KR20220153520A - 흡수성 물품 - Google Patents

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KR20220153520A
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강성균
김유진
김기철
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 입체 개더에 흡수능이 우수한 고흡수성 수지 필름을 포함하여 체액 누출 방지 효과가 우수한 흡수성 물품에 관한 것이다.

Description

흡수성 물품{ABSORBENT ARTICLE}
본 발명은 체액 누출 방지 기능이 향상되어 사용감이 우수한 흡수성 물품에 관한 것이다.
일회용 기저귀, 생리대, 실금용 패드 등의 흡수성 물품은 일반적으로 액체 불투과성 배면 시트, 흡수체, 및 착용자의 피부와 접촉하는 액체 투과성 상부 시트를 포함하며, 소변 등 체액의 누출을 억제하고 착용시 인체와의 밀착력을 향상시킬 수 있도록, 몸체 내지 다리 둘레와 밀착되는 부분에 개더(gather)를 형성하는 것이 공지되어 있다.
개더는 탄성체를 포함하여 착용자의 신체에 밀착될 수 있도록 구성되며, 상부 시트를 타고 흐르는 체액이 옆으로 새는 것을 방지한다. 그러나 물품을 장시간 사용하여 탄성체의 탄성이 저하되거나, 일시에 방출되는 체액이 많을 경우, 혹은 착용자의 움직임으로 인해 개더와 신체 밀착력이 저하될 경우 체액이 누출될 수 있다. 그러나 이를 방지하기 위하여 탄성체의 탄성력을 높이게 되면 착용자의 신체에 자극을 주어 불편감을 주게 된다.
이에, 장시간 사용시에도 우수한 체액 누출 방지(샘 방지) 기능을 갖는 흡수성 물품의 개발이 요구된다.
본 발명은 체액이 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 흡수성 물품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 액체 불투과성 배면 시트, 고흡수성 수지 및 펄프를 포함하는 흡수체, 및 액체 투과성 상부 시트를 포함하며, 상호 수직하는 길이 방향 및 폭 방향을 가지는 본체부; 및 상기 본체부의 폭 방향 양측에 위치하며, 길이 방향으로 연장하는 한 쌍의 입체 개더를 포함하는 흡수성 물품으로서, 상기 입체 개더는 개더 시트, 탄성 부재, 및 두께 5 내지 500 ㎛의 고흡수성 수지 필름을 포함하는 것인, 흡수성 물품이 제공된다.
상기 흡수성 물품에서, 상기 개더 시트의 일단은 액체 불투과성 배면 시트와 결합되고, 타단은 본체부의 외측으로 연장되다가 내측으로 접혀 액체 투과성 상부 시트와 결합되며, 상기 고흡수성 수지 필름은, 상기 개더 시트가 접혀 형성된 개더 시트 사이의 공간에 위치할 수 있다. 이때, 상기 고흡수성 수지 필름의 일단은 액체 투과성 상부 시트와 개더 시트의 연결부 하단에 위치할 수 있다.
상기 고흡수성 수지 필름은 EDANA 법 WSP 241.2에 따라 측정된 원심분리 보수능이 25 g/g 내지 50 g/g인 것일 수 있다.
상기 고흡수성 수지 필름은 함수율이 1 % 내지 15 %이고, 인장강도가 9 MPa 내지 50 MPa인 것일 수 있다.
상기 고흡수성 수지 필름은 하기 식 1로 계산되는 신율이 100% 이상인 것일 수 있다:
[식 1]
신율(%) = (L1- L0)/L0*100
상기 식 1에서,
L0은 초기 표점 거리이고,
L1은 시편을 분당 0.5 mm의 속도로 인장하였을 때 파단이 일어난 시점의 표점 거리이다.
상기 고흡수성 수지 필름은 평량이 10 내지 250 g/m2일 수 있다.
상기 개더 시트는 평량이 10 내지 25 g/m2일 수 있다.
본 발명의 흡수성 물품은 입체 개더에 흡수능이 우수한 고흡수성 수지 필름을 포함하여 우수한 체액 누출 방지 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 흡수성 물품을 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 흡수성 물품의 단면도이다.
도 3은 실험예 2에서 사용한 core integrity 측정 장치를 간략히 도시한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
마찬가지로, 본 발명을 설명하기 위하여 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명의 일 구현예로써, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 한정되지 않는다. 이때 도면에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였고, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하였다. 또한 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 실제 축척과는 무관하며, 설명의 명료성을 위해 축소되거나 과장된 것일 수 있다.
본 명세서에서 “폭 방향”은 물체의 동일 평면의 둘레상의 서로 마주보는 두 점을 잇는 직선 거리 중 최단 거리를 갖는 방향을 의미할 수 있으며, “가로 방향”이라고도 칭할 수 있다. 또, “길이 방향”은 상기 “폭 방향”에 수직한 방향을 의미하며, “세로 방향”이라고도 칭할 수 있다.
본 발명의 흡수성 물품은 체액이 외부로 새는 것을 방지할 수 있도록 입체 개더에 고흡수성 수지 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 흡수성 물품은,
액체 불투과성 배면 시트, 고흡수성 수지 및 펄프를 포함하는 흡수체, 및 액체 투과성 상부 시트를 포함하며, 상호 수직하는 길이 방향 및 폭 방향을 가지는 본체부; 및
상기 본체부의 폭 방향 양측에 위치하며, 길이 방향으로 연장하는 입체 개더를 포함하며,
상기 입체 개더는 개더 시트, 탄성 부재, 및 두께 5 내지 500 ㎛의 고흡수성 수지 필름을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 흡수성 물품을 나타낸 평면도이다. 상기 흡수성 물품은 본체부(10)와, 본체부의 폭 방향 양측에 길이 방향으로 연장하며 물품 착용시 착용자의 몸체 혹은 다리 둘레를 감싸게 되는 한 쌍의 입체 개더(20a, 20b, 입체 구조는 도시하지 않음)를 포함한다. 또, 상기 흡수성 물품은 본체부(10)의 길이 방향 양측에 착용자의 허리 둘레를 감싸게 되는 허리 밴드부(30a, 30b)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 흡수성 물품을 나타낸 단면도로서, 도 1의 선 I-I’을 따라 절단한 단면을 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 흡수성 물품은, 본체부(10)의 양 측에 위치하는 한 쌍의 입체 개더(20a, 20b) 각각에 고흡수성 수지 필름(22)을 포함한다.
이와 같이 본 발명의 흡수성 물품은 흡수체를 포함하는 본체부의 외측에 두께가 얇으면서도 흡수능이 우수한 고흡수성 수지 필름을 포함하며, 기존의 흡수성 물품에 비하여 현저히 개선된 체액 누출 방지 성능을 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명의 흡수성 물품을 구성요소 별로 상세히 설명한다.
본체부
본 발명의 흡수성 물품에서 본체부(10)는 체액의 흡수가 일어나는 부분으로서, 액체 불투과성 배면 시트(11), 고흡수성 수지 및 펄프를 포함하는 흡수체(12), 및 액체 투과성 상부 시트(13)를 포함한다. 본체부의 폭 방향 양측에는 입체 개더(20a, 20b)가 연결된다.
액체 불투과성 배면 시트
상기 흡수성 물품의 액체 불투과성 배면 시트는 통기성 방수 필름을 포함하며, 소재의 부드러움을 향상시키기 위해 상기 통기성 방수 필름의 일면에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지를 방사하여 제조된 폴리올레핀 부직포를 더 포함할 수 있다.
통기성 방수 필름은, 열가소성 중합체와 첨가제를 블렌드하여 수지 조성물을 제조하고, 주조 또는 팽창 필름 압출, 또는 다른 적합한 필름-형성 기술을 사용하여 성형하여 제조할 수 있다. 상기 수지 조성물은 예를 들어 열가소성 중합체 40~60％ 및 첨가제 40~60％의 조성을 가질 수 있다. 상기 첨가제는 산화방지제, 충진제 입자, 염료 등 목적하는 특성에 따라 다양한 성분일 수 있다.
일례로, 열가소성 중합체와 첨가제를 블렌드한 수지 조성물을 캐스팅하여 제조한 필름을 예열 공정, 신장 공정, 및 열 고정 공정의 3단계를 거쳐 단축으로 또는 이축으로 신장시켜, 통기성을 부여한 방수 필름을 제조할 수 있다.
