KR20010014225A - 높은 유체-처리능의 인서트 코어를 갖는 이중 흡수 코어요소 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개 이상의 요소를 포함하고, 이때 착용자를 향해 위치한 요소가 외부 요소에서보다 높은 극한 저장 용량을 갖고 우수한 피부 건조능을 추가로 제공하는 비일체형 흡수제품(410 및 520)에 관한 것이다.

Description

높은 유체-처리능의 인서트 코어를 갖는 이중 흡수 코어 요소 시스템{DUAL ABSORBENT CORE ELEMENT SYSTEM WITH HIGH FLUID HANDLING CAPABILITY INSERT CORE}

신체 분비물을 수거하는 가멘트는 당해 분야에 잘 알려져 있다. 이들 가멘트는 뇨, 대변 및 신체에서 배설된 다른 물질을 수용하고 봉쇄하며 신체 및 착용자의 주변부로부터 이들 분비물을 단리시키도록 디자인된다. 전형적으로, 이들 가멘트는 2개의 주요 부분, 즉 흡수 요소 및 고정 및 밀봉 요소(예: 테이프, 탄성물질 등)를 갖는다. 특정 양태에서, 상기 2개의 부분 모두는 일체형 흡수제품, 예컨대 현재 시판중인 다수의 유아용 기저귀를 형성하며, 다른 양태에서, 예컨대 흡수 패드를 탄성화된 팬츠(pant)와 합치는 경우에 상기 2개의 부분은 일체형이 아니다. 다른 통상적인 시도에서는, 제 1 흡수 요소의 용량을 향상시키는 "인서트(insert)"와 함께 흡수 요소 및 고정 요소 둘다를 포함한 일체형 제품을 사용하여 이의 불충분한 흡수능을 보충하고자 한다.

전반적으로, 내부의 제 2 흡수 요소를 제거하고자 하는 목적으로 제 1 요소의 수행능력을 개선시키는데 모든 관심이 쏟아졌다.

그러나, 이들 모든 시도는 적어도 보통의 흡수능을 갖는 외부 요소와 높은 성능의 내부 요소를 조합하는 경우에 부각되는 이점을 인지하지 못하였다.

발명의 목적

따라서, 본 발명의 목적은, 제 1 흡수 요소를 포함하는 외부 흡수 요소 및 우수한 피부 건조능의 제 2 흡수 요소를 포함하는 내부 요소를 포함하는, 비일체형 흡수제품을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은, 요소중 하나가 각각의 부하에 따라 제거되어 폐기되고 다른 하나가 상기 제 1 요소의 수회의 교체 동안 사용될 수 있는 비일체형 흡수제품을 제공하는 것이다.

발명의 요약

본 발명은 2개 이상의 요소를 포함하고, 이때 착용자를 향해 위치한 요소가 외부 요소에 비해 보다 높은 극한 저장 용량을 가지며 우수한 피부 건조능을 제공하는 흡수제품에 관한 것이다.

본 발명은 기저귀, 실금자용 제품, 생리대 및 배변 연습용 팬티 등과 같은 일회용 흡수제품에 관한 것으로, 특히 2개의 흡수 요소(이때, 외부 요소는 제 1 고정 수단을 포함하고, 내부 요소는 높은 성능 흡수 요소를 포함한다)를 포함하는 제품에 관한 것이다.

도 1은 설치된 포획 시험 스탠드를 도시한다.

도 2는 설치된 포획후 콜라겐 재습윤 방법(Post Acquisition Collagen Rewet Method: PACORM)을 위한 시험을 도시한다.

본원에 사용된 바와 같은, "흡수제품"이라는 용어는 신체 분비물을 흡수하여 봉쇄하는 장치를 지칭하며, 보다 구체적으로는 착용자의 신체에 맞대거나 이에 근접하게 위치하여 신체로부터 배출되는 다양한 분비물을 흡수하여 봉쇄하는 장치를 지칭한다. "일회용"이라는 용어는 오염되거나 부하된 후 세탁하거나 달리 흡수제품으로서 복원되지 않도록 하는(즉, 한번 부하되거나 오염된 후 폐기시키도록, 바람직하게는 재생되거나 퇴비화되거나 또는 환경 친화적 방식으로 폐기되도록 하는) 흡수제품을 설명하기 위해 본원에서 사용된다. 본 발명의 설명중에서, 일회용 흡수제품은 2개의 요소를 포함하는데, 이들중 한 요소 - 다시 말하면 착용자의 신체를 향해 위치한 내부 요소 - 는 각각의 "교체"시 새로운 것으로 배치되도록 의도되지만, 다른 요소 - 다시 말하면, 외부 요소, 즉 가멘트 측부상에 위치한 요소 - 는 수개의 내부 요소의 착용 기간보다 길게 사용될 수 있다. 따라서, 외부 요소는 "일회 사용"에 대해 여전히 "일회용"이지만, 상기 사용 기간은 내부 요소를 하나 이상 사용하는 기간 이상으로 연장하여 사용할 수 있다. 외부 요소의 총 사용 기간을 살펴보면, 이와 함께 수개의 내부 요소들이 사용될 수 있지만, "흡수제품"이라는 하기 용어는 기간중 어느 한 시점에서 함께 착용되는 하나의 내부 요소와 하나의 외부 요소의 조합 형태를 지칭한다.

