KR102552255B1 - 다층 흡수성 코어 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

층상 구조를 포함하는 흡수성 코어 및 제조 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 흡수체는 액체 투과성 웹 물질을 포함하는 최상부 층, 웹 물질을 포함하는 최하부 층, 및 최상부 층과 최하부 층 사이에 배치된 보강층을 포함할 수 있다. 흡수체는 보강층과 최하부 층 사이에 배치된 제1 흡수층으로, 실질적으로 초흡수성 물질만 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 제1 흡수층, 및 최상부 층과 보강층 사이에 배치된 제2 흡수층으로, 흡수성 물질을 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 제2 흡수층을 더 포함할 수 있다. 흡수체는 또한 최상부 층과 제2 흡수층 사이, 제2 흡수층과 보강층 사이, 및 제1 흡수층과 최하부 층 사이에 배치된 접착제를 포함할 수 있다.

Description

다층 흡수성 코어 및 제조 방법
본 개시내용은 흡수체에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 흡수 용품에 사용하기 위한 층상 흡수성 코어에 관한 것이다.
사람들은 성인 요실금 제품, 야뇨증 팬티, 훈련 팬티, 기저귀 등의 용품을 포함하여 일상 생활에서 일회용 흡수 제품에 의존한다. 많은 제조업체들은 이러한 제품 사용자들의 요구를 더욱 잘 충족하기 위해 노력하고 있다. 예를 들어, 많은 제품에 대한 착용감, 재량성 및 누출 방지를 더욱 개선할 필요가 있다.
많은 흡수 용품의 하나의 중요한 구성요소는 이러한 용품에 포함된 흡수성 코어이다. 이들 흡수성 코어는 일반적으로 액체 신체 삼출물을 포착하고 보유하며, 이에 따라 삼출물이 흡수 용품 밖으로 누출되는 것을 방지하고, 또한 액체를 착용자의 피부로부터 더욱 멀리 보유하는 역할을 하며, 이는 피부 건강을 촉진하는 것을 돕는다. 액체를 더 신속하게 흡수하고 덜 누출하는 더욱 얇은 제품을 생산하기 위한 흡수성 코어의 구조 및 성능에 있어서의 발전은 지속적인 중요한 시장 요구 영역이다.
(특허문헌 1) CN 1163100 A (1997.10.29.)
본 개시내용은 흡수체에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 흡수 용품에 사용하기 위한 층상 흡수성 코어에 관한 것이다.
제1 실시예에서, 흡수체는 액체 투과성 웹 물질을 포함하는 최상부 층, 웹 물질을 포함하는 최하부 층, 최상부 층과 최하부 층 사이에 배치된 보강층, 보강층과 최하부 층 사이에 배치된 제1 흡수층으로, 실질적으로 초흡수성 물질만 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 상기 제1 흡수층, 및 상기 최상부 층과 상기 보강층 사이에 배치된 제2 흡수층으로, 흡수성 물질을 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 상기 제2 흡수층을 포함할 수 있다. 흡수체는, 최상부 층과 제2 흡수층 사이, 제2 흡수층과 보강층 사이, 및 제1 흡수층과 최하부 층 사이에 배치된 접착제를 더 포함할 수 있다.
제2 실시예에서, 제1 실시예의 제2 흡수층의 흡수성 물질은 실질적으로 섬유상 흡수성 물질만을 포함할 수 있다.
제3 실시예에서, 제1 실시예의 제2 흡수층의 흡수성 물질은 실질적으로 초흡수성 물질만을 포함할 수 있다.
제4 실시예에서, 제1 실시예의 제2 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질은, 약 50중량% 내지 약 80중량%의 초흡수성 물질을 포함할 수도 있다.
제5 실시예에서, 제1 실시예의 제2 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질은 초흡수성 물질과 섬유상 흡수성 물질의 혼합물을 포함할 수 있고, 혼합물은 초흡수성 물질 및 섬유상 흡수성 물질의 실질적으로 균일한 분포를 포함할 수 있다.
제6 실시예에서, 제1 내지 제5 실시예 중 어느 하나의 흡수체는 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질을 더 포함할 수 있다.
제7 실시예에서, 제6 실시예의 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질은, 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질 및 제1 흡수층 내에 배치된 초흡수성 물질의 약 50중량% 내지 약 80중량%를 포함할 수 있다.
제8 실시예에서, 제6 및 제7 실시예 중 어느 하나의 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질은, 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질 및 제1 흡수층 내에 배치된 초흡수성 물질의 약 50중량% 내지 약 65중량%를 포함할 수 있다.
제9 실시예에서, 제1 내지 제8 실시예 중 어느 하나의 제2 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질의 총 중량은 약 5.5g 내지 약 8.5g일 수 있다.
제10 실시예에서, 제1 내지 제9 실시예 중 어느 하나의 보강층 내에 내장되고 제1 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질의 총 중량은 약 5.5g 내지 약 10.5g일 수 있다.
제11 실시예에서, 제6 내지 제10 실시예 중 어느 하나의 보강층 내에 내장되고 제1 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질의 총량은, 제1 흡수층, 제2 흡수층 내에 배치되고 보강층 내에 내장된 흡수성 물질의 총량의 약 50중량% 내지 약 60중량%일 수 있다.
제12 실시예에서, 제1 내지 제11 실시예 중 어느 하나의 흡수체는 제2 흡수층과 액체 투과성 최상부 층 사이에 배치된 에어레이드 종이 층을 더 포함할 수 있다.
제13 실시예에서, 제1 내지 제12 실시예들 중 어느 하나의 흡수체는 제1 흡수층과 최하부 층 사이에 배치된 에어레이드 종이 층을 더 포함할 수 있다.
제14 실시예에서, 제1 내지 제13 실시예들 중 어느 하나의 흡수체는 제3 흡수층을 더 포함할 수도 있고, 여기서 제3 흡수층은 제2 흡수층과 최상부 층 사이에 배치될 수도 있고, 여기서 제3 흡수층은 실질적으로 초흡수성 물질만을 포함하는 흡수성 물질을 포함할 수도 있다.
제15 실시예에서, 제1 내지 제14 실시예들 중 어느 하나의 제1 흡수층은 적어도 하나의 채널 영역 및 복수의 비-채널(non-channel) 영역을 포함할 수 있고, 여기서 비-채널 영역의 흡수성 물질 함량은 적어도 하나의 채널 영역의 흡수성 물질 함량보다 클 수 있다.
제16 실시예에서, 흡수체는 액체 투과성 웹 물질을 포함하는 최상부 층, 웹 물질을 포함하는 최하부 층, 및 최상부 층과 최하부 층 사이에 배치된 부직포 웹 물질을 포함하는 보강층을 포함할 수 있고, 보강층은 부직포 웹 물질 내에 내장된 초흡수성 물질을 더 포함한다. 상기 흡수체는 보강층과 최하부 층 사이에 배치된 제1 흡수층으로서, 상기 제1 흡수층은 실질적으로 초흡수성 물질만 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 상기 제1 흡수층, 상기 최상부 층과 상기 보강층 사이에 배치된 제2 흡수층으로서, 상기 제2 흡수층은 초흡수성 물질과 섬유상 흡수성 물질의 실질적으로 균일한 혼합물을 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 상기 제2 흡수층, 및 상기 제1 에어레이드 종이 층과 상기 제2 흡수층 사이에, 상기 제2 흡수층과 상기 보강층 사이에, 그리고 상기 제1 흡수층과 상기 제2 에어레이드 종이 층 사이에 배치된 접착제를 더 포함할 수도 있다. 일부 추가 실시예에서, 제1 흡수층은 적어도 하나의 채널 영역 및 복수의 비-채널 영역을 포함할 수 있고, 여기서 비-채널 영역의 흡수성 물질 함량은 적어도 하나의 채널 영역의 흡수성 물질 함량보다 클 수 있다.
제17 실시예에서, 제16 실시예의 흡수체는 제2 흡수층과 액체 투과성 최상부 층 사이에 배치된 에어레이드 종이 층을 더 포함할 수 있다.
제18 실시예에서, 제16 및 제17 실시예들 중 어느 하나의 흡수체는 제1 흡수층과 최하부 층 사이에 배치된 에어레이드 종이 층을 더 포함할 수 있다.
제19 실시예에서, 제16 내지 제18 실시예들 중 어느 하나의 흡수체는 제3 흡수층을 더 포함할 수도 있고, 여기서 제3 흡수층은 제2 흡수층과 최상부 층 사이에 배치될 수도 있고, 여기서 제3 흡수층은 실질적으로 초흡수성 물질만을 포함하는 흡수성 물질을 포함할 수도 있다.
제20 실시예에서, 제16 내지 제19 실시예들 중 어느 하나의 보강층 내에 내장되고 제1 흡수층 내에 배치된 초흡수성 물질의 양은 중량 기준으로 제2 흡수층 내에 배치된 초흡수성 물질의 양의 약 2배 내지 약 3배일 수 있다.
상기 요약은 본 발명의 각각의 실시예 또는 모든 구현예를 설명하도록 의도되지 않는다. 본 개시내용에 대한 더욱 완전한 이해와 함께, 이점 및 성과는 첨부된 도면들과 함께 취한 다음의 상세한 설명 및 청구항을 참조함으로써 명백해지고 이해될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 측면들에 따른 폐쇄된 구성으로 예시적인 흡수 용품의 사시도이고;
도 2는 개방되어 평평하게 펼친 구성으로 도 1의 흡수 용품의 평면도이고;
도 3은 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 4는 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 5는 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 6은 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 7은 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 8은 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 9는 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 10은 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 11은 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 12는 본 개시내용의 측면들에 따른, 흡수 용품에 사용하기 위한 또 다른 예시적인 흡수체의 단면도이고;
도 13은 본 개시내용의 흡수체를 형성하기 위한 예시적인 방법의 개략도이고; 그리고
도 14는 본 개시내용의 흡수체를 형성하기 위한 다른 예시적인 방법의 개략도이다.
본 개시내용이 다양한 변형 및 대안적인 형태로 될 수 있지만, 이들의 구체적인 사항들이 도면에서 예시로써 도시되었고 본원에서 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시내용의 측면들을 설명된 특정 예시적인 실시예들로 한정하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 반대로, 본 의도는 본 개시내용의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 변형, 균등물 및 대안을 다루기 위한 것이다.
다음의 설명은 상이한 도면들에서 유사한 요소들이 동일하게 번호가 매겨지는 도면을 참조하여 판독되어야 한다. 설명 및 도면들은, 반드시 일정한 비율로 도시되어 있지 않으며, 예시적인 실시예들을 도시하며 본 개시내용의 범위를 한정하려는 것이 아니다.
본 명세서의 문맥 내에서, 하기 각 용어 또는 어구는 다음의 의미 또는 의미들을 포함할 것이다. 추가 용어는 본 명세서의 다른 곳에서 정의된다.
"흡수 용품(absorbent article)"은, 본원에서 착용자 신체에 맞대거나 또는 근접하게(즉, 신체에 인접하게) 놓여서 신체로부터 배출되는 다양한 액체, 고체, 및 반고체 삼출물들을 흡수하여 함유할 수 있는 용품을 지칭한다. 이러한 흡수 용품은, 본원에서 설명하는 바와 같이, 재사용을 위해 세탁되거나 또는 다른 방식으로 복원되는 것이 아니라 제한된 사용 기간 후 폐기되는 것이다. 본 개시내용은, 본 개시내용의 범위에서 벗어나지 않고 기저귀, 배변연습용 팬티, 유소년용 팬티, 수영 팬티, 및 실금 제품 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 일회용 흡수 용품들에 적용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
"에어레이드(airlaid)"는 본원에서 에어레잉 공정에 의해 제조된 웹을 지칭한다. 에어레잉 공정에서, 약 3 내지 약 52㎜ 범위의 통상적인 길이를 갖고 있는 작은 섬유들의 다발은 공기 공급원에서 분리되고 내포(entrain)되며, 그후 일반적으로 진공 공급원의 도움으로 포밍 스크린 상에 용착된다. 무작위로 피착된 섬유는 그후, 예를 들어, 바인더 성분 또는 라텍스 접착제를 활성화하도록 핫 에어를 이용하여 서로 접합된다. 에어레잉은, 예를 들어 모든 목적을 위하여 본 명세서 내에서 전체 내용이 참고로 원용되는 Laursen 등의 미국특허 제4,640,810호에 교시되어 있다.
"접합된(bonded)"은 두 요소의 결합, 접착, 연결, 부착 등을 지칭한다. 두 요소는 그들이 서로 직접적으로 또는 중간 요소에 접합될 때와 같이 서로 간접적으로 결합되고, 접착되고, 연결되고, 부착될 때에 함께 접합된 것으로 간주될 것이다. 접합은, 예를 들어 접착제, 압력 접합, 열 접합, 초음파 접합, 바느질, 봉합, 및/또는 용접을 통해 일어날 수 있다.
"본디드 카디드 웹"은 본원에서 스테이플 섬유들을 분리하거나 떨어지게 하여 기계 방향으로 정렬하여 대략 기계 방향으로 배향된 섬유성 부직 웹을 형성하는 코밍 또는 카딩 유닛(combing or carding unit)을 통해 전달되는 스테이플 섬유들(staple fibers)로 제조되는 웹을 지칭한다. 이 재료는, 점 접합, 스루 에어 접합, 초음파 접합, 접착제 접합 등을 포함할 수 있는 방법에 의하여 함께 접합될 수도 있다.
