KR20020040812A

KR20020040812A - 섬유상 밴드를 가진 흡수성 복합물

Info

Publication number: KR20020040812A
Application number: KR1020027003760A
Authority: KR
Inventors: 그라에프피터에이.; 에드마크리챠드에이.; 마쉬데이비드지.; 그레프피터에이.
Original assignee: 오그덴 브라이언 씨; 웨이어해유저 컴파니
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-05-30
Also published as: WO2001021873A1; JP2003510470A; AU7708100A; CA2384376A1; EP1274889A4; EP1274889A1; MXPA02003144A

Abstract

섬유상 밴드들을 가진 흡수성 복합물이 기술되어 있다. 복합물(300)은 섬유상 베이스(310)내에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드(320)를 포함하고 있다. 상기 베이스는 섬유상 매트릭스 및 흡수성 재료를 포함한다. 상기 섬유상 밴드는 흡수성 재료가 거의 없다. 상기 복합물을 포함하는 흡수성 물품 및 상기 복합물을 형성하는 방법이 또한 개시되어 있다.

Description

섬유상 밴드를 가진 흡수성 복합물 {ABSORBENT COMPOSITE HAVING FIBROUS BANDS}

목재 펄프에서 나온 셀룰로오스 섬유는 기저귀, 실금(incontinence) 제품 및 여성용 위생 제품 등 다양한 흡수성 물품에 사용된다. 흡수성 물품은 액체에 대한 높은 흡수 용량을 갖고, 또한 사용시 내구성 및 효과적인 유체 처리를 위해 건조 및 습윤시 양호한 강도 특성을 갖는 것이 바람직하다. 셀룰로오스 섬유로 만들어진 물품의 흡수 용량은 흔히 초흡수성 중합체와 같은 초흡수성 재료의 첨가에 의해서 증대된다. 당해 분야에 공지되어 있는 초흡수성 중합체는 중합체 중량의 5 내지 100배 많은 양의 액체를 흡수할 수 있는 능력을 갖는다. 따라서, 초흡수성 중합체의 존재는 셀룰로오스로 만든 흡수성 물품의 액체 수용 용량을 크게 증가시킨다.

초흡수성 중합체가 액체를 흡수하여 액체와 접촉할 때 팽윤하므로, 초흡수성 중합체는 지금까지 전통적인 건조, 기류식 방법(dry, air-laid methods)에 의해 제조된 셀룰로오스 매트에 주로 포함되어 있었다. 셀룰로오스 매트를 형성하기 위한 습식 공정(wet-laid processes)은, 초흡수성 중합체가 흡수성 매트를 형성하는 동안 액체를 흡수하여 팽윤하는 경향이 있으므로, 완전히 건조되기 위해서는 상당한 에너지를 필요로 하기 때문에, 상업적으로 사용되지 못했다.

습식 공정에 의해 형성된 셀룰로오스 구조물은 전형적으로 기류식 구조물보다 우수한 특성을 나타낸다. 습식 셀룰로오스 구조물의 상태의 완전성(integrity), 유체 분포 특성 및 위킹(wicking) 특성이 기류식 구조물보다 우수하다. 습식 복합물의 장점과 초흡수성 재료의 높은 흡수 용량을 조합시키려는 시도는 초흡수성 재료를 포함한 다양한 습식 흡수성 복합물을 형성시켰다. 일반적으로, 이들 구조물은 다층 복합물 내의 한 층으로서 분배되어 있는 초흡수성 재료를 포함한다. 이들 구조물에서 초흡수성 중합체는 비교적 국부화되어 흡수성 구조물 전체에 균일하게 분포되어 있지 않으므로, 이들 복합물은 겔 블로킹(gel blocking)이 일어나기 쉽다. 액체 흡수시, 초흡수성 재료는 서로 뭉쳐서 복합물의 비습윤 부위로의 액체의 위킹을 방해하는 젤라틴형 물질을 형성하는 경향이 있다. 획득된 액체를 복합물의 비습윤 부위로 분배하는 것을 방해함으로써, 겔 블로킹은 섬유상 복합물에서 초흡수성 재료를 효과적이고 효율적으로 사용할 수 없게 만든다. 그러한 섬유상 복합물의 감소된 용량은, 초흡수성 재료의 팽창을 수반하는 모세관 획득 및 분배채널(capillary acquisition and distribution channels)의 협소화에 따른 것이다. 초흡수성 재료를 포함하는 종래 흡수성 코어의 흡수 용량 감소 및 그에 따른 모세관 분배 채널의 손실은 감소된 액체 획득 속도로 명백해지고, 연속적인 액체 공격에 대해 이상적인 액체 분배와는 거리가 멀다.

따라서, 초흡수성 재료를 포함하면서 복합물 전체를 통해 액체를 효과적으로 획득하여 위킹하고 상기 획득된 액체를 흡수성 재료에 분배시켜서, 액체가 겔 블로킹 없이 효율적으로 흡수되고 보유되는 흡수성 복합물이 필요하다. 또한 연속적인 액체 공격시 복합물 전체를 통해 액체를 계속 획득하여 분배하는 흡수성 복합물이 필요하다. 부가적으로, 초흡수성 재료를 포함하고 있고, 습윤 강도, 흡수 용량 및 획득, 액체 분배, 연성 및 탄성을 포함해서 습식 복합물과 관련된 이점들을 나타내는 흡수성 복합물이 필요하다. 본 발명은 이들 필요성을 실현시키기 위해 노력하고 그 이상으로 관련된 이점을 제공한다.

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 1999년 9월 21일 출원되고, 공동 계류 중인 미국 출원 번호 제60/155,464호의 출원일에 대해 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에 명백하게 참고문헌에 의해 온전히 편입된다.

발명의 분야

본 발명은 흡수성 복합물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 초흡수성 재료 및 섬유상 밴드를 포함하는 흡수성 복합물에 관한 것이다.

본 발명에 대해 앞에서 말한 특징과 많은 부수적인 이점들은 다음의 첨부 도면과 함께 한 하기 상세한 설명을 참고함으로써 보다 쉽게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물의 부분 단면도이고;

도 2는 본 발명에 따른 습식법에 의해 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물의 단면을 12배 배율로 보여주는 현미경 사진이고;

도 3은 도 2의 습식 복합물을 40배 배율로 보여주는 현미경 사진이고;

도 4는 본 발명에 따른 폼 방법(foam method)에 의해 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물의 단면을 12배 배율로 보여주는 현미경 사진이고;

도 5는 도 4의 폼 방법으로 형성된 복합물을 40배 배율로 보여주는 현미경 사진이고;

도 6은 습윤 상태에서 본 발명에 따른 습식법에 의해 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물의 단면을 8배 배율로 보여주는 현미경 사진이고;

도 7은 도 6의 습식 복합물을 12배 배율로 보여주는 현미경 사진이고;

도 8은 습윤 상태에서 본 발명에 따른 폼 방법으로 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물의 단면을 8배 배율로 보여주는 현미경 사진이고;

도 9는 도 8의 폼 방법으로 형성된 복합물을 12배 배율로 보여주는 현미경 사진이고;

도 10은 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 구조물의 부분 단면도이고;

도 11은 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 다른 흡수성구조물의 부분 단면도이고;

도 12는 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 13은 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 다른 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 14는 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 다른 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 15는 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 구조물의 부분 단면도이고;

도 16은 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 다른 흡수성 구조물의 부분 단면도이고;

도 17은 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 다른 흡수성 구조물의 부분 단면도이고;

도 18은 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 19는 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 다른 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 20은 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 다른 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 21A 및 B는 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물의 부분 단면도이고;

도 22는 본 발명의 복합물을 형성하기 위한 트윈-와이어 장치 및 방법을 예시해주는 도면이고;

도 23은 본 발명의 복합물을 형성하기 위한 대표적인 헤드박스 어셈블리 및 방법을 예시해주는 도면이고;

도 24는 본 발명의 복합물을 형성하기 위한 대표적인 헤드박스 어셈블리 및 방법을 예시해주는 도면이고;

도 25는 본 발명에 따른 섬유상 웹(web)으로 흡수성 재료를 도입하기 위한 대표적인 도관을 예시해주는 도면이고;

도 26A-C는 본 발명에 따라 형성된 획득층 및 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 구조물의 부분 단면도이고;

도 27A-C는 본 발명에 따라 형성된 획득층, 중간층 및 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 구조물의 부분 단면도이고;

도 28A-C는 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 29A-C는 본 발명에 따라 형성된 획득층 및 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 30A-C는 본 발명에 따라 형성된 획득층, 중간층, 및 망상 흡수성 복합물을 포함하는 흡수성 물품의 부분 단면도이고;

도 31은 본 발명에 따라 형성된 섬유상 밴드를 갖는 대표적인 복합물의 개략도이고;

도 32는 본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물에 관한 15분에서의 위킹 높이, 15 ㎝일 때의 용량 및 습윤 구역의 용량을 비교한 그래프이고;

도 33은 본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물에 관한 복합물의 링 크러쉬(ring crush) 및 인장 강도를 연관시킨 그래프이고;

도 34는 본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물에 관한 복합물의 미억제 수직 위킹 높이 및 포화 용량을 연관시킨 그래프이고;

도 35는 본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물에 관한 복합물의 링 크러쉬 및 인장 강도를 비교하는 그래프이고;

도 36은 본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물에 관한 복합물의 미억제 수직 위킹 높이 및 포화 용량을 비교하는 그래프이다.

본 발명은 흡수성 재료를 포함한 망상 섬유 흡수성 복합물에 관한 것이다. 상기 흡수성 복합물은 흡수성 재료 및 채널 또는 모세관의 삼차원 망상조직을 포함한 섬유상 매트릭스이다. 복합물의 망상 특성은 액체 분배, 획득 및 위킹을 증대시키고, 흡수성 재료는 높은 흡수 용량을 제공한다. 습윤시 상태의 완전성을 제공하고 또한 복합물에서 흡수성 재료를 안전하게 지키기는 것을 도와주기 위해서 습윤 강도제가 복합물내에 내포될 수 있다.

본 발명에 따른 흡수성 복합물은 액체의 빠른 획득와 위킹을 할 수 있도록하는 안정한 섬유 및 채널의 삼차원 망상조직을 포함한다. 상기 섬유 및 채널은 획득된 액체를 복합물 전체에 분배하고 액체를 복합물내에 존재하는 흡수성 재료로 보내어 액체가 최종적으로 흡수되도록 한다. 상기 복합물은 액체가 도입되기 전, 도중, 그 후에도 상태의 완전성을 유지한다. 한 실시예에서, 복합물은 습윤시 원래의 부피를 회복할 수 있는 압축 복합물(densified composite)이다.

한 형태에서, 본 발명은 흡수성 재료를 포함한 섬유상 매트릭스를 가진 흡수성 복합물을 제공한다. 섬유상 매트릭스는 복합물 전체에 분포되어 있는 보이드(voids)와 상기 보이드 사이의 통로를 정의한다. 흡수성 재료는 일부 보이드 내에 위치된다. 이들 보이드에 위치된 흡수성 재료는 보이드로 팽창가능하다.

한 실시예에서, 망상 흡수성 복합물은 적어도 하나의 섬유상 층을 포함하고 있다. 그와 같은 실시예의 경우, 복합물은 망상 코어와, 상기 코어의 바깥쪽 면들과 인접해 있고 그들과 같은 넓이를 갖는 하나의 섬유상 층을 포함하고 있다. 다른 한 실시예에서, 상기 복합물은 코어의 바깥쪽 대향면 위에 층들을 포함하고 있다. 상기 복합물의 층들은 적절한 섬유 또는 섬유들의 조합으로 구성될 수 있고 망상 코어를 형성하는데 사용되는 섬유와 같거나 다른 섬유로 형성될 수 있다.

다른 한 실시예에서, 흡수성 복합물은 섬유상 밴드를 포함한다.

본 발명의 다른 한 형태에서, 망상 복합물을 포함하는 흡수성 물품이 제공된다. 흡수성 물품은 기저귀, 여성용 케어 제품, 및 성인용 실금 제품과 같은 흡수성 소비 제품을 포함한다.

본 발명에 따라 형성된 흡수성 복합물은 흡수성 재료를 포함하는 망상의 섬유상 복합물이다. 흡수성 재료는 실질적으로 섬유상 복합물 전체에 분포되어 복합물에 의해 획득된 액체를 흡수하고 보유하는 역할을 한다. 바람직한 실시예에서, 흡수성 재료는 초흡수성 재료이다. 흡수성 재료에 대한 매트릭스를 형성하는 것에 부가하여, 복합물의 섬유는 복합물에 닿는 액체를 획득하고 상기 획득된 액체를 흡수성 재료에 분배하는 역할을 하는 채널 또는 모세관의 안정한 삼차원 망상조직을 제공한다. 복합물은 선택적으로 복합물에 대한 인장 강도 및 구조의 완전성을 더욱 증가시키는 습윤 강도제를 포함한다.

복합물은 흡수성 재료를 포함하는 섬유상 매트릭스이다. 섬유상 매트릭스는 복합물 전체에 분포되어 있는 보이드 및 상기 보이드 사이의 통로를 정의한다. 흡수성 재료는 일부 보이드 내에 위치된다. 이들 보이드내에 위치되는 흡수성 재료는 보이드 안으로 팽창가능하다.

흡수성 복합물은 이롭게도 기저귀 및 용변 연습용 바지(training pants); 생리용 냅킨(sanitary napkins), 탐폰(tampons), 및 팬티 라이너를 포함하는 여성용 케어 제품; 성인용 실금 제품; 수건감; 외과용 및 치과용 스폰지; 붕대; 음식 접시용 패드 등과 같은 다양한 흡수성 물품에 포함될 수 있다.

상기 복합물은 흡수력이 커서 높은 액체 저장 용량을 갖기 때문에, 상기 복합물은 액체 저장 코어로서 흡수성 물품안에 포함될 수 있다. 그러한 구조물에서, 복합물은 예를 들어, 획득 및/또는 분배 층을 포함하는 하나 또는 그 이상의 다른 복합물 또는 층과 조합될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 기저귀와 같은 흡수성 물품은 망상 저장 코어 위에 놓이고 액체 투과성 앞면 시이트와 액체 불투과성 이면 시이트를 갖는 획득층을 포함한다. 상기 복합물은 액체를 신속히 획득하여 분배할 수 있기 때문에, 상기 복합물은 획득된 액체의 일부를 획득하여 하부 저장층으로 옮기는 액체 처리층으로 이용할 수 있다. 따라서, 다른 한 실시예에서, 흡수성 복합물은 저장층과 조합되어 흡수성 물품에 유용한 흡수성 코어를 제공할 수 있다.

본 발명에 따라 형성된 흡수성 복합물은 망상 흡수성 복합물이다. 본 발명에서 사용되는, "망상"이란 용어는, 빠르게 액체를 획득하여 복합물 전체에 분배하여 최종적으로 상기 획득된 액체를 복합물 전체에 분포되어 있는 흡수성 재료에 전달하는 채널 또는 모세관을 만들어내는 섬유의 안정한 삼차원 망상조직(즉, 섬유상 매트릭스)을 가지는 것으로 간주되는 복합물의 개방된 다공질 특성을 의미한다.

망상 복합물은 개방되고 안정한 구조물이다. 섬유상 복합물의 개방되고 안정한 구조물은 액체를 획득하고 복합물 전체에 분배시키는데 효과적인 모세관 또는 채널의 망상조직을 포함한다. 상기 복합물에서, 섬유는 유체를 복합물 전체에 보내어 복합물 전체에 분포되어 있는 흡수성 재료로 보내는 비교적 조밀한 다발을 형성한다. 복합물의 습윤 강도제는 섬유간 결합을 제공함으로써 섬유상 구조를 안정하게 해주는 역할을 한다. 섬유간 결합은 복합물의 모세관 또는 채널이 액체의 공격 전, 도중, 그 후에도 여전히 개방되어 있는 안정한 구조를 가지는 복합물을 제공하도록 돕는다. 복합물의 안정한 구조는 처음 액체 공격후에도 개방되어 있고 그 후의 공격시 액체를 획득하고 분배하는데 사용할 수 있는 모세관을 제공한다.

도 1을 참고하면, 참조번호 (10)으로 전체 표시되어 있는 본 발명의 대표적인 망상 흡수성 복합물은, 실질적으로 섬유(16)로 구성되어 있으며 보이드(14)를 한정하는 섬유상 영역(12)을 포함하는 섬유상 매트릭스이다. 몇몇 보이드는 흡수성 재료(18)를 포함하고 있다. 보이드(14)는 복합물(10) 전체에 분포되어 있다.

본 발명에 따라 형성된 대표적인 망상 복합물들이 도 2 내지 도 9에 도시되어 있다. 이들 복합물은 48 중량%의 매트릭스 섬유(즉, 명칭 NB416으로 웨이어해유저 컴파니(Weyerhaeuser Co.)로부터 시중에서 입수가능한 남부 소나무(southern pine)), 12 중량%의 탄성섬유(즉, 폴리말레산으로 가교결합된 섬유), 40 중량%의 흡수성 재료(즉, 스톡크하우젠(Stockhausen)으로부터 시중에서 입수가능한 초흡수성 재료), 그리고 0.5 중량%의 습윤 강도제(즉, 명칭 키멘(Kymene®)으로 허큘레스(Hercules)로부터 시중에서 입수가능한 폴리아미드-에피클로로히드린 수지)를 포함한다. 도 2는 습식공정으로 형성된 대표적인 복합물의 단면을 12배 배율로 보여주는 현미경 사진이다. 도 3은 상기 동일 단면을 40배 배율로 보여주는 현미경 사진이다. 도 4는 폼 방법으로 형성된 대표적인 복합물의 단면을 12배 배율로 보여주는 현미경 사진이다. 도 5는 상기 동일 단면을 40배 배율로 보여주는 현미경 사진이다. 이들 도면에서는 복합물의 망상 특성이 도시되어 있다. 도 3을 참고하면, 섬유상 영역은 복합물 전체에 계속되어 있어서 채널의 그물 조직을 만들어낸다. 흡수성 재료를 포함하고 있는 것들을 포함해서, 보이드 영역은 복합물 전체에 나타나며 복합물의 섬유상 영역과 유체가 통한다. 흡수성 재료는 일반적으로 조밀한 섬유 다발로 에워싸인 복합물의 보이드 안에 나타난다.

도 2 내지 도 5에 도시된 대표적인 복합물의 습윤 상태를 보여주는 현미경 사진은 각각 도 6 내지 도 9에 예시되어 있다. 이들 현미경 사진은 자유 팽윤 조건하에서 합성 소변을 획득한 다음 동결건조된 복합물을 절단함으로써 얻어졌다. 도 6 및 도 7은 습윤된 습식 복합물을 각각 8배 및 12배 배율로 보여주는 현미경 사진이다. 도 8 및 도 9는 폼 방법으로 형성된 습윤 복합물을 각각 8배 및 12배 배율로 보여주는 현미경 사진이다. 도 6을 참고하면, 습윤된 복합물에서의 흡수성 재료는 팽윤되어 커져서 흡수성 재료가 건조상태의 복합물에서 이미 점유하고 있던 보이드를 보다 완전히 점유하게 된다.

