KR20210034023A - 일회용 흡수성 제품의 구성 요소로서 사용되는 다층 부직 구조체 - Google Patents

일회용 흡수성 제품의 구성 요소로서 사용되는 다층 부직 구조체 Download PDF

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KR20210034023A
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티더블유이 뮬베케
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Abstract

본 발명은 고흡수성 입자들을 포함하는 일회용 흡수 제품 및 의복의 구성 요소로서 유용하고 및 그로 인하여 코어로서 작용하는 다중층 부직포 구조체에 관한 것이다. 본 발명은 이로 인하여 체액이 습득층으로 작용하는 제1층을 관통하여 SAP 입자들을 포함하는 제3층까지 확실하게 관통될 수 있게한다. 그러나 본 발명의 제2층은 추가적으로 논-리턴(non-return) 밸브처럼 작용하여, 임의 유체가 제3층으로부터 제1층으로 흐르는 것을 차단하거나 또는 적어도 강하게 제한할 수 있다. SAP가 없는 채널은 추가적으로 다층 습득 및 분포 시트 부직포 재료의 유입 및 재습윤(rewet) 성질을 개선하도록 디자인될 수 있다.

Description

일회용 흡수성 제품의 구성 요소로서 사용되는 다층 부직 구조체
본 발명은 일회용 흡수성 제품의 구성 요소로서 유용한, 고흡수성 입자를 포함하는 다층 부직 구조체 및 의복에 관한 것이다. 본 발명은 또한 다층 부직 구조체를 포함하는 일회용 흡수성 제품 또는 의복, 예를 들어 생리대, 팬티 라이너, 아기 기저기, 성인용 요실금 패드, 여성 위생 제품, 트레이닝 바지, 땀 패드, 의료용 상처 밴드 등에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 다층 부직 구조체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래 일회용 흡수성 제품 또는 의복의 주요 소자는, 액체 투과가능하거나 투과시키는, 바람직하게는 친수성인 외부층(11)(통상 탑시트라 함), 습득 및 분배층(12)(통상 ADL이라 함), 액체 불투과성 또는 불투과 외부층(14)(통상 백시트라 함), 및 ADL(12) 및 백시트 사이에 샌드위치된 흡수성 코어(13)이다. 흡수성 코어(13)는 일반적으로 셀룰로오스와 같은 팽윤 잠재력을 갖는 섬유로 만들어진 보풀(fluff)로 구성된다. 보풀의 흡수능을 증가시키기 위하여, 고흡수성 폴리머(SAP) 입자, i.e. 거대한 양(바람직하게는 자기 중량의 10~1000 배)의 수성 액체, 예를 들어 소변, 혈액 또는 둘 다를 흡수할 수 있는 폴리머 입자가 보풀 내에 펼쳐진다.
ADL은 일반적으로 습득층을 포함하며, 이는 이 층의 제한된 영역으로 들어오는 액체 유입을 빠르게 습득하기에 적당하고 액체 유입을 적어도 하나의 분배층에 전달하여, 액체가 의복 사용자의 신체로부터 떨어지게 이동시키고 분배층의 보다 넓은 영역으로 퍼트려서 표면 단위당 액체 흐름 속도를 낮춘다.
습득 및 분배층(ADL) 시스템은, 예를 들어 특허 BE 1 018 052에 개시되어 있다. 습득층은 일반적으로 모세관 현상으로 액체를 빠르게 확산층으로 전달하는 거친 섬유로 구성된다. 상기 분산층은 일반적으로 위생 제품에 적당한 친수성 물질 및 섬유를 포함한다.
전형적인 SAP 입자는 가교된 친수성 폴리머 사슬로 구성된다. 친수성 폴리머는 천연 또는 합성 폴리머 또는 이들 두 타입의 혼합물이다. 공통된 천연 폴리머는, 예를 들어 셀룰로오스 또는 전분으로서 추가적으로 친수성 기능기, 예를 들어 카르복실레이트, 포스포네이트 또는 술폭실레이트에 의해 변형된 것들을 포함한다. 합성 고흡수성 친수성 폴리머는 보통 아크릴계 폴리머이다. SAP 입자는 적어도 부분적으로 코팅된다. 추가적 코팅은 SAP 입자에 추가적 성질, 예를 들어 더 나은 체액 흡수 및 보유 능력, 주변에 대한 입자의 더 나은 접착력 또는 더 나은 기계적 성질을 개선하거나 부여한다.
흡수성 코어는 일반적으로 SAP 입자 및 기재, 예를 들어 섬유, 보풀 또는 이들의 임의 조합의 혼합물을 포함한다. 흡수성 코어가 체액으로 젖을 때, SAP 입자들은 다량의 액체를 흡수할 수 있다. 그러나, 젖은 SAP 입자는 팽윤하여 근처 팽윤된 SAP 입자와 겔을 형성할 수 있다. 상기 겔 형성, 때때로 겔 블로킹 효과라 하는 이것은 흡수성 코어의 내부쪽으로 액체가 움직이는 것을 차단할 수 있다. 결과적으로, 겔 블로킹은 잠재적 액체 누설 및/또는 재습윤(re-wetting) 문제를 일으킬 수 있다. 겔 블로킹을 방지하고 흡수성 코어의 유체 흡수성 능력을 개선하기 위하여 개별 SAP 입자가 서로 충분히 격리, 즉 이들 사이에 공극이 남아 있어야 한다. 이는 일반적으로 SAP 입자를 셀룰로오스계 보풀과 함께 혼합하여 얻을 수 있다.
