KR100240359B1 - 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 특정한 입경 분포를 갖는 흡수 구조물 - Google Patents

초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 특정한 입경 분포를 갖는 흡수 구조물 Download PDF

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캐롤 로이 도날드
레인 드라구 제리
버나드 길케슨 개리
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데이비드 엠 모이어
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Abstract

본 발명은 초흡수 물질 또는 미립상 물질 조성물을 함유하는 흡수 구조물에 관한 것이다. 미립상 물질 조성물은 용액 중합법에 의해서 형성되고 무기질 분말과 혼합된, 비교적 좁은 특정한 입경분포를 갖는 초흡수성 하이드로겔-형성물질의 입자를 포함한다. 초흡수 물질의 입자는 본원에 기술된 체질 시험에 따라서 시험할 경우, 이들의 적어도 약 70중량%가 297㎛의 체눈을 갖는 미합중국표준 50메쉬(mesh)체를 통과하고 88㎛의 체눈을 갖는 미합중국표준 170메쉬 체에는 걸러지는 크기를 갖는다. 무정형 실리카와 같은 무기질 분말은 초흡수 물질 100부당 약 0.1 내지 5부의 양으로 초흡수 물질의 입자와 혼합된다. 본 발명의 흡수 구조물은 기저귀, 실금자용 팬티 등과 같은 1회용 흡수제품에 유용하다.

Description

[발명의 명칭]
초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 특정한 입경 분포를 갖는 흡수 구조물
[발명의 분야]
본 발명은 미립상의 초흡수성 하이드로겔-형성 물질을 함유하는 흡수 구조물에 관한 것이다. 본 발명의 흡수 구조물은 기저귀, 성인 실금자용 패드와 같은 일회용 흡수제품에 특히 유용하다. 더욱 특히, 본 발명은 무기 분말과 혼합된 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 특정한 입경 분포를 갖는 흡수 구조물에 관한 것이다.
[발명의 배경]
본원에 사용된 “초흡수성 하이드로겔-형성 물질”은 물 및 신체 배설물과 같은 다량의 유체를 흡수하여 하이드로겔을 형성할 수 있는 실질적으로 수-불용성, 흡수성 중합체 조성물을 의미한다. 이러한 물질은 또한 일반적으로 흡수된 유체를 통상의 압력 하에서 저장할 수 있다. 초흡수성 하이드로겔-형성 물질을 또한 “초흡수성 물질”, “하이드로콜로이드”, 또는 “흡수성 겔화 물질”이라고도 불린다.
이러한 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 흡수특성, 및 이러한 물질의 가격으로 인하여 이들은 흡수제품, 특히 일회용 기저귀와 같은 일회용 흡수제품에 사용하기에 특히 유용하다. 흡수제품에 미립상 초흡수성 하이드로겔-형성 물질을 사용하는 몇몇의 예가 1972년 6월 13일자로 하퍼(Harper)등에게 허여된 미합중국 특허 제3,699,103호 및 1972년 6월 20일자로 하몬(Harmon)에게 허여된 미합중국 특허 제3,670,731호에 기술되어 있다.
몇몇 일회용 흡수제품에 있어서, 더욱 얇은 제품을 제조하는 것이 요망된다. 더욱 얇은 제품은 착용자에게 편안함을 줄 수 있다. 제품의 전체적인 유체 저장용량을 유지하면서 더욱 얇은 제품을 제조하는 한가지 방법은 제품의 흡수 코어 중의 섬유 함량을 감소시키는 동시에 코어중의 미립상 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 양을 증가시키는 것이다.
그러나, 지금까지 사용된 초흡수성 물질을 함유하는 제품(특히, 약 25중량% 이상의 고농도의 초흡수성 물질을 갖는 것들)에 있어서, 흡수제품에 초흡수성 물질을 혼입시키는 것과 흡수제품의 유체 흡수 속도 및 분배 속도와의 상극관계는 불가피한 것이었다. 미립상 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 표준 벌크 입경 분포를 갖는(특히 이러한 물질이 고농도로 존재하는) 일회용 흡수제품은 그의 유체 흡수 속도가 통상적인 셀룰로즈 섬유 웹보다 낮을 수 있다는 한계를 갖는다. “유체 흡수속도”란 용어는 유체가 흡수제품의 평면으로의 방향(즉, “z-방향”)으로 흡수되는 속도를 의미한다. 이것은 미립상 초흡수성 하이드로겔-형성 물질이 비교적 큰 평균입경을 가질 경우에 특히 사실이다.
이러한 흡수제품의 유체 흡수 속도는 제품중의 초흡수성 물질 입자의 평균크기를 감소시킴으로써 실질적으로 증가시킬 수 있다. 그러나, 매우 작은 입자들(또는 “미립자”)이 액체와 접촉한 직후 팽화될 경우, 섬유 웹에 혼입된 입자들은 웹의 섬유간 모세관 내로 쉽게 유입되는 경향이 있다. 또한, 팽화되거나 부분적으로 팽화된 미립자들은 유체 표면 장력에 의해 함께 유지되는 응고된 겔 덩어리를 형성할 수도 있으므로, 이로 인해 겔 차단막을 형성한다. 이러한 경우, 유체 흐름관이 섬유 웹 내에서 차단되거나 또는 겔 덩어리에 의해 구조물을 통해 흐르는 유체 흐름의 저항성은 증가하게 되고, 따라서 투과성이 현저하게 감소하게 된다. 이러한 흡수 구조물의 평면(“x-y” 평면)중에서 유체의 이동을 1차적으로 차단하는 현상을 보편적으로 “겔 블록킹(gel blocking)” 현상이라고 한다. 또한, 이러한 흡수제품은 유체를 신속하고 효율적으로 처리(즉, 유체의 흡수, 분배 및 저장)할 수 없으므로, 불량제품이 되는 가능성을 증가시킬 수 있다.
초흡수성 물질을 흡수제품에 배합시키는 것과 관련된 문제를 해결하려 많은 노력들이 있었다. 예를 들면, 1985년 11월 10일자로 공고된 켈렌베르거(Kellenberger)의 유럽 특허 공고 제0 339 461호에는 흡수제품의 기공 크기에 특히 관련된 초흡수성 물질의 크기를 선택하려는 연구가 기술되었다. 1987년 10월 13일자로 켈렌베르거에게 허여된 미합중국 특허 제4,699,823호에는 흡수층의 두께의 적어도 일부를 통해서 양의(Positive) 농도 구배를 갖는 초흡수성 물질의 분포가 기술되었다. 채터지(Chatterjee) 등의 미합중국 특허 제4,105,033호 등과 같은 다른 연구들은 입경에 관한 것이다. 예를 들어, 메섹(Mesek) 등의 미합중국 특허 제4,102,340호, 맥파를랜드(Mcfarland) 등의 미합중국 제4,604,313호 및 야마사키(Yamasaki) 등의 미합중국 특허 제4,666,975호와 같은 다수의 다양한 연구들은 입자 크기에 관한 것이다.
또한 다른 연구들은 무기 분말 또는 다른 물질들을 초흡수성 물질의 입자에 첨가함으로써 초흡수성 물질의 다양한 특성들을 개선시키는 방법에 관한 것이다. 이러한 연구들의 몇몇 예는 듀체인(Duchane)에게 허여된 미합중국 특허 제3,932,322호, 카라미(Karaimi)에게 허여된 미합중국 특허 제4,055,184호, 쯔바키모토(Tsubakimoto)등에게 허여된 미합중국 특허 제4,286,082호, 및 맥킨리(Mckinley)등에게 허여된 미합중국 특허 제4,500,670호이다.
그러나, 이러한 선행연구들은 x-y 평면 및 z-방향으로의 유체의 이동속도에 관련된 문제를 적절하게 이해하고 소개한 것으로 보이지 않는다.
본 발명은 미립상 초흡수성 하이드로겔-형성 물질을 함유하고 개선된 유체흡수 속도 및 분배 속도를 갖는 개선된 흡수구조물 및 흡수제품을 제공함으로써 상기 문제를 해결하려고 한다.
[발명의 요약]
발명은 바람직하게는 무기 분말과 혼합된 미립상 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 비교적 좁은, 특정한 입경 분포를 갖는 고성능 흡수 구조물을 제공한다. 본 발명의 흡수 구조물은 일회용 흡수제품에 특히 유용하다.
본 발명의 흡수제품은 액체 투과성 상명시이트, 상명시이트에 결합된 액체불투과성 배면시이트, 및 상명시이트와 배면시이트 사이에 위치한 흡수 코어를 포함한다. 흡수 코어는 적어도 부분적으로 본 발명의 흡수 구조물을 포함한다. 흡수구조물은 1차 구조물 및 미립상 물질 조성물을 포함한다. 미립상 물질 조성물은 용액 중합법에 의해서 형성된, 실질적으로 수-불용성, 흡수성 하이드로겔-형성 중합체물질과 무기 분말을 상호 결합된 형태로 포함한다. 이러한 중합체 물질은 본원에 기술된 체질 시험법(Sieving Test)에 따라서 시험할 경우 그의 입자들의 적어도 약 70중량%가 297μ의 체눈(opening)을 갖는 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 88μ의 체눈을 갖는 미합중국 표준 170메쉬 체에 걸러지는 크기의 입자를 갖는다. 무기 분말은 바람직하게는 미세 무정형 실리카이다. 무기 분말은 중합체 물질의 약 0.1 내지 약 5중량%의 양으로 중합제 물질의 입자와 혼합된다.
바람직한 양태에서, 상기 중합체 물질입자는 본원에 기술된 중량% 분석(Weight Percentage Analysis)에 따라 선택된 흡수 코어의 적어도 하나의 25㎝2의 부분 중에 중합체 물질 입자의 약 25 내지 약 90중량%의 농도로 분포된다.
본 발명은 초흡수성 하이드로겔-형성 물질을 함유하는 흡수 구조물의 유체처리에 있어 다수의 문제점들을 극복할 수 있는 것으로 생각된다.
임의의 특정한 이론에 결부시키고 싶진 않지만, 입자가 큰 초흡수성 물질에 있어서 적합한 유체 흡수 속도를 제공하는 능력이 부족한 것은 초흡수성 물질의 큰입자들의 표면적 대 질량의 비가 작다는 특성에 기인하는 것으로 생각된다.
표면적 대 질량비 즉, 유체 흡수 속도는 벌크 흡수 물질 중에서 입자의 평균크기를 감소시킴으로써 실질적으로 증가시킬 수 있다. 본 발명의 흡수 구조물에 혼입된 좁은 입경 분획은 큰 입자들을 함유하지 않기 때문에, 본 발명의 흡수성 구조물은 유체를 신속하게 흡수하고 저장할 수 있다. 또한, 매우 미세한 초흡수성물질 입자들이 감소하기 때문에, 유체의 분배 속도는 벌크 입경 분포에 비해서 크게 개선된다.
임의의 특정한 이론에 결부시키고 싶진 않지만, 초흡수성 물질 입자에 무기분말을 첨가함으로써 하나이상의 메카니즘에 의해 유체 처리 속도는 더욱 증가하는 것으로 생각된다. 무기 분말은 초흡수 입자들의 효율적인 겔 강도를 증가시킬 수 있다. 이러한 무기 분말은 경수에 따라서, 또는 추가적으로, 유체의 분배를 촉진시키는 계면활성제로서 작용한다. 이러한 미세 무기 분말의 높은 비표면적(표면적/단위질량)은 또한 흡수 구조물을 통해서 유체를 이동시키는 구동력을 증가시킬 수 있다. 다른 메카니즘도 또한 가능하다.
[도면의 간단한 설명]
본 명세서는 본 발명을 특정적으로 지적하려 개별적으로 청구한 특허청구범위에 의해 종결되지만, 본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 하기 기술되는 설명으로부터 보다 완전히 이해할 수 있는 것으로 생각된다.
제1도는 본 발명의 층상화된 흡수 구조물을 나타내는 부분 확대단면도이다.
제2도는 기저귀의 하부 흡수 코어(본 발명의 흡수 구조물의 양태)를 더욱 명확히 나타내기 위해 상부시이트의 대부분이 절단된 본 발명의 일회용 기저귀 양태의 평면도이다.
제3도는 제2도의 절취선 3-3을 따라서 취한 일회용 기저귀의 흡수코어만을 나타낸 측면도이다.
제4도는 제2도의 절취선 4-4를 따라서 취한 일회용 기저귀의 흡수코어만을 나타낸 측면도이다.
제5도는 제2도에 나타낸 일회용 기저귀에서 흡수 코어로서 사용된 본 발명의 흡수 구조물의 투시도이다.
제6도는 본 발명의 또 다른 양태의 2중층 흡수코어를 나타내는 투시도이다.
제7도는 제6도의 절취선 7-7을 따라서 취한 제6도의 2중층 흡수코어의 단면도이다.
제8도는 본 발명의 흡수코어의 또 다른 추가의 양태를 나타내는 평면도이다.
제9도는 본 발명의 흡수코어의 기타 또 다른 양태를 나타내는 투시도이다.
제10도는 제9도에 나타낸 흡수코어를 함유한 본 발명의 일회용 기저귀양태의 절단 투시도이다.
제11도는 포획 대역의 형태의 한가지 양태를 나타내는 본 발명에 따른 흡수코어 일부의 평면도이다.
제12도 및 13도는 요구 흡수성 시험법(Demand Absorbency Test Method)에 사용된 장치의 개략도이다.
제14(a)도 및 제14(b)도는 본 발명에서 흥미있는 상이한 형태의 유체 처리를 나타낸 확대된 개략도이다.
제15도는 50중량% 초흡수성 물질/50중량% 셀룰로즈 섬유 구조물 중에서 다양한 입경 분포를 특징으로 하는 초흡수성 물질의 유체 처리를 나타낸 도표이다.
제16도는 표 4의 실시예 1 내지 3 및 대조실시예 C1내지 C3의 데이타를 도표로 나타낸 것이다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 일회용 흡수제품에 사용할 수 있는 흡수구조물을 제공한다.
본 발명의 흡수 구조물은 초흡수성 물질의 입자 또는 미립상 물질 조성물을 함유한다. 미립상 물질 조성물은 소량의 무기 분말과 혼합된 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 입자를 포함한다. 본 발명의 흡수 구조물에 사용된 초흡수성 물질은 비교적 좁은, 특정한 입경 분포를 갖는다.
본 발명의 흡수 구조물은 미립상 초흡수성 물질의 일반적인 벌크 입경 분포를 갖는 흡수 구조물보다 더욱 높은 유체 흡수 및 분배 속도를 갖는다. 본 발명의 흡수 구조물은 또한 초흡수성 물질만을 함유하는 흡수 구조물(동일한 입경 분포를 가짐)보다 더욱 높은 유체 흡수 및 분배 속도를 갖는다. “표준 벌크 입경 분포”라는 용어는, 시판용 초흡수성 물질의 공급자로부터 제공되는 전형적인 범위의 입자 크기를 의미한다.