복합물의 섬유상 매트릭스는 주로 섬유로 구성되어 있다. 일반적으로 섬유는복합물 총중량에 대해서, 약 20 내지 약 90중량%, 바람직하게는 약 50 내지 약 70중량%의 양으로 복합물에 존재한다. 본 발명에서 사용하기 적합한 섬유는 당업자들에게 공지되어 있으며 습식 복합물을 형성할 수 있는 섬유를 포함한다.

상기 복합물은 탄성 섬유를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는, '탄성 섬유'란 용어는 복합물내에 존재하여 복합물에 망상조직을 부여하는 섬유를 의미한다. 일반적으로, 탄성 섬유는 복합물에 큰 체적(bulk)과 탄성을 생기게 한다. 복합물에 탄성섬유를 포함시키면 구조의 완전성 손실없이 액체 흡수시 복합물이 팽창할 수 있다. 탄성 섬유는 또한 복합물에 연성을 부여하기도 한다. 부가적으로, 탄성 섬유는 복합물의 형성 공정에 이점을 제공한다. 탄성 섬유를 포함한 습식 복합물로 인한 다공성 및 개방 구조 때문에, 이들 복합물은 물을 비교적 쉽게 배출시키고 그에 따라 탄성 섬유를 포함하지 않는 습식 복합물보다 보다 쉽게 탈수 및 건조된다. 바람직하게, 복합물은 복합물 총중량에 대해서, 약 5 내지 약 60중량%, 보다 바람직하게는 약 10 내지 40중량%의 양으로 탄성 섬유를 포함한다.

탄성 섬유는 셀룰로오스 섬유 및 합성 섬유를 포함한다. 바람직한 탄성 섬유는 화학적으로 강화된 섬유, 굴곡이 있는 섬유(anfractuous fiber), 화학열기계 펄프(CTMP, chemithermomechanical pulp) 및 예비 가수분해된 크래프트 펄프(PHKP, prehydrolyzed kraft pulp)를 포함한다.

'화학적으로 강화된 섬유'는 건습 조건하에서 섬유 강성을 증가시키는 화학적 수단에 의해 강화된 섬유를 의미한다. 섬유는 그 섬유를 코팅 및/또는 함침시킬 수 있는 화학 강화제(chemical stiffening agents)의 첨가로 인해 강화될 수 있다.상기 강화제는 아래에 설명된 폴리아미드-에피클로로히드린 및 폴리아크릴아미드 수지와 같은 수지형 작용제를 포함해서 중합성 습윤 강도제를 포함한다. 섬유는 또한 예를 들어, 화학적 가교결합에 의해 섬유 구조를 변형시킴으로써 강화될 수도 있다. 바람직하게, 상기 화학적으로 강화된 섬유는 섬유간 가교결합된 셀룰로오스 섬유이다.

탄성 섬유는 예를 들어, 폴리올레핀, 폴리아미드 및 폴리에스테르 섬유와 같은 합성 섬유를 포함한 비셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 탄성 섬유는 가교결합형 셀룰로오스 섬유를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는, '굴곡이 있는' 섬유란 용어는 화학 처리된 셀룰로오스 섬유를 말한다. 굴곡이 있는 섬유는 예를 들어, 암모니아로 처리된 섬유를 포함한다.

탄성 섬유에 부가하여, 상기 복합물은 매트릭스 섬유를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는, '매트릭스 섬유'란 용어는 다른 섬유와 수소 결합을 형성할 수 있는 섬유를 말한다. 매트릭스 섬유는 복합물에 강도를 부여하기 위해서 상기 복합물에 포함된다. 매트릭스 섬유는 목재 펄프 섬유와, 고도의 정제 셀룰로오스 섬유와, 그리고 팽창 셀룰로오스 섬유와 같은 고표면적 섬유 등의 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 기타 적합한 셀룰로오스 섬유에는 목화 린터(cotton linters), 목화 섬유 및 대마 섬유도 포함된다. 섬유 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 바람직하게, 복합물은 복합물 총중량에 대해, 약 10 내지 약 60 중량%, 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 50 중량%의 양으로 매트릭스 섬유를 포함한다.

상기 복합물은 바람직하게 탄성 섬유와 매트릭스 섬유의 조합체를 포함한다. 바람직한 한 실시예에서, 상기 복합물은 복합물 총중량에 대해서, 약 5 내지 약 20 중량%의 탄성 섬유와 약 20 내지 약 60 중량%의 매트릭스 섬유를 포함한다. 보다 바람직한 실시예에서, 상기 복합물은 복합물 총중량에 대해서, 약 10 내지 약 15 중량%의 탄성 섬유, 바람직하게는 가교결합형 셀룰로오스 섬유와 약 40 내지 약 50 중량%의 매트릭스 섬유, 바람직하게는 목재 펄프 섬유를 포함한다.

셀룰로오스 섬유는 상기 흡수성 복합물의 기초 성분이다. 비록 다른 재료에서도 구할 수는 있지만, 셀룰로오스 섬유는 주로 목재 펄프로부터 얻어진다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 목재 펄프 섬유는 크래프트 공정 및 아황산 공정과 같은 공지의 화학 공정으로부터, 다음에 표백처리되거나 또는 표백처리 없이, 얻어질 수 있다. 펄프 섬유는 또한 열기계적 방법, 화학열기계적 방법에 의해 또는 두 가지 방법의 조합에 의해서도 가공될 수 있다. 바람직한 펄프 섬유는 화학적 방법에 의해 생산된다. 기초 목재 섬유(ground wood fibers), 재생 또는 2차 목재 펄프 섬유, 표백 및 비표백된 목재 펄프 섬유가 사용될 수 있다. 연질 나무와 경질 나무가 사용될 수 있다. 목재 펄프 섬유의 선택에 관한 자세한 사항은 당업자에게 공지되어 있다. 이들 섬유는 본 발명의 양수인인 웨이어해유저 컴파니를 포함하여 수 많은 회사로부터 시중에서 입수가능하다. 예를 들어, 본 발명에 사용할 수 있는 남부 소나무로부터 생산된 적합한 셀룰로오스 섬유는 웨이어해유저 컴파니로부터 명칭 CF416, NF405, PL416, FR516 및 NB416으로 입수가능하다.

목재 펄프 섬유는 또한 본 발명에 사용되기 전에 전처리될 수 있다. 이러한전처리는 섬유에 증기를 가하는 방법과 같은 물리적 처리나, 또는 다양한 가교제 중 어느 것을 사용하여 셀룰로오스 섬유를 가교결합시키는 화학적 처리를 포함한다. 가교결합은 섬유의 체적과 탄성을 증가시킴에 따라, 섬유의 흡수성을 향상시킨다. 일반적으로, 가교결합 섬유는 꼬여있거나 주름져있다. 가교결합 섬유의 사용으로 복합물은 보다 탄력적이고 부드럽고 커질 수 있으며, 위킹작용도 더 좋아질 수 있고, 가교결합 섬유를 포함하지 않은 복합물보다 쉽게 압축될 수 있다. 남부 소나무로부터 생산된 적절한 가교결합형 셀룰로오스 섬유는 웨이어해우저 컴파니로부터 명칭 NHB416으로 입수가능하다. 가교결합형 셀룰로오스 섬유 및 그 제조 방법은 그레프(Graef) 등에게 허여된, 미국특허 제5,437,418호 및 제5,225,047호에 개시되어 있고, 이들 특허는 명백하게 본 명세서에 참고 문헌에 의해 편입된다.

섬유간 가교결합된 셀룰로오스 섬유는 셀룰로오스 섬유를 가교제로 처리함으로써 제조된다. 적절한 셀룰로오스 가교제는 알데하이드 및 요소계 포름알데하이드 첨가 제품을 포함한다. 예를 들어, 미국특허 제3,224,926호; 제3,241,533호; 제3,932,209호; 제4,035,147호; 제3,756,913호; 제4,689,118호; 제4,822,453호; 충(Chung)에게 허여된, 미국특허 제3,440,135호; 라쉬(Lash) 등에게 허여된, 미국 특허 제4,935,022호; 헤론(Herron) 등에게 허여된, 미국특허 제4,889,595호; 쇼(Shaw) 등에게 허여된, 미국특허 제3,819,470호; 스테이저(Steijer) 등에게 허여된, 미국특허 제3,658,613호; 그레프 등에게 허여된 미국특허 제4,853,086호를 참조하며, 이들 특허들은 모두 명백하게 본 명세서에 참고문헌에 의해 온전히 편입된다. 셀룰로오스 섬유는 또한 폴리카르복실산을 포함한 카르복실산 가교제에 의해가교결합되었다. 미국특허 제5,137,537호; 제5,183,707호; 및 제5,190,563호에는 가교제로서 적어도 3개의 카르복실기를 함유한 C₂-C₉폴리카르복실산(예를 들어, 시트르산 및 옥시디숙신산)의 사용이 기술되어 있다.

적절한 요소계 가교제로는 메틸올화 요소(methylolated ureas), 메틸올화 고리형 요소, 메틸올화 저급 알킬 고리형 요소, 메틸올화 디히드록시 고리형 요소, 디히드록시 고리형 요소, 그리고 저급 알킬 치환 고리형 요소 등이 포함된다. 특히 바람직한 요소계 가교제로는 디메틸디히드록시 에틸렌 요소(DMeDHEU, 1,3-디메틸-4,5-디히드록시-2-이미다졸리디논), 디메틸올디히드록시에틸렌 요소(DMDHEU, 1,3-디히드록시메틸-4,5-디히드록시-2-이미다졸리디논), 디메틸올 요소(DMU, 비스[N-히드록시메틸]요소), 디히드록시에틸렌 요소(DHEU, 4,5-디히드록시-2-이미다졸리디논) 및 디메틸올-에틸렌 요소(DMEU, 1,3-디히드록시메틸-2-이미다졸리디논) 등이 포함된다.

적절한 폴리카르복실산 가교제로는 시트르산, 타르타르산, 말산, 숙신산, 글루타르산, 시트라콘산, 이타콘산, 타르타르산염 모노숙신산 및 말레산이 포함된다. 기타 다른 폴리카르복실산 가교제로는 폴리(아크릴산), 폴리(메타크릴산), 폴리(말레산), 폴리(메틸비닐에테르-코-말레이트) 공중합체, 폴리(메틸비닐에테르-코-이타코네이트) 공중합체, 아크릴산의 공중합체 및 말레산의 공중합체와 같은 중합성 폴리카르복실산이 포함된다. 폴리아크릴산 중합체, 폴리말레산 중합체, 아크릴산의 공중합체 및 말레산의 공중합체와 같은 중합성 폴리카르복실산 가교제의 사용은1997년 12월 12일에 출원되고, 웨이어해유저 컴파니에 양도된, 미국특허출원 번호 제08/989,697호에 기술되어 있다. 가교제의 혼합물 또는 배합물이 또한 사용될 수도 있다.

가교제는 상기 가교제와 셀룰로오스 섬유 간의 결합 반응을 가속화하기 위해 촉매를 포함할 수 있다. 적절한 촉매로는 염화암모늄, 황산암모늄, 염화알루미늄, 염화마그네슘 및 인함유 산의 알카리 금속염과 같은 산성염이 포함된다.

비록 제한하는 것으로 해석되어서는 안되지만, 섬유의 전처리 방법의 예는 계면활성제 또는 섬유 표면의 화학적 성질을 변성시키는 다른 액체를 적용시키는 방법을 포함한다. 다른 전처리 방법은 항균제, 안료, 염료 및 압축 또는 연화제를 포함하는 것이다. 열가소성 및 열경화성 수지와 같이, 다른 화학 물질로 전처리된 섬유가 또한 사용될 수도 있다. 전처리 방법들의 조합도 또한 이용될 수 있다. 후처리 공정에서 복합물을 형성한 후 유사한 처리 방법이 또한 적용될 수 있다.

당해 분야에 공지된 입자 바인더 및/또는 압축/연화 보조제로 처리된 셀룰로오스 섬유도 또한 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 입자 바인더는 셀룰로오스 섬유 초흡수성 중합체와 같은 다른 재료들과, 또한 그외 것들을 셀룰로오스 섬유에 부착시키는 역할을 한다. 적절한 입자 바인더 및/또는 압축/연화 보조제로 처리된 셀룰로오스 섬유 및 상기 바인더와 보조제를 셀룰로오스 섬유에 결합시키는 방법이 다음 미국 특허들에 개시되어 있으며: (1) '섬유에 입자를 결합시키는 중합성 바인더(Polymeric Binders for Binding Particles to Fibers)'라는 명칭의 미국특허 제5,543,215호; (2) '섬유에 입자를 결합시키는 비-중합성 유기 바인더(non-polymeric Organic Binders for Binding Particles to Fibers)'라는 명칭의 미국특허 제5,538,783호; (3) '섬유에 입자를 결합시키는 재활성화 가능한 바인더를 이용한 습식 섬유 시이트 제조방법(Wet Laid Fiber Sheet Manufacturing With Reactivatable Binders for Binding Particles to Binders)'라는 명칭의 미국특허 제5,300,192호; (4) '재활성화 가능한 바인더를 이용하여 입자를 섬유에 결합시키는 방법(Method for Binding Particles to Fibers Using Reactivatable Binders)'이라는 명칭의 미국특허 제5,352,480호; (5) '고체적 섬유용 입자 바인더(Particle Binders for High-Bulk Fibers)'라는 명칭의 미국특허 제5,308,896호; (6) '섬유 압축을 증대시키는 입자 바인더(Particle Binders that Enhance Fiber Densification)'라는 명칭의 미국특허 제5,589,256호; (7) '입자 바인더(Particle Binders)'라는 명칭의 미국특허 제5,672,418호; (8) '섬유에 입자를 결합시키는 방법(Particle Binding to Fibers)'이라는 명칭의 미국특허 제5,607,759호; (9) '섬유에 수용성 입자를 결합시키는 바인더(Binders for Binding Water Soluble Particles to Fibers)'라는 명칭의 미국특허 제5,693,411호; (10) '입자 바인더(Particle Binders)'라는 명칭의 미국특허 제5,547,745호; (11) '섬유에 입자를 결합시키는 방법(Particle Binding to Fibers)'이라는 명칭의 미국특허 제5,641,561호; (12) '고체적 섬유용 입자 바인더(Particle Binders for High-Bulk Fibers)'라는 명칭의 미국특허 제5,308,896호; (13) '섬유용 바인더 재료로서의 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene Glycol as a Binder Material for Fibers)'이라는 명칭의 미국특허 제5,498,478호; (14) '입자를 결합시키는 섬유상 제품(FibrousProduct for Binding Particles)'이라는 명칭의 미국특허 제5,609,727; (15) '섬유에 입자를 결합시키는 재활성화 가능한 바인더(Reactivatable Binders for Binding particles to Fibers)'라는 명칭의 미국특허 제5,571,618호; (16) '고체적 섬유용 입자 바인더(Particle Binders for High Bulk Fibers)'라는 명칭의 미국특허 제5,447,977호; (17) '바인더를 지닌 고체적 섬유를 함유하는 흡수성 물품(Absorbent Articles Containing Binder Carrying High Bulk Fibers)이라는 명칭의 미국특허 제5,614,570호; (18) '바인더가 처리된 섬유(Binder Treated Fibers)'라는 명칭의 미국특허 제5,789,326호; 및 (19) '입자 바인더(Particle Binders)'라는 명칭의 미국특허 제5,611,885호, 이들 특허는 모두 명백하게 본 명세서에 참고문헌에 의해 편입된다.

천연 섬유에 부가하여, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐 아세테이트 섬유와 같은 중합성 섬유를 포함하는 합성 섬유가 또한 상기 흡수성 복합물에 사용될 수도 있다. 적절한 폴리올레핀 섬유는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 섬유를 포함한다. 적절한 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 포함한다. 다른 적절한 합성 섬유로는 예를 들어, 나일론 섬유가 있다. 흡수성 복합물은 천연 섬유와 합성 섬유의 조합체들을 포함할 수 있다.

바람직한 한 실시예에서, 흡수성 복합물은 목재 펄프 섬유(예, 웨이어해유저 명칭 NB416)와 가교결합형 셀룰로오스 섬유(예, 웨이어해유저 명칭 NHB416)의 조합체를 포함한다. 목재 펄프 섬유는 그와 같은 조합체에서 섬유의 총중량에 대해, 약 10 내지 약 85 중량%의 양으로 존재한다.

흡수성 물품안에 포함되는 경우에, 상기 망상 흡수성 복합물은 획득된 액체를 위한 저장층으로 이용할 수 있다. 획득된 액체를 효과적으로 보유하기 위해서, 흡수성 복합물은 흡수성 재료를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는, '흡수성 재료'란 용어는 액체를 흡수하며 실질적으로 복합물의 셀룰로오스 섬유 성분보다 더 큰 흡수 용량을 갖는 재료를 의미한다. 바람직하게, 흡수성 재료는 살린(saline)(예, 0.9 % 살린)에서 자신의 중량보다 적어도 약 5배, 바람직하게 약 20배, 바람직하게 약 100배 이상을 흡수할 수 있는 재료로서, 수팽윤성이며, 대체로 수불용성인 중합 재료이다. 흡수성 재료는 복합물 형성 방법에 이용되는 분산 매체에서 팽윤될 수 있다. 한 실시예에서, 흡수성 재료는 처리되어 있지 않으며 분산 매체에서 팽윤가능하다. 다른 한 실시예에서 흡수성 재료는 복합물 형성 공정 동안 물을 흡수하지 못하게 코팅된 흡수성 재료이다.

복합물에 존재하는 흡수성 재료의 양은 복합물의 용도에 따라 크게 변할 수 있다. 유아 기저귀용 흡수성 코어와 같은 흡수성 물품에 존재하는 흡수성 재료는 복합물 총중량에 대해서, 약 5 내지 약 60 중량%, 바람직하게 약 30 내지 약 50 중량%의 양으로 상기 복합물내에 알맞게 존재한다.

흡수성 재료는 아가, 펙틴 및 구아르 검과 같은 천연 재료와, 합성 하이드로겔 중합체와 같은 합성 재료를 포함할 수도 있다. 합성 하이드로겔 중합체는 예를 들어, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리아크릴산의 알카리금속염, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 폴리비닐에테르, 히드록시프로필 셀룰로오스, 폴리비닐 모르폴리논, 비닐 술폰산의 중합체 및 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드 및 폴리비닐 피리딘이 포함된다. 바람직한 실시예에서, 흡수성 재료는 초흡수성 재료이다. 본 명세서에서 사용되는, '초흡수성 재료'란 팽윤하여 수화된 겔(즉, 하이드로겔)을 형성함으로써 다량의 유체를 흡수할 수 있는 중합 재료를 의미한다. 다량의 유체를 흡수하는 것에 부가하여, 초흡수성 재료는 또한 적절한 압력하에서 상당한 양의 체액을 보유할 수 있다.

초흡수성 재료는 일반적으로 3가지 부류로 나누어진다: 전분 그래프트 공중합체, 가교결합형 카르복시메틸셀룰로오스 유도체, 및 변성된 친수성 폴리아크릴레이트. 이러한 흡수성 중합체의 예에는 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 중화된 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 비누화된 아크릴산 에스테르-비닐 아세테이트 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 공중합체 또는 아크릴아미드 공중합체, 변성된 가교결합형 폴리비닐 알코올, 중화된 자체-가교결합형 폴리아크릴산, 가교결합형 폴리아크릴레이트 염, 카르복실화 셀룰로오스 및 중화된 가교결합형 이소부틸렌-말레산 무수물 공중합체이다.

