KR101979205B1 - 흡수성 물품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡수속도가 빠르고 액체가 피부 접촉면에 잔류하지 않으며 건조감이 우수하고 배출된 체액이 리턴되지 않는 흡수성 물품을 제공한다. 본 발명은 적어도 하나의 흡수층으로 구성된 흡수체를 포함하고, 흡수체의 최상층에 다음 요건 (a) 내지 (d)를 만족하는 수분 흡수성 수지 분말이 배치된 흡수성 물품을 제공 한다: (a) 벌크 밀도: 0.45 g/ml 내지 0.62 g/ml; (b) 보텍스(vortex) 방법에 의한 흡수속도: 20 초 내지 50 초; (c) 하중 하에서의 액체 통과 속도: 10 초 이하; 및 (d) 흡습차단률: 5 % 이하.

Description

흡수성 물품{ABSORBENT ARTICLE}
본 발명은 흡수성 물품, 구체적으로 일회용 기저귀 및 생리대 등의 흡수성 물품의 흡수 성능 향상에 관한 것이다.
일회용 기저귀, 생리대, 및 실금자용 패드 같은 흡수성 물품은 신체에서 배출되는 소변이나 생리혈 등의 체액을 흡수·유지하는 흡수체, 신체에 접하는 면에 배치된 유연한 액체 투과성 상부 시트 및 신체와 접하는 면과 반대 면에 있는 액체 불투과성 배면 시트를 포함한다. 상기 흡수체는 일반적으로 목재 펄프 등의 친수성 섬유질 기재 물질과 수분 흡수성 수지 분말로 구성되어 있다. 체액은 부직포 등으로 제조된 상부 시트를 통과하여 흡수체에 흡수된다. 흡수된 체액은 흡수체에서 목재 펄프 등의 섬유질 기재 물질에 의해 확산되어 수분 흡수성 수지 분말에 의해 흡수 및 유지된다.
특허문헌 1 내지 4는 흡수체에 사용될 수 있는 수분 흡수성 수지 분말을 제안하고 있다. 특허문헌 1에는 수용성 비닐 모노머 (a1) 및/또는 가수분해성 비닐 모노머 (a2) 및 가교제 (b)를 필수 구성 단위로 함유하는 가교 폴리머 (A1)을 포함하고 흡수성 수지 입자 내부에 소수성 물질 (C)가 가교 폴리머 (A1)의 중량에 대하여 0.01 내지 10.0 중량%의 양으로 존재하고 흡수성 수지 입자의 표면에 소수성 물질 (D)가 가교 폴리머 (A1)의 중량에 대하여 0.001 내지 1.0 중량%의 양으로 존재하는 흡수성 수지 입자가 기술되어 있다.
특허문헌 2에서는 가교제를 함유하는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 용액을, 분산제 존재 하에 소수성 유기용매에서 역상 현탁 중합하여 물 함유 수분 흡수성 수지 입자 (a)를 포함하는 반응혼합물 (A)를 얻는 제1 단계; (A)에 가교제를 포함하는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 용액을 추가로 첨가하여 역상 현탁 중합시켜 물 함유 수분 흡수성 수지 입자 (b)를 포함하는 반응혼합물 (B)를 얻는 제2 단계; (B)를 탈수 및 탈용매하여 수분 흡수성 수지 케이크 (C)를 얻는 제3 단계; 및 수분 흡수성 수지 케이크를 건조하는 제4 단계를 포함하는 수분 흡수성 수지 입자 (D)의 제조방법을 기술하였으며, 여기에서 물 함유 수분 흡수성 수지 입자 (b)의 벌크 밀도는 0.25 내지 0.35 g/ml이며, 건조 후 수분 흡수성 수지 입자 (D)의 벌크 밀도는 0.45 내지 0.55 g/ml이다.
특허문헌 3에는 겔 액체 통과속도(ml/min)가 0.01 내지 3인 수분 흡수성 수지 (i)와 겔 액체 통과속도(ml/min)가 5 내지 200인 수분 흡수성 수지 (ii)를 포함하는 흡수성 물품이 개시되어 있다.
특허문헌 4에는 수분 흡수성 수지 (A)와 표면장력이 10 내지 30 다인 (dyne)/cm이고 수분 흡수성 수지 (A)와 화학결합할 수 있는 결합기를 갖는 개질제(B)를 함유하는 것을 특징으로 하는 수분 흡수성 수지 조성물이 개시되어 있다.
한편, 흡수성 물품을 박층으로 제조하기 위해 흡수체에서 섬유질 기재 물질의 사용량을 저감시키고, 또한 수분 흡수성 수지 분말의 사용량을 증가시키는 것이 검토되고 있다. 이러한 박층 흡수체는 소위 겔 블로킹의 문제가 있다. 즉, 섬유질 기재 물질의 사용량을 저감시켜, 수분 흡수성 수지 분말의 양을 증가시킨 흡수체가 체액을 흡수하면 먼저 피부와 접촉하는 면의 수분 흡수성 수지 분말이 체액을 흡수하여 팽창한다. 그러나, 흡수체의 수분 흡수성 수지 분말의 함량이 크기 때문에 팽창한 수분 흡수성 수지 분말들이 서로 접촉하기 쉬워진다. 그 결과, 체액의 통로로서의 공극이 막혀 흡수체가 임의의 흡수능력을 나타낼 수 없다. 이러한 현상을 겔 블로킹이라 한다. 겔 블로킹 현상을 개선하는 기술은 특허문헌 5 내지 8에 기술되어 있다.
특허문헌 5는 액체 투과성 상부 시트와 액체 불투과성 후면 시트 및 이들 양 시트 사이에 삽입된 액체 보유 흡수체를 포함하는 흡수성 물품을 기술하고 있으며, 이 흡수성 물품은 흡수체가 이하의 1) 및 1')의 조건을 충족하고 상기 흡수체에 포함된 고 수분 흡수성 폴리머가 이하의 2)와 3)의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.
1) 흡수체가 섬유질 기재 물질과 고 수분 흡수성 폴리머를 주요 구성성분으로 함유하고, 흡수체 총 중량의 45 내지 90중량%가 고 수분 흡수성 폴리머이다.
1') 흡수체가 2 이상의 층으로 되어, 적어도 하나의 층이 섬유질 기재 물질로 된 층이며, 적어도 다른 하나의 층이 고 수분 흡수성 폴리머로 된 층 또는 고 수분 흡수성 폴리머와 섬유질 기재 물질과의 혼합물로 된 층이며, 섬유질 기재 물질로 된 층은 해섬 및 적층된 펄프 섬유를 결합제로 접착하여 얻어진 시트 형태의 층이다.
2) 고 수분 흡수성 폴리머는 표면 부분의 가교 밀도가 높은 가교체 입자로 구성되고, 원심탈수법에 의한 그의 식염수 흡수량은 25 g/g 이상이다.
3) 0.5g의 고 수분 흡수성 폴리머와 식염수로 단면적 4.91cm2(내경: 25 mmφ)의 원통을 충전하고, 고 수분 흡수성 폴리머를 식염수에 의해 포화 상태에 도달 할 때까지 팽창시키고, 팽창한 고 수분 흡수성 폴리머가 침강한 후 식염수 50 ml를 원통에 통과시켰을 때, 액체 통과시간은 20 초 이하이다.
특허문헌 6은 상부 시트, 배면 시트 및 양 시트 사이에 삽입되고 수분 흡수성 폴리머 및 섬유를 함유하는 흡수체를 포함하는 흡수성 물품을 기술하고 있으며, 여기에서 흡수체는 수분 흡수성 폴리머로서 팽창 겔이 45˚ 이하의 안식각(repose angle)을 갖는 수분 흡수성 폴리머를 포함하고, 수분 흡수성 폴리머의 함량이 다음 식에 의해 계산된 수분 흡수성 폴리머 평균 함유율을 초과하는 경우에 수분 흡수성 폴리머 고농도 영역을 갖는다.
수분 흡수성 폴리머 평균 함유율(질량%) = (흡수체에 함유된 모든 수분 흡수성 폴리머의 총 질량 / 흡수체의 총 질량) × 100
특허문헌 7에는 배면 시트, 액체 투과성 상부 시트 및 양 시트 사이에 삽입되고 펄프와 고 흡수성 폴리머로 구성된 흡수체를 포함하는 체액 흡수 물품이 기술되어 있으며, 여기에서 흡수체의 펄프 및 고 흡수성 폴리머의 총 중량에 대한 고 흡수성 폴리머의 비율이 30 내지 60 중량%이며, 고 흡수성 폴리머와 관련하여 그의 폴리머 입자크기 분포에 있어서 500 마이크로미터 이상의 크기를 갖는 입자가 10 중량%, 250 내지 500 마이크로미터의 크기를 갖는 입자가 70 중량%, 및 250 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 입자가 20 중량%이고, 폴리머 입자 형상의 부정형도가 벌크 밀도 평가에서 0.3 내지 0.5 g/ml이며, 펄프 섬유 공극에 보유된 체액을 고 흡수성 폴리머쪽으로 이행시키는 체액 흡인/흡수 성능이 흡수 시작 15초 동안 5 g g 이상이다.
특허문헌 8에서는 액체 투과성 상부 시트와 액체 비투과성 배면 시트 사이에 흡수성 매트를 포함하는 일회용 흡수성 물품을 기술하였으며, 여기서 흡수성 매트는 상부 시트측으로부터 나열된 순서대로 수분 흡수성 수지 분말을 함유하나 펄프 섬유는 함유하지 않는 시트형 수분 흡수층; 및 수분 흡수성 수지 분말과 펄프 섬유를 함유하는 섬유 어셈블리층을 포함하고; 시트형 수분 흡수층은 각각이 수분 흡수성 수지 분말을 싸고 있는 다수의 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역을 포함하고, 다수의 수분 흡수성 수지 분말 부재 영역은 각각 2개의 인접한 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역들 사이에 형성된다.
인용문헌 리스트
특허문헌
[특허문헌 1] 일본 특허공개 제2010-185029호
[특허문헌 2] 일본 특허공개 제2010-59254호
[특허문헌 3] 일본 특허공개 제2003-235889호
[특허문헌 4] 일본 특허공개 제2003-82250호
[특허문헌 5] 일본 특허 제3722550호
[특허문헌 6] 일본 특허공개 제2011-19896호
[특허문헌 7] 일본 특허 제3783914호
[특허문헌 8] 일본 특허공개 제2004-275225호
본 발명은 박층 흡수성 물품을 제조할 때 발생하는 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 흡수속도가 빠르고, 액체가 피부 접촉면에 잔류하지 않으며 건조 느낌이 우수하고, 배출된 체액의 리턴(return)이 어려운 흡수성 물품을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 과제를 해결할 수 있으며, 적어도 하나의 흡수층으로 구성된 흡수체를 포함하고, 흡수체의 최상층에 다음 요건 (a) 내지 (d)를 만족하는 수분 흡수성 수지 분말이 배치된 흡수성 물품을 제공한다:
(a) 벌크 밀도: 0.45 g/ml 내지 0.62 g/ml;
(b) 보텍스(vortex) 방법에 의한 흡수속도: 20 초 내지 50 초;
(c) 하중 하에서의 액체 통과 속도: 10 초 이하; 및
(d) 흡습차단률: 5 % 이하.
본 발명에서 사용된 수분 흡수성 수지 분말은 체액을 흡수체의 아래쪽으로 용이하게 통과시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명의 흡수성 물품은 흡수속도가 빠르고, 흡수체 표면의 건조감이 우수하며 배출된 체액이 거의 리턴되지 않는다. 또한, 체액이 반복적으로 흡수될 때에도 흡수속도가 감소하지 않는다.
본 수분 흡수성 수지 분말은 높은 수분 흡수능을 발현하는 관점에서 흡수율이 바람직하게 40 g/g 내지 55 g/g이고, 수분보유능은 바람직하게 20 g/g 내지 45 g/g이다.
수분 흡수성 수지 분말은 바람직하게, 예를 들어 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및/또는 가수분해에 의해 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)을 생성하는 가수분해성 모노머 (a2)를 함유하는 모노머 조성물; 및 (b) 내부 가교제를 중합하여 얻어진 가교 폴리머 (A)를 표면개질제 (B)로 처리하여 얻어진 수분 흡수성 수지 분말이다. 처리를 위한 표면개질제 (B)의 양은 가교 폴리머 (A) 100 질량부에 대하여 0.001 질량부 내지 1 질량부인 것이 바람직하다. 표면개질제 (B)는 아미노 개질 폴리실록산, 카복시 개질 폴리실록산 및 실리카로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 성분인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 흡수성 물품의 흡수체의 최상층은 바람직하게 수분 흡수성 수지 분말이 내재된 다수의 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역과, 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역에 인접한 수분 흡수성 수지 분말 부재 영역을 갖는다. 본 발명에 따른 흡수성 물품의 흡수체는 최상층에 인접한 하부층으로서 수분 흡수성 수지 분말 및 섬유질 기재 물질을 포함하는 흡수체를 갖는다.
본 발명의 흡수성 물품은 흡수속도가 빠르고, 건조감이 우수하며, 또한 배출된 체액의 리턴이 발생하기 어렵다.
도 1은 본 발명에서 사용된 흡수체의 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다.
도 2는 본 발명에서 사용된 흡수체의 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다.
도 3은 본 발명에서 사용된 흡수체의 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다.
도 4는 본 발명에서 사용된 흡수체의 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다.
도 5는 본 발명에서 사용된 흡수체의 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다.
도 6은 본 발명에서 사용된 흡수체의 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다.
