KR100290546B1 - 위킹 특성을 가진 유체 분배 물질 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일회용 흡수성 제품에 사용하기 위한 유체 분배 물질로서 사용하기에 특히 유용한 물질의 선택과 관련된 것으로서, 상기 물질이 120초 보다 작은 위킹 시간과, 수직 위킹 테스트가 적용될 때 12.4㎝ 높이에서의 선택적인 유체 분배 방향에 대해서 0.075g/㎠/s 보다 큰 누적 유동을 갖는다. 이러한 물질에 대한 다른 유용한 선택 기준은 비등방성 유체 분배 성질이며, 이것은 선택적인 분배 방향에서의 위킹 시간은 동일한 테스트가 적용될 때 8.3㎝에서의 수직방향에서 위킹 시간의 80% 보다 작다.

Description

위킹 특성을 가진 유체 분배 물질{FLUID DISTRIBUTION MATERIALS WITH IMPROVED WICKING PROPERTIES}
일회용 흡수성 제품 또는 구조체의 일반적인 분야에 있어서, 특정 유체 분배 특성을 나타내는 물질은 공지되어 있다. 이러한 물질은, 오줌과 같은 물 액체를 저장하기 위한 양호한 수단을 제공하지만 액체 투과는 향상시키지 않는 소위 흡수성 겔링 물질 또는 초흡수체라고 하는 고흡수성 물질의 도입과, 최적 이하 디자인 및/또는 최적 이하 물질이 사용될 때 그리고 "겔-차단(gel-blocking)"이라고 하는 현상이 발생될 때 나타나는 액체 투과의 감소와 더욱더 연관이 있다. 예를 들면, 초흡수체가 셀룰로스 섬유와 균질적으로 혼합된 구조체에 있어서, 초흡수체 물질의 선택에 따라 강해지는 특정 임계 농도는 흡수성 코어의 효력을 악화시키지 않도록초과되어서는 안된다.
결과적으로, 많은 수의 흡수성 코어 디자인은 저장 및 유체 분배의 분리된 기능을 가지는 것으로 나타났다. 이러한 것은 특정 기본 중량, 포집 시간 및 잔류 습윤도를 갖는 유체 취급용의 서지 조정부를 포함하는 흡수성 제품을 개시하는 유럽 특허 제 EP 0 397 110 호(라티머)와, 특별하게 비틀리고 화학적으로 보강된 셀룰로스 섬유와 이 섬유로 제조된 흡수성 구조체를 개시하는 무어(Moore) 등의 미국 특허 제 4,898,642 호와, 특정 초흡수체 물질이 특별히 배열된 섬유를 이용하는 것을 개시하고 있는 유럽 특허 제 EP 0 640 330 호(비윅-손태그 등)에 예시되어 있다. 유럽 특허 제 EP 0 397 110 호(라티머)에는 특정 기본 중량, 포집 시간 및 잔류 습윤도를 갖는 유체 취급용의 서지 조정부를 포함하는 흡수성 제품이 개시되어 있다.
처음에, 분배 물질의 필요성은 매우 높지 않으며, 코어용 랩시트로서 사용되고 미국 특허 제 3,952,745 호(던칸)에 개시된 것과 같은 표준 종이 티슈 물질은 유럽 특허 제 EP 0 343 941 호(라이싱) 또는 미국 특허 제 4,578,068 호(크래머)에 개시된 것과 같이 유체 분배를 향상시키도록 도포된다.
이러한 물질중 몇몇은 바람직하지 못한 단단한 느낌을 갖고 있기 때문에, 부드러움을 개선하는 것으로 후형성 처리 방법이 개시되어 있다. "후형성 처리(post formation treatment)"는 티슈의 제조 또는 형성 동안에 부드러움을 증가시키는 대신에 또는 더 증가시킬 경우에, 티슈는 다른 물질과 티슈를 조합하는 것과 다른 처리에 앞서 티슈를 형성 및 건조한 후 개별 처리 단계로 기계적으로 처리하여 흡수성 코어 또는 제품을 형성한다. 이러한 처리의 예는 미국 특허 제 5,117,540 호(왈튼) 또는 미국 특허 제 4,440,597 호(웰스)에 개시되어 있다.
흡수성 제품의 기능을 더욱 향상시키기 위해서, 분배 물질에 대한 보다 특별한 필요성이 발생되어, 다공성 물질이 보다 심오하게 연구되고 있다. 예로서 미국 특허 제 5,268,224 호(데스마라이스)에 개시된 것과 같이 "Spontex SA. France or High Internal Phase"에 의해 입수할 있는 중합 물질과 같은 셀룰로스 폼이 있다. 종방향 유체 분배를 개선하기 위해서, 고표면적 합성 섬유는 "US Statuary Invention Registration H1511"에 개시된 것과 같은 흡수성 구조체에 도포된다. 이러한 방법은 통상적으로 제조하기에 복잡하며, 그에 따라 셀룰로스 섬유-기제 물질과 비교할 때 비교적 비싸다.
따라서, 구조체의 일부를 고밀도로 압축함으로써 예를 들면 "위킹 라인"을 따라 또는 폐쇄된 매쉬 패턴에서 위킹 높이를 증가시키기 위해 보다 작은 세공을 형성하는 것과 같은 초기의 접근 방법은 미국 특허 제 3,575,174 호 또는 미국 특허 제 4,781,710 호에서와 같이 셀룰로스 섬유-기제 물질의 위킹 특성을 개선하고자 하였다. 또한, 이러한 시도는 특정 선택적인 액체 분배 방향에서 성취되었다. 그러나, 이러한 접근방법에 있어서, 큰 세공의 사이즈는 보다 작은 세공보다 상대적으로 감소되어, 증가된 위킹 높이의 긍정적인 영향은 이러한 높이로 이동되는 감소된 액체 양으로 균형을 맞추었다.
분배 물질의 세공 사이즈에 영향을 미치는 다른 시도는 용융가능한 섬유를 포함하는 섬유 구조체를 한방향으로 신장시키고 열경화에 의해 변형물을 "동결"시킴으로써 최대 세공 사이즈를 감소시키고 하는 것으로 미국 특허 제 5,244,482 호(하센보엘러)에 개시되어 있다.
또한, 특정 물질 복합물이 개발되어 세공 사이즈 및 세공 사이즈 분배를 감소시킬 수 있다. 이러한 개량의 예로는 "하니" 등이 1995년 2월 3일에 출원하고 본 발명의 출원인에게 양도한 "고흡착 및 고용량의 흡수성 제품용 유체 분배 부재"라는 명칭의 미국 특허 출원 제 08/382,817 호와, "세거" 등이 1996년 4월 17일에 출원하고 본 발명의 출원인에게 양도한 "고용량 유체 흡수성 부재"라는 명칭의 미국 특허 출원 제 08/633,630 호에 개시되어 있다. 양 특허출원은 기본적으로 가교결합된 셀룰로스 침엽수 섬유와 같은 특별하게 연화된 셀룰로스 섬유를 이용함으로써 그리고 유칼리나무 섬유와 같은 작고 얇은 셀룰로스 섬유로 큰 세공을 충전함으로써 탄성 구조체를 제공하는 것이다. 양 특허 출원은 구조체에 충분한 일체성 및 강도를 제공하기 위한 수단을 더 부가하고 있는데, 미국 특허 출원 제 08/382,817 호에는 열가소성 섬유를 부가하고, 미국 특허 출원 제 08/633,630 호에는 화학적 접착제를 부가하고 있다.
그러나, 보다 복잡한 기술에도 불구하고, 모든 변형예는 위킹 높이 및 위킹 유동의 역관계로 제한되는데, 즉 위킹 높이가 증가되지만 위킹 유동을 감소시키는데 비용이 많이 든다. 양자를 동시에 개선할 수 있는 가능성은 없다.
놀랍게도, 본 출원의 발명자는 이러한 비양립성이 물질을 평가하기 위한 기준을 신중하게 선택하고, 그에 따라 이러한 특징을 선택하도록 적당한 물질을 확인함으로써 극복될 수 있음을 알았다.
따라서, 본 발명의 목적은 위킹 높이 및 유동을 모두 개선하는 물질을 판정할 수 있는 선택 기준을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 위킹 높이 및 유동을 동시에 모두 증가시킬 수 있는 물질에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이동 특성의 재배향성, 특히 웨브의 길이(종종 기계가공이라고 함) 방향에서의 재배향성이 개선된 물질에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 이러한 물질을 포함하는 흡수성 제품을 제공하는 것이다.
발명의 요약
놀랍게도, 하나의 선택적인 유체 분배 방향을 가진 유체 분배 물질로서 특히 유용한 물질을 선택할 수 있으며, 이 물질은 후술하는 바와 같이 수직방향 위킹을 가할 경우 120초 보다 작은 위킹 시간과, 12.4㎝ 높이에서 상기 선택적인 유체 분배 방향에 대하서 0.075그램/㎠/초 이상의 증가된 유동을 하는 것이 특징이다.
이러한 물질에 대한 유용한 다른 선택 기준은 미균등성 유체 분배 성질이며, 동일한 테스트가 적용될 때 이것은 선택적인 분배 방향에서의 위킹 시간이 8.3㎝ 높이에서 수직방향의 위킹 시간의 80% 이하이다.
이러한 선택 기준은 다양한 물질에 도포되며, 이에 의해 특정 기계적 후변형 처리가 가해진 분배 물질중 하나의 부류가 특별히 양호한 결과를 나타낸다.
본 발명은 선택적인 유체 분배 방향으로 위킹 특성(wicking properties)을 가진 유체 분배 물질(fluid distribution materials)에 관한 것이다. 특히 이러한 유체 분배 부재는 아기 기저귀, 실금 제품 또는 월경 제품과 같은 일회용 흡수성 제품에 사용되는 흡수성 코어 구조체에 유용하다.
