KR20050002663A - 1회용 흡수성 제품 - Google Patents

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데이브비풀부펜드라
헤이우드덱스터엘.
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맥네일-피피씨, 인코포레이티드
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Abstract

생분해성인 수분산성의 흡수성 제품이 기재되어 있다. 흡수성 제품은 흡수성 코어, 수불용성의 생분해성 필름 및 수분산성 외부 쉘을 포함하고, 수불용성의 생체분성 필름은 흡수성 코어에 적층된다.

Description

1회용 흡수성 제품{Disposable absorbent article}
본 발명은 속옷이나 팬티 스타킹, 수영복 또는 리오타드(leotard: 몸에 밀착되는 의류)와 같은 다른 의복에 사용하기 위한 흡수성 제품에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 흡수성 제품은 표준 변기 시스템에서 처리할 수 있다.
팬티 라이너, 생리대, 음순간 디바이스(interlabial device), 성인용 요실금 장치, 붕대 및 기저귀 등과 같은 1회용 흡수성 제품이 당해 분야에 잘 공지되어 있다. 이들 제품은 통상 유체 투과성 신체 접촉면 및 유체 불투과성 의복 접촉면을 갖는다. 또한, 이러한 제품은 이들 사이에 유체를 보유하기 위한 흡수성 층을 포함할 수 있다.
이러한 제품의 통상의 처리 방법은 일반적으로 제품을 대개 소각하거나 매립지에 처리하기 때문에 불만족스러운 것으로 여겨진다. 대안적인 처리법은 제품을 변기 물과 함께 흘려보낸 다음, 시 또는 개인 하수 또는 정화 시스템에서 이를 분해하는 과정을 포함한다. 이러한 처리법은 일반적으로 편리하고 개별적인 것으로 여겨진다. 이러한 처리법의 경우, 적절한 물질은 제품의 의도하는 용도를 위해 이들의 구조적 완전성을 유지할 뿐만 아니라, 배관 시스템이 막히는 것을 유발하지 않으면서 통상 변기 물과 함께 흘려보내는 경우[이후, 이를 플러싱(flushing)이라고 함]에 작은 구성 소재들로 분산되는 능력을 가져야 한다. 물질은 또한 저장 도중, 특히 욕실 또는 창고와 같은 습한 환경에서 안정하고, 완전성을 유지해야 할 필요가 있다.
흡수성 제품은 통상 액체 투과성 신체 접촉층, 흡수성 코어 및 의복 접촉하는 액체 불투과성 차단재를 포함한다.
미국 특허 제3,683,919호는 상부 시트, 흡수성 코어 및 배면 시트(back sheet)를 갖는 플러싱 가능한 생리대를 기재하고 있다. 플러싱 전에, 상부 시트 및 배면 시트는 따로 찢어져서, 코어로부터 분리된다. 이는 지저분하고, 사용자에게 불편함을 주는 것으로 여겨질 수 있다.
일부 물질들은 원하는 물풀림성(flushability)을 나타낼 수 있지만, 안정성은 결여되어, 종종 사용시 강도 및 형태가 손상된다. 다른 물질들은 안정성을 나타내지만, 통상의 하수 시스템에서 안전하게 플러싱되는 능력은 결여됨을 나타낸다. 예를 들면, 시판중인 수용성 중합체[예: 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리비닐 알콜(PVOH), 아크릴아미드 중합체, 아크릴산계 중합체 및 셀룰로즈 유도체]는 물풀림성에 대해 원하는 특성을 갖지만, 통상 사용 및 저장시 불안정하다. 특히, 이들 중합체는 사용자에 의해 취급되는 경우를 포함하여 습한 환경에서 점성이 될 수 있다. 또한, 1회용의 플러싱 가능한 흡수성 제품은 물 및 교반에 노출되는 경우에 충분히 분해되어, 하수 시스템에서 운반될 수 있어야 한다.
액체에 노출되는 경우에 약화되거나, 생분해성 특정 물질을 사용하여 흡수성 제품의 물풀림성을 개선하기 위한 기타 방법들이 사용되어 왔다[참조예: 미국 특허 제6,359,063호('063), 제6,362,277호('277) 및 제5,026,589호('589)].
특허 제'063호 및 제'277호에는 수분해 가능한 폴리올레핀 함유 필름을 갖는 플러싱 가능한 개인 보호용 제품이 기재되어 있다. 제'063호에서, 필름은 개질된 폴리올레핀과 개질된 폴리(에틸렌 옥사이드)와의 혼합물로 제조된 필름 위로 유리 라디칼 개시제에 의해 단량체를 그래프팅시켜 제조한다. 제'277호에서, 폴리(에틸렌 옥사이드)는 개질되지 않는다. 필름의 성분은 용융 블렌딩시켜 압출시킨다. 필름은 물에 30초 동안 침지시킨 후에, 두가지 이상의 인장 특성의 10% 이상이 손상된다. 이러한 필름은 물에서의 신속하게 분해되지 못하여, 하수 시스템에서 처리하기 위한 제품을 고안하기 어렵게 만든다.
특허 제'589호에는 디옥사논계 중합체로부터 제조된 가요성 시트인, 투수성 상부 시트를 갖는 1회용 흡수성 구조물이 기재되어 있다. 또한, 중합체 상부 시트는 락트산 및/또는 글리콜산 잔기를 함유할 수 있다. 상부 시트에 사용되는 디옥사논 중합체는 천연 생물학적 공정에 의해 분해되도록 고안된다. 수불용성 상부 시트 및 배면 시트가 기재되어 있으며, 이는 제품이 플러싱될 수 있는 것을 방해다.
