KR101607939B1

KR101607939B1 - 카복시메틸셀룰로오스 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 및 그를 이용한 흡수 제품

Info

Publication number: KR101607939B1
Application number: KR1020140058091A
Authority: KR
Inventors: 이권선; 임정남; 권순철; 박준명
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2016-04-01
Anticipated expiration: 2034-05-15
Also published as: KR20150131474A

Abstract

본 발명은 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 및 그를 이용한 흡수 제품에 관한 것이다.
본 발명은 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 또는 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에 우드 펄프, 면 섬유 또는 그 혼합형태의 천연소재가 혼합 또는 합포된 흡수 코어를 제공함으로써, 환경 및 인체친화적인 셀룰로오스 소재 사용으로 인한 피부에 안정성 확보 및 자연분해가 가능하고, 상기의 흡수 코어의 일면에 레이온 또는 면 소재로 이루어진 상부시트층과 상기 흡수 코어의 이면에 폴리락트산 또는 면 소재로 이루어진 배면시트층을 포함하는 생분해성 흡수 제품은 제품허가에 요구되는 흡수배율 및 흡수속도를 충족함으로써, 여성용 위생용품, 유아용 기저귀, 성인용 요실금자용 제품에 유용하다.

Description

카복시메틸셀룰로오스 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 및 그를 이용한 흡수 제품{ABSORBENT CORE CONTAINING CARBOXYMETHYL CELLULOSE FABRICS AND ABSORBENT ARTICLES USING THE SAME}

본 발명은 카복시메틸셀룰로오스 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 및 그를 이용한 흡수 제품에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치환도 0.3 이상의 카복시메틸셀룰로오스(Carboxymethyl cellulose, 이하, "CMC"라 함) 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 또는 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에 천연소재가 혼합 또는 합포된 흡수 코어를 제공하고, 상기의 흡수 코어의 일면에 레이온 또는 면 소재로 이루어진 상부시트층과 상기 흡수 코어의 이면에 폴리락트산 또는 면 소재로 이루어진 배면시트층을 포함하는 생분해성 흡수 제품을 제공함으로써, 환경 및 인체친화적인 셀룰로오스 소재 사용으로 인한 피부에 안정성 확보 및 자연분해가 가능하고, 상기 흡수 제품에 요구되는 흡수배율 및 흡수속도를 충족하는, 흡수 코어 및 그를 이용한 흡수 제품에 관한 것이다.

일회용 흡수 제품, 예를 들어 생리대 또는 유아용 기저귀 또는 성인용 요실금자용 제품 또는 팬티라이너 제품은 상면시트에 의해 제공되는 사용자 대향면, 배면시트에 의해 제공되는 가멘트 대향면 및 액체를 흡수하기 위한 상면시트와 배면시트 사이의 흡수 코어로 구성된다.

상면시트는 흡수 코어로 액체가 흡수되도록 액체 투과성이어야 하고, 배면시트는 흡수 제품의 가멘트 대향면에서 흡수된 액체가 유출되는 것을 억제하도록 고안되어, 전체적으로 액체 및 기체 불투과성일 수 있거나, 통기성 또는 적어도 기체 통기성이 제공되면서 액체 유출을 억제하는 방식으로 제공된다.

흡수 제품의 흡수 코어는 팽창 물질을 사용함으로써, 제품 초기에는 얇고 전형적으로 편평한 형태로 제공되나, 사용시에는 흡수된 액체가 저장할 수 있는 용적을 제공하여 팽창한다.

이러한 팽창 물질로는 소위 흡수성 겔 물질, 초흡수체 또는 습윤되는 경우 압축 상태로부터 이형되는 압축 물질을 들 수 있다. 압축된 섬유 구조물 또는 스폰지 구조물, 특히 재생 셀룰로오즈 스폰지 물질은 WO 제1998-013003호, WO 제1997-40800호 및 WO 제1997-40803호에 기술되어 있다.

흡수성 겔화 물질은 전형적으로 분포된 미립 형태로 제공되어, 흡수 코어는 전형적으로 액체 흡수가 발생하는 면적보다 실질적으로 더 넓게 분포된다. 또한, 입자형 흡수성 겔 물질은 일반적으로 셀룰로오스 섬유 또는 티슈와 함께 제공되어, 입자로의 우수한 액체 수송을 보장하고 부가적인 흡수능을 제공받는다.

