KR20200024290A - 감소된 습도 수준을 갖는 흡수 용품 - Google Patents

Abstract

상면시트와 배면시트 사이에 위치된 흡수성 부재를 포함하는 흡수 용품이 제공된다. 흡수성 부재는 다공성 초흡수성 입자를 포함하는 적어도 하나의 층을 함유하고, 여기서 입자는 20분의 기간 동안 약 23℃의 온도 및 80%의 상대 습도를 갖는 대기에 노출된 후 약 67% 이하의 상대 습도 미기후를 나타낸다.

Description

감소된 습도 수준을 갖는 흡수 용품

관련 출원

본 출원은, 미국 가특허출원 제62/538,000호(2017년 7월 28일 출원)에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원은 본원에 그것의 전체 내용이 참조로 포함된다.

일회용 흡수 용품은, 통상적으로, 친수성 섬유와 초흡수성 입자들의 조합을 포함하는 흡수성 코어와 같은 흡수성 부재를 포함한다. 누출을 피하기 위해, 흡수성 의복은 신체측 라이너의 신체 대향면 상의 액체의 과도한 고임을 피하기 위해 액체를 신속하게 흡수해야 한다. 그러나, 의복에 흡수되어 보유된 임의의 액체는 착용자의 피부 근처의 전체적인 상대 습도에 기여한다. 착용자의 피부와 접촉하는 환경에서 높은 상대 습도는 기저귀 발진으로 흔히 알려진, 기저귀 피부염의 주요 원인 중 하나이다. 기저귀 피부염은 기저귀 착용 기간 동안 어느 시점이 되면 거의 모든 영유아를 괴롭힐 수 있다. 이러한 문제점을 최소화하는 것을 돕기 위해, 수증기 투과성인 통기성 재료로부터 흡수성 의복의 상면시트를 만드는 것이 상당히 일반적이어서, 의복 외부로부터의 신선한 공기가 착용자의 피부 근처의 환경에서 높은 습도 공기를 대체할 수 있다. 다소 효과적이지만, 습도를 감소시키기 위해 상면시트에만 의존하는 능력은 다소 제한되는데, 통기성이 너무 크게 증가하면 유체의 누출 가능성을 유발할 수 있기 때문이다. 이와 같이, 습도 수준이 감소된 흡수 용품에 대한 필요성이 현재 존재한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배면시트 및 상면시트 사이에 위치하는 흡수성 부재를 포함하는 흡수 용품이 개시된다. 흡수성 부재는 다공성 초흡수성 입자를 포함하는 적어도 하나의 층을 함유하며, 여기서 입자는 20분의 기간 동안 약 23℃의 온도 및 80%의 상대 습도를 갖는 대기에 노출된 후 약 67% 이하의 상대 습도 미기후(microclimate)를 나타낸다.

본 발명의 다른 특징들과 측면들은 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

통상의 기술자를 위한 본 발명의 최상의 모드를 포함한 본 발명의 모든 가능한 개시 내용을, 첨부 도면이 참조되는 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 기재한다.
도 1은 본 발명의 다공성 초흡수성 입자들의 하중 흡수능("AUL")을 측정하는 데에 사용될 수 있는 장치를 도시하고;
도 2는 도 1의 AUL 조립체를 도시하고;
도 3은 실시예 1의 초흡수성 입자의 SEM 현미경사진들을 보여주고, 도 3a(456x), 도 3b(10,000x, 절단됨), 및 도 3c(55,000x, 절단됨)는 기공 형성 이전의 입자를 나타내고 도 3d(670x), 도 3e(10,000x, 절단됨) 및 도 3f(55,000x, 절단됨)는 기공 형성 후의 입자를 나타내고;
도 4는 용매 교환 전 실시예 1에서 참조된 대조군 입자들의 기공 크기 분포를 도시하고;
도 5는 메탄올과 용매 교환 후 실시예 1의 입자들의 기공 크기 분포를 도시하고;
도 6은 에탄올과 용매 교환 후 실시예 2의 입자들의 기공 크기 분포를 도시하고;
도 7은 이소프로필 알코올과 용매 교환 후 실시예 3의 입자들의 기공 크기 분포를 도시하고; 그리고
도 8은 아세톤과 용매 교환 후 실시예 4의 입자들의 기공 크기 분포를 도시하고;
도 9는 본 발명의 흡수 용품의 실시예의 사시도이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 특징의 반복적인 사용은 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.

이제, 하나 이상의 예가 후술되어 있는 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 참조할 것이다. 각 예는 본 발명을 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 설명을 위해서 제공된다. 실제로, 본 발명의 사상이나 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명에 있어서 다양한 수정과 변형이 이루어질 수 있다는 점이 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 부분으로서 도시되거나 설명된 특징은 다른 실시예에 사용되어 또 다른 실시예를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 변형들 및 변경들을 첨부된 특허청구범위 및 그들의 등가물들의 범주 내로 포함시키고자 하는 것이다.

일반적으로, 본 발명은 상면시트와 배면시트 사이에 배치된 흡수성 부재를 포함한 흡수 용품에 관한 것이다. 흡수성 부재는 복수의 초흡수성 입자를 함유하고, 이들은 전형적으로 약 50 내지 약 2,000μm, 일부 실시예들에선 약 100 내지 약 1,000μm, 일부 실시예들에선 약 200 내지 약 700μm의 중앙 크기(예, 직경)를 갖는다. 본원에서 사용되는 용어 "중앙" 크기는 입자의 "D50" 크기 분포를 지칭하는데, 입자의 적어도 50%가 표시한 크기를 갖는 것을 의미한다. 마찬가지로 입자는 상기한 바와 같은 범위 내의 D90 크기 분포(입자의 적어도 90%가 표시한 크기를 가짐)를 가질 수도 있다. 입자의 직경은, 초원심분리기, 레이저 회절 등의 공지된 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 입자 크기 분포는 ISO 13320:2009와 같은 표준 시험 방법에 따라 결정될 수 있다. 입자는 또한 플레이크, 결절, 구형, 튜브 등과 같은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 입자의 크기는 특정 적용분야를 위해 성능을 최적화하기 위해 조절될 수도 있다. 입자의 비표면적은 또한 상대적으로 클 수 있는데, 예컨대, 약 0.2 평방 미터/그램(m²/g) 이상, 일부 실시예들에서는 약 0.6m²/g 이상, 일부 실시예들에서는 약 1m²/g 내지 약 5m²/g이고, 예컨대 ISO 9277:2010에 기술된 B.E.T. 시험 방법에 따라 결정된다.

입자의 특정 크기 또는 형상과 상관없이, 초흡수성 입자는 본질적으로 다공성이며, 일반적으로 폐쇄 및 개방 셀의 기공들의 조합을 함유할 수 있는 다공성 망을 갖는다. 입자의 총 다공성은 비교적 높을 수 있다. 예를 들어, 입자는 약 2 m²/g 이상, 일부 실시예에서 약 5 내지 약 150 m²/g, 일부 실시예들에서는 약 15 내지 약 60m²/g의 총 기공 면적을 나타낼 수 있다. 다공성 퍼센트는 또한 약 5% 이상, 일부 실시예들에서는 약 10% 내지 약 60%, 일부 실시예들에서는, 약 15% 내지 약 40%일 수도 있다. 다공성의 특징인 다른 파라미터는 벌크 밀도이다. 이와 관련하여, 본 발명의 초흡수성 입자들의 벌크 밀도는, 예를 들어, 약 0.7그램/입방 센티미터(g/cm³) 미만, 일부 실시예들에서 약 0.1 내지 약 0.65g/cm³, 일부 실시예들에서, 약 0.2 내지 약 0.6g/cm³일 수 있고, 수은 압입법을 통해 0.58psi의 압력에서 결정된다.

원하는 기공 특성을 달성하기 위해서, 다공성 망은 복수의 나노기공을 포함할 수 있고, 이것은 약 10 내지 약 500nm, 일부 실시예들에서는 약 15 내지 약 450nm, 일부 실시예들에서는 약 20 내지 약 400nm의 평균 단면 치수(예를 들어, 폭 또는 직경)를 가질 수도 있다. 용어 "단면 치수"는 일반적으로 기공의 장축(예를 들어, 길이)에 실질적으로 직교하는 기공의 특징적인 치수(예를 들어, 폭 또는 직경)를 지칭한다. 다수의 유형의 기공은 망 내에 존재할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 약 0.5 내지 약 30μm, 일부 실시예에서는 약 1 내지 약 20μm, 및 일부 실시예에서는 약 2μm 내지 약 15μm의 평균 단면 치수를 갖는 마이크로기공들이 또한 형성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 나노기공들은 망에서 비교적 높은 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 나노기공들은, 입자들 속의 총 기공 부피의 적어도 약 25부피%, 일부 실시예들에서는 적어도 약 40부피%, 일부 실시예들에서는 약 40부피% 내지 약 80부피%를 구성할 수 있다. 물질의 주어진 단위 부피 내에서 나노기공이 차지하는 평균 부피 퍼센트는 또한 입자의 cm³ 당 약 15% 내지 약 80%, 일부 실시예들에서는 약 20% 내지 약 70%, 일부 실시예들에서는 약 30% 내지 약 60%/입방 센티미터일 수 있다. 나노기공들의 다수의 서브타입이 또한 사용될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 예를 들어, 약 80 내지 약 500nm, 일부 실시예들에서는 약 90 내지 약 450nm, 일부 실시예들에서는 약 100 내지 약 400nm의 평균 단면 치수를 갖는 제1 나노기공이 형성될 수도 있는 한편, 약 1 내지 약 80nm, 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 70nm, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 60nm의 평균 단면 치수를 갖는 제2 나노기공이 형성될 수도 있다. 나노기공들은, 임의의 규칙적인 또는 불규칙적인 형상, 예컨대, 구형, 세장형 등을 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 다공성 망 내의 기공들의 평균 직경은 통상적으로 약 1 내지 약 1,200nm, 일부 실시예에서는 약 10nm 내지 약 1,000nm, 일부 실시예에서는 약 50 내지 약 800nm, 일부 실시예에서는 약 100 내지 약 600nm일 것이다.

부분적으로는 다공성 망의 특정 성질로 인해, 본 발명자들은 결과적인 초흡수성 입자들이 감소된 습도 미기후(humidity microclimate)를 나타낼 수 있음을 발견하였다. 예를 들면, 20분 동안 80%의 상대 습도 및 약 23℃의 온도를 갖는 대기에 노출되었을 때, 입자는 약 67% 이하, 일부 실시예에서는 약 65% 이하, 일부 실시예에서는 약 40% 내지 약 62%의 상대 습도 미기후를 나타낼 수 있다. 특히, 입자는 상당한 기간, 예컨대 약 20분 내지 약 150분, 일부 실시예에서는 약 30분 내지 약 140분, 일부 실시예에서는 약 50분 내지 약 120분 동안 이러한 낮은 상대 습도 수준을 유지할 수 있다.

낮은 습도 미기후를 유지하면서, 입자들은 그럼에도 불구하고 물, 염의 수용액(예를 들어, 염화나트륨), 체액(예를 들어, 소변, 혈액 등) 등과 같은 유체와 접촉하기 시작하는 특정 기간 동안 향상된 흡수율을 여전히 나타낼 수 있다. 이러한 증가된 비율은 다양한 방식으로 특징지을 수 있다. 예를 들어, 입자는, 이하 설명하는 테스트에 따라 0.9중량% 양의 염화나트륨 용액을 교반함으로써 생성된 와류를 폐쇄하는 초흡수성 입자들의 양에 필요한 초 단위의 시간 양에 관련되는 저 와류 시간을 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 초흡수성 입자는 약 80초 이하, 일부 실시예에서는 약 60초 이하, 일부 실시예에서는 약 45초 이하, 약 35초 이하, 일부 실시예에서는 약 30초 이하, 일부 실시예에서는 약 20초 이하, 일부 실시예에서는 약 0.1 내지 약 10초의 와류 시간을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 0.015킬로초("ks") 동안 염화나트륨(0.9중량%)의 수용액과 접촉한 후, 입자들의 흡수율은 약 300g/g/ks 이상, 일부 실시예에서는 약 400g/g/ks 이상, 일부 실시예에서는 약 500g/g/ks 이상, 일부 실시예에서는 약 600 내지 약 1,500g/g/ks일 수도 있다. 높은 흡수율은 심지어 비교적 긴 기간 동안 유지될 수 있다. 예를 들면, 0.06 ks 또는 심지어 최대 0.12 ks 동안 염화나트륨 수용액(0.9 중량%)과 접촉된 후, 입자들의 흡수율은 여전히 약 160 g/g/ks 이상, 일부 실시예에서는 약 180 g/g/ks 이상, 일부 실시예에서는 약 200 g/g/ks 이상, 일부 실시예에서는 약 250 내지 약 1,200 g/g/k일 수 있다.

