KR20060107566A - 흡수 구조물 및 흡수 구조물을 포함하는 흡수 물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기저귀(100; 300), 요실금 패드, 생리대 등에 사용하기 위한 흡수 구조물(103; 303)에 관한 것으로서, 흡수 구조물(103; 303)은 플러프 펄프 및 초흡수 입자를 포함하는 하나 이상의 흡수층(112; 311; 312)을 가진다. 흡수층(112; 311; 312) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 8.0 mg 염화나트륨 용액보다 크고, 흡수층(112; 311; 312)의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 1100보다 작다. 또한, 본 발명은 상기와 같은 흡수 구조물(103; 303)을 포함하는, 기저귀(100; 300), 요실금 패드, 생리대 등에 관한 것이다.

기저귀, 요실금 패드, 생리대, 흡수, 초흡수, 염화나트륨

Description

흡수 구조물 및 흡수 구조물을 포함하는 흡수 물품{ABSORBENT STRUCTURE AND ABSORBENT ARTICLE COMPRISING THE ABSORBENT STRUCTURE}

본 발명은 기저귀, 요실금 패드, 생리대 등과 같은 흡수 물품용의 흡수 구조물에 관한 것이며, 흡수 구조물은 플러프 펄프 및 초흡수 입자를 포함하는 하나 이상의 흡수층을 가진다.

보통, 기저귀, 요실금 패드 및 생리대와 같은 일회용 흡수 물품용 흡수 구조물은 친수성 섬유, 예를 들면 셀룰로스 플러프 펄프의 하나 이상의 층으로 구성된다. 고 흡수 용량 및 또한 물품이 외부 하중을 받을 때 고 액체 보유 용량을 얻기 위하여, 일반적으로 흡수 구조물은 물 또는 체액의 자체 중량의 수 배를 흡수할 수 있는 능력을 가진 중합체인 초흡수 입자를 함유한다. 초흡수제의 효율성은, 예를 들면 초흡수 입자의 물리적 형상과 같은 많은 인자에 따른다. 초흡수제의 작용에 영향을 미치는 특성의 다른 예는 흡수 속도, 겔 강도 및 액체 보유 용량이다.

또한, 흡수 구조물은, 예를 들면 액체 확산 특성을 개선하거나, 또는 응집 용량과 사용 중 변형을 견디는 능력을 증가시키기 위하여 다른 성분들을 함유할 수 있다.

흡수 물품은 대량의 액체를 신속하게 수용하고, 흡수할 수 있다는 것이 상당 히 중요하다. 또한, 물품의 전체 흡수 용량을 이용할 수 있는 것도 상당히 중요하다. 물품의 전체 흡수 용량을 이용할 수 있도록 하기 위하여, 액체는 습윤 영역으로부터 흡수 구조물의 다른 부분으로 확산할 수 있어야 하는 것이 필수적이다.

비교적 대량의 액체를 수용하고 흡수하고자 하는 기저귀 및 요실금 패드에 대하여 무엇보다도 한 가지 문제점은 전체 용량이 완전히 사용되기 전에 누출될 위험이 있다는 것이다. 누출의 한 가지 원인은 흡수 구조물이, 특히 반복된 습윤이 일어나는 경우, 대량의 액체를 신속하게 수용하고 흡수하는 능력이 손상되는 것이다. 흡수 구조물을 습윤이 반복적으로 일어날 때, 즉 제2 습윤 및 후속 습윤시 충분하게 기능하는 것이 어려운 주요 원인은 팽윤된 상태의 초흡수 물질이 다공성 섬유상 구조물 내 공극을 차단하여 습윤 영역으로부터 흡수 구조물의 다른 부분 밖으로 액체를 전달하는 것이 방해될 수 있는 것이다. 이 현상은 겔 차단이라고 하며, 흡수 구조물의 전체 흡수 용량을 최적으로 이용할 수 없게 된다. 또한, 이것은 누출의 위험을 증가시킨다.

겔 차단의 문제점은 흡수 구조물 내 초흡수 물질의 비율이 높을 때 증가한다. 그러나, 착용하기에 사려깊고 편안한 물품을 얻기 위하여, 비교적 고 비율의 초흡수 물질을 함유하는 얇은 물품을 갖는 것이 유리하다.

비교적 고 비율의 초흡수 물질을 가진 얇은 흡수 물품의 사용 도중의 겔 차단의 문제점은 본 발명의 수단에 의해 감소하였다.

본 발명에 따른 흡수 구조물은 주로 흡수층 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량이 8.0 mg보다 크고, 흡수층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수가 1100보다 작은 것을 특징으로 한다. 흡수 용량은 0.9 중량% 염화나트륨 용액을 사용하여 측정한다.

