KR20010020480A - 흡수 물품의 평가 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마네킨 시험 장치에서 상대 습도값을 측정하는 것에 의해 피부 통기에 미치는 영향에 관해 1회용 흡수 물품을 평가하기 위한 신규한 방법을 제공한다.

Description

흡수 물품의 평가 방법{METHOD FOR ASSESSING DISPOSABLE ABSORBENT ARTICLES}
기저귀, 실금 용품, 생리대, 용변 훈련용 팬티 등과 같은 1회용 흡수 물품은 기술분야에 공지되어 있다. 전형적으로, 1회용 흡수 물품은 착용자 신체에 면하는 액체 투과성 상면시트, 착용자의 의복에 면하는 액체 불투과성 배면시트, 상기 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 개재되는 흡수 코어, 상기 흡수 코어를 착용자 신체에 대해 고정된 관계로 유지하는 수단을 포함한다.
또한, 획득 시험, 모세관 재습윤 시험 또는 교원질(collagen) 재습윤 시험과 같은 물품의 성능을 평가하는 방법이 기술분야에 공지되어 있다. 그러한 현행 방법은 흡수 물품의 액체 처리 능력이나 인체 피부상의 물품 또는 인체 피부에 대응하는 재료에 의해 어느정도 양호하게 보유되는 재료의 영향을 평가한다.
따라서, 모든 방법들은 착용자의 피부 사이에 직접 접촉이 존재하지 않는, 즉 신체 상태에서 기체 또는 증기 상이 지배적인 의도하는 결과를 제공하지 못한다.
따라서, 본 발명의 목적은 액체 처리 성능에 대해서 뿐만아니라 물품 내측의 증기상에 대해서 흡수 물품의 성능을 평가하기 위한 수단의 사용을 용이하게 하는 것이다.
발명의 요약
본 발명은 마네킨 시험 장치에서 상대 습도값을 측정하는 것에 의해 흡수 물품이 피부 통기(skin aeration)에 미치는 영향을 평가하기 위한 신규한 방법을 제공한다.
본 발명은 착용자 피부의 수화 상태에 대한 영향을 고려하여 기저귀, 실금 용품, 생리대, 용변훈련용 팬티 등과 같은 1회용 흡수 물품을 양호하게 평가하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 마네킨 상대 습도 시험을 위한 시험 장치를 도시한 도면,
도 2는 획득 시험을 위한 시험 장치를 도시한 도면,
도 3은 사후 획득 교원질 재습윤 방법(Post Acquisition Collagen Rewet Method)을 위한 시험 장치를 도시한 도면.
본 발명은 각종 흡수 물품을 평가 및 비교하기 위해서 실험실에서 실행할 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 명세서에 사용된 용어 "흡수 물품"은 신체 배설물을 흡수 및 수용하는 장치, 특히 착용자의 신체에 접해 또는 근접하게 배치되어 신체로부터 배설되는 각종 배설물, 주로 소변을 흡수 및 수용하는 장치를 의미한다.
"1회용"이라는 용어는 세탁하거나 달리 복구하거나 또는 흡수 물품으로서 재사용되도록 의도되지 않는(즉, 사용후에 폐기하고, 바람직하게는 재생하거나 합성하거나 아니면 환경친화적인 방식으로 폐기하도록 의도되는) 1회용 흡수 물품을 의미한다.
a) 흡수 코어(부 구조체 및/또는 랩 재료로 이루어질 수도 있음)는 착용자를 향해 배향된 측면상에 상면시트(물품의 내부 표면을 형성하고, 그의 적어도 소정 영역에서 배설물을 통과시킴)를 포함하고 그리고 그의 대향 측면상에 배면시트(물품의 외부 표면을 형성하고, 착용자의 의복과 같은 외측으로부터 흡수 코어를 분리시킴)를 포함한다.
b) 섀시 요소는 폐쇄 요소 또는 탄성체와 같은 특성을 포함함으로써 물품을 착용자상에 유지시키며, 배면시트의 내부 표면을 형성하는 상면시트를 포함한다. 흡수 코어의 배면시트 및 상면시트 재료는 섀시 영역의 각 재료와 일체로될 수 있다. 즉, 배면시트가 흡수 코어 및 유사 재료를 덮거나 또는 배면시트가 섀시 영역내로 연장됨으로써, 예를 들면 레그 탄성체 등과 같은 형상부를 덮을 수도 있다.
그러한 물품은 본질적으로 평탄한 형상으로 제조될 수도 있는 물품을 착용자의 신체 둘레에 적용하기 위한 폐쇄 수단을 포함하는 "테이프식 기저귀" 유형이거나 또는 측면 솔기를 갖는 "팬티형" 유아용 기저귀이거나 또는 성인용 실금 용품등일 수 있다.
다양한 최종 사용 상태에 대해 또는 상이한 사이즈의 물품에 대해 흡수 물품을 비교하는 것을 가능하게 하기 위해서는, "설계 용량"이 적절한 기준인 것으로 입증되었다.