"코폼"은 본원에서 열가소성 섬유와 제2 비-열가소성 물질의 혼합물 또는 안정화된 매트릭스를 포함하는 복합 물질을 지칭한다. 한 예로서, 코폼 물질은 적어도 하나의 멜트블로운 다이 헤드가 슈트(chute) 가까이에 배치되고 이를 통해 다른 물질이 웹이 형성되는 동안 웹에 첨가되는 공정에 의해 제조될 수도 있다. 이러한 다른 물질은, 제한되지는 않지만, 면, 레이온, 재생 종이, 펄프 플러프와 같은 목질계 또는 비목질계 펄프와 같은 섬유성 유기 물질 및 초흡수성 입자, 무기 및/또는 유기 흡수성 물질, 처리된 중합체 스테이플 섬유 등을 포함할 수도 있다. 이러한 코폼 물질의 일부분 예가 Anderson 등의 미국특허 제4,100,324호, Lau의 제4,818,464호, Everhart 등의 제5,284,703호 및 Georger 등의 제5,350,624호에 개시되어 있고, 모든 목적을 위하여 이들 각각은 그 전체가 본 명세서에서 참고로 원용된다.
"연결된(connected)"은 두 요소의 결합, 접착, 접합, 부착 등을 지칭한다. 두 개 요소는, 그들이 서로 직접적으로 연결되거나 서로 간접적으로 연결될 때, 예컨대 각 요소가 중간 요소에 직접 연결될 때 함께 연결된 것으로 간주될 것이다.
"일회용(disposable)"은 재사용을 위해 세탁되거나 이와 다르게 복원되는 대신에 한정된 사용 후에 폐기되도록 설계되는 용품을 지칭한다.
"배치되다", "~상에 배치되다" 및 이들의 변형은, 한 요소가 다른 요소와 일체화될 수 있거나, 한 요소가 다른 요소에 결합되거나, 다른 요소와 배치되거나, 또는 다른 요소 근처에 배치된 별도의 구조체일 수 있음을 의미하고자 하는 것이다.
"탄성이 있는", "탄성을 가진" 및 "탄성"은 변형을 일으키는 힘을 제거한 후에 원래 크기와 모양을 회복하는 경향이 있는 물질 또는 복합체의 특성을 의미한다.
"탄성중합체(elastomeric)"는 그의 이완된 길이의 적어도 50%만큼 늘어날 수 있고 인가된 힘을 해제하면 그의 늘어난 길이의 적어도 20%를 회복할 물질 또는 복합체를 지칭한다. 일반적으로, 탄성중합체 물질 또는 복합체는 그의 이완된 길이의 적어도 50%만큼, 더욱 바람직하게는 적어도 100%만큼, 더욱 더 바람직하게는 적어도 300%만큼 늘어날 수 있고, 인가된 힘을 해제하면 그의 늘어난 길이의 적어도 50%를 회복할 수 있는 것이 바람직하다.
"섬유상 흡수성 물질" 또는 "흡수성 섬유"는 본원에서 천연 섬유, 셀룰로오스 섬유, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체로 구성된 합성 섬유, 예를 들면 레이온 섬유; 본질적으로 습윤성 물질로 구성된 무기 섬유, 예를 들면 유리 섬유; 본질적으로 습윤성 열가소성 중합체로 이루어진 합성 섬유, 예를 들면 특정 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유, 또는 비습윤성 열가소성 중합체로 구성된 합성 섬유, 예를 들면 적절한 수단에 의해 친수화된 폴리올레핀 섬유를 포함한다. 섬유들은, 예를 들면 계면활성제에 의한 처리, 실리카에 의한 처리, 적절한 친수성 부분을 가지면서 섬유로부터 쉽게 제거되지 않는 물질에 의한 처리에 의해, 또는 섬유의 형성 동안 또는 그 후에 비습윤성의 소수성 섬유를 친수성 중합체로 감싸는 것에 의해 친수성화될 수 있다.
"일체적" 은 서로 접합되거나 서로 함께 배치되거나 서로 근처에 배치되는 별개의 구조체 대신에 하나의 통합된 요소의 다양한 부분들을 지칭하는데 사용된다.
"층"은, 단수로 사용되는 경우, 단일 요소 또는 복수의 요소인 이중적 의미를 가질 수 있다.
"기계 방향"(MD)은, 직물이 제조되는 방향에 있어서 직물의 길이를 지칭하며, 이는, 기계 방향에 일반적으로 수직인 방향으로 직물의 폭을 지칭하는 "횡단-기계 방향"(CD)에 대조된다.
"부재(member)"는 단수로 사용되는 경우, 단일 요소 또는 복수의 요소인 이중적 의미를 가질 수 있다.
"부직포" 또는 "부직 웹"은 본원에서 편물에서처럼 식별 가능한 방식은 아니지만 상호 연결된(interlaid) 개별적인 섬유들이나 실들의 구조를 갖는 웹을 지칭한다. 부직포 또는 웹은 많은 공정, 예를 들어, 멜트블로운 공정, 스펀본드 공정, 스루-에어 본디드 카디드 웹(BCW 및 TABCW로도 알려짐) 공정 등으로 형성되고 있다.
"스펀본드 웹(spunbond web)"은 본원에서 작은 직경의 실질적으로 연속식 섬유를 함유하는 웹을 지칭한다. 섬유는 용융된 열가소성 물질을 복수의 미세하고 일반적으로 원형인 방적돌기(spinnerette)의 모세관들로부터 압출시키고 그후 압출된 섬유의 직경을 예를 들어 추출성 신장 및/또는 기타 공지된 스펀본딩 메커니즘에 의하여 급속히 감소시킴에 의하여 형성된다. 스펀본드 웹의 제조는, 예를 들어 Appel 등에 의한 미국특허 제4,340,563호, Dorschner 등에 의한 제3,692,618호, Matsuki 등에 의한 제3,802,817호, Kinney에 의한 제3,338,992호, Kinney에 대한 제3,341,394호, Hartman에 의한 제3,502,763호, Levy에 의한 제3,502,538호, Dobo 등에 의한 제3,542,615호 및 Pike 등에 의한 제5,382,400호에 설명 및 도시되어 있으며, 모든 목적을 위하여 이들 각각은 전체적으로 본 명세서에서 참고로 원용된다. 스펀본드 섬유는 수집 표면 상에 피착(deposit)될 때 일반적으로 끈적거리지 않는다. 스펀본드 섬유는 때때로 약 40㎛ 미만, 종종, 약 5 내지 약 20㎛의 직경을 가질 수도 있다.
"초흡수성 중합체", "초흡수성 물질", "SAP" 또는 "SAM"은 상호 교환적으로 사용될 것이며, 그들 자신의 질량에 대하여 극도로 많은 양의 액체를 흡수하고 보유할 수 있는 중합체를 지칭할 것이다. 가교될 수 있는 하이드로겔로서 분류되는 수분 흡수성 중합체는 물 분자와 수소 결합 및 다른 극성 힘을 통해 수용액을 흡수한다. SAP의 수분 흡수 능력은 부분적으로 이온화도(수용액의 이온 농도의 인자) 및 물에 대해 친화성을 갖는 SAP의 기능성 극성기를 기초로 한다. SAP는 통상적으로 개시제의 존재 하에서 수산화나트륨과 배합된 아크릴산의 중합화로 제조되어 폴리아크릴산 나트륨 염(때로는 폴리아크릴산 나트륨이라 지칭됨)을 형성한다. 또한, 다른 재료를 사용하여, 초흡수성 고분자를 제조하는데, 예컨대, 폴리아크릴아미드 공중합체, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 가교 결합된 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐 알콜 공중합체, 가교 결합된 폴리에틸렌 옥사이드, 및 폴리아크릴로니트릴의 전분 접합된 공중합체를 제조하게 된다. SAP는 입자 또는 섬유 형태로 또는 다른 물질 또는 섬유 상의 코팅층으로서 흡수 용품에 존재할 수도 있다.
"입자", "미립자" 등은, 용어 "초흡수성 중합체"에서 사용될 때, 개별 유닛들의 형태를 지칭한다. 유닛들은 플레이크(flake), 섬유, 덩어리(agglomerate), 과립, 분말, 구체, 미분 물질(pulverized material) 등 뿐만 아니라 그들의 조합을 포함할 수 있다. 입자들은, 예를 들면, 큐빅, 막대형 다면체, 구체 또는 반구체, 원형 또는 반원형, 각형, 부정형(irregular) 등의 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다.
"미립자 초흡수성 중합체(particulate superabsorbent polymer)" 및 "미립자 초흡수성 중합체 조성물(particulate superabsorbent polymer composition)"은 개별 형태에서의 초흡수성 중합체 및 초흡수성 중합체 조성물들의 형태를 지칭하며, 여기서 "미립자 초흡수성 중합체" 및 "미립자 초흡수성 중합체 조성물들"은 1000μm 미만, 또는 약 150μm 내지 약 850μm의 입자 크기를 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이 "원심분리 보유 용량(CRC)"은 제어된 조건 하에서 미립자 초흡수성 중합체가 포화되고 원심분리된 후에 액체를 보유하는 능력을 지칭하고, 본원에 제시된 원심분리 보유 용량 테스트에 의해 측정했을 때 샘플의 그램 중량 당 보유된 액체의 그램(g/g)으로서 제시된다.
"겔 투과성(gel permeability)"은 전체로서 입자들의 집합체의 특성이고, 입자 크기 분포, 입자 형상, 및 입자들 간의 열린 기공들(open pores)의 연결성(connectedness), 전단 탄성계수(shear modulus), 및 팽윤된 겔의 표면 개질(surface modification)에 관한 것이다. 실질적인 관점에서, 초흡수성 중합체 조성물의 겔 투과성은 액체가 얼마나 빠르게 팽윤된 입자들의 집합체를 통해 흐르는지의 척도이다. 낮은 겔 투과성은 액체가 일반적으로 겔 블록킹이라고 지칭되는 초흡수성 중합체 조성물을 통해 용이하게 흐를 수 없는 것과, 액체의 임의의 강제 흐름(예를 들면 기저귀의 사용 동안의 소변의 2차 적용)이 대체 경로(예를 들면, 기저귀 누출)를 취해야만 하는 것을 나타낸다.
"중합체"는 단일중합체(homopolymer), 공중합체(copolymer), 예를 들면 블록, 그라프트(graft), 랜덤, 및 교호 공중합체, 터폴리머(terpolymer) 등, 및 그들의 블렌드 및 변형물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 구체적으로 달리 한정하지 않는 한, 용어 "중합체"는 물질의 모든 가능한 배위 이성질체(configurational isomer)를 포함할 것이다. 이들 구성은 동일배열(isotactic), 교대배열(syndiotactic), 및 혼성배열(atactic) 대칭들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
"와류 시간"은 2g의 SAP에 대해 요구되는 초 단위의 시간을 측정하여 자기 교반 플레이트 상에서 600rpm으로 50ml의 식염수 용액을 교반함으로써 생성된 와류를 폐쇄한다. 와류가 폐쇄하는 데 걸리는 시간은 SAP의 자유 팽윤 흡수율의 표시이다.
본원에서 사용되고 건조 미립자 초흡수성 중합체 조성물의 구성성분들을 지칭하는 "중량 기준 %" 또는 "중량%"는 본원에서 달리 특정되지 않는 한, 건조 초흡수성 중합체 조성물의 중량을 기준으로 하는 것으로 해석되는 것이다.
이들 용어들은 본 명세서의 나머지 부분에서 추가적인 언어와 함께 정의될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 의복(20)은 길이방향(23)과 길이방향(23)에 수직인 측방향(22)을 따라 연장된다. 의복(20)의 다양한 실시예를 설명하는 데 사용되는 바와 같이, 본 개시내용의 측면들에 따라, 용어 "길이방향" 및 "측방향"은, 중앙 길이방향 축(24) 및 중앙 측방향 축(25)에 의해 나타낸 바와 같이 그들의 관용적인 의미를 갖는다. 상기 용품이 완전히 신장되고 평평하게 놓인 상태에 있는 반면 상기 전방 및 후방 패널들은 분리되어 있을 때, 상기 중앙 길이방향 축(24)은 상기 용품의 평면에 있고, 상기 용품이 착용된 경우에는 서 있는 착용자를 좌측 신체 절반부와 우측 신체 절반부로 양분하는 수직 평면에 일반적으로 평행하다. 상기 중앙 측방향 축(25)은 용품의 평면에 있고, 중앙 길이방향 축(24)에 일반적으로 수직이다. 의복(20)은 전방 허리 말단 에지(32)를 정의하는 전방 영역(30), 후방 허리 말단 에지(36)를 정의하는 후방 영역(34), 및 전방 영역(30)과 후방 영역(34) 사이에 길이방향으로 위치된 가랑이 영역(38)을 갖는다. 가랑이 영역(38)은 2개의 측방향으로 대향하는 가랑이 측면 에지(39)를 정의한다. 의복(20)은 전방 허리 말단 에지(32)로부터 후방 허리 말단 에지(36)로 연장되는 의복 길이(21)를 정의한다.
의복(20)은 전방 허리 말단 에지(32)로부터 길이 방향으로 안쪽으로 이격된 전방 패널 다리 에지(44), 및 제1 및 제2 측방향으로 대향하는 전방 패널 측면 에지(46, 48)를 정의하는 전방 패널(40)을 포함한다. 의복(20)은 후방 허리 말단 에지(36)로부터 길이 방향으로 안쪽으로 이격된 후방 패널 다리 에지(45), 및 제1 및 제2 측방향으로 대향하는 후방 패널 측면 에지(47, 49)를 정의하는 후방 패널(41)을 또한 포함한다. 본원에서 의복 실시예들을 설명하는 데 사용되는 바와 같이 "길이방향으로 안쪽(또는 내측)"은 중앙 측방향 축(25)을 향한 길이방향의 방향을 의미한다. 마찬가지로, 본원에서 의복 실시예들을 설명하는 데 사용되는 바와 같이 "측방향으로 안쪽(또는 내측)"은 중앙 길이방향 축(24)을 향한 측방향의 방향을 의미한다. 전방 패널(40)은 후방 패널(41)로부터 길이방향으로 이격되어 있다. 전방 및 후방 패널(40, 41)의 특정 구조는 도 3a 내지 도 11b와 관련하여 아래에 설명된다.
