KR100695848B1

KR100695848B1 - 중합체 섬유가 감소된 개인 위생용품

Info

Publication number: KR100695848B1
Application number: KR1020017016927A
Authority: KR
Inventors: 줄리어 카터; 대릴 프랭클린 클라크; 브라이언 데이비드 헤이네스; 매튜 보이드 레이크; 캐럴라인 엘. 밀러; 케빈 에드워드 스미쓰; 티와이 잭슨 스토우크스; 제프리 로렌스 맥마너스
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2007-03-19
Also published as: BR0011973A; GB0201489D0; DE10084747T1; WO2001000124A1; AU5896700A; DE10084747B4; MXPA02000385A; GB2368073B; GB2368073A; BR0011973B1; US6642429B1; KR20020014824A

Abstract

본 발명은 섬유 내부가 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상을 포함하는 복수개의 중합체 섬유를 갖는 부직물로 이루어지는 개인 위생 흡수용품에 관한 것이다. 부직물은 1종 이상의 중합체를 용융점까지 가열하여 용융 중합체를 형성하는 단계, 용융 중합체를 복수개의 모세관을 통해 압출하는 단계, 압출 단계 이전, 동안 및(또는) 이후에 용융 중합체내로 액상 유체 및(또는) 기상 유체를 주입하여, 액상 유체 및(또는) 기상 유체가 중합체 섬유의 내부에 분산되어 있는 유체가 충전된 복수개의 중합체 섬유를 형성하는 단계, 및 유체가 충전된 중합체 섬유를 웹 형성 표면상에 퇴적시켜 부직물을 형성하는 단계에 의해 제조된다.

개인 위생용품, 중합체 섬유, 유체, 부직물, 부직웹, 용융 중합체, 웹 형성 표면, 스펀본드 섬유, 멜트블로운 섬유, 이성분 섬유

Description

중합체 섬유가 감소된 개인 위생용품 {Personal Care Articles with Reduced Polymer Fibers}

본 발명은 상응하는 치수를 갖는 통상의 고상 중합체 섬유와 비교하여, 중합체의 양이 감소된 중합체 섬유를 포함하는 부직웹 물질을 사용한 개인 위생 흡수용품에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 액상 또는 기상 유체가 섬유의 내부에 잔존하는, 섬유의 제조 동안 섬유의 코어 또는 중심으로 기상 또는 액상 유체가 주입되는 중합체 섬유, 및 그러한 중합체 섬유의 제조 방법에 관한 것이다. 고밀도 또는 저밀도 코어 및 포획된 액상 코어를 갖는 중합체 섬유는 개시되어 있는 방법에 따라 제조될 수 있다. 이들 섬유의 개선된 특징으로는 보다 탄성의 크림프 (crimp) 및 개선된 단열 특성이 포함된다. 그러한 섬유를 포함하는 부직웹 물질은 개인 위생 흡수용품, 예를 들어 기저귀, 실금자용 가먼트, 배변연습용 팬티, 여성 위생 제품, 예를 들어 생리대 및 패드 등에 사용하기에 적합하다.

부직물은 편직포에서와 같이 삽입되어 있으나, 규칙적이거나 확인가능한 방식으로 삽입되어 있지는 않은 개별적인 섬유 또는 실의 구조를 갖는 물질로 정의된다. 부직웹은 예를 들어, 멜트블로잉법, 스펀본딩법 및 본디드 카디드 웹 방법과 같은 여러 방법으로 형성될 수 있다. 전형적으로는, 이들 방법에서 섬유는 웹을 형성하기 위한 형성 와이어 또는 벨트상에 퇴적된다.

