KR20020059362A - 안정성이 우수한 박형 생리대 - Google Patents

안정성이 우수한 박형 생리대 Download PDF

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KR20020059362A
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브리즈보와앙리
라리비에르크리스티앙
모흐마드로야
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웰피엘드 마크
존슨 앤 존슨 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 얇고(두께 5㎜ 미만), 흡수성이 높으며 포화 상태일 때 측면 강성이 비교적 높은 생리대를 제공한다. 포화 상태에서의 높은 측면 강성은 생리대가 젖었을 때 안정성이 탁월하며, 착용자의 넓적다리에 의해 생리대에 측면으로 가해지는 압착력으로 인한, 자연스러운 변형(주름으로 공지됨) 가능성이 감소된 생리대를 제공한다.

Description

안정성이 우수한 박형 생리대{Thin sanitary napkin manifesting high level of stability}
생리대의 성능에 기여하는 인자중 하나는 사용시 생리대가 변형을 견디는 방법이다. 제품을 사용하기 위해 속옷에 위치시킬 때 사용자의 넓적다리에 의해 생리대에 측력이 가해지는 것으로 관찰되었다. 이는 생리대가 주름지게하는 동시에 제품의 표면적을 감소시키기 때문에 제품의 체액 수집능력의 효율에 영향을 줄 수 있다. 이런 문제점은 생리대에 상당량의 액체가 수용될 경우 악화된다. 다량의 액체는 통상적으로 생리대 구조의 경도와 강도를 감소시키고, 이는 주름질 가능성이 증가되는 것으로 해석된다.
이런 배경에 대해, 건조 상태 및 습윤 상태 모두에서, 흡수성이 매우 크고 사용자의 회음부에 대해 안정한 위치를 유지하는 생리대를 제공할 필요가 있음을알 수 있다.
발명의 요약
하나의 양태로, 본 발명에 따르는 생리대는 초흡수성 재료와 셀룰로오스성 섬유를 갖는 흡수 시스템을 포함한다. 생리대는 액체로 포화되는 경우, 두께가 약 2배로 증가되는 것으로 증명되었다. 생리대는 포화 상태에서의 측면 강성 대 건조 상태에서의 측면 강성의 비가 약 0.9 이상이다. 당해 명세서의 경우, "포화 상태"는 생리대의 수용 능력이 거의 모두 소진된 경우를 언급한다. "습윤 상태"는 생리대가 다소의 액체를 함유하였지만 이의 수용 능력이 소진되지는 않은 경우를 언급한다. 따라서, 습윤 상태에서의 생리대는 추가적인 손상을 수용할 수 있다. 포화 상태에서의 측면 강성 대 건조 상태에서의 측면 강성의 비가 약 0.9 이상인 경우, 생리대가 습한 경우(따라서 추가량의 액체를 흡수할 수 있음), 착용자의 회음부에 대해 안정하여 착용자의 넓적다리에 의한 측면 압축을 견딜 수 있는 것으로 관찰되었다. 그 결과, 주름질 가능성이 감소된다.
포화 상태에서의 측면 강성 대 건조 상태에서의 측면 강성의 비가 1을 초과하는 것이 바람직하다.
액체로 포화되는 경우, 생리대 두께를 약 2배 이상 증가시키는 능력은 수용 능력/크기 비가 양호한 생리대를 제공한다. 전체적으로, 본 발명은 흡수성이 양호하고 습윤시 안정하여, 주름질 가능성이 감소된 생리대를 제공한다.
본 발명의 다른 양태와 특징은 첨부된 도면과 함께 본 발명의 특정 양태에대한 다음 설명을 참고할 경우 당해 분야의 숙련가에게 자명해질 것이다.
본 발명은 일반적으로 유체 흡수 분야에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 얇고 흡수성이 매우 높으며 건조 상태 및 습윤 상태에서 모두, 사용자의 회음부에 대해 안정한 위치를 유지하는 1회용 생리대에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 생리대의 정면도로, 생리대의 커버층을 부분적으로 제거하여 흡수 시스템을 보여준다.
도 2는 도 1의 생리대의 투시도로, 생리대를 착용자의 속옷에 배치시킬 경우 착용되는 위치를 나타낸다.
도 3은 도 1에 나타낸 생리대의 기저도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 생리대의 세로축에 따른 단면도이다.
도 5는 4개의 공기 집적(air-laying; 空氣集積) 헤드와 공기 집적된 재료를 압축시키는 장치를 사용하는, 본 발명에 따르는 생리대의 흡수 층의 한 예를 제조하기 위한 흡수성 재료의 공기 집적용 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6a와 도 6b는 각각 본 발명에 따르는 생리대에 사용할 수 있는 흡수 층의 3층 및 4층 양태를 나타낸다.
도 7a는 생리대에 대한 측면 압축 시험을 수행하기에 적합한 장치를 나타낸 것으로, 본 장치는 시험 샘플을 놓지 않은 상태를 나타낸 것이다.
도 7b는 시험 샘플을 놓고 시험할 준비가 된, 도 7a의 장치를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따르는 양태인 여성용 생리대(20)를 나타낸다.
생리대(20)는 전면 영역을 구획하는 제1 횡단면(26)과 후면 영역을 구획하는 제2 횡단면(28)이 있는 본체(main body)(22)로 이루어진다. 이들 횡단면 각각은 아치형 또는 기타 적합한 형태이다. 본체는 또한 2개의 종축, 즉 종단면(30)과 종단면(32)을 갖는다. 생리대(20)는 두께가 약 5㎜를 초과하지 않는다. 두께는 바람직하게는 3.5㎜ 미만, 더욱 바람직하게는 3㎜ 미만, 가장 바람직하게는 약 2.8㎜이다.
생리대(20)는 생리대(20)를 동일하게 2개로 이등분하는 가상선인 종단 중앙선(34)을 갖는다.
도면에 나타낸 생리대(20)는 날개(38, 40)를 갖는다. 날개(38, 40)는 각각의 종단면(30, 32)으로부터 측면 바깥쪽으로 나와있다. 날개(38, 40)는 종단면을 연결하는 상부와 말단부에 기부를 갖는 이등변 사다리꼴의 형태이다. 이는 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않고 다른 날개 형태가 사용될 수 있는 바와 같이 단지 일예이다. 또한, 본 발명은 본 발명의 개념이 날개가 없는 생리대로 구체화될 수 있는 바와 같이 날개가 있는 생리대로 제한되는 것은 아니다.
