KR20010041788A

KR20010041788A - 수성 액체 분배용 흡수물질

Info

Publication number: KR20010041788A
Application number: KR1020007010058A
Authority: KR
Inventors: 데스마라이스토마스알렌; 다이어조앤콜린스; 팔룸보지안프랑코; 에른스페르거브르노요하네스
Original assignee: 데이비드 엠 모이어; 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2001-05-25
Also published as: TW474868B; WO1999047089A1; ZA991989B; CO5090868A1; MX219126B; AU2633599A; EP1061880A1; JP2002506681A; AR018325A1; PE20000533A1; MXPA00008958A; CN1299260A; CA2322526A1; BR9908688A; IL138147A0; CZ20003299A3; TR200002634T2; HUP0101127A3; CA2322526C; HUP0101127A2

Abstract

본 발명은 예를 들어, 뇨와 같은 체액을 저장 물질로 분배 및 방출할 수 있는 물질에 관한 것이다. 이러한 액체 분배 물질들은 A) 모세관 흡수 높이(즉, 50% 용량을 갖는 높이)에 대한 모세관 탈착 높이(즉, 50% 용량을 갖는 높이)의 비가 1.8:1을 넘지 않으며; B) 모세관 탈착 높이가 50cm를 넘지 않으며; C) 25분 내에 31℃에서 높이 15cm까지 합성뇨를 흡상시킬 수 있으며; D) 수직흡상 용량이 15cm에서 적어도 6g/g를 갖는다. 또한 본 발명은 이러한 분배 물질을 포함하는 흡수 제품에 관한 것이다. 특히 체액을 흡수하고 저장하는 데 적합한 흡수 제품들은 Ⅰ) 배면 시이트; Ⅱ) 배면 시이트와 본 제품의 착용자의 체액 배출 부위 사이에 위치하는 본 발명의 분배 물질을 포함하는 흡수코아 Ⅲ) 선택적으로, 흡수 코아가 배면 시이트 및 상면 시이트 사이에 위치하는 상면 시이트를 포함한다.

Description

수성 액체 분배용 흡수물질{ABSORBENT MATERIALS FOR DISTRIBUTING AQUEOUS LIQUIDS}

일회용 기저귀, 성인용 요실금용 패드 및 팬티, 및 생리대와 같은 월경용 제품에 사용하기 위한 고흡수 제품의 개발은 상당히 상업적인 관심사항이다. 이는 기저귀와 같은 고성능 흡수제품을 제공하는 특히 뇨와 같은 배출된 체액을 위한 많은 양을 포획하고 분배시키고 저장할 수 있는 흡수성 코아 또는 구조를 개발하는 능력에 상대적으로 달려있다. 이러한 3가지 기능들은 개개에 최적화된 흡수제품들의 특정 부위에 따라서 조절될 수 있다. 포획 물질(또는 층)은 배출물의 분출 시에 신속하게 체액을 받을 수 있도록 구도되어 있다. 분배 물질(또는 층)은 포획부위로부터 체액을 빨아들이고 이를 흡수 제품에 분배시키고 때로는 코아의 크기에 따라서는 10-20cm 높이에 대한 중력을 이길 수 있는 충분한 모세관압(하기에 상세히 기재됨)을 갖는다. 저장 부위(또는 층)은 가장 강한 모세관압을 갖고 분배 층으로부터 체액을 뽑아 내고 착용자 피부로부터 체액을 "영구적으로" 저장하는 하이드로겔-형성 흡수용 중합체(HFAPs)를 포함할 수 있다.

뛰어난 성능의 체액 포획 및 저장 구성품의 개발을 위하여 막대한 노력이 기울여져 왔다. 예를 들면, 1990년 2월 6일에 무어 등(Moore, et al.)에게 허여된 미국특허 제 4,898,642 호, 1989년 12월 19일에 딘(Dean et al.)에게 허여된 미국특허 제 4,888,093 호, 헤론 등(Herron et al.)의 미국특허 제 5,137,537 호, 1993년 6월 8일에 영 등(Young et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,217,445 호, 딘 등(Dean et al.)의 미국특허 제 4,822,453 호에 저밀도 부직물에서 생성시에, 배뇨동안 "분출"상태에서 경험되는 빠른 속도의 체액을 포획할 수 있는 능력 및 젖었을 때 무너지지 않는 고불고불하고 뻣뻣한 섬유가 개시되어 있다. 특정형태의 중합성 발포체가 실제적으로 체액을 흡수, 흡상 및/또는 유지의 목적으로 흡수제품에 사용되어 왔다. 예를 들어, 1971년 2월 6일에 린드퀴스트(Lindquist)에게 허여된 미국특허 제 3,563,243호(주요 흡수제가 친수성 폴리우레탄 발포성 시이트인 기저귀 유사제품용 흡수 패드); 1985년 11월 19일에 다비(Dabi)에게 허여된 미국특허 제 4,554,297호(기저귀 또는 생리용품에 사용될 수 있는 체액 흡수성 기공성 중합체); 1988년 4월 26일에 가비(Garvey)에게 허여된 미국특허 제 4,740,520호(폴리우레탄 발포체가 가교결합되고 초흡상의 형태로 이루어진 스폰지 흡착제를 포함하는 기저귀, 여성용 보호 제품 등과 같은 흡수 혼합구조물)를 참고하시오. 1996년 10월 8일에 스톤 등(Stone et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,563,179호에는 체액을 포획하고 분배시키는 데 유용한 친수성 흡수 발포체 즉, 흡수 코아들이 개시되어 있다. 유사하게, 다양한 웹이 액체 포획을 위하여 제안되어 왔다. 중요한 것은 이러한 물질들이 사용시에 체액을 반복하여 포획할 수 있고, 눌린 상태에서 저장상태에서 손상되지 않고 또한 포획된 체액들을 연속적인 액체 분배 또는 저장 물질로 방출시킬 수 있는 능력이다.

본 분야는 "물-흡수 중합체: 특허 조사", 포, 알. 제이. 엠. 에스(Po, R. J. M. S)- Rev. Macromol. Chem. Phys. 1994, C34(4), 607-662에 요약된 "하이드로 콜로이드" 또는 "하이드로겔-형성 흡수 중합체" 또는 초흡수성 중합체와 같은 저장성 물질들의 예들을 제공한다. 이러한 저장구조들은 흡수성 코아에 사용하기 위하여 비율을 변화시켜 섬유성 부직물과 통상 혼합되어 왔다. 다른 공지의 저장 구조는 1995년 2월 7일 다이어 등(Dyer et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,387,207호에 개시된 현탁액-유래 발포체와 같은 다양한 친수성 발포체들을 포함한다.

상대적으로 적당한 분배 물질의 개발에 대해서는 문헌에 약간 개시되어 있다. 가끔, 흡수성 코아는 특정한 분배 물질을 조금도 포함하지 않도록 디자인되어 있다. 분배 기능은 저장이나 포획 기능과 결합되는데(미국특허 제 5,563, 179호) 이는 절충된 성능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 기저귀에 사용된 흡수용 코아의 열등한 분배는 흡수용 코아의 상대적으로 적은 부위, 대개 가장자리에 포획된 체액이 축적되는 결과를 초래한다. 상기한 히드로콜로이드 또는 히드로겔-형성 흡수제 중합제("HFAP")는 체액을 겔상태로 변환시킬 수 있다. 그 구도가 당업계에 널리 사용되는 구도임에도 이는 몇가지 바람직하지 못한 영향을 미친다. 첫째, 한 부위에서의 액체 부피의 축적은 제품을 팽창시키는 경향 예를 들면, 기저귀의 경우, 다리쪽 부위를 늘려 놓아 제품과 다리 사이에 틈이 생겨 뇨가 샐 수 있다. 두번째로, 체액의 부피가 착용자를 불편하게 할 수 있다. 세 번째로, 이러한 뇨의 축적으로 인하여 국소적 피부염과 같은 피부에 바람직하지 못한 영향을 미칠 수 있다. 마지막으로, 1997년 2월 4일 골드만 등(Goldman et al..)에게 허여된 미국특허 제 5,599,335호에 개시된 바와 같이 본 제품에 존재하는 HFAP의 비효과적인 유용성을 초래하는 미성숙된 "겔 블로킹(gel blocking)"을 또한 초래할 수 있다.

효과적인 분배층은 기저귀에서 발견되는 것과 같은 흡수용 코아에서 적절하게 작용하는 중력에 대하여 반대되는 힘으로 체액을 역으로 흡상시킬 수 있어야 한다. 역 흡상 능력은 주로 그 구조 부피단위당 체표면 및 표면 친수성으로부터 유래된다. 이는 모세관 흡수 높이(본원에서는 하기에 "CAH"로 정의함)로서 측정될 수 있다. 이 CAH는 임시 저장소에 사용된 어떠한 포획 물질로부터 체액을 포획하고 착용자에 의해 체액 분비 장소에 비하여 20cm 또는 그 이상으로 올라갈 수 있는 부위 즉 흡수용 코아의 남은 부분으로 흡상시킬 수 있어야 한다.

체액 분배 물질의 또 다른 중요한 특성은 저장 구성요소에 체액을 분배하는 능력이 있어야 한다. 이는 모세관 탈 흡수 높이(본원에서는 하기에 "CDH"로 정의함)로서 측정될 수 있다. 이는 항상 CAH보다 크다. 통상적으로, CDH는 CAH의 약 두배가 되는데, 이러한 상이성은 모세관 히스테레시스(capillary hysteresis)라고 부른다.

또 하나의 중요한 특성은 흡상 속도이다. 이 분배 물질들은 적절한 기간 내에 체액을 원하는 높이로 흡상시킬 수 있어야 한다. 전반적으로, 이 시간적인 요건은 부하 부위에서의 부가적인 체액의 반복성 회수 또는 속도에 의해 확립된다. 분배 물질은 다음 배출이 일어나기 전에 실질적으로 포획층과 체액을 분배하고 원하는 높이까지 체액을 흡상시키고 저장층으로부터 체액을 분배하여야 한다. 부가적인 요건은 이 물질이 부가적인 체액 배출 전에 실질적으로 체액을 포획층으로 이동시키기에 적당한 체액 유량을 보유하기 위해서 적합한 양의 체액을 흡상시켜야 한다.

또 하나의 중요한 특성은 물질이 흡수할 수 있는 체액의 양이다.(물질기본 g당 체액 g). 특기할 사항은 물질이 모세관 흡수 실험상에서 특정한 높이(예를 들어 15cm)까지 흡수시킬 수 있는 양이다. 이상적으로 분배 물질은 제품 내에서 물질 g당 상대적으로 많은 양의 체액을 흡수하고 이동시킬 수 있다.

적합한 CAH(제품의 높이에 대해서), 적은 CDH, 및 높은 흡상 속도 및 유량의 조합이 당업계에 공지된 선행 제품에 있어서는 성취된 바가 없었다. 섬유 부직물은 양호한 흡상 속도를 갖으나 내재된 저용량(또는 유리 흡수 용량)(상대적으로 고밀도 또는 부적합한 빈 공간에 기인하여) 때문에 체액 유량 면에 대해서는 부적합하다. 따라서, 적당할 정도의 시간을 초과하여 체액을 흡상시킬 수가 없다. 더군다나, CAH가 10cm 이상이 요구되므로, 이 섬유는 원하는 CAH를 제공하도록 밀도를 높여야 하며 나아가 체 유량(및 빈공간)을 감소시켜야 한다.

만일에 적절하게 제조되었다면, 개방형-셀화된 중합성 발포체가 고성능 흡수 코아에서 사용되기에 요구되는 모세관 체액 분배 형태를 제공할 수 있을 것이다. 그러한 발포체를 포함하는 흡수제품은 바람직하기로는 습화시 보존성을 보유할 수 있고, 제품을 다 사용하기까지의 총 기간에 적합한 맞춤성을 제공하며 사용 시에 형태의 변화(예를 들면, 조절되지 않은 부풀어짐, 덩어리화)를 최소화할 수 있다. 덧붙여, 이러한 발포체 구조를 포함하는 흡수제품들은 상용 크기로 제조하기에 수월하게 될 수 있다. 예를 들어, 흡수성 기저귀 코아는 단순히 연속된 발포체 시이트로부터 찍어 낼 수 있으며 흡수성 섬유 부직물보다 상당히 강한 보전성 및 정형성을 유지할 수 있을 것이다. 이러한 발포체들은 또한 어떠한 원하는 모양 또는 단일 기저귀로 제조될 수도 있다.

특히, 기저귀와 같은 흡수성 제품을 위한 적합한 흡수성 발포체는 고 내부상 에멀젼(본원에서는 하기에 "HIPE"로 정의함)으로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 1993년 1월 9일에 데스마라이스 등(DesMarais et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,260,345 호 및 1993년 12월 7일에 데스마라이스 등(DesMarais et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,268,224 호 모두는 본원에서 참고로 인용된다. 이러한 흡수성 HIPE 발포체들은 바람직한 체액 조작 특성, (a) 흡수된 뇨 또는 타 체액을 초기 침범지역으로부터 전달하여 받아들여야 할 계속되는 체액의 분출을 허용할 수 있는 발포체 구조의 미사용된 부위로 보내는 상대적으로 양호한 흡상 및 체액 분배 특성 및 (b) 상대적으로 부하 시에 고체액 보유능을 가진, 즉 누르는 압력 하에 상대적으로 높은 저장능력들을 포함한다. 이러한 HIPE 흡수 발포체들은 흡수제품들의 착용자들에게 양호한 착용감을 제공하기 위하여 또한 충분히 탄력성이 있고 부드럽다; 몇 종은 흡수된 체액에 의해 계속적으로 젖을 때까지 상대적으로 가늘게 만들 수 있다. 멜라민-포름알데히드 발포체(예를 들어, BASF사의 BASORECT), 및 HIPE-기초 흡수 발포체인 체액 저장/재분배 구성요소와 같은 친수성이고, 탄력성이 있고 개방형-셀화된 발포체가 될 수 있는 체액 포획/분배 구성요소를 가진 흡수성 코아가 개시된 1992년 9월 15일에 영 등(Young et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,147,345 호 및 1994년 7월 7일에 영 등(Young et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,318,554 호를 참조하시오.

이러한 발포체-기초 포획/분배 구성요소들은 신속한 체액 포획 및 상대적으로 효율적인 분배 및 체액의 좀더 높은 흡수력을 가진 흡수성 코아의 타 구성요소으로 나누는 역할을 하는 반면에, 이러한 발포체들은 적어도 2가지 분리된 기능을 성취할 수 있도록 의도된 절충된 물질들이다. 특이적으로, 이러한 물질들의 미세구조적 형상 및 기계적인 힘은 흡수성 코아 내에서 단지 하나의 목적을 위해 특별히 구도된 것이라기보다는 두가지 요건을 충족시키기 위해 적정화되어 왔다.

따라서, 물질들은 : (1) 흡수성 코아에서의 효율적인 분배 구성요소로서 특이적으로 구도되고; (2) 낮은 CDH:CAH 비율로 반영되는 감소된 히스테레시스를 나타내고; (3) 체액을 나누기 위한 분배 발포체의 탈착력보다는 좀더 높은 흡수력을 갖는 타 코아 구성요소(예를 들어, 저장 구성요소)를 허용하는 상대적으로 낮은 CDH를 갖고; (4) 연이은 체액 분출이 있기 전에 흡수 코아의 포획 지역으로부터 체액을 흡상시키고; (5)흡수제품의 착용자에게 부드럽고, 탄력성이 있고 착용감이 있으며; (6) 기저귀 및 다른 흡수 제품들이 효율적으로 코아 구성요소를 활용할 수 있도록 체액을 상대적으로 많이 저장할 수 있게 하는 것이 바람직할 것이다.