도 1은 후변형 처리의 바람직한 실행시에 사용될 수 있는 장치의 개략적인 다이아그램,
도 2는 장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3a 및 도 3b는 수직 유체 위킹 매개변수를 측정하기 위한 기구를 도시한 도면.
본 발명과 관련된 유체 분배 물질은 흡수성 제품을 도포하기 위한 물질로서 이 물질은 이러한 제품에서 유체 이동 메카니즘을 형성하는 것이다. 일반적으로, 이러한 제품은 2개의 중심선, 종방향 중심선과 횡방향 중심선을 갖고 있다. 본 명세서에서 사용한 용어 "종방향"은 제품의 평면에서의 라인 축 또는 방향을 가리키며, 일반적으로 이러한 제품의 서있는 착용자를 좌측 및 우측 신체 반부로 양분하는 수직 평면(예를 들면 대략 평행하게)과 정렬된다. 다음에, 유체 이동 메카니즘은 로딩 영역 보다 큰 영역, 즉 신체 배출물이 흡수성 제품의 표면상에 위치되는 제품의 영역에 걸쳐 제품내에서 분산될 수 있는 흡수성 물질을 효율적으로 사용하는데 필요할 수 있다. 이러한 중력 방향에 반대로 유체 분배를 허용하지 않을 수 있고 그에 따라 흡수성 제품에 대해 설정된 요구조건을 충족시키지 못하는 중력과 같은 구동력을 발생시키며, 이에 의해 배출 유체가 흡수성 제품상으로 배출되는 로딩 지점으로부터 "보다 높은", 즉 중량 방향에 반대로 상방으로 위치된 제품의 다른 부분까지 유체를 이동시킬 수 있다.
일반적으로, 이러한 위킹은 모세관력을 이용함으로써 성취되며, 수직 방향에서 물질을 테스트함으로써, 즉 중력 방향을 따라 물질을 위치시킴으로써 평가될 수 있다.
수직 위킹
본 발명에 따른 물질의 주 기능은 증가된 위킹 높이 및 유동의 조합이다.
흡수성 제품이 착용자의 인체 및 흡수성 제품의 치수로 인해서 유효 치수를 구비할 수 있기 때문에, 위킹 높이를 올리는 것은 중요하며, 12.4㎝(5인치) 또는 8.3㎝(3.3인치)와 같은 수직 위킹 거리가 현실적인 조건에 있어서 전형적이다.
동등하게 중요한 것은 이동될 유체의 양이다. 아기 기저기에 있어서 특징적인 로딩은 75㎖/보이딩의 보이딩(voidings)과 15㎖/s까지의 보이딩 속도에서 오줌 로딩이 300㎖ 이상일 수 있다. 따라서, 상당한 양을 이동시킬 수 있을 필요성이 자명하다. 그러나, 물질의 경제적인 이용과, 착용자를 편안하게 하고 착용자에게 꼭맞게 하기 위해서 저렴한 재료의 이용이 요구되고 있다. 따라서, 물질은 그 작은 단면을 통해 많은 양의 유체를 짧은 시간에 이동시킬 필요가 있다. 이것은 "수직 위킹 유동" 파라메터로 표현되며, 특정 시간에 물질의 특정 단면을 통해 소정의 높이까지 이동되는 누적된 양의 유체로 규정되며, ㎖/㎠/s로 표현되며, 중력에 반대로 물질의 특정 높이까지 유체 전면 관통하는 시간으로 표현된다.
이러한 파라메터는 이후에 규정되는 것과 같은 수직 위킹 테스트를 이용하고, 중력 또는 원심력과 같은 외부 힘의 불변성 또는 부재시에 그 내부 보이드(예를 들면 세공)를 통해 액체를 이동시키는 물질의 성능을 측정함으로써 쉽게 결정될 수 있다. 기본적으로, 물질의 샘플은 유체 용기 밖으로 연장되는 수직 위치에 위치된다. 중력에 반대로의 이동은 습윤 전선의 상방향 이동과, 물질에 의해 포집되는 유체의 양을 측정함으로써 조정될 수 있다.
위킹 높이는 대체로 세공 시스템에 적용되는 모관 시스템과 관련된 공지된 "Lucas-Washburn"에 따라 분배 물질의 유효 세공 사이즈를 감소시킴으로써 쉽게 증가될 수 있다. 오줌 또는 월경 액체인 소정의 유체와, 특정 표면 에너지를 나타내는 특정 물질에 있어서, 필요한 모관(또는 세공) 직경은 특정의 필요한 높이까지 위킹을 허용하는 것에 근접할 수 있다.
분명하게, 큰 위킹 높이를 이루고자 할 때, 이러한 관계는 작은 모관 직경이 요구된다.
그러나, 이러한 작은 모관은 많은 양의 유체를 취급할 수 없으며, 작은 세공을 가진 물질을 통해 이러한 유체가 누적 유동하는 것은 상당히 감소된다. 이것은 작은 세공(Hagen-Pisseuille 관계에 따라서)에 연결된 높은 내부 마찰(또는 저 투과성)에 의해 야기된다.
따라서, 종래의 물질은 낮은 높이의 저 유동 또는 큰 유동 수치로 조합되어 큰 높이를 나타내는 반면에, 이러한 변경은 이후에 기술되는 물질에 의해 극복될 수 있으며, ① 12.4㎝의 비교적 큰 높이까지 120초 이하 그리고 바람직하게는 50초 이하에 신속히 위킹하며, ② 동시에, 적어도 0.075㎖/s/㎠, 바람직하게는 0.12㎖/s/㎠, 보다 바람직하게는 0.25㎖/s/㎠보다 큰 큰 유동을 제공한다.
선택적인 위킹 방향
높은 위킹 유동 내지 높은 위킹 높이의 효과에 의해서, 본 발명에 따른 분배 물질의 다른 실시예를 제공하여 뚜렷한 선택적인 유체 이동 방향, 즉 한 방향의 유체 이동이 다른 방향에서 보다 양호하게 한다.
이것을 보다 상세하게 설명하기 위해서, 3개의 수직축(x, y, z)을 구비한 하기의 데카르트(Cartesian) 좌표계가 사용되며, 롤제품(종래의 티슈 또는 부직포)과 같은 시트에 대해서 설명된다.
① 롤의 길이는 x 방향이다. 종종, 이것은 웨브의 "기계가공 방향"이라고도 한다.
② 두께는 z 방향으로 규정된다.
③ 나머지 축(또는 "횡방향" 이라고도 함)은 y 방향이다.
제품과 같은 흡수성 제품 및 이러한 구조체내에 포함되는 흡수성 코어를 잘 맞고 편안하게 하기 위해서 상술한 신체 요구조건 및 욕망은 대체로 길다란 형상이기 때문에, 즉 이들은 폭보다 길고, 2개 치수를 비교할 때 비교적 얇다. 많은 경우에, 흡수성 물질은 흡수체의 전체 길이를 따라 배치되며, 전체 제품을 가로질러 물질이 분산되도록 이러한 제품의 길이 치수를 따라 유체가 효율적으로 이동되도록 그리고 로딩 지점으로부터 보다 먼 영역에서 흡수성 물질의 효율적인 이용을 제공하는 것이 바람직하다. 동시에, 물질의 y 방향으로의 "횡방향" 이동은 덜 바람직한데, 이는 탄성 밴드 또는 제 2 레그 커프스와 같은 가스켓 수단에도 불구하고 제품의 측면에서 액체가 누설될 위험이 있기 때문이다.
따라서, 액체 이동은 y 방향과 비교할 때 x 방향으로 선택되어야 한다.
또한, 많은 설계에 있어서, 신속한 z 방향 이동은 바람직하지 못한데, 그 이유는 로딩 지점 둘레에서 유체 저장 성능이 미리 포화되지 않고 제품의 전체 영역에 걸쳐서 유체가 분산되도록 하기 위해서 바람직하지 못하다.
비교 물질은 특정 비균등성 유체 분배 성질을 나타낸다. 예를 들면 유럽 특허 제 0 548 714 호(서비아크)에는 수평 위치에서 로딩시에 습윤 오염이 원형이 되지 않고 다른 방향이 아닌 하나의 바람직한 방향으로 분산되도록 하는 흡수성 물질이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 수평 분산은 위킹과는 상이한 메카니즘인데, 그 이유는 저 모관력을 나타내는 큰(우선적으로 붕괴되지 않음) 세공 또는 보이드를 통해 구조체를 중력 구동 "자유 유동" 기본적으로 "범람"에 의해 좌우되기 때문이다.
그러나, 분배 물질에 있어서 이동이 위킹 메카니즘에 의해 이뤄짐으로써, 이러한 분산 비율은 양호한 성능을 제공하기에는 충분하지 않으며, 비균등성 성질이 수직 위킹, 즉 위킹 높이 및 누적 유동이 바람직하다. 따라서, 후술하는 이러한 물질 특성은 x 방향 위킹과 비교할 때 y 방향 위킹이 상당히 감소된 위킹 배수를 갖는 것이 자명하다.
유체 분배 물질
이러한 이론을 벗어남이 없이, 개선된 위킹 높이 및 높은 위킹 유동의 우수한 성능을 조합하는 새로운 효과를 성취하기 위해서, 물질은 특정 세공 사이즈 또는 세공 형상 뿐만 아니라 서로에 대한 세공의 특정 배열과 같은 특정 일반적 요구조건이나 상이한 사이즈 및 형상의 세공을 구비해야 한다.
분배 물질이 기본적으로 수성 유체(오줌 또는 월경액)를 이동시키는데 사용될 경우, 물질은 특정 친수성을 나타내는 것이 바람직하다.
