KR20010034361A - 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체 - Google Patents

항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체 Download PDF

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데이비드 엠 모이어
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Abstract

본 발명은 하이드로겔 형성 흡수성 중합체 및 화학식 1[여기서, R1은 탄소수 1 내지 17의 알킬기, 탄소수 2 내지 17의 알케닐기, 탄소수 5 내지 8의 사이클로알킬기, 탄소수 7 내지 9의 바이사이클로알킬기, 사이클로알킬-알킬기(여기서, 알킬기의 탄소수는 1 내지 4이고, 사이클로알킬기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환될 수 있다), 아릴기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 아르알킬기, 알케닐기 탄소수 2 내지 4의 아릴-알케닐기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 아릴옥시알킬기 또는 아릴머캅토알킬기,벤즈하이드릴기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 페닐설포닐알킬기, 푸릴기 또는 알케닐기 탄소수 2 내지 4의 푸릴알케닐기이고; 상기 아릴 잔기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 니트로기, 시아노기 또는 할로겐 원자로 치환될 수 있고, R2는 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 2 내지 4의 알케닐기, 할로겐 원자, 페닐기 또는 벤질기이고, X+는 유기 염기, 알칼리 금속 이온, 암모늄 이온, 알칼리 토금속 이온 또는 2가 내지 4가의 양이온이다]의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 포함하는 항균제를 포함하는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 포함하는 일회용 흡수 제품에 관한 것이다.
화학식 1

Description

항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체{ANTIMICROBIAL HYDROGEL FORMING ABSORBENT POLYMERS}
뇨, 혈액, 생리혈 등과 같은 체액을 흡수하는데 효율적일 뿐만 아니라, 위생적이고 사용시 편안하도록 설계된 다양한 일회용 흡수 제품이 문헌에 공지되어 있다. 이러한 유형의 일회용 흡수 제품은 일반적으로 유체 투과성 상면시이트 물질, 흡수 코어 및 유체 불투과성 배면시이트 물질을 포함한다. 이러한 제품을 보다 편안하고 편리하게 사용하기 위한 제품의 각종 형태, 크기 및 두께에 대한 연구가 진행되어왔다.
최근에, 이러한 일회용 흡수 제품에 대한 연구는 주로 제품의 흡수 용량에 집중되었다. 그 결과, 고 흡수력의 각종 흡수성 중합체가 개발되었다. 이러한 공지된 흡수성 중합체(하이드로겔 형성 흡수성 중합체로도 공지됨)는 중합체 1g당 약 30 내지 60g의 물을 흡수할 수 있다.
보다 최근에는, 악취를 제거하고 일회용 흡수 제품을 비교적 장시간동안 착용하였을 때 초래되는 피부염, 발진 및 적열과 같은 피부 질환을 예방하는데 연구가 집중되고 있다. 많은 체액은 악취를 풍기거나, 장시간 공기 및/또는 세균과의 접촉 후 악취를 발생시킨다. 또한, 흡수 제품에 흡수된 뇨 및/또는 그밖의 분비물은 피부 세균군, 즉 피부에 있는 일반적인 미생물군이 생산하는 우레아제에 의해 암모니아로 전환된다. 또한, 이 암모니아는 피부염, 발진 및/또는 다른 형태의 피부 자극을 일으킨다. 유아의 경우 이러한 피부 질환은, 심하면 사망에까지 이를 수 있는 심각한 의학적 문제일 수 있다.
항균제 및 살균제는 제품, 물질 및 시스템의 미생물 오염 및 열화를 방지하는데 사용되는 화학적 조성물이다. 항균제 및 항균 조성물의 구체적인 응용 분야는, 예를 들어 화장품, 살균제, 소독제, 목재 방부제, 식품, 동물 사료, 냉각수, 금속세공유체, 병원 및 의학 용도, 플라스틱 및 수지, 석유, 펄프 및 종이, 직물, 라텍스, 접착제, 가죽, 도료 슬러리 및 일회용 기저귀이다.
예컨대, 일본 특허 제 92-17058 호에는 콜리바실루스(Colibacillus) 및 칸디다(Candida) 세균과 같은 기생 생물의 증식에 의해 초래되는 기저귀 발진의 발생을 예방하기 위한 일회용 기저귀가 개시되어 있다. 상기 개시된 일회용 기저귀는 수투과성 상면시이트, 수불투과성 배면시이트 및 이들 시이트 사이에 위치되는 수흡수성 층으로 구성된다. 수흡수성 층은, a) 폴리아크릴레이트 중합체, 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체 가수분해물, 전분-아크릴산 그라프트 공중합체, 폴리비닐 알콜-아크릴레이트 공중합체, 가교결합된 아크릴레이트를 가교결합제로 추가로 가교결합시켜 제조한 중합체 및 개질된 카복시메틸 셀룰로즈로 구성된 군으로부터 선택된 암모니아 흡수성, 수흡수성 유기 중합체; 및 (b) 수흡수성 유기 중합체내에 함유된 벤즈알코늄 클로라이드 및/또는 클로르헥시딘 글루코네이트로 이루어짐을 또한 개시하고 있다. 이 문헌은 유기 중합체의 출발물질(예: 미립자 이산화규소, 공중합체(예: 가교결합된 칼륨 폴리아크릴레이트) 및 가교결합제(예: 에틸렌 글리콜 디글리시딜))과 살균제를 결합하여 유기 중합체/살균제 물질을 형성함을 또한 개시하고 있다. 그 다음, 생성된 혼합물을 가열하여 가교결합 반응을 일으킴으로써 가교결합 구조체를 형성하고, 살균제는 이 구조체내로 혼입된다.
일본 특허 제 92-17058 호에 개시된 기저귀는 착용자의 뇨에 함유된 암모니아를 유기 중합체에 의해 흡수하고, 살균제는 세균에 의한 암모니아 생성(뇨에 함유된 우레아의 가수분해에 의해 형성됨)을 억제하는 것으로 밝히고 있으나, 본 출원인은 이 기술과 관련된 단점을 발견하였다.
예컨대, 이러한 계면활성제 기본 항균제 또는 살균제는 흡수성 중합체 또는 코어에 의해 흡수되는 액체의 표면 장력을 감소시키기에 용이하므로, 일회용 흡수 제품에서 합성 부직물 커버스탁(즉, 상면 시이트 및/또는 상면 시이트와 흡수 코어 사이의 하위층)과 함께 상기 항균제 또는 살균제가 사용되는 경우 이들 제제는 현저한 재습윤 또는 액체 누출의 문제를 일으킴을 발견하였다. 보다 구체적으로, 상기 코어에 일시적으로 저장되는 액체는, 흡수된 액체의 표면 장력이 상기 계면활성제에 의해 낮아짐으로써 커버스탁으로 되돌아오기에 용이하여, 재습윤 및/또는 누출의 문제를 일으킨다.
전술한 내용에 근거하여, 흡수 코어에 의해 흡수되는 액체의 표면 장력의 변화를 최소화시키는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체가 필요하다.
습윤되기 전 및 후에도 항균 활성을 착용자의 피부로부터 먼 영역에 유지시키는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 함유하는 흡수 제품이 또한 필요하다.
발명의 요약
본 발명은 하이드로겔 형성 흡수성 중합체, 및 하기 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 포함하는 항균제를 포함하는, 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체에 관한 것이다:
상기 식에서,
R1은 탄소수 1 내지 17의 알킬기, 탄소수 2 내지 17의 알케닐기, 탄소수 5 내지 8의 사이클로알킬기, 탄소수 7 내지 9의 바이사이클로알킬기, 사이클로알킬-알킬기(여기서, 알킬기의 탄소수는 1 내지 4이고, 사이클로알킬기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환될 수 있다), 아릴기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 아르알킬기, 알케닐기 탄소수 2 내지 4의 아릴-알케닐기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 아릴옥시알킬기 또는 아릴머캅토알킬기, 벤즈하이드릴기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 페닐설포닐알킬기, 푸릴기 또는 알케닐기 탄소수 2 내지 4의 푸릴알케닐기이고; 상기 아릴 잔기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 니트로기, 시아노기 또는 할로겐 원자로 치환될 수 있고,
R2는 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 2 내지 4의 알케닐기, 할로겐 원자, 페닐기 또는 벤질기이고,
X+는 유기 염기, 알칼리 금속 이온, 암모늄 이온, 알칼리 토금속 이온 또는 2가 내지 4가의 양이온이다.
또한, 본 발명은 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 포함하는 항균제를 하이드로겔 형성 흡수성 중합체에 적용하는 단계를 포함하는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 포함하는 일회용 흡수 제품에 관한 것이다.
당업자라면 본 발명의 개시내용 및 첨부된 청구의 범위와 함께 도면을 참조하여 본 발명의 상기 목적 및 그밖의 특징, 양상 및 이점을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 흡수성 중합체의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 기저귀, 성인 실금자용 패드, 생리대 등과 같은 흡수 제품에 특히 적합하다.
본 명세서는 본 발명을 구체적으로 지적하고 분명하게 청구하는 청구의 범위로 귀결되지만, 첨부된 도면과 함께 바람직한 실시양태에 대한 하기의 설명을 참조하여 본 발명을 보다 잘 이해할 것으로 생각되며, 도면에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 하부 구조를 나타내기 위해 절단된 부분을 갖는(이때, 기저귀의 내면은 관찰자를 향한다) 본 발명의 일회용 기저귀의 실시양태에 대한 평면도이다.
도 2는 도 1의 횡방향 중심선(110)을 따라 취한 도 1의 일회용 기저귀의 한 실시양태의 단면도이다.
도 3은 도 2의 일부에 상응하는 도면으로서 도 1의 일회용 기저귀의 또 다른 실시양태의 확대도이다.
도 4는 최종 제품의 습윤성 시험에 사용되는 시험 장치를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체의 항균 효율성의 한 예를 도시한 그래프이다.
인용되는 모든 참고 문헌은 본원에 참고로 인용된다. 참고문헌을 임의로 인용하는 것은 청구되는 본 발명에 대한 선행 기술로서 이용하려는 임의의 결정을 승인하는 것은 아니다.
정의
다음은 본원에 사용되는 용어에 대한 정의이다.
"A-HFAP"란 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 뜻한다. A-HFAP는 본 발명의 항균제를 함유한다.
"체액"이란 뇨, 생리혈 및 질 배설물을 포함한다.
"포함한다"란 최종 결과에 영향을 주지 않는 그밖의 단계들 및 성분들이 부가될 수 있음을 뜻한다. 이 용어는 "구성한다" 및 "본질적으로 구성한다"를 포함한다.
"일회용"이란 세척되거나 달리 흡수 제품으로서 복원 또는 재사용되지 않는(즉, 1회 사용 후 폐기되고, 바람직하게는 재생, 퇴비화 또는 환경친화적인 방식으로 폐기되는) 흡수 제품을 기술한다.
"HFAP"란 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 뜻한다. HFAP는 본 발명의 항균제를 함유하지 않는다.
"일체형" 흡수 제품이란 별개의 홀더 및 라이너와 같은 별개의 조작 부품을 필요로 하지 않도록 별개의 부품이 함께 성형되어 협조물을 형성하는 흡수 제품을 지칭한다.
모든 퍼센트는 달리 언급하지 않는 한 전체 조성물의 중량을 기준으로 한다.
모든 비는 달리 언급하지 않는 한 중량비이다.
항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체(A-HFAP)
본 발명은 하이드로겔 형성 흡수성 중합체(HFAP), 및 "2 항균제" 부분에서 기술되는 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 포함하는 항균제를 포함하는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체(A-HFAP)에 관한 것이다.
바람직한 실시양태에 있어서, A-HFAP는 HFAP와 항균제(일반적으로 항균제는 HFAP에 존재함)의 혼합물이다. HFAP 대 항균제의 중량비는, 바람직하게는 약 100:0.01 내지 약 100:2, 보다 바람직하게는 약 100:0.02 내지 약 100:1, 보다 바람직하게는 약 100:0.05 내지 약 100:0.5이다.
바람직한 실시양태에 있어서, HFAP는 불연속 단위체의 형태로 존재한다. 보다 바람직하게는, 상기 HFAP 입자는 전형적으로 입자, 시이트, 필름, 실린더, 블록, 섬유, 필라멘트, 또는 기타 형상을 갖는 요소의 형태로 존재한다. 보다 바람직하게는 A-HFAP는 미립자이다.
본 발명의 항균제는, 바람직하게는 HFAP와 결합할 수 있고, 보다 바람직하게는 HFAP의 표면에 결합할 수 있다. 보다 바람직한 실시양태에 있어서, HFAP 입자는 항균제로 피복된다. 본원에서 사용되는 용어 "피복된"은, 항균제가 하나 이상의 HFAP 입자 표면의 적어도 일부에 존재함을 뜻한다. 따라서, 항균제는 상기 입자의 일부에만, 상기 입자 모두에, 상기 입자 일부 또는 모두의 일부 표면에만, 또는 상기 입자의 일부 또는 모두의 전체 표면에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 항균제는 HFAP 입자의 전체 표면 대부분에, 바람직하게는 모두에 존재한다.
