KR100332443B1 - 흡수성이개선된부직포 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡수 특성이 개선된 부직포에 관한 것이다.

당해 직물은 상호 연결되어 직물내에 독특한 섬유 분포를 생성하는 3개의 상이한 섬유 배열을 갖는다.

Description

흡수성이 개선된 부직포

본 발명은 흡수성이 개선된 부직포(nonwoven fabrics)에 관한 것이다.

부직포는 제직물(woven fabrics) 또는 편직물(knitted fabris)을 제조하는데 필요한 다수의 다양한 단계들을 배제시켜 저렴한 직물을 제조하려는 시도로써 개발되었다. 부직포는, 초기에는, 화학점결제로 접착된 섬유의 카드 웹(card web)또는 공기 집적 웹(air-laid web)으로부터 제조되었다. 이러한 부직포는, 제직물 또는 편직물에 비하여 강도 특성이 나쁘고 또한 화학점결제를 사용하기 때문에, 목적하는 흡수성과 유연성이 떨어지므로, 용도가 비교적 제한된다. 섬유 웹 중의 섬유를 재배열하거나 교락(絞絡)시켜 사(yarn) 유형의 섬유 세그먼트(segment)와 교락된 섬유 영역을 제조하게 됨으로써 부직포에 사용되는 화학점결제의 양을 크게 줄이거나 아예 배제시키는 데 주요한 진보가 있었다. 이러한 성질의 부직포를 제조하는 방법 및 장치가 미국 특허 제2,862,251로, 미국 특허 제3,033,71호 및 미국 특허 제3,486,168호에 보다 상세하게 기재되어 있다. 이러한 기술로 부직포의 강도 특성을 개선시킬 수 있었지만, 제직물 또는 편직물의 강도 특성에는 여전히 미치지 못한다. 이러한 교락되거나 재배열된 섬유 직물은 소량의 결합제를 필요로하며, 따라서 흡수성이 양호하고 유연성이 뛰어나다. 그 결과, 부직포는 생리대, 일회용 기저귀, 대체용 거즈, 의료용 밴드(medical band) 등의 많은 제품에서 주로 사용된다. 이러한 제품은 흡수성과 유연성이 요구되는 용도에 사용되며, 섬유 영역에 따라 흡수성이 다르다. 예를 들면, 사 유형의 구조물(yarn-like structrue)은 사 유형이 아닌 구조물(non-yarn-like structure)과는 흡수성이 상이하다. 또한, 이들 부직포의 대부분은 개구부(aperture; hole)를 가지며, 표면 재료에는 적합한 반면, 다층 구조로 사용되지 않는 한, 일부의 흡수성 제품에 대해서는 적합하지 않다. 부직포의 적용 분야는 광범위하지만, 이러한 부직포의 흡수성을 개선시키고 사용시에 효율이 좋은 부직포가 요망되고 있다.

본 발명의 목적은 흡수 특성이 개선된 부직포를 제조하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 흡수 특성이 거의 균일한 부직포를 제조하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 부직포의 다른 바람직한 특성에 악영향을 끼치지 않으면서 흡수 특성이 개선된 부직포를 제조하는 것이다.

본 발명의 부직포는 부직포의 평면(plane) 내의 모든 방향에서 흡수성이 거의 균일하다. 본 발명의 부직포는 세 가지의 상호 접속된 섬유 어레이(array)가 반복되는 패턴을 갖는다. 부직포의 제1 섬유 어레이는 다수의 평행한 섬유 세그먼트를 갖는다. 제2 섬유 어레이는 제1 섬유 어레이의 평행한 섬유 세그먼트에 거의 수직으로 배치된 밴드를 형성하는 다수의 꼬이고 회전된 섬유 세그먼트를 포함한다. 제2 섬유 어레이는 제1 섬유 어레이에 인접하여 배치되어 있다. 본 발명의 부직포는 제1 섬유 어레이 및 제2 섬유 어레이와 상호 접속된 제3 섬유 어레이를 갖는다. 제3 섬유 어레이는 고도로 교락된 다수의 섬유 세그먼트를 갖는다.

본 발명의 부직포는 균일한 흡수 특성을 지니므로, 당해 부직포에 의한 유체 흡수 패턴의 평균 라운드니스 인자(mean roundness factor)는 0.6 이상이다. 또한,유체 흡수 패턴은 일반적으로 평활 둘레(smooth perimeter)를 지니므로, 평균 형상 인자(mean form factor)는 0.7 이상이다.