본 발명에 따른 제품의 의도된 사용자 군은 성인 실금자이지만, 또한 유아 등, 즉 일반적으로 제품에 대해 - 교체된 부분에 대해 - 상당한 뇨 부하를 제공하고, 또한 대변 물질 부하를 제공하는 사용자들이기도 하다.

본 발명에 따른 제품은 일반적으로 착용자의 하체에 또는 그 주위에 착용된다. 의도된 용도는 제 1 외부 요소 및 제 2 내부 요소 둘다가 사용자에게 적용되도록 하는 것이다. 이들 요소는 부하가 제 2 (내부) 요소에 의해 포착되도록 배열된다. 필요하면, 이는 새로운 제 2 (내부) 요소에 의해 교체되고 대체될 수 있다. 오염 후 신속하게 교체되지 않거나 다량으로 (예컨대 대변으로) 부하되면, 또한 제 1 요소가 부하되고/되거나 오염될 것이다. 따라서, 상기 제 1 (외부) 요소는 제 2 (내부) 요소에 대한 일회 이상의 사용 주기보다 많이 사용될 수 있다.

본 발명의 제 1 요소 및 제 2 요소는 몸체부(chassis) 및 코어 성분 둘다를 포함하고, 즉, 상기 요소 둘다는 흡수성을 제공하고, 외부, 즉 배면시이트에 대한 밀봉을 위한 수단을 제공하며, 고정 등을 위한 추가의 수단을 포함할 수 있다.

제 1 흡수 요소

제 1 흡수 요소는 일반적으로 제 1 흡수 코어(하위-구조물로 이루어질 수 있음), 유체 투과성 상면시이트, 유체 불투과성 배면시이트, 또는 선택적으로 폐쇄 요소 또는 탄성부와 같은 부재를 포함한다.

제 1 요소는 이의 착용자 대향면상의 액체 투과성 상면시이트; 착용자로부터 멀리 대향하는 제 1 요소의 대향면상의 액체 불투과성 배면시이트; 상기 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치한 흡수 코어를 포함한다.

상면시이트 및 배면시이트는 종종 코어 주위의 주변부내의 상기 2개의 시이트를 합치도록 흡수 코어보다 큰 치수를 갖고, 이로써 하부-요소의 구조적 일체성을 제공한다.

상면시이트, 배면시이트 및 흡수 코어가 잘 알려진 다양한 형태로 조립될 수 있지만, 바람직한 기저귀 형태는 일반적으로 1975년 1월 14일자로 뷰엘(Kenneth B. Buell)에게 허여된 "일회용 기저귀를 위한 수축가능한 측면부(Contractable Side Portions for Disposable Diaper)"라는 명칭의 미국 특허 제 3,860,003 호; 및 1991년 6월 13일자로 출원된 뷰엘 등의 "미리 배치된 탄성의 가요성 힌지를 갖는 동력적 탄성 허리부를 갖는 흡수제품(Absorbent Article With Dynamic Elastic Waist Feature Having A Predisposed Resilient Flexural Hinge)"의 미국 특허원 제 07/715,152 호에 기술되어 있다.

배면시이트는 단일한 연속층의 접착제, 패턴화된 층의 접착제 또는 일련의 별도의 선, 나선 또는 점의 접착제에 의해 흡수 코어에 고착될 수 있다. 미네소타주 세인트 폴 소재의 에이치 비 풀러 캄파니(H. B. Fuller Company)에 의해 제조되어 HL-1258로서 시판중인 접착제가 만족스러운 것으로 밝혀졌다. 부착 수단은 바람직하게는 1986년 3월 4일자로 미네톨라(Minetola) 등에게 허여된 "일회용 오염-봉쇄 가멘트(Disposable Waste-Containment Garment)"라는 명칭의 미국 특허 제 4,573,986 호에 개시된 바와 같은 접착제의 필라멘트의 개방 패턴의 망상조직을 포함하고, 보다 바람직하게는 1975년 10월 7일자로 스프라그 주니어(Sprague Jr.)에게 허여된 미국 특허 제 3,911,173 호; 1978년 11월 22일자로 지커(Zieker) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,785,996 호; 및 1989년 6월 27일자로 웨레니쯔(Werenicz)에게 허여된 미국 특허 제 4,842,666 호에 제시된 장치 및 방법에 의해 예시된 바와 같은 나선 패턴으로 감겨진 몇몇 선의 접착제 필라멘트를 포함한다. 다르게는, 부착 수단은 열결합, 압력 결합, 초음파 결합, 동력 기계 결합, 또는 임의의 다른 적합한 부착 수단 또는 당해 분야에 알려진 이들 부착 수단의 조합을 포함할 수 있다.

배면시이트는 액체(예: 뇨)에 불투과성이며, 다른 가요성 액체 불투과성 물질이 또한 사용될 수 있더라도 얇은 플라스틱 필름으로부터 제조될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "가요성"이라는 용어는 유연한 물질을 지칭하며, 신체의 일반 형태 및 외형에 순응적으로 용이하게 변형될 것이다. 따라서, 배면시이트는 직조된 물질 또는 부직 물질, 중합체성 필름(예: 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 열가소성 필름), 또는 복합 물질(예: 필름-코팅된 부직 물질)을 포함할 수 있다. 따라서, 배면시이트는 약 0.012mm 내지 약 0.051mm의 두께를 갖는 열가소성 필름일 수 있다. 배면시이트를 위한 이러한 물질은 예컨대 미국 인디아나주 테레 하우테 소재의 트레데가 인더스트리즈 인코포레이티드(Tredegar Industries, Inc.)에 의해 제조된 RR8220 취입성형된 필름 및 RR5475 주조된 필름이 포함된다. 배면시이트는 엠보싱되고/되거나 매트 처리되어 보다 의복-유사 외형을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 배면시이트(26)는 분비물이 이를 통해 통과하는 것을 여전히 막으면서도 증기는 투과되어 관통할 수 있게 할 수 있다(즉, 통기성이게 할 수 있다).