예를 들면, 유아들이 전형적인 사용 그룹이지만, 심지어 이 그룹내에서도 소변 적재량, 적재 빈도, 소변의 구성성분은 어린 아기(신생아)로부터 예컨대, 걸음마를 시작한 아기에 이르기까지 매우 다양할 것이다.
다른 사용자 그룹은 여전히 소정 형태의 실금증에 걸린 어린이일 수도 있다.
또한, 일반적으로 경 실금증에서 중 실금증에 이르는 성인 실금환자가 그러한 물품을 폭넓은 적재 상태로 사용할 수 있다.
당업자는 추가의 설명을 위해 본 발명을 다른 신체 사이즈의 유아에 용이하게 적용할 수도 있으나, 본 명세서는 걸음마를 시작한 신체 사이즈의 유아에 초점을 맞출것이다. 그러한 사용자에 대해, 소변 적재량은 1회 배설당 75㎖ 까지이며, 착용 주기당 4번의 배설의 평균치는 총 적재량 300㎖이다.
따라서, 그러한 요건에 대처하는 것이 가능한 물품은 그정도 양의 소변을 수용할 수 있는 능력(추가의 설명에 있어서, "설계 용량"이라 칭함)을 가져야만 한다.
이러한 양의 유체는 신체 배설물 또는 이러한 배설물중 적어도 액체 부분을 을 최대한 저장할 수 있는 재료에 의해 흡수되어, 소량의 유체만이 착용자의 피부를 향하는 물품의 표면상에 남아 있도록 하여야 한다. "최대한(ultimate)" 이란 용어는 한 측면에서는 흡수 물품의 착용 시간이 긴 상황을 의미하며, 다른 측면에서는 주위 상황과 균형을 이룰 때 그의 "최대" 능력에 도달하는 흡수 재료를 의미한다. 이것은 긴 착용시간 후의 실제 사용 상태에서의 흡수 물품에서 달성될 수 있거나 또는 순수 재료 또는 재료 복합물의 시험 과정에서 달성될 수 있다. 고려중인 많은 공정이 점근선 운동 동작(asymptotic kinetic behaviour)을 가지기 때문에, 당업자는 실제 용량이, 예컨대 설비 측정 정확도에 대해 점근선 종점에 충분히 근접한 값에 도달될 때 "최대" 용량에 도달된 것으로 용이하게 간주할 수 있을 것이다.
흡수 물품은 배설물을 주로 최대한으로 저장하도록 설계된 재료와, 유체의 획득 및/또는 분배와 같은 다른 기능은 충족시키면서도 소정의 최대 저장 용량을 가질 수도 있는 다른 재료를 포함할 수 있으므로, 본 발명에 따른 적절한 코어 재료는 그러한 기능을 인위적으로 분리시려고 시도하지 않고 설명할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 전체 흡수 코어, 그의 영역, 흡수 구조체 또는 심지어는 부 구조체에 대해서 뿐만아니라 전술한 것중 임의의 것에서 사용되는 재료에 대해서 최대 저장 용량을 결정할 수 있다.
본 발명을 상이한 최종 용도를 필요로 하는 다른 물품에 적용하는 경우에, 당업자는 적절한 설계 용량을 다른 의도하는 사용자 그룹에 대해 용이하게 채택하는 것이 가능할 것이다.
흡수 물품의 최대 설계 저장 용량을 결정하거나 또는 평가하기 위해서, 다수의 방법이 제안되었다.
본 발명의 범위에 있어서, 흡수 물품의 최대 저장 용량은 개별 요소 또는 재료의 최대 저장 용량의 합인 것으로 가정한다. 이러한 개별 요소에 대해서, 비교를 통해 일관되게 적용되기만 한다면 양호하게 설정된 각종 기술을 적용할 수 있다. 예를 들면, 초흡수 중합체에 대해 개발되고 양호하게 설정된 티백 원심분리기 용량(Tea Bag Centrifuge Capacity)을 그러한 SAP 재료 및 다른(전술한) 재료에 대해 사용할 수 있다.
일단 개별 재료에 대한 용량이 공지되면, 이 값(㎖/g)을 물품에 사용된 재료의 중량에 곱하는 것에 의해 총 물품 용량을 구할 수 있다.
유체의 최대 저장 이외의 정교한 기능을 갖는 획득 층 등과 같은 재료에 대해서, 최대 저장 용량은 무시할 수 있다. 왜냐하면, 그러한 재료가 실제로 정교한 유체 저장 재료에 비해 매우 낮은 용량 값 만을 가지거나 또는 그러한 재료가 배설물로 채워지지 않도록 의도되며 따라서 배설물을 다른 최대 저장 재료로 배출하여야 하기 때문이다.
그러한 정의에 의하면, 이른바 "팬티 라이너"는 몇 ㎖ 또는 그 이하의 매우 낮은 최대 저장 용량을 나타낸다. 월경 패드는 약 20㎖까지의 저장 용량을 가지며, 경량 요실금 용품은 예컨대 75㎖ 또는 약 90㎖의 저장 용량을 가지거나, 또는 신생아용 기저귀는 약 165㎖의 저장 용량을 가질 수 있고, 걸음마를 시작한 신체 사이즈의 유아용 기저귀의저장 용량은 300㎖ 이상에 이르고, 심한 성인 실금 용품의 최대 저장 용량은 600㎖ 이상이다.
