KR20010015721A - 구획된 기초 중량 및 불균질 층 영역을 갖는 적층된 흡수구조체 - Google Patents

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로브 데이빗 에버렛
토마스 제럴드 볼워크
리챠드 노리스 Ii 도지
바이올렛 메이 그루브
용 리
샤논 캐틀린 멜리어스
스리드하 란가나탄
데이빗 루이스 젠커
시아오민 쟝
스탠리 마이클 그리스키비크즈
실비아 반디 리틀
빌리 진 매튜즈
데브라 진 맥도월
로렌스 호웰 소이어
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로날드 디. 맥크레이
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명의 특징적인 흡수 용품은 흡수된 액체를 지정된 고포화 흡상층 내에 우선적으로 위치시키도록 상호작용하는 다수의 흡수층을 갖는 흡수 코어를 포함한다. 이 흡상층 내의 액체의 정위화는 이 층이 이용가능한 액체의 증가량 및 더 높은 포화도로 인해 모관 작용을 통해 액체를 이동시킬 가능성을 증가시킨다. 복합 특성을 적합하게 조절함으로써 최적의 흡수능을 제공하면서, 용품에 가능한 한 많은 양을 유입시키면서 흡수계의 제2 층을 낮은 포화도로 유지시킴으로써 흡수계의 흡수능이 유지되거나 종래의 계에 비해 개선된다. 이 층의 낮은 포화도는 높은 투과능 뿐만 아니라 유입을 위한 공극 부피를 제공하여 전체적으로 흡수계의 유입 속도를 증가시키지만, 저포화층의 구조는 또한 액체 누출이 발생되지 않도록 잘 조절된 적절히 높은 모관 장력을 제공하도록 균형이 잡힌다. 이와 같은 저포화층은 서지(surge) 재료에 더하여 사용되고, 서지 재료에 의해 제공되는 유입능 이외의 유입능을 제공한다. 본 발명의 특정 측면에서, 흡수 코어의 신체측 층은 전체 흡수 코어의 전면에 연장되지 않아서, 고포화 흡상층이 아니라 유입층으로서 사용된다. 이와 같은 배열은 또한 유입층이 유입액과 직접 접하도록 하여 보다 신속한 접근과 개선된 유입능이 얻어진다. 또다른 측면에서, 주층 영역 중의 적어도 하나는 불균일한, 선택적으로 구획된 기초 중량 분포를 가질 수 있다. 주층 영역 중의 적어도 하나의 특별한 형태는 주층 영역의 비표적 부분의 기초 중량 보다 작은 기초 중량을 가진 주층 영역의 표적 영역을 갖도록 구성될 수 있다. 더욱이, 적어도 하나의 주층 영역은 불균질 구조를 가질 수 있다. 특정 구성에서, 적어도 하나의 주층 영역은 2개 이상의 복수 하부층을 포함할 수 있다.

Description

구획된 기초 중량 및 불균질 층 영역을 갖는 적층된 흡수 구조체 {Layered Absorbent Structure with a Zoned Basis Weight and a Heterogeneous Layer Region}
유아용 기저귀와 같은 일회용 흡수 용품의 성능 목적은 제품의 누출 없이, 제품의 수명 동안 착용자에게 마른 느낌과 안락한 맞음새를 제공하는 것이다. 따라서, 흡수 용품은 대개 액체 취급과 제품 성능 목적을 충족시키기 위해 요구되는 다른 흡수 기능들을 제공하기 위한 흡수 코어를 포함한다. 흡수 용품의 흡수 코어는 보통 목재 펄프 섬유로 구성되며, 초흡수성 재료가 종종 액체 흡수력을 강화시키기 위해 흡수 코어 내에 분포된다. 흡수 코어는 일반적으로 착용자의 맞음새와 안락함을 위해 중앙 가랑이 영역에서 흡수체 폭이 감소된 모래시계, T자형 또는 유사한 형상으로 구성된다.
흡수 용품은 종종 전체 흡수 코어의 액체 흡수 용량이 완전히 이용되기 전에 누출된다. 누출을 일으키는 한가지 문제점은 다량의 액체가 흡수 용품으로 배설될 때 흡수 코어가 액체를 신속하고 완전하게 전체적으로 흡수하지 못한다는 것이다. 누출의 원인이 되는 다른 관련된 문제점은 흡수 코어가 배설들 사이에 충분량의 액체를 흡수 용품의 표적 구역 부분으로부터 흡수 코어의 이용되지 않은 보다 말단의 보다 먼 단부 구역으로 이동시키거나 분포시키지 못한다는 것이다. 이는 흡수 코어의 중앙 표적 구역 만을 포화시키고, 불량한 성능과 제품 맞음새 및 착용자의 불쾌함을 초래하는 젖은 무거운 흡수성 재료의 과도한 두께, 체적 증가(bulkiness)와 처짐 (sagging)을 일으킨다. 이들 흡수 코어의 결함은 개선된 제품 맞음새를 위해 표적 구역 내에 더 적은 흡수체 질량과 벌크를 제공하도록 가랑이 폭이 약 10 ㎝ (4 인치) 미만인, 얇고 가랑이가 보다 좁은 흡수체 디자인에 있어서 특히 중대하다.
현재의 흡수 용품의 흡수 코어는 현재의 성능 목적을 충분하게 만족시키지 못한다. 상류의 가랑이가 보다 좁은 고효율의 흡수 용품 디자인에 요구되는 바람직한 흡수 코어의 액체 흡수와 분포 기능은 또한 현재의 능력 이상이다. 따라서, 액체 배설물의 유체 흡수를 개선시키며 액체 배설물들 사이에 액체를 표적 구역 밖으로 이동시키기 위해 액체 분포를 개선시켜 제품의 수명 동안 바람직한 액체 흡수 거동을 유지시킬 수 있는 흡수 구조체가 여전히 요구된다.
<발명의 간단한 설명>
본원에 개시된 발명은 다수의 흡수층 영역들을 포함하는 흡수계이다. 2개 이상의 흡수층 영역들은 지정된 액체를 선택된 층 영역 내에 우선적으로 위치시키는 방식으로 유리하게 상호작용할 수 있다. 이러한 층 영역 내로의 액체의 한정은 이 층 영역이 이용가능한 액체의 증가량과 보다 높은 포화 수준으로 인한 모세관 작용을 통해 액체를 이동시킬 가능성을 증가시킬 수 있다. 이 흡수계의 흡입력은, 흡수계의 제2층 영역을 가능한 한 많은 제품 유출을 통해 낮은 포화도로 유지시키면서 복합재 특성을 적절하게 조절하여 최적 흡입 성능을 제공함으로써 유지되거나 현재의 흡수계보다 개선될 수 있다. 이 층 영역 내의 낮은 포화는 유입하는 배설물에 대한 빈 용적을 제공할 뿐만 아니라 높은 투과성을 제공하여, 전체적으로 흡수계의 흡입율을 증가시킨다. 이 층 영역의 특성은 적절하게 높은 수준의 모세관 장력과 유리하게 균형을 이루어, 액체를 충분히 제어하고 바람직하지 못한 누출을 실질적으로 중지시킨다. 이러한 저포화층 영역은 서지(surge) 처리 재료층 이외에 사용될 수 있으며, 서지 재료에 의해 제공된 것 이외의 흡입 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 특정한 측면에서, 흡수 구조체의 신체측 층은 흡수계의 전체 표면에 걸쳐 연장될 수 없고, 고포화 흡상층 영역에 추가적인 흡입층 부분을 제공하도록 형성될 수 있다. 이 배열은 흡입층 영역을 유입하는 액체와 실질적으로 직접 접촉하도록 위치시킬 수 있으며, 따라서 유입하는 액체에 더욱 가까이 접근시켜 액체 흡입 기능을 개선시킨다.
또다른 측면에서, 적어도 하나의 주층 영역은 불균일한, 선택적으로 구획된 기초 중량 분포를 가질 수 있다. 주층 영역 중의 적어도 하나의 특별한 구조는 주층 영역의 비표적 부분의 기초 중량보다 작은 기초 중량을 가진 주층 영역의 표적 면을 갖도록 구성될 수 있다. 더욱이, 적어도 하나의 주층 영역은 불균질 구조를 가질 수 있다. 특정 형태에서, 적어도 하나의 주층 영역은 2개 이상의 복수개의 하부층(sublayers)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 흡수계의 층 영역들은 협력하여 약 16% 이상의 액체 흡상 값과 같은 소정의 액체 흡상 (Liquid Wicking) 값을 제공할 수 있다. 본 발명은 또한 약 7 * 10-6㎤ 이상의 유량 컨덕턴스 값 (Flow Conductance Value)과 같은 소정의 유동 컨덕턴스 값을 제공할 수 있다. 추가의 측면에서, 본 발명은 약 14 * 10-6㎤ 이상의 조합 컨덕턴스-흡상 값을 제공할 수 있다. 본 발명의 또다른 면은 소정의 유동 컨덕턴스 값을 제공하고 또한 소정의 액체 흡상 값을 갖는 하나 이상의 층 영역을 포함하는 계를 제공할 수 있다. 본 발명의 또다른 면은 특정하게 제어된 흡수율을 나타내는 초흡수성 중합체 (SAP) 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 원하는 제어된 비율의(controlled-rate) 초흡수제는 약 0.67분 이상의 Tau 값과 같은, 특정 흡수율 Tau 값을 나타낼 수 있다. 추가의 측면에서, 본 발명은 특정 비의 Tau 값을 갖는 초흡수성 재료들의 조합물을 포함할 수 있다.
그의 다양한 측면에서, 본 발명은 낮은 벌크로 얇고, 높은 흡수 용량을 가지며, 누출 저항성이 있는 보다 효율적인 흡수 구조체를 갖는 용품을 제공할 수 있다. 본 발명의 구성은 흡수 구조체의 전체 잠재 흡수 용량을 보다 완전히 이용할 수 있고, 포획된 액체를 원래의 흡입 구역으로부터 흡수 구조체의 말단의 단부 영역에 보다 가까이 위치한 보다 멀리 떨어진 구역으로 더욱 효율적으로 이동시키고 분포시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 구조체는 액체를 빠른 속도로 획득하고 흡입시키는 능력을 제공할 수 있으며, 흡수 구조체가 습윤되어 그의 잠재적인 총 흡수 용량의 상당 부분에 도달한 후 소정 흡입 속도를 유지할 수 있다.
본 발명은 적층된 흡수 구조체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 선택적으로 협력하여 복합, 적층된 구조체에 원하는 성능 파라미터를 제공하도록 구성되고 배열된 개개의 층들을 갖는 적층된 복합 흡수 구조체에 관한 것이다.
본 발명은 다음의 발명의 상세한 설명과 도면을 참조하여 더욱 완전히 이해될 것이고 다른 이점들이 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 흡수계를 포함한 흡수 용품의 평면도를 도시한다.
도 1A는 도 1의 용품의 측단면도를 도시한다.
도 1b는 도 1의 용품의 종단면도를 도시한다.
도 2는 흡수 코어의 전체 구역의 중앙 부분에 걸쳐 신장된 제1 상부층 영역과, 흡수 코어의 실질적으로 전체 구역에 걸쳐 신장된 제2 기저층 영역을 갖고, 제1층 영역의 대향하는 세로 단부 연부가 제2층 영역의 각각의 대향하는 세로 단부 연부로부터 이격되어 있는 본 발명의 흡수 코어의 구조의 평면도를 도시한다.
도 2a는 도 2의 흡수 코어의 종단면도를 도시한다.
도 3은 흡수 코어의 전체 구역의 중앙 부분에 걸쳐 신장된 제1의 상부층 영역과, 흡수 코어의 실질적으로 전체 구역에 걸쳐 신장된 제2 기저층 영역을 갖고, 제2층 영역이 그의 세로로 대향하는 단부 부분에서 비교적 더 큰 기초 중량을 갖는 불균일한 구획된(zoned) 기초 중량 분포를 가져서 하부층을 세로로 역 구획하는 본 발명의 또다른 흡수 코어 구조의 평면도를 도시한다.
도 3a는 제2층 영역의 선택된 중앙 부분이 기초 중량이 제2층의 인접한 세로로 대향하는 단부 부분의 기초 중량보다 작아서 표적 구역 내에 제2층의 역으로 구획된 기초 중량을 제공하는, 도 3의 흡수 코어의 종단면도를 도시한다.
도 4는 기저층 영역의 전체 전면부를 덮지만, 기저층 영역의 전체 이면부 보다 적은 부분을 덮는 상부층 영역을 갖는 또다른 흡수 코어 구조의 평면도를 도시한다.
도 4a는 도 4의 흡수 코어의 종단면도를 도시한다.
도 5는 기저층 영역을 전체적으로 덮는 상부층 영역을 갖는 또다른 흡수 코어 구조의 평면도이다.
도 5a는 도 5의 흡수 코어의 종단면도를 도시한다.
도 6은 기저층 영역 보다 더 적고 더 좁은 가로 치수와 더 적고 더 짧은 길이 치수를 갖는 표면층 영역을 갖는 또다른 흡수 코어의 평면도를 도시한다.
도 7은 액체 투과성 재료의 층 영역들 사이에 샌드위치되어 유지된 초흡수성 입자를 갖는 적층체로 이루어진 기저층 영역을 포함하는 본 발명의 흡수 코어의 종단면도를 도시한다.
도 8은 기저층 영역 내에 불균일한, 구획된 기초 중량을 제공하도록 배열된 다수의 불균일 하부층 적층체로 이루어진 제2 기저층 영역을 포함하는 본 발명의 또다른 흡수 코어의 종단면도를 도시한다.
도 9는 초흡수성 재료의 분포가 기저층 영역 내에 초흡수제의 불균일한, 구획된 기초 중량을 제공하도록 배열된 불균일 적층체로 이루어진 기저층 영역을 포함하는 본 발명의 또다른 흡수 코어의 종단면도를 도시한다.
도 10은 초흡수성 재료의 특정한 성질을 측정하기 위한 시험 장치의 개략도를 도시한다.
도 11은 피스톤 디스크 상에 적용된 추를 갖는 수반(basin) 내에 배치된 실린더 그룹의 단면도를 도시한다.
도 12는 피스톤 디스크를 두드리도록 위치된 피스톤 막대를 갖는 수반 내에 배치된 실린더 그룹의 단면도를 도시한다.
도 13은 피스톤 디스크 상에 적용된 추를 갖고 진공 설비(fixture) 상에 배치된 실린더 그룹의 단면도를 도시한다.
도 14는 진공 설비 상에 배치된 실린더 그룹의 단면도를 도시한다.
본 발명의 다양한 측면과 실시태양을 일회용 기저귀와 같은 일회용 흡수 용품의 맥락에서 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 일회용으로 형성될 수 있는 유아 배변훈련용 팬츠, 여성용 위생 용품, 실금자용 가먼트, 보호 커버 패드 등과 같은 다른 용품에 이용될 수도 있음은 쉽게 이해될 것이다. 통상적으로, 일회용 가먼트와 같은 일회용 용품은 제한된 사용을 위한 것이지 재사용하기 위해 세탁하거나 또는 세척하기 위한 것이 아니다. 예를 들면, 일회용 기저귀는 착용자에 의해 더럽혀진 후 폐기된다. 본 발명의 맥락에서, 기계적 고정 시스템은 원하는 고착을 제공하도록 기계적으로 상호 결합되는 협력 부품들을 포함하는 시스템이다.
본 발명은 다수의 층 영역들을 포함하고 지정된 표적 영역에 상당히 개선된 빈 용적, 투과성 및 액체-흡입 성능을 제공할 수 있는 흡수 코어를 갖는 흡수계를 제공한다. 흡수계, 특히 계의 흡수 코어 부분은 예를 들면, 흡상 또는 다른 메카니즘에 의해 표적 영역 밖으로 액체를 수송시켜 원하는 수준의 빈 용적을 실질적으로 재생할 수 있다. 액체는 액체의 바람직한 비교적 높은 분포를 제공하도록 지정된 흡수 코어의 층 영역에 유리하게 집중될 수 있는 반면, 빈 용적과 흡입을 제공하도록 지정된 층 영역은 비교적 낮은 포화도로 남아있을 수 있다. 대부분의 경우에, 층 영역들의 상대 기초 중량과 초흡수제 농도는, 적절한 특성을 갖는 적절하게 협력하는 재료들이 계에서 작용하여 우수한 성능을 제공할 수 있도록 구성되고 배열될 수 있다. 그러나, 특정 조합물이 다른 것들에 비해 상당히 개선된 성능을 제공할 수 있음이 밝혀졌다. 또한, 구성성분들의 기초 중량 또는 다른 특성은 비용과 다른 소비자 속성을 최적화하거나 또는 흡수된 액체의 바람직한 분포를 촉진시키기 위해 흡수 구조체의 특정 구역 (예를 들면, 전면/이면)에서 변형될 수 있음을 주목해야 한다.
본 발명에서, 흡수층 영역들은 액체를 하나 이상의 정해지거나 지정된 층 영역에 우선적으로 위치시키는 방식으로 협력하여 상호작용하도록 특징적으로 구성될 수 있다. 정해진 층 영역 내로의 액체의 이러한 한정은 이 층 영역이 정해진 층에서 이용가능한 액체의 증가량과 비교적 보다 높은 포화 수준으로 인한 모세관 작용을 통해 액체를 이동시키고 분포시킬 가능성을 증가시킬 수 있다.
흡수계의 흡입력, 특히 흡수 코어의 흡입력은, 흡수계의 주요 흡입층 영역을 가능한 한 많은 제품 유출을 통해 낮은 포화 수준으로 유지시키면서, 복합재 특성을 적절하게 조절하여 최적 흡입 성능을 제공함으로써 유지되거나 또는 종래의 흡수계보다 개선될 수 있다. 이 흡입층 영역 내의 비교적 낮은 액체 포화 수준은 유입하는 배설물에 대한 빈 용적 뿐만 아니라 높은 투과성을 제공하여, 전체적으로 흡수계의 흡입율을 증가시킨다. 흡입층 영역은 액체의 이동을 적절하게 조절하고 바람직하지 못한 누출을 실질적으로 피하기 위해 충분히 높은 수준의 모세관 장력을 제공하도록 유리하게 구성될 수 있다. 이러한 낮은 포화도의 흡입층 영역은 별도로 제공되는 서지 처리 부분 또는 층 이외에 바람직하게 사용되며, 서지층 재료에 의해 제공된 것 이외의 흡입 기능을 제공할 수 있다.
특정한 구성에서, 흡입층 영역은 흡수 구조체의 신체측 상에 위치될 수 있으며, 전체 총 흡수 구조체의 전구역 공간에 걸쳐 신장되지 않도록 형성될 수 있다. 따라서, 주요 신체측 층 영역은 흡입층 영역으로서 사용되며, 고포화도의 흡상층 영역으로서 사용되지는 않는다. 이 배열은 또한 흡입층 영역을 유입하는 액체와 실질적으로 직접 접촉시키며, 따라서 유입하는 액체에 더욱 가까이 접근시켜 더욱 효과적인 흡입 기능을 갖도록 한다.
층 영역들은 흡입과 분포 기능, 특히 수성 액체의 흡입과 분포 기능의 균형을 개선시키도록 개별적으로 또는 조합하여 디자인될 수 있다. 개선된 성능은 예를 들면, 구성성분 재료들의 물리적 및(또는) 화학적 조성을 변화시키거나 또는 구성성분들의 물리적 형상을 변형시킴으로써 제공될 수 있다.
기저귀와 같은 흡수 용품의 통상적인 디자인에 사용되는 섬유와 초흡수성 중합체 (SAP) 복합재는 흡입, 분포 및 보유 기능의 보통의 조합을 제공할 수 있다. 그러나, 증가된 수준의 흡입, 분포 및 보유 기능을 갖는 개선된 조합을 제공하는 개선된 재료 및 개선된 계와 구조체들이 계속 요구된다. 개선된 누출 저항성을 제공하기 위하여, 본 발명은 적어도 하나의 작용 구역에서 개선된 특성을 나타내는 개선된 재료를 포함한다. 그 결과, 계의 전체 성능이 개선될 수 있다.
예를 들면, 흡입 기능은 관련 층 영역에서 재료의 섬유와 입자 크기, 층-영역 다공성, 층-영역 기초 중량 및 층-영역 조성과 같은 인자들을 조절함으로써 조정될 수 있다. 예를 들면, 분포 기능은 구성성분 재료의 섬유와 입자 크기, 재료에 의해 제공되는 액체 접촉각, 액체에 의해 제공되는 액체 표면 장력 및 재료의 기초 중량과 같은 인자들을 조절함으로써 조정될 수 있다.
흡수 특성들의 바람직한 균형을 더욱 향상시키기 위하여, 층 영역들이 조합으로 더욱 잘 작동하여 개선된 전체 계의 성능을 제공할 수 있도록 하는 많은 중요한 인자들이 확인되었다. 이들 인자는 흡수계에 의해 제공되는 소정의 유동 컨덕턴스 값과 소정의 액체 흡상 값을 포함한다. 추가의 인자는 계에 의해 제공되는 조합 컨덕턴스-흡상 값이다.
유동 컨덕턴스는 흡수성 재료, 특히 흡수계의 표적 구역 내에 배치되는 흡수성 재료의 물성에 기초한 값이며, 이는 흡수 코어 구조체에 의해 제공되는 흡입력과 관련된다. 바람직하게는, 유동 컨덕턴스 값은 최소 약 2.5 * 10-6㎤ 이상이다. 별법으로, 유동 컨덕턴스 값은 3 * 10-6㎤ 이상이며, 임의로, 개선된 성능을 제공하기 위해 약 3.5 * 10-6㎤ 이상이다. 본 발명의 또다른 측면에서, 유동 컨덕턴스 값은 약 5 * 10-6㎤ 이하일 수 있다. 별법으로, 유동 컨덕턴스 값은 약 7 * 10-6㎤이하일 수 있으며, 임의로, 개선된 성능을 제공하기 위해 약 9 * 10-6㎤ 이하 또는 그 이상일 수 있다.
액체 흡상 포텐셜 값 (액체 흡상 값)은 수직 흡상 작업 동안 흡수 구조체의 설명된 표적 구역으로부터 제거된 액체의 양에 관한 성능 파라미터이다. 이 값은 배설들 사이에 표적 구역으로부터 유체를 제거하는 흡수 구조체의 능력을 나타내며, 흡수계의 적어도 하나의 층 영역은 소정의 액체 흡상 포텐셜 값을 제공하도록 구성된다. 바람직하게는, 흡수계의 적어도 하나의 층, 특히 흡수 코어의 적어도 하나의 주층 영역은 최소 약 10% 이상의 액체 흡상 값을 제공할 수 있다. 별법으로, 제공된 액체 흡상 값은 약 15% 이상이고, 임의로는 약 20% 이상이다. 본 발명의 또다른 측면에서, 흡수계는 약 60% 이하의 액체 흡상 값을 제공할 수 있다. 별법으로, 제공된 액체 흡상 값은 약 65% 이하일 수 있으며, 임의로는, 더욱 개선된 성능을 제공하기 위해 약 70% 이하 또는 그 이상일 수 있다.
계의 조합 컨덕턴스-흡상 값(C)은 약 14 * 10-6㎤ 이상일 수 있다. 별법으로, 조합 컨덕턴스-흡상 값은 약 17 * 10-6㎤이상일 수 있고, 임의로는 성능 균형을 개선시키기 위해 약 20 * 10-6㎤ 이상일 수 있다. 다른 바람직한 배열에서, 추가의 바람직한 이점을 제공하기 위한 조합 컨덕턴스-흡상 값은 15 * 10-6㎤ 이상일 수 있고, 별법으로 16 * 10-6㎤ 이상일 수 있고, 임의로 18 * 10-6㎤ 일 수 있다.
좁은 가랑이 섹션을 갖는 얇은 흡수체 디자인에서, 제품의 표적 구역은 건조 상태에서 보통 소변과 같은 액체의 초기 배설물을 효율적으로 흡수하기 위해 이용가능한 충분한 빈 용적을 갖지 않는다. 이러한 빈 용적의 결핍은 특별하게 구성된 SAP를 배설 시간 동안 유입하는 액체를 흡수하기에 충분한 양으로 포함시킴으로써 보상될 수 있다. 포함된 SAP는 배설 동안 흡수되어야 하는 유체의 양을 포획하여 유지하도록 형성되어 바람직한 누출 저항성을 제공한다.