그러나, 이것이 완전한 친수성을 갖는 것(즉, 대략 제로의 물에 대한 습윤각을 구비함)을 의미하지는 않으며, 이러한 친수성이 모든 영역에서 모든 표면을 가로질러 일정한 것은 아니다. 일반적으로, 친수성은 비교적 대부분 소수성인 셀룰로스 섬유 또는 중합체 물질을 이용할 때 수지 혼합 또는 표면 도포된 표면활성제를 구비한 친수성 기제 물질로부터 얻어질 수 있다. 선택적으로, 분배 물질 자체가 친수성화될 수 있는데, 예를 들면 소수성 물질을 포함하는 웨브를 형성한 후에 분배 물질에 표면활성제를 부가함으로써 이뤄질 수 있다.
본 발명의 특정 실시예는 상술한 것과 같은 요구조건을 충족시키도록 종래의 물질의 변형과 관련된다.
이러한 종래의 물질은 그 형성 처리로 인해서 상이한 사이즈 및 형상을 가진 순차적 배열을 갖는다. 적당한 후형성 처리가 가해져서 세공 사이즈, 형상 및 각 배열을 변형시킬 수 있다. 부가적으로, 후형성 처리에 적당하게 하기 위해서, 이러한 물질은 소성변형가능해야 한다. 즉, 변형시에 너무 부서지지 않아야 하며, 사전형성 세공 사이즈/형상 등으로 바로 "원상복귀"되는 과도한 탄성이어서는 않된다.
많은 세공 물질이 본 발명에 따른 물질에 적당한 것으로 예측되었지만, 특정의 바람직한 물질은 섬유 습윤층 웨브이며, 이 웨브는 ① 기계적 변형을 위해 탄성인 제 1 섬유 형태, ② 큰 표면 대 중량 비를 나타내는 제 2 섬유 형태, ③ 접착제를 포함한다.
제 1 탄성 섬유 형태
광범위한 탄성 섬유는 본 발명에 따른 물질이 기능을 잘 발휘하도록 예견될 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스터, 폴리아민, 탄성 폴리올레핀 또는 이들의 조합물, 예를 들면 2성분 섬유 형태 기제의 공지된 합성 섬유와 달리, 특히 바람직한 섬유가 화학적으로 보강되고 비틀린 큰 셀룰로스 섬유이다. 본 설명에서 사용한 용어 "화학적으로 보강되고 비틀리고 경화된 섬유"는 건조 및 수성 조건하에서 섬유의 강도를 증가시키도록 화학적 수단에 의해 보강된 모든 섬유를 의미한다. 이러한 수단은 예를 들면 섬유를 피복 및/또는 주입되는 화학적 보강제의 부가를 포함한다. 또한, 이러한 수단은 예를 들면 가교결합 중합체 사슬에 의해 섬유 자체의 화학적 구조를 변경함으로써 섬유를 보강하는 것을 포함한다.
개별화된(즉 부풀어진) 형태의 가교결합제에 의해 보강된 섬유는 1965년 12월 21일자로 베르나딘에게 허여된 미국 특허 제 3,224,926 호와, 1969년 4월 22일자로 정(Chung)에게 허여된 미국 특허 제 3,440,135 호와, 1976년 1월 13일자로 차터지에게 허여된 미국 특허 제 3,932,209 호와, 1977년 7월 12일자로 생그니스 등에게 허여된 미국 특허 제 4,035,147 호에 개시되어 있다. 보다 바람직한 섬유는 1989년 4월 18일자로 딘 등에게 허여된 미국 특허 제 4,822,453 호와, 1989년 12월 19일자로 딘 등에게 허여된 미국 특허 제 4,888,093 호와, 1990년 2월 6일자로 무어 등에게 허여된 미국 특허 제 4,898,642 호에 개시되어 있다.
이러한 이론을 벗어남이 없이, 친수성에 부가하여 이러한 보강된 섬유는 실질적으로 바람직하게 "허니파이드(hornified)"되어 있다. 따라서, 셀 벽은 분명하게 팽창되지 않으며 습윤될 때 네트워크내의 빈 체적을 유지한다. 화학적으로 보강된 비틀린 및 경화된 셀룰로스 섬유는 침투성, 가요성 및 증가된 친수성을 제공한다.
예시를 위해서, 셀룰로스 섬유를 피복 또는 주입될 수 있는 다른 중합체 보강제는, 미국 뉴저지주 브릿지워터 소재의 "National Starch and Chemical Corp."로부터 입수할 수 있는 것과 같은 질소 함유족(예를 들면 아미노족)을 구비한 양이온 변형 전분과; 라텍스와; 폴리아미드-에피클로로하이드린 수지[예를 들면 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 "Hercules Inc."가 제조한 "Kymene(등록상표)] 또는 폴리아크릴아미드 수지[1971년 1월 19일에 코스시아 등에게 허여된 미국 특허 제 3,556,932 호와, 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재의 "Cytec Industries"에 의해 Parez 631 NC(등록상표)로 판매되는 상업적으로 입수할 수 있는 폴리아크릴아미드]와 같은 습윤 보강 수지와; 요소 포름알데히드 및 멜라민 포름알데히드 수지와, 폴리에틸렌이민 수지를 포함한다. 종이 기술에 이용되고 본 발명에 적용할 수 있는 습윤 보강 수지의 일반적인 논문은 펄프 및 종이 산업의 기술 협회(미국 뉴욕주 1965년)의 "TAPPI monograph series No. 29. 「Wet Strength in Paper and Paperboard」에 기술되어 있다.
유체 흡수성 부재에 이용되는 섬유는 화학적 반응에 의해 강화되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 가교결합제가 섬유에 도포될 수 있으며, 이러한 도포 결과섬유내 가교결합 접착부를 화학적으로 형성하게 된다. 이러한 가교결합 접착제는 섬유의 강도를 증가시킬 수 있다. 섬유를 화학적으로 보강하기 위해서 섬유내 가교결합제를 이용하는 것이 바람직하지만, 섬유의 화학적 보강을 위한 다른 형태의 반응을 제외하는 것을 의미하는 것은 아니다.
보다 바람직한 보강된 섬유에 있어서, 화학적 처리는 가교결합제로 섬유내 가교결합하는 것을 포함하는 반면에, 이러한 섬유는 상대적으로 탈수되고 탈섬유화된(즉, 개별화된) 비틀린 구불구불한 상태이다. 적당한 화학적 보강제로는 단중합 가교결합제를 포함하지만, 이에 의해 제한되지 않으며 산 기능을 가진 C2- C8디알데히드 및 C2- C8모노알데히드가 가교결합 용제를 형성하는데 이용될 수 있다. 이러한 복합물은 단일 셀룰로스에서의 적어도 2개의 하이드록실 족 또는 단일 섬유에서 개략적으로 위치된 셀룰로스 사슬과 반응할 수 있다. 보강된 셀룰로스 섬유를 제조하는데 사용하기 위한 이러한 가교결합제는 글루타알데히드, 글리셀, 포름알데히드 및 글리세린산을 포함하지만, 이것만으로 제한되지 않는다. 폴리카보실레이트 보강제와, 이것으로 보강된 섬유를 제조하는 방법은 1993년 3월 2일자로 허여된 미국 특허 제 5,190,563 호에 개시되어 있다. 이러한 조건하에서 가교결합하는 효과는 섬유를 형성하는 것인데, 이 섬유는 보강되며 흡수성 제품에 사용하는 동안에 비틀리고 구불구불한 형상을 유지하는 경향이 있다. 이러한 섬유와, 이 섬유로부터 제조하는 방법은 상술한 특허에 기술되어 있다.
상술한 바람직한 물리적 및 성능 특성을 가진 보강된 셀룰로스 섬유는 비교적 탈수된 형태에서 이러한 섬유를 내부적으로 가교결합함으로써 제조될 수 있는 반면에 또는 그 후에 이러한 섬유는 미국 특허 출원 제 304,925 호에 개시된 바와 같이 건조되고 탈섬유화된다(즉 부풀어진). 그러나, 본 발명이 다른 친수성이고 화학적으로 보강되고 비틀리고 구불구불한 섬유를 제외하는 것을 의미하지는 않으며, 이러한 다른 섬유는 미국 특허 제 3,224,926 호, 제 3,440,135 호, 제 4,035,147 호 및 제 3,932,209 호에 개시되어 있다(이러한 것으로만 제한되지 않음). 또한, 보강된 비틀리고 구불구불한 셀룰로스 섬유를 제공하는 다른 비화학적 수단은 고농도(일반적으로 약 30% 이상) 기계적 처리(예를 들면, 프로타펄핑 및/또는 정련 등등)와 같은 본 발명의 영역내에 있는 것으로 예측된다. 이러한 방법은 1990년 12월 11일에 그리고 1993년 9월 14일에 각기 마리 엘. 민턴에게 허여되고 발명의 명칭이 "펄프 처리 방법"인 미국 특허 제 4,976,819 호 및 제 5,244,541 호에 보다 상세하게 개시되어 있다.
제 2, 고표면적형 섬유
본 발명에 따른 유체 분배 물질은 유체 흡수성 부재에 모관 압력(또는 흡착)을 제공하도록 고표면적 섬유를 더 포함한다. 이러한 고표면적 섬유는 일반적으로 작고 높은 안락함을 제공한다. 이들은 화학적으로 보강되고 비틀리고 구불구불한 섬유(비정련)를 단독으로 크게 제공하는 것으로 발견된 모관 압력을 초과하는 모관 압력을 가진 기재를 제공한다.
또한, 매우 작은 직경("마이크로화이버")을 갖거나 특정 표면 형상을 가진 것과 같은 합성 섬유가 적당한 것으로 예측되지만, 이러한 고표면적 도포를 위해현재 바람직한 섬유는 우드 펄프 섬유의 유칼리나무 종류이다. 유칼리나무는 화학적으로 보강되고 비틀린 구불구불한 섬유와 조합시에 바람직한 모관 압력 특성을 제공하며, 후술하는 상당한 양의 셀룰로스 정련과 같은 형성 스크린을 통해 쉽게 통과하지 않는다. 특히 적당한 유칼리나무 섬유는 유칼리나무 그랜디스종의 것을 포함한다.
