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KR100668551B1 - 압축된 흡수성 복합물 - Google Patents

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KR100668551B1
KR100668551B1 KR1020007006948A KR20007006948A KR100668551B1 KR 100668551 B1 KR100668551 B1 KR 100668551B1 KR 1020007006948 A KR1020007006948 A KR 1020007006948A KR 20007006948 A KR20007006948 A KR 20007006948A KR 100668551 B1 KR100668551 B1 KR 100668551B1
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하농 림
롤랜드 콜럼버스 쥬니어 스미쓰
롭 데이비드 에버래트
클리포드 잭슨 엘리스
크리스토퍼 코스그로브 크리간
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 결합제를 포함하고, 0.3g/cc 이하의 밀도로 압축되는 섬유 웹에 관한 것이다. 바람직하게, 상기 웹은 본디드 카디드 웹 공정 또는 에어 레이 공정에 의해 제조될 수 있다. 결합제는 수분을 이용한 수소 결합에 의존적이거나, 또는 수분 촉진 성분을 포함하는 비-수성 용액, 분말, 섬유성 결합제 또는 복합 섬유 결합제일 수 있다. 젖었을 때, 본 발명의 웹은 빠르게 팽창하여 압축되지 않은 두께의 80%가 넘게 팽창할 수 있고, 압축되지 않은 상태로부터 포화되었을 때 그 두께의 90%가 넘게 팽창할 수 있다.
압축, 흡수 용품, 결합제, 본디드 카디드 웹 공정, 에어 레이 공정

Description

압축된 흡수성 복합물 {Compressed Absorbent Composites}
본 출원은 1997년 12월 23일에 출원된 미국 가출원 제60/068,766호를 우선권으로 주장한다.
본 발명은 흡수용품, 특히 일회용 위생 용품, 기저귀 또는 실금자 위생 용품과 같은 개인 위생 용품에 유용한 흡수성 구조물에 관한 것이다. 더 특별하게, 본 발명은 속성 흡수, 일시적 액체 제어 및 차후에 용품의 나머지 부분으로의 반복적인 액체 서어지(surge)의 방출을 위해 고안된 부분을 포함하는 흡수 용품에 관한 것이다.
개인 위생 흡수 용품을 착용하는 목적은 착용자에게 편안함을 제공하는 수단으로써 상기 용품으로부터 누출이 거의 또는 전혀 없고, 착용자가 건조한 느낌을 받으며, 얇은 것을 포함한다. 그러나, 현행의 흡수 용품은 여러 가지 이유 때문에 상기 목적에 부합하지 못하는 경우가 있다.
예를 들면, 흡수부 또는 표적 지역에 액체를 보유 또는 분배시키는 층의 흡수율이 불충분하여 누출이 발생할 수 있다. 상기 기작에 의해 발생하는 누출을 완화시키려는 시도에는 보유 또는 분배 물질의 위에 위치(즉, 착용자를 향함)한 서어 지 재료 구조물을 혼입하는 것이 포함된다. 라티머(Latimer)의 미국특허 제5,364,382호에서는 액체를 흡수하여 이를 보유하는 물질에 방출시키는 멜트블로운(meltblown), 본디드 카디드 웹(bonded carded web) 및 펄프 코폼(pulp coform)과 같은 부직포 재료에 대해 개시하고 있다. 라티머 재료의 구조는 작은 데니어의 습윤성 섬유와 혼합된 큰 데니어의 탄성 섬유를 사용하여, 액체가 빠르게 흡수되고, 밑에 있는 보유 저장 물질로 빠르게 방출된다. 부가로, 엘리스(Ellis)의 특허 제5,490,846호에서는 서어지 재료의 흡수율을 개선시키기 위한 층구조를 개시하였다.