과거에 이들 파라미터들 중 몇몇이 개별적으로 논의되기는 하였지만, 원하는 소비자 속성을 유지하면서 단일 복합재 구조체 내에 이들 속성의 효과적인 조합을 제공하는 것은 여전히 어려웠다. 과거에 직면한 어려움은 대개 흡상력을 개선시키기 위해 전체 구조체 내에 또는 개개의 층 내에 비교적 낮은 SAP 함량을 갖기를 바라는 것과 관련되었다. 제품 전체에 낮은 SAP 농도가 이용되는 경우, 원하는 흡수 용량을 제공하기 위해 과도하게 큰 제품 두께가 필요할 수 있다. 흡상을 촉진시키기 위해 낮은 SAP 농도를 갖는 하나의 흡수제 층을 제공하면서, 소정량의 흡수 용량을 갖는 얇은 제품을 얻기 위해 다른 한 층 내에 높은 SAP 농도를 유지하기 위해 시도되었다. 이러한 계는 액체가 비교적 더 높은 농도의 SAP를 함유하는 구역으로 우선적으로 이동할 수 있기 때문에 원하는 수준의 성능을 제공하지 않는다. 비교적 낮은 농도의 SAP를 함유하는 층 영역에서, 잔류 액체의 양은 원하는 수준의 흡상을 제공하기에 불충분할 수 있다.
이들 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 특정한 측면은 흡수계 내에 제어된 비율의 SAP를 포함할 수 있다. 선택된 감쇠 비율의 SAP와 같은 제어된 비율의 SAP를 사용하여, 지정된 분포층 영역의 섬유 구조체 내 액체 농도를 분포층 영역이 선택된 량의 SAP를 함유하는 경우에도 높게 유지시킬 수 있다. 특정 배열에서, 제어된 완만한 비율의 SAP는 분포층 이외의 층 영역에 주로 위치한다. 그 결과, 얇은 제품 디자인 내의 전체 흡수 용량을 원하는 높은 수준으로 유지시키면서, 저 SAP 층은 선택적으로 포화될 수 있다. 완만한 비율의 SAP를 포함시키는 것 이외의 별도의 메카니즘이, 선택된 층 영역들 사이에 흡수된 액체 농도의 원하는 분배와 차이를 제공하기 위해 사용될 수 있는 것이 고려된다. 예를 들면, 층 영역들의 상대 습윤성 및(또는) 밀도를 선택적으로 구성함으로써 원하는 분배가 이루어질 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 흡수 복합재계 (26)은 서지 처리 부분 (84)과 흡수 패드 또는 코어 구조체 (30)을 포함한다. 흡수 코어 (30)은 다수의 흡수층 영역들을 갖고, 개별 층 영역들의 특성은 흡수 성분들의 흡입과 흡상 특성을 균형시킴으로써 개선된 누출 성능을 제공하도록 선택되고 배열된다.
일반적으로 설명하면, 본 발명의 흡수 코어 (30)은 초흡수제를 포함하는 제1층에서, 기능 시험 동안 상기 층의 통합성을 유지하는데 필요한 임의의 인접 구성성분과 함께 시작한다 (용품의 최내부 신체측 표면으로부터 용품의 최외부 표면을 향하여 이동할 때 결정됨). 이러한 제1층은 바람직하게는 최소 약 5 중량% 이상의 초흡수제를 포함한다. 흡수 코어는 용품의 최내부 신체측 표면으로부터 용품의 최외부 표면을 향하여 이동할 때 결정되는 바와 같이, 기저귀로부터 누출을 방지하기 위해 지정된, 실질적으로 액체 불투과성인 층 직전에 배치된 마지막 흡수층에서 끝난다. 따라서, 도시된 구성의 흡수 코어 (30)은 제1 주요 흡수층 (48), 랩시이트 (wrapsheet)의 최외부층 (28 또는 36)과 이들 사이에 샌드위치된 구성성분들을 포함한다. 예시된 구성의 흡수 코어는 탑시이트(topsheet) 층 (24), 초흡수제를 포함하지 않는 서지 처리층 (84) 및 백시이트(backsheet) 층 (22)를 포함하지 않는다.
흡입과 흡상 특성의 적절한 균형은 유동 컨덕턴스 값, 흡상 포텐셜 값, 기초 중량, 밀도, 입도, 섬유 크기, 섬유의 비교량 등과 같은 각종 결정 인자와 이들의 조합에 의해 나타낼 수 있다. 흡수제의 유동 컨덕턴스 값은 일상적인 사용 동안 대개 직면하는 다양한 포화 수준을 통한 구조체의 이용가능한 빈 용적과 투과도에 관한 것이다. 흡수계에 개선된 성능을 제공하기 위하여, 액체는 흡수 복합재 구조체 상에 액체가 전달되는 비율에 가능한 한 근접한 비율로 흡수 구조체로 유입되어야 한다. 유동 컨덕턴스 값은 전체 흡수계 (26)의 흡입 포텐셜의 특성화를 도울 수 있고, 특히 흡수 코어 (30)의 흡입 포텐셜의 특성화를 도울 수 있다. 또한, 액체를 유입 구역으로부터 멀리 이동시켜 흡수계의 더욱 먼 구역에 저장시킴으로써, 다음 액체 배설물을 더욱 효율적으로 수용하도록 유입 구역을 회복시키고 준비시키는 것이 중요하다. 액체 흡상 값은 배설들 사이에 유입 표적 구역으로부터 액체를 제거하는 흡수 구조체의 능력의 특성화를 도울 수 있다.
도 2와 도 2a를 참조하면, 흡수 코어 (30)은 전체 복합체 코어 길이 (66), 전체 복합체 코어 폭 (68), 전체 복합체 코어 두께 (70), 가랑이 코어 폭 (58)과 지정된 최전방 연부를 갖는다. 최전방 연부는 용품의 전면 허리밴드 섹션에 배치되도록 지정된다. 흡수 코어 (30)의 전체 복합재 어셈블리는 도 2에 예시된 바와 같이, 전체 코어 구역에 걸쳐 연장되어 덮는다. 개별적인 코어 구성성분 층들과 임의의 하부층들은 전체 흡수 코어 구역에 걸쳐 연장될 수 있거나, 또는 원하는 성능을 제공하기 원하는 경우, 코어 구역의 선택된 부분에 걸쳐 연장될 수 있다. 또한, 개별적인 층 영역들은 각각 개별적인 치수를 갖는다. 예를 들면, 도시된 배열에서, 제1층 영역 (48)은 제1 두께 또는 높이 (72), 제1 길이 (73)과 제1 폭 (74)를 갖는다. 제2층 영역은 제2 두께 또는 높이 (75), 제2 길이 (66)과 제2 폭 (68)을 갖는다.
흡수 코어 (30)의 전체 길이 (66)에 관하여, 흡수 구조체의 의도된 흡입 표적 구역 (52)는 흡수 코어의 말단 최전방 연부로부터 흡수 복합재 코어 길이 (66)의 24% 길이에 위치한 가로로 연장된 횡방향 선에서 시작하여 흡수 코어의 최전방 연부로부터 흡수 복합재 길이의 59%에 위치한 횡방향 선까지 연장되는 흡수 코어의 영역이다. 예시된 배열에서, 예를 들면, 흡수 코어의 표적 구역은 흡수 코어의 말단 최전방 연부로부터 약 89㎜ (3.5 인치)에 위치한 가로 연장선에서 시작하여 흡수 코어의 최전방 연부로부터 약 216㎜ (8.5 인치)에 위치한 가로 연장선까지 연장되는 흡수 구조체의 구역일 수 있다.
흡수 코어 구조체의 벌크를 증가시킴으로써 유동 컨덕턴스 값을 증가시키는 것은 바람직하지 못하며, 이는 가랑이 폭이 좁은 용품에서 제품 두께가 과도하게 될 수 있기 때문이다. 결과적으로, 얇은 흡수 코어 (30)와 얇은 흡수계 (26)을 유지하면서, 유동 컨덕턴스 값에 의해 표시되는 바와 같은 바람직한 흡입 성능을 제공할 수 있는 구성이 여전히 요구된다. 바람직하게는, 건조 흡수 코어 (30)의 총 두께는 약 6 ㎜ 이하이다. 별법으로, 흡수 코어의 두께는 약 5.3 ㎜ 이하일 수 있고, 임의로는, 원하는 이점을 제공하기 위해 흡수 코어의 두께는 약 5 ㎜ 이하일 수 있다. 본 발명의 다른 측면에서, 건조 흡수 코어 (30)의 두께는 흡수 코어의 가랑이 폭의 약 25% 이하일 수 있다. 별법으로, 건조 흡수 코어 두께는 흡수 코어의 가랑이 폭의 약 20% 이하일 수 있고, 임의로는, 개선된 이점을 제공하기 위해 흡수 코어의 가랑이 폭의 약 15% 이하일 수 있다. 본 발명의 기재 목적에서, 흡수 코어의 가랑이 폭은 코어의 표적 구역 (52) 내에 위치한 가랑이 영역의 가장 좁은 (최소) 가로 치수에서 결정한다.
바람직하게는, 건조 흡수계 (26)의 전체 총 두께는 약 8 ㎜ 이하이다. 별법으로, 흡수계의 두께는 약 7.3 ㎜ 이하일 수 있고, 임의로는, 바람직한 이점을 제공하기 위해 흡수계의 두께는 약 7 ㎜ 이하일 수 있다. 본 발명의 다른 측면에서, 건조 흡수계 (26)의 전체 두께는 흡수계의 가랑이 폭의 약 30% 이하일 수 있다. 별법으로, 건조 흡수 코어 두께는 흡수계의 가랑이 폭의 약 25% 이하일 수 있고, 임의로는, 개선된 이점을 제공하기 위해 흡수계의 가랑이 폭의 약 20% 이하일 수 있다.
본 발명의 기재 목적에서, 건조 두께는 0.2 psi (1.38 ㎪)의 억제 압력에서 측정된다.
본 발명의 다른 측면에서, 낮은 벌크 흡수계 (26) 및 특히 흡수 코어 (30)은 표적 구역 (52) 내에 위치한 가랑이 영역의 가장 좁은 (최소) 가로 치수가 최소 가랑이 폭 (58)을 제공하는, 착용자의 다리 사이에 배치되도록 지정된 가랑이 영역 (54)를 가질 수 있다. 따라서, 성인 제품 (13세가 넘은 사람이 사용하도록 의도됨)은 흡수 복합재가 건조할 때 최소 가로 치수가 약 14 ㎝ (약 5.5 인치) 이하인 가랑이 폭을 가질 수 있다. 별법으로, 최소 가랑이 폭 (54)는 약 11.4 ㎝ (약 4.5 인치) 이하일 수 있고, 임의로는, 개선된 맞음새와 편안함을 제공하기 위해 약 약 8.9 ㎝ (3.5 인치) 이하일 수 있다. 비성인용 제품 (13세 이하의 사람이 사용하도록 의도됨)은 흡수 복합재가 건조할 때 최소 가로 치수가 약 10 ㎝ (약 4 인치) 이하인 가랑이 폭을 가질 수 있다. 별법으로, 최소 가랑이 폭 (54)는 7.6 ㎝ (약 3 인치) 이하일 수 있고, 임의로는 비성인에 대해 개선된 맞음새와 편안함을 제공하기 위해 5.1 ㎝ (약 2 인치) 이하일 수 있다.
흡수계의 표적 구역 (52)의 과포화와 제품으로부터 누출을 효과적으로 피하기 위해, 표적 구역으로부터 액체를 제거하는 것이 또한 중요하다. 표적 영역으로부터 액체를 멀리 이동시키는 흡수계의 능력은 계에 의해 제공되는 액체 흡상 값으로 나타낼 수 있다. 흡상 포텐셜 값은, 표적 구역이 흡수 복합재의 표적 구역 ㎠ 당 액체 1.0 g의 액체 부하/포화 수준을 가질 때, 계가 표적 구역 밖으로 이동시킬 수 있는 액체의 양에 관한 것이다. 그러므로, 본 발명은 얇고, 가랑이 영역이 좁고 낮은 벌크를 나타내는 특징적으로 적층된 흡수계를 제공한다.
흡수계 내의 층 영역들은 각종 적합한 형상일 수 있지만, 대개 크기가 최외부 제2 흡수층 영역의 크기보다 크지 않은 신체측 제1층 영역을 포함하도록 배열된다. 이러한 제1 상부층 영역은 흡수 용품의 사용 동안 낮은 포화 수준을 유지할 수 있고, 제2 하부층 영역과 조합하여 사용될 때 높은 유동 컨덕턴스 값을 유지할 수 있다. 하부층 영역은 모래시계 또는 "T" 형상과 같이 선택적으로 형성될 수 있으며, 액체를 흡수 복합재의 표적 구역 밖으로 효율적으로 분포시키고 이동시키도록 구성된다. 특히, 제2 하부층 영역은 이후의 액체 흡상 값 절차에 의해 측정할 수 있는 바와 같이, 원하는 액체 흡상 포텐셜 값을 제공할 수 있다.
도 1, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명은 세로 길이 방향 (86)과 가로 횡단 방향 (88)을 갖는 기저귀 (20)과 같은 흡수 가먼트 용품을 제공할 수 있다. 이 용품은 후면 허리밴드 구간 (40)과 같은 제1 허리밴드 구간, 전면 허리밴드 구간 (38)과 같은 제2 허리밴드 구간, 및 상기 제1 허리밴드 구간과 제2 허리밴드 구간을 상호연결하는 중간 구간 (42)를 갖는다. 전면 허리밴드 구간 (38)은 가로로 대향하는 전면 한쌍의 측면 연부 영역 (118)을 갖고, 후면 허리밴드 구간 (40)은 가로로 대향하는 후면 한쌍의 측면 연부 영역 (116)을 가지며, 중간 구간 (42)는 착용자의 다리 사이에 배치하기 위한 제품의 가랑이 영역을 제공한다.
도 1은 본 발명의 대표적인 일회용 기저귀 (20)의 펼쳐진 비수축 상태의 (즉, 실질적으로 모든 탄력성 유도된 주름과 수축이 제거된) 평면도이다. 구조체의 일부는 기저귀 용품의 내부 구성을 더욱 명백하게 보여주기 위해 부분적으로 절단되고, 착용자와 접촉하는 기저귀의 신체측 표면이 관찰자를 향하고 있다. 기저귀의 바깥쪽 연부는 세로로 연장되는 측면 연부 가장자리들 (110)과 가로로 연장되는 말단 연부 가장자리들 (112)로 주변부를 한정한다. 측면 연부들은 기저귀를 위한 다리 개구를 한정하며, 임의로는 곡선 윤곽이다. 말단 연부들은 직선으로 도시되지만, 임의로는 곡선일 수도 있다.
액체 투과성 탑시이트 층 (24)는 백시이트 층(22)와 대면하는 관계로 중첩되고, 흡수계는 백시이트 층 (22)와 탑시이트 층 (24) 사이에 작동가능하게 접속되어 부착된다. 대표적으로 도시된 구성은 서지 처리 부분 (84)와 액체를 수용하고 저장하기 위한 보유 부분을 포함하는 흡수 복합재 계 (26)을 갖는다. 예시된 흡수계의 보유 부분은 흡수 코어 (30)을 포함한다. 도시된 구성에서, 서지 처리 부분 (84)는 흡수 코어 (30)과 탑시이트 층 (24) 사이에 배치된 층이다. 다른 배열을 또한 이용할 수 있다. 예를 들면, 서지층 (84)는 임의로 흡수 코어와 백시이트 층 (22) 사이, 또는 탑시이트의 신체측 표면에 배치될 수 있다.
용품은 대개 다리 탄성체 (34)와 허리 탄성체 (32)와 같은 엘라스토머 부재들을 포함하고, 서지 처리 부분은 흡수 용품의 보유 부분과 작동가능하게 액체 연결되도록 배치된다. 탑시이트 (24), 백시이트 (22), 흡수 코어 (30), 서지 처리 부분 (84)과 탄성 부재들 (34 및 32)는 공지된 각종 기저귀 형상으로 함께 조립될 수 있다. 기저귀는 봉쇄 플랩들 (82)과 탄성화되거나 달리 엘라스토머화될 수 있는 측면 패널 부재들 (90)의 계를 추가로 포함할 수 있다.
탄성화된 측면 패널들과 선택적으로 형상화된 체결(fastener) 탭들을 포함하는 용품의 예는 1993년 12월 16일에 출원된 미국 특허 출원 제168,615호 (로슬러 (T. Roessler) 등, 발명의 명칭: DYNAMIC FITTING DIAPER) (대리인 사건 번호: 10,961호)에 기재되어 있다. 바람직한 체결계를 형성하기 위한 각종 기술은 1995년 3월 21일에 허여된 미국 특허 제5,399,219호 (로슬러 등, 발명의 명칭: METHOD FOR MAKING A FASTENING SYSTEM FOR A DYNAMIC FITTING DIAPER) (대리인 사건 번호: 11,186호); 1994년 8월 3일자 출원된 미국 특허 출원 제286,086호 (프라이스 (D. Fries), 발명의 명칭: A PROCESS FOR ASSEMBLING ELASTICIZED EAR PORTIONS) (대리인 사건 번호: 11,169호; 미국 특허 제5,540,796호로 허여됨)와 1995년 4월 3일자 출원된 미국 특허 출원 제08/415,383호 (프라이스, 발명의 명칭: AN ASSEMBLY PROCESS FOR A LAMINATED TAPE) (대리인 사건 번호: 11,950호; 미국 특허 제5,595,618호로서 허여됨)에 기재되어 있다. 상기한 문헌들의 개시내용은 본원과 일치하는 (상충되지 않는) 방식으로 본원에 참고로 인용한다.
기저귀 (20)은 도 1에 도시한 바와 같이 일반적으로 세로로 신장하는 길이 방향 (86)과 가로로 신장하는 폭 방향 (88)을 한정한다. 기저귀는 직사각형, I자형, 일반적으로 모래시계 형태 또는 T자 형태와 같은 임의의 원하는 형태를 가질 수 있다. T자 형태의 경우, "T"의 횡선은 기저귀의 전면 허리밴드 부분을 포함할 수 있거나, 별법으로, 기저귀의 후면 허리밴드 부분을 포함할 수 있다.
탑시이트 (24)와 백시이트 (22)는 일반적으로 동일하게 연장될 수 있고 (coextensive), 또한 흡수 구조체 (26)의 대응하는 치수 보다 일반적으로 더 크고 그를 넘어 연장되는 길이와 폭 치수를 가질 수 있어서, 흡수 구조체의 말단 연부를 지나 연장되는 대응하는 측면 가장자리들 (110)과 말단 가장자리들 (112)을 제공할 수 있다. 탑시이트 (24)는 백시이트 (22)와 연합되고 그위에 중첩되어, 기저귀 (20)의 주변을 한정한다. 허리밴드 영역은 착용될 때 착용자의 허리 또는 중하부 몸통을 전체적으로 또는 부분적으로 덮거나 둘러싸는 기저귀 부분을 포함한다. 중간 가랑이 영역 (42)는 허리밴드 영역들 (38 및 40) 사이에 놓여 이들을 상호연결시키고, 착용될 때 착용자의 다리 사이에 위치하고 착용자의 하부 몸통을 덮는 기저귀 부분을 포함한다. 따라서, 중간 가랑이 영역 (42)는 기저귀 또는 다른 일회용 흡수 용품에서 대개 액체의 반복된 서지가 발생하는 구역이다.
백시이트 (22)는 전형적으로 흡수 복합재 (26)의 외측 표면을 따라 위치할 수 있고 액체 투과성 재료로 구성될 수 있지만, 바람직하게는 액체에 실질적으로 불투과성이 되도록 구성된 재료를 포함한다. 예를 들면, 전형적인 백시이트는 플라스틱 박막, 또는 다른 가요성의 실질적으로 액체 불투과성인 재료로 제조될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "가요성"은 유연하여 착용자의 몸의 일반적인 형태와 윤곽에 쉽게 맞게될 재료를 나타낸다. 백시이트 (22)는 흡수 복합재 (26)에 함유된 삼출액이 기저귀 (20)과 접촉하는, 침대시이트와 겉옷과 같은 제품을 적시는 것을 방지한다. 본 발명의 특정 실시태양에서, 백시이트 (22)는 두께가 약 0.012 ㎜ (0.5 mil) 내지 약 0.051 ㎜ (2.0 mil)인 폴리에틸렌 필름과 같은 필름을 포함할 수 있다. 예를 들면, 백시이트 필름은 두께가 약 1.25 mil일 수 있다.
백시이트의 별법의 구조는 흡수 복합재에 인접하거나 근접한 선택된 영역들에 원하는 수준의 액체 불투과성을 부여하도록 완전히 또는 부분적으로 구성되거나 처리된 직조 또는 부직 섬유 웹층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 백시이트는 기체 투과성이거나 아닐 수 있는 중합체 필름층에 적층된 기체 투과성 부직포층을 포함할 수 있다. 섬유성의 천과 같은 백시이트 재료의 다른 예는 0.015 ㎜ (0.6 mil) 두께의 폴리프로필렌 블로운 필름과 23.8 gsm (0.7 온스/야드2)의 폴리프로필렌 스펀본드 재료 (2 데니어 섬유)로 이루어진 연신 박막화 또는 연신 열 적층 재료를 포함할 수 있다. 이러한 유형의 재료는 킴벌리-클라크 코포레이션 (Kimberly-Clark Corporation)에서 시판되는 하기스 슈프림 (HUGGIES SUPREME) 기저귀의 외부커버를 형성한다. 백시이트 (22)는 대개 제품의 외부커버를 제공한다. 그러나, 임의로, 제품은 백시이트 층 이외의 별도의 외부커버 성분 부재를 포함할 수 있다.
별법으로, 백시이트 (22)는 액체 삼출물이 백시이트를 통해 통과하는 것을 실질적으로 방지하면서, 흡수 복합재 (26)으로부터 수증기와 같은 기체가 빠져나가도록 하는 미공성의 "통기성(breathable)" 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통기성 백시이트는 원하는 수준의 액체 불투과성을 부여하도록 코팅되거나 달리 변형된 미공성 중합체 필름 또는 부직포로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 적합한 미공성 필름은 미쯔이 토아쯔 케미칼스, 인크. (Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., 일본 도꾜 소재)에서 입수가능한 PMP-1 재료, 또는 3M 캄파니 (3M Company, 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재)에서 입수가능한 XKO-8044 폴리올레핀 필름일 수 있다. 백시이트는 또한 심미적으로 만족스러운 외형을 나타내도록 엠보싱되거나 달리 패턴 또는 매트 마감이 제공될 수 있다.
본 발명의 다양한 구성에서, 백시이트 (22) 또는 봉쇄 플랩 (82)와 같은 구성성분이 수성 액체에 대해 내성과 제한된 투과성을 가지면서 기체 투과성이도록 형성되는 경우, 내액성 재료는 실질적으로 그를 통한 누출 없이 물의 약 45 ㎝ 이상의 히드로헤드(hydrohead)를 지지할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 액체 투과에 대한 재료의 내성을 측정하기 위한 적합한 기술은 연방 시험 방법 표준 FTMS 191 방법 5514 (Federal Test Method Standard FTMS 191 Method 5514; 1968년 12월 31일자)이거나 실질적으로 동등한 절차이다.
백시이트 (22)의 크기는 대개 흡수 복합재 (26)의 크기와 선택된 특정한 기저귀 디자인에 의해 결정된다. 예를 들면, 백시이트 (22)는 일반적으로 T자 형태, 일반적으로 I자 형태 또는 변형된 모래시계 형태를 가질 수 있고, 약 1.3 ㎝ 내지 2.5 ㎝ (약 0.5 내지 1.0 인치) 범위 내의 거리와 같은 선택된 거리로 흡수 복합재 (26)의 말단 연부들을 넘어 연장되어 측면 및 말단 가장자리의 적어도 일부를 제공할 수 있다.
탑시이트 (24)는 착용자 피부에 비자극성이고 유연하며 부드러운 느낌을 주는 신체 대향 표면을 제공한다. 또한, 탑시이트 (24)는 흡수 복합재 (26)보다 친수성이 덜할 수 있고, 액체를 흡수체 복합재에 도달하도록 그의 두께를 통해 쉽게 투과시키는 액체 투과성이 되도록 충분히 다공성이다. 적합한 탑시이트 층 (24)는 다공성 발포체, 망상 발포체, 천공 플라스틱 필름, 천연 섬유 (예를 들면, 목섬유 또는 면섬유), 합성 섬유 (예를 들면, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유), 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 혼방과 같은 다양한 웹 재료 선택물로 제조될 수 있다. 탑시이트 층 (24)는 대개 흡수 복합재 (26)에 유지되는 액체로부터 착용자의 피부를 격리시키는 것을 돕기 위해 사용된다.
