계 프로세스에 의해 생성된 섬유의 강도 보다 더 낮았다. 또한, 원-팟 프로세스의 생성물의 필라멘트 강도는 의도한 바와 같이 상처 드레싱 용도로 사용하기에 효과적인 재료를 위해서는 너무 낮았다.

셀룰로오스와 알칼리 및 알킬 술폰화제의 동시 반응을 포함하는 수불용성 셀룰로오스 알킬 술포네이트의 제조를 위한 원-팟 프로세스에서, 반응에 존재하는 물의 중량은 셀룰로오스의 (건조) 중량의 1070% 미만이고, 바람직하게는 셀룰로오스의 중량의 1050% 미만이고, 보다 바람직하게는 셀룰로오스의 1030중량% 미만이다.

2단계 프로세스에서 제2 알킬 술폰화 단계에서 물의 수준을 감소시키는 것은 반응 속도를 증가시키는 것으로 보인다. 그러나, 낮은 수준의 물을 사용하는 반응 단계를 행하는 것은 항상 실시할 수 없는데, 알킬 술포네이트 반응물의 부피가 감소함에 따라 셀룰로오스를 습윤화시키는 것이 점점 어려워지기 때문이다. 반응에 존재하는 물의 중량은 바람직하게는 셀룰로오스의 (건조) 중량의 200%를 초과, 보다 바람직하게는 300%를 초과, 보다 바람직하게는 400%를 초과한다. 임의의 경우, 반응에서 더 낮은 수준의 물을 사용하는 경우, 원-팟 프로세스가 바람직하다.

더 높은 수준의 물에서, 2단계 프로세스는 충분한 섬유 강도를 갖는 본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트 생성에 가장 적합하다. 바람직하게는, 알킬 술폰화 단계에 존재하는 물의 중량은 셀룰로오스의 (건조) 중량의 1030%를 초과하고, 보다 바람직하게는 셀룰로오스의 중량의 1050%를 초과하고, 가장 바람직하게는 셀룰로오스의 중량의 1070%를 초과한다.

본 발명에서의 사용에 적합하기 위해서, 셀룰로오스는 사실상 섬유질인 것이 바람직하다. 셀룰로오스 섬유는 섬유가 처리되는 유도체화 후 충분한 강도를 갖고 얻어진 재료가 그것의 의도한 용도에 충분히 강하기 위해서 높은 정도의 결정성 및 총 배향성을 갖는다.

특히, 알칼리화 단계에서 알칼리의 사용은 셀룰로오스 백본을 열화시킬 수 있고, 쇄 분리 및 중합도의 감소를 유발하여 섬유가 유도체화 후 낮은 강도를 갖게 된다. 유도체화된 섬유의 건조 강도는 직물 또는 부직포 구조로 프로세싱할 수 있도록, 그리고 상처 드레싱에서 흡수 재료로서 유용하도록 충분하여야 하고, 재료의 습윤 강도는 부위로부터 일체로 제거할 수 있도록 충분하여야 한다.

본 발명에서 사용하기에 특히 적합한 높은 정도의 결정도를 갖는 섬유질 셀룰로오스는 면 또는 리오셀과 같은 재생 셀룰로오스 섬유를 포함한다.

펄프 섬유와 같은 입자상 셀룰로오스를 술폰화한 다음 술폰화된 셀룰로오스를 리오셀 용매 또는 이온성 액체와 같은 적절한 용매에 용해하고, 술폰화된 셀룰로오스를 섬유로서 스핀하거나 술폰화된 셀룰로오스를 필름 또는 다른 압출물로서 압출하여 본 발명의 흡수 재료를 제조할 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 발포제를 용액에 첨가하여 발포 흡수 재료를 제조할 수 있다.

셀룰로오스는 강알칼리, 바람직하게는 수산화나트륨과 같은 알칼리 금속 수산화물로 처리하여 알칼리화될 수 있다. 47% 수산화나트륨 용액이 적절한 것으로 발견되었다. 일반적으로, 알칼리의 농도가 높고 반응 온도가 높을수록 반응 속도가빠르다. 반응 조건의 강도는 셀룰로오스 기질의 열화를 피할 필요성과 균형을 맞출 수 있다. 그러나, 셀룰로오스의 열화의 수준은 알칼리화에 필요한 비교적 강력한 반응 조건하에 예상되는 것보다 상당히 더 낮다. 2단계 프로세스를 행하는 경우, 제2 알킬 술폰화 단계를 행하기 전에 알칼리화된 섬유를 기계적으로 스퀴징(squeezing)함으로써 과량의 알칼리를 제거하는 것이 유리할 수 있다.