얇은 흡수성 제품을 제공하고자 하는 경향은, 가능한 보풀을 적게 하여 가능한 효율적으로 SAP 입자를 사용하는 것과 관련이 있다. 보풀에 비해 높은 비의 SAP를 갖는 흡수성 코어는 보풀-저함량 또는 보풀 프리 코어라 한다.
그러한 보풀 저함량/프리 흡수성 구조체의 예는 WO 2013/152809에 개시되어 있고, 흡수성 코어는 4 wt.% 미만의 보풀을 포함한다.
흡수성 제품에서 보풀 함량을 줄일 때 한가지 단점은, 보통 신체 움직임으로 압력이 제품에 가해질 때, SAP 입자들이 압축되고, 보풀의 액체 보유 능력이 축소되어, 일부 액체가 다시 인체를 포함하는 외부 층으로 다시 흘러간다는 것이다. 습도는 그러므로 피부에 원하지 않는 다시 젖게 되는 효과를 주고 부작용을 일으킬 수 있다.
제품에사 주요 액체 보유 기능을 갖는 흡수성 코어는 ADL처럼 액체를 습득하는게 빠르지 않기 때문에 이들 두 가지 구성소자를 적당하게 조합하는 것이 가장 중요하다.
현재 알려진 일회용 흡수성 제품 또는 의복과 관련하여, 이들의 액체 보유 능력 및 일단 습득된 액체의 분배, 및 액체 유입 시간의 축소 및 재습윤 효과를 개선할 필요성이 당해 기술분야에서 지속적으로 요구되어 왔다.
제품을 얇게 유지하면서 더 비싸고, 화학적으로 복잡한, SAP 입자를 요구하지 않고 이들 목표를 이루어낼 필요성이 또한 있다. 제조의 복잡성 및 단가를 증가시키지 않고 개선된 일회용 흡수성 제품 또는 의복을 제공할 필요성이 또한 있다.
상기 목적 및 다른 장점들은 본 발명에 의해 얻어진다.
이 목적을 위하여 본 발명은 각각의 상부에 적어도 3개층을 포함하는 위생 제품용 다층 습득 및 분배 시트 부직 재료에 관한 것이다:
- 체액을 습득하여 제2 층에 전달하는 제1층;
- 상기 제1층으로부터 체액을 받아 상기 체액을 제2층에 퍼트리는 제2층, 및
- 제2층으로부터 체액을 받기 위한 고흡수성 폴리머(SAP) 입자를 포함하는 제3층으로서 상기 제2층은 체액을 비가역적으로 제3층에 전달하는, 제3층.
본 발명의 다층 부직 재료는 코어로서 작용한다.
이로 인하여 본 발명은 체액이 습득층으로 작용하는 제1층을 관통하여 제3층까지 가고, 상기 제2 부직포층은 종래의 분산층처럼 단위 표면당 유체 부피를 줄이게 된다. 그러나 본 발명의 제2층은 추가적으로 제3층에서 제1층으로 임의 유체가 이동하는 것을 막거나 또는 적어도 강하게 제한하는 논리턴 밸브(non-return valve)처럼 작용한다.
비가역적인 것에 의해, 통상의 기술자는 제2층의 구조체와 조합된 제3층으로의 SAP 유체 유입이, EDANA WSP 70.3.R3(습득 시간 - ST) 및 WSP 80.10 (재습윤 - WB)에 따라 측정된, 7g 이하, 바람직하게는 2g 이하 및 보다 바람직하게는 1g 이하의 재습윤도를 갖는 합리적인 사용 조건으로, 대부분의 유체를 막아 제3층으로부터 제2층으로 이동하는 것을 막는다는 것을 이해하여야 한다.
SAP 입자는 부직포층 재료 내에 분산되나 흡수성 코어에서처럼 보풀 내에서는 분산되지 않는다. 제3층으로 체액이 비가역적으로 이송하게 하기 위하여, 제2층은 거친 섬유(약 >7dtex)를 갖는 제3층에 비하여 제2층의 섬유는 더 ?曇? 제3층의 공극 부피보다 작은 공극 부피를 갖도록 배치된다.
이상적으로, 제2층의 공극 부피는 적어도 이들의 팽윤 형태에서 SAP 입자의 부피보다 작아 SAP 입자가 제3층으로부터 제2층으로 이동하는 것을 방지한다. 공극 부피의 차이 또는 공극 부피의 경사도는 제3층에서 제2층으로 유체가 다시 되돌아 흐르는 것을 느리게 만드는 압력 경사도를 만들 수 있게 된다.
추가적으로, 습득층으로서 제1층은 체액을 빠르게 흡입하여야만 한다. 이를 위하여 제1층의 공극 부피는 제2층의 공극 부피보다 충분히 크고 매우 클 필요가 있다.
본 발명의 다층 습득 및 분배 시트 재료는 ADL 층의 능력을 개선하는 몇가지 효과들을 조합하고 있기 때문에 진보성이 있다:
- 제1층 및 제3층 사이에 액체 유입 경사도를 만드는 SAP 입자들 및 SAP 위치선정에 의해 겔 블로킹을 피하는 것으로 만들어진 개선된 흡입 효과, 및
- 제3층 및 제2층 사이의 공극 부피의 차이로 인하여 만들어진, 이들 두 층 사이의 개선된 논-리턴 효과.
공극 부피는 다층 점들에서 서로 결합된, 섬유들 사이의 공간에 관한 것으로, 이로 인하여 구멍들(cavities) 또는 공극들(voids)을 만드는 집합체를 형성한다. 부직 재료의 공극 부피는 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 파라미터이고 섬유 및 SAP와 같은 재료에 의해 충진되지 않은 재료에서 이용가능한 모든 공간에 대응한다. PMI 투과성측정기 또는 공기 투과성으로 계산 및 측정할 수 있다. 바람직하게는, 100Pa - 20cm²의 공기 투과성으로 측정된 공극 부피는 1000 l/m²/s 및 12,000 l/m²/s 사이, 더 바람직하게는 2000 l/m²/s 및 3000l/m²/s 사이의 공기 투과성에 대응한다.
