KR20010052648A

KR20010052648A - 거품형성된 초흡수성 중합체로 코팅된 흡수구조

Info

Publication number: KR20010052648A
Application number: KR1020007013881A
Authority: KR
Inventors: 제임스알. 그로스; 사무엘씨. 베어; 스티브 렙틱; 존피. 어스파머
Original assignee: 비케이아이 홀딩 코포레이션
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2001-06-25
Also published as: EP1093349A2; CA2334346A1; AU4561099A; US6241713B1; MXPA00012254A; WO1999063906A2; BR9911517A; JP2002517276A; WO1999063906A3

Abstract

일회용 흡수제품에 사용하기에 적합한 시트형 섬유성 흡수물질의 표면에 코팅된 초흡수특성을 가지는 거품형성된 하이드로겔형성 중합체의 층을 포함하는 흡수성 시트형 물질과 그 제조방법이 개시된다.

Description

거품형성된 초흡수성 중합체로 코팅된 흡수구조 {ABSORBENT STRUCTURES COATED WITH FOAMED SUPERABSORBENT POLYMER}

아기기저귀, 성인용 실금장치, 및 여성용 생리대와 같은 종래의 흡수용품은 흡수중심으로의 유체가 차단되지 않고 통과하도록 하는 액체투과 상면시트와, 흡수된 유체를 보유하여 그것이 흡수중심을 통과하여 흡수용품 사용자의 속옷을 적시는 것을 방지하는 보통 플라스틱물질로 된 액체불투과 이면시트 사이에 끼워진 셀룰로오즈섬유 보풀계 흡수중심으로 이루어지는 것이 일반적이다.

일반적으로 이 흡수용품의 흡수중심은 초흡수성 중합체과립을 가지거나 가지지 않은 섬유질제거 목재펄프로 구성된다. 일반적으로 흡수중심은 가공을 촉진하기 위하여 담체조직 상의 전환장치의 패드형성장치 상에 형성된다. 어떤 흡수중심형성장치는 다층 흡수구조를 형성하기 위하여 제2이산보풀층이 제1보풀계 흡수층 위에 놓여질 수 있는 층형성능력을 갖춘다. 이들 흡수구조에서, 제1층은 초흡수성 중합체과립을 포함할 수 있다. 종래에 제조된 흡수구조에 관해서는, 그 내용이 인용에 의해 본 명세서에 삽입된, 미합중국특허 제5,009,650호, 제5,378,528호, 제5,128,082호, 제5,607,414호, 제5,147,343호, 제5,149,335호, 제5,522,810호, 제5,041,104호, 제5,176,668호, 제5,389,181호 및 제4,596,567호를 인용한다.

최근에, 더 얇고 더 편안한 흡수용품에 대한 시장수요가 증가하고 있다. 초박형 여성용 생리대는 더 이상 부피가 큰 제품을 만드는 경향이 있는 느슨한 목재펄프로 구성되지 않고, 사전형성된 흡수중심물질의 롤은 보풀계 제품에서 요구되는 섬유질제거단계없이 흡수패드제조장치 상으로 직접 풀릴 수 있는 롤제품계 에어레이드(airlaid) 흡수중심으로 구성된다. 롤제품계 접근방식은 느슨한 보풀계 기술에 의해서는 달성될 수 없는 박막형 제품을 가져온다.

카르복실 고분자전해질이, 지금은 통상 초흡수제라 불리는 하이드로겔형성물질을 형성하기 위하여 교차결합될 수 있다는 것은, 예를 들면 미합중국특허 제3,669,103호와 제3,670,731호에 개시된 바와 같이, 당해 기술분야에서 공지되어 있다. 이 물질들은 일회용 흡수용품의 흡수성을 증진시키는데 사용된다. 다양한 물질 위에 초흡수성 중합체를 연속 또는 불연속코팅하여 사용하는 것이, 예를 들면 미합중국특허 제4,076,673호에 설명되어 있다. 미합중국특허 제5,071,681호는 에어레이드 섬유성 웨브의 제조와, 웨브의 한면에 불수용성 결합제를 도포하고 웨브의 다른 면에 초흡수제를 형성할 수 있는 수용성 중합체를 도포하는 것을 개시하고 있다. 미합중국특허 제4,444,830호는 화학적으로 거품이 형성되어 베이스 보풀형성물질에 도포된 액상 초흡수성 전구체용액을 개시하고, 코팅된 보풀형성물질은 그 다음에 건조되고 분해되어 매트릭스 전체에 분산된 흡수성 중합체 작은 판들을 포함하는 섬유성 보풀매트릭스로 기계적으로 가공된다.

