KR19990087146A - 흡수 패드 - Google Patents

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KR19990087146A
KR19990087146A KR1019980706538A KR19980706538A KR19990087146A KR 19990087146 A KR19990087146 A KR 19990087146A KR 1019980706538 A KR1019980706538 A KR 1019980706538A KR 19980706538 A KR19980706538 A KR 19980706538A KR 19990087146 A KR19990087146 A KR 19990087146A
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Abstract

흡수 시트는 상부 시트 및 하부 시트를 구비하고, 상부 시트 및 하부 시트는 적어도 하나의 셀을 형성하도록 결합되고, 흡수제가 상기 셀 내에 위치하며, 적어도 하나의 시트는 미세 천공부를 포함하는 액체 불투과성 재료로 형성된다. 상부 및/또는 하부 시트는 예를 들어 플라스틱, 부직 섬유, 종이 등의 상이한 재료의 다층을 포함할 수 있다.

Description

흡수 패드
흡수 패드들은 식품 산업에서 널리 잘 공지되어 있다. 한 유형의 흡수 패드는 생유체 흡수체로서 이용되고, 갓나온 고기와 플라스틱 고기 트레이 사이에 배치된다. 패드는 고기로부터 배어나온 생유체를 흡수한다.
2번째 유형의 공지된 패드는 냉각 패드로서 이용되고, 처음에 물로 부풀어 올랐다가 냉동되고 그 다음에 서냉될 필요가 있는 음식 또는 다른 제품과 함께 배치된다.
이러한 2가지 유형의 패드들은 내부 흡수제를 구비하고, 전형적으로 초강력 흡수 중합체(SAP)를 이용한다. 이러한 중합체들은 또한 잘 공지되어 있고, 전형적인 중합체는 교차 결합된 폴리아크릴 나트륨이다. 내부 흡수제가 유체를 효과적으로 흡수할 수 있도록 하기 위해, 중합체는 대개 미세하게 연마된다.
내부 초강력 흡수 중합체는 패드가 안전하고 상업적으로 성공적이더라도 해결되어야 할 일부 단점을 갖고 있다. 먼저, 중합체가 겔과 같은 상태로 부풀어 오를 때에도 항상 패드 내에 위치하도록 보장하는 것이 요구된다. 초강력 흡수 중합체에서의 또 다른 문제점은 활성 유체 흡수체이고 배어 나온 생유체보다 더 많이 흡수하여 고기 제품을 건조시키는 경향이 있다는 것이다.
중합체의 활성 흡수 성질을 해결하기 위해, 흡수 패드에 물 투과성의 하부 벽을 형성하고 전반적으로 액체 불투과성의 시트로 형성된 상부 벽을 형성하는 것이 공지되어 있다.
액체 불투과성 상부 시트에서의 단점은 생유체가 상부 시트 상에 퍼지고 하부 층을 통해 패드가 생유체를 흡수함없이 패드로부터 생유체가 이탈된다는 것이다. 이러한 것은 고기 제품 트레이가 모서리에 저장 또는 있을 경우 특히 그러하다. 불투과성 상부 층이 갖는 또 다른 단점은 고기 트레이가 평평한 경우 생유체가 상부 층 상에 모일 수 있어 박테리아 성장 촉진에 의해 고기가 부패되는 것이다.
전술한 단점을 극복하기 위해 패드 상부 벽 내에 큰 슬릿 또는 다수의 슬릿을 제공하도록 시도되어 왔다. 그러나, 생유체는 여전히 효과적으로 흡수되지 않고 상부 시트를 벗어나거나 모이는 경향을 갖고 있다.
냉각 패드에서의 또 다른 문제점은 패드가 물에 의해 부풀어질 때 초강력 흡수 중합체가 겔로 변환되어 패드의 벽에 상당한 압력을 가하고 패드 벽을 통해 방출될 수 있다는 것이다. 이러한 것은 패드의 상부 벽에 큰 슬릿 또는 슬릿들이 형성되는 경우 더욱 그러하다.
본 발명은 흡수 패드에 관한 것으로서, 특히 생유체(biofluid) 흡수제로서 식품 산업에서 이용되거나 또는 냉각 패드용의 흡수 패드에 관한 것이다.
다음의 첨부된 도면을 참조하여 패드의 실시예들이 설명된다.
도1은 미세 천공된 상부 시트 및 하부 시트를 갖는 유체 흡수 패드를 도시한다.
도2a 및 도2b는 미세 천공된 상부 시트와 부직 섬유 하부 시트를 갖는 유체 흡수 패드를 도시한다.
도3a 및 도3b는 미세 천공된 상부 시트와 하부 종이 시트를 갖는 유체 흡수 패드를 도시한다.
도4a 및 도4b는 미세 천공된 상부 시트 및 하부 시트를 갖는 냉각 패드를 도시한다.
도5a 및 도5b는 미세 천공된 상부 시트 및 물 투과성 하부 시트를 갖는 냉각 패드를 도시한다.
도6a 및 도6b는 미세 천공된 상부 시트 및 부직 섬유로 형성된 하부 시트를 갖는 냉각 패드를 도시한다.
도7a 및 도7b는 미세 천공되고 3개의 층으로 형성된 상부 시트 및 하부 시트를 갖는 유체 흡수 패드를 도시한다.