전체 흡수 구조물을 유용하게 사용하기 위해서, 흡수된 액체를 분포하기 위한 흡수 코어 부재를 포함하는 것이 당 분야에서는 통상적인 것이다. 특히, 생리대의 경우 약사법에 따라 흡수배율이 10배, 인공혈 흡수속도 60 초미만, 재습윤(Re-wet)이 2g 미만인 경우에 허가를 받을 수 있다.

일반적으로 종래의 생리대는 우드펄프 소재에 고분자흡수체(Super absorbent polymer, SAP) 입자가 혼합되어 흡수층이 제조되나, 상기 고분자흡수체는 액체나 여성용 분비물이 겔화되면서 수분을 흡수할 수 있기에 바람직한 소재이긴 하나, 최근 관련 시장에서의 친환경소재의 요구에 따라 시장 선호도에 불리하고, 함량 제약에 관한 제도마련이 미약하여 제품 성능을 개선하고자 할 때 많은 함량으로 인한 피부 트러블 또는 여성질환의 원인이 될 수 있다는 문제가 지적되고 있다.

이에, 일회용 흡수 제품의 관련 분야에서는 환경 및 인체친화적인 소재로의 필요성에 따라, 셀룰로오스를 각종 기능성 고분자 재료 및 산업분야에 사용되는 고분자 자원으로 대체하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

특히, 천연 섬유 중에서도 셀룰로오스는 지구상에서 가장 풍부한 생물자원으로 자연계 법칙에 의해 생성, 분해, 이용 및 생성의 순환을 반복하는 무한정 자원에 해당되어 수 천년 동안 인류에게 기능성, 저비용의 재생물질로 제공될 수 있다.

특히, 이러한 셀룰로오스를 산화처리한 산화 셀룰로오스(Oxydized cellulose)는 수분이나 체액에 의해 겔화되면서 수분을 흡수하는 성질로 인해, 창상피복재 등의 메디컬 용도, 생리대, 기저귀 등의 위생품 용도, 마스크 팩 등의 미용분야 등의 소재로서 주목받고 있다.

상기 산화처리한 산화 셀룰로오스로서, 카복시메틸셀룰로오스는 안전성 및 효능이 검증된 셀룰로오스 유도체로서 인허가가 용이하고, 자연분해가 가능하고, 인체에 무해한 원료로서 기존 흡수성 화학제품을 대체할 수 있다.

그러나, 종래 일회용 흡수 제품분야에서 사용되는 CMC 형상은 분말 또는 입자형태가 대부분이며, 이 경우 흡수배율이 낮아 최종 흡수 제품의 적용에 바람직하지 않으므로, 분말 또는 입자 형상이 아닌, 파이버, 직포, 부직포 등의 섬유형상을 가지는 카복시메틸셀룰로오스가 필요하다.

현재 파이버 또는 섬유포 형상의 CMC 제조방법은 실험실 규모로 생산되고 있을 뿐, 향후 용도 확장에 따른 수요증가로 인해, CMC 파이버 또는 섬유포의 대량생산의 필요성은 날로 커질 전망이다.

종래, CMC 섬유포는 100% 배치 방식으로 제조되어 왔다. 그러나, 종래 배치법에 의한 경우, 셀룰로오스와 반응액의 욕비가 커서 이로 인한 반응액의 손실이 발생하고, 반응조 크기, 반응시간에 따라 생산량이 제한된다.

종래의 다른 알칼리 처리 방법으로는 연속 감량기를 사용하는 연속적 알칼리 처리법이 있으나 공정시 높은 온도와 고농도의 알칼리 조건을 요구하는 문제가 있다.

이에, 콜드 패드 배치법이 적용되고 있는데, 상기 콜드 패드 배치법은 섬유소재를 약품에 침지(dipping)시킨 후, 바로 적정압력으로 짜주는(squeezing) 연속(통과)식 가공 후에 일정시간 동안 보관(batching)하면서 낮은 온도에서 반응을 일으키도록 하는 방법으로서, 배치 방식에 비해 용매의 사용량이 적고, 반응 유도를 위한 승온 에너지가 필요없어 가공시 소요되는 에너지를 절약할 수 있어 섬유산업에서 섬유소재의 정련, 표백 및 염색의 연속공정에 가능한 장점이 있다.

그 일례로 대한민국 공개특허 제2003-48259호의 콜드 패드 배치법에 의한 셀룰로오스 섬유의 제조방법은 치환도 2.0∼2.75(초산화도 45∼59.5%)의 셀룰로오스 디아세테이트를 적어도 일부 함유하는 섬유를 개시하고 있다.

