KR20010005750A - 개선된 유체 분배 물질을 갖는 흡수 제품 - Google Patents

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데이비드 엠 모이어
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Abstract

본 발명은 가랑이 영역 및 하나이상의 허리 영역을 갖는 흡수 코어를 포함하고, 이때 가랑이 영역이 하나이상의 허리 영역보다 더 낮은 궁극 유체 저장용량을 갖는 흡수제품에 관한 것이다. 가랑이 영역은 또한 0.075g/cm2/초이상의 12.4cm에서의 플럭스를 갖는 고 플럭스 액체 분배 물질을 포함한다.

Description

개선된 유체 분배 물질을 갖는 흡수 제품{ABSORBENT ARTICLE WITH IMPROVED FLUID DISTRIBUTION MATERIALS}
뇨 또는 변과 같은 신체 분비물을 수용 및 보유하기위한 흡수 제품, 예를 들면 일회용 기저귀, 배변연습용 팬티, 성인 실금자 제품은 당분야에 잘 공지되어있고 이들의 성능을 개선시키기위해 상당히 노력되어왔다. 이런 개선은 일반적으로 이런 제품의 주 성능, 즉 신체 유체의 보유에 관한 것이고 또한 착용자의 편안함을 증가시킴으로서 이런 제품의 착용과 결부된 단점을 최소화하고자하는 것이다.
이런 개선은 대부분 주로 "코어 기술", 즉, 넓은 용어로 "흡수성", 및 주로 "몸체 기술"의 2가지 부류로 분류될 수 있다.
제 1 부류는 "흡수(또는 코어) 구조물"에서 신체 분비물(일반적으로 일부 유체 상태)을 취하고 보유하는 방법에 관한 것이고, 이때 분비 물질이 제품에 의해 포획(수용)된 후 저장(보유)되고, 이 사이에 (특히 뇨의) 분배의 추가의 단계가 있을 수 있다.
제 2 부류는 불투과성 "배면시이트"를 이용하여 흡수체(코어 구조물)와 외부, 즉, 착용자 가멘트 등을 분리시키거나 또는 신체 분비물이 예를 들면 다리 및 허리 개구에서의 탄성화된 주름에 의해 착용자의 신체와 흡수 제품 사이의 공간을 통과하는 것을 방지함으로써 (일반적으로) "제품의 제한내에" 신체 폐기물을 함유하는 소위 "몸체 요소"에 관한 것이다.
이는 또한 예를 들면 테이프와 같은 밀폐 수단을 제공하고, 종종 적용 수단과 일체형인 관통 벨트 등의 배열에 의해 착용자상에 제품을 유지시킴으로써 제품을 착용자에게 적용시키는 것에 관한 것이다.
용어, 착용자를 위한 "편안함"은 현재 주로 몸체 요소를 개선시켜, 예를 들면 기저귀의 몸체 요소를 조절함으로서 제품의 우수한 "부합"을 제공하고 부드럽고 완충되도록함으로써 해결된다.
PCT 특허원 제 WO 93/16669 호(알레마니(Alemany)) 또는 PCT 특허원 제 WO 93/21877 호(리차드슨(Richardson))에서는 예를 들면 착용자가 움질일 때 조차도 더 나은 신체 일치성을 허용하게하는 탄성화된 특징부를 도입함으로써 착용자의 편안함이 개선되는 일회용 기저귀가 개시된다.
편안함에 대한 코어의 영향을 고려할 때, 일반적인 접근은 바람직하게는 이런 코어의 부드러움을 유지하면서 상면시이트용으로 부드럽고 쓸리지않는 물질을 사용하거나 또는 건조 제품의 두께 및/또는 부피를 최소화하는 것이다. 최근에는, 우수한 부합을 가능하게하는 흡수 구조물의 형태 및 외형을 취하고자 시도되어왔다.
소위 초흡수 물질(또는 하이드로겔 형성 물질)이 일회용 흡수 제품에서 널리 사용되는 것으로 발견되었기 때문에, 다양한 국가에서의 다수의 시판되는 제품, 예를 들면 더 프록터 앤드 갬블 캄파니에서 시판하는 팸퍼스(pampers) 또는 킴벌리-클락 코포레이션(Kimberly-Clark Corp.)에서 시판하는 하기스(Huggies)가 제품의 두께를 현저히 감소시켰다.
제 US-A-5,098,423 호(피에니악(Pieniak))는 구조물의 건조 두께 뿐만 아니라, 또한 가랑이 영역에서 코어의 단면적, 가랑이 영역에서 제품의 압축성 및 접은 후의 제품의 결과적인 두께, "제품의 충격 영역"의 크기, 제품의 (다리) 탄성 부재의 거리와 같은 다른 치수를 주장하는 "낮은 건조 벌크" 구조물을 제공함으로써 다양한 "편안함" 양태를 해결하고자 노력하는 일회용 기저귀를 개시한다.
따라서, 본원에 개시된 코어 구조물은 얇지만 넓은 것으로 언급될 수 있다.
또한, "흡수 효율 지수"는 건조 코어의 부피에 대해 가랑이 영역에 의해 취해져야만하는 유체의 양에 관한 것으로 개시된다. 이 변수의 목적은 가랑이 영역에서 높은 흡수 특성, 용량에 대해 고안하기위한 것이다. 따라서 가랑이 영역에서 다량의 뇨를 흡수하는 것이 여전히 중요한 목적이지만, 상당양의 부하후에는 편안함이 불가피하게 감소된다. 이 문제는 상당히 더 우수한 유체 취급 용량을 제공하는 흡수 제품을 생성하고, 따라서 제거되기전에 이런 제품에 함유된 유체의 양 및 전체 착용 시간을 증가시키는 추가의 흡수 제품의 성능의 개선으로 보다 더 명확해진다.
제 US-A-4,994,037 호(베르나르딘(Bernardin))에서는, 흡수 제품은 "역 용량 프로파일(reversed capcity profile)"을 갖는 것으로 개시된다. 상기 문헌에서는, 궁극 저장 용량이 가랑이 영역에서 멀리 위치한다. 그러나, 흡수 제품용으로 개시된 디자인은 착용자의 다리사이에 잘 부합할 부합 필요성, 또는 적절한 피부 건조성 및 유체 포획과 같은 유체 취급 필요성을 고려하지않는다. 이들 디자인이 부하점으로부터 멀리 용량을 배치하지만, 이들은 어떻게 이들 저장 영역에 효과적으로 유체 이동시키는가를 고려하지않는다.
따라서 본 발명의 목적은 특히 적합한 유체 분배성을 갖는 물질을 사용함으로써 부하되었을 때 우수한 유체 취급 성능과 함께 개선된 부합성을 갖는 흡수 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 가랑이 영역에서 떨어진 궁극 저장 용량을 선택적으로 위치시킴으로써 이를 수득하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 제품 가랑이 영역에 낮은 벌크를 갖는 디자인을 제공함으로써 건조시의 부합성에 악영향을 미치지않으면서 이 특징부를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 초흡수성 중합체를 사용함으로써 이를 수득하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 HIPE 중합화에 의해 제조된 바와 같은 다공성 흡수 물질을 이용하여 수득하는 것이다.
본 발명은 주로 예를 들면(및 주요하게는) 뇨와 같은 신체 분비물을 수용하고 보유하기위해 고안된 흡수 제품에 관한 것이다. 이런 제품은 유아용 기저귀, 배변연습용 팬티, 성인 실금 제품 등과 같은 일회용 위생 제품이다.
도 1은 흡수 제품의 예로서의 유아용 기저귀를 도식적으로 나타낸다.
도 2는 흡수 제품의 예로서 풀업(Pull up) 유아용 기저귀를 도식적으로 나타낸다.
도 3은 수직 흡상 시험을 위한 시험 세트를 나타낸다.
도 4는 포획 시험을 위한 시험 세트를 나타낸다.
도 5는 포획후 콜라겐 재습윤 방법을 위한 시험 세트를 나타낸다.
흡수 제품 - 일반적인 사항
본원에서 사용되는 용어 "흡수 제품"은 신체 분비물을 흡수 및 함유하는 디바이스를 의미하고, 보다 구체적으로 착용자의 신체에 대해 또는 인접하게 위치하여 신체로부터 분비되는 다양한 분비물, 주로 뇨를 흡수 및 함유하는 디바이스를 의미한다.
용어 "일회용"은 세탁되거나 또는 달리 흡수 제품으로 복원되거나 재사용되지않고자하는(즉, 이들은 사용후 폐기되고자하고, 바람직하게는 재활용, 퇴비화 또는 다르게는 환경친화적 방식으로 폐기되고자한다) 흡수 제품을 개시하기위해 본원에서 이용된다.
흡수 제품은 일반적으로 흡수 코어 또는 코어 구조물(이는 하부 구조물을 포함할 수 있다), 유체 투과성 상면시이트, 유체 불투과성 배면시이트, 밀폐 요소 또는 탄성화와 같은 선택적인 추가의 특징부를 포함한다.
도 1은 기저귀인 본 발명의 흡수 제품의 한 양태의 단면도이다.
기저귀(20)는 기저귀(20)의 구조물을 보다 명확하게 나타내기위해 구조물의 일부가 절단되고, 착용자와 떨어진 기저귀(20)의 일부, 즉 외면(52)이 관찰자를 향하는 펼쳐진 비수축된 상태(즉, 탄성이 이완된 상태이고, 측면 패널을 제외하고는 탄성 유도 수축이 풀려있다)로 도 1에서 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이 기저귀(20)는 바람직하게는 액체 투과성 상면시이트(24), 상면시이트(24)와 연결된 액체 불투과성 배면시이트(26) 및 상면시이트(24)와 배면시이트(26)사이에 위치한 흡수 코어(28); 탄성화된 측면 패널(30); 탄성화된 다리 커프스(32); 탄성 허리 특징부(34), 및 (36)으로 일반적으로 다회 지칭되는 이중 인장 고정 시스템을 포함하는 밀폐 시스템을 포함하는 봉쇄 조립체(22)를 포함한다. 이중 인장 고정 시스템(36)은 바람직하게는 주 고정 시스템(38) 및 허리 밀폐 시스템(40)을 포함한다. 주 고정 시스템(38)은 바람직하게는 한쌍의 고정 부재(42) 및 랜딩 부재(44)를 포함한다. 허리 밀폐 시스템(40)은 한쌍의 제 1 부착 성분(46) 및 제 2 부착 성분(48)을 포함하는 것으로 도 1에 도시되어있다. 기저귀(20)는 또한 바람직하게는 각각의 제 1 부착 성분(46)에 인접하게 위치하는 배치 패치(50)를 포함한다.
기저귀(20)는 외면(52)(도 1에서 관찰자를 향하고 있음), 외면(52)에 대향하는 내면(54), 제 1 허리 영역(56), 제 1 허리 영역(56)에 대향하는 제 2 허리 영역(58), 및 종방향 가장자리가 (62)로 표시되고 말단 가장자리가 (64)로 표시되는 기저귀의 외부 가장자리에 의해 한정되는 둘레(60)를 갖는 것으로 도 1에 도시된다. 기저귀(20)의 내면(54)은 사용하는 동안 착용자의 신체에 인접하게 위치하는 기저귀(20)의 일부를 포함한다(즉, 내면(54)은 일반적으로 상면시이트(24)의 적어도 일부 및 상면시이트(24)에 연결된 다른 요소에 의해 형성된다). 외면(52)은 착용자의 신체와 떨어져 위치하는 기저귀(20)의 일부를 포함한다(즉, 외면(52)은 일반적으로 배면시이트(26)의 적어도 일부 및 배면시이트(26)에 연결된 다른 요소로 형성된다). 제 1 허리 영역(56) 및 제 2 허리 영역(58)은 각각 둘레(60)의 말단 가장자리(64)로부터 기저귀(20)의 측방향 중심선(66)으로 연장된다. 허리 영역은 각각 중심 영역(68) 및 전형적으로 허리 영역의 외부 측방향 부분을 포함하는 한쌍의 측면 패널을 포함한다. 제 1 허리 영역(56)에 위치한 측면 패널은 (70)으로 표시되고, 제 2 허리 영역(58)의 측면 패널은 (72)로 표시된다. 한쌍의 측면 패널 또는 각각의 측면 패널이 동일할 필요는 없지만, 이들은 바람직하게는 서로 거울상이다. 제 2 허리 영역(58)에 위치한 측면 패널(72)은 측방향으로 탄성적으로 연장될 수 있다(즉, 탄성화된 측면 패널(30)). (측방향(x방향 또는 폭)은 기저귀(20)의 측방향 중심선(66)에 평행한 방향으로 정의되고, 종방향(y방향 또는 길이)은 종방향 중심선(67)에 평행한 방향으로 정의되고, 축 방향(Z 방향 또는 두께)은 기저귀(20)의 두께를 통해 연장되는 방향으로 정의된다).
도 1은 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)가 일반적으로 흡수 코어(28)보다 더 큰 길이 및 폭 치수를 갖는 구체적인 기저귀(20)를 나타낸다. 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)는 흡수 코어(28)의 가장자리 너머로 연장되어 기저귀(20)의 둘레(60)를 형성한다. 둘레(60)는 외부 주변 또는 다르게는 기저귀(20)의 가장자리로 정의된다. 둘레(60)는 종방향 가장자리(62) 및 말단 가장자리(64)를 포함한다.
기저귀(20)의 봉쇄 조립체(22)는 기저귀(20)의 주 몸체를 포함하는 것으로 도 1에서 도시된다. 봉쇄 조립체(22)는 적어도 흡수 코어(28) 및 바람직하게는 상면시이트(24) 및 배면시이트(26)를 포함하는 외부 커버 층을 포함한다. 흡수 제품이 개별적인 홀더 및 라이너를 포함하는 경우, 봉쇄 조립체(22)는 일반적으로 홀더 및 라이너를 포함한다(즉, 봉쇄 조립체(22)는 홀더를 한정하는 하나이상의 층을 포함하지만, 라이너는 상면시이트, 배면시이트 및 흡수 코어를 포함하는 흡수 복합체를 포함한다). 일체형 흡수 제품의 경우, 봉쇄 조립체(22)는 다른 특징부가 부가되어 복합체 기저귀 구조물을 형성하는 기저귀의 주 구조물을 포함한다. 따라서, 기저귀(20)를 위한 봉쇄 조립체(22)는 일반적으로 상면시이트(24), 배면시이트(26) 및 흡수 코어(28)를 포함한다.
각각의 탄성화된 다리 커프스(32)는 상기 개시된 임의의 다리 밴드, 측면 플랩, 차단벽 커프스 또는 탄성 커프스와 유사하도록 구성될 수 있지만, 각각의 탄성화된 다리 커프스(32)가 상기 인용된 미국 특허 제 4,909,803 호에 개시된 바와 같은 이격 탄성 부재(86) 및 차단벽 플랩(85)을 포함하는 적어도 내부 차단벽 커프스(84)를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 양태에서는, 탄성화된 다리 커프스(32)는 추가로 상기 언급된 미국 특허 제 4,695,278 호에 개시된 바와 같은 차단벽 커프스(84)의 외부에 위치한 하나이상의 탄성 스트랜드(105)가 있는 탄성 개스킷 커프스(104)를 추가로 포함한다.