부피 단위 당 초흡수 입자의 수를 한정함으로써, 구조물이 제1 습윤된 이후에도 흡수 구조물 내 액체를 전달할 수 있는 공극 구조를 가진 섬유상 네트워크를 유지할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 부피 단위 당 초흡수 입자의 제한된 수로, 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량이 8.0 mg보다 큰 것이 필수적이라는 것을 발견하였다. 그러한 흡수 구조물의 이점은 겔 차단 위험이 감소함과 동시에 얇은 흡수 구조물을 얻을 수 있다는 것이다.

한 구체예에 따르면, 흡수층 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 9.5 mg 이상이다. 흡수 용량은 0.9 중량% 염화나트륨 용액을 사용하여 측정한다. 더욱이, 흡수층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 600보다 작다.

다른 구체예에 따르면, 흡수층 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 14.0 mg보다 크다. 흡수 용량은 0.9 중량% 염화나트륨 용액을 사용하여 측정한다. 그러한 구체예에서, 흡수층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 450보다 작다.

한 구체예에 따르면, 초흡수 입자는 600 ㎛보다 큰 입도를 가진다. 초흡수 입자는 폴리아크릴레이트계인 것이 바람직하다. 고 흡수 용량을 얻기 위하여, 초흡수 입자의 형태를 변경할 수도 있다. 변경된 형태의 구조물을 가진 초흡수 입자의 예는 미세다공성 초흡수 입자이다. 또한, 고 흡수 용량은 초흡수 입자의 특정한 화학 조성에 의하여 얻을 수 있다.

초흡수 입자는 표면 가교될 수 있거나, 또는 입자의 표면에 대하여 점진적으로 증가하는 가교를 가질 수 있다. 표면 가교된 초흡수제는 두 가지 상이한 단계로 가교된다. 먼저, 중합체는 가교되어 균질하게 가교된 겔을 형성한다. 중합 및 가교가 동시에 형성되지 않은 입자를 생성하지 않는 경우, 입자는 다음 공정 단계로 생성된다. 다른 하기 공정 단계에서, 형성된 입자는 제2 단계에서 가교되지만, 단지 부분적으로만 가교된다. 추가 가교는 입자의 중심과 비교하였을 때 입자의 표면 다음에서 더 높은 가교제 함량이 있을 수 있도록 수행할 수 있다. 이 방식으로, 보다 확고하게 가교된 입자 셸을 생성하는데, 이는 보다 낮은 가교도를 가진 입자 코어를 둘러싼다.

저 가교도를 가진 초흡수제는 고 흡수 용량을 제공한다. 그러나, 그러한 초흡수제와 관련된 문제점은 팽윤된 상태에서 연질이고 고착성이어서, 흡수 구조물 내 겔 차단 위험이 저 흡수 물질 함량에서 이미 높다는 것이다. 고도의 가교를 가진 초흡수제는 팽윤 상태에서 그 형상을 더 잘 유지시키며, 동일한 큰 정도로 고착되지 않는다. 그러나, 고도의 가교를 가진 초흡수제에 관한 문제점은 상당히 낮은 흡수 용량을 갖는다는 것이다. 따라서, 초흡수제를 표면 가교하거나, 또는 대안으로 입자 표면이 내부 입자 코어보다 더 단단하게 가교되도록 가교 구배를 형성함으로써, 고 흡수 용량을 가지며, 필수적으로 그 형상을 팽윤 상태로 유지시킨 초흡수제를 얻는다.

본 발명에 따른 흡수 구조물의 한 구체예에 따르면, 건조 상태의 흡수층 내 초흡수 입자의 중심간 평균 거리는 700 마이크로미터보다 크고, 보다 바람직하게는 1000 마이크로미터보다 크며, 보다 더 바람직하게는 1200 마이크로미터보다 크다. 초흡수 입자의 평균 중심-중심 거리(l_cc)는 하기 등식을 사용하여 얻는다:

l_cc = (1/n)^1/3

n = 물질의 부피 단위 당 초흡수 입자의 수

다른 구체예에 따르면, 흡수층의 밀도는 0.12 g/㎤보다 크고, 보다 바람직하게는 0.17 g/㎤보다 크며, 보다 더 바람직하게는 0.25 g/㎤보다 크다. 더욱이, 흡수층은 결합 수단, 예를 들면 결합 섬유를 포함할 수 있다. 결합 섬유로서 작용하기 위하여, 섬유를 그 융점으로 가열하는데, 섬유는 흡수층 내 물질에 결합된다. 이성분 섬유로 된 결합 섬유가 통용된다. 이성분 섬유를 결합 섬유로 사용하는 경우, 한 성분은 용융하는 반면에, 다른 성분은 그대로 있는데, 즉 용융되지 않고, 그 대신에 섬유의 구조를 유지한다.

