KR100343908B1 - 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 제조방법에 관한 것이며, 여기서 향기의 방출은 중합체가 젖을 때 중합체의 동적 팽윤력에 의해 시작되며, 이는 (i) 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 중합시 겔화 시점 이전에 고체 담체 및 방향제를 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 반응 중간체와 혼합하는 단계; (ii) 항료-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 형성하는 단계; 및 (iii) 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 건조시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 이러한 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 포함한 일회용 흡수제품에 관한 것이다.

Description

방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 제조방법{PROCESS FOR MAKING PERFUME-IMPREGNATED HYDROGEL-FORMING ABSORBENT POLYMERS}
체액, 예컨대 뇨, 혈액, 생리혈 등을 흡수하는데 효과적일 뿐만 아니라 위생적이고 사용시 편안하도록 고안된 다양한 일회용 흡수제품이 문헌에 공지되어 있다. 이러한 유형의 일회용 흡수제품은 일반적으로 유체 투과성 상면시이트 물질, 흡수코어 및 유체-불투과성 배면시이트 물질을 포함한다. 그러한 제품의 사용을 보다 편안하고 편리하도록 만들기 위한 노력으로 상기 제품의 다양한 형태, 크기 및 두께가 조사되어 왔다.
이전에는, 그러한 일회용 제품에 대한 연구는 제품의 흡수 용량에 주로 초점이 맞춰졌다. 그 결과, 고 흡수력을 갖는 다양한 흡수성 중합체가 개발되었다. 그러한 공지된 흡수성 중합체(또한 하이드로겔-형성 흡수성 중합체로서 공지됨)는 중합체 1그램당 물 약 60그램을 흡수할 수 있다.
보다 최근에는, 일회용 흡수제품을 비교적 긴 시간 동안 착용함으로써 야기되는 악취를 제거하는데에 연구가 집중되었다. 많은 체액은 불쾌한 냄새를 갖거나, 장기간 동안 공기 및/또는 세균과의 접촉시 그러한 냄새를 만들어 낸다. 일본 특허 공개공보 제 86-73664호 및 PCT 공개공보 제 WO 9,422,500호에는 중합체가 젖을 때에 팽윤력에 의해 향기의 방출이 시작되는 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체, 및 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 제조방법이 개시되어 있다. 일본 특허 공개공보 제 86-73664호에는 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체가 용매로서 방향제의 수성 유화액을 사용함으로써 중합된다고 개시되어 있다. PCT 공개공보 제 WO 9,422,500호에는 사이클로덱스트린 및 방향제의 복합체가 유체 흡수성 물질상으로 분사되거나, 혼합되거나, 분배된다고 개시되어 있다. 그러나, 통상의 제조방법에 의해 제조된, 습윤된 중합체의 동적 팽윤력에 의해 향기의 방출이 시작되는 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체는 중합체가 건조한 경우조차도 상당량의 향기를 유출시킨다. 이는, 건조한 일회용 제품에서의 상당량의 방향제의 유출을 많은 소비자가 싫어하므로 바람직하지 않다.
따라서, 중합체가 건조할 경우 향기를 전혀 유출하지 않거나 또는 단지 극소량만을 유출하고, 향기의 방출이 중합체가 젖을 때의 중합체의 동적 팽윤력에 의해 시작되는 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체, 및 이를 제조하는 방법이 요구된다. 존재하는 어떠한 선행기술도 본 발명의 모든 이점 및 장점을 제공하지는 않는다.
발명의 요약
본 발명은, (i) 하이드로겔-형성 흡수성 중합체(HFAP)의 중합시의 겔화 시점 이전에 고체 담체 및 방향제를 하이드로겔-형성 흡수성 중합체(HFAP)의 반응 중간체와 혼합하는 단계; (ii) 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체(P-HFAP)를 형성하는 단계; 및 (iii) 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체(P-HFAP)를 건조시키는 단계를 포함하는, 중합체가 젖을 때 중합체의 동적 팽윤력에 의해 향기의 방출이 시작되는 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체(P-HFAP)의 제조방법에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 중합체가 젖을 때 중합체의 동적 팽윤력에 의해 향기의 방출이 시작되는, 상기의 방법에 의해 제조된 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체(P-HFAP)에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 상기 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 포함하는 일회용 흡수제품에 관한 것이다.
본 발명은 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 제조방법, 그러한 중합체 및 상기 중합체를 함유한 일회용 흡수제품에 관한 것이다.
본 명세서가 본 발명을 구체적으로 지적하여 분명히 청구하는 청구의 범위로 결론지어 지지만, 본 발명은 첨부된 도면(여기서, 유사한 참조 번호는 동일한 구성요소를 가리킨다)과 결부되어 하기 바람직한 양태의 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이라 생각된다.
도 1은 하부 구조를 드러내기 위해 절단된 부분을 갖고, 기저귀의 내면이 관찰자를 향해 있는 본 발명의 일회용 기저귀 양태의 평면도이다.
도 2는 도 1의 횡방향 중심선(110)을 따라 취해진, 도 1의 일회용 기저귀의 한 양태의 단면도이다.
도 3은 도 2의 일부에 상응하는, 도 1의 일회용 기저귀의 다른 양태의 확대도이다.
도 4는 완성된 제품의 포획 시험의 주요 구성요소를 도시한다.
본 발명의 상기 및 기타 특징, 양상 및 이점은 하기 설명 및 첨부된 청구의 범위와 관련하여 보다 잘 이해될 것이다.
본원에 사용된 용어의 정의에 대한 부분적인 목록은 다음과 같다.
'HFAP'는 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 의미한다.
'P-HFAP'는 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 의미한다.
'체액'은 뇨, 생리혈 및 질 분비물을 포함한다.
'…을 포함하는'은 최종 결과에 영향을 주지 않는 다른 단계 및 다른 성분이 첨가될 수 있음을 의미한다. 이 용어는 '…으로 이루어진' 및 '…로 본질적으로 이루어진'이란 용어를 내포한다.
'일회용'은 세탁되거나, 달리는 흡수제품으로서 복원되거나 재사용되도록 의도되지 않은 흡수제품을 말한다(즉, 이들은 1회 사용후 폐기되고, 바람직하게는 재활용되거나, 퇴비화되거나, 달리는 환경에 적합한 방식으로 처리되도록 의도된다).
'일체형' 흡수제품은 별도의 부분들이 함께 결합되어 통합된 완성체를 형성함으로써 별도의 조작부, 예컨대 별도의 홀더(holder) 및 라이너(liner)를 필요로 하지 않는 흡수제품을 가리킨다.
'고형'이란 25℃의 온도에서 고체 형태를 의미한다.
모든 백분율은 특별한 다른 지시가 없는 한 총 조성물의 중량을 기준으로 한다.
모든 비율은 특별한 다른 지시가 없는 한 중량비이다.
모든 인용 문헌은 그의 전체가 참조로 본원에 인용되어 있다. 임의의 문헌의 인용은 청구된 본 발명에 대한 선행 기술로서 그의 이용성에 대한 임의의 결정에 관한 허용이 아니다.
본 발명을 그의 방법 및 제품에 대하여 하기에 상세히 설명한다.
본 발명은 젖은 중합체의 동적 팽윤력에 의해 향기의 방출이 시작되는 P-HFAP의 제조방법에 관한 것이다. 이 방법은 (i) HFAP의 중합시의 겔화 시점 이전에 담체 및 방향제를 HFAP의 반응 중간체와 혼합하는 단계, (ii) P-HFAP를 형성하는 단계, 및 (iii) P-HFAP를 건조시키는 단계를 포함한다.
상기 방법에 의해 제조된 P-HFAP는, 중합체가 건조할 때 향기를 전혀 유출하지 않거나 단지 극소량만을 유출하고 중합체가 젖을 때 P-HFAP의 동적 팽윤력에 의해 향기의 방출이 시작되는 P-HFAP 대한 요구사항을 만족시킨다.
A. HFAP의 중합시의 겔화 시점 이전에 담체 및 방향제를 HFAP의 반응 중간체와 혼합하는 단계
본 발명의 방법은 HFAP의 중합시의 겔화 시점 이전에 담체 및 방향제를 HFAP의 반응 중간체와 혼합하는 단계를 포함한다.
a. 고형 담체
본 발명에 유용한 담체는 글루코스 및 중합체, 예컨대 전분 및 사이클로덱스트린, 및 다공성 친수성 매트릭스, 예컨대 제올라이트, 재생 셀룰로즈의 발포체 비이드(bead), 친수성 폴리우레탄의 발포체 비이드 및 가교결합된 폴리비닐알콜의 발포체 비이드를 포함한다. 담체로서 글루코스가 바람직하고, 전분이 보다 바람직하다.
담체의 수준이 HFAP의 0.5중량% 미만이면, 방향제의 적당한 양을 운반하기에 불충분하다. 담체의 수준이 HFAP의 15중량% 이상이면, 담체는 HFAP에 의해 느슨하게 캡슐화되어 중합체가 건조할 때 향기가 발생할 수 있다. HFAP의 중량에 대한 담체의 수준은 전형적으로 약 0.5 내지 약 15중량%, 바람직하게는 약 1 내지 약 10중량%이다.
b. 방향제
본 발명의 방향제 및 조성물은 당해 분야에 공지된 통상적인 것이다. 임의의 방향제 성분의 선택, 또는 방향제의 양은 기능 및 미적 고려사항을 기준으로 한다. 본 발명에 유용한 바람직한 방향제 성분은 매우 휘발성인 방향제 성분 및 적절하게 휘발성인 방향제 성분이고, 보다 바람직하게는 매우 휘발성인 저 비점의 방향제이다.
매우 휘발성인 저 비점의 방향제 성분은 전형적으로 약 250℃ 이하의 비점을갖는다. 이러한 매우 휘발성인 방향제는 이들이 방출될 때 일시적이고 신속히 소실된다. 보다 적절하게 휘발성인 많은 방향제 성분 또한 신속히 소실된다. 적절하게 휘발성인 방향제 성분은 약 250 내지 약 300℃의 비점을 갖는다. 이후 논의되는 많은 방향제 성분은 그들의 냄새 특징 및 물리적 화학적 성질, 예컨대 비점 및 분자량 등에 따라서 본원에 참조로 인용된 스티븐 악탠더(Steffen Arctander)의 문헌['Perfume and Flavor Chemicals(Aroma Chemicals)', 작자 발행, 1969]에 제시되어 있다.