기저귀(20)는 개선된 부합성 및 봉쇄를 제공하는 탄성 허리 특징부(34)를 추가로 포함할 수 있다. 탄성 허리 특징부(34)는 적어도 중앙 영역(68)의 흡수 코어(28)의 하나이상의 허리 가장자리(83)로부터 종방향으로 외향 연장되어 일반적으로 기저귀(20)의 말단 가장자리(64)를 형성한다. 따라서, 탄성 허리 특징부(34)는 흡수 코어(28)의 허리 가장자리(83)로부터 기저귀(20)의 말단 가장자리(64)로 연장되고 착용자의 허리에 인접하게 위치하고자하는 기저귀의 부분을 포함한다. 일회용 기저귀는 일반적으로 하나는 제 1 허리 영역에 위치하고 다른 하나는 제 2 허리 영역에 위치하는 2개의 탄성 허리 특징부를 갖도록 구성된다. 본 발명의 일회용 기저귀가 착용자를 감싸거나 또는 후방 탄성만을 갖는 덧대는 허리 특징부를 갖는 단일 탄성 허리 특징부를 갖도록 고안될 수 있지만, 탄성 허리 특징부에 대한 논의는 하나이상, 바람직하게는 둘모두가 본 발명에 따라 구성되는 한쌍의 탄성 허리 특징부를 갖는 기저귀에 대한 것이다. 또한, 탄성 허리 특징부 또는 임의의 그의 구성 요소는 기저귀(20)의 봉쇄 조립체(22)에 고정된 개별적인 요소를 포함할 수 있지만, 탄성 허리 특징부(34)는 탄성 허리 특징부(34)가 배면시이트(26) 또는 상면시이트(24), 바람직하게는 배면시이트(26) 및 상면시이트(24) 둘모두와 같은 기저귀의 다른 요소의 연장으로 구성되는 바람직한 양태에 대해 개시될 것이다.
탄성 허리 특징부(34)의 탄성화된 허리 밴드(35)는 상면시이트(24)의 일부, 바람직하게는 기계적으로 신장되는 배면시이트(26)의 일부, 및 상면시이트(24)와 배면시이트(26)사이에 위치한 탄성중합체성 부재(76) 및 배면시이트(26)와 탄성중합체성 부재(76)사이에 위치한 탄성 부재(77)를 포함하는 2-적층 물질을 포함할 수 있다.
이것 및 또한 기저귀의 다른 요소는 본원에 참고로 인용된 제 WO 93/16669 호에 더욱 자세하게 개시된다.
도 2는 본 발명이 사용될 수 있는 흡수 제품의 또다른 예, 즉, 일회용 풀-업 기저귀를 나타낸다. 일회용 풀-업 기저귀(20)는 몸체(21), 측면 솔기(23), 및 흡수 조립체(22)를 포함한다. 몸체(21)는 적어도 전방 부분(56), 후방 부분(58), 가랑이 부분(57), 종방향 측면 영역(88), 및 귀모양 플랩(72)을 가질 것이고, 각각의 귀모양 플랩(72)에 조작가능하게 연결되어 하기에 보다 자세히 개시될 기계적 연신 공정에 의해 탄성적으로 활성화되는 적층된 귀모양 플랩을 형성하는 탄성 귀모양 플랩 부재(90)를 포함할 것이다. 흡수 조립체(22)는 몸체(21)에 고정된다.
외부 층(26)은 일회용 풀-업 기저귀(20)의 외부, 즉 착용자와 떨어진 면을 형성할 몸체(21)의 부분이다. 외부 층(26)은 잘 휘고, 부드러운 느낌이고, 착용자의 피부에 비자극성이다.
내부 층(24)은 몸체(21)의 내부를 형성할 몸체(21)의 일부이고, 적어도 착용자의 허리 및 다리와 접촉할 것이다. 내부 층 또한 잘 휘고, 부드러운 느낌이고, 착용자의 피부에 비자극성이다.
내부 층(24)은 바람직하게는 외부 층(26)에 인접하게 위치하고 바람직하게는 당 분야에 잘 공지된 것과 같은 부착 수단(도시되지않음)에 의해 거기에 연결된다. 예를 들면 내부 층(24)은 접착제의 일정한 연속적인 층, 접착제의 패턴화된 층, 또는 접착제의 개별적인 선, 나선 또는 점의 배열에 의해 외부 층(26)에 고정될 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 내부 층(24) 및 외부 층(26)은 이들을 탄성 귀모양 플랩 부재(90), 탄성 허리 밴드 부재(76), 및 탄성 스트랜드(105)에 직접 연결시킴으로써 함께 간접적으로 연결될 수 있거나, 탄성 귀모양 플랩 부재(90), 탄성 허리 밴드 부재(76) 및 탄성 스트랜드(45) 너머로 연장되는 영역에서 서로 직접 연결될 수 있다.
바람직한 양태에서는, 적어도 몸체의 내부 및 외부 층(24), (26)의 일부는 탄성화된 귀모양 플랩(30)을 형성하는 "제로 신장" 연신 적층물을 제공하기위해 기계적으로 연신될 것이다. 따라서, 내부 및 외부 층(24), (26)은 바람직하게는 연장가능하고, 가장 바람직하게는 인발가능하지만, 탄성중합체성일 필요는 없어서 내부 및 외부 층(24), (26)은 기계적 신장시 적어도 이들의 원래의 비변형된 외형으로 완전히 복귀할 수 없을 정도로 영구적으로 연장될 것이다. 바람직한 양태에서, 내부 및 외부 층(24), (26)은 과도한 파괴 또는 인열 없이 기계적으로 연신될 수 있다. 따라서, 내부 및 외부 층(24), (26)이 낮은 기계 횡방향(측방향) 항복 강도를 갖는 것이 바람직하다.
일회용 풀-업 기저귀(20)의 몸체(21)는 바람직하게는 액체 및 다른 신체 분비물의 개선된 봉쇄를 제공하기위한 탄성화된 다리 커프스(32)를 추가로 포함할 수 있다. 각각의 탄성화된 다리 커프스(32)는 다리 영역에서 신체 분비물의 누출을 감소시키기위한 여러 상이한 양태를 포함할 수 있다. 각각의 탄성화된 다리 커프스(32)가 상기 개시된 다리 밴드, 측면 플랩, 차단벽 층 또는 탄성 커프스중 임의의 것과 유사하도록 고안될 수 있지만, 각각의 탄성화된 다리 커프스(32)가 하나이상의 측면 플랩(104) 및 하나이상의 탄성 스트랜드(105)를 포함하는 것이 바람직하다.
일회용 풀-업 기저귀(20)의 몸체(21)는 바람직하게는 적어도 후방 영역(58)에서 일회용 풀-업 기저귀(20)의 말단 가장자리(64)에 인접하게 위치하는 탄성화된 허리밴드(34)를 추가로 포함하고, 보다 바람직하게는 전방 부분(56) 및 후방 부분(58) 둘모두에 위치한 탄성화된 허리밴드(34)를 갖는다. 일회용 풀-업 기저귀(20)의 허리밴드는 착용자의 허리에 인접하게 위치되고자하는 부분이다. 탄성화된 허리밴드(34)는 한정된 영역 피복을 유지하고, 착용자의 허리에 접촉하고, 착용자의 허리에 동적으로 부합하고, 개선된 부합성을 제공하도록 착용자의 허리에 동적으로 일치하도록 적어도 측방향으로 탄성 연장되는 부재를 제공한다. 따라서, 허리밴드는 일반적으로 일회용 풀-업 기저귀(20)의 말단 가장자리(64)로부터 흡수 코어(28)의 적어도 허리 가장자리(83)로 연장되는 일회용 풀-업 기저귀(20)의 일부이다. 탄성화된 허리밴드(34)는 일회용 풀-업 기저귀(20)의 몸체(21)에 부착되는 개별적인 요소를 포함할 수 있고, 허리밴드는 바람직하게는 내부 층(24), 외부 층(26) 또는 이들 요소의 임의의 조합과 같은 일회용 풀-업 기저귀(20)의 다른 요소 및 이에 연결된 탄성중합체성 물질의 연장이다. 다르게는, 흡수 조립체(22)의 상면시이트 및 배면시이트는 흡수 코어(28)의 가장자리 너머로 연장될 수 있고, 이에 연결된 탄성중합체성 물질을 가져 탄성화된 허리밴드를 형성할 수 있다. 일회용 배변연습 팬티는 종종 하나는 전방 부분(56)에 위치하고 다른 하나는 후방 부분(58)에 위치하는 2개의 탄성화된 허리밴드를 갖도록 구성된다. 일회용 풀-업 기저귀(20)는 적어도 후방 부분(58)의 적어도 중앙 영역(68)에 위치한 적어도 하나의 탄성화된 허리밴드(34)를 갖는다. 바람직하게는 다른 탄성화된 허리밴드는 전방 부분(56)에 위치한다. 바람직하게는 탄성화된 허리밴드(34) 둘모두는 탄성화된 귀모양 플랩(30)사이에 위치한다.
탄성화된 허리 밴드(34)는 다수의 상이한 외형으로 구성될 수 있다. 도 2 및 3에 따르면, 탄성화된 허리 밴드(34)는 내부 층(24) 및 외부 층(26) 사이에 삽입되고, 일회용 풀-업 기저귀(20)의 전방 부분(56) 및 후방 부분(58)과 함께 내부 층 또는 외부 층(24), (26)중 어느 하나 또는 둘모두와 조작가능하게 연결되는 탄성 허리 밴드 부재(76)를 포함한다.
바람직한 양태에서는, 몸체(21)는 전방 부분(56) 및 후방 부분(58)에 탄성화된 귀모양 플랩(30)을 포함한다. 탄성화된 귀모양 플랩(30)은 몸체의 일체화 요소이고, 즉, 이들은 몸체에 고정된 개별적으로 손으로 조작되는 요소가 아니고, 오히려 몸체 물질로부터 형성된 이의 연장이다. 탄성화된 귀모양 플랩(30)이 일회용 가멘트의 측면이 팽창 및 수축할 수 있게 하므로 일회용 가멘트에 분비물이 부하되었을 때, 탄성화된 귀모양 플랩(30)은 초기에는 일회용 가멘트를 착용자에게 일치되게 부합시키고 이 부합을 착용 시간동안 잘 유지시킴으로써 보다 편안하고 윤곽에 일치하는 부합을 제공하는 탄성적으로 연장가능한 특징부를 제공한다.
각각의 귀모양 플랩(72)은 몸체(21)의 중심 영역(68)을 따라 이로부터 몸체(21)의 종방향 측면 영역(88)으로 측방향 외향 팽창되는 몸체(21)의 부분을 포함한다. 귀모양 플랩(72)은 일반적으로 몸체(21)의 말단 가장자리(64)로부터 몸체(21)의 종방향 가장자리(62)로 종방향으로 연장되어 다리 개구(종방향 가장자리(62)의 이 분절은 다리 가장자리(106)로 표시된다)를 형성한다. 본 발명의 바람직한 양태에서는, 각각의 귀모양 플랩은 몸체(21)의 중심 영역(68) 너머로 연장되는 내부 층(24) 및 외부 층(26)의 일부에 의해 형성된다.
본 발명의 양태에서는, 탄성 귀모양 플랩 부재(90)는 귀모양 플랩(72)에서, 바람직하게는 내부 층(24)과 외부 층(26) 사이에서 몸체(21)와 조작가능하게 결합되어 탄성 귀모양 플랩 부재(90)는 탄성화된 귀모양 플랩(30)을 측방향으로 탄성적으로 연장되게(측방향 탄성적 연장가능한)한다. 본원에서 사용되는 용어 "탄성적으로 연장가능한"은 인장력(전형적으로 귀모양 플랩 및 허리 밴드에 대한 측방향 인장력)을 가했을 때 하나이상의 방향(바람직하게는 귀모양 플랩 및 허리 밴드의 경우 측방향)으로 연장되고, 인장력을 제거하였을 때 대략 그의 이전 크기 및 외형으로 복귀하는 몸체의 분절 또는 부분을 의미한다. 일반적으로 본 발명에서 사용되는 탄성중합체성 물질은 신장시키고 이를 곧 풀었을 때 약 5초 미만 내에 그의 원래 외형의 약 75%이상으로 수축적으로 회복될 것이다(즉, "즉석 탄성").
흡수 코어/코어 구조물
흡수 코어(28)는 일반적으로 압축될 수 있고, 편안하고, 착용자의 피부에 자극이 없고, 뇨 및 다른 특정한 신체 분비물과 같은 액체를 흡수 및 보유할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 흡수 제품(28)은 가멘트 표면("하부" 또는 "바닥" 부분), 신체 표면, 측면 가장자리 및 허리 가장자리를 갖는다. 흡수 코어는 일회용 기저귀 및 다른 흡수 제품에서 통상적으로 사용되는 광범위한 액체 흡수성 또는 액체 취급 물질을 포함할 수 있고, 예를 들면 일반적으로 에어펠트로 언급되는 분쇄된 목재 펄프; 코폼을 포함하는 용융취입 중합체; 화학적으로 강화되거나, 개질되거나 또는 가교결합된 셀룰로즈 섬유; 티슈 랩 및 티슈 적층물을 포함하는 티슈를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
흡수 구조물의 예는 1986년 9월 9일자로 와이스만(Weisman)에게 허여된 발명의 명칭이 "High-Density Absorbent Structure"인 미국 특허 제 4,610,678 호; 1987년 6월 16일자에 와이스만에게 허여된 발명의 명칭이 "Absorbent Articles With Dual-Layered Cores"인 미국 특허 제 4,673,402 호; 1989년 12월 19일자로 앵스타트(Angstadt)에게 허여된 발명의 명칭이 "Absorbent Core Having A Dusting Layer"인 미국 특허 제 4,888,231 호; 버윅-손탁(Bewick-Sonntag) 등의 제 EP-A-0 640 330 호; 제 US 5 180 622 호(베르그(Berg) 등); 제 US 5 102 597 호(로에(Roe) 등); 제 US 5 387 207 호(라본(LaVon))에 개시되어있다. 이런 구조물은 흡수 코어(28)로서 사용되기위해 하기 개설된 요구사항에 일치하도록 적응할 수 있다.
흡수 코어(28)는 일체형 코어 구조물일 수 있거나, 또는 이는 여러개의 흡수 구조물의 조합일 수 있고, 이는 또한 하나이상의 하부 구조물을 포함할 수 있다. 구조물 또는 하부 구조물의 각각은 본질적으로 2차원 연장(즉, 층) 또는 삼차원 형태를 갖는다.
