KR20040050899A - 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질을 포함하는 복합재및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초흡수성 물질을 함유하는 흡수 복합재에 관한 것이다. 초흡수성 물질은 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 입자 형태로 존재한다. 흡수 구조체에서 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질을 사용하면 흡수 복합재의 모세관 현상에 의해 유도된 유체 분포를 향상시키고 유체 흡입을 향상시킨다. 본 발명의 흡수 복합재는 일회용 개인 위생 제품에 유용하다.

Description

이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질을 포함하는 복합재 및 그의 제조 방법 {Composites Comprising Superabsorbent Materials Having a Bimodal Particle Size Distribution and Methods of Making the Same}

일회용 흡수 개인 위생 제품에서 초흡수재로서 일반적으로 알려진 수팽윤성의 일반적으로 수불용성 흡수 물질을 사용하는 것이 공지되어 있다. 상기 흡수 물질은 제품의 총 부피를 감소시키면서 제품의 흡수 용적을 증가시키기 위해 흡수 제품, 예를 들어 기저귀, 배변훈련용 팬티, 성인 요실금용 제품, 및 여성용 위생 제품에서 일반적으로 사용된다. 상기 흡수 물질은 일반적으로 섬유상 매트릭스, 예를 들어 목재 펄프 플러프의 매트릭스 내에 혼합된 초흡수성 입자 (SAP)의 복합재로서 존재한다. 목재 펄프 플러프의 매트릭스는 일반적으로 플러프 1 g당 액체 약 6 g의 흡수 용적을 갖는다. 초흡수성 물질 (SAM)은 일반적으로 SAM 1 g당 액체 약 10 g 이상, 바람직하게는 SAM 1 g당 액체 약 20 g 및 종종 SAM 1 g당 액체 약 40 g 이하의 흡수 용적을 갖는다. 명백하게, 개인 위생 제품 내에 상기 흡수 물질을 포함시키면 상기 제품의 흡수 용적을 증가시키면서 총 부피를 감소시킬 수 있다.

흡수 물질 내의 모세관 현상에 의해 유도된 (capillary driven) 유체 분포는 대개 초흡수재의 존재 때문에 방해받는다. 유체 분포는 다양한 초흡수재 물리적 및 관능적 속성을 최적화시킴으로써 향상될 수 있지만, 상기 변형은 전통적으로 흡수 코어의 압력 유도 (강제 유동 (forced flow)) 유체 흡입 성능을 감소시켰다.

갖가지 초흡수재 입도가 갖가지 복합재 성능 속성, 예를 들어 복합재 흡입 및 분포를 향상시키기 위해 사용되어 왔다. 큰 입자가 유체 흡입 속도를 개선시키기 위해 팽윤될 때 보다 큰 공극을 형성시키도록 사용되어 왔지만, 상기 입자는 유체 분포에 부정적인 영향을 미친다. 보다 작은 입자는 모세관 현상 및 유체 분포의 속도를 개선시키기 위해 팽윤될 때 보다 작은 공극을 형성시키도록 사용되어 왔다. 그러나, 어떠한 방안도 다른 특성에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 흡입 또는 분포 특성 중 하나를 개선시킬 수 없었다.

당업계에서 초흡수성 물질을 포함하는 복합재 물질이 요구되며, 상기 복합재 물질은 개선된 흡입 뿐만 아니라 개선된 분포를 가져야 한다.

<발명의 개요>

본 발명은 흡수 복합재를 함유하는 흡수 제품에 관한 것이다. 복합재는 초흡수성 물질 (SAM)을 포함하며, 상기 초흡수성 물질 (SAM)은 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 입자를 함유한다. 이중 입도 분포는 약 850 내지 약 1800 미크론의 질량 중위 (median) 입도를 갖는 큰 입자와 약 50 내지 약 200 미크론의 질량 중위 입도를 갖는 작은 입자를 포함한다. 본 발명의 흡수 구조체 내의 초흡수성 입자의이중 입도 분포는 흡수 코어의 유체 흡입을 방해하지 않으면서 향상된 모세관 현상에 의해 유도된 유체 분포를 가능하게 한다.

보다 특히, 흡수 복합재는 약 60 내지 약 1750 미크론의 총 질량 중위 입도를 갖는 초흡수성 입자를 함유한다. 큰 입자 대 작은 입자의 질량비는 약 90:10 내지 약 50:50이며, 흡수 복합재는 약 20 중량% 내지 약 100 중량%의 초흡수성 물질을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질을 포함하는 흡수 복합재에 관한 것이며, 여기서 상기 복합재는 약 100초 미만의 제3 액체 인설트 흡입 시간을 갖는다.

본 발명은 또한 흡수 복합재 내에 균일하게 분포된 초흡수성 물질을 포함하는 흡수 복합재에 관한 것이다. 상기 복합재는 약 100초 미만의 제3 액체 인설트 흡입 시간 및 약 600초 미만의 제3 간헐적 (intermittent) 수직 위킹 시간을 갖는다.

흡수 복합재는 일회용 개인 위생 제품, 예를 들어 기저귀, 배변훈련용 팬티, 생리대, 팬티라이너, 요실금용 제품 뿐만 아니라 개인 보건 제품, 예를 들어 상처 드레싱 및 전달 시스템에 특히 유용하다.

본 발명은 초흡수성 물질을 함유하는 복합재를 포함하는 흡수 용품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 복합재는 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질을 함유하며 개선된 유체 흡입 (intake) 및 분포 특성을 보인다.

도 1은 본 발명에서 사용된 초흡수성 물질에 대한 질량 분율 대 입도의 관계를 설명하는 그래프이다.

도 2는 액체 첨가 장치의 입면도이다.

기저귀의 흡수 코어에서 현재 사용되는 SAM의 수준(약 40%)에서, 팽윤할 때 초흡수성 물질 (SAM)이 차지하는 부피는 섬유상 물질이 차지하는 부피보다 유의하게 더 커진다. 섬유가 후속 유체 인설트에 대한 모세관 현상에 의해 유도된 유체 이동에서 중요한 역할을 계속하지만, 모세관 현상에 의한 유도를 최대화시키도록 팽윤된 초흡수성 입자의 패킹 (packing) 분율을 조정하는 것이 유체 위킹 (wicking)을 유의하게 개선시킬 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "패킹 분율"은 고체 부피 대 복합재의 총 부피의 비를 나타낸다.

본 발명은 흡수 코어의 유체 흡입이 향상되고 모세관 현상에 의해 유도된 유체 분포가 개선된 흡수 복합재를 제공함으로써 상기한 필요를 충족시킨다. 흡수 복합재 내의 초흡수성 물질의 균일한 분포가 바람직하다. 본 발명의 한 실시태양에서, 본 발명의 흡수 복합재의 개선된 특성은 흡수 코어 내에 초흡수성 입자 입도의 이중 분포를 갖는 SAM을 사용하여 얻어진다.

다음 용어는 본 발명의 흡수 복합재를 설명하기 위해 사용된다. 각 용어의 일반적인 정의를 아래 제시한다.

본원에서 사용되는 용어 "이중"은 초흡수성 물질에 대한 질량 분율 대 입도 곡선에서 2개의 구별되는 피크를 갖는 초흡수성 물질을 나타낸다. 몇가지 SAM에 대한 질량 분율 대 입도 곡선을 포함하는 그래프를 도 1에 예시한다.

본원에서 사용되는 용어 "초흡수성 물질"은 대부분의 유리한 조건 하에 0.9 중량% 염화나트륨을 함유하는 수용액 중에서 그 중량의 15배 이상을 흡수할 수 있는 수팽윤성의 수불용성 유기 또는 무기 물질을 의미한다.

초흡수성 물질에 관하여 본원에서 사용되는 용어 "균일한 분포"는 흡수 복합재가 복합재의 모든 3차원에 동일한 양의 초흡수성 물질을 갖는 것을 의미한다.

바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재는 초흡수성 물질을 하나 이상의 종류의 섬유상 물질을 함유하는 섬유상 매트릭스와 조합하여 포함한다. 흡수 복합재 성분에 대해 아래에서 논의한다.

초흡수성 물질

본 발명의 초흡수성 물질로서 사용하기에 적합한 물질은 천연 물질, 예를 들어 아가, 펙틴, 구아 검 등 뿐만 아니라 합성 물질, 예를 들어 합성 히드로겔 중합체를 포함할 수 있다. 상기 히드로겔 중합체는 폴리아크릴산의 알칼리 금속염, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 말레산 무수물 공중합체, 폴리비닐 에테르, 히드록시프로필셀룰로스, 폴리비닐모르폴리논; 및 비닐 술폰산의 중합체와 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐피리딘 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 적합한 중합체는 가수분해된 아크릴로니트릴 그래프팅된 전분, 아크릴산 그래프팅된 전분 및 이소부틸렌 말레산 무수물 공중합체와 이들의 혼합물을 포함한다. 히드로겔 중합체는 물질을 실질적으로 수불용성으로 만들기 위해 바람직하게는 약하게 가교결합된다. 가교결합은 예를 들어 방사선조사 (irradiation)에 의하거나 공유, 이온, 반 데어 발스 (van der Waals) 또는 수소 결합에 의할 수 있다. 초흡수성 물질은 입자, 플레이크, 구 등을 포함하여 흡수 복합재에 사용하기 적합한 임의의 형태로 존재할 수 있다.

