KR0153469B1 - 습기 전이 영역, 통기성 패널 및 분리 층을 갖는 일회용 기저귀 - Google Patents

습기 전이 영역, 통기성 패널 및 분리 층을 갖는 일회용 기저귀

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KR0153469B1
KR0153469B1 KR1019900015753A KR900015753A KR0153469B1 KR 0153469 B1 KR0153469 B1 KR 0153469B1 KR 1019900015753 A KR1019900015753 A KR 1019900015753A KR 900015753 A KR900015753 A KR 900015753A KR 0153469 B1 KR0153469 B1 KR 0153469B1
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KR
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layer
absorbent
moisture
diaper
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KR1019900015753A
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KR910007493A (ko
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아더 데이비스 제임스
마리 아놀드 카렌
베쓰 에크하트 마리
진 쿠퍼 레베카
진 메이버리 파멜라
토드 모먼 마이클
월터 오더르진스키 토마스
정커 마리앤
Original Assignee
토마스제이.밀케
킴벌리-클라크월드와이드,인크.
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Abstract

본 발명의 흡수성 의류 제품은 일반적으로 전면 허리밴드부, 배면 허리밴드부, 및 전면 허리밴드부와 배면허리밴드부를 서로 연결하는 중간부로 대별된다. 이 흡수 제품은, 실제 유체 불투과성 백시이트 층, 백시이트 층과 마주보는 곳에 위치한 액체 투과성 탑시이트 층, 및 백시이트 층과 탑시이트 층 사이에 위치한 흡수체로 이루어진다. 흡수체는 비교적 저수분 보유도를 나타내도록 유리하게 배치된 본 발명 특유의 습기 전이 지역을 포함한다. 증기 투과성 패널은 제품중 하나 이상의 허리밴드부에서 백시이트 층에 연결되고, 흡수체 중의 습기 전이 지역과 중첩되어 배열된다.

Description

습기 전이 영역, 통기성 패널 및 분리층을 갖는 일회용 기저귀
제1도는 본 발명의 흡수 제품의 부분 절취 평면도.
제2도는 본 발명의 흡수 제품의 분해도.
제3도는 본 발명의 습기 전이 영역을 포함하는 흡수 제품의 부분 절취 평면도.
제4도는 시험 상대 습도(Test Relative Humidity) 측정 장치의 개략 부분 단면도.
제5(a), 5(b) 및 5(c)도는 수분 보유 지수(Moisture Retention Index) 측정 장치를 나타낸 도해도.
제6도는 위킹 지수(Wicking Index) 측정 장치를 나타낸 도해도.
제7도는 습기 전이 영역에 흡수성 복합체를 갖는 일회용 기저귀의 부분 단면도.
제8도는 습기 전이 영역이 원형으로 되어 있는 흡수체의 일 실시 태양을 나타낸 부분 단면도.
제9도는 습기 전이 영역이 다층 복합체로 되어 있는 흡수체의 또다른 실시 태양을 나타낸 부분 단면도.
제10도는 습기 전이 영역이 노치(notch) 모양으로 되어 있는 흡수체의 일 실시 태양을 나타낸 부분 단면도.
제11도는 흡수체 중에 부하된 액체의 양의 함수로서 수증기 투과율을 나타낸 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 일회용 기저귀 12 : 전면 허리밴드부
14 : 배면 허리밴드부 16 : 중간부
20 : 백시이트층 22 : 단연부
24 : 단연부 26 : 측연부
28 : 측연부 30 : 탑시이트층
36 : 고정 부재 40 : 흡수체
42 : 티슈랩 44 : 구멍
48 : 귀부 50, 52, 54 : 분리층
60, 64, 66 : 탄성 부재 70 : 통기성 패널
80 : 항온 챔버 82 : 상대 습도(RH) 상자
84 : 구멍 86 : RH 프로브
88 : 돌출부 90 : 흡수 스퀘어
92 : 시료 96 : 플랙시 글라스 홀더
102 : 전자 저울 104 : 디지털 -아날로그 변환기
106 : 도표 기록기 108 : 저장병
110 : 합성 오줌 112 : 고무마개
114 : 유리 공기 튜브 116 : 시험 챔버
118, 120 : 실험용 잭 122 : 멀티포트판
124 : 커버 126 : 시료
128 : 플라스틱관 130, 136 : 배출관
132 : 스톱 코크 138 : 베이스 부재
140 : 벽 벽재 142 : 요면부
144 : 도관 148, 150 : 시험 챔버
152 : 시료 154 : 보유 재료
156 : 스크린 202 : 서지층
204 : 고습윤 강도 티슈 206 : 보유부
본 발명은 오줌과 같은 체액 및 삼출물을 흡수하는 흡수성 가먼트 제품에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 피부의 수화 현상을 감소시키는데 일조하면서 신체 삼출물을 흡수하도록 배치되어 있는, 일회용 기저귀 및 성인용 실금 가먼트와 같은 흡수성 가먼트에 관한 것이다.
통기성 폴리머 필름이 일회용 기저귀와 같은 흡수성 가먼트의 외부 커버로서 사용되어 왔다. 통기성 필름은 전형적으로 액체 불투과성 및 중기 투과성에 대한 소정의 수준을 제공토록 하는 미세공으로 되어 있다. 기타 일회용 기저귀의 디자인은 기저귀의 다리 커프스부(cuff region)에서 일정 수준의 통기성을 제공하도록 배열되어 왔다[예, 뷔엘(K. Buell)에게 1987년 1월 13일자 허여된 미합중국 특허 제4,636,207호 참고].
기저귀 및 기저귀 커버용 플라스틱 팬티 오버가먼트(overgarment)는 천공된 영역을 이용하여 가먼트의 통기를 도왔다[예, 브룩스(H. Brooks) 등에게 1963년 3월 19일자 허여된 미합중국 특허 제3,081,772호 및 커틀러(H. Cutter)에게 1951년 3월 6일자 허여된 미합중국 특허 제2,544,069호 참고].
오베노어(M. Obenour)에게 1982년 7월 27일자 허여된 미합중국 특허 제4,341,216호에는 2 요소형 통기성 백시이트(backsheet), 즉 증기는 투과시키되 비교적 액체는 투과시키지 않는 외부 시이트와 액체 불투과성 내부 패널로 이루어진 일회용 기저귀가 개시되어 있다.
기타 일회용 가먼트 디자인에는 신체측 라이너 아래에 부가적인 재료층을 사용하여 왔다. 예를 들면, 오스본 3세(T. Osborn III)의 1985년 12월 27일자 유럽 특허 출원 공개 EP 0 165 807 A1호에는 천공된 탑시이트(topsheet) 및 이 탑시이트 아래에 탄성 저장층을 가지는 생리용 냅킨이 개시되어 있다. 이 흡수 구조물은 또한, 천공된 탑시이트와 탄성층 사이의 위킹층, 탄성층 아래의 흡수성 코어 및 흡수성 코어의 최외각면에 위치한 수분 장벽을 가질 수 있다.
다양한 형태의 기저귀 구조에서는 흡수성 구조물 내의 유체를 유도하기 위해 친수성 위킹층들을 사용하여 왔다. [예, 돈(F. Dawn)등에게 1982년 7월 6일자로 허여된 미합중국 특허 제4,388,371호, 굳바(R, Goodbar)에게 1981년 4월 7일자로 허여된 미합중국 특허 제4,259,958호, 및 1986년 7월 30일자 보우먼(L. Bowman) 등의 영국 특허 출원 공개 GB 2 170 108A호 참고].
또다른 기저귀 형태에서는 엠보싱 가공된 층들을 사용하여 착용자와 흡수성 패드를 분리시키는 융기 부분을 제공하는 형태를 취해 왔다. [예, 아지즈(M. Aziz)에게 1986년 4월 13일자로 허여된 미합중국 특허 제4,324,247호, 샌포드(L. Sanford)에게 1977년 8월 16일자로 허여된 미합중국 특허 제4,041,951호, 얀크주 로브스키(E. Anczurowski) 등에게 1976년 3월 23일자로 허여된 미합중국 특허 제3,945,386호, 및 하트먼(L. Hartmann) 등에게 1983년 11월 1일자로 허여된 미합중국 특허 제4,413,032호 참고].
일회용 기저귀 제품은 또한 탑시이트층과 흡수층 사이에 단리층을 사용하여 왔다. 그 예로, 1988년 2월 17일자 공고된 스즈끼(M. Suzuki) 등의 GB 2 193 625 A호에는, 폴리에스테르 섬유로 이루어지고, 습윤 상태하에서 일정한 압축 탄성 회복률을 갖는 단리층을 포함하는 일회용 기저귀가 개시되어 있다. 와따나베(I, Watanabe) 등에게 1984년 10월 30일자로 허여된 미합중국 특허 제4,480,000호에는 흡수성 코어층의 상부에 위치한 폴리에스테르 섬유로 이루어진 웹을 포함하는 흡수 제품이 개시되어 있다. 이 흡수 제품은 유체를 증가된 속도로 흡수할 수 있고, 흡수 후에도 보송보송한 감촉을 유지토록 할 수 있는 것으로 기재되어 있다.
헤르난데즈(J. Hernandez)등에게 1976년 10월 26일자로 허여된 미합중국 특허 제3,987,792호에는, 수투과성층 스폰지, 탄성이고 압축자재한 소수성 섬유층, 흡수성 코어, 및 수불투과성층으로 구성되는 일회용 기저귀가 개시되어 있다. 소수성 섬유층은, 비압축 상태에서는 유체를 투과시키지만 압축 상태에서는 투과시키지 않는다. 다시 말하면, 압축시 소수성 섬유들은 서로 엉켜져서 시일(seal) 또는 장벽을 형성함을 의미한다.
상기한 바와 같은 종래의 흡수 제품들은 아직도 개선의 여지가 남아 있다. 예를 들면, 미세 다공성 외부 커버(outercover)를 사용하는 흡수 제품은 가먼트가 습윤되어 미세 다공성 필름을 통해서 수증기가 증발할 때 차가우면서 축축한 감촉을 느낄 수 있다. 다공성 필름을 사용하는 흡수 제품은 액체가 제품으로부터 과도하게 누출될 수 있고, 착용자의 겉옷을 더럽힐 수가 있다. 그 밖에도, 제품 중의 흡수성 물질에 액체가 누적되면 습윤된 흡수성 물질이 착용자의 피부에서 수분이 방출되는 것을 방해할 수 있다. 신체측 라이너층과 흡수성 코어층 사이에 부가적인 층들을 갖는 다른 흡수성 가먼트는 착용자 피부의 수화를 충분히 감소시킬 수가 없었다. 그 결과, 착용자의 피부가 벗겨져서 염증이 생기기 쉬웠다.
본 발명은 일반적으로 전면 허리밴드부, 배면 허리밴드부, 및 전면 허리밴드부와 배면 허리밴드부를 연결하는 중간부로 나뉘어지는 독특한 흡수 제품을 제공한다. 이 제품은 실질적으로 유체 불투과성인 백시이트층, 백시이트층과 대면하고 있는 액체 투과성 탑시이트층, 및 백시이트층과 탑시이트층 사이에 위치하는 흡수체를 포함한다. 흡수체는 비교적 낮은 수분 보유를 나타내도록 배치되는 습기 전이 영역을 포함한다. 증기 투과성 패널은 제품의 적어도 하나의 허리밴드부에서 백시이트층에 연결되며, 흡수체의 습기 전이 영역 중 적어도 일부분과 중첩되는 상태로 배열된다.
본 발명의 또다른 특징에 있어서, 흡수 제품은 일반적으로 전면 허리밴드부, 배면 허리밴드부, 및 전면 허리밴드부와 배면 허리밴드부를 연결하는 중간부로 구성된다. 이 제품은 실질적으로 유체 불투과성 백시이트층, 백시이트층과 대면하고 있는 액체 투과성 탑시이트층, 및 백시이트층과 탑시이트층 사이에 위치하는 흡수체를 포함한다. 1층 이상의 액체 투과성 분리층과 같은 분리 수단이 탑시이트층과 흡수체 사이에 위치하며, 탑시이트층과 흡수체 사이의 유체 이동이 용이하게 일어나도록 배치된다. 분리층들은 사실상 소수성 물질로 이루어지며, 약 0.04cm 이상(0.0207 kPa의 압력에서 측정)의 총체적 캘리퍼스를 가진다. 증기 투과성 패널은 제품의 허리밴드부에서 백시이트층에 연결되며, 적어도 일부분의 흡수체와 중첩된 상태로 배열된다.
본 발명의 흡수 제품은 착용자의 피부와 흡수체 간의 개선된 분리를 유리하게 제공할 수 있다. 이 외에도, 본 발명의 흡수 제품은 착용자의 피부 및 흡수 제품의 내부로부터 수증기의 방출을 더욱 효과적으로 제공할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 흡수 제품은 착용자 피부의 감소된 습윤 (보다 낮은 피부 수화도), 및 피부의 찰상 및 염증에 대한 감소된 확률을 유리하게 제공할 수 있다. 습윤 흡수체의 폐색성 가습 효과가 더욱 효과적으로 감소되어 착용자에게 더욱 편안한 감을 제공할 수 있다. 그 밖에도, 본 발명의 흡수 제품의 독특한 형태는 전형적으로 통기성 필름으로 이루어진 백시이트층을 사용할 때 일어날 수 있는, 제품의 외부 표면에서 느낄 수 있는 차갑고 축축한 감촉을 상당히 감소시킬 수 있다.
이하에, 일회용 기저귀 제품에 관하여 상세히 기술한다. 그렇지만, 명백하게 알 수 있듯이, 본 발명의 흡수성 구조물은 다른 흡수 제품, 예컨데 여성용 생리대, 실금용 가먼트 등에도 적합하다.
제1도 및 제3도에 있어서, 일회용 기저귀(10)와 같은 일체의 흡수성 가먼트 제품은 일반적으로 전면 허리밴드부(12), 배면 허리밴드부(14), 및 전면 허리밴드부와 배면 허리밴드부를 연결하는 중간부(16)로 나뉘어진다. 전면 허리밴드부 및 배면 허리밴드부는 사용시 각각 착용자의 전면 복부 부위 및 배면 복부 부위를 감싸도록 하는 제품의 전반적인 부분을 포함한다. 제품 중의 중간부는 착용자의 양 다리 사이의 가랑이 부위를 감싸도록 하는 제품의 전반적인 부분을 포함한다. 본 흡수 제품은 또한, 사실상 유체 불투과성인 백시이트층(20), 백시이트층(20)과 대면하여 위치한 액체 투과성 탑시이트층(30), 및 백시이트층과 탑시이트층 사이에 위치한 흡수체(40) (예, 흡수 패드)를 포함한다. 흡수체(40)은 비교적 낮은 수분 보유량을 나타내도록 배치되어 있는 습기 전이 영역(44) (제3도)를 포함한다. 통기성 패널 (70)과 같은 증기 투과성 패널은 사실상 액체 불투과성이며, 기저귀(10)의 적어도 하나의 허리밴드부를 일부 또는 완전히 감싸도록 백시이트층(20)에 작용가능하게 연결된다. 통기성 패널은 백시이트와 일체일 수 있거나 또는 백시이트에 부착되는 별개의 성분일 수 있다. 통기성 패널(70)은 예컨데 약 2000g/㎡/24 hr 이상의 수증기 투과율(WVTR)을 갖는 물질로 구성된다. 예시적인 실시 태양에 있어서, 통기성 패널의 적어도 일부분은 흡수체(40) 중의 습기 전이 영역(44)에 일반적으로 인접하여 위치해 있으면서 습기 전이 영역과 중첩되어 있다.