매우 휘발성인 저 비점의 방향제 성분의 예는 아네톨, 벤즈알데히드, 벤질 아세테이트, 벤질 알콜, 벤질 포르메이트, 이소보르닐 아세테이트, 캄펜, 시스-시트랄(네랄), 시트로넬랄, 시트로넬롤, 시트로넬릴 아세테이트, 파라시멘, 데카날, 디하이드로니나로올, 디하이드로미르세놀, 디메틸 페닐 카르비놀, 유칼립톨, 게라니알, 게라니올, 게라닐 아세테이트, 게라닐 니트릴, 시스-3-헥세닐 아세테이트, 하이드록시시트로넬랄, d-리모넨, 리나로올, 리나로올 옥사이드, 리날일 아세테이트, 리날일 프로피오네이트, 메틸 안트라닐레이트, α-메틸 이오논, 메틸 노닐 아세트알데히드, 메틸 페닐 카르비닐 아세테이트, 라에보-멘틸 아세테이트, 멘톤, 이소-멘톤, 미르센, 미르세닐 아세테이트, 미르세놀, 네롤, 네릴 아세테이트, 노닐 아세테이트, 페닐 에틸 알콜, α-피넨, β-피넨, γ-테르피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, 테르피닐 아세테이트, 및 베르테넥스(파라-3급-부틸 사이클로헥실 아세테이트)이다. 몇몇 천연 오일 또한 다량의 매우 휘발성인 방향제 성분을 함유한다. 예를 들면, 라반딘은 주요 성분으로서 리나로올, 리날일 아세테이트, 게라니올 및시트로넬롤을 함유한다. 레몬유 및 오렌지 테르펜은 둘다 약 95%의 d-리모넨을 함유한다.
적절하게 휘발성인 방향제 성분의 예는 아밀 신남 알데히드, 이소-아밀 살리실레이트, β-카리오필렌, 세드렌, 신남 알콜, 쿠마린, 디메틸 벤질 카르비닐 아세테이트, 에틸 바닐린, 유게놀, 이소-유게놀, 플로어(flor) 아세테이트, 헬리오트로핀, 3-시스-헥세닐 살리실레이트, 헥실 살리실레이트, 릴리알(파라-3급-부틸-α-메틸 하이드로신남 알데히드), γ-메틸 이오논, 네로리돌, 패출리(patchouli) 알콜, 페닐 헥사놀, β-셀리넨, 트리클로로메틸 페닐 카르비닐 아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 바닐린 및 베라트르알데히드이다. 삼나무 목재 테르펜은 주로 α-세드렌, β-세드렌 및 기타 C15H24세스퀴테르펜으로 이루어져 있다.
본 발명에 유용한 방향제 냄새의 종류는 (1) 베르가모트(bergamot)유, 레몬유, 단맛의 오렌지유, 쓴맛의 오렌지유, 라임유, 그레이프프루트유, 및 만다린(mandarin)유 등의 감귤류 향, (2) 복숭아, 딸기, 사과, 바나나, 메론, 파인애플, 라스베리, 알데히드 C14(복숭아 락톤) 및 알데히드 C16등의 과일 향, (3) C7-12지방산 알데히드 등의 알데히드 향, (4) 장미, 자스민, 카네이션 및 인동덩굴 등의 플로랄향, (5) 정향, 계피(Ceylon & China), 후추, 자마이카 후추, 고수나무, 생강류, 육두구, 및 월계수 등의 향신료 향, (6) 백단(白檀), 삼나무, 베티베르 및 패출리 등의 목재류 향, (7) 해리향(海狸香), 용연향(龍涎香), 사향(麝香) 등의 동물향(바람직하게는 합성하여 수득함), (8) 페퍼민트(peppermint) 및스피아민트(spearmint) 등의 민트 향, (9) 순수 벌꿀 등의 벌꿀 향, (10) 바닐라 등의 바닐라 향, (11) 아니스(anise), 아니스 스타(star), 단맛의 회향(茴香), 바질(basil) 및 개사철쑥 등의 아니스 향, (12) 라벤더(lavender)유, 라반딘(lavandin)유, 로즈마리유 및 유우칼리유 등의 라벤더 향, (13) 순수 바이올렛 잎 등의 녹색식물 향, (14) 순수 참나무 이끼 등의 이끼 향, (15) 톨루(tolu) 발삼(balsam), 페루(Peru) 발삼 및 안식향 등의 발삼 향, (16) 소나무유 및 주니퍼베리(juniperberry)유 등의 침엽수 향을 포함한다.
본원에 유용한 다른 방향제는 (1) 일본 시가 소재의 소다 아로마틱 캄파니 리미티드(Soda Aromatic CO. LTD.)에 의해 공급되는 C-5133, 5134 또는 5138 등의 베이비 플로랄(Baby Floral), (2) 일본 시가 소재의 소다 아로마틱 캄파니 리미티드에 의해 공급되는 A-1559 등의 펜탈리드(Pentalide) 시리즈, A-1561 등의 프리맥스(Primax) 시리즈, (3) 독일 소재의 하르만 앤드 라이머(Haarman & Reimer)에 의해 공급되는 N-30131 등의 플로라마일드(Floramild) 시리즈, (4) 일본 오사카 소재의 다카사고 아로마틱 캄파니 리미티드(Takasago Aromatic CO. LTD.)에 의해 공급되는 GH-8125-8130 및 FNT-849, 850 등의 플로랄향을 포함한다.
효과적인 향 전달 성질을 제공하기에 충분한 방향제의 양은 다수의 요인, 예컨대 HFAP의 화학 조성 및 HFAP의 물리적 형태, 예컨대 HFAP의 입자 크기, 및 방향제의 화학 조성 뿐만 아니라 담체 시스템의 특성 및 방향제와 담체의 적용 방법에 따라 달라질 수 있다. 그러나 전형적으로는, 방향제의 수준이 HFAP의 0.01중량% 미만이면, 중합체가 젖었을 때 향기가 충분히 강하지 않다. 방향제의 수준이 HFAP의 20중량% 이상이면, 중합체가 건조할 때 향기가 너무 강하다.
바람직한 양태에서, HFAP 대 방향제의 중량비는 약 100:0.01 내지 약 100:20이고, 보다 바람직하게는 약 100:0.1 내지 약 100:10이고, 보다 더욱 바람직하게는 약 100:0.5 내지 약 100:5.0이다.
바람직하게는, 방향제는 주로 HFAP의 반응 중간체에 첨가되기 이전에 담체내에 미리 혼입된다.
방향제가 작은 입자 또는 분말의 형태인 경우, 방향제는 당해 분야에 공지되어 있는, 임의의 물질을 다른 물질(예컨대 혼합물)에 적용하기 위해 사용되는 다양한 기법 및 장치에 의해 담체와 혼합될 수 있다. 방향제가 액체의 형태인 또다른 경우에는, 방향제는 당해 분야에 공지되어 있는, 임의의 액체를 임의의 물질에 적용하기 위해 사용되는 다양한 기법 및 장치에 의해 담체내에 혼입될 수 있다.
한 바람직한 양태에서, 방향제는 고체 용액을 제조하기 위해 글루코스 담체내로 적재된다. 방향제는 당해 분야에 공지되어 있는, 임의의 물질을 임의의 담체에 적재하기 위해 사용되는 다양한 기법 및 장치에 의해 담체내에 흡수 또는 흡착될 수 있다. 방향제의 수준이 담체의 3중량% 미만이면, 효과적이지 않다. 방향제의 수준이 담체의 90중량% 이상이면, 담체는 과적재되고, 방향제는 담체 및 HFAP로부터 너무 쉽게 유출된다. 바람직하게는, 담체중의 방향제의 농도는 약 3 내지 약 90중량%이고, 보다 바람직하게는 약 20 내지 70중량%이다.
담체 및 방향제는 전형적으로 약 50 내지 약 90℃, 바람직하게는 약 60 내지 약 80℃에서 대기 또는 불활성 기체하에, HFAP의 중합시의 겔화 시점 이전에, 바람직하게는 HFAP의 중합시의 겔화 시점으로부터 약 수 초 내지 약 20분 전, 보다 바람직하게는 약 5분 내지 약 15분 전에 HFAP의 혼합물내로 적용된다.
담체 및 방향제가 중합시의 겔화 시점 이전에 약 20분 이상 동안 HFAP의 물질 혼합물내에 적용되면, 방향제는 중합반응을 저해하며 증발하기 쉽다. 담체 및 방향제가 중합시의 겔화 시점 이전에 약 수 초 미만 동안 HFAP의 물질 혼합물내에 적용되면, 방향제는 건조 상태로 감싸여 보존될 수 없다.
c. HFAP의 반응 중간체
HFAP의 반응 중간체는 선형 중합체, 올리고머, 단량체 및 가교결합제를 포함하며, 또한 나머지 중합 개시제 및 물을 포함할 수 있다.
선형 중합체 및 올리고머는 하기와 같이 단량체로부터 제조된 HFAP의 중간체이다.
단량체는 중합체성 불포화 산-함유 단량체; 임의의 비-산성 단량체; 올레핀성 불포화 카복실산 및 카복실산 무수물 단량체; 및 올레핀성 불포화 설폰산 단량체를 포함한다.
불포화 산-함유 단량체는 하나 이상의 탄소-탄소 올레핀 이중 결합을 함유하는 올레핀성 불포화 산 및 무수물을 포함한다. 보다 특별히, 이들 단량체는 올레핀성 불포화 카복실산 및 산 무수물, 올레핀성 불포화 설폰산 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
임의의 비-산성 단량체는 또한 통상적으로 본 발명의 HFAP를 제조하는데 소량으로 혼입될 수 있다. 이러한 비-산성 단량체는 예컨대 산-함유 단량체의 수용성 또는 수분산성 에스테르를 포함할 뿐만아니라, 카복실산 또는 설폰산 그룹을 전혀 함유하지 않은 단량체도 포함할 수 있다. 따라서, 선택적 비-산성 단량체는, 카복실산 또는 설폰산 에스테르, 하이드록실 그룹, 아미드-그룹, 아미노 그룹, 니트릴 그룹, 4급 암모늄 염 그룹, 아릴 그룹(예를 들면, 스티렌 단량체로부터 유도된 그룹과 같은 페닐 그룹)과 같은 유형의 작용기를 함유하는 단량체를 포함할 수 있다. 이들 비-산성 단량체는 잘 공지된 물질이며, 이들은 예컨대 1978년 2월 28일자로 허여된 미국 특허 제 4,076,663 호(마스다(Masuda) 등) 및 1977년 12월 13일자로 허여된 미국 특허 제 4,062,817 호(웨스터만(Westerman))에 보다 상세히 기술되어 있다.
올레핀성 불포화 카복실산 및 카복실산 무수물 단량체는 아크릴산 자체에 의해 특징화된 아크릴산, 아크릴레이트, 메타크릴산, 에타크릴산, 3-클로로아크릴산, 시아노아크릴산, 메타크릴산(크로톤산), 페닐아크릴산, 아크릴롤옥시프로피온산, 소르브산, 클로로소르브산, 안겔산, 신남산, p-클로로신남산, 스테릴아크릴산, 이타콘산, 시트로아콘산, 메사콘산, 글루타콘산, 아코니트산, 말레산, 푸마르산, 트리카복시에틸렌 및 말레산 무수물을 포함한다.
올레핀성 불포화 설폰산 단량체는 지방족 또는 방향족 비닐 설폰산(예: 비닐설폰산, 알릴 설폰산, 비닐 톨루엔 설폰산 및 스티렌 설폰산); 아크릴 및 메타크릴 설폰산(예: 설포에틸 아크릴레이트, 설포에틸 메타크릴레이트, 설포프로필 아크릴레이트, 설포프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필 설폰산 및 2-아크릴아미드-2-메틸프로판 설폰산을 포함한다.