본체(22)는 또한 종단 중앙선(34)에 대해 수직이며 동시에 날개(38, 40)를 이등분하는 가상의 횡단 중앙선(36)을 갖는다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본체(22)는 적층 구조물이며 바람직하게는 유체 투과성 커버층(42), 흡수 시스템(44) 및 유체 불투과성 차단층(50)을 포함한다. 흡수 시스템은 2개의 성분, 즉 제1 흡수 층(46)(통상적으로 "투과층"으로 공지되어있음)과 제2 흡수 층(48)(통상적으로 "흡수 코어"로 공지되어 있음)을 갖는 것이 바람직하다. 달리, 단일층, 즉 제2 흡수 층(48)이 흡수 시스템(44)을 형성할 수 있다. 이들 각각의 층은 이후 설명된다.
본체-커버층
커버층(42)은 상대적으로 저밀도의 벌키한 고-로프트(high-loft) 부직포 재료일 수 있다. 커버층(42)은 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌과 같은, 단일 유형의 섬유로만 이루어질 수 있거나 2성분 또는 저융점 성분과 고융점 성분을 갖는 결합 섬유로 이루어질 수 있다. 섬유는 여러가지 천연 및 합성 재료, 예를 들어, 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 레이욘(다른 섬유와 배합), 면, 아크릴계 섬유 및 이들의 배합물로부터 선택될 수 있다. 예로는 캐나다 몬트리올에 소재하는 존슨 앤 존슨 인코포레이티드(Johnson & Johnson Inc.)가 상표명 스테이프리 울트라-씬 코토니 드라이 커버(Stayfree Ultra-Thin Cottony Dry Cover)로 시판하는 생리대의 부직포 커버층이 있다.
2성분 섬유는 폴리에스테르 코어와 폴리에틸렌 시드(sheath)로 구성될 수 있다. 적절한 2성분 재료를 사용하여 융합성 부직포를 제조할 수 있다. 이러한 융합성 직물의 예가 1985년 11월 26일자로 메이즈(Mays)에게 허여된 미국 특허 제4,555,446호에 기재되어 있다. 융합성 직물을 사용하게되면 커버층을 인접하는 제1 흡수 층 및/또는 차단층에 부착시킬 수 있는 용이성이 증가된다.
커버를 구성하는 각각의 섬유가 특별히 친수성일 수는 없지만 커버층(42)의습윤도는 비교적 높은 것이 바람직하다. 커버 재료는 또한 다수의 비교적 큰 기공을 함유하여야 한다. 이는 커버층(42)이 체액을 신속하게 흡수하여 이를 신체와 부착점으로부터 이동시키기 위함이다. 커버층(42)을 구성하는 섬유는 이들이 습윤되었을 때 이들의 물성을 상실하지 않는 것이 유리하다. 다시 말해서, 이들은 물 또는 체액이 가해졌을 때 붕괴되거나 이들의 레질리언시를 상실하여서는 안된다. 커버층(42)은 유체를 신속하게 통과시키도록 처리할 수 있다. 커버층(42)은 또한 유체를 흡수 시스템(44)의 다른 층으로 신속하게 운반하는 작용을 한다. 따라서, 커버층(42)은 습윤성이고 친수성이며 다공성인 것이 유리하다. 폴리프로필렌 또는 2성분 섬유와 같은 합성 소수성 섬유로 구성될 경우, 커버층(42)을 계면활성제로 처리하여 목적하는 정도의 습윤성을 부여할 수 있다.
달리, 커버층(42)은 또한 기공이 큰 중합체 필름으로 제조할 수 있다. 상기와 같은 높은 다공성 때문에, 필름은 체액을 흡수 시스템의 내부층으로 신속하게 운반하는 기능을 수행한다. 미국 특허 제4,690,679호에 기재되어 있으며 존슨 앤 존슨 인코포레이티드가 시판하는 생리대에서 입수할 수 있는 바와 같은, 천공된 동시 압출 필름이 본 발명에서 커버층으로서 유용할 수 있다.
커버층(42)은 커버를 다음 층에 융합시킴으로써 유체 운반을 증진시키도록 잔여 흡수 시스템(44)을 엠보싱 처리할 수 있다. 상기와 같은 융합은 국소적으로 여러 부위 또는 흡수 시스템(44)과 커버층(42)의 전체 접촉면에 걸쳐 행해질 수 있다. 달리, 커버층(42)을 접착제와 같은 다른 수단에 의해 흡수 시스템(44)에 접착시킬 수 있다.
본체 - 흡수 시스템 - 제1 흡수 층
커버층(42)에 인접한 내부면상에 커버층(42)에 제1 흡수 층(46)이 결합되어 흡수 시스템(44)의 일부를 형성한다. 제1 흡수 층(46)은 커버층(42)으로부터 체액을 수용하여 제2 흡수 층이 체액을 흡수할 기회를 가질 때까지 보유하는 수단을 제공한다.
제1 흡수 층(46)은 커버층(42)보다 더욱 조밀하고 작은 기공의 비율이 더 큰 것이 바람직하다. 이들은 제1 흡수 층(46)이 체액을 함유하고 커버층(42)의 외부면으로부터 이를 보유하여, 체액이 커버층(42)과 이의 표면을 재습윤시키는 것을 방지하도록하는데 기여한다. 그러나, 제1 흡수 층(46)은 체액이 제1 흡수 층을 거쳐 아래에 있는 제2 흡수 층(48)으로 통과하지 못하도록 할 정도로 조밀하지 않은 것이 바람직하다. 이러한 유형의 흡수 층은 통상적으로 유체 운반층 또는 입수층으로 공지되어 있다.