바람직한 양태에서, 제 1 요소는 탄성화된 다리 커프스, 보다 더 바람직하게는 추가로 탄성 차폐용(gasketing) 커프스를 포함하며, 이들 각각은 미국 특허 제 4,695,278 호에 기술된 바와 같은 하나 이상의 탄성 스트랜드를 갖는다. 제 1 요소는 개선된 정합성 및 봉쇄성을 제공하는 탄성 허리부를 추가로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 하나는 전방 허리 영역에 위치하고 다른 하나는 후방 허리 영역에 위치하는 2개의 탄성 허리부를 갖는다. 제 1 요소는 다른 탄성부(예: 탄성 측부 패널)를 추가로 포함할 수 있으며, 이들 탄성부는 제품의 지속적인 정합성을 개선시킨다.

바람직하게는 제 1 요소는 우선 제품이 착용자상에 적합한 위치에 놓이도록 고정 수단을 포함한다. 이로 인해, 제 2 요소는 은연중에 너무 고정되어 이들 수단이 제 2 요소를 고려한 디자인 및 치수로 제공되지 못할 것이다. 이러한 고정 수단은 통상의 접착제 테이프 또는 기계적 폐쇄 시스템일 수 있지만, 또한 제 1 요소의 일부 착용자의 피부에 부착된는 국부 접착제를 포함할 수 있다.

일반적으로, 이러한 탄성부 또는 폐쇄부는 당해 분야에 잘 알려져 있는데, 이의 예로는 참고로 본원에 이용되어 있는 E 0254476 호(알레머니(Alemany)) 또는 WO 93/16669 호에 기술되어 있다.

제 1 요소는 필수 부재로서 제 1 흡수 코어 요소를 갖는다. 이는 대부분의 분비물을 받아들이거나 - 특정 부하 영역에 - 착용자의 피부에 직접적으로 접촉하고자 하지 않기 때문에, 특징적이지만 그리 엄격하지 않은 흡수성의 요건을 충족시켜야 한다. 이로써, 충분히 높은 액체 흡수 용량을 가져야 한다. 75mL의 극한 저장 용량이 특정 적용에 대해 충분하다고 밝혀졌지만, 90mL의 경우가 일반적으로 보다 바람직하고, 165mL 이상이 가장 바람직하다.

또한, 제 1 흡수 코어 요소는 일반적으로 압축성 및 순응성에 의해 제품의 전체 유연성에 기여할 것이다.

제 2 흡수 요소

제 2 흡수 요소는 사용시 제 1 (외부) 요소의 내면에 위치하고자 한다. 그러나, 이러한 배열은 인서트로부터 잘 알려져 있지만, 이들은 추가로 기술되는 특정 유체 처리에 대한 본 발명의 요건을 충족시키지 못한다. 상기 제 2 요소는 상면시이트 및 배면시이트로 구성되는데, 이들은 본질적으로 제 1 요소에 대한 동일한 요건 또는 이와 유사한 요건을 충족시키며, 또한 제 2 요소는 일반적으로 제 2 흡수 코어의 길이 및 폭 치수보다 크다.

선택적이며 바람직하게는, 제 2 요소는 고정 및 밀봉부(예: 폐쇄 요소 또는 탄성부)를 포함하며, 이는 요소 둘다를 지지하게 할 필요는 없지만, 제 1 요소의 고정 및 밀봉 요소를 보충하는, 예컨대 제품의 정합성을 보존하고 유지하는 목적을 갖는다. 이러한 고정 수단은 "팬티 고착용 접착제"로서 잘 알려진 접착용 제품이며, 본원을 살펴보면 착용자의 언더웨어에 고정되지 않지만 제 1 요소에 고정된다. 이러한 접착제는 사용전에 곧바로 벗겨지거나 달리 활성화된다. 이러한 접착제는 또한 기계적 고정 수단, 예컨대 잘 알려진 후크-루프 시스템, 또는 제 1 요소의 표면(예: 부직 표면)과 맞물리기 위해 제 2 요소의 배면시이트에 부착된 후크 부재에 의해 간단히 위치를 잡게 된다. 이러한 고정 수단은 또한 제 2 요소를 착용자의 피부에 고정시키는 국부용 접착제일 수 있다.

부분적으로 바람직하지만 선택적인 이들 부재와 더불어, 제 2 흡수 요소는 엄격한 액체 처리능 요건을 충족시키는 것이 필요하며, 이는 하기 물질 및 디자인에 의해 달성될 수 있다.

