KR19980701306A - 수성 유체의 포획 및 분배에 유용한 고 분산상 유화액으로부터 제조된 흡수성 발포체 - Google Patents

수성 유체의 포획 및 분배에 유용한 고 분산상 유화액으로부터 제조된 흡수성 발포체 Download PDF

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존 콜린스 다이어
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그레이 딘 래이본
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미첼 레니 피이스
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Abstract

수성 유체, 특히 뇨 등의 분비된 체액을 포획하고 분배할 수 있는 흡수성 발포체 물질에 관한 것이다. 흡수성 발포체는 비교적 높은 모세관 흡수 압력 및 중력의 도움올 받아 또는 도움없이 유체를 포획하도록 하는 중량당 용량 특성을 조화시킨다. 흡수성 발포체는 또한 발포체 기제 흡수 유체 저장 성분을 포함하는 보다높은 흡수 압력 저장 물질로 쭈그러지지 않고 상기 유체를 효과적으로 이동시킨다.
흡수성 발포체는 고 분산상 유화액(HIPE)을 중합함으로써 제조된다.

Description

수성 유체의 포획 및 분배에 유용한 고 분산상 유화액으로부터 제조된 흡수성 발포체
일회용 기저귀, 성인 실금자용 패드 및 브리프, 및 생리용품(예:생리대)으로서 사용하기 위한 고 흡수성 제품의 개발은 상당한 상업적 관심의 대상이다. 기저귀와 같은 고 성능 흡수 제품을 제공하는 능력은 분비된 다량의 체액,·특히 뇨를 포획, 분배 및 저장할 수 있는 비교적 흡수성의 코어 및 구조물을 개발하는 능력에 집중되어 왔다. 이와 관련하여, 하이드로겔, 초흡수체 또는 하이드로콜로이 물질로서 종종 지칭되는 특정 입상 흡수성 중합체의 사용이 특히 중요하다.
예를 들어, 흡수제품에 이러한 입상 흡수성 중합체를 사용하는 것이 개시되어 있는 하퍼(Harper) 등에게 1972년 6월 13일자로 허여된 미국 특허 제 3,699,103호, 및 하몬(Harmon)에게 1972년 6월 20일자로 허여된 미국 특허 제 3,770,731호를 참조한다. 사실, 더 얇은 기저귀의 개발은 전형적으로 섬유상 매트릭스와 함께 사용하는 경우 다량의 분비된 수성 체액을 흡수하는 상기 입상 흡수성 증합체의 능력을 이용하는 더 얇은 흡수코어의 직접적인 결과이다. 예를 들어, 얇고 압축된 크지 않은 기저귀를 만드는데 유용한 섬유상 매트릭스와 입상 흡수성 중합체를 포함하는 이중 충 코어 구조물이 개시되어 있는 와이즈만(Weisman) 등에게 1987년 6윌 16일자로 허여된 미국 특허 제 4,673,402호 및 래쉬(Lash) 등에게 1990년 6월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,935,022호를 참조한다.
큰 용적의 유체(예:뇨)를 보유하는 능력에 있어서 상기 입상 흡수성 중합체보다 우수한 것은 없었다. 이러한 입상 흡수성 중합체의 대표적인 예는 약하게 가교결합된 폴리아크릴레이트이다. 다른 많은 흡수성 중합체와 마찬가지로, 이들 약하게 가교결합된 폴리아크릴레이트는 중합체 주쇄에 결합된 다수의 음이은성(하전된) 카복시 기를 포함한다. 이들 하전된 카복시 기에 의해 중합체는 삼투력의 결과로서 수성 체액을 흡수할 수 있다.
기저귀를 비롯한 많은 흡수제품에서 모세관력에 기초한 흡수성 또한 중요하다. 모세관 흡수제는 유체 포획 및 흠상(즉, 초기 접촉지점으로부터 수성 유채를 멀리 이등시키는 능력) 속도의 면에서 우수한 성능을 제공할 수 있다. 사실, 상기 나타낸 이중층 코어의 흡수성 구조물은 주요 모세관 전달 수단으로서 섬유상 매트릭스를 사용함으로써 흡수코어 전체를 통하여 초기에 포획된 수성 체액을 이동시켜 코어의 층 또는 대역에 위치한 입상 흡수성 중합체에 의해 수성 체액을 흡수하여 보유할 수 있다.
모세관력에 의해 유체를 전달할 수 있는 다른 흡수성 물질은 연속기포형 중합체성 발포체이다. 사실, 수성 체액을 실제로 흡수, 흠상 및/또는 보유하기 위하여 특정 유형의 중합체성 발포체를 흡수제품에 사용하여 왔다. 예를 들어, 린드퀴스트(Lindquist)에게 1971년 2월 6일자로 허여된 미국 특허 제 3,563,243호(주요 흡수제가 친수성 폴리우례탄 발포체 시이트인, 기저귀류용 흡수성 패드); 다비(Dabi)에게 1985년 11월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,554,297호(기저귀 또는 생리용품에 사용할 수 있는, 체액을 흡수하는 세포상 중합체), 가베이(Garvey) 등에게 1988년 4월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,740,520호(특정 유형의 초흠상성의 가교결합된 폴리우레탄 발포체로부터 제조한 스폰지 흡수제를 함유하는, 기저귀, 여성용품 등과 같은 흡수성 복합 구조물)를 참조한다.
적당하게 만들어졌다면, 연속기포형의 친수성 중합체성 발포체는 고성능의 흡수코어에 사용하는데 필요한 모세관 유체 포획, 전달 및 저장 특징을 제공할 수 있다. 이러한 발포체를 함유하는 흡수제품은 바함직한 습윤 보전성을 가질 수 있고, 제품을 착용하는 전 기간에 걸쳐 적합한 정합성을 제공할 수 있으며, 사용하는 동안 형태의 변화(예컨대, 조절되지 않은 팽윤, 뭉침)를 최소화할 수 있다. 또한, 이러한 발포체 구조물을 함유하는 홈수제품은 대규모로 제조하기에 더 쉬울 수 있다. 예를 들어, 흡수성 기저귀 코어는 간단히 연속적인 발포체 시이트로부터 찍어 낼 수 있으며, 흡수성 섬유상 웹보다 상당히 큰 보전성 및 균일성을 갖도록 고안될 수 있다. 이러한 섬유상 웹으로부터 제조된 많은 흡수코어는 사용하는 동안 분리된다. 이러한 발포체는 또한 임의의 바람직한 형태로 성형되거나, 단일 기저귀로 성형될 수 있다.
기저귀와 같은 흡수제품에 특히 적합한 흡수성 발포체는 고 분산상 유화액(High Internal Rhase Emulsions,ol후 HIPE로 지 칭함)으로부터 제조하였다. 예를 들어, 데스마라이스(DesMarais) 등에게 1993년 11월 9일자로 허여된 미국 특허 제 5,260,345호 및 데스마라이스 등에게 1993년 12월 7일자로 허여된 미국 특허 제5,268,224호를 참조한다. 이들 흡수성 HIPE 발포체는 하기 (a)와 (b)를 비롯한 바람직한 유체 취급 특성을 제공한다.
(a) 흡수된 뇨 또는 다른 체액을 초기의 침범 대역으로부터 사용되지 않은 나머지 발포체 구조물로 전달하여 후속의 유체 분출물이 수용될 수 있도록 하는 비교적 우수한 흠상 및 유체 분배 특징; 및
(b) 하중하에(즉, 압축력하에) 비교적 높은 유체 용량을 갖는 비교적 높은 저장 용량.
이러한 HIPE 흡수성 발포체는 또한 흡수제품의 착용자에게 고도의 편안함을 제공하기에 층분히 가요성이고 부드러우며, 일부는 흡수된 체액에 의해 습윤될 때까지 비교적 얇게 될 수 있다. 멜라민-포름알데히드 발포체(예:BASF에 의해 제조된 바소텍트(BASOTECT))와 같은 친수성, 가요성, 연속기포형 발포체일 수 있는 유체 포획/분배 성분 및 HIPE-기제의 흡수성 발포체인 유체 저장재분배 성분을 갖는 흡수 코어를 개시하고 있는 영(Young) 등에게 1992년 9월 15일자로 허여된 미국 특허 제5,147,345호, 및 영 등에게 1994년 6월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,318,554호를 참조한다.
이들 발포체-기제의 포획/분배 성분은 신속한 유체 포획 뿐만 아니라 포획/분배 발포체의 탈리 압력보다 높은 흡수 압력을 갖는 흡수 코어의 다른 성분으로 유체를 효과적으로 배분 또는 분배할 수 있어야 한다. 다른 코어 성분에 대한 유체 탈리의 특성은 유체의 반복적인 방출 또는 적재를 허용하고 착용자의 피부를 건조하게 유지시키는 능력을 제공하는데 중요하다. 이 특성은 또한 포획/분배 발포체가 공극 용적 저장소 또는 완층 대역으로서 작용하고, 흡수 제품을 사용하는 동안 비정상적으로 높은 압력을 겪게 될 경우 코어의 저장 성분으로부터 압출될 수 있는 유체를 일시적으로 보유할 수 있도록 허용한다.
다른 코어 성분에 상기 유체를 제공할 경우, 이들 발포체-기제의 포획/분배 성분은 밀집화되거나 쭈그러지지 않고 상기와 같이 작용해야 한다. 발포체-기제의 포획/분배 성분은 또한 중력의 도움을 받아 또는 도움 없이 쉽게 유체를 수용해야 한다. 발포체-기제의 포획/분배 성분들은 추가로 양호한 미관, 연성 및 탄성 구조를 제공해야 하고, 습윤 상태 및 건조 상태에서 모두 양호한 물리적 보전성을 가져야 한다.
따라서,(1) 흡수코어에서 포획/분배 성분으로서 작용할 수 있고,(2) 포획/분배 발포체의 탈리 압력보다 더 큰 압력을 갖는 다른 코어 성분이 포획/분배 발포체의 쭈그러짐없이 유체를 멀리 분배시키는 개선된 탈리 특성을 가지고,(3) 분출 상황 및 압축 하중에 적용된 경우에서도 착용자의 피부를 건조하게 유지시키고,(4) 부드럽고, 가요성이며, 흡수제품의 착용자에게 편안하고,(5) 유체에 대하여 비교적 큰 용량올 가져 코어 성분을 효율적으로 이용하는 기저귀 및 다른 흡수 제품을 제공하는 연속기포형 흡수성 중합체성 발포체 물질, 특히 흡수성 HIPE 발포체를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
발명의 개시
본 발명은 수성 유체, 특히 뇨와 같은 분비된 체액을 포획하고 분배할 수 있는 중합체성 발포체 물질에 관한 것이다. 이들 흡수성 중합체성 발포체 물질은 친수성, 가요성, 비이온성의 증합체성의 상호연결된 연속기포형 발포체 구조를 포함한다. 상기 발포체 구조는
A) 약 120초 미만으로 5cm 높이까지 합성뇨를 수직 흠상하는 능력;
B) 약 5 내지 약 25cm의 모세관 흡수 압력(즉,50% 용량에서의 높이);
C) 약 8 내지 약 40cm의 모세관 탈리 압력(즉,50% 용량에서의 높이);
D) 0.74psi의 구속 압력하에 측정하였올 때 약 5 내지 약 85%의 내압축변형성(resistance to compression deflect ion); 및
E) 약 12 내지 약 125g/g의 자유 흡수 용량올 갖는다.
유체를 신속하게 포획하고 분배하는 것 이외에, 본 발명의 흡수성 발포체는 발포체-기제의 유체 저장 성분을 비롯한 다른 유체 저장 성분에 유체를 효율적으로 제공한다. 본 발명의 흡수성 발포체는 비교적 높은 모세관 흡수 압력과, 중력의 도움을 받아 또는 도움 없이 유체를 포획하도록 하는 중량 당 용량 특성(통상적인 발포체에 비해)을 조화시킨다. 본 발명의 흡수성 발포체는 또한 이들의 연성, 탄성 구조 및 물리적 보전성에 기인한 양호한 미관을 제공한다. 그 결과, 본 발명의 흡수성 발포체는 기저귀, 성인 실금자용 패드 또는 브리프, 생리대 등과 같은 고성능 흡수 제품에 특히 매력적이다.
본 발명의 발포체의 특히 중요한 속성은 이들이 흡수 코어중의 다른 성분에 의해 탈리될 경우 쭈그러지지 않는다는 것이다. 이론에 결부시키지 않고, 정수압에 의한 압축에 대한 저항성(즉, 쭈그러짐에 대한 저항성)은 압축변형에 요구되는 압력보다 작은, 팽창 상태의 상기 발포체의 탈리 압력에 기인하는 것으로 생각된다. 관련된 중요한 속성은 이들 발포체가 젖을 경우, 발포체가 유체를 재흡수하지 않을지라도, 기계적 압축력의 적용 및 해제 후 자발적으로 재팽창한다는 것이다.
이는 이들 발포체가 탈리, 기계적 압축 또는 이들의 조합에 의해 탈수될 경우, 팽창될 경우, 또는 팽창 상태로 되돌아갈 경우 공기를 흡수함을 의미한다. 그 결과, 재빨리 유체를 포획하는 이들 발포체의 능력은 복원되고 발포체는 보다 건조한 느낌을 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 비교적 소량의 오일상 및 비교적 다량의 수상을 갖는 특정 유형의 유중수적형(water-in-oil) 유화액 또는 HIPE를 중합함으로써 상기 흡수성 발포체를 수득하는 공정에 관한 것이다. 상기 공정은
A) 1) a) i) 약 25℃ 이하의 Tg를 갖는 어택틱(atactic) 비정질 중합체를 형성할 수 있는 하나 이상의 실질적으로 수불용성인 일작용성 단량체 약 30 내지 약 80중량%;
ii) 스티렌에 의해 제공되는 것과 거의 균등한 인성을 부여할 수 있는 하나 이상의 실질적으로 수불용성인 일작용성 공단량체 약 5 내지 약 40중량%;
iii) 디비닐벤젠, 트리비닐벤젠, 디비닐톨루엔, 디비닐크실렌, 디비닐나프탈렌,디비닐알킬벤젠,디비닐페난트렌,디비닐비페닐,디비닐디페닐메탄,디비닐벤질,디비녈페닐에테르,디비닐디페닐실파이드,디비닐푸란,디비녈설파이드, 디비닐 설폰 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 실질적으로 수불용성인 제 1 다작용성 가교결합제 약 5 내지 약 25중량%;
iv) 다작용성 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 실질적으로 수불용셩인 제 2 다작용성 가교결합제 0 내지 약 15중량%를 포함하는, 약 35℃ 이하의 Tg를 갖는 공중합체를 형성할 수 있는 단량체 성분 약 85 내지 약 98중량%;
b) i) 선형 불포화 C16-C22 지방산의 디글리세롤 모노에스테르, 분지상 C16-C24 지방산의 디글리세롤 모노에스테르, 분지상 C16-C24 알콜의 디글리세롤 모노지방족(monoaliphatic) 에테르, 선형의 불포화 C16-C22 지방 알콜의 디글리세롤 모노지방족에테르, 선형의 포화 C12-C14 알콜의 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형의 불포화 C16-C22 지방산의 솔비탄 모노에스테르, 분지상 C16-C24 지방산의 솔비탄 모노에스테르 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 유화 성분 약 40중량% 이상을 갖는 제 1 유화 제;또는
ii) 제 1 유화제 대 제 2 유화제의 중량비가 약 50:1 내지 약 1:4인, 상기 유화 성분 20중량% 이상을 갖는 제 1 유화제와 특정한 제 2 유화제의 조합물을 포함하는, 오일상에 가용성이고 안정한 유중수적형 유화액을 형성하기에 적합한 유화제 성분 약 2 내지 약 15중량%를 포함하는 오일상; 및
2) i) 수용성 전해질 약 0.2 내지 약 20중량%;및 (ii) 유효량의 중합 개시제를 함유하는 수용액올 포함하는 수상으로부터 약 50㎖ 이상에서, 낮은 전단 혼합 속도하에 유중수적형 유화액을 형성하고, 이때
3) 수상 대 오일상의 용적 대 중량비가 약 12:1 내지 약 125:1인 단계;
B) 유중수적형 유화액의 오일상중 단량체 성분을 중합하여 중합체성 발포체 물질을 형성하는 단계;
C) 임의로 중합체성 발포체 물질을 탈수시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 공정은 두가지 인자를 조합한 결과로서 유체를 포획 및 분배하고 신속히 탈리시킬 수 있는 흡수성 발포체의 형성을 허용한다. 일반적으로, 한 인자는 HIPE의 형성시 낮은 전단 혼합 속도의 사용이다. 다른 인자는 HIPE가 형성되고 비교적 높은 온도(예: 약 50℃ 이상)에서 주입될 수 있도록 허용하는 더 강한 유화 시스템의 사용이다.
본원은 가요성, 미공성, 연속기포형(open-celled)의 흡수성 증합체성 발포체 물질에 관한 것이다. 본원은 특히 수성 유체, 예컨대 뇨 등을 포획하고 분배할 수 있는 고 분산상 유화액(high internal phase emulsion)으로부터 제조된 흡수성 발포체 물질에 관한 것이다.
도 1은 상이한 온도에서 주입된 4가지 HIPE 발포체의 흡수 곡선을 도시한다.
도 2는 상기 동일한 4가지 HIPE 발포체의 탈리 곡선을 도시한다.
도 3은 60:1의 물-오일 중량비를 가지고 93℃에서 주입된 HIPE로부터 제조된 본 발명에 따른 대표적인 흡수성 중합체성 발포체 부분의 현미경사진(50배 배율)이다(이 때, 단량체 성분은 21:14:55:10 중량비의 에틸 스티렌(EtS):디비닐벤젠(DVB):2-에틸헥실 아크릴레이트(다lA):헥산디을 디아크릴레이트(HDDA)로 이루어지 5·5중량%(오일상올 기준으로)의 디글리세롤 모노을리에이트(DGMO) 및 1% 디탈로우 디메틸 암모늄 메틸설페이트 유화제를 사용함).
도 4는 도 3의 발포체의 현미경사진(250× 확대)이다.
도 5는 몇몇 HIPE 발포체에 대한 세포 구조[세포간의 개구부의 크기(hole size)]의 함수로서 유체 보유력(탈리 압력)을 도시한다.