또한, 대한민국특허 제1242010호는 초흡수성 표면처리된 카르복시알킬화 다당류 입자를 개시하고 있는데, 그 치환도가 0.2∼1.0 범위이다.

상기에서, CMC 치환도는 셀룰로오스의 하이드록시기(-OH)를 친수성인 소듐 카르복실메틸기(-CH₂COONa)로 치환시켜 수용성을 부가한 것으로서, 일반 수용성 고분자와 대등한 흡습성을 나타낸다. 따라서 셀룰로오스로부터 얻어진 CMC에서 치환도는 중합도와 함께 CMC의 특성을 결정하는 중요한 지표로서 치환도 0.3 이상일 경우 수용성을 나타내기 시작한다.

이에, 본 발명자들은 종래 일회용 흡수 제품의 문제점을 개선하고자 안출한 결과, 환경 및 인체친화적인 소재로서 CMC를 사용하고, 특히 콜드 패드 배치법 실시 이후 배치법을 병행하여 숙성시간을 단축시키면서 롤투롤 대량생산이 가능하고 특히 카복시메틸화 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 또는 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에, 천연소재가 혼합 또는 합포된 흡수 코어 및 그를 이용한 흡수 제품을 제공하여, 우수한 흡수배율과 흡수속도를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 치환도가 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에, 천연소재가 혼합 또는 합포된 소재로 이루어진 흡수 코어를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 흡수 코어를 이용한 일회용 흡수 제품을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어를 제공한다.

또한, 본 발명은 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포 100 중량부에 대하여, 우드 펄프, 면 섬유 또는 그 혼합형태의 천연소재 50 내지 800 중량부가 혼합된 흡수 코어를 제공한다.

더욱 바람직하게는 상기 CMC 파이버 또는 섬유포의 치환도는 0.3 내지 1.0이고, 상기 CMC 파이버 또는 섬유포의 섬유길이가 0.5∼40mm이다.

본 발명은 상기의 흡수 코어(10); 상기 흡수 코어의 일면에 레이온 또는 면 소재로 이루어진 상부시트층(20); 및 상기 흡수 코어의 이면에 폴리락트산 또는 면 소재로 이루어진 배면시트층(30);을 포함하는 생분해성 흡수 제품을 제공한다.

상기 생분해성 흡수 제품은 여성용 위생용품, 유아용 기저귀 및 성인용 요실금자용 제품으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 유용하며, 상기의 흡수 코어를 이용한 흡수 제품은 1) 최소 흡수배율 12배 이상 및 2) 최저 흡수속도 15초 이하의 흡수특성을 충족한다.

본 발명은 카복시메틸 치환도가 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 또는 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에, 천연소재가 혼합 또는 합포된 소재로 이루어진 흡수 코어를 제공함으로써, 친수성의 요건을 충족하여 흡수 코어의 흡수성능을 최적화할 수 있으며, 환경 및 인체친화적인 셀룰로오스 소재 사용으로 인한 피부에 안정성 확보 및 자연분해가 가능하다.

상기의 흡수 코어의 일면에, 레이온 또는 면 소재로 이루어진 상부시트층과 상기 흡수 코어의 이면에 폴리락트산 또는 면 소재로 이루어진 배면시트층을 포함하는 생분해성 흡수 제품은 제품허가에 요구되는 흡수배율 및 흡수속도를 충족함으로써, 여성용 위생용품, 유아용 기저귀, 성인용 요실금자용 제품에 유용할 뿐 아니라, 마스크팩, 아토피 치료완화용 제품 등의 생활용품으로도 유용하다. 또한 본 발명의 흡수 제품은 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포 소재의 기능성과 풍부한 자원이용으로 인한 저비용 효과로 인해, 시장경쟁력을 갖출 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 CMC 파이버로 이루어진 흡수 코어의 사진이고
도 2는 도 1의 흡수 코어가 물에 흡액될 때, 겔화된 상태의 사진이고,
도 3은 본 발명의 실시예 2의 CMC 섬유포로 이루어진 흡수 코어의 사진이고,
도 4는 도 3의 흡수 코어가 물에 흡액될 때, 겔화된 상태의 사진이고
도 5는 본 발명의 CMC 파이버와 면 소재의 부직포가 합포된 흡수 코어의 정면사진이고
도 6은 도 5의 흡수 코어가 물에 흡액될 때, 삽입된 CMC 파이버가 겔화된 상태의 사진이고,
도 7은 본 발명의 CMC 섬유포와 면 소재의 부직포가 합포된 흡수 코어의 정면사진이고
도 8은 도 7의 흡수 코어가 물에 흡액될 때, 삽입된 CMC 섬유포가 겔화된 상태의 사진이고,
도 9는 본 발명의 흡수 코어를 이용한 흡수 제품 일례로서 여성위생용품 구성의 모식도이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어를 제공한다.