본 발명의 구체적인 태양에 있어서, 1충 이상의 액체 투과성 분리층(50)과 같은 공간 수단은 탑시이트층(30)과 흡수체(40) 사이에 위치해서, 유체가 탑시이트층과 흡수체 사이에서 용이하게 전달되도록 한다. 분리층(50)은 실제 소수성 물질로 이루어지며, 약 0.04cm 이상(0.207 kPa의 압력에서 측정)의 총 체적 캘리퍼스를 가진다.
기저귀(10)의 연부, 예컨데 백시이트(20)의 연부는 흡수체(40)의 단연부를 넘어서까지 신장될 수 있다. 예시적인 실시 태양에서 백시이트(20)은 흡수체(40)의 단연부를 지나 외부로 신장되어, 제품의 측연부(26, 28) 및 단연부(22, 24)를 형성한다. 탑시이트(30)은 일반적으로 백시이트(20)과 함께 신장될 수 있으나, 필요에 따라서는 임의로 백시이트(20)의 면적보다 넓거나 또는 좁을 면적을 덮을 수도 있다. 기저귀(10)는 여러가지 적합한 형태로 만들 수 있다. 예를 들면, 기저귀는 직사각형, T형, 또는 대략 모래 시계형의 형태일 수 있다. 하첨한 도면에서, 기저귀(10)은 일반적인 I형태를 갖는다.
기저귀(10)의 다양한 구성 요소들은 다양한 형태의 적합한 부착 수단, 예컨데 접착제, 음파 결합제, 열 결합제 또는 이들을 조합하여 사용함으로써 일체로 결합될 수 있다. 하첨한 도면에 있어서, 예컨데 탑시이트(30)과 백시이트(20)은 여러 줄의 핫 멜트(hot melt) 감압 접착제와 같은 접착제에 의해서 흡수체(40)에 서로 결합된다. 마찬가지로, 다른 기저귀 구성 요소들, 예컨데 탄성 부재(60, 64, 66) 및 고정 부재(36)도 상기한 접착 메카니즘을 사용하여 기저귀 제품에 조립될 수 있다.
기저귀(10)의 일 실시 태양은 기저귀의 횡단면(90)을 따라 측방향으로 신장하고, 기저귀(10)의 적어도 배면 허리밴드부(14)에 위치한 귀부(48)를 포함한다. 귀부(48)는 또한 기저귀의 전면 허리밴드부(12)에 위치할 수도 있다. 귀부는 백 시이트층(20)과 일체일 수 있거나, 또는 백시이트(20)과 동일하거나 또는 상이한 재료로 이루어지고 백시이트층에 적합하게 조립 및 부착된 별개의 부분들로 이루어질 수 있다. 귀부(48)은 전형적으로는 착용시 착용자의 허리를 완전히 감싸기에 적당한 기저귀 허리밴드의 신장부를 제공한다.
접착 테이프(36)과 같은 고정 수단은 기저귀를 착용자에 고정시키는데 사용된다. 그 밖의 고정 수단으로는 단추, 핀, 스냅(snap), 후크-루우프 고정체, 머쉬룸(mushroom)-루우프 고정체 등을 사용할 수 있다.
기저귀(10)의 착용감을 편안하게 하고, 기저귀(10)으로부터 신체 삼출물의 유출을 방지하기 위해서, 기저귀의 측면 연부 및 말단 연부에 적합한 탄성 부재, 예컨데 단겹 또는 다겹 고무줄로 탄력성을 부여할 수 있다. 고무줄은 천연 고무나 합성 고무로 이루어질 수 있고, 임의로 가열 수축성 또는 가열 탄성 물질일 수 있다. 탄성 부재(60)을 측연부(26) 및 (28)에 넣고 주름지게 하여 탄성화된 다리 밴드를 제공함으로써, 착용자의 다리 주위를 적당히 밀착시켜서 체액의 누출을 방지할 수 있고 편안하고, 외관도 좋아진다. 이와 마찬가지로, 기저귀의 단연부(22) 및 (24)에 허리 탄성 부재(64) 및 (66)을 사용하여 탄력성이 있는 허리밴드를 제공한다. 허리용 탄성 부재는 허리밴드부를 작용가능하게 모으고 주름을 주어서 착용자의 허리 둘레에 탄력적이고 편안하게 밀착 고정시킨다. 도면에서, 탄성 부재는 본 발명의 설명을 위해서 수축되지 않고 곧게 펼쳐진 상태로 예시된다.
백시이트(20)은 사실상 유체 불투과성 물질로 이루어지며, 이는 액체와 기체 모두에 대해서 실제 불투과성이다. 특히, 백시이트는 적어도 물 및 수증기에 대해서는 실제 불투과성이다. 적합한 백시이트 재료의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 이루어진 폴리머 필름이다. 전형적으로, 폴리머 필름은 약 0.0018 내지 0.0051cm(0.0007 내지 0.002 인치) 범위의 두께를 갖는다. 백시이트(20)은 또한 소정의 수준의 유체 불투과성을 제공하도록 구성된 부직 섬유웹으로 이루어 질 수 있다. 예를 들면, 스펀본디드(spunbonded) 또는 멜트블로운(meltblown) 폴리머 섬유로 이루어진 부직웹을 선택적으로 방수 코팅 처리하거나 또는 유체 불투과성 폴리머 필름으로 적층시킬 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시 태양에 있어서, 백시이트(20)은 서로 충분히 결합되거나 또는 달리 연결되어 사실상 증기 불과투성이고 사실상 액체 불과투성인 웹을 제공하는, 다수의 랜덤하게 부착된 소수성 열가소성 멜트블로운 섬유로 이루어진 부직웹으로 구성될 수 있다. 또한, 백시이트는 부분적으로 코팅되거나 또는 달리 배치되어 일정 영역에서 액체를 투과시키지 않는 증기 투과성 부직층으로 구성될 수 있다.
본 발명의 목적상, 실질적으로 액체 불투과성인 재료는 이 재료에 물 70cm의 정압 헤드(head)를 인가한 후 5초 내에 약 0.05ml 이하의 물이 통과되도록 구성된다. 또한, 본 발명의 목적상, 실질적인 유체 불투과성 또는 증기 불투과성 재료는 30 g/㎡/24hr 이하의 수증기 투과율(WVTR)을 제공하도록 구성된다. WVTR값을 측정하기 위한 적합한 방법은 WVTR 시험법으로, 이 방법에 대해서는 이하에 자세히 기술한다.
탑시이트(30)은 주로 합성 폴리머 필라멘트로 이루어진 스펀본디드 웹과 같이, 액체 투과성이며 실제로 소수성인 섬유 재료로 이루어진다. 별법으로, 탑시이트(30)은 멜트블로운 웹 또는 합성 폴리머 필라멘트로 된 본디드(bonded)- 카디드(carded)- 웹으로 이루어질 수 있다. 적합한 합성 폴리머의 예로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에스테르를 들 수 있다. 본 발명의 구체적인 특징에 있어서, 폴리머 필라멘트는 약 1.5 내지 7d 범위의 데니어를 갖지만, 성능의 향상을 기대하기 위해서는 약 1.5 내지 3d 범위의 데니어를 갖는 것이 바람직하다. 필라멘트는 기본 중량 약 20 내지 34g/㎡ (gsm), 바람직하기로는 약 27gsm을 갖는 층을 형성하도록 배열된다. 그 밖에, 탑시이트층은 약 0.0203 내지 0.0432cm(약 0.008 내지 0.007 인치) 범위의 벌크 두께를 갖지만, 효율성의 향상을 위해서는 약 0.0254 내지 0.305cm(약 0.010 내지 0.12 인치) 범위의 벌크 두께를 갖는 것이 바람직하다. 벌크 두께는 0.014psi (0.096 kPa)의 억제 압력(restaining pressure)에서 측정하여 구한다.
탑시이트(30)은 임의로 계면활성제로 처리하여, 그의 소수도 및 습윤도를 조정할 수 있다. 또한, 선택적으로 엠보싱하거나 천공하여 불연속적 슬릿(slit) 또는 구멍(21)을 신장시킬 수 있다.
흡수체(40)은 주로 목재 펄프 플러프(fluff)로 일컬어지는 에어레잉된(airlaid) 셀룰로오스 섬유로 이루어지는 패드를 포함한다. 또한, 면과 같은 다른 천연 섬유를 사용하여 패드를 제조할 수도 있다. 종래의 흡수 패드는 약 0.05 내지 0.20g/cc 범위의 밀도를 가지며, 상당히 유연하여 착용자의 신체에 용이하게 정합된다. 흡수체(40)은 또한 셀룰로오스 섬유 및 합성 폴리머 섬유의 혼합물로 구성된 정합 재료를 포함한다. 그 예로, 정합 재료는 셀룰로오스 섬유 및 멜트블로운 폴리올레핀 섬유(예, 폴리에틸렌 및 (또는) 폴리프로필렌 섬유)의 에어레잉된 혼합물로 이루어질 수 있다. 정합 재료의 특정 예는 폴리에틸렌 및 (또는) 폴리프로필렌 섬유를 2 내지 15 중량%로 함유한다. 본 발명의 한 특징에 있어서, 흡수체(40)을 구성하는 섬유 재료는 섬유조도(纖維粗渡)가 약 10 내지 20mg/100m, 바람직하기로는 약 10 내지 18mg/100m인 필라멘트로 이루어진다. 필라멘트는 기본 중량 약 400 내지 1200gsm, 바람직하기로는 약 800gsm을 갖는 층을 형성하도록 배열된다. 그 밖에, 흡수체 재료는 0.068 psi (0.47 kPa)의 억제 압력에서 측정한 바, 전형적으로 약 0.432 내지 0.533 cm(약 0.17 내지 0.21 인치) 범위의 벌크 두께를 가진다.
흡수체(40)은 또한 유효량의 무기질 또는 유기질 고흡수성(예, 초흡수성) 물질을 포함하여 흡수체의 흡수 용량을 증대시킬 수 있다. 그 예로, 흡수체(40)은 고흡수성 물질을 5 내지 95 중량%, 바람직하기로는 약 10 내지 30 중량%로 함유해서 더욱 효과적인 성능을 제공할 수 있다. 적합한 고흡수성 무기 물제의 예로는 흡수성 점토 및 실리카 겔을 들 수 있다. 고흡수성 유기 물질의 예로는 천연 재료(예, 한천, 펙틴, 구아검 및 이탄 이끼) 및 합성 재료(예, 합성 히드로겔 폴리머)를 들 수 있다. 이와 같은 히로겔 폴리머의 예로는 카르복시메틸셀룰로오스 폴리아크릴산의 알칼리 금속염, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐에테르, 히드록시프로필 셀룰로오스, 폴리비닐 모르폴리논, 술폰산비닐의 폴리머 및 코폴리머, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피리딘 등을 들 수 있다. 그 밖의 적합한 폴리머로는 수화된 아크릴로니트릴 그래프트화 전분, 아크릴산 그래프트화 전분 및 무수 이소부틸렌 말레인산 코폴리머 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 히드로겔 폴리머는 재료에 소정의 수준의 수불용성을 부여하기 위해서 약간 가교 결합되어 있는 것이 바람직하다. 가교 결합은 예컨데, 조사에 의해서 또는 공유 결합, 이온 결합, 반데르 발스 결합 또는 수소 결합에 의해서 이루어질 수 있다. 가교제로 적합한 재료는 다우 케미칼 캄파니사(Dow Chemical Company), 호에츠스트 셀라네즈 코포레이션사(Hoechst Celanese Corporation), 앨리이드-콜로이드사(Allied-Colloid) 및 스톡하우젠사(Stockhausen)와 같은 여러 제조 업체에서 시판하고 있다. 전형적으로, 고흡수성 물질은 물을 그의 중량의 약 15배 이상, 바람직하기로는 약 25 내지 50배로 흡수할 수 있다.
고흡수성 물질은 여러가지 기술을 이용하여 흡수체(40) 중에 분포시킬 수 있거나 또는 달리 혼입시킬 수 있다. 예를 들어, 고흡수성 물질은 에어레잉된 셀룰로오스 섬유의 몸체와 층을 이루는 분리 캐리어(carrier) 시이트 중에 혼입될 수 있다. 별법으로, 고흡수성 물질은 흡수체를 구성하는 섬유 덩어리(mass) 내에서 실제로 균일하게 분포될 수 있다. 또한, 이 고흡수성 물질을 섬유들 사이로 불균일하게 분포시켜서, 예컨데 흡수체(40)의 몸체 측으로부터 흡수체의 외부 측으로 이동하면서 농도를 측정한 바, 고흡수제의 농도가 증가 또는 감소하는 일반적인 직선 구배를 형성할 수 있다. 또한, 고흡수성 물질을 흡수체(40)의 섬유 재료로부터 선택적으로 분리된 1개 이상의 불연속 층 또는 스트립(strip)을 구성할 수 있다.
고흡수성 물질은 여러가지 입자 형태로 되어 있을 수 있다. 예를 들면, 고흡수성 물질의 입자들은 구상 입자, 플레이크(flake), 섬유 등의 형태로 배치될 수 있다.