또한, 본 발명은 전술한 구체예 중 어느 하나에 따른 흡수 구조물을 포함하는, 기저귀, 요실금 패드, 생리대 등과 같은 흡수 물품에 관한 것이다.

도 1은 사용 중에 착용자자에 대하여 놓이는 면으로부터 도시된, 본 발명에 따른 기저귀를 나타낸다.

도 2는 도 1에 도시된 기저귀의 II-II 라인을 따른 단면을 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 흡수 물품의 대안의 구체예의 단면을 나타낸다.

도면의 상세한 설명

도 1에 도시된 기저귀(100)는 액체 투과성 표면층(101), 적어도 본질적으로 액체 불투과성인 배킹층(102) 및 액체 투과성 표면층(101)과 배킹층(102) 사이에 둘러싸인 흡수 구조물(103)을 포함한다.

기저귀는 흡수 속옷과 같이 착용자의 복부 아랫 부분을 둘러싸는 것으로 한다. 이를 위하여, 이것은 배면부(104)와 정면부(105), 및 정면부(105)와 배면부(104) 사이에 위치하고, 사용 중에 착용자의 다리 사이의 가랑이에 배열되도록 의도된 좁은 가랑이부(106)로 성형된다. 기저귀를 소정의 팬츠 형상으로 조일 수 있게 하기 위하여, 테이프 탭(107)을 기저귀의 배면 허리 가장자리(108)에 근접하게 배열한다. 사용 중에 테이프 탭(107)을 기저귀의 정면부(105)로, 정면 허리 가장자리(109)에 근접하게 조여서, 기저귀를 착용자의 허리 주위에 함께 유지시킨다. 물론, 다른 조임 장치, 예컨대 후크 및 루프 조임도 가능하다.

또한, 도 1에 따른 기저귀(100)는 탄성 밴드, 실로 꿰어 덮은 탄성사, 탄성 발포체 또는 다른 적당한 물질로 구성될 수 있는 예비긴장된 탄성 수단(110)을 포함한다. 단순성을 위하여, 탄성 수단(110)은 도 1에서 연신된 상태로 도시하였다. 그러나, 연신이 중지하자마자, 이들은 수축하여 기저귀의 탄성 다리 밴드를 형성한다.

액체 투과성 표면층(101)은, 예를 들면 부직포 재료 또는 천공된 필름, 또는 이들의 적층체이다. 액체 투과성 표면층(101)을 이룰 수 있는 중합체의 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 또는 이들의 공중합체이다. 액체 투과성 표면층(101)이 배설된 체액을 신속하게 통과시킬 수 있게 하기 위하여, 표면층을 계면활성제 코팅 및/또는 천공을 행하는 것이 통상적이다. 액체 투과성 표면층으로서 사용하는 다른 적당한 물질은 점, 선 또는 패치 결합 패턴으로 상호연결되지만, 그렇지 않으면 전체적으로 서로 연결되지 않은 연속 섬유의 층이다. 배킹층(102)은 예를 들면, 바람직하게는 통기성 소수성 부직포 층 또는 이것의 적층체인 플라스틱 필름이다.

기저귀(100)의 흡수 구조물(103)은 상부 액체 수용층(111)과 하부 액체 분배 및 저장층(112)으로부터 구성된다. 하부 액체 분배 및 저장층(112)은 물품의 면이 상부 액체 수용층(111)보다 더 큰 크기를 가진다. 상부 수용층(111)은 단시간 내에 대량의 액체를 신속하게 수용할 수 있는, 즉 순간 액체 흡수 용량을 갖는 한편, 하부 분배 및 저장층(112)은 고 위킹(wicking) 용량을 가지며, 수용층(111)으로부터 액체를 배수할 수 있다. 흡수 구조물(103) 내 하부 분배 및 저장층(112)은 본 발명에 따른 흡수층으로 구성된다. 그러므로, 또한 하부 액체 분배 및 저장층(112)은 셀룰로스 플러프 펄프 이외에 초흡수 입자도 포함한다. 액체 분배 및 저장층(112) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 8.0 mg 염화나트륨 용액보다 크다. 더욱이, 액체 확산 및 저장층(112)의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 1100보다 작다. 한 구체예에 따르면, 액체 분배 및 저장층(112) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 9.5 mg보다 크고, 액체 분배 및 저장층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 600보다 작다. 다른 예에 따르면, 액체 분배 및 저장층(112) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 14.0 mg보다 크고, 액체 분배 및 저장층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 450보다 작다. 흡수 용량은 0.9 중량% 염화나트륨 용액을 사용하여 측정한다.