도 1은 본 발명의 CMC 파이버로 이루어진 흡수 코어이고, 도 3은 본 발명의 CMC 섬유포로 이루어진 흡수 코어로서, 종래 CMC 분말(Powder) 또는 입자형태가 아닌, 파이버 및 섬유포 형태로 제공된다. 이에, 도 2 및 도 4는 CMC 파이버로 이루어진 흡수 코어 및 CMC 섬유포로 이루어진 흡수 코어가 각각 물에 흡액될 때 겔화된 상태의 사진으로서, 상기 흡수 코어가 파이버 또는 부직포 형태의 섬유포로 제공됨으로써, 분말 또는 입자형태가 함유되어 수분이나 분비물을 겔화시켜 포집하는 것보다 흡수면적이 넓어 흡수성능이 개선되고, 환경 및 인체친화적인 셀룰로오스 소재 사용으로 인한 피부에 안정성이 확보될 뿐 아니라, 자연분해가 가능하다.

또한, 본 발명은 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포 100 중량부에 대하여 우드 펄프, 면 섬유 또는 그 혼합형태의 천연소재 50 내지 800 중량부가 혼합된 소재로 이루어진 흡수 코어를 제공한다. 이때, 천연소재의 함량이 50 중량부 미만이면, 제조 원가가 상승하여 생산 단가가 높아지며, 800 중량부를 초과하면, 재습윤(Re-Wet)이 좋지 않아 흡수 제품으로서 바람직하지 않다.

즉, 본 발명의 흡수 코어는 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에, 우드 펄프, 면 섬유 또는 그 혼합형태의 천연소재 50 내지 800 중량부가 혼합된 천연소재가 혼합 또는 합포함으로써, CMC 소재의 단독 사용으로 인한 비용상승의 문제를 낮춰, 제품시장에서의 가격경쟁력을 제공할 수 있다.

도 5은 본 발명의 CMC 파이버와 면 소재의 부직포가 합포된 흡수 코어의 정면사진이고, 도 6은 상기 흡수 코어가 물에 흡액될 때, 삽입된 CMC 파이버의 겔화된 상태의 사진을 나타낸다.

또한, 도 7은 본 발명의 CMC 섬유포와 면 소재의 부직포가 합포된 흡수 코어의 정면사진이고, 도 8은 상기 흡수 코어가 물에 흡액될 때, 삽입된 CMC 섬유포의 단면 사진으로서, 겔화된 상태를 확인할 수 있다.

상기에서 치환도는 셀룰로오스의 하이드록시(-OH)를 친수성인 소듐 카르복실메틸기(-CH₂COONa)로 치환시켜 수용성을 부가한 카르복시메틸화 치환 정도를 의미하는 것으로, 이상의 흡수 코어는 치환도 0.3 이상의 CMC 섬유포로 이루어진 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는 치환기 0.3 내지 1.0를 충족하는 것이다. 이때, 치환도가 0.3 미만이면, CMC 파이버 또는 섬유포의 재습윤(Re-Wet) 발현이 미흡하고, 치환도 1.0을 초과하면, 치환기가 지나치게 많아 블록킹되어 오히려 흡수성능이 저하된다.

본 발명의 흡수 코어에 사용되는 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포는 치환도 조절이 용이한 특정한 공정에 의해 제공되는 것으로, 구체적으로 콜드 패드 배치법(CPB법) 및 배치법의 연속수행에 의해 카복시메틸화 치환기(DS) 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포를 수득하는 것이다.

구체적으로, CMC 파이버의 경우, 셀룰로오스 파이버를 콜드 패드 배치법에 의해 알칼리용액으로 침지한 후 타공된 특수 제작된 보빈에 담아 반응기에 넣고, 이후 배치법에 의해 카복시메틸화 용매와 반응시켜 배치법에 의해 카복시메틸화 용매와 반응시켜 대량생산이 가능한 CMC를 파이버 형태로 수득할 수 있다.