매우 다양한 초흡수성 물질이 공지되어 있지만, 본 발명은 한 측면에서 개선된 흡수 복합재 및 일회용 흡수 가먼트의 형성을 허용하기 위해 초흡수성 물질의 적절한 선택에 관한 것이다. 본 발명은 특정한 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질이 모세관 현상에 의해 유도된 유체 분포와 흡입 성능의 조합 특성의 예기치않은 개선을 제공한다는 발견에 의해 흡수 복합재에서 최적 성능을 달성하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 흡수 복합재는 바람직하게는 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질을 함유하며, 여기서 상기 초흡수성 물질은 질량 중위 입도가 약 850 내지 약 1800 미크론인 큰 입자와 질량 중위 입도가 약 50 내지 약 200 미크론인 작은 입자를 포함한다. 바람직하게는, 초흡수성 물질은 질량 중위 입도가 약 1000 내지 약 1600 미크론인 큰 입자와 질량 중위 입도가 약 65 내지 약 150 미크론인 작은 입자를 함유한다.

본 발명의 다른 바람직한 특색은 본 발명의 흡수 복합재 내에서 큰 입자의 질량 중위 입도와 작은 입자의 질량 중위 입도 사이의 차이이다. 바람직하게는, 큰 입자의 질량 중위 입도 대 작은 입자의 질량 중위 입도의 비는 약 4:1 내지 약 36:1이다. 보다 바람직하게는, 큰 입자의 질량 중위 입도 대 작은 입자의 질량 중위 크기의 비는 약 6:1 내지 약 25:1이다.

본 발명의 한 실시태양에서, 흡수 복합재는 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질을 함유하며, 여기서 상기 초흡수성 물질은 약 1200 미크론 미만의 질량 중위 입도를 갖는 큰 입자 및 약 150 미크론 미만의 질량 중위 입도를 갖는 작은 입자를 포함하며, 여기서 큰 입자의 질량 중위 입도와 작은 입자의 질량 중위 입도의 차이(d_l/s)는 약 500 미크론보다 크다. 추가의 실시태양에서, 흡수 복합재는 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 물질을 함유하며, 여기서 상기 초흡수성 물질은 약 1100 미크론 미만의 질량 중위 입도를 갖는 큰 입자 및 약 100 미크론 미만의 질량 중위 입도를 갖는 작은 입자를 포함하며, 여기서 큰 입자의 질량 중위 입도와 작은 입자의 질량 중위 입도의 차이 (d_l/s)는 약 900 미크론보다 크다.

어떠한 특정 이론에 매이지는 않지만, 본 발명의 복합재는 다음과 같은 이유로 향상된 유체 분포를 보이는 것으로 믿어진다. 고수준의 초흡수성 물질 (즉, 30 wt%보다 큰)을 함유하는 복합재에서, 팽윤할 때 초흡수성 물질이 차지하는 부피는 섬유가 차지하는 부피보다 유의하게 더 커진다. 입자 및 섬유 사이에 빈 공간 (공극 공간)이 너무 많으면, 복합재 시스템의 모세관 현상은 복합재에서 보다 큰 면적으로 유체를 효과적으로 위킹하기에는 너무 낮게 된다. 그러나, 팽윤된 초흡수성 입자의 패킹이 팽윤된 초흡수성 입자들 사이의 공극 공간의 양을 최소화시키도록 조정될 수 있으면, 시스템 내에서 모세관 현상에 의한 유도는 유지될 것이며, 개선된 유체 위킹을 얻을 것이다. 놀랍게도, 개선된 유체 위킹을 보이는 본 발명의 복합재가 또한 개선된 유체 흡입을 보이는 것을 발견하기에 이르렀다.

따라서, 초흡수성 물질이 흡수 복합재 내에 균일하게 분포되는 것이 바람직하다. 그러나, 초흡수성 물질은 전체 흡수 복합재에 걸쳐 분포될 수 있거나 흡수 복합재의 작은 국소 영역 내에 분포될 수 있다.

다성분 시스템 내의 공극 공간의 양과 시스템 내의 최소 및 최대 입자의 비율 사이의 관계가 확인되었다. 이들 관계로부터, 2성분계에서 입자의 최대 패킹을 결정할 수 있다. 문헌[C.C. Furnis,Industrial and Engineering Chemistry, vol. 23, no. 9, 1052-1058 (1931)]을 참조한다. 사용된 등식은 다음과 같다.

# 6페이지 수학식

상기 식에서, ν₁및 ν₂는 각각 입자 1 (즉, 큰 입자) 및 입자 2 (즉, 작은 입자)의 시스템 내의 공극 공간이고; ρ₁및 ρ₂는 각각 입자 1 (즉, 큰 입자) 및 입자 2 (즉, 작은 입자)의 실제 비중이다. φ₁의 값은 제1 성분인 큰 입자가 제2 성분인 작은 입자에 의해 포화되는 정도를 나타낸다. 가장 치밀한 패킹을 위한 큰 입자의 중량은 φ₁일 것이고 가장 치밀한 패킹을 위한 작은 입자의 중량은 (1-φ₁)일 것이다.

이어서, 이들 양을 각각 Φ로 나누면 가장 치밀한 패킹을 위한 각 성분의 비율 (중량 기준)을 제공할 것이다. 큰 입자 대 작은 입자의 최적 비율은 완전 포화에서 입자의 최대 패킹을 기준으로 계산될 수 있으며, 이는 상기 포화 수준에서 구조체 내의 패킹은 섬유보다는 초흡수성 물질에 의해 주로 결정될 것이기 때문이다.

상기한 계산이 주어지면, 본 발명의 흡수 복합재는 바람직하게는 초흡수성 물질을 함유하며, 여기서 "큰" 입자 (즉, 보다 큰 질량 중위 입도를 갖는 입자의샘플) 대 "작은" 입자 (즉, 보다 작은 질량 중위 입도를 갖는 입자의 샘플)의 질량비는 약 90:10 내지 약 50:50인 것으로 결정된다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재는 초흡수성 물질을 함유하며, 여기서 "큰" 입자 대 "작은" 입자의 질량비는 약 90:10 내지 약 80:20이다. 훨씬 더 바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재는 초흡수성 물질을 함유하며, 여기서 "큰" 입자 대 "작은" 입자의 질량비는 약 85:15이다.

추가로, 본 발명의 흡수 복합재는 바람직하게는 상기한 이중 입도 분포와 약 60 내지 약 1750 미크론의 총 질량 중위 입도를 포함한다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재는 바람직하게는 상기한 이중 입도 분포와 약 800 내지 약 1200 미크론의 총 질량 중위 입도를 포함한다. 훨씬 더 바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재는 바람직하게는 상기한 이중 입도 분포와 약 900 내지 약 1100 미크론의 총 질량 중위 입도를 포함한다.

본 발명의 한 실시태양에서, 초흡수성 물질은 가교결합된 폴리아크릴산의 나트륨염을 포함한다. 적합한 초흡수성 물질은 Dow AFA-177-140과 Drytech 2035 (둘 모두 다우 케미칼 컴퍼니 (Dow Chemical Company, 미국 미시건주 미들랜드 소재)로부터 입수가능함), Favor SXM-880 (스톡하우젠, 인크. (Stockhausen, Inc.), 미국 뉴캔터키주 그린스보로 소재)로부터 입수가능함), Sanwet IM-632 (토멘 아메리카 (Tomen America, 미국 뉴욕주 뉴욕 소재)로부터 입수가능함) 및 Hysorb P-7050 (바스프 코포레이션 (BASF Corporation, 미국 버지니아주 포츠마우스 소재)로부터 입수가능함)을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.

섬유상 물질

바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재는 상기한 초흡수성 물질을 하나 이상의 종류의 섬유상 물질을 함유하는 섬유상 매트릭스와 조합하여 함유한다. 본 발명의 흡수 복합재를 형성하는 섬유상 물질은 천연 섬유, 합성 섬유 및 이들의 혼방을 포함한 다양한 물질로부터 선택될 수 있다. 많은 적합한 섬유 종류가 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,601,542호 (Kimberly-Clark Worldwide, Inc.에 양도됨)에 개시되어 있다.

섬유의 선택은 예를 들어, 완성된 흡수 복합재의 의도되는 최종 용도에 따른다. 예를 들어, 적합한 섬유상 물질은 천연 섬유, 예를 들어 비목질 섬유 (면섬유 및 면 유도체, 마닐라삼, 케나프 (kenaf), 사바이 그라스 (sabai grass), 아마, 아프리카 수염새 (esparto grass), 짚, 황마 (jute hemp), 버개스 (bagasse), 밀크위드 플로스 (milkweed floss) 섬유 및 파인애플잎 섬유를 포함); 및 목질 섬유, 예를 들어 낙엽수 및 침엽수로부터 얻는 섬유 (연질목재 섬유, 예를 들어 북부 (northern) 및 남부 (southern) 연질목재 크라프트 섬유; 경질목재 섬유, 예를 들어 유칼리나무, 단풍나무, 자작나무 또는 미루나무 등 포함)을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 목질 섬유는 고수율 (high-yield) 또는 저수율 (low-yield) 형태로 제조될 수 있고, 임의의 공지 방법으로 펄프로 제조될 수 있으며 크라프트, 설파이트, 쇄목 (groundwood), 열기계적 펄프 (TMP), 화학열기계적 펄프 (CTMP) 및 표백 화학열기계적 펄프 (BCTMP)를 포함한다. 재생 섬유가 또한 본 발명의 범위 내에 포함된다. 임의의 공지된 펄프법 및 표백법이 사용될 수 있다.