도 7은 본 발명의 흡수성 물품의 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다.
도 8은 본 발명의 흡수성 물품의 또다른 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다.
본 발명은 적어도 하나의 흡수층으로 구성된 흡수체를 포함하고, 흡수체의 최상층에 다음 요건 (a) 내지 (d)를 만족하는 수분 흡수성 수지 분말이 배치된 흡수성 물품에 관한 것이다:
(a) 벌크 밀도: 0.45 g/ml 내지 0.62 g/ml;
(b) 보텍스 방법에 의한 흡수속도: 20 초 내지 50 초;
(c) 하중 하에서의 액체 통과 속도: 10 초 이하; 및
(d) 흡습차단률: 5 % 이하.
먼저, 본 발명에서 사용된 수분 흡수성 수지 분말에 대해 설명하였다. 수분 흡수성 수지 분말은 (a) 벌크 밀도가 0.45 g/ml 내지 0.62 g/ml의 범위이다. 수분 흡수성 수지 분말의 벌크 밀도는 0.50 g/ml 이상인 것이 바람직하고, 0.52 g/ml 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.61 g/ml 이하인 것이 바람직하고, 0.60 g/ml 이하인 것이 더욱 바람직하다. 벌크 밀도는 수분 흡수성 수지 분말 형태의 지표가 된다. 벌크 밀도가 상기 범위 내이면, 수분 흡수성 수지 분말 사이에 체액의 통로로서의 공극이 용이하게 형성된다. 그 결과, 흡수속도 및 반복 흡수속도가 양호하게 된다. 벌크 밀도를 측정하는 방법은 후술하였다.
본 발명의 수분 흡수성 수지 분말은 (b) 보텍스 방법에 의한 흡수속도가 20 초 내지 50 초의 범위이다. 수분 흡수성 수지 분말의 보텍스 방법에 의한 흡수속도는 22 초 이상인 것이 바람직하고, 25 초 이상인 것이 더욱 바람직하고, 48 초 이하인 것이 바람직하고, 45 초 이하인 것이 더욱 바람직하다. 흡수속도가 50 초를 초과할 경우 다량의 체액이 한 번에 빠른 속도로 배출될 때 충분하게 흡수할 수 없다. 그 결과, 누액이 발생하게 된다. 흡수속도는 낮을수록 바람직하지만, 20 초 미만이면, 수분 흡수성 수지 분말의 소변에 대한 안정성, 특히 하중 하의 소변에 대한 안정성이 저하될 수 있다. 보텍스 방법에 의한 흡수속도는 체액을 흡수하는 시간(초)을 측정하여 평가된다. 따라서 측정된 시간(초)이 짧을수록 흡수속도가 더 빠르다.
수분 흡수성 수지 분말은 (c) 하중 하에서의 액체 통과 속도가 10 초 이하이다. 하중 하에서의 액체 통과 속도는 8 초 이하가 바람직하고, 5 초 이하가 더욱 바람직하다. 하중 하에서의 액체 통과 속도가 10 초를 초과할 경우 흡수체 내부에서 체액의 확산 장애가 발생할 수 있다. 따라서 누액이 발생할 수 있다. 하중 하에서의 액체 통과 속도는 미리 물을 흡수시켜 팽창한 수분 흡수성 수지 분말에 하중을 적용한 상태에서 일정량의 액체가 통과하는 시간(초)을 측정하여 평가한다. 따라서, 측정된 시간(초)이 짧을수록 흡수속도가 크다는 것을 의미한다.
수분 흡수성 수지 분말은 (d) 흡습차단률이 5 % 이하이다. 흡습차단률은 4 % 이하인 것이 더욱 바람직하고, 3 % 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 흡습차단률이 5 %를 초과하면 수분 흡수성 수지 분말이 응집하기 쉬워진다. 따라서 흡수체를 제조할 때 제조기계 또는 제조라인의 공급 파이프 내에 수분 흡수성 수지 분말이 쉽게 달라붙거나, 수분 흡수성 수지 분말을 부직포에 균일하게 적용 할 수 없는 등의 문제가 발생한다. 또한 배출된 체액의 리턴이 발생할 수 있다.
본 발명의 수분 흡수성 수지 분말은 흡수율이 40 g/g 이상인 것이 바람직하고, 42 g/g 이상인 것이 더욱 바람직하고, 44 g/g 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 55 g/g 이하인 것이 바람직하고, 53 g/g 이하인 것이 더욱 바람직하고, 51 g/g 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 흡수율은 수분 흡수성 수지 분말이 어느 정도 양의 물을 흡수할 수 있는지를 나타내는 척도이다. 흡수율이 40 g/g 미만이면 흡수 용량을 소정의 수준으로 유지하기 위해 다량의 수분 흡수성 수지 분말을 사용해야 하며, 그에 따라 박층 흡수체를 제조하는 것이 어렵게 된다. 누액 방지의 측면에서, 흡수율은 클수록 바람직하지만, 55 g/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이는 흡수율이 55 g/g을 초과하면 수분 흡수성 수지 분말의 소변에 대한 안정성이 저하되는 경향이 있기 때문이다.
수분 흡수성 수지 분말은 바람직하게 20 g/g 이상, 더욱 바람직하게 22 g/g 이상, 보다 더 바람직하게 24 g/g 이상의 수분보유능을 갖고, 바람직하게 45 g/g 이하, 더욱 바람직하게 43 g/g 이하, 보다 더 바람직하게 40 g/g 이하의 수분보유능을 갖는다. 수분보유능은 수분 흡수성 수지 분말이 흡수한 액체를 얼마나 보유할 수 있는지를 나타내는 척도이다. 상기 수분보유능이 20 g/g 미만이면 체액의 보유 용량을 소정의 수준으로 유지하기 위해 다량의 수분 흡수성 수지 분말이 사용되어야 하며, 따라서 박층 흡수체를 제조하는 것이 어려울 수 있다. 누액의 방지 측면에서 수분보유능은 클수록 바람직하지만, 45 g/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이는 수분보유능이 45 g/g을 초과하면 수분 흡수성 수지 분말의 소변에 대한 안정성이 저하되는 경향이 있기 때문이다.
수분 흡수성 수지 분말의 벌크 밀도, 보텍스 방법에 의한 흡수속도, 하중 하에서의 액체 통과 속도, 흡수율, 수분보유능은, 예를 들어 가교된 폴리머의 조성, 표면개질제의 종류, 수분 흡수성 수지 분말의 입자크기, 건조 조건 등을 적절하게 선택함으로써 조절할 수 있다.
수분 흡수성 수지 분말은 바람직하게 가교된 폴리머 (A)의 표면을 표면개질제 (B)로 처리하여 얻어진다. 가교된 폴리머 (A)는 바람직하게 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및/또는 가수분해에 의해 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)를 생성하는 가수분해성 모노머 (a2); 및 필수 성분으로서 내부가교제 (b)를 함유하는 모노머 조성물을 중합하여 얻어진다.
가교 폴리머 (A)에 대해 설명하였다. 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)은 특별히 제한은 없지만, 적어도 하나의 수용성 치환체와 에틸렌계 불포화 그룹을 갖는 모노머 등이 사용될 수 있다. 수용성 모노머는 25 ℃의 물 100 g에 적어도 100 g의 양으로 용해하는 성질을 가지는 모노머를 의미한다. 또한 가수분해성 모노머 (a2)는 50 ℃에서, 필요한 경우 촉매(산 또는 염기 등)의 작용에 의해 물로 가수분해되어 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)를 생성한다. 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해는 가교 폴리머 (A)의 중합 동안 또는 후, 또는 가교 폴리머 (A)의 중합 동안 및 후 모두에서 수행될 수 있다. 그러나, 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해는 바람직하게 얻어진 수분 흡수성 수지 분말 등의 분자량 관점에서 가교 폴리머 (A)의 중합 후에 수행된다.
수용성 치환체로는, 예를 들어 카복실 그룹, 설포 그룹, 설폭시 그룹, 포스포노 그룹, 하이드록실 그룹, 카바모일 그룹, 아미노 그룹, 또는 이들의 염 및 암모늄염을 포함한다. 카복실 그룹의 염(카복실레이트), 설포 그룹의 염(설포네이트), 및 암모늄염이 바람직하다. 또한, 염은, 예를 들어 리튬, 소듐 및 포타슘 등의 알칼리 금속의 염, 및 마그네슘 및 칼슘 등의 알칼리 토금속의 염을 포함한다. 암모늄염은 1차 내지 3차 아민의 염 또는 4급 암모늄염일 수 있다. 이러한 염들 중에서, 흡수 특성의 관점에서 알칼리 금속염 및 암모늄염이 바람직하고, 알칼리 금속염이 더욱 바람직하며, 소듐염이 더욱 바람직하다.
카복실 그룹 및/또는 그의 염을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머로는 3 내지 30의 탄소원자수를 갖는 불포화 카복실산 및/또는 그 염이 바람직하다. 카복실 그룹 및/또는 그의 염을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머의 구체적인 예로는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산염, 크로톤산, 및 신남산 등의 불포화 모노카복실산 및/또는 그의 염; 말레산, 말레산염, 푸마르산, 시트라콘산 및 이타콘산 등의 불포화 디카복실산 및/또는 그의 염; 말레산 모노부틸 에스테르, 푸마르산 모노부틸 에스테르, 말레산의 에틸카비톨 모노에스테르, 푸마르산의 에틸카비톨 모노에스테르, 시트라콘산 모노부틸 에스테르 및 이타콘산 글리콜 모노에스테르 등의 불포화 디카복실산의 모노알킬(탄소원자수 1 내지 8) 에스테르 및/또는 그의 염을 포함한다. 또한, 본 발명의 설명에서 "(메트)아크릴"은 "아크릴" 및/또는 "메타크릴"을 의미한다.
설포 그룹 및/또는 그의 염을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머로는 2 내지 30의 탄소원자수를 갖는 설폰산 및/또는 그의 염이 바람직하다. 설포 그룹 및/또는 그의 염을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머의 구체적인 예는 비닐 설폰산, (메트)알릴 설폰산, 스티렌 설폰산, 및 α-메틸 스티렌 설폰산 등의 지방족 또는 방향족 비닐 설폰산; (메트)아크릴옥시 프로필 설폰산, 2-하이드록시-3-(메트)아크릴옥시 프로필 설폰산, 2-(메트)아크릴로일아미노-2,2-디메틸에탄 설폰산, 3- (메트)아크릴옥시에탄 설폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판 설폰산 및 3-(메트)아크릴아미드-2-하이드록시프로판 설폰산 등의 (메트)아크릴로일 함유 알킬 설폰산; 및 알킬(메트)알릴 설포숙시네이트를 포함한다.
설폭시 그룹 및/또는 그의 염을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머의 예로는 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트의 설페이트 에스테르; 및 폴리옥시알킬렌 모노(메트)아크릴레이트의 설페이트 에스테르 등을 들 수 있다.
포스포노 그룹 및/또는 그의 염을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머의 예로는 (메트)아크릴산 하이드록시알킬의 포스페이트 모노에스테르, (메트)아크릴산 하이드록시알킬의 포스페이트 디에스테르 및 (메트)아크릴산 알킬포스폰산 등을 들 수 있다.
하이드록실 그룹을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머의 예로는 (메트)알릴 알코올 및 (메트)프로페닐 알코올 등의 탄소원자수 3 내지 15의 모노에틸렌계 불포화 알코올; 탄소원자수 2 내지 20의 알킬렌 글리콜, 글리세린, 소르비탄, 디 글리세린, 펜타에리트리톨, 및 폴리알킬렌 (탄소원자수 2 내지 4) 글리콜(중량평균분자량 100 내지 2000) 등의 2 내지 6가 폴리올의 모노에틸렌계 불포화 카복실레이트 또는 모노에틸렌계 불포화 에테르 등이 포함된다. 이들의 구체적인 예로는, 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌-옥시프로필렌 모노(메트)알릴 에테르 등을 들 수 있다.
카바모일 그룹을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머의 예로는 (메트)아크릴아미드; N-메틸 아크릴아미드 등의 N-알킬 (탄소원자수 1 내지 8) (메트)아크릴아미드; N,N-디메틸 아크릴아미드 및 N,N-디-n- 또는 i-프로필 아크릴아미드 등의 N,N-디 알킬 (탄소원자수가 1 내지 8인 알킬) 아크릴아미드; N-메틸올 (메트)아크릴아미드 및 N-하이드록시에틸 (메트)아크릴아미드 등의 N-하이드록시알킬 (탄소원자수 1 내지 8) (메트)아크릴아미드; N,N-디하이드록시에틸 (메트)아크릴아미드 등의 N,N-디하이드록시알킬 (탄소원자수 1 내지 8) (메트)아크릴아미드를 들 수 있다. 아미드로 구성되는 그룹을 갖는 불포화 모노머로는 이들 이외에도 탄소원자수 5 내지 10의 비닐 락탐(N-비닐 피롤리돈 등) 등도 사용할 수 있다.