[미립상 물질 조성물 및 본 발명의 흡수 구조물]
[미립상 물질 조성물]
미립상 물질 조성물은 소량의 무기 분말과 혼합된 초흡수성 하이드로겔-형성물질의 입자를 포함한다.
본 발명에 사용되는 초흡수성 하이드로겔-형성 물질은 물 및 신체 배설물과 같은 다량의 유체를 흡수하고 이들을 처리하여 하이드로겔을 형성할 수 있는 실질적으로 수-불용성, 흡수성 중합체 물질이다. 이러한 물질은 또한 일반적으로 흡수된 유체를 통상의 압력하에서 저장할 수 있다. 초흡수성 하이드로겔-형성 물질은 또한 단순히 “초흡수성 물질”, “중합체 물질”, “하이드로콜로이드” 또는 “흡수성 겔화물질”이라고도 한다. 본 발명에 유용한 초흡수성 하이드로겔-형성 중합체 물질의 형태는 매우 다양할 수 있다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 초흡수성 하이드로겔-형성 물질은(건조 상태의) 초흡수성 물질의 단위 g당 적어도 약 18 내지 20g, 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 25g의 합성뇨를 흡수할 수 있는 흡수능(본원에 기술된 시험에 의해 측정함)을 갖는다. 전형적으로, 본 발명에 사용되는 초흡수성 하이드로겔-형성 물질은 초흡수성 물질의 단위 g당 합성뇨 약 30 내지 약 45g의 흡수능을 갖는다. 이러한 범위의 흡수능을 갖는 초흡수성 하이드로겔-형성 물질은 그들이 사용상태와 유사한 통상의 압력하에서 뇨와 같이 다량의 흡수된 신체 배설물을 저장할 수 있기 때문에 흡수구조물 및 흡수제품에 사용하기에 특히 유용하다.
본원에 기술된 특정한 입경 분포를 구체화하는 것으로 제한되지는 않지만, 본 발명에 유용한 초흡수성 하이드로겔-형성 중합체 물질 및 그의 제조방법의 몇 가지 일반적인 형태는 1988년 4월 19일자로 브랜트(Brandt) 등에게 재허여된 “흡수 구조물에 사용하기 위한 하이드로겔-형성 중합체 조성물”이란 명칭의 미합중국 재특허 제32,649호에 더욱 상세하게 기술되어 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 입자의 일반적인 형태는 또한 도날드 캐롤 로이(Donald Carroll Roe) 등의 명의로 출원된 “미세 전구체의 입자간 가교 결합된 응집체를 갖는 입상 중합체 조성물”이란 명칭의 미합중국 특허원 제07/502,942호, 도날드 캐롤 로이 등의 명의로 출원된 “다공성, 흡수성 중합체 미세 구조물 및 그의 제조 방법”이란 명칭의 미합중국 특허원 제07/503,393호, 프랭크 헨리라만(Frank Henry Lahrman) 등의 명의로 출원된 “입자간 가교 결합된 응집체를 함유하는 중합체 조성물의 제조방법”이란 명칭의 미합중국 특허원 제07/503,499호, 찰스 존 베르그(Charles John Berg) 등의 명의로 출원된 “입자간 가교 결합된 응집체를 함유하는 흡수부재”란 명칭의 미합중국 특허원 제07/503,500호, 프랭크 헨리라만 등의 명의로 출원된 “입자간 가교 결합된 응집체를 함유하는 흡수제품”이란 명칭의 미합중국특허원 제07/503,501호, 1990년 4월 2일자로 찰스존 베르그 등의 명의로 출원된 “입자간 가교 결합된 응집체를 함유하는 미립상 흡수성 중합체 조성물”이란 명칭의 미합중국 특허원 제07/503,506호에 “전구체”라고 불리는 입자들일 수 있다. 이러한 출원 중인 특허출원서는 선택적으로 “입자간 가교 결합된 응집체”특허출원서라고도 불린다. 상기 브랜트 등의 출원서 및 이러한 출원중인 출원서 모두는 본원에 참고로 인용되었다.
초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 입자들은 선택적으로 상기 언급된 입자간 가교 결합된 응집체 특허출원에 기술된 바와 같이 표면 처리될 수 있다. 따라서 초흡수성 물질의 입자들은 본원에 참고로 인용된, 1989년 4월 25일자로 알렉산더(Alexander) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,824,901호에 기술된 바와 같이 표면 처리될 수 있다. 표면 처리될 경우, 초흡수성 물질의 입자들은 바람직하게는 본원에 참고로 인용된, 1987년 5월 19일자로 쯔바키모토 등에게 허여된 “흡수제품”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,666,983호, 및 1988년 3월 29일자로 쯔바키모토 등에게 허여된 “흡수제”란 명칭의 미합중국 특허 제4,734,478호에 개시된 바와 같이 표면 가교 결합된다. 상기 쯔바키모토 등의 특허 제4,666,983호에 개시된 바와 같이, 초흡수성 물질의 입자는 표면 가교결합 형성제를 입자 상에 적용시키고 입자의 표면 상에서 표면 가교결합 형성제와 중합체 물질을 반응시킴으로써 표면 가교 결합될 수 있다.
초흡수성 하이드로겔-형성 물질은 브랜트 등에게 허여된 상기 특허에 기술된 추출가능한 중합체 물질을 가질 수 있다.
초흡수성 하이드로겔 형성 물질의 입자로서 사용하기에 바람직한 중합체 물질들은 카복실 그룹을 지닌다. 이러한 중합체들로는 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체, 부분적으로 중화된 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체, 전분-아크릴산 그라프트 공중합체, 부분적으로 중화된 전분-아크릴산 그라프트공중합체, 비누화된 비닐 아세테이트-아크릴산 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 상기 임의의 공중합체들의 약간 가교 결합된 망상구조의 생성물, 부분적으로 중화된 폴리아클릴산, 및 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 약간 가교 결합된 망상구조의 생성물을 들 수 있다. 이러한 중합체들은 개별적으로 사용하거나, 또는 2개 이상의 단량체, 화합물 등의 혼합물 형태로 사용할 수 있다 이러한 중합체들의 실례는 본원에 참고로 인용된 미합중국 특허 제3,661,875호, 제4,076,663호, 제4,093,776호, 제4,666,983호, 및 제4,734,498호에 기술되어 있다.
초흡수성 하이드로겔 형성 물질의 입자들로서 사용하기에 가장 바람직한 중합체 물질들은 부분적으로 중화된 폴리아크릴산 및 그로부터의 전분 유도체들의 약간 가교 결합된 망상구조의 생성물이다. 가장 바람직하게, 상기 입자들은 약 50 내지 약 95%, 바람직하게는 약 75%의 중화된, 약간 가교 결합된 망상구조의 폴리아크릴산(예를 들면, 폴리(나트륨 아크릴레이트/아크릴산))을 포함한다.
개개의 중합체 물질의 입자들은 통상적인 방식으로 형성될 수 있다. 개개의 전구체 입자들을 제조하기 위한 전형적이면서도 바람직한 방법은 1988년 4월 19일자로 브랜트(A. Brands) 등에게 재허여된 미합중국 재특허 제32,649호; 1987년 5월 19일자로 쯔네오 쯔바끼모토(Tsuneo Tsubakimoto), 다다오 시모무라(Tadao Shimomura) 및 요시오 이리에(Yoshio Irie)에게 허여된 “흡수제품”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,666,983호; 및 1986년 11월 25일자로 쯔네오 쯔바끼모토(Tsuneo Tsubakimoto), 다다오 시모무라(Tadao Shimomura) 및 요지오 이리에(Yoshio Irie)에게 허여된 “가교 결합된 중합체의 연속적인 제조방법”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,625,001호에 기술되어 있다. 이러한 특허 문헌들은 본문에 참고로 인용되어있다.
중합체 입자들을 형성하기 위한 바람직한 방법들은 역상 중합(reverse phase polymerization; “inverse phase polymerization” 또는 “유화중합”이라고도 한다)과 반대의 방법인 수용액 또는 기타 다른 액상 중합 방법을 포함하는 것들이다. 상기 인용된 미합중국 재특허 제32,649호에 기술된 바와 같이, 수용액 중합은 전구체 입자들을 형성시키는 중합을 수행하기 위하여 수성 반응 혼합물을 사용하는 것을 수반한다.
본 발명의 흡수 구조물 내로 혼입된 초흡수성 하이드로겔-형성 물질은 미립상 형태이다. 본원에 “미립상”이란 용어는 초흡수성 하이드로겔-형성 물질이 “미립상”라고 불리는 개별적인 단위들의 형태로 존재하는 것을 의미한다. 이러한 입자들은 미립자, 가구, 구형입자, 응집체 또는 집합체를 포함할 수 있다. 그러나, 본원에 기술된 입자들은 전형적으로 대부분 응집되지 않은 것이다. 입자들은 입방체, 다면체, 구형, 원형, 각상형태, 불규칙한 형태, 또는 랜덤한 크기를 갖는 불규칙한 형태(예를 들면, 연마 또는 미분시킨 가루 제품) 등과 같은 임의의 목적하는 형태를 가질 수 있다.
초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 입자들의 크기 분포는 흡수 구조물의 성능에 매우 중요하다. 이는 비교적 높은 농도의 미립상 초흡수성 하이드로겔-형성 물질을 함유하는 흡수 구조물의 경우에 특히 적용된다. 흡수구조물의 전체 유체 흡수 및 분배에 대한 초흡수성 하이드로겔 형성 물질 입자의 영향은 농도가 더욱 높은 경우에 크게 증가하는데 그 이유는 초흡수성 물질에 의해 발생되는 유체 흡수 및 분배속도와 저장용량에 대한 나쁜 영향을 상쇄시키기 위해 섬유의 함량이 감소되기 때문이다.
초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 큰 입자들은 매우 느리게 팽화되고 잠재적인 유체 흡수속도(즉, 유체가 흡수 구조물에서 z-방향으로 흡수되는 속도)를 크게 감소시킨다. 매우 작은 입자(또는, 미립자)는 신속하게 팽화되는 경향이 있지만, 모세관으로 쉽게 흡수되어 구조물의 투과성을 감소시키고 구조물을 통한(특히 x-y 평면으로) 유체의 분배 속도를 크게 감소시킨다. 또한, 미립자의 농도가 높은 경우에는 종종 겔 덩어리로 응집되어 유체가 분배되는 것을 차단할 수 있다. 이러한 미립자로 인해 발생하는 현상을 “겔-블록킹”이라고 한다.
초흡수성 하이드로겔-형성 물질을 함유하는 흡수 구조물에 비교적 좁은, 특정한 입경 분포를 사용함으로써, 상기 언급된 크고 작은 입자로 인한 유체 처리에 대한 한계를 크게 감소시키고 제거할 수 있다. 특정한 이론에 결부시키고 싶진 않지만, 평균입경은 흡수제품의 잠재적인 유체 흡수 속도를 크게 좌우한다. 이는 유체 흡수 속도가 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 단위질량에 대한 전체 표면적에 의존함으로 인하여 사실이다. 입경의 범위(또는 입자크기의 “분포폭”)는 흡수구조물의 잠재적인 유체 흡수 속도 및 분배속도 모두에 영향을 준다. 이상적으로는, 입경의 분포폭은 매우 작아야 한다.
본 발명은 약 110 내지 300㎛ 범위에 중심을 둔 입경분포에 관한 것이며 이때, 가장 바람직한 평균입경은 크기는 약 125 내지 250㎛이다. 폭은 입자들의 적어도 약 95% 가 100㎛의 평균 입경 내에(하한치로는 50㎛ 내에) 존재하는 것이어야 한다. 가장 바람직한 것은 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 적어도 약 95% 중량%가 95㎛의 평균 입자 크기(하한치로는 50㎛)내에 존재하는 것이다.
본 발명에 사용되는. 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 특정한 입경 분포는 입자들의 실제적인 크기를 사용하려 나타낼 수 있다. 입자들의 실제적인 크기를 측정하는데 적합한 방법은 본원에 참고로 인용된, 입자간 가교 결합된 응집체 특허출원서 중 몇몇에 더욱 상세하게 설명되어 있다. 그러나, 실제적인 입자 크기를 측정하는 것은 이러한 입자들에 가질 수 있는 상이한 형태 및 크기로 인해 복잡할 수 있다. 따라서, 이를 단순화시키기 위해서, 본 발명의 흡수 구조물에서 입자 크기는 다른 방범으로 표시한다.
본 발명에서 “입경”이란 용어는 본원에 더욱 상세하게 설명된 체질 시험에 따라서 체크기 분석에 의해 측정된 입경을 의미한다. 하기 기술된 바와 같이 샘플입자를 체질하고, 그 결과를 기록하였다. 구형이 아닌 입자들에 있어서, 체질 시험은 단지 특정한 입자의 특정한 크기만을 측정할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 이러한 체를 사용한 크기 분석은 사용된 체의 특성에 의해서 2가지의 동등한 방법으로 나타낼 수 있다.
입자 크기를 나타내는 한가지 방법은 체중의 체눈의 크기에 의한 것이다. 예를 들면, 149㎛의 체눈을 갖는 체로 걸러지는 입자는 본 발명에서, 149㎛ 이상의 입경을 갖는 것으로 간주된다. 297㎛의 체눈을 갖는 체는 통과하고 149㎛의 체눈을 갖는 체로 걸러지는 입자는 149 내지 297㎛의 입경을 갖는 것으로 간주된다. 149㎛의 체눈을 갖는 체를 통과하는 입자는 149㎛ 이하의 입경을 갖는 것으로 간주된다.
체질 분석에 의해서 입경을 나타내는 또 다른 방법은, 체에 사용되는 명의로 표시하는 것이다. 예를 들면, 미합중국 표준 # 50 체를 통과하고 표준 # 100 체에 걸러지는 입자는 50/100 메쉬 크기로 간주된다. 본 발명의 바람직한 양태에서 사용된 특정한 입자 크기 분포는 다음과 같으며, 반드시 이들로 제한된 것은 아니다:35/170 메쉬, 35/140 메쉬, 35/120 메쉬, 40/100 메쉬, 40/120 메쉬, 40/140 메쉬, 40/170 메쉬, 50/170 메쉬, 50/140 메쉬, 50/120 메쉬, 50/100 메쉬, 45/120 메쉬, 45/140 메쉬, 44/170 메쉬, 45/100 메쉬, 60/100 메쉬, 60/120 메쉬, 50/70 메쉬, 60/80메쉬 및 70/100 메쉬. 가장 바람직하게는, 50/100 메쉬, 50/120 메쉬, 50/140 메쉬, 50/170 메쉬, 45/120 메쉬, 45/140 메쉬, 60/100 메쉬, 60/120 메쉬, 50/70 및 60/80 메쉬의 입경 분포를 사용한다.
상기 방법들 중 하나에 의해서 기술된 결과는 체의 크기 표 및 상응하는 값을 사용함으로써 다른 방법으로 쉽게 기술할 수 있다. 이러한 체의 크기 표는 본원에 참고로 인용된 문헌[Perry′s Chemical Engineer′s Handbook, Sixth Ediction(McGraw-Hill Book Company, 1984) pg 21-15]중의 표 21-6에서 찾을 수 있다. 따라서, 상기 체의 체눈 크기에 의해서 표시된 바람직한 입경은 하기 표와 같이 요약할 수 있다. 그러나, 하기 표의 왼쪽 컬럼에 기재된 각 메쉬의 숫자가 낮을 수록 표의 오른쪽 컬럼에 기재된 입자의 크기는 증가한다는 것을 이해하여야 한다.