한 쌍의 측면 솔기(84, 84)는 전방 영역(30)을 후방 영역(34)에 연결해서, 의복(20)이 허리 개구(27) 및 한 쌍의 다리 개구(28)를 정의하도록 한다. 측면 솔기들은, 예컨대 접착제, 열, 압력, 또는 초음파 접합에 의해 영구적이지만 찢어질 수 있고, 또는, 기계적 체결 요소들의 사용을 통해, 더욱 쉽게 해제가능할 뿐만 아니라 재체결가능할 수 있다.
의복(20)은 전방 패널 다리 에지(44)에 인접하여 배치된 적어도 하나의 전방 다리 탄성 부재(70), 및/또는 후방 패널 다리 에지(45)에 인접하여 배치된 적어도 하나의 후방 다리 탄성 부재(75)를 더 포함할 수 있다. 이러한 다리 탄성 부재들(70 및/또는 75)은 다리 개구(28) 주위에 추가 탄성 지지부를 제공해서 의복(20)의 착용감 및 누출 방지성을 향상시키도록 돕는다. 각각의 다리 탄성 부재(70, 75)는 탄성 물질의 단일 리본, 가닥, 또는 실(기타)을 포함할 수 있고, 또는 각각은 탄성 물질의 2개, 3개 또는 그 이상의 리본, 가닥 또는 실(기타)을 포함할 수 있다. 일회용 흡수 의복에 사용하기에 적합한 탄성 리본, 가닥, 실 등은 당 기술분야에 공지되어 있으며, 일 예로는 Dupont Corporation으로부터 입수 가능한 LYCRA 브랜드 탄성 필라멘트가 있다. 특정 실시예들에서, 후방 다리 탄성 부재(75) 및/또는 전방 다리 탄성 부재(70)는 전체 의복 폭을 가로질러 측방향으로 연장된다. 도 1 및 도 2에 대표적으로 도시된 것과 같은 다른 실시예들에서, 후방 다리 탄성 부재(75)는 한 쌍의 후방 다리 탄성 부재, 예컨대 흡수성 복합재(50)의 대향 측면 상에 위치한 제1 및 제2 후방 다리 탄성 부재들(76, 77)을 포함할 수 있다. 유사하게, 전방 다리 탄성 부재(70)는 한 쌍의 전방 다리 탄성 부재, 예컨대 흡수성 복합재(50)의 대향 측면 상에 위치한 제1 및 제2 전방 다리 탄성 부재들(71, 72)을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 대표적으로 도시된 것과 같은 바람직한 실시예들에서, 각각의 후방 다리 탄성 부재(75)는 복수의 탄성중합체 가닥을 포함할 수 있고, 및/또는 각각의 전방 다리 탄성 부재(70)는 복수의 탄성중합체 가닥을 포함할 수 있다.
특정 실시예들에서, 흡수성 복합재(50)는 전방 패널(40)과 후방 패널(41) 사이에 연결된다. 흡수성 복합재(50)는 폭(53)과 길이(51)를 정의하는 액체 불투과성 배리어 층(52), 흡수성 물질을 포함하는 흡수체(54), 액체 투과성 라이너(55), 및/또는 가랑이 탄성 부재들(56)로 형성된 복합 구조체를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "흡수성 물질"은 섬유상 흡수성 물질, 초흡수성 물질(SAM), 또는 섬유상 흡수성 물질과 SAM 양자의 조합을 의미할 수 있다. 일부 실시예들에서, 흡수체(54)는 섬유상 흡수성 물질 및/또는 SAM과 같은 액체 흡수성 물질의 다수의 영역을 포함하는 층상 구조를 포함할 수 있다. 흡수체(54)는 길이(61)와 폭(63)을 정의한다. 본 개시내용의 예시적인 흡수체(54)에 대한 추가 설명은 도 3 내지 도 12와 관련하여 아래에 제시되어 있다.
예시적인 팬티형 의복(20)은 본 개시내용의 설명된 흡수체(54)와 함께 사용될 수 있는 흡수 용품의 단지 한 가지 가능한 실시예인 것으로 이해되어야 한다. 도 1 및 도 2에 도시된 것들과 같은 의복(20)은 일반적으로 횡단 기계 방향(CD) 제조 공정을 사용하여 형성된 의복으로서 설명될 수 있다. 기술된 흡수체(54)와 함께 사용될 수 있는 대안적인 예시적인 의복은 기계 방향(MD) 제조 공정에 의해 형성된 의복을 포함할 수 있다. 일반적으로, 본 개시내용은 구체적으로 개시된 흡수성 의복에 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 오히려, 기술된 흡수체(54)는 기술된 흡수체(54)를 착용자에게 유지하기 위한 임의의 적절한 섀시 구조체 내에 사용될 수 있다. 더욱 더 고려되는 실시예들에서, 설명된 흡수체(54)는 어떠한 섀시 구조체와도 함께 사용되지 않을 수 있다. 오히려, 흡수체(54)는, 예를 들어 흡수체(54)의 신체측 표면에 배치된 신체-접착제를 사용하여, 착용자의 신체와 직접 접촉하게 배치될 수 있도록 구성될 수 있다.
도 3 내지 도 12는 본 개시내용의 측면들에 따른, 도 2의 3-3선을 따라 볼 때 흡수체(54)의 예시적인 단면도를 도시한다. 일반적으로, 본 개시내용의 흡수체(54)는 다수의 개별 흡수성 물질을 포함하는 다수의 층을 포함할 수 있다.
도 3의 실시예에서, 예시적인 흡수체는 최하부 코어랩 시트(101)와 최상부 코어랩 시트(103) 모두를 포함한다. 최상부 코어랩 시트(103)는 접착제 이음부-비드(106)에 의해 최하부 코어랩 시트(101)에 접합될 수 있다. 최상부 코어랩 시트(103)가 최하부 코어랩 시트(101)와 접합하도록 흡수체(54)를 대략 감싸는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들은 최하부 코어랩 시트(101)와 최상부 코어랩 시트(103)의 상이한 구성을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 최하부 코어랩 시트(101)와 최상부 코어랩 시트(103) 모두는 흡수체(54) 주위로 부분적으로 둘러싸거나, 또는 최하부 코어랩 시트(101)는 흡수체(54)의 대부분을 둘러싸서 최상부 코어랩 시트(103)와 접합할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 흡수체(54)는 단지 단일 코어랩 시트만을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 단일 코어랩 시트는 흡수체(54) 주위를 감싸고 단일 접착제 이음부-비드(106)에 의해 그 자체에 접합될 수 있다. 이들 실시예들 중 또 다른 실시예에서, 그 자체에 접합되는 대신에, 단일 코어랩 시트는 흡수체(54) 주위를 감쌀 수 있지만, 코어랩 시트의 단부들 사이에 갭이 있을 수 있으며, 이에 따라 흡수체(54)의 일부분을 단일 코어랩 시트에 의해 덮이지 않은 상태로 둔다(때때로 C-접힘부로 지칭됨).
최하부 코어랩 시트(101) 및 최상부 코어랩 시트(103)는 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다. 적어도 최상부 코어랩 시트(103)는 액체 투과성일 수 있고, 유체의 흡수 및 위킹을 잘 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 최하부 코어랩 시트(101)도 또한 액체 투과성일 수 있고 유체의 흡수 및 위킹을 잘 수행할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 최하부 코어랩 시트(101)는 액체 불투과성일 수 있어서 액체가 흡수체(54) 및/또는 의복(20) 밖으로 누출되는 것을 방지하는 것을 돕는다.
코어랩 시트(101 및/또는 103)는, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 아세테이트, 나일론, 고분자 물질, 셀룰로오스 물질 등의 천연 및 합성 섬유, 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 다양한 실시예들에서, 유체 전달층(84)은 친수성을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 코어랩 시트(101 및/또는 103)는 소수성일 수 있고, 친수성이 되도록 당 기술분야에 알려진 임의의 방식으로 처리될 수 있다. 몇 가지 예시적인 적절한 물질은 티슈 재료, 스펀본드 및/또는 멜트블로운 재료(예컨대 스펀본드-멜트블로운 재료 및 스펀본드-멜트블로운-스펀본드 재료), 스펀레이스 재료, Kimberly-Clark World Wide, Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 재료의 일종인 HYDROKNIT® 재료들, 에어레이드 재료들, 및 코폼 재료들을 포함한다. 보다 구체적으로, 코어랩 시트(101, 103)는 약 10gsm 내지 약 30gsm의 평량을 갖는 티슈 물질, 약 20gsm 내지 약 50gsm의 평량을 갖는 스펀레이스 물질, 약 20gsm 내지 약 50gsm의 평량을 갖는 Hydroknit® 물질, 약 30gsm 내지 약 50gsm의 평량을 갖는 에어레이드 물질, 및 약 35gsm 내지 약 60gsm의 평량을 갖는 코폼 물질로 구성될 수 있다. 그러나, 이들은 단지 몇 가지 예이다. 다른 적절한 물질 및/또는 상기 식별된 범위와 상이한 평량을 갖는 물질이 다른 실시예들에서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 당 기술분야에 숙련된 자에게 알려진 임의의 적절한 물질이 사용될 수 있고, 코어랩 시트(101, 103)에 사용되는 임의의 물질의 평량은 약 6gsm 내지 약 60gsm의 범위에 있을 수 있다.
흡수체(54)는 층(120, 122, 및/또는 124)과 같은 다수의 층으로 구성될 수 있다. 층(120)은 흡수층일 수 있고, 흡수체(54)의 제1 흡수성 영역(132)의 적어도 일부분을 포함할 수 있다. 층(122)은 흡수체(54) 내에 배치된 보강 물질(116)을 포함할 수 있고, 일부 실시예들에서, 또한 제1 흡수 영역(132)의 일부분을 포함할 수 있다. 층(124)은 제2 흡수층일 수 있고 흡수체(54)의 제2 흡수 영역(134)의 적어도 일부분을 포함할 수 있다. 이들 상이한 층들(120, 122, 124)은 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
층(120)은 흡수성 물질을 함유하여서 유익한 유체 흡수 및 저장 품질을 흡수체(54)에 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 층(120)은 실질적으로 단지 흡수성 물질로만 이루어질 수 있고, 추가 실시예에서 실질적으로 단지 SAM으로만 이루어질 수 있다. 본 개시내용에서, 어구 "실질적으로 ~만(substantially only)"은 설명된 물질이 층 또는 영역의 모든 물질의 전체 중량의 90% 이상을 포함할 수 있음을 의미한다. 따라서, 본 실시예에서, 층(120)은 함께 합쳤을 때, 층(120) 내의 모든 물질의 전체 중량의 90% 이상인 흡수성 물질을 포함할 수 있다. 층(120)이 실질적으로 단지 SAM만을 포함하는 경우, 층(120)은 층(120)의 모든 물질의 전체 중량의 90% 이상 무게인 SAM 양을 포함할 수 있다. 도 3의 예에서, 층(120)은 SAM 입자(115)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는, 층(120)이 또한 펄프 플러프 등의 섬유상 흡수성 물질을 포함할 수 있다.
흡수체(54)는 최하부 코어랩 시트(101)와 층(120) 사이에 배치된 접착제 층(105)을 포함할 수 있다. 이 접착제 층(105)은 층(120)에서 흡수성 물질을 안정화하는 것을 도울 수 있다. 즉, 접착제 층(105)은 흡수체(54) 내 제 위치에서 층(120) 내에 흡수성 물질을 유지하는 것을 도울 수 있다. 접착제 층(105)은, 예컨대 스프레이 또는 슬롯 코트 등을 통하여 당업계에 알려져 있는 임의의 적절한 접착제 적용 방법에 따라 적용될 수 있다. 또한, 접착제 층은 임의의 적절한 접착 패턴에 따라 적용될 수 있다. 예를 들어, 접착제 층(105) 내의 접착제는 선, 소용돌이, 나선형, 도트로서, 메쉬로서, 또는 임의의 다른 적절한 패턴으로 적용될 수 있다. 접착제 층(105)의 접착제는 약 1.0g/m2 내지 약 7.0g/m2, 또는 약 2.0g/m2 내지 약 6.0g/m2, 또는 약 3.0g/m2 내지 약 5.0g/m2, 또는 약 3.0g/m2 내지 약 4.0g/m2, 또는 약 3.15g/m2 내지 약 3.85g/m2, 또는 약 3.25g/m2 내지 약 3.75g/m2, 또는 약 3.4g/m2 내지 약 3.6g/m2, 또는 임의의 다른 적절한 밀도로 적용될 수 있다.