바람직한 실시양태에 있어서, 본 발명의 A-HFAP의 자유 팽윤율(Free-Swell Rate, FSR)은 약 0.3g/g/sec 이상, 보다 바람직하게는 약 0.4g/g/sec 이상이다. A-HFAP의 FSR 측정방법은 "시험 방법" 부분에서 기술된다.
바람직하게는, 본 발명의 A-HFAP의 뇨 표면 장력(Urine Surface Tension, UST)은 약 50dyn/cm 이상, 보다 바람직하게는 약 60dyn/cm 이상이다. A-HFAP의 UST 측정방법은 "시험 방법" 부분에서 또한 기술된다.
바람직한 실시양태에 있어서, 본 발명의 A-HFAP의 항균 효율 지수(Antimicrobial Efficacy Index, AEI)는 102이상, 보다 바람직하게는 103이상이다. A-HFAP의 AEI 측정방법도 "시험 방법" 부분에서 기술된다.
1. 하이드로겔 형성 흡수성 중합체
본 발명에 유용한 수불용성 수팽윤성 흡수성 중합체는 일반적으로 "하이드로겔 형성 흡수성 중합체"(HFAP), "하이드로콜로이드" 또는 "초흡수성" 중합체로 불리며, 폴리사카라이드(예: 카복시메틸 전분, 카복시메틸 셀룰로즈 및 하이드록시프로필 셀룰로즈); 비이온계(예: 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 에테르); 양이온계(예: 폴리비닐 피리딘, 폴리비닐 모폴리니온 및 N,N-디메틸아미노에틸 또는 N,N-디에틸아미노프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트), 및 이들 각각의 4급 염을 포함할 수 있다. 전형적으로, 본 발명에 유용한 HFAP는 다수의 음이온성 작용기(예: 설폰산, 보다 전형적으로는 카복시기)를 갖는다. 본원에 사용하기에 적합한 중합체의 예로는 중합성의 불포화된 산-함유 단량체로부터 제조된 중합체가 있다. 따라서, 이러한 단량체로는 1개 이상의 탄소-탄소 올레핀 이중결합을 함유하는 올레핀계 불포화 산 및 무수물이 있다. 보다 구체적으로, 이들 단량체는 올레핀계 불포화 카복실산 및 산 무수물, 올레핀계 불포화 설폰산, 및 이들의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
본원의 HFAP를 제조할 때, 일반적으로 소량의 일부의 비산(non-acid) 단량체도 포함될 수 있다. 이러한 비산 단량체의 예로는, 산-함유 단량체의 수용성 에스테르 또는 수분산성 에스테르, 및 카복실산기 또는 설폰산기를 전혀 함유하지 않는 단량체를 들 수 있다. 따라서, 임의의 비산 단량체는 카복실산 에스테르 또는 설폰산 에스테르, 하이드록실기, 아미드기, 아미노기, 니트릴기, 4급 암모늄 염기, 아릴기(예: 스티렌 단량체로부터 유도된 것과 같은 페닐기)와 같은 작용기를 함유하는 단량체를 포함할 수 있다. 이러한 비산 단량체는 널리 공지된 물질이며, 예를 들어 마스다(Masuda) 등에게 1978년 2월 28일자로 허여된 미국 특허 제 4,076,663 호 및 웨스터맨(Westerman)에게 1977년 12월 13일자로 허여된 미국 특허 제 4,062,817 호에 보다 상세하게 기술되어 있다.
올레핀계 불포화 카복실산 및 카복실산 무수물 단량체로는 아크릴산 자체로 특성화되는 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 3-클로로아크릴산, 시아노아크릴산, 메타크릴산(크로톤산), 페닐아크릴산, 아크릴로옥시프로피온산, 소르브산, 클로로소르브산, 안젤산, 신남산, p-클로로신남산, 스테릴아크릴산, 이타콘산, 시트로콘산, 메사콘산, 글루타콘산, 아코니트산, 말레산, 푸마르산, 트리카복시에틸렌 및 말레산 무수물이 있다.
올레핀계 불포화 설폰산 단량체로는 지방족 또는 방향족 비닐 설폰산(예: 비닐설폰산, 알릴 설폰산, 비닐 톨루엔 설폰산 및 스티렌 설폰산); 아크릴 및 메타크릴 설폰산(예: 설포에틸 아크릴레이트, 설포에틸 메타크릴레이트, 설포프로필 아크릴레이트, 설포프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필 설폰산 및 2-아크릴아미드-2-메틸프로판 설폰산)이 있다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 HFAP는 카복시기를 갖는다. 이러한 중합체로는 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체, 부분 중화된 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체, 전분-아크릴산 그라프트 공중합체, 부분 중화된 전분-아크릴산 그라프트 공중합체, 비누화된 비닐 아세테이트-아크릴 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 전술한 임의의 공중합체의 약간 망상 가교결합된 중합체, 부분 중화된 폴리아크릴산, 및 부분 중화된 폴리아크릴산의 약간 망상 가교결합된 중합체가 있다. 이들 중합체는 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상의 상이한 중합체의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 이들 중합체 물질의 예는 미국 특허 제 3,661,875 호, 미국 특허 제 4,076,663 호, 미국 특허 제 4,093,776 호, 미국 특허 제 4,666,983 호 및 미국 특허 제 4,734,478 호에 개시되어 있다.
HFAP의 제조에 사용하기에 보다 바람직한 중합체 물질은 부분 중화된 폴리아크릴산의 약간 망상 가교결합된 중합체 및 이의 전분 유도체이다. 보다 바람직하게는, HFAP는 약간 망상 가교결합된 폴리아크릴산(즉, 폴리(나트륨 아크릴레이트/아크릴산))을 약 50 내지 약 95%, 바람직하게는 약 75% 포함한다. 망상 가교결합에 의해 중합체는 실질적으로 수불용성으로 되고, HFAP의 흡수 용량 및 추출성 중합체 함량 특징이 부분적으로 결정된다. 이들 중합체를 망상 가교결합하는 방법 및 전형적인 망상 가교결합제가 미국 특허 제 4,076,663 호에 보다 상세하게 기술되어 있다.
또한, 바람직하게는 표면 가교결합된 HFAP가 본 발명에 사용될 수 있다. 이들은 내부보다는 표면 근처에서 더 많이 가교결합되어 있다. 본원에 사용되는 "표면"이란 입자, 섬유 등의 외향 경계를 기술한다. 다공질 HFAP(예: 다공질 입자 등)의 경우, 노출된 내부 경계도 포함될 수 있다. 표면에서 더 많이 가교결합되어 있다라는 것은, 표면 근처에서의 HFAP에 대한 작용성 가교결합 정도가 일반적으로 내부에서의 중합체에 대한 작용성 가교결합 정도보다 크다는 것을 뜻한다.
표면으로부터 내부로의 가교결합의 구배는 깊이 및 프로파일의 면에서 변할 수 있다. 따라서, 예를 들어 표면 가교결합의 깊이는 얕을 수 있고, 소량의 가교결합으로 비교적 급격히 전이한다. 또 다르게는, 예를 들어 표면 가교결합의 깊이는 보다 넓게 전이하는 HFAP의 치수의 중요한 분획일 수 있다.
크기, 형태, 다공성 및 작용성의 관점에 따라, 표면 가교결합의 정도 및 구배는 주어진 HFAP내에서 달라질 수 있다. 미립자 HFAP에 있어서, 표면 가교결합은 입경, 다공성 등에 따라 달라질 수 있다. HFAP내의 표면:체적 비의 변화에 따라(예: 작은 입자와 큰 입자 사이의), 물질내에서 전체적인 가교결합 수준이 변하는 것은 드문 일이 아니다(예: 작은 입자일수록 더 크다).
표면 가교결합은 일반적으로 HFAP의 최종 경계가 본질적으로 정해진 후에(예: 분쇄, 압출, 발포 등에 의해) 이루어진다. 그러나, 최종 경계를 생성함과 동시에 표면 가교결합을 행할 수 있다. 또한, 표면 가교결합이 도입된 후에도 경계에서 약간의 추가적인 변화가 일어날 수 있다.
표면 가교결합을 도입하는 다수의 방법이 당업계에 개시되어 있다. 이들은 (i) HFAP내에 존재하는 작용기와 반응할 수 있는 이작용성 또는 다작용성 시약(들)(예: 글리세롤, 1,3-디옥솔란-2-원, 다가 금속 이온, 폴리 4급 아민)을 HFAP의 표면에 적용하는 방법; (ii) HFAP 표면에서의 가교결합량을 증가시키기 위하여, 그밖의 첨가 시약 및 HFAP 내에 존재할 수 있는 작용기와 반응할 수 있는 이작용성 또는 다작용성 시약을 HFAP의 표면에 적용하는 방법(예: 단량체와 가교결합제를 첨가하고, 2차 중합반응을 개시함); (iii) 추가의 다작용성 시약은 첨가하지 않으나, HFAP의 표면 또는 그 근처에서의 가교결합을 보다 많이 일으키기 위하여, 1차 중합 과정 동안 또는 그 후에 HFAP내에 존재하는 기존의 성분들 사이에 추가의 반응(들)을 유도하는 방법(예: 존재하는 중합체 카복실산 및/또는 하이드록실기 사이에 무수물 및/또는 에스테르 가교결합의 형성 및 현탁 중합 과정을 유도하기 위하여 가열하고, 이때 가교결합제는 본질적으로 HFAP의 표면 근처에 더 다량으로 존재한다); 및 (iv) 가교결합을 보다 많이 일으키거나 또는 달리 생성된 하이드로겔의 표면 변형성을 감소시키기 위하여, HFAP의 표면에 그밖의 물질을 첨가하는 방법을 포함한다. 이러한 표면 가교결합 방법들을 동시에 또는 차례로 조합하여 사용할 수 있다. 가교결합제 이외에, 가교결합의 분배(예: 표면 가교결합제의 전개 및 침투)를 돕거나 조절하기 위하여 다른 성분들을 HFAP의 표면에 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 HFAP의 표면 가교결합을 수행하기에 적합한 일반적인 방법은 오바야시(Obayashi)에게 1985년 9월 17일자로 허여된 미국 특허 제 4,541,871 호; 스탠리(Stanley)의 명의로 1992년 10월 1일자로 공개된 국제 특허 공개공보 제 WO92/16565 호; 타이(Tai)의 명의로 1990년 8월 9일자로 공개된 국제 특허 공개공보 제 WO90/08789 호; 스탠리의 명의로 1993년 3월 18일자로 공개된 국제 특허 공개공보 제 WO93/05080 호; 알렉산더(Alexander)에게 1989년 4월 25일자로 허여된 미국 특허 제 4,824,901 호; 죤슨(Johnson)에게 1989년 1월 17일자로 허여된 미국 특허 제 4,789,861 호; 마키타(Makita)에게 1986년 5월 6일자로 허여된 미국 특허 제 4,587,308 호; 쓰바키모토(Tsubakimoto)에게 1988년 3월 29일자로 허여된 미국 특허 제 4,734,478 호; 기무라(Kimura) 등에게 1992년 11월 17일자로 허여된 미국 특허 제 5,164,459 호; 다멘(Dahmen)의 명의로 1991년 8월 29일자로 공개된 독일 특허 출원 제 4,020,780 호; 및 가트너(Gartner)의 명의로 1992년 10월 21일자로 공개된 유럽 특허 출원 제 509,708 호에 개시되어 있다.
HFAP는 바람직하게는 한 종류로 이루어지지만(즉, 균질함), 중합체 혼합물도 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들어, 전분-아크릴산 그라프트 공중합체 및 부분 중화된 폴리아크릴산의 약간 망상 가교결합된 중합체가 본 발명에 사용될 수 있다.
바람직한 실시양태로 사용되는 HFAP 입자는 광범위한 크기, 형태 및/또는 구조를 가질 수 있다. HFAP 입자는 최대 치수 대 최소 치수의 비가 크지 않으며(예: 과립, 박편, 분말, 입자간 응집물, 입자간 가교결합 응집물 등), 섬유, 발포체 등의 형태를 가질 수 있다. HFAP는 또한 분말성 실리카, 계면활성제, 아교, 결합제 등과 같은 소량의 1종 이상의 첨가제와의 혼합물을 포함할 수 있다. 이 혼합물의 성분들은 하이드로겔 형성 중합체 성분 및 하이드로겔 비형성 중합체 첨가제가 쉽게 물질적으로 분리될 수 없도록 물리적 및/또는 화학적으로 결합될 수 있다.
HFAP는 본질적으로 비공질이거나 실질적인 내부 다공성을 가질 수 있다.