흡수 코어에 사용되기위한 물질
본 발명을 위한 흡수 코어는 섬유 웹 또는 섬유 매트릭스를 형성하도록 섬유성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 유용한 섬유는 천연적으로 발생하는 섬유(개질되거나 비개질된), 및 또한 합성 제조된 섬유를 포함한다. 적합한 비개질되거나/개질된 천연적으로 발생하는 섬유의 예는 면, 에스파토(Esparto) 유리, 버개스, 조모, 아마, 실크, 모, 모 펄프, 화학적으로 개질된 목재 펄프, 황마, 레이온, 에틸 셀룰로즈 및 셀룰로즈 아세테이트를 포함한다. 적합한 합성 섬유는 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릭, 예를 들면 오론(등록상표, Orlon), 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸비닐 아세테이트, 비수용성 또는 수용성 폴리비닐 알콜, 폴리올레핀, 예를 들면 폴리에틸렌(예를 들면 풀펙스(등록상표, Pulpex) 및 폴리프로필렌, 폴리아미드, 예를 들면 나일론, 폴리에스테르, 예를 들면 다크론(등록상표, Dacron) 또는 코델(등록상표, Kodel), 폴리우레탄, 폴리스티렌 등으로부터 제조될 수 있다. 사용되는 섬유는 천연 발생 섬유 단독, 합성 섬유 단독, 또는 천연 발생 섬유와 합성 섬유의 임의의 상용성 조합을 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 섬유는 친수성일 수 있거나 또는 친수성 및 소수성 섬유의 혼합물일 수 있다.
본 발명에 따른 많은 흡수 코어 또는 코어 구조물의 경우, 친수성 섬유의 사용이 바람직하다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 친수성 섬유는 셀룰로즈 섬유, 개질된 셀룰로즈 섬유, 레이온, 폴리에스테르 섬유, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(예를 들면 다크론), 친수성 나일론(하이드로필(등록상표, Hydrofil)) 등을 포함한다. 적합한 친수성 섬유는 또한 소수성 섬유를 친수성화하여 수득될 수 있고, 예를 들면 폴리올레핀, 예를 들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리아크릴릭, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄등으로부터 유래된 계면활성제 처리되거나 실리카 처리된 열가소성 섬유이다.
적합한 목재 펄프 섬유는 크래프트 및 설파이트 공정과 같은 잘 공지된 화학 공정으로부터 수득될 수 있다. 써던(southern) 연재의 우수한 흡수 특성 때문에 이들로부터 이들 목재 펄프 섬유를 유도하는 것이 특히 바람직하다. 이들 목재 펄프 섬유는 또한 기계적 공정, 예를 들면 분쇄 목재, 정련 기계적, 열기계적, 화학기계적 및 화학열-기계적 펄프 과정으로부터 수득될 수 있다. 재활용되거나 제 2의 목재 펄프 섬유, 및 또한 표백되고 비표백된 목재 펄프 섬유를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하기위한, 특히 우수한 유체 포획성 및 분배성 둘모두를 필요로하는 흡수 영역을 위한 바람직한 친수성 섬유의 공급원은 화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유이다. 본원에서 사용되는 용어 "화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유"는 건조 및 수성 조건 둘모두에서 섬유의 강도를 증가시키기위해 화학적 수단에 의해 강화된 셀룰로즈 섬유를 의미한다. 이런 수단은 예를 들면 섬유를 피복 및/또는 침윤시키는 화학적 강화제의 첨가를 포함할 수 있다. 이런 수단은 또한 예를 들면 중합체 쇄를 가교결합시킴으로써 화학적 구조물을 변화시킴에 의한 섬유의 강화를 포함할 수 있다.
셀룰로즈 섬유를 피복 또는 침윤시킬 수 있는 중합성 강화제는 미국 뉴저지주 브릿지워터 소재의 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch and Chemical Corp.)에서 시판되는 것과 같은 질소 함유 기(예를 들면 아미노 기)를 갖는 양이온성 개질된 전분; 라텍스; 폴리아미드 에피클로로하이드린 수지와 같은 습윤 강도 수지(예를 들면, 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules Inc.)의 키멘(등록상표, Kymene) 557H), 1971년 1월 19일자로 허여된 미국 특허 제 3,556,932 호(코스시아(Coscia) 등)에서 개시된 폴리아크릴아미드 수지; 미국 코넥티컷주 스탬포드 소재의 아메리칸 시안아미드 캄파니(American Cyanamid Co.)에서 상표명 파레즈(Parez) 631NC로 시판되는 폴리아크릴아미드; 우레아 포름알데하이드 및 멜라민 포름알데하이드 수지, 및 폴리에틸렌이민 수지를 포함한다. 종이 분야에서 사용되고 본원에서 일반적으로 적용가능한 습윤 강도 수지에 대한 일반적인 설명은 문헌[TAPPI monograph series No. 29, "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry(New York, 1965)]에서 발견될 수 있다.
이들 섬유는 또한 화학 반응에 의해 강화될 수 있다. 예를 들면, 가교결합제는 섬유에 도포될 수 있고, 도포후에 화학적으로 섬유내 가교결합 결합을 형성할 수 있다. 이들 가교결합 결합은 섬유의 강도를 증가시킨다. 섬유를 화학적으로 강화시키기위해 섬유내 가교결합 결합을 이용하는 것이 바람직하지만, 섬유의 화학적 강화를 위한 다른 유형의 반응을 배제하고자함이 아니다.
개별화된 형태의 가교결합 결합에 의해 강화된 섬유(즉, 개별적으로 강화된 섬유, 및 또한 이의 제조 방법)는 예를 들면 1965년 12월 21일자로 허여된 미국 특허 제 3,224,926 호(베르나르딘(Bernardin); 1969년 4월 22일자로 허여된 미국 특허 제 3,440,135 호(청(Chung)); 1976년 1월 13일자로 허여된 미국 특허 제 3,932,209 호(채터지(Chatterjee); 및 1989년 12월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,035,147 호(상게니스(Sangenis) 등); 1990년 2월 6일자로 허여된 미국 특허 제 4,898,642d 호(무어(Moore) 등); 및 1992년 8월 11일자로 허여된 미국 특허 제 5,137,537 호(헤론(Herron) 등)에 개시되어있다.
현재 바람직한 강화된 섬유에서, 화학적 공정은 가교결합제를 이용한 섬유간 가교결합을 포함하고, 이런 섬유는 비교적 탈수되고, 탈섬유화되고(즉, 개별화되고), 비틀리고, 컬링된 조건에 있다. 적합한 화학적 강화제는 전형적으로 특히 시트르산과 같은 C2-C9폴리카복실산을 포함하는 단량체성 가교결합제이다.
비틀리고 컬링된 이런 강화된 섬유는 섬유 "비틀림 계수(twist count)" 및 섬유 "컬 인자" 둘모두를 기준으로 정량화할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "비틀림 계수"는 특정한 길이의 섬유에 존재하는 비틀린 노드(twist node)의 수를 의미한다. 비틀림 계수는 섬유가 그의 종방향 축 주위로 회전하는 정도를 측정하기위한 수단으로 이용된다. 용어 "비틀린 노드"는 섬유의 종방향 주위로의 180°의 실질적 축 회전을 의미하고, 이때 투과된 광을 이용하는 현미경하에서 관찰하였을 때 섬유의 일부(즉, "노드")는 섬유의 나머지에 대해 어둡게 보인다. 비틀린 노드는 위치에서 어두워 보이고, 이때 투과된 광은 전술된 회전에 의해 추가의 섬유 벽을 통해 통과한다. 노드 사이의 거리는 180°의 축 회전에 상응한다. 특정한 길이의 섬유에서의 비틀린 노드의 수(즉, 비틀림 계수)는 섬유의 물리적 변수인 섬유 꼬임의 정도를 직접적으로 나타낸다. 비틀린 노드 및 총 비틀림 계수를 결정하기위한 방법은 미국 특허 제 4,898,642 호에 개시되어있다.
이런 강화된 섬유는 또한 mm당 약 2.7이상, 바람직하게는 약 4.5이상의 비틀린 노드의 평균 건조 섬유 비틀림 계수를 갖는다. 또한, 이들 섬유의 평균 습윤 섬유 비틀림 계수는 바람직하게는 약 1.8이상, 바람직하게는 약 3.0이상이어야만하고 또한 평균 건조 섬유 비틀림 계수보다 약 mm 당 0.5 비틀린 노드이상 더 적어야만한다. 보다 더 바람직하게는 평균 건조 섬유 비틀림 계수는 mm당 약 5.5 비틀린 노드이어야만하고 평균 습윤 비틀림 계수는 mm당 약 4.0 비틀린 노드이상이어야만하고 그의 평균 건조 섬유 비틀림 계수보다 mm당 1.0 비틀린 노드이상 적어야만한다. 가장 바람직하게는 평균 건조 섬유 비틀림 계수는 mm당 약 6.5 비틀린 노드이어야만하고, 평균 습윤 섬유 비틀림 계수는 mm당 약 5.0 비틀린 노드이상이어야만하고, 평균 건조 비틀림 계수보다 mm 당 1.0 비틀린 노드이상 적어야만한다.
비틀림에 추가하여, 이들 바람직한 강화된 섬유는 또한 컬링되어있다. 섬유 컬은 섬유에서의 꼬임, 비틀림 및/또는 굽힘에 의한 섬유의 분획적 단지화로 개시될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해서, 섬유 컬은 2차원 평면의 용어로 측정된다. 섬유 컬링의 정도는 섬유 컬 인자를 참고하여 정량화될 수 있다. 컬의 2차원 측정인 섬유 컬 인자는 2차원 평면에서 섬유를 관찰함으로써 측정된다. 컬 인자를 결정하기위해서 섬유를 둘러싸는 2차원 사각형의 최장 치수로서 섬유의 돌출된 길이, LR, 및 섬유의 실제 길이, LA둘모두를 측정한다. 그런 다음, 섬유 컬 인자를 하기 수학식 1로부터 계산할 수 있다:
컬 인자 = (LA/LR) - 1
LR및 LA를 측정하기위해 사용될 수 있는 이미지 분석 방법은 미국 특허 제 4,898,642 호에 개시된다. 바람직하게는, 강화된 섬유는 약 0.30 이상의 컬 인자를 가질 것이고, 보다 바람직하게는 약 0.50이상의 컬 인자를 가질 것이다.
이들 화학적으로 강화된 셀룰로직 섬유는 비강화된 셀룰로직 섬유에 비해 이들을 본 발명에 따른 특정한 흡수 구조물에 특히 유용하게하는 특정한 성질을 갖는다. 친수성임에 추가하여, 이들 강화된 섬유는 강도 및 탄성의 독특한 조합을 갖는다.
추가하여 또는 다르게는, 섬유를 과도하게 손상시키지않는 온도에서 용해될 수 있는 임의의 열가소성 중합체로부터 제조된 합성 또는 열가소성 섬유가 흡수 구조물에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 이 열가소성 물질의 융점은 약 190℃ 미만, 바람직하게는 약 75 내지 약 175℃일 것이다. 임의의 경우, 이 열가소성 물질의 융점은 흡수 제품에 사용되는 경우 열 결합된 흡수 구조물이 보관되는 온도보다 낮아서는 안된다. 열가소성 물질의 융점은 전형적으로 약 50℃이상이다.
열가소성 물질, 및 특히 열가소성 섬유는 폴리올레핀, 예를 들면 폴리에틸렌(예를 들면 풀펙스) 및 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 고폴리에스테르, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아미드, 코폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 전술된 임의의 공중합체, 예를 들면 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 등을 포함하는 다양한 열가소성 중합체로부터 제조될 수 있다. 적합한 열가소성 물질은 예를 들면 폴리올레핀, 예를 들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 친수성화된 소수성 섬유, 예를 들면 계면활성제 처리되거나 실리카 처리된 열가소성 섬유를 포함한다. 소수성 열가소성 섬유의 표면은 계면활성제, 예를 들면 비이온성 또는 음이온성 계면활성제를 이용한 처리에 의해, 예를 들면 섬유에 계면활성제를 분무하거나, 섬유를 계면활성제에 담그거나 또는 열가소성 섬유를 생성하는 중합체 용융물의 일부로서 계면활성제를 포함하여 친수성화될 수 있다. 용융 및 재고형화시, 계면활성제는 열가소성 섬유의 표면에 남아있으려는 경향이 있을 것이다. 적합한 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 예를 들면 델라웨어주 윌밍톤 소재의 ICI 아메리카스 인코포레이티드(ICI Americas Inc.)에서 제조되는 브리즈(등록상표, Brij) 및 코넥티컷주 그린위치 소재의 글리코 케미칼 인코포레이티드(Glyco Chemical Inc.)에서 상표명 페고스퍼스(Pegosperse)로 시판되는 다양한 계면활성제를 포함한다. 비이온성 계면활성제 이외에, 음이온성 계면활성제를 또한 사용할 수 있다. 이들 계면활성제는 열가소성 섬유의 cm2당 약 0.2 내지 약 1g의 수준으로 열가소성 섬유에 도포될 수 있다.
적합한 열가소성 섬유는 단일 중합체(단성분 섬유)로부터 제조될 수 있거나, 또는 하나이상의 중합체(예를 들면 이성분 섬유)로부터 제조될 수 있다. 예를 들면 "이성분 섬유"는 상이한 중합체로 제조된 열가소성 껍질내에 싸인 하나의 중합체로부터 제조된 코어 섬유를 포함하는 열가소성 섬유를 의미한다. 껍질을 구성하는 중합체는 종종 코어를 구성하는 중합체와는 상이한, 전형적으로 이보다 더 낮은 온도에서 용융된다. 결과적으로 이들 이성분 섬유는 코어 중합체의 바람직한 강도 특성을 유지하면서 껍질 중합체의 용융에 의한 열 결합을 제공한다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 이성분 섬유는 하기 중합체 조합을 갖는 껍질/코어 섬유를 포함할 수 있다: 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 폴리에틸비닐 아세테이트/폴리프로필렌, 폴리에틸렌/폴리에스테르, 폴리프로필렌/폴리에스테르, 코폴리에스테르/폴리에스테르 등. 본원에서 사용하기에 특히 적합한 이성분 열가소성 섬유는 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 코어 및 저융점 코폴리에스테르, 폴리에틸비닐 아세테이트 또는 폴리에틸렌 껍질을 갖는 것들(예를 들면 다나클론(등록상표, Danaklon), 셀본드(등록상표, Celbond) 또는 치소(등록상표, Chisso) 이성분 섬유)를 포함한다. 이들 이성분 섬유는 동심적 또는 이심적일 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "동심적" 및 "이심적"은 껍질이 이성분 섬유의 단면적을 통해 고르거나 고르지않은 두께를 가짐을 의미한다. 이심성 이성분 섬유는 더 낮은 섬유 두께에서 보다 큰 압출성 강도를 제공하는데 바람직할 수 있다. 본원에서 사용하기에 적합한 이성분 섬유는 크림핑되지않을 수 있다(즉, 굴절될 수 있다). 이성분 섬유는 주로 2차원 또는 "평평한" 크림프를 수득하기위해 전형적인 텍스타일 수단, 예를 들면 스터퍼 보이(Stuffer boy) 방법 또는 기어 크림프(gear crimp) 방법에 의해 크림핑될 수 있다.