액체를 빠르게 흡수하고 보유 물질로 빠르게 방출시키는 서어지 재료의 발달에도 불구하고, 용품이 얇아야 한다는 목적은 만족스럽게 달성하지 못하였다. 상기 인용된 서어지는 매우 두껍고, 흡수 용품의 흡수 지역에 놓여있는 경우에는 상기 용품을 최초로 착용할 때 가랑이 부분에 잘 맞지 않을 수 있으며, 몇 가지 착용상의 문제를 야기할 수 있다. 우선, 부피가 큰 서어지 재료에 의해 생긴 갭으로 인하여 상기 용품에서 누출이 발생할 수 있다. 둘째로, 흡수를 위해 공극 부피를 제공하는 부피가 큰 물질을 사용하면 착용자가 편안함을 느낄 수 없다. 따라서, 배설물을 표적 부위에 빠르게 흡수하여 이를 이후의 저장 부위에 방출하고, 배설물 흡수 전에 상대적으로 얇은 상태인 서어지 재료가 요구된다.
본 발명의 목적은 배설물을 빠르게 흡수하여 이를 인접한 분배 또는 저장 물질로 전달할 수 있고, 최초 흡수 전에 상대적으로 얇은 상태인, 개인 위생 용품을 위한 서어지 재료를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 흡수 전에 얇은 상태이고 착용자에게 편안한 느낌을 주는 개인 위생 용품을 제공하는 것이다.
<발명의 요약>
본 발명의 목적은 액체를 흡수하기 전에 매우 얇은 상태이고, 흡수하면 빠르게 팽창되도록 고안된 재료 및 용품에 의해 성취될 수 있다. 넓은 의미에서, 본 발명은 결합제를 포함하고 약 0.3g/cc 이하의 밀도로 압축된 섬유 웹이다. 상기 웹은 본디드 카디드 웹(bonded carded web) 공정, 코폼(coform) 공정 또는 에어 레이(air lay) 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 상기 결합제는 수분을 사용하는 수소 결합에 의존적이거나, 또는 수분에 의해 촉진되는 성분을 포함하는 비-수성 용액, 분말, 섬유 결합제 또는 복합 섬유 결합제일 수 있다. 복합 섬유는 권축 가공될 수 있다. 젖었을 때, 본 발명의 웹은 압축되지 않은 두께의 80%가 넘게 빠르게 팽창할 수 있고, 압축되지 않은 상태로부터 포화되었을 때 그 두께의 90%가 넘게 팽창할 수 있다.
<정의>
"친수성"이란 수성 액체와 접촉하면 젖는 섬유 또는 섬유의 표면을 의미한다. 재료의 젖는 정도는 접촉각, 액체의 표면 장력 및 관련된 재료에 의하여 차례로 기재될 수 있다. 특별한 섬유 물질 또는 섬유 물질 혼합물의 젖는 정도를 측정하기 위한 장비 및 기술은 칸 SFA-222 표면력 분석 시스템(Cahn SFA-222 Surface Force Analyzer System) 또는 이와 실질적으로 동등한 시스템에 의해 제공받을 수 있다. 상기 시스템으로 측정하였을 때, 접촉각이 90° 미만인 섬유는 "젖을 수 있는" 또는 친수성이라 불리우는 반면, 접촉각이 90° 이상인 섬유는 "젖을 수 없는" 또는 소수성이라 불리운다.
단독으로 사용된 "층"은 단일 요소 또는 다수의 요소라는 두 가지 의미를 갖을 수 있다.
"액체"란 흐르는 성질이 있는, 비-기체성, 비-입자성 물질 및(또는) 재료를 의미하고, 액체를 붓거나 놓아둔 용기의 내부 모양으로 나타날 수 있다.
본 명세서에 사용된 "부직포 또는 웹"이란 내부에 있는 개개 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 의미하지만, 직물에서와 같이 확인이 가능하지는 않다. 부직포 또는 웹은 멜트블로운 공정, 스펀본딩 공정 및 본디드 카디드 웹 공정과 같은 많은 공정에 의해 제조되어 왔다. 부직포의 기본 중량은 제곱 야드당 재료의 온스(osy) 또는 제곱 미터당 그램(gsm)으로 통상 표시되고, 유용한 섬유의 직경은 미크론(micron)으로 통상 표시된다(osy에 33.91을 곱하면 gsm으로 변환됨).