층(122)은 층(120)에 인접하여 배치되고, 층(120, 122)(예를 들어, 접착제 층) 사이에 재료가 없는 층(120)에 바로 인접하여 배치될 수 있다. 그러나, 추가 실시예들에서, 층들(120, 122) 사이에 접착제 층이 배치될 수 있다. 일반적으로, 층(122)은 하나 이상의 보강 물질을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같은 일부 실시예들에서, 보강 물질(116)은 스펀본드 재료 또는 스펀본드-멜트블로운-스펀본드(SMS) 재료와 같은 다수의 개별 섬유(117)로 구성된 부직포 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 부직포 재료는 통기 본디드 카디드 웹(TABCW) 또는 화학적으로 접합된 부직포 재료 등과 같은 다공성 부직포 재료일 수 있다. 보강 물질(116)은 약 30gsm 내지 약 120gsm, 또는 약 35gsm 내지 약 110gsm, 또는 약 40gsm 내지 약 100gsm, 또는 약 40gsm 내지 약 90gsm, 또는 약 40gsm 내지 약 75gsm, 또는 임의의 다른 적절한 평량을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 층(122)은 추가로 내장된 흡수성 물질을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 보강 물질(116)의 섬유(117)는 섬유(117)의 흡수성 특성에 관계없이 흡수성 물질로 고려되지 않는다. 예를 들어, 도 3의 실시예에서, 층(122)은 내장된 SAM 입자(115)를 포함한다. 이들 SAM 입자(115)는 층(122)의 보강 물질(116) 전체에 걸쳐 배치되고 섬유(117)에 의해 포획될 수 있고, 이에 따라 보강 물질(116) 내에서 입자(115)를 안정화시키는 것을 돕는다.
층(122)이 보강 물질(116) 및 흡수성 물질(예컨대 SAM 입자(115))을 모두 포함하는 실시예에서, 층들(120, 122)은 모두 흡수체(54)의 제1 흡수 영역(132)을 형성할 수 있다. 전체적으로, 제1 흡수성 영역(132) 내의 흡수성 물질의 양은 약 4 그램 내지 약 12 그램일 수 있다. 예를 들어, 층(120, 122) 내에 배치된 흡수성 물질이 SAM 입자(115)를 포함하는 경우, 층(120)과 층(122) 전체에 걸쳐 배치된 SAM 입자(115)의 총 중량은 약 4 그램 내지 약 12 그램일 수 있다. 물론, 층(120, 122) 내의 흡수성 물질은 모든 실시예에서 SAM 입자들(115)로만 이루어질 필요가 없다. 추가 실시예들에서, 층(120, 122) 전체에 걸쳐 배치된 흡수성 물질의 양은 약 5g 내지 약 11g, 또는 약 6g 내지 약 10g, 또는 약 7g 내지 약 9g일 수 있다.
일부 특정 실시예에서, 층(122) 내에 배치된, 흡수성 물질의 양은 중량을 기준으로 층(120) 내의 흡수성 물질의 양보다 많거나 작을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 층(122)에서 흡수성 물질의 양은, 중량을 기준으로, 제1 흡수성 영역(132)(예를 들어, 층(120, 122)) 내의 흡수성 물질의 총량의 약 30% 내지 약 70%를 포함할 수 있다. 추가 실시예들에서, 층(122) 내의 흡수성 물질의 양은 중량을 기준으로 제1 흡수성 영역(132) 내의 흡수성 물질의 총량의 약 40% 내지 약 70%, 또는 약 50% 내지 약 70%, 또는 약 60% 내지 약 70%일 수 있다.
흡수체(54)의 상이한 층들 내의 흡수성 물질의 양을 결정하기 위해서, 흡수체(54)는 하기의 방식으로 해체될 수 있다. 먼저, 층들(122, 124)은 층(120)으로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 최하부 코어랩 시트와 최상부 코어랩 시트(103) 사이 임의의 접합이 파단될 수 있고, 최상부 코어랩 시트(103)와 함께 층들(122 및 124)은 층(120)으로부터 당겨질 수 있다. 이는 접착제 층(105) 및 층(120)을 포함하는 최하부 코어랩 시트(101)를 나머지 층들과 분리된 상태로 둘 것이다. 코어랩 시트(103)의 크기 및 평량이 공지되어 있기 때문에, 코어랩 시트의 총 중량이 이 정보로부터 결정될 수 있다. 마찬가지로, 접착제 층(105) 내의 접착제의 중량 기준 양은 접착제 층(105) 내에 접착제를 도포하기 위해 사용되는 공정 파라미터를 통해 알려져 있다. 따라서, 중량 기준으로, 층(120)의 흡수성 물질의 총량은, 접착제 층(105) 및 층(120)을 포함하는 최하부 코어랩 시트(101)를 칭량하고, 코어랩 시트(101) 및 접착제 층(105)의 접착제 중량을 감산함으로써 결정될 수 있다.
보강층(116) 내에 내장된 흡수성 물질의 양을 결정하기 위하여, 보강층(116)은 최상부 코어랩 시트(103)와 층(124)으로부터 제거될 수 있고 칭량될 수 있다. 예를 들어, 보강층(116)은 간단히 접착제 층(107)으로부터 조심스럽게 찢어질 수 있다. 이러한 실시예들에서, 이 조치는 용기(basin) 위에서 수행될 수 있어서 찢는 동안 떨어지는 임의의 느슨한 내장 흡수성 물질을 잡을 수 있다. 대안적으로, 접착제 층(107)의 접착제를 비활성화시켜서, 예를 들어 접착제 방출제 또는 당 기술분야에 공지된 다른 방법의 사용에 의해 보강층(116)을 더욱 쉽게 제거할 수 있도록 하나 이상의 조치를 취할 수 있다. 그 후, 보강층(116)을 임의의 잡힌 느슨한 흡수성 물질과 함께 칭량하여 보강층(116) 및 내장된 흡수성 물질의 전체 중량을 결정할 수 있다. 보강층(116)의 크기와 평량이 공지되어 있기 때문에, 보강층(116) 내에 내장된 흡수성 물질의 총 중량은 측정된 중량으로부터 보강층(116)의 중량을 감산함으로써 결정될 수 있다.
층(124) 내에 배치된 흡수성 물질의 양을 마찬가지로 결정할 수 있다. 예를 들어, 최상부 코어랩 시트(103)는 최하부 코어랩 시트(101)와 임의의 접합을 파단함으로써 제거될 수 있다. 그런 다음, 최상부 코어랩 시트(103)가 박리되어 층(124)을 노출시킬 수 있다. 층(124) 내의 흡수성 물질은 측정 용기 내에 수집될 수 있으며, 이어서 칭량되어 층(124) 내의 흡수성 물질의 총량을 결정할 수 있다. 본 기술분야에서 일반적인 추가 조치들이 취해져서 임의의 섬유상 흡수성 물질을 미립자 흡수성 물질로부터 분리하여 임의의 이들 개별 성분의 개별 중량을 결정할 수도 있다. 주어진 층(120, 122, 124) 내 또는 임의의 층들(120, 122, 124) 사이의 임의의 인용된 흡수성 물질 퍼센트는 적절한 절대 중량을 결정한 후에 쉽게 결정될 수 있다.
층(124)은 흡수성 물질을 포함하는 다른 흡수층을 나타낼 수 있다. 도 3 내지 도 12에서 알 수 있듯이, 층(124)은 최상부 코어랩 시트(103)와 보강 물질(116) 사이에 배치된다. 층(124)은 또한 제2 흡수 영역(134)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 층(124)은 흡수성 섬유(113)와 같은 섬유성 흡수성 물질만을 실질적으로 포함할 수 있고, 일부 구체적인 실시예에서는 섬유상 흡수성 물질의 100%로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 층(124)은 SAM 입자(111)와 같은 실질적으로 초흡수성 물질만을 포함할 수 있고, 일부 보다 구체적인 실시예에서는 100%의 초흡수성 물질로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 층(124)은 도 3 내지 도 12에서와 같이, 흡수성 섬유(113)와 SAM 입자(111) 양자의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들 중 적어도 일부에서, SAM 입자(111) 및 흡수성 섬유(113)는, 층(124)이 SAM 입자들(111) 및 섬유(113)의 비교적 균일한 혼합물을 나타내도록 배치될 수 있다.
층(124)이 SAM 입자(111)와 흡수성 섬유(113) 모두를 포함하는 경우, 층(124)은 상이한 실시예들에서 상이한 양의 SAM 입자(111) 및 흡수성 섬유(113)를 함유할 수 있다. 예를 들어, 층(124)은, 대략 초흡수성 물질을 약 5중량% 내지 약 95중량% 어디든지 포함할 수 있다. 즉, 층(124)을 포함하는 물질의 총 중량 중에서, 초흡수성 물질은 대략 그 총 중량의 약 5% 내지 약 95% 어디든지 포함할 수 있다. 추가 실시예들에서, 층(124)은 대략 초흡수성 물질을 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 어디든지, 또는 대략 초흡수성 물질을 약 20 중량% 내지 약 90 중량% 어디든지, 또는 대략 초흡수성 물질을 약 30 중량% 내지 약 90 중량% 어디든지, 또는 대략 초흡수성 물질을 약 40 중량% 내지 약 90 중량% 어디든지, 또는 대략 초흡수성 물질을 약 50 중량% 내지 약 90 중량% 어디든지, 또는 대략 초흡수성 물질을 약 50 중량% 내지 약 85 중량% 어디든지, 또는 대략 초흡수성 물질을 약 50 중량% 내지 약 80 중량% 어디든지, 또는 대략 초흡수성 물질을 약 60 중량% 내지 약 80 중량% 어디든지 포함할 수 있다. 층(124)이 100%의 흡수성 물질로 이루어지는 이러한 실시예들에서, 층(124)의 나머지 중량은 섬유상 흡수성 물질로 이루어질 수 있다.
절대 중량에서, 층(124) 내의 초흡수성 물질의 양은 약 0 g 내지 약 20 g, 또는 약 0 g 내지 약 15 g, 또는 약 0 g 내지 약 10 g, 또는 약 0 g 내지 약 8 g, 또는 약 2g 내지 약 8 g, 또는 약 3 g 내지 약 8 g, 또는 약 3g 내지 약 6g, 또는 약 3 g 내지 약 5 g일 수 있다. 층(124) 내의 섬유상 흡수성 물질의 절대 중량은 약 0g 내지 약 20g, 또는 약 0g 내지 약 15g, 또는 약 0g 내지 약 10g, 또는 약 0g 내지 약 8g, 또는 약 2g 내지 약 8g, 또는 약 2g 내지 약 6g, 또는 약 2g 내지 약 5g일 수 있다.
흡수체(54)의 다른 특징은 제2 흡수 영역(134) 내의 흡수성 물질의 양 대 제1 흡수 영역(132) 내의 흡수성 물질의 양의 관계일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 흡수 영역(134) 내의 흡수성 물질의 양은 중량 기준으로 제1 흡수 영역(132) 내의 흡수성 물질 양의 약 60% 내지 약 140%일 수 있다. 추가 실시예들에서, 제2 흡수 영역(134) 내의 흡수성 물질의 양은 중량 기준으로 제1 흡수 영역(132) 내의 흡수성 물질의 양의 약 70% 내지 약 130%, 또는 약 75% 내지 약 125%, 또는 약 75% 내지 약 115%, 또는 약 75% 내지 약 110%일 수 있다. 이 퍼센트는 영역(132, 134) 내에 모든 흡수성 물질을 포함한다.
흡수체(54)의 다른 측면은 제2 흡수 영역(134) 내의 초흡수성 물질의 양 대 제1 흡수 영역(132) 내의 초흡수성 물질의 양의 관계일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 흡수 영역(134) 내의 초흡수성 물질의 양은, 중량 기준으로, 제1 흡수 영역(132) 내의 초흡수성 물질의 양의 약 30% 내지 약 70%일 수 있다. 추가 실시예들에서, 제2 흡수 영역(134) 내의 초흡수성 물질의 양은 중량 기준으로 제1 흡수 영역(132) 내의 초흡수성 물질의 양의 약 35% 내지 약 65%, 또는 약 35% 내지 약 60%, 또는 약 40% 내지 약 60%일 수 있다.
일부 특정 실시예에서, 단일 유형의 SAM이 흡수체(54)의 모든 흡수층 전체에 걸쳐 사용될 수 있다. 예를 들어, 하기 특성을 갖는 SAM의 유형은 일부 실시예에서 층(120, 122, 및/또는 124)에 사용될 수 있다. SAM의 특성을 식별하는 데 사용되는 시험 방법이 이하에서 더욱 개시된다.
SAM 유형 CRC
(g/g)		 하중 하의
흡수성 (g/g)
 자유 팽윤 겔 층 투과성
(Darcy)		 와류
(초)
A 약 25-40 약 10 초과 약 10-80 약 20-70
다른 실시예에서, 2개의 상이한 유형의 SAM이 함께 혼합되어 층들(120, 122, 및/또는 124)에 사용될 수 있다. 아래의 표 2는 본 개시내용의 흡수체(54)에 함께 혼합되어 사용될 때 긍정적 성능 결과를 나타낼 수 있는 두 가지 특정 유형의 SAM 및 그의 특성을 상세히 보여준다.
SAM 유형 CRC
(g/g)		 하중 하의
흡수성 (g/g)		 자유 팽윤 겔 층 투과성
(Darcy)		 와류
(초)
B 약 25-40 약 10 초과
 약 10-70 약 30-70
C 약 25-40 약 10 초과 약 15-80 약 20-60
표 3은, 층들(120, 122, 및/또는 124)에 사용하기 위한 혼합물로서 본 개시내용의 흡수체(54)에 사용될 때 긍정적인 성능 결과를 나타낼 수 있는 SAM의 추가적인 예시적인 유형 및 그 특성을 상세히 보여준다.