SAP 입자를 포함하는 본 발명에 따른 다층 습득 및 분배 시트 재료는 흡수 위생 제품에서 보통 발견되는 흡수성 코어의 기능을 적어도 부분적으로 수행할 수 있게 한다. 결과적으로 위생 제품 내에 그러한 ADL/코어를 포함시키는 것은 제품의 흡수 및 보유 능력을 개선하거나, 및/또는 보다 얇거나 또는 보풀-프리 흡수성 코어를 사용할 수 있게 한다.
후자의 경우, 본 발명의 다층 시트 재료는 습득 및 분배층 및 흡수성층의 두 가지 기능을 한다. 본 발명의 다층 시트 재료는 그러므로 투과가능한 탑-시트 및 불투과성 백시트 사이에 직접적으로 샌드위치될 수 있다.
특정 실시예에서, SAP 입자는 SAP 입자가 없는 제2층으로부터 제3층으로 연장하는, 채널을 남기는 패턴에 따라 제3층에 분산된다. 채널은 두께 전체에서 SAP가 없는 층의 영역을 규정한다.
SAP 입자가 분산되어 있지 않은 채널은 제3층의 두께를 통해 연장하여 제3층의 흡수 효율을 증가시킬 수 있다. 실로, 채널을 통해, 체액이 이 층 안으로 더 빠르게 깊이 통과할 수 있어 보다 많은 SAP 입자에 의해 흡수될 수 있다. 이것으로 제3층 내부에서 체액의 경로를 증가시켜 이층의 흡수 속도를 증가시킬 수 있다. 유체가 보다 갚은 SAP 입자에까지 분배될 수 있기 때문에 이것은 또한 겔 블로킹에 대한 유리한 효과를 갖는다.
이전 실시예와 조합될 수 있는 또 다른 실시예에서, 적어도 1개층은 연속된 공극 공간들을 포함할 수 있다. 연속된 공극 공간들이므로, 부직 재료가 없는 공간들이라 한다. 이들 연속 공극 공간들은, 부직포층 내 섬유들 사이에서 측정된 공극 부피와 다른 개념이며, 오히려 부직포층 내 매우 큰 크기의 커트 또는 홀이라 할 수 있다. 그러한 공간들은, 예를 들어 부직포 조각들이 이하 설명된 것처럼 절단되고 재배열된 경우에 층의 전체 두께, 또는 예를 들어 하나 이상의 층들이 용접되는 경우에 층의 두께의 단지 일부에 배열될 수 있다.
본 발명은 또한 다음 단계들을 포함하는, 본 발명의 다층 부직 시트 재료의 제3층에 SAP 입자들을 분산시키는 방법에 관한 것이다:
- 제3층의 표면의 적어도 일부에 SAP 입자를 퇴적시키는 단계, 및
- 상기 SAP 입자를 제3층 내로 침투시키는 단계.
SAP 입자가 없는 제2층으로부터 제3을 통해 연장하는, 채널을 만드는 패턴에 따라 제3층에 SAP 입자가 분산되는 특정 실시예에 대하여, 본 발명에 따른 제조방법은 다음 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다:
- SAP 입자의 퇴적 전에 제3층의 표면에 마스크를 적용시키는 단계;
- 적어도 제3층을 용접시키는 단계;
- 제3층을 조각으로 절단시키고 이 조각들을 서로 분리된 제2층에 부착시키는 단계.
적어도 하나의 층은 연속되는 공극 공간을 포함하는 특정 실시예에 대하여, 본 발명의 방법은 다음 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다:
- 상기 층들 중 적어도 하나를 조각으로 절단하고, 이 조각들을 서로 분리된 인접층에 부착하고;
- 적어도 하나의 층을 용접시키는 단계.
침투시키는 단계는 SAP 입자들을 표면에서부터 부직포층의 공극 내로 이동하게 하여 이 층의 두께의 적어도 일부에 입자들이 분배되게 하는 작동을 규정한다.
용접 단계는 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 단계이고 열을 가하면서 분리된 영역에 부직포를 압착하여 이 특정 영역에서 부직포가 비가역적으로 부착되는 것을 설명한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 몇 가지 예들에 대한 설명에 의해 보다 더 잘 이해될 것이다:
도 1은 종래 일회용 흡수성 제품 또는 의복의 개략도이며;
도 2는 본 발명에 따른 다층 습득 및 분산 시트 재료의 단면도이고;
도 3은 도 2의 재료 시트에서의 체액 흐름을 설명한 것이고;
도 4는 위생 흡수성 제품에 포함된 도 1 및 도 2의 재료 시트를 설명한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 다층 습득 및 분산 시트의 단면도이며;
도 6a, 6b 및 6c는 본 발명에 따른 제3층 내 채널 패턴을 위에서부터 본 설명도이며;
도 7은 본 발명의 제조 방법의 개략도이며;
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 나타내는 개략도이며;
도 9는 본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예를 설명한 것이며;
도 10은 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 설명한 것이며;
도 11은 본 발명에 따른 다층 습득 및 분배 시트 부직 재료의 또 다른 모드의 제조방법을 설명한 것이고,
도 12는 본 발명의 다층 습득 및 분배 시트 부직 재료의 추가적 모드의 제조방법을 설명한 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 위생 제품용 다층 습득 및 분배 시트 재료(20)는 이들 각 상부에, 001제1층(21), 제2층(22) 및 고흡수성 폴리머(SAP) 입자(24)를 포함하는 제3층(23)을 포함한다.