섬유성 및 부직포물질을 초흡수제형성 합성물로 코팅하는 상기 접근방식은 고분자전해질의 고유한 취약성 때문에 코팅된 물질의 경화를 일으킨다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 글리세롤과 같은 보습제를 사용할 수 있지만, 보습제는 상당량의 물이 있는 고분자전해질에만 가소성을 줄 수 있다. 필요한 수분함량을 유지하는 것은 건조한 기후에서는 어렵다. 또한, 초흡수성 중합체가 웨브 표면 상의 이산층이 아니라 웨브의 섬유 상의 확산코팅이 되도록, 희석한 액상 초흡수성 전구체용액을 에어레이드 웨브 상에 분무하는 것은 웨브 속으로 깊은 중합체침투를 일으킬 수 있다.

놀랍게도, 초흡수제가 예정된 방식으로 작동하도록 하기 위하여 초흡수성 중합체가 흡수성 합성물 전체에 분산될 필요도 없고 바람직하지도 않다는 것을 발견했다. 실제로, 액체손상의 원인으로부터 멀리 떨어져(일회용 흡수제품 내에) 위치할 수 있는, 별도층 내에 농축된 초흡수제를 가짐으로써 먼저 유체를 흡수한 후 수송하기 위하여 흡수제품 내에서 섬유성 물질을 보다 효과적으로 이용할 수 있다. 이 결과는 건조 및 경화됨에 따라 흡수성 중합체를 형성할 수 있는 수용성 중합체를 함유하는 합성물을 거품형성하고 흡수성 웨브에 거품을 도포함으로써 이루어진다.

본 출원은 인용에 의해 본 명세서에 완전히 삽입된, 1998년 6월 8일에 출원된 가출원 제60/088,453호에 대하여 35 U.S.C. §119의 우선권을 주장한다.

본 발명은 예를 들면 팬티라이너 및 생리대와 같은 일회용 흡수성 위생용품으로 제작하기에 적합한 초흡수성 롤제품을 제조하는 방법 및 본 발명의 방법에 따라 제조된 제품에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 건조 및 경화됨에 따라 초흡수특성을 가지는 하이드로겔형성 고분자의 수용액은 그 원래 부피의 수배까지 거품이 형성되고 시트(sheet)형 섬유성 흡수물질의 표면에 초흡수성 물질의 별도의 다공성층을 형성하기 위하여 시트형 섬유성 흡수물질에 도포된다.

본 발명은 일회용 흡수제품에 사용하기에 적합한 시트형 섬유성 물질의 표면에 코팅된 초흡수성을 가지는 한 층의 거품형성된 하이드로겔형성 중합체를 포함하는 흡수성 시트형 물질 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 한 면에서, 시트형 섬유성 흡수물질의 표면에 코팅된 한 층의 거품형성된 하이드로겔형성 중합체를 포함하는 흡수성 시트형 물질이 제공된다.

본 발명의 다른 면에서, 본 발명의 흡수성 시트형 물질을 사용하여 제조된 일회용 흡수제품이 제공된다.

본 발명의 또 다른 면에서, 본 발명의 흡수성 시트형 제품을 제조하는 방법이 제공된다.

본 명세서에서 인용된 모든 특허, 특허출원 및 참고문헌들은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 삽입된다. 어떤 모순이 있는 경우에는, 본 개시내용에 따라 결정된다.

본 발명은 예를 들어 팬티라이너와 생리대와 같은 일회용 흡수성 위생용품으로 만들기 적합한, 흡수성 시트형 물질, 및 그 흡수성 시트형 물질을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 흡수성 시트형 물질은 (ⅰ) 시트형 섬유성 흡수물질과 (ⅱ) 시트형 섬유성 흡수물질의 표면에 코팅된 거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질을 포함한다.