SAM 유형 CRC
(g/g)		 하중 하의
흡수성 (g/g)		 자유 팽윤 겔 층 투과성
(Darcy)		 와류
(초)
D 약 28-43 약 10 초과 약 5-50 약 20-50
E 약 28-43 약 10 초과 약 10-60 약 15-45
또 다른 실시예에서, 본 개시내용의 흡수체(54)는 SAM 유형 A, B, C, D 또는 E 중 어느 하나 또는 임의의 SAM 유형 A, B, C, D 및/또는 E의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 층들(120, 122)은 기술한 SAM 유형 A, B, C, D 또는 E 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 동일한 실시예에서, 층(124)은 동일한 SAM 유형 또는 SAM 유형 A, B, C, D 및 E의 임의의 다른 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 층들(120, 122)은, SAM 유형 A, B, C, D, 및 E 중 임의의 2개의 혼합물을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 층(124)은 SAM 유형 A, B, C, D, 또는 E 중 어느 하나 또는 SAM 유형 A, B, C, D 및 E 중 임의의 2개의 혼합물을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 층들(120, 122)은, SAM 유형 A, B, C, D, 또는 E 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 층(124)은 SAM 유형 A, B, C, D 및 E 중 임의의 2개를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 층들(120, 122, 124)은 모두 SAM 유형 A를 포함할 수 있다. 추가 실시예에서, 층들(120, 122)은 SAM 유형 D 및 E의 혼합물을 포함할 수 있고, 층(126)은 SAM 유형 A, B, C, D, 또는 E 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 대안적으로, 층(126)은 이러한 실시예에서 SAME 유형 B 및 C의 혼합물을 포함할 수 있다.
흡수체(54)는 접착제 층(107, 109)을 더 포함할 수 있다. 접착제 층(107)은 보강 물질(116)과 층(124) 사이에 배치될 수 있다. 접착제 층(109)은 층(124)과 최상부 코어랩 시트(103) 사이에 배치될 수 있다. 일반적으로, 이러한 접착제 층(107, 109)은, 예를 들어 접착제의 양 및/또는 밀도 및 접착제의 유형의 관점에서 접착제 층(105)과 유사할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 개시내용의 추가 측면에 따른, 도 2의 3-3선을 따라 볼 때 흡수체(54)의 추가적인 예시적인 단면도이다. 도 3 내지 도 5에 도시된 흡수체(54)는 도 3에 대하여 설명된 것과 일반적으로 유사할 수 있다. 그러나, 도 3 내지 도 5의 실시예들의 흡수체(54)는 하나 이상의 추가 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡수체(54)는 각각 최상부 코어랩 시트(103) 및/또는 최하부 코어랩 시트(101)에 인접하여 배치된 하나 이상의 섬유상 물질 층(104 및/또는 108)을 더 포함할 수 있다. 포함되는 경우, 섬유상 물질 층(104 및/또는 108)은, 코어랩 시트(101, 103)에 대하여 설명한 것들 중 임의의 것과 같은 임의의 부직포 물질을 포함할 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 섬유상 물질 층(104 및/또는 108)은 에어레이드 물질을 포함할 수 있다. 이러한 에어레이드 물질은 약 40gsm 내지 약 60gsm, 또는 약 45gsm 내지 약 55gsm의 범위에 있는 평량을 가질 수 있다. 도 3 내지 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 흡수체(54)가 하나 이상의 물질 층(104 및/또는 108)을 포함하는 실시예들에서, 흡수체(54)는 층들(104 및/또는 108)에 인접하게 배치된 추가 접착제 층들(110 및/또는 112)을 추가로 포함하고, 층들(104 및/또는 108)은 추가 접착제 층들(110 및/또는 112)과 최상부 코어랩 시트(103) 또는 최하부 코어랩 시트(101) 사이에 배치된다. 이들 접착제 층(110 및/또는 112)은 예를 들어 접착제의 양 및/또는 밀도와 접착제의 유형의 측면에서 다른 접착제 층(105, 107, 및/또는 109)과 유사할 수 있다.
도 7 내지 도 10은 본 개시내용의 추가 측면에 따른, 도 2의 3-3선을 따라 볼 때 흡수체(54)의 횡단면도이다. 도 7은 층(126)을 더 포함하는 예시적인 흡수체(54)를 도시한다. 층(126)은 또 다른 흡수층일 수 있고, 제3 흡수 영역(136)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 층(126)은 실질적으로 흡수성 물질만을 포함할 수 있고, 일부 구체적인 실시예에서는 흡수성 물질 100%로 구성될 수 있다. 초흡수성 입자들(114)만을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 층(126)은 다른 실시예들에서 단지 섬유상 흡수성 물질만 포함할 수 있고, 추가 실시예들에서 초흡수성 물질과 섬유상 흡수성 물질 양자의 혼합물을 포함할 수 있다.
제3 흡수 영역(136)을 포함하는 층(126) 내에 배치된 흡수성 물질의 양은, 제1 흡수 영역(132)과 제2 흡수 영역(134) 내에 배치된 흡수성 물질의 양의 약 10중량% 내지 약 40중량%를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 흡수 영역(132) 내에 배치된 흡수성 물질의 양이 8g이고 제2 흡수 영역(134) 내에 배치된 흡수성 물질의 양이 7g이면, 제3 흡수 영역(136) 내에 배치된 흡수성 물질의 양은 15g의 약 10% 내지 약 40%일 수 있다(예를 들어, 약 1.5g 내지 약 6g 사이). 그러나, 추가 실시예들에서, 제3 흡수 영역(136) 내에 배치된 흡수성 물질의 양은, 제1 흡수 영역(132)과 제2 흡수 영역(134) 내에 배치된 흡수성 물질의 양의 약 12.5중량% 내지 약 35중량%, 또는 약 15중량% 내지 약 30중량%, 또는 약 17.5중량% 내지 약 25중량%를 포함할 수도 있다.
도 8 내지 도 10은 층(126) 및 하나 이상의 추가 섬유상 물질 층(104 및/또는 108)을 포함하는 흡수체(54)의 추가 실시예를 도시한다. 예를 들어, 도 8은 흡수체(54)가 층(126)과 최하부 섬유상 물질 층(108) 모두를 포함하는 실시예를 도시한다. 도 9는 흡수체(54)가 층(126)과 최상부 섬유상 물질 층(104) 모두를 포함하는 실시예를 도시한다. 도 10은 흡수체(54)가 층(126), 최상부 섬유상 물질 층(104), 및 섬유상 최하부 물질 층(108)을 모두 포함하는 실시예를 도시한다. 도 9 및 도 10의 실시예에서, 추가 접착제 층, 접착제 층(118)이 추가로 도시된다. 이러한 추가 접착제 층(118)은 층(126)과 최상부 섬유상 물질 층(104) 사이에 배치되는 한편, 접착제 층(110)은 이 실시예들에서 보강 물질(116)을 포함하는 층(126) 및 흡수층(124)을 분리한다.
도 11 및 도 12는 본 개시내용에 따른 또 다른 실시예를 도시하는 도 2의 3-3선을 따라 볼 때 흡수체(54)의 단면도이다. 도 11의 실시예에서, 흡수체(54)는 영역(148 및 149)과 같은 주변 영역보다 낮은 흡수성 물질 함량을 갖는 채널(140)을 포함한다. 영역(148, 149)은 채널(140)과 동일한 층 또는 층들 내에 배치된 흡수체(54)의 영역들에 대응한다는 점이 이해되어야 한다. 채널(140)이 단지 층(122) 내에만 배치되면, 영역들(148, 149)은 층(122)의 영역들에 대응한다. 채널(140)이 층들(122 및 124) 모두를 통해 배치되는 경우, 영역들(148, 149)은 층들(122, 124) 양쪽을 통해 연장되는 영역들에 대응한다. 채널(140)은 층들(122, 124) 양쪽을 통해 연장되는 것으로 도 11에 추가로 도시되어 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 채널(140)은 단지 층(122)을 통해서만 연장될 수 있다.
도시된 바와 같이, 채널(140)은 측방향(22)으로 연장되는 채널 폭(141)을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 채널 폭(141)은 전체 흡수체 폭(63)의 약 5% 내지 약 40%일 수 있다. 추가 실시예들에서, 채널 폭(141)은, 전체 흡수체 폭(63)의 약 5%와 약 35% 사이, 또는 약 5%와 약 30% 사이, 또는 약 5%와 약 25% 사이, 또는 약 5%와 약 20% 사이, 또는 약 5%와 약 15% 사이, 또는 약 5% 내지 약 10% 사이일 수 있다.
채널(140)은 길이 방향(23)으로 연장되는 길이방향 길이(미도시)를 더 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 채널(140)의 길이방향 길이는 흡수체(54)의 길이방향 길이(61)와 동일할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 채널(140)의 길이방향 길이는 흡수체(54)의 길이방향 길이(61)의 단지 약 25% 내지 약 90%일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 채널(140)의 길이방향 길이는 흡수체(54)의 길이방향 길이(61)의 약 25% 내지 약 80%, 또는 약 30% 내지 약 80%, 또는 약 30% 내지 약 75%, 또는 약 30% 내지 약 70%, 또는 약 35% 내지 약 65%일 수 있다.
특정 실시예들에서, 채널(140) 내에 배치된 흡수성 물질이 실질적으로 없을 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 채널(140)은 채널 외측 영역, 예컨대 영역(148, 149)보다 채널(140) 내에 배치된 비교적 더 적은 양의 흡수성 물질을 가질 수 있다. 예를 들어, 채널(140) 내의 흡수성 물질의 양은, 영역(148, 149) 내에 배치된 흡수성 물질 양의 약 0.5중량% 내지 약 10중량%일 수 있다. 일 예로서, 채널(140)은 층들(120, 122) 모두를 통해 연장되고, 각각의 영역(148, 149)은 7g의 조합된 중량을 갖는 흡수성 물질을 포함하고, 그런 다음 채널(140) 내에 배치된 흡수성 물질의 총량은 약 0.035 g 내지 약 0.7 g일 수 있다.
도 12는 제1 채널(140)과 제2 채널(144), 및 추가 중앙 영역(147)을 모두 포함하는 흡수체(54)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 일반적으로, 제2 채널(144)은 채널(140)에 대해 전술한 특징부와 임의의 측면에서 유사할 수 있다. 일 예로서, 제2 채널(144)은 제2 채널 폭(145)을 가질 수 있고, 제2 채널(145)은 채널 폭(144)에 대하여 설명된 폭과 유사할 수 있다. 또한, 제2 채널(144) 내에 배치된 임의의 흡수성 물질의 양은 채널(140)에 대하여 설명된 것과 유사할 수 있다.
도 13은 본 개시내용의 흡수체(54)를 제조하는 방법(200)의 개략도이다. 제1 단계에서, 최하부 코어랩 시트(201)는 물질의 스풀로부터 풀릴 수 있다. 최하부 코어랩 시트(201)는 본 개시내용의 흡수체(54)에 대하여 전술한 최하부 코어랩 시트(101)에 대응할 수 있다. 제1 접착제(205)는 최하부 코어랩 시트(201) 상에 제1 접착제 층을 형성하는 접착제 도포기(210)에 의해 최하부 코어랩 시트(201)에 도포될 수 있다. 제1 접착제 층을 형성하는 접착제(205)는 전술한 접착제(105)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 접착제(205)는 접착제(105)에 대하여 설명된 임의의 방법, 패턴 및/또는 평량으로 적용될 수 있다.
보강 물질(202)은 또한 스풀로부터 풀릴 수 있고, 추가로 최하부 코어랩 시트(201)에 결합될 수 있으며, 접착제(205)는 최하부 코어랩 시트(201)와 보강 물질(202) 사이에 협지된다. 보강 물질(202)은 전술한 보강 물질(116)에 대응할 수 있다. 도 13의 (그리고 도 14의) 최하부 코어랩 시트(201)에 적용되는 것으로 도시되었지만, 대안적인 실시예들에서, 접착제(205)는 시트(201)와 물질(202)이 함께 결합될 때 바닥 코어랩 시트(201)에 인접하게 배치된 보강 물질(202)의 측면 상의 보강 물질(202)에 적용될 수 있다.
다음으로, 조합된 최하부 코어랩 시트(201) 및 보강 물질(202)은 진공 컨베이어(240)로 이송되고, 이를 통해 공기가 최하부 코어랩 시트(201) 및 보강 물질(202)을 통해 진공 컨베이어(240) 내로 흡인된다. 최하부 코어랩 시트(201) 및 보강 물질(202)이 진공 컨베이어(240) 위에 배치되지만, 초흡수성 물질은 보강 물질(202) 위로 그리고 보강 물질 상에 분산될 수 있다. 예를 들어, 초흡수성 물질은 호퍼(215)에 저장될 수 있고 도관(216)을 통해 보강 물질(202)로 분배될 수 있다. 일부 실시예들에서, 초흡수성 물질은, 지정된 양의 초흡수성 물질이 보강 물질(202) 상에 피착되도록 계량된 방식으로 분배된다. 다른 실시예들에서, 보강 물질(202) 상에 피착된 초흡수성 물질의 양은 상술한 흡수체(54)의 층(120, 122) 내에 함유된 초흡수성 물질의 양과 일치할 수 있다.
그런 다음, 최하부 코어랩 시트(201), 보강 물질(202), 및 피착된 초흡수성 물질이 제2 진공 컨베이어(242)로 이송되지만, 하나 이상의 진공 컨베이어의 사용이 방법(200)의 제한적 특징으로 해석되어서는 안 된다. 그런 다음, 초흡수성 물질이 피착되어 최하부 코어랩 시트(201), 접착제(205), 보강 물질(202), 피착된 초흡수성 물질, 및 접착제(207)의 부분 코어 조립체를 형성하는 보강 물질(202)의 동일 측에서, 제2 접착제(207)는 접착제 도포기(211)에 의해 보강 물질(202)에 도포된다. 접착제(207)는 전술한 접착제 층(107)에 대응할 수 있는 제2 접착제 층을 형성할 수 있다.