도8a 및 도8b는 상부 시트가 미세 천공되고 3개의 층으로 형성되며 하부 시트가 부직 섬유인 유체 흡수 패드를 도시한다.
도9a 및 도9b는 상부 시트가 미세 천공되고 3개의 층으로 형성되며 하부 시트가 종이인 유체 흡수 패드를 도시한다.
도10a 및 도10b는 상부 시트가 미세 천공되고 3개의 층으로 형성되며 하부 시트가 부직 섬유인 냉각 패드를 도시한다.
도11a 및 도11b는 상부 시트가 미세 천공되고 3개의 층으로 형성되며 하부 시트도 3개의 층으로 형성된 냉각 패드를 도시한다.
도12a 및 도12b는 상부 시트가 미세 천공되고 3개의 층으로 형성되며 하부 시트가 물 불투과성인 냉각 패드를 도시한다.
도13a 및 도13b는 상부 시트가 미세 천공되고 2개의 층으로 형성되며 하부 시트가 한 층으로 형성된 냉각 패드를 도시한다.
도14a 및 도14b는 상부 시트 및 하부 시트가 2개의 층으로 형성된 냉각 패드를 도시한다.
도15a 및 도15b는 상부 시트 및 하부 시트가 미세 천공 층 및 중간 종이 층의 2개의 층으로 형성된 유체 흡수 패드를 도시한다.
도16a 및 도16b는 상부 시트가 미세 천공 층 및 종이 층의 2개의 층으로 형성되고 하부 시트가 부직 섬유인 유체 흡수 패드를 도시한다.
도17a 및 도17b는 상부 시트가 미세 천공 층 및 종이 층의 2개의 층으로 형성되고 하부 시트가 종이인 유체 흡수 패드를 도시한다.
도18은 상부 시트 및 하부 시트가 미세 천공 층 및 부직 섬유 층의 2개의 층으로 형성된 냉각 패드를 도시한다.
도19는 상부 시트가 미세 천공 층 및 부직 섬유 층의 2개의 층으로 형성되고 하부 시트가 부직 섬유인 냉각 패드를 도시한다.
도20은 상부 시트가 미세 천공 플라스틱 공동 압출 층 및 부직 섬유 층의 2개의 층으로 형성되고 하부 시트가 부직 섬유의 2개의 층으로 형성된 유체 흡수 패드를 도시한다.
본 발명은 생유체 흡수체 및 냉각 패드 모두로서 이용될 수 있고 최소한 전술한 단점들을 감소시키거나 일반 대중에게 유용하고 상업적인 선택을 제공할 수 있는 흡수 패드를 제공한다.
본 발명의 한 형태는, 적어도 하나의 셀을 형성하도록 결합된 상부 시트 및 하부 시트를 구비하고, 흡수제가 셀 내에 위치한 흡수 패드에 있어서, 시트들 중 적어도 하나의 시트는 미세 천공부를 포함하는 액체 불침투성 재료로 형성되어 유체가 미세 천공부를 통해 셀로 통과될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 흡수 패드에 관한 것이다.
상부 시트는 미세 천공된 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 하부 시트는 유사한 재료로 형성될 수도 있고, 또는 물 투과성 부직 시트, 종이 시트 혹은 전반적으로 물 불투과성 시트와 같은 상이한 재료로 형성될 수도 있다.
본 출원인은 미세 천공부가 셀 또는 셀들 내에서 초강력 흡수 중합체의 활성을 완화시키는 것을 알게 되었다. 즉, 미세 천공부는 고기 제품의 바람직하지 못한 건조을 유발하는 드로잉 효과(drawing effect)를 최소화한다. 드로잉 효과는 고기 제품에 놓여질 수 있는 흡수 패드의 시트 내에 다수의 극소 천공부에 의해 수용 가능한 수준으로 최소화되는 것으로 보인다.
미세 천공부는 또한 흡수 패드의 상부에서 생유체의 고임(pooling)을 감소 또는 방지하는 것으로 보이며, 미세 천공부가 흡수 패드의 상부 시트 상에 분산되면 패드가 단지 홈이 내어지거나 또는 가늘고 길게 새겨지는 경우보다 더 큰 영역에 걸쳐 생유체 흡수가 발생될 수 있다.
미세 천공부들은 전형적으로 시트 상에서 사실상 동일한 양상으로 분산된다. 그러나, 시트의 일부분은 미세 천공부를 포함하지 않을 수 있고 이러한 일부분은 인접한 셀들 사이의 결합부를 포함할 수 있음을 알게 된다.
미세 천공부들은 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있으며, 원형, 타원형(시가형), 다각형(직사각형, 삼각형 및 다이아몬드형을 포함) 및 불규칙한 형상 등일 수 있다. 시트를 천공하기 위해 이용되는 공정에 따라, 형성된 천공부들은 액체가 천공부를 통과할 수 있게 하는 형성 구멍에 인저반 플랩 또는 힌지부를 가질 수 있다.
미세 천공부들은 열 핀 천공, 냉 핀 천공, 개방 플레임 천공, 레이저 천공 및 다른 적당한 기술에 의해 형성될 수 있다. 상이한 천공 공정들은 상이한 구멍 크기 및 형상을 형성할 수 있다.