도 6 및 도 7은 각각 유체 저장/재분배 성분이 그 아래의 유체 포획/분배 성분 위에 놓인 다층 코어 형태의 상면도 및 측면도이다.
도 8은 변형된 모래시계형의 유체 저장/재분배 층 위에 놓인 모래시계형의 유체 포획/분배 발포체 층을 갖는 다층 코어 형태의 기저귀 구조물의 성분들의 분해도이다.
I. 중합체성 흡수성 발포체A. 일반적인 발포체 특징 흡수제품 및 흡수 구조물에 유용한 본 발명에 따른 중합체성 발포체는 비교적 연속기포형인 것이다. 이것은 발포체의 개개의 세포가 인접 세포와 완전히, 막 힘없이 연통됨을 뜻한다. 이러한 실질적으로 연속기포형인 발포체 구조물중의 세포는 유체를 발포체 구조물내에서 한 세포로부터 다른 세포로 쉽게 유체 이동시키기에 충분히 큰 세포내 개구 또는 창(window)을 갖는다.
이러한 실질적으로 연속기포형인 발포체 구조물은 일반적으로 개개의 세포가 다수의 상호 연결된 3차원으로 분지된 웹으로 정의된 망상 특징을 가질 것이다. 이러한 분지된 웹을 구성하는 중합체성 물질의 스트랜드를 벽체(strut)라고 지칭한다. 전형적인 벽체형 구조를 갖는 연속기포형 발포체는 도 3 및 도 4의 현미경 사진을 예로써 제시되어 있다. 본 발명에 있어서, 발포체 물질은 크기가 1㎛ 이상인 발포체 구조물내의 세포중 80% 이상이 하나 이상의 인접 세포와 유체연통된다
면 , 연속기포 형이다.
연속기포형인 것 이외에, 이들 중합체성 발포체는 발포체가 이하에 명시하는 양의 수성 유체를 흡수할 수 있도록 충분히 친수성일 수 있다. 발포체 구조물의 내부 표면은 중합 후 발포체 구조물내에 남아 있는 잔류 친수성화 계면활성제 또는 후술하는 바와 같은, 선택된 후중합 발포체 처리 과정에 의해 친수성으로 된다.
이들 중합체성 발포체가 친수성인 정도는 흡수가능한 시험 액체와 접촉시 나타내는 부착 인장력(adhesion tension)에 의해 정량화할 수 있다. 이들 발포체가 나타내는 부착 인장력은 시험 액체(예컨대, 합성 뇨)의 중량 흡수량을 공지된 치수와 모세관 훔입 비표면적을 갖는 샘플에 대하여 측정하는 과정을 사용하여 실험적으로 결정할 수 있다. 이러한 과정은 본원에 참조로 인용된, 다이어(Dyer) 등에 의해 1992년 12월 11일자로 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호의 시험 방법 부분에 기술되어 있다. 본 발명의 흡수제로서 유용한 발포체는 일반적으로 65±5다인/cm의 표면장력을 갖는 합성 뇨의 모세관 흡입 흡수에 의해 결정하였을 때, 약 15 내지 약 65다인/cm, 더 바람직하게는 약 20 내지 약 65다인/cm의 부착 인장력을 나타내는 것이다.
이들 발포체의 중요한 양상은 이들의 유리전이온도(Tg)이다. Tg는 중합체의 유리 상태와 고무상 상태의 전이 중간점을 나타낸다. 사용온도보다 높은 Tg를 갖는 발포체는 매우 강하지만, 매우 딱딱하고 파쇄될 가능성이 있다. 이러한 발포체는 또한 전형적으로 중합체의 Tg보다 낮은 온도에서 사용하는 경우 반웅하는데 오랜 시간이 걸린다. 기계적 특성, 특히 강도와 탄성이 원하는 대로 조화를 이루기 위해서는, 전형적으로 이러한 원하는 특성을 얻기 위해 적당하게 선택된 범위의 단량체 종류 및 양이 필요하다.
본 발명의 발포체에 있어서, Tg는 발포체가 허용가능한 강도를 가지는 동안은, 가능한 낮아야 한다. 따라서, 단량체는 더 낮은 Tg를 갖는 상응하는 단독중합체를 제공할 수 있을 정도로 선택한다. 아크릴레이트와 메타크릴레이트 공단량체의 알킬 기의 쇄 길이는 동종의 단독중합체 그룹의 Tg로부터 예상할 수 있는 것보다 낮을 수 있는 것으로 밝혀졌다. 특히, 동종 그룹의 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단독중합체는 탄소원자 8개의 쇄 길이에서 최소의 Tg를 갖는 것으로 밝혀졌다. 대조적으로, 본 발명의 공중합체의 최소 Tg는 탄소원자 약 12개의 쇄길이에서 얻어진다. (알킬 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 대신에 알킬 치환된 스티렌 단량체를 사용할 수 있지만, 이들의 이용성은 현재 매우 제한된다.) 중합체의 유리전이 영역의 형태(즉, 온도의 함수로서 영역의 좁거나 넓음의 여부)도 또한 중요하다. 이러한 유리전이 영역의 형태는 특히 중합체의 사용온도 (보통 주위 온도 또는 신체 온도)가 Tg 또는 그 근처일 때에 관련된다.
예를들어, 전이 영역이 넓을수록 사용온도에서 불안전한 전이가 일어남을 뜻할 수 있다.
전형적으로, 전이가 사용온도에서 불완전한 경우, 중합체는 더 큰 강성을 나타내고 덜 탄성적일 것이다. 바꿔 말하면, 전이가 사용온도에서 완전하면, 중합체는 압축 상태로부터 더 빨리 회복될 것이다. 따라서, 중합체의 전이 영역의 Tg 및 폭을 조절하여 원하는 기계적 특성을 얻는 것이 바람직하다. 일반적으로, 중합체의 Tg가 사용온도보다 약 10℃ 이상 낮은 것이 바람직하다. (Tg 및 전이 영역의 너비는 이후 시험방법 부분에서 기술되는 동적 기계적 분석(dymanic mechanical analysis, DMA)에 의해 손실 정접(1oss tangent) 대 온도 곡선으로부터 유도된다.)
B. 쭈그러짐없이 수성 유체를 포획 및 분배하는데 중요한 발포체 특징
1. 수직 흡상
수직 흡상, 즉 중력과 반대 방향으로 지정된 시간애에 제공된 유체량의 유체 흡상은 특히 본원에서 흡수성 발포체의 중요한 성능이다. 이러한 발포체는 흡수된 유체가 제품의 흡수 코어 내에서 비교적 낮은 곳에서 비교적 높은 곳으로 이동되어야 하는 방식인 흡수 제품에서 종종 유용하다. 따라서, 중력에 반대로 유체를 흡상하는 발포체의 능력은 특히 흡수 제품중 유체 포획 및 분배 성분으로서 이들의 작용과 관련된다.
수직 흠상력은 저장소내의 착색된시험 액체(예:합성뇨)가 특정화된 크기의 발포체의 시험 스트립을 통해 5cm의 수직 거리를 흠상하는 데 걸리는 시간을 측정함으로써 결정된다. 수직 횹상 과정은 1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호(본원에 참고로 인용됨)에 상세히 기술되어 있으나,37℃ 대신 31℃에서 실행한다. 뇨를 흡수하는 흡수 제품에 특별히 유용하기 위해, 본 발명의 발포 흡수체는 바람직하게 약 120초 이하에서 수직으로 5cm 합성뇨(65±5다인s/cm)를 흠상한다.
더욱 바람직하게, 본 발명의 바람직한 발포 흡수체는 약 70초이하, 가장 바람직하게는 약 50초이하에서 합성뇨 5cm를 수직으로 흡상한다.
2. 모세관 흡수 및 탈리 압력
본 발명에 따른 유용한 흡수성 발포체의 중요한 특성은 이들의 모세관 흡수 압력이다. 모세관 흡수 압력은 유체를 수직으로 흠상하는 발포체의 능력을 지칭한다. (문헌[Textile Science and Techno1ogy, Vo1.7, 채터지(P. K. Chatterjee) 편집, Elsevier, Amsterdam,1985, Chapter 2]에서 채터지 및 뉴옌(H. V. Nguyen)의 Abrobency를 참조한다.) 본 발명에 있어서, 관심을 끄는 모세관 횹수 압력은 수직 흠상된 유체 하중이 31℃, 평형상태하의 자유 흡수용량의 50%인 정수두(hydrostatic head)이다. 정수두는 높이 h의 유체(예컨대, 합성 뇨)의 칼럼에 의해 나타낸다.
도 1에 예시한 바와 같이, 본 발명의 발포체에 있어서 정수두는 전형적으로 모세관 흡수 곡선상의 변곡점이다.
도1은 161。F(721℃ ) , 170。F(771℃),180。F(82℃) 및 194。F(90℃)에 상응하는 P161,P170, P180 및 P194로서 각각 식별된 4가지 발포체에 대한 흡수 곡선을 도시한다. 흡수 압력은 이들 흡수 곡선으로부터 결정하였고, 이를 요약하면 하기 표 l과 같다.
유용한 유체 포획 및 분배 성분으로서 작용하는 본 발명의 흡수성 발포체의 능력에 특히 중요한 것은 이들의 모세관 탈리 압력이다. 모세관 탈리 압력은 22℃, 평형 상태에서 유체를 여러 정수두에서 수용하고 있는 발포체의 능력을 지칭한다. 본 발명에 있어서, 관심의 대상인 모세관 탈리 압력은 유체 하중이 22℃, 평형 상태하의 자유 흡수용량의 50%인 정수두(즉, 높이)이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 발포체에 있어서, 정수두는 전형적으로 모세관 탈리 곡선상의 변곡점이다.
도 2는 161℉(72℃),170℉(77℃),180。F(82℃) 및 194。F(90℃)에 상응하는 P161,P170, P180 및 P194로서 각각 식별된 4가지 발포체에 대한 탈리 곡선을 도시한다. 탈리 압력은 이들 탈리 곡선으로부터 결정하였고, 이를 요약하면 하기 표 2와 같다:
모세관 탈리 압력은 다른 흡수 성분, 특히 유체 저장을 위한 흡수 성분의 흡수 압력에 비하여 중요하다. 흡수제품의 유체 포획 성분이 포획된 유체를 너무 단단히 보유하고 있으면, 상기 다른 성분의 유체를 멀리 배분하는 능력이 억제될 것이다. 이로 인해 포획 성분이 유체로 너무 과중하게 부하되게 되어 흡수제품은 누출이 일어나기 쉽다. 본 발명의 발포체는 유체 저장 성분이 발포체를 효과적으로 건조(즉, 탈리)시킬 수 있도록 충분히 낮은 탈리 압력을 갖는다. 이것은 발포체의 용량올 복구하여, 추가의 유체 분출물(착용자로부터 나오거나 또는 저장 성분에서 압출하여 나온)을 수용하게 하고 착용자의 피부 다음 층(예컨대, 상부시이트)을 상당히 건조하게 만든다. 상기 표 2의 데이터는 이 특성이 어떻게 적당한 가공 조건(예컨대,주입 온도)의 선택에 의해 조절될 수 있는가를 나타낸다.
본 발명의 흡수성 발포체는, 예를 들어 골드만(Goldman) 등에게 1991년 10월 29일자로 허여된 미국 특허 제 5,061,259호, 브란트(Brandt) 등에게 1987년 3월 31일자로 허여된 미국 특허 제 4,654,039호(1988년 4월 19일 재특허 제 32,649호로 재허여됨), 츠바키모토(Tsubakimoto) 등에게 1987년 5월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,666,983호, 및 츠바키모토 등에게 1986년 11월 25일자로 허여된 미국 특허 제 4,625,001호(이들 모두는 본원에 참조로 인용됨)에 개시된 것과 같은 종래의 흡수성 겔화 물질을 포함하는 것을 비롯한, 유체를 저장하는 흡수코어의 다른 성분, 및 예를 들어 로(Roe) 등에게 1992년 4월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,102,597호 및 레자이(Rezai) 등에게 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561호(이들 모두는 본원에 참조로 인용됨)에 개시된 것과 같은 흡수성 겔화 물질로부터 제조된 흡수성 거대구조물에 의해 쉽게 탈리될 수 있다. 사실, 이들 흡수성 발포체는, 예를 들어 데스마라이스(DesMarais) 등에게 l993년 12월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,268,224호,1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호, 및 데스마라이스 등이 1995년 1월 10일자로 출원한 등시 계류중인 미국 특허출원 제 08/370,922호 (사건번호 제 5541호)(이들 모두는 본원에 참조로 인용됨)에 개시된 것과 같이 포획된 유체를 저장하는 다른 흡수성 중합체성 발포체에 의해 쉽게 탈리될 수 있다. 따라서, 본 발명의 흡수성 발포체는 다수의 분출물 상황에서도 매우 잘 작용하여 포획된 유체를 흡수 구조물의 다른 유체 저장 성분으로 신속히 이동시킨다.
모세관 흡수 압력은 본원에 참조로 인용된,1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호의 시험 방법 부분에 더 자세하게 기술되어 있는 수직 흠상 흡수용량 시험을 사용하여(단,37℃가 아니라 31℃에서) 측정할 수 있다. 수직 흄상 흡수용량 시험으로부터 얻은 데이터는 모세관 흡수 압력을 결정하는 곡선을 제공한다.
모세관 탈리 압력은 시험 방법 부분에 기술된 과정을 사용하여 측정할 수 있다. 탈리 곡선을 위한 데이터를 산출하기 위하여, 발포체 샘플을 물로 포화시키고, 수직으로 매단 다음, 평형에 도달할 때까지 탈리시킨다. 그 다음, 유체 하중을 높이의 함수로서 플로팅한다. 유체 하중이 자유 흡수용량의 50%일 때의 모세관 탈리 압력, 즉 정수두를 이 곡선으로부터 결정한다.
본 발명에 따른 적합한 흡수성 발포체는 약 5 내지 약 25cm의 모세관 흡수 압력 및 약 8 내지 약 40cm의 모세관 탈리 압력을 갖는다. 특히 바람직한 흡수성 발포체는 약 5 내지 약 15cm의 모세관 흡수 압력 및 약 8 내지 약 2cm의 모세관 탈리 압력을 갖는다.
3. 내압축변형성
본 발명의 흡수성 발포체의 중요한 기계적 특징은 내압축변형성(RTCD)에 의해 결정되는 이들의 강도이다. 본원에서 발포체가 나타내는 RTCD는 중합체의 탄성율, 및 중합체 망상구조의 밀도 및 구조의 함수이다. 중합체의 탄성율은 a) 중합체 조성, b) 발포체가 중합된 조건(에를 들어, 특히 가교결합과 관련하여, 얻어진 중합의 완성도), c) 가공후 발포체 구조에 남아 있는 잔류물(예컨대, 유화제)에 의해 중합체가 가소화되는 정도를 특징으로 한다.
기저귀와 같은 흡수제품의 흡수코어의 유체 포획/분배 성분으로서 유용하기 위해서는, 본 발명의 발포체는 이러한 흡수물질이 유체의 흡수 및 보유와 관련되는 경우 겪게 되는 힘에 의해 변형 또는 압축에 대하여 적합하게 내성을 가져야 한다.
이것은 특히 흡수코어의 포획/분배 성분으로부터 다른 유체 저장 성분으로의 흡착 압력 구배 또는 압출로 인하여 유체가 배분됨에 따라 중요하다. 사실, 본 발명의 포획/분배 발포체는 모세관 탈리 압력과 발포체 강도가 균형을 이루어 배분되는 동안 원치않는 쭈그러짐을 피한다.
발포체의 모세관 탈리 압력이 그의 RTCD 및/또는 재팽창 강도(즉, 특징 압축율에서의 팽창 압력)보다 크면, 탈리시 쭈그러져서 발포체는 포화되고 밀집된 상태로 남는 경향이 있다. 이러한 상태에서, 포획/분배 발포체는 젖은 감촉을 나타내어 착용자의 피부를 젖게 만든다. 이것도 또한 추가의 유체 분출물의 포획 속도를 방해할 수 있다.
그러나 발포체가 너무 강하면, 이들은 딱딱한 감촉을 나타내어 미관이 불량하게 될 것이다. 또한, 본 발명의 발포체가 유체를 분배 및 배분시킬 수 있는 메카니즘은 기계에 의한 펌핑(pumping)을 필요로 한다. 따라서, 유체 포획/분배 발포체는 사용하는 동안 착용자가 겪는 정상압에 의해 약간 압출되어 이러한 추가의 배분 메카니즘을 촉진하는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 중합체성 발포체가 나타내는 RTCD는 명시된 시간동안 특정 구속 압력하에 수용된 포화 발포체의 샘플에 생성된 변형량을 결정함으로써 정량화할 수 있다. 이러한 특정 종류의 시험을 수행하기 위한 방법은 이하의 시험 방법 부분에 기술되어 있다. 유체를 포획하고 분배하기 위한 흡수제로서 유용한 발포체는 0.74psi(5.lkPa)의 구속 압력이 전형적으로 발포체 구조물의 약 5 내지 약 85% 압축율의 변형을 일으키도록 내압축변형성을 나타내는 것이다. 바람직하게는, 이러한 조건하에 일어난 변형은 약 5 내지 약 65%, 가장 바람직하게는 약 5 내지 약 50%이다.
4. 습윤 압축 상태로부터의 회복력
습윤 압축 상태로부터의 회복력(Recovery from wet compression, RFWC)은 습윤된 발포체 물질의 단편이 제조 또는 사용시 겪게 되는 힘하에 변형 또는 압축된 후 재팽창하는 동안 유리 유체가 압출되는 저장소를 갖지 않고 원래의 치수로 재빨리 되돌아가는 경향 또는 성질에 관한 것이다
데스마라이스 등에게 1993년 12월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,268,224호 및 1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호에 기술된 것과 같은 다수의 높은 모세관 압력의 발포체는 쉽게 재팽창되지 않을 것이다. 포획/분배 발포체가 흡수코어에서 전형적으로 겪게 되는 것과 같이, 유체에 대하여 더 높은 흡착 압력의 성분과 경쟁하는 경우 포획/분배 발포체에 있어서 재팽창은 훨씬 더 어려운 것으로 밝혀졌다
습윤 압축 상태로부터의 회복력을 결정하는 적합한 과정은 시험 방법 부분에 기술되어 있다 이러한 과정은 일반적으로 합성 뇨를 높은 모세관 흡수 압력의 물질의 상부에 위치시켜 자유 흡수용량을 합성뇨로 미리 포화시킨 발포체 샘플의 압축을 필요로 한다. 샘플을 5분동안 일정한 온도(31℃)에서 압축율 75%의 변형하에 유지시킨 다음 압축력을 해제한다. 유체에 대하여 더 높은 흡착 압력의 물질(재팽창할 기회를 가진 샘플)과 경쟁하는 2분이 지난 후, 샘플을 분리하고 그 두께를 측정 한다. 샘플이 그 두께를 회복하는 정도는 샘플의 습윤 압축 상태로부터의 회복 정도로서 취한다.
