KR20010052649A

KR20010052649A - 유체분포 및 저장층을 가지는 흡수구조

Info

Publication number: KR20010052649A
Application number: KR1020007013882A
Authority: KR
Inventors: 사무엘씨. 베어; 에스.케이.로렌스 리; 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: AU4339199A; CN1234334C; ID29458A; CN1321075A; BR9911527A; CA2334351A1; NO20006231D0; JP2002517281A; AU748366B2; NO20006231L; EP1089697A1

Abstract

액체포착층 및 액체포착층과 유체연락하는 섬유성 유체저장층을 포함하는 흡수구조가 개시된다. 저장층은 SAP 입자를 포함한다. 포착층은 합성섬유를 포함하고 합성섬유는 라텍스결합된다. 적어도 2층, 라텍스결합된 합성섬유의 상부층과 라텍스 및/또는 열결합된 셀룰로오스섬유의 바닥층을 포함하는 유체포착 및/또는 분포층(ADL) 및 그 제조방법이 개시된다. 합성섬유층은 매우 다공성이어서 하중 하에서 매우 빠른 유체포착을 제공한다. 셀룰로오스층은 유체를 흡수제품 속으로 끌러당기고, 일시적 유체고정화를 제공하고, 유체를 영구유체저장층의 불포화부분으로 끌어당기는 도관으로서 작용하는 Z-방향 모세관힘을 제공한다. 본 발명의 ADL은 단일층 ADLS에 관한 누출에 대해 증가된 보호를 제공한다.

Description

유체분포 및 저장층을 가지는 흡수구조 {ABSORBENT STRUCTURES HAVING FLUID DISTRIBUTION AND STORAGE LAYERS}

일회용 기저귀, 성인용 실금장치, 생리대 등과 같은 흡수용품은 체액을 받아들여 보유하기 위하여 흡수중심, 또는 저장층을 가지는 것이 일반적이다. 일반적으로 흡수중심은 그 기능이 중심으로의 유체의 통과를 허용하는 것인 액체투과 상면시트와, 유체를 보유하여 유체가 흡수용품을 통과하는 것을 방지하는 액체불투과 이면시트 사이에 끼워진다. (예를 들면, 기저귀와 성인용 실금패드용) 흡수중심은 일반적으로 섬유질제거되고, 느슨하고, 보풀형성되고, 친수성인 셀룰로오스섬유로 구성된 섬유성 속솜 또는 웨브를 포함한다. 중심은 초흡수성 중합체(SAP)입자, 과립, 박편 또는 섬유를 포함할 수도 있다. 또한 흡수용품은 포착층으로부터 중심의 저장층으로 액체를 빨리 운송하는 것을 돕는 분포층을 포함할 수 있다.

최근에, 더 얇고 더 편안한 흡수용품에 대한 시장수요가 증가하고 있다. 그러한 용품은 기저귀중심의 두께를 감소시키고, SAP 입자의 양을 증가시키는 한편 중심에 사용되는 섬유성 물질의 양을 감소시키며, 캘리퍼를 감소시키고 그럼으로써 밀도를 증가시키기 위하여 중심을 캘린더가공하거나 압착함으로써 얻어질 수 있다. 그러나 고밀도중심은 중심의 치밀성이 더 작은 유효기공크기를 가져오기 때문에 저밀도중심만큼 빨리 액체를 흡수하지 않는다. 따라서, 적절한 액체흡수속도를 유지하기 위해서는, 흡수용품 상으로 배출되는 액체의 흡수속도를 증가시키기 위하여 고밀도 흡수중심 위로 더 큰 기공크기를 가지는 저밀도층을 제공할 필요가 있다. 저밀도층은 일반적으로 포착층이라 불린다.

예를 들어 일회용 기저귀 중심의 저장층부는 일반적으로 전환공정동안 느슨하고 보풀형성된 셀룰로오스로 적절히 형성된다. 초흡수성 파우더는 흡수중심이 기저귀전환라인에서 형성됨에 따라 보풀 셀룰로오스섬유와 혼합된다. 그러한 셀룰로오스물질은 섬유간 결합 또는 얽힘이 없기 때문에 불충분한 웨브강도를 나타내기 때문에 사전형성된 롤에서 이용할 수 없다.

일회용 기저귀의 포착층부는 일반적으로 열결합, 라텍스결합 또는 점결합된 소면된 합성 스테이플섬유 웨브이다. 대표적인 포착층용 스테이플섬유는 6-15데니어의 크기와 적어도 40㎜의 길이를 가지는 권축 폴리에스테르(PET) 또는 폴리프로필렌섬유이다. 포착층은 형성되고 결합되어 전용 부직포섬유생산라인 상의 균질 롤제품으로써 쪼개진다. 그 다음에 포착층 물질의 쪼개진 롤은 흡수중심의 상부와 상면의 하부에 부착된 기저귀전환라인 상으로 펴진다. 결합된 소면된 스테이플섬유를 가진 상업용 유아용 기저귀의 예들은 킴벌리-클락 코포레이션(Kimberly-Clark Corp.)(텍사스주 달라스)에서 생산한 하기스기저귀(Huggies Diapers)와 파라곤 트레이드 브랜즈(Paragon Trade Brands)(조지아주 애틀란타)에서 생산한 개인상표기저귀들이다.

기저귀 성능을 향상시키기 위하여 고무끈과 다중 부직포와 같은 점점 더 많은 특성들이 실시됨에 따라 현대의 유아용 일회용기저귀 전환기계는 매우 복잡해지고 있다. 이러한 복잡성은 상당한 재료물질취급문제와 그 결과 생기는 전환라인생산성의 손실을 일으킨다. 부피가 크고 성가신 보풀펄프와 초흡수성 파우더 형성시스템을 롤 또는 다른 적합한 소형패키지에서 전환라인으로 직접적으로 단순히 공급될 수 있는 단일물질로 교체할 필요가 있다. 포착층과 흡수중심은 최종제품에서 함께 위치하기 때문에, 유체포착층과 흡수중심을 단일물질로 결합시키기 위하여 전환동작의 효율을 최대화할 수 있다.

초박형 여성용 생리대는 롤제품계 부직포물질로부터 생산되는 것이 일반적이다. 그러한 사전형성된 흡수중심의 롤은 기저귀나 실금패드와 같은 보풀계 제품에서 필요한 섬유질제거단계없이 흡수용품전환장치로 직접 풀린다. 부직포 웨브는 일반적으로 전환공정에서 처리되기에 충분한 강도를 부여하는 방식으로 결합되거나 강화된다. 웨브는 SAP 입자를 포함할 수도 있다.

사전형성된 중심을 제조하기 위한 롤제품접근방식에서 사용되는 웨브강화메카니즘은 웨브에 강도와 크기안정성을 제공한다. 그러한 메카니즘은 라텍스결합, 열가소성 또는 2성분섬유 또는 열가소성 파우더와의 결합, 유체얽힘(hydroentanglement), 니들펀칭, 소면 등을 포함한다.

다이스절단된 여성용 위생패드에서 일반적으로 발견되는 포착층과 분포층을 가지는 구조("ADL")의 일실시형태는 건조되고 경화된 수성 결합제수지와 결합된 에어레이드 셀룰로오스 웨브이다. 에어레이드 물질은 일반적으로 무시할 수 있는 하중하에서 중력에 대해 물질의 g당 16g까지 유체를 보유한다. 따라서, ADL은 흡수중심 내의 초습수성 입자들이 에어레이드 셀룰로오스 ADL 밖으로 그리고 초흡수성 입자를 포함하는 최종저장소로 보유된 유체를 흡수할 수 있을 때까지 흡수제품 내에 유체의 물결을 포착할 수 있다.

종래의 에어레이드 셀룰로오스 물질의 예는 바이셀 6002(Vicell 6002){벅아이 테크놀로지스 인코포레이티드(Buckeye Technologies Inc.), 테네시주 멤피스}인데, 이는 비닐 아세테이드 결합제 수지와 결합된 105 gsm(grams per square meter) 에어레이드 셀룰로오스 부직포이다. 바이셀 6002는 비닐 아세테이트 결합제 수지의 수성 에멀젼을 에어레이드 셀룰로오스 웨브 상에 분무한 후 열풍오븐에서 건조 및 경화시킴으로써 제조된다. 그것은 일반적으로 여성용 위생패드용 ADL에서 상업적으로 이용된다.