유사하게, 재생 셀룰로스계 섬유 (예를 들어 비스코스 레이온 및 구리암모늄 (cuprammonium) 레이온), 개질 셀룰로스계 섬유 (예를 들어 셀룰로스 아세테이트) 또는 합성 섬유 (예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴릭 등으로부터 유래된 것)를 단독으로 또는 서로 혼방하여 마찬가지로 사용될 수 있다. 화학 처리된 천연 셀룰로스계 섬유, 예를 들어, 머셔가공 (mercerized) 펄프, 화학적 강화 (stiffened) 또는 가교결합된 섬유, 술폰화 섬유 등이 사용될 수 있다. 적합한 제지 섬유는 또한 재생 섬유, 버진 (virgin) 섬유 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 필요한 경우, 하나 이상의 상기 언급한 섬유의 블렌드가 또한 사용될 수 있다.

흡수 복합재

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 흡수 구조체는 바람직하게는 초흡수성 물질 및 초흡수성 물질을 함유하기 위한 섬유상 매트릭스를 포함한다. 그러나, 상기한 초흡수성 물질을 보유할 수 있으며 몇몇 경우 일회용 흡수 가먼트 내에 배치될 수 있는 임의의 장치가 본 발명에서 사용하기에 적합하다는 것을 주목하여야 한다.

그러한 많은 보유 장치는 당업계의 숙련인에게 공지되어 있다. 예를 들어, 보유 장치는 섬유상 매트릭스, 예를 들어 셀룰로스계 섬유의 에어폼드 (air-formed) 또는 웨트레이드 (wet-laid) 웹, 합성 중합체 섬유의 멜트블로운 (meltblown) 웹, 합성 중합체 섬유의 스펀본디드 (spunbonded) 웹, 셀룰로스계 섬유와 합성 중합체 물질로부터 형성된 섬유를 포함하는 코폼드 (coformed) 매트릭스, 합성 중합체 물질의 에어레이드 (airlaid) 열융합 웹, 개방 셀 (open-celled)발포체 등을 포함할 수 있다.

보유 장치는 바람직하게는 일반적으로 임의로 바인더를 사용하여 함께 연결될 수 있는 랜덤한 복수의 섬유인 섬유상 네트워크와 같은 형태를 갖는 섬유상 매트릭스이다. 섬유상 물질은 별법으로 세분 (comminuted) 목재 펄프 플러프, 티슈층, 수력엉킴 (hydroentangled) 펄프 시트, 직조 시트, 부직 시트, 토우 (tow) 또는 기계적 연화된 펄프 시트의 배트 (batt) 형태를 가질 수 있다. 앞서 규정된 바와 같은 임의의 제지 섬유 또는 이들의 혼합물이 섬유상 매트릭스를 형성하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 흡수 복합재는 단층의 흡수 물질 또는 다층의 흡수 물질로부터 형성될 수 있다. 다층의 경우, 층들은 측면 대 측면 또는 표면 대 표면 관계로 배치될 수 있으며, 모든 층 또는 일부의 층이 인접한 층에 결합될 수 있다. 흡수 복합재가 다층을 포함하는 경우에, 흡수 복합재의 전체 두께가 하나 이상의 초흡수성 물질을 함유할 수 있거나, 또는 각각의 개별 층은 개별적으로 약간의 초흡수성 물질을 함유할 수 있거나 초흡수성 물질을 함유하지 않는다.

본 발명의 한 실시태양에서, 흡수 복합재는 초흡수성 물질 및 섬유상 물질을 함유하며, 여기서 흡수 복합재를 제조하기 위해 사용된 초흡수성 물질 및 섬유상 물질의 상대적인 양은 생성된 제품의 목적하는 성질과 생성된 제품의 용도에 따라 변할 수 있다. 바람직하게는, 흡수 복합재 내의 초흡수성 물질의 양은 흡수 복합재의 총 중량을 기준으로 약 20 wt% 내지 약 100 wt%이고, 섬유상 물질의 양은 약 80 wt% 내지 약 0 wt%이다. 보다 바람직하게는, 흡수 복합재 내의 초흡수성 물질의 양은 흡수 복합재의 총 중량을 기준으로 약 30 wt% 내지 약 90 wt%이고, 섬유상 물질의 양은 약 70 wt% 내지 약 10 wt%이다. 훨씬 더 바람직하게는, 흡수 복합재 내의 초흡수성 물질의 양은 흡수 복합재의 총 중량을 기준으로 약 40 wt% 내지 약 80 wt%이고, 섬유상 물질의 양은 약 60 wt% 내지 약 20 wt%이다.

다른 실시태양에서, 본 발명의 흡수 복합재를 제조하기 위해 사용된 초흡수성 물질의 기초 중량은 생성된 제품에서 목적하는 성질, 예를 들어 총 복합재 두께 및 기초 중량과 생성된 제품의 용도에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 유아용 기저귀에 사용하기 위한 흡수 복합재는 요실금용 장치를 위한 흡수 복합재에 비해 더 낮은 기초 중량과 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는, 흡수 복합재 내의 초흡수성 물질의 기초 중량은 약 80 그람/제곱미터 (gsm)보다 크다. 보다 바람직하게는, 흡수 복합재 내의 초흡수성 물질의 기초 중량은 약 80 gsm 내지 약 800 gsm이다. 훨씬 더 바람직하게는, 흡수 복합재 내의 초흡수성 물질의 기초 중량은 약 120 gsm 내지 약 700 gsm이다. 훨씬 더 바람직하게는, 흡수 복합재 내의 초흡수성 물질의 기초 중량은 약 150 gsm 내지 약 600 gsm이다.

흡수 복합재의 제조 방법

본 발명의 흡수 복합재는 당업계의 통상의 기술자에게 공지된 공정으로 제조할 수 있다. 본 발명의 한 실시태양에서, 흡수 복합재를 형성하는 방법은 초흡수성 입자를 함유하는 초흡수성 물질을 기재와 결합시키는 것을 포함할 수 있다. 초흡수성 입자는 큰 입자가 약 850 내지 약 1800 미크론의 질량 중위 입도를 갖고 작은 입자가 약 50 내지 약 200 미크론의 질량 중위 크기를 갖는 이중 입도 분포를갖는다. 바람직하게는, 큰 입자는 약 1000 내지 약 1600 미크론의 질량 중위 크기를 갖고, 작은 입자는 약 65 내지 약 150 미크론의 질량 중위 크기를 갖는다.

별법으로, 상기 방법은 초흡수성 물질을 기재와 결합하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 복합재는 약 100초 미만의 제3 액체 인설트 흡입 시간 및 약 600초 미만의 제3 간헐적 수직 위킹 시간을 갖는다. 초흡수성 물질은 복합재 내에 균일하게 분포된다.

본 발명의 추가의 실시태양에서, 초흡수성 입자를 함유하는 초흡수성 물질은 존재하는 기재 내로 포함된다. 바람직하게는, 기재는 섬유상 물질을 함유한다. 적합한 섬유상 기재는 부직물 및 직물을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 많은 실시태양, 특히 개인 위생 제품에서, 바람직한 기재는 부직물이다. 본원에서 사용되는 용어 "부직물"은 매트형 (mat-like) 양식으로 랜덤하게 배열된 개별 섬유들 또는 필라멘트들의 구조를 갖는 직물을 나타낸다. 부직물은 에어레이드 공정, 웨트레이드 (wet-laid) 공정, 수력엉킴 (hydroentangling) 공정, 스테이플 섬유 카딩 및 본딩 (carding and bonding) 및 용액 방사 (spinning)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 공정으로부터 제조될 수 있다. 초흡수성 물질은 섬유상 기재 내로 고체 입자형 물질로서 포함될 수 있다. 초흡수성 물질은 입자, 플레이크, 구 등을 포함하여 흡수 복합재에서 사용하기에 적합한 임의의 형태로 존재할 수 있다.

본 발명의 별도의 실시태양에서, 섬유상 물질 및 초흡수성 입자를 함유하는 초흡수성 물질은 동시에 혼합되어 흡수 복합재를 형성한다. 바람직하게는, 복합재 물질은 당업계의 통상의 기술자에게 공지된 공기성형 (air-forming) 공정에 의해혼합된다. 섬유 및 초흡수성 물질의 혼합물을 공기성형하는 것은 예비성형된 섬유가 초흡수성 물질과 함께 에어레이드되는 상황 뿐만 아니라 초흡수성 물질이 예를 들어, 멜트블로잉 (meltblowing) 공정을 통해서 섬유가 형성되고 있을 때 섬유와 혼합되는 상황을 모두 포함하는 것으로 의도된다.

