KR20000064748A - 유체포획대역을갖는흡수요소 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분비된 수성 체액을 흡수할 수 있는 흡수 코어에 관한 것이다. 코어는 수성 체액과 접촉시 유체 포획 대역을 형성하는 팽윤성 유체 저장 물질을 함유한다. 유체 포획 대역은 코어를 함유하는 제품의 상면시이트의 역류 또는 재습윤을 피하기위해서 사용자로부터 떨어져서 위치된다. 본 발명은 또한 A) 유체 투과성 상면시이트; b) 배면시이트 및 C) 상기 개시된 바와 같이 상면시이트와 배면시이트사이에 위치한 흡수 코어를 포함하는, 분비된 수성 체액을 흡수하는데 유용한 흡수 제품에 관한 것이다.
Description
일회용 기저귀, 성인 뇨실금자용 패드와 브리이프, 및 생리대와 같은 월경용품으로서 사용하기 위한 고 흡수성 부재의 개발은 실질적인 상업적 관심의 대상이다. 이러한 제품의 배우 바람직한 특징은 얇기이다. 예컨대, 얇은 기저귀일수록 착용하기에 부피감이 적고 의복 아래에서 잘 정합되고 덜 눈에 띈다. 보다 얇은 기저귀가 패키지에서 더 압축되므로 소비자가 이를 운반하고 보관하기가 보다 쉬워진다. 또한, 포장시의 압축으로 인해 기저귀 단위당 저장에 필요한 창고 공간이 적어지는 것을 비롯하여 제조 및 분배에 사용되는 분배 비용이 감소된다.
기저귀와 같은 보다 얇은 흡수 제품을 제공할 수 있으려면 다량의 분비된 체액, 특히 뇨를 포획하여 저장할 수 있는 비교적 얇은 흡수 코어 또는 구조물을 개발할 수 있는 것을 조건으로 한다. 이러한 측면에서, 종종 "하이드로겔", "초흡수성" 또는 "하이드로콜로이드" 물질이라 언급되는 특정한 흡수성 중합체의 사용이 특히 중요하였다. 예컨대, 1972년 6월 13일자로 허여된 미국 특허 제 3,669,103호(하퍼(Harper) 등) 및 1972년 6월 20일자로 허여된 미국 특허 제 3,670,731호(하몬(Harmon))을 참조하면, 흡수 제품에서의 상기 흡수성 중합체(이후, "흡수성 하이드로겔-형성 중합체"라 함)의 사용이 개시되어 있다. 실제로, 보다 얇은 기저귀의 발전은 전형적으로 섬유질 매트릭스와 함께 사용될 때에 상기 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 다량의 분비된 수성 체액의 흡수능을 이용하는 얇은 흡수 코어의 직접적인 결과이다. 예컨대, 1987년 6월 16일자로 허여된 미국 특허 제 4,673,402호(와이즈(Weisman) 등) 및 1990년 6월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,935,022호(라쉬(Lash) 등)를 참조하면 유행중인 얇고 압축되어 부피가 적은 기저귀에 유용한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 및 섬유질 매트릭스를 포함하는 이중층 코어 구조물이 개시되어 있다.
상기 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 사용에 앞서, 완전히 목질 펄프 플러프(fluff)로부터 흡수성 구조물, 에컨대 유아 기저귀에 사용하기에 구조물을 형성하는 것이 일반적인 실시형태이었다. 목질 펄프 플러프 1g당 흡수된 유체 g을 기준으로 목질 펄프 플러프에 비교적 소량의 유체가 흡수된다면, 비교적 다량의 목질 펄프 플러프를 사용해야 하며, 따라서 비교적 부피가 큰 두꺼운 흡수성 구조물의 사용을 요한다. 상기 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 상기 구조체내로의 유입은 보다 소량의 목질 펄프 플러프를 사용할 수 있게 한다. 흡수성 하이드로겔-형성 중합체는 뇨와 같은 다량의 수성 체액을 흡수할 수 있는 면에서 플러프보다 우수하므로 (즉, 약 15g/g 이상), 보다 작고 보다 얇은 흡수성 중합체를 사용할 수 있다.
종래의 흡수성 구조물은 일반적으로 비교적 소량(예컨대, 약 50중량% 미만)의 상기 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함하였다. 예컨대, 1989년 5월 30일자로 허여된 미국 특허 제 4,834,735호(알레마니(Alemany) 등)(섬유질 매트릭스내에 바람직하게는 약 9 내지 약 50%의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체)를 참조한다. 여기에는 여러 이유가 있다. 종래의 흡수성 구조물에 사용되는 흡수성 하이드로겔-형성 중합체는 특히 "분출(gush)" 상황에서 체액을 빨리 흡수할 수 있는 흡수 속도를 일반적으로 갖지 않았다. 이로 인해 흡수성 하이드로겔-형성 중합체에 흡수될 때까지 분비된 유체를 보유하는 임시 저장소로서 작용하는 섬유, 전형적으로는 목질 펄프 섬유를 포함해야 했다.
더욱 중요하게, 공지된 흡수성 하이드로겔-형성 중합체중 다수는 겔 차단화(gel blocking)를 나타낸다. "겔 차단화"는, 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 입자가 습윤된 후에 유체가 흡수성 구조물의 다른 영역으로 이동하지 않도록 상기 입자가 팽윤될 때에 발생한다. 따라서, 흡수성 부재의 다른 영역의 습윤화는 매우 낮은 확산 과정을 통해 발생한다. 실제적인 면에서, 이는 흡수 구조물에 의한 유체 포획이 특히 분출 상황에서 유체가 분비되는 속도보다 훨씬 느리다는 것을 의미한다. 흡수 부재내의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 입자가 완전히 포화되기 전이나, 유체가 "차단화" 입자를 지나 흡수 부재의 나머지 부분으로 확산되거나 흡상될 수 있기 전에 흡수 제품으로부터의 누수가 잘 발생할 수 있다. 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 입자가 흡수된 유체로 팽윤되자마자 적절한 겔 강도를 갖지 않고 응력하에서 변형되거나 퍼지는 경우, 겔 차단화는 특히 중대한 문제가 될 수 있다. 1989년 5월 30일자로 허여된 미국 특허 제 4,834,735호(알레마니 등)를 참조한다.
이러한 겔 차단화 현상은 전형적으로 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 입자가 분산되어 있는 섬유질 매트릭스의 사용을 필요로 하였다. 상기 섬유질 매트릭스는 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 입자를 서로 분리시킨다. 또한, 상기 섬유질 매트릭스는 초기 유체 분비 지점으로부터 먼 영역에 위치한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체로 유체를 보내는 모세관 구조물을 제공한다. 1989년 5월 30일자로 허여된 미국 특허 제 4,834,735호(알레마니 등)를 참조한다. 그러나, 겔 차단화를 최소화하거나 방지하기 위해 섬유질 매트릭스중 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 비교적 낮은 농도로 분산시키면 보다 얇은 흡수성 구조물의 총 유체 저장 용량을 감소시킬 수 있다. 또한, 섬유질 매트릭스 전체에 걸쳐 균일하게 분산된 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함하는 흡수 코어는 전형적으로 "분출" 상황 도중에 또는 코어가 이전의 체액 분비물로 포화되어 있을 때에 유체를 신속하게 포획하여 분배시킬 수 없다.
체액을 신속히 포획하여 분배시켜야 하는 필요성은 전술된 이중층 코어 구조물을 발전시켰다. 이러한 이중층 코어 구조물은 기본적으로 (1) 분비된 유체를 포획하는 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 실질적으로 함유하지 않으며 유체 투과성 상면시이트에 인접해있는 상부 섬유질 층; 및 (2) 상기 포획된 유체를 저장하고 전형적으로는 (a) 흡수성 하이드로겔-형성 중합체가 균일하게 분산되어 있는 섬유질 매트릭스이거나 (b) 흡수성 하이드로겔-형성 중합체가 2개의 티슈층 사이에 있는 적층 구조물인 하부 층을 포함한다. 예컨대, 1987년 6월 16일자로 허여된 미국 특허 제 4,673,402호(와이즈만 등)를 참조한다. 또한, 화학적으로 강화되어 구부러져서 꼬인 특정한 셀룰로즈 섬유가 상부층에서 사용되어 포획능 및 분배능을 개선시킨, 1990년 6월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,935,022호(라쉬 등) 및 1993년 6월 8일자로 허여된 미국 특허 제 5,217,445호(영(Young) 등)를 참조한다. 다른 변종은 포획 대역과 유체 연통되는 흡수성 하이드로겔-형성 중합체가 분배되어 있는 저장 영역 및 유체 분비 영역내에 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 실질적으로 함유하지 않은 포획 대역이 있는 흡수 코어를 "프로필"한 것이다. 1989년 5월 30일자로 허여된 미국 특허 제 4,834,735호(알레마니 등) 및 1991년 9월 10일자로 허여된 미국 특허 제 5,047,023호(버그(Berg) 등)를 참조한다.
상기 종래의 흡수 제품 디자인에 의해 유체 처리 개선점이 제공됨에도 불구하고 유체를 신속하게 포획시키는 능력은 흡수 코어가 수성 체액으로 포화될수록 빠르게 감소됨이 발견되었다. 이는 흡수 코어내의 섬유와 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 사이의 공극이 처음 "분출" 도중에 유체로 부분적으로 채워지므로 이후의 "분출" 도중에 필요한 유체의 양을 신속히 수용할 수 없기 때문에 발생한다. 또한, 적재 수가 증가할수록 누수 위험성이 증가한다.
종래의 일부 흡수 코어 디자인에서 발생할 수 있는 다른 문제는 "재습윤"이라 불리우는 현상이다. 재습윤은, 자유롭게 이동할 수 있고 상면시이트에 인접한 흡수 코어의 부분에서 수득가능한 포획된 유체가 있을 때에 발생한다. 이는 전형적으로 흡수 코어가 포획된 유체로 포화될 때에 발생한다. 제품 착용자로부터의 기계적 압력하에 상기 이동가능한 유체는 흡수 코어로부터 상면시이트 쪽으로 펌핑된다. 그 결과, 상면시이트는 펌핑된 유체로 "재습윤"되어 적절한 상면시이트 건조감이 없어진다.
따라서, (1) 원하는 유체 총 용량 및 얇은 정도를 위해 흡수 코어내에, 분비된 체액을 흡수할 때에 팽윤되어 유체 포획 대역을 형성할 수 있는 흡수물질을 갖고, (2) 코어가 적재 영역에서 이전의 유체 분비물로 인해 포화된 경우에도 "분출" 상황에서 분비된 유체를 신속히 포획할 수 있으며, (3) 흡수 제품 내로 혼입될때, 바람직하게는 상면시이트의 재습윤을 최소화시키는 흡수 제품을 제공하는 것이 바람직하다.
발명의 요약
한 양태에서, 본 발명은 분비된 체액을 흡수할 수 있는 흡수 코어에 관한 것이고, 상기 흡수 코어는 (1) (a) 포획/분배 요소의 약 50중량%미만의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 함유하거나; 또는 (b) 포획/분배 요소의 약 50중량%이상의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체(이는 약 50x10-7㎤sec/g이상의 염수 유동 전도율(SFC)을 갖는다)를 함유하는, 흡수 코어의 유체 분비 영역에서 수성 유체를 수용할 수 있는 유체 포획/분배 요소; 및 (2) 유체 포획/분배 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고 유체 포획/분배 요소와 유체 연통하며, 수성 체액과 접촉될 때 z-방향으로 팽윤되어 유체 포획 대역을 형성할 수 있는 하나이상의 유체 저장 요소를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 (1) 흡수 코어의 유체 분비 영역에서 수성 유체를 수용할 수 있으며, 0 내지 약 15중량%의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 갖는, 상부 유체 포획/분배 요소; (2) 상부 유체 포획 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고 상부 유체 포획 요소와 유체 연통하며, z-방향으로의 수성 체액의 유동에 투과성인 투과성 상부 유체 저장 요소; (3) 수성 체액을 포획 및 이동시킬 수 있고, 상기 유체 저장 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고 상기 상부 유체 저장 요소와 유체 연통하는 하부 유체 포획/분배 요소; 및 (4) 상기 하부 유체 포획/분배 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고 상기 하부 유체 포획/분배 요소와 유체 연통하며, 수성 체액과 접촉시 z-방향으로 팽윤하여 유체 포획 영역을 형성할 수 있는 하나이상의 하부 유체 저장 요소를 포함하는 흡수 코어에 관한 것이다.
본 발명은 또한 A) 유체 투과성 상면시이트; B) 배면시이트, 및 C) 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치한 본 발명의 흡수 코어를 포함하는, 분비된 수성 체액을 흡수하는데 유용한 흡수 제품에 관한 것이다.
본 발명의 흡수 제품은 (1) 팽윤성 유체 저장 요소에 의해 형성된 유체 포획 대역; 및 (2) 체액의 "분출"을 수용하여 하부 유체 저장 요소 및 유체 포획 대역으로 신속하게 흡수함으로써 다음 유체 분출을 수용할 수 있는 투과성 유체 포획/분배 요소의 존재에 의해 분비된 체액을 신속하게 포획, 분배 및 저장할 수 있는 개선된 성능을 갖는다. 이는 흡수 코어의 일부가 이미 이런 유체의 다회 분비에 의해 포화된 경우 특히 중요하다. 본 발명의 흡수 제품은 또한 사용자와 떨어져 유체 포획 대역이 위치함으로써 상면시이트의 재습윤을 최소화시킨다. 즉, 제품의 하부에 유체 포획 대역/팽윤성 저장 요소를 위치시킴으로써, 체액을 상면시이트로부터 떨어져 고정시켜 착용자의 피부와 접촉하는 유체의 역류를 방지한다. 이는 본 발명의 코어를 함유한 흡수 제품의 착용자에게 우수한 피부 건조감을 제공한다.
본 발명은 수성 체액의 다회 분비를 취급할 수 있는 기저귀, 성인용 실금자용 패드, 생리대 등과 같은 흡수 제품에 유용한 흡수 코어에 관한 것이다. 본 발명은 특히 유체 저장 물질의 팽윤에 의해 형성되는, 착용자와 떨어져 위치되는 유체 포획 대역을 갖는 흡수 코어를 포함하는 제품에 관한 것이다.
도 1은 흡수 코어를 더욱 명확하게 나타내기 위해 상면시이트가 투명한 본 발명에 따른 흡수 제품의 상면도이다.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 흡수 코어를 나타내는 흡수 제품의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 흡수 코어를 나타내는 흡수 제품의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 흡수 코어를 나타내는 흡수 제품의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 흡수 코어를 나타내는 흡수 제품의 단면도이다.
도 7은 본 발명에서 선택적으로 유용한 하이드로겔-형성 흡수 중합체의 염수 유동 전도율(SFC)을 측정하기위한 장치의 도식도를 나타낸다.
도 8은 도 7에 도시된 피스톤/실린더 조합체의 확대된 단면을 나타낸다.
A. 정의
본원에서 사용되는 "수성 체액"이란 용어는 예컨대 뇨, 생리혈 및 질 분비물을 포함한다.
본원에서 사용되는 "z-치수"란 용어는 부재, 코어 또는 제품의 길이 또는 너비에 직각인 치수를 말한다. z-치수는 일반적으로 부재, 코어 또는 제품의 두께에 해당한다.
본원에서 사용되는 "x-y 치수"란 용어는 부재, 코어 또는 제품의 두께에 직각인 평면을 말한다. x 및 y 치수는 일반적으로 부재, 코어 또는 제품의 길이 및 너비 각각에 해당한다.
본원에서 사용되는 "흡수 코어"란 용어는 수성 체액의 포획, 운반, 분배 및 저장을 포함하는 제품의 유체 처리 특성에 주로 책임이 있는 흡수 제품의 요소를 말한다. 이와 같은 것으로, 흡수 코어는 전형적으로 흡수 제품의 상면시이트 또는 배면시이트를 포함하지 않는다.
본원에서 사용되는 "직접 연통"은 유체가 중간에 삽입된 층에 의해 실질적으로 축적, 운반 또는 제한되지 않고 2개의 흡수 제품 요소(예를 들면, 유체 포획/분배 요소 및 팽윤성 유체 저장 요소) 사이에서 쉽게 이동할 수 있음을 의미한다. 예컨대, 티슈, 부직 웹, 제조 접착제 등은 유체가 이런 층 또는 요소 사이를 이동할때 유체를 실질적으로 축적(저장), 운반(흡상) 또는 제한하지 않는한 "직접 연통"을 유지하면서 두 코어 층 또는 요소 사이에 존재할 수 있다.
본원에서 사용되는 "적재" 또는 "분출"이란 용어는 일반적으로 사용중에 전형적으로 발생되는 뇨 또는 다른 체액의 공격(insult) 또는 침적을 말한다. 적재란 용어는 또한 흡수 제품내에 함유되는 액체의 총량을 말할 수 있으나, 전형적으로는 1회의 유체 공격을 말한다.
본원에서 사용되는 "층"이란 용어는 주요 치수가 길이와 너비를 따르는 x-y인 흡수부재를 말한다. 층이란 용어는 물질의 단일 층 또는 시이트에 한정될 필요가 없음을 이해한다. 따라서, 층은 물질의 필요한 형태의 여러 시이트 또는 웹의 적층체 또는 조합체일 수 있다. 따라서, "층"이란 용어는 "층들" 및 "층화된"이란 용어를 포함한다.
본 발명을 위해, "상부"란 용어는 흡수 제품의 착용자에 가장 인접하며 전형적으로는 흡수 제품의 상면시이트에 보다 인접한 흡수 코어의 요소(예: 층)를 말하며, 반대로 "하부"란 용어는 흡수 제품의 착용자로부터 가장 멀리 떨어져 있고 전형적으로는 배면시이트에 보다 인접한 흡수 코어 요소를 말한다.