임의로, 친수성 티슈 랩(42)는 흡수체(40)의 에어레잉된 섬유 구조를 일체로 유지시키는데 사용된다. 티슈 랩 시이트는 전형적으로 흡수체의 적어도 두 주요 겉 표면 상에 위치하며, 크레이프된(creped) 와딩(wadding) 또는 고습윤 강도 티슈와 같은 흡수성 셀룰로오스 재료로 이루어진다. 본 발명의 한 특징에 있어서, 티슈 랩 시이트는 흡수체를 구성하는 흡수성 섬유 덩어리 상에 액체가 신속히 분포될 수 있도록 하는 위킹층을 제공하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 또 다른 특징에 있어서, 흡수성 섬유 덩어리의 한 면상에 위치한 랩 시이트 재료를 섬유 덩어리의 반대면 상에 위치한 랩 시이트에 결합시킬 수 있다. 결합은 불연속적 분리 영역에서 점점이 이루어지며, 섬유 덩어리의 두께를 통해 신장된다. 이러한 결합 형태는 랩 시이트에 복수개의 독립적인 퍼넬(funnels) 또는 퀼트(quilts)를 효과적으로 형성하여, 액체가 섬유 덩어리의 내부로 곧바로 이동함으로써 액체를 더욱 신속히 흡수할 수 있게 한다. 효과적인 실시 태양은 섬유 덩어리의 두께를 통해 적어도 부분적으로 형성된 복수개의 구멍 또는 개구(aperture)도 추가로 포함할 수 있다. 실시 태양은 맞은 편에 위치한 랩 시이트 재료층들의 결합이 이들 구멍이나 개구를 통해서 일어나도록 하는 형태를 가진다. 개구는 그 사이에 위치한 섬유 재료의 양을 제한하며, 랩 시이트층 간의 직결합을 좋게 한다. 결합은 접착제 결합, 음파 결합, 열 결합 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시 태양에 있어서, 적어도 하나의 액체 투과성 분리층(50)과 같은 공간 수단은 탑시이트(30)과 흡수체(40) 사이의 인접한 위치에서 대면하도록 삽입시킬 수 있다. 효과적인 공간 수단은 실제로 미량의 액체를 보유 또는 수용하지만 액체가 투과가능한 형태로 되어 있다. 그 결과, 공간 수단은 습윤된 흡수체와 탑시이트(30) 사이에 삽입된 비교적 건조 영역을 유지할 수 있다. 공간 수단은 또한 기저귀 내부의 공기 이동을 원할하게 하기 위해서 공극 또는 수로의 규칙적 또는 불규칙적 망상 구조로 배치하는 것이 유리하다. 예시적인 실시 태양에 있어서, 분리층(50)은 천연 섬유 핀(또는) 합성 폴리머 섬유로 이루어진 부직 섬유웹으로 이루어진다. 적합한 섬유로서는 예컨데, 아크릴 섬유, 나일론 섬유 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 그 밖의 적합한 폴리머 섬유는 예컨데 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 그 예로서, 웹은 폴리프로필렌 섬유 및 폴리에틸렌 섬유의 복합체일 수 있다. 폴리머 섬유는 전형적으로 소수성이지만, 일정량의 계면 활성제로 처리하여 그의 습윤성을 조절할 수 있다. 그러나, 계면 활성제로 처리하는 경우, 분리층은 흡수체(40)을 구성하는 재료 보다 여전히 더욱 소수성이어야 한다. 유효량의 계면 활성제가 존재하면 흡수 제품 중으로 액체의 초기 방출 중에 흡수체(40) 중으로의 액체 이동 속도를 유리하게 증가시킬 수 있다.
두께는 분리층(50)에 대한 중요한 인자이며, 저압 (0.207 kPa) 및 고압 (50.37 kPa) 모두에서 측정할 수 있다. 고압(50.37 kPa) 두께 측정을 수행하기 위한 적합한 장치는 직경 1.59 cm의 가압판을 갖는 테스팅 머신, 인크사(Testing Machine, Inc.)의 모델(Model) 49-70 벌크 시험 장치(Bulk Testing Apparatus)이다. 저압 0.03 psi(0.207 kPa) 두께 측정은 직경 7.62 cm(3 인치)의 원형 가압판을 사용하여 비탄성 경질 표면 위에 놓인 사료에 0.03 psi (0.270 kPa)의 압력을 가하는 두께 측정 장치로 수행할 수 있다. 그 예로, 저압에서 벌크 두께를 측정하기 위한 적합한 장치로는 미합중국 매사추세츠주 아폴에 소재하는 엘.에프. 스타레트 캄파니사(L.F Starrett Company)가 시판하는 스타레트(Starrett) 화강암 표면 플래이트를 들 수 있다. 이 기기는 또한 미합중국 코네티컷주 우드스톡에 소재하는 라인마스터 스위치 코포레이션사(Linemaster Switch Corporation)가 시판하는 클립퍼(Clipper) 공기 밸브 풋 페달 어셈블리인 카탈로그(Catalog) #3C30A2-S에 의해 발동된 이동자재한 직경 7.62 cm의 가압판도 포함한다. 두께 판독은 일본국에 소재하는 미쯔도요 매뉴팩쳐링 캄파니 리미티드사(Mitutoyo Manufacturing Company Limited)가 제조하여 미합중국 뉴저지주 파라머스에 소재하는 MTI 코포레이션사가 시판하는 디지매틱 인디케이터(Digimatic Indicator)를 사용한다. 이 인디케이터는 0.0025 cm 내지 5.08 cm(0.001 내지 2.0 인치) 범위를 가진다.
소정의 효과를 제공하기 위해서, 분리층(50)은 건조 벌크 두께 치수(0.207 kPa에서 측정)가 약 0.04 cm 이상, 바람직하기로는 약 0.07 내지 0.51 cm 범위이다. 50.37 kPa에서 측정시, 분리층(50)은 건조 벌크 두께가 약 0.025 cm 이상, 바람직하기로는 약 0.025 내지 0.1 cm이다. 분리층(50)이 너무 얇으면, 탑시이트(30)과 흡수체(40) 사이에 충분량의 분리 및 공간을 제공할 수 없다. 마찬가지로, 탑시이트(30)과 분리층(50)의 총합 벌크 두께가 너무 얇으면, 흡수체(40)와 착용자의 피부 간의 분리 및 공간이 부족할 수 있다. 따라서, 분리층(50) 및 탑시이트(30)은 총합 벌크 두께 (0.207 kPa에서 측정)가 약 0.078 cm 이상, 바람직하기로는 약 0.1 내지 0.6 cm이다. 50.37 kPa에서 측정시, 탑시이트(30)과 분리층(50)의 총합 벌크 두께는 약 0.039 내지 0.12 cm 범위이다.
분리층은 약 25 gsm 이상의 기본 중량을 가질 수 있다. 본 발명의 구체적인 특징에 있어서, 기본 중량은 약 34 gsm 이상이고, 효과의 향상을 위해서는 약 55 gsm 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 특징에 있어서, 기본 중량은 약 170 gsm 이하, 바람직하기로는 약 55 내지 170 gsm이다. 분리층(50)의 소정의 효과를 유지하기 위해서는, 분리층이 오줌 또는 착용자가 배출한 다른 수용액에 의해서 적셔진 후, 및 착용 중에 착용자에 의해 가해진 전형적인 압력을 받은 후에도 그의 공간 기능을 유지할 수 있어야 한다.
본 발명의 독특한 특징에 있어서, 분리층은 소정의 수준의 건조도를 유지하도록 배치된다. 구체적으로, 분리층 재료는 약 100 이상의 탈착률을 유리하게 얻도록 구성될 수 있으며, 탈착률은 다음과 같이 측정할 수 있다.
5.08 cm x 5.08 cm(2 인치 x 2 인치) 크기의 분리층 시료를 평량하고, 0.9% 식염수에 1분간 함침시킨다. 식염수에 트윈(Tween) 20으로 약 55 dyne/cm의 표면 장력을 가한다. 폴리소르베이트 20으로도 불리는 트윈 20은 미합중국 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 ICI 아메리카스, 인크사(Americas, Inc.)가 제조한 계면 활성제이며, 소르비톨의 라우린산 에스테르와 소르비톨 무수물과의 혼합물로 이루어진다. 식염수에서 시료를 꺼낸 다음, 고리 스탠드로부터 수직 위치로 매달기 위한 클립 상에 놓고, 1분간 액체가 떨어지게 한다. 이 1분간의 적하 기간이 지나면, 시료 및 보유된 모든 액체를 평량한다. 그런 다음, 시료를 탈착 패드상에 올려놓고 3.45 KPa의 압력을 시료의 전표면에 균일하게 1시간 동안 가한다. 1시간의 탈착 기간이 지나면, 시료 및 남은 모든 액체를 다시 평량한다. 탈착 패드는 5.08 cm x 5.08 cm(2 인치 x 2 인치) 크기이고, 약 800 gsm의 기본 중량을 갖는 목재 펄프 플러프로 이루어지고, 초흡수성 폴리아크릴레이트인 히드로겔 물질을 약 15 중량%로 함유한다.
탈착률은 다음 식으로 계산한다.
탈착률 = A/B
여기서, A = 포화/적하 처리 후 시료의 수득 중량
B = 1시간 탈착 후 시료의 수득 중량
분리층(50)을 구성하는 섬유는 데니어가 약 1 5 내지 5d, 바람직하기로는 약 1.5 내지 6d 범위인 것을 사용한다. 그 밖에, 분리층은 기본 중량이 약 34 gsm 이상, 바람직하기로는 약 55 내지 170 gsm 범위가 되도록 구성한다. 또한, 분리층은 약 0.03 내지 0.5 g/cc 범위의 벌크 밀도(0.207 kPa에서 측정)를 가질 수 있으며, 더욱 유리한 효과를 얻기 위해서는 약 0.07 내지 0.5 g/cc 범위의 벌크 밀도를 갖는 것이 바람직하다.
분리층(50)의 소정의 효과를 유지하기 위해서는, 분리층은 오줌 또는 착용자가 배출한 다른 수용액에 의해 적셔질 때에도 상술한 그의 공간 기능을 지속할 수 있어야 한다. 따라서, 분리층(50)의 습윤 압축 회복값은 약 65% 이상이다. 기능 향상을 위해서 바람직하기로는, 습윤 압축 회복값이 약 80% 이상, 더욱 바람직하기로는 약 85% 이상이다.
압축 회복값은 재료의 탄력성 또는 탄성의 척도이며, 다음의 방법으로 구할 수 있다. 먼저, 분리층 재료의 원래의 두께 (t0)를 0.1 psi (0.689 kPa)의 억제 압력에서 측정한다. 측정 후, 분리층 재료 상의 압력을 점차적으로 3 psi (20.7 kPa) 압력까지 증가시킨다. 그런 다음, 억제 압력이 다시 0.1 psi가 될 때 까지 압축력을 점차적으로 감소시킨다. 이 때, 0.1 psi의 억제 압력에서 벌크 두께를 다시 측정하여, 회복 두께값 (tR)을 구한다. 그런 다음, 압축 회복값을 다음식으로 계산한다.
압축 회복값 (CRV) = (tR/t0) x 100%
압축 회복값을 측정하기 위한 적합한 장치로, 미합중국 매릴랜드주 게이더스 버그에 소재하는 프래지어 프레시젼 인스트루먼트사(Frazier Precision Instrument, Co.)가 시판하는 표준 모델 압축계(Standard Model Compressometer)를 사용한다. 압축 회복 시험의 목적상, 장치는 2.54 cm(1 인치) 직경의 기부를 갖도록 배치한다.
상기 측정을 건조 분리층을 사용하여 수행하는 경우, 건식 압축 회복값이 얻어진다. 상기 측정을 증류수로 충분히 포화된 분리층을 사용하여 수행하는 경우 습식 압축 회복량이 얻어진다. 본 발명의 구체적 특징에 있어서, 분리층은 약 65% 이상의 건식 CRV 및 약 65% 이상의 습식 CRV를 가진다. 본 발명의 바람직한 실시 태양은 개선된 성능을 제공하기 위해 건식 CRV 및 습식 CRV가 모두 약 80% 이상이다.
본 발명의 또다른 특징에 있어서, 흡수 가먼트는 서로 인접해 있고 탑시이트(30)과 흡수체(40) 사이에 위치하는 적어도 2개의 분리층을 포함한다. 특히, 2 내지 5개의 독립된 분리층들이 탑시이트와 흡수체 사이에 위치할 수 있다. 그 예로, 제2도는 3개의 분리층(50, 52, 54)을 갖는 실시 태양을 보여준다. 복수개의 분리층은 착용자의 피부에서 수분의 양을 감소시킴에 있어 유리하게 개선된 효과를 제공할 수 있음을 발견하였다. 특정 이론에 구속됨이 없이, 개개의 분리 층들간의 빈 공간은 습윤된 흡수체로부터 착용자의 피부를 멀리하는데 도움을 주며, 축축한 피부로부터 수증기의 제거를 개선시킨다. 본 발명의 특징 실시 태양에 있어서, 분리층은 통기성 패널(70)을 통해 기저귀 내부로 건조한 주변 공기가 원할하게 순환하게 할 수 있다.
개개의 분리층은 서로 분리되어 있으나, 조립체를 일체로 유지하기 위해서는 특정의 제한 위치에서 결합될 수도 있다. 그 예로, 개개의 분리층들(50, 52, 54)는 한정된 불연속 위치(46)에서 서로 스폿(spot) 결합될 수 있다. 다중 분리층은 총합 벌크 두께 (0.207 kPa의 압력으로 건조 상태에서 측정)가 약 0.04 cm 이상, 바람직하기로는 약 0.07 내지 0.51 cm이다. 50.37 kPa의 압력에서 측정시 결합된 분리층들은 총 건식 벌크 두께가 약 0.025 cm 이상, 바람직하기로는 약 0.025 내 지 0.1 cm 범위이다. 그 밖에도, 탑시이트(30)과 다중 분리층의 총 벌크 두께 (0.207 kPa에서 측정)는 약 0.078cm 이상, 바람직하기로는 약 0.1 내지 0.6 cm 범 위이다. 50.37 kPa에서 측정시 탑시이트(30)과 다중 분리형들의 총합 벌크 두께는 약 0.039 cm 이상, 바람직하기로는 약 0.039 내지 0.12 cm 범위이다. 서로 결합하여 있는 다중 분리층들을 상기한 탈착 방법으로 시험했을 때, 약 100 이상의 복합체 탈착률을 나타내어야 한다. 다중 분리층은 총합 유효 기본 중량이 약 25 gsm 이상일 수 있다. 본 발명의 구체적인 특징에 있어서, 총합 유효 기본 중량은 약 34 gsm 이상, 바람직하기로는 약 55 gsm 이상이다. 본 발명의 다른 특징에 있어서, 총합 유효 기본 중량은 약 170 gsm 이하, 바람직하기로는 약 55 내지 170 gsm 범위이다. 다중 분리층은 또한 유효 벌크 밀도 (0.207 kPa에서 측정)가 약 0.03 내지 0.5 g/cc 범위, 바람직하기로는 약 0.07 내지 0.5g/cc 범위일 수 있다.
분리층은 흡수체(40)의 인접 표면적 위로 완전히 또는 부분적으로 확장될 수 있다. 바람직하기로는, 분리층은 일회용 기저귀(10)의 중간부(16) 위에 위치하며, 일회용 기저귀의 종중앙선(18)을 따라 좌우로 거의 중앙에 위치한다. 기저귀 중간부(16)의 가장 협소한 부분에서 측정한 바, 분리층은 기저귀(10)의 전체 세로 길이의 약 35 내지 100%에 걸쳐 신장하며, 기저귀 폭의 약 5 내지 100%에 걸쳐 신장한다. 본 발명의 예시적인 실시 태양에 있어서, 분리층은 약 12.7 cm의 횡폭 및 약 38.1 cm의 종길이에 걸쳐 신장한다.
본 발명의 구체적인 실시 태양에 있어서, 분리층(들)은 기저귀의 전면 2/3 부분까지로 한정될 수 있다. 본 발명의 또다른 실시 태양에 있어서, 분리층들은 기저귀(10)의 종길이의 중간 35 내지 60% 부분으로 한정될 수 있으며, 기저귀의 전면 허리밴드부를 향하여 세로로 보충할 수가 있다.
다중 분리층을 사용하는 본 발명의 실시 태양에 있어서, 개개의 분리층들은 동일하거나 또는 상이한 면적에서 신장할 수 있다. 예를 들어, 분리층(50)은 분리층(52)보다 더 큰 표면적을 커버할 수 있고, 분리층(52)는 분리층(54)보다 더 큰 표면적을 커버할 수 있다. 또한, 개개의 분리층들을 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 각각의 분리층들을 상이한 폴리머 섬유로 구성할 수 있거나, 또는 폴리머 섬유는 동일하되 기본 중량을 다르게 하여 구성할 수 있다.