아미노 그룹을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머의 예로는 모노에틸렌계 불포화 모노- 또는 디-카복실산의 아미노 그룹 함유 에스테르 및 모노에틸렌계 불포화 모노- 또는 디-카복실산의 아미노 그룹 함유 아미드 등을 들 수 있다. 모노에틸렌계 불포화 모노- 또는 디-카복실산의 아미노 그룹 함유 에스테르로는 디알킬 아미노알킬(메트)아크릴레이트, 디(하이드록시알킬)아미노알킬 에스테르 및 모폴리노알킬 에스테르 등을 사용할 수 있고, 그의 예로는 디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 디에틸아미노 (메트)아크릴레이트, 모폴리노에틸 (메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 푸마레이트 및 디메틸아미노에틸 말레이트 등을 들 수 있다. 모노에틸렌계 불포화 모노- 또는 디-카복실산의 아미노 그룹 함유 아미드로는 모노 알킬 (메트)아크릴아미드가 바람직하고, 그의 예로는 디메틸아미노에틸 (메트)아크릴아미드 및 디에틸아미노에틸 (메트)아크릴아미드 등을 들 수 있다. 아미노 그룹을 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머로는 이외에도 4-비닐피리딘 및 2-비닐피리딘 등의 비닐피리딘을 사용할 수 있다.
가수분해에 의해 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)를 생성하는 가수분해성 모노머 (a2)로는 특별히 한정되지는 않지만, 가수분해에 의해 수용성 치환체가되는 가수분해성 치환체 적어도 하나를 갖는 에틸렌계 불포화 모노머가 바람직하다. 가수분해성 치환체의 예로는 산 무수물을 함유하는 그룹, 에스테르 결합을 갖는 그룹 및 시아노 그룹 등이 있다.
산 무수물을 함유하는 그룹을 갖는 에틸렌계 불포화 모노머로는 탄소원자수가 4 내지 20인 불포화 디카복실산 무수물 등이 사용되고, 그의 예로는 무수 말레 산, 무수 이타콘산, 무수 시트라콘산 등이 있다. 에스테르 결합을 함유하는 그룹을 갖는 에틸렌계 불포화 모노머의 예로는, 메틸 (메트)아크릴레이트 및 에틸 (메트)아크릴레이트 등의 모노에틸렌계 불포화 카복실산의 저급 알킬 에스테르; 및 비닐 아세테이트 및 (메트)알릴 아세테이트 등의 모노에틸렌계 불포화 알코올의 에스테르를 들 수 있다. 시아노 그룹을 갖는 에틸렌계 불포화 모노머의 예로는 (메트)아크릴로니트릴 및 5-헥센니트릴 등의 탄소원자수 3 내지 6의 비닐 그룹 함유 니트릴 화합물을 들 수 있다.
수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및 가수분해성 모노머 (a2)로는 또한 일본 특허 제3648553호, 일본 특허공개 제2003-165883호, 일본 특허공개 제2005-75982호, 및 일본 특허공개 제2005-975759호에 기술된 것들을 사용할 수 있다.
수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및 가수분해성 모노머 (a2)는 각각 단독으로 또는 2 종 이상의 모노머 혼합물로 사용할 수 있다. 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및 가수분해성 모노머 (a2)를 병용하여 사용하는 경우도 마찬가지이다. 또한 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및 가수분해성 모노머 (a2)를 병용하는 경우, 이들의 함량 몰비(a1/a2)는 바람직하게 75/25 내지 99/1, 더욱 바람직하게 85/15 내지 95/5, 보다 더 바람직하게 90/10 내지 93/7, 가장 바람직하게 91/9 내지 92/8이다. 함량 몰비가 상기 범위 내이면, 흡수 성능이 더욱 양호해진다.
가교 폴리머 (A)를 구성하는 모노머로는, 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및 가수분해성 모노머 (a2) 이외에, 이들 모노머와 공중합할 수 있는 다른 비닐 모노머 (a3)를 사용 수 있다. 공중합할 수 있는 다른 비닐 모노머 (a3)로는 소수성 비닐 모노머 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 비닐 모노머 (a3)로는 다음 (i) 내지 (iii)의 비닐 모노머 등이 사용된다.
(i) 탄소원자수 8 내지 30의 방향족 에틸렌계 불포화 모노머;
스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 및 하이드록시스티렌 등의 스티렌; 비닐 나프탈렌; 및 디클로로스티렌 등의 스티렌의 할로겐 치환체.
(ii) 탄소원자수 2 내지 20의 지방족 에틸렌계 불포화 모노머;
에틸렌, 프로필렌, 부텐, 이소부틸렌, 펜텐, 헵텐, 디이소부틸렌, 옥텐, 도데센 및 옥타데센 등의 알켄; 및 부타디엔 및 이소프렌 등의 알카디엔.
(iii) 탄소원자수 5 내지 15의 지환족 에틸렌계 불포화 모노머;
피넨, 리모넨 및 인덴 등의 모노에틸렌계 불포화 모노머; 및 사이클로펜타디엔, 비사이클로펜타디엔 및 에틸리덴 노르보넨 등의 폴리에틸렌성 비닐 중합성 모노머.
다른 비닐 모노머 (a3)로는 또한 일본 특허 제3648553호, 일본 특허공개 제2003-165883호, 일본 특허공개 제2005-75982호, 및 일본 특허공개 제2005-975759 호에 기재된 것을 사용할 수 있다.
다른 비닐 모노머 (a3)를 사용하는 경우, 다른 비닐 모노머 (a3)의 함량(몰%)은 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및 가수분해성 모노머 (a2)의 총량(100 몰%)에 대해 바람직하게 0.01 몰% 내지 5 몰%, 더욱 바람직하게 0.05 몰% 내지 3 몰%, 보다 더 바람직하게 0.08 몰% 내지 2 몰%, 가장 바람직하게 0.1 몰% 내지 1.5 몰%이다. 또한, 흡수 특성의 관점에서 다른 비닐 모노머 (a3)의 함량은 가장 바람직하게 0 몰%이다.
내부 가교제 (b)의 예로는 2 이상의 에틸렌계 불포화 그룹을 갖는 내부 가교제 (b1), 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)의 수용성 치환체 및/또는 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해에 의해 생성된 수용성 치환체와 반응할 수 있는 작용그룹 적어도 하나, 및 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 그룹을 갖는 내부 가교제 (b2) 및 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)의 수용성 치환체 및/또는 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해에 의해 생성된 수용성 치환체와 반응할 수 있는 작용그룹 적어도 2개를 갖는 내부 가교제 (b3) 등을 들 수 있다.
에틸렌계 불포화 그룹 2개 이상을 갖는 내부 가교제 (b1)의 예로는 탄소원자수 8 내지 12의 비스(메트)아크릴아미드, 탄소원자수 2 내지 10을 갖는 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트, 탄소원자수 2 내지 10의 폴리알릴아민, 및 탄소원자수 2 내지 10인 폴리올의 폴리(메트)알릴 에테르 등을 들 수 있다. 이들의 구체적인 예로는 N,N'-메틸렌 비스(메트)아크릴아미드, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리(중합도 2 내지 5) 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디 (메트)아크릴레이트, 글리세롤 (디 또는 트리)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 디알릴아민, 트리알릴아민, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트, 테트라알릴옥시에탄, 펜타에리트리톨 디알릴 에테르, 펜타에리트리톨 트리알릴 에테르, 펜타에리트리톨 테트라알릴 에테르 및 디글리세린 디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)의 수용성 치환체 및/또는 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해에 의해 생성된 수용성 치환체와 반응할 수 있는 작용그룹 적어도 1 개, 및 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 그룹을 갖는 내부 가교제 (b2)의 예로는 탄소원자수 6 내지 8 및 에폭시 그룹을 갖는 에틸렌계 불포화 화합물, 탄소원자수 4 내지 8 및 하이드록실 그룹를 갖는 에틸렌계 불포화 화합물, 및 탄소원자수 4 내지 8 및 이소시아네이토 그룹을 갖는 에틸렌계 불포화 화합물 등을 들 수 있다. 이들의 구체적인 예로는, 글리시딜 (메트)아크릴레이트, N-메틸올 (메트)아크릴아미드, 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트 및 이소시아네이토 에틸 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)의 수용성 치환체 및/또는 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해에 의해 생성된 수용성 치환체와 반응할 수 있는 작용그룹 적어도 2개를 갖는 내부 가교제 (b3)의 예로는 다가 알코올, 다가 글리시딜, 다가 아민, 다가 아지리딘 및 다가 이소시아네이트 등을 들 수 있다. 다가 글리시딜 화합물의 예로는 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 글리세린 디글리시딜 에테르 등을 들 수 있다. 다가 아민 화합물의 예로는 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민 및 폴리에틸렌이민 등을 들 수 있다. 다가 아지리딘 화합물의 예로는 Nippon Shokubai Co., Ltd의 Chemitite PZ-33{2,2-비스하이드록시메틸부탄올-트리스(3-(1-아지리디닐)프로피오네이트)}, Chemitite HZ-22{1,6-헥사메틸렌디에틸렌우레아} 및 Chemitite DZ-22 {디페닐메탄-비스-4,4'-N,N'-디에틸렌우레아} 등을 들 수 있다. 다가 폴리이소시아네이트 화합물의 예로는 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이러한 내부 가교제는 단독으로, 또는 2 종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
내부 가교제 (b)로는 흡수 성능(특히 흡수량 및 흡수속도 등)의 관점에서 2개 이상의 에틸렌계 불포화 그룹을 갖는 내부 가교제 (b1)이 바람직하고, 탄소원자수 2 내지 10을 갖는 폴리올의 폴리(메트)알릴 에테르가 더욱 바람직하며, 트리 알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트, 테트라알릴옥시에탄 또는 펜타에리트리톨 트리알릴 에테르가 더욱 바람직하고, 펜타에리트리톨 트리알릴 에테르가 가장 바람직하다.
내부 가교제 (b)는 또한 일본 특허 제3648553호, 일본 특허공개 제2003-165883호, 일본 특허공개 제2005-75982호, 및 일본 특허공개 제2005-975759호에 기재된 것들을 사용할 수 있다.
내부 가교제 (b)의 함량(몰%)은 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및 가수분해성 모노머 (a2)의 총량(100 몰%)에 대해 바람직하게 0.001 몰% 내지 5 몰%, 더욱 바람직하게 0.005 몰% 내지 3 몰%, 보다 더 바람직하게 0.01 몰% 내지 1 몰%이다. 함량이 이 범위 내이면, 흡수 성능(특히 흡수량 및 흡수속도 등)이 더욱 양호해진다.
가교 폴리머 (A)를 중합하는 방법으로는 일반적으로 알려져 있는 방법 등을 사용할 수 있으며, 용액 중합법, 에멀젼 중합법, 현탁 중합법, 및 역상 현탁 중합법을 사용할 수 있다. 또한 중합시 중합액은 박막 형태 및 미스트 등의 형태일 수 있다. 중합을 제어하는 방법으로는 단열 중합법, 온도 제어 중합법 및 등온 중합법 등을 사용할 수 있다.
중합 방법으로 현탁 중합법 또는 역상 현탁 중합법을 적용하는 경우, 필요에 따라 슈크로스 에스테르, 포스페이트 및 소르비탄 에스테르 등의 일반적으로 알려진 분산제, 포발(poval), α-올레핀-무수 말레산 코폴리머 및 산화 폴리에틸렌 등의 보호 콜로이드 등을 사용할 수 있다. 또한 역상 현탁 중합법의 경우, 사이클로헥산, n-헥산, n-헵탄, 톨루엔 및 자일렌 등의 용매를 사용하여 중합할 수 있다. 중합 방법으로는 용액 중합법이 바람직하고, 유기 용매 등을 사용할 필요가 없고 생산 비용면에서 유리하기 때문에 수용액 중합법이 더욱 바람직하다.
중합에 의해 얻어지는 {가교 폴리머와 물로 이루어진}수분 함유 겔은 필요한 경우 분쇄할 수 있다. 분쇄된 겔의 크기(최대 직경)는 바람직하게 50 μm 내지 10 cm이고, 더욱 바람직하게 100 μm 내지 2 cm, 보다 더 바람직하게 1 mm 내지 1 cm이다. 크기가 이 범위 내이면, 건조 공정에서 건조성이 더 양호하게 된다.
분쇄는 공지된 방법으로 수행할 수 있으며, 예를 들어 Bexmill, 고무 초퍼(chopper), Pharma Mill, 다짐기, 충격식 분쇄기 및 롤 타입 분쇄기 등 통상적인 세단 장치를 사용하여 수행할 수 있다.
중합에서 용매(유기용매, 물 등)를 사용하는 경우, 중합 후에 용매를 증류 제거하는 것이 바람직하다. 용매가 유기용매를 함유하면 증류 제거후 유기 용매의 함량(질량%)은 가교 폴리머의 질량(100 질량%)에 대해 바람직하게 0 질량% 내지 10 질량%, 더욱 바람직하게 0 질량% 내지 5 질량%, 보다 더 바람직하게 0 질량% 내지 3 질량%, 가장 바람직하게 0 질량% 내지 1 질량%이다. 유기용매의 함량이 상기 범위 내이면, 수분 흡수성 수지 분말의 흡수 성능(특히 수분보유능)이 더욱 양호하게 된다.
용매가 물을 함유하는 경우, 증류 제거 후 수분 함량(질량%)은 가교 폴리머의 질량(100 질량%)에 대해 바람직하게 0 질량% 내지 20 질량%, 더욱 바람직하게는 1 질량% 내지 10 질량%, 보다 더 바람직하게 2 질량% 내지 9 질량%, 가장 바람직하게 3 질량% 내지 8 질량%이다. 수분 함량(질량%)이 상기 범위 내이면, 흡수 성능 및 건조 후 수분 흡수성 수지 분말의 손상 가능성이 더욱 양호해진다.
