KR20010005693A - 높은 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함하는 흡수 제품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기저귀, 실금자용 브리이프, 배변훈련용 팬츠, 기저귀 홀더 및 라이너, 생리용 위생 가멘트 등과 같은 흡수제품에 포함되는 흡수 코어에 관한 것으로, 이러한 흡수 코어는 신체 분비물을 적절히 함유하는 착용자를 위한 개선된 정합성 및 편안함을 제공하도록 구상된다. 이러한 흡수 코어는 사용중 상당량의 유체를 흡수했을 때조차도 다른 코어 영역에 비해 가랑이 영역에서 낮은 수준의 유체를 보유하도록 구상된다. 이러한 목적을 위해, 흡수 코어는 가랑이 영역에서 상당한 수직 흡상 흡수 용량을 갖는 물질을 포함한다.

Description

높은 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함하는 흡수 제품{ABSORBENT ARTICLES COMPRISING A MATERIAL HAVING A HIGH VERTICAL WICKING CAPACITY}
유아 및 기타 뇨실금자는 뇨 및 다른 신체 배설물을 수용하여 봉쇄하는 기저귀와 같은 일회용 흡수제품을 착용한다. 흡수제품은 배설물을 수용하고 이러한 배설물을 착용자의 신체 및 착용자의 가멘트 및 침대 시이트와 격리시켜 주는 기능을 한다. 많은 다른 기본 디자인을 갖는 일회용 흡수제품이 본 기술분야에 알려져 있다. 예를 들면, 1967년 1월 31일자로 던칸(Duncan) 및 베이커(Baker)에게 재허여된 "일회용 기저귀(Disposable Diaper)"란 명칭의 미국 특허 제 26,152 호에는 넓은 허용성 및 상업적 성공을 달성한 일회용 기저귀가 기술되어 있다. 1975년 1월 14일자로 뷰엘(Kenneth B. Buell)에게 허여된 "일회용 기저귀용의 수축가능한 측면부(Contractable Side Portions for Disposable Diaper)"란 명칭의 미국 특허 제 3,860,003 호에서는 넓은 허용성과 상업적 성공을 거둔 탄성 다리 커프스 일회용 기저귀가 개시되어 있다.
많은 기저귀 디자인은 착용자의 다리 사이에 정합하는 제품의 영역 안에서 건조할 때 및 특히 습윤시 비교적 넓고 부피가 크다. 이는 착용했을 때 기저귀를 융기하도록하여 착용자에게 불편함을 유발한다. 착용자의 불편함을 해결하고자, 예를 들면 와이즈만(Weisman) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,610,678 호에서는 선행 디자인보다 이러한 영역에서 더욱 좁은 치밀화된 코어를 포함하는 기저귀에 대해 기술하고 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 제품은 제품의 배출 영역 안에서 상당량의 흡수된 유체를 저장한다. 이러한 배출 영역은 착용시 착용자의 가랑이 영역 안에 정합하는 제품 부분 안에 위치한다.
선행 흡수제품이 유체를 효율적으로 분배하지 못하기 때문에, 이러한 제품은 일반적으로 상당량의 유체를 기저귀의 가랑이 영역 안에 저장하도록 구상된다. 따라서, 매번의 적재시 이러한 제품의 영역은 상당히 부피가 크고 따라서 착용자에게 더욱 불편함을 주고[참조: 피에니아크(Pieniak) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,098,423 호], 이는 와이즈만 특허 문헌에 강조되어 있고 낮은 건조 벌크 분산성 기저귀가 개시되어 있다. 미국 특허 제 5,098,423 호의 초점은 건조시, 특히 "충격 대역"(제품의 길이의 2/5 내지 3/5로서 특허로서 정의됨)에서 비교적 낮은 단면적을 갖는 제품이다. 실제로, 기술된 제품의 중요한 양태는 충격 대역에서 흡수성 물질이 유체를 흡수하는 능력이다. 상기 특허는 총 흡수된 유체의 60% 이상이 기저귀의 충격 대역안에 보유되어 있는 것을 구체적으로 지시한다. 따라서, 종래의 특허가 건조시 개선된 정합성에 대한 목표에 대해 논의하고 있지만, 착용 내내 개선된 정합성 및 편안함을 제공하는 방법을 제시하지는 못했다. 게다가, 정합성을 개선시키기 위한 1차 고려사항은 가랑이 영역에서 흡수물질의 좁고 큰 정도를 최적화하는 것보다는 건조 및 습윤 상태에서, 접히고 융기하는 얇고 넓은 구조물에 대한 것이다. 따라서, 미국 특허 제 5,098,423 호는 건조할 때 비교적 얇고(제품의 z-차원), 비교적 넓은(제품의 x-차원) 코어를 제공함으로써 성취된 전반적으로 낮은 단면적을 갖는다. 그러나, 코어는 가랑이 영역에서 흡수 용량의 60%를 보유한다. 이는 제품이 체액으로 적셔질 때 편안함을 감소시킨다.
따라서 구조물이 체액으로 적셔진 후에도, 더욱 양호한 정합성 및 착용자 편안함을 제공하는 흡수 구조물을 제공하는 것이 바람직하다. 건조상태 및 습윤 상태에서 가랑이 영역 안에서 감소된 부피를 갖는 흡수 구조물을 제공하는 것이 더욱 유리하다.
따라서, 본 발명의 목적은 제품의 가랑이 영역에서 가랑이 영역으로부터 떨어진 상당량의 유체를 쉽게 분배시키는, 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함시켜 착용자에게 증가된 안락감을 제공하는 흡수 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 제품의 가랑이 영역에 보유된 상대량의 유체를 감소시키므로써 사용하는 동안 착용자에 대한 개선된 정합성을 갖는 흡수 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 그 밖의 목적은 첨부된 도면과 관련하여 다음 발명의 상세한 설명을 참조로하여 고려될 때 더욱 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
발명의 요약
본 발명은 신체 분비물을 적절하게 함유하면서 착용자에 대한 향상된 정합성 및 편안함을 제공하도록 구상된 기저귀, 실금자용 브리이프, 배변훈련용 팬츠, 기저귀 홀더 및 라이너, 여성용 위생 가멘트 등과 같은 흡수제품을 제공한다. 이러한 흡수제품은 일반적으로 액체 투과성 상면 시이트와 액체 불투과성 배면 시이트, 및 외부 커버층과 연결된 흡수 코어를 포함하는 봉합 조립체(몸체)를 갖는다. 흡수 코어는 코어가 사용하는 동안 상당량의 유체를 흡수할 때에도 다른 코어 영역에 비해 가랑이 영역에서 낮은 수준의 유체를 보유하도록 구상된다. 이것을 이루기 위해, 흡수 코어는 유체가 가랑이 영역으로부터 제품의 전방 및/또는 후방 단부로 실질적으로 이동되도록 구상된다.
한 실시양태에서, 본 발명은 (i) 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 약 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, (ii) 가랑이 영역이 2 cm의 높이에서 약 15 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어를 포함하는 흡수 제품에 관한 것이다. 본 발명은 (i) 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 약 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, (ii) 가랑이 영역이 20 cm의 높이에서 약 10 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어를 포함하는 흡수 제품에 관한 것이다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 (i) 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 약 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, (ii) 가랑이 영역이 25 cm의 높이에서 약 5 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어를 포함하는 흡수 제품에 관한 것이다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 (i) 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 약 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, (ii) 가랑이 영역이 30 cm의 높이에서 약 0.5 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어를 포함하는 흡수 제품에 관한 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명은 가랑이 영역이 20 cm의 높이에서 약 10 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함하는, 코어의 가랑이 지점에서 약 1.3 cm2이하의 단면적으로 갖는 흡수 코어를 포함하는 흡수 제품에 관한 것이다.
본 발명은 흡수 제품, 예를 들면 기저귀, 실금자용 브리이프, 배변훈련용 팬츠, 기저귀 홀더 및 라이너, 생리용 위생 가멘트 등에 관한 것이고, 보다 특별하게는 신체 유체로 젖었을 때 개선된 정합성을 제공하는 흡수 제품에 관한 것이다. 개선된 정합성은 높은 수직 흡상 용량을 갖는 흡수 코어 물질을 사용하여 이루어진다.
본 명세서가 본 발명을 형성하는 것으로 간주되는 발명의 요지를 구체적으로 지시하고 분명하게 청구하는 청구의 범위로 결론을 맺지만, 본 발명이 첨부된 도면과 관련한 하기의 설명으로부터 보다 잘 이해될 것으로 생각되며, 하기 설명에서 유사한 명칭은 실질적으로 동일한 요소를 나타내는데 사용된 것이다.
도 1은 상면 시이트가 흡수 코어를 더욱 분명하게 나타내도록 투명한 본 발명에 따르는 흡수제품의 상면도이다.
도 2는 본 발명의 흡수 코어의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 흡수 코어의 평면도이다.
도 4는 착용자의 가랑이 영역, 흡수제품 및 상응하는 흡수 코어를 결정하는 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명에 유용한 다중조각 흡수 코어의 확대된 투시도이다.
도 6은 시험방법편에서 논의되는 그 밖의 절차에 따른 특징을 위한 제품 적재에 사용되는 장치의 도식이다.
본원에서 사용된 바와 같은, "흡수제품"이란 용어는 신체 분비물을 흡수 및 봉쇄하는 제품 말하는 것이고, 더욱 구체적으로는, 착용자의 신체에 대향하거나 근접하여 위치되어 신체로부터 배출되는 각종 배설물을 흡수 및 봉쇄하는 제품을 말하는 것이다. 흡수제품은 실금자에 의해 사용되는, 뇨를 흡수하도록 구상된 제품을 포함한다. 이러한 실금자용 제품은 기저귀, 실금자용 브리이프, 배변훈련용 바지, 기저귀 홀더 및 라이너를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그 밖의 흡수제품은 생리혈과 같은 혈액계 유체를 흡수하도록 구상된 것을 포함한다. 이러한 생리용 흡수제품은 탐폰, 생리용 패드 등을 포함한다. 본원에서 사용되는 "일회용"이란 용어는 세탁하거나 다른 방법으로 복원시키거나 또는 흡수제품으로서 재사용할 목적이 아닌(즉, 일회 사용 후 버릴 목적인, 바람직하게는 재생되거나 비료화되거나 또는 환경적으로 허용할 수 있는 다른 방법으로 처분될 목적인) 흡수제품을 말한다. "일체형" 흡수제품이란, 함께 연결되어 일치된 실체를 형성하는 별개의 부분으로 이루어져서 별개의 지지체 및 라이너와 같은 별도의 조작 부분을 필요로 하지 않는 흡수제품을 말한다.
본원에서 사용되는 "흡수 코어"란 용어는 그 기능이 유체를 포획, 분배, 이동, 저장 및/또는 재분배하는 흡수제품의 부분(예: 층)이다. 포획 물질은 그 1차 기능이 유체를 포획 후 놓는 물질을 포함한다. 이러한 물질은 포획층, 상면 시이트 물질, 이동층, 유체 제어 모듈, 하이드로겔 형성 중합체 등의 이동을 방지하도록 구상된 랩 티슈 또는 부직 시이트를 포함한다. 본원에서 "분배 물질"이란 용어는 그 1차 기능이 초기 유체 적재 지점으로부터 떨어진 지점으로 유체를 분배/재분배하는 것인 흡수 코어 물질을 말한다. 본원에서 사용되는 "저장 물질"이란 용어는 제품에 의해 흡수된 유체 대부분을 봉쇄하는 흡수 코어 물질을 말한다. "분배 물질" 및 "저장 물질"이란 용어는 상호 배타적인 것으로 이해해서는 안된다. 특정 실시양태에서, 단일 물질은 유체 분배 및 유체 저장 모두를 제공하도록 작용할 수 있다.
본원에서 사용하는 "전방"이란 용어는 착용자의 전방 가까이 위치하도록 된 제품 또는 흡수 코어의 부분을 말한다. "후방"이란 용어는 착용자의 등에 가까이 위치되도록 하는 제품 또는 흡수 코어의 부분을 말한다. 이와 같이, "∼의 전방의"라는 상대적인 용어는 제품 또는 코어에서 그 전방쪽으로 더욱 가까이 있는 위치를 말하고, 한편 "∼의 뒤의"라는 용어는 제품 또는 코어에서 후방에 더욱 가까이 있는 위치를 말한다.
본원에서 사용하는 바와 같이, "z-차원"이란 용어는 부재, 코어 또는 제품의 길이 및 나비에 수직인 차원을 말한다. z-차원은 일반적으로 부재, 코어 또는 제품의 두께에 상응한다.
본원에서 사용하는 "x-y 차원"은 부재, 코어 또는 제품의 두께에 수직인 평면을 말한다. x- 및 y-차원은 일반적으로 부재, 코어 또는 제품 각각의 나비 및 길이에 상응한다.