본 발명은 양호한 액체 처리 능력에 부가하여, 공기 또는 수증기 등의 기체가 투과할 수 있는 재료의 사용에 의해 착용자의 피부의 양호한 통기를 허용하는 물품에 특히 유용할 것이다.
그러한 재료의 예는 예컨대, 미츠이 코포레이션(Mitsui Co.)에 의해 제공될 수 있는 소위 미세다공성 필름(microporous film)이다. 그러한 필름은 폴리에틸렌으로 제조된 것과 같은 중합체 필름을 생산하는 것에 의해서 제조될 수 있으며, 탄화 칼슘과 같은 충전 입자를 추가로 포함한다. 이러한 충전 입자가 중합체 재료의 매트릭스 내에 매립된 필름을 성형한 후에, 필름은 중합체 재료를 영구적으로 변형 및 신장시키기 위해 기계적으로 처리될 수 있으며, 그에 따라 비 변형 충전 입자 주변에 작은 균열을 형성시킨다. 이러한 균열은 기상의 가스 분자를 통과시키기기에는 충분히 작지만, 액체의 통과는 방지한다. 따라서, 운반 기구는 모세관에서 서서히 유동한다.
물론, 그러한 재료는 액체가 통과하는 것을 방지하기 위해 소정의 액체 장벽 특성을 제공하여야 한다.
전술한 제품에 의해, 종래의 시험으로 제품 설계자가 액체 처리 작용, 즉 흡수 구조체내의 액체의 보유 또는 흡수 구조체내로의 액체의 저장을 평가하는 방법을 파악하는 것이 가능하다. 따라서, 당업자는 물품의 디자인 형태가 흡수 물품 또는 적어도 흡수 코어와 착용자의 피부 사이의 100% 접촉으로 이르지 않을 때 불 확신을 갖는다. 또한, 통기성 재료를 착용자의 피부 상태에 따라 사용할 수 있는 영향을 평가하기가 어렵다.
따라서, 본 발명은 흡수 물품의 양호한 평가 및 차후의 양호한 설계를 허용하기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 방법은 종래의 시험 수단, 즉 마네킨을 사용하는 것이며, 지금까지 예측하지 못한 특성, 즉 물품의 증기 상에서의 상대 습도를 평가하는 용도까지 연장된다.
시험 설비의 기본은 프랑스 두아 소재의 Courtray Consulting에서 판매하는 4 맥시/맥시(Maxi/Maxi) 플러시 사이즈 마네킨(Generation'ANT')을 구비한 "코트레이 용량 유아 마네킨 시험기"이다. 실행되는 시험에 대해서, "여아 착용" 포인트가 남여공용 또는 심지어 "소년용" 제품에 적합하고 또 그에 대해 의도하는 비교 결과를 제공하는 것으로 입증되었다.
이러한 사이즈의 마네킨에 의해서, 또한 맥시/맥시 플러스 또는 그와 동일한 기저귀 사이즈를 사용하여야 한다. 그러나, 본 발명은 다른 물품 사이즈에 적합한 다른 사이즈의 마네킨에 사용할 수 있다.
본 발명의 제 2 의 필수 요소는 습도계로서, 그것의 일예는 FRG Ingolstadt 소재의 Ebro Electronics로부터 상표명 Hygrometer THF 100(독일 공업품 표준 규격 ISO 9001 인증)으로 구입할 수 있으며, 약 13㎜의 직경과 약 20㎜의 프로브 길이를 가지고 있고, 프로브의 팁으로부터 약 135㎜ 이격된 지점에 펜마크를 갖는다.
시험용 스탠드를 도 1에 개략적으로 도시하였다. 스케일(2)상에 배치된 마네킨(1)에는 밸브(4)를 거체 제어되는 시험 유체가 배관(3)을 통해 적재된다. 상대 습도 측정 장치(5)의 센서 프로브는 시험용 기저귀(6)의 내측에 위치된다. 유체는 저장용기(8)로부터 펌프(7)를 통해 펌핑된다. 타이밍, 유량, 마네킨 중량이 기록되고 컴퓨터 제어 유닛(9)에 의해 조절되어, 마네킨은 흔들리는 방식으로 로딩된다.
이러한 시험에 사용되는 시험 유체는 9g의 NaCl, 1.11g의 Na2HPO4, 1,000㎖의 탈이온수내에 희석된 2.69g의 KH2PO4으로 이루어진 합성 소변이다. 그것은 37.5℃의 온도에서 일정하게 유지된다.
이 시험은 실온(22±2℃) 및 상대 습도(50±2%)의 엄격하게 통제된 대기 상태하에서 수행된다.
시험 프로토콜의 세부사항은 다음과 같다.