본 발명의 부직포의 전체 흡수 특성은 부직포 내에서의 섬유의 특징적인 분포와 배열에 기인할 수 있는 것으로 여겨진다. 본 발명의 부직포는 이의 단면 영역에 걸쳐서 일반적으로 사인곡선형 섬유 분포 곡선(sinusoidal fiber distribution curve)을 지닌다. 이러한 본 발명의 부직포의 사친곡선형 섬유 분포 곡선은 특정한 기준을 충족시켜야 한다. 본 발명자들은, 이러한 기준을 정의하고 측정하는 한 가지 방법이 섬유 분포 곡선을 수학적으로 정의하는 것임을 밝혀내었다. 이 곡선은 섬유로 덮여진 영역의 평균 백분율(%) 곡선의 사이클 또는 주기 및 곡선의 평균 진폭으로 정의할 수 있다. 본 발명자들은 본 발명의 부직포의 섬유 분포 지수가 600 이상, 바람직하게는 800 이상임을 밝혀내었다. 이러한 섬유 분포지수는 위의 특정 단면 영역에 걸쳐서 명확하게 확인되는 최소 섬유 피복점의 평균수의 0.5배와 부직포의 특정한 측정 단면 영역의 섬유 피복 영역의 평균 백분율을 곱하고 이를 섬유 분포 곡선의 평균 진폭으로 나눔으로써 측정한다.

도면에 관해서, 제1도는 본 발명의 부직포(20)를 약 20배 확대시킨 현미경 사진이다. 본 발명의 부직포는 세 가지의 상호 접속된 섬유 어레이의 반복 패턴을 갖는다. 제1 섬유 어레이(21)는 다수의 평행한 섬유 세그먼트이다. 제1 섬유 어레이에 인접한 제2 섬유 어레이(22)는 밴드를 형성하는 다수의 꼬이고 회전된 섬유 세그먼트이다. 밴드는 평행한 섬유 세그먼트에 거의 수직으로 배열된다. 제3섬유 어레이(23)는 제1 섬유 어레이와 제2 섬유 어레이를 연결시키며 고도로 교락된 다수의 섬유 세그먼트를 포함한다.

제2도에는 본 발명의 부직포가 개략적으로 도시되어 있다. 당해 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 양태에서, 다소의 꼬이고 회전된 섬유 세그먼트의 밴드(25)는 부직포 (26)에 대해 종방향으로 연장된 리브(rib)를 형성한다. 이들 밴드 및 밴드에 접속된 각각의 측면에는 부직포의 종방향으로 연장된 고도로 교락된 섬유 세그먼트(27)가 존재한다. 다수의 평행한 섬유 세그먼트(28)는 고도로 교락된 다수의 섬유 세그먼트에 인접하고 있고 인접 영역을 결합하고 있다. 이들 평행한 섬유 세그먼트는 꼬이고 회전된 섬유 세그먼트의 밴드에 거의 수직으로 배치된다.

제3a도는 제1도에 나타낸 부직포의 단면도이다. 당해 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 꼬이고 회전된 섬유 세그먼트의 밴드(30)가 부직포의 가장 두꺼운 영역인 반면, 다수의 평행한 섬유 세그먼트(31)는 부직포의 가장 얇은 영역이다. 이들 두 영역은 고도로 교락된 다수의 섬유 세그먼트를 포함하는 영역(32)에 의해 상호 결합된다.

본 발명의 부직포는 내구성이 있다. 즉, 이들은 화학점결제 없이도 상당한 강도를 지닌다. 더구나, 본 발명의 부직포는 내구성뿐만 아니라 균일한 흡수성을 갖는 부직포를 제공하는 독특한 섬유 분포를 갖는다.