[표 1]
대부분의 체질 시험에서, 한가지 시험 중에서 체를 통과하거나 체에 걸러지는 특정한 입자가 또 다른 동일한 시험에서는 그렇지 않을 수 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 이는 각각의 시험에서 입자의 형태 및 체의 체눈에 대한 상이한 배향에 기인할 수 있다 이로 인하여, 시험 결과는 일반적으로 하나의 크기의 체를 일반적으로 통과하고 다른 크기의 체에는 걸러지는 입자의 중량%로 표시한다. 본 발명에서, 바람직하게는 약 20중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 10중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 5중량% 이하의 입자들은 50 메쉬 체 보다 크거나 170 메쉬 체보다 작아야 한다.
상기 기술된 특정한 입경 분포는 임의의 적합한 방법에 의해서 작성할 수 있다. 이러한 특정한 입경 분포는 체질에 의해서 적어도 비교적 적은 양으로 제조할 수 있다.
상기 기술된 특정한 입경 분포 모두에서 초흡수성 물질은 미세한 무기 분말과 혼합할 수 있다. 미세한 무기 분말 입자는 전형적으로 중합체 입자의 표면에 접착되어 복합 흡수 입자를 형성하거나, 또는 물리적 혼합에 의해서 중합체 입자와 느슨하게 결합될 수 있다.
미세한 무기 분말, 또는 단순히 “무기 분말”은 임의의 무기 분말을 포함할 수 있다. 적합한 무기질 분말은, 실리카, 이산화실리콘, 무정형 실리카, 알루미나, 이산화타나늄, 카올린과 같은 점토 및 몬모릴로나이트(Montmorillonite) 점토에 한정되는 것이 아니라, 본원에 참고로 인용된, 상기 1981년 8월 25일자로 쯔바키모토에게 허여된 미합중국 특허 제4,286,082호 또는 1985년 2월 19일자로 맥킨리 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,500,670호에 기술된 무기 물질, 또는 상기 무기 물질 등의 임의의 혼합물도 포함할 수 있다(그러나, 상기 특허가 본 발명의 흡수 구조물을 기술한 것이라는 의미가 아니다). 바람직하게는, 본원에 사용된 무기 분말은, 일본국 니폰 에어로실(Nippon Aerosil)사에게 제조한 에어로실 200이라고 하는 형태의 제품과 같은 미세한 무정형 실리카를 포함한다.
무기 분말의 입경은 바람직하게는 약 1㎛미만, 더욱 바람직하게는 약 0.1㎛미만이다. 무기 분말의 입경은 정확하고 신뢰성 있는 방법에 의해서 측정한다(그러나, 무기 분말의 입경은 일반적으로 너무 작기 때문에 본원에 기술된 체질 시험에 따라서 측정된 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다.).
무기 분말은 바람직하게는 초흡수성 물질 입자들의 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 5%의 양(즉, 초흡수성 물질 100부당 약 0.1 내지 약5부)으로 혼합한다. 무기 분말은 실질적으로 건조된 상태의 초흡수성 물질 입자와 혼합되거나, 또는 초혼수 중합체 입자 100중량부에 대해 약 10중량부의 물을 첨가하여 혼합될 수 있다.
무기 분말 및 초흡수성 물질은 임의의 적절한 방법으로 혼합될 수 있다. 적합한 방법은 물리적 혼합 및 상기 쯔바키모토에게 허여된 미합중국 특허 제4,286,082 및 맥킨리 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,500,670호에 기술된 방법을 포함하지만, 이 방법들로 한정된 것은 아니다.
초흡수성 물질 입자 및 무기 분말의 혼합물을 본원에서는 “미립상 물질 조성물”이라고 기술한다. 무기 분말 입자가 중합체 입자의 표면에 접착될 경우, 그들은 응집체 또는 집합체를 형성할 수 있다. “미립상 물질 조성물”이란 용어는 중합체입자 및 무기 분말이 혼합될 수 있는, 응집물과 같은 것을 포함하는 모든 배합물을 포함한다. 응집물의 경우, 미립상 물질 조성물중의 입자는 “복합 흡수 입자”라고 할 수 있다.
미립상 물질 조성물은 상기 기술된 무기 분말과 혼합되지 않은 초흡수성 물질을 함유하는 흡수제품과 비교하여 흡수제품에 특정한 유리한 성질을 제공한다. 유리한 성질은 미립상 물질 조성물이 흡수 구조물에 혼입될 경우 가장 뚜렷하게 나타난다.
본원에 기술된 특정한 입경 분포는 흡수 구조물의 유체 처리속도를 증가시킨다. 특정한 좁은 입경 분포를 갖는 입자들에 무기 분말을 첨가함으로써 이러한 흡수 구조물의 유체 처리속도는 추가로 증가된다. 상기 언급된 유리한 성질들은 벌크 입경 분포를 갖는 초흡수성 물질만을 함유하는(즉, 무기 분말을 첨가하지 않은)흡수 구조물과 비교할 경우 또한 뚜렷하게 나타난다.
또한 무기 분말을 사용함으로써 흡수 구조물에 더욱 넓은 입경 분포를 갖는 초흡수성 물질을 사용하여도 무기 분말과 혼합되지 않은 더욱 좁은 입경 분포를 갖는 초흡수성 물질 입자를 함유하는 흡수 구조물에서 얻어지는 것과 유사한 결과를 얻을 수 있다.
이러한 복합 흡수 구조물에 의해 제공된 유리한 점은 다수의 상이한 농도를 갖는 초흡수성 물질을 갖는 흡수 구조물에서 발견된다. 그러나, 이러한 유리한 점은 초흡수성 물질을 높은 농도로 함유하는 흡수 구조물(예를 들면, 흡수제품의 몇 부분이 약 25중량% 이상의 초흡수성 물질의 농도를 가질 경우)에서 특히 뚜렷하게 나타난다. 또한, 더욱 높은 농도(예를 들면, 50중량%)의 초흡수성 물질을 갖는 흡수 구조물에서는 유리한 점들이 증가한다.
[본 발명의 흡수 구조물]
초흡수성 물질 또는 상기 기술된 미립상 물질 조성물은 다른 물질들과 함께 사용되어 제1 내지 11도에 나타낸 것과 같은 개선된 흡수 구조물을 형성한다. 본 발명의 흡수 구조물은 흡수 구조물에서 그의 용도와 관련되어 본원에 기술되지만, 잠재적인 흡수 구조물의 적용은 본원에 기술된 특정한 흡수 구조물에 한정된 것이 아니란 것을 이해해야 한다.
본 발명의 흡수 구조물은 액체를 흡수하고 저장할 수 있는 제품이다. 이러한 액체는 물 및 특정한 신체 배설물일 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 하기 2 단자에 기술된 형태의 흡수제품에 사용될 경우, 흡수 구조물은 일반적으로 압축가능하고 순응성이며 피부에 자극을 주지 않는다.
본 발명의 흡수 구조물을 형성하기 위해 사용되는 물질은 액체를 그의 구성성분사이로 이동시킬 수 있는 임의의 구조적 형태를 가질 수 있다. 본원에 사용된 “구성성분”이란 용어는 이러한 구조물을 이를 수 있는 각각의 섬유, 얀, 스트랜드, 응집되지 않은 입자들 등을 의미한다.
전형적으로 본 발명의 흡수 구조물은 몇몇 형태의 1차 구조물을 적어도 부분적으로 포함한다. 본원에 사용된 “1차 구조물”이란 그것이 흡수 구조물 중에 혼입된 경우, 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물이 그의 내에 또는 유에 위치되거나 분포될 수 있는 구조물 또는 매트릭스를 의미한다.
1차 구조물은 전형적으로 본 발명의 흡수 구조물의 치수를 결정한다. 따라서, 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물이 흡수 구조물에 대해 특정한 방법으로 분포되는 것으로 기술될 경우, 그것은 일반적으로 1차 구조물에 대해서도 동일한 방법으로 분포된다.
본 발명의 흡수 구조물은 바람직하게는 웹, 배트(batt), 또는 섬유와 본원에 기술된 미립상 물질 조성물의 혼합물과 같은 주 구조물을 포함한다. 이러한 웹은 전형적으로 섬유의 엉켜진 덩어리(다시 말하면, 섬유상 물질 또는 섬유물질)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 목적에 있어서, 흡수 구조물은 웹 또는 그와 같은 물질의 단일층 또는 시이트에 반드시 제한되어 있지 않음을 알아야 한다. 그러므로, 흡수구조물은 실제로 차후에 기술되는 바와 같이 적층체, 웹, 또는 이들 유형의 물질의 몇몇 시이트 또는 웹들의 배합물을 포함할 수 있다. 그러므로, 본문에 사용된 바와 같이, “구조물”이란 “구조물들” 또는 “층들” 또는 “층상화된 것들”을 말한다.
각종 유형의 섬유 물질을 본 발명의 흡수 구조물에 사용할 수 있다. 통상적인 흡수제품에 사용하기에 적합한 임의의 유형의 섬유 물질도 본 흡수구조물에 사용하기에 적합하다. 이러한 섬유 물질의 특정 실례로는 셀룰로즈 섬유, 개질된 셀룰로즈 섬유, 레이온, 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(DACRON) 및 친수성 나일론(HYDROFIL)과 같은 폴리에스테르 섬유 등을 들 수 있다. 기타 섬유 물질로는 셀룰로즈 아세테이트, 불화 폴리비닐, 염화 폴리비닐리덴, 아크릴, 폴리비닐아세테이트, 폴리아미드(나일론 등), 이성분계 섬유, 3성분계 섬유 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 그러나 친수성 섬유 물질이 바람직하다.
본문에서, “친수성”이란 섬유상에 침적된 액체에 의해 습윤되는 섬유 또는 섬유의 표면을 설명한다(즉, 섬유가 실제로 유체를 흡수하든지 또는 겔을 형성하든지 관계없이 물 또는 신체 배설액이 용이하게 섬유의 표면 상에 퍼지는 경우, 그 섬유 및 그의 표면은 친수성인 것으로 간주된다). 물질의 습윤에 관한 기술 분야는 접촉각에 의한 친수성(및 습윤성), 및 포함된 액체와 고체의 표면장력을 정의한다. 이러한 것은 본원에 참고로 인용된, 로버트 에프. 고울드(Robert F. Gould)에 의해 편집되어 1964년에 판권을 얻은 “접촉각, 습윤성 및 접착”이란 명칭의 American Chemical Society Publication에 상세히 기술되어 있다.
몇몇의 이미 언급된 것들 외에도 적합한 친수성 섬유 물질의 예는, 친수성화된 소수성 섬유이다. 이들은 예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 계면활성제-처리된 또는 실리카-처리된 열가소성 섬유를 포함한다. 그 자체가 그다지 흡수성을 갖지 않고 따라서, 통상적인 흡수제품에 유용한 충분한 흡수능을 웹에 제공하지 않는 친수성화된 소수성 섬유는 그의 양호한 흡상(wicking) 성질로 인해 본 발명의 흡수 구조물에 사용하기에 적합할 수 있다. 이는 섬유의 흡상 성질이, 섬유물질 그 자체의 흡수능보다는 중요하지 않더라도, 중요한 것이기 때문이다. 이는 본 발명의 흡수 구조물에 사용된 미립상 초흡수성 하이드로겔-형성 물질이 유체 흡수 속도가 높고 겔 차단성이 부족한 것에 기인한다. 소수성 합성 섬유도 또한 사용할 수 있지만 보다 덜 바람직하다.
구입하기 용이하고 가격이 낮다는 점에서, 셀룰로즈 섬유가 본원에 기술된 흡수 구조물의 친수성 섬유물질로서 사용하기에 일반적으로 바람직하다. 가장 바람직한 것은 “에어펠트(airfelt)”라고 불리는 목재 펄프 섬유이다.
본원에 기술된 몇몇 흡수 구조물에 유용할 수 있는 다른 셀룰로즈 섬유물질은 화학적으로 경화된 셀룰로즈 섬유이다. 바람직한 화학적으로 경화된 셀룰로즈 섬유는 가교결합제를 사용하여 내부적으로 셀룰로즈 섬유를 가교 결합시킴으로써 제조할 수 있는 경화되고, 가연되고, 꼬임을 갖는 셀룰로즈 섬유이다. 본원에 기술된 흡수 구조물의 친수성 섬유 물질로서 유용한 경화되고, 가연되고 꼬임을 갖는 셀룰로즈 섬유의 형태는 하기 특허에 더욱 상세히 기술되었다:1989년 4월 18일자로 딘(Dean) 등에게 허여된 “개별화되고 가교 결합된 섬유를 함유하는 흡수 구조물”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,822,453호, 1989년 12월 19일자로 딘 등에게 허여된 “개별화되고 가교 결합된 섬유 및 그의 제조방법”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,888,093호, 1989년 12월 26 일자로 헤론(Herron) 등에게 허여된 “감소된 잔류물을 갖는 개별화되고 가교 결합된 섬유 및 그의 제조방법”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,889,595호, 1989년 12월 26일자로 스코겐(Schoggen)등에게 허여된 “개별화되고 가교 결합된 섬유 및 그의 제조방법”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,889,596 호, 1989년 12월 26일자로 보본(Bourbon)등에게 허여된 “개별화되고 경화된 섬유를 함유하는 습윤-층형성된 구조물의 제조방법”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,889,597호, 1990년 2원 6일자로 무어(Moore) 등에게 허여된 “가연되고, 화학적으로 경화된 셀룰로즈 함유 및 그로부터 제조된 흡수 구조물”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,898,642호, 이러한 특허는 각각 본원에 참고로 인용되었다.
흡수 구조물에 사용된 섬유(또는 다른 적합한 형태의) 물질 및 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 상대적인 양은 가장 편리하게는 흡수 구조물의 다양한 성분의 중량%로 나타낼 수 있다.
측정을 간편하고 용이하게 하기 위해서, 본원에 사용된 중량%는 미립상 물질 조성물의 중량보다는 단지 중합체 입자만의 중량에 의해서 나타낸다. 이러한 방법을 사용하는 것은 또한 첨가된 무기 분말의 양이 너무 적기 때문에 중합체 입자의 중량이 미립상 물질 조성물 중의 입자의 중량에 근사하기 때문이다.
흡수 구조물은 바람직하게는 흡수 구조물의 중량 기준으로 약 5% 내지 약98%, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 98%의 중합체(또는 초흡수성 물질) 입자를 함유한다. 중합체 입자들의 이러한 농도는 또한 섬유(또는 다른 물질)대 중합체입자의 중량비에 의해서 나타낼 수 있다. 이 비율은 약 90:10 내지 약 2:98의 범위일 수 있다. 대부분의 흡수 구조물에 있어서, 전체 섬유 대 입자의 최적의 중량비는 약 90:10 내지 약 15:85이다.
