KR20100139102A - 흡수시에 가교를 형성하는 흡수체 - Google Patents

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타카요시 코니시
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Abstract

본 발명의 과제는, 흡수체 및 이를 포함하는 흡수성 물품으로서, 우수한 흡수성능과 샘 방지성을 겸비하며, 흡수성 물품으로서 경량화 및 박형화도 추구한 흡수체 및 이를 포함하는 흡수성 물품을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 다가 금속 이온에 의해 겔화 반응을 일으키는 다당류와 다가 금속 이온의 공급원이 배치된 흡수체, 및 이것을 가지는 흡수성 물품으로서, 다당류의 용해·팽윤이 발생함과 동시에 또는 발생한 후에 다가 금속 이온이 공급되는 흡수체 및 이를 포함하는 흡수성 물품으로 함으로써, 우수한 흡수성능과 샘 방지성을 겸비하며, 흡수성 물품으로서 경량화 및 박형화를 추구할 수 있는 것이다.

Description

흡수시에 가교를 형성하는 흡수체{ABSORBER FORMING CROSSBRIDGE UPON ABSORBING}
본 발명은, 흡수(吸水)시에 가교(架橋)가 형성되어 보수(保水)가 가능해지는 흡수체 및 이를 포함하는 흡수성 물품에 관한 것이다.
흡수체 및 이를 포함하는 흡수성 물품은, １회용 기저귀, 생리용 제품, 의료용 혈액흡수물품, 애완동물 사육용 제품 등, 체액 또는 배설물 처리용으로서 사용되고 있어, 우수한 흡수성능이 요구되고 있다. 흡수체 및 이를 포함하는 흡수성 물품은 또한, 물품의 경량화 및 박형화도 추구되고 있으며, 환경에 대한 배려차원이나 위생면에서, 사용 후의 소각량 저감 내지 수세식 화장실로의 폐기를 가능하게 하는 수해성(水解性) 상품이나 생분해성(生分解性) 상품도 검토되고 있다.
흡수체로서의 흡수재는, 자중(自重)의 몇십 배 내지 몇천 배의 물을 흡수할 수 있는 합성수지로서의 아크릴산계 흡수재가 알려져 있으며, 특히 폴리아크릴산염 가교체 등으로 이루어진 고흡수성 수지의 입자가 펄프섬유 중에 분산되어 이루어진 것이 많이 이용되고 있다. 상기 아크릴산계 흡수재는, 흡수재가 존재하는 위치에 체액 또는 배설물 등의 액체나 액상체가 도달해야 비로서 그것을 흡수하여 유지·고정시키는 것인데, 모든 액체나 액상체가 도달할 때까지 시간을 필요로 하기 때문에, 도달시까지의 사이에 그 액체나 액상체가 새는 경우가 있었다.
또한, 아크릴산계 흡수재는, 이온교환수에 대해서는 매우 높은 흡수량을 나타내지만, 체액과 같은 이온을 포함하는 액체에 대해서는 흡수량이 크게 저하되어 버린다. 흡수성능을 높이기 위해, 가교도(架橋度)를 억제하는 시도도 행해지고 있으나, 이 경우 겔 강도가 저하되어 버리므로, 실제로 사용함에 있어서는 문제가 많다.
지금까지, 아크릴산계 흡수재를 사용하지 않는 흡수체로서, 다당류를 사용하는 흡수체가 검토되고 있다. 예컨대 셀룰로오스 유도체 혹은 그 염을, 가교제에 의해 가교시켜 형성되는 필름형상 흡수재(吸水材)로서, 0.9%-생리식염수에 대한 흡수량이 자중의 10배 이상이며, 또한, 상기 수용액을 자중의 20배 만큼 흡수한 상태에 있어서의 겔 강도가 3000×10-7N/㎟ 이상인 필름형상 흡수재, 및 이들을 포함하는 흡수성 물품(특허문헌 1), 알긴산나트륨, 카르복실화된 그 유도체 혹은 이들의 혼합물과, 합성고분자전해질을, 20:80 내지 99:1의 중량비로 혼합하여 얻어진 생분해성 및 고흡수성 수지조성물(특허문헌 2)이 제안된 바 있다. 또한, 다가(多價)금속 이온의 존재하에서 증점(增粘)가능한 다당류를 함유하며, 상기 다당류가 체액 또는 배설물 중의 수분 중에 용해 또는 해리(解離)될 수 있는 상태로 존재하고 있는, 체액 또는 배설물의 증점처리물품(특허문헌 3) 등이 제안된 바 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 필름형상 흡수재, 및 이것들을 포함하는 흡수성 물품은, 형상은 필름형상이지만, 종래의 입상(粒狀)의 고흡수성 수지와 마찬가지로 사용 전에 가교제에 의해 가교가 형성되므로, 가교에 의해 재료의 흡수량이 억제되어, 제품의 흡수량을 확보하기 위해서는 많은 흡수재가 필요해지기 때문에, 흡수체의 질량/두께가 증가되어 버린다. 또한 셀룰로오스 유도체이기 때문에, 통상의 고흡수성 수지에 비해 폴리머 사슬의 정전기 반발이 얻어지기 어렵고, 흡수가 느리다는 문제가 있었다.