2 내지 6개 탄소 원자를 갖는 알킬 술폰화 단계 (또는 에테르화 단계)의 경우, 반응은 알케닐 술포네이트, 구체적으로 α-알케닐 술포네이트 또는 그것의 염으로 알콕시드 이온의 친핵 첨가를 수반한다. α-알케닐 술포네이트는 바람직하게는 저급 알케닐 술포네이트이고, 알케닐 부분은 2 내지 6개 탄소 원자를 갖는다. 바람직하게는 α-알케닐 술포네이트는 비닐 술포네이트, 알릴 술포네이트 (1-프로페닐 술포네이트), 이소프로페닐 술포네이트 (1-메틸비닐 술포네이트), 1-부테닐 술포네이트, 1-메틸 알릴 술포네이트 (1-메틸-1-프로페닐 술포네이트) 또는 2 메틸알릴 술포네이트 (2-메틸-1-프로페닐 술포네이트)이다. 특히 바람직한 실시형태에서, α-알케닐 술포네이트는 비닐 술포네이트이고, 보다 바람직하게는 비닐 술포네이트의 나트륨염이고, 따라서 셀룰로오스 알킬 술포네이트 생성물은 셀룰로오스 에틸 술포네이트이다.

비닐 술포네이트의 나트륨염은 대략 30% 수용액으로서 시중에서 이용가능하다. 이것은 그 분야에서 알려져 있는 방법, 예컨대 셀룰로오스로의 분사 또는 교반기를 사용한 혼합에 의해 셀룰로오스 또는 알칼리화된 셀룰로오스와 접촉할 수 있다. 셀룰로오스 알킬 술포네이트로의 전환은 반응 혼합물의 비점까지 임의의 온도에서, 또는 압축 시스템을 사용한다면 그 이상에서 일어날 수 있다. 반응 단계를 상승된 온도에서 행한다면 반응 속도는 증가한다. 경제적인 시간으로 유용한 치환도를 제공하기 위한 바람직한 범위는 30-95℃이다. 또한, 반응물의 새로운 투입은 반응을 통틀어 임의의 시간에 도입될 수 있다. 치환도는 반응 온도의 제어, 특히 반응 시간의 제어에 의해 제어될 수 있다.

비닐 술포네이트는 할로겐화 반응물, 특히 염화 반응물의 일부 보다 덜 위험한 것으로 생각되고, 상처 치유 제품에 사용하기 위한 현재 이용가능한 흡수 재료를 제조하는데 통상적으로 사용된다. 특히, 카르복시메틸 셀룰로오스의 제조에 사용되는 클로로아세트산은 잠재적으로 위험한 알킬화제이다. 제조 공정 동안 그것의 사용은 바람직하지 않고, 흡수 제품에서 임의의 잔여 크로로아세트산의 유지는 위험할 수 있고, 적어도 피부 자극을 유발할 수 있다. 오직 한 종류의 알킬 술포네이트의 사용은 또한 알려진 다른 수불용성 셀룰로오스 알킬 술포네이트에 비하여 잔여 반응물의 제거 및 안전성의 관점에서 잠재적 이점을 나타내며, 여기서 셀룰로오스는 화학반응의 상대적 단순성 때문이라면 한 종류 이상의 알킬 술포네이트로 치환된다.

반응을 원하는 정도로 진행한 후, 반응 혼합물을 중화함으로써, 즉 산의 첨가에 의해 pH를 대략 중성으로 감소시킴으로써 반응을 중단할 수 있다. 산은 각각 임의의 일반적인 미네랄 또는 염산 또는 아세트산과 같은 유기산일 수 있다. 셀룰로오스 알킬 술포네이트 생성물은 그 다음 그 분야에서 알려진 세정 단계를 사용하여 부생성물 및 불순물을 세정할 수 있다. 이러한 단계는 물, 유기 액체 또는 그것의 혼합물로의 세정을 포함한다. 특히 저급 알콜과 물의 혼합물이 유용하다. 상승된 온도에서 세정함으로써 세정 효율을 향상시킬 수 있다. 세정 후, 예컨대 셀룰로오스 필름(셀로판)의 제조에서 일반적으로 실시하는 바와 같이 글리세롤과 같은 프로세스 보조제를 적용하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 침지, 분사 등과 같은 그 분야에서 알려진 방법에 의해 달성할 수 있다.

마지막으로, 유도체화된 셀룰로오스 물품을 건조하여 이전 단계로부터의 잔여 액체를 제거할 수 있다. 건조는 강제 공기 건조, 방사열 건조 등과 같은 그 분야에서 알려진 방법에 의해 행할 수 있다.

본 발명의 흡수 재료는 수성 매체에서 즉시 겔화, 양호한 흡수성 및, 결정적으로 산성 환경에서 흡수성의 양호한 유지를 나타낸다. 이것은 그들을 흡수 상처 드레싱으로서, 또는 흡수 드레싱의 일부로서 사용하는데 이상적으로 되게 한다. 그들은 중간 내지 높은 수준의 삼출물을 갖는 상처, 및 이 종류의 편평하거나 공동의 상처에 특히 유용하다. 통상적인 예는 욕창 및 하지 궤양이다.