본 발명의 바람직한 흡수성 발포체는일반적으로 압축이 해제되는 2분 이내에 완전히 팽창된 두께의 약 60% 이상으로 회복됨을 보인다. 더 바람직하게는, 이러한 바람직한 발포체 물질은 습윤 압축 상태로부터 압축이 해제되는 1분 이내에 완전히 팽창된 두께의 약 75% 이상, 가장 바람직하게는 약 90% 이상으로 회복될 것이다.
5. 자유 흡수용량
본 발명에 따른 흡수성 발포체의 다른 중요한 특성은 이들의 자유 흡수용량이다.
자유 흡수용량은 주어진 발포체 샘플이 샘플내 고체 물질의 단위 질량에 대하여 세포 구조내에 흡수하는 시험 유체(합성 뇨)의 총량이다. 기저귀와 같은 흡수제품에 특히 유용하려면, 본 발명의 흡수성 발포체는 무수 발포체 물질 1g당 합성뇨 약 12 내지 약 125g/g, 바람직하게는 약 20 내지 약 90g/g, 가장 바람직하게는 약 45 내지 약 75g/g의 유리 용량을 가져야 한다.
발포체의 자유 흡수용량을 결정하는과정은 하기 시험 방법 부분에 기술한다.
C. 중합체 물질의 다른 특성
1. 세포 및 개구부의 크기
바람직한 중합체성 발포체를 정의하는데 유용할 수 있는 특징은 세포 구조이다. 발포체 세포, 및 특히 비교적 단량체가 없는 수상 액적을 둘러싸는 단량체-함유 오일상의 중합에 의해 형성되는 세포는 종종 실질적으로 구형일 것이다. 이러한 구형 세포는 서로 개방부에 의해 연결되어 있으며, 이를 이후 세포간의 개구부로서 지칭한다. 이러한 구형 세포의크기 또는 직경 및 세포사이의 개방부(개구부)의 직경은 발포체를 일반적으로 특징화하는데 사용된다. 주어진 중합체성 발포체의 샘플에서 세포 및 세포사이의 개구부는 대략 동일한 크기일 필요는 없으므로, 평균 세포 및 개구부 크기(즉, 평균 세포 및 개구부 직경)는 종종 세분화된다.
세포 및 개구부 크기는 본 발명에 따른 발포체의 유체 흡상 특성을 비룻한 많은 중요한 기계적 특징 및 성능 특징, 및 발포체 구조내에서 전개되는 모세관 압력에 영향을 줄 수 있는 변수이다. 발포체의 평균 세포 및 개구부 크기를 결정하는데 다수의 기법을 사용할 수 있다. 가장 유용한 기법은 발표체의 샘플의 주사 전자 현미경 사진을 근거로 한 간단한 측정을 필요로 한다. 도 3 및 도 4는, 예를들어 본 발명에 따른 전형적인 HIPE 발포체 구조물을 나타낸다. 도 4의 현미경 사진에 겹쳐져 있는 것은 20㎛의 직경을 나타내는 축적이다. 이러한 축적을 사용하여 상 분석 과정에 의해 평균 세포 및 개구부 크기를 결정할 수 있다. 본 발명에 따라 수성 유체의 흡수제로서 유용한 발포체는 바람직하게는 약 20 내지 약 200㎛ 전형적으로는 약 30 내지 약 130㎛의 수 평균 세포 크기를 가지며, 약 5 내지 약 30㎛, 전형적으로는 약 8 내지 25㎛의 수 평균 개구부 크기를 가질 것이다.
HIPE 발포체의 유체 보유력 및 세포 구조 사이의 관계는 도 5에 제시되어 있다. 도 5는 일련의 HIPE 발포체의 탈리 압력 대 수 평균 개구부 크기의 도시를 나타낸다. 상술된 바와 같이, 본 발명의 발포체의 탈리 압력은 탈리 또는 탈수될 경우 이들 발포체가 쭈그러지는 것을 방지하는 주요 인자중의 하나이다. 도 5의 도시는 발포체 구조의 한 양상(세포간의 개구부 크기)이 어떻게 중요한 특징에 영향을 주는지를 보여준다. 사실, 상기 도시에 의해 나타난 바와 같이, 수 평균 개구부 크기가 증가함에 따라, 탈리 압력은 본질적으로 선형으로 감소한다.
2. 모세관 흡입 배면적 (specific area)
모세관 흡입 비면적은 시험 유체에 접근가능한 중합체성 망상구조의 시험 액체-접근성 표면적의 척도이다. 모세관 흡입 비표면적은 발포체내 세포 단위의 치수 및 중합체의 밀도에 의해 결정하고, 따라서 발포체 망상구조에 의해 이러한 표면이 흡수도에 기여하는 정도로 제공된 고체 표면의 총량을 정량화하는 방식이다.
본 발명에 있어서, 모세관 흡입 비표면적은공지된 질량 및 치수를 갖는 발포체 샘플내에 일어나는 낮은 표면장력의 액체(예컨대, 에탄올)의 모세관 흡수량을 측정함으로써 결정한다. 모세관 흡입 방법에 의해 발포체의 비표면적을 결정하는 방법에 대한 상세한 설명은 1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호의 시험 방법 부분에 기술되어 있다.
모세관 흡입 비표면적을 결정하기 위한 적당한 또 다른 방법을 또한 사용할 수 있다.
흡수제로서 유용한 본 발명의 발포체는 모세관 홉입 비표면적이 약 O.2m2/g이상인 것이다. 전형적으로, 모세관 흡입 비표면적은 약 0.3 내지 약 4㎡/g, 바람직하게는 약 0.3 내지 약 2.5m/g, 가장 바람직하게는 약 0.3 내지 약 1.5m2/g이다.
3. 발포체 용적당 표면적
발포체 용적당 비표면적은 습윤 상태일 때 탈리(예컨대, 건조 또는 압축)되는 경우, 쭈그러지지 않거나 쭈그러진 상태로 남아 있지 않는 발포체 구조물을 실험에 의해 정의하는데 유용할 수 있다. 쭈그러진 발포체에 대하여 발포체 용적당비표면적이 상세하게 논의되어 있는, 다이어 등에 의해 1992년 12월 11일자로 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호를 참조한다. 본원에 사용된 발포체 용적당 비표면적이란 용어는 발포체 구조물의 모세관 흡입 비표면적에 그의 팽창된 상태에서의 발포체 밀도를 곱한 것을 지칭한다. 발포체 용적당 최대 비표면적 값은 탈리시 팽창된 상태로 남아 있거나, 습윤 상태일 때 압축된 후 팽창된 상태로 재빨리 되돌아가는 발포체 구조물의 능력에 관계된다. 본 발명에 따론 발포체는 발포체 용적당 비표면적 값이 약 0.06m2/cc 이하, 바람직하게는 약 0.01 내지 약0.04m2/cc, 가장 바람직하게는 약 0.01 내지 약 0.03㎡/cc이다.
4. 발포체 밀도
발포체 밀도(즉, 공기중에서 발포체 용적(cm3) 당 발포체(g))는 본원에 건조중량으로 명시된다. 모세관 흡입 비표면적과 마차가지로, 발포체의 밀도는 흡수성 발포체의 많은 성능 및 기계적 특징에 영향올 줄 수 있다. 이들로는 수성 유체에 대한 흡수용량 및 압축변형 특징이 있다.
발포체 구조물 단위 용적 당 고체 발포체 물질의 질량을 결정하는 임의의 적합한 중량분석법을 사용하여 발포체 밀도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 다이어등에 의해 1992년 12월 11일자로 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호의 시험 방법 부분에 더 자세하게 기술된 ASTM 중량분석법은 밀도 결정에 사용할 수 있는 한 방법이다. 흡수제로서 유용한 본 발명의 중합체성 발포체는 약 0.0079 내지 약 0.077g/cc, 바람직하게는 약 0.011 내지 약 0.028g/cc, 가장 바람직하게는 약 0.013 내지 약 0.022g/cc의 건조기준 밀도 값을 갖는다.
II. HIPE로부터 중합체성 발포체를 제조하는 방법.
A. 개론
본 발명에 따른 중합체성 발포체는 당분야에 일반적으로 HIPE로 공지되어 있는 수상 대 오일상의 비가 비교적 큰 특정 유중수적형 유화액의 중합에 의해 제조할 수 있다. 이러한 유화액의 중합으로부터 생성된 중합체성 발포체를 이후 HIPE 발포체로 지칭한다.
다른 많은 변수들 중에서, HIPE를 형성하는데 사용된 수상과 오일상의 상대적인 양은 생성된 중합체성 발포체의 구조적, 기계적 특성 및 성능 특성을 결정하는데 있어서 중요하다. 특히, 유화액중의 물 대 오일의 비는 최종 발포체 밀도에 반비례하여 변하고, 세포 크기 및 발포체의 모세관 흡입 비표면적, 및 발포체를 형성하는 벽체의 치수에 영향을 줄 수 있다. 본 발명의 HIPE 발포체를 제조하는데 사용되는 유화액은 일반적으로 수상 대 오일상의 용적 대 중량 비가 약 12:1 내지 약 125:1, 가장 전형적으로는 약 35:1 내지 약 90:1이다. 특히 바람직한 발포체는 약 45:1 내지 약 75:1의 비를 갖는 HIPE로부터 제조할 수 있다.
1. 오일상 성분
HIPE의 연속 오일상은 중합에 의해 고상 발포체 구조물을 형성하는 단량체를 포함한다. 이 단량체 성분은 Tg가 약 35℃ 이하, 전형적으로는 약 15t 내지 약 30℃인 공중합체를 형성할 수 있도록 배합된다. (동적 기계적 분석에 의해 Tg를 결정하는 방법은 이후 시험 방법 부분에서 기술한다.) 이 단량체 성분은 (a) 어택틱성 비정질 중합체의 Tg가 약 25℃ 이하인 하나 이상의 일작용성 단량체(브랜드럽(Brandrup, J.), 이머구트(Immergut, E. H.)의 문헌[polyner Handbook,2판, Wiley-Interscience, New York, M,1975,III-13이 참조); (b) 발포체의 인성 또는 인열내성을 증진시키는 하나 이상의 일작용성 공단량체;(c) 제 1 다작용성 가교결합제; 및 (d) 임의로는 제 2 다작용성 가교결합제를 포함한다. 일작용성 단량체, 공단량체 및 다작용성 가교결합제의 특정 종류 및 양의 선택은 이러한 물질을 본 발명에 사용하기에 적합하도록 만드는 구조적, 기계적 특성과 유체 취급 특성이 바람직하게 조화된 흡수성 HIPE 발포체의 실현에 중요할 수 있다.
단량체 성분은 생성된 중합체성 발포체 구조물에 고무와 같은 특성을 부여하는 경향이 있는 하나 이상의 단량체를 포함한다. 이러한 단량체는 Tg가 약 25℃이하인 고분자량(10,000보다 큰)의 중합체를 생성할 수 있다. 이러한 종류의 단량체로는, 예컨대 (C4-C14) 알킬 아크릴레이트[예:부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트,2-에틸헥실 아크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 (라우릴) 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 테트라데실 아크릴레이트, 아릴 아크릴레이트 및 알크아릴 아크릴레이트(예:벤질 아크릴레이트, 노닐페닐 아크릴레이트)],(C6-C16) 알킬 메타크릴레이트[에:헥실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 노닐 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 도데실 (라우릴) 메타크릴레이트, 테트라데실 메타크릴레이트」,(C4-C12) 알킬 스티렌(예:p-n-옥틸스티렌), 아크릴아미드(예:N-옥타데실 아크릴아미드), 이소프렌, 부타디엔, 및 이들 단량체의 혼합물이 있다. 이들 단량체 중, 이소데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트가 가장 바람직하다. 일작용성 단량체는 일반적으로 단량체 성분의 30 내지 약 80중량%, 더 바람직하게는 약 50 내지 약 65중량%를 차지한다.
HIPE의 오일상에 사용되는 단량체 성분은 또한 생성된 중합체성 발포체 구조물에 스티렌에 의해 제공되는 인성과 거의 군등한 인성을 부여할 수 있는 하나 이상의 일작용성 공단량체를 포함한다. 더 단단한 발포체는 손상없이 실질적으로 변형하는 능력을 나타낸다. 이들 일작용성 공단량체 종류로는 스티렌계 공단량체(예컨대, 스티렌 및 에틸 스티렌) 또는 다른 단량체 종류(예:메틸 메타크릴레이트)를 들 수 있으며, 이 때 관련 단독중합체는 인성을 설명하는 것으로서 널리 공지되어 있다. 이러한 종류의 바람직한 일작용성 공단량체는 스티렌계 단량체이고, 스티렌과 에틸 스트렌이 이러한 종류중 가장 바람직한 단량체이다. 일작용성 인성화 공단량체는 일반적으로 단량체 성분의 약 5 내지 약 40중량%, 바람직하게는 약 15 내지 약 25중량%, 가장 바람직하게는 약 18 내지 약 24중량%를 차지할 것이다.
특정한 경우, 인성화 공단량체는 또한 생성된 중합체에 원하는 고무상 특성을 부여할 수 있다. C4-C12 알킬 스티렌, 특히 p-n-옥틸스티렌이 이러한 공단량체의 예이다. 이러한 공단량체에 있어서, 단량체 성분에 포함될 수 있는 양은 전형적인 단량체와 공단량체를 합한 양일 것이다.
단량체 성분은 또한 제 1(및 임의로는 제 2) 다작용성 가교결합제를 포함한다. 일작용성 단량체 및 공단량체에서와 마찬가지로, 가교결합제의 특정 종류 및 양의 선택은 구조적, 기계적 특성과 유체 취급 특성이 바람직하게 조화된 바람직한 중합체성 발포체의 최종 실현에 매우 중요하다.
제 1 다작용성 가교결합제는 디비닐벤젠, 트리비닐벤젠, 디비닐톨루엔, 디비닐크실렌, 디비닐나프탈렌, 다비닐알킬벤젠, 디비닐페탄트렌, 디비닐비페닐, 디비닐디페닐메탄, 디비닐벤질, 디비닐페닐에테르, 디비닐디페닐 실파이드, 디비닐푸란, 디비닐실파이드, 디비닐 설폰 및 이들의 혼합물과 같은 둘 이상의 활성화된 비닐 기를 함유하는 광범위한 단량체로부터 선택할 수 있다. 디비닐벤젠은 전형적으로 에틸 스티렌과의 약 55:45 비의 혼합물로서 입수할 수 있다. 이러한 비율은 하나 이상의 다른 성분으로 오일상올 강화하도록 변화될 수 있다. 일반적으로, 혼합물을 에틸 스티렌 성분으로 강화하면서 동시에 단량체 블렌드중의 스티렌의 양을 감소시키는 것이 유리하다. 디비닐벤젠 대 에틸 스티렌의 바람직한 비는 약 30:70 내지 55:45, 가장 바람직하게는 약 35:65 내지 약 45:55이다. 에틸 스티렌이 더 많이 포함되면, 생성된 공중합체의 Tg를 스티렌 정도까지 증가시키지 않고도 필요한 인성이 부여된다. 이러한 제 1 가교결합제는 일반적으로 단량체 성분의 약 5 내지 약 25중량%, 더 바람직하게는 약 12 내지 약 20중량%, 가장 바람직하게는 약 12 내지 약 18중량%의 양으로 HIPE의 오일상에 포함시킬 수 있다.
임의의 제 2 가교결합제는 다작용성 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 이들의 혼합물 중에서 선택할 수 잇다. 이들로는 디-, 트리- 및 테트라-아크릴레이트, 디-, 트리- 및 테트라-메타크릴레이트, 디-, 트리- 및 테트라-아크릴아미드, 디-, 트리- 및 테트라-메타크릴아미드, 및 이들 가교 결합제의 혼합물이 있다. 적합한 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 가교결합제는 1,10-데 칸디 을,1,8-옥탄디 을,1,6-헥산디 을,1,4-부탄디 을,1,3-부탄디 을,1,4-부트-2-엔디올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리메틸을프로판, 펜타에리트리톨, 하이드로퀴논, 카테콜, 레조르시놀, 트리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 소르비톨 등을 포함하는 디을, 트리을 및 테트라을로부터 유도할 수 있다. (아크릴아미드 및 메타크릴아미드 가교결합제는 균등한 디아민, 트리아민 및 테트라아민으로부터 유도할 수 있다.) 바람직한 디을은 탄소원자를 2개 이상, 더 바람직하게는 4개 이상, 가장 바람직하게는 6개로 갖는다. 이러한 제 2 가교결합제는 일반적으로 단량체 성분의 0 내지 약 15중량%, 바람직하게는 0 내지 약 13중량%의 양으로 HIPE의 오일상에 포함될 수 있다.
이론에 결부시키지 않고, 제 2 가교결합제는 동등한 양의 제 1 또는 제 2 가교결합제를 단독으로 사용한 경우보다 더 효율적으로 강성을 발달시키는 더 균일하게 가교결합된 구조물을 생성시키는 것으로 생각된다. 제 2 가교결합제는 또한 유리에서 고무로의 전이 영역을 넓히는 효과를 갖는다. 이러한 더 넓은 전이 영역은 사용된 두 가교결합제 종류의 상대적인 양을 조절함으로써 사용온도에서 특정 강도 및 탄성 요건을 충족시키도록 변화시킬 수 있다. 따라서, 제 1 종류의 가교결합제만을 함유하는 발포체는 상당히 좁은 전이 영역올 나타낼 것이다. 제 2 가교결합제의 양을 증가시키는 것은, 그 자체의 실제 전이온도는 변하지 않을지라도 전이 영역을 넓히는 작용을 한다.