중합체 시트에 대한 대안은 종이를 포함하는 것이다. 일반적으로, 종이는 셀룰로즈 천연 섬유가 시트 형태로 축적되어 있고, 섬유는 수소 결합에 의해 결합되어 있는 물질이다. 물에 침지되는 경우에, 수소 결합이 파괴되어, 섬유가 섬유 유니트로 용이하게 분산된다. 한 예가 화장지이다.
종이는 습윤 강도가 너무 작아서, 다량의 수분의 존재하에 기능해야만 하는 흡수성 제품에 유용하지 못한 물질 형태이다. 일반적으로, 몇몇 종이는 이들의 건조 상태에서 너무 뻣뻣해져서 대부분의 소비자가 기대하는 편안함을 제공할 수 없다. 이들 문제점을 해결하기 위하여, 종이를 피복시키거나, 추가로 처리하여 물리적 특성을 개선시킬 수 있다. 목재 펄프 및 셀룰로즈 섬유를 포함하는 셀룰로즈성 물질의 이러한 처리법의 예는 미국 특허 제3,844,987호('987), 제4,057,537호('537) 및 제5,015,245호('245)에서 확인할 수 있다.
특허 제'987호에는 생분해성 열가소성 옥시알카노일 중합체 및 천연 생분해성 생성물[예: 대마, 린넨, 목면, 판지, 목재 펄프, 증해되거나 분쇄된 수피, 피트 모스(peat moss), 면실피, 증해된 종이 원료, 분쇄된 목재 및 기타 셀룰로즈성 생성물]로부터 제조되는 컨테이너가 기재되어 있다. 본 기술에서, 용어 "생분해성"은 생물체, 대개 미생물에 의해 야기되는 분해성의 형태에 대해 사용된다. 예시물 컨테이너를 통상 땅에 묻고, 수 개월 동안 분해에 대해 모니터링한다.
특허 제'537호에는 섬유상 매트로 적층될 수 있는 광학 활성 락티드 및 입실론 카프롤락톤으로부터 제조되는 공중합체가 기재되어 있다. 섬유상 매트는 천연및 합성 섬유(예: 목재, 목면, 린넨 및 대마 등으로부터 유도되는 셀룰로즈)로부터 제조된다. 락티드 및 입실론 카프롤락톤의 공중합체는 물에 불용성이지만, 물과 일정한 접촉시 서서히 분해된다.
특허 제'245호에는 종이의 습윤 강도를 개선시키는 다가 양이온성 라텍스 물질로 처리된 배면 시트지가 기재되어 있다. 라텍스 물질은 수불용성이고, 생성된 제품이 좋치못하게 뻣뻣한 정도로 건조 강도를 개선시키지 못한다.
수용성 종이의 분산성 및 용해도는 필수적으로 통상의 종이의 분산성 및 용해도가 상이하다. 성분[예: 카복시메틸셀룰로즈("CMC")]을 셀룰로즈 섬유에 부가하는 경우에, 종이는 수용성이 된다. 생성된 종이는 물에 부분 용해된 팽윤체가 되는 수용성 중합체를 갖는다. 수용성 종이를 제조하기 위하여 사용될 수 있는 기타 중합체는 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리비닐 알콜(PVOH), 아크릴아미드 중합체, 아크릴산계 중합체 및 셀룰로즈 유도체(예: 하이드록시프로필셀룰로즈) 등을 포함한다.
1회용 흡수성 제품의 예가 EP 제1166803호에 기재되어 있다. 본 발명은 수분산성 섬유 및 수불용성 CMC를 함유하는 섬유상 시트로부터 형성된 배면 시트를 갖는 수분해 가능한 흡수성 제품을 제공하려는 것으로, 이때 CMC는 에테르화도가 0.3 내지 0.6이고, 카복실산의 95% 이상의 수소가 금속으로 치환되도록 개질된다. CMC는 건조 상태에서 섬유상 시트에서 결합제로서 작용한다.
이시카와(Ishikawa) 등의 문헌[참조: "Functional Paper in Specialty Paper"(Shikisai, Vol. 64, pp. 696-701 1991)]에는 CMC가 종이와 혼합되어 물에서의 분산 특성을 증가시켜, 5 내지 20초의 단시간내에 물에 신속히 분산되어 용해될 수 있도록 하는 수용성 종이가 기재되어 있다.
유체에 노출되는 경우에 이의 구조적 일체성을 유지하지만, 플러싱 가능한 관점에서 폐기 처리 가능한 흡수성 제품이 필요하다. 흡수성 제품은 물에 노출시 용해되어, 생체분해될 수 있다. 또한, 흡수성 제품은 용이하게 구입할 수 있고 비용 효율적인 물질로부터 제조되어야 한다.