본 명세서에 사용된 "미세 섬유"란 평균 직경이 약 75미크론 이하인 직경이 작은 섬유를 의미하는데, 예를 들면 약 0.5미크론 내지 약 50미크론이거나, 더 특별하게는 미세 섬유의 평균 직경이 약 2미크론 내지 약 40미크론이다. 섬유의 직경을 표시하기 위해 흔히 사용되는 다른 단위는 섬유 9000미터당 그램으로 정의되는 데니어(denier)로서, 데니어는 미크론 단위의 섬유 직경을 제곱하고, g/cc의 밀도를 곱한 후, 0.00707을 곱하여 계산한다. 적은 데니어의 섬유는 더 미세한 섬유이고, 큰 데니어의 섬유는 두껍고 무거운 섬유이다. 예를 들어, 직경이 15미크론인 폴리프로필렌 섬유는 제곱한 값에 .89g/cc를 곱한 후, .00707을 곱하여 데니어로 변환할 수 있다. 따라서, 15미크론의 폴리프로필렌 섬유는 데니어가 약 1.42(152×0.89×.00707=1.415)이다. 미국 이외의 지역에서 더 흔하게 사용하는 측정 단위로 "텍스(tex)"가 있는데, 이는 킬로미터의 섬유당 그램으로 정의된다. 텍스는 데니어를 9로 나누어 계산한다.
"스펀본드 섬유"란 용융된 열가소성 재료를 필라멘트로 압출 성형하여 제조된 직경이 작은 섬유를 의미하는데, 이는 압출 성형된 필라멘트의 직경을 갖는 방사 노즐의 다수의 미세, 통상 원형인 모세관으로부터 제조하고 나서, 아펠(Appel) 등의 미국특허 제4,340,563호, 도르슈너(Dorschner) 등의 미국특허 제3,692,618호, 마추키(Matsuki) 등의 미국특허 제3,802,817호, 키니(kinney)의 미국특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, 하트만(Hartman)의 미국특허 제3,502,763호 및 도보(Dobo) 등의 미국특허 제3,542,615호에 기재된 바와 같이 빠르게 축소시킨다. 통상, 스펀본드 섬유는 집속기 표면 위에 놓여있을 때 점성이 없다. 스펀본드 섬유는 통상 연속적이고, 평균 직경(10개 이상의 시료로부터 측정함)은 7미크론이 넘으며, 더 특별하게는 약 10 내지 20미크론 사이이다.
"멜트블로운 섬유"란 용융된 열가소성 재료를 다수의 미세, 통상 원형의 다이 모세관을 통해 고속의, 통상 고온의 기체(예를 들면, 공기) 스트림(용융된 열가소성 물질을 가늘게하여 직경을 감소시켜 미세 섬유의 직경으로 만들 수 있음)을 집중시켜 용융된 실 또는 필라멘트로 압출 성형하여 제조된 섬유를 의미한다. 그 후에, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되어 집속기 표면 위에 놓여 무작위로 분배된 멜트블로운 섬유를 형성하게 된다. 이러한 공정은 예를 들면, 미국특허 제3,849,241호에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속 또는 불연속적인 미세 섬유일 수 있고, 통상 평균 직경이 10미크론 미만이며, 통상 집속기 표면 위에 놓여있을 때 점성이 있다.
본 명세서에 사용된 "코폼(coform)"이란 하나 이상의 멜트블로운 다이머리부가 웹이 제조되는 동안 다른 물질을 가하여 주는 활송장치(chute) 근처에 배열되는 공정을 의미한다. 상기의 다른 물질은 예를 들면, 목재 펄프, 고도의 흡수성 입자, 셀룰로오스 또는 스테이플(staple) 섬유일 수 있다. 통상, 코폼 공정은 라우(Lau)의 미국특허 제4,818,464호 및 앤더슨(Anderson) 등의 미국특허 제4,100,324호에 기재되어 있다. 코폼 공정에 의해 제조된 웹은 통상 코폼 재료라 불리운다.