열가소성 섬유의 경우, 이들의 길이는 특정한 융점 및 이들 섬유에 바람직한 다른 성질에 따라 변화될 수 있다. 전형적으로, 이들 열가소성 섬유는 약 0.3 내지 약 7.5cm의 길이, 바람직하게는 약 0.4 내지 약 3.0cm의 길이를 갖는다. 이들 열가소성 섬유의 융점을 포함하는 성질은 또한 섬유의 직경(캘리퍼)을 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 이들 열가소성 섬유의 직경은 전형적으로 데니어(9000m당 g) 또는 데시텍스(10,000m당 g, dtex)의 용어로 정의된다. 구조물내의 특정한 배열에 따라 적합한 열가소성 섬유는 1데시텍스 미만, 예를 들면 0.4데시텍스 내지 약 20dtex의 범위의 데시텍스를 가질 수 있다.
상기 섬유 물질은 흡수 제품을 제조하였을 때 개별적인 형태로 사용될 수 있고, 공기 적층된 섬유 구조물이 라인상에 형성된다. 상기 섬유는 또한 예비성형된 섬유 웹 또는 티슈로서 사용될 수 있다. 그런 다음, 이들 구조물을 본질적으로 무한하거나 매우 긴 형태(예를 들면 롤상의, 스풀)의 생성물로 이동시킨 후 적절한 크기로 절단한다. 이는 이들이 다른 물질과 조합되어 흡수 코어를 형성하기전에 개별적으로 각각의 이런 물질상에서 수행될 수 있고, 이때, 코어 그 자체는 절단되고 물질은 코어와 같은 공간에 걸친다.
이런 웹 또는 티슈의 제조의 다양한 변형이 있고, 이런 방법은 당분야에 매우 잘 공지되어있다.
이런 웹을 제조하기위해 사용되는 섬유의 경우, 원칙적으로는 거의 제한이 없고, 특정한 구체적인 웹 형성 및 결합 방법은 특정한 물질 또는 섬유 유형과 완전히 적합하지않을 수 있다.
웹을 제조하기위한 출발 물질로서 개별화된 섬유를 보았을 때 이들은 유체 매질(이들이 기체(공기)인 경우, 이런 구조물은 일반적으로 "무수 적층"으로 언급되고, 액체인 경우, 이들 구조물은 일반적으로 "습윤 적층"으로 언급된다)에 적층될 수 있다. "습윤 적층"은 광범위한 성질을 갖는 종이 티슈를 제조하기위해 광범위하게 사용된다. 이 용어는 셀룰로즈 물질에서 가장 통상적으로 사용되지만, 합성 섬유도 포함될 수도 있다.
"무수 적층"은 부직 웹에 대해 널리 사용되지만, 종종 카딩 공정이 이런 웹을 형성하기위해 이용될 수 있다. 또한 통상적으로 공지된 "공기 적층된 티슈"가 이 범위에 포함된다.
용융된 중합체는 섬유로 압출된 후, 웹으로 직접 형성될 수 있다(즉, 개별적인 가공 단계에서 나중에 웹으로 형성되는, 개별적인 섬유를 제조하는 가공 단계를 생략한다). 생성된 구조물은 통상적으로 용융취입 유형의 부직 웹 또는 (섬유가 상당히 더 인발되는 경우) 스펀결합된 웹으로 언급된다.
또한, 웹은 또한 하나이상의 다른 성형 기술을 조합함으로써 형성될 수 있다.
웹 구조물에 특정한 강도 및 일체성을 제공하기위해 이들은 일반적으로 결합된다. 가장 광범위하게 사용되는 기술은 (a) 화학적 결합 또는 (b) 이런 웹의 일부를 용융시키는 열결합이다. 후자의 경우, 섬유는 압출되어 결과적으로 명확한 결합점을 생성할 수 있고, 이는 예를 들면 부직 물질의 경우, 총 영역의 상당한 부분을 포함할 수 있고, 20%의 값이 드문 것이 아니다. 또는 (낮은 밀도가 바람직한 구조물에 특히 유용한) "공기-통과(air-through)" 결합이 중합체의 일부, 예를 들면 BiCo-섬유의 껍질 물질을 (종종 공기 적층) 웹을 통해 가열된 공기를 통과시키는 수단에 의해 용융시키는 경우 적용될 수 있다.
웹이 형성되고 결합된 후에, 이들은 특정한 성질을 변형시키기위해 추가 처리될 수 있다. 이는 (많은 가능한 예중 하나로서) 소수성 섬유를 보다 친수성이 되게하는 추가의 계면활성제일 수 있고 또는 그 역도 또한 가능하다. 또한, 예를 들면 EP 특허원 제 96108427.4 호에 개시된 바와 같은 형성후의 기계적 처리를 사용하여 이런 물질에 특히 유용한 성질을 부여할 수 있다.
섬유 웹에 추가하여 또는 다르게는, 흡수 코어는 다른 다공성 물질, 예를 들면 포움을 포함할 수 있다. 바람직한 포움은 고 불연속상 유중수적형 유화액(이후로는 HIPE로 언급한다)을 중합시켜 유도된 개방 셀화된 흡수 중합성 포움 물질이다. 이런 중합성 포움은 필요한 저장성, 및 또한 필요한 분배성을 제공하기위해 형성될 수 있다.
본원에서 사용하기위한 필요한 분배 및 저장성 둘모두를 제공하는 HIPE-유래된 포움은 본원에 참고로 인용된 1995년 11월 25일자로 출원된 동시계류중인 미국 특허원 제 08/563,866 호(데스머라이스(DesMarais) 등)(이후로는 '866 특허원으로 언급된다); 1995년 10월 13일자로 출원된 동시 계류중인 미국 특허원 제 08/542,497 호(다이어(Dyer) 등); 1995년 2월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,387,207 호(다이어 등); 및 1993년 11월 9일자로 허여된 미국 특허 제 5,260,345 호(데스머라이스 등)에 개시되어있고, 이들 각각은 본원에 참고로 인용되어있다.
본 발명에서 유용한 중합성 포움은 비교적 개방 셀화된 것들이다. 이는 포움의 개별적인 셀이 완전하고, 인접한 셀과의 교류가 방해되지않음을 의미한다. 이런 실질적으로 개방 셀화된 포움 구조물의 셀은 포움 구조물에서 한 셀에서 다른 셀로 유체가 쉽게 이동할 수 있도록 충분히 큰 셀간 개구 또는 "창"을 갖는다.
이들 실질적으로 개방 셀화된 포움 구조물은 일반적으로 망상 특징을 갖고, 개별적인 셀은 다수의 상호 연결된 3차원 분지된 웹에 의해 한정된다. 이들 분지된 웹을 구성하는 중합성 물질의 스트랜드는 "스트러트(strut)"로서 언급될 수 있다. 전형적인 스트러트-형 구조물을 갖는 개방 셀화된 포움은 예를 들면 '866 특허원에서 도 1 및 2의 현미경 사진에서 도시된다. 본원에서 사용되는 포움 물질은 크기가 1㎛이상인 포움 구조물에서 셀의 80%이상이 하나이상의 인접한 셀과 유체 교류하면 "개방 셀"이다.
개방 셀에 추가하여, 이들 중합체 포움은 포움이 이후에 규정된 양의 수성 유체를 흡수하도록 충분히 친수성이다. 포움 구조물의 내면은 중합후 포움 구조물에 남은 잔류 친수성화 계면활성제에 의해 또는 선택된 중합후 포움 처리 방법에 의해 친수성이 된다.
중합성 포움은 수성 유체와 접촉시 팽창하여 이런 유체를 흡수하는 붕괴된(즉, 비팽창된) 중합체 포움의 형태로 제조될 수 있다. 예를 들면 미국 특허원 제 08/563,866 호 및 미국 특허 제 5,387,207 호를 참조할 수 있다. 이들 붕괴된 중합성 포움은 일반적으로 압출력을 통해 중합된 HIPE 포움으로부터의 수상의 발현 및/또는 가열 건조 및/또는 진공 탈수에 의해 수득된다. 압축 및/또는 가열 건조/진공 탈수후에, 중합체 포움은 붕괴되거나 비팽창된 상태이다. 비붕괴성 포움, 예를 들면 동시계류중인 미국 특허원 제 08/542,497 호 및 미국 특허 제 5,260,345 호에 개시된 것들 또한 분배 물질로서 유용하다.
초흡수성 중합체 또는 하이드로겔
선택적으로 및 종종 바람직하게는, 본 발명에 따른 흡수 구조물은 초흡수성 중합체 또는 하이드로겔을 포함할 수 있다. 본 발명에서 유용한 하이드로겔 형성 흡수성 중합체는 다양한 실질적으로 수불용성이지만, 상당양의 액체를 흡수할 수 있는 수팽창성 중합체를 포함한다. 이런 중합체 물질은 또한 통상적으로 "하이드로콜로이드" 또는 "초흡수성" 물질로서 언급된다. 이들 하이드로겔 형성 흡수성 중합체는 바람직하게는 다수의 음이온성 작용기, 예를 들면 설폰산, 보다 전형적으로는 카복실기를 갖는다. 본원에 사용하기에 적합한 중합체의 예는 중합성, 불포화된 산 함유 단량체로부터 제조된 것들을 포함한다.
일부 산이 아닌 단량체를 또한 본원의 하이드로겔 형성 흡수성 중합체의 제조에 소량으로 포함할 수 있다. 이런 산이 아닌 단량체는 예를 들면 산함유 단량체의 수용성 또는 수분산성 에스테르, 및 또한 전혀 카복실산 또는 설폰산 기를 함유하지않는 단량체를 포함할 수 있다. 이런 잘 공지된 물질의 예는 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 개시되어있다.
본 발명에 적합한 하이드로겔-형성 흡수 중합체는 카복시기를 함유한다. 이들 중합체는 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 부분적으로 중화된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 부분적으로 중화된 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 비누화된 비닐 아세테이트-아크릴 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 임의의 전술된 공중합체의 약하게 망상 가교결합된 중합체, 부분적으로 중화된 폴리아크릴산 및 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 약하게 망상 가교결합된 중합체를 포함한다. 이들 중합체는 단독으로 또는 둘이상의 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 개시되어있다.
하이드로겔-형성 입자를 제조하는데 유용한 가장 바람직한 중합체 물질은 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 약하게 망상 가교결합된 중합체 및 이의 전분 유도체이다. 가장 바람직하게는, 하이드로겔-형성 입자는 약 50 내지 약 95%, 바람직하게는 약 75%의 중화된, 약하게 망상 가교결합된 폴리아크릴산(즉, 폴리(나트륨 아크릴레이트/아크릴산)을 포함한다.
상기 개시된 바와 같이, 하이드로겔-형성 흡수 중합체는 바람직하게는 약하게 망상 가교결합되어있다. 망상 가교결합은 중합체가 실질적으로 수불용성이 되게하고, 부분적으로 전구체 입자 및 생성된 거대구조물의 흡수용량 및 추출가능한 중합체 함량 특성을 결정한다. 망상 가교결합된 중합체 및 전형적인 망상 가교결합제를 위한 공정은 이전에 언급된 미국 특허 제 4,076,663 호 및 제 DE-A-4020780 호(다멘(Dahmen))에 상세히 개시되어있다.
초흡수 물질은 미립자 형태 또는 섬유 형태로 사용될 수 있고 다른 요소와 조합되어 예비성형된 구조물을 형성할 수 있다.
개별적인 성분이 개별적으로 개시되어있지만, 흡수 구조물 또는 하부구조물은 하나이상의 이들 요소를 조합함으로써 제조될 수 있다.
효과를 제한하고자함은 아니고, 하기는 적합한 조합을 개시한다.
- 셀룰로직 또는 다른 섬유와 혼합된 특정한 초흡수성 중합체(SAP). 기본 원리는 잘 확립되고 공지되어있으며, 제품의 얇기를 감소시키고자, SAP 대 섬유의 더 높은 중량 비율이 최근 사용되어왔다. 이 범위이내에서 SAP와 결합제, 예를 들면 고온 용융 접착제(예를 들면 제 EP-A-0,695,541 호) 또는 용융가능한 중합체 물질(예를 들면 PE 입자)과의 조합이 SAP를 부동화시키기에 적합한 수단일 수 있다.
- 입자내 가교결합에 의해 하부구조물을 형성하는 SAP.
- 다른 섬유와 혼합되거나 섬유 SAP 웹을 형성하는 섬유 SAP.
- 상이한 공극 크기 등을 포함하는 포움 구조물.
개선된 흡수 제품
일반적인 용어로 흡수 제품 및 적합한 물질, 구조물, 성분 또는 하부 성분을 개시한 후에, 하기는 본 발명에 따른 특정한 양태를 개시할 것이다. 개별적인 착용자의 뇨 분비물의 취급 및 흡수 구조물에 대한 생성된 뇨 취급 요구사항을 개시하는데 초점이 맞춰진다.
그러나, 동일한 유체 취급 기작이 다른 주로 수성인 분비물, 예를 들면 매우 낮은 점도의 변 또는 생리혈에도 적용될 수 있음을 주목해야만한다.
흡수 제품의 영역
일반적으로, 흡수 위생 제품은 신체 몸통의 하부 말단 주위에 착용되고자함이다. 개별적인 신체의 구멍으로부터 연장되는 분비가 일어나는 신체의 영역("분비 영역")에 걸치는 것이 이들 제품의 본질적인 디자인 특징이다. 분비 영역에 걸치는 흡수 제품의 개별적인 대역은 상응하게는 "부하 대역"으로 언급된다. 따라서, 사용하는 동안, 제품은 일반적으로 이들이 착용자의 전면 및 후면 둘모두에서 다리 사이의 가랑이로부터 위쪽으로 연장되는 방식(착용자가 직립한 경우)으로 착용자상에 배열된다.
일반적으로, 이런 제품은 이들의 폭 치수를 초과하는 길이 치수를 갖고, 이때 제품은 길이 치수의 축이 서있는 착용자의 높이 방향과 나란하고, 제품의 폭 방향은 착용자의 왼쪽으로부터 오른쪽으로 연장되는 선과 나란하도록 착용된다.
인간 착용자의 해부학적 구조물 때문에, 착용자의 다리사이의 공간은 일반적으로 이 영역에서 제품에 사용가능한 공간을 한정한다. 우수하게 부합되도록, 흡수 제품은 가랑이 영역에 잘 부합되는 방식으로 고안되어야만한다. 제품의 폭이 착용자의 가랑이 폭에 비해 과도하게 넓으면, 제품은 변형될 수 있고, 이는 성능을 악화시키고 착용자의 편안함을 감소시킬 수 있다.
착용자의 다리사이에 가장 잘 부합하여 착용자상의 지점과 일치하고, 다리사이의 거리가 가장 좁은 지점은 본 발명의 범위의 경우 "가랑이 지점"으로 언급된다.