어떤 상업적으로 이용가능한 에어레이드 셀룰로오스구조의 단점은 정상적인 사용 하에서 함몰될 수 있다는 것이다. 이것은 일반적으로 구조가 사용자의 중량에 의해 눌릴 때 및 특히 그 구조가 젖을 때 일어난다. 이러한 구조적 함몰은 흡수제품의 유체포착속도를 현저히 감소시키고 따라서 누출의 가능성을 증가시킨다. 완전히 또는 부분적으로 유체포화된 에어레이드 셀룰로오스 구조가 함몰될 때, 유체는 ADL로부터 벗어나고 제품은 사용자에 피부에 대해 젖은 느낌을 준다.

포착영역으로부터 저장영역으로의 유체운송을 촉진하고, 사용시 고흡수용량을 가지며, 제조 및 전환공정을 단순화시키기 위하여 롤제품형태로 운반될 수 있는 박막형 흡수중심물질이 필요하다.

출원인은 상업적으로 입수가능한 제품의 상기 단점을 극복하는, 적어도 2개의 이산층, 상부층과 바닥층을 포함하는 개선된 ADL을 발견하였다. 본 발명의 ADL의 상부층(즉 사용자의 피부와 접촉하는 층)은 매우 다공성이어서, 구조의 함몰을 방지하고 누출문제를 최소화한다.

본 출원은 인용에 의해 본 명세서에 완전히 삽입된, 1998년 6월 8일에 출원된 미합중국 가출원 제60/088,455호와 제60/088,456호, 1998년 9월 29일에 출원된 미합중국 가출원 제60/102,344호, 및 1999년 1월 19일에 출원된 미합중국 특허출원 제09/232,783호에 대하여 35 U.S.C. §119의 우선권을 주장한다.

본 발명은 유체포착, 분포 및 저장을 위한 독립된 층들을 가지는 개선된 섬유성 흡수구조에 관한 것이다. 포착층은 라텍스결합된 합성섬유를 포함하고, 기저귀, 성인용 실금패드, 및 생리대와 같은 개선된 일회용 흡수제품을 제공하는데 유용하다.

본 발명은 액체포착층 및, 선택적으로, 포착층과 연결되는 분포층과 섬유성 액체저장층을 포함하는 흡수구조를 가지는 고흡수성, 고부피 저밀도용품을 제공한다. 저장층은 라텍스결합된 섬유, 열결합된 섬유 또는 그들의 합성물인 SAP 입자를 함유한다.

일실시형태에서, 본 발명은 일회용 흡수제품에 사용하기 위하여 적어도 2층, 흡수제품의 사용자와 접촉하는 상부(포착)층과 상부층과 저장층 사이의 바닥(분포)층,을 가진 개선된 흡수 및 분포층(ADL)에 관한 것이다. 따라서 본 발명의 한 면에 따르면, 고다공성 포착층을 가진 개선된 ADL이 제공된다.

본 발명의 다른 면에서, 본 발명의 ADL을 포함하는 에어레이드 롤제품과 그것의 제조를 위한 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 면에서, 본 발명의 ADL을 포함하는 일회용 흡수제품과 그것의 제조를 위한 방법이 제공된다.

본 발명의 흡수구조는 다음의 장점을 가진다: (ⅰ) 저밀도물질로 이루어지기 때문에 고흡수성이고 고부피특성을 가진다; (ⅱ) 초흡수성 입자가 흡수성 웨브를 제공하면서 층들에 침적되는 방식 때문에 층들이 균일하고, 따라서 용품의 증가된 흡수포텐셜을 제공한다; (ⅲ) 많은 물질의 기능이 단일 롤로 결합되기 때문에 흡수용품은 흡수용품을 제공하기 위한 보다 경제적인 수단을 허용한다; 및 (ⅳ) 용품의 습윤성은 포착층형성과정 동안 계면활성제첨가의 결과로써 (또는 첨가에 의해) 조절될 수 있다.

본 명세서에 인용된 모든 특허, 특허출원 및 인용문헌들은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 삽입된다.

본 발명은 저밀도의 액체포착층과 비교적 고밀도의 섬유성 저장층을 포함하는 개선된 섬유성 흡수구조를 제공한다. 상기 구조는 그 구조에 밀도차를 통해 유체를 포착하고 분포시키는 능력을 부여하는 적어도 2층을 포함하는 합성물이다. 포착층은 손상으로부터 액체를 빨리 포착할 수 있다. 저장층은 포착층으로부터 포착된 액체를 흡수하여 저장한다.

또한 본 발명은 유체포착층과 결합하여 상부포착층과 분포층의 적어도 2층을 포함하는 개선된 ADL을 제공하는 분포층을 포함하는 것이 바람직하다. 일회용 흡수제품에서 사용될 때, 포착층은 사용자의 피부에 더 가깝고 저장층으로부터 멀리 떨어져 있다; 분포층은 저장층에 더 가깝고 사용자의 피부로부터 멀리 떨어져 있다. 포착층은 하중 하에서 바른 유체포착을 제공한다. 분포층은 사용자의 피부로부터 멀리 떨어진, 흡수성 저장층 속으로 유체를 당기고, 일시적인 유체고정화를 제공하고, 저장층의 불포화부분으로 끌어당겨진 유체에 대한 도관으로 작용하는 Z-방향 모세관힘을 제공한다. 본 발명의 흡수구조는 고흡수용량을 가져서 기저귀, 성인용 실금패드 및 브리프, 여성용 생리대 등과 같은 일회용 흡수용품용 흡수중심으로써 유용하다.

본 발명의 합성구조의 ADL 또는 저장층에 사용되는 섬유화된 보풀 셀룰로오스 섬유는 폴리 보풀(Foley fluff)와 같은 목재셀룰로오스, 목화잔털펄프, 교차결합된 셀룰로오스섬유와 같은 화학적으로 변형된 셀룰로오스, 또는 벅아이 HPF와 같은 고정제된 셀룰로오스섬유로부터 선택될 수 있다.

본 발명은 포착층 내의 라텍스결합된 합성섬유가 그러한 섬유가 없는 포착층을 적용한 흡수구조에 비해 개선된 포착 및 보유특성(즉 흡수성)을 가지는 흡수구조를 제공한다는 우연한 발견을 이용한다. 합성섬유를 사용하는 장점은 그러한 섬유가 흡수제품의 표면건조상태를 최대화한다는 것이다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌, 나일론 및 아크릴수지 및 그들의 조합과 같은 폴리에스테르섬유를 포함하는 어떤 합성섬유는 그 섬유가 층이 젖어 있을 때 함몰을 방지하는 큰 기공을 형성하는 능력을 가진다면 사용될 수 있다.

합성섬유의 융점은 제조공정 중에 고려되어야 하고 섬유의 용융을 피하도록 온도가 조절되어야 한다. 본 개시의 목적을 위하여, "큰 기공"은 셀룰로오스섬유에 의해 형성된 기공보다 더 크고 함몰을 더 방지할 수 있는 기공을 의미한다. 합성섬유 매트릭스 내에 함유된 큰 기공이 젖을 때 압력 하에서 함몰을 방지하기 때문에, 상부층은 흡수제품의 상부시트 또는 라이너를 통과할 때 유체의 물결을 빨리 포착할 수 있다. 기공의 크기는 섬유의 조성, 섬유의 크기(즉 섬유직경), 섬유의 탄성, 및 라텍스의 탄성에 달려있을 것이다. 당해 기술분야에서 숙련된 자는 당해 기술분야에서 일반적인 지식{예를 들면, 코gps(Cohen)에게 허여된 미합중국 특허 제5,569,226호와 제5,505,719호 참조}과 일반적인 실험법을 이용하여 어떤 특정요구를 만족시키기 위하여 기공크기를 최적화할 수 있다.