부직포의 섬유 분포는 부직포의 화상분석(畵像分析)으로 측정할 수 있다. 라이카 콴티메트(Leica Quantimet) Q520과 같은 화상 분석기를 사용하는 화상 분석은 비교적 부직포 내의 섬유 분포를 측정하기 위한 표준 기술이 된다. 화상 분석은 부직포의 단면 영역에 대해 수행한다. 부직포 한 조각을 부직포의 기계 방향으로 약1", 부직포의 횡방향으로 약 3"의 크기로 재단한다. 부직포를 건조시켜 습기를 제거한 다음, 당해 분야에 익히 공지되어 있는 투명한 수지 속에 매립한다. 매립 공정에 있어서, 부직포는 비교적 이완된 상태로 유지된다. 부직포가 수지 속에 적절하게 매립되는 경우, 부직포의 횡방향으로 단면을 얇게 잘라내기 위해 저속의 톱을 사용할 수 있다. 재단되거나 얇게 잘라진 단면은 두께가 약 6 내지 8mil이다. 이어서, 다수의 이들 단면을 라이카 콴티메트 Q520 화상 분석기를 사용하여 분석한다. 이러한 화상 분석기에 의해 형성된 통상적인 화상은 제3a도에 나타냈다. 화상 분석기는 화상을 정량하기 위해 컴퓨터를 사용한다. 부직포의 단면은 안정화된 발신기 광원(stabilized transmitter light source)이 구비되어 있는 올림푸스(Olympus) SZH 모델과 같은 현미경을 통해 화상화된다. 비디오 카메라가 현미경과 화상 분석기를 연결한다. 이러한 화상은 분석에 적합한 전자 신호로 변환된다. 현미경의 안정화된 발신기 광원을 사용하여 적합한 시각적 콘트라스트의 화상을 형성시킴으로써 단면의 섬유가 회색 내지 흑색의 다양한 색조를 나타내어, 제3a도에 보다 명확히 나타낸 바와 같이, 담회색 내지 백색의 수지 배경과 용이하게 식별될 수 있게 된다. 이러한 화상을 측정용 견본점(sample point) 또는 화소(pixel)로 분할한다. 단면 내의 섬유 분포는 단면상의 변화로 특정화할 수 있으며, 특정한 장방형의 측정 프레임 중의 섬유 영역(㎟)으로서 나타낼 수 있다. 이러한 예에서, 특정한 측정 프레임은 17화소(폭)×30화소(높이) 또는 약 95㎟이다. 섬유 분포를 측정하기 위해서 , 측정된 프레임 내의 섬유 피복 면적 또는 섬유 영역을 검사하고 측정한다. 이어서, 측정 프레임을 단면을 가로질러 2개의 화소를 전진시키고, 인접 영역에 대해반복 측정한다. 이는 어디에서든 단면의 크기에 따라 200 내지 300회 수행한다. 이어서, 각각의 특정한 측정 영역내의 섬유 영역을 제4도에 도시되어 있는 바와 같은 그래프에 플롯팅한다. 섬유 피복 면적의 크기는 종좌표 또는 Y축을 따라 플롯팅하고 출발 지점으로부터 특정한 측정 영역의 위치는 횡좌표 또는 X축을 따라 플롯팅한다. 제4도에서 알 수 있는 바와 같이, 약 232개의 특정 치수 영역이 부직포의 단면을 따라 측정된다. 각각의 특정한 측정 영역의 섬유의 양이 플롯팅되며, 제4도에서 알 수 있는 바와 같이, 섬유로 피복되는 측정영역의 약 0.10 또는 10% 내지 섬유로 피복되는 측정 영역의 약 0.30 또는 30%로 변한다. 측정 영역의 크기 선택에 있어서, 측정 영역의 높이는 부직포의 두께보다 높게 되어야 한다. 영역의 폭은 섬유 영역의 해상도가 탁월해지도록 선택해야 한다. 이어서, 부직포의 섬유 분포 지수를 당해 그래프로부터 결정할 수 있다. 제4도에 나타난 바와 같이, 곡선은 일반적으로 사인형 곡선이고, 섬유 분포 지수는 단면에 걸쳐서 뚜렷하게 확인되는 최소 섬유 피복점의 수와 피복된 평균 섬유 영역의 백분율을 곱하고 이 수치를 섬유 분포 곡선의 평균 진폭으로 나누어 측정한다.