특히, 증가된 흡수율은 입자의 총 흡수 용량을 희생하지 않으면서 유지될 수 있다. 예를 들어, 3.6ks 후, 입자들의 총 흡수 용량은 약 10g/g 이상, 일부 실시예에서는 약 15g/g 이상, 일부 실시예에서는 약 20 내지 약 100g/g일 수 있다. 마찬가지로, 입자는 초흡수성 입자 그램 당 약 20g 이상의 액체(g/g), 일부 실시예에서는 약 25g/g 이상, 일부 실시예에서는 약 30 내지 약 60g/g의 원심분리 보유 용량(Centrifuge Retention Capacity)("CRC")을 나타낼 수도 있다. 마지막으로, 초흡수성 입자는 또한 약 40 다시(darcy) 이하, 일부 실시예에서는 약 25 다시 이하, 일부 실시예에서는 약 0.1 내지 약 10 다시의 자유 팽윤 겔 층 투과성(free swell gel bed permeability)("GBP")을 나타낼 수 있다.

입자들의 또 다른 이점은, 흡수 용품의 사용 중 기공 구조가 가역적이라는 점이다. 즉, 흡수성 부재가 유체와 접촉할 때, 초흡수성 입자는 다공성 망이 붕괴될 때까지 유체를 흡수하고 팽윤할 수 있다. 이러한 방식으로, 팽윤된 입자는 비교적 단단한 입자들로 변환되고, 이는 초흡수성 입자들 사이, 또는 입자들 사이 개방 채널 및 흡수성 부재 내 섬유 물질을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 발생할 수 있는 임의의 겔 차단을 최소화할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예를 이제 보다 상세하게 설명하기로 한다.

I. 초흡수성 입자

초흡수성 입자는 일반적으로 적어도 하나의 친수성 라디칼, 예컨대 카르복실, 카르복실산 무수물, 카르복실산 염, 술폰산, 술폰산 염, 하이드록실, 에테르, 아미드, 아미노 또는 사차 암모늄 염 기를 갖는 하나 이상의 에틸렌성(예를 들어, 모노에틸렌성) 불포화 단량체 화합물로부터 유도된 반복 단위를 함유하는 3차원 가교결합된 중합체 망으로 형성된다. 초흡수성 입자를 형성하기 위한 적절한 에틸렌성 불포화 단량체 화합물의 구체적인 예는, 예를 들어, 카르복실산(예를 들어, (메타)아크릴산 (아크릴산 및/또는 메타크릴산을 포함), 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 소르브산, 이타콘산, 신남산, 등); 카르복실산의 염(알칼리 금속 염, 암모늄 염, 아민 염 등)(예컨대, 소듐 (메타)아크릴레이트, 트리메틸아민(메타)아크릴레이트, 트리에탄올아민-(메타)아크릴레이트, 소듐 말리에이트, 메틸아민 말리에이트 등); 비닐 술폰산 (예컨대, 비닐술폰산, 알릴 술폰산, 비닐톨루엔 술폰산, 스티렌 술폰산 등); (메타)아크릴 술폰산 (예컨대, 술포프로필 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-(메타)아크릴옥시 프로필 술폰산 등); 비닐 술폰산 또는 (메타)아크릴 술폰산의 염; 알코올 (예컨대, (메타)알릴 알코올); 폴리올의 에테르 또는 에스테르 (예컨대, 하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 폴리(옥시에틸렌 옥시프로필렌) 글리콜 모노 (메타)알릴 에테르 (하이드로실 기는 에테르화되거나 에스테르화될 수 있음) 등); 비닐포름아미드; (메타)아크릴아미드, N-알킬 (메타)아크릴아미드 (예컨대, N-메틸아크릴아미드, N-헥실아크릴아미드 등), N,N-디알킬 (메타)아크릴아미드 (예컨대, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디-n-프로필아크릴아미드 등); N-하이드록시알킬 (메타)아크릴아미드 (예컨대, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-하이드록시에틸-(메타)아크릴아미드 등); N,N-디하이드록시알킬 (메타)아크릴아미드 (예컨대, N,N-디하이드록시에틸(메타)아크릴아미드); 비닐 락탐 (예컨대, N-비닐피롤리돈); 카르복실산의 아미노 기 함유 에스테르 (예컨대, 디알킬아미노알킬 에스테르, 디하이드록시알킬아미노알킬 에스테르, 모르폴리노알킬 에스테르 등) (예컨대, 디메닐아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 모르폴리노에틸 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 푸마레이트 등); 헤테로시클릭 비닐 화합물 (예컨대, 2-비닐 피리딘, 4-비닐 피리딘, N-비닐 피리딘, N-비닐 이미다졸), 등); 사차 암모늄 염 기 함유 단량체 (예컨대, N,N,N-트리메틸-N-(메타)아크릴옥시에틸암모늄 클로라이드, N,N,N-트리에틸-N-(메타)아크릴로일옥시에틸암모늄 클로라이드, 2-하이드록시-3-(메타)아크릴로일옥시프로필 트리메틸 암모늄 클로라이드 등); 기타 등등 뿐만 아니라 전술한 것들 중 임의의 조합들을 포함한다. 대부분의 실시예에서, (메타)아크릴산 단량체 화합물 뿐만 아니라 이들의 염은 초흡수성 입자를 형성하기 위해 사용된다.

상기에 언급된 단량체 화합물은 일반적으로 수용성이다. 그러나, 가수분해를 통해 수용성이 될 수 있는 화합물이 또한 사용될 수도 있음을 이해해야 한다. 적절한 가수분해성 단량체는, 예를 들어 에스테르, 아미드 및 니트릴 기와 같은 적어도 하나의 가수분해성 라디칼을 갖는 에틸렌성 불포화 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 가수분해성 단량체의 구체적인 예는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, (메타)알릴 아세테이트, (메타)아크릴로니트릴 등을 포함한다. 또한, 생성되는 입자들이 랜덤, 그래프트된 또는 블록 공중합체와 같은 공중합체로서 형성되도록 추가 단량체가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 원하는 경우, 공단량체(comonomer)(들)는 위에 열거된 단량체들의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 공단량체(들)는 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산의 염, 말레산 무수물 등일 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 예를 들어, 공중합체는 아크릴산(또는 그의 염) 및 말레산 무수물로부터 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 알콕시실란과 같은 가교결합성 작용기를 포함하는 공단량체가 또한 사용될 수 있다. 사용된 공단량체(들)에 상관없이, 1차 에틸렌성 불포화 단량체(들)는 중합체를 형성하는 데에 사용되는 단량체의 적어도 약 50몰%, 일부 실시예에서는 약 55몰% 내지 약 99몰%, 일부 실시예에서는 약 60몰% 내지 약 98몰%를 구성하지만, 반면에 공단량체(들)는 중합체를 형성하는데에 사용되는 단량체의 약 60몰% 이하, 일부 실시예에서는 약 1몰% 내지 약 50몰%, 일부 실시예에서는 약 2몰% 내지 약 40몰%를 구성하는 것이 일반적으로 바람직하다.

물을 흡수할 수 있는 망을 형성하기 위해, 중합체가 중합 동안 및/또는 중합 후 가교되는 것이 일반적으로 바람직하다. 일 실시예에서, 예를 들어, 에틸렌성 불포화 단량체 화합물(들)은 가교결합제의 존재 시 중합되어서 가교결합된 중합체를 제공할 수 있다. 적절한 가교결합제는 통상적으로 에틸렌성 불포화 단량체 화합물과 반응할 수 있고, 적어도 부분적으로 수용성이거나 수분산성이거나, 수성 단량체 혼합물에서 적어도 부분적으로 가용성이거나 분산될 수 있는 2개 이상의 기를 갖는다. 적절한 가교결합제의 예로는, 예를 들어, 테트라알릴옥시에탄, N,N'-메틸렌 비스아크릴아미드, N,N'-메틸렌 비스메타크릴아미드, 트리알릴아민, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 글리세롤 프로폭시 트리아크릴레이트, 디비닐벤젠, N-메틸올 아크릴아미드, N-메틸올 메타크릴아미드, 글리시딜 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 폴리아민, 에틸 디아민, 에틸 글리콜, 글리세린, 테트라알릴옥시에탄 및 펜타에리트리톨, 알루미네이트, 실리카, 알루모실리케이트 등의 트리알릴 에테르 뿐만 아니라 그들의 조합을 포함할 수 있다. 가교제의 양은 가변될 수 있지만, 통상적으로 에틸렌성 불포화 단량체 화합물(들)의 몰에 기초하여 약 0.005 내지 약 1.0몰%의 양으로 존재한다.

상술한 실시예들에서, 가교결합은 일반적으로 중합 동안 발생한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 중합체는 원할 때 가교결합될 수 있는 잠재적 작용기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합체는 물에 노출시 가교결합된 중합체를 형성하도록 응축되는 실란올 작용기를 형성하는 알콕시실란 작용기를 함유할 수 있다. 이러한 작용기의 하나의 특정한 예는 하기 일반 구조를 갖는 트리알콕시실란이다:

여기서 R₁, R₂ 및 R₃은 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다.

중합체 구조체에 이러한 작용기를 도입하기 위해서, 트리알콕시실란 작용기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체와 같은, 작용기를 포함하는 단량체 화합물이 사용될 수 있다. 특히 적합한 단량체는 (메타)아크릴산 또는 그 염, 예컨대 메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 메타크릴옥시에틸 트리메톡시실란, 메타크릴옥시프로필 트리에톡시실란, 메타크릴옥시프로필 트리프로폭시실란, 아크릴옥시프로필메틸 디메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸 디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸 디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리스(메톡시에톡시)실란 등이다. 트리알콕시실란 작용기를 함유하는 공중합이 가능한 단량체에 더하여, 트리알콕시실란 작용기를 함유하는 화합물과 후속적으로 반응될 수 있는 공중합이 가능한 단량체 또는 물과 반응해서 실라놀 기를 형성하는 성분을 또한 사용할 수 있다. 이러한 단량체는 이들에만 한정되는 것은 아니지만, 아민 또는 알코올을 함유할 수도 있다. 공중합체에 혼입되는 아민 기는 이어서 이에만 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 (3-클로로프로필)트리메톡시실란과 반응될 수도 있다. 공중합체에 혼입되는 알코올 기는 이어서 이에만 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 테트라메톡시실란과 반응될 수도 있다.

본 발명의 초흡수성 중합체 입자는 임의의 공지된 중합 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 입자들은, 용액의 중합, 역방향 서스펜션 중합, 또는 유화액 중합과 같은 임의의 적절한 벌크 중합 기술에 의해 제조될 수 있는데, 이는 예를 들어, 미국 특허 제4,076,663호, 제4,286,082호, 제4,340,706호, 제4,497,930호, 제4,507,438호, 제4,654,039호, 제4,666,975호, 제4,683,274호, 또는 제5,145,906호에 기재되어 있다. 용액 중합에서, 예를 들어, 단량체(들)는 수용액에서 중합된다. 역방향 서스펜션 중합에서, 단량체(들)는 계면활성제 또는 보호성 콜로이드와 같은 분산제의 존재 하에 지환식 또는 지방족 탄화수소 서스펜션 매질에 분산된다. 원하는 경우, 중합 반응은 유리 라디칼 개시제, 산화 환원 개시제(환원 및 산화제), 열 개시제, 광개시제 등의 존재 하에 수행될 수 있다. 적절한 환원제의 예로는, 예를 들어, 아스코르브산, 알칼리 금속 아황산염, 알칼리 금속 중아황산염, 암모늄 아황산염, 암모늄 중아황산염, 알칼리 금속 수소 아황산염, 암모늄 수소 아황산염, 철 금속 염, 예를 들어, 황산 제일철, 당, 알데히드, 일차 및 이차 알코올 등을 포함할 수 있다. 적절한 산화제의 예로는, 예를 들어 과산화수소, 과산화카프리릴, 과산화벤조일, 과산화큐멘, 삼차 부틸 디퍼프탈레이트, 삼차 부틸 퍼벤조에이트, 과탄산나트륨, 과아세트산나트륨, 알칼리 금속 퍼설페이트, 과황산암모늄, 알킬하이드로퍼옥사이드, 퍼에스테르, 디아크릴 퍼옥사이드, 은 염 등을 포함할 수 있다.