초흡수성 재료는 시중에서 입수가능하며, 예를 들어, 버지니아주 포츠머스에 있는 클래리언트(Clariant)로부터 구입한 폴리아크릴레이트가 있다. 이들 초흡수성 중합체는 다양한 크기, 형태 및 흡수 특성을 가진다(클래리언트로부터 IM 3500 및 IM 3900와 같은 상표명칭으로 입수가능하다). 다른 초흡수성 재료는 상표명 SANWET(Sanyo Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha)와 SXM77(Stockhausen of Greensboro, North Carolina)로 시판된다. 다른 초흡수성 재료는 미국특허 제4,160,059호; 미국특허 제4,676,784호; 미국특허 제4,673,402호; 미국특허 제5,002,814호; 미국특허제5,057,166호; 미국특허 제4,102,340호; 및 미국특허 제4,818,598호에 기술되어 있으며, 이들 특허 모두는 명백하게 본 명세서에 참고문헌에 의해 편입된다. 초흡수성 재료를 포함하고 있는 기저귀와 같은 제품은 미국특허 제3,699,103호 및 미국특허 제3,670,731호에 기술되어 있다.

흡수성 복합물에 사용할 수 있는 적당한 초흡수성 재료는 초흡수성 입자와 초흡수성 섬유를 포함한다.

바람직한 실시예에서, 흡수성 복합물은 복합물 제조를 목적으로 비교적 천천히 팽윤하지만 상기 복합물 또는 복합물을 포함한 어떠한 구조물의 흡수 특성에 악영향을 미치지 않는 허용 속도로 팽윤하는 초흡수성 재료를 포함한다. 일반적으로, 흡수성 재료의 크기가 작을수록 더 빠르게 액체를 흡수한다.

흡수성 복합물은 선택적으로 습윤 강도제를 포함할 수 있다. 습윤 강도제는 흡수성 복합물의 강도를 증가시키고 복합물의 습윤시 상태의 완전성을 강화시킨다. 복합물의 습윤 강도 증가에 부가하여, 습윤 강도제는 흡수성 재료, 예를 들어, 초흡수성 재료를 복합물의 섬유상 매트릭스에 결합시키는데 도움을 줄 수 있다.

적당한 습윤 강도제는 뉴저지의 브리지워터에 있는 네셔널 스타치 앤드 케미컬 사(National Starch and Chemical Corp.)로부터 입수가능한 것들과 같은 질소함유기(예, 아미노기)를 가진 양이온 변성된 전분; 라텍스; 폴리아미드-에피클로로히드린 수지(예, 키멘(Kymene®)) 557LX, 허큘레스 사, 윌밍톤, 델라웨어), 폴리아크릴아미드 수지(예를 들어, 코시아(Coscia) 등에게 1971년 1월 19일자 허여된 미국특허 제3,556,932호에 기술되어 있는 것; 또한, 예를 들어, 코네티컷의 스탠포드에 있는 아메리칸 시아나미드 사(American Cyanamid Co.)에 의해, 상표명 파레즈(Parez™) 631 NC로 시판되는 시중에서 입수가능한 폴리아크릴아미드)와 같은 습윤 강도 수지; 요소 포름알데히드 및 멜라민 포름알데히드 수지, 및 폴리에틸렌이민 수지를 포함한다. 종이 분야에서 이용되며 대체로 본 발명에 적용가능한 습윤 강도 수지에 관한 일반 해설은 TAPPI 모노그래프 시리즈 제29번, '종이 및 판지에서의 습윤 강도(Wet Strength in Paper and Paperboard)', 펄프 및 종이 산업의 기술 협회(Technical Association of the Pulp and Paper Industry: New York, 1965)에서 알아낼 수 있다.

일반적으로, 습윤 강도제는 복합물 총중량에 대해서, 약 0.01 내지 약 2 중량%, 바람직하게 약 0.1 내지 약 1 중량%, 보다 바람직하게 약 0.3 내지 약 0.7 중량%의 양으로 조성물에 존재한다. 바람직한 실시예에서, 복합물 형성에 유용한 습윤 강도제는 허큘레스 사로부터 명칭 키멘(Kymeme®)으로 시중에서 입수가능한 폴리아미드-에피클로로히드린 수지이다. 본 발명에 따라 형성된 흡수성 복합물의 건습시 인장강도는 일반적으로 습윤 강도제 양을 증가시킴에 따라 증가할 것이다. 대표적인 복합물의 인장강도는 실시예 7에 기술되어 있다.

흡수성 복합물은 일반적으로 약 50 내지 약 1000 g/㎡, 바람직하게 약 200 내지 약 800 g/㎡의 기본 중량을 갖는다. 보다 바람직한 실시예에서, 흡수성 복합물은 약 300 내지 약 600 g/㎡의 기본 중량을 갖는다. 흡수성 복합물의 밀도는 일반적으로 약 0.02 내지 약 0.7 g/㎤, 바람직하게 약 0.04 내지 약 0.3 g/㎤이다. 보다 바람직한 실시에에서, 흡수성 복합물의 밀도는 약 0.15 g/㎤이다.

한 실시예에서, 흡수성 복합물은 압축된 복합물이다. 압축 복합물 제조에 유용한 압축 방법은 당업자들에게 공지되어 있다. 예를 들어, 미국특허 제5,547,541호 및 특허출원번호 제08/859,743호(1997년 5월 21일 출원, 명칭 '연화된 섬유와 섬유 연화 방법(Softened Fibers and Methods of Softening Fibers)', 웨이어해유저 컴파니로 양도됨)를 참고하고, 이들 특허는 모두 명백하게 본 명세서에 참고문헌에 의해 편입된다. 건조후 압축된 흡수성 망상 저장 복합물은 약 0.1 내지 약 0.5 g/㎤, 바람직하게는 약 0.15 g/㎤의 밀도를 가진다. 건조전 압축 공정이 또한 채용될 수도 있다. 바람직하게, 흡수성 복합물은 가열된 온도나 실온 캘린더 압연 방법에 의해 압착된다. 예를 들어, 미국특허 제5,252,275호 및 제5,324,575호를 참고하고, 이들 특허는 명백하게 본 명세서에 참고문헌에 의해 편입된다.

그물망 흡수성 복합물의 조성은 상기 복합물이 포함될 수 있는 소정의 최종 제품의 필요에 맞게 변할 수 있다. 한 바람직한 실시예에서, 흡수성 복합물은 복합물 총중량에 대해서, 약 60 중량%의 셀룰로오스 섬유(48 중량%의 목재 펄프 섬유와 12 중량%의 가교결합형 셀룰로오스 섬유), 약 40 중량%의 흡수성 재료(예, 초흡수성 입자) 및 약 0.5 중량%의 습윤 강도제(예, 폴리아미드-에피클로로히드린수지, 키멘(Kymene®), 섬유 1톤당 약 10파운드 수지)를 포함한다.

망상 흡수성 복합물은 펄프 가공 분야의 당업자에게 공지되어 있는 습식 및 폼 공정에 의해 형성될 수 있다. 습식 공정의 대표적인 예는 '섬유에 입자를 결합시키는 재활성화 가능한 바인더를 이용한 습식 섬유 시이트 제조방법'이라는 명칭으로 1994년, 4월 5일 허여된 미국특허 제5,300,192호에 기술되어 있으며, 이것은분명히 본 명세서에 참고문헌에 의해 편입된다. 습식 공정은 또한 카세이(Casey), 펄프와 종이(Pulp and Paper), 2번째 개정판, 1960년, Volume Ⅱ, Chapter Ⅷ - 시이트 형성방법과 같은 표준 교정본에 기술되어 있다. 복합물 형성에 유용한 대표적인 폼 공정은 당해분야에 공지되어 있으며, 위긴 테프(Wiggins Teape)에 양도되고, 폼형성된 수성 섬유 현탁물로부터 섬유상 재료의 형성에 관한 것인 '폼 형성된 수성 섬유 현탁액으로부터 섬유재료 형성'이란 명칭의 미국특허 제3,716,449호; 제3,839,142호; 제3,871,952호; 제3,937,273호; 제3,938,782호; 제3,947,315호; 제4,166,090호; 제4,257,754호; 및 제5,215,627호에 기술되어 있는 것들과, 그리고 '양질의 종이 제조시 섬유 현탁 매체로서 수성 폼의 사용(The Use of an Aqueous Foam as a Fiber-Suspending Medium in Quality Papermaking:Foams, Proceedings of a Symposium organized by the Society of Chemical Industry, Colloid and Surface Chemistry Group, R.J. Akers, Ed., Academic Press, 1976, 래드폼(Radfoam) 공정이 기술되어 있음)을 포함한다. 이들 특허 및 문헌들은 모두 명백하게 본 명세서에 참고문헌에 의해 편입된다.

본 방법에 있어서, 흡수성 재료는 복합물 형성동안 복합물에 포함된다. 일반적으로, 망상 흡수성 복합물을 형성하는 방법은 분산매체(예, 수성매체)에 복합물의 성분들을 조합시켜 슬러리를 형성한 다음 상기 슬러리를 개구성 지지체(foraminous support)(예, 형성 와이어)상에 침적시키고 탈수시켜서 습윤 복합물을 형성시킨다. 상기 습윤 복합물을 건조시키면 망상 복합물이 된다.

위에서 언급된 바와 같이, 망상 복합물은 분산매체 내에서 섬유, 흡수성 재료, 및 선택적으로 습윤 강도제를 조합시켜 만든다. 상기 방법의 한 실시예에서는, 분산매체에서 섬유, 흡수성 재료 및 습윤 강도제를 직접 조합시켜 슬러리를 형성한다. 또 다른 실시예에서는, 분산매체에 먼저 섬유와 습윤 강도제를 조합시켜 섬유상 슬러리를 형성한 다음 제2단계로 흡수성 재료를 첨가한다. 또 다른 실시예에서 섬유상 슬러리는 흡수성 재료를 함유하고 있는 제2슬러리와 조합되고, 이어서 상기 조합된 슬러리가 지지물 상에 침적된다. 다른 방법으로, 각각의 슬러리들, 예를 들어, 섬유상 슬러리 및 흡수성 재료를 함유한 슬러리는 분할된 헤드박스, 예를 들어, 두 개의 슬러리를 동시에 지지물 상에 침적시키는 트윈 슬라이스 헤드박스(twin slice headbox)의 사용을 통해 개구성 지지물 상에 침적될 수 있다.

한 실시예에서, 분산매체에서 복합물의 성분을 함유하는 슬러리(들)가 개구성 지지물 상에 침적된다. 일단 지지물 상에 침적되면, 분산매체는 침적된 섬유상 슬러리로부터 배출되기 시작한다. 침적된 섬유상 슬러리로부터의 분산매체 제거(예, 탈수)는 예를 들어, 열, 압력, 진공 및 이들의 조합의 적용을 통해 계속되고, 그 결과 습윤 복합물이 형성된다.

망상 흡수성 복합물은 최종적으로 습윤 복합물을 건조시킴으로써 생산된다. 건조는 남아있는 분산매체를 제거하여 소정의 수분 함량을 갖는 흡수성 복합물을 제공한다. 일반적으로, 복합물은 복합물 총중량에 대해서, 약 20 % 미만의 수분 함량을 갖고, 바람직하게는 약 6 내지 약 10 %의 수분 함량을 가진다. 적절한 복합물 건조 방법은 예를 들어 건조용 캔, 공기 플로트(floats) 및 공기 건조기 사용 등을 포함한다. 펄프 및 종이 산업에서 공지된 다른 건조 방법 및 장치들이 또한 사용될수도 있다. 건조온도, 압력 및 시간은 사용된 설비와 방법에 맞춰지며, 펄프 및 종이 산업의 당업자들에게는 공지되어 있다. 망상 흡수성 복합물을 형성하기 위한 대표적인 습식 방법은 실시예 1에 기술되어 있다.

폼 방법의 경우에, 섬유상 슬러리는 계면활성제를 더 포함하는 폼 분산물이다. 적당한 계면활성제로는 당해 분야에 공지된 이온성, 비이온성 및 양쪽성 계면활성제 등이 있다. 망상 흡수성 복합물을 형성하는 대표적인 폼 방법은 실시예 2에 기술되어 있다.

흡수성 복합물의 성분들을 개구성 지지물상에 침적시킨 다음 탈수시키면, 물을 흡수할 수 있고 그 결과로 크기가 팽창할 수 있는 흡수성 재료를 포함한 습윤 복합물이 형성된다. 수팽윤 흡수성 재료를 포함한 습윤 복합물은 지지체 상에 분포되어 있는 바, 상기 지지체로부터 물(즉, 분산매체)이 빠져서 습윤 복합물이 건조될 수 있다. 건조는 수팽윤 흡수성 재료를 탈수시켜 그 크기를 감소시킴에 따라, 흡수성 재료를 둘러싸고 있는 복합물 내에 보이드를 만든다.

본 방법에서, 흡수성 재료는 바람직하게 분산매체 내에서 상기 재료의 중량의 약 20배 미만으로 흡수하고, 보다 바람직하게는 약 10배 미만, 훨씬 더 바람직하게는 분산매체에서 그 중량의 약 5배 미만으로 흡수한다.

폼 방법은 몇가지 이유로 인해 흡수성 복합물을 형성하는데 이롭다. 일반적으로, 폼 방법은 비교적 낮은 밀도와 비교적 높은 인장 강도 모두를 갖추고 있는 섬유상 웹을 제공한다. 거의 동일한 성분들로 구성된 웹의 경우, 폼 방법으로 형성된 웹은 일반적으로 기류식 웹보다는 크고 습식 웹 보다는 작은 밀도를 갖는다. 유사하게, 폼 방법으로 형성된 웹의 인장 강도는 기류식 웹보다는 상당히 크고 습식 웹의 강도에 가깝다. 또한, 폼 형성 기술의 사용은 세공 및 보이드의 크기를 잘 조절할 수 있게 하고, 보이드 크기를 최대화시키며, 섬유를 배향시켜 균일하게 분배시키고, 복합물 내에 광범위한 재료들(예, 습식 공정으로는 쉽게 포함될 수 없는 긴 합성 섬유)을 포함시킬 수 있게 한다.

제작하는 경우, 망상 흡수성 복합물은 폼 공정, 바람직하게는 알스트롬사(Ahlstrom Company, Helsinki, Finland)에 따른 공정에 의해 형성될 수 있다. 이 공정은 바람직한 제조 효율을 가져오면서 바람직한 성능 특성을 갖는 제품을 생산한다.

대표적인 습식 공정과 폼 공정에 의해 망상 흡수성 복합물을 형성하는 것에 대해서는 실시예 1 및 2에 각각 기술되어 있다. 대표적인 망상 흡수성 복합물의 흡수성(즉, 재습윤, 획득 시간, 액체 분배, 건조시 강도 및 탄성)은 실시예 3 및 4에 기술되어 있다. 대표적인 흡수성 복합물의 위킹 및 액체 분배는 실시예 5 및 6에 각각 기술되어 있다. 본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물의 인장강도는 실시예 7에 기술되어 있다. 대표적인 습식 및 폼 방법으로 형성된 복합물의 연성(즉, 타버(Taber) 강성)은 실시예 8에 기술되어 있다.

예를 들어, 액체 획득 및 분배 속도와 흡수 용량 등을 포함하여, 상기 흡수성 복합물의 성능 특성에 영향을 주는 한 가지 변수는 복합물에서 흡수성 재료의 팽윤정도이다. 본 방법은 흡수성 재료의 팽윤을 조절하고 변화시킬 수 있다. 흡수성 재료의 팽윤은 일반적으로 가교결합 정도(예, 표면 및 내부 가교결합)와 흡수성재료에 의해 흡수된 물의 양에 따라 달라진다. 팽윤정도는 흡수성 재료의 종류와, 수성 환경(예, 분산매체 및 습윤 복합물)에서 흡수성 재료의 농도와, 흡수성 재료가 그러한 환경과 접촉하는 시간을 포함한, 많은 요인에 따라 달라진다. 일반적으로, 수성 매체 내에서 흡수성 재료의 농도는 낮고 접촉 시간은 길수록, 흡수성 재료가 크게 팽윤한다. 흡수성 재료의 팽윤은 흡수성 재료를 냉각수에서 분산함으로서 최소화될 수 있다.

일반적으로, 흡수성 재료의 초기 팽윤이 클수록, 보이드 부피가 커짐에 따라, 그 결과로 만들어진 흡수성 복합물의 밀도는 낮아진다. 복합물의 보이드 부피가 클수록, 그것의 액체 획득 속도는 커지고, 일반적으로 복합물의 흡수 용량도 커지게 된다.

위에서 언급된 바와 같이, 복합물의 보이드는 흡수성 재료의 수화 및 팽윤(즉, 습윤 복합물 형성 동안)과 그 이후의 탈수 및 흡수성 재료의 크기 감소(즉, 습윤 복합물 건조 동안)에 의해 형성된다. 결국, 복합물의 밀도는 습윤 복합물 형성동안 흡수성 재료가 액체를 흡수해서 팽윤하는 정도와 팽윤된 흡수성 재료를 포함한 습윤 복합물이 건조되는 조건 및 정도에 따라 달라진다. 습윤 복합물 형성 동안 흡수성 재료에 의해 흡수된 물은 습윤 복합물이 건조될 때, 흡수성 재료에서 제거되어 그 크기가 감소된다. 팽윤된 흡수성 재료의 탈수는 섬유상 복합물에서 일부 보이드의 경계를 정한다.

망상 흡수성 복합물은 예를 들어, 기저귀나 여성용 케어 제품 등을 포함하는 흡수성 물품에서 흡수 코어 또는 저장 층으로서 포함될 수 있다. 흡수성 복합물은단독으로 사용될 수 있고, 또는 도 10 및 도 11에 예시된 바와 같이, 하나 이상의 다른 층들과 조합되어 사용될 수 있다. 도 10에서는, 흡수성 복합물(10)이 저장층으로서 상부 획득층(20)과 조합하여 사용된다. 도 11에 예시된 바와 같이, 제3 층(30)(예, 분배층)이 또한, 바람직하다면, 흡수성 복합물(10) 및 획득층(20)과 함께 사용될 수 있다.

다양한 종류의 적당한 흡수성 물품이 흡수성 복합물로부터 생산될 수 있다. 가장 보편적인 것은 기저귀, 여성용 냅킨과 같은 여성용 위생 제품, 및 성인용 실금제품과 같은 흡수성 소모 제품이다. 예를 들어, 도 12를 참고하면, 흡수성 물품(40)은 흡수성 복합물(10)과 그 위에 놓여 있는 획득층(20)을 포함한다. 액체 투과성 앞면 시이트(22)는 획득층(20)위에 놓이고, 액체 불투과성 이면 시이트(24)는 흡수성 복합물(10) 아래에 놓인다. 흡수성 복합물은 예를 들어, 기저귀에 사용될 때 이로운 액체 흡수 성능을 제공할 것이다. 흡수성 복합물의 망상 구조는 여러번 습윤되었을 때 유체 전달 및 흡수를 도울 것이다. 복합물을 포함하고 기저귀로 또는 실금 제품으로 사용되기에 적당한 흡수성 물품의 경우, 상기 물품은 레그 게더(leg gathers)를 더 포함할 수 있다.