부직물 및 부직물을 포함하는 적층물은 일회용 기저귀, 생리대 및 탐폰을 포함하는 여성 위생 제품, 실금자용 가먼트, 일회용 의료 가먼트 등과 같은 흡수용품의 성분으로서 폭넓게 사용되며, 이들 용품의 효능과 기능성을 개선시키기 위해 많은 노력이 기울여져 왔다. 이들 용품은 일반적으로 액체 불투과성 장벽 시트가 뒷받쳐져 있는 액체 흡수성 물질을 포함한다. 안락감을 개선시키기 위해, 흡수성 물질은 제품의 적어도 신체측 표면을 차폐하기 위한 물질의 면을 갖는다. 이러한 커버 또는 라이너 물질의 목적은 흡수성 물질을 구조적으로 함유하고 이미 습윤된 흡수성 물질로부터의 수분과 착용자가 계속해서 직접 접촉하게 되는 것을 방지하는 것을 돕기 위함이다. 커버 물질은 전형적으로는 비교적 기본 중량이 작은 부직포이다. 이들 제품의 제품 성능은 이러한 커버 물질과 흡수성 물질 사이에 서지 (surge) 처리 물질을 혼입시켜 배치함으로써 개선되어 왔다 (미국 특허 제5,429,629호 참조). 서지 처리 물질은 비교적 기본 중량이 크고, 밀도가 작은, 즉 두툼한 부직웹 물질로 이루어진다. 따라서, 커버 물질은 신체에 대해 위치하는 제품면상에서 액체가 투과가능하여 각각의 액체 적용물 또는 배설물이 서지 처리 물질을 통해 흡수성 패드내로 즉각 전달되는 것을 적극적으로 조장하여야 한다. 또한, 서지 처리 물질은 초기에 커버 물질을 통과한 액체를 보유하여 이 액체를 흡수성 물질에 넘겨줄 필요가 있다.

물질의 유체 흡입 특징에 영향을 미치는 라이너 물질의 한가지 특징으로는 물질내의 빈 부피의 크기를 들 수 있다. 특히, 빈 부피의 크기를 증가시킴으로써, 유체 흡입 특징, 즉 유체 흡입을 개시하는 라이너 물질의 능력이 개선된다. 부직 라이너의 경우, 빈 부피 또는 세공 크기는 전형적으로는 섬유 직경이 증가함에 따라 증가되며, 섬유 직경은 라이너 물질을 이루는 섬유의 단위 길이당 중합체의 최대량을 의미한다. 그러나, 고상 섬유의 섬유 직경을 통상의 수단으로 증가시키는 경우, 라이너 물질을 이루는 섬유를 제조하는데 요구되는 중합체의 양이 증가된다.

상술한 바와 같이 섬유 직경의 증가로부터 얻어지는 이점 이외에, 부직웹 물질을 이루는 섬유의 표면적을 증가시킴으로써 얻어지는 이점도 있다. 예를 들어, 섬유의 표면적을 증가시킴으로써 문제가 되는 계면활성제의 보다 많은 양이 섬유에 인가될 수 있으며, 이는 차례로 부직웹의 유체 흡입능을 개선시킬 수도 있다. 통상의 수단에 의해 고상 섬유의 표면적을 증가시키기 위해서는, 섬유 직경을 증가시키는 경우와 마찬가지로 섬유의 단위 길이당 중합체의 양을 증가시키는 것이 일반적으로 필요하다.

<발명의 요약>

따라서, 본 발명의 목적은 상응하는 치수를 갖는 통상적으로 형성된 고상 섬유와 비교하여, 섬유의 단위 길이당 중합체 중량이 감소된 섬유를 갖는 부직물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그러한 부직물을 사용하는 개인 위생 흡수용품을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 섬유의 단위 길이당 사용되는 중합체의 양을 증가 시킴이 없이 부직물에 사용하기에 적합한 중합체 섬유의 섬유 직경 및 표면적과 같은 치수 특징을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상응하는 치수 특징을 갖는 통상의 수단에 의해 제조된 섬유와 비교하여, 섬유의 단위 길이당 사용된 중합체의 양을 감소시키면서 부직물에 사용하기에 적합한 중합체 섬유의 섬유 직경 및 표면적과 같은 치수 특징을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 통상의 부직물에 비해, 개선된, 보다 탄성의 크림프 및 개선된 단열 특성을 갖는 부직물을 제공하는 것이다.