HFAP의 중합반응이 시작하기 전에, HFAP의 총 출발 물질의 몰당 단량체의 수준은 전형적으로 약 3% 내지 약 99.8%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 40%이다.
가교결합제는 메틸렌 비스아크릴아미드, 트리메틸프로판 트리아크릴레이트 및 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트를 포함한다. HFAP의 총 출발 물질의 몰당 가교결합제의 수준이 HFAP의 중합반응이 시작하기 전에 0.1%보다 크면, 수중의 겔의 팽윤도는 격심하게 감소되며, 이로 인해 중합체의 흡수 용량이 감소하게 된다. HFAP의 총 출발 물질의 몰당 가교결합제의 수준이 HFAP의 중합반응이 시작하기 전에 약 0.001%보다 작으며, 겔은 매우 약하며 물과 접촉하면 용해되는 경향을 갖는다. HFAP의 중합반응이 시작하기 전에, HFAP의 총 출발 물질의 몰당 가교결합제의 수준은 전형적으로 약 0.001% 내지 약 0.1%, 바람직하게는 약 0.002% 내지 약 0.02%이다.
중합 개시제는 과황산나트륨, 과산화수소, 1-아스코브산, 소듐 티오설페이트 및 아황산나트륨을 포함한다.
HFAP의 총 출발 물질의 몰당 중합 개시제의 수준이 HFAP의 중합반응이 시작하기 전에 약 0.1%보다 크면, 생성된 P-HFAP는 보다 수용성이며, 이는 젖은 중합체가 제품으로부터 유출될 수 있는 경우때문에 바람직하지 못하다. HFAP의 중합반응이 시작하기 전에, HFAP의 총 출발 물질의 몰당 중합 개시제의 수준은 전형적으로 0% 내지 약 0.1%, 바람직하게는 0% 내지 약 0.005%이다.
HFAP의 중합반응이 시작하기 전에, HFAP의 총 출발 물질의 몰당 물의 수준이 96.999보다 크면, 건조 시간은 과도하게 필요로 하며, 이는 경제적이지 못하다.HFAP의 중합반응이 시작하기 전에, HFAP의 총 출발 물질의 몰당 물의 수준은 전형적으로 0% 내지 약 96.999%, 바람직하게는 약 59.975% 내지 약 94.998%이다.
담체 및 방향제는 담체의 슬러리 물질로의 적용에 사용되는 임의의 다양한 기법(여기서, 기법은 당해 기술에 공지되어 있으며, 고체 혼합물을 형성 흡수성 겔화 시스템내로 진탕시키고 분쇄하고 분산시키거나 고형화시키는 공정을 포함한다) 및 장치에 의해 HFAP의 반응 중간체에 적용될 수 있다.
d, 하이드로겔-형성 흡수성 중합체
본 발명에서 방향제가 함입되는데 유용한 수불용성 수팽윤성 흡수성 중합체는 통상 '하이드로겔-형성 흡수성 중합체'(HFAP), '하이드로콜로이드' 또는 '초흡수성' 중합체로서 지칭되고, 폴리사카라이드(예: 카복시메틸 전분, 카복시메틸 셀룰로즈 및 하이드록시프로필 셀룰로즈); 비이온성 유형(예: 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 에테르); 양이온성 유형(예: 폴리비닐 피리딘, 폴리비닐 모폴리니온 및 N,N-디메틸아미노에틸 또는 N,N-디에틸아미노프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트) 및 이들 각각의 4급 염을 포함할 수 있다. 전형적으로, 본 발명에 유용한 HFAP는 다수의 음이온성 작용기(예: 설폰산) 및 바람직하게는 카복시 그룹을 갖는다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 HFAP는 카복시 그룹을 함유한다. 이들 중합체는 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 일부 중화된 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 일부 중화된 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 비누화된 비닐 아세테이트-아크릴산 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 임의의선행 공중합체의 약간 망상조직 가교결합된 중합체, 일부 중화된 폴리아크릴산, 및 일부 중화된 폴리아크릴산의 약간 망상조직 가교결합된 중합체를 포함한다. 이들 중합체는 단독적으로 또는 2개 이상의 상이한 중합체의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 이들 중합체 물질의 예는 미국 특허 제 3,661,875 호, 미국 특허 제 4,076,663 호, 미국 특허 제 4,093,776 호, 미국 특허 제 4,666,983 호 및 미국 특허 제 4,734,478 호에 개시되어 있다.
HFAP를 제조하는데 사용되기에 보다 바람직한 중합체 물질은 일부 중화된 폴리아크릴산의 약간 망상조직 가교결합된 중합체 및 이의 전분 유도체이다. 보다 바람직하게는, 이들 HFAP는 약 50 내지 약 95%, 바람직하게는 약 75%의 중화된 약간 망상조직 가교결합된 폴리아크릴산(즉, 폴리(소듐 아크릴레이트/아크릴산))을 포함한다. 망상조직 가교결합반응은 중합체를 실질적으로 수불용성으로 만들며, 부분적으로 HFAP의 흡수 용량 및 추출가능한 중합체 함량 특성을 결정한다. 이들 중합체를 망상조직 가교결합시키는 방법 및 전형적인 망상조직 가교결합제는 미국 특허 제 4,076,663 호에 기술되어 있다.
HFAP가 바람직한 유형(즉, 균질한 유형)이며, 중합체의 혼합물은 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들면, 전분 아크릴산 그래프트 공중합체와 일부 중화된 폴리아크릴산의 약간 망상조직 가교결합된 중합체의 혼합물이 본 발명에 사용될 수있다.
본 발명에 사용된 HFAP 입자는 매우 다양한 크기, 형태 및/또는 형상을 가질 수 있다. (예컨대, 그래뉼, 플레이크, 미분말, 입자간 응집체, 입자간 가교결합된응집체 등이 있고,) 섬유, 발포체 등의 형태일 수 있다. HFAP는 또한 저농도의 하나 이상의 첨가제(예: 분말 실리카, 계면활성제, 아교, 결합제 등)와의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 혼합물내의 성분은 물리적 및/또는 화학적으로 회합되어 하이드로겔-형성 중합체 성분 및 비하이드로겔 형성 중합체 첨가제가 쉽게 물리적으로 분리되지 않을 수 있다.
HFAP는 본질적으로 다공성이 아니거나 실질적으로 내부 다공성일 수 있다.
전술된 바와 같은 입자에서, 입경은 체 크기 분석법에 의해 결정된 치수로서 규정된다. 따라서, 예를 들면 710μ의 개구부를 갖는 U.S.A. 표준 시험용 체(예: 제 25 U.S. 시리즈 선택 체 명칭(NO. 25 U.S. Series Alternate Sieve Designation))상에 남아있는 입자는 710μ보다 큰 입경을 갖는 것으로 생각되고; 710μ의 개구부를 갖는 체를 통과하고 500μ의 개구부를 갖는 체(예: 제 35 U.S. 시리즈 선택 체 명칭)에 남아있는 입자는 500 내지 710μ의 입경을 갖는 것으로 생각되고; 500μ의 개구부를 갖는 체를 통과하는 입자는 500μ보다 작은 입경을 갖는 것으로 생각된다. 하이드로겔-형성 흡수성 중합체 입자의 주어진 샘플의 중간 질량 입경은, 샘플을 질량 기준에 대해 절반인 질량(즉, 1/2중량의 샘플)으로 나눈 입경이 중간 질량 크기보다 작은 입경을 가질 것이고, 1/2의 샘플은 중간 질량 크기보다 큰 입경을 가질 것으로 정의된다. 표준 입경 계측 방법(여기서, 주어진 체 입자 개구부에 남게 되거나 이를 통과하는 입자 샘플의 축적된 중량%는 페이퍼상에 체 크기 개구부에 대해 계측된다)은 전형적으로 50%의 질량값이 U.S.A. 표준 시험용 체의 크기 개구부에 상응하지 않는 경우 중간 질량 입경을 결정하는데 사용된다. 하이드로-형성 흡수성 중합체 입자의 입경을 결정하기 위한 이들 방법은 1991년 10월 29일자로 허여된 미국 특허 제 5,061,259 호(골드만(Goldman) 등)에 추가로 기술되어 있다.
본 발명에 유용한 HFAP의 입자에서, 입경은 일반적으로 약 1 내지 약 2000μ, 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 1000μ일 것이다. 중간 질량 크기는 일반적으로 약 20 내지 약 1500μ, 보다 바람직하게는 약 50 내지 약 1000μ, 및 보다 더 바람직하게는 약 100 내지 약 800μ일 것이다.
이들 크기 범위에서, 이는 보다 신속하거나 보다 느린 흡수 역학에 대한 필요성에 따라 보다 크거나 보다 작은 입자를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 비다공성 입자에서, 팽윤 속도는 일반적으로 입경이 증가함에 따라 감소될 것이다. 이는 또한 겔 층 투과도를 증가시키기 위해(즉, 염수 유동 수행도(SFC)값을 증가시키기 위해) 벌크 중합체로부터 보다 크거나 보다 작은 입자를 보다 크거나 보다 작은 입자 또는 보다 좁은 크기로 절단함을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 임의의 HFAP의 입자에서, 일반적으로 상기 특정화된 크기 범위내의 보다 큰 입경을 보다 좁은 크기로 절단하면, 다른 HFAP 성질(예: 가압하의 수행능력(Performance Under Pressure, PUP)) 및 추출가능한 중합체의 수준에서의 어떠한 큰 손실도 없이 높은 SFC값을 갖는다고 밝혀져 있다. 따라서, 예를 들면 약 500 내지 약 710μ 범위의 중간 질량 크기를 갖도록 입자 절단법을 사용하는 것이 유용할 수 있다(여기서, 입자의 최소 질량 분획만이 약 710μ보다 큰 또는 약 500μ보다 작은 입자를 갖는다). 다르게는, 입자가 일반적으로 약 150μ 내지 약 800μ의 범위의 크기를 갖는 다양한 크기 절단법이 유용할 수 있다.
B. P-HFAP를 형성하는 단계
HFAP의 중합시의 겔화 시점 이전에 HFAP의 반응 중간체와 함께 담체와 방향제를 혼합한 후 약 수 초 내지 약 20분내에, 겔화반응은 5 내지 10℃ 온도 상승에 의해 지적된 바와 같이 자동적으로 시작한다. 겔화는 중합체가 임의의 용매에 저절로 불용성이 되는 망상조직을 형성하는 경우 시작한다.
겔화반응이 시작한 후, 반응 중간체의 온도는 약 0.5시간 내지 약 2시간 동안 약 60℃ 내지 약 90℃로 유지되어 겔화반응을 완결시킨다.
따라서, HFAP의 중합시의 겔화 시점 이전에 HFAP의 반응 중간체와 함께 담체와 방향제를 혼합한 후, 항료 및 담체는 HFAP의 내부중 적어도 일부내에 함입되어 P-HFAP를 형성할 것이다. 바람직하게는, 항료 및 담체는 HFAP 입자의 내부 전체에 존재할 것이다.