도 12의 구조물은 기저귀나 여성용 냅킨과 같은 전형적인 흡수성 물품의 예를 들 목적으로 도시된 것이다. 당업자는 본 명세서에 교시된 개념을 이용하여 상이한 구조물들을 많이 만들 수 있을 것이다. 예를 들어, 성인용 실금 흡수성 구조물의 전형적인 구조는 도 13에 도시되어 있다. 물품(50)은 앞면 시이트(22), 획득층(20), 흡수성 복합물(10) 및 이면 시이트(24)를 포함한다. 앞면 시이트(22)는 액체를 투과시키지만, 이면 시이트(24)는 액체를 투과시키지 않는다. 이러한 구조물에서, 극성의 섬유상 재료로 구성된 액체 투과성 티슈(26)는 흡수성 복합물(10)과 획득층(20) 사이에 위치된다.

도 14를 참고하면, 또 다른 흡수성 물품은 앞면 시이트(22), 획득층(20), 중간층(28), 흡수성 복합물(10) 및 이면 시이트(24)를 포함한다. 중간층(20)은 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트와 트리아세틴의 조합과 같은 압축된 섬유상 재료를 포함하는데, 상기 조합은 물품을 형성하기 전에 이루어진다. 따라서 중간층(28)은 흡수성 복합물(10)과 획득층(20) 모두에 결합되어 흡수성 복합물과 획득층이 서로 결합되어 있지 않은 것보다 상태의 완전성이 상당히 좋은 흡수성 물품을 형성할 수 있다. 상기 층(28)의 친수성은 상기 층들(10, 28, 20)간에 친수성 구배를 만들도록 조절될 수 있다.

망상 흡수성 복합물은 또한 기저귀와 같은 흡수성 물품에서 액체 처리층으로서 포함될 수 있다. 이러한 물품에서, 복합물은 저장 코어 또는 층과 조합하여 사용될 수 있다. 조합시, 액체 처리층은 저장층의 상부 표면적보다 크거나, 작거나, 또는 동일한 상부 표면적을 가질 수 있다. 망상 흡수성 복합물을 저장층과 조합한 대표적인 흡수성 구조물은 도 15에 도시되어 있다. 도 15를 참고하면, 흡수성 구조물(70)은 망상 복합물(10)과 저장층(72)을 포함한다. 저장층(72)은 바람직하게 흡수성 재료를 포함하는 섬유상 층이다. 저장층은 기류식, 습식 및 폼 형성법을 포함해서 어떠한 방법으로도 형성될 수 있다. 저장층은 망상 복합물일 수 있다.

획득층은 망상 복합물 및 저장층과 조합될 수 있다. 도 16은 복합물(10)과저장층(72) 위에 획득층(20)이 놓여있는 흡수성 구조물(80)을 예시하고 있다. 구조물(80)은 중간층(74)을 더 포함하여 도 17에 도시된 구조물(90)을 만들 수 있다. 중간층(74)은 예를 들어, 티슈층, 부직층, 기류식 또는 습식 패드, 또는 망상 복합물일 수 있다.

구조물(70, 80, 90)은 흡수성 물품에 포함될 수 있다. 일반적으로, 도 18-20에 각각 도시된 흡수성 물품(100, 110, 120)은 액체 투과성 앞면 시이트(22), 액체 불투과성 뒤면 시이트(24), 및 구조물(70, 80, 90)을 각각 포함한다. 이러한 흡수성 물품에서, 앞면 시이트는 이면 시이트에 접합되어 있다.

또 다른 실시예에서, 본 발명에 따라 형성된 망상 흡수성 복합물은 섬유상 층을 포함한다. 이러한 실시예에서, 복합물은 망상 코어 및 상기 코어의 바깥쪽 면에 인접한 섬유상 층을 포함한다. 섬유상 층은 망상 코어와 일체로 형성되어 단일 흡수성 복합물을 제공한다. 일반적으로, 상기 층은 복합물의 바깥쪽 면(즉, 상부 및/또는 하부 표면)과 같은 넓이를 가진다. 바람직하게, 상기 복합물은 상기 코어의 바깥쪽 면과 각각 인접해 있는 제1 및 제2 층을 포함한다(즉, 상기 층들은 코어의 대향면과 같은 넓이를 갖는다). 하나의 섬유상 층을 갖고 있는 대표적인 흡수성 복합물은 도 21A에 도시되어 있고, 두 개의 섬유상 층을 갖고 있는 대표적인 복합물은 도 21B에 도시되어 있다. 도 21A를 참고하면, 흡수성 복합물(130)은 망상 코어(10)와 층(132)을 포함하고 있고, 도 21B에 도시된 바와 같이, 복합물(140)은 층(132, 134) 중간에 망상 코어(10)를 포함하고 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 코어(10)는 보이드(14)를 한정하는 섬유상 영역(12)을 포함하는 섬유상 매트릭스이며, 상기 보이드 중 일부는 흡수성 재료(18)를 포함하고 있다.

복합물의 층(들)은 섬유상이고 위에서 언급된 섬유 또는 섬유들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 층의 섬유상 조성은 다양하게 변할 수 있다. 상기 층은 망상 코어를 형성하는데 사용된 섬유와 동일하거나 또는 상이한 섬유로 형성될 수 있다. 상기 층은 탄성섬유, 매트릭스 섬유 또는 탄성섬유와 매트릭스 섬유의 조합으로 형성될 수 있다. 상기 층은 선택적으로 습윤 또는 건조 강도제를 포함한다. 단일 섬유 형태, 예를 들어, 100 % 목재 펄프 섬유(예, 남부 소나무 섬유)로 구성된 층으로부터 적당한 층들이 형성될 수 있다. 다른 방법으로, 상기 층은 목재 펄프 섬유 및 가교결합 섬유의 80:20 배합물, 합성섬유 배합물, 합성섬유와 셀룰로오스 섬유의 배합물과 같은 섬유상 배합물로부터 형성될 수 있다.

원하는 특성을 갖는 복합물을 제공하기 위해서는, 상기 층 조성을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 액체 위킹 용량이 높은 층을 제공하기 위해서, 상기 층은 바람직하게 비교적 높은 목재 펄프 섬유 함량을 갖는다. 따라서, 액체 분배를 위해서 상기 층은 바람직하게 남부 소나무 섬유와 같은 목재 펄프 섬유로 구성된다. 그러나, 유사한 조성으로 되어 있고 비교적 적은 양의 목재 펄프 섬유와 예를 들어, 더 많은 양의 가교결합 섬유를 함유하고 있는 층에 비해서, 이러한 층은 액체 획득 속도가 더 낮다. 반대로, 액체 획득 속도가 높은 층을 제공하기 위해서는, 상기 층이 비교적 높은 가교결합 섬유 또는 합성 섬유 함량을 가진다. 그러나, 높은 가교결합 섬유 함량의 결과로, 그 층은 비교적 적은 양의 가교결합 섬유를 포함하는 비교층 보다는 액체 분배성이 적다. 액체 획득을 위해, 상기 층은 바람직하게 가교결합 섬유와 펄프 섬유의 배합물이고, 예를 들어, 상기 층은 약 30 내지 약 50 중량% 가교결합 섬유와 약 50 내지 약 70 중량% 펄프 섬유를 포함할 수 있다. 다른 방법으로, 액체 획득 속도가 높은 층들은 또한 셀룰로오스 섬유와 조합으로, 비교적 높은 함량의 합성 섬유(예, PET 섬유 또는 PET와 열결합성 섬유의 배합물)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 한 층 또는 양쪽 층 모두가 합성 섬유를 포함할 수 있다.

복합물의 층은 일체화된 단일 구조를 제공하기 위해서 망상 코어와 함께 형성되기 때문에, 복합물의 전체 특성은 상기 개개의 코어 및 층 성분들을 적절히 선택함으로써 최적화될 수 있다. 복합물 성능을 좀 더 최적화하기 위해서, 제1 및 제2 층의 성질은 선택적이면서 독립적으로 조절 및 변화될 수 있다. 제1 및 제2 층의 조성은 동일할 필요는 없다. 상기 층들은 동일하거나 또는 상이한 섬유로 형성될 수 있다. 폼 방법에 의해 형성된 조성물의 경우, 층의 기본 중량은 독립적으로 조절 및 변화될 수 있다. 층의 기본 중량은 코어의 기본 중량과 관련하여 변화될 수 있다. 폼 방법에서, 기본 중량은 섬유상 퍼니쉬(furnish)가 형성 지지물에 공급되어 침적되는 속도를 조절함으로써 변화될 수 있다. 예를 들어, 특정한 퍼니쉬에 대한 펌프 속도를 변화시켜 복합물 일부의 기본 중량을 효과적으로 조절한다. 따라서, 일 실시예에서, 흡수성 복합물은 망상 코어 중간층인 제1 및 제2 층을 포함하며, 각 층은 상이한 기본 중량을 가진다. 층의 기본 중량은 또한 습식 방법으로 형성된 흡수성 복합물의 경우에도 변화될 수 있다.

상기 층은 습식 및 폼 방법에 의해 망상 코어와 일체로 형성될 수 있다. 일반적으로, 망상 코어 및 층들을 포함한 복합물은 코어 및 층 성분을 포함한 섬유상슬러리를 거의 동시에 침적시킴으로써 형성될 수 있다. 형성 지지물 상에 더 많은 단일 섬유상 슬러리를 침적시키는 것은 예를 들어, 분할 및/또는 멀티슬라이스 헤드박스를 포함해서, 당해 분야에 공지되어 있는 표준 장치에 의해 달성될 수 있다.

대표적인 흡수성 복합물은 예를 들어, 로토포머(Rotoformer), 포드리니어(Fourdrinier) 및 트윈-와이어 기계 등을 포함하여 종래의 제지기를 이용하여 형성될 수 있다. 단일층을 갖는 흡수성 복합물은 로토포머 및 포드리니어 기계에 의해 형성될 수 있으며, 두 개의 층을 포함하는 복합물은 트윈-와이어 기계에 의해 형성될 수 있다. 로토포머 기계를 사용하여 흡수성 복합물을 형성하는 대표적인 방법은 실시예 9에 기술되어 있다. 상기 방법에 의해 형성된 대표적인 흡수성 복합물의 성능 특성은 실시예 10-15에 기술되어 있다. 로토포머 기계를 사용하여 형성된 흡수성 복합물은 와이어-측 섬유 층(wire-side fibrous stratum)을 포함한다. 층의 두께와 복합물의 전체 구조는 헤드박스 살포기(headbox spargers)의 위치에 의해 조절될 수 있는바, 상기 살포기는 흡수성 재료를 섬유 원료(fiber stock)에 전달해서 흡수성 재료와 섬유 원료를 효과적으로 혼합시킨다. 일반적으로, 살포기가 로토포머 드럼에서 흡수성 재료를 섬유 원료에 깊이 도입시킬수록 만들어지는 층은 더 얇아진다. 반대로, 비교적 두꺼운 층은 상기 드럼으로부터 원거리에서 흡수성 재료를 섬유 원료에 도입시킴으로써 형성될 수 있다.

흡수성 복합물은 트윈-와이어 구성물(즉, 트윈-형성 와이어)을 포함하는 공정 및 장치에 의해 형성될 수 있다. 복합물을 형성하기 위한 대표적인 트윈-와이어 기계가 도 22에 도시되어 있다. 도 22를 참고하면, 기계(200)는 복합물 성분이 침적되는 트윈-형성 와이어(202, 204)를 포함한다. 기본적으로 섬유상 슬러리(124)는 헤드박스(212)에 도입되고 헤드박스 출구에서 형성 와이어(202, 204)상에 침적된다. 진공 요소(206, 208)는 각각 와이어(202, 204)상에 침적된 섬유상 슬러리를 탈수시켜서 부분 탈수된 웹을 제공하고, 이것은 부분 탈수된 웹(126)으로서 기계의 트윈-와이어부를 떠난다. 웹(126)은 계속해서 와이어(202)를 따라 이동하고 계속해서 부가적인 진공 요소(210)에 의해 탈수되어 습윤 복합물(120)이 된 다음, 건조 수단(216)에 의해 건조되어 복합물(10)이 된다.

흡수성 재료는, 소정의 제품 형태에 따라 트윈-와이어 공정 내 여러 위치중 어느 한 지점에서 섬유상 웹 안으로 도입될 수 있다. 도 22를 참고하면, 흡수성 재료는 위치(2, 3, 또는 4)에서 또는 상기 웹이 적어도 부분적으로 탈수되는 다른 와이어(202, 204) 위치에서 부분 탈수된 웹 안으로 주입된다. 흡수성 재료는, 이와 같이 형성되어 와이어(202 및/또는 204)를 따라 이동하는 부분 탈수된 웹에 도입될 수 있다. 흡수성 재료는 와이어 폭을 가로질러 측방향으로 이격되어 있는 노즐에 의해 부분 탈수된 섬유상 웹 안으로 주입된다. 노즐은 흡수성 물질 공급원에 연결되어 있다. 노즐은 상술된 바와 같이, 다양한 위치(예, 도 22에서 위치(1, 2, 또는 3))에 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 22를 참고하면, 노즐은 위치(2)에 위치되어 흡수성 재료를 와이어(202, 204)상의 부분 탈수된 웹 안으로 주입한다.

흡수성 재료 도입 위치에 따라서, 복합물을 형성하기 위한 트윈-와이어 방법은 섬유상 층을 갖는 복합물을 제공할 수 있다.

복합물은 복합물의 바깥면과 같은 넓이의 섬유상 층을 갖는 일체형단(integrated phases)을 포함할 수 있다. 이들 섬유상 복합물은 분할된 헤드박스를 갖춘 다층 경사 형성기(multilayered inclined formers) 또는 트윈-와이어 형성기로부터 형성될 수 있다. 이러한 방법은 특별히 계획된 특성을 가지며 소정의 특성을 갖는 복합물을 달성하기 위한 성분들을 함유한 층들을 갖는 층형 복합물을 제공할 수 있다.

기본적으로, 복합물의 z-방향에서 흡수성 재료의 위치는 밴드를 감싸는 섬유상 층을 효과적으로 한정한다. 단일 섬유 퍼니쉬를 포함하는 형성법의 경우, 밴드 위치는 형성 와이어에 관련하여 흡수성 재료 분사 시스템(예, 노즐 세트)의 위치를 정함으로써 조정될 수 있다. 다중 퍼니쉬를 포함하는 방법의 경우에는, 상부 및 하부 층이 동일하거나 상이한 성분들로 구성될 수 있으며 분할된 헤드박스안으로 도입될 수 있다.

도 22를 참고하면, 층(11)을 갖는 복합물(10)은 기계(200)에 의해 형성될 수 있다. 층(11)들이 동일한 성분들을 포함하고 있는 복합물의 경우, 단일 섬유 퍼니쉬(124)는 헤드박스(212)에 도입된다. 상이한 성분들을 포함하는 층(11)들을 갖는 복합물을 형성하기 위해서, 헤드박스(212)는 상이한 조성을 갖는 섬유 퍼니쉬(예, 124a, 124b, 124c)를 도입하기 위한 하나 또는 그 이상의 배플(baffles)(214)을 구비한다. 이러한 방법에서, 상부 및 하부 층들은 상이한 성분을 포함하고 상이한 기본 중량 및 성질을 갖도록 형성될 수 있다.

바람직하게, 망상 복합물은 상술된 성분들을 사용하여 폼-형성 방법에 의해 형성된다. 폼-형성 방법에서, 다층을 가지며 흡수성 재료를 포함하는 섬유상 웹은다중 섬유상 슬러리로부터 형성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 폼-형성 방법은 트윈-와이어 형성기에서 실시된다.

본 방법은 예를 들어, 3층 복합물을 포함하여, 다양한 다층 복합물을 제공할 수 있다. 대표적인 3층 복합물은 섬유로 형성된 제1층(예, 합성섬유, 셀룰로오스 섬유 및/또는 바인더 섬유); 섬유 및/또는 초흡수성 재료와 같은 다른 흡수성 재료로 형성된 중간층; 및 섬유로 형성된 제3층을 포함한다. 본 발명의 방법은 복합물이 비교적 상이하고 구별되는 층은 갖거나, 다르게는 층에서 층으로 점진적인 전이 지대를 가질 수 있다는 점에서 융통성이 있다.

중간층을 갖는 섬유상 웹을 형성하는 대표적인 방법은 일반적으로 다음 단계를 포함한다:

(a) 수성 분산 매체에 섬유와 계면활성제를 포함하는 제1 섬유상 슬러리를 형성하는 단계;

(b) 수성 분산 매체에 섬유와 계면활성제를 포함한 제2 섬유상 슬러리를 형성하는 단계;

(c) 제1 개구성 요소(예, 형성 와이어)를 제1 경로로 이동시키는 단계;

(d) 제2 개구성 요소를 제2 경로로 이동시키는 단계;

(e) 상기 제1 슬러리를 제1 경로로 이동하는 상기 제1 개구성 요소와 접촉시켜 통과시키는 단계;

(f) 상기 제2 슬러리를 제2 경로로 이동하는 상기 제2 개구성 요소와 접촉시켜 통과시키는 단계;

(g) 상기 제1 및 제2 슬러리 사이에 제3 재료를 상기 제1 또는 제2 개구성 요소와도 접촉하지 않도록 하면서 통과시키는 단계;

(h) 상기 제1 및 제2 개구성 요소를 통해 슬러리들로부터 액체를 제거함으로써 상기 제1 및 제2 슬러리와 제3 재료로부터 섬유상 웹을 형성하는 단계.

위에서 언급된 바와 같이, 본 방법은 트윈-와이어 형성기, 바람직하게는 수직 형성기, 보다 바람직하게는 수직 하류방향 트윈-와이어 형성기(vertical downflow twin-wire former) 상에서 적절히 수행된다. 수직 형성기에서, 개구성 요소에 대한 경로는 거의 수직이다.

본 방법을 실시하기에 유용한 대표적인 수직 하류방향 트윈-와이어 형성기는 도 23에 예시되어 있다. 도 23을 참고하면, 상기 형성기는 폐쇄된 제1 단부(상부), 폐쇄된 제1 및 제2 측부와 내부 체적을 갖는 형성기가 있는 수직 헤드박스 어셈블리를 구비한다. 상기 형성기의 제2단부(저부)는 제1 및 제2 개구성 요소(202, 204)와 형성 닙(nip)(213)을 이동시킴에 따라 한정된다. 상기 형성기의 폐쇄된 제1 단부, 폐쇄된 제1 및 제2 측부, 및 제1 및 제2 개구성 요소에 의해 한정된 내부 체적은 상기 형성기의 제1 단부에서부터 제2 단부쪽으로 연장된 내부 구조(230)를 포함한다. 내부 구조는 한쪽 측부에 제1 체적(232)과 다른 측부에 제2 체적(234)을 한정한다. 상기 형성기는 제1 섬유 슬러리를 제1 체적으로 도입시키기 위한 공급원(242)과 수단(243), 제2 섬유 슬러리를 제2 체적으로 도입시키기 위한 공급원(244)과 수단(245), 그리고 제3 재료를 내부 구조에 도입시키기 위한 공급원(246)과 수단(247)을 구비한다. 상기 개구성 요소를 통해 제1 및 제2 슬러리로부터 액체(및/또는 폼)를 제거하여 웹을 형성하는 수단(예, 흡입 박스(206, 208))이 또한 헤드박스 어셈블리에 구비된다.