또한, 상기 특허문헌 2에 기재된 알긴산나트륨, 카르복실화된 그 유도체 혹은 이들의 혼합물과, 합성고분자전해질을 혼합하여 얻어진 생분해성 및 고흡수성 수지조성물은, 알긴산나트륨(카르복실화 유도체)과 합성고분자전해질로 구성되어 있으므로, 상기와 마찬가지로 가교에 의해 재료의 흡수량이 억제되어 버리기 때문에, 제품의 흡수량을 확보하기 위해서는 많은 흡수재가 필요해져, 흡수체의 질량/두께가 증가되어 버린다. 또한 통상의 고흡수성 수지에 비해 폴리머 사슬의 정전기 반발이 얻어지기 어렵고, 흡수가 느리다는 문제가 있었다.
또한, 상기 특허문헌 3에 기재된 체액 또는 배설물의 증점처리물품은, 배설물 중의 수분 중에 용해되고, 다가 금속 이온의 존재에 의해 증점가능한 다당류를 배치한 것으로서, 다가 금속 이온의 공급원은 오로지 체액 또는 배설물에 의한 것이고, 다가 금속 이온의 공급원은 포함되어 있지 않아, 배설물 중의 금속 이온만으로는 증점효과가 낮고 액체의 흡수 유지가 불충분하다는 문제가 있었다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 제2006-192368호
[특허문헌 2] 일본 특허공개공보 H6-306298호
[특허문헌 3] 일본 특허공개공보 제2000-201976호
본 발명은, 우수한 흡수성능과 샘 방지성을 겸비하며, 흡수성 물품으로서 경량화 및 박형화도 추구할 수 있는 흡수체와, 흡수성 물품을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 연구에 연구를 거듭한 결과, 다가 금속 이온에 의해 겔화 반응을 발생시켜 증점가능한 다당류와, 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 양자(兩者)를 함께 포함시킨 흡수체, 및 이를 가지는 흡수성 물품으로 함으로써, 소량으로도 신속하게 체액이나 액상 배설물 등을 흡수 및 유지시킬 수 있게 되어, 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아내었다.
또한, 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류와 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 포함하며, 증점가능한 다당류의 용해가 개시됨과 동시에 또는 개시된 후에 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 용해가 개시되는 흡수체, 및 상기 흡수체를 액투과성 표면 시트와 액불투과성(液不透過性) 이면 시트 사이에 배치시킨 흡수성 물품을 발명하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은,
[1] 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류와 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수체.
[2] 상기 [1]에 기재된 흡수체에 있어서, 상기 다당류의 용해가 개시됨과 동시에 또는 개시된 후에, 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 용해가 개시되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
[3] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 흡수체에 있어서, 상기 다당류가, 다가 금속 이온 공급 가능 물질보다도 체액에 먼저 접촉하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
[4] 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 흡수체에 있어서, 상기 다가 금속 이온 공급 가능 물질이, 용해속도가 조정처리된 후에 흡수체 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
[5] 상기 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 흡수체에 있어서, 상기 다당류가, 발포체, 필름형상, 기재(基材)에 고정화, 분체(粉體), 섬유형상 중 적어도 하나의 형태에 의해 흡수체 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
[6] 상기 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 흡수체에 있어서, 상기 다당류가, 알긴산나트륨, 알긴산프로필렌글리콜, 펙틴, 젤란검(gellan gum), 카라기난, 글루코만난, 구아검 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡수체.
[7] 상기 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 흡수체에 있어서, 상기 다가 금속 이온 공급 가능 물질이, 이가(二價) 금속 이온의 공급이 가능한 물질인 것을 특징으로 하는 흡수체.
[8] 액투과성 표면 시트, 액불투과성 이면 시트, 및 상기 양 시트 사이에 위치하는 상기 [1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 흡수체를 가지는 흡수성 물품.
[9] 상기 [8]에 기재된 흡수성 물품에 있어서, 흡수체 내부, 및/또는 표면 시트와 흡수체 사이, 및/또는 흡수체와 이면 시트 사이에 확산 및/또는 흡수를 보조하는 재료가 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수성 물품.
[10] 상기 [8] 또는 [9]에 기재된 흡수성 물품에 있어서, 수해성(水解性)을 가지는 것을 특징으로 하는 흡수성 물품.
[11] 상기 [8]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 흡수성 물품에 있어서, 생분해성을 가지는 것을 특징으로 하는 흡수성 물품.
본 발명에 의해, 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류와 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 적어도 포함시키도록 하였으므로, 체액이나 액상 배설물의 액체에 의해 다당류의 용해(팽윤)가 발생함과 동시에, 다가 금속 이온에 의해 증점된 다당류가 다량의 체액이나 액상 배설물을 흡수할 수 있어, 흡수재료의 사용량을 삭감할 수 있으므로, 결과적으로, 흡수성 물품의 경량화 및 박형화가 가능해진다. 또한, 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류가, 다가 금속 이온 공급 가능 물질보다도 먼저 내지는 동시에, 나아가서는 다당류의 팽윤이 진행됨과 동시에 내지는 진행된 후에 다가 금속 이온에 의해 가교되어, 체액이나 액상 배설물을 겔 상태로 완전히 유지시킬 수 있기 때문에, 체액이나 액상 배설물의 유동성을 억제하거나 체액이나 액상 배설물의 되돌아 나옴을 방지할 수 있어, 샘 방지가 가능하다.
또한, 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류를 박막화나 발포화시킴으로써, 비(比)표면적이 늘어나, 다당류의 용해속도를 높일 수 있고, 샘 방지를 확실하게 할 수 있으며, 고흡수성의 입상 수지에 비해 울퉁불퉁한 느낌이나 이동/탈락이 적기 때문에, 유연하며 박형화가 가능해진다. 필름이나 발포체를 부직포에 복합화함으로써, 흡수체 평면 내에 있어서 흡수량을 변화시켜 배치하는 것이 용이하게 가능해진다.