제1 흡수 층(46)은 섬유상 재료, 예를 들어 목재 펄프, 폴리에스테르, 레이욘, 가요성 발포체 또는 이들의 배합물로 구성될 수 있다. 제1 흡수 층(46)은 또한 상기 층을 안정화시키고 이의 구조 일체성을 유지할 목적으로 열가소성 섬유를 포함할 수 있다. 일반적으로 제1 흡수 층(46)은 상대적으로 친수성이며 처리할 필요가 없을 수 있지만, 제1 흡수 층(46)은 한쪽면 또는 양면을 계면활성제로 처리하여 습윤성을 증가시킬 수 있다. 제1 흡수 층(46)은 인접하는 층, 즉 커버층(42)과 아래에 있는 제2의 흡수 층(46)에 양쪽면에서 접착시키는 것이 바람직하다. 적합한 제1 흡수 층의 예는 미국 테네시주 멤피스에 소재하는 부크아이(BUCKEYE)가 비조브(VIZORB) 3008로 시판하는 공기 통과 접착된 펄프이다.
본체 - 흡수 시스템 - 제2 흡수 층
제2 흡수 층(48)은 제1 흡수 층(46)에 바로 인접하여 접착되어 있다.
하나의 양태로, 제1 흡수 층(46)은 중앙 폭이 제2 흡수 층(48)의 중앙 폭과 적어도 거의 동일하다. 특정 양태로, 중앙 폭은 약 64㎜ 이상이다. 다른 양태로, 제1 흡수 층(46)은 중앙 폭이 제2 흡수 층(48)의 중앙 폭을 초과한다. 용어 "중앙 폭"은 다음과 같이 측정가능한 흡수 층과 같은, 층의 특정 면적을 언급한다. 착용시 질구경 중심의 바로 아래에 배치되는 샘플층 위에 기준점이 위치하게 된다. 횡단 중앙선(36)에 평행면이고 착용자의 치구 치골 방향에서 기준점으로부터 3.75㎝ 전방에 위치한다. 측면 중앙선(36)에 평행인 다른 면으로 착용자의 둔부 방향의 기준점으로부터 5.0㎝ 후방에 또한 위치한다. 위의 두 평면 사이에 샘플층의 최대로 납작하게 펼쳐진, 압축되지 않고, 변화되지 않은 측면 폭이 샘플 층의 흡수 폭이다.
흡수 시스템이 다수의 흡수 층을 포함하는 경우, 흡수 시스템의 중앙 폭은 최대 중앙 폭을 갖는 흡수 시스템 층의 중앙 폭이다. 특정예로, 흡수 시스템의 중앙 폭은 64㎜를 초과한다.
하나의 양태로, 제2 흡수 층은 셀룰로오스성 섬유와 초흡수체의 블렌드 또는 혼합물로서, 펄프 섬유 사이에 배치되어 있다.
특정예로, 제2 흡수 층(48)은 셀룰로오스성 섬유 약 40중량% 내지 약 95중량%와 SAP(초흡수성 중합체) 약 5중량% 내지 약 60중량%를 함유하는 재료이다. 당해 재료의 함수량은 약 10중량% 미만이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 문구 "중량%"는 최종 재료의 중량당 물질의 중량을 의미한다. 예로써, 10중량% SAP는 재료의 기본 중량 100g/m2당 10g/m2SAP를 의미한다.
제2 흡수 층(48)에 사용할 수 있는 셀룰로오스성 섬유는 당해 분야에 공지되어 있으며 목재 펄프, 면, 아마 및 초탄이 있다. 목재 펄프가 바람직하다. 펄프는 기계적 또는 화학기계적 황화물, 크라프트, 펄프화 제거물, 유기 용매 펄프 등으로부터 수득할 수 있다. 연성목 및 경성목 종류 둘다 사용할 수 있다. 연성목 펄프가 바람직하다. 본 발명의 재료로 사용하기 위하여 셀룰로오스성 섬유를 화학적 탈착제, 가교결합제 등으로 반드시 처리할 필요는 없다.
제2 흡수 층(48)은 초흡수성 중합체(SAP)를 함유할 수 있으며, SAP는 당해 분야에 공지되어 있다. 본 발명의 목적으로, 용어 "초흡수성 중합체"(또는 "SAP")는 0.5psig 압력하에서 체액 중량의 적어도 약 10배를 흡수하여 보유할 수 있는 재료를 언급한다. 본 발명의 초흡수성 중합체 입자는 무기 또는 유기 가교결합된 친수성 중합체, 예로서 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 옥사이드, 가교결합된 전분, 구아 고무, 크산탄 고무 등일 수 있다. 입자는 분말, 그레인, 과립 또는 섬유의 형태일 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 바람직한 초흡수성 중합체 입자는 가교결합된 폴리아크릴레이트, 예로서 일본 오사카에 소재하는 스미또모 세이까 가부시키가이샤(Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd.)가 상표명 SA60N 타입 II*로 시판하는 제품과 미국 일리노이주 팔라틴에 소재하는 켐달 인터내셔널, 인코포레이티드(Chemdal International, Inc)가 상표명 2100A*로 시판하는 제품이다.
특정예로 제2 흡수 층(48)은 셀룰로오스성 섬유 약 50 내지 약 95중량%를 함유하는 재료이며, 더욱 상세하게는 셀룰로오스성 섬유 약 60 내지 약 80중량%를 함유하는 재료이다. 이러한 재료는 SAP를 약 5 내지 약 60중량%, 바람직하게는 약 20 내지 약 55중량%, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 45중량%, 가장 바람직하게는 약 40중량% 함유할 수 있다.