"시트형 섬유성 흡수물질"은 시트형태인 어떤 흡수성 섬유성 매트릭스이고 이하 "섬유성구조"라고 부른다. 그러한 섬유성구조는 예를 들면, 에어레잉(air-laying) 또는 웨트레잉(wet laying)방식을 사용하는 것과 같은 당해 기술분야에서 공지된 방법들에 의해 제조될 수 있다. 그러한 섬유성 구조의 대표적인 예들은: 개별화된 목재섬유만으로부터 또는 합성섬유와의 혼합물로부터 제조되어 접착제 또는 열결합섬유 또는 파우더를 사용하여 결합된 에어레이드 부직포이다. 섬유성 구조는 또한 여러층의 섬유의 합성물일 수 있다. 섬유성구조는 예를 들면 에어레이드 보풀셀룰로오스와 같은 목재섬유, 화학적으로 변형된 셀룰로오스섬유, 교차결합된 셀룰로오스섬유 또는 목화잔털섬유를 포함하는 어떤 천연섬유를 함유할 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트("PET"), 폴리프로필렌, 나일론 및 아크릴수지와 같은 폴리에스테르 섬유와 같은 합성섬유도 사용될 수 있다.

섬유성 구조의 섬유는 라텍스결합 및/또는 열결합될 수 있다. 니들 펀칭(needle punching)과 유체얽힘(hydroentangling)과 같은 물리적 얽힘을 일으키는 당해 기술분야에서 공지된 다른 방법들도 사용될 수 있다.

라텍스결합된 섬유성 구조는 예를 들면 알킬아크릴레이트, 비닐 아세테이트 및 스티렌-부타디엔의 중합체 및 공중합체와 같은 라텍스를 포함한다. 열결합된 섬유성 구조는 당해 기술분야에서 공지되고 열가소성 섬유 또는 파우더의 융점까지 가열함에 따라 결합을 제공하는 것으로 알려진 열가소성 섬유 또는 파우더를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에서, 본 발명의 섬유성 구조는 라텍스결합되거나 열결합된 에어레이드 부직포이다.

"거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질"은 액체흡수에 따라 겔을 형성하는 특성을 가진 고흡수물질을 말한다. 그것은 적어도 하나의 교차결합제와 반응된 거품형성된 수용성 중합체를 포함한다.

본 발명에서 사용하기 위한 수용성 중합체는, 예를 들면 오븐에서 건조되어 경화되는 것과 같은 교차결합에 의해 초흡수제를 형성할 수 있다. "초흡수제"는 불수용성이지만 여전히 수팽창성이 되도록 교차결합된 수용성 중합체이다. 교차결합된 중합체는 생리식염수용액에서 그 자체의 중량의 약 15배 이상까지 팽창할 수 있다.

본 발명의 실시에 유용한 중합체는 일반적으로 어떤 생리학적으로 양립가능하고 친수성인 중합체일 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 카르복실 고분자전해질의 수용액은 거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질의 제조에 사용될 수 있다.

바람직한 일실시형태에서, 본 발명에 유용한 고분자전해질은 아크릴산 또는 메타크릴산의 동종중합체 및 1 이상의 에틸렌불포화 공단량체를 가진 공중합체의 암모늄 또는 알칼리금속염이다.

일실시형태에서, 고분자전해질은 부분적으로 비누화된 폴리아크릴레이트 중합체이다. 비누화되기 전에, 중합체는 (1) 알킬그룹이 1-10개의 탄소원자를 가지는 알킬 아크릴레이트, 알킬그룹이 4-10개의 탄소원자를 가지는 알킬 메타크릴레이트, 또는 그 혼합물 30-92중량%; (2) 올레핀불포화 카르복실산 8-70중량%; 및 (3) 하이드록시알킬그룹이 1-4개의 탄소를 가지는 오메가 하이드록시알킬 아크릴레이트 0-15중량%를 포함할 수 있는 단량체의 혼합물을 반응시킴으로써 제조할 수 있다.

유용한 알킬 아크릴레이트의 예에는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 및 헥실 아크릴레이트가 포함된다. 유용한 알킬 메타크릴레이트의 예에는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트 및 데실 메타크릴레이트가 포함된다. 유용한 오메가 하이드록시알킬 아크릴레이트의 예에는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시메틸 아크릴레이트, 및 4-하이드록시 부틸 아크릴레이트가 포함된다.