본원에서 사용되는 "구성"이란 용어는 본 발명에 따라 각종 요소 및 단계 등이 연합하여 사용될 수 있음을 의미한다. 따라서, "구성"이란 용어는 "필수적으로 이루어진" 및 "이루어진"이란 더욱 제한적인 용어를 포함하며, 후자의 더욱 제한적인 용어는 당해 기술에서 이해될 때 기준적인 의미를 갖는다.
본원에서 사용되는 모든 %, 비 및 비율은 달리 표기되어 있지 않는한 중량을 기준으로 한다.
B. 흡수 코어 요소
개선된 포획 성능을 수득하는데 유용한 예시적인 코어 요소는 하기와 같다.
1. 유체 포획/분배 요소
본 발명의 코어는 하나이상의 유체 포획/분배 요소를 포함한다. 한 양태에서, 코어는 상부 및 하부 포획/분배 요소를 포함한다. 그러나 어느 경우든, 코어는 흡수 제품의 상면시이트와 직접적으로 유체 연통할 이런 요소를 포함한다.
유체 포획/분배 요소(들)는 본 발명의 흡수 코어의 다양한 성능을 제공할 수 있다. 특히, 상면시이트에 인접한 포획 요소의 한 성능은 분비된 체액을 초기에 포획하는 것이다. 다른 주요한 성능은 이들 포획된 유체를 다른 흡수 코어 요소, 특히 흡수 코어의 유체 저장 요소로 이동 및 분배시키는 것이다. 일부 경우, 본 발명에 따른 유체 포획/분배 요소는 적어도 일부 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함할 수 있고 따라서 흡수 코어의 일부 유체 저장능을 제공한다. 그러나, 상면시이트와 직접 유체 연통하는 포획/분배 요소의 경우, 이 요소가 유체를 제품의 하부 요소로 신속하게 투과시키기에 충분히 투과성이어야하는 것이 필수적이다. 따라서, 상면시이트와 직접 유체 연통하도록 위치된 포획/분배 요소는 (a) 포획/분배 요소의 약 50중량% 미만의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 함유하거나, 또는 (b) 포획/분배 요소의 50중량%이상의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 함유하고, 단, 하기 개시된 시험 방법 절에 따라 측정시, 중합체가 약 50x10-7㎤sec/g의 염수 유동 전도율(SFC)을 가져야한다. 요소가 50%이상의 하이드로겔-형성 중합체를 함유하는 경우, SFC 값이 약 100x10-7㎤sec/g 이상인 것이 바람직하다. 그러나 이 요소가 약 30중량% 미만의 하이드로겔-형성 중합체를 갖는 것이 보다 바람직하다.
하기의 상세한 설명은 일반적으로 포획/분배 요소(들)로서 유용한 물질에 관한 것이다. 단수로 언급될지라도, 상세한 설명은 상부 및 하부 포획/분배가 사용되는 요소 둘 모두에 적용된다. 상부 및 하부 요소가 사용되는 경우, 이들은 상부 요소의 투과성의 필요가 만족되는 한 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 유체 포획/분배 요소는 섬유질 웹 또는 섬유질 매트릭스를 형성하는 각종 섬유질 물질을 포함할 수 있다. 유체 포획/분배 요소에 유용한 섬유로는 천연 섬유(개질 또는 비개질된) 및 합성 섬유인 것이 있다. 적합한 비개질/개질 천연 섬유의 예로는 면, 에스파르토 그래스(Esparto grass), 버개스(bagasse), 켐프(kemp), 아마, 실크, 모, 목질 펄프, 화학적으로 개질된 목질 펄프, 황마, 레이온, 에틸 셀룰로즈 및 셀룰로즈 아세테이트를 들 수 있다. 적합한 합성 섬유는 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴(예: 올론(ORLON, 등록상표)), 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸비닐 아세테이트, 불용성 또는 가용성 폴리비닐 알콜, 폴리올레핀(예: 폴리에틸렌, 예를 들어 풀펙스(PULPEX, 등록상표)) 및 폴리프로필렌, 폴리아미드(예: 나일론), 폴리에스테르(예: 다크론 또는 코델), 폴리우레탄, 폴리스티렌 등으로부터 제조될 수 있다. 사용되는 섬유는 천연 섬유만 또는 합성 섬유만, 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 임의의 상용성 조합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 유체 포획/분배 요소에 유용한 섬유는 친수성으로 만든 친수성 소수성 섬유이거나 또는 친수성 섬유 및 친수화된 소수성 섬유의 조합물일 수 있다. 본원에 사용된, "친수성"이란 용어는 섬유에 침적된 수성 유체(예를 들어, 수성 체액)에 의해 습윤될 수 있는 섬유 또는 섬유의 표면을 말한다. 친수성 및 습윤성은 전형적으로 유체 및 포함된 고체의 접촉각도와 표면장력에 의해 한정된다. 이것은 고울드(Robert F. Gould)의 문헌["Contact Angle, Wettability and Adhesion", American Chemical Society publication, 1964년 판권]에 상세히 논의되어 있다. 섬유 또는 섬유의 표면은 유체와 섬유 또는 그의 표면 사이의 접촉각도가 90°미만이거나 또는 유체가 섬유의 표면을 가로질러 자발적으로 퍼지는 경향이 있을 때(이러한 두 상태는 일반적으로 공존함) 유체에 의해 습윤된다고 한다(즉, 친수성임). 바꿔 말하면, 섬유 또는 표면은 접촉각도가 90°보다 크고 유체가 섬유의 표면을 가로질러 자발적으로 퍼지지 않으면 소수성이라고 간주한다.
유체 포획/분배 요소로서 유용한 그밖의 섬유는 구조상 습윤성인 소수성 섬유이다. 이러한 섬유로는 본원에 참조로 인용된, 톰슨(Thompson) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,200,248 호 및 필립스(Phillips) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,268,229 호에 기술된 것과 같은 "모세관 섬유"가 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 친수성 섬유로는 셀룰로즈 섬유, 개질된 셀룰로즈 섬유, 레이온, 폴리에스테르 섬유(예: 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 예를 들어 다크론), 친수성 나일론(하이드로필) 등이 있다. 적합한 친수성 섬유는, 예를 들어 폴리올레핀(예: 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌), 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 계면활성제 처리되거나 실리카 처리된 열가소성 섬유와 같은 소수성 섬유를 친수화하여 얻을 수 있다. 이용가능성 및 비용의 이유 때문에, 본 발명에 사용하기에는 셀룰로즈 섬유, 특히 목질 펄프 섬유가 바람직하다.
적합한 목질 펄프 섬유는 크라프트(Kraft) 및 설파이트 공정과 같은 널리 공지된 화학 공정으로부터 수득될 수 있다. 이러한 목질 펄프 섬유는 서던 연재(southern soft wood)로부터 유도하는 것이 특히 바람직한데, 이는 그의 뛰어난 흡수 특징 때문이다. 이러한 목질 펄프 섬유는 분쇄 목재, 정쇄기(refiner) 기계적 펄프 공정, 열기계적 펄프 공정, 화학-기계적 펄프 공정 및 화학-열기계적 펄프 공정으로부터 수득될 수 있다. 재생 섬유 또는 2차 목질 펄프 섬유, 및 표백 및 비표백된 목질 펄프 섬유를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 친수성 섬유 원료는 화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유이다. 본원에 사용된, "화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유"란 화학적 수단에 의해 강화되어 건조 및 수성 조건하에서의 섬유의 강성이 증가된 셀룰로즈 섬유를 뜻한다. 이러한 수단은, 예를 들어 섬유를 피복하고/피복하거나 함침하는 화학적 강화제의 첨가를 포함할 수 있다. 이러한 수단은 또한, 예를 들어 중합체 쇄를 가교결합하여 화학 구조를 변화시킴으로써 섬유를 강화함을 포함할 수 있다.
셀룰로즈 섬유를 피복하거나 함침할 수 있는 중합성 강화제로는 미국 뉴저지주 브릿지워터 소재의 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch and Chemical Corp.)으로부터 입수할 수 있는 것; 라텍스; 폴리아미드-에피클로로하이드린 수지와 같은 습윤 강도 수지(예를 들어, 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules, Inc.)의 키멘 557H), 코시아(Coscia) 등에게 1971년 1월 19일자로 허여된 미국 특허 제 3,556,932 호에 기술된 폴리아크릴라아미드 수지; 미국 코넥티컷주 스탬포드 소재의 어메리칸 시아나미드 캄파니(American Cyanamid Co.)가 파레즈(Parez, 등록상표) 631 NC라는 상표로 판매하는 시판중인 폴리아크릴아미드; 우레아 포름알데하이드 및 멜라민 포름알데하이드 수지, 및 폴리에틸렌이민 수지가 있다. 종이 분야에 사용되는, 본원에 일반적으로 사용가능한 습윤 강도 수지에 관한 일반적인 연구보고는 문헌[TAPPI 논문 시리즈 No. 29, "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965)]에서 찾을 수 있다.
이들 섬유는 화학 반응에 의해서도 강화될 수 있다. 예를 들어, 가교결합제는 도포 후 섬유와의 가교결합을 화학적으로 형성하도록 섬유에 도포될 수 있다. 이러한 가교결합은 섬유의 강성을 증가시킬 수 있다. 섬유와의 가교결합을 이용하여 섬유를 화학적으로 강화하는 것이 바람직하지만, 섬유의 화학적 강화에 다른 유형의 반응을 배제시키려는 것은 아니다. 개별화된 형태의 가교결합에 의해 강화된 섬유(즉, 개별화된 강화 섬유 및 그 제조방법)는, 예를 들어 버나딘에게 1965년 12월 21일자로 허여된 미국 특허 제 3,224,926 호; 정(Chung)에게 1969년 4월 22일자로 허여된 미국 특허 제 3,440,135 호; 채터지(Chatterjee)에게 1976년 1월 13일자로 허여된 미국 특허 제 3,932,209 호; 및 상제니스(Sangenis) 등에게 1977년 7월 12일자로 허여된 미국 특허 제 4,035,147 호에 개시되어 있다. 더 바람직한 강화 섬유는 딘(Dean) 등에게 1989년 4월 18일자로 허여된 미국 특허 제 4,822,453 호; 딘 등에게 1989년 12월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,888,093 호; 무어(Moore) 등에게 1990년 2월 6일자로 허여된 미국 특허 제 4,898,642 호; 및 헤론(Herron) 등에게 1992년 8월 11일자로 허여된 미국 특허 제 5,137,537 호(이들 특허는 모두 참조로 인용됨)에 개시되어 있다. 더 바람직한 강화된 섬유에서, 화학 가공은 가교결합제에 의한 섬유와의 가교결합을 포함하며, 이러한 섬유는 비교적 탈수되고, 해섬유화(즉, 개별화)되고, 꼬이고, 구부러진 상태이다. 예를 들어 미국 특허 제 4,898,642 호를 참조한다.
이러한 화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유는 비강화된 셀룰로즈 섬유에 비하여 본 발명에 따른 유체 포획/분배 요소에 특히 유용할 수 있는 특정 특성을 갖는다. 친수성인 것 외에, 강화된 섬유는 강성과 탄성의 독특한 조합을 갖는다. 이로 인해 이러한 섬유로 제조된 열결합된 유체 포획/분배 요소는 고도의 흡수성을 유지하며, 고도의 탄성 및 습윤에 대한 팽윤성 반응을 나타낼 수 있다. 특히, 이러한 강화 섬유의 탄성에 의해 유체 포획/분배 요소는 사용시 일반적으로 겪는 유체 및 압축력의 존재하에 모세관 구조를 더 잘 유지할 수 있으므로, 붕괴에 더 저항성이다.
본 발명에 유용한 열결합된 유체 포획/분배 요소의 경우, 열가소성 물질이 섬유와 함께 포함된다. 용융시, 이러한 열가소성 물질의 적어도 일부는, 전형적으로는 섬유간 모세관 구배로 인해 섬유의 교차부로 이동한다. 이러한 교차부는 열가소성 물질의 결합 부위가 된다. 이러한 교차부의 열가소성 물질은 냉각되면 고화되어, 개개의 층에서 섬유의 매트릭스 또는 웹을 서로 고정시키는 결합 부위를 형성한다.
여러 효과중에서도, 이러한 섬유 교차부에서의 결합은 생성된 열결합된 유체 포획/분배 요소의 전체적인 압축 탄성률 및 강도를 증가시킨다. 화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유의 경우, 열가소성 물질의 용융 및 이동도 또한 생성된 웹의 평균 기공 크기를 증가시키는 효과를 갖지만, 원래 형성된 웹의 밀도 및 기본중량은 유지된다. 이것은 초기 분비시에는 개선된 유체 침투성으로 인해, 이후의 분비시에는 습윤될 때도 강성을 유지하는 강화 섬유의 조합된 능력으로 인해, 또한 습윤시와 습윤 압축시에는 섬유 교차부에서 결합을 유지하는 열가소성 물질의 능력으로 인해, 열결합된 유체 분배 요소의 유체 포획 특성을 개선시킬 수 있다. 궁극적으로, 강화 섬유의 열결합된 웹은 원래의 총 체적은 유지하지만, 열가소성 물질이 이미 차지하고 있는 체적 영역은 개방되므로 평균 섬유간 모세관 기공 크기를 증가시킨다.
본 발명의 유체 분배 요소에 유용한 열가소성 물질은 미립자, 섬유 또는 미립자와 섬유의 조합을 포함하는 임의의 다양한 형태일 수 있다. 특히 열가소성 섬유가 바람직한데, 왜냐하면 이들은 수많은 섬유간 결합 부위를 형성할 수 있기 때문이다. 적합한 열가소성 물질을, 각 층의 주요 웹 또는 매트릭스를 구성하는 섬유를 과도하게 손상시키지 않는 온도에서 융융될 수 있는 임의의 열가소성 중합체로부터 제조할 수 있다. 바람직하게는, 이 열가소성 물질의 융점은 약 190℃ 미만일 것이며, 바람직하게는 약 75℃ 내지 약 175℃일 것이다. 어떤 경우에서도, 열가소성 물질의 융점은 흡수 제품에서 사용되는 열결합된 흡수 구조물의 저장 온도보다 낮지 않아야 한다. 열가소성 물질의 융점은 전형적으로 약 50℃ 이상이다.
열가소성 물질, 특히 열가소성 섬유를 폴리에틸렌(예를 들면 풀펙스(PULPEX, 등록상표)) 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리에스테르, 코폴리에스테르, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴, 폴리아미드, 코폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 이들의 임의의 공중합체, 예를 들면 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 등을 포함하는 다양한 열가소성 중합체로부터 제조할 수 있다. 바람직한 열가소성 결합제 섬유는 웨이어하우에유저 코포레이션(Weyerhaeuser Co.)에 의해 제조되고 상표명 키티혹(KITTYHAWK, 등록상표)으로 판매되는 셀룰로즈 섬유와 약 80%/20% 블렌드로서 시판되는 플렉사필(PLEXAFIL, 등록상표) 폴리에틸렌 마이크로섬유(듀퐁(DuPont)에 의해 제조됨)이다. 목적하는 열결합된 흡수부재의 특정 성질에 따라, 적합한 열가소성 물질에는 소수성이도록 처리된 소수성 섬유, 예를 들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 계면활성제-처리되거나 실리카-처리된 열가소성 섬유가 포함된다. 소수성 열가소성 섬유의 표면을 비이온성 또는 음이온성 계면활성제와 같은 계면활성제로 처리함으로써, 예를 들면 섬유에 계면활성제를 분사시키거나, 섬유를 계면활성제에 침지시키거나, 열가소성 섬유의 제조 공정 도중에 중합체 용융물의 일부로서 계면활성제를 혼입시킴으로써, 친수성으로 만들 수 있다. 용융 및 재응고시, 계면활성제는 열가소성 섬유의 표면에 남아있는 경향을 갖는다. 적합한 계면활성제에는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 아이시아이 아메리카스 인코포레이티드(ICI Americas, Inc.)에 의해 제조된 브리즈 76(Brij 76, 등록상표)와 같은 비이온성 계면활성제 및 미국 코넥티컷주 그린위치 소재의 글리코 케미칼 인코포레이티드(Glyco Chemical, Inc.)에 의해 상표명 퍼고스퍼스(Pegosperse, 등록상표)로서 판매되는 다양한 계면활성제가 포함된다. 비이온성 계면활성제외에도, 음이온성 계면활성제를 또한 사용할 수 있다. 이들 계면활성제를 예를 들면 열가소성 섬유 1㎠ 당 약 0.2 내지 약 1g의 수준으로 도포시킬 수 있다.
적합한 열가소성 섬유를 단일 중합체(일성분 섬유)로부터 제조할 수 있거나, 하나이상의 중합체(예를 들면 이성분 섬유)로부터 제조할 수 있다. 본원에서 사용된 "이성분 섬유"란 중합체로 만들어진 열가소성 시이드(sheath)로 둘러싸여진, 시이드와 상이한 중합체로 만들어진 코어(core) 섬유를 포함한다. 시이드를 구성하는 중합체는 종종 코어를 구성하는 중합체의 융점과 상이한 온도, 전형적으로는 더 낮은 온도에서 용융된다. 그 결과 이성분 섬유는, 시이드 중합체의 용융으로 인해 열결합을 제공하면서도 코어 중합체의 목적하는 강도는 유지하게 된다.