제2 흡수 층(48)은 당해 분야에 공지되어 있는 공기 집적 방법으로 제조할 수 있다(도 5 참조). 도 5에 따르면, 셀룰로오스성 섬유(예: 펄프)를 해머밀을 사용하여 가공하여 섬유로 개별화시킨다. 개별화된 섬유를 블렌딩 시스템(1)에서 SAP 과립과 블렌딩한 다음, 일련의 성형 헤드(2)로 공기 운송한다. 섬유와 SAP 과립의 블렌딩과 분배는 각 성형 헤드에 대해 따로 조절할 수 있다. 조절된 공기 순환 및 각 챔버 중의 날개식 교반기는 균질한 혼합물을 생산하여 펄프와 SAP를 분배시킨다. SAP는 펄프 재료와 철저하고 균질하게 블렌딩하거나 선택된 성형 헤드로 분배하여 특정 층에만 함유시킬 수 있다. 각각의 성형 챔버로부터 섬유(및 SAP)를 진공에 의해 성형 와이어(3)에 침착시켜 적층 흡수체 웹을 성형시킨다. 이어서, 웹을 칼렌더(4)를 사용하여 목적하는 밀도로 압착시킨다. 조밀화된 웹을 통상의 권취 장치를 사용하여 롤(5)에 권취시킨다. 성형 와이어(3)를 티슈 페이퍼로 덮어재료의 손실량을 줄일 수 있다. 티슈 페이퍼층은 칼렌더링 전에 제거하거나 성형된 재료에 혼입시킬 수 있다. 가능한 변형법으로, 제1 흡수 층(46)을 제2 흡수 층(48)과 성형시켜 단일화된 흡수 시스템(44)을 제공할 수 있다. 이는 도 5에 도시된 장치에 추가 성형 헤드(도면에는 나타내지 않음)를 제공하여 공기 집적법으로 칼렌더링하기 전에 제1 흡수 층(46)을 형성하는 재료의 층을 제2 흡수 층(48) 위에 침착시킴으로써 달성할 수 있다.
본 발명의 제2 흡수 층(48)은 밀도가 높으며 특정예로 약 0.25g/㏄를 초과한다. 구체적으로, 제2 흡수 층(48)은 밀도가 약 0.30g/㏄ 내지 약 0.50g/㏄일 수 있다. 더욱 구체적으로, 밀도는 약 0.30g/㏄ 내지 약 0.45g/㏄이며, 더욱 구체적으로는 약 0.35g/㏄ 내지 약 0.40g/㏄이다.
공기 집적된 흡수 층은 전형적으로 저밀도로 생산된다. 상기 제시된 제2 흡수 층(48)의 예와 같이, 밀도 수준을 더 높이기 위하여, 도 5에 나타낸 바와 같은 칼렌더를 사용하여 공기 집적된 재료를 압축시킨다. 압축은 당해 분야에 공지되어 있는 방법을 사용하여 수행한다. 전형적으로, 이러한 압축은 약 100℃의 온도 및 약 130N/㎜의 하중하에서 수행한다. 상부 압축롤은 전형적으로 스틸로 제조되는 반면 하부 압축롤은 경도가 약 85 SH D인 플렉스롤이다. 상부롤이 조각될 수 있지만, 상부 및 하부 압축롤 둘다 평활한 것이 바람직하다.
하나의 양태로, 제2 흡수 층(48)은 걸리 강성(Gurley stiffness)(mg) 대 밀도(g/cm3) 비가 약 3700 이하이다. 특정예로, 걸리 강성 대 밀도 비가 약 3200 미만이며, 더욱 구체적으로는 약 3000 미만이다.
걸리 강성은 수많은 연성 지수중 하나이다. 걸리 강성은 흡수 재료의 굴곡가능성(bendability) 또는 가요성을 측정한다. 걸리 강성 수치가 낮으면 낮을수록, 재료의 가요성은 더 커진다. 걸리 강성 수치는 미국 뉴욕주 트로이에 소재하는 걸리 프리시젼 인스트루먼츠(Gurley Precision Instruments)가 제작한 걸리 강성 시험기(Model No. 4171E)를 사용하여 측정한다. 당해 장치는 한쪽 말단에 고정되어 있으며 다른 말단에 집중된 하중이 인가된 특정 치수의 시험 스트립의 제시된 편향을 일으키는 데 필요한 외부적으로 인가된 모멘트를 측정한다. 결과는 "걸리 강성" 수치(mg)로 수득한다.
제2 흡수 층(48)은 연성면에서 강하다. 패드 집결도(integrity)는 흡수 재료 강도의 공지된 척도이다. 특정 양태로 제2 흡수 층(48)은 넓은 밀도 범위에 걸쳐서 강도(높은 패드 집결도)가 증명되었다. 특정 예로 제2 흡수 층(48)은 패드 집결도(N) 대 밀도(g/cm3) 비가 약 25.0을 초과한다. 더욱 구체적인 예로, 당해 비가 약 30.0을 초과하며, 약 35.0을 초과할 수도 있다. 패드 집결도는 인스트론 유니버셜 시험기(Instron Universal Testing Machine)로 수행된 시험이다. 필수적으로, 당해 시험은 1981년 PFI 방법에 기재된 바와 같이, 시험 샘플을 관통시키는 데 필요한 하중을 측정한다. 치수가 50㎜ x 50㎜인 시험 샘플을 적합한 조임 도구를 사용하여 인스트론 위에 고정시킨다. 50㎜/분의 속도로 왔다 갔다하는 20㎜ 직경의 피스톤으로 정지상의 샘플을 관통시킨다. 샘플을 관통시키는 데 필요한 힘(N)을 측정한다.
제2 흡수 층(48)은 광범위한 기본 중량에 걸쳐서 제조할 수 있다. 제2 흡수 층(48)은 기본 중량이 약 100g/m2내지 약 700g/m2일 수 있다. 특정예로, 기본 중량 범위가 약 150g/m2내지 약 350g/m2이다. 바람직하게는, 기본 중량 범위가 약 200g/m2내지 약 300g/m2이며, 더욱 바람직하게는 약 250g/m2이다.
제2 흡수 층(48)은 3개 또는 4개의 층으로 형성될 수 있다. 이들 층은 기저층, 1 또는 2개의 중간층과 상부층을 포함한다. 3층 및 4층 재료의 특정예를 하기에 기재한다. SAP가 당해 층들 중 하나 또는 모든 층에 포함될 수 있다. 각 층중 SAP의 농도(중량%)는 특정 SAP의 특성에 따라서 변화될 수 있다.