C. P-HFAP를 건조시키는 단계
P-HFAP를 형성한 후, HFAP를 위한 물 용매는 형식상 P-HFAP로부터 제거된다. 바람직하게는, 약 30% 이상, 보다 바람직하게는 50% 이상의 물 용매는 단속적 혼합물로부터 제거된다. 용매의 제거는 당해 기술에 공지된 액체-고체 혼합물로부터 액체를 분리하거나 제거하는데 사용되는 임의의 다양한 기법(여기서, 기법은 증발, 여과 또는 이의 조합된 기법을 포함한다) 및 장치에 의해 제조될 수 있다.
E. 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 사용하는 흡수제품
본 발명에 따른 P-HFAP는 다수의 사용분야에 다수의 목적을 위해 사용될 수있다. 예를 들면, P-HFAP는 콘테이너; 약제 전달 장치; 상처 세정 장치; 화상 치료 장치; 이온 교환 칼럼 물질; 건축 자재; 농업 또는 축산용 물질(예: 종자 시이트 또는 수-보유성 물질); 및 산업 용도(예: 슬러지 또는 오일 탈수제), 이슬 형성을 방지하기 위한 물질, 건조제 및 습기 조절 물질을 포장하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 P-HFAP의 독특한 흡수성 및 향 전달 성질때문에, 그들은 흡수제품, 특히 일회용 흡수제품내에 흡수코어로서 사용하기에 특히 적합하다. 본원에 사용된 바와 같이 '흡수제품'이라는 용어는 체액을 흡수하여 봉합하는 제품, 보다 특히는 신체로부터 배출되는 다양한 유체를 흡수하여 봉합하도록 착용자의 신체에 대해 또는 이에 근접하게 위치하는 제품을 지칭한다.
일반적으로, 흡수제품은 (a) 착용자의 신체에 인접하게 위치한 액체 투과성 상면시이트; (b) 착용자의 신체로부터 멀리 위치하고 착용자의 의복에 인접하게 위치한 액체 불투과성 배면시이트; 및 (c) 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치한 흡수코어를 포함한다. 흡수코어는 전술된 본 발명의 P-HFAP중 하나 이상을 포함한다. 바람직하게는, 흡수코어는 흡수성 물질이 기제 웹에 부착되는 기제 웹을 추가로 포함한다. 다르게는, 흡수코어는 흡수성 물질을 감싸는 싸개 웹(envelope web)을 추가로 포함한다. 추가의 다른 양태에서, 흡수코어는 흡수성 물질이 이중층 티슈 사이에 분배된 이중층 티슈를 추가로 포함한다.
보다 바람직한 양태에서, 흡수코어내의 P-HFAP는 흡수성 물질의 약 60g/m2내지 약 1500g/m2, 보다 바람직하게는 약 100g/m2내지 약 1000g/m2, 가장 바람직하게는 약 150g/m2내지 약 500g/m2의 기본 중량을 갖는다.
임의의 바람직한 양태에서, 흡수코어 또는 흡수부재는 섬유 또는 플러프 펄프(섬유성 또는 섬유 물질), 보다 특히 비흡수성 겔화 섬유를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 섬유 물질은 흡수코어내에서 코어의 유체 조작을 개선시키는 보강용 부재로서, 및 흡수성 중합체와 보조흡수체로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 흡수코어 또는 부재는 P-HFAP의 약 40중량% 내지 약 100중량%, 및 흡수성 물질내에 분배된 상기 비흡수성 겔화 섬유 물질의 약 0중량% 내지 약 60중량%를 포함한다.
바람직한 양태에서, P-HFAP는 코어 또는 흡수부재중 하나 이상의 영역에 40% 이상, 보다 바람직하게는 약 60 내지 100%의 농도로 존재한다. 보다 바람직한 양태에서, 흡수 부재는 P-HFAP가 분배된 섬유 매트릭스를 포함한다.
통상의 흡수제품내에 사용하기에 적합한 임의의 유형의 섬유 물질은 본 발명의 흡수코어 또는 흡수부재에 사용될 수 있다. 이러한 섬유 물질의 특정 예로는 셀룰로즈 섬유, 개선된 셀룰로즈 섬유, 레이온, 폴리프로필렌, 및 폴리에스테르 섬유(예: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(DACRON), 친수성 나일론(HYDROFIL) 등)를 포함한다. 본 발명에 사용하는 다른 섬유 물질의 예로는 예컨대 폴리올레핀(예: 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌), 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 친수화된 소수성 섬유(예컨대, 계면처리된 또는 실리카-처리된 열가소성 섬유)를 포함한다. 사실상, 자체적으로 거의 흡수성이 아니기 때문에 통상의 흡수성 구조체에 유용하게 사용하기에 충분한 흡수 용량의 웹을 제공하지 못하는 친수화된 소수성 섬유는 그들의 우수한 흡상성(wicking property)에 의해 흡수코어에 사용하기에 적합하다. 이는, 본원의 흡수코어에서 섬유의 흡상성이 섬유 물질 자체의 흡수 용량보다 중요하지는 않지만 고도의 유체 흡수율 및 흡수코어의 겔 차단성의 부재로 인해 중요하기 때문이다. 합성 섬유는 일반적으로 흡수코어의 섬유 성분으로서 본원에 사용하기에 바람직하다. 폴리올레핀 섬유, 바람직하게는 폴리에틸렌 섬유가 가장 바람직하다.
본원의 특정 흡수코어 또는 흡수부재에 유용하게 사용할 수 있는 다른 셀룰로즈성 섬유 물질은 화학적으로 강성화된 셀룰로즈성 섬유이다. 바람직한 화학적으로 강성화된 셀룰로즈성 섬유는 가교결합제를 사용하여 셀룰로즈 섬유를 내부적으로 가교결합시킴으로써 제조될 수 있는 강성화된 뒤틀린 곱슬게 된 셀룰로즈성 섬유이다. 본원의 친수성 섬유 물질로서 유용한 적합한 강성화된 뒤틀린 곱슬게 된 셀룰로즈 섬유는, 1989년 12월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,888,093 호(딘(Dean) 등); 1989년 12월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,889,595 호(헤론(Herron) 등); 1989년 12월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,889,596 호(쇼겐(Schoggen) 등); 1989년 12월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,889,597 호(부본(Bourbon) 등); 및 1990년 2월 6일자로 허여된 미국 특허 제 4,898,647 호(무어(Moore) 등)에 보다 상세히 기술되어 있다.
일회용 흡수제품의 바람직한 양태는 기저귀이다. 본원에 사용된 바와 같이, '기저귀'라는 용어는 일반적으로 착용자의 하체에 착용되며 유아 및 성인 실금자에 의해 착용되는 가멘트를 지칭한다. 흡수코어를 포함하는 기저귀를 위한 바람직한기저귀 배치형태는 일반적으로 1975년 1월 14일자로 허여된 미국 특허 제 4,860,003 호(부엘(Buell))에 기술되어 있다. 본원의 일회용 기저귀를 위한 바람직한 다른 배치형태는 또한 1989년 2월 28일자로 허여된 미국 특허 제 4,808,178 호(아지즈(Aziz) 등); 1987년 9월 22일자로 허여된 미국 특허 제 4,695,278 호(로손(Lawson)); 1989년 3월 28일자로 허여된 미국 특허 제 4,816,025 호(포어만(Foreman)); 및 1992년 9월 29일자로 허여된 미국 특허 제 5,151,092 호(부엘 등)에 개시되어 있다.
본 발명의 흡수제품의 바람직한 양태는 도 1에 도시된 일체형 일회용 흡수제품인 기저귀(20)이다. 도 1은, 기저귀(20)의 구조를 절단하여 보다 분명하게 보여주고 착용자를 향하는 기저귀(20)의 일부인, 관찰자를 향하는 내면(40)의 일부를 편평하게 펼쳐진 상태인(즉, 탄성 유도된 수축이 이완된 상태인) 본 발명의 기저귀(20)의 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기저귀(20)는 액체 투과성 상면시이트(24); 상기 상면시이트에 연결된 액체 불투과성 배면시이트(26); 및 상면시이트(24)와 배면시이트(26) 사이에 위치한 흡수코어(28)를 포함하는 봉쇄형 조립체(22)를 포함한다. 흡수코어(28)는 한쌍의 대향 종방향 가장자리(60), 내면(62) 및 외면(64)을 갖는다. 기저귀는 측부 패널(30); 탄성화된 다리 커프스(32); 탄성화된 허리밴드(34); 및 바람직하게 한쌍의 고착부재(37) 및 랜딩부재(landing member)(38)를 포함하는 패스닝 시스템(36)을 추가로 포함한다.
기저귀(20)는 내면(40)(이는 도 1에서 관찰자에 향하고 있다); 상기 내면(40)에 대향하는 외면(42); 후방 허리 영역(44); 상기 후방 허리 영역(44)에대향하는 전방 허리 영역(46); 및 주변부(이는, 측부 가장자리가 50으로 표시되고 단부 가장자리가 52로 표시되는 기저귀(20)의 외부 테두리 또는 가장자리에 의해 한정된다)를 갖는 것으로 도 1에 도시되어 있다. 기저귀(20)의 내면(40)은 사용 동안 착용자의 신체에 인접하게 위치하는 기저귀(20)의 부분을 포함한다(즉, 내면(40)은 일반적으로 상면시이트(24)의 적어도 일부 및 상면시이트(24)에 연결된 다른 성분에 의해 형성된다). 외면(42)은 착용자의 신체로부터 멀리 위치하는 기저귀(20)의 부분을 포함한다(즉, 외면(42)은 일반적으로 배면시이트(26)의 적어도 일부 및 배면시이트(26)에 연결된 다른 성분에 의해 형성된다). 본원에 사용된 바와 같이, '연결된'이라는 용어는, 요소가 다른 요소에 직접 고정시킴으로써 다른 요소에 직접 고착되는 배치형태, 및 요소가 중간 부재(들)에 고정시킨 후 다른 요소에 고정시킴으로써 다른 요소에 간접적으로 고착되는 배치형태를 포함한다. 후방 허리 영역(44) 및 전방 허리 영역(46)은 주변부의 단부 가장자리(52)로부터 가랑이 영역(48)까지 연장된다.
기저귀(20)는 2개의 중심선, 즉 종방향 중심선(100) 및 횡방향 중심선(110)을 갖는다. 본원에 사용된 바와 같은 '종방향'이라는 용어는, 일반적으로 기저귀(20)를 착용하고 서있는 착용자를 좌우로 이등분하는 수직면을 따라 (예컨대, 거의 평행하게) 정렬되는 기저귀(20)의 면상의 선, 축 또는 방향을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같은 '횡방향' 및 '측방향'이라는 용어는 상호교환가능하며, 일반적으로 (착용자의 신체를 전후로 이등분하는) 종방향에 수직인 기저귀의 면내에 존재하는 선, 축 또는 방향을 지칭한다.