적합한 이성분 섬유는 하기 중합체 조합을 갖는 시이드/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 보다 낮은 융점을 갖는 폴리에스테르, 폴리에틸비닐 아세테이트 또는 폴리에틸렌 시이드(예를 들면 다나클론(DANAKLON, 등록상표), 셀본드(CELBOND, 등록상표) 또는 치소(CHISSO, 등록상표) 이성분 섬유)를 갖는 것이다. 이 이성분 섬유는 동심(concentric) 또는 이심(eccentric)일 수 있다. 본원에서 사용된 "동심" 및 "이심"이라는 용어는 시이드가 이성분 섬유의 횡단면을 통해 두께가 동일한가 또는 동일하지 않은가를 나타내는 말이다. 이심 이성분 섬유는 보다 얇은 두께에서 보다 큰 압축강도를 제공할 수 있으므로 바람직하다. 본원에서 사용하기에 적합한 이성분 섬유는 권축되지 않거나(즉 구부러지지 않음) 또는 권축된다(즉 구부러진다). 이성분 섬유를 전형적인 섬유산업의 수단, 예를 들면 주로 이차원적 또는 "평평한" 주름을 제공하기 위한 스터퍼(stuffer) 상자 방법 또는 기아(gear) 권축 방법에 의해 권축시킬 수 있다.
열가소성 섬유의 경우, 그 길이는 특정 융점 및 섬유에 요구되는 기타 성질에 따라 달라질 수 있다. 전형적으로, 이러한 열가소성 섬유의 길이는 약 0.3 내지 약 7.5㎝이고, 바람직하게는 약 0.4 내지 약 3.0㎝이고, 가장 바람직하게는 약 0.6 내지 약 1.2㎝이다. 융점을 포함한 열가소성 섬유의 성질을, 섬유의 직경(칼리퍼)을 조절함으로써 조정할 수 있다. 열가소성 섬유의 직경은 전형적으로 데니어(9000m당 g) 또는 데시텍스(10,000m당 g)으로 정의된다. 적합한 이성분 열가소성 섬유는 약 1.0 내지 약 20, 바람직하게는 약 1.4 내지 약 10, 가장 바람직하게는 약 1.7 내지 약 3.3의 데시텍스를 가질 수 있다.
열가소성 물질, 특히 열가소성 섬유의 압축 모듈러스는 중요할 수 있다. 열가소성 섬유의 압축 모듈러스는 그의 길이 및 직경의 영향을 받을 뿐만 아니라 또한 그 섬유로 제조될 중합체(들)의 조성 및 성질, 섬유의 형태 및 구조(예를 들면 동심인지 이심인지, 권축되었는지 권축되지 않았는지의 여부) 등의 인자에 의해서도 달라진다. 열가소성 섬유의 압축 모듈러스차를 사용하여 흡수 코어의 제조 동안에 각 흡수 부재의 성질, 특히 밀도를 변화시킬 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 몇몇 흡수 코어에서 유체 포획/분배 요소는 코어에 소정의 유체 저장 용량을 제공하기 위한 하이드로겔-형성 흡수체를 포함할 수 있다. 이 경우, 유체 포획/분배 요소는 약 50 중량% 이하의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 유체 분배 요소는 약 30 중량% 이하의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함한다. 가장 바람직하게는, 유체 분배 요소는 약 15 중량% 이하의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함한다.
유체 포획/분배 요소는 추가적으로 또는 또다르게 중합성 포움 물질을 포함할 수 있다. 특히 적합한 흡수성 포움은 HIPE로 제조된다. 이들은 유체 저장 요소로서 유용한 것으로 기술된 포움과는 특정 성질이 다르지만, 포움은 개방 셀형 중합체 물질이다. 예를 들면 1993년 11월 9일자로 허여된 미국 특허 제 5,260,345 호(데스마레이스(DesMarais) 등) 및 1993년 12월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,268,224 호(데스마레이스 등)을 참조하도록 한다. 이러한 흡수성 HIPE 포움은 (a) 흡수된 뇨 또는 기타 체액을 흡수 제품의 미사용 부분으로 운반하여 후속적으로 분출되는 유체를 수용할 수 있게 하는 비교적 우수한 흡상 및 유체 분배 특성; 및 (b) 적재시, 즉 압축력하에서 비교적 높은 유체 용량 및 비교적 높은 저장 용량을 포함하는 바람직한 유체 취급성을 제공한다. 이러한 HIPE 흡수성 포움은 또한 충분히 가요성이 있고 유연하여 흡수 제품의 착용자에게 고도의 안락감을 준다. 멜라민-포름알데히드 포움(예를 들면 바스프(BASF)에 의해 제조된 바소텍트(BASOTECT)와 같은 친수성 가요성 개방 셀형 포움일 수 있는 유체 포획/분배 요소 및 HIPE계 흡수성 포움인 유체 저장/재분배 요소를 갖는 흡수 코어를 개시하는, 1992년 9월 15일자로 허여된 미국 특허 제 5,147,345 호(영 등) 및 1994년 6월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,318,554 호(영 등)을 참조하도록 한다.
이들 포움계 포획/분배 요소는 유체를 빠르게 포획해야 할 뿐만 아니라, 포획/분배 포움의 탈착 압력보다 높은 흡수 압력을 갖는 흡수 코어의 다른 요소에 유체를 효율적으로 할당 또는 분배해야 한다. 유체를 다른 코어 요소로 탈착시키는 성질은 유체의 반복적인 분배 및 적재를 허용하고 착용자의 피부를 건조하게 유지시키는 능력을 개선하는데 있어 중요하다. 이러한 능력으로 인해 포획/분배 포움은 공극 부피 저장소, 즉 완충 대역으로서의 역할을 수행하여, 흡수 제품의 사용 동안에 접하게 되는 과도하게 높은 압력하에서 코어의 저장 요소로부터 짜내어지는 유체를 일시적으로 저장할 수 있게 된다.
유체를 다른 코어 요소로 전달함에 있어, 포움계 포획/분배 요소는 압축되거나 붕괴되지 않고서도 이러한 일을 수행해야 한다. 포움계 포획/분배 요소는 또한 중력의 도움을 받거나 받지 않고서 유체를 쉽게 수용할 수 있어야 한다. 포움계 포획/분배 요소는 또한 우수한 외관을 제공하고, 구조상 유연하고 탄성적이어야 하고, 습윤 상태에서나 건조한 상태 둘다에서 우수한 물리적 일체성을 가져야 한다.
이러한 포획/분배 요소로서 유용한 다른 포움은 본원에서 참고로 인용된, 1995년 1월 10일자로 스톤(Stone)등에 의해 출원된 동시계류중인 미국 특허원 제 08/370,695 호에 기술되고 청구되어 있다. 이러한 포움은 본원에서 기술된 가공 조건에 의해 개선된 유체 보유성 및 탈착성을 제공한다(즉 유체를 다른 흡수 요소로 줄 수 있다). 요약하면, 이러한 개선된 포움을 제공하는 능력은 HIPE 가공 동안의 낮은 전단력 조건 및 견고한 유화제 시스템에 의해서 제공되는 것이다.
포획/분배 요소로서 유용한 다른 포움은 본원에서 참고로 인용된, 1995년 8월 30일자로 데스마레이스에 의해 출원된, 동시계류중인 미국 특허원 제 08/520,793 호에 기술되고 청구되어 있다. 이들 포움은 훨씬 더 좋은 저장성 및 탈착성을 제공하는데, 그 역시 가공 동안의 개선점(예를 들면 낮은 전단력) 및 사용된 유화제 때문이다.
2. 상부 유체 저장 요소
본 발명의 코어는 선택적으로 비교적 유체 투과성인 상부 유체 저장 요소를 함유한다. 상부 유체 저장 요소에 유용한 물질은 섬유, 열가소성 물질 등과 같은 다른 선택적 요소가 있거나 없이 상당한 양의 수성 체액을 흡수할 수 있는 물질들을 포함한다. 팽윤성(또한 본원에서는 "하부"로도 언급된다) 유체 저장 요소(들)로 유용한 것으로 개시되는 물질은, 비록 이들이 하부 유체 저장 요소로서 사용되는 경우와 같이 z-방향으로 팽윤될 필요는 없지만, 또한 상부 유체 저장 요소에서도 유용하다.
또한, 유체가 유체 포획 대역으로 쉽게 유동하도록 상부 유체 저장 요소가 충분히 투과성인 것이 중요하다. 이러하므로, 바람직한 양태에서는 저장 물질(예를 들면 하기 자세히 개시된 바와 같은 하이드로겔-형성 중합체의 유체 안정성 응집체)의 스트립 및 상기 개시된 하이드로겔-함유 포획/분배 요소와 같은 섬유/하이드로겔-형성 중합체를 이용한다.
비연속성 패턴화 물질이 상부 유체 저장 요소로서 사용되는 경우, 패턴은 (1) 액체가 유체 포획 대역으로 빨리 이동할 수 있도록 저장 영역사이에 충분한 빈 공간이 제공되면서, (2) 우수한 건조성을 보증하도록 저장 물질에 의해 충분한 영역이 덮이는 방식으로 선택되어야만한다. 이들 경우에, 약 50%의 영역을 저장을 위해 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다.
연속적 상부 저장 요소가 사용되는 경우, 이 요소에 사용되는 하이드로겔-형성 중합체가 약 50x10-7㎤sec/g이상, 보다 바람직하게는 약 100x10-7㎤sec/g의 염수 유동 전도율을 갖는 것이 바람직하다.
3. 팽윤성 유체 저장 요소
팽윤성 유체 저장 요소로서 유용한 물질은 섬유, 열가소성 물질 등과 같은 다른 선택적 요소가 있거나 없이 다량의 수성 체액을 흡수할 수 있는 물질을 포함한다. 이들 성질에 추가하여, 유체 저장 요소에서 사용되는 물질은 유체를 흡수시 z-방향으로 팽윤하여 유체 포획 대역을 형성할 수 있어야만한다. 팽윤성 유체 저장 요소(들)로서 작용할 수 있는 물질은 일반적으로 "하이드로겔", "하이드로콜로이드" 또는 "초흡수체" 물질(본 발명에서, 이들 물질은 집합적으로 "흡수성 하이드로겔-형성 중합체"로서 언급된다)로서 언급되는 실질적으로 수불용성, 수 팽윤성 흡수성 중합체 물질; 및 수성 체액과 접촉할 때까지는 붕괴된(즉, 팽윤되지않은) 상태를 유지하는 개방 셀형 포움 물질을 포함한다.
유체 저장 요소의 주기능은 직접적으로 또는 다른 흡수 코어 요소(예: 유체 포획/분배 요소)로부터 분비된 체액을 흡수한 다음, 착용자의 움직임으로 인해 일반적으로 발생하는 압력이 가해질 때에도 상기 유체를 보유할 수 있어야 한다. 또 다른 중요한 기능은 유체 포획 대역을 형성하기 위해 저장 요소(들)가 팽윤될 수 있어야 하는 것이다. (유체 저장 요소(들)는 유체 저장, 및 유체 포획 대역의 형성 이외에 신체 정합성의 개선과 같은 기능을 수행할 수 있다.)
사용되는 물질과 무관하게, 팽윤성 저장 요소는 완전히 포화되었을 때 100%이상 건조, 압축된 상태로부터 z-방향으로 팽윤될 수 있는 것이 바람직하다. 이런 z-방향 팽윤은 유체 포획 대역의 부피를 효과적으로 증가시킬 것이다. 그러나, 당분야에 숙련된 이들은 유체 포획 대역의 폭 및 길이가 또한 총 부피에 중요하고, z-방향으로 100% 팽윤하지않는 물질도 본원에서 여전히 유용할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
a. 흡수성 하이드로겔-형성 중합체
하이드로겔 중합체가 사용될 때, 본 발명에 따르는 상기 팽윤성 유체 저장 요소의 중요한 요지는 이들이 비교적 높은 농도의 흡수성 중합체를 함유하는 것이다. 다량의 체액을 흡수하고 보유할 수 있는 비교적 얇은 흡수 제품을 제공하기 위해서, 상기 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 양을 증가시키고 다른 성분, 특히 섬유질 성분의 양을 감소시키는 것이 바람직하다. 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 농도를 측정할 때, 유체 저장 요소에 존재하는 하이드로겔-형성 중합체와 임의의 다른 성분(예: 섬유, 열가소성 물질 등)의 합한 중량에 대한 하이드로겔-형성 중합체의 중량%가 사용된다. 이것을 염두에 둘때, 본 발명에 따르는 일정한 유체 저장 요소에서 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 농도는 저장 요소의 중량을 기준으로 약 50 내지 100%, 바람직하게는 약 60 내지 100%, 더욱 바람직하게는 약 70 내지 100%, 가장 바람직하게는 약 80 내지 100% 범위일 수 있다.
각종 광범위한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체가 본 발명의 유체 저장 요소에 사용될 수 있다. 흡수성 하이드로겔-형성 중합체는 설폰산, 더욱 전형적으로는 카복시기와 같은 다수의 음이온성 작용기를 갖는다. 본원에서 사용하기에 적절한 흡수성 중합체의 예는 하나 이상의 탄소 대 탄소 올레핀 이중 결합을 함유하는 올레핀계 불포화 산 및 무수물을 비롯하여 중합가능한 불포화 산-함유 단량체로부터 제조된 것을 포함한다. 더욱 구체적으로, 이들 단량체는 올레핀계 불포화 카복실산 및 산 무수물, 올레핀계 불포화 설폰산, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있다. 적절한 흡수성 중합체 및 그의 제조방법을 기재하고 있는, 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561호(레자이(Rezai) 등)를 참조하며, 상기 문헌은 본원에서 참조문헌으로 인용된다.
본 발명에서 사용하기에 바람직한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체는 카복시기를 함유한다. 이들은 가수분해된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 부분적으로 중화된 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 부분적으로 중화된 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 비누화 비닐 아세테이트-아크릴산 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 또는 아크릴아미드 공중합체, 임의의 전술된 공중합체의 약하게 망상구조로 가교결합된 중합체, 부분적으로 중화된 폴리아크릴산 및 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 약하게 망상구조로 가교결합된 중합체를 포함한다. 이들 중합체는 단독으로 또는 둘 이상의 상이한 중합체의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 이들 중합체 물질의 예는 미국 특허 제 3,661,875호, 미국 특허 제 4,076,663호, 미국 특허 제 4,093,776호, 미국 특허 제 4,666,983호 및 미국 특허 제 4,734,478호에 기재되어 있다.
본 발명에서 사용하기에 가장 바람직한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체는 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 약하게 망상구조로 가교결합된 중합체 및 그의 전분 유도체이다. 가장 바람직하게, 흡수성 중합체는 중화된 약하게 망상구조로 가교결합된 폴리아크릴산(즉, 폴리(나트륨 아크릴레이트/아크릴산)) 약 50 내지 약 95%, 바람직하게는 약 75%를 포함한다. 중합체를 망상구조 가교결합시키는 방법 및 전형적인 망상구조 가교결합제가 전술된 미국 특허 제 4,076,663호에 보다 상세히 기재되어 있다.
흡수성 하이드로겔-형성 중합체는 임의의 통상적인 방식으로 형성될 수 있다. 상기 흡수성 중합체를 형성하는 바람직한 방법은 수용액 또는 기타 용액 중합방법을 포함하는 것이다. 예컨대, 1988년 4월 19일자로 재허여된 미국 재특허 제 32,649호(브랜트(Brandt) 등)를 참조한다. 흡수성 중합체는 수용액 중합방법을 사용하여 제조되는 것이 바람직하지만, 역 유화 중합방법 또는 역 현탁 중합방법과 같은 다상 중합방법을 사용하는 중합방법을 실시할 수도 있다. 역 현탁 중합방법을 비롯한 방법에 대해 본원에서 참조문헌으로 인용된 1982년 7월 20일자로 허여된 미국 특허 제 4,340,706호(오바야시(Obayashi) 등), 1985년 3월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,506,052호(플레셔(Flesher) 등) 및 1988년 4월 5일자로 허여된 미국 특허 제 4,735,987호(모리타(Morita) 등)을 참조한다. 상기 흡수성 중합체는 섬유, 과립, 플레이크 또는 분말을 비롯한 각종 형태 및 크기로 합성되거나 제조될 수 있다. 그러나, 상기 흡수성 중합체는 가장 일반적으로는 흡수성 중합체 또는 미립자로서 공급된다.
본 발명에서 유용한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 한 바람직한 종류는 높은 흡수 용량을 나타내는 것이다. 흡수 용량이란 접촉된 액체를 흡수할 수 있는 일정 중합체 물질의 용량을 말한다. 흡수 용량은 흡수되는 액체의 특성 및 액체가 중합체 물질과 접촉하는 방식에 따라 크게 다양할 수 있다. 본 발명의 경우, 흡수 용량은 본원에서 참조문헌으로 인용된 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561호(레자이 등)의 시험 방법 부분에 정의된 절차에서 중합체 물질 1g당 합성 뇨 g을 기준으로 임의의 일정한 중합체 물질에 흡수되는 합성뇨의 양으로 정의된다. 높은 흡수 용량을 갖는 바람직한 흡수성 중합체는 중합체 물질 1g당 합성뇨 약 20g 이상, 더욱 바람직하게는 약 25g 이상의 흡수 용량을 갖는 것이다. 전형적으로, 이들 매우 흡수성인 중합체는 중합체 물질 1g당 합성뇨 약 20 내지 약 70g의 흡수능을 갖는다. 이러한 비교적 높은 흡수 용량 특징을 갖는 흡수성 중합체는 뇨와 같은 다량의 분비된 체액을 바람직하게 고정시키므로 본 발명의 유체 저장 요소에서 특히 유용하다.