각종 직포와 부직포가 탑시이트 (24)에 이용될 수 있다. 예를 들면, 탑시이트는 원하는 섬유의 멜트블로운 또는 스펀본디드 웹으로 이루어질 수 있고, 또한 본디드카디드 웹, 수력얽힘(hydroentangled) 웹 또는 니들드 웹 등과 이들의 조합물일 수도 있다. 각종 직물은 천연 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 혼방으로 이루어질 수 있다. 임의로, 탑시이트는 그물 재료 또는 천공 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 설명의 목적에서, 용어 "부직 웹"은 방직 직조 또는 편직 공정 없이 구성된 섬유 재료의 웹을 의미한다. 용어 "직물"은 직물, 편물 및 부직 섬유 웹과 이들의 조합물을 모두 나타내기 위해 사용된다.
탑시이트 직물은 실질적인 소수성 재료로 이루어질 수 있으며, 소수성 재료는 임의로 계면활성제로 처리되거나 또는 원하는 수준의 습윤성과 친수성을 부여하기 위해 달리 가공할 수 있다. 본 발명의 특정 실시태양에서, 탑시이트 (24)는 약 22 gsm의 기초 중량과 약 0.06 gm/㏄의 밀도를 갖는 웹으로 성형된 약 2.8-3.2 데니어 섬유로 이루어진 부직 스펀본드 폴리프로필렌 직물이다. 이 직물은 약 0.28% 트리톤(Triton) X-102 계면활성제로 표면처리된다. 계면활성제는 분무, 프린팅, 브러쉬 코팅 등과 같은 임의의 통상의 수단에 의해 도포될 수 있다.
탑시이트 (24)와 백시이트 (22)는 작동가능한 방식으로 접속되거나 또는 달리 연합된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "연합된 (associated)"은 탑시이트 (24)를 백시이트 (22)에 직접 부착시킴으로써 탑시이트 (24)가 백시이트 (22)에 직접 연결된 형상과, 탑시이트 (24)를 중간 부재에 부착시키고, 이를 다시 백시이트 (22)에 부착시킴으로써 탑시이트 (24)가 백시이트 (22)에 간접적으로 연결된 형상을 포함한다. 탑시이트 (24)와 백시이트 (22)는 예를 들면, 접착제 결합, 초음파 결합, 열 결합, 핀닝(pinning), 스티칭 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 부착 수단과 이들의 조합과 같은 부착 수단 (도시하지 않음)에 의해 기저귀 주변에서 서로 직접 부착될 수 있다. 예를 들면, 균일 연속층의 접착제, 패턴화된 층의 접착제, 분무 패턴의 접착제 또는 일렬의 개별적인 선, 나선 또는 점의 구조 접착제를 사용하여 탑시이트 (24)를 백시이트 (22)에 부착시킬 수 있다. 상기한 부착 수단은 또한 본 명세서에 기재된 용품의 다양한 다른 다른 구성성분 부분들을 함께 적합하게 상호연결하고(하거나), 조립하고(하거나) 부착시키기 위해 이용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
도시된 용품은 서지층 (84)와 흡수된 액체와 다른 배설물을 수용하고 저장하기 위한 보유 부분을 포함하는 흡수계를 갖는다. 본 발명의 특정 측면에서, 보유 또는 저장 부분은 다층의 선택된 섬유와 고흡수성 입자로 이루어진 도시된 흡수 코어 구조체 (26)에 의해 제공된다. 흡수 복합재의 도시된 형상은 탑시이트 (24)와 백시이트 (22) 사이에 샌드위치되어 위치하여 기저귀 (20)을 형성한다. 흡수 복합재는 일반적으로 착용자 피부에 비자극성이고, 압축성이며 형태에 일치하며, 신체 삼출물을 흡수하고 보유할 수 있는 구조를 갖는다.
본 발명의 다양한 형상에서, 많은 적합한 유형의 습윤성 친수성 섬유 재료를 사용하여 흡수 용품의 임의의 구성성분 부분을 형성할 수 있다. 적합한 섬유의 예로는 본질적인 습윤성 재료로 이루어진 천연 유기 섬유, 예를 들면, 셀룰로오스 섬유; 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체로 이루어진 합성 섬유, 예를 들면, 레이온 섬유; 본질적인 습윤성 재료로 이루어진 무기 섬유, 예를 들면, 유리 섬유; 본질적인 습윤성 열가소성 중합체로부터 제조된 합성 섬유, 예를 들면, 특정 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유; 및 비습윤성 열가소성 중합체로 이루어진 합성 섬유, 예를 들면, 폴리프로필렌 섬유를 들 수 있다. 이들 섬유는 실리카로 처리하거나, 적합한 친수성 잔기를 갖고 섬유로부터 쉽게 제거되지 않는 재료로 처리되거나, 또는 비습윤성 소수성 섬유를 섬유 형성 동안 또는 그 후에 친수성 중합체로 씌움으로써 친수화될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 상기 언급한 다양한 유형의 섬유들의 선택된 블렌드를 또한 사용할 수도 있다.
본 명세서에 사용되는 용어 "친수성"은 섬유와 접촉하는 수성 액체에 의해 습윤화되는 섬유 또는 섬유 표면을 설명한다. 재료의 습윤도는 다시 관련 액체와 재료의 접촉각과 표면 장력에 관하여 설명될 수 있다. 특정한 섬유 재료 또는 섬유 재료들의 블렌드의 습윤성을 측정하기에 적합한 장치와 기법은 Cahn SFA-222 표면력 분석계 (Surface Force Analyzer System) 또는 실질적으로 동등한 계에 의해 제공될 수 있다. 이 계로 측정할 때, 접촉각이 90°미만인 섬유는 "습윤성"으로 정해지고, 접촉각이 90°이상인 섬유는 "비습윤성"으로 정해진다.
특히, 흡수 코어 구조체 (30)은 천연 섬유, 합성 섬유 등과 이들의 혼방의 웹과 같은 섬유들의 매트릭스를 하나 이상 포함할 수 있다. 바람직하게는, 섬유는 천연적으로 또는 통상의 친수화 처리 효과를 통해 친수성이다. 특정 배열은 셀룰로오스 목재 펄프 플러프로 이루어진 섬유 매트릭스를 포함할 수 있다. 주층 영역들 (48 및 50)이 각각 동일 유형의 섬유 매트릭스를 포함할 수 있거나 다른 유형의 섬유 매트릭스를 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 특정 측면에서, 하나 이상의 주층들 (48 및 50) 중의 섬유는 고흡수성 재료의 입자들과 혼합하거나 또는 달리 혼입시킬 수 있다. 선택된 층(들) 내의 섬유는 흡수 매트릭스 내에 배열되며, 바람직하게는 각각의 층들 (48 및 50)은 고흡수성 재료의 입자들과 결합된 섬유를 포함할 수 있다. 특정 배열에서, 예를 들면, 흡수 코어 (30)의 지정된 층은 초흡수성 히드로겔 형성 입자들과 천연 섬유, 합성 중합체 멜트블로운 섬유, 천연 섬유 및(또는) 합성 중합체 섬유의 블렌드로 이루어진 섬유상 동시성형 재료와의 혼합물을 포함할 수 있다. 초흡수성 입자들은 친수성 섬유와 실질적으로 균질하게 혼합될 수 있거나 또는 불균일하게 혼합될 수 있다. 예를 들면, 초흡수성 입자들의 농도는 흡수 구조체의 각 층의 두께 (z-방향)의 실질적인 부분을 통해 비단계식 구배로, 흡수 복합재의 신체측을 향해 보다 저농도를 갖고 흡수 구조체의 외측을 향해 비교적 보다 고농도를 갖도록 배열될 수 있다. 적합한 z-구배 형상은 전문을 본원과 일치하게 (상충되지 않도록) 본원에 참고로 인용한 미국 특허 제4,699,823호 (1987년 10월 13일자 허여, 켈렌버거 (Kellenberger) 등)에 기재되어 있다. 별법으로, 초흡수성 입자들의 농도는 흡수 구조체의 각 층의 두께 (z-방향)의 실질적인 부분을 통해 비단계식 구배로, 흡수 복합재의 신체측을 향해 보다 고농도를 갖고 흡수 구조체의 외측을 향해 비교적 보다 저농도를 갖도록 배열될 수 있다. 초흡수성 입자들은 친수성 섬유의 매트릭스 내에 일반적으로 불연속 층에 배열될 수도 있다. 또한, 2종 이상의 상이한 유형의 초흡수제가 섬유 매트릭스 내에 또는 그를 따라 상이한 위치에서 선택적으로 배치될 수 있다.
고흡수성 재료는 초흡수제와 같은 흡수성 겔화 재료를 포함할 수 있다. 흡수성 겔화 재료는 천연, 합성 및 개질 천연 중합체 및 재료일 수 있다. 또한, 흡수성 겔화 재료는 실리카겔과 같은 무기 재료 또는 가교결합된 중합체와 같은 유기 화합물일 수 있다. 용어 "가교결합된"은 정상적으로 수용성인 재료를 효과적으로 실질적으로 수불용성이지만 팽윤성으로 하기 위한 임의의 수단을 의미한다. 그러한 수단으로는 예를 들면, 물리적 얽힘, 결정질 도메인, 공유 결합, 이온 착물과 회합, 친수성 회합, 예를 들면, 수소 결합, 및 소수성 회합 또는 반 데르 발스력을 들 수 있다.
합성 흡수성 겔화 재료 중합체의 예로는 폴리(아크릴산)과 폴리(메타크릴산)의 알칼리 금속염 및 암모늄염, 폴리(아크릴아미드), 폴리(비닐 에테르), 비닐 에테르 및 알파-올레핀과의 무수말레산 공중합체, 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리(비닐모르폴리논), 폴리(비닐 알코올) 및 이들의 혼합물과 이들의 공중합체를 포함한다. 흡수 복합재에 사용하기 적합한 다른 중합체로는 천연 및 개질된 천연 중합체, 예를 들면, 가수분해된 아크릴로니트릴-그래프트된 전분, 아크릴산 그래프트된 전분, 메틸 셀룰로오스, 키토산, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 및 천연 검, 예를 들면 알기네이트, 잔탄 검, 로커스트 빈 검 등을 포함한다. 천연 및 전체적 또는 부분적 합성 흡수성 중합체의 혼합물이 또한 본 발명에 유용할 수 있다. 다른 적합한 흡수성 겔화 재료는 1975년 8월 26일자로 허여된 아사르손 (Assarsson) 등의 미국 특허 제3,901,236호에 기재되어 있다. 합성 흡수성 겔화 중합체의 제조 방법은 1978년 2월 28일자로 허여된 마수다(Masuda) 등의 미국 특허 제4,076,663호와 1981년 8월 25일자로 허여된 쯔바끼모토(Tsubakimoto) 등의 미국 특허 제4,286,082호에 기재되어 있다.
합성 흡수성 겔화 재료는 전형적으로 습윤되면 히드로겔을 형성하는 크세로겔이다. 그러나, 용어 "히드로겔"은 또한 습윤된 형태와 비습윤된 형태의 재료를 모두 나타내기 위해 통상적으로 사용된다.
상기한 바와 같이, 흡수 코어 (30)에 사용된 고흡수성 재료는 초흡수성 겔화 재료일 수 있고, 초흡수제는 일반적으로 불연속 입자 형태일 수 있다. 입자는 임의의 원하는 형태, 예를 들면, 나선형 또는 반나선형, 입방체, 막대상, 다면체 등의 형태일 수 있다. 침, 플레이크 및 섬유와 같이, 최대 치수/최소 치수 비가 큰 형태를 또한 본원에 사용하는 것이 고려된다. 임의로, 흡수성 겔화 재료의 입자의 집괴를 또한 흡수 복합재 (26)에 사용할 수도 있다. 평균 크기가 약 5 미크론 내지 약 1 ㎜인 입자가 사용하기에 바람직하다. 본 명세서에 사용된 "입도"는 개별적인 입자들의 최소 치수의 중량 평균을 의미한다.
본 발명의 특정 측면에서, 흡수성 겔화 재료 입자들은 흡수성 재료 g 당 흡수된 액체 약 20 g 이상의 변형된 하중 하 흡수성 값 (Modified Absorbency Under Load Value; MAUL) (g/g)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 초흡수성 재료는 MAUL이 약 24 g/g 이상일 수 있고, 더욱 바람직하게는 MAUL이 약 27 g/g 이상일 수 있다. 다른 측면에서, 흡수성 재료는 약 30 g/g까지 또는 그 이상의 MAUL을 나타낼 수 있다. MAUL 값은 본 명세서의 시험 절차 단락에 기재된 MAUL 시험법을 이용하여 측정할 수 있다.
전체 복합체 코어 (30) 내의 친수성 섬유와 고흡수성 입자는 약 400-900 gsm (g/㎡) 범위의 평균 복합체 기초 중량을 형성하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 특정 측면에서, 평균 복합체 기초 중량은 약 500-800 gsm 범위이고, 소정의 성능을 제공하기 위해 바람직하게는 약 550-750 gsm 범위이다.
본 발명의 특정 측면에서, 고흡수성 재료는 초흡수성 부직 재료를 포함할 수 있다. 초흡수성 부직물은 초흡수성 섬유로만 이루어지거나 초흡수성 섬유와 다른 재료의 복합재로 이루어진 부직 재료이다. 초흡수성 부직 재료는 흡수성 재료 g 당 흡수된 액체 약 10 g 이상의 액체 수용 용량으로, 액체, 특히 0.9% 염수에 침액될 때 높은 극한 액체 저장 용량을 갖는다. 별법으로, 액체 수용 용량은 약 20 g/g 이상이며, 임의로는 개선된 성능 특징을 제공하기 위해 약 30 g/g 이상이다. 초흡수성 부직물은 액체 흡입, 액체 저장, 액체 분포 또는 이들 기능의 몇몇 조합을 촉진시키도록 선택적으로 구성된다. 특히, 초흡수성 부직물은 초흡수성 부직물이 다층 흡수 구조체를 갖는 제품내에 층 또는 구성성분으로서 포함될 때 특정한 기능 또는 일련의 기능을 수행하도록 가공될 수 있다.
고흡수성 재료의 임의의 바람직하지 않은 이동을 제한하기 위해, 제품은 적절하게 전체 흡수 코어 (30) 주위, 코어의 개별 층 영역 주위 또는 흡수 복합재의 하나 이상의 선택된 구성성분 주위에 직접 인접하게 배치되는, 랩 시이트 (28)과 같은 오버 랩(over-wrap)을 갖는 흡수 복합재 (26)을 포함할 수 있다. 또한, 랩 시이트는 흡수 복합재 구조체와 제품의 다양한 다른 구성성분에 결합될 수 있다. 랩 시이트는 바람직하게는 흡수 복합재의 대부분의 신체측과 외측 표면을 덮는 흡수성 재료의 층이며, 바람직하게는 흡수 복합재의 모든 주변 연부들을 실질적으로 둘러싸서 그 부근에 실질적으로 완전한 외피를 형성한다. 별법으로, 랩 시이트는 흡수 복합재의 대부분의 신체측과 외측 표면을 덮는 흡수제 포장을 제공할 수 있고, 실질적으로 흡수 복합재의 가로 측면 연부들만을 둘러싼다. 따라서, 랩 시이트의 가로 측면 연부들의 직선 부분과 내측으로 만곡된 부분은 모두 흡수 복합재 부근을 폐쇄할 것이다. 그러나, 이러한 배열에서, 랩 시이트의 말단 연부들은 제품의 허리밴드 영역에서 흡수 복합재의 말단 연부들 주위를 완전히 폐쇄할 수 없다.
예를 들면, 완전한 랩 시이트 (28) 또는 적어도 랩 시이트의 신체측 층은 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유와 같은 멜트블로운 섬유로 이루어진 멜트블로운 웹을 포함할 수 있다. 흡수제 랩 (28)의 다른 예는 대략 50/50 블렌드의 경목/연목 섬유로 이루어진 티슈와 같은 저다공성 셀룰로오스 웹을 포함할 수 있다.
흡수제 랩 (28)은 각각 흡수 코어 (30)의 모든 또는 일부의 주변 연부들을 지나 연장되는, 별개의 신체측 랩층과 별개의 외측 랩층을 포함하는 다중 성분의 랩시이트를 포함할 수 있다. 랩 시이트의 이러한 형상은 예를 들면, 흡수 코어 (30)의 주변 연부들 주위에 실질적으로 완전한 밀봉과 밀폐의 형성을 용이하게 할 수 있다. 예시된 기저귀의 이면 허리밴드 부분에서, 흡수제 랩은 또한 기저귀의 이면측-구간에 불투명도와 강도를 부가하기 위해 흡수 코어의 주변부로부터 증가된 거리로 연장되도록 형성될 수 있다. 예시된 실시태양에서, 흡수제 랩 (28)의 신체측과 외측 층들은 흡수 코어의 주변 연부들을 넘어 약 1/2 인치 이상 연장되어, 그를 넘어서 흡수제 랩의 신체측 부분의 주변이 흡수제 랩의 외측 부분의 주변에 완전히 또는 부분적으로 연결될 수 있는 밖으로 돌출된 플랜지형 결합 구역을 제공할 수 있다.
랩 시이트 (28)의 신체측 및 외측 층은 실질적으로 동일한 재료로 이루어질 수 있거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 랩 시이트의 외측 층은 비교적 고다공성의 비교적 낮은 기초 중량의 재료, 예를 들면 연목 펄프로 이루어진 습식 강도 셀룰로오스 티슈로 이루어질 수 있다. 랩 시이트의 신체측 층은 비교적 저다공성의 상기한 랩 시이트 재료 중 하나로 이루어질 수 있다. 저다공성 신체측 층은 초흡수성 입자가 착용자의 피부 상으로 이동하는 것을 더욱 잘 방지할 수 있고, 고다공성의 낮은 기초 중량의 외측 층은 비용 절감을 도울 수 있다.
도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 또다른 흡수 코어는 액체 투과성 재료 (100)의 층들, 예를 들면 티슈, 연속 기포 발포체, 다공성 필름, 직포, 부직포 등과 이들의 조합물의 층들 사이에 작동가능하게 유지된 초흡수성 재료 (102)의 입자들을 갖는 구성성분을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 측면에서, 기저층 (50)은 감수성(感水性) 부착에 의해 유지된 캐리어 티슈의 층들 사이에 샌드위치되거나 또는 달리 유지된 초흡수성 입자들을 갖는 적층체로 이루어질 수 있다. 이러한 구성의 예는 전문을 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한, 탠저(R. Tanzer) 등에게 1997년 1월 14일자로 허여된 미국 특허 제5,593,399호 (발명의 명칭: ABSORBENT ARTICLE WHICH INCLUDES SUPERABSORBENT MATERIAL LOCATED IN DISCRETE, ELONGATE POCKETS PLACED IN SELECTED PATTERNS, 대리인 사건 번호: 10,902.1)에 기재되어 있다.
다시 도 1과 도 2를 참조하면, 기저귀 (20)은 또한 흡수 용품의 보유 및 저장 부분으로 향할 수 있는 액체의 서지를 감속시키고 확산시키는 것을 돕는 서지 처리층 (84)를 포함할 수 있다. 서지층 (84)는 예를 들면, 탑시이트 층 (24)의 내향 신체측 표면 상에 위치될 수 있다. 도시된 구성에서, 서지층 (84)는 탑시이트 층의 외측 표면에 인접하게 위치된다. 따라서, 서지층은 탑시이트 (24)와 흡수 코어 (30) 사이에 개재된다. 적합한 서지 처리층 (84)의 예는 1994년 3월 4일자 출원된 미국 특허 출원 제206,986호 (엘리스(C. Ellis) 및 비숍(D. Bishop), 발명의 명칭: FIBROUS NONWOVEN WEB SURGE LAYER FOR PERSONAL CARE ABSORBENT ARTICLES AND THE LIKE, 대리인 사건 번호: 11,256, 미국 특허 제5,486,166호로서 허여됨) 및 1994년 3월 4일자 출원된 미국 특허 출원 제206,069호 (엘리스 및 에버레트(R. Everett), 발명의 명칭: IMPROVED SURGE MANAGEMENT FIBROUS NONWOVEN WEB FOR PERSONAL CARE ABSORBENT ARTICLES AND THE LIKE, 대리인 사건 번호: 11,387, 미국 특허 제5,490,846호로서 허여됨)에 기재되어 있으며, 이들의 전문을 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 특정 측면은 선택된 다수의 2개 이상의 주층 영역 구성성분들을 포함하는 흡수 복합재를 포함할 수 있다. 예시된 다층 흡수 코어 (30)의 구성은 예를 들면, 제1층 영역 (48)과 적어도 제2층 영역 (50)을 포함한다.
도시된 제1층 영역 (48)은 흡수 코어 (30)의 신체측 영역 상에 배치되고 탑시이트 층 (24)에 상대적으로 더 가까이 인접한 상대적으로 상부층 영역을 제공한다. 예시된 제2층 영역 (50)은 흡수 코어의 외측 영역 상에 배치되고 백시이트 층 (22)에 상대적으로 더 가까이 인접한 상대적으로 하부층 영역을 제공한다.
본 발명의 바람직한 측면에서, 층 영역들 (48 및(또는) 50)과 같은 각종 층 영역 내의 구성성분은 고벌크 섬유의 블렌드 또는 다른 매트릭스를 포함할 수 있다. 고벌크 섬유는 개선된 벌크 보유성 및(또는) 변형으로부터의 회복을 부여하는 섬유이다. 고벌크 섬유는 특히 섬유가 습윤될 재료에 혼입될 때 습윤 벌크 보유성 및(또는) 변형으로부터의 습윤 회복을 제공할 수 있다. 적합한 고벌크 섬유의 예로는 합성 열가소성 섬유, 셀룰로오스와 같은 천연 중합체로 이루어진 합성 섬유 및 천연 섬유와 이들의 혼방을 포함한다. 천연 중합체로 이루어진 섬유의 탄성은 화학적 가교결합에 의해 및(또는) 섬유에 꼬임 및(또는) 컬(curl)을 부여함으로써 증진될 수 있다.
고벌크 섬유 재료는 습윤 상태와 건조 상태 모두에서 보다 낮은 밀도를 나타내며, 따라서 투과도와 두께를 증가시킬 수 있으므로 유동 컨덕턴스 값을 증가시킨다. 예를 들면, 고벌크 목재 펄프 섬유는 펄프 섬유의 화학적 및(또는) 기계적 변형을 통한 것과 같은 다양한 기법을 통해 성취될 수 있다. 적합한 고벌크 섬유의 예로는 머셔가공(mercerized) 섬유, 가교결합 셀룰로오스 플러프 펄프 섬유 등과 이들의 혼방을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에서, 층 영역들 (48 및(또는) 50)과 같은 각종 층 영역 내의 구성성분은 고벌크 섬유의 블렌드 또는 다른 매트릭스와 제어된 비율의 초흡수제로 이루어질 수 있다. 제어된 비율의 초흡수제는 최소 약 20 g/g 이상의 변형된 하중 하 흡수성 (MAUL) 값을 나타내는 초흡수성 중합체 재료와 같은 재료이다.
본 발명의 또다른 측면에서, 소정의 제어된 비율의 초흡수제는 특정한 흡수율인 Tau(τ) 값, 예를 들면, 약 0.4분 이상의 Tau 값을 나타낼 수 있다. 바람직하게는, 초흡수제의 Tau 값은 약 1분 이상이며, 개선된 성능을 제공하기 위해 약 2분 이상일 수 있다. 또다른 측면에서, Tau 값은 약 40분 이하 또는 그 이상일 수 있다. 다른 측면에서, 흡수 코어, 특히 흡수 코어의 상이한 층 영역들은 유리하게는 적어도 상이한 초흡수성 재료들의 선택된 쌍이 약 2:1 이상의 Tau값 비를 제공하도록 구성된 초흡수성 재료들의 선택된 조합을 포함할 수 있다. 추가의 이점을 제공하기 위해, Tau값 비는 임의로는 약 5:1 이하 또는 그 이상일 수 있다. 바람직하게는, Tau 값이 비교적 큰 초흡수성 재료는 흡수 코어의 신체측 표면에 상대적으로 더 가까이 배치된다. 각각의 초흡수제의 Tau 값을 측정하기 위해 적합한 기법은 본 명세서에 기재된 제로 하중 하 침수 흡수성 (Flooded Absorbency Under Zero Load) 절차에 기재되어 있다.
특정 제어된 비율의 초흡수제는, 개개의 초흡수제 입자들이 입자 내로 수성 액체의 흡수를 선택적으로 지연시키기 위해 소수성 코팅으로 처리된 초흡수제일 수 있다. 예를 들면, 초흡수제는 코팅된 미립자 초흡수제일 수 있다. 입자들은 가교결합된 폴리프로폰산의 부분 나트륨염 (미국 특허 제5,629,377호에 기재된 방법으로 제조됨)으로 이루어진 흡수 중심을 갖고, 입자 중심은 소수성 실리콘 엘라스토머 코팅으로 덮힌다. 이러한 유형의 대표적인 제어된 비율의 초흡수제는 다우 케미칼 캄파니 (DOW Chemical Company, 미국 미시건주 미드랜드 소재)에서 입수가능하다.