초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물은 본원에 참고로 인용된, 1986년 9월 9일자로 폴 티. 와이스만(Paul T. Weisman) 및 스테펜 에이. 골드만(Stephen A. Goldman)에게 허여된 “고밀도 흡수 구조물”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,610,678호에서 통상적인 초흡수성 물질에 대해 기술된 바와 같이 전체 흡수 구조물을 통해서 실질적으로 균일하게(완전하게) 분배된다.
다른 흡수 구조물에 있어서, 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물은 흡수구조물의 상이한 영역 및 두께를 통해서 다양한 중량비로 분배된다. 예를 들면, 섬유 물질 및 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 혼합물은 흡수 구조물의 특정한 부분에서 처리될 수 있다.
초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물은 경우에 따라서 다른 영역 또는 대역에서 보다 입자들의 농도가 더 높은 영역 또는 대역에서 분배될 수 있다. 예를 들면 듀엔크(Duenk) 등의 명의로 1986년 10월 22일자로 공고된 유럽 특허 공고 제0 198 683호 및 1987년 10월 13일자로 컬렌베르거(Kellenberger)등에게 허여된 미합중국 특허 제4,699,823호에는 흡수 구조물의 두께의 적어도 일부를 통해서 양의 구배로 분포된 초흡수성 물질을 갖는 흡수 구조물이 개시되었다. 이러한 분포는 본 발명의 흡수 구조물에 사용될 수도 있다. 상기 2가지의 특허 공고물 모두는 본원에 참고로 인용되어 있다.
특정한 제품 형태에서 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 분포의 균일함에 상관없이, 본 발명에서 목적하는 중합체 물질의 중량비는 약 5 내지 약 98%, 바람직하게는 약 10 내지 약 98%이고, 가장 바람직하게는 약 25% 내지 약 98%이다. 중합체 물질의 중량비율은 상기 범위보다 더욱 좁은 범위 내에 들 수 있다. 이러한 더 좁은 범위는 약 5%, 10%, 15% 또는 25%와 약 70%, 75%, 80%, 85% 또는 90% 사이이며, 이 범위로 한정되는 것은 아니다. 상기 범위 내에 존재하는 본 발명에 유용한 중합체 물질의 몇몇 특정한 비율은 35%, 50%, 및 70%이고, 이러한 중량비율로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 목적을 위해서, 흡수 구조물은 그의 중량 비율이 흡수구조물의 적어도 하나의 25㎝2의 부분에서 찾을 수 있을 경우 첨부된 특허청구범위에 기재된 중량 비율을 갖는 것으로 간주된다. 이러한 25㎝2의 부분은 하기 제시된 초강력흡수성 물질의 중량 비율을 측정하기 위한 시험에 따라서 선택된다.
[중량 비율 분석]
중량 비율은 샘플을 얻기 위해서 흡수 구조물의 대표적인 부분을 다이절단(die-cutting)함으로써 측정한다. 본원에 사용된 “대표적인 부분”이란 용어는 초흡수성 물질을 함유하는 구조물의 일부를 의미하며 이 부분은 흡수 구조물 중에서 가장 높은 농도의 초흡수성 중합체 물질을 함유한다.
샘플을 25㎝2의 크기로 절단할 수 있는 다이를 사용하여 대표적인 부분을 절단한다. 이 다이는 그것에 의해서 절단되는 면적의 치수가 8.5㎝를 초과하지 않는 경우 어떤 형태를 가진 것이라도 사용할 수 있다.
흡수 구조물의 대표적인 부분은 주어진 흡수 구조물 중의 다양한 상이한 위치에 존재할 수 있다 보기에 의해서, 기저귀 또는 다른 흡수제품의 코어(또는 다른 흡수 성분)중에 흡수 구조물이 존재하는 경우, 대표적인 부분은 전형적으로 흡수제품의 종방향 중심선의 중앙에 위치하고 약 2.5in×10in(약 6.4㎝×약 25㎝)의 크기를 갖는 직사각형의 경계 내로 정의할 수 있는 코어 영역 중에서 찾을 수 있다.
이러한 직사각형의 영역은 직사각형 영역에 더욱 긴 면이 흡수제품의 종방향의 중심선과 동일한 방향을 갖도록 위치한다. 직사각형 영역의 더욱 짧은 가장자리중 하나(이후로는 “상부가장자리”라고 한다)는 코어의 전면 단부 가장자리에 인접하다. 코어의 “전면 단부 가장자리”는 흡수제품을 착용시 착용자의 전면에 대해서 코어의 횡방향 가장자리이다. 이러한 직사각형 영역의 상부 가장자리는 코어의 전면 단부 가장자리로부터 약 1in(약 2.54㎝) 거리에 위치해야 한다. 그러나, 기저귀 또는 다른 흡수제품의 대표적인 부분의 위치는 이러한 직사각형 영역에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
25㎝2의 샘플로부터 취한 흡수 구조물 부분은 이 샘플을 얻기 위해서 완전히 절단되어야 한다. 그러나, 흡수 구조물이(저장층상에 위치한 포획층을 갖는 제7도에 나타낸 본 발명의 양태의 경우에서와 같이) 하나이상의 개별적인 층 또는 대역을 포함할 경우, 별도의 샘플들은 이러한 층들 또는 대역들에서 얻는다.
이러한 층들 또는 대역들 중 어느 하나에서 얻어진 샘플이 특정한 중량 비율로 존재하는 초흡수성 중합체 물질을 함유할 경우, 흡수 구조물은 이러한 중량 비율 내에 존재하는 부분을 갖는 것으로 간주될 것이다. 이는 다른 층 또는 대역이 특정한 중량 비율을 갖는지의 여부와 무관하다. 이러한 방법은 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 존재하는 주어진 흡수 구조물의 부분들을 배제하지 않고 흡수 구조물의 대표적인 샘플을 얻기 위해 적절한 방법으로 적용한다.
본 흡수 구조물의 밀도는 몇 가지 점에서 중요할 수 있다. 그것은 그들 자신에 의한 흡수 구조물의 흡수 특성 및 이러한 흡수 구조물을 사용한 흡수제품의 흡수 특성을 결정하는데 중요할 수 있다. 본 흡수 구조물의 밀도는 일반적으로 약 0.06 내지 약 0.5g/㎝3, 더욱 바람직하게는 약 0.08 내지 약 0.35g/㎝3범위에 있다. 이러한 구조물의 밀도값은 이들의 기본 중량 및 캘리퍼(caliper)로부터 계산된다. 캘리퍼는 10g/㎝2의 “알맞은(gentle)” 하중 하에 계산된다. 기본 중량은 임의의 크기의 샘플을 다이-절단시키고, 표준 저울로 샘플의 중량을 재어 측정하며, 이때 샘플의 중량 및 면적은 기본 중량을 결정한다. 밀도 및 기본 중량 값은 미립상 물질 조성물의 중량을 포함한다.
본 흡수 구조물은 섬유 물질 및 미립상 물질 조성물 성분 이외에도 각종 선택적인 물질을 함유할 수 있다. 이러한 선택적인 물질로는, 예를 들면 유체 분배보조제, 살균제, pH 조절제, 냄새 억제제, 방향제 등을 들 수 있다. 이러한 선택적인 성분들의 존재시, 이들은 일반적으로 본 흡수 부재중의 약 30 중량% 이하를 차지한다.
본원에 기술된 바람직한 성유상 흡수 구조물은 섬유와 초흡수성 물질 또는 미립상 뭍질 조성물의 배합물을 포함한 웹을 제공하는 방법 또는 기법에 의해 제조할 수 있다. 이러한 흡수 구조물은 섬유와 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 실질적인 무수 혼합물을 공기적층(air-laying)시키고, 필요에 따라서 생성된 웹을 조밀화시킴으로써 형성되는 것이 바람직하다. 이러한(무기 분말을 첨가하지 않고 초흡수성 물질 입자들을 제조하기 위한) 방법은 본문에 참고로 인용되어 있는 전술한 미합중국 특허 제4,610,678호에 더욱 상세하게 기술되어 있다. 상기 특허에 나타난 바와 같이, 상기 방법에 의해 형성된 공기적층된 웹은 바람직하게 실질적으로 비결합된 섬유들을 포함하며, 이러한 웹은 10% 이하의 수분 함량을 갖는다.
본 발명의 흡수 구조물의 또 다른 양태로서, 흡수 구조물은 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 분배된 입자층 하나 이상, 선택적으로는 2개 이상을 지닌 적층체(층상화된 흡수 구조물)를 포함한다. 이러한 적층체는 섬유상 물질의 층 또는 웹을 포함하는 것이 바람직하다.
본원에 사용된 “섬유상 물질의 웹”이라 용어는 2개의 실질적으로 평행한 표면을 갖는 얇고, 실질적으로 연속적인 물질의 시이트를 의미한다. 섬유상 물질의 웹은 평평하거나 유연할 필요는 없지만, 이론적으로는, 2차원적 평면에 투사된 무한한 길이와 폭의 실질적으로 평면인 2차원 배열로 펼쳐지거나 펼쳐질 수 있다. 본 발명의 층상화된 흡수 구조물에 사용된 웹 또는 섬유상 물질의 예는 다수의 종이 및 부직 물질을 포함한다. 본 발명에 사용된 섬유상 물질의 웹은 바람직하게는 흡수 물질의 웹이고, 더욱 바람직하게는 흡수성 종이의 웹이고, 가장 바람직하게는 흡수성 티슈이다. 섬유상 물질의 웹은 모든 동일한 섬유상 물질 또는 상이한 물질일 수 있다.
이러한 층상화된 흡수 부재는 본문에 참고로 인용되어 있는 티모시 에이, 크래머(Timothy A. Kramer), 제랄드 에이. 영(Gerald A. Young) 및 로날드 더블류. 콕(Ronald W. Kock)에게 허여된 “흡수성 적층 구조물”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,578,068호에 기술되어 있다. 이러한 적층체를 제조하기 위한 부가적인 방법 및 장치는 본문에 참고로 인용되어 있는 로날드 더블류. 콕 및 존 에이. 에스포시토(John A. Esposito)에게 허여된 “이동하는 다공성 웹 상에 개별적인 입자들을 균일하게 분배시키는 방법”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,551,191호에 기술되어 있다.
바람직하게는 본 발명의 흡수 구조물이 적층물을 포함할 경우, 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물은 흡수 구조물중의 적어도 일부에, 중합체 물질 단독으로 또는 흡수 구조물의 단위 중량당 미립상 물질 조성물로 흡수 구조물의 약 35중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 40중량% 이상의 농도로 분포된다.
제1도는 본 발명치 적층체인 층상화된 흡수 구조물(70)의 예시적인 양태를 나타낸다. 본 발명의 층상화된 흡수 구조물(70)은 상부표면(71) 및 하부표면(72)를 갖는다. 제1도의 층상화된 흡수 구조물(70)은 4개의 섬유상 물질 웹, 즉 최상부 웹(81), 최하부 웹(82) 및 중간웹(82 및 83)을 포함하는 것이 바람직하다. 층상화된 흡수 구조물(70)은 인접한 웹들 사이에 내면(86,87 및 88)을 갖고 있으며, 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 입자(75)는 각각의 내면(86,87 및 88)에서 불연속층을 형성하고 있다. 제1도에 나타난 바와 같이, 층상화된 흡수 구조물(70)은 추가로 상부표면(71)에서 원뿔형 돌출부(90) 및 하부 표면(72)에서 상응하는 원뿔형 요부(91)를 갖는 것이 바람직하다.
섬유상 물질의 웹은 바람직하게는 본 발명의 층상화된 흡수 구조물(70)중에 떨어지기 쉽도록 결합된다(즉, 이 결합은 비교적 용이하게 분해된다). 이러한 결합은 입자(75)가 존재하는 계면에서 인접한 웹의 접촉 표면사이의 섬유의 엉킴에 의해서 실질적으로 전체적으로 형성될 수 있다.
초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물(75)의 입자들은 다양한 상이한 방법으로 고정될 수 있다. 예를 들면, 입자(75)는 계면(86),(87) 및 (88)에서 섬유의 인트랩먼트(entrapment)에 의해서 고정될 수 있다. 경우에 따라서, 입자(75)는 그들의 고정되는 방법에 상관없이 자유롭게 팽화될 수 있어야 한다. 이로 인하여 사용되는 초흡수성 물질의 흡수능이 대부분 형성된다. 이러한 층상화된 흡수 구조물의 제조방법의 예는 상기 본원에 참고로 인용된 미합중국 특허 제4,578,068호에 기술되어 있다.
본 발명의 층상화된 흡수 구조물의 또 다른 양태는 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물을 함유한 “포우치(pouch)”이다. 포우치는 상기 기술된 바와 같이 섬유상 웹의 수가 2개인 층상화된 흡수 구조물 일 수 있다. 섬유상 웹들은 포우치의 중앙에 큰 포켓을 형성하기 위해 그들의 둘레 주위에 서로 결합된다. 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물(75)의 입자들은 포켓 내에 있는 섬유상 웹들 사이에 들어있다. 그러므로, 포우치는 초흡수성 물질의 입자들이 포우치 내에서 팽화 및 흡수하기가 자유롭다는 점에 있어서 티백(tea bag)과 유사하다. 포우치의 섬유상 웹은 바람직하게는 본 기술분야에 공지되어 있는 바와 같은 부직 물질을 포함하며, 부직 웹은 그의 둘레 주위가 가열 밀봉되어 있고, 웹의 밀봉수단은 가열 밀봉 수단이외에도 본 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이 접착제 또는 초음파 결합과 같은 기타 다른 수단도 사용할 수 있다.
[흡수제품에서 흡수 구조물의 용도]
[일반적인 양태]
흡수 구조물(70)과 같은 본 발명의 흡수 구조물은 흡수제품, 특히 일회용 흡수제품에서 흡수코어로서 사용하기에 특히 적합하다.
본문에서 “흡수제품”이란 신체 배설물을 흡수하고 봉쇄하는 제품을 말하며, 더욱 구체적으로는 신체로부터 방출된 각종 배설물을 흡수하고 함유하도록 착용자의 신체에 대해 또는 그의 주위에 위치되는 제품을 말한다. 부가적으로 “일회용흡수제품”이란 1회 사용후에 폐기되도록 만든 것들이다(즉, 대체로 원래의 흡수제품은 임의의 물질 또는 모든 흡수제품이 재순환되거나, 재사용되거나 또는 퇴비화될 수 있어도, 흡수제품으로서 세탁되거나, 그렇지 않으면 복원되거나 또는 재사용되도록 의도되지 않는다).
흡수제품의 바람직한 양태로서, 기저귀(20)는 제2도에 나타나 있다. 본문에서, “기저귀”란 일반적으로 유아 및 실금자가 착용하는 가먼트(garment)를 말하며, 이것은 착용자의 하체 주위에 착용된다. 그러나, 본 발명은 또한 실금자용 팬티, 실금자용 패드, 배변훈련용 팬티, 기저귀 삽입물, 생리대, 안면용 티슈, 및 페이퍼 타올 등과 같은 기타 다른 흡수제품에도 사용할 수 있다.