본 발명에 유용한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 다른 바람직한 종류는 비교적 높은 염수 유동 전도율(SFC; Saline Flow Conductivity) 값과 비교적 높은 가압하 성능(PUP; Performance Under Pressure) 용량을 갖는 것이다. SFC 값과 PUP 용량이 정의되어 있고 이들 변수를 측정하는 방법이 제공되어 있는, 1994년 3월 29일자로 출원된 동시계류중인 미국 특허원 제 219,574호(골드만(Goldman) 등)를 참조하며 이 문헌은 본원에서 참조문헌으로 인용된다. 본 발명에서 유용한 흡수성 중합체는 약 30 x 10-7㎤sec/g 이상, 바람직하게는 약 50 x 10-7㎤sec/g 이상, 가장 바람직하게는 약 100 x 10-7㎤sec/g 이상의 SFC 값을 가질 수 있다. 전형적으로, 이들 SFC 값은 약 30 내지 약 1000 x 10-7㎤sec/g, 더욱 전형적으로는 약 50 내지 약 500 x 10-7㎤sec/g, 가장 전형적으로는 약 100 내지 x 약 350 x 10-7㎤sec/g의 범위에 있다. 본 발명에서 유용한 흡수성 중합체는 일반적으로 약 23g/g 이상, 바람직하게는 약 25g/g 이상, 가장 바람직하게는 약 29g/g 이상의 PUP 용량을 갖는다. 전형적으로, 이들 PUP 용량 값은 약 23 내지 약 35g/g, 더욱 전형적으로는 약 25 내지 약 33g/g, 가장 전형적으로는 약 29 내지 약 33g/g 범위이다.
초기에 형성된 중합체의 표면 가교결합은 비교적 높은 SFC 값 및 PUP 용량 값을 갖는 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 수득하기에 바람직한 방법이다. 표면 가교결합을 도입하기 위한 다수의 방법이 당해 기술에 공지되어 있다. 이들은 (i) 흡수성 하이드로겔-형성 중합체내에 존재하는 작용기와 반응할 수 있는 이- 또는 다작용성 시약(들)(예: 글리세롤, 1,3-디옥솔란-2-온, 다가 금속 이온, 다가 4급 아민)을 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 표면에 적용시키고, (ii) 다른 첨가된 시약 및 흡수성 하이드로겔-형성 중합체내에 존재할 수 있는 작용기와 반응할 수 있는 이- 또는 다작용성 시약을 표면에서의 가교결합 정도를 증가시키기 위해 표면에 적용시키고(예: 단량체에 가교결합제를 더하여 첨가하고 제 2 중합반응을 개시한다), (iii) 추가의 다작용성 시약이 첨가되지 않으나, 표면 또는 그 근처에서의 보다 높은 정도의 가교결합을 발생시키기 위해 추가의 반응(들)이 제 1 중합반응 도중 또는 그후에 흡수성 하이드로겔-형성 중합체내에 존재하는 성분중에 도입되고(존재하는 중합체 카복실산 및/또는 하이드록시기 사이에 무수물 및/또는 에스테르 가교결합의 형성을 유도하기 위한 가열, 및 가교결합제가 본래 표면 근처에서 높은 정도로 존재하는 현탁 중합방법), (iv) 생성된 하이드로겔의 보다 높은 정도의 가교결합을 유도하거나 표면 변형을 감소시키기 위하여 다른 물질을 표면에 첨가하는 것을 포함한다. 이러한 표면 가교결합 방법의 조합을 동시에 또는 차례로 이용할 수 있다. 가교결합 시약 이외에, 다른 성분을 표면에 첨가하여 가교결합의 분배(예: 표면 가교결합 시약의 전개 및 침투)를 보조/조절할 수 있다. 본원에서 참조문헌으로 인용되는 1994년 3월 29일자로 출원된 동시계류중인 미국 특허 일련번호 제 219,574호(골드만 등)를 참조한다.
본 발명에 따른 흡수성 하이드로겔-형성 중합체의 표면 가교결합을 수행하는데 적절한 일반적인 방법이 1985년 9월 17일자로 허여된 미국 특허 제 4,541,871호(오바야시), 1992년 10월 1일자로 공개된 PCT 공개공보 WO92/16565호(스탠리(Stanley)), 1990년 8월 9일자로 공개된 PCT 공개공보 WO90/08789호(타이(Tai)), 1993년 3월 18일자로 공개된 PCT 공개공보 WO93/05080호(스탠리), 1989년 4월 25일자로 허여된 미국 특허 제 4,824,901호(알렉산더(Alexander)), 1989년 1월 17일자로 허여된 미국 특허 제 4,789,861호(존슨(Johnson)), 1986년 5월 6일자로 허여된 미국 특허 제 4,587,308호(마키타(Makita)), 1988년 3월 29일자로 허여된 미국 특허 제 4,734,478호(츠바키모토(Tsubakimoto)), 1992년 11월 17일자로 허여된 미국 특허 제 5,164,459호(키무라(Kimura) 등), 1991년 8월 29일자로 공개된 독일 특허 공개공보 제 4,020,780호(다멘(Dahmen)) 및 1992년 10월 21일자로 공개된 유럽 특허 공개공보 제 509,708호(가트너(Garter))에 기재되어 있으며, 이들 모두는 본원에서 참조문헌으로 인용된다. 또한, 1994년 3월 29일자로 출원된 동시계류중인 미국 특허 일련번호 제 219,574호(골드만 등)를 보면, 이는 특히 실시예 1 내지 4가 본원에서 참조문헌으로 인용된다.
이들 흡수성 하이드로겔-형성 중합체는 바람직하게는 동일한 단량체로부터 형성되고 동일한 특성을 갖지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 예컨대, 일부 흡수성 중합체는 전분-아크릴산 그래프트 공중합체를 포함할 수 있으나, 다른 흡수성 중합체는 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 약하게 망상구조로 가교결합된 중합체를 포함할 수 있다. 또한, 흡수성 중합체는 크기, 형태, 흡수 용량, 또는 임의의 다른 특성 또는 특징에서 다양할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 흡수성 중합체는 부분적으로 중화된 폴리아크릴산의 약하게 망상구조로 가교결합된 중합체로 필수적으로 이루어지며, 각각의 흡수성 입자는 유사한 특성을 갖는다.
비교적 높은 농도의 상기 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 갖는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 유체 저장 요소는 다공성 흡수성 거대구조물의 형태이다. 이들 거대구조물은 다수의 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 입자로부터 형성된다. 이들 거대구조물은 다량의 수성 체액(예: 뇨 또는 생리혈)을 흡수할 수 있고, 적당한 압력하에서 상기 액체를 보유할 수 있다. 거대구조물은 입자로부터 형성되므로 인접한 입자 사이에 기공을 갖는다. 이들 기공은 상호연결된 관에 의해 상호연결되어 있어서 거대구조물은 유체 투과성이다(즉, 모세 운반관을 갖는다).
입자 사이에 형성된 결합으로 인해, 생성된 응집 거대구조물은 개선된 구조적 일체성, 증가된 유체 포획 및 분배 속도, 및 최소의 겔-차단화 특징을 갖는다. 거대구조물은 수성 유체로 습윤될 때에 적당한 제한 압력하에서도 일반적으로 등방성으로 팽윤하고 상기 유체를 입자 사이의 기공에 흡수시킨 다음 상기 유체를 입자내로 흡수시킨다. 거대구조물이 등방으로 팽윤하므로 입자와 기공은 팽윤시에도 상대적인 형태 및 공간 관계를 유지시킬 수 있다. 따라서, 입자가 서로로부터 해리되지 않아서, 겔 차단화의 빈도를 최소화시키고 거대 구조물이 이어지는 액체, 심지어 과량의 액체 적재를 포획하여 운반할 수 있도록 팽윤시에 모세관을 유지시키거나 확장시킬 수 있으므로 거대 구조물은 비교적 "유체 안정성"이다. 본원에서 참조문헌으로 인용된 1992년 4월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,102,597호(로(Roe) 등) 및 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561호(레자이 등)를 참조한다. 본원에서 사용되는 상호연결된 입자의 거대구조물이란 "유체 안정성 거대구조물" 또는 "유체 안정성 응집체"라고 불리운다.
이러한 거대구조물은 다수의 형태 및 크기를 가질 수 있지만, 전형적으로는 시이트, 필름, 실린더, 블록, 구형, 섬유, 필라멘트 또는 그밖의 형상화된 요소 형태이다. 이러한 거대구조물은 일반적으로 약 0.2mm 내지 약 10.0mm의 두께 또는 직경을 갖는다. 바람직하게는, 이러한 거대구조물은 시이트 또는 스트립의 형태이다. 본원에 사용된 "시이트" 또는 "스트립"이란 용어는 약 0.2mm 이상의 두께를 갖는 거대구조물을 말한다. 시이트 또는 스트립은 바람직하게는 두께가 약 0.5mm 내지 약 10mm, 전형적으로는 약 1mm 내지 약 3mm일 것이다.
이러한 거대구조물은 인접한 입자들을 결합 또는 접착시켜 형성한다. 접착제는 본질적으로 이들 입자의 표면에 존재하는 중합체 물질이다. 이들 입자가 가교결합제로 처리되어 물리적으로 회합되면, 이들 입자의 표면에 존재하는 중합체 물질은, 전형적으로는 입자들 사이의 개별 연결부로서, 인접한 입자들이 서로 접착되기에 충분히 가소성이고 점착성이다(예를 들면, 끈끈함). 입자들 사이의 가교결합 반응은 이러한 접착 구조를 고정시킨다.
이러한 거대구조물을 제조할 때, 가교결합제를 사용하여 흡수성 전구체 입자의 표면에서 가교결합을 제공한다. 이것은 전형적으로 가교결합제가 이들 입자의 중합체 물질과 반응한 결과로서 일어난다. 전형적으로, 흡수성 전구체 입자의 중합체 물질은 가교결합제와 공유 에스테르형 결합을 형성하는 음이온성, 바람직하게는 카복시 작용기를 갖는다. 효과적으로 가교결합된 흡수성 입자의 이러한 부분은 입자의 다른 비가교결합된 부분에 비해 수성 유체(체액)의 존재하에 덜 팽윤될 것이다.
이러한 목적에 적합한 가교결합제는 비이온성이며, 카복시 기와 반응할 수 있는 작용기를 분자 1개당 2개 이상 갖는다. 예를 들면, 각종 비이온성 가교결합제를 개시하고 있는, 로 등에게 1992년 4월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,102,597 호(이는 본원에 참조로 인용됨)를 참조한다. 특히 바람직한 비이온성 가교결합제는 글리세롤이다. 이러한 거대구조물에 사용하기에 바람직한 가교결합제는 특정 유형의 단량체성 또는 중합성 아민과 에피클로로하이드린의 부가물이다. 예를 들면, 적합한 양이온성 아미노-에피클로로하이드린 부가물 가교결합제를 개시하고 있는, 레자이 등에게 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561 호(이는 본원에 참조로 인용됨)를 참조한다. 이들 아미노-에피클로로하이드린 부가물 및 특히 이들 부가물의 중합체 수지 변종이 바람직한 가교결합제인데, 그 이유는 이들은 전구체 입자 표면에서 중합체 물질과만 반응하기 때문이다. 게다가, 이들 부가물, 특히 중합체 수지 변종의 양이온성 작용기(예를 들어, 아제테디늄 기)는 실온(예를 들어, 약 18℃ 내지 약 25℃)에서도 흡수성 입자의 중합체 물질의 음이온성, 전형적으로는 카복시 작용기와 매우 빨리 반응하는 것으로 생각된다. 가장 바람직한 것은 특히 헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules Inc.)가 키멘(Kymene, 등록상표)이라는 상표명으로 시판중인 특정 폴리아미드-폴리아민-에피클로로하이드린 수지이다. 특히 유용한 것은 디에틸렌트리아민과 아디프산의 반응 생성물인 폴리아미드-폴리아민의 에피클로로하이드린 부가물인 키멘 557H, 키멘 557LX 및 키멘 557 플러스이다. 이들은 전형적으로 활성 수지를 약 10중량% 내지 약 33중량%로 함유하는 양이온성 수지 물질의 수용액 형태로 판매된다.
이러한 다공성의 흡수성 거대구조물을 제조할 때, 흡수성 입자를 임의의 다른 성분 또는 시약과 함께 가교결합제로 처리한다. 예를 들어, 전형적으로 물이 가교결합제와 함께 사용되어 수성 처리 용액을 형성한다. 물은 흡수성 입자 표면에 가교결합제의 균일한 분산을 촉진하여, 가교결합제가 이들 입자의 표면 영역으로 침투하도록 한다. 물은 또한, 처리된 전구체 입자들 사이에 더 강한 물리적 회합을 촉진하여, 생성된 입자간 결합된 가교결합 응집체가 더 큰 일체성을 갖게 된다. 예를 들어, 본원에 참조로 인용된, 로 등에게 1992년 4월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,102,597 호(글리세롤과 같은 비이온성 가교결합제) 및 레자이 등에게 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561 호(양이온성 아미노-에피클로로하이드린 부가물 가교결합제)를 참조한다.
처리 용액은, 특히 가교결합제로서 양이온성 아미노-에피클로로하이드린 부가물이 사용되는 경우, 가소제를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 바람직한 가소제는, 특히 양이온성 아미노-에피클로로하이드린 부가물의 수성 처리 용액의 일부로서 포함될 때, 글리세롤과 물의 중량비 약 0.5:1 내지 약 2:1, 바람직하게는 약 0.8:1 내지 약 1.7:1의 혼합물이다. 레자이 등에게 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561 호(이는 본원에 참조로 인용됨)를 참조한다. 가교결합제 및 임의의 가소제를 처리하기 전후 또는 그 동안, 입자들은 물리적으로 회합되어 응집체 거대구조물을 형성한다. 이러한 응집체 거대구조물을 연속적으로 시이트로 성형하기에 바람직한 방법 및 장치는 본원에 참조로 인용된, 레자이 등에게 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561 호(양이온성 아미노-에피클로로하이드린 부가물 가교결합제)에 기술되어 있다. 특히, 이 특허의 도 9 및 그의 관련 설명을 참조한다.
입자들이 물리적으로 회합되어 응집체 거대구조물을 형성하면, 가교결합제는 전구체 입자들의 물리적 회합은 유지시키면서 전구체 입자의 중합체 물질과 반응하여 응집체 거대구조물중의 입자의 효과적인 표면 가교결합을 제공한다. 본원에 참조로 인용된, 로 등에게 1992년 4월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,102,597 호(글리세롤과 같은 비이온성 가교결합제) 및 레자이 등에게 1994년 6월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,324,561 호(양이온성 아미노-에피클로로하이드린 부가물 가교결합제)를 참조한다. 아미노-에피클로로하이드린 부가물이 가교결합제로서 사용되는 경우, 이 가교결합 반응은 주위 실온을 비롯한 비교적 낮은 온도에서 일어날 수 있다. 이러한 주위 온도 경화는 흡수성 입자가 가소제(예: 물과 글리세롤의 혼합물)로 처리되는 경우 특히 바람직하다. 주위 온도보다 상당히 높은 온도에서의 경화는 가소제의 휘발성으로 인해 가소제가 없어지므로, 생성된 응집체 거대구조물을 가소화시키는 추가의 단계가 필요할 수 있다.
필요하다면, 이러한 거대구조물은 보강 부재로서 작용하는 각종 유형의 섬유를 포함할 수 있다. 이들의 예로는 셀룰로즈 섬유, 개질 셀룰로즈 섬유, 레이온, 폴리프로필렌 및 폴리에스테르 섬유[예: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(다크론(DACRON), 등록상표), 친수성 나일론(하이드로필(HYDROFIL), 등록상표) 등]가 있다. 그밖의 섬유 물질의 예는, 예를 들어 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등으로부터 유도된 계면활성제 처리되거나 실리카 처리된 열가소성 섬유와 같은 친수화된 소수성 섬유이다. 사실, 친수화된 소수성 섬유 자체는 그다지 흡수성이지 못하므로, 통상의 흡수성 구조물에 사용하기에 충분한 흡수 용량을 갖는 웹을 제공하지 못하지만, 우수한 흡상 특성 때문에 거대구조물에 사용하기에 적합하다. 합성 섬유는 일반적으로 거대구조물의 섬유 성분으로서 본원에서 사용하기에 바람직하다. 가장 바람직한 것은 폴리올레핀 섬유, 바람직하게는 폴리에틸렌 섬유이다.
본 발명에 따른 그밖의 적합한 팽윤성 유체 저장 요소는 다른 두 섬유질 층 사이에 함유된 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 입자 층 형태, 예를 들어 적층된 유체 저장 요소일 수 있다. 본 발명에 따른 적합한 적층된 유체 저장 요소는 린드세이(Lindsay) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,260,443 호; 페더슨(Pedersen) 등에게 1984년 8월 21일자로 허여된 미국 특허 제 4,467,012 호; 랭(Lang)에게 1987년 12월 29일자로 허여된 미국 특허 제 4,715,918 호; 팩카드(Packard) 등에게 1989년 7월 25일자로 허여된 미국 특허 제 4,851,069 호; 오스본(Osborn)에게 1990년 8월 21일자로 허여된 미국 특허 제 4,950,264 호; 버나딘(Bernardin)에게 1991년 2월 19일자로 허여된 미국 특허 제 4,994,037 호; 버나딘에게 1991년 4월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,009,650 호; 오스본에게 1991년 4월 23일자로 허여된 미국 특허 제 5,009,653 호; 마쿠이(Makoui)에게 1992년 7월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,128,082 호; 켈렌버거(Kellenberger) 등에게 1992년 9월 22일자로 허여된 미국 특허 제 5,149,335 호; 및 버나딘에게 1993년 1월 5일자로 허여된 미국 특허 제 5,176,668 호(이들 모두 참조로 인용됨)에 기술된 것과 유사한 과정을 사용하여 제조할 수 있다. 이들 적층된 유체 저장 요소는 열결합된 섬유질 층, 접착제에 의해 접착된 섬유질 층(예를 들어, 섬유질 층들 사이 또는 섬유질 층과 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 입자 사이의 아교 결합) 또는 수소 결합에 의해(예를 들어, 섬유질 층에 물을 분사한 후 압착함에 의해) 서로 고정된 섬유질 층들의 형태일 수 있다.