유기용매의 함량 및 수분 함량은 적외선 수분 측정기(Kett Electric Laboratory 제조의 JE400 등: 120 ± 5 ℃, 30 분, 가열 전의 대기습도 50 ± 10 % RH, 램프 100V, 40W)에 의해 가열했을 때 가열 전후 측정 샘플의 질량 감소에 기초하여 얻어진다.
용매(물 포함)를 증류로 제거하는 방법으로는 80 ℃ 내지 230 ℃ 온도의 열풍으로 증류(건조)하는 방법, 100 ℃ 내지 230 ℃의 온도로 가열된 드럼 건조기 등에 의한 박막 건조법, (가열)감압 건조법, 동결건조법, 적외선 건조법, 경사법(decantation) 및 여과 등이 사용될 수 있다.
가교 폴리머 (A)는 건조 후 분쇄할 수 있다. 분쇄 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 해머식 분쇄기, 충격식 분쇄기, 롤 타입 분쇄기, 및 제트기류 식 분쇄기 등의 일반적인 분쇄 장치가 사용할 수 있다. 분쇄된 가교 폴리머 (A)는 필요에 따라 선별 등에 의해 입자크기를 조정할 수 있다.
필요에 따라 선별한 경우 가교 폴리머 (A)의 중량평균입자크기(μm)는 바람직하게 100 μm 내지 800 μm, 더욱 바람직하게 200 μm 내지 700 μm, 보다 더 바람직하게 250 μm 내지 600 μm, 특히 바람직하게 300 μm 내지 500 μm, 가장 바람직하게 350 μm 내지 450 μm이다. 가교 폴리머 (A)의 중량평균입자크기(μm)가 상기 범위 내이면, 흡수 성능이 더욱 양호해진다.
중량평균입자크기는 로탑(ro-tap) 시험 체 진탕기 및 표준 체(JIS Z8801-1: 2006)를 사용하여 Perry's Chemical Engineers Handbook, 제6판(The McGraw-Hill Companies, 1984, Page 21)에 기술된 방법으로 측정된다. 즉, JIS 표준 체를, 예를 들어 1000 μm, 850 μm, 710 μm, 500 μm, 425 μm, 355 μm, 250 μm, 150 μm, 125 μm, 75 μm 및 45 μm의 체, 및 접시를 위에서부터 순서대로 결합한다. 측정 입자 약 50g을 최상단의 체에 넣고, 로탑 시험 체 진탕기에서 5분 동안 진탕한다. 각 체 및 접시 상의 측정 입자의 중량을 칭량하고 전체 중량을 100 중량%로 간주하여 각 체 위의 입자들의 중량 분률을 얻었다. 이값을 대수 확률지{가로축은 체의 공극(입자 직경), 세로축은 중량 분률}에 플롯한 후 각 점을 연결하는 선을 긋고 중량 분률이 50 중량%에 해당하는 입자크기를 구하고 이것을 중량평균입자크기로 하였다.
또한, 미세 입자의 함량이 낮을수록 흡수 성능이 더 양호해진다. 따라서, 전체 입자에서 106 μm 이하(바람직하게는 150 μm 이하)의 미세 입자의 함량은 바람직하게 3 중량% 이하, 보다 더 바람직하게 1 중량% 이하이다. 입자의 함량은 상기 중량 평균입자크기를 구할 때 만들어진 플롯을 사용하여 얻을 수 있다.
가교 폴리머 (A)는 1종의 폴리머 또는, 2종 이상 폴리머의 혼합물일 수 있다.
표면개질제 (B)의 예로는 황산알루미늄, 칼륨 명반, 암모늄 명반, 나트륨 명반, (폴리) 염화알루미늄, 및 그의 수화물 등의 다가 금속 화합물; 폴리에틸렌이민, 폴리비닐아민, 및 폴리알릴아민 등의 폴리양이온 화합물; 무기미립자; 탄화수소 그룹을 함유하는 표면개질제 (B1); 불소 원자를 갖는 탄화수소 그룹을 함유하는 표면개질제 (B2); 및 폴리실록산 구조를 갖는 표면개질제 (B3) 등을 들 수 있다.
무기미립자의 예로는, 산화규소, 산화알루미늄, 산화철, 산화티탄, 산화마그네슘 및 산화지르코늄 등의 산화물, 탄화규소 및 탄화알루미늄 등의 탄화물, 티타늄 질화물과 같은 질화물 및 이들의 복합물(예를 들어, 제올라이트 및 활석 등)을 들 수 있다. 이들 중 산화물이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 산화규소이다. 무기미립자의 부피평균입자크기는 바람직하게 10 nm 내지 5000 nm, 더욱 바람직하게 30 nm 내지 1000 nm, 보다 더 바람직하게 50 nm 내지 750 nm, 가장 바람직하게 90 nm 내지 500 nm이다. 부피평균입자크기는 동적광산란법에 의해 용매 중에서 측정된다. 구체적으로, 부피평균입자크기는 Nikkiso Co., Ltd.가 제조한 나노 트랙 입자크기 분포 측정 장치 UPA-EX150(광원: He-Ne 레이저)를 사용하여 사이클로헥산 용매 중에서 25 ℃의 온도로 측정된다.
무기미립자의 비표면적은 바람직하게 20 m2/g 내지 400 m2/g, 더욱 바람직하게 30 m2/g 내지 350 m2/g, 보다 더 바람직하게 40 m2/g 내지 300 m2/g이다. 비표면적이 이 범위 내이면, 흡수 성능이 더욱 양호해진다. 또한, 비표면적은 JIS Z8830:2001(질소, 용량법, 다점법)에 따라 측정된다.
무기미립자는 상업적으로 용이하게 입수할 수 있다. 이들의 예{이하, 상표명(화학적 조성, 부피평균입자크기 nm, 비표면적 m2/g)}로는 Aerosil 130(이산화규소, 16, 130), Aerosil 200(이산화규소, 12, 200), Aerosil 300(이산화규소, 7, 300), Aerosil MOX80(이산화규소, 30, 80), Aerosil COK84 (이산화규소, 12, 170), Aerosil OX50T (이산화규소, 7, 40), 산화티탄 P25(산화티탄, 20, 30), 및 Aluminum Oxide C(산화알루미늄, 13, 100) {Nippon Aerosil Co., Ltd.}; Denka Fused Silica F-300(이산화규소, 11, 160) {Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha}; Microd 850(이산화규소, 13, 150) {Tokai Chemical Industry Co., Ltd.}; Amorphous Silica SP-1(이산화규소, 14, 45) {Nozawa Corporation}; Syloid 622(이산화규소, 17, 350) 및 Syloid ED50(이산화규소, 8, 400) {Grace Japan Co., Ltd.}; Admafine SO-C1 (복합 산화물, 0.1, 20) {Admatechs Company Limited}; Aerosil 200(이산화규소, 100, 12) {Degussa AG: Germany}; Tokusil(이산화규소, 2.5, 120) 및 Reolosil (이산화규소, 2.5, 110) {Tokuyama Corporation}; Nipsil E220A(이산화규소, 2.5, 130) {Nihon Silica Kogyo K.K.}; 및 Klebosol 30CAL25(규소 산화물, 12, 200) {Clariant (Japan) K.K.}를 들 수 있다.
탄화수소 그룹을 함유하는 표면개질제 (B1)의 예로는 폴리올레핀 수지, 폴리올레핀 수지 유도체, 폴리스티렌 수지, 폴리스티렌 수지 유도체, 왁스, 장쇄 지방산 에스테르, 장쇄 지방산 및 그의 염, 장쇄 지방족 알코올, 및 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 포함된다.
폴리올레핀 수지의 예로는 에틸렌, 프로필렌, 이소부틸렌 및 이소프렌 등의 탄소원자수 2 내지 4의 올레핀을 중합하여 얻어진, 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000인 폴리머를 들 수 있다. 폴리머 내 올레핀 성분의 함유율은 바람직하게 폴리올레핀 수지 100 질량% 중 적어도 50 질량%이다. 폴리올레핀 수지의 구체적인 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리(에틸렌-이소부틸렌) 및 이소프렌을 들 수 있다.
폴리올레핀 수지 유도체로는 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000이고 폴리올레핀 수지에 카복시 그룹(-COOH), 1,3-옥소-2-옥사프로필렌(-COOCO-) 등이 삽입된 폴리머가 바람직하다. 이들의 구체적인 예로는, 폴리에틸렌 열분해 생성물, 폴리프로필렌 열분해 생성물, 말레산 개질 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 말레산 개질 폴리프로필렌, 에틸렌-아크릴산 코폴리머, 에틸렌-무수 말레산 코폴리머, 이소부틸렌-무수 말레산 코폴리머, 말레이네이티드(maleinated) 폴리부타디엔, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머 및 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머의 말레이네이티드 생성물 등을 들 수 있다.
폴리스티렌 수지로는 1,000 내지 1,000,000의 중량평균분자량을 갖는 폴리머 등이 사용될 수 있다.
폴리스티렌 수지 유도체로서는 스티렌을 필수 구성 모노머로 함유하는, 1,000 내지 1,000,000의 중량평균분자량을 갖는 폴리머가 바람직하다. 스티렌의 함유율은 바람직하게 폴리스티렌 유도체 100 질량% 중 적어도 50 질량%이다. 폴리스티렌 수지 유도체의 구체적인 예로는 스티렌-무수 말레산 코폴리머, 스티렌-부타디엔 코폴리머 및 스티렌-이소부틸렌 코폴리머를 들 수 있다.
왁스로는, 예를 들어 파라핀 왁스, 밀납, 카르나우바 왁스 및 우지 등의 녹는점이 50 ℃ 내지 200 ℃인 왁스가 있다.
장쇄 지방산 에스테르로는 탄소원자수 8 내지 30의 지방산과 탄소원자수 1 내지 12 알코올의 에스테르가 바람직하다. 장쇄 지방산 에스테르의 구체적인 예로는, 메틸 라우레이트, 에틸 라우레이트, 메틸 스테아레이트, 에틸 스테아레이트, 메틸 올리에이트, 에틸 올리에이트, 글리세린 라우레이트 모노에스테르, 글리세린 스테아레이트 모노에스테르, 글리세린 올리에이트 모노에스테르, 펜타에리트리톨 라우레이트 모노에스테르, 펜타에리트리톨 스테아레이트 모노에스테르, 펜타에리트리톨 올리에이트 모노에스테르, 솔비톨 라우레이트 모노에스테르, 솔비톨 스테아레이트 모노에스테르, 솔비톨 올리에이트 모노에스테르, 슈크로스 팔미테이트 모노에스테르, 슈크로스 팔미테이트 디에스테르, 슈크로스 팔미테이트 트리에스테르, 슈크로스 스테아레이트 모노에스테르, 슈크로스 스테아레이트 디에스테르, 슈크로스 스테아레이트 트리에스테르, 및 우지(beef tallow) 등을 들 수 있다. 이들 중, 흡수성 물품의 누액 방지 관점에서, 슈크로스 스테아레이트 모노에스테르, 슈크로스 스테아레이트 디에스테르, 및 슈크로스 스테아레이트 트리에스테르가 바람직하고, 슈크로스 스테아레이트 모노에스테르, 및 슈크로스 스테아레이트 디에스테르가 더욱 바람직하다.
장쇄 지방산 및 그의 염으로는 탄소원자수 8 내지 30의 지방산 및 그의 염이 바람직하다. 탄소원자수 8 내지 30의 지방산으로는, 예를 들어 라우르산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 다이머산 및 베헨산(behenic acid)이 있다. 탄소원자수 8 내지 30의 지방산 염의 금속 성분으로는, 예를 들어 아연, 칼슘, 마그네슘 또는 알루미늄(이하, Zn, Ca, Mg 및 Al로 약칭)이 바람직하다. 탄소원자수 8 내지 30의 지방산 염의 구체적인 예로는, 팔미트산 Ca, 팔미트산 Al, 스테아르산 Ca, 스테아르산 Mg, 및 스테아르산 Al이 있다. 흡수성 물품의 누액 방지 관점에서 장쇄 지방산 및 그의 염으로는, 스테아르산 Zn, 스테아르산 Ca, 스테아르산 Mg, 및 스테아르산 Al이 바람직하고, 스테아르산 Mg가 더욱 바람직하다.
장쇄 지방족 알코올로는, 예를 들어 라우릴 알코올, 팔미틸 알코올, 스테아릴 알코올, 올레일 알코올 등의 탄소원자수 8 내지 30의 지방족 알코올이 있다. 흡수성 물품의 누액 방지 관점에서, 장쇄 지방족 알코올로는 팔미틸 알코올, 스테아릴 알코올, 및 올레일 알코올이 바람직하고, 스테아릴 알코올이 더욱 바람직하다.
불소원자를 갖는 탄화수소 그룹을 함유하는 표면개질제 (B2)의 예로는 퍼플 루오로알칸, 퍼플루오로알켄, 퍼플루오로아릴, 퍼플루오로알킬 에테르, 퍼플루오로 알킬카복실산 또는 그의 염, 퍼플루오로알킬 알코올 및 이들의 2 종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
퍼플루오로알칸으로는 4 내지 42의 불소원자수 및 1 내지 20의 탄소원자수를 갖는 알칸이 바람직하다. 퍼플루오로알칸의 예로는 트리플루오로메탄, 펜타플루오로에탄, 펜타플루오로프로판, 헵타플루오로프로판, 헵타플루오로부탄, 노나플루오로헥산, 트리데카플루오로옥탄 및, 헵타데카플루오로도데칸을 들 수 있다.