다중 분리층은 건조시 약 65% 이상의 복합체 압축 회복값을 가지며, 바람직하기로는 약 80% 이상의 복합체 건식 CRV를 갖는다. 또한, 다중 분리층은 개선된 효과를 제공하기 위해 습식 결합 CRV가 약 65% 이상, 바람직하기로는 약 80% 이상이다.
특정 이론에 구애되지 않고서, 분리층(들)의 존재는 축축한 흡수 패드와 착용자의 피부 사이에 더욱 효과적인 공간을 유리하게 제공할 수 있으며, 착용자의 피부에 바로 인접한 영역에서 멀리 떨어져서 습한 공기 및 수증기의 개선된 순환을 제공할 수 있다. 종래의 디자인은 습윤된 흡수체에 근접한 피부에 흡장성 효과를 제공하여, 악취를 제거하고 피부에 인접한 습한 공기를 수용할 수 있다. 그러나, 효과적인 분리층의 도입으로 더욱 개방된 공간 및 불규칙한 수로들을 제공할 수가 있어서, 흡수체의 습윤 영역으로부터 습한 공기를 제거하고, 제품의 허리밴드부로부터 공기를 건조시켜 습윤된 영역으로 순환시킬 수 있다. 이렇게 하여, 건조 공기는 피부와 과도한 수화를 감소시킬 수 있다.
실제로 액체는 투과시키지 않지만 증기는 투과시키는 통기성 패널(70)은 기저귀(10)의 적어도 하나의 허리밴드부에 위치하여 뚜렷한 잇점 및 개량을 제공할 수 있다. 본 발명의 특정 실시 태양은 임의로 통기성 패널을 상기한 분리층(들)과 결합하여 혼합시킬 수가 있다. 도시된 실시 태양에 있어서, 통기성 패널은 기저귀의 전면 허리밴드부(12)에서 백시이트(20)으로부터 신장되도록 구성된다. 별법으로, 통기성 패널은 기저귀의 배면 허리밴드부(14)에 위치할 수 있거나 또는 기저귀(10)의 전면 허리밴드부와 배면 허리밴드부 모두에 위치할 수 있다. 통기성 패널(70)은 실제 액체 불투과성이나, 증기 투과성은 백시이트층(20) 보다 상당히 양호하다.
구체적으로, 통기성 패널은 약 2,000 g/㎡/24hr 이상의 수증기 투과율 (WVTR)을 갖는 재료로 구성될 수 있다. 성능의 개선을 위해서, 바람직하기로는 통기성 패널은 WVTR이 약 4,000g/㎡/24hr 이상, 더욱 바람직하기로는 약 5,000g/㎡/24hr 이상이다. 그 밖에도, 통기성 패널(70)은 약 22 ㎠ 이상의 유효 통기성 면적을 가진다. 본 발명의 구체적인 특징에 있어서, 유효 통기성 면적은 약 45㎠ 이상이며, 추가의 이점을 제공하기 위해서 바람직하기로는 약 45 내지 400 ㎠ 범위이다.
통기성 패널의 유효성은 통기성 패널의 적어도 일부분을 흡수체(40)의 특정 허리밴드부에 인접하여 중첩되도록 위치시킴으로써 유리하게 개선시킬 수 있다. 이와 같은 중첩 배치는 피부 수화도를 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 분리층(들)과 협력하여 착용자의 피부에 인접한 영역으로부터 습기를 제거할 수 있고, 습윤된 흡수체에 의해 덮인 피부 영역에 건조한 공기를 순환시킬 수 있다. 본 발명의 배열 형태는 특징적으로 기저귀의 중간 가랑이 부위에서 사실상 유체 불투과성 백시이트를 제공하고, 착용자의 방뇨물을 곧바로 받는 흡수체의 목적 대역에서 비교적 멀리 떨어져 있는 기저귀의 허리밴드부로 통기성 패널부를 한정한다. 그 결과, 비교적 고가의 통기성 패널 재료가 보다 소량으로 필요하다. 종래의 기저귀 디자인은 통기성이지만 액체 불투과성인 재료, 예컨데 미세다공성 폴리머 필름으로 완전히 이루어진 외부 커버를 사용하였다는 점에 유의해야 한다. 이러한 디자인은 통기성 외부 커버를 통해 습윤된 패드로부터 물을 증발시키도록 하는 배치 형태를 가짐으로써 패드를 건조시켜 그의 흡수 용량을 재생시켰다. 그러나, 이러한 기저귀 디자인은 제조 단가가 많이 들 뿐만 아니라, 외부 커버의 표면으로부터 수분이 증발되기 때문에, 기저귀에서 차갑고 축축한 감촉을 느낄 수가 있다.
통상의 디자인과는 대조적으로 피부 수화의 감소 목적이 외부 커버의 통기성 부분을 기저귀의 훨씬 먼 허리밴드부에서 흡수체에 중첩되도록 한정함으로써 달성할 수 있음을 발견하였다. 흡수체의 건조 부분을 통한 공기의 직접 이동이 피부 수화의 감소에 더욱 효과적일 수 있음을 발견하였다. 본 발명의 제품과 관련하여, 착용자의 피부로부터의 수분은 기저귀 밖으로 용이하게 이동할 수 있으며, 건조한 대체 공기는 피부에 인접한 영역으로 기저귀 내부까지 더욱 효과적으로 이동할 수 있다. 대체 공기는 습윤된 흡수체의 통로를 따라 기저귀 내부로의 이동이 사실상 차단될 수 있다. 그 결과, 대체 공기는 착용자의 피부에 도달하기 전에 과도하게 습윤화될 가능성이 적어진다.
통기성 패널(70)과 1개 이상의 분리층과의 조합으로 구성되는 배열에 의해서 또다른 이점이 얻어질 수 있음을 발견하였다. 예를 들면, 이와 같은 배열에 의해서 통기성 패널(70)의 증기투과성 면적이 약 5 ㎠(약 0.785 in2) 이상까지 감소되는 경우에도 통기성 패널은 재기능을 다할 수 있다. 따라서, 패널(70)의 증기 투과성 면적은 약 5 내지 400 ㎠ 범위일 수 있다. 그 결과, 실용가능한 흡수 제품의 단가는 액체 불투과성이되 증기 투과성인 재료를 적게 사용함으로써 더욱 낮아질 수 있다.
통기성 패널(70)이 기저귀(10)의 사실상 증기 불투과성인 다른 성분에 의해 부분적으로 커버되거나 폐색되는 경우, 통기성 패널(70)의 영역 넓이는 폐색 성분에 의해서 숨겨진 통기성 면적을 보상시키도록 적합하게 증가되야 한다. 예를 들면, 접착 테이프가 기저귀의 고정 수단으로서 사용되는 경우, 플라스틱 필름으로 이루어진 테이프 부착면을 통기성 패널(70)의 외부 표면에 부착시켜서 재고정 접착 테이프 시스템을 제공할 수가 있다. 플라스틱 필름은 증기 투과성이거나 증기 불투과성일 수 있지만, 통기성 패널 위로 테이프 부착면(37)을 고착시키면 통기성 패널의 일부를 과도하게 폐색시킬 수 있으며, 패널(70)의 다른 위치에서 통기성 패널 면적을 증가시킬 필요가 있을 수 있다. 마찬가지로, 기저귀(10)이 벨크로(Velcro)타입 고정기와 같은 후크-루우프 고정 장치를 포함하는 경우, 루우프 재료는 통기성 패널(70)의 외부 대향 표면 상에 위치할 수 있다. 루우프 재료 자체가 증기 투과성이라 하더라도, 접착제 또는 루우프 재료를 고착시키기 위해 사용된 다른 접합 시스템이 실제 증기 불투과성체일 수 있다. 패널(70)의 폐색량을 줄이기 위해서, 불연속적 개방 형태(open pattern)의 접착제나 접합 메카니즘을 사용하여 루우프 재료를 통기성 패널 상에 고착시킬 수 있다. 예를 들면, 접착제가 사용되는 곳에서, 개방 형태의 분무된 소적(小滴) 또는 분무 필라멘트를 사용해서 통기성 패널 상의 성분을 고착시킬 수 있다.
통기성 패널(70)은 미세 다공성 폴리머 필름, 예컨데 일본국 도오고에 소재하는 미쯔이 토아쯔 케미칼 인크사(Mitsui Toatsu Chemicel, Inc.)가 제조한 그레이드(Grade) PMP-1 필름으로 이루어질 수 있다. 별법으로, 통기성 패널(70)은 합성 폴리머 섬유로 이루어진 스펀본디드 또는 멜트블로운 섬유와 같은 부직 섬유웹으로 구성될 수 있다.
본 발명의 구체적인 특징에 있어서, 통기성 패널(70)은 세섬유로 이루어진 장벽층 및 조섬유로 이루어진 보강층을 포함하는 칼렌더링 처리된 복합 섬유웹으로 이루어진다. 장벽층 및 보강층은 보강 섬유를 장벽 섬유 중으로 용융시키거나 접착시킴으로써 서로 단단히 결합되며, 보강층은 복합웹의 외부 대향 표면을 형성하도록 배치된다.
복합체의 보강층은 약 10 내지 35 g/㎡ 범위의 기본 중량을 갖는 웹을 제공하도록 배열된 소수성 섬유 재료의 웹일 수 있다. 보강층은 약 1,500 내지 10,000 g/in 범위의 그랩(grab) 인장 강도를 가지며, 보강층 표면적의 약 3 내지 20%를 차지하는 스폿 결합 패턴으로 결합된다. 복합체의 장벽층은 약 10 내지 50 gsm 범위의 기본 중량을 제공하도록 배열된 소수성 섬유 재료의 웹이다. 장벽층은 서로 부분적으로 결합된, 랜덤하게 부착되고 본질적으로 연속적이며 소수성인 복수 개의 열가소성 섬유로 이루어진다. 이러한 웹은 약 3.0 ㎛ 이하의 평균 횡직경을 갖는 열가소성 폴리머 세섬유로 이루어진 웹을 멜트블로잉시킴으로써 제조할 수 있다.
장벽층 및 보강층은 열 결합, 음파 결합, 열 또는 압력 활성화 접착 수지 등으로 이루어진 불연속 결합 패턴으로 서로 단단히 결합된다. 이 적층 결합 형태는 복합웹 표면적의 약 3 내지 20% 범위의 면적을 덮는다. 적합한 복합웹은 약 3 내지 15.25 ㎥/분/㎡ 범위의 기공량을 나타내며, 5초 동안 물 7 cm 이상의 히드로헤드(hydrohead)를 지지할 수 있고, 육안 관찰에 의해 측정된 복합웹을 통한 누출은 물 1방울 (0.05 cc) 이하이다.
제2도에 있어서, 통기성 패널(70)은 기저귀(10)의 전면 허리밴드부(12)에 연결되고 이 전면 허리밴드부를 측방향 및 종방향으로 가로질러 신장된 별개의 구성 요소일 수 있다. 통기성 패널(70)은 도면에 나타낸 바와 같이 기저귀(10)의 전체 횡폭을 따라 신장될 수 있다. 별법으로, 통기성 패널(70)은 기저귀의 횡폭을 따라 부분적으로 신장될 수 있다. 예를 들면, 통기성 패널은 노치 또는 요면(凹) 부위, 또는 백시이트 재료층 중에 형성된 창문형 개구부를 따라 펼쳐있는 시이트 요소를 구성할 수 있다. 통기성 표면적을 소정량 제공하기 위해서, 패널(70)은 약 2 내지 18 cm 범위의 종방향 치수를 가질 수 있다. 본 발명의 구체적인 특징에 있어서, 통기성 패널(70)은 흡수체의 종방향 길이의 약 10% 이상, 바람직하 기로는 약 15% 이상 신장됨으로써 성능이 개선된다. 본 발명의 또다른 특징에 있어서, 통기성 패널은 흡수체 길이의 약 40% 이하, 바람직하기로는 약 30% 이하로 신장되도록 구성됨으로써 또다른 이점을 제공할 수 있다. 도면에 나타낸 패널(70)은 흡수체의 말단 전면 허리밴드부에서 시작하여 흡수체(40)의 종방향 길이의 약 20%에 걸쳐 신장한다. 예시된 실시 태양은 기저귀 제품의 말단 허리밴드 연부까지 완전히 신장하는 통기성 패널을 보여주지만, 기저귀의 종방향을 따라 패널(70)의 신장은 임의로 말단 허리밴드 연부에 못미쳐서 중단될 수 있다.
제3도와 관련하여, 본 발명의 효과는 통기성 패널(70)과 함께 작용가능하게 위치하는 습기 전이 영역(44)를 포함하도록 흡수체(40)을 구성함으로써 개선될 수 있다. 습기 전이 영역은 액체가 통상 수용되어 저장되는 흡수체의 다른 부위에 비해 비교적 낮은 수분 보유량을 가진다. 예를 들면, 습기 전이 영역은 폴리에스테르 섬유의 층 또는 적합한 덩어리와 같이 실제로 소수성이고 비습윤성인 섬유 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명의 구체적인 특징에 있어서, 습기 전이 영역은 약 40g 이하의 수분 보유 지수 (Moisture Retention Index)를 가진다. 바람직하기로는, 습기 전이 영역은 약 30g 이하의 수분 보유 지수, 더욱 바람직하기로는 약 20g 이하의 수분 보유 지수를 갖는다. 습기 전이 영역의 낮은 수분 보유 지수는 수용된 액체의 존재에 의해 생성된 폐색 효과를 유리하게 제한할 수가 있다. 그 결과, 수증기는 착용자의 피부에 인접한 공간으로부터 보다 용이하게 방출될 수 있다.
또한, 습기 전이 영역은 약 0.2g 이하의 위킹 지수 (Wicking Index)를 갖도록 유리하게 배치시킬 수 있다. 효과를 향상시키기 위해서 바람직하기로는, 습기 전이 영역은 약 0.1g 이하의 위킹 지수를 가지며, 더욱 바람직하기로는 약 0.05g 이하의 위킹 지수를 갖는다. 습기 전이 영역의 비교적 낮은 위킹 지수는 착용자의 피부로부터 수증기의 이동을 억제할 수 있는 액체의 존재를 제한하는데 도움을 준다.
본 발명의 또다른 특징에 있어서, 습기 전이 영역은 복합 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 습기 전이 영역은 셀룰로오스 티슈층, 부직 섬유 폴리머 웹 층, 부직포층 또는 이들의 조합 중 1충 이상으로 이루어진 다층 복합체로 이루어질 수 있다. 각 층들은 필요에 따라 습윤성이거나 비습윤성일 수 있다.