필요하다면, 상기 거대구조물 또는 흡수성 입자를 기재에 부착하여 유체 저장 요소를 형성할 수 있다. 기재는 (1) 거대구조물/입자에 의해 흡수될 유체의 분배를 개선시키는 것; 및 (2) 특히 흡수성 입자가 유체를 흡수한 후 팽윤하기 시작하는 경우에 추가의 일체성을 제공함으로써 거대구조물/입자를 지지하는 것을 비롯한 여러 기능을 제공할 수 있다. 기재는 셀룰로즈 섬유, 부직 웹, 티슈 웹, 포움, 폴리아크릴레이트 섬유, 천공된 중합체 웹, 합성 섬유, 금속 호일, 엘라스토머 등과 같은 당분야에 공지된 각종 물질로 이루어질 수 있다. 대부분의 이러한 기재 물질은 유체를 분배하여 거대구조물/입자를 지지할 수 있다. 바람직하게는, 기재는 셀룰로즈 물질 또는 셀룰로즈 작용성을 갖는 물질로 이루어진다. 유체를 분배하기에 바람직한 기재는 셀룰로즈 물질, 섬유질 웹, 셀룰로즈 섬유질 웹, 티슈, 고상 포움, 셀룰로즈 포움 및 폴리비닐 알콜 포움이다. 거대구조물/입자를 지지하기에 바람직한 기재는 티슈, 셀룰로즈 물질, 섬유질 웹, 부직 웹, 패브릭, 셀룰로즈 섬유질 웹, 고상 포움, 셀룰로즈 포움 및 폴리비닐 알콜 포움이다.
기재는 바람직하게는 가요성이고 유연하여 거대구조물/입자를 갖는 생성된 흡수성 복합물의 상기 특성을 원조한다. 기재는 실질적으로 탄성이고, 비연신성이거나, 기재 표면의 면에 수직으로 또한 그 면에 작용하는 힘에 반응하여 여러 정도로 연신가능하거나 변형가능할 수 있다. 기재 물질의 두께 및 기본중량(기재 단위면적당 중량)은 기재의 종류 및 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 기재는 적층물내에 특정 기재 물질의 다수의 개별 시이트 또는 플라이(ply), 또는 하나 이상의 기재 층의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 한 적합한 기재는 두께가 약 0.02mm 내지 약 1.2mm, 더 바람직하게는 약 0.3mm 내지 약 0.8mm이고, 기본중량이 약 5g/m2내지 약 100g/m2, 더 바람직하게는 약 10g/m2내지 약 60g/m2, 가장 바람직하게는 약 15g/m2내지 약 40g/m2인 바운티(Bounty, 등록상표) 시이트이다. 다른 적합한 기재는 건조 압축 두께가 약 0.5mm 내지 약 3.0mm, 더 바람직하게는 약 0.8mm 내지 약 2.0mm이고, 습윤 팽윤된 두께가 약 0.8mm 내지 약 6.0mm, 더 바람직하게는 약 1.0mm 내지 약 5.0mm이고, 기본중량이 약 50g/m2내지 약 2,000g/m2, 더 바람직하게는 약 100g/m2내지 약 1,000g/m2인 셀룰로즈 포움이다.
거대구조물/입자를 지지하기에 적합한 기재는 전형적으로 건조 인장 강도가 약 500g/인치 내지 약 8,000g/인치, 더 바람직하게는 약 1,000g/인치 내지 약 3,000g/인치이고, 습윤 인장 강도가 약 200g/인치 내지 약 5,000g/인치, 더 바람직하게는 약 400g/인치 내지 약 1,000g/인치이고, 습윤 파열 강도가 약 100g 내지 약 2,000g, 더 바람직하게는 약 200g 내지 약 1,000g이다. 이러한 유형의 바람직한 기재로는 1976년 4월 27일자로 허여된 미국 특허 제 3,953,638 호, 1984년 9월 4일자로 허여된 미국 특허 제 4,469,735 호, 1984년 8월 28일자로 허여된 미국 특허 제 4,468,428 호 및 1991년 1월 22일자로 허여된 미국 특허 제 4,986,882 호(모두 본원에 참조로 인용됨)에 개시된 것과 같은 종이 타월 및 티슈와 같은 셀룰로즈 섬유질 웹이 있다.
다공성의 흡수성 거대구조물/입자는 각종 화학적, 물리적 및 접착성 시약에 의해 기재에 부착될 수 있다. 거대구조물/입자를 기재에 부착시키기 위한 접착제로는 아교 및 열용융형 접착제가 있다. 바람직하게는, 기재와 거대구조물/입자 사이의 결합은 기재에 전구체 흡수성 입자를 침적시키고, 침적된 입자를 가교결합제를 포함하는 용액으로 처리한 다음, 처리된 입자/기재를 전술한 바와 같이 경화함으로써 달성한다. 이 방법의 바람직한 실시양태에서는 셀룰로즈 기재(예를 들어, 종이 타월)가 사용된다. 그 다음, 전구체 흡수성 입자를 이 셀룰로즈 기재에 침적시킨다. 그 다음, 아미노-에피클로로하이드린 부가물, 바람직하게는 중합성 에피클로로하이드린-폴리아미드/폴리아민 습윤 강도 수지(예: 키멘)를 포함하는 처리 용액을 셀룰로즈 기재 및 흡수성 입자에 가한다(예를 들어, 분무함). 그 다음, 처리된 기재/입자를 주위 온도에서 경화시켜 입자들이 셀룰로즈 기재에 결합되도록 한다.
본 발명의 코어의 전체적인 가요성을 증진시키기 위하여, 유체 안정한 거대구조물을 불연속성이도록 슬릿(slit)화할 수도 있다. 즉, 거대구조물 스트립을 각각 여러 위치에서 절단하여 구조물의 전 두께에 걸쳐(즉, z-방향) 슬릿을 형성한다. 이러한 거대구조물은 1993년 10월 22일자로 슈에(Hsueh) 등의 명의로 출원된 동시계류중인 미국 특허출원 제 08/142,258 호, 1995년 10월 30일자로 레자이 등의명의로 출원된 미국 특허출원 제 08/550,181 호 및 1995년 10월 30일자로 디어크스(Dierckes) 등의 명의로 출원된 미국 특허출원 제 08/550,185 호(이들은 모두 본원에 참조로 인용됨)에 기술되어 있다. 슬릿화된 거대구조물을 y-방향으로 연신시키면, "그물모양"의 물질이 얻어진다. 하이드로겔을 함유하는 연속 부분들 사이의 개방 공간은 하이드로겔 구조물의 더 자유로운 팽윤을 허용하고, 이 요소를 통한 침투성을 증가시킨다.
본 발명에 따른 팽윤성 유체 저장 요소로서 유용한 다공성의 흡수성 거대구조물은 티슈내에 둘러싸여지거나 엔벨로프(envelope)화될 수도 있다. 이러한 티슈 엔벨로프는 느슨한 결합의 흡수성 입자가 흡수 코어내에서 이동하지 않도록 하고, 추가의 구조적 일체성을 거대구조물에 제공할 수 있다.
사용되는 흡수성 물질의 성질과는 관계없이, 저장 물질이 유체 포획 대역으로(즉, x-방향 및/또는 y-방향으로, 특히 흡수 코어의 내부로) 거의 팽윤되지 않고, z-방향으로는 자유롭게 팽윤되는 것이 중요하다. 이로 인해 더 많은 포획 대역이 유체 분출물을 수용하게 된다. 도 5에 관하여 논의한 바와 같이, 유체 포획 대역으로의 팽윤은, 예를 들어 접착제 스폿(spot) 결합의 사용에 의해 방지될 수 있다. 이는 흡수성 중합체의 개별 입자가 팽윤성 유체 저장 물질로서 사용될 때 특히 유리할 수 있다. 일부 경우에, 여러 코어 물질의 배열은 원하는 제한된 팽윤을 제공할 것이다.
b. 포움 물질
상기에서 지적한 바와 같이, 본 발명의 팽윤성 흡수성 저장 요소로서 유용한 포움 물질은, 적절한 유체 저장 용량을 제공하는 것 외에, 체액과 접촉될 때까지 붕괴된 상태나 얇은 상태로 존재할 수 있어야 한다. 그러한 상태로 유지하는 능력은 소비자의 마음을 끄는 얇은 기저귀를 제공하는데 있어서 중요하다. 이러한 포움 물질의 사용은 z-방향으로 거의 전부 팽윤하는 추가의 이점을 제공한다. 즉, 포움은 유체를 흡수하면 z-방향으로 상당히 팽윤되지만, 길이 및 너비의 치수는 본질적으로 유지된다. 이것은 유체 포획 대역의 효율적인 형성을 가능하게 한다는 점에서 중요하다.
본 발명에 유용한 대표적인 포움 물질은 본원에 참조로 인용된, 다이어(Dyer) 등에게 1995년 2월 7일자로 허여된 미국 특허 제 5,387,207 호(이후, "특허 '207 호"라 함)에 기술된 것이다. 간단하게 말하자면, 이 특허는 비교적 소량의 오일상(중합가능한 단량체를 포함함) 및 비교적 다량의 수상을 갖는 유화액으로부터 유도된 중합성 포움을 기술하고 있다. (이러한 유화액을 일반적으로 높은 내부상 유화액 또는 HIPE라 한다.) 이러한 HIPE-유도된 포움은 중합 후 잔류하는 시약에 의해 또는 계면활성제를 사용하는 중합후 처리에 의해 친수성으로 된다. 특허 '207호에 기술된 포움은 개방 셀형이다. 즉, 유화액중의 개개의 수적이 차지하는 공간을 나타내는 개별 기포(기공이라고도 함)는 다수의 작은 구멍에 의해 상호연결되어 있다. 기포 벽의 이러한 작은 구멍에 의해 유체는 전 포움 구조물에 걸쳐 한 기포에서 다른 기포로 전달될 수 있다.
포움이 "습윤될 때까지는 얇은 상태"를 유지할 수 있는 것은 포움내의 모세관력, 특히 포움의 모세관압으로 인한 것으로 생각된다. 습윤될 때까지는 붕괴된 상태를 유지하기 위하여, 포움내의 모세관압은 포움 중합체의 탄성회복율 또는 탄성률에 의해 가해지는 힘과 같거나 더 커야 하며, 이 힘은 포움을 압축되지 않은 두께로 되돌아가도록 작용한다. 모세관압에 영향을 주는 변수로는 모세관 흡입 비표면적, 포움 밀도, 유체 표면장력 및 평균 기포 크기가 있다. 포움의 탄성률에 영향을 주는 변수로는 중합체를 포함한 단량체 함량 및 중합체를 가소화시켜 중합체 탄성률을 감소시키는 경향이 있는 잔여 지용성 유화제가 있다. 이들 변수의 바람직한 범위의 완전한 기재 및 포움의 그밖의 중요한 특성에 대한 논의는 상기 특허에 기술되어 있다.
데스마라이스(DesMarais) 등의 명의로 1995년 11월 29일자로 출원된 동시계류중인 미국 특허출원 제 08/563,866 호(본원에 참조로 인용됨)에는 본 발명에 유용한 팽윤가능한 포움이 기술되어 있다. 이들 포움도 HIPE로부터 제조되지만, 물-오일 비가 더 큰 유화액의 제조는 훨씬 더 큰 다공성과 더 작은 밀도의 구조물을 제공한다. 이들 포움은 포움의 사용이 바람직한 유체 저장 물질에 특히 바람직하다.
팽윤성 저장 물질로서 유용한 그밖의 포움 물질로는 압축된 셀룰로즈 포움이 있다. 이러한 포움은 라이언 코포레이션(Lion Corp.)의 명의로 공개된 유럽 특허 공고 제 293,208 호에 기술되어 있다. 본원에 유용한 셀룰로즈 포움은 스폰텍스(Spontex), 토레이(Toray) 및 쓰리엠(3M)을 비롯한 몇몇 회사에서 시판중이다. 이들 셀룰로즈 포움 물질은 압축 스폰지로 제공될 때 습윤시 재빨리 팽윤하여 유체 포획 대역을 생성한다.
C. 유체 포획 대역
부분적으로는 팽윤된 저장 요소(들)에 의해 형성된 유체 포획 대역은 그 위에 놓인 상면시이트 아래 특히, 하부(하나이상이 존재하는 경우) 포획/분배 층에 공극을 형성한다. 포획 대역에 의해 형성된 공극 때문에, 본 발명에 따른 흡수 코어는 분비된 다량의 체액을 보다 쉽게 취급할 수 있게 된다. 이는 이전의 여러 번의 유체 분비물로 포화된 흡수 코어의 일부으로서 특히 중요하다.
도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 유체 포획 대역은 3차원적이다. 포획 대역의 너비(y-방향) 및 길이(x-방향)는 일반적으로 팽윤성 저장 요소(들)에 의해 형성된 공극으로서 한정된다. 2개의 저장 요소가 측방향으로 이격될 경우, 포획 대역의 너비는 이들 요소들간의 간격 만큼이다. 이 경우 길이는 팽윤성 저장 요소의 길이에 의해 결정될 것이다. 포획 대역의 깊이는 팽윤된 저장 요소의 높이(z-방향)가 될 것이다.
유체 포획 대역은 x-y 방향으로 불규칙적인 형태를 가질 수 있으나 일반적으로는 직사각형이 바람직하다. 더욱이 요구되는 포획 대역의 부피는 다양한 요인(예를 들면 저장 물질의 흡수속도; 포획 물질의 흡수속도 및 용량, 및 착용자의 크기 등)에 따라 달라질 것이지만, 저장 물질이 습윤될때 포획 대역은 약 30cc 이상, 바람직하게는 약 50cc 이상, 더욱 바람직하게는 약 75cc 이상의 부피를 갖는 것이 바람직하다. 물론 제품이 건조한 상태에 있을때, 포획 대역의 부피는 현저하게 작아질 것이다. 당해 분야의 숙련자라면 저장 및 포획/분배 요소로서 사용되는 물질의 성질로 인해 포획 대역의 부피 측정은 부정확하리라는 것을 알 것이다. 따라서 상기 나열된 바람직한 부피 범위는 단지 예일 뿐이며 본 발명의 범위를 여기에만 국한시키는 것이 아니다.
E. 상면시이트
본 발명의 흡수 제품에서 유용한 상면시이트는 유연하고, 감촉이 부드럽고 착용자의 피부에 무자극성이다. 이러한 상면시이트는 유체 투과성이어서 체액으로 하여금 그의 두께를 통해 쉽게 침투하도록 한다. 적합한 상면시이트는 직물 및 부직물; 천공 성형된 열가소성 필름, 천공된 플라스틱 필름 및 수성형된 열가소성 필름과 같은 중합성 물질; 다공성 포움; 망상 포움; 망상 열가소성 필름; 및 열가소성 스크림과 같은 다양한 물질로부터 제조될 수 있다. 적합한 직물 및 부직물은 천연 섬유(예를 들면 목재 또는 면 섬유), 합성 섬유(예를 들면 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 섬유와 같은 중합성 섬유) 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 조합으로부터 구성될 수 있다.
본 발명에서 사용하기에 바람직한 상면시이트는 고 로프트(loft) 부직 상면시이트 및 천공 성형된 필름 상면시이트로부터 선택된다. 천공 성형된 필름은 특히 상면시이트로서 바람직한데, 왜냐하면 이들은 체액에 투과성이지만 비흡수성이어서 유체가 역류하여 착용자의 피부를 재습윤시키는 경향을 감소시키기 때문이다. 따라서, 신체와 접촉하는 성형된 필름의 표면은 건조하게 유지되고, 따라서 체액이 착용자의 신체를 더럽히는 경향을 감소시키고 착용자에게 보다 안락한 느낌을 부여한다. 적합한 성형된 필름은 1975년 12월 30일자로 허여된 미국 특허 제 3,929,135 호(톰슨(Thompson)); 1982년 4월 13일자로 허여된 미국 특허 제 4,324,246 호(뮬란(Mullane)등); 1982년 8월 3일자로 허여된 미국 특허 제 4,342,314 호(라델(Radel)등); 1984년 7월 31일자로 허여된 미국 특허 제 4,463,045 호(아르(Ahr)등); 1991년 4월 9일자로 허여된 미국 특허 제 5,006,394 호(베어드(Baird)등)에 기술되어 있다. 이들 특허들은 각각 본원에서 참고로 인용되어 있다. 특히 바람직한 미세천공된 성형 필름 상면시이트는 본원에 참고로 인용된 1986년 9월 2일자로 허여된 미국 특허 제 4,609,518 호(쿠로(Curo)등) 및 1986년 12월 16일자로 허여된 미국 특허 제 4,629,643 호(쿠로 등)에 기술되어 있다. 본 발명의 생리용품으로서 사용하기에 바람직한 상면시이트는 상기 하나이상의 특허에 기술된 성형된 필름 및 미국 오하이오주 신시네티 소재의 더 프록터 앤드 갬블 캄파니(The Procter & Gamble Company)에 의해 "드라이-위브(DRI-WEAVE, 등록상표)"로서 판매되는 생리대에 사용되는 것이다.
성형된 필름 상면시이트의 신체면은 친수성이어서 친수성이 아닐 경우보다 유체로 하여금 상면시이트를 보다 빨리 통과하도록 도움으로써 유체가 흡수 구조물로 흘러들어가서 흡수되기보다는 상면시이트로부터 흘러넘치는 경향을 감소시킨다. 바람직한 실시양태에서는, 본원에서 참고로 인용된, 1991년 11월 19일자로 아지즈(Aziz) 등에 의해 출원된, 발명의 명칭이 "Absorbent Article Having A Nonwoven and Apertured Film Coversheet"인 미국 특허원 제 07/794,745 호에 기술된 것과 같은 계면활성제를 성형된 필름 상면시이트의 중합성 물질내로 혼입시킨다. 또다르게는, 상면시이트의 신체면을 본원에서 참고로 인용된 전술된 미국 특허 제 4,950,254 호에 기술된 바와 같은 계면활성제로 처리함으로써 친수성으로 만들 수 있다.