수불용성의 생분해성 커버, 연화 흡수성 코어, 수불용성의 생분해성 필름 및 수용성 외부 쉘을 포함하고, 이때 수불용성의 생분해성 필름이 흡수성 코어에 적층되는 생분해성 수분산성 흡수성 제품에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 양태의 부분 절단 투시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 양태의 선 A-A를 따라 취한 정면도를 나타낸다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "분산 가능한(dispersible)"은 제품 또는 부재가 물 속에 놓이거나 물에 노출된 후에, 가시적인 변화를 나타냄을 의미한다. 이는 표준 변기에 넣거나, 표준 변기 아래로 플러싱함을 포함한다. 가시적인 변화란 제품 또는 구성 소재(예: 구멍, 틈, 단편)의 구조적 일체성이 해체되고; 보다 작은 부분으로 분해되거나 용해되거나 이러한 현상들이 복합적으로 발생하는 것을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "생분해성"은 생물체(예: 미생물)의 작용에 의해 특히 무해한 생성물로 분해될 수 있는 물질을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "수불용성"은 물에 분산되거나 분해되지 않는 물질에 관한 것이다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "플러싱 가능한(flushable)"은 뇨 또는 다른 신체 배출물을 수용한 후에, 공공 또는 개인 하수 시스템을 통해 이를 운반하기 위하여 제조된 변기, 소변기 또는 기타 플러싱 장치에서 분해될 수 있음을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "교반"은 불규칙하거나, 급속하거나 격렬한 동작에 의해 이동하는 것을 의미한다. 특히, 교반은 통상의 변기 또는 소변기의 플러싱 도중 물의 작용을 나타낸다. 통상, 교반은 흡수성 제품 또는 부재들을 보다 작은 부분으로 분해하기에 충분한 (물 움직임의) 에너지를 갖는다. 이러한 보다 작은 부분은 용이하게 플러싱되고, 통상의 물/하수 시스템에서 처리하기에 적합하다. 모든 변기가 다 동등한 교반을 갖는 것이 아니며, 몇몇 보다 새로운 변기는 중력을 사용하여 플러싱한다. 교반은 또한 플라스크의 물을 교반할 때 형성되는 소용돌이 힘을 포함할 수 있다.
본 발명에 유용한 흡수성 제품은 체액, 분비물 및 배출물을 흡수하는 흡수성 제품을 포함한다. 이러한 흡수성 제품은 생리대, 기저귀, 요실금 장치, 가슴용 패드, 겨드랑이 밑 땀받이, 구두 라이너, 외과용 드레싱, 접착 붕대 및 탐폰 등을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "팬티 라이너"는 월경액 또는 질 분비물을 흡수하는데 통상 사용되는 모든 제품을 포함하고자 하는 것으로서, 이는 생리대, 팬티 쉴드(panty shield), 팬티 라이너 또는 유사한 비슷한 이름으로 언급되던지 간에 탐폰은 아니다.
본 발명에 있어서, 흡수성 제품은 물에서 따로 분해된다. 예에서 알 수 있는 바와 같이, 흡수성 제품은 플라스크에서 물의 소용돌이에 의해 교반될 수 있다. 또한, 교반은 변기의 플러싱 작용에 의해 유발될 수 있다. 흡수성 제품은 수용성의 흡수성 코어 및 수불용성의 생분해성 필름으로부터 제조된 라미네이트인 흡수성 구조물을 포함한다. 하나의 양태에 있어서, 흡수성 구조물은 수용성 외부 쉘에 부착될 수 있다. 또다른 양태에 있어서, 수불용성의 생분해성 커버는 흡수성 구조물을 싸는 수용성 외부 쉘에 부착된다.
흡수성 제품이 물에 노출되는 경우에, 흡수성 구조물 및 수용성 쉘은 모두 물에서 따로 분해된다. 이로 인해 제품은 두 개의 잔류하는 완전한 성분으로 분리될 수 있다: 이는 수불용성의 생분해성 커버 및 수불용성의 생분해성 필름이다. 이 후, 이들 성분은 폐기물 스트림에서 추가로 생체분해된다.
도 1 및 2에서 알 수 있는 바와 같이, 흡수성 제품(10)은 커버(20), 흡수성 코어(30), 필름(40) 및 외부 쉘(50)을 갖는 팬티 라이너이다. 1회용 제품(10)이 "땅콩" 형태를 갖거나, 오목한 세로면을 갖는 것과 같이 도 1에 제시되어 있지만, 1회용 제품(10)은 직사각형, 삼각형 등과 같은 특정 형태를 가질 수 있다. 마찬가지로, 도 1에 도시한 양태에서, 흡수성 코어(30) 및 필름(40)은 각각 직사각형 형태를 갖지만, 다른 형태를 가질 수 있다.
커버
흡수성 제품은 수불용성의 생분해성 커버(20)를 포함할 수 있다. 커버는 통상 신체 접촉면을 형성하고, 흡수성 구조물 및 외부 쉘 위에 놓인다.
당해 분야의 숙련가에 의해 공지된 바와 같이, 커버는, 피부에 쾌적함을 주고, 유체가 이를 보유하는 흡수성 코어로 침투할 수 있게 하는 수불용성의 생분해성 유체 투과성 물질로부터 형성될 수 있다. 커버는 사용시 피부와 접촉하는 표면이 비교적 뽀송뽀송하게 되도록 하기 위하여 유체를 거의 보유하지 않아야 한다. 다양한 커버 물질이 당해 분야에 공지되어 있고, 이들중 어떠한 것도 사용될 수 있다.
커버의 제조시 사용될 수 있는 물질에는 폴리카프롤락톤(PCL), 폴리락트산(PLA), 풀루란 및 폴리비닐 알콜(PVOH)이 포함된다. 폴리에스테르와, 천연 및 합성 중합체(예: 수불용성 다당류)가 또한 포함된다. 또한, 압출 필름이 사용되는 경우에, 커버는 천공될 수 있다. 또한, 이러한 필름은 계면활성제로 처리하여 친수성을 증가시킬 수 있다.
일반적으로, 커버는 흡수성 제품의 신체 접촉면을 형성하기에 충분한 너비를 갖는 물질로 이루어진 단일 시트 또는 단일 층이다. 커버는 흡수성 코어보다 더 길고, 너비가 더 클 수 있다.