상기 열가소성 중합체로는 극저밀도 폴리에틸렌 (VLDPE), 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리프로필렌, 에틸렌과 C3-C12 알파-올레핀의 공중합체, 프로필렌과 에틸렌 및(또는) C4-C12 알파-올레핀의 공중합체, 및 폴리프로필렌 주쇄 내의 어택틱 및 이소택틱 프로필렌 단위를 둘다 포함하는 프로필렌-기재 중합체를 포함한 가용성 폴리올레핀; 엘라스토머, 예를 들어 폴리우레탄, 코폴리에테르 에스테르, 폴리아미드 폴리에테르 블록 공중합체, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 코폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌), 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌, 폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌) 등과 같은 블록 공중합체 등이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 첨가제로는 탄산칼슘(CaCO3)과 같은 충진제가 사용될 수 있다. 탄산칼슘은 탄산이온과 칼슘이온이 반응하여 생성된 흰색 고체 물질로서, 고분자 수지에 의해 결합되면서 필름에 다수의 홀(hole)을 형성할 수 있다. 본 발명에서는 통기성 방수 필름의 제조 시 상기 탄산칼슘의 함량을 통기성 방수 필름 형성 조성물의 전제 중량을 기준으로 40 내지 45 중량% 범위로 조절하면서, 인장강도 및 투습도를 고려하여 필름의 연신비를 기계적 방향으로 2.5 내지 3.5 배 범위로 조절함으로써, 필름에 형성되는 홀(hole)의 크기를 조절하여, 흡수체에 흡수된 배설물이 외부로 누출되지 않으면서, 공기나 수증기가 배면시트를 통해 보다 원활하게 소통되도록 할 수 있다.
구체적으로, 탄산칼슘의 함량 및 필름의 연신비를 상술한 범위로 조절할 경우, 필름에 크기(직경)가 약 10 내지 90 ㎛, 바람직하게는 약 40 내지 60 ㎛ 범위인 홀을 형성할 수 있다. 이러한 홀의 크기는 100 ㎛ 이상인 물 입자의 크기보다는 작고, 약 0.001 ~ 0.01 ㎛ 정도인 증기의 크기보다는 크다. 따라서, 흡수체에 흡수된 배설물은 통기성 방수 필름으로 인해 외부로 누출되지 않으나, 기저귀 내부의 뜨거운 공기나 수증기는 통기성 방수 필름을 통해 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
상기 통기성 방수 필름은 통기도(air permeability)가 2000 내지 5000 g/m2·24hr, 바람직하게는 3500 내지 4500 g/m2·24hr 범위일 수 있다. 상기 통기성 범위를 만족할 경우 습한 공기로 인해 피부 부작용이 발생되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 통기성 방수 필름의 평량은 특별히 제한되지 않으나, 약 15 내지 22 g/m2일 경우, 필름의 강도가 보다 향상되고, 필름의 통기도가 약 3500 내지 4500 g/m2·24hr 범위로 조절될 수 있기 때문에, 흡수 코어에 흡수된 배설물이 외부로 누출되지 않도록 차단하면서, 공기나 수증기가 배면 시트를 통해 원활하게 소통하여 착용자의 착용감을 보다 더 향상시킬 수 있다.
상기 폴리올레핀 부직포는 배면시트의 통기성과 소재의 부드러움을 향상시키는 역할을 한다. 부직포의 제조법은 특별히 제한되지 않으며, 에어레이드, 써멀본드, 스펀레이스, 스펀본드, 멜트블로운, 스티치본드 등의 가공법에 의하여 제조된 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 폴리올레핀 부직포는 기공 크기가 20 내지 1000 ㎛, 50 내지 700 ㎛, 또는 10 내지 300 ㎛ 범위인 것을 사용할 수 있다. 부직포의 기공이 상기 범위를 만족할 때, 액체의 투과는 차단되고 수증기 및 공기의 투과는 가능하여, 우수한 착용감을 나타낼 수 있다.
폴리올레핀 부직포의 평량은 특별히 제한되지 않으나, 약 10 내지 25 g/m2, 바람직하게는 약 12 내지 20 g/m2일 경우, 흡수체에 흡수된 배설물이 외부로 누출되지 않게 하면서, 촉감을 보다 더 향상시킬 수 있다.
흡수체
본 발명의 흡수성 물품에 사용되는 흡수체는 고흡수성 수지 입자의 집합체인 고흡수성 수지 분말 및 펄프를 포함한다.
상기 고흡수성 수지 분말은 통상 흡수성 물품에 흡수 성능 부여를 위하여 사용되는 물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 고흡수성 수지는 예를 들어, 아크릴산염 중합체 가교물, 비닐알콜-아크릴산염 공중합체 가교물, 무수말레인산 그라프트 폴리비닐알콜 가교물, 아크릴산염-메타크릴산염 공중합체 가교물, 메틸아크릴레이트-초산비닐 공중합체의 비누화물의 가교물, 전분-아크릴산염 그라프트 공중합체 가교물, 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체의 비누화 물의 가교물, 카르복시메틸셀룰로즈 가교물, 이소부틸렌-무수말레인산염 공중합체 가교물, 및 메틸렌옥사이드 중합체 가교물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는, 아크릴산염 중합체 가교물일 수 있다.
상기 고흡수성 수지 분말을 이루는 고흡수성 수지 입자의 크기는 100 내지 1,000 ㎛, 150 내지 800 ㎛, 또는 300 내지 600 ㎛일 수 있다. 고흡수성 수지 입자의 크기가 100 ㎛ 미만인 경우 체액을 흡수하여 팽윤된 고흡수성 수지 겔이 흡수성 물품 외부로 배출되거나, 겔 블로킹 현상을 일으켜 물성을 저해할 우려가 있고, 입자 크기가 1,000 ㎛를 초과할 경우 흡수성 물품의 슬림화가 어려운 문제가 있다.
상기 고흡수성 수지 분말은 흡수체 총 중량의 10 내지 90 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 20 중량% 이상, 30 중량% 이상, 또는 40 중량% 이상이면서, 80 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 흡수체에 사용되는 펄프는 목재 펄프를 분쇄하여 형성된 셀룰로오스 솜털 펄프일 수 있다. 상기 펄프는 액체를 빠르게 흡수하며, 고흡수성 수지 입자를 서로 분리시켜 겔 점착도를 감소시키는 작용을 할 수 있다.
이와 같은 효과를 확보하기 위하여, 상기 펄프는 흡수체 총 중량의 10 내지 90 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 20 중량% 이상, 또는 40 중량% 이상이면서, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 또는 50 중량% 이하로 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 고흡수성 수지는 흡수 코어의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 약 30 내지 60 중량%일 수 있고, 상기 펄프의 함량은 흡수체의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 약 40 내지 70 중량%일 수 있다.
상기 흡수체는 고흡수성 수지 분말 및 펄프 외에, 선택적으로 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아마이드 섬유, 레이온 섬유, 폴리우레탄 섬유 등과 같은 합성 섬유를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 고흡수성 수지 분말과 펄프의 결속력을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 합성 섬유는 흡수체 총 중량의 20 중량% 이하, 또는 10 중량% 이하로 사용될 수 있다.
상기 흡수체의 제조방법은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 고흡수성 수지 분말과 펄프, 선택적으로 합성 섬유를 균일하게 혼합하고, 이를 열, 압력 등을 가해 성형한 다음, 티슈 등의 포장재로 성형물을 포장하여 제조할 수 있다.
액체 투과성 상부 시트
상기 액체 투과성 상부 시트로는 액체가 신속히 투과할 수 있도록 친수성을 가지면서, 촉감이 부드럽고 사용자의 피부에 자극을 가하지 않는 소재가 적합하게 사용될 수 있다.
상기 액체 투과성 상부 시트는 예를 들어 친수성 부직포, 개구 폴리에틸렌 필름 등의 개구성 필름, 또는 우레탄 폼 등의 발포 필름일 수 있고, 이들을 1 이상 적층하여 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액체 투과성 상부 시트는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 레이온, 면, 솜 등의 합성 섬유 또는 천연 섬유를 이용하여 제조된 친수성 부직포일 수 있다. 부직포의 제조법은 특별히 제한되지 않으며, 에어스루, 에어레이, 써멀본딩, 스펀레이스, 스펀본드, 멜트블로운, 스티치본드 등의 가공법에 의하여 제조된 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 액체 투과성 부직포의 섬유 굵기(섬도, fineness)는 특별히 한정되지 않으나, 섬유의 굵기가 약 1.5 내지 6 데니어(denier, d), 바람직하게는 약 1.5 내지 2 데니어(denier, d) 범위일 경우, 흡수용품의 착용시 피부 자극이 최소화되어 피부 부작용의 발생을 최소화할 수 있으면서, 순간 흡수 기능을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 섬유의 길이는 특별히 한정되지 않으나, 약 36 내지 39 ㎜일 경우, 부직포 제조시 카딩(carding) 공정의 작업성이 향상될 수 있으면서, 부직포 표면 균제도가 향상되어 착용자의 피부 마찰을 최소화할 수 있다.