예를 들어, 아래 설명은 본 발명의 복합재를 형성하기 위해 사용된 공기성형 공정의 예를 의미하지만 이로 제한됨을 의미하지는 않는다. 몇가지 공정 성분들이 본 발명의 흡수 복합재를 제조하기 위해 이용될 수 있다. 이들은 먼저 펄프 시트를 섬유화 플러프로 섬유화하기 위한 방법을 포함한다. 이들 섬유화 플러프 섬유는 공기에 의해 성형실 (forming chamber) 내로 운반된다. 이어서, 초흡수성 입자의 첨가 방법이 초흡수성 입자를 성형실로 계량 및 운반하기 위해 사용된다. 하나 이상의 초흡수재 공급기가 성형실로 운반되는 상이한 종류의 초흡수성 입자의 개별 양을 조절하는데 유용한 것으로 밝혀졌다. 성형실은 섬유화 플러프 섬유 및 초흡수성 입자가 함께 혼합되도록 한다. 이동하는 성형 스크린이 성형실의 저변부에 놓인다. 상기 스크린은 공기 투과성이고 대개 진공원에 연결된다. 상기 진공은 성형실로부터 공기를 제거하여 섬유화 플러프 섬유 및 초흡수성 입자가 성형 스크린 상에 퇴적되어 복합재 웹을 형성하도록 한다. 티슈가 성형 와이어 상으로 풀릴 수 있어서, 섬유 및 입자는 운반을 돕기 위해 티슈 상에 놓이게 된다. 펄프 시트, 초흡수재 공급기 및 성형 스크린의 속도는 모두 생성되는 복합재의 조성 및 기초 중량을 조절하기 위해 독립적으로 조정될 수 있다. 성형 와이어 상에 복합재 웹을 형성한 후, 복합재를 목적하는 수준으로 압착시키기 위해 롤러가 사용될 수 있다.성형 스크린의 단부에서, 복합재 웹은 연속 롤에 권취된다.

흡수 복합재의 성질

본 발명의 흡수 복합재는 공지의 흡수 복합재에 비교할 때 복합재의 수명에 걸쳐 개선된 모세관 현상에 의해 유도된 유체 분포 뿐만 아니라 향상된 유체 흡입을 갖는다. 흡수 복합재의 모세관 현상에 의해 유도된 유체 분포를 측정하는 한가지 방법은 간헐적 수직 위킹 (IVW) 시험을 이용하는 것이다. 본 시험은 일련의 액체 접촉 동안 물질 또는 복합재의 위킹 속도를 측정한다.

IVW 시험은 수직 현수된 흡수 복합재의 하부 가장자리를 용액과 접촉시키는 것으로 이루어지며, 아래에 상세히 기술한다. IVW 시험으로부터 얻은 유체 분포 프로필은 흡수 복합재의 하부 가장자리로부터 변하는 거리에서 복합재의 액체 포화에 의해 분석될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재는 흡수 복합재의 하부 가장자리로부터 0 내지 0.5 인치에서의 액체 포화의 적어도 65%와 동일한, 흡수 복합재의 하부 가장자리로부터 3 내지 3.5 인치에서의 액체 포화를 보인다. 보다 바람직하게는, 흡수 복합재의 하부 가장자리로부터 4 내지 4.5 인치에서의 액체 포화는 흡수 복합재의 하부 가장자리로부터 0 내지 0.5 인치에서의 액체 포화의 적어도 50%와 동일하고, 훨씬 더 바람직하게는 흡수 복합재의 하부 가장자리로부터 4.5 내지 5.0 인치에서의 액체 포화는 흡수 복합재의 하부 가장자리로부터 0 내지 0.5 인치에서의 액체 포화의 적어도 35%와 동일하다.

추가로, 본 발명의 흡수 복합재는 약 600초 미만의 제3 간헐적 수직 위킹 픽업 (pickup) 시간을 나타내는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 흡수 복합재는 약 300초 미만의 제3 간헐적 수직 위킹 픽업 시간을 나타낸다.

흡수 복합재의 유체 흡입을 측정하는 한가지 방법은 유체 흡입 평가 (FIE) 시험을 이용하는 것이며, 상기 시험은 아래에 상세히 기술한다. 상기 시험은 다수회 액체 인설트에 노출될 때 물질 또는 복합재의 흡입 능력을 측정한다.

바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재는 약 100초 미만의, 보다 바람직하게는 약 85초 미만의, 훨씬 더 바람직하게는 약 60초 미만의 제3 액체 인설트 흡입 시간을 갖는다.

본 발명의 흡수 복합재의 다른 독특한 특징은 복합재에 함유된 초흡수성 입자가 입자의 구별되는 크기 때문에 상이한 팽윤 시간을 갖는 것이다. 팽윤 시간은 초흡수성 입자가 60% 액체 용적에 도달하는데 걸리는 시간의 양으로 정의되며, 아래 상세히 설명하는 Blotted FAUZL 시험을 이용하여 측정할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 흡수 복합재에 사용된 작은 입자의 팽윤 시간은 약 15초 내지 약 35초이고, 큰 입자의 팽윤 시간은 약 300초 내지 약 700초이다. 보다 바람직하게는, 작은 입자의 팽윤 시간은 약 20초 내지 약 30초이고, 큰 입자의 팽윤 시간은 약 400초 내지 약 600초이다. 또한, 작은 입자의 팽윤 시간은 큰 입자의 팽윤 시간보다 약 20배 더 짧은 것이 바람직하다.

흡수 구조체의 사용 방법

본 발명의 한 실시태양에서, 액체-투과성 탑시트, 탑시트에 부착된 백시트 및 탑시트와 백시트 사이에 배치된 본 발명의 흡수 복합재를 포함하는 일회용 흡수 제품이 제공된다. 당업계의 숙련인은 탑시트 및 백시트로서 사용하기에 적합한 물질을 알 것이다. 탑시트로서 사용하기에 적합한 예시적인 물질은 액체-투과성 물질, 예를 들어 기초 중량이 약 15 내지 약 25 g/제곱미터인 스펀본디드 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌이다. 백시트로서 사용하기에 적합한 예시적인 물질은 액체-불침투성 물질, 예를 들어 폴리올레핀 필름 및 증기-침투성 물질, 예를 들어 미세다공성 폴리올레핀 필름이다.

본 발명의 모든 측면에 따른 일회용 흡수 제품은 일반적으로 사용하는 동안 체액의 다수회의 인설트에 노출된다. 따라서, 일회용 흡수 제품은 바람직하게는 사용하는 동안 흡수 제품 및 구조체가 노출될 양으로 체액의 다수회의 인설트를 흡수할 수 있다. 인설트는 일반적으로 일정 시간 간격으로 서로 분리된다. 본 발명의 흡수 제품은 목적하는 양의 액체를 흡수시키는데 효과적인 초흡수재 조성물을 형성하기에 효과적인 양으로 존재해야 한다.

본 발명에 따른 흡수 복합재는 소변, 생리혈 및 혈액과 같은 체액을 포함하는 많은 유체를 흡수하기에 적합하며, 일회용 흡수 제품, 예를 들어 일회용 개인 위생 제품, 예를 들어 흡수 가먼트, 예를 들어 기저귀, 요실금용 제품, 베드 패드 (bed pad) 등; 생리용 제품, 예를 들어 생리대, 팬티라이너, 탐폰 등; 개인 보건 제품, 예를 들어 상처 드레싱 및 전달 시스템 뿐만 아니라 와이프, 턱받이, 식품 포장재 등에 사용하기에 특히 적합하다. 따라서, 다른 측면에서, 본 발명은 상기한 바와 같은 흡수 복합재를 포함하는 일회용 흡수 가먼트에 관한 것이다. 매우 다양한 흡수 가먼트가 당업계의 숙련인에게 공지되어 있다. 본 발명의 흡수 복합재는 상기 공지의 흡수 가먼트 내로 포함될 수 있다. 예시적인 흡수 가먼트는 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제4,710,187호 (1987년 12월 1일자로 Boland 등에게 허여됨); 제4,762,521호 (1988년 8월 9일자로 Roessler 등에게 허여됨); 제4,770,656호 (1988년 9월 13일자로 Proxmire 등에게 허여됨); 제4,798,603호 (1989년 1월 17일자로 Meyer 등에게 허여됨)에 일반적으로 기재되어 있다.

일반적으로, 본 발명에 따른 흡수 일회용 가먼트는 착용자의 피부에 접촉하기에 적합한 신체측 라이너, 라이너와 대면하는 관계로 겹쳐진 외부 커버 및 상기 외부 커버 상에 겹쳐지고 신체측 라이너와 외부 커버 사이에 놓인 흡수 복합재, 예를 들어 상기한 것을 포함한다.

<시험법>

초흡수성 물질을 시험하기 위한 시험법:

초흡수성 물질의 주어진 샘플의 입도 분포 및 질량 중위 입도를 결정하기 위한 방법을 후술한다. 추가로, 초흡수성 입자의 팽윤 시간 및 겔 베드 (bed) 공극 공간을 결정하는 방법을 아래 설명한다.

입도 분포 (PSD) 시험법

본 발명에서 사용된 PSD 시험법은 체 크기 분석에 의해 초흡수성 물질의 입도 분포를 결정한다. 상이한 크기의 구멍을 갖는 체의 스택을 사용하여 주어진 샘플의 입도 분포를 결정한다. 따라서, 예를 들어, 원칙적으로 710 미크론 구멍을 갖는 체 상에 보유되는 입자는 710 미크론보다 큰 입도를 갖는 것으로 간주된다. 710 미크론 구멍을 갖는 체를 통해 통과하고 500 미크론 구멍을 갖는 체 상에 보유되는 입자는 500 내지 710 미크론의 입도를 갖는 것으로 간주된다. 더욱이, 500미크론 구멍을 갖는 체를 통해 통과하는 입자는 500 미크론 미만의 입도를 갖는 것으로 간주된다.