제2도는 평평하게 펼쳐진 수축되지 않은 상태(즉, 탄성에 의한 수축이 모두 제거된 상태)의 본 발명의 기저귀(20)를 나타내는 평면도이다. 기저귀(20)의 구조를 더욱 상세하게 나타내기 위해 기저귀의 각 부분을 절단했다. 기저귀(20)의 신체 표면(2a)(착용자와 접촉하는 기저귀의 부분)은 제2도에서 관찰자에 향해 있다. 기저귀(20)는 제2도에서 전방 허리밴드영역(22), 후방 허리밴드영역(24), 가랑이영역(26) 및 둘레(28)를 갖는다. 둘레(28)는 외부 가장자리로 한정된다. 기저귀(20)의 종방향 가장자리는 (30)으로, 단부가장자리는 (32)로 표시되어 있다. 기저귀는 부가적으로 도면 부호(34)로 나타낸 횡방향 중심선과 도면부호(36)으로 나타낸 종방향 중심선을 갖고 있다.
기저귀(20)는 액체투과성 상면시이트(38); 상부시이트와 결합된 액체불투과성배면시이트(40); 상면시이트(38)와 배면시이트(40) 사이에 위치된 흡수 코어(42)(하나이상의 흡수 구조물(70)이 일부를 형성할 수 있다); 탄성 부재(40); 및 테이프 탭패스너(tape tab fastener, 46)를 포함하는 것이 바람직하다. 상면시이트(38), 배면시이트(40), 흡수코어(42) 및 탄성부재(44)는 널리 공지되어 있는 각종 구조로 조립할 수도 있다.
바람직한 기저귀 구조는 일반적으로 본문에 참고로 인용되어 있는 1975년 1월 14일자 켄네쓰 비. 부엘(Kenneth B. Buell)에게 허여된 “Contractable Side Portions For Disposable Diaper”란 명칭의 미합중국 특허 제4,860,003호에 기술되어 있다. 이외에도, 본 일회용 기저귀에 대한 바람직한 형상은 1989년 2월 28일 자모하메드 아이. 아지즈(Mohammed I. Aziz) 및 테드 엘. 블레니(Ted L. Blaney)에게 허여된 “Disposable Absorbent Article Having Elasticized Flaps Provided With Leakage Reslstant Portions”란 명칭의 미합중국 특허 제4,808,178호; 1987년 9월22일자 마이클 아이. 러슨(Michael I. Lawson)에게 허여된 “2중 커프(Dual Cuffs)를 갖는 흡수제품”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,695,278호; 및 1989년 3월 28일자 존 에이치. 포어맨(John H. Foreman)에게 허여된 “Absorbent Article Having A Containment Pocket”란 명칭의 미합중국 특허 제4,816,025호에 기술되어 있다.
제2도는 상면시이투(38) 및 배면시이트(40)가 동시에 연장되어 있으며 일반적으로 흡수 코어(42) 보다 큰 길이 및 폭의 치수를 갖는 기저귀(20)의 바람직한 양태를 나타낸다. 상면시이트(38)는 배면시이트(40)와 함께 결합되고 그 위에 중첩되어 있으며, 이로 인해 기저귀(20)의 둘레(28)를 형성한다.
기저귀(20)의 전방 및 후방 허리밴드 영역(각각, 22 및 24)은 기저귀(20)의 횡방향 중심선(34)을 향해 기저귀 둘레(28)의 단부 가장자리(32)로부터 연장된다. 전방허리밴드 영역(22) 및 후방허리밴드 영역(24)은 기저귀(20) 길이의 약 5%의 거리로 연장되어 있다. 허리밴드영역은 착용시 착용자의 허리를 에워싸는 기저귀(20)의 윗부분을 포함한다. 가랑이 영역(26)은 허리밴드영역(22,24) 사이에 있는 기저귀(20)의 일부로서, 착용시 착용자의 다리 사이에 위치되고 착용자의 하체를 덮는 기저귀(20)의 일부를 포함한다. 그러므로, 가랑이영역(26)은 기저귀(20) 또는 기타 일회분 흡수제품에 대한 전형적인 액체 침적 지역을 한정한다.
상면시이트(38)는 착용자의 피부에 대해 유연하고 부드러운 감촉을 주며 비자극성이다. 더욱이, 상면시이트(38)는 그의 두께를 통해 액체가 쉽게 침투하는 액체 투과성이다. 적합한 상면시이트(38)는 다공성 발포체, 망상 형상의 발포체, 체눈 플라스틱 필름, 천연섬유(예를 들면, 목재 또는 면섬유), 합성섬유(예를 들면, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유)와 같은 광범위한 범위의 물질로부터 제조되거나, 또는 천연 또는 합성 섬유의 배합물로부터 제조될 수 있다. 바람직하게, 상면시이트(38)는 흡수코어(42)내에 있는 액체로부터 착용자의 피부를 분리시키기 위해 소수성 물질로 제조된다.
특히 바람직한 상면시이트(38)는 델라웨어 월밍톤에 소재하는 헤르큘레스 인코포레이티드사제의 헤르큘레스 타입 151 폴리프로필렌과 같은, 약 1.5의 데니어를 갖는 스테이플 길이의 폴리프로필렌 섬유를 포함한다. 본문에서 “스테이플 길이의 섬유”란 약 15.9mm(0.62in) 이상의 길이를 갖는 섬유를 말한다.
상면시이트(38)를 제조하는데는 많은 제조기술들이 있다. 예를 들면, 상부시이트(38)는 직조, 부직, 방사 결합 또는 카딩(carding) 기술 등으로 제조할 수 있다. 바람직한 상면시이트는 직물 기술분야에서 숙련된 자들에게 널리 공지되어 있는 수단에 의해 카딩되고, 열 결합된다. 상면시이트(38)는 약 18 내지 약 25g/㎝2의 중량, 기계방향으로 1㎝ 당 약 400g 이상의 최소 건조 인장강도, 및 기계의 횡방향으로 1㎝ 당 약 55g 이상의 습윤 인장강도를 갖는다.
배면시이트(40)는 액체에 불투과성이며, 얇은 플라스틱 필름으로부터 제조되지만, 기타 가요성의 액체 불투과성 물질을 사용할 수도 있다. “가요성”이란 유연하고 일반적인 형태와 합치되며 착용자의 신체에 정합되는 성질을 의미한다. 배면시이트(40)는 흡수 코어(42)에 흡수되고 함유된 배설물이 침대시이트 및 내의와 같은, 기저귀(20)와 접촉하고 있는 제품을 적시는 것을 방지한다. 바람직하게는, 배면시이트(40)는 약 0.012mm(0.5 밀) 내지 약 0.051㎝(2.0 밀)의 두께를 갖는 폴리에틸렌 필름이다.
적합한 폴리에틸렌 필름은 몬산토 케미칼 코포레이숀사제로서 상표명 Film No. 8020으로서 시판되고 있다. 배면시이트(40)는 더욱더 천과 같은 외형을 제공하기 위해 엠보싱되고/또는 매트 표면 처리되는 것이 바람직하다. 더욱이, 배면시이트(40)는 흡수 코어(42)로부터 증기를 빠져나가게 하지만, 배설물이 배면시이트(40)를 통과하는 것은 차단한다.
배면시이트(40)의 크기는 흡수코어(42)의 크기 및 선택된 정확한 기저귀 디자인에 의존한다. 바람직한 양태로서, 배면시이트(40)는 전체 기저귀 둘레(28) 주위에 최소한 약 1.3㎝ 내지 약 2.5㎝(약 0.5 내지 약 1.0in)의 최소 거리로 흡수코어(42)를 넘어 연장된, 변형된 모래시계 형상을 갖고 있다.
상면시이트(38) 및 배면시이트(40)는 적합한 방식으로 함께 결합되어 있다. 본문에서 “결합된”이란 상면시이트(38)를 배면시이트(40)에 직접 고정시킴으로써 상면시이트(38)를 배면시이트(40)에 직접 결합시킨 구조, 및 상면시이트(38)를 중간 구조물에 고정시킨 다음 이것을 배면시이트(40)에 고정시킴으로써 상면시이트(38)를 배면시이트(40)에 간접적으로 결합시킨 구조를 말한다. 바람직한 양태로서, 상면시이트(38) 및 배면시이트(40)는 본 기술분야에 공지된 바와 같이 접착제와 같은 부착수단 또는 기타 부착수단에 의해 기저귀 둘레(28)에 서로 직접 고정된다. 예를 들면, 접착제의 일정한 연속층, 접착제의 패턴화된 층, 또는 접착제의 개별적인 라인 또는 점들의 배열을 사용하여 상면시이트(38)를 배면시이트(40)에 고정시킬 수 있다.
테이프 탭 패스너(46)는 전형적으로 착용자에 대해 기저귀를 유지시키기 위한 결합 수단을 제공하기 위하여 기저귀(20)의 후방 허리밴드 영역(24)에 적용된다. 테이프 탭 패스너 중의 하나만 유일하게 제2도에 나타나 있다. 테이프 탭 패스너(46)는 본문에 참고로 인용되어 있는 1974년 11월 19일자 켄네쓰 비. 부웰에게 허여된 미합중국 특허 제3,848,594호에 기술된 결합 테이프와 같은, 본 기술분야에 널리 공지되어 있는 임의의 것들일 수 있다. 이러한 테이프 탭 패스너(46) 또는 기타 기저귀 결합수단은 전형적으로 기저귀(20)의 모서리 근처에 적용된다.
탄성부재(44)는 기저귀(20)의 둘레(28)에 근접하여, 바람직하게는 각각 종방향가장자리(30)를 따라서 배치되어 있어, 탄성부재(44)가 착용자의 다리에 대해 기저귀(20)를 잡아당기고 유지하도록 되어 있다. 또한, 탄성부재(44)는 다리의 커프스 뿐만 아니라(보다는) 허리밴드를 제공하기 위해 기저귀(20)의 단부 가장자리(32)중의 하나 또는 이들 모두에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 적합한 허리밴드는 본문에 참고로 인용되어 있는 1985년 5월 7일자 데이비드 제이. 키에비트(David J. Kievit) 및 토마스 에프. 오스터헤이지(Thomas F. Osterhage)에게 허여된 “탄성적으로 수축 가능한 허리밴드를 갖는 일회용 기저귀”란 명칭의 미합중국 특허 제4,515,595호에 기술되어 있다. 이외에도, 탄성적으로 수축 가능한 탄성부재를 갖는 일회용 기저귀를 제조하는데 적합한 방법 및 장치는 본문에 참고로 인용되어 있는 1978년 3월 28일자 켄네쓰 비. 부웰에게 허여된 “Method and Apparatus for Continuously Attaching discrete, Stretched Elastic Strands Predetermined Isolated Portions of Disposable Absorbent Products”란 명칭의 미합중국 특허 제4,081,301호에 기술되어 있다.
탄성부재(44)는 이것이 보편적으로 속박되지 않은 구조로 효과적으로 기저귀(20)를 수축시키거나 한군데로 모으도록 탄성적으로 수축 가능한 상태로 기저귀(20)에 고정된다. 탄성부재(44)는 2개 이상의 방식으로 탄성적으로 수축 가능한 상태로 고정될 수 있다. 예를 들면, 탄성부재(44)는 신장되고 고정될 수 있는 반면, 기저귀(20)는 비수축된 상태로 되어 있다. 또한, 기저귀(20)는 예를 들면 주름에 의해 수축될 수 있으며, 탄성부재(44)는 기저귀(20)에 고정 및 연결되어 있으면서도, 이것은 느슨하게 되어 있거나, 또는 신장되어 있지 않은 상태로 되어 있다.
제2도에 나타난 양태에서, 탄성부재(44)는 기저귀(20)의 가랑이영역의 전체길이를 본질적으로 연장시킨다. 또한, 탄성부재(44)는 기저귀(20)의 전체 길이, 또는 탄성적으로 수축 가능한 선을 제공하기에 적합한 기타 다른 길이를 연장하고 있다. 탄성부재(44)의 길이는 기저귀 디자인에 의존한다.
탄성부재(44)는 다수의 구조를 취할 수 있다. 예를 들면, 탄성부재(44)의 폭은 약 0.25mm(0.01in)에서 약 25mm(1.0in) 까지 또는 그 이상으로 변화할 수 있으며, 이것은 한 개의 탄성 물질의 스트랜드를 포함하거나, 또는 몇 개의 평행하거나 평행하지 않은 탄성물질의 스트랜드를 포함할 수도 있거나; 또는 이것은 4각형 또는 곡선형일 수도 있다. 더욱이, 탄성부재(44)는 본 기술분야에 공지되어 있는 몇 가지 방식으로 기저귀에 고정될 수도 있다. 예를 들면, 탄성부재(44)는 각종 결합패턴을 사용하여 기저귀(20)내에 초음파적으로 결합되거나 또는 가열 및 가압 밀봉될 수 있거나, 또는 탄성부재(44)는 기저귀(20)에 간단하게 아교로 결합할 수 있다.
기저귀(20)의 흡수코어(42)는 상부시이트(38) 및 배면시이트(40) 사이에 위치된다. 흡수코어(42)는 폭넓은 각종 크기 및 형상(예를 들어, 4각형, 모래시계형, 비대칭형 등)으로 제조되고 폭넓은 각종 물질로부터 제조될 수 있다. 그러나, 흡수코어(42)의 총 흡수능은 흡수제품 또는 기저귀의 의도된 용도를 위한 액체 적재 디자인과 양립할 수 있어야 한다. 더욱이, 흡수 코어(42)의 크기 및 흡수능은 유아에서 성인까지 이르는 착용자를 수용하도록 변화할 수 있다. 흡수코어(42)는 섬유물질과 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 혼합물을 지닌(흡수 구조물(70)과 같은) 본 발명의 흡수 구조물을 적어도 부분적으로 포함하는 것이 바람직하다.
기저귀(20)의 바람직한 양태는 변형된 모래시계 형상의 흡수코어(42)를 갖는 것이다. 흡수코어(42)는 에어펠트, 목재 펄프 섬유 및 그 속에 배치된 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 왱 또는 배트를 포함한 흡수 구조물(70)이 바람직하다.
또한, 본 발명의 흡수코어(42)는 본 발명의 초흡수성 물질 또는 미립상 물질조성물(본문에 기술된 적층체를 비롯하여)의 조합된 층들 또는 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물이 혼입되어 있는 본 기술분야에 공지된 바와 같은 임의의 기타흡수 코어 형상으로 본 발명의 초흡수성 물질 단독으로 또는 미립상 물질 조성물로 구성될 수 있다. 적합한 흡수 코어 형상의 실례는 1972년 6월 20일자 하몬의 미합중국 특허 제3,670,731호; 1972년 6월 15일자 모란(Morane)의 미합중국 특허 제3,669,114호; 1972년 6월 10일자 쿡(Cook) 등의 미합중국 특허 제3,888,257호; 1975년 8월 26일자 아사슨(Assarson) 등의 미합중국 특허 제3,901,231호; 1978년 7월 25일자 메섹(Mesek) 등의 미합중국 특허 제4,102,340호, 및 1985년 2월 19일자 피에니에크(Pienlak) 등의 미합중국 특허 제4,500,315호에 기술되어 있다. 이러한 특허들은 본문에 참고로 인용되어 있다.