미세 천공부의 전형적인 크기는 10 내지 200 미크론일 수 있다. 예를 들어, 천공부가 타원형이면, 천공부는 대략 20 미크론 X 90 미크론의 크기를 가질 수 있지만, 이러한 것은 10 미크론 및 200 미크론 사이에서 변화될 수 있고, 보다 가능하게는 흡수 중합체 또는 다른 형태의 흡수제의 활성에 따라 더 큰 크기가 결정될 수 있다.
시트 내의 미세 천공부들의 수는 규칙적 또는 불규칙적으로 변할 수 있다. 제곱 인치 당 10 내지 500개의 미세 천공부들이 제공될 수 있으며, 본 출원인은 본원의 목적에 부합하기 위해서는 제곱 인치 당 330개의 미세 천공부가 적당함을 알게 되었다. 본 출원인은 제곱 인치 당 구멍의 수가 단지 제품의 흡수율에만 영향을 미침을 알게 되었다.
흡수 패드의 크기는 그 용도에 따라 변할 수 있다. 본 출원인은 전형적인 패드가 약 400mm의 폭을 가지며 소비자가 패드를 길이 방향으로 적당하게 절단할 수 있는 제한되지 않은 길이를 가질 수 있음을 알게 되었다. 각각의 패드는 하나 이상의 셀을 구비하고, 본 출원인은 400mm의 폭을 갖는 패드에서 6개의 셀들이 제공될 수 있음을 알게 되었다. 각각의 셀은 임의의 형상 또는 크기로 형성될 수 있으며, 본 출원인은 적절한 크기가 40mm 내지 100mm의 폭임을 알게 되었다.
미세 천공부들을 포함하는 시트(전형적으로 상부 시트)는 플라스틱 필름으로 형성될 수 있다. 플라스틱 필름은 단일 필름, 라미네이트 필름 또는 다른 형태의 필름일 수 있다. 하나의 유용한 유형의 필름은 폴리에스테르 및 폴리에틸렌으로 형성된 라미네이트이다. 본 출원인은 적절한 두께가 30 미크론의 폴리에틸렌 필름으로 적층된 12 미크론의 폴리에스테르 필름임을 알게 되었다. 원한다면 다른 필름 두께가 이용될 수 있다. 본 출원인은 나일론과 같은 다른 유형의 플라스틱과 모든 유형의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 다른 유형의 폴리엔 필름이 이용될 수 있음을 알게 되었다. 본 출원인은 또한 폴리우레탄 및 폴리비닐 필름도 적당함을 알게 되었다. 본 출원인은 필름에서 요구되는 주요 특성이 사용중에 마모 및 파열에 견디기에 충분한 강도가 될 수 있음을 알게 되었다. 본 출원인은 또한 패드의 시트들 또는 패드이 적어도 하나의 시트가 프린트될 수 있도록 프린팅 잉크를 수용할 수 있는 필름을 선택하는 것이 바람직함을 알게 되었다. 본 출원인은 소비자 관점에서 필름들이 양호한 부전도성을 갖는 것이 바람직함을 알게 되었다. 본 출원인이 상부 시트 및 하부 시트를 함께 가열 밀봉시켜 패드를 형성한다면, 본 출원인은 필름이 밀봉 가능하게 가열되는 것을 선호한다.
흡수 패드가 미세 천공된 상부 시트 및 상이한 유형의 하부 시트를 포함한다면, 양호한 하부 시트의 한 유형은 부직 섬유이다. 다수 형태의 부직 섬유들이 본 기술 분야에서 공지되어 있고, 적절한 섬유는 압력 및 온도 결합된 제곱 미터 당 40g의 이성분 연속 필라멘트이다. 그 필라멘트는 폴리에틸렌 쉬스(sheath)를 갖는 폴리에스테르 코어로 제조될 수 있고, 이러한 유형의 재료는 공지되어 있다. 그 필라멘트는 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌 폴리에틸렌 공중합체와 같은 상이한 형태의 쉬스 플라스틱을 포함할 수 있다. 이러한 필라멘트들은 강력한 열 밀봉이 부직 섬유에 형성될 수 있으므로 바람직하다. 이러한 부직 섬유들은 양호한 램덤 분포를 가지며 섬유 내의 구멍 크기 및 구멍들이 충분히 작아서 중합체가 패드로부터 요동되는 것을 확실히 방지하고 팽창된 수화 중합체가 섬유를 통해 밀려나오는 것을 확실히 방지해 준다.
본원의 요구 조건들을 충족시킬 수 있는 다수 유형의 부직 섬유들이 시장에서 시판되고 있음을 이해하여야 한다.
상부 시트가 미세 천공되면, 본 출원인은 하부 시트가 전체적으로 액체 불투과성이 될 것을 원하게 되고, 이러한 시트는 임의의 유형의 적절한 물 불투과성 플라스틱 필름 또는 다른 유형의 유용한 필름으로 형성될 수 있다.
패드 내에서 셀들로부터 흡수제 방출 가능성을 감소시킥 위해, 부가적인 배리어 시트가 미세 천공 시트 하부에 제공될 수 있다. 배리어 시트는 양호하게는 유체가 시트를 통과하거나 들어갈 수 있게 하지만 흡수제에 대한 배리어로 작용하는 유형이다. 다양한 유형의 종이들이 배리어 시트로 이용될 수 있다.