원하는 경우, 생성된 입자는 또한 상기한 원하는 크기를 달성하기 위해 소형화될 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 회전 분쇄 요소를 갖는 분쇄기를 사용하는, 충격 소형화(impact downsizing)를 이용해서, 입자를 형성할 수도 있다. 반복된 충격 및/또는 전단 응력이 회전 분쇄 요소 및 정지식 또는 역회전 분쇄 요소 사이에 생성될 수 있다. 또한 충격 소형화는 기류를 사용해서 물질을 분쇄 디스크 (또는 다른 전단 요소)로 운반하고 충돌할 수도 있다. 한 가지 특히 적합한 충격 소형화 장치는 Pallmann Industries(뉴저지, 클리프톤)에서 Turbofiner®, 타입 PLM의 명칭으로 시판된다. 이 장비에서, 정지식 분쇄 요소와 충격 분쇄 밀의 회전 분쇄 요소 사이의 원통형 분쇄 챔버 내에 활성이 놓은 공기 소용돌이가 생성된다. 높은 공기 부피 때문에, 입자들은 충격을 받고 원하는 입자 크기로 소형화될 수 있다. 다른 적합한 충격 소형화 공정은 모두 Pallmann의 것인, 미국특허 제6,431,477호 및 제7,510,133호에서 설명될 수도 있다. 다른 적합한 미세입자 형성 공정은 냉간 압출 소형화로, 이는 일반적으로 전단 및 압축력을 사용하여 원하는 크기를 갖는 입자를 형성한다. 예를 들어, 물질은 강제로 매트릭스 중합체의 융점 아래의 온도에서 다이를 통하게 될 수 있다. 고체 상태 전단 분쇄는 사용될 수 있는 다른 적합한 공정이다. 이러한 방법은 압출기 배럴 및 스크류가 냉각되어 중합체 용융을 방지하는 동안 일반적으로 높은 전단 및 압축 조건 하에서 물질의 연속 압출을 포함한다. 이러한 고체 상태 분쇄 기술의 예는, 예를 들면, 미국특허 Khait의 제5,814,673호; Furgiuele 등의 제6,479,003호; Khait 등의 제6,494,390호; Khait의 제6,818,173호; 및 Torkelson 등의 미국 공개 제2006/0178465호에 기재된다. 또 다른 적절한 미세입자 형성 기술은 극저온 디스크 밀링으로 알려져 있다. 극저온 디스크 밀링은 일반적으로 액체(예를 들어, 액체 질소)를 이용해서 분쇄 이전 및/또는 도중에 물질을 냉각 또는 동결한다. 일 실시예에서, 정지식 디스크와 회전 디스크를 갖는 단일 활주 디스크 밀링 장비가 사용될 수 있다. 물질은 디스크 중심 부근 채널을 통해 디스크들 사이에 들어가고 디스크들 사이에 생성된 마찰력을 통해 입자로 형성된다. 하나의 적합한 극저온 디스크 밀링 장치는 ICO Polymers(펜실베니아주, 앨런타운)에서 Wedco® 극저온 분쇄 시스템이란 명칭으로 시판 중이다.

반드시 필요한 것은 아니지만, 추가 구성성분들은, 중합 전, 중합 동안, 또는 중합 후에, 초흡수성 중합체와 또한 조합될 수도 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 높은 종횡비 개재물(예를 들어, 섬유, 튜브, 소판, 와이어 등)이 사용되어, 팽윤된 초흡수성 중합체를 안정화시키고 그 탄성을 개선하는 내부 연동 보강 프레임워크를 생성하는 데 도움을 줄 수 있다. 종횡비(중앙 폭으로 나눈 평균 길이)는 예를 들어, 약 1 내지 약 50, 일부 실시예들에서 약 2 내지 약 20, 일부 실시예들에서, 약 4 내지 약 15의 범위에 있을 수 있다. 이러한 개재물은 약 1 내지 약 35μm, 일부 실시예에서는 약 2 내지 약 20μm, 일부 실시예에서는 약 3 내지 약 15μm, 및 일부 실시예에서는 약 7 내지 약 12μm의 중앙 폭(예컨대, 직경) 뿐만 아니라, 약 1 내지 약 200μm, 일부 실시예에서는 약 2 내지 약 150μm, 및 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 100μm, 일부 실시예에서는 약 10 내지 약 50μm의 부피 평균 길이를 가질 수 있다. 이러한 높은 종횡비 개재물의 예는 카바이드(예를 들어, 실리콘 카바이드), 실리케이트(예를 들어, 규회석) 등으로부터 유도되는 고 종횡비 섬유("위스커(whisker)"라고도 알려짐)를 포함할 수 있다.

원하는 경우, 소수성 물질은, 또한, 탄화수소기를 함유하는 물질, 불소 원자를 갖는 탄화수소기를 함유하는 물질, 폴리실록산 구조를 갖는 물질 등의 초흡수성 중합체와 조합될 수도 있다. 이러한 물질 및 그로부터 형성된 초흡수성 입자들의 예는, 예를 들어, Fujimura 등의 미국 특허 제8,742,023호에서 설명되고, 이는 본원에서 전부 참고로 원용된다. 예를 들어, 적절한 소수성 물질은 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 왁스, 장쇄 지방산 에스테르, 장쇄 지방산 및 그 염, 장쇄 지방족 알코올, 장쇄 지방족 아미드 등 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 구체적인 일 실시예에서, 8개 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 지방산 및 1개 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알코올의 에스테르, 예를 들어 메틸 라우레이트, 에틸 라우레이트, 메틸 스테아레이트, 에틸 스테아레이트, 메틸 올레에이트, 에틸 올레에이트, 글리세롤 모노라우레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 모노올레에이트, 펜타에리트리톨 모노라우레이트, 펜타에리트리톨 모노스테아레이트, 펜타에리트리톨 모노올레에이트, 소르비톨 모노라우레이트, 소르비톨 모노스테아레이트, 소르비톨 모노올레에이트, 수크로오스 모노팔미테이트, 수크로오스 디팔미테이트, 수크로오스 트리팔미테이트, 수크로오스 모노스테아레이트, 수크로오스 디스테아레이트, 수크로오스 트리스테아레이트, 탤로 등인, 장쇄 지방산 에스테르가 사용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 8 내지 30개의 탄소 원자를 포함하는 장쇄 지방산 또는 그의 염, 예컨대 라우르산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 다이머 산, 베헨산 등 뿐만 아니라 그들의 아연, 칼슘, 마그네슘, 및/또는 알루미늄 염, 예컨대 칼슘 팔미테이트, 알루미늄 팔미테이트, 칼슘 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 알루미늄 스테아레이트 등이 사용될 수도 있다.

입자들이 형성되는 특정 방식에 관계없이, 원하는 다공성 망의 생성을 개시하는 데 다양한 상이한 기술이 사용될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 중합 공정 자체에 대한 제어는 생성되는 입자 내 기공의 형성을 초래할 수 있다. 예를 들어, 중합은, 용매-풍부 소수 상(minority phase)에 현탁된 단량체-풍부 연속상을 갖는 이종, 2상 또는 다상 시스템에서 수행될 수 있다. 단량체-풍부 상이 중합되기 시작함에 따라, 기공 형성은 용매-풍부 상에 의해 유도될 수 있다. 물론, 다공성 망이 미리 형성된 입자 내에 형성되는 기술이 또한 사용될 수 있다. 구체적인 일 실시예에서, 예를 들어, 연속 상 용매 시스템에서 용해되거나 팽윤된 중합체가 중합체에 의해 형성된 연속상 고체 거대분자 망으로 역전되는 "상 반전(phase inversion)"으로 공지된 기술이 사용될 수 있다. 이러한 반전은 여러 방법들을 통하여, 예컨대 건조 공정(예컨대, 증발 또는 승화)을 통한 용매 제거, 비-용매의 첨가 또는 습식 공정을 통한 비-용매로 첨가에 의해 유도될 수 있다. 건조 공정에서, 예를 들어, 용매 시스템(예를 들어, 물)이 가스로 배기되거나 퍼지됨으로써 과도한 수축 없이 제거될 수 있는 물질의 다른 상태로 변환될 수 있도록 입자들의 온도(또는 압력)가 변경될 수 있다. 예를 들어, 동결 건조는, 용매 시스템을 그 동결 점 아래로 냉각시킨 다음, 감압 하에 승화시켜 기공이 형성되도록 하는 것을 포함한다. 한편, 초임계 건조는, 기공이 형성되도록 초임계 점 위의 압력 하에서 용매 시스템을 가열하는 것을 포함한다.

그러나, 습식 공정은 원하는 반전을 달성하기 위해 상당한 정도의 에너지에 의존하지 않는다는 점에서 특히 적합하다. 습식 공정에서, 초흡수성 중합체 및 용매 시스템은 단상 균질 조성물의 형태로 제공될 수 있다. 중합체의 농도는 통상적으로 조성물의 약 0.1 내지 약 20 중량%/부피, 일부 실시예에서는 약 0.5 내지 약 10 중량%/부피 범위이다. 그 후, 조성물은, 수조로 침지, 역류 세척, 분무 세척, 벨트 분무, 및 필터링과 같은, 임의의 공지된 기술을 사용하여 비-용매 시스템과 접촉된다. 용매 및 비-용매 시스템 사이의 화학 퍼텐셜 차이는 용매의 분자가 초흡수성 중합체로부터 확산되는 것을 유발하고, 비용매의 분자는 중합체 내로 확산한다. 궁극적으로, 이는 중합체 조성물이 단상 균질 조성물로부터 중합체-풍부 및 중합체-부족 분획물을 함유하는 불안정한 2상 혼합물로의 전이를 겪게 한다. 중합체-풍부 상에서 비-용매 시스템의 교질 입자의 액적은 또한 핵생성 부위 역할을 하고, 중합체로 코팅되고, 특정 지점에서 이들 액적들이 침전되어 연속 중합체 망을 형성한다. 중합체 매트릭스 내부의 용매 조성물은 또한 자체적으로 붕괴되어 공동을 형성한다. 이어서, 매트릭스를 건조시켜 용매 및 비-용매 시스템을 제거하고, 안정된 다공성 입자를 형성한다.

상 반전을 달성하기 위해 사용되는 정확한 용매 및 비-용매 시스템은 그들의 혼화성(miscibility)에 기초하여 함께 선택되는 한 특히 중요하지 않다. 보다 구체적으로, 용매 및 비-용매 시스템은, 일반적으로 보다 친수성 액체를 나타내는 더 높은 값 및 보다 소수성 액체를 나타내는 더 낮은 값을 갖는 2개의 액체의 혼화성의 예측 지표인, 힐데브란트(Hildebrand) 용해도 파라미터들(δ)에 있어서 특정한 차이를 갖도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 용매 시스템 및 비-용매 시스템의 힐데브란트 용해도 파라미터의 차이(예를 들어, δ_용매 - δ_비용매)는 약 1 내지 약 15칼로리^1/2/cm^3/2, 일부 실시예들에서는 약 4 내지 약 12 칼로리^1/2/cm^3/2, 일부 실시예들에서는 약 6 내지 약 10 칼로리^1/2/cm^3/2인 것이 바람직하다. 이들 범위 내에서, 용매/비-용매는 용매 추출이 발생하기에 충분한 혼화성을 가지지만, 상 반전이 달성될 수 없을 정도로 너무 혼화되지 않을 것이다. 용매 시스템에 사용하기에 적합한 용매는, 예를 들어, 물, 식염수, 글리세롤 등 뿐만 아니라 이들의 조합을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 비-용매 시스템에 사용하기에 적합한 비-용매는 아세톤, n-프로필 알코올, 에틸 알코올, 메탄올, n-부틸 알코올, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 등 뿐만 아니라 이들의 조합을 포함할 수도 있다.