제1층(21)은 섬유(26), 바람직하게는 거친 섬유를 포함하여 서로 결합되어 공극(27)을 형성한다.
제2층(22)은 미세한 친수성 섬유(28)로 제조되며, 이는 제1층(21)의 거친 섬유보다 밀집하게 다져진다. 상기 미세 섬유(28)은 서로 결합되어 공극(29)를 형성한다.
제3층(23)은 거친 섬유(30)를 포함하며, 이는 바람직하게는 다소 친수성이고, 서로 결합되어 공극(31)을 형성한다. 일부 SAP 입자(24)는 제3층(23)내, 공극(31) 내에 분산된다.
제1층(21) 및 제3층(23)은 다공성 층이며, 여기서 본 발명에 따른 다공성은 약 300 내지 약 500 cm3 의 공극 부피/m² 범위의 공극 부피로 정의되는 반면에, 제2층(22)은 0.7 내지 30 dtex 및 바람직하게는 1.5 내지 7 dtex의 매우 미세한 친수성 섬유로 구성되어, 그 결과 매우 작은 공극이 되어 액체가 다시 표면으로 되돌아가는 것을 방지하고 SAP 입자가 그 안으로 이동할 가능성을 제한한다.
다양한 층들(21, 22, 23)에 적당한 섬유는 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으며, 부직 재료의 분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 임의 재료 또는 재료들의 혼합일 수 있다. 예를 들어, 이들은, 이에 한정되지는 않지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 에틸렌 및 프로필렌의 코폴리머(COP), PET/PE, PET/PP, PET/COP, PP/PE, PET/COPET, 폴리아클릴산 (PLA), PLA/PP, 폴리비닐알콜, 비스코스로 이루어진 폴리머성 합성 섬유일 수 있다.
제1층(21)에서, 상기 섬유는, 바람직하게는 2 및 28dtex 사이의 티이터를 갖는다.
제2층(22)에서, 섬유는 제1층의 섬유보다 낮은 타이터를 가지며, 바람직하게는 0 및 7 dtex 사이의 타이터를 가져, 제2층에 높은 액체 보유 및 분배 능력을 부여하여, 상기 층 아래의 입자들이 느리게 액체를 흡수하여 임의 겔 블로킹을 피할 수 있게 한다. 제2층 내 섬유는 바람직하게는 친수성이며, 본질적으로 친수성이거나 또는 친수성 코팅이나 처리로 인하여 친수성이다.
제3층(23)에 적당한 섬유는 제2층 내보다 높은 타이터를 가지며, 이는 바람직하게는 2 및 70dex 사이에 포함된다.
특정 층 내 공극 부피는, 예를 들어 제1 및/또는 제3층 내 공극 부피는 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진, 열처리로 변경될 수 있다.
실질적으로, 도 3에서 화살표에 의해 설명된 것처럼, 체액 유사, 예를 들어 소변 또는 혈액이 제한된 영역에서 제1층(21) 내로 관통한다. 제1층(21)은 빠르게 유체를 습득하고 이들을 제2층(22)으로 전달할 수 있다.
보다 작은 섬유 크기, 작은 공극 부피 및 친수성으로 인하여, 체액은 모세관 현상으로 상기 층(22)의 모든 방향으로 관통하고 이동하여, 재료 시트의 보다 큰 영역으로 체액을 "퍼트린다".
체액은 제2층(22)으로부터 제3층(23)으로 이동되어 SAP 입자(24)에 의해 흡수되어 확실한 흐름 방향, 즉 제1층(21)에서 제3층(23)으로 흡입 효과를 만든다. 추가적으로, 제2층(22) 내 공극(29) 부피는 제3층(23) 내 공극(31)보다 작으므로, 체액이 제3층(23)으로 관통된 후 다시 제2층(22)으로 되돌아갈 속도에 영향을 주는 역압(counter-pressure)을 만들게 되므로, SAP 입자가 유체를 완전히 흡수할 시간을 준다. 일부 체액이 제2층(22)으로 재환류될 때 조차, 제1층(21) 및 제2층(22) 사이의 친수성의 차이는 체액이 제1층(21)으로 다시 흐르는 것을 더 방지하므로, 논-리턴 밸브로 비유된다.
도 4에 설명된 것처럼, 본 발명의 다층 재료 시트(20)는 흡수성 제품(40), 예를 들어 기저기, 위생 수건 또는 상처 드레싱류 내 ADL로서 사용될 수 있다. 투과성 탑 시트(41)는 제1층(21)에 적용되어, 예를 들어 제품의 일측면에 부드러운 촉감을 부여한다. 불투과성 백시트(44)는 반대 측면에 적용되어 습기가 더 이상 이동될 수 없게 한다. 선택적으로, 흡수성 코어(43)는 ADL(20) 및 백시트(44) 사이에 샌드위치될 수 있다. 이 흡수성 코어는 선택적이고 이의 존재는 제품의 용도에 따라 달라질 수 있다. 액체의 대량 유입을 흡수 및 보유하고자 하는 기저기 또는 페이퍼 층과 같은 제품에서는 예를 들어 SAP 입자가 분산된 보풀로 만들어진다. 보풀의 함량은, 예를 들어 보다 소량의 체액을 다루게 되는 일부 여성 위생 제품에 대해서는 줄여질 수 있다.
대안적으로, 특히 상처 드레싱에서, 제3층은 신체에 보다 밀접하게 사용되는 층일 수 있다.