이러한 섬유로 형성된 부직포의 평량은 특별히 제한되지 않으나, 약 15 내지 30 g/m2, 바람직하게는 약 15 내지 20 g/m2일 경우, 흡수력을 향상시키면서, 표면 감촉을 보다 부드럽게 할 수 있어 피부 부작용의 발생을 최소화시킬 수 있다.
상기 본체부의 제조방법은 특별히 제한되지 않으며, 액체 불투과성 배면 시트, 흡수체, 및 액체 투과성 상부 시트를 적절한 순서로 적층한 다음 엠보싱을 이용하여 고정하거나, 또는 상기 각 구성요소 사이를 핫멜트 접착제 등의 접착제를 이용하여 고정시키는 방식으로 제조할 수 있다. 이때 액체 불투과성 배면 시트, 흡수체, 및 액체 투과성 상부 시트의 면적은 각각 동일하거나 상이하게 구성할 수 있다.
입체 개더
입체 개더(20a, 20b)는, 본체부의 양측부를 따라 앞뒤 방향 전체에 걸쳐 연장되며 표면측, 즉, 착용자의 피부면 측으로 기립하도록 형성된 띠 형상 부재로, 액체 투과성 상부 시트(13) 상을 타고 가로 방향으로 이동하는 소변이나 무른 변을 차단하여 옆으로 새는 것을 방지하기 위하여 형성된다.
입체 개더(20a, 20b)는 표면측으로 기립하고 있어 착용시 입체 개더(20a, 20b)와 본체부(10) 사이에 공간이 생기게 되며, 이에 따라 배설물이 바깥으로 새는 것을 물리적으로 차단할 수 있다. 그러나 착용자의 과도한 움직임이 있거나, 배설물이 일시에 다량 방출될 경우는 입체 개더(20a, 20b) 밖으로 배설물이 샐 수 있다. 이에, 본 발명의 일 구현예에 다른 흡수성 물품은, 입체 개더(20a, 20b)와 본체부(10)사이의 공간에 흘러든 배설물이 이동하여 바깥으로 새기 전에 즉시 흡수될 수 있도록, 입체 개더(20a, 20b)에 고흡수성 수지 필름(22)을 포함한다.
상기 입체 개더(20a, 20b)는, 본체부(10)의 측면에서 외측으로 연장되다가 내측으로 접힌 개더 시트(21)와, 상기 개더 시트(21)가 접혀 형성된 시트 사이의 공간에 상기 탄성 부재(23) 및 상기 고흡수성 수지 필름(22)이 위치하는 구조, 즉, 탄성 부재(23)와 고흡수성 수지 필름(22)이 개더 시트(21) 사이에 내포되는 구조를 갖는다.
상기 구조의 입체 개더는, 본체부의 측면에 본체부의 길이와 같은 길이를 갖는 띠 형상의 개더 시트(21)의 일단을 연결시키고, 연결되지 않은 타단을 폭 방향으로 접어 둘로 겹친 후, 개더 시트(21)의 타단을 다시 본체부의 측면에 연결시켜 형성할 수 있다. 이때 개더 시트(21)의 일단은 액체 불투과성 배면 시트(11)와 결합되고, 타단은 액체 투과성 상부 시트(13)와 결합될 수 있다.
본 명세서에서는, 상기 본체부(10)와 개더 시트(21)가 결합된 부분을 입체 개더의 기단부(21a), 개더 시트(21)가 내측으로 꺾어 접힌 부분을 입체 개더의 선단부(21b)로 지칭한다.
상기 고흡수성 수지 필름(22)은 입체 개더(20a, 20b) 내 어느 부분에도 포함될 수 있으나, 입체 개더(20a, 20b)의 기단부(21a) 측으로 위치하는 것이 바람직하다. 구체적으로 고흡수성 수지 필름(22)의 일단은 액체 투과성 상부 시트(13)와 개더 시트(21)의 연결부, 즉, 두 시트가 중첩되는 부분의 하단에 위치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상부 시트(13)를 타고 흐르는 체액이 입체 개더(20a, 20b)와 본체부 사이의 공간에 머무를 때, 기단부(21a)의 액체 투과성 상부 시트(13)를 통해 고흡수성 수지 필름(22)으로 신속히 흡수될 수 있어, 우수한 샘 방지 효과를 나타낼 수 있다.
또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고흡수성 수지 필름(22)의 일단을 입체 개더(20a, 20b)의 기단부(21a) 바깥으로, 즉, 본체부 측으로 더욱 연장되도록 배치하여 본체부의 액체 투과성 상부 시트(13) 바로 아래에 고흡수성 수지 필름(22)이 위치할 수 있도록 함으로써 샘 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.
상기 고흡수성 수지 필름(22)은 입체 개더(20a, 20b)의 기단부(21a)로부터 폭 방향으로 최대 선단부(21b)까지 연장될 수 있으며, 길이 방향으로는 최대 입체 개더(20a, 20b)의 길이만큼 연장될 수 있다.
상기 입체 개더(20a, 20b) 내에서 탄성 부재와 고흡수성 수지 필름(22) 상호간의 위치는 특별히 제한되지 않는다. 탄성 부재는 입체 개더(20a, 20b) 내의 고흡수성 수지 필름(22)이 존재하지 않는 부분에 배치될 수 있고, 및/또는 고흡수성 수지 필름(22)과 개더 시트(21) 사이에 탄성 부재가 배치될 수 있다.
일 실시형태의 입체 개더(20a, 20b)는 도 2에 도시된 바와 같이 본체부의 측부로부터 기립하도록 형성되고, 밑동측의 부분은 폭 방향 중앙측을 향하여 경사지게 기립하고, 중간부보다 선단측의 부분은 폭 방향 외측을 향하여 경사지게 기립하는 형태일 수 있다. 이러한 형태에서 입체 개더(20a, 20b)의 선단측 부분이 신체와 밀착되며, 본체부와 입체 개더(20a, 20b) 사이의 공간이 더 잘 유지되므로 배설물이 밖으로 새지 않고 입체 개더(20a, 20b) 내의 고흡수성 수지 필름(22)으로 전달 및 흡수될 수 있다.
상기 입체 개더(20a, 20b)의 기립 높이(h), 즉, 흡수성 물품을 전개하였을 때 물품의 바닥면(배면 시트 면)으로부터 돌출된 높이는 20 내지 50 mm, 또는 30 내지 40 mm일 수 있다. 또, 입체 개더(20a, 20b)의 길이는 본체부 및 흡수성 물품의 길이에 따라 조절될 수 있으며, 일례로 400 mm 내지 500 mm, 또는 400 내지 450 mm 길이로 형성될 수 있다. 이때 개더 시트(21) 사이에 개재되는 탄성 부재 및 고흡수성 수지 필름(22)의 길이는 상기 입체 개더(20a, 20b)의 길이와 같거나, 혹은 보다 짧게 형성될 수 있다.
개더 시트
개더 시트(21)는 체액 누출을 방지할 수 있도록 소수성인 것이 바람직하다.
상기 개더 시트는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지로부터 제조된 부직포일 수 있으며, 부직포의 제조방법은 에어레이드, 써멀본드, 스펀레이스, 스펀본드, 멜트블로운, 스티치본드 등의 통상의 가공법이 제한 없이 사용될 수 있다. 또한, 스펀본드 부직포와 멜트블로운 부직포의 복합 부직포인 SMS 부직포, SMMMS 부직포, SSMMS 부직포 등을 사용할 수 있다. 일례로, 상기 개더 시트로는 소수성 SMS 폴리프로필렌 부직포를 사용할 수 있다.
상기 개더 시트의 평량은 10 내지 25 g/m2, 바람직하게는 12 내지 20 g/m2일 수 있다. 상기 범위 내에서 우수한 샘 방지 효과 및 피부 밀착력 향상 효과를 얻을 수 있다.
상기 개더 시트는 본체부와 별도로 준비된 다음 본체부의 측면에 연결될 수 있다. 연결 방법은 특별히 제한되지 않으며, 열 접착, 또는 접착제를 이용한 접착 방법 등이 사용될 수 있다.
또는, 본체부의 액체 불투과성 배면 시트를 연장하여 개더 시트로 활용할 수 있다. 즉, 흡수체와 액체 투과성 상부 시트 각각의 너비(폭)보다 액체 불투과성 배면 시트의 너비를 넓게 할 경우 발생하는 액체 불투과성 배면 시트의 여분의 가장자리 부분을 개더 시트로 활용할 수 있다.
탄성 부재
탄성 부재(23)는 신체와의 밀착력을 향상시키기 위하여 포함되는 것으로, 각 입체 개더(20a, 20b)에는 1 이상, 바람직하게는 3 내지 5개의 탄성 부재가 포함될 수 있다.
일례로, 탄성 부재로는 얇고 긴 형태의 스판덱스 실고무 등이 사용될 수 있다. 상기 스판덱스 실고무의 굵기는 450 내지 1200 dtex, 또는 600 내지 900 dtex 일 수 있고, 고정시의 신장률은 150 내지 300 %, 200 내지 300 % 범위일 수 있다.