펄프 슬러리로부터 습윤 웨브를 형성하기 전에 보강된 셀룰로스 섬유에 부가되는 다른 적당한 표면적 형성 섬유는 1993년 6월 8일자로 영(Young) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,217,445 호에 개시된 것과 같은 다양한 셀룰로스 및 합성 섬유 물질을 포함하지만, 이에 의해 제한되지 않는다. 이러한 물질은 비보강된 셀룰로스 섬유(즉, 종래의 셀룰로스 펄프 섬유), 고정련되고 보강되고 비보강된 셀룰로스 섬유["크릴(crill)"이라고도 함]와, 팽창된 셀룰로스 섬유(이후에 설명함)와 같은 고표면적 셀룰로스 물질을 포함한다. 고표면적 셀룰로스는 슬러리내의 보강된 섬유와 잘 혼합되며, 슬러리는 습윤층이다. 결합제, 재펄프화제, 탈박판화, 밸리 비터(valley beater), 정련기(예를 들면, 단일, 콘 또는 이중 디스크 정련기) 또는 다른 본 기술 분야에 공지된 기구가 보강된 섬유 및 고표면적 셀룰로스를 혼합하고, 응집시키고 정련하는데 이용될 수 있다.
또한, 고표면적 셀룰로스는 소경 오리피스를 통해 셀룰로스 섬유의 액체 현탁액을 통과시킴으로써 셀룰로스 섬유로부터 제조될 수 있으며, 상기 현탁액은 적어도 4.3 Pa(3000psig)의 압력 강하와, 고속 전단 작용이 가해진 다음에 고속 감속 충격이 가해진다. 오리피스를 통해 현탁액을 통과시키는 것은 실질적으로 적당한현탁액이 될 때까지 반복된다. 이러한 것은 1984년 11월 20일자로 터백(Turbak)에게 허여된 미국 특허 제 4,483,743 호에 개시되어 있다.
접착 수단
종래의 비보강된 셀룰로스 섬유와 비교해서, 상술한 고표면적 섬유와 조합된 가교결합되고 비틀리고 보강된 섬유는 특히 습윤 조건하에서 보다 낮은 인장강도 시트를 형성한다. 따라서, 습윤 및 건조 상태 모두에서 처리를 용이하게 하고 제품 사양 기계적 특성을 제공하기 위해서, 접착 수단이 웨브내에 또는 웨브상에 일체적으로 가해지는 것이 바람직하다. 이것은 웨브 형성전에 펄프에 접착 수단을 부가하고, 형성 와이어상에 접착후에, 건조전, 건조후 또는 그 조합에서 습윤층 웨브에 접착 수단을 도포함으로써 실행될 수 있다.
형성된 웨브에 이러한 특정 강도를 제공하도록 특정 접착 수단이 유체 취급 성능에 중요한 것은 아니지만, 열가소성 섬유가 바람직한 선택을 제공하는 것으로 발견되었고, 화학적 접착 웨브가 보다 바람직하게 실행된다.
열가소성 섬유를 이용할 때, 이 섬유는 물질내에 열적으로 접착된 중합체 마이크로 웨브를 형성하며, 이에 의해 중합체 접착 섬유[호체스트-셀렌니스 코폴리올레핀 이성분 섬유[Hoechst-Celanese Copolyolefin Bicomponent fibre) 등등]는 섬유 교차점에서 강하게 접착된다. 이러한 중합체 마이크로 구조체는 웨브가 보다 연한 공정에서 잔존하게 한다. 열적으로 설정된 중합체 마이크로 웨브 특성은 습윤/건조 인장강도, 가요성 및 탄성을 상당히 제어 및 유지하며, 그에 따라 연장성 기계적 처리를 허용하는 반면에 허용가능한 습윤/건조 인장강도 및 탄성을 유지한다.
바람직한 실시예에 있어서, 유체 분배 물질은 보강된 셀룰로스 섬유의 습윤층 웨브를 포함하며, 상기 웨브는 열가소성 접착 물질의 약 0% 내지 약 50% 사이로, 바람직하게는 약 5% 내지 약 25% 사이로, 보다 바람직하게는 약 7% 내지 약 15% 사이로 보강되며, 열가소성 접착 물질은 다른 접착 섬유, 화학적으로 보강되고 비틀리고 구불구불한 셀룰로스 섬유 또는 고표면적 섬유중 어느 하나와 접착 섬유의 교차점에서 접착 사이트를 제공한다. 일반적으로, 이러한 열적으로 접착된 웨브는 보강된 셀룰로스 섬유 및 열가소성 섬유를 포함하는 웨브를 형성함으로써 제조되며, 상기 열가소성 섬유는 균일하게 분포되어 있는 것이 바람직하다. 열가소성 섬유 물질은 웨브의 형성 이전에 수성 슬러리내에 보강된 셀룰로스 섬유 및 미세한 섬유와 상호혼합될 수 있다. 일단 형성되면, 웨브는 섬유의 열가소성 부분이 용융될 때까지 웨브를 가열함으로써 열적으로 접착된다. 적당한 섬유 재료의 특히 비제한적인 예로는 폴리에스테르 고온 용융 섬유(KODEL 410), 이성분 섬유, 삼성분 섬유, 이들의 혼합물 등을 포함한다.
또한, 주름진 형태의 중합체-기제 접착제 섬유가 웨브의 용적을 부가시키는데 기여될 수 있다. 주름진 종류의 현재 바람직한 중합체-기제 접착제 섬유는 "Hoechst Celanese Corporation"에 의해 CELBOND(등록상표)라는 상표명으로 판매되는 것으로 호체스트-셀렌니스 코폴리올레핀 이성분 섬유(Hoechst-Celanese Copolyolefin Bicomponent fibre)중 약 3.3의 dTex와, 약 3.0의 데니르 및 약 6.4㎜의 섬유 길이를 구비한 타입 255, 로트 33865A가 있다.
또한, 유체 분배 부재용으로 유용한 열가소성 접착 재료는 셀룰로스 섬유를 광범위하게 손상시키지 않는 온도에서 용융될 수 있는 모든 고온 용융 접착제를 포함한다. 바람직하게, 열가소성 접착 재료의 용융점은 약 175℃이하, 바람직하게는 약 75℃와 약 175℃ 사이인 것이 바람직하다. 모든 경우에, 용융점은 본 발명의 제품이 저장되는 온도보다 낮아서는 안되므로, 용융점은 약 50℃보다 낮지 않은 것이 전형적이다.
예를 들면 열가소성 접착 물질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 염화 폴리비닐, 염화 폴리비닐리덴이 있다. 바람직하게, 열가소성 섬유는 수성 유체를 상당히 빨아들이거나 흡수하지 않는다. 그러나, 열가소성 물질의 표면은 친수성 또는 소수성일 수 있다(사용한 용어 친수성 및 소수성은 표면이 물에 의해 습윤되는 정도를 말한다). 친수성 물질은 보다 높은 열가소성 레벨에 있는 것이 보다 바람직하며, 특히 약 40% 이상의 레벨에 있는 것이 바람직하다.
본원에서 사용한 용어 열가소성 섬유는 약 0.1㎝ 내지 약 6㎝의 길이, 바람직하게는 약 0.3㎝ 내지 약 3.0㎝의 길이인 것이 바람직하다. 열가소성은 통기 접착에 의해 용융되는 것이 바람직하지만, 적외선 광, 스팀 드럼 건조, 양키(Yankee) 등과 같은 다른 방법이 제외되는 것을 의미하지는 않는다. 다른 변형예에 있어서, 웨브는 그 한쪽 또는 양 면상에 가열 엠보싱 처리가 가해진다. 이러한 기술은 미국 특허 제 4,590,114 호에 보다 상세히 기술되어 있다.
상술한 바와 같이, 티슈 시트 및 다른 물 통과 부직 시트와 같은 스크림은 상술한 바와 같이 접착 수단에 부가하여 또는 대신에 외부 지지체로서 사용될 수있다.
보다 바람직한 개시 재료는 화학적 접착제를 포함한다. 화학적으로 접착된 웨브 특성은 습윤/건조 인장강도, 가요성 및 탄성을 상당히 제어 및 유지하여 웨브 형성 단계 후에 광범위한 기계적 처리가 가능하게 하는 반면에, 수용가능한 습윤/건조 인장강도 및 탄성을 유지한다.
흡수성 부재의 물리적 일체성을 증가시키고 웨브, 특히 습윤층 웨브의 처리를 용이하게 하기 위한 기계적 추가 접착 수단은 섬유 웨브에 증가된 일체성을 제공하기 위해 본 기술 분야에 공지된 수지성 접착제, 라텍스 및 전분일 수 있다. 적당한 접착제는 펄프 및 종이 산업의 기술 협회(미국 뉴욕주 1965년)의 "TAPPI monograph series No. 29. 「Wet Strength in Paper and Paperboard」에 기술된 것과 같은 종이 구조체내의 습윤, 건조 또는 양 습윤 및 건조 강도를 제공하기 위해 공지된 것들을 포함한다. 적당한 수지는 폴리아미드에피클로로하이드린 및 폴리아크릴아미드-글리셀 수지를 포함한다. 본 발명에 유용한 것으로 알려진 다른 수지는 요소 포름알데히드 및 멜라민 포름알데히드 수지이다. 이러한 기능적 수지의 보다 통상적인 기능성 족은 질소에 부착된 아미노 족 및 메티놀 족과 같은 족을 포함한 질소이다. 폴이에틸렌이민형 수지가 또한 본 발명에 유용한 것으로 알려져 있다. 현재 바람직한 화학적 추가 접착 수단은 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재의 "Cytec Industries"에 의해 Parez 631 NC(등록상표)로 판매되는 상업적으로 입수할 수 있는 폴리아크릴아미드-글리셀 수지이다.