밀도가 약 9 내지 약 20gsm인 커버가 본 발명에 유용한 것으로 밝혀졌다. 밀도가 약 9 내지 약 16.5gsm인 커버가 보다 유용하다. 이들 밀도 범위에는 상기범위내에 속하는 어떠한 밀도도 포함된다. 또한, 커버를 형성하기 위하여 사용되는 물질은 친수성이어야 하고, 이는 표면 처리, 표면 분무 또는 계면활성제의 혼합물로의 혼입과 같은, 당해 분야의 숙련가에게 공지된 어떠한 방법에 의해서도 가능할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
커버 물질은 방사결합, 스펀레이스, 수중 뒤얽힘(hydroentangled), 화학적 및 열결합된 물질을 포함하지만, 이로써 제한되지 않는 수불용성의 생분해성 부직 물질일 수 있다.
흡수성 제품이 커버를 포함하는 경우에, 이는 통상 전체 흡수성 구조물에 포개진다. 커버의 외부 표면은 흡수성 제품의 신체 접촉면을 형성한다. 커버는 필름과 같은 유사한 물질로부터 제조될 수 있다.
또한, 흡수성 제품은 유체 획득층(또는 전달층)을 포함할 수 있다.
흡수성 코어
흡수성 코어(30)는 유체 또는 침출물을 흡수하는데 통상 사용되는 물질일 수 있다. 물질은 3차원 구조를 갖거나, 갖지 않거나, 실질적으로 편평할 수 있다.
연화는 흡수성 코어를 제조하는데 사용되는 물질이 바늘에 의해 천공되는 공정이다. 이러한 공정은 물질의 가요성을 도와주고, 물질의 표면적을 증가시키며, 물질을 보다 부피감있게 만든다.
본 발명의 흡수성 제품의 흡수성 코어는 흡수능이 비교적 큰 부직포의 비교적 느슨한 웹으로부터 절단된 솜털이 많은 속솜(batt)일 수 있다. 흡수성 코어가특정 형태 또는 실루엣을 가질 수 있지만, 이는 대개 비대칭적인 형태를 갖는다. 흡수성 코어는 또한 통합 치밀화 층을 갖는 섬유상 속솜일 수 있다. 치밀화 층은 상기 언급한 배트의 나머지보다 비교적 더 큰 습윤성 및 액체 보유성을 가지며, 대개 배트의 한 표면을 약간 습윤화시킨 다음, 습윤화 표면을 압착시킴으로써 형성된다. 흡수성 코어는 또한 다층으로부터 형성될 수 있고, 각각은 최상층(신체에 가장 근접함)이 외부층(의복에 가장 근접함)보다 덜 치밀하도록 상이한 밀도를 갖는다. 또한, 흡수성 코어는 커버와 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 흡수성 코어는 목재 펄프, 재생 셀룰로즈 섬유 및 목면 섬유 및 레이욘 섬유 등; 초흡수성 섬유 또는 입자; 다른 천연 흡수성 물질(예: 물이끼 또는 피트 모스) 및 기타 합성 흡수성 물질(예: 발포체 등)을 포함하는, 셀룰로즈 섬유와 같은 흡수성 섬유를 포함하지만, 이로써 제한되지 않는 공지된 흡수성 물질을 함유할 수 있다. 흡수성 코어는 또한 하나 이상의 다음과 같은 물질을 포함할 수 있다: 열가소성 결합제 섬유, 라텍스 결합제, 향료 또는 냄새 조절 화합물. 코어는 임의로 특정 기질, 예를 들면, 티슈, 직물, 부직물, 편직물, 레이스 또는 발포체일 수 있다.
또한, 흡수성 물질은 오프라인 형성된, 균질하게 혼합된 에어-레이드 층, 습윤 레이드, 로울 양호한 라미네이트(roll good laminate) 또는 기타 오프라인 형성된 흡수성 복합체일 수 있다.
하나의 양태에 있어서, 흡수성 코어는 펄프 층으로부터 제조되는 흡수성 물질로 제조된다. 또다른 양태에 있어서, 초흡수성 중합체(SAP)는 펄프와 혼합되어흡수성 복합체를 형성한다. 이 복합체는 압축되어 치밀한 박층을 형성할 수 있다. 이러한 물질의 한 예는 NovathinR(제조원: Rayonier, Jesup, GA)이다.
SAP는 여러번, 0.5psi의 압력하에 침출물 중 이들의 중량을 10회 이상, 보다 바람직하게는 15회, 보다 더 바람직하게는 15회 이상 흡수할 수 있는 입자이다. 본 발명에 있어서, 초흡수성 입자는 실제로 미립자인 것으로 제한되지 않음을 주지해야 한다. 이러한 표현은 이들의 형태가 무엇이든지 간에, 초흡수성 섬유 및 다른 초흡수성 물질을 포함하고자 한다. 이들 초흡수성 입자들은 일반적으로 세 그룹으로 나뉘는데, 즉 전분 그래프트 공중합체, 가교결합된 카복시메틸셀룰로즈 유도체 및 개질된 친수성 폴리아크릴레이트이다. 이러한 흡수성 중합체의 예로는 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 공중합체 그래프트 공중합체, 중화 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 비누화 아크릴산 에스테르-비닐 아세테이트 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 공중합체 또는 아크릴아미드 공중합체, 개질된 가교결합된 폴리비닐 알콜, 중화 자체 가교결합된 폴리아크릴산, 가교결합된 폴리아크릴레이트 염, 카복시화 셀룰로즈 및 중화 가교결합된 이소부틸렌-말레산 무수물 공중합체가 있다. 본 발명의 하나의 양태에 있어서, 초흡수성 입자는 가교결합된 폴리아크릴레이트 염이다.