제품의 가랑이 지점이 그의 형태로부터 명확하지않은 경우, 이는 바람직하게는 직립한 위치에서 의도된 사용자군의 착용자(예를 들면 걸음마하는 아기)상에 제품을 위치시킨후, 8자 외형으로 다리 둘레에 연장가능한 필라멘트를 위치시켜 측정될 수 있다. 필라멘트의 분할점에 상응하는 제품의 지점이 제품의 가랑이 지점인 것으로 측정되고 결과적으로 흡수 코어가 이들 제품내에 고정되는 지점이다.
제품의 이 가랑이 지점은 종종 제품의 중간(종방향)이지만, 이는 꼭 그럴 필요는 없다. 종종 전면에 착용되고자하는 제품의 부분이 길이 치수 또는 폭 또는 둘모두 또는 표면적에서 후면(또는 후방) 부분보다 더 작을 수 있다. 또한, 가랑이 지점은, 특히 흡수 코어가 제품내에 종방향 중앙에 위치하지않는 경우, 흡수 코어의 중간에 위치할 필요는 없다.
가랑이 영역은 개별적인 신체의 구멍, 개별적인 분비 영역에 걸치도록 가랑이 지점을 둘러싼 영역이다. 달리 언급되지않으면, 이 영역은 총 코어 길이의 50%의 길이에 걸쳐 연장되고(이는 또한 대략 종방향 중심 선에 수직인 직선일 수 있는, 코어의 전방 및 후방 허리 가장자리사이의 거리로서 정의된다), 가랑이 지점이 제품의 중간에 위치한다면, 가랑이 영역은 총 길이의 25%(전방 코어 가장자리로부터 계산하였을 때)에서 출발하여 총 코어 길이의 75%로 연장된다. 또는 흡수 코어의 길이의 전방 및 후방 1/4은 가랑이 영역에 속하지않고, 나머지 부분은 가랑이 영역에 속한다.
총 흡수 코어 길이의 50%인 가랑이 영역 길이는 유아용 기저귀를 위해 변화될 수 있고, 이때 이것이 유체 취급 현상을 개시하기에 적합한 수단인지 확인한다. 본 발명이 현저하게 상이한 치수를 갖는 제품에 적용되는 경우, 이들 50%를 감소시키거나(중증 실금 제품의 경우) 또는 이 비율을 증가시키는(매우 경증 또는 경증 실금 제품) 것이 필요할 수 있다. 보다 일반적인 측면에서, 제품의 이 가랑이 영역은 착용자의 분비물 영역 너머로 너무 연장되지않아야한다.
가랑이 지점이 제품의 중간 지점과 어긋나게 위치하는 경우, 가랑이 영역은 여전히 총 제품 길이의 50%(종방향으로)에 걸쳐지지만, 전면 및 후면사이에 고르게 분배되지않고 이 어긋남에 비례하여 조절된다.
500mm의 총 코어 길이를 갖고 중앙에 위치한 가랑이 지점을 갖는 제품을 예로 들면 가랑이 영역은 전면 가장자리에서의 125mm부터 전면 가장자리로부터 375mm까지 연장된다. 또는 가랑이 지점이 전면 코어 가장자리로부터 50mm 어긋나게 위치하는 경우(즉, 전면 코어 가장자리로부터 200mm 떨어진 경우), 가랑이 영역은 100mm에서 350mm로 연장된다.
일반적으로, Lc의 총 코어 길이를 갖고, 가랑이 지점이 전면 코어 가장자리로부터 거리 Lcp만큼 떨어져있고, 가랑이 대역 길이가 Lcz인 제품의 경우, 가랑이 대역의 전면 가장자리는 하기 수학식 2의 거리에서 위치할 것이다:
Lfecz = Lcp *(1-Lcz/Lc)
예를 들면, 흡수 제품은 걸음마하는 아기(즉, 약 12 내지 18kg 중량의 유아)에게 착용되기위한, 시장에서 제품의 크기가 일반적으로 맥시(Maxi) 크기로 언급되는 유아용 기저귀일 수 있다. 제품은 변 물질 및 뇨 둘모두를 수용하고 함유할 수 있어서, 본 발명의 경우, 가랑이 영역은 주로 뇨 부하를 수용할 수 있다.
가랑이 영역의 총 영역 및 크기는 물론 흡수 코어의 개별적인 폭에 의존하고, 즉, 코어가 가랑이 영역의 외부보다 가랑이 영역에서 더 좁으면, 가랑이 영역은 흡수 코어의 나머지 영역보다 더 작은 영역(표면)을 갖는다.
가랑이 영역과 제품의 나머지사이의 경계가 또한 곡선인 것도 예상될 수 있으며, 이들은 본 발명의 개시내에서는 제품의 종방향 축에 수직인 직선인 것으로 간주된다.
"가랑이 영역"은 이 개별적인 영역에서 코어의 폭에 의해 추가로 한정되고, "가랑이 영역 면적"은 가랑이 영역의 길이 및 개별적인 폭으로 한정되는 표면이다.
가랑이 영역에 대한 보조적인 요소로서, 흡수 코어는 또한 가랑이 영역 외부의 흡수 코어의 전방 및/또는 후방을 향해 연장되는, 하나이상, 대부분 2개의 허리 영역(들)을 포함할 수 있다.
디자인 용량 및 궁극 저장 용량
다양한 최종 용도 조건 또는 상이한 크기의 제품에 대해 흡수 제품을 비교하기위해서, "디자인 용량"이 적합한 측정인 것으로 발견되었다.
예를 들면, 유아는 전형적인 사용자 군을 나타내지만, 이 군내에서도 뇨 부하량, 부하 빈도, 뇨의 조성은 더 작은 아기(신생아)에서 걸음마하는 아기까지에서 광범위하고 또한 다양한 개별적인 걸음마하는 아기중에서도 다양할 것이다.
다른 사용자 군은 여전히 일정 형태의 실금을 하는 더 큰 어린이이다.
또한, 실금 성인이 이런 제품을 사용할 수 있고, 또한 일반적으로 경증 실금에서 중증 실금으로 언급되는 바와 같이 부하 조건이 광범위하다.
당 분야에 숙련된 이들이 개시 내용을 추가의 토의를 취해 다른 크기에 쉽게 적용할 수 있으므로, 걸음마하는 아기 크기의 유아에 초점을 맞출 것이다. 이런 사용자의 경우, 1회 방뇨당 75ml 이하의 뇨 부하, 착용 기간당 평균 4회 방뇨, 결과적으로 300ml의 총 방뇨량, 및 15ml/sec의 방뇨 속도가 충분히 대표적인 것으로 발견되었다.
이제부터는 이런 요구 조건에 부합할 수 있는 이런 제품은 이런 양의 뇨를 취할 수 있는 능력을 가져야만하고, 이는 이후의 토의에서는 "디자인 용량"으로 언급될 것이다.
이들 양의 유체는 착용자의 피부에 대해 제품의 표면에는 존재하는 경우 아주 소량의 유체만이 남도록 궁극적으로 신체 유체, 또는 이들의 적어도 수성 부분을 저장할 수 있는 물질에 의해 흡수되어야만한다. 용어 "궁극적"은 한 양태에서는 오랜 착용 시간에서의 흡수 제품의 상황에 관한 것이고, 다른 양태에서는, 이들의 환경과 평형을 이루어 이들의 "궁극" 용량에 도달한 흡수 제품을 의미한다. 이는 장시간 착용한 후에 실제 사용 조건하에서의 흡수 제품일 수 있거나, 이는 또한 순수한 물질 또는 물질 복합물을 위한 시험 방법에서일 수 있다. 고려되는 많은 방법이 점근선적 동역학 행동을 가지므로, 당분야에 숙련된 이들은 예를 들면 장치 측정 정확성에 대해 실제 용량이 점근선 말단에 충분히 가까운 값에 이를 때, "궁극" 용량이 도달된 것으로 쉽게 간주할 것이다.
흡수 제품이 주로 궁극적으로 유체를 저장하기위해 고안되어온 물질 및 주로 유체의 포획 및/또는 분배와 같은 다른 기능을 만족하도록 고안된 다른 물질을 포함하면서 여전히 특정한 궁극 저장 용량을 가질 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 적합한 코어 물질은 인위적으로 이런 기능을 분리시키지않고 개시된다. 그럼에도 불구하고, 궁극 저장 용량은 총 흡수 코어, 이의 영역, 흡수 구조물 또는 심지어 하부 구조물, 또한 전술된 임의의 사항에서 사용되는 물질에 대해 결정될 수 있다.
제품의 치수의 변화에 대해 상기 토의된 바와 같이, 당분야에 숙련된 이들은 쉽게 다른 의도된 사용자 군에 대한 적절한 디자인 용량을 적용할 수 있을 것이다.
프로파일링
본 발명의 중요한 요소는 제품이 그의 디자인 용량에 밀접하게 또는 이에서 부하되었을 때 조차 착용자의 신체상에 흡수 제품이 연전히 편안하게 부합되도록 하는 흡수 제품의 다양한 영역을 가로지르는 총 흡수 용량의 특정한 배열이다.
이 특정한 배열은 본질적으로 가랑이 영역에서 매우 적은 궁극 저장 용량만을 제공하는 것을 목표로한다.
구체적인 영역의 용량은 하기에 의해 결정될 수 있다:
- 고려되는 흡수 물질의 기저중량(단위 면적당 물질의 g으로 표현된다)
- 물질 흡수 용량(물질 g당 용량 ml로 표현된다)
- 상기 영역의 면적(본 발명의 경우 영역의 종방향 치수 및 이 치수에 따른 개별적인 폭(항상 일정할 필요는 없다)으로 정의된다)
최초의 2가지 인자는 기저 용량(단위 면적당 ml로 표현된다)과 조합될 수 있다.
임의의 이들 변수(즉, 폭 또는 기저 중량 또는 조성)가 일정하지않은 경우, 당 분야에 숙련된 이들은 다양한 변수를 합하고(또는 적분하고) 이를 개별적인 변수로 나눔으로써 개별적으로 가중되는 인자 또는 평균을 쉽게 계산할 수 있을 것이다.
따라서, 가랑이 영역에서 궁극 저장 용량이 작아야한다는 요구 조건을 표현하는 한 방식은 가랑이 영역이 흡수 구조물의 나머지 부분보다 더 낮은 기저 용량을 갖는 것으로 정의하는 것이다.
이제, 가랑이 영역의 기저 용량은 흡수 코어의 나머지 부분의 평균 기저 용량의 0.9배 미만, 바람직하게는 0.7배 미만이어야만한다. 그러나, 가장 바람직한 디자인은 가랑이 영역에서 더욱 더 감소된 기저 용량을 갖고, 심지어 흡수 코어의 나머지 영역의 용량의 0.3배 미만의 기저 용량을 갖는다. 가랑이 영역은 균일한 기저 용량을 갖거나 또는 다양한 기저 용량을 갖는 하부 영역을 포함할 수 있다. 특정한 바람직한 디자인에서는, 가랑이 영역의 일부는 본질적으로 궁극 저장 기저 용량을 갖지않고, 이런 부분이 가랑이 영역 면적의 50%이상에 걸칠 수 있다.
가랑이 영역에서 낮은 흡수 용량을 갖는다는 이 요구 조건을 개시하는 다른 방식은 흡수 코어의 길이에 따라 분절된 영역, 예를 들면 흡수 코어를 전방, 중간 또는 후방의 3개로 나누어 조사하거나, 또는 총 코어 길이의 50%를 갖는 가랑이 영역으로 분절된 영역을 조사하고 이를 코어 분절의 나머지와 비교하는 것이다. 가랑이 영역의 분절의 궁극 유체 저장 용량은 총 흡수 코어의 궁극 저장 용량의 49% 미만이어야만한다. 보다 바람직하게는, 부하되었을 때 보다 더 개선된 부합을 위해서는 가랑이 영역에서 보다 더 적은 흡수 용량, 즉 총 흡수 용량의 41% 미만이 바람직하고, 23% 미만이 보다 더 바람직하다.
궁극 저장 용량 분배 프로파일은 개별적인 분절에서 물질로부터 이를 계산함으로써 결정되거나, 또는 예를 들면 제품을 공지된 길이 치수를 갖는 분절로 절단하고 분절당 흡수 용량을 결정함으로써 측정될 수 있다.
현대의 흡수 제품에서 종종 나타나는 바와 같이, 초흡수 물질이 궁극 저장 물질로서 사용되는 경우, 가랑이 영역에서의 낮은 흡수 용량의 요구 조건을 한정하는 또다른 방법은 총 흡수 용량에 대해 직전에 토의된 바와 같이 초흡수체 용량을 한정하는 것이고, 즉 가랑이 영역이 49% 미만, 바람직하게는 41% 미만, 가장 바람직하게는 23% 미만의 초흡수체 용량을 갖는 것이다.
따라서, 궁극 흡수 용량의 "역 프로파일링"은 2개의 상이한, 비배타적인 방식으로 수득될 수 있다.
하나는 흡수 제품에 걸친 일정한 "기저 용량"에서 출발하고, 프로파일링이 가랑이 부분이 나머지 영역보다 더 작은 면적을 갖도록 제품을 형태지음으로써 수득된다. 결과적으로 길이방식의 "분절적 용량"이 가랑이 영역의 외부의 분절의 경우 더 높을 것이다.
두 번째는 "가랑이 영역"에서의 감소된 "기저 용량"으로 출발하고, 이는 심지어 직사각형 형태의 코어에서 조차도 가랑이 영역에서 더 적은 용량을 제공할 것이다.
물론, 두 사항의 조합은 프로파일을 더욱 날카롭게할 것이다.
가랑이 영역에서 떨어진 흡수 용량의 재배치에 추가하여, 전방 및 후방 부분사이에 유체 저장 용량을 고르게 분배하지않는 것이 바람직할 수 있다. 오히려, 착용자의 해부학적 구조의 특정한 요구사항 및 가장 흔하게 발생하는 사용 상황에 맞추어 용량 분배를 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면 활동적인 걸음마하는 아기에게 착용될 유아용 기저귀의 경우, 후면 영역에서보다 전면 영역에서 더 작은 용량을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 종종 누워지내는 환자일 수 있는 성인 실금자의 경우, 후방쪽의 비대칭적 궁극 저장 용량 분배가 이로울 수 있다(예를 들면 제 EP-A-0,692,232 호에 개시되어있음).
유아용 기저귀를 위한 본 발명의 바람직한 양태에서는, 궁극 저장 용량의 절반 미만, 보다 바람직하게는 궁극 저장 용량의 1/3 미만이 전방쪽으로 위치한 가랑이 영역의 외부, 즉, 전방 허리 영역에 위치하고, 궁극 저장 용량의 절반이상, 바람직하게는 2/3이상이 제품의 후방 부분에 위치한다.