부가적인 변형예에서, 상부 시트는 미리 성형된 다층 시트 복합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 시트는 최외각 미세 천공 시트와 중간 배리어 시트 및 최내각 미세 천공 시트를 포함하여 3층의 시트 복합물을 형성할 수 있다. 이러한 다층 시트는 흡수 패드의 상부 시트 및/또는 하부 시트를 형성할 수 있다.
미세 천공 시트를 보강하기 위해, 부가적인 보강재가 제공될 수 있다. 때때로, 흡수 패드 내의 압력이 미세 천공 시트에 바람직하지 못한 양의 스트레인을 가할 수 있다는 것이 판명되었다. 이러한 시트는 시트 내의 미세 천공부를 가짐으로써 약해지고, 미세 천공 시트가 파열 또는 분열될 수 있는 가능성이 있다. 예를 들어, 패드가 얼음 치환 패드로 사용될 때, 패드는 물에 의해 팽창되었다가 동결된다. 팽창 및 동결은 패드 내에 상당한 압력을 생성한다. 통상적으로 패드 내에 다수의 흡수 셀을 가지는 가요성 시트가 제공된다. 가요성 시트는 물에 의해 팽창 및 동결된 다음에 냉각 유지될 제품 둘레에 포장된다. 제품이 동결될 때에 미세 천공 시트는 냉각 만곡 온도에 근접될 있는 데, 이 냉각 만곡 온도는 필름이 만곡에 저항하고 균열 및 파열 형성에 민감한 것을 의미한다.
이러한 이유로, 흡수 패드는 보강 시트를 포함할 수 있다. 보강 시트는 미세 천공 시트 후방에 위치할 수 있다. 바람직하게는 보강 시트는 유체가 흡수제로 통과되는 것을 상당히 방지하지는 않는다. 그러므로, 바람직한 보강 시트는 부직 섬유 또는 미세 천공된 필름이다.
패드의 셀 내의 흡수제는 단일 유형의 흡수제 또는 혼합물로 구성될 수 있다. 여러 유형의 흡수제들이 공지되어 있고 흡수 패드에 이용될 수 있을 지라도, 본 출원인은 초강력 흡수 중합체를 이용하는 것이 바람직하고 그러한 중합체들이 그 중량을 액체로서 흡수할 수 있음을 알게 되었고, 이러한 중합체들이 활성 흡수체일지라도, 본 출원인은 미세 천공부를 이용함으로써 이러한 바람직하지 못한 특성들을 극복 또는 완화시켰다.
바람직한 유형의 초강력 중합체는 폴리아크릴 나트륨 집단을 포함하는 데, 이러한 폴리아크릴 나트륨 집단은 교차 결합된 폴리아크릴 산/폴리알코올 접합 공중합체이다. 이러한 중합체들은 공지되어 있고, 또한 흡수 패드에서 이용되는 것으로 알려져 있다. 본 출원인이 발견한 유용한 다른 유형의 흡수체들은 나트륨 카르복시 메틸 셀룰로오스이며, 이러한 것은 다수의 상이한 유형의 알루미늄 화합물과 교차 결합되어 그 겔 강도 특성을 개선시킬 수 있다. 물론, 다른 유형의 흡수체들도 본원의 미세 천공 패드에 이용될 수 있다.
본 출원인은 상업용 초강력 흡수 중합체가 2가지의 특징 형상을 가짐을 알게 되었다. 가장 일반적인 형상은 불규칙 입자 또는 자갈형이고, 나머지 다른 형상은 보다 원형의 구형이다.
본 출원인은 상업용 중합체가 다양한 입자 크기를 가지며, 전형적인 입자 크기는 다음과 같다.
850 미크론 이상 : 0 - 2%
850 - 600 미크론 : 24 - 32%
600 - 500 미크론 : 20 - 28%
500 - 300 미크론 : 32 - 40%
300 - 180 미크론 : 4 - 12%
180 - 90 미크론 : 0 - 4%
90 - 45 미크론 : 0 - 2%
45 미크론 이하 : 0 - 0.1%
상이한 분량의 중합체는 상이한 크기 범위를 가질 수 있고, 크기는 최대한도록 2000 미크론까지 되며, 셀 벽을 통해 흡수제의 바람직하지 못한 손실을 최소화하거나 최소한 감소시키기 위해 셀 내에서 사용되는 흡수제의 형상 및 크기를 본 출원인이 조절할 수 있음이 이해되어질 것이다.
물론 본 출원인이 사용하는 흡수제의 양은 흡수제 용량이 비율에 따라 그리고 본 출원인이 얼마나 많은 양의 액체가 흡수되기를 원하는 가에 따라 변화될 수 있다. 전형적인 초강력 흡수 중합체는 임의의 장소에서 중합체 1그램 당 같은 품질의 물을 100g 내지 500g 흡수할 것이다.
본 출원인은 셀 내에서 중합체가 완전히 수화될 수 있고 완전한 수화를 막지 않도록 하는 중합체 투약 혼합물을 선호한다. 이러한 이유로, 본 출원인은 너무 많지 않은 중합체가 각각의 셀 내에 첨가되는 것을 선호한다. 본 출원인은 본 패드가 냉각 패드로서 이용될 때에, 냉각 패드가 주위 영역으로부터 어떤 다른 액체를 흡수하고 대신에 단지 냉각 패드로서만 기능한다고 생각하기를 원하지 않는다는 것을 알게 되었다. 이러한 이유로, 본 출원인은 중합체가 냉각 패드로 사용되는 경우에 중합체가 동결되기 전에 충분히 수화될 수 있도록 보장하고자 했다.