제2 흡수 층(48)의 유리한 특징은 기계적 응력이 가해졌을 때 SAP를 보유할 수 있는 능력이다. 10분간의 강력한 진탕이 가해졌을 때 제2 흡수 층(48)은 SAP 함량의 85중량% 이상을 보유한다. 특히, 본 발명의 재료는 이들 기계적 응력하에서 이의 SAP의 90% 이상, 더욱 구체적으로는 95% 이상, 더욱 구체적으로는 99% 이상을 보유한다. 보유된 SAP의 비율(%)은 미국 오하이오주 클리브랜드에 소재하는 더블류. 에스. 타일러 캄파니(W. S. Tyler Co.)가 제작한 로-탭 시브 쉐이커(Ro-Tap Sieve Shaker)로 재료를 진탕시켜 측정한다. 더욱 상세하게는, 샘플을 28메쉬(타일러 시리즈) 체에 놓는다. 추가의 35메쉬 및 150메쉬 체를 처음 체에 부착시켜 점점 미세한 체의 컬럼을 형성시킨다. 체의 컬럼을 양 말단 중 하나에 캡핑시켜 섬유 및/또는 SAP의 손실을 방지한다. 체 컬럼을 진탕기에 넣고 10분간교반시킨다. 샘플로부터 진탕에 의해 손실되는 SAP 과립, 즉 "유리 SAP"의 양은 각각의 체에 함유되어 있는 잔류물을 합하여 SAP로부터 셀룰로오스성 섬유를 분리시켜 측정한다.
다수층으로부터 제조되는 경우라도, 형성된 제2 흡수 층(48)의 최종 두께는 얇다. 두께는 약 0.5㎜ 내지 약 2.5㎜로 변화될 수 있다. 특정예로, 당해 두께가 약 1.0㎜ 내지 약 2.0㎜이고, 더욱 구체적으로는 약 1.25㎜ 내지 약 1.75㎜이다.
생리대(20)에서 사용하기에 매우 적합한 제2 흡수 층(48)의 양태중 하나가 도 6에 제시되어 있다. 위와 같은 제2 흡수 층(48)의 기본 중량은 약 200g/m2내지 약 350g/m2이고 밀도는 약 0.3g/㏄ 내지 0.5g/㏄이다. 특정예로, 밀도는 약 0.3g/㏄ 내지 약 0.45g/㏄, 더욱 구체적으로는 약 0.4g/㏄이다.
도면 6a에 제시되어 있는 제2 흡수 층(48)은 3개의 층, 즉 기본 중량이 약 25g/m2인 펄프 기저층(초흡수체 없음); 기본 중량이 약 150g/m2으로 약 10 내지 30g/m2의 초흡수체와 약 120g/m2내지 약 140g/m2의 펄프를 함유하는 중간층; 및 기본 중량이 약 25g/m2인 펄프 상부층(초흡수체 없음)으로 공기 집적되어 있다. 제2 흡수 층(48)의 전체 기본 중량에 대해, 초흡수체의 수준은 약 5 내지 약 15중량%(재료 g/m2당 초흡수체 g/m2)이다. 특정예로, 초흡수체의 수준은 재료의 약 7.5중량% 내지 약 12.5중량%이다. 더욱 구체적으로는 재료가 초흡수체를 약 10중량% 함유한다. 따라서, 상기 재료의 중간층은 약 15g/m2내지 약 25g/m2의 초흡수체와 약 125g/m2내지 약 135g/m2의 펄프를 함유할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 약 20g/m2의 초흡수체와 약 130g/m2의 펄프를 함유할 수 있다. 펄프와 초흡수체를 함유하는 중간층을 균질한 블렌드로서 또는 기저층 부근에서 초흡수체의 수준이 변화되는 이종성 블렌드로서 적층시킬 수 있다.
도 6b에 나타낸 다른 양태에서, 제2 흡수 층(48)은 4개의 층으로 공기 집적되어 있다. 당해 양태에서는, 위에서 언급된 중간층이 2개의 중간층으로 대체되어 있는데, 제1 중간층은 상부층과 인접하여 있고 제2 중간층은 기저층과 인접하여 있다. 제1 중간층 및 제2 중간층 각각은 독립적으로 약 10 내지 약 30g/m2의 초흡수체와 약 40g/m2내지 약 65g/m2의 펄프를 포함한다. 커버층(42)으로부터 흡수한 체액을 유지시키는 것을 목적으로 하는 경우, 제1 중간층 및 제2 중간층중의 초흡수체 양을 제2 중간층중의 초흡수체의 수준이 더 높도록 조절한다. 제1 중간층 및 제2 중간층중의 초흡수체는 동일하거나 상이한 초흡수체일 수 있다.
하나의 양태로, 제2 흡수 층(48)에서 사용하기 위한 셀룰로오스성 섬유는 목재 펄프이다. 사용하기에 특히 적합하도록 하는 특정한 특징이 목재 펄프에 있다. 대부분의 목재 펄프중 셀룰로오스는 셀룰로오스 I로 공지된 결정 형태를 가지며 이는 셀룰로오스 II로 공지된 형태로 전환될 수 있다. 제2 흡수 층(48)에서, 셀룰로오스의 상당 부분이 셀룰로오스 II인 목재 펄프를 사용할 수 있다. 유사하게, 섬유 컬(curl) 수치가 증가된 펄프가 바람직하다. 최종적으로, 헤미셀룰로오스 수준이 감소된 펄프가 바람직하다. 이들 특성이 최적화되도록 펄프를 처리하는 방법은 당해 분야에 공지되어 있다. 일례로서, 목재 펄프를 액체 암모니아로 처리하면 셀룰로오스가 셀룰로오스 II 구조로 전환되고 섬유 컬 수치가 증가되는 것으로 공지되어 있다. 펄프의 섬유 컬 수치를 증가시키는 방법으로서 플래쉬 건조법이 공지되어 있다. 펄프를 냉 부식제 처리하면 헤미셀룰로오스 함량이 감소되고 섬유 컬이 증가되며 셀룰로오스가 셀룰로오스 II 형태로 전환된다. 따라서, 본 발명의 재료를 생산하는 데 사용되는 셀룰로오스성 섬유가 적어도 일부의 냉 부식제 처리된 펄프를 함유하는 것이 유리할 수 있다.
냉 부식제 추출 공정에 대한 설명은 1995년 1월 18일자로 출원되어 계류중이며 1994년 1월 21일자로 출원되어 이제는 포기된 미국 특허원 제08/184,377호의 일부 연속 출원인, 미국 특허원 제08/370,571호에서 발견할 수 있다. 이들 출원 모두의 기재 내용은 본 명세서에서 참고로 전문 인용된다.