본 발명의 한 실시 태양에 있어서, 습기 전이 영역은 약 0.1g/cc 이하의 밀도를 가지며, 본 발명의 또다른 실시 태양에 있어서, 습기 전이 영역은 약 0.001g/cc 이상의 밀도를 가진다. 바람직하기로는, 습기 전이 영역은 약 0.001 내지 0.05g/cc 범위의 밀도를 가짐으로써 효과를 개선시킨다. 본 발명의 또다른 특징에 있어서, 습기 전이 영역은 평균 기본 중량이 약 500 gsm 이하일 수 있으며, 개선된 효과를 위해서 바람직하기로는 약 5 내지 300 gsm이다. 제품의 효과를 더욱 높이기 위해서, 습기 전이 영역은 0.2 psi (1.38 kPa)의 압력으로 건조 상태에서 측정했을 때 약 0.051 cm (약 0.02 인치) 이상의 벌크 두께를 갖도록 배치될 수 있다. 바람직하기로는, 습기 전이 영역은 약 0.203 cm (약 0.08 인치) 이상의 벌크 두께를 가지며, 더욱 바람직하기로는 약 0.254 cm (약 0.10 인치) 이상의 벌크 두께를 가짐으로써 피부 수화도의 감소를 촉진시킬 수 있다. 본 발명의 구체적인 특징은 습기 전이 영역이 약 15.25 ㎥/분/㎡ 이상의 프래지어(Frazier) 기공량을 갖는 형태로 이루어지며, 본 발명의 또다른 특징은 습기 전이 영역이 약 15.25 내지 30 ㎥/분/㎡ 범위의 프래지어 기공량을 갖는 형태로 이루어진다.
습기 전이 영역(44)는 흡수체(40)의 허리밴드부에 위치하며, 여러가지 적합한 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, 습기 전이 영역은 흡수체 중의 하나의 종축 말단으로부터 신장되고 흡수체의 전체 횡폭을 가로질러 걸쳐 있도록 구성할 수 있다(제3도 및 7도). 습기 전이 영역은 제8도 및 10도에 나타낸 바와 같이, 흡수체의 폭을 가로질러 단지 부분적으로만 걸쳐있을 수 있다. 제10도의 실시태양에 있어서, 습기 전이 영역은 흡수체(40) 중에 형성된 일반적인 직각 노치 형태의 면적을 차지하며, 점유 영역은 임의로 제8도에 나타낸 원형과 같이 다른 적합한 규칙 또는 불규칙 형태로 배치될 수 있다.
본 발명의 임의의 형태에 있어서, 흡수체(40)은 흡수체의 전 두께를 관통하여 있는 구멍(43)을 1개 또는 복수개 포함할 수 있으며, 이들 구멍 중 적어도 일부는 통기성 패널(70)과 결부지어 작용할 수 있는 위치에 있다(제3도). 구멍은 예컨데 치수가 약 0.5 내지 2.0 cm 범위인 원형일 수 있다. 또한, 다른 상이한 형태의 구멍을 사용하여 작용가능한 습기 전이 영역을 제공함으로써 통기성 패널(70)의 작용을 도울 수 있다.
탑시이트(30), 분리층(50, 52, 54) 및 기타 액체 관리층과 같은 기저귀(10)의 다른 요소들은 습기 전이 영역(44)에 의해 점유된 영역으로 신장될 수 있거나 또는 신장될 수 없다. 예시적인 실시 태양에 있어서, 이들 액체 관리층들은 습기 전이 영역과 일반적으로 인접 및 대면하여 신장되도록 배치된다.
본 발명의 제품은 착용자 피부의 과도한 수화를 감소시키고 착용자 피부에 인접한 환경에서 상대 습도를 감소시키도록 유리하게 구성할 수 있다. 본 발명의 구체적인 특징에 있어서, 통기성 패널은 약 80% 이하의 시험 상대 습도(TRH)를 제공하는 물질로 구성된다. 바람직하기로는, 향상된 성능을 제공하기 위해서 통기성 패널 재료는 약 75% 이하의 TRH 값을 제공하도록 구성된다. 감소된 상대 습도 값은 피부의 탈수를 촉진시키고, 수화를 정상의 주위 수준으로 회복시킬 수 있다.
본 발명의 또다른 특징에 있어서, 기저귀(10)은 2분 동안에 약 0.8 g/㎡ 이하의 평균 순 수화량 (평균 순 SHV)을 제공하도록 유리하게 구성될 수 있다. 개선된 효과를 위해서 바람직하기로는, 기저귀는 2분 동안에 약 0.5 g/㎡ 이하의 평균 순 SHV를 제공하도록 구성된다. 이러한 평균 순 SHV는 통상의 기저귀가 습윤 후 피부의 과도한 습윤을 일으킬 수 있는데 비해서 낮은 수준의 피부 습윤을 나타낸다. 낮은 수준의 피부 습윤은 피부의 벗겨짐을 억제하고, 화학적 또는 생물학적 염증을 줄일 수 있다.
재료의 WVTR (수증기 투과율)을 측정하기 위한 적합한 기술은 ASTM E96-80이다. 본 발명의 목적상, 본 발명의 시험 재료 및 비교용 재료인 셀가드(Celguard) 2500 (호에츠스트 셀라네즈사) 각각 7.62 cm(3인치) 직경의 원형으로 자른다. 각각의 재료에서 5개의 시료를 준비한다. 시험 접시로는 미합중국 펜실바니아주 필라델피아에 소재하는 쓰윙-알버트 인스트루먼트 캄파니사(Thwing-Albert Instrument Company) 제품의 No.60-1 증발계(Vapometer) 접시를 사용한다. 100ml의 물을 각각의 증발계 접시에 붓고, 시험 재료 및 비교 재료의 각 시료들을 각 접시의 개방된 상부 영역을 가로질러 놓는다. 플랜지 상의 나사를 단단히 죄어 접시의 가장자리를 따라 밀봉시키고, 관련 시험 재료 또는 비교 재료를 6.5 cm 직경의 원면적 (개방된 노출 면적: 약 33.17㎠) 위에서 주변 분위기에 노출시킨 채 방치한다. 접시를 약 38℃ (100 ℉)로 설정된 강제(forced) 공기 오븐에 1시간 동안 배치하여 평형화시킨다. 오븐은 수증기가 내부에 축적되는 것을 방지하기 위해 외부 공기를 오븐을 통해 순환시키는 항온 오븐이다. 적합한 강제 공기 오븐의 예로는 미합중국 일리노이주 블루아일랜드에 소재하는 블루 엠 일렉트릭사(Blue M Electric Co.)가 시판하는 블루 엠 파워-오-매틱(Blue M Power-O-Matic) 60를 들 수 있다. 평형이 완료되면, 접시를 오븐에서 꺼내어 평량한 후에 즉시 오븐에 다시 집어넣는다. 6시간이 지난후, 접시를 오븐에서 꺼내어 평량한다.
먼저, 시험 WVTR 값을 다음식으로 계산한다.
시험 WVTR = (6시간에 걸친 중량 손실량) x 1263 (g/㎡/24hr)
오븐내의 상대 습도는 특정하게 조절하지 않는다.
예비 측정한 38 ℃ (100 ℉) 및 주변 상대 습도의 설정 조건하에서, 셀가드 2500의 WVTR은 5000 g/㎡/24hr로 측정되었다. 따라서, 셀가드 2500을 각 시험의 비교 시료로서 사용하고, 다음 식을 사용하여 예비 시험값을 상기 설정 조건으로 보정 한다.
WVTR = (시험 WVTR/비교 WVTR) x 5000g/㎡/24hr
셀가드 2500은 미세다공성 폴리프로필렌으로 이루어진 0.0025 cm 두께의 필름이다.
본 발명에 대한 프리지어 기공량은 프래지어 공기 투과성 시험장치(Frazier Air Permeability Tester) (프래지어 프레시젼 인스트루먼트사, 미합중국 마릴랜드주 게이더스버그 소재)를 사용하여 연방 시험법 표준(Federal Test Method Standard) 제 191A의 방법 5450에 따라 측정할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해서, 시험은 20.3 cm x 20.3 cm(8 인치 x 8 인치) 크기의 시료로 행한다.
구조물의 시험 상대 습도(TRH)는 이하의 TRH 시험 장치를 사용하여 이하의 절차에 따라 측정할 수 있다.
제4도에 개략적으로 나타낸 바와 같이, TRH 시험 장치는 항온 챔버(80) 및 상대 습도(RH) 상자(82)를 포함한다. 항온 챔버는 약 10 ft3의 체적을 수용하기 위해서 45.7 cm x 68.6 cm x 91.44 cm(18 인치 x 27 인치 x 36 인치) 크기로 하고, 32℃ (90 ℉)의 온도로 유지시킨다. 챔버내의 상대 습도는 주변 상대에 따라 달라진다.
RH 상자는 상부가 열려 있고, 11.4 cm x 11.4 cm x 14 cm(4.5 인치 x 4.5 인치 x 5.5 인치)의 외부 치수 및 시료가 놓여 있을 때 약 516㎤(80 인치3)의 체적을 갖는 0.64 cm(0.25 인치) 두께의 플렉시 유리로 이루어진다. 이 상자는 플라스틱 구 [직경 1.91 cm(0.75 인치)]로 부분 충전하여 RH 상자 내의 공기 부피를 감소시킬 수 있다. 상자는 한쪽 면에 RH 프로브(86)이 삽입되는 원형의 구멍(84)를 가지며, 상부 모서리로부터 약 0.64 cm(0.25 인치) 떨어져 위치한 좁은 돌출부(88)을 포함한다. 시험 시료(92)는 돌출부 위에 유지된다. 상대 습도 및 온도의 측정 및 기록을 위해 사용된 RH 및 온도 프로브는 미합중국 코네티커트주 스탬포드에 소재하는 솔로매트 코포레이션사(Solomat Corporation)가 제조한다. 상대 습도를 측정하기 위해서 사용할 수 있는 기기로는 M2013 조절계(Modumeter), MPM 데이타 계측기(Data Logger), 155RH 신속 응답 프로브(Fast Response Probe)를 갖는 MPM 2000 모듈러 시스템(Modular System)이 있고, 온도 측정용에는 PP 206 SF 가변 접속 열-결합 프로브(Flexible Patch Thermo-couple Probe)가 있다.
기본 중량 800 gsm의 목재 펄프 섬유 및 약 15 중량%의 폴리아크릴레이트 초흡수제 입자와 같은 초흡수성 입자를 함유하는 흡수 스퀘어(90)을 10.2 cm x 10.2 cm(4 인치 x 4 인치) 크기로 여러개 준비한다. 흡수성 셀룰로오스 재료로 이루어진 티슈 랩을 각 흡수 스퀘어의 양면 위에 놓는다.
시험 재료(92)의 시료를 12.7 cm x 12.7 cm(5 인치 x 5 인치) 크기의 정사각형으로 자른다. WVTR 5000 g/㎡/24hr의 셀가드 2500 (호에츠스트 셀라네즈사)로 이루어진 추가의 시험 재료를 준비하고, 비교 시료로서 사용한다.
상대 습도 상자, 솔로매트 상대 습도, 온도 프로브, 흡수 스퀘어, 시험 시료 및 다량의 등장염수 (염화나트륨 0.9 중량%)를 항온 챔버 내에서 평형화시킨다.
특정 흡수 스퀘어를 항온 챔버에서 꺼내어 평량하고, 다시 챔버에 넣는다. RH 상자 내부의 온도 및 상대 습도를 기록하고, 솔로매트 데이타 계측기(Solomat Data Logger)를 켜서 1분 간격으로 상대 습도를 기록하기 시작한다. 2개의 상대 습도 데이타 점을 수집한 후, 흡수 스퀘어 및 등장염수를 챔버에서 꺼낸다. 등장 염수의 양을 흡수 스퀘어 중량의 약 6배로 하여 흡수 스퀘어의 상부에 붓는다. 그런 다음, 흡수제를 RH 상자에 넣고, 시험 시료를 상자의 상부에 배치한다. 플렉시 유리 홀더(96)을 사용해서 상자 위의 시료를 고정시킨다. 데이타 계측기로 60분 동안 1분 간격으로 측정한 상대 습도를 기록하고, RH 상자 내부의 온도를 기록한다. 60분의 시험 기간이 지난 후, 시험 시료를 꺼내고, RH 상자 내부의 상대 습도 및 온도를 챔버 조건으로 재평형화시킨 후, 다음 시료를 시험한다. 모든 시료의 시험을 종결하면, 데이타를 데이타 계축기로부터 퍼스널 컴퓨터로 전달하여 프린트 및 그래프를 그린다. 특정 시료에 대한 시험 상대 습도(TRH) 값은 60분 동안 각 분마다 측정한 상대 습도값이다.
흡수체 재료 부분의 수분 보유 지수를 측정하기 위한 적합한 방법은 다음과 같다.
제5도와 관련하여, 수분 보유 지수를 측정하기 위한 적합한 시험 장치로 전자 저울(102)를 들 수 있으며, 이 전자 저울은 0.01g 단위까지 정확히 평량하고, 약 1000g 이상의 용량을 가진다. 그 밖에, 이 저울은 디지탈-아날로그 변환기(104) 및 도표 기록기(106)과 함께 사용하기 위해서 디지탈 신호 출력을 가진다. 제2전자 저울은 시험 시료를 평량하는데 사용한다. 적합한 전자 저울의 예로는 메틀러(Mettler) PC 2200 [메틀러 인스트루먼트 캄파니사(Mettler Instrument Company) 제품, 미합중국 뉴저지주 하이스토운 소재]가 있다. 디지탈-아날로그 변환기는 전자 저울(102) 및 도표 기록기(106)과 호환성이어야 한다. 예를 들면, 예시적인 실시 태양에 있어서, 디지탈-아날로그 변환기는 메틀러 GC 47 D/A 컨버터(Converter)를 사용한다. 적합한 도표 기록기로는 예컨데 피셔 레코드 시리즈 (Fisher Recordall Series) 5000 [하우스톤 인스트루먼트사(Houston Instrument) 제품, 미합중국 텍사스주 오스틴 소재]가 있다.
장치는 또한 합성 오줌(110)의 적당한 저장 공급을 유지하기 위한 500 ml 흡입병(108)을 포함한다. 이 흡입병은 크기 번호 4의 고무 마개(112) 및 17.8 cm(7 인치)의 유리 공기 튜브(114)[(내경 5.58 mm (0.22 인치)로 구성되어 있다. 공기 튜브(114)는 마개(112)의 중앙을 따라 형성된 뚫린 구멍을 통해 위치하며, 마개의 내부 표면으로부터 약 12.7 cm(5 인치)의 공기 튜브가 돌출될 때까지 삽입된다.