3개 층을 지금까지 설명하였지만 본 발명의 다층 시트 재료는 3개 이상의 층, 예를 들어 다른 부직 재료 또는 섬유의 물리적 성질들을 결합하기 위하여 3개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이들 추가 층은, 공극 부피 및/또는 친수성의 실제 경사도를 만들기 위하여, 예를 들어 줄어드는 공극 부피 및/또는 증가하는 친수성을 나타낼 수 있다.
유사하게, 하나 이상의 추가 분산층은 제2층의 일 측면 또는 다른 측면과 접촉하여 추가될 수 있고; 하나 이상의 추가된 거친 섬유층은 제2층 및 제3층 사이에 추가될 수 있고, 가능하다면 그 안에 SAP 입자가 분사된다. 통상의 기술자는 팽윤 능력 또는 크기와 같은 다른 성질을 갖는 SAP는 다른 부직포층 내에 분산될 수 있다고 상상할 수 있다.
일부 사용에서는, 흡수성 코어는 제품에서 제거된다. SAP 입자가 분산된 제3층(23)의 흡수 및 보유력은 그 자체로 충분하다.
그러한 경우에, 제3층의 두께 및/또는 SAP 입자의 하중을 약간 증가시켜 이의 흡수 및 보유력을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다.
그러나, 제3층의 두께 및/또는 SAP 입자 하중을 증가시키는 것은 앞서 논의한 것처럼 원하지 않는 겔-블로킹 효과를 가져올 수 있다.
이러한 효과를 방지하기 위하여, SAP 입자가 없는 채널이 제3 부직포층 내에 패턴화되는 것이 유리하다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다층 습득 및 분배 시트 재료(50)는 체액을 습득하고 이송시키기 위한 제1층(51) 및 상기 제1층으로부터 체액을 수용하는 제2층(52)으로서 이 제2층에 체액을 퍼트리고 상술한 층(21) 및 (22)와 유사한 제2층(52)을 포함한다. 제3층(53)은 제2층으로부터 체액을 수용하는 고흡수성 폴리머(SAP) 입자(54)를 포함하다. SAP 입자(54)는 제3층(53) 내에 고르게 분포되지 않고 이 층의 전체 두께에 따라 입자가 없는 일부 영역을 남겨두도록 패턴에 따라 분포되어, 채널(55)을 형성한다.
도 5의 화살표에 의해 설명된 것처럼, 체액은 제2층(52)으로부터 제3층(53)으로 대부분의 계면 영역에 걸쳐 이송된다. 제3층의 SAP 입자를 포함하는 영역으로 통과할 때, 체액은 층 계면에 밀접한 SAP 입자에 의해 1차적으로 흡수된다. 제3층(53)의 SAP 입자가 없는 영역, 즉 채널 안으로 통과될 때, 체액은 채널을 따라 갈 수 있고 보다 깊은 준위의 SAP 함유 지대 내로 통과할 수 있다.
이 방법은, 제2층(52) 및 제3층(54) 사이 계면에 밀접한 SAP 입자뿐만 아니라 보다 깊은 입자가 체액을 흡수할 수 있다. 채널없이는, 상기 체액은 게면에 밀접한 SAP 입자에 우선적으로 도달하고, 다시 팽윤되므로, 보다 깊은 SAP 흡수 입자에 도달하기 위해서는 팽윤된 SAP 입자들 사이의 경로를 발견해야만 한다. 채널(55)은 그러므로 흡입 시간에 따라 층의 흡수 잠재력을 개선하고 겔 블로킹 효과를 방지하고 SAP 입자를 최적 사용할 수 있게 하면서, 제3층의 두께를 증가시킬 수 있게 한다.
채널(55)은 임의의 적당한 형상을 가질 수 있으며, 일반적으로 실린더형이 아니다. 상기 보여진 것처럼, 채널은, 예를 들어 도 6a에 설명된 것처럼 층의 영역을 통해 연장하는 스트라이프 형상을 갖거나, 또는 도 6b에 설명된 것처럼 그리드 형상을 가질 수 있고, 또는 SAP 입자(54)는 도 6c에 설명된 것처럼 섬들로 집단화될 수 있다. 채널 및 SAP 입자의 임의 다른 적당한 배열은 제3층(53)의 두께를 통해 체액을 위해 가능한 길게 경로를 만든다.
SAP 입자를 포함하는 지대 및 채널의 형상은 제3층에서 SAP 입자를 적용/분산시키는데 사용된 방법에 따라 달라질 수 있다.
우리는 지금부터 본 발명의 다층 습득 및 분배 시트 재료를 제조하는 방법을 설명한다.
부직포층을 제조하는데 공통적으로 사용된 기술들은 본 발명의 방법에 적용가능하다.
본 발명의 다층 시트 재료는, 예를 들어 별도로 3개층을 제조한 후 용접 또는 접착과 같이 당해 기술 분야의 통상의 기술자들에게 알려진 방법으로 이들을 서로 조립하여 제조될 수 있다.
이것은 또한 몇 가지 카드웹(carded web)으로 제조될 수 있고, 각 웹은 특정 타입의 섬유 또는 섬유들의 혼합을 포함하며, 웹들을 겹치고 이후 섬유들을 서로 결합시켜 하나의 결합 단계, 예를 들어 열결합(thermo-bonding)으로 다층 부직포를 형성한다. 대안적으로, 층의 일부는 부직포 안으로 서로 결합된 카드 웹으로 제조될 수 있고, 이들은 이후 용접이나 접착으로 또 다른 층에 조립된다.
본 발명의 다층에서, SAP 입자를 제3층으로 균질한 방법으로 또는 패턴에 따라 적용시키는 것이 목적이다.