본 발명에 유용한 올레핀불포화 카르복실산은 모노- 또는 폴리카르복실산이다. 모노카르복실산의 예에는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 및 이소크로톤산이 포함된다. 폴리카르복실산의 예에는 말레산, 푸마르산, 및 이타콘산이 포함된다.

쉽게 입수할 수 있는 단량체로부터 제조되어 그들의 염형태로 전환될 수 있는 적용가능한 중합체의 리스트는 다음과 같다: 아크릴산-아크릴레이트 공중합체; 아크릴산-아크릴아미드 공중합체; 아크릴산-올레핀 공중합체; 폴리아크릴산, 아크릴산-비닐 방향족 공중합체; 아크릴산 비닐 에테르 공중합체; 아크릴산-비닐 아세테이트 공중합체; 아크릴산-비닐 알콜 공중합체 및 상기 공단량체 모두와 메타크릴산의 공중합체.

본 발명의 바람직한 일실시형태에서, 카르복실 고분자전해질은 알파-올레핀 및 말레산 무수물의 선택적 공중합체의 반나트륨염이고, 알파올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부틸렌, 스티렌, 또는 그들의 둘 또는 그 이상의 혼합물이다. 다른 바람직한 실시형태에서, 카르복실 고분자전해질은 폴리(아크릴산), 또는 에틸렌불포화 단량체와 아크릴산과의 공중합체이고, 산부분은 수산화나트륨으로 40-90% 중화된다.

아크릴 공중합체 및 스타치/그래프트 공중합체와 같은, 다른 친수성 중합체도 사용될 수 있다. 미합중국특허 제3,997,484호와 제4,405,387호에 개시된 비누화되고 젤라틴화된 스타치/폴리아실로니트릴 그래프트 중합체의 불수용성 알칼리염도 유용하다.

본 발명의 하이드로겔형성 고분자물질을 제조하는데 사용될 수 있는 교차결합제는 당해 기술분야에서 공지되어 있다.

상기 고분자전해질을 수팽창성 중합체로 전환시키기 위하여 본 발명에서 유용한 다기능 교차결합제의 예들은 인용에 의해 본 명세서에 삽입된 미합중국특허 제2,929,154호; 제3,224,986호; 제3,332,909호; 및 제4,076,673호에 개시되어 있다. 이들 다기능 교차결합제는 일반적으로 폴리아미드-폴리아민 에피클로로하이드린 부가물로 알려져 있다. 유사한 교차결합제는 상업적으로 입수가능한 {델라웨어주 윌밍턴, 헤라클레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated)에서 구입한} 폴리컵 172(Polycup 172) 및 카이멘 557(Kymene 557)이다. 이들 부가물의 구조는 공지되어 있고 M.E.쿠어(Coor) 등에 설명되어 있다{Journal of Applied Polymer Science, Vol. 17, 페이지 721-735(1973)}.

본 발명에서 유용한 이중기능제의 예들은 1,3-디클로로이소프로판올; 1,3-디브로모이소프로판올과 같은 폴리할로알칸올; 노볼락 수지의 테트라하이드로티오펜 부가물과 같은 술포늄 양성이온; 에피클로로하이드린, 에피브로모하이드린, 2-메틸 에피클로로하이드린 및 에피이오도하이드린과 같은 할로에폭시알칸; 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 글리세린-1,3-디글리시딜 에티르, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 디에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 약 175 내지 약 380의 에폭시등가중량범위를 가지는 폴리프롤필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 약 182 내지 약 975의 에폭시등가중량범위를 가지는 비스페놀 A-에피클로로하이드린 에폭시수지 및 상기 물질들의 혼합물과 같은 폴리글리시딜 에테르이다.

또한 단량체 아민-에피할로하이드린 부가물도 교차결합제로서 유용하다. 인용에 의해 본 명세서에 삽입된 미합중국특허 제3,660,431호; 제3,749,737호; 및 제3,749,738호에 설명된 술포늄 양성이온도 사용될 수 있다.

교차결합제는 사용되는 고분자전해질의 중량에 대해 약 0.05 내지 약 5.0%의 양이 사용될 수 있다. 이것은 일반적으로 고분자전해질이 가볍게 교차결합되는데 충분하다. 그러나 이 범위는 최종 교차결합된 물질의 흡수성을 조절하기 위하여 각 고분자전해질마다 변할 수 있고 일반적인 실험법을 사용하여 결정될 수 있다.