기저귀(20)의 봉쇄형 조립체(22)는 기저귀(20)의 주몸체(샤시)를 포함하는 것으로 도 1에 도시되어 있다. 봉쇄형 조립체(22)는 상면시이트(24), 배면시이트(26), 및 한쌍의 대향 종방향 가장자리(60), 내면(62), 외면(64)을 갖는 흡수코어(28)를 포함하는 것이 바람직하다. 내면(62)은 일반적으로 착용자의 신체를 향하지만, 외면(64)은 일반적으로 착용자의 신체로부터 멀리 향한다. 흡수제품은 별도의 홀더 및 라이너를 포함하는 경우, 봉쇄형 조립체(22)는 일반적으로 홀더 및 라이너를 포함한다(즉, 봉쇄형 조립체(22)는 홀더를 한정하는 하나 이상의 층의 물질을 포함하지만, 라이너는 상면시이트, 배면시이트 및 흡수코어와 같은 흡수 복합체를 포함한다). 일체형 흡수제품에서, 봉쇄형 조립체(22)는 다른 특징을 갖는 기저귀의 상면시이트(24), 배면시이트(26) 및 흡수코어(28)를 포함하여 복합 기저귀 구조체를 형성하는 것이 바람직하다.
도 1은 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)가 일반적으로 흡수코어(28)에서보다 큰 길이 및 폭 치수를 갖는 봉쇄형 조립체(22)의 바람직한 양태를 도시하고 있다. 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)는 흡수코어(28)의 가장자리 너머로 연장되어 기저귀(20)의 주변부를 형성한다. 상면시이트(24), 배면시이트(26) 및 흡수코어(28)가 잘 공지된 다양한 배치형태로 조립될 수 있지만, 봉쇄형 조립체의 배치형태의 예는 일반적으로 1975년 1월 14일자로 부엘(Kenneth B. Buell)에게 허여된 '일회용 기저귀를 위한 수축가능한 측부 부분(Contractible Side Portions for Disposable Diaper)'이라는 명칭의 미국 특허 제 3,860,003 호; 및 1992년 9월 29일자로 부엘 등에게 허여된 '미리 배치된 탄성 굴곡 힌지를 갖는 동적 탄성 허리부를 갖는 흡수제품(Absorbent Article With Dynamic Elastic Waist Feature Having A Predisposed Resilient Flexural Hinge)'라는 명칭의 미국 특허 제 5,151,092 호에 기술되어 있으며, 이들 문헌은 참고로 본원에 인용되어 있다.
흡수코어(28)는 일반적으로 착용자의 피부에 대해 가압성이고 편안하고 비자극적이며, 뇨 및 다른 특정 액체 분비물과 같은 액체를 흡수하여 보유할 수 있은 임의의 흡수부재일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 흡수코어(28)는 가멘트면 측부, 신체면 측부, 한쌍의 측부 가장자리 및 한쌍의 허리 가장자리를 갖는다. 흡수코어(28)는 다양한 크기 및 형태(예: 사각형, 모래시계형, 'T'형, 비대칭형 등)로 제조될 수 있으며, 추가로 본 발명의 P-HFAP를 포함하는 흡수코어(28)는 또한 일회용 기저귀 및 일반적으로 에어펠트로 지칭되는 분쇄된 목재 펄프와 같은 다른 흡수제품에 통상 사용되는 다양한 액체-흡수성 물질을 포함할 수 있다. 다른 적합한 흡수성 물질의 예로는 크레핑된 셀룰로즈 와딩(wadding); 코폼(coform)을 포함하는 용융취입된 중합체; 화학적으로 강성화되거나 변형되거나 가교결합된 셀룰로즈성 섬유; 티슈 랩 및 티슈 라미네이트를 포함하는 티슈; 흡수성 발포체; 흡수성 스폰지; 초흡수성 중합체; 흡수성 겔화 물질; 또는 임의의 동등 물질 또는 물질의 혼합물을 포함한다.
흡수코어(28)의 배치형태 및 구조는 변할 수 있다(예컨대, 흡수코어는 변하는 캘리퍼 대역, 친수성 구배, 초흡수성 구배 또는 보다 낮은 평균 밀도 및 보다 낮은 평균 기본 중량의 포획 대역을 가질 수 있거나; 또는 하나 이상의 층 또는 구조체를 포함할 수 있다). 추가로, 흡수코어(28)의 크기 및 흡수 용량은 또한 유아로부터 성인까지의 착용자에 맞도록 변할 수 있다. 그러나, 흡수코어(28)의 총 흡수 용량은 디자인 하중 및 의도된 기저귀(20)의 용도와 상용적이어야 한다.
기저귀(20)의 한 양태는 전방 허리 영역에 귀모양을 갖지만 일반적으로 후방 허리 영역에 사각형을 갖는 비대칭의 변형된 T형 흡수코어(28)를 갖는다. 광범위하게 사용되고 상업적으로 성공한 본 발명의 흡수코어(28)로서의 용도를 갖는 흡수성 구조체의 예는, 1986년 9월 9일자로 웨이즈만 등에게 허여된 '고밀도 흡수성 구조체(High-Density Absorbent Structures)'라는 명칭의 미국 특허 제 4,610,678 호; 1987년 6월 16일자로 웨이즈만 등에게 허여된 '이중층의 코어를 갖는 흡수제품(Absorbent Articles With Dual-Layered Cores)'이라는 명칭의 미국 특허 제 4,673,402 호; 1989년 12월 19일자로 앵그스타트에 허여된 '더스팅층을 갖는 흡수코어(Absorbent Core Having A Dusting Layer)'라는 명칭의 미국 특허 제 4,888,231 호; 및 1989년 5월 30일자로 알레마니 등에게 허여된 '저밀도 및 낮은 기본 중량의 포획 대역을 갖는 고밀도 흡수부재(High-Density Absorbent Members Having Lower Density and Lower Basis Weight Acquisition Zones)'라는 명칭의 미국 특허 제 4,834,735 호에 기술되어 있다. 흡수코어는, 1993년 8월 10일자로 알레마니 등에게 허여된 '탄성 허리부 및 보강된 흡수성을 갖는 흡수제품(Absorbent Article With Elastic Waist Peature and Enhanced Absorbency)'이라는 명칭의 미국 특허 제 5,234,423 호; 및 1992년 9월 15일자로 영(Young), 라본(LaVon) 및 테일러(Tayor)에게 허여된 '실금자 취급용 고효능성 흡수제품(High Efficiency Absorbent Articles For Incontinence Management)'이라는 명칭의 미국 특허 제5,147,345 호에 상세히 기술된 바와 같이, 흡수성 저장 코어 너머에 위치한 화학적으로 강성화된 섬유의 포획/분배 코어를 함유하는 이중코어 시스템을 추가로 포함할 수 있다.
상면시이트(24)는 흡수코어(28)의 내면(62)에 인접하게 위치하는 것이 바람직하고, 이에 연결되는 것이 바람직하며 당해 분야에 잘 공지된 바와 같은 부착수단(도시되어 있지 않음)에 의해 배면시이트(26)에 연결되는 것이 바람직하다. 적합한 부착수단은 배면시이트(26)를 흡수코어(28)에 연결하는 것에 대해 기술되어 있다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)는 기저귀의 주변부에 서로 직접 연결되고, 그들을 임의의 특정 부착수단에 의해 흡수코어(28)에 직접 연결시킴으로써 함께 간접적으로 연결된다.
상면시이트(24)는 유연하고, 느낌이 부드러우며 착용자의 피부에 비자극적이다. 추가로, 상면시이트(24)는 액체(예: 뇨)가 이의 두께를 통해 쉽게 투과하도록 액체 투과성인 것이 바람직하다. 적합한 상면시이트(24)는 다양한 물질, 예컨대 직물 및 부직 물질; 중합체성 물질(예: 천공되어 형성된 열가소성 필름, 천공된 플라스틱 필름 및 하이드로성형된 열가소성 필름); 다공성 발포체; 망상조직 발포체; 망상조직 열가소성 필름; 및 열가소성 스크림(scrim)으로부터 제조될 수 있다. 적합한 직물 및 부직 물질은 천연 섬유(예: 목재 또는 면섬유), 합성 섬유(예컨대, 중합체성 섬유(예: 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 섬유))로 이루어질 수 있거나, 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 혼합물로부터 제조될 수 있다. 상면시이트(24)는, 상면시이트(24)를 통과하여 흡수코어(28)내에 봉쇄되는 액체로부터착용자의 피부를 단리시키도록(즉, 다시 젖는 것을 방지하도록) 소수성 물질로 제조되는 것이 바람직하다. 상면시이트(24)가 소수성 물질로 제조되면, 상면시이트(24)의 적어도 상면은 친수화 처리되어 액체는 상면시이트를 통해 보다 신속하게 전달할 것이다. 이는, 신체 분비물이 상면시이트(24)를 통해 유입되어 흡수코어(28)에 의해 흡수되는 것보다 감소된 양으로 상면시이트(24)에서 분출되게 할 것이다. 상면시이트(24)는 계면활성제로 처리함으로써 친수화될 수 있다. 상면시이트(24)를 계면활성제로 처리하는데 적합한 방법은 계면활성제와 함께 상면시이트(24) 물질을 분무하고 상기 물질을 계면활성제내에 침지시키는 방법을 포함한다. 이러한 처리방법 및 친수화처리법에 대한 보다 상세한 논의는, 1991년 1월 29일자로 레이싱(Reising) 등에게 허여된 '다중의 흡수층을 갖는 흡수제품(Absorbent Articles with Multiple Layer Absorbent Layers)'이라는 명칭의 미국 특허 제 4,988,344 호 및 1991년 1월 29일자로 레이싱에게 허여된 '속성 포획 흡수코어를 갖는 흡수제품(Absorbent Articles with Rapid Acquiring Absorbent Cores)'이라는 명칭의 미국 특허 제 4,988,345 호에 포함되어 있다.
다른 바람직한 상면시이트는 천공된 형성된 필름을 포함한다. 천공된 형성된 필름은 그들이 신체 분비물에 투과성이지만 비흡수성이고 액체를 역류하여 통과하여 착용자의 피부를 다시 적시는 경향을 감소시키기 때문에 상면시이트에 대해 바람직하다. 따라서, 신체와 접촉되는 상기 형성된 필름의 표면은 건조하게 유지되고, 이로인해 신체를 보다 적게 더럽히고 착용자에 대해 보다 편안한 느낌을 창출해낸다. 적합한 형성된 필름은 1975년 12월 30일자로 톰슨(Thompson)에게 허여된 '테이퍼화된 모세관을 갖는 흡수성 구조체(Absorptive Structures Having Tapered Capillaries)'라는 명칭의 미국 특허 제 3,929,135 호; 1982년 4월 13일자로 물란(Mullane) 등에게 허여된 '얼룩 방지용 상면시이트를 갖는 일회용 흡수제품(Disposable Absorbent Article Having A Stain Resistant Topsheet)'이라는 명칭의 미국 특허 제 4,324,246 호; 1982년 8월 3일자로 라델(Radel) 등에게 허여된 '섬유-유사 성질을 나타내는 탄성 플라스틱 웹(Resilient Plastic Web Exhibiting Fiber-Like Properties)'이라는 명칭의 미국 특허 제 4,342,314 호; 1984년 7월 31일자로 아(Ahr) 등에게 허여된 '무광택성 가시 표면 및 의복-유사 감촉 느낌을 나타내는 거대로 팽창된 3차원적 플라스틱 웹(Macroscopically Expanded Three-Dimensional Plastic Web Exhibiting Non-Glossy Visible Surface and Cloth-Like Tactile Impression)'이라는 명칭의 미국 특허 제 4,463,045 호; 및 1991년 4월 9일자로 바드(Baird)에게 허여된 '다중층 중합체성 필름(Multilayer Polymeric Film)'이라는 명칭의 미국 특허 제 5,006,394 호에 기술되어 있다.