F. 배면시이트
본 발명의 흡수 제품에서 사용하기에 유용한 배면시이트는 전형적으로 체액에 대해서는 불투과성이고 바람직하게는 얇은 플라스틱 필름으로 제조되지만, 다른 가요성 액체 불투과성 물질이 사용될 수도 있다. 본원에서 사용된 "가요성(flexible)"이란 용어는 유연하고 인체의 일반적인 형태 및 굴곡에 쉽게 순응하는 물질을 지칭한다. 배면시이트는 흡수 코어내에 흡수되어 보유된 체액이 바지, 파자마, 속옷 등과 같은, 흡수 제품과 접촉하는 물품들을 적시는 것을 방지해 준다. 배면시이트는 직물 또는 부직물, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 열가소성 필름과 같은 중합체 필름, 또는 필름-코팅된 부직물과 같은 복합체 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 배면시이트는 약 0.012㎜(0.5 mil) 내지 약 0.051㎜(2.0 mil)의 두께를 갖는 폴리에틸렌 필름이다. 폴리에틸렌 필름의 예는 미국 오하이오주 신시네티 소재의 클로패이 코포레이션(Clopay Corporation)에 의해 상표명 P18-0401로서 제조되며, 미국 인디애나주 테레호테 소재의 에틸 코포레이션, 비스퀸 디비젼(Ethyl Corporation, Visqueen Division)에 의해 상표명 XP-39385로서 제조된다. 배면시이트는 엠보싱 처리하고/하거나 매트(matte) 표면처리하여 보다 더 의복과 같은 외관을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 배면시이트는 증기를 흡수 코어를 통해 통과시키면서도(즉 통기성) 체액이 배면시이트를 통과하지는 못하게 한다.
특히 바람직한 배면시이트를 구조적 탄성체-유사 필름(SELF) 웹으로부터 제조할 수 있다. SELF 웹은 탄성 물질 없이도 신장 방향으로 탄성체-유사 행태를 나타내는 신장성 물질이다. SELF 웹은 둘이상의 인접하고 개별적이고 상이한 영역을 갖는 신축성 망상조직(strainable network)을 포함한다. 이러한 영역중 하나는 다른 영역의 상당부분이 예정된 축에 대해 평행한 방향으로 가해진 축방향 신장에 대해 상당한 저항력을 나타내기 전에 그 신장에 대해 저항력을 나타내는 형상을 갖는다. 하나이상의 영역은, 물질이 비인장된 조건에 있을때 예정된 축에 실질적으로 평행하게 측정시, 다른 영역의 표면-경로길이(surface-pathlength)보다 긴 표면-경로길이를 갖는다. 더 긴 표면-경로길이를 나타내는 영역은 다른 영역의 평면 너머로 연장되는 하나이상의 변형부를 포함한다. SELF 웹은 예정된 축에 평행하게 신장될 때 하나이상의 예정된 축 방향을 따라 가해진 신장에 대해 조절된 저항력의 둘 이상의 상당히 다른 단계를 나타낸다. SELF 웹은, 보다 긴 표면-경로길이를 갖는 영역의 상당 부분이 가해진 신장의 평면에 들어갈 정도로 충분히 웹이 신장될 때까지, 가해진 신장에 대한 제 1 저항력을 나타내고, 이때 SELF 웹은 추가의 신장에 대해 제 2 저항력을 나타낸다. 신장에 대한 총 저항력은 제 1 영역에 의해 제공된, 신장에 대한 제 1 저항력보다 크다. 본 발명에 적합한 SELF 웹은 본원에서 참고로 인용된, 1994년 2월 24일자로 도날드 씨 로(Donald C. Roe) 등에 의해 출원된, 발명의 명칭이 "Absorbent Article with Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible Waist Feature"인, 동시계류중이고 일반양도된 미국 특허원 제 08/203,456 호에 보다 잘 기술되어 있다.
G. 흡수 제품
본 발명의 흡수 제품은 일반적으로 (1) 상면시이트; (2) 배면시이트; 및 (3) 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치된 흡수 코어를 포함한다. 본원에서 사용된, "흡수 제품"이란 체액을 흡수하고 보유하는 제품을 말하며, 더욱 구체적으로는 착용자 신체에 대향하여 또는 그에 근접하게 착용되어 신체로부터 분비되는 다양한 유체를 흡수하고 보유하는 제품을 말한다. 또한, "일회용" 흡수 제품이란 일회 사용후 버려지는 것이다(즉 흡수 제품의 특정 물질 또는 전부가 재활용되거나 재사용되거나 처분되기는 하지만 원래의 흡수 제품이 전체적으로 세탁되거나 달리 복구되거나 흡수 제품으로서 재사용되지 않는 것을 말한다). 본 발명에 따른 일회용 흡수 제품의 바람직한 실시양태는 기저귀이다. 본원에서 사용된 "기저귀"란 일반적으로 유아 및 뇨실금자들의 허리 아래에 착용되는 흡수 제품을 지칭한다. 그러나, 본 발명은 또한 실금자용 브리프, 실금자용 패드, 배변연습용 팬티, 기저귀 삽입물, 위생 패드, 생리대, 화장용 티슈, 종이 타월 등과 같은 다른 흡수 제품에 적용될 수도 있다는 사실을 알아야 한다.
본 발명의 흡수 제품에서 사용된 흡수 코어는 전술된 바와 같이 본질적으로 상면시이트에 인접하게 위치된 하나이상의 유체 저장 요소를 포함한다. 이는 재습윤을 방지하고 포획 속도를 개선시키도록 유체가 착용자로부터 떨어진 유체 포획 대역에 일시적으로 위치하게한다.
바람직한 실시태양에서, 흡수 코어는 측방향으로 이격된 2개의 팽윤성 유체 저장 요소를 포함한다. "측방향으로 이격된"이라는 용어는 유체 저장 요소들 사이에 간격이 있음을 말한다. 이 측방향으로 이격된 저장 요소는 체액을 흡수하면 z-방향으로 팽윤하며, 유체 저장 요소들 사이의 간격은 그 위에 위치한 포획/분배 층과 함께 분비된 체액을 수용하기 위한 유체 포획 대역을 구성한다. 이러한 유체 포획 대역의 적어도 일부은 전형적으로 그 위에 놓인 상면시이트 아래에 공극을 형성한다. 포획 대역에 있는 이러한 공극 때문에, 흡수 코어는 분비된 체액 "분출물"을 보다 쉽게 취급할 수 있다. 이는 특히 흡수 코어가 이전의 여러 번의 분비된 유체로 포화되므로 중요하다.
본 발명에 따른 흡수 코어는 추가로 분비된 체액을 흡수 코어내의 다른 요소로 전달할 수 있는 유체 포획/분배 요소를 포함한다. 이 유체 포획/분배 요소는 분비된 체액을 수용할 수 있도록 적어도 부분적으로는 포획 대역 아래 및 전형적으로는 포획 대역 근처에 위치한다. 이 유체 포획/분배 요소의 적어도 일부은 또한 각 상부 저장 요소(들) 아래에 위치되어 있다. 이 유체 포획/분배 요소의 적어도 일부분은 또한 상부 저장 물질(포함되는 경우) 또는 팽윤성 저장 물질의 위쪽에 위치하고, 이는 유체 포획/분배 요소가 추가의 체액 분비물을 수용할 수 있도록 유체 분배 요소로부터 유체 포획 대역으로 유체의 이동을 허용한다.
포획/분배 물질이 섬유질일때 기본중량은 약 0.08g/in2내지 약 0.30g/in2, 더욱 바람직하게는 약 0.08g/in2내지 약 0.15g/in2이고, 밀도는 약 0.05g/cc내지 약 0.30g/cc, 더욱 바람직하게는 약 0.05g/cc내지 약 0.15g/cc인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 특정한 흡수 코어 디자인은 상부 및 하부 유체 포획/분배 요소사이에 위치한 상부 유체 저장 대역의 저장 물질의 2개의 스트립을 포함할 수 있다. 이 저장 물질의 일부는 또한 코어의 유체 분비 영역에 위치한다. 이 상부 유체 저장 대역은 포획된 체액의 일부를 저장할 수 있도록 유체 포획/분배 요소와 유체 연통한다. 유체 포획 대역을 형성하는 유체 저장 요소로서 유용한 팽윤성 물질은 또한 상부 유체 저장 요소에도 사용될 수 있다. 그렇지만, 이 요소가 유체 흡수시 z-방향 팽윤성일 필요는 없다. 따라서, 당분야에 숙련된 이들은 상당한 양의 유체를 흡수할 수 있는 임의의 물질이 이 유체 저장 요소에 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
본 발명에 따른 흡수 코어를 갖는 기저귀(10) 형태의 흡수 제품의 실시양태가 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 상면시이트(12), 배면시이트(14), 및 상면시이트(12)와 배면시이트(14) 사이에 위치된 흡수 코어(18)를 갖는 펼쳐져서 수축되지 않은 상태(즉 모든 탄성-유도된 수축이 제거된 상태)의 기저귀(10)의 상면도이다. 상면시이트(12)는 흡수 코어(18)의 다양한 요소를 보다 잘 예시하기 위해서 투명한 것처럼 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기저귀(10)는 전방 허리밴드 영역(22), 후방 허리밴드 영역(24), 가랑이 영역(26), 및 배면시이트(14)의 외부 가장자리(종방향 가장자리는 30으로 표시되어 있고 말단 가장자리는 32로 표시되어 있다)에 의해 한정된 주변부(28)를 갖는다. 기저귀(10)의 종방향 축은 종방향 가장자리(30)에 본질적으로 평행하며 횡방향 축은 말단 가장자리(32)에 본질적으로 평행하다. 허리밴드 영역(22) 및 (24)은 착용시 착용자의 허리를 감싸는 기저귀(10)의 상부 부분을 포함한다. 가랑이 영역(26)은 허리밴드 영역들(22) 및 (24) 사이의 기저귀(10) 부분으로서 착용시 착용자의 다리 사이에 위치되고 착용자의 하체를 덮는 기저귀(10) 부분을 포함한다. 따라서, 가랑이 영역(26)은 기저귀(10) 또는 기타 일회용 흡수 제품의 전형적인 액체 침적 영역을 한정한다.
상면시이트(12)와 배면시이트(14)는 임의의 적합한 방식으로 서로 결합된다. 본원에 사용된 "결합(associated)"이란 용어는 상면시이트(12)를 배면시이트(14)에 직접 부착시킴으로써 상면시이트를 배면시이트에 고착시킨 형상 및 상면시이트를 배면시이트에 부착된 중간 부재(들)에 부착시킴으로써 상면시이트를 배면시이트에 간접적으로 고정시킨 형상을 포함한다. 바람직하게는, 상면시이트(12)와 배면시이트(14)는 접착제 또는 당해 분야에 공지된 임의의 기타 부착 수단과 같은 부착 수단(도시되지 않음)에 의해 서로 직접 고착된다. 예를 들면 상면시이트(12)를 배면시이트(14)에 고착시키는데 접착제의 균일한 연속층, 패턴화된 접착제층, 또는 별개의 접착제 선 또는 점의 배열을 사용할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상면시이트(12)는 배면시이트(14)보다 작은 크기의 구조를 갖는다. 그러나, 상면시이트(12)와 배면시이트(14)는 기저귀(10)의 주변부(28)에서 연결되도록 동일하거나 유사한 크기를 갖는다(즉 같은 크기로 신장된다). 배면시이트(14)의 크기는 흡수 코어(18)의 크기 및 선택된 정확한 기저귀 디자인에 의해 결정된다. 도 1에 도시된 실시양태에서, 배면시이트(14)는 모래시계형 구조를 갖는다. 그러나, 직사각형, I-형 등과 같은 다른 구조도 적합하다.
도시되지는 않았지만 기저귀(10)는 착용자에게 보다 밀착되고 안락하게 착용되도록 기저귀상에 수축력을 발휘하는 탄성 부재를 가질 수 있다. 이러한 탄성 부재는 본원에서 참고로 인용된 1975년 1월 14일자로 허여된 미국 특허 제 3,860,003 호(부엘(Buell))에 일반적으로 기술된 바와 같은 공지된 다양한 형상으로 조립될 수 있다. 탄성 부재는 기저귀(10)의 주변부(28)에 인접하게, 바람직하게는 각 종방향 가장자리(30)를 따라 위치하여 착용자의 다리에 반해 기저귀(10)를 잡아당기고 이를 유지할 수 있다. 또다르게는, 탄성 부재는 기저귀(10)의 말단 가장자리들(32)중 하나 또는 둘다에 인접하게 위치함으로써 다리 커프스보다는 또는 다리 커프스와 함께 허리밴드를 제공한다. 예를 들면 본원에서 참고로 인용된, 1985년 5월 7일자로 허여된 미국 특허 제 4,515,595 호(키에비트(Kievit) 등)를 참조하도록 한다. 탄성 부재는 기저귀가 보통의 비수축된 상태로 있을때 기저귀(10)를 효과적으로 수축시키거나 모을 수 있도록 기저귀(10)에 탄성적으로 수축가능한 상태로 고정된다. 탄성 부재를 2가지 이상의 방법으로 탄성적으로 수축가능한 상태로 고정시킬 수 있다. 예를 들면 기저귀(10)가 수축되지 않은 상태에 있을때 탄성 부재를 연신시키고 고정시킬 수 있다. 또다르게는, 기저귀(10)를 예를 들면 주름을 잡음으로써 수축시키고 이완되지 않은 상태 또는 연신되지 않은 상태의 탄성 부재를 기저귀(10)에 고정시키고 연결시킨다. 탄성 부재는 가랑이 영역(26)에서 기저귀(10)의 본질적으로 전체 길이로 신장할 수 있거나, 또다르게는 기저귀(10)의 전체 길이로 신장할 수 있거나, 탄성적으로 수축가능한 선을 제공하기에 적합한 임의의 기타 길이로 신장할 수 있다. 이들 탄성 부재의 길이는 전형적으로 기저귀 디자인에 의해 결정된다.
도 1 및 특히 도 2를 설명하자면, 흡수 제품(10)은 상면시이트(12)에 인접하게 위치된 유체 포획/분배 요소(42)를 갖는다. 코어(18)는 또한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함하고 배면시이트(14)에 인접하게 위치하는 직사각형 스트립의 형태인 2개의 유체 저장 요소(34) 및 (36)을 포함한다. 이들 유체 저장 요소(34) 및 (36)(이는 바람직하게는 흡수성 하이드로겔 형성 중합체로부터 형성되었을 때 도시된 바와 같이 각각 티슈(35) 및 (37)로 감싸진다)은 측방향으로 이격되어있고 일반적으로 (38)로 정의된 유체 포획 대역을 한정한다. 이 유체 포획 대역(38)은 일반적으로 기저귀(10)의 유체 분비 영역이다.
도 2에 도시된 바와 같이 연속 유체 포획/분배 요소(42)는 화학적으로 강화된 섬유(바람직하게는 하이드로겔-형성 중합체를 거의 또는 전혀 함유하지않는다)의 형태이다. 이 유체 포획/분배 요소(42)는 측방향 부분(45) 및 (47)을 갖는다.
수성 체액에 처음 노출되었을 때, 저장 요소(34) 및 (36)은 팽윤되기 시작하고, 완전히 포화되었을 때 2㎜이상 캘리퍼가 증가한다. 이 캘리퍼의 증가는 포획 대역(38)의 공극 부피를 증가시킨다. 결과적으로, 흡수 제품은 수성 체액의 후속적인 "분출"을 더 잘 취급할 수 있다. 바람직하게는, 저장 요소는 z-방향으로 100%이상 팽윤할 것이다. 물론, 유체 포획 대역의 길이 및 폭은 코어의 공극 부피에 또한 영향을 미칠 것이고, 100% z-방향 팽윤은 이런 코어에는 필요하지않을 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 것과 유사하지만, 또한 상면시이트와 포획/분배 요소사이에 위치한 도 2에서 (42)로 개시된 상부 포획 요소를 포함한다. 도 3을 설명하자면, 흡수 코어(118)는 상면시이트(112)에 인접하게 위치한 상부 유체 포획/분배 요소(141)를 갖는다. 코어는 또한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함하고 배면시이트(114)에 인접하게 위치한 직사각형 스트립 형태인 2개의 유체 저장 요소(134) 및 (136)을 포함한다. 이들 유체 저장 요소는 도 3에서 구체적으로 도시된 바와 같이 각각 유체 투과성 종이 티슈(135) 및 (136)으로 감싸진다. 이들 감싸진 유체 저장 요소(134) 및 (136)은 측방향으로 이격되어있고, 일반적으로 (138)로 정의된 유체 포획 대역을 한정한다. 이 유체 포획 대역(138)은 일반적으로 기저귀(110)의 유체 분비 영역이다.
도 3에 도시된 바와 같이 상부 연속 유체 포획 요소(141)는 화학적으로 강화된 섬유(바람직하게는 하이드로겔 형성 중합체를 거의 또는 전혀 함유하지않는다)의 형태이다. 이 상부 유체 포획 요소(141)는 측방향 부분(145) 및 (147)을 갖는다.
연속 하부 유체 포획/분배 요소(142)는 상부 유체 포획 요소(141)와 유체 저장 요소(134) 및 (136)사이에 있고, 종이 티슈(143)로 감싸진 약 50x10-7㎤sec/g이상, 바람직하게는 약 100x10-7㎤sec/g이상의 염수 유동 전도율을 갖는 약 20% 내지 50%의 하이드로겔-형성 중합체를 함유하는 화학적으로 강화된 섬유 또는 일정한 플러프 펄프 섬유의 형태이다. 이 하부 유체 포획/분배 요소(142)의 중간 부분(144)은 유체 포획 대역(138) 위쪽에 위치한다. 이 하부 유체 포획/분배 요소(142)는 또한 측방향 부분(146) 및 (148)을 갖는다. 측방향 부분(146)은 유체 저장 요소(136)와 유체 연통하면서 이의 위쪽에 위치하고, 측방향 부분(148)은 유체 저장 요소(134)와 유체 연통하면서 이의 위쪽에 위치한다. 바람직한 양태에서는, 하부 포획/분배 요소(142)는 하부 유체 저장 요소, 및 저장 요소에 의해 형성된 유체 포획 대역을 덮을 것이다.