HIPE의 오일상의 대부분은 전술한 단량체, 공단량체 및 가교결합제를 포함할것이다. 본질적으로 이들 단량체, 공단량체 및 가교결합제는 실질적으로 수불용성이어서 이들은 주로 오일상에 가용성이며 수상에는 가용성이지 않다. 이러한 실질적으로 수불용성인 단량체를 사용한 결과, 적당한 특징의 HIPE 및 안정성이 실현될것이다. 물론, 본원에 사용된 단량체, 공단량체 및 가교결합제는 생성된 중합체성 발포체가 적절하게 무독성이고 적당하게 화학적으로 안정하도록 하는 종류인 것이 매우 바람직하다. 이들 단량체, 공단량체 멎 가교결합제는 바람직하게는 후중합발포체 가공 및/또는 사용하는 동안 매우 낮온 잔류 농도로 존재한다면 독성이 거의 없거나 전혀 없다.
오일상의 다른 필수 성분은 안정한 HIPE를 형성하게 하는 유화제이다. 유화제 성분은 제 1 유화제 및 임의로는 제 2 유화제를 포함한다. 적합한 제 1 유화제는 (1) HIPE의 오일상에 가용성이고,(2) 약 1 내지 약 10다인/cm, 바람직하게는 약 2 내지 약 8다인/cm의 최소 오일상/수상 계면장력(interfacial tension,IFT)을 제공하고,(3) 약 5중량% 이하, 바람직하게는 약 3중량% 이하의 임계 집합 농도(critical aggregate concentration, CAC)를 제공하고,(4) 관련 액적 크기 및 관련 가공 조건(예컨대, HIPE 형성 및 중합 온도)에서 유착에 대하여 충분히 안정한 HIPE를 형성하고,(5) 바람직하게는 HIPE의 오일상과 수상 사이의 계면장력을 낮출 수 있는 고농도의 계면활성 성분을 갖는 것이다. 이론에 결부시키지 않고, 계면 활성 성분의 농도는 바람직한 액적 크기, 수:오일 비, 및 유화제 양에서 불연속 오일상 액적에 대하여 적어도 단층으로 차폐시키기에 충분히 높아야 한다고 생각된다. 또한 높은 최소 오일상/수상 IFT 및 낮은 CAC가 조합되면 본 발명의 바람직한 평균 세포 및 개구부 크기를 갖는 발포체의 형성시 적합하게 큰 액적을 갖는 안정한 HIPE의 형성이 용이한 것으로 생각된다. 전형적으로, 이러한 제 1 유화제는 (6) 약 30℃ 이하의 용융 및/또는 고체-액체 결정질 상전이 온도를 가지고,(7) 수분산성이고,(8) 실질적으로 수불용성이거나 적어도 사용조건하에 수상으로 거의 배분되지 않는다. 제 1 유화제는 소수성 표면(에컨대, 중합체성 발포체)에 도포될때 충분한 습윤성을 제공하여 합성 뇨에 대한 전진 접촉각도가 90。미만(바람직하게는 실질적으로 미만)인 것이 바람직하다. IFT 및 CAC의 측정 방법은 하기의 시험 방법 부분에 기술되어 있다.
제 1 유화제는 특히 단독으로 사용하는 경우, 전형적으로 선형의 불포화C16-C22지방산의 디글리세롤 모노에스테르, 분지상 C16-C24지방산의 디글리세롤 모노에스테르, 분지상 C16-C24알콜의 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형의 불포화C16-C22알콜의 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형의 포화 C12-C14알콜의 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형의 불포화 C16-C22지방산의 솔비탄 모노에스테르, 분지상 C16-C24지방산의 솔비탄 모노에스테르, 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 유화 성분을 약 40% 이상, 바람직하게는 약 50% 이상, 가장 바람직하게는 약 70% 이상으로 포함한다. 바람직한 제 1 유화제는 디글리세롤 모노을리에이트(예컨대, 바람직하게는 약 40%보다 크고, 바람직하게는 약 50%보다 크고, 가장 바람직하게는 약 70% 보다 큰 모노을리에이트) 및 솔비탄 모노을리에이트(예컨대, 약 40%보다 크고, 더바람직하게는 약 50%보다 크고, 가장 바람직하게는 약 70%보다 큰 솔비탄 모노을리에이트) 및 디글리세롤 모노이소스테아레이트(예컨대, 바람직하게는 약 40%보다 크고, 더 바람직하게는 약 50%보다 크고, 가장 바람직하게는 약 70%보다 큰 디글리세롤 모노이소스테아레이트)를 포함한다.
본 발명의 유화제로서 유용한 선형의 불포화 지방산 및 분지상 지방산의 디글리세롤 모노에스테르는 당분야에 널리 공지된 방법을 사용하여 디글리세롤을 지방산으로 에스테르화함으로써 제조할 수 있다. 예를 들어, 다이어 등에 의해 1992년 12월 11일자로 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호에 개시된 폴리 글리세롤 에스테르의 제조 방법을 참조한다. 디글리세롤은 구입하거나, 디글리세롤이 많은 폴리글리세롤로부터 분리할 수 있다. 선형의 불포화 및 분지상 지방산은 구입할 수 있다. 에스테르화 반응의 혼합 에스테르 생성물은 진공하에 1회 이상 분별 증류시켜, 디글리세롤 모노에스테르가 많은 증류 분별액을 얻을 수 있다.
예를 들어, A CMS-15A(뉴욕주 로체스터 소재의 C.V.C. 프로덕츠 인코포레이티드) 연속 14인치 원심분리 분자가 여전히 분별 증류에 사용된다. 전형적으로, 폴리글리세롤 에스테르 원료는 가열하면서 먼저 탈기 장치를 통하여 진공 증류를 일으키는 증류기의 가열된 증발기 원추로 계량된다. 유리종(bell jar) 표면에서 증류물을 수획하고, 이를 가열하여 증류물 제거를 용이하게 할 수 있다. 증류물 및 잔류물은 전달 펌프에 의해 연속적으로 제거한다. 생성된 혼합 에스테르 생성물의 지방산 조성은 고분해능 기체 크로마토그래피를 사용하여 걸정할 수 있다. 1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호를 참조한다. 생성된 혼합 에스테르 생성물의 폴리글리세롤 및 폴리글리세롤 에스테르 분포는 모세관 초임계 크로마토그래피에 의해 결정할 수 있다. 다이어 등에 의해 1992년 12월 11일자로 출원된 동시 계류증의 미국 특허원 제 989,270호를 참조한다.
선형의 포화된 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형의 불포화된 디글리세롤 모노지방족 에테르 또는 분지상 디글리세롤 모노지망족 에테르도 또한 제조할 수 있으며, 이들의 조성은 당분야에 널리 공지된 과정을 사용하여 결정할 수 있다.
스테펜 에이 골드만 등이1995년 1월 10일자로 출원한 동시 계류중인 미국 특허출원 제08/370,920호(사건번호 제 5540호)(본원에 참조로 인용됨)를 참조한다.
선형의 불포화된 지방산 및 분지상 지방산의 솔비탄 모노에스테르는 구입할 수 있거나 당분야에 널리 공지된 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들어 자키(Zaki) 등에게 1978년 7월 25일자로 허여된 미국 특허 제 4,103,047호(본원에 참조로 인용됨), 특히 칼럼 4, 제 32 행 내지 칼럼 5, 제 13 행을 참조한다. 혼합 솔비탄 에스테르 생성물을 분별적으로 진공 증류시켜 솔비탄 모노에스테르중에서 많은 조성물을 얻을 수 있다. 솔비탄 에스테르 조성물은 소분자 겔 투과 크로마토그래피와 같은, 당분야에 널리 공지된 방법에 의해 결정할 수 있다. 폴리글리세롤지방족 에테르에 대하여 이 방법을 사용하는 것을 기술하고 있는, 스테펜 에이 골드만 등이 로 출원한 동시 계류중인 미국 특허출원 제 08/370,920호(사건번호 제 5540호)(본원에 참조로 인용됨)를 참조한다.
제 1 유화제를 특정 제 2 유화제와 병용하는 경우, 제 1 유화제는 더 작은 양의 유화 성분, 즉 약 20% 정도의 유화 성분을 포함할 수 있다. 이들 제 2 유화제는 오일상에 제 1 유화제와 합께 적어도 동시 가용성이거나,(1) 특히 더 높은 물 대 오일 비, 및 더 높은 HIPE 형성 및 중합 은도에서 분산된 물방울의 유착에 대한 HIPE의 안정성을 증가시키거나,(2) 최소 오일상/수상 IFT 증가시키거나, (3) 유화제 성분의 CAC를 낮추거나,(4) 계면활성 성분의 농도를 증가시키기 위하여 포함시킬 수 있다. 이론에 결부시키지 않고, 유화제 성분의 높은 오일상/수상 IFT 및 낮은 CAC를 유지시키는 제 2 유화제의 능력은, 본 발명의 바람직한 평군 세포 크기 및 개구부 크기를 갖는 중합체성 발포체의 형성에 적합한 큰 액적 크기를 갖는, 안정한 높은 물:오일 비의 HIPE를 제조할 수 있는, HIPE 형성 온도 및 주입온도(예컨대, 약 5O℃ 이상)로 확장된다. 적합한 제 2 유화제는 장쇄의 C12-C22디지방족(dialiphatic), 단쇄의 C1-C4디지방족 4급 암모늄 염(에:디-탈로우(tallow)디메틸 암모늄 클로라이드, 비스트리데설 디메틸 암모늄 클로라이드, 및 디탈로우디메틸 암모늄 메틸설페이트), 장쇄의 C12-C22디알코일(알케노일)-2-하이드록시에틸, 단쇄의 C1-C4디지방족 4급 암모늄 염(예:디탈로우오일-2-하이드록시에틸 디메틸 암모늄 클로라이드), 장쇄의 C12-C22디지방족 이미다졸리늄 4급 암모늄 염(예:메틸-1-탈로우 아미도 에틸-2-탈로우 이미다졸리늄 메틸실페이트 및 메틸-1-올레일아미도 에틸-2-을레일 이미다졸리늄 메틸실페이트), 단쇄의 Cl-C4디지방족, 장쇄의 C12-C22모노지방족 벤질 4급 암모늄 염(예:디메틸 스테아릴 벤질 암모늄 클로라이드)을 비롯한 양이온 종류; 및 나트륨 설포숙신산의 C6-C18디지방족 에스테르(예:나트륨 실포숙신산의 디옥틸 에스톄르 및 나트륨 실포숙신산의 비스트리데실 에스테르)를 비롯한 음이온 종류; 및 이들 제 2 유화제의 혼합물일 수 있다. 이들 제 2 유화제는 구입할 수 있거나 당분야에 공지된 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
바람직한 제 2 유화제는 디탈로우 디메틸 암모늄 메틸 설페이트 및 디탈로우 디메틸 암모늄 메틸 클로라이드이다. 이러한 임의의 제 2 유화제를 유화제 성분에 포함시키는 경우, 제 1 유화제 대 제 2 유화제의 중량비는 약 50:1 내지 약 l:4, 바람직하게는 약 30:1 내지 약 2:1이다.
HIPE를 형성하는데 사용되는 오일상은 단량체 성분 약 85 내지 약 98중량% 및 유화제 성분 약 2 내지 약 15중량%를 포함할 것이다. 바람직하게는, 오일상은 단량체 성분 약 90 내지 약 97% 및 유화제 성분 약 3 내지 약 10중량%를 포함할 것이다. 오일상은 또한 다른 임의의 성분을 함유할 수 있다. 이러한 임의의 성분은 바스(Bass) 등에게 1994년 3월 1일자로 허여된 미국 특허 제 5,290,820호(본원에 참조로 인용됨)에 기술된 것과 같이, 당분야의 숙련자에게 널리 공지된 일반적인 유형의 지용성 중합 개시제이다. 다른 바람직한 임의의 성분은 장애 아민 광 안정화제(Hindered Amine Light Stabilizer, HALS) 및 장애 페놀 안정화제(Hindered Phenolic Stabilizers, HPS)와 같은 산화방지제이다. 다른 임의의 성분으로는 충진제, 색소, 연쇄이동제, 용해 중합체 등이 있다.
2 . 수상 성분
수상에 이온 강도를 부여할 수 있는 모든 전해질이 사용될 수 있다. 바람직한 전해질은 예로써 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 염화물, 질산염 및 황산염 등의 수용성 할로겐화물과 같은 1가,2가 또는 3가 무기염이다. 예로써 염화나트륨, 가장 바람직하다. 일반적으로, 전해질은 수상의 약 0.2 내지 약 20중량% 범위의 농도로 HIPE의 수상에 사용된다. 더욱 바람직하게, 전해질은 수상의 약 1 내지 약 10중량%를 포함한다.
HIPE는 전형적으로 중합 개시제를 함유한다 상기 개시제 성분은 일반적으로 HIPE의 수상에 첨가되고, 이는 통상적인 수용성 유리 라디칼 개시제일 수 있다. 이들로는 나트륨, 칼륨 및 암모늄 과황산염 등의 과산소 화합물, 과산화수소, 과아세트산나트륨, 과탄산나트륨 등이 있다. 통상의 산화환원 개시제 시스템이 사용될 수도 있다. 상기 시스템은 상술된 과산소 화합물을 중아황산나트륨, L-아스코르브산 또는 제 1철 염 등의 환원제와 배합함으로써 형성된다.
개시제는 오일상에 존재하는 중합성 단량체의 전체 몰을 기준으로 약 20몰% 이하로 존재할 수 있다. 더욱 바람직하게, 개시제는 오일상 중 중합성 단량체의 전체 몰을 기준으로 약 0.001 내지 약 10몰의 양으로 존재한다.
3. 친수성 계면활성제 및 수화성 염
HIPE 발포체 구조를 형성하는 중합체는 바람직하게 극성 작용기가 실질적으로 없다. 이는 중합체성 발포체가 특성에 있어서 비교적 소수성임을 의미한다.
소수성 발포체는 소수성 유체의 흡수가 요구되는 경우 유용성올 발견할 수 있다.이러한 부류의 사용은 기어류 기름의 경우에서와 같이 오일성 성분을 물과 혼합하고, 오일성 성분을 분리하고 단리하는 경우를 포함한다.
상기 발포체가 쥬스, 우유 등의 수성 유체및 세정용 유체 및/또는 뇨 둥의 체액에 대한 흡수체로서 사용될 경우, 이들은 일반적으로 발포체를 비교적 더욱 친수성화시키기 위해 추가의 처리가 필요하다. 발포체의 친수성화는, 필요할 경우,일반적으로 하기 보다 자세히 기술되는 방식으로 HIPE 발포체를 친수성화 계면활성제로 처리함으로써 달성될 수 있다.
상기 친수성화 계면활성제는 중합체성 발포체 표면의 수 습윤성을 증진시키는 모든 물질일 수 있다. 이들온 당해 분야에 공지되어 있고, 다양한 계면활성제, 바람직하게는 비이온성 유형의 계면활성제를 포함할 수 있다. 이들은 일반적으로 액체 형태이고, HIPE 발포체 표면에 가해지는 친수성화 용액에 용해될 수 있거나 분산될 수 있다. 상기 방식에서, 친수성화 계면활성제는 발포체의 표면을 실질적으로 친수성화 시키기에 적합하지만 발포체의 원하는 가요성 및 압축 변형 특성을 실질적으로 손상시키지 않는 양으로 바람직한 HIPE 발포체에 의해 흡수될 수 있다.
상기 계면활성제는 디글리세롤 모노을리에이트, 솔비탄 모노을리에이트 및 디글리 세롤 모노이소스테아레이트 등의 HIPE용 오일상 유화제로서 사용하기 위해 앞서 기술한 모든 계면활성제를 포함할 수 있다. 바람직한 형태에서, 친수성화 계면활성제는 발포체 구조에 남아있는 제제의 잔류량이 발포체의 약 0.5 내지 약 15중량%, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6중량%이도록 혼입한다.
HIPE 발포체 구조내로 전형적으로 혼입되는 또다른 물질은 수화성, 바람직하게는 흠습성 또는 흠습용해성, 수용성 무기염이다. 상기 염으로는, 예를 들면 독물학적으로 허용가능한 알칼리 토금속 염이 있다. 이러한 유형의 염, 및 발포체 친수성학 계면활성제로서 유용성 게면활성제와 함께 이들을 사용한 것은 1994년 10월 4일자로 데스마라이스에게 허여된 미국 특허 제 5,352,711호에 보다 상세히 기술되어 있고, 이의 개시는 참조로 혼입되어 있다. 상기 유형의 바람직한 염은 염화칼슘 등의 칼슘 할로겐화물을 포함하고, 이는 앞서 주지된 바와 같이 HIPE중 수상 전해질로서 사용될 수도 있다.
수화성 무기염은 상기 염의 수용액으로 발포체를 처리함으로써 쉽게 혼입될수 있다.
염 용액은 일반적으로 금방 중합된 발포체로부터 잔류하는 수상을 제거하는 공정이 완료된 후, 또는 이의 일부로서 발포체를 처리하기 위해 사용될 수 있다.상기 용액으로 발포체를 처리하면 바람직하게 염화칼슘 등의 수화성 무기염이 발포체의 약 0.1중량% 이상, 전형적으로는 약 0.1 내지 약 12% 범위의 잔류량으로 침착된다.
이러한 비교적 소수성인 발포체를 친수성화 계면활성제(수화성 염의 존재 또는 부재하에)로 처리하는 것은 전형적으로 발포체에 적합한 친수성을 부여하기 위해 필요한 정도로 수행된다. 그러나, 바람직한 HIPE 유형의 일부 발포체는 제조될 때 적절히 친수성이고, 이의 내로 충분한 양의 수화성 염이 혼입되어 추가로 친수성화 계면활성제 또는 수화성 염으로 처리할 필요가 없다. 특히, 상기 바람직한 HIPE 발포체는 앞서 기술한 일정한 오일상 유화제 및 염화칼습이 HIPE에 사용되는 것을 포함한다. 이러한 경우, 분산상 중합된 발포체 계면활성제는 적절히 친수성이고,이는 실행가능한 정도로 중합체성 발포체가 탈수된 후에도 충분량의 염화칼슘을 함유하거나 침착하는 잔류 수상 액체를 포함한다.