상부층의 합성섬유는 천연 또는 합성 중합체 라텍스의 수분산액(에멀젼)과 결합된다. 어떤 라텍스도 본 발명에 사용될 수 있다. 합성중합체는 예를 들면 알킬아크릴레이트, 비닐 아세테리트 또는 스티렌-부타디엔의 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 당해 기술분야에 공지된 다른 중합체도 사용될 수 있다. 산업적 위생과 용매재활용단계의 제거를 위하여, 합성라텍스는 유기용매 에멀젼보다는 수계 에멀젼으로 적용될 수 있다. 본 발명에서, 포착층의 바람직한 매트릭스 섬유는 3-15㎜의 절단길이를 가지는 3-20 데니어 권축 PET섬유이다.

개선된 ADL의 분포층은 라텍스 및/또는 열결합된 셀룰로오스섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 어떤 보풀 셀룰로오스섬유도 이 층에 사용될 수 있으며, 바람직하게는 에어레이드-보풀 셀룰로오스와 같은 목재섬유, 화학적으로 변형된 셀룰로오스섬유(예를 들면 교차결합된 셀룰로오스 섬유), 고정제 셀룰로오스, 목화잔털섬유 또는 그들의 혼합물이 사용될 수 있다. 결합을 위하여, 상부층의 섬유를 결합시키기 위하여 사용되는 라텍스분산액이 사용될 수 있다. 라텍스결합제와 함께 또는 선택적으로, 열가소성 섬유 또는 파우더는 열가소성 섬유 또는 파우더의 융점까지 가열함에 따라 결합시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면 호체스트-트레비라 타입-255(Hoechst-Trevira Type-255)(노스 캐롤리나주 샬럿)와 같은 폴리에틸렌 덮개와 폴리에틸렌 파우더로 둘러싸인 PET 중심을 가지는 2성분 섬유가 사용될 수 있다.

개선된 ADL의 분포층은 일시적 보유영역과 최종저장층으로의 액체분포채널을 모두 제공한다. 이 층의 셀룰로오스섬유는 표면장력 구동력과 중력의 조합을 통해 유체손상점에서 분포층의 불포화부분으로 유체를 자발적으로 분포시키는 미세다공성 매질을 형성한다. 손상으로부터의 분무유체가 ADL보다 더 높은 표면장력을 가지는 저장층의 불포화부분과 일단 접촉하면, 분포층 내의 유체는 표면장력평형에 도달할 때까지 저장층으로 흘러들어간다. 저장층의 더 높은 표면장력은 고밀도 셀룰로오스섬유 및/또는 초흡수성 입자를 제공함으로써 생성될 수 있다. 따라서 분포층은 저장층을 위한 유체리저버와 저장층에 대한 유로가 된다. 유로기능은 ADL이 흡수중심 또는 저장층보다 상당히 더 큰 표면영역을 커버하는 어떤 박막 흡수패드에서 특히 중요하다.

선택적으로 계면활성제, 안료, 및 불투명화제와 같은 다른 성분이 흡수성에 영향을 미치지 않으면서 포착 또는 분포층에 첨가될 수 있다.

본 발명의 ADL층의 기본중량은 약 30 내지 150 gsm, 바람직하게는 약 60 내지 100 gsm, 가장 바람직하게는 약 80 gsm의 범위일 수 있다.

일실시형태에서, ADL의 포착 및 분포층 각각의 기본중량은 약 15 내지 60 gsm의 범위일 수 있다. 바람직하게는 각 층의 기본중량은 최소 총 ADL 기본중량의 약 25%이다. 일실시형태에서, 상부층은 총 ADL 기본중량의 약 25 내지 50%이다.

본 발명의 ADL은 선택적 중간층을 포함할 수 있다. 중간층은 100% 보풀 셀룰로오스 및/또는 화학적으로 변형된 셀룰로오스섬유를 포함하거나 합성섬유와 셀룰로오스섬유의 혼합물인 섬유조성물을 가질 수 있다.

ADL의 일실시형태에서, 포착층은 10-20중량%의 수성 결합제수지와 결합된 6㎜ 절단길이 크기의 6.7 dtex(wt/length of fiber) 폴리에스테르(PET) 섬유 약 80-90중량%를 포함한다. 바닥층은 10-20%의 수성 결합제를 사용하여 결합된 섬유화된 보풀셀룰로오스섬유 80-90%를 포함한다. 섬유화된 보풀 셀룰로오스섬유는 벅아이 폴리 블러프(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드)와 같은 목재 셀룰로오스, 벅아이 HPF(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드)와 같은 목화잔털펄프, 또는 교차결합된 셀룰로오스섬유와 같은 화학적으로 변형된 셀룰로오스를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, ADL의 상부 및 바닥층은 상기와 같으나, PET와 셀룰로오스섬유의 혼합물을 포함하는 중간층도 존재한다. 이 실시형태에서, 상부층은 총 ADL 중량의 적어도 10%이고 바닥층은 총 ADL 기본중량의 50% 정도이다.

본 발명의 합성흡수구조의 바람직한 총 기분중량범위는 100-500 gsm이다. 합성 흡수구조는 (상기에서 설명된) 유체분포층과 유체포착층과 유체저장층을 포함한다. 유체저장층은 유체분포층 아래에 있고 보풀 셀룰로오스 또는 화학적으로 변형된 보풀셀룰로오스 매트릭스섬유, 초흡수성 중합체(SAP) 및 결합성분으로 구성된다. 결합성분은 5-20% 농도의 2성분섬유인 것이 바람직하지만 열가소성 파우더를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, SAP 함량은 흡수구조의 10-70중량%이다.

본 명세서에서 사용된, "초흡수성 중합체" 또는 "SAP"는 본 발명의 섬유와 혼합될 수 있는 어떤 적합한 친수성 중합체를 의미한다. 초습수성 중합체는 불수용성이 되도록 교차결합된 수용성 화합물이지만 생리식염수용액에서 그 자체 중량의 적어도 약 15배까지 팽창할 수 있다. 이들 초흡수성물질은 일반적으로 스타치그래프트 공중합체, 교차결합된 카르복시메틸셀룰로오스 유도체 및 변형된 친수성 폴리아크릴레이트의 3종류로 나뉜다. 흡수성 중합체의 예에는 가수분해된 스타치-아크릴론트릴 그래프트 공중합체, 비누화된 아크릴산 에스테르-비닐 공중합체, 변형되고 교차결합된 폴리비닐 알콜, 중화되고 교차결합된 폴리아크릴산, 교차결합된 폴리아크릴레이트염, 및 카르복실화된 셀룰로오스가 포함된다. 바람직한 초흡수성 물질은, 유체를 흡수함에 따라, 하이드로겔을 형성한다.

초흡수성 중합체물질은 하이드로겔의 전단탄성계수에 의해 측정된 바와 같이 비교적 높은 겔부피와 비교적 높은 겔강도를 가진다. 그러한 바람직한 물질은 또한 합성소변과 접촉함으로써 추출될 수 있는 고분자물질을 비교적 낮은 수준으로 포함한다. 초흡수성 중합체는 공지되어 있고 상업적으로 입수가능하다. 한 실시예는 IM1000{호치스트-셀라니즈(Hoechst-Celanese), 버지니아주 포츠마우스}이라는 이름으로 판매되는 스타치그래프트 폴리아크릴레이트 하이드로겔이다. 다른 상업적으로 이용가능한 중합체는 상표 산??(Sanwet){산요 카세이 고교 가부시키(Sanyo Kasei Kogyo Kabushiki), 일본}, 스미카 젤(Sumika Gel){스미토모 가가쿠 가부시키 하이시(Sumitomo Kagaku Kabushiki Haishi), 일본}, 페이버(Favor){스톡하우젠(Stockhausen), 루지아나주 게리빌)} 및 ASAP 시리즈{켐달(Chemdal), 메사츄세츠주 애버딘}로 판매된다. 초흡수성 미립자 중합체는 미합중국특허 제4,102,340호 및 인용문헌 32,649에 상세하게 설명되어 있다. 적합한 SAP의 예는 스톡하우젠 9350(Stockhausen) 또는 SX FAM 70(노스 캐롤리나주 그린스보로)과 같은 표면교차결합된 아크릴산계 파우더이다.