"복합 섬유"란 별도의 압출기로부터 압출된 둘 이상의 중합체 원료로부터 형성된 것이지만 하나의 섬유를 형성하도록 함께 방사된 섬유를 의미한다. 또한, 복합 섬유는 종종 다중 성분 또는 이중 성분의 섬유를 의미한다. 복합 섬유는 단일 성분의 섬유일 수 있지만, 통상 각 중합체는 서로 다르다. 중합체는 복합 섬유의 횡단면을 통과하고, 복합 섬유의 길이를 따라 연속적으로 확장되어 실질적으로 일정한 위치인 독특한 지역에 배열된다. 상기 복합 섬유의 배치는 예를 들면, 한 중합체가 다른 것으로 둘러싸인 쉬이쓰/코어(sheath/core) 배열이거나, 또는 사이드 바이 사이드(side by side) 배열, 파이(pie) 배열 또는 "아일랜드-인-더-시(island-in-the-sea) 배열일 수 있다. 복합 섬유에 대해서는 예를 들면, 파이크(Pike) 등의 미국특허 제5,382,400호에서 배울 수 있고, 이는 팽창 및 수축율이 다른 두 가지(또는 그 이상) 중합체를 사용하여 섬유에서의 권축 가공물을 제조하는데 사용할 수 있다. 상기 섬유는 또한 분리 가능하다. 또한, 권축 가공된 섬유는 기계적 방법 및 독일특허 제DT 25 13 251 A1의 공정에 의해 제조할 수 있다. 두 가지 성분의 섬유에서, 중합체는 75 대 25, 50 대 50, 25 대 75 또는 다른 임의의 원하는 비율로 존재할 수 있다. 상기 섬유는 또한 창의적인 모양의 섬유에 대해 기재하는 호글(Hogle) 등의 미국특허 제5,277,976호에 기재된 바와 같은 모양일 수 있다.
복합 섬유를 제조하는 방법은 공지되어 있기 때문에 본 명세서에 상세히 기재할 필요는 없다. 복합 섬유를 제조하기 위해, 통상 두 가지 중합체를 개별적으로 압출 성형하고, 이를 중합체 분배 시스템에 제공하여 중합체가 분절 방사구 판에 도입되게 한다. 중합체는 분리된 경로로 섬유 방사구에 제공된 후, 둘 이상의 동심원 구멍을 포함하는 방사구 구멍에서 혼합되어 쉬이쓰/코어 (sheath/core) 유형의 섬유를 제공하거나, 또는 직경을 따라 두 부분으로 나누어진 원형 방사구 구멍을 포함하는 방사구 구멍에서 혼합되어 사이드 바이 사이드(side by side) 섬유를 제공한다. 혼합된 중합체 필라멘트를 냉각, 고형화 및 중간체 필라멘트 직경으로 연신(통상, 기계적 롤 시스템에 의함)하여 수집한다. 이어서, 상기 필라멘트를 연화 온도보다 낮은 온도에서 원하는 완성된 섬유 직경으로 "냉연신(cold drawn)"하고, 권축 및 텍스쳐 가공을 하여 원하는 섬유 길이로 절단한다. 복합 섬유는 통상 25 내지 51mm 길이의 스테이플 섬유 및 18mm 미만의 길이인 훨씬 더 짧게 절단된 쇼트-컷(short-cut) 섬유와 같이 상대적으로 짧은 길이로 절단될 수 있다. 이는 전문이 본 명세서에 참고문헌으로 포함되는, 타니구치(Taniguchi) 등의 미국특허 제4,789,592호 및 스트라크(Strack) 등의 미국특허 제5,336,552호를 참조할 수 있다.