패드 자체는 다수의 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 다른 공지된 패드들에서 이용되어졌던 하나의 양호한 방식은 상부 시트 및 하부 시트를 함께 가열 밀봉하는 것이다. 이러한 이유로, 본 출원인은 상부 시트 및 하부 시트가 열 용융 가능한 재료로 형성되기를 선호하고, 이러한 재료는 공지되어 있다. 물론, 본 출원인은 시트들을 함께 단순히 접착시키거나 다른 수단에 의해 시트들을 부착시키기를 원할 수도 있다.
도면을 참조하면, 2가지 유형의 흡수 패드가 도시되어 있는 데, 그 중 하나는 흡수 생유체에 특히 적합한 것(도1-도3, 도7-도9의 패드)이고 다른 하나는 냉각 또는 가열 패드로서 특히 적합한 것(도4-도6, 도10-도12의 패드)이다. 패드들은 셀의 크기 및 하부 시트의 유형이 다르며, 각각의 패드의 상부 시트는 미세 천공되어 있다.
먼저 도1 내지 도3의 패드들을 참조하면, 이러한 패드들은 적색 고기 또는 가금 패드로서 이용될 수 있고 고기 제품 및 그 고기 트레이 사이에 위치될 수 있다. 이러한 패드들은 수퍼마켓 및 정육점에서 판매용으로 전시되는 고기 트레이에서 특정 용도가 있음을 알게 된다.
흡수 패드는 2가지의 주 크기 및 흡수 성능을 가질 수 있다. 한 유형의 패드는 113mm X 169mm의 외부 치수와 50mm X 72.8mm의 내부 셀 크기를 가질 수 있다. 각각의 셀에는 폴리아크릴 나트륨이며 시중에 시판되는 Favor Pac 100번째의 초강력 분말이 0.48g 제공된다. 패드는 닭 생유체의 약 108g의 전체 흡수 성능을 갖는다. 흡수 패드의 다른 주 크기는 가금 시장에서 특히 이용되고, 이러한 패드는 141mm X 169mm의 외부 크기와 64mm X 72.8mm의 내부 셀을 갖는다. 0.75g의 동일한 초강력 흡수 중합체가 각각의 셀 내에 배치되어 생유체 120g의 흡수 성능을 패드에 제공한다.
도1 내지 도3의 흡수 패드들은 상부 시트(10)를 구비하고, 상부 시트는 30 미크론 폴리에틸렌 필름에 부착된 12 미크론 폴리에스테르 필름인 플라스틱 라미네이트 필름으로 형성된다. 필름은 1인치 당 330 천공의 천공율로 미세 천공되어 있다. 천공들은 상부 시트를 통해 균등하게 분산되어 있고, 각각의 천공은 20 미크론 폭 X 90 미크론 길이의 천공 크기를 갖는 시가형(cigar-shaped)이다.
각각의 패드는 흡수제가 배치된 다수의 셀 또는 파우치(14, pouch)를 갖는다. 셀들은 열 밀봉 또는 다른 수단에 의해 그 모서리 둘레에서 전체적으로 완전하게 밀봉되어 있다.
도1에서 흡수 패드의 하부 시트(11)는 이러한 특정 패드가 양 측면 상에서 미세 천공되도록 상부 시트와 동일하다. 도2에서 하부 시트(12)는 물 투과성 부직 섬유이고, 도3에서 하부 시트(13)는 열 융해 가능한 종이이다. 다른 변형예들이 또한 가능하다.
도1 내지 도3의 패드들은 선택적으로 하나 이상의 광-중량 열 융해 가능한 종이 시트를 포함할 수 있다. 이러한 종이 시트들은 어떠한 중합체 이동을 멈추게 하기 위해 분자 체(sieve)로서 기능한다. 종이 시트들은 1 제곱 미터 당 16.5g의 중량을 갖고 셀룰로오스 섬유와 열가소성 섬유의 혼합물이며, 그 시트 자체는 시중에 시판되고 있다.
도2에서, 하부 시트(12)는 백색 폴리에스테르/비스코스 섬유 혼합물로서, 수지 결합되고 그 제품의 내측 상에 저밀도 폴리에틸렌 분산 코팅을 갖는다. 그 섬유는 전형적인 중량이 제곱 미터 당 65g이고 제곱 미터당 45g의 섬유/결합제의 혼합물을 갖는다. 제품 내측 상의 저밀도 폴리에틸렌 분산 코팅에 의해, 그 섬유가 다른 기판들과 적절한 열 결합을 가짐을 알게 된다. 부직 섬유는 즉각적으로 젖게 되어 접촉이 이루어지게 되면 액체를 섬유로 유입시켜 그 액체를 초강력 흡수 중합체로 전달한다.
도3에서, 하부 시트(13)는 더 무거운 중량의 열 융해 가능한 종이로서 셀룰로오스와 열가소성 필름의 혼합물이며, 제곱 미터 당 5 내지 100g의 중량을 가질 수 있다. 전형적으로, 그 종이는 22%의 열가소성 섬유와 78%의 셀룰로오스 섬유로 이루어지며 양호한 습윤 강도를 갖도록 수지 결합되어 있다. 종이는 양호한 습윤성 및 위킹(wicking) 작용을 가지므로 유체가 초강력 흡수 중합체로 유입되는 것을 도와준다.