또한, CMC 섬유포는 셀룰로오스 직포 또는 부직포를 저온에서 콜드 패드 배치법에 의해 알칼리용액으로 침지한 후 타공 롤에 감아 반응기에 넣고, 이후 배치법에 의해 카복시메틸화 용매와 반응시켜 롤투롤 대량생산이 가능한 CMC 섬유포로 수득한다.

이때, 상기에서 콜드 패드 배치법으로 의한 알칼리 침지공정은 20∼40% NaOH로 패딩하여 픽업율 150∼350%로 수행하는 것으로서, 상기 알칼리 침지공정에서 알칼리용액(NaOH)의 농도는 20∼40%가 바람직하며, 20% 미만이면 요구하는 CMC 치환도를 얻을 수 없으며, 40%를 초과하면, 산(MCA)과 알칼리(NaOH)의 부반응이 많이 일어나 CMC 치환도가 지나치게 높아 제품 사용에 적합하지 않다.

또한, 패딩율은 150∼350%로 수행함으로써, 셀룰로오스가 유지할 수 있는 양만을 사용하기 때문에 약품의 손실(loss)을 최소화할 수 있다. 다만, 상기 패딩율에서 150% 미만이면, 반응하는 알칼리(NaOH) 양이 적고, 350%를 초과하면, 산(MCA)과 알칼리(NaOH)의 부반응이 많이 일어나 바람직하지 않다.

삭제

이후, 배치법에 의해 카복시메틸화 용매와 반응시켜 CMC 섬유포를 수득하는 공정에서, 타공된 롤에 감긴 셀룰로오스 직포 또는 부직포를 보빈에 감고, 이러한 복수개의 보빈을 캐리어에 넣어 반응기 내에 장착한 후, 보빈에 반응액을 이동(In→Out, Out→In)시키면서 통과하도록 하여 반응시킨다.

이때, 반응액의 용매는 C₁∼C₄ 알코올 단독 또는 상기 용매에 모노클로로아세트산이 첨가된 조건에서 수행되는 것이다. 이때, 알코올 용매 사용은 CMC 파이버 또는 섬유포가 물과 접촉했을 때 겔화가 일어 나기 때문에 알코올을 용매로 사용 하는 것이다.

이상의 CMC 파이버 또는 섬유포는 콜드 패드 배치법을 수행함으로써, 종래 배치법에 의한 경우 셀룰로오스와 반응액의 욕비가 커서 이로 인한 반응액의 손실이 발생하고, 반응조 크기, 반응시간에 따라 생산량이 제한되는 문제점을 해소할 수 있다. 즉, 콜드 패드 배치법에 의해 셀룰로오스가 유지할 수 있는 양만을 사용하기 때문에 약품 손실을 최소화하고, 파이버, 직포 및 부직포 등의 섬유포 형태의 셀룰로오스를 사용하고, 연속공정이 가능하다.

또한, 상기의 콜드 패드 배치법 실시 이후 배치(Batch) 법을 병행함으로써, 숙성시간을 단축시키면서 롤투롤 대량생산이 가능한 치환기 0.3 이상의 CMC 섬유를 제공할 수 있다.

이상의 CMC 섬유포의 대량 제조방법으로부터, 섬유길이 0.5∼40mm의 CMC 섬유포를 제공할 수 있다. 이때, 섬유길이가 0.1mm 미만이면, 섬유 사이의 결합력이 떨어져 부직포의 형태 안정성이 저하된다.

나아가, 본 발명은 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어; 또는 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에, 우드 펄프, 면 섬유 또는 그 혼합형태의 천연소재 50 내지 800 중량부가 혼합된 천연소재가 혼합 또는 합포된 흡수 코어;를 포함한 생분해성 흡수 제품을 제공한다.

이에, 본 발명의 실시예에서 제조된 치환도 0.65의 CMC 파이버를 흡수 코어로 포함한 흡수 제품에 대한 물성측정결과, 3회 측정시 평균 흡수속도가 8.1초 이내이고, 흡수배율이 흡수 코어 고유무게 대비, 17배의 물을 흡수한다.

또한, 치환도 0.60의 CMC 섬유포로 이루어진 흡수 코어를 포함한 흡수 제품의 경우, 3회 측정시 11.60초 이내에 흡수되고, 흡수배율은 흡수 코어 고유무게 대비, 12.30배의 물을 흡수한다.