본 발명의 배면시이트(26)는, 일반적으로 착용자의 피부로부터 멀리 위치하며 기저귀(20)에 접촉한 젖은 제품(예: 침대시이트 및 언더가멘트)으로부터 분비물이 흡수코어(28)내에 흡수되어 봉쇄되는 것을 막는 기저귀(20)의 부분을 지칭한다. 따라서, 배면시이트(26)는 액체(예: 뇨)에 불투과성인 것이 바람직하고, 다른 가요성 액체 불투과성 물질이 또한 사용될 수 있지만 얇은 플라스틱 필름으로부터 제조되는 것이 바람직하다. (본원에 사용된 바와 같이, '가용성'이라는 용어는 유연하고 일반적인 신체의 형태 및 외형에 쉽게 순응하게 변형하는 물질을 지칭한다.)그러나, 배면시이트(26)는 기저귀(20)로부터 증기가 빠져나가도록 한다. 배면시이트(26)에 적합한 물질은 약 0.012mm(0.5mil) 내지 약 0.051mm(2.0mil)의 두께를 갖는 열가소성 필름이며, 바람직하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 배면시이트(26)는 단일 부재, 예컨대 전술된 필름을 포함하거나, 배면시이트(26)를 형성하도록 함께 연결된 다수의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 배면시이트는, 동일하거나 상이한 필름 또는 기타 필름을 포함하는 중심 영역(74)에 연결된 하나 이상의 외부 영역(76) 및 기타 부재 또는 하나의 필름을 포함하는 중심 영역(74)을 가질 수 있다. 바람직한 양태에서, 배면시이트(26)는 하나의 중심 영역(76)(이는 액체 불투과성인 비천공된 필름을 포함한다) 및 2개의 대향 외부 영역(76)(이는 공기 투과성 천공된 필름을 포함한다)을 포함한다. 이러한 배면시이트의 임의의 부분이 연결되는 수단은 당해 분야에 공지된 임의의 수단(예: 접착제, 열, 압력, 열과 압력 및 초음파 결합)을 포함할 수 있다. 추가로, 배면시이트(26)는 임의의 갯수의 물질층을 함께 포함하여 라미네이트를 형성할 수 있다. 배면시이트(26)가 라미네이트이면, 층들은 배면시이트 전체를 통해 균일한 형태를 취할 필요는 없다. 예를 들면, 배면시이트(26)의 중심 영역(74)은 외부 영역(76)과 상이한 물질의 보다 많은 수의 층(들)을 포함할 수 있다.
배면시이트(26)는 흡수코어(28)의 외면(64)에 인접하게 위치하는 것이 바람직하며, 당해 분야의 공지된 임의의 적합한 부착 수단에 의해 연결되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 배면시이트(26)는 균일한 연속층의 접착제, 패턴화된 층의 접착제 또는 접착제의 일렬의 분리된 선, 나선 또는 점에 의해 흡수코어(28)에 고착될 수 있다. 만족스러운 것으로 밝혀진 접착제는 미네소타주 세인트 폴 소재의 에이치 비 풀러 컴파니(H. B. Fuller Company)에 의해 제조되어 HL-1258로서 판매되고 있다. 접착제의 필라멘트의 개방형 패턴의 망상조직을 포함하는 적합한 부착 수단의 예로는 1986년 3월 4일자로 미네톨라(Minetola) 등에게 허여된 '일회용 오염물-봉쇄용 가멘트(Disposable Waste-Containment Garment)'라는 명칭의 미국 특허 제 4,573,986 호에 개시되어 있다. 나선형 패턴으로 꼬인 접착제 필라멘트의 몇몇 선을 포함하는 기타 적합한 부착 수단은, 1975년 10월 7일자로 스프라그 주니어(Sprague, Jr.)에게 허여된 미국 특허 제 3,911,173 호; 1978년 11월 22일자로 지커(Ziecker) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,785,996 호; 및 에레니쯔(Werenicz)에게 허여된 미국 특허 제 4,842,666 호에 제시된 장치 및 방법에 의해 예시되어 있다. 이들 특허 문헌은 참고로 본원에 인용되어 있다. 다르게는, 부착 수단은 열결합, 가압결합, 초음파 결합, 동력 기계적 결합, 또는 임의의 다른 적합한 부착 수단 또는 당해 분야에 공지된 바와 같은 이들 부착 수단의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 양태는 또한 흡수코어가 배면시이트(26)에 연결되지 않고/않거나 제자리의 상면시이트(24)가 전방 허리 영역(46) 및 후방 허리 영역(44)내에 보다 연장성이게 제공되는 것으로 생각된다. 다른 양태는 추가의 부재(예: 액체 불투과성 차단 물질(들)(도시되어 있지 않음))가 흡수코어(28)의 외면(64)과 배면시이트(28) 사이에 위치하는 것으로 생각된다. 임의의 이러한 차단 부재는 흡수코어(28)에 연결되거나 될 수 없다. 추가로, 배면시이트(26)는 배면시이트(26)와 흡수코어(28) 사이에 위치하도록 임의의 차단 물질(들)에 연결되거나 될 수 없다.
일회용 흡수제품의 다른 바람직한 양태는 생리용품이다. 바람직한 생리용품은 1981년 8월 25일자로 허여된 미국 특허 제 4,285,343 호(맥나르(McNair)); 1986년 8월 26일자로 허여된 미국 특허 제 4,608,047 호(마틴글리(Mattingly)); 및 1987년 8월 18일자로 허여된 미국 특허 제 4,687,478 호(반 틸버그(Van Tilburg))에 개시된 바와 같은 형성된 필름인 천공된 상면시이트를 포함한다. 바람직한 생리용품은 날개, 측부 플랩 및 다른 구조체 및 요소를 포함할 수 있다.
P-HFAP를 포함한 특히 바람직한 일회용 흡수제품은 표면의 젖는 경향이 감소된다. 이러한 제품은 젖은 후에도 사용자의 피부로부터 항균작용의 유지를 촉진시킨다. 일회용 흡수제품은 배면시이트, 상면시이트, 포획/분배층, 및 본 발명의 P-HFAP를 포함한 흡수코어를 포함한다. 이러한 흡수제품은 제 1 분출에서 약 1.9㎖/초 이상 및 제 4 분출에서 약 0.3㎖/초 이상의 완성된 제품의 포획 속도(하기에 논의되는 시험 방법)를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 흡수제품의 절첩된 스택(stack)높이는 바람직하게는 약 9.9mm/패드, 보다 바람직하게는 약 6mm보다 적다. 바람직하게는, 이러한 제품의 상면시이트는 (하기에 논의되는) 완성된 제품의 습윤 시험에 의해 측정된 바와 같이 약 0.05g 내지 약 1g 이하; 보다 바람직하게는 유체의 약 0.5g 이하, 유체의 약 0.2g 이하; 보다 더 바람직하게는 유체의 약 0.15g 이하로 보유된다.
도 2를 참고하면, 이러한 일회용 흡수제품의 양태의 예로서 기저귀 형태가 제공된다. 도 2는 도 1의 횡방향 중심선(110)을 따라 취해진, 도 1의 일회용 기저귀의 양태의 단면도이다. 상기 도면은 배면시이트(26), 코어 덮개(22), 흡수코어(28), 상면시이트(24) 및 탄성화된 다리 커프스(32)의 부분 단면도를 나타낸다. 상기 양태는 도 1에 도시된 것과 상이하며, 추가 요소인 포획/분배층(105)이 첨가되어 있다.
도 3은 도 2의 일부에 상응하는, 도 1의 일회용 기저귀의 다른 양태의 확대도이다. 상기 양태에서, 상면시이트(24)는 제 1 상면시이트층(115) 및 제 2 상면시이트층(120)을 포함한다. 제 1 상면시이트층(115) 및 제 2 상면시이트층(120)은 함께 열결합되는 것이 바람직하다. 포획/분배층(105)은 제 1 포획/분배층(125) 및 제 2 포획/분배층(130)을 포함한다. 제 1 포획/분배층(125)은 제 2 상면시이트층(120)에 나선 아교 결합되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 제 1 포획/분배층(125) 및 제 2 포획/분배층(130)은 함께 결합되지 않다.
도 2 또는 도 3에 개시된 양태는 표면 습윤도를 감소시키며, 결과적으로 젖은 후에도 사용자의 피부로부터 항균작용의 유지를 촉진시킨다. 즉, 이러한 양태는, 현재 항균물질을 함유할 수 있는 P-HFAP와 접촉되는 뇨와 같은 액체가 사용자의 피부로 역류하는 기회를 줄이며, 항균물질이 사용자의 피부와 접촉하게 한다.
이러한 감소된 표면 습윤도의 흡수제품에 바람직한 상면시이트(24) 및 포획/분배층(105) 물질은 하기 사항을 포함한다:
바람직한 상면시이트(24) 물질은 화이버웹 노쓰 어메리카인코포레이티드(Fiberweb North America Inc.)(미국 사우쓰 캐롤라이나주 심슨빌 소재)로부터 구입할 수 있다. 이는 약 2.2dtex의 폴리프로필렌 섬유, 및 쉽게 제거가능한 계면활성제(스핀 마무리 처리)(즉, 상기 계면활성제는 제 1 유체 오염시 매우 친수성이지만 반복적으로 젖게되면 기본 폴리프로필렌만큼 소수성이 된다)로 제조된 약 20 내지 22g/m2의 통상의 열결합된 카딩된 웹이다.
보다 바람직하게는, 상면시이트(24) 물질은 일본 소재의 하빅스 컴파니(Havix Co.)로부터 구입가능한 S-2355이다. 이는 이중층 복합 물질이며, 이는 카딩 및 통기성 기술을 사용함으로써 2가지 종류의 합성 계면활성제로 처리된 이성분 섬유로 제조된다. 제 1 상면시이트층(115)는 폴리프로필렌/폴리프로필렌 이성분 섬유, 예컨대 쉬스(sheath)내의 낮은 용융 온도의 폴리프로필렌 및 섬유의 코어내의 높은 용융 온도의 폴리프로필렌인 것이 바람직하다. 제 2 상면시이트층(120)은 폴리에틸렌/폴리에틸렌 테레프탈레이트 이성분 섬유, 예컨대 쉬스내의 낮은 용융 온도의 폴리에틸렌 및 섬유의 코어내의 높은 용융 온도 및 보다 탄성인 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것이 바람직하다. 제 1 상면층(115)은 약한 친수성 계면활성제를 갖고, 제 2 상면시이트층은 보통의 친수성 계면활성제를 갖는 것이 바람직하다. 전형적인 물질의 총 기본중량은 약 20 내지 22g/m2이다.