도4 내지 도6은 냉각 패드와 같은 열적 패드를 도시한다. 패드들은 흡수제가 배치될 수 있는 일렬의 분리 셀(15)들을 갖는다. 이러한 실시예들에서, 냉각 패드의 상부 시트(16)는 도1 내지 도3의 흡수 패드들의 상부 시트와 동일한 재료로 형성된다. 도5에서, 냉각 패드의 하부 시트(17)는 물이 미세 천공된 상부 시트를 통해 흡수될 수 있도록 전체적으로 물이 투과될 수 있는 플라스틱 또는 라미네이트 필름으로 형성된다. 셀 내에서 중합체가 완전히 수화되는 것이 양호한 데, 흡수 패드에서 판명된 바와 같은 중간 단계의 종이 시트를 갖는 것이 바람직하지 않음을 알게 되었으며, 그러한 이유는 더 많은 물이 얼기 전에 냉각 패드에서 중합체의해 흡수되므로 인해 냉각 패드가 흡수 패드보다 더 많은 스트레인 하에 있게 되고 종이 시트의 결합 강도가 떨어지기 때문이다. 도4에서 하부 시트(18)는 상부 시트와 동일하고, 도6에서 하부 시트(19)는 부직 섬유이다.
도7 내지 도9는 본 발명에 의한 또 다른 패드의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 각각의 패드의 상부 시트(20) 자체는 3층으로 형성된다. 3층은 미세 천공된 12 미크론의 폴리에스테르 필름(21)인 최외각 시트를 구비한다. 제곱 미터 당 38g의 중량을 가질 수 있는 종이 시트(22)는 (상부) 시트 바로 후방에 있다. 25 미크론 두께를 갖는 제2 천공 폴리에틸렌 시트(23)는 종이 시트(22) 바로 후방에 있다. 따라서, 상부 시트(20)가 하나의 단일 시트로 보여질 수 있음을 알 수 있는 데, 그러한 단일 시트는 2개의 미세 천공된 층들 사이에 하나의 층으로 개재된 3개의 층들로 형성되어 있다. 도7에서, 하부 층(24)은 또한 도7의 흡수 패드가 3층 구성을 각각 갖는 2개의 시트로 형성되도록 상부 층과 동일한 복합물로 형성된다.
또한, 도8의 패드도 3층의 상부 시트(21 내지 23)를 갖지만, 이러한 패드에서는 하부 시트가 부직 섬유(30)로 제조된다.
도9는 상부 시트가 역시 그러한 3층(21 내지 23)으로 형성되고 하부 시트는 중량 종이(31)로 형성된 패드를 도시한다.
도10 내지 도12는 냉각 패드 또는 가열 패드로서 이용될 수 있거나 또는 얼음 치환 패드(도4 내지 도6의 패드)로 보일 수 있는 또 다른 열적 패드를 도시한다. 도10 내지 도12에 도시된 패드에서, 상부 시트는 전술된 3층(21 내지 23)으로 형성된다. 도10에서, 하부 시트(32A)는 부직 섬유로 형성된다. 도11에서, 하부 시트(32B)는 도12에서 상부 시트와 동일한 3층 구조로 형성되고, 하부 시트는 천공되지 않은 플라스틱 라미네이트 필름(32C)으로 형성된다.
도7 내지 도12에 도시된 3층 상부 시트는 12 미크론의 미세 천공된 폴리에스테르 상부 시트를 구비하고, 그 상부 시트는 완성된 제품을 제조할 때에 고온 및 압력 하에서 바람직한 특성과 우수한 제품 강도를 갖는다. 이러한 특수 시트는 제품 설명 및 광고 목적으로 역 프린트될 수 있다. 그 중간 종이 층은 최상의 분자 체의 기능을 하며 필름을 통해 수화되지 않은 중합체 및 수화된 겔의 이동을 방지한다. 또한, 종이는 2개의 미세 천공된 층들을 통해 유체 전달체로서 기능을 할 수 있으며 이러한 기능이 Z 축과 X-Y 축 양쪽에서 이루어짐이 판명되어 있다. 중간 종이 층은 수화 및 수화되지 않은 형태 양쪽에서 흡수 분말의 적절한 보유력을 제공하는 한은 제곱 미터 당 5g 내지 100g의 중량 범위를 가질 수 있다. 3층 구조의 제3층은 미세 천공된 폴리에틸렌 필름일 수 있고, 이러한 필름은 패드를 형성하기 위해 하부 시트에 열 밀봉 가능할 수 있다는 점에서 저밀도의 폴리에틸렌과 선형 저밀도의 폴리에틸렌의 혼합물일 수 있다. 물론, 전술된 바와 같이 다수의 상이한 필름들이 이용될 수 있으며, 예를 들어 나일론, 모든 타입의 폴리프로필렌, 모든 타입의 폴리에틸렌, 그 혼합물, 폴리우레탄 및 폴리비닐 수지 등일 수 있다.