흡수코어(42)의 예시적인 양태는 본문에 참고로 인용되어 있는 1986년 9월 9일자 폴 티. 와이즈만 및 스테펜 에이. 골드만 등에게 허여된 “고밀도 흡수 구조물”이란 명칭의 미합중국 특허 제4,610,678호에 기술된 흡수구조물과 같은 본 발명의 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물을 포함한다. 흡수코어(42)의 또 다른 양태는 본문에 참고로 인용되어 있는 1987년 6월 16일자 폴 티. 와이즈만, 돈 아이. 허톤(Dawn I. Houghton) 및 데일 에이. 겔러트(Dale A. Gellert)에게 허여된 “2중 층상화된 코어를 갖는 고밀도 흡수 부재”란 명칭의 미합중국 특허 제4,673,402호에 일반적으로 기술된 바와 같이, 비대칭 형상의 상부층 및 하부층을 갖는 바람직한 형상의 2중층 흡수구조이다.
본 발명에 유용한 흡수코어(42)의 특히 바람직한 양태는 1989년 5월 30일자 미구웰 알레머니(Miguel Alemany) 및 찰스 제이. 버그(Charles J. Berg)에게 허여된 “High Density Absorbent Member Having Lower Density and Lower Basis Weight Acquisition Zones”란 명칭의 미합중국 특허 제4,834,735호에 기술되어 있으며, 상기 특허에는 포획 대역이 효과적으로 및 효율적으로 급속히 방출된 액체를 포획하도록 단위면적당 저장대역 보다 낮은 평균 밀도 및 낮은 평균 기본 중량을 갖는 포획 대역 및 저장대역을 지닌 흡수부재가 기술되어 있다. 상기 특허는 본문에 참고로 인용되어 있다.
제5도에 나타낸 흡수 코어(42)는 바람직하게는 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물을 섬유의 공기 연행된(air-entrained) 스트림에 첨가함으로써 제조하여 초흡수성 물질 또는 미립상 물질 조성물의 균일한 분포에 영양을 준다. 섬유의 공기-연행된 스트림은 흡수 코어-예비 형성물에 공기 적재된다. 흡수 코어의 단면두께는 초기에 더욱 높은 기본 중량의 저장 대역(58)과 더욱 낮은 기본 중량의 포획대역(56)의 영역을 갖는다. 흡수 코어-예비형성물은 흡수 코어(42)를 조밀화시키기 위해서 고정된-갭 캘린더 롤의 증착 영역에서 바람직하게는 적어도 균일한 두께를 갖도록 캘린더링된다. 이로 인하여 저장 대역(58)에 비하여 포획 대역(56)이 단위면적당 더욱 낮은 평균 밀도 및 평균 기본 중량을 갖는다.
[몇 가지 바람직한 양태]
제6도 및 제7도는 본 발명의 흡수 코어(642)의 또 다른 바람직한 양태를 나타낸다. 제6도 및 7도에서, 흡수성 포획층(674)은 흡수구조물(674)상에 위치하며 2중-층 흡수 코어(642)를 형성한다. 흡수구조물(670)은 상기 제2 내지 5도에 대해 기술된 흡수코어(42)의 형태를 갖는다.(본원에 기술된 특정한 발명과 관련된 것은 아니지만) 유사한 이중-층 흡수코어의 예는 본원에 참고로 인용한 상기에서 참조한 미합중국 특허 제4,673,402호에 보다 상세히 고찰되어 있다.
제8도는 또한 본 발명의 흡수구조물(870)을 포함하는 흡수 코어(842)의 또 다른 양태를 나타낸다. 흡수코어(842)는 그의 횡방향 중심선에서 비대칭인 변형된 모래시계의 형상을 갖는다. 흡수코어(842)는 제2 내지 5도에 나타낸 흡수 코어(42)에 일반적으로 상응하는 영역들로 구분할 수 있다(이러한 영역들은 본원에 참고로 인용된 상기 미합중국 특허 제4,834,735호에 더욱 상세히 기술되어 있다.). 그러나, 귀영역(860 및 862), 및 후방 구획(848)의 밀도 및 기본 중량값은 중심영역(864)에 위치한 저장대역(858)의 값과 다르다.
본 양태에 있어서, 귀영역(860 및 862) 및 후방 구획(848)으로부터 생략된 여분의 물질은 누출방지에 어떤 중요한 잇점도 제공하지 않으므로 흡수코어(842)의 가격을 낮출 수 있다(후방 구획(848) 및 귀영역(860 및 862)의 전부 또는 일부는 선택적으로 중심영역(864)보다 작은 두께로 압연되어 저장대역(858)과 대략 같거나 더 큰 평균 밀도를 갖게 될 수 있음을 알아야 한다). 또한, 제8도에서 알 수 있듯이, 후방 구획(848)은 귀부분을 함유하는 것이 바람직하나, 상기 귀부분을 반드시 함유할 필요는 없다.
제9도는 흡수 코어(942)가 층상화된 섬유 물질의 매트릭스 및 섬유 물질의 혼합물 및 초흡수성 물밀 도는 미립상 물질 조성물(75)의 입자를 포함하는 흡수구조물(970)을 포함하는 또 다른 바람직한 양태를 보여준다. 1989년 12월 19일자로 존 앤그스타트(John Angstadt)에게 허여된 “더스팅층을 갖는 흡수성 코어”란 명칭의 미합중국 특허 제4,888,231호에 개시된 바와 같은 흡수 코어(942)는 저장 대역(958), 및 더스팅층(902) 형태의 흡수/분배층을 포함한다. 이러한 양태에서, 모세관 구배의 더욱 큰 면적은 저장 대역(958) 및, 더욱 특히, 초흡수성 물질 입자가 더욱 효과적으로 사용되도록 저장 대역(958) 및 흡수 코어(942)의 다른 부분에 존재한다.
제10도는 제9도의 흡수코어(942)를 상면시이트(1002)와 배면시이트(1004)사이에 위치시켜 일회용 기저귀(1000)를 제조하는 본 발명의 또 다른 기저귀 양태를 나타내는 투시도이다. 흡수코어(942)는 더스팅층(902)이 배면시이트(1004)에 인접하게 위치하여 흡수부재(942)가 상기 미합중국 특허 제4,888,231호에 기술한 바와 같이 작용할 수 있도록 위치하는 것이 바람직하다.
제11도는 포획 대역(1156)(점선으로 나타냄)의 형상이 “여우머리-형상”(상기 대역의 형상이 여우 머리의 전면 프로필과 유사하여 그렇게 불리운다)인 본 발명의 또 다른 양태를 나타낸다. 이러한 여우 머리-형상의 포획 대역(1156)은 남성 착용자에서 유체의 분배를 개선시킨다.
상기 기술된 양태에 대한 또 다른 측면은 섬유의 밀도를 변화시킬 필요 없이 섬유의 기공 크기를 변화시켜 포획 대역 및 저장 대역을 형성시킴을 포함한다. 예를 들면, 미세 섬유 크기의 경질목재 플러프(hardwood fluff)를 사용하여, 저장대역의 연질목재 섬유를 보다 낮은 밀도의 연질목재 플러프 섬유와 대략 같은 밀도를 갖는 경질목재 플러프 섬유로 적어도 약 50%, 바람직하게는 약 80% 내지 100% 대체시킴으로써 잇점을 가져올 수 있다. 이러한 대체과정은 경질목재 플러프가 연질목재플러프 물질보다 작은 기공 크기를 갖기 때문에 행해질 수 있다. 그 결과, 각 대역의 밀도가 동일하더라도 본 발명의 범주 내에서 모세관 차이가 여전히 존재할 것이다. 따라서, 예를 들면, 포획 대역을 규정하는 데에는 미세기공 구조를 갖는 연질목재 펄프를 주로 사용하고 저장 대역을 규정하는데 주로 경질목재 플러프 펄프를 사용하여 흡수 코어를 수득할 수 있다.
사용시에는, 착용자의 등 아래에 후방 허리밴드영역(24)을 위치시키고 기저귀(20)의 나머지 부분을 착용자의 다리 사이로 끌어 당겨 전방 허리밴드영역(22)이 착용자의 전면을 가로질러 위치되도록 하여 착용자에게 기저귀(20)를 착용시킨다. 이어서, 테이프 탭 패스너(46)를 기저귀(20)의 바깥쪽 접촉면에 고정시키는 것이 바람직하다.
[시험방법]
하기 시험은 23℃(73°F) 및 50% 상대습도에서 표준 실험 조건에서 수행한다.
[흡수능]
초흡수성 하이드로겔-형성 물질을 “티백(tea bag)”내에 넣고, 과량의 합성뇨에 일정 시간동안 침지시킨 후, 합성뇨를 제거하고 일정 시간동안 원심 분리시켜 상기 물질의 흡수능을 측정한다. 원심 분리시킨 후의 중합체 조성물 최종 중량에서 초기 중량을 뺀 값(순 유체 중량) 대 초기 풍량의 비가 흡수능을 결정한다.
6㎝ × 12㎝의 절단 다이를 사용하여, 티백 물질을 절단하여 세로로 반으로 접고 T-바 밀봉기로 2개 측면을 따라 밀봉하며 6㎝ ×6㎝ 정사각형 티백을 만든다. 사용된 티백 물질은 미합중국 코넥티컷 윈드서 록스 소재의 덱스터 코포레이션(Dexter Corp.)사의 지사인 씨. 에이치. 덱스터(C. H. Dexter)에서 입수할 수 있는 등급 1234 열 밀봉성 물질 모는 등가물이다. 경우에 따라 미세입자를 보유하기 위해 보다 저다공성 티백 물질을 사용하여야 한다. 초흡수성 하이드로겔-형성 물질 0.200g±0.005g을 계량지상으로 계량하여 티백으로 옳긴 후, 티백 상부(체눈 단부)를 밀봉한다. 빈 티백의 상부를 밀봉하여 블랭크로 사용한다. 약 300mℓ의 합성뇨를 1,000mℓ 비이커에 붓는다.
본 발명의 시험방법에 사용되는 특정한 합성뇨를 본원에서는 “합성뇨”라고 한다. 이 합성뇨는 제이코 신유린(Jayco Synurine)으로 일반적으로 알려져 있으며 미합중국 펜실바니아(Pennsylvania) 캠프 힐(Camp Hill) 소재 제이코 파마수티칼스 캄파니(Jayco Pharmaceuticals Company)사로부터 구입할 수 있다. 합성뇨의 구조식은 Kcl 2.0g/ℓ, Na2SO42.0g/ℓ(NH4)H2PO40.85g/ℓ, (NH4)2HPO40.15g/ℓ, CaCla20.19g/ℓ 및 MgCl20.23g/ℓ이다. 이러한 모든 화학약품은 약제 등급을 갖는 것이다. 합성뇨의 pH는 6.0 내지 6.4이다.
블랭크 티백을 합성뇨에 담근다. 중합체 조성물을 함유하는 티백(샘플 티백)을 수평으로 유지시켜 티백 전체에 물질을 골고루 분배시킨다. 티백을 합성뇨 표면 위에 놓는다. 티백을 1분 이하 동안 습윤시킨 후, 완전히 담그고 60분간 침지시킨다.
첫 번째 샘플을 담근지 약 2분 후에, 첫번째 블랭크 및 샘플 티백과 동일하게 제조한 2번째 티백 세트를 첫 번째 세트와 동일한 방식으로 담근 후 60분간 침지시킨다. 전술한 침지시간이 경과한 후에, 각각의 티백 샘플 세트에 대해 티백을 합성뇨로부터 신속히 제거한다(집게 사용). 이어서, 하기에 기술하는 바와 같이 샘플을 원심 분리시킨다.
사용된 원심분리기는 펜실바니아 핏츠버그 소재의 피션 사이언티픽 캄파니에서 입수할 수 있는 디럭스 다이낵 Ⅱ 원심분리기(Delux Dynac Ⅱ Centrifuge), 피셔모델 번호 05-100-26 또는 등가물이다. 원심분리기에는 직접 판독회전속도계 및 전기 제동장치가 장착되어야 한다. 원심분리기에는 또한, 8.435인치(21.425㎝)의 외경, 7.935인치(20.155㎝)의 내경, 및 각각 외벽의 원주 주위로 동일하게 이격 배치된 약 106 3/32인치(0.238㎝) 직경의 원형 구멍을 갖는 9개의 열을 가지며; 외벽의 내면으로부터 배수 구멍 중심까지 1/2인치(1.27㎝) 거리로 바스켓 플로어의 원주 주위로 동일하게 이격 배치된 6개의 1/4인치(0.635㎝) 직경의 원형 배수 구멍을 갖는 바스켓 플로어를 갖는 원주형 삽입 바스켓 또는 등가물이 장착된다. 바스켓은 원심분리기와 함께 회전시키는 것 뿐 아니라 제동시키기 위해 원심분리기에 탑재된다.
샘플 티백은 원심분리기 회전 방향으로 티백의 접철된 단부가 원심분리기 바스켓에 위치하여 초기 힘을 흡수한다. 블랭크 티백은 상응하는 샘플 티백의 어느 한쪽면에 놓는다. 2번째 세트의 샘플 티백은 첫 번째 세트의 블랭크 티백에 반대로 위치하여 원심분리기의 균형을 맞춘다. 원심분리기를 작동시키고 1,500rpm의 안정한 속도로 신속하게 가속시킨다. 일단 원심분리기가 1500rpm으로 안정해지면, 타이머를 3분으로 맞춘다. 3분 후에, 원심분리기를 끄고 제동장치를 걸어준다.
첫 번째 샘플 티백 및 첫 번째 블랭크 티백을 제거하고 별도로 계량한다. 상기 절차를 2번째 샘플 티백 및 2번째 블랭크 티백에 대해 반복한다.
샘플 각각에 대한 흡수능(ac)은 다음과 같이 계산한다:
ac=(원심분리 후의 샘플 티백 중량-원심분리 후의 블랭크 티백 중량-건조 중합체 조성물 중량)/(건조 중합체 조성물 중량). 본 발명에 사용하기 위한 흡수능 값은 2개 샘플의 평균 흡수능이다.
[체의 분석(“체질 시험”)에 의한 입경 측정]
본 발명의 흡수 구조물에 사용되는 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 입경은 초흡수성 물질의 입자들의 대표적인 샘플을 섞은 다음, 이 샘플은 일련의 번호 순서대로 감소하는 스크린 체눈 크기의 체를 통과시킴으로써 측정한다.
시험과정은 다음과 같다. 초흡수성 하이드로겔-형성 물질의 대표적인 샘플 100g을 4개 내지 8개의 거의 동일한 분획으로 나누어 섞는다.