상기 탄성 부재는 개더 시트와 미리 결합될 수 있다. 즉, 개더 시트의 일면에 탄성 부재를 결합시키고, 이를 탄성 부재가 결합된 면이 맞닿도록 접어 겹쳐 입체 개더를 형성할 수 있다.
또는, 개더 시트와 별도로 탄성 부재를 준비하고, 고흡수성 수지 필름과 함께 적절히 배치한 다음 개더 시트와 고정하여 입체 개더를 형성할 수 있다.
고흡수성 수지 필름
상기 입체 개더는 보다 효과적으로 체액의 누출을 방지할 수 있도록, 두께가 얇고 흡수능이 우수한 고흡수성 수지 필름(22)을 포함한다.
상기 고흡수성 수지 필름은 두께가 얇으면서도 우수한 흡수 성능을 나타낸다. 따라서 입체 개더에 고흡수성 수지 필름을 포함하는 경우, 착용자에게 불편감을 주지 않고 체액이 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 고흡수성 수지 필름은 인장 강도, 신율 등 기계적 물성이 우수하여, 착용자의 움직임이 있는 경우에도 쉽게 파손되지 않고 효과적으로 체액 누출을 방지할 수 있다.
상기 고흡수성 수지 필름은 흡수체에 포함되는 입자상의 고흡수성 수지와 구분되는 박막의 필름 형태의 아크릴산계 중합체로서, 함수율이 15 % 이하이고, 무색 투명하고, 탄성이 있으며, 유연성이 우수한 막 형태의 고흡수성 수지를 의미한다. 상기 고흡수성 수지 필름은 취급 시 비산되거나 흡수성 물품에서 누출될 우려가 없고 펄프 등의 보조제 없이 자체가 흡수체로서 사용될 수 있다.
바람직하기로, 상기 고흡수성 수지 필름의 함수율은 15 중량% 이하, 또는 12 중량% 이하, 또는 11 중량% 이하, 또는 10 중량% 이하이면서 1 중량% 이상, 또는 2 중량% 이상, 또는 4 중량% 이상, 또는 6 중량% 이상일 수 있다.
상기 "함수율"은 시료의 건조 전 중량에 대하여 시료가 함유하는 수분의 양을 백분율로 표시한 것이다. 즉, 함수율은 시료의 건조 전 중량에서 시료의 건조 후 중량을 뺀 값을 시료의 건조 전 중량으로 나눈 다음 100을 곱하여 계산할 수 있다. 이때, 건조 조건은 상온에서 약 150 ℃까지 온도를 상승시킨 뒤 150 ℃에서 유지하는 방식으로 총 건조시간은 온도상승단계 5분을 포함하여 20분으로 설정한다.
상기 고흡수성 수지 필름은 두께가 5 내지 500 ㎛로, 이러한 두께 범위에서 가시광선에 대한 전광선 투과율이 89.5%로 높은 투명성을 나타낸다. 본 발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지 필름의 전광선 투과율은 90 % 이상, 90.3 % 이상, 또는 91 % 이상, 또는 91.5 % 이상, 또는 92 % 이상일 수 있다. 전광선 투과율은 이론적으로 100 % 일 수 있고, 일례로 99 % 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 고흡수성 수지 필름은 두께 1 내지 500 ㎛ 범위에서 ASTM D1925 규격에 따른 황색도(Yellow Index)가 2.6 이하, 2.5 이하, 2.4 이하, 2.3 이하, 1.9 이하, 1.5 이하 또는 1.3 이하일 수 있다.
상기 고흡수성 수지 필름은 두께가 500 ㎛ 이하로 얇으므로, 입체 개더의 두께를 크게 증가시키지 않으면서도 체액 누출 방지 기능을 부여할 수 있다. 또, 고흡수성 수지 필름의 두께가 500 ㎛를 초과할 경우 통기성이 저하될 수 있으나, 500 ㎛ 이하의 박막형 고흡수성 수지 필름은 수분 흡수시 필름의 유연성이 대폭 증가하고 중합체 사슬간의 공간성(capacity)이 늘어나게 되므로 통기성을 확보하면서 체액 누출 방지 효과를 나타낼 수 있다. 결과적으로, 고흡수성 수지 필름을 포함하는 입체 개더는 얇은 두께를 유지할 수 있어 신체와의 밀착력이 저하되지 않으며, 착용자에게 이물감이나 통기성 저하로 인한 불편감을 주지 않으면서 우수한 체액 누출 방지 기능을 나타낼 수 있다.
이러한 관점에서, 상기 고흡수성 수지 필름의 두께(h)는 바람직하기로 5 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 또는 15 ㎛ 이상이면서, 400 ㎛ 이하, 300 ㎛ 이하, 200 ㎛ 이하, 또는 150 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 고흡수성 수지 필름은 두께가 얇으면서도 우수한 흡수 성능을 나타내어 효과적으로 체액 누출을 방지할 수 있다.
일례로, 상기 고흡수성 수지 필름은 EDANA 법 WSP 241.2에 따라 측정된 원심분리 보수능(CRC)이 25 g/g 이상, 30 g/g 이상 또는 34 g/g 이상으로 우수한 흡수 물성을 나타낸다. 원심분리 보수능은 그 값이 높을수록 우수한 것으로서 이론적으로 상한은 없으나, 일례로 50 g/g 이하, 또는 48 g/g 이하일 수 있다.
또, 상기 고흡수성 수지 필름은 EDANA 법 WSP 242.2의 방법에 따라 측정된 0.7 psi 하에서의 가압 흡수능(AUP)이 5.0 g/g 이상, 7.0 g/g 이상, 또는 9.0 g/g 이상이면서, 25 g/g 이하, 또는 20 g/g 이하일 수 있다.
한편, 상기 고흡수성 수지 필름은 함수율이 1% 내지 15%이고, 인장강도가 5 MPa 이상인 것일 수 있다. 바람직하게는, 함수율이 5 내지 15 %일 때, 고흡수성 수지 필름의 인장강도는 10 MPa 이상, 13 MPa 이상, 14 MPa 이상, 19 MPa 이상, 또는 22 MPa 이상이면서, 50 MPa 이하, 47 MPa 이하, 45 MPa 이하, 40 MPa 이하, 또는 35 MPa 이하일 수 있다. 이와 같이 높은 인장강도를 나타냄에 따라, 상기 고흡수성 수지 필름은 착용자의 움직임에도 쉽게 파손되지 않고 우수한 체액 누출 방지 기능을 나타낼 수 있다.
또, 상기 고흡수성 수지 필름은 유연성과 신축성이 우수하여 입체 개더에 적용되기에 적합하다. 일례로 상기 고흡수성 수지 필름은 하기 식 1로 계산되는 신율이 100% 이상, 120 % 이상, 150 % 이상, 180 % 이상, 또는 200 % 이상이면서, 550 % 이하, 530 % 이하, 또는 510 % 이하일 수 있다. 따라서 상기 고흡수성 수지 필름은 움직임이 많은 입체 개더에 적용되어도 쉽게 손상되지 않으며 우수한 흡수 성능을 나타낼 수 있다.
[식 1]
신율(%) = (L1- L0)/L0*100
상기 식 1에서,
L0은 초기 표점 거리이고,
L1은 시편을 분당 0.5 mm의 속도로 인장하였을 때 파단이 일어난 시점의 표점 거리이다.
입체 개더에 포함되는 고흡수성 수지 필름의 크기는 흡수성 물품 내지 입체 개더의 크기와 구성에 따라 적절히 조절될 수 있다.
단, 고흡수성 수지 필름의 단위 면적당 중량이 지나치게 높으면 체액이 흡수되면서 입체 개더가 처지는 등 변형이 발생할 수 있고, 반대로 고흡수성 수지 필름이 너무 적게 포함되면 충분한 체액 샘 방지 효과를 기대할 수 없으므로, 고흡수성 수지 필름의 평량은 10 g/m2 이상, 20 g/m2 이상, 또는 22 g/m2 이상이면서, 250 g/m2 이하, 230 g/m2 이하, 또는 215 g/m2 이하의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상술한 고흡수성 수지 필름은, 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 모노머, 셀룰로오스계 증점제, 보습제, 내부 가교제, 중합 개시제, 및 용매를 혼합하여 모노머 조성물을 제조하는 단계; 상기 모노머 조성물을 기재 상에 캐스팅하여 모노머 조성물 필름을 형성하는 단계; 상기 모노머 조성물 필름을 연신하면서 열 및/또는 광을 조사하여 함수겔 중합체 필름을 형성하는 단계; 및 상기 함수겔 중합체 필름을 건조시키는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
상기 제조방법에 따르면, 점도가 조절된 모노머 조성물 용액으로부터 용액 캐스팅법을 통해 모노머 조성물 필름을 제조하고, 이를 중합 및 건조함으로써 필름 형태의 고흡수성 수지를 제조할 수 있다. 특히, 중합 단계에서 모노머 조성물 필름에 장력을 가하여 연신함으로써, 제조되는 고흡수성 수지 필름의 인장강도를 조절할 수 있다.