한 실시예에서, 3층 시트는 다음과 같이 형성될 수 있다. 먼저, 3층이 접착식으로 함께 적층되고 경화된다. 천공되지 않은 경화 시트는 정밀 마이크로 천공기를 거쳐서 단지 천공 핀이 중간 종이 층을 통과하지 않도록 보장하기 위해 한쪽 측면 상에 천공된다. 그 다음에 시트는 뒤집혀서 정밀 마이크로 천공기로 통과되고, 또 다시 천공 핀이 단지 최상부 층을 통과하고 중간 층을 통과하지 않는다. 중간 종이 층이 접촉되지 않고 천공되지 않게 함으로써, 효과적으로 분자 체로서 기능하고 시트를 통한 중합체 이동을 허용하지 않는다.
물의 생유체가 이러한 3층 시트의 최외각 층과 접촉하게 될 때에 종이의 모세관 작용에 의해 그 유체가 정밀 마이크로 천공기를 통해 그 구조로 유입됨이 주지되어야 한다. 시트의 각각의 측면 상의 천공부는 정렬될 필요가 없으므로, 3개의 시트를 통해 유입된 액체가 선형 통로로 개조될 필요는 없다. 이러한 것은 또한 셀들 내에서 중합체의 보유력에 다소의 이점을 제공하는 것으로 여겨진다.
도13a 내지 도13b를 참조하면, 상부 시트(71)가 상기의 미세 천공된 층으로 형성된 냉각 패드(70)를 도시하고 있다. 부직 섬유(72)는 미세 천공된 층 바로 후방에 배치된다. 그 실시예에서 부직 섬유는 ELEVESTM섬유이다. 그 섬유는 백색 부직이고 제곱 미터 당 40g이며 이성분(bi-component) 연속 필라멘트 섬유이다. 하부 시트(73)는 천공되지 않은 플라스틱 라미네이트 필름으로 형성된다.
도14a 및 도14b는 하부 시트(75)가 상부 시트(76)와 동일하고 양 시트가 최외각의 미세 천공된 라미네이트 플라스틱 필름(77A, 77B)을 포함하며 그 플라스틱 필름의 바로 후방에 부직 섬유(78A, 78B)(한 예로서 ELEVESTM섬유)가 있다는 점을 제외하고는 유사하다.
도13a, 도13b, 도14a 및 도14b에 도시된 제품들은 부직 섬유 형태의 보강 시트를 구비한다. 보강 시트는 미세 천공된 시트에 더 큰 지지력을 제공하고 전체 제품에 강도를 제공한다. 미세 천공부가 라미네이트 필름을 취약하게 하므로, 제품이 충분히 수화될 때 그리고 시트가 만곡 또는 꾜여질 때, 미세 천공된 라미네이트가 균열 또는 파열될 수 있어서 천공부가 더 큰 크기로 되거나 초강력 중합체가 패드를 통과할 수 있게 할 가능성이 있게 된다. 서냉될 필요가 있는 제품 주위에서 패드를 얼리고 얼려진 패드를 수용하는 시트가 감싸여짐으로써 압력이 악화될 수 있다. 냉각시에 이미 약해진 필름은 필름이 만곡에 저항하도록 유발할 수 있는 냉각 만곡 온도에 근접될 수 있고, 제품 둘레에서 필름을 강제적으로 감싸는 것은 균열 및 파열을 유발할 수 있다. ELEVESTM섬유는 미세 천공된 층의 균열 또는 파열이 여전히 발생되는 경우 중합체를 실질적으로 포함할 수 있는 부직 구조를 갖는다.
도15a 및 도15b는 4개의 셀(41)(셀의 수는 선택적임)을 갖는 유체 흡수 패드(40)를 도시한다. 패드는 상부 시트 및 하부 시트로 형성된다. 상부 시트는 미세 천공된 플라스틱 라미네이트 시트(42) 바로 후방에 중간 종이 시트(43)가 있는 2개의 층으로 형성된다. 하부 시트는 외부 미세 천공 플라스틱 라미네이트 시트(44) 및 중간 종이 시트(45)인 동일한 2개의 시트로 형성된다.
도16a 및 도16b는 4개의 셀(46)을 갖는 패드(45)를 도시한다. 패드는 유체 흡수 패드이며 외부 미세 천공 플라스틱 라미네이트 시트(47) 및 중간 종이 시트(48)의 2개의 층으로 형성된 상부 시트를 구비한다. 이러한 패드에서, 하부 시트(49)는 부직 섬유의 한 층으로 형성된다.
도17a 및 도17b는 4개의 셀(51)을 갖는 유체 흡수 패드(50)를 도시한다. 상부 시트는 최외각 미세 천공 플라스틱 라미네이트 시트(52) 및 중간 종이 시트(53)인 2개의 층으로 형성되고 하부 시트(54)는 종이의 한 층으로 형성된다.
도18은 상부 및 하부 시트가 최외각 미세 천공된 플라스틱 시트(55A, 55B)와 중간 부직 섬유 시트(56A, 56B)인 2개의 층으로 형성된 냉각 패드의 측면도이다.
도19는 상부 시트가 최외각 미세 천공된 플라스틱 라미네이트 시트(60)와 중간 부직 섬유 시트(61)의 2개의 층으로 형성되고 하부 시트가 부직 섬유(62)의 한 층으로 형성된 또 다른 냉각 패드를 도시하고 있다.
도20a 및 도20b는 내부에 다수의 분리 셀을 구비한 유체 흡수 패드(65)를 도시한다. 패드는 최외각 미세 천공된 플라스틱 공동 압출 시트(66)와 그 후방에 부직 섬유 시트(67)의 2개의 층으로 형성된 상부 시트를 구비한다. 하부 시트는 각각 부직 섬유인 2개의 층(68, 69)으로 형성된다.