체는 스택의 상단부 상에 최대 구멍과 스택의 저변부 상에 최소 구멍을 갖도록 구멍의 크기 순서로 놓는다. 초흡수성 입자의 25 g 샘플을 최대 구멍을 갖는 체 내에 넣는다. 체 스택은 Ro-Tap 기계적 체 진탕기 (Mechanical Sieve Shaker) 모델 B (미국 오하이오주 멘토 소재의 더블유. 에스. 타일러 (W. S. Tyler)로부터 입수가능함) 또는 다른 유사한 진탕 장치를 사용하여 10분 동안 진탕시킨다. 진탕이 끝난 후, 각 체 상에 보유된 초흡수성 입자를 제거하여 중량을 측정하고 기록한다. 각 체 상에 보유된 입자의 퍼센티지는 각 체 상에 보유된 입자의 중량을 최초 샘플 중량으로 나누어 계산한다.

질량 중위 입도 시험법

본원에서 사용될 때 초흡수성 입자의 주어진 샘플의 용어 "질량 중위 입도"는 샘플을 질량 기초로 1/2로 나누는 입도로서 정의되며, 즉, 샘플의 1/2 (중량 기준)은 질량 중위 입도보다 더 큰 입도를 갖고 샘플의 1/2 (질량 기준)은 질량 중위 입도 미만의 입도를 갖는다. 따라서, 예를 들어, 샘플의 1/2 (중량 기준)이 500 미크론의 구멍을 갖는 체 상에 보유되는 경우 초흡수성 입자의 샘플의 질량 중위 입도는 500 미크론이다.

Blotted FAUZL (Flooded Absorbency Under Zero Load) 시험

Absorbency Under Load (AUL) 컵 및 플런저(plunger)의 질량을 칭량하고 "Me"로서 기록한다. AUL 컵은 동심을 얻도록 약간 가공된 1 인치 내경 열가소성튜브로부터 제조된다. AUL 컵은 접착제로 컵의 저변부에 부착된 400 메시 스테인레스강 스크린을 갖는다. 별법으로, 스크린은 와이어 스크린을 빨갛게 가열될 때까지 화염 내에서 가열한 후, AUL 컵을 냉각될 때까지 스크린 상에 유지시킴으로써 실린더의 저변부에 융합시킬 수 있다. 실패하는 경우 또는 파괴되는 경우에 밀봉을 수정하기 위해 납땜 인두를 사용할 수 있다. 평평하고 매끄러운 저변부를 유지하고 AUL 컵의 내부를 비틀지 않도록 주의하여야 한다. 플런저는 1 인치 직경 고체 물질 (예, Plexiglass)로부터 제조되고 AUL 컵 내에 결합되지 않으면서 밀접하게 꼭 맞도록 가공된다. 초흡수재를 AUL 컵의 스크린 상에 놓기 전에, 초흡수성 물질은 시험을 위해 적절한 크기로 체질된다.

약 0.160 g의 초흡수성 물질을 AUL 컵에 넣으며, 여기서 초흡수성 물질은 컵의 바닥 위에 균등하게 분포된다. 4.0 g의 플런저를 건조 초흡수성 물질의 상부에 놓아, 약 0.01 psi의 압력을 생성시킨다. AUL 컵, 플런저 및 건조 초흡수성 물질의 질량을 칭량하고 "Mo"로서 기록한다. 0.9 중량% 염용액을 페트리 디쉬 (직경 2 인치 이상)에 약 0.5 cm 깊이로 첨가한다. 제곱인치당 약 16 구멍을 갖는 플라스틱 스크린을 페트리 디쉬의 저변부 상에 놓는다.

AUL 컵은 염수가 초흡수성 물질 내로 흡수되도록 15초 동안 염수 내에 놓는다. AUL 컵의 저변부는 스크린 내의 또는 초흡수성 입자들 사이의 간극 공간 내의 임의의 액체를 제거하기 위해 종이 타월 상에 재빨리 놓는다. 염수로부터 AUL 컵을 제거하여 종이 타월 상에 배치하기까지의 시간은 3초 이하이어야 한다. 컵에서 타월로 옮겨지는 액체가 더이상 보이지 않을 때까지 컵을 종이 타월의 건조 부분으로 이동시킨다. 이어서, AUL 컵, 플런저 및 초흡수성 물질을 칭량하고 질량을 "Mt"로서 기록한다. 간극 공간으로부터 액체를 제거하고, AUL 컵을 칭량하여 AUL 컵을 다시 염수 내에 넣기 위한 총 시간은 30초 미만이어야 한다. AUL 컵을 염수가 초흡수성 물질에 흡수되도록 추가의 15초 동안 염수 내에 다시 재빨리 넣는다. 다시, 컵의 저변부를 건조시키고 Mt를 결정한다. Mt는 다음 누적 노출 시간 동안 얻으며, 여기서 "노출 시간"은 초흡수재가 액체에 침지되는 시간으로 정의된다: 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0, 5.0, 10, 20, 40 및 60분.

전체 시험은 검사하는 각 초흡수성 물질에 대해 3회 수행하며, 3개의 시험에 대한 평균 픽업을 각 노출 시간에 대해 결정한다.

데이타 분석:

각 노출 시간 동안 픽업된 염수의 양은 다음 식에 의해 결정한다.

g 염수/g 초흡수재= (Mt-Mo)/(Mo-Me)

60분 누적 노출 시간에서 g/g 픽업값을 결정하여 g/g(e)로서 기록한다. 60 분 g/g 픽업값의 60%에 도달하기 위한 특징적인 시간은 다음 식에 의해 결정한다.

특징적인 픽업값 = 0.6*g/g (e)

노출 시간 및 픽업값을 나열한 표를 사용하여 60분 픽업값의 60%를 픽업하는 특징적 시간을 내삽(interpolation)한다.

겔 베드 공극 공간 실험 절차

초흡수성 입자의 원심분리 체류 용량 (Centrifuge Retention Capacity, CRC)은 겔 입자의 완전 포화 용적을 얻기 위해 측정한다. 이어서 2.0 g의 건조 초흡수성 입자를 측정한다. (2.0 x CRC) g의 0.9 wt% 염용액의 양을 200 ml 비이커 내로 측정해 넣는다. 2.0 g의 건조 초흡수성 입자를 0.9 wt% 염용액에 첨가하고 입자가 응집하지 않도록 하기 위해 10초 동안 교반한다. 이어서 비이커를 파라핀 또는 적합한 커버로 덮고 초흡수재를 팽윤시키고, 평형에 도달하도록 팽윤시키기 위해 적어도 2시간 동안 가만히 둔다. 팽윤하는 초흡수재가 평형에 도달한 후, 경량 (light-weight) 아크릴 압반 (platen) (< 0.02 psi)을 팽윤된 겔 베드의 상부에 놓고 비이커의 측면 상에 압반의 저변부의 높이를 표지함으로써 평균 팽윤 높이를 비이커 내에 표지한다. 이어서 비이커의 내용물을 비운다. 비이커의 중량을 잰 후 팽윤된 겔 베드의 높이를 나타내는 표지까지 물을 채운다. 비이커를 칭량하여 하기 식을 이용하여 팽윤된 겔 베드의 전체 부피를 얻는다.

부피 = 중량 (g)/1.0 gm/cc

이어서 공극 공간은 하기 식을 이용하여 염수 및 겔로 인한 부피를 공제함으로써 결정한다.

공극 = 물 부피 - [((2.0xCRC)/(0.9 wt% 염수의 비중)) + (2.0 g의 초흡수재/1.5 gm/cc)].

흡수 복합재를 시험하기 위한 시험법:

주어진 흡수 복합재의 포화 용량 (SC), 간헐적 수직 위킹 (IVW) 및 유체 흡입 평가 (FIE)를 결정하기 위한 시험법을 아래 기술한다.

포화 용량 (SC) 시험

초흡수재와 플러프의 복합재 또는 플러프만을 원하는 기초 중량 및 밀도로티슈 상에 공기-형성한다. 복합재 샘플을 원하는 크기로 절단하며, 이 경우, 복합재 샘플을 3.5 인치 (8.89 cm) ×10 인치 (25.40 cm) 직사각형으로 절단한다. 이어서 각 복합재 샘플의 중량을 측정하여 기록한다. 이것이 복합재의 건조 중량이다. 이어서 복합재 샘플을 0.9 wt% NaCl 용액조에 20분 동안 담근다. 20분 담근 후, 복합재 샘플을 0.5 psi (14" H₂O) 진공 압력하에 5분 동안 놓는다. 이어서 복합재 샘플을 다시 칭량한다. 이것이 습식 복합재 중량이다. 각 복합재 샘플의 용적은 각 샘플에 대해 습식 복합재 중량으로부터 건조 복합재 중량을 빼서 계산한다.

간헐적 수직 위킹 (IVW) 시험

간헐적 수직 위킹 (IVW) 시험은 일련의 액체 접촉 동안 물질 또는 복합재의 위킹 속도 및 유체 분포 프로필을 측정한다. 시험은 수직 현수된 흡수 복합재 샘플의 하부 가장자리와 염용액 사이의 3회의 별개의 접촉으로 이루어진다. 각각의 별개의 접촉 또는 복합재에 대한 액체 인설트는 상기한 SC 시험에서 측정된 바와 같은 흡수 복합재의 포화 용적의 15%를 나타낸다. IVW 시험에서 각각의 별개의 액체 인설트는 (0.15)×(m_total)이기 때문에, 복합재는 각 인설트 동안 원하는 정도의 흡수 용적을 갖게 된다. 흡수 복합재 샘플은 아래와 같이 액체를 위킹시킨다.