본 방법에서, 트윈 와이어 형성기는 내부 구조를 통해 적어도 제3 재료를 도입시키는 수단을 구비한다. 바람직하게, 상기 도입 수단은 제1 유효 길이를 갖는 제1 복수개의 도관을 구비한다. 제1 길이와 다른 제2 유효 길이를 갖는 제2 복수개의 도관이 또한 사용될 수도 있다. 두 세트 이상의 도관이 또한 사용될 수 있다.

상기 형성 방법을 실시하는데 유용한 또 다른 대표적인 수직 하류방향 트윈-와이어 형성기는 도 24에 예시되어 있다. 도 24를 참고하면, 상기 형성기는 형성기의 폐쇄된 제1 단부와, 폐쇄된 제1 및 제2 측부와, 제1 및 제2 개구성 요소(202, 204)에 의해 한정된 내부 체적을 갖는 수직 헤드박스 어셈블리를 구비하고, 상기 형성기의 제1 단부에서부터 제2 단부쪽으로 연장하는 내부 구조(230)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 내부 구조(230)는 복수개의 도관(235, 236) 및 선택적인 분할 벽(214)을 포함한다.

상기 내부 구조는 한쪽 측부에 제1 체적(232)과 다른 측부에 제2 체적(234)을 한정한다. 상기 형성기는 제1 섬유 슬러리를 제1 체적으로 도입시키기 위한 공급원(242)과 수단(243), 제2 섬유 슬러리를 제2 체적으로 도입시키기 위한 공급원(244)과 수단(245), 제3 재료를 복수개의 도관(236)으로 도입시키기 위한 공급원(246)과 수단(247), 제3 재료를 복수개의 도관(235)으로 도입시키기 위한 공급원(248)과 수단(249), 그리고 벽(214)에 의해 한정된 체적 내의 폼 슬러리와 같은 다른 재료를 도입시키기 위한 공급원(250)과 수단(251)을 더 구비한다.

복수개의 도관(235)은 복수개의 도관(236)과 다른 유효 길이를 가질 수 있다. 제3 재료는 도관(235, 236)을 통해 도입될 수 있으며, 다른 방법으로, 제3 재료는 도관(235)을 통해 도입될 수 있고, 제4 재료는 도관(236)을 통해 도입될 수 있다. 바람직하게는, 도관(235, 236)의 말단은, 흡입 박스가 개구성 요소와 접촉하여 슬러리로부터 폼을 제거하기 시작하는 지점에서(즉, 웹 형성이 시작하는 지점을 넘어) 끝이난다. 복수개의 도관(235 및/또는 236)은 본 발명에 따라 형성된 섬유상 웹에서 제3 재료의 스트립 또는 밴드를 도입시키기에 적당하다. 복수개의 도관(235, 236)은 닙(213)으로 향하고 멀어지는 제1 방향(dimension)으로 이동되고, 제1 방향에 거의 수직이며 하나의 형성 와이어 또는 다른 형성 와이어에 좀 더 가까워지는 제2 방향으로 이동될 수 있다. 대표적인 복수개의 도관(235, 236)은 도 25에 예시되어 있다.

일반적으로, 형성기의 내부 구조(즉, 도 23 및 24에서 구조(230))의 위치는 상기 내부 구조를 통해 도입된 재료가 제1 및 제2 개구성 요소와 직접 접촉하지 않도록 개구성 요소에 대하여 결정된다. 따라서, 슬러리가 개구성 요소와 접촉하고 이들 슬러리로부터 액체와 폼의 제거가 시작된 후에는 제1 및 제2 슬러리 사이의 내부 구조를 통해 재료가 도입된다. 이러한 구성은 초흡수성 재료를 도입시키고 제3 재료가 폼/섬유 슬러리인 층형 구조물을 형성하는데 특히 유리하다. 형성될 복합물의 성질에 따라서, 제1 및 제2 섬유 슬러리는 서로 그리고 제3 재료와 동일하거나 상이할 수도 있다.

바람직한 실시예에서, 본 방법은 상이한 복수 지점에서 제3 재료를 도입시키는 것을 포함한다. 도입 지점을 헤드박스 출구(즉, 도 23 및 24에서 닙(213))로 향하고 멀어지는 제1 방향으로 조정하고; 복수개의 지점중 적어도 약간을 상기 제1 방향에 거의 수직이고 하나의 형성 와이어 또는 다른 형성 와이어에 좀 더 가까워지는 제2 방향으로 조정하길 원할 때, 제3 재료를 헤드박스에 도입시키는 상이한 복수 지점중 적어도 약간의 지점 위치는 조정될 수 있다.

본 방법은 또한 적어도 두 개의 상이한 길이를 갖고 제3 재료를 헤드박스로 도입시키는 복수개의 별개 도관들을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 헤드박스 출구쪽으로 도관의 길이 중 일부가 연장해 있는 분할 벽을 갖는 헤드박스에서도 활용될 수 있다. 그러한 헤드박스는 도 22와 24에 예시되어 있다.

제1 및 제2 슬러리를 제1 및 제2 체적으로 도입시키는 수단은 종래 타입의 도관, 노즐, 오리피스, 헤더 등을 구비할 수 있다. 전형적으로, 수단은 그 수단의 제1 단부상에 배치되고 제2 단부를 향해 있는 복수개의 도관을 포함한다.

개구성 요소를 통해 제1 및 제2 슬러리로부터 액체와 폼을 제거하여 개구성 요소상에 웹을 형성하는 수단이 또한 헤드박스 어셈블리에 구비된다. 액체와 폼을 제거하는 수단은 흡입 롤러, 압축 롤러, 또는 다른 종래 구조물 등과 같이, 그 목적에 맞는 종래의 수단을 포함한다. 바람직한 실시예에서는, 제1 및 제2 흡입박스 어셈블리가 제공되어 개구성 요소로부터 내부 구조물의 양쪽 면에 장착된다(도 23, 24 및 24에서 박스(206, 208) 참조).

다른 실시예에서, 본 발명의 복합물은 섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함한다. 이들 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함한다. 적당한 섬유상 베이스는 위에 기술된 바와 같다. 섬유상 밴드에는 흡수성 재료가 거의 없다. 하나의 실시예에서, 섬유상 밴드(들)는 복합물의 기계 방향을 따라 연장한다. 특정 복합물에서 밴드의 수는 별로 중요하지 않고, 복합물이 포함되는 흡수성 물품의 성질에 따라 달라질 것이다. 하나의 실시예에서, 복합물은 2개의 섬유상 밴드를 포함하고, 다른 실시예에서는, 복합물이 3개 이상의 밴드, 예를 들어, 3개 내지 약 6개의 밴드를 포함한다.

두 개의 섬유상 밴드를 가진 본 발명의 대표적인 복합물은 도 31에 개략적으로 예시되어 있다. 도 31을 참고하면, 복합물(300)은 베이스 매트릭스(310)와 섬유상 밴드(320)를 포함하고 있다. 베이스 매트릭스가 흡수성 재료를 포함하고 있는 복합물에 대한 실시예의 경우, 섬유상 밴드는 복합물의 길이를 따라 유체를 안내하여 유체를 복합물 전체에 그리고 유체가 최종적으로 저장되는 베이스 매트릭스내의 흡수성 재료에 분배한다. 도 31에서, 유체 이동은 화살표로 표시된다.

섬유상 밴드를 가진 대표적인 복합물들과 그 성능 특징들은 실시예 18, 19 및 21에 기술되어 있다. 두 개의 섬유상 밴드를 가진 대표적인 복합물은 실시예 19에 기술되어 있다. 이들 복합물의 경우, 대표적인 복합물에 대해 15분에서의 위킹 높이, 15 ㎝에서의 용량, 및 습윤 구역 용량은 도 32에 그래프로 나타나 있다. 두 개의 섬유상 밴드를 가진 대표적인 폼 형성 복합물은 실시예 21에 기술되어 있다. 이들 복합물의 경우, 링 크러쉬 및 인장 강도는 도 33에 그래프로 연관되어 있고; 미억제 수직 위킹 높이 및 포화 용량은 도 34에 그래프로 연관되어 있으며; 링 크러쉬 및 인장 강도는 도 35에 그래프로 비교되어 있고; 미억제 수직 위킹 높이 및포화 용량은 도 36에 그래프로 비교되어 있다.

섬유상 밴드는 섬유의 배합물을 포함하여 상술된 섬유상 재료 중 어느 것이라도 포함할 수 있다. 예를 들어, 섬유상 밴드는 매트릭스 섬유, 탄성 섬유 및 매트릭스 섬유와 탄성 섬유의 배합물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 섬유상 밴드는 가교결합형 셀룰로오스 섬유 및/또는 매트릭스 섬유를 포함한다. 섬유상 밴드는 상기 밴드내 섬유의 총중량에 대해서 약 15 중량% 내지 약 90 중량%의 양으로 가교결합 섬유를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 섬유상 밴드는 상기 밴드내 섬유의 총중량에 대해서 약 20 중량% 내지 약 80 중량%의 양으로 가교결합 섬유를 포함한다. 다른 실시예에서, 섬유상 밴드는 상기 밴드내 섬유의 총중량에 대해서 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 가교결합 섬유를 포함한다. 상기 섬유상 밴드는 상기 밴드내 섬유의 총중량에 대해서 약 10 중량% 내지 약 85 중량%의 양으로 매트릭스 섬유를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 섬유상 밴드는 상기 밴드내 섬유의 총중량에 대해서 약 20 중량% 내지 약 80 중량%의 양으로 매트릭스 섬유를 포함한다. 다른 실시예에서, 섬유상 밴드는 상기 밴드내 섬유의 총중량에 대해서 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 매트릭스 섬유를 포함한다.

위에서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 섬유상 밴드는 가교결합 섬유와 매트릭스 섬유의 배합물을 포함한다. 하나의 실시예에서, 매트릭스 섬유 대 가교결합형 셀룰로오스 섬유의 중량비는 약 1:1이고, 다른 실시예에서 그 비율은 약 1:4이고, 또 다른 실시예에서 그 비율은 약 4:1이다.

섬유상 밴드를 갖는 흡수성 복합물은 섬유상 밴드가 없는 다른 복합물보다우수한 이점을 제공한다. 그 밖의 이점들 중, 섬유상 밴드(들)는 흡수성 재료를 포함하는 복합물의 섬유상 매트릭스 내에서 액체 분배 경로 또는 채널로 작용한다. 따라서, 복합물에 의해 획득된 액체는 섬유상 밴드를 따라 빠르게 분배되어 이들 밴드에서 주변 섬유상 매트릭스로 흡수되는 바, 상기 매트릭스에서 액체는 흡수성 재료에 의해 최종적으로 흡수되어 보유된다. 섬유상 밴드를 포함하는 복합물은 다른 이로운 특성들 중에서, 액체 위킹, 흡수된 액체의 총량, 액체 흡수 속도, 및 액체 흐름과 관련된 이점을 제공한다. 예를 들어, 아래에서 설명되는 바와 같이, 섬유상 밴드를 가진 대표적인 흡수성 복합물은 30분에서의 미억제 수직 위킹 높이가 적어도 약 10 ㎝, 바람직하게는 적어도 약 12 ㎝이다. 복합물은 또한 30분에서의 미억제 수직 위킹 유체 총흡수량이 적어도 약 30 g, 바람직하게는 적어도 약 40 g이다. 복합물은 또한 12 ㎝에서의 미억제 수직 위킹 흡수 속도가 적어도 약 1.0 g/g/분, 바람직하게는 적어도 약 2.0 g/g/분이다. 복합물은 또는 12 ㎝에서 미억제 수직 위킹 흐름이 적어도 약 2.0 g/㎠/분, 바람직하게는 적어도 약 3.0 g/㎠/분이다.

섬유상 밴드를 갖는 복합체는 또한 강도와 연성을 제공한다. 복합물의 길이를 따라 있는 섬유상 밴드는 일반적으로 그 폭에 걸쳐 복합물의 연성을 증가시킬 것이다.

섬유상 밴드는 또한 복합물의 가공에 관한 이점을 제공한다. 예를 들어, 비교적 다공성인 섬유상 밴드는 복합물 건조 효율을 증가시킨다. 또한, 섬유상 밴드는 흡수성 물품에 이용될 때 복합물에 통기성(breathability)을 부여할 수 있다.

복합물이 섬유상 재료의 밴드를 갖는다고 설명되었지만, 오직 섬유로된 영역의 다른 형태들도 본 발명의 범위내에 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 대표적인 형태에는 원형, 환상, 고리, 별, 십자, 및 직사각형 등이 포함된다. 상기 밴드 또는 다른 형태의 폭도 또한 특별한 필요성에 맞도록 변경될 수 있다. 넓은 밴드는 얇은 밴드보다 더 큰 용량을 갖는다. 상기 밴드 또는 다른 형태는 또한 예를 들어 유체 이동을 촉진하기 위해 테이퍼질 수 있다. 길이 또는 폭을 테이퍼지게 하거나 변경하는 것에 부가하여, 밴드 또는 다른 형태는 또한 두께도 (복합물의 두께 방향으로) 테이퍼지게 하거나 변경할 수 있다.

섬유상 밴드는 또한 다양한 위치(예, 복합물의 길이, 폭 및 두께에서의 변경 위치)에서 섬유상 베이스에 위치되어 다양한 유체 운동 특성을 갖는 복합물을 제공할 수 있다.

섬유상 밴드를 가진 흡수성 복합물은 상술된 습식 및 폼 형성 방법에 의해 형성될 수 있다. 섬유상 밴드가 섬유상 매트릭스 내에 포함되어 상술된 방법에 의해 복합물을 제공할 수 있다. 섬유상 밴드는 제3(또는 제4) 재료로서 섬유를 상술된 방법으로 도입시킴으로써 형성될 수 있다. 섬유의 배합물이 또한 제3 재료로서 도입될 수 있다. 그러한 형성 방법에서, 흡수성 재료는 상술된 바와 같이, 다른 도관을 통해, 예를 들어 제4(또는 제3) 재료로서 복합물에 도입될 수 있다.

본 발명에 따라 형성된 흡수성 복합물은 기저귀와 같은 흡수성 물품에 흡수 코어 또는 저장층으로 포함될 수 있다. 복합물은 단독으로 사용되거나, 획득 및/또는 분배층과 같은 하나 또는 그 이상의 다른 층들과 조합되어, 본 명세서에 예시된바와 같이 유용한 흡수성 구조물을 제공할 수 있다. 구조물 및 물품들을 예시하고 있는 도면들에서, 참조 번호(10)는 본 발명의 복합물의 모든 실시예들을 말한다.

망상 코어 및 섬유상 층을 가진 흡수성 복합물을 포함하고 있는 대표적인 흡수성 구조물은 도 26A-C 및 27A-C에 도시되어 있다. 도 26A를 참고하면, 구조물(150)은 상부 획득층(20)과 함께 저장층으로 채용된 복합물(130)(즉, 망상 코어(10) 및 층(132))을 포함한다. 도 26B는 구조물(160)을 예시하고 있는바, 상기 구조물(160)은 복합물(130)과 획득층(20)을 포함하고 있으며, 이 때, 층(132)은 획득층(20)에 인접해 있다. 획득층(20)과 복합물(140)을 포함하고 있는 구조물(170)이 도 26C에 예시되어 있다.

위에서 언급된 바와 같은 흡수성 복합물과 획득층이 조합되어 있는 구조물에 부가하여, 구조물은 획득층과 복합물 중간에 분배층을 더 포함할 수 있다. 도 27A는 획득층(20)과 복합물(130) 사이에 중간층(30)(예, 분배층)이 개재되어 있는 구조물(180)을 예시하고 있다. 유사하게, 도 27B 및 27C는 각각 획득층(20)과 복합물(130, 140) 중간에 층(30)을 가진 구조물(190, 200)을 예시하고 있다.

복합물(130, 140) 및 구조물(150, 160, 170, 180, 190, 200)은 흡수성 물품 안에 포함될 수 있다. 일반적으로, 도 28A-C에 도시된 각각의 흡수성 물품(210, 220, 230); 도 29A-C에 도시된 각각의 흡수성 물품(240, 250, 260); 및 도 30A-C에 도시된 각각의 흡수성 물품(270, 280, 290)은 각각 액체 투과성 앞면 시이트(22), 액체 불투과성 이면 시이트(24), 및 복합물(130, 140), 및 구조물(150, 160, 170, 180, 190, 200)을 포함하고 있다. 이와 같은 흡수성 물품에서, 앞면 시이트는 이면시이트와 접합된다.

실시예

실시예 1

망상 흡수성 복합물 형성: 대표적인 습식방법

본 실시예는 대표적인 흡수성 복합물을 형성하는 습식 방법을 예시한다.

당업자에게 공지된 표준 습식 장치를 이용하여 본 발명에 따라 형성된 습식 복합물을 제조한다. 물에서 표준 목재 펄프 섬유와 가교결합형 펄프 섬유(건조된 복합물 총량에 대해서, 각각 48 중량%와 12 중량%)의 혼합물이고, 약 0.25 내지 3 %의 농도를 가지는 슬러리를 형성한다. 농도는 슬러리의 총중량에 대해서 슬러리에 존재하는 섬유의 중량%로 정의된다. 그런 다음 키멘(Kymene®)과 같은 습윤 강도제(조성물 총중량에 대해 0.5 %)를 섬유상 혼합물에 첨가한다. 마지막으로, 흡수성 재료(건조된 복합물 총중량에 대해 40 중량%)를 슬러리에 첨가하고, 상기 슬러리를 완전히 혼합한 후, 와이어 메쉬(wire mesh)상에 분배하여 습윤 복합물을 형성한다. 습윤 복합물을 건조시켜 수분 함량이 복합물 중량에 대해 약 9 내지 약 15 중량%가 되도록 하여 대표적인 망상 흡수성 복합물을 형성한다.

당업자에게 공지되어 있는 건조전 또는 건조후 압축 방법에 의해, 상술된 바와 같이 형성된 복합물로부터 다양한 기본 중량을 가진 흡수성 복합물을 제조할 수 있다.

실시예 2

망상 흡수성 복합물 형성: 대표적인 폼 방법

본 실시예는 대표적인 흡수성 복합물을 형성하는 폼 방법을 예시한다.

실험실 규모의 워링 배합기(lab-size Waring blender)에 4L 물을 채우고 펄프 섬유를 첨가한다. 짧은 시간 동안 혼합물을 배합한다. 이어서, 가교결합형 셀룰로오스 섬유를 펄프 섬유에 첨가하고 적어도 1분 동안 배합하여 가교결합 섬유를 개방시키고 두 섬유를 혼합한다. 그렇게 만들어진 혼합물은 0.07 내지 12 중량%의 고형분을 포함할 수도 있다.