제품 및 제품의 흡수 코어의 "가랑이 지점"은 제품을 직립 자세의 착용자상에 위치시킨 후 신장가능한 필라멘트를 도면의 8개의 구성부(도 4 참조) 안의 다리 주위로 위치시킴으로써 결정된다. 제품에서 지점 및 필라멘트의 교차지점에 상응하는 흡수 코어는 제품 및 흡수 코어의 가랑이 지점이 될 것이다. 가랑이 지점은 착용자상에 흡수제품을 의도된 방식으로 위치시키고 교차된 필라멘트가 제품/코어를 접촉하는 지점을 결정함으로써 결정되는 것으로 이해된다.
본원에서 언급하는, 흡수 코어의 "가랑이 영역"이란 용어는 흡수 코어의 총 길이(즉, y-차원)의 50%에 상응하고, 여기서 가랑이 지점은 가랑이 영역의 종방향 중앙에 위치한다. 즉, 가랑이 영역은 흡수 코어의 가랑이 지점을 1차적으로 위치시킨 후, 코어의 총 길이의 25%의 거리를 전후로 측정함으로써 결정된다.
본원에서 사용되는 바와 같은 "가랑이 나비"라는 용어는 제품이 아래에 설명하는 유체 포획 방법(Fluid Acquisition Method)을 통해 제품 총 흡수 용량의 70%로 적재될 때 대부분의 유체를 봉쇄하는 흡수 코어 층의 가랑이 영역 안의 나비를 말한다. 이러한 층이 다수의 불연속 층으로 구성되면, 가장 작은 나비를 갖는 층이 그 층의 나비이고 따라서 흡수 코어의 가랑이 나비이다. 층이 가랑이(x-) 차원으로 프로필화되면, 층의 나비는 프로필의 가장 높은 기초중량 영역의 나비에 의해 결정된다. 가랑이 나비를 결정하기 위한 방법은 아래의 시험방법편에 설명한다.
본원에 사용되는 "가랑이 단면적"이란 용어는 제품이 하기 기술한 유체 포획 방법에 의해 제품 총 용량의 70 %에 부하될 때 대부분의 유체를 보유하는 흡수 코어층의 가랑이 영역에서 건조 단면적을 지칭한다. 이 층이 다수의 개별 층으로 구성될 때, 각각의 층의 나비 및 캘리퍼를 측정하고, 이들 개별적인 단면적의 합은 가랑이 영역 단면적이다. 가랑이 단면적의 측정 방법은 하기 시험방법편에 기술되어 있다.
본원에서, "층"이란 용어는 흡수 구조물의 확인할 수 있는 구성요소이고, "층"으로 명명되는 어떠한 구조물도 실제로 적층물 또는 몇가지 시이트의 조합 또는 이후 설명하는 바와 같은 물질의 필요 유형의 웹을 포함한다. 본원에서 "층"이란 용어는 "층들" 및 "적층된"이란 용어를 포함한다. 본 발명의 목적을 위해, "상부"란 용어는 흡수제품 상면 시이트에 가장 가까이 있고 대향하는 흡수 코어의 층을 말한다; 역으로, "하부"란 용어는 제품 배면 시이트에 가장 가까이 있고 이와 대향하는 흡수 코어의 층을 말한다. 본 발명에 따른 흡수제품의 다양한 부재, 층 및 구조물이 원래 일반적으로 평면상이거나 평면상이 아닐 수 있고, 임의의 목적하는 구성으로 형상화되거나 프로필화될 수 있다는 것을 주의한다.
본 발명에 따르는 흡수 코어를 갖는 기저귀(20) 형태의 흡수제품의 실시양태가 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 상면 시이트(22), 배면 시이트(24) 및 상면 시이트(22)와 배면 시이트(24) 사이에 위치한 흡수 코어(28)을 갖는 펼쳐진 비수축된 상태(어떠한 탄성 유도된 수축도 없는) 기저귀(20)의 상면도이다. 상면 시이트(22)는 흡수 코어(28)를 더욱 잘 설명하도록 투명하게 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기저귀(20)는 전방 허리밴드 영역(32), 후방 허리밴드 영역(34) 및 배면 시이트(24)의 외부 가장자리에 의해 한정되는 둘레(38)를 갖고 이는 종방향 가장자리(40) 및 말단 가장자리(42)를 갖는다. 기저귀(20)의 종방향 축은 종방향 가장자리(40)와 본질적으로 평행하고 종방향 중심선(67)(y-차원 또는 길이에 상응함)으로서 묘사되고, 한편 횡방향 축은 말단 가장자리(42)와 본질적으로 평행하고 횡방향 중심선(66)(x-차원 또는 나비에 상응함)으로 묘사된다. 허리밴드 영역(32 및 34)는 기저귀(20)의 상부 영역을 포함하고, 이는 착용시, 착용자의 허리를 감싼다. 중심 영역(36)은 허리밴드 영역(32 및 34) 사이의 기저귀(20)의 부분이고, 착용시 착용자의 다리 사이에 위치되어 착용자의 하반신을 덮는 기저귀(20)의 부분을 포함한다. 따라서, 중심 영역(36)은 기저귀(20) 또는 그 밖의 일회용 흡수제품에 대한 일반적인 액체 침착 대역을 한정한다.
상면 시이트(22) 및 배면 시이트(24)는 임의의 적절한 방식으로 함께 연결될 수 있다. 본원에서 사용한 바와 같은, "연결된"이란 용어는 상면 시이트(22)가 배면 시이트(24)에 상면 시이트를 배면 시이트에 직접 고정시킴으로서 직접 연결된 구성부를 포함하고, 상면 시이트가 중간 부재에 부착되고 이러한 증간 부재는 배면 시이트에 부착되어 간접적으로 연결되는 구성부를 포함한다. 바람직하게는, 상면 시이트(22) 및 배면 시이트(24)는 서로 접착제 또는 당해 기술분야에 공지된 그 밖의 접착수단과 같은 부착 수단(도시되지 않음)에 의해 직접 부착된다. 예를 들면, 균일한 연속층의 접착제, 패턴화된 층의 접착제, 또는 별도의 라인 또는 점의 배열의 접착제를 사용하여 상면 시이트(22)를 배면 시이트(24)에 부착할 수 있다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 상면 시이트(22)는 배면 시이트(24)보다 약간 작은 크기의 구성부이다. 그러나, 상면 시이트(22) 및 배면 시이트(24)는 모두 동일한 크기의 구성부(즉, 같이 연장하는)이고, 따라서 기저귀(20)의 둘레(38)에서 함께 연결된다. 배면 시이트(24)의 크기는 흡수 코어(28)의 크기 및 선택된 정확한 기저귀 디자인에 의해 부분적으로 지시된다. 도 1에 나타낸 실시양태에서, 배면 시이트(24)는 모래시계형 구성부를 갖는다. 그러나, 직사각형, I-형 등의 구성부가 또한 적절하다.
도시되지는 않았지만, 기저귀(20)는 기저귀상에 수축력을 발휘하는 탄성 부재를 가져서 착용자에게 더욱 가까이 그리고 더욱 편안하게 구성될 수 있다. 이러한 탄성 부재는 예를 들면 본원에서 참조로서 인용하는 1975년 1월 14일자로 케니쓰 비. 뷰엘(Kenneth B. Buell)에게 허여된 미국 특허 제 3,860,003 호에 기술된 방법과 같은 공지된 다양한 구성으로 조립될 수 있다. 탄성 부재는 기저귀(20)의 인접한 둘레(38), 바람직하게는 각각의 종방향 가장자리(40)에 인접하게 배치될 수 있어서 탄성 부재가 인장되어 기저귀(20)를 착용자의 다리에 대향하여 유지하도록 할 수 있다. 선택적으로, 탄성 부재는 기저귀(20)의 말단 가장자리(42) 한쪽 또는 모두에 인접하게 배치되어 다리 커프스 외에도 허리밴드를 제공한다. 예를 들면, 본원에서 참조로서 인용하는 1985년 5월 7일자로 허여된 미국 특허 제 4,515,595 호(키에비트(Kievit) 등)를 참조한다. 탄성 부재는 탄성적으로 수축가능한 조건으로 기저귀(20)에 고정되어, 이들 탄성 부재는 통상적으로 비구속된 구성으로 기저귀를 효율적으로 수축시키거나 모아 준다. 탄성 부재는 2 이상의 방식으로 탄성적으로 수축가능한 조건으로 고정될 수 있다. 예를 들면, 탄성 부재는 연신되어 고정되면서도 기저귀(20)는 비수축된 상태이다. 선택적으로, 기저귀(20)는 예를 들면 주름지게 함으로써 수축되고, 탄성부재는 기저귀(20)에 고정되어 연결되는 동시에, 비완화되거나 비연신된 상태로 있다. 탄성 부재는 가랑이 영역(36)에서 기저귀(20)의 전체 길이를 본질적으로 연장시키거나, 선택적으로 기저귀(20)의 전체 길이를 연장시키거나, 임의의 탄성적으로 수축가능한 선을 제공하기에 적절한 그 밖의 길이를 연장시킨다. 이들 탄성부재의 길이는 일반적으로 기저귀의 디자인에 의해 지시된다.
도 1에 있어서, 흡수 코어(28)는 "I" 구성부로 묘사된다. 상기 지시한 바와 같이, 흡수 코어는 전방 영역 및 후방 영역, 뿐만 아니라 가랑이 영역을 포함한다. 이러한 영역은 본원의 내용에 따라 코어(28)의 가랑이 지점을 결정함으로써 한정된다. 상기 논의한 바와 같이, 가랑이 영역은 착용자의 체형에 따라 결정된다. 단지 설명의 목적으로, 코어(28)의 가랑이 지점은 도 1에서 27로 묘사한다. 가랑이 지점(27)은 기저귀(20) 및 흡수 코어(28)의 종방향 중심선(67)상에 위치되도록 묘사된다. 이는 일반적으로 기저귀 및 흡수 코어의 구성부와 상관 없이 그러하다. 그러나, 지시한 바와 같이, 가랑이 지점(27)은 다른 기저귀/코어 디자인이 있을 수 있더라도 이러한 특정 실시양태에서는 횡방향 중심선(66)상에 위치되지 않는다. 상기 논의된 바와 같이, 흡수 코어(28)의 가랑이 지점이 일단 결정되면, 가랑이 영역은 코어의 총 길이의 25%의 간격만큼 가랑이 지점으로부터 전방(횡방향 선(61)) 및 코어의 총 길이의 25% 간격만큼 가랑이 지점으로부터 후방(횡방향 선(63))를 측정함으로써 결정된다. 이러한 설명에서, 가랑이 영역은 횡방향 선(61과 63) 사이에 위치한 코어의 영역이다. 도 1에 묘사된 바와 같이, 흡수 코어(28)는 전방 영역(52), 후방 영역(54) 및 가랑이 영역(56)을 갖는다. 또한, 코어(28)의 가랑이 영역(56)은 코어에서 가랑이 지점의 위치에 의해 지시된다.
상면 시이트(22)는 바람직하게는 마음대로 움직일 수 있고, 촉감이 부드러우며 착용자의 피부에 비자극적이다. 추가로, 상면 시이트는 액체(예: 뇨)를 쉽게 그의 두께를 통해 통과시키는 액체-투과성이다. 적절한 상면 시이트는 폭넓은 범위의 물질, 즉 다공성 발포체; 망상구조의 발포체; 천공된 플라스틱 필름; 또는 천연 섬유의 제직 또는 부직물(예: 나무 또는 면 섬유), 합성 섬유(예: 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유) 또는 천연 섬유 및 합성 섬유의 배합물로 제조될 수도 있다. 바람직하게는, 상면 시이트는 착용자의 피부로부터 흡수 코어에 봉쇄된 액체를 분리시키기 위해 소수성 물질로 제조되고, 흡수 코어는 액체가 그 두께를 통해 용이하게 통과할 수 있는 계면활성제로 하나 이상의 측면상에서 처리된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상면 시이트의 적어도 일부는 기계적 연신에 도입되어 "제로 변형" 연신 적층물을 제공하고 이러한 적충물은 탄성 측면 패널을 형성한다. 따라서, 상면 시이트는 바람직하게는 인장가능하고, 더욱 바람직하게는 잡아 늘릴 수 있으며, 반드시 탄성중합체성은 아니고, 상면 시이트는 기계적 연신시 적어도 영구적으로 인장된 정도까지 되어 원래의 구성으로 완전히 돌아가지는 않는다. 바람직한 실시양태에서, 상면 시이트는 상면 시이트의 예기치 않은 파열 또는 인열없이 기계적 연신에 도입될 수 있다. 따라서 상면 시이트는 낮은 횡기계방향(측방향) 휨 강도를 갖는 것이 바람직하다.
상면 시이트를 제조하는데 사용될 수 있는 많은 제작 기술이 있다. 예를 들면, 상면 시이트는 섬유의 부직 웹일 수 있다. 상면 시이트가 부직 웹을 포함하면, 웹은 스펀본딩(spunbonded), 카딩(carding), 습식 적층, 용융취입, 하이드로인텡글(hydroentangled), 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 바람직한 상면 시이트는 카딩되고 섬유 기술 분야에 공지된 임의의 수단에 의해 열결합될 수 있다. 바람직한 상면 시이트는 약 2.2의 데니어를 갖는 스테이플 길이 폴리프로필렌 섬유를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같은, "스테이플 길이 섬유"란 약 15.9 mm(0.625 in) 이상의 길이를 갖는 섬유를 말한다. 바람직하게는, 상면 시이트는 약 18 내지 약 25 g/㎡의 기초중량을 갖는다. 적절한 상면 시이트는 미국 메사츄세츠주 월폴 소재의 인터내셔날 페이퍼 캄파니(International Paper Company), 버라텍스 인코포레이티드(Veratec, Inc.)에 의해 제조된다.