전분, 특히 양이온 변형 전분이 또한 본 발명의 화학적 첨가제로 유용할 수있다. 질소에 부착된 아미노 족 및 메티놀 족과 같은 질소 함유 족과 함께 변형된 이러한 양이온 전분 물질은 미국 뉴저지주 브릿지워터에 소재하는 "National Starch and Chemical Corporation"으로부터 입수할 수 있다. 다른 적당한 접착제는 폴리아크릴산, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세테이트를 포함하며, 이것으로만 제한되지 않는다.
첨가되는 화학적 첨가 접착제의 레벨은 전체 웨브 중량을 기준으로 약 0% 내지 약 5%가 전형적이다. 그러나, 친수성인 화학적 첨가 접착제는 보다 많은 양을 이용할 수 있다. 화학적 첨가 접착제가 수성 슬러리내의 보강된 섬유에 부가된다면, 종래의 비보강된 셀룰로스 섬유 또는 고표면적 셀룰로스가 또한 존재하여 화학적 첨가 접착제의 보유력을 향상시킬 수 있다. 화학적 첨가 접착제는 프린팅, 분무 또는 본 기술 분야에 공지된 다른 방법에 의해 건조 또는 비건조된 웨브에 도포될 수 있다.
화학적 접착 수단에 부가하여, 유체 분배 물질이 상술한 바와 같이 물질내의 화학적으로 접착된 중합체 마이크로 웨브의 집적체로부터 유익할 수 있다.
물질 형성 방법
본 발명에 따른 유체 분배 물질은 함께 혼합될 수 있으며, 습윤층 방법, 공기층 방법, 카딩 및 다른 방법으로 포함한 다양한 방법으로 형성되며, 상기 습윤층 방법이 현재 바람직하다.
건조 랩 및 종이와 같은 시트를 형성하기 위해 셀룰로스 섬유를 습윤층화하기 위한 기술은 본 기술 분야에 공지되어 있다. 이러한 기술은 본 발명의 흡수성구조체에 유용한 습윤층 시트를 형성하기 위해 보강된 섬유의 습윤층에 일반적으로 적용할 수 있다. 적당한 습윤층 기술은 엘. 에이취. 샌포드 등의 미국 특허 제 3,301,746 호에 기술된 바와 같은 종이 제조 기계에 이용되는 핸드시트화 및 습윤층화를 포함한다. 화학적으로 보강되고 비틀리고 구불구불한 성질, 특히 수성 슬러리내의 뭉침의 경향으로 인해서, 후술하는 특정 처리 변형예는 종이 제조 기계로 습윤층화 할 때 바람직하다.
일반적으로, 습윤층 웨브는 유공 형성 와이어상에 섬유의 수성 슬러리를 용착시키고, 습윤 웨브를 형성하도록 습윤층 슬러리를 탈수시키고, 습윤 웨브를 건조시킴으로써 제조될 수 있다. 바람직하게, 습윤층화를 위한 섬유의 수성 슬러리는 전체 슬러리 중량을 기준으로 약 0.02%와 약 2.0% 사이, 바람직하게는 약 0.02%와 약 0.2% 사이의 섬유 농도를 가질 것이다. 슬러리의 이러한 용착은 헤드박스로서 본 기술분야에 공지된 장치를 이용하여 성취된다. 헤드박스는 유공 형성 와이어상으로 섬유의 수성 슬러리를 분배하기 위해 슬라이스로서 공지된 개구를 구비한다. 형성 와이어는 건조 랩 또는 다른 종이 제조 공정을 위해 사용된 구조체 및 메시 사이드일 수 있다. 건조 랩 및 티슈 시트 형성을 위해 본 기술 분야에 공지된 헤드박스의 종래의 설계가 사용될 수 있다. 시중에서 구입할 수 있는 적당한 헤드박스는 예를 들면 개구, 고정된 루프, 트윈 와이어, 경사진 와이어 및 드럼 포머 헤드 박스를 포함한다.
일단 형성되면, 습윤 웨브는 탈수 및 건조된다. 탈수는 포일, 흡입 박스 또는 다른 진공 장치 또는 중력 유동에 의해 실행된다. 전형적으로, 탈수는 전체 습윤 웨브 중량을 기준으로 약 8%와 약 30% 사이, 바람직하게 약 8%와 23% 사이로 이뤄져서 섬유 농도를 증가시킨다. 약 23% 이상의 농도로 탈수하는 것은 습윤처리가 요구될 수도 있으며 바람직하지 못하다. 탈수후에, 웨브는 반드시 필요한 것은 아니지만 형성 와이어로부터 건조 섬유까지 이송하여 건조 장치로 웨브를 이송할 수 있다.
습윤 웨브의 건조는 본 기술 분야에 공지된 많은 기술을 이용하여 성취될 수 있다. 열가소성 접착 물질이 웨브내에 포함되는 경우, 웨브는 열가소성 접착 물질을 다른 섬유 물질에 용융시키는 온도에서 철저하고 균일하게 건조시켜 열가소성 접착 물질이 네트워크의 빈 체적내로 유동하지 않게 하는 것이 특히 중요하다. 건조하는 것은 예를 들면 열적 직접송풍 건조기, 열적 공기주입 건조기 및 가열된 드럼 건조기 및 양키(Yankee) 건조기에 의해 이뤄질 수 있다. 습윤층 웨브는 완전히 건조되는 것이 바람직하다(대체로 약 95% 내지 약 99%의 섬유 농도로). 완전 건조된 웨브의 가요성은 닥터 블레이드를 갖는 양키 건조기를 사용하여 웨브를 크레이프 가공(creping) 하는 것과 같은 기술분야에 공지된 기법에 의해서 증가되는 것이 바람직하다.
전술한 바람직한 습윤층화 공정 이외에, 소정 상황하에서는 공기층화(airlaying), 카딩(carding) 또는 기타 적절한 방법에 의해서 본 발명에 따른 유체 흡수성 부재를 형성하는 것이 바람직할 수도 있다.
후형성 처리
본 발명에 따른 필요한 특성을 달성하기 위해서, 종래 기술의 물질은 특수가공 단계를 거친다. 신장 박층 물질을 처리하기 위한 유사한 방법이 개발되었으며, 그러한 방법은 신장 물질과 관련된 웨버(Weber)의 미국 특허 제 5,167,897 호 또는 유체 분배 물질의 처리방법과 관련된 동출원에 개시되어 있다.
본질적으로, 이러한 방법은 개시 물질을 원주방향 릿지와 홈을 각각 가지며 정밀한 오차로 작동되어 웨브를 영구변형시키는 적어도 2개의 롤을 통해 공급하는 것에 의해서 웨브의 기계적 처리를 제공한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본질적으로는 비신장된 개시 물질(starting material)(1)은 서로간에 적어도 어느 정도 상보적인 3차원 표면을 갖는 대향된 압력 어플리캐이터를 사용하는 증가 단면 웨브 신장 시스템(20)을 통해 배향된다. 바람직한 실행에 있어서, 웨브(1)는 아이들러 롤(11, 12)에 의해 배향되어 최상측 파형 롤(21)의 표면(22)의 릿지 및 홈과 최하측 파형 롤(25)의 표면(26)의 각각의 맞물린 홈 및 릿지 사이를 통과한다. 최상측 및 최하측 파형 롤상의 상보형 릿지 및 홈의 정확한 형태, 간격 및 깊이는 웨브에 소망되는 신장량과 같은 요인과 기본 중량 및 탄성과 같은 웨브 자체의 특성에 따라 다양하지만, 특히 바람직한 실행에 있어서는 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같은 근본적으로는 장방형 형상을 가지며, 그에 따라 약 150gsm의 기본 중량과 1.5㎜의 개시 캘리퍼를 갖는 웨브의 처리에 대해서, 홈(31)은 1mm의 폭(32)을 가지고, 릿지(35)는 0.6mm의 폭(36)을 가지며, 홈의 바닥으로부터 릿지의 피크부까지의 거리는 약 8mm이고, 참조번호(38)로 표시된 에지 및 코너에서 유연한 반경은 약 0.1mm 이다. 또한, 도 2에는 웨브(1)의 단면도가 도시되어 있다.
상이한 특성을 가진 웨브의 경우에, 그것의 크기는 릿지(35)의 폭(36)이 홈(31)의 폭(32)의 30% 내지 90%, 바람직하게는 50% 내지 70%정도가 되도록 적절하게 채택하는 것이 바람직하다는 것을 발견하였다. 홈(31)의 폭은 처리된 웨브의 캘리퍼와 관련되어야 하며, 캘리퍼의 40% 내지 100%의 범위를 벗어나지 않아야 하고, 바람직하게는 60% 내지 80% 이내여야 한다.
물론, 파형 롤상의 대향 피크부의 중첩부(39)의 정도는 웨브에 다소 강한 기계적 처리를 제공하도록 필요에 따라 조정될 수도 있다.
최대 중첩부(39)는 그러한 설비를 효과적으로 작동시키는 것과 같은 작동 제한에 의해서, 또 너무 강한 처리시에 천공 또는 절단을 야기시킬 수도 있는 물리적 특성에 따른다. 이러한 중첩부는 웨브의 캘리퍼의 80%를 초과하지 않아야 하며, 바람직하게는 웨브의 캘리퍼의 33%보다 크지 않아야 하고, 보다 바람직하게는 캘리퍼의 25%보다 크지 않아야 한다.