바람직한 기본중량범위와 SAP 함량은 예정된 적용분야에 따라 변할 수 있다. 여성용 위생 및 저용량 성인용 실금분야에 대해서는, 예를 들면, 기본중량과 SAP 함량은 표 1에 나타난 범위의 하단쪽이 될 것이다. 유아용 기저귀 및 고용량 성인용 실금분야에서는, 바람직한 기본중량과 SAP함량이 표 1에서의 특정범위의 상단을 향할 것이다.

많은 매트릭스 섬유가 본 발명의 흡수용품에 사용될 수 있지만, 총괄하여 매트릭스 섬유는 물질에서 섬유의 대부분(예를 들면 적어도 75%)을 구성하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "매트릭스 섬유"는 에어레이드 흡수구조를 형성하거나 결합하는 동안 어느 정도까지 용융되거나 용해되지 않는 합성 또는 셀룰로오스섬유를 말한다. 본 명세서에서 용어 "열결합" 또는 "열"은 열이 가해질 때 매트릭스섬유와 SAP가 흡수층들을 접착시키는 열가소성물질의 혼합(예를 들면 표 1에 기재된 결합방법들)을 말한다.

적합한 열가소성물질의 예에는 열가소성 미세섬유, 열가소성 파우더, 스테이플 형태의 결합섬유, 및 2성분 스테이플 섬유가 포함된다. 2성분 스테이플 섬유는 저융점덮개중합체(대표적으로는 폴리에틸렌, 변형된 폴리에틸렌, 또는 코폴리에스테르)로 둘러싸인 고융점중심중합체{대표적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET) 또는 폴리프로필렌}에 특징이 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 2성분섬유는 열결합의 수단을 제공한다.

표 1은 본 발명의 일실시형태의 일반적인 개요를 제공한다.

층	매트릭스섬유	SAP %	결합방법	기본중량범위(gsm)
포착	폴리에스테르(PET) 및/또는폴리올레핀 동종중합체 섬유	없음	라텍스결합제	20-80
분포	보풀 셀룰로오스 및/또는화학적으로 변형된 셀룰로오스 섬유	없음	열 및/또는라텍스결합제	20-100
저장	보풀 셀룰로오스 및/또는화학적으로 변형된 셀룰로오스 섬유	10-75	열	60-400

여성용 위생 및 저용량 성인용 실금제품에 대한 일실시형태에서, 본 발명의 흡수제품은 120 gsm 내지 290 gsm의 총 기본중량을 가지는, 포착층, 분포층 및 저장층을 포함한다. 라텍스결합된 PET 매트릭스섬유를 포함하는 포착층은 20-60 gsm의 총기본중량을 가진다. 매트릭스 섬유는 크기가 6-15 데니어, 길이가 3-12㎜이고 2-5 권축/㎝를 가진다. 라텍스는 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔, 또는 아크릴수지 중합체의 에멀젼이다. 라텍스 결합제는 포착층 중량의 약 5-25%이다. 열결합된 보풀 셀룰로오스 또는 화학적으로 변형된 보풀 셀룰로오스섬유를 포함하는 분포층은 30-90 gsm의 총 기본중량을 가진다. 셀룰로오스 섬유는 덮개/중심 2성분섬유(예를 들면, 노스 캐롤리나주 샬럿의 호치스트-셀라니즈의 3 데니어 T-255 2성분섬유)의 5-20중량%와 열결합된다. 20-50% SAP를 가진 열결합된 보풀 셀룰로오스의 저장층은 70-130 gsm의 총기본중량을 가진다. 보풀셀룰로오스/SAP 혼합물은 5-10중량%의 덮개/중심 2성분섬유와 열결합된다. 특정실시형태들은 실시예 3, 9, 14, 15, 16에서 설명된다.

유아용 기저귀 및 고용량 성인용 실금제품에 적용될 수 있는 다른 실시형태에서, 포착층, 분포층 및 저장층은 300 gsm 내지 500 gsm의 총기본중량을 가진다. 라텍스결합된 PET 매트릭스섬유를 포함하는 포착층은 20-60 gsm의 총기본중량을 가진다. 매트릭스 섬유는 크기가 6-15 데니어, 길이 3-12㎜이고, 2-5권축/㎝를 가진다. 라텍스는 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔, 또는 아크릴수지 중합체의 에멀젼이고, 포착층의 약 5 내지 25 중량%이다. 열결합된 보풀 셀룰로오스 또는 화학적으로 변형된 보풀 셀룰로오스섬유를 포함하는 분포층은 30-100 gsm의 총기본중량을 가진다. 셀룰로오스섬유는 5-20중량%의 덮개/중심 2성분섬유와 열결합된다. 40-75% SAP를 가진 열결합된 보풀 셀룰로오스의 저장층은 250-340 gsm 총기본중량을 가진다. 보풀셀룰로오스/SAP 혼합물은 5-10중량%의 덮개/중심 2성분섬유와 열결합된다. 특정실시형태들이 실시예 8과 10에 설명되어 있다.

본 발명의 흡수용품은 M＆J 화이버텍(M＆J Fibertec)(덴마크, 호르센즈) 또는 댄-웨브(Dan-Web)(덴마크, 아아루스)가 판매하는 기계와 같은 하나의 연속공정이용 공기형성장치에서 만들어질 수 있다. 바닥 또는 셀룰로오스 섬유층은 이동수집와이어 위로 형성되고, 합성섬유층은 셀룰로오스섬유층의 상부에 직접 에어레이드된다. 결과로서 생기는 합성구조는 합성섬유층에 직접 접착제를 도포하는 접착제도포스테이션(대표적으로 한 세트의 스프레이노즐 또는 거품코팅기) 아래를 통과한다. 그 다음에 물질은 그 구조를 결합시키기 위하여 열풍오븐 또는 다른 적합한 가열장치를 통과한다. 바람직한 실시형태에서, 접착제는 다음에 합성구조의 셀룰로오스섬유측에 도포되고 그 물질은 접착제를 건조시키기 위하여 제2오븐을 통과한다. 제3가열스테이션은 접착제가 완전히 경화된 것을 보증하기 위하여 사용된다. 본 발명의 흡수구조는 마지막으로 롤제품형태로 포장되어 수송될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 흡수구조는 에어레이드 웨브로 제조된다. 합성물질은 생산라인이 적어도 3개의 독립형성헤드, 적어도 2개의 다른 합성섬유를 동시에 취급할 수 있는 합성섬유투여시스템, 초흡수성 파우더 투여시스템 및 라텍스 접착제 도포시스템을 가진다면 연속동작으로 제조될 수 있다.

에어레이드 웨브는 일반적으로 개별화된 섬유를 제공하기 위하여, 일반적으로 해머밀에 의하여, 셀룰로오스 펄프 시트 또는 시트들을 분해하거나 섬유화함으로써 제조된다. 개별화된 섬유는 그 다음에 에어레이드 웨브형성장치 상의 형성헤드까지 공기운반된다. 형성헤드는 섬유가 소공응축드럼 또는 소공형성컨베이어 (또는 형성와이어)로 진공에 의해 당겨질 때까지 섬유분리를 유지하는 역할을 하는 레이스트랙구조 내에 일반적으로, 회전 또는 교반드럼을 포함한다. M＆J 기계에서, 형성헤드는 스크린 위에 회전교반기를 포함한다. 합성 열가소성섬유와 같은 다른 섬유들도 섬유개시기, 투여장치 및 공기컨베이어를 포함하는 섬유투여시스템을 통해 형성헤드에 도입될 수 있다. 보풀펄프 분포층과 합성섬유 포착층과 같은 2개의 규정층이 바람직한 한, 각 섬유타입에 대하여 하나씩 2개의 독립형성헤드가 제공된다.