1. 준비 : 시험용 기저귀를 착용시키기 위해서, 마네킨을 랩 벤치(lab bench)상에 직립형으로 배치한다. 시험용 기저귀를 펼치고, 종방향 중앙 폴드를 형성하여 마네킨의 가랑이 영역내로 용이하게 끼울 수 있도록 한다. 중첩된 기저귀를 마네킨의 가랑이 영역에 접촉하도록 사용할 때, 내측이 아닌 하방으로 활주시키는 것에 의해 레그 탄성부가 다리 사이에서 상향으로(즉, 이것이 사람 착용자인 경우에는 상부 영역을 향하여) 중첩된다. 사용할 때 기저귀의 전단부와 후단부가 수평 정렬상태에 있는 것이 중요하다.
마네킨은 그의 후면이 테이블상에 평탄하게 놓여지고 레그 커프스 또는 추가의 장벽 커프스의 적절한 위치설정이 확보된다. 기저귀를 폐쇄하여 과도한 힘을 가함이 없이 손가락을 전방 상부 코어에서 시험 견본 사이에 삽입할 수 있도록 한다.
습도계를 기저귀의 후방에 삽입하되, 습도계 프로브상의 펜 마크가(하단부로부터 13.5㎝) 허리 기저귀 흡수 코어 연부의 후방과 수평이 되도록 한다. 이것은 "가랑이 지점", 즉 마네킨의 다리 사이의 가장 협소한 거리으로부터 후방으로 약 5㎝의 지점과 일치하여야 한다.
마네킨을 직립("서 있는") 위치로 위치설정한다.
2. 시험 수행 : 자동화된 마네킨 시험 스테이션이 4시간동안 매 60분마다 150㎖/min의 유량으로 75㎖의 분출물을 운반하도록 설정된다. 완성 시험 스테이션이 유사한 시험에 대해 4개의 마네킨을 구비하기 때문에, 마네킨 사이에 5분 간격의 엇갈린 패턴으로 로딩이 수행된다.
습도계 프로브가 전체 4 시간의 착용 주기에 걸쳐 기저귀내에 동일 위치에 유지되는 동안, 각 배출후의 배출 개시 5분 사이에 매 10분마다 상대 습도 판독치를 기록한다.
실시예
본 발명의 이점을 추가로 예시화하기 위해서, 상이한 유아용 기저귀의 표본이 본 명세서에 요약한 바와 같은 각종 시험 프로토콜을 따르도록 하였다. 비교가능성의 이유로, 상기 표본은 이른바 MAXI(또는 MAXI PLUS 사이즈) 또는 "사이즈 4"라 칭하는 약 9 내지 18㎏의 아기에 대해서 비교가능한 사이즈이다.
본 발명에 따른 제품의 기본은 상업적으로 이용가능한 제품으로서, 유럽에서 프록터 앤드 갬블에 의해 판매되는 팸퍼스 베이비 드라이 플러스 맥시/맥시 플러스 사이즈 이다.
그러한 용품의 재습윤 성능을 개선시키기 위해서, 코어는 다음의 단계로 수정되었다.
첫째, 미국 Weyerhaeuser Co.에 의해 등록 상표명 "CMC"로 공급되며, 획득/분배층으로서 기능하는 화학적으로 처리되고 강화된 셀룰로스 재료(CS)는 약 590g/m2의 기본 중량을 갖는다. 둘째로, 추가의 획득층이 상면시트와 화학처리 경화된 셀룰로스 층사이에 도입된다. 상기 추가의 획득층은 북미 FIBERTECH에 의해 상표명 6852로 공급되는 하이 로프트(high-loft) 화학적 접합 부직포이다. 기본 중량이 42g/m2이고 폭이 110㎜인 화학적으로 접합된 PET 파이버가 흡수 코어의 전체 길이 위에 배치된다.
셋째로, 화학적으로 처리되고 강화된 셀룰로스 재료 밑의 흡수 코어에서 셀룰로스 재료의 사용은 패드마다 약 11.5g으로 감소된다. 넷째로, 이러한 흡수 코어내의 초흡수 재료의 양은 패드마다 약 16g으로 감소된다. 초흡수 재료는 독일 스톡하우젠 게엠베하(Stockhausen GmbH)에 의해 상표명 FAVOR SXM 유형 T5318로 공급되었다.
또한, 종래의 PE 배면시트가 부직포 재료로 대체되었다. 이러한 부직포 재료는 FRG 슈바쯔바흐 소재의 산들레 게엠베하(SANDLER GmbH)에 의해 상표명 VP 39522로 공급되는 것과 같은 소수성의 23g/m2카디드 PP 웨브이다.
비교 실시예로서, 다음의 제품을 평가하였다.
비교 실시예 2는 배면시트가 일본 미츠이 도아츠(MITSUI Toatsu)로부터 상표명 ESPOIRE NO으로 상업적으로 입수가능한 것과 같은 미세다공성 필름이라는 점에서 실시예 1과 다르다.
비교 실시예 3은 일본 우이참 코포레이션(UiCharm Corp.)에 의해 등록 상표 Moonyman 사이즈 4로 판매되는 상업적으로 이용가능한 제품이다. 이 제품은 코어와 섀시 영역 양자를 덮는 미세다공성 필름을 구비한다.
이러한 제품들에 PACORM 시험 뿐아니라 상대 흡수 마네킨 시험을 하였으며, 다음 결과를 얻었다.