이 목적을 위하여, SAP 입자는 분말 형태 재료를 다공성 구조체(텍스타일, 부직포, 종이, 기포) 안으로 스며들게 하는데 공통적으로 사용된 기술, 예를 들어 Fibroline 기술 또는 전통적인 습식 침투 기술을 사용하여 제3층 내로 스며들게 할 수 있다. SAP 입자는 사전 제조된 다층 시트 재료의 제3층 또는 분리된 부직포층 위에 적용될 수 있으며, 이는 이후 다른 층들과 조립되어 본 발명의 재료 시트를 형성할 수 있다. 마지막 선택은 그러나 더 많은 제조 단계들이 요구되므로 덜 효율적이다.
도 7을 참조하면, 단계 A에서, SAP 입자(74)는 본 발명의 제3층에 대응하는 부직포층(73)의 표면 위로 적용된다. 입자(74)는, 예상되는 채널(76)에 대응하는 영역인, 퇴적 메커니즘에서 감춰진 마스크(75) 때문에 특정 패턴에 따라 적용된다.입자들의 퇴적은 예를 들어 분말 스캐터링과 같은 임의 적당한 메커니즘으로 수행될 수 있다. 입자의 균질한 분산을 위해서는 마스크가 사용되지 않는다.
단계 B에서, SAP 입자(74)로 덮여진 부직포층(73)은, 예를 들어 진동 및/또는 전기장을 사용하여 침투 단계를 수행하여 입자들을 층(73)의 전체 두께를 통해 아래로 투과하게 한다.
이 층(73)은 본 발명의 다층 시트의 다른 층에 조립, 즉 접착 또는 용접될 수 있다.
대안적으로, 도 8을 참조하면, SAP 입자(84)는, 또한 제1층(81) 및 제2층(82)를 포함하는 다층 시트 재료(80)의 제3층(83)에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 제2 부직포층(82)의 공극 부피는, 마스크(85)를 사용하여 적용된, 대부분의 입자(84)가 제3층(83) 밖으로 물질이 침투하는 것을 방지하는 장벽을 만들 만큼 충분히 작다.
상술된 마스크(75 또는 85)는 선택적으로 SAP 입자들을, 서로 연결되지 않은 분리된 영역 위로 투여 또는 퇴적시켜, 침투시 SAP 포함 지대들 사이에 SAP가 없는 채널을 패턴화시킬 수 있게 한다. 다른 기술들을 사용하여 유사한 결과들에 도달할 수 있다.
예를 들어, 도 9를 참조하면, 제3층(93)은 특정 패턴에 따라 단계 C에서 용접될 수 있다. 용접은 압력 방출시 이들 영역 내에서 상기 부직포가 콤팩트하게 남도록 부직포의 분리된 영역들(95)에 압력과 열을 가하는 것과 관련이 있다. 이것은 영역(95)에서 섬유들이 서로 밀접하게 되어, 섬유 연결 점들의 탄성이, 적어도 부분적으로 손실되고 부직포의 이들 부분의 공극들이 결과적으로 감소된다는 것을 의미한다. 압력이 없거나 중간 압력이 가해진 영역(96)은 탄성을 가져 부드럽게 남아있고 공극은 전체적으로 변경되지 않게 된다. 선택적으로, 리로프팅(relofting) 단계, 예를 들어 열적 리로프팅이 사용되어 비엠보싱 영역(96)이 이들의 완전한 성질을 회복할 수 있게 한다.
단계 D에서, SAP 입자(94)는 층(93)의 모든 표면에 사용되거나 대안적으로 선택적으로 퇴적될 수 있다.
단계 E에서 층(93)은 침투 단계, 예를 들어 Fibroline 기술을 사용하여 침투 단계를 거칠 수 있다. 엠보싱된 부분(95)에서 공극은 너무 작아서 SAP를 수용할 수 없고, 이로 인하여 장벽을 만들고 입자들(94)은 비엠보싱 영역(96)으로 이동하여, SAP 입자(94)의 분배 패턴을 만든다.
용접된 영역(95)의 표면에 남을 수 있는 SAP 입자들은 다양한 기술들, 예를 들어 공기 블로윙(air blowing), 흡인(aspiration) 또는 블러싱(brushing)을 사용하여 제거될 수 있다.
도(11)를 참조하여, 연속된 공극 공간(115 및 116)은, 단계 J에서, SAP 입자들이 분산된(패턴에 따라 분산된 여기 개시된) 제3층(113) 및 제2층(112)를 포함하는 부직 시트를 용접하여 형성될 수 있다. 조립된 층(112 및 113)은 양 표면에 뜨거운 열이 가해져서 2개 층(112, 113)의 계면에 응축된 섬유를 갖는 양 재료 내에 공극 공간(115 및 116)을 형성하게 된다.
단계 K에서, 용접층(112 및 113)은 이후 제1층(111)에 조립되어 이 경우에는 제3층 내 채널 및 제2층 및 제3층 내 연속되는 공극 공간을 포함하는 부직 시트 재료를 형성할 수 있다. 도 11의 특정 경우, 제3층(113)에서, 채널 및 연속 공극 공간(115)는 겹쳐지나, 반드시 이러한 경우일 필요는 없다. 이 구성은 상처 드레싱에 특히 바람직할 수 있다. 이 경우에, 제3층은 신체 부재, 즉 기저기와 같이 다른 제품에 비하여 반대 구성에서 신체 부재에 보다 밀접한 층일 수 있다.