이들 분획물들 중 하나를 체 적층물 상으로 이동시킨다. 시험에 사용되는 체는 모두 미합중국 표준 체이다. 이 적층물은 실험에 필요한 스크린 크기를 함유해야 한다. 하기 대조 실시예에서 입경 분포의 분석을 위해서, 체적층물은 상부에서부터 표준 # 20 체(841㎛ 체눈), 표준 #30 체(595μn), 표준 # 50 체(297㎛), 표준 #100 체(149㎛), 표준 # 325 체(44㎛), 및 체 팬(Pan)을 함유한다.
하기 실시예에서 더욱 좁은, 특정한 입경 분포(및 첨부된 특허청구범위에 기술된 입경 분포)의 분석을 위해서, 체 적층물은 상부에서부터 표준 # 50 체(297㎛),표준 # 70 체(210㎛), 표준 # 100 체(149㎛), 표준 # 140 체(105㎛), 표준 # 170 체(88㎛) 및 체 팬을 함유한다.
초흡수성 물질의 섞여진 분획을 다음과 같은 제조업체의 지시에 따라 RO-TAP 시험 체 진탕기 모델 SS-5를 사용하여 체질한다. RO-TAP 체 진탕기는 상기 참고로 인용된 문헌 [Perry′s Chemical Engineer′s Handbook, Sixth Edition, (McGraw-Hill Book Company, 1984), pg21-19]의 제21-17도에 도시되어있다. RO-TAP 체 진탕기는 일련의 체를 고정시키고 손으로 체질하는 것과 유사하게 기계적으로 작동하여 일련의 체를 회전시키고 탭핑(tapping)시킨다. 탭핑 동작은 체의 적층물을 덮고 있는 뚜껑의 중앙의 망치형 “코크(cork)”에 의해 적용된다.
체 진탕기, 모든 체 및 체 팬은 미합중국 일리노이주 시카고 소재의 브이 더블유 알 사이언티픽(VWR Scientific) 사로부터 구입할 수 있다. 섞여진 분획은 다음의 조건 하에서 10분 동안 진탕시킨다. 체 진탕기는 약 140 내지 160탭/분으로 작동해야 한다. 체 진탕기는 분당 약 270 내지 300의 회전 속도로 진동해야 한다. 체 진탕기 뚜껑 중앙의 코크는, 시험 시작시 정확히 3/16in(0.48㎝) 돌출되어야 한다. 각각의 체 및 체 팬에 걸러진 초흡수성 물질을 계량하고 기록한다.
[요구 흡수성 시험법]
본 방법은 표준 요구 습윤성 시험의 변형방법으로 구성된다. 참고로, 표준요구 흡수성 시험법이 문헌[참조:Chatterjee, P. K. (Ed.) Absorbency, Chapter Ⅱ, DP. 60-62, Elsevier Science Publisher B. V., Amsterdam, The Netherlands(1983)]에 기술되어 있다.
본 시험을 행하는 데 사용된 장치가 제12도 및 제13도에 개략적으로 도시되어 있다. 장치(100)는 프레임(104)에 현가되어 있는 정사각형의 샘플 바스켓(102)으로 구성되어 있다. 바스켓의 내측 치수는 4″×4″(10.2㎝×10.2㎝)이다. 바스켓(102)의 높이는 기어 장치(106)에 의해 조절할 수 있다. 유체 저장조(108)는 샘플 바스켓(102) 바로 아래의 전자저울(110)상에 놓여 있다. 저울(110)은 컴퓨터(112)에 연결된다.
시험 시행 방법에 따라 2가지 상이한 유형의 샘플 바스켓을 사용할 수 있다. 시험의 2가지 변법은 z-방향 변법과 x-y평면 변법이다. 시험법의 상이한 변법을 이용하여 흡수 코어 또는 다른 흡수 구조물의 샘플이 샘플을 통하여 다른 방향, 즉 z-방향 및 x-y 평면 방향으로 이동하는 유체를 흡수할 수 있는 속도를 측정한다.
본원에 사용된 용어 “z-방향”은 흡수제품(20)의 가멘트 표면(20b)이 x 및 y축에 의해 형성된 평면(즉, 수평)내에 놓이도록 흡수제품(20)을 직각 좌표계에서 제2도의 평평하게 펼쳐진 조건에 놓은 경우 본 발명의 흡수제품(20)에 대한 배향이다. 흡수제품의 종방향 및 횡방향 중심선(예를 들면, 36 및 34)은 x-y 평면에 놓인다. “z-방향”은 평평하게 펼쳐진 구조로 놓았을 내 흡수제품(20)의 어느 한 면의 평면에 수직인 방향이다.
z-방향 시험은 제14(a)도에 개략적으로 도시되어 있다. z-방향 시험에서, 바스켓(102)의 4″×4″ 바닥전체는 성긴 와이어 스크린(114)으로 이루어진다. 따라서, 샘플(116)은 제12도에 도시되어 있는 바와 같이 유체 F와 접촉한다. 본시험에서, 샘플(116)은 단지 유체를 샘플 두께를 통하여 수직 방향 또는 z-방향으로 운송하는 데에만 필요하다. 이러한 변법 시험은 샘플의 잠재적인 유체 흡수율에 대한 측정치를 제공한다.
x-y 평면 시험은 제14(b)도에 개략적으로 도시되어 있다. x-y 평면 시험에서, 스크린(114)은 단지 샘플 바스켓 바닥의 한쪽 모서리(120)를 따라 1″×4″(2.54㎝×10.2㎝) 영역(118)내에만 존재한다. (122)로 명명된 샘플 바스켓의 나머지 부분은 플라스틱 유리(plexiglas)로 제작하며, 유체 불투과성이다. 샘플 바스켓의 접촉하는 면도 또한 플라스틱 유리로 제작하며 유체 불투과성이다(x-y 평면 시험 및 z-방향 시험에서). 제14(b)도에 도시된 바와 같이, 본 시험은 샘플(116)이 1차적으로 유체를 z-방향으로 흡수하고 이어서 그것을 수평(x-y)면으로 최대 3in(7.62㎝) 운반하는 것을 필요로 한다. x-y 평면 시험 결과는 가능한 사용 조건하에서 유체를 분배하는 샘플의 능력에 대한 측정값을 제공한다. z-방향 시험 및 x-y 평면 시험은 모두 흡수 구조물 샘플(116)을 샘플(116)의 상부 표면에 0.2psi의 하중이 고루 가해진 조건에서 수행한다.
시험 절차는 다음과 같다. 먼저, 흡수 구조물의 4″×4″(10.2㎝×10.2㎝) 샘플을 절단한다. 유체 저장조(108)를 약 6800ml의 합성뇨로 채우고 시험장치(100) 아래의 전자 저울(110)상에 놓인다. 이어서, 샘플 바스켓(102)을 유체수준이 와이어 스크린(114) 상면 바로 근처까지 낮춘다. 시행하는 시험에 따라, 시판되고 있는 2-층 BOUNTUR종이 타월 124의 4″×4″(z-방향시험) 또는 1″×4″(x-y 평면시험) 조각을 바스켓(102)의 바닥에 있는 와이어 스크린(114)상에 놓는다. BOUNTYR타월 124를 시험 전기간에 걸쳐 코어 샘플의 하측과 일정한 유체 접촉이 유지되도록 한다.
적용 추(126)를 샘플 바스켓(102)의 내부 치수보다 조금 더 작은 치수를 갖는 정사각형 금속판(128)에 부착시킨다. 이어서, 코어 샘플(116)의 상부면을 양면 테이프(130) 또는 분무 접착제를 사용하여 상기 언급된 금속판(116)의 바닥에 부착시킨다. 시간=0에서, 샘플을 샘플 바스켓(102)내에 넣고 컴퓨터 상의 데이타 포획프로그램을 작동시킨다. 30분 훈, 시험을 중지라고 데이타를 분석하여 플롯팅한다.
데이타 분석시의 한가지 중요한 측정값은 30분에서의 샘플의 합성뇨 용량이다. 샘플의 30분 용량을 샘플내의 초흡수성 물질의 g당 30분 후 샘플에 의해 흡수된 합성 뇨의 g수로 나타낸다. 시험 시작시의 저장조내의 합성뇨 중량에서 30분 후의 저장조내의 합성뇨의 중량을 공제하여 30분 후의 샘플에 의해 흡수된 합성뇨의 양을 측정한다.
샘플의 다른 중요한 성질은 유체 흡수 속도 및 분배속도이다. 샘플의 30분 용량의 90%에 도달하는데 걸리는 시간이 시험할 흡수구조물의 평균 유체 요구속도에 대한 간단한 측정치이다. 이것을 t 99시간이라 지칭하며, 단위는 초(sec)이다. t 90시간은 샘플에 대한 유체 흡수속도를 측정하기 위한 z-방향 시험법 및 샘플에 대한 유체 분배속도를 측정하기 위한 x-y 평면 시험법을 모두 사용하여 측정할 수 있다.
[실시예]
하기 실시예는 다음 3 종류의 일반 카테고리에 속하는, 흡수 구조물의 z-방향과 x-y 평면시험에 대한 t 90 시간간의 차이를 보여준다:
(1) 무기 분말을 함유하지 않은 벌크 입경 분포의 초흡수물질을 포함하는 흡수 구조물; (2) 무기 분말을 함유하지 않은 특정 입경 분포의 초흡수성 물질을 포함하는 흡수 구조물; 및 (3) 무기 분말을 함유하는 특정 입경 분포의 초흡수성 물질을 포함하는 흡수구조물.
하기 제공된 실시예의 흡수 구조물은 분쇄 셀룰로즈 펄프, 다양한 공급처로부터의 미립 하이드로겔 및 에어로실 200 무정형 실리카를 사용하여 제조한다. 일반적으로, 흡수 구조물은 본 명세서에 참고로 인용된 와이즈만(Weisman) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,610,678호에 개시된 방법 및 장치에 의해 제조할 수 있다.
하기 개시된 각각의 실시예의 경우에, 하기 표 3에 나타낸 입경 분포의 초흡수성 물질 입자들을 실질적으로 무수 상태에서 1.0중량%의 에어로실 200 무정형 실리카와 혼합한다(또는 표 3에 나타낸 바와 같이 무정형 실리카와 혼합하지 않는다). 초흡수성 물질 입자(지시된 경우에는 실리카와 함께) 및 원하는 중량 비율은 셀룰로즈 섬유를 공기류 중에서 균질하게 혼합하여 이동 벨트 상에 공기 적층시켜 목적하는 기본 중량을 갖는 흡수 구조물을 제조한다. 그 다음, 흡수 구조물을 가동 롤러 니프(nip)간의 목적하는 밀도로 압축시킨다. 실시예에 제시된 밀도는 0.1psi(약 7g/㎝2)의 가압 하에서 측정한다.
각각의 실시예에서 초흡수성 물질의 입경 분포가 중요하다. 실시예에 개시된 흡수 구조물에 사용된 초흡수성 물질은 3개의 다른 시판 초흡수물질 공급처로부터 얻는다(샘플 1, 2 및 3). 공급된 초흡수성 물질은 1988년 4월 19일자로 브랜츠 등에게 허여된 미합중국 특허 제32,649에 개시된 추출가능한 중합체 물질 수준을 갖는다.
시험 샘플 각각에 대한 벌크 입경 분포(체 분석으로 측정함)를 하기에 나타낸다.
[표 2]
초흡수성 물질의 좁은 입경 분포는 대조용 벌크 물질을 체질함으로써 얻는다. 흡수 구조물에 사용된 특정 입경 분포를 갖는 물질은 표 3에 나타낸 제1체를 통과하여 제2체 상에 남은 것이다.
벌크 입경 분포 및 바람직한 일부의 특정 입경 분포의 선택된 몇몇 샘플의 흡수능은 하기 표 2A에 나타낸다.
[표 2A]
각각의 실시예 및 비교실시예에 대찬 다른 특정 조건은 표 3에 상세하게 나타낸다. 각각의 실례의 흡수구조에 대해 실시한 z-방향 및 x-y 평면 요구 흡수성 시험 결과는 표 4에 나타낸다(표 3 및 4에서, 번호로 나타낸 실시예만 본 발명의 흡수 구조물(이는 미립자 물질 조성물을 함유함)을 포함한다). 이들을 실시예들로서 언급한다. C로 나타낸 실시예는 비교실시예를 말하는 것으로, 이는 일반적으로 실리카 없이 흡수물질을 포함한다. 따라서, 비교실시예는 표 3에 나타낸 벌크 입경 분포의 중합체 물질 또는 특정 입경 분포의 중합체 물질을 함유할 수 있다.
[표 3]
[표 4]
비교실시예(모두 셀룰로즈 섬유 50중량% 및 초흡수성 물질 50중량%를 함유함)의 z-방향 및 x-y 평면시험 결과는 제15도에 나타낸 그래프로 요약될 수 있다(제15도는 논의할 목적으로 50%블렌드에 대한 표 4에 나타낸 데이타와 50% 블렌드 중에 다양한 다른 입자 크기 분포를 갖는 흡수 구조물과 관련된 데이타를 보여 준다).
그래프의 x-축은 시험한 샘플이 z-방향 시험 흡수능의 90%에 도달하는데 걸리는 시간(초)을 나타낸다. 그래프의 y-축은 샘플이 Bt-y 평면 시험 흡수능의 90%에 도달하는데 걸리는 시간(초)을 나타낸다.
그래프의 오른쪽 상부 구석의 입경 분포는 보통 제조자로부터 공급받은 일반적으로 비교적 큰 입자를 함유하는 비교적 넓은 입경 분포를 갖는 것들이다. 그래프는 이들 입자를 함유하는 웹이 2-방향 흡수능 및 x-y 평면 흡수능 둘 다에 도달하는데 비교적 긴 시간이 걸림을 보여준다.
그래프의 왼쪽 상부 구석의 입경 분포는 비교적 미립자들로 된 것들을 나타낸다. 이 그래프는 미립자를 함유하는 웹이 유체를 z-방향으로 빨리 흡수하지만 x-y 평면으로 흡수능에 도달하기에는 비교적 느리다. 이러한 현상은 이미 기술한 겔 차단 문제로 인한 것이다.
이상적인 입경 분포는 그래프의 왼쪽 하부 구석에 있는 것들이다. 이들은 z-방향 흡수능 및 x-y 평면 흡수능의 90%에 가장 빨리 도달하는 입경을 갖는 웹이다. 이들 입경 분포는 본 발명에 사용된 초흡수 하이드로겔-형성 물질의 특정의 좁은 입경 분포를 예시하는 것이다.
본 발명의 흡수 구조물은, 요구 흡수성 시험(z-방향 및 x-y 평면 시험)에 따라 흡수 구조물을 시험할 때 적어도 일부가 약 500초 또는 그 미만의 t90z-방향 및x-y 평면 요구 흡수성 시간(또는 속도)을 갖는 것들이다. 요구 흡수성 시험에서, 시험한 코어 부분은, 샘플 크기가 25㎝2가 아니라 4″×4″(10.2㎝×10.2㎝)의 표준샘플인 것을 제외하고는 중량% 분석에 제시된 기준에 따라 선택한다.