건조 상태의 액체 분배 및 저장층(112) 내 초흡수 입자의 중심간 평균 거리 는, 예를 들면 700 마이크로미터보다 크고, 바람직하게는 1000 마이크로미터보다 크며, 보다 바람직하게는 1200 마이크로미터보다 크다. 액체 분배 및 저장층(112) 내 흡수 구조물의 밀도는, 예를 들면 0.12 g/㎤보다 크고, 바람직하게는 0.17 g/㎤보다 크며, 보다 바람직하게는 0.25 g/㎤보다 크다.

수용층(111)으로 사용하기에 적당한 물질의 예로는 합성 또는 천연 섬유로 된 개방 부직포층이 있다. 액체 분배 및 저장층(112)과 수용층(111) 간의 특성차는, 예를 들면 수용층(111)보다 더 단단하게 압축되는 액체 분배 및 저장층(112)에 의하여 초래될 수 있다. 고밀도를 가진, 단단하게 압축되는 섬유상 구조물은 더 큰 공극 크기때문에 순간 액체 흡수 용량이 높지만, 위킹 용량이 낮은 저밀도를 가진 해당 섬유상 구조물보다 액체를 더 잘 확산시킨다. 또한, 두 층 간의 흡수 특성차는 상이한 특성을 가진 상이한 섬유상 구조물에 의하여 초래된다. 따라서, 통상의 화학적 방식으로 생성된 셀룰로스 플러프 펄프인 화학 펄프(CP)는 기계적 또는 화학 열 기계적 방식으로 생성된 펄프와 비교하였을 때 더 높은 액체 위킹 용량을 가진다. 그러므로, 통상의 화학적 방식으로 생성된 셀룰로스 플러프 펄프인 화학 펄프(CP)는 액체 분배 및 저장층(112)에 적당한 물질의 일례이고, 기계적 또는 화학 열 기계적 방식으로 생성된 펄프는 수용층(111)을 위한 물질의 일례이다. 또한, 화학적으로 강화된 셀룰로스 섬유를 함유하는 섬유상 구조물은 통상의 화학 펄프보다 순간 액체 흡수 용량이 더 높지만, 확산 용량은 더 낮으며, 따라서 수용층(111)에 대한 물질의 예이다. 수용층(111)으로 사용되는 다른 적당한 물질은 초흡수 발포체, 예를 들면 폴리아크릴레이트계 발포체이다. 폴리아크릴레이트계 발포체는 적어 도 단량체, 가교제, 개시제 및 계면활성제로 구성되고, 용기 내에서 교반하면서 이산화탄소로 포화 및 가압된 용액에 의하여 생성된다. 용액을 노즐을 통하여 용기에서 제거한 경우, 용액은 팽창하고, 발포된 구조물이 얻어진다. 그 다음, 발포된 구조물은, 예를 들면 중합 및 가교가 UV 방사선에 의하여 개시함으로써 고정된다. 최종적으로, 물질은 압축되고 건조된다. 습윤시, 그러한 초흡수 발포체는 크게 팽창하여 대량의 액체를 단시간에 수용할 수 있게 된다. 그러한 수용층은, 예를 들면 물품, 또는 대안으로 스트립 간에 중공 공간을 가진 다수의 스트립의 적어도 가랑이부에 위치된 연속층으로 구성될 수 있다. 또한, 수용층은 초흡수 입자를 가진 섬유층 또는 섬유층에 결합된 초흡수 코팅으로 구성될 수 있다.

바람직하지 않은 박테리아 성장 및 악취 문제의 발생을 감소시키기 위하여, 흡수 구조물(103) 및/또는 액체 투과성 표면층(101)은 박테리아 억제 및/또는 악취 억제 물질을 포함할 수 있다. 박테리아 억제 및 악취 억제 물질의 예는 pH가 통상의 초흡수제보다 낮은 초흡수 물질이다. 통상의 초흡수제보다 낮은 pH를 가진 초흡수 물질은 통상의 초흡수제보다 중화도가 더 낮으며, 중화도는 예를 들면 20 내지 60%이다. 본 발명에 따른 초흡수 입자는, 예를 들면 중화도가 20 내지 60%인 초흡수제일 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 기저귀(100)를 통한 II-II 선을 따른 단면을 나타낸다. 그러므로, 도 2에 도시된 기저귀(100)는 액체 투과성 표면층(101), 배킹층(102) 및 액체 투과성 표면층(101)과 배킹층(102) 사이에 둘러싸인 흡수 구조물(103)을 가진다.

기저귀의 흡수 구조물(103)은 상부 액체 수용층(111)과 하부 액체 분배 및 저장층(112)으로부터 구성된다. 흡수 구조물(103) 내 하부 액체 분배 및 저장층(112)은 본 발명에 따른 흡수층으로 구성된다. 그러므로, 또한 액체 분배 및 저장층(112)은 셀룰로스 플러프 펄프 이외에 초흡수 입자도 포함한다. 액체 확산 및 저장층(112) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 8.0 mg 염화나트륨 용액보다 크고, 액체 확산 및 저장층(112)의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 1100보다 작다.