발명의 요약

하나의 관점에서, 본 발명은 체액 특히, 뇨, 월경혈 등과 같은 배출된 체액을 분배시킬 수 있는 물질들에 관한 것이다. 이러한 물질들은:

A) 1.8:1 이하의 모세관 흡수 높이(즉, 50% 저장능을 갖는 높이)에 대한 모세관 탈착 높이(즉, 50% 저장능을 갖는 높이)의 비를 갖으며;

B) 50cm이하의 모세관 탈흡수 높이를 갖으며;

C) 25분 내에 30℃에서 높이 15cm까지 합성뇨를 흡상시킬 수 있는 능력; 및

D) 15cm에서 6g/g 이상의 수직 흡상 용량수액을 갖는다.

또 하나의 관점에서, 본 발명은 본 발명의 물질을 포함하는 흡수물질에 관한 것이다. 특별히 체액을 흡수하고 저장하는데 적합한 이러한 흡수 제품들은:

I) 배면 시이트; 및

Ⅱ) 흡수성 코아가 배면 시이트 및 제품 착용자의 체액배출부위 사이에 위치하고, 체액을 분배시킬 수 있는 본 발명의 물질을 포함하는 배면 시이트와 결합된 흡수 코아를 포함한다.

본 발명은 체액(예를 들면, 뇨, 월경혈 등)을 흡수하기에 적당한 제품에 사용하기에 적합한 물질에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 고 모세관 흡수능력저장 요소를 포함하는 흡수 코아를 갖는 기저귀의 해체도이고;

도 2a는 도 1에 도시된 것과 같은 기저귀에 함유된 대표적인 다층 코아의 해체도이고;

도 2b는 도 1에 도시된 것과 같은 기저귀에 함유된 또 하나의 대표적인 다층 코아의 해체도이고;

도 3은 유중수 중량비가 60:1을 갖고 77℃에 부어진 HIPE로 제조되고, 단량체 구성요소가 에틸렌 스티렌(EtS):디비닐 벤젠(DVB):2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA):헥산디올 디아크릴레이트(HDDA)의 중량비가 19:14:55:12로 이루어져 있으며 7.5%(유상의 중량대비)의 디글리세롤 모노올레이트(DGMO)이고 1%의 디탈로우 디메틸 암모니움 메틸설페이트 유화제가 사용된 본 발명에 따른 대표적인 분배 물질 단면의 광미세그래프(500x배)이다. 도 3에 도시된 분배 물질은 하기의 실시예 2에 기재된 중합성 발포체 물질이다.

도 4는 도 3의 발포체의 광미세그래프(1000x 확대)이다.

도 5a 및 5b는 본 발명의 몇 종의 분배 물질의 체액 포획(흡수력) 및 체액 저장(탈착력) 성질을 나타내는 그래프이다.

I. 체액분배에 중요한 특성

본 발명의 물질은 체액 흡수분야에서 기존에 사용되는 물질에 비하여 감소된 CDH대 CAH비를 갖는다(CDH 및 CAH를 측정하는 방법은 하기의 시험방법란에서 상세하게 기재되어 있다). 가장 앞선 흡수물질은 적어도 CDH:CAH 비가 적어도 2:1이다. 상기한 대로, 물질에 의해 나타나는 흡수력에 비하여 물질을 탈착하는 데 필요한 증가된 힘은 모세관 히스테레시스의 결과이다. 본 발명의 물질을 위해서, CDH:CAH 비는 약 1.8:1을 넘지 않는 정도로 상당히 감소되어 왔다. 이러한 히스테레시스상의 놀라운 감소는 흡수제품의 체액 분배 구성요소로서 특히 적합한 물질들을 제공한다. 따라서, 분배 기능을 구체적으로 채용할 때, 본 발명의 물질들은 체액 포획을 용이하게 탈수시킬 수 있으며 그 자체가 체액 저장물질과 같이 좀더 높은 흡수물질에 의하여 용이하게 탈수된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 물질들이 감소된 히스테레시스 및 체액운반능력 때문에, 본원에서는 "분배 물질"로 불리지만, 본 물질들은 체액 포획 물질 또는 체액 저장 물질과 같은 기능을 하도록 구도될 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 물질들은 흡수제품의 체액 포획물질, 체액 분배 물질 및/또는 체액 저장 물질로 채용될 수 있다.

본 발명의 분배 물질들은 분배 물질들이 연속적으로 저장물질들에 의하여 탈수될 수 있는 정도로 최대 CDH를 갖고, 이 물질이 다음의 체액 분출 전에 흡수 코아의 포획부위로부터 체액을 흡상시킬 수 있는 정도의 최소한의 CAH값을 갖는다.(흡상속도를 측정하는 방법도 시험방법란에서 기재되어 있다) 이 물질들은 또한 코아의 포획 구성요소가 효과적으로 분배 물질에 의하여 탈수될 수 있도록 최소한의 CAH를 갖는다.

상기의 특성들이 조심스럽게 평형을 맞추어 졌을 때, 이 분배 물질들은 포획구성요소로부터 체액을 얻고 흡수코아의 상위 부위에 반중력의 힘으로 체액을 흡상시키며 체액을 저장 구성요소로 방출하는 능력을 갖는다.

A. 모세관 탈착 높이(CDH)

CDH는 체액으로 포화되기 전에 분배 물질의 긴 스트립을 충분하게 담구는 것(중력에 의하여)으로 측정된다. 모세관 탈착력은 31℃의 평형조건 하에서 다양한 정수 헤드로의 체액을 물질이 저장할 수 있는 능력을 말한다. 본 발명의 목적으로 위하여, 흥미있는 모세관 탈착력은 체액 부하시에 정수 헤드(즉, 높이)가 31℃의 평형조건 하에서 자유 흡수력의 50%이다.

모세관 탈착력은 다른 흡수구성요소, 특히 체액저장을 위한 요소들의 흡수력에 비하여 중요하다. 만일에 흡수제품의 체액분배 구성요소가 포회된 체액을 너무 강하게 보유한다면, 이는 이러한 체액을 분배하는 다른 구성요소들의 능력을 저해할 것이다. 이는 분배 구성요소가 흡수제품이 체액이 너무 무거워 좀더 새는 것에 민감하도록 유지하게 한다. 대다수의 물질을 대하여, CDH는 모세관 히스테리아시스로 기인된 CAH값의 약 2배이다. 본 발명의 분배 물질을 위하여, CDH값은 물질들의 CAH값의 약 1.8배를 넘어서지는 않는다. 특별히, 본 발명의 분배물질들은 약 50cm 이하의 CDH값을 갖고, 바람직하게는 약 45cm 이하, 좀더 바람직하게는 40cm 이하이다. 전형적으로, 분배물질들은 약 12cm 내지 50cm 사이의 CDH값, 좀더 전형적으로는 12cm 내지 45cm 사이, 더욱더 전형적으로는 20cm 내지 40cm 사이의 값을 갖는다.

이러한 상대적으로 낮은 CDH값 때문에, 본 발명의 분배 물질들은 예를 들어, 참고로 인용된 1991년 10월 29일 골드만 등(Goldman et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,061,259호, 1987년 3월 31일 브랜트 등(Brandt et al.)에게 허여된 미국특허 제 4,654,039호(1988년 4얼 19일 재발행번호 제 32,649 호로 재발행), 1987년 5월 19일 츄바키모토 등(Tsubakimoto et al.)에게 허여된 미국특허 제 4,666,983호, 1986년 11월 25일 츄바키모토 등(Tsubakimoto et al.)에게 허여된 미국특허 제 4,625,001호 뿐 아니라, 참고로 인용된 1992년 4월 7일 로 등(Roe et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,102,597호, 1994년 7월 23일 레자이 등(Rezai et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,324,561호에 개시된 바와 같은 통상적인 흡수성 겔화 물질들을 함유하는 것들을 포함한 체액을 저장하는 흡수 코아의 또 다른 구성요소에 의하여 용이하게 탈착될 수 있다. 사실상, 이러한 분배 물질들은 예를 들어, 1993년 12월 7일 데스마라이스 등(DesMarais et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,628,224호, 미국특허 제 5,387,207호, 미국특허 제 5,563,179호, 1997년 7월 22일 데스마라이스 등(DesMarais et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,560,222호 및 데스마라이스 등((DesMarais et al.)에 의하여 "고흡수성 중합 발포체 물질"라는 명칭으로 1998년 3월 13일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 ____________ 호(P＆G 사건 7052); 및 전기한 중합성 발포체 또는 영 등(Young et al)에 의해 "체액흡수를 위한 고표면적을 갖는 흡수성 부재"라는 명칭으로 1998년 3월 13일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 ____________ 호(P＆G 사건 7053) 및 지. 에이. 영 등(G. A. Young et al)에 의해 "체액 흡수를 위한 흡수제 부재"이라는 명칭으로 1998년 3월 13일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 ____________ 호(P＆G 사건 7054); 본원에 참고로 인용된 내용에 개시된 바와 같은 포획된 체액을 저장하는 흡수성 중합체 발포체에 의하여 가장 용이하게 흡수될 수 있다. 따라서, 본 발명의 분배 물질들을 포획된 체액을 흡수구조의 다른 체액 저장 구성요소에 신속하게 이동시키는 다중의 "분출(gush)" 상태에서 잘 작용한다.

B. 모세관 흡수 높이(CAH)

본 발명에 따른 유용한 분배 물질들의 또 다른 중요한 특성은 모세관 흡수력이다. 이 기술은 이 물질들에게 이를 포함한 물의 컬럼에 중력에 의해서 발현되는 정수압을 변화시키는 기능에 대한 능력을 제공한다. 모세관 흡수력은 체액을 수직으로 흡상하는 발포체의 능력을 말한다. 본 발명의 목적을 위하여, 관심상의 모세관 흡수력은 체액을 수직으로 흡상할 수 있는 부하가 31℃의 평형조건 하에서 자유 흡수력의 50%인 정수 헤드이다. 이 정수헤드는 높이가 h인 체액(예를 들어, 합성 뇨)의 컬럼에 의하여 표시된다.(채터제, 피. 케이(P. K. Chatterjee) 및 구엔, 에이치. 브이.(H. V. Nguyen)의 문헌["흡수성(Absorbency)", Textile Science and Technology, Vol. 7; 채터제, 피. 케이(P. K. Chatterjee) 편집.; Elsevier: Amsterdam, 1985; 2장]참조). CAH값은 적어도 제품이 똑바로 선 상태에서 다 사용 시에는 흡수 코아의 높이와 비슷해야 한다. 예를 들면, 소아용 기저귀는 단지 약 10-12cm의 CAH값이 요구될 수도 있다. 실금증을 위한 성인용의 큰 제품은 20-25cm의 CAH값이 요구될 수도 있다. 본 발명의 흡수성 물질들은 고려중인 구체적인 제품의 기능을 위하여 요구되는 최소한의 CAH 값을 가지기 위하여 구도될 수 있다.

C. CAH에 대한 CDH의 비율

상기한 바와 같이, 본 분배 물질의 중요한 측면은 상대적으로 낮은 CAH에 대한 CDH의 비율로 반영되는 감소된 히스테레시스이다. 본 발명의 물질들은 CDH:CAH의 비가 약 1.8:1 이하, 바람직하게는 약 1.7:1 이하, 좀더 바람직하게는 약 1.6:1 이하, 더욱더 바람직하게는 약 1.5:1 이하, 더욱더 바람직하게는 약 1.4:1 이하, 더욱더 바람직하게는 약 1.3:1 이하, 더욱더 바람직하게는 약 1.2:1 이하, 더욱더 바람직하게는 약 1.1:1 이하의 비율을 갖는다.

D. 흡상 속도

본 발명의 분배 물질들의 또 다른 중요한 요건은 흡수구조 내에 기능에 바람직한 높이까지 신속하게 체액을 흡상시키도록 충분히 친수성이고 다공성이어야 한다. 흡상 속도는 상기의 미국특허 5,563,179 호의 시험방법란에 기재된 바대로 측정된다. 특별히, 흡수 뇨를 위한 흡수제품에 유용하기 위해서는 본 발명의 분배물질은 약 25분 내에 15cm 높이까지 수직으로 합성뇨를 흡상(65+5 dynes/cm)할 것이다. 좀더 바람직하게는 분배물질이 한 약 20분 내에 15cm 높이까지 수직으로 합성뇨를 흡상할 것이다. 좀더 바람직하게는 분배물질이 한 약 20분 내에, 좀더 바람직하게는 약 15분 내에, 더욱더 바람직하게는 약 10분 내에 15cm 높이까지 수직으로 합성뇨를 흡상할 것이다. 전형적으로, 분배 물질은 합성뇨를 약 3 내지 약 25분 안에, 보다 전형적으로는 약 3 내지 약 20분 안에, 더욱더 바람직하게는 4 내지 15분 안에, 15cm 높이까지 수직으로 합성뇨를 흡상할 것이다.

E. 수직흡상능력

수직흡상하는 흡수력은 수직흡상능력 시험법에서 사용되는 동일한 표준크기의 시료의 수직 단면 1인치(2.54cm)가 보유하는 분배 물질 g 당 시험 체액의 양을 측정한다. 이러한 측정은 전반적으로 시료가 수직으로 흡상하는 시험용 체액이 평형상태로 된 이후에 측정된다. 이러한 수직 흡상 흡수력은 미국특허 제 5,387,207 호의 시험방법란에 좀더 상세하게 기재되어 있다.

본 발명의 분배 물질은 15cm 높이에서 적어도 약 6 g/g, 바람직하게는 적어도 약 7g/g, 좀더 바람직하게는 적어도 약 9g/g의 수직흡상력을 가지게 될 것이다. 바람직하게는, 분배 물질이 15cm 높이에서 적어도 약 6 g/g 내지 120g/g, 좀더 바람직하게는 적어도 약 7g/g 내지 85g/g, 더욱더 바람직하게는 적어도 약 9g/g 내지 70g/g을 갖게 될 것이다.

F. 자유흡수력

본 발명에 따른 분배 물질들의 또다른 관련특성은 이들의 자유흡수능("FAC")이다. "자유 흡수력"은 시료안의 고체 물질 중량당 시험되는 시료가 그 구조에 흡수될 시험용 체액(합성 뇨)의 총계이다. 기저귀와 같은 흡수제품에 특히 유용한 분배 물질들은 적어도 최소 자유흡수력을 만족시킬 것이다. 특히, 흡수되는 뇨를 위한 흡수제품에 유용하기 위해서는 본 발명의 분배 물질들은 건조 발포체 g당 합성뇨의 양이 적어도 약 12g/g, 좀더 바람직하게는 적어도 약 15g/g, 좀더 바람직하게는 적어도 약 20g/g일 것이다. 건조 발포체 g당 합성뇨의 양이 바람직하게는, 자유흡수도가 약 12g/g 내지 125g/g, 좀더 바람직하게는 약 15g/g 내지 90g/g, 가장 바람직하게는 적어도 약 20g/g 내지 75g/g를 갖게 될 것이다. 자유흡수도를 측정하기 위한 과정은 전기한 미국특허 5,563,179 호의 시험방법란에 기재되어 있다.

Ⅱ. 바람직한 중합성 분배 발포체

본 발명의 바람직한 태양에서, 분배 물질들은 상호연결된 개방형-셀들로 이루어진 친수성의 탄력적인 중합성 발포체 구조이다. 이러한 발포체 구조들의 감소된 히스테레시스는 부분적으로 발포체가 체액을 받으면, 발포체가 관련된 모세관 압력 하에 붕괴될 정도의 기계적인 힘에 의하여 성취된다. 이러한 붕괴 공정은 지금부터 설명할 바와 같이 발포체의 밀도와 관련된 실질적인 인자에 의한 효과적인 발포 능력을 감소시킨다. 이 붕괴가 만약에 상대적으로 구조 전반에 걸쳐 고르게 된다면, 체액 분출 장소에서 보유하는 체액의 양도 또한 감소시킬 것이다. 이와 관련하여, 발포체의 힘은 발포체가 체액이 코아의 저장 구성요소에 의하여 제거될 때에 붕괴될 정도로 발포체에 의하여 발현되는 모세관 압력보다 적다. 여기에서는 모세관 압력은 발포체 셀 크기를(단위 부피당 표면의 역과 관련됨) 조정함으로서 주로 조절된다. 힘은 가교밀도 및 발포체 밀도의 조합에 의하여 조절된다. 이러한 형태의 가교제 및 다른 공단량체가 또한 영향력이 있을 것이다.