퍼플루오로알켄으로는 4 내지 42의 불소원자수 및 2 내지 20의 탄소원자수를 갖는 알켄이 바람직하다. 퍼플루오로알켄의 예로는 트리플루오로에틸렌, 펜타플루오로프로펜, 트리플루오로프로펜, 헵타플루오로부텐, 노나플루오로헥센, 트리데카플루오로옥텐 및, 헵타데카플루오로도데센 등을 들 수 있다.
퍼플루오로아릴로는 4 내지 42의 불소원자수 및 6 내지 20의 탄소원자수를 갖는 아릴이 바람직하다. 퍼플루오로아릴의 예로는 트리플루오로벤젠, 펜타플루오로톨루엔, 트리플루오로나프탈렌, 헵타플루오로벤젠, 노나플루오로자일렌, 트리데카플루오로옥틸벤젠, 및 헵타데카플루오로도데실벤젠 등을 들 수 있다.
퍼플루오로알킬 에테르로는 2 내지 82의 불소원자수 및 2 내지 40의 탄소원자수를 갖는 에테르가 바람직하다. 퍼플루오로알킬 에테르의 예로는 디트리플루오로메틸 에테르, 디펜타플루오로에틸 에테르, 디펜타플루오로프로필 에테르, 디헵타플루오로프로필 에테르, 디헵타플루오로부틸 에테르, 디노나플루오로헥실 에테르, 디트리데카플루오로옥틸 에테르, 및 디헵타데카플루오로도데실 에테르 등을 들 수 있다.
퍼플루오로알킬카복실산 또는 그의 염으로는 3 내지 41의 불소원자수 및 1 내지 21의 탄소원자수를 갖는 카복실산 또는 그 염이 바람직하다. 퍼플루오로알킬 카복실산 또는 그의 염의 예로는 펜타플루오로에탄산, 펜타플루오로프로판산, 헵타플루오로프로판산, 헵타플루오로부탄산, 노나플루오로헥산산, 트리데카플루오로옥탄산, 헵타데카플루오로도데칸산, 또는 이들의 금속염을 들 수 있다. 금속염으로는 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염이 바람직하다.
퍼플루오로알킬 알코올로는 3 내지 41의 불소원자수 및 1 내지 20의 탄소원자수를 갖는 알코올이 바람직하다. 퍼플루오로알킬 알코올의 예로는 펜타플루오로에탄올, 펜타플루오로프로판올, 헵타플루오로프로판올, 헵타플루오로부탄올, 노나 플루오로헥산올, 트리데카플루오로옥탄올, 및 헵타데카플루오로도데칸올 및, 이러한 알코올의 에틸렌 옥사이드(알코올 1 몰에 대하여 1 내지 20 몰) 부가물 등을 들 수 있다.
이들 2종 이상의 혼합물의 예로는 퍼플루오로알킬카복실산과 퍼플루오로알킬 알코올의 혼합물을 들 수 있고, 예를 들어 펜타플루오로에탄산과 펜타플루오로에탄올의 혼합물이 바람직하다.
폴리실록산 구조를 갖는 표면개질제 (B3)의 예로는 폴리디메틸실록산; 폴리 옥시에틸렌 개질 폴리실록산 및 폴리(옥시에틸렌/옥시프로필렌) 개질 폴리실록산 등의 폴리에테르 개질 폴리실록산; 카복시 개질 폴리실록산; 에폭시 개질 폴리실록산; 아미노 개질 폴리실록산; 알콕시 개질 폴리실록산, 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
폴리에테르 개질 폴리실록산, 카복시 개질 폴리실록산, 에폭시 개질 폴리실록산 및 아미노 개질 폴리실록산 등의 개질 실리콘 유기 그룹(개질 그룹)의 위치는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 유기 그룹의 위치는 폴리실록산의 측쇄, 폴리실록산의 양 말단, 폴리실록산의 한쪽 말단 또는 폴리실록산의 측쇄 및 양 말단의 조합일 수 있다. 이들 중 흡수 특성의 관점에서 위치는 폴리실록산의 측쇄 또는 폴리실록산의 측쇄 및 양 말단의 조합이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리실록산의 측쇄 및 양 말단의 조합이다.
폴리에테르 개질 폴리실록산 유기 그룹(개질 그룹)의 예는 폴리옥시에틸렌 사슬 또는 폴리(옥시에틸렌-옥시프로필렌) 사슬을 함유하는 그룹을 포함한다. 폴리 에테르 개질 폴리실록산에 포함된 옥시에틸렌 단위 및/또는 옥시프로필렌 단위의 수는 폴리에테르 개질 폴리실록산 1분자 당 바람직하게 2 내지 40, 더욱 바람직하게 5 내지 30, 보다 더 바람직하게 7 내지 20, 가장 바람직하게 10 내지 15이다. 그 수가 이 범위 내이면, 흡수 특성이 더욱 양호해진다. 또한 옥시에틸렌 그룹 및 옥시프로필렌 그룹을 포함하는 경우, 옥시에틸렌 그룹 및 옥시프로필렌 그룹의 함유율(질량%)은 폴리에테르 개질 폴리실록산 100 질량% 중 바람직하게 1 질량% 내지 30 질량%, 더욱 바람직하게 3 질량% 내지 25 질량%, 보다 더 바람직하게 5 질량% 내지 20 질량%이다. 옥시에틸렌 그룹 및 옥시프로필렌 그룹의 함유율이 상기 범위 내이면 흡수 특성이 더욱 양호해질 수 있다.
폴리에테르 개질 폴리실록산은 상업적으로 용이하게 입수할 수 있으며, 예를 들어 다음과 같은 시판 제품{개질 위치, 옥시알킬렌 유형}을 바람직하게 예시할 수 있다.
- Shin-Etsu Chemical Co., Ltd 제조 제품:
KF-945{측쇄, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, KF-6020 {측쇄, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, X-22-6191{측쇄, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, X-22-4952{측쇄, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, X-22-4272{측쇄, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, 및 X-22-6266 {측쇄, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}.
- Dow Corning Toray Co., Ltd 제조 제품:
FZ-2110{양 말단, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, FZ-2122{양 말단, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, FZ-7006{양 말단, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, FZ-2166 {양 말단, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, FZ-2164{양 말단, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, FZ-2154{양 말단, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, FZ-2203{양 말단, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}, 및 FZ-2207{양 말단, 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌}.
카복시 개질 폴리실록산 유기 그룹(개질 그룹)의 예는 카복시 그룹을 함유하는 그룹을 포함하고, 에폭시 개질 폴리실록산 유기 그룹(개질 그룹)의 예는 에폭시 그룹을 함유하는 그룹을 포함하며, 아미노 개질 폴리실록산 유기 그룹(개질 그룹)의 예는 아미노 그룹(1차, 2차, 3차 아미노 그룹)을 함유하는 그룹을 포함한다. 이러한 개질 실리콘 각각의 유기 그룹(개질 그룹)의 함량(g/mol)은 카복시 당량, 에폭시 당량 또는 아미노 당량으로 바람직하게 200 내지 11,000, 더욱 바람직하게 600 내지 8,000, 보다 더 바람직하게 1,000 내지 4,000이다. 함량이 이 범위 내이면, 흡수 특성이 더욱 양호해질 수 있다. 또한, 카복시 당량은 JIS C2101:1999의 "16. 전체 산가 시험"에 따라 측정된다. 또한 에폭시 당량은 JIS K7236:2001에 따라 얻어진다. 또한 아미노 당량은 JIS K2501:2003의 "8. 전위차 적정법(염기값-염산 법)"에 따라 측정하였다.
카복시 개질 폴리실록산은 상업적으로 용이하게 입수할 수 있으며, 예를 들어 다음과 같은 시판 제품{개질 위치, 카복시 당량(g/mol)}을 바람직하게 예시할 수 있다.
- Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조 제품:
X-22-3701E{측쇄, 4000}, X-22-162C{양 말단, 2300}, 및 X-22-3710{한쪽 말단, 1450}.
- Dow Corning Toray Co., Ltd. 제조 제품:
BY 16-880{측쇄, 3500}, BY 16-750{양 말단, 750}, BY 16-840{측쇄, 3500}, 및 SF8418{측쇄, 3500}.
에폭시 개질 폴리실록산은 상업적으로 용이하게 입수할 수 있으며, 예를 들어 다음과 같은 시판 제품{개질 위치, 에폭시 당량}을 바람직하게 예시할 수 있다.
- Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조 제품:
X-22-343{측쇄, 525}, KF-101{측쇄, 350}, KF-1001{측쇄, 3500}, X-22-2000 {측쇄, 620}, X-22-2046{측쇄, 600}, KF-102{측쇄, 3600}, X-22-4741{측쇄, 2500}, KF-1002{측쇄, 4300}, X-22-3000T{측쇄, 250}, X-22-163{양 말단, 200}, KF-105 {양 말단, 490}, X-22-163A{양 말단, 1000}, X-22-163B{양 말단, 1750}, X-22-163C {양 말단, 2700}, X-22-169AS{양 말단, 500}, X-22-169B{양 말단, 1700}, X-22-173DX{한쪽 말단, 4500}, 및 X-22-9002{측쇄 및 양 말단, 5000}.
- Dow Corning Toray Co., Ltd. 제조 제품:
FZ-3720{측쇄, 1200}, BY 16-839{측쇄, 3700}, SF 8411{측쇄, 3200}, SF 8413{측쇄, 3800}, SF 8421{측쇄, 11000}, BY 16-876{측쇄, 2800}, FZ-3736{측쇄, 5000}, BY 16-855D{측쇄, 180}, 및 BY 16-8{측쇄, 3700}.
아미노 개질 실리콘은 상업적으로 용이하게 입수할 수 있으며, 예를 들어 다음과 같은 시판 제품{개질 위치, 아미노 당량}을 바람직하게 예시할 수 있다.
- Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조 제품:
KF-865{측쇄, 5000}, KF-864{측쇄, 3800}, KF-859{측쇄, 6000}, KF-393{측쇄, 350}, KF-860{측쇄, 7600}, KF-880{측쇄, 1800}, KF-8004{측쇄, 1500}, KF-8002{측쇄, 1700}, KF-8005{측쇄, 11000}, KF-867{측쇄, 1700}, X-22-3820W{측쇄, 55000}, KF-869{측쇄, 8800}, KF-861{측쇄, 2000}, X-22-3939A{측쇄, 1500}, KF-877{측쇄, 5200}, PAM-E{양 말단, 130}, KF-8010{양 말단, 430}, X-22-161A{양 말단, 800}, X-22-161B{양 말단, 1500}, KF-8012{양 말단, 2200}, KF-8008{양 말단, 5700}, X-22-1660B-3{양 말단, 2200}, KF-857{측쇄, 2200}, KF-8001{측쇄, 1900}, KF-862{측쇄, 1900}, 및 X-22-9192{측쇄, 6500}.
- Dow Corning Toray Co., Ltd. 제조 제품:
FZ-3707{측쇄, 1500}, FZ-3504{측쇄, 1000}, BY 16-205{측쇄, 4000}, FZ-3760{측쇄, 1500}, FZ-3705{측쇄, 4000}, BY 16-209{측쇄, 1800}, FZ-3710{측쇄, 1800}, SF 8417{측쇄, 1800}, BY 16-849{측쇄, 600}, BY 16-850{측쇄, 3300}, BY 16-879B{측쇄, 8000}, BY 16-892{측쇄, 2000}, FZ-3501{측쇄, 3000}, FZ-3785{측쇄, 6000}, BY 16-872{측쇄, 1800}, BY 16-213{측쇄, 2700}, BY 16-203{측쇄, 1900}, BY 16-898{측쇄, 2900}, BY 16-890{측쇄, 1900}, BY 16-893{측쇄, 4000}, FZ-3789{측쇄, 1900}, BY 16-871{양 말단, 130}, BY 16-853C{양 말단, 360}, 및 BY 16-853U{양 말단, 450}.
이들의 혼합물의 예로는 폴리디메틸실록산과 카복시 개질 폴리실록산의 혼합물, 및 폴리에테르-개질 폴리실록산 및 아미노-개질 폴리실록산의 혼합물을 들 수 있다.
표면개질제 (B)로는 흡수 특성의 관점에서 폴리실록산 구조를 가지는 표면개질제 (B3) 및 무기미립자가 바람직하고, 아미노 개질 폴리실록산, 카복시 개질 폴리실록산 및 실리카가 더욱 바람직하다.
가교 폴리머 (A)를 표면개질제 (B)로 처리하는 방법은 표면개질제 (B)가 가교 폴리머 (A)의 표면에 존재하도록 처리하는 방식이라면, 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 표면개질제 (B)의 양이 표면에서 조절된다는 관점에서 표면개질제 (B)가 가교 폴리머 (A)의 수분 함유 겔 또는 가교 폴리머 (A)를 중합하기 전인 중합액이 아닌 가교 폴리머 (A)의 건조체와 혼합되는 것이 바람직하다. 또한, 혼합은 균일하게 수행하는 것이 바람직하다.
수분 흡수성 수지 분말의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 부정형 파쇄 형태, 비늘 형태, 진주 형태 및 미립 형태 등을 포함한다. 이들 중, 부정형 파쇄 형태 내 분말이 일회용 기저귀 같은 용도에서 섬유질 물질과 잘 얽혀져서, 섬유질 물질에서 분말의 탈락 가능성이 거의 없다는 관점에서 부정형 파쇄 형상이 바람직하다.