표 본 1 2 3
PACORM(㎎) 72 72 150
배면시트 MVTR(g/m2/24h) 6000 3750 3300
상대 습도(%) 48 48 48
제 1 배출+5 min 52 62 69
+25min 53 59 73
+55min 53 58 74
제 2 배출+5 min 59 73 92
+25min 60 76 94
+55min 61 78 94
제 3 배출+5min 81 89 93
+25min 83 90 95
+55min 83 90 93
제 4 배출+5 min 89 92 93
+25min 89 93 93
+55min 89 93 92
추가의 시험 방법
수증기 전달 속도
수증기 전달 속도는 통제된 외부 공기 조건(40±3℃/75±3% 상대 습도)으로부터 시험 표본으로 덮힌 "컵"형 저장용기에서 염화칼슘에 의해 흡수된 수분의 양을 측정한 것이다.
컵을 지지하는 표본은 하부 플랜지로부터 상부 플랜지까지의 내부 높이가 49㎜이고 내경이 30㎜인 실린더이다. 실린더의 개구와 조화되는 원형 개구를 갖는 플랜지를 스크류에 의해 고정시킬 수 있고, 내경과 조화되는 실리콘 고무 실링 링을 상부 플랜지와 실린더 사이에 끼워넣을 수 있다. 시험 표본은 실린더를 덮도록 위치설정되어야 하며, 실린더의 실리콘 고무 실링과 상부 플랜지 사이에 단단하게 고정될 수 있다.
장치 뿐만아니라 시험 표본을 온도에 맞게 양호하게 조정하여야 하며, 일정 온도/상대 습도의 챔버는 30개 까지의 표본을 수용할 수 있는 사이즈를 갖는 것이 바람직하다.
흡수 건조제 물질은 CaCl2이며, 미국 버지니아주 리치몬드 소재의 와코 퓨어 케미컬 인더스트리즈 리미티드(Wako Pure Chemical Industries Ltd.)로부터 상품명 030-00525으로 구입할 수 있다. 상기 흡수 건조제 물질은 밀봉된 병에 유지된다면 직접 사용될 수 있다. 그것은 또한 덩어리 또는 존재하는 경우 과도한 양의 파인을 제거하기 위해 체(sieve)로 칠 수 있다. 그것은 또한 약 4시간동안 200℃에서 건조될 수 있다.
15.0±0.02g의 CaCl2를 컵내에 넣고 가볍게 두드려 수평이 되게 하되, 표면이 컵의 상부로부터 약 1㎝ 위에 있도록 한다.
약 3.2㎝×6.25㎝로 절단된 표본을 개구 위에 시일과 평탄하게 중첩시켜 배치하고, 시일 및 상부 플랜지는 과도한 조임이 없이 스크류로 고정시킨다. 컵 조립체의 총 중량을 4자리의 십진법 스케일로 정확히 기록하고 조립체를 일정 온도/습도의 챔버내로 배치한다.
5시간 후에(챔버를 열지 않고), 표본을 제거하고 미국에서 통상적으로 사용되는 사란 랩(Saran wrap)과 같은 증기 불투과성 플라스틱 필름으로 즉시 단단하게 덮는다. 온도 균형을 허용하기 위해, 약 30분 후에 플라스틱 필름 커버를 제거하고 조립체의 정확한 양을 기록한다.
그 후, 3㎝의 원형 개구를 통해 이러한 5시간 동안의 습기 증가로부터 MVTR 값을 계산한 다음, g/24hr/m2의 단위로 전환한다.
각 시험에 대해, 3회 반복하여야 하며, 결과 값은 평균화될 것이고, 결과적으로는 100 근처가 될 것이다.
결국, 이 방법은 얇은 필름, 다층 적층체 등에 적용가능하다. 시험결과, 약 5,000g/24hr/m2의 평균 값에 대해 전형적인 표준 편차 범위는 50 내지 250g/24hr/m2인 것으로 드러났다.
이러한 범위로 인하여, 종래의 PE 필름과 같은 본질적으로는 증기 불투과성인 것으로 간주되는 재료는 약 200g/24hr/m2의 MVTR을 갖는 것으로 기록된다.
MVTR 값에 대한 유닛이 단순함을 위해 생략된다면, "MVTR 값이 1,000인" 재료는 정확히 본 발명에 따라 "MVTR 값이 1,000g/24hr/m2인" 재료이어야 한다.
공기 투과율
공기 투과율은 표준 체적의 공기를 일정 압력 및 온도에서 시험 표본을 통해 흡인하는 시간을 측정하는 것에 의해 결정된다. 이 시험은 부직포, 다공성 필름 등과 같은 비교적 높은 기체 투과율을 갖는 재료에 특히 적합하다. 이 시험은 온도 및 습도가 조절된 분위기, 즉 22±2℃ 및 50±2%의 상대 습도에서 수행된다. 시험 표본은 적어도 2 시간동안 조절되어야 한다.