이들 목적 및 다른 목적은 섬유 내부가 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상을 포함하는 복수개의 중합체 섬유를 포함하는 부직물을 포함하는 개인 위생 흡수용품에 의해 달성된다. 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 기상 및(또는) 액상 유체는 예를 들어 복수개의 미세한 기포로서 섬유 내부의 적어도 일부에 두루 분산된다. 중합체 섬유는 스펀본드 섬유, 멜트블로운 섬유, 이성분 섬유, 이구성성분 섬유, 본디드 카디드 섬유, 및 이들의 조합물일 수 있다. 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 중합체 섬유의 적어도 일부는 크림핑된다. 이들 섬유가 사용될 수 있는 개인 위생 흡수용품으로는 일회용 기저귀, 실금자용 가먼트, 배변연습용 팬티, 생리대 및 탐폰을 포함하는 여성 위생 제품, 와이프, 수술용 가운 및 상처 드레싱이 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따라 개인 위생 흡수용품의 부직물에 사용하기 위한 중합체 섬유는 중합체 섬유를 형성하기에 적합한 1종 이상의 중합체를 압출기내로 도입하고, 상기 중합체를 압출 온도로 가열하여 용융 중합체를 형성하며, 용융 중합체내로 액상 및(또는) 기상 유체 형태로 발포제를 도입하며, 중합체를 압출하여, 상응하는 섬유 치수 특징을 갖는 통상의 고상 중합체 섬유와 비교하여, 섬유의 단위 길이당 중합체의 양이 감소된 복수개의 중합체 섬유를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다. 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 발포제는 압출 이전에 1종 이상의 중합체내로 도입되어, 압출된 중합체 섬유의 적어도 일부내에 발포제가 분산되게 된다. 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 압출된 중합체 섬유는 발포제가 사실상 단지 압출된 이성분 섬유를 형성하는 중합체 스트림중 하나내로만 도입되어 있는 단성분 또는 이성분 섬유이다. 예를 들어, 외층-코어 구조의 이성분 섬유의 경우, 발포제는 사실상 단지 이성분 섬유의 코어 부분내에만 배치될 수 있다. 별법으로, 이성분 섬유의 각 성분은 성분에 두루 분산되어 있는 상이한 발포제를 포함할 수 있다. 본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 중합체 섬유는 발포제가 이구성성분 섬유중 하나의 중합체 성분내에 분산되어 있는 이구성성분 섬유이다.

본 발명의 중합체 섬유가, 반드시 섬유 부피 또는 길이 단위당 중량 (중량은 부분적으로는 사용되는 발포제의 한 기능임)이 감소되는 것은 아니더라도, 발포제없이 필적하는 치수의 중합체 섬유와 비교하여, 부피 단위당 중합체의 양이 감소될 것이라는 것이 이 기술 분야의 숙련가들에게는 명백할 것이다. 이는 섬유의 다른 중합체 부피의 일부의 발포제에 의한 치환에 기인한다.

또한, 섬유내로 도입되는 방식 뿐만 아니라 사용되는 발포제(들)의 유형도 최종 제품 섬유 특징에 영향을 주리라는 것도 이 기술 분야의 숙련가들에게는 명백 할 것이다. 따라서, 사용되는 발포제의 유형은 사용되는 개인 위생 흡수용품의 요건을 충족시키기 위해 섬유에 특정한 특징을 부여할 때 예측될 수 있다. 고밀도 또는 저밀도 코어, 액상의 포획된 코어, 개선된, 보다 탄성의 크림프 및 개선된 단열 특성을 갖는 중심이 충전된 섬유가 제조될 수 있다. 이는, 차례로 이들 섬유를 사용하여 제조되는 부직물의 특성, 예를 들어 기본 중향, 빈 부피 등에 영향을 미칠 것이다. 적합한 발포제는 섬유 중합체와의 반응성이 없는 기상 또는 액상 유체이다. 기상 유체, 예를 들어 고압 공기 및 질소가 바람직하다.

본 발명의 이들 목적 및 다른 목적은 도면과 관련하여 기술하는 하기 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.

도 1A는 본 발명의 유체가 충전된 섬유를 제조하는데 적합한 방사판의 일부의 단면도.

도 1B는 도 1A의 방사판을 이루는 모세관중 하나의 모세관 출구의 단면도.

도 2는 본 발명의 중합체 섬유내로 액상 또는 기상 유체를 주입하기 위한 도 1의 방사판에 사용되는 볼트의 상세도.

도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따라 유체를 함유하는 섬유를 제조하는데 적합한 방사판의 모세관 출구의 단면도.