이하, 상기 고흡수성 수지 필름의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
상기 모노머 조성물은 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 모노머, 셀룰로오스계 증점제, 보습제, 중합 개시제, 및 용매를 포함한다.
먼저, 상기 아크릴산계 모노머는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다:
[화학식 1]
R1-COOM1
상기 화학식 1에서,
R1은 불포화 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 5의 알킬 그룹이고,
M1은 수소원자, 1가 또는 2가 금속, 암모늄기 또는 유기 아민염이다.
바람직하게는, 상기 아크릴산계 모노머는 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 1가 금속염, 2가 금속염, 암모늄염 및 유기 아민염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
여기서, 상기 아크릴산계 모노머는 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 모노머를 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄 등과 같은 알칼리 물질로 부분적으로 중화시킨 것이 사용될 수 있다. 이때, 상기 아크릴산계 모노머의 중화도는 40 내지 95 몰%, 또는 40 내지 80 몰%, 또는 45 내지 75 몰%일 수 있다. 상기 중화도의 범위는 최종 물성에 따라 조절될 수 있다. 상기 중화도가 지나치게 높으면 중화된 모노머가 석출되어 중합이 원활하게 진행되기 어려울 수 있으며, 반대로 중화도가 지나치게 낮으면 고분자의 흡수력이 크게 떨어질 수 있다.
바람직한 일 구현예에서, 상기 알칼리 물질로는 수산화칼륨(KOH)이 사용될 수 있다. 수산화칼륨 사용시, 함수율이 10% 이하에서도 유연성 및 치수 안정성을 갖는 고흡수성 수지 필름을 제조할 수 있어 바람직하다.
상기 아크릴산계 모노머의 농도는, 상기 고흡수성 수지의 원료 물질 및 용매를 포함하는 모노머 조성물에 대해 약 20 내지 약 60 중량%, 바람직하게는 약 40 내지 약 50 중량%로 될 수 있으며, 중합 시간 및 반응 조건 등을 고려해 적절한 농도로 될 수 있다. 다만, 상기 모노머의 농도가 지나치게 낮아지면 고흡수성 수지의 수율이 낮고 경제성에 문제가 생길 수 있고, 반대로 농도가 지나치게 높아지면 모노머의 일부가 석출되는 등 공정상 문제가 생길 수 있으며 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 용액 캐스팅법을 통해 모노머 조성물을 필름 형태로 도포할 수 있도록, 모노머 조성물에 증점제 및 보습제를 포함한다.
이와 같이 증점제 및 보습제를 동시에 포함함에 따라, 본 발명의 모노머 조성물은 필름 형태로 캐스팅하기에 적합한 점도를 나타내고, 필름 캐스팅 후 중합 과정에서 적절한 함수율을 유지할 수 있으며, 제조되는 고흡수성 수지 필름이 높은 유연성을 나타낼 수 있다.
본 발명에서 증점제로는 셀룰로오스계 증점제가 사용되며, 구체적으로 나노셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 및 히드록시프로필메틸셀룰로오스로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다. 바람직하게는 나노셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다.
상기 셀룰로오스계 증점제는 모노머 조성물 내 고형분 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 이상, 0.1 중량부 이상, 0.2 중량부 이상, 또는 0.35 중량부 이상이면서, 5 중량부 이하, 3 중량부 이하, 1 중량부 이하, 또는 0.9 중량부 이하로 포함될 수 있다.
이때 모노머 조성물 내의 고형분은, 용매를 제외한 조성물의 전 성분을 의미한다. 즉, 상기 고형분은 아크릴산계 모노머, 아크릴산계 모노머를 중화시키기 위한 알칼리 물질, 셀룰로오스계 증점제, 보습제, 가교제, 열 개시제, 광 개시제, 내부 가교제, 기타 첨가제의 총 함량을 의미한다.
만일 셀룰로오스계 증점제의 함량이 모노머 조성물 내 고형분 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 미만이면 충분한 점증 효과를 확보할 수 없어 모노머 조성물 필름 제조가 어려울 수 있고, 반대로 5 중량부를 초과하면 모노머 조성물의 점도가 지나치게 높아져 필름의 두께가 두꺼워지고, 필름 두께를 균일하게 제어하기 어려울 수 있다.
상기 보습제는 통상 의약품, 화장품, 화학 제품 등에 보습 성분으로 사용되는 물질이 제한 없이 사용될 수 있다. 이러한 보습제의 예로는 분자 내 히드록시기를 2 이상 포함하는 다가 알코올, 시트르산, 및 시트르산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
구체적으로, 상기 다가 알코올은 분자 내 히드록시기를 3 내지 12개 포함하는, 탄소수 3 내지 30의 다가 알코올이 사용될 수 있다. 일례로, 상기 다가 알코올은 글리세린; 디글리세린; 프로필렌글리콜; 부틸렌글리콜; 소르비톨; 폴리에틸렌글리콜; 폴리글리세린-3; 폴리글리세린-6; 폴리글리세린-10; 및 폴리글리세릴-10 디스테아레이트 및 그 유도체(탄소수 3 내지 18);로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이 중 글리세린, 디글리세린, 에틸렌글라이콜, 및 소르비톨로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 시트르산 및/또는 시트르산 염을 보습제로 사용할 수 있다. 시트르산 염의 예로는, 트리에틸시트레이트, 메틸시트레이트, 소듐시트레이트, 트리소듐 2-메틸시트레이트 등을 들 수 있다.
상기 보습제는 아크릴산계 모노머 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상, 10 중량부 이상, 20 중량부 이상, 또는 30 중량부 이상이면서, 70 중량부 이하, 60 중량부 이하, 또는 50 중량부 이하로 사용되는 것이 바람직하다.
보습제의 함량이 아크릴산계 모노머 100 중량부에 대해 5 중량부 미만이면 모노머 조성물 필름의 함수율이 충분하지 못하여 이어지는 중합 및 건조 과정에서 필름이 말라버리거나 부스러질 수 있고, 제조되는 고흡수성 수지 필름의 유연도를 확보할 수 없는 문제가 있다. 반대로 다가 알코올의 함량이 아크릴산계 모노머 100 중량부에 대해 70 중량부를 초과하면 고흡수성 수지 필름의 흡수능을 저하시키는 문제가 있을 수 있다. 따라서 보습제의 함량은 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 모노머 조성물은 중합체의 가교를 위한 내부 가교제를 포함한다. 상기 내부 가교제는 통상의 고흡수성 수지의 제조시 사용되는 것을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 내부 가교제로는 상기 아크릴산계 모노머의 수용성 치환기와 반응할 수 있는 관능기를 1개 이상 가지면서, 에틸렌성 불포화기를 1개 이상 갖는 가교제; 혹은 상기 모노머의 수용성 치환기 및/또는 모노머의 가수분해에 의해 형성된 수용성 치환기와 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 갖는 가교제를 사용할 수 있다.
상기 내부 가교제의 구체적인 예로는, 탄소수 8 내지 12의 비스아크릴아미드, 비스메타아크릴아미드, 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메타)아크릴레이트 또는 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메타)알릴에테르 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로, N, N'-메틸렌비스(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌옥시(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시(메타)아크릴레이트, 글리세린 디아크릴레이트, 글리세린 트리아크릴레이트, 트리메티롤 트리아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리알릴아민, 트리아릴시아누레이트, 트리알릴이소시아네이트, 폴리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 내부 가교제로 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트를 사용할 수 있다.
상기 내부 가교제는 모노머 조성물에 대하여 5000 ppm 이하의 농도로 포함되어, 중합된 고분자를 가교시킬 수 있다. 일 구현예에서, 상기 내부 가교제는 100 ppm 이상, 250 ppm 이상, 또는 500 ppm 이상이면서, 5000 ppm 이하, 4500 ppm 이하, 또는 4000 ppm 이하로 포함될 수 있다. 상기 내부 가교제의 함량은 제조되는 고흡수성 수지 필름의 두께와 목적하는 인장강도의 범위에 따라 적절한 함량으로 조절할 수 있다.
본 발명의 고흡수성 수지 필름의 제조 방법에서 중합 시 사용되는 중합 개시제는 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
구체적으로, 상기 중합 개시제는 중합 방법에 따라 열중합 개시제 또는 UV 조사에 따른 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 다만, 광중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등의 조사에 의해 일정량의 열이 발생하고, 또한 발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로, 추가적으로 열중합 개시제를 포함할 수도 있다. 바람직한 일 구현예에 따르면, 중합 개시제로 광중합 개시제 및 열중합 개시제를 동시에 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 자외선과 같은 광에 의해 라디칼을 형성할 수 있는 화합물이면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다.