독일 하이델베르크 소재의 호페 운트 슈나이더 게엠베하(Hoppe ＆ Schneider GmbH)에 의해 상표명 "Textiluhr nach Kretschmar"으로 제조되는 시험 표본은 수직 구조의 벨로우즈(bellows)인 바, 그의 상단부는 고정 위치에 고정되며 하단부는 그의 상부 위치에서 분리가능하게 고정되며, 분리 핸들에 의해 느슨해져서 통제된 상태에서 하부 위치로 활주함으로써 벨로우즈 상단부의 공기 유입 개구를 덮는 시험 표본을 통하여 공기를 흡인하는 것에 의해 벨로우즈 내부의 체적을 증가시킨다. 시험 표본은 5㎠ 또는 10㎠의 고정 링으로 공기 유입 개구를 덮도록 단단히 고정되어, 상이한 표본 및/또는 상이한 투과율 범위를 허용한다. 10㎠의 링이 사용되는 경우, 표본의 폭은 5㎠ 링에 대해 적어도 55㎜이어야 한다. 양자에 대해서, 표본의 길이는 역 150㎜이어야 한다. 선택적으로, 표본 고정 장치는 신장 상태에서 탄성 재료의 측정을 가능하게 하기 위해서 신장 요소를 포함할 수 있다.
설비는 벨로우즈의 활주를 개시하는 해제 핸들과 그의 하단 위치에 도달하는 벨로우즈의 하부 사이의 시간을 자동적으로 측정하는 스톱워치(1/100 초)를 포함한다.
그 다음, 재료의 공기 투과율은 각 설비에 대해 공급기에 의해 공급되는 상수(본 설비에 있어서, 5㎠의 시험 영역에 대해서 K=200,000이고, 10㎠의 영역에 대해서 K=400,000임)를 초 단위로 측정되는 시간으로 나누는 것에 의해 계산되며, 그의 단위는 1/㎝/sec이다.
일단 시험을 각 시험 표본에 대해 반복하며, 10개의 표본상에서 시험을 반복하여 재료에 대표적 기준을 제공하여야 한다.
액체 불투과성(수두 시험)
시험 원리는 필름 또는 기타 다공성 재료와 같은 약 64㎠의 시험 표본의 상부면상의 증류수의 조절가능한 수두를 증가시키는 것이다.
시험 표본을 약 10㎝×10㎝로 절단하고 직경이 약 8㎝인 중심 O링 시일을 갖는 10㎝×10㎝ 사이즈의 표본 플레이트 위에 배치한다. 표본 플레이트는 시험중에 시험 표본의 하부면의 관찰을 허용하기 위해 직경이 약 7.6㎝인 중앙 개구를 구비한다. 시험 표본을 장착 플랜지에 의해 높이가 약 1m이고 내경이 약 7.6㎝인 퍼스펙스 컬럼(perspex column) 아래에 주의깊게 위치설정하여 하부에 표본을 지지하는 표본 플레이트를 스크류에 의해 편리하게 조일 수 있다. 선택적으로, 미러를 표본 플레이트의 개구 아래에 위치설정하여 관찰을 용이하게 한다.
실린더는 직경이 약 1㎝인 측방향 배향 개구를 구비하여 장착될 때 표본의 약 1㎝ 위의 펌프에 연결하는 것을 허용한다. 선택적으로, 3상 밸브를 이러한 연결부에 장착하여 시험 후에 컬럼을 용이하게 비울 수 있다.
펌프는 60±2 초 내에서 실린더내의 수두를 25.4㎝로 상승시키도록 설정된다.
펌프를 시동개시할 때, 시험 표본의 하부 표면이 보인다. 제 1 적하가 시험 표본에서 떨어질 때, 펌프는 즉시 중단되며 컬럼의 높이가 ㎜ 단위로 기록된다.
각 재료에 대해, 5번의 시험을 반복하여야 하며 시험 결과를 평균화하여야 한다.
회득 시험
이 시험은 약 22+/-2℃의 온도 및 약 35+/-15%의 상대 습도에서 수행되어야 한다. 이 시험 방법에 사용되는 합성 소변은 통상적으로 제이코 합성 소변(Jayco SyncUrine)으로 공지되어 있으며 미국 펜실바니아주 캠프 힐 소재의 제이코 제약사(Jayco Pharmaceuticals Company)로부터 구입가능하다. 합성 소변의 방식은 2.0g/ℓ의 KCl; 2.0g/ℓ의 Na2SO4; 0.85g/ℓ의 (NH4)H2PO4; 0.15g/ℓ의 (NH4)H2PO4; 0.19g/ℓ의 CaCl2; 0.23g/ℓ의 MgCl2이다. 합성 소변의 pH 범위는 6.0 내지 6.4 이다.
도 2를 참조하면, 흡수 구조체(410)에는 펌프[미국 시카고주 소재의 콜 파머 인스트루먼트(Cole Parmer Instrument)에 의해 공급되는 모델명 7520-00]를 이용하여 표본 표면 위의 5㎝의 높이로부터 15㎖/s의 속도로 75㎖의 합성 소변 분출물이 적재된다. 소변을 흡수하는 시간은 타이머로 기록된다. 분출은 용품이 충분히 채워질 때까지 정확히 5분의 분출 간격으로 반복된다. 4번 적재하는 것에 의해 현재 시험 데이타가 발생된다.