바람직하게는, 포획/분배층(105)은 카딩 수지 결합된 힐로프트(hiloft) 부직 물질, 예컨대 폴리머 그룹 인코포레이티드 노쓰 어메리카(Polymer Group, Inc., North America)(미국 뉴져지주 랜디시빌 소재)로부터 구입가능한 FT-6860을 포함한다. 그들은 6dtex의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로부터 제조되며, 약 43g/m2의 기본 중량을 갖는다. 다르게는, 포획/분배층(105)은 CMC의 상표명하에 웨이어하에우서 컴파니(Weyerhaeuser Co.)(미국 소재)로부터 구입가능한 화학적으로 처리된 강성화된 셀룰로즈성 섬유 물질을 포함한다. 다른 양태에서, 포획/분배층(105)은 FLINT RIVER라는 상표명하에 웨이어하에우서 컴파니(미국 소재)로부터 구입가능한 목재 펄프 섬유로서도 공지된 통상의 셀룰로즈성 플러프(fluff) 물질을 포함한다.
본 발명이 다른 명칭(예: 실금자용 브리프스, 성인 실금자용 제품, 배변 연습용 팬츠, 기저귀 삽입물, 화장용 티슈, 페이퍼 타올 등)으로 상업적으로 공지된 다른 흡수제품에 적용가능하다는 것으로 추가로 이해되어야 한다.
F. 시험 방법
a. 일반적인 방법
모든 시험은 약 23±2℃ 및 약 50±10%의 상대습도에서 수행된다.
특정 설명이 없다면, 시험 방법에 사용되는 특정의 합성뇨는 펜실베니아주 캠프 힐 소재의 제이코 파마슈티칼스 캄파니(Jayco Pharmaceuticals Company)로부터 구입가능한 제이코 신유린(JAYCO SYNURINE)으로서 통상 공지되어 있다. 합성뇨의 배합조성은 KCl 20g/ℓ, NaA2SO42.0g/ℓ, (NH4)H2PO40.85g/ℓ, (NH4)2HPO40.15g/ℓ, CaCl20.19g/ℓ 및 MgCl20.23g/ℓ이다. 모든 화합물은 시약 등급으로 이루어져 있다. 합성뇨의 pH는 약 6.0 내지 약 6.4의 범위이다.
b. 완성된 제품의 포획 시험
도 4를 참고하면, 흡수 구조체(10)에는 펌프(미국 시카고 소재의 콜 파머 인스트루먼츠(Cole Parmer Instruments)에 의해 공급된 모델 7520-00)를 사용하여 샘플 표면위로 5cm의 높이로부터 약 15㎖/s의 속도로 합성뇨의 분출물 75㎖이 적재된다. 뇨의 흡수되는 시간은 타이머로 기록된다. 제품이 충분히 적재될 때까지 정확히 5분 분출 간격으로 5분마다 반복적으로 분출된다. 현재의 시험 데이터는 4가지 형태를 적재시킴으로써 발생된다.
흡수코어, 상면시이트 및 배면시이트를 포함하는 시험 샘플은 방풍유리 박스(perspex box)(베이스 12로만 도시됨)내의 발포체 플랫폼(11)상에 편평하게 배열된다.
실질적으로 중간에 5cm의 직경의 개구부를 갖는 방풍유리판(13)은 샘플의 상부에 위치한다. 합성뇨는 정합되어 개구부내로 아교결합된 실린더(14)를 통해 샘플에 유입된다. 전극(15)은 흡수 구조체(10)의 면에 접촉하는 판의 최저면상에 위치한다. 전극은 타이머에 연결된다. 추(16)를 판의 상부에 놓아 예컨대 아기의 체중을 모의 시험한다. 50g/cm2의 압력은 전형적으로 본 시험에 이용된다.
시험 유체가 실린더내로 유입됨에 따라, 전형적으로 흡수 구조체의 상부에 쌓이며, 이로써 전극 사이에 전극 회로를 완결시킨다. 이때 타이머를 작동한다. 타이머는 흡수 구조체가 뇨의 분출물을 흡수하면 중단되고, 전극 사이의 전기 접촉은 끊긴다.
포획율은 단위 시간(초)당 흡수된 분출물의 부피(㎖)로 정의된다. 포획율은 샘플내로 유입된 각각의 분출물로 계산된다. 본 발명의 특히 흥미로운 사실은 제 1 분출 및 최종의 제 4 분출에 있다.
본 시험은 주로 약 300㎖ 내지 약 400㎖의 흡수 용량을 갖는 제품을 평가하도록 고안된다. 매우 상이한 능력을 갖는 제품이 평가된다면, 분출물당 유체 부피의 특정 세팅(setting)이 이론적 능력의 약 20%가 되도록 적절히 조정되어야 하고, 이의 편차를 기록해야 한다.
c. 완성된 제품의 습윤도 시험
일회용 흡수제품은 상기 완성된 제품의 포획 시험하에 논의된 바와 같지만 하기와 같은 차이점을 갖는 도 4에 개시된 장치에 놓인다. 합성뇨 225㎖는 흡수제품 샘플내에 적재된다. 3분 간격으로 3가지 분출물 75㎖를 각각 적재한다. 방풍유리판으로부터 발생할 수 있는 특정의 극소량의 압력 이외의 어떠한 추가의 압력도 가하지 않는다.
합성뇨 225㎖의 적재가 완료된 후, 방풍유리판은 제거된다. 12cm × 12cm의 치수를 갖는 2개의 여과지(영국 소재의 홀링스워쓰 앤드 보스(Hollingsworth & Vose)에 의해 공급되는 ERT FF3.W/S)는 칭량된 후, 뇨가 적재된 기저귀상에 놓는다. 10cm × 10cm 면적상에 2kg의 추는 2분 동안 여과지에 적용된다(즉, 0.28psi). 여과지는 제거되어 수 초 동안 칭량된다. 기저귀 재습윤값은 여과지의 중량(g)의 증가로 정의된다.
d. 백(bag) 스택 높이
필수적으로, 백 스택 높이는 시판되는 종이상자 또는 백내에 포장된 대로의 흡수제품의 스택의 높이를 측정하고 상기 스택내의 제품의 갯수로 상기 높이를 나눔으로써 측정된다.
백중 하나를 택하여 측정하거나, 적합한 장치(예컨대, 인스트론(INSTRON) 장비에 의해 제공된 장치와 같은 응력-변형 측정 장치)내에 포장된 백의 압력을 모의 실험함으로써 측정될 수 있다.
본 시험은 주로 제품의 전방 및 후방 부분이 백내에 중첩되도록 '이중 절첩된' 제품, 즉 제품의 중앙 부분에 대해 제품의 가로(폭) 방향으로 한번 접힌 선을 갖는 제품을 위해 개발되었다. 절첩되지 않거나 (3개의 층으로 중첩된) 삼중 절첩된 제품을 위해 결국은 수정이 필요하게 된다.
e. 기본 중량
기본 중량은 종종 다양한 물질에 대해 언급된다. 이들은 표본의 중량을 그의 면적으로 나눔으로써 얻을 수 있다. 면적의 크기뿐만 아니라 재구성된 모조물의 갯수는 표본의 동질성에 따라 달라진다.
f. 친수성/소수성
친수성(및 이전에 습윤성)은 전형적으로 접촉각 및 포함되는 유체 및 고체의 표면 장력에 대해 규정된다. 이는 어메리칸 케미칼 소사이어티(American Chemical Society) 출판사에 출판된 알 에프 고울드(R.F. Gould)(1964년판)에 의한 'Contact Angle, Wettability and Adhesion'이라는 명칭의 문헌에 상세히 논의되어 있다.본원에서, 물질은 하기의 3개의 군으로 분류될 수 있다:
'매우 친수성'(약자 'h+')인 물질: 이들은 일반적으로 약 80°보다 작은 접촉각을 갖는다. 이의 예로는 (적어도 처음에 젖도록 노출되는 경우) 효과적인 강한 계면활성제로 처리된 셀룰로즈성 섬유와 올레핀성 섬유를 포함한다.
'매우 소수성'(약자 'h-')인 물질: 이들은 일반적으로 약 100°보다 큰 접촉각을 갖는다. 이의 예로는 (표면 또는 함입된 수지 어디에도) 계면활성제를 사용하지 않은 순수한 올레핀(폴리에틸렌/폴리프로필렌)을 포함한다.
'보통 친수성'(약자 'ho')인 물질: 이들은 일반적으로 약 90°의 접촉각을 갖는다. 이의 예로는 거의 효과가 없는 계면활성제, 및 이러한 올레핀의 표면에 적용되는 거의 친수성이 아닌 다른 계면활성제로 처리된 폴리프로필렌/폴리에틸렌이 있다.
G. 실시예
하기 실시예는 본 발명의 취지내의 바람직한 양태를 추가로 기술하고 예증한다. 실시예는 예시적 목적만으로 제공되지만, 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않고 다수의 변형이 가능하므로 본 발명을 한정하는 것으로 생각되지 않는다.
실시예 1
본 실시예는 본 발명의 P-HFAP의 제조방법을 제시한다.
소듐 아크릴레이트 74.95몰%, 아크릴산 25몰% 및 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드 0.05몰%로 이루어진 37%의 아크릴산 단량체의 수용액 4,000부를, 과황산나트륨 2.0부 및 1-아스코브산 0.08부로 교반시킴으로써 혼합한다. 중합 시스템의 혼합물을 60℃에서 일정한 진탕하에 유지시킨다. 반응을 시작한지 20분 후, 1.5%의 방향제 및 2.2%의 α-전부 담체를 중합 시스템의 혼합물내에 혼합한다. 방향제 및 α-전분 담체를 첨가한지 5분 후, 중합 시스템이 70℃ 이상으로 증가됨으로 지적된 바와 같이 겔화반응이 일어난다. 시스템을 추가로 1시간 동안 80℃로 조정하여 겔화반응을 완결시킨다. 수화된 겔 중합체를 10시간 이상 동안 80℃에서 고열 공기 건조기를 사용하여 건조시키고, 해머 유형의 분쇄 장치를 사용하여 분쇄하고, 20-메쉬 금속성 가제를 사용하여 이동시켜, P-HFAP를 수득하도록 약 350μm의 평균 입자 직경을 갖는 흡수성 중합체로서 20-메쉬-통과 분말을 분리해 낸다.
실시예 2
본 실시예는 본 발명의 P-HFAP의 제조방법을 제시한다.