나아가, 상기 치환도 0.60의 CMC 섬유포와 면 소재의 부직포가 합포된 소재로 이루어진 흡수 코어와 우드펄프 3g을 혼합한 소재로 이루어진 흡수 코어로 사용한 흡수 제품의 물성결과, 3회 측정시 평균 흡수속도는 9.93초이고, 흡수배율은 흡수 코어 고유무게 대비, 19배 물을 흡수하는 결과를 확인할 수 있다.

이상으로부터, 본 발명의 생분해성 흡수 제품은 1) 흡수배율 12배 이상 및 2) 흡수속도 15초 이하의 흡수특성을 충족한다.

도 9은 본 발명의 흡수 코어를 이용한 흡수 제품 일례로서 여성위생용품 구성의 모식도이다.

더욱 구체적으로, 본 발명의 생분해성 흡수 제품은 치환기 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 또는 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에, 천연소재가 혼합된 소재로 이루어진 흡수 코어(10);

상기 흡수 코어의 일면에 레이온 또는 면 소재로 이루어진 상부시트층(20); 및

상기 흡수 코어의 이면에 폴리락트산 또는 면 소재로 이루어진 배면시트층(30);로 이루어진다.

본 발명의 흡수 제품은 환경 및 인체친화적인 셀룰로오스 소재이면서 치환도가 조절된 흡수 코어뿐만 아니라, 상부시트층 및 배변시트층에도 천연소재이면서 자연분해가 가능한 성분으로 구성된다. 특히, 본 발명의 흡수 제품은 종래 생리대 제품의 흡수층에 사용된 고분자흡수체(Super Absorbent polymer) 대신에, 본 발명의 흡수 코어를 대체 사용함으로써, 고분자흡수체로 인한 문제를 근본적으로 해소할 수 있다.

상기 생분해성 흡수 제품은 생리대, 팬티라이너, 탐폰 등의 여성용 위생용품, 유아용 기저귀 및 성인용 요실금자용 제품에 적용할 수 있으며, 이외에도 동일목적이 요구되는 제품 군이라면 상기 예시된 제품 이외에도 적용 가능할 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 흡수 코어 제조 1

25% NaOH 수용액에 셀룰로오스 파이버 1kg을 픽업율 250%로 패딩한 후 타공된 보빈에 투입하고 타공된 보빈에 용매이동이 In→Out, Out→In으로 진행되는 반응기에 MCA 730g을 이소프로필 알코올에 용해시켜, 60℃에서 30분간 반응시켜 수세하였다. 이에, CPB법 및 배치법 연속수행에 의해 카복시메틸화 치환기(DS) 0.65의 CMC 파이버를 수득하였다. 이때, CMC 파이버의 섬유길이는 1.0∼2.7㎜이었다.

<실시예 2> 흡수 코어 제조 2

25% NaOH 수용액에 셀룰로오스 부직포 1kg을 픽업율 250%로 패딩한 후 타공된 롤에 감았다. 타공된 롤에 감겨 패딩된 부직포를 용매이동이 In→Out, Out→In으로 진행되는 반응기에 MCA 730g을 이소프로필 알코올에 용해시켜, 60℃에서 30분간 반응시켜 수세하였다. 이에, CPB법 및 배치법 연속수행에 의해 카복시메틸화 치환기(DS) 0.60의 CMC 섬유포를 수득하였다. 이때, 섬유길이는 1.0∼2.7㎜이었다.

<실시예 3> 흡수 코어 제조 3

상기 실시예 1에서 제조된 카복시메틸화 치환기(DS) 0.65의 CMC 파이버 2g을 60g/㎡, 130g/㎡ 평량의 면 소재의 부직포 웹 사이에 투입하여 합지하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여, CMC 파이버와 면 소재의 부직포를 합포한 흡수 코어를 제조하였다.

<실시예 4> 흡수 코어 제조 4

상기 실시예 2에서 제조된 카복시메틸화 치환기(DS) 0.60의 CMC 섬유포 3g과 60g/㎡, 130g/㎡ 평량의 면 소재의 부직포 웹 사이에 투입하여 합지하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여, CMC 섬유포와 면 소재의 부직포를 합포한 흡수 코어를 제조하였다.

<실시예 5> 흡수 코어 제조 5

상기 실시예 1에서 제조된 카복시메틸화 치환기(DS) 0.65의 CMC 파이버 2g에 우드 펄프 3g을 혼합한 소재로 이루어진 흡수 코어를 제조하였다.