시험 표본은 흡수 코어, 상면시트 및 배면시트를 포함하는 완전한 흡수 용품 또는 흡수 구조체일 수 있으며, 퍼스펙스 박스[베이스(412)만이 도시되어 있음]내의 포움 플랫폼(411)상에 평탄하게 놓이도록 배열된다. 그의 중앙에 직경 5㎝의 개구를 갖는 퍼스펙스 플레이트(413)가 구조체의 로딩 영역상의 표본의 상부에 배치된다. 합성 소변이 실린더(414)를 통해 표본에 도입되고, 개구내로 흡수된다. 전극(415)이 흡수 구조체(410)의 표면과 접촉하도록 플레이트의 최하측면상에 배치된다. 전극은 타이머에 접속된다. 중량추(416)가 플레이트의 상부에 배치되어, 예컨대 유아의 체중을 시뮬레이트한다. 예컨대, 상업적으로 이용가능한 MAXI 사이즈 20㎏에 대해 중량추(416)를 위치설정하는 것에 의해 약 50g/㎠(0.7 psi)의 압력이 달성된다.
시험 유체가 실런더내로 도입됨에 따라, 그것은 전형적으로 흡수 구조체의 상부에 축적됨으로써 전극 사이의 전기 회로를 완성한다. 시험 유체는 시험 유체로 충전된 채로 유지되는 직경이 약 8㎜인 배관에 의해 펌프로부터 시험 조립체로 운반된다. 따라서, 유체는 본질적으로 배관에서 벗어나기 시작함과 동시에 펌프의 작동이 개시된다. 이 때, 또한 타이머가 작동개시되며, 상기 타이머는 흡수 구조체가 소변의 분출을 흡수할 때 정지되며, 전극간의 전기 접속이 끊긴다.
획득률은 단위 시간(초)당 흡수되는 분출물의 양(㎖)으로서 정의된다. 획득률은 표본내로 도입되는 각 분출물 마다 계산된다. 본 발명의 견지에서 가장 중요한 것은 4회의 분출중 첫번째와 네번째이다.
이 시험은 주로 약 300㎖의 설계 용량에 대해 대체로 맥시 사이즈 제품이라 칭하며 약 300㎖ 내지 400㎖의 각각의 최대 저장 용량을 갖는 제품을 평가하도록 설계된다. 상당히 상이한 용량을 갖는 제품을 평가하여야 한다면(예컨대, 성인 실금 제품 및 소아용 실금 제품에 대해 평가하는 것), 특히 분출물당 유체량의 설정치는 전체 용품 설계 용량의 약 20%로 조정되어야만 하고, 표준 시험 프로토콜로부터의 편차를 기록하여야 한다.
사후 획득 교원질 재습윤 방법(도 3 참조)
시험을 실행하기 전에, 예컨대 표본 절단장치를 사용하여 직경 90㎜의 시트로 절단하는 것에 의해, 그리고 필름을 적어도 12시간동안 실험실의 조절된 분위기(앞서 언급함)에서 평형시키는 것에 의해, 독일 바인하인 소재의 나투린 게엠베하(NATURIN GmbH)로부터 상표명 COFFI으로 구입한 기본 중량이 약 28g/㎡인 교원질 필름을 준비하였다(교원질 필름의 모든 취급을 위해 핀셋을 사용함).
전술한 획득 시험의 최종 분출 후에 적어도 5분(6분을 초과하지는 않음)간 시험한 다음, 커버 플레이트와 중량추를 제거하고 시험 표본(520)을 실험실 벤치상에 주의하여 평탄하게 배치한다.
사전절단되고 균형이 유지된 4장의 교원질 재료(510)를 적어도 1밀리그램의 정확도로 무게를 단 다음 용품의 적재점상에 중앙에 위치설정하고 직경이 90㎜, 두께가 약 20㎜인 퍼스펙스 플레이트(530)로 덮는다. 15㎏의 중량추(540)를 신중히 첨가한다(또한 중심에 배치한다). 30+/-2 초 후에, 중량추와 퍼스펙스 플레이트를 다시 신중히 제거하고 다시 교원질 필름의 무게를 단다.
사후 획득 교원질 재습윤 방법의 결과는 ㎎으로 표시되는 교원질 필름의 습기 픽업(pick up)이다.
이러한 시험 프로토콜은 특정 제품의 유형, 예컨대 상이한 유아용 기저귀 사이즈, 또는 성인 실금 용품 또는 월경 용품에 따라, 또는 적재 유체의 유형 및 양의 편차와 흡수 재료의 양 및 사이즈에 의해, 또는 적용가능한 압력의 편차에 의해 용이하게 조정될 수 있다는 것을 추가로 주목하여야 한다. 일단 이러한 관련 변수를 규정하면, 그러한 수정은 당업자에게 명백할 것이다. 조절가능한 시험 프로토콜로부터의 결과를 고려할 때, 제품은 사용 한계 조건에서 실현성이 있는 표준 통계학적 방법에 따른 설계 실험에서와 같이 이러한 확인된 관련 변수들이 용이하게 최적화될 수 있다.
티백 원심분리기 용량 시험(TCC 시험)
TCC 시험은 초흡수 재료에 대해 특별히 전개되었지만, 그것은 다른 흡수 재료에 용이하게 적용될 수 있다.