본 발명에 사용하기 적합한 하이드록겔형성 고분자물질은 그 무게의 약 15배 이상의 합성 또는 천연오줌을 흡수할 수 있다. 바람직하게는, 흡수성은 고분자전해질 1g당 약 30-60g 오줌의 범위 또는 고분자전해질 1g당 90-250g 증류수의 범위일 수 있다.

본 발명의 하이드로겔형성 고분자물질은 거품의 형태이다. 본 발명의 흡수성 시트형 구조에 사용하기 위한 거품은 거품이 원하는 부피로 될 때까지 중합체용액을 교반함으로써 제조된다. 어떤 다른 거품생산장치가 사용될 수도 있다.

중합체용액은 중합체를 물에 용해시켜서 제조할 수 있다. 일실시형태에서, 중합체용액은 교차결합제를 포함하는데, 교차결합제가 균일하게 분산되도록 거품형성 전 또는 후에 첨가될 수 있다.

거품형성을 촉진하기 위하여, 질소의 수면 하 흐름을 가진 관통패들이 사용될 수 있다. 거품형성은 거품부피가 원래 액체부피의 약 1.5 내지 약 10배, 바람직하게는 원래부피의 약 3 내지 4배가 될 때까지 계속된다.

원하는 부피가 얻어진 후, 거품은 사용할 준비가 되거나 건조되고 경화된 중합체를 구부리기 위하여 먼저 라텍스와 혼합될 수 있다. 라텍스는 거품형성 전에 첨가될 수도 있다.

본 발명의 거품형성된 하이드로겔형성 고분자코팅은 결과적인 중합체 코팅을 구부리는데 효과적인 양의 탄성 수분산액을 포함할 수 있다. 탄성 수분산액은 천연 또는 합성 중합체 라텍스일 수 있다. 합성중합체의 예는 알킬아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 및 스티렌-부타디엔의 중합체와 공중합체들이다. 라텍스는 코팅의 가요성을 상당히 증진시키기 위하여 코팅의 약 5 내지 약 50중량%, 바람직하게는 약 15 내지 약 20중량%로 사용되는 것이 일반적이다.

본 발명의 일실시형태에서, 본 발명의 초흡수성 롤제품은 분포층을 포함할 수 있다. 분포층은 당해 기술분야에서 일반적으로 공지된 바와 같을 것이다. 예를 들면, 분포층의 매트릭스섬유는 (ⅰ) 보풀 셀룰로오스섬유{예를 들면, 테네시주 멤피스, 벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드(Buckeye Technologies, Inc.)에서 입수가능한 벅아이 폴리 보풀(Buckeye Foley fluff)}, (ⅱ) 화학적으로 변형된 보풀 셀룰로오스(예를 들면 교차결합된 셀룰로오스) 또는 매우 정제된 셀룰로오스(예를 들면 Buckeye HPF), 또는 (ⅲ) 그들의 혼합물일 수 있다. 이 섬유들은 라텍스결합 섬유, 열결합 섬유 또는 그들의 화합물일 수 있다.

또한 본 발명은 본 발명의 초흡수성 시트형 물질을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시형태에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 고분자물질을 먼저 물에 용해시킨다. 중합체는 약 5 내지 약 20중량%의 농도로 용해될 수 있다. 그 다음에 건조됨에 따라 중합체의 카르복실 또는 카르복실레이트 그룹과 반응할 수 있는 유효량의 교차결합제를 중합체용액에 첨가한다. 그 결과 만들어지는 용액을 그 다음에 원하는 거품부피, 예를 들면 원래 용액부피의 1.5-10배까지 거품생성기에서 거품을 형성한다. 그 다음에 거품을 닥터 블레이드 또는 어떤 다른 적절한 방법을 사용하여 분무함으로써 시트형 섬유성 흡수물질에 도포한다.