상기 광중합 개시제로는 예를 들어, 벤조인 에테르(benzoin ether), 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤(α-aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 한편, 아실포스핀의 구체예로, 상용하는 lucirin TPO(2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide), Irgacure 819(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 등을 들 수 있다. 보다 다양한 광개시제에 대해서는 Reinhold Schwalm 저서인 "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application(Elsevier 2007년)" p. 115에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.
상기 광중합 개시제는 상기 모노머 조성물에 대하여 10 ppm 이상, 20 ppm 이상, 또는 40 ppm 이상이면서, 2000 ppm 이하, 1000 ppm 이하, 500 ppm 이하, 또는 100 ppm 이하로 포함될 수 있다. 이러한 광중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고, 광중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다.
또한, 상기 열중합 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소 및 아스코르빈산으로 이루어진 개시제 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로, 과황산염계 개시제의 예로는 과황산나트륨(Sodium persulfate; Na2S2O8), 과황산칼륨(Potassium persulfate; K2S2O8), 과황산암모늄(Ammonium persulfate;(NH4)2S2O8) 등이 있으며, 아조(Azo)계 개시제의 예로는 2,2-아조비스-(2-아미디노프로판) 이염산염(2,2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride), 2,2-아조비스-(N,N-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드(2,2-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴(2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 디하이드로클로라이드(2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride), 4,4-아조비스-(4-시아노발레릭 산)(4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)) 등이 있다. 보다 다양한 열중합 개시제에 대해서는 Odian 저서인 'Principle of Polymerization(Wiley, 1981)', p. 203에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.
상기 열중합 개시제는 상기 모노머 조성물에 10 ppm 이상, 100 ppm 이상, 또는 500 ppm 이상이면서, 2000 ppm 이하, 1500 ppm 이하, 또는 1000 ppm 이하로 포함될 수 있다. 이러한 열중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 추가적인 열중합이 거의 일어나지 않아 열중합 개시제의 추가에 따른 효과가 미미할 수 있고, 열중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다.
상기 모노머 조성물은 필요에 따라 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상술한 아크릴산계 불포화 모노머, 셀룰로오스계 증점제, 보습제, 내부 가교제, 중합 개시제, 및 첨가제와 같은 원료 물질은 용매에 용해된 모노머 조성물 용액의 형태로 준비된다.
사용할 수 있는 상기 용매는 상술한 성분들을 용해할 수 있으면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 물, 에탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 부틸로락톤, 카르비톨, 메틸셀로솔브아세테이트 및 N,N-디메틸아세트아미드 등에서 선택된 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 일례로, 상기 용매로는 물을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 모노머 조성물은 셀룰로오스계 증점제 및 보습제를 포함하여 용액 캐스팅법에 적합한 점도를 나타낸다. 구체적으로, 상기 모노머 조성물의 25 ℃에서 점도는 100 mPa·s 이상, 140 mPa·s 이상, 또는 200 mPa·s 이상이면서, 5000 mPa·s 이하, 2300 mPa·s 이하, 2000 mPa·s 이하, 1500 mPa·s 이하, 또는 1400 mPa·s 이하일 수 있다. 모노머 조성물의 점도는 점도계(예를 들어, TOKI 사의 TV-22)로, 스핀들 #1, 회전속도 1 rpm 조건 하에서 측정할 수 있다.
만일 모노머 조성물의 점도가 100 mPa·s 미만이면 모노머 조성물 필름을 균일한 두께로 캐스팅하고, 이를 연신하면서 중합하기 어려울 수 있다. 반대로 모노머 조성물의 점도가 5000 mPa·s를 초과하면 균일한 모노머 조성물 제조가 어렵고, 모노머 조성물의 흐름성이 낮아서 공정성이 떨어지며, 탈포가 어려우므로 바람직하지 않다.
상기 모노머 조성물을 제조한 다음, 이를 기재 상에 캐스팅하여 모노머 조성물 필름을 제조하고, 이를 연신하는 동시에 중합하여 함수겔 중합체 필름을 형성한다. 이러한 모노머 조성물의 캐스팅 및 중합 과정은 롤투롤 공정을 통하여 연속적으로 수행될 수 있다.
먼저, 모노머 조성물을 기재 상에 도포하여 모노머 조성물 필름을 제조한다.
일반적으로 고분자의 용액 캐스팅법에서 고분자 용액 캐스팅 후 용매를 제거하는 것과 달리, 본 발명에서는 모노머 조성물을 기재 상에 도포한 후 함수율이 저하되지 않도록 바로 연신 및 중합 과정을 수행한다.
만일 모노머 조성물 필름의 함수율이 너무 낮으면 중합 전 모노머 조성물을 구성하는 성분이 석출될 수 있고, 중합 후 필름이 부스러지는 문제가 있을 수 있다. 이에, 모노머 조성물 필름의 함수율은 30 중량% 내지 60 중량% 범위를 만족하는 것이 바람직하며, 30 중량% 내지 50 중량%, 또는 30 중량% 내지 45 중량% 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
모노머 조성물 필름의 두께는 목적하는 고흡수성 수지 필름의 두께에 따라 적절히 조절할 수 있다. 모노머 조성물 필름은 중합 단계에서는 두께가 거의 변화하지 않으나, 중합 이후 함수겔 중합체 필름의 건조 과정에서 함수율이 감소하면서 약 10 내지 40%, 또는 15 내지 35% 정도 두께가 감소할 수 있으므로, 이를 감안하여 적절한 두께로 모노머 조성물 필름을 제조한다.
일례로, 모노머 조성물 필름의 두께는 800 ㎛ 이하, 600 ㎛ 이하, 또는 500 ㎛ 이하이면서, 1 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이상, 또는 10 ㎛ 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 모노머 조성물의 조성이나 중합, 건조 단계에서의 구체적인 조건, 목적하는 고흡수성 수지 필름 두께에 따라 적절히 조절될 수 있다.
다음으로, 모노머 조성물 필름을 종방향(MD 방향)으로 연신하면서 열 및/또는 광을 조사하여 중합 반응을 수행하여, 함수겔 중합체 필름을 형성한다. 이와 같이 중합 시 필름을 연신함으로써 제조되는 고흡수성 수지 필름의 인장강도 등의 물성이 조절될 수 있다.
이때, 모노머 조성물 필름에 가하는 장력은 40 N/m 이상, 또는 45 N/m 이상, 또는 50 N/m 이상, 또는 60 N/m 이상이면서 100 N/m 이하, 또는 90 N/m 이하, 또는 70 N/m 이하일 수 있다. 만일 지나치게 큰 장력을 가하여 연신하면 모노머 조성물 필름이 끊어지거나 두께가 지나치게 얇아지는 문제가 있을 수 있고, 장력이 너무 작을 경우 필름의 인장강도 등 물리적 특성을 확보하지 못할 수 있다.
중합 시 온도는 모노머 조성물의 조성에 따라 적절히 조절될 수 있으나, 원활한 반응 진행을 위하여 40 ℃, 또는 50 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 또, 온도가 너무 높을 경우 용매가 증발하여 모노머 조성물을 구성하는 성분이 석출될 수 있으므로, 중합 온도는 90 ℃ 이하, 또는 80 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
상기 중합 단계를 거쳐 제조된 함수겔 중합체 필름의 함수율은 약 20 중량% 이상, 바람직하게는 25 중량% 이상이면서, 40 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하일 수 있다. 이에, 상기 함수겔 중합체 필름을 건조시켜 최종 고흡수성 수지 필름을 제조한다.
상기 건조 단계의 온도는 80 내지 150 ℃, 또는 90 내지 100 ℃범위가 바람직할 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 약 5 내지 30분간 건조함으로써, 함수율이 15 중량% 이하, 또는 12 중량% 이하, 또는 10 중량% 이하. 또는 9 중량% 이하이면서 1 중량% 이상, 또는 2 중량% 이상, 또는 4 중량% 이상, 또는 6 중량% 이상인 고흡수성 수지 필름을 얻을 수 있다.
상술한 본 발명의 흡수성 물품은 입체 개더에 두께가 얇고 흡수능이 우수한 고흡수성 수지 필름을 포함하여 착용감을 저하시키지 않으면서 체액이 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 흡수성 물품은 일회용 기저귀, 생리대, 또는 실금용 패드일 수 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
<제조예: 고흡수성 수지 필름의 제조>
제조예 1
아크릴산 55 g, 수산화칼륨(KOH) 45 중량% 용액 66.6 g, 및 물 55 g을 혼합하여 아크릴산의 70 몰%가 중화된 중화액을 준비하였다.