수성 체액에 처음 노출되면, 저장 요소(134) 및 (136)은 팽윤하기 시작하고, 완전히 포화되었을 때 2㎜이상 캘리퍼가 증가한다. 캘리퍼의 이 증가는 포획 대역(138)의 공극 부피를 증가시킨다. 결과적으로, 흡수 제품은 수성 체액의 후속적인 "분출"을 더 잘 취급할 수 있다. 바람직하게는 저장 요소는 z-방향으로 100%이상 팽윤할 것이다. 물론, 유체 포획 대역의 길이 및 폭은 코어의 공극 부피에 또한 영향을 미칠 것이고, 100% z-방향 팽윤이 이런 코어에 필요할 수 있다.
도 4는 또다른 양태를 나타내고, 여기서 흡수 코어(218)는 상면시이트(212)에 인접하게 위치한 상부 유체 포획/분배 요소(241)를 갖는다. 코어는 또한 상부 포획 요소(241)의 아래쪽 및 하부 포획/분배 요소(242)의 위쪽에 위치한 상부 유체 저장 요소(260)를 포함한다. 상부 유체 저장 요소(260)는 하이드로겔-형성 중합체의 그물 모양 유체 안정성 응집체의 형태이고 티슈(261)로 감싸진다.
코어는 또한 배면시이트(214)에 인접하게 위치하고 흡수성 하이드로겔-형성 중합체를 포함하는 직사각형 스트립의 형태인 2개의 유체 저장 요소(234) 및 (236)을 포함한다. 이들 유체 저장 요소는 각각 도 4에서 구체적으로 도시된 바와 같이 유체 투과성 종이 티슈(235) 및 (237)로 감싸진다. 이들 감싸진 유체 저장 요소(234) 및 (236)은 측방향 이격되고 일반적으로 (238)로서 정의된 유체 포획 대역을 한정한다. 이 유체 포획 대역(238)은 일반적으로 기저귀(210)의 유체 분비 영역이다.
도 4에서 도시된 바와 같은 상부 연속 유체 포획 요소(241)는 화학적으로 강화된 섬유의 형태이다. 이 상부 유체 포획 요소(241)는 측방향 부분(245) 및 (247)을 갖는다.
연속 하부 유체 포획/분배 요소(242)는 바람직하게는 화학적으로 강화된 셀룰로즈로 제조된 섬유성 웹의 형태이다. 웹이 하이드로겔-형성 중합체를 함유하는 경우, 이는 선택적으로 티슈(티슈는 도 4에는 도시되어있지않다)로 감싸질 수 있다. 이 유체 포획/분배 요소(242)의 중간 부분(244)은 유체 포획 대역(238) 위쪽에 위치한다. 이 유체 포획/분배 요소(242)는 또한 측방향 부분(246) 및 (248)을 갖는다. 측방향 부분(246)은 유체 저장 요소(236)와 유체 연통하면서 이의 위쪽에 위치하고, 측방향 부분(248)은 유체 저장 요소(234)와 유체 연통하면서 이의 위쪽에 위치한다.
수성 체액에 처음 노출되면, 저장 요소(234) 및 (236)은 팽윤하기 시작하고, 완전히 포화되었을 때 2㎜이상 캘리퍼가 증가한다. 캘리퍼의 이 증가는 포획 대역(238)의 공극 부피를 증가시킨다. 결과적으로, 흡수 제품은 수성 체액의 후속적인 "분출"을 더 잘 취급할 수 있다. 바람직하게는 저장 요소는 z-방향으로 100%이상 팽윤할 것이다. 물론, 유체 포획 대역의 길이 및 폭은 코어의 공극 부피에 또한 영향을 미칠 것이고, 100% z-방향 팽윤이 이런 코어에 필요할 수 있다.
도 5는 상면시이트(312), 배면시이트(314), 및 상면시이트와 배면시이트 사이에 위치한 다른 흡수 코어(318)를 갖는 흡수 제품(310)의 단면을 나타낸다. 이 양태에서, 상부 유체 저장 요소는 제품내에서 서로 이격되고 종방향으로 뻗어있는 하이드로겔-형성 중합체의 유체 안정성 응집체의 (362), (363), (364) 및 (365)로 명명된 4개의 개별적인 스트립의 형태이다. 스트립 (362), (363), (364) 및 (365)는 각각 티슈 (372), (373), (374) 및 (375)로 감싸지고, 화학적으로 강화된 섬유로 형성된 상부 유체 포획 요소(341)의 아래쪽에 위치한다.
이 다른 흡수 코어(318)는 또한 흡수성 하이드로겔-형성 중합체 또는 습윤될 때까지는 얇은 중합성 포움을 포함하는 2개의 유체 저장 요소(334) 및 (336)을 갖고, 배면시이트(314)에 인접한다. 이들 유체 저장 요소(334) 및 (336)은 측방향으로 이격되어있고, 부분적으로 (338)로 일반적으로 정의된 유체 포획 대역을 한정한다. 종이 티슈층(343)이 이들 유체 저장 요소(334) 및 (336)과 하부 유체 포획/분배 요소(342)사이에 위치하고, 이는 바람직하게는 약 0.02 내지 약 1.2㎜, 보다 바람직하게는 약 0.3 내지 약 0.8㎜의 두께; 및 약 5 내지 약 100g/㎡, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 60g/㎡, 가장 바람직하게는 약 15 내지 약 40g/㎡의 기본 중량을 갖는 바운티(등록상표, Bounty) 시이트이다. 이 유체 포획/분배 요소(342)는 유체 포획 대역(338) 위쪽에 위치한 중간 부분(344)을 갖고 측방향 부분(346) 및 (348)을 갖는다. 측방향 부분(346)은 유체 저장 요소(336)와 유체 연통하고 이의 위쪽에 위치하고, 측방향 요소(348)는 유체 저장 요소(334)와 유체 연통하고 이의 위쪽에 위치한다.
티슈(343)는 (366) 및 (368)로 표시된 지점에서 배면시이트(314)에 접착성 결합된다.
수성 체액에 처음 노출되면, 저장 요소(334) 및 (336)은 팽윤하기 시작하고, 완전히 포화되었을 때 2㎜이상 캘리퍼가 증가한다. 접착성 결합(366) 및 (368)은 저장 요소(334) 및 (336)이 포획 대역(338)으로 팽윤하는 것을 방지한다. 캘리퍼의 이 증가는 포획 대역(338)의 공극 부피를 증가시킨다. 결과적으로, 흡수 제품은 수성 체액의 후속적인 "분출"을 더 잘 취급할 수 있다.
도 6은 상면시이트(412), 배면시이트(414) 및 상면시이트와 배면시이트사이에 위치한 다른 흡수 코어(418)을 갖는 흡수 제품(410)의 단면도를 도시한다. 다른 흡수 코어(418)는 또한 흡수성 하이드로겔 형성 중합체 또는 중합체 흡수 포움을 포함하는 2개의 유체 저장 요소(434) 및 (436)을 갖고, 상기 배면시이트(414)에 인접하다. 이들 유체 저장 요소(434) 및 (436)은 측면으로 이격된 부분이고, 유체 포획 대역(438)을 규정한다. 흡수성 하이드로겔 형성 중합체로 구성되는 경우에, 이들 유체 저장 요소(434) 및 (436)은 각각 기재(435) 및 (437)에 추가로 결합된다. 유체 저장 요소(434) 및 (436)을 포함하는 물질에 상관없이 양자는 도 6에 도시된 바와 같은 c 형태로 절첩된다.
상부 유체 저장 요소는 상부 유체 포획 요소(441)(바람직하게 화학적으로 강화된 섬유)과 하부 유체 포획/분배 요소(442)사이에 위치된 스트립(462), (463), (464) 및 (465)로 나타낸 흡수성 하이드로겔 형성 중합체의 4개의 이격부 유체 안정성 응집체를 포함하는 것으로 다시 도시된다.
유체 분배 요소(442)은 유체 저장 요소(434) 및 (436) 및 상기 유체 포획 대역(438)과 유체 연통으로 위치한다. 페이퍼 티슈 층(443)은 유체 저장 요소(434) 및 (236)의 상부 및 하부 유체 분배 요소(442)아래에 위치한다.
수성 체액에 먼저 노출될때, 저장 요소(434) 및 (436)은 팽윤하기 시작하고, 완전히 포화될때 2mm 이상으로 캘리퍼에서 증가한다. 기재층(435) 및 (437)은 저장 요소(434) 및 (436)의 포획 대역(438)으로의 측방향 팽윤을 방지한다. 캘리퍼의 증가는 포획 대역(438)의 공극 용적을 증가시킨다. 결과적으로, 흡수 제품은 수성 체액의 연속적인 "분출"을 더 잘 취급할 수 있다.
H. 시험방법: 염수 유동 전도율(SFC)
이 시험은 제한 압력하에서 자이코 합성뇨로 팽윤된 흡수성 하이드로겔 형성 중합체로부터 형성된 겔층의 염수 유동 전도율(SFC)을 측정한다. 이 시험의 목적은 중합체가 흡수부재에 고농도로 존재하고, 사용 기계 압력에 노출시 체액을 획득하고 분배하기 위해 흡수성 하이드로겔 형성 중합체로부터 형성된 하이드로겔층의 능력을 평가하는 것이다. 다시(Darcy)의 법칙 및 점진적인 유동 방법은 염수 유동 전도율을 측정하기 위해 사용된다(예를 들면 문헌["Absorbency" ed. by P. K. Chatterjee, Elsevier, 1985, Pages 42-43 및 "Chemical Engineering Vol. II, Third Edition, J. M. Coulson 및 J. F. Richardson, Pergamon Press, 1978, Pages 125-127]을 참조한다).
자이코 합성뇨중에 흡수성 하이드로겔 형성 중합체를 60분동안 팽윤시켜 SFC 측정을 위해 사용된 하이드로겔층을 형성한다. 하이드로겔층이 형성되고, 그의 유동 전도율을 0.3psi(약 2kPa)의 기계적 제한 압력하에서 측정한다. 0.118M NaCl 용액을 사용하여 유동 전도율을 측정한다. 흡수성 하이드로겔 형성 중합체에 있어서, 시간에 대한 자이코 합성뇨의 상승은 떨어지고, NaCl의 농도는 측정동안에 거의 일정한 하이드로겔 층의 두께를 유지하는 것으로 밝혀졌다. 하이드로겔 형성 흡수 중합체에 있어서, 하이드로겔층 두께의 작은 변화는 중합체 팽윤, 중합 비팽윤 및/또는 하이드로겔층 다공성의 변화의 결과로서 발생할 수 있다. 4920dyne/cm2(0.118M NaCl의 5cm)의 일정한 수압을 측정용으로 사용한다.
시간함수로서 하이드로겔층을 흐르는 용액의 양을 측정함으로써 유속을 측정한다. 유속은 측정의 지속시간동안 변화할 수 있다. 유동 속도 변화의 이유는 하이드로겔층의 두께의 변화 및 빈틈 유체의 점도의 변화를 포함하고, 빈틈 공극중에서 초기에 존재하는 유체로서(예컨대, 용해된 추출성 중합체를 함유할 수 있다) NaCl 용액으로 대체된다. 유속이 시간에 의존하면, 초기 유속은 전형적으로 제로시간에 대해 측정된 유속을 추정함으로서 얻어지고, 유동 전도율을 계산하기 위해 사용된다. 염수 유동 전도율은 초기 유속, 하이드로겔층의 부피 및 수압으로부터 계산한다. 시스템에서, 유속이 거의 일정할때 하이드로겔층 투과성 계수는 염수 유동 전도율 및 NaCl 용액의 점도로부터 계산한다.
이 시험에 대해 적합한 장치(610)는 도 7에 도시한다. 이 장치는 실험실 잭(614)상에 놓인 일정한 수압 주 저장고(612)를 포함한다. 저장고(612)는 정지출구(618)을 갖는 뚜껑(616)을 가짐으로써 추가의 유체는 저장고(612)에 가해질 수 있다. 개방 단부 튜브(620)는 뚜껑(616)을 통해 삽입하여 일정한 수압에서 유체를 전달할 목적으로 공기를 저장고(612)로 유입시킬 수 있다. 튜브(620)의 기부는 하이드로겔층(668)의 기부를 5.0cm 이상의 높이에서 실린더(645)중의 유체를 유지하도록 위치한다(도 8 참조).
저장고(612)는 일반적으로 저장고에 유체의 표면아래에 있는 유입구(612a)를 갖는 L 형태 전달 튜브(622)로 제공된다. 튜브(622)에 의한 유체의 전달은 스톱콕(626)에 의해 조절된다. 튜브(622)는 저장고(612)로부터 피스톤/실린더 조립체(628)로 유체를 전달한다. 조립체(628) 하부는 지지체 스크린(도시되지 않음) 및 실험실 천칭(632)상에 위치하는 수집 저장고(630)이다.
도 7에 있어서, 조립체(628)는 기본적으로 실린더(634), 피스톤(636) 및 전달 튜브(622)에 대한 구멍으로 제공되는 덮개(637)로 이루어진다. 도 7에 도시된 바와 같이, 튜브(622)의 배출구(622b)는 튜브(620)의 기부아래에 위치함으로써 실린더(634)중에 유체(도시하지 않음)의 표면 아래에 있을 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 피스톤(636)은 일반적으로 축의 종방향 축아래에 위치한 동심원 실린더형 구멍(64)을 갖는 실린더형 렉산(LEXAN, 등록상표) 축으로 이루어진다. 축(638)의 양 단부는 단부(642) 및 (646)으로 제공하기 위해 기계처리된다. 중량(648)은 단부(642)상에 있고, 그의 중심을 통과하는 실린더형 구멍(648a)을 갖는다.
나머지 단부(646)상에 삽입된 것은 일반적으로 그의 기부중에 환상 요철(652)을 갖는 원형 테플론 피스톤 헤드(650)이다. 피스톤 헤드(650)는 실린더(634)내부로 미끄러지게 움직이는 크기이다. 특히 도 9에 도시된 바와 같이, 피스톤 헤드(650)는 (654), (656), (658) 및 (660)으로 각각 나타낸 24개의 실린더형 구멍의 4개의 동심원 고리로 제공된다. 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 동심원 고리(654 내지 660)는 요철(652)로 규정된 영역내에 정합한다. 이들 각각의 동심원 고리의 구멍은 피스톤 헤드(650)의 상부로부터 기부로 이어진다. 각각의 고리의 구멍은 약 15°로 이격되고, 인접한 고리중의 구멍으로부터 약 7.5°로 상쇄된다. 각각의 고리중의 구멍은 고리(654)(0.204인치 직경) 내지 고리(660)(0.111인치 직경)의 내부로 더 작은 직경을 갖는다. 피스톤 헤드(650)는 또한 축(638)의 단부(646)을 수용하기 위해 그의 중심에 실린더형 구멍(662)을 갖는다.
도 8에 도시된 바와 같이, 프릿 원형 유리 디스크(664)를 요철(652)내에 정합한다. 실린더(634)의 기부에 부착된 것은 부착이전에 팽팽하게 축방향으로 신장된 No 400 메쉬 스테인레스 스틸 면 스크린(666)이다. 흡수성 하이드로겔 형성 중합체(668)의 시료는 스크린(666)상에 지지된다.
실린더(634)는 투명한 렉산 로드 또는 등가물로부터 얻어지고, 6.00cm(면적: 28.27cm2)의 내경, 약 0.5cm의 벽두께 및 약 6.0cm의 높이를 갖는다. 피스톤 헤드(650)는 고형 테프론 로드로부터 기계처리된다. 실린더(634)의 내경보다 약간 작은 직경 및 0.625인치의 높이를 가짐으로써 최소 벽 틈새로 실린더내에 정합하지만 여전히 미끄럽다. 요철(652)은 4mm의 깊이로 직경 약 56mm이다. 피스톤 헤드(650)의 중심의 구멍(662)은 축(638)의 단부(646)에 대해 나사 0.625인치 개구부(18나사/인치)를 갖는다. 프릿 디스크(664)는 높은 투과성(예를 들면, 켐글래스(Chemglass) 목록 No. CG-201-40, 60mm 직경, X-조질 다공성)으로 선택되고, 연마됨으로써 피스톤 헤드의 기부와 같은 높이인 디스크의 기부와 피스톤 헤드(650)의 요철(652)내에 꼭 맞게 정합한다. 축(638)은 렉산 로드로부터 기계처리되고, 0.875인치의 외경 및 0.250인치의 내경을 갖는다. 단부(646)는 약 0.5인치 길이이고, 피스톤 헤드(650)중의 구멍(662)에 부합하기 위해 나사로 된다. 단부(642)는 약 1인치 길이 및 0.623인치의 직경으로 스테인레스 스틸 중량(648)을 지지하기 위해 환상 쇼울더를 형성한다. 축(638)중의 구멍(640)을 통과하는 유체는 프릿된 디스크(664)를 바로 접근시킬 수 있다. 환상 스테인레스 스틸 중량(648)은 0.625인치의 내경을 가짐으로써 축(638)의 단부(642)상에 미끄러지고, 형성된 환상 쇼울더상에 남는다. 프릿된 유리 디스크(664), 피스톤(636) 및 중량(648)의 결합 중량은 596g과 동일하고, 이는 28.27cm2의 면적에 대한 0.3psi의 압력에 상응한다. 덮개(637)는 렉산 또는 그의 등가물로부터 기계처리되거나 실린더(634)의 상부를 덮기 위한 부피가 된다. 피스톤(636)의 축(638)에 대해 그의 중심중에 0.877인치 개방부 및 전달 튜브(622)에 대한 그의 테두리근처의 제 2 개방부를 갖는다.