본 발명의 흡수 재료는 상처 치유 생성물에 한정되지 않고, 그들은 많은 다른 용도에 유용할 것으로 예상된다. 그들의 흡수 특성, 생분해성, 및 셀룰로오스가 재생 재료라는 사실은 본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트가 또한 개인 관리 분야, 특히 기저귀(다이퍼)와 같은 일회용 위생 용품, 일회용 기저귀 및 트레이닝 팬츠, 여성 용품, 예컨대 탐폰, 위생 타월, 또는 냅킨 및 팬츠 라이너, 및 실금 제품에서 사용하기에 특히 바람직하다. 화학반응의 간단함 및 반응물의 입수가능성은 이러한 물품의 제조비용을 유리하게 낮출 수 있다.

예컨대 외과 및 치과 스폰지의 다른 의료 생성물도 예상된다. 재료는 또한 예컨대 식품 용기에서 흡수 패드로서 포장에 유용할 수 있다.

본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트 그들의 의도된 용도에 따라서 알려진 방법에 따라 다양한 형태로 처리될 수 있다. 유도체 셀룰로오스를 처리하는 방법은 최종 생성물의 특성, 특히 강도, 겔화 시간 및 흡수성에 현저한 효과를 미친다. 상처 치유 물품에 사용하기 위한 바람직한 셀룰로오스 알킬 술포네이트 생성물은 카디드, 니들-본딩된(carded, needle-bonded) 부직포이다.

셀룰로오스 알킬 술포네이트는 Hansen, 미국특허 No. 5,981,410, "Cellulose-Binding Fibres"; Stengaard et al., 미국특허 No. 6,811,716 "Polyolefin Fibers and Method for the Production Thereof"; Jensen et al., 미국특허 No. 5,958,806, "Cardable Hydrophobic Polyolefin Fibres Comprising Cationic Spin Finishes;"에 일반적으로 설명된 바와 같이 하나 이상의 보강 섬유와 조합될 수 있으며, 상기 문헌은 모두 참조로 포함된다. 바람직한 보강 섬유는 열가소성 이성분 섬유, 가장 바람직하게는 폴리올레핀 성분을 갖는 것이다. 따라서, 섬유는 바람직하게는 폴리올레핀-함유 폴리머 재료를 포함하고, 이것은 대부분(중량)은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐 등과 같은 모노올레핀의 호모폴리머 또는 코폴리머로 이루어진다. 이러한 폴리머의 예는 아이소탁틱 또는 신디오탁틱 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌과 같은 상이한 밀도의 폴리에틸렌, 및 이들의 배합물이다. 폴리머 재료는 폴리아미드 또는 폴리에스테르와 같은 다른 비-폴리올레핀 폴리머와 혼합될 수 있고, 단 폴리올레핀은 여전히 조성물의 대부분을 구성한다. 폴리올레핀-함유 섬유를 제조하는데 사용되는 용융물은 또한 칼슘 스테아레이트, 항산화제, 공정 안정화제, 상용화제 및 안료와 같은 다양한 종래의 첨가제를 함유할 수 있다. 열가소성 이성분 섬유를 적용하는 방법은 EP0740554; EP0171806; Ejima et al., 미국특허 No. 5,456,982; Davies, 미국특허 No. 4,189, 338; Davies, 미국특허 No. 3,511,747; 및 Reitboeck et al., 미국특허 No. 3,597,731에 설명되어 있으며, 이들은 참조로 포함된다.

열가소성 이성분 섬유는 편심으로(중심에서 벗어나) 또는 동심으로(실질적으로 중심에서) 위치한 코어를 갖는 쉬스-코어 타입, 또는 사이드-바이-사이드 타입일 수 있으며, 2개의 성분 각각은 통상적으로 반원 단면을 갖는다. 불규칙적인 섬유 프로파일을 갖는 이성분 섬유가 또한 고려되며, 예컨대 계란형, 타원형, 삼각형, 별모양, 멀티로벌(multilobal), 또는 다른 불규칙한 단면 및 분할형 섬유이다. 이성분 섬유는 통상적으로 고용융 및 저용융 폴리올레핀 성분을 가지며, 각각 폴리프로필렌/폴리에틸렌 (HDPE, LDPE, 및/또는 LLDPE을 포함하는 폴리에틸렌), 고밀도 폴리에틸렌/선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 랜던 코폴리머/폴리에틸렌, 또는 폴리프로필렌/폴리프로필렌 랜덤 코폴리머를 포함한다. 바람직한 열가소성 이성분 섬유는 Fiber Visions (Athens, GA)로부터 시중에서 입수가능하다. 적절한 열가소성 이성분 섬유는 복합 흡수 물품의 30, 25, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 6, 또는 4 wt% 또는 그 사이의 임의의 범위를 포함한다. 열가소성 이성분 섬유는 바람직하게는 약 1.7, 1.9, 2.1, 2.3, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4, 3.8, 4.0, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 5.0 데시텍스 16.7 데시텍스까지 또는 그 사이의 임의의 범위의 선밀도를 갖는다. 그러나, 고밀도 섬유(예컨대 4.0 덱시텍스)가 셀룰로오스 알킬 술포네이트를 높은 수준(예컨대 약 20%)으로 포함하는 흡수 물품에 포함된 경우, 물품의 흡수성은 타협되지 않는다는 것을 놀랍게도 발견하였다. 또한, 더 낮은 선밀도를 갖는 보강 섬유를 사용하는 것은 섬유의 중량을 감소시켜서 투명성을 증가시킨다. 따라서, 한 양태에서, 열가소성 이성분 섬유는 바람직하게는 흡수 물품의 약 10 내지 30 wt% (보다 바람직하게는 약 10 내지 20%, 보다 더 바람직하게는 약 10 내지 13%)을 포함하며, 약 1.7 내지 4.0 데시텍스 (보다 바람직하게는 약 1.7 내지 1.9 데시텍스)의 선밀도를 갖는다. 섬유를 함께 융합하는데 사용되는 온도는 통상적으로 90 내지 162℃, 바람직하게는 약 120 내지 125℃ 범위 내이다.