초흡수성 입자는 중량 기준당 약 60 중량% 이하의 양으로 흡수성 코어로 혼입된다. 바람직하게는, 이들은 중량 기준당 약 40 내지 약 0.5 중량%의 양으로 혼입된다. 범위내에 속하는 모든 특정량은 본 기술에서 명백하게 포함된다. 본 발명에서, "중량 기준당 중량"으로 12%의 초흡수성 물질은 흡수성 코어를 포함하는 모든 성분 1g당 초흡수성 입자 0.12g을 의미한다.
본 발명의 흡수성 코어는 통상의 기술에 따라, 예를 들면, 목재 펄프 섬유와 초흡수성 물질과의 혼합물을 에어-레잉시켜 제조할 수 있다. 이러한 통상의 모든 기술은 본 발명의 범위내에 속한다. 하나의 양태에 있어서, 흡수성 층은 본 명세서에 참조로 인용된, 탄(Tan)의 미국 특허 제5,866,242호에 기재되어 있는 바와 같다.
SAP 대 목재 펄프의 비는 광범위하게 변할 수 있다. 경우에 따라, 건조 레이드 형 물질의 한 층 또는 다층이 흡수성 코어를 형성하기 위한 흡수성 물질로서 사용될 수 있다. 흡수성 물질은 당해 분야에 사용되는 형태의 초흡수성 중합체(SAP) 및 원하는 밀도를 갖는 목재 펄프 섬유로부터 제조될 수 있다.
흡수성 코어는 또한 냄새 조절 물질, 약제(예: 캅셀화 약제) 투여 또는 전달용 습윤성 지시제 물질 및 피부 수분 유지용 물질(예: 캅셀화 보습제)과 같은 부가의 물질을 포함할 수 있다.
흡수성 코어는 압착시키거나, 압착시키지 않거나, 엠보스 처리하거나, 엠보스 처리하지 않거나, 캘린더링할 수 있다. 엠보싱은 통상의 방법으로 수행할 수 있고, 의복 접촉면 위에 하나 이상의 보스(boss) 및 하나 이상의 밸리(valley)를 배치시킬 수 있다. 흡수성 코어는 3차원 기질을 형성할 수 있다.
필름
흡수성 구조물은 흡수성 코어(30) 및 필름(40)으로부터 형성되고, 이는 유닛형 구조물을 형성하기 위하여 함께 적층된다. 필름은 커버에 사용되는 것과 같은 수불용성의 생분해성 중합체이거나, 또는 필름은 PCL, PLA 및 PVOH 등의 물질로부터 제조될 수 있다. 수불용성의 생분해성 물질의 다른 예로는 폴리(부틸렌 석시네이트), 폴리(부틸렌 석시네이트-코-아디페이트), 폴리(부틸렌 석시네이트-코-카보네이트), 폴리(부틸렌 석시네이트-코-테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 석시네이트-코-아디페이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 폴리(테트라메틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), PCL, PLA, 세균성 폴리에스테르[예: 폴리(하이드록시알카노에이트)] 및 PVOH를 포함하는, 폴리오르토 에스테르, 폴리무수물, 티로신계 중합체, 폴리포스포에스테르, 폴리에테르아미드, 폴리에스테르가 포함되지만, 이로써 제한되지 않는다. 전분 및 이들의 블렌드, 셀룰로즈 및 이들의 유도체와, 생합성 다당류를 포함하는 다당류와 같은 천연 중합체가 또한 사용될 수 있다.
필름은 당해 분야의 숙련가에게 공지된 방법에 의해 흡수성 코어에 부착시킬 수 있다. 이러한 부착법은 기계적 방법(예: 가열, 엠보싱, 크림핑, 후크 등) 및 화학적 방법(예: 라텍스, 용매 등을 포함하는 접착제)을 포함한다.
하나의 양태에 있어서, 흡수성 구조물은 Rayonier, Jesup, GA로부터 ValucoreR로 시판중인, 습윤 레이드 펄프로 제조되는 흡수성 코어로 제조될 수 있고, 이는 고온 용융 접착제를 사용하여 PCL 필름의 1mil 층에 적층시킨다. PCL 필름은 PCL 수지(제조원: Union Carbide, Midland, MI)로부터 제조한다. 필름은 6rpm으로 약 350 내지 약 420℉의 온도에서 용융 압출시킨다.
누출을 방지하기 위하여 흡수성 코어의 측면을 넘어 연장된 필름을 갖는 것이 유용하다. 한 중요한 측면은 외부 쉘과 커버 사이에 흡수성 제품의 측면이 밀봉되는 부분에 필름을 포함함을 피하는 것이다.
외부 쉘
외부 쉘(50)은 수분산성이고, 수용성의 불투과성 물질로부터 제조될 수 있다. 라미네이트, 복합체 또는 블렌드로부터 형성될 수 있다. 이는 또한 수용성 및 수불용성 물질의 블렌드 또는 수용성 및 수불용성 물질로 이루어진 복합체일 수 있다. 블렌드 또는 복합체에 수용성 성분을 포함함으로써, 수불용성 성분은 물 및 교반에 노출시 따로 분해된다.
하나의 양태에 있어서, 수불용성의 생분해성 물질의 층은 수용성 물질과 적층되거나, 이로 피복된다. 예를 들면, 외부 쉘은 라미네이트 구조물을 형성하기 위하여 수용성 PVOH 수지를 한면 위의 종이(셀룰로즈 섬유)에 피복시켜 형성할 수 있다. 종이 자체는 수용성이 아니지만, 생체분해될 수 있다. PVOH는 물에 노출시 가용성이다.