상면 시이트(22)는 흡수 코어(28)의 신체면 위에 위치된다. 바람직한 실시양태에서, 포획 물질은 흡수 코어(28)와 상면 시이트(22) 사이에 위치한다. 상면 시이트(22)는 흡수 코어(28) 및/또는 배면 시이트(24)에 당해 기술분야에 공지된 부착 수단(도시되지 않음)에 의해 연결될 수 있다. 적절한 부착 수단은 이후 상면 시이트(220) 및/또는 배면 시이트(24)를 흡수 코어(28)에 부착시키는 것에 관하여 설명한다. 본원에서 사용된 바와 같은, "연결된"이란 용어는 한 부재가 다른 부재에 바로 고정됨으로써 한 부재가 다른 부재에 직접 고정된 구성부, 뿐만 아니라 하나의 부재가 중간 부재에 고정되고, 이러한 중간 부재가 고정됨으로써 하나의 부재가 간접적으로 다른 부재에 고정되는 구성부를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상면 시이트 및 배면 시이트는 기저귀 둘레에서 서로 직접 연결되고 이들을 부착 수단(도시되지는 않음)에 의해 흡수 코어에 각각을 직접 연결함으로써 함께 간접적으로 연결된다. 선택적인 실시양태에서, 흡수 코어(또는 바람직한 포획 물질)는 흡수 코어가 이들 사이의 "부유"를 허용하도록, 상면 시이트 또는 배면 시이트에 꼭 연결되어야 할 필요는 없다.
배면 시이트(24)는 액체(예: 뇨)에 대해 불투과성이고 바람직하게는, 얇은 플라스틱 필름으로부터 제조되지만, 그 밖의 가요성 액체 불투과성 물질을 사용할 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "가요성"이란 용어는 마음대로 움직일 수 있고, 인체의 형태 및 윤곽에 잘 부합되는 물질을 지칭한다. 배면 시이트는 흡수 코어 안에 흡수 및 봉쇄되어 있는 분비물이 침대 시이트 및 언더가멘트와 같이 기저귀와 접촉하고 있는 제품을 적시는 것을 방지한다. 따라서, 배면 시이트는 제직물 또는 부직 물질, 중합체상 필름(예: 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 열가소성 필름) 또는 복합 물질(예: 필름-피복된 부직 물질)을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 배면 시이트는 두께가 약 0.012 mm(0.5 mil) 내지 약 0.051 mm(2.0 mil)인 열가소성 필름이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 배면 시이트의 적어도 일부는 기계적 연신에 도입되어 탄성 측면 패널을 형성하는 "제로 변형" 연신 적층물 모두를 제공하여, 경우에 따라 탄성 허리 특징부 또는 임의의 다른 탄성 특징부와 일치하는 배면 시이트의 부분을 미리 변형시킨다. 따라서, 배면 시이트는 바람직하게는 인장가능하고, 더욱 바람직하게는 잡아 당길 수 있지만 반드시 탄성중합체성일 필요는 없고 배면 시이트는 기계적 연신에 도입될 때, 기계적 연신시 적어도 영구적으로 인장된 정도까지 되어 원래의 구성으로 완전히 돌아가지는 않는다. 바람직한 실시양태에서, 배면 시이트는 배면 시이트의 예기치 않은 파열 또는 인열없이 기계적 연신에 도입될 수 있다. 따라서, 배면 시이트는 ASTM D-638과 양립하는 방법을 사용하여 측정시 횡기계 방향으로 약 400 내지 약 700%의 궁극적인 인장 내지 파열까지 겪는 것이 바람직하다. 따라서, 배면 시이트로서 사용하기에 바람직한 중합체성 필름은 높은 함량의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유한다. 배면 시이트를 위해 특히 바람직한 물질은 약 45 내지 90%의 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 약 10 내지 55%의 폴리프로필렌으로 이루어진 블렌드를 포함한다. 본 발명의 배면 시이트로서 사용하기 위한 예시적인 필름은 미국 인디아나주 테르 호트 소재의 트레데가 인더스트리즈 인코포레이티드(Tredegar Industries, Inc.)에서 제조된, 특정 취입 필름을 위한 X-8323, RR8220 블렌드, 및 특정 캐스트 필름을 위한 RR5475 블렌드를 포함한다.
배면 시이트(24)는 보다 의복과 같은 외관을 제공하기 위해 엠보싱하고/하거나(일반적으로, 약 0.127 mm(5.5 mil)의 두께까지) 매트 마무리처리하는 것이 바람직하다. 추가로, 배면 시이트는 분비물이 배면 시이트를 통해 배출되는 것을 방지하면서 증기가 흡수 코어로부터 배출되게(예를 들면, 통기가능하게) 할 수도 있다.
배면 시이트(24)는 흡수 코어(28)의 신체면에 인접하여 위치하고 바람직하게는 당해 기술분야에 잘 공지되어 있는 것과 같은 부착 수단(도시되지는 않음)에 의해 신체 표면 및 배면 시이트(24)에 부착한다. 바람직하게는, 추가의 물질(예: 포획 물질)은 배면 시이트(24)와 흡수 코어(28) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들면, 배면 시이트(24)는 흡수 코어(28) 또는 임의의 삽입 물질에 균일한 연속층의 접착제, 패턴층의 접착제 또는 임의의 배열의 별도의 라인, 나선, 또는 점의 접착제에 의해 부착된다. 만족스러울 것으로 생각되는 접착제로는 미국 오하이오주 콜럼버스 소재의 센튜리 어드헤시브즈 인코포레이티드(Century Adhesives, Inc.)에 의해 상표명 센튜리 5227로서 시판되는 접착제, 및 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 에이치 비 풀러 캄파니(H. B. Fuller Company)에 의해 HL-1258로 시판중인 접착제이다. 부착 수단은 1986년 3월 4일자로 미네톨라(Minetola) 및 터커(Tucker) 등에게 허여된 "일회용 허리-봉쇄 가멘트(Disposable Waist-Containment Garment)"라는 명칭의 미국 특허 제 4,573,986 호에서 개시하는 바와 같은 필라멘트형 접착제의 개방 패턴 망상을 포함하는 것이 바람직하다. 1975년 10월 7일자로 스프라그 주니어(Sprague, Jr.)에게 허여된 미국 특허 제 3,911,173 호; 1978년 11월 22일자로 지에커(Ziecker) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,785,996 호; 및 1989년 6월 27일자로 웨레니즈(Werenicz)에게 허여된 미국 특허 제 4,842,666 호에서 제시된 장치 및 방법에 의해 설명할 수 있는 바와 같이 나선 패턴으로 감겨있는 다수 선의 필라멘트가 더욱 바람직하다. 이러한 특허는 각각 본원에서 참조로 인용되어 있다. 선택적으로, 부착 수단은 열 결합, 가압 결합, 초음파 결합, 동기계적인 결합 또는 임의의 다른 적절한 접착 방법 또는 당해 기술분야에 공지된 바와 같은 이러한 부착 방법들의 조합을 포함할 수도 있다.
흡수 코어(28)는 뇨 및 그 밖의 신체 배설물과 같은 액체를 분배하고/분배하거나 보유할 수 있고 본 발명을 정의하는 유체 분배/저장성을 제공할 수 있는 임의의 흡수물질을 포함하고 있다. 흡수 코어(28)는 도 1에 "I" 구성부로 묘사될 수 있는 임의의 형상이 사용될 수 있다. 예를 들면, 흡수 코어(128)가 도 2에 "모래시계" 구성부로 나타나 있고, 여기서 코어는 종방향 가장자리(142)에서 아치형 잘린 부분을 갖는다. 설명할 목적으로 가랑이 지점은 127로 나타낸다(상기 설명한 바와 같이, 흡수 코어의 가랑이 지점은 착용자로부터 추정되었다). 도시한 바와 같이, 가랑이 지점(127)은 일반적으로 종방향 중심선(167) 및 횡방향 라인(이러한 실시양태에서 중심 횡방향 라인은 통과하지 않는다)(168)에 놓여 있다. 가랑이 영역은 가랑이 지점으로부터 코어의 총 길이의 25% 전방(횡방향 라인(161)으로 묘사됨) 및 가랑이 지점으로부터 코어의 총 길이의 25% 후방(횡방향 라인(163)으로 묘사됨)에서 측정하여 결정된다. 가랑이 영역(156)은 횡방향 라인(161과 163) 사이의 코어의 영역이다. 가랑이 영역(156)에 덧붙여, 코어(128)는 전방 영역(152)과 후방 영역(154)을 갖는다.
도 3은 또 다른 기저귀 및 상응하는 코어 구성을 갖는다. 특히 기저귀(220)는 착용자의 낮은 행동 대역 안에 정합하도록 구성된다(낮은 행동 제품 및 상응하는 코어에 대한 기술은 본원에서 참조로서 인용하는 라본(LaVon)에게 허여된 미국 특허 제 5,358,500 호에 상세히 기술되어 있다). 흡수 코어(228)는 또한 착용자의 낮은 행동 대역 안에 정합하도록 구성된다.
도 4는 제품의 가랑이 지점 및 그 흡수 코어를 결정하기 위한 수단을 설명한다. 도 4에 있어서, 직립 자세의 착용자의 다리는 단면(301 및 302)이다. 연속 물질(303)(예: 스트링 또는 고무밴드)는 한번 비틀리고 착용자의 다리 둘레에 착용자의 몸통에 충분히 가까운 지점에서 위치되어 물질(303)의 교차점(304)이 착용되는 제품상으로 추정될 수 있다. 제품의 코어의 가랑이 지점이 이로써 결정되고 코어의 가랑이 영역은 상기 내용에 따라 결정된다.
가랑이 지점에서 흡수 코어의 가랑이 나비는 또한 건조 및 습윤시 착용자에게 개선된 정합성을 제공하는데 중요하다. 가랑이 나비가 유체로 젖었을 때도 작아서 흡수 코어가 착용자의 다리가 포개졌을 때 최소한으로 융기하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 본 발명에 유용한 흡수 코어는 건조 및 습윤시 약 7 cm 이하의 가랑이 나비를 갖는다. 바람직하게는, 건조 및 습윤시 가랑이 나비는 바람직하게는 약 6 cm 이하, 보다 더 바람직하게는 약 5 cm 이하일 것이다. 가랑이 나비의 측정 방법은 하기 시험방법편에 기술되어 있다. 흡수 코어의 가랑이 지점에서 코어가 비교적 작은 단면적(x-치수 × z-치수)을 갖는 것이 또한 바람직하다. 이 점에서, 본 발명에 유용한 흡수 코어는 바람직하게는 건조시 약 2.6 cm2이하의 가랑이 단면적을 가질 것이다. 바람직하게는 가랑이 단면적은 건조시 약 1.8 cm2이하, 보다 바람직하게는 약 1 cm2이하, 보다 더 바람직하게는 약 0.6 cm2이하, 가장 바람직하게는 약 0.4 cm2이하일 것이다. 단면적의 측정 방법은 하기 시험방법편에 기술되어 있다.
단위 표면적당 균일한 흡수 용량을 갖는 흡수 코어의 가랑이 나비 및/또는 단면적에서 감소는 필수적으로 전형적인 액체 침착 대역에서 물질의 양을 감소시킨다. 가랑이 영역에서 나비를 감소시킴으로써 정합성을 향상시키기 위한 선행 시도는 단위 표면적당 흡수 용량을 증가시켜서 가랑이 영역에서 필수 흡수 용량을 유지하여 그렇게 된다. 이러한 선행 시도는 가랑이 영역에서 액체 흡수를 위해 추가의 섬유를 사용해야 하고, 경우에 따라 액체 저장을 위해 추가의 하이드로겔-형성 중합체를 사용해야 한다. 따라서, 이러한 접근은 건조 및 습윤시 모두 부피가 커져서 악영향을 미치게 된다. 직접 비교시, 본 발명은 가랑이 영역 안에 침착된 유체를 그 영역으로부터 멀어지게 한다. 이는 흡수 코어의 가랑이 영역에서 유체 저장의 감소된 양에 반영된다. 이와 같이, 흡수 코어의 가랑이 영역은 유체를 가랑이 영역으로부터 떨어지게 분배하는 작용을 하는 물질을 포함한다. (유체 분배가 코어의 가랑이 영역 물질의 중요한 기능이지만, 본 발명의 필요한 성질이 이루어지는 한 그의 일차적 기능이 유체 저장인 가랑이 영역에 물질을 포함하는 것은 본 발명의 범위내이다.) 특별하게는, 본 발명의 제품의 흡수 코어는 높은 수직 흡상 용량을 나타내는 물질을 포함할 것이다. 유체를 수직으로 흡상하는 능력, 즉 중력의 반대 방향으로의 유체 흡상은 흡수 코어가, 흡수되는 유체가 제품의 흡수 코어내에서 상대적으로 낮은 위치로부터 상대적으로 높은 위치로 이동되도록 하는 방법으로 흡수 제품에서 사용되기 때문에 중요한 성능 특징이다. 유체를 중력에 반하게 이동시키는 능력은 비교적 적은 수준의 유체이 코어의 가랑이 영역에서 저장되면 본 발명에 특히 중요하다.