혼합물을 용기에 넣고 수초간 공기-폐입 블레이드(air-entrapping blade)로 배합한다. 계면활성제(Incronan 30, Croda, Inc.)를 첨가하여 배합된 혼합물을 만든다. 섬유 g당 대략 1g의 활성 계면활성제 고형분을 첨가한다. 혼합물을 배합하면서 떠오르는 폼으로부터 믹서 블레이드 높이를 서서히 올린다. 약 1분 후, 혼합을 종료하고, 초흡수제를 첨가하며, 30초 동안 더 일정한 믹서 블레이드 높이에서 혼합을 재개시킨다. 그렇게 만들어진 폼-섬유 혼합물은 최초 혼합물 부피의 약 3배 정도의 부피를 가질 것이다.

경사진 확산판을 갖는 시이트 몰드(sheet mold)에 혼합물을 신속하게 붇는다. 혼합물을 첨가한 후에는, 상기 판을 몰드에서 제거하고, 폼-섬유 높이를 줄이기 위해 강한 진공을 적용시킨다. 눈에 보이는 폼이 대부분 사라진 다음에는, 진공을 중단하고 그렇게 만들어진 시이트를 몰드에서 제거하고, 형성 와이어를 따라 가느다란 카우치(couch) 위로 통과시켜 과잉의 폼과 물을 제거한다.

이후에 시이트를 건조용 오븐에서 건조시켜 수분을 제거한다.

실시예 3

대표적인 망상 흡수성 복합물에 대한 획득 시간

본 실시예에서는, 본 발명에 따라 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물(복합물A)에 대한 획득 시간을 시중에서 입수가능한 기저귀(기저귀 A, Kimberly-Clark)와 비교한다.

코어 및 서지(surge) 처리층을 제거하고 서라운드(surrounds)를 사용한 시중에서 입수가능한 기저귀(Kimberly-Clark)에 대해 테스트를 수행하였다. 흡수성 복합물을 기저귀에 삽입하여 테스트용 기저귀를 제조하였다.

테스트에 사용된 수용액은 네셔널 사이언티픽(National Scientific)으로부터 상표명 RICCA로 입수가능한 합성 소변이다. 합성 소변은 135 meq./L 나트륨, 8.6 meq./L 칼슘, 7.7 meq./L 마그네슘, (총 중량에 대해) 1.94 중량% 요소 및 기타 성분들을 함유한 살린 용액이다.

구조물의 코어 센터를 결정하고, 액체 적용 장소를 위해 전방에서 1인치를 측정하고, 그 지점을 'X'로 표기함으로써 테스트용 흡수성 구조물의 샘플을 준비하였다. 샘플을 준비한 다음, 먼저 플라스틱 베이스(4 3/4인치 ×19 1/4인치) 위에 샘플을 두고 그 다음 샘플 상부 위에 깔대기 획득판(4인치 ×4인치 플라스틱 판)을 놓고 상기 판의 구멍을 'X'위에 위치시킴으로써 테스트를 행하였다. 이어서 도넛형 분동(donut weight)(1400 g)을 깔대기 획득판 상부 위에 올려놓은 다음 그곳에 깔대기(직경 4인치)를 부착했다. 그런 다음 100 mL 합성 소변을 깔대기에 붓고 액체가 깔대기에 처음 도입되는 시간부터 액체가 깔대기의 바닥으로부터 샘플속으로 사라지는 시간을 측정함으로써 액체 획득을 결정한다. 측정된 시간은 제1 액체 공격에 대한 획득 시간이다. 1분간 대기한 후, 두 번째 100 mL 소변을 깔대기에 첨가하고 제2 공격에 대한 획득 시간을 측정한다. 1분간 더 대기한 후, 획득을 반복하여 제3 공격에 대한 제3 획득 시간을 측정한다. 기저귀 A와 복합물 A에 대해서 3번의 연속적인 100 mL 액체 공격에 대해 각각 초로 나타낸 획득 시간이 표 1에 요약되어 있다.

획득 시간 비교

	획득 시간(초)
공격	기저귀 A	복합물 A
1	45	10
2	60	11
3	75	10

표 1에 도시된 바와 같이, 기류식 저장 코어를 함유하고 있는 시중에서 입수가능한 기저귀보다 상기 흡수성 복합물이 액체를 보다 빠르게 획득한다. 이 결과는 기류식 코어가 망상 복합물만큼 빠르게 액체를 흡수하지 못한다는 것을 보여준다. 시중 기저귀는 또한 연속적인 액체 공격시 획득 속도의 감소를 보인다. 이에 반하여, 본 발명에 따라 형성된 복합물은 연속 공격시 복합물이 계속해서 액체를 흡수할 때 비교적 일정한 획득 시간을 유지한다. 의미 심장하게, 상기 흡수성 복합물은 시중에서 입수가능한 기저귀의 처음 공격에 대한 획득 시간보다도 실질적으로 짧은(약 4배) 제3 공격에 대한 획득 시간을 나타낸다. 이 결과는 일반적으로 종래 기류식 저장 코어에 비해서 습식 복합물의 경우에 더 큰 위킹과 모세관 망상조직, 그리고, 특히 망상 흡수성 복합물의 강화된 성능을 보여준다.

실시예 4

대표적인 망상 흡수성 복합물의 획득 속도와 재습윤

본 실시예에서는, 본 발명에 따라 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물(복합물 A1-A4)의 획득 시간과 재습윤을 시중에서 입수가능한 기저귀(기저귀 A, Kimberly-Clark)와 비교한다. 복합물 A1-A4는 복합물이 건조되는 방식에 의해 차이가 난다.

복합물내에 초흡수성 재료의 양(중량% SAP)과 각각의 복합물에 대한 기본 중량을 포함하여, 테스트된 복합물의 일부 특성들이 표 2에 요약되어 있다.

코어가 제거되고 서라운드로서 사용된 시중에서 입수가능한 기저귀(Kimberly-Clark)에 대해 테스트를 행하였다. 상기 테스트된 복합물을 기저귀에 삽입시켜 테스트용 기저귀를 제조하였다.

하기에 기술된 다중 투여 재습윤 테스트에 따라 획득 시간과 재습윤을 측정한다.

간략하게, 다중 투여 재습윤 테스트는 3번의 액체 적용후 각각 흡수성 구조물로부터 방출된 합성 소변의 양과, 3번의 액체 투여에 대해 각각 제품속으로 위킹하는데 걸리는 시간을 측정한다.

테스트에 사용된 수용액은 네셔널 사이언티픽으로부터 상표명 RICCA으로 입수가능하고, 실시예 1에서 상술된 바와 같은 합성 소변이었다.

구조물의 코어 중심을 결정하고, 액체 적용 장소를 위해 전방 1인치를 측정하고, 그 지점을 'X'로 표시함으로써 흡수성 구조물의 미리 층량한 샘플을 테스트를 위해 제조하였다. 액체 적용 깔대기(최소 100 mL 용량, 5-7 mL/s 유속)를 'X'지점에서 샘플의 표면 4인치 위에 놓았다. 샘플을 준비한 다음, 다음과 같이 테스트를 행하였다. 샘플을 부직 측부(nonwoven side)를 위쪽으로 놓고, 액체 적용 깔대기 아래의 테이블탑(tabletop) 위에 폈다. 깔대기에 합성 소변의 1회 분량(100 mL)을 채웠다. 투여 링(dosing ring)(5/32인치 스텐레스강, 2인치 내경 ×3인치 높이)을 샘플상에 'X' 표시된 부분에 놓았다. 합성 소변의 제1 분량을 투여 링 안에 넣었다. 스톱워치를 사용하여, 깔대기가 열린 시간부터 액체가 투여링의 바닥에서 제품속으로 위킹된 시간까지 초 단위로 액체 획득 시간을 기록하였다. 20분의 대기 시간 후에, 재습윤을 측정하였다. 제1 분량을 적용한 후 20분의 대기 시간 동안, 다량의 여과지(19-22 g, Whatman #3, 11.0 ㎝ 또는 동치, 테스트하기 전에 최소 2시간동안 실내 습도에 노출된 것)를 층량했다. 미리 층량된 다량의 여과지를 습윤 지역의 중심에 올려놓았다. 원통형 분동(8.9 ㎝ 직경, 9.8 lb)을 이들 여과지 상부 위에 놓았다. 2분 후에 상기 분동을 제거하고 여과지를 층량하여, 중량 변화를 기록하였다. 이 과정을 두 번 더 반복하였다. 합성 소변의 제2 분량을 이 기저귀에 첨가하고 획득 시간을 측정하고, 여과지를 2분 동안 샘플위에 올려놓고 중량 변화를 측정하였다. 제2 투여에 대해서, 건조 여과지의 중량은 29-32 g이었고, 제3 투여에 대해서, 여과지의 중량은 39-42 g이었다. 이전 투여로부터 나온 건조 여과지를 부가적인 건조 여과지로 보충하였다.

액체가 세 번 투여의 경우에 각각 제품으로 흡수되는데 필요한 시간의 길이(초)로서 액체 획득 시간을 보고한다. 이 결과는 표 2에 요약되어 있다.

각각의 액체 투여 후에 여과지에 다시 흡수된 액체의 양(g)(즉, 습윤 여과지 중량과 건조 여과지 중량의 차이)으로 재습윤이 기록된다. 그 결과는 역시 표 2에 요약되어 있다.

획득 시간 및 재습윤 비교

복합물	SAP%(w/w)	기본 중량(gsm)	획득 시간(초)	재습윤(g)
			공격 1	공격 2	공격 3	공격 1	공격 2	공격 3
A 1	49.4	568	16	19	26	0.1	0.4	2.4
A 2	38.3	648	17	19	22	0.1	0.7	2.5
A 3	35.9	687	29	26	27	0.2	0.2	0.7
A 4	38.8	672	17	18	21	0.1	0.3	0.9

시중 기류식 코어	40.0	625	34	35	39	0.1	4.0	12.6

표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물(복합물 A1-A4)의 획득 시간은 시중에서 입수가능한 코어보다 상당히 적었다.

대표적인 복합물(복합물 A1-A4)의 재습윤은 다른 코어의 경우 보다 상당히 적다. 상기 복합물들은 초기에 비교적 낮은 재습윤을 보였으나, 제3 공격 후 시중에서 입수가능한 코어는 상당한 재습윤을 보였다. 반대로, 복합물 A는 계속해서 낮은 재습윤을 보여주었다.

실시예 5

대표적인 망상 흡수성 복합물의 수평 및 수직 위킹

본 실시예에서는, 대표적인 망상 흡수성 복합물(복합물 A)의 위킹 특징을 시중에서 입수가능한 기저귀 저장 코어(기저귀 B, Procter ＆ Gamble)와 비교한다.

수평 위킹 테스트는 액체를 기설정된 거리 만큼 수평으로 위킹시키는데 걸리는 시간을 측정한다. 수평면 상의 샘플 복합물의 일단이 액체조(liquid bath)와 접촉하도록 놓고 액체를 기설정된 거리만큼 위킹시키는데 걸리는 시간을 측정함으로써 상기 테스트를 수행하였다. 간략하게는, 샘플 복합물 스트립(40 ㎝×10 ㎝)을 펄프 시이트 또는 다른 재료로부터 절단하였다. 시이트가 기계 방향을 갖는다면, 길이 40 ㎝의 스트립을 기계 방향과 평행하게 절단하였다. 폭 10 ㎝의 스트립의 일단에서 시작하여, 스트립 모서리로부터 4.5 ㎝지점에 제1 라인을 표시하고, 그 다음 스트립의 전체 길이를 따라 5㎝ 간격으로 연속 라인을 표시하였다(즉, 0 ㎝, 5 ㎝, 10 ㎝, 15 ㎝, 20 ㎝, 25 ㎝, 30 ㎝, 35 ㎝). 트로프(trough)의 양쪽 측의 밖으로 연장하는 평평한 수평 날개(level horizontal wings)를 가지는 중심 트로프를 가진 수평 위킹 장치를 준비하였다. 각 날개의 지지되어 있지 않는 모서리를 트로프 내부 모서리와 동일 높이에 오도록 위치시켰다. 각 날개의 단부 상에는 플라스틱 연장부를 놓아서 각 날개를 평평한 수평 위치에서 지지시켰다. 이어서 트로프에 합성 소변을 채워넣었다. 그런 다음 샘플 복합물 스트립을 4.5 ㎝ 표시 지점에서 부드럽게 구부려 스트립이 대략 45°각도를 이루게 하였다. 그런 다음 스트립을 날개 위에 놓아서 스트립이 수평으로 놓이고 스트립의 구부러진 단부가 트로프안으로 연장하여 트로프에서 액체와 접촉하도록 하였다. 상기 액체가 4.5 ㎝ 굴곡부로부터 복합물 5 ㎝ 상에 표시된 제1 라인에 도달한 시점부터 시작하여 액체 위킹 시간을 측정하였다. 이어서, 액체 전방부의 50%가 표시된 간격(예, 5 ㎝, 10 ㎝)에 도달할 때 5 ㎝ 간격으로 위킹 시간을 기록하였다. 트로프 내의 액체 높이는 테스트동안내내 추가 합성 소변을 채워서 비교적 일정하게 유지시켰다. 수평 위킹 결과는 표 3에 요약되어 있다.

수평 위킹 비교

거리(㎝)	위킹 시간(sec)
거리(㎝)	기저귀 B	복합물 A
5	48	15
10	150	52
15	290	134
20	458	285
25	783	540
30	1703	1117
35	-	1425

상기 표에 나타난 결과는 수평 위킹이 종래의 기류식 코어에 비해 본 발명에 따라 형성된 흡수성 복합물의 경우에 향상되었음을 나타내고 있다. 복합물 A의 위킹 시간은 종래 기저귀 코어의 위킹 시간의 약 50 %이다. 따라서, 복합물 A의 수평 위킹 작용은 시중에서 입수가능한 저장 코어의 것에 약 1.5 내지 약 3배이다.

수직 위킹 테스트는 액체를 기설정된 거리 만큼 수직으로 위킹시키는데 걸리는 시간을 측정한다. 샘플 복합물의 일단이 액체조와 접촉하도록 수직으로 매달아 놓고 액체를 기설정된 거리만큼 위킹시키는데 걸리는 시간을 측정함으로써 상기 테스트를 수행하였다. 테스트하기 전에, 샘플 복합물(10 ㎝×22 ㎝)을 절단하고 스트립의 모서리중 한 쪽에서 부터 1 ㎝, 11 ㎝, 16 ㎝, 21 ㎝에 연속 라인으로 표시하였다. 바람직하게, 샘플들을 12 시간 동안 상대 습도 50 % 및 23℃에서 미리 익숙하게 한 다음 테스트할 때까지 샘플 주머니에 저장해 두었다. 샘플 복합물을 길게수직으로 배향시키고 1 ㎝ 표시지점에서 상부 모서리에서부터 고정시켜, 그 저부 모서리가 합성 소변조에 닿도록 하였다. 스트립이 액체와 접촉하는 순간부터 시간을 측정하였다. 그런 다음 위킹 전방부의 5 %가 5 ㎝, 10 ㎝, 15 ㎝, 20 ㎝에 도달하는데 걸리는 시간을 기록하였다. 수직 위킹 결과가 표 4에 요약되어 있다.

수직 위킹 비교

거리(㎝)	위킹 시간(sec)
거리(㎝)	기저귀 B	복합물 A
5	20	6
10	찢어짐	54
15	-	513
20	-	3780

수평 위킹 결과의 경우와 마찬가지로, 복합물 A는 시중 코어에 비해 상당히 큰 수직 위킹작용을 갖는다. 이 결과는 또한 본 발명에 따라 형성된 복합물이 종래의 기류식 복합물에 비해 상당히 큰 습윤시 인장 강도를 갖는다는 것을 보여준다.

실시예 6

대표적인 망상 흡수성 복합물의 액체 분배

본 실시예에서는, 망상 흡수성 복합물(복합물 A)에서 액체의 분배를 두 가지 시중에서 입수가능한 기저귀(앞에서 말한 기저귀 A, B)와 비교한다. 테스트는 기저귀 코어가 획득된 액체를 분배할 수 있는 용량을 측정한다. 완벽한 분배는 평균에서 0% 편차를 보일 것이다. 이상적인 액체 분배는 4개의 분배 지역 각각에 적용된 액체의 균일한 분배를 가져온다(즉, 각 지대에 약 25% 액체).

실시예 4에 상술된 다중 투여 재습윤 테스트를 거친 샘플의 상이한 지역을 측량함으로써, 액체 분배를 결정하였다. 기본적으로, 마지막 재습윤 후, 기저귀 날개를 제거한 다음 분배 지역을 4 개의 동일한 길이로 절단한다. 이후에 각 지역을 측량하여 각 지역에 함유된 액체의 양을 측정한다.

대표적인 망상 흡수성 복합물에 대한 액체 분배 결과는 이상에 근접한다. 이 결과는 대표적인 시중 저장 코어가 공격 지점 근처에 액체를 축적하고 있는 반면, 상기 망상 흡수성 저장 코어 전체에 액체가 효율적이고 효과적으로 분배된다는 것을 나타낸다.

실시예 7

망상 흡수성 복합물의 건습시 인장강도

본 실시예에서는, 대표적인 흡수성 복합물의 건습시 인장 강도 측정을 기술한다.

4인치 ×4인치 정사각형 테스트 패드 상에서 두 개의 대향면을 따라 건조한 테스트 패드를 고정시킴으로써, 건조한 패드의 인장 상태 테스트를 수행하였다. 클램프 사이에 약 3인치의 패드 길이가 보이도록 남겨놓는다. 인스트론(Instron) 테스트기에서 샘플을 수직으로 당기고 측정된 인장강도를 N/m 단위로 기록한다. 인장 강도는, 인장강도를 기본 중량 g/㎡으로 나눔으로써, 인장지수, Nm/g로 전환된다.

10분 동안 합성 소변에 담가두었다가 5분 동안 배수시킨 샘플 복합물을 가져다가, 그 샘플을 수평 지그(jig)에 둠으로써 습윤시 인장 상태 테스트를 수행한다. 샘플의 양쪽 단부를 고정시킨 다음 인스트론 테스트기에서 수평으로 당긴다. 습윤시 인장 강도, N/m는 인장 강도를 기본 중량 g/㎡으로 나눔으로써 인장 지수, Nm/g로 전환된다.

전형적으로, 키멘(Kymene®)의 양을 섬유 1톤당 2파운드에서 100파운드까지 증가시키면 건조시 인장 강도는 약 0.15 Nm/g에서 0.66 Nm/g까지 증가될 수도 있고, 습윤시 인장 강도는 약 1.5 Nm/g에서 약 2.4 Nm/g까지 증가될 수도 있다.

실시예 8

대표적인 망상 흡수성 복합물의 타버 강성

본 발명에 따라 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물의 강성을 타버 강성 방법에 의해 측정하였다. 대표적인 복합물을 습식 및 폼 방법에 의해 형성하였다. 이들 복합물은 매트릭스 섬유(48 중량%, 웨이어해유저 컴파니로부터, 명칭 NB416으로 입수가능한 남부 소나무), 탄성 섬유(12 중량%, 폴리말레산으로 가교결합 섬유) 및 흡수성 재료(40 중량%, 스토크하우젠으로부터 입수가능한 초흡수성 재료)를 포함했다. 습식 복합물 중 하나 및 폼 방법으로 형성된 복합물 중 하나는 습윤 강도제(약 0.5 중량%, 허큘레스로부터 명칭 키멘(Kymene®)으로 입수가능한 폴리아미드-에피클로로히드린 수지)를 더 포함했다.