"본디드 카디드 웹(bonded carded web)"이란 혼합 단위 또는 카딩(carding) 단위를 통해 보내져서, 스테이플 섬유를 분리하고 기계 방향으로 배열하여 기계 방향-지향적 섬유성 부직포 웹을 형성하는, 스테이플 섬유로부터 만들어진 웹을 의미한다. 통상, 상기 섬유는 카딩 단위에 보내기 전에 섬유를 분리시키는 채집기에 놓인 상태로 다량으로 구입한다. 일단 웹이 형성되면, 이를 하나 이상의 몇 가지 공지된 결합 방법으로 결합시킨다. 상기 결합 방법 중 하나는 분말 접착제를 웹 전체에 분배시킨 후, 통상 고온의 공기로 웹 및 접착제를 가열하여 활성화시키는 분말 결합이다. 다른 적합한 결합 방법은 가열된 캘린더롤 또는 초음파 결합 장비가 섬유의 결합, 통상 국소 결합 패턴의 결합에 사용되는 패턴 결합(pattern binding)인데, 필요한 경우 웹은 표면 전체에 걸쳐 결합될 수 있다. 특히, 복합 스테이플 섬유를 사용할 경우에 적합한 다른 공지된 결합 방법은 통기 결합이다.
"에어 레이 공정"은 섬유성 부직포 층이 형성될 수 있게 하는 잘 공지된 공정이다. 에어 레이 공정에서, 통상 약 6 내지 약 19mm 길이의 작은 섬유 다발이 분리되고 공급 공기 중에서 이동 후, 진공의 도움을 받아 형성 스크린에 놓이게 된다. 고온의 공기 또는 분무 접착제를 사용하여, 무작위로 놓인 섬유를 서로 결합시킨다.
본 명세서에 사용된 "열점 결합(thermal point bonding)"은 섬유의 웹 또는 직물을 통과시켜 가열 캘린더롤 및 앤빌롤(anvil roll) 사이에서 결합하게 하는 것과 관련되어 있다. 항상 그렇지는 않지만, 캘린더롤은 통상 어떤 방식으로 모형화되어 전체 직물이 전체 표면에서 결합하지 않고, 앤빌롤은 평평하다. 그 결과 기능적 원인 뿐만 아니라 심미적 원인으로 캘린더롤의 다양한 패턴이 발달해 왔다. 통상, 결합 영역의 비율은 직물 적층 웹의 약 10% 내지 약 30%로 다양하다. 당업계에 잘 공지된 바와 같이, 점 결합(spot bonding)은 각 층의 내부에서 필라멘트 및(또는) 섬유를 결합하여 각 층이 손상되지 않게 할 뿐만 아니라 접합된 층을 일체로 유지하여 준다.
본 명세서에 사용된 통기 결합이란 웹 섬유의 중합체를 용융시키기에 충분한 고온의 공기를 웹에 통과시켜 섬유 웹을 결합시키는 공정을 의미한다. 공기의 속도는 분당 100 내지 500피트이고, 유지 시간은 6초이다. 중합체의 용융 및 재고형화에 의해 결합이 형성된다.
"개인 위생 용품"이란 기저귀, 배변 훈련용 팬츠, 흡수성 팬츠, 여성 위생 용품 및 성인 실금자 용품을 의미한다.
본 발명의 재료의 구조는 매우 얇은 상태로 있다가 배설물을 흡수하면 빠르게 팽창하도록 고안되었다. 사용자가 본 발명의 재료가 혼입된 흡수 용품을 사용할 때, 제품은 매우 얇고 편안하며 착용감이 좋을 것이다.
사용시 재료의 구조가 팽창되기 때문에, 유입되는 유체를 수용하여 누출의 기회를 줄이기 위해 필요한 공극 부피를 만들어야 한다. 이동하는 액체에 의해 금방 젖은 재료의 영역은 액체를 재료 안쪽으로 이동하게 하는 높은 추진력 및 모세 관력을 갖는 것으로 믿어진다. 이미 젖어서 팽창된 재료의 부분은 보유 용량을 제공하고, 재료의 젖은 부분을 통과하는 액체의 유속을 빠르게 한다.
하기에 본 발명의 몇 가지 실시양태를 기재한다. 모두가 매우 얇은 구조로 시작하여 배설물 유체와 접촉하면 팽창하도록 고안되어 있다. 또한, 본 재료의 바람직한 용도는 서어지 흡수 재료임을 알아야하고, 이는 분배용 재료로도 기능할 수 있다.