A. 일반적인 분배 발포체 특성

본원에서 유용한 중합성 발포체는 상대적으로 개방형-셀화된 것들이다. 그러한 실질적으로 개방형-셀화 발포체 구조 내의 셀들은 발포체 구조 내에서 하나의 셀에서 다른 곳으로 체액이 쉽게 전달되기에 충분히 넓은 셀간 개방(intercelluar openings) 또는 "창형(windows)" 구조를 갖는다.

이러한 실질적으로 개방형-셀화 발포체 구조들은 전반적으로 서로가 복수로 연결되고 3차원으로 가지가 쳐진 그물화된 개개 셀을 가진 망상 특성을 가질 것이다. 이러한 그물만 형태를 구성하는 중합성 물질들의 가지들은 "지주(struts)"로 명명될 수 있다. 전형적인 지주-형 구조를 가진 개방형-셀화 발포체들은 도 1 및 2의 광미세그래프의 실시예를 통하여 나타내었다. 본 발명의 목적을 위하여, 크기가 1㎛인 발포체 구조의 적어도 80%의 셀들이 적어도 인접한 하나의 셀과 체액 교환이 있다면, 발포체는 "개방형-셀화" 되어 있는 것이다.

개방형-셀화된 것에 덧붙여, 이러한 중합성 발포체들은 발포체가 체액을 흡수할 수 있도록 충분히 친수성이다. 발포체 구조의 내부 표면은 중합 후에 발포체 구조에 남는 잔여 친수성화 표면장력제 및 또는 염들 및 다음에 개시된 바와 같은 선택된 공정 후 발포체 처치 공정에 의하여 친수성을 갖는다.

이러한 중합성 발포체들이 "친수적"이라는 정도는 흡수 가능한 시험용 체액과 접촉할 때의 나타나는 "접착 장력(adhesion tension)"에 의하여 정량화될 수 있다. 이러한 발포체에 의하여 나타나는 접착 장력은 예를 들어, 합성 뇨와 같은 시험용 액체의 중량 흡수가 알려진 크기의 시료 및 모세관 흡수 특이적 표면이 측정되는 공정을 이용하여 실험적으로 결정될 수 있다. 이러한 공정은 본원에 참고로 인용된 1995년 2월 7일 다이어 등(Dyer et al.)등에게 허여된 미국특허 제 5,387,207 호의 시험방법란에 상세하게 기재되어 있다. 본 발명의 분배물질로서 유용한 발포체들은 전반적으로 표면 장력이 65±5 dynes/cm인 합성뇨의 모세관 흡수에 의하여 측정되는 접착 인장도가 약 15 내지 65 dynes/cm, 보다 바람직하게는 약 20 내지 65 dynes/cm를 나타내는 것들이다.

이러한 발포체의 중요한 측면은 유리전이 온도(Tg)이다. Tg는 중합체의 유리형태와 고무형태간의 전이의 중간지점을 나타낸다. 사용온도보다 더 높은 Tg를 갖는 발포체들은 매우 강할 수 있으나 또한 매우 강하여 잠재적으로 깨지기 쉬울 수 있다. 이러한 발포체들은 또한 중합체의 Tg보다 더 낮은 온도에서 사용 시에 충격으로 늘어나거나 탄력성이 떨어지는 경향이 있다. 기계적 특성, 특히 힘과 탄력성의 바람직한 조합이 전형적으로 단량체 형태의 상당히 선택적인 범위로 축소됨이 필요하게 되고 이러한 바람직한 특성을 성취할 수 있다.

본 발명의 분배 발포체를 위하여, Tg는 발포체가 허용 가능한 힘을 가지는 한 가능한 한 낮아야 한다. 따라서, 단량체들은 좀더 낮은 Tg를 갖는 상응하는 호모 중합체를 제공할 수 있는 만큼 선택된다.

이 중합체의 유리전이 지점에서의 형상 즉, 온도의 기능으로서 좁든지 넓은지가 또한 중요할 수 있다. 이 유리 전이 형상은 특별히 중합체의 사용중 온도(대개 대기 또는 체온)가 Tg와 같거나 근처인 것과 관계가 있다. 예를 들어, 좀더 넓은 전이영역은 전이가 사용 중에 불완전할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다. 전형적으로, 만일에 전이가 사용 중 온도에서 전이가 미완성된다면 그 중합체는 좀더 굳어지고 좀 덜 탄력적일 것이다. 역으로, 만일에 전이가 사용 중 온도에서 완성된다면 그 중합체는 압축으로부터 좀더 빠르게 회복을 나타낼 것이다. 따라서, 원하는 기계적인 특성을 성취하려면 Tg의 조절 및 중합체의 전이영역의 폭을 조절하는 것이 바람직하다. 전반적으로, 중합체의 Tg는 사용 중인 경우보다는 적어도 약 10℃ 낮아야 한다.(전이영역의 폭과 Tg는 1996년 10월 8일 스톤 등(Stone et al.)에게 허여된 미국특허 5,563,179 호에 기재된 바와 같이 동적 기계 분석(DMA) 측정으로부터 손실 탄젠트 대 온도 곡선으로부터 유래된다)

B. 본원에 유용한 발포체들의 다른 특성

본 발명의 모든 분배 물질들에게 요구되는 CDH의 특징, CDH 대 CAH의 비율, 수직 흡상속도, 수직 흡상력 및 자유 흡수능과 같은 필수요소에 덧붙여, 바람직한 중합성 발포체 물질들은 또한 다른 물리적인 특성을 갖는다.

1. 모세관 붕괴압(CCP)

본 발명의 발포체들은 중력에 반대되는 상당한 높이 예를 들면, 적어도 약 15cm 까지 체액을 흡상시킬 수 있다. 발포체 내에 보유된 체액 컬럼은 상당한 수축성 모세관압을 나타낼 수 있다. 발포체의 힘(압축시) 및 발포체의 부피당 표면적 모두에 의하여 결정되는 높이에서, 발포체가 붕괴될 것이다. 이하의 시험방법란에 좀더 상세하게 설명될 이 높이는 헤드압이 0일 때 발포체 부피가 50%로 줄은 경우 cm로 표현되는 모세관 붕괴 압(CCP)이다. 본 발명의 바람직한 분배 발포체는 그 CCP가 적어도 약 15cm, 좀더 바람직하게는 적어도 약 20cm, 더욱더 바람직하게는 적어도 약 25cm인 경우일 것이다. 전형적으로, 바람직한 분배 발포체는 발포체의 CCP가 약 15cm 내지 약 50cm, 보다 바람직하게는 약 20cm 내지 약 45cm, 더욱더 바람직하게는 약 20cm 내지 약 40cm일 것이다.

CCP는 kPA단위로 주어지는 항복 응력(Yield Stress)으로 표현될 수 있다. 충격량은 흡수 발포체에 대한 압축시 스트레스-스트레인(Stress-strain) 실험으로 결정된다. 이 과정과 CCP와 충격량간의 상호 전환은 이후의 시험방법란에서 좀더 상세히 설명될 것이다.

2. 셀과 구멍크기

바람직한 중합성 발포체를 한정하는데 유용할 수 있는 모양은 셀구조이다. 발포체 셀 및 특히 상대적으로 단량체가 없는 수상 방울로 에워싸인 단량체-함유 오일상을 중합화함으로써 형성된 셀들은 모양이 실질적으로 구형일 것이다. 이러한 구형 셀들은 앞으로 셀간의 구멍(holes between cells)으로 일컫는 개방에 의해 서로가 연결되어 있다. 셀간 개구(구멍)의 직경과 구형 셀간의 크기나 "직경" 모두가 대개 발포체를 특정하는데 공통적으로 사용되어 왔다. 주어진 중합성 발포체의 시료에서 셀간 구멍 및 셀이 필수적으로 동일한 크기는 아니므로; 평균적인 셀 및 구멍 크기 즉, 평균 셀 및 구멍크기가 가끔 특정화될 것이다.

셀 및 구멍크기는 발포체 구조 내에서 향상된 모세관압 뿐 아니라 이러한 발포체들의 체액 흡상 특성을 포함하여 본 발명에 따른 발포체의 다수의 중요한 기계적인 성능에 영향을 미칠 수 있다. 다수의 기술은 발포체의 평균 셀 및 구멍크기를 결정짓는데 유용하다. 유용한 기술은 발포체 시료의 전자 광미세그래프를 스캐닝하는 것에 기초한 단순한 측정과 관련된다. 예를 들어, 도 3 및 4는 본 발명에 따른 전형적인 HIPE 발포체 구조를 나타낸다. 예를 들어, 도 4의 광미세그래프에 덧붙인 부분은 그 단위가 20㎛를 표시하는 크기이다. 이러한 측정단위는 이미지 분석 공정에 의하여 평균 셀 및 구멍크기를 결정하는데 사용된다. 본 발명과 일치하는 체액을 위한 흡수제로서 유용한 발포체는 바람직하게는 평균 셀 크기가 약 20㎛ 내지 약 100㎛ , 전형적으로는 약 30㎛ 내지 약 90㎛이고 평균 구멍크기는 약 5㎛ 내지 약 15㎛, 전형적으로는 약 5㎛ 내지 약 12㎛일 것이다.

3. 모세관 흡수 특정 표면

"모세관 흡수 특정 표면"은 시험용 액체에 접근가능한 중합성 네트워크의 시험용-액체-접근가능한 표면을 측정하는 것이다. 모세관흡수특정표면은 발포체의 세포질 단위의 크기 및 중합체의 밀도에 의하여 결정되고, 그러한 표면이 흡수를 담당하는 정도로 발포체 네트워크에 의하여 제공되는 고체표면의 총계를 정량화함으로써 결정된다.

본 발명의 목적을 위하여, 모세관 흡수특정표면은 알려진 중량 및 크기를 가진 발포체 시료 내에서 일어나는 저표면의 액체(예를 들면, 에탄올)의 모세관 흡수의 양을 측정함으로써 결정된다. 모세관 흡수 방법을 통하여 발포체 특정 표면을 측정하기 위한 이러한 공정의 상세한 설명은 전기한 미국특허 제5,387,207호의 시험방법란에 언급되어 있다. 모세관 흡수특정표면을 측정하는 어떠한 합리적인 치환 방법도 또한 유용할 수 있다.

유용한 본 발명의 분배 발포체는 그 모세관 흡수 특정 표면이 적어도 약 0.01 m²/mL, 보다 바람직하게는 적어도 약 0.03 m²/mL을 갖는다. 전형적으로는, 모세관 흡수 특정 표면은 약 0.01 내지 약 0.20 m²/mL, 바람직하게는 적어도 약 0.03 m²/mL 내지 0.10 m²/mL, 보다 바람직하게는 적어도 약 0.04 m²/mL 내지 0.08 m²/mL의 범위 내이다.

4. 발포체 밀도

"발포체 밀도"(즉, 대기 중 발포체 부피 입방 cm당 발포체의 g수)는 본원에서는 건조한 상태를 기초로 하여 특정된다. 모세관 흡수 특정 표면과 같이 발포체의 밀도는 흡수성 발포체의 다수의 성능과 기계적인 특성에 영향을 미칠 수 있다. 여기에는 체액을 위한 흡수능 및 압축굴절 특징을 포함한다. 발포체 밀도는 발포체의 상태에 따라 변화할 수 있을 것이다. 명백하게 붕괴된 상태에서 발포체는 완전히 팽창된 상태에서 동일한 발포체보다 높은 밀도를 갖는다. 전반적으로, 본 발명의 붕괴된 상태에서의 발포체는 그 건조밀도가 약 0.11 g/cc를 갖는다. 제한되지 않는 실시예로서, 약 20 mg/cc의 확장된 밀도를 갖는 발포체는 약 50 g/g의 자유흡수능(FAC)를 가질 것이다. 붕괴된 상태에서, 이 FAC는 붕괴로 야기되는 빈 공간부피의 감소를 보상하는 것이며 이는 이 실시예에서 약 5의 인자가 될 것이다. 따라서, 붕괴상태에서 FAC는 단지 약 10-11 g/g이 될 것이다. 이러한 가역적인 붕괴 공정은 대개 본 발명의 발포체에 의하여 성취되는 낮은 CDH:CAH 비율을 나타낸다.

발포체 구조의 부피 단위당 고체 발포체 물질의 중량을 측정할 수 있는 어떠한 적합한 중량측정 과정도 발포체 밀도를 측정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기한 미국특허 제 5,387,207 호의 시험방법란에서 좀더 충분히 개시된 ASTM 중량 측정 공정은 밀도 측정을 위하여 채용될 수 있다. 발포체 밀도는 유화제, 증량제, 염과 그 유사물과 표면 처리가 없이 세척된 발포체의 부피 단위당 중량과 관계가 있다. 본 발명의 발포체는 바람직하게는 약 8 mg/cc 내지 약 77 mg/cc, 보다 바람직하게는 약 11 mg/cc 내지 약 63 mg/cc, 보다 바람직하게는 약 13 mg/cc 내지 약 48 mg/cc의 건조 밀도를 갖을 것이다.

Ⅲ. HIPEs로부터 중합성 분배 발포체의 제조

본 발명은 더 나아가 유중수 유화제 또는 오일상의 상대적으로 적은 양 및 상대적으로 수상의 많은 양을 갖는 HIPE를 중합화함으로써 바람직한 분배 발포체를 얻기 위한 공정과 관계 있다. 이 공정은 다음과 같은 단계를 포함한다:

A) 하기의 조성물을 특정 온도에서 유중수 현탁제를 제조하고 특정의 전단 혼합하는 단계:

1) 하기를 포함하는 오일상

a) 약 35℃ 또는 그 이하의 Tg값을 갖는 공중합체를 형성할 수 있는 단량체 중량의 약 85 내지 약 98%를 갖고 그 단량체는 하기를 포함하는:

ⅰ) 약 25℃ 또는 그 이하의 Tg값을 갖는 무정형 공중합체를 형성할 수 있는 적어도 실질적으로 수불용성 단기능성 단량체 중량의 약 30 내지 약 80%를 갖으며;

ⅱ) 스티렌에 의해 제공되는 강성과 동등한 강성을 부여할 수 있는 적어도 실질적으로 수불용성 단기능성 공단량체 중량의 약 5 내지 40%를 갖으며;

ⅲ) 디비닐벤젠, 트리비닐벤젠, 디베닐톨루엔, 디비닐크실렌, 디비닐나프탈렌, 디비닐알킬벤젠, 디비닐페난트렌, 디비닐비페닐, 디비닐디페닐-메탄, 디비닐벤질, 디비닐페닐에테르, 디비닐디페닐설피드, 디비닐퓨란, 디비닐설피드, 디비닐 설폰 및 이들의 혼합물로부터 선택된 최초의 실질적으로 수불용성 다기능성 가교제 중량의 약 5 내지 약 30%를 갖으며;

ⅳ) 다기능성 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타아크릴아미드 및 이들의 혼합물로부터 선택된 두 번째의 실질적으로 수불용성인 다기능성 가교제 중량의 약 0 내지 약 15%를 갖으며;

b) 안정한 유중수 현탁액을 형성하는데 적합한 오일상에 용해되는 유화 구성요소 중량의 약 2 내지 15%를 갖으며, 그 유화 구성요소는 하기를 포함하는: (ⅰ) 선형 불포화 C₁₆-C₂₂지방산의 디글리세롤 모노에스테르, 쇄상 C₁₆-C₂₂지방산의 디글리세롤 모노에스테르, 선형 불포화 C₁₆-C₂₂알콜의 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형 불포화 C₁₆-C₂₂지방알콜의 디글리세롤 모노지방산 에테르, 선형 포화 C₁₂-C₁₄알콜의 디글리세롤 모노지방족 에테르, 선형 불포화 C₁₆-C₂₂지방산의 소르비탄 모노에스테르 및 이들의 혼합물; 또는 (ⅱ) 이러한 유화제 구성요소의 중량의 적어도 20%를 갖는 제 1차 유화제 및 특정한 제 2유화제의 중량비가 약 50:1 내지 약 1:4인 조합; 및

2) (ⅰ) 약 0.2 내지 약 20% 중량의 수용성 전해질; 및 (ⅱ) 유효량의 중합화 개시제를 포함하는 수용액을 포함하는 수상;

3) 수상대 오일상의 V/W 비가 약 12:1 내지 약 125:1이고;

B) 중합성 발포체 물질을 생성하는 유중수 현탁액의 오일상에서의 단량체 구성요소를 중합화하는 과정;

C) 선택적으로 중합성 발포체 물질을 탈수시키는 공정.