제 2 흡수 코어 요소

제 2 흡수 코어는 일반적으로 압축성이고, 순응적이고, 착용자의 피부에 대해 비자극적이며, 뇨 및 다른 특정 신체 분비물과 같은 액체를 흡수 및 봉쇄할 수 있어야 한다. 제 2 흡수 코어는 가멘트 표면("저부" 또는 "기부"), 신체 표면, 측면 가장자리 및 허리 가장자리를 갖는다. 흡수 코어는 에어펠트(airfelt)로서 일반적으로 지칭되는 분쇄된 목재 펄프; 코폼(coform)을 포함하는 용융 취입된 중합체; 화학적으로 보강되거나, 개질되거나, 가교 결합된 셀룰로즈성 섬유; 티슈 포장재 및 티슈 적층물을 포함하는 티슈와 같은, 일회용 기저귀 및 다른 흡수제품에 통상적으로 사용되는 광범위한 액체 흡수성 또는 액체 처리성 물질을 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

흡수 구조물에 대한 예는, 1986년 9월 9일자로 웨이스만(Weisman) 등에게 허여된 "고밀도 흡수 구조물(High-Density Absorbent Structures)"이라는 명칭의 미국 특허 제 4,610,678 호; 1987년 6월 16일자로 웨이스만 등에게 허여된 "이중층 코어를 갖는 흡수제품(Absorbent Articles With Dual-Layered Cores)"이라는 명칭의 미국 특허 제 4,673,402 호; 1989년 12월 19일자로 앵스타트(Angstadt)에게 허여된 "더스팅층을 갖는 흡수 코어(Absorbent Core Having A Dusting Layer)"라는 명칭의 미국 특허 제 4,888,231 호; 베윅-손타그(Bewick-Sonntag) 등의 EP-A-0 640 330 호; 미국 특허 제 5 180 622 호[베르그(Berg) 등]; 미국 특허 제 5 102 597 호[로에(Roe) 등]; 미국 특허 제 5 387 207 호[라본(LaVon)]에 기재되어 있다. 이러한 구조물들은 흡수 코어(28)로서 사용되기 위하여 하기 제안된 요건과 상용적으로 채택될 수 있다.

제 2 흡수 코어는 일체형 코어 구조일 수 있거나 수개의 흡수 하위-구조물의 조합일 수 있으며, 이는 하나 이상의 하위-구조물로 구성될 수 있다. 구조물 또는 하위-구조물의 각각은 본질적으로 2차원적 연장부(즉, 층으로 형성됨) 또는 3차원적 형태를 가질 수 있다.

제 2 흡수 코어 요소에 사용하기 위한 물질

본 발명을 위한 제 2 흡수 코어 요소는 섬유성 웹 또는 섬유성 매트릭스를 형성하도록 섬유성 물질을 포함할 수 있다.

본 발명에 유용한 섬유는 천연적으로 생성되는 섬유(개질되거나 개질되지 않은 섬유) 뿐만 아니라 폴리올레핀(예: 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌)과 같은 합성적으로 제조된 섬유인 것을 포함한다.

적합한 천연-생성 섬유는 크래프트(Kraft) 및 설파이트 공정과 같은 널리 알려진 화학 공정으로부터 수득될 수 있는 목재 펄프 섬유이다. 또한, 화학적으로 보강된 셀룰로즈성 섬유가 적합하고, 여기서 예를 들면 가교 결합제가 섬유에 적용될 수 있고, 따라서 적용 이후에 섬유의 강성을 증가시킬 수 있는 섬유내 가교 결합을 화학적으로 형성하도록 유도한다. 섬유를 화학적으로 보강하는 섬유내 가교 결합의 사용이 바람직하지만, 섬유의 화학적 보강을 위한 다른 유형의 반응을 배제함을 의미하는 것은 아니다.

개별화된 형태로 가교 결합에 의해 보강된 섬유(즉, 개별화된 보강 섬유 뿐만 아니라 이를 제조하기 위한 방법)는 US-A-3,224,926 호; US-A-3,440,135 호; US-A-3,932,209 호; US-A-4,035,147 호; US-A-4,898,642 호; 및 US-A-5,137,537 호에 개시되어 있다.

추가로 또는 다르게는, 섬유를 크게 손상시키지 않는 온도에서 용융될 수 있는 임의의 열가소성 중합체로부터 제조되는 것과 같은 합성 또는 열가소성 섬유가 제 2 흡수 구조에 포함될 수 있다. 열가소성 물질이 폴리올레핀(예: 폴리에틸렌)과 같은 다양한 열가소성 중합체로부터 제조될 수 있다. 소수성 열가소성 섬유의 표면은 비이온성 또는 음이온성 계면활성제와 같은 계면활성제로 처리함으로써(예를 들면, 계면활성제를 섬유에 분사하거나, 섬유를 계면활성제에 침지시키거나 열가소성 섬유 제조에서 용융된 중합체의 일부로서 계면활성제를 포함시킴으로써) 친수성으로 만들 수 있다. 용융 및 재고체화시에, 계면활성제는 열가소성 섬유의 표면에 잔존하는 경향이 있다.

적합한 열가소성 섬유는 단일한 중합체(일성분 섬유)로부터 제조될 수 있거나 하나 이상의 중합체(예를 들면, 이성분 섬유)로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, "이성분 섬유"는 상이한 중합체로부터 제조된 열가소성 쉬스(sheath)내에 쌓인 하나의 중합체로부터 제조된 코어 섬유를 구성하는 열가소성 섬유를 지칭할 수 있다. 쉬스를 구성하는 중합체는 종종 코어를 구성하는 중합체에 비해 상이하며 전형적으로 더 낮은 온도에서 용융된다. 결과적으로, 이러한 이성분 섬유는 쉬스 중합체의 용융으로 인해 열결합을 제공하지만 코어 중합체의 바람직한 강도 특성을 유지한다.