원하는 수준의 중합체부하를 산출하는데 필요한 거품의 무게는 예를 들면 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 건조된(거품형성되지 않은) 중합체의 양에 근거해서 계산될 수 있다. 예를 들면, 약 30-40 gsm의 중합체를 얻기 위한 거품무게가 계산될 수 있다. 14×14인치 패드 상에 40 gsm의 초흡수제를 가지기 위하여, 필요한 총고체는 5.06g(50.6g의 고체거품)이다. 거품코팅된 물질은 그 다음에 용매를 제거하고 고분자전해질의 교차결합을 일으키기 위하여 건조된다. 건조단계동안, 교차결합제는 활성화되고 중합체는 초흡수제로 된다. 어떤 적합한 건조방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 코팅된 물질은 약 60 내지 약 160℃, 바람직하게는 약 125℃의 오븐에서 건조될 수 있다.

본 발명에 따른 하이드로겔형성 고분자물질은 물, 식염수, 합성오줌, 및 오줌, 월경 및 혈액과 같은 체액과 같은 많은 액체를 흡수하는데 적합하고, 기저귀, 성인용 실금장치 및 침대패드와 같은 일회용 흡수제품들; 생리대, 탐폰과 같은 월경장치; 및 손수건, 턱받이, 상처 드레싱 및 수술용 케이프 또는 드레이프와 같은 다른 흡수제품에 사용하기에 적합하다. 따라서, 본 발명의 거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질을 포함하는 일회용 흡수제품도 본 발명의 범위 내에 있다. 이들 일회용 흡수제품은 시트형 섬유성 흡수물질로 코팅된 본 발명의 거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질을 포함하는 롤제품을 사용하여 당해 기술분야에서 공지된 방법들에 따라 제조될 수 있다. 바람직한 일실시형태에서, 본 발명의 거품형성된 하이드로겔형성물질은 시트형 섬유성 흡수물질에 비하여 사용자의 신체로부터 더 멀리 떨어져 위치한다.

섬유성구조를 코팅하기 위하여 (희석된 중합체용액보다) 거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질을 사용하는 것의 장점은 섬유성구조를 완전히 코팅하는데 필요한 상당한 거품부피가, 제거될 필요가 있는 과도한 부피의 물을 사용하지 않고 제조될 수 있다는 것이다. 또한, 섬유성 구조 속으로의 중합체 침투는 거품점도에 의해 제한된다. 이와 달리, 희석한 중합체 용액을 섬유성 구조에 분무하면 중합체의 침투와 더 적은 이산층의 형성을 일으킨다. 마지막으로, 중합체는 큰 거품부피가 물이 아니라 공기이기 때문에 농축된 형태로 취급될 수 있다.

본 발명의 다른 장점은 건조된 하이드로겔형성 중합체를 유연하게 하기 위하여 탄성 중합체를 사용하는데 있다. 분산된 탄성 상태는 탈립없이 중합체코팅의 휨과 구부림을 촉진할 수 있다. 가요성 중합체 코팅은 흡수된 유체의 부피가 크지 않은 적용분야에서 사용될 그 제품들에서 초흡수성 중합체로서만 기능할 수 있다.

본 발명의 또 다른 장점은 초흡수성물질이 유체의 유입과 초흡수제의 팽창이 섬유의 존재에 의해 방해를 받지 않는 이산층을 형성한다는 것이다. 초흡수제는 다소 다공성이지만, 실질적으로 연속적인 층이고 이산 개별입자들이 아니기 때문에, 최종제품이 제조되는 동안 및 제조된 후 초흡수제의 건조함유가 개선된다. 따라서, 먼지가 많은 연마제 초흡수성 파우더가 기계주위에서 사용되지 않기 때문에, 정기적인 청소를 위한 고비용의 조업정지가 최소화된다.

본 발명은 하기의 비제한적 실시예들에 의해 더 설명된다.

실시예

초흡수성 고분자 전구체용액의 제조

쿠라레이 인터내셔널(Kuraray International)(ISOBAM-10, lot no. 825271)의 폴리(이소부틸렌-코-말레산 무수물)의 나트륨반염은 쉘 케미컬 컴퍼니(Shell Chemical Company)의 네오돌(Neodol) 25-9(비이온성 계면활성제) 0.3 g을 포함한 증류수 582g에 154g(1.0 mol)의 공중합체를 현탁시킴으로써 25% 고체로 패들교반기, 리플럭스 컨덴서, 온도제어기 및 가열맨틀이 장착된 1000㎖ 수지 플라스크 속에서 제조된다. 알약 또는 구슬형태의 수산화나트륨{알드리취 케미컬(Aldrich Chemical) lot no. 02420HQ의 40.0 g, 1.0 mol}을 상기 슬러리에 첨가하고 온도를 85℃까지 높인다. 중합체가 용해될 때까지, 약 4시간동안 계속 가열 및 교반한다. 제조된 용액은 초흡수성 과립용 고분자결합제로서 사용될 수 있고, 또는 당해 기술분야에서 공지된 방법을 사용하여 초흡수성 과립으로 전환될 수 있다.