최소 중첩부(39)는 웨브를 실제로 기계적으로 처리하는 제한에 의해 규정된다. 이것은 거리가 좁을 경우 맞물리도록 배열되는 파형 롤의 거리가 웨브의 캘리퍼 보다 작아야 하는 것을 요구한다. 따라서, 본 명세서에 사용된 "중첩부(overlap)"라는 용어는 0보다 작고, 본 발명에 유용하게 될 중첩부의 하한은 약 100%이다. 그러나, 그 중첩부는 바람직하게는 -15% 이상이어야 하고, 보다 바람직하게는 +5% 이상이어야 한다. 150gsm의 웨브와 1.5mm의 캘리퍼를 처리하기에 특히 바람직한 중첩부의 설정치는 +13%인 것으로 발견하였다.
파형 롤(21, 25)의 물질은 적절한 성형을 허용하고 또 롤이 그 물질에 가하는 압력을 견디기에 적합한 알루미늄 합금 또는 강과 같은 금속류의 임의의 물질일 수 있다. 웨브와 롤간의 마찰이 너무 작거나 또는 너무 큰 경우에 있어서, 롤 표면은 거칠게 되거나 유연하게 되거나 또는 다른식으로 처리되어 웨브가 파형부 사이로 미끄러지는 것을 방지하거나 또는 파형부내로 충분히 관통되지 않게 한다.
또한, 바람직한 실시예는 서로간에 실질적으로 평행하게 정렬된 파형부를 갖는 한쌍의 맞물린 파형 롤을 포함하는 반면, 본 발명은 또한 파형부가 서로간에 전혀 평행하게 배향되지 않은 파형 롤의 쌍을 사용하는 것에 의해서 실행될 수도 있다. 또한, 그러한 쌍의 파형 롤상의 파형부는 장치에 반드시 평행하게 정렬될 필요가 없다. 예를 들면, 곡선 유체 분배 경로가 요구되는 경우에, 웨브의 신장을 증가시키기 위해 사용되는 파형 롤의 쌍 위의 맞물린 이는 직선보다는 소망의 곡선 윤곽을 따라 인접 선을 제공하기 위해 소망의 곡선 형태로 배열될 수도 있다.
이것은 하나의 바람직한 형상(30)을 참조하는 것에 의해 설명하였지만, 다른 형상도 사용할 수 있다. 홈 및 릿지는 3각형, 사다리꼴 형상 또는 보다 둥근, 예를 들면 사인파 형상 또는 2개의 롤의 맞물림을 허용하는 임의의 다른 형상으로 될 수 있다. 명백하게, 그러한 구조체의 경우에 최적의 성능을 위해 다른 바람직한 치수로 용이하게 마무리할 수 있다.
바람직한 본 실시예는 파형 롤의 원주방향 및 축방향으로 릿지와 홈의 균일한 배열을 갖지만, 특정 실시예는 상이한 패턴을 갖는 영역을 포함할 수 있으며, 이것은 축방향 배열에 있어서는, 예를 들면 홈 및/또는 릿지의 폭이 롤의 축방향을 가로질러 변화되거나, 또는 원주방향에 있어서는, 예를 들면 릿지와 홈이 적어도하나의 롤의 원주를 가로질러 변화되는 깊이를 갖거나, 또는 롤중 적어도 하나가 육안으로 보이는 만곡 형상을 갖는, 예를 들면 에지를 향해서보다는 중앙부에서 더 두껍게 된다.
또한, 한 단계에서 너무 강력한 처리를 피하고자할 경우, 2개 이상의 파형 롤을 사용하는 것이 이로울 수 있다. 그것에 의해서, 롤(25) 특성을 지닌 추가 롤을 그의 파형부가 롤(21)의 파형부와 맞물리도록 위치시킬 수 있다. 이러한 롤의 파형부는 롤(25)중 하나와 정렬되어야 하지만, 결합부의 깊이는 상이하거나 또는 정렬의 한계내에서, 파형부의 형상은 상이한 반경의 릿지 및 홈을 갖는 것과 같이 상이할 수 있다. 물론, 두개 이상의 롤을 갖거나 두세트의 롤러(21, 25) 쌍을 갖거나 또는 그러한 기구의 다른 조합을 갖는 것을 생각할 수 있다.
웨브의 처리의 개선된 성능을 달성하는 융통성을 더욱 향상시키기 위해서, 추가의 가공 단계, 즉 선택적인 유체 분배 방향으로 웨브의 신장 단계가 포함될 수 있다. 개시된 가공에 대해서, 이것은 웨브의 종방향(가공 방향)으로의 신장에 대응한다. 본 발명에 따른 효과를 종래 기술에 개시된 바와 같이 웨브를 균일하게 처리하는 것(즉, 본질적으로는 전체의 셀을 동일한 방법으로 처리하는 것)으로부터 유발되는 것과 같은 효과와 조합할 수 있다는 것이 효과적이다.
가공의 추가의 향상은 전술한 바와 같이 후형성 처리 직후에 별도의 가공 단계에 의해서 또는 웨브에 기계적 응력을 가하는 수단, 예를 들면 파형 롤중 하나 또는 양자를 가열하는 것에 의해서 웨브를 가열하는 가공 단계를 더 부가함으로써 달성될 수 있다. 선택적으로, 이것은 열가용성 물질을 포함하는 웨브(열가소성 섬유를 포함하는 물질과 같은)에 대해 적용된다. 이러한 추가의 열처리의 이로운 효과는 기계적 가공에 의해 비교적 용이한 소성 변형을 허용하기 위해 웨브가 성형될 수 있고, 그 후 열 경화에 의해 소정의 탄성 및/또는 강도에 도달될 수 있다는 데 있다.
본 명세서에 개시된 바람직한 가공은 맞물린 원통형 파형 롤을 사용하지만, 본 발명은 또한 당해 웨브의 신장을 증가시키기 위해 맞물린 플래튼(meshing platens)을 사용하는 간헐적 스탬핑 작업을 이용하여 수행될 수도 있다.
이론에 의해 제한됨이 없이, 증가 신장 가공의 효과는 파형부의 피크 지점에서 웨브에 압축 영역을 형성하는 것인 반면, 피크 지점 사이의 영역에 신장이 발생되는 것으로 생각된다. 그에 따라 이들 영역에서 상이한 구멍 크기, 구멍 크기 분배 및/또는 구멍 형상이 수정된다.
그러한 가공은 물질의 임의의 영역만이 압축되고 다른 영역은 압축되지 않는 엠보싱(embossing)과는 대조적이어야 하며, 또한 섬유 웨브를 신장시켜 전체의 구멍을 동일한 방법으로(잠재적인 변화도로) 본질적으로 변형시키는 전술한 방법과도 대조적이어야 한다. 또한, 그러한 가공은 서로간에 인접한 상이한 밀도를 갖는 영역을 가짐과 아울러 상이한 방위(CD 또는 y방향)를 갖는 종래의 크레이프 가공/마이크로 크레이프 가공과 대조될 필요가 있다.
실시예
본 발명의 이점은 2개의 종래 기술의 물질에 후형성 처리 가공을 적용하는 것에 의해서 그리고 개선된 유체 처리 특성을 처리 전에 이들 물질중 하나 뿐만 아니라 종래 기술의 다수의 분배 물질과 비교하는 것에 의해서 예시된다.
제 1 개시 물질은 150gsm의 기본 중량과 0.105g/cm3의 밀도를 갖는 전술한 바와 같은 습윤층 열접합 웨브(wet-laid thermally bonded web)로서, ① 미국 Weyerhaeuser CO.로부터 상표명 "CMC"로 상업적으로 구입할 수 있는 45 중량%의 화학적으로 경화된 트위스티드 셀룰로스(CS)와; ② 45 중량%의 유칼리나무형 섬유와; ③ 미국 Hoechst Celanese Corporation으로부터 상표명 CELBOND(등록상표)로 구입할 수 있으며 약 3.3의 dTex와, 약 3.0의 데니어 및 약 6.4mm의 섬유 길이를 갖는 10 중량%의 타입 255 lot 33865A로 이루어진다.
다른 보다 바람직한 개시 물질은 150gsm의 기본 중량과 0.094g/cm3의 밀도를 갖는 전술한 바와 같은 습윤층 화학적 접합 웨브로서, ① 미국 Weyerhaeuser Co.로부터 상표명 "CMC"로 상업적으로 구입할 수 있는 90 중량%의 화학적으로 경화된 트위스티드 셀룰로스(CS)와; ② 10 중량 %의 유칼리나무형 섬유의 섬유 혼합물로 이루어지고, 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재의 Cytec Industries에 의해 상표명 Parez 631NC로 판매되는 폴리아크릴아미드-글리옥살 수지의 2 중량%의 섬유 혼합물에 의해 접합된다.
이들은 1.0mm 이격된 0.6mm의 치형부의 폭을 각각 갖는 피크부의 가변 중첩 깊이(0.0mm; 0.2mm; 0.4mm)에서 2개의 롤 사이에서 후속 성형 처리된다.
이러한 물질 뿐만 아니라 그들의 비처리된 관련사항 및 기타 비교 실시예들은 웨브의 가공 방향(MD)에서 12.4cm 및 8.3cm에 이르는 위킹 시간(wicking time)뿐만 아니라 각각의 누적 플럭스(표 1)에 의해 수직 위킹 시험(wicking test)(하기의 방법의 설명 참조)을 거친다.
명백하게, 0.2mm의 중첩 깊이를 갖는 화학적 접합 물질은 12.4cm에서 위킹 시간 및 플럭스에 상당히 개선된 성능을 제공한다.
열 접합 물질은 다소 적지만 동일한 방향의 개선을 도시한다.
표 2는 동일 물질에 대해 CD 및 MD방향을 8.3cm에 이르는 위킹 시간을 비교한 것이다. 이것은 2개의 명백한 효과, 첫째 CD 및 MD 값의 비의 증가에 의해서 표현되는 바와 같은 선택적 방향 분배의 소정의 증가와, 둘째 비처리 물질과 비교하여 매우 긴 중첩 깊이값(0.4mm)에서 CD 방향으로의 절대값의 증가를 제공한다.