폼 방법으로 형성된 복합물의 강성은 유사 조성으로된 습식 복합물보다 매우 낮았다. 그 결과는 또한 습식 복합물의 경우에서도, 습윤 강도제의 포함이 복합물의 강성을 증가시킨다는 것을 나타낸다.

실시예 9

망상 흡수성 복합물 형성: 대표적인 습식 방법

본 실시예는 로토포머 제지기를 사용하여 망상 복합물을 형성하는 대표적인 습식 방법을 예시한다.

간략하게는, 물에서의 흡수성 재료와 섬유를 혼합한 슬러리가 로토포머 헤드박스에 도입되었다. 섬유상 슬러리를 종래의 방식으로 헤드박스에 도입시켰다. 흡수성 슬러리를 살포기 세트로 구성된 분산 장치를 사용하여 도입시켰다. 살포기는 흡수성 슬러리 공급원에 의해 공급되는 헤더로부터 제공된다. 분산 장치는 로토포머 헤드박스 상에 장착되며, 살포기가 헤드박스 섬유 원료에 삽입되어 있어서 흡수성 슬러리의 흐름이 섬유 원료 흐름과 반대가 되도록 한다. 이러한 흡수성 슬러리의 역흐름은 흡수성 재료와 섬유를, 흡수성 재료가 섬유 원료와 동일한 방향으로 흐를 경우보다 더 효과적으로 혼합시킨다.

흡수성 재료를 물에든 슬러리로서 로토포머 헤드박스 내로 도입한다. 흡수성 재료를 헤드박스에 도입시키는데 적당한 결과를 제공하는 한가지 방법은 조절된 속도로 냉각수가 공급되는 펌프의 입구에 직접 깔대기가 부착된 혼합 시스템이다. 깔대기는 오거 미터링(auger metering)에 의해 흡수성 재료 공급원으로부터 운반된 건조한 흡수성 재료와 물을 받아서 흡수성 재료와 물을 담아두는 폰드(pond)를 형성한다. 바람직하게는 물이 깔대기에 전달되는 속도와 거의 동일한 속도로 깔대기에서부터 헤드박스로 흡수성 슬러리를 펌프질한다. 이러한 시스템은 흡수성 재료가 물에 노출되는 것을 최소화시킨다. 실제로는, 흡수성 슬러리를 약 10초 미만 이내에 10-50 피트 도관을 통해 혼합 시스템에서 헤드박스로 전달한다.

전형적인 형성 과정에 있어서, 로토포머 헤드박스로의 섬유 원료 흐름은 약90 gpm(갤론/분)이었고, 흡수성 슬러리(1-2.6 % 고형물) 흐름은 약 10 gpm이었다. 섬유 원료가 헤드박스로의 흐르기 시작하여 흡수성 슬러리가 분산 장치로 도입되기 전에, 분산 장치에서 헤드박스로 물을 흘려보내 섬유가 살포기를 막지 않도록 하였다. 일단 섬유의 목표 기본 중량에 도달했으면, 흡수성 재료의 오거 미터링 시스템을 개시하고 흡수성 슬러리를 헤드박스내로 도입시켰다. 상술된 한 방법에 따라 만들어진 과정의 경우, 목표 섬유 기본 중량은 약 370 gsm(g/㎡)이고 생산 속도는 10 fpm(ft/분)이었다. 비교적 느린 생산 속도는 기계의 평대형 건조기의 비교적 제한된 건조 능력 때문이었다.

섬유와 흡수성 재료를 포함하는 헤드박스 내용물을 형성 와이어 상에 침전시키고 탈수시켜서 습윤 복합물을 제공하였다. 이후에 습윤 복합물을 수분 함량이 복합물 총 중량에 대해 약 9 내지 약 15 중량%이 되도록 건조시켜 대표적인 망상 흡수성 복합물을 형성하였다.

다양한 기본 중량을 갖는 흡수성 복합물이 당업자에게 공지된 건조전- 또는 건조후 압착 방법에 의해 상술된 바와 같이 형성된 복합물로부터 제조될 수 있다.

실시예 10-15에는 상술된 방법을 이용하여 대표적인 망상 흡수성 복합물의 형성이 예시되어 있다.

실시예 10

대표적인 복합물을 실시예 9에 기술된 바와 같이 형성하였다. 이 복합물은 복합물 총 중량에 대해서 약 60 중량% 섬유와 약 40 중량% 흡수성 재료를 포함했다. 섬유 원료는 80 중량% 표준 목재 펄프 섬유(웨이어해유저 컴파니로부터 명칭FR416으로 입수가능한 한번 건조된 남부 소나무)와 20 중량% 가교결합형 펄프 섬유의 혼합물이었다. 흡수성 재료는 스토크하우젠으로부터 명칭 SXM 77로 입수가능한 가교결합형 폴리아크릴레이트이며, 이는 사용에 앞서 미립자를 제거하기 위해 300 미크론 메쉬로 스크리닝되었다. 복합물은 또한 섬유 1톤당 약 25파운드의 습윤 강도제(허큘레스로부터 명칭 키멘(Kymene®) 557LX로 입수가능한 폴리아크릴아미드-에피클로로히드린 수지)를 포함했다.

하중 적용없이 단일 닙을 사용하여 캘린더링함으로써 흡수성 복합물의 목표 밀도를 달성하였다.

상술된 바와 같이 형성된 대표적인 복합물(복합물 B)의 성능 데이터는 실시예 16에서 표 5 및 6에 제시되어 있다.

실시예 11

복합물을 25 fpm에서 캘린더링했다는 것을 제외하고는 실시예 10에 기술된 바와 같이 대표적인 복합물을 형성하였다.

상술된 바와 같이 형성된 대표적인 복합물(복합물 C)의 성능 데이터는 실시예 16의 표 5 및 표 6에서 제시되어 있다.

실시예 12

복합물에서 습윤 강도제의 양을 섬유 1톤당 12.5파운드로 줄이고 표준 목재 펄프 섬유가 건조된 적 없는 FR416 섬유인 것을 제외하고는 실시예 11에 기술된 바와 같이 대표적인 복합물을 형성하였다.

상술된 바와 같이 형성된 대표적인 복합물(복합물 D)의 성능 데이터는 실시예 16의 표 5 및 표 6에서 제시되어 있다.

실시예 13

복합물을 압축하지 않은 것을 제외하고는 실시예 12에 기술된 바와 같이 대표적인 복합물을 형성하였다.

상술된 바와 같이 형성된 대표적인 복합물(복합물 E)의 성능 데이터는 실시예 16의 표 5 및 표 6에서 제시되어 있다.

실시예 14

목재 펄프 섬유가 한번 건조된 FR416 섬유인 것을 제외하고는 실시예 12에 기술된 바와 같이 대표적인 복합물을 형성하였다.

상술된 바와 같이 형성된 대표적인 복합물(복합물 F)의 성능 데이터는 실시예 16의 표 5 및 표 6에서 제시되어 있다.

실시예 15

복합물내 섬유의 양을 약 80 중량%로 증가시키고 복합물내 존재하는 흡수성 재료의 양을 전체 복합물의 약 20 중량%로 줄인 것을 제외하고는 실시예 12에 기술된 바와 같이 대표적인 복합물을 형성하였다.

상술된 바와 같이 형성된 대표적인 복합물(복합물 G)의 성능 데이터는 실시예 16의 표 5 및 표 6에서 표시되어 있다.

실시예 16

실시예 10-15에 기술된 바와 같이 제조된 대표적인 복합물(복합물 B-D)의 성능은 표 5 및 표 6에 요약되어 있다. 대표적인 복합물의 액체 위킹, 흡수 용량, 습윤 및 건조시 인장강도, 습윤 강도가 표 5에서 종래의 핸드시이트와 비교된다. 종래의 핸드시이트는 대표적인 복합물에 필적할 만한 기본 중량 및 밀도를 가지며 60 중량% 섬유(25 % 가교결합 섬유와 75 % 표준 목재 펄프 섬유), 40 중량% 초흡수성 재료, 및 섬유 1톤당 12.5파운드 키멘(Kymene)을 포함하였다. 표 5에 나타난 결과는 세 번의 측정값의 평균이며, 인장 값의 경우에는 4번의 측정치의 평균이다. 표에서, 'MD'는 복합물의 기계방향, 'CD'는 기계와 교차하는 방향을 말한다. 위킹값은 실시예 5에 기술된 방법에 의해 얻어졌으며 건습시 인장 강도값은 실시예 7에 기술된 방법에 의해 얻어졌다. 습윤시 강도값이 계산되었고 습윤시 인장값 대 건조시 인장값의 비율로서 정의된다. 물질 유속 값(g/분/g)은 복합물의 일부(22 ㎝×5 ㎝)의 늘어난 중량값을 측정하여 액체가 15 ㎝ 또는 15분에서 위킹되는데 필요한 시간중 적은 값으로 나누고, 원래 샘플의 중량으로 나눔으로써 결정되었다.

성능 특징

복합물	위킹 작용	용량	습윤시인장	건조시인장	습윤시강도
복합물	시간 시간 최종 5분 물질대 대 위킹 (Vert.) 유속10㎝ 15㎝ (㎝) 용량 (g/분/g)(초) (초) (최대45분)	15분자유 팽윤 용량(g/g)	MD(g/in)	CD(g/in)	MD(g/in)	CD(g/in)	MD(%)	CD(%)
BCDEFG핸드시이트	45 234 23 7.6 1.947 221 24 8.3 2.359 >400 18 9.3 <1.4160 >400 19 9.4 <1.438 144 25 7.7 3.252 245 22 8.4 2.1159 >300 16 10.9 2.2	20192422152031	1585 12221317 1241673 4881091 7641654 12911686 980226	>4800 4385>4800 42772940 2455>4800 3771>5200 5100>5200 4800	<32 28<27 2923 29<23 20<31 <25<32 <21

몇가지 대표적인 복합물의 흡수 용량이 표 6에 요약되어 있다. 용량 테스트에서, 대표적인 복합물의 일부(즉, 10 ㎠)를 1 % 살린 용액에 침지시켰다. 샘플이 10분 동안 액체를 흡수하여 팽윤하도록 하였다. 10분간 팽윤 전후의 복합물 중량의 차이는 ㏄/g으로 기록되는 용량이다.

흡수 용량

복합물	용량(cc/g)
B	16.9
C	16.9
D	20.4
E	21.5

실시예 17

대표적인 복합물의 유체 위킹 작용을 측정하는 방법

대표적인 복합물의 흡수성은 미억제 수직 위킹 높이를 측정함으로써 결정될 수 있는바, 그 높이는 복합물의 유체 위킹 및 분배 능력을 나타내는 것이다.

15분에서의 미억제 수직 위킹 높이를 하기에 기술된 바와 같이 대표적인 복합물에 대해 측정하였다.

재료:

위킹용 합성 소변 - "혈액 은행(Blood Bank)" 0.9 % 살린 용액

샘플:

크기: 6.5 ㎝(CD)×25 ㎝(MD), MD를 따라 1, 11, 16, 21 ㎝에 있는 불변하고 물이 침투가능한 라인들로 표시되어 있음.

방법:

1) 샘플 재료 상의 % 고형분을 실시하고 기록한다.

2) 샘플을 잘라서 (있는 그대로) 중량 및 건조 캘리퍼(caliper)를 기록한다.

3) 샘플을 상단으로부터 1 ㎝에서 고정시킨다.

4) 액체에 1 ㎝ 라인까지 담근다.

5) 즉시 시간 측정을 시작한다.

6) 5, 10, 15분 마다, 다음 최고선으로부터 아래를 측정하여 위킹 높이를 기록한다. 가장 가까운 0.5 ㎝에 대한 위킹 높이를 보고한다.

7) 15분에 샘플을 유체로부터 꺼내고, 여전히 고정시킨 상태로, 1 ㎝와 15 ㎝ 높이 라인에서 절단한다. 1 ㎝ 부분은 버린다.

8) 습윤 상태의 15cm 길이 샘플을 칭량하고 기록한다.

9) 고정되어 있던 잔류 샘플을 풀고, 저울에 가하여, 전체 패드 습윤 중량을 기록한다.

10) 15분에서 전체 위킹 높이를 보고한다.

11) 하기 식을 계산하여 있는 그대로와 O.D. 기본 전체 패드 용량(g/g)을 보고한다:

전체 패드 용량(g/g) =

*패드 중량(-1 ㎝ 부분)=(전체 샘플 중량 ×0.96)

15) 필요한 경우, 위킹된 패드 용량을 계산한다:

위킹된 패드 용량 =

대표적인 복합물에 대한 미억제 수직 위킹 높이는 하기 실시예에 기술되어 있다.

실시예 18

섬유상 밴드를 가진 대표적인 복합물의 성능 특징

상술된 바와 같이 제조된 대표적인 복합물의 성능 특성은 표 7에 요약되어 있다. 미억제 수직 위킹 높이 및 30분에 흡수된 전체 유체 및 12 ㎝에서의 흡수 속도 및 유량은 본 발명에 따라 형성된 복합물과 시중에서 입수가능한 기류식 코어와 비교된다. 표 7에서, 복합물 I는 본 발명에 따라 형성되고, 조성물의 총 중량에 대해 약 58 중량% 흡수성 재료, 32 중량% 가교결합 섬유, 및 8 중량% 매트릭스 섬유를 포함하는 조성을 갖는 망상 흡수성 복합물이다. 복합물 J 및 K는 두 개의 섬유상 밴드를 포함하는 복합물이다. 이들 복합물에 있어서, 섬유상 매트릭스는 매트릭스의 총 중량에 대해 69 중량% 흡수성 재료, 24 중량% 가교결합 섬유, 및 6 중량% 매트릭스 섬유를 포함하였다. 복합물 J는 가교결합 섬유와 매트릭스 섬유가 1:4의 비율로 구성된 섬유상 밴드를 가졌다. 복합물 K는 1:1의 가교결합 섬유 대 매트릭스 섬유의 비율을 가졌다.

대표적인 복합물의 미억제 수직 위킹 파라미터

복합물	미억제 수직 위킹 능력
복합물	높이(㎝)	흡수된 전체 유체(g)	흡수 속도(g/g/분)	유량(g/㎠/분)
I	12.3	47.2	1.0	2.2
J	15.5	49.0	2.5	5.7
K	15.6	52.0	3.0	5.8
기류식 코어	7.5*	27.5*	_	_

* 6분 후 상태 완전성 손실

표 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 형성된 복합물은 시중에서 입수가능한 기류식 코어보다 훨씬 성능이 뛰어났다. 섬유상 밴드가 포함된 복합물 J 및 K는 섬유상 밴드가 없는 복합물 I에 비해 향상된 액체 위킹 및 분배 특징을 갖는다.

실시예 19

두 개의 섬유상 밴드를 갖는 대표적인 복합물의 성능 특징

두 개의 섬유상 밴드를 갖는 대표적인 복합물(복합물 L)의 성능 특징은 유사한 구성으로 되어 있지만 섬유상 밴드가 없는 복합물(대조물)과 비교되었다. 대조 복합물은 700 gsm의 기본 중량을 갖고 복합물의 전체 중량에 대해서 50 중량% 초흡수성 재료; 25 중량% 가교결합형 셀룰로오스 섬유; 25 중량% 잔털 펄프 섬유(정제된 남부 소나무)를 포함하였다. 섬유상 밴드를 가진 복합물은 대조 복합물과 섬유상 스트립으로 구성되어 있었다. 성분들을 서로 부착시켜 복합물을 제공하였다(예를 들어 도 31 참고). 복합물은 길이 25 ㎝, 폭 5 ㎝를 가지며, 폭이 0.75 ㎝인 두 개의 섬유상 스트립을 포함하였다.

복합물의 경우 15분에서의 위킹 높이, 15 ㎝에서의 용량 및 습윤 지역 용량은 도 32에 그래프로 비교되어 있다. 도 32에 도시된 바와 같이, 복합물 L에 대한 위킹 높이 및 15 ㎝에서의 용량은 대조 복합물에 비해 증가되었다.

복합물 L과 대조물의 특성 및 특징은 표 8에 요약되어 있다.

미억제 수직 위킹 특성

복합물	기본중량(gsm)	밀도(g/㎤)	체적(㎤/g)	위킹된전체 유체(g)	습윤 지역(g/g)용량 OD	15 ㎝g/g용량 OD	15분에서높이
대조물	700	0.144	6.93	80.90	17.16	11.80	10.4
L	810	0.165	6.05	120.37	16.63	14.58	13.8

실시예 20

대표적인 복합물의 유연성 및 연성을 측정하는 방법

복합물의 유연성 및 연성은 개인의 케어 흡수성 제품에 포함되기 위한 복합물의 적합성을 판단하는 요인이다. 복합물의 유연성은 복합물의 엣지방향 링 크러쉬에 의해 표시될 수 있으며, 상기 링 크러쉬는 하기에 기술되는 바와 같이 복합물을 압착시키는데 필요한 힘의 측정이다. 복합물이 개인의 케어 흡수성 제품에 포함되기 위해서, 적당한 링 크러쉬 값은 약 400 내지 약 1600 그램/인치의 범위이다. 복합물 연성은 복합물 엣지방향 압착을 포함하는 다양한 파라미터에 의해 표시될 수 있다. 엣지방향 압착(EC)은 하기에 기술된 바와 같이 복합물의 기본 중량에 의해 정정된 복합물을 압착시키는데 필요한 힘이다. 복합물이 개인의 케어 흡수성 제품에 적절히 포함되기 위해서, 복합물은 약 400-1600 g의 범위의 링 크러쉬 값과 약 250 내지 약 650 gsm의 범위의 기본 중량을 갖는다.

본 발명에 따른 습식 및 폼 형성 방법에 의해 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물의 유연성 및 연성은 복합물의 엣지방향 링 크러쉬 및 엣지방향 압착을 측정함으로써 결정되었다.

대표적인 복합물의 유연성 및 연성은 엣지방향 링 크러쉬 방법에 의해 결정되었다. 이 방법에서, 복합물의 길이(전형적으로 약 12 인치)는 실린더로 형성되고 실린더의 양 말단은 함께 스테이플로 고정되어 복합물의 폭(전형적으로 약 2.5 인치)과 동일한 높이를 가진 실린더를 제공한다. 엣지방향 링 크러쉬는 복합물의 링의 상부에 복합물 실린더의 높이를 반으로 줄이는데 충분한 질량(mass)을 가하여 측정된다. 복합물이 유연하면 할수록, 측정 높이를 줄이는데 요구되는 무게는 적어진다. 엣지방향 링 크러쉬는 질량(g)으로 측정되어 보고된다. 엣지방향 압착(EC)은 하기 표에 g/gsm 단위로 보고되는 링 크러쉬이다.

다음은 링 크러쉬 방법의 설명이다.

샘플: 6.35 ㎝(2.5인치) ×30.5 ㎝(12인치)

3중 분석(A, B, C)

방법:

1) 복합물 기계 방향(MD)에서 길이 방향으로 샘플을 3개 절단한다.