도 1은 제 1 실시예의 단면도이다.
도 2는 제 2 실시예의 단면도이다.
도 3은 제 3 실시예의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 흡수체의 작용도이다.
이하에서는, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 흡수체를 구성하는 흡수재로서의 겔(gel)화 재료는, 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류라면 전혀 한정되지 않는다. 물에 용해되면 점성을 나타내거나 겔화되거나 하는 성질을 가져 증점이 가능한 다당류이며, 흡수시에 가교를 형성하는 것이다. 이러한 다당류로서는 예컨대, 알긴산나트륨, 알긴산프로필렌글리콜, 펙틴, 젤란검, 카라기난, 글루코만난, 구아검, 로커스트 빈 검(locust bean gum), 잔탄검(xanthan gum), 글루코오스, 카르복시메틸전분(carboxymethyl starch), 마노스(mannose), 갈락토오스, 아라비노오스(arabinose), 푸코오스(fucose), 리보오스(ribose), 프룩토오스(fructose)(과당), 덱스트란 등이 있다. 바람직하게는, 알긴산나트륨, 알긴산프로필렌글리콜, 펙틴, 젤란검, 카라기난, 글루코만난, 구아검을 들 수 있다. 특히 바람직한 것은, 입수가 용이한 알긴산나트륨이다.
알긴산나트륨은, 해조류로부터 만들어지는 다당류로서 해조의 식이섬유의 주성분을 이루는 것이다. 물에 용해시키면 증점되어 졸이 되는데, 다가 금속 이온과 반응하여 겔을 형성할 수 있다. 알긴산나트륨에는, β-(1→4)-D-만누론산(M체)과 α-(1→4)-L-글루콘산(G체)의 2종류의 우론산으로 이루어지는 직쇄형상 다당이며 M-M결합만으로 이루어지는 M체, G-G결합만으로 이루어지는 G체, M과 G가 랜덤하게 배열된 랜덤체가 존재하며, M체와 G체의 비율에 의해, 겔의 성질이 크게 달라진다. 알긴산나트륨은, 천연물에서 유래하므로, 생분해성 및 생체안전성을 가지며, 액체의 유동 억제성, 점착성, 저마찰성 등의 성질을 가지므로, 식품첨가물, 접착(paste)제, 의약품, 화장품, 창상 피복재 등 넓은 용도로 사용되고 있다.
알긴산나트륨은, 어떠한 점도 등급이어도 가능하지만, 증점효과성이나 겔 강도가 얻어지기 쉽다는 점에서, 고점도 타입이 바람직하며, 1% 수용액에서 100mPa.s 이상, 바람직하게는 500mPa.s 이상의 점도를 가지는 것이 좋다.
본 발명의 흡수체를 구성하는 다당류의 형태로서는, 분체(粉體), 섬유, 필름, 발포체, 기재에 고정화시킨 복합체 등 어떠한 형태여도 좋다. 또한 이러한 형태의 다당류가 병용되어도 좋으며, 적어도 하나의 형태로 흡수체 내에 배치되어 있으면 된다.
분체로서는, 시판되고 있는 상태 그대로여도 상관없으나, 미세분말일수록 쉽게 굳어지므로, 응집방지를 위해 유기용매나 계면활성제를 코팅하거나, 입자제조에 의한 입경(粒徑)조정을 실시해도 좋다. 사용가능한 유기용매로서는, 메틸알코올, 에탄올, 프로필알코올 등의 저급 알코올류가 있다.
섬유로서는, 어떠한 형상이나 제조방법에 의한 것이어도 상관없다. 예컨대, 방사(紡絲)후 건조시켜 섬유상(狀)으로 한 것을 들 수 있다.
필름으로서는, 제막 후에 건조시켜 시트형상으로 한 것을 들 수 있다.
발포체로서는, 형상이나 제법은 불문하고, 예컨대, 발포제나 가스와 거품안정제를 이용하여 거품을 다당류 용액에 내포시켜 제막한 후 건조시켜 발포체화한 것을 들 수 있다. 발포 배율은 어떠한 배율이어도 좋으며, 예컨대, 몇 배부터 몇 십 배로 발포시킨 것으로 할 수 있다.
복합체로서는, 바인더 재료의 유무에 상관없이, 다당류가 기재 또는 지지재(支持材) 등에 고정화된 것이면 상관없다. 바인더 재료를 이용할 경우, 바인더 재료가 체액 등의 액체 접촉시에 다당류의 용해를 저해하지 않는 것이라면 어떠한 형태여도 좋다. 예컨대, (가) 분체를 바인더 재료 등에 의해 기재에 고정화시키거나, (나) 섬유를 바인더 재료 등에 의해 기재에 고정화시키거나, (다) 필름을 바인더 재료 등에 의해 기재에 고정화시키거나, (라) 발포체를 바인더 재료 등에 의해 기재에 고정화시킨 것 등을 들 수 있다. 이용가능한 바인더로서는, 수용성 접착제로서 작용하는 전분, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올 등이 있으나, 다른 수용성 고분자여도 상관없다. 기재나 지지체로서는, 필름, 시트, 및 이것들에 개공(開孔)을 형성한 것, 노치를 형성한 것, 잡아찢은 것, 또는 직포, 부직포, 뜨개형상물(編狀物), 그물 등, 체액 등의 액체 접촉시에 다당류의 용해를 저해하지 않는 것이라면 어떠한 것이라도 좋다.