에어레이드 웨브는 웨브의 밀도를 높이고, 그것의 강도를 증가시키고 웨브두께를 제어하기 위하여 형성와이어로부터 캘린더가공 또는 다른 고밀도화단계로 운반된다. 그 다음에 웨브의 섬유는 라텍스 스프레이 또는 거품추가시스템을 적용하여 결합된 후 건조되거나 경화된다. 선택적으로, 또는 추가적으로, 웨브 내에 존재하는 어떤 열가소성 섬유는 웨브의 섬유들을 결합시키기 위하여 열을 가함으로써 부드러워지거나 부분적으로 용융된다. 결합된 웨브는 그 다음에 강도를 증가시키거나 디자인 또는 패턴으로 웨브를 부풀리기 위하여 2번 압착된다. 열가소성 섬유가 있다면, 웨브에 패터닝된 결합을 제공하기 위하여 열캘린더가공이 사용될 수 있다. 필요하다면 특정 또는 바람직한 수분함량을 유지하거나, 먼지털기를 최소화하거나 정전기의 축적을 감소시키기 위하여 웨브에 물을 첨가할 수 있다. 완성된 웨브는 다음에 장래의 사용을 위해 둥글게 말려진다.

일실시형태(예를 들면 실시예 1)에서, 포착층과 분포층은 유체저장층과 독립적으로 공기형성된다. 합성 포착/분포층은 전환라인에서 저장층과 결합된다. 이 실시형태는 저장층이 포착/분포층과 다른 영역을 커버하는 흡수제품디자인에서 유용하다. 이 형태의 다른 실시형태들은 실시예 11, 12 및 13에서 설명된다.

특허청구범위에 의해서만 그 범위가 제한되는 본 발명은 하기의 비제한적 실시예들에 의해 더 설명된다.

실시예 1-2

본 발명의 ADL을 사용하여 유체의 포착속도를 시험하기 위하여, 80 gsm의 표적기본중량을 가지는 시료들을 실험용 에어형성장치에서 형성하였다. 실시예 1의 상부층은 34 gsm의 6.7 dtex, 6㎜ 길이 폴리에스테르(PET)섬유(호치스트 트리베라, 노스 캐롤리나의 샬럿) 및 6 gsm의 에어플렉스(AirFlex) 192 라텍스결합제{에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈(Air Products and Chemicals), 펜실바니아주 앨린타운}을 포함하였다. 바닥층은 34 gsm의 벅아이 폴리 보풀 펄프와 6 gsm의 에어플렉스 192 라텍스 결합제를 포함하였다. 비교시료인 실시예 2는 80 gsm의 기본중량을 가지고, 68 gsm 벅아이 폴리 보풀 목재 셀룰로오스섬유와 12 gsm 에어플렉스 192를 포함하는 단일층을 포함하는 동일한 실험용 에어형성장치에서 제조하였다. 폴리 보풀 셀룰로오스는 바이셀 6002(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드)와 같은 종래의 에어레이드 포착층에 사용되는 섬유를 대표한다.

각 시료는 2겹 조브코어(Zorbcore) 5901(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드) 위에 위치하였고, 25% 스톡하우젠 SX FAM 70 SAP를 포함하는 250 gsm 열결합된 에어레이드 폴리 보풀물질을 포함한다. ADL/흡수중심스택을 18 gsm 폴리프로필렌 상부시트로 덮었다. 3가지 독립측정을 위한 시험 및 비교시료(각 시료는 25㎝×10㎝의 크기를 가짐)를 준비하였다. 각 시료를 적절한 커버스톡물질로 싸고 와이어 또는 담체 측을 밑으로 하여 바닥유체흡수시험(이하 "FIT"라 함)보드 위에 놓았다. 시료의 중심을 표시하였다.

포착속도평가는 시험시료에 0.9% 식염수용액의 3회 연속적인 50㎖ 손상을 가함으로써 이루어졌다. 50㎖의 0.9% 식염수용액의 제1손상을 넘치지 않게 가능한 한 빨리 FIT 보드의 투명추가튜브 속으로 쏟아 부었다. 쏟은 순간부터 식염수가 시험시료에 도달할 때까지의 시간을 측정하였다. 식염수가 모두 튜브의 바닥가장자리를 통과하자마자 스톱워치를 정지시켰다. 기록된 시간은 상부층에 의한 포착에 필요한 시간이었다. 1분 간격 후, 제2 및 제3 50㎖ 손상으로 과정을 반복하였다.

각 유체손상으로부터의 포착속도는 다음의 식에 따라 결정되었다;

포착속도결과는 상부시트를 통과한 유체통과의 초당 밀리리터(㎖/s)로서 표 2에 나타내었다.

포착속도

	50㎖ 포착속도	ADL 섬유조성	중심
	단위	ADL 섬유조성	중심	제1손상	제2손상	제3손상
실시예 1	㎖/sec	7.36	2.29	1.95	PET/폴리보풀	2겹 조브코어 5901
실시예 2	㎖/sec	3.23	1.15	0.86	폴리 보풀	2겹 조브코어 5901

상기 결과는 3번의 손상 각각에 대하여 라텍스결합된 PET/폴리보풀의 이중층(즉 본 발명에 따라 제조된 ADL)을 포함하는 시료가 PET가 없는 단일층으로 구성된 비교시료에 비해 대략 2배의 유체포착속도를 가진다는 것을 나타낸다.

ADL의 다른 중요한 기능은 흡수제품 내에 함유된 유체로부터 흡수제품의 사용자를 분리하는 것이다. 저밀도 에어레이드 셀룰로오스층은 매우 빠른 유체포착을 가질 수 있지만, 종래 에어레이드 ADL의 셀룰로오스섬유는 종종 유체를 보유하거나 ADL이 압력 하에 있을 때 중심밖으로 유체가 누출되도록 하는 도관을 제공한다. 반대로, 본 ADL의 상부층의 합성섬유는 압력하에서도, 상부층이 유체를 보유하거나 분포 또는 저장층으로부터 사용자쪽으로 유체가 누출되도록 하는 도관을 제공하지 않도록 큰 기공을 형성한다. 이 장점은 본 실시예에 실험적으로 나타나 있다.

실시예 1에 설명된 시험재료들은 2겹 조브코어 5901의 상부에, 18gsm 부직포상부시트의 아래에 위치하였다. 이러한 물질의 스택을 각 유체손상 후 0.1 psi 압력 하에서 여과지의 스택에 의해 상부시트를 통해 재흡수될 수 있는 0.9% 식염수용액의 양을 측정함으로써 상기에서 설명된 재습윤/유체보유시험에 따라 시험하였다. 3가지 독립측정(각각 8½"×11"를 측정)을 위한 시험과 비교시료를 준비하였다. 각 시료를 조직면이 아래로 가도록 플라스틱 플랫폼에 놓고 그 중심을 표시하였다. 50㎖의 0.9% 식염수용액(제1손상)을 시료의 중심 위 대략 1.5"의 거리로부터 깔때기로부터 시료 위에 부었다. 시료를 20분간 방치하였다. 12여과지 스택의 중량을 측정하고 젖은 영역의 중심에 놓고 위에서 둥근 추로 눌렀다. 2분 후 젖은 여과지를 제거하고 다시 무게를 측정하였다. 이 절차를 50㎖ 식염수의 제2손상과 16여과지의 스택, 및 50㎖ 식염수의 제3손상과 20여과지의 스택으로 반복하였다. 다음 식에 따라 제1, 제2 및 제3손상에 대한 재습윤값과 %유체보유를 계산하였다.

{ 재습윤}_{1, 2 또는 3 }= 젖은 여과지중량-건조 여과지중량

%보유 = (50-재습윤) 50×100%

그 결과를 여과지를 제거한 후 중심에 보유된 각 50㎖ 유체손상의 백분율로써 표 3에 나타내었다.

유체보유결과

	50㎖ 유체보유	ADL 섬유조성	중심
	제1손상	ADL 섬유조성	중심	제2손상	제3손상
실시예 1	99.46%	89.92%	63.64%	PET/폴리보풀	2겹 조브코어 5901
실시예 2	97.74%	62.24%	33.96%	폴리 보풀	2겹 조브코어 5901

라텍스결합된 PET/폴리보풀 셀룰로오스 이중층(즉 본 발명에 따라 제조된 ADL)은 라텍스결합된 보풀 셀룰로오스만 포함하는 시료보다 상당히 더 높은 유체보유를 가졌다.