흡수성 시험 챔버(116)의 확대도 및 정면도를 각각 제5(b)도 및 제5(c)도에 나타낸다. 시험 챔버는 루사이트와 같은 적합한 재료로 이루어지고, 10.2 cm x 10.2 cm(4 인치 x 4 인치)의 거의 정사각형 기본 면적을 가진다. 이 시험 챔버는 10.2 cm x 10.2 cm(4 인치 x 4 인치)의 베이스 부재(138), 및 베이스 부재의 4면 각각을 따라 위치한 1.59cm (약 5/8 인치)의 높은 격벽 부재(140)을 포함한다. 125g의 덮개(124)는 시험 챔버(116) 내에 위치한 시료 위에 위치한다. 덮개는 일반적으로 정방형 면적으로 신장되며, 시험 챔버(116)의 개방된 상부보다 약간 작게 되어 있다. 따라서, 덮개는 수분의 증발을 충분히 방지할 수 있으며, 시험 챔버의 벽을 따라 용이하게 미끌어져서 내부에 위치한 시료의 상부에 선택 압력을 가할 수 있다. 계단식 원형 요면부(142)는 베이스(138)의 상부 중에 형성되며, 도관(144)는 베이스를 통해 0.64 cm(0.25 인치)의 내경을 갖는 배출관(136)까지 신장된다. 도관(144)는 요면부(142)의 바닥으로 액체를 이동시키고, 이어서 액체는 멀티포트(multiport) 전이 디스크를 통해서 시험 시료(126)까지 전달된다. 시험 챔버 내에서, 루사이트로 이루어진 3.18 cm(1.25 인치) 직경의 멀티포트판(122)는 내부 계단의 상부에 위치하는 요면부(142)에 놓여 있다. 멀티포트판은 직경 3mm의 포트 7개를 가지며, 하나의 포트는 판(122)의 중앙에 위치하고, 나머지 6개의 포트는 중앙 포트로부터 방사상으로 배열되며 직경 3.016cm(약 1.188 인치)의 원을 따라 중앙 포트의 주변을 원주형으로 동일하게 이격하여 위치한다. 7개의 포트는 중앙-중앙에서 0.95 cm(3/8 인치) 떨어져 위치하며, 판(122)는 시험 챔버(116)내의 중앙에 위치한다. 티곤(Tygon)관-R 3603과 같은 내경 0.64 cm(0.25 인치)의 플라스틱관은 저장병(108)의 배출관(130)과 베이스(138)로 들어가는 관(136)을 연결한다. 플라스틱관(128)은 총 길이가 약 228.6cm(약 7.5ft.) 이나, 정확한 길이는 중요치 않다. 관의 길이는 장치를 편리하게 사용할 수 있는 정도이어야 하며, 과도한 길이는 좋지 않다. 제어 밸브, 즉 2 방향 폴리프로필렌 마개(132)는 플라스틱관(128)을 통한 액체 흐름을 조정한다. 마개(132)는 액체의 흐름이 과도하게 제한되지 않도록 4mm의 구멍 크기를 가진다. 실험용 잭을 사용하여 시험 장치의 구성 요소들이 수직선상에 위치하도록 조정한다. 구체적으로, 실험용 잭(118)은 전자 저울(102) 및 저장병(108)을 받쳐주는 반면, 실험용 잭(120)은 시험 챔버(148) 및 내부에 있는 구성 요소들을 받쳐준다. 실험용 스탠드(148) 및 (149)는 시험 장치의 구성 요소들의 수직 위치의 간격을 넓게 하거나 좁게 할 수 있다.
시험 장치는 청정해야 하며, 박테리아의 감염, 및 합성 오줌을 침전시킬 수 있는 염이 없어야 한다. 시험 중에 시험 장치를 조작해서는 않된다. 관이 빠지거나 조작되면, 관에 가해진 응력을 제거하는데 약 1시간 정도의 평형 시간이 소요되어야 한다. 이 평형 시간은 또한 저장병(108)을 재충전시키는 경우에도 적용된다. 시험 중에는 관에 손을 대어서는 안된다. 피검 흡수 재료는 50 ± 2% RH 및 23 ± 1℃의 표준 상태에서 미리 조정되어야 한다. 흡수 재료의 지정된 몸체 측은 멀티포트판(122)에 대면하여 위치해야 한다. 시험 장치의 구성 요소들을 청소하기 위해 사용된 세제는 시험에 사용된 합성 오줌의 표면 장력에 영향을 미치지 않도록 완전히 제거되어야 한다.
시험 전에 저장병(108)을 합성 오줌으로 채우고, 일부의 액을 관을 통해 배출시켜서, 관 및 시험 장치 중의 유체 도관으로부터 모든 기포를 완전히 제거한다. 배출된 합성 오줌은 버리고, 마개를 잠가서 액체의 흐름을 정지시킨다. 그런 다음, 저장병을 재충전시킨다. 플라스틱관(128)은 액체의 흐름을 방해하고 시험 결과를 다르게 할 수 있는 급커브나 뒤틀림이 없어야 한다.
시험 전에 장치는 또한 영(0) 헤드를 유지해야 한다. 그러기 위해서는 먼저, 챔버(116)의 중앙에 적합한 크기의 포말 수준 인디케이터를 위치시키고, 실험용 잭(120)의 적당한 면상에 약간 밀어 넣음으로써 챔버를 수평되게 한다. 챔버(116)의 전면 및 후면도 또한 수평이어야 한다. 이때, 시험 챔버(116)을 실험용 잭(120)의 위치에서 테이프로 동여맬 수 있다. 이어서, 스톱 코크(132)를 열어 액체를 흐르게 하고 실험용 잭(120)의 높이를 조성함으로써, 7개의 3mm 포트 각각에서 약간 오목한 메니스커스가 생성된다. 영 헤드는 이들 각각의 포트가 약간 오목한 메니스커스를 갖는 합성 오줌을 함유할 때 얻어지며, 공기 포말은 저장병(108) 내의 유리관(114)의 바닥에서 유지된다. 그런 다음, 스톱 코크(132)를 잠가 액체의 흐름을 막고, 챔버(116)를 검사하여 여전히 수평임을 확인한다. 이어서, 이 장치를 3 내지 6시간 동안 평형화시킨다. 이 평형 시간은 시험 장치를 계속해서 사용하고 액체를 바꾸거나 첨가하지 않을 때에는 필요치 않다. 도표 기록기(106)을 작동시키고, 전자 저울(102)이 영(0)으로 설정되었을 때에 0으로 도표를 그린다.
시험 장치의 평형 설정은 챔버(116)상에 커버(124)를 올려놓고 스톱 코크(132)를 닫음으로써 검사한다. 이어서, 전자 저울(102)를 0의 상태로 하고, 도표 기록기를 작동시킨다. 흡수된 유체 중량 기록이 0에서 안정하면 시험 장치는 평형 상태에 있다. 바람직하기로는, 흡수된 유체의 중량 기록은 15분 동안에 ± 0.03g 이상 가변해서는 안된다.
시험 시료(126)는 7.62 cm(3 인치) 직경의 디스크 형태로 되어 있다. 시료를 0.01g 단위까지 평량하고, 그 무게를 기록한다. 시료의 두께는 0.2 psi(1.38kpa)의 억제 압력 하에서 7.62cm(3 인치) 직경의 가압판으로 측정한다.
직경 7.62 cm(3인치)의 여과지, 예컨데 와트만(Whatman) 제4여과지를 챔버(116) 내의 멀티포트판(122) 상의 중앙에 올려 놓는다. 이어서, 스톱 코크(132)를 열어 여과지를 습윤시키고 포말을 모두 제거한다. 각각의 시험 시료에 대해 새로운 여과지를 사용한다는 것에 유의해야 한다. 그런 다음, 스톱 코크를 잠가 액체의 흐름을 막은 다음, 과량의 유체를 여과지의 가장자리로부터 따라낸다. 그러나, 여과지의 중앙은 포말이 형성되는 것을 방지하기 위해서 따라내지 않는다. 여과지(134) 및 커버(124)의 주위 영역은 모두 건조해야 한다. 스톱 코크(132)를 열고, 전자 저울(102)를 0으로 조정하여 다시 안정화시킨다.
시험은 흡수성 시료(126)을 여과지(134)의 중앙에 위치시키고 시료의 상부를 커버(124)로 씌운 다음, 도표 기록기(106)을 작동시킴으로써 시작된다. 이어서, 30분 동안 시험 시료(126)에 유체를 흡수시킨다. 30분이 지나면, 스톱 코크(132)를 잠그고, 도표 기록기(106)을 끈다. 전자 저울의 최종 기록값을 도표지에 기록하여 도표 기록기 데이타의 대조 기준으로 사용한다. 수분 보유 지수는 30분 간의 시험 중에 시료(126)에 의해 흡수된 합성 오줌의 그램수이다.
일반적으로 균질한 1개의 재료 또는 복합 재료의 위킹 지수를 측정하기 위한 적합한 방법은 다음과 같다.
제6도에 나타낸 장치와 관련해서, 워킹 시험 장치는 10.2 cm x 10.2 cm(4 인치 x 4 인치)의 기본 크기를 갖는 챔버(150)을 포함한다. 직경 7.62 cm(3 인치)의 시험 시료(152)를 0.01g 단위까지 정확히 평량하는 메틀러 PC 2200 저울과 같은 전자 저울을 사용하여 평량한다. 10.2 cm x 10.2 cm(4 인치 x 4 인치) 편의 1.0밀 두께의 폴리에틸렌 필름을 챔버(150)의 저부에 위치시키고, 직경 7.62 cm(3 인치)의 보유 재료(154)편을 폴리머 필름의 상부에 놓는다. 보유 재료는 3층의 정합 섬유웹 재료 및 초흡수성 입자로 이루어진다. 정합 재료의 각 층은 목재 펄프 플러프 및 2 중량%의 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 이루어진다. 정합 재료는 초흡수성 재료를 약 1.69g(1.64 내지 1.73g 범위)로 함유한다. 제조된 보유 재료(154)는 1.9 cm(0.75 인치)의 총 두께 및 900g/㎡의 총 기본 중량을 가진다. 보유 재료의 총 건조 두께는 약 4.84g(4.70 내지 4.95g 범위)이고, 이 중 35 중량 %는 초흡수제이다. 초흡수성 재료의 입자는 호에츠스트 셀라네즈사가 제조한 SANWET ZM-5000과 같은 폴리아크릴레이트 히드로겔 폴리머로 이루어진다.
합성 오줌 24.2g (ml)을 갖는 보유 재료를 부하(5g/g 부하액)시킨 후, 10.2 cm x 10.2 cm(4 인치 x 4인치)의 스크린 재료(156)편을 보유 재료(154) 위에 올려 놓는다. 스크린 재료는 직선 2.54 cm(1 인치)당 18개의 구멍 (324개의 구멍/in2) 을 갖는 정방형 격자 형태로 배열된 스크린 스트랜드를 갖는 유리 섬유망 스크린이며, 스크린 두께는 약 0.028 cm이다.
이어서, 시험 시료(152)를 스크린(156) 위에 올려 놓고, 125g의 덮개(158)을 전체 시험 시료(152) 위에 올려 놓아 0.039 psi의 압력을 가한다. 덮개는 일반적으로 정방형 면적으로 신장되며, 챔버(150)의 열린 상부보다 약간 작도록 구성된다. 따라서, 덮개는 수분의 증발을 충분히 방지할 수 있으며, 챔버의 벽 사이에서 용이하게 미끌어질 수 있어, 그안에 위치한 시료 위에 특정 압력을 제공할 수 있다. 시험 시료(152) 위에 덮개(158)을 올려 놓은 후 30분이 지나면, 시험 시료를 챔버(150)에서 꺼내어 0.01g 단위까지 평량한다. 30분 간의 시험 기간이 지난 후의 시료의 건량과 습량과의 차이는 부하된 보유 재료(154)로부터 시험 시료(152)로 위킹된(wicked) 유체의 양이다. 위킹된 액체의 양(g)이 위킹 지수이다.
피부 수화값은 전체 피부 수분 손실(TEWL)을 측정함으로서 구해지며, 다음의 시험 절차를 사용하여 측정할 수 있다.
시험은 피부에 로션이나 연고를 바르지 않고 시험 2시간 전에 목욕하지 않은 유아가 방뇨한 오줌으로 행한다. 선택된 유아군의 절반에는 먼저 시험 기저귀를, 다음으로 비교 기저귀를 착용시킨다. 나머지 유아에게는 먼저 비교 기저귀를, 다음으로 시험 기저귀를 착용시킨다.
기저귀에 첨가된 액체의 용적을 확인하기 위해서 사용전 및 후에 각 시험 기저귀의 무게를 평량한다. 펠트 팁(felt tip) 펜을 사용하여 기저귀 내부의 목적 대역에 X 표시를 하고, X 표시는 흡수 패드의 상부 전면 연부 7.62 cm(3 인치) 아래 좌우 중앙에 위치한다. TEWL 측정은 증발계, 예컨데 스웨덴의 스톡홀름에 소재하는 세르봄드 아베사(Servomed AB) 제품의 증발계(Evaporimeter) EPI 장치로 행한다. 각각의 시험 측정은 2분 동안에 걸쳐 1초당 1회 TEWL를 측정한다 (총 120개의 TEWL 값), 증발계 EPI 장치로부터 얻은 디지탈 출력값은 피부 수분 손실(TEWL)률(g/㎡/hr)을 나타낸다. 피부 수화값 (SHV)는 2분간의 샘플링 시간 동안 측정한 단위 면적당 수분 손실의 총량을 나타내는 단위이며 다음 식으로 구한다.
기저귀 목적 대역에서 유아 피부의 초기 피부 수화값을 설정할 목적으로 증발계를 사용하여 기저귀의 목적 대역에 대응하는 영역의 유아의 하복부에서 예비 피부 수화값측정을 행한다. 그런 다음, 기저귀를 유아에 착용시킨다. 유아에 기저귀를 착용시키기 전에, 액체의 흐름을 미리 표시된 목적 대역으로 향하도록 튜브를 위치시킨다. 기저귀가 고정되면, 여기에 120ml의 조정 염수 (Tween 20을 사용하여 표면 장력을 55 dyne/cm로 조정)을 매회 60ml씩 15ml/초의 속도로 2회 첨가한다. 첨가는 30초 간격으로 한다.
유아에 30분 동안 기저귀를 착용시킨 후 두가지 피부 수화 측정을 수행한다. 베이스 라인 측정은 기저귀로 덮여 있지 않은 피부 영역 중의 가랑이 상부에서 행한다. 이 베이스 라인 SHV를 예비 SHV 측정치와 비교해서 유아가 땀을 흘렸는지의 여부를 측정한다. 땀의 존재는 SHV 측정치를 인위적으로 높게 나타낼 수가 있다. 또한, 피부 수화의 시험 측정을 기저귀의 목적 대역에 대응하는 하복부에 대해서 행한다. 그런 다음, 사용된 기저귀를 평량하고, 유아에게 25 내지 30분 동안 속옷을 착용시킨다. 이어서, 각 유아에게 그 유아가 착용하지 않은 기저귀 형태(시험용 또는 비교용)를 사용하여 시험 절차를 반복한다.
비교 기저귀는 피시험 기저귀의 성능을 비교 평가하기 위한 표준화된 기준을 제공한다. 본 발명의 목적을 위해 행한 시험에 있어서, 비교 기저귀는 1밀 두께의 폴리프로필렌으로 이루어진 외부 커버용 백시이트층, 및 27 gsm의 기본 중량을 갖고 스펀본디드 폴리프로필렌 부직 섬유웹으로 이루어진 탑시이트층을 포함하였다. 탑시이트는 2.54 cm2(1 in2)당 약 76개의 구멍 빈도수로 탑시이트의 중앙부를 가로질러 형성된 0.206 cm(0.081 in) 직경의 구멍을 갖는다. 중앙부는 8.9 내지 12.7 cm(3.5 내지 5 인치)의 너비로 기저귀의 전 길이를 따라 신장되었다. 백시이트층과 탑시이트층 사이에는 약 800gsm의 기본 중량을 가진 목재 펄프 플러프 및 약 15 중량%의 폴리아크릴레이트 초흡수성 폴리머 입자를 함유하는 흡수 패드를 위치시켰다. 패드는 또한 셀룰로오스 크레이프된 와딩 재료의 흡수층으로 구성되는 티슈 랩을 포함하였다. 탑시이트와 흡수 패드 사이에는 약 42gsm의 기본 중량을 갖는 폴리프로필렌 섬유의 부직 스펀본드 섬유웹으로 이루어진 액체 투과성층을 배치시켰다. 비교 기저귀는 접착 테이프 고정체로 유아에게 고정시키고, 기저귀의 다리 및 허리부는 탄성화된 주름을 주었다.