도 3은 본 발명에 따른 흡수 물품의 대안의 구체예의 단면을 보여준다. 본질적으로, 도 3에 도시된 기저귀(300)는 도 2의 기저귀와 동일한 방식으로 구성된다. 그러므로, 기저귀(300)는 액체 투과성 표면층(301), 배킹층(302) 및 액체 투과성 표면층(301)과 배킹층(302) 사이에 둘러싸인 흡수 구조물(303)을 가진다.

기저귀의 흡수 구조물(303)은 상부 액체 수용층(311)과 하부 액체 분배 및 저장층(312)으로부터 구성된다. 흡수 구조물(303) 내 상부 액체 수용층(311)과 하부 액체 분배 및 저장층(312)은 본 발명에 따른 흡수층으로 구성된다. 그러므로, 상부 액체 수용층(311)과 하부 액체 분배 및 저장층(312)은 초흡수 입자를 포함하는 섬유상 구조물로 구성되고, 두 층(311, 312) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 8.0 mg 염화나트륨 용액보다 크다. 더욱이, 두 층 내 흡수 구조물의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 1100보다 작다. 따라서, 흡수 구조물(303)에서, 상부 액체 수용층(311)과 하부 액체 분배 및 저장층(312) 둘 다는 본 발명에 따른 흡수층으로 구성된다.

물론, 본 발명은 상기 예시적인 구체예들로 한정되는 것이 아니라, 본 발명 의 청구범위 내에서 다른 구체예에 적용될 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명은 요실금 패드, 팬츠 기저귀, 생리대, 팬티 라이너 등도 포함한다. 또한, 본 발명은 벨트 지지되는 기저귀를 포함한다.

더욱이, 예를 들면 흡수 구조물 전체를 단지 하나의 흡수층으로만 구성할 수 있으며, 이 경우 전체 흡수 구조물은 본 발명에 따른 흡수층으로 구성된다. 다른 예에 따르면, 흡수 구조물은 다층 구조물로 구성될 수 있는데, 여기서 상부 수용층은 본 발명에 따른 흡수층으로 구성된다. 그러므로, 액체 수용층은 섬유 및 초흡수 입자를 포함하고, 액체 수용층 내 초흡수 입자에 대한 평균 흡수 용량은 8.0 mg 염화나트륨 용액보다 크고(염화나트륨의 중량%는 0.9%이다), 액체 수용층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 1100보다 작다. 통상의 유형의 초흡수 물질을 가진 셀룰로스 플러프 펄프는 액체 분배 및 저장층으로서 사용된다. 또한, 액체 분배 및 저장층을 몇 가지 상이한 층, 적어도 하나의 초흡수 물질을 함유하는 층, 예를 들면 양호한 액체 분배를 얻기 위하여 순수 펄프로 구성된 하나의 층으로 구성할 수 있다. 더욱이, 상이한 층은 초흡수 물질, 액체 분배 및 저장층의 농도차를 갖는데, 점진적으로 증가/감소하는 함량의 초흡수 물질을 얻는다. 또한, 액체 분배 및 저장층을 초흡수 발포체로 이루어진 층으로 구성되거나 이를 포함할 수 있다.

또한, 흡수 구조물은 하나 이상의 티슈층 또는 전술한 것 이외의 유형의 물질 또는 성분을 포함할 수 있다. 또한, 층의 설계도 다양할 수 있다. 예를 들면, 흡수 구조물 내 하나 이상의 층은 컷아웃, 즉 공동을 가질 수 있다. 컷아웃은, 예를 들면 흡수 구조물의 종방향으로 연장한다. 물론, 컷아웃의 다른 물리적 설계를 가질 수도 있다.

실시예 1 - 흡수층의 부피 및 밀도 측정

흡수 물품 내 흡수층의 부피(㎤)를 측정할 때, 흡수층을 물품 내 물질의 나머지로부터 분리한다. 흡수 구조물이 서로 상이한 특성을 가진 몇 가지 상이한 흡수층을 갖는 경우, 다양한 흡수층도 서로 분리될 수 있으며, 그 후 부피와 밀도는 각각의 흡수층에 대하여 측정한다.

그 다음, 흡수층을 칭량하고, 흡수층의 두께를 측정한다. 두께를 측정할 때, 직경이 80 mm인 원형 누름쇠를 가진 두께 게이지를 사용한다. 누름쇠는 흡수층에 0.5 kPa의 압력을 가한다. 두께는 흡수층의 표면에 걸쳐 균일하게 분배된 다섯 군데 상이한 지점에서 측정한다. 그 다음, 흡수층의 면적을 측정하고, 부피는 두께를 면적으로 곱하여 얻는다. 그 다음, 흡수층의 밀도는 흡수층의 무게를 부피로 나누어 얻는다.