B. HIPE 발포체를 수득하기 위한 공정 조건 발포체 제조는 전형적으로
1) 안정한 고 분산상 유화액(HIPE)를 형성하고;
2) 상기 안정한 유화액을 고상 중합체성 발포체 구조물을 형성하기에 적합한 조건하에 중합/경화하고;3) 임의로 고상 중합체성 발포체 구조물을 세척하여 중합체성 발포체 구조물로부터 원래의 잔류 수상을 제거하고, 필요할 경우, 중합체성 발포체 구조물을 친수성화 계면활성제 및/또는 수화성 염으로 처리하여 요구되는 친수성화계면활성제/수화성 염올 침착시키고,4) 이후 상기 중합체성 발포체 구조물을 탈수하는 단계를 포함한다.
1. HIPE의 형성
HIPE는 앞서 특정화된 중량비로 오일상 및 수상 성분을 배합함으로써 형성된다. 오일상은 전형적으로 필수적인 단량체, 공단량체, 가교결합제 및 유화제, 뿐만 아니라 가소제, 항산화제, 방염제 및 쇄 종결제 등의 임의의 성분을 함유한다.수상은 전형적으로 전해질 및 중합 개시제, 뿐만 아니라 수용성 유화제 등의 임의의 성분을 함유한다.
HIPE는 배합된 오일 및 수상을 전단 교반하여 상기 배합된 상들로부터 형성될 수 있다. 전단 교반은 일반적으로 안정한 유화액을 형성하기 위해 필요한 정도및 시간 동안 가한다. 상기 공정은 배치형 또는 연속형으로 수행될 수 있고, 일반적으로 생성된 중합체성 발포체가 필수적인 세포 크기 및 다른 구조적 특성을 갖는정도로 수상 물방울이 분산되는 유화액을 형성하기에 적합한 조건하에서 수행된다.적합한 혼합 또는 교반 장치는 낮은 전단 혼합의 조건하에 유화액을 형성할 수 있는 장치이다. 오일상 및 수상 배합물의 유화는 종종 핀 추진기(pin impeller) 등의 혼합 및 교반 장치를 사용하는 것을 포함한다.
HIPE 등을 형성하는 바람직한 방법은 필수적인 오일상 및 수상을 배합하고 유화시키는 연속 공정을 포함한다. 상기 공정에서, 오일상올 포함하는 액체 스트림이 형성된다. 동시에, 수상을 포함하는 액체 스트림도 형성된다. 두개의 스트림은 앞서 특정화된 필수적인 오일상에 대한 물의 중량 비가 달성되도록 적절한 혼합실 또는 대역에서 배합된다.
혼합실 또는 대역에서, 배합된 스트림은 예로써 적합한 배위 및 치수의 핀추진기에 의해 제공되는 낮은 전단 교반을 일반적으로 받는다. 전단은 전형적으로 약 4000초-1이하, 바람직하게는 약 3000초-1이하의 속도에서 배합된 오일/수상 스트림에 가해진다. 일단 형성되면, 안정한 액체 HIPE는 혼합실 또는 대역으로부터 빼낼 수 있다. 연속 공정을 통해 HIPE를 형성하기 위한 바람직한 방법은 1992년 9월 22일자로 데스마라이스 등에게 허여된 미국 특허 제 5,149,720호에 보다 상세히 기록되어 있고, 이는 참조로 인용되어 있다. 또한 HIPE용 재순환 루프를 갖는 개선된 연속 공정을 기술한, 1995년 1월 10일자로 토마스 에이 데스마라이스에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제08/370,694호,(사건 번호 제 5543호)(본원에 참조로 인용됨)을 참조한다.
상기 HIPE에 사용되는 보다 강한 유화제 시스템의 특별한 이점은 HIPE 형성 및 주입 동안 혼합 조건이 약 50℃이상, 바람직하게는 60℃이상의 보다 상승된 온도에서 수행할 수 있다는 것이다. 전형적으로, HIPE는 약 60t 내지 약 99℃, 더욱 전형적으로는 약 65℃ 내지 약 95℃의 온도에서 형성될 수 있다.
2. HIPE의 중합/경화
형성된 HIPE는 일반적으로 적합한 반응 용기, 컨테이너 또는 영역내로 수집하거나 부어서 중합 및 경화시킨다. 한 실시태양에서, 반응 용기는 폴리에틸렌으로 구성된 튜브를 포함하고, 궁극적으로 중합된/경화된 고체 발포체 물질이 중합/경화가 원하는 정도로 수행된 후 추가의 가공동안 이로부터 쉽게 제거될 수 있다. HIPE를 용기내로 붓는 온도는 중합/경화 온도와 거의 동일한 것이 일반적으로 바람직하다.
적합한 중합/경화 조건은 단량체, 및 유화액(특히 사용된 유화제 시스템)의 오일상과 수상의 다른 보층물, 및 사용된 중합 개시제의 유형 및 양에 따라 달라진다. 그러나, 종종 적합한 중합/경화 조건은 약 50℃이상, 보다 바람직하게는 약 65℃이상,가장 바람직하게는 약 80t이상의 상승된 온도에서 약 2 내지 약 64시간동안, 보다 바람직하게는 약 2 내지 약 64시간 동안 HIPE를 유지함을 포함한다.
사용된 보다 강한 유화제 시스템의 이점은 중합/경화가 보다 높은 온도에서 수행될 경우 합체화가 최소화된다는 것이다.
HIPE는 1993년 2월 23일자로 브라운스콤(Brownscombe) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,189,070호(본원에 참고로 인용됨)에 기술된 바와 같은 단계로 경화될 수도 있다.
다공성 수-충진된 연속기포형 HIPE 발포체는 전형적으로 중합/경화후 튜브등의 반응 용기내에서 수득한다. 상기 중합된 HIPE 발포체는 전형적으로 시이트형 발포체로 절단하거나 자른다. 중합된 HIPE 발포체의 시이트는 후속적인 처리/세척 및 탈수 단계 동안의 공정에 보다 용이할 뿐만 아니라 흡수 제품에 사용하기 위한 HIPE 발포체를 제조하는데에 용이하다.
중합된 HIPE 발포체를 전형적으로 절단/분할하여 약 0.08 내지 약 2.5cm의 범위 두께를 제공한다.
3. HIPE 발포체의 처리/세척
형성된 고상 중합 HIPE 발포체는 일반적으로 HIPE를 제조하기 위해 사용된 잔류 수상 물질로 충진된다. 상기 잔류 수상 물질(일반적으로 전해질, 잔류 유화제 및 중합 개시제의 수용액)은 추가의 가공 및 발포체의 사용 전에 적어도 부분적으로 제거되어야 한다. 원래의 수상 물질을 제거하는 것은 일반적으로 발포체 구조물을 압축하여 잔류 액체를 압출하고/하거나 발포체 구조물을 물 또는 다른 수성세척액으로 세척함으로써 수행된다. 종종 몇몇 압축 및 세척 단계가, 예를 들면 2 내지 4희 사용된다.
원래의 수상 물질을 요구된 정도로 제거한 후, 필요할 경우 HIPE 발포체를 연속 세척에 의해 적합한 친수성화 계면활성제 및/또는 수화성 염의 수용액으로 처리할 수 있다. 사용될 수 있는 친수성화 계면활성제 및 수화성 염은 앞서 기술되었다. 주지된 바와 같이, HIPE 발포체를 친수성화 계면활성제/수화성 염 용액으로 처리하는 것은, 필요할 경우, 원하는 양의 친수성화 계면활성제/수화성 염이 혼입되고 발포체가 선택된 시험 액체에 대해 바람직한 접착 인장값을 나타낼때까지 지속한다.
일정한 흡수체 용도를 위해, 발포체로부터 대부분의 잔류 전해질(즉, 수화성염)을 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 이들 염의 제거는 흡수 겔화물질을 함유하는 유체 저장 성분을 갖기도 하는 흡수 코어(하기 기술됨)에 발포체가 사용되어야 하는 경우 특히 중요하다. 이러한 여건에서, 발포체중 잔류 수화성염의 수준은 세척 단계 동안 가능한한 많이, 전형적으로 약 2%이하, 바람직하게는 약 0.5%이하로 감소한다. 염올 제거한 후, 전형적으로 발포체를 다시 친수성화시키기 위해 적합한 친수성화 계면활성제의 유효량으로 HIPE 발포체를 처리할 필요가 있다.
4. 발포체 탈수
HIPE발포체를 처리/세척한 후, 일반적으로 이를 탈수한다. 탈수는 발포체를 압축시켜(바람직하게는 z-방향으로) 남은 물을 압출하고, 발포체 및 이의 내부물에 약 60 내지 약 200℃의 온도를 가하거나 초단파 처리하고, 진공 탈수하거나 또는 압축 및 열 건조/초단파/진공탈수 기법을 조합하여 달성될 수 있다. 탈수 단계는 일반적으로 HIPE 발포체가 사용될 준비가 완료되고 실행가능하도록 건조될 때까지 수행한다. 종종, 상기 압축 탈수된 발포체는 건조 중량을 기준으로 약 50 내지 500중량%, 보다 바람직하게는 약 50 내지 약 200중량%의 물(수분) 함량을 갖는다. 이후, 건조 중량을 기준으로 약 5 내지 약 40중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 15중량%가 되도록 압축된 발포체를 열로 건조시킬 수 있다.
Ⅲ. 중합체성 발포체의 용도
A. 개요
본 발명에 따른 중합체성 발포체는 일회용 기저귀 뿐만 아니라 다른 횹수 제품의 흡수 코어에 널리 유용하다. 이러한 발포체는 또한 환경 폐기유 흡수체, 붕대 또는 의류의 흡수 성분으로서 사용할 수 있고, 다양한 표면에 페인트를 도포하기 위해 사용할 수 있고, 마른 자루걸레(dust mop head), 젖은 자루 걸레, 유체의 분무기, 포장, 신발에서 냄새/수분 흡수체로서, 쿠션, 장갑 및 많은 다른 용도를 위해 사용될 수 있다.
B. 흡수 제품
본 발명의 흡수성 발포체는 다양한 흡수 제품을 위해 흡수 구조체의 하나 이상의 부분으로서 특히 유용하다. 본원에서 흡수 제품은 실금자 또는 제품의 사용자에 의해 분비되는 상당량의 뇨 또는 물기 많은 배실물(실사) 등의 다른 유체를 흡수할 수 있는 소비 제품을 의미한다. 상기 흡수 제품의 예로는 일회용 기저귀,실금자용 가멘트, 탐폰 및 생리대 등의 생리용품, 일회용 트레이닝 팬츠, 베드 패드 등이 있다. 본원에서 흡수성 발포체 구조물은 특히 기저귀, 생리대, 탐폰, 실금자용 패드 또는 가멘트, 의류 차폐물 등의 제품이 사용하기에 적합하다.
본 발명의 흡수성 발포체는 이의 연성, 반탄성 구조 및 물리적 강도에 의해 양호한 미관을 제공한다. 시이트 형태로, 상기 흡수성 발포체는 또한 다양한 흡수 제품에 사용하기 위한 배위에 비교적 용이할 수 있다. 섬유성 흡수 성분과 반대로, 이들 흡수성 발포체는 사용동안 전체 외관 및 구조, 즉 밀도, 형상, 두께 등이 크게 변하지 않고 유지된다. 흡수성 발포체가 수성 유체에 의해 가소화되지 않으므로, 젖을 경우 이의 기계적 특성은 크게 변화되지 않고 유지된다.
본 발명의 발포체는 신속하게 수성 유체를 포획하고 분배하므로, 이들은 흡수 코어의 포획/분배 성분으로서 특히 유용하다. 포획/분배 발포체는 비교적 높은모세관 흡수 압력 및 중량당 용량 특성을 배합하여 이들이 중력의 도움을 받아 또는 이의 도움 없이 유체를 포획할 수 있도록 함으로써, 착용자의 피부를 건조하게유지시킨다. 높은 용량(제공된 중량당)은 가볍고, 효과적인 제품을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 흡수성 발포체는 포획된 유체를 효과적으로 다른 흡수 성분으로 제공할 수 있으므로, 하부의 유체 저장/재분배 성분을 추가로 함유하는 다층 흡수 코어에서 상부의 포획/분배 성분으로서 특히 유용하고, 여기서 발포체는 흡수 코어가 상면시이트 및 배면시이트 사이에 위치하여 흡수제품을 형성한다. 본 발명의 목적을 워해, 다층 흡수코어의 상부 층은 착용자의 신체와 비교적 가깝다(즉, 제품 상면시이트에 가장 가까운 충). 하부 층은 반대로 착용자의 신체로부터 비교적 멀리 떨어진 다층 흡수 코어의 한 층(즉, 제품 배면시이트와 가장 가까운 층)을 의미한다. 이러한 하부의 유체 저장/재분배 층은 (상부의) 유체 포획/분배 층의 아래 위치하고 이와 함께 유체와 연통되도록 하기 위해 전형적으로 흡수 코어내에 위치한다. 하부 저장/재분배 층은 1991년 10월 29일자로 골드만 등에게 허여된 미국 특허 제 5,061,259호,1987년 3월 31일자로 브란트 등에게 허여된 미국 특허 제 4,654,039호(1988년 4월 19일자로 제 32,649호로 재 허여됨),1987년 5월 19일자로 츠바키모토에게 허여된 미국 특허 제 4,666,983호 및 1986년 11월 25일자로 츠바키모토에게 허여된 제 4,625,001호에 개시된 것과 같은 흡수 겔화 물질(이들 모두는 참고로 인용됨);1992년 4월 7일자로 로 등에게 허여된 미국 특허 제5,102,597호 및 1994년 6월 23일자로 레자이 등에게 허여된 미국 특허 제5,324,561호에 개시된 바와 같은 흡수 겔화 물질로부터 제조된 흡수 거대구조체(이들 둘다는 참고로 인용됨);1981년 4월 7일자로 린드세이(Lindsay) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,260,443호,1984년 8월 21일자로 페더센(Pedersen) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,467,012호,1987년 12월 29일자로 랭(Lang)에게 허여된 미국 특허 제 4,715,918호,1989년 7월 25일자로 패커드(Packard) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,851,069호,1990년 8월 21일자로 오스본에게 허여된 미국 특허 제 4,950,264호,1991년 2월 19일자로 버나딘(Bernardin) 등에게 허여된 미국 특허 제4,994,037호,1991년 4월 23일자로 버나딘에게 허여된 미국 특허 제 5,009,650호, 1991년 4월 23일자로 오스본에게 허여된 미국 특허 제 5,009,653호,1992년 7월 7일자로 마쿠이(Makoui)에게 허여된 미국 특허 제 5,128,082호,1992년 9월 22일자로 켈렌버거(Kellenberger) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,149,335호 및 1993년 1월 5일자로 버나딘에게 허여된 미국 특허 제 5,176,668호에 개시된 바와 같은 두개의 티슈 층 사이에 박충된 흡수 겔화 물질(이들 모두는 참고로 인용됨);및 1993년 12월 7일자로 데스마라이스 등에게 허여된 미국 특허 제 5,268,224호,1992년 12월 11일자로 다이어(Dyer) 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호, 및 1995년 1월 10일자로 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제08/370,922호, (사건 번호 제 5541호)(참고로 인용됨)에 개시된 바와 같은 포획된 유체를 저장할 수 있는 흡수성 발포체를 함유하는 것을 포함하는 다양한 유체 저장/재분배 성분을 포함할 수 있다.
상기 다층 흡수 코어에서 유체 포획/분배 발포체 성분 및 유체 저장/재분배성분의 위치적 관계에 있어서, 이들 성분이 서로서로 효과적으로 유체 연통되고 각각의 성분이 흡수 제품내로 분비될 것으로 에상되는 양의 수성 체액을 효과적으로 보유하고/하거나 수송하기에 층분하기만 하면 특빌한 기준은 없다. 흡수 코어 내의 유체 포획/분배 발포체 성분 및 유체 저장/재분배 성분 사이의 적합한 관계는 적층된 배위로 이들 성분을 위치시키는 것이다. 상기 적층된 배위에서, 유체 포획/분배 발포체 성분은 하부층의 형태인 아래쪽의 유체 저장/재분배 성분을 덮는 상부 발포체 층을 포함한다. 이들 두 유형의 층은 단지 흡수 코어의 상부 및 하부 대역을 지칭하는 것으로 단일층 또는 시이트에 제한될 필요가 없음을 이해하여야 한다. 유체 포획/분배 대역, 에로써 상부층 및 유체 저장/재분배 대역, 예로써 하부층 둘다는 필수적인 유형의 몇몇 층을 포함할 수 있다. 따라서, 본원에 사용될 경우, 층이란 층들 및 적층을 포함한다.
흡수 제품은 전형적으로 유체 불투과성 배면시이트, 배면시이트에 결합되거나 이와 연결된 유체 투과성 상면시이트, 및 배면시이트와 상면시이트 사이에 위치한 본 발명에 따른 흡수 코어를 포함한다. 상면시이트는 흡수 코어의 신체 접촉부에 인접하여 위치한다. 상면시이트는 바람직하게 당해 분야에 공지된 바와 같은 부착 수단에 의해 배면시이트에 결합된다. 본원에서, 결합된이란 이로 인해 한 요소를 다른 요소에 직접적으로 고착시킴으로써 요소를 다른 요소에 고정시키는 배위 및 한 요소를 다른 요소에 고착된 중간 부재(들)에 고착시킴으로써 간접적으로 다른 요소에 고정시키는 배위를 포함한다. 바람직한 흡수 제품에서, 상면시이트 및 배면시이트는 이의 주변부에서 서로 직접적으로 결합한다.