티백 원심분리기 용량 시험으로 흡수 재료내의 액체 보유의 기준인 티백 원심분리기 용량값을 측정한다.
흡수 재료를 "티백" 내부에 배치하여 0.9 중량%의 염화나트륨 용액에 20분간 담근 다음, 3분간 원심분리한다. 보유된 액체의 중량 대 건조 재료의 최초의 양의 비가 흡수 재료의 흡수 용량이다.
증류수내의 0.9 중량 %의 염화 나트륨 2 리터를 치수 24㎝×30㎝×5㎝의 트레이내로 붓는다. 액체 충전 높이는 약 3㎝이어야 한다.
티백 주머니의 치수는 6.5㎝×6.5㎝이며 독일 뒤셀도르프 소재의 티카네(Teekanne)로부터 구입할 수 있다. 이 주머니는 표준 부억용 플라스틱 백 밀봉장치(예컨대, 독일 크루프스로부터 판매되는 VACUPACK2 PLUS)로 열밀봉가능하다.
티백은 부분적으로 신중히 절단하여 개봉된 다음 무게를 단다. +/-0.005g으로 정확히 무게를 단 흡수 재료의 표본의 약 0.002g을 티백내에 배치한다. 그다음 티백을 열 실러(heat sealer)로 폐쇄시킨다. 이것은 표본 티백이라 칭한다. 빈 티백이 밀봉되고 블랭크(blank)로서 사용된다.
그다음, 표본 티백 및 블랭크 티백을 염분 용액의 표면상에 놓고 주걱을 사용하여 약 5초동안 가라앉혀서 완전히 젖게한다(티백은 염분 용액의 표면상에 떠오르지만 완전히 젖는다). 타이머가 즉시 작동 개시된다. 담근지 20분 후에 표본 티백 및 블랭크 티백을 염분 용액으로부터 제거하고 상표명 Bauknecht WS130, Bosch 772 NZK096 또는 그와 동일한 원심분리기(직경 230㎜)내에 배치하여, 각 백이 원심분리기 바스켓의 외벽에 고착되도록 한다. 원심분리기 뚜껑을 닫고 원심분리기를 작동개시하여 속도를 1,400 rpm으로 신속히 증가시킨다. 원심분리기가 1,400 rpm에서 안정되면, 타이머가 작동개시된다. 3분 후에 원심분리기를 정지시킨다.
표본 티백 및 블랭크 티백을 제거하고 개별적으로 무게를 단다.
흡수 재료의 표본에 대한 티백 원심분리기 용량(TCC)을 다음과 같이 계산한다.
TCC = [(원심분리 후의 표본 티백의 중량) - (원심분리 후의 블랭크 티백의 중량) - (건조 흡수 재료의 중량)] ÷ (건조 흡수 재료의 중량)]
또한, 구조체의 일부분 또는 전체 물품에서 보이는 "단면" 컷아웃과 같은 구조체의 특정 부분 또는 전체 흡수 물품을 측정하고, 그것에 의하여 물품의 종축의 소정 지점에서 물품의 전체 폭을 가로질러 절단작업을 수행한다. 특히, 전술한 바와 같은 "가랑이 영역"의 정의에 의해 "가랑이 영역의 용량"을 결정할 수 있다. 다른 컷아웃을 사용하여 "기본 용량"(즉, 물품의 특정 영역의 단위 면적에 포함된 용량)을 결정한다. 단위 면적의 크기(바람직하게는, 2㎝×2㎝)에 의존하여, 정의는 얼마나 많은 평균화가 이루어졌는가를 보여준다. 자연히, 사이즈가 작을 수록 평균화가 적을 것이다.

Claims (7)

  1. 흡수 물품의 평가 방법에 있어서,
    (a) 흡수 물품을 마네킨에 공급하는 단계와;
    (b) 상대 습도 감지 프로브를 상기 흡수 물품과 마네킨의 표면 사이에 공급하는 단계와;
    (c) 그사이에 평형 시간을 두고 하나 이상의 후속 분출물에 시험 유체를 공급하는 단계와;
    (d) RH 판독값을 감시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    흡수 물품의 평가 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브의 말단은 가랑이 지점으로부터 약 5㎝ 후방 외측으로 측방향으로 집중되도록 끼워지는 것을 특징으로 하는
    흡수 물품의 평가 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    맥시(MAXI) 사이즈 기저귀가 제공될 때, 상기 단계(c)에서 분출물의 양이 75㎖인 것을 특징으로 하는
    흡수 물품의 평가 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단계(c)는 60분의 대기 시간을 두고 4번 반복되며, 상대 습도 판독은 적어도 5분마다 실행되는 것을 특징으로 하는
    흡수 물품의 평가 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시험 유체 적용율은 150㎖/min인 것을 특징으로 하는
    흡수 물품의 평가 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    주위 시험 조건은 21±1℃ 및 50±3% 상대 습도로 설정되는 것을 특징으로 하는
    흡수 물품의 평가 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마네킨은 직립 위치에 있는 것을 특징으로 하는
    흡수 물품의 평가 방법.
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