본 발명의 흡수체를 구성하는 다가 금속 이온 공급 가능 물질은, 다당류를 증점시킬 수 있는 다가 금속 이온의 공급이 가능하다면 아무런 한정이 되지 않는다. 다가 금속 이온으로서는, 이가(二價) 이상의 것으로, 예컨대, 칼슘이온이나 알루미늄 이온이 있다. 이들의 공급이 가능한 화합물로서, 수용성 칼슘염으로서는, 염화칼슘, 젖산칼슘, 글루콘산칼슘, 초산(酢酸)칼슘 등을 들 수 있다. 수용성 알루미늄염으로서는, 황산알루미늄, 질산알루미늄, 인산알루미늄, 초산알루미늄 등을 들 수 있다. 바람직한 것은, 입수가 용이한 염화칼슘이다.
본 발명의 흡수체를 구성하는 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 형태는, 분체, 복합체 등 어떠한 형태라도 좋다. 분체로서는, 유기용매/계면활성제/젤라틴/오블라투(oblato) 등으로 코팅된 다가 금속염의 분체나 마이크로캡슐 등으로 씌워진 다가 금속염의 분체여도 좋다. 코팅재, 마이크로캡슐 형성제도 공지의 것을 사용할 수 있으며, 체액 등의 액체 접촉시에 용해가 일어나는 것이라면 어떠한 것이어도 상관없다. 또한 코팅재, 마이크로캡슐 형성제 등을 용해속도 조정처리제로서 선택하면, 다가 금속 이온 공급물질의 용해속도를, 흡수체의 사용 용도에 따라 임의로 조정할 수 있다.
다가 금속 이온 공급 가능 물질의 복합체로서는, 바인더를 이용하거나 또는 이용하지 않고 기재나 지지재에 고정화시킨 것이어도 좋고, 어떠한 방법에 의해 복합체로 해도 좋다. 예컨대, 다가 금속 이온 공급 가능 물질인 칼슘염의 분체를 바인더 재료 등에 의해 기재에 고정화시킨 것이어도 좋고, 다가 금속 이온 공급 가능 물질인 칼슘염의 수용액을 기재에 도포한 후 건조시켜 고정화시킨 것이어도 좋다. 핫멜트 접착제 내에 첨가해도 좋다. 복합체로 할 때 이용하는 재료는, 물론 체액 등의 액체 접촉시에 다가 금속 이온의 용출(溶出)을 완전하게는 저해해서는 안되지만, 서서히 녹으면서 다가 금속 이온을 용출시키는 것이 바람직하다. 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 용해속도를, 흡수체의 사용 용도에 따라 임의로 조정할 수 있다.
본 발명의 흡수체를 구성하는 기재는, 다당류 또는 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 배치 및 유지가능한 기재라면 어떠한 재료나 형태여도 상관없다. 재료로서는, 수해성 또는 생분해성 기재를 이용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 섬유, 부직포, 필름, 시트형상 등의 형태를 들 수 있다. 섬유로서는, 합성섬유계로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리에틸렌/폴리에틸렌텔레프탈레이트 복합섬유, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴 등을 들 수 있고, 천연섬유나, 재생섬유인 셀룰로오스계 섬유로서, 펄프, 레이온, 아세테이트를 들 수 있다. 단섬유/연속섬유 중 어느 것이어도 좋으며, 섬유직경도 어떠한 직경이든 상관없다.
본 발명의 흡수체를 구성하는 기재에 이용하는 부직포의 제법으로는, 스루 에어, 포인트 본드, 스펀레이스(Spunlace) 등의 건식 또는 습식 부직포, 스펀본드(spunbond) 부직포, 멜트블로(meltblow) 부직포, 스펀본드/멜트블로/스펀본드 부직포 등 공지된 각종 부직포를 사용할 수 있다.
부직포를 구성하는 섬유로서는, 열가소성 합성수지섬유, 반(半)합성섬유, 재생섬유 중 어느 하나, 또는 이들 섬유를 혼합한 복합섬유를 이용할 수 있다. 합성수지섬유로서는, 특별한 한정은 없지만, 폴리에스테르계, 폴리아크릴로니트릴계, 폴리염화비닐계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리스티렌계를 사용할 수 있다. 합성수지섬유로는, 코어-클래드(core-clad)형 복합섬유, 병렬형 복합섬유, 이형(異型)중공섬유, 미세다공섬유, 접합형 복합섬유를 사용할 수도 있다. 반합성섬유나 재생섬유로는, 셀룰로오스계나 단백질계를 사용할 수 있다.
부직포는, 탄성적인 신축성을 가지고 있어도 좋다. 신축성 부직포로서는, 멜트블로운(melt blown)이나 스펀본드의 각 제법에 의해 제조된 부직포를 사용할 수 있다. 신축성 부직포는, 열가소성 엘라스토머 수지를 용융시켜 방사한 신축성 섬유에 의해 만들 수 있다.
본 발명의 흡수체를 구성하는 기재에 이용하는 필름으로서는, 어떠한 형태의 것이어도 좋으며, 통기성 필름, 비통기성 필름, 개공(開孔)필름으로서의 고밀도 폴리에틸렌/저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 복합필름 등이 있고, 소재는 상기 섬유와 동일한 소재로 이루어진 것으로 좋다. 또한, 기재로서는, 수해성 티슈도 사용이 가능하다.