본 발명의 공정은 결과적으로 상기한 바와 같은 세밀하게 균형을 맞춘 특성을 가진 액체를 분배시킬 수 있는 이러한 흡수성 발포체의 형성을 제공한다. 이러한 특성은 가교제 및 단량체 형태 및 양 및 현탁액 형성 매개변수 특히, 전단 혼합의 정도, 온도 및 유중수의 비율(건조 발포체의 최종 밀도로 계산된다)의 세심한 선택으로부터 성취된다.

A. 개 설

본 발명에 따른 중합성 발포체들은 당업계에서 "HIPEs"로 통상적으로 알려진 상대적으로 수상의 유상에 대한 비율이 높은 특정의 수중유 현탁제의 중합화 공정에 의하여 제조될 수 있다. 이러한 현탁제의 중합화에 기인하는 중합성 발포체 물질들을 본원에서는 "HIPE 발포체"라고 명명한다. 이러한 HIPEs의 일반적인 제조에 대한 상세한 설명은 전기한 미국특허 제 5,563,179 및 제 5,387,207 호에 개시되어 있다.

HIPEs를 생성하는 데 사용되는 물과 오일상의 상대적인 양은 다른 매개변수 중에서 결과적인 중합성 발포체의 구조적, 기계적 및 성능적인 특성을 결정짓는 데에 중요하다. 특별히, 현탁액 중에서 물과 오일의 비율("W:O비율")은 최종 발포체 밀도를 역으로 변화되고 발포체의 셀 크기 및 모세관 흡수 특정 표면 및 기포를 생성하는 지주의 크기에 영향을 줄 수 있다. 본 발명의 HIPE 발포체를 제조하는데 사용되는 현탁액은 전반적으로 수상 대 오일상의 부피 대비 중량비가 약 12:1 내지 약 125:1이고, 보다 전형적으로는 약 15:1 내지 약 90:1을 갖을 것이다. 특히 바람직한 발포체는 약 20:1 내지 약 75:1의 비를 갖는 HIPEs로부터 제조될 수 있다.

1. 오일상 구성요소

HIPEs의 오일상의 주요부분은 전에 미국특허 제5,387,207호에서 열거된 바와 같은 단량체, 공당량체 및 가교제를 포함할 것이다. 이러한 단량체, 공단량체 및 가교제들은 수상에는 용해되지 않고 유상에 주로 용해되는 실질적으로 수불용성이어야 하는 것은 필수적이다. 그러한 실질적으로 수불용성 단량체들은 적당한 성질과 안정성을 가진 HIPEs가 실현될 수 있도록 한다. 물론, 본원에서 사용된 단량체, 공단량체 및 가교제들은 결과물인 중합성 발포체가 적당히 무독성이고 적절히 화학적으로 안정한 정도의 형태이어야 하는 것이 절실히 요구된다. 이러한 단량체, 공단량체 및 가교제들은 만일에 발포과정 및/또는 사용시에 저농도로 존재한다면 바람직하게는 독성이 전혀 없거나 거의 없어야 한다. 유상의 또 다른 필수적인 구성요소는 안정한 HIPEs의 형성을 허용하는 유화 구성요소이다. 이러한 유화 구성요소들은 전기한 미국특허 제 5,387,207호에서 열거된 바와 같은 제1차 유화제 및 선택적으로 제2차 유화제를 포함한다.

HIPEs를 형성하는 데 사용되는 유상은 단량체 중량대비 약 85 내지 98%, 유화 구성요소 중량대비 약 2 내지 15%를 포함한다. 바람직하게는, 유상은 단량체 중량대비 약 90 내지 98%, 유화 구성요소 중량대비 약 3 내지 10%를 포함한다. 하나의 그러한 선택적인 구성요소는 본원에서 참고로 인용된 1994년 3월 1일 바스 등(Bass et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,290,820호에 개시된 바와 같이 당업계에 잘 알려진 일반적인 형태의 오일 용해성 중합화 개시제이다. 또 다른 바람직한 선택적인 구성요소는 채용될 개시 체계와 양립할 수 있는 차폐성 아민 광안정제(HALS) 및 차폐성 페놀성 안정제(HPS) 또는 어떠한 다른 항산화제와 같은 항산화제이다. 또 다른 선택적인 구성요소는 가소제, 증량제, 착색제, 연쇄전달제(chain transfer agents), 용해된 중합체 및 그 유사체들을 포함한다.

2. 수상 구성요소

HIPE의 불연속성 수내부상은 일반적으로 전기한 미국특허 제 5,387,207호에 열거된 바와 같은 하나 이상의 용해성 구성요소들을 포함하는 수용액이다. 수상의 하나의 필수적인 용해성 구성요소는 수용성 전해질이다. 수용성 전해질들은 오일에 주로 용해되며 또한 물에서도 용해되는 단량체, 공단량체 및 가교제의 경향을 최소화한다. 중합성 물질이 중합화 공정 중에 수상 방울에 의하여 생성되는 유/수 경계에서 셀 격자를 채울 수 있을 정도로 차례로 최소화하는 것으로 믿어진다. 따라서, 전해질의 존재와 결과적인 수상의 이온성 힘은 결과적인 원하는 중합성 발포체가 개방형-셀로 될 수 있을 정도인가 또는 있는가 여부를 결정짓는 것으로 간주된다.

HIPEs는 또한 전형적으로 중합화 개시제를 포함한다. 이러한 개시제 구성요소는 전반적으로 HIPEs의 수상에 첨가되고 임의의 통상적인 수용성 자유 라디칼 개시제가 될 수 있다. 여기에는 나트륨, 칼륨 및 암모늄 퍼설페이트, 과산화수소, 나트륨 퍼아세테이트, 나트륨 퍼카르보네이트 및 그 유사체와 같은 과산화 화합물들을 포함한다. 통상적인 산화환원 개시제 시스템이 또한 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 선행의 과산화 화합물들과 나트륨 중아황산염, L-아스코르빈 산 또는 제1철 염과 같은 환원제와 결합하여 생성된다.

개시제는 오일상에 존재하는 중합성 단량체의 전체 몰수에 기초하여 약 20 몰%까지 존재할 수 있다. 보다 바람직하게는, 개시제가 오일상에 존재하는 중합성 단량체의 전체 몰수에 기초하여 약 0.01 내지 약 10 몰%까지 존재한다.

3. 친수화 계면활성제 및 수화가능 염

HIPE 발포체 구조를 형성하는 중합체는 바람직하게는 실질적으로 극성 기능기가 없다. 이는 중합성 발포체가 특성상 상대적으로 소수성이라는 것을 의미한다. 이러한 소수성 발포체들은 소수성 액체의 흡수가 요구되는 곳에서 유용성을 찾을 수 있다. 이러한 종류들의 사용은 기름기 있는 구성요소들이 물과 혼합되고 누출된 해양성 오일과 같은 기름기 있는 구성요소들을 분리하고 단리하는 것이 요구되는 곳을 포함한다.

이러한 발포체들은 흘린 쥬스, 우유 및 유사체와 같은 액체들을 청소하기 위하고/위하거나 뇨와 같은 체액을 위한 흡수제로서 사용될 때에, 일반적으로, 발포체가 상대적으로 좀더 친수성 처리가 요구된다. 발포체의 친수화는 만일에 필요하다면, 일반적으로 전기한 미국특허 제 5,387,207호에 개시된 바와 같이 친수화 계면활성제로 HIPE 발포체를 처리함으로써 성취될 수 있을 것이다.

이러한 친수화 계면활성제는 중합성 발포체 표면의 침수성을 증대시키는 어떠한 물질도 될 수 있다. 이들은 당업계에 잘 알려지고 전기한 미국특허 제 5,387,207호에 열거된 바와 같이 바람직하게는 비이온성 형태의 다양한 계면활성제들을 포함할 수 있다.

전형적으로 HIPE 발포체 구조로 혼입될 수 있는 또 다른 물질은 수화될 수 있고 바람직하게는 흡습성이거나 조해성이 있는 수용성 무기염이다. 이러한 염들은 예를 들어, 독성학적으로 허용가능한 알칼리 토금속염을 포함한다. 이러한 형태의 염들과 발포체 친수화 계면활성제로서 친유성 계면활성제와의 사용은 본원에 참고로 인용된 1994년 10월 4일 데스마라이스 등(DesMarais et al.)에게 허여된 미국특허 제 5,352,711호에 좀더 상세하게 기재되어 있다. 이러한 형태의 바람직한 염들은 HIPE에서 수상 전해질로서 또한 채용될 수 있는 전에 기재된 염화칼슘과 같은 할로겐화 칼슘을 포함한다.

수화성 무기염들은 발포체를 이러한 염들의 수용액으로 처리함으로서 용이하게 혼입될 수 있다. 이러한 염용액들은 일반적으로 발포체를 바로 중합반응된 발포체로부터 남은 물을 제거하는 공정 또는 그 일부가 완성된 후에 처리되어 사용될 수 있다. 이러한 용액으로 발포체를 처리하는 것은 바람직하게는 염화 칼슘과 같은 수화 무기염들을 적어도 잔량의 약 0.1%를 넣을 수 있고 전형적으로는, 약 0.1 내지 12%의 범위에서 넣을 수 있다.

상대적으로 소수성인 발포체를 친수화된 계면활성제(수화 염과 함께 또는 부재로)로 처리하는 것은 전형적으로 발포체에게 적당한 친수성을 부여하는데 필요한 정도로 수행된다. 그러나 바람직한 HIPE 형태의 어떤 발포체는 제조된 적당히 친수성이고 수화된 염의 충분량을 본원에 사용할 수 있다. 특히, 이러한 바람직한 HIPE 발포체들은 전에 기재한 오일상 유화제 및 HIPE에서 염화 칼슘이 사용된 것들을 포함한다. 이러한 경우에서, 내부 중합화 발포체 표면은 적당히 친수성이고 심지어는 중합성 발포체가 실용적인 정도로 탈수된 이후에 충분량의 염화칼슘을 포함하거나 비축한 남은 액상 액을 포함한다.

B. HIPE 발포체를 얻기 위한 공정조건

전형적으로 발포체 제조는 다음과 같은 단계를 수행한다: 1) 안정한 고 내부상 현탁액(HIPE)를 형성하는 단계 2) 고체 중합성 발포체 구조를 생성하기에 적합한 조건 하에서 안정한 현탁제를 중합화/경화시키는 단계 3) 중합성 발포체 구조로부터 원래의 남은 수상을 제거하기 위하여 고체 중합성 발포체 구조를 선택적으로 세척하는 단계 및 필요하다면, 중합성 발포체 구조를 임의의 필요한 친수화 계면활성제 및/또는 수화 염을 비축하는데 친수화 계면활성제 및 /또는 수화 염을 처리하는 단계 4) 이어서 이 중합성 발포체 구조를 탈수시키는 단계. 이 과정은 하기의 미국특허 제 5,387,207에 좀더 충분하게 기재되어 있다.

Ⅳ. 본 발명의 분배 물질들의 용도

A. 개 설

본 발명에 따른 분배 물질들은 일회용 기저귀뿐만 아니라 다른 흡수제품의 흡수코아에 광범위하게 유용하다. 이러한 물질들은 또한 다른 흡수 제품, 특히 중력에 반대로 어느 높이까지 액체를 흡상시켜 그 액체를 제품 내의 또 다른 저장 장소로 방출시켜야 하는 때에 채용될 수 있다.

B. 흡수 제품

본 발명의 액체 분배 물질들은 특히 다양한 흡수 제품들을 위한 흡수 구조들(예를 들면., 흡수 코아 또는 코아 요소)에 유용하다. 본원의 "흡수 제품"이라는 용어는 요실금증 착용자 또는 제품사용자에 의하여 배출되는 뇨, 월경혈 또는 액체성 분비물(흐르는 창자 배출물)과 같은 다른 액체(즉, 체액)의 상당한 양을 흡수할 수 있는 소비자용 제품을 의미한다. 이러한 흡수제품의 예에는 일회용 기저귀, 뇨실금용 속옷, 탐폰이나 생리대와 같은 월경용품, 일회용 훈련용 속옷, 이불 패드 및 그 유사체들을 포함한다. 본원에서 기재된 분배 물질들은 특히 기저귀, 뇨실금용 패드 또는 속옷, 옷감 차폐물 및 그 유사체와 같은 제품에 사용하는 것이 적당하다.

그 가장 간단한 형태로서의, 분배 물질이 체액 저장 능력을 충분히 나타내는 것은 본 발명의 흡수제품은 단지 전형적으로 상대적으로 액체투과성 배면 시이트, 포획 물질 및 분배 물질들을 포함한다. 이 구성요소들은 그 포획 물질이 흡수 제품을 입은 착용자의 체액 분출부위 또는 배출 부위와 가장 가까울 정도로 연관되어야 한다. 다음은 배면 시이트에 의하여 지지되는 체액 분배/저장 부재이다. 액체 투과성 배면 시이트는 약 1.5 mils(0.038 mm)의 두께를 갖고 흡수제품 내에서 체액의 저장을 도울 수 있는 예를 들어, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 같은 어떠한 물질도 포함할 수 있다.

좀더 통상적으로, 이러한 흡수제품들은 또한 착용자의 피부가 접촉되는 흡수제품의 가장자리를 에워쌀 수 있는 체액-투과성 상면 시이트 요소를 포함한다. 이러한 형상에서, 본 제품은 본 발명의 하나 이상의 체액 분배 물질들이 배면 시이트 및 상면 시이트 사이에 위치함을 포함하는 흡수 코아를 포함한다. 특히 바람직한 태양에서, 제품의 흡수 코아는 분리된 체액 저장층을 포함한다. 액체-투과성 상면시이트는 실질적으로 다공성이고 체액이 용이하게 그 곳을 통과하여 근원인 흡수 코아에 다다르게 하는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 레이온 및 그 유사체와 같은 어떠한 물질들도 포함할 수 있다. 이 상면 시이트는 물질은 바람직하게는 상면시이트와 착용자의 피부간에 접촉부위에서 체액을 보유하기 위한 경향이 없다.

지적한대로, 본 발명의 분배 요소에 덧붙여, 본원의 흡수제품의 흡수 코아는 또한 다른 예를 들면 통상의 성분이나 물질들을 포함할 수 있다. 본원의 분배 요소들과 다른 흡수물질들의 조합과 관련된 하나의 태양에서, 흡수용 제품은 본 발명의 하나 이상의 분배 물질들을 포함하는 코아 층이 다른 흡수 구조나 물질들을 포함하는 분리된 하나 이상의 추가의 코아 층과의 조합으로 사용될 수 있는 다층 흡수 코아 형태를 채용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 다른 흡수 구조 또는 물질들은 나무 펄프 또는 다른 셀룰로오스성 섬유의 내공기성(air-laid) 또는 내습성(wet-laid) 웹을 포함할 수 있다. 이러한 다른 흡수 구조들은 하기한 미국특허 제 5,563,179호에 개시된 바와 같은 체액 포획/분배 구성요소로서 유용한 예를 들어 흡수성 발포체 또는 스폰지같은 발포체들을 포함할 수 있다.