제4도에서, 피복된 평균 섬유 영역은 점선(A)으로 나타낸다. 이 실시예에서, 이러한 피복 면적은 특정한 측정 면적의 약 0.23 또는 23%이다. 사이클 또는 반복수는 숫자 I, II, III 및 IV로 나타낸다. 반복수 I 내지 III에서, 최대점과 최소점이 모두 12개 존재하기 때문에, 각각의 반복수에서 최대점과 최소점이 평균 4개 존재한다. 이러한 숫자를 둘로 나누는 경우, 2개의 사이클 또는 주기를 지닌다. 평균 진폭은 최대 섬유 피복점과 평균 섬유 피복 면적 사이의 섬유 양의 차이와 최소 섬유 피복점과 평균 섬유 피복 면적 사이의 섬유 양의 차이를 측정하여 구한다. 최대 섬유 피복점은 곡선의 기울기가 양(+)의 기울기에서 음(-)의 기울기로 변하는 지점이다. 최소 섬유 피복점은 곡선의 기울기가 음(-)의 기울기에서 양(+)의 기울기로 변하는 지점이다. 최대 또는 최소로 고려되는 기울기의 변화는 6개 이상의 측정 프레임 또는 12화소 거리에서 일어나야 한다. 제4도에서 곡선의 평균 진폭은 0.04이다. 이어서, 이러한 부직포의 섬유 분포 지수는 평균 섬유 피복 면적 0.23%와 사이클 또는 주기 2를 곱하고 곡선의 평균 진폭 0.04로 나누어 섬유 분포 지수 1150을 수득함으로써 구할 수 있다. 본 발명의 부직포의 섬유 분포 지수는 600 이상, 바람직하게는 약 800 내지 3,300의 범위이다. 선행 기술의 부직포의 섬유 분포 지수는 대개 400 이하로 고려된다. 사실상, 일부 선행 기술에서는 섬유 분포 지수가 100이거나 이보다도 작다.

일반적으로, 본 발명의 부직포는, 평균 섬유 피복 영역이 13 내지 24%이고 주기가 1.3 내지 4이며 평균 진폭은 0.02 내지 0.06이다.

본 발명의 부직포의 내구성은 탁월하고, 또한 이들은 놀랍게도 예기치 않게 매우 바람직한 흡수성을 갖는다. 놀랍게도, 본 발명의 부직포는 거의 균일한 흡수성을 가지는데, 이들의 흡수 패턴은 거의 원형이다. 또한, 흡수 패턴의 둘레는 비교적 평활하다. 본 발명의 부직포의 흡수 패턴은 제5도에 도시되어 있다.

흡수 패턴은 수중 0.05%의 산돌란 로다민 레드 염료(Sandolan Rhodamine Red Dye)의 시험 용액을 사용하여 만든다. 점안기를 시험 용액으로 충전시킨다. 용액1방울을 시험할 부직포에 떨어뜨린다. 점안기로 1방울을 떨어뜨려 직경이 약 lin인흡수 패턴을 만든다. 흡수 패턴에 영향을 미칠 수 있는 임의 기질과 부직포가 접촉하지 않도록 부직포를 지지시킨다. 일련의 방울(부직포의 각각의 면에 대하여 10방울 이상)을 적용시키고, 1방울이 인접한 방울과 충돌하지 않도록 충분히 멀게 위치시킨다. 적용에 있어서, 적하기를 부직포 표면 위 약 1cm 위치에 놓고, 단 한방울을 적하기로부터 부직포 표면으로 배출시킨다. 지지된 부직포를 화상 분석하기 전에 공기 건조시킨다.

흡수 패턴의 라운드니스와 둘레의 평활도(smoothness)를 측정하기 위하여, 페턴은 현미경하에 놓고, 적절한 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 라운드니스 인자와 형상 인자를 측정한다. 라운드니스 인자는 흡수 패턴의 면적을 측정하고 또한 패턴의 최장 직경의 길이를 측정하여 결정한다. 라운드니스 인자는 패턴의 면적에 4를 곱하고 사각형의 직경의 최장 길이를 " π"로 나누어서 결정한다. 완전한 원형에 대한 라운드니스는 1이다. 본 발명의 부직포의 흡수 패턴의 라운드니스는 0.6이상, 바람직하게는 약 0.65 내지 1.0의 평균 라운드리스 인자를 갖는다.

흡수제 패턴의 형상 인자, 즉 둘레의 평활도는 흡수 패턴의 면적과 흡수 패턴의 둘레를 측정함으로써 결정한다. 형상 인자는 4π×흡수 패턴의 면적÷(흡수 패턴의 둘레)²이다. 완전하게 평활한 원의 경우, 형상 인자는 1이다. 본 발명의 부직포의 흡수 인자의 평균 형상 인자는 0.7 이상, 바람직하게는 약 0.75 내지 1.0이다 .

"평균" 라운드니스 인자 및 "평균“ 형상 인자란, 15회 이상 측정한 결과의산술 평균을 의미한다.