과량의 함염액이 첨가되었던 유아의 기저귀에 대한 데이타는 버린다. 평균 순 SHV (g/㎡, 2분)로 기록된 값은 모든 유아의 하복부(목적 대역)에서의 착용 후 피부 수화값에서 가랑이 상부에서 측정한 피부 수화값을 뺀 값이다.
순 피부 수화값은 다음 식으로 구한다.
순 SHVi= Y-Z
여기서, Y= 유아 개개인의 목적 대역에서 측정한 피부 수화값
Z= 유아 개개인의 다리 및 가랑이 상부에서 측정한 베이스 라인 피부 수화값
SHVi= 유아 개개인에 대한 피부 수화값
이어서,
여기서, N= 조사한 유아수
피부 수화값의 감소율은 다음식으로 구한다.
여기서, C= 비교 기저귀에 대한 순 SHVi
D= 시험 기저귀에 대한 정 SHVi
N= 조사한 유아수
하기 실시예로 본 발명을 더욱 자세히 설명한다. 특정 재료 및 인자는 예시적인 것이며, 이것으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
액체 및 증기를 모두 투과시키지 않는 베이스부 및, 이 베이스부에 부착되어 액체는 투과시키지 않으나 증기는 투과시키는 패널부를 갖는 백시이트층으로 구성되는 일회용 기저귀를 제조하였다. 액체 투과성 탑시이트층과 백시이트층 사이에 흡수체를 내삽하고, 흡수체와 탑시이트 사이에 분리층들을 위치시켰다. 또한, 기저귀에 후크 및 루우프 고정 장치도 부착하였다.
백시이트의 베이스부는 액체 및 증기를 모두 투과시키지 않는 1밀 두께의 통상의 폴리에틸렌 필름으로 구성하였다. 통기성 패널을 베이스부의 말단에 부착 및 신장시키고, 백시이트의 전면 허리밴드부를 형성하였다. 이 통기성 패널에 사용되는 재료는 칼렌더링된 폴리프로필렌 멜트블로운 세섬유 34 gsm, 및 열적으로 결합되어 약 12%의 결합 면적을 갖는 폴리프로필렌 스펀본드 24 gsm으로 구성된 라미네이트 재료로 하였다. 직물 중 멜트블로운 측은 흡수체에 인접해 있고, 스펀본드 측은 기저귀의 외부에 위치해 있다. 직물 재료는 약 5000 g/㎡/24hr의 WVTR을 가졌다. 통기성 패널은 기저귀의 전폭에 걸쳐서 신장되며, 기저귀의 전면 연부로부터 세로 방향으로 약 13 cm에 걸쳐 신장된다.
흡수체는 목재 펄프 플러프 및 폴리아크릴레이트 초흡수성 입자의 혼합물로 구성하였다. 플러프의 기본 중량은 약 800 gsm이고, 혼합물은 약 15 중량%의 초흡수성 입자를 함유한다. 그 밖에, 흡수체는 고습윤 강도 조직의 티슈 랩도 포함한다.
탑시이트층은 착용자의 신체측에 대면하도록 배치시켰다. 따라서, 탑시이트 재료는 부드러우며 비자극성이고, 27 gsm의 폴리프로필렌 스펀본드 부직포로 구성하였다.
후크-루우프 고정 장치에 있어서, 루프 재료는 통기성 패널(70)의 폐색을 방지하기 위해서 재료의 연부 주위에만 접착제를 사용하여 통기성 패널에 부착시켰다.
분리층은 0.11 cm (0.207 kpa의 압력에서 측정)의 총 벌크 두께 및 0.11 g/cc의 벌크 밀도를 제공하는 3층의 42 gsm의 폴리프로필렌 스펀본드(총 126 gsm)로 하였다. 분리층은 폭 12.7 cm 및 길이 16.5 cm이고, 분리층의 전면 연부가 흡수체의 전면 연부로부터 5cm 이격되어 위치해 있다. 층들을 이들의 연부 주위로 약 5 cm 떨어져서 서로 또한 탑시이트에 초음파로 스폿 결합시켰다.
기저귀는 2분 동안에 약 0.3g/㎡의 평균 순 SHV를 나타내었다. 이 수치는 상기한 종래의 비교 기저귀에 비해서 피부 수화가 69% 감소되었음을 의미한다.
[실시예 2]
액체 및 증기를 모두 투과시키지 않는 베이스부와, 이 베이스부에 부착되어 액체는 투과시키지 않되 증기는 투과시키는 패널부를 갖는 백시이트를 포함하는 기저귀를 제조하였다. 백시이트와 액체 투과성 탑시이트층 사이로 흡수체를 삽입하고, 분리층들을 흡수체와 탑시이트 사이에 위치시켰다.
백시이트의 베이스부는 액체 및 증기를 모두 투과시키지 않는 통상의 폴리에틸렌 필름을 1밀 두께로 하여 구성하였다. 통기성 패널을 베이스부의 말단에 부착 및 신장시키고, 백시이트의 전면 허리밴드부를 형성하였다. 통기성 패널을 제조하는데 사용되는 재료는 칼렌더링한 세섬유, 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포 34 gsm으로 하였다. 이 부직포는 약 5000 g/㎡/24hrs의 WVTR을 가졌다. 통기성 패널은 기저귀의 전폭에 걸쳐 신장하고, 기저귀의 전면 연부로부터 종방향으로 약 13 cm에 걸쳐 신장한다.
분리층은 0.11 cm (0.207 kPa의 압력에서 측정)의 총 벌크 두께 및 0.11 g/cc의 벌크 밀도를 갖는 3층의 42 gsm의 폴리플로필렌 스펀본드(총 126 gsm)로 구성하였다. 분리층은 폭 12.7 cm, 길이 16.5 cm이고, 분리층의 전면 연부는 흡수체의 전면 연부로부터 5cm 떨어져 있다.
기저귀는 2분 동안에 약 0.2 g/㎡의 평균 순 SHV를 나타내었다. 이는 종래의 비교 기저귀에 비해서 피부 수화가 70% 감소되었음을 의미한다.
[실시예 3]
분리층이 24 cm의 길이를 갖고, 분리층의 전면 연부가 흡수체의 전면 연부에 위치해 있는 것을 제외하고는, 실시예2와 동일하게 기저귀를 제조하였다.
기저귀는 2분 동안 약 0.45g/㎡의 평균 순 SHV를 나타내는 것으로 비교 기저귀에 비해서 피부 수화가 56% 감소되었다.
[실시예 4]
분리층으로 미합중국 테네시주 로저스빌에 소재하는 H.D.K.사로부터 입수한 폴리에스테르 본디드 카디드 웹을 사용한 것을 제외하고는, 실시예3과 동일하게 기저귀를 제조하였다. 웹은 약 5.5 데니어를 갖는 섬유들을 약 16.6% 분말 접착제로 서로 결합시켜서 구성하였다. 3개의 층의 총합 기본 중량은 약 108 gsm이었고, 총합 벌크 두께는 0.40 cm 이었으며, 총합 벌크 밀도는 0.03g/cc이었다.
이 기저귀의 평균 순 SHV는 2분 동안에 약 0.6 g/㎡으로, 비교 기저귀에 비해 피부 수화가 52% 감소되었다.
[실시예 5]
액체 및 증기를 모두 투과시키지 않는 베이스부와, 이 베이스부에 부착되어 액체는 투과시키지 않되 증기는 투과시키는 패널부를 갖는 백시이트를 포함하는 기저귀를 제조하였다. 백시이트와 액체 투과성 탑시이트층 사이에 흡수체를 삽입하였다.
백시이트의 베이스부는 액체 및 증기를 모두 투과시키지 않는 통상의 폴리에틸렌 필름을 1밀 두께로 하여 구성하였다. 통기성 패널을 베이스부의 말단에 부착 및 신장시키고, 백시이트의 전면 허리밴드부를 형성하였다. 통기성 패널은 칼렌더링한 세섬유 폴리프로필렌 멜트블로운 부직포 34 gsm으로 이루어진다. 이 부직포는 약 5000 g/㎡/24hrs의 WVTR을 가졌다. 통기성 패널은 기저귀의 전폭에 걸쳐 신장하고, 기저귀의 전면 연부로부터 종방향으로 약 13 cm에 걸쳐 신장한다.
기저귀는 2분 동안에 약 0.5 g/㎡의 평균 순 SHV를 나타내었다. 이는 종래의 비교 기저귀에 비해서 피부 수화가 40% 감소되었음을 의미한다.
[실시예 6]
분리층이 흡수체의 전면 허리 연부에서 흡수체의 배면 허리 연부까지 신장하는 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 기저귀를 제조하였다.
[실시예 7]
분리층이 H.D.K.사가 제조한 폴리에스테르 본디드 카디드 웹으로 이루어지는 것을 제외하고는, 실시예6과 동일하게 기저귀를 제조하였다. 웹은 약 16.6% 분말 접착제로 서로 결합된 약 5.5 데니버를 갖는 섬유로 이루어진다. 3개의 분리층은 총합 기본 중량이 약 103 gsm이고, 총합 벌크 두께는 0.09 cm이며, 총합 벌크 밀도는 0.12g/cc 이었다.
[실시예 8]
액체 및 증기 불투과성 백시이트, 액체 투과성 탑시이트, 탑시이트층과 백시이트층 사이에 위치한 흡수체, 및 흡수체와 탑시이트층 사이에 위치한 분리층들로 구성되는 기저귀를 제조하였다.
분리층은 0.11cm의 총합 벌크 두께 및 0.11 g/cc의 벌크 밀도를 갖는 3층의 42 gsm의 폴리프로필렌 스펀본드(총 126 gsm)로 구성하였다. 분리층의 폭은 12.7cm이고, 흡수체의 전 길이에 걸쳐 신장한다.
[실시예 9]
분리층이 0.076cm의 벌크 두께, 186gsm의 벌크 기본 중량 및 0.245 g/cc의 벌크 밀도를 갖는 면직물인 것을 제외하고는, 실시예8과 동일하게 기저귀를 제조하였다. 이 면 재료는 흡수체를 구성하는 재료와 거의 같은 친수성을 가졌기 때문에 분리층이 피부에 묻어 있는 액체를 흡수할 수 있어서, 분리층이 존재하지 않을 때 보다 피부 수화도가 크게 되었다.
[실시예 10]
통기성 패널이 미쯔이 토아쯔사(Mitsui Toatsu)의 PMP-1과 같은 미세 다공성 폴리에틸렌 필름인 것을 제외하고는, 실시예6과 동일하게 기저귀를 제조하였다. 이 필름 재료는 약 4000g/㎡/24hrs의 WVTR을 가졌다.
[실시예 11]
통기성 패널이 전면 허리밴드부 및 배면 허리밴드부 모두에 존재하는 것을 제외하고는, 실시예6과 동일하게 기저귀를 제조하였다.
[실시예 12]
백시이트 전체가 미쯔이 토아쯔사의 PMP-1과 같이, 약 4000g/㎡/24hrs의 WVTR을 갖는 증기 투과성 재료로 구성한 것을 제외하고는, 실시예6과 동일하게 처리하여 기저귀를 제조하였다. 이 기저귀는 수분이 백시이트(20)를 통해 증발할 때에 차갑고 축축한 감촉을 느끼게 할 수 있다.
[실시예 13]
기저귀가 습기 전이 영역을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예6과 동일하게 기저귀를 제조하였다. 이는 통기성 패널 뒷면의 흡수체 영역을 흡수체의 나머지 영역보다 저밀도로 하거나 또는 흡수체의 두께를 통해 구멍을 갖도록 함으로써 달성된다.
[실시예 14]
제7도에 나타낸 기저귀 가먼트(200)은 백시이트층(20), 탑시이트층(30), 백시이트층과 탑시이트층 사이에 삽입된 흡수체(40)을 포함한다. 백시이트층(20)은 그에 연결되어 백시이트층을 신장시키는 통기성 패널(70)을 포함한다. 흡수체(40)은 습기 전이 영역(44)를 포함하며, 이 습기 전이 영역은 흡수체의 종단부에 연결되어 그로부터 신장한다. 임의로, 1층 이상의 분리층(50)들 흡수체(40)과 탑시이트(30) 사이에 위치시킬 수 있다.
예시적인 실시 태양에 있어서, 흡수체(40)은 서지(surge) 조절층(202), 티슈층(204) 및 보유부(206)으로 구성되는 흡수 복합체이다. 서지층(202)는 액체의 고속 방출을 신속히 모아 일시 수용한 뒤, 초기 도입점으로부터 흡수체의 다른 부위로 액체를 이동시키는 섬유 재료이다. 서지층(202)의 전형적인 실시 태양은 기본 중량 200 gsm 및 벌크 두께 0.218 cm(0.086 인치)(0.2 psi에서 측정)를 갖는 히드로필(Hydrofil) 재료로 이루어진다. 히드로필 재료는 미합중국 뉴욕주 뉴욕 시에 소재하는 알리이드-시그널사(Allied-Signal) 제품의 마크로 섬유 멜트블로운 부직 섬유웹이다. 별법으로, 서지층(202)는 200 gsm의 기본 중량 및 1.83 cm(0.72 인치)(0.2 psi에서)의 벌크 두께를 갖는 폴리에틸렌 섬유 부직웹으로 이루어질 수 있다.
보유부(206)의 예시적인 실시 태양은 3층의 부직 정합웹 및 초흡수성 재료의 입자로 이루어진다. 초흡수성 재료는 폴리아크릴레이트 히드로겔 폴리머로 이루어지고, 보유부의 35 중량%를 구성한다. 정합층들은 900 gsm의 총 기본 중량 및 1.91 cm(0.75 인치)(0.2 psi에서 측정)의 총 벌크 두께를 가졌다. 정합 재료는 목재 펄프 플러프 50 내지 63 중량% 및 멜트블로운 히드로필 섬유 또는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유 2 내지 15 중량%로 이루어진다. 고습윤 강도 티슈(204)는 21 gsm의 기본 중량 및 0.023 cm(0.009 인치)의 벌크 두께를 가진다.
기저귀의 흡수체의 전면 허리밴드는 실제로 소수성이고 비습윤성인 폴리에스테르 인조섬유(fiberfill) 재료로 이루어지는 습기 전이 영역(44)를 포함하며, 상기 재료는 보통 베개의 쿠션속으로 사용된다. 인조섬유 재료는 약 180 gsm의 기본 중량과 약 0.0417 g/cc (0.2 psi에서 측정)의 밀도를 가진다. 습기 전이 영역은 기저귀의 종방향으로 2.54 cm(1 인치), 기저귀의 횡방향으로 11.4 cm(4.5 인치)로 되어 있어서 면적 29.0 ㎠(4.5 인치2)을 덮는다.