본 실시예의 경우, 1.5%의 방향제 및 2.2%의 α-전분 담체를 유아용 화장수(미국 신시내티 소재의 프록터 앤드 갬블 인코포레이티드(Proctor & Gamble Inc.)로부터 구입가능한 코드 52338)로 대체하며, 이를 α-전분(예컨대, 일본 오사카 소재의 니폰 스타치 인코포레이티드(Nippon Starch Inc.)로부터 구입가능함) 1.2g에 첨가하고, 10분 동안 식품 혼합기에서 천천히 블렌딩하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 절차를 따라 수행한다.
실시예 3
본 실시예는 본 발명의 P-HFAP의 제조방법을 제시한다. 본 실시예의 경우,1.5%의 방향제 및 2.2%의 α-전분 담체를 유아용 화장수(미국 신시내티 소재의 프록터 앤드 갬블 인코포레이티드로부터 구입가능한 코드 52338)로 대체하며, 이를 β-사이클로덱스트린(예컨대, 일본 도쿄 소재의 니폰 소쿠-힌 인코포레이티드(Nippon Shoku-Hin Inc.)로부터 구입가능함) 1.2g에 첨가하고, 10분 동안 식품 혼합기에서 천천히 블렌딩하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 절차를 따라 수행한다.
실시예 4
본 실시예를 본 발명의 P-HFAP의 제조방법을 제공한다. 본 실시예의 경우, 실시예 2의 P-HFAP 17g을 아쿠알릭(Aqualic) CA-L76(일본 오사카 소재의 니폰 소쿠바이 캄파니 리미티드(Nippon Shokubai Co. Ltd.)로부터 구입가능한 가교결합된 소듐 폴리아크릴레이트) 1000g과 블렌딩하는 것을 제외하고, 실시예 2에서와 동일한 절차를 따라 수행한다. 결과적으로, 본 실시공정으로 2개의 중합체는 균질하게 블렌딩된다.
실시예 5
본 실시예는 일회용 흡수제품에 사용하기 위해 본 발명의 방법에 의해 제조된 P-HFAP를 포함하는 흡수코어를 제시한다.
남부 소나무의 목재 펄프를 분쇄하여 통기성 챔버내에 개방시킨다. 약 3mm의 평균 길이를 갖는 섬유를 진공판상에 떨어뜨린다. 섬유 레이다운(laydown) 공정 동안, 실시예 4의 P-HFAP를 목제 펄프 섬유내에 분산시킨다. 목재 펄프 섬유230 내지 400g/m2및 P-HFAP 160 내지 360g/m2를 함유하는 코어를 형성한다. 코어는 유아 및/또는 성인 실금자용 제품에 사용하기에 적합하다. L-크기의 유아용 기저귀 제품의 전형적인 조성물은 하기와 같다:
성분 중량(g) %(중량)
목재 펄프 섬유 15 55.6
P-HFAP 12 44.4
실시예 6
본 실시예는 본 발명의 방법에 의해 제조된 P-HFAP를 포함하는 일회용 유아용 기저귀를 제시한다.
나열된 치수는 체중이 6 내지 10kg인 어린이에게 사용하기 위한 기저귀에 해당하는 것이다. 이들 치수는 표준 실행에 따라 상이한 크기의 어린이 브리프스 또는 성인 실금자 브리프스에 대해 비례적으로 변형될 수 있다.
1. 배면시이트: 미국 특허 제 4,687,478 호에 따라 제조된 유체-불투과성 필름 0.020 내지 0.038mm; 상부 및 기저부의 폭 33cm; 양측부상에서 안쪽으로 들어간 중심부에서의 폭 28.5cm; 길이 50.2cm.
2. 상면시이트: 카딩되고 열결합된 스테이플-길이 폴리프로필렌 섬유(허큘리스(Hercules) 유형 151 폴리프로필렌); 상부 및 기저부의 폭 33cm; 양측부상에서 안쪽으로 들어간 중심부에서의 폭 28.5cm; 길이 50.2cm.
3. 흡수코어: 셀룰로즈 목재 펄프 28.6g 및 실시예 3의 A-HFAP 4.9g; 두께 8.4mm; 상부 및 기저부의 폭 28.6cm; 양측부상에서 안쪽으로 들어간 중심부에서의폭 10.2cm; 길이 44.5cm.
4. 탄성 다리 밴드: 4개의 개별적인 고무 스트립(측부당 2개); 폭 4.77mm; 길이 370mm; 두께 0.178mm(이완된 상태인 선행의 모든 치수).
기저귀를 표준 방식으로 상면시이트로 덥힌 코어 물질을 배면시이트상에 위치시키고 아교결합시킴으로써 제조한다.
탄성 밴드(코어에 가까운 밴드 및 코어로부터 멀리 존재하는 밴드를 각각 상응하는 '내부' 및 '외부'로 지칭함)를 약 50.2cm로 연장하고, 코어의 각각의 종방향 측부(측부당 2개의 밴드)를 따라 상면시이트/배면시이트 사이에 위치시킨다. 각각의 측부를 따른 내부 밴드를 코어의 가장 좁은 폭으로부터 약 55mm(이는 탄성 밴드의 내부 가장자리로부터 측정함)에 위치시킨다. 이는 코어의 내부 탄성체와 굴곡 가장자리 사이의 가요성 상면시이트/배면시이트를 포함하는 기저귀의 각각의 측부를 따른 이격 요소를 제공한다. 내부 밴드는 그들의 길이를 따라 아래로 연장된 상태로 아교결합시킨다. 상면시이트/배면시이트 조립체는 가요성이며, 아래로 아교결합된 밴드들을 접촉시켜 기저귀의 측부를 탄성화시킨다.
제조된 기저귀는 조합된 유체 흡수성, 및 (i) 기저귀의 P-HFAP가 건조되는 경우 냄새를 유출하지 않거나 냄새를 거의 유출시키지 않고, (ii) P-HFAP가 젖을 경우 쉽게 방향제의 배출을 시작하는 성질을 제공한다.
실시예 7
본 실시예는 본 발명의 P-HFAP를 포함하는 성인 실금자용 제품을 제시한다.
실시예 4의 제조 절차를 따라, 고중량의 코어를 목재 펄프 섬유 24 내지 40g및 P-HFAP 10 내지 20g을 갖도록 형성한다. 코어를 후속적으로 유체-불투과성 다중 배면시이트와 유체-투과성 상면시이트 사이에 끼워 성인 실금자용 제품을 형성한다.
실시예 8
본 실시예는 본 발명의 P-HFAP를 포함하는 저중량의 팬티라이너 제품을 제시한다.
생리 기간 동안 사용하기에 적합한 저중량 팬티라이너는 패드를 포함한다. 패드는 표면적 117cm2를 갖고, 목재 펄프 섬유 3g 및 실시예 3의 P-HFAP 1.5g을 함유한다. 패드를 후속적으로 미국 특허 제 4,463,045 호에 따른 다공성의 성형 필름 상면시이트와 미국 특허 제 4,687,478 호에 따라 제조된 유체-불투과성 배면시이트 사이에 삽입하여 저중량의 팬티라이너 제품을 형성한다. 제조된 팬티라이너는 조합된 유체 흡수성과 항균성을 제공한다.
실시예 9
본 실시예는 본 발명의 P-HFAP를 포함하는 생리용 패드를 제시한다.
흡수코로부터 바깥쪽으로 연장된 2개의 플랩을 갖는 생리대의 형태인 생리용품을 1987년 8월 18일자로 허여된 반 틸버그의 미국 특허 제 4,687,478 호의 디자인에 따라 제조한다. 그러나, 이용되는 패드는 표면적 117cm2를 갖고, 목재 펄프 섬유 6 내지 12g 및 실시예 2의 P-HFAP 1 내지 3g을 함유한다. 유체-투과성 상면시이트를 미국 특허 제 4,463,045 호에 따라 제조한다. 유체-불투과성 배면시이트를 미국 특허 제 4,687,478 호에 따라 제조한다. 제조된 생리용 패드는 조합된 유체 흡수성과 항균성을 제공한다.
본 발명의 양상 및 양태는 개선된 효능 및 개선된 가공성을 포함하는 놀라운 이점을 갖는다고 본 문헌에 개시되고 있다. 예를 들면, 본 발명의 공정에 의해 제조한 P-HFAP는 P-HFAP가 건조할 경우 향기를 전혀 유출하지 않거나 (소비자가 감지하는) 극소량의 향기만을 유출시킨다. 방향제를 건조된 P-HFAP가 HFAP내에 방향제를 가두기에 매우 효과적이기 때문에 제조, 운반 및 저장시 시효 변화를 받지 않으며 방향제가 증발하지 못하게 한다. 추가로, 방향제의 방출은 젖은 중합체의 동적 팽윤력에 의해 쉽게 시작된다. 방향제의 방출은 일반적으로 팽윤 과정이 발열 과정이기 때문에 체액과의 초기 접촉시 수분내에 P-HFAP의 국지적 온도 상승으로 인해 촉진된다.
본원에 기술된 실시예 및 양태가 단지 예시하기 위한 것이며, 이러한 관점에서의 다양한 변형 또는 변화는 당해 분야의 숙련자에게 제안되어질 것이고 본원의 취지 및 범위 및 첨부된 특허청구범위의 취지내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (13)

  1. (i) 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 중합시의 겔화 시점 이전에 고체 담체 및 방향제를 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 반응 중간체와 혼합하는 단계;
    (ii) 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 형성하는 단계; 및
    (iii) 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 건조시키는 단계를 포함하는,
    중합체가 젖을 때 중합체의 동적 팽윤력에 의해 향기의 방출이 시작되는
    방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 제조방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    혼합 단계(i)를 약 50 내지 약 90℃의 온도에서 수행하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    방향제를 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 반응 중간체에 첨가하기 이전에 담체에 미리 혼입시키는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 반응 중간체가 선형 중합체, 올리고머, 단량체 및 가교결합제를 포함하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 반응 중간체가 중합 개시제 및 물을 추가로 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    고형 담체가 글루코스인 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    고형 담체가 다공성 친수성 매트릭스인 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 중합시의 겔화 시점으로부터 약 수 초 내지 약 20분 이전에 담체 및 방향제를 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 반응 중간체와 혼합하는 방법.
  9. 제 1 항의 방법에 의해 제조된 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    방향제 대 하이드로겔-형성 흡수성 중합체의 비가 약 100:0.01 내지 약 100:20인방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체.
  11. 제 9 항의 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 포함하는 일회용 흡수제품.
  12. 제 9 항의 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 포함하는 일회용 기저귀.
  13. a) 배면시이트;
    b) 상면시이트;
    c) 포획/분배층; 및
    d) 제 9 항의 방향제-함입된 하이드로겔-형성 흡수성 중합체를 포함하는 흡수코어를 포함하고, 이때
    제 1 분출시 약 1.9ml/초 이상 및 제 4 분출시 약 3.0ml/초 이상의 완성된 제품 포획 속도를 갖고, 패드당 약 9.9mm의 절첩된 스택(stack)높이를 가지며, 완성된 제품 습윤도 시험에 의해 측정될 경우 상면시이트가 약 0.5 내지 약 1g의 유체를 보유하는
    일회용 흡수제품.
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