제6도는 본 발명의 부직포를 제조하는 데 사용할 수 있는 장치의 단면도이다. 당해 장치는 이동성 콘베이어 벨트(55)를 포함한다. 당해 벨트 상부에 놓여진 지형학적으로 신규한 형상의 지지 부재(56)는 벨트와 함께 이동한다. 당해 지지 부재는 종방향으로 연장된 다수의 봉긋한 삼각형 영역을 갖는다. 지지 부재를 통해 연장된 구멍 또는 개구부를 삼각형 영역 사이에 배치시킨다(제8도와 관련하여 보다 상세하게 논의된다), 처리할 섬유 웹(57)은 이들 삼각형 영역의 점검에 배치되거나 이들에 의해 지지 된다. 지지 부재 중의 개구부는 삼각형 영역 사이에 배치 시킨다. 특정 형성 부재는 이후에 보다 상세하게 언급될 것이다. 위에서 이미 언급한 바와 같이, 당해 지지 부재 상부에 섬유 웹이 존재한다. 당해 웹은 카딩 (carding)된 섬유, 공기 집적 섬유, 용융 취입된 섬유 등의 부직 웹(nonwoven web)등일 수 있다. 섬유 웹을 지지 부재에 지지시키고 매니포울드 아래에서 컨베이어 벨트로 이동시킬지라도, 섬유 웹은 유체(59), 바람직하게는 물을 주입하기 위한 매니포울드(58)이다. 물은 다양한 압력하에 주입할 수 있다. 컨베이어 벨트 아래에 배치된 섬유 웹은 웹과 지지 부재를 유체 매니포울드의 아래로 통과시킴으로써 삼각형 영역으로부터 물을 제거하기 위한 진공 매니포울드(60)이다. 작동시, 섬유 웹을 지지 부재에 위치시킨 다음, 섬유 웹과 지지 부재를 유채 매니포울드의 아래로 통과시킨다. 물을 섬유에 주입하여 특정한 섬유 웹을 습윤시킴으로써, 웹이 이후의 처리에서 지지 부재상의 원래 위치로부터 제거되거나 벗어나지 않음을 확인한다. 이어서, 지지 부재와 웹을 매니포울드 아래로 연속적으로 수 회 통과시킨다. 이들을 통과시키는 동안, 매니포울드의 수압은 약 100psi의 출발 압력에서 1,000spi 이상의 압력으로 증가한다. 매니포울드는 구멍이 lin당 약 4 내지 100개 이상인 다수의 오리피스(orifice)로 이루어진다. 바람직하게는, 매니포울드 중의 구멍 수는 lin당 13 내지 70개이다.

이러한 양태에서, 웹 lin당 종방향 리브(rib)는 약 12개가 있다. 이들 삼각형의 종방향 리브의 높이는 약 0.085in이다. 삼각형 영역의 기저부의 폭은 약 0.030in이다. 삼각형 영역 사이의 거리는 대략 0,053in이다. 지지 부재에 존재하는 구멍의 직경은 약 0.044in이고, 중심에서 0.0762in 간격으로 위치한다. 웹과 지지 부재를 매니포울드 아래로 연속적으로 수 회 통과시킨 후, 물의 주입을 중단하고, 진공을 계속 유지시켜 웹이 탈수되도록 도와준다. 이어서, 웹을 지지 부재로부터 제거하고, 건조시켜 제1도 내지 제3도와 관련하여 기재된 부직포를 제조한다.