전술한 바와 같은 입자에 있어서, 입경은 체 크기 분석(sieve size analysis)에 의해 결정되는 치수로서 정의된다. 따라서, 예를 들어 710μ의 개구를 갖는 미국 표준 시험 체(예: 25번 유 에스 시리즈 얼터네이트 시브 데지그네이션(No. 25 U. S. Series Alternate Sieve Designation))에 걸리는 입자는 710μ보다 큰 입경을 가지는 것으로 간주되고, 710μ의 개구를 갖는 체를 통과하고 500μ의 개구를 갖는 체(예: 35번 유에스 시리즈 얼터네이트 시브 데지그네이션)에 걸리는 입자는 500 내지 710μ의 입경을 가지는 것으로 간주되며, 500μ의 개구를 갖는 체를 통과하는 입자는 500μ 미만의 입경을 가지는 것으로 간주된다. 하이드로겔 형성 흡수성 중합체 입자의 주어진 샘플의 질량 중간 입경은 질량을 기준으로 샘플을 반으로 나누는 입경으로 정의된다. 즉, 중량을 기준으로 샘플의 절반은 질량 중간 크기보다 작은 입경을 가질 것이며, 샘플의 절반은 질량 중간 크기보다 큰 입경을 가질 것이다. 50% 질량 값이 미국 표준 시험 체의 개구 크기에 일치하지 않을 때는 질량 중간 입경을 결정하기 위해 전형적으로 표준의 입경 그래프화 방법(주어진 체의 개구 크기에 걸리거나 통과하는 입자 샘플의 누적 중량%를 체 개구 크기에 대하여 확률 종이에 그래프로 나타냄)이 사용된다. 하이드로겔 형성 흡수성 중합체 입자의 입경을 결정하는 이러한 방법은 또한 골드만(Goldman) 등에게 1991년 10월 29일자로 허여된 미국 특허 제 5,061,259 호에 기술되어 있다.
바람직한 실시양태에서 유용한 HFAP 입자에 대해, 입경은 일반적으로 약 1 내지 약 2000μ, 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 1000μ이다. 질량 중간 입경은 일반적으로 약 20 내지 약 1500μ, 보다 바람직하게는 약 50 내지 약 1000μ, 보다 더 바람직하게는 약 100 내지 약 800μ이다.
이러한 입경 범위내에서, 빠르거나 느린 흡수 동역학에 대한 필요에 따라 크거나 작은 입자를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 비공질 입자의 경우, 팽윤율은 일반적으로 입경이 증가함에 따라 감소할 것이다. 겔 층 투과도를 증가시키기 위해(즉, 식염수 유동 전도성(Saline Flow Conductivity, SFC) 값을 증가시키기 위해) 크거나 작은 입자를 선택하거나, 벌키한 중합체로부터 크거나 작은 입자의 좁은 크기 분획을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 HFAP의 입자에 대해, 전술한 크기 범위내의 일반적으로 큰 입경을 갖는 좁은 크기 범위의 분획은, 압력하의 성능(Performance Under Pressure, PUP) 용량 및 추출성 중합체의 수준과 같은 그밖의 HFAP 특성이 거의 열화됨이 없이, 보다 큰 SFC 값을 가짐이 밝혀졌다. 따라서, 예를 들어, 약 500 내지 약 710μ 범위의 질량 중간 크기를 갖는 크기 분획을 사용하는 것이 유용할 수 있고, 이때 입자의 최소 질량 분획만이 약 710μ보다 크거나 약 500μ보다 작은 크기를 갖는다. 또 다르게는, 입자가 일반적으로 약 150μ 내지 약 800μ의 크기를 갖는 더 넓은 크기 분획이 유용할 수 있다.
2. 항균제
본 발명의 항균제는 하기 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 포함한다:
화학식 1
상기 식에서,
R1은 탄소수 1 내지 17의 알킬기, 탄소수 2 내지 17의 알케닐기, 탄소수 5 내지 8의 사이클로알킬기, 탄소수 7 내지 9의 바이사이클로알킬기, 사이클로알킬-알킬기(여기서, 알킬기의 탄소수는 1 내지 4이고, 사이클로알킬기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환될 수 있다), 아릴기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 아르알킬기, 알케닐기 탄소수 2 내지 4의 아릴-알케닐기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 아릴옥시알킬기 또는 아릴머캅토알킬기, 벤즈하이드릴기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 페닐설포닐알킬기, 푸릴기 또는 알케닐기 탄소수 2 내지 4의 푸릴알케닐기이고; 상기 아릴 잔기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 니트로기, 시아노기 또는 할로겐 원자로 치환될 수 있고,
R2는 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 2 내지 4의 알케닐기, 할로겐 원자, 페닐기 또는 벤질기이고,
X+는 유기 염기, 알칼리 금속 이온, 암모늄 이온, 알칼리 토금속 이온 또는 2가 내지 4가의 양이온이다.
상기 화학식 1의 화합물의 바람직한 예는, 1-하이드록시-2-피리돈, 1-하이드록시-4-메틸-2-피리돈, 1-하이드록시-6-메틸-2-피리돈, 1-하이드록시-4,6-디메틸-2-피리돈 및 1-하이드록시-4-메틸-6-(2,4,4-트리메틸펜틸)-2-피리돈과 같은 6-알킬 화합물; 1-하이드록시-4-메틸-6-사이클로헥실-2-피리돈, 1-하이드록시-4-메틸-6-(메틸-사이클로헥실)-2-하이드록시-4-메틸-6-(2-바이사이클로[2,2,1]헵틸)-2-피리돈과 같은 6-사이클로헥산 화합물; 1-하이드록시-4-메틸-6-(4-메틸-페닐)-2-피리돈, 1-하이드록시-4-메틸-6-[1-(4-니트로펜옥시)-부틸]-2-피리돈, 1-하이드록시-4-메틸-6-(4-시아노펜옥시메틸)-2-피리돈, 1-하이드록시-4-메틸-6-(페닐설포닐메틸)-2-피리돈 및 1-하이드록시-4-메틸-6-(4-브로모-벤질)-2-p-이리돈과 같은 6-페닐 화합물 등을 포함한다. 이들 중 6-알킬 화합물이 바람직하다.
바람직하게는, 화학식 1의 화합물은 각종 유기 또는 무기 염기의 염으로서도 사용될 수 있다. 이러한 유기 염기의 바람직한 예는, 에탄올아민, 디에탄올아민, N-에틸에탄올아민, 트리에탄올아민, 디에틸아미노에탄올 및 2-아미노-2-메틸프로판디올과 같은 저분자 알칸올 아민; 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 사이클로헥실아민, 벤질아민 및 N-메틸피페라진과 같은 비휘발성 염기; 트리메틸벤질 하이드록사이드와 같은 4급 암모늄 하이드록사이드; 구아니딘 및 이의 유도체, 특히 이들의 알킬화 생성물 등이다. 무기 염기의 예는, 나트륨, 칼륨과 같은 알칼리 금속염, 암모늄 염, 마그네슘, 칼슘과 같은 알칼리 토금속염 및 아연, 알루미늄, 지르코늄과 같은 2가 내지 4가의 양이온 염 등이다. 전술된 염들 중에서, 예를들어 저분자 알칸올아민, 에틸렌디아민과 같은 비휘발성 유기 염 및 알칼리 금속염과 같은 무기 염이 바람직하다.
바람직한 실시양태에 있어서, 항균제는 일본 오사카 소재의 훽스트 제팬 리미티드(Hoechst Japan Limited)사의 상표명 옥토피록스(OCTOPIROX)로 시판중인 피록톤 올아민 [1-하이드록시-4-메틸-6-(2,4,4-트리메틸 펜틸)-2 (1H)-피리돈 모노에탄올아민염이다.
본 발명에 유용한 항균제는 미생물의 증식을 방지하거나 미생물을 사멸시킬 수 있는 임의의 약품을 또한 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 약품은 또한 HFAP에 결합할 수 있으며, 보다 바람직하게는 HFAP의 표면에 결합할 수 있다. 바람직한 항균제는 흡수 제품, 보다 바람직하게는 일회용 흡수 제품에 의해 전형적으로 수집되는 체액에서 전형적으로 발견되는 미생물의 증식을 방지하거나 미생물을 사멸시킬 수 있는 것이다. 바람직한 항균제의 비제한적인 예로는 4급 암모늄 화합물, 페놀계 화합물, 아미드 화합물, 산 화합물, 니트로 화합물 및 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 4급 암모늄 화합물, 산 화합물 및 페놀계 화합물, 보다 더 바람직하게는 4급 암모늄 화합물이 있다.
바람직한 4급 암모늄 화합물의 비제한적인 예로는 2-(3-아닐리노비닐룰)-3,4-디메틸-옥사졸리늄 요오다이드, 알킬이소퀴놀리움 브로마이드, 벤즈알코늄 클로라이드, 벤즈에토늄 클로라이드, 세틸피리듐 클로라이드, 클로르헥시딘 글루코네이트, 클로르헥시딘 하이드로클로라이드, 라우릴 트리메틸 암모늄, 메틸벤즈에토늄 클로라이드, 스테아르트리메틸암모늄 클로라이드, 2,4,5-트리클로로펜옥사이드 및 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 벤즈알코늄 클로라이드 및 클로로헥시딘 글루코네이트, 더욱 더 바람직하게는 벤즈알코늄 클로라이드가 있다.
바람직한 페놀계 화합물의 비제한적인 예로는 벤질 알콜, p-클로로페놀, 클로레오크레졸, 클로로크실레놀, 크레졸, o-키멘-5-올(BIOSOL), 헥사클로로펜, 히노키톨, 이소프로필메틸페놀, 파라벤(메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이소부틸, 이소프로필 및/또는 나트륨 메틸 치환체를 갖는 파라벤), 펜에틸 알콜, 페놀, 펜옥시에탄올, o-피닐페놀, 레조르신, 레조르신 모노아세테이트, 나트륨 파라벤, 나트륨 페놀설포네이트, 티옥솔론, 2,4,4'-트리클로로-2'-하이드록시디페닐 에테르, 아연 페놀설포네이트 및 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 나트륨 파라벤이 있다.
바람직한 아미드 화합물의 비제한적인 예로는 디아졸리디닐 우레아, 2,4-이미다졸리딘디온(하이단토인, HYDANTOIN), 3,4,4'-트리클로로카바닐라이드, 3-트리플루오로메틸-4,4'-디클로로카바닐라이드, 운데실렌산 모노에탄올아미드 및 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 디아졸리디닐 우레아 및 2,4-이미다졸리딘디온, 보다 더 바람직하게는 2,4-이미다졸리딘디온이 있다.
바람직한 산 화합물의 비제한적인 예로는 벤조에이트, 벤조산, 시트르산, 디하이드로아세트산, 칼륨 소르베이트, 나트륨 시트레이트, 나트륨 디하이드로아세테이트, 나트륨 살리실레이트, 나트륨 살리실산, 소르브산, 운데실렌산, 아연 운데실레네이트 및 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 벤조산, 시트르산, 살리실산 및 소르브산, 보다 더 바람직하게는 시트르산 및 소르브산이 있다.
바람직한 니트로 화합물의 비제한적인 예로는 2-브로모-2-니트로-2,3-프로판디올(브로노폴, BRONOPOL), 메틸디브로모 글루타로니트릴 및 프로피울렌 글리콜(머가드, MERGUARD), 및 이들의 혼합물이 있다.
항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체의 제조방법
본 발명은 또한 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체의 제조방법에 관한 것이다. 이 방법은 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 포함하는 항균제를 HFAP에 적용하는 단계를 포함한다. 바람직한 실시양태에 있어서, HFAP는 전술된 바와 같이 입자의 형태로 존재한다. 따라서, 바람직한 실시양태에 있어서, 항균제를 HFAP에 적용하는 단계를 입자 형태의 HFAP위에서 수행한다. 본원에서 사용되는 용어 "적용하는"은 하나 이상의 입자의 표면 영역의 적어도 일부가 항균제를 가짐을 뜻한다. 따라서, 항균제는 일부의 입자, 모든 입자, 일부의 입자 또는 모든 입자의 표면의 일부, 또는 일부의 입자 또는 모든 입자의 전체 표면에 적용되어, 대부분, 바람직하게는 모든 입자의 전체 표면이 항균제로 피복될 수 있다. 항균제는 한 물질을 다른 물질에 적용(예: 피복)하는데 사용되는 임의의 다양한 기술 및 장치에 의해 적용될 수 있다. 항균제가 액체의 형태로 존재하는 다른 양태에 있어서, 항균제는 액체를 한 물질에 적용하는데 사용되는 임의의 다양한 기술 및 장치에 의해 적용(예: 입자에 피복됨)될 수 있다.
바람직한 실시양태에 있어서, 항균제는 전술된 바와 같이 미생물의 증식을 방지하거나 미생물을 사멸시킬 수 있는 추가의 약품을 또한 포함한다. 바람직한 실시양태에 있어서, 항균제를 HFAP에 적용하는 단계는 상기 추가의 약품과 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 혼합하는 단계 및 생성된 혼합물을 입자에 적용하는 단계를 포함한다. 당해 분야에 공지된 각종 혼합기 또는 반죽기를 포함하는 다양한 기술 및 장치를 사용하여 상기 혼합을 수행할 수 있다. 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체 또는 상기 혼합물은 하기에 "항균제"로 또한 지칭될 수 있음을 주목해야 한다.