바람직한 태양은 다양한 흡수 코아 원소들의 그 이상의 분리를 포함한다. 이 바람직한 흡수 코아는 초기의 빠른 체액 분출을 처치하는데 착용자의 가랑이 주위에만 포획 층을 포함한다. 이 분배 층은(본 발명의 물질들을 포함)은 전면으로부터 후면으로가 아닌 가랑이 부위로부터 체액을 흡상시키기 위하여 포획층의 전면 및 후면과 수직으로 위치하고 있다. 떨어진 저장층은 포획층 위(착용자의 가상의 기립자세에서)에 위치하고 분배 물질과만 접촉되고 있다. 그리고 이 저장 흡수요소(들)은 증력에 기인된 힘과 분배 물질의 탈착력으로 기인된 힘 모두를 극복하여, 분배층으로부터 체액을 흡수할 수 있어야 한다. 이렇게 묘사된 제품은 배설간에 제공되는 시간 내에 가랑이로부터 체액을 제거하고 상대적으로 건조한 포획부위를 떠나 다음의 체액 수용할 준비를 한다. 이는 속옷의 모양을 유지시키며 보다 건강한 피부를 위해 가랑이 부분을 좀더 건조하게 유지한다.

도 1은 상면 시이트 61 및 후면 시이트 62가 서로 넓게 퍼져 있으며 흡수 코아 28보다 그 길이 및 크기가 전반적으로 큰 바람직한 기저귀 60의 태양을 보여 주고 있다. 적당한 상면 시이트 61은 후면 시이트 62와 연결되고 포개져서 기저귀 60의 주변을 형성하고 있다. 이 주변은 기저귀 60의 외부 경계선 또는 기저귀 60의 가장자리를 한정한다.

상면시이트 61은 착용자의 피부에 대해서 편안하고, 부드러운 감촉을 느끼게 하고 무자극적이다. 나아가, 상면시이트 61은 그 두께를 통하여 체액이 용이하게 통과할 수 있는 액체 투과성이다. 적합한 상면시이트 61은 다공성 발포체, 망상 발포체, 구멍난 플라스틱 필름, 자연섬유(예를 들면, 목재 또는 면섬유), 합성 섬유(예를 들면, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유) 또는 자연 및 합성 섬유의 조합과 같은 넓은 범위의 물질로부터 제조될 수 있다. 하나의 태양에서, 상면 시이트 61은 흡수 코아 10에서 체액으로부터 착용자의 피부를 격리시키는 소수성물질들로 제조된다. 바람직하게는 상면시이트는 물질들의 친수성을 조절하는 수단들도 포함한다. 부직포로 만든 상면시이트의 경우, 부직포가 형성되기 전에 섬유의 표면에너지를 조절하거나 형성된 후에 부직포의 표면에너지를 조절함으로써 이루어질 수 있다. 친수성조절은 뇨와 같은 젖게 하는 것을 용이하게 제거하거나 바람직하게는, 비록 적은 수준일지라도, 반복되는 침습에 의해서도 효과적일 정도로 만들 수 있다. 이러한 친수성 조절은 섬유들의 수지에 혼입시키거나 이들이 짜여진 후나 웹이 형성된 후에 섬유에 적용될 수 있을 것이다. 생성된 및/또는 구멍난 필름의 경우, 표면 에너지 조절은 수지가 필름을 형성되거나 형성후 필름 표면에 적용될 수 있다. 대신에, 부직포 및 필름의 조합품이 사용될 수도 있으며 친수성 조절을 위하여 둘 중의 하나를 개별적으로 적용할 수도 있을 것이다. 특히 바람직한 상면 시이트 61은 미국 델라웨어의 헤르큘레스 주식회사(Hercules Inc.)에서 판매되는 헤르큘레스 형 151 폴리프로필렌과 같은 약 1.5 데니어를 갖는 스테이플 길이 폴리프로필렌 섬유를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "스테이플 길이 섬유(Staple length fibers)"은 적어도 약 15.9 mm(0.62 inches)의 길이를 갖는 섬유들을 일컫는다.

상면 시이트 61을 제조하는데 사용될 수 있는 수많은 제조 기술이 있다. 예를 들면, 상면 시이트 61은 직물, 부직물, 스펀본드된 직물, 카드 모양 또는 그 유사체로 될 수 있다. 바람직한 상면시이트는 방적 분야에서 잘 알려진 방법에 의하여 카드모양화되고 열처리되어 결합된 것이다. 바람직하게는, 상면시이트 61은 평방 미터당 약 18 내지 약 25 그램의 중량, 기계방향으로 cm당 적어도 약 400 g의 최소 건조 장력 및 기계를 가로지르는 방면으로 적어도 약 55g의 장력을 갖는다.

상면 시이트의 물질은 착용자의 피부와 가장 가까운 것이 바람직하나, 필수적이지는 않다. 적당한 흡수 코아 모양은 상면 시이트가 없이 사용될 수 있으며 착용감 및 흡수성뿐만 아니라 공정상의 단순함 및 물질 원가 절감과 같은 바람직한 결과를 만들 수 있다. 예를 들면, 흡수 코아 자체의 몸통-측면 자체는 분리된 상면시이트를 위한 액체 투과성, 부드럽고, 착용감있고, 무자극성인 대체성 물질로 만들어 질 수 있다. 이러한 흡수 코아들은 단지 흡수 제품에서 착용감 및 흡수성을 위해 제공되는 배면 시이트와의 조합에 사용되는 수도 있다.

배면 시이트 62는 액체에 불투과성이고 비록 다른 탄력성있는 액체 불투과성 물질들이 또한 사용될 수 있다 하더라도 바람직하게는 가는 플라스틱 필름으로 만든다. 배면 시이트 62는 침대 시이트 및 속옷 하의와 같은 기저귀 60과 접촉하는 침습성 제품으로부터 흡수 코아 10에 흡수되고 포함된 삼출물을 방해한다. 바람직하게는, 배면 시이트 62는 다른 탄력성있고 액체 불투과성 물질들이 사용될 수 있음에도 약 0.012 mm(0.5 mil) 내지 0.051 cm(2.0 mils)의 두께를 가진 폴리에틸렌 필름이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "탄력성 있는(flexible)"이란 착용감있고 착용자 신체의 윤곽 및 일반적인 형태와 쉽게 일치하는 물질들을 일컫는다.

적합한 폴리에틸렌 필름은 필름 번호 8020호로 판매되는 몬산토 화학 주식회사(Monsanto Chemical Corporation)로부터 생산되는 것이다. 바람직하게는 배면시이트 62는 좀더 옷감같은 모양을 위하여 부풀림 및/또는 헝클어짐 처리를 한다. 나아가 배면 시이트 62 는 배면 시이트 62를 통하여 배출되는 배출물을 억제하면서 증기가 흡수 코아 28로부터 빠져나갈 수 있도록 하는 "숨쉬는(breathable)" 형태일 수 있다. 배면 시이트가 숨쉬는 능력이 높지만 실질적으로는 체액은 빠져나가지 못하는 것이 특정 흡수 제품을 위해서 바람직하다.

배면 시이트 62의 크기는 흡수 코아 28의 크기 및 선택된 정확한 기저귀 구도에 의하여 결정된다. 바람직한 태양에서, 배면 시이트 62는 전체 기저귀 가장자리를 에워싸서 적어도 약 1.3cm 내지 약 2.5cm의 최소한의 흡수 코아 28을 넘어서 뻗어 있는 개량된 모래시계 형태를 갖는다.

상면 시이트 61 및 배면 시이트 62는 임의의 적당한 방법으로 서로 연결되어 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "연결된(joined)"라는 용어는 상면 시이트 61는 배면 시이트에 직접 연결되어 고정됨에 의하여 배면 시이트 62와 직접적으로 연결된 형태이며, 상면 시이트 61이 배면 시이트 62에 번갈아 고정된 매개 부재와 간접적으로 연결된 형태를 포함한다. 바람직한 태양에서, 상면시이트 61 및 배면 시이트 62는 당업계에 잘 알려진 접착제 또는 어떠한 접착 도구와 같은 접착 수단(표시 안함)에 의하여 기저귀 주변에서 상호 직접적으로 연결되어 있다. 예를 들어, 접착제의 일정한 연속 층, 접착제의 원형층, 또는 접착제의 분리된 선 또는 반점의 배열이 상면시이트 61 및 배면 시이트 62를 접착시키는 데 사용될 수 있다.

테이프처리 접착제 65는 착용자에게 기저귀를 붙잡는 접착 수단을제공하기 위하여 기저귀 60의 허리 밴드 지역 63에 전형적으로 적용된다. 도시한 테이프 처리 접착제 65는 단지 대표도이다. 테이프 처리 접착제는 본원에서 참고로 인용된, 1974년 11월 19일 부엘(Buell)에게 허여된 미국특허 제 3,848,594호에 개시된 접착 테이프와 같은 당업계에 잘 알려진 임의의 것이 될 수 있다. 이러한 테이프 처리 접착제 또는 다른 기저귀 접착 수단들은 전형적으로 기저귀 60의 가장자리 근처에 적용된다.

탄력 요소 69는 착용자의 다리에 거슬러 기저귀 60을 끌어올리고 고정시키기 위하여, 기저귀 60의 가장자리 인접부분, 바람직하게는 각 가로축 가장자리 64와 줄지은 부분에 배치한다. 부가적으로, 탄력 요소 67은 허리밴드뿐 아니라 또는 다리 커프스를 제공하기 위하여 기저귀 60의 허리 밴드 지역 63의 개개 또는 양쪽에 인접한 부분에 배치될 수 있다. 예를 들면, 적당한 허리 밴드는 본원에서 참고로 인용된, 1985년 5월 7일 키에빗 등(Kievit et al.)에게 허여된 미국특허 제 4,515,595호에 개시되어 있다. 덧붙여, 탄력적으로, 수축 가능한 탄력요소들을 갖는 일회용 기저귀를 생산하기에 적당한 수단 및 장치는 본원에서 참고로 인용된, 1978년 3월 28일 부엘(Buell)에게 허여된 미국특허 제 4,081,301호에 개시되어 있다.

탄력요소들은 정상적으로, 펼친 상태에서, 탄력요소들이 효과적으로 기저귀 60을 수축시키거나 모으도록 하기 위한 탄력적으로 수축가능한 형태로 기저귀 60에 고정되어 있다. 이 탄력 요소들은 적어도 2가지 방면에서 탄력적으로 수축 가능한 조건으로 고정될 수 있다. 대안으로, 기저귀 60은 예를 들어, 주름처리에 의하여 수축될 수 있으며, 탄력요소들이 조여지거나 풀어진 상태 하에서 기저귀 60에 고착되거나 연결될 수 있다. 이 탄력 요소들은 기저귀 60의 길이 부분에 따라서 늘어날 수 있다. 대안으로서, 이 탄력요소는 기저귀의 전체 길이 또는 탄력성 있게, 수축가능한 선을 제공하기에 적당한 임의의 길이만큼 늘릴 수 있다. 이 탄력요소의 길이는 기저귀 구도에 의해 조절된다.

사용시, 기저귀 60은 착용자 허리아래의 허리밴드 지역에 위치하거나 다른 허리 밴드 지역이 착용자의 전면을 거스르는 위치에 위치하도록 착용자의 다리 사이에 기저귀 60의 잔여부분을 끌어 당겨 적용된다. 테이프-처리 또는 다른 접착제들은 바람직하게는 기저귀 60과 외향하는 부위에 고착된다. 사용시, 본 발명의 체액 흡수 부재들을 혼입시킨 일회용 기저귀 또는 다른 흡수제품들은 체액 흡수부재들의 고 흡수능 덕분에 체액을 신속하고 효과적으로 분배시키고 저장하며 건조한 상태를 유지할 수 있는 경향이 있다. 본 발명의 흡수 부재들을 혼입시킨 일회용 기저귀들은 또한 좀더 가늘고 좀더 탄력적으로 만들 수 있다.

일회용 기저귀 60에서 흡수 코아로서 사용될 때, 본 발명에 따른 코아 28의 바람직한 태양은 포획 스트립 52가 상면 시이트 61과 교통하는 액체 안에 있고 착용자 신체로부터 분비되는 분비물을 신속하게 포획하고 흡수분배 스트립 51으로 분배하는 장소에 위치하는 것이다. 포획 스트립 52의 상면 시이트 61에 대한 접착력은 막간 결합을 제공하고 액체의 흐름을 막는 상면 시이트 분리과정을 방해함으로써 체액의 교통을 증진시킬 수 있다. 본 발명의 분배 재질 51은 체액을 코아의 x 및 y 방향으로 이동시키고 10으로 일반적으로 표시되는 체액 저장 구성요소에 의하여 연속적으로 탈 흡수된다. 구성요소 52 및 51이 일반적으로 동일 크기의 직선모양으로 표시되나 다른 모양과 크기 관계가 이용될 수도 있다. 표시된 바와 같이, 전반적으로 직선형태의 구성요소들은 일회용 기저귀의 가장자리 부위 66을 위하여 적합한 넓이에 따른 넓이 53을 갖는다. 마찬가지로, 개개의 흡수 구성요소들의 길이는 다양한 착용자 크기에 맞도록 적당하게 제공될 수도 있다.

도 1에 표시된 바와 같이, 저장요소 10은 기저귀의 체액 배출물 지역에 위치하는 흡수 저장 부재 요소가 없는 두 개의 독립된 저장 구성요소 20 및 30을 포함할 수 있다. 그러한 흡수 코아 10은 코아의 중심에서(코아의 가랑이부위 또는 배출물 지역에 따른) 액체저장물이 적거나 없으므로(분배 물질 51이 상당한 저장용량을 갖을 수 있고 적어도 좀더 큰 흡수저장 물질에 의하여 탈착될 때까지 체액을 포함할 것이다) 그러한 코아를 포함하는 제품들은 제품이 건조하고 이후에 체액을 수시로 받은 후에도 맞는 개량된 제품을 제공하고 착용자에게 착용감을 줄 수도 있을 것이다. 영 등(Young et al.)에 의해 1997년 3월 27일 출원된 미국특허출원 일련번호 제 08/825,072호, 라 본 등(LaVon et al.)에 의해 1997년 3월 27일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 08/825,071호, 및 영 등(Young et al.)에 의해 1997년 3월 27일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 08/826,208호를 참조하시오.

도 2a는 각각이 탈착 물질 51을 탈착할 저장 흡수부재으로 이루어진 2개의 분리된 요소들인 20 및 30을 갖는 흡수 코아 28의 확대도를 도시한 것이다. 일반적으로 일회용 기저귀의 부분과 상응하는 전면 패널은 착용자의 전면에서 사용된다. 유사하게, 일회용 기저귀의 부분과 상응하는 후면 패널은 착용자의 후면에서 사용된다. 대체적인 구도에서 흡수 코아가 분리된 액체 저장 요소들(도 1 및 도 2a에서 요소 20 및 30과 유사한)을 포함하는 곳에서, 분배 층들은 포획 층(들) 및 저장 요소들 양 쪽 모두의 하부에 위치될 것이다. 즉, 도 1과 같이, 분배 물질 51은 포획 물질 52 및 저장 요소 20 및 30의 하부에 위치될 것이다.

대체적으로, 저장 요소 10은 저장 물질의 단일층일 것이다(즉, 도 1에서 저장 구성요소 10이 제품의 체액 배출 지역에 포함됨을 나타내는 줄그어진 곳 70), 흡수 코아 28의 그러한 태양은 도 2b에 도시되어 있다.