본 발명의 액투과성 표면 시트는, 액체가 투과된다면 어떠한 것이어도 좋다. 예컨대, 액투과성 표면 시트에는, 친수성(親水性) 섬유부직포나 다수의 개공을 가지는 소수성(疏水性) 섬유부직포, 개공을 가지는 플라스틱 필름 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
액불투과성 이면 시트는, 액체를 투과시키지 않는 시트라면 어떠한 것이어도 좋다. 예컨대, 액불투과성 이면 시트에는, 필름이나 부직포를 사용할 수 있다.
본 발명의 흡수체를 구성하는 다당류, 및 다가 금속 이온 공급 가능 물질은, 기재에 유지되는 것뿐만 아니라, 다당류나 다가 금속 이온 공급 가능 물질 그 자체로 이루어진 필름이나 시트형상물로 해도 좋다. 이 경우, 다당류이면, 다당류 수용액을 제막 후 건조시켜 제조한다. 다가 금속 이온 공급 가능 물질도 동일하게 하여 제조한다. 그 평량이나 두께는 임의로 설정이 가능하다. 평량이나 두께가 지나치게 작으면 증점에 의한 유동 억제 효과가 작고, 또한 지나치게 크면 무거워지거나 부피가 커져, 착용성이나 휴대감이 나빠진다. 또한, 흡수체를 구비하는 흡수물품의 종류나 용도에 따라서도 최적의 평량이나 두께량을 결정할 수 있다. 바람직하게는, 평량 10∼1000gsm(g/m2), 두께 10μm∼20mm의 범위 내에서 최적값을 결정할 수 있다.
다당류 및 다가 금속 이온 공급 가능 물질로 이루어지는 필름이나 시트형상물의 형상은, 통상 평활하며 균일한 두께를 가지는 플랫형상이지만, 엠보싱 가공 등에 의해 요철을 형성하거나 3차원 구조를 가지는 것이어도 좋다. 또한, 여러 가지 형태의 개공이나 지그재그형상 등과 같은 비연속 패턴의 노치를 가져도 좋으며, 파쇄된 후레이크형상이어도 상관없다. 또한, 단일층 또는 복수층이어도 좋으며, 적층된 층마다 밀도나 소재의 종류를 달리하여, 예컨대, 용해속도나 용해량을 변화시켜도 좋다.
본 발명의 흡수체에는, 다당류 외에 통상 이용되는 증점제, 가소제 및 향료, 소취(消臭)제, 각종 무기분말, 안료, 염료, 항균재, 점착제 등 각종 첨가제를 포함할 수 있다. 증점제로는, 폴리비닐알코올이나 폴리아크릴산, 가소제로는, 글리세린, 소르비톨, 락티토오스(환원유당), 말티토오스, 에리스리톨, 펜타에리스토오스 등을 들 수 있다. 건조시의 필름이나 시트에 금이 가 깨지는 것을 방지하기 위해, 트레할로스를 이용할 수도 있다. 이러한 첨가제에 의해, 흡수재에 여러 가지의 기능을 부여할 수 있다. 이용가능한 무기분말로는, 예컨대, 액체에 대해 불활성인 물질이라면 아무 상관이 없으며, 이산화규소, 제올라이트, 카올린, 클레이 등이 있다.
본 발명의 흡수체의 구조는, 기본적으로, 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류와 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 포함하는 구조라면, 어떠한 구조여도 상관없다. 예컨대, 다당류 및 다가 금속 이온 공급 가능 물질로 이루어진 필름이나 시트형상물을 재단하여 혼재시킨 구조, 필름이나 시트형상물을 파쇄하여 혼재시킨 구조 등을 들 수 있다. 이 경우, 체액이나 액상 배설물에 의해 다당류가 용해됨과 동시에 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 용해가 일어나, 다가 금속 이온 공급 가능 물질로부터 공급되는 다가 금속 이온에 의해, 다당류가 겔화되는 것이다.
또한, 본 발명의 흡수체의 구조는, 증점가능한 다당류와 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 조합이며, 다가 금속 이온 공급 가능 물질로부터 공급되는 다가 금속 이온에 의해 다당류가 증점·겔화되는 구조라면, 어떠한 형태나 배치여도 좋으며, 다음과 같은 양태를 예시할 수 있다.
(1) 다당류를 포함하거나 또는 다당류로 이루어진 시트/복합체/발포체/섬유를 체액, 액상 배설물이 닿는 피부접촉면측에 배치하고, 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 비(非)피부접촉면에 배치.
(2) 다당류를 포함하거나 또는 다당류로 이루어진 시트/복합체/발포체/섬유를 피부접촉면측에 배치하고, 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 비피부접촉면과 피부접촉면측에 배치.
(3) 다당류를 포함하거나 또는 다당류로 이루어진 시트/복합체/발포체/섬유를 비피부접촉면측에 배치하고, 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 피부접촉면측에 배치.
상기 (2) 및 (3)의 경우, 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 피부접촉면측에 배치할 경우, 체액의 투과 및 다당류의 용해를 저해하지 않기 위한 재료 또는/및 구조의 연구, 예컨대, 개공 형성, 부분적 배치 등이 필요하다.
(4) 다당류를 포함하거나 또는 다당류로 이루어진 시트/복합체/발포체/섬유로서, 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 내포한 구조.
(5) 다당류를 포함하거나 또는 다당류로 이루어진 시트/복합체/발포체/섬유로서, 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 내포한 구조를, 상하 또는 좌우에 배치한 구조.
(6) 다당류를 포함하거나 또는 다당류로 이루어진 분체와, 용해속도가 조정된 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 분체를 혼합한 구조.