보다 바람직한 실시양태에 있어서, 항균제를 HFAP에 적용하는 단계는 용매에 항균제를 용해시켜 용액을 만드는 단계 및 생성된 용액을 입자에 적용하는 단계를 포함한다. 당해 분야에 공지된 용매에 물질을 용해시키기 위해 사용되는 임의의 다양한 기술 및 장치에 의해 항균제를 용매에 용해시킬 수 있다. 한 양태로, 유기 또는 무기 용매를 용매로 사용한다. 바람직하게는, 용액 중 항균제의 농도는 약 2 내지 25중량%, 보다 바람직하게는 약 5 내지 15중량%이다.
특정한 실시양태에서, 유기 용매에 불용성인 항균제가 사용될 수 있다. 보다 바람직한 실시양태에서, 극성 유기 용매가 용매로서 사용된다. 이러한 실시양태에서, 친수성 유기 용매와 물의 혼합 용매가 항균제의 용매로서 사용된다. 바람직한 유기 용매의 비제한적인 예로는 저분자량의 알콜(예: 메탄올, 에탄올 또는 프로판올), 아세톤, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 헥실메틸인산 트리아미드(HMPT) 및 이들의 혼합물이 있다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 헥산, 톨루엔, 크실렌 및 벤젠과 같은 비극성 용매를 유기 용매의 하나로서 사용할 수 있다.
용액을 제조한 후, 입자에 용액을 적용하여 혼합물을 만든다. 보다 구체적으로, 일정량의 용액을 HFAP의 입자에 적용하여 혼합물을 만든다. 액체 혼합물을 흡수성 겔화 입자에 코팅하거나, 덤핑(dumping)하거나, 유입하거나, 적하하거나, 분사하거나, 분무하거나, 축합시키거나 침지하는 것을 비롯한, 용액을 물질에 적용하는데 사용되는 각종 기법 및 장치에 의해 적용하여, HFAP를 항균제로 부분 코팅 또는 완전 코팅시킬 수 있다. 따라서, 혼합물에서, 용액은 HFAP의 표면 영역의 일부 이상에 존재하게 된다(즉, 코팅된다). 바람직하게는, 용액은 HFAP 입자의 모든 표면에 존재하게 된다.
효능있는 항균성을 나타내기에 충분한 항균제의 양은 HFAP의 화학 조성 및 HFAP의 물리적 형태(예: HFAP의 입경), 및 항균제의 화학조성과 분자량 뿐 아니라 항균제를 적용하는 방법과 같은 다수의 인자에 따라 달라질 수 있다.
바람직한 양태에 있어서, 상기 방법은 혼합물로부터 적어도 용매의 일부를 제거하는 단계를 또한 포함한다. 바람직하게는, 혼합물로부터 용매를 약 80% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상, 가장 바람직하게는 약 100% 제거한다. 용매의 제거는 증발, 여과, 세척 또는 이들의 조합을 비롯한, 액체-고체 혼합물로부터 액체를 분리 또는 제거하는데 사용되는 각종 기법 및 장치에 의해 행할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 항균제는 HFAP입자의 표면 가교결합 처리 이후에 HFAP에 적용된다. 다른 한편으로, 다른 실시양태에서 항균제는 HFAP의 표면 가교결합 처리 이전에 HFAP에 적용된다. 또한, 또 다른 실시양태에서 항균제의 적용 및 가교결합 처리는 동시에 수행될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 생성된 A-HFAP는 다양한 형태 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, A-HFAP는 전형적으로 입자, 시이트, 필름, 실린더, 블록, 섬유, 필라멘트 또는 기타 형상을 갖는 요소의 형태를 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, A-HFAP은 미립자이다.
항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 사용하는 흡수 제품
본 발명에 따른 A-HFAP는 다양한 용도에 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, A-HFAP는 포장 용기, 약물 투여 장치, 상처 청결 장치, 화상 치료 장치, 이온 교환 칼럼 물질, 건축 자재, 농업용 또는 원예농업용 물질(예: 종묘판 또는 보습 물질) 및 산업용 용도(예: 슬러지 또는 오일 탈수제), 이슬 형성 방지용 물질, 건조제 및 습기 조절 물질에 사용될 수 있다.
본 발명의 A-HFAP의 독특한 흡수성 및 항균성 때문에, A-HFAP는 흡수 제품, 특히 일회용 흡수 제품의 흡수 코어로서 사용하기에 특히 적합하다. 본원에 사용된 "흡수 제품"이란 용어는 체액을 흡수 및 함유하는 제품을 말하며, 보다 구체적으로는 착용자의 신체에 마주 대하여 또는 근접하게 위치되어 신체로부터 배출되는 각종 유체를 흡수 및 함유하는 제품을 말한다.
일반적으로, 흡수 제품은 (a) 착용자의 신체에 인접하여 위치되는 액체 투과성 상면시이트; (b) 착용자의 신체로부터 떨어져 있고 착용자의 의복에 인접하여 위치되는 액체 불투과성 배면시이트; 및 (c) 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치된 흡수 코어를 포함한다. 흡수 코어는 전술한 본 발명의 A-HFAP를 적어도 하나 포함한다. 바람직하게는, 흡수 코어는 A-HFAP가 부착되어 있는 기재 웹을 추가로 포함한다. 다르게는, 흡수 코어는 A-HFAP를 둘러 싸는 엔벨로프(envelope) 웹을 추가로 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 흡수 코어는 2층의 티슈를 추가로 포함하는데, 이 2층의 티슈 사이에 A-HFAP가 분포되어 있다.
바람직하게는, 흡수 코어내의 A-HFAP는 A-HFAP 1㎡당 약 60 내지 약 1500g, 보다 바람직하게는 약 100 내지 약 1000g, 가장 바람직하게는 약 150 내지 약 500g의 기본 중량을 갖는다.
바람직한 실시양태에서, 흡수 코어 또는 흡수 부재는 섬유 또는 플러프 펄프(섬유상 물질 또는 섬유 물질), 보다 구체적으로는 비흡수성 겔화 섬유를 추가로 포함한다. 이러한 섬유 물질은 흡수 코어에서 보강 부재로서 사용되어 코어의 유체 취급성을 개선시킬 뿐만 아니라, 흡수성 중합체의 조흡수제로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 흡수 코어 또는 흡수 부재는 A-HFAP를 약 40 내지 약 100중량% 및 A-HFAP내에 분포된 비흡수성 겔화 섬유 물질을 약 0 내지 약 60중량% 포함한다.
바람직한 실시양태에서, A-HFAP의 농도는 코어 또는 흡수 부재의 적어도 한 영역에서 40중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 60 내지 100중량%이다. 보다 바람직한 실시양태에서, 흡수 부재는 A-HFAP가 분포되어 있는 섬유상 매트릭스를 포함한다.
통상의 흡수 제품에 사용하기에 적합한 섬유 물질은 어느 유형의 것이나 본 발명의 흡수 코어 또는 흡수 부재에 사용될 수 있다. 이러한 섬유 물질의 구체적인 예로는 셀룰로즈 섬유, 개선된 셀룰로즈 섬유, 레이온, 폴리프로필렌 및 폴리에스테르 섬유(예: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(다크론, DACRON), 친수성 나일론(하이드로필, HYDROFIL)) 등이 있다. 본 발명에 사용하기 위한 그밖의 섬유 물질의 예로는, 예를 들어 폴리올레핀(예: 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌), 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 계면활성제 처리되거나 실리카 처리된 열가소성 섬유와 같은 친수화된 소수성 섬유가 있다. 사실상, 친수화된 소수성 섬유는 그 자체로 매우 흡수성이지는 않아서 통상의 흡수 구조체에 사용하기에 충분한 흡수 용량을 갖는 웹을 제공하지 못하지만, 우수한 흡상성 때문에 흡수 코어에 사용하기에 적합하다. 이것은, 본 발명의 흡수 코어의 경우, 흡수 코어의 고속의 유체 흡수속도 및 겔 차단 특성의 부재로 인하여 섬유의 흡상성이 섬유 물질 자체의 흡수 용량보다는 중요하지 않아도 섬유의 흡상성 만큼은 중요하기 때문이다. 본 발명에서 흡수 코어의 섬유 성분으로서 사용하기에 합성 섬유가 일반적으로 바람직하다. 가장 바람직한 것은 폴리올레핀 섬유, 바람직하게는 폴리에틸렌 섬유이다.
본 발명의 특정 흡수 코어 또는 흡수 부재에 유용할 수 있는 그밖의 셀룰로즈성 섬유 물질은 화학적으로 강화된 셀룰로즈성 섬유이다. 바람직한 화학적으로 강화된 셀룰로즈성 섬유는 가교결합제에 의해 셀룰로즈 섬유를 내부적으로 가교결합시킴으로써 제조될 수 있는 강화되고, 꼬이고, 컬링된 셀룰로즈성 섬유이다. 본 발명의 친수성 섬유 물질로서 유용한 적합한 강화되고, 꼬이고, 컬링된 셀룰로즈성 섬유는 딘(Dean) 등에게 1989년 12월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,888,093 호, 헤론(Herron) 등에게 1989년 12월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,889,595 호, 쇼겐(Schoggen) 등에게 1989년 12월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,889,596 호, 부어본(Bourbon) 등에게 1989년 12월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,889,597 호 및 무어(Moore) 등에게 1990년 2월 6일자로 허여된 미국 특허 제 4,898,642 호에 보다 상세히 기술되어 있다.
일회용 흡수 제품의 바람직한 실시양태는 기저귀이다. 본원에 사용된 "기저귀"란 용어는 착용자의 하반신 주위에 착용되는 유아 및 요실금자가 일반적으로 착용하는 가멘트를 말한다. 흡수 코어를 포함하는 기저귀에 바람직한 기저귀 형태는 부엘(Buell)에게 1975년 1월 14일자로 허여된 미국 특허 제 3,860,003 호에 일반적으로 기술되어 있다. 본원의 일회용 기저귀에 바람직한 또 다른 바람직한 형태는 또한 아지즈(Aziz) 등에게 1989년 2월 28일자로 허여된 미국 특허 제 4,808,178 호, 로손(Lawson)에게 1987년 9월 22일자로 허여된 미국 특허 제 4,695,278 호, 포어맨(Foreman)에게 1989년 3월 28일자로 허여된 미국 특허 제 4,816,025 호, 부엘 등에게 1992년 9월 29일자로 허여된 미국 특허 제 5,151,092 호 및 1996년 10월 29일자로 부엘등에게 허여된 미국 특허 제 5,569,234 호에 개시되어 있다.
본 발명의 흡수 제품의 바람직한 실시양태는 도 1에 도시된 일체형 일회용 흡수 제품인 기저귀(20)이다. 도 1은 펼쳐진, 수축되지 않은 상태(즉, 탄성으로 인한 수축이 제거된 상태)의 기저귀(20)의 평면도로서, 기저귀(20)의 구조를 더 분명하게 나타내기 위하여 구조체의 일부를 절단하였고, 기저귀(20)의 일부는 착용자를 향하며, 내면(40)은 관찰자를 향한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기저귀(20)는 바람직하게는 액체 투과성 상면시이트(24), 상면시이트에 연결된 액체 불투과성 배면시이트(26) 및 상면시이트(24)와 배면시이트(26)의 사이에 위치된 흡수 코어(28)를 포함하는 봉쇄 조립체(22)를 포함한다. 흡수 코어(28)는 한쌍의 대향 종방향 가장자리(60), 내면(62) 및 외면(64)을 갖는다. 기저귀는 바람직하게는 측면 패널(30); 탄성화된 다리 커프스(32); 탄성화된 허리밴드(34); 및 바람직하게는 한쌍의 고정 부재(37)와 랜딩(landing) 부재(38)를 포함하는 패스닝(fastening) 시스템(36)을 추가로 포함한다.
도 1에서 기저귀(20)는 내면(40)(도 1에서 관찰자를 향함), 내면(40) 반대쪽의 외면(42), 후방 허리 영역(44), 후방 허리 영역(44) 반대쪽의 전방 허리 영역(46), 후방 허리 영역(44)과 전방 허리 영역(46) 사이에 위치된 가랑이 영역(48), 및 기저귀(20)의 외부 둘레 또는 가장자리(측면 가장자리는 (50)으로 표시되며 말단 가장자리는 (52)로 표시됨)에 의해 한정되는 주변부를 갖는 것으로 도시되어 있다. 기저귀(20)의 내면(40)은 사용되는 동안 착용자의 신체에 인접하여 위치되는 기저귀(20)의 일부를 포함한다(즉, 내면(40)은 일반적으로 상면시이트(24)의 적어도 일부 및 상면시이트(24)에 연결된 다른 구성요소에 의해 형성됨). 외면(42)은 착용자의 신체로부터 멀리 떨어져 있는 기저귀(20)의 부분을 포함한다(즉, 외면(42)은 일반적으로 배면시이트(26)의 적어도 일부 및 배면시이트(26)에 연결된 다른 구성요소에 의해 형성됨). 본원에 사용된 "연결"이란 용어는 한 요소를 다른 요소에 직접 부착시킴으로써 한 요소를 다른 요소에 직접 고정시키는 형태 및 한 요소를 중간 부재(들)에 부착시킨 다음, 이를 다른 요소에 부착시킴으로써 한 요소를 다른 요소에 간접 고정시키는 형태를 포함한다. 후방 허리 영역(44) 및 전방 허리 영역(46)은 주변부의 말단 가장자리(52)로부터 가랑이 영역(48)으로 연장된다.