또 다른 양태에서, 보강 섬유는 리오셀 섬유를 포함한다. 이들 섬유는 일반적으로 유기 용매 스핀 공정에 의해 얻어진 셀룰로오스를 포함한다. 바람직하게는, 리오셀 섬유는 용매로서 다양한 아민 옥사이드를 사용하여 셀룰로오스 섬유로부터 발생된다. 특히, 물(약 12%)를 갖는 N-메틸모르폴린-N-옥사이드 ("NMNO")는 특히 유용한 용매인 것을 입증한다. 리오셀 섬유의 제조방법의 예는 McCorsley et al., 미국특허 No. 4,142,913; 4,144,080; 4,211,574; 4,246,221; 및 4,416,698 등에서 설명된다. Jurkovic et al., 미국특허 No. 5,252,284 및 Michels et al., 미국특허 No. 5,417,909는 특히 NMMO에 용해된 셀룰로오스를 스핀하기 위한 압출 노즐의 기하구조를 다룬다. Brandner et al., 미국특허 No. 4,426,228는 가열된 NMMO 용액에서 셀룰로오스 및/또는 용매 열화를 방지하기 위해서 안정화제로서 기능하기 위한 다양한 화합물의 사용을 개시하는 상당한 수의 특허의 예시이다. Franks et al., 미국특허 No. 4,145,532 및 4,196,282는 셀룰로오스를 아민 옥사이드 용액에 용해하는 것의 어려움 및 고농도 셀룰로오스 달성을 다룬다. 이들 모든 특허는 본원에 참조로 포함된다. Lenzing에 의해 제조된 하나의 리오셀 생성물은 현재 TENCEL® E 섬유로서 시중에서 입수가능한다. 이들 셀룰로오스 섬유를 부직포 구조로 포함시켜서 생성물의 완전성을 보조하는 방법은 잘 알려져 있으며, 예컨대 GB 1207352를 참조하고, 이것은 참조로 포함된다. 한 양태에서, 리오셀 섬유는 복합 흡수 물품의 26, 24, 22, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 6, 또는 4 wt% 또는 그 사이의 임의의 범위를 포함한다. 리오셀 섬유는 바람직하게는 약 0.7, 0.9, 1.1, 1.3, 1.5, 1.7, 1.9, 2.1, 2.3, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4, 3.8, 4.0, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 5.0, 10, 15, 20, 25, 최대 30 데시텍스 또는 그 사이의 임의의 범위의 선밀도를 갖는다. 하기 실시예에 나타낸 바와 같이, 저밀도 섬유(약 1.2 내지 1.6 데시텍스)를 복합 흡수 물품에 높은 수준(약 10 내지 30 wt%, 바람직하게는 약 10 내지 20 wt%)으로 포함시킨 경우 습윤 강도는 개선되지만 흡수성은 타협되지 않는다는 것을 놀랍게도 발견하였다. 특히 바람직한 실시형태에서 TENCEL® 섬유는 약 15 내지 20 wt%, 예컨대 20 wt%로 셀룰로오스 에틸 술포네이트 부직포 재료에 포함된다.

다른 양태에서, 본 발명의 셀룰로오스 알킬 술포네이트에 하나 이상의 항균제가 적용된다. 바람직한 제제는 은 및/또는 폴리헥사메틸렌 비구아니드 ("PHMB")를 포함한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

이제 본 발명을 하기 비제한적 실시예에 의해 설명한다.

실시예 1: 섬유의 자유 흡수성의 결정 방법

섬유를 2-3 mm 플록(flock)으로 절단하고, 0.5 g의 절단 섬유를 100 ml 나사 마개병(screw-top jar)에 놓았다. 50 ml의 테스트 액체(예컨대 0.9% 식염수, 통상적으로 상처액의 이온 강도를 모사하기 위해 사용됨)를 첨가하고, 병을 30초 동안 흔들어서 플록을 분산시켰다. 그 다음 분산물을 42.5 mm 직경의 Whatman No. 4 여과지가 구비된 47 mm Buchner funnel을 통해 진공 펌프를 사용하여 진공을 1분당 0.8bar를 초과하도록 설정하고 여과하였다. 그 다음 섬유 분산물을 이동시키고 칭량하였다. 섬유 자유 흡수성을 하기 식을 사용하여 계산하였다:

실시예 2: 단일 필라멘트의 파단 강도 및 연신율의 결정 방법

건조, 단일 필라멘트의 파단시 강도 및 연신율을 단일 필라멘트를 잡기 위한 적절한 조임부 및 적절한 범위의 로드 셀이 구비된 인장 테스트 기기를 사용하여 행하였다.