또다른 양태에 있어서, 수불용성 물질은 결합제로서 작용하는 수용성 물질과 블렌딩된다. 예를 들면, 폴리에스테르 물질은 수용성 물질(예: PVOH)과 블렌딩될 수 있다. 이러한 양태의 한 예는 필름으로 약 10rpm에서 약 350 내지 약 420℉(약177 내지 약 216 ℃)에서 용융 압출되는 약 25:약 75, 약 50:약 50 및 약 75:약 25 중량/중량 블렌드를 포함하는 PCL와 PVOH와의 블렌드이다.
수불용성의 생분해성 물질의 다른 예로는 폴리(부틸렌 석시네이트), 폴리(부틸렌 석시네이트-코-아디페이트), 폴리(부틸렌 석시네이트-코-카보네이트), 폴리(부틸렌 석시네이트-코-테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 석시네이트-코-아디페이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 폴리(테트라메틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), PCL, PLA, 세균성 폴리에스테르[예: 폴리(하이드록시알카노에이트)] 및 PVOH를 포함하는, 폴리오르토 에스테르, 폴리무수물, 티로신계 중합체, 폴리포스포에스테르, 폴리에테르아미드, 폴리에스테르가 포함되지만, 이로써 제한되지 않는다. 전분 및 이들의 블렌드, 셀룰로즈 및 이들의 유도체와, 생합성 다당류를 포함하는 다당류와 같은 천연 중합체가 또한 사용될 수 있다.
상이한 형태의 수분산성 종이가 또한 사용될 수 있다. 하나의 양태에 있어서, 외부 쉘은 2층을 가질 수 있다: 수용성 종이층 및 PVOH 층. 또다른 양태에 있어서, 외부 쉘은 3층을 가질 수 있다: PVOH에 의해 양면이 피복된 수용성 종이층. 또한, 종이 펄프는 수용성 물질과 혼합될 수 있다. 예를 들면, 수용성 종이 성분들은 수용성 종이층을 형성하기 전에, PVOH와 혼합될 수 있다. PVOH는 결합제로서 작용하며, 종이층의 강도 및 완전성을 증가시키는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 미시마 페이퍼 캄파니, 리미티드(Mishima Paper Co., LTD)사는 물에 약 10 내지 약 180초 이내에 용해될 수 있는 셀룰로즈 및 CMS로부터 제조되는 수용성 종이를 제조한다. 특히, 형태 A3015 및 B3015는 PVOH와 압출 적층되었고, 흡수성 구조물로 가열 밀봉시킬 수 있다. 다른 형태의 종이는 시공용 접착제를 사용하여 흡수제에 부착시키거나, 다른 방법에 의해 부착시킬 수 있다. 또다른 양태에 있어서, A3015 종이(Mishima Paper Co., LTD)는 흡수성 구조물에 적층된다.
어떠한 시공용 접착제도 단일 흡수성 제품으로 층을 접착시키는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 양태에 있어서, 신체 접촉층은 접착제 HL 1491[제조원: H.B. Fuller and Company(St. Paul, MN)]을 사용하여 외부 쉘에 부착시킨다. 접착제는 당해 분야의 숙련가에게 공지된 방법에 의해 적용시킬 수 있다.
또한, 흡수성 코어는 별도의 패턴으로 유체 투과성 또는 불투과성 물질에 의해 피복될 수 있다. 이러한 피복 형태의 예는 본 명세서에 참조로 인용되고, 통상 소유된, 본 출원과 동시에 출원된 공계류중인 출원(제목: ABSORBENT ARTICLE INCLUDING IN SITU COVER, USSN 10/ )에서 확인할 수 있다.
의복에 대한 청구된 본 발명의 흡수성 제품의 확고한 부착은 흡수성 제품 및 의복이 동일하게 하나라는 사용자의 느낌을 유지하는데, 즉 흡수성 제품이 속옷과 함께 움직일 수 있도록 하는데 기여한다.
본 발명의 흡수성 제품은 의복 접촉면을 의복의 가랑이 내부 표면에 대해 위치시킴으로써 가랑이에 적용시킬 수 있다. 흡수성 제품을 부착시키는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 화학적 방법(예: 위치 지정 접착제) 및 기계적 부착 방법[예: 클립, 레이스, 타이 및 인터록킹 장치, 예를 들면, 스냅, 버튼, VELCRO(Velcro USA, Inc., Manchester, NH) 및 지퍼 등]이 숙련가에게 유용한 다양한 선택적 예이다.