별법의 제어된 비율의 초흡수제는 원하는 흡수율을 제공하도록 표면적 대 체적 비가 낮은 입자를 제공하는 비교적 큰 입도를 갖도록 구성될 수 있다. 제어된 비율의 초흡수성 입자는 또한 소정의 낮은 표면적 대 체적 비와 지연된 흡수율을 작동가능하게 생성시키는 실질적으로 구형 또는 다른 3차원 형태를 가질 수 있다.
또한, 초흡수성 중합체의 벌크 화학은 소정의 지연된 흡수율을 제공하도록 변형될 수 있다. 예를 들면, 제어된 비율의 초흡수제는 다가 금속 양이온과 가역적으로 가교결합된 음이온성 폴리전해질을 포함할 수 있다. 수용성 착화제가 가교결합을 역전하도록 구성될 수 있다.
별법의 제어된 비율의 초흡수제는, 초흡수성 입자로 액체의 확산을 작동가능하게 느리게하거나 소정의 지연된 흡수율을 제공하는 방식으로 액체를 구축시키는 코팅 또는 다른 처리제로 싸여질 수 있다. 코팅 또는 처리제는 탄성이거나 비탄성일 수 있고, 코팅 또는 처리제는 소수성이거나 친수성일 수 있다. 코팅은 원하는 흡수 특성을 제공하도록 제어된 양식으로 침식되거나, 용해되거나 분해될 수 있다. 임의로는, 흡수율은 선택된 초흡수성 재료의 중화율을 변화시킴으로써, 또는 선택된 초흡수제의 중화를 일으키기 위해 사용된 화학 메카니즘을 변형시키거나 달리 조절함으로써 제한되고(되거나) 조절될 수 있다.
초흡수제의 하중 하 흡수성 (AUL)을 측정하는 추가의 측면은 1996년 8월 26일자로 허여된 미국 특허 제5,550,189호 (킨(J. Qin) 등, 발명의 명칭: MODIFIED POLYSACCHARIDES HAVING IMPROVED ABSORBENT PROPERTIES AND PROCESS FOR THE PREPARATION THEREOF)와 1996년 3월 25일자 출원된 미국 특허 출원 제621,390호 (멜리우스(M. Melius), 발명의 명칭: ABSORBENT COMPOSITE; 대리인 사건 번호: 10,838.2)에 기재되어 있다. 이들 문헌의 전문을 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용한다.
도 2와 도 2a를 참조하면, 도시된 제1층 영역 (48)은 제어된 비율의 초흡수제, 및 고벌크 목재 펄프 섬유 또는 다른 직조 또는 부직 섬유 재료 (이는 구조체 내에 액체를 유지하면서 액체가 흡수체의 상대적으로 외측 층 영역(들)에 의해 흡수될 수 있을 때까지 액체의 신속한 흡수를 허용하는 공극 크기 분포를 갖는다)를 포함할 수 있다. 제1층 영역 부분 (48) 내의 구성성분은 소변과 같은 액체가 흡수 구조체에 도입되는 구역인 제품의 지정된 표적 구역 (52)를 실질적으로 덮도록 배치될 수 있다. 따라서, 제1층 영역 (48)은 흡수 코어의 지정된 흡입층 영역에 작동가능하게 있을 수 있다. 층 영역 (48)의 형태는 직사각형, 비직사각형 또는 불규칙형일 수 있지만, 바람직하게는 제2층 영역 (50)과 같은 아래층 영역보다 더 크지 않을 것이다. 본 발명의 바람직한 측면에서, 제1층 영역은 아래의 제2층 영역보다 더 작을 것이다. 예를 들면, 실질적으로 전체 제1 주층 영역은 흡수 코어의 상기 최전방 연부로부터 내측으로 코어 길이의 약 7%에 위치된 가로 연장선에서 시작하여 흡수 코어의 상기 최전방 연부로부터 내측으로 코어 길이의 약 62%에 위치된 가로 연장선까지 신장하는 대역 내에 포함되어 있을 수 있다. 또한, 제1 주층 영역의 세로로 연장되는 측면 연부들은 제2 주층 영역의 대응하는 측면 연부들과 실질적으로 동일하게 연장될 수 있다.
별법의 흡수체 구성의 또다른 예를 도 3 내지 도 6에 도시하였다. 본 발명의 특정 측면에서, 제1층 영역 (48)은 다수의 구성성분 하부층 부분을 갖는 복합재 구조체를 포함할 수 있다.
도 3과 도 3a는 흡수 코어 (30)의 전체 구역의 중앙 부분 상으로 연장되는 제1 표면층 영역 (48)과, 흡수 코어의 실질적으로 전체 구역 상으로 연장되는 제2 기저층 영역 (50)을 갖는 흡수 코어 구조체의 평면도를 도시한다. 제2층 영역 (50)은 그의 세로로 대향하는 말단 부분들에서 비교적 더 큰 기초 중량을 갖는 불균일한 구획된 기초 중량 분포를 가져서, 특히 표적 구역에서 더 적은 제2층 영역의 세로의 역 구획을 제공한다. 제2층 영역 (50)의 선택된 중앙 부분은 또한 기초 중량이 인접한 상부 제1층 영역 (48)의 기초 중량보다 더 작아서 표적 구역에서 역으로 구획된 두께를 제공할 수 있다. 적어도 흡수 코어 (30)의 가랑이 영역에서, 표면층 영역 (48)의 가로 측면 연부들은 제2층 영역 (50)의 측면 연부들과 실질적으로 동일하게 연장된다. 제1층 영역 (48)의 세로 말단 연부들은 각각 제2층 영역 (50)의 대응하는 말단 연부들로부터 내측으로 이격된다.
도 4와 도 4a는 기저층 영역 (50)의 전체 전면 또는 제1 부분을 덮지만, 기저층 영역의 전체 이면 또는 제2 부분보다 적게 덮는 표면층 영역 (48)을 갖는 흡수 코어 구조체를 도시한다. 제1층 (48)의 가로 측면 연부들과 적어도 하나의 세로 말단 연부는 제2층 영역 (50)의 가로 측면 연부들과 적어도 하나의 세로 말단 연부와 실질적으로 동일하게 연장된다. 도시된 구성에서, 제1층 영역 (48)의 적어도 하나의 세로 말단 연부는 제2층 영역 (50)의 대응하는 말단 연부로부터 내측으로 이격된다.
도 5와 도 5a는 기저층 영역을 전체적으로 덮는 표면층 영역을 갖는 흡수 코어 구조체를 도시한다. 도시된 구성은 실질적으로 동일한 두께와 기초 중량을 갖는 제1층 영역 (48)과 제2층 영역 (50)을 갖는 반면, 별법으로 제1층 영역과 제2층 영역은 상이한 두께와 기초 중량 및 구조에서의 다른 차이를 가질 수 있다.
도 6은 기저층 영역 보다 더 작고 더 좁은 가로 치수와 더 작고 더 짧은 세로 치수를 갖는 표면층 영역을 갖는 또다른 흡수 코어의 평면도를 도시한다. 도시된 구성에서, 예를 들면, 제1층 영역 (48)의 전체 외측 연부 주변은 제2층 영역 (50)의 실질적으로 전체 외측 연부 주변으로부터 내측으로 이격된다.
본 발명의 다양한 구성에서, 제어된 비율의 초흡수제는 흡수계의 각종 층 영역들에서 액체 저장 비율을 조절하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 제어된 비율의 초흡수제는 단지 제어된 비율의 초흡수성 재료 (SAM)의 존재의 결과로서만, 또는 초흡수제와 제어된 비율의 초흡수제 복합재를 제공하기 위한 다른 재료와의 조합으로 흡수체에서 액체 저장 비율을 제어할 수 있다. 제어된 비율의 초흡수제 또는 제어된 비율의 초흡수제를 이용하는 초흡수성 복합재 재료는 다층 영역 흡수체에서, 특히 제어된 비율의 초흡수제 또는 제어된 비율의 초흡수제 복합재 재료가 사용 조건 동안 다층 흡수 코어에서 하나 이상의 다른 층 영역들의 우선적인 포화를 촉진시키도록 선택적으로 형성되는 경우, 흡수층 영역으로서 사용될 수 있다. 고벌크 섬유와 제어된 비율의 초흡수제의 조합을 사용함으로써, 제1층 영역 (48)의 포화를 다른 흡수층 영역들의 포화보다 더 낮은 포화 수준으로 유지시킬 수 있으므로, 제1층 영역 (48)의 빈 용적과 투과도가 더 커지고, 원하는 수준의 유동 컨덕턴스 값을 제공하게 된다.
고벌크 섬유, 특히 펄프 섬유로 이루어진 복합재와 초흡수제는 복합재 재료에 안정화제를 도입함으로써 변형시킬 수 있다. 구조 안정화는 외력 또는 내력에 노출될 때 특정 재료의 구조나 재료들의 복합재의 구조를 유지시키거나 또는 그에 대한 변화를 최소화하기 위해 이용될 수 있다. 구조 안정화 메카니즘은 층 영역이 다수층 흡수 코어를 포함한 제품에 대한 사용 조건 동안 가해진 힘에 노출될 때 층 영역의 구조를 유지시키는 것을 도움으로써, 다수층 영역 흡수체 내의 임의의 층 영역에 유익할 수 있다. 이는 층 영역이 액체 흡입 (빈 용적 형성), 액체 저장, 액체 분포 또는 이들 3가지 기능의 몇몇의 조합인 그의 의도된 기능을 유지하는 것을 도울 것이다. 다양한 유형의 적합한 재료 기술을 흡수 구조체를 안정화시키기 위해 이용할 수 있다. 예를 들면, 안정화는 키멘(Kymene) 또는 다른 가교결합제를 사용하는 것과 같은 화학적 안정화 형태로, 또는 열가소성 결합제 섬유 등의 도입에 의해 일어날 수 있다.
본 발명의 다양한 측면에서, 상부층 영역 (48)은 직조 또는 부직 기술에 기초한 섬유성 재료로 이루어질 수 있다. 본 발명의 앞서의 측면에서와 같이, 이들 재료는 액체 이동을 조절하고 누출이 일어나지 않도록 하기 위해 충분한 모세관 장력을 유지하면서, 최대 빈 용적과 투과도를 제공하도록 형성될 것이다. 예를 들면, 본 발명의 흡수 코어는 표면층 영역 (48)에 대한 기능적 구성성분으로서 부직 재료를 포함할 수 있다. 본디드 카디드 웹은 투과성과 모세관 현상의 적절한 균형을 이루도록 형성될 수 있는 특정 섬유성 재료의 예이다. 스테이플 섬유의 선택을 통해, 기저 흡수층 (50)을 우선적으로 포화시킬 복합재 구조체를 생성할 수 있다. 이는 표면층의 물리적 구조화, 제어된 표면 화학 또는 둘다를 통해 이루어질 수 있다. 섬유성 구조체의 다공성은 특정 섬유와 선택된 섬유 크기에 의해 결정될 수 있다. 섬유 선택은 또한 재료의 모세관 현상에 영향을 끼칠 수 있다.
적합한 카디드 구조체는 다양한 섬유 유형으로부터 및 다양한 섬유 크기로부터 생산될 수 있다. 섬유는 합성 재료와 천연 재료 모두로부터 생산될 수 있다. 바람직하게는, 제1층 (48)을 위한 섬유는 매우 습윤성일 것이고, 레이온 또는 면과 같은 천연 셀룰로오스 재료를 이용할 수 있다. 폴리에스테르 및 폴리아미드와 같은 합성 섬유는 친수성 마감 또는 처리로 증진될 수 있는 제한된 습윤성을 제공한다. 카디드 부직물에서 광범위한 섬유 직경이 발생하는 반면, 목적하는 구조체는 25 미크론 미만의 동등한 직경을 갖는 섬유들을 포함할 것이다. 제1층 (48)을 위한 카디드 재료는 약 0.03 g/㏄ 이하의 밀도에서 약 50 내지 200 g/㎡ (gsm)의 중량 범위로 생산될 수 있다. 섬유 재료의 밀도는 결국 웹을 결합시키거나 안정화시키기 위해 이용되는 방법에 좌우될 것이다.
카디드 웹은 다양한 방법을 통해 안정화될 수 있다. 몇몇 경우 열가소성 스테이플 섬유의 혼입이 이용되어, 구조체가 열과 압력을 사용하여 결합될 수 있도록 한다. 고온 결합에서 열과 압력을 적당하게 부가하면 매우 특정한 투과도와 모세관 현상을 갖고 안정화된 구조체를 얻을 수 있다. 카디드 구조체는 화학 수지 또는 접착제를 이용하여 안정화될 수 있다. 다시, 특정한 수지 또는 접착제, 첨가량과 경화의 선택은 투과도와 모세관 현상에 영향을 끼치는 최종 웹 특성의 조절을 용이하게 할 것이다. 습윤성은 결합을 위한 화학 수지계의 선택에 의해 영향을 받을 수 있다. 카디드 구조체는 물, 니들링, 공기 또는 섬유를 얽히게 하는 다른 수단을 이용하여 기계적으로 안정화될 수 있다. 다시, 이들 공정은 재료의 물리적 속성이 목적하는 바와 같이 되도록 제어될 수 있다.
본 발명의 특정 측면은 상기한 바와 유사한 특성을 갖는 스펀본디드 직물을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 측면은 또한 원하는 성능 속성을 제공하기 위해 섬유 크기, 기초 중량 또는 재료의 다른 특징의 선택적인 구획화를 포함할 수 있다. 카디드 섬유 웹과 멜트스펀 섬유 웹 이외에, 에어레이드 섬유 재료를 또한 사용할 수 있다.
제1층 영역 (48) 내의 성분 재료들은 하기한 바와 같은 양, 기초 중량, 밀도 등을 가질 수 있다. 제품의 전면 절반 부분에 위치된 흡수 코어 구조체의 영역의 전형적인 기초 중량은 약 750 gsm 내지 약 950 gsm일 수 있다. 상기한 바와 같은 제1층 영역은 제1층이 존재하는 구역 내의 전체 복합재 기초 중량의 약 25% 내지 약 75%를 제공할 수 있다. 이 비는 사용되고 있는 재료와 그의 상대적인 효능에 많이 좌우된다. 초흡수성 재료가 플러프 및(또는) 몇몇 스테이플 섬유와 조합되어 사용되는 재료는 일반적으로 초기 밀도가 0.1 g/㏄ 내지 0.3 g/㏄일 것이다. 합성 기재, 카디드 웹과 멜트스펀 웹인 재료는 전형적으로 밀도가 약 0.015 g/㏄ 내지 0.3 g/㏄일 것이며, 바람직하게는 밀도가 약 0.2 g/㏄일 것이다. 합성 섬유의 웹은 섬유 크기가 전형적으로 3 데니어 미만, 바람직하게는 1-2 데니어일 것이고, 수회의 습윤화를 통해 물과의 낮은 접촉각을 나타내도록 처리될 것이다. 이 처리는 바람직하게는 섬유 웹을 통과하는 액체의 표면 장력을 감소시키지 않는다.
다른 부직물 구조체가 본 발명의 흡수계에서 상부층 영역 (48)로서 사용하기에 적합할 수 있다. 하부층 영역의 용량과 모세관 현상의 적절한 균형은 다수의 배설물에 대해 하부층 영역의 우선적인 포화를 보장할 수 있다. 보다 우수한 분포 능력을 갖는 상이한 하부층 영역을 이용하는 것을 고안할 수 있다. 이는 부직 상부층 영역의 탈수 (desorption)를 도울 것이며 두번째 배설 후 성능을 개선시켜야 한다.
본 발명의 바람직한 측면은 약 38% 값 이상의 액체 흡상 값을 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 측면은 약 24% 이상의 액체 흡상 값과 약 4x10-6㎤ 이상의 유동 컨덕턴스 값을 제공할 수 있다. 또다른 측면에서, 본 발명은 약 14*10-6㎤ 이상의 조합 컨덕턴스-흡상 값 (C)를 가질 수 있다.
유동 컨덕턴스 값과 흡상 값의 바람직한 조합은 액체 취급 특성들의 유리한 균형을 제공할 수 있다. 특히, 이 조합은 흡수된 액체를 흡입-표적 구역으로부터 흡수 구조체의 보다 먼 구역으로 신속하게 수송하는 것과 액체의 신속한 흡입의 바람직한 균형을 제공할 수 있다. 통상의 구조체는 특성들의 바람직한 조합을 제공하지 않았다. 따라서, 원하는 신속한 흡입을 제공한 구조체는 흡수된 액체를 흡입 구역으로부터 멀리 충분히 신속하게 수송하지 않았고, 흡수된 액체를 흡입 구역으로부터 멀리 원하는 만큼 신속하게 수송시키는 구조체는 액체의 충분히 신속한 흡입을 제공하지 않았다. 그 결과, 흡수체 표적 구역이 조급하게 과도하게 포화되거나 착용자 피부에 대해 액체가 과도하게 고일 수 있었다.
본 발명의 특정 측면에서, 제1층 영역 (48)은 전형적으로는 전체 코어 구역의 세로 중앙 부분 상으로 연장될 수 있지만, 임의로는 필요한 경우 전체 코어 구역 상으로 연장될 수 있는 표면 신체측 층일 수 있다. 표면층은 전형적으로 흡입 성능을 위해 최적화된 층이며, 원하는 수준의 액체 흡상 또는 분포 성능을 제공할 수 있거나 제공하지 않을 수 있다. 제1층 영역은 전형적으로 최소 기초 중량이 약 100 gsm 이상일 수 있고, 바람직하게는 기초 중량이 약 300 gsm 이상일 수 있다. 또다른 측면에서, 제1층 영역은 전형적으로 최대 기초 중량이 약 700 gsm 이하일 수 있고, 바람직하게는 기초 중량이 약 600 gsm 이하이다.
제1층 부분은 전형적으로 최소 약 50 중량% 이상의 섬유 재료를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 약 60 중량% 이상의 섬유 재료를 포함한다. 다른 측면에서, 제1층 부분은 전형적으로 최대 약 80 중량% 이하의 섬유 재료를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 약 70 중량% 이하의 섬유 재료를 포함할 수 있다. 섬유 재료는 본질적으로 천연 또는 합성일 수 있다. 섬유 재료는 최소 섬유 크기, 특히 섬유 직경이 약 4 미크론(㎛) 이상일 수 있으며, 바람직하게는 섬유 크기가 약 10 미크론 이상이다. 또다른 측면에서, 섬유 재료는 최대 섬유 크기가 약 20 미크론 이하일 수 있으며, 바람직하게는 섬유 크기가 약 15 미크론 이하이다.
제1층 부분은 또한 최소 약 20 중량% 이상의 초흡수성 재료를 함유할 수도 있으며, 바람직하게는 약 30% 이상의 초흡수체를 함유한다. 또다른 측면에서, 제1층 부분은 최대 약 50% 이하의 초흡수성 재료를 함유할 수 있으며, 바람직하게는 약 40% 이하의 초흡수체를 함유할 수 있다. 초흡수성 재료는 약 110 ㎛ 이상의 최소 건조 입도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 300 ㎛ 이상의 건조 입도를 갖는다. 다른 측면에서, 초흡수성 재료는 약 1000 ㎛ 이하의 최대 건조 입도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 700 ㎛ 이하의 건조 입도를 가질 수 있다. 초흡수성 재료는 약 20 g/g 이상의 MAUL 값을 가질 수도 있으며, 바람직하게는 약 25 g/g 이상의 MAUL 값을 가질 수 있다. 또한, 개선된 이점을 제공하기 위한 MAUL 값은 최대 약 30 g/g 또는 그 이상일 수 있다. 또다른 측면에서, 초흡수성 재료는 약 0.8분 이상의 Tau 값을 가질 수 있으며, 최대 약 40분의 Tau 값을 가질 수 있다.
제1층 영역 (48)은 전형적으로 약 0.03 g/㏄ 이상의 최소 평균 밀도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 0.05 g/㏄ 이상의 밀도를 갖는다. 다른 측면에서, 제1층 영역은 약 0.4 g/㏄ 이하의 최대 평균 밀도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 0.2 g/㏄ 이하의 밀도를 가질 수 있다. 제1층 영역은 제1층 영역에 위치된 재료를 함께 지지하는데 이용되거나 또는 캐리어 메카니즘으로서 작용하는 임의의 티슈 층을 포함한다. 예를 들면, 수개의 티슈 층은 티슈 층 사이에 적층된 초흡수성 재료를 지지하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 각종 형태는 흡수 구조체의 선택된 층 내에 임의의 작용 가능한 흡입 재료를 포함할 수 있다. 적합한 흡입 재료의 예는 1996년 11월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제754,414호 (R. Anderson 등; 발명의 명칭: MULTIFUNCTIONAL ABSORBENT MATERIAL AND PRODUCTS MADE THEREFROM; 대리인 사건 번호: 12,442) 및 1997년 12월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 제068,534호 (L.H. Sawyer 등; 발명의 명칭: PULP AND SUPERABSORBENT COMPOSITE FOR IMPROVED INTAKE PERFORMANCE; 대리인 사건 번호: 13,041)에 기재된 재료를 포함할 수 있다. 상기 문헌의 전체 개시 내용은 일관되게 본 명세서에 참고로 인용되어 있다.
도 2 및 2a에 대해서 보면, 제2층 영역 부분 (50)은 목재 펄프 섬유와 같은 친수성 섬유의 덩어리 또는 매트릭스 및 선택량의 초흡수 겔화 재료, 예를 들면 쿠사 (Coosa) 1654 목재 펄프 및 스톡하우젠 페이버 880 초흡수체를 포함할 수 있다. 이들 재료는 전형적으로 복합체의 약 20 내지 80 중량%가 초흡수체 입자로 구성되도록 혼합되거나 또는 달리 배합될 것이다. 용품 성능을 개선시키도록 이들 재료를 변형시킬 수도 있다. 이들 변형은 액체 분포를 개선시키기 위해 변형된 펄프 섬유를 이용하거나, 구조체를 조절하고 흡상 성능을 개선시키기 위한 안정화 기술을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 가능한 안정화 방법은, 제한되는 것은 아니지만 키멘 또는 다른 가교 결합제와 같은 결합재를 이용하거나, 열 활성화된 결합제 섬유를 도입하는 것을 포함한다. 구조 안정화는, 재료가 외력 또는 내력에 노출될 때 재료 또는 재료의 복합체의 구조를 유지하거나 또는 그 구조에 대한 변화를 최소화하는데 이용되는 기술이다. 열가소성 결합제 섬유, 화학적 가교 결합제 (예를 들면, 키멘) 등, 뿐만 아니라 이들의 배합물을 혼입시키는 것과 같은 각종의 기술은 흡수체 구조를 안정화하는데 이용될 수 있다.
액체를 표적 영역으로부터 멀리 분포시키는 개선된 능력을 갖도록 작용 가능하게 구성된 임의의 재료는 원하는 기능적인 결과를 제공할 수 있다. 이 재료는 초흡수체 입자 및 특히 개선된 흡상 플럭스 성능을 나타내도록 구성된 1종 이상의 섬유상 웹을 포함하는 라미네이트로 구성될 수 있다. 제2층 영역 (50)의 적합한 배열은, 제한되는 것은 아니지만 입상 또는 섬유상 초흡수 웹과 셀룰로오스 티슈 재료, 또는 임의의 다른 안정화된 섬유상 웹의 라미네이트화물을 포함한다. 다른 적합한 섬유상 웹은 웨트 레이드 (wet laid) 티슈, 스테이플 합성 및 천연 섬유가 혼입된 에어레이드 (airlaid) 재료, 또는 처리된 멜트블로운 웹, 뿐만 아니라 제1층 영역 (48)을 구성하는데 이용되는 섬유상 웹의 유형을 포함할 수 있다. 개선된 기능성을 제공하는데 이용될 수 있는 다른 부류의 재료는 초흡수체 입자 또는 섬유상 웹 및 습윤성 연속 기포 발포체의 라미네이트이다.
제2층 영역 (50)은 적합한 각종 형태로 위치될 수 있다. 예를 들면, 제2층 영역은 제1층 영역 (48)에 아주 인접하게 위치된 별개로 제공되는 흡수 패드의 형태일 수 있다. 제2층 영역 (50)은 바람직하게는 제1층 영역 (48)과 실질적으로 직접 접촉하지만, 별법으로 제1층 영역 (48)과 제2층 영역 (50) 사이에 끼워진 선택된 재료의 하나 이상의 층 역을 갖는 상부층 영역으로부터 이격되어 위치될 수 있다. 본 발명의 특별한 면에서, 제2층 영역 (50)은 유입 액체에 대해 흡수체를 최대로 이용하도록 하면서 소비자에게 만족스러운 용품 특성을 유지하도록 구성된다.