<정의>

본 명세서에 사용된 용어 "부직웹" 또는 "부직물"은 편직포에서와 마찬가지로 확인불가능한 제조 방법으로 끼워넣어져 있는 개별적인 섬유 또는 실 구조를 갖 는 물질을 의미한다. 부직물 또는 부직웹은 예를 들면, 스펀본딩법, 멜트블로잉법, 스펀본디드 카디드 웹 방법과 같은 다양한 방법으로 형성되어 왔다. 부직포의 기본 중량은 보통 평방 미터당 그램 (gsm)으로 나타내고, 섬유 직경은 보통 마이크론으로 나타낸다.

본 명세서에서 사용된 용어 "스펀본드 섬유"는 예를 들면, 아펠 (Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호, 도쉬너 (Dorschner) 등의 동 제3,692,618호, 마쯔끼 (Matsuki) 등의 동 제3,802,817호, 키니 (Kinney)의 동 제3,338,992호 및 동 제3,341,394호, 하트만 (Hartmann)의 동 제3,502,763호, 및 도보 (Dobo) 등의 동 제3,542,615호에서와 같이, 방사구의 미세한, 보통 원형인 복수개의 모세관으로부터 용융된 열가소성 재료를 필라멘트로서 압출시키고, 이어서 압출된 필라멘트의 직경을 재빨리 감소시켜서 형성되는 소직경의 섬유를 말한다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 그들이 보집면 (補集面)상에 퇴적될 때 점착성이 아니다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속상이고 7 마이크론보다 크며, 보다 구체적으로 약 10 내지 20 마이크론 사이의 평균 직경 (10개 이상의 시료로부터 구함)을 갖는다. 섬유는 또한 호글 (Hogle) 등의 미국 특허 제5,277,976호, 힐스 (Hills)의 동 제5,466,410호, 및 라르그만 (Largman) 등의 동 제5,069,970호 및 동 제5,057,368호에 기술된 것과 같은 형상을 가질 수 있으며, 이들 특허 문헌은 특이한 형상의 혼성물을 기술하고 있다. 용융 방사에 의해 제조되는 스펀본드 섬유의 부직웹은 "스펀본드"라고 불리운다.

본 명세서에서 사용된 용어 "멜트블로운 섬유"는 용융된 열가소성 재료를 보 통 원형의 미세한 다이 (die) 모세관을 통해 수렴하는 고속의, 보통은 고온의 가스 (예, 공기) 기류 중에 용융된 실 또는 필라멘트로 압출시킴으로써, 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 하여 이들의 직경을 축소시켜서 형성시킨 섬유를 의미하여, 이와 같이 해서 형성된 멜트블로운 섬유는 그 직경이 마이크로섬유 직경일 수 있다. 그 다음, 멜트블로운 섬유는 고속 기류에 의해 운반되어 보집면상에 퇴적됨으로써 불규칙하게 부려진 멜트블로운 섬유들의 웹을 형성한다. 이러한 공정은 예를 들면, 부틴 (Butin) 등의 미국 특허 제3,849,241호에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속적이거나 불연속적일 수 있는 마이크로섬유로서, 일반적으로 평균 직경이 10 마이크론 보다 작으며, 일반적으로 보집면상에 퇴적될 때 점착성이다.

본 명세서에 사용된 용어 "마이크로섬유"는 섬유의 평균 직경이 약 75 마이크론 이하인 섬유, 예를 들어 약 0.5 마이크론 내지 약 50 마이크론의 평균 직경을 갖는 소직경의 섬유를 의미하며, 더욱 구체적으로 마이크로섬유는 약 2 마이크론 내지 약 40 마이크론의 평균 직경을 가질 수 있다. 섬유 직경에 빈번히 사용되는 또다른 표현으로는 데니어가 있으며, 이는 섬유 9000 미터당 그램으로서 정의되며, 섬유 직경 (마이크론)의 제곱에 밀도 (gram/cc)를 곱하고 0.00707을 곱한 값으로서 계산될 수 있다. 데니어가 작다는 것은 섬유가 미세하다는 것을 의미하고, 데니어가 크다는 것은 섬유가 두텁거나 무겁다는 것을 의미한다. 예를 들어, 폴리프로필렌 섬유의 직경이 15 마이크론인 경우, 마이크론 단위의 직경을 제곱하고, 0.89 g/cc를 곱하고 0.00707을 곱하므로써 데니어로 전환될 수 있다. 따라서, 15 마이 크론의 폴리프로필렌 섬유는 데니어가 약 1.42이다. 미국 이외에서는, 측정 단위로서 "tex"가 보다 일반적이며, 이는 섬유의 킬로미터당 그램으로서 정의된다. tex는 데니어 나누기 9로서 계산될 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "중합체"는 일반적으로 단독중합체, 예를 들면 블록, 그래프트, 랜덤 및 교호 공중합체와 같은 공중합체, 삼원공중합체 등, 및 이들의 배합물 및 변형물을 포함하지만, 이에 제한하는 것은 아니다. 또한, 달리 구체적으로 제한하지 않는다면, 용어 "중합체"는 분자의 모든 가능한 기하학적 구조물을 포함한다. 이들 구조물은 아이소택틱, 아택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭체를 포함하지만, 이에 제한하는 것은 아니다.