열가소성 섬유의 경우, 그들의 길이는 특정 융점 및 이들 섬유에 요구되는 다른 특성에 따라서 변화될 수 있다. 전형적으로, 이들 열가소성 섬유는 길이가 약 0.3 내지 약 7.5cm, 바람직하게는 약 0.4 내지 약 3.0cm이다. 또한, 이들 열가소성 섬유의 융점을 비롯한 특성은 섬유의 직경[캘리퍼(caliper)]를 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 이들 열가소성 섬유의 직경은 전형적으로 데니어(g/9000m) 또는 데시텍스(g/10,000m, dtex)의 용어로 정의된다. 구조물내에서의 특정 배열에 따라서, 적합한 열가소성 섬유는 0.4dtex와 같은 1dtex 미만 내지 약 20dtex의 범위의 데시텍스를 가질 수 있다.

상기 섬유성 물질은 흡수제품이 제조되는 경우 개별화된 형태로 사용될 수 있고, 공기적층된 섬유 구조가 라인상에서 형성된다. 또한, 상기 섬유는 예비성형된 섬유성 웹 또는 티슈로서 사용될 수 있다. 이어서, 이들 구조물을 본질적으로 끝이 없거나 매우 긴 형태로[예를 들면, 롤 및 스풀(spool)상에] 제품의 제조에 전달될 수 있고, 이어서 적합한 크기로 절단된다. 이는 이들이 다른 물질과 조합하여 흡수 코어를 형성하기 전에 개별적으로 상기 물질의 각각에 대해 수행되고, 이 때 코어 자신은 절단되고 상기 물질은 코어와 함께 동시 연장될 수 있다. 상기 웹 또는 티슈를 제조하는 다양한 방법이 있고 상기 공정은 당해 분야에 잘 알려져 있다.

섬유상 웹에 추가로 또는 다르게는, 흡수 코어는 발포체와 같은 다른 다공성 물질을 포함할 수 있다. 바람직한 발포체는 고도의 내부상 수중유적형 에멀젼(High Internal Phase Water-in-Oil Emulsion: 이후에는 HIPE로서 언급됨)을 중합함으로써 유도된 개방-기포형(open-celled) 흡수 중합체성 발포체 물질이다. 이러한 중합체성 발포체가 형성되어, 1995년 10월 13일자로 출원된 미국 특허원 제 08/542,497 호[다이어(Dyer) 등]와 동시계류중인, 1995년 11월 25일자로 출원된 미국 특허원 제 08/563,866 호[데스마라이스(DesMarais) 등](이후 본원에서 "866 특허출원"으로 언급됨); 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(데스마라이스 등)에 기재된 바와 같은 필수적인 저장 특성 뿐만 아니라 필수적인 분배 특성을 제공할 수 있다.

초흡수성 중합체 또는 하이드로겔

선택적이며 종종 바람직하게는, 본 발명에 따른 흡수 구조물은 초흡수성 중합체 또는 하이드로겔을 포함할 수 있다. 본 발명에 유용한 하이드로겔-형성 흡수성 중합체는 실질적으로 수불용성이지만 다량의 액체를 흡수할 수 있는 다양한 수팽윤성 중합체를 포함한다. 또한, 이러한 중합체 물질은 통상적으로 "하이드로콜로이드" 또는 "초흡수성" 물질로서 언급된다. 이들 하이드로겔-형성 흡수 중합체는 바람직하게는 설폰산, 보다 전형적으로는 카복실기와 같은 다중의 음이온성 작용기를 갖는다. 본원에 사용하기에 적합한 중합체의 예는 중합가능하고 불포화되고 산을 함유하는 단량체로부터 제조된 중합체를 포함한다.

본 발명에 적합한 하이드로겔-형성 흡수성 중합체는 카복실 그룹을 함유한다. 이러한 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-아크릴산 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 임의의 상기 공중합체중 가볍게 망상-가교결합된 중합체, 부분적으로 중화된 폴리아크릴산 및 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 가볍게 망상-가교결합된 중합체를 포함한다. 이들 중합체는 단독으로 또는 둘 이상의 상이한 중합체의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 이러한 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.

하이드로겔-형성 입자를 제조하는 데에 사용하기 위한 가장 바람직한 중합체 물질은 부분적으로 중화된 폴리아크릴산 및 그의 전분 유도체의 가볍게 망상-가교결합된 중합체이다. 가장 바람직하게는, 하이드로겔-형성 입자는 약 50 내지 약 95%, 바람직하게는 약 75%의 중화되고 가볍게 망상-가교결합된 폴리아크릴산(즉, 폴리 나트륨 아크릴레이트/아크릴산)을 포함한다.

상기 기재된 바와 같이, 하이드로겔-형성 흡수 중합체는 바람직하게는 가볍게 망상-가교결합된다. 망상-가교결합화는 중합체가 실질적으로 수불용성이 되게 하고, 부분적으로는, 전구체 입자 및 생성되는 미세구조의 흡수능 및 추출성 중합체 함량 특성을 결정한다. 중합체를 망상-가교결합시키기 위한 공정 및 전형적인 망상-가교결합제는 본원에 이전에 언급된 미국 특허 제 4,076,663 호 및 DE-A-4020780 호[다흐멘(Dahman)]에 보다 자세히 기재되어 있다.

초흡수 물질은 입자 형태 또는 섬유 형태로 사용될 수 있고, 또한 다른 요소와 혼합하여 예비성형된 구조를 형성할 수 있다.

개별적인 요소가 별도로 개시되어 있지만, 흡수 구조물 또는 하위-구조물은 이러한 요소의 하나 이상을 조합하여 제조될 수 있다.