기저귀(20)는 또한 두 중심선, 즉 종방향 중심선(100) 및 횡방향 중심선(110)을 갖는다. 본원에 사용된 "종방향"이란 용어는 착용자가 기저귀(20)를 착용하고 서 있을 때 그를 좌반신과 우반신으로 이분하는 수직면에 전체적으로 정렬된(예: 거의 평행한) 기저귀(20) 면내의 선, 축 또는 방향을 말한다. 본원에 사용된 "횡방향" 및 "측방향"이란 용어는 바꿔 사용할 수 있으며, 전체적으로 종방향에 수직인 기저귀 면(착용자를 전반신 및 후반신으로 나눔)내에 있는 선, 축 또는 방향을 말한다.
도 1에서, 기저귀(20)의 봉쇄 조립체(22)는 기저귀(20)의 본체(몸체)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 봉쇄 조립체(22)는 바람직하게는 상면시이트(24), 배면시이트(26), 및 한쌍의 대향 종방향 가장자리(60), 내면(62) 및 외면(64)을 갖는 흡수 코어(28)를 포함한다. 내면(62)은 일반적으로 착용자의 신체를 향하며, 외면(64)은 일반적으로 착용자의 신체로부터 반대쪽을 향한다. 흡수 제품이 별개의 홀더 및 라이너를 포함하는 경우, 봉쇄 조립체(22)는 일반적으로 홀더 및 라이너를 포함한다(즉, 봉쇄 조립체(22)는 홀더를 한정하는 1개 이상의 물질 층을 포함하며, 라이너는 상면시이트, 배면시이트 및 흡수 코어와 같은 흡수 복합체를 포함한다). 일체성 흡수 제품에 있어서, 봉쇄 조립체(22)는 바람직하게는 복합 기저귀 구조체를 형성하도록 부가되는 그밖의 특징을 갖는 기저귀의 상면시이트(24), 배면시이트(26) 및 흡수 코어(28)를 포함한다.
바람직한 실시양태에 있어서, 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)는 흡수 코어(28)보다 일반적으로 큰 길이 및 나비 치수를 갖는다. 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)는 흡수 코어(28)의 가장자리 너머로 연장되어 기저귀(20)의 주변부를 형성한다. 상면시이트(24), 배면시이트(26) 및 흡수 코어(28)는 널리 공지된 각종 형태로 조립될 수 있지만, 봉쇄 조립체 형태의 예는, 본원에 참고로 인용되는, 부엘(Kenneth B. Buell)에게 1975년 1월 14일자로 허여된, "일회용 기저귀용의 수축성 측부"(Contractible Side Portions for Disposable Diaper)란 명칭의 미국 특허 제 3,860,003 호 및 부엘에게 1992년 9월 29일자로 허여된, "미리 배치된 탄성의 가요성 힌지를 갖는 동적 탄성 허리 특징부를 갖는 흡수 제품"(Absorbent Article With Dynamic Elastic Waist Feature Having A Predisposed Resilient Flexural Hinge)이란 명칭의 미국 특허 제 5,151,092 호에 전반적으로 기술되어 있다.
흡수 코어(28)는 일반적으로 압축가능하고 밀착성이며 착용자의 피부에 비자극성이고 액체(예: 뇨) 및 그밖의 특정 신체 분비물을 흡수 및 보유할 수 있는 임의의 흡수 부재일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 흡수 코어(28)는 가멘트 대향 측부, 신체 대향 측부, 한쌍의 측부 가장자리 및 한쌍의 허리 가장자리를 갖는다. 흡수 코어(28)는 다양한 크기 및 형태(예: 직사각형, 모래시계형, T-형 및 비대칭형 등)로 제조될 수 있고, 본 발명의 A-HFAP를 포함하는 것 외에, 통상적으로 일회용 기저귀에 사용되는 다양한 액체-흡수성 물질, 및 일반적으로 에어펠트(airfelt)라고 지칭는 분쇄된 목재 펄프와 같은 다른 흡수 제품을 포함할 수도 있다. 기타 적합한 흡수성 물질의 예로는 크레이핑된(creped) 셀룰로즈 와딩(wadding); 코폼(coform)을 포함하는 용융취입된 중합체; 화학적으로 강화되거나, 개질되거나 또는 가교결합된 셀룰로즈성 섬유; 티슈 랩 및 티슈 라미네이트를 비롯한 티슈; 흡수성 발포체; 흡수성 스폰지; 초흡수성 중합체; 흡수성 겔화 물질; 또는 이와 동등한 물질 또는 이들의 조합물이 있다.
흡수 코어(28)의 형태와 구조도 또한 변할 수 있다(예: 흡수 코어는 변화하는 캘리퍼스 대역, 친수성 구배, 초흡수성 구배 또는 더 낮은 평균 밀도와 평균 기본 중량의 포획 대역을 갖거나, 또는 1개 이상의 층 또는 구조체를 포함할 수도 있음). 또한, 흡수 코어(28)의 크기 및 흡수 용량도 유아에서 성인에 이르는 착용자에 맞도록 변할 수 있다. 그러나, 흡수 코어의 전체 흡수 용량은 기저귀(20)의 설계 하중과 의도하는 용도에 따라야 한다.
기저귀(20)의 한 실시양태는 전방 허리 영역에서는 귀모양이지만 후방 허리 영역에서는 전체적으로 직사각형인 비대칭의 개질된 T형 흡수 코어(28)를 갖는다. 널리 인정되고 상업적인 성공을 거둔 흡수 코어(28)로서 사용하기 위한 흡수 구조체의 예는 웨이즈맨(Weisman) 등에게 1986년 9월 9일자로 허여된 "고밀도의 흡수 구조체"(High Density Absorbent Structures)란 명칭의 미국 특허 제 4,610,678 호; 웨이즈맨 등에게 1987년 6월 16일자로 허여된 "이중층의 코어를 갖는 흡수 제품"(Absorbent Articles With Dual-Layered Cores)이란 명칭의 미국 특허 제 4,673,402 호; 앙스타트(Angstadt)에게 1989년 12월 19일자로 허여된 "집진 층을 갖는 흡수 코어"(Absorbent Core Having A Dusting Layer)란 명칭의 미국 특허 제 4,888,231 호 및 알레마니(Alemany) 등에게 1989년 5월 30일자로 허여된 "저밀도 및 낮은 기본 중량의 포획 대역을 갖는 고밀도의 흡수 부재"(High Density Absorbent Members Having Lower Density and Lower Basis Weight Acquisition Zones)란 명칭의 미국 특허 제 4,834,735 호에 기술되어 있다. 흡수 코어는 또한 알레마니 등에게 1993년 8월 10일자로 허여된 "탄성 허리 특징부 및 향상된 흡수성을 갖는 흡수 제품"(Absorbent Article With Elastic Waist Feature and Enhanced Absorbency)이란 명칭의 미국 특허 제 5,234,423 호 및 영(Young), 라봉(LaVon) 및 테일러(Taylor)에게 1992년 9월 15일자로 허여된 "요실금자를 위한 고효율의 흡수 제품"(High Efficiency Absorbent Articles For Incontinence Management)이란 명칭의 미국 특허 제 5,147,345 호에 기술된 바와 같이, 흡수성 저장 코어위에 위치한 화학적으로 강화된 섬유의 포획/분배 코어를 함유하는 이중 코어 시스템을 포함한다.
상면시이트(24)는 바람직하게는 흡수 코어(28)의 신체 대향 측부에 인접하게 위치하며, 바람직하게는 당업계에 널리 공지된 것과 같은 부착 수단(도시되지 않음)에 의해 배면시이트(26)에 연결된다. 적합한 부착 수단은 배면시이트(26)와 흡수 코어(28)의 연결에 대해 기술된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)는 기저귀 주변부에서 서로 직접 연결되며, 이들은 적합한 부착 수단에 의해 흡수 코어(28)에 직접 연결됨으로써 서로 간접 연결된다.
상면시이트(24)는 바람직하게는 유연하고, 부드러운 감촉을 가지며, 착용자의 피부에 비자극성이다. 또한, 상면시이트(24)는 바람직하게는 액체 투과성이어서 그 두께를 통하여 액체(예: 뇨)를 쉽게 투과시킨다. 적합한 상면시이트(24)는 천공성형된 물질을 포함하는 직물 및 부직물 물질; 천공성형된 열가소성 필름, 천공된 플라스틱 필름, 및 하이드로포밍(hydroforming)된 열가소성 필름과 같은 중합체 물질; 다공성 발포체; 망상 발포체; 망상 열가소성 필름; 및 열가소성 스크림(scrim)과 같은 광범위한 물질로부터 제조될 수도 있다. 적합한 직물 및 부직물은 천연 섬유(예: 목재 섬유 또는 면 섬유), 합성 섬유(예: 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 섬유) 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 조합물로 이루어질 수 있다. 상면시이트(24)는 바람직하게는 상면시이트(24)를 통과하여 흡수 코어(28)에 함유된 액체로부터 착용자의 피부를 분리하는(즉, 재습윤을 방지하는) 소수성 물질로 이루어진다. 상면시이트(24)가 소수성 물질로 이루어진 경우, 액체가 상면시이트를 통해 더 신속하게 이동하도록 상면시이트의 적어도 상부 표면을 친수성으로 처리한다. 이로 인해 신체 분비물이 상면시이트(24)를 지나 흡수 코어(28)에 흡수되지 않고 상면시이트(24)에서 흘러내리는 경향을 줄인다. 상면시이트(24)는 계면활성제로 처리되어 친수성으로 될 수 있다. 상면시이트(24)를 계면활성제로 처리하기에 적합한 방법으로는 상면시이트(24) 물질에 계면활성제를 분무하는 방법 및 상면시이트 물질을 계면활성제에 침지하는 방법이 있다. 이러한 처리방법 및 친수성에 대한 더 상세한 논의는 레이징(Reising) 등에게 1991년 1월 29일자로 허여된, "다층의 흡수층을 갖는 흡수 제품"(Absorbent Articles with Multiple Layer Absorbent Layers)이란 명칭의 미국 특허 제 4,988,344 호 및 레이징에게 1991년 1월 29일자로 허여된, "신속하게 포획하는 흡수 코어를 갖는 흡수 제품"(Absorbent Articles with Rapid Acquiring Absorbent Cores)이란 명칭의 미국 특허 제 4,988,345 호에 기술되어 있다.
바람직한 실시양태에 있어서 상면시이트는 천공 성형된 필름을 포함한다. 천공 성형된 필름 물질은 신체 분비물에 투과성이고 비흡수성이며 액체가 역으로 통과하여 착용자의 피부를 재습윤시키는 경향을 감소시키기 때문에 상면시이트에 바람직하다. 따라서, 신체와 접촉하는 성형 필름의 표면은 건조한 채로 남아있게 되어, 신체의 오염이 감소되고 착용자에게 더 편안한 감촉을 주게 된다. 적합한 성형 필름은 톰슨(Thompson)에게 1975년 12월 30일자로 허여된, "끝으로 갈수록 가늘어지는 모세관을 갖는 흡수 구조체"(Absorptive Structures Having Tapered Capillaries)란 명칭의 미국 특허 제 3,929,135 호; 뮬란(Mullane) 등에게 1982년 4월 13일자로 허여된, "내오염성 상면시이트를 갖는 일회용 흡수제품"(Disposable Absorbent Article Having A Stain Resistant Topsheet)이란 명칭의 미국 특허 제 4,324,246 호; 라델(Radel) 등에게 1982년 8월 3일자로 허여된 "섬유와 같은 특성을 나타내는 탄성 플라스틱 웹"(Resilient Plastic Web Exhibiting Fiber-like Properties)이란 명칭의 미국 특허 제 4,342,314 호; 아르 등에게 1984년 7월 31일자로 허여된, "비광택성 가시 표면 및 직물과 같은 조직감을 나타내는 거시적으로 팽창된 3차원의 플라스틱 웹"(Macroscopically Expanded Three-Dimensional Plastic Web Exhibiting Non-Glossy Visible Surface and Cloth-Like Tactile Impression)이란 명칭의 미국 특허 제 4,463,045 호; 및 베어드(Baird)에게 1991년 4월 9일자로 허여된, "다층 중합체 필름"(Multilayer Polymeric Film)이란 명칭의 미국 특허 제 5,006,394 호에 기술되어 있다.