실시예 3-4

본 발명의 흡수중심을 합성흡수중심과 함께(실시예 3) 시험하기 위하여, 사전형성된 비조브(Vizorb) X479물질(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드)의 상부에 100% 6데니어×6㎜ 길이 PET 섬유의 층을 먼저 공기형성함으로써 합성 흡수중심을 만들었다. PET 섬유층은 그 다음에 에어플렉스(AirFlex) 192 라텍스 결합제(에어 프로덕츠 ＆ 케미컬즈, 펜실바니아주 앨린타운)의 수용액 15중량%를 분무함으로써 그 자리에서 결합되었다. 비조브 X479는 30% SAP(스톡하우젠 SX FAM 70; 노스 캐롤리나 그린스보로)를 포함하는 라텍스/열결합된 흡수중심 보풀 셀룰로오스이다. 또한 비조브 X479는 일단 라텍스결합된 포착층이 X479물질의 상부에 형성되면 유체분포층이 되는 열결합된 벅아이 HDF 화학적으로 변형된 보풀 셀룰로오스를 포함하는 무SAP 상부층을 가진다. 구조로부터 분리된 SAP 때문에 장치가 막히는 것을 방지하도록 웨브형성과정동안 SAP함유를 위하여 비조브 X479의 바닥면 아래에 15 gsm 셀룰로오스 조직담체시트를 설치한다. 실시예 3의 흡수구조의 표적조성과 구성을 표 4에 나타내었다. 100% 6den×12㎜ PET 섬유의 층으로부터 형성된 합성 흡수중심을 사용하여 이러한 제조를 반복하였다.

분포 및 저장층의 보풀 셀룰로오스섬유는 67중량% 벅아이 폴리 보풀과 33중량% 웨이어하우저(Weyerhaeuser) PD 416(워싱턴주 시애틀)이었다. 사용된 2성분섬유는 3.1 dtex×4㎜ 길이 호치스트-트리베라 T-255(노스 캐롤리나주 샬럿)이고, SAP 파우더는 스톡하우젠 SX-70(노스 캐롤리나주 그린스보로)이며, 라텍스결합제수지는 에어플렉스 124(에어 프로덕츠)였다. 용어 "dtex"는 섬유 10,000미터의 g 단위 질량을 말한다. 용어 "데니어"는 섬유 9,000미터의 g 단위의 질량을 말한다.

실시예 3a의 포착층 매트릭스섬유에는 6㎜ 길이의 폴리에스테르(폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 PET)에 의해 6.7 dtex 권축된 호치스트-트리베라 타입-224와, 에어플렉스 192 라텍스수지를 포함되었다. 실시예 3b는 PET 섬유의 길이가 12㎜라는 것을 제외하고는 3a와 동일하였다. 보풀 셀룰로오스 포착층용 결합제는 에어플렉스 192였고 보풀셀룰로오스는 100% 벅아이 폴리 보풀이었다.

	보풀 셀룰로오스(gsm)	결합섬유(gsm)	SAP 파우더(gsm)	라텍스 결합제수지 (gsm)	PET 섬유(gsm)
포착층	없음	없음	없음	6.0	34.0
분포층	30.3	3.5	없음	1.3	없음
저장층	64.1	7	52.5	1.3	없음

폴리 보풀 셀룰로오스의 40 gsm 층을 비조브 X479 물질에 공기형성함으로써 대조시료(실시예 4)를 만들었다. 그 다음에 보풀 셀룰로오스는 실시예 1에서와 같이 라텍스결합되었다. 대조시료는 PET가 없는 종래의 공기형성된 구조를 예시한다. 표 5는 대조시료의 표적조성과 구성을 나타낸다.

	보풀 셀룰로오스(gsm)	결합섬유(gsm)	SAP 파우더(gsm)	라텍스 결합제수지 (gsm)	PET 섬유(gsm)
포착층	34.0	없음	없음	6.0	없음
분포층	30.3	3.5	없음	1.3	없음
저장층	64.1	7	52.5	1.3	없음

3가지 독립측정을 위한 시험 및 비교시료를 실시예 1에서와 같이 제조하였다. 실시예 1-2에서 설명된 바와 같이 3번의 연속적인 손상을 실시예 3a, 3b 및 4의 합성구조에 가함으로써 포착속도평가를 하였다.

포착속도결과를 상부시트를 통과한 유체통과의 초당 밀리리터로서 표 6에 나타내었다.

포착속도(㎖/s)

	제1손상	제2손상	제3손상	섬유
실시예 3a	2.27	1.05	0.58	PET(6㎜)
실시예 3b	2.13	1.12	0.68	PET(12㎜)
실시예 4	0.79	0.32	0.12	폴리

표 6은 라텍스결합된 PET포착층을 가진 시료가 라텍스결합된 보풀 셀룰로오스 포착층을 가지는 시료보다 400% 더 큰 유체포착속도를 가진다는 것을 보여준다.

실시예 3a, 3b 및 4의 구조를 실시예 1-2에서와 같이 50㎖ 식염수손상으로 액체재습윤/보유시험하였다. 재습윤값과 %액체보유를 실시예 2의 재습윤식에 따라 제1, 제2 및 제3손상에 대해 계산하였다.

여과지로 상부시트를 통해 당겨질 수 있는 g 단위의 액체의 양을 나타내는 결과를 표 7에 나타내었다.

50㎖ 재습윤

	단위	제1손상	제2손상	제3손상	섬유
실시예 3a	g	0.17	0.97	2.21	PET(6㎜)
실시예 3b	g	0.09	0.45	0.78	PET(12㎜)
실시예 4	g	0.19	4.5	10.33	폴리

표 8은 여과지가 제거된 후 중심에 보유된 각 50㎖ 액체손상의 백분율로서 표현된 표 7의 결과를 나타낸다.

50㎖ 액체보유(%)

	제1손상	제2손상	제3손상	조성
실시예 3a	99.66	98.06	95.58	PET(6㎜)
실시예 3b	99.82	99.10	98.44	PET(12㎜)
실시예 4	99.62	91.00	79.34	폴리

표 7과 8은 라텍스결합된 PET 포착층이 종래의 라텍스결합된 보풀 셀룰로오스 포착층보다 상당히 우수한 유체보유를 가져온다는 것을 나타낸다.

실시예 5-8

본 발명의 이 실시형태에서, 6den×6㎜ PET 매트릭스 섬유의 층을 라텍스결합 및 열결합의 조합, 즉 다중결합-2가지 형태의 결합기술의 조합을 이용하여 결합시켰다. 제1단계는 DL-1이라고 칭한 에어레이드 흡수중심을 형성하는 것이었다. DL-1물질은 에어레이드 벅아이 HPF(적은 %의 2성분섬유를 가지는 화학적으로 정제된 셀룰로오스섬유)를 주로 포함하는 분포층과 15gsm 조직담체 상의 SAP/보풀 셀룰로오스 유체저장층을 포함하였다. DL-1 저장층은 144.9gsm의 보풀펄프와 153gsm의 스톡하우젠 9350 SAP를 포함하였다. DL-1 물질의 분포층은 48.6 gsm의 벅아이 HPF 섬유를 포함하였다. 또한, 46.6 gsm의 2성분 열섬유를 DL-1물질의 분포층들과 중심 전체에 분포시켰다. 분포층과 저장(중심)층은 희석수용액(17 gsm 고체)으로 분무된 소량의 라텍스와 열결합시켜, 상기 층들이 SAP입자와 셀룰로오스 섬유를 포함하도록 하였다.

DL-1 물질 5는 롤 상에 수집되었고, 롤의 일부는 M＆J 웨브형성 및 결합시스템(덴마크, 호르센즈)를 다시 통과하였다. 포착층은 DL-1 물질의 분포층의 상부에 공기형성되었다. 각 시료에 대해, 2성분 섬유와 매트릭스섬유를 혼합하여 DL-1 물질 위로 층을 공기형성함으로써 포착층을 도포하였다. 매트릭스섬유 벅아이 HPF와 벅아이 HPZU는 화학적으로 정제된 셀룰로오스 섬유이다. 2성분섬유는 T 255섬유(호치스트-트리베라)였다. 라텍스는 에어플렉스 192(에어 프로덕츠)였다.