샘플을 적어도 4시간 동안 컨디셔닝하고 직물을 테스트하기 위한 표준 분위기에서 테스트를 행하였다 (20 ± 2 ℃ 및 65 ± 2% 상대 습도).

제조자의 지시에 따라 기기를 평형화하고 조정하였다. 샘플의 상이한 부분으로부터 필라멘트를 임의로 취하였다. 필라멘트의 선밀도를 Vibraskop 방법과 같은 적절한 기술로 측정하였다. 그 다음 필라멘트를 인장 테스트 기기의 조임부에 위치시키고 테스트를 시작하였다. 하기 조건을 사용하였다:

테스트 길이: 20 mm

로드 범위: 0-10 cN

크로스-헤드 속도: 10 mm/분

차트 속도(적용시): 10-20 mm/분

테스트 수: 10

파열 후, 크로스 헤드를 되돌리고 필라멘트의 파단 끝을 확인하고 조임부에서 제거하였다. 조임부 파단의 수가 10%를 초과하면 기록하였다.

각 필라멘트의 파단 로드 (cN) 및 파단 신장율 (%)은 대개 통계와 함께 프린트된다. 프린트되는 개별 파단 로드의 경우, 개별 강도 결과 또는 평균 강도는 손으로 하기와 같이 계산하였다:

평균 강도 (cN/tex) = 평균 파단 로드 cN x 10

평균 선밀도 dtex

실시예 3: 2단계 프로세스를 사용하는 셀룰로오스 에틸 술포네이트의 제조

상품명 TENCEL® (Lenzing사 제조)로 알려진 리오셀 토우(tow)의 3 g 샘플을 수성 47% 수산화나트륨에서 25분 동안 25℃에서 침지하였다. 그 다음 스퀴징하여 과량의 수산화나트륨을 제거하였다. 그 다음 25 ml 30% 나트륨 비닐 술포네이트 용액 (Fluka Chemicals)을 섬유에 첨가하고 91℃에서 90분 동안 가열하였다. 이 시간 후 빙초산을 적하 첨가하여 반응 혼합물을 pH 7로 중화하였다. 그 다음 과량의 액체를 섬유로부터 스퀴징하고 인더스트리얼 메틸화 스피리트("IMS") 및 물(80:20 v/v)의 혼합물에서 섬유를 2회 세정하였다. 60℃에서 일정 중량으로 건조한 후, 섬유의 흡수성을 테스트하였다.

실시예 1에 개관된 방법 및 테스트 액체로서 0.9% NaCl 수용액을 사용하여 11.1 g/g의 섬유 자유 흡수성을 얻었다.

실시예 4: 2단계 프로세스를 사용하여 셀룰로오스 에틸 술포네이트의 제조(SFM006/69)

TENCEL® 섬유의 2.5 g 샘플을 47% 수산화나트륨에 30분 동안 20℃에서 침지하고, 그 다음 과량의 액체를 스퀴징하여 제거하였다. 21 ml 나트륨 비닐 술포네이트 (30% 수용액)을 섬유에 부었다. 그 다음 섬유 및 반응물을 함유하는 용기를 83℃에서 2시간 동안 가열하고, 그 후 샘플을 빙초산의 적하 첨가에 의해 7의 pH에 도달할 때까지 중화하였다. 그 다음 과량의 액체를 섬유로부터 스퀴징하고, 섬유를 IMS/물 (80:20 v/v)로 2회 세정하고 마지막으로 100% IMS에서 세정하였다. 60℃에서 일정 중량으로 건조한 후, 테스트 액체로서 0.9% 수성 NaCl을 사용하여 실시예 1의 방법에 따라 흡수성을 테스트하였다. 9.7 g/g의 섬유 자유 흡수성 값을 얻었다.

실시예 5: 높은 수분 함유량을 갖는 원-팟 프로세스를 사용하는 셀룰로오스 에틸 술포네이트의 제조

3 g TENCEL® 섬유를 10 ml 47% NaOH와 25 ml 30% 나트륨 비닐술포네이트 용액의 혼합물에 침지하고, 75분 동안 83℃에서 침지하였다. 그 다음 반응 혼합물을 아세트산의 첨가에 의해 중화하고, 그 후 섬유를 이동시키고 IMS/물 (80:20 v/v)의 혼합물에서 세정하고 마지막으로 100% IMS에서 세정하였다. 60℃에서 건조를 행하였다.

실시예 1에 개관된 방법 및 흡수 테스트 액체로서 0.9% NaCl의 수용액을 사용하여 6.6 g/g의 섬유 자유 흡수성을 얻었다. 섬유는 더 낮은 흡수성값에 의해 입증되었듯이 더 낮은 치환도를 가짐에도 불구하고 실시예 6의 섬유보다 두드러지게 더 약했다.