다른 바람직한 양태에 있어서, 상면시이트는 천공성형된 부직물을 포함한다. 천공성형된 부직물은 신체 분비물에 투과성이므로 상면시이트로 바람직하다. 적합한 성형된 부직물은 1989년 6월 20일자로 수즈키(Suzuki) 등에게 허여된 "개구로 패턴화된 부직물 섬유"(Nonwoven Fabric Patterned With Apertures)라는 명칭의 미국 특허 제 4,840,829 호에 기술되어 있다.
배면시이트(26)는 일반적으로 착용자의 피부로부터 떨어져 위치한 기저귀(20)의 일부로서, 흡수 코어(28)에 흡수되고 함유된 분비물이 기저귀(20)와 접촉하는 제품(예: 침대 시이트 및 언더가멘트)을 습윤시키는 것을 방지한다. 따라서, 배면시이트(26)는 바람직하게는 액체(예: 뇨)에 대하여 불투과성이고, 바람직하게는 얇은 가소성 필름으로부터 제조되지만, 그밖의 가요성 액체 불투과성 물질도 사용될 수 있다. (본원에 사용된 "가요성"이란 용어는 유연하고, 인체의 전체적인 형태와 윤곽에 쉽게 일치하는 물질을 말한다.) 그러나, 배면시이트(26)는 기저귀(20)로부터 증기가 빠져나가는 것을 바람직하게 허용한다. 바람직한 양태에 있어서, 거대다공성 폴리에틸렌 필름이 가소성 필름용으로 사용된다. 적합한 거대다공성 폴리에틸렌 필름은 일본 나고야 소재의 미츠이 토아츠 케미칼스 인코포레이션(Mitsui Toatsu Chemicals Inc)사의 상표명 에스포이어 노우(Espoir No)로 시판중이다. 배면시이트(26)에 적합한 물질은 약 0.012mm 내지 약 0.051mm(약 0.5mil 내지 약 2.0mil)의 두께를 갖는, 바람직하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함하는 열가소성 필름이다.
배면시이트(26)는 전술한 필름과 같은 단일 부재를 포함하거나 또는 함께 연결되어 배면시이트(26)를 형성하는 다수의 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 배면시이트는 한 필름 또는 다른 부재를 포함하는 중앙 영역(74), 및 동일하거나 상이한 필름 또는 다른 물질을 포함하는, 중앙 영역(74)에 연결된 하나 이상의 외부 영역(76)을 가질 수 있다. 하나의 바람직한 실시양태에서, 배면시이트(26)는 액체 불투과성의 비천공된 필름을 포함하는 중앙 영역(76) 및 공기 투과성의 천공 필름을 포함하는 2개의 대향 외부 영역(76)을 포함한다. 이러한 배면시이트의 임의의 부분들을 연결하는 수단은 접착제 결합, 열 결합, 압력 결합, 열 및 압력 결합 및 초음파 결합과 같은 당업계에 공지된 수단을 포함할 수도 있다. 또한, 배면시이트(26)는 서로 연결된 임의의 수의 물질 층을 포함하여 라미네이트를 형성할 수도 있다. 배면시이트(26)가 라미네이트인 경우, 층들은 배면시이트 전체에 걸쳐 균일할 필요가 없다. 예를 들어, 배면시이트(26)의 중앙 영역(74)은 외부 영역(76)보다 많은 층 또는 상이한 물질 층을 포함할 수도 있다.
바람직한 실시양태에 있어서, 배면시이트(26)는 외향면 및 신체 대향면을 갖는 가소성 필름(도시되지 않음), 및 라미네이트를 형성하기 위해 상기 가소성 필름의 외향면에 연결된 부직물 웹(도시되지 않음)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 부직물 웹은 기저귀(20)의 최외곽 부분을 적어도 일부 덮는다. 보다 바람직하게는, 부직물 웹은 기저귀(20)의 최외곽 부분의 70% 이상을 덮는다. 상기 부직물 웹은 당해분야에 공지된 임의의 적합한 부착 수단에 의해 가소성 필름에 연결될 수 있다. 예컨대, 부직물 웹은 균일한 연속성의 접착제 층, 패턴화된 접착제 층, 또는 접착제의 개별적인 라인, 나선, 또는 점배열에 의해 가소성 필름에 고정될 수 있다. 적합한 접착제는, 일본 오사카 소재의 니타 핀들레이 캄파니 리미티드(Nitta Findley Co. Ltd.)사의 상표명 H-2476-01으로 시판중인 고온용융된 접착제, 및 일본 오사카 소재의 에이치. 비. 풀러 제팬 캄파니 리미티드(H.B. Fuller Japan Co. Ltd.)사의 상표명 JM-6064로 시판중인 고온용융된 접착제를 포함한다. 바람직하게는, 부직물 웹 및 가소성 필름 사이에 적용되는 접착제의 밀도는 약 0.05g/㎡ 내지 약 7.0g/㎡, 보다 바람직하게는 약 0.1g/㎡ 내지 약 5.0g/㎡, 보다 바람직하게는 약 0.2g/㎡ 내지 약 1.5g/㎡이다.
바람직하게는, 부직물 웹은 가소성 필름의 외향면(70) 모두 또는 실질적으로 모두를 덮을 수 있거나, 불연속성의 소정의 부분만을 덮을 수 있다. 바람직한 양태에 있어서, 부직물 웹은 가소성 필름 모두 또는 실질적으로 모두를 덮어 옷감과 같은 느낌의 기저귀를 제공한다. 또한, 상기 부직물 웹은 훅 및 루프형 패스너를 갖는 훅이 달린 저 비용의 랜딩 대역을 갖는 기저귀를 제공한다. (이러한 랜딩 대역은 주요 패스닝 시스템의 일부로서 또는 더러워진 기저귀를 처리하기 위한 수단으로서 사용될 수 있다.)
보다 바람직한 양태에 있어서, 가소성 필름은 봉쇄 조립체 영역(22)내에서만 존재(측부 패널 영역(30)에 존재하지 않는다)하지만, 부직물 웹은 봉쇄 조립체 영역(22) 및 측부 패널 영역(30) 둘다에 존재한다. 부직물 웹은 가소성 필름의 외향면(70) 모두를 덮는다.
부직물 웹은 바람직하게는 공기 투과성이다. 부직물 웹은 천연 섬유(예: 면 또는 목재 섬유)를 포함하거나, 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 또한, 부직물 웹은 카딩, 스펀용융, 용융취입 또는 공기 통과 결합되거나 임의의 다른 특성을 갖거나 또는 당해 분야에 공지된 임의의 방식으로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 부직물 웹은 열가소성 물질을 기저귀의 다른 구성요소에 열 결합시키기에 충분한 열가소성 물질로 구성된다.
특히 바람직한 부직물 웹은 스펀결합된 부직물 웹, 바람직하게는 이중 구성요소의 섬유로 제조된다. 바람직하게는, 상기 이중 구성요소 섬유는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 함유한다. 보다 바람직하게는, 이중 구성요소 섬유로는 폴리프로필렌를 갖는 코어 및 폴리에틸렌을 갖는 시이드(sheath)이다. 바람직한 실시양태에 있어서, 이중 구성요소 섬유는 폴리에틸렌을 약 55중량% 내지 약 95중량% 갖는다. 가장 바람직하게는, 이중 구성요소 섬유는 폴리에틸렌을 약 70중량% 내지 약 90중량% 갖는다.
바람직한 실시양태에 있어서, 스펀 결합된 부직물 웹은 스펀결합된 이중 구성요소의 가소성 섬유의 섬유 방향이 일회용 기저귀(20)의 종방향으로 배열되도록 일회용 기저귀(20)에 위치된다. 바람직하게는, 상기 스펀 결합된 부직물 웹의 인장 강도는 80gf/㎝ 이상, 보다 바람직하게는 일회용 기저귀(20)의 횡방향으로 180gf/㎝ 이상이다.
다르게는, 바람직한 부직물 웹은 카딩된 부직물 웹이고, 바람직하게는 이중 구성요소의 섬유로 제조된다. 바람직하게는, 이중 구성요소의 섬유는 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 함유한다. 바람직하게는, 이중 구성요소의 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 갖는 코어 및 폴리에틸렌을 갖는 시이드를 갖는다. 바람직한 실시양태에 있어서, 이중 구성요소의 섬유는 폴리에틸렌을 약 50중량% 내지 약 95중량% 갖는다. 가장 바람직하게는, 이중 구성요소의 섬유는 폴리에틸렌을 약 55중량% 내지 약 95중량% 갖는다.
또다른 실시양태에 있어서, 이중 구성요소의 섬유는 상이한 형태의 폴리프로필렌을 함유할 수 있다. 보다 바람직하게는, 이중 구성요소의 섬유는 고융점의 폴리프로필렌를 갖는 코어 및 저융점의 폴리에틸렌을 갖는 시이드를 갖는다.
바람직한 실시양태에 있어서, 부직물 웹은 일본 기푸 소재의 하빅스 캄파니 리미티드(Havix Co. Ltd.)사의 상표명 E-2341로 시판중인 카딩된 부직물 웹이다. 부직물 웹은 폴리에틸렌(PE) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 이중 구성요소 섬유로 제조된다. PE/PET의 비는 약 60/40이다. PE/PET의 이중 구성요소 섬유의 치수는 2d×51㎜이다.
다른 바람직한 실시양태에 있어서, 부직물 웹은 일본 도교 소재의 미츠이 페트로케미칼 인더스트리즈 리미티드(Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.)사에서 시판중인 스펀 결합된 부직물 웹이다. 상기 부직물 웹은 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)의 이중 구성요소 섬유로 제조된다. PE/PP의 비는 약 80/20이다. PE/PP의 이중 구성요소 섬유 두께는 대략 2.3d이다.
배면시이트(26)는 바람직하게는 흡수 코어(28)의 외면(64)에 인접하여 위치되고, 바람직하게는 당업계에 공지된 적합한 부착 수단에 의해 흡수 코어에 연결된다. 예를 들어, 배면시이트(26)는 균일한 연속되는 접착제 층, 패턴화된 접착제 층, 또는 별도의 접착제 선, 나선 또는 점 배열에 의해 흡수 코어(28)에 고정될 수도 있다. 만족스러운 것으로 밝혀진 접착제는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 에이치 비 풀러 캄파니(H. B. Fuller Company)에 의해 제조되어 상표명 HL-1258로 판매되고 있다. 개방 패턴 망상구조의 접착제 필라멘트를 포함하는 적합한 부착 수단의 예는 미네톨라(Minetola) 등에게 1986년 3월 4일자로 허여된 "일회용 폐기물-봉쇄 가멘트"(Disposable Waste-Containment Garment)란 명칭의 미국 특허 제 4,573,986 호에 개시되어 있다. 나선형 패턴으로 소용돌이치는 몇몇 접착체 필라멘트를 포함하는 다른 적합한 부착 수단은 스프라크 쥬니어(Spraque, Jr.)에게 1975년 10월 7일자로 허여된 미국 특허 제 3,911,173 호; 지에커(Zieker) 등에게 1978년 11월 22일자로 허여된 미국 특허 제 4,785,996 호; 및 웨레니츠(Werenicz)에게 1989년 6월 27일자로 허여된 미국 특허 제 4,842,666 호에 도시된 장치와 방법에 의해 예시되어 있다. 또 다르게는, 부착 수단은 당업계에 공지된 열 결합법, 압력 결합법, 초음파 결합법, 동적 기계적 결합법, 또는 다른 적합한 부착 수단 또는 이들 부착 수단의 조합을 포함할 수도 있다.
전방 허리 영역(46) 및 후방 허리 영역(44)에서 신장성을 더 증가시키기 위하여 흡수 코어가 배면시이트(26) 및/또는 상면시이트(24)에 연결되지 않은 본 발명의 실시양태가 또한 예상된다. 흡수 코어(28)의 외면(64)과 배면시이트(28) 사이에 액체 불투과성 차단재(들)(도시되지 않음)와 같은 추가의 부재가 위치되어 있는 또 다른 실시양태가 또한 예상된다. 이러한 차단 부재는 흡수 코어(28)에 연결되거나 연결되지 않을 수도 있다. 또한, 배면시이트(26)는 배면시이트(26)와 흡수 코어(28)의 사이에 위치한 차단재(들)에 연결되거나 연결되지 않을 수도 있다.
일회용 흡수 제품의 다른 바람직한 실시양태는 생리용품이다. 바람직한 생리용품은 맥네어(McNair)에게 1981년 8월 25일자로 허여된 미국 특허 제 4,285,343 호, 매팅리(Mattingly)에게 1986년 8월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,608,047 호 및 판 틸부르크(Van Tilburg)에게 1987년 8월 18일자로 허여된 미국 특허 제 4,687,478 호에 개시된 성형 필름의 천공 상면시이트를 포함한다.