수분 흡수성 수지 분말은 필요에 따라 표면 가교할 수 있다. 표면 가교를 수행하기 위한 가교제(표면 가교제)로서는, 내부 가교제 (b)와 동일한 것을 사용할 수 있다. 표면 가교제로는 수분 흡수성 수지 분말의 흡수 성능 등의 관점에서 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)의 수용성 치환체 및/또는 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해에 의해 생성된 수용성 치환체와 반응할 수 있는 작용그룹 적어도 2 개를 갖는 가교제 (b3)가 바람직하고, 더욱 바람직하게 다가 글리시딜, 보다 더 바람직하게 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 글리세린 디글리시딜 에테르, 가장 바람직하게 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르이다.
표면 가교를 수행하는 경우, 표면 가교제의 함유율(중량%)은 수용성 에틸렌 계 불포화 모노머 (a1) 및/또는 가수분해성 모노머 (a2), 내부 가교제 (b), 및 필요에 따라 사용하는 기타 비닐 모노머 (a3)의 총 질량(100 질량%)에 대해 바람직하게 0.001 질량% 내지 7 질량%, 더욱 바람직하게 0.002 질량% 내지 5 질량%, 보다 더 바람직하게 0.003 질량% 내지 4 질량%이다. 즉,이 경우 표면 가교제의 함유율 상한은 (a1) 및/또는 (a2), (b) 및 (a3)의 총 질량을 기준으로 바람직하게 7 질량%, 더욱 바람직하게 5 질량%, 보다 더 바람직하게 4 질량%이다. 마찬가지로 하한은 바람직하게 0.001 질량%, 더욱 바람직하게 0.002 질량%, 보다 더 바람직하게 0.003 질량%이다. 표면 가교제의 함유율이 상기 범위 내이면 흡수 성능이 더 양호해 질 수 있다. 표면 가교는, 예를 들어 표면 가교제를 함유하는 수용액을 수분 흡수성 수지 분말에 분무하거나 표면 가교제를 함유하는 수용액으로 수분 흡수성 수지 분말을 함침한 후, 수분 흡수성 수지 분말을 가열 처리(100 내지 200 ℃)하는 방법 등으로 이루어질 수 있다.
수분 흡수성 수지 분말은 방부제, 항진균제, 항세균제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 착색제, 방향제, 탈취제, 무기질 분말 및 유기질 섬유 물질 등의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 예는 일본 특허공개 제2003-225565호 및 일본 특허공개 제2006-131767호에 예시된 것들을 포함한다. 이러한 첨가제를 포함하는 경우, 첨가제 함유율(질량%)은 가교 폴리머 (A)(100 질량%)에 대해 바람직하게 0.001 질량% 내지 10 질량%, 더욱 바람직하게 0.01 질량% 내지 5 질량%, 보다 더 바람직하게 0.05 질량% 내지 1 질량%, 가장 바람직하게 0.1 질량% 내지 0.5 질량%이다.
본 발명의 흡수성 물품은 적어도 하나의 흡수층으로 구성된 흡수체를 포함하고, 흡수체의 최상층에 상기한 수분 흡수성 수지 분말이 있다. 상기한 수분 흡수성 수지 분말이 흡수체의 최상층에 있기 때문에 본 발명의 흡수성 물품은 흡수속도가 빠르고 액체가 피부 접촉면에서 거의 잔류하지 않으며 우수한 건조감을 가지며 배출된 체액의 리턴이 발생하기 어렵다. 또한 후술한 바와 같이, 고함량의 수분 흡수성 수지 분말을 갖는 수분 흡수층이 흡수체의 최상층으로 사용되는 경우, 섬유 함량이 높은 수분 흡수층과 비교하여 형태가 거의 손상되지 않는 흡수성 물품이 얻어진다.
수분 흡수성 수지 분말을 함유하는 흡수층은 얇은 흡수층을 제조하기 위해 수분 흡수성 수지 분말의 함유율은 높고, 섬유질 기재 물질의 함유율은 낮다. 이러한 측면에서 흡수층에 포함된 수분 흡수성 수지 분말의 함유율은 바람직하게 60 질량% 이상, 더욱 바람직하게 62 질량% 이상, 보다 더 바람직하게 65 질량% 이상이다. 수분 흡수성 수지 분말을 함유하는 흡수층은 섬유질 기재 물질을 함유할 수 있으나, 더 얇은 흡수층을 제조하기 위해 섬유질 기재 물질의 함유율은 바람직하게 20 질량% 이하, 더욱 바람직하게 18 질량% 이하, 보다 더 바람직하게 16 질량% 이하이다. 또한, 흡수층이 얇아야 한다는 점에서, 수분 흡수성 수지 분말이 있는 흡수층의 두께는 바람직하게 5 mm 이하, 더욱 바람직하게 3 mm 이하, 보다 더 바람직하게 2 mm 이하이다.
이하, 본 발명의 흡수성 물품을 도면을 참조로 기술하였으나, 본 발명이 도면에 예시된 구체예에 한정되지는 않는다.
도 1과 2는 본 발명에서 사용된 흡수체의 바람직한 구체예를 나타낸 도식적 단면도이다. 도 1 및 2의 흡수체는 각각 수분 흡수성 수지 분말이 있는 흡수층(1) 만으로 이루어져 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 수분 흡수성 수지 분말이 있는 흡수층(1)은 액체 투과성 제1 시트(2), 제2 시트(3), 및 제1 시트(2)와 제2 시트(3) 사이에 배치된 수분 흡수성 수지 분말(4)를 포함한다. 수분 흡수성 수지 분말(4)는, 예를 들어 핫멜트 접착제(도시하지 않음)에 의해 제1 시트(2)와 제2 시트(3)에 고착되어 있다. 도 2는 수분 흡수성 수지 분말이 배치된 흡수층(1)의 다른 바람직한 구체예의 도식적 단면도이다. 이 구체예에서, 제1 시트(2)와 제2 시트(3)는 미리 정해진 간격으로 서로 접착되어, 수분 흡수성 수지 분말(4)이 없는 수분 흡수성 수지 분말 부재 영역(5a), 및 수분 흡수성 수지 분말(4)이 제1 시트와 제2 시트에 의해 내재된 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역(5b)를 형성한다. 도 2에 나타낸 흡수층은, 예를 들어 수분 흡수성 수지 분말(4)를 제2 시트(3)에 줄무늬 모양으로 적용하여 얻어진다.
본 발명의 흡수성 물품의 흡수체 구조의 예는 도 1 및 2에 나타낸 수분 흡수성 수지 분말(4)를 함유하는 흡수층(1)만으로 이루어진 단일층 구조를 갖는 흡수체; 수분 흡수성 수지 분말(4)를 함유하는 흡수층(1)과 다른 흡수층(6)이 피부면으로부터 순서대로 적층된 2개 층 구조를 갖는 흡수체(도 3 및 4); 수분 흡수성 수지 분말(4)를 함유하는 흡수층(1)과 다른 2개의 흡수층(6)이 피부면으로부터 순서대로 적층된 3개 층 구조를 갖는 흡수체(도 5); 및 또다른 흡수층(6)이 수분 흡수성 수지 분말(4)를 함유하는 2개 흡수층(1) 사이에 삽입된 3층 구조를 갖는 흡수체(도 6)를 포함할 수 있다. 또한, 도 3 내지 6에서, 시트의 상부면은 피부면에 해당한다. 도 3 내지 6에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 흡수성 물품의 흡수체는 바람직하게 최상층에 인접한 하부층으로서 수분 흡수성 수지 분말(7)과 섬유질 기재 물질(미도시)을 함유하는 흡수층(6)을 포함한다. 수분 흡수성 수지 분말(7)과 섬유질 기재 물질을 함유하는 흡수층(6)을 하부층에 배치함으로써 체액을 하부층에 보유하여, 추후 피부면으로 리턴할 수 없어서 건조감을 유지할 수 있다. 다른 흡수층(6)에 사용된 수분 흡수성 수지 분말(7)로는 본 발명에 사용된 수분 흡수성 수지 분말(4)를 사용하거나 상업적으로 입수할 수 있는 수분 흡수성 수지 분말을 사용할 수 있다. 도 4 내지 6에 나타낸 흡수체에 있어서, 최상층으로서 흡수층의 수분 흡수성 수지 분말 부재 영역(5a)는 체액의 통로가 되어, 체액이 하부층으로 용이하게 투과한다. 그 결과, 흡수속도는 더욱 증가하고 건조감 또한 우수하다.
도 7은 본 발명의 흡수성 물품의 바람직한 구체예를 나타낸 도식적 단면도이다. 흡수성 물품(9)는 액체 투과성 상부 시트(10), 액체 불투과성 배면 시트 (11) 및, 상부 시트(10)과 배면 시트(11) 사이의 흡수체를 포함한다. 상부 시트의 양쪽 가장자리의 상단부에 액체 불투과성 사이드 시트(12)가 결합되어 있다. 연결 지점(13) 안쪽의 사이드 시트(12) 부분은 착용자의 피부를 향해 기립하는 상승 플랩을 형성한다. 흡수체는 2개의 흡수층 (1)과 (6)을 포함한다. 최상층인 흡수층은 액체 투과성 제1 시트(2), 액체 투과성 제2 시트(3), 및 제1 시트(2)와 제2 시트(3) 사이에 배치된 수분 흡수성 수지 분말(4)를 포함하는 흡수층(1)이다. 흡수체(1)의 하부층은 수분 흡수성 수지 분말(7)과 섬유질 기재 물질을 함유하는 흡수층(6)이다.
도 8은 도 7의 흡수성 물품의 변형을 나타낸 도식적 단면도이다. 도 7의 구체예에서 최상층인 흡수체에 있어서, 제1 시트를 사용하지 않고 제2 시트(3)은 흡수층(1)의 양 가장자리 부분의 상부에 접혀지도록 설정된다. 이 구체예에서, 흡수성 물품의 상부 시트(10)는 또한 흡수체의 제1 시트가 된다.
흡수성 물품의 상부 시트와 흡수체의 제1 및 제2 시트는 액체 투과성 시트 물질이고, 예를 들어 바람직하게 친수성 섬유에 의해 형성된 부직포이다. 액체 투과성 시트로 사용되는 부직포는, 예를 들어 포인트 본드 부직포, 공기 투과 부직포, 스펀레이스(spunlace) 부직포 또는 스펀본드 부직포이다. 이러한 부직포를 형성하는 친수성 섬유로는 셀룰로스, 레이욘, 코튼 등이 사용된다. 또한, 제1 시트로서 표면을 계면활성제에 의해 친수화 처리한 소수성 섬유(예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 나일론)에서 형성된 액체 투과성 부직포가 사용될 수 있다.
흡수성 물품의 배면 시트는 바람직하게 액체 불투과성 시트이다. 또한, 흡수체의 제2 시트로서, 액체 불투과성 시트가 흡수체의 구조에 따라 사용될 수 있다. 액체 불투과성 시트로는 소수성 섬유(예: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 나일론)에서 형성된 발수성 또는 액체 불투과성 부직포(예를 들어, 스펀본드 부직포, 멜트블로운(meltblown) 부직포, 및 SMS(스펀 본드-멜트블로운-스펀본드) 부직포) 또는 발수성 또는 액체 불투과성 플라스틱 필름이 사용된다. 액체 불투과성 시트는 액체 불투과성 시트에 이른 배출물의 수분 등이 흡수성 물품으로부터 배어나오는 것을 방지한다. 플라스틱 필름을 액체 불투과성 시트로 사용하는 경우, 축축한 느낌을 방지하여 착용자의 편안함을 향상한다는 관점에서, 투습성(통기성) 플라스틱 필름이 바람직하게 사용된다.
본 발명의 흡수성 물품의 특정예로는 일회용 기저귀, 생리대, 요실금 패드, 및 모유 패드가 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 변경 및 구체예는 본 발명의 범위 내에 포함된다.
평가방법
(벌크 밀도 측정 방법)
JIS K6219-2 2005에 따라 벌크 밀도를 측정하였다. 샘플인 수분 흡수성 수지 분말을 질량과 용량이 알려진 실린더형 용기(직경 100 mm 및 용량 1000 ml의 스테인레스 스틸 용기)의 중심부에 용기의 하단으로부터 50 mm 이하의 높이에서 투입하였다. 이때 투입된 샘플이 실린더형 용기의 상단 위로 삼각형 피라미드를 형성하도록 충분한 양의 샘플을 실린더형 용기에 투입하였다. 이후, 주걱을 사용하여 실린더형 용기 상단 위의 과량의 샘플을 덜어내고, 이 상태에서 용기의 질량을 측정하였다. 측정된 값에서 용기 자체의 질량을 빼는 방식으로 샘플 질량을 얻고, 샘플의 질량을 용기 용량으로 나누어 목적하는 벌크 밀도를 계산하였다. 측정을 5회 수행(n = 5)하고, 가장 높은 값과 가장 낮은 값을 제외하여 나머지 3회의 평균값을 측정값으로 간주하였다. 측정은 23 ± 2 ℃, 상대 습도 50 ± 5 %에서 수행하였고, 측정 전에 샘플을 같은 환경에서 24 시간 이상 보관한 후에 측정하였다.