배면시이트는 전형적으로 체액에 불투과성이고, 다른 가요성 유체 불투과성 물질을 사용할 수도 있지만, 바람직하게는 얇은 플라스틱 필름으로 제작한다. 본원에서 가요성이란 신체의 일반적인 형태 및 굴곡에 유하고 쉽게 순응하는 물질을 지칭한다. 배면시이트는 흡수 코어에 흡수되고 수용된 체액이 제품과 접촉한 의류, 예로써 팬츠, 파자마, 언더가멘트 등을 적시는 것을 방지한다. 배면시이트는 직물 또는 부직물, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 열가소성 필름과 같은 중합체 필름, 또는 필름-피복된 부직물 등의 복합 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 배면시이트는 약 0.012mm(0.5밀) 내지 약 0.051mm(2.0밀) 두께의 폴리에틸렌 필름이다. 예를 들면, 폴리에틸렌 필름은 상품명 P18-0401 하에 오하이오주 신시내티 소재의 클로패이 코포레이션(C1opay Corporation)에 의해, 상품명 XP-39385하에 인디애나주 테레 하우트 소재의 에틸 코포레이션, 비스퀸 디비즌(Ethyl Corporation, Visqueen Division)에 의해 제작된다. 배면시이트는 바람직하게 엠보싱되고/되거나 매트 마감처리되어 보다 천과 같은 외관을 제공한다. 추가로, 배면시이트는 증기가 흡수 코어로부터 방출되는 것을 허용하지만(즉, 숨을 쉰다), 전체 유체가 배면시이트를 통과하는 것을 방지한다.
상면시이트는 착용자의 피부에 유하고 연성 감촉을 주며 무자극성이다. 또한, 상면시이트는 이의 두께를 통해 체액이 용이하게 투과하도록 허용하는 유체 투과성이다. 적합한 상면시이트는 직물 및 부직물, 천공된 성형 열가소셩 필름, 천공된 플라스틱 필름 및 수력형성된 열가소셩 필름 등의 중합체 물질, 다공성 발포체, 망상 발포체, 망상 열가소성 필름 및 열가소성 스크림 등의 광범위한 물질로부터 제작될 수 있다. 적합한 직물 및 부직물은 천연 섬유(에:울 또는 면 섬유), 합성 섬유(예:폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 섬유 등의 중합체 섬유) 또는 천연 및 합성 섬유의 배합물로 구성될 수 있다.
본 발명의 흡수 제품에 사용하기에 바람직한 상면시이트는 매우 부푼 부직 상면시이트 및 천공된 성형 필름 상면시이트로부터 선택된다.
천공된 성형 필름은 체액에 투과성이지만 비흡수성이고 유체를 역통과시키고착용자 피부를 재습윤시키는 경향이 적으므로 상면시이트에 특히 바람직하다. 이에 따라, 신체와 접촉된 성형 필름의 표면은 건조하게 유지되고, 이에 따라 신체가 오염되는 것을 감소시키고 착용자는 보다 편안함을 느끼게 된다. 적합한 성형 필름은 1975년 12월 30일자로 톰슨에게 허여된 미국 특허 제 3,929,135호,1982년 4월 13일자로 물란(Mullane) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,324,246호,1982년 8월 3일자로 라델 등에게 허여된 미국 특허 제 4,342,314호,1984년 7월 31일자로 아아(Ahr) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,463,045호, 및 1991년 4월 9일자로 베어드에게 허여된 미국 특허 제 5,006,394호에 기술되어 있다. 이들 특허 각각은 본원에 참고로 인용되어 있다. 적합한 미세천공된 성형 필름 상면시이트는 1986년 9월 2일자로 쿠로(Curro) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,609,518호 및 1986년 12월 16일자로 쿠로 등에게 허여된 미국 특허 제 4,629,643호에 개시되어 있고, 이는 참고로 인용되어 있다.
성형 필름 상면시이트의 신체 표면은;유체가 흡수 구조체 내로 유동되어 이에 의해 흡수되기 보다는 상면시이트 너머로 유동되는 경향을 감소시키기 위해 신체 표면이 친수성이 아닌 경우 보다 빨리 상면시이트를 통해 체액이 수송되는 것을 돕기 위해 친수성일 수 있다. 바람직한 실시태양에서,1991년 11월 19일자로 아지즈(Aziz) 등에 의해 출원된 Absorbent Article Having A Nonwoven and Apertured Film Coversheet란 명칭의 미국 특허원 제 07/794,745호에 기술된 바와 같이 성형 필름 상면시이트의 중합체 물질내로 계면활성제를 혼입한다. 다르게는, 상면시이트의 신체 표면은 본원에 참고로 인용된 상기 언급된 미국 특허 제 4,950,254호에기술된 바와 같은 계면활성제로 이를 처리함으로써 친수성화 될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시태양에서, 흡수 코어의 포획/분배 층은 상면시이트 및 흡수 코어의 저장/재분배 충에 관한 특이적인 위치 관계로 놓인다. 더욱 상세히, 코어의 포획/분배 층은 분비된 체액을 포획하여 코어의 다른 영역으로 유체를수송하기 위해 효과적으로 자리잡도록 위치된다. 따라서, 포획/분배 충은 체액의분비 지점 부근을 포함할 수 있다. 이러한 영역은 가랑이 영역, 및 바람직하게 남성이 착용하는 제품의 경우, 기저귀의 앞부분에 뇨의 분비가 발생하는 영역올 포함한다. 기저귀에서, 흡수 제품의 전면은 착용자의 전면상에 위치되도록 의도된 흡수 제품의 부분을 의미한다. 또한 남성 착용자를 위하여, 포획/분배 층은 착용자의 전면 허리 영역 부근으로 신장되어 남성 착용자의 경우 기저귀 전면에 일어는비교적 높은 유체 적재량을 효과적으로 포획하고, 다양한 방향으로 분비되는 것을보강할 수 있는 것이 바람직하다. 상응하는 흡수 제품 영역은 흡수 제품의 디자인및 적합성에 따라 변할 수 있다.
기저귀의 제작시, 코어의 포획/분배 층은 신장된 상면시이트 및/또는 저장/재분배 층에 대하여 상면시이트 길이의 약 50%, 바람직하게는 75% 이상 및 저장/분배 층 길이의 약 50% 내지 약 120%에 상응하는 면적으로 신장되기에 층분한 길이가되도록 위치될 수 있다. 포획/분배 발포체 층은 체액의 분출물을 포획하고 유체분비물이 직접 저장/재분배 충 상으로 이동하는 것을 방지하기에 충분한 폭을 가져야 한다. 일반적으로, 기저귀의 경우 포획/분배 층의 폭은 약 5cm이상, 바람직하게는 약 6cm이상이다.
상기 포획/분배 발포층의 위치를 결정하기 위해, 흉수 제품의 길이를 신장된 제품의 배면시이트의 가장 긴 정규적 종방향 치수로 정한다. 신장된 배면시이트의 가장 긴 정규적 치수는 착용자에 적용될 경우 제품과 관련하여 규정될 수 있다.
착용시, 배면시이트의 반대편 단부들을 함께 고정시켜 결합된 단부가 착용자 허리 부근에 환을 형성한다. 배면시이트의 정규 길이는 a) 가랑이를 통해 착용자의 배면 허리의 중간에서 배면시이트의 단부상의 지점으로부터 b) 착용가의 전면 허리의중간에서 배면시이트의 반대 단부상의 지점으로 배면시이트를 통해 이어지는 라인의 길이이다. 일반적으로 상면시이트의 크기 및 형상은 실질적으로 배면시이트와 일치 한다.
일반적인 경우, 통상적으로 흡수 제품의 형상 및 신장된 제품의 상면시이트의 정규 길이를 규정하는 흡수 코어의 저장/재분배 층은 코어의 저장/재분배 층의가장 긴 종방향 치수와 근접한다. 그러나, 부피 감소 또는 최소 비용이 중요한 일부 제품(예; 성인 실금자용 제품)의 경우, 저장/재분배 층은 일반적으로 단지 착용자의 생식기 영역 및 생식기 영역에 근접한 적당한 영역만올 덮도록 위치된다. 상기 경우, 유체 포획/분배 층 및 저장/재분배 층 둘다는 이들이 전형적으로 제품 길이의 전면 2/3에서 발견되도록 상면시이트에 의해 규정되는 바와 같이 제품의 전면을 향해 위치된다.
포획/분배 발포체 층은 상기 논의된 편안한 적합성 및 크기 제한과 일치하는 모든 원하는 형상일 수 있다. 상기 형상으로는, 예를 들면 환형, 직사각형, 사다리꼴 또는 장방형(예:모래시계형, 개뼈형, 반쪽 개뼈형), 난형 또는 불규칙적 형상이 있다. 포획/분배 발포체 층은 저장/재분배 층에 비해 유사하거나 상이한 형상일 수 있다. 또한 바람직한 흡수 코어 배위의 저장/재분배 충은, 예를 들면 환형, 직사각형, 사다리꼴 또는 장방형(예:모래시계형, 개뼈형, 반쪽 개뼈형), 난형 또는 불규칙적 형상일 수 있다. 저장/재분배 층은 포획/분배 층으로부터 물리적으로 분리되거나 완전히 저장/재분배 층으로부터 떨어질 필요는 없다.
도 6 및 7은 유체 저장/재분배 성분이 일반적으로 하부에 놓인 모래시계형 유체 포획/분배 하부 발포체 층(65) 위에 위치된 직사각형 상면층(64)을 포함하는 다층 흡수 코어 배위를 도시한다. 유체 저장/재분배 층은 유체 포획 천공(66)을 함유하고, 이를 통해 체액이 방출되어 아래의 포획/분배 하부층(65)에 들어간다.
도 8은 또다른 다층 흡수 코어 배위를 갖는 일회용 기저귀를 도시한다. 상기 기저귀는 상면시이트(70), 유체 불투과성 배면시이트(71), 및 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치한 이중층 흡수 코어를 포함한다. 이중층 흡수 코어는 변형된 모래시계형 유체 포획/분배 발포체 충(73) 아래에 위치한 변형된 모래시계형의유체 저장/재분배 층(72)을 포함한다. 상면시이트는 두개의 거의 평행한 탄성적인차단 다리 커프 스트립(74)를 함유한다. 두개의 직사각형의 탄성 허리밴드 부재(75)는 기저귀 배면시이트에 고착된다. 또한 두개의 허리차폐 요소(76)가 배면시이트의 단부 각각에 고착된다. 또한, 두개의 평행한 탄성 다리 스트립(77)이 배면시이트에 고착된다. 시이트(78)는 착용자를 둘러서 기저귀를 고정시키기 위해 사용될 수 있는 Y-테잎의 두 조각(79)에 대한 고정 표면으로서 배면시이트 외측부에 고착된다.
다층 흡수 코어는 1995년 1월 10일자로 게리 딘 라븐(Gary Dean LaVon) 등에 의해 출원된 동시 계류중인 미국 특허원 제08/370,900호에 따라 제조될 수 있고, 하나 이상의 층은 본 발명에 따른 흡수성 발포체를 포함한다.
W. 시험방법
A. 모세관 흡수 압력
모세관 흡수 등온선은 37℃ 대신 31℃를 사용함을 제의하고 본원에 참고로 인용되어 있는 1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호의 시험 방법에 기술된 수직 흠상 흡수 용량 시험을 사용하여 제공한다. 곡선은 물 저장소의 상부로부터 높이 h에 대한 각각의 구획의 중간점까지의 거리를 사용하는, 흠상된 높이의 함수로서 각각의 구휙의 흡수 용량에 대한 도시이다. 모세관 흡수 압력은 발포체의 자유 흡수 용량의 1/2의 흡수 용량올 갖는 발포체의 높이로서 정한다.
B. 모세관 탈리 압력
모세관 탈리 압력은 다양한 정두수의 함수로서 유체상에 보유되는 발포체 능력에 대한 측정값이다. 적합한 치수, 예를 들면 40cm 길이×2.5cm 폭×0.2cm 두께의 샘플 스트립, 및 시험 액체(임의로 지시체로서 소량의 색을 띈 음식물을 함유하는 증류수)를 22±2℃의 방에서 평형화시킨다. 측정은 동일한 온도에서 수행한다.
발포체 스트립을 물에 포화시키고, 이어서 하부 단부이 물의 저장소에 1 내지 2mm로 잠기도록 수직으로 놓는다. 평형에 도달될 때까지, 전형적으로 16 내지 24시간 까지 샘플로부터 물을 배수시킨다. 이러한 과정 동안, 샘플 및 저장소는 예를 들면 유리 실린더 및 알루미늄 호일 등을 사용하여 차폐시켜 증발에 의한 물의 감소를 방지한다. 이어서 샘플을 재빨리 제거하고 비흡수 표면상에 위치시키는데, 이때 이는 저장소에 잠졌던 샘플의 일부를 버린 후 2.5cm로 절단한다. 각각의 조각을 칭량하고, 물로 세정하고, 건조시킨 후 다시 칭량한다. 흡수 용량올 각각의 조각에 대해 계산한다.
모세관 흡수 등온선은 각각의 구획의 흡수 용량올 높이의 함수로서 도시함으로써 제공된다. 곡선은 물 저장소의 상부로부터 높이 h에 대한 각각의 구획의 중간점 까지의 거리를 사용하는, 시험 유체가 탈리된 높이의 함수로서 각각의 구획의 흡수 용량을 도시한 것이다. 모세관 탈리 압력은 발포체가 없는 흡수 용량의 1/2의 흡수 용량을 갖는 발포체의 높이로서 정한다.
C. 내압축변형성(RTCD)
내압축변형성은 0.74psi(5.lkPa)의 구속 압력을 샘플에 가한 후 합성뇨로 포화된 발포체 샘플에서 생성된 변형량(두께의 감소율%)을 측정함으로써 정량화될 수 있다. 내압축변형성은 전형적으로 후술된 바와 같은 자유 흡수 용량의 측정과 함께 동일한 샘플상에서 측정한다.
본 발명에 사용된 제이코(Jayco) 합성뇨는 2.Og KC1,2.Og Na2SO4,O.85g NH4H2PO4,O.15g (NH 4)2HPO4,O.19g CaC12,O.23g MgC12의 혼합물을 1.Oℓ의 증류수에 용해시킴으로써 제조된다. 염 혼합물은 펜실바니아주 리딩 소재의 엔도베이션즈(Endovations)(품목 번호 JA-00131-000-01)로부터 구입할 수 있다.
발포체 샘플, 제이코 합성뇨 및 측정하기 위해 사용된 장치를 모두 31℃에서 평형화시킨다. 또한 모든 측정은 상기 온도에서 실행한다.
욕에 침지시킴으로써 이의 자유 흡수 용량으로포화시킨다. 또한 모든 측정은 상기 온도에서 실행한다.
발포체 샘플 시이트를 제이코 합성뇨의 욕에 침지시킴으로써 이의 자유 흡수 용량으로 포화시킨다. 3분후, 포화된 시이트로부터 1in2(6.5㎠)의 환형 표면적을 갖는 실린더를 날카로운 환형 다이를 사용하여 절단한다. 실린더 샘플을 추가로 6분 동안 31℃에서 합성뇨에 침지시킨다. 이후 샘플을 합성뇨로부터 제거하고 샘플 두께를 측정하기에 적절한 계기(gauge)하에 편평한 화강암 기제상에 놓는다. 샘플상에 0.08ps(i(0.025nlm)의 압력이 가해지도록 계기를 실정한다. lin2(6.5o그)의 환형 표면적을 갖는 발(foot)이 장착되고 O.OO1in(0.025㎜)까지 두께를 측정할 수 있는 모든 계기가 사용될 수 있다. 상기 계기의 예로는 아메스(Ames) 모델 482(매사추세츠주 왈탐 소재의 아메스 코포레이션 제품) 또는 오노-소키(Ono-Sokki) 모델EG-225(일본의 오노-소키 코포레이션 리미티드 제품)가 있다.
2 내지 3분후, 확장된 두께(X1)를 기록한다. 이어서 포화된 발포체 샘플이 15분 동안 0.74psi(5.1kPa)의 압력을 받도록 힘을 발에 가한다. 이 기간의 끝무렵에, 계기를 사용하여 최종 샘플 두께(×2)를 측정한다. 초기 두께 및 최종 두께의 측정값으로부터, 유도된 변형률은 하기와 같이 샘플에 대해 계산될 수 있다:
[(X1-X2)/X1]×100 = 두께의 감소율(%)
D. 습윤 압축으로부터의 회복력(RFWC) 측정에 사용된 발포체 샘플, 제이코 합성뇨 및 장치는 모두 31℃ 및 50% 상대 습도하에 평형화시킨다. 모든 측정은 또한 상기 온도 및 습도에서 실행한다.
두께 측정은 아메스 모델 482 또는 오노-소키 모델 EG-225 등의 계기를 사용하여 약 0.08psi(055kPa)의 압력하에 실행한다.
발포체 시이트를 천공시켜 두께가 약 2㎜이고 직경이 29mm인 발포체 실린더를 얻는다. 이를 제이코 합성뇨에서 이의 자유 흡수 용량으로 포화시킨 후 9cm 직경의 와트만 3호 여과지(입자 보유:6μm)의 상면에 놓는다. 여과지의 역할은 흡수 제품의 저장 성분과 전형적으로 연관된 높은 흡수 압력을 시뮬레이션하는 것이다.
발포체 샘플보다 면적이 넓은 단단한 판을 사용하여 젖은 발포체 두께의 75%까지 발포체/페이퍼 복합체를 즉각적으로 압축시킨다. 이러한 변형을 5분 동안 유지시키고, 이 기간 등안 대부분의 합성뇨는 발포체로부터 여과지로 분배된다. 5분후, 구속된 판을 발포체/페이퍼 복합체로부터 제거하고, 발포체가 공기를 흡수하여 재 팽창할 기회를 부여한다. 구속된 판을 제거한 지 2분후, 샘플을 페이퍼로부터 분리하여 이의 두께를 측정한다. 샘플이 이의 두께를 회복한 정도(초기 두께의 백분율로서 표시됨)는 샘플의 습윤 압축으로부터 회복된 측정값으로 정한다. 셋 이상의 측정값의 평균을 사용하여 RFWC를 결정한다.
E. 자유 흡수 용량(FAC)
자유 흡수 용량은 합성뇨로 포화시킨 발포체 샘플중 흡수된 합성뇨의 양을 측정함으로써 정량화 될 수 있다. 자유 흡수 용량은 전형적으로 내압축변형성의 측정과 함께 동일한 샘플상에서 측정된다.
발포체 샘플 및 제이코 합성뇨를 31℃의 온도로 평형화시킨다. 측정은 주위 온도에서 실행한다.