상기 중화액에 히드록시에틸셀룰로오스(HEC, Ashland사 Natrosol 250HR), 글리세린, 열중합 개시제로서 과황산나트륨, 광중합 개시제로서 Irgacure 819 를 첨가하여, 고형분 함량(TSC)이 54 중량%인 모노머 조성물을 제조하였다.
이때 HEC는 모노머 조성물의 고형분 100 중량부에 대하여 0.45 중량부, 글리세린은 아크릴산 100 중량부에 대하여 40 중량부로 첨가하였고, 열중합 개시제는 모노머 조성물 총 중량에 대해 1000 ppm, 광중합 개시제는 80 ppm 첨가하였다.
상기 제조된 모노머 조성물의 25 ℃에서의 점도를 TOKI 사의 TV-22 점도계를 이용하여, spindle # 1, 회전속도 1 rpm으로 측정하였으며, 그 결과 모노머 조성물의 점도는 201 mPa·s로 확인되었다.
다음으로, 상기 모노머 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 일면에 코팅하여 20 ㎛ 두께의 모노머 조성물 필름(함수율 12 %)을 형성하였다. 상기 코팅에는 콤마코터를 이용하였으며, 어플리케이터 롤의 이동 속도는 0.5 m/min로 하였다.
그런 다음, 상기 모노머 조성물 필름에 370 mJ/cm2의 자외선을 조사하여 중합을 실시해, 함수겔 중합체 필름을 형성하였다. 이때, 모노머 조성물 필름에 MD 방향으로 60 N/m의 장력을 가하여 연신하며 중합반응을 진행하였다. 제조된 함수겔 중합체 필름의 두께는 20 ㎛로, 모노머 조성물과 비교하여 큰 변화가 없는 것으로 확인 되었으며, 함수율은 12 중량%였다.
다음으로, 상기 제조된 함수겔 중합체 필름을 80℃ 온도에서 5분 동안 건조하여, 함수율이 9 중량% 이고 두께가 19 ㎛인 고흡수성 수지 필름(SAP film)을 제조하였다.
제조예 2
모노머 조성물 필름의 두께를 50 ㎛로 하고, 함수겔 중합체의 건조 온도를 80℃, 건조 시간을 10분으로 한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 함수율 10 중량%, 두께 49 ㎛의 고흡수성 수지 필름을 제조하였다.
제조예 3
모노머 조성물 필름의 두께를 200 ㎛로 하고, 함수겔 중합체의 건조 온도를 110℃, 건조 시간을 10분으로 한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 함수율 11 중량%, 두께 189 ㎛의 고흡수성 수지 필름을 제조하였다.
<실시예 및 비교예: 흡수성 물품의 제조>
비교예 1
흡수체로, SAMBO 社의 Fasthann® (평량 186 gsm, 고흡수성 수지(SAP) 분말과 펄프의 복합체가 티슈로 감싸진 구조, 티슈 17%, 펄프 62%, SAP 21%);
액체 불투과성 배면시트로 ATPOLY 社의 Breathable film (두께 17 μm, 평량 18 gsm, LLDPE 48%, CaCO3 48%, TiO2 2%, 기타 첨가제로 구성);
액체 투과성 표면 시트로 SAMBO社 Softhann® (두께 0.34 mm, 평량 20 gsm, PE/PP 2de FD 50%, PE/PP 2de SD 50% bicomponent fiber) 제품을 사용하였다.
입체 개더를 형성하는 개더 시트로는 탄성 부재가 접착되어 있는 Toray 社의 소수성 SMS(Spunbond + Meltblown + Spunbond) 폴리프로필렌 부직포(두께 0.12 mm, 평량 12 gsm)를 사용하였다.
상기 액체 불투과성 배면시트, 흡수체, 액체 투과성 표면 시트를 순차로 적층하고, 핫 프레스를 이용하여 고정시켜 본체부를 제조하였다.
상기 본체부의 액체 불투과성 배면시트와 개더 시트 일단을 결합시켰다. 그리고 개더 시트를 폭 방향으로 되접어 꺾어 둘로 겹친 후, 되접힌 개더 시트의 타단을 본체부의 액체 투과성 표면 시트에 고정시켜 입체 개더를 제조하였다.
실시예 1
입체 개더 제조시, 접힌 개더 시트 사이에 제조예 1에서 제조한 고흡수성 수지 필름(평량 22 g/m2)을 2.5cm*40cm로 재단하여 개재시킨 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 흡수성 물품을 제조하였다.
실시예 2
입체 개더 제조시, 접힌 개더 시트 사이에 제조예 2에서 제조한 두께가 49 ㎛인 고흡수성 수지 필름(평량 51 g/m2)을 2.5cm*40cm로 재단하여 개재시킨 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 흡수성 물품을 제조하였다.
실시예 3
입체 개더 제조시, 접힌 개더 시트 사이에 제조예 3에서 제조한 두께가 189 ㎛인 고흡수성 수지 필름(평량 212 g/m2)을 2.5cm*40cm로 재단하여 개재시킨 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 흡수성 물품을 제조하였다.
비교예 2
입체 개더 제조시, 접힌 개더 시트 사이에 고흡수성 수지 분말 및 솜털 펄프(fluff pulp)를 포함하는 두께 2 mm의 흡수체(가로*세로 = 2.5cm*40cm)를 개재시킨 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 흡수성 물품을 제조하였다.
상기 입체 개더에 개재되는 흡수체는, 평량 50 g/m2의 솜털 펄프 40 중량%를, 입경이 250 내지 600 ㎛인 폴리아크릴산염계 고흡수성 수지 분말(평균 입경 400 ㎛, CRC: 34 g/g, 0.3psi AUP: 28 g/g) 60 중량%와 혼합한 다음, 코어 랩 시트로 감싸 제조하였다.
비교예 3
입체 개더 제조시, 접힌 개더 시트 사이에 핫멜트 접착제로 고착된 고흡수성 수지 분말이 위치하도록 한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 흡수성 물품을 제조하였다.
구체적으로, 다음과 같은 방법으로 입체 개더를 제조하였다. 먼저, 본체부의 액체 불투과성 배면시트와 결합된 개더 시트의 상면에, 2.5cm*40cm 크기로 핫멜트 접착제(H.B. Fuller社, 제품명: FLC7228AZP)를 도포하고, 그 위에 입경이 250 내지 600 ㎛인 폴리아크릴산염계 고흡수성 수지 분말(평균 입경 400 ㎛, CRC: 34 g/g, 0.3psi AUP: 28 g/g)을 평균 0.4 mm 두께로 도포(즉, 고흡수성 수지 분말을 monolayer로 도포하였으며, 이에 따라 입자의 평균 입경이 도포 두께가 됨)하였다. 그 다음, 개더 시트를 폭 방향으로 되접어 꺾어 둘로 겹친 후, 되접힌 개더 시트의 타단을 본체부의 액체 투과성 표면 시트에 고정시켜 입체 개더를 제조하였다.
<실험예>
상기 각 제조예의 고흡수성 수지 필름과, 각 실시예 및 비교예의 흡수성 물품에 대해, 하기의 방법으로 물성을 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실험예 1: 고흡수성 수지 필름의 물성 평가
(1) 함수율 (%)
고흡수성 수지 필름 시편의 건조 전 중량(a) 및 건조 후 중량(b)으로부터 함수율을 계산하였다. 이때 시편의 건조는, 상온(25 ℃)에서 150 ℃까지 5분에 걸쳐 온도를 상승시킨 뒤, 150 ℃에서 15분간 유지하는 방식으로 수행되었다.
함수율(%) = (a-b)/a*100
(2) 원심분리 보수능, (CRC, g/g)
EDANA 법 WSP 241.2의 방법에 따라 원심분리 보수능(CRC)을 측정하였다. 측정 대상인 고흡수성 수지 필름의 함수율은 하기 표에 기재된 바와 같으며, 별도의 함수율 조정 없이 원심분리 보수능을 측정하였다.
구체적으로, 고흡수성 수지 필름을 중량(W0)이 0.08 내지 0.12 g이 되도록 재단하여 부직포제의 봉투에 넣고 밀봉(seal)한 후, 상온에서 0.9 중량% 염화나트륨 수용액(생리 식염수)에 침수시켰다. 30분 경과 후, 원심 분리기를 이용하여 250G의 조건 하에서 상기 봉투로부터 3분간 물기를 빼고, 봉투의 질량 W2(g)을 측정하였다. 또, 수지를 이용하지 않고 동일한 조작을 한 후에 그때의 질량 W1(g)을 측정하였다. 얻어진 각 질량을 이용하여 다음과 같은 식에 따라 CRC(g/g)를 산출하였다.