도 12에 설명된 것처럼 동일한 단계 J 및 K는 다른 층에 적용될 수 있다. 여기에 조립된 제1층(121) 및 제2층(122)은 용접되어 양 층에 각각 연속된 공극 공간(125) 및 (126)을 만든다. SAP 입자(124)가 SAP 입자가 없는 채널(127)을 남기도록 패턴에 따라 분포된 제3층(123)은, 이후 제2층(122) 위에 첨가된다. 이 경우에, 연속되는 공극 공간(125 및 126)은 채널들(127)이 겹치지 않도록 위치된다. 이 구성으로 제1층으로 들어오는 체액의 일부는 연속 공극을 통해 제3층 내 SAP 입자에 빠르게 도달하면서 유체의 일부는 층들(121 및 122) 및 채널(127)을 통해 보다 긴 경로를 지나가서 더 깊은 SAP 입자들(124)에 도달할 것이다. 이는 상기 재료에 보다 짧지만 강력한 유체 유입을 일으키게 할 수 있다.
제3층 내 SAP 입자가 없는 채널을 만드는 또 다른 기술은 기계적으로 제3층을 조각으로 자르고 상기 조각들을 서로 떨어진 제2층에 부착시키는 것이다. 도 10을 참조로 하면, 분리된 부직포층(103)은 본 발명의 제3층으로서 작용하기에 적당하며, 단계 F에서 조각들(103i)로 절단된다.
조각들은 본 발명의 ADL의 최종 용도에 따라 임의 적당한 형상을 가질 수 있다. 이들은, 예를 들어, 사각형, 삼각형 또는 스트라이프일 수 있다.
단계 G에서, 조각들(103i)은 본 발명의 제2층(102)에 당해 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 알려진 적당한 기술, 예를 들어 접착제 또는 용접을 사용하여 부착된다. 조각들(103i)은 이들 사이에 갭을 남기도록 위치된다. 본 발명의 제1층(101)은 또한 다시 제시된다. 제1부직포층(101), 제2층(102) 및 제3층(103i)의 조각들이 본 발명의 다층 시트 재료의 구조체를 나타낸다. 제3층이 연속적인 부직포층이 아닐지라도, 다층들 사이의 갭은 상대적으로 작다. 부직 재료는 제3층의 총 표면의 50% 이상, 바람직하게는 제3층 표면의 75% 이상을 나타내므로 청구된 발명에 의해 포함되는 명칭 "부직포층"의 범위에 속한다.
단계 H에서, SAP 입자들(104)은 재료 시트의 표면에 퇴적된다. 여기 설명된 퇴적은 비선택적이며, SAP 입자가 제3층의 갭 및 조각들(103i) 모두에 퇴적한다. 그러나 마스크가 사용되어 입자들을 부직포 조각들(103i) 위에 퇴적하는 것을 예상할 수 있다.
단계 I에서, SAP 입자(104)는 예를 들어 Fibroline 기술, 또는 임의의 다른 적당한 기술을 사용하여 부직포 조각들(103i) 내로 침투될 수 있다.
조각들(103i)의 상부 및 그 사이 갭 내에 분포된 SAP 입자들 모두 조각들(103i) 내로 침투되어 SAP 입자가 없는 조각들(103i) 사이에 갭 또는 채널(105)를 남긴다.
몇 가지 다른 구성이 최종 용도에 따라 예측가능하다. 다음의 임의 조합으로 제조될 수 있다:
- 제3층에서 SAP의 연속적이거나 분리된 분포로서, 후자는 채널을 형성하고;
- 3개 층 중 하나 이상 또는 임의 층 내에 비연속적 공극 공간 또는 연속적 공극 공간;
- 연속된 공극 공간 및 채널이 제시되는 경우에, 이들은 정렬되거나 또는 정렬되지 않을 수 있고;
- 연속된 공극 공간은 용접 또는 기계적 절단 및 층을 조각을 놓는 것으로 얻어질 수 있다.
추가층, 예를 들어, 그러나 이에 한정되지는 않지만, 탑 시트, 흡수성 코어, 부스팅(boosting)층 또는 불투과성 시트는 제1층의 상부 또는 제3층의 하부에 추가될 수 있다. 용어 "상부" 및 "하부"는 절대적인 위치와 무관하게 상대적인 위치를 설명하는 것이다. 임의 경우에, 제2층은 제1층 및 제3층 모두와 직접적인 접촉을 하며, 다른 섬유층이 그 사이에 삽입될 수 없다.
부직 시트 재료의 SAP 입자 또는 임의 섬유는 악취 제어를 위해 처리될 수 있다. SAP 입자는 다양한 성질들을 혼합하기 위하여 다양한 타입의 SAP 입자를 포함한다.
일반적으로, SAP 입자의 함량은 20 gsm 내지 450 gsm로 변화할 수 있으며, 여성용품에 대해서는 바람직하게는 30 gsm 내지 80 gsm이고, 아기 및 요실금 용도에 대해서는 200 gsm 내지 400 gsm이다. SAP는, 이에 한정되지는 않지만 Ekotec, Sumitomo, BASF, SDP일 수 있고 용도에 따라 달라질 수 있다.
공극 부피를 변화시키는데 사용된 온도(예를 들어 엠보싱 또는 리로프팅)는 30°C 내지 180°C로 변화할 수 있으나, 바람직하게는 70°C 내지 130°C이다.
본 발명의 다중 습득 및 분배 부직포 시트 재료의 조성 및 제조의 예는 이하 설명된다.
실시예
위생 제품용으로 150gsm의 3중층 습득 및 분배 시트 부직 재료가 다음으로 제조된다:
- 25중량%(37.5gsm)에 대응하고, 2dtex 내지 28 dtex의 타이터를 갖는 PET/coPET 및 PET 섬유의 혼합물로 이루어진 제1층;
- 25중량%(37.5gsm)에 대응하고, 0dtex 내지 7 dtex의 타이터를 갖는 PET/coPET 및 PET 섬유의 혼합물로 이루어진 제2층,
- 50중량%(75gsm)에 대응하고, 2dtex 내지 28 dtex의 타이터를 갖는 PET 및 PET/coPET 섬유의 혼합물로 이루어진 제3층.