제 1 흡수 요소와 제 2 흡수 요소의 상호작용

본 발명의 주요 특징은 2개의 요소의 상호작용 효과인데, 즉 사용 동안 제 2 요소가 우선 부하된다. 이로서, 우수한 재습윤 성능 시험(예: PACORM 시험)에 나타나는 바와 같은 제 2 요소의 높은 성능은 우수한 피부 상태(예: 피부 건조)를 확보한다.

그러나, 특정 부하 상황에서, 상기 내부 요소의 높은 성능도 불충분하며, 제 1 요소는 또한 과도한 액체 또는 대변으로 인해 부하되며, 따라서 누수를 막을 것이다.

이제, 종래 기술의 구조에서 제 2 (인서트) 요소는 외부 요소를 지지하지만 종래 기술의 제품의 기능은 본 발명에 따라 제 1 요소가 제 2 요소를 지지함으로써 본질적으로 바뀌었다.

대부분의 경우, 제 2 요소는 착용자 스스로 또는 보호자(예: 간호사 또는 부모)에 의해 부하시 교체될 것이다.

대부분의 경우에 제 1 요소는 결코 오염되지 않기 때문에, 예외적으로 부하되기까지, 또는 연장하여 착용한 후 새로운 제 1 요소가 사용되기까지 수회 재사용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 모든 제품이 165mL 이상, 바람직하게는 240mL의 극한 저장 용량을 갖도록 요망되지만, 보다 바람직하게는 330mL 이상 및 가장 바람직하게는 375mL보다 큰 또는 또한 390mL보다 큰 극한 저장 용량을 갖도록 요망된다. 추가로, 제 2 요소가 75mL보다 큰, 바람직하게는 90mL의 극한 저장 용량을 갖도록 요망되지만, 보다 바람직하게는 165mL 이상 및 가장 바람직하게는 300mL보다 큰 극한 저장 용량을 갖도록 요망된다.

따라서, 제 2 요소는 흡수제품의 극한 저장 용량의 55% 이상, 바람직하게는 65%보다 크지만, 보다 더 바람직하게는 75%보다 큰 및 가장 바람직하게는 80%보다 크게 제공하기를 요망한다.

추가로, 제 2 요소는 낮은 PACORM값에 표기한 바와 같이 예컨대 약 100mg보다 적게, 보다 더 바람직하게는 80mg보다 낮은 재습윤 요건을 충족시켜야 하지만, 가장 바람직하게는 72mg 이하의 낮은 재습윤 요건을 충족시켜야 한다.

시험 절차

포획 시험

본 실험은 약 22+/-2℃ 및 35+/-15% 상대 습도에서 수행되어야 한다. 이러한 시험 방법에서 사용된 합성뇨는 제이코 신우린(Jayco SynUrine)으로서 통상적으로 공지되고, 펜실베니아주 캠프 힐 소재의 제이코 파마슈티칼즈 캄파니(Jayco Pharmaceuticals Company)에서 시판중이다. 합성뇨에 대한 제법은 KCl 2.0g/L; Na₂SO₄2.0g/L; (NH₄)H₂PO₄0.85g/L; (NH₄)H₂PO₄0.15g/L; CaCl₂0.19g/L; 및 MgCl₂0.23g/L이다. 모든 화학 물질은 시약 등급으로 이루어진다. 합성뇨의 pH는 6.0 내지 6.4의 범위이다.

도 1에 있어서, 흡수 구조물(410)을 펌프[미국 시카고주 소재의 콜레 파머 인스트루먼츠(Cole Parmer Instruments)에 의해 시판중인 모델 7200-00]를 사용하여 샘플 표면 위의 5cm의 높이로부터 15mL/sec의 속도로 합성뇨를 75mL의 분출량으로 부하시킨다. 뇨를 흡수하는 시간을 타이머를 사용하여 기록한다. 제품이 충분히 부하될 때까지 정확히 5분의 분출 간격으로 분출을 반복적으로 수행한다. 현재 시험 자료를 4회의 부하에 의하여 수득하였다.

흡수 코어, 상면시이트 및 배면시이트를 포함하는 완전한 흡수제품 또는 흡수 구조물일 수 있는 시험 샘플을 퍼스펙스 박스(perspex box)내의 발포체 플렛폼(platform)(411)[단지 그의 기판(412)만이 도시된다] 위에 편평하게 놓이도록 배열되었다. 중간에 5cm 직경의 개구부를 갖는 퍼스펙스 판(413)을 구조물의 부하 대역 위의 샘플 상부에 두었다. 합성뇨를 접착된 원통(414)을 통하여 샘플에 도입하고, 개구부내에 접착시킨다. 전극(415)을 흡수 구조물(410)의 표면과 접촉하여 판의 가장 낮은 표면상에 위치시켰다. 전극을 타이머에 연결시켰다. 적재물(416)을 예컨대 유아의 체중을 모의실험하기 위하여 판의 상부에 위치시켰다. 예를 들면, 통상적으로 구입가능한 맥시(MAXI) 크기에 대해 20kg의 추(416)를 올려놓음으로써 약 50g/cm²(0.7psi)의 압력에 이르게 하였다.