하나의 태양에서, 포획 스트립 52는 고로프트 부직물의 형태에서 제품 착용자의 체액 배출 부위에 위치하는 체액 조절층일 것이나 바람직하게는 예를 들어, 강화된 고불고불한 셀룰로오스 섬유과 같은 개량된 셀룰로오스성 섬유층 및 선택적으로 중합성 겔화제가 10%까지 포함되는 체액 포집부의 형태이다. 이러한 바람직한 흡수 제품들의 체액 흡수 층 52에서 사용된 개량된 셀룰로오스성 섬유는 바람직하게는 화학적 및/또는 열처리에 의하여 강화되고 고불고불하게 된 나무 펄프 섬유이다. 이러한 개량된 셀룰로오스 섬유는 본원에서 참고로 인용된, 1990년 6월 19일 래쉬 등(Lash et al.)에게 허여된 미국특허 제 4,935,622호에 개시된 흡수 제품에 사용되는 것과 동일한 형태이다. 바람직한 태양으로서 체액 저장 층 10은 티. 에이. 데스마라이스(T. A. DesMarais)에 의하여 "고흡수성 중합 발포체 물질"라는 명칭으로 1998년 3월 13일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 ____________ 호(P＆G 사건 7052); 및 전기한 중합성 발포체 또는 영 등(Young et al.)에 의해 "체액흡수를 위한 고표면적을 갖는 흡수성 부재"라는 명칭으로 1998년 3월 13일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 ____________ 호(P＆G 사건 7053) 및 지. 에이. 영 등(G. A. Young et al.)에 의해 "체액 흡수를 위한 흡수제 부재"이라는 명칭으로 1998년 3월 13일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 ____________ 호(P＆G 사건 7054)에 개시된 것들이다. 이러한 체액 분배 층은 전형적으로 (상단부) 체액-조절 및 (하단부)고흡수 저장층 사이에 위치하고 체액 교통이 이루어진다.

본원에서 언급한 대로, "일회용" 흡수 제품들은 일회 사용 후에 버려지도록 된 제품들이다(즉, 특정 물질 또는 모든 흡수 제품들이 재활용, 재사용 또는 재구성될 수도 있음에도 불구하고 전체적으로 고유의 흡수 제품들은 세탁 또는 흡수제품으로서 회복이나 재생이 되도록 의도되어 있지 않다). 본원에서 사용된 바와 같이, "기저귀(diaper)" 용어는 착용자의 하체를 버릴 어린이 및 뇨실금증자에 의해 전반적으로 헐어지는 옷들을 일컫는다. 그러나 본 발명은 뇨실금용 브리프, 뇨실금용 패드, 트레이닝용 팬츠, 기저귀 삽입물, 생리대, 위생용품, 탐폰, 밴드, 세안용 티슈, 종이 타올 및 그 유사체와 같은 다른 흡수제품에 적용될 수 있다.

유익한 체액 조절 특성에 덧붙여, 본 발명의 바람직한 흡수 발포체 물질들은 그 부드럽고, 탄력적인 구조 및 물리적인 일체감에 기인하여 좋은 미감을 제공한다. 시이트 형태에서, 이러한 흡수 발포체들은 또한 다양한 흡수제품으로 사용하기 위한 구상에 상대적으로 용이할 수 있다. 섬유흡수 구성요소에 반하여, 이러한 흡수 발포체들은 사용시에 전체적인 모양 및 구조상에 즉, 밀도, 형상 등에 있어 전반적으로 변화가 없다. 이러한 발포체들의 두께는 발포체에 존재하는 체액에 따라 변화한다. 즉, 발포체들은 상대적으로 연속된 저장층에 의하여 탈수될 때 가늘어지거나 상대적으로 붕괴되고 포화가 되었을 때 두꺼워질 것이다. 이러한 발포체들은 체액에 의하여 가소화되지 않으므로 이러한 기계적 특성들은 대부분 습윤시 변화되지 않는다.

본 발명의 분배 물질들이 효율적으로 체액을 분배시키므로 이들은 체액 이동으로부터 얻어지는 유익한 흡수 코아의 체액 분배 구성요소로서 특히 유용하다. 이러한 분배 물질들은 상대적으로 높은 모세관 흡수압 및 중량당 용량과 결합되어 중력의 도움이 있거나 없이 체액을 포획하도록 하여 착용자의 피부를 건조하게 한다. 이 높은 저장능력은(주어진 중량당) 저중량의 효율적인 제품을 만들 수 있다. 덧붙여, 본 발명의 분배 물질들은 이 획득된 체액을 효율적으로 다른 흡수 구성요소에 전달할 수 있으므로, 이러한 물질들은 체액 저장 구성요소(들) 및 체액 포획 구성요소를 추가적으로 포함하는 "다층" 흡수 코아에서 분배 구성요소로서 특히 유용하다.

본 발명에 따른 몇 개의 태양에서, 흡수 코아의 분배층은 흡수 코아의 상면 시이트 및 저장층에 대해서 특정한 위치 관계가 있다. 좀더 특수하게, 코아의 분배층은 그러한 체액을 코아의 다른 지역으로 이동시키고 포획층으로부터 배출된 체액을 효과적으로 배치할 수 있는 자리에 위치한다. 따라서 분배층은 포획 지역과 어떠한 말단 저장 지역간의 사이를 늘릴 수 있다. 포획층은 가랑이 부위, 바람직하게는 사람에 의하여 다 사용한 제품, 및 기저귀 전면에서 뇨배출되는 지역을 포함할 수 있다. 기저귀를 위하여, 흡수 제품의 전면은 착용자의 전면에 위치되도록 의도된 흡수 제품의 일부를 의미한다. 부가적으로, 남성 착용자들을 위하여, 분배층이 남성착용자의 기저귀 전면부에서 발생하는 상대적으로 많은 체액량을 효과적으로 포획하고 배출물의 방향성 변화를 보상할 수 있도록 착용자의 전면 허리부분 근처로 늘리는 것이 바람직하다. 상응하는 흡수 제품 지역은 흡수 제품의 디자인 및 맞춤성에 따라서 변화될 수 있다.

기저귀 제조를 위하여, 코아의 분배층은 분배 층이 상면 시이트길이의 적어도 약 50%, 바람직하게는 적어도 약 75% 및/또는 저장층의 전체 길이의 약 50 내지 약 200%에 해당하는 지역까지 넓힐 수 있도록 충분한 길이가 되도록 연장된 상면 시이트 및/또는 저장층과 관련하여 위치할 수 있다. 이 분배층은 포획층으로부터 체액을 획득하기에 충분한 넓이를 가져야 한다. 대개, 기저귀에서 분배층의 넓이는 적어도 약 5cm, 바람직하게는 적어도 약 6cm이다.

이러한 분배층 배치를 결정하기 위해서, 흡수 제품들의 길이는 연장된 흡수 배면 시이트의 정상의 가장 긴 가로길이로 채택된다. 연장된 배면 시이트의 정상의 가장 긴 크기는 착용자에게 적용되는 바와 같이 제품에 따라 한정될 수 있다. 다 사용시, 배면 시이트의 반대 쪽은 이러한 연결된 양끝이 차용자의 허리를 둘러 원을 형성하도록 서로 결합되어 있다. 이 배면 시이트의 정상 길이는 따라서 a) 가랑이를 통하여 착용자의 등허리 중간에서 배면 시이트의 가장자리 지점으로부터 b) 착용자의 전면 허리 중간에서 배면 시이트의 배면 시이트 반대 끝 지점까지 배면 시이트를 가로지르는 선길이일 것이다. 상면 시이트의 크기와 형상은 전반적으로는 실질적으로 배면 시이트에 상응할 것이다.

통상적인 경우에 있어서, 흡수 제품의 형상 및 연장된 상면 시이트의 정상 길이를 일반적으로 한정하는 흡수 코아의 저장층은 코아의 저장층의 가장 긴 가로길이에 의하여 시도될 것이다. 그러나, 부피 축소 또는 원가 절감이 중요한 몇 개의 제품(예를 들면, 성인용 요실금 제품)에서, 저장층은 전반적으로 착용자의 생식기 지역 및 생식기 부위에 가까운 적합한 지역만을 덮는 곳에 위치할 것이다. 이러한 경우, 체액 분배 층 및 저장층은 전형적으로 제품 길이의 전면 2/3에서 발견될 수 있도록 상면 시이트에 의해 한정되는 제품의 전면을 향하도록 위치될 것이다.

분배 발포체층은 상기한 편안한 맞춤 및 크기 제한과 일치하는 임의의 바람직한 형상일 수 있다. 이러한 형상들은 예를 들어, 원형, 직사각형, 사다리꼴 또는 타원형 예를 들어, 모래시계형, 개뼈다귀형, 반 개뼈다귀형, 난형 또는 부정형을 포함한다. 이 분배 발포체층은 저장층과 유사하거나 다를 수 있다. 바람직한 흡수 코아의 저장층 모양은 또한 예를 들어, 원형, 직사각형, 사다리꼴 또는 타원형 예를 들어, 모래시계형, 개뼈다귀형, 반 개뼈다귀형, 난형 또는 부정형을 포함한 착용감있는 맞춤과 일치하는 임의의 바람직한 형상일 수 있다.(저장 층은 물리적으로 분배층으로부터 분리거나 분배층으로부터 완전히 떨어질 필요는 없다)

다층 흡수 코아들은 또한 하나 이상의 층이 본 발명의 분배 물질을 포함하는 지. 디. 라본 등(G. D. LaVon, et al.)에 의해 1995년 8월 30일 출원된 동시계류 미국특허출원 일련번호 제 08/521,556 호에 의하여 제조될 수도 있다.(본원에서 참고로 인용된다)

Ⅴ. 시험 방법

다음은 본 발명의 분배 물질들을 특정화하는데 사용되는 다양한 방법들의 상세한 설명이다. 시험 물질이 시험과정을 견디어 내는 충분한 일관성이 없는 개개의 시험방법 A, B, C, D에 대해서, 흡상 성능에 영향을 주지 않는 소수성 스크린은 그 물질들을 지지하는데 사용될 수 있는 것으로 간주될 것이다.

A. 수직흡상 시간 및 수직흡상 용량

수직흡상 시간은 특정 크기의 발포체의 시험용 스트립을 통하여 15cm의 수직거리를 흡상시키는 데 저장소에서 착색된 시험용 액체(예를 들어, 합성 뇨)가 걸리는 시간을 측정함으로써 결정된다. 이 수직 흡상 과정은 시험이 31℃가 아닌 37℃에서 수행된다는 점만 제외하고는 전기한 미국특허 제 5,387,207호(참고로 인용된)의 시험방법란에 상세히 기재되어 있다. 주어진 높이에서 물질의 수직 흡상용량은 시험이 31℃가 아닌 37℃에서 수행된다는 점을 제외하고는 전기한 미국특허 제 5,387,207호(참고로 인용된)의 시험방법란에 또한 기재되어 있다. 마지막으로, 참고한 특허에서 세척 및 재건조하는 단계는 수행되지 않는다. 주목되는 수직 흡상용량값은 평형시에 15cm 높이에서 얻어지는 저장능력으로 간주된다.

B. 모세관 흡수 압력

모세관 흡수 등온 곡선은, 시험이 31℃가 아닌 37℃에서 수행된다는 점을 제외하고는, 본원에서 참고로 인용하는, 1995년 2월 7일에 다이어 등(Dyer et al.)에게 허여된 미국 특허 제 5,387,207호의 시험 방법란의 수직 흡상 흡수 용량 시험을 사용하여 생성된다. 곡선은 수 저장기의 꼭대기로부터 높이 h인 각 세그먼트의 중심점까지의 거리를 사용하여, 흡상된 높이의 함수로서 각 세그먼트의 흡수 용량을 나타낸다. 모세관 흡수 압력은 물질의 자유 흡수 용량(즉, 0 cm 높이에서의 용량)의 1/2(50%)의 흡수 용량을 갖는 물질의 높이로서 취해진다.

C. 모세관 탈착 압력

모세관 탈착 압력은 다양한 정수 헤드의 기능으로서 액체를 보유하는 물질의 저장능력을 측정한다. 적합한 크기의 동일한 스트립, 예를 들면, 40cm(길이)x2.5cm(폭)x0.2cm(두께), 및 시험용 액체(선택적으로 지시제로서 식품착색제 소량을 포함하는 증류수)가 22±2℃의 실내에서 평형된다. 이 측정은 동일한 온도에서 수행된다.

시험용 스트립을 물로 포화시키고, 하단을 물 저장소에서 1-2mm 침수되도록 위치된다. 이 물은 전형적으로 16-24 시간에 평행을 이르도록 시료를 배수시킨다. 이 과정 중에, 시료 및 저장소는 예를 들어, 유리 실린더 및 알루미늄 포일을 사용하여 증발로 인한 물의 감소를 방해하기 위하여 차폐되어야 한다. 다음에 이 시료를 제거하고 저장소에 침수된 시료 부분을 버린 후에 2.5cm 조각으로 자른 비흡수성 표면에 위치한다. 각 조각은 칭량되고 물로 세척된 후 건조 및 재칭량된다. 흡수 용량은 각 조각을 계산한다.

모세관 탈착 등온 곡선은, 높이 함수로서의 각 단편들의 흡수 용량을 도시함으로써 생성된다. 이 곡선은 수 저장기의 꼭대기로부터 높이 h인 각 세그먼트의 중심점까지의 거리를 사용하여, 탈착된 높이의 함수로서 각 세그먼트의 흡수 용량을 나타낸다. 이 모세관 탈착압은 발포체의 자유 흡수 용량의 반절 용량을 갖는 물질의 높이로 간주된다.

D. 자유 흡수 용량(FAC)

자유 흡수 용량은 합성뇨로 포화된 시료에서 흡수된 합성뇨의 양을 측정함으로써 정량화될 수 있다. 이 발포체 시료 및 쟈이코(Jayco) 합성 뇨는 31℃ 온도에서 평형화된다. 측정은 대기 온도하에서 수행된다.

시료 시이트는 쟈이코 합성 뇨로 이루어진 욕조에 담금으로써 그 자유흡수 용량으로 포화된다. 3분 후, 1 평방인치(6.5 cm²) 원형 표면적을 갖는 날카로운 원형 다이로 포화되고 팽창된 시이트로부터 잘라낸다. 그리고 이 시료는 합성뇨로부터 제거되고 디지털 저울에 올려놓는다. 팬의 표면적이 시료 면적보다 크고 해상력이 1mg 이하로 맞추어진 어떠한 저울도 채용될 수 있다. 이러한 저울의 예들로는 메틀러 피엠 480(Mettler PM 480) 및 매틀러 피시 440(Mettler PC 440)(메틀러 인스트루먼트 주식회사; 뉴저지주 하이트타운 소재).

적은 시료 중량을(Ww)을 측정한 후, 4개의 일회용 종이 타올의 상단에 2개의 가는 플라스틱 메쉬 스크린들 사이에 놓는다. 이 시료를 상단 스크린위에 프라스틱 롤러로 강하게 3회 돌려 압착한다. 시료를 제거하고 증류수에 약 2분간 적시고 전처럼 메쉬 스크린 사이에서 압착한다. 그리고 일회용 종이 타올(양 쪽에 4개)의 8 층 사이에 놓고 카르버 러보레이토리 프레스(Carver Laboratory Press)에서 20.000 Ibs의 힘으로 압축한다. 이 시료를 종이 타올로부터 제거하고 82℃에서 20분간 오븐에서 건조시키고 그 건조중량을 기록한다(Wd).

자유흡수 용량(FAC)은 젖은 중량(Ww) 및 건조중량(Wd)의 차를 건조 중량(Wd)으로 나눈 값이다, 즉, FAC=[(Ww-Wd)/Wd]. 이 값을 얻는데 적합한 또 다른 방법은 전기한 대로 0cm에서 VWC이다.

E. 모세관 붕괴 압력

모세관 붕괴압력(CCP)은 시험물질의 수직 걸림 시료가 모세관 압력으로 인한 원래 크기의 50%로 붕괴되는 높이(예를 들면 cm)이다. 이는 상기한 VWC방법을 이용하여 얻어질 수 있다. 이 CCP는 또한 발포체가 전기한 CAH시험방법에서 그 용량의 50%가 되는 지점에서 측정될 수 있다. CCP를 측정할 수 있는 또 다른 방법은 하기한 항복 응력(Yield Stress)를 측정하는 것이다. 이 항복 응력(YS)는 YS가 평방인치당 파운드 단위로 측정될 때에 다음의 수학식: CCP= 28.2 x YS + 1.5에 의하여 CCP와 관련된다. 따라서, 예를 들어, YS=1.1을 갖는 발포체는 측정값과 상관관계가 있는 32.5로 표현된 CCP를 갖을 것이다. 다른 기술들이 본 발명의 물질에 대해서 이러한 변수들을 측정하기에 적당하고 좀더 간편할 지도 모른다.