간략하게, 부식체 처리는 전형적으로 약 60℃ 이하, 바람직하게는 50℃ 이하, 더욱 바람직하게는 약 10℃ 내지 40℃의 온도에서 수행한다. 바람직한 알칼리 금속염 용액은 방금 제조된 수산화나트륨 용액 또는 펄프 또는 종이 분쇄 공정중 부산물로서의 용액, 예를 들면, 반알칼리성 백색 액, 산화된 백색 액 등이다. 수산화암모늄 및 수산화칼륨 등과 같은 다른 알칼리 금속염을 사용할 수 있다. 그러나, 단가면에서, 바람직한 염은 수산화나트륨이다. 알칼리 금속염의 농도 범위는 전형적으로 용액의 약 2 내지 약 25중량%, 바람직하게는 약 6 내지 약 18중량%이다. 높은 비율로, 신속하게 흡수시키기 위하여 펄프를 약 10 내지 약 18중량%의 알칼리 금속염 농도로 처리하는 것이 바람직하다.
제1 흡수 층(48)의 구조와 제조방법에 관한 추가의 세부 설명에 대해서는 1999년 2월 2일자로 탄(Tan) 등에게 허여된 미국 특허 제5,866,242호를 참고한다. 상기 문헌의 내용은 본 명세서에서 참고로 인용된다.
본체 - 차단층
흡수 시스템(44) 아래에는 흡수 시스템(44)에 포획된 액체가 생리대 밖으로 새고 착용자의 속옷이 오염되는 것을 방지하기 위하여 액체 불투과성 필름재를 포함하는 차단층(50)이 있다. 차단층(50)은 중합체성 필름으로 구성된 것이 바람직하다.
커버층(42)과 차단층(50)은 고정되어 있는 흡수 시스템(44)를 유지하는 봉투 또는 플랜지를 형성하도록 이들의 말단 영역을 따라 연결되어 있다. 접착제, 열 접착법, 초음파 접착법, 방사선 주파수 봉합법, 기계적 크림핑 및 이들의 혼용법을 사용하여 연결시킬 수 있다. 주변 밀봉선은 참고 번호(52)로 도 1에 제시되어 있다.
날개
날개(38 및 40)는 커버층(42)과 차단층(50)의 통합 연장부로서 제조되는 것이 바람직하다. 이들 통합 연장부는 이들의 말단 밀봉 영역을 따라 접착제, 열 접착법, 초음파 접착법, 방사선 주파수 봉합법, 기계적 크림핑 및 이들의 혼용법에 의해 서로 연결되어 있다. 커버층(42)과 차단층(50)이 서로 접착되어 흡수 시스템(44)을 포함할 때 동시에 연결이 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 달리, 날개는 커버층과 차단층 연장부 사이에 흡수 재료를 포함할 수 있다. 상기와 같은 흡수 재료는 제1 흡수 층(46), 제2 흡수 층(48) 또는 둘 다의 연장부일 수 있다. 날개는 임의적이며 제시된 것과 다른 적합한 형태를 가질 수 있다.
접착제 시스템
도 2와 도 3을 참고하여, 생리대의 안정성을 향상시키기 위하여, 차단층의 속옷 대향면에 위치 접착 재료(58), 전형적으로 속옷과 일시적으로 접착시킬 수 있는 열 용융 접착제 재료를 제공한다. 적합한 재료는 캐나다 온타리오 토론토에 소재하는 에이치. 비. 풀러 캐나다(H. B. Fuller Canada)가 시판하는 HL-1491 XZP로 명명된 조성물이다. 위치 접착제(58)를 차단층(50)의 속옷 대향면에 완전히 접착제로 커버하는 방법, 평행의 세로선, 구조물의 주변을 따른 접착제 라인, 접착제의 횡단선 등을 포함한, 여러가지 패턴으로 인가할 수 있다.
생리대 자체적으로 또는 외부 개체에 원치않게 접착되는 것을 방지하기 위하여 생리대 사용전에 표준 박리지(82)(도 3에만 나타나 있음)를 위치 접착제(58)에 덮는다. 박리지는 통상의 구조물(예: 실리콘 피복된 습식 적층된 크라프트 목재 펄프)이고 적합한 박리지는 미국 뉴 저지주 레오니아에 소재하는 테코토 코포레이션(Tekkoto Corporation)이 상표명 프라서(FRASER) 30#/61629로 시판하고 있다.
제조방법
위에서 기재한 양태의 생리대(20)는 통상의 기술에 따라서 통상의 방법으로 제조한다. 상세하게, 때로 당해 분야에서 웹으로 언급되는 적층 구조물을 생성시킨다. 적층 구조물은 생리대를 생성시킬 광범위한 재료를 포함한다. 즉, 적층 구조물은 상부에서 하부의 순서로 다음 층의 재료를 포함한다: 광범위한 커버층 재료; 광범위한 제1 흡수 층 재료; 광범위한 제2 흡수 층 재료(상기한 바와 같이 제조); 및 최종적으로 광범위한 차단층. 당해 재료중 일부는 적층 구조물내에서 연속적인 것이 필수적인 것은 아니며, 이러한 경우, 이들은 이들이 최종 제품에서 차지하는 관계로, 서로에 대해 정확하게 위치한다. 이어서, 커버층 재료와 차단층 재료를 적절한 위치에서 압력을 인가하여 서로 접착시키고, 접착되기 시작하면 주변에 밀봉부가 생성된다(밀봉은 또한 열 접착법, 초음파 접착법, 방사선 주파수 봉합법, 기계적 크림핑 및 이들의 혼용법으로 수행될 수 있다). 이어서, 밀봉된 구조물을 통상의 방법(즉, 다이 커팅, 유체 제트 커팅 또는 레이져)으로 웹으로부터 절단하여 별개의 제품을 생산한다.
이어서, 위치 접착제 재료를 차단층의 적절한 위치에 인가하고, 박리지를 사용하여 위치 접착제를 덮는다. 달리, 위치 접착제, 또는 위치 접착제와 박리지를 각각의 제품을 웹으로부터 절단하기 전에 웹에 인가할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 생리대(20)의 두께는 건조 상태에서 약 5㎜ 이하이다. 생리대의 두께를 측정하는 데 필요한 장치는 2" 직경의 발과 0.001"의 리드아웃(readout)을 갖는, 아메스(Ames)가 시판하는, 발이 달린 다이알(두께) 게이지이다. 디지탈 타입 장치가 바람직하다.