또다른 측면에서, 제2 주층 영역은 상기 제1 주층 영역의 세로 길이 보다 더 큰 세로 길이를 가질 수 있다. 또한, 제2 주층 영역은 상기 제1 주층 영역과 실질적으로 완전히 겹치는 가로 길이를 가질 수 있다. 또다른 구성은 상기 제1 주층 영역의 가로 길이 보다 작은 가로 길이를 갖는 제2 주층 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 주층 영역의 적어도 일부의 가로 길이는 제1 주층 영역의 대응하게 인접한 부분의 가로 길이의 약 30% 이상일 수 있다. 다른 구성은 제1 주층 영역의 가로 길이 보다 더 큰 가로 길이를 갖는 제2 주층 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 주층 영역의 적어도 일부의 가로 길이는 제2 주층 영역의 대응하게 인접한 부분의 가로 길이의 약 30% 이상일 수 있다.
제2층 영역 (50) 내의 성분 재료는 각종의 작용 가능한 양, 기초 중량, 밀도 등으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제2층 주층 영역은 실질적으로 균일한 기초 중량, 또는 바람직하게는 선택된 불균일한 기초 중량을 가질 수 있다. 또한, 제2층 영역 (50)은 임의의 위치에서 흡수 코어 구조체의 전체 복합체 기초 중량의 약 25% 내지 100%를 구성할 수 있으며, 전형적으로 약 0.1 g/㏄ 내지 0.3 g/㏄ 범위의 밀도를 갖는다. 또다른 면에서, 제2층 영역 부분(50)은 성분 내부층 영역의 각각이 선택적으로 배합된 물리적 및 기능적 특성을 갖는 2가지 이상의 성분 내부층 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 측면에서, 흡수 코어 (30)의 층 영역 중 하나 이상은 약 16% 이상의 액체 흡상 값을 제공할 수 있는 분포층이다. 또한, 분포층은 흡수성 복합재의 지정된 표적 영역 (52) 이상으로 넘어 연장되는 주변 경계 및 면을 갖는다.
분포층은 유리하게 특별한 중요한 기능을 제공할 수 있다. 제1 기능은 액체를 표적 영역으로부터 멀리 보유하고 이동시키는 것을 포함하며, 제2 기능은 얇은 용품 완성 형태와 관련된 공극율의 부족을 보충하기에 충분한 단기 (액체 배설 중) 초흡수체 용량을 제공하는 것이다. 이러한 층 영역의 구성 성분은 SAP 함량, 성분 기초 중량 및 성분 밀도를 포함한다. 높은 액체 흡상 성능을 갖는 재료의 예는 전체 설명이 본원과 일치하게 참고로 포함된, 1995년 9월 27일자로 허여된 미국 특허 제5,350,370호 (D.M. Jackson 등; 발명의 명칭: HIGH WICKING LIQUID ABSORBENT COMPOSITE)에 기재되어 있다.
제2층 영역 (50)은 기저층을 제공할 수 있으며, 전형적으로 전체 흡수 코어 (30)의 전체 면에 걸쳐 연장될 수 있다. 제2층 영역 (50)은 전형적으로 흡수 코어의 분포의 벌크 또는 흡상 능력을 제공하도록 계획되므로 전형적으로 제1층 영역 (48)에 의해 커버된 면의 말단 연부 이상으로 넘어 연장될 것이다. 흡수 코어의 표적 영역 (52) 내에서, 제2층 영역은 전형적으로 약 100 gsm 이상의 기초 중량을 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 200 gsm 이상의 기초 중량을 가질 수 있다. 다른 면에서, 제2층 영역의 표적 영역은 전형적으로 약 700 gsm 이하의 기초 중량을 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 250 gsm 이하의 기초 중량을 갖는다. 제2층 영역 (50)의 표적 영역 외부에 있는 비표적 부분에서, 제2층 영역은 전형적으로 약 300 gsm 이상의 기초 중량을 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 450 gsm 이상의 기초 중량을 가질 수 있다. 다른 면에서, 표적 영역 외부에 있는 제2층 영역의 비표적 부분은 전형적으로 약 800 gsm 이하의 기초 중량을 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 550 gsm 이하의 기초 중량을 갖는다.
제2층 부분은 전형적으로 약 50 중량% 이상의 섬유 재료를 포함하며, 바람직하게는 약 60 % 이상의 섬유 재료를 포함한다. 다른 면에서, 제2층 부분은 전형적으로 약 95 % 이하의 섬유 재료를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 약 80% 이하의 섬유 재료를 포함할 수 있다. 섬유 재료는 본질적으로 천연 또는 합성일 수 있다. 섬유 재료는 약 4 ㎛ 이상의 섬유 크기, 특히 섬유 직경을 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 10 ㎛ 이상의 섬유 크기를 갖는다. 또다른 측면에서, 섬유 재료는 약 20 ㎛ 이하의 섬유 크기를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 15 ㎛ 이하의 섬유 크기를 갖는다. 또한, 섬유 재료는 물과 약 70 °이하의 접촉각을 가질 수 있으며, 바람직하게는 물과 약 50 °이하의 접촉각을 갖는다.
제2층 부분은 또한 초흡수성 재료를 약 5 중량% 이상 함유할 수도 있으며, 바람직하게는 초흡수체를 약 15% 이상 함유한다. 또다른 측면에서, 제2층 부분은 초흡수성 재료를 약 50% 이하 포함할 수 있으며, 바람직하게는 초흡수체를 약 40% 이하 포함할 수 있다. 초흡수성 재료는 약 110 ㎛ 이상의 건조 입도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 300 ㎛ 이상의 건조 입도를 갖는다. 다른 측면에서, 초흡수성 재료는 약 1000 ㎛ 이하의 건조 입도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 700 ㎛ 이하의 건조 입도를 가질 수 있다. 초흡수성 재료는 약 20 g/g 이상의 MAUL 값을 가질 수도 있으며, 바람직하게는 약 25 g/g 이상의 MAUL 값을 가질 수 있다. 또한, 개선된 이점을 제공하기 위한 MAUL 값은 최대 약 30 g/g 또는 그 이상일 수 있다. 또다른 측면에서, 초흡수성 재료는 약 0.67분 이상의 Tau 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 2분 이상의 Tau 값을 가질 수 있다.
본 발명의 유리한 형태는 약 36% 이상의 액체 흡상 값을 가지며, 약 0.4분 이상의 Tau 값을 갖는 초흡수체를 함유하는 제2층 영역 (50)을 포함할 수 있다. 다른 유리한 배열은 약 16% 이상의 액체 흡상 값을 가지며 약 0.67분 이상의 Tau 값을 갖는 초흡수체를 함유하는 제2층 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 측면에서, 제1층 영역 (48) 내의 초흡수성 재료는 제2층 영역 (50) 내에 위치된 초흡수체의 Tau 값의 약 2배의 Tau 값을 갖도록 구성된다 (약 2:1의 Tau 값 비). Tau 값 비는 약 2.5:1 이상일 수 있으며, 임의로 바람직한 특성을 제공하기 위해 약 3:1 이상일 수 있다. 또다른 측면에서, 제1층 및 제2층 영역 내의 초흡수성 재료의 배합은 최대 약 10:1의 Tau 값 비를 제공하도록 구성될 수 있으며, 또한 초흡수성 재료의 배합은 최대 약 40:1 또는 그 이상의 Tau 값 비를 제공하도록 구성될 수 있다.
제2층 영역 (50)은 전형적으로 약 0.1 g/㏄ 이상의 평균 밀도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 0.15 g/㏄ 이상의 밀도를 갖는다. 다른 측면에서, 제2층 영역은 약 0.3 g/㏄ 이하의 평균 밀도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 0.25 g/㏄ 이하의 밀도를 가질 수 있다. 특정 측면에서, 평균 밀도는 약 0.2 g/㏄일 수 있다. 제2층 영역은 제2층 영역에 위치된 재료를 함께 지지하는데 이용되거나 또는 캐리어 메카니즘으로서 작용하는 임의의 티슈 층을 포함한다. 예를 들면, 수개의 티슈 층은 티슈 층 사이에 적층된 초흡수성 재료의 층을 지지하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 특정 측면에서, 적어도 하나의 주층 영역은 언크레프트-통기 건조된 (UCTAD) 시트 재료 층과 같은, 분배 재료로서 작용하는 액체 투과성 재료 (100)로 된 1개 이상의 층을 갖는 라미네이트를 포함한다. 예를 들면, 시트 재료는 섬유상 티슈일 수 있고, 목적하는 구조가 흡수 코어의 제2 주층 영역 내에 선택된 UCTAD 재료를 포함할 수 있다.
적합한 UCTAD 재료는 재료 폭 1 인치 당, 기초 중량 1 g/m2당, 분 당, 액체 0.002 g 이상인 15 cm 높이에서의 액체 유동을 특징으로 하는 흡상 특성을 제공할 수 있다. UCTAD 재료는 기초 중량이 약 50 g/m2이상이고, 밀도가 약 0.08 - 0.5 g/cc의 범위이다. 바람직하게는, 밀도는 약 0.1 - 0.3 g/cc의 범위에 속한다. UCTAD의 투과도는 약 50-1000 Darcys의 범위에 속한다. UCTAD 재료는 총 기초 중량이 200 g/m2가 되도록 적층된 재료 1 인치 당 5000 g 이상의 힘의 건조 신장 강도를 갖는다.
적합한 UCTAD 재료는, 전체 개시 내용이 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된 1996년 12월 17일자로 출원된 미국 특허 출원 제08/767,645호 (J. Dutkiewicz 등; 발명의 명칭: ABSORBENT STRUCTURE FOR LIQUID DISTRIBUTION; 대리인 사건 번호: 12,267)에 기재되어 있다.
도 8에 대해서 보면, 제2 주층 영역 (50)은 조합된 불균질한 복수개의 하부층 섹션 (62 및 64)을 포함하는 복합재이다. 예시된 구조에서, 예를 들어 제1 하부층 섹션 (62)는 흡수 코어 (30)에 의해 커버된 실질적인 전체 구역 상에 연장될 수 있고, 한쌍의 이격된 제2의 하부층 섹션 (64)는 제1 하부층 섹션 (62)의 신체측면에 인접하게 위치하고, 제2 하부층 섹션은 각각은 흡수 코어 (30)의 전체 표면적의 선택된 부분 분획 상에 연장된다. 도시된 구조는 세로 방향으로 이격된 제2의 하부층 섹션 (64)를 가지고, 도시된 바와 같이 각 하부층 섹션 (64)는 흡수 코어 (30)의 관련된 세로 방향 말단과 실질적으로 동일하게 연장된 말단 연부를 갖는다. 결과적으로, 제2의 주층 영역 (50)은 세로 방향 중앙부의 기초 중량이 주층 영역 (50)의 2개의 세로 방향으로 대향하는 말단부의 기초 중량보다 작은, 구획된 기초 중량 분포를 갖는다.
본 발명의 특정 측면에서, 적어도 하나의 하부층 섹션은 UCTAD 티슈와 같은 언크레프트-통기 건조된 (UCTAD) 시트 재료 1 층 이상을 갖는 라미네이트를 포함할 수 있다. 예를 들면 목적하는 구조는, UCTAD 시트 재료로 된 적어도 협력관계에 있는 한 쌍의 층이 초흡수 입자 (102)의 분배층을 샌드위치하도록 구성되고 정렬된 흡수 코어의 제1 하부층 영역 (62)을 포함할 수 있다. 분배 재료로 된 부가층, 예를 들면 UCTAD 시트 재료로 된 부가층이 사용되어 도 8에 대표적으로 도시된 바와 같이 제1 하부층 (62) 내에 초흡수 입자 (102) 층을 더 샌드위치할 수 있다.
다른 측면에서, 제2 하부층 섹션 (64)의 적어도 하나 또는 둘다는, 초흡수 입자의 분배층을 샌드위치하도록 구성되고 정렬된 UCTAD 시트 재료로 된 적어도 협력관계에 있는 한 쌍의 층을 포함할 수 있다. 분배 재료로 된 부가층, 예를 들면 UCTAD 시트 재료로 된 부가층이 사용되어 제2 하부층 (64) 내에 초흡수 입자 층을 더 샌드위치할 수 있다.
도 9에 대해서 보면, 제2 주층 영역 (50)은 별법으로 초흡수 입자의 기초 중량 분포가 특히 제2 주층 영역 (50)의 세로 방향을 따라 다양한 기초 중량을 제공하도록 선택적으로 구획된 복합재를 포함할 수 있다. 결과적으로, 제2 주층 영역 (50)은 층 영역 (50)의 세로 방향 중간 부분의 초흡수체의 기초 중량이 제2 주층 영역 (50)의 2개의 세로 방향으로 대향하는 말단부에 분포된 초흡수체의 기초 중량에 비해 작은 구획된 기초 중량 분포를 가질 수 있다.
본 발명의 각종 구성의 또다른 설명은 1998년 6월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제09/096,652호 (R. Everett 등; 발명의 명칭: LAYERED ABSORBENT STRUCTURE; 대리인 사건 번호: 13,505), 1998년 6월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제09/097,285호 (R. Everett 등; 발명의 명칭: LAYERED ABSORBENT STRUCTURE WITH A ZONED BASIS WEIGHT; 대리인 사건 번호: 13,506), 및 1998년 6월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제09/096,653호 (R. Everett 등; 발명의 명칭: LAYERED ABSORBENT STRUCTURE WITH A HETEROGENEOUS LAYER REGION; 대리인 사건 번호: 13,507)에 제공되어 있다. 이들 각 문헌의 전체 개시 내용은 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된다.
다시 도 1에 대해서 보면, 다리 탄성 부재 (34)는 기저귀의 가로 측면 가장자리 (110)에 위치하며, 착용자의 다리에 대해 기저귀 (20)을 연신시키고 유지하도록 배열된다. 탄성 부재는 탄성적으로 수축성인 조건에서 기저귀 (20)에 고정되므로 신장 형태하의 상태에서 탄성 부재는 기저귀 (20)에 대해 효과적으로 수축하게 된다. 탄성 부재는 적어도 2가지 방법으로 탄성적으로 수축성인 조건에서 고정될 수 있다. 예를 들면 탄성 부재는, 기저귀 (20)이 비수축된 상태에 있을 때 신장되어 고정될 수 있다. 또한, 기저귀 (20)은 예를 들면 주름을 잡음으로써 수축될 수 있고, 탄성 부재는 이완되거나 또는 비신장된 상태에 있으면서 기저귀 (20)에 고정되고 연결된다. 열-수축 탄성 재료와 같은 다른 수단은 가먼트를 주름잡는데 이용될 수 있다.
도 1에 예시된 실시태양에서, 다리 탄성 부재 (34)는 본질적으로 기저귀 (20)의 중간 가랑이 영역 (42)의 전체 길이를 따라 연장된다. 또한, 탄성 부재 (34)는 기저귀 (20)의 전체 길이, 또는 특별한 기저귀 디자인에 요구되는 탄성적으로 수축성인 선의 배열을 제공하는데 적합한 다른 길이로 연장될 수 있다.
탄성 부재 (34)는 임의의 여러 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 개개의 탄성 부재 (34)의 폭은 0.25 ㎜ (약 0.01 inch) 내지 약 25 ㎜ (약 1.0 inch) 또는 그 이상으로 변할 수 있다. 탄성 부재는 단일 스트랜드(strand)의 탄성 재료로 이루어질 수 있거나, 또는 수개의 평행 또는 비평행 스트랜드의 탄성 재료로 이루어질 수 있거나, 또는 직선 또는 곡선 배열로 이용될 수 있다. 스트랜드가 비평행인 경우, 2개 이상의 스트랜드는 탄성 부재 내에서 교차되거나 또는 상호 연결될 수 있다. 탄성 부재는 당 업계에 공지된 임의의 몇가지 방법으로 기저귀에 부착될 수 있다. 예를 들면, 탄성 부재는 각종 결합 패턴을 이용하여 초음파 결합되고, 열 및 압력 밀봉되거나 또는 고온 용융, 감압 (感壓) 접착제와 같은 분무 또는 소용돌이 패턴의 접착제들로 기저귀 (20)에 접착 결합될 수 있다.
본 발명의 특별한 실시태양에서, 다리 탄성 부재 (34)는 복수의 개개의 탄성체 스트랜드로 구성된 군을 이루는 한 셋트의 탄성체가 부착된 캐리어 시트를 포함할 수 있다. 탄성체 스트랜드는 교차되거나 또는 상호 연결될 수 있거나 또는 전체적으로 서로 분리될 수 있다. 캐리어 시트는, 예를 들면 엠보싱되지 않은 폴리프로필렌 재료의 필름과 같은 0.002 ㎝ 두께의 폴리머 필름으로 이루어질 수 있다. 탄성체 스트랜드는 예를 들면 미국 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 듀폰사 (DuPont)로부터 시판되는 LYCRA 엘라스토머로 구성될 수 있다. 각각의 탄성체 스트랜드는 전형적으로 약 470 내지 1500 데시텍스(dtx) 범위일 수 있고, 약 940 내지 1050 dtx일 수 있다. 본 발명의 특정 실시태양에서, 예를 들면 각 탄성화된 다리밴드에 3 또는 4개의 스트랜드가 이용될 수 있다.
또한, 다리 탄성체 (34)는 일반적으로 직선이거나 임의로 곡선일 수 있다. 예를 들면, 곡선 모양의 탄성체는 기저귀의 세로 중심선을 향해 내측으로 구부러질 수 있다. 특정 배열에서, 탄성체의 굴곡은 기저귀의 가로 중심선에 대해 대칭적으로 형상화되거나 배치될 수 없다. 곡선 모양의 탄성체는 내측으로 구부러지고 외측으로 구부러진, 리플렉스 (reflex) 타입의 굴곡을 가질 수 있고, 탄성체의 세로 중심은 임의로 목적하는 맞음새 및 모양을 제공하기 위해 기저귀의 전면 또는 후면 허리밴드를 향해 선택된 거리만큼 치우칠 수 있다. 본 발명의 특별한 실시태양에서, 곡선 모양 탄성체 셋트의 가장 내부의 지점 (정점)은 기저귀의 전면 또는 후면 허리밴드를 향해 치우칠 수 있으며, 외측으로 구부러진 리플렉스된 부분은 기저귀 전면 허리밴드를 향해 위치할 수 있다.
대표적으로 나타낸 바와 같이, 기저귀 (20)은 전면 허리밴드 (38) 및 후면 허리밴드 (40)의 어느 하나 또는 둘다의 세로 가장자리에 위치된 탄성체 (32)를 포함할 수 있다. 허리 탄성체는 임의의 적합한 엘라스토머 재료, 예를 들면 엘라스토머 필름, 탄성 발포체, 다수의 탄성 스트랜드, 엘라스토머 직물 등으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 적합한 탄성 허리 구조는 전체 개시 내용이 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된 리페르트 (Lippert) 등의 미국 특허 제4,916,005호에 기재되어 있다.
기저귀 (20)은 또한 기저귀의 세로 방향 (86)을 따라 일반적으로 세로로 연장되는 한쌍의 탄성화된 봉쇄 플랩 (82)를 포함할 수도 있다. 봉쇄 플랩은 전형적으로 다리 탄성체 (34)에 대해 내측에 가로로 위치하며, 실질적으로 기저귀의 긴 세로 중심선의 각 측면 상에 대칭적으로 위치한다. 예시된 배열에서, 각 봉쇄 플랩 (82)는 실질적으로 고정된 연부 부분 (81) 및 실질적으로 이동가능한 연부 부분 (83)을 가지며, 각 봉쇄 플랩이 착용자의 몸의 굴곡에 밀착되고 적합하게 되도록 사용 가능하게 탄성화된다. 적합한 봉쇄 플랩 구조의 예는 전체 개시 내용이 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된, 엔로에(K. Enloe)에게 1987년 11월 3일자로 허여된 미국 특허 제4,704,116호에 기재되어 있다. 봉쇄 플랩은 필요에 따라 습윤성 또는 비습윤성 재료로 구성될 수 있다. 또한, 봉쇄 플랩 재료는 실질적으로 액체 불투과성일 수 있으며, 가스에만 투과성이거나 또는 가스 및 액체 둘다에 투과성일 수 있다. 다른 적합한 봉쇄 플랩 형태는 개시 내용이 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된, 미국 특허 제5,562,650호로 허여된 미국 특허 출원 제206,816호 (R. Everett; 출원일: 1994년 3월 4일; 발명의 명칭: ABSORBENT ARTICLE HAVING AN IMPROVED SURGE MANAGEMENT; 대리인 번호: 11,375호)에 기재되어 있다.
본 발명의 임의의 다른 구성에서, 기저귀 (20)은 탄성화된 허리 플랩, 예를 들면 전체 개시 내용이 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된, 엔로에 (K. Enloe)에게 1988년 6월 28일자로 허여된 미국 특허 제4,753,646호 및 1995년 12월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제560,525호 (D. Laux 등; 발명의 명칭: AN ABSORBENT ARTICLE WITH IMPROVED ELASTIC MARGINS AND CONTAINMENT SYSTEM; 대리인 번호: 11091호)에 기재된 허리 플랩을 포함할 수 있다. 봉쇄 플랩의 구성과 유사하게, 허리 플랩은 목적하는 대로 습윤성 또는 비습윤성 재료로 구성될 수 있다. 허리 플랩 재료는 실질적으로 액체 불투과성일 수 있으며, 가스에만 투과성이거나 또는 가스 및 액체 둘다에 투과성일 수 있다.
재체결가능한 체결 시스템을 제공하기 위해, 기저귀 (20)은 그위에 체결구 탭 (44)를 박리가능하게 부착하기 위한 사용 가능한 표적 영역을 제공할 수 있는 지정된 랜딩 대역 (78) (예를 들면, 도 1A)을 포함할 수 있다. 본 발명의 특별한 실시태양에서, 랜딩 대역 패치는 백시이트 층 (22)의 외측 표면 상에 위치될 수 있으며 기저귀의 전면 허리밴드 부분 (38) 상에 위치된다. 랜딩 대역과 체결구 탭 (44) 사이의 체결 수단은 접착, 응집, 기계적 수단 또는 그의 혼합 수단일 수 있다. 박리가능한, 상호 연동되는 기계적 체결 시스템을 이용하는 형태는 예를 들면 랜딩 대역 (78) 상에 기계적 체결구의 제1 부분을, 또한 체결구 탭 (44) 상에 기계적 체결구의 제2 협력 부분을 위치시킬 수 있다. 예를 들면, 후크-앤-루프 체결구의 경우에, 후크 재료 (46)은 체결구 탭 (44)에 사용 가능하게 연결될 수 있으며, 루프 재료 (80)은 랜딩 대역 (78)에 사용 가능하게 연결될 수 있다. 별법으로, 루프 재료는 체결구 탭 (44)에 사용 가능하게 연결될 수 있으며, 후크 재료는 랜딩 대역에 사용 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 각종 실시태양에서, 테이프 체결구 탭 (44)는 허리밴드 (38 및 40)의 어느 하나 또는 둘다의 측면 말단 영역 (116 및 118)의 어느 하나 또는 둘다에 위치될 수 있다. 대표적으로 나타낸 실시태양은 예를 들면 후면 허리밴드 (40)의 원위 측면 연부에 위치된 체결구 탭 (44)를 갖는다. 또한, 백시이트 층 (22)는 백시이트 층의 외측 표면 상에 배치된 지정된 체결구 랜딩 대역 (78)을 가질 수 있다.
도 1에 대해서 보면, 예를 들면 용품은 측면 패널 부재 (90)의 시스템을 포함할 수 있다. 특별한 배열에서, 각 측면 패널 부재 (90)은 대표적으로 나타낸 후면 허리밴드 부분 (40)과 같은 백시이트 (22)의 하나 이상의 허리밴드 부분의 대향 가로 말단으로부터 가로로 연장되어 용품의 말단 측면 단면을 제공한다. 또한, 각 측면 패널은 실질적으로 가로로 연장되는 말단 허리밴드 연부 (106)에서부터 대략적으로 기저귀의 조합되고 대응하는 다리 개방 단면의 위치까지 확대될 수 있다. 기저귀 (20)은 예를 들면 제시된 한 쌍의 세로로 연장되는 측면 연부 영역 (110)의 지정된 중앙 부분에 의해 형성되는 가로로 대향하는 한 쌍의 다리 개방부를 갖는다 (도 1에 나타냄). 각 측면 패널의 치수는 세로 방향 길이가 약 4 ㎝ 이상일 수 있으며, 임의로 세로 방향 길이가 약 5 ㎝ 이상일 수 있으며, 별법으로 개선된 맞음새를 제공하기 위해 세로 방향 길이가 약 6 ㎝ 이상일 수 있다.