위치 지정 접착제는 스트립형, 소용돌이형 또는 웨이브형 등으로 도포되는 감압성 접착제를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "감압성 접착제"는 박리 가능한 접착제 또는 박리 가능한 결합력이 강한 수단을 의미한다. 적절한 접착제 조성물에는, 예를 들면, 수계 감압성 접착제(예: 아크릴레이트 접착제)가 포함된다. 또한, 접착제 조성물은 다음을 기본으로 하는 접착제가 포함될 수 있다: 천연 또는 합성 폴리이소프렌, 스티렌-부타디엔 또는 폴리아크릴레이트, 비닐 아세테이트 공중합체 또는 이들의 혼합물의 에멀젼 또는 용매 함유 접착제; 적절한 블록 공중합체를 기본으로 하는 고온 용융 접착제 - 본 발명에 사용하기에 적합한 블록 공중합체에는 화학식 (A-B)x의 선형 또는 래디알 공중합체 구조물[여기서, 블록 A는 폴리비닐아렌 블록이고, 블록 B는 폴리(모노알케닐) 블록이며, x는 중합체성 암(arm)의 수를 나타내고, 1이상의 정수이다]이 포함된다. 적절한 블록 A 폴리비닐아렌에는 폴리스티렌, 폴리알파-메틸스티렌, 폴리비닐톨루엔 및 이들의 혼합물이 포함되지만, 이로써 제한되지 않는다. 적절한 블록 B 폴리(모노알케닐) 블록에는 콘쥬게이트된 디엔 탄성 중합체(예: 폴리부타디엔 또는 폴리이소프렌) 또는 수소화 탄성 중합체(예: 에틸렌 부틸렌 또는 에틸렌 프로필렌 또는 폴리이소부틸렌)나, 이들의 혼합물이 포함되지만, 이로써 제한되지 않는다. 이러한 형태의 블록 공중합체의 시판중인 예로는 KratonR탄성 중합체(제조원: Kraton Polymer Co), VectorR탄성 중합체(제조원: Dexco), SolpreneR탄성 중합체(제조원: EnichemElastomers), StereonR탄성 중합체(제조원: Firestone Tire & Rubber Co), 올레핀 중합체 및 공중합체를 기본으로 하는 고온 용융 접착제가 포함되며, 이때 올레핀 중합체는 에틸렌 및 공단량체(예: 비닐 아세테이트, 아크릴산, 메타크릴산, 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트 비닐 실란 또는 말레산 무수물)로 이루어진 삼원 공중합체이다. 이러한 중합체 형태의 시판중인 예로는 AtevaR(AT plastics사의 중합체), NucrelR(DuPont사의 중합체) 및 EscorR(Exxon Chemical사의 중합체)가 포함된다.
접착제가 사용되는 경우에, 흡수성 제품을 사용 부위에 부착하기 전까지 흡수성 제품상의 접착제를 보호하기 위하여 박리 스트립을 적용시킬 수 있다. 박리 스트립은, 사용 전에 제 위치를 유지하기 위하여 충분한 점착성으로 접착제에 부착되지만 흡수성 제품이 사용되는 경우에는 용이하게 제거될 수 있는 적절한 시트 형 물질로부터 형성될 수 있다. 임의로, 박리 스트립의 접착제로부터의 제거 용이성을 개선시키기 위해 피복물을 박리 스트립에 도포할 수 있다. 이러한 결과를 성취할 수 있는 피복물(예: 실리콘)이 사용될 수 있다.
전달층
본 발명의 흡수성 제품은 전달층을 포함할 수 있다. 전달층은 유체를 흡수한 다음, 저장을 위해 인접한 흡수성 코어 또는 층에 이를 분배하여 방출하는 공지된 물질로부터 제조될 수 있다. 바람직한 전달층은 비교적 개방된 구조물로, 전달층 속에서 유체가 이동할 수 있도록 한다. 이러한 전달층에 적절한 물질에는 섬유상 웹 및 수분산성 탄성 발포체 등을 포함하는 수분산성 물질이 포함된다.
전달층은 유체를 수용하여, 이의 주요부를 통해 유체를 통과시켜 인접한 흡수성 코어에 의해 흡수되도록 할 수 있다. 따라서, 소수성으로 이루어진 비흡수성 섬유로부터 제조되는 전달층은 다량의 유체를 섬유간 빈 공간으로 수용할 수 있으면서, 섬유 자체는 상당량의 유체를 흡수하지 않는다. 마찬가지로, 비흡수성 물질로부터 제조된 연속 기포 발포체 구조물도 또한 발포체의 셀 내로 유체를 흡수할 수 있다. 그러나, 셀 벽은 유체를 흡수하지 못한다. 전달층내에 축적된 공간, 즉 섬유상 전달층의 섬유간 빈 공간 또는 발포체 전달층의 연속 기포는 유체를 보유하는 용기처럼 작용한다.
대체로 흡수성인 섬유로 이루어진 웹으로부터 제조되는 전달층은 유체가 구조물로 도입될 때 유체를 흡수하지만, 비흡수성 물질을 함유하는 웹 만큼이나 효율적으로 구조물의 나머지 부분 전체에는 유체를 분배하지 않는다. 바람직한 전달층 섬유상 웹은, 공극 용적을 제공하고 구조물을 통해 유체가 자유롭게 이동할 수 있도록 하기 위한 비흡수성 물질을 포함한다.
본 발명은 특정 형태의 흡수성 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 끈 형태의 속옷에 사용하기 위한 팬티 라이너는 본 발명을 사용하여 제조할 수 있다. 또한, 흡수성 제품은 엷게 색을 내거나, 예를 들면, 흑색, 적색, 청색 및 특정 색상이나, 이들의 조합으로 착색하여 사용자의 속옷과 구별을 줄 수 있다.
흡수성 제품은 비포장된 흡수성 제품으로서 종이상자, 박스 또는 가방에 패키징될 수 있다. 소비자는 필요한 경우, 즉시 사용가능한 제품으로서 꺼낼 수 있다. 흡수성 제품은 또한 개별적으로 포장될 수 있다(각각의 흡수성 제품을 각각의 겉 포장재로 포장한다).
또한, 본 명세서에 시도된, 평행한 세로방향 가장자리, 개뼈 형태 또는 땅콩 형태 등을 갖는 비대칭 및 대칭적 흡수성 제품이 포함된다.
본 발명의 흡수성 제품은 통상의 속옷에 사용되거나, 끈 형태 의복에 부합되도록 제조할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "끈(thong)"에는 끈 속옷, 끈 형태 수영복 바툼, G-링, 리오 컷 속옷(Rio cut underwear), 리오 컷 수영복 바툼, 브라질리안 컷 속옷(Brazilian cut underwear), 브라질리안 컷 수영복 바툼 및 좁은 스트립의 직물을 갖는 궁둥이가 노출되는 다른 의복이나, 웨이스트 밴드, 웨이스트 끈(waist cord), 벨트 또는 의복 자체에 의해 지지되는 허벅지 사이를 통과하는 끈이 포함되지만, 이로써 제한되지 않는다.