습기 전이 영역 위에 위치한 증기 투과성 패널(70)은 칼렌더링된 멜트블로운 섬유의 내층, 및 길포드(Guilford) 편직물의 외층으로 이루어지는 복합체이다. 예시적인 실시 태양에 있어서, 길포드 직물은 2- 바(bar) 구조의 폴리에스테르 랩 편직물의 길포드 파트 19903 루우프 재료이다. 이 직물은 롬 앤드 하스사(Rohm Haas)의 AC-73 결합제 재료와 함께 분무된 40/13 폴리에스테르사(전면 바) 및 필 라멘트당 20 데니어의 모노필라멘트(후면 바)로 이루어진다. 편직물은 3.2 oz./yd2의 기본 중량을 가지며, 미합중국 노오쓰 캐롤리나주 그린스보로에 소재하는 길포드 밀스(Guilford Mills) 사에서 시판하고 있다. 결합제 재료로는 미합중국 펜실바니아주 필라델피아에 소재하는 롬 앤드 하스 캄파니사(Rohm Hass Company) 제품을 사용하였다.
[실시예 15]
실시예14에 기재된 구성을 갖는 기저귀를 제조하였다. 그러나, 이 실시예의 기저귀는 길포드 19903 편직물층으로 이루어진 탑시이트, 및 이 탑시이트에 인접하는 또다른 길포드 19903 편직물층으로 이루어진 분리층을 포함한다.
표준 비교 기저귀와 비교했을 때, 이 실시예의 방법으로 제조한 기저귀는 피부 수화도가 43% 감소된 결과를 나타내었다.
[실시예 16]
실시예15에 기재된 구성을 갖는 기저귀를 제조하였다. 그러나, 이 기저귀는 습기 전이 영역이 제8도에 나타낸 바와 같이, 흡수체의 SAM/플러프 (액체 보유 재료)에 형성된 직경 5.08 cm(2 인치)의 구멍 형태를 갖도록 변형되었다. 구멍은 흡수체의 인접 허리밴드 연부로부터 2.54 cm(약 1 인치) 가량 떨어져서 구멍의 연부가 위치하도록 배치되어 있고, 제거된 액체 보유 재료는 약 180 gsm의 기본 중량 및 약 0.43 cm(약 0.17 인치) (0.2 psi에서 측정)의 벌크 두께를 갖는 폴리에스테르 인조 섬유 재료로 대체시켰다. 표준 비교 기저귀와 비교했을 때, 이 실시예의 기저귀는 피부 수화도가 27% 감소된 결과를 나타내었다.
[실시예 17]
실시예15에 기재된 구성을 갖는 기저귀 가먼트 제조하였다. 그러나, 이 기저귀는 습기 전이 영역이 제9도에 나타낸 바와 같이, 0.218 cm(0.086 인치)의 두께를 갖는 히드로필 서지 재료층 200 gsm 및 2개의 21 gsm 티슈 재료 (총 42 gsm)으로 구성된 다층 복합체로 이루어지도록 변형되었다. 표준 비교 기저귀와 비교했을 때, 이 실시예의 기저귀는 피부 수화도가 41% 감소된 결과를 나타내었다.
[실시예 18]
실시예15에 기재된 구성을 갖는 기저귀 가먼트를 제조하였다. 그러나, 이 실시예의 기저귀는 흡수체(40) 중에 형성된 일반적인 직각 노치 형태의 습기 전이 영역을 갖도록 변형시켰다. 이 노치의 위치에서, 습기 전이 영역은 제10도에 나타낸 바와 같이, 0.183 cm(0.072 인치)의 두께를 갖는 멜트블로운 폴리에틸렌 섬유웹 200 gsm 및 2층의 21 gsm 티슈 재료로 이루어졌다. 습기 전이 영역은 16.1 ㎠(2.5 인치2)의 면적을 가졌다. 표준 비교 기저귀와 비교했을 때, 이 실시예의 기저귀는 피부 수화도가 29% 감소된 결과를 나타내었다.
[실시예 19]
2층의 길포드 19903 루우프 재료로 흡수 복합체를 제조하였다. 각 층은 108 gsm의 기본 중량 및 0.066 cm(0.026 인치)(0.2 psi에서 측정)의 벌크 두께를 가졌다. 길포드 루우프 재료를 흡수 복합체의 탑시이트 요소로 제공하였다. 길포드 루우프 재료층의 중첩은 2층의 히드로필 서지 재료이다. 이들 각 서지 재료층들은 200 gsm의 기본 중량 및 0.218 cm(0.086 인치)(0.2 psi에서 측정)의 벌크 두께를 가졌다. 서지 재료층의 중첩은 21 gsm의 티슈 재료층이다. 보유 재료의 층 영역은 티슈 재료 상에 위치하며, 흡수 복합체의 최외부를 형성하였다. 보유 재료는 초흡수성 입자 35 중량%를 함유하는 3층의 정합 재료로 이루어진다. 정합 재료는 900 gsm의 총 기본 중량 및 1.91 cm(0.75 인치)(0.2 psi에서 측정)의 총 벌크 두께를 가졌다.
흡수성 복합 재료의 시료에 합성 오줌을 이하의 데이타에 기재된 상이한 양으로 부하하여 WVTR 시험을 행하였다.
제11도의 그래프는 2차 방정식으로 구한 상기 데이타 점들을 나타낸다. 이들 데이타로부터, 3g-유체/g 흡수체의 부하량이 원하는 수준의 피부 건조도를 부여하기에 부족할 수 있는 수준으로 흡수 복합체의 WVTR을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
이 실시예의 목적상, WVTR 시험 절차를 흡수 복합체에 부하된 액체의 양을 구하기 위해서 약간 변형하였다: WVTR 컵에 증류수 100ml를 담은 후, 오븐에서 1 시간 동안 평형시키고, WVTR 컵을 평량하였다 (뚜껑/나사 제외). 이어서, 스크린 및 시험 시료를 컵 위에 올려놓고, 뚜껑을 나사로 단단히 죄었다. 합성 오줌을 시료에 부하시킨 후, 실온에서 3분 동안 평형시킨 다음, 통상의 절차에 따라 컵을 오븐에 넣었다. 오븐에서 꺼냈을 때, 뚜껑, 스크린 및 시료를 컵에서 제거하였다. 이어서, 남은 물과 함께 컵을 평량하여 WVTR을 구하였다.
[실시예 20]
섬유 정합 재료 및 초흡수성 입자로 이루어진 보유 재료의 3가지 시료를 제조하였다. 보유 재료는 약 900 gsm리 기본 중량, 약 1.91 cm(0.75 인치)(0.2 psi에서 측정)의 두께를 가졌으며, 초흡수제를 약 35 중량%로 함유하였다. 이 시료는 다음의 특성들을 나타내었다.
[실시예 21]
실시예20의 보유 재료, 이 보유 재료 상부의 티슈층, 티슈 상부의 히드로필 서지 재료층 및 서지 재료 상부의 길포드 루우프 재료 (19903)층으로 구성되는 4개의 시료를 제조하였다. 티슈는 약 21 gsm의 기본 중량 및 약 0.023 cm(0.009 인치)의 두께를 가졌다. 서지 재료는 약 200 gsm의 기본 중량 및 약 0.218 cm(0.086 인치)의 두께를 가졌으며, 길포드 루우프 재료는 약 108 gsm의 기본 중량 및 약 0.066 cm(0.026 인치)의 두께를 가졌다. 이 실시예의 시료는 다음의 특성들을 나타내었다.
[실시예 22]
티슈층, 티슈 상부의 히드로필 서지 재료층 및 서지 재료 상부의 길포드 루우프 재료 (19903)층으로 구성되는 4개의 시료를 제조하였다. 티슈는 약 21 gsm의 기본 중량 및 약 0.023 cm(0.009 인치)의 두께를 가졌다. 서지 재료는 약 200 gsm의 기본 중량 및 약 0.218 cm(0.086 인치)의 두께를 가졌으며, 길포드 루우프 재료는 약 108 gsm의 기본 중량 및 약 0.066 cm(0.026 인치)의 두께를 가졌다.
이 실시예의 시료는 다음의 특성들을 나타내었다.
[실시예 23]
티슈층, 티슈 상부의 폴리에스테르 인조 섬유 재료층 및 서지 재료 상부에 길포드 루우프 재료 (19903)층으로 구성되는 4개의 시료를 제조하였다. 티슈는 약 21 gsm의 기본 중량 및 약 0.023 cm(0.009 인치)의 두께를 가졌다. 인조 섬유 재료는 약 180 gsm의 기본 중량 및 약 0.43 cm(0.17 인치)의 두께를 가졌으며, 길포드 루우프 재료는 약 108 gsm의 기본 중량 및 약 0.66 cm(0.026 인치)의 두께를 가졌다. 이 실시예의 시료는 다음의 특성들을 나타내었다.
본 발명의 상세한 설명으로부터, 당업계의 통상 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고서 여러가지 변화 및 변형물을 만들 수 있을 것이다. 이러한 변화 및 변형도 모두 하첨한 특허 청구의 범위로 한정되는 본 발명의 영역내에 있는 것으로 간주한다.

Claims (41)

  1. 전체적으로 전면 허리밴드부, 배면 허리밴드부, 및 이들 전면 허리 밴드부와 배면 허리밴드부를 서로 연결하는 중간부로 구성되며 증기 불투과성인 백시이트층; 상기 백시이트층과 대면하여 위치한 액체 투과성 탑시이트층; 상기 백시이트층과 탑시이트층 사이에 위치하고, 비교적 낮은 수분 보유를 나타내는 습기 전이 영역을 갖는 흡수체; 및 액체 불투과성이고, 하나 이상의 상기 허리밴드부에서 상기 백시이트층에 연결되며, 상기 습기 전이 영역 중의 적어도 일부분의 위에 중첩 배열되어 있는 증기 투과성 패널을 포함하는 흡수 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 2000 g/㎡/24 hr 이상의 수증기 투과율(WVTR)을 갖는 물질로 이루어지는 흡수 제품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 4000 g/㎡/24 hr 이상의 수증기 투과율을 제공하는 흡수 제품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 5000 g/㎡/24 hr 이상의 수증기 투과율을 제공하는 흡수 제품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탑시이트층과 상기 흡수체 사이에 위치한 분리층을 1개 이상 추가로 포함하는 흡수 제품.
  6. 제5항에 있어서, 상기 분리층 및 상기 탑시이트층이 0.078 cm 이상의 총합 벌크 두께 (0.207 kPa에서 측정)를 갖는 흡수 제품.
  7. 제5항에 있어서, 상기 분리층 및 상기 탑시이트층이 0.1 내지 0.6 cm 범위의 총합 벌크 두께 (0.207 kPa에서 측정)를 갖는 흡수 제품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 5㎠ 이상의 총 증기 투과 면적을 갖는 흡수 제품.
  9. 제8항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 상기 백시이트층의 전면 허리밴드부에서 형성되는 흡수 제품.
  10. 제8항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 상기 백시이트층의 배면 허리밴드부에서 형성되는 흡수 제품.
  11. 제8항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 상기 백시이트층의 전면 허리밴드부와 배면 허리밴드부 각각에서 형성되는 흡수 제품.
  12. 제8항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 칼렌더링(calendering)된 멜트블로운(meltblown) 부직 섬유웹으로 이루어지는 흡수 제품.
  13. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 비교적 소수성의 섬유 덩어리(mass)로 이루어지는 흡수 제품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 폴리에스테르 섬유 덩어리로 이루어지는 흡수 제품.
  15. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 40g 이하의 수분 보유 지수(Moisture Retention Index)를 갖는 흡수 제품.
  16. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 30g 이하의 수분 보유 지수를 갖는 흡수 제품.
  17. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 20g 이하의 수분 보유 지수를 갖는 흡수 제품.
  18. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.2g 이하의 위킹 지수(Wicking Index)를 갖는 흡수 제품.
  19. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.1g 이하의 위킹 지수를 갖는 흡수 제품.
  20. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.05g 이하의 위킹 지수를 갖는 흡수 제품.
  21. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 복합체로 이루어지는 흡수 제품.
  22. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 다층 복합체로 이루어지는 흡수 제품.
  23. 제1항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.001 내지 0.05 g/cc 범위의 밀도 및 5 내지 300 g/㎡ 범위의 기본 중량을 갖는 섬유웹으로 이루어지는 흡수 제품.
  24. 제1항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 80% 이하의 시험 상대 습도(TRH)값을 제공하는 물질로 이루어지는 흡수 제품.
  25. 제1항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널이 75% 이하의 TRH값을 제공하는 물질로 이루어지는 흡수 제품.
  26. 제1항에 있어서, 상기 탑시이트층과 상기 흡수체 사이에 위치하고, 탑시이트층과 상기 흡수체 사이에 효과적인 유체 이동을 제공하며, 소수성인 물질로 이루어지고, 탑시이트층과 함께 0.078 cm 이상의 총합 벌크 두께를 갖는 공간 수단을 추가로 포함하는 흡수 제품.
  27. 제26항에 있어서, 상기 공간 수단이 0.04 cm 이상의 총 벌크 두께를 갖는 섬유상 물질로 이루어진 분리층을 1개 이상 포함하는 흡수 제품.
  28. 제27항에 있어서, 1층 이상의 상기 분리층이 편직물로 이루어지는 흡수 제품.
  29. 제1항에 있어서, 상기 탑시이트층과 상기 흡수체 사이에 위치하고 상기 탑시이트층과 상기 흡수체 사이에 효과적인 유체 이동을 제공하며 소수성 물질로 이루어지고 0.07 내지 0.51 cm (0.207 kPa에서 측정) 범위의 총 벌크 두께를 갖는 1층 이상의 분리층을 더 포함하며, 상기 증기 투과성 패널이 5 내지 400 ㎠ 범위의 면적을 갖는 흡수 제품.
  30. 제29항에 있어서, 상기 증기 투과성 패널 물질이 상기 흡수체 길이의 10 내지 40%를 따라 연장되는 흡수 제품.
  31. 제29항에 있어서, 상기 흡수체가 상기 증기 투과성 패널과 인접 대면하여 위치한 500 g/㎡ 이하의 복합체 기본 중량을 갖는 습기 전이 영역을 포함하는 흡수 제품.
  32. 제29항에 있어서, 상기 흡수체 중의 습기 전이 영역이 0.1 g/cc 이하의 밀도를 갖는 흡수 제품.
  33. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 40g 이하의 수분 보유 지수를 갖는 흡수 제품.
  34. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 30g 이하의 수분 보유 지수를 갖는 흡수 제품.
  35. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 20g 이하의 수분 보유 지수를 갖는 흡수 제품.
  36. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.2g 이하의 위킹 지수를 갖는 흡수 제품.
  37. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.1g 이하의 위킹 지수를 갖는 흡수 제품.
  38. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.05g 이하의 위킹 지수를 갖는 흡수 제품.
  39. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 상기 증기 투과성 패널과 함께 작용가능하게 위치하고, 5 내지 300 gsm 범위의 평균 기본 중량을 갖는 흡수 제품.
  40. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.001 내지 0.05 g/cc 범위의 평균 밀도를 갖는 흡수 제품.
  41. 제29항에 있어서, 상기 습기 전이 영역이 0.51 cm(0.02인치)이상의 벌크 두께를 갖는 흡수 제품.
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