재료는 생산된 그대로의 낮은 밀도 상태로부터 약 10 중량% 이하의 수분이 존재하는 높은 밀도의 얇은 상태로 압축될 수 있다. 상기 과정에서 수소 결합이 형성된다고 생각된다. 개인 위생 용품에서의 배설물과 같은 추가의 수분은 수소 결합을 풀어지게하여 재료가 액체 배설물의 유입을 증대시키게 한다. 상기 재료에는 레이온 또는 면과 같은 셀룰로오스 섬유(약 20 내지 60 중량%) 및 폴리올레핀, 폴리에스테르 및 폴리아미드 섬유와 같은 비-셀룰로오스 섬유가 나머지를 이루며 포함된다. 펄프 섬유는 젖었를 때 붕괴되는 경향이 있기 때문에 바람직하지는 않지만, 이를 사용할 수도 있다. 또한, 폴리에스테르 및 폴리아미드와 같은 섬유는 복원력이 있어서 수소 결합의 분해로 재료를 팽창시킬 목적으로 사용한다. 상기 섬유는 스펀본딩 공정, 멜트블로운 공정, 용액 방사 공정 등과 같이 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 제조할 수 있고, 코폼 공정, 본딩 카딩 공정 및 에어 레이 공정에 의해 혼합시킬 수 있다. 상기 섬유의 크기는 약 1 내지 약 10 데니어이고, 재료는 약 1osy(34gsm) 내지 약 4osy(136gsm)이다. 상기 재료는 밀도가 약 0.15g/cc 내지 약 0.04g/cc로 제조되어 최종 밀도가 약 0.3g/cc 이하인 상태까지 압축될 수 있다. 재료를 압축하는 한 가지 방법은 쐐기 형태의 프레스(shimmed carver press)로 약 80 내지 100℃에서 약 1분 동안 열간 프레싱시키는 것이다. 다른 방법은 출구에 닙롤(nip roll)을 사용하여 통기 결합을 통해 원하는 크기로 수득하는 것이다. 다른 프레싱 공정 및 연속적인 온라인 캘린더링을 포함하는 상업적으로 유용한 다른 압축 공정을 사용하여 원하는 구조물을 제조할 수 있다.
본 발명의 실시양태에서, 개시된 재료는 복원성 섬유를 포함하는 얇은 구조이다. 상기 구조물을 팽창된 낮은 밀도 상태로 제조하고 나서, 배설물에 의한 수분의 존재시 풀어지는 중합체 결합 시스템을 이용하여 압축 상태로 고정시킨다. 결합제가 풀어지면 복원성 섬유는 회복되어, 배설물을 처리하기 위해 필요한 공극 부피를 생성하는 더 낮은 밀도의 웹을 형성하여야 한다.
수분 감응성 결합제는 열 및(또는) 소량의 수분에 의해 활성화되는 분말, 액체 또는 섬유의 형태로 입수가능하다. 결합 시스템은 유체에서 용해되는 폴리비닐 알코올 접착제, 분말 또는 섬유일 수 있다. 폴리비닐 알코올의 특이적 실시예에는 배설물과 접촉하면 복원성 구조가 팽창되도록 접착성을 변화시키는 가역적 가교 반응이 있다. 또한, 제어된 친수성에 기초한 시간 촉진성의 수분 감응성 고온 용융 접착제가 사용되거나, 또는 염기 감응성 아크릴산과 같은 수분 촉진성 중합체가 사용될 수도 있다. 또한, 결합제는 폴리아크릴산 아미드, 폴리아크릴산 및 그의 공중합체, 전분 결합제, 셀룰로오스 결합제 및 단백질 기재의 결합제를 포함한다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 재료의 구조는 권축 가공될 수 있는 복합 섬유를 포함한다고 개시된다. 복합 섬유의 한 면은 폴리에틸렌 옥사이드와 같은 수분 촉진성 제 1 성분을 갖는 반면, 상기 섬유의 다른 면은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)와 같은 복원성 섬유 제 2 성분을 갖을 수 있다. 웹 형태의 상기 섬유에서, 그 구조는 수분의 양에 따라 팽창될 수도 있고 수축될 수도 있다. PET 부분은 상기 구조를 배설물용으로 개방된 상태를 유지한다. 일단 배설물이 상기 구조물에 접촉하면, PEO 섬유가 활성화된다. 구조물이 액체를 배출할 때, PEO는 오므라들어서 서어지 재료가 얇은 상태로 돌아가도록 도와준다. 시간이 흐를수록, PEO는 서어지를 팽창시켜 다음 배설물에 대비한다. 상기 용품의 수명이 다할 때까지, 구조물은 주로 얇은 상태를 유지하면서 가끔 팽창되어 착용자에게 더 편안함을 제공하여야 한다. 그러나, 유입되는 배설물을 처리할 수 있을만큼 충분히 팽창될 수 있다. 또한, 본 발명의 재료에 고도의 흡수성 물질을 포함하는 것도 가능하다.