2) 50% 상대 습도 또는 주변조건에서 2시간 샘플을 놓아둔다.

3) 와이어(wire)측을 바깥으로 하고, 각각의 샘플들을 루프로 만드는데, 두 개의 좁은 말단이 겹치지 않도록 한다. 네 개의 스테이플을 사용하여, 상단, 하단, 중간에 2번 말단을 서로 결합시킨다. 상단와 하단 스테이플은 각 엣지로부터 0.3-0.5 cm에 있어야 하고, 중간 스테이플은 서로로부터 그리고 각각의 상단과 하단 스테이플로부터 2cm 미만에 있어야 한다. 마지막으로, 각 스테이플은 섬유로 된 지역만을 관통하게 해야 한다.

4) 평탄한 수평면에 바닥 플래튼(platen)을 설치한다.

5) 엣지 방향 및 상단와 하단 플래튼 사이의 중심으로 샘플을 배치한다.

6) 상단 플래튼의 중심에 100-g 분동(또는 500-분동)을 살짝 놓고, 3초 대기한다.

7) 이후, 3초 간격으로 3개의 100-g 분동을 더 올려놓는다.

8) 고리가 3초 간격 이내에 원 높이의 50%이상 붕괴하면, 그 때 붕괴시키는데 필요한 분동의 총량을 기록한다. 즉, 상부 플래튼의 분동과 그 외 합쳐진 분동들을 더한다.

9) 합쳐진 분동이 샘플을 망가뜨리지 못한다면, 그 때 조심스럽게 4개의 100-g 분동들을 제거한다.

10) 다른 500-g 분동을 살짝 추가하고, 3초 대기한다.

11) 고리가 3초 간격 이내에 원래 높이의 50%이상 붕괴하면, 그 때 붕괴시키는데 필요한 분동의 총량을 기록한다. 즉, 상부 플래튼의 분동과 분동들을 더한다.

12) 각 주기에 대해서는 하나씩 500-g 분동의 수를 증가시키면서 6-11 단계를 반복한다.

13) 다른 반복(replicate)들에 대해서는 5-11 단계를 반복한다.

14) 10g에 가장 근접하게 반올림된 g·f에서 반복들에 대한 평균 중량을 기록한다.

계산:

링 크러쉬 평균중량=(중량 A + 중량 B + 중량 C)/3

본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물에 대해 상술된 바와 같이 측정된 링 크러쉬 값은 실시예 21에 요약되어 있다.

본 발명에 따라 형성된 대표적인 망상 흡수성 복합물의 연성은 엣지방향 압착에 의해 표시될 수 있다. 엣지방향 압착은The Handbook of Physical and Mechanical Testing of Paper and Paperboard, Richard E. Mark, Dekker 1983(Vol. 1)에 개시되어 있다. 엣지방향 압착은 복합물의 기본 중량에 대해 상술된 바와 같이 측정된, 엣지방향 링 크러쉬를 정정함으로써, 측정되었다. 본 발명에 따라 형성된 대표적인 복합물에 대한 엣지방향 압착(EC)값은 실시예 21에 요약되어 있다.

실시예 21

섬유상 밴드를 가진 대표적인 폼 형성된 복합물의 성능 특징

섬유상 밴드를 가진 대표적인 폼 형성된 복합물(복합물 M, N, O)의 성능 특징이 유사한 구성이지만 섬유상 밴드가 없는 폼 형성된 복합물(대조물 A 및 B)과 비교되었다. 복합물들은 상술된 바와 같이 트윈 와이어 형성기상에서 제조되었다.

복합물용 잔털 펄프 섬유는 미정제된 연한 목재 섬유(남부 소나무, 745 CSF)이었고, 정제된 섬유는 정제된 연한 목재(남부 소나무, 200 CSF)이었다. 초흡수성 중합체는 약하게 가교결합된 폴리아크릴레이트(SR1001)이었다. 모든 복합물은, 복합물의 총 중량에 대해 0.45 중량% 습 강도제(KYMENE)를 포함하였다.

대조물 A는 복합물의 총 중량에 대해서 58 중량% 초흡수성 재료 및 42 중량% 섬유상 재료를 포함하였다. 섬유상 재료는 섬유의 총 중량에 대해 67 중량% 가교결합 섬유 및 33 중량% 잔털 펄프 섬유를 포함하였다.

대조물 B는 복합물의 총 중량에 대해서 50 중량% 초흡수성 재료 및 50 중량% 섬유상 재료를 포함하였다. 섬유상 재료는 섬유의 총 중량에 대해 67 중량% 가교결합 섬유 및 33 중량% 잔털 펄프 섬유를 포함하였다. 대조물 B는 복합물 M, N, O에서의 섬유상 밴드를 만드는 섬유상 재료를 더 포함하였다.

복합물 M-O는 섬유상 베이스에 두 개의 섬유상 밴드(50 gsm)를 포함하였다. 섬유상 베이스는 복합물의 총 중량에 대해서 50 중량% 초흡수성 재료 및 50 중량% 섬유상 재료를 포함하였다. 섬유상 재료는 섬유의 총 중량에 대해 67 중량% 가교결합 섬유 및 33 중량% 잔털 펄프 섬유를 포함하였다.

복합물 M의 경우, 섬유상 밴드는 밴드 내 섬유의 총 중량에 대해 50 중량% 가교결합 섬유 및 50 중량% 정제 섬유를 포함하였다.

복합물 N의 경우, 섬유상 밴드는 밴드 내 섬유의 총 중량에 대해 80 중량% 가교결합 섬유 및 20 중량% 정제 섬유를 포함하였다.

복합물 O의 경우, 섬유상 밴드는 밴드 내 섬유의 총 중량에 대해 50 중량% 가교결합 섬유 및 50 중량% 잔털 펄프 섬유를 포함하였다.

대조물 A 및 B 그리고 복합물 M, N 및 O의 포화 용량(Sat Cap), 미억제 수직 위킹(URVW) 높이, 링 크러쉬 및 인장은 표 9에 요약되어 있다.

대표적인 복합물의 특징

복합물	Sat Cap(g/g) OD	15분에서URVW 높이	링 크러쉬(g)	인장(g/인치)
대조물 A	19.65	9.75	350.00	258.50
대조물 B	19.26	10.00	500.00	310.20
M	17.36	14.50	900.00	1008.15
N	20.87	14.00	600.00	1861.20
O	19.20	14.50	675.00	878.90

표 9에 도시된 바와 같이, 섬유상 밴드를 갖는 복합물에 대한 위킹작용은 대조 복합물에 비해 증가된다. 섬유상 밴드는 또한 복합물 인장이 상당히 증가한다.

대조 복합물과 대표 복합물의 링 크러쉬와 인장 강도는 도 33에 그래프로 연관되어 있다. 도 33에 도시된 바와 같이, 대조 복합물의 경우 링 크러쉬는 인장 강도의 증가에 따라 극적으로 증가한다. 반대로, 섬유상 밴드를 가진 대표 복합물의 경우 링 크러쉬는 인장 강도의 증가에 따라 거의 일정하게 유지한다. 이러한 상관 관계는 이들 복합물에 있어서 더 높은 인장 강도가 링 크러쉬를 현격히 증가(즉, 연성 감소)시키지 않으면서도 달성될 수 있다는 것을 보여준다.

대조 및 대표 복합물에 대한 미억제 수직 위킹 높이 및 포화 용량은 도 34에 그래프로 연관되어 있다. 도 34에 도시된 바와 같이, 대조 복합물의 경우 위킹 작용은 포화 용량의 증가에 따라 극적으로 감소한다. 반대로, 섬유상 밴드를 가진 대표 복합물의 경우 위킹 작용은 포화 용량의 증가에 따라 거의 일정하게 유지한다.

이러한 상관 관계는 이들 복합물의 경우 포화 용량을 감소시키지 않으면서 더 큰 위킹 작용 및 유체 분포가 달성될 수 있다는 것을 보여준다.

대조 및 대표 복합물의 링 크러쉬 및 인장 강도는 도 35에 그래프로 비교되어 있다. 복합물 M, N 및 O는 모두 대조물과 비교해서 증가된 인장을 보여준다.

대조 및 대표 복합물의 미억제 수직 위킹 높이 및 포화 용량은 도 36에 그래프로 비교되어 있다. 복합물 M, N 및 O는 모두 대조물에 비해 증가된 위킹작용을 보여준다.

본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 기술되었으나, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 각종 변형예가 만들어 질 수 있다는 것이 인식될 것이다.

상기 상세한 설명 중에 포함되어 있음.

Claims

섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스 및 흡수성 재료를 포함하며, 상기 밴드들은 거의 흡수성 재료가 없는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 상기 밴드들은 기계 방향으로 복합물의 길이를 따라 연속인 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 상기 밴드들은 거의 평행인 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 상기 밴드들은 기계 방향으로 복합물의 길이를 따라 불연속인 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 상기 섬유상 매트릭스는 탄성 섬유, 매트릭스 섬유, 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 5 항에 있어서, 상기 탄성 섬유는 화학적으로 강화된 섬유, 굴곡이 있는 섬유, 화학열기계적 펄프 섬유, 예비가수분해된 크래프트 펄프 섬유, 합성 섬유, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 흡수성 복합물.
제 6 항에 있어서, 상기 화학적으로 강화된 섬유는 가교결합형 셀룰로오스 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 7 항에 있어서, 상기 가교결합형 셀룰로오스 섬유는 요소계 및 폴리카르복실산 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제와 가교결합되는 흡수성 복합물.
제 6 항에 있어서, 합성 섬유는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 열결합성 2성분 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 흡수성 복합물.
제 9 항에 있어서, 폴리에스테르 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유인 흡수성 복합물.
제 5 항에 있어서, 상기 매트릭스 섬유는 셀룰로오스 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 11 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 목재 펄프 섬유, 목화 린터, 목화 섬유, 대마 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 5 항에 있어서, 상기 탄성 섬유는 전체 복합물의 약 10 내지 약 60 중량%의 양으로 베이스에 존재하는 흡수성 복합물.
제 5 항에 있어서, 상기 매트릭스 섬유는 전체 복합물의 약 10 내지 약 50 중량%의 양으로 베이스에 존재하는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수성 재료는 초흡수성 재료인 흡수성 복합물.
제 15 항에 있어서, 상기 초흡수성 재료는 초흡수성 입자 및 초흡수성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수성 재료는 전체 복합물의 약 0.1 내지 약 80 중량%의 양으로 존재하는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수성 재료는 전체 복합물의 약 40 중량%로 존재하는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수성 재료는 0.9 % 살린 용액에서 그 중량의 약 5배에서 약 100배까지 흡수하는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 습윤 강도제를 더 포함하는 흡수성 복합물.
제 20 항에 있어서, 상기 습윤 강도제는 폴리아미드-에피클로히드린 및 폴리아크릴아미드 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 수지인 흡수성 복합물.
제 20 항에 있어서, 상기 습윤 강도제는 전체 복합물의 약 0.01 내지 약 2 중량%의 양으로 상기 복합물내에 존재하는 흡수성 복합물.
제 20 항에 있어서, 상기 습윤 강도제는 전체 복합물의 약 0.25 중량%로 상기 복합물에 존재하는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 약 50에서 약 1000 g/㎡의 기본 중량을 갖는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 약 0.02에서 약 0.7 g/㎤의 밀도를 갖는 흡수성 복합물.
제 1 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드는 탄성 섬유, 매트릭스 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 26 항에 있어서, 상기 탄성 섬유는 화학적으로 강화된 섬유, 굴곡이 있는 섬유, 화학열기계적 펄프 섬유, 예비가수분해된 크래프트 펄프 섬유, 합성 섬유, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 흡수성 복합물.
제 27 항에 있어서, 상기 화학적으로 강화된 섬유는 가교결합형 셀룰로오스 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 28 항에 있어서, 상기 가교결합형 셀룰로오스 섬유는 요소계 및 폴리카르복실산 가교결합제로 이루어진 군으로부터 선택된 가교결합제와 가교결합되는 흡수성 복합물.
제 26 항에 있어서, 상기 매트릭스 섬유는 셀룰로오스 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 30 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 목재 펄프 섬유, 목화 린터, 목화 섬유, 대마 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 30 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 잔털 펄프 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 30 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 정제 펄프 섬유를 포함하는 흡수성 복합물.
제 26 항에 있어서, 상기 탄성 섬유는 전체 복합물의 약 15 내지 약 90 중량%의 양으로 상기 복합물 내에 존재하는 흡수성 복합물.
제 26 항에 있어서, 상기 매트릭스 섬유는 전체 복합물의 약 10 내지 약 85 중량%의 양으로 상기 복합물 내에 존재하는 흡수성 복합물.
섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며, 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 습식 흡수성 복합물.
섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며, 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 폼-형성된 흡수성 복합물.
섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하는 흡수성 복합물을 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며, 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 흡수성 물품.
섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하는 습식 흡수성 복합물을 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며, 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 흡수성 물품.
섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하는 폼-형성된 흡수성 복합물을 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며, 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 흡수성 물품.
액체 투과성 앞면 시이트;

섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하는 흡수성 복합물을 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 저장층; 및

액체 불투과성 이면 시이트를 포함하는 흡수성 물품.
액체 투과성 앞면 시이트;

액체를 빠르게 획득하여 분배시키는 획득층;

섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하는 흡수성 복합물을 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 저장층; 및

액체 불투과성 이면 시이트를 포함하는 흡수성 물품.
액체 투과성 앞면 시이트;

액체를 빠르게 획득하여 분배시키는 획득층;

섬유상 베이스에 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하는 흡수성 복합물을 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 저장층;

상기 획득층과 상기 저장층 사이에 개재된 중간층; 및

액체 불투과성 이면 시이트를 포함하는 흡수성 물품.
제 43 항에 있어서, 상기 중간층은 액체 투과성 조직 및 분배층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 흡수성 물품.
제 41 항에 있어서, 상기 물품은 여성용 케어 제품인 흡수성 물품.
제 45 항에 있어서, 상기 상단 시이트는 상기 이면 시이트에 접합되는 흡수성 물품.
제 42 항에 있어서, 상기 물품은 기저귀인 흡수성 물품.
제 47 항에 있어서, 레그 개더를 더 포함하는 흡수성 물품.
액체 투과성 앞면 시이트;

액체를 획득하여 분배하는 획득층;

저장층; 및

액체 불투과성 이면 시이트를 포함하고;

상기 획득층은 섬유상 베이스에서 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하는 흡수성 복합물을 포함하며, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하고, 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 흡수성 물품.
제 49 항에 있어서, 상기 획득층은 저장 코어의 상단 표면적보다 작은 상단 표면적을 갖는 흡수성 물품.
제 49 항에 있어서, 상기 획득층은 저장 코어의 상단 표면적과 같은 상단 표면적을 갖는 흡수성 물품.
제 49 항에 있어서, 상기 저장층은 흡수성 재료를 포함하는 흡수성 물품.
제 49 항에 있어서, 상기 저장층은 섬유상 베이스에서 하나 또는 그 이상의 섬유상 밴드를 포함하는 흡수성 복합물을 포함하고, 상기 베이스는 섬유상 매트릭스와 흡수성 재료를 포함하며, 상기 밴드들은 흡수성 재료가 거의 없는 흡수성 물품.
제 49 항에 있어서, 상기 물품은 기저귀인 흡수성 물품.
제 49 항에 있어서, 레그 개더를 더 포함하는 흡수성 물품.
(a) 수성 분산 매체에서 섬유를 포함하는 제1 슬러리를 형성하는 단계;

(b) 수성 분산 매체에서 섬유를 포함하는 제2 슬러리를 형성하는 단계;

(c) 제1 개구성 요소를 제1 경로로 이동시키는 단계;

(d) 제2 개구성 요소를 제2 경로로 이동시키고, 닙 지역이 상기 제1 및 제2 경로를 따라 있는 위치에 제공되는 단계;

(e) 상기 제1 슬러리를, 제1 경로로 이동하는 상기 제1 개구성 요소와 접촉시켜 통과시키는 단계;

(f) 상기 제2 슬러리를, 제2 경로로 이동하는 상기 제2 개구성 요소와 접촉시켜 통과시키는 단계;

(g) 상기 개구성 요소들과 접촉하지 않고, 다수의 지점에서 도입되는 제3 재료를 상기 제1 및 제2 슬러리 사이에서 통과시키는 단계;

(h) 각각 상기 제1 및 제2 개구성 요소를 통해 상기 제1 및 제2 슬러리 및 제3 재료로부터 액체를 제거하여, 섬유상 웹을 형성하는 단계를 포함하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 제3 재료를 다수의 지점에서 도입시킴으로써 상기 제1 및 제2 슬러리 사이에서 제3 재료를 통과시키는 단계는 형성된 웹에 제3 재료의 밴드를 제공하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 57 항에 있어서, 제3 재료를 다수의 지점에서 도입시킴으로써 상기 제1 및 제2 슬러리 사이에서 제3 재료를 통과시키는 단계는 닙 지역으로 향하거나 멀어지는 제1 방향으로 도입 지점을 조정하기 위해 다수의 지점중 적어도 약간의 위치를 조정하는 것을 포함하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 57 항에 있어서, 제3 재료를 다수의 지점에서 도입시킴으로써 상기 제1 및 제2 슬러리 사이에서 제3 재료를 통과시키는 단계는 상기 제1 방향에 거의 수직이면서, 하나의 개구성 요소 또는 다른쪽 요소에 더 가까워지는 제2 방향으로 도입 지점을 조정하기 위해 다수의 지점중 적어도 약간의 위치를 조정하는 것을 포함하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 57 항에 있어서, 제3 재료를 다수의 지점에서 도입시킴으로써 상기 제1및 제2 슬러리 사이에서 제3 재료를 통과시키는 단계는 복수개의 도관을 이용하여 실시되는 섬유상 웹 형성 방법.
제 60 항에 있어서, 복수개의 도관은 적어도 두 개의 상이한 길이를 갖는 도관을 포함하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 60 항에 있어서, 단계 (e), (f) 및 (g)는 도관들의 길이중 일부가 닙 지역으로 향하여 연장하는 분할 벽을 제공함으로써 실시되는 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 슬러리 사이에서 제3 재료를 통과시키는 단계는 상기 제1 및 제2 슬러리가 제1 및 제2 개구성 요소에 각각 접촉한 후 상기 제1 및 제2 슬러리 사이에서 제3 재료를 통과시키고 거기에서 액체를 제거하는 것을 포함하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 상기 섬유는 탄성 섬유, 매트릭스 섬유, 합성 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 상기 섬유는 가교결합형 셀룰로오스 섬유 및 목재 펄프 섬유를 포함하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 상기 제3 재료는 섬유상 슬러리를 포함하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 상기 제1 슬러리는 상기 제2 슬러리와 상이한 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 경로는 거의 수직인 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 트윈 와이어 형성기로 실시되는 섬유상 웹 형성 방법.
제 69 항에 있어서, 상기 트윈 와이어 형성기는 수직 하류 형성기(vertical downflow former)인 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 습윤 복합물을 건조시켜 흡수성 복합물을 제공하는 단계를 더 포함하는 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 상기 방법은 습식 방법인 섬유상 웹 형성 방법.
제 56 항에 있어서, 상기 방법은 폼 형성 방법인 섬유상 웹 형성 방법.