이 점에서, 흡수 코어는 2 cm의 높이에서 약 15 g/g 이상, 바람직하게는 약 25 g/g 이상, 보다 더 바람직하게는 약 40 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함할 것이다. 다르게는, 흡수 코어는 20 cm의 높이에서 약 10 g/g 이상, 바람직하게는 약 20 g/g 이상, 보다 바람직하게는 약 30 g/g 이상, 보다 더 바람직하게는 약 40 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함할 것이다. 다르게는, 흡수 코어는 25 cm의 높이에서 약 5 g/g 이상, 바람직하게는 약 15 g/g 이상, 보다 바람직하게는 약 20 g/g 이상, 보다 더 바람직하게는 약 30 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함할 것이다. 다르게는, 물질은 흡수 코어는 30 cm의 높이에서 약 0.5 g/g 이상, 바람직하게는 약 10 g/g 이상, 보다 바람직하게는 약 20 g/g 이상, 보다 더 바람직하게는 약 30 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 가질 것이다. 상기 정의가 다르게 제공되지만, 단일 물질은 이런 특징 중 하나 이상을 가질 수 있다고 생각되어야 한다.
본 발명의 흡수 제품은 또한 코어의 가랑이 영역에서 평형에서 흡수 코어의 총 용량의 약 40 % 미만을 보유하는 흡수 코어를 포함할 것이다. 물론, 코어의 전방/후방 영역에 비해 코어의 가랑이 영역에서 더 적은 양의 유체의 저장은 착용하는 동안 가랑이 영역으로부터 유체를 이동시키는 코어 물질의 능력을 반영하고, 이에 의해 정합성 및 착용자의 안락감을 개선한다. 이 점에서, 본 발명에 유용한 흡수 코어는 바람직하게는 코어의 가랑이 영역에서 평형에서 코어의 총 용량의 약 25 % 미만, 보다 바람직하게는 약 15 % 미만, 보다 더 바람직하게는 약 0 내지 약 10 %를 보유할 것이다.
상기 논의한 바와 같이, 흡수 코어는 코어의 가랑이 영역으로부터 유체를 분배하는 기능을 하는 물질을 포함할 것이다. 한 실시양태에서, 흡수 코어는 코어의 전면 및 후면에서 그의 가랑이 영역에 함유된 것과 동일한 물질을 포함할 것이다. 즉, 분배 물질은 또한 유체 저장에 적합할 것이다. 다르게는, 코어는 코어의 전방 및/또는 후방 영역에서 뛰어난 높은 모세관 흡입 저장 물질을 함유할 것이다. 이어서, 이 저장 물질은 비교적 낮은 모세관 흡입 분배 물질을 방출(desorb)할 것이다.
필수 분배 성질을 제공하기 위한 바람직한 흡수 물질은 높은 불연속상 유중수적형 에멀젼(이후, HIPE라 칭함)을 중합하여 유도된 연속기포형 흡수성 중합체상 발포체이다. 이러한 중합체상 발포체는 필수 저장성, 뿐만 아니라 필요 분배성을 제공하기 위해 형성될 수 있다. 구별되는 저장 물질이 코어의 전방 및 후방 섹션 안에 포함되는 경우, 중합체상 분배 발포체는 바람직하게는 이들 다른 코어 성분(분배 발포체의 방출 압력보다 더 높은 흡수 압력을 가짐)이 유체를 멀리 분배할 수 있는 방출성을 나타낸다. 이러한 성분이 분비물이 심하게 분출하는 상황 및 압축 하중에 도입되는 상황에서조차도 착용자의 피부를 건조하게 유지하는 것이 바람직하다. 즉 흡수제품의 착용자에게 부드럽고 가요성이고 편안하고 유체에 대한 비교적 높은 흡수 용량을 가져서 효율적으로 코어 성분을 사용하는 기저귀 및 그 밖의 흡수제품을 제공한다.
본원에서 사용하기 위한 필수 분배성 및 저장성을 제공하는 HIPE-유도된 발포체가 본원에서 참조로서 인용하는 다음 문헌에 개시되어 있다[1995년 11월 25일자로 출원된 미국 특허원 제 08/563,866 호(데스마레이스(DesMarais) 등)(이후 '866 특허원으로 명명함); 1995년 2월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,387,207 호(다이어(Dyer) 등); 및 1993년 11월 9일자로 허여된 미국 특허 제 5,260,345 호(데스마레이스 등)].
본 발명에서 유용한 중합체상 발포체는 상대적으로 연속기포형이다. 이는 발포체중 개별적인 기포가 인접한 기포와 유체연통됨을 의미한다. 이러한 실질적으로 연속기포형 발포성 구조물에서 기포는 발포성 구조물 안에서 하나의 기포로부터 다른 기포까지 유체를 용이하게 전달하기에 충분한 큰 기포간 개구부 또는 "윈도우"를 갖는다.
이러한 실질적인 연속기포형 발포성 구조물은 일반적으로 다수의 상호 연결된 3차원 분지형 웹에 의해 한정되는 개별적인 기포을 갖는 망상구조의 특성을 갖는다. 이러한 분지형 웹을 만드는 중합체상 물질의 스트랜드를 "스트러트(struts)"이라 칭할 수 있다. 일반적인 스트러트-유형 구조를 갖는 연속기포형 발포체가 '866 특허원의 도 1 및 도 2의 현미경사진으로 예로서 도시되어 있다. 본원에서 사용되는, 발포체 물질은 만일 크기가 1㎛ 이상인 발포성 구조물중 기포의 80% 이상이 하나 이상의 인접한 기포와 유체연통된다면 "연속기포형"이다.
이러한 바람직한 중합체상 발포체는 연속기포형일 뿐만 아니라 충분히 친수성이어서 기포가 이후 소정량으로 수성 유체를 흡수할 수 있게 해준다. 발포성 구조물의 내면은 이후에 설명되듯이, 중합반응 이후 발포성 구조물에 남겨진 친수화 계면활성제에 의해 또는 선택된 중합반응후 발포체 처리 절차에 의해 소수성이 된다.
중합체상 발포체는 수성 유체와 접촉시 팽창하여 이러한 유체를 흡수하는 파괴 형태(즉, 비팽창된)의 중합체상 발포체로 제조될 수 있다. 예를 들면 공계류중인 미국 특허원 제 08/563,866 호 및 미국 특허 제 5,387,207 호를 참조한다. 이러한 파괴 중합체상 발포체는 통상적으로 중합된 HIPE 발포체로부터 압축력, 및/또는 열 건조 및/또는 진공 탈수를 통해 수성상을 나타냄으로써 수득된다. 압축 및/또는 열 건조/진공 탈수 후, 중합체상 발포체는 파괴 또는 비팽창된 상태가 된다. 비파괴성 발포체, 예를 들면 공계류중인 미국 특허원 제 08/542,497 호 및 미국 특허 제 5,260,345 호에 기술된 것이 분배 물질로서 유용하다.
이러한 발포체의 중요한 인자는 유리 전이 온도(Tg)이다. Tg는 중합체의 유리질 및 고무질 상태 사이의 전이의 중간지점을 나타낸다. 일반적으로, 사용 온도보다 높은 Tg를 갖는 발포체는 매우 강하지만, 너무 강성이어서 파괴되려는 잠재적인 경향이 있다. 이러한 발포체가 파괴성이면, 긴 기간동안 파괴된 상태로 저장된 후 중합체의 Tg보다 차가운 수성 유체로 습윤될 때 팽창된 상태로 회복하기 위해 긴 시간이 걸린다. 기계적 성질, 특히 강도 및 탄성의 바람직한 조합을 위해서는 일반적으로 이러한 목적하는 성질을 달성하기 위한 단량체의 유형 및 양의 매우 선택적인 범위가 필요하다.
중합체상 발포체의 발포체 체적당 비표면적이 파괴된 상태로 남아 있는 경험적으로 정의되는 발포체 구조물에 특히 유용하다는 것을 발견하였다. 또한, 이러한 성질은 본원에서 논의된 수직 흡상 흡수 용량을 제공하기 위한 발포체의 능력에 중요하다. 미국 특허 제 5,387,207 호에는 발포체 체적당 비표면적이 상세히 논의되어 있다. "발포체 체적당 비표면적"은 발포체 구조물의 모세관 흡입 비표면적과 팽창된 상태의 발포체 밀도의 곱을 말한다. 바람직하게는, 약 0.025 ㎡/㎤ 이상, 바람직하게는 약 0.05 ㎡/㎤ 이상, 가장 바람직하게는 약 0.07 ㎡/㎤ 이상의 발포체 체적 값당 비표면적을 갖는 하나 이상의 영역을 갖는 본 발명에 따른 중합체상 발포체는 그 영역에서 파괴된 상태로 남아 있어서 바람직하다는 것을 실험적으로 발견하였다.
본원에서 유용한 흡수성 중합체 발포체의 또 다른 중요한 성질은 자유 흡수 용량이다. "자유 흡수 용량"이란 소정의 발포성 샘플이 샘플중 고체 물질의 단위 질량당 기포상 구조물까지 흡수하는 시험 유체(합성 뇨)의 총량이다. 본 발명의 흡수제품에서 유용하도록, 건조 발포체 물질 g당 합성 뇨 약 55 내지 약 100 mL, 바람직하게는 약 55 내지 약 75 mL의 합성 뇨를 갖는 총 자유 흡수 용량을 가져야 한다. 발포체의 자유 흡수 용량을 결정하는 절차가 '866 특허원의 "시험방법"편에 개시되어 있다.
본원에서 유용한 수성 유체에 노출시 파괴성 발포체는 팽창하여 유체를 흡수한다. 이들 발포체가 그 완전히 팽창된 두께의 약 1/6(17%)까지 압축탈수될 때, 매우 얇은 상태로 유지되면서 저장 효율 및 가요성이 증가한다. 이는 팽창된 발포체의 저밀도에 기인한다. 이러한 발포체의 팽창 인자는 약 4배 이상이고, 즉 팽창된 상태의 발포체의 두께가 그 파괴된 상태의 발포체의 두께의 약 4배 이상이다. 파괴된 발포체는 바람직하게는 약 4배 내지 약 10배의 범위의 팽창 인자를 갖는다. 비교시, 종래의 고밀도 발포체는 전형적으로 단지 4배 내지 5배의 팽창 인자를 갖는다.
본 발명의 목적을 위해, 압축성 탈수된 파괴성 발포체의 팽창된 두께와 파괴된 두께사이의 관계는 하기 수학식 1로부터 실험적으로 추정할 수 있다:
두께팽창된= 두께파괴된× 0.133 ×W:O 비율
상기 식에서,
"두께팽창된"은 그 팽창된 상태의 발포체의 두께이고;
"두께파괴된"은 그 파괴된 상태의 발포체의 두께이고;
"W:O 비율"은 발포체를 제조한 높은 불연속상 유화액의 유중수적 비율이다.
따라서, 60:1의 물대 오일 비의 유화액으로부터 제조된 일반적인 발포체는 8.0의 예상 팽창 인자, 즉 발포체의 파괴된 두께의 8배의 팽창 두께를 갖는다. 팽창 인자를 측정하기 위한 절차는 '866 특허원의 시험방법편에 기술되어 있다.
본 발명에 유용한 흡수성 중합체상 발포체의 중요한 기계적 특성은 압축 편향에 대한 저항성(resistance to compression deflection, RTCD)에 의해 측정될 때 그의 팽창된 상태에서의 강도이다. 본원에서 발포체에 의해 표현된 RTCD는 중합체 탄성률의 함수 뿐만 아니라 발포체 망상구조의 밀도 및 구조의 함수이다. 중합체 탄성률은 (a) 중합체 조성; (b) 발포체가 중합되는 조건(예를 들면, 특히 가교결합에 대해 수득된 중합반응의 완성도); 및 (c) 중합체가 잔류 물질(예: 가공 후 발포체 구조물중에 남아 있는 유화제)에 의해 가소화되는 정도에 의해 결정된다.
기저귀와 같은 흡수제품에서 흡수성 발포체로서 유용하도록, 본 발명의 발포체는, 이러한 흡수 물질이 유체의 흡수 및 봉쇄가 기대될 때, 사용중 가능한 힘에 의한 변형 또는 압축에 대해 적절히 저항성이어야 한다. RTCD면에서 충분한 강도를 갖지 않는 발포체는 하중이 전혀 없으면 허용가능한 양의 체액을 포획하고 저장할 수 있지만, 발포체를 함유하는 흡수제품의 사용자의 운동 및 활동에 의해 야기된 압축성 응력하에서는 이러한 유체를 너무 쉽게 포기할 것이다.