통상적으로, 용매 시스템 대 비-용매 시스템의 부피 비는 약 50:1 내지 약 1:200 (부피 당 부피), 일부 실시예에서는 약 10:1 내지 약 1:180 (부피 당 부피), 일부 실시예에서는 약 1:1 내지 약 1:160 (부피 당 부피), 일부 실시예에서는 약 1:60 내지 약 1:150 (부피당 부피), 일부 실시예에서는 약 1:1 내지 약 1:60 (부피당 부피), 및 일부 실시예에서는 약 1:1 내지 약 1:2(부피당 부피)의 범위이다. 비-용매와 접촉 및 상 반전이 완료된 후, 액상은 임의의 적합한 기법들, 예컨대 증가된 온도, 시간, 진공, 및/또는 임의의 적절한 장비(예를 들어, 강제 에어오븐 및 진공 오븐)를 사용한 유량 제어에 의해 건조되고/되거나 제거될 수 있다. 일례로, 예를 들어, 최대 약 175℃의 온도에서 고온 건조는 샘플에서 최대 약 16 중량%의 에탄올을 남길 수 있다. 이어서, 샘플을 50% 상대 습도에서 69℃로 습도 챔버에 두어 에탄올 함량을 0.13% 미만으로 감소시킬 수 있다.

II. 흡수 용품

초흡수성 입자는 물 또는 다른 유체를 흡수할 수 있는 매우 다양한 상이한 흡수 용품에 사용될 수 있다. 일부 흡수 용품의 예는, 개인 위생 흡수 용품, 예컨대 기저귀, 훈련용 팬츠, 흡수성 팬티, 성인 실금 용품, 여성 위생 제품(예를 들어, 생리대), 수영복, 유아용 닦개, 미트 닦개(mitt wipe) 등; 의료용 흡수 용품, 예컨대 의복, 천공술 재료(fenestration materials), 언더패드, 붕대, 흡수성 드레이프(absorbent drapes), 및 의료용 닦개; 식품 서비스 닦개; 의류 용품 등을 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.

의도된 응용분야에 상관없이, 흡수 용품은 통상적으로 배면시트와 상면시트 사이에 위치하는 흡수성 부재(예를 들면, 코어층, 서지(surge)층, 전달 지연층, 랩시트, 통기층 등)을 포함한다. 흡수성 부재는 단일 흡수층 또는 별도 및 별개의 흡수층을 포함하는 복합체로부터 형성될 수 있다. 그러나, 통상적으로, 흡수성 부재는 선택적으로 섬유 물질과 조합하여, 본 발명의 초흡수성 입자를 포함한다. 흡수성 부재는, 예를 들어 초흡수성 입자와 조합하여 섬유상 물질을 함유할 수 있다. 초흡수성 입자는, 예를 들어, 흡수성 부재의 층의 총 중량 기준으로 약 20중량% 내지 약 90중량%, 일부 실시예들에서는 약 30중량% 내지 약 85중량%, 일부 실시예들에서는 약 40중량% 내지 약 80중량%를 구성할 수 있는 한편, 섬유상 물질은, 흡수성 부재의 층의 총 중량 기준으로 약 10중량% 내지 약 80중량%, 일부 실시예들에서는 약 15중량% 내지 약 70중량%, 일부 실시예들에서는 약 20중량% 내지 약 60중량%를 구성할 수 있다. 초흡수성 입자들은 섬유상 물질과 실질적으로 균질하게 혼합될 수 있거나 불균일하게 혼합될 수 있다. 초흡수성 입자들은 또한 예를 들어 타겟 구역에서와 같이 흡수성 부재의 원하는 영역들 내에 선택적으로 위치되어서 신체 삼출물을 더 양호하게 샘 방지하고 흡수할 수 있다.

흡수성 부재에 사용되는 섬유상 물질은 셀룰로오스 섬유(예를 들어, 펄프 섬유)와 같은 흡수성 섬유를 함유할 수 있다. 셀룰로오스 섬유는, 예를 들어, 1mm 보다 큰, 특히 길이-중량 평균을 기준으로 약 2 내지 5mm의 평균 섬유 길이를 가지는 침엽수 펄프 섬유를 포함할 수 있다. 그런 침엽수 섬유는 그것들에 한정되는 것은 아니지만, 북부의 침엽수, 남부 침엽수, 미국 삼나무, 붉은 삼나무, 독미나리, 소나무(예컨대, 남부 소나무), 가문비나무(예컨대, 검은 가문비나무), 그것들의 조합 등을 포함할 수 있다. 활엽수 섬유, 예컨대, 유칼립투스, 단풍나무, 자작나무, 사시나무 등이 또한 사용될 수 있다. 합성 중합체 섬유(예를 들어, 용융-스펀 열가소성 섬유), 예를 들어 멜트블로운 섬유, 스펀본드 섬유 등이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀, 탄성중합체 등의 열가소성 중합체로 형성된 멜트블로운 섬유가 사용될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 섬유상 물질은 또한 흡수성 섬유 및 멜트블로운 섬유와 같은 상이한 유형의 섬유의 복합체일 수 있다. 이러한 복합체의 일례는 Anderson 등의 미국 특허 제4,100,324호; Georger 등의 제5,350,624호; 및 Georger 등의 제5,508,102호 뿐만 아니라 Keck 등의 미국 특허 출원 공개 제2003/0200991호 및 Dunbar 등의 제2007/0049153호에 기술된 것과 같은 "코폼" 재료이다. 흡수성 부재는 또한 섬유성 웹들 및 초흡수성 입자들의 적층체 및/또는 국부적인 영역에서 초흡수성 입자들을 유지하기 위한 적절한 매트릭스를 포함할 수 있다.

도 9를 참조하면, 예를 들면, 흡수 용품(201)의 하나의 특정 실시예가 기저귀의 형태로 도시되어 있다. 물론, 상기한 바와 같이, 본 발명은 다른 유형의 흡수 용품, 예를 들어 실금 용품, 생리대, 기저귀 팬티, 여성용 냅킨, 훈련용 팬츠 등으로 구현될 수 있다. 도시된 실시예에서, 흡수 용품(201)은 체결되지 않은 구성에서 모래시계 형상을 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 형상, 예를 들어 일반적으로 직사각형, T자형, 또는 I자형이 사용될 수 있음은 물론이다. 도시된 바와 같이, 흡수 용품(201)은 배면시트(217), 상면시트(205), 및 상면시트와 배면시트 사이에 위치된 흡수성 부재를 포함하는 다양한 구성요소에 의해 형성된 섀시(202)를 포함한다. 도 9에서, 예를 들어, 흡수성 부재는, 본 발명의 초흡수성 입자들 및 선택적으로 섬유성 물질(예를 들어, 흡수성 섬유, 합성 중합체 섬유, 또는 이들의 조합)을 포함할 수 있는 흡수 코어(203)를 포함한다. 원한다면, 흡수성 코어(203)는 흡수성 코어(203)의 구조체의 무결성을 유지하는 것을 돕도록 지지부(예를 들면, 실질적으로 친수성 티슈 또는 부직포 랩시트(도시하지 않음))를 더 포함할 수 있다. 티슈 랩시트는 그의 적어도 하나 또는 양쪽의 주 대향면들 위에 선택적으로, 고흡수성 물질 및/또는 섬유들의 웹/시트에 대해 배치될 수 있다. 티슈 웹시트는 흡수성 셀룰로오스 물질, 예를 들면 크레이프된 와딩(creped wadding) 또는 높은 습윤 강도(wet-strength) 티슈를 포함할 수 있다. 티슈 랩시트는 선택적으로 흡수성 코어(203)를 구성하는 흡수성 섬유들의 집합체에 대해 빠르게 액체를 분포시키는 것을 돕는 위킹층(wicking layer)을 제공하도록 구성될 수 있다.

흡수성 부재는 또한 흡수성 코어(203) 내로 빠르게 도입될 수 있는 액체의 서지 또는 분출을 감속 및 확산시키는 데 일조하는 서지층(207)을 포함할 수도 있다. 도시된 실시예에서, 예를 들면, 서지층(207)은 상면시트(205)의 내측 대향면(216)과 흡수성 코어(203) 사이에 개재된다. 서지층(207)은 통상적으로 고도의 액체 투과성 물질로 구성된다. 적합한 물질은 다공성 직조 물질, 다공성 부직포 물질, 및 천공된 필름을 포함할 수 있다. 적합한 서지층의 예로는 Ellis 등에 의한 미국 특허 제5,486,166호 및 Ellis 등에 의한 미국 특허 제5,490,846호에 설명되어 있다.

배면시트(217)는 선택적으로 부직포 웹의 형태로, 섬유상 물질을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 부직포 웹은 흡수 용품(201)의 의복-대향면(333)을 정의하도록 위치할 수 있다. 상면시트(205)는 마찬가지로 사용자의 신체와 접촉하도록 디자인되며, 액체 투과성일 수 있다. 예를 들면, 상면시트(205)는 통상적으로 착용자의 피부에 부합하는 부드러운 느낌의 비자극적인 신체-대향면(218)을 정의할 수 있다. 상면시트(205)는 흡수성 코어(203)를 둘러쌈으로써 흡수 용품을 완전히 감쌀 수 있다. 대안적으로, 상면시트(205) 및 배면시트(217)는 흡수성 부재를 넘어서 연장될 수 있고, 공지된 기술, 예를 들어 접착제 접합, 초음파 접합 등을 이용하여 전체적으로 또는 부분적으로 주위에 함께 결합될 수 있다. 원하는 경우, 상면시트(205)는 부직포 웹(예, 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 또는 본디드 카디드 웹)을 포함할 수 있다. 부직포 웹을 포함하는 다른 예시적인 상면시트 구성은 미국 특허 제5,192,606호; 제5,702,377호; 제5,931,823호; 제6,060,638호; 및 제6,150,002호 뿐만 아니라, 미국 특허 출원 공개 제2004/0102750호, 제2005/0054255호, 및 제2005/0059941호에 설명되어 있다. 상면시트(205)는 체액이 흡수 코어(203) 내로 더욱 용이하게 전달될 수 있게 형성된 복수의 천공을 또한 포함할 수 있다. 천공은 상면시트(205) 전반에 걸쳐서 무작위로 또는 균일하게 배열될 수 있거나, 또는 흡수 용품의 길이방향 축을 따라 배열된 좁은 길이방향 밴드 또는 스트립 내에 배치될 수 있다. 천공은 체액이 흡수성 부재 안으로 신속하게 침투할 수 있게 한다. 천공들의 크기, 형상, 직경 및 수는 사람의 특정 요구를 맞추기 위해 달라질 수 있다.

필요하다면 흡수성 부재는 서지층 아래에 수직으로 배치된 전달 지연층을 포함할 수도 있다. 전달 지연층은 다른 흡수성 층보다 덜 친수성인 물질을 함유할 수 있고, 일반적으로 실질적으로 소수성인 것을 특징으로 할 수도 있다. 예를 들면, 전달 지연층은 부직포 웹(예, 스펀본드 웹)일 수도 있다. 상기 섬유는 둥글고, 횡단 형상이 삼엽 또는 다엽일 수 있으며, 중공 구조이거나 속이 꽉 찬 구조일 수도 있다. 전형적으로 웹은 열적 접합에 의한 것과 같이 웹 영역의 약 3% 내지 약 30%에 걸쳐 접합된다. 전달 지연층에 대해 사용될 수 있는 적당한 물질의 다른 실례는 미국 특허 제 4,798,603호 (Meyer 등) 및 제5,248,309호 (Serbiak 등)에 기술되어 있다. 발명의 성능을 조정하기 위하여, 전달 지연층은 또한 그것의 초기 습윤성을 증가시키기 위해 선택된 양의 계면활성제로 처리될 수 있다.

전달 지연층은 일반적으로 약 150㎜ 내지 약 300㎜의 길이와 같은 어떠한 치수를 가질 수도 있다. 전형적으로, 전달 지연층의 길이는 흡수 용품의 길이와 대략 같다. 전달 지연층은 또한 서지층과 폭이 같을 수 있지만, 일반적으로는 더 넓다. 예를 들어 전달 지연층의 폭은 약 50mm 내지 약 75mm, 특히 약 48mm일 수 있다. 전달 지연층은 전형적으로 다른 흡수성 부재의 평량보다 적은 평량을 가진다. 예를 들어 전달 지연층의 평량은 전형적으로 약 150gsm 미만이고 일부 실시예에서는 약 10gsm 내지 약 100gsm이다.