제7도에는, 본 발명에 따르는 부직포를 연속적으로 제조하기 위한 장치가 도시되어 있다. 도식화된 도면에는 본 발명에 따르는 지지 부재로서 작용하는 콘베이어 벨트(80)가 포함된다. 벨트는 당해 분야에 익히 공지된 바와 같이 일정 거리 떨어진 부재에 대해 시계반대 방향으로 연속적으로 이동한다. 위의 벨트 위에, 오리피스의 다중 라인들 또는 그룹들(81)을 접속하는 유체 공급 매니포올드가 위치한다. 각각의 그룹에는 lin당 구멍의 수가 30개 이상인 미세 직경의 구멍이 1줄 이상 나열되어 있다. 매니포울드에는 오리피스의 각각의 라인 또는 그룹 내의 유체압력을 조절하기 위한 압력 게이지(87)와 재어 밸브(88)가 장착되어 있다. 각각의 오리피스 라인 또는 그룹의 아래에는, 과량의 물을 제거함으로써 바람직하지 않은 물의범람을 막는 흡인 부재(82)가 위치한다. 가공하면 본 발명의 부직포로 형성 될 섬유 웹(83)을 지지 콘베이어 벨트에 공급한다. 물을 적합한 노즐(84)을 통해 섬유 웹에 분무시키면 웹이 예비침지되거나 예비습윤되기 때문에, 이들이 압력 매니포울드의 아래를 통과할 때 섬유를 제어하기가 용이해진다. 흡인 박스(85)는 수 노즐 아래에 배치되어 과량의 물을 제거한다. 섬유 웹은 유체 공급 매니포울드의 아래를 통과하는데, 이때 매니포울드의 압력은 점진적으로 증가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 구멍 또는 오리피스의 제1 라인은 100psi의 유체력(fluid force)을 제공하는 반면, 오리피스의 다음 라인은 300psi의 압력의 유체력을 제공하고, 오리피스의 최종 라인은 700spi의 압력의 유체력을 제공할 수 있다. 오리피스의 6개 라인을 도시하였지만, 오리피스의 라인 또는 열(row)의 수는 중요하지 않으며, 이들은 웹의 폭, 속도, 사용 압력, 각각의 라인 내의 구멍의 열의 수 등에 따라 좌우된다. 유체 공급 매니포울드와 유체 흡인 매니포울드 사이를 통과시킨 후, 형성된 부직포가 부가 흡인용 박스(86)를 통과하면 웹으로부터 과량의 물이 제거된다. 지지 부재는 비교적 경질의 재료로 제작될 수 있고 다수의 슬랫을 포함할 수 있다. 각각의 슬랫은 컨베이어의 폭을 횡단하여 연장되며, 한 측에는 리브를, 반대 측에는 숄더를 구비하고 있어서, 한 슬롯의 숄더가 인접한 슬롯의 리브와 맞물려서 인접한 슬롯들 사이로 이동될 수 있고 수 있고 비교적 경질의 부재가 제7도에 도시된 컨베이어 형태에 사용될 수 있도록 되어 있다. 각각의 오리피스 스트립은 lin당 직경이 약 1/5,000 내지 10/1,000in인 매우 미세한 직경 구멍의 하나 이상의 열로 구성되어 있다. 오리피스를 횡단하여 lin당 약 50개의 구멍이 있다.

제8도는 본 발명의 부직포를 제조하는 데 사용할 수 있는 한 가지 유형의 지지 부재의 투시도이다. 지지 부재는 종방향으로 소정 간격을 두고 위치하는 상승 리브 영역(91)을 구비한 판(90)으로 구성되어 있다. 판은 폭 lin당 12곳의 상승 리브 영역을 구비하고 있다. 상승 리브 영역은 삼각형 하부의 폭이 약 0.03in인 삼각형 단면 형상을 갖는다. 리브는 높이가 0.085in이며, 약 20"의 폐쇄 각도를 갖는 지점에 이르게 된다. 리브의 기저부는 인접한 리브 기저부로부터 약 0.053in의 간격을 두고 있다. 이와 같은 리브 사이의 영역에는, 판의 개구부(92) 또는 구멍이 있다. 또한, 개구부는 각각의 인접한 리브 사이의 판의 길이 방향으로 연장 되거나 종방향으로 연장되어 있다. 개구부는 직경이 약 0.044in이고 개구부의 중심에서 0.0762in의 간격을 두고 위치하고 있다. 본 발명의 부직포를 제조하는 데 사용되는 지지 부재의 상승 영역은 높이가 0.02in 이상이어야 한다. 이들의 기저부의 폭은 약 0.04 내지 약 0.08in이어야 하고, 이들의 정상부의 폭은 기저부의 폭과 같거나 그 미만이어야 한다. 본 발명에서 사용하는지지 부재의 바람직한 양태에 있어서, 단면 영역은 정상부의 폭이 실제로 0으로 되는 삼각형이다. 인접한 상승 영역들 사이의 공간은 0.04in 이상이어야 한다. 인접한 상승 영역들 사이의 공간에서의 개구부는 직경이 약 0.01 내지 0.045in이어야 하고, 개구부들 사이의 거리는 약 0.03 내지 0,1in이어야 한다.

다음은 본 발명의 부직포를 제조하는 방법의 특정한 예이다.