본 발명의 중합체상 발포체에 의해 나타난 RTCD는 구체적인 온도 및 기간에 있어서 특정 한정 압력하에 유지되는 포화된 발포체의 샘플중 생성된 변형의 양을 결정함으로서 정량화될 수 있다. 이러한 특정 유형의 시험을 수행하기 위한 한가지 방법이 '866 특허원의 "시험방법"편에 설명되어 있다. 흡수제로서 유용한 발포체는 65 ± 5 dyne/㎝의 표면장력을 갖는 합성 뇨로 자유 흡수 용량까지 포화될 때, 5.1 kPa(0.74 psi)의 한정 압력이 발포체 구조물보다 약 40% 이하 압축된 변형을 생성하도록 RTCD를 나타내는 것이다. 바람직하게는, 이러한 조건하에 생성된 변형은 약 2 내지 약 25%, 더욱 바람직하게는 약 2 내지 약 15%, 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 10%의 범위이다.
발포성 기포, 및 특히 비교적 단량체가 없는 수성상 수적을 둘러싸고 있는 단량체를 함유한 오일상을 중합시킴으로써 형성된 기포는 종종 실질적으로 형태가 구형이다. 이러한 구형 기포의 크기 또는 "직경"은 일반적으로 발포체를 특징화하는데 사용되는 인자이다. 중합체 발포체의 소정의 샘플중 기포가 반드시 대략 동일한 크기일 필요가 없기 때문에, 평균 기포 크기, 즉 평균 기포 직경이 종종 구체화된다.
수많은 기술이 발포체의 평균 기포 크기를 측정하는데 유용하다. 그러나, 발포체의 기포 크기를 측정하기 위한 가장 유용한 기술은 발포체 샘플의 스캐닝 전자 현미경 사진을 기초로 하는 샘플 측정을 포함한다. 본원에서 주어진 기포 크기 측정은 그 팽창된 상태에서의 발포체의 수평균 기포 크기를 기본으로 한다. 본 발명에 따르는 수성 유체의 흡수성 물질로서 유용한 발포체는 바람직하게는 약 50 ㎛ 이하, 일반적으로 약 5 내지 약 35 ㎛의 수평균 기포 크기를 갖는다.
"발포체 밀도"(즉 공기중 발포체 체적 ㎤당/발포체의 g)란 건조 중량을 기준으로 한다. 흡수된 수용성 잔사물질의 양, 예를 들면 HIPE 중합, 세척 및/또는 친소수성화 후 발포체중에 남아 있는 잔사성 및 액체는 발포체 밀도를 계산하고 표현하는데 무시된다. 그러나 발포체 밀도는 중합된 발포체중에 존재하는 유화제와 같은 그 밖의 수불용성 잔사 물질을 포함한다.
발포체 구조물의 단위 체적당 고체 발포체 물질의 질량을 측정하는 임의의 적절한 중량분석 절차를 사용하여 발포체 밀도를 측정할 수 있다. 예를 들면 미국 특허 제 5,387,207 호의 시험방법편에 더욱 상세히 기술된 ASTM 중량분석 절차는 밀도 측정을 위해 사용될 수 있는 하나의 방법이다. 파괴된 상태에서, 흡수물질로서 유용한 본 발명의 중합체상 발포체는 약 0.1 내지 약 0.2 g/cc, 바람직하게는 약 0.11 내지 약 0.15 g/cc, 및 가장 바람직하게는 약 0.12 내지 약 0.14 g/cc의 범위의 건조 기초 밀도 값을 갖는다. 그 팽창된 상태에서, 흡수성 물질로서 유용한 본 발명의 중합체상 발포체는 약 0.010 내지 약 0.018 g/cc, 바람직하게는 약 0.013 내지 약 0.018 g/cc의 건조 기초 밀도값을 갖는다.
적절한 흡수성 발포체는 일반적으로 특히 바람직하고 유용한 수성 유체 조작 및 흡수성 특성을 나타낸다. 특히 발포체가 본 발명의 흡수 코어에 1차 분배 물질로서 사용되면, 유체를 코어의 가랑이 영역으로부터 코어의 전방 및/또는 후방 영역으로 이동시키는 능력은 중요하다. 유체 분배 발포체에 특히 관련된 유체 취급 및 흡수 특성은 A) 발포 구조체를 통한 유체의 수직 흡상 속도; 및 B) 비교적 장시간(예를 들면, 10 및 30분)에서 코어의 가랑이 영역으로부터 방출되는, 물질의 건조 단면적당 유체의 양이다. 발포체의 다른 중요한 성질은 발포체가 접촉할 수 있는 경쟁하는 흡수 구조체로부터 유체를 배수(분배)하는 능력이다.
수직 흡상, 즉 중력과 반대 방향으로의 유체 흡상은 본원의 흡수 발포체에 특히 바람직한 성능 특성이다. 이러한 발포체는 종종 흡수되는 유체가 제품의 흡수 코어내에서 상대적으로 낮은 위치로부터 상대적으로 높은 위치로 제품내에서 이동하게 하는 방법으로 흡수 제품에서 사용될 것이다. 따라서, 이러한 발포체의 중력에 반한 유체 흡상 용량은 본 발명의 흡수 제품에서 흡수 물질로서 이들의 기능에 특히 관련된다.
수직 흡상 흡수 용량 시험은 수직 흡상 시험에서 사용되는 각각 1 in(2.5 cm)의 동일한 표준 크기 발포체의 수직 섹션내에서 유지되는 흡수 발포체 g당 시험 유체의 양을 측정한다. 이런 결정은 일반적으로 샘플이 시험 유체를 평형으로 이루게한 후(약 18시간 후) 이루어진다. 수직 흡상 흡수 용량 시험은 미국 특허 제 5,387,207 호의 시험방법편에서 보다 상세하게 기술되어 있다.
본 발명에 따르는 유용한 흡수성 발포체의 또 다른 중요한 성질은 모세관 흡수 압력이다. 모세관 흡수 압력은 유체를 수직으로 흡상시키는 발포체의 능력이다[참조: 체터지(P.K.Chatterjee) 및 뉴엔(H.V.Nguyen), "Absorbency", Textile Science and Technology, Vol. 7; P.K.Chatterjee, Ed.; Elsevier: Amsterdam, 1985; 2장]. 본 발명의 목적에 있어서, 흥미로운 모세관 흡수 압력은 수직 흡상된 유체 하중이 31℃에서 평형 조건하에서 자유 흡수 용량이 50%인 액체 정력학적 헤드(hydrostatic head)이다. 액체 정력학적 헤드는 높이가 h인 유체(예: 합성 뇨)의 컬럼으로 표현된다. 수성 유체를 흡수하기에 적당한 흡수제품에서 특히 유용하도록 하기 위해서, 본 발명의 바람직한 흡수성 발포체의 적어도 특정 영역은 일반적으로 약 24㎝ 이상의 모세관 흡수 압력을 갖는다(본 발명에 유용한 발포체는 전형적으로는 약 30 cm 이상, 더욱 바람직하게는 약 40 cm 이상의 흡수 압력을 갖는다).
분배 물질이 흡수된 유체의 저장에 특히 적절하지 않은 실시양태에 있어서, 흡수 코어는 또한 물질, 또는 물질의 조합을 포함할 것이고, 그 1차적인 기능은 흡수된 유체의 저장이다. 유체 저장 물질은 분배 물질에 의해 흡수된 뇨 또는 그 밖의 수성 체액이 유체 저장 물질에 의해 탈착될 수 있도록 분배 물질과 유체 접촉상태를 유지한다. 조장 물질이 흡수 코어의 전방 및/또는 후방 영역에 위치될 때, 코어는 대부분의 흡수된 유체를 제품의 가랑이 영역 밖에서 저장함으로써 정합성 장점을 제공한다.
분배 물질을 방출할 수 있는 임의의 물질이 저장 물질로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 저장 물질은 하이드로겔-형성 중합체를 포함하고 대량의 유체를 흡수할 수 있고 수팽창가능한 수불용성인 중합체이다. 이러한 중합체는 "초강력 흡수체" 또는 "하이드로콜로이드" 물질로서 통상 지칭되고, 카복시메틸 전분, 카복시메틸 셀룰로즈 및 하이드록시프로필 셀룰로즈와 같은 다당류; 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 에테르와 같은 비이온성 유형; 폴리비닐 피리딘, 폴리비닐 모르폴린 및 N,N-디메틸아미노에틸 또는 N,N-디에틸아미노프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 및 이들 각각의 4급 염과 같은 양이온성 유형을 포함한다. 일반적으로, 본원에서 유용한 하이드로겔-형성 흡수성 중합체는 다가의 음이온, 작용기(예: 설폰산), 및 더욱 일반적인 카복시기를 갖는다. 본원에서 사용하기에 적절한 중합체의 예는 중합성 불포화된 산-함유 단량체로부터 제조되는 것을 포함한다. 따라서, 이러한 단량체는 하나 이상의 탄소-탄소 올레핀성 이중결합을 함유하는 올레핀성으로 불포화된 산 및 무수물을 포함한다. 더욱 구체적으로, 이들 단량체는 올레핀성으로 불포화된 카복실산 및 산 무수물, 올레핀성으로 불포화된 설폰산 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
일부 비-산 단량체는 음이온성 하이드로겔 형성 흡수 중합체 제조시 통상 소량으로 포함될 수도 있다. 이러한 비-산 단량체는 예컨대 산-함유 단량체의 수용성 또는 수분산성 에스테르, 및 카복실산 또는 설폰산 기를 전혀 갖지 않는 단량체를 포함할 수 있다. 즉, 선택적인 비-산 단량체는 카복실산 또는 설폰산 에스테르, 하이드록실기, 아미드기, 아미노기, 니트릴기, 4급 암모늄염기, 아릴기(예컨대 스티렌 단량체로부터 유도된 바와 같은 페닐기), 및 부타디엔 및 이소프렌과 같은 디엔에서 선택된 작용기를 갖는 단량체를 포함할 수 있다. 이러한 비-산 단량체는 공지된 물질이며, 예를 들면 1978년 2월 28일자로 허여된 마스다(Masuda) 등의 미국 특허 제 4,076,663 호 및 1977년 12월 13일자로 허여된 웨스터만(Westerman)의 미국 특허 제 4,062,817 호에 보다 상술되어 있으며, 이들 특허는 본원에 참고로 인용되었다.
올레핀계 불포화된 카복실산 및 카복실산 무수물 단량체로는 아크릴산 그 자체로 전형화된 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, α-클로로아크릴산, α-시아노아크릴산, β-메틸아크릴산(크로톤산), α-페닐아크릴산, β-아크릴옥시프로피온산, 소르브산, α-클로로소르브산, 안젤산, 신남산, p-클로로신남산, β-스테릴아크릴산, 이타콘산, 시트로콘산, 메사콘산, 글루타콘산, 아코니트산, 말레산, 푸마르산, 트리카복시에틸렌 및 말레산 무수물이 포함된다.
올레핀계 불포화된 설폰산 단량체로는 지방족 또는 방향족 비닐 설폰산, 예컨대 비닐 설폰산, 알릴 설폰산, 비닐 톨루엔 설폰산 및 스티렌 설폰산; 아크릴 및 메타크릴 설폰산, 예컨대 설포에틸 아크릴레이트, 설포에틸 메타크릴레이트, 설포프로필 아크릴레이트, 설포프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필 설폰산 및 2-아크릴아미드-2-메틸프로판 설폰산이 포함된다.
사용하기에 바람직한 하이드로겔 형성 흡수 중합체는 카복실기를 함유한다. 이러한 중합체로는 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체, 부분 중화된 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체, 전분-아크릴산 그라프트 공중합체, 부분 중화된 전분-아크릴산 그라프트 공중합체, 비누화된 비닐 아세테이트-아크릴 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 이들 공중합체의 임의의 약간 가교결합된 망상구조 중합체, 폴리아크릴산, 및 폴리아크릴산의 약간 가교결합된 망상구조 중합체가 포함된다. 이러한 중합체는 단독으로 또는 2종 이상의 상이한 중합체의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 이러한 중합체 물질의 예는 미국 특허 제 3,661,875 호, 제 4,076,663 호, 제 4,093,776 호, 제 4,666,983 호 및 제 4,734,478 호에 기재되어 있다.
본원에서 사용하기 위한 가장 바람직한 중합체는 부분적으로 중성화된 폴리아크릴산의 약간 가교결합된 망상구조 중합체 및 그의 전분 유도체이다. 가장 바람직하게는, 하이드로겔 형성 흡수 중합체는 약 50 내지 약 95%, 바람직하게는 약 75%, 중성화 약간 망상구조 가교결합된 폴리아크릴산(즉, 폴리(나트륨 아크릴레이트/아크릴산))을 포함한다. 망상 가교결합은 중합체를 실질적으로 수불용성을 만들고 부분적으로 하이드로겔 형성 흡수 중합체의 흡수성 및 추출가능한 중합체 함량을 결정한다. 이러한 중합체를 망상구조 가교결합하는 방법 및 전형적인 망상구조 가교제는 미국 특허 제 4,076,663 호에 더욱 상술되어 있다.