초흡수재와 플러프의 복합재는 원하는 기초 중량 및 밀도로 티슈 상에 공기-형성된다. 복합재 샘플을 원하는 크기로 절단하고, 이 경우 복합재 샘플을 3.5 인치 (8.89 cm)×10 인치 (25.40 cm) 직사각형으로 절단한다. 샘플의 포화 용적(m_total)는 상기한 바와 같이 결정한다. (0.15)×(m_total)과 동일한 양을 계산한다.

별개의 샘플은 샘플의 긴 치수가 수직 방향으로 있도록 수직 현수된다. 현수된 샘플을 변형 게이지에 부착한다. 이어서 샘플을 0.9 wt% NaCl 용액을 함유하는 저장기 내로 하강시킨다. 용액과 접촉하는 샘플의 양은 1/4 인치 이하이어야 한다. 액체 픽업의 양은 시간의 함수로서 측정되며, 상기 흡수 복합재의 포화 용적의 15% [(0.15)×(m_total)]가 변형 게이지 상에 기록될 때까지 계속한다. 이어서 샘플을 NaCl 용액으로부터 제거하지만, 수직 형태로 유지시킨다.

30분 후, 샘플을 다시 0.9 wt% NaCl 용액 내로 하강시킨다. 액체 픽업의 양은 시간의 함수로서 측정되며, 상기 흡수 복합재의 포화 용적의 15% [(0.15)×(m_total)]가 변형 게이지 상에 기록될 때까지 계속한다. 이어서 샘플을 NaCl 용액으로부터 제거하지만, 수직 형태로 유지시킨다.

30분 후, 샘플을 세번째로 0.9 wt% NaCl 용액 내로 하강시킨다. 액체 픽업의 양은 시간의 함수로서 측정되며, 상기 흡수 복합재의 포화 용적의 15% [(0.15)×(m_total)]가 변형 게이지 상에 기록될 때까지 계속한다. 이어서 샘플을 NaCl 용액으로부터 제거하지만, 수직 형태로 유지시킨다.

이어서 샘플을 샘플의 유체 분포 프로필을 결정하기 위해 시험한다. 샘플의 유체 분포 프로필을 결정하기 위해 임의의 시험법이 사용될 수 있다. 한가지 공지 방법은 흡수 복합재를 폭 1/2 인치 (1.27 cm)의 조각으로 절단하고, 주어진 조각 내의 유체의 양을 결정하기 위해 조각을 칭량하는 것이다. 상기 샘플에서, 폭 1/2인치 (1.27 cm) 및 길이 3.5 인치 (8.89 cm)의 20개의 조각을 각 복합재 샘플로부터 형성시킨다. 유체 분포 프로필은 각 조각 내의 유체의 양을 결정하기 위해 각 조각을 칭량함으로써 결정한다. 유체량은 다음 식에 의해 각 조각에 대해 결정한다: 조각당 유체량 = 조각의 습식 중량 -(전체 샘플의 건조 중량/20).

IVW 절차를 동일한 복합재 물질로부터 절단한 2개의 복합재 샘플에 대해 더 반복한다. 평균 픽업 시간은 3회의 제1 액체 픽업, 3회의 제2 액체 픽업 및 3회의 제3 액체 픽업에 대해 결정한다. 추가로, 3개의 복합재 샘플의 각 1/2 인치 절편 내의 액체의 평균 양은 상기한 바와 같이 결정한다.

유체 흡입 평가 (FIE) 시험

유체 흡입 평가 (FIE) 시험은 물질 또는 복합재의 흡입 능력을 측정한다. 시험은 흡수 복합재를 3회의 액체 인설트에 접촉시키는 것으로 이루어지며, 여기서 각 액체 인설트는 상기한 SC 시험에 의해 결정된 바와 같은 복합재의 포화 용적의 30%를 나타낸다. 3회의 액체 인설트는 15분 간격으로 떨어뜨려 적용된다.

초흡수재 및 플러프의 복합재는 원하는 기초 중량 및 밀도로 티슈 상에 공기-형성된다. 복합재 샘플을 원하는 크기로 절단하고, 이 경우에 복합재 샘플을 3.5 인치 (8.89 cm)×5 인치 (12.70 cm) 직사각형으로 절단한다. 샘플의 포화 용적 (m_total)은 상기한 바와 같이 결정한다. (0.30)×(m_total)과 동일한 양을 계산한다.

도 2에 도시된 바와 같은 액체 첨가 장치 (10)을 별개의 복합재 샘플 (12) (또한 3.5 인치 (8.89 cm)×5 인치 (12.70 cm) 직사각형으로 절단됨) 상에 약 0.13 psi (8966 dynes/cm²)의 압력을 생성시키도록 놓는다. 액체 첨가 장치는 기부 (14) 및 장치 (10)의 총 질량을 1223 g이 되도록 하는 추가의 황동 추 (16)을 포함한다. 액체를 액체 첨가 장치 (10) 상에 배치된 튜브 (18)을 통해 도입시킴으로써 액체가 샘플 (12)와 접촉되도록 한다. 흡수 복합재의 포화 용적의 30% [(0.30)×(m_total)]와 동일한 0.9 wt% NaCl 용액의 제1 액체 인설트를 튜브 (18)을 통해 도입시켜 복합재 샘플 (12)과 접촉되도록 한다. 제1 액체 인설트 전부가 복합재 샘플 (12) 내로 적셔지는데 요구되는 시간의 양을 측정한다. 제1 인설트를 시작한 지 15분 후, 흡수 복합재의 포화 용적의 30% [(0.30)×(m_total)]와 동일한 0.9 wt% NaCl 용액의 제2 액체 인설트를 복합재 샘플 (12)와 접촉시킨다. 제2 액체 인설트 전부가 복합재 샘플 (12) 내로 적셔지는데 요구되는 시간의 양을 측정한다. 제2 인설트를 시작한 지 추가로 15분 후, 흡수 복합재의 포화 용적의 30% [(0.30)×(m_total)]와 동일한 0.9 wt% NaCl 용액의 제3 액체 인설트를 복합재 샘플 (12)와 접촉시킨다. 제3 액체 인설트 전부가 복합재 샘플 (12) 내로 적셔지는데 요구되는 시간의 양을 측정한다.

동일한 복합재 물질로부터 절단된 2개의 복합재 샘플로 절차를 반복한다. 3회의 제1, 3회의 제2 및 3회의 제3 액체 인설트에 대해 평균 흡입 시간을 계산한다. 부가적으로, 총 인설트 평균 흡입 시간은 제1, 제2 및 제3 인설트 평균 흡입 시간의 합으로서 계산된다.

당업계의 숙련인은 본 발명의 초흡수성 물질 및 흡수 복합재가 체액과 접촉하도록 고안된 흡수성 개인 위생 제품을 포함하지만 이에 제한되지 않는 매우 다양한 제품의 제조시에 유리하게 사용될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 상기 제품은 단층의 흡수 복합재만을 포함할 수 었거나, 또는 상기한 바와 같이 부재들의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명의 초흡수성 물질 및 흡수 복합재는 개인 위생 제품에 특히 적합하지만, 초흡수성 물질 및 흡수 복합재는 매우 다양한 소비자 제품에서 유리하게 사용될 수 있다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 더욱 예시되며, 하기 실시예는 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위에 제한을 부여하는 것으로 해석되어서는 안된다. 반대로, 본원의 상세한 설명을 읽은 후 본 발명의 취지 및(또는) 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않으면서 당업계의 숙련인에게 생각날 수 있는 각종 다른 실시태양, 변형 및 그의 동등물에 의지될 수 있음을 명백하게 이해하여야 한다.

<실시예>

아래 실시예에서, 흡수 복합재는 다음 초흡수성 물질과 섬유상 물질을 사용하여 제조하였다.

초흡수성 물질:

AFA-177-9A, AFA-177-9B, AFA-177-140 및 Drytech 2035 (다우 케미칼 컴퍼니 제품).

섬유상 물질:

플러프화 펄프 섬유, CR-1654 (얼라이언스 포레스트 프로덕츠 (AllianceForest Products, 미국 알라바마주 쿠사 파인스 소재) 제품).

<실시예 1>

초흡수성 물질 샘플의 입도 분포의 결정

AFA-177-9A 및 AFA-177-9B의 2개의 100 g 샘플은 다우 케미칼 컴퍼니로부터 공급받았다. 각 샘플의 입도 분포는 상기한 PSD 시험법을 이용하여 측정하였다. 샘플 AFA-177-9A에 대해 다음 메시 크기를 갖는 체를 사용하였다: 1680 미크론, 1190 미크론, 1000 미크론 및 850 미크론. 샘플 AFA-177-9B에 대해 다음 메시 크기를 갖는 체를 사용하였다: 150 미크론, 105 미크론 및 63 미크론.

샘플 AFA-177-9A 및 AFA-177-9B의 입도 분포를 하기 표 1 및 2에 나타냈다.

샘플 AFA-177-9A의 입도 분포

입도 (미크론)	전체 중의 질량%
1680 초과	0.02
1190-1680	31.2
1000-1190	27.25
850-1000	36.51
850 미만	5.03

샘플 AFA-177-9B의 입도 분포

입도 (미크론)	전체 중의 질량%
150 초과	1.74
105-150	45.05
63-105	48.97
63 미만	4.23

상기 표 1 및 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 샘플 AFA-177-9A 및 AFA-177-9B 내의 입자의 질량 중위 입도는 각각 약 1100 미크론 및 100 미크론이다.