실시예 6: 낮은 수분 함유량으로 원-팟 프로세스를 사용하여 셀룰로오스 에틸 술포네이트의 제조 (SFM006/145a)

13 ml 30% 나트륨 비닐술포네이트 용액과 10 ml 47% NaOH 용액의 혼합물에 3 g TENCEL® 섬유를 침지하고, 70분 동안 83℃에서 가열하였다. 그 다음 반응 혼합물을 아세트산을 첨가하여 중화한 후, 섬유를 이동시키고 IMS/물 (80:20 v/v)의 혼합물로, 마지막으로 100% IMS로 세정하였다. 60℃에서 건조를 행하였다.

실시예 1에 개관된 방법 및 테스트 액체로서 0.9% NaCl의 수용액을 사용하여 11.9 g/g의 섬유 자유 흡수성값을 얻었다.

실시예 7: 미유도체화된 셀룰로오스에 대한 비교 흡수성 테스트

실시예 3 및 4에 대한 출발 재료로서 사용한 동일한 배치로부터 TENCEL® 섬유를 흡수 테스트 액체로서 0.9% 수성 NaCl을 사용하여 실시예 1에 개관된 흡수성 테스트를 실시하였다. 0.9 g/g의 섬유 자유 흡수성값을 얻었다.

실시예 8: 본 발명의 셀룰로오스 에틸 술포네이트 섬유와 종래 기술의 카르복시메틸 셀룰로오스 섬유의 낮은 pH에서 흡수성 비교

EP 0616650의 교시에 따라 제조된 카르복시메틸 셀룰로오스 (CMC) 섬유의 흡수성을 실시예 1의 방법에 따라 흡수 액체로서 0.9% 식염수를 사용하여 측정하였다. 그 다음 식염수의 pH를 37% HCl의 첨가에 의해 연속적으로 감소시키고 각 pH에서 다시 흡수성을 측정하였다.

리오셀 섬유로부터 본 발명에 따라 셀룰로오스 에틸 술포네이트 섬유를 제조하고, 그들의 흡수성을 pH값의 범위에서 동일한 방식으로 측정하였다.

결과를 도 1에 그래프로 나타낸다. 본 발명의 셀룰로오스 에틸 술포네이트 섬유는 낮은 pH에서 현저히 높은 흡수성을 유지한다는 것이 명확하고, 상처 치유가 향상되는 것으로 생각된다.

실시예 9: 20중량% 4.0 데시텍스 이성분 섬유-보강된 셀룰로오스 에틸 술포네이트 패브릭

이 실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 셀룰로오스 에틸 술포네이트 섬유를 50 mm 스태플로 절단하고 20중량% 비율로 4.0 데시텍스 40 mm 스태플 이성분 섬유 (ES-LOWMELT™ Fiber Visions사 제품)와 함께 샘플 카드를 통해 배합하였다. 얻어진 웨브(web)를 니들본딩하고, 그 다음 125℃에서 설정된 재순환 오븐에서 10분 동안 가열하여 열적 결합하였다. 보강 섬유를 함유하지 않는 비교 셀룰로오스 에틸 술포네이트 패브릭을 유사한 방식으로 열적 결합 단계를 행하지 않고 제조하였다.

패브릭으로부터 2.5 cm 폭 x 10 cm 길이의 테스트 시편을 절단하여 습윤 강도를 측정하였다. 샘플을 Instron 3343 인장 테스트 기기에 표점 거리 5 cm을 제공하도록 장착하였다. 그 다음 샘플을 2.5 ml의 용액 A (나트륨/칼슘 용액)으로 적시고 1분 동안 방치한 다음 100 mm/min에서 테스트하였다. 16.6 g의 NaCl 및 0.74 g의 CaCl 이수화물을 2 L의 물에 용해하여 소듐/칼슘 용액 A를 형성하였다.

겔화된(0.9% 수화된 식염수) 샘플 아래에 프린트된 굵은 활자체 12pt Times New Roman을 놓고 투명도를 주관적으로 측정하고, 투명도를 0 (완전히 불투명함, 활자체 보이지 않음) 내지 10 (완전히 투명함, 활자체가 왜곡되지 않음)로 주관적으로 점수화하였다.

샘플 재료의 5 cm x 5 cm 사각형을 칭량하여 흡수성을 측정하였다(W₁). 그 다음, 샘플을 용액 A에 37℃에서 30분 동안 페트리 접시에 놓았다. 그 다음 사각형의 한쪽 코너를 잡아서 페트리 접시로부터 꺼내고 샘플을 30초 동안 액체가 빠지도록 하였다. 그 다음 샘플을 다시 칭량하여 최종 중량(W₂)을 얻었다. 섬유 흡수성은 (W₂ - W₁)W₁로 주어진다.