[실시예 1]

제2도에 묘사되고 기재된 장치를 사용하여 부직포를 제조한다. 1yd²의 랜덤 웹당 1½oz를 취하고, 이를 1yd²당 1oz의 카드 웹 상부에 적층시켜 1yd²의 섬유 웹 당 1½oz의 100% 면을 제조한다. 이렇게 적층된 웹을 제8도에 기재되어 있는 지지 부재 위에 둔다. 지지 부재와 웹을 제8도에 도시된 오리피스로부터 생성된 컬럼형제트 스트림하에서 92ft/min의 속도로 통과시킨다. 100psi의 압력하에서 3회 통과 시키고, 800psi의 압력하에서 9회 통과시킨다. 오리피스의 직경은 0.007in이고, 부가된 에너지가 약 0.8마력/1b으로 되도록 lln당 약 30개의 오리피스가 존재한다. 웹은 오리피스와 약 0.75in의 간격을 두고 있다. 이렇게 하여 제1 가공을 수행한 후, 지지 부재로부터 웹을 제거하고, 웹의 반대면이 오리피스 제트와 접하도록 반전시킨다. 반전된 웹을 포함하는 지지 부채를 4yd/min의 속도의 워터 제트하에 위치시킨다. 웹과 지지 부재를 600psi에서 1회 통과시키고, 추가로 1500psi에서 2회 통과시킨다. 웹을 건조시키고, 웹의 섬유 분포를 검측한다. 이러한 웹의 섬유 분포 지수는 약 820이다. 이미 기재된 흡수능 시험을 이용하여 흡수 특성에 대해 웹의 샘플을 시험한다. 이러한 샘플의 흡수 패턴의 평균 라운드니스 인자는 약 0.6 이고 이러한 샘플의 흡수 패턴의 평균 형상 인자는 0.72이다.

위에서 설명한 부직포를 제조하기 위해 사용하는 지지 부재는 모두 종방향으로 연장되는 리브를 갖지만 리브는 세로로 연장될 필요가 없다. 수평 리브 또는 대각선 리브, 또는 대각선 리브, 수평 리브 및/또는 종방향 리브의 조합물을 갖는 지지 부재는 본 발명에 따르는 부직포의 제조에 사용할 수 있다.

제9도에는 본 발명의 부직포를 제조하는 데 사용할 수 있는 판을 형성하는 또 다른 형태의 부재를 나타낸다. 부재는 대각선으로 배치된 상승 리브 영역(95) 갖는 판(94)을 포함한다. 리브 영역은 헤링본 패턴(herringbone pattern)으로 분포된다. 이 패턴은 V 형태 또는 반전된 V 형태를 형성하는 열에 인접한 열에서 경사진 평행선으로 형성된다. 각각의 리브의 단면은 부재의 상단 표면을 형성하는 삼각형의 정상부(96)를 갖는 삼각형 형태이다. 삼각형 기저부(97)에서 이의 영역 중의 평행 열 사이에는 판의 두께를 관통하는 다수의 개구부(98) 또는 구멍이 있다.

제10도에는 제9도에 나타낸 지지 부재를 활용하여 제조한, 본 발명에 따르는 부직포의 현미경 사진을 나타낸다.

[실시예 2]

제10도에 도시한 부직포는 1yd²의 섬유 웹당 2⅓oz의 100% 면으로부터 제조된다. 웹을 100×92메쉬 청동 벨트 위에 놓고, 컬럼형 워터 제트 스트림하에 92ft/min으로 통과시킴으로써 예비처리한다. 100psig에서 스프림하에 3회 통과시킨 다음, 800psig에서 9회 통과시킨다. 제트 스트림은 1in당 30개의 오리피스가 있는 라인으로 배치된 오리피스(직경 0.007in)로부터 생성된다. 오리피스 공간에 대한 웹은 0.751n이다. 예비처리한 웹을 청동 벨트로부터 수거하여 반전시킨 다음, 예비처리한 웹 표면을 제9도에 도시한 성형판 위에 위치하는 워터 제트 스트림에 노출시킨다. 웹과 성형판을 위에서 설명한 바와 같은 컬럼형 제트 스트림하에 90ft/min의 속도로 통과시킨다. 600psig에서 1회 통과시킨 후, 1400spig에서 7회 통과시킨다. 처리한 웹을 성형판으로부터 제거하여 제10도에 나타낸 부직포를 제조하는 데 사용한다.