<실시예 2>

본 발명의 흡수 복합재의 제조

흡수 복합재는 초흡수성 물질 AFA-177-140 (다우 케미칼 컴퍼니 제품) 및 펄프 섬유 CR-1654 (얼라이언스 포레스트 프로덕츠 제품)을 사용하여 형성하였다. 초흡수성 물질 AFA-177-140은 실시예 1의 샘플 AFA-177-9A 및 AFA-177-9B와 본질적으로 동일한 화학 조성을 가졌다. AFA-177-140 초흡수성 물질을 당업계에 공지된 방법을 이용하여 분쇄하여 실시예 1에 기재된 샘플 AFA-177-9A 및 AFA-177-9B와 유사한 입도 분포를 갖는 2개의 샘플, 즉 샘플 1A 및 샘플 1B를 얻었다. 복합재는 종래의 공기-형성 유닛을 통해 형성하였다. 복합재 내의 샘플 1A (큰 입자) 대 샘플 1B (작은 입자)의 질량비는 다음과 같이 변하였다: 50:50, 70:30, 80:20 및 90:10. 복합재는 500 gsm의 표적 총 기초 중량, 0.2 g/cc의 표적 밀도 및 50 질량%의 SAP 농도를 가졌다.

SAP 1 g당 30 g의 0.9 중량% NaCl 용액의 포화 수준에서 샘플 1A 및 1B 내의 입자의 질량 중위 입도를 결정하였다. 추가로, 포화된 초흡수성 입자 베드 내의 공극 공간 및 입자의 비중은 겔 베드 공극 공간 실험 과정 (Gel Bed Void Space Experimental Procedure)를 사용하여 실험적으로 결정하였다. 결과를 하기 표 3에 나타냈다.

이론적 입자비 계산을 위한 파라미터

	질량 중위 건조 직경 (미크론)	질량 중위 포화 직경 (미크론)	30g/g (ν)에서의 공극	비중 (ρ)
성분 1	1100	3930	0.18	1.02
성분 2	105	375	0.07	1.02

실험적으로 결정된 νl (샘플 1A 입자의 시스템 내의 공극 공간), ν2 (샘플 1B 입자의 시스템 내의 공극 공간), ρi (샘플 1A 입자의 실제 비중) 및 ρ2 (샘플 1B 입자의 실제 비중)에 대한 값과 함께 상기 등식을 이용하여, 이론적인 최적의 큰 입자 (샘플 1A 입자) 대 작은 입자 (샘플 1B 입자) 비는 아래 나타낸 바와 같이 결정하였다.

φ₁= [(1 - ν₁)·ρ₁] ÷[(1 - ν₁)·ρ₁+ ν₁·(1 - ν₂)·ρ₂]

= [(1 - 0.18)·1.02] ÷ [(1 - 0.18)·1.02 + 0.18·(1 - 0.07)·1.02]

= 0.83

Φ= φ₁+ (1 - φ₁)

= 0.83 + (1 - 0.83)

= 1

각 성분의 이론 중량%는 다음과 같을 것이다:

φ₁/Φ = 성분의 중량%:

샘플 1A (큰 입자)의 wt% = (φ₁/Φ) × 100 = 83%

샘플 1B (작은 입자)의 wt% =[(1 - φ₁)/Φ] × 100 = 17%

두 성분은 모두 평형에서 동일한 포화 수준에 있는 것으로 가정되므로, 건조 중량 퍼센티지는 상기 계산된 포화된 중량 퍼센티지와 동일할 것이다.

<실시예 3>

종래의 입도 분포를 사용한 대조군 흡수 복합재의 제조

대조군 흡수 복합재는 초흡수성 물질이 0 내지 850 미크론 범위의 입도 분포를 갖는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 물질을 사용하여 제조하였다. 상기 대조군을 본원에서 대조군 1로 칭한다. 구체적으로, 대조군 1은 아래 나타낸 바와 같은 입도 분포를 갖는 것으로 측정되었다.

대조군 1의 질량 중위 입도 분포

입도 (미크론)	전체 중의 질량%
600-850	25
300-600	50
65-300	25

제2 대조군 복합재는 50% Drytech 2035 (다우 케미칼 컴퍼니 제품) 및 50% Alliance CR-1654 플러프 (얼라이언스 포레스트 프로덕츠 제품)을 사용하여 제조하였다. 상기 복합재는 본 발명의 복합재를 시판 제품에 사용되는 대표적인 초흡수성 물질을 포함하는 복합재와 비교하기 위해 형성하였다. Drytech 2035를 함유하는 대조군 복합재는 이하 대조군 2로서 칭한다. 표 5는 대조군 2의 입도 분포를 설명한다.

대조군 2의 질량 중위 입도 분포

입도 (미크론)	전체 중의 질량%
600-850	20
300-600	55
65-300	25

<실시예 4>

본 발명의 흡수 복합재 및 대조군 복합재의 위킹 성능

실시예 2 및 3의 복합재의 위킹 성능은 상기한 간헐적 수직 위킹 (IVW) 시험을 이용하여 평가하였다. 각 복합재 내의 유체 분포는 제3 액체 인설트 후 복합재의 각 0.5 인치 절편 내의 액체량을 결정함으로써 분석하였다. 각 섹션 내의 액체량을 상기 샘플에 대한 0-0.5 인치 절편 내의 샘플에 대한 액체량으로 나누었다. 이 값에 100을 곱하여 하기 표 6에 나타낸 퍼센티지를 얻었다.

제3 인설트후 평균 유체 분포

하부 가장자리로부터의 거리 (인치)	흡수 복합재제3 인설트 후 평균 유체 분포(최저 세그먼트 포화 수준의 %)
	50:50	70:30	80:20	90:10	대조군 1	대조군 2
0-0.5	100%	100%	100%	100%	100%	100%
0.5-1.0	110%	102%	103%	95%	101%	98%
1.0-1.5	98%	97%	94%	92%	94%	93%
1.5-2.0	89%	91%	92%	78%	95%	83%
2.0-2.5	83%	83%	83%	81%	84%	77%
2.5-3.0	78%	79%	74%	68%	63%	71%
3.0-3.5	68%	69%	70%	69%	49%	62%
3.5-4.0	65%	61%	54%	59%	44%	57%
4.0-4.5	58%	50%	42%	47%	26%	45%
4.5-5.0	47%	39%	28%	32%	14%	33%
5.0-5.5	32%	28%	10%	25%	4%	12%
5.5-6.0	15%	13%	5%	10%	4%	1%
6.0-6.5	4%	5%	5%	5%	4%	0%
6.5-7.0	3%	4%	4%	5%	3%	0%

표 6의 데이타로부터 알 수 있는 바와 같이, 이중 초흡수재 입도 분포를 함유하는 복합재에서 보다 우수한 유체 분포 및 위킹이 관찰되었다. 이는 복합재의 보다 높은 부분에 위치하는 보다 많은 양의 유체에 의해 명백히 입증된다 (> 5").

본 발명의 흡수 복합재의 유체 분포는 복합재의 보다 높은 부분에서 증가된 유체량에 의해 알 수 있는 바와 같이 이중 입도 분포의 존재에 의해 향상되었다. IVW 시험 동안 유체 픽업 속도가 하기 표 7 및 8에 나타낸 바와 같이 몇몇 이중 시스템에서 향상된 것으로 또한 밝혀졌다.

평균 제3 인설트 픽업 대 시간

시간 간격(초)	흡수 복합재주어진 시간에서 평균 제3 인설트 픽업량 (g)
	50:50	70:30	80:20	90:10	대조군 1	대조군 2
50	8.5	10.5	15.5	10.5	11.0	12.3
100	12.0	15.5	18.5	12.5	14.1	15.0
150	14.0	17.5	22.0	15.0	17.0	18.0
200	16.0	20.5	24.5	16.5	17.7	19.6
250	16.5	22.5	25.0	17.5	18.9	20.5
300	17.0	23.0		18.5	20.5	19.5
350	19.5	23.5		20.0	21.7	20.9
400	21.0	24.0		21.5	22.7	22.1
450	21.5	24.5		22.0	24.2	23.1
500	21.8	25.0		23.0	24.8	23.9
표적 픽업량 (gm)	25.0	25.0	25.0	25.0	25.0	31.0

평균 제3 인설트 픽업

시간 간격(초)	흡수 복합재표적 픽업량의 퍼센티지로서 표현된 평균 제3 인설트 픽업량
	50:50	70:30	80:20	90:10	대조군 1	대조군 2
50	34%	42%	62%	42%	44%	40%
100	48%	62%	74%	50%	56%	48%
150	56%	70%	88%	60%	68%	58%
200	64%	82%	98%	66%	71%	63%
250	66%	90%	100%	70%	76%	66%
300	68%	92%		74%	82%	63%
350	78%	94%		80%	87%	67%
400	84%	96%		86%	91%	71%
450	86%	98%		88%	97%	75%
500	87%	100%		92%	99%	77%

표 7과 표 8의 데이타로부터 알 수 있는 바와 같이, 위킹 속도는 흡수 복합재 내에 존재하는 큰 입자와 작은 입자의 양에 의해 영향을 받는다. 평균 제3 인설트 유체 픽업은 너무 많은 작은 입자 또는 큰 입자의 존재가 복합재의 위킹 속도에 부정적인 영향을 미치는 것을 제시한다. 겔 블로킹을 유발시키는 작은 입자의 경향과 큰 입자에 의해 유발된 감소된 모세관 현상이 복합재의 위킹 속도에 부정적인 영향을 미치는 것으로 믿어진다.