바람직하게는, 본 명세서에 기술된 흡수 구조물은 각각의 시험에 있어서 약 500초 또는 그 미만, 바람직하게는 약 400초 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 약 300초 또는 그 미만 및 가장 바람직하게는 약 225초 또는 그 미만의 t90z-방향 및 x-y 평면 흡수성 시간(또는 속도)을 갖는다.
요구 흡수성 시간은 흡수 구조물에 사용된 초흡수성 물질 농도에 약간은 연관된다. 예를 들면, 상기 기술한 3개의 190시간, 즉 400, 300 및 225초를 갖는 흡수 구조물은 일반적으로 각각 약 50%, 35% 및 25%의 초흡수성 물질 농도를 갖는다.
제16도는 표 4에서의 실시예 1 내지 3과 비교실시예 C1 내지 C3에 대한 요구 흡수성 데이타를 그래프형으로 나타낸다. 제16도는 미세 무기 분말(실시예 1 내지 3의 경우에는 에어로실 200)이 혼입되면 z-방향 및 x-y 평면 유체 요구율 둘 다가 개선됨을 명백히 보여준다. 제16도는 또한 특정 입경의 초흡수성 물질 입자를 실리카와 함께 사용하는 잇점이 초흡수성 물질을 고농도로 흡수제품에 혼입시킬 때 더 커짐을 명백히 나타낸다.
본 발명은 유체를 신속하게 흡수, 분배 및 보유할 수 있는 흡수 구조물을 제공한다. 많은 공지의 흡수제품에서 발견된 문제점들이 본 발명의 흡수제품에서 실질적으로 줄거나 제거되는 것으로 생각된다. 본 발명의 흡수 구조물은 비교적 느리게 유체를 흡수하는 비교적 큰 초흡수성 물질입자와 x-y 평면에서 유체의 투과를 차단하고 느리게 하는 겔로 되는 경향을 갖는 비교적 미세한 입자를 감소된 양으로 함유한다. 초흡수성 물질 입자와 혼합된 무기 분말은 특히 고농도의 초흡수성 물질이 흡수구조물 내로 혼입될 때 유체 처리율을 더욱 증가시킨다.
본 발명의 흡수 구조물은 그 위에 침적된 유체를 신속하게 처리할 수 있으므로 개선된 봉쇄능(및 감소된 누수 경향)을 갖는다.
본 발명의 특정 태양이 예시되고 기술되었지만, 본 발명의 취지 및 범주를 벗어남이 없이 다양하게 변형 및 변화시킬 수 있음은 당 분야의 숙련가들에게 자명하다. 따라서, 첨부된 청구범위에 본 발명의 범주내의 모든 변형 및 변화를 포함시키고자 한다.

Claims (58)

1차 구조물, 및 상기 1차 구조물내의 미립상 물질 조성물을 포함하는 흡수 구조물에 있어서, 상기 미립상 물질 조성물은 용액 중합법에 의해 제조된 실질적으로 수불용성인 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 물질입자와 무기 분말을 상호 결합된(intermix) 형태로 포함하며, 상기 중합체 물질 입자는 체질 시험법(Sieving Test)에 따라 시험되었을 때 그의 약 70중량%이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬체를 통과하고 88㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 170메쉬 체 상에 남는 그러한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 그의 약 80중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬체를 통과하고 88㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 170메쉬 체 상에 남는 흡수 구조물.
제2항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 그의 약 90중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 88㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 170메쉬 체 상에 남는 흡수 구조물.
제3항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 그의 약 95중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 88㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 170메쉬 체 상에 남는 흡수 구조물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질입자가, 중량% 분석법에 따라 선택되는 흡수 구조물의 하나 이상의 25㎝2부분에 상기 흡수 구조물의 중량당 약 25중량% 내지 약 90중량% 사이의 농도로 분포되는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 무기 분말이 무정형 실리카를 포함하는 흡수 구조물.
제5항에 있어서, 상기 무기 분말이 무정형 실리카를 포함하는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 무기 분말이 실리카, 이산화규소, 이산화티타늄, 알루미나, 또는 카올린 또는 몬모릴로나이트 점토와 같은 점토, 또는 선행 무기물의 임의의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 무기 분말이 약 1㎛미만의 입경을 갖는 입자를 포함하는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 무기 분말이 약 0.1㎛미만의 입경을 갖는 입자를 포함하는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 무기 분말이 중합체 물질 입자의 약 0.1중량% 내지 약 5중량% 사이의 양으로 상기 중합체 물질 입자와 혼합되는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 1차 구조물이 적어도 부분적으로 섬유물질을 포함하고, 상기 미립상 물질 조성물이 상기 섬유물질과 혼합되는 흡수 구조물.
제12항에 있어서, 상기 섬유물질이 친수성인 흡수 구조물.
제12항에 있어서, 상기 섬유물질이 목재펄프 섬유를 포함하는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 미립상 물질 조성물이 흡수 구조물을 통하여 균일하게 분포되는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 미립상 물질 조성물이 흡수 구조물의 두께의 적어도 일부를 통하여 양의 농도 구배로 분포되는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 1차 구조물이 둘 이상의 부직 물질의 웹을 포함하고, 상기 미립상 물질 조성물이 상기 부직 웹 사이에 배치되는 흡수 구조물.
제12항에 있어서, 전체 섬유 대 중합체 물질 중량비가 약 90:10 내지 약 2:98인 흡수 구조물.
제18항에 있어서, 전체 섬유 대 중합체 물질 중량비가 약 75:25 내지 약 2:98인 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 중합체 물질이 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 약간 망상조직으로 가교 결합된 생성물을 포함하는 흡수 구조물.
제1항에 있어서, 상기 중합체 물질이 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 부분적으로 중화된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 부분적으로 중화된 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 비누화된 비닐 아세테이트-아크릴계 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 임의의 전술된 공중합체의 약간 망상조직으로 가교 결합된 생성물 및 부분적으로 중화된 폴리아크릴산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 흡수 구조물.
제1항, 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자중 수개 이상이 표면 가교 결합되는 흡수 구조물.
1차 구조물, 및 실질적으로 수불용성인 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 물질입자와 무기 분말을 상호 경합된 형태로 포함하는, 상기 1차 구조물 내의 미립상 물질 조성물을 포함하는 흡수 구조물에 있어서, 상기 중합체 물질 입자가 용액 중합법에 의해 형성되고, 체질 시험법에 따라 시험했을 때 그의 약 70중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 88㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 170메쉬 체 상에 남는 그러한 크기를 가지고, 중합체 물질 입자의 농도가 가장 높은 흡수 구조물의 10.2㎝ × 10.2㎝ 부분이 요구 흡수 시험법(Demand Absobency Test)에 따라 시험되었을 때 약 500초 이하의 t90z-방향 및 X-y평면 요구 흡수속도를 갖는 흡수 구조물.
제23항에 있어서, 상기 가장 농도가 높은 부분이 요구 흡수 시험법에 따라서 시험될 때 약 300초 이하의 t90z-방향 및 x-y평면 요구 흡수속도를 갖는 흡수 구조물.
제24항에 있어서, 상기 가장 농도가 높은 부분이 요구 흡수 시험법에 따라서 시험될 때 약 225초 이하의 t90z-방향 및 x-y평면 요구 흡수속도를 갖는 흡수 구조물.
액체 투과성 상면시이트; 상기 상면시이트에 결합된 액체 불투과성 배면시이트; 1차 구조물, 및 실질적으로 수불용성인 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 물질입자와 무기분말을 상호 결합된 형태로 포함하는, 상기 1차 구조물 내의 미립상 물질 조성물을 포함하는(이때, 상기 중합체 물질 입자는 용액 중합법에 의해 형성되고, 체질 시험법에 따라 시험했을 때 그의 약 80중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국표준 50메쉬 체를 통과하고 105㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 140메쉬 체 상에 남는 그러한 크기를 가진다), 상기 상면시이트와 상기 배면시이트 사이에 위치하는 흡수코어를 포함하는 흡수제품.
제26항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 상기 흡수코어중의 상기 중합체 물질 입자의 약 85중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 105㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 140메쉬 체 상에 남는 흡수제품.
제27항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 상기 흡수코어중의 상기 중합체 물질 입자의 약 90중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 105㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 140메쉬 체 상에 남는 흡수제품.
제28항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 상기 흡수코어중의 상기 중합체 물질 입자의 약 95중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 105㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 140메쉬 체 상에 남는 흡수제품.
제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자가, 중량% 분석법에 따라 선택되는 흡수코어의 하나 이상의 252㎝부분에서 상기 흡수코어의 중량당 약 25중량% 내지 약 90중량%사이의 농도로 분포되는 흡수제품.
제26항에 있어서, 상기 흡수코어가 섬유물질을 적어도 부분적으로 포함하고, 상기 미립상 물질 조성물이 상기 섬유물질과 혼합되는 흡수제품.
제31항에 있어서, 상기 섬유물질이 친수성인 흡수제품.
제31항에 있어서, 상기 섬유물질이 목재 펄프 섬유를 포함하는 흡수제품.
제26항에 있어서, 상기 미립상 물질 조성물이 흡수코어 전체를 통하여 균일하게 분포되는 흡수제품.
제26항 또는 제34항에 있어서, 상기 흡수코어가 약 0.06g/㎝3내지 약 0.3g/㎝3의 밀도를 갖는 흡수제품.
제26항에 있어서, 상기 미립상 물질 조성물이 상기 흡수코어의 두께의 적어도 일부를 통하여 양의 구배 농도로 분포되는 흡수제품.
제26항에 있어서, 상기 흡수코어가 포획대역 및 포획대역의 측방향 면적의 일부이상과 액체 연통되기 위해 포획대역의 주변을 적어도 부분적으로 측방향으로 둘러싸는 저장대역을 포함하며, 이때 상기 포획대역은 저장대역보다 단위면적당 보다 낮은 평균 밀도 및 보다 낮은 기본 중량을 갖는 흡수제품.
제37항에 있어서, 상기 포획대역이 흡수코어의 상부면으로부터 흡수코어의 전체 두께의 적어도 일부를 통하여 연장되고, 포획대역의 상부면이 흡수코어의 상부면의 약 50% 미만을 포함하는 흡수제품.
제26항에 있어서, 흡수코어에 병치되는 흡수 포획층을 추가로 포함하는 흡수제품.
제39항에 있어서, 상기 흡수코어의 상부면 면적이 상기 흡수 포획층의 면적의 약 0.25 내지 약 1.0배인 흡수제품.
제39항에 있어서, 상기 흡수 포획층이 친수성 섬유물질로 필수적으로 이루어진 흡수제품.
제39항에 있어서, 상기 흡수 포획층의 상부면 면적이 흡수코어의 면적의 약 0.25 내지 약 1.0배인 흡수제품.
제39항에 있어서, 상기 흡수 포획층이 화학적으로 경화된 셀룰로즈 섬유를 포함하는 흡수제품.
제26항에 있어서, 더스팅층(dusting layer)이 흡수코어의 아래에 위치한 친수성 섬유물질로 필수적으로 이루어진 흡수제품.
제44항에 있어서, 상기 더스팅층이 흡수코어보다 비교적 더 얇은 두께인 흡수제품.
제26항에 있어서, 상기 흡수코어가 신체 대향면 및 의복 대향면을 갖고, 상기 흡수코어의 신체 대향면 상에 가교 결합된 셀룰로즈 섬유를 일부이상 포함하는 포획 패치(patch)를 추가로 포함하는 흡수제품.
액체 투과성 상면시이트; 상기 상면시이트에 결합된 액체 불투과성 배면시이트; 1차 구조물, 및 실질적으로 수불용성인 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 물질입자와 무기 분말을 상호 결합된 형태로 포함하는, 상기 1차 구조물 내의 미립상 물질 조성물을 포함하는(이때, 상기 중합체 물질 입자는 용액 중합법에 의해 형성되고, 체질 시험법에 따라 시험했을 때 그의 약 80중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국표준 50메쉬 체를 통과하고 125㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 120메쉬 체 상에 남는 그러한 크기를 가진다), 상기 상면시이트와 상기 배면시이트 사이에 위치하는 흡수코어를 포함하는 흡수제품.
제47항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 상기 흡수코어중의 상기 중합체 물질 입자의 약 90중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 125㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 120메쉬 체 상에 남는 흡수제품.
제48항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 상기 흡수코어중의 상기 중합체 물질 입자의 약 95중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 125㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 120메쉬 체 상에 남는 흡수제품.
제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자가, 중량% 분석법에 따라 선택되는 흡수코어의 하나 이상의 25㎝2부분에서 상기 흡수코어의 중량당 약 25중량% 내지 약 90중량%사이의 농도로 분포되는 흡수제품.
제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자가, 중량% 분석법에 따라 선택되는 흡수코어의 하나 이상의 25㎝2부분에서 상기 흡수코어의 중량당 약 35중량% 내지 약 90중량%사이의 농도로 분포되는 흡수제품.
제47항 내지 제49중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자가, 중량% 분석법에 따라 선택되는 흡수코어의 하나 이상의 25㎝2부분에서 상기 흡수코어의 중량당 약 50중량% 내지 약 90중량%사이의 농도로 분포되는 흡수제품.
액체 투과성 상면시이트; 상기 상면시이트에 결합된 액체 불투과성 배면시이트; 1차 구조물, 및 실질적으로 수불용성인 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 물질입자와 무기 분말을 상호 결합된 형태로 포함하는, 상기 1차 구조물 내의 미립상 물질 조성물을 포함하는(이때, 상기 중합체 물질 입자는 용액 중합법에 의해 형성되고, 체질 시험법에 따라 시험했을 때 그의 약 80중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국표준 50메쉬 체를 통과하고 149㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 100메쉬 체 상에 남는 그러한 크기를 가진다), 상기 상면시이트와 상기 배면시이트 사이에 위치하는 흡수코어를 포함하는 흡수제품.
제53항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 상기 흡수코어중의 상기 중합체 물질 입자의 약 90중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 149㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 100메쉬 체 상에 남는 흡수제품.
제54항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자를 체질 시험법에 따라 시험했을 때 상기 흡수코어중의 상기 중합체 물질 입자의 약 95중량% 이상이 297㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 50메쉬 체를 통과하고 149㎛ 크기의 체눈을 가진 미합중국 표준 100메쉬 체 상에 남는 흡수제품.
제53항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자가, 중량% 분석법에 따라 선택되는 흡수코어의 하나 이상의 25㎝2부분에서 상기 흡수코어의 중량당 약 35중량% 내지 약 90중량%사이의 농도로 분포되는 흡수제품.
제53항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자가, 중량% 분석법에 따라 선택되는 흡수코어의 하나 이상의 25㎝2부분에서 상기 흡수코어의 중량당 약 50중량% 내지 약 90중량%사이의 농도로 분포되는 흡수제품.
제53항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질 입자가, 중량% 분석법에 따라 선택되는 흡수코어의 하나 이상의 25㎝2부분에서 상기 흡수코어의 중량당 약 70중량% 내지 약 90중량%사이의 농도로 분포되는 흡수제품.
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