발포체 샘플 시이트를 제이코 합성뇨의 욕에 침지시켜 이의 자유 흡수 용량으로 포화시킨다. 3분후, 포화되고 팽창된 시이트로부터 1in2(6.5㎠) 환형 표면적을 갖는 실린더를 날카로운 환형 다이를 사용하여 절단한다. 실린더형 샘플을 추가로 3분 동안 31℃에서 합성뇨에 침지시킨다. 이어서 샘플을 합성뇨로부터 제거하고 디지탈 저울에 놓는다. 샘플보다 면적이 넓은 칭량 팬 및 1㎎이하의 레졸루션(resolution)이 구비된 저울이 사용될 수 있다. 상기 저울의 예로는 메틀러(Mettler) PM 480 및 메틀러 PC 44아뉴저지주 하이트스타운 소재의 메틀러 인스트루먼트 코포레이션 제품)이 있다.
젖은 발포체 샘플의 중량(Ww)을 측정한 후, 이를 4개의 일회용 페이퍼 타을상의 2개의 미세 플라스틱 메쉬 스크린 사이에 놓는다. 상면 스크린 너머로 플라스틱 롤러를 견고히 굴림으로써 샘플을 3회 압출한다. 이어서 샘플을 제거하고, 약 2분 동안 증류수에 침지시키고 이전과 마찬가지로 메쉬 스크린 사이에서 압출한다. 그 다음으로, 이를 8층의 일회용 페이퍼 타을 사이에 놓고(각 측면상에 4개) 카버 레보레토리 프레스(Carver Laboratory Press)에서 20,000lb의 힘으로 가압한다. 샘플을 페이퍼 타올로부터 제거하고,82℃에서 20분 동안 오븐에서 건조시키고, 이의 건조 중량(Wd)을 기록한다.
자유 흡수 용량(FAC)은 습윤 중량(Ww)에서 보다 적은 건조 중량(Wd)을 뺀 값을 건조 증량(Wd)로 나눈 값, 즉, FAC = [(Ww-Wd)/Wd]이다.
F. 동적 기계적 분석(DMA)
DMA는 중합체성 발포체를 포함하는 중합체의 Tg를 측정하기 위해 사용된다.
발포체의 샘플을 3 내지 5㎜ 두께의 토막으로 자르고, 증류수로 3 내지 4회 세칙하고,각각의 세척 사이에 롤러 닙을 통해 유체를 내보낸다. 생성된 발포체 토막을 통풍 건조시킨다. 건조된 발포체의 얇은 조각의 속을 뻐내어 25mm 직경의 실린더를 얻는다.
실린더는 25㎜ 직경의 명행한 판을 사용하는 압축 모드의 레오메트릭스 RSA-II 동적 기계적 분석기 세트를 사용하여 분석한다. 사용된 기기의 매개변수는 하기와 같다:
2.5℃의 단계로 약 85℃에서 -40℃까지의 온도
단계 125 내지 160초의 온도 변화 사이의 침지 간격
0.1% 내지 1.0%(일반적으로 0.7%)에서 동적 변형 세트
1.0라디안/초에서 빈도 세트
5g에서 초기 정적 힘을 갖고 동적 힘 모드를 추적하는 정적 힘에서의 자동 인장 세트 유리 전이 온도는 손실 정접의 최대점 대 온도 곡선으로서 정한다.
G. 계명 인장(IFT) 방법[스피닝 드롭(Spinning Drop)]
계면 인장(IFT)은,(1) 오일상을 제조하는데 사용된 단량체 혼합물이 스티렌, 디 비 닐벤젠(55% 공업용),2-에틸헥실아크릴레이트 및 1,4-부탄디을 디 메타크릴레이트를 14:14:60:12의 중량비로 함유하고,(2) 오일상 중 유화제의 농도가 일반적으로 약 5 내지 10중량%의 상위 농도로부터 IFT가 IFT 최소값 보다 큰 약 10다인/cm 이상, 또는 약 18다인/cm 미만의값으로 증가하는 농도에 이르는 희석률에 의해 다양하고,(3) IFT 대 유화제 농도의 로그값의 도시를 통해 그려지는 명활한 라인을 사용하여 IFT 최소값을 측정하고,(4) IFT 대 농도의 로그값에 대한 도시의 일반적으로 선형인 부분[즉, 계면에서분자당 표면적을 계산하기 위해 전형적으로 사용되는 곡선의 부분; 밀턴 제이 로젠(Milton J. Rosen)의 Surfactants and Interfacial Phenomena, 제 2판,1989,64-69쪽 참조]인 낮은 농도를 보다 높은 농도로 외삽함으로써 임계 응집 농도(CAC)를 측정하고, 이때 IFT 최소값에 상웅하는 상기 외삽된 라인상에 유화제 농도를 CAC로 정함을 제외하고,1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중인 미국 특허원 제 989,270호(본원에 참고로 인용됨)에 기술된 스피닝 드롭 방법에 의해 50℃에서 측정된다. 일반적으로, 약 5 내지 10중량%의 상위 유화제 농도를 사용한다. 바람직하게, 사용된 상위 유화제 농도는 유화제의 CAC의 약 2배 이상(보다 바람직하게는 약 3배 이상)이다.
주위 온도에서 오일상 중 5중량% 미만의 용해도를 갖는 유학제의 경우, 상위 농도 한계치는 이의 농도가 50℃에서 유화제의 CAC의 약 2배 이상인 한 감소될 수 있다.
V . 특정 실시예
하기 실시예는 본 발명에 따른 쭈그러진 HIPE 발포체의 특정 제조를 예시한다.
실시예 1: HIPE로부터 발포체의 제조
A) HIPE 제조
무수 염화칼슘(36.32kg) 및 과황산칼륨(567g)을 378t의 물에 용해시킨다.
이는 HIPE 유화액을 형성하기 위한 연속 공정에 사용되는 수상 스트림을 제공한다.
스티렌(1600g),55% 공업용 디비닐벤젠(1600g),2-에틸헥실아크릴레이트
(4800g)을 포함하는 단량체 배합물에 고순도 디글리세롤 모노을리에이트(480g) 및 티누빈 765 [비스(1,2,2,5,5-펜타메틸피페리디닐)세바케이트] 항산화제(40g)를 첨
가한다.
디글리세롤 모노을리에이트 유화제는 1992년 12월 11일자로 다이어 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 989,270호에 기술된 폴리글리세롤 에스테르를 제조하기 위한 일반 과정을 따라 제조한다. 약 97%이상의 디글리세롤 및 3% 이하의 트리글리세롤을 포함한 폴리글리세롤 조성물[코넥티컷주 그린위치 소재의 솔베이 퍼포먼스 케밀칼스(So1vay Performance Chemicals) 제품]은 약 71%의 C18:1,4%의 C18:2,9%의 C16:1,5%의 C16:0 및 11%의 다른 지방산(에머즐-233LL; Emery/Henkel)을 약 60:40의 중량비로 포함하는 지방산 조성물을 갖는 지방산에 의해 약 225℃에서 촉매로서 수산화나트륨을 사용하여 기계적 교반, 질소 스파징 및점진적으로 증가하는 진공 조건하에 에스테르화하고, 후속적으로 인산으로 중성화하고, 약 85℃로 냉각하고 침하시켜 미반응된 폴리글리세롤의 수준을 감소시킨다.
폴리글리세롤 에스테르 반웅 생성물은 먼저 연속하여 연결된 두개의 CMS-15A 원심 분자 증류기를 통해 분별증류하여 미반웅된 폴리글리세롤 및 지방산의 수준을 감소시키고, 이어서 증류기를 통해 재증류하여 디글리세롤 모노에스테르 함량이 높은 증류 분획을 얻는다. 최종 증류 통과를 위한 전형적인 조건은 약 15lb/hr의 공급 속도, 약 21-26미크론의 탈기 진공, 약 6-12미크론의 유리종 진공, 약 170℃의 공급 온도 및 약 180℃의 잔류 온도이다. 디글리세롤 모노에스테르 함량이 높은 증류 분획을 합하여, 약 50%의 디글리세롤 모노을리에이트,27%의 다른 글리세롤 모노에스테르,20%의 플리글리세롤 및 3%의 다른 폴리글리세롤 에스테르를 포함한 반응 생성물(초임계 유체 크로마토그래피에 의해 측정)을 얻는다. 형성된 디글리세롤 모노을리에이트 유화제는 약 1.0다인/cm의 오일상/수상 계면 인장 최소값을 부여하고, 약 0.9중량%의 임계 응집 농도를 갖는다. 혼합후, 반응 생성물을 하룻밤 침하시킨다. 상징액을 빼내어 HIPE를 형성할 경우 오일상에 유화제로서 사용한다(약 20g의 점성의 잔류물은 버린다).
오일상(25℃) 및 수상(70-74℃)의 분리 스트림을 동적 혼합 장치내로 공급한다. 배합된 스트림을 동적 혼합 장치내에서 핀 추진기를 사용하여 혼합한다. 작업의 상기 범위에서, 적절한 핀 추진기는 직경이 약 1.9cm이고 길이가 약 21.6cm인 실린더형 축을 포함한다. 축은 핀을 갖는 4개의 열,17개 핀을 갖는 2개의 열 및 16개의 핀을 갖는 2개의 열올 보유하고, 직경이 0.5cm인 이들 각각은 축의 중앙 축선으로부터 1.6cm의 길이로 바깥쪽으로 신장한다. 동적 혼합 장비를 형성하는 실린더형 슬리브(sleeve)내에 핀 추진기를 장착하고, 핀은 실린더형 슬리브의 벽으로 부터 0.8mm의 틈을 갖는다.
나선형의 정적 혼합기는 동적 혼합 장비로부터 다운스트림에 장착되어 동적 혼합기에 배압(back pressure)을 제공하고 궁극적으로 형성되는 유화액내로 성분의 개선된 혼입을 제공한다. 상기 정적 혼합기는 0.5in(1.3cm)의 외측 직경을 갖고 길이는 14.0in(35.6cm)이다. 정적 혼합기는 2.4in(6.℃m) 절단에 의해 개질된 TAH인더스트리즈 모델 070-821이다.
배합된 혼합 장비를 1부의 오일에 대해 2부의 물의 비율로 오일상 및 수상으로 충진한다. 동적 혼합 장비에 배기구를 내어 장비가 완전히 충진되는 동안 공기가 빠져나가도록 허용한다. 충진 동안 유동속도는 오일상이 3.78g/초, 수상이 7.56cc/초이다.
일단 장비가 충진되면,120ORPM으로 회전하는 추진기를 사용하여 동적 혼합기에서 교반을 시작한다. 수상의 유동 속도는 약 30초 동안 44.℃c/초의 속도로 천천히 증가시키고, 오일상 유동 속도는 약 1분간에 걸쳐 1.25g/초의 속도로 감소시킨다. 이 지점에서 동적 혼합기 및 정적 혼합기에 의해 생성된 배압은 5.0psi(35kPa)이다. 이어서 추진기 속도는 120초에 걸쳐 60ORPM의 속도로 천천히 감소시킨다. 시스템의 배압을 1.8psi(12kPa)로 감소시키고, 이후 일정하게 유지시킨다. 형성된 HIPE는 약 36:1의 물-오일 비를 갖는다.
B) HIPE의 중합/경화
셀콘(Celcon) 플라스틱으로 제조된 농축 삽입부를 갖는, 직경이 17in(43cm)이고 높이가 7·5in(1Ocm)인 구형 폴리프로필렌 튜브에 정적 혼합기로부터의 HIPE를 수집한다. 삽입부는 이의 바닥에서 직경이 5.0in(12.7cm)이고, 이의 상부에서 직경이 4.75in(12cm)이다. HIPE를 함유한 튜브를 65℃로 유지된 방에 18시간 동안 넣어 두어 경화시키고, 중합체 HIPE 발포체를 제공한다.
C) 발포체 세척 및 탈수
경화된 HIPE 발포체를 튜브로부터 제거한다. 이 지점에서 발포체는 중합된 물질 중량의 약 32 내지 38배(32-38×)인 잔류하는 수상(용해된 유화제, 전해질, 개시제 잔류물 및 개시제를 함유)을 갖는다. 발포체를 날카로운 왕복 톱날을 사용하여 두께가 0.075in(0.19cm)인 시이트로 자른다. 발포체의 잔류하는 수상 함량을 중합된 물질 중량의 약 2배(2×)까지 점진적으로 감소시키는 진공 장비가 구비된 2개의 일련된 다공성 닙 롤에서 시이트를 압축한다. 이 때, 시이트를 0.75%의 CaC12용액으로 60V에서 재포화하고, 진공 장비가 구비된 3개의 일련된 다공성 닙 롤에서 약 4 배의 수상 함량까지 압출한다. 발포체의 CaC12 함량은 약 2 내지 5%이다.
이어서 HIPE 발포체를 약 16시간 동안 통풍 건조시킨다. 상기 건조에 의해 중합된 물질의 약 4 내지 10중량%까지 수분 함량이 감소된다.
실시예 2: HIPE로부터 발포체의 제조
A) HIPE 제조
무수 염화칼슘(36.32kg) 및 과황산칼륨(189g)을 378ℓ의 물에 용해시킨다.
이는 HIPE유화액을 형성하기 위한 연속 공정에 사용되는 수상 스트림을 제공한다.
스티 렌(600g), 공업용 디 비 닐벤젠(700g),2-에틸헥실아크릴레이트(3100g) 및 1,4-부탄디을 디메타크릴레이트(600g)를 포함하는 단량체 배합물에 디글리세롤 모노을리에이트(250g),2-옥틸도데실 디글리세롤 에테르(50g) 및 티누빈 765(41g) 항산화제(30g)를 첨가한다.
디글리세롤 모노을리에이트 유화제는 실시예 1에 사용된 것과 동일하다. 2-옥틸도데실 디글리세롤 에테르 보조유화제는 하기와 같이 제조된다:2-옥틸도데실 글리시딜 에테르는 1995년 1월 10일자로 스테펜 에이 골드만 등에 의해 출원된 동시 계류중의 미국 특허원 제 08/370,920호,(사건 변호 제 5540호)(참고로 인용됨)에 기술된 지방족 글리시딜 에테르 방법을 사용하여 제조된다. 약 360g의 에피클로로 히드린을 약 1.5kg의 2-옥틸도데칸을[Jarcol I-20; 자켐 인더스트리즈(Jarchem Industries) 제품] 및 약 1Og의 염화주석산의 교반중인 혼합물에 침가한다. 생성된 발생된 열이 반응 혼합물을 약 70℃로 가열한 후, 혼합물을 추가로 약 6시간 동안 약 65℃에서 질소하에 교반한다. 그 다음으로 약 28g의 증류수에 미리 희석된 약 190g의 수산화나트륨을 첨가하고 약 6시간 동안 약 65℃에서 반웅시킨다. 수충을 분리한 후, 유기층을 물로 3회 세척하고, 약 95℃로 가열하고 질소로 스파징하여 건조시키고, 약 185 내지 210℃ 및 1mmHg에서 증류하여 약 1.1kg의 2-옥틸도데실 글리시딜 에테르를 얻는다. 약 8.lg의 메톡시화나트륨(메탄을 중 25중량%) 및 약 1400g의 무수 글리세린을 약 3시간 동안 질소하에 약 130℃에서 함꼐 반응시킨다. 생성된 혼합물을 약 185℃까지 가열한 후,2-옥틸도데실 글리시덜 에테르를 약 2시간에 걸쳐 적가한다. 생성된 혼합물을 약 4시간 동안 약 185℃에서 질소하에 교반하고, 혼합하지 않고 냉각한다. 글리세린 층을 바닥으로 침하시키고 사이퍼닝(siphoning)시켜 제거한다. 휘발물은 남은 물질로부터 약 150℃까지 약 2mmHg에서 가열하여 증류시켜, 약 1.3kg의 생성물을 얻는다. 약 700g의 생성물을 초과량의 혼합된 헥산내로 용해시킨다. 헥산 상을 90:10Cv:v) 메탄을:물로 여러번 추출한다. 메탄을:물 추출물을 합하고, 회전 증발기를 사용하여 용매를 제거한다.
생성된 잔류물을 약 70℃로 가열하고, 유리 미섬유 필터를 통하여 여과하여 약380g의 2-옥틸도데실 디글리세롤 에테르 유화제를 얻는다. 생성물을 겔 투과 크로마토그래피로 분석하여 약 82% 디글리세롤 모노지방족 에테르 및 약 5% 트리글리세롤 디지망족 에테르임을 밝혀내었다. 이는 약 3.9다인/cm의 오일상/수상 계면 인장 최소값을 부여하고, 약 0.5중량%의 임계 응집 농도를 갖는다.
혼합후, 물질의 상기 배합물을 하룻밤 침하시킨다. 가시적 잔류물이 형성되지 않았고, 모든 혼합물을 빼내어 HIPE 유화액을 형성하기 위한 연속 공정에 오일상으로서 사용하였다.
85 내지 90℃의 수성상 온도 및 23℃의 오일상 온도에서, 오일상 및 수상의 분리 스트림을 동적혼합 장비에 공급한다. 실시예 1에서와 같이 핀 추진기를 사용하여 동적 혼합 장비에서 배합된 스트림을 혼합시킨다. 실시예 1에서와 같이, 나선형 정적 혼합기를 동적 혼합 장비로부터 다운스트림에 장착하여 배압을 제공하고 궁극적으로 형성되는 유화액내로 성분의 개선된 혼입을 제공한다. 배합된 혼합 장비를 1부의 오일에 대해 2부의 물의 비율로 오일상 및 수상으로 충진한다.
동적 혼합 장비에 배기구를 내어 장비가 완전히 충진되는 동안 공기가 빠져나가도록 허용한다. 충진 동안 유동속도는 오일상이 3.78g/초, 수상이 7.56cc/초이다.
일단 장비가 충진되면, 수상 유동 속도를 25% 감소시켜 배기구가 닫혀 있는 동안 쌓이는 압력을 줄인다. 이어서 180ORPM에서 회전하는 추진기를 사용하여 동적 혼합기에서 교반을 시작한다. 수상의 유동 속도를 약 1분에 걸쳐 37.8cc/초의 속도로 천천히 증가시키고, 오일상 유동 속도를 약 2분에 걸쳐 0.84cc/초의 속도로 감소시킨다. 수상 유동 속도가 37.8cc/초에 도달될 경우, 추진기 속도를 즉시 120ORPM으로 감소시키고, 이어서 1분에 걸쳐 900RPM으로 천천히 감소시킨다. 이때 동적 혼합기 멎 정적 혼합기에 의해 생성된 배압은 약 2.3PSI(16kPa)이다. 이후 추진기 속도를 1분에 걸쳐 약 850RPM으로 천천히 감소시킨다. 동적 및 정적 혼합기에 의해 생성된 배압은 약 2.2PSI(15kPa)이다. 생성된 HIPE는 약 45:1의 물-오일 비를 갖는다.