상기한 구성요소 이외에, 흡수 용품(201)은 당 기술분야에 공지된 바와 같이 다양한 다른 구성요소를 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 흡수 용품(201)은 흡수성 코어(203)의 섬유상 구조의 무결성을 유지하는 것을 돕는 실질적으로 친수성 랩시트(도시되지 않음)를 또한 포함할 수 있다. 랩시트는 통상적으로 그의 적어도 2개의 주요 대향면 위에서 흡수성 코어(203) 주위에 배치되며, 흡수성 셀룰로오스 물질, 예를 들어 크레이핑된 충전재 또는 고 습윤-강도 티슈로 구성된다. 랩시트는 흡수성 코어(203)의 흡수성 섬유 덩어리 위에 액체를 신속하게 분포시키는 것을 돕는 심지층(wicking layer)을 제공하도록 구성될 수 있다. 흡수성 섬유상 덩어리의 일측면 상의 랩시트 물질은 그 섬유상 덩어리의 대향하는 측면 상에 배치된 랩시트에 결합되어 흡수성 코어(203)를 효율적으로 구속할 수 있다. 또한, 흡수 용품(201)은 흡수성 코어(203)와 배면시트(217) 사이에 위치하는 통기층(도시되지 않음)을 또한 포함할 수 있다. 사용되는 경우, 통기층은 흡수성 코어(203)로부터 배면시트(217)를 격리하는 것을 도와서, 배면시트(217) 내의 축축함(dampness)을 감소시킬 수 있다. 이러한 통기층의 예는, 예를 들어 Blaney 등에 의한 미국 특허 제6,663,611호에 설명되어 있는, 통기성 필름에 적층된 부직포 웹을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 흡수 용품(201)은 허리 영역들 중 하나 내에 흡수 용품(201)의 측면 에지(232)로부터 연장되는 한 쌍의 귀(도시되지 않음)를 또한 포함할 수 있다. 귀는 선택된 기저귀 구성요소와 일체적으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 귀는 배면시트(217)와 일체로 형성될 수 있거나, 또는 상부 표면을 제공하도록 사용되는 물질로부터 형성될 수 있다. 대안적인 구성에서, 귀는 배면시트(217)에, 상면에, 배면시트(217)와 상면 사이에, 또는 다양한 다른 구성으로 연결되고 조립된 부재에 의해 제공될 수 있다.

도 9에 대표적으로 도시된 바와 같이, 흡수 용품(201)은 장벽을 제공하고 신체 삼출물의 측방향 흐름을 수용하도록 구성되는 한 쌍의 샘방지 플랩(212)을 또한 포함할 수 있다. 샘방지 플랩(212)은 흡수성 코어(203)의 측면 에지에 인접한 상면시트(205)의 측방향으로 대향하는 측면 에지(232)를 따라 배치될 수 있다. 샘방지 플랩(212)은 흡수성 코어(203)의 전체 길이를 따라 길이방향으로 연장될 수 있거나, 또는 흡수성 코어(203)의 길이를 따라 부분적으로만 연장될 수 있다. 샘방지 플랩(212)은, 흡수성 코어(203)보다도 길이가 짧은 경우에는, 가랑이 영역(210) 내의 흡수 용품(201)의 측면 에지(232)를 따라 선택적으로 어느 곳에나 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 샘방지 플랩(212)은 흡수성 코어(203)의 전체 길이를 따라 연장되어 신체 삼출물을 더욱 양호하게 함유한다. 이러한 샘방지 플랩(212)은 일반적으로 당업자에게 널리 공지되어 있다. 예를 들면, 샘방지 플랩(212)을 위한 적절한 구성 및 배열은 Enloe에 의한 미국 특허 제4,704,116호에 설명되어 있다.

흡수 용품(201)은 신체 삼출물의 누출을 더욱 방지하고 흡수성 코어(203)를 지지하기 위해서 측면 에지(232)에 첨부된 한 쌍의 다리 탄성 부재(206)와 같은 다양한 탄성 또는 신축 가능한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 한 쌍의 허리 탄성 부재(208)가 흡수 용품(201)의 길이방향으로 대향하는 허리 에지(215)에 부착될 수 있다. 다리 탄성 부재(206) 및 허리 탄성 부재(208)는 일반적으로 사용시 착용자의 다리 및 허리에 대해 밀접하게 끼워 맞춰서 착용자와의 긍정적인 접촉 관계를 유지하고 흡수 용품(201)으로부터의 신체 삼출물의 누출을 효율적으로 감소시키거나 없애는 데에 적합하다. 흡수 용품(201)은 하나 이상의 체결기구(fastener)(230)를 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 착용자에 대하여 허리 개구부 및 한 쌍의 다리 개구부를 생성하도록 허리 영역의 대향하는 측면 에지 상에 있는 2개의 가요성 체결기구(230)가 도 9에 도시되어 있다. 체결기구(230)의 형상은 일반적으로 가변될 수 있지만, 예를 들면 일반적으로 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 타원형, 선형 등을 포함할 수 있다. 체결기구는, 예를 들면 후크 물질을 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 각 체결기구(230)는 가요성 배면의 내측 표면에 부착된 후크 물질의 별도의 조각을 포함한다.

흡수 용품(201)의 다양한 영역 및/또는 구성요소는 임의의 공지된 부착 메커니즘, 예를 들어 접착제 접합, 초음파 접합, 열 접합 등을 이용하여 함께 조립될 수 있다. 적합한 접착제는, 예를 들면 핫 멜트(hot melt) 접착제, 감압(pressure-sensitive) 접착제 등을 포함할 수 있다. 접착제가 사용된 경우, 접착제는 균일한 층, 패터닝된 층, 분무된 패턴, 또는 별도의 라인, 스월(swirl) 또는 도트(dot)로서 도포될 수 있다. 도시된 실시예에서, 예를 들면, 배면시트(217) 및 상면시트(205)는 접착제를 사용하여 서로 그리고 흡수성 코어(203)에 조립된다. 대안적으로, 흡수성 코어(203)는 통상의 체결기구, 예를 들어 단추, 후크 및 루프 유형 체결기구, 접착 테이프 체결기구 등을 사용하여 배면시트(217)에 연결될 수 있다. 마찬가지로, 다른 기저귀 구성요소, 예를 들어 다리 탄성 부재(206), 허리 탄성 부재(208) 및 체결기구(230)도 또한 임의의 부착 메커니즘을 사용하여 흡수 용품(201) 내에 조립될 수 있다.

기저귀의 다양한 구성이 상기에서 설명되어 있지만, 다른 기저귀 및 흡수 용품 구성이 본 발명의 범주 내에 또한 포함되는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 발명은 결코 기저귀에 한정되는 것이 아니다. 실제로, 다른 개인 위생 흡수 용품, 예를 들어 훈련용 팬티, 흡수성 속옷, 성인 실금 제품, 여성 위생 제품(예를 들어, 생리대), 수영복, 유아용 와이프 등; 의료용 흡수 용품, 예를 들어 의복, 천공술 물질, 언더패드, 붕대, 흡수성 드레이프, 및 의료용 와이프; 식품 서비스 와이프; 의류 용품 등을 포함하지만 이들에 한정되지 않는, 임의의 다른 흡수 용품이 본 발명에 따라 형성될 수 있다.

본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.

시험 방법

기공 특성

초흡수성 입자들의 기공 특성(예를 들어, 총 기공 면적, 벌크 밀도, 기공 크기 분포, 및 다공률)은 당 업계에 잘 알려진 바와 같이 수은 다공도 측정법(수은 압입법으로도 알려짐)을 사용하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, Micrometrics의 AutoPore IV 9500과 같은 상업적으로 이용 가능한 포로시미터(porosiometer)가 사용될 수 있다. 이러한 장치는 수은에 함침된 샘플에 다양한 수준의 압력을 적용함으로써 일반적으로 다공성을 특징으로 한다. 샘플의 기공들 내로 수은을 압입하는데 필요한 압력은 기공들의 크기에 반비례한다. 측정은 0.58psi의 초기 압력에서 그리고 약 60,000psi의 최종 압력에서 수행될 수 있다. 총 기공 면적 및 벌크 밀도는 수은 압입 시험 동안 직접 측정될 수 있다. 전체 기공 크기 분포는 차등 압입과 기공 직경(μm)의 그래프로부터 유도될 수 있다. 마찬가지로, 다공률은, 입자 패킹으로 인해 약 50%의 부피가 빈 공간에 의해 차지되는 것을 고려하여 벌크 밀도 감소(입자의 일정한 크기, 패킹 및 형상을 가정)에 기초하여 계산될 수 있다. 보다 구체적으로, 다공률은 다음 식에 따라 결정될 수 있다:

100 x 0.5 x [(대조군 샘플의 벌크 밀도 - 시험 샘플의 벌크 밀도)/대조군 샘플의 벌크 밀도]

여기에서 벌크 밀도(g/cm³)는 0.58psi의 압력에서 수은 압입에 의해 결정된다.

상대 습도 미기후

샘플의 상대 습도 미기후를 결정하기 위해, 습도 제어 챔버를 주위 실온에서 80% 상대 습도로 설정하였다(iButtons(Maxim Integrated)에 의해 모니터링됨). 시편 컵을 컵 속으로 공기 흐름을 위해 5mm 구멍으로 변형시켰다. 각 샘플/컵에 대해, 20초마다 컵 내부의 온도 및 습도를 기록하도록 iButton 센서를 프로그래밍하였다. iButton 샘플링 포트가 샘플에 대면한 상태로 컵의 바닥에 양면 테이프를 사용하여 iButton을 부착하였다. 준비된 재료는 알루미늄 칭량 보트에서 0.2g으로 칭량되었고, 셋업 및 챔버 적응 동안 습한 환경에 대한 사전 노출로부터 재료를 보호하기 위해 플라스틱 백 내에 밀봉되기 전 80℃에서 1시간 동안 건조되었다. 컵과 백에 넣은 샘플을 챔버 내에 배치하고 적어도 10분 동안 적응시켰으며, 그 후에 샘플들을 백으로부터 제거하고 즉시 시편 컵에 밀봉하였다. 컵 내부의 온도 및 상대 습도를 iButton으로 18시간 동안 모니터링하였다. OneWire Viewer 소프트웨어(Maxim Integrated)를 사용하여 iButton 데이터를 다운로드하고, 이어서 Microsoft Excel(2013)를 사용하여 컴파일링하고 그래프로 나타내었다. 달리 언급하지 않는 한 모든 실험에서 N=3이다.

흡수 용량

초흡수성 입자들의 흡수 용량은 하중 흡수능("AUL") 시험을 사용해 측정될 수 있는데, 이는 물질이 하중 하에 있는 동안 실온에서 증류수 중 0.9중량%의 염화나트륨 용액(시험 용액)을 흡수할 수 있는 초흡수성 입자들의 능력을 측정하기 위해 잘 알려진 시험이다. 예를 들어, 0.16 g의 초흡수성 입자들은 0.01psi, 0.3psi, 또는 0.9psi의 공칭 압력 하에서 하중 흡수능("AUL")의 5.07 cm² 면적 내에 국한될 수 있다. 샘플은 과량의 유체를 함유하는 접시(dish)로부터 시험 용액을 흡수하도록 허용된다. 소정의 시간 간격으로, 진공 장치가 실린더 내의 임의의 과잉 간극 유체를 제거한 후 샘플을 칭량한다. 그런 다음, 이러한 중량 대 시간 데이터를 사용하여 다양한 시간 간격으로 흡수율을 결정한다.