<실시예 6> 흡수 제품 제조 1

상기 실시예 1에서 제조된 카복시메틸화 치환기(DS) 0.65의 CMC 파이버 2g를 통상의 생리대 흡수 코어층에 사용되는 우드펄프 3g과 혼합하여 흡수 제품을 제조하였다.

이때, 상기 흡수 제품은 흡수 코어의 일면에 레이온 소재로 이루어진 상부시트층(20)과 상기 흡수 코어의 이면에 폴리락트산 소재로 이루어진 배면시트층(30)을 적층하여 완성하였다.

<실시예 7> 흡수 제품 제조 2

상기 실시예 2에서 제조된 카복시메틸화 치환기(DS) 0.60의 CMC 섬유포를 흡수 코어로 사용하고, 우드펄프 3g을 혼합 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일하게 수행하여, 흡수 제품을 제조하였다.

<실시예 8> 흡수 제품 제조 3

상기 실시예 3에서 제조된, CMC 파이버와 면 소재의 부직포가 합포된 소재로 이루어진 흡수 코어와 우드펄프 3g을 혼합 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일하게 수행하여, 흡수 제품을 제조하였다.

<실시예 9> 흡수 제품 제조 4

상기 실시예 4에서 제조된 CMC 섬유포와 면 소재의 부직포가 합포된 소재로 이루어진 흡수 코어와 우드펄프 3g을 혼합 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일하게 수행하여, 흡수 제품을 제조하였다.

<비교예 1> 흡수 코어 제조

1차로 물 150㎖에 가성소다 60g을 녹인 후 셀룰로오스 부직포를 픽업율 140%로 패딩한 후 20∼30℃에서 24시간을 숙성시켰다. 2차로 물 100㎖에 MCA(mono chloroacetic acid) 80g, 에탄올 40g의 가공액을 조제한 후 1차 가공한 부직포를 140%로 패딩한 후 20℃에서 48시간을 숙성시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여, 섬유길이 1.0∼2.7㎜이고, 카복시 치환기(DS) 0.17의 CMC 섬유포를 수득하였다.

<비교예 2> 흡수 제품 제조

상기 비교예 1에서 제조된 카복시메틸화 치환기(DS) 0.17의 CMC 섬유포를 흡수 코어(10)로 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여, 흡수 제품을 제조하였다.

<실험예 1> 흡수 제품의 물성 평가

상기 실시예 6에서 제조된 흡수 제품에 대하여, 흡수배율 및 흡수속도를 측정하였다. 이때, 흡수배율 및 흡수 속도는 식약청에서 고시한 기준 및 실험 방법으로 수행하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.

흡수 제품의 흡수 성능 평가는 동일 방법으로 3회 반복 수행하여 재현성이 있는 흡수 제품을 제작한 후 그로부터, 흡수배율 및 흡수속도의 평균값을 도출하였다.

상기 표 1의 결과로부터, 치환도 0.65의 CMC 파이버를 흡수 코어로 포함한 흡수 제품의 경우, 3회 측정시 평균 흡수속도는 8.1초 이내에 흡수되고, 흡수배율은 흡수 코어 고유무게 대비, 17배의 물을 흡수하였음을 확인하였다.

<실험예 2> 흡수 제품의 물성 평가

상기 실시예 2에서 제조된 카복시메틸화 치환기(DS) 0.60의 CMC 섬유포를 흡수 코어로 이용한 흡수 제품에 대하여, 식약청에서 고시한 기준 및 실험 방법으로 흡수 제품에 대하여, 흡수배율 및 흡수 속도를 측정하였다.

이때, 흡수 제품의 흡수 성능 평가는 동일 방법으로 3회 반복 수행하여 재현성이 있는 흡수 제품을 제작한 후 그로부터, 흡수배율 및 흡수속도의 평균값을 도출하고 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

상기 표2의 결과로부터, 치환도 0.60의 CMC 섬유포를 흡수 코어로 포함한 흡수 제품의 경우, 3회 측정시 평균 흡수속도는 11.60초 이내에 흡수되고, 흡수배율은 흡수 코어 고유무게 대비, 12.30배의 물을 흡수하였음을 확인하였다.

<실험예 3> 흡수 제품의 물성 평가

상기 실시예 4에서 제조된 CMC 섬유포와 면 소재의 부직포를 합포한 소재를 흡수 코어로 이용한 흡수 제품에 대하여, 식약청에서 고시한 기준 및 실험 방법으로 흡수 제품에 대하여, 흡수배율 및 흡수 속도를 측정하였다.