B) 유화액의 중합
이 지점에서 정적 혼합기로부터 유동되는 형성된 유화액을 실시예 1에서와 같은 구형 폴리프로필렌 튜브에 수집한다. 유화액을 함유한 튜브를 82℃로 유지된 방에 4시간 동안 넣어두어 용기내에서 유화액을 중합시키고, 이로써 중합체성 발포체를 형성한다.
C) 발포체 세척 및 탈수
경화가 완료된 후, 경화된 젖은 HIPE 발포체를 경화 튜브로부터 제거한다.
이 지점에서 발포체는 중합된 물질 중량의 약 40 내지 50배(40-50×)인 잔류하는 수상(용해된 유화제, 전해질, 개시제 잔류물 및 개시제를 함유)을 함유한다. 발포체를 날카로운 왕복 톱날을 사용하여 두께가 0.075in(0.19cm)인 시이트로 자른다.
발포체의 잔류하는 수상 함량을 중합된 물질 중량의 약 3배(3×)까지 점진적으로 감소시키는 진공 장비가 구비된 2개의 일련된 다공성 닙 롤에서 시이트를 압축한다. 이 때, 시이트를 1.5%의 CaC12 용액으로 60℃에서 재포화하고, 진공 장비가 구비된 3개의 일련된 다공성 닙 롤에서 약 1 배의 수상 함량까지 압출한다. 발포체의 CaCl2함량은 2 내지 5%이다.
이어서 발포체를 약 16시간 동안 통풍 건조시킨다. 상기 건조에 의해 중합된 물질의 약 4 내지 10중량%까지 수분 함량이 감소된다.
실시예 3. HIPE로부터 발포체의 제조
A) HIPE 제조
무수 염화칼슘(36.32kg) 및 과황산칼륨(1.13kg)을 378ℓ의 물에 용해시킨다.
이는 HIPE유화액을 형성하기 위한 연속 공정에 사용되는 수상 스트림을 제공한다.
증류된 디비닐벤젠(40% 디비닐베젠 및 60% 에틸 스티렌)(1750g),2-에틸헥실아크릴레이트(2750g), 및 1,4-헥산디을 디아크릴레이트(500g)를 포함하는 단량체 배합물에 디글리세롤 모노을리에이트(250g), 이수소화된 탈로우 디메틸 암모늄 메틸실페이트(50g) 및 티누빈 765 항산화제(25g)를 첨가한다. 디글리세롤 모노을리에이트 유화제[덴마크 브라브란트 소재의 그린스테드 프로덕츠(Gr inds t ed Products) 제품]는 약 82%의 디글리세롤 모노을리에이트,1%의 다른 디글리세롤 모노에스테르,7%의 폴리글리세롤 및 11%의 다른 폴리글리세롤 에스테르를 포함하고, 약 2.4다인/cm의 오일상/수상 계면 인장 최소값을 부여하고, 약 3.0중량%의 임계응집 농도를 갖는다. 이수소화된 탈로우 디메틸 암모늄 메틸 실페이트는 위트코/쉐렉스 케미칼 코포레이션(Witco/Sherex Chemical Co.)으로부터 입수한다. 이는 약 2.5다인/cm의 오일상/수상 계면 인장 최소값을 부여하고, 약 0.065중량%의 임계 웅집 농도를 갖는다. 혼합 후, 물질들의 상기 배합물을 하룻밤 침하시킨다. 단지 소량의 가시적 잔류물이 형성되고, 혼합물중 거의 모두를 빼내어 HIPE 유화액을 형성하기 위한 연속 공정에 오일상으로서 사용한다.
85 내지 90℃의 수성상 온도 및 20℃의 오일상 온도에서, 오일상 및 수상의 분리 스트림을 동적 혼합 장비에 공급한다. 실시예 1에서와 같이 핀 추진기를 사용하여 동적 혼합 장비에서 배합된 스트림을 혼합시킨다. 실시예 1에서와 같이, 나선형 정적 혼합기를 동적 혼합 장비로부터 다운스트림에 장착하여 배압을 제공하고 궁극적으로 형성되는 유화액내로 성분의 개선된 혼입을 제공한다. 배합된 혼합 장비를 1부의 오일에 대해 2부의 물의 비율로 오일상 및 수상으로 충진한다. 동적 혼합 장비에 배기구를 내어 장비가 완전히 충진되는 동안 공기가 빠져나가도록 허용한다. 충진 동안 유동속도는 오일상이 3.78g/초, 수상이 7.56cc/초이다.
일단 장비가 충진되면, 수상 유동 속도를 25% 감소시켜 배기구가 닫혀 있는 동안 쌓이는 압력을 즐인다. 이어서 1200RPM에서 회전하는 추진기에 의해 동적 혼합기에서 교반을 시작한다. 수상의 유동 속도를 약 1분에 걸쳐 37.8cc/초의 속도로 천천히 증가시키고, 오일상 유동 속도를 약 3분에 걸쳐 0.63g/초의 속도로 감소시킨다.
이때 동적 혼합기 및 정적 혼합기에 의해 생성된 배압은 약 3PSI(21kPa)이다.
이후 추진기 속도를 2분에 걸쳐 약 800RPM으로 천천히 감소시키고, 배압은 약 2.3PSI(16kPa)로 떨어진다. 생성된 HIPE는 약 60:1의 물-오일 비를 갖는다.
B) 유화액의 중합
이 지점에서 정적 혼합기로부터 유동되는 형성된 유화액을 실시예 1에서와 같은 구형 폴리프로필렌 튜브에 수집한다. 유화액을 함유하는 튜브를 82℃로 유지된 방에 2시간 동안 넣어두어 용기내에서 유화액을 중합하고, 이로써 중합체성 발포체를 형성한다.
C) 발포체 세척 및 탈수
경화가 완료된 후, 경화된 젖은 HIPE 발포체를 경화 튜브로부터 제거한다.
이 지점에서 발포체는 중합된 물질 중량의 약 50 내지 60배(50-60×)인 잔류하는 수상(용해된 유화제, 전해질, 개시제 잔류물 및 개시제를 함유)을 갖는다. 발포체를 날카로운 왕복 톱날을 사용하여 두께가 0.050in(0.127cm)인 시이트로 자른다.
발포체의 잔류하는 수상 함량을 중합된 물질 중량의 약 3배(3×)까지 점진적으로 감소시키는 진공 장비가 구비된 2개의 일련된 다공성 닙 롤에서 시이트를 압축한다. 이 때, 시이트를 1.5%의 CaC12 용액으로 60℃에서 재포화하고, 진공 장비가 구비된 3개의 일련된 다공성 닙 롤에서 약 1 배의 수상 함량까지 압출한다. 발포체의 CaC12함량은 1 내지 4%이다.
이어서 발포체를 약 16시간 동안 통풍 건조시킨다. 상기 건조에 의해 중합된 물질의 약 3 내지 12중량%까지 수분 함량이 감소된다.
내용 없슴.

Claims (16)

  1. A) 120초 미만, 바람직하게는 70초 미만으로 5cm 높이까지 합성뇨를 수직 흡상하는 능력;
    B) 5 내지 25cm, 바람직하게는 5 내지 15㎝의 모세관 흡수 압력;
    C) 8 내지 40cm, 바람직하게는 8 내지 25cm의 모세관 탈리 압력;
    D) 5.1kPa의 구속 압력하에 측정하였올 때 5 내지 85%, 바람직하게는 5 내지 65%, 가장 바람직하게는 5 내지 50%의 내압축변형성(resistance to compression
    deflect ion);
    E) 12 내지 125g/g, 바람직하게는 35 내지 90g/g, 가장 바람직하게는 45 내지 75g/g의 자유 흡수 용량; 및
    F) 60%이상, 바람직하게는 75%이상의 습윤 압축으로부터의 회복력을 가짐을 특징으로 하는 친수성, 가요성, 비이온성 중합체성의 상호연결된 연속기포형 발포체 구조 물을 포함하는, 수성 유체를 포획 및 분배할 수 있는 중합체성 발포체 물질.
  2. 제 1항에 있어서,
    수 평균 세포 크기가 20 내지 200, 바람직하게는 30 내지 130μm이고, 수 평균 개구부 크기가 5 내지 30, 바람직하게는 8 내지 25μm인 발포체 물질.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발포체 구조물이 0.01 내지 0.06, 바람직하게는 0.01 내지 0.04m2/cc의 발포체 용적당 비표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 발포체 물질.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    1) a) i) 25℃ 이하의 Tg를 갖는 중합체를 형성할 수 있는 실질적으로 수불용성인 일작용성 단량체 30 내지 80중량%;
    ii) 스티렌에 의해 제공되는 것과 거의 균등한 인성을 부여할 수 있는 실질적으로 수불용성인 일작용성 공단량체 5 내지 40중량%;
    iii) 디비닐벤젠, 트리비닐벤젠, 디비닐톨루엔, 디비닐크실렌, 디비닐나프탈렌,디비닐알킬벤젠,디비닐페난트렌,디비닐비페닐,디비닐디페닐메탄,디비닐벤질,디비닐페닐에테르,디비닐디페닐설파이드,디비닐푸란,디비닐설파이드,디비닐 설폰 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 실질적으로 수불용성인 제 1 다작용성 가교결합제 5 내지 25중량%;및
    iv) 다작용성 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 실질적으로 수불용성인 제 2 다작용성 가교결합제 0 내지 15중량%를 포함하는, 35℃ 이하, 바람직하게는 15 내지 30℃의 Tg를 갖는 공중합체를 형성할 수 있는 단량체 성분 85 내지 98중량%, 바람직하게는 90 내지 97중량%;및
    b) 오일상에 가용성이고 안정한 유중수적형 유화액을 형성하기에 적합한 유화제 성분 2 내지 15중량%, 바람직하게는 3 내지 10중량%를 포함하는 오일상; 및
    2) 수용성 전해질, 바람직하게는 염화칼슘 0.2 내지 20중량%, 바람직하게는 1 내지 10중량%를 포함하는 수상을 갖고, 이때
    3) 수상 대 오일상의 용적 대 중량비가 35:1 내지 90:1, 바람직하게는 45:1 내지 75:1인, 중합된 유중수적형 유화액으로부터 제조됨을 특징으로 하는 발포체 물질.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단량체 성분이
    i) C4-C14 알킬 아크릴레이트, 아릴 및 알카릴 아크릴레이트, C6-C16 알킬 메타크릴레이트, C4-C12 알킬 스티렌, 아크릴아미드 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 단량체 50 내지 65중량%;
    ii) 스티렌, 에틸 스티렌 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 공단량체 15 내지 25증량%;
    iii) 디비닐벤젠 12 내지 20중량%;및
    iv) 1,4-부탄디을 디메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트,1,6-헥산디을 디아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 상기 제 2 가교결합제 0 내지 13중량%를 포함하는 발포체 물질.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 단량체 (i)가 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트,2-에틸헥실 아크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 테트라데실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 노닐페닐 아크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 노닐 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 테트라데실 메타크릴레이트,p-n-옥틸스티 렌, N-옥타데실 아크릴아미드, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 발포체 물질.
  7. I) 배면시이트;및
    II) 제품의 배면시이트와 착용자의 유체 분비 영역 사이에 위치되도록 상기 배면시이트와 연결되고, 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항의 발포체 물질을 포함함을 특징으로하는 흡수 코어를 포함하는, 수성 체액을 흡수 및 보유하는데에 특히 적합한 흡수 제품.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 흡수 코어가 (1) 상기 유체 분비 영역에 위치한 발포체 물질을 포함하는 유체-조절충; 및 (2) 상기 유체-조절충과 유체 연통되는 유체 저장/재분배층을 포함함을 특징으로 하는 흡수 제품.
  9. I) 비교적 액체-불투과성인 배면시이트;
    II) 비교적 액체-투과성인 상면시이트;
    III) 상기 배면시이트 및 상기 상면시이트 사이에 위치하고, 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항의 발포체 물질을 포함함을 특징으로 하는 흡수 코어를 포함하는, 실금자에 의해 분비되는 수성 체액을 흡수하기 위해 유용한 기저귀.
  10. A) 1) a) i) 25℃ 이하의 Tg를 갖는 어택틱 중합체를 형성할 수 있는 하나 이상의 실질적으로 수불용성인 일작용성 단량체 약 30 내지 약 80중량%;
    ii) 스티렌에 의해 제공되는 것과 거의 균등한 인성을 부여할 수 있는 하나 이상의 실질적으로 수불용성인 일작용성 공단량체 5 내지 40중량%;
    iii) 디비닐벤젠, 트리비닐벤젠, 디비닐톨루엔, 디비닐크실렌, 디비닐나프탈렌,디비닐알킬벤젠,디비닐페난트렌,디비닐비페닐,디비닐디페닐메탄,디비닐벤질,디비닐페닐에테르,디비닐디페닐설파이드,디비닐푸란,디비닐설파이드, 디비닐 설폰 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 실질적으로 수불용성인 제 1 다작용성 가교결합제 5 내지 25중량%;
    iv) 다작용성 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 실질적으로 수불용성인 제 2다작용성 가교결합제 0 내지 약 15중량%를 포함하는,35℃ 이하, 바람직하게는 15 내지 30℃의 Tg를 갖는 공중합체를 형성할 수 있는 단량체 성분 85 내지 98중량%, 바람직하게는 90 내지 97중량%;
    b) i) 선형 불포화 C16-C22 지방산의 디글리세롤 모노에스테르, 분지상 C16-C24지방산의 디글리세롤 모노에스테르, 분지상 Cl6-C24 알콜의 디글리세롤 모노지방족에테르, 선형의 불포화 C16-C22 지방 알콜의 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형의 포화 C12-C14 알콜의 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형의 불포화 C16-C22 지방산의 솔비탄 모노에스테르, 분지상 C16-C24 지방산의 솔비탄 모노에스테르 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 유화 성분 약 40중량% 이상을 갖는 제 1 유화제;또는
    ii) 제 1 유화제 대 제 2 유화제의 중량비가 약 50:1 내지 약 1:4인, 상기 유화 성분 2O중량% 이상을 갖는 제 1 유화제, 및 장쇄의 C12-C22디지방족, 단쇄의 C1-C4디지방족 4급 암모늄 염, 장쇄의 C12-C22디알코일(알케노일)-2-하이드록시에틸, 단쇄의 C1-C4디지방족 4급 암모늄 염, 장쇄의 C12-C22디지방족 이미다졸리늄4급 암모늄 염, 단쇄의 C1-C4디지방족, 장쇄의 C12-C22모노지방족 벤질 4급 암모늄염 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 특정한 제 2 유화제의 조합물을 포함하는, 오일상에 가용성이고 안정한 유중수적형 유화액을 형성하기에 적합한 유화제 성분 2 내지 15중량%, 바람직하게는 3 내지 10중량%를 포함하는 오일상; 및
    2) (a) 수용성 전해질, 바람직하게는 염화칼슘 0.2 내지 20중량%, 바람직하게는 1 내지 10충량%;및 (b) 유효량의 중합 개시제를 함유하는 수용액올 포함하는 수상으로부터 50℃ 이상, 바람직하게는 약 60 내지 약 99℃에서, 낮은 전단 혼합 속도하에 유중수적형 유화액을 형성하고, 이 때
    3) 수상 대 오일상의 중량비가 12:1 내지 125:1, 바람직하게는 35:1 내지 90:1,가장 바람직하게는 45:1 내지 75:1인 단계;및
    B) 유중수적형 유화액의 오일상중 단량체 성분을 중합하여 중합체성 발포체 물질을 형성하는 단계를 포함하는, 수성 유체를 포획 및 분배할 수 있는 흡수성 중합체성발포체 물질의 제조 공정.
  11. 제 10 항에 있어서,
    수성 유체를 포획 및 분배할 수 있는 중합체성 발포체 물질을 형성할 수 있는 정도로 단계 B)의 중합체성 발포체 물질을 탈수하는 추가의 단계를 포함하는 공정.
  12. 제 24 항에 있어서,
    상기 단량체 성분이
    i) C4-C14 알킬 아크릴레이트, 아릴 및 알카릴 아크릴레이트, C6-C16 알킬 메타크릴레이트, C4-여2 알킬 스티렌, 아크릴아미드 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 단량체 50 내지 65중량%;
    ii) 스티렌, 에틸 스티렌 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 공단량체 15 내지 25중량%;
    iii) 디비닐벤젠 12 내지 20중량%;및
    iv) 1,4-부탄디을 디메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트,1,6-헥산디을 디아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 상기 제 2 가교결합제 0 내지 13중량%를 포함하는 공정.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 단량체 (i)가 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트,2-에틸헥실 아크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 테트라데실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 노닐페닐 아크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 윽틸 메타크릴레이트, 노닐 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 테트라데실 메타크릴레이트,p-n-옥틸스티렌 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 공정.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유화제가 디글리세롤 모노을리에이트, 디글리세롤 모노이소스테아레이트, 솔비탄 모노을리에이트 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 70%이상의 유화 성분을 포함하는 공정.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 유화제가 디탈로우 디메틸 암모늄 클로라이드, 비스트리데실 디메틸 암모늄 클로라이드, 디탈로우 디 메틸 암모늄 메틸설페이트, 디탈로우오일-2-하이드록시에틸 디메틸 암모늄 클로라이드, 메틸-1-탈로우 아미도 에틸-2-탈로우 이미다졸리늄 메틸 설페이트, 메틸-1-을레일 아미도 에틸-2-을레일 이미다졸리늄 메틸설페이트, 디메틸 스테아릴 벤질 암모늄 클로라이드 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 공정.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 유화제가 디탈로우 디메틸 암모늄 클로라이드 및 디탈로우 디메틸 암모늄 메밀실페이트로 구성된 그룹에서 선택되는 공정.
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