그러나, 상기 디자인에 부가되는 추가의 요구사항, 즉 하기 개시되는 바와 같은 우수한 포획 및 재습윤 성능을 제공하기위한 유체 취급 요구사항이 있다. 상기 개시된 바와 같이 흡수 제품의 부하 대역은 일반적으로 가랑이 대역에 위치한다. 그러나, 액체 저장 용량은 바람직하게는 가랑이 영역의 외부에 위치한다. 결과적으로, 분비된 액체는 부하 대역에서 저장 대역으로 이동되어야만한다.
이런 유체 이동을 수득하기위해, 모세관 이동이 종종 사용되는 기작이다. 이런 기작은 주로 형성된 모세관에 의존한다. 그러나, 이런 이동은 일정한 높이를 극복할 수 있는 필요뿐만 아니라 또한 충분히 높은 유체 이동 속도를 가질 필요가 있다. 따라서, 적합한 물질은 수직 흡상 시험에서와 같이 필요한 수직 높이에 재빨리 도달할 수 있어야할 뿐만 아니라 또한 이런 높이로 충분한 양의 유체를 이동시켜야만한다. 따라서, 8.3cm의 흡상 높이에서의 플럭스는 바람직하게는 12.4cm의 높이에서의 0.032ml/sec/cm2이상, 바람직하게는 0.05ml/sec/cm2이상(보다 바람직하게는 0.075ml/sec/cm2이상, 보다 더 바람직하게는 0.16ml/sec/cm2이상)보다 더 높다. 또한 특정한 유용한 물질이 유체를 13초 이내에 8.3cm의 흡상 높이 또는 45초 이내에 12.4cm의 흡상 높이로 이동시킴을 발견하였다.
이들 요구 조건 및 또한 이런 요구조건을 만족시키기에 적합한 물질은 예를 들면 유럽 특허원 제 96108427.4 호에 개시되어있고, 이는 또한 재습윤 및/또는 피부 건조 및 포획 성능 요구 조건도 개시하고 있다. 그러나, 성능 요구 조건이 종래의 용량 분배 프로파일을 이용하여 수득되었기 때문에 부하된 제품의 부합 양태에 대해서는 고려되지않았다.
심지어 반복 분출될 때도 제품의 우수한 누출 성능 내지 우수한 유체 포획 및 저장 작용성과 함께 착용자의 우수한 피부 건조감이라는 최종 목적을 수득하기위해, 착용자의 피부에 직접적인 최상의 물질 층은 매우 효과적으로 배수되어야하며, 최소한의 느슨하게 결합된 액체가 이 층에 남아있어야만한다.
흡수 코어는 흡수 제품의 상면시이트상에 초기에 점착된 분비물을 포획, 분배 및 저장할 수 있어야한다. 바람직하게는 흡수 코어의 디자인은 분비물이 상면시이트의 표면에 축적되거나 이로부터 벗어나지않도록(이는 외부 가멘트를 습윤시키거나 착용자를 불편하게 할 수 있는 흡수 제품에 의한 비효율적인 유체 봉쇄를 생성할 수 있기 때문이다) 분비물이 흡수 제품의 상면시이트에 점착된 직후에 코어가 분비물을 실질적으로 포획할 수 있는 그런 것이다.
바람직하게는 제품은 본원에서 개시된 포획 시험에서 최초 분출에 대해 3.5ml/sec 이상, 바람직하게는 4.0ml/sec 이상, 보다 바람직하게는 4.2ml/sec 이상, 또는 4회째 분출에 대해 0.5ml/sec이상, 바람직하게는 0.6ml/sec 이상, 보다 바람직하게는 0.7ml/sec 이상의 포획 속도를 갖는다.
손상된 후에는, 착용자의 피부가 과다하게 수화되는 것을 피하도록 분비된 유체를 단단히 보유하는 것이 흡수 제품의 본질적인 기능이다. 흡수 제품이 이 면에서 잘 작용하지않으면, 흡수 코어로부터 피부로 역행하는(이는 종종 "재습윤"으로 언급된다) 액체가 피부의 조건에 불리한 영향을 미칠 수 있고, 이는 예를 들면 피부 자극으로 관찰될 수 있다.
하기 개시된 바와 같은 포획후 콜라겐 재습윤 시험하였을 때, 180mg 미만의 결과가 허용가능한 성능을 제공하고, 잘 작용하는 제품은 80mg 미만, 바람직하게는 70mg, 보다 더 바람직하게는 50mg 미만의 성능을 제공함을 발견하였다.
시험 방법
일반적 사항
모든 시험은 약 22±2℃ 및 35±15%의 상대 습도에서 수행된다. 시험 방법에 사용하는 합성 뇨는 통상적으로 제이코 신뉴린(Jayco SynUrine)으로 공지되어있고 펜실바니아주 캠프 힐 소재의 제이코 파마슈티칼스 캄파니(Jayco Pharmaceuticals Company)에서 시판된다. 합성 뇨의 배합은 하기와 같다: 2.0g/l의 KCl, 2.0g/l의 Na2SO4, 0.85g/l의 (NH4)H2PO4, 0.15g/l의 (NH4)H2PO4, 0.19g/l의 CaCl2및 0.23g/l의 MgCl2. 모든 화학 약품은 시약 등급이다. 합성 뇨의 pH는 6.0 내지 6.4의 범위이다.
수직 흡상 시험
수직 흡상 시험은 유체가 수직 배열에서 특정한 높이에 이르는데, 즉 중력에 대해 필요한 시간, 및 또한 이 시간동안 물질에 의해 취해진 유체의 양을 평가하는 것을 목적으로한다.
이 시험의 원리는 둘모두 시료를 수직 위치로 고정되고 전기적 타이머 신호를 발생할 수 있게 작용하는 핀 형태의 전극이 장착된 시료 홀더에 위치시키는 것이다. 수직 흡상으로부터 생성된, 시료에 취해진 유체의 시간 의존성을 모니터링할 수 있도록 유체의 저장소를 저울상에 위치시킨다. 시험에 본질적인 것은 아니지만, 시험은 자료의 전기적 가공이 가능한 시판되는 장치인 독일의 라팅겐 소재의 에코텍 인더스트리에테크닉 게엠베하(Ekotec Industrietechnik GmbH)의 에코테스터(Ekotester)에 근거하여 수행된다.
시험 장치는 도 3a 및 3b에 도식적으로 나타나있다.
장치는 본질적으로 방풍유리로 제조되고 17mm의 액체 수준 높이(311)에서 929g의 시험 유체를 갖고 있는 유체 저장소(310), 및 시료 홀더(320)로 구성된다. 이 저장소는 메틀러 게엠베하(Mettler GmbH)에서 제조하는 PM3000과 같은 0.1g의 정확성을 갖는 저울(315)상에 위치한다. 선택적으로 및 연결부(316)에 의해 나타난 바와 같이, 이 저울은 전기적 자료 수집 장치(342)로 연결될 수 있다.
시료 홀더(320)는 본질적으로 10cm의 폭(330), 15cm의 길이(331) 및 약 5mm의 두께(도시되지않음)의 방풍유리 플레이트이다. 고정 수단(325)은 시험동안 저장소(310)의 시험 유체 수준으로 12mm의 시료 홀더의 바닥 가장자리(321)의 재현가능한 함침 깊이(333)에서 정확하게 수직 방향(즉, 중력 방향)으로 재현가능하게 위치되는 것을 보증하기위해 시험동안 위쪽 방향이 되게하는 방향(332)으로 이들 치수 너머로 연장된다. 시료 홀더(320)에는 추가로 각각 시료 홀더의 바닥 가장자리(321)로부터 각각 56mm, 95mm 및 136mm의 거리(334, 335, 336)의 3열로 배열된 9개의 음극 전극 핀(326)이 장착되어있다. 이들 열 각각에는 서로 28mm의 거리로(337) 고르게 이격되고 종방향 가장자리(322)에 위치한 것은 이들 가장자리로부터 22mm의 거리(338)로 이격된 3개의 전극이 있다. 전극 핀은 약 10mm의 길이 및 약 1mm의 직경을 갖고, 시료를 쉽게 적용하도록 말단이 약간 날카롭다. 전극 핀은 금속으로 제조된다. 추가의 양극 핀(327)이 바닥 열의 중간 음극 전극 핀로부터 5mm에 위치한다. 양극(327) 및 9개의 음극(326)이 시간 장치(341)에 연결되어(2개의 음극 핀 및 양극 핀의 경우 도 3a에서 (328)로 도시됨) 예를 들면 이들 전극사이에 위치한 습윤된 시험 시료의 전해질 시험 유체에 의해 양극과 개별적인 음극사이의 전기 회로가 닫힌 순간을 모니터링하게한다.
상기 개시된 일반적인 방법과 대조적으로, 이 장치는 37℃로 설정되고 3℃이상 벗어나지않는 온도 제어된 후드에 위치되고 시험된다. 시험 유체는 또한 유체의 온도가 일정하도록 충분한 시간동안 온도 제어된 수욕에서 37℃에서 제조한다.
시험 유체를 저장소(310)에 충전시켜 예를 들면 소정의 양, 예를 들면 927.3±1g의 유체를 첨가함으로써 필요한 높이(311)를 갖는 수준의 유체 표면(312)을 갖는다.
시험 시료를 실험실 조건(상기를 참조할 수 있다)에서 평형화시키고 시험하기 직전에 37℃ 환경에 둔다. 또한 시험하기전에, 시료의 캘리퍼를 하기 개시된 바와 같이 측정한다.
시험 시료를 절단 가장자리에 가능한 압축 효과가 생기지않게하는 임의의 종래의 수단, 예를 들면 JDC 코포레이션의 시료 절단기 또는 외과용 메스와 같은 날카로운 절단기 또는 덜 바람직하게는 날카로운 가위로 10cmx15cm의 크기로 절단한다.
시험 시료를 가장자리가 시료 홀더의 바닥 및 측면 가장자리(321 및 322)와 일치하도록, 즉 시료 홀더 플레이트의 외부로 연장되지않도록 조심스럽게 시료 홀더에 위치시켰다. 동시에, 시료는 필수적으로 평평하고 응력을 받지않는 배열이어야하고, 즉 물결 형태나 기계적 인장을 받지않아야만한다. 시료가 전극 핀과 직접 접촉하고 홀더의 방풍 유리 플레이트와 접촉하지않도록 주의해야만한다.
그런 다음, 시료 홀더(320) 및 또한 시험 시료가 정확하게 12mm의 깊이(333)로 유체에 함침되도록 시료 홀더(320)를 시험 유체 저장소(310)에 수직 위치로 위치시켰다. 결과적으로 전극은 각각 유체 수준(312)에 대해 44mm, 83mm 및 124mm의 거리(343, 338 및 339)를 가졌다. 시료 홀더의 함침이 저울(315)의 눈금을 변화시키지않도록, 임의의 시료가 없는 시료 홀더를 삽입함으로써 예비결정된 양, 예를 들면 6g으로 영점처리한다.
시료 홀더(320) 및 비틀리지않은 배열의 시험 시료를 위치시키는 것은 한편으로는 매우 정확해야하지만, 또한 물질이 유체와 처음 접촉하였을 때 젖고 흡상하기 시작하도록 매우 신속해야함이 인식될 것이다. 시료 홀더가 고정 수단(325)을 이용하여 쉽게 삽입될 수 있는 프레임(350)은 또한 에코테스터의 일부이지만, 신속하고 비틀리지않은 고정을 수득할 수 있는 다른 수단을 사용할 수 있다.
저울의 판독은 시료를 위치시킨 직후에 시간의 함수로서 모니터링된다. 저울을 컴퓨터화된 장치(340), 예를 들면 에코테스터의 일부에 연결시키는 것이 유리한 것으로 발견되었다.
유체가 제 1 열에 도착하자마자 양극(327)과 음극(326)사이의 전기적 연결이 닫히고, 이 시간이 임의의 시간측정 장치에 의해 기록될 수 있고, 에코테스터의 시간측정 유니트(341)가 편리한 예이다. 한 열의 3회 값 각각을 이용하여 자료를 추가로 가공할 수 있고, 추가의 자료는 열당 3개의 전극 모두의 평균을 의미하며, 이는 일반적으로 평균으로부터 약 ±5%이상 벗어나지않는다.
따라서, 생성된 자료는 함침 후에 시료에 의해 취해진 유체의 시간 의존적 양, 및 유체가 특정한 높이에 도달하는데 필요한 시간이다.
이들로부터 3개의 높이의 각각에 대해 2개의 중요한 값을 읽고 보고할 수 있다.
하나는 유체 윗부분이 개별적인 높이에 도달할 때까지의 초 단위의 시간이다.
두 번째는 높이에 도달하였을 때의 시간에서 시료에 의해 취해진 유체의 양을 이 시간, 및 캘리퍼 측정값 및 10cm의 시료 폭으로 한정된 단면적으로 나눈 각각의 높이에 대한 "누적 플럭스"이다.
포획 시험
도 4를 설명하자면, 흡수 구조물(410)는 시료 표면위로 5cm의 높이로부터 펌프(미국 시카고주 소재의 콜 파머 인스트루먼츠(Cole Parmer Instruments)에서 시판하는 모델 7520-00)를 이용하여 15ml/s의 속도로 합성 뇨의 75ml 분출을 이용하여 부하한다. 뇨를 흡수하는 시간을 타이머로 기록한다. 분출은 제품이 완전히 부하될 때까지 정확하게 5분 분출 간격으로 반복된다. 현재 시험 자료는 4회 부하에 의해 생성된다.
흡수 코어, 상면시이트 및 배면시이트를 포함하는 완전한 흡수 제품 또는 흡수 구조물일 수 있는 시험 시료를 방풍 유리 박스(그의 바닥(412)만이 도시된다)내의 포움 플랫폼(411)상에 평평하게 놓아지도록 배열한다. 중앙에 5cm 직경의 구멍을 갖는 방풍 유리 플레이트(413)를 구조물의 부하 대역상의 시료의 상면상에 위치시킨다. 합성 뇨를 구멍에 꼭맞고 이에 접착된 실린더(414)를 통해 시료에 도입한다. 전극(415)을 흡수 구조물(410)의 표면과 접촉하는 플레이트의 최하면에 위치시킨다. 전극을 타이머에 연결한다. 부하물(416)을 예를 들면 유아의 체중을 모사하기위해 플레이트의 상부에 위치시킨다. 추(416), 예를 들면 시판되는 맥시 크기인 20kg를 위치시킴으로써 약 50g/cm2(0.7psi)의 압력이 수득된다.
시험 유체가 실린더로 도입됨에 따라 이는 전형적으로 흡수 구조물의 상부상에 축적되어 전극사이의 전기적 회로를 완성시킨다. 시험 유체는 시험 유체로 충전되어있는 약 8mm의 직경의 튜브를 이용함으로써 펌프로부터 시험 조립체로 이동된다. 따라서, 유체는 펌프가 작동하는 것과 본질적으로 동시에 튜브를 떠난다. 이때, 또한 타이머를 개시하고, 흡수 구조물이 뇨의 분출을 흡수하고, 전극사이의 전기적 접촉이 끊어질 때 타이머를 중단시킨다.