시험 유체가 원통내로 도입되는 경우, 이는 흡수 구조물의 상부에 전형적으로 쌓이고 이로 인해 전극 사이에서 전기 회로가 완성된다. 시험 유체로 충전되어 유지되는 약 8mm 직경의 튜브를 사용하여 시험 유체를 펌프로부터 시험 조립체로 전달한다. 따라서, 유체는 펌프가 작동됨과 본질적으로 동시에 튜브로부터 이탈하기 시작한다. 이 때, 또한 타이머가 작동하기 시작하고, 흡수 구조물이 뇨의 분출물을 흡수하고 전극 사이의 전기적 접촉이 붕괴되는 때에 정지된다.

포획 속도는 단위 시간(sec)당 흡수된 분출물 부피(mL)로서 정의된다. 포획 속도를 샘플에 도입되는 각 분출물에 대해 계산하였다. 특히 본 발명의 관점에서의 흥미있는 것은 4회의 분출물중 첫번째 및 가장 마지막 분출물이다.

이러한 시험은 주로 약 300mL의 설계 용량을 위한 맥시 크기의 제품으로서 일반적으로 언급되고 약 300mL 내지 400mL의 각각의 극한 저장 용량을 갖는 제품을 평가하기 위해 주로 고안된다. 상당히 상이한 용량을 갖는 (예컨대, 성인 실금자용 제품에 대해 생각될 수 있는) 제품이 평가되어야 한다면, 분출당 특정한 유체 부피의 설정은 총 제품 디자인 용량의 약 20%로 적절하게 조정되어야 하고, 표준 시험 프로토콜로부터의 편차가 기록되어야 한다.

포획후 콜라겐 재습윤 방법(도 2를 참조)

시험을 수행하기 전에, 독일 바인하인 소재의 나투린 게엠베하(NATURIN GmbH)에서 코피(COFFI)라는 명칭으로 시판중이고 약 28g/m²의 기본 중량을 갖는 콜라겐 필름을, 예컨대 샘플 절단 장치를 사용함으로써 90mm 직경의 시이트로 절단하고 12시간 이상 동안 시험 방의 조절된 환경(상기 참조)에서 필름을 평형으로 유지하게 함으로써 제조하였다(모든 콜라겐 필름 처리에서 핀셋을 사용한다).

상기 포획 시험의 마지막 분출물이 흡수된 후 5분 이상이지만, 6분 이하 동안 덮개 판 및 추를 제거하고 시험 샘플(520)을 조심스럽게 랩 벤치(lab bench)에 편평하게 두었다.

예비 절단되고 평형이 유지된 콜라겐 물질(510) 4개의 시이트를 1mg의 정밀도로 칭량한 후, 제품의 부하점의 중심에 위치시키고 직경이 90mm, 두께가 약 20mm인 퍼스펙스 판(530)으로 덮었다. 15kg의 추(540)를 조심스럽게 부가하였다(또한, 중심에). 30+/-2초 후에, 추 및 퍼스펙스 판을 조심스럽게 다시 제거하고 콜라겐 필름을 재칭량하였다.

포획후 콜라겐 재습윤 방법의 결과는 mg으로 표기되는 콜라겐 필름의 수분 포착이다.

이러한 시험 프로토콜이 상이한 크기의 유아용 기저귀, 성인 실금자용 제품 또는 생리용품과 같은 특정 제품 유형에 따라서, 또는 부하 유체의 유형과 양 및 흡수 물질의 양과 크기의 변화에 의해서, 또는 적용가능한 압력의 변화에 의해서 쉽게 조정될 수 있음을 추가로 주지해야 한다. 일단 이들 관련 변수를 한정하면, 상기 변화는 당해 분야의 숙련가에게 명백할 것이다. 조정된 시험 프로토콜로부터의 결과를 고려하고, 제품은 실제적인 사용 기본 조건을 갖는 표준 통계적 방법에 따른 고안된 실험에서와 같이 규명된 관련 변수를 쉽게 최적화할 수 있다.

티백 원심분리 용량 시험(TCC 시험)

TCC 시험이 특히 초흡수 물질에 대해 발전되어 왔지만, 이는 다른 흡수 물질에 쉽게 적용될 수 있다.

티백 원심분리 용량 시험은 흡수 물질에서의 액체의 보유도의 측정값인 티백 원심분리 용량 값을 측정한다.

흡수 물질을 20분 동안 0.9중량%의 염화나트륨 용액에 침지된 "티백"내에 넣고, 3분 동안 원심분리한다. 보유된 액체 중량 대 건조 물질의 초기 중량의 비율은 흡수 물질의 흡수 용량이다.

증류수내의 0.9중량%의 염화 나트륨 2L를 24cm×30cm×5cm의 치수를 갖는 트레이에 담았다. 액체 충전 높이는 약 3cm이어야 한다.

티백 파우치(pouch)는 6.5cm×6.5cm의 치수를 갖고 독일 뒤셀도르프 소재의 티카네(Teekanne)에서 시판중이다. 파우치를 표준 부엌용 플라스틱 백 밀봉 장치[예를 들면, 독일 소재의 크룹스(Krups)에서 시판중인 파쿠팩2 플루스(VACUPACK2 PLUS)]에 의해 열밀봉한다.

티백을 부분적으로 조심스럽게 절개하여 개봉한 후 칭량한다. +/-0.005g으로 정밀하게 칭량된 흡수 물질 샘플 약 0.200g을 티백에 넣는다. 이어서, 티백을 열밀봉기로 폐쇄하였다. 이것을 샘플 티백이라고 지칭한다. 빈 티백을 밀봉하고 기준(blank) 샘플로서 사용한다.