F. 항복 응력

항복 응력은 발포체의 조각에 직경이 2.5cm이고 두께가 3-7mm인 실린더 형태의 조각으로 스탬프함으로서 측정된다. 항복 응력은 유동측정 RSA-II 역학적 기계 분석기에서 수행되는 스트레스-스트레인 실험법으로 측정된다. 이 실험은 31℃(적어도 5분 동안 이 온도에서 평형화된 시료) 및 600초 동안 팽창하고 600초 동안 압축하는데 대한 0.1%/초의 고정된 스트레인율을 갖는 조건 하에서 수행된다. 이 장치는 이 스트레인에 영양을 주는 시료에 적용되는 스트레스를 기록하고 표시한다. 이 항복 응력은 스트레스-스트레인 곡선의 중개 평탄역의 선 피트(fit)로 교차된 스트레스-스트레인 곡선의 초기 선형 탄력부위의 선 피트로부터 계산된다. 이 선 피트 절개선의 스트레스는 시료의 항복 응력이다.

Ⅵ. 대표 실시예

이 실시예들은 본 발명의 붕괴된 HIPE 발포체들의 구체적인 제법을 기재한 것이다. 제조된 발포체들의 물리적인 특성은 하기 표 1에 요약되어 있다. 덧붙여, 이러한 발포체들을 위한 흡수 및 탈착곡선은 도 5a 및 도 b에 그래프로 나타내었다.(이 곡선들은 주어진 높이에서 발포체의 흡수 및 탈착 압력을 발포체의 자유 흡수 용량(즉, 0cm에서의 용량)으로 나누어 노르말화하였다) 표 1 및 도 5a 및 5b의 그래프에서 알 수 있듯이, 본 발명의 개개의 분배 물질들은 그 CDH:CAH 비가 1.8을 넘지 않는데, 이는 본 발명의 분배 물질에 의하여 증명되는 히스테레시스의 놀라운 감소를 입증한다.

A) HIPEs의 일반적인 제법

HIPEs는 상기한 미국특허 제 5,563,179 호의 실시예 부분에서 일반적으로 개시된 대로 제조된다. 일반적으로, 이 공정은 선택된 단량체들 및 유화제들을 포함하는 이 수상은 전형적으로 과황산 칼륨과 같은 개시제 및 염화 칼슘과 같은 무기염들을 포함한다. 오일상은 전형적으로 2-에틸헥실아크릴산과 같은 단량체 혼합물 및 디비닐벤젠(미량성분으로서 에틸 스티렌을 포함) 및 1,6-헥산디올디아크릴레이트와 같은 가교제 단량체들을 포함한다. 항산화제, 불투명화제, 색소, 점증제 및 다른 일반적으로 미반응성 화학물질과 같은 보조물질도 또한 한 쪽 상에 첨가될 수 있다.

오일상과 수상의 분리된 흐름들은 (전형적으로 약 30℃ 및 약 90℃ 사이에서 가열된) 역학적 혼합장치로 흐른다. 역학적 혼합장치에서 혼합된 흐름들의 혼합을 통하여 핀 추진기에 의하여 성취된다. "수중유 비(water-to-oil ratio)" 또는 "W:O"로 나타내는 수상과 오일상의 비는 최종생성된 발포체의 밀도를 조절하는데 사용된다. 초기 HIPE 형성을 정립하기 위한 장치 및 공정의 상세한 설명은 상기한 미국특허 제 5,563,179호의 실시예 부분에서 좀더 상세히 설명되어 있다.

한번 장치 구성이 채워지고 교반이 구체적인 RPM의 추진기 회전으로 시작된다. 그리고 수상의 유속량은 약 30초의 시간에 44.1cc/초로 꾸준히 증가된다. 그리고 오일상 유속량은 약 1분의 기간에 1.25g/초의 감소속도로 감소된다. 이 지점에서 역동적이고 정체적인 혼합기에 창조되는 후방압력은 전형적으로 약 3 내지 8 PSI(약 21 내지 약 55 kPa)이다. 이 추진기 속도는 120초 이상 원하는 RPM을 갖도록 조정되었다. 이 시스템 후방 압력은 이러한 조정에 반응하고 이후로 고정적으로 유지된다.

B) HIPE의 중합/경화

정적 혼합기로부터 얻은 HIPE를 셀콘(Celcon) 플라스틱으로 만들어진 집중형 삽입물이 가진 직경 17인치(43cm), 높이 7.5인치(10cm)인 둥근 폴리프로필렌 통으로 모은다. 이 삽입물은 바닥에서의 직경이 5인치(12.7cm), 상단의 직경이 4.75인치(12cm)이고 높이가 6.745인치(17.1cm)이다. 이 HIPE-함유 통을 중합성 HIPE 발포체를 경화하고 제공하기 위하여 65℃에서 18시간 실내에 방치시킨다.

C) 발포체 세척 및 탈수

경화된 HIPE 발포체를 통으로부터 제거한다. 이 때의 발포체는 잔여 수상(용해된 유화제, 전해질, 개시제 잔여물 및 개시제를 포함한다)을 포함한다. 이 발포체를 날카로운 왕복 톱날로 원하는 두께의 시이트로 자른다. 그리고 이러한 시이트를 발포체의 남은 수상을 중합성 단량체 무게의 약 2배(2X)정도까지 점차적으로 감소시키는 진공장치가 달린 일련의 2개의 다공성 닙 롤(porous nip rolls)로 압축시킨다. 이 시점에서, 이 시이트를 60℃에서 4% CaCl₂용액으로 재포화시키고, 약 2배(2X)정도의 수상으로 진공장치가 달린 일련의 3개의 다공성 닙 롤(porous nip rolls)로 압축시킨다. 발포체의 CaCl₂양은 2 내지 10%이다.

그리고 HIPE 발포체를 16시간 동안 대기에서 건조시키거나 연속적으로 열로 건조시킨다. 이러한 건조과정은 습기의 양을 중합성 물질 중량의 약 4-20%로 감소시킨다.

실시예 1

HIPE로부터 분배 발포체의 제조

A) HIPE의 제조

무수 칼슘 클로라이드(36.32kg) 및 포타슘 퍼설페이트(189g)이 물 378 리터에 용해된다. 이것은 수상 스트림을 제공하여 HIPE 유화액을 제조하기 위한 연속적인 공정에 사용된다.

증류된 디비닐벤젠(39% 디비닐벤젠 및 61% 에틸 스티렌)(2640g), 2-에틸헥실 아크릴레이트(4720g), 및 헥산디올디아크릴레이트(640g)을 포함하는 단량체 조합에, 디글리세롤 모노올레이트 유화제(480g), 디탈로우 디메틸 암모늄 메틸 설페이트(80g) 및 티누빈(Tinuvin) 765(20g)이 첨가된다. 글리세롤 모노올레이트 유화제(Grindsted Products; Brabrand, Denmark)는 대략 디글리세롤 모노올레이트 81%, 다른 글리세롤 모노에스테르 1%, 폴리올 3% 및 다른 폴리글리세롤 에스테르 15%를 포함하고, 약 2.7 dyne/cm의 최소 오일/물 계면 장력 값을 부여하고, 약 2.8중량%의 오일/물 임계 집합 농도를 갖는다. 혼합 후, 물질의 이러한 조합은 밤새도록 고정된다. 어떠한 가시적인 잔유물도 생성되지 않고 혼합물의 전부가 회수되어 HIPE 유화액을 제조하는 연속적인 공정에서 오일 상으로 사용된다.

오일 상(25℃) 및 수상(53 내지 55℃)의 분리된 스트림은 동적 혼합기에 투입된다. 핀 추진기에 의해 동적 혼합기에서 조합된 스트림의 철저한 혼합이 이루어진다. 핀 추진기는 약 36.5cm 길이와 약 2.9cm 직경의 실린더형 샤프트를 포함한다. 샤프트는 33핀을 갖는 3열과 34핀을 갖는 3열로 된 6열의 핀을 갖고, 각 레벨에서의 세 핀은 각각 서로 120°의 각으로 배치되고, 다음 레벨은 0.03 mm 만큼 분리된 이웃하는 레벨과 60°하향으로 배치되고, 각각은 샤프트의 중심축으로부터 2.3cm 길이까지 바깥으로 연장하는 0.5 cm의 직경을 갖는다. 핀 추진기는 동적 혼합기를 형성하는 실린더 슬리이브내에 장착되고, 핀은 실린더 슬리이브의 벽으로부터 1.5 mm의 틈을 갖는다.

동적 혼합기를 빠져나가는 유출액 중 소량이 회수되어 본원에서 개시내용을 참고로 인용하고 있는, 데스마라이스에 의해 1996년 9월 17일자로 출원되어 동시 계류중인 미국 특허 출원 일련 번호 제 08/716,510호의 도면에 도시된 바와 같은 재순환 대역으로 들어간다. 재순환 대역의 와우케사(Waukesha) 펌프는 소량 부분을 오일상 및 수상 유동 스트림의 동적 혼합 대역으로의 투입 지점으로 복귀시킨다.

나사형 정적 혼합기를 동적 혼합장치에서 역압 및 구성요소의 개량된 합체을 제공하여 최종 생성될 HIPE를 제공하기 위하여 동적 혼합 장치로부터 아랫방향으로 탑재한다. 정적 혼합기(TAH 인더스트리즈 모델 100-812)는 1 인치(2.5 cm) 직경을 갖는 12개의 요소를 갖는다. 호스가 정적 혼합기로부터 하류로 장착되어 유화액을 큐어링에 사용되는 장치로 배송하기 쉽게 한다. 선택적으로 추가적인 정적 혼합기가 추가 후방 압력을 제공하기 위해 사용되어 호스를 채운다. 선택적인 정적 혼합기는 1 인치(2.5 cm) 파이프, 12개 요소 혼합기(McMaster-Carr Model 3529K53)일 수 있다.

결합된 혼합기 및 재순환기 셋-업은 물 4부 대 오일 1부의 비율로 오일상 및 수상으로 채워진다. 동적 혼합기는 구부려져 공기가 빠져나가는 것을 막아 기구를 완전히 충진시킨다. 충진시의 유동 속도는 7.57g/sec 오일상 및 30.3cc/sec 수상이다.

일단 기구 셋-업이 충진되면, 850 RPM에서 회전하고, 약 30cc/sec의 속도에서 재순환이 시작되는 추진기로 동적 혼합기에서 교반이 시작된다. 그런 다음 수상의 유동 속도는 약 1분 동안 151.3 cc/sec의 속도까지 꾸준히 증가되고, 오일상의 유동 속도는 약 3분 동안 2.52 g/sec까지 감소된다. 재순환 속도는 3분 동안 약 150 cc/sec까지 꾸준히 증가된다. 동적 대역 및 정적 혼합기에 의해 이 지점에 생성된 후방 압력은 약 4.9 PSI(33.8 kPa)이고, 이것은 시스템의 총 압력의 급강하를 나타낸다. 그런 다음 와우케사 펌프(모델 30) 속도는 꾸준히 감소하여 약 75 cc/sec의 재순환 속도를 이룬다.

B) HIPE의 중합

이 지점에서의 정적 혼합기로부터 흐르는 HIPE는 케익을 구울 때 사용되는 스프링형태의 팬과 매우 흡사한 제거할 수 있는 측면을 갖는 직경 40 인치(102cm), 높이 12.5 인치(31.8 cm)의 둥근 폴리에틸렌 튜브에 수집된다. 저부의 직경이 12.5 인치(31.8 cm)인 파이프 유사한 폴리에틸렌 삽입물이 저부의 중심에 확고하게 부착된다. HIPE-함유 튜브는 65℃로 유지된 방에서 18시간 동안 보관되어 중합되어 발포체를 형성한다.

C) 발포체의 세척 및 탈수

큐어링된 HIPE 발포체는 큐어링 튜브로부터 제거된다. 이 지점에서 발포체는 중합된 단량체의 약 55 내지 65배(55-65×) 중량의 (용해된 유화제, 전해질, 개시제 잔유뮬 및 개시제를 함유하는) 여분의 수상을 갖는다. 발포체는 예리한 왕복운동을 하는 톱날로 0.2 인치(5.1 cm) 두께의 시이트로 슬라이스된다. 그런 다음 이러한 시이트는 중합된 물질의 중량의 약 3배(3×)까지 발포체의 여분의 수상 함량을 점차적으로 감소시키는 진공의 3개의 다공성 닙 롤에서 연속적으로 압축된다. 이 점에서, 그런 다음 시이트는 60℃에서 4% CaCl₂용액으로 재포화되고, 약 1.5-2×의 수상 함량까지 진공의 3개의 다공성 닙 롤에서 연속적으로 압착된다. 발포체의 CaCl₂함량은 6 내지 10%이다.

발포체는 최종 니핑 후에 약 0.027 인치(0.069 cm) 두께로 압축된 상태로 남는다. 그런 다음 발포체는 공기 중에서 약 16시간 동안 건조된다. 그러한 건조는 수분 함량을 중합된 물질의 약 9 내지 17중량%까지 감소시킨다. 이 점에서, 발포체 시이트는 매우 드레이프성이 크다.

실시예 2

HIPE로부터 분배 발포체의 제조

A) HIPE의 제조

증류된 디비닐벤젠(42.4% 디비닐벤젠 및 57.6% 에틸 스티렌)(2640g), 2-에틸헥실 아크릴레이트(4400g), 및 헥산디올디아크릴레이트(960g)을 포함하는 단량체 조합에, 디글리세롤 모노올레이트 유화제(640g), 디탈로우 디메틸 암모늄 메틸 설페이트(80g) 및 티누빈(Tinuvin) 765(20g)이 첨가된다. 글리세롤 모노올레이트 유화제(Grindsted Products; Brabrand, Denmark)는 대략 디글리세롤 모노올레이트 81%, 다른 글리세롤 모노에스테르 1%, 폴리올 3% 및 다른 폴리글리세롤 에스테르 15%를 포함하고, 약 2.7 dyne/cm의 최소 오일/물 계면 장력 값을 부여하고, 약 2.8중량%의 오일/물 임계 집합 농도를 갖는다. 혼합 후, 물질의 이러한 조합은 밤새도록 고정된다. 어떠한 가시적인 잔유물도 생성되지 않고 혼합물의 전부가 회수되어 HIPE 유화액을 제조하는 연속적인 공정에서 오일 상으로 사용된다.

오일 상(25℃) 및 수상(75 내지 77℃)의 분리된 스트림은 동적 혼합기에 투입된다. 핀 추진기에 의해 동적 혼합기에서 조합된 스트림의 철저한 혼합이 이루어진다. 핀 추진기는 약 36.5cm 길이와 약 2.9cm 직경의 실린더형 샤프트를 포함한다. 샤프트는 33핀을 갖는 3열과 34핀을 갖는 3열로 된 6열의 핀을 갖고, 각 레벨에서의 세 핀은 각각 서로 120°의 각으로 배치되고, 다음 레벨은 0.03 mm 만큼 분리된 이웃하는 레벨과 60°하향으로 배치되고, 각각은 샤프트의 중심축으로부터 2.3cm 길이까지 바깥으로 연장하는 0.5 cm의 직경을 갖는다. 핀 추진기는 동적 혼합기를 형성하는 실린더 슬리이브내에 장착되고, 핀은 실린더 슬리이브의 벽으로부터 1.5 mm의 틈을 갖는다.

동적 혼합기를 빠져나가는 유출액 중 소량이 회수되어 본원에서 개시내용을 참고로 인용하고 있는, 티. 에이. 데스마라이스(T.A. DesMarais)에 의해 1996년 9월 17일자로 출원되어 동시 계류중인 미국 특허 출원 일련 번호 제 08/716,510호의 도면에 도시된 바와 같은 재순환 대역으로 들어간다. 재순환 대역의 와우케사(Waukesha) 펌프는 소량 부분을 오일상 및 수상 유동 스트림의 동적 혼합 대역으로의 투입 지점으로 복귀시킨다.