도 1을 참조하면, 예를 들어, 흡수 용량을 결정하는 데 사용될 수 있는 장치(910)의 일 실시예가 도시되어 있다. 장치(910)는 실린더(920), 피스톤(930) 및 추(weight, 990)를 갖는 AUL 조립체(925)를 포함한다. 추(990)는 100그램 중량일 수 있다. 플라스크의 상단에 고무 스토퍼(rubber stopper, 945) 및 튜브(955)가 끼워 맞춰지는 측면 아암 플라스크(960)가 사용될 수 있어서, 샘플이 진공 시스템에 들어가기 전 샘플로부터 제거된 임의의 유체를 포획하는 것을 돕는다. 고무 또는 플라스틱 튜브(970)는 측면 아암 플라스크(960) 및 AUL 챔버(940)에 사용될 수 있다. 추가 튜브(970)는, 또한, 플라스크(960)의 측면 아암(arm, 980)과 진공원(미도시)을 연결하는 데 사용될 수 있다. 도 2를 참조하면, 실린더(920)는 초흡수성 입자(950)를 수용하는 데에 사용될 수 있고 동심성을 확보하기 위해 약간 기계 가공된 1 인치(2.54cm) 내부 직경의 아크릴 튜브로 제조될 수 있다. 기계 가공후, 메쉬 천(414)(예를 들어, 400 메쉬)은 스크린이 실린더에 확실히 부착되게 하는 적절한 용매를 사용하여 실린더(920)의 바닥부에 부착될 수 있다. 피스톤(930)은 1 인치(2.5cm) 직경의 고체 물질(예를 들면, 아크릴)로 제조된 4.4g 피스톤일 수도 있고, 실린더(920)에 구속되지 않고 꼭 끼워맞추도록 기계 가공될 수 있다. 전술한 바와 같이, 장치(910)는 또한 초흡수성 입자(950)의 팽윤 동안 흡수된 간극 액체를 제거하는 AUL 챔버(940)를 포함한다. 이 시험 장치는, M/K Systems로부터 입수 가능한 GATS(중력 흡수능 시험 시스템), 및 1974년 3월의 INDA Technological Symposium Proceedings의 129-142페이지에 있는 Lichstein에 의해 기술된 시스템과 유사하다. 또한, 2.5cm 직경 영역 내에 국한된 포트를 갖는 포팅된 디스크(935)가 사용된다.

테스트를 수행하기 위해, 다음 단계들을 수행할 수 있다:

(1) AUL 실린더(920)의 내부를 정전기 방지 천으로 닦고, 실린더(920), 추(990) 및 피스톤(930)을 칭량하는 단계;

(2) 용기 중량으로서 중량을 최근 밀리그램으로 그램 단위로 기록하는 단계;

(3) 초흡수 입자(950)의 0.16 ± 0.005그램 샘플을 실린더(920) 내로 천천히 부어 입자들이 실린더의 측면들과 접촉하지 않거나 AUL 실린더의 벽에 부착될 수 있도록 하는 단계;

(4) 실린더(920), 추(990), 피스톤(930), 및 초흡수 입자(950)를 칭량하고, 건조 중량으로서, 저울에서 값을 최근 밀리그램으로 그램 단위로 기록하는 단계;

(5) 초흡수 입자(950)가 실린더의 바닥부 상에 균등하게 분포될 때까지 AUL 실린더(920)를 부드럽게 탭하는 단계;

(6) 피스톤(930) 및 추(990)를 실린더(920) 내에 서서히 배치하는 단계;

(7) 시험 유체(0.9중량%의 염화 나트륨 수용액)를 바닥부 상의 큰 메쉬 스크린을 갖는 유체 수조에 위치시키는 단계;

(8) 동시에 타이머를 시작하고 초흡수 입자(950) 및 실린더 조립체(925)를 유체 수조 내의 스크린 상에 배치하는 단계. 수조 내의 수준은 실린더의 베이스 위에 적어도 1 cm 양의 헤드를 제공하기 위한 높이로 이루어져야 한다.

(9) 샘플을 부드럽게 선회시켜 임의의 포획된 공기를 방출하고 초흡수성 입자들이 유체와 접촉하도록 보장하는 단계.

(10) 유체 수조로부터 지정된 시간 간격으로 실린더(920)를 제거하고 즉시 실린더를 진공 장치(AUL 챔버(940) 상부의 포팅된 디스크(935))에 배치하고 10초 동안 과량의 간극 유체를 제거하는 단계;

(11) 종이 타월 또는 티슈로 실린더 외부를 닦는 단계;

(12) AUL 조립체(즉, 실린더(920), 피스톤(930) 및 추(990))를 초흡수성 입자들과 임의의 흡수된 시험 유체로 즉시 칭량하고, 습윤 중량으로서 중량을 그램 단위로 최근 밀리그램 및 시간 간격으로 기록하는 단계; 및

(13) 필요한 시간 간격 동안 반복하는 단계.

적어도 2개의 샘플을 일반적으로 각각의 소정의 시간 간격으로 시험한다. 시간 간격은 전형적으로 15, 30, 60, 120, 300, 600, 1800 및 3600초(또는 0.015, 0.030, 0.060, 0.120, 0.300, 0.600, 1.8, 또는 3.6 킬로초)이다. 지정된 시간 간격으로 초흡수성 입자들의 "흡수 용량"은 하기 식에 의해 초흡수체 그램을 기준으로 액체 그램으로 산출된다:

(습윤 중량-건조 중량) / (건조 중량-용기 중량)

흡수율

초흡수성 입자들의 "흡수율(Absorption Rate)"은, 관련 특정 시간 간격(kilosecond, ks), 예컨대 0.015, 0.030, 0.060, 0.120, 0.300, 0.600, 1.8, 또는 3.6 킬로초로 전술한 흡수 용량을 나눔으로써(g/g) 지정된 시간 간격으로 결정될 수 있다.

원심분리 보유 용량(Centrifuge Retention Capacity, CRC)

원심분리 보유 용량(CRC) 테스트는 제어된 조건 하에서 초흡수성 입자들이 포화되고 원심분리가 된 후에 액체를 보유하는 능력을 측정한다. 결과적인 보유 용량은 샘플의 그램 중량 당 보유된 액체의 그램(g/g)으로서 표현된다. 테스트될 샘플은 미국 표준 30-메쉬 스크린을 통해 예비 스크리닝되고 미국 표준 50-메쉬 스크린 상에 보유되는 입자들로 준비된다. 입자는 수동으로 또는 자동으로 예비 스크리닝될 수 있고 시험될 때까지 밀봉된 기밀 용기에 보관될 수 있다. 보유 용량은 0.2 ± 0.005g의 예비 스크리닝된 샘플을, 테스트 용액(증류수 내의 0.9중량% 염화나트륨)이 샘플에 의해 자유롭게 흡수될 수 있게 하면서 샘플을 수용하는 투수성 백 내에 배치함으로써 측정된다. 모델 명칭 1234T의 열 밀봉성 여과지와 같은 열 밀봉성 티백 물질이 적합할 수 있다. 이 백은 백 물질의 5인치 x 3인치 샘플을 반으로 접고 개방 에지들 중 2개를 열 밀봉하여 2.5인치 x 3인치 직사각형 파우치를 형성함으로써 형성된다. 열 밀봉부들은 물질의 에지 내측에 약 0.25인치에 있을 수 있다. 샘플을 파우치 내에 배치한 후, 파우치의 나머지 개방 에지도 또한 열 밀봉될 수 있다. 빈 백들은 대조군들로서 역할하기 위해 만들어질 수 있다. 시험을 위해 3개의 샘플(예를 들어, 충전 및 밀봉된 백)을 준비한다. 밀봉된 용기에 즉시 배치되지 않는 한 충전된 백을 준비 후 3분 이내에 시험하고, 이 경우 충전된 백은 준비 후 30분 이내에 시험해야 한다.

백을 3인치 개구부를 갖는 2개의 TEFLON® 코팅된 유리섬유 스크린 사이에 배치하고(Taconic Plastics, Inc., 뉴욕주, 피터즈버그 소재) 23℃에서 시험 용액의 팬에 잠긴 후, 백들이 완전히 습윤될 때까지 스크린들이 아래로 유지되도록 한다. 습윤 후, 샘플들을 용액에 약 30± 1분 동안 그대로 두고, 그 시점에서 샘플들을 용액으로부터 제거해서 비흡수성 편평 표면 상에 일시적으로 놓는다. 다수의 테스트를 위해, 팬을 비우고 24개의 백이 팬에서 포화된 후 새로운 테스트 용액으로 다시 충전되어야 한다.

그런 다음, 습윤 백을, 샘플에 약 350의 g-힘을 받게 할 수 있는 적절한 원심분리기의 바스킷 안에 배치하였다. 하나의 적절한 원심분리기는 Heraeus LaboFuge 400이고, 이는 물 수집 바스킷, 디지털 rpm 게이지, 및 백 샘플들을 유지하고 배수하기에 적절한 기계식 배수 바스킷을 갖는다. 다수의 샘플을 원심분리하는 경우에는, 회전시 바스킷의 균형을 잡기 위해 샘플들을 원심분리기 내부에 대향하는 위치에 배치해야 한다. 백들(젖은 빈 백들을 포함)을 약 1,600rpm(예를 들면, 약 350의 표적 g-힘을 달성함)으로 3분 동안 원심분리한다. 백들을 제거해서 중량을 재는데, 먼저 빈 백들(대조군들)의 중량을 잰 후 샘플들을 수용하는 백의 중량을 잰다. 백 자체가 보유하는 용액을 고려해서, 샘플이 보유하는 용액의 양은 샘플의 그램 당 유체의 그램으로서 표현되는, 샘플의 원심분리 보유 용량(CRC)이다. 보다 구체적으로, 원심분리 보유 용량은 다음과 같이 결정된다:

원심분리 후의 샘플 백 중량 - 원심분리 후의 빈 백 중량 - 건조 샘플 중량

건조 샘플 중량

3개의 샘플을 테스트하고, 그 결과를 평균해서 초흡수성 물질의 보유 용량(CRC)을 결정한다. 샘플들을 23℃ 및 50% 상대 습도에서 시험한다.

와류 시간

와류 시간은, 초흡수성 입자들의 미리 결정된 질량이 자기 교반 플레이트 상에서 600rpm으로 50ml의 0.9중량%의 염화나트륨 용액을 교반함으로써 생성된 와류를 폐쇄하는 데 필요한 시간(단위: 초)이다. 와류가 폐쇄하는 데 걸리는 시간은 입자들의 자유 팽윤 흡수율의 표시이다. 와류 시간 시험은 다음 절차에 따라 온도 23℃와 50%의 상대 습도에서 수행될 수 있다:

(1) 50ml(± 0.01ml)의 0.9중량%의 염화나트륨 용액을 100-ml 비커로 측정한다.

(2) 링이 없는 7.9mm x 32mm TEFLON® 커버된 자기 교반 막대를 (예를 들어, 제거 가능한 피봇 링이 달린 상표명 S/P® 브랜드 단일 팩 둥근 교반 막대들로 상업적으로 입수가능한 것) 비커에 둔다.

(3) 자기 교반 플레이트(예컨대 상표명 DATAPLATE® 모델 #721)로 상업적으로 입수가능한 것)를 600 rpm으로 프로그램한다.

(4) 자기 교반 막대가 활성화되도록 비커를 자기 교반 플레이트의 중앙에 둔다. 와류의 바닥부는 교반 막대의 최상부 근처에 있어야 한다. 초흡수성 입자들은 미국 표준 #30 메쉬 스크린(0.595mm 개구부)을 통해 예비 스크리닝되고 미국 표준 #50 메쉬 스크린(0.297mm 개구부)에서 보유된다.

(5) 중량 측정 페이퍼에서 테스트할 초흡수성 입자들의 필요한 질량을 칭량한다.

(6) 염화나트륨 용액이 교반되고 있는 동안, 식염수 용액에 시험할 흡수성 중합체를 신속하게 붓고 스톱워치를 시작한다. 시험될 초흡수성 입자를 와류의 중심과 비커의 측면 사이에서 식염수에 첨가해야 한다.

(7) 식염수 용액의 표면이 평평해질 때 스톱워치를 멈추고 시간을 기록한다. 초 단위로 기록된 시간은 와류 시간으로 기록된다.