생리대 샘플을 개별적으로 접어 포장하는 경우, 샘플의 포장을 뜯고 손으로 주의하면서 펼친다. 박리지를 샘플로부터 제거하고 박리지가 샘플과 교차하여 평평하게 놓이도록 하면서, 샘플이 압축되지 않도록 위치 접착선과 교차하여 부드럽게 배면을 재고정시킨다.
게이지의 발을 올리고 샘플을 게이지의 발이 대략 샘플의 중앙에 오도록(또는 해당 샘플의 해당 위치에) 모루상에 놓는다. 발을 내릴 때, 발이 "떨어지는 것"을 피하거나 과도한 힘이 인가되지 않도록 주의한다. 0.07p.s.i.g.의 하중을 샘플에 인가하고 리드아웃은 대략 5초간 안정화되도록 한다. 두께를 판독한다. 위치 접착제를 덮고있는 박리지의 두께를 전체 두께에서 뺀다.
생리대의 두께를 포화 상태에서 측정하는 경우, 동일한 방법에 따른다.
생리대(20)는 탁월한 흡수성과 동시에 사용시, 특히 생리대가 습윤 상태하에서, 측면 강성 수준이 주름질 가능성을 감소시키기에 충분함을 특징으로 한다. 더욱 특히, 생리대(20)는 액체로 포화시 두께가 적어도 약 2배로 증가되는 것으로 증명되었다. 두께 증가는 다음과 같이 측정한다. 먼저 건조 상태에서의 생리대의 두께를 위에서 상세하게 설명된 시험으로 측정한다. 건조 상태에서의 샘플은 액체가 첨가되지 않고 50%의 상대 습도와 21℃의 실내에서 2시간 동안 컨디셔닝시킨다. 건조 두께 수치를 기록한다. 이어서, 생리대를 액체로 포화시킨다. 이는 다음과 같이 수행한다: 25㎖ 눈금 실린더를 사용하여, 1% 염수 15㎖를 난형 개구부를 갖는플라스틱 주형을 통하여 생리대에 가한다. 주형을 제거하고 5분간 기다린 후, 위에서 기재한 시험 방법에 따라 두께를 측정한다. 두께 증가는 습윤 건조 두께의 비로 표시한다.
생리대의 포화 상태 대 건조 상태에서의 측면 강성(1주기 후)의 비는 약 0.9 이상, 바람직하게는 1을 초과한다. 측면 강성은 실제 사용시 생리대에 가해지는 측면 압착력을 시뮬레이팅한 굴곡진 종방향 굴곡 시험(Curved Longitudinal Bending Test)을 사용하여 측정한다.
장비와 수행되는 시험은 다음과 같다:
a) 장비와 재료
⊙ MTSR에 의한 신텍 테스트웍스 포 윈도우즈(SINTECH TESTWORKS FOR WINDOWSR)(인스트론 로드 프레임 있음). 당해 소프트웨어를 적합한 컴퓨터에서 작동한다. 이는 하기 설명되는 바와 같은 측면 압착 시험 유니트(Lateral Compressive Test Unit)를 가동하면서 수득한 측정치에 대한 통계적 분석을 수행하고, 표시하며 기록한다.
⊙ 도 7a 및 도 7b에 표시된 바와 같은 굴곡진 종방향 굴곡 시험 장치.
이는
- 40°의 각도로 2개의 굴곡진(볼록한) 스테인레스 스틸판[상부에서 스틸판 사이의 거리는 73㎜이고 기저부에서는 18㎜이다. 볼록 판의 경우 아크의 반경은68㎜이고 세그먼트 길이가 113㎜이다. 기저 영역은 수직 방향으로 오목하다. 아크의 반경은 108㎜이고 세그먼트 길이가 113㎜이다. 이들 판을 지그(jig)상에 부착한다. 이러한 장치는 여성 해부학의 가랑이와 다리 영역을 나타낸다] 및
- 전체 길이가 280㎜이고 폭이 6㎜이며 156㎜ x 6.35㎜(직경)의 지지축에 연결되어 있는 굴곡진 홀더(클램프 타입)[당해 축은 어댑터에 연결되어 있다. 어댑터는 장력계 셀에 부착되어 있다. 당해 유니트는 명시된 폭으로 샘플을 압축시키는 데 필요한 힘을 측정한다. 당해 시험 공정에서 거리는 18㎜이다]로 구성되어 있다.
b) 샘플 준비
일단 샘플의 두께(습윤 두께 또는 건조 두께)를 측정하고 박리지를 제거한다. 탭(적용가능한 경우)을 접합점에서 접어 생리대 배면 위의 위치 접착제에 부착한다. 소량의 활석 분말을 나머지 노출된 접착제상에 브러슁한다.
c) 방법
제조한 생리대를 도 7b에 나타낸 바와 같이, 축과 대향하고 있는 배면이 있는 굴곡진 클램프의 중앙에 놓고 위치를 고정한다.
이어서, 이동가능한 굴곡진 클램프 유니트를 위아래로 매회 생리대 폭을 18㎜ 줄도록 압축시키면서 5회[50㎝/분의 속도] 회전시킨다. 제1 주기에서 생리대는 총 85㎜를 이동한 다음 정지한다. 제1 판독을 기록한다. 이어서, 75㎜ 표시로 되돌리고, 중단한 다음 다시 85㎜ 표시로 되돌리고 중단한다. 제2 판독을 기록한다. 제3, 제4, 제5 주기를 제2 주기와 동일한 방식으로 수행한다.
두께와 측면 강성 둘 다에 대한 전형적인 평균 수치를 다음 표로부터 알 수 있다:
제품 종류 1999 굴곡진 종방향굴곡g-[건조] 굴곡진 종방향굴곡g-[습윤] 습윤/건조비 두께@ 0.1p.s.i.g.