많은 중합체는 pH가 6.5 내지 8.5의 범위인 수돗물과 같은 평범한 물에서 분해될 수 있고, 복합 섬유의 수분 분해성 부분으로 사용될 수 있다. 또한, 중합체는 수성 환경에서 pH의 변화, 용해된 이온 농도의 변화 및(또는) 온도 변화의 결과로 감응성을 나타내거나 분해되는 제 1 성분으로 선택될 수 있다.
수분에 의한 분해를 촉진하기 위해 사용될 수 있는 다른 기작은 이온 감응성인데, 여기서 "이온"이란 하나 이상의 전자를 얻거나 잃어서 음성 또는 양성 전하를 갖는 원자 또는 분자적으로 결합된 원자기를 나타내는 종래의 의미이다. 어떤 중합체는 수소 결합에 의해 결합되는 산-기재(R-COO-)의 성분을 포함한다. 건조된 상태에서, 상기 중합체는 고체이다. 예를 들면, 그 전문이 본 명세서에 참고문헌으 로 포함되는 바로나(Varona)의 미국특허 제4,419,403호를 참조할 수 있다.
수성 혼합물 또는 화장실 물에서 분해 가능한 중합체의 예로는 니뽄 신테틱 케미칼 캄파니(Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., 일본 오사카)에서 에코마티(Ecomaty) AX2000, AX10000 및 AX-300G라는 이름으로 제공하는 폴리(비닐 알코올) 그래프트 공중합체가 있다. 또한, 상기 재료의 예에는 에이치. 비. 풀러 캄파니(H. B. Fuller Company, 미국 미네소타주 바드나이스 하이츠(Vadnais Heights))에서 제공하는 NP2068, NP2074 또는 NP2120 지방족 폴리아미드가 포함될 수 있다. 니뽄 중합체는 냉수에도 녹지만, 풀러 중합체에 비해 다소 녹는 속도가 느리다. 또 다른 제 1 성분 중합체는 미국 펜실베니아주 필라델피아 소재의 아토켐(Atochem, USA)사에서 제공하는 페박스(Pebax) MX1074라는 이름의 폴리에테르 블록 아미드일 수 있다. 페박스 MX1074 중합체는 엡실론-카프로락탐(나일론 12) 및 테트라메틸렌 글리콜 단량체로 구성되어 있다. 상기 단량체는 중합되어 폴리에테르 블록 아미드 공중합체 시리즈를 만들 수 있다. 페박스 중합체는 수용성이 아니지만 물에 의해 팽창되기 때문에 수분이 많은 환경에서도 사용할 수 있다. 풀러 중합체는 폴리프로필렌의 경우에서와 같이 연화 또는 용융 온도가 약 10℃ 이상 높은 제 2 성분(중심부) 중합체로 적합할 수 있다. 니뽄 또는 아토켐 중합체는 폴리프로필렌 또는 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)와 같이 용융 온도 범위가 더 높은 제 2 성분 중합체로 적합할 수 있다.
임의의 실시양태에서, 작용하는 결합제를 최소량으로 사용하는 것이 바람직하고, 약 10 중량% 미만이어야 한다. 결합제가 섬유 형태라면, 상기 섬유는 가능 한한 미세해야 한다.