이어서, 샘플 티백과 기준 티백을 염수 용액의 표면에 두고 주걱을 사용하여 약 5초 동안 가라앉혀서 완전히 습윤시킨다(티백은 염수 용액의 표면위로 부유하지만, 이어서 완전히 습윤된다). 타이머를 즉시 작동시킨다. 20분의 침액 시간 후에, 샘플 티백과 기준 티백을 염수 용액으로부터 제거하고, 바우크네흐트(Bauknecht) WS 130, 보쉬(Bosch)772 NZK096 또는 이와 대등한 원심분리기(직경 230mm)에 넣어 각 백이 원심분리기 바구니의 외벽에 점착되도록 한다. 원심분리기 뚜껑을 닫고, 원심분리를 개시하고, 속도를 1,400rpm으로 빠르게 증가시킨다. 원심분리기가 1,400rpm으로 안정화된 경우, 타이머를 작동시킨다. 3분 후에, 원심분리기를 정지시킨다.

샘플 티백과 기준 티백을 제거하고 별도로 칭량한다.

흡수 물질의 샘플에 대한 티백 원심분리 용량(TCC)은 하기 수학식 1과 같다:

TCC = [(원심분리 후의 샘플 티백 중량)-(원심분리 후의 기준 티백 중량)-(건조 흡수성 물질 중량)]÷(건조 흡수성 물질 중량)

또한, 구조물 또는 총 제품의 일부에 관찰하는 "단면" 절단부와 같은 구조물 또는 총 흡수제품의 특정 부분을 측정할 수 있고, 이때 제품의 종방향 축의 측정된 지점에서 제품의 완전한 폭을 가로질러서 절단을 수행한다. 특히, 상기 기재된 바와 같은 "가랑이 영역"의 정의는 "가랑이 영역 용량"을 결정하는 것을 가능하게 한다. 다른 절단 부분을 사용하여 "기초 용량", 즉 제품의 특정 영역의 단위 면적에 함유된 용량을 결정할 수 있다. 단위 면적의 크기(바람직하게는, 2cm×2cm)에 따라서, 이들 정의값은 균분화가 발생한 양을 나타내고, 자연적으로 크기가 작을수록 더 작은 균분화가 발생한다.

극한 저장 용량

흡수제품의 극한 디자인 저장 용량을 결정하거나 평가하기 위하여, 다수의 방법이 제안되었다.

본 발명의 범위에서, 제품의 극한 저장 용량은 개별적인 요소 또는 물질의 극한 흡수 용량의 합으로 간주된다. 이러한 개별 구성요소에 대해, 비교를 통하여 일정하게 적용되는 한 잘 알려진 다양한 기술이 적용될 수 있다. 예를 들면, 초흡수 중합체에 대해 발전되고 잘 알려진 티백 원심분리 용량(TCC)이 이러한 물질에 대해 사용될 수 있지만, 다른 물질에 대해서도 사용될 수 있다(상기 참조).

일단 개별적인 물질에 대한 용량이 알려지면, 제품의 총 용량은 이들 값(mL/g)을 제품에 사용된 물질의 중량으로 곱하여 계산될 수 있다.

실제로 극한 유체 저장 주요 물질에 비해 매우 낮은 용량 값을 갖거나 유체가 부하되도록 의도되지 않아서 다른 극한 저장 물질로 유체를 방출해야 하는 물질과 같이, 유체의 극한 저장 이외의 다른 주요 기능을 갖는 물질(예컨대, 포획층 등)에 대해 극한 저장 용량은 무시될 수 있다.

Claims (13)

1. 제 1 몸체부(chassis) 및 제 1 흡수 코어 요소를 포함하는 제 1 요소; 및

   제 2 몸체부 및 제 2 흡수 코어 요소를 포함하는 제 2 요소를 포함하고, 이때

   제 2 흡수 코어 요소가 제품의 총 극한 저장 용량의 55%보다 많은 제 2 극한 저장 용량을 갖고, 100mg 미만의 포획후 콜라겐 재습윤 방법(Post Acquisition Collagen Rewet Method: PACORM) 재습윤을 제공함을 특징으로 하는,

   165mL 이상의 총 극한 저장 용량을 갖는 흡수제품.
2. 제 1 항에 있어서,

   240mL보다 큰 총 극한 저장 용량을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
3. 제 1 항에 있어서,

   330mL보다 큰 총 극한 저장 용량을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
4. 제 1 항에 있어서,

   375mL보다 큰 총 극한 저장 용량을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
5. 제 1 항에 있어서,

   390mL보다 큰 총 극한 저장 용량을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
6. 제 1 항에 있어서,

   제 2 요소가 총 극한 저장 용량의 55%보다 큰 극한 저장 용량을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
7. 제 1 항에 있어서,

   제 2 요소가 총 극한 저장 용량의 60%보다 큰 극한 저장 용량을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
8. 제 1 항에 있어서,

   제 2 요소가 총 극한 저장 용량의 75%보다 큰 극한 저장 용량을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
9. 제 1 항에 있어서,

   제 2 요소가 총 극한 저장 용량의 80%보다 큰 극한 저장 용량을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,

    제 2 요소가 80mg 미만의 PACORM을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
11. 제 10 항에 있어서,

    제 2 요소가 70mg 미만의 PACORM을 가짐을 추가의 특징으로 하는 흡수제품.
12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,

    성인 실금자용 제품인 흡수제품.
13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,

    유아용 기저귀인 흡수제품.