초흡수성 전구체 거품의 제조

반중화된 이소밤-10(ISOBAM-10)(50.0g)의 25% 용액을 125g의 증류수로 10% 고체까지 희석하고, 거품을 안정화시키기 위하여 0.13g의 소디움 라우릴 설페이트(음이온성 계면활성제)를 첨가한다. 중합체 중량(10%용액 1.25 g)의 1.0%의 교차결합제{헤라클레스의 카이멘 557(KYMENE 557)}를 첨가하고 거품형성을 촉진하여 위하여 질소의 수면 하 흐름을 가진 관통패들로 화합물을 빨리 교반한다. 교반은 거품부피가 원래의 액체부피의 약 3배가 될 때까지 계속된다. 거품은 사용할 준비가 되고 건조되어 경화된 중합체를 구부리기 위하여 라텍스와 혼합될 수 있다. 라텍스가 첨가되면, 상기 방법에서 라텍스 내의 물은 증류수로부터 제거될 수 있다.

부직포를 코팅

원하는 중합체 부하를 생산하도록 계산된 중량의 거품을 부직포에 고르게 분무하고 실험용 대류오븐 내의 125℃에서 건조한다. 예를 들어, 14×14인치 패드 상의 40 gsm을 가지도록 하기 위하여, 필요한 총고체는 5.06g(50.6g의 10% 고체거품)이다. 건조단계 동안, 교차결합제가 활성화되어 중합체는 초흡수제로 된다.

포화용량

시료를 2.25제곱인치로 절단하여 중량을 측정한 후 식염수(0.9% NaCl)에 20분간 담갔다. 다시 중량을 측정하기 전에 5분간 패드에서 수분을 배출시킨다. 패드의 흡수용량(패드 1g 당 흡수된 식염수의 g수)은 접시와 (젖은 패드의 총중량 - 건조패드와 접시의 중량) ÷건조패드의 중량이다.

보유용량

흡수용량시험에서의 패드를 0.9 psi의 하중 하에 5분간 둔다. 눌린 패드의 중량을 측정하고, 보유용량은 흡수용량과 같은 방식으로 계산한다.

실험결과

기질 80 gsm 에어레이드 부직포는 스티렌-부타디엔 라텍스와 결합된 셀룰로오스 보풀로부터 파일럿라인에서 제조하였다. 부직포의 부드러운 (와이어) 쪽은 흡수성 액체전구체, 거품, 및 거품/라텍스로 처리하였다. 본 실시예에서 사용된 특정 라텍스는 롬 앤드 하스(Rohm and Haas)의 로플렉스 HA-8(RHOPLEX HA-8)이었다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 대조구패드는 압력하에서 거품코팅된 에어레이드 패드보다 적은 유체를 보유한다. 즉, 거품형성의 장점이 패드로부터 겔화되지 않은 유체를 짜내는 고하중 하에서만 명백하도록 거품코팅은 무하중조건하에서 보통 유체로 채워지는 공간부피를 채운다. 코팅된 패드는 대조구보다 더 무겁기 때문에, 절대흡수용량은 g용량 당 g으로 표시된 것 보다 더 크다. 1g의 대조구패드는 압력 하에서 1.7g의 식염수를 보유한다. 30 gsm의 거품형성된 초흡수제로 코팅되면, 패드는 1.375g까지 중량이 증가하고, 4.0g의 식염수를 보유하여 코팅되지 않은 동일한 패드에 대해 135%의 흡수용량에서의 실질적인 증가가 있다. 이와 유사하게, 실시예 2에 대해, 실흡수용량은 이어서 처리된 대조구패드 1g에 대한 식염수 3.1g이다(82%의 증가). 거품형성되지 않은 액체 초흡수제 공식으로 대조구패드를 코팅하는 것은 상대적인 실시예 1이 압력 하에서 고보유용량을 생성함에 있어서 효과적이지 않다는 것을 보여준다. 1g의 패드는 전보다 1.375g까지 증가하는 반면, g/g 용량은 단지 1.8이기 때문에, 실흡수용량은 45.5%의 증가인, 식염수 2.5g까지 증가된다.