이러한 부분 코어 조립체는 이어서 형성 챔버(230)를 통해 이동된다. 형성 챔버(230) 내부에서, 화살표(229)의 방향으로 회전하는 형성 드럼(228) 상에 흡수성 물질이 피착된다. 형성 드럼(228)은 드럼을 통해 공기를 흡인하는 진공원에 연결될 수 있고, 이에 따라 드럼(228) 상에 흡수성 물질의 피착을 돕는다. 형성 드럼(228) 상에 피착된 흡수성 물질은 본 개시내용의 흡수체(54)의 층(124)을 형성하는 흡수성 물질에 대응한다. 도 13의 실시예에서, 형성 챔버(230) 내의 흡수성 물질은 섬유상 흡수성 물질(222)과 미립자 초흡수성 물질(224) 모두를 포함한다. 섬유상 흡수성 물질(222)은 섬유화기(220)에 의해 공급되는 한편, 미립자 초흡수성 물질(224)은 호퍼(217)에 의해 공급되고 도관(218)을 통해 챔버(230)로 이송된다. 섬유화기(220)에 의해 공급된 섬유상 흡수성 물질 및 호퍼(217)에 의해 챔버(230)로 공급된 미립자 초흡수성 물질(224)의 양을 계량하여, 물질들(222, 224)의 지정된 양을 형성 드럼(228) 상에 피착할 수 있다. 다른 실시예들에서, 형성 드럼(228) 상에 피착되는 물질들(222, 224)의 양은 전술한 흡수체의 층(124) 내에 배치된 섬유상 및/또는 미립자 흡수성 물질의 양에 대응할 수 있다.
도 13 및 도 14는 드럼(228) 상에 조합되어 피착된 섬유상 흡수성 물질(222)과 미립자 초흡수성 물질(224) 모두를 도시하지만, 다른 실시예들에서, 드럼(228) 상에 피착된 흡수성 물질은 섬유상 흡수성 물질 및 미립자 초흡수성 물질 중 하나만을 포함할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, 전술한 흡수체(54)의 실시예들은, 층(124)이 단지 섬유상 흡수성 물질만을 포함하는 실시예들 및 층(124)이 단지 미립자 초흡수성 물질만을 포함하는 실시예들을 포함하였다. 챔버(230)가 섬유상 흡수성 물질(222)과 미립자 초흡수성 물질(224) 모두를 포함하는 경우, 형성 챔버(230) 내의 기류는, 챔버(230)의 영역(226)에 나타낸 바와 같이, 섬유상 흡수성 물질(222) 및 미립자 초흡수성 물질(224)을 함께 혼합하기에 충분할 수 있어서, 실질적으로 균일한 혼합물로서 드럼(228) 상에 물질(222, 224)이 피착된다.
형성 드럼(228)의 표면이 진공 컨베이어(242) 상에 배치된 부분 코어 조립체에 근접하게 됨에 따라, 드럼(228) 상에 피착된 흡수성 물질은 드럼(228)으로부터 분리되고 보강 물질(202) 상에 배치된 접착제(207)에 결합된다. 예를 들어, 드럼(228)은 드럼을 통한 기류가 진공 컨베이어(242)에 근접한 드럼의 영역에서 차단되도록 설계될 수 있다. 이는 피착된 흡수성 물질이 드럼(228)으로부터 분리되어 부분 코어 조립체에 결합하기에 충분할 수 있다. 다른 실시예에서, 드럼(228)은 드럼 표면을 통해 공기를 송풍할 수 있고, 이에 따라 피착된 흡수성 물질을 드럼 표면으로부터 떨어지게 한다.
다음으로, 피착된 흡수성 물질을 포함하는 부분 코어 조립체는 스풀로부터 풀릴 수 있는 최상부 코어랩 시트(203)에 결합된다. 도 13 및 도 14의 실시예에서, 제3 접착제(209)는, 최상부 코어 랩 시트(203)가 부분 코어 조립체 상에 들어가기 전 접착제 도포기(212)에 의해 최상부 코어랩 시트(203)에 적용된다. 이러한 제3 접착제(209)는 접착제 층(109)에 대응할 수 있는 접착제 층을 형성할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 제3 접착제(209)는 최상부 코어랩 시트(203)에 적용되어서 최상부 코어랩 시트(203)와 부분 코어 조립체 사이에 제3 접착제가 배치된다. 그러나, 다른 실시예에서, 최상부 코어랩 시트(203)가 부분 코어 조립체에 적용되기 전, 제3 접착제(209)는 최상부 코어 랩 시트(203) 대신에 부분 코어 조립체에 직접 적용될 수 있다.
도 14는 본 개시내용의 흡수체(54)를 제조하는 대안적인 방법(200')의 개략도이다. 방법(200')은, 방법(200')이 다른 방식으로 보강 물질(202)에 미립자 초흡수성 물질을 적용하는 단계를 포함하는 것을 제외하고 방법(200)과 유사하다. 도 13에서 알 수 있는 바와 같이, 본 방법(200)은, 최하부 코어랩 시트(201)로부터 떨어져 배치된 측면에서 보강층(202)에 미립자 초흡수성 물질을 적용하는 것을 설명한다. 대조적으로, 방법(200')은 추가 진공 컨베이어(246) 및 웹 취급 구성요소(204)를 더 포함한다. 상기 방법은 보강층(202)이 진공 컨베이어(246) 위에 배치되는 동안 보강층을 최하부 코어랩 시트(201) 없이 진공 컨베이어(246)로 이동시키고, 보강층(202) 상에 미립자 초흡수성 물질을 피착시키는 단계를 포함한다. 일단 미립자 초흡수성 물질이 보강층(202) 상에 피착되면, 최하부 코어랩 시트(201) 및 보강층(202)은 함께 결합된다. 특히, 방법(200')은 바닥 코어랩 시트(201)에 인접하게 배치된 보강층(202)의 측면에 미립자 초흡수성 물질을 적용하는 반면, 방법(200)은 바닥 코어랩 시트(201)로부터 떨어져 배치된 보강층(202)의 측면에 미립자 초흡수성 물질을 적용하는 것을 보여준다.
물론, 방법(200 및/또는 200')은 하나 이상의 추가 흡수성 물질, 웹 물질, 및/또는 접착제 층의 적용을 포함시키기 위한 하나 이상의 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 도 4 내지 도 10은 흡수체(54)의 실시예를 도시하고, 여기서 흡수체는 층 물질 층(104, 108) 및/또는 하나 이상의 접착제 층(110, 112, 118)을 갖는 흡수성 물질 층(126)과 같은 추가 층을 포함한다. 따라서, 방법들(200, 200')에 대한 대안적인 고려되는 방법들은, 설명된 흡수체(54)를 형성하도록 적절하게 접착제 층(110, 112, 118) 중 하나 이상과 층(110, 112, 및/또는 126)의 적용을 포함한다.
원심분리 보유 용량 테스트 (CRC)
CRC 테스트는 제어된 조건 하에서 미립자 초흡수성 중합체 조성물이 포화되거나 원심분리가 실시된 후에 액체를 보유하는 능력을 측정한다. 결과적인 보유 용량은 샘플의 그램 중량 당 보유된 액체의 그램(g/g)으로서 표현된다. CRC 테스트는 본 명세서에 제시된 바와 같이, 미립자 초흡수성 중합체 조성물을 가공 테스트하기 전 또는 그 후에 수행될 수 있다. 테스트될 샘플은 미국 표준 30-메쉬 스크린을 통해 예비 스크리닝되고 미국 표준 50-메쉬 스크린 상에 보유되는 입자들로 준비된다. 그 결과, 미립자 초흡수성 중합체 조성물 샘플은 약 300 내지 약 600μm 범위에 있는 크기의 입자들을 포함한다. 입자들은 수작업으로 또는 자동으로 예비 스크리닝될 수 있다.
보유 용량은 약 0.20g의 예비 스크리닝된 미립자 초흡수성 중합체 조성물 샘플을, 테스트 용액(증류수 내의 0.9중량% 염화나트륨)이 샘플에 의해 자유롭게 흡수될 수 있게 하면서 샘플을 수용하는 투수성 백 내에 배치함으로써 측정된다. 모델 명칭 1234T 열 밀봉 가능 여과지로서 Dexter Corporation(미국 코네티컷주 윈저 록스에 사업장을 가짐)으로부터 입수가능한 것과 같은 열 밀봉성 티백 재료는 대부분의 응용예들에 잘 작용한다. 이 백은 백 물질의 5인치 x 3인치 샘플을 반으로 접고 개방 에지들 중 2개를 열 밀봉하여 2.5인치 x 3인치 직사각형 파우치를 형성함으로써 형성된다. 열 밀봉부들은 물질의 에지 내측에 약 0.25인치이다. 샘플을 파우치 내에 배치한 후, 파우치의 나머지 개방 에지도 또한 열 밀봉한다. 또한 빈 백들을 대조군들로서 사용하기 위해 만든다. 3개의 샘플을 테스트될 각 미립자 초흡수성 중합체 조성물마다 준비한다.
밀봉된 백들을 약 23℃에서 테스트 용액을 함유하는 팬 안에 잠기게 해서, 백들이 완전히 습윤될 때까지 백을 확실하게 누른다. 습윤 후, 미립자 초흡수성 중합체 조성물 샘플들을 용액에 약 30 분 동안 그대로 두고, 30 분이 되는 시점에서 샘플들을 용액으로부터 제거해서 비흡수성 편평 표면 상에 일시적으로 놓는다.
그런 다음, 습윤 백들을 바스킷 안에 배치하며, 여기서 습윤 백들이 서로로부터 분리되고 바스킷의 외주 에지에 배치되고, 여기서 바스킷은 약 350의 g-힘(g-force)으로 샘플을 처리할 수 있는 적절한 원심분리기이다. 하나의 적절한 원심분리기는 CLAY ADAMS DYNAC II, 모델번호 0103이고, 이 원심분리기는 물 수집 바스킷, 디지털 rpm 게이지, 및 편평한 백 샘플들을 지탱하고 배수하기에 적절한 기계식 배수 바스킷을 갖는다. 다수의 샘플을 원심분리하는 경우에는, 회전시 바스킷의 균형을 잡기 위해 샘플들을 원심분리기 내부에 대향하는 위치에 배치한다. 백들(습윤 빈 백들을 포함)을 약 1,600rpm(예를 들면, 약 240 내지 약 360g-힘의 분산(variance)으로 약 350 g-힘의 표적 g-힘을 달성함)으로 3분 동안 원심분리한다. G-힘은 해수면에서 32 ft/sec2와 동일한, 빠른 가속도 또는 중력을 받는 몸체에 작용하는 관성력의 단위로서 정의된다. 백들을 제거해서 중량을 재는데, 먼저 빈 백들(대조군들)의 중량을 잰 후에 미립자 초흡수성 중합체 조성물 샘플들을 수용하는 백의 중량을 잰다. 백 자체가 보유하는 용액을 고려해서, 미립자 초흡수성 중합체 조성물 샘플이 보유하는 용액의 양은 초흡수성 중합체의 그램 당 유체의 그램으로서 표현되는, 초흡수성 중합체의 원심 분리 보유 용량(CRC)이다. 보다 구체적으로, 보유 용량은 다음의 식으로 결정된다:
CRC = [원심분리 후의 샘플 백 - 원심분리 후의 빈 백 - 건조 샘플 중량] /건조 샘플 중량
3개의 샘플을 테스트하고, 그 결과를 평균해서 미립자 초흡수성 중합체 조성물의 CRC를 결정한다.
CRC(rt, 0.5시간)를 약 23℃(실온)의 시험 온도 및 0.5시간의 시험 시간으로 측정한다.
CRC(bt, 5시간)를 약 37℃(체온)의 시험 온도 및 5시간의 시험 시간으로 측정한다.
하중 하의 흡수성 테스트 (AUL(0.9psi))
하중 하의 흡수성(AUL) 테스트는 물질이 0.9psi 하중 하에 있으면서 실온에서 증류수 내의 0.9중량% 용액의 염화 나트륨(테스트용액)을 흡수하는 미립자 초흡수성 중합체 조성물의 능력을 측정한다. AUL을 테스트하기 위한 장비는 다음을 포함한다:
● 실린더, 4.4g 피스톤, 및 표준 317gm 분동을 포함하는 AUL 조립체. 이 조립체의 구성요소는 하기에 추가로 상세하게 설명된다.
● 유리 프릿(glass frit)들이 트레이 벽들과 접촉없이 저부에 놓이게 하기에 충분히 넓은 편평한 바닥의 정사각형 플라스틱 트레이. 9인치 x 9인치(22.9cm x 22.9cm)이고 깊이가 0.5 내지 1인치(1.3cm 내지 2.5cm)인 플라스틱 트레이가 이 테스트법에서 통상적으로 사용된다.
● 'C' 다공성(25 내지 50μm)을 갖는 9cm 직경의 소결된 유리 프릿. 이 프릿은 염수(증류수 내의 0.9중량% 염화나트륨)에서 평형을 통해 미리 제조된다. 새로운 염수로 적어도 2번 세정되는 것 이외에, 프릿은 AUL 측정 전에 적어도 12시간 동안 염수에 침지되어야 한다.
● 와트만(Whatman) 등급 1, 9cm 직경의 원형 여과지.
● 염수의 공급(증류수내의 0.9중량% 염화나트륨).