본 발명의 각종 구성에서, 측면 패널은 선택된 기저귀 성분과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들면, 측면 패널 (90)은 백시이트 층 (22)를 제공하는 재료의 층으로 일체로 형성될 수 있거나, 또는 탑시이트 (24)를 제공하는데 이용되는 재료로 일체로 형성될 수 있다. 또다른 구성에서, 측면 패널 (90)은 백시이트 (22)에, 탑시이트 (24)에, 백시이트와 탑시이트 사이에서, 또한 그러한 어셈블리의 각종의 고정 부착되는 배합에서 연결되고 조립된 하나 이상의 별개의 부재에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 특정 측면에서, 측면 패널 (90)의 각각은 기저귀 용품의 선택된 전면 및(또는) 후면 허리밴드 부분에 적합하게 조립되고 부착되는 별개로 제공되는 재료 단편으로부터 형성될 수 있다. 본 발명의 예시된 실시태양에서, 예를 들면 각 측면 패널 (90)은 측면 패널 부착 대역 (94)를 따라 백시이트 (22)의 후면 허리밴드 부분에 부착되며, 용품의 백시이트 및 탑시이트 성분의 어느 하나 또는 둘다에 사용 가능하게 부착될 수 있다. 나타낸 형태는 용품의 허리밴드 부분의 대응하는 가로 말단 연부 영역으로 중첩되고 적층된 각 측면 패널의 내측 부착 대역 영역을 갖는다. 측면 패널은 기저귀의 한쌍의 대향 허리 플랩 부분을 형성하기 위해 가로로 연장되며, 적합한 연결 수단, 예를 들면 접착제 결합, 열 결합, 초음파 결합, 클립, 스테이플, 재봉 등으로 부착된다. 바람직하게는, 측면 패널은 용품의 부착된 허리밴드 부분에서 백시이트 층 및 탑시이트 층의 말단 측면 연부를 넘어 가로로 연장된다.
측면 패널 (90)은 실질적으로 비엘라스토머 재료, 예를 들면 폴리머 필름, 직물, 부직물 등 및 그의 배합 재료로 구성될 수 있다. 본 발명의 특정 측면에서, 측면 패널 (90)은 적어도 가로 방향 (88)을 따라 탄성적으로 신축성이 있는, 실질적으로 엘라스토머 재료, 예를 들면 스트레치-본디드-라미네이트 (SBL) 재료, 넥-본디드-라미네이트 (NBL) 재료, 엘라스토머 필름, 엘라스토머 발포체 재료 등으로 구성된다. 예를 들면, 측면 패널 (90)을 형성하기 위한 적합한 멜트블로운 엘라스토머 섬유상 웹은 전체 개시 내용이 본 명세서에 참고로 인용된, 1987년 5월 5일자로 위스네스키 (T. Wisneski) 등에게 허여된 미국 특허 제4,663,220호에 기재되어 있다. 섬유상 탄성층에 고정된 1층 이상의 부직포를 포함하는 복합 직물의 예는 전체 개시 내용이 본 명세서에 참고로 인용된, 1987년 4월 8일자로 공개된 유럽 특허 출원 EP 0 217 032 A2호 (발명자: J. Taylor 등)에 기재되어 있다. NBL 재료의 예는 전체 개시 내용이 본 명세서에 참고로 인용된, 1993년 7월 13일자로 모르몬 (Mormon)에게 허여된 미국 특허 제5,226,992호에 기재되어 있다.
상기한 바와 같이, 각종 적합한 구성은 용품의 선택된 허리밴드 부분에 측면 패널 (90)을 부착시키는데 이용될 수 있다. 용품의 외부 커버 및 라이너 성분의 가로로 대향된 측면 영역을 넘어 외측으로 가로로 연장시키기 위해 용품의 가로의 측면 부분에 한쌍의 탄성적으로 신축성인 부재를 고정시키는데 적합한 구성의 특별한 예는 전체 개시 내용이 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된, 1990년 7월 3일자로 반곰펠 (P. VanGompel) 등에게 허여된 미국 특허 제4,938,753호에 기재되어 있다.
측면 패널 (90)이 탄성화되거나 또는 탄성적으로 신축성이 되도록 다른식으로 구성된 재료로 이루어진 경우, 엘라스토머 측면 패널은 바람직하게는 가해진 하중 (약 0.58 Newtons/㎝)의 방향과 수직으로 측정된 샘플 치수의 선 inch 당 0.33 파운드의 인장력 하중을 받을 때 약 30% 이상의, 피이크 하중에서의 신도를 제공할 수 있다. 또한, 엘라스토머 측면 패널 재료는 약 100% 이상의 신도를 제공할 수 있으며, 임의로 개선된 성능을 제공하기 위해서는 약 300% 이상의 신도를 제공할 수 있다.
각 측면 패널 (90)은 기저귀 (20)의 하나 이상의 허리밴드 부분의 대향 가로 말단으로부터 가로로 연장된다. 나타낸 실시태양에서, 각 측면 패널은 탑시이트 (22)의 후면 허리밴드 부분의 대향 가로 말단으로부터 가로로 연장된다. 각 측면 패널은 세로로 연장되는 길이 치수를 갖는 상대적으로 외측의 말단 자유 단부 영역 (92)를 포함한다. 각 측면 패널은 또한 가로로 연장되는 폭 치수, 및 탑시이트와 백시이트 층 중의 어느 하나 또는 둘다에 대해 겹쳐진 구조화된 결합 부착이 이루어지는 기본 영역 부착 대역 (94)를 갖는다. 측면 패널은 측면 패널 부착 대역 (94)가 기본 길이가 상대적으로 외측인 원위 단부 영역 (92)의 길이 보다 더 긴 점점 가늘어지거나 또는 다른 윤곽을 나타내는 형태를 가질 수 있다. 다른 식으로, 부착 대역 (94)의 길이는 상대적으로 외측인 원위 단부 영역 (92)의 길이 보다 더 짧을 수 있다. 임의로, 측면 패널은 실질적으로 직사각 형태 또는 실질적으로 사다리꼴 형태를 가질 수 있다.
응력 비임 (stress beam) 부분 (98)은 측면 패널 영역을 가로질러 인장 응력을 더욱 균일하게 분포시키기 위해 그의 외측 자유 단부 영역 (92)를 따라 각각의 측면 패널 (90) 상에 형성될 수 있다. 응력 비임 부분은 비교적 높은 강성 값을 갖고 원하는 형태로 구성되며, 응력 비임 부분은 측면 패널 외측 영역 (92)의 실질적으로 전체 세로 길이를 따라 연장된다. 체결 탭 (44)는 용품 사용 중에 착용자 주위에 용품의 허리밴드 부분을 고정시키기 위해 각 측면 패널 (90)의 응력 비임 부분으로부터 가로로 연장되도록 연결될 수 있다.
각 체결 탭 (44)는 나타낸 후크 부재 (46)과 같은 선택된 체결 성분의 내측 연부 영역을 그의 조합된 대응하는 측면 패널 (90)의 외측 연부 영역에 상호 연결하는 캐리어 층 (56)을 포함할 수 있다. 캐리어 층은 가로의 내측 제1 측면 영역 및 가로의 외측 제2 측면 영역을 갖는다. 제1 측면 영역은 사용 가능한 구조화된 결합에 의해 측면 패널에 적층되거나, 또는 다른 식으로 연결되고 부착된다. 측면 패널 재료, 캐리어층 재료 및 구조화된 결합의 형태는 사용 가능한 응력 비임 부분 (98)을 형성하도록 구성되고 배열된다. 임의로, 보강 재료의 추가층은 비임의 강성을 증가시키고 측면 패널의 세로 치수를 따라 응력을 전개시키는 능력을 더욱 개선시키기 위해 응력 비임 영역을 따라 포함될 수 있다. 캐리어 층 (56)의 내측 영역은 측면 패널 (90)의 외측 자유 단부 부분 (92)의 세로 치수 보다 작은 세로 길이를 가질 수 있다. 또한, 캐리어층 (56)은 측면 패널의 외측 부분의 세로 치수와 실질적으로 동일하거나 (예를 들면, 도 1) 또는 그보다 큰 세로 길이를 가질 수 있다.
후크 재료 (46)의 부재는 사용 가능한 구조화된 부착에 의해 캐리어 층의 외측 영역에 적층되거나, 또는 연결되고 부착된다. 특히, 나타낸 후크 부재 (46)은 일반적으로 용품의 내측으로 연장되는 후크 성분에 의해 캐리어층의 내측의 신체측 표면에 적층된다. 예시된 배열의 경우, 제2 캐리어 연부 영역의 외측의 가로 원위 연부는 후크 부재 (46)의 외측의 가로 원위 연부와 동일하게 연장된다. 다른 식으로, 제2 캐리어 연부 영역의 외측의 가로 원위 연부는 후크 부재 (46)의 말단의 가로 원위 연부로부터 내측에 가로로 이격될 수 있다. 어느 한쪽의 배열에서, 후크 부재 (46)의 가로의 원위 단부는 용품의 가로 말단 연부를 제공한다.
측면 패널 부재 (90)의 세로로 연장되는, 상대적으로 외측 연부는 선택된 체결 영역의 세로로 연장되는, 상대적으로 내측 연부로부터 캐리어 이격 거리 만큼 이격될 수 있다. 더욱 상세하게는, 측면 패널 부재 (90)의 외측 연부는 후크 부재 (46)의 상대적으로 내측 연부로부터 캐리어 이격 거리 만큼 이격될 수도 있다. 이격 거리는 임의로 체결 영역의 가로 길이와 동일하거나 또는 그 보다 큰 가로 길이를 갖는다. 또한, 캐리어 층 (56)의 내측으로 대향하는 신체측 표면은 후크 성분과 제한된 기계적 상호 연동 가능성을 갖도록 구성된다. 결과적으로, 체결구 탭 (44)는 캐리어 층 (56)의 신체측 표면에 대해 놓여지고 지지된 후크 성분에 의해 보관 위치 내에 체결 영역을 선택적으로 위치시키고 배열하기 위해 세로로 연장되는 접힘 선을 따라 접혀질 수 있다. 후크 재료 및 캐리어 층 사이의 연동 정도는 단지 보관 위치를 유지하는데 충분한 만큼만 필요하다. 예를 들면, 연동 상태는 약 1 내지 50 g의 힘 범위 내에서 단일 피이크, 박리력 값을 제공할 수 있다.
본 발명의 특정 구성에서, 캐리어 층 (56)의 재료는 비엘라스토머 재료, 예를 들면 폴리머 필름, 직물, 부직물 등 및 그의 배합 재료로 구성될 수 있다. 또한, 캐리어 웹 재료는 실질적으로 엘라스토머 재료, 예를 들면 스트레치-본디드-라미네이트 (SBL) 재료, 넥-본디드-라미네이트 (NBL) 재료, 엘라스토머 필름, 엘라스토머 발포체 재료 등, 및 그의 배합 재료로 구성될 수 있다. 엘라스토머 재료는 적어도 가로 방향 (88)을 따라 탄성적으로 신축성이 있다. 예를 들면, 캐리어 웹 재료는 약 50 내지 67 g/㎡ (약 1.5 내지 2 oz/yd2) 범위 내의 총 복합체 기초 중량을 제공하기 위해 스펀본드 섬유의 2개의 대향 층 사이에 끼워진 멜트블로운 섬유의 코어를 갖는 스펀본드-멜트블로운-스펀본드 (SMC) 직물로 구성될 수 있다. 또다른 예로서, 캐리어 웹 재료는 전체적으로 약 50 내지 67 g/㎡ (약 1.5 내지 2 oz/yd2) 범위 내의 기초 중량을 갖는 부직 스펀본드 직물로 구성될 수 있다.
본 발명의 각종 형태와 협력 관계로 이용되는 기계적 체결구는 협력하고 상보적인 기계적 연동 부품을 포함하는, 후크, 버클, 스냅, 버튼 등과 같은 기계적 유형의 체결구에 의해 제공될 수 있다. 본 발명의 특정 측면에서, 체결 수단은 후크-앤-루프 체결구 시스템, 머쉬룸-앤-루프 체결구 시스템 등 (총체적으로 후크-앤-루프 체결구로 칭함)에 의해 제공될 수 있다. 그러한 체결 시스템은 일반적으로 "후크" 또는 후크상 수 부품, 및 후크 부품과 연동하고 박리 가능하게 상호연결되는 협력관계의 "루프" 또는 루프상 암 부품을 포함한다. 바람직하게는, 상호 연결은 선택적으로 박리 가능하다. 통상의 시스템은 예를 들면 VELCRO 상표로 시판된다.
적합한 후크-앤-루프 체결 시스템의 예는 전체 개시 내용이 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된, 1991년 5월 28일자로 로슬러 (T. Roessler) 등에게 허여된 미국 특허 제5,019,073호에 기재되어 있다. 후크-앤-루프 체결 시스템의 다른 예는 미국 특허 제5,605,735호로서 허여된 1994년 12월 28일자 출원의 미국 특허 출원 제366,080호 (G. Zehner 등; 발명의 명칭: HIGH-PEEL TAB FASTENER; 대리인 사건 번호: 11,571) 및 1995년 4월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제421,640호 (P. VanGompel 등; 발명의 명칭: MULTI-ATTACHMENT FASTENING SYSTEM)에 기재되어 있으며, 상기 문헌의 전체 개시 내용은 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된다. 캐리어 층 (56)과 함께 구성되는 체결 탭의 예는 미국 특허 제5,624,429호로서 허여된 1996년 3월 6일자 출원의 미국 특허 출원 제08/603,477호 (A. Long 등; 발명의 명칭: MECHANICAL FASTENING SYSTEM WITH GRIP TAB; 대리인 사건 번호: 12,563)에 기재되어 있으며, 상기 문헌의 전체 개시 내용은 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된다.
후크-앤-루프 체결 시스템의 전형적인 형태에서, 후크 재료 부재 (46)은 체결 탭 (44)에 사용 가능하게 연결되고, 루프 재료 (80)은 하나 이상의 협력 랜딩 대역 (78)을 구성하는데 이용된다. 랜딩 대역은 예를 들면 백시이트 (22)의 노출된, 외측 표면 상에 적합하게 위치될 수 있다. 상기한 바와 같이, 후크-앤-루프 체결 시스템의 또다른 형태는 체결구 탭 (44)에 고정된 루프 재료를 가질 수 있으며, 또한 랜딩 대역 (78)을 형성하는데 이용되는 후크 재료를 가질 수 있다.
본 발명의 특정 측면에서, 후크 재료 부재 (46)은 마이크로-후크 재료로서 칭해지는 유형일 수 있다. 적합한 마이크로-후크 재료는 상품명 CS200으로 배급되며 3M 캄파니 (St. Paul, Minnesota, U.S.A. 소재)로부터 시판된다. 마이크로-후크 재료는 버섯 "갓 (cap)"의 형태인 후크를 가질 수 있고, inch2당 약 1600 후크의 후크 밀도; 약 0.033 내지 0.097 ㎝ (약 0.013 내지 0.038 inch) 범위내의 후크 높이; 및 약 0.025 내지 0.033 ㎝ (약 0.01 내지 0.013 inch) 범위내의 갓 폭을 갖도록 구성될 수 있다. 후크는 약 0.0076 내지 0.01 ㎝ (약 0.003 내지 0.004 inch)의 두께 및 약 15 mgf (㎎-힘)의 갈레이 (Gurley) 강성을 갖는 기재 필름 지지체에 부착된다.
또다른 적합한 마이크로-후크 재료는 상품명 VELCRO CFM-29 1058로 배급되며 벨크로 유.에스.에이. (VELCRO U.S.A.) (Manchester, New Hampshire, U.S.A. 소재)로부터 시판된다. 마이크로-후크 재료는 기울어진 후크 성분 형태인 후크를 가질 수 있고, ㎠ 당 약 264 후크의 후크 밀도; 약 0.030 내지 0.063 ㎝ (약 0.012 내지 0.025 inch) 범위내의 후크 높이; 및 약 0.007 내지 0.022 ㎝ (약 0.003 내지 0.009 inch) 범위내의 후크 폭을 갖도록 구성될 수 있다. 후크 성분은 약 0.0076 내지 0.008 ㎝ (약 0.003 내지 0.0035 inch)의 두께를 갖는 기재층 지지체와 동시 압출되고, 후크 재료의 부재는 약 12 mgf (12 갈레이 유닛)의 갈레이 강성을 갖는다.
본 발명의 목적을 위하여, 각종 강성 값은 시험되는 성분의 길이 및 폭에 의해 실질적으로 한정된 평면에 수직으로 향한 힘에 의해 구성된 휨 모먼트(moment)에 대해 결정된다. 본 명세서에 기재된 강성 값을 결정하는 적합한 기술은 TAPPI 스탠다드 테스트 T 543 om-94 (종이의 휨 저항성 (갈레이 타입 시험기))에 설명된 갈레이 강성 시험이다. 적합한 시험 장치는 텔레다인 갈레이 (Teledyne Gurley; Troy, New York, U.S.A. 소재)에 의해 제조된 갈레이 디지탈 강성 시험기 (Gurley Digital Stiffness Tester), 모델 4171-D이다.
본 발명의 각종 형태에서, 루프 재료는 부직물, 직물 또는 편직물에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, 적합한 루프 재료 직물은 길포드 밀스, 인크. (Guilford Mills, Inc.; Greenborough, North Carolina 소재)로부터 상품명 #34285로 판매되는 2 바아, 날실 편직물 및 다른 편직물로 구성될 수 있다. 적합한 루프 재료는 또한 그의 스코치메이트 (SCOTCHMATE) 브랜드로 나일론 직물 루프를 배급한 3M 캄파니로부터 시판된다. 3M 캄파니는 웹의 이면 상의 접착제와 함께 라이너-레스 루프 웹, 및 3M 편직 루프 테이프를 배급하였다.
본 발명의 특정 측면에서, 루프 재료는 분리된 랜딩 대역 패치로 제한될 필요가 없다. 대신에, 루프 재료는 예를 들면 기저귀 (20)에 이용되는 직물상 외부 커버의 실질적으로 총 노출 표면적에 걸쳐 연장되도록 통합된 실질적으로 연속적인, 외부 섬유층에 의해 제공될 수 있다. 얻어지는 직물상 백시이트(22)는 사용 가능한 "어디에도 체결되는" 기계적 체결 시스템에 루프 재료를 제공할 수 있다. 실질적으로, 루프 재료의 구역 범위는 재료의 비용에 좌우될 것이다. 본 발명의 각종 구성에서의 체결 성분은 본 발명의 용품의 각종의 다른 성분을 함께 구성하고 지지하는데 이용되는 임의의 하나 이상의 부착 수단을 이용함으로써 그의 기재층에 사용 가능하게 부착될 수 있다. 바람직하게는, 각종 체결 영역 내의 체결 성분은 예를 들면 성형, 동시 압출 등에 의해 조합된 기재층과 함께 일체로 형성될 수 있다. 기재층 및 기계적 체결 성분은 실질적으로 동일한 폴리머 재료로 형성될 수 있으며, 초기에 분리된 후크 기재 층에 체결 성분을 부착시키는 별도의 단계가 있을 필요는 없다. 주요 체결 영역의 대표적으로 나타낸 형태에서, 예를 들면 후크 성분은 후크 기재층 및 후크 성분을 실질적으로 동일한 폴리머 재료로부터 동시 압출시킴으로써 후크 기재층과 동시에 일체로 형성될 수 있다.
기재층과 부착된 체결 성분 사이의 부착 또는 다른 상호 연결의 강도는 용품의 지정된 랜딩 대역에 대한 그의 박리가능한 고착 상태로부터 체결구 탭 (44)를 제거하는데 필요한 피이크 힘 보다 더 커야 한다는 것을 쉽게 인지해야 한다.
계산 및 시험 절차
부분적인 포화 두께 절차
각층의 부분적으로 포화된 상태의 두께 높이 (h)를 상기한 바와 같이 측정되는 정보 및 다음 절차를 이용하여 다시 측정할 수 있다.
범위
부분적으로 포화된 상태의 각층 영역의 두께 (h)를 측정한다.
장치 및 재료
유리 페트리 디쉬 (100 x 15 ㎜ - 코닝 넘버 3160-101 - 피셔 사이언티픽 카탈로그 넘버 08-747C)
혈액 은행 염수, 예를 들면 콘웰 코포레이션 (Cornwell Corporation)의 디비젼(division)인 스티븐스 사이언티픽 (Stevens Scientific)(Riverdale, New Jersey 소재)으로부터 얻은 카탈로그 넘버. 8504 혈액 은행 염수; 또는 실제의 등가물
3 inch (7.62 ㎝) 직경의 0.05 psi (0.345 KPa) 가압판을 가진 두께 시험기
다이 커터 - 3 inch (7.62 ㎝) 직경 원
칭량 스케일
실험용 타이머
시험 절차
피검 재료를 3 inch (7.62 ㎝) 직경 샘플로 다이 컷팅한다.
흡수체 및 초흡수체 물질의 0.6 g/㎠ 포화를 기초로 하고 유동 컨덕턴스 계산에 논의된 기술을 이용하여 층의 포화 (유체 g/샘플 g)를 계산한다.
건조 샘플을 칭량하고 중량을 기록한다.
건조 샘플 중량에 소정의 포화도를 곱하여 샘플에 첨가될 액체 염수의 양을 계산한다.
계산된 액체의 양을 편평한 표면 상의 페트리 디쉬에 분배하여 액체를 샘플에 균일하게 분포시킨다.
샘플이 편평하게 남아있도록 페트리 디쉬에 샘플을 놓는다. 타이머를 작동시킨다.
30분이 경과한 후에, 페트리 디쉬로부터 샘플을 제거한다.
0.05 psi (0.34 KPa)의 억제 압력 하에 샘플의 두께 (㎜)를 측정하고 두께를 기록한다.
부분적인 포화 두께 높이 (h)의 값은 흡수성 복합재 시스템에 대한 유동 컨덕턴스 값을 계산하는데 이용되는 방정식에 이용될 수 있다.
유동 컨덕턴스 계산
흡수체의 0.6 g/㎠의 액체 하중에서의 흡수 코어의 유동 컨덕턴스는 코어가 부분적으로 포화된 상태에 있을 때 흡수 코어 구조체의 흡입 능력을 반영하는데 이용된다. 유동 컨덕턴스는 다음 방정식에 의해 설명될 수 있다.
유동 컨덕턴스 값 = K1h1+ K2h2+ K3h3+ ...
상기 식에서,
K는 일정한 포화시에 각 층의 투과도이고,
h는 일정한 포화시의 각 층의 두께이다.
코어 내의 각 층의 투과도 (K)는 다음과 같이 계산될 수 있다: 흡수 코어 내의 각 층은 실질적으로 비팽윤 섬유 및 초흡수체 입자, 섬유 또는 박편의 배합물이다.
무작위로 배향된 원통형 섬유 집합의 투과도에 대한 또한 구형 섬유의 집합에 대한 식은 다음과 같다.
원통형 및 다른 규칙 또는 불규칙 연장된 섬유 형태의 경우:
일반적으로 구형 및 다른 규칙 또는 불규칙 입자 형태의 경우:
상기 식에서, SA/V는 ㎝-1단위의 고체 부분의 표면적 대 체적 비이고, 다공도 ε는 전체 매체의 총 체적에 대한 공극율의 비이다. 상기 투과도 식은 문헌 (Happel and Brenner, Low Reynolds Number Hydrodynamics, Noordhoff International Publishing (1973))에 기초한 것이다. 이 연구에서 유도된 원통 및 구에 대한 투과도의 식을 상기한 바와 같은 더 간단한 형태에 적용시켜 지수 및 승수의 값을 얻는다.
첫번째 배설 중에 전달된 거의 모든 액체가 두번째 배설이 전달되기 전에 초흡수체에 의해 흡수됨이 관찰되었다. 따라서, 유동 컨덕턴스 계산에 이용된 투과도 값을 계산하기 위하여, 상기 특정 액체 모두 (0.6 g/㎠)는 초흡수체 안에 있는 것으로 간주된다. 그러므로, 초흡수체의 다공도 ε에 대한 값 및 체적 당 표면적 비를 계산할 때에 액체 체적은 실체적의 일부로서 포함된다. 따라서, 재료의 다공도 ε는 다음과 같이 표시된다.
ε = 1-[(실체적 + 액체 체적)/(습윤 샘플에 의해 점유된 총 체적)];
상기 식에서, 습윤 샘플에 의해 점유된 총 체적은 샘플 면적에 샘플 두께를 곱하여 결정된다. 샘플의 두께는 본 발명의 설명에 기재된 부분적인 포화 두께 절차에 의해 결정될 수 있다.