실시예	gsm섬유	gsm SAP거품 고체	gsm SAP라텍스 고체	gsm SAP액체 고체	포화용량g/g	0.9 psi보유g/g
대조구 1	80				15.7	1.7
실시예 1	80	30			15.8	2.9
실시예 2	80	30	15		13.2	13.2
비교실시예 1	80			30	15.6	15.6

Claims

a. 시트형 섬유성 흡수물질과

b. 상기 시트형 섬유성 흡수물질의 표면에 코팅된 거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질을 포함하는 흡수성 시트형 물질.
제1항에 있어서,

상기 시트형 섬유성 흡수물질은 라텍스결합된 에어레이드 부직포인 것을 특징으로 하는 흡수성 시트형 물질.
제1항에 있어서,

상기 시트형 섬유성 흡수물질은 열가소성 결합제섬유, 파우더 또는 열에 의해 결합된 그들의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수성 시트형 물질.
제1항에 있어서,

상기 시트형 섬유성 흡수물질은 라텍스결합되고 열결합된 에어레이드 부직포인 것을 특징으로 하는 흡수성 시트형 물질.
제1항에 있어서,

거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질의 부피는 거품형성되는 용액의 액체부피의 약 1.5 내지 10배인 것을 특징으로 하는 흡수성 시트형 물질.
제1항에 있어서,

상기 거품형성된 하이드로겔형성 고분자물질을 카르복실 고분자전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수성 시트형 물질.
제6항에 있어서,

상기 카르복실 고분자물질은 알파올레핀과 말레산 무수물의 교차공중합체의 반암모늄 또는 알칼리금속염이고,

상기 알파올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부틸렌, 및 스티렌, 및 2 이상의 알파올레핀의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 흡수성 시트형 물질.
제6항에 있어서,

상기 카르복실 고분자전해질은 폴리(아크릴산) 또는 아크릴산과 에틸렌불포화 단량체와의 공중합체이고,

상기 산부분은 암모니아 또는 알칼리금속 수산화물 또는 카보네이트로 40-90% 중화된 것임을 특징으로 하는 흡수성 시트형 물질.
a. 카르복실 고분자전해질의 용액을 제조하는 단계;

b. 유효량의 교차결합제를 첨가하는 단계;

c. 상기 용액에 거품을 형성하는 단계;

d. 시트형 섬유성 흡수물질에 상기 용액을 도포하는 단계; 및

e. 거품코팅된 물질을 건조시키는 단계를 포함하는, 청구항 1의 흡수성 시트형 물질을 제조하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 방법은,

그 결과로 생긴 중합체코팅을 구부리는데 유효한 양의 탄성 수분산액을 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 탄성 수분산액은 천연 또는 합성 중합체 라텍스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 합성 중합체 라텍스는 알킬아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 및 스티렌-부타디엔의 중합체와 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것임으로 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 합성 탄성 라텍스는 거품코팅의 약 5 내지 약 50중량%인 것을 특징으로 방법.
청구항 1의 흡수성 시트형 물질을 포함하는 일회용 흡수제품.
청구항 2의 흡수성 시트형 물질을 포함하는 일회용 흡수제품.
청구항 3의 흡수성 시트형 물질을 포함하는 일회용 흡수제품.
청구항 4의 흡수성 시트형 물질을 포함하는 일회용 흡수제품.
청구항 5의 흡수성 시트형 물질을 포함하는 일회용 흡수제품.
청구항 6의 흡수성 시트형 물질을 포함하는 일회용 흡수제품.
청구항 7의 흡수성 시트형 물질을 포함하는 일회용 흡수제품.
청구항 8의 흡수성 시트형 물질을 포함하는 일회용 흡수제품.
제14항에 있어서,

상기 제품은 기저귀인 것을 특징으로 하는 일회용 흡수제품.
제14항에 있어서,

상기 제품은 생리대인 것을 특징으로 하는 일회용 흡수제품.
제14항에 있어서,

상기 제품은 성인용 실금제품인 것을 특징으로 하는 일회용 흡수제품.