도 5를 참조하면, 미립자 초흡수성 중합체 조성물(410)을 수용하는 데에 사용되는 AUL 조립체(400)의 실린더(412)는 동심성을 확보하기 위해 약간 기계 가공된 내부 직경 1 인치(2.54cm)의 열가소성 관으로 제조된다. 기계 가공후, 400 메쉬 스테인리스강 와이어 천(414)을 시뻘겋게 달아오를 때까지 가열함으로써 강 와이어 천(414)을 실린더(412)의 저부에 부착하고, 그 후에 실린더(412)를 냉각될 때까지 강 와이어 천 상에 보유한다. 밀봉이 성공적이지 않은 경우 또는 깨진 경우 납땜 철을 사용하여 밀봉을 손질할 수 있다. 편평하고 평활한 저부를 유지하고 실린더(412)의 내부가 뒤틀리지 않도록 주의해야 한다.
4.4g 피스톤(416)은 1 인치 직경의 고체 물질(예를 들면, PLEXIGLAS®)로 제조되고, 실린더(412)에서 결합없이 꼭 끼워맞추도록 기계 가공된다.
표준 317gm 분동(418)을 사용해 62,053dyne/cm2(약 0.9psi)의 억제 하중을 제공한다. 분동은 실린더에서 결합 없이 꼭 끼워맞추도록 기계 가공되는 원통형의 1 인치(2.5cm) 직경의 스테인리스강 분동이다.
달리 특정되지 않는 한, 적어도 약 300gsm(0.16g)의 초흡수성 중합체 조성물 입자들 층에 대응하는 샘플(410)을 AUL 테스트를 위해 이용한다. 샘플(410)은 미국 표준 #30 메쉬를 통해 예비 스크리닝되고 미국 표준 #50 메쉬에 유지되는 초흡수성 중합체 조성물 입자들로부터 취한다. 초흡수성 중합체 조성물 입자들은 예를 들면 미국 오하이오주 멘터 소재의 W. S. Tyler, Inc.로부터 입수가능한 RO-TAP® Mechanical Sieve Shaker Model B로 예비 스크리닝될 수 있다. 체질은 약 10분 동안 실시된다.
실린더(412)의 내부를 초흡수성 중합체 조성물 입자들(410)을 실린더(412) 내에 배치하기 전에 정전기 방지 천으로 닦는다.
체질된 미립자 초흡수성 중합체 조성물(410)의 원하는 양의 샘플(약 0.16g)을 계량지 상에서 계량하고 실린더(412)의 저부에서 와이어 천(414) 상에 균일하게 분포시킨다. 실린더 저부의 미립자 초흡수성 중합체 조성물의 중량을 후술하는 AUL 계산에서 사용하기 위해 'SA'로서 기록한다. 미립자 초흡수성 중합체 조성물이 실린더 벽에 들러붙지 않도록 주의한다. 실린더(412) 내의 초흡수성 중합체 조성물 입자들(410) 상에 4.4g 피스톤(412) 및 317g 분동(418)을 주의해서 배치한 후, 실린더, 피스톤, 분동, 및 미립자 초흡수성 중합체 조성물 입자들을 포함하는 AUL 조립체(400)를 계량하고, 그 중량을 중량 'A'로서 기록한다.
소결된 유리 프릿(424)(상술함)을 플라스틱 트레이(420) 내에 배치하고, 염수(422)를 유리 프릿(424)의 상부 표면과 동일한 수준으로 첨가한다. 하나의 원형 여과지(426)를 유리 프릿(424) 상에 살짝 배치하고, 그런 다음 미립자 초흡수성 중합체 조성물(410)을 갖는 AUL 조립체(400)를 여과지(426)의 상부에 배치한다. 그런 다음, AUL 조립체(400)를 1시간의 테스트 기간 동안 여과지(426)의 상부에 두고, 트레이 내의 염수 수준이 일정하게 유지되도록 주의한다. 1시간의 테스트 기간 종료 후, AUL 장치를 계량하고, 그 값을 중량 'B'로서 기록한다.
AUL(0.9psi)은 하기 식으로 계산된다:
AUL(0.9psi) = (B-A)/SA
여기서,
A= 건조 SAP를 갖는 AUL 유닛의 중량
B= 60분 흡수 후 SAP를 갖는 AUL 유닛의 중량
SA = 실제 SAP 중량
최소 2회의 테스트를 수행하고, 결과를 평균내어 0.9psi 하중 하의 AUL 값을 결정한다. 샘플들을 약 23℃ 및 약 50%의 상대 습도에서 테스트한다.
자유 팽윤 겔 층 투과성 테스트(FSGBP)
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 0psi 팽윤 압력 하에서 겔 층 투과성(FSGBP) 테스트라고도 지칭되는 자유 팽윤 겔 층 투과성 테스트는, 통상적으로 "자유 팽윤" 조건이라고 지칭되는 조건하에서, 겔 입자들(예를 들면, 표면 처리되기 전의 미립자 초흡수성 중합체 조성물, 또는 미립자 초흡수성 중합체)의 팽윤된 층의 투과성을 결정한다. 용어 "자유 팽윤"은 후술되는 바와 같이 겔 입자들이 테스트 용액 흡수 시에 억제 하중 없이 팽윤할 수 있게 되는 것을 의미한다. 겔 층 투과성 테스트를 실시하기에 적절한 장치가 도 2, 도 3 및 도 4에 도시되어 있고, 개괄적으로 500으로 표시되어 있다. 테스트 장치 조립체(528)는 개괄적으로 530으로 표시된 샘플 용기, 및 개괄적으로 536으로 표시된 플런저(plunger)를 포함한다. 플런저는 길이방향 축 아래에 뚫린 원통형 구멍을 갖는 샤프트(538) 및 이 샤프트의 저부에 위치한 헤드(550)를 포함한다. 샤프트 구멍(562)은 약 16mm의 직경을 갖는다. 플런저 헤드는 예를 들면 접착에 의해 샤프트에 부착된다. 12개의 구멍(544)이 샤프트의 방사상 축 내에 뚫려 있고, 90도마다 약 6.4mm의 직경을 갖는 3개가 위치한다. 샤프트(538)는 렉산(LEXAN) 막대 또는 동등한 물질로부터 기계 가공되고, 약 2.2cm의 외부 직경 및 약 16mm의 내부 직경을 갖는다.
플런저 헤드(550)는 동심의 7개의 구멍(560)의 내부 고리 및 14개의 구멍(554)의 외부 고리를 갖고, 모든 구멍은 약 8.8mm의 직경을 갖고, 또한 약 16mm의 구멍이 샤프트와 정렬된다. 플런저 헤드(550)는 렉산 막대 또는 동등한 물질로부터 기계 가공되고, 높이가 대략 16mm이고 최소 벽 간격을 갖는 실린더(534) 내부에 끼워맞춤되지만 여전히 자유롭게 활주하도록 하는 크기로 된 직경을 갖는다. 플런저 헤드(550) 및 샤프트(538)의 총 길이는 약 8.25cm이지만, 샤프트의 상부에서 기계 가공되어 원하는 질량의 플런저(536)를 얻을 수 있다. 플런저(536)는 팽팽하게 이축 연신되고 플런저(536)의 하부 단부에 부착된 100 메쉬 스테인리스강 천 스크린(564)을 포함한다. 스크린이 플런저 헤드(550)에 확실히 부착되게 하는 적절한 용매를 사용하여 스크린을 플런저 헤드(550)에 부착한다. 과잉의 용매가 스크린의 개방부들로 이동하여 액체 흐름을 위한 개방 영역을 줄이지 않도록 주의해야 한다. IPS Corporation(미국 캘리포니아주 가데나에 사업장을 가짐)으로부터의 아크릴 접착제인 Weld-On #4가 적절한 접착제이다.
샘플 용기(530)는 실린더(534) 및 팽팽하게 이축 연신되고 실린더(534)의 하부 단부에 부착된 400 메쉬 스테인리스강 천 스크린(566)을 포함한다. 스크린이 실린더에 확실히 부착되게 하는 적절한 용매를 사용하여 스크린을 실린더에 부착한다. 과잉의 용매가 스크린의 개방부들로 이동하여 액체 흐름을 위한 개방 영역을 줄이지 않도록 주의해야 한다. IPS Corporation으로부터의 아크릴 접착제인 Weld-On #4가 적절한 접착제이다. 도 3에서 568로 표시된 겔 입자 샘플은 테스트 동안 실린더(534) 내부에서 스크린(566) 상에 지지된다.
실린더(534)는 투명한 렉산 막대 또는 동등한 물질로부터 뚫려 있을 수 있거나, 또는 렉산 관 또는 동등한 물질로부터 절단될 수 있고, 내부 직경이 약 6cm(예를 들면, 약 28.27cm2의 단면적)이고, 벽 두께가 약 0.5cm이고 높이가 대략 7.95cm이다. 단(step)은 외부 직경이 66mm인 구역(534a)이 실린더(534)의 저부 31mm에 대해 존재하도록 실린더(534)의 외부 직경으로 기계 가공된다. 구역(534a)의 직경에 끼워맞춤되는 O 링(o-ring)(540)이 단의 상부에 배치될 수 있다.
고리 분동(annular weight)(548)은 샤프트(538) 상에 자유롭게 미끄러지도록 약 2.2cm의 직경 및 1.3cm의 깊이인 카운터 보어형(counter-bored) 구멍을 갖는다. 고리 분동은 또한 약 16mm의 쓰루-보어(thru-bore)(548a)를 갖는다. 고리 분동(548)은 증류수 내에 0.9중량% 염화나트륨 용액인 테스트 용액의 존재 시에 스테인리스강 또는 내부식성인 다른 적절한 물질로 제조될 수 있다. 플런저(536) 및 고리 분동(548)의 조합된 중량은 대략 596g이고, 이는 약 28.27cm2의 샘플 면적에 걸쳐 약 0.3psi, 또는 약 20.7dynes/cm2(2.07kPa)의 샘플(568)에 인가된 압력에 대응한다.
이하에서 설명되는 바와 같이 테스트 용액이 테스트 동안에 테스트 장치를 통해 흐를 경우, 샘플용기(530)는 일반적으로 위어(weir)(600) 상에 놓인다. 위어의 목적은 샘플 용기(530)의 상부 위로 넘치고 넘친 액체를 별도의 수집 장치(601)로 돌리는 것이다. 위어는 팽윤된 샘플(568)을 통과하는 식염수를 수집하도록 비이커(603)가 위에 놓인 저울(602) 위에 위치한다.
"자유 팽윤" 조건 하에서 겔 층 투과성 테스트를 실시하기 위해서, 분동(548)이 위에 놓인 플런저(536)를 빈 샘플 용기(530) 내에 배치하고, 분동(548)의 상부로부터 샘플 용기(530)의 저부까지의 높이를 0.01mm의 정확도의 적절한 게이지를 사용하여 측정한다. 두께 게이지가 측정 동안에 인가하는 힘은 가능한 한 낮아야 하며, 바람직하게는 약 0.74 뉴턴(Newton) 미만이어야 한다. 각각의 빈 샘플 용기(530), 플런저(536), 및 분동(548) 조합의 높이를 측정하고, 다중 테스트 장치를 사용하는 경우에 어떤 플런저(536) 및 분동(548)이 사용되는가를 추적하는 것이 중요하다. 샘플(568)이 후속하는 포화 후에 팽윤되는 경우 측정을 위해 동일한 플런저(536) 및 분동(548)을 사용해야 한다. 또한, 샘플 컵(530)이 놓인 바닥이 평평하고, 분동(548)의 상부 표면이 샘플 컵(530)의 저부 표면에 평행한 것이 바람직하다.
테스트될 샘플은 미국 표준 30 메쉬 스크린을 통해 사전 스크리닝되고 미국 표준 50 메쉬 스크린 상에 보유되는 미립자 초흡수성 중합체 조성물로 제조된다. 결과적으로, 테스트 샘플은 약 300 내지 약 600μm 범위의 크기로 된 입자들을 포함한다. 초흡수성 중합체 입자들은 예를 들면, 미국 오하이오주 멘터 소재의 W. S. Tyler, Inc.로부터 입수가능한 RO-TAP Mechanical Sieve Shaker Model B로 예비 스크리닝될 수 있다. 체질은 10분 동안 실시한다. 대략 2.0g의 샘플을 샘플 용기(530) 내에 배치하고 샘플 용기의 저부에 균일하게 분산시킨다. 그런 다음, 그 안에 2.0g의 샘플을 갖고 플런저(536) 및 분동(548)을 갖지 않는 용기를 약 60분의 시간 동안 0.9％ 식염수 내에 잠기게 해서 샘플을 포화시키고 샘플을 임의의 억제 하중 없이 팽윤시킨다. 포화 동안, 샘플 컵(530)을 액체 저장부에 위치한 메쉬 상에 놓아서 샘플 컵(530)이 액체 저장부의 저부 위로 약간 상승되도록 한다. 메쉬는 식염수가 샘플 컵(530)에 흐르는 것을 억제하지 않는다. 적절한 메쉬는 미국 위스콘신주 애플톤에 사업장을 갖는 Eagle Supply and Plastic으로부터의 부품 번호 7308로서 얻어질 수 있다. 염수는 테스트 셀 내의 완전히 편평한 염수 표면에 의해 입증되는 바와 같이 초흡수성 중합체 조성물 입자들을 완전히 덮지 않는다. 또한, 염수 깊이는 셀 내부의 표면이 염수보다는, 팽윤된 초흡수체에 의해서만 정의되는 정도로 낮게 떨어지지 않게 한다.