나사형 정적 혼합기를 동적 혼합장치에서 역압 및 구성요소의 개량된 합체을 제공하여 최종 생성될 HIPE를 제공하기 위하여 동적 혼합 장치로부터 아랫방향으로 장착한다. 정적 혼합기(TAH 인더스트리즈 모델 100-812)는 1 인치(2.5 cm) 직경을 갖는 12개의 요소를 갖으나, 7인치(17.8cm)는 장치 공간에 맞도록 제거한다. 호스가 정적 혼합기로부터 하류로 장착되어 유화액을 큐어링에 사용되는 장치로 배송하기 쉽게 한다. 선택적으로 추가적인 정적 혼합기가 추가 후방 압력을 제공하기 위해 사용되어 호스를 채운다. 선택적인 정적 혼합기는 개량없이 처음과 동일할 수 있다.

일단 기구 셋-업이 충진되면, 800 RPM에서 회전하고, 약 30cc/sec의 속도에서 재순환이 시작되는 추진기로 동적 혼합기에서 교반이 시작된다. 그런 다음 수상의 유동 속도는 약 1분 동안 151.3 cc/sec의 속도까지 꾸준히 증가되고, 오일상의 유동 속도는 약 3분 동안 2.52 g/sec까지 감소된다. 재순환 속도는 3분 동안 약 150 cc/sec까지 꾸준히 증가된다. 동적 대역 및 정적 혼합기에 의해 이 지점에 생성된 후방 압력은 약 4.2 PSI(29 kPa)이고, 이것은 시스템의 총 압력의 강하를 나타낸다.

B) HIPE의 중합

C) 발포체의 세척 및 탈수

큐어링된 HIPE 발포체는 큐어링 튜브로부터 제거된다. 이 지점에서 발포체는 중합된 단량체의 약 55 내지 65배(55-65×) 중량의 (용해된 유화제, 전해질, 개시제 잔유뮬 및 개시제를 함유하는) 여분의 수상을 갖는다. 발포체는 예리한 왕복운동을 하는 톱날로 0.2 인치(5.1 cm)의 두께의 시이트로 슬라이스된다. 그런 다음 이러한 시이트는 중합된 물질의 중량의 약 3배(3×)까지 발포체의 여분의 수상 함량을 점차적으로 감소시키는 진공의 2개의 다공성 닙 롤에서 연속적으로 압축된다. 이 점에서, 그런 다음 시이트는 60℃에서 4% CaCl₂용액으로 재포화되고, 약 1.5-2×의 수상 함량까지 진공의 3개의 다공성 닙 롤에서 연속적으로 압착된다. 발포체의 CaCl₂함량은 6 내지 10%이다.

실시예 3

HIPE로부터 분배 발포체의 제조

A) HIPE의 제조

증류된 디비닐벤젠(42.4% 디비닐벤젠 및 57.6% 에틸 스티렌)(2640g), 2-에틸헥실 아크릴레이트(4400g), 및 헥산디올디아크릴레이트(960g)을 포함하는 단량체 조합에, 디글리세롤 모노올레이트 유화제(640g), 디탈로우 디메틸 암모늄 메틸 설페이트(80g) 및 티누빈(Tinuvin) 765(40g)이 첨가된다. 글리세롤 모노올레이트 유화제(Grindsted Products; Brabrand, Denmark)는 대략 디글리세롤 모노올레이트 81%, 다른 글리세롤 모노에스테르 1%, 폴리올 3% 및 다른 폴리글리세롤 에스테르 15%를 포함하고, 약 2.7 dyne/cm의 최소 오일/물 계면 장력 값을 부여하고, 약 2.8중량%의 오일/물 임계 집합 농도를 갖는다. 혼합 후, 물질의 이러한 조합은 밤새도록 고정된다. 어떠한 가시적인 잔유물도 생성되지 않고 혼합물의 전부가 회수되어 HIPE 유화액을 제조하는 연속적인 공정에서 오일 상으로 사용된다.

오일 상(25℃) 및 수상(75 내지 77℃)의 분리된 스트림은 동적 혼합기에 투입된다. 핀 추진기에 의해 동적 혼합기에서 조합된 스트림의 철저한 혼합이 이루어진다. 핀 추진기는 약 21.6cm 길이와 약 1.9cm 직경의 실린더형 샤프트를 포함한다. 샤프트는 21핀을 갖는 3열과 21핀을 갖는 3열로 된 6열의 핀을 갖고, 각 레벨에서의 세 핀은 각각 서로 120°의 각으로 배치되고, 다음 레벨은 0.03 mm 만큼 분리된 이웃하는 레벨과 60°하향으로 배치되고, 각각은 샤프트의 중심축으로부터 1.4cm 길이까지 바깥으로 연장하는 0.5 cm의 직경을 갖는다. 핀 추진기는 동적 혼합기를 형성하는 실린더 슬리이브내에 장착되고, 핀은 실린더 슬리이브의 벽으로부터 3 mm의 틈을 갖는다.

나사형 정적 혼합기를 동적 혼합장치에서 역압 및 구성요소의 개량된 합체을 제공하여 최종 생성될 HIPE를 제공하기 위하여 동적 혼합 장치로부터 아랫방향으로 장착한다. 정적 혼합기(TAH 인더스트리즈 모델 070-821)는 외부반경이 0.5 인치(1.3 cm)이고 길이가 14 인치(35.6 cm)이나, 2.4인치(6.1cm)를 원래길이로부터 잘라낸다.

결합된 혼합기 및 재순환기 셋-업은 물 4부 대 오일 1부의 비율로 오일상 및 수상으로 채워진다. 동적 혼합기는 구부려져 공기가 빠져나가는 것을 막아 기구를 완전히 충진시킨다. 충진시의 유동 속도는 1.89g/sec 오일상 및 7.56cc/sec 수상이다.

일단 기구 셋-업이 충진되면, 1000 RPM에서 회전하고, 약 8cc/sec의 속도에서 재순환이 시작되는 추진기로 동적 혼합기에서 교반이 시작된다. 그런 다음 수상의 유동 속도는 약 1분 동안 45.4 cc/sec의 속도까지 꾸준히 증가되고, 오일상의 유동 속도는 약 3분 동안 0.6 g/sec까지 감소된다. 재순환 속도는 3분 동안 약 45 cc/sec까지 꾸준히 증가된다. 동적 대역 및 정적 혼합기에 의해 이 지점에 생성된 후방 압력은 약 2.9 PSI(20 kPa)이고, 이것은 시스템의 총 압력의 강하를 나타낸다.

B) HIPE의 중합

이 지점에서의 정적 혼합기로부터 흐르는 HIPE는 셀론(Celon, 등록상포) 플라스틱으로 만든 집중형 삽입물을 가진 직경 17 인치(43cm), 높이 7.5 인치(10 cm)의 둥근 폴리에틸렌 튜브에 수집된다. 이 삽입물은 저부의 직경이 5 인치(1.7 cm), 상부의 직경이 4.75인치(12 cm)m 높이가 6.75 인치(17.1 cm)이다. HIPE-함유 튜브는 65℃로 유지된 방에서 18시간 동안 보관되어 중합되어 발포체를 형성한다.

C) 발포체의 세척 및 탈수

큐어링된 HIPE 발포체는 큐어링 튜브로부터 제거된다. 이 지점에서 발포체는 중합된 단량체의 약 70 내지 80배(70-80×) 중량의 (용해된 유화제, 전해질, 개시제 잔유뮬 및 개시제를 함유하는) 여분의 수상을 갖는다. 발포체는 예리한 왕복운동을 하는 톱날로 0.185 인치(4.7 cm)의 두께의 시이트로 슬라이스된다. 그런 다음 이러한 시이트는 중합된 물질의 중량의 약 3배(3×)까지 발포체의 여분의 수상 함량을 점차적으로 감소시키는 진공의 2개의 다공성 닙 롤에서 연속적으로 압축된다. 이 점에서, 그런 다음 시이트는 60℃에서 1.5% CaCl₂용액으로 재포화되고, 약 2배의 수상 함량까지 진공의 3개의 다공성 닙 롤에서 연속적으로 압착된다. 발포체의 CaCl₂함량은 3 내지 6%이다.

발포체는 최종 니핑 후에 약 0.031 인치(0.079 cm) 두께로 압축된 상태로 남는다. 그런 다음 발포체는 공기 중에서 약 16시간 동안 건조된다. 그러한 건조는 수분 함량을 중합된 물질의 약 9 내지 17중량%까지 감소시킨다. 이 점에서, 발포체 시이트는 매우 드레이프성이 크다.

실시예 4 및 5

HIPE로부터 분배 발포체의 제조

A) HIPE의 제조

무수 칼슘 클로라이드(22.73kg) 및 포타슘 퍼설페이트(284g)이 물 567 리터에 용해된다. 이것은 수상 스트림을 제공하여 HIPE 유화액을 제조하기 위한 연속적인 공정에 사용된다.

증류된 디비닐벤젠(42.5% 디비닐벤젠 및 57.5% 에틸 스티렌)(2640g), 2-에틸헥실 아크릴레이트(5056g), 및 헥산디올디아크릴레이트(640g)을 포함하는 단량체 조합에, 디글리세롤 모노올레이트 유화제(480g), 디탈로우 디메틸 암모늄 메틸 설페이트(80g) 및 티누빈(Tinuvin) 765(20g)이 첨가된다. 글리세롤 모노올레이트 유화제(Grindsted Products; Brabrand, Denmark)는 대략 디글리세롤 모노올레이트 81%, 다른 글리세롤 모노에스테르 1%, 폴리올 3% 및 다른 폴리글리세롤 에스테르 15%를 포함하고, 약 2.7 dyne/cm의 최소 오일/물 계면 장력 값을 부여하고, 약 2.8중량%의 오일/물 임계 집합 농도를 갖는다. 혼합 후, 물질의 이러한 조합은 밤새도록 고정된다. 어떠한 가시적인 잔유물도 생성되지 않고 혼합물의 전부가 회수되어 HIPE 유화액을 제조하는 연속적인 공정에서 오일 상으로 사용된다.

오일 상(25℃) 및 수상(53 내지 55℃)의 분리된 스트림은 동적 혼합기에 투입된다. 핀 추진기에 의해 동적 혼합기에서 조합된 스트림의 철저한 혼합이 이루어진다. 핀 추진기는 약 36.5cm 길이와 약 2.9cm 직경의 실린더형 샤프트를 포함한다. 샤프트는 33핀을 갖는 3열과 34핀을 갖는 3열로 된 6열의 핀을 갖고, 각 레벨에서의 세 핀은 각각 서로 120°의 각으로 배치되고, 다음 레벨은 0.03 mm 만큼 분리된 이웃하는 레벨과 60°하향으로 배치되고, 각각은 샤프트의 중심축으로부터 2.3cm 길이까지 바깥으로 연장하는 0.5 cm의 직경을 갖는다. 핀 추진기는 동적 혼합기를 형성하는 실린더 슬리이브 내에 장착되고, 핀은 실린더 슬리이브의 벽으로부터 1.5 mm의 틈을 갖는다.

나사형 정적 혼합기를 동적 혼합장치에서 역압 및 구성요소의 개량된 합체을 제공하여 최종 생성될 HIPE를 제공하기 위하여 동적 혼합 장치로부터 아랫방향으로 장착한다. 정적 혼합기(TAH 인더스트리즈 모델 100-812)는 1 인치(2.5 cm) 직경을 갖는 12개의 요소를 갖는다. 호스가 정적 혼합기로부터 하류로 장착되어 유화액을 큐어링에 사용되는 장치로 배송하기 쉽게 한다. 선택적으로 추가적인 정적 혼합기가 추가 후방 압력을 제공하기 위해 사용되어 호스를 채운다. 선택적인 정적 혼합기는 1 인치(2.5 cm) 파이프, 12개 요소 혼합기(McMaster-Carr Model 3529K53)일 수 있다.

일단 기구 셋-업이 충진되면, 500 RPM에서 회전하고, 약 30cc/sec의 속도에서 재순환이 시작되는 추진기로 동적 혼합기에서 교반이 시작된다. 그런 다음 수상의 유동 속도는 약 1분 동안 151.3 cc/sec의 속도까지 꾸준히 증가되고, 오일상의 유동 속도는 약 3분 동안 2.52 g/sec까지 감소된다. 재순환 속도는 3분 동안 약 150 cc/sec까지 꾸준히 증가된다. 동적 대역 및 정적 혼합기에 의해 이 지점에 생성된 후방 압력은 약 4.0 PSI(27.6 kPa)이고, 이것은 시스템의 총 압력의 강하를 나타낸다. 와우케샤 펌프속도는 천천히 그 재순환율이 약 75cc/sec 로 줄인다. 실시예 5의 발포체는 종적 지대 및 정적 혼합기에 의한 역압력이 약 4.3 PSI(29.7kPa)인 지점에서 추진기의 RPM을 600으로 올리는 점만을 제외하고는 동일한 방법으로 제조된다.

B) HIPE의 중합

C) 발포체의 세척 및 탈수

발포체에서 측정된 데이터 요약

발포체	FAC*(g/g)	15cm에서 VWC*(g/g)	CAH *(cm)	CDH *(cm)	CDH :CAH비율	흡상시간(15cm에서의 분)	항복 응력(kPa)
실시예 1	58	56	34	44	1.3	15	3.0
실시예 2	58	55	40	48	1.2	15	3.0
실시예 3	70	64	25	27	1.1	13	1.5
실시예 4	58	55	27	29	1.1	7	1.5
실시예 5	58	56	27	33	1.2	8	1.5
*: FAC= 자유 흡수 용량, 건조 물질 g당 체액 g; VWC= 수직 흡상 용량, 건조 물질 g당 체액 g; CAH= 모세관 흡수 높이; CDH= 모세관 탈착 높이.

Claims

A) 1.8:1 이하의 모세관 흡수 높이에 대한 모세관 탈착 높이의 비를 갖으며;

B) 50cm이하의 모세관 탈착 높이를 갖으며;

C) 25분 내에 31℃에서 높이 15cm까지 합성뇨를 흡상시킬 수 있는 능력; 및

D) 15cm에서 6g/g 이상의 수직 흡상 용량 수성 액체를 갖는 분배 가능한 물질.
제1항에 있어서,

서로 연결된 개방형-셀로 이루어진 친수성이고 가요성인 중합체성 발포체 구조물임을 특징으로 하는 물질.
제1항 또는 제2항에 있어서,

1.6:1이하, 바람직하게는 1.4:1이하, 좀더 바람직하게는 1.2:1이하, 좀더 바람직하게는 1.1:1이하의 모세관 흡수 높이에 대한 모세관 탈착 높이의 비를 갖는 물질.
제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

가 40cm 이하의 모세관 탈착 높이를 갖는 물질.
제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

15cm 이상의 모세관 흡수 높이를 갖는 물질.
제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

20분 내에, 바람직하게는 10분 내에 15cm 높이로 합성뇨를 흡상시킬 수 있는 수직흡상 용량을 갖는 물질.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

7g/g이상의 15cm에서의 수직 흡상 용량을 갖는 물질.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

15g/g 이상의 자유 흡수 용량을 갖는 물질.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

15cm이상, 바람직하게는 20cm이상의 모세관 붕괴 압력을 갖는 물질.
A) 1.5:1이하의 모세관 흡수 높이에 대한 모세관 탈착 높이의 비를 갖으며;

B) 40cm 이하의 모세관 탈착 높이를 갖으며;

C) 25분 내에 31℃에서 높이 15cm까지 합성뇨를 흡상시킬 수 있는 능력;및

D)15cm에서 9g/g 이상의 수직 흡상 용량 수성 액체를 갖는, 그 물질이 서로 연결된 개방형-셀로 이루어진 친수성이고, 가요성인 중합체성 발포체 구조물인 것을 특징으로 하는 수성 액체 분배 가능한 물질.
상기 상면시이트와 배면 시이트 사이에 배치된 흡수 코아를 포함하는 흡수 제품에 있어서, 제 1항 내지 제 10항에 따르는 분배 물질을 포함하는 흡수제품.