유체 흡수 패드는 400mm X 141mm 또는 200mm X 211mm의 12 셀 패드 및 200mm X 211mm인 9 셀 패드의 3가지 주 크기로 제공된다. 다른 크기들도 이용 가능하다.
도20에서, 흡수 패드는 4개의 층 패드이다. 플라스틱은 상이한 형태의 다층 공동 압출 필름이다. 3개의 상이한 층들은 용융 온도들을 조절하기 위해 고밀도 폴리에틸렌 또는 저밀도 폴리에틸렌/선형 저밀도 폴리에틸렌 혼합물 중 하나로 제조된다. 패드의 상부 층은 부직 섬유인 제2 층들을 갖는 공동 압출된 플라스틱이다. 하부 시트는 2개의 부직 섬유 층들로 제조된다.
다양한 다른 변형예들 및 수정예들이 본 발명에 대해 제조될 수 있음이 이해되어져야 한다. 즉, 패드 크기 및 형상은 다를 수 있고 상부 및 하부 시트의 유형도 적어도 하나의 시트가 미세 천공부를 갖는 한은 다른 수 있으며, 중합체의 유형 및 중합체의 양도 또한 다양하게 갖추어질 수 있음이 이해되어져야 한다. 패드는 생유체 흡수 패드로서, 냉각 패드로서, 가열 패드로서 이용될 수 있다(냉각 패드는 부풀어지면 "핫 팩(hot pack)"으로 기능하도록 가열될 수 있다는 것이 이해되어질 수 있다). 패드들은 포장에 있어서 습기 제어용으로 이용될 수 있고 갓잘라온 꽃 산업에 이용될 수도 있다.

Claims (28)

  1. 적어도 하나의 셀을 형성하도록 결합된 상부 시트 및 하부 시트를 구비하고, 흡수제가 셀 내에 위치한 흡수 패드에 있어서,
    시트들 중 적어도 하나의 시트는 미세 천공부들을 포함하는 액체 불침투성 재료로 형성되어 유체가 미세 천공부들을 통해 셀로 통과될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  2. 제1항에 있어서, 상부 시트는 미세 천공된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  3. 제1항에 있어서, 미세 천공부들은 사실상 균일한 형태로 시트 상에 분산되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  4. 제1항에 있어서, 미세 천공부는 10 내지 200 미크론인 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  5. 제4항에 있어서, 제곱 인치 당 10 내지 500 미세 천공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  6. 제1항에 있어서, 200 내지 500mm의 폭을 갖고, 패드를 가로질러 연장된 2 내지 10개의 셀들을 구비하며, 각각의 셀은 40mm 내지 100mm의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  7. 제1항에 있어서, 미세 천공된 시트는 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  8. 제1항에 있어서, 상부 시트 및 하부 시트를 갖는 유체 흡수 패드를 포함하고, 상부 시트 및 하부 시트가 미세 천공된 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  9. 제1항에 있어서, 미세 천공된 상부 시트와 부직 섬유 하부 시트를 갖는 유체 흡수 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  10. 제1항에 있어서, 미세 천공된 상부 시트와 하부 종이 시트를 갖는 유체 흡수 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  11. 제1항에 있어서, 상부 시트와 하부 시트를 갖는 냉각 패드를 포함하고, 상부 시트 및 하부 시트가 미세 천공된 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  12. 제1항에 있어서, 미세 천공된 상부 시트와 물 불투과성 하부 시트를 갖는 냉각 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  13. 제1항에 있어서, 미세 천공된 상부 시트와 부직 섬유로 형성된 하부 시트를 갖는 냉각 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  14. 제1항에 있어서, 상부 시트 및 하부 시트를 포함하고, 상부 시트는 최외각 미세 천공 층과 중간 투과성 종이 층 및 내부 미세 천공 층으로 구성된 3개의 층들로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  15. 제14항에 있어서, 하부 시트는 상부 시트와 동일한 3개의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  16. 제14항에 있어서, 하부 시트는 부직 섬유인 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  17. 제14항에 있어서, 하부 시트는 종이인 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  18. 제14항, 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서, 냉각 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  19. 제14항에 있어서, 냉각 패드를 포함하고, 하부 시트가 물 불투과성인 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  20. 제1항에 있어서, 상부 시트는 최외각 미세 천공 층 및 내부 종이 층의 2개의 층들로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  21. 제20항에 있어서, 하부 시트는 한 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  22. 제20항에 있어서, 냉각 패드를 포함하고, 하부 시트는 상부 시트와 동일한 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  23. 제20항에 있어서, 하부 시트는 부직 섬유인 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  24. 제20항에 있어서, 하부 시트는 종이인 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  25. 제1항에 있어서, 냉각 패드를 포함하고, 상부 시트는 외부 미세 천공 층 및 내부 부직 섬유 층의 2개의 층들로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  26. 제25항에 있어서, 하부 시트는 상부 시트와 동일한 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  27. 제25항에 있어서, 하부 시트는 부직 섬유인 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
  28. 제1항에 있어서, 상부 시트는 미세 천공된 플라스틱 공동 압출 층 및 부직 섬유 층의 2개의 층으로 형성되고, 하부 시트는 부직 섬유의 2개의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수 패드.
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