실시예 2 - 부피 단위 당 초흡수 입자의 수 측정 및 초흡수 입자의 흡수 용량 측정

본 실시예는 초흡수 입자를 함유하는 흡수층에 기초한다. 이와 관련하여, 초흡수 입자를 펄프 구조물로부터 어떻게 분리하는 지도 설명한다. 후술되는 취급 중에 물질을 손실하지 않는 것이 극도로 중요하다. 그러므로, 필요한 측정은 손실을 피하도록 취하는 것을 보장해야 한다.

먼저, 흡수층을 물품 내 나머지 물질로부터 분리한다. 그 다음, 초흡수 입자 를, 층을 미분함으로써, 즉 이것을 더 작은 조각으로 찢은 다음, 펄프 구조물 밖으로 초흡수 입자를 흔듦으로써 흡수층 내 플러프 펄프로부터 분리한다. 또한, 초흡수 입자를 펄프 구조물로부터 분리하는 장치를 사용하는 것도 가능하다. 그러나, 초흡수 입자를 펄프 구조물로부터 분리하는 데 장치를 사용한다면, 이것은 초흡수 입자가 기계적으로 손상되지 않는 조건이다. 초흡수 입자의 수분 함량은 5.0% 미만이어야 한다. 본 발명의 모든 표시도수는 수분 함량이 5.0% 미만인 초흡수 입자에 관한 것이다. 수분 함량은 ISO 17190-4 방법 "가열시 질량 손실에 의한 수분 함량의 측정"에 따라서 측정한다. 수분 함량이 5.0%를 초과하면, 초흡수제는 수분 함량이 5.0% 미만이 될 때까지 60℃에서 건조시킨다.

그 다음, 직경이 150 ㎛보다 작은 입자를 분리한다. 본 발명의 초흡수 이자의 수의 표시도수는 직경이 150 ㎛ 이상인 입자에 관한 것이다. 그러므로, 직경이 150 ㎛보다 작은 입자는 본 발명에 따른 "초흡수 입자"에 포함되지 않는다. 150 ㎛보다 작은 입자를 분리하기 위하여, ISO 17190-3 "체 분획에 의한 입도 분포의 측정"에 기재된 장치를 사용한다. 150 ㎛보다 작은 입자는 체로 걸러낸다. 그 다음, 잔존하는 입자를 칭량한다. 그러므로, 이 중량은 초흡수 입자의 총 중량을 구성한다.

부피 단위 당 초흡수 입자의 수를 산출하기 위하여, 초흡수 입자를 더 작은 부분으로 나눈다. 초흡수 입자를 더 작은 부분으로 나누기 위하여, Fritsch GmbH Laborgeratebau 제품의 "회전식 샘플 분할기 - laborette 27" 또는 유사 장치를 사용한다. 각각의 부분은 대표적인 입도 분포를 갖는다고 가정한다. 그 다음, 이들 부분 중 세 개를 칭량하고, 이들 세 개의 부분 내 입자의 수를 수작업으로 계수한다. 각각의 부분은 0.1 그램으로 칭량하였으며, 0.3 그램의 초흡수 입자의 수를 함께 계수하였다. 샘플의 중량은 소정치의 +/- 10%이다. 측정 정확도는 +/- 0.005 그램이다. 그 다음, 개별 초흡수 입자의 평균 중량은 샘플의 중량(대략 0.3 그램)을 수작업으로 계수한 입자의 수로 나눔으로써 산출한다. 그 다음, 초흡수 입자의 총 중량을 초흡수 입자의 평균 중량으로 나눔으로써 흡수층 내 초흡수 입자의 총 수를 얻는다. 흡수층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수를 정확하게 얻기 위하여, 초흡수 입자의 총 수를 흡수층의 부피로 나눈다.

그 다음, 초흡수 입자의 흡수 용량을 ISO 17190-6 "원심분리 후 유체 체류의 중량측정법"에 따라서 측정한다. 흡수 용량을 세 개의 다른 부분에 대하여 측정한다. 모든 부분은 대표적인 입도 분포를 가지며, 따라서 입자 당 흡수 용량은 측정된 흡수 용량을 미리 수작업으로 계산한 입자의 수로 나눔으로써 산출한다.

측정에 사용된 액체는 0.9 중량% 염화나트륨 용액이다.