실린더(634)는 16메쉬 견고한 스테인레스 스틸 지지체 스크린(도시하지 않음) 또는 등가물상에 존재한다. 이 지지체 스크린은 수집 저장고(630)로 유체 유동을 방해하지 않기 위해 충분히 투과성이다. 조립체(628)를 흐르는 염수 용액의 유속이 약 0.02g/초이상일때 지지체 스크린은 일반적으로 실린더(634)를 지지하기 위해 사용된다. 유속이 약 0.02g/초미만인 경우, 실린더(634)와 수집 저장고사이의 연속 유체 경로가 있는 것이 바람직하다. 이는 지지체 스크린, 수집 저장고(630) 및 분석 천칭(632)을 분석 천칭(716), 저장고(712), 프릿된 도관(718) 및 개별적인 연결 튜브 및 장치(710)의 밸브(도 10 참조)로 대체하고, 프릿된 도관(718)중의 프릿된 디스크상에 실린더(634)를 위치시킴으로써 이룰 수 있다.
이 방법에 사용된 자이코 합성뇨는 증류수로 1.0리터에 2.0g KCL, 2.0g Na2SO4, 0.85 g NH4H2PO4, 0.15 g (NH4)HPO4, 0.19 g CaCl2및 0.23g MgCl2의 혼합물을 용해시킴으로써 제조한다. 염 혼합물을 펜실바니아주 리딩 소재의 엔도베이숀스(Endovations)로부터 구입할 수 있다(목록 No. JA-00131-000-01).
증류수로 1.0리터에 6.896g NaCl(베이커 분석 시약 또는 등가물)을 용해시켜 0.118 M NaCl 용액을 제조한다.
유속이 약 0.02g/초 이상일때 0.01g(예를 들면, 메틀러(Mettler) PM4000 또는 등가물)에 정확한 분석 천칭(632)은 전형적으로 하이드로겔층(668)을 흐르는 유체의 양을 측정하기 위해 사용한다. 보다 정확한 천칭(예를 들면, 메틀러 AE200 또는 등가물)은 낮은 유속을 갖는 하이드로겔층을 적게 투과시키기 위해 필요할 수 있다. 천칭은 바람직하게 시간에 대한 유체량을 모니터링하기 위해 컴퓨터에 접속시킨다.
실린더(634)중의 하이드로겔층(668)의 두께는 약 0.1mm의 정확도로 측정된다. 중량이 제거되지 않고, 하이드로겔층이 측정동안에 추가로 압축되거나 방해되지 않는한 필요한 정확성을 갖는 임의의 방법을 사용할 수 있다. 스테인레스 스틸 중량(648)의 기부와 덮개(637)의 상부사이의 수직 거리를 측정하기 위해 캘리퍼 게이지(예를 들면, 마노스타트(Manostat) 15-100-500 또는 등가물)를 사용하고, 이는 실린더(634)중의 하이드로겔층(668)이 없는 거리에 비해 허용가능하다. 또한 허용가능한 것은 실린더(634)중에 하이드로겔층이 없는 위치와 비교하여 임의의 고정면에 비해 피스톤(636) 또는 스테인레스 스틸 중량(648)의 위치를 측정하기 위해 깊이 게이지(예를 들면, 오노 소키(Ono Sokki) EG-225 또는 등가물)을 사용하는 것이다.
SFC 측정을 주위 온도(즉, 20 내지 25℃)에서 실행하고, 하기와 같이 수행한다:
흡수성 하이드로겔 형성 중합체 0.9gm 정제물(0.032gm/cm2의 기본 중량에 상응함)을 실린더(634)에 가하고, 스크린(666)상에 평행하게 분배시킨다. 대부분의 흡수성 하이드로겔 형성 중합체에 있어서, 습기 함량은 전형적으로 5% 미만이다. 이 경우에, 가해지는 흡수성 하이드로겔 형성 중합체의 양은 습윤 중량 기본상에서 측정할 수 있다. 약 5% 이상의 습기 함량을 갖는 흡수성 하이드로겔 형성 중합체에 있어서, 가해진 중합체 중량은 습기에 대해 보정되어야 한다(즉, 가해진 중합체는 건조 중량 기본상에서 0.9g이어야 한다). 주의점은 흡수성 하이드로겔 형성 중합체가 실린더 벽에 부착하는 것을 방지하는 것이다. 피스톤 헤드(650)의 요철(652)에 위치한 디스크(664)를 갖는 피스톤(636)(마이너스 중량(648))을 실린더(634)로 삽입하고, 건조 흡수성 하이드로겔 형성 중합체(668)의 상부상에 위치시킨다. 필요한 경우에, 스크린(666)상에 흡수성 하이드로겔 형성 중합체를 보다 균일하게 분배하기 위해 피스톤(636)은 부드럽게 변할 수 있다. 실린더(634)는 덮개(637)로 덮히고, 중량(648)은 이어서 축(638)의 단부(642)상에 위치한다.
실린더(634)보다 큰 직경을 갖는 프릿된 디스크(조질 또는 여분의 조질)는 자이코 합성뇨로 프릿된 디스크의 상부에 채워지는 넓은/좁은 평면 기부 용기에 위치한다. 이어서 피스톤/실린더 조립체(628)는 프릿된 유리 디스크의 상부상에 위치한다. 용기로부터 유체는 프릿된 디스크를 통과하고, 흡수성 하이드로겔 형성 중합체(668)에 의해 흡수된다. 중합체가 유체를 흡수함으로써 하이드로겔층은 실린더(634)중에 형성된다. 60분후에, 하이드로겔층의 두께를 측정한다. 주의점은 하이드로겔층이 이 과정동안에 유체를 잃지 않거나 공기중에 있지 않는 것이다.
피스톤/실린더 조립체(628)는 이어서 장치(610)로 이동한다. 지지체 스크린(도시하지 않음) 및 지지체 스크린과 피스톤 실린더 조립체(628)사이의 임의의 틈은 염수 용액으로 예비 포화시킨다. PUP 장치(710)의 프릿된 도관(718)이 실린더(634)를 지지하기 위해 사용되면 프릿된 도관의 표면은 수집 저장고의 유체의 높이에 비해 최소한으로 상승하여야 하고, 프릿된 도관과 수집 저장고사이의 밸브는 개방 위치에 있어야 한다(하이드로겔층을 통과하는 유체가 도관내에서 축적되지 않도록 프릿된 도관 상승은 충분해야 한다).
피스톤 헤드(650)로부터 공기를 방출하기 위해 구멍(640)을 통하여 NaCl 용액을 가함으로써 SFC 측정을 시작하고, 이어서 개방 위치에 스톱콕(626)을 전환시킴으로써 전달 튜브(622)는 하이드로겔층(668)의 기부상에 5.0cm의 높이로 실린더(634)에 유체를 전달한다. NaCl 용액을 먼저 가한 시점에서 측정을 시작하는(to) 것으로 간주되지만, 5.0cm의 염수 용액에 상응하는 안정한 수압 및 도달된(ts) 안정한 유속이 인지된다(시간(ts)은 전형적으로 약 1 분이하이어야 한다). 시간에 대한 하이드로겔층(668)을 통과하는 유체의 양을 10분동안 중량적으로 측정한다. 경과시간후에, 피스톤/실린더 조립체(628)를 제거하고, 하이드로겔층(668)의 두께를 측정한다. 일반적으로 하이드로겔층의 두께의 변화는 약 10% 미만이다.
일반적으로, 유속은 일정할 필요는 없다. 증가시간(초)으로 시스템(그램)을 통과하는 유체의 증가 중량을 나눔으로써 시스템을 통하는 시간 의존성 유속(Fs(t))를 g/초 단위로 측정한다. 단지 ts내지 10분의 시간동안 수집된 데이타를 유속 계산을 위해 사용한다. 하이드로겔층을 통하는 초기 유속 Fs(t=0)에 대한 값을 계산하기 위해 ts내지 10분의 유속 결과를 사용한다. 시간에 대한 Fs(t)의 최소한의 평방 피트 내지 t=0의 결과를 추정하여 Fs(t=0)를 계산한다.
매우 높은 투과성(예를 들면, 2g/초 이상의 유속)을 갖는 층에 있어서, 전체 10분동안 유체를 실제적으로 수집하지는 못할 것이다. 2g/초 이상의 유속에서, 수집 시간은 유속에 비해 짧아질 수 있다.
극히 낮은 투과성을 갖는 몇가지 흡수성 하이드로겔 형성 중합체에 있어서, 하이드로겔에 의한 유체의 흡수는 하이드로겔층을 통하는 유체의 이동과 경쟁하고, 하이드로겔층 및 저장고로 통하는 유체의 유동이 없거나 PUP 저장고의 유체의 단위 흡수가 있다. 이들 극히 낮은 투과성 하이드로겔층에 있어서, 긴 시간(예를 들면, 16시간)동안 자이코 신유린(Jayco SynUrine) 흡수를 연장하는 것이 선택적이다.
분리 측정에서, 하이드로겔층이 존재하지 않는 것을 제외하고는, 장치(610)를 통하는 유속 및 피스톤/실린더 조립체 628(Fa)를 상기와 같이 측정한다. 하이드로겔층이 존재할때 Fa가 시스템을 통하는 유속보다 크면 Fs는 SFC 장치 및 피스톤/실린더 조립체의 내유동성에 대한 보정이 필요하지 않다. 이 한계에서, Fg=Fs(여기서, Fg는 시스템의 유속에 대한 하이드로겔층의 기여도이다)이다. 그러나, 이 요구조건이 충족되지 않으면, Fs및 Fa의 값으로부터 Fg의 값을 계산하기 위해 하기의 보정을 사용한다:
Fg=(Fa×Fs)/(Fa-Fs)
하기의 수학식을 사용하여 하이드로겔층의 염수 유동 전도율을 계산한다:
K={Fg(t=0)×L0}/{ρ×A×△P},
여기서 Fg(t=0)는 유속 결과의 후퇴분석 및 조립체/장치 내유동성에 기인한 임의의 보정으로부터 측정한 유속(g/초)이고, L0는 하이드로겔층의 초기두께(cm)이고, ρ는 NaCl 용액의 밀도(gm/cm3)이고, A는 하이드로겔층의 면적(cm2)이고, △P는 수압(dyne/cm2)이고, K는 염수 유동 전도율 단위(cm3초/gm)이다.
3가지 측정의 평균을 교시해야 한다.
하이드로겔층에 있어서, 유속은 거의 일정하고, 투과성 계수(k)는 하기의 수학식을 사용하여 염수 유동 전도율로부터 계산할 수 있다:
κ=Kη,
여기서, η는 NaCl 용액의 포이즈 점도이고, κ는 cm2단위의 투과성 계수이다.
SFC의 실례를 본 발명에 따라 계산한다:
Fa의 측정치는 412g/분=6.87g/초이다. 특정 하이드로겔 형성 중합체 시료 3 내지 5(실시예 3)의 단일 측정에 있어서, Fs(t=0)에 대한 추정치는 33.9g/분=0.565g/초이고, 9×10-5sec-1의 구배:차단의 매우 낮은 비를 갖는다. 장치 저항성에 대한 보정은 하기와 같다:
Fg=(6.87×0.565)/(6.87-0.565)=0.616g/초.
1.003g/cm3의 0.118M 염수 밀도(문헌[CRC Handbook of Chemistry and Physics, 61st Edition]), 1.134의 하이드로겔층 두께, 28.27cm2의 하이드로겔층 면적 및 4920dyne/cm2의 수압을 나타낸다.
K=(0.616×1.134)/(1.003×28.27×4920)=5.0×10-6cm3초/gm.
거의 일정한 유속으로 간주하고, 0.01015포이즈의 0.118M 염수 점도를 나타낸다(문헌[CRC Handbook of Chemistry and Physics, 61st Edition]):
κ=Kη=(5.0×10-6)×0.01015=5.1×10-8cm2.
Claims (13)
- 분비된 체액을 흡수할 수 있는 흡수 코어로서, 흡수 코어가 (1) 유체 포획/분배 요소와 (2) 하나 이상의 유체 저장 요소를 포함하고,(1) 유체 포획/분배 요소가 흡수 코어의 유체 분비 영역에서 수성 유체를 수용할 수 있고, (a) 포획/분배 요소의 중량을 기준으로 흡수성 하이드로겔 형성 중합체를 50 중량% 미만, 바람직하게는 30 중량% 미만으로 함유하거나, 또는 (b) 포획/분배 요소의 중량을 기준으로 흡수성 하이드로겔 형성 중합체를 50 중량% 이상 함유하고, 흡수성 하이드로겔 형성 중합체가 50 x 10-7cm3sec/g, 바람직하게는 약 100 x 15-7cmsec/g 이상의 염수 유동 전도율(SFC) 값을 갖고;(2) 유체 저장 요소가 유체 포획/분배 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고, 유체 포획/분배 요소와 유체 연통하며, 수성 체액과 접촉할 때 z 방향으로 팽윤하여 유체 포획 대역을 형성할 수 있음을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 제 1 항에 있어서,코어가 유체 포획/분배 요소위에 상부 유체 포획 요소를 또한 포함함을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 제 2 항에 있어서,상부 유체 포획 요소가 화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유를 포함하고, 유체 포획/분배 요소가 포획/분배 요소의 중량을 기준으로 50 중량% 미만의 흡수성 하이드로겔 형성 중합체를 함유함을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상부 유체 포획 요소가 필수적으로 흡수성 하이드로겔 형성 중합체를 함유하지 않음을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,유체 저장 요소가 흡수 코어에서 종방향으로 뻗어있는 2개의 스트립을 포함함을 특징으로 하고, 요소들이 수성 체액과 접촉할 때 유체 포획 대역을 형성하도록 측방향으로 이격되어 있음을 또한 특징으로 하는 흡수 코어.
- 분비된 체액을 흡수할 수 있는 흡수 코어로서, 흡수 코어가(1) 흡수 코어의 유체 분비 영역에서 수성 유체를 수용할 수 있는 상부 유체 포획/분배 요소;(2) 상기 상부 유체 포획 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고, 유체 포획/분배 요소와 유체 연통하며, 수성 체액의 흐름에 대해 z 방향으로 투과성이 있는 상부 유체 저장 요소;(3) 수성 체액을 포획 및 전달할 수 있고, 상부 유체 저장 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고, 상부 유체 저장 요소와 유체 연통하는 하부 유체 포획/분배 요소; 및(4) 하부 유체 포획/분배 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고, 하부 유체 포획/분배 요소와 유체 연통하며, 수성 체액과 접촉할 때 z 방향으로 팽윤하여 유체 포획 대역을 형성하도록 할 수 있는 하나 이상의 하부 유체 저장 요소를 포함하는 흡수 코어.
- 제 6 항에 있어서,코어가 바람직하게는 흡수 코어에서 종방향으로 뻗어있는 스트립 형태의 2개의 하부 유체 저장 요소를 포함하고, 이 요소들이 수성 체액과 접촉할 때 유체 포획 대역을 형성하도록 측방향으로 이격되어 있음을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 제 7 항에 있어서,측방향으로 이격된 하부 유체 저장 요소들이 모두 a) 서로 결합된 흡수성 하이드로겔 형성 중합체 입자를 포함하는 유체 안정성 거대구조물; 및 b) 서로 결합된 흡수성 하이드로겔 형성 중합체 입자가 결합되는 기재를 포함함을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,하부 유체 저장 요소(들)가 각 저장 요소의 중량을 기준으로 흡수성 하이드로겔 형성 중합체를 50 내지 100 중량%, 바람직하게는 70 내지 100 중량% 포함함을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,흡수 코어의 하부 유체 저장 요소(들)가 습윤될 때 급속 팽윤될, 붕괴가능한 개방 셀형 포움을 포함함을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 제 6 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,상부 유체 포획/분배 층이 바람직하게는 열가소성 물질로 열 결합된, 화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유를 포함함을 특징으로 하는 흡수 코어.
- 분비된 수성 체액을 흡수할 수 있는 흡수 코어로서, 흡수 코어가(1) 수성 유체를 수용할 수 있고, 흡수 코어의 유체 분비 영역에 위치하고, 열가소성 물질로 열 결합되는 화학적으로 강화된 셀룰로즈 섬유를 포함하는 상부 유체 포획/분배 요소;(2) 상기 상부 유체 포획/분배 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고, 유체 포획/분배 요소와 유체 연통하며, 수성 체액의 흐름에 대해 z 방향으로 투과성이 있는 상부 유체 저장 요소;(3) 수성 체액을 포획 및 전달할 수 있고, 상부 유체 저장 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고, 상부 유체 저장 요소와 유체 연통하는 하부 유체 포획/분배 요소로서 하부 유체 포획/분배 요소가 하이드로겔 형성 중합체 입자를 0 내지 30 중량% 포함함을 특징으로 하는 하부 유체 포획/분배 요소; 및(4) 하부 유체 포획/분배 요소 하부에 적어도 부분적으로 위치하고, 유체 포획/분배 요소와 유체 연통하며, 수성 체액과 접촉할 때 z 방향으로 팽윤할 수 있는 2개의 하부 유체 저장 요소로서, 하부 저장 요소가 수성 체액과 접촉할 때 유체 포획 대역을 형성하도록 흡수 코어에 종방향으로 뻗어있는 이격된 스트립 형태임을 특징으로 하고, 하부 유체 저장 요소 둘다가 서로 결합된, 흡수성 하이드로겔 형성 중합체 입자의 유체 안정성 거대구조물 및 붕괴가능한 개방 셀형 포움으로 구성된 군중에서 선택된 물질을 포함함을 또한 특징으로 하는 2개의 하부 유체 저장 요소를 포함하는 흡수 코어.
- 분비된 수성 체액을 흡수할 수 있는 흡수 제품으로서, 흡수 제품이(A) 상면시이트;(B) 배면시이트; 및(C) 상면시이트 및 배면시이트사이에 놓인 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 흡수 코어를 포함하는 흡수 제품.
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