하이드로겔 형성 중합체는 선택적으로 저장 물질을 형성하기 위해 섬유상 물질과 결합될 수 있다. 섬유상 물질은 무엇보다도 하이드로겔-형성 물질에 의해 유체의 흡수를 용이하게 한다. 그럼에도 불구하고 비교적 높은 농도의 하이드로겔 형성 중합체를 사용하는 동시에 많은 하이드로겔 형성 중합체에 의해 나타나는 겔 블록킹 현상을 피하는 것이 바람직하다. 높은 농도가 하이드로겔-형성 중합체의 사용이 본원에서 참조로서 인용하는 골드만(Goldman) 등의 미국 특허 제 5,562,646 호 및 미국 특허 제 5,599,335 호에 개시되어 있다.
하이드로겔-형성 중합체를 포함하는 저장 물질은 또한 섬유상 웹 또는 섬유상 물질을 형성하기 위한 섬유상 물질을 포함할 수 있다. 본원에서 유용한 섬유는 천연적으로 발생하는 섬유(변형된 또는 비변형된) 뿐만 아니라 합성 섬유를 포함한다. 적절한 비변형된/변형된 천연적으로 발생하는 섬유의 예는 면, 아프리카나래새(Esparto grass), 버개스(bagasse), 켐프(kemp), 아마, 견, 모, 목재 펄프, 화학적으로 개질된 목재 펄프, 황마, 레이온, 에틸 셀룰로스 및 셀룰로스 아세테이트를 포함한다. 적절한 합성 섬유는 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴(예를 들어, 오를론(ORLON, 등록 상표)), 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸비닐 아세테이트, 불용성 또는 가용성 폴리비닐알콜, 폴리올레핀(예를 들어, 풀펙스(PULPEX, 등록 상표)와 같은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리아미드(예를 들어, 나일론), 폴리에스테르(예를 들어, 다크론(DACRON, 등록 상표) 또는 코델(KODEL, 등록 상표)), 폴리우레탄 및 폴리스티렌 등으로 제조될 수 있다. 사용되는 섬유는 천연 섬유만을 포함하거나, 합성 섬유만을 포함하거나 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다.
본 발명에 사용된 섬유는 친수성 및 소수성이거나, 또는 친수성 섬유와 소수성 섬유의 조합일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "친수성"이란 용어는 섬유상에 침착된 수성 유체(예를 들어, 수성 체액)로 습윤될 수 있는 섬유, 또는 섬유의 표면을 기술한다. 친수성 및 습윤성은 전형적으로 포함되는 유체 및 고형물의 접촉각 및 표면 장력의 용어로 정의된다. 이것은 로버트 에프. 구드(Robert F. Gould)에 의해 편집된 "접촉각, 습윤성 및 접착성(Contact Angle, Wettability and Adhesion)"이란 제목의 아메리칸 케미칼 소사이어티(American Chemical Society) 간행물(1964년 출판물)에서 상세하게 기술되어 있다. 유체와 섬유 또는 유체와 섬유 표면 사이의 접촉각이 90°미만이거나 또는 유체가 섬유의 표면에서 자발적으로 퍼지려는 경향이 있는 것과 같은 일반적으로 공존하는 상태일 때 섬유 또는 섬유의 표면은 유체에 의해서 습윤된다(즉, 친수성이다). 반대로, 접촉각이 90°보다 크거나 유체가 섬유의 표면을 따라 자발적으로 퍼지려는 경향이 없는 경우, 섬유 또는 표면은 소수성으로 생각된다.
본원에서 유용한 저장 물질로서, 친수성 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용하기 위한 적절한 친수성 섬유는 셀룰로스 섬유, 개질된 셀룰로스 섬유, 레이온, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(예를 들어, 다크론)와 같은 폴리에스테르 섬유 및 친수성 나일론(예를 들어, 하이드로필(HYDROFIL, 등록 상표)) 등을 포함한다. 적절한 친수성 섬유는 또한, 예를 들어 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌 및 폴리우페탄 등으로부터 유래한 계면활성제-처리된 또는 실리카-처리된 열가소성 섬유와 같이, 소수성 섬유를 친수성화하여 수득할 수 있다. 구입 용이성 및 경제성의 이유로, 셀룰로스 섬유, 특히 목재 펄프 섬유가 본 발명에 사용하는데 바람직하다.
적절한 목재 펄프 섬유는 크래프트(Kraft) 및 설파이트 공정과 같은 잘 알려진 화학 공정으로부터 수득할 수 있다. 서던 소프트(southern soft) 목재가 최상의 흡수 특성을 갖기 때문에 이들로부터 유래한 목재 펄프 섬유가 특히 바람직하다. 이들 목재 펄프 섬유는 또한 목재 분쇄형 펄프 공정, 리파이너(refiner) 기계식 펄프 공정, 열기계식 펄프 공정, 화학기계식 펄프 공정 및 화학-열기계식 펄프 공정과 같은 기계식 공정으로부터 수득할 수 있다. 재생 또는 2급 목재 펄프 섬유, 및 표백되거나 표백되지 않은 목재 펄프 섬유를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한 친수성 섬유의 바람직한 공급원은 화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유이다. 본원에 사용된 바와 같이, "화학적으로 강화된 셀룰로스 섬유"란 용어는 화학적인 수단으로 강화되어 건조 조건 및 습윤 조건하에서 모두 섬유의 강성이 증가되는 셀룰로스 섬유를 의미한다. 이러한 의미는, 예를 들어 섬유를 피복하고/피복하거나 함침시키는 화학 강화제를 첨가하는 것을 포함한다. 이러한 의미는 또한 화학 구조를 변형시켜, 예를 들어 중합체 쇄를 가교결합시켜 섬유를 강화시키는 것을 포함한다.
셀룰로스 섬유를 피복하거나 함침시킬 수 있는 중합체성 강화제는 미국 뉴저지수 브릿지워터 소재의 내셔널 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch and Chemical Corp.)으로부터 구입한 것과 같은 질소-함유 기(예를 들어, 아미노 기)를 갖는 양이온 개질된 전분; 라텍스(latex); 폴리아미드-에피클로로하이드린 수지(예를 들어, 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘러스 인코포레이티드(Hercules, Inc.)의 키멘(Kymene, 등록 상표) 557H) 및, 예를 들어 1971년 1월 19일 자로 코시아(Coscia) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,556,932 호에 기술된 폴리아크릴아미드 수지와 같은 습윤 강도 수지; 미국 코넥티컷주 스탐포드 소재의 아메리칸 시안아미드 캄파니(American Cyanamid Co.)에서 상표명 파레즈(Parez, 등록 상표) 631 NC로 시판중인 상업적인 폴리아크릴아미드; 우레아 포름알데하이드 수지, 멜라민 포름알데하이드 수지, 및 폴리에틸렌이민 수지를 포함한다. 제지 분야에 사용되고 일반적으로 본원에서 적용되는 습윤 강도 수지에 대한 일반적인 설명은 문헌["Wet Strength in Paper and Paperboard", TAPPI monograph series No. 29, Technical Association of the Pulp and Paper Industry, New York, 1965]에 기술되어 있다.
이들 섬유는 또한 화학 반응으로 강화될 수 있다. 예를 들어, 적용 이후에 섬유내부의 가교결합이 화학적으로 형성되도록 야기하는 가교결합제를 섬유에 적용할 수 있다. 이들 가교결합은 섬유의 강성을 증가시킬 수 있다. 섬유내부의 가교결합을 사용하여 섬유를 화학적으로 강화시키는 것이 바람직하지만, 섬유를 화학적으로 강화시키는 다른 유형의 반응을 배제함을 의미하는 것은 아니다.
가교결합에 의해 강화된 개별 형태의 섬유(예를 들어, 개별적으로 강화된 섬유 및 그의 제조 방법)가, 예를 들어 1965년 12월 21일자로 베르나딘(Bernardin)에게 허여된 미국 특허 제 3,224,926 호; 1969년 4월 22일자로 정(Chung)에게 허여된 미국 특허 제 3,440,135 호; 1976년 1월 13일자로 챠테르지(Chatterjee)에게 허여된 미국 특허 제 3,932,209 호; 및 1977년 7월 12일자로 생제니(Sangenis) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,035,147 호에 개시되어 있다. 더욱 바람직한 강화된 섬유가 1989년 4월 18일자로 딘(Dean) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,822,453 호; 1989년 12월 19일자로 딘 등에게 허여된 미국 특허 제 4,888,093 호; 1990년 2월 6일자로 무레(Moore) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,898,642 호; 및 1992년 8월 11일자로 헤로우(Herrow) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,137,537 호에 개시되어 있고, 이들은 모두 본원에 참고로 인용된다.
더욱 바람직한 강화된 섬유에서, 화학적 가공은 가교결합제에 의한 섬유내부의 가교결합을 포함하며, 이러한 섬유는 비교적 탈수된, 디파이버화(defibering)된(예를 들어, 개별화된), 비틀어진, 주름진 상태에 있다. 적절한 화학 강화제는 전형적으로 C2-C8의 디알데하이드, 산 작용성을 갖는 C2-C8의 모노알데하이드 및 특히C2-C9의 폴리카복실산을 포함하는 단량체 가교결합제이지만, 이에 제한되지는 않는다. 이들 화합물은 단섬유에서 단일 셀룰로스 쇄내 또는 인접하게 위치한 셀룰로스 쇄상에서 2개 이상의 하이드록실 기와 반응할 수 있다. 이러한 가교결합제의 구체적인 예는 글루타르알데하이드, 글리옥살, 포름알데하이드, 글리옥살산, 옥시디숙신산 및 시트르산을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 이러한 상태하에 가교결합의 영향은 강화된, 본원의 열결합된 흡수 구조물에서 사용시 비틀어진, 주름진 배위를 유지하려는 섬유를 형성하는 것이다. 이러한 섬유 및 그의 제조 방법은 상기 인용된 특허에 기술되어 있다.
비틀리고 주름진 바람직한 강화된 섬유는 섬유 "비틀림수(twist count)" 및 섬유 "주름 계수(curl factor)"로 표시함으로써 정량화될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "비틀림수"란 용어는 특정 길이의 섬유에 존재하는 비틀림 마디의 수를 지칭한다. 비틀림수는 섬유가 그의 종방향 축을 중심으로 회전하는 정도를 측정하는 수단으로서 사용된다. "비틀림 마디"란 용어는 섬유의 종방향 축을 중심으로 실질적으로 180°의 축 회전을 지칭하고, 이때 섬유의 부분(즉, "마디")은 현미경하에서 광을 투과시켜 보았을 때 섬유의 다른 부분에 비해 상대적으로 어둡게 나타난다. 비틀림 마디는 투과광이 추가의 섬유벽을 통해 이동하는 위치에서 상기 회전으로 인해 어둡게 나타난다. 마디 사이의 거리는 180°의 축 회전에 상응한다. 특정 길이의 섬유에서 비틀림 마디의 수(즉, 비틀림수)는 섬유의 비틀어진 정도를 직접적으로 지시하고, 이것은 섬유의 물리적인 변수이다. 비틀림 마디의 수 및 총 비틀림수를 결정하는 절차는 미국 특허 제 4,898,642 호에 기술되어 있다.
바람직한 강화된 섬유는 1㎜당 약 2.7 비틀림 마디 이상, 바람직하게는 약 4.5 비틀림 마디 이상의 평균 건조 섬유 비틀림수를 가질 것이다. 또한, 이들 섬유의 평균 습윤 섬유 비틀림수는 1㎜당 바람직하게는 약 1.8 비틀림 마디 이상, 바람직하게는 약 3.0 비틀림 마디 이상이고, 또한 바람직하게는 평균 건조 섬유 비틀림수보다 1㎜당 약 0.5 비틀림 마디 이상 더 적어야 한다. 더욱 바람직하게는, 평균 건조 섬유 비틀림수는 1㎜당 약 5.5 비틀림 마디 이상이어야 하고, 평균 습윤 섬유 비틀림수는 1㎜당 약 4.0 비틀림 마디 이상이어야 하며, 또한 평균 습윤 섬유 비틀림수는 평균 건조 섬유 비틀림수보다 1㎜당 비틀림 마디 이상 더 적어야 한다. 가장 바람직하게는, 평균 건조 섬유 비틀림수는 1㎜당 약 6.5 비틀림 마디 이상이어야 하고, 평균 습윤 섬유 비틀림수는 1㎜당 약 5.0 비틀림 마디 이상이어야 하며, 또한 평균 습윤 섬유 비틀림수는 평균 건조 섬유 비틀림수보다 1㎜당 비틀림 마디 이상 더 적어야 한다.