(보텍스 방법에 의한 수분 흡수속도의 측정 방법)
식염수(0.9 wt% 염화나트륨 용액) 50 mL 및 자석식 교반기 팁(중심 직경: 8 mm, 양 말단부 직경: 7 mm, 길이: 30 mm로 표면이 불소 수지 코팅된 것)을 100 mL의 유리 비커에 넣고, 비커를 자석식 교반기(HPS-100, AS ONE Corporation 제조)에 옮겼다. 자석식 교반기의 회전속도를 600 ± 60 rpm으로 조정하고, 식염수를 교반하였다. 샘플 2.0g을 교반하고 있는 식염수의 보텍스 중심에서 용액에 첨가하고, JIS K 7224(1996)에 따라 수분 흡수성 수지 분말의 수분 흡수속도 (초)를 측정하였다. 구체적으로, 샘플인 수분 흡수성 수지 분말의 비커 첨가가 완료된 시점에서 스톱워치를 작동하였다. 교반기 팁이 시험액으로 피복된 시점(보텍스가 사라지고 용액 표면이 평평하게 된 시점)에 스톱워치를 중지하고, 그 시간 (초)을 수분 흡수속도로 기록하였다. 측정을 5회 수행(n = 5)하고, 가장 높은 값과 가장 낮은 값을 제외하여 나머지 3회의 평균값을 측정값으로 간주하였다. 측정은 23 ± 2 ℃, 상대 습도 50 ± 5 %에서 수행하였고, 측정 전에 샘플을 같은 환경에서 24 시간 이상 보관한 후에 측정하였다.
(하중 하에서의 액체 통과 속도 측정 방법)
100 mL 유리 비커에서 샘플인 수분 흡수성 수지 분말 0.32 ± 0.005g을 식염수(0.9 wt% 염화나트륨 용액) 100 mL에 담가 60분 동안 방치하여 수분 흡수성 수지 분말을 팽윤시켰다. 별도로, 수직으로 세운 실린더(내부 직경: 25.4 mm)의 공극부 하단에 철망(공극: 150 마이크로미터, 바이오컬럼 소결 스테인레스 스틸 필터 30SUS, Sansyo Co., Ltd 판매) 및 코크(내부 직경: 2 mm)가 구비된 세관(내부 직경: 4 mm, 길이: 8 cm)이 제공된 여과 실린더형 튜브를 제조하였다. 코크를 폐쇄한 상태로 실린더형 튜브에 팽윤된 측정 샘플을 포함하는 비커 내용물 모두를 놓았다. 이어서, 그의 말단에 150 마이크로미터의 공극과 25 mm의 직경을 갖는 철망을 갖는 직경 2 mm의 실린더형 막대를 여과 실린더형 튜브에 삽입하여 철망이 측정 샘플과 닿도록 하고, 추가적으로 측정 샘플에 2.0 KPa의 하중이 가해지도록 추를 실었다. 이 상태에서 여과 실린더형 튜브를 1분 동안 유지하였다. 이후, 코크를 열어 액을 흘려 여과 실린더형 튜브 내의 액면이 60 mL의 눈금선에서 40 mL의 눈금선에 이를 때(즉, 20 mL의 용액 통과)까지 경과된 시간(T1)(초)을 측정하였다. 측정된 시간 T1(초)을 사용하여 다음 식으로부터 2.0 KPa의 하중 하에서의 액체 통과 속도를 계산하였다. 다음 식에서, T0(초)는 여과 실린더형 튜브에 측정 샘플을 투입하지 않은 상태에서 식염수 20 ml가 철망을 통과하는데 소요되는 시간을 측정한 값이다.
하중 하에서의 액체 통과 속도(초) = (T1 - T0)
측정을 5회 수행(n = 5)하고, 가장 높은 값과 가장 낮은 값을 제외하여 나머지 3회의 평균값을 측정값으로 간주하였다. 측정은 23 ± 2 ℃, 상대 습도 50±5 %에서 수행하였고, 측정 전에 샘플을 같은 환경에서 24 시간 이상 보관한 후에 측정하였다.
(흡습차단률)
샘플 10.0 g을 바닥 직경 52 mm 및 높이 22 mm의 알루미늄 컵(호일 용기, 제품번호: 107, Toyo Aluminium Ecko Products Co., Ltd. 제조)에 균일하게 넣고, 40 ℃와 상대습도 80 % RH의 항온항습조에서 3 시간 동안 정치하였다. 이후 샘플을 12 메쉬 철망으로 가볍게 체를 내리고, 흡습으로 인해 블로킹이 유발되어 12 메쉬를 통과하지 못한 측정 샘플의 가루 물질의 중량 및 12 메쉬를 통과한 샘플의 중량을 측정하여 다음 식에 따라 목적하는 흡습차단률을 계산하였다.
흡습차단률(%) = (방치 후 12 메쉬를 통과하지 못한 샘플의 중량) / (방치 후 12 메쉬를 통과하지 못한 샘플의 중량 + 방치 후 12 메쉬를 통과한 샘플의 중량) × 100
측정을 5회 수행(n = 5)하고, 가장 높은 값과 가장 낮은 값을 제외하여 나머지 3회의 평균값을 측정값으로 간주하였다. 측정은 23 ± 2 ℃, 상대 습도 50±5 %에서 수행하였고, 측정 전에 샘플을 같은 환경에서 24 시간 이상 보관한 후에 측정하였다.
(흡수율의 측정방법)
흡수율을 JIS K 7223 (1996)에 따라 측정하였다. 63 마이크로미터의 공극을 갖는 나일론 그물(JIS Z8801-1:2000)을 폭 10 cm, 길이 40 cm의 직사각형으로 절단하여 길이 방향의 중앙에서 반으로 접고 그의 양 말단을 가열 밀봉하여 폭 10 cm (내부 크기: 9 cm) 및 길이 20 cm의 나일론 가방을 만들었다. 측정 샘플 1.00 g을 정확하게 계량하여 제작한 나일론 가방의 바닥에 샘플이 균일하게 되도록 투입하였다. 샘플을 함유한 나일론 가방을 식염수에 침지하였다. 침지를 시작한 60분 후에 나일론 가방을 식염수에서 꺼내어 1시간 동안 수직으로 매달아 나일론 가방을 탈수하였다. 이후 샘플의 질량(F1)을 측정하였다. 또한 샘플을 사용하지 않고 동일한 작업을 수행하고 그때의 질량 F0(g)를 측정하였다. 이러한 질량 F1, F0 및 샘플의 질량으로부터 다음 식에 따라 목적하는 흡수율을 계산하였다.
흡수율 (g/g) = (F1 - F0) / 샘플의 질량
(수분보유능의 측정 방법)
수분보유능을 JIS K 7223 (1996)에 따라 측정하였다. 63 마이크로미터의 공극을 갖는 나일론 그물(JIS Z8801-1:2000)을 폭 10 cm, 길이 40 cm의 직사각형으로 절단하여 길이 방향의 중앙에서 반으로 접고 그의 양 말단을 가열 밀봉하여 폭 10 cm (내부 크기: 9 cm) 및 길이 20 cm의 나일론 가방을 만들었다. 측정 샘플 1.00 g을 정확하게 계량하여 제작한 나일론 가방의 바닥에 샘플이 균일하게 되도록 투입하였다. 샘플을 함유한 나일론 가방을 식염수에 침지하였다. 침지를 시작한 60분 후에 나일론 가방을 식염수에서 꺼내어 1시간 동안 수직으로 매달아 나일론 가방을 탈수하였다. 이후, 나일론 가방을 원심탈수기(모델 H-130C 특별형, Kokusan Co., Ltd. 제조)를 사용하여 탈수하였다. 탈수조건은 143 G(800 rpm)에서 2분으로 하였다. 탈수 후 질량(R1)을 측정하였다. 또한 샘플을 사용하지 않고 동일한 작업을 수행하고 그때의 질량 R0(g)를 측정하였다. 이러한 질량 R1, R0 및 샘플의 질량으로부터 다음 식에 따라 목적하는 수분보유능을 계산하였다.
수분보유능 (g/g) = (R1 - R0 - 샘플 질량) / 샘플 질량
(웨트 백(wet back) 방법에 의한 흡수속도 및 리턴량)
측정될 흡수성 물품의 중앙에 흡수속도 측정용 링(내부 직경: 50 mm, 길이: 100 mm, 중량: 1250 g)을 놓고 인공 소변 150 ml를 주입하였다. 주입 개시부터 인공 소변이 완전히 흡수될 때까지의 시간을 측정하여 흡수속도를 얻었다. 흡수성 물품을 30분 동안 방치한 후, 인공 소변을 2회차 주입하였다. 추가로, 흡수성 물품을 30분 동안 방치한 후, 인공 소변을 3회차 주입하고, 흡수성 물품을 30분 동안 방치한 후, 인공 소변을 4회차 주입하여 4회차에서의 흡수속도를 얻었다. 또한, 4회차 주입 후에 흡수속도 측정용 링을 제거하였다. 30분일 때, 직경 110 mm의 여과지(Toyo Roshi Kaisha, Ltd. 제품)를 흡수성 물품 위에 놓고, 3.5-kg의 추를 30초 동안 여과지 위에 올려서 이 시험의 전과 후의 여과지 중량 차이를 기준으로 웨트 백 양을 측정하였다. 측정을 수행하였으며, 여기에서 인공 소변, 측정 분위기, 및 방치 분위기는 25 ± 5 ℃ 및 65 ± 10 % RH였다.
[수분 흡수성 수지 분말의 합성]
<합성예 1>
155 질량부(2.15 몰부)의 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1-1){아크릴산, Mitsubishi Chemical Corporation 제조, 순도 100 %}, 0.6225 질량부(0.0024 몰부)의 내부 가교제 (b1){펜타에리트리톨 트리알릴 에테르, Daiso Co., Ltd. 제조} 및 340.27 질량부의 탈이온수를 교반·혼합하면서 1 ℃로 유지하였다. 이 혼합물에 질소를 주입하여 용존산소량을 0.1 ppm 이하로 감소한 후, 0.31 질량부의 1 % 과산화수소 수용액, 1.1625 질량부의 1 % 아스코르브산 수용액, 및 2.325 질량부의 0.5% 2,2'-아조비스[2-메틸-N-(2-하이드록시에틸)-프로피온아미드] 수용액을 첨가하고 혼합하여 중합을 개시하였다. 혼합물의 온도가 85 ℃에 이른 후에 85 ± 2 ℃에서 약 10시간 동안 중합하여 수분 함유 겔(1)을 얻었다. 다음으로, 502.27 질량부의 수분 함유 겔(1)을 다짐기(12VR-400K, KIRE ROYAL Co., LTD 제조)로 분쇄하면서 128.42 질량부의 48.5 % 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 혼합하고, 추가로 3 질량부의 1 % 에틸렌 글리콜 글리시딜 에테르 수용액을 첨가 및 혼합하여 분쇄된 겔(2)를 얻었다. 또한 분쇄된 겔(2)를 환기형 밴드 건조기{200 ℃, 풍속: 5 m/s}로 건조하여 건조 생성물을 얻었다. 건조 생성물을 쥬서 믹서(OSTERIZER BLENDER, Oster Co. 제조)로 분쇄한 후, 150 마이크로미터 및 710 마이크로미터의 공극을 갖는 체를 사용하여 그의 입자크기를 150 마이크로미터 내지 710 마이크로미터로 조절하여 건조된 생성물 입자를 얻었다. 100 질량부의 건조 생성물 입자를 고속 교반 (Hosokawa Micron Corporation 제조의 고속 교반 터블라이저 사용: 회전속도: 2000 rpm)하면서 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르의 2 % 물/메탄올 혼합 용액(물/메탄올의 중량비 = 70/30) 5 중량부를 분무하면서 첨가하여 혼합하고, 이 혼합물을 150 ℃에서 30분 동안 방치하여 표면 가교하고, 그에 따라 가교 폴리머 (A)를 얻었다. 100 질량부의 가교 폴리머 (A)에 대해, 표면개질제 (B)로서 0.5 질량부의 실리카(Aerosil 380, Toshin Chemicals Co., Ltd. 제조) 및, 0.02 질량부의 카복시 개질 폴리실록산(X-22-3701E, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조)을 사용하여 85 ℃에서 60분 교반하였다. 얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 400 마이크로미터로 조정하여 수분 흡수성 수지 분말 1을 얻었다.
<합성예 2>
"분쇄된 겔(2)를 환기형 밴드 건조기{200 ℃, 풍속: 5 m/s}에서 건조"를 "분쇄된 겔(2)를 환기형 밴드 건조기{150 ℃, 풍속: 5 m/s}에서 건조"로 변경한 것을 제외하고, 합성예 1과 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 2를 얻었다.
<합성예 3>
"분쇄된 겔(2)를 환기형 밴드 건조기{200 ℃, 풍속: 5 m/s}에서 건조"를 "분쇄된 겔(2)를 환기형 밴드 건조기{150 ℃, 풍속: 2 m/s}에서 건조"로 변경한 것을 제외하고, 합성예 1과 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 3을 얻었다.
<합성예 4>
"얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 400 μm로 조정"을 "얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 530 μm로 조정"으로 변경한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 4를 얻었다.
<합성예 5>
"얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 400 μm로 조정"을 "얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 320 μm로 조정"으로 변경한 것을 제외하고, 합성예 2와 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 5를 얻었다.
<합성예 6>
"얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 400 μm로 조정"을 "얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 280 μm로 조정"으로 변경한 것을 제외하고, 합성예 1과 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 6을 얻었다.
<합성예 7>
"표면개질제 (B)로서 0.5 질량부의 실리카(Aerosil 380, Toshin Chemicals Co., Ltd. 제조) 및, 0.02 질량부의 카복시 개질 폴리실록산(X-22-3701E, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조)을 사용한다"는 것을 "표면개질제 (B)로서 0.5 질량부의 실리카(Aerosil 380, Toshin Chemicals Co., Ltd. 제조)를 사용한다"로 변경한 것을 제외하고, 합성예 2와 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 7을 얻었다.