CRC (g/g) = {[W2(g) - W1(g)]/W0(g)} - 1
(3) 인장강도(MPa)
고흡수성 수지 필름을 20 ㎜ x 60 ㎜ 크기의 직사각형 형태로 절단면이 매끈하도록 재단하여 시편을 준비하고, 인장강도 측정기기(TAXTplus, Stable Micro Systems社)의 초기 grip 간격을 20 ㎜로 한 다음 상기 시편을 장착하였다. 시편을 초당 0.5 ㎜의 속도로 인장하여 시편의 파단이 발생한 시점의 Force(N)를 측정하고 그 값을 시편의 단면적(mm2)으로 나누어 인장강도(MPa)를 구하였다.
(4) 0.7 psi 가압 흡수능 (AUP, g/g)
EDANA 법 WSP 242.2의 방법에 따라 0.7 psi 하에서의 가압 흡수능(AUP)을 측정하였다. 측정 대상인 각 실시예 및 비교예의 고흡수성 수지 필름의 함수율은 하기 표에 기재된 바와 같으며, 별도의 함수율 조정 없이 가압 흡수능을 측정하였다.
구체적으로, 내경 25 mm의 플라스틱의 원통 바닥에 스테인레스제 400 mesh 철망을 장착시켰다. 상온 및 습도 50%의 조건 하에서 철망 상에 흡수성 수지 필름을 중량(W3)이 약 0.6 g이 되도록 재단하여 투입하고, 그 위에 0.7 psi의 하중을 균일하게 더 부여할 수 있는 피스톤은 외경 25 mm 보다 약간 작고 원통의 내벽과 틈이 없고 상하 움직임이 방해받지 않게 하였다. 이때 상기 장치의 중량 W4(g)을 측정하였다.
직경 150 mm의 페트로 접시의 내측에 직경 90mm 및 두께 5mm의 유리 필터를 두고, 0.9 중량% 염화나트륨으로 구성된 생리식염수를 유리 필터의 윗면과 동일 레벨이 되도록 하였다. 그 위에 직경 90mm의 여과지 1장을 실었다. 여과지 위에 상기 측정 장치를 싣고, 액을 하중 하에서 1시간 동안 흡수시켰다. 1시간 후 측정 장치를 들어올리고, 그 중량 W5(g)을 측정하였다.
얻어진 각 질량을 이용하여 다음 식에 따라 가압 흡수능(g/g)을 산출하였다.
AUP(g/g) = [W5(g) - W4(g)]/W3(g)
(5) 신율 (%)
고흡수성 수지 필름을 20 mm x 60 mm 크기의 직사각형 형태로 절단면이 매끈하도록 재단하여 시편을 준비하고, 인장강도 측정기기(TAXTplus, Stable Micro Systems社)의 초기 표점 거리를 20 mm로 한 다음 시편을 장착하였다. 시편을 분당 0.5 mm의 속도로 인장하여 시편의 파단이 발생한 시점의 표점 거리를 측정하고, 그 값을 초기 표점 거리로 나누어 신율을 구하였다.
신율(%) = (L1- L0)/L0*100
L0: 초기 표점 거리
L1: 파단이 일어난 시점의 표점 거리
흡수성물품 실시예 1 실시예 2 실시예 3
SAP film 제조예 1 제조예 2 제조예 3
두께(㎛) 19 49 189
함수율(%) 9 10 11
CRC (g/g) 36 34 35
인장강도(MPa) 11.3 14.3 27.3
0.7psi AUP(g/g) 13.2 11.5 9.4
신율(%) 113.2 177.1 448.3
실험예 2: 흡수성 물품의 물성 평가
(1) 샘 방지 기능 평가
흡수성 물품의 입체 개더에 생리 식염수(0.9 중량% 염화나트륨 수용액) 2 ml를 주입하고, 생리 식염수가 밖으로 새는지 여부를 확인하여, 새는 경우 샘 방지 기능 없음, 새지 않는 경우 샘 방지 기능 있음으로 평가하였다.
그 결과, 흡수성 물질을 포함하지 않는 비교예 1은 샘 방지 기능이 전혀 없었으나, 실시예 1 내지 3 및 비교예 2 및 3은 샘 방지 기능을 나타내는 것으로 확인되었다.
단, 비교예 2 및 3은 입체 개더가 두꺼워 흡수성 물품이 형태를 유지하지 못하고 입체 개더부가 처지는 현상이 확인되었다.
(2) 입체 개더의 내구성 평가
염수를 흡수한 상태에서의 입체 개더의 내구성을 평가하기 위하여, 다음과 같은 core integrity test를 수행하였다. 내구성 평가 대상으로는 실시예 2, 비교예 2, 및 비교예 3의 흡수성 물품을 사용하였다.
테스트 대상인 입체 개더는 본체부로부터 분리하여 사용하였다.
분리된 입체 개더에 0.9 중량% 염화나트륨 수용액 80 ml를 흡수시키고 5분간 방치한 다음, 상하로 진동을 부여할 수 있는 core integrity 측정 장치에 입체 개더를 걸고, 15 mm의 낙차로 분당 65회의 상하 진동을 부여하여 테스트를 진행하였다. 상기 core integrity 측정 장치는 도 3과 같이 테스트 대상인 물품(입체 개더, 20)를 걸 수 있는 막대(40) 및 상기 막대가 상하 진동할 수 있도록 진동을 부여하는 장치(미도시)로 구성된 것으로서, 직접 제조하여 사용하였다.
이때 입체 개더 내에 포함된 흡수성 물질(고흡수성 수지 필름, 고흡수성 수지 분말, 또는 고흡수성 수지 분말과 솜털 펄프의 복합체)이 분리되는지 여부를 육안으로 관찰하여, 총량의 절반이 분리되는 시점의 진동수를 확인하였다.
그 결과, 비교예 2는 120회 진동 후, 비교예 3은 40회 진동 후에 입체 개더 내의 고흡수성 수지 분말의 절반이 분리되었으나, 실시예 2의 입체 개더는 유연성 및 인장강도가 우수한 고흡수성 수지 필름이 포함되어 있어, 1000회 이상의 진동에도 고흡수성 수지 필름이 분리되지 않고 우수한 내구성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
상기 결과로부터, 고흡수성 수지 분말에 비하여 고흡수성 수지 필름이 내구성이 우수하여 움직임이 많은 입체 개더에 샘 방지 용도로 적용되기에 적합함을 확인할 수 있다.
10: 본체부
11: 액체 불투과성 배면 시트
12: 흡수체
13: 액체 투과성 상부 시트
20, 20a, 20b: 입체 개더
21: 개더 시트
21a: 입체 개더의 기단부
21b: 입체 개더의 선단부
22: 고흡수성 수지 필름
23: 탄성 부재
30a, 30b: 허리 밴드부
100: 흡수성 물품
200: core integrity 측정 장치

Claims (8)

  1. 액체 불투과성 배면 시트, 고흡수성 수지 및 펄프를 포함하는 흡수체, 및 액체 투과성 상부 시트를 포함하며, 상호 수직하는 길이 방향 및 폭 방향을 가지는 본체부; 및
    상기 본체부의 폭 방향 양측에 위치하며, 길이 방향으로 연장하는 한 쌍의 입체 개더를 포함하는 흡수성 물품으로서,
    상기 각 입체 개더는, 개더 시트, 탄성 부재, 및 두께 5 내지 500 ㎛의 고흡수성 수지 필름을 포함하는 것인, 흡수성 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개더 시트의 일단은 액체 불투과성 배면 시트와 결합되고, 타단은 본체부의 외측으로 연장되다가 내측으로 접혀 액체 투과성 상부 시트와 결합되며,
    상기 고흡수성 수지 필름은, 상기 개더 시트가 접혀 형성된 개더 시트 사이의 공간에 위치하는 것인, 흡수성 물품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고흡수성 수지 필름의 일단은 액체 투과성 상부 시트와 개더 시트의 연결부 하단에 위치하는 것인, 흡수성 물품.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고흡수성 수지 필름은 EDANA 법 WSP 241.2에 따라 측정된 원심분리 보수능이 25 g/g 내지 50 g/g 인, 흡수성 물품:
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고흡수성 수지 필름은 함수율이 1 % 내지 15 %이고, 인장강도가 9 MPa 내지 50 MPa 인, 흡수성 물품.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고흡수성 수지 필름은 하기 식 1로 계산되는 신율이 100% 이상인 흡수성 물품:
    [식 1]
    신율(%) = (L1- L0)/L0*100
    상기 식 1에서,
    L0은 초기 표점 거리이고,
    L1은 시편을 분당 0.5 mm의 속도로 인장하였을 때 파단이 일어난 시점의 표점 거리이다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고흡수성 수지 필름은 평량이 10 내지 250 g/m2인, 흡수성 물품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 개더 시트는 평량이 10 내지 25 g/m2인, 흡수성 물품.
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