비틀림 이외에, 이들 바람직한 강화된 섬유는 또한 주름진다. 섬유 주름은 섬유의 꼬임, 비틀림 및/또는 접힘으로 인해 일어나는 섬유의 부분적인 단축으로 기술될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 섬유 주름은 2차원 평면을 사용하여 측정된다. 섬유의 주름 정도는 섬유 주름 계수를 표시함으로써 정량화될 수 있다. 섬유 주름 계수, 즉 섬유의 2차원 평면상의 측정치는 2차원 평면에서 섬유를 관찰함으로써 결정된다. 주름 계수를 결정하기 위해, 섬유를 둘러싼 2차원 직사각형의 가장 긴 길이와 같은 섬유의 투영된 길이, LR, 및 섬유의 실제 길이, LA를 측정한다. 그다음 섬유 주름 계수를 하기 수학식 2에 따라 계산할 수 있다:
주름 계수 = (LA/LR)-1
LR및 LA를 측정하기 위해 사용될 수 있는 이미지 분석 방법은 미국 특허 제 4,898,642 호에 기술되어 있다. 바람직하게는 강화된 섬유는 약 0.30 이상의 주름 계수를 가질 것이고, 더욱 바람직하게는 약 0.50 이상의 주름 계수를 가질 것이다.
이들 화학적으로 강화된 셀룰로스 섬유는 강화되지 않은 셀룰로스 섬유에 비해, 본 발명에 따른 특정 흡수 부재에 특히 유용한 특성을 갖는다. 친수성 이외에, 이들 강화된 섬유는 강성 및 탄성의 고유한 조합을 갖는다. 이로 의해, 이들 섬유로 제조된 열결합된 흡수 구조물은 높은 흡수성을 유지하고 높은 탄성 및 습윤시 빠른 확장 반응을 나타낸다. 특히, 이들 강화된 섬유의 탄성으로 인해 흡수 부재는 유체, 및 사용중에 일반적으로 발생하는 압축력의 존재하에서도 모세관 구조를 양호하게 유지할 수 있으므로 파괴에 대해 더 큰 내성을 갖는다.
본 발명을 실행하기 위한 바람직한 저장 물질은 HIPE로부터 유도된 중합체상 발포체 물질을 포함한다. 이들 물질은 바람직하게는 분배 물질을 탈착하기 위해 충분한 흡수 압력을 갖고, 이로써 제품의 가랑이 영역에 감소된 유체 저장을 제공한다. 그러나, 지시된 바와 같이, 단일 물질은 보 제품에서 분배 물질 및 저잘 물질 모두로서 기능할 수 있다.
본 발명의 흡수제품의 분배 성분에 대해 상기 설명한 발포체는 또한 제품의 저장 성분으로서 유용하다. 특히 파괴성 중합체성 발포 물질이 바람직한데, 이는 수성 유체(특히 수성 체액(예: 뇨))와 접촉시 팽창하여 이들 유체를 흡수한다. 이들 흡수성 중합체상 저장 발포체 물질은 본원에서 참조로서 인용하는 1995년 2월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,387,207 호(다이어 등), 및 동시계류중인 1995년 11월 25일자로 출원된 미국 특허원 제 08/563/866 호(데스마레이스 등)에 기재된 바와 같은 상호연결된 연속기포형 친수성 가요성 비이온성 중합체상 발포체 구조물을 포함한다. 상기 논의한 바와 같이, 가랑이 영역 밖으로 필요한 유체 분배를 제공하기 위한 발포체 물질은 흡수된 유체를 봉쇄하기 위한 작용을 할 수 있다. 그러나, 지시된 바와 같이, 단일 물질은 본 발명의 제품에 분배 물질 및 저장 물질로서 작용할 수 있다.
본 발명에 유용한 저장 발포체 물질은 매우 낮은 낮의 흡수성 발포체를 제공한다. 소정의 팽창된 두께에 있어서, 이러한 저밀도의 발포체는 시판중인 중합체 물질을 더욱 효율적으로 사용한다. 결과적으로 저밀도 흡수성 발포체는 기저귀, 실금자용 패드 또는 브리이프, 생리대 등과 같은 흡수제품을 위한 더욱 얇은 흡수 코어를 달성하기 위한 경제적인 인력 수단을 제공한다. 이는 목적하는 흡수 용량 및 기계적 성질을 제공하면서 달성된다.
흡수제품의 흡수 코어에 사용되는 물질은 필요한 분배 물질이 가랑이 영역에 포함되는 한 다양한 방법으로 정렬될 수 있다. 상기 논의한 바와 같이, 가랑이 영역에서 상대적으로 적은 유체를 저장하는 것이 바람직하다. 따라서, 유체를 분배하는 기능을 하지 않는 저장 물질이 흡수 코어의 가랑이 영역에 존재할 수 있지만, 가랑이 영역의 1차 물질은 분배 및/또는 재분배/저장 물질일 것이다.
본원에서 유용한 흡수 코어는 가랑이에서 사용하기 위한 별도의 성분 및 흡수 코어의 전방 및 후방을 포함할 수 있다. 도 5는 흡수 코어(428)의 부재를 묘사하는 절개된 투시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 흡수 코어(428)은 흡수 물질, 바람직하게는 유체 저장에 적절한 물질의 전방 패널(420) 및 후방 패널(430)을 포함한다. 도 5는 전방 및 후방 패널(420 및 430)을 겹치게 하는 흡수 물질의 중앙 섹션(451)을 나타낸다. 중앙 섹션(451)의 물질은 본원에서 설명한 바와 같은 수직 흡상 흡수 용량을 갖는 유체 분배 물질, 또는 필요 분배 및 저장 성질을 갖는 물질을 포함한다.
중앙 섹션(451)은 다겹 흡수 물질을 포함할 수 있고, 각각은 개별적인 형상, 나비, 길이 및 두께 특상을 갖는다. 예를 들면 바람직한 실시양태에서, 상대적으로 얇고 가요성이고 탄성인 중합체상 발포성 스트립(451)은 바람직하게는 전방 패널(420) 및 후방 패털(430)으로서 동일한 유체 분배/저장 물질로 제조된다. 또한 도 5에 포획 물질(452)이 도시되어 있다.
시험방법
A. 제품 총 흡수 용량 및 가랑이 영역 흡수 용량(%)
다음의 프로토콜은 제품의 가랑이 영역 흡수 용량(Crotch Region Capacity, CRC) 뿐만 아니라 총 흡수 용량(Total Absorbent Capacity, TAC)을 제공하고자 한다. 프로토콜은 패널리스트에 의해 제품을 사용하는 동안의 시험으로부터 얻어진 데이타를 사용한다.
패널리스트 선택
· 패널리스트는 시험되는 제품의 목적하는 크기 범위내에서, 체중에 따라 모집해야 한다. 최근에, 시판되고 있는 팸퍼스(Pampers), 루브스(Luvs) 및 하기스(Huggies)에 대한 제품 크기 및 아기 체중은 다음과 같다(1997년 3월 25일자와 같음):
기저귀 크기 신생아 소형 소형/중형 중형 대형 초대형
팸퍼스 10 lb 이하 8-14 lb 12-18 lb 16-28 lb 22 lb 이상 27 lb 이상
루브스 없음 8-15 lb 12-18 lb 16-28 lb 21-37 lb 30 lb 이상
하기스 10 lb 이하 8-14 lb 12-18 lb 16-28 lb 22-37 lb 30 lb 이상
· 100명의 패널리스트의 그룹은 시험하는 제품의 크기 및 목적하는 사용자 그룹에 대해 적당한 중량 범위에 걸쳐 균일하게 모집되어야 한다. 주의: 상기 크기는 최근에 시판되고 있는 제품에 대한 것이고, 제품 디자인에 따라 변화될 수 있고/있거나 크기는 변형된다.
· 모집 단계에 따라, 30명의 패널리스트는 그룹으로부터 임의로 선택된다.
제품 구성
· 시험 제품은 건조 제품 중량을 제공하기 위해 칭량된다.
· 패널리스트는 시험이 시작되면 어린이가 착용하고 있는 제품, 즉 패널리스트 자신의 제품을 제거하고, 패널리스트는 패널리스트의 일반 형태로 시험 제품을 적용한다.
· 시험 제품을 적용하면, 패널리스트는 착용자를 서있는 위치로 있게하고, 가랑이 지점은 이 적용에서 이전에 기술된 바와 같이 결정된다.
· 이어서, 가랑이 지점은 영구 형태의 시험 제품의 외부에 표시된다.
· 이어서, 적재 대역은 착용자의 성 및 치수에 대해 적당한 생식기 지점의 전방의 가랑이 지점으로부터 측정하여 결정된다. 중간 치수의 여성에 대한 가랑이 지점으로부터 전방의 거리는 1.25 in이다. 중간 치수 범위의 남성에 대한 가랑이 지점으로부터 전방의 거리는 2.5 in이다.
· 이러한 거리가 착용자의 치수에 따라 증가되거나 감소될 수 있다는 것은 당해 분야의 숙련자에게 명백하다. 따라서, 다른 크기의 경우, 거리는 착용자를 서있는 위치로 있게하고, 이전에 특정된 바와 같이 가랑이 지점을 결정하고 이어서 가랑이 지점으로부터 요도 또는 남성 생식기의 기부까지 측정하여 결정될 수 있다.
· 적재 대역이 결정되면, 전방 허리로부터 적재 대역까지의 거리가 측정되고; 이 거리는 합성 뇨를 적재하는 동안 제품에 삽입되는 적재관의 길이를 이루는데 사용된다.
합성 뇨
· 시험에 사용되는 시험 유체는 합성 뇨이다. 이 수성 조성물은 증류수에 용해된 다음의 성분을 포함한다:
성분 %
KCl 2.0 g/L
Na2SO4 2.0 g/L
(NH4)H2PO4 0.85 g/L
(NH4)2HPO4 0.15 g/L
CaCl2 0.19 g/L
MgCl2 0.23 g/L
· 합성 뇨 욕중의 온도는 37℃에서 유지된다. 적합한 가열된 욕은 VWR 사이언티픽 프로덕츠(Scientific Products)로부터 시판되는 라우다(Lauda) M20-B이다.
· 전달 펌프는 가열된 욕으로부터 제품에 합성 뇨를 펌프하는데 사용된다. 전달 부피 및 속도는 75 ml 및 15 ml/초이다. 적합한 펌프는 콜 파머 이스트루먼트 캄파니(Cole Parmer Instrument Company)로부터 시판되는 마스터플렉스 모델즈(Masterflex Models) 7550-60 또는 7524-00을 포함한다. 적재관의 내경은 0.125 in이다.
프로토콜
· 제품이 상기 기술한 바와 같이 적용되고 표시되면, 느슨한 정합 청색 면 팬츠는 건조 팬츠 중량을 제공하기 위해 칭량되고, 이어서 팬츠는 누출이 쉽게 확인되고 측정되도록 시험 제품을 통해 적용된다.
· 이어서, 시험 제품은 허리로부터 측정된 바와 같이 소정의 거리에서 적재관을 삽입하고 특정 속도로 특정 하중을 적용하므로써 적재한다.
· 적재사이에, 착용자는 일반 활동으로 돌아간다.
· 제품은 매 10분당, 즉 적재간 10분 간격으로 특정한 하중 및 속도로 적재된다.
· 이러한 적재는 약 1 g의 유체가 면 팬츠상에 제품으로부터 누출될 때까지 계속된다. 이것은 팬츠를 제거하여 칭량하므로써 결정될 수 있다. 각각의 부하를 하기 전에, 면 팬츠는 누출에 대해 검사된다.
· 1 g 이상의 유체가 팬츠상으로 누출되면, 시험 제품은 제거되고, 즉시 칭량된다.
총 흡수 용량 및 가랑이 영역 흡수 용량
· 주어진 시험 제품에 대한 총 용량은 동일한 제품의 습윤 제품 중량으로부터 주어진 제품의 건조 제품 중량을 감하여 결정된다.
· 그룹에 대한 총 용량은 개별 제품의 총 용량의 평균이다.
· 가랑이 영역 용량은 적재된 제품을 편평하게 하고 제품으로부터 가랑이 영역을 절단하므로써 결정된다(가랑이 영역은 제품에 대해 이전에 확인된 가랑이 지점에 대해 결정된다). 이어서, 이 영역은 칭량된다. 이 절차는 착용자로부터 제품의 제거 후 15분내에 수행되어야 한다.
· 상응하는 가랑이 영역은 건조 가랑이 영역 중량을 제공하기 위해 건조 제품으로부터 절단된다.
· 가랑이 용량은 습윤 가랑이 영역 중량으로부터 건조 가랑이 영역 중량을 감하여 결정된다. 이것은 주어진 제품에 대한 가랑이 용량을 제공한다.
· 제품의 그룹에 대한 가랑이 용량은 개별 가랑이 영역 용량의 평균이라고 간주된다.
· 전체에 대한 %로서의 가랑이 영역 용량은 주어진 제품의 집합에 대한 평균 총 용량에 의해 평균 가랑이 영역 용량을 나눔으로써 결정된다.
· 유사한 절차는 가랑이 지점밑의 흡수 코어의 % 흡수 용량을 결정하는데 사용된다.
B. 유체 포획
유체 포획 방법은 사용하는 동안의 조건을 모의실험한, 유체를 흡수 제품에 도입하는 수단을 제공한다. 제품은 총 흡수 용량의 70 %로 적재될 것이다(섹션 A에 따라 결정됨). 하기 기술한 임의의 다른 시험방법은 본 발명에 따른 특성에 대해 이 방법에 따라 습윤된 제품을 사용할 것이다.