각종 성분에 대한 투과도 방정식에 이용된 체적 당 표면적 (SA/V) 용어는 개개의 성분의 형태에 적절한 것으로서 섬유 또는 입자 중 어느 하나에 대한 체적 당 표면적 식을 이용하여 계산된다. 섬유의 경우, 표면적 대 체적 비는 원통의 세로 축에 수직으로 취해진 단면의 주변 길이 대 면적 비 p/a와 동일하다. 원형 단면을 가진 원통의 경우:
상기 식에서, r은 ㎝ 단위의 원통 단면의 반경이다.
리본상 형태, 즉 거의 직사각형 단면을 가진 것의 경우:
더욱 복잡한 단면 형태를 가진 섬유의 경우, 주변 길이 대 면적 비는 당 업계에 공지된 현미경적 기술에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 문헌 (E.E. Underwood, Quantitative Stereology, Addison Wesley Publishing Co. (1970))을 참조한다.
이러한 계산을 할 때에, 실질적으로 팽윤되지 않는 섬유의 표면적 대 체적 비는 섬유의 단면 형태에 적절한 "SA/V" 값 (섬유의 표면적 대 체적 비의 경우)을 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 플러프 (fluff) 섬유는 일반적으로 직사각형 단면 형태를 가진 리본 상이다. 8 ㎛ (0.0008 ㎝)의 두께 및 40 ㎛ (0.0040 ㎝)의 폭을 가진 플러프 섬유의 경우, 예를 들면 표면적 대 체적 비는 다음 식으로 표시된다.
초흡수체 형태는 입상, 섬유상, 박편상 또는 그의 혼합 상일 수 있다. 또한, 초흡수체 팽윤 특성은 등방성 또는 비등방성일 수 있다. 시판되는 초흡수체의 대부분은 실질적으로 등방성으로 팽윤되는 입자의 형태이다. 그러한 초흡수체 입자는 현재의 계산에서 구로서 처리될 수 있다. 입도가 모두 실질적으로 동일할 때, 구에 대한 표면적 대 체적 비는 초흡수체 표면적 대 체적 비를 평가하는데 이용될 수 있다. 구에 대한 표면적 대 체적 비는 다음과 같이 정해진다.
상기 식에서, r은 ㎝ 단위의 구의 반경이다.
그러나, 초흡수성 재료는 입도의 분포로 이루어질 수 있다. 이 분포가 실질적으로 단일 모드일 때, 계수-칭량된 표면적 대 체적이 이용될 수 있다. 정해진 분포의 경우, 이 값은 다음과 같이 계산될 수 있다.
상기 식에서,
ri는 i번째 부분 내의 입자 반경 범위의 중점치 (㎝)이고,
ni는 i번째 부분의 입자의 수이고,
ni는이고,
mi는 i번째 부분 내의 입자의 질량 분율 (g)이고,
ρSAP는 건조 초흡수체 고체의 밀도 (g/㏄)이다.
입도 분포가 다중 모드, 예를 들면 이중 모드일 경우, 각 모드 그룹에 대한 별개의 투과도가 후술되는 복합체 재료의 투과도의 자기 일치 계산에 이용되어야 한다. 이 경우에, 계수-칭량된 표면적 대 체적 비는 상기한 바와 같이 각 모드 그룹에 대해 계산되어야 한다. 전형적으로, 초흡수체의 입도 분포를 평가하는데 적어도 6 내지 8개의 다른 입도 분율이 이용되어야 한다.
액체의 흡수에 의한 초흡수체의 팽윤은 복합체 투과도의 결정에 초흡수체를 기여하는 과정을 더욱 복잡하게 한다. 특히, 초흡수체의 크기 및 그에 따른 표면적 대 체적 비는 초흡수체의 포화도에 좌우될 것이다. 액체 함량의 함수로서의, 등방성으로 팽윤성인 초흡수체 입자의 표면적 대 체적 비에 대한 관계는 다음 식으로 표시된다.
상기 식에서,
(SA/V)습윤은 습윤 초흡수체의 체적 당 표면적 비 (㎝-1)이고,
S는 초흡수체의 g 당 액체 g으로서 표시된 초흡수체의 포화이고,
ρSAP는 건조 SAP의 밀도 (g/㏄)이고,
ρl은 액체의 밀도 (g/㏄)이고,
(SA/V)건조는 건조 SAP의 체적 당 표면적 비 (㎝-1)이다.
초흡수성 재료는 또한 섬유 형태로 존재할 수도 있다. 일반적으로, 섬유상 초흡수체는 비등방성으로 팽윤될 것임이 관찰되었다. 특히, 증가된 액체 함량에 따른 섬유 체적의 증가는 주로 섬유 길이가 비교적 일정하게 남아있는 방사상이다. 그러한 경우에, 팽윤된 초흡수체 섬유의 표면적 대 체적 비는 다음과 같이 정해진다.
초흡수체 내의 액체 함량의 함수로서의 표면적 대 체적 비에 대한 상기 관계의 경우에, 특별한 액체 함량을 가진 초흡수체에 대한 표면적 대 체적 비가 계산될 수 있다. 각 초흡수체에 대한 표면적 대 체적 비가 상기 투과도 방정식에서의 이용을 위해 계산되기 전에, 각 층 내의 각 초흡수체의 포화도가 결정되어야 한다. 다음 논의는 흡수 코어 내에 존재하는 각 초흡수체의 포화도를 평가하는데 이용되는 방법을 설명한다.
첫번째 및 두번째 액체 배설물을 용품에 전달하는 사이의 시간에, 액체는 시스템 내의 초흡수체에 의해 거의 완전히 흡수됨이 관찰되었다. 또한, 첫번째 배설 중에 전달되는 액체는 초흡수성 재료의 상대량 및 액체 함침 속도에 따라 초흡수성 재료 사이에 분배됨이 관찰되었다. 위에 명시된 액체 하중 (0.6 g/㎠)의 경우, 각 초흡수체 내의 초흡수체 g 당 액체의 양 g으로서 표시된 포화 Sj는 다음과 같이 계산될 수 있다.
bwj는 j번째 초흡수체의 기초 중량 (g/㎡)이고,
fpj는 j번째 초흡수체에 대한 액체 분배 인자이고,
액체 분배 인자, fpj는 각종 초흡수체 성분의 상대 속도 및 양에 기초하여 각 초흡수체 성분에 대해 계산된다.
상기 식에서,
bwj는 j번째 초흡수체의 기초 중량 (g/㎡)이고,
fRj는 j번째 초흡수체의 상대 속도 인자이다.
각 초흡수체에 대한 상대 속도 인자 fRj는 다음 식으로 표시된다.
상기 식에서,
τj는 j번째 초흡수체가 본 명세서에 기재된 비하중 하의 흡수 (FAUZL) 시험 시에 그의 평형 용량의 약 60%를 흡수하는데 필요한 시간이다.
그 방법을 예시할 목적으로, 다음 조성을 갖는 두층의 흡수체를 갖는 예를 고려한다.
층 영역 1: 120 gsm (㎡ 당 g)에서 400 ㎛의 계수-칭량된 입도의 초흡수체 타입 1,
τ1= 5분,
120 gsm에서 8 ㎛ x 40 ㎛ 섬유 단면을 가진 목재 펄프 플러프
하기 명시된 포화도에서 측정된 두께 = 0.55 ㎝.
층 영역 2: 150 gsm에서 400 ㎛ 수-가중된 입도의 초흡수체 타입 2,
τ2= 10분,
300 gsm에서 8 ㎛ x 40 ㎛ 섬유 단면을 가진 목재 펄프 플러프
하기 명시된 포화도에서 측정된 두께 = 0.51 ㎝.
이 층에 사용된 초흡수체의 경우는
및
이므로
이 된다.
상기 계산은 총 평형 FAUZL 초흡수체 용량이 0.6 g/㎠의 특정 하중에서 과도하지 않을 때 적절하다. 이러한 상황에서 특별한 초흡수성 재료의 용량이 과도한 경우, 그의 포화는 평형 값으로 정해지고 과량의 액체는 본원에 제공된 설명과 일치하게 다른 초흡수체에 존재하는 것으로 추정된다.
초흡수체 입자 내에 위치한 액체의 양을 기초로, 각 층 내의 팽윤된 입자 또는 섬유의 표면적 대 체적 비는 팽윤된 입자 및(또는) 섬유에 대해 상기한 적절한 표면적 대 체적 비 방정식을 이용하여 계산될 수 있다. 구에 대해 표시된 투과도 방정식은 입상 초흡수체에 대해 사용되어야 하며, 원통에 대해 표시된 투과도 방정식은 섬유상 초흡수체에 대해 사용되어야 한다.
이러한 특별한 예에서, 초흡수체가 입상 형태이므로, 코어가 0.6 g/㎠ 액체를 함유할 때 그의 표면적 대 체적 비는 다음과 같다.
층 영역 1 초흡수체:
층 영역 2 초흡수체:
두 층에 이용된 섬유상 목재펄프 플러프 성분:
섬유 집단 또는 입자 집단의 투과도에 대한 상기 식을 이용하여, 흡수 코어를 구성하는데 이용된 각 복합체 층 영역 내의 각 성분의 투과도를 측정하기 위한 적절한 방정식을 구성할 수 있다. 그러나, 섬유 및(또는) 입자 집단의 투과도에 대한 상기 식은 전체 다공성 매체가 단지 단분산 섬유 또는 입자로 이루어진 경우에만 유효하다. 두 섬유 및 입자가 특정 다공성의 매체에 존재할 때, 상기 식이 조합된다. 이 두 식을 조합하는데 이용되는 방법은 문헌 (A.L. Berdichevsky and Z. Cai, "Preform Permeability Predictions by Self-consistent Method and Finite Element Simulation", Polymer Composites, 14(2), (1993))에 개략된 자기 일치 방법에 따른다.
본 발명의 설명을 위하여, 자기 일치 방법의 기본 전제는 투과도가 다공성 매체 전체에 걸쳐 실질적으로 균질하다는 것이다. 그러므로, 섬유 및 입자에 대응하는 국소 다공도 값은 그의 국소 투과도가 동일하도록 결정된다. 상기 계산은 구조체의 전체 다공도 (εcomp)가 상기한 바와 같이 측정된 샘플 면적 및 두께로부터 결정된 특정 값에서 유지되는 제한을 받게 된다. 가장 간단한 복합체 조성물은 2 성분으로 이루어진다. 이 경우에, 2개의 투과도 방정식은 복합체 투과도의 자기 일치 계산에 필요할 것이다. 상기한 본 발명의 2층 예의 경우에, 자기 일치 복합체 투과도 계산에 이용될 투과도 방정식은 다음과 같다.
층 1 및 층 2에 대한 투과도 방정식은 다음과 같다.
층 영역 1:
섬유
초흡수체
층 영역 2:
섬유
초흡수체
상기 식에서, εfiber1, εSAP1, εfiber2및 εSAP2는 각각 층 1 및 2 내의 섬유 및 초흡수체의 국소 다공도 값에 해당한다. 국소 다공도의 조합은 상기한 두께 측정으로부터 얻은 정확한 전체 다공도를 나타내야 한다.
상기 식에서,
이 되도록
bwtcomp는 복합체의 기초 중량 (g/㎡)이고,
fk는 k번째 섬유에 의해 제공된 복합체의 질량 분율이고,
fj는 j번째 초흡수체에 의해 제공된 복합체의 질량 분율이고,
ρk는 k번째 섬유의 밀도이고,
ρj는 j번째 초흡수체의 밀도이고,
ρl은 액체의 밀도이고,
Sj는 j번째 초흡수체 g 당 액체 g 단위의 j번째 초흡수체의 포화도이고,
hcomp는 복합체 내의 총 액체 부하와 동일한 액체 부하도에서의 복합체의 두께 (㎝), 여기서 복합체 내의 총 액체 부하는에 의해 표시된다.
각 층 내의 한 유형의 섬유 및 한 유형의 초흡수체 만을 갖는 제공된 2층 예의 경우, 2 층내의 섬유 성분의 밀도는 1.5 g/㏄이고, 2 층내의 초흡수체 성분의 밀도는 1.48 g/㏄이고, 각 층의 초흡수체 질량 분율, 액체 하중 및 복합체 높이는 위에 명시한 바와 같다. 전체 다공도 값은 다음과 같다:
층 영역 1:
층 영역 2:
자기 일치 계산을 실시한 후에 두층의 투과도에 대한 값은 다음과 같다:
층 영역 1:
K = 1.6·10-6㎠
층 영역 2:
K = 1.1·10-6㎠
이러한 간단한 2 층의 경우는 원리적인 복합체 투과도 계산법을 예시한다. 그러나, 본 발명의 흡수 코어를 구성하는데 이용되는 복합체는 2개 이상의 성분을 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 제공된 복합체 층 영역에 대한 자기 일치 복합체 투과도 계산을 실행할 때 그 층 영역 내의 각 성분에 대한 투과도 방정식을 포함할 필요가 있다. 예를 들면, 복합체 층 영역이 2 섬유 유형 및 두 초흡수체를 함유하는 경우, 4개의 투과도 방정식은 자기 일치 방법을 이용할 때 복합체 투과도의 계산에 필요할 것이다.
상기한 바와 같이, 부분적으로 포화된 상태의 흡수 코어의 각 층 영역에 대해 측정된 복합체 투과도 및 두께 (높이, h)의 경우, 시스템에 대한 유동 컨덕턴스 값을 계산할 수 있다. 상기한 바와 같이,
유동 컨덕턴스 값 = K1h1+ K2h2+ K3h3+ ... 이다.
따라서, 상기한 두층 예의 경우:
유동 컨덕턴스 값 = (1.6 * 10-6* 0.55) + (1.1 * 10-6* 0.51)
= 1.4 * 10-6㎤
각 층이 하나의 등방성으로 팽윤되는 입상 초흡수체 및 하나의 섬유 유형을 함유하는 2층 구조에 대해 투과도 및 유동 컨덕턴스의 상기 계산이 예시되어 있긴 하지만, 유동 컨덕턴스의 계산은 2층 이상을 포함하는 경우로 확대될 수 있고, 투과도 K의 계산은 본 명세서에 기재된 설명에 따라서 더 복잡한 재료에 쉽게 적용될 수 있다.
액체 흡상 포텐셜 값
범위
이 시험은 표적 영역으로부터 액체를 제거하는 흡수성 재료의 능력을 결정하는데 이용된다.
요약
액체 분배 계산을 기초로 하여 샘플에 가해질 액체의 양을 결정한다. 샘플이 저장기로부터 액체를 흡수하도록 하고 표적 영역으로부터 제거된 액체의 양을 측정한다.
장치 및 재료
5 ㎜ 이하의 두께의 플렉시글라스 (Plexiglas) 또는 유사한 재료의 21 ㎝ x 21 ㎝ 단편
적합한 액체 저장기
실험용 저울
샘플에 액체를 첨가하는 동안 흡수 샘플을 수직으로 지지하기 위한 샘플 지지체
IDL 코포레이션 (Caristadt, NJ 소재)사 용품인 매체 결합제 클립 넘버. 10050과 같은, 플렉시글라스에 샘플을 지지하기 위한 결합제 클립
150 ℃의 실험용 오븐
시험 재료
시험 액체, 염수; 추천 염수, 혈액 은행 염수, 예를 들면 콘웰 코포레이션 (Cornwell Corporation)의 디비젼인 스티븐스 사이언티픽 (Stephens Scientific; Riverdale, New Jersey 소재)으로부터 얻은 카탈로그 넘버. 8504 혈액 은행 염수; 또는 실제의 등가물
샘플 제조
용품으로부터 샘플 층 영역을 제거하거나, 또는 용품 내에 존재할 것과 동일한 형태를 갖는 샘플을 준비한다. 각층은 분리되고 별도로 시험되어야 한다.
영구적인 잉크 마커로 표적 위치를 표시한다. 시험되는 층의 표적 위치는 층이 흡수 코어 내의 정해진 위치에 있을 때 확인된다. 표적 위치는 흡수 코어의 가장 먼 전방으로 연장되는 흡수층의 말단 전방 연부로부터 내측에 흡수 코어의 전체 길이의 36% 거리 만큼 위치하는 가로 중심의 영역에 있다. 따라서, 흡수 코어의 가장 먼 전방으로 연장되는 흡수층이 반드시 시험되는 층은 아니다.
샘플 상에 영구적인 잉크 마커로 표적 영역을 표시한다. 시험되는 샘플 층의 표적 영역은 층이 흡수 코어 내의 정해진 위치에 있을 때 확인된다. 시험 샘플 층의 표적 영역은 2개의 가로 연장선 사이에 놓여있는 샘플 층의 영역이다. 첫번째 선은 흡수 코어의 가장 먼 전방으로 연장되는 흡수층의 말단 전방 연부로부터 내측에 흡수 코어의 전체 길이의 24% 거리 만큼 위치한다. 두번째 선은 흡수 코어의 가장 먼 전방으로 연장되는 흡수층의 말단 전방 연부로부터 내측에 흡수 코어의 전체 길이의 59% 거리 만큼 위치한다. 선은 둘다 흡수 코어의 세로로 연장되는 중심선에 실질적으로 수직이다. 이들 두 표적 구역 선 모두가 시험되는 흡수 샘플의 경계 연부 외부로 향하는 경우, 시험되는 샘플의 액체 흡상 값은 자명하게 0이 될 것이다.
유동 컨덕턴스 값의 계산에 관한 설명에 기재된 바와 같이, 액체 분배 계산을 이용하여 샘플에 의해 흡수될 액체의 양을 계산한다. 그러나, 각 층에 대한 SAP 포화를 계산하기 보다는 각 층 내에 있을 것으로 예측되는 액체의 양 만을 확인한다. 이는 다음 방정식을 이용하여 실시될 수 있다.
층 "j" 내의 액체 = (fPj) * 1.0 * 표적 대역 표면적
(예를 들면, 유동 컨덕턴스 값의 결정에 관한 설명에서 제공된 예의 경우, 100 ㎠ 표적 구역 표면적을 이용할 때 층 영역 1 내의 액체 61.6 g 및 층 영역 2 내의 액체 38.4 g).
설비 절차
표적 위치가 직접 장치의 바닥에 있도록 플렉시글라스 샘플 홀더 상에 샘플을 놓는다.
상부로부터 약 1 ㎝ 지점까지 액체 저장기를 채운다.
실험용 저울 위에 저장기를 놓는다.
시험 절차
저울의 무게를 단다.
액체가 흡수 시스템에 접촉하도록 저장기 내에 샘플을 현탁시킨다. 유체 접촉은 절차 내내 유지되어야 한다.
실험용 저울을 참조로서 이용하고, 흡수성 복합재가 이전의 계산에서 정해졌던 다량의 유체를 흡수하도록 한다. 샘플이 유체 분배 계산 ± 5 gms를 기초로 한 것과 동일한 양을 흡수하였을 때 저장기로부터 샘플을 제거한다.
샘플을 수직 위치에서 5분 동안 분포되지 않은 채로 남아있도록 한다.
표적 구역 마크에서 샘플을 절단하고 중심 부분을 제거한다. 잔여 부분을 칭량한다.
남아있는 부분을 오븐에서 밤새 건조시킨다.
건조 샘플을 칭량하고 습윤 중량으로부터 이 중량을 빼서 표적 영역으로부터 이동된 액체의 양을 확인한다. 표적 영역으로부터 제거된 액체의 양 (즉, 이전 단계에 의해 측정된 양)을 흡상 시험에서 이 층에 가해진 액체의 총량으로 나누고 그 결과에 100을 곱한다. 이것은 층 영역의 흡상 포텐셜 값이다.
조합 컨덕턴스-흡상 값 (C)
조합 컨덕턴스-흡상 값은 다음 식에 따라서 결정될 수 있다.
C = (FCV) + (LWV)/(3·106)
상기 식에서,
FCV는 ㎤ 단위의 유동 컨덕턴스 값이고,
LWV는 백분율 단위의 액체 흡상 값이고,
(3 ·106)은 ㎝-3의 단위를 갖는다.
변형된 하중 하 흡수 (MAUL) 값
범위
이 시험은 0.3 psi (2.07 KPa)의 일정한 하중 하에 있는 동안 염수를 흡수하는 입상 초흡수 폴리머 (SAP)의 능력을 측정하기 위해 고안된 것이다. 더욱 상세하게는, 이 시험은 0.3 psi (2.07 KPa)의 압력하에 5.07 ㎠ 구역 내에 한정될 때, U.S. std. #30 메쉬를 통해 미리 차단되고 U.S. std. #50 메쉬 상에 보유된, 초흡수 폴리머 0.160 g에 의해 흡수된 염수의 양을 측정한다. 적합한 시험 장치는 도 10 내지 14에 나타내어졌다.
장치 및 재료
0.001 g까지 정확한 전자 저울 (200 g 최소 용량)
실린더 그룹: 실린더 바닥에 100 메쉬 스테인레스강 스크린이 부착된, 1 inch (25.4 ㎜) 내경의 플라스틱 실린더 (120); 0.995 inch (25.27 ㎜) 직경의 4.4 g 플라스틱 피스톤 디스크 (122). 피스톤 디스크 직경은 실린더의 내경 보다 더 작은 0.005 inch (0.13 ㎜)이다. 도 11 참조.
0.984 inch (25 ㎜) 직경을 갖는 100 g 추 (124),
0.9% (wt/wt) NaCl 용액 (혈액 은행 염수),
염수 수반 (126),
1초 간격으로 200분을 읽을 수 있는 타이머 (140),
칭량지,
하나의 수용기, 하나의 U.S. std. #30 메쉬, 하나의 U.S. std. #50 메쉬 및 하나의 덮개를 포함하는 U.S. 스탠다드 테스팅 시브 (Standard Testing Sieve) (A.S.T.M. E-11 설명서) 그룹.
도 10 및 12에 예시된 바와 같이 지지 피스톤 디스크를 일정하게 두드리기 위해 두드리는 장치를 샘플 위에 위치시킨다. 이러한 두드림은 SAP를 둘러싸는 임의의 포획된 공기를 이동시키고 액체가 SAP 표면을 습윤시키도록 한다. 이러한 설비에서, 모터 (128)은 상하 스트록 (stroke)을 따라 막대 (130)을 구동시키는 샤프트 (shaft)를 회전시킨다. 도 12에 예시된 바와 같이, 막대의 하부 말단에는 13 ㎜의 직경을 갖는 고무 발 (132)가 있다. 샤프트 스트록은 3 ㎝이며, 그것은 0.7초 마다 완전한 상하 스트록 주기를 완결한다. 피스톤 디스크가 충격시에 SAP에 가해질 최대 압력은 0.16 psi (0.11 KPa)이다. 도 10에 대해서 보면, 설비 (134)는 샘플로부터 침입형 액체를 배기시키도록 하는 진공 포트 (136)을 갖는다. 그 포트는 실린더 그룹의 기재를 공급한다. 샘플을 함유하는 실린더 그룹이 설비 상에 놓여질 때, 유리 액체는 샘플 입자 사이로부터 제거된다. 적합한 펌프 (138)은 100 torr (13.3 KPa) 이하의 샘플에 가해지는 진공압을 제공한다.
도 10은 전체 시험 장치를 나타낸다. 전자 타이머 (140)이 두드리는 기간 및 진공 장치를 조절하는데 바람직하게 이용된다는 것을 알아야 한다. 이 장치에서, 두드리는 장치는 또한 다수 샘플 사이의 이동을 가능하게 할 슬라이드 (142) 상에 놓여진다.
절차
1. U.S.A. 스탠다드 테스팅 시브 그룹을 이용하여, #30 메쉬 스크린을 통과하고 #50 메쉬 스크린 상에 보유된 최소 0.160 g을 제공하기에 충분한 초흡수체를 체질한다.
2. 미리 무게를 단 칭량지 상에서 단계 1로부터 얻은 체질된 초흡수체 0.160 g (±0.001 g)을 칭량한다.
3. 초흡수체를 100 메쉬 바닥을 갖는 실린더에 서서히 붓는다. SAP 과립이 점착될 수 있기 때문에 SAP가 실린더 측면에 접촉하는 것을 피하도록 한다. 과립이 스크린 상에 균일하게 분포될 때 까지 실린더를 가볍게 두드린다.
4. 플라스틱 피스톤을 실린더에 놓는다. 이 실린더 그룹을 칭량하고 그 중량을 "실린더 그룹 초흡수체 양"으로서 기록한다.
5. 염수 수조를 혈액 은행 염수로 1 ㎝ 높이까지 채운다.
6. 염수 수조 안의 실린더 그룹을 두드리는 장치의 샤프트 바로 아래에 놓고, 타이머를 작동시킨다. 두드리는 장치를 작동시켜 8초 동안 두드린다.