제1주기 제5주기 제1주기 제5주기 C1/C1 C5/C1 건조[mm] 습윤[mm] 건조/습윤비
항상 가요성 날개를갖는 UT 맥시 244 110 121 68 0.50 0.28 2.49 2.97 1.19
날개를 갖는 코텍스(KotexR)UT 맥시 621 476 368 275 0.59 0.44 3.94 3.99 1.01
나나(NanaR) 비가시적 클립 648 458 200 122 0.31 0.19 2.59 4.30 1.66
날개를 갖는 메트로 UT 맥시 408 212 298 106 0.73 0.26 3.21 5.03 1.57
어드저스트 탭(Adjust TabsR)을 갖는 인코그니토 UT 맥시 506 291 354 219 0.70 0.43 2.79 5.82 2.09
날개를 갖는 스테이프리RUT 맥시 392 304 301 220 0.77 0.56 2.63 4.00 1.52
날개를 갖는 표준 모델 A 187 128 266 119 1.42 0.64 2.41 5.03 2.09
날개를 갖는 표준 모델 B 238 160 258 90 1.08 0.38 1.80 4.55 2.53
날개를 갖는 표준 모델 C 182 118 242 89 1.33 0.49 2.29 5.06 2.21
날개를 갖는 표준 모델 D 244 170 231 78 0.95 0.31 1.60 3.66 2.29
표준 모델 제조에 사용되는 전형적인 화합물의 목록을 다음 표에서 알 수 있다:
표준 모델 제조에 사용되는 전형적인 화합물
제품 커버 타입 이동층 흡수 코어
표준 모델 A 부직포 34gsm[PGI] 90gsm WNN[포트 제임스] 250gsm[40% SAP]{레이오니어}
표준 모델 B 부직포 34gsm[PGI] 65gsm[포트 제임스] 250gsm[40% SAP]{레이오니어}
표준 모델 C 부직포 34gsm[PGI] 90gsm X-353[부크아이] 250gsm[40% SAP]{레이오니어}
표준 모델 D 부직포 34gsm[PGI] 65gsm[포트 제임스] 250gsm[40% SAP]{레이오니어}
위생 및 기타 보건용으로 본 발명의 제품 및 방법을 사용하는 것은 당해 분야의 숙련가에게 현재 또는 앞으로 공지되는 바와 같은 위생 보호, 요실금, 의료 및 흡수체 방법 및 기술에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 본원은 첨부되는 청구의 범위와 이들의 등가물의 범주내에서 제공되는 본 발명의 변화 및 변형을 포괄한다.

Claims (20)

  1. a) 유체 투과성 커버층,
    b) 초흡수성 재료와 셀룰로오스성 섬유를 포함하며 유체 투과성 커버층 밑에 위치하는 흡수 시스템 및
    c) 흡수 시스템 밑에 위치하는 액체 불투과성 차단층으로 이루어지고,
    d) 두께가 약 5㎜ 미만이고,
    e) 액체로 포화되는 경우, 두께가 약 2배 이상 증가하며,
    f) 포화 상태에서 측면 강성을 나타내고,
    g) 건조 상태에서 측면 강성을 나타내며,
    h) 포화 상태에서의 측면 강성 대 건조 상태에서의 측면 강성의 비가 약 0.9 이상임을 특징으로 하는, 속옷의 가랑이 영역에 착용되는 생리대.
  2. 제1항에 있어서, 포화 상태에서의 측면 강성 대 건조 상태에서의 측면 강성의 비가 1을 초과하는 생리대.
  3. 제2항에 있어서, 건조 상태에서의 두께가 약 3㎜ 미만인 생리대.
  4. 제2항에 있어서, 건조 상태에서의 두께가 약 2.8㎜인 생리대.
  5. 제2항에 있어서, 흡수 시스템이 셀룰로오스성 섬유와 초흡수성 재료와의 블렌드를 포함하는 생리대.
  6. 제5항에 있어서, 흡수 시스템이 기저 펄프층, 중간 펄프층과 펄프 사이에 배치되어 있는 초흡수성 중합체 및 적어도 소정의 펄프를 함유하는 상부층으로서 공기 집적(air-laying)되어 있는, 기본 중량이 약 100g/m2내지 약 700g/m2인 흡수 층을 포함하는 생리대.
  7. 제6항에 있어서, 흡수 층의 밀도가 약 0.25g/㏄를 초과하는 생리대.
  8. 제7항에 있어서, 흡수 층이 초흡수성 중합체를 약 5중량% 내지 약 60중량% 포함하는 생리대.
  9. 제8항에 있어서, 흡수 층이 초흡수성 중합체를 약 20중량% 내지 약 55중량% 포함하는 생리대.
  10. 제9항에 있어서, 흡수 층이 초흡수성 중합체를 약 30중량% 내지 약 45중량% 포함하는 생리대.
  11. 제10항에 있어서, 흡수 층이 초흡수성 중합체를 약 40중량% 포함하는 생리대.
  12. 제6항에 있어서, 흡수 층이 제2 흡수 층이며 흡수 시스템이 제2 흡수 층 위에 제1 흡수 층을 추가로 포함하는 생리대.
  13. 제12항에 있어서, 제1 흡수 층이 제2 흡수 층의 펄프 상부층 위에 공기 집적되어 있는 생리대.
  14. 제12항에 있어서, 착용자의 속옷에 생리대를 고정시키기 위한 파스너(fastener)를 포함하는 생리대.
  15. 제12항에 있어서, 제2 흡수 층의 기본 중량 범위가 약 150g/m2내지 약 350g/m2인 생리대.
  16. 제15항에 있어서, 제2 흡수 층의 기본 중량 범위가 약 200g/m2내지 약 300g/m2인 생리대.
  17. 제16항에 있어서, 제2 흡수 층의 기본 중량이 약 250g/m2인 생리대.
  18. 제15항에 있어서, 제2 흡수 층의 밀도 범위가 약 0.3g/㏄ 내지 약 0.5g/㏄인 생리대.
  19. 제18항에 있어서, 제2 흡수 층의 밀도 범위가 약 0.3g/㏄ 내지 약 0.45g/㏄인 생리대.
  20. 제6항에 있어서, 중간층이 기저층과 인접한 제1 중간층과, 상부층과 인접한 제2 중간층을 포함하는 생리대.
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