실시예	매트릭스섬유	기본중량	바이코섬유	라텍스	총
5	벅아이 HPF	61.6	2.8	5.6	70.0
6	벅아이 HPZU	69.5	7.2	13.5	90.3
7	교차결합 셀룰로오스	69.3	7.2	13.5	90.0
8	H-T 6.7 dtex PET	54.6	5.2	5.2	65.0

표 9의 에어레이드, 다중결합된 구조에 대해 실시예 1에 설명된 방법에 따라 액체포착속도시험을 하였다. 결과를 표 10에 나타내었다.

유체포착속도(㎖/sec)

실시예	다중 50㎖ 손상
실시예	제1손상	제2손상	제3손상
5	6.76	2.05	1.37
6	4.46	2.03	1.39
7	5.95	2.28	1.68
8	7.69	3.79	2.81

라텍스결합된 폴리에스테르(PET)섬유의 포착층을 포함한 실시예 8의 시료물질의 유체포착속도는 최고의 액체포착속도를 나타내었다.

실시예 5-8의 에어레이드, 다중결합된 구조를 실시예 2의 방법에 따라 액체보유시험을 하였다. 결과를 표 11에 나타내었다.

실시예	50㎖ 액체보유(%)
실시예	제1손상	제2손상	제3손상
5	96.9	57.8	39.1
6	94.5	50.9	37.7
7	98.7	65.8	52.7
8	99.8	95.2	90.3

표 11은 PET 섬유포착층을 포함한 실시예 8의 시료물질이 셀룰로오스계 포착층을 적용한 다른 구조(실시예 5-7)에 비해 합성구조 내의 압력 하에서 상당히 더 높은 백분율의 액체를 보유한다는 것을 보여준다.

실시예 9-10

실시예 9와 10은 박막형 생리대 및 저용량 성인용 실금분야(실시예 9) 및 유아용 기저귀/용변연습용 바지(실시예 10)에 최적인 3층 발명의 특정 실시형태들이다.

실시예 9

표 12에 설명한 바와 같은 표적조성과 구성으로 M＆J형 공기형성라인에서 시료를 제조하였다. 저장층은 폴리 보풀 셀룰로오스(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드)로 만들었고 분포층은 HPF 보풀 셀룰로오스(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드)로 만들었다. 사용된 결합섬유는 타입 D2645 6den×6㎜ 권축된 (4.2cr/㎝) PET 섬유(호치스트-트레비라)였다. 사용된 SAP는 스톡하우젠 타입 9350이었다. 초흡수성 파우더의 입자들로 공기형성장치가 오염되는 것을 방지하기 위하여 18 gsm 조직시트 위에 시료물질을 형성하였다. 이 3층 구조 + 담체조직은 열결합되어 0.094 g/cc의 총물질밀도와 219 gsm의 기본중량을 얻기 위하여 압축되었다. 그 결과로 생긴 ADL/중심 흡수물질은 박막형 생리대와 저용량 성인용 실금분야에 사용될 수 있는 본 발명의 일실시형태이다.

	보풀 셀룰로오스(gsm)	결합섬유(gsm)	SAP 파우더(gsm)	라텍스 결합제수지 (gsm)	PET 섬유(gsm)
포착층	없음	없음	없음	6.0	34.0
분포층	57	3	없음	없음	없음
저장층	55	5	40	없음	없음

각 유체손상량이 10㎖라는 것을 제외하고는 실시예 1 및 2의 방법에 따라 유체포착과 보유에 대하여, 시료를 2가지 상업적으로 이용가능한(북아메리카 및 유럽브랜드 A) 박막형 생리대와 비교하여 시험하였다. 그 결과를 표 13에 나타내었다. 기본중량은 제품의 유체포착, 분포 및 저정층으로 구성된 다중 흡수성분의 합이다.

실시예 10

저장층의 보풀 셀룰로오스가 ND-416(웨이어하우저, 워싱턴주 타코마)이라는 것을 제외하고는, 표 14에 따라, 실시예 9에서의 시료와 같은 방식으로 시료를 제조하였다. 총물질밀도는 0.11g/㏄이고 기본중량은 504 gsm이다.

	보풀 셀룰로오스(gsm)	결합섬유(gsm)	SAP 파우더(gsm)	라텍스 결합제수지 (gsm)	PET 섬유(gsm)
포착층	없음	없음	없음	8.0	42.5
분포층	85	15	없음	없음	없음
저장층	105	15	180	없음	없음

실시예 1과 2의 방법에 따라 유체포착과 보유에 대하여, 시료 1을 2가지 상업적으로 이용가능한 유아용 기저귀 및 용변연습용 바지와 비교해 시험하였다. 그 결과를 표 15에 나타내었다. 상업용 제품의 포착, 분포 및 저장성분의 기본중량은 다음과 같았다: A는 622 gsm; B는 792 gsm; C는 522 gsm; D는 840 gsm.

	다중 식염수 손상포착속도	다중 식염수 손상유체보유(%)
	제3손상	제1손상	제2손상	제3손상
실시예 10	4.0	99.9	97.0	87.0
A	2.4	99.9	96.8	79.8
B	1.8	99.9	99.0	95.9
C	2.9	99.5	96.9	87.3
D	2.5	96.4	79.1	57.2

실시예 11-13

이 실시예들은 사전형성되고 결합된 흡수중심 상의 본 발명의 ADL의 3가지 실시형태를 나타낸다(표 16 참조). 실시형태들을 6-15데니어 범위를 넘는 매트릭스 섬유크기의 효과를 비교한다. 실시예 13에서 분포층은 라텍스 및 열결합의 조합을 가진다.

실시예 11

18 gsm의 ??레이드 조직제품을 형성하기 위하여 분포층에 폴리 보풀 셀룰로오스(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드), T 255 3 den×4㎜ 결합섬유(호치스트-트레비라), 에어플렉스 192 라텍스 결합제(에어 프로덕츠), D2645 PET 6den×6㎜×4.2cr/㎝ 합성 매트릭스섬유(트레비라)를 사용하여, 표 16에 따라, 실시예 1에서와 같은 방식으로 2층 ADL을 형성하였다.

실시예 12

이 실시예에서, 포착층에서 사용되는 합성 매트릭스 섬유가 트레비라 D2670 PET 합성 매트릭스섬유(9den×6㎜×3.9cr/in)라는 것을 제외하고는, 실시예 11에서와 같이 ADL을 형성하였다.

실시예 13

이 실시예에서, 포착층에서 사용되는 합성 매트릭스 섬유가 트레비라 D2670 PET 합성 매트릭스섬유(15den×6㎜×3.2cr/in)라는 것을 제외하고는, 실시예 11에서와 같이 ADL을 형성하였다.

실시예 11-13에서의 시료들을 벅아이 에어레이드 등급 5901 중심(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드) 위에 놓고 실시예 1과 2의 방법에 따라 유체포착속도와 유체보유에 대해 시험하였다. 5901 물질은 25% 스톡하우젠 SX FAM 77 초흡수성 파우더, 10% 트레비라 T-255 2성분섬유, 6% 조직담체시트, 및 59% 웨이어하우저 슈퍼 소프트 울트라 보풀셀룰로오스를 포함하는 열결합되고 균일하게 혼합된 물질이다.

표 17의 결과는 실시예 12에서 사용된 9 den PET 섬유가 최대유체포착속도를 제공하고; 유체보유는 이들 실시예들에서 매트릭스 섬유의 선택에 의해 상당히 영향을 받지는 않는다는 것을 나타낸다.

	보풀셀룰로오스(gsm)	결합섬유(gsm)	SAP 파우더(gsm)	라텍스 결합제수지 (gsm)	합성매트릭스 섬유(gsm)
포착층	없음	없음	없음	4.0	22.6
분포층	37.3	15	없음	8.0	없음

실시예 14-16

이들 실시예들은 포착층에서 사용되는 다양한 라텍스 결합제를 비교한다. 실시예 14-16에서, 라텍스결합된 PET 포착층을 비조브 X479 흡수중심(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드) 위에 형성하였다(실시예 3 참조). 흡수시료의 구성은 표 18에 나타내었다.