<합성예 8>
"표면개질제 (B)로서 0.5 질량부의 실리카(Aerosil 380, Toshin Chemicals Co., Ltd. 제조) 및, 0.02 질량부의 카복시 개질 폴리실록산(X-22-3701E, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조)을 사용한다"는 것을 "표면개질제 (B)로서 0.5 질량부의 실리카(Aerosil 200, Toshin Chemicals Co., Ltd. 제조)를 사용한다"로 변경한 것을 제외하고, 합성예 2와 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 8을 얻었다.
<합성예 9>
"표면개질제 (B)로서 0.5 질량부의 실리카(Aerosil 380, Toshin Chemicals Co., Ltd. 제조) 및, 0.02 질량부의 카복시 개질 폴리실록산(X-22-3701E, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조)을 사용한다"는 것을 "표면개질제 (B)로서 0.02 질량부의 카복시 개질 폴리실록산(X-22-3701E, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조)을 사용한다"로 변경한 것을 제외하고, 합성예 2와 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 9를 얻었다.
<합성예 10>
"표면개질제 (B)로서 0.5 질량부의 실리카(Aerosil 380, Toshin Chemicals Co., Ltd. 제조) 및, 0.02 질량부의 카복시 개질 폴리실록산(X-22-3701E, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조)을 사용한다"는 것을 "표면개질제 (B)로서 0.02 질량부의 아미노 개질 폴리실록산(KF-880, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조)을 사용한다"로 변경한 것을 제외하고, 합성예 2와 동일한 방법으로 수분 흡수성 수지 분말 10을 얻었다.
<비교 합성예 1>
"분쇄된 겔(2)를 환기형 밴드 건조기{200 ℃, 풍속: 5 m/s}에서 건조"를 "분쇄된 겔(2)를 환기형 밴드 건조기{120 ℃, 풍속: 2 m/s}에서 건조"로 변경한 것을 제외하고, 합성예 1과 동일한 방법으로 비교 수분 흡수성 수지 분말 1을 얻었다.
<비교 합성예 2>
"얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 400 μm로 조정"을 "얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 600 μm로 조정"으로 변경한 것을 제외하고, 합성예 1과 동일한 방법으로 비교 수분 흡수성 수지 분말 2를 얻었다.
<비교 합성예 3>
"얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 400 μm로 조정"을 "얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 280 μm로 조정"으로 변경한 것을 제외하고, 합성예 2와 동일한 방법으로 비교 수분 흡수성 수지 분말 3을 얻었다.
<비교 합성예 4>
100 중량부의 수분 흡수성 수지 분말 7에 2부의 폴리에틸렌 글리콜(PEG 200, Sanyo Chemical Industries, Ltd. 제조)을 첨가하여 85 ℃에서 60분 동안 교반하였다. 얻어진 수지 분말의 중량평균입자크기를 400 μm로 조정하여 비교 수분 흡수성 수지 분말 4를 얻었다.
합성예 1 내지 10 및 비교 합성예 1 내지 4에서 얻어진 수분 흡수성 수지 분말에 대해 측정된 물리적 성질을 표 1에 나타내었다.
Figure 112014061186708-pct00001

[흡수층의 제조]
<흡수층 1>
부직포로서 통기성 부직포에 합성 고무계 핫멜트 접착제를 적용하였다. 이후, 여기에 수분 흡수성 수지 분말 1을 줄무늬 모양으로 적용하고 스펀레이스 부직포를 상기 수지 분말이 적용된 통기성 부직포에 적층하고, 얻어진 적층체를 가압하여 흡수층 1을 얻었다.
<흡수층 2 내지 10>
"수분 흡수성 수지 분말 1"을 "수분 흡수성 수지 분말 2 내지 10"으로 변경한 것을 제외하고, 흡수층 1과 동일한 방법으로 흡수층 2 내지 10을 얻었다.
<비교 흡수층 1>
"수분 흡수성 수지 분말 1"을 "비교 수분 흡수성 수지 분말 1"로 변경한 것을 제외하고, 흡수층 1과 동일한 방법으로 초박형 비교 흡수층 1을 얻었다.
<비교 흡수층 2 내지 4>
"비교 수분 흡수성 수지 분말 1"을 "비교 수분 흡수성 수지 분말 2 내지 4"로 변경한 것을 제외하고, 비교 흡수층 1과 동일한 방법으로 비교 흡수층 2 내지 4를 얻었다.
[흡수성 물품의 제조]
<흡수성 물품 1>
액체 투과성 통기성 부직포, 흡수층 1, 티슈, 및 수분 흡수성 수지 분말과 펄프를 혼합하여 얻어진 흡수층을 상부에서부터 이 순서대로 적층하여 흡수성 물품 1을 얻었다.
<흡수성 물품 2 내지 10>
"흡수층 1"을 "흡수층 2 내지 10"으로 변경한 것을 제외하고, 흡수성 물품 1과 동일한 방법으로 흡수성 물품 2 내지 10을 얻었다.
<비교 흡수성 물품 1>
"흡수층 1"을 "비교 흡수층 1"로 변경한 것을 제외하고, 흡수성 물품 1과 동일한 방법으로 비교 흡수성 물품 1을 얻었다.
<비교 흡수성 물품 2 내지 4>
"비교 흡수층 1"을 "비교 흡수층 2 내지 4"로 변경한 것을 제외하고, 비교 흡수성 물품 1과 동일한 방법으로 비교 흡수성 물품 2 내지 4를 얻었다.
얻어진 흡수성 물품으로의 침투성을 평가하기 위해 인공 소변이 완전히 흡수될 때까지의 경과시간(흡수속도)을 측정하였다. 또한 흡수체의 리턴 특성을 평가하기 위해 리턴양을 웨트 백 방법에 의해 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure 112014061186708-pct00002

표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 흡수성 물품 1 내지 10은 비교 흡수성 물품 1 내지 4와 비교하여 우수한 흡수속도 및 리턴 방지특성을 나타낸다. 이것은 실시예 흡수성 물품 1 내지 10이 특정 물성을 갖는 수분 흡수성 수지 분말을 함유하여 흡수체의 침투성 및 흡수성이 개선되었기 때문인 것으로 생각된다. 한편, 비교 흡수성 물품 1 내지 4는 본 발명의 흡수성 물품에 비해 열등한 결과를 나타내었다.
비교 흡수성 물품 1과 관련하여, 최상 흡수층에 함유된 수분 흡수성 수지 분말의 벌크 밀도가 크기 때문에 흡수체로의 침투성이 향상되기 어렵다. 따라서 1회차 흡수속도 및 4회차 흡수속도 모두 낮은 결과가 된 것으로 추정된다. 비교 흡수성 물품 2와 관련하여, 최상 흡수층에 함유된 수분 흡수성 수지 분말의 흡수속도가 느리기 때문에 흡수체로의 침투성과 리턴 특성이 개선되기 어렵다. 따라서, 1회차 흡수속도, 4회차 흡수속도 및 리턴 특성에 대한 결과가 낮은 것으로 추정된다. 비교 흡수성 물품 3과 관련하여, 최상 흡수층에 함유된 수분 흡수성 수지 분말의 하중 하에서의 흡수속도가 느리기 때문에 흡수체로의 침투성과 리턴 특성이 개선되기 어렵다. 따라서, 4회차 흡수속도 및 리턴 특성의 결과가 낮은 것으로 추정된다. 비교 흡수성 물품 4와 관련하여, 최상 흡수층에 함유된 수분 흡수성 수지 분말의 흡습차단률이 높기 때문에 흡수체의 리턴 특성이 개선되기 어렵다. 따라서, 리턴 특성의 결과가 낮은 것으로 추정된다.
본 발명은 다음 구체예를 포함한다.
<구체예 1>
적어도 하나의 흡수층으로 구성된 흡수체를 포함하고, 흡수체의 최상층에 다음 요건 (a) 내지 (d)를 만족하는 수분 흡수성 수지 분말이 배치된 흡수성 물품:
(a) 벌크 밀도: 0.45 g/ml 내지 0.62 g/ml;
(b) 보텍스(vortex) 방법에 의한 흡수속도: 20 초 내지 50 초;
(c) 하중 하에서의 액체 통과 속도: 10 초 이하; 및
(d) 흡습차단률: 5 % 이하.
<구체예 2>
구체예 1에 있어서, 수분 흡수성 수지 분말의 흡수율이 40 g/g 내지 55 g/g인 흡수성 물품.
<구체예 3>
구체예 1 또는 2에 있어서, 수분 흡수성 수지 분말의 수분보유능이 20 g/g 내지 45 g/g인 흡수성 물품.
<구체예 4>
구체예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 수분 흡수성 수지 분말이 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및/또는 가수분해에 의해 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)을 생성하는 가수분해성 모노머 (a2)를 함유하는 모노머 조성물; 및 내부 가교제 (b)를 중합하여 얻어진 가교 폴리머 (A)를 표면개질제 (B)로 처리하여 얻어진 흡수성 물품.
<구체예 5>
구체예 4에 있어서, 처리를 위한 표면개질제 (B)의 양이 가교 폴리머 (A) 100 질량부에 대하여 0.001 질량부 내지 1 질량부인 흡수성 물품.
<구체예 6>
구체예 4 또는 5에 있어서, 표면개질제 (B)가 아미노 개질 폴리실록산, 카복시 개질 폴리실록산 및 실리카로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 성분인 흡수성 물품.
<구체예 7>
구체예 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 최상 흡수층이 수분 흡수성 수지 분말이 내재된 다수의 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역과, 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역에 인접한 수분 흡수성 수지 분말 부재 영역을 갖는 흡수성 물품.
<구체예 8>
구체예 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 최상층에 인접한 하부층으로서 수분 흡수성 수지 분말 및 섬유질 기재 물질을 포함하는 흡수층을 추가로 포함하는 흡수성 물품.
산업상 이용가능성
본 발명은, 예를 들어 요실금 패드, 일회용 기저귀, 생리대 및 모유 패드 등의 흡수성 물품으로서 유용하다.
1: 흡수층, 2: 제1 시트, 3: 제2 시트, 4: 수분 흡수성 수지 분말, 5a: 수분 흡수성 수지 부재 영역, 5b: 수분 흡수성 수지 존재 영역, 6: 흡수층, 7: 수분 흡수성 수지 분말, 9: 흡수성 물품, 10: 상부 시트, 11: 배면 시트, 12: 사이드 시트, 13: 연결 지점, 14 : 탄성 부재

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 흡수층으로 구성된 흡수체를 포함하는 흡수성 물품으로서, 상기 흡수체의 최상층에는,
    수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1) 및/또는 가수분해에 의해 수용성 에틸렌계 모노머 (a1)을 생성하는 가수분해성 모노머 (a2); 및 내부 가교제 (b)를 함유하는 모노머 조성물을 중합하여 얻어진 가교 폴리머 (A)를 표면개질제 (B)로 처리하여 얻어진 것이며,
    상기 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)는, 적어도 하나의 수용성 치환체와 에틸렌계 불포화 그룹을 갖는 모노머로서, 상기 수용성 치환체는 카복실 그룹, 설포 그룹, 설폭시 그룹, 포스포노 그룹, 하이드록실 그룹, 카바모일 그룹, 아미노 그룹 또는 이들의 염이며,
    상기 내부 가교제 (b)는, 에틸렌계 불포화 그룹을 2개 이상 갖는 내부 가교제 (b1), 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)의 수용성 치환체 및/또는 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해에 의해 생성된 수용성 치환체와 반응할 수 있는 작용그룹을 적어도 하나 갖고, 또한 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 그룹을 갖는 내부 가교제 (b2), 또는 수용성 에틸렌계 불포화 모노머 (a1)의 수용성 치환체 및/또는 가수분해성 모노머 (a2)의 가수분해에 의해 생성된 수용성 치환체와 반응할 수 있는 작용그룹을 2개 이상 갖는 내부 가교제 (b3)이며,
    상기 표면개질제 (B)가 아미노 개질 폴리실록산, 카복시 개질 폴리실록산 및 실리카로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 성분이며,
    상기 가교 폴리머 (A)의 중량평균입자크기는 100 μm 내지 800 μm이며,
    상기 표면개질제 (B)의 처리량이 상기 가교 폴리머 (A) 100 질량부에 대하여 0.001 질량부 내지 1 질량부이며,
    다음 요건 (a) 내지 (e)를 만족하는 수분 흡수성 수지 분말이 배치된 것을 특징으로 하는 흡수성 물품:
    (a) 벌크 밀도: 0.45 g/ml 내지 0.62 g/ml;
    (b) 보텍스(vortex) 방법에 의한 흡수속도: 20 초 내지 50 초;
    (c) 하중 하에서의 액체 통과 속도: 10 초 이하; 및
    (d) 흡습차단률: 5 % 이하; 및
    (e) 수분보유능: 22 g/g 내지 45 g/g.
  2. 제1항에 있어서, 수분 흡수성 수지 분말의 흡수율이 40 g/g 내지 55 g/g인 흡수성 물품.
  3. 제1항에 있어서, 최상층의 흡수층이 수분 흡수성 수지 분말이 내재된 다수의 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역과, 수분 흡수성 수지 분말 존재 영역에 인접한 수분 흡수성 수지 분말 부재 영역을 갖는 흡수성 물품.
  4. 제1항에 있어서, 최상층에 인접한 하부층으로서 수분 흡수성 수지 분말 및 섬유질 기재 물질을 포함하는 흡수층을 추가로 포함하는 흡수성 물품.
  5. 제1항에 있어서, 흡수체의 두께가 5 mm 이하인, 흡수성 물품.
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