본 명세서에 사용된 용어 "단성분" 섬유는 단지 1종의 중합체를 사용하여 하나 이상의 압출기로부터 형성된 섬유를 의미한다. 이는 소량의 첨가제가 착색, 정전기방지 특성, 윤활성, 소수성 등을 위해 첨가된 1종의 중합체로부터 형성된 섬유를 배제하는 것은 아니다. 이들 첨가제, 예를 들어 착색용 이산화티탄은 일반적으로 약 5 중량％ 미만 그리고 보다 일반적으로는 약 2 중량％의 양으로 존재한다.

본 명세서에 사용된 용어 "이성분 섬유"는 별개의 압출기로부터 압출된 2종 이상의 중합체로 형성되지만, 하나의 섬유를 형성하기 위해 함께 방사되는 섬유를 말한다. 이성분 섬유는 또한 때로는 공액 섬유 또는 다성분 섬유로 불리운다. 중합체는 이성분 섬유의 단면을 가로질러 사실상 일정하게 위치하는 개별 대역에 배열되며, 이성분 섬유의 길이를 따라 연속적으로 연장된다. 이러한 이성분 섬유의 구조는 예를 들면, 하나의 중합체가 다른 것에 의해 둘러싸인 외층/코어 배치일 수 있거나, 또는 병렬 배치, 파이 (pie) 배치, 또는 "해중도 (islands-in-the-sea)" 배치일 수 있다. 이성분 섬유는 가네꼬 (Kaneko) 등의 미국 특허 제5,108,820호, 크루에거 (Krueger) 등의 동 제4,795,668호, 마르커 (Marcher) 등의 동 제5,540,992호, 및 스트랙 (Strack) 등의 동 제5,336,552호에 의해 교시되어 있다. 이성분 섬유는 또한 피케 (Pike) 등의 미국 특허 제5,382,400호에도 교시되어 있으며, 2종 (또는 그 이상)의 중합체의 팽창률 및 수축률 차이를 이용하여 섬유에 크림프를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이성분 섬유의 경우, 중합체는 75/25 내지 25/75 또는 임의의 다른 바람직한 비율, 예를 들어 50/50으로 존재한다.

본 명세서에 사용되는 용어 "이구성성분 섬유"는 배합물로서 동일한 압출기로부터 압출된 2종 이상의 중합체로부터 형성된 섬유를 말한다. 용어 "배합물"은 하기 정의된다. 이구성성분 섬유는 섬유의 단면을 가로질러 사실상 일정하게 위치하는 개별 대역에 배열되는 여러 중합체 성분을 갖지는 않으며, 각종 중합체는 보통 섬유의 전장을 따라 연속적이지 않으며, 대신 보통은 불규칙하게 시작하여 끝나는 피브릴을 형성한다. 이구성성분 섬유는 때로는 다구성성분 섬유로도 불린다. 이러한 일반적인 유형의 섬유는 게쓰너 (Gessner)의 미국 특허 제5,108,827호에 기술되어 있다. 이성분 섬유와 이구성성분 섬유는 교과서 (Polymer Blends and Composites, John A. Manson 및 Leslie H. Sperling, 1976년, Plenum Press, a division of Plenum Publishing Corporation, New York, New York, IBSN 0-306-30831-2, 제273 내지 277면)에 기술되어 있기도 하다.