이 기간의 끝에, 플런저(536) 및 분동(548) 조립체를 샘플 용기(530) 내의 포화된 샘플(568) 상에 배치하고, 그런 다음 샘플용기(530), 플런저(536), 분동(548) 및 샘플(568)을 용액으로부터 제거한다. 제거 후 측정하기 전에, 샘플 용기(530), 플런저(536), 분동(548), 및 샘플(568)을 균일한 두께의 적절한 편평한 큰 그리드 비변형 플레이트 상에 약 30초 동안 그대로 방치한다. 포화된 샘플(568)의 두께는, 영점이 초기 높이 측정값으로부터 바뀌지 않는 사전에 제공된 동일한 두께 게이지를 사용하여, 분동(548)의 상부로부터 샘플 용기(530)의 저부까지의 높이를 다시 측정함으로써 결정된다. 샘플 용기(530), 플런저(536), 분동(548) 및 샘플(568)은 배수를 위해 제공될 균일한 두께의 편평한 큰 그리드 비변형 플레이트 상에 배치될 수 있다. 플레이트는 7.6cm x 7.6cm의 전체 치수를 갖고, 각 그리드는 길이 1.59cm x 폭 1.59cm x 깊이 1.12cm의 셀 크기 치수를 갖는다. 적절한 편평한 큰 그리드 비변형 플레이트 물질은, 미국 일리노이주 시카고에 사업장을 가진, McMaster Carr SupplyCompany로부터 입수가능한 목록 번호 1624K27인 포물선형 확산기 패널이며, 차후에 적절한 치수로 절단될 수 있다. 이 편평한 큰 메쉬 비변형 플레이트는 또한 초기 빈 조립체의 높이를 측정할 때에 존재해야 한다. 높이 측정은 두께 게이지가 체결된 후에 실행가능한 한 가장 빨리 이루어져야 한다. 빈 샘플 용기(530), 플런저(536) 및 분동(548)을 측정하여 얻어진 높이 측정 값을, 샘플(568)을 포화시킨 후에 얻어진 높이 측정 값으로부터 뺀다. 결과적인 값은 팽윤된 샘플의 두께, 또는 높이 "H"이다.
투과성 측정은 포화된 샘플(568), 플런저(536), 및 분동(548)을 내부에 갖는 샘플 용기(530) 내에 0.9％ 식염수의 흐름을 전달함으로써 개시된다. 테스트 용액의 용기로의 유속은, 식염수가 실린더(534)의 상부 위로 넘쳐서 샘플 용기(530)의 높이와 동일한 일정한 헤드압력을 생성하게 하도록 조절된다. 테스트 용액은 작지만 일정한 양의 실린더 상부로부터의 넘침을 보장하기에 충분한 임의의 적절한 수단, 예를 들면 계량 펌프(604)에 의해 첨가될 수 있다. 넘친 용액은 별도의 수집 장치(601)로 돌려진다. 샘플(568)을 통과하는 용액의 양 대 시간은 저울(602) 및 비이커(603)를 사용하여 중량 측정된다. 저울(602)로부터의 데이터 점들은 일단 넘침이 시작되면 적어도 60초 동안 매초 수집된다. 데이터 수집은 수동으로 또는 데이터 수집 소프트웨어를 사용하여 이루어질 수 있다. 팽윤된 샘플(568)을 통한 유속(Q)은 샘플(568)을 통과하는 유체(그램) 대 시간(초)의 선형 최소 제곱법에 의해 g/s의 단위로 결정된다.
cm2 단위의 투과성은 다음의 식으로 얻어진다:
K=[Q*H*μ]/[A*ρ*P]
여기서 K=투과성(cm2), Q=유속(g/s), H=팽윤된 샘플의 높이(㎝), μ=액체점도 (포아즈(poise))(이 시험에서 사용되는 테스트 용액의 경우 대략 1 센티포아즈), A=액체 흐름에 대한 단면적(이 테스트에서 사용된 샘플 용기의 경우 28.27cm2), ρ=액체밀도(g/cm3)(이 시험에서 사용된 테스트 용액의 경우 대략 1g/cm3), P=정수압(hydrostatic pressure)(dynes/cm2)(통상적으로 대략 7,797dynes/cm2)이다. 정수압은 P=ρ*g*h로부터 계산되고, 여기서ρ=액체밀도(g/cm3), g=중력가속도, 공칭 981cm/sec2, 및 h=유체 높이, 예를 들면 본원에 설명된 겔 층 투과성 테스트의 경우 7.95cm이다.
최소 2개의 샘플이 테스트되고, 결과를 평균해서 미립자 초흡수성 중합체 조성물의 샘플의 겔 층 투과성을 결정한다.
FSGBP는 본 명세서에 설명된 바와 같이 미립자 초흡수성 중합체 조성물을 가공 테스트하기 전에 본 명세서에 설명된 바와 같이 측정될 수 있다. 이러한 FSGBP 값은 미립자 초흡수성 중합체 조성물의 "원래(original)" FSGBP라고 지칭될 수 있다. FSGBP는 또한 미립자 초흡수성 중합체 조성물을 가공 테스트한 후에 측정될 수도 있다. 이러한 FSGBP 값은 "후 가공" FSGBP라고 지칭될 수 있다. 미립자 초흡수성 중합체 조성물의 원래 FSGBP와 미립자 초흡수성 중합체 조성물의 "후 가공" FSGBP를 비교하는 것은 조성물 안정성의 척도로서 사용될 수 있다. 본 명세서에 보고된 모든 "원래" 및 "후 가공" FSGBP 값들을 예비 스크리닝된 300 내지 600μm 입자들의 샘플을 사용하여 측정하였음을 유의해야 한다.
와류 시험
와류 시험은, 2g의 SAP가 자기 교반 플레이트 상에서 600rpm으로 50ml의 식염수를 교반함으로써 생성된 와류를 폐쇄하는 데 필요한 초 단위 시간을 측정한다. 와류가 폐쇄하는 데 걸리는 시간은 SAP의 자유 팽윤 흡수율의 표시이다.
장비 및 재료
1. Schott Duran 100ml 비커 및 50ml 눈금 실린더.
2. 600 rpm을 제공할 수 있는, 프로그램가능한 자기 교반 플레이트(예컨대 상표명 Dataplate® 모델 #721로 PMC Industries로부터 상업적으로 입수가능한 것).
3. 링이 없는 7.9mm x 32mm Teflon® 커버된 자기 교반 막대 (예컨대, 제거 가능한 피봇 링이 달린 상표명 S/PRIM 브랜드 단일 팩 둥근 교반 막대들로 Baxter Diagnostics로부터 상업적으로 입수가능한 것).
4. 스톱워치
5. +/- 0.01g까지 정밀한, 저울
6. 식염수, Baxter Diagnostics에서 입수가능한 0.87 w/w% Blood Bank Saline (이 출원의 목적상 0.9중량%의 식염수와 동등한 것으로 간주됨
7. 계량지
8. 표준 조건 분위기의 룸: 온도 = 23℃ +/- 1℃ 및 상대 습도 = 50% +/- 2%.
시험 절차
1. 50ml +/- 0.01ml의 식염수를 100ml 비커에 측정한다.
2. 자기 교반 막대를 비커에 둔다.
3. 자기 교반 플레이트를 600rpm으로 프로그래밍한다.
4. 자기 교반 막대가 활성화되도록 비커를 자기 교반 플레이트의 중앙에 둔다. 와류의 바닥부는 교반 막대의 최상부 근처에 있어야 한다.
5. 계량지에서 테스트될 SAP의 2g +/- 0.01g을 계량한다.
참고: SAP는 (즉, 본원에서 설명하는 것과 같은 흡수성 복합재로 이동할 것이므로) 수용한 대로 시험된다. 입자 크기가 이 시험에 영향을 미치는 것으로 알려져 있지만, 특정 입자 크기에 대한 스크리닝을 실시하지 않는다.
6. 염화나트륨 용액이 교반되고 있는 동안, 식염수 용액에 시험할 SAP를 신속하게 붓고 스톱워치를 시작한다. 시험될 SAP를 와류의 중심과 비커의 측면 사이에서 식염수에 첨가해야 한다.
7. 식염수 용액의 표면이 평평해질 때 스톱워치를 멈추고 시간을 기록한다.
8. 초 단위로 기록된 시간은 와류 시간으로 보고된다.
당업자라면 본 개시내용이 본원에서 설명되고 고려되는 구체적인 실시예들 이외의 다양한 형태로 나타날 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같이 본 개시내용의 범주 및 사상을 벗어나지 않고서 형태 및 세부사항이 변화될 수 있다.

Claims (20)

  1. 흡수체로서,
    액체 투과성 웹 물질을 포함하는 최상부 층;
    웹 물질을 포함하는 최하부 층;
    상기 최상부 층과 상기 최하부 층 사이에 배치된 보강층으로, 상기 보강층 내에 초흡수성 물질이 내장된, 상기 보강층;
    상기 보강층과 상기 최하부 층 사이에 배치된 제1 흡수층으로, 상기 제1 흡수층 내의 모든 물질의 전체 중량의 90% 이상인 초흡수성 물질을 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 상기 제1 흡수층;
    상기 최상부 층과 상기 보강층 사이에 배치된 제2 흡수층으로, 초흡수성 물질을 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 상기 제2 흡수층; 및
    상기 최상부 층과 상기 제2 흡수층 사이, 상기 제2 흡수층과 상기 보강층 사이, 및 상기 제1 흡수층과 상기 최하부 층 사이에 배치된 접착제를 포함하는, 흡수체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 흡수층의 흡수성 물질은 상기 제2 흡수층 내의 모든 물질의 전체 중량의 90% 이상인 섬유상 흡수성 물질을 포함하는, 흡수체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 흡수층의 흡수성 물질은 상기 제2 흡수층 내의 모든 물질의 전체 중량의 90% 이상인 초흡수성 물질을 포함하는, 흡수체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질은 50중량% 내지 80중량%의 초흡수성 물질을 포함하는, 흡수체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질은 초흡수성 물질과 섬유상 흡수성 물질의 혼합물을 포함하고, 상기 혼합물은 상기 초흡수성 물질 및 상기 섬유상 흡수성 물질의 균일한 분포를 포함하는, 흡수체.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질은, 상기 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질과 상기 제1 흡수층 내에 배치된 상기 초흡수성 물질의 총량의 50중량% 내지 80중량%를 포함하는, 흡수체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질은, 상기 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질과 상기 제1 흡수층 내에 배치된 상기 초흡수성 물질의 총량의 50중량% 내지 65중량%를 포함하는, 흡수체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질의 총 중량은 5g 내지 20g인, 흡수체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 보강층 내에 내장된 흡수성 물질과 상기 제1 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질의 총 중량은 5g 내지 15g인, 흡수체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 보강층 내에 내장된 흡수성 물질과 상기 제1 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질의 총량은, 상기 제1 흡수층 및 상기 제2 흡수층 내에 배치된 흡수성 물질과 상기 보강층 내에 내장된 흡수성 물질의 총량의 50중량% 내지 60중량%인, 흡수체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제2 흡수층과 상기 액체 투과성 최상부 층 사이에 배치된 에어레이드 종이 층을 더 포함하는, 흡수체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 흡수층과 상기 최하부 층 사이에 배치된 에어레이드 종이 층을 더 포함하는, 흡수체.
  14. 제1항에 있어서, 제3 흡수층을 더 포함하고, 여기서
    상기 제3 흡수층은 상기 제2 흡수층과 상기 최상부 층 사이에 배치되고, 그리고
    상기 제3 흡수층은 상기 제3 흡수층 내의 모든 물질의 전체 중량의 90% 이상인 초흡수성 물질을 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 흡수체.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 흡수층은 적어도 하나의 채널 영역 및 복수의 비-채널 영역을 포함하고, 여기서 상기 비-채널 영역의 흡수성 물질 함량은 상기 적어도 하나의 채널 영역의 흡수성 물질 함량보다 큰, 흡수체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 보강층은 부직포 웹 물질 및 상기 부직포 웹 물질 내에 내장된 초흡수성 물질을 포함하고;
    상기 제2 흡수층은 초흡수성 물질과 섬유상 흡수성 물질의 균일한 혼합물을 포함하는 흡수성 물질을 포함하고;
    상기 흡수체는
    상기 제2 흡수층과 상기 최상부 층 사이에 배치된 제1 에어레이드 종이 층;
    상기 제1 흡수층과 상기 최하부 층 사이에 배치된 제2 에어레이드 종이 층;
    상기 제1 에어레이드 종이 층과 상기 제2 흡수층 사이, 및 상기 제1 흡수층과 상기 제2 에어레이드 종이 층 사이에 배치된 접착제를 더 포함하고,
    여기서 상기 제1 흡수층은 적어도 하나의 채널 영역 및 복수의 비-채널 영역을 포함하고, 여기서 상기 비-채널 영역의 흡수성 물질 함량은 상기 적어도 하나의 채널 영역의 흡수성 물질 함량보다 큰, 흡수체.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서, 제3 흡수층을 더 포함하고, 여기서
    상기 제3 흡수층은 상기 제2 흡수층과 상기 최상부 층 사이에 배치되고, 그리고
    상기 제3 흡수층은 상기 제3 흡수층 내의 모든 물질의 전체 중량의 90% 이상인 초흡수성 물질을 포함하는 흡수성 물질을 포함하는, 흡수체.
  20. 제16항에 있어서, 상기 보강층 내에 내장된 초흡수성 물질과 상기 제1 흡수층 내에 배치된 초흡수성 물질의 양은, 중량 기준으로, 상기 제2 흡수층 내에 배치된 초흡수성 물질의 양의 2배 내지 3배인, 흡수체.
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