실시예 14

분포층과 저장층에 사용된 보풀 셀룰로오스는 각각 HPF와 폴리 보풀(벅아이 테크놀로지즈 인코포레이티드)이었다. 결합섬유는 T-255 3 den×4㎜(호치스트-트레비라)였다. 라텍스 결합제는 에어플렉스 192(에어 프로덕츠)였다. 합성매트릭스섬유는 타입 D2645 PET 6 데니어×6㎜×4.2cr/㎝(트레비라 인코포레이티드, 독일)였다. 시료들은 18 gsm ??레이드 조직 상에 형성하였다.

	보풀셀룰로오스(gsm)	결합섬유(gsm)	SAP 파우더(gsm)	라텍스 결합제수지 (gsm)	매트릭스 섬유(gsm)
포착층	없음	없음	없음	6.0	34.0
분포층	30.3	3.5	없음	1.3	없음
저장층	64.1	7	52.5	1.3	없음

실시예 15

라텍스 결합제로 겐플로(GenFlo) 3060 스티렌-부타디엔 공중합체{겐코프 스페셜티 폴리머즈(GenCorp Specialty Polymers), 오하이오주 아크론}를 포함한 제2시료를 제조하였다.

실시예 16

라텍스 결합제로 겐플로 9355 스티렌-부타디엔-아크릴수지 삼원혼성중합체{겐코프 스페셜티 폴리머즈, 오하이오주 아크론}를 포함한 제3시료를 제조하였다. 포착층이 친수성이 되도록 하기 위하여 2%의 반 워터스 ＆ 로저스(Van Waters ＆ Rodgers)(테네시주 멤피스)에서 입수한 에어로졸(Aerosol) OT 75를 수성 라텍스결합제용액에 첨가하였다.

각 유체손상량이 10㎖라는 것을 제외하고는 실시예 1과 2의 방법에 따라 시료의 0.9% 식염수용액에 대한 유체포착속도와 유체보유시험을 하였다. 결과를 표 19에 나타내었다.

제3시료에 대해 2가지 추가변형을 하였다. 제1변형은 1% 에어로졸 OT 계면활성제를 포함하였고, 제2변형은 라텍스 결합제 에멀젼에 계면활성제가 첨가되지 않았다. 시료들(2.5제곱인치)을 수평면에 놓았다. 0.9% 식염수의 5㎖ 손상을 각 시료에 부었다. 식염수 용액은 추가된 계면활성제를 가지는 시료 속으로 즉시 통과했다. 계면활성제가 없는 시료에서는, 식염수손상이 시험이 종료된 시간인 1시간 이상 시료의 상부에 고여 있었다.

실시예 14-16은 본 발명의 에어레이드 합성구조의 습윤성이 제조시에 조절될 수 있다는 것과, 큰 (6 데니어) 합성섬유조차도 만족스러운 유체통과를 이루기 위해서는 최소수준의 친수성이 라텍스 수지 내에서 존재해야만 한다는 것을 나타낸다.

Claims

(ⅰ) 약 3 내지 약 15㎜의 길이를 가지는 라텍스결합된 합성 매트릭스섬유를 포함하는 다공성 상부층; 및

(ⅱ) 열가소성 섬유, 라텍스 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 결합제, 및 에어레이드 셀룰로오스섬유를 포함하고, 상기 상부층과 유체연락하는 바닥층을 포함하는 흡수제품
제1항에 있어서,

상기 합성 매트릭스섬유의 길이는 약 6 내지 약 12㎜인 것을 특징으로 하는 흡수제품.
제1항에 있어서,

상기 합성 매트릭스섬유의 두께는 약 3 내지 약 20 데니어인 것을 특징으로 하는 흡수제품.
제3항에 있어서,

상기 합성 매트릭스섬유의 두께는 약 6 내지 약 15 데니어인 것을 특징으로 하는 흡수제품.
제1항에 있어서,

상기 합성 매트릭스섬유는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 흡수제품.
제1항에 있어서,

상기 라텍스는 에틸렌 비닐 아세테이트, 아크릴수지, 스티렌-부타디엔, 또는 스티렌-부타디엔 아크릴수지의 수성 에멀젼으로 구성된 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 흡수제품
제1항에 있어서,

상기 셀룰로오스섬유는 목재셀룰로오스, 목화잔털펄프, 화학적으로 변형된 셀룰로오스, 고정제된 셀룰로오스섬유, 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 흡수제품.
(ⅰ) 약 3 내지 약 15㎜의 길이를 가지는 라텍스결합된 합성매트릭스섬유로 이루어진 포착층;

(ⅱ) 열결합, 라텍스결합 또는 그들의 조합결합인 결합된 셀룰로오스섬유로 이루어지고, 포착층과 유체연락하는 분포층; 및

(ⅲ) 열결합된 셀룰로오스섬유와 초흡수성 중합체입자를 포함하고, 분포층과 유체연락하는 저장층을 포함하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

상기 합성 매트릭스섬유의 길이는 약 6 내지 약 12㎜인 것을 특징으로 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

상기 합성 매트릭스섬유의 두께는 약 3 내지 약 20 데니어인 것을 특징으로 하는 흡수구조.
제10항에 있어서,

상기 합성 매트릭스섬유의 두께는 약 6 내지 약 15 데니어인 것을 특징으로 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

상기 합성 매트릭스섬유는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

상기 라텍스는 에틸렌 비닐 아세테이트, 아크릴수지, 스티렌-부타디엔, 또는 스티렌-부타디엔 아크릴수지의 수성 에멀젼으로 구성된 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

액체분포층과 액체저장층의 셀룰로오스섬유들은 동일하거나 다르고,

목재셀룰로오스, 목화잔털펄프, 화학적으로 변형된 셀룰로오스, 고정제된 셀룰로오스섬유, 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

초흡수성 중합체 입자는 폴리아크릴레이트, 스타치 그래프트 공중합체, 교차결합된 카르복시메틸셀룰로오스 유도체, 가수분해된 스타치-아크릴론트릴 그래프트 공중합체, 비누화된 아크릴산 에스테르-비닐 공중합체, 변형되고 교차결합된 폴리비닐 알콜, 중화되고 교차결합된 폴리아크릴산, 교차결합된 폴리아크릴레이트 염, 및 카르복실화된 셀룰로오스로 구성된 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

상기 초흡수성 중합체입자는 표면교차결합된 것임을 특징으로 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

상기 포착층은 약 20 내지 약 80 gsm의 기본중량범위를 가지는 것을 특징으롤 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

상기 분포층은 약 20 내지 약 100 gsm의 기본중량범위를 가지는 것을 특징으롤 하는 흡수구조.
제8항에 있어서,

상기 저장층은 약 60 내지 약 400 gsm의 기본중량범위를 가지는 것을 특징으롤 하는 흡수구조.
(ⅰ) 약 3 내지 약 12㎜의 길이와 약 6 내지 15 데니어의 두께를 가지는 라텍스결합된 PET 매트릭스섬유를 포함하고, 약 20 내지 약 60 gsm의 기본중량범위를 가지는 포착층;

(ⅱ) 열결합되거나 화학적으로 변형된 셀룰로오스섬유로 구성되고, 약 30 내지 약 90 gsm의 기본중량범위를 가지며, 포착층과 유체연락하는 분포층; 및

(ⅲ) 열결합된 셀룰로오스섬유와 초흡수성 중합체입자를 포함하고, 약 70 내지 약 130 gsm의 기본중량범위를 가지며, 분포층과 유체연락하는 저장층을 포함하는 흡수구조.
(ⅰ) 약 3 내지 약 12㎜의 길이와 약 6 내지 15 데니어의 두께를 가지는 라텍스결합된 PET 매트릭스섬유로 구성되고, 약 20 내지 약 60 gsm의 기본중량범위를 가지는 포착층;

(ⅱ) 열결합되거나 화학적으로 변형된 셀룰로오스섬유로 구성되고, 약 30 내지 약 100 gsm의 기본중량범위를 가지며, 포착층과 유체연락하는 분포층; 및

(ⅲ) 열결합된 셀룰로오스섬유와 초흡수성 중합체입자를 포함하고, 약 250 내지 약 340 gsm의 기본중량범위를 가지며, 분포층과 유체연락하는 저장층을 포함하는 흡수구조.