가장 넓은 의미에서 본 발명은 결합제를 포함하고 약 0.3g/cc 이하의 밀도로 압축되는 섬유 웹이다. 바람직하게, 상기 웹은 본디드 카디드 웹 공정 또는 에어 레이 공정에 의해 제조할 수 있다. 결합제는 수분을 이용한 수소 결합에 의존적이거나, 또는 수분 촉진 성분을 포함하는 비-수성 용액, 분말, 섬유 결합제 또는 복합 섬유 결합제일 수 있다. 복합 섬유는 권축 가공될 수 있다. 젖었을 때, 본 발명의 웹은 압축되지 않은 두께의 80%가 넘게 빠르게 팽창할 필요가 있고, 압축되지 않은 상태로부터 포화되었을 때 그 두께의 90%가 넘게 팽창할 필요가 있다.
비록 본 발명에 대한 소수의 예시적 실시양태를 상기에 상세히 기재하였지만, 당업계 숙련자는 본 발명의 신규 교시 사항 및 장점에서 벗어나지 않는 많은 변형이 가능하다는 것을 인정할 것이다. 따라서, 하기 청구 범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 상기 변형이 포함된다. 청구 범위에서, 수단과 작용의 청구항은 본 명세서에서 인용된 기능을 수행하는 것으로 기재된 구조물을 이르며, 이는 단지 구조적 등가물 뿐만 아니라 등가적 구조물을 나타내기 위한 것이다. 따라서, 못은 표면이 원통형으로 목재 부품을 고정시키는데 사용되는 반면 나사는 표면이 나선형이면서 목재 부품을 조여준다는 점에서, 못과 나사가 구조적 등가물은 아니지만 등가적 구조물일 수 있다.

Claims (16)

  1. 20 내지 60 중량%의 셀룰로오스 섬유 및 40 내지 80 중량%의 복원성 섬유를 포함하며, 10 중량% 이하의 수분이 존재하는 0.04g/cc 내지 0.3g/cc의 밀도로 압축되는, 개인 위생 용품에 사용되는 서어지(surge) 재료.
  2. 제1항의 재료를 포함하는 개인 위생 용품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복원성 섬유가 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 폴리아미드 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 서어지 재료.
  4. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유가 0.1 내지 10 데니어의 레이온 섬유 및 면 섬유로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 서어지 재료.
  5. 10 중량% 이하의 비-수성 액체, 분말 또는 섬유 결합제가 있는 0.04g/cc 내지 0.3g/cc의 밀도로 압축되는 섬유를 포함하는, 개인 위생 용품에 사용되는 서어지 재료.
  6. 제5항에 있어서, 상기 결합제가 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴산 아미드, 폴리아크릴산 및 그의 공중합체, 전분 결합제, 셀룰로오스 결합제 및 단백질 기재의 결합제로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 서어지 재료.
  7. 제5항에 있어서, 상기 결합제가 제 1 수분 촉진 성분 및 제 2 성분을 포함하는 복합 섬유인 서어지 재료.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복합 섬유가 권축 가공된 것인 서어지 재료.
  9. 제8항에 있어서, 상기 권축 가공된 복합 섬유가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 옥사이드를 포함하는 서어지 재료.
  10. 제6항에 있어서, 에어 레이 공정에 의해 제조되는 서어지 재료.
  11. 제6항에 있어서, 본디드 카디드 웹 공정에 의해 제조되는 서어지 재료.
  12. 제6항의 재료를 포함하는 기저귀, 배변 훈련용 팬츠, 여성 위생 용품, 흡수성 팬츠 및 성인 실금자 용품으로 구성된 군으로부터 선택되는 개인 위생 용품.
  13. 제12항에 있어서, 성인 실금자 용품인 개인 위생 용품.
  14. 제12항에 있어서, 여성 위생 용품인 개인 위생 용품.
  15. 제12항에 있어서, 기저귀인 개인 위생 용품.
  16. 삭제
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