바람직한 생리용품은 1992년 11월 30일자로 출원되어 모리타 야스코(Morita, Yasuko)에게 통상적으로 양도된 동시계류중인 "탄성화된 측부 플랩을 갖는 흡수 제품"(Absorbent Article Having Elasticized Side Flaps)이란 명칭의 미국 특허출원 제 984,071 호(서류번호 제 JA-09RM)에 기술된 바와 같이, 날개, 측부 플랩, 및 기타 구조체 및 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 A-HFAP를 포함하는 특히 바람직한 일회용 흡수 제품은 감소된 표면 습윤성을 갖는다. 이러한 제품은 착용자의 피부로부터 항균제 뿐만 아니라 흡수된 액체를 멀리 유지시킨다. 일회용 흡수 제품은 배면시이트, 상면시이트, 포획/분배 층 및 본 발명의 A-HFAP를 포함하는 흡수 코어를 포함한다.
도 2를 참조하면, 기저귀 형태의 일회용 흡수 제품의 실시양태가 제공되어 있다. 도 2는 도 1의 횡방향 중심선(110)을 따라 취한, 도 1의 일회용 기저귀의 실시양태의 단면도이다. 이 도면은 배면시이트(26), 코어 커버(22), 흡수 코어(28), 상면시이트(24) 및 탄성화 다리 커프스(32)의 부분 단면도를 도시한다. 이 실시양태는 추가의 요소인 포획/분배 층(105)이 부가되었다는 점에서 도 1에 도시된 실시양태와 다르다.
도 3은 도 2의 일부에 상응하는 도면으로서, 도 1의 일회용 기저귀의 또 다른 실시양태의 확대도이다. 이 실시양태에서, 상면시이트(24)는 제 1 상면시이트 층(115) 및 제 2 상면시이트 층(120)을 포함한다. 제 1 상면시이트 층(115) 및 제 2 상면시이트 층(120)은 바람직하게는 서로 열 결합된다. 포획/분배 층(105)은 제 1 포획/분배 층(125) 및 제 2 포획/분배 층(130)을 포함한다. 제 1 포획/분배 층(125)은 바람직하게는 제 2 상면시이트 층(120)에 나선형 아교 결합된다. 바람직하게는, 제 1 포획/분배 층(125) 및 제 2 포획/분배 층(130)은 서로 결합되지 않는다.
도 2 또는 도 3에 기술된 실시양태는 표면 습윤도가 감소된 경향을 나타내며, 그 결과 습윤된 후에도 착용자의 피부로부터 항균제를 멀리 유지시킨다. 달리 말하자면, 이러한 실시양태는 A-HFAP, 가능하게는 항균제를 함유하는 A-HFAP가 접촉하게 되는 액체, 예를 들어 뇨가 사용자의 피부와 역으로 흘러 항균제가 사용자의 피부와 접촉하게 될 기회를 감소시킨다.
이러한 감소된 표면 습윤도의 흡수 제품에 바람직한 상면시이트(24) 및 포획/분배 층(105) 물질은 다음과 같은 것을 포함한다.
바람직한 상면시이트(24) 물질은 화이버웹 노쓰 어메리카 인코포레이티드(Fiberweb North America, Inc., 미국 사우쓰캐롤라이나주 심슨빌 소재)로부터 입수가능한 P-8 부직물이다. 이것은 약 2.2dtex의 폴리프로필렌 섬유로 이루어지고 쉽게 제거할 수 있는 계면활성제(스핀 피니쉬(spin finish))를 함유한(즉, 처음 유체에 의해 오염될 때는 매우 친수성이지만, 반복되어 습윤되면 기재 폴리프로필렌과 같이 본질적으로 소수성이 됨), 약 20 내지 22g/㎡의 통상의 열 결합된 카딩된 웹이다.
더 바람직하게는, 상면시이트(24) 물질은 일본 소재의 하빅스 캄파니(Havix Co.)로부터 입수가능한 S-2355이다. 이것은 이층의 복합 물질로서, 카딩 및 통기 기법을 사용하여 두 종류의 합성 계면활성제 처리된 이성분 섬유로 이루어진다. 제 1 상면시이트 층(115)은 바람직하게는 폴리프로필렌/폴리프로필렌 이성분 섬유, 예를 들어 섬유의 시이드에는 저융점의 폴리프로필렌을 갖고 섬유의 코어에는 고융점의 폴리프로필렌을 갖는 섬유이다. 제 2 상면시이트 층(120)은 바람직하게는 폴리에틸렌/폴리에틸렌 테레프탈레이트 이성분 섬유, 예를 들어 섬유의 시이드에는 저융점의 폴리에틸렌을 갖고 섬유의 코어에는 고융점, 고탄성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 갖는 섬유이다. 제 1 상면시이트 층(115)은 바람직하게는 약친수성의 계면활성제를 가지며, 제 2 상면시이트 층은 바람직하게는 보통의 친수성의 계면활성제를 갖는다. 전형적인 물질의 총 기본 중량은 약 20 내지 22g/㎡이다.
바람직하게는, 포획/분배 층(105)은 폴리머 그룹 인코포레이티드 노쓰 어메리카(Polymer Group, Inc., North America, 미국 뉴저지주 랜디시빌 소재)로부터 입수가능한 FT-6860과 같은 카딩된 수지 결합된 고로프트(hiloft)의 부직물을 포함한다. 이들은 6dtex의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 이루어지며, 기본 중량이 약 43g/㎡이다. 또 다르게는, 포획/분배 층(105)은 웨이어해우저 캄파니(Weyerhaeuser Co., 미국 소재)로부터 상표명 CMC로 입수가능한 화학적으로 처리된 강화된 셀룰로즈성 섬유 물질을 포함한다. 다른 바람직한 실시양태에서, 포획/분배 층(105)은 웨이어해우저 캄파니(미국 소재)로부터 상표명 플린트 리버(FLINT RIVER)로 입수가능한, 목재 펄프 섬유로도 알려진 통상의 셀룰로즈성 플러프 물질을 포함한다.
본 발명은 요실금자용 브리이프, 성인 실금자용 제품, 배변훈련용 팬츠, 기저귀 삽입물, 안면 티슈, 종이 타월 등과 같은 다른 이름으로 상업적으로 알려진 기타 흡수 제품에도 적용할 수 있음을 이해해야 한다.
시험 방법
a. 일반 원칙
모든 시험은 약 23±2℃ 및 상대 습도 약 50±20%의 실온에서 수행한다.
명백하게 명시하지 않는 한, 시험 방법에서 사용되는 특정 합성 뇨는 통상적으로 제이코 신유린(JAYCO SYNURINE)으로서 알려진 것으로, 제이코 파마슈티칼스 캄파니(Jayco Pharmaceuticals Company, 미국 펜실바니아주 캠프 힐 소재)로부터 입수가능하다. 합성 뇨의 배합은 KCl 20g/ℓ, Na2SO42.0g/ℓ, (NH4)H2PO40.85g/ℓ, (NH4)H2PO40.15g/ℓ, CaCl20.19g/ℓ 및 MgCl20.23g/ℓ이다. 모든 약품은 시약급이다. 합성 뇨의 pH는 약 6.0 내지 약 6.4이다.
b. 최종 제품의 습윤도 시험(기저귀 재습윤)
도 4를 참조하여, 흡수 코어, 상면시이트 및 배면시이트를 포함하는 시험 샘플(또는 흡수성 구조체)(10)을 퍼스펙스 상자(기저(12)로 도시됨)내 발포 플래트폼(11)상에 평평하게 배열한다. 중간에 실질적으로 직경이 5㎝인 개구가 있는 퍼스펙스판(13)을 샘플의 상부에 위치시킨다. 합성 뇨를 조립된 실린더(14)를 통해 샘플에 혼입시키고, 개구를 접착시킨다. 전극(15)을 상기 판의 최하위면에 위치시켜 흡수성 구조체(10)의 표면에 접촉시킨다. 상기 전극을 타이머와 연결시킨다.
샘플 표면위 5㎝ 높이로부터 합성 뇨 225㎖를 시험 샘플(10)에 부가한다. 이러한 부가는 3분마다 각각 75㎖씩 3회 분출로 행한다.
225㎖의 합성 뇨의 부가를 완료한 후에, 퍼스펙스판(13)을 제거한다. 12㎝×12㎝의 치수를 갖는 두조각의 여과지(영국 소재의 할링스워쓰 앤드 보스(Hollingsworth ＆ Vose)에 의해 공급되는 ERT FF3.W/S)를 칭량한 다음, 뇨 부가된 기저귀 위에 놓는다. 2분동안 10㎝×10㎝의 면적에 걸쳐 2㎏의 하중이 여과지에 가해진다(즉, 0.28psi). 여과지를 제거하고, 다시 칭량한다. 기저귀 재습윤도(Direct Rewet, DR)는 증가된 여과지의 중량(g)으로서 정의된다.
c. 기본 중량
각종 물질에 있어서 기본 중량이 종종 언급된다. 기본 중량은 본질적으로 시편의 중량을 그의 면적으로 나눔으로써 얻어질 수 있다. 면적의 크기 및 리와이어드 리플리케이트(rewired replicate)의 수는 시편의 균질성에 좌우된다.
d. 친수성/소수성
친수성(따라서, 습윤성)은 전형적으로 관련된 액체와 고체의 접촉각도 및 표면장력으로 정의된다. 이는 고울드(R. F. Gould)가 편집한 문헌["접촉각도, 습윤성 및 접착성"(Contact Angle, Wettability and Adhesion), American Chemical Society publication, 판권(1964)]에 상세하게 논의되어 있다. 본 발명에 있어서, 물질을 다음과 같은 세 군으로 나눌 수 있다.
"매우 친수성"인 물질(약자로 "h+"): 이들은 일반적으로 약 80도 미만의 접촉각도를 갖는다. 그 예로는 효과적이고 강한 계면활성제로 처리된(적어도 맨처음 습윤에 노출되었을 때) 셀룰로즈성 섬유 및 올레핀계 중합체가 있다.
"본질적으로 소수성"인 물질(약자로 "h-"): 이들은 일반적으로 약 100도 이상의 접촉각도를 갖는다. 그 예로는 계면활성제가 없는(표면에도 없고, 혼입된 수지에도 없음) 순수한 올레핀(폴리에틸렌/폴리프로필렌)이 있다.
"적당히 친수성"인 물질(약자로 "ho"): 이들은 약 90도의 접촉각도를 갖는다. 그 예로는 덜 효과적인 수지 혼입 계면활성제를 갖는 폴리프로필렌/폴리에틸렌 및 올레핀의 표면에 덜 친수성인 계면활성제가 적용된 그밖의 물질이 있다.
e. 표면 장력
합성 뇨의 표면 장력을, 예를들어 독일 크루스 캄파니(KRUSS Co.)사에서 시판중인 프로세서 장력계 시스템 케이14(Processor Tensiometer System K14)로 측정한다. 합성 뇨 및 증류수의 상기 측정값은 각각 72dyne/㎝ 및 64dyne/㎝이다.
A-HFAP 3.0g을 400㎖의 비이커에 놓는다. 합성 뇨 150㎖를 상기 비이커에 붓고 A-HFAP가 상기 합성 뇨의 일부를 흡수하도록 10초동안 유지시킨다. 그다음, 습윤 또는 팽윤된 A-HFAP를 여과지(와트만(Whatman) 1003-090)를 통해 여과시킨다. 여과액을 수집하여 즉시 프로세서 장력계 시스템 케이14로 측정한다.
f. 자유 팽윤율
자유 팽윤율(FSR)은, 1g의 A-HFAP가 실온에서 합성 뇨 10㎖를 흡수하는데 걸리는 시간으로 정의된다. 측정된 A-HFAP는 입경이 약 300 내지 약 600μ이고 수분 함량이 5중량% 미만인 미립자로 존재한다.
하기와 같이 FSR을 측정한다. 1g의 A-HFAP를, 예를들어 일본 오사카 소재의 이우치 캄파니 리미티드(Iuchi Co. Ltd.)사의 분류번호 11-582-02의 폴리스틸렌 칭량 보트(하부 5.5㎝×5.5㎝, 깊이 2.5㎝ 및 상부 8.0㎝×8.0㎝)에 살포한다. 10g의 합성 뇨를 상기 칭량 보트에 첨가한다. 액체를 실질적으로 모두 흡수하는데 필요한 시간을 측정한다. 10g의 합성뇨를 1g의 A-HFAP로 나누어 FSR 및 측정된 시간(초)을 계산한다.
g. 항균제 효율
우선 신선한 성인 뇨를 수집하여 살균된 여과기 단위체(0.45㎛의 기공)로 여과시킨다. 칸디다 알비칸스(Candida albicans) ATCC10231, 대장균(Escherichia coli) ATCC8734 및 표피포도상구균(Staphylococcus epidermis) ATCC14900인 3개의 균을 혼합하여 접종물을 제조한다. 상기 접종물의 농도를 뇨 50㎖당 약 107cfu로 조정한다. 10㎝×10㎝ 크기의 기저귀 샘플을 살균된 일회용 페트리 접시에 놓는다. 상기 기저귀 샘플은 부직물 상면시이트, 2급 부직물 서지(surge) 층, 및 A-HFAP(또는 HFAP) 및 목재 펄프 섬유를 포함하는 흡수 코어를 포함한다. 세균성 뇨 50㎖를 기저귀 샘플에 부가한다. 그다음, 이 기저귀 샘플을 33℃의 오븐에서 10시간 동안 배양하고 150㎖의 MLB/Tween 육즙을 함유한 살균된 가소성 자루에 넣는다. 10㎖의 접종물 액체를 상기 시험 샘플로부터 추출한다. 1㎖의 접종물 추출물을 MLB/Tween 육즙으로 덮혀진 페트리 접시를 사용하여 10배, 100배, 1000배, 10,000배 및 100,000배로 희석한다. 약 1 내지 2㎖의 희석된 접종물 용액을 신규한 MLB/Tween 육즙으로 덮혀진 페트리 접시에 심는다. 상기 접종된 페트리 접시를 33℃하에서 배양한다. 상기 페트리 접시로부터 세균의 개체군을 세균판 계산법(bacterical plate counting method)으로 측정한다. 세균 개체군 계산을, 예를들어 2 또는 4시간 마다 주기적으로 실행한다.