7. 도 11에 예시된 바와 같이, 8초의 두드리는 기간의 말기 5초 안에, 실린더 그룹 피스톤의 표면 위에 100 g 추를 놓는다.
8. 도 13에 예시된 바와 같이, 실린더를 수조에 놓은지 200분 후에, 실린더 그룹 및 추를 제거하고, 실린더 그룹 및 100 g 추를 진공 접시 상에 놓는다. 6초 동안 진공을 가한다.
9. 실린더 그룹으로부터 100 g 추를 제거하고, 실린더 그룹을 칭량하고 중량을 기록한다.
결과 및 분석
각 시험 동안, SAP g 당 흡수된 염수의 g을 계산한다. 이것은 초흡수체에 대한 MAUL 값이다.
제로 하중 하의 침수 흡수 (FAUZL)
범위
이 시험은 입상 초흡수 폴리머 (SAP)의 염수 흡수 속도를 측정하도록 계획된다. 이 시험은 0.01 psi (0.069 KPa)의 일정한 공칭압 하에 5.07 ㎠ 구역 내에 한정될 때, 초흡수 폴리머 (건조 또는 미리 포화된 상태로 시작함) 0.160 g에 의해 흡수된 염수의 양을 시간의 함수로서 측정한다. 결과의 흡수량 대 시간 데이타로부터, 평형 흡수 용량의 60%에 도달하기 위한 특성 시간을 결정한다.
장치 및 재료
0.001 g까지 정확한 전자 저울 (200 g 최소 용량)
실린더 그룹: 실린더 바닥에 100 메쉬 스테인레스강 스크린이 부착된, 1 inch (25.4 ㎜) 내경의 플라스틱 실린더 (120); 0.995 inch (25.27 ㎜) 직경의 4.4 g 플라스틱 피스톤 디스크 (122). 피스톤 디스크 직경은 실린더의 내경 보다 작은 0.005 inch (0.13 ㎜)이다. 도 11 참조.
0.9% (wt/wt) NaCl 용액 (혈액 은행 염수),
염수 수반,
1초 간격으로 200분을 읽을 수 있는 타이머 (140),
칭량지.
도 10 및 12에 예시된 바와 같이 지지 피스톤 디스크를 일정하게 두드리기 위해 두드리는 장치를 샘플 위에 위치시킨다. 이러한 두드림은 SAP를 둘러싸는 임의의 포획된 공기를 이동시키고 액체가 SAP 표면을 습윤시키도록 한다. 이러한 설비에서, 모터 (128)은 상하 스트록을 따라 막대 (130)을 구동시키는 샤프트를 회전시킨다. 도 12에 예시된 바와 같이, 막대의 하부 말단에는 13 ㎜의 직경을 갖는 고무 발 (132)가 있다. 샤프트 스트록은 3 ㎝이며, 그것은 0.7초 마다 완전한 상하 스트록 주기를 완결한다. 피스톤 디스크가 충격시에 SAP에 가해질 최대 압력은 0.16 psi (0.11 KPa)이다. 도 10에 대해서 보면, 설비 (134)는 샘플로부터 침입형 액체가 배기되도록 하는 진공 포트 (136)을 갖는다. 그 포트는 실린더 그룹의 기재를 공급한다. 샘플을 함유하는 실린더 그룹이 고정구 상에 놓여질 때, 유리 액체는 샘플 입자 사이로부터 제거된다. 적합한 펌프 (138)은 100 torr (13.3 KPa) 이하의 샘플에 가해지는 진공압을 제공한다.
도 10은 전체 시험 장치를 나타낸다. 전자 타이머 (140)이 두드리는 기간 및 진공 장치를 조절하는데 바람직하게 이용된다는 것을 알아야 한다. 이 설비에서, 두드리는 장치는 또한 다수 샘플 사이의 이동을 가능하게 할 슬라이드 (142) 상에 놓여진다.
절차
1. 미리 무게를 단 칭량지 상에서 초흡수체 0.160 g (±0.001 g)을 칭량한다. 입도 분포는 "수용된 상태의" 입도 분포이다.
2. 초흡수체를 100 메쉬 바닥을 갖는 실린더에 서서히 붓는다. SAP 과립이 점착될 수 있기 때문에 SAP가 실린더 측면에 접촉하는 것을 피하도록 한다. 과립이 스크린 상에 균일하게 분포될 때 까지 실린더를 가볍게 두드린다.
3. 플라스틱 피스톤을 실린더에 놓는다. 이 실린더 그룹을 칭량하고 그 중량을 "실린더 그룹 초흡수체 양"으로서 기록한다.
4. 염수 수조를 혈액 은행 염수로 1 ㎝ 높이까지 채운다.
5. 염수 수조 안의 실린더 그룹을 두드리는 장치의 샤프트 바로 아래에 놓고, 타이머를 작동시킨다. 두드리는 장치를 작동시켜 8초 주기 동안 두드린다.
6. 도 14에 예시된 바와 같이, 실린더를 수조에 놓은지 5분 후에, 실린더를 제거하고, 실린더를 진공 접시 상에 놓는다. 6초 동안 진공을 가한다.
7. 실린더 그룹을 칭량하고 중량을 기록한다.
8. 실린더 그룹을 두드리는 장치 아래의 수조로 되돌리고 타이머를 다시 작동시킨다. 단계 6에서 염수로부터 실린더 그룹을 제거하고 단계 8에서 실린더 그룹을 염수에 재도입하는 사이의 시간은 30초를 넘지 않아야 함에 유의하여야 한다. 침지, 제거, 진공화 및 칭량의 초기 순서를 반복하여 1, 5, 10, 15, 30, 45, 60,75, 90 및 120분의 누적 시간에서 데이타를 모으고 기록한다.
9. 단계 1-8에 기재된 절차를 총 3회 실시한다.
결과 및 분석
초흡수 폴리머 g 당 흡수된 염수 g을 계산하고, 누적 침지 시간의 함수로서 플롯팅한다.
SAP의 최종 평형 흡수 용량을 결정한다: 90분 및 120분에 얻어진 SAP의 평균 용량 (3회 시험의 평균)에서 5% 미만의 변화가 있는 경우, 평형 용량 FAUZL로서 120분에서의 용량을 이용한다. 평균 용량에서 5%를 초과하는 변화가 있는 경우, 샘플 시험은 반복될 필요가 있을 것이며 200분의 누적 침지 시간에서 추가의 샘플링을 필요로 할 것이다. 후자의 상황에 대해서 평형 용량 FAUZL로서 200분에서의 용량을 이용한다. 평형 흡수 용량의 60%에 도달하기 위한 내삽 시간 (Tau)을 결정한다. 이는 평형 값의 60%에서의 용량을 계산하고, 그래프로부터 이 용량에 도달하는데 해당하는 시간을 평가함으로써 행해진다. 60% 용량에 도달하기 위한 (이 절차에 의해) 내삽 시간은 평가 시간의 양측에 놓여있는 데이타 점으로 선형 내삽을 수행함으로써 얻어진다.
평형 용량 (3회 시험의 평균)의 60%에 도달하기 위한 산술 평균 내삽 시간을 계산한다. 이 평균 시간 값은 "Tau" (τ)로서 칭해진다.
섬유에 의한 액체 접촉각
섬유와의 액체 접촉각을 측정하기에 적합한 기술은 전체 개시 내용이 일관되게 본 명세서에 참고로 인용된 미국 특허 제5,364,382호에 기재되어 있다. 특히, 섬유의 습윤성은 섬유에 대한 접촉각 측정치를 이용하여 확인될 수 있다. 증류수를 이용한 반복 사이클, 단일 섬유 접촉각 측정은 칸 서페이스 포스 어날라이저 (Cahn Surface Force Analyzer)(SFA222) 및 WET-TEK 데이타 분석 소프트웨어로 수행할 수 있다. SFA222는 칸 인스트루먼트 (Cahn Instruments, Inc.; Cerritos, Calif 소재)로부터 판매되고, WET-TEK 소프트웨어는 바이오머티리얼스 인터내셔날, 인크. (Biomaterials International, Inc.; Salt Lake City, Utah 소재)로부터 판매된다. 섬유는 3회 측정 주기를 통해 시험되고, 증류수의 조는 1과 2 주기 사이에 교체된다. 섬유 재료에 대한 액체 접촉각은 3회 측정의 산술 평균을 얻음으로써 결정된다. 시험용 계측기는 제조업자에 의해 공급된 칸 SFA-222 시스템 인스트럭션 매뉴얼 (Cahn SFA-222 System Instruction Manual)에 기재된 표준 작업 기술에 따라 작동된다.
다음 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 이해하기 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 각종 실시예에서, 제1 주층 부분 (48)은 표면층 또는 상부층으로서 칭해질 수도 있으며, 제2 주층 부분 (50)은 기저층 또는 하부층으로서 칭해질 수도 있다.
실시예 1
신체측 층은 500 gsm의 기초 중량을 가지며 다우 케미칼 (Dow Chemical)로부터 판매되는 초흡수체인 53C 초흡수체 50% 및 버크아이 코포레이션 (Buckeye Corp.)으로부터 판매되는 재료인 HPF2 광택 처리된 펄프 50%로 구성된다. 다우 53C 초흡수체는 8.5분의 τ, 33 g/g의 FAULZ 용량 및 26.2 g/g의 0.3 psi MAUL 값을 갖는다. 신체측 층은 도 2에 나타낸 바와 같이 층 영역 (48)의 영역에 걸쳐 연장되고 0.2 g/㏄로 조밀화되었다.
외측 층은 전체 패드 구역 (층 (50)의 구역) 상에 연장된, 버크아이 셀룰로오스 코포레이션 (Buckeye Cellulose Corp)로부터 판매되는 HPZ 섬유 50%와 킴벌리-클라크 캄파니 (Kimberly-Clark Company)로부터 판매되는 LL19 섬유 50%로 구성된 언크레프트-통기 건조된 68 gsm 티슈 3개의 층으로 구성된다. 스톡하우젠 (Stockhausen)으로부터 판매되는 50 gsm SXM 880 초흡수체 층이 접착제 10 gsm을 사용하여 티슈의 최외각 층과 인접한 티슈 사이에 위치된다. SXM 880 초흡수체는 4분의 τ, 38 g/g의 FAULZ 용량 및 29.8 g/g의 0.3 psi MAUL 값을 갖는다. 상기한 바와 같은 언크레프트-통기 건조된 티슈로 된 2개의 추가 시트를 신체측 층 (48)에 의해 점유된 구역의 외부 구역에 위치시킨다. 이들 2층 사이에, 상기한 접착제 10 gsm을 사용하여 결합된 100 gsm SXM 880 초흡수체 층을 위치시킨다.
이 실시예는 3.56 x 10-6㎤의 유동 컨덕턴스 값 및 56.2%의 액체 흡상 값을 갖는다.
실시예 2
신체측 층은 336 gsm의 기초 중량을 가지며 다우 케미칼로부터 판매되는 초흡수체인 53C 초흡수체 75% 및 버크아이 코포레이션으로부터 판매되는 재료인 HPF2 광택 처리된 펄프 25%로 구성된다. 다우 53C 초흡수체는 8.5분의 τ, 33 g/g의 FAULZ 용량 및 26.2 g/g의 0.3 psi MAUL 값을 갖는다. 신체측 층은 도 2에 나타낸 바와 같이 층 영역 (48)의 영역에 걸쳐 연장되고 0.2 g/㏄로 조밀화되었다.
외측 층은 버크아이 셀룰로오스 코포레이션 (Buckeye Cellulose Corp)로부터 판매되는 HPZ 섬유 50%와 킴벌리-클라크 캄파니 (Kimberly-Clark Company)로부터 판매되는 LL19 섬유 50%로 구성된 언크레프트-통기 건조된 68 gsm 티슈 3개의 층으로 구성된다. 스톡하우젠 (Stockhausen)으로부터 판매되는 SXM 880 초흡수체가 신체측 층 아래의 구역에서 50 gsm의 기초 중량을 가지고, 이 외측 구역에서 150 gsm의 기초 중량을 갖도록 분포된다. 초흡수체는 패드의 전체 구역 (층 (50)의 구역) 상에 연장된다. SXM 880 초흡수체는 4분의 τ, 38 g/g의 FAULZ 용량 및 29.8 g/g의 0.3 psi MAUL 값을 갖는다. 초흡수체는 티슈의 제2 및 제3 최외각 층에 샌드위치된다.
이 실시예는 3.56 x 10-6㎤의 유동 컨덕턴스 값 및 50.0%의 액체 흡상 값을 갖는다.
상기 데이타는 다음과 같이 요약된다.
실시예번호 유동 컨덕턴스 값(x 10-6㎤) 액체 흡상값(%) 조합 컨덕턴스-흡상 값(x 10-6㎤)
1 3.30 56.2 22.0
2 3.56 50.0 20.2
일부 통상의 흡수 구조체는 개선된 분포능을 필요로 하고, 다른 통상의 구조체는 개선된 흡입능을 필요로 한다는 것을 확인하였다. 그러나, 그러한 통상의 구조체는 본 발명의 각종 배열 및 측면에 의해 제공되는 액체 흡입 및 분포의 특징적인 배합을 제공하도록 구성되지 않았다. 다음 비교예 4 내지 8을 제조하였다.
실시예 번호 상부층 SAP 타입SAP BW 상부층 플러프 타입플러프 BW 하부층 SAP 타입SAP BW 하부층 플러프 타입플러프 BW
실시예 4A SXM 880215 gsm CR-1654400 gsm SXM 88078 gsm CR-1654232 gsm
실시예 5B 20/30 SXM 870269 gsm CCLC292 gsm 60/100 SXM 870529 gsm CCLC294 gsm
실시예 6B SXM 870159 gsm CCLC295 gsm 60/100 SXM 870319 gsm CCLC295 gsm
실시예 7B 20/30 SXM 87099 gsm CCLC281 gsm 60/100 SXM 870239 gsm CCLC281 gsm
실시예 8C N/A CCLC300 gsm SXM 880250 gsm CR-1654250 gsm
A실시예 4는 폭스 (Faulks) 등의 미국 특허 제5,356,403호에 의해 교시된 구조체의 대표적인 것으로 생각된다. 실시예 4에서, 상부층은 0.2 g/㏄의 밀도를 가졌으며, 하부층은 0.3 g/㏄의 밀도를 가졌다.
B실시예 5 내지 7은 플리쉬크 (Plischke) 등의 유럽 특허 출원 공개 제EP 0 631 768 A1에 의해 교시된 구조체의 대표적인 것으로 생각된다. 이 실시예에서, 두층은 0.2 g/㏄의 밀도를 가졌으며, 두층은 EP 0 631 768 A1에 기재된 복합체 패드 형태의 전체 영역에 걸쳐 연장되었다.
C실시예 8은 쿠크 (Cook) 등의 미국 특허 제5,360,420호에 의해 교시된 구조체의 대표적인 것으로 생각된다. 상부층은 0.07 g/㏄의 밀도를 가졌으며, 하부층은 0.25 g/㏄의 밀도를 가졌다. 2 층은 미국 특허 제5,360,420호에 기재된 형태를 가졌다.
CCLC는 예를 들면 미국 특허 제4,898,642호에 기재된 바와 같은 화학적으로 가교결합된 셀룰로오스이다. SXM 870 및 SXM 880은 상표명 FAVOR SX로 스톡하우젠에 의해 생산되는 초흡수체이다. 나타낸 바와 같이, 초흡수체는 메쉬내에 기록된 입도로 체질된다; 예를 들면 20/30 메쉬(600 내지 850 ㎛), 60/100 메쉬(150 내지 250 ㎛).
SXM 880 초흡수체는 4분의 τ, 38 g/g의 FAULZ 용량 및 29.8 g/g의 0.3 psi MAUL값을 갖는다.
SXM 870 초흡수체는 4분의 τ, 32.5 g/g의 FAULZ 용량 및 27 g/g의 0.3 psi MAUL값을 갖는다.
"20/30 SXM 870" 초흡수체는 6.4분의 τ, 34 g/g의 FAULZ 용량 및 28.8 g/g의 0.3 psi MAUL값을 갖는다.
"60/100 SXM 870" 초흡수체는 3.3분의 τ, 27.5 g/g의 FAULZ 용량 및 25.3 g/g의 0.3 psi MAUL값을 갖는다.
실시예 4 내지 8은 다음 표에 기재된 특징을 나타내었다.
실시예 유동 컨덕턴스 값(x 10-6㎤) 액체 흡상값(%) 조합 컨덕턴스-흡상 값(x 10-6㎤)
4 2.9 31.7 13.5
5 6.75 13.3 11.2
6 6.75 13.4 11.2
7 6.68 20.8 13.6
8 1.4 35.2 13.1
위에서 알 수 있는 바와 같이, 이 실시예의 구조체는 본 발명의 구조체에 의해 제공되는 배합 특징을 제공하지 않는다.
본 발명을 상세히 설명하긴 하였지만, 각종 변화 및 변형이 본 발명의 취지를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 그러한 변화 및 변형은 모두 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 예측된다.

Claims (23)

  1. 백시이트(backsheet) 층,
    실질적으로 액체 투과성인 탑시이트(topsheet) 층, 및
    상기 백시이트와 탑시이트 사이에 샌드위치되고, 제1 주층 영역과 적어도 제2 주층 영역을 갖는 흡수 코어를 포함하는 흡수성 복합 구조체를 포함하고(comprising),
    상기 제2 주층 영역은 선택적으로 구획된 불균일한 기초 중량을 갖고,
    상기 제1 주층 영역과 제2 주층 영역 중 적어도 하나는 복수개의 하부층 (sublayer)을 포함하고,
    상기 제1 주층 영역과 제2 주층 영역 중 적어도 하나는 액체 흡상 값 (Liquid Wicking Value)이 약 38% 이상인 흡수 용품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡수 코어의 건조 두께가 약 6 ㎜ 이하이고, 최소 가랑이 폭이 약 10 ㎝ 이하인 흡수 용품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흡수 코어의 건조 두께가 약 6 ㎜ 이하이고, 최소 가랑이 폭이 약 14 ㎝ 이하인, 성인용으로 구성된 흡수 용품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 흡수 코어의 조합 컨덕턴스-흡상값 (combined Conductance-Wicking Value)이 약 14 * 10-6㎤ 이상인 흡수 용품.
  5. 제4항에 있어서, 상기 흡수 코어의 건조 두께가 약 6 ㎜ 이하이고, 최소 가랑이 폭이 약 10 ㎝ 이하인 흡수 용품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 주층 영역이 흡수성 복합재의 신체측 상에 위치하고, 상기 제2 주층 영역이 제1층 영역으로부터 상대적으로 외측에 위치하는 흡수 용품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 주층 영역들 중의 적어도 하나가 변형된 하중 하 흡수값 (Modified Absorbency Under Load Value)이 약 20 g/g 이상인 초흡수성 재료를 포함하는 흡수 용품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 주층 영역들 중의 적어도 하나가 약 0.8분 이상의 타우(τ)값을 나타내는 초흡수성 재료를 포함하는 흡수 용품.
  9. 제1 주층 영역과 적어도 제2 주층 영역을 갖는 흡수 코어를 포함하며,
    여기에서, 상기 제2 주층 영역은 선택적으로 구획된 불균일한 기초 중량을 갖고,
    상기 제2 주층 영역은 불균질한 복수개의 하부층을 포함하고,
    상기 흡수 코어는 세로 길이, 가로 폭 및 지정된 최전방 연부(edge)를 가지며,
    상기 제1 주층 영역은 기초 중량이 약 100 g/㎡ 이상 내지 약 700 g/㎡ 이하이며,
    상기 제1 주층 영역은 제1층 영역 밀도가 약 0.03 g/㎤ 이상 내지 약 0.4 g/㎤ 이하이며,
    상기 제1 주층 영역은 섬유 재료를 약 25 중량% 이상 내지 약 80 중량% 이하의 양으로 포함하며,
    상기 섬유 재료는 섬유 크기가 약 4 ㎛ 이상 내지 약 20 ㎛ 이하인 섬유를 포함하며,
    상기 제1 주층 영역은 초흡수성 재료를 약 50 중량% 이상 내지 약 80 중량% 이하의 양으로 포함하며,
    상기 초흡수성 재료는 입도가 약 110 ㎛ 이상 내지 약 1000 ㎛ 이하인 초흡수성 입자를 포함하며,
    상기 초흡수성 재료는 MAUL값이 약 20 g/g 이상이며,
    상기 초흡수성 재료는 타우(τ)값이 약 0.8분 이상인 흡수 용품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 주층 영역이 상기 제2 주층 영역의 측면 연부와 실질적으로 동일하게 연장되고(coterminous), 이 제1 주층 영역은 흡수 코어의 상기 최전방 연부로부터 내측으로 코어 길이의 약 7% 되는 위치에 위치하는 가로 연장선에서 시작되어 흡수 코어의 상기 최전방 연부로부터 내측으로 코어 길이의 약 62% 되는 위치에 위치하는 가로 연장선까지 연장되는 대역 내에 포함되는 흡수 용품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 주층 영역이 결합재를 포함하는 흡수 용품.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2 주층 영역이 언크레이프트-통기 건조된 (uncreped-through-air-dried) 재료를 갖는 복수개의 하부층(sublayer)을 포함하는 흡수 용품.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제2 주층 영역의 세로 길이(extent)가 상기 제1 주층 영역의 세로 길이보다 더 크고, 가로 길이가 상기 제1 주층 영역과 실질적으로 동일하게 연장된 흡수 용품.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제2 주층 영역의 세로 길이가 상기 제1 주층 영역의 세로 길이보다 더 크며,
    상기 제2 주층 영역은 가로 길이가 상기 제1 주층 영역의 가로 길이보다 작으며,
    상기 제2 주층 영역의 적어도 일부의 가로 길이가 상기 제1 주층 영역의 대응하게 인접한 부분의 가로 길이의 약 30% 이상인 흡수 용품.
  15. 제9항에 있어서, 상기 제2 주층 영역의 세로 길이가 상기 제1 주층 영역의 세로 길이보다 더 크며,
    상기 제2 주층 영역의 가로 길이가 상기 제1 주층 영역의 가로 길이보다 더 크며,
    상기 제1 주층 영역의 적어도 일부의 가로 길이가 상기 제2 주층 영역의 대응하게 인접한 부분의 가로 길이의 약 30% 이상인 흡수 용품.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제2 주층 영역 중의 표적 영역의 기초 중량이 상기 제2 주층 영역의 비표적 부분의 기초 중량보다 더 작은 흡수 용품.
  17. 제9항에 있어서, 상기 제2 주층 영역 중의 표적 영역의 기초 중량이 약 100 g/㎡ 이상 내지 약 250 g/㎡ 이하이며,
    상기 제2 주층 영역 중의 비표적 부분의 기초 중량이 약 450 g/㎡ 이상 내지 약 550 g/㎡ 이하인 흡수 용품.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 주층 영역의 제2층 영역 밀도가 약 0.1 g/㎤ 이상 내지 약 0.3 g/㎤ 이하이며,
    상기 제2 주층 영역은 섬유 재료를 약 50 중량% 이상 내지 약 95 중량% 이하의 양으로 포함하며,
    상기 섬유 재료는 섬유 직경이 약 4 ㎛ 이상 내지 약 20 ㎛ 이하인 섬유를 포함하며,
    상기 섬유 재료는 수 접촉각이 약 70 °이하인 섬유를 포함하며,
    상기 제2 주층 영역은 초흡수성 재료를 약 5 중량% 이상 내지 약 50 중량% 이하의 양으로 포함하며;
    상기 초흡수성 재료는 건조 입도가 약 110 ㎛ 이상 내지 약 1000 ㎛ 이하인 초흡수체 입자를 포함하는 흡수 용품.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 주층 영역 내의 상기 초흡수성 재료는 MAUL 값이 약 20 g/g 이상이고 타우(τ)값이 약 0.4분 이상인 흡수 용품.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 주층 영역 내의 상기 초흡수성 재료가 언크레이프트-통기 건조된 재료의 층들 사이에 적층된 초흡수성 층으로서 구성된 흡수 용품.
  21. 제20항에 있어서, 백시이트 층과 실질적으로 액체 투과성인 탑시이트 층을 더 포함하고, 이들 층은 상기 흡수 코어가 그 사이에 샌드위치되도록 구성된 것인 흡수 용품.
  22. 제21항에 있어서, 상기 흡수 코어는 유동 컨덕턴스 (Flow Conductance) 값이 약 7 * 10-6㎤ 이상이며,
    상기 제1 주층 영역과 제2 주층 영역 중의 적어도 하나는 액체 흡상 값이 약 16% 이상인 흡수 용품.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 주층 영역과 제2 주층 영역 중의 적어도 하나는 액체 흡상 값이 약 36% 이상인 흡수 용품.
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