이때, 흡수 제품의 흡수 성능 평가는 동일 방법으로 3회 반복 수행하여 재현성이 있는 흡수 제품을 제작한 후 그로부터, 흡수배율 및 흡수속도의 평균값을 도출하고 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.

상기 표3의 결과로부터, 치환도 0.60의 CMC 섬유포와 면 소재의 부직포를 합포한 흡수 코어로 포함한 흡수 제품의 경우, 3회 측정시 평균 흡수속도는 13.50초 이내에 흡수되고, 흡수배율은 흡수 코어 고유무게 대비, 15.70배의 물을 흡수하였음을 확인하였다.

<실험 예 4> 흡수 제품의 물성 평가

상기 실시예 9에서 제조된 흡수제품에 관하여 흡수배율 및 흡수 속도를 측정하였다.

실험예 3과 동일한 방법으로 흡수배율 및 흡수속도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.

상기 표 4의 흡수 제품의 물성결과, 3회 측정시 평균 흡수속도는 9.93초 만에 흡수되었고, 흡수배율은 흡수 코어 고유무게 대비, 19배 물을 흡수하였음을 확인하였다.

반면에, 치환도가 0.17의 CMC 섬유포로 이루어진 흡수 코어를 사용한 비교예 2의 흡수 제품에 대하여, 동일한 방법으로 흡수배율 및 흡수속도를 측정한 결과, 3회 측정시 평균 흡수속도는 15초 만에 흡수되었고, 흡수배율은 흡수 코어 고유무게 대비, 약9배 물을 흡수하였음을 확인하였다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 치환도 0.3 이상의 CMC 파이버 또는 섬유포로 이루어진 흡수 코어 또는 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포에, 천연소재가 혼합 또는 혼합된 흡수 코어를 제공함으로써, 친수성의 요건을 충족하여 흡수 코어의 흡수성능을 최적화할 수 있으며, 환경 및 인체친화적인 셀룰로오스 소재 사용으로 인한 피부에 안정성 확보 및 자연분해가 가능하다.

본 발명은 상기의 흡수 코어의 일면에 레이온 또는 면 소재로 이루어진 상부시트층과 상기 흡수 코어의 이면에 폴리락트산 또는 면 소재로 이루어진 배면시트층을 포함하는 생분해성 흡수 제품을 제공함으로써, 제품허가에 요구되는 흡수배율 및 흡수속도를 충족함으로써, 여성용 위생용품, 유아용 기저귀, 성인용 요실금자용 제품에 유용하다.

또한 본 발명의 흡수 제품은 상기의 CMC 파이버 또는 섬유포 소재의 기능성과 풍부한 자원이용으로 인한 저비용 효과로 인해, 시장경쟁력을 갖출 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10: 흡수 코어
20: 상부시트층
30: 배면시트층

Claims

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셀룰로오스 파이버 또는 섬유포를 20∼40% 알칼리용액으로 패딩하여 픽업율 150∼350%로 수행하는 콜드 패드 배치법(CPB법) 실시 이후 배치법의 연속수행에 의해 치환도 0.3 이상의 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 파이버 또는 섬유포로 수득된 흡수 코어(10); 또는
셀룰로오스 파이버 또는 섬유포를 20∼40% 알칼리용액으로 패딩하여 픽업율 150∼350%로 수행하는 콜드 패드 배치법(CPB법) 실시 이후 배치법의 연속수행에 의해 수득된 치환도 0.3 이상의 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 파이버 또는 섬유포 100 중량부에 대하여, 우드 펄프, 면 섬유 또는 그 혼합형태의 천연소재 50 내지 800 중량부가 혼합된 흡수 코어(10);
상기에서 선택된 어느 하나의 흡수 코어의 일면에 레이온 또는 면 소재로 이루어진 상부시트층(20) 및
상기 상부시트층(20)이 형성된 흡수 코어의 이면에 폴리락트산 또는 면 소재로 이루어진 배면시트층(30)을 포함하되,
상기 흡수 코어(10)가 물에 흡액될 때 겔화되어 흡수 코어 고유무게 대비, 흡수배율 12배 이상 및 흡수속도 15초 미만의 흡수특성을 가지는 생분해성 흡수 제품.
제5항에 있어서, 상기 흡수 제품이 여성용 위생용품, 유아용 기저귀 및 성인용 요실금자용 제품으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 적용된 것을 특징으로 하는 생분해성 흡수 제품.
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