(7) 다당류를 포함하거나 또는 다당류로 이루어진 시트로서, 수용성의 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 샌드한 구조.
(8) 다당류를 포함하거나 또는 다당류로 이루어진 시트로서, 수용성의 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 샌드하여 복수 적층된 구조.
본 발명의 흡수성 물품의 구조나 배치는, 상기 흡수체가 유효하게 체액 및 액상 배설물을 흡수할 수 있는 것이라면, 어떠한 형태여도 상관없지만, 다음과 같은 양태를 예시할 수 있다.
(a) 액투과성 표면 시트, 액불투과성 이면 시트, 및 상기 양 시트 사이에 위치하는 흡수체를 가지고 이루어지는 흡수성 물품.
(b) 액투과성 표면 시트, 액불투과성 이면 시트, 및 상기 양 시트 사이에 위치하는 흡수체를 가지며, 흡수체 내부, 및/또는 표면 시트와 흡수체 사이, 및/또는 흡수체와 이면 시트 사이에 확산 및/또는 흡수를 보조하는 재료가 배치된 흡수성 물품.
(c) 액투과성 표면 시트, 및 액불투과성 이면 시트 중 적어도 어느 하나가, 수해성을 가지는 흡수성 물품.
(d) 액투과성 표면 시트, 및 액불투과성 이면 시트 중 적어도 어느 하나가, 생분해성을 가지는 흡수성 물품.
본 발명에서 사용가능한 확산 및/또는 흡수를 보조하는 재료로서는, 펄프나 고흡수성 수지 등이 있다.
본 발명의 흡수체로서는, 흡수성능이 우수하므로, 생리대나 팬티 라이너 등의 생리용품, １회용 기저귀나 소변 누설 방지용 시트, 실금환자용 소변 패드 등의 위생용품, 체액·혈액흡수용 의료용품, 창상용품, 화장용 팩재, 동물용 배설처리제, 농사·원예용품, 선도(鮮度)유지재 등의 식품분야, 결로(結露)방지용재 등, 흡수(吸水)나 보수(保水)를 필요로 하는 여러 가지 용도의 흡수체로서 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은, 상기에 기재된 흡수체를 사용한 어느 하나의 흡수성 물품에도 관련된다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예의 형태를 나타낸 흡수체(1)의 단면도이다. 도 2는, 본 발명의 제 2 실시예의 형태를 나타낸 흡수체(1)의 단면도이다. 도 3은, 본 발명의 제 3 실시예의 형태를 나타낸 흡수체(1)의 단면도이다. 도 4는, 본 발명의 제 3 실시예에 있어서의 작용을 설명하는 작용 이미지를 순서대로 나타낸 단면도이다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예의 형태를 나타낸 흡수체(1)의 단면도이다. 액불투과성 이면 시트(3) 상에, 알긴산나트륨 필름(4)과 수용성 칼슘염 복합시트(5)를 몇 평방센티미터(㎠)로 자른 것을 랜덤하게 배치시킨 후, 액투과성 표면 시트(2)로 둘러싸고 주위를 결합시켜, 흡수체(1)를 구성하였다.
도 2는, 본 발명의 제 2 실시예의 형태를 나타낸 흡수체(1)의 단면도이다. 액불투과성 이면 시트(3) 상에, 수용성 칼슘염 복합시트(5), 알긴산나트륨 필름(4)을 상기의 순서대로 배치시킨 후, 액투과성 표면 시트(2)로 둘러싸고 주위를 결합시켜, 흡수체(1)를 구성하였다.
도 3은, 본 발명의 제 3 실시예의 형태를 나타낸 흡수체(1)의 단면도이다. 액불투과성 이면 시트(3) 상에, 수용성 칼슘염 복합시트(5), 폴리비닐알코올 시트(7), 알긴산나트륨 발포체(6)를 상기의 순서대로 배치시킨 후, 액투과성 표면 시트(2)로 둘러싸고 주위를 결합시켜, 흡수체(1)를 구성하였다. 액투과성 표면 시트(2)를 피부접촉면측으로 해둔다.
본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다. 도 4에서는, 도 3에 나타낸 제 3 실시예의 흡수체(1)를 이용하고 있다. 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류로서, 알긴산나트륨 발포체(6)를 이용하고, 알긴산나트륨 발포체(6)와 다가 금속 이온 공급 가능 물질인 수용성 칼슘염 복합시트(5)가 직접 접촉하는 일이 없도록, 양자간에, 폴리비닐알코올 필름(7)을 개재시켜 두었다. 백 시트인 액불투과성 이면 시트(3) 상에 수용성 칼슘염 복합시트(5), 폴리비닐알코올 필름(7), 알긴산나트륨 발포체(6)의 순서대로 설치하고, 그 상면은 탑 시트인 액투과성 표면 시트(2)로 둘러싸고, 둘러싸인 외주는 액불투과성 이면 시트(3)에 융착되거나, 접착제 등으로 결합되어 있다.
흡수체의 작용은, 다음과 같다.
1) 체액이, 액투과성 표면 시트(탑 시트; 2)를 통해 흡수체(1)내로 침투한다.
2) 침입한 체액에 의해, 피부접촉면측에 위치하는 알긴산나트륨 발포체(6)의 알긴산나트륨분(分)의 용해·팽윤이 개시된다.
3) 침투한 체액은, 또한 수용성 폴리비닐알코올 필름(7)에 도달하고, 폴리비닐알코올 필름(7)은 용해된다. 이와 동시에 알긴산나트륨의 용해·팽윤보다 늦게, 수용성 칼슘염 복합시트(5)의 용해가 개시된다. 칼슘염의 용해가 개시될 때까지, 알긴산나트륨의 팽윤은 거의 완료된다.