항균제 효율 지수(Anti-microbial Efficacy Index, AEI)는 상기 이식으로부터 8시간 경과된 A-HFAP에서 증식된 세균의 개체군에 대한 HFAP에서 증식된 세균의 개체군의 비로 정의된다.
하기의 실시예는 본 발명의 범주에 포함되는 바람직한 실시양태를 기술하고 증명한다. 이들 실시예는 단지 예시의 목적으로 제공되며, 본 발명의 요지 및 범주를 벗어남이 없이 많은 변형이 가능하므로 본 발명을 제한하는 것으로 생각해서는 안된다.
실시예 1
본 실시예는 본 발명의 HFAP를 제조하는 방법을 나타낸다.
나트륨 아크릴레이트 74.95몰%, 아크릴산 25몰% 및 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 0.05몰%로 구성된 37%의 아크릴 단량체 수용액 4,000부를 나트륨 퍼설페이트 2.0부 및 1-아스코르브산 0.08부와 함께 교반함으로써, 약 5mm의 입경으로 미분된 겔 수화된 중합체를 생성한다. 겔 수화된 중합체를 150℃에서 열풍건조기로 건조시키고, 망치형의 미분기로 미분쇄하고, 20메쉬의 금속 망으로 체질하여 20메쉬를 통과하는 분말을 흡수성 중합체 A(평균 입경 약 350μ)로서 분리한다.
흡수성 중합체 A 100부를 글리세롤 0.5부, 물 2부 및 에틸 알콜 2부와 혼합하고, 생성된 혼합물을 210℃에서 열 처리하여, 표면 영역이 2차로 가교결합된 흡수성 중합체 B를 수득한다. 상기 흡수성 중합체 B는 일본 오사카 소재의 니폰 쇼쿠바이 캄파니 리미티드(Nippon Shokubai Co. Ltd.)사에서 시판중인 상표명 "L761f"의 HFAP와 상응한다.
실시예 2
본 실시예는 본 발명의 A-HFAP를 제조하는 방법을 나타낸다.
1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체(일본 오사카 소재의 훽스트 제팬사에서 시판중인 상표명 옥토피록스) 10g을 100㎖의 메틸알콜 용매에 용해시킨다. 완전히 용해시킨 후, 분사 노즐 및 공기 펌프가 연결된 용액 탱크에 상기 용액을 도입한다. 실시예 1의 흡수성 중합체 B 500g을 스테인레스 강 용기 주위에 살포한다. 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체 용매 25g을 실온에서 흡수성 중합체 입자 500g에 살포하고, 15분 동안 교반하여 혼합한다. 이어서, 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체가 피복된 흡수성 중합체 입자를 진공 오븐에서 2시간동안 40℃로 건조하거나, 또는 10분동안 열풍 건조시켜 수분 수준을 흡수성 중합체 입자의 1% 미만으로 감소시킨다. 상기 입자를 크기 800㎛ 이하의 과립으로 약하게 분쇄하여 계획대로의 중합체 분말이 생성되었다. 생성된 입자는 0.5%의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 함유한다.
생성된 입자(A-HFAP)는, 0.31g/g/sec의 자유 팽윤율(FSR), 53dyn/㎝의 뇨 표면 장력(UST), 3.7g의 기저귀 재습윤(DR) 및 약 103의 항균제 효율 지수(AEI)를 갖는다.
실시예 3
본 실시예는 본 발명의 A-HFAP를 함유하는 흡수성 코어의 실시예를 나타낸다.
핸드 시이트 모형기를 사용하여 섬유 및 HFAP 입자가 균일하게 블렌드된 패드를 제조한다. 압축된 공기를 사용하여 목재 펄프 섬유 및 A-HFAP 입자를 분산시키고, 진공 시스템을 적용하여 상기 섬유 및 A-HFAP를 집중시켜 안정화된 패드를 형성시킨다. 남부산 소나무 목재 펄프를 분해시켜 핸드 리프터에 의해 관을 이동시키도록 연결하여 부가한다. 실시예 2에서 수득된 A-HFAP를 우선 HAFP 공급기의 진동 트레이에 부가하고, 목재 펄프 섬유를 아래에 놓는 과정 도중 상기 HFAP를 이 섬유(즉, 셀룰로즈 섬유)에 살포한다. 목재 펄프 섬유 230 내지 400g/㎡ 및 A-HFAP 160 내지 360g/㎡를 함유한 흡수 코어가 형성된다. 이 흡수 코어는 유아 및/또는 성인 실금자용 일회용 기저귀 제품에 특히 적합하다. L 크기의 유아용 기저귀 용도의 전형적인 조성을 하기 표 1에 나타낸다.
성분 중량(gm) 중량%
목재 펄프 섬유 15 55
하이드로겔 형성 흡수성 중합체(HFAP) 12 44
항균제 0.024 0.09
실시예 4
본 실시예는 본 발명의 A-HFAP를 제조하기 위한 또다른 실시예를 나타낸다.
1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체(일본 오사카 소재의 훽스트 제팬사에서 시판중인 상표명 옥토피록스) 10g을 100㎖의 메틸 알콜 용매에 용해시킨다. 완전히 용해시킨 후, 이 용액을 분사 노즐 및 공기 펌프에 연결된 용액 탱크에 도입한다. 일본 오사카 소재의 니폰 쇼쿠바이 캄파니 리미티드사에서 시판중인 상표명 "L202"인 흡수성 중합체 500g을 스테인레스강재 용기 주위에 살포한다. 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체 용매 25g을 실온에서 흡수성 중합체 입자 500g에 살포하고 15분 동안 교반하여 혼합한다. 이어서, 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체가 피복된 흡수성 중합체 입자를 진공 오븐에서 2시간동안 40℃로 건조하거나, 또는 10분동안 열풍 건조시켜 메틸알콜 수준을 흡수성 중합체 입자의 1% 미만으로 감소시킨다. 입자를 크기 800㎛ 이하의 과립으로 서서히 분쇄하여 계획대로의 중합체 분말이 생성되었다. 생성된 입자는 0.5%의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 함유한다.
생성된 입자(A-HFAP)는, 0.45g/g/sec의 자유 팽윤율(FSR), 61dyn/㎝의 뇨 표면 장력(UST), 0.3g의 기저귀 재습윤(DR) 및 약 103의 항균제 효율 지수(AEI)를 갖는다.
실시예 5
본 실시예는 본 발명의 A-HFAP를 함유하는 흡수 코어의 또다른 실시예를 나타낸다.
핸드 시이트 모형기를 사용하여 섬유 및 HFAP 입자가 균일하게 블렌드된 패드를 제조한다. 압축된 공기를 사용하여 목재 펄프 섬유 및 A-HFAP 입자를 분산시키고, 진공 시스템을 적용하여 상기 섬유 및 A-HFAP를 집중시켜 안정화된 패드를 형성시킨다. 남부산 소나무 목재 펄프를 분해시켜 핸드 리프터에 의해 관을 이동시키도록 연결하여 부가한다. 실시예 4에서 수득된 A-HFAP를 우선 HAFP 공급기의 진동 트레이에 부가하고, 목재 펄프 섬유를 아래에 놓는 과정 도중 상기 HFAP를 이 섬유(즉, 셀룰로즈 섬유)에 살포한다. 목재 펄프 섬유 230 내지 400g/㎡ 및 A-HFAP 160 내지 360g/㎡를 함유한 흡수 코어가 형성된다. 이 흡수 코어는 유아 및/또는 성인 실금자용 일회용 기저귀 제품에 특히 적합하다. L 크기의 유아용 기저귀 용도의 전형적인 조성을 상기 표 1에 나타낸다.
실시예 6
본 실시예는 생체내 시험 방법을 사용하여 본 발명의 A-HFAP의 항균제 효율을 나타낸다.
실시예 3으로부터 수득된 A-HFAP를 기저귀 샘플에 사용한다. 세균의 개체군 측정을 항균제 효율 시험에 따라 수행한다.
도 5는 기저귀 샘플의 항균 효율 시험 결과의 예를 도시한 것이다. 세로축은 세균 개체군(cfu/㎖)를 나타내고, 가로축은 시간(시)을 나타낸다. 라인 L1은 정상적인 HFAP를 포함하는 기저귀 샘플에서 증가하는 세균의 수를 나타낸다. 반면, 라인 L2는 A-HFAP를 포함하는 기저귀 샘플에서 증가하는 세균의 수를 나타낸다. 도 5에서 알 수 있듯이, 세균의 수는 A-HFAP의 효율에 의해 감소된다.

Claims (16)

  1. (a) 하이드로겔 형성 흡수성 중합체 및
    (b) 하기 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 포함하는 항균제를 포함하는, 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체:
    화학식 1
    상기 식에서,
    R1은 탄소수 1 내지 17의 알킬기, 탄소수 2 내지 17의 알케닐기, 탄소수 5 내지 8의 사이클로알킬기, 탄소수 7 내지 9의 바이사이클로알킬기, 사이클로알킬-알킬기(여기서, 알킬기의 탄소수는 1 내지 4이고, 사이클로알킬기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환될 수 있다), 아릴기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 아르알킬기, 알케닐기 탄소수 2 내지 4의 아릴-알케닐기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 아릴옥시알킬기 또는 아릴머캅토알킬기, 벤즈하이드릴기, 알킬기 탄소수 1 내지 4의 페닐설포닐알킬기, 푸릴기 또는 알케닐기 탄소수 2 내지 4의 푸릴알케닐기이고; 상기 아릴 잔기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 니트로기, 시아노기 또는 할로겐 원자로 치환될 수 있고,
    R2는 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 2 내지 4의 알케닐기, 할로겐 원자, 페닐기 또는 벤질기이고,
    X+는 유기 염기, 알칼리 금속 이온, 암모늄 이온, 알칼리 토금속 이온 또는 2가 내지 4가의 양이온이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    항균제로 피복된 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    항균제가 피록톤 올라민 [1-하이드록시-4-메틸-6-(2,4,4-트리메틸 펜틸)-2(1H)-피리돈 모노에탄올아민 염인 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    항균제가 4급 암모늄 화합물, 페놀계 화합물, 아미드 화합물, 산 화합물, 니트로 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 약품을 추가로 포함하는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    항균제가 벤즈알코늄 클로라이드를 추가로 포함하는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    항균제 대 하이드로겔 형성 흡수성 중합체의 비가 약 100:0.01 내지 약 100:2인 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체.
  7. 하이드로겔 형성 흡수성 중합체위에 제 1 항에 따르는 화학식 1의 1-하이드록시-2-피롤리돈 유도체를 포함하는 항균제를 적용하는 단계를 포함하는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 항균제 적용 단계를 입자 형태의 하이드로겔 형성 흡수성 중합체위에서 수행하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 항균제 적용 단계를 피복처리함으로써 수행하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 항균제 적용 단계가 미생물의 증식을 방지하거나 미생물을 사멸시킬 수 있는 추가의 약품을 항균제와 혼합하고, 생성된 혼합물을 하이드로겔 형성 흡수성 중합체 입자에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 항균제 적용 단계가 용매에 항균제를 용해시켜 용액을 제조하고, 생성된 용액을 하이드로겔 형성 흡수성 중합체 입자에 적용하여 혼합물을 제조하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 혼합물로부터 용매를 일부 또는 전부 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제 7 항에 따르는 방법에 의해 제조된 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체.
  14. 제 1 항에 따르는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 포함하는 일회용 흡수 제품.
  15. 제 1 항에 따르는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 포함하는 일회용 기저귀.
  16. (a) 액체 투과성 상면시이트,
    (b) 액체 불투과성 배면시이트 및
    (c) 제 1 항에 따르는 항균 하이드로겔 형성 흡수성 중합체를 포함하고 상기 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치되는 흡수 코어를 포함하는 일회용 흡수 제품.
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