수직 위킹 시험 결과(물질의 가공 방향)
재료접합유형 롤 중첩(㎜) 건조밀도 위킹 시간(sec) 누적 플럭스[㎖/sec/㎠]
8.3㎝ 12.4㎝ 8.3㎝ 12.4㎝
열적 0 0.101 38 116 0.126 0.065
0.2 0.098 32 101 0.147 0.077
0.4 0.097 37 102 0.123 0.067
비처리-참고 0.105 38 135 0.183 0.065
화학적 0 0.092 14 46 0.286 0.149
0.2 0.097 13 45 0.320 0.157
0.4 0.093 16 50 0.310 0.155
비처리-참고 0.094 20 146 0.366 0.068
수직 위킹 시험 결과[가공 방향(MD)-교차 방향(CD) 비교]
재료접합유형 롤 중첩(㎜) 위킹 시간＠ 8.3㎝[sec] 비고CD/MD
MD CD
열적 0 38 46 1.21
0.2 32 50 1.56
0.4 37 54 1.46
비처리-참고 38 41 1.08
화학적 0 14 18 1.29
0.2 13 19 1.46
0.4 16 34 2.13
비처리-참고 20 23 1.15
시험 절차
달리 설명하지 않는한, 시험은 약 23+/-2℃의 통제된 실험실 상태하에서 그리고 50+/-10%의 상대 습도에서 수행한다. 시험 샘플은 시험후에 적어도 24시간 동안 이러한 상태하에서 저장된다.
합성 소변 조직화
명백히 설명하지 않는한, 본 시험 방법에 사용되는 특정 합성 소변은 Jayco SynUrine으로 공지되어 있고, 미국 펜실바니아주 캠프 힐 소재의 Jayco Phramaceuticals Company로부터 구입할 수 있다. 합성 소변의 화학식은 2.0g/l의 KCl; 2.0g/l의 Na2SO4; 0.85g/l의 (NH4)H2PO4; 0.15g/l의 (NH4)H2PO4; 0.19g/l의 CaCl2; 및 0.23g/l의 MgCl2이다. 모든 화합물은 시약용이다. 합성 소변의 pH의 범위는 6.0 내지 6.4 이다.
수직 위킹 시험
수직 위킹 시험은 수직 구조체에서 유체 전면이 임의의 높이에 도달하는데 필요한 시간을, 예를 들면 중력 뿐만 아니라 이 시간동안 물질에 의해 포착되는 유체의 양에 대하여 평가하는 것을 목표로 한다.
이 시험의 원리는 샘플을 수직 위치에 고정시키는 기능과 전기 타이머 신호의 발생을 허용하는 2가지 기능을 하는 핀 형태의 전극을 구비한 샘플 홀더상에 샘플을 배치하는 것이다. 유체의 저장용기를 스케일상에 위치시켜, 수직 위킹으로부터 발생되는 샘플의 유체 포착의 시간 의존도를 감시할 수 있다. 시험에 필수적인 것은 아니지만, 시험은 독일 라틴겐 소재의 Ekotec Industrietchnik GmBH로부터 상업적으로 구입가능한 장치 EKOTESTER를 기초로 하여 수행한다. 이 장치는 또한 데이타의 전기적 처리를 허용한다.
시험 장치는 도 3a 및 도 3b에 개략적으로 도시하였다.
상기 장치는 본질적으로는 퍼스펙스(perspex)로 제조되며, 17mm의 유체 레벨 높이(311)에서 929 그램의 시험 유체를 수용하는 유체 저장용기(310)와 샘플 홀더(320)를 포함한다. 이 저장용기는 Mettler GmbH에 의해 상표명 PM3000으로 제조되는 것과 같은 스케일(315)상에 0.1g의 정확도로 배치된다. 선택적으로 그리고 접속부(316)를 통해 도시된 바와 같이, 이 스케일은 전자 데이타 수집 장치(342)에 접속될 수 있다.
샘플 홀더(320)는 본질적으로는 10cm의 폭(33)과 15cm의 길이(331)와 약 5mm의 두께(도시 않됨)를 갖는 퍼스펙스 플레이트이다. 고정 수단(325)이 방향(332)에서 이러한 치수를 지나 연장되며, 이 방향은 시험중에 저장용기(310)의 시험 유체 레벨내로 12mm 샘플 홀더의 바닥 에지(321)의 재생가능한 잠입 깊이(333)에서 정확히 수직 방향(즉, 중력 방향)으로 재생가능한 위치설정을 보정하기 위해서 시험중에 상방향이 된다. 샘플 홀더(320)는 그 샘플 홀더의 바닥 에지(321)로부터 각각 56mm, 95mm 및 136mm의 거리(334, 335, 336)에서 3열로 배열된 9개의 전극 핀(326)을 더 구비한다. 각각의 이러한 열에는 서로로부터 28mm의 거리(337)로 균일하게 이격된 3개의 전극이 존재하며, 그 중 하나는 이들 에지로부터 22mm의 거리(338)로 이격된 종방향 에지(332)에 위치된다. 전극 핀은 약 10mm의 거리와 약 1mm의 직경을 가지며, 샘플의 적용을 용이하게 하기 위해 그들 단부에서 약간 예리하게 되어 있다. 전극 핀은 금속으로 제조된다. 추가의 음전극 핀(327)이 하부 열의 중앙 양전극 핀의 5mm 옆에 위치된다. 음극(327) 및 양극(326)은 음극과 개별 양극 사이의 전기 회로가, 예를 들면 이들 전극 사이에 위치되는 습윤된 시험 샘플내의 전해질 시험 유체에 의해 폐쇄되는 순간을 감시하는 타이밍 장치(341)에 접속된다[2개의 양극 핀과 음극 핀에 대해 도 3a에 개략적으로 도시됨].
앞서 요약한 일반적 과정과는 대조적으로, 이 장치는 37℃로 설정되고 3℃ 이상 벗어나지 않는 온도 제어 후드에 위치설정되어 시험이 수행된다. 또한, 시험 유체는 유체의 일정 온도를 허용하기에 충분한 시간동안 온도 제어된 수조에서 37℃로 준비된다.
시험 유체가 저장용기(310)내에 충전되어, 예를 들면 927.3 gram ± 1gram과 같은 소정량의 유체를 첨가하는 것에 의해서 필요한 높이(311)를 갖는 레벨의 유체표면(312)을 갖는다.
시험 샘플은 실험 상태(상기 내용 참조)로 균형을 이루게 되며, 시험 직전의 37℃ 환경으로 설정된다. 또한, 시험 전에, 샘플의 캘리퍼를 하기에 요약하는 바와 같이 측정한다. 시험 샘플은 JDC Corporation으로부터 입수가능한 것과 같은 샘플 커터, 또는 메스 또는 덜 바람직하게는 예리한 가위와 같은 예리한 커터에 의해 절단 에지에 가능한 한 많은 압축 효과를 방지하는 소정의 편리한 수단에 의해 10cm x 15cm의 크기로 절단된다.
시험 샘플은 그 에지가 샘플 홀더의 바닥 및 측면 에지(331, 332)와 일치하도록, 즉 샘플 홀더 플레이트의 외측으로 연장되지 않도록 샘플 홀더상에 주의깊게 배치된다. 그와 동시에, 샘플은 본질적으로는 평탄하지만 비응력 배치 상태로 되어야 한다. 즉 파형으로 형성되지 않아야 하며 기계적 신장 상태에 있지 않아야 한다. 샘플이 전극 핀에만 직접 접촉하며 홀더의 퍼스펙스 플레이트에 접촉하지 않게 주의하여야 한다.
그 다음, 샘플 홀더(320)를 시험 유체 저장용기(310)내의 수직 위치에 배치하되, 샘플 홀더(320) 뿐만 아니라 시험 샘플이 유체내로 12mm의 깊이(333)로 정확하게 잠기도록 한다. 그 결과, 전극은유체 레벨(312)에 대해 각각 44mm, 83mm 및 124mm의 거리(343, 338 및 339)를 가질 것이다. 표본 홀더의 침지가 스케일(315)의 판독치를 변화시키지 않으므로, 이것은 임의의 표본 없이 표본 홀더를 삽입하는 것에 의해서 사전설정된 양만큼, 예를 들면 6 그램 만큼 무게를 뺀다.
표본 홀더(320) 및 시험 표본을 비경사 배치 상태로 위치설정시키는 것은 유체와 일차 접촉시에 물질이 흡인 및 위킹을 시작하므로 한 측면에서는 매우 정확할 뿐만 아니라 신속하게 수행되어야 한다는 것을 인정하게될 것이다. 또한, 표본 홀더에 고정 수단(325)을 용이하게 삽입할 수 있는 프레임(350)은 EKOTESTER의 일부이지만, 신속한 비 경사 고정을 달성하기 위한 다른 수단을 사용할 수 있다.
스케일의 판독치는 표본의 위치설정 직후에 시간의 함수로서 감시된다. 스케일을 EKOTESTER의 일부와 같은 전산화 장치(340)에 접속하는 것이 바람직한 것으로 판명되었다.
유체가 제 1 열에 도달하여 음극(327)과 양극(326)간의 전기적 접속을 차단하자 마자, 이 시간은 임의의 타이밍 수단, 예를 들면 EKOTESTER의 타이밍 유닛(341)에 의해 기록될 수 있다. 추가의 데이타 처리에 한 열의 각각의 3시간 값을 만들 수 있지만, 추가의 데이타는 열당 3개의 전극의 평균값에 관련되며, 이것은 평균값으로부터 대략 +/- 5% 이상 초과되지 않는 것이 일반적이다.
따라서, 생성된 데이타는, ① 침지 후에 표본에 의해 수집되는 유체의 시간 종속 량과, ② 유체가 소정의 높이에 도달하는데 요구되는 시간이다.