포획 속도는 단위 시간(s) 당 흡수된 분출 부피(ml)로 정의된다. 포획 속도는 시료에 도입된 각각의 분출에 대해 계산된다. 본 발명의 관점에서 특히 흥미로운 것은 4회 분출의 최초 및 최후이다.
이 시험은 주로 약 300ml의 디자인 용량을 위해 일반적으로 맥시 크기 제품으로 언급되고 약 300 내지 400ml의 개별적인 궁극 저장 용량을 갖는 제품을 평가하기위해 고안되었다. 상당히 상이한 용량을 갖는 제품을 평가하여야한다면(성인 실금 제품에 대해 고려할 때와 같은), 구체적인 분출당 유체 부피의 설정은 총 제품 디자인 용량의 약 20%로 적절하게 조절되어야하고 표준 시험 방법으로부터의 편차가 기록되어야만한다.
포획후 콜라겐 재습윤 방법(도 5를 참조할 수 있다)
시험을 수행하기전에, 약 28g/m2의 기저 중량인 독일 바인하인 소재의 나투린 게엠베하(Naturin GmbH)에서 구입한 바와 같은 콜라겐 필름을 예를 들면 시료 절단 장치를 이용하여 90mm 직경의 시이트로 절단하고, 필름을 12시간이상동안 시험 실(상기를 참조할 수 있다)의 제어된 환경에서 평형화시켜 제조한다(콜라겐 필름의 모든 취급에는 핀셋이 사용된다).
상기 포획 시험의 최종 분출을 흡수한지 5분 내지 6분후에, 커버 플레이트 및 추를 제거하고 시험 시료(520)를 조심스럽게 실험 벤치에 평평하게 놓는다.
4장의 미리 절단되고 평형화된 콜라겐 물질(510)을 1mg이상의 정확도를 갖도록 칭량한 후, 제품의 부하점상에 집중되도록 위치시키고 90mm 직경 및 약 20mm 두께의 방풍유리 플레이트(530)로 덮는다. 15kg의 추(540)를 조심스럽게(또한 중앙에) 부가한다. 30±2초후에, 추 및 방풍유리 플레이트를 다시 조심스럽게 제거하고 콜라겐 필름을 재칭량한다.
포획후 콜라겐 재습윤 방법 결과는 mg으로 표현되는 콜라겐 필름의 수분 취득량이다.
또한 이 시험 방법이 구체적인 제품 유형, 예를 들면 상이한 유아 기저귀 크기 또는 성인 실금 제품 또는 생리 제품에 따라 또는 부하 유체의 유형 및 양의 변화, 흡수 물질의 양 및 크기 또는 가해지는 압력의 변화에 의해 쉽게 조절될 수 있음을 명심해야만한다. 일단 이들 관련된 변수를 한정하면, 이런 변형은 당분야의 숙련된 이들에게 명확할 것이다. 조절된 시험 방법으로부터의 결과를 고려하면, 실제 사용할 때의 한계적 조건을 이용하는 표준 통계적 방법에 따라 고안된 실험에서와 같이 이들 확인된 관련 변수를 쉽게 최적화시킬 수 있다.
유체 분배 시험
유체 분배 시험은 흡수 제품 또는 코어 구조물의 특정 부분에 의해 취해진 유체의 양을 결정하는 것을 목적으로한다.
이 시험은 다른 액체 취급 용량 평가 시험, 예를 들면 상기 개시된 바와 같은 포획 시험을 수행할 때와 같은 제어된 실험실 조건에서 부하된 제품에 적용될 수 있다.
이 시험은 또한 유아가 기저귀를 착용하고 실제 사용 조건하에서 이들에 부하한 후 제품을 적절한 위생 조건하에서 평가할 때와 같이 사용된 제품에 적용될 수 있다. 부하 및 평가사이의 대기 시간은 너무 길어서는 안되지만, 적어도 하기 개시된 실시예에서 시험된 바와 같은 디자인의 경우 대기 시간은 유체 분배 결과에 거의 영향을 미치지않는다.
흡수 구조물 또는 제품의 유체 분배를 결정하기위해, 부하된 제품을 칭량한 후 평평하게 펴고(선택적으로는 쉽게 평평해지도록 다리 탄성부를 절단한 후에) 그의 종방향 축을 따라 1/4을 표시한다. 그런 다음, 제품을 종방향 선에 수직인 선에 따라 절단하고 이에 의해 액체가 압착되지않도록 주의해야만한다. 이는 JCD 종이 절단기 또는 외과용 메스를 이용하여 가장 잘 수득될 수 있다.
각각의 분절을 칭량하고 결과를 총 중량으로 등급을 매긴다.
강한 프로파일링(즉, 상이한 분절에서의 상이한 물질 중량)을 갖는 제품의 경우, 총 중량 및 또한 분절 중량은 제품의 건조 중량에 의해 쉽게 조절될 수 있다. 이를 위해, 분절 중량을 "자매 기저귀"(즉, 동일한 방식으로 제조되고, 대량 생산 라인에서 행해진 경우 시험된 기저귀와 거의 동시에 제조된 기저귀)에 대해 결정할 수 있다. 전체 제품이 상이한 중량을 가져야만하는 경우, 분절 중량은 추가로 이 비율에 따라 조절될 수 있고, 이제는 편차가 분절 전체에 비례적으로 퍼질 것으로 추정할 수 있다.
유체 분배 시험의 결과는 특정한 분절, 예를 들면 가랑이 영역에 존재하는 유체의 총 양의 %로서 표현된다.
밀도/캘리퍼/기저 중량 측정
예를 들면 시료 절단기를 이용하여 절단된, 한정된 면적의 시료를 0.1%이상의 정확성으로 칭량한다. 50mm 직경의 시험 면적에 대해 550Pa(0.08psi)의 압력을 가하여 캘리퍼를 측정한다. g/m2으로 표현되는 단위 면적당 중량으로서의 기저 중량, 550Pa의 압력하에서 mm로 표현되는 캘리퍼, g/cm3으로 표현되는 밀도는 쉽게 계산될 수 있다.
티백(teabag) 원심분리 용량 시험(TCC 시험)
TCC 시험이 초흡수 물질에 대해 특정하게 개발되었지만, 다른 흡수 물질에도 용이하게 적용될 수 있다.
티백 원심분리 용량 시험은 티백 원심분리 용량 값을 측정하고, 이는 흡수 물질에서의 액체의 잔류의 측정치이다.
흡수 물질을 20분동안 0.9중량%의 염화 나트륨 용액에 담그어진 "티백"내에 위치시킨 후 3분동안 원심분리한다. 남은 액체 중량 대 건조 물질의 초기 중량의 비가 흡수 제품의 흡수 용량이다.
2ℓ의 증류수중의 0.9중량%의 염화 나트륨을 24cmx30cmx5cm의 치수를 갖는 접시에 부었다. 액체 충진 높이는 약 3cm이어야만한다.
티백 봉지는 6.5cmx6.5cm를 갖고 독일 뒤셀도르프 소재의 티칸(Teekanne)에서 시판한다. 봉지는 표준 부엌용 플라스틱 백 밀봉 장치(예를 들면 독일 소재의 크룹스(Krups)의 바큐팩 2 플러스(Vacupack2 plus))를 이용하여 가열 밀봉된다.
티백을 부분적으로 조심스럽게 절단함으로써 개방한 후 칭량한다. 약 ±0.005g까지 정확하게 칭량된 0.200g의 시료의 흡수 물질을 티백에 위치시킨다. 그런 다음 티백을 가열 밀봉기로 밀폐시킨다. 이를 시료 티백으로 부른다. 빈 티백을 밀봉하고 블랭크(blank)로 사용한다.
시료 티백 및 블랭크 티백을 염수 용액의 표면에 놓고 완전히 습윤되도록 약수저를 이용하여 약 5초동안 침수시킨다(티백이 염수 용액의 표면에서 부유하여 완전히 습윤되지않기 때문이다). 타이머를 곧 개시시킨다. 2분의 흡수 시간후에 시료 티백 및 블랭크 티백을 염수 용액으로부터 회수하고 각각의 백이 원심분리 바스킷의 외벽에 달라붙도록 바우크네트(Bauknecht) WS130, 보슈(Bosch) 772 NZL096 또는 등가의 원심분리기(230mm 직경)에 위치시킨다. 원심분리기 두껑을 닫고 원심분리를 시작하고 속도를 곧 1400rpm으로 증가시킨다. 일단 원심분리기가 1400rpm에서 안정화되면 타이머를 개시한다. 3분이 지나면 원심분리기를 중단시킨다.
시료 티백 및 블랭크 티백을 회수하여 개별적으로 칭량한다.
흡수 물질의 시료에 대한 티백 원심분리 용량(TCC)을 하기 수학식 3과 같이 계산한다:
TCC = [(원심분리후의 시료 티백의 중량) - (원심분리후의 블랭크 티백의 중량) - (건조 흡수 물질의 중량)] + (건조 흡수 물질의 중량)
또한, 구조물의 특정한 일부 또는 총 흡수 제품을 측정할 수 있고, 예를 들면 "분절"을 잘라내고, 즉, 구조물 또는 총 제품의 일부를 조사하고, 이때 절단은 제품의 종방향 축의 결정된 지점에서 제품의 전체 폭을 가로질러 수행된다. 특히, 상기 개시된 바와 같은 "가랑이 영역"의 정의가 "가랑이 영역 용량"을 결정하는데 사용될 수 있다. 다른 절단부는 "기저 용량"(즉, 제품의 특정한 영역의 단위 면적당 함유된 용량의 약)을 결정하는데 사용될 수 있다. 단위 면적(바람직하게는 2cmx2cm)의 크기에 따라 발생하는 평균화되는 개수가 정의되고, 자연적으로 크기가 더 작으면 더 작은 평균화 작업이 일어날 것이다.
궁극 저장 용량
흡수 제품의 궁극 디자인 저장 용량을 결정 또는 평가하기위해, 다수의 방법이 제안되어왔다.
본 발명에서, 제품의 궁극 저장 용량은 개별적인 요소 또는 물질의 궁극 흡수 용량의 합이다. 이들 개별적인 요소의 경우, 비교하는 내내 일정하게 적용되는 한 다양한 잘 확립된 기술이 사용될 수 있다. 예를 들면 초흡수 중합체(SAP)에 대해 개발되고 잘 확립된 티백 원심분리 용량은 이런 SAP 물질 뿐만 아니라 다른 것을 위해서 사용될 수 있다(상기를 참조할 수 있다).
일단 개별적인 물질에 대한 용량이 공지되면, 총 제품 용량은 이들 값(ml/g)에 제품에 사용된 물질의 중량을 곱하여 계산될 수 있다.
유체의 궁극 저장이 아닌 전용 기능을 갖는 물질(예를 들면 포획 층 등)의 경우, 이들 물질은 전용의 궁극 유체 저장 물질과 비교시 매우 낮은 용량 값만을 실제로 갖는다든지, 또는 이런 물질이 유체로 부하되지않는 경향이 있어 이들의 유체를 다른 궁극 저장 물질로 유리시켜야만한다든지해서 궁극 저장 용량이 무시될 수 있다.
분배 물질
다양한 디자인 및 물질의 성질을 비교하기위해서, 종래의 티슈, 예를 들면 독일 크레우자우 소재의 스트렙(Strepp)에 의해 생산되는 NCB로 언급되는 22.5g/m2의 기저 중량을 갖는 고 습윤 강도 티슈 대신에 2가지 물질을 사용하였다. 이런 티슈의 전형적인 액체 이동 성질은 표 1에 개시되어있다.
먼저, 섬유 블렌드의 2중량%의 폴리아크릴아미드-글리옥살 수지(상표명 파레즈(Parez) 631NC로서 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재의 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries)에 의해 시판된다)로 결합된, (섬유 블렌드의) 90중량%의 화학적으로 강화된 비틀린 셀룰로즈(CS)(미국 소재의 웨어하에우즈 캄파니(Weyerhaeuse Co.)에서 상표명 CMC로 시판한다) 및 (섬유 블렌드의) 10중량%의 유칼립투스 유형 섬유의 섬유 블렌드로 구성된 150gsm의 기저중량 및 0.094g/cm3의 밀도를 갖는 습윤 적층된 화학적으로 결합된 웹으로부터 출발하여 제조된 고 플럭스 분배 물질을 평가하였다(실시예 1.1).
이는 유럽 특허원 제 96108427.4 호에 보다 자세히 개시된 바와 같이 0.6mm의 톱니의 폭이 1.0mm 서로 이격된 0.2mm의 피크의 겹쳐진 깊이에서 2롤 사이에서 성형후 처리되었다.
60%의 화학적으로 강화된 비틀린 셀룰로즈, 상기 개시된 화학적으로 결합된 분배 물질중에 사용되는 바와 같은 30%의 유칼립투스 유형 섬유, 및 10%의 셀본드(등록상표, Celbond) T255로 훽스트 셀라니즈(Hoechst Celanese)에 의해 제조되는 PE 수지로 혼입되는 영구적 친수성화제를 갖는 이심적 PE 껍질/PET 코어 BiCo 섬유를 이용하여 추가의 열 결합된 습윤 적층 물질(실시예 1.2)을 제조하였다. 종래의 습윤 적층후에, 이 웹은 150gsm 및 0.11g/cm3의 밀도에서 아흘스트롬 인코포레이티드(Ahlstrom Inc.)에 의해 종래의 공기 통과 결합 기술에 의해 가열 결합되었다.
상기 개시된 수직 흡상 시험을 하였을 때 물질은 하기 표 1에 도시된 결과를 나타낸다.
실시예 1.1 실시예 1.2 실시예 1.3
8.3cm에 이르는 흡상 시간(초) 13초 45 〉210
12.4cm에 이르는 흡상 시간(초) 45초 165 이르지못함
8.3cm에서의 플럭스(ml/sec/cm2) 0.32 0.06 〈0.02
12.4cm에서의 플럭스(ml/sec/cm2) 0.16 0.04 이르지못함
따라서, 실시예 1.2는 실시예 1.3의 종래의 티슈에 대해 개선된 성능을 제공하지만, 실시예 1.1의 특히 바람직한 물질의 것보다는 여전히 상당히 열악하다.
일반적인 제품 개시
본 발명이 광범위한 제품에 적용가능하지만, 특정한 장점은 유아용 기저귀에서 예시되어왔으며, 8 내지 18kg의 범위의 유아에게 착용되고자하는 기저귀는 또한 "맥시" 크기로 언급된다. 이런 제품의 경우, 전형적인 치수는 유럽의 여러 나라에서 프록터 앤드 갬블에 의해 시판되는 팸퍼스 베이비 드라이 플러스 맥시/맥시 플러스(Pampers baby dry plus maxi/maxi plus)중 하나이다.