추가로, 이중 입자 분포 및 80:20 wt/wt비를 갖는 흡수 복합재의 위킹 속도가 규칙적 입자 분포를 갖는 대조군 복합재에 비해 개선을 보였음에 주목해야 한다.

상기 표 6-8의 데이타는 유체 분포 및 위킹 속도가 적절한 큰 입자 대 작은 입자비를 초흡수재 이중 입도 분포로 함유하는 복합재에서 개선될 수 있음을 제시한다.

<실시예 5>

본 발명의 흡수 복합재 및 대조군 복합재의 유체 흡입 성능

실시예 2의 복합재와 실시예 3의 대조군 복합재의 흡입 성능은 상기 "시험법" 섹션에 기술된 바와 같은 유체 흡입 평가 (FIE)를 이용하여 평가하였다. FIE 결과를 하기 표 9에 나타냈다.

흡수 복합재에 대한 FIE 결과

샘플	샘플 1A 대 샘플 1B의 중량비	제1 인설트 평균 흡입 시간 (초)	제2 인설트 평균 흡입 시간 (초)	제3 인설트 평균 흡입 시간 (초)	총 인설트 평균 흡입 시간 (초)
실시예 2	50:50	71.2	73.2	96.2	240.6
실시예 2	70:30	38.7	38.6	63.6	140.9
실시예 2	80:20	45.2	29.5	46.8	121.5
실시예 2	90:10	61.6	38.9	80.8	181.3
대조군 1	n/a	46.6	101.2	170.2	318.0
대조군 2	n/a	41.6	55.7	108	205.3

표 9의 데이타로부터 알 수 있는 바와 같이, 초흡수성 물질 중량비가 80 wt%의 샘플 1A (큰 입자) 대 20 wt%의 샘플 1B (작은 입자)인 복합재 샘플에서 최저 총 인설트 평균 흡입 시간 뿐만 아니라 최저 평균 제2 및 제3 인설트 흡입 시간을 얻었다.

<실시예 6>

본 발명의 흡수 복합재 내의 초흡수성 입자의 팽윤 시간 결정

샘플 AFA-177-9A의 큰 입자와 샘플 AFA-177-9B의 작은 입자의 팽윤 시간은 상기한 바와 같은 Blotted FAUZL 시험을 이용하여 결정하였다. 시험 결과를 하기 표 10에 나타냈다.

초흡수성 입자의 팽윤 시간

입도	60% 포화에 도달하는 시간 (초)
샘플 AFA-177-9A (큰 입자)	578
샘플 AFA-177-9B (작은 입자)	28.3

상기 개시된 실시예는 바람직한 실시태양이며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하려고 의도하지 않는다. 당업계의 통상의 기술자에게 명백한 각종 변형과 개시된 초흡수성 중합체의 다른 실시태양 및 용도도 또한 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (44)

1. 초흡수성 물질을 포함하는 흡수 복합재로서, 상기 초흡수성 물질은 큰 입자가 약 850 내지 약 1800 미크론의 질량 중위 입도를 갖고 작은 입자가 약 50 내지 약 200 미크론의 질량 중위 입도를 갖는 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 입자를 포함하는 것인 흡수 복합재.
2. 제1항에 있어서, 큰 입자가 약 1000 내지 약 1600 미크론의 질량 중위 입도를 갖는 것인 흡수 복합재.
3. 제1항에 있어서, 작은 입자가 약 65 내지 약 150 미크론의 질량 중위 입도를 갖는 것인 흡수 복합재.
4. 제1항에 있어서, 초흡수성 입자가 약 60 내지 약 1750 미크론의 총 질량 중위 입도를 갖는 것인 흡수 복합재.
5. 제1항에 있어서, 초흡수성 입자가 약 800 내지 약 1200 미크론의 총 질량 중위 입도를 갖는 것인 흡수 복합재.
6. 제1항에 있어서, 큰 입자의 질량 중위 입도와 작은 입자의 질량 중위 입도가약 500 미크론 이상 상이한 것인 흡수 복합재.
7. 제6항에 있어서, 큰 입자의 질량 중위 입도 대 작은 입자의 질량 중위 입도의 비가 약 4:1 내지 약 36:1인 흡수 복합재.
8. 제6항에 있어서, 큰 입자의 질량 중위 입도 대 작은 입자의 질량 중위 입도의 비가 약 6:1 내지 약 25:1인 흡수 복합재.
9. 제6항에 있어서, 큰 입자의 질량 중위 입도가 약 1000 내지 약 1200 미크론이고, 작은 입자의 질량 중위 입도가 약 50 내지 약 150 미크론인 흡수 복합재.
10. 제6항에 있어서, 큰 입자의 질량 중위 입도가 약 1000 내지 약 1100 미크론이고, 작은 입자의 질량 중위 입도가 약 50 내지 약 100 미크론인 흡수 복합재.
11. 제1항에 있어서, 큰 입자 대 작은 입자의 질량비가 약 90:10 내지 약 50:50인 흡수 복합재.
12. 제1항에 있어서, 큰 입자 대 작은 입자의 질량비가 약 90:10 내지 약 80:20인 흡수 복합재.
13. 제1항에 있어서, 큰 입자 대 작은 입자의 질량비가 약 85:15인 흡수 복합재.
14. 제1항에 있어서, 초흡수성 물질이 흡수 복합재 내에 균일하게 분포되는 것인 흡수 복합재.
15. 제1항에 있어서, 흡수 복합재가 약 20 중량% 내지 약 100 중량%의 초흡수성 물질을 포함하는 것인 흡수 복합재.
16. 제1항에 있어서, 흡수 복합재가 약 30 중량% 내지 약 90 중량%의 초흡수성 물질을 포함하는 것인 흡수 복합재.
17. 제1항에 있어서, 보유 장치를 추가로 포함하는 흡수 복합재.
18. 제16항에 있어서, 보유 장치가 섬유상 매트릭스인 흡수 복합재.
19. 제1항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 100초 미만인 흡수 복합재.
20. 제1항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 85초 미만인 흡수 복합재.
21. 제1항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 60초 미만인 흡수 복합재.
22. 제1항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 간헐적 수직 위킹 픽업 시간이 약 600초 미만인 흡수 복합재.
23. 제1항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 간헐적 수직 위킹 픽업 시간이 약 300초 미만인 흡수 복합재.
24. 제1항에 있어서, 작은 입자의 팽윤 시간이 약 15 내지 약 35초이고 큰 입자의 팽윤 시간이 약 300 내지 약 700초인 흡수 복합재.
25. 제24항에 있어서, 작은 입자의 팽윤 시간이 큰 입자의 팽윤 시간보다 약 20배 더 짧은 것인 흡수 복합재.
26. 초흡수성 물질을 포함하는 흡수 복합재로서, 상기 초흡수성 물질은 이중 입도 분포를 갖는 초흡수성 입자를 포함하고, 상기 흡수 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 100초 미만인 흡수 복합재.
27. 제26항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 85초 미만인 흡수 복합재.
28. 제26항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 60초 미만인 흡수 복합재.
29. 제26항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 간헐적 수직 위킹 픽업 시간이 약 600초 미만인 흡수 복합재.
30. 제26항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 간헐적 수직 위킹 픽업 시간이 약 300초 미만인 흡수 복합재.
31. 제26항에 있어서, 초흡수성 물질이 복합재 내에 균일하게 분포되는 것인 흡수 복합재.
32. 제26항에 있어서, 초흡수성 입자가 팽윤 시간이 약 15 내지 약 35초인 작은 입자와 팽윤 시간이 약 300 내지 약 700초인 큰 입자를 포함하는 것인 흡수 복합재.
33. 제32항에 있어서, 작은 입자의 팽윤 시간이 큰 입자의 팽윤 시간보다 약 20배 더 짧은 것인 흡수 복합재.
34. 제26항에 있어서, 초흡수성 입자가 질량 중위 입도가 약 850 내지 약 1800 미크론인 큰 입자를 포함하는 것인 흡수 복합재.
35. 제26항에 있어서, 초흡수성 입자가 질량 중위 입도가 약 50 내지 약 200 미크론인 작은 입자를 포함하는 것인 흡수 복합재.
36. 제26항에 있어서, 흡수 복합재가 약 30 중량% 내지 약 90 중량%의 초흡수성 물질을 포함하는 것인 흡수 복합재.
37. 제26항에 있어서, 큰 입자 대 작은 입자의 질량비가 약 90:10 내지 약 50:50인 흡수 복합재.
38. 초흡수성 물질을 포함하는 흡수 복합재로서, 상기 초흡수성 물질이 복합재 내에 균일하게 분포되고, 상기 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 100초 미만이고 제3 간헐적 수직 위킹 픽업 시간이 약 600초 미만인 흡수 복합재.
39. 제38항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 85초 미만인 흡수 복합재.
40. 제38항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 액체 인설트 흡입 시간이 약 60초 미만인 흡수 복합재.
41. 제38항에 있어서, 흡수 복합재의 제3 간헐적 수직 위킹 픽업 시간이 약 300초 미만인 흡수 복합재.
42. 제38항에 있어서, 흡수 복합재가 약 20 중량% 내지 약 100 중량%의 초흡수성 물질을 포함하는 것인 흡수 복합재.
43. 제38항에 있어서, 흡수 복합재가 약 30 중량% 내지 약 90 중량%의 초흡수성 물질을 포함하는 것인 흡수 복합재.
44. 제38항에 있어서, 보유 장치를 추가로 포함하는 것인 흡수 복합재.