이것으로부터, 각각의 3개의 높이에 대해 2개의 중요 값을 판독 및 기록할 수 있는 바, 그중 하나는 유체 전면이 각각의 높이에 도달할 때까지의 시간이며, 다른 하나는 각각의 높이를, ① 이 높이가 도달하는 시간에서 표본에 의해 수집되는 유체의 양과; ② 시간과; ③ 캘리퍼 측정치 및 10cm의 표본 폭으로 규정되는 단면적으로 나눈 "누적 플럭스" 이다.
밀도/캘리퍼/기본 중량 측정
표본 커터로 절단하는 것에 의해 규정되는 영역의 표본은 적어도 0.1%의 정확도로 측량된다. 캘리퍼는 50mm 직경의 시험 영역에 대해 550Pa(0.08psi)의 인가된 압력하에서 측정된다. 단위 면적당 중량으로서 g/m2로 표시되는 기본 중량과, mm @ 550 Pa 압력으로 표현되는 캘리퍼와, g/cm3로 표시되는 밀도를 용이하게 계산할 수 있다.
흡수 구조체 및 흡수성 제품
본 발명의 유체 분배 물질은 소변, 땀, 월경액 및 인체 분비물과 같은 상당량의 인체 유체를 흡수할 수 있는 일회용 제품에 이용될 수 있다. 그러한 제품은 일회용 기저귀, 월경 패드, 성인 실금 브리프, 탐폰, 일회용 타월 및 수건 등의 형태로 준비될 수 있다. "일회용(disposable)"이라는 용어는 흡수성 제품으로 세탁되거나 달리 복구되거나 또는 재사용되도록 의도되지 않는, 즉 한번 사용한 후에 폐기하도록 의도되며, 바람직하게는 환경에 적합한 방식으로 재생되거나 합성되거나 또는 폐기되도록 의도되는 흡수성 제품을 의미한다.
본 발명에 따른 유체 분배 물질은 일회용 물품 및 제품의 한 구성요소로 사용되는 것 이외에, 티슈 또는 타월 제품과 같은 최종 사용 제품만을 포함하도록 이용되거나 또는 매우 다양한 다른 제품의 일부로서 다양한 기타 부재 또는 요소들과 함께 이용될 수도 있다.
본 명세서의 흡수성 제품은 대체로 3개의 기본 구성 요소를 포함한다. 그중하나의 요소는 실질적으로 유체 비투과성 배면 시트(backsheet)이다. 이러한 배면 시트의 상면에는 흡수성 코어(absorbent core)가 배치되며, 이 흡수성 코어는 그 자체가 하나 또는 그 이상의 상이한 층을 포함할 수도 있고, 또 하나 또는 그 이상의 층으로 된 초흡수 물질을 포함할 수도 있다. 이러한 흡수성 코어의 상단에 유체 투과성 상면 시트(topsheet)가 제공되어 배면 시트에 접합된다. 상면 시트는 착용자의 피부에 인접하게 배치되는 제품의 요소이다. 본 명세서에 사용된 용어 "접합된(joined)"은 상면 시트를 흡수성 코어의 주변부 둘레에서 배면 시트에 직접 부착시키는 것에 의해 상면 시트가 배면 시트에 직접 접합되는 형태와, 상면 시트를 배면 시트에 고정된 중간 부재에 부착시키는 것에 의해서 상면 시트가 배면 시트에 직접 접합된 형태를 포함한다. 또한, 상면 시트는 흡수성 코어에 부착될 수도 있다.
본 발명의 목적을 위해, 월경 패드의 바람직한 일회용 기저귀는 흡수성 코어; 상기 흡수성 코어의 일 측면과 중첩되거나 또는 동일 연장 공간에 있는 상면 시트; 및 상기 상면 시트로 덮힌 측면에 대향된 코어의 측면과 중첩되거나 또는 동일 연장 공간에 있는 액체 비투과성 배면 시트를 포함한다. 배면 시트 및 상면 시트는 흡수성 코어 보다 큰 폭과 길이를 가짐으로써 흡수성 코어를 지나 연장된 배면 시트와 상면 시트의 작은 자장자리 부분을 제공하는 것이 가장 바람직하다. 배면 시트 및 상면 시트는 자주 이러한 측면 가장자리 부분에 함께 융합될 것이다. 이 제품은 제한적이지는 않지만 모래시계 형상과 같은 성형된 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 흡수 구조체는 하기에 언급하는 바와 같은 유체 흡수 구조체를 포함하거나 구비한다. 본 발명의 목적을 위하여, "층(layer)"이라는 용어는 흡수 구조체의 확인가능한 요소를 의미하며, 또 "층"으로 언급되는 임의의 구조체는 실제로 하기에 언급하는 바와 같은 필요한 유형의 물질의 여러 시트 또는 웨브의 박층 또는 조합체를 포함할 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 용어 "층"은 "층들(layers)" 및 "층으로 된(layered)" 이라는 용어를 포함한다. 본 발명의 목적을 위하여, "상측(upper)"이라는 용어는 흡수성 제품의 상면 시트에 가장 가깝게 면한 흡수성 코어의 층을 의미하며; 반대로 "하측(lower)"이라는 용어는 흡수성 제품의 배면 시트에 가장 가깝게 면한 층을 의미한다.
본 발명에 따른 흡수성 제품의 각종 부재, 층 및 구조체들은 대체로 평탄하거나 또는 평탄하지 않을 수도 있으며, 임의의 소망하는 형태로 성형되거나 또는 윤곽이 형성될 수도 있음을 이해하여야 한다. 본 발명에 따른 흡수 구조체는 본 명세서에서 "유체 흡수성 부재(fluid absorbent member)"로 간주되는 특성 및 특징을 갖는 하나 이상의 층 또는 구조체를 포함할 수도 있다. 또한, 그러한 흡수 구조체는 본 발명의 유체 흡수성 부재를 증가시키고 또 흡수 구조체의 전체적인 성능을 향상시키기 위한 기능적 속성을 제공하기 위해서, 포집층 및 저장층과 같은 상이한 구조적 및 기능적 특징을 갖는 하나 또는 그 이상의 층을 포함할 수도 있다.
선택적으로, 가공 및/또는 사용중에 유체 흡수성 부재의 완전성을 증가시키기 위해 유체 투과성 시트(예를 들면, 티슈 층) 또는 기타 스크림(scrim)이 유체 흡수성 부재와 다른 요소 사이에 배치될 수도 있다. 그러한 시트 또는 스크림은유체 흡수성 부재의 전체 또는 일부만을 둘러쌀 수 있거나 또는 유체 흡수성 부재를 둘러쌀 필요 없이 전술한 바와 같이 간단히 위치설정될 수 있다. 또한, 선택적으로는, 느슨한 초흡수성 물질에 대한 사용자의 근심을 제거하기 위해 초흡수 물질을 수용하는 임의의 층 또는 구조체를 티슈 페이퍼 시트와 같은 유체 투과성 시트로 둘러쌀 수 있다.

Claims (18)

  1. 하나의 선택적인 유체 분배 방향성을 갖는 유체 분배 물질(fluid distribution material)에 있어서,
    상기 물질이 120초 이하의 위킹 시간과, 12.4㎝ 높이에서의 상기 선택적인 유체 분배 방향성에 대해서 0.075g/㎠/s 이상의 누적 유동성을 갖는
    유체 분배 물질.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질이 50초 이하의 위킹 시간과, 12.4㎝ 높이에서의 상기 선택적인 유체 분배 방향성에 대해서 0.120g/㎠/s 이상의 누적 유동성을 갖는
    유체 분배 물질.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위킹 시간이 8.3㎝ 높이에서의 상기 선택적인 유체 분배 방향성에 대해서 수직 방향의 위킹 시간의 80% 이하인
    유체 분배 물질.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위킹 시간이 8.3㎝ 높이에서의 상기 선택적인 유체 분배 방향성에 대해서 수직 방향의 위킹 시간의 50% 이하인
    유체 분배 물질.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 분배 물질의 구조가 기본적으로 시트형인
    유체 분배 물질.
  6. 제 1 항에 있어서,
    유체 분배가 다공성 구조체의 세공을 통해 이뤄지는
    유체 분배 물질.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구조체가 기계적 응력을 가할 경우 적어도 부분적으로 영구 소성 변형되는 물질로 기본적으로 구성되는 개방 셀 폼인(open cell foam)
    유체 분배 물질.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 분배 물질의 구조가 섬유 매트릭스인
    유체 분배 물질.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 섬유 매트릭스가 적어도 제 1 및 제 2 형태의 섬유의 혼합물을 포함하며, 상기 제 1 형태의 섬유는 상기 제 2 형태의 섬유보다 강하며, 상기 제 2 형태의 섬유는 상기 제 1 형태의 섬유보다 큰 특정 표면적으로 갖는
    유체 분배 물질.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 형태의 섬유는 고탄성 합성 섬유인
    유체 분배 물질.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 형태의 섬유는 화학적으로 보강된 비틀리고 구불구불한 셀룰로스 섬유인 탄성 셀룰로스 기제 섬유인
    유체 분배 물질.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 형태의 섬유는 고표면적 합성 섬유인
    유체 분배 물질.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 형태의 섬유는 유칼리나무 형태의 고표면적 셀룰로스 섬유인
    유체 분배 물질.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 섬유 매트릭스가 습윤층 공정에 의해 형성되며, 접착 성분을 더 포함하는
    유체 분배 물질.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 접착 성분이 매트릭스내에 혼합된 열가소성 물질인
    유체 분배 물질.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 접착 성분이 화학적 접착제인
    유체 분배 물질.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 화학적 접착제가 폴리아크릴아미드-글리셀 수지를 포함하는
    유체 분배 물질.
  18. 제 1 항에 따른 유체 분배 물질을 포함하는
    흡수성 구조체.
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