자유 팽윤 겔 층 투과성(GBP) 테스트

본원에서 사용되는 바와 같이, 자유 팽윤 겔 층 투과성(GBP) 테스트는 일반적으로 "자유 팽윤(free swell)" 조건으로 지칭되는 것 하에서 초흡수성 물질의 팽윤 층의 투과성을 결정한다. 용어 "자유 팽윤"은 후술되는 바와 같이 초흡수성 물질이 테스트 용액 흡수 시에 팽윤 억제 하중 없이 팽윤할 수 있게 되는 것을 의미한다. 이 시험은 Qin의 미국 특허 공보 제2010/0261812호에 기술되고, 이는 본원에 참고로 원용된다. 예를 들어, 샤프트의 길이방향 축을 따라 뚫린 동심 원통형 구멍을 갖는 원통형 LEXAN 샤프트를 포함할 수 있는, 샘플 용기와 피스톤을 포함하는 시험 장치가 사용될 수 있다. 샤프트의 양 단부는 상단부 및 하단부를 제공하도록 기계 가공될 수 있다. 추는 중앙의 적어도 일부분을 통과하는 원통형 구멍을 갖는 일 단부 상에 놓일 수 있다. 원형 피스톤 헤드는 다른 단부에 위치될 수 있고, 7개의 구멍의 동심 내부 링을 구비할 수 있으며, 각각의 구멍은 약 0.95cm의 직경을 갖고, 14개의 구멍의 동심 외부 링을 구비할 수 있으며, 각각의 구멍은 약 0.95cm의 직경을 갖는다. 구멍들은 피스톤 헤드의 최상부로부터 바닥부까지 뚫린다. 피스톤 헤드의 바닥부는 또한 이축 신축 메쉬 스테인리스 강 스크린으로 덮일 수 있다. 샘플 용기는 실린더 및 팽팽하게 이축 연신되고 실린더의 하단부에 부착된 100 메쉬 스테인리스 강 천 스크린을 포함할 수 있다. 초흡수성 입자는 테스트 동안 실린더 내의 스크린에서 지지될 수 있다.

실린더는 투명한 렉산 막대 또는 동등한 물질로부터 뚫려 있을 수 있고, 또는 렉산 튜브 또는 동등한 물질로부터 절단될 수 있고, 내부 직경이 약 6cm(예를 들면, 약 28.27cm²의 단면적)이고, 벽 두께가 약 0.5cm이고 높이가 대략 5cm이다. 배수 구멍은 스크린의 상부에 대략 4.0cm의 높이로 실린더의 측벽에 형성되어 액체가 실린더로부터 배출될 수 있게 하여, 스크린 위 대략 4.0cm에서 샘플 용기 내 유체 수준을 유지할 수 있다. 피스톤 헤드는 렉산 막대 또는 동등한 물질로부터 기계 가공될 수 있고, 높이가 대략 16mm이고 최소 벽 간격을 갖는 실린더 내부에 끼워맞춤되지만 여전히 자유롭게 활주하도록 하는 크기로 된 직경을 갖는다. 샤프트는 렉산 막대 또는 동등한 물질로부터 기계 가공될 수 있고, 약 2.22cm의 외부 직경 및 약 0.64cm의 내부 직경을 갖는다. 샤프트 상단부는 약 2.54cm 길이와 대략 1.58cm의 직경이어서 환형 중량을 지지하도록 환형 어깨부를 형성한다. 환형 추는, 차례로, 약 1.59cm의 내부 직경을 가져서, 샤프트의 상단부 상으로 미끄러지고 그 위에 형성된 환형 어깨부 상에 놓인다. 환형 추는 증류수 내에 0.9중량% 염화나트륨 용액인 테스트 용액의 존재 하에 스테인리스 강 또는 내부식성인 다른 적절한 물질로 제조될 수 있다. 피스톤 및 환형 추의 조합된 중량은 대략 596g이고, 이는 약 28.27cm²의 샘플 면적에 걸쳐 약 0.3psi, 또는 약 20.7dynes/cm²의 샘플에 인가된 압력에 대응한다. 이하에서 설명되는 바와 같이 테스트 용액이 테스트 동안 테스트 장치를 통해 흐를 경우, 샘플 용기는 일반적으로 16-메쉬 강성 스테인리스 강 지지 스크린 상에 놓인다. 대안적으로, 샘플 용기는 지지 링이 용기의 바닥부로부터의 흐름을 제한하지 않도록 실린더와 실질적으로 직경 방향으로 동일한 크기의 지지 링 상에 놓일 수 있다.

"자유 팽윤(free swell)" 조건 하에서 겔 층 투과성 테스트(Gel Bed Permeability Test)를 실시하기 위해서, 추가 위에 놓인 피스톤을 빈 샘플 용기 내에 배치하고, 추의 바닥부로부터 실린더의 최상부까지의 높이를 0.01mm까지 정확한 캘리퍼 또는 적절한 게이지를 사용하여 측정한다. 각 샘플 용기의 높이는 빈 상태로 측정될 수 있고, 다수의 테스트 장치를 사용할 때 사용되는 피스톤과 추가 추적될 수 있다. 샘플이 포화 후 나중에 팽윤되는 경우 측정을 위해 동일한 피스톤 및 추가 사용될 수 있다. 테스트될 샘플은 미국 표준 30-메쉬 스크린을 통해 예비 스크리닝되고 미국 표준 50-메쉬 스크린 상에 보유되는 초흡수성 입자들로 준비된다. 입자들은 수동으로 또는 자동으로 예비 스크리닝될 수 있다. 샘플의 대략 0.9g을 샘플 용기에 두고, 그런 다음, 그 안에 피스톤 및 추를 갖지 않는 용기를 약 60분의 기간 동안 테스트 용액 내에 잠기게 해서 샘플을 포화시키고 샘플을 임의의 억제 하중 없이 팽윤시킨다. 이 기간의 종반에, 피스톤 및 추 조립체를 샘플 용기 내의 포화된 샘플 상에 배치하고, 그런 다음 샘플 용기, 피스톤, 추 및 샘플을 용액으로부터 제거한다. 포화된 샘플의 두께는, 영점이 초기 높이 측정값으로부터 바뀌지 않으면 이전에 사용된 동일한 캘리퍼 또는 게이지를 사용하여, 추의 바닥부로부터 실린더의 최상부까지의 높이를 다시 측정함으로써 결정된다. 빈 샘플 용기, 피스톤 및 추를 측정하여 얻어진 높이 측정 값을, 샘플을 포화시킨 후 얻어진 높이 측정 값으로부터 뺀다. 결과적인 값은 팽윤된 샘플의 두께, 또는 높이 "H"이다.

투과성 측정은 포화된 샘플, 피스톤, 및 추를 내부에 갖는 샘플 용기 내에 시험 용액의 흐름을 전달함으로써 개시된다. 용기 내로 시험 용액의 유량은 샘플 용기의 바닥부 위로 약 4.0cm의 유체 높이를 유지하도록 조절된다. 샘플을 통과하는 용액의 양 대 시간은 중량 측정으로 측정된다. 유체 수준이 안정화되어 약 4.0cm로 높이가 유지되면 적어도 20초 동안 매초마다 데이터 포인트를 수집한다. 팽윤된 샘플을 통한 유량(Q)은 샘플을 통과하는 유체(그램) 대 시간(초)의 선형 최소 제곱법에 의해 그램/초(g/s)의 단위로 결정된다. 투과성은 다음의 식으로 얻어진다:

K = (1.01325 x 10 ⁸ ) * [Q*H*Mu]/[A*Rho*P]

여기서

K = 투과성(다시),

Q = 유량(g/sec),

H = 샘플 높이(cm),

Mu = 액체 점도(poise)(이 시험에 사용된 시험 용액의 경우 대략 1 센티포아즈),

A = 액체 흐름을 위한 단면적 (cm²),

Rho = 액체 밀도 (g/cm³) (본 시험과 함께 사용된 시험 용액의 경우 대략 1g/cm³), 및

P = 정수압(dynes/cm²) (보통 대략 3,923 dynes/cm²), 이는 Rho*g*h로 계산될 수 있고, 여기서 Rho = 액체 밀도 (g/cm³), g = 중력 가속도, 공칭 981cm/초², 및 h = 유체 높이, 예컨대 4.0cm.

최소 3개의 샘플이 테스트되고, 결과를 평균해서 샘플의 자유 팽윤 겔 층 투과성을 결정한다. 샘플들을 23℃ 및 50% 상대 습도에서 시험한다.

예 1

15.00g의 상업적으로 입수가능한 가교결합된 폴리아크릴레이트 초흡수성 입자를 처음에 제공하였다. 입자들은 Fujimura 등의 미국 특허 제8,742,023호에 기술된 방식으로 형성되었고 35초의 초기 와류 시간 및 약 27.5g/g의 CRC를 가졌다. 입자들은 과다한 양호한 용매(즉, 식염수)에서 60분 동안 팽윤되어서 평형 팽윤 용량에 도달하였다. 다음으로, 과다한 식염수를 배수하고 진공 여과 기술을 사용하여 간극 액체를 제거하였다. 진공 여과 시스템은 부흐너(Buchner) 깔때기, 축축한 여과지, 부흐너 플라스크, 고무 마개 및 진공 튜브로 구성되었다. 이어서, 팽윤된 초흡수성 입자를 1 kg의 고순도 ACS 등급의 메탄올로 2L 파이렉스(Pyrex) 비커에서 일정한 교반 하에 수동으로 옮겼다. 교반은 다음 치수를 갖는 자기 막대로 수행되었다: L=5cm, D=0.9cm, 800-1000rpm의 교반율. 30분 후, 용매 혼합물을 배수하고, 다른 1kg의 새로운 메탄올을 초흡수성 입자에 첨가하였다. 30분 후, 용매 혼합물을 다시 배수하고 초흡수성 입자를 테플론 페트리(Teflon Petri) 접시로 옮기고 85℃에서 공기 강제 오븐에서 1시간 동안 건조시켰다. 그런 다음, 초흡수성 입자를 진공 오븐으로 옮겨서 건조를 완료하고 잔류 메탄올을 제거하였다. 건조는 120-140℃의 온도 및 30Hg 압력에서 4시간 동안 발생하였다. 그런 다음, 건조된 초흡수성 입자를 45-850μm의 메쉬 크기를 갖는 체들의 세트를 사용하여 조정하였다. 300-600μm 직경의 크기를 갖는 입자를 추가 평가를 위해 수집하였다.

예 2

용매/비-용매 교환 단계 동안 ACS 등급 200 프루프 고순도 에탄올을 사용한 것을 제외하고는, 예 1에 기재된 바와 같이 입자를 형성하였다.

예 3

용매/비-용매 교환 단계 동안 이소프로필 알코올을 사용한 것을 제외하고는, 예 1에 기재된 바와 같이 입자를 형성하였다.

예 4

용매/비-용매 교환 단계 동안 아세톤을 사용한 것을 제외하고는, 예 1에 기재된 바와 같이 입자를 형성하였다.

위에 언급된 시험을 이용하여 예 1 내지 4에 대하여 다양한 기공 특성을 또한 결정하였다. 샘플들에 대한 기공 크기 분포가 도 4 내지 도 8에 도시되어 있으며, 그 결과를 하기 표에 나타낸다.

예	총 기공 면적, (m2/g)	0.58 PSI에서 벌크 밀도, (g/cm3)	기공 크기 범위, (μm)	다공도, (%)
1	18.5	0.3085	0.01 - 4	28
2	22.1	0.3983	0.01 - 1	22
3	16.4	0.5538	0.01 - 1	11
4	15.2	0.4356	0.01 - 4	19
대조군(용매 교환 전)	1.7	0.7003	<0.01	-

예 5

입자들을 5중량% 염화나트륨의 용액에서 초기에 팽윤시킨 것을 제외하고는 예 2에 기재된 바와 같이 형성하였다.

예 6

입자들을 10중량% 염화나트륨의 용액에서 초기에 팽윤시킨 것을 제외하고는 예 2에 기재된 바와 같이 형성하였다.

예 7

입자들을 15중량% 염화나트륨의 용액에서 초기에 팽윤시킨 것을 제외하고는 예 2에 기재된 바와 같이 형성하였다.

예 8

입자들을 20중량% 염화나트륨의 용액에서 초기에 팽윤시킨 것을 제외하고는 예 2에 기재된 바와 같이 형성하였다.