테스트된 초흡수 물질은 상표명 Hysorb C 7100의 BASF 제품인 미립자 폴리아크릴레이트계 초흡수제의 세 가지 상이한 크기 분획 및 상표명 Drytech S230R의 Dow 제품인 미립자 폴리아크릴레이트계 초흡수제의 두 개의 상이한 크기 분획이다. 상표명 Hysorb C 7100의 상표명의 BASF 제품인 초흡수 입자의 평균 입도는 제1 경우에서 정상 입도 분포, 즉 측정을 시판 등급에서 전체 입자 분획에 대하여 수행하였으며; 제2 경우에서, 입도는 600 ㎛ 내지 710 ㎛이고; 제3 경우에서, 평균 입도는 710 ㎛ 내지 850 ㎛였다. 상표명 Drytech S230R의 Dow 제품인 초흡수 입자의 평 균 입도는 한 경우에는 정상 입도 분포이었고, 즉 측정을 시판 등급의 전체 입자 분획에 대하여 수행하였으며; 다른 경우의 평균 입도는 600 ㎛ 이상이었다.

정상 입도 분포를 가진 상표명 Hysorb C 7100인 초흡수제는 이하 A라고 한다.

입도가 600 ㎛ 내지 710 ㎛인 상표명 Hysorb C 7100인 초흡수제는 이하 B라고 한다.

입도가 710 ㎛ 내지 850 ㎛인 상표명 Hysorb C 7100인 초흡수제는 이하 C라고 한다.

정상 입도 분포를 가진 상표명 Drytech S230R인 초흡수제는 이하 D라고 한다.

입도가 600 ㎛보다 큰 입도를 가진 초흡수제 Drytech S230R은 이하 E라고 한다.

결과

초흡수제	흡수 용량(g/g)	흡수 용량/입자(mg/입자)
A	35.6	1.4
B	38.0	7.4
C	37.2	9.5
D	33.6	1.7
E	36.5	8.4

초흡수제 C 및 E의 경우 입자 당 평균 흡수 용량은 8.0 mg 이상의 염화나트륨 용액인 반면에, 초흡수제 A, B 및 D는 8.0 mg 미만의 염화나트륨 용액이다.

실시예 3 - 흡수 구조물 내 용인 시간 측정

제1, 제2, 제3 및 제4 측정에 대한 용인 시간 측정은 5 가지 상이한 흡수 구조물에 대하여 수행하였다. 흡수 구조물은 50 중량% 초흡수제 및 50% 화학 플러프 펄프를 함유하였다. 화학 플러프 펄프는 바이어하우저 제품이었고, NB 416이라고 한다.

흡수 구조물 1의 초흡수 물질은 초흡수제 A, 즉 정상 입도 분포를 가진 Hysorb C 7100이다.

흡수 구조물 2의 초흡수 물질은 초흡수제 B, 즉 입도가 600 ㎛ 내지 710 ㎛인 Hysorb C 7100이다.

흡수 구조물 3의 초흡수 물질은 초흡수제 C, 즉 입도가 710 ㎛ 내지 850 ㎛인 Hysorb C 7100이다.

흡수 구조물 4의 초흡수 물질은 초흡수제 D, 즉 정상 입도 분포를 가진 Drytech S230R이다.

흡수 구조물 5의 초흡수 물질은 초흡수제 E, 즉 입도가 600 ㎛보다 큰 Drytech S230R이다.

흡수 구조물 1, 2 및 3은 밀도가 0.25 g/㎤이고, 단위 면적 당 중량이 600 g/㎡이며, 면적은 10 x 28 cm였다.

흡수 구조물 4 및 5는 밀도가 0.25 g/㎤이고, 단위 면적 당 중량이 600 g/㎡이며, 면적은 10 x 40 cm였다.

측정을 위하여, 흡수 구조물을 템퍼(tempur)형 발포 매트리스에 놓았다. 그 다음, 흡수 구조물에 0.64 kPa의 하중을 주고, 각각 80 ㎖의 염화나트륨 용액(0.9 중량%)의 4 투입량을 가하였다. 액체 투입 간의 시간은 10 분이었다. 흡수 구조물에 용인하고자 하는 액체에 대한 시간을 측정하였다. 용인 시간은 초 단위로 측정하였다.

결과

	흡수 구조체 1(s)	흡수 구조체 2(s)	흡수 구조체 3(s)	흡수 구조체 4(s)	흡수 구조체 5(s)
제1 습윤	115	103	110	67	83
제2 습윤	210	149	146	80	69
제3 습윤	312	230	217	122	109
제4 습윤	354	275	259	160	132

결과는 초흡수제 Hysorb C 7100, 즉 흡수 구조물 1 내지 3을 함유하는 흡수 구조물을 나타내며, 흡수 구조물 3이 반복 습윤에 대하여 가장 빠른 용인 시간을 가진다. 흡수 구조물 3은 평균 흡수 용량이 8.0 mg보다 큰 초흡수 입자를 함유하였다.