4) 팽윤된 알긴산나트륨에 칼슘이온이 반응하면, 즉석에서 겔화가 개시되어, 겔화체(8)를 형성하므로, 체액이 유지된다.
[실시예]
이하에서는, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하겠으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 또한, 이하의 모든 실시예에 있어서도 표면 시트(탑 시트)는 스루 에어 부직포를, 이면 시트(백 시트)는 폴리에틸렌 필름을 이용하였다.
[제 1 실시예]
다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류로서, 알긴산나트륨(80~120mPa.c, 와코쥰야쿠고교(주) 제조, 시약 일급) 5%수용액을, 스테인리스판 상에 300gsm(알긴산나트륨분 15gsm) 도공(塗工)한 후, 70℃에서 3H(시간)동안 건조시켜, 필름 사이즈가 100㎟이고 두께가 1.2㎜인 알긴산나트륨 필름(4)을 작성하였다. 그런 다음, 다가 금속 이온 공급 가능 물질로서, 20%염화칼슘 수용액을 SB부직포(엘타스아쿠아, 아사히카세이(주) 제조, 20gsm) 상에 100gsm(염화칼슘분 20gsm) 도포한 후, 70℃에서 3시간동안 건조시켜, 수용성 칼슘염 복합시트(5)를 작성하였다. 양자를 각각 1㎠로 자르고 나서 혼합한 다음 흡수재로 하여, 액불투과성 이면 시트(백 시트; 3) 상에, 5㎠의 사이즈로 랜덤하게 배치한 후, 액투과성 표면 시트(탑 시트; 2)로 둘러싸고 주위를 결합시켜, 도 1에 나타낸 흡수체(1; 제 1 실시예)를 작성하였다.
[제 2 실시예]
제 1 실시예에서 작성한 알긴산나트륨 필름(4) 및 수용성 칼슘염 복합시트(5)를 이용하여, 알긴산나트륨 필름(4)을 피부접촉면측에, 수용성 칼슘염 복합시트(5)를 비피부접촉면측에 각각 배치시킨 흡수체(1), 즉 액불투과성 이면 시트(백 시트; 3)상에 수용성 칼슘염 복합시트(5), 알긴산나트륨 필름(4)을 상기한 순서대로 배치한 후, 액투과성 표면 시트(탑 시트; 2)로 둘러싸고 주위를 결합시켜, 도 2에 나타낸 흡수체(1; 제 2 실시예)를 작성하였다.
[제 3 실시예]
다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류로서, 알긴산 Na((주)키미카 제조, B-S) 3%수용액 100g, DICRYLAN FOAMER HP(Huntsman Textile Effects GmbH 제조) 3g을 더하여, 5배의 발포배율까지 발포시킨 후, 스테인리스판 상에 10㎜의 두께로 도공하고 70℃에서 건조시켜, 알긴산나트륨 발포체(6)를 작성하였다. 그런 다음, 다가 금속 이온 공급 가능 물질로서, 상기 제 1 실시예에서 작성한 수용성 칼슘염 복합시트(5)를 이용하여, 알긴산나트륨 발포체(6)와 수용성 칼슘염 복합시트(6)가 직접 접촉하지 않도록, 양자 사이에, 폴리비닐알코올 필름(7; 하이세론 M-250, 니혼고세이카가쿠고교(주) 제조)을 개재시켰다. 수용성 칼슘염 복합시트(5), 알긴산나트륨 발포체(6), 폴리비닐알코올 필름(7)을, 각각 5㎠로 잘라, 흡수체를 작성하였다. 즉 액불투과성 이면 시트(백 시트; 3) 상에, 수용성 칼슘염 복합시트(5), 폴리비닐알코올 필름(7), 알긴산나트륨 필름(4)을 상기한 순서대로 배치한 후, 액투과성 표면 시트(탑 시트; 2)로 둘러싸고 주위를 결합시켜, 도 3에 나타낸 흡수체(1; 제 3 실시예)를 작성하였다.
[비교예 1]
제 2 실시예에 있어서, 알긴산나트륨 필름(4)과 수용성 칼슘염 복합시트(5)의 배치를 반대로 하였다. 수용성 칼슘염 복합시트(5)를 피부접촉면측에, 알긴산나트륨 필름(4)을 비피부접촉면측에 각각 배치시켰다. 즉, 액불투과성 이면 시트(백 시트; 3) 상에, 알긴산나트륨 필름(4)과 수용성 칼슘염 복합시트(5)를 상기한 순서대로 배치한 후, 동일하게 작성하여 흡수체(제 1 비교예)로 하였다.
[제 2 비교예]
제 2 실시예에 있어서, 액불투과성 이면 시트(백 시트; 3) 상에 알긴산나트륨 필름(4)만을 배치한 후, 동일하게 작성하여 흡수체(제 2 비교예)로 하였다.
[제 3 비교예]
제 1 실시예에 있어서, 펄프(NB-416 Weyerhaeuser Company 제조) 200gsm, 고흡수성 수지(스미토모세이카(주) 제조, SA60S) 200gsm을 균일하게 혼합적층시킨 흡수재를 5㎠로 잘라, 액불투과성 이면 시트(백 시트; 3) 상에 5㎠의 사이즈로 랜덤하게 배치한 후, 액투과성 표면 시트(탑 시트; 2)로 둘러싸고 주위를 결합시켜, 흡수체(제 3 비교예)를 작성하였다.