예 9

입자들이 초기에 탈이온화된 물에서 ACS 등급 200 프루프 고순도 에탄올의 30중량% 용액에서 팽윤된 것을 제외하고는 예 2에서 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 10

입자들이 초기에 탈이온화된 물에서 ACS 등급 200 프루프 고순도 에탄올의 40중량% 용액에서 팽윤된 것을 제외하고는 예 2에서 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 11

입자들이 초기에 탈이온화된 물에서 ACS 등급 200 프루프 고순도 에탄올의 50중량% 용액에서 팽윤된 것을 제외하고는, 예 2에서 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 12

입자들이 초기에 탈이온화된 물에서 ACS 등급 200 프루프 고순도 에탄올의 60중량% 용액에서 팽윤된 것을 제외하고는, 예 2에서 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 13

입자들이 초기에 탈이온화된 물에서 ACS 등급 200 프루프 고순도 에탄올의 80중량% 용액에서 팽윤된 것을 제외하고는, 예 2에서 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 14

용매/비-용매 교환의 시간이 30분에서 15분으로 감소되었다는 것을 제외하고는, 예 1에 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 15

용매/비-용매 교환의 시간이 30분에서 5분으로 감소되었다는 것을 제외하고는, 예 1에 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 16

메탄올의 양이 단계당 1kg에서 0.5kg으로 감소되었다는 것을 제외하고는, 예 1에 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 17

용매/부족 용매 교환의 시간이 30분에서 15분으로 감소되었다는 것을 제외하고는, 예 16에 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 18

용매/부족 용매 교환의 시간이 30분에서 5분으로 감소되었다는 것을 제외하고는, 예 16에 기재된 바와 같이 입자들을 형성하였다.

예 19

예 1에 제공된 15.00g의 동일한 초흡수성 입자를, 2L 파이렉스 비커에서 일정한 교반 하에 1kg의 고순도 ACS 등급의 메탄올로 수동으로 옮겼다. 교반은 다음 치수들을 갖는 자기 막대로 수행되었다: L=5cm, D=0.9cm, 800-1000rpm의 교반율. 30분 후, 용매 혼합물을 배수하고, 다른 1kg의 새로운 메탄올을 초흡수성 입자에 첨가하였다. 30분 후, 용매 혼합물을 다시 배수하고 초흡수성 입자를 테플론 페트리 접시로 옮기고 85℃에서 공기 강제 오븐에서 1시간 동안 건조시켰다. 그런 다음, 초흡수성 입자를 진공 오븐으로 이송하여 건조를 완료하고 잔류 메탄올을 제거하였다. 건조는 120-140℃의 온도 및 30Hg의 압력에서 4시간 동안 발생하였다. 그런 다음, 건조된 초흡수성 입자를 45-850μm의 메쉬 크기를 갖는 체들의 세트를 사용하여 조정하였다. 300-600μm 직경의 크기를 갖는 입자를 추가 평가를 위해 수집하였다.

예 20

고순도 에탄올을 사용하여 초흡수성 입자를 세척하는 것을 제외하고는, 예 19에서 기재된 바와 같이 입자를 형성하였다.

예 21

고순도 이소프로필 알코올을 사용하여 초흡수성 입자를 세척하는 것을 제외하고는, 예 19에서 기재된 바와 같이 입자를 형성하였다.

예 22

고순도 아세톤을 사용하여 초흡수성 입자를 세척하는 것을 제외하고는, 예 19에서 기재된 바와 같이 입자를 형성하였다.

용매 교환 절차(대조군) 전과 용매 교환 절차 후 예 1의 샘플을 상대 습도 미기후에 대해 시험하였다. 또한, 시험 기간을 통해 약 80%의 상대 습도 수준을 유지하기 위해서 참조예로서 "빈" 샘플을 시험하였다. 결과가 도 10 및 도 11에 도시되어 있다. 나타낸 바와 같이, 예 1의 입자는 약 20분의 기간 후 약 57%의 상대 습도 미기후를 유지하는 반면, 대조군 입자들은 이런 동일한 기간 후에 약 67%의 상대 습도 미기후를 나타냈다.

예 1 내지 22의 샘플들을 상기한 바와 같이 와류 시간 및 CRC에 대해 시험하였다. 결과가 하기에 개시된다.

예	와류 시간(초)	CRC (g/g)
1	8	29.9
2	11	28.1
3	13	30.0
4	18	29.6
5	14	27.4
6	34	18.2
7	55	15.7
8	83	13.5
9	13	30.0
10	15	30.5
11	18	30.8
12	18	31.7
13	32	30.9
14	9	27.3
15	9	28.9
16	22	30.3
17	21	29.6
18	30	30.7
19	35	20.3
20	35	29.3
21	36	30.3
22	37	28.0

예 1의 초흡수성 입자는 또한 용매 교환 절차를 거치기 전과 거친 후 (0.01psi에서) AUL에 대해 시험되었다. 결과적인 특성들이 아래에 제시된다.

시간 (ks)	용매 교환 전		용매 교환 후
	흡수 용량 (g/g)	흡수율 (g/g/ks)	흡수 용량 (g/g)	흡수율 (g/g/ks)
0.015	3.86	257	11.35	757
0.030	7.23	241	15.29	510
0.060	13.56	226	19.47	325
0.120	19.12	159	23.76	198
0.300	23.89	80	27.15	91
0.600	26.68	45	28.64	48
1.800	29.14	16	29.77	17
3.600	30.15	8	30.50	9

도 3은 또한 용매 교환 절차 이전 및 이후 입자를 보여주는 SEM 현미경사진들을 포함한다. 나타낸 바와 같이, 용매 교환은 복수의 나노기공들을 포함하는 다공성 망을 함유하는 입자를 초래한다.

예 23

입자는 Fujimura 등의 미국 특허 제8,742,023호에 기재된 바와 같은 방식으로 형성되었고 35초의 초기 와류 시간 및 약 27.5g/g의 CRC를 가졌다. 입자들을 600-1,000μm로 체질한 다음, 블렌더를 사용하여 소형화되었고 다시 체질해서 300-600μm를 수집하였다.

예 24

입자는 Fujimura 등의 미국 특허 제8,742,023호에 기재된 바와 같은 방식으로 형성되었고 35초의 초기 와류 시간 및 약 27.5g/g의 CRC를 가졌다. 입자들을 용매로 처리하고 그런 후에 본원에 기술된 바와 같은 비-용매로 세척하여 공동이 있는 초흡수성 입자를 생성하였다. 이어서, 입자를 600-850μm로 체질하고, 블렌더를 사용하여 소형화시키고 다시 체질해서 300-600μm를 수집하였다.

예 23과 예 24의 샘플들을 ISO 9277:2010에 따라 비표면적(B.E.T.)에 대해 시험하였다. 결과가 하기에 개시된다.

예	B.E.T. 표면적 (m2/g)
23	0.16
24	2.43

예 23 및 24(용매 교환 전 및 후)의 샘플도 본원에 기재된 상대 습도 미기후 시험에 따라 시험하였다. 결과가 하기에 개시된다.

시간 (분)	상대 습도 (%)
	빈 컵 (기준선)	예 23	예 24
0	81	80	80
5	80	69	61
10	81	67	58
15	80	67	57
20	80	67	57
30	81	67	57
40	81	67	57
50	81	67	57
60	81	67	58
70	81	67	58
80	82	68	59
90	81	68	59
100	81	67	60
110	82	68	61
120	81	67	62
150	81	68	63
200	81	69	66
250	81	69	68
300	81	70	69
350	81	71	71
400	82	72	72
450	82	73	73
500	82	73	74
550	82	74	75
600	82	75	76

본 발명을 본 발명의 특정 실시예들에 관하여 상세히 설명하였지만, 통상의 기술자라면, 전술한 바를 이해함에 따라, 이러한 실시예들에 대한 대체예, 변형예, 균등예를 쉽게 구상할 수 있다는 점을 알 것이다. 이에 따라, 본 발명의 범위는 청구범위 및 그 균등물로서 평가되어야 한다.

Claims (26)

1. 상면시트와 배면시트 사이에 위치된 흡수성 부재를 포함하는 흡수 용품으로, 여기서 상기 흡수성 부재는 다공성 초흡수성 입자를 포함하는 적어도 하나의 층을 함유하고, 여기서 상기 입자는 약 20분의 기간 동안 약 23℃의 온도 및 80%의 상대 습도를 갖는 대기에 노출된 후 약 67% 이하의 상대 습도 미기후(microclimate)를 나타내는, 흡수 용품.
2. 제1항에 있어서, 상기 층은 섬유상 물질을 더 함유하는, 흡수 용품.
3. 제2항에 있어서, 상기 섬유상 물질은 흡수성 섬유, 합성 중합체 섬유, 또는 이들의 조합을 포함하는, 흡수 용품.
4. 제3항에 있어서, 상기 흡수성 섬유는 펄프 섬유를 함유하는, 흡수 용품.
5. 제3항에 있어서, 상기 합성 중합체 섬유는 멜트블로운 섬유를 포함하는, 흡수 용품.
6. 제1항에 있어서, 상기 초흡수성 입자는 상기 섬유상 물질의 매트릭스 내로 혼합되는, 흡수 용품.
7. 제1항에 있어서, 상기 초흡수성 입자는 상기 흡수성 부재의 상기 층의 약 20중량% 내지 약 90중량%를 구성하는, 흡수 용품.
8. 제1항에 있어서, 상기 초흡수성 입자는 0.015킬로초 동안 0.9중량%의 염화나트륨 수용액과 접촉하여 배치된 후 약 300g/g/ks 이상의 흡수율을 나타내는, 흡수 용품.
9. 제1항에 있어서, 상기 초흡수성 입자는 약 80초 이하의 와류 시간을 나타내는, 흡수 용품.
10. 제1항에 있어서, 상기 입자는 0.015킬로초 동안 0.9중량%의 염화나트륨 수용액과 접촉하여 배치된 후 약 300g/g/ks 이상의 흡수율을 나타내는, 흡수 용품.
11. 제1항에 있어서, 상기 초흡수성 입자는 3.6 킬로초 동안 0.9중량%의 염화나트륨 수용액과 접촉하여 배치된 후 약 10g/g 이상의 총 흡수 용량을 나타내는, 흡수 용품.
12. 제1항에 있어서, 상기 입자는 약 20g/g 이상의 원심분리 보유 용량을 나타내는, 흡수 용품.
13. 제1항에 있어서, 상기 입자는 약 20분 내지 약 150분의 기간 동안 약 23℃의 온도 및 80%의 상대 습도를 갖는 대기에 노출된 후 약 67% 이하의 상대 습도 미기후를 나타내는, 흡수 용품.
14. 제1항에 있어서, 상기 입자는 복수의 나노기공을 포함하는 다공성 망을 함유하고, 여기서 상기 나노기공들은 약 10 내지 약 500nm의 평균 단면 치수를 가지는, 흡수 용품.
15. 제14항에 있어서, 상기 다공성 망은 마이크로기공들을 더 포함하는, 흡수 용품.
16. 제14항에 있어서, 상기 다공성 망의 적어도 약 25부피%는 상기 나노기공들에 의해 형성되는, 흡수 용품.
17. 제1항에 있어서, 상기 입자는 적어도 하나의 친수성 라디칼을 갖는 하나 이상의 에틸렌성 불포화 단량체 화합물로부터 유도된 반복 단위를 함유하는 가교결합된 중합체로 형성되는, 흡수 용품.
18. 제17항에 있어서, 상기 단량체 화합물은 모노에틸렌성 불포화되는, 흡수 용품.
19. 제17항에 있어서, 상기 친수성 라디칼은 카르복실, 카르복실산 무수물, 카르복실산 염, 술폰산, 술폰산 염, 하이드록실, 에테르, 아미드, 아미노, 사차 암모늄 염 기, 또는 이들의 조합을 포함하는, 흡수 용품.
20. 제17항에 있어서, 상기 중합체는 (메타)아크릴산 단량체 화합물 또는 그의 염으로부터 유도된 반복 단위를 함유하는, 흡수 용품.
21. 제17항에 있어서, 상기 중합체는 알콕시실란 작용기를 함유하는, 흡수 용품.
22. 제1항에 있어서, 상기 입자는 약 50 내지 약 2,000μm의 중앙 크기를 가지는, 흡수 용품.
23. 제1항에 있어서, 상기 입자는 ISO 9277:2010에 따라 결정되는, 약 0.2 m²/g 이상의 비표면적을 가지는, 흡수 용품.
24. 제1항에 있어서, 상기 흡수성 부재는 상기 초흡수성 입자를 포함하는 흡수성 코어를 함유하는, 흡수 용품.
25. 제24항에 있어서, 상기 흡수성 부재는 상기 흡수성 코어에 인접하여 위치하는 서지층을 더 함유하는, 흡수 용품.
26. 제25항에 있어서, 랩시트는 상기 흡수성 코어를 커버하는, 흡수 용품.

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