제1층은 신체 측면으로 의도된 재료의 측면에 대응한다.
ADL은 2500 ± 500 l/m²/s의 측정된 공기 투과성을 갖는다.
EDANA assay WSP 70.3.R3에서, 샘플은 0.59s의 strikethrough (ST) 시간을 갖는다.
EDANA assay WSP 80.10에서, 샘플은 0.09g의 재습윤(wetback, WT)를 갖는다.
400gsm(g/m2)의 SAP 입자를 제3층의 노출된 영역으로 적용하고, 20m/min의 속도로 플랫 전극을 갖는 Fibroline 모듈을 사용하여 침투를 수행하였다. 침투 후, ADL을 코어 랩 재료, 여기서는 9gsm의 SMS로 랩핑한다.
2개 샘플을 제조하고, 각각은 40cm x 10 cm의 크기를 갖는다. 제1 샘플에서, SAP는 대조군으로서 ADL의 전체 표면에 적용된다. 제2 샘플에서, SAP는 마스크로 인하여 도 6a와 같이 패턴에 따라 적용되어 샘플의 중간에 SAP가 없는 1cm의 밴드를 남긴다. 제2 샘플은 그러므로 제1 샘플(대조군 샘플) 보다 전체적으로 10% 적은 SAP를 가지며, 이 영역의 10%는 SAP 입자들이 없게 된다.
이 2개 샘플들은 Hytec 시험을 기초로 한 내부 TWE 시험 방법에 따라 비교하는 방법로 시험되었다.
4 x 70ml 합성 소변(염류 용액 0.9%NaCl)을 투여하고 투여 사이에 5분의 대기 시간을 두었다. 모든 투여량의 습득 시간을 chrono로 측정한다. 4번째 대기 시간 후, 샘플 위에 15초 동안 19cm x 10cm의 재습윤 종이를 놓고 재습윤 종이에 의해 흡수된 액체의 함량을 측정한다. 습득 및 재습윤 동안 하중은 8kg이다.
각 투여 후 유입 시간 및 최종 재습윤 시간은 이하 표 1에 요약된다.
샘플 1 (대조군) 샘플 2
투여 1 13.96 s 13.24 s
투여 2 35.86 s 17.96 s
투여 3 51.57 s 16.14 s
투여 4 55.39 s 14.06 s
재습윤 5.03 g 3.65 g
채널 때문에, 유입 시간은 투여 후 다소간 일정한 투여로 유지되고 소변 보유력이 증가하여 ADL에서 SAP 없는 채널에 의한 개선점이 나타난다.

Claims (15)

  1. 각 상부에 다음의 적어도 3개층을 포함하는 위생 제품용 다층 습득 및 분배 시트 부직 재료:
    - 체액을 습득하고 이를 제2층에 전달하는 제1층;
    - 제1층으로부터 체액을 받아 제2층 전체로 체액을 퍼트리는 제2층; 및
    - 제2층으로부터 체액을 받기 위하여 고흡수성 폴리머(SAP) 입자를 포함하는 제3층으로서, 상기 제2층은 체액을 제3층으로 비가역적으로 전달하는, 제3층.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2층은 섬유가 거친 섬유인 제3층의 공극 부피보다 작은 공극 부피를 갖도록 배열되며, 제2층의 섬유는 더 미세한, 시트 재료.
  3. 제1항 및 제2항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제2층의 공극 부피는 SAP 입자보다 작은, 시트 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층의 공극 부피는 제2층의 공극 부피보다 큰, 시트 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SAP 입자가 SAP 입자가 없는 제2 부직포층으로부터 제3층을 통해 연장하는 채널을 남기는 패턴에 따라 제3층 내에 분산되는, 시트 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 층이 연속된 공극 공간을 포함하는, 시트 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 다층 시트 재료를 포함하는 일회용 흡수성 제품 또는 의복.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 일회용 흡수성 제품 또는 의복이 생리대, 팬티 라이너, 아기 기저기, 성인용 요실금 패드, 여성 위생 제품, 트레이닝 바지, 땀 패드 및 의료용 상처 밴드로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인, 일회용 흡수성 제품 또는 의복.
  9. 다음을 포함하는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 시트 재료의 제3층 내 SAP 입자를 분산시키는 방법:
    - SAP 입자를 제3층의 표면 중 적어도 일부에 퇴적시키는 단계; 및
    - 제3층 내로 SAP 입자를 침투시키는 단계.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 SAP 입자가 제3층의 분리된 영역 위로 퇴적되는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 다음 단계를 더 포함하는 방법:
    - 상기 SAP 입자를 퇴적시키기 전에 제3층의 표면에 마스크를 적용시키는 단계.
  12. 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음 단계를 더 포함하는, 방법:
    - SAP 입자 퇴적 전에, 제3층의 분리된 영역을 용접하여 연속된 공극 공간을 형성하는 단계.
  13. 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음 단계를 포함하는 방법:
    - 제3층을 조각(103i)으로 절단하는 단계, 및
    - 상기 조각들(103i)을 제2층 위에 부착시키는 단계로서, 상기 조각은 서로 갭으로 분리된 단계.
  14. 제6항의 시트 재료 중 적어도 하나의 층에 연속된 공극 공간을 제조하는 방법으로서, 적어도 하나의 층의 영역들을 용접시키는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제6항의 시트 재료 중 적어도 하나의 층 내에 연속된 공극 공간을 제조하는 방법으로서, 적어도 하나의 층을 조각으로 절단하는 단계 및 상기 조각들을 인접 층에 부착시키는 단계를 포함하는, 방법.
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