원리
이 시험은 다음의 조건하에서 뇨를 제품에 도입하는 것을 모의실험한다:
1) 0.4 psi(약 28 g/cm2)의 압력은 제품 샘플에 가해진다.
2) 합성 뇨는 각각의 적재간 15분(평형 시간)에서 10 ml/초의 속도에서 50 ml/하중 증가로 제품에 도입된다. 적재 회수는 제품의 총 흡수 용량에 의해 규정될 것이다.
장치
코디쇼닝된 환경: 다음의 제한내에서 조절된 온도 및 습도:
온도: 88 ± 2℉
상대 습도: 50 ± 2 %
포획 시험기: 미국 오하이오주 45227 신시네티 워릭 세인트 6315 소재의 콘코드-렌 캄파니(Concord-Renn Co.)로부터 얻음.
부품
시험 베드(플렉시글래스(PLEXIGLAS))
발포체 베이스 - 폴리에틸렌으로 덮인 6"×20"×1" 발포체
배면시이트 물질-발포체 형: 밀도 1.0 lb/ft3. IDL 24 psi
노즐
덮개판
눈금 실린더(100 ml)(1,000 ml):
VWR 사이언티픽, (100 ml) 카탈로그 번호: 24711-310
(1,000 ml) 카탈로그 번호: 24711-364 또는 유사한 것
엘렌메이어(Erlenmeyer) 플라스크(6,000 ml):
VWR 사이언티픽 카탈로그 번호: 29135-307 또는 유사한 것
디지털 펌프: 콜-파머 인스트루먼트 캄파니; 전화번호 (800)323-4340
카탈로그 번호: G-07523-20
이지 로드 펌드 헤드(Easy Load Pump Head): 콜-파머 인스트루먼트 캄파니 카탈로그 번호: g-07518-02
증류수: 편리한 공급원
합성 뇨: 시험방법 부분 A에서 제조된 합성 뇨
시험 장치의 조립
시험 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 조립되어야 한다. 시험 장치는 참고 번호(520)으로 나타난다. 시험 장치(520)는 적합한 테이블 또는 벤치 톱에 놓여진다. 시험 장치(520)는 합성 뇨의 공급기(524), 펌프(528), 한쌍의 전기 커넥터(또는 소식자)(536) 및 샘플 홀더(546)를 포함한다.
펌프(528)는 펌프 헤드(530) 및 디지털 타이머(532)가 장착된 부피 측정 펌프이다. 전기 소식자(536)는 선(538)에 의해 펌프(528)에 연결된다. 타이곤(등록상표, Tygon) 튜빙(540)은 합성 뇨 공급기(524)로부터 펌프(528)까지 및 펌프(528)로부터 샘플 홀더(546)까지 연결한다. 펌프(528)로부터 샘플 홀더(546)를 연결하는 타이곤(등록상표) 튜빙(540)은 바람직하게는 고리 스탠드(도시되지 않음)에 의해 샘플 홀더(546)위로 유지된다. 샘플 홀더(546)에 연결하는 타이곤(등록상표) 튜빙(540)의 단부는 또한 합성 뇨를 시험 샘플상으로 향하게 하는 노즐(542)을 포함한다.
샘플 홀더(546)는 플렉시글래스 시험 베드, 발포체 베이스(550) 및 덮개판(552)을 포함한다. 시험 베드(548)는 단순화를 위해 플렉스글래스 베이스 판을 포함하는 것으로서, 도 6에 도식적으로 도시된다. 시험 베드(548)는 또한 베이스로부터 곧바로 및 기저귀 샘플(510)주위에서 세워진 4개의 플렉시글래스 벽을 가져야 한다. 이것은 시험하는 동안 합성 뇨가 시험 베드(548)로부터 나오는 것을 방지한다. 발포체 베이스(550)는 샘플상의 압력을 시험하는 동안 동일하게 하기 위해 플렉시글래스 베이스 판(548)의 상부에 놓는다. 기저귀 샘플(510)은 그의 상면시이트가 위로 대향하게 하면서 발포체 베이스상에 놓는다. 이어서, 덮개판(552)은 덮개판에서 실린더형 액체 배향 컬럼(556) 및 개구(558)가 기저귀 샘플의 횡방향 중심에 있게하기 위해 기저귀 샘플의 상부에 놓는다. 이어서, 중량(560)은 0.4 psi의 압력이 기저귀 샘플에 가해지도록 덮개판(552)상에 놓는다.
전기 소식자(536)는 이들이 합성 뇨가 있는 영역에서 기저귀 샘플의 상면시이트에 접촉하도록 배치된다. 전기 소식자는 실린더형 액체 배향 컬럼(556)의 반대면 및 외부에 위치한다. 전기 소식자(536)는 기저귀 샘플의 상면시이트상에서 합성 뇨의 존재를 검출한다. 모든 합성 뇨가 기저귀 샘플에 의해 포획되면, 전기 소식자(536)사이의 전기 연결은 깨질 것이다.
절차
1) 기저귀를 편평하게 하기 위해 시험 기저귀로부터 임의의 탄성 물질을 절단한다. 기저귀를 포획 시험기 베이스에서 발포체의 조각의 상부에 놓는다. 기저귀는 기저귀의 상면시이트가 위를 향하게 하면서 위치되어야 하고, 합성 뇨는 상면시이트에 적용될 것이다. 기저귀는 뇨 전달 노즐이 기저귀 전 가장자리로부터 약 3 in이도록 위치되어야 한다.
2) 덮개판 조립부를 기저귀상에 놓는다.
3) 0.4 psi의 압력이 기저귀에 가해지도록 적당한 중량을 덮개판에 부드럽게 놓는다.
4) 고리 스탠드를 노즐이 실린더형 액체 배향 컬럼의 중심상에 직접 있게 하는 위치로 이동시킨다. 노즐이 기저귀 표면위로 2 in(약 5 cm) 연장되도록 고리를 낮춘다. 노즐을 벤치 톱에 수직이도록 위치시킨다.
5) 펌프를 켠다.
6) 펌프는 합성 뇨의 특정한 부피를 분산시키기 시작하고, 타이머는 부피가 기저귀에 의해 흡수될 때까지 작동한다.
7) 유체가 흡수된 후, 5분동안 속박 압력이 제거되고, 덮개판을 위치에 놓는다. 이어서 속박 압력은 평형 시간의 남은 10분동안 다시 가해진다.
8) 15분의 평형 시간이 경과한 후, 시험 사이클은 자동적으로 반복된다. 시험 사이클은 합성 뇨의 비체적이 기저귀 샘플에 적용되도록 목적하는 시간의 회수동안 작동한다.
9) 모든 시험을 완료한 후, 튜빙을 통해 증류수를 통과시킨다. 일일 기준으로 작은 솔로 상판과의 베이스 내부에 위치한 작은 소식자 접촉부의 표면을 닦는다. 포획 시험기가 시계 주위에서 사용되고 튜빙으로부터 합성 뇨를 헹구는 것이 불가능하면, 튜빙을 매달 교환한다. 발포체 베이스를 지지체의 견고성을 유지하기 위해 3달마다 교환한다.
C. 습윤시 가랑이 나비 및 건조 단면적
흡수 제품의 흡수 코어의 가랑이 나비는 먼저 흡수 제품의 가랑이 지점을 결정하여 측정된다. 이어서, 제품은 유체 포획 방법에 따라 그의 총 용량의 70 %로 습윤된다. 제품은 장치로부터 제거되고, 1시간동안 평형에 도달하게 한다. 평형시, 제품은 2 in 길이의 부분을 제공하기 위해 그의 두께를 통해 횡방향을 절단되고, 이때 가랑이 지점은 부분에서 횡방향 및 종방향 중심이다. 이어서, 나누어진 샘플의 습윤층은 각각 칭량된다. 대부분의 흡수된 유체를 함유하는 층의 나비는 흡수 코어의 가랑이 나비에 상응한다.
대부분의 유체를 보유하는 흡수 코어의 층을 상기와 같이 측정할 때, 건조 제품은 이전의 문단에 따라 횡방향으로 절단된다. 대부분의 유체를 보유하도록 이전에 결정된 층은 다른 흡수 코어 성분으로부터 분리되고, 건조 캘리퍼 및 나비를 측정한다. (캘리퍼는 0.2 psi의 속박 압력하에서 측정된다.) 이 층이 다수의 개별 층으로 구성될 때, 각각의 층의 나비 및 캘리퍼를 측정하고, 개별적인 단면적의 합은 흡수 코어의 가랑이 영역 단면적과 일치한다.
D. 수직 흡상 속도 및 수직 흡상 흡수 용량
5 cm에서 물질의 수직 흡상 속도 및 주어진 높이에 대한 물질의 수직 흡상 흡수 용량은 37℃ 대신에 31℃인 것을 제외하고는, 본원에 참고로 인용되어 있는 미국 특허 제 5,387,207 호(다이어 등)의 시험방법 부분에서 기술한 수직 흡상 속도 및 수직 흡상 흡수 용량 시험을 사용하여 측정된다. 시험 프로토콜을 지키기에 충분한 일체성이 부족한 물질의 경우, 흡상 성능을 해치지 않는 소수성 스크린은 물질을 지지하는데 사용될 수 있다. 마지막으로, '207에서 세척 및 재건조 단계는 실행되지 않는다.

Claims (14)

  1. (i) 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, (ii) 가랑이 영역이 2 cm의 높이에서 15 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함함을 특징으로 하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (i) 흡수 코어의 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 25 % 이하, 바람직하게는 15 % 이하, 바람직하게는 0 내지 10 %의 흡수 용량을 갖고, (ii) 물질이 2 cm의 높이에서 25 g/g 이상, 바람직하게는 40 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 가짐을 특징으로 하는 흡수 코어.
  3. (i) 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, (ii) 가랑이 영역이 20 cm의 높이에서 10 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함함을 특징으로 하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어.
  4. 제 3 항에 있어서,
    (i) 흡수 코어의 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 25 % 이하, 바람직하게는 15 % 이하, 바람직하게는 0 내지 10 %의 흡수 용량을 갖고, (ii) 물질이 20 cm의 높이에서 20 g/g 이상, 바람직하게는 30 g/g 이상, 바람직하게는 40 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 가짐을 특징으로 하는 흡수 코어.
  5. (i) 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, (ii) 가랑이 영역이 25 cm의 높이에서 5 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함함을 특징으로 하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어.
  6. 제 5 항에 있어서,
    (i) 흡수 코어의 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 25 % 이하, 바람직하게는 15 % 이하, 바람직하게는 0 내지 10 %의 흡수 용량을 갖고, (ii) 물질이 25 cm의 높이에서 15 g/g 이상, 바람직하게는 20 g/g 이상, 바람직하게는 30 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 가짐을 특징으로 하는 흡수 코어.
  7. 가랑이 영역이 20 cm의 높이에서 10 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함함을 특징으로 하는, 코어의 가랑이 지점에서 2.6 cm2이하의 단면적을 갖는 흡수 코어.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코어의 가랑이 지점에서 1.8 cm2이하, 바람직하게는 1 cm2이하의 단면적을 가짐을 특징으로 하는 흡수 코어.
  9. (i) 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, (ii) 가랑이 영역이 30 cm의 높이에서 0.5 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 갖는 물질을 포함함을 특징으로 하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어.
  10. 제 9 항에 있어서,
    (i) 흡수 코어의 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 25 % 이하, 바람직하게는 15 % 이하, 바람직하게는 0 내지 10 %의 흡수 용량을 갖고, (ii) 물질이 30 cm의 높이에서 10 g/g 이상, 바람직하게는 20 g/g 이상, 바람직하게는 30 g/g 이상의 수직 흡상 용량을 가짐을 특징으로 하는 흡수 코어.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이 0.025 m2/cc 이상의 발포체 부피값당 비표면적을 갖고 0.74 psi의 속박 압력하에서 측정시 40 % 이하, 바람직하게는 2 % 내지 25 %의 압축 편차에 대한 저항성을 갖는 개방 셀 흡수 중합체성 발포체를 포함함을 특징으로 하는 흡수 코어.
  12. 가랑이 영역이 흡수 코어의 총 흡수 용량의 40 % 이하의 흡수 용량을 갖고, 코어가 0.025 m2/cc 이상, 바람직하게는 0.05 m2/cc 이상, 바람직하게는 0.07 m2/cc 이상의 발포체 부피값당 비표면적을 갖는 개방 셀 흡수 중합체성 발포체 물질을 포함함을 특징으로 하는, 가랑이 영역을 갖는 흡수 코어.
  13. 제 12 항에 있어서,
    개방 셀 흡수 중합체성 발포체가 0.74 psi의 속박 압력하에서 측정시 40 % 이하, 바람직하게는 2 % 내지 25 %, 바람직하게는 2 % 내지 15 %의 압축 편차에 대한 저항성을 가짐을 특징으로 하는 흡수 코어.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 흡수 코어를 포함하는 흡수 제품.
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