	패브릭 흡수성(g/g)	습윤 강도(N/cm/100gsm)	투명성
CES 패브릭	15.9	0.6	9
20% 4.0 데시텍스 이성분-보강 패브릭	19.7	5.1	3

실시예 10: 10중량% 1.7 데시텍스 이성분 섬유-보강된 셀룰로오스 에틸 술포네이트 패브릭

더 높은 용융 쉬스 성분으로 인하여 열적 결합 단계를 135℃에서 행하는 것을 제외하고 실시예 9와 유사한 방식으로, 10중량% 1.7 데시텍스 40 mm 스태플 이성분 섬유 (ES-CURE™, Fiber Visions사 제조)를 함유하는 본 발명에 따라 제조된 셀룰로오스 에틸 술포네이트 패브릭을 제조하였다. 또한 10% 4.0 데시텍스 ES-LOW MELT™를 함유하는 패브릭을 실시예 9와 같이 제조하였다. 하기 표는 결과를 나타낸다:

	습윤 강도(N/cm/100gsm)	투명성
10% 1.7 데시텍스 이성분-보강 패브릭	2.1	6
10% 4.0 데시텍스 이성분-보강 패브릭	0.6	6

실시예 11: 20중량% 1.4 데시텍스 리오셀-보강된 셀룰로오스 에틸 술포네이트 패브릭

본 실시예에서, TENCEL® 섬유를 셀룰로오스 에틸 술포네이트 부직포 재료로 20중량%의 수준으로 조합하였다. 습윤 강도가 현저히 개선된 한편, 흡수성은 적게 타협된 것으로 발견되었다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 에틸 술포네이트를 50 mm 스태플로 절단하고 20중량% 비율로 1.4 데시텍스 50 mm 스태플 TENCEL® 섬유 (Lenzing AG사 제조)와 함께 샘플 카드를 통해 배합하였다. 얻어진 웨브를 니들본딩하였다. 하기 표는 결과를 나타낸다:

	강도(N/cm/100gsm)	투명성	패브릭 흡수성(g/g)
미보강 셀룰로오스 에틸 술포네이트 패브릭	0.4	8	19.4
TENCEL® 보강 셀룰로오스 에틸 술포네이트 패브릭	3.3	5	18.8

섬유의 강도, 투명도 및 흡수성은 실시예 9에서와 같이 결정하였다.

삭제

삭제

삭제

실시예 12: 은 알기네이트 섬유 배합 공정

본 실시예는 참조로 포함되는 WO 02/24240에 일반적으로 설명된 기술을 사용하여 은 알기네이트 섬유를 셀룰로오스 에틸 술포네이트 섬유와 배합하는 것을 설명한다.

물/아세톤/은 니트레이트의 혼합물에 칼슘 알기네이트 섬유를 침지한 다음 아세톤/물로 세정하고 마지막으로 아세톤으로 세정한 다음 섬유를 50℃에서 건조하여 대략 24중량% 은을 함유하는 칼슘 알기네이트 섬유를 제조하였다. 이들 섬유를 50 mm 스태플로 절단하고 드레싱의 중량 상에 대략 1.5% 은을 제공하도록 하는 비율로 셀룰로오스 에틸 술포네이트 스태플 섬유와 배합한 다음, 배합물을 카디드 및 니들-본딩하여 대략 100 gsm 니들 패브릭을 제공하였다. 패브릭은 광에 연장된 노출시 오프-화이트 색을 갖는다.

Qualiscreen로서 알려진 표면 항균 효과 테스트에서, 드레싱은 항균성, 즉 99.9% 이상의 딸세포 형성을 억제하는 것으로 발견되었다 (메티실린 저항 스타필로코커스 오리우스).

실시예 13: PHMB 셀룰로오스 에틸 술포네이트

본 실시예에서, PHMB의 20% 수용액을 사용하여 드레싱 상에 0.6중량% PHMB을 제공하여 분사 방법에 의해 PHMB-로딩 셀룰로오스 에틸 술포네이트 패브릭을 제조하였다. 드레싱의 샘플에 "밀크 테스트"를 행하였다. 드레싱은 72시간 동안 항균성을 유지한 반면, 대조군 샘플은 24시간 후 미생물이 생겼다.

실시예 14: 낮은 겔 비접착층 드레싱

실시예 1에서의 방법에 의해 측정한 4.7 g/g의 섬유 흡수성을 갖는 셀룰로오스 에틸 술포네이트 섬유를 50 mm 스태플로 절단한 다음, carded and needled하여 패브릭을 제공하였다. 샘플 재료의 5 cm x 5 cm 사각형을 칭량하여 이 패브릭의 흡수성을 측정하였다(W₁). 그 다음, 샘플을 페트리 접시에서 용액 A (나트륨/칼슘 용액) 중에 37℃에서 30분 동안 두었다. 그 다음 사각형을 한쪽 코너에서 잡아서 페트리 접시 밖으로 꺼내고 샘플을 30초 동안 액체 제거한 다음, 샘플을 재칭량하였다(W₂). 패브릭 흡수성은 (W₂ - W₁)W₁로 주어진다.