[제 4 비교예]
제 1 실시예에 있어서, 고흡수성 수지(스미토모세이카(주) 제조, SA60S) 100gsm을 5㎠로 하여, 액불투과성 이면 시트(백 시트; 3) 상에 균일하게 배치한 후, 액투과성 표면 시트(탑 시트; 2)로 둘러싸고 주위를 결합시켜, 흡수체(제 4 비교예)를 작성하였다.
흡수체의 평가는, 실시예 및 비교예 모두, 액투과성 표면 시트(탑 시트), 액불투과성 이면 시트(백 시트)를 이용하지 않은 상태에서의 흡수체 부분에 대해서만, 흡수 배율 및 겔 강도를 측정하여 평가하였다.
흡수 배율 : 흡수체 부분을 인공뇨 30g에 투입하고, 30초 동안 방치한 후의 「흡수량」을 질량측정하여, 흡수전의 샘플 질량과 비교하였다.
흡수 배율=흡수후의 질량/샘플 질량
겔 강도 측정 : 생성된 겔을 용기(12mmφ, 높이 8mm) 내에 충전하고, 디지털 포스 게이지(SHIMPO제조, FGC-0.2, 단자직경 8mmφ, 하강속도 4cm/min.)를 이용하여, 겔에 접촉한 시점의 강도를 측정하였다.
참고로, 인공뇨는, 요소 2질량%, 염화나트륨 0.8질량%, 황산마그네슘7수화물 0.08질량%, 염화칼슘2수화물 0.03질량%의 수용액이다.
실시예 및 비교예의 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00001
제 1∼3 실시예에서는, 종래의 고흡수성 수지인 제 3 비교예에 비해서도 흡수 배율이 크게 유용한 수치를 나타내었다. 제 1∼3 실시예 중에서도, 제 2 실시예가 흡수 배율이나 겔 강도 모두 가장 양호하였다. 제 3 실시예와 제 3 비교예를 대비하면, 28%정도(=24.9/19.5) 흡수 배율이 향상되었다. 겔 강도는 아기의 체압을 고려하면 0.1N 이상이 바람직한데, 제 1∼3 실시예에서는, 충분히 견디는 고강도의 겔이 형성됨이 확인되었다.
제 1 비교예는, 제 2 실시예에 있어서 알긴산나트륨 필름과 수용성 칼슘염 복합시트가 반대로 배치된 것인데, 액체의 흡수 배율, 겔 강도 모두 낮아, 흡수체로서는 만족할 만한 것이 아니었다. 제 2 비교예는, 알긴산나트륨 필름만이 배치된 것으로서, 용해는 되지만 겔이 형성되지는 않았다. 제 4 비교예에서는, 겔 강도는 어느 정도 가지고 있지만, 흡수 배율이 낮았다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 따르면, 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류가, 체액이나 액상 배설물의 액체에 의해 용해·팽윤이 발생함과 동시에, 다가 금속 이온에 의해 증점된 다당류가 다량의 체액이나 액상 배설물을 흡수할 수 있도록 구성되어 있으므로, 흡수재료의 사용량을 삭감할 수 있을 뿐만 아니라, 흡수성 물품의 경량화 및 박형화가 가능해진다. 또한, 다당류의 팽윤이 진행된 후에 다가 금속 이온에 의해 가교되어, 액체 등을 겔상태로 완전히 유지시킬 수 있기 때문에, 액체 등의 유동성을 억제하거나 액체의 되돌아 나옴을 방지하는 것이 가능하며, 샘을 방지할 수 있어, 다양한 분야의 흡수체 및 이를 포함하는 흡수물품으로서 이용이 가능하다.
1 : 흡수체
2 : 액투과성 표면 시트
3 : 액불투과성 이면 시트
4 : 알긴산나트륨 필름
5 : 수용성 칼슘염 복합시트
6 : 알긴산나트륨 발포체
7 : 폴리비닐알코올 필름
8 : 겔화(gel化)체

Claims (11)

  1. 다가 금속 이온의 존재하에서 증점가능한 다당류와 다가 금속 이온 공급 가능 물질을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다당류의 용해가 개시됨과 동시에 또는 개시된 후에, 다가 금속 이온 공급 가능 물질의 용해가 개시되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 다당류가, 다가 금속 이온 공급 가능 물질보다도 체액에 먼저 접촉하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다가 금속 이온 공급 가능 물질이, 용해속도가 조정처리된 후에 흡수체 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다당류가, 발포체, 필름형상, 기재(基材)에 고정화, 분체(粉體), 섬유형상 중 적어도 하나의 형태에 의해 흡수체 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다당류가, 알긴산나트륨, 알긴산프로필렌글리콜, 펙틴, 젤란검(gellan gum), 카라기난, 글루코만난, 구아검 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡수체.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다가 금속 이온 공급 가능 물질이, 이가(二價) 금속 이온의 공급이 가능한 물질인 것을 특징으로 하는 흡수체.
  8. 액투과성 표면 시트, 액불투과성 이면 시트, 및 상기 양 시트 사이에 위치하는 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 흡수체를 가지는 흡수성 물품.
  9. 제 8항에 있어서,
    흡수체 내부, 및/또는 표면 시트와 흡수체 사이, 및/또는 흡수체와 이면 시트 사이에 확산 및/또는 흡수를 보조하는 재료가 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수성 물품.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    수해성(水解性)을 가지는 것을 특징으로 하는 흡수성 물품.
  11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    생분해성을 가지는 것을 특징으로 하는 흡수성 물품.
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