현미경 사진에서 알 수 있는 바와 같이 , 부직포(1000)는 3개의 상호 접속된 섬유 이레이의 헤링본 패턴을 갖는다. 제1의 섬유 어레이(102)근 다수의 섬유 세그먼트를 포함한다. 제2의 섬유 어레이(101)는 꼬이고 회전된 섬유 세그먼트의 밴드이고, 이러한 밴드는 평행한 섬유 세그먼트에 대해 거의 수직으로 배치되어 있다. 제3의 섬유 어레이(103)는 제1 섬유 어레이 및 제2의 섬유 어레이와 상호 접속되어 있고 고도로 교락된 다수의 섬유 세그먼트를 포함한다.

본 발명을 특정 양태 및 실제로 수행 가능한 예시된 방법으로 언급한 바와 같이, 당해 분야의 숙련가들이 본 발명의 정신 또는 범주를 벗어남이 없이 본 발명에 포함된 기본 원리를 변형, 수정, 개선 및 확장시킬 수 있음은 명백하다.

제1도는 본 발명의 부직포를 약 20배 확대시킨 현미경 사진이다.

제2도는 제1도에 사진이 도시되어 있는 부직포의 투시도이다.

제3a도는 섬유 분포 곡선이 나타나는, 본 발명에 따르는 부직포의 일부 단면의 컴퓨터 영상(computerized image)이다.

제4도는 제3a도에 나타낸 상으로부터 전개시킨 일반적으로 사인곡선상인 섬유 분포도이다.

제5도는 본 발명의 부직포에 의해 생성된 흡수성 패턴의 사진이다

제6도는 본 발명의 부직포를 제조하기 위한 한 가지 유형의 장치의 단면도이다.

제7도는 본 발명의 부직포를 제조하기 위한 서로 다른 유형의 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

제8도는 제7도에 나타낸 장치에 사용될 수 있는 국부적 지지 부재(topographic support member)의 한 유형을 확대시킨 투시도이다.

제9도는 본 발명의 부직포를 제조하는 데 사용할 수 있는 국부적 지지 부재의 다른 유형의 확대 투시도이다.

제10도는 본 발명에 따르는 다른 부직포를 약 20배 확대한 현미경 사진이다.

Claims (8)

1. 다수의 평행한 섬유 세그먼트를 포함하는 제 1섬유 어레이(array).

   제 1섬유 어레이에 인접하여 평행한 섬유 세그먼트에 거의 수직으로 배치된 밴드를 형성하며 꼬이고 회전된 다수의 섬유 세그먼트를 포함하는 제2 섬유 어레이 및

   제 1 섬유 어레이와 제 2섬유 어레이를 상호 접속시키며 고도로 교락된 다수의 섬유 세그먼트를 포함하는 제 3섬유 어레이를 포함하고,

   평면 내의 모든 방향에서 흡수성이 거의 균일하며,

   상호 접속된 제 1섬유 어레이, 제 2섬유 어레이 및 제 3섬유 어레이의 반복 패턴을 갖는 부직포.
2. 제 1항에 있어서, 밴드가 연속적이며 직물 길이까지 연장되어 있는 부직포.
3. 제 1항에 있어서, 밴드가 인접한 밴드와 일정한 간격으로 떨어져 있는 부직포.
4. 다수의 상호 접속된 섬유 세그먼트를 포함하는 부직포로서, 흡수성이 거의 균일하며, 유체 흡수 패턴이 0.65 내지 1.0의 평균 라운드니스 인자(roundness factor)를 가지며 패턴 둘레의 평활도가 0.7 내지 1.0의 평균 형상 인자(formfactor)를 가짐을 특징으로 하는 부직포.
5. 흡수성이 거의 균일하며, 단면 영역에 걸쳐서 일반적으로 사인곡선형인 섬유 분포 곡선을 갖는 부직포로서,

   1개의 사이클 중의 최대 섬유 피복점과 최소 섬유 피복점과의 평균 수의 0.5배와 부직포 단면의 섬유 피복 영역의 평균 백분율(%)을 곱하고 이를 섬유 분포 곡선의 평균 진폭으로 나눈 섬유 분포 지수가 800 내지 3,300인 부직포.
6. 제 5항에 있어서, 사이클 중의 최소 피복점과 최대 피복점의 평균수가 4인 부직포.
7. 제 5항에 있어서, 섬유 분포 곡선의 평균 진폭이 0.02 내지 0.06인 부직포.
8. 제 5항에 있어서, 섬유 피복 영역의 평균 백분율이 13 내지 24%이며, 사이클 중의 최대 섬유 피복점과 최소 섬유 피복점과의 평균 수가 4이고 섬유 분포 곡선의 평균 진폭이 0.02 내지 0.06인 부직포.