패브릭으로부터 테스트 시편을 2.5 cm 폭 x 10 cm 길이로 절단하여 습윤 강도를 측정하였다. Instron 3343 인장 테스트 기기에 표점 거리 5 cm를 제공하도록 샘플을 장착하였다. 그 다음 샘플을 2.5 ml의 용액 A (나트륨/칼슘 용액)으로 적시고, 1분 동안 방치한 다음 100 mm/min에서 테스트하였다.

12.9 g/g의 섬유 자유 흡수성을 갖는 셀룰로오스 에틸 술포네이트 섬유로 제조된 실시예 11로부터의 고흡수 패브릭은 대조군으로서 기능한다. 흡수성 및 인장 강도 결과는 하기 표에 나타낸다.

	강도(N/cm/100gsm)	패브릭 흡수성(g/g)
낮은 겔 비접착 접촉층 셀룰로오스 에틸술포네이트 패브릭	1.32	16.8
높은 흡수 셀룰로오스 에틸술포네이트 패브릭(실시예 11)--미보강	0.4	19.4

접촉층 패브릭의 경우 흡수성이 타협되었지만 습윤 강도는 현저히 개선된 것을 알 수 있다. 또한, 접촉층 패브릭은 미끈거리는 감촉을 나타내어 피부에 대하여 낮은 접착성을 제시한다.

실시예 15: 키토산 에틸 술포네이트

3g 키토산 섬유를 40ml 47% NaOH 용액에 25분 동안 25℃에서 침지한 후, 스퀴징하여 과량의 액체를 제거하였다. 25ml 비닐술포네이트 (30% 수용액)를 섬유 위에 붓고 83℃에서 120분 동안 가열하였다. 그 다음 아세트산을 첨가하여 샘플을 중화한 다음 연속으로 IMS/물 (80/20 v/v)의 혼합물, 마지막으로 100% IMS에서 세정하였다. 60℃에서 일정한 중량으로 건조한 후, 0.9% 식염수를 사용하여 실시예 1에 개관된 방법에 의해 흡수성에 대하여 섬유를 테스트하였다. 3.7 g/g의 값이 얻어졌다.

흡수성은 반응 조건의 일부 최적화에 의해 개선될 수 있을 것으로 예상된다. 예컨대, NaOH 용액의 농도를 증가시킴으로써, 및/또는 고농도의 비닐 술포네이트(예컨대 35% 수용액)를 사용함으로써 개선시킬 수 있다.

상기로부터, 본 발명은 명백하고 본 발명에 내재된 다른 이점과 함께 본원에서 상기 설명한 모든 목적 및 목표를 달성하도록 잘 적합하게 되었다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명으로 많은 가능한 실시형태가 그 범위에서 벗어나지 않고 만들어질 수 있으므로, 본원에 설명되고 첨부한 도면에서 보여지는 모든 구성은 예로서 해석되며, 제한하는 의미는 아니다. 특정 실시형태를 나타내고 논의하였지만, 다양한 변형이 당연히 이루어질 수 있으며, 본 발명은 본원에 설명된 특정 형태 또는 부분 및 단계의 배열에 제한되지 않고, 이러한 제한이 하기 청구범위에 포함되는 경우를 제외한다. 또한, 특정 형태 및 조합은 유용하며 다른 특징 및 조합을 참조하지 않고 사용할 수 있다. 이것은 청구범위의 범위에 의해 그리고 그 내에서 고려된다.

Claims (43)

1. 흡수 재료로서 수불용성 다당류 알킬 술포네이트를 포함하며, 상기 다당류는 한 종류의 알킬 술포네이트로 치환된 흡수 물품.
2. 제1항에 있어서, 다당류는 셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알킬 술포네이트의 알킬 부분은 탄소 수 1 내지 6의 저급 알킬인 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
4. 제3항에 있어서, 알킬 술포네이트 부분은 에틸 술포네이트, 1-메틸-에틸 술포네이트 또는 2-메틸-에틸 술포네이트인 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
5. 제4항에 있어서, 알킬 술포네이트 부분은 에틸 술포네이트인 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흡수 재료는 상기 수불용성 다당류 알킬 술포네이트와 배합되거나 결합된 보강 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
7. 제6항에 있어서, 보강 섬유는 상기 다당류 알킬 술포네이트에 열적 결합된 열가소성 이성분 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
8. 제7항에 있어서, 열가소성 이성분 섬유는 적어도 2개의 폴리올레핀을 포함하는 쉬스-코어(sheath-core) 타입을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
9. 제8항에 있어서, 상기 열가소성 이성분 섬유는 흡수 재료의 10 내지 30중량%를 포함하며 1.7 내지 16.7 데시텍스의 선밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
10. 제6항에 있어서, 상기 보강 섬유는 리오셀 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
11. 제10항에 있어서, 상기 리오셀 섬유는 흡수 재료의 10 내지 30중량%를 포함하고 0.7 내지 30 데시텍스의 선밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 항균제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
13. 제12항에 있어서, 상기 항균제는 은 및 폴리헥사메틸렌 비구아니드로 구성된 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 흡수 물품.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 삭제
42. 삭제
43. 삭제

Images