Drytech S230R을 함유하는 흡수 구조물, 즉 흡수 구조물 4 내지 5 중에서, 흡수 구조물 5는 반복된 습윤에 대하여 가장 빠른 용인 시간을 가진다. 흡수 구조물 5는 평균 흡수 용량이 8.0 mg 이상인 평균 흡수 용량을 가진 초흡수 입자를 가진 반면에, 흡수 구조물 4는 평균 흡수 용량이 8.0 mg보다 낮은 초흡수 입자를 가졌다.

실시예 4 - 흡수 구조물 내 액체 분포 측정

제1, 제2, 제3 및 제4 습윤 후 액체 분포 측정은 흡수 구조물 4 및 흡수 구조물 5에 대하여 수행하였다. 액체 분포는 다음 액체 투입량을 가하기 직전에 각각 의 습윤 후 측정하였다. 액체 분포는 cm 단위로 측정하였다.

결과

	흡수 구조물 4(cm)	흡수 구조물 5(cm)
제1 습윤	20	25
제2 습윤	22	26
제3 습윤	29	34
제4 습윤	34	39

결과는 평균 흡수 용량이 8.0 mg보다 큰 초흡수 입자를 함유하는 흡수 구조물 5가, 평균 흡수 용량이 8.0 mg보다 낮은 초흡수 입자를 함유하는 흡수 구조물 4보다 더 확산되었다는 것을 보여준다.

실시예 5 - 재습윤 측정

제4 흡수 후 재습윤 측정을 흡수 구조물 4 및 흡수 구조물 5에 대하여 수행하였다. 재습윤 측정은 액체의 제4 투입량을 가한 지 10 분 후에 시작하였다. 10 분 후, 여과지 15 장과 추(5 kPa)를 흡수 구조물의 습윤점에 놓았다. 15 초 후, 추를 제거하고, 여과지 다발을 칭량하였다. 재흡수는 여과지의 건조 중량을 습윤 중량으로부터 공제함으로써 산출하였다. 재흡수는 염화나트륨 용액(0.9 중량%)의 그램 단위로 측정하였다.

결과

흡수 구조물 4: 9.5 그램

흡수 구조물 5: 7.9 그램

결과는 흡수 구조물 5는 흡수 구조물 4보다 더낮은 재흡수를 가진다. 그러므 로, 이 결과는 평균 입자 용량이 8.0 mg보다 큰 초흡수 입자를 함유하는 흡수 구조물이, 평균 흡수 용량이 8.0 mg보다 낮은 초흡수 입자를 함유하는 흡수 구조물보다 더 낮은 재습윤을 가진다는 것을 보여준다.

Claims (13)

1. 플러프 펄프 및 초흡수 입자를 포함하는 하나 이상의 흡수층(112; 311; 312)을 가진 기저귀(100; 300), 요실금 패드, 생리대 등에 사용하기 위한 흡수 구조물(103; 303)로서, 흡수층(112; 311; 312) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량이 8.0 mg 염화나트륨 용액보다 크고, 흡수층(112; 311; 312)의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 1100보다 작은 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
2. 제1항에 있어서, 흡수층(112; 311; 312) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 9.5 mg 염화나트륨 용액보다 크고, 흡수층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 600보다 작은 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
3. 제2항에 있어서, 흡수층(112; 311; 312) 내 초흡수 입자 당 평균 흡수 용량은 14.0 mg 염화나트륨 용액보다 크고, 흡수층의 ㎤ 당 초흡수 입자의 수는 450보다 작은 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 초흡수 입자는 입도가 600 ㎛보다 큰 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 상태의 흡수층(112; 311; 312) 내 초흡수 입자의 중심간 평균 거리는 700 ㎛보다 큰 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
6. 제5항에 있어서, 건조 상태의 흡수층(112; 311; 312) 내 초흡수 입자의 중심간 평균 거리는 1000 ㎛보다 큰 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
7. 제6항에 있어서, 건조 상태의 흡수층(112; 311; 312) 내 초흡수 입자의 중심간 평균 거리는 1200 ㎛보다 큰 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 상태의 흡수층(112; 311; 312)의 밀도는 0.12 g/㎤보다 큰 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
9. 제8항에 있어서, 건조 상태의 흡수층(112; 311; 312)의 밀도는 0.17 g/㎤보다 큰 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
10. 제9항에 있어서, 건조 상태의 흡수층(112; 311; 312)의 밀도는 0.25 g/㎤보다 큰 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 흡수층(112; 311; 312)은 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 초흡수 입자는 표면 가교된 것을 특징으로 하는 흡수 구조물(103; 303).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 흡수 구조물(103; 303)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기저귀(100; 300), 요실금 패드, 생리대 등과 같은 흡수 물품.

Images