길이(x-방향) 폭(y-방향)
총 기저귀 499mm 430mm
흡수 코어 438mm
코어 귀모양 폭 115mm
코어 "가랑이" 102mm
사용하는 동안, 이들 제품의 디자인은 전방의 허리 영역으로의 연장을 후방으로의 연장과 비교하였을 때 본질적으로 대칭형으로 부합하도록 하는 것이다. 가랑이 지점은 제품의 중앙 분절 지점의 전방 허리 영역에 대해 4.9cm 및 전방 코어 가장자리로부터 17cm에 위치하는(남아 및 여어 둘 모두의 경우) "부하 지점"과 일치한다. 결론적으로, 가랑이 영역은 (후방 말단(43.8cm)을 향해 흡수 코어의 전방 허리 말단(0cm)으로부터 출발하여 계산하였을 때) 6.1cm에서 27.7cm로 연장된다.
본 발명을 예시하는 제품은 일반적으로 이들 시판되는 제품으로부터 유도된 후 특정한 실시예에서 개설된 바와 같이 변형된다.
이들 제품은 약 20g의 종래의 노던(nothern) 연재 에어펠트 및 약 10g의 상표명 페이버(Favor) SXM, 100으로 스톡하우젠 게엠베하(Stockhausen GmbH)에서 시판되는 것과 같은 초흡수 물질을 이들의 저장 코어에 함유한다. 초흡수 물질은 31ml/g의 이론적 용량을 갖고, 이는 에어펠트의 경우의 4ml/g과 함께 약 390ml의 이런 제품에 대한 디자인 용량을 제공한다. 추가로, 코어는 후방을 향해 전방 코어 가장자리로부터 28cm에서 출발하는 25.4cm의 길이상의 저장 코어에 겹쳐지는 "포획 패치"를 포함한다. 이 패치는 약 295g/m2의 기저 중량을 갖는 포획/분배 층으로서 작용하는 상표명 CMC로 웨어하에우즈 캄파니에서 공급하는 공기 적층된 화학적으로 처리된 강화된 셀룰로즈 물질(CS)로 제조된다. 본 발명의 양태에서, 층이 반복되는 분출(상기를 참조할 수있다)에서 쉽게 재부하되도록 이 포획/분배 층으로부터 유체가 제거되므로, 이들 물질의 궁극 저장 용량은 0으로 설정된다.
코어 디자인은 SAP와 에어펠트의 혼합물이 순수한 에어펠트의 얇은 층과 겹쳐지는(착용자를 향한 방향으로) 것이다. 코어의 형태는 438mmx115mm의 크기인 거의 직사각형이고, 가랑이 지점에서의 폭이 102mm로 약간 더 좁다. 혼합된 층은 길이방향 용량 분배 프로파일이 대략 하기와 같도록 기저 중량으로 프로파일링된다:
1번째 1/4(전방) : 140ml
2번째 1/4: 130ml
3번째 1/4: 70ml
4번째 1/4(후방): 50ml.
부합성 개선
제 1 시험은 저장 용량만의 재분배 효과를 지지하는 것을 목적으로한다. 이를 위해, "부합 연구"가 수행되었고, 2가지 제품이 파일로트 제조 설비에서 제조되었다. 먼저, 포획 패치를 갖지않음으로서 시판되는 물질과 상이한, 상기 개시된 시판되는 제품을 모사하기위한 기준 물질을 제조하였다.
이 제품을 용량 프로파일이 하기와 같도록 용량 프로파일이 상이하게 조절되는 점에서만이 상이한 "역 프로파일된" 디자인(실시예 2.1)과 비교하였다.
1번째 1/4(전방) : 120ml
2번째 1/4: 70ml
3번째 1/4: 60ml
4번째 1/4(후방): 140ml.
이들은 "부합 연구"에서 시험되었다. 시험 및 기준 제품은 합성 뇨로 인공적으로 부하되었고, 경험많은 어머니가 각각의 건조 기저귀에 대해, 먼저 150ml의 합성뇨로 부하되었을 때, 및 300ml의 합성 뇨로 부하되었을 때에 대한 부합 등급을 기록하였다.
각각의 제품에 대해, 다양한 부하에 대한 "총" 부합 등급 및 "다리사이의 부합" 등급을 조사하였다.
등급은 0(나쁨)에서 4(탁월함)으로 분류되었다.
제품을 17명의 무작위 선택된 유아에게 착용시켰다.
어머니가 매긴 부합 등급 실시예 2.2 실시예 2.1
총 부합 2.6 2.0
다리사이의 부합
건조시 3.0 2.0
150ml 부하시 2.9 1.9
300ml 부하시 2.6 1.4
이는 역 프로파일링된 것과 대조적으로 종래의 프로파일링된 기저귀의 부합 평가가 더 나쁨을 나타낸다.
역프로파일링의 성능 영향(혼합된 코어)
그러나, 소비자는 부합 개선으로 인해 성능이 손상되는 것을 원하지않는다. 성능에 대한 다양한 디자인의 영향을 평가하기위해, 제품들을 유체 포획 성능 및 재습윤의 매우 연관된 변수에 대해 실험실 시험에서 비교하였다.
이 시험의 경우, 제품들이 완전한 규모의 파일로트 라인에서 제조되었고, 하나의 기준 제품은 37%의 종래의 써던 연재 펄프와 함께 63%의 이심성 PE/PP BiCo 섬유(코드 ESEWA ex Danaklon AB, DK)를 웹으로 공기 적층시키고 이를 120gsm의 기저 중량에서 0.04g/cm3의 밀도로 공기 통과 결합시킴으로써 제조된 열 공기 통과 결합된 합성 포획 층에 의해 치환된 포획 패치를 갖는 점을 제외하고는 시판되는 시장 제품 디자인(실시예 3.1)을 모사한다. 다음 제품은 실시예 2.1에서 개시된 역 용량 프로파일과 실시예 3.3의 조합이었다.
제 3의 제품(실시예 3.1)은 실시예 1.2에서 개시된 바와 같은 가열 결합된 습윤 적층 물질을 추가로 포함하는 면에서 상이하다.
실시예 3.1 실시예 3.2 실시예 3.3
용량 분배 역 역 가랑이
포획 물질 공기통과 결합된 웹 공기통과 결합된 웹 공기통과 결합된 웹
분배물질 습윤적층 공기통과 종래의 티슈 종래의 티슈
가랑이에서의 유체 분배(%) 58 55 79
1회 분출시 포획 시험(ml/s) 2.9 3.6 3.2
4회 분출시 포획 시험(ml/s) 0.19 0.10 0.16
가랑이에서의 콜라겐 재습윤(mg) 268 283 262
후방에서의 콜라겐 재습윤(mg) 25 72 12
이들 자료는 그의 자체상의 역 프로파일링이 가랑이 대역에서 더 적은 용량을 제공함으로써 유체 분배를 개선시킬수 있지만, 이 이점이 특히 제품의 후방에서 더 나쁜 재습윤 성능과 타협된다는 것을 나타낸다. 이미 개선된 유체 분배 물질을 이용하는 것은 유체 분포 또는 포획 성능에 악영향을 미치지않고 이 단점을 개선시킨다.
종래의 프로파일링된 코어에서의 분배 물질 영향
우수한 분배 물질의 성능 장점은 역 프로파일 코어에서 더욱 예시된다. 이 효과를 강조하기위해, 종래의 기저귀(실시예 4.2, 실시예 2.2와 동일한 디자인)를 종래의 티슈가 개선된 분배 물질로 치환된(실시예 1에 개시된 바와 같이) 실시예 4.1과 비교하였다.
실시예 4.1 실시예 4.2
가랑이에서의 유체 분배(%) 91 88
1회 분출시 포획 시험(ml/s) 3.9 4.8
4회 분출시 포획 시험(ml/s) 0.59 0.82
가랑이에서의 콜라겐 재습윤(mg) 60 53
따라서, 개선된 유체 분배 물질은 실제로 성능을 개선시키고, 매우 한정된 정도로만 유체 분배를 변화시킨다.
층화된 코어
본 발명의 이점은 시험 매트릭스에서 추가로 예시되고, 코어는 초흡수체/플러프 혼합된 코어 없이 오히려 층화된 구조물로 파일로트 라인 제조될 수 있다.
전체 디자인은 실시예 3에서와 동일하고, 균일하게 블렌딩된 저장 코어를 15g의 초흡수성 분말이 상기 개시된 성형후 처리 개질된 화학적으로 결합된 분배 물질의 종래의 티슈중 하나의 층 사이에 낀 사각형 흡수 구조물로 치환함으로써 흡수 코어가 상이하게 고안되고 제조되었다. 초흡수성 적층물은 상기 언급된 제 EP-A-0,695,541 호에 보다 상세히 개시된 접착제 분무 적층 기술을 사용함으로써 90mm(집중됨)의 폭을 가졌다.
2개의 디자인("평평함"으로 언급된)의 경우, 적층물은 제품의 전체 길이를 통해 연장되고, 초흡수체 기저 중량은 355gsm이었다.
2개의 역 프로파일 디자인의 경우, 적층물은 가랑이 영역에 대해 167mm의 길이에 걸쳐 500gsm의 기저 중량에서 전방 및 후방 코어 가장자리 둘 모두로부터 연장되고 따라서 제품의 중앙 영역에서 약 130mm에는 초흡수체가 없었다. 중앙 영역이 전방을 향해 어긋나므로, 가랑이 영역의 일부는 본질적으로 초흡수체가 없다.
실시예 5.1 실시예 5.2 실시예 5.3 실시예 5.4
용량 프로파일 역 역 평평함 평평함
분배 물질 고 플럭스 종래 고 플럭스 종래
평균 평균 평균 평균
1회 분출시 포획 시험(ml/s) 3.95 2.92 3.91 2.89
4회 분출시 포획 시험(ml/s) 0.66 0.36 0.73 0.54
가랑이에서의 콜라겐 재습윤(㎍) 59 118 65 106
후방에서의 콜라겐 재습윤(㎍)
가랑이에서의 유체 분배(%) 56 58 70 73
이 표는 또한 제품의 성능에 대한 우수한 분배 물질의 이로운 효과를 나타낸다. 이는 또한 티슈 또는 고 플럭스 물질과는 무관하게 유체 분배가 역 프로파일 디자인에 의해 양성으로 영향을 받지않음을 나타낸다. 그러나, 명확하게, 재습윤은 주로 티슈 제품에 경우 손상된다.
이들 시험으로부터의 전체적인 결론은 바람직한 제품이 가랑이 대역에서 적은 궁극 저장 용량, 우수한 분배 물질, 바람직하게는 높은 플럭스 분배 물질을 가져 포획 및/또는 재습윤 값에 의해 측정하였을 때 제품이 여전히 우수한 유체 취급 성능을 갖는 것으로 요약될 수 있다.

Claims (26)

  1. 가랑이 영역 및 하나이상의 허리 영역을 포함하는 흡수 코어를 포함하는 흡수 제품에 있어서, 가랑이 영역이 하나이상의 허리 영역보다 더 낮은 궁극 유체 저장 용량을 갖고, 가랑이 영역이 또한 0.075g/cm2/sec 이상의 12.4cm에서의 플럭스를 갖는 고 플럭스(flux) 액체 분배 물질을 추가로 포함하는 흡수 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    고 플럭스 액체 분배 물질이 0.1g/cm2/sec 이상의 12.4cm에서의 플럭스를 갖는 흡수 제품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    고 플럭스 액체 분배 물질이 0.15g/cm2/sec 이상의 12.4cm에서의 플럭스를 갖는 흡수 제품.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    고 플럭스 액체 분배 물질이 수직 흡상 시험에서 정의된 바와 같은 12.4cm의 높이에 이르기위해 120초 미만의 흡상 시간을 갖는 흡수 제품.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    고 플럭스 액체 분배 물질이 90초 미만의 12.4cm의 높이에 이르기위한 흡상 시간을 갖는 흡수 제품.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    고 플럭스 액체 분배 물질이 50초 미만의 12.4cm의 높이에 이르기위한 흡상 시간을 갖는 흡수 제품.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이 흡수 코어의 평균 궁극 유체 저장 기저 용량의 0.9배 미만의 궁극 유체 저장 기저 용량을 갖는 흡수 제품.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이 흡수 코어의 평균 궁극 유체 저장 기저 용량의 0.7배 미만의 궁극 유체 저장 기저 용량을 갖는 흡수 제품.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이 흡수 코어의 평균 궁극 유체 저장 기저 용량의 0.5배 미만의 궁극 유체 저장 기저 용량을 갖는 흡수 제품.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이 흡수 코어의 평균 궁극 유체 저장 기저 용량의 0.3배 미만의 궁극 유체 저장 기저 용량을 갖는 흡수 제품.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이 코어의 총 궁극 유체 저장 용량의 49% 미만의 분절적 궁극 유체 저장 용량을 갖는 흡수 제품.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이 코어의 총 궁극 유체 저장 용량의 41% 미만의 분절적 궁극 유체 저장 용량을 갖는 흡수 제품.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이 총 코어의 궁극 유체 저장 용량의 23% 미만의 분절적 궁극 유체 저장 용량을 갖는 흡수 제품.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역의 길이가 총 흡수 코어의 길이의 절반인 흡수 제품.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
    흡수 코어의 총 궁극 저장 용량의 80%이상을 제공하는 궁극 유체 저장 물질을 포함하는 흡수 제품.
  16. 제 15 항에 있어서,
    궁극 유체 저장 물질이 흡수 코어의 총 궁극 저장 용량의 90%이상을 제공하는 흡수 제품.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    궁극 액체 저장 물질이 초흡수성 중합체를 포함하는 흡수 제품.
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    궁극 액체 저장 물질이 초흡수성 중합체를 포함하지않는 흡수 제품.
  19. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    궁극 액체 저장 물질이 개방 셀 흡수성 포움 물질을 포함하는 흡수 제품.
  20. 제 19 항에 있어서,
    흡수성 포움 물질이 고 불연속상 유중수적형(water-in-oil) 유화액으로부터 유래되는 흡수 제품.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역의 면적의 50%이상이 본질적으로 궁극 저장 용량을 함유하지않는 흡수 제품.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항중 어느 한 항에 있어서,
    궁극 저장 용량의 50% 미만이 제품의 전방 절반의 가랑이 대역으로부터 앞쪽으로 위치하고, 궁극 저장 용량의 50%이상이 제품의 후방 절반에 위치하는 흡수 제품.
  23. 제 22 항에 있어서,
    궁극 저장 용량의 33% 미만이 제품의 전방 절반의 가랑이 대역으로부터 앞쪽으로 위치하고, 궁극 저장 용량의 67%이상이 제품의 후방 절반에 위치하는 흡수 제품.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역에서 4회째 분출에 대해 0.6ml/sec 이상의 포획 성능을 갖는 흡수 제품.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역에서 180mg 미만의 포획후 콜라겐 재습윤 성능을 갖는 흡수 제품.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,
    가랑이 영역이, 강화된 셀룰로즈 섬유, 유칼립투스 유형 섬유 및 화학적 결합제 수지를 포함하는 화학적으로 결합된 습윤 적층 웹의 성형 후 처리에 의해 수득될 수 있는 물질을 포함하는 흡수 제품.
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