상기 기술한 명세서로부터, 당해 분야의 숙련가는 본 발명의 필수적인 특성을 확인할 수 있고, 이의 취지 및 범주를 벗어남이 없이, 다양한 변화 및 변형을 수행할 수 있다. 기술에 의해 제시된 양태들은 본 발명의 실행시 가능한 변환을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
흡수성 제품은 다음 물질로부터 제조된다:
커버: 스펀본드 PLA(제조원: Shinwa) 16.5g;
흡수성 코어: 7% SAP 175g, 다이아몬드 엠보싱 처리된 NovathinR(Rayonier);
필름: 0.8mil ECOR-PLA(제조원: Dow-Cargill, LLC) 및
외부 쉘: A3015 수분산성 종이 라미네이트(제조원: Mishima Paper Co.).
흡수성 코어는 시공용 접착제(1491, Fuller)의 부가에 의해 필름에 적층시킨다. 이러한 흡수성 구조물은 외부 쉘에 배치시켜 시공용 접착제에 의해 부착시킨다. 커버를 상부에 놓고, 전체 구조물은 다양한 온도에서 소정의 시간 동안 외부 둘레를 가열 밀봉하여 유닛형 구조물로 밀봉시킨다.
실시예 2
본 발명의 샘플을 실시예 1의 물질을 사용하여 제조한다. 커버는 다양한 온도에서 흡수성 구조물/외부 쉘에 밀봉시킨다:
본 발명의 샘플 1: 80psi하에 4초 동안 220℉;
본 발명의 샘플 2: 80psi하에 4초 동안 230℉;
본 발명의 샘플 3: 80psi하에 4초 동안 240℉;
본 발명의 샘플 4: 80psi하에 4초 동안 250℉;
본 발명의 샘플 5: 80psi하에 4초 동안 260℉ 및
본 발명의 샘플 6: 80psi하에 4초 동안 270℉.
실시예 3
본 발명의 샘플을 실온에서 1600㎖의 물을 함유하는 플라스크 내로 침지시킨다. 플라스크를 속도가 200rpm으로 나타날 때 까지 회전 교반기 플랫폼(orbital shaker platform)에 고정시킨다. 소용돌이가 플라스크에 형성될 수 있도록 한다. 본 샘플을 소용돌이 중심에 놓는다. 본 샘플이 유닛형 구조물로부터 수불용성 커버 및 필름으로 분해되는데 소요되는 시간의 양을 기록한다. 각 샘플은 3회 측정한다.
샘플 번호 분산 시간(초)
1 6.4
2 9.4
3 10.0
4 6.3
5 7.3
6 7.9
본 발명의 샘플들은 수분산성 시간이 모두 10초 이하이다.
본 발명의 1회용 흡수성 제품은 소각하거나 매립지에 처리하는 것과 같은 통상의 처리방법이 아닌 변기 물과 함께 내려보낸 다음, 하수 또는 정화 시스템에서 이를 생분해시켜 폐기처리할 수 있다.

Claims (17)

  1. 흡수성 코어, 수불용성의 생분해성 필름 및 수분산성의 외부 쉘을 포함하고, 수불용성의 생분해성 필름은 흡수성 코어에 적층되는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  2. 제1항에 있어서, 수불용성의 생분해성 커버를 추가로 포함하는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  3. 제1항에 있어서, 적층된 필름이 흡수성 코어의 가장자리를 넘어서 연장되는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  4. 제1항에 있어서, 수분산성 외부 쉘이 종이로부터 제조되는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  5. 제3항에 있어서, 외부 쉘이 종이와 수용성 물질과의 블렌드인, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  6. 제3항에 있어서, 외부 쉘이 수용성 물질과 수불용성 물질과의 블렌드와 종이와의 블렌드인, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  7. 제3항에 있어서, 외부 쉘이 수용성 물질과 수불용성 물질과의 블렌드로 피복된 종이인, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  8. 제2항에 있어서, 적층된 필름이 흡수성 코어의 가장자리를 넘어서 연장되는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  9. 제2항에 있어서, 수분산성 외부 쉘이 종이로부터 제조되는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  10. 제9항에 있어서, 외부 쉘이 종이와 수용성 물질과의 블렌드인, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  11. 제9항에 있어서, 외부 쉘이 수용성 물질과 수불용성 물질과의 블렌드와 종이와의 블렌드인, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  12. 제9항에 있어서, 외부 쉘이 수용성 물질과 수불용성 물질과의 블렌드로 피복된 종이인, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  13. 제3항에 있어서, 흡수성 코어가 제1 측면과 제2 측면을 가지고, 적층된 필름은 제1 측면과 제2 측면을 넘어서서 연장되는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  14. 제2항에 있어서, 커버와 외부 쉘이 외부 둘레를 형성하기 위하여 함께 결합되는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  15. 제1항에 있어서, 흡수성 제품을 보장하기 위하여 외부 쉘에 위치 지정 접착제를 추가로 포함하는, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  16. 제1항에 있어서, 물에 5분 미만으로 놓이는 경우에 분산되는, 생분해성 수분산성인, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
  17. 제1항에 있어서, 외부 쉘이 수용성 물질과 수불용성 물질과의 블렌드인, 생분해성인 수분산성의 흡수성 제품.
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