본 명세서에 사용되는 용어 "방사 팩 (spin pack)"은 외층-코어, 다중 엽 ( 葉), 파이 및 병렬 구조 섬유와 같은 섬유 구조를 갖는 다구성성분 섬유를 제조하기 위한 장치를 말한다. 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 스핀 팩은 힐스 (Hills)의 미국 특허 제5,162,074호 및 동 제5,466,410호, 및 쿡 (Cook)의 동 제5,989,044호에 교시되어 있다.

본 명세서에 사용되는 "열점 접합"에서는 가열 캘린더 롤과 모루 롤 사이에 접합하려는 섬유의 직물 또는 웹이 통과된다. 캘린더 롤은 항상 그러한 것은 아니지만, 보통은 전체 직물이 그의 전표면을 가로질러 접합되지는 않는 방식으로 패턴화된다. 그 결과, 캘린더 롤을 위한 여러 패턴이 심미적 이유 뿐만 아니라 기능적 이유에서 개발되어 왔다. 전형적으로는, 접합 면적 백분률은 직물 적층 웹의 면적의 대략 5％ 내지 대략 30％에서 변화된다. 이 기술 분야에 널리 알려져있는 바와 같이, 점 (spot) 접합은 각 층내에 필라멘트 및(또는) 섬유를 접합시킴으로써 각각의 개별적인 층에 통합성을 부여할 뿐만 아니라 적층 층을 함께 보유한다. 예시적인 접합 패턴은 한센 (Hansen) 등의 미국 특허 제3,855,046호, 레비 (Levy) 등의 동 제5,620,779호, 및 우이텐브로익 (Uitenbroek) 등의 미국 실용신안 제356,688호에 교시되어 있으며, 이들 모두는 본원 명세서에 참고문헌으로서 포함된다.

본 명세서에서 사용되는 "통기 접합" ("TAB")은 공기가 웹의 섬유중의 중합체중 하나를 용융시키기에 충분히 고온이어서 웹으로 향하게 되는 이성분 부직 섬유 웹을 접합하는 방법이다. 공기 속도는 분당 30.48 내지 152.4 미터 (100 내지 500 피트)이고, 체류 시간은 6초 정도로 길 수 있다. 중합체의 용융 및 재응결은 접합을 제공한다. TAB는 비교적 제한된 가변성을 가지며, TAB는 접합을 달성하기 위해 1종 이상의 성분의 용융을 요하기 때문에, 공액 섬유와 유사한 2종의 성분 또는 접착제를 포함하는 그러한 성분을 사용하여 웹에 적용할 때 가장 효과적이다. 통기 접합기에서는, 한 성분의 용융 온도 이상 또다른 성분의 용융 온도 이하의 온도를 가지는 공기가 둘러싸고 있는 후드 (hood)로부터 웹을 통해 웹을 지지하는 천공된 롤러내로 보내진다. 별법으로, 통기 접합기는 공기가 웹상으로 수직으로 하향하게 되는 편평한 배열일 수 있다. 두 구조의 조작 조건은 유사하며, 근본적인 차이는 접합 동안 웹의 기하학적 배열이다. 고온의 공기는 보다 융점이 낮은 중합체 성분을 용융시켜, 필라멘트 사이에 접합을 형성함으로써 웹을 통합시킨다.

<바람직한 실시양태의 설명>

본 발명의 부직물에 사용되는 중합체 섬유의 물리적 특징은 기상 및(또는) 액상 유체 (발포제)를 사용하여 제조 동안 중합체 섬유를 주입함으로써 본 발명의 방법에 따라 부직물에 하나 이상의 목적하는 특징을 부여하기 위해 변경된다. 예를 들어, 부직물의 밀도는 사용되는 기상 또는 액상 유체의 밀도에 따라 증가 또는 감소될 수 있다. 또한, 외부 직경과 같은 소정 치수의 중합체 섬유의 경우, 중합체 섬유를 제조하는데 요구되는 중합체의 양은 섬유내의 기상 또는 액상 유체에 의한 중합체의 치환으로 인해 기상 또는 액상 유체가 주입되지 않은 상응하는 중합체 섬유와 비교하여 감소된다.

중합체 섬유, 및 그러한 중합체 섬유를 포함하는 부직물에 부여되는 목적하는 특성 또는 특징에 따라, 섬유에 사실상 균일하게 두루 발포제를 분포시키는 것이 바람직하거나 또는 섬유의 일부내에 편재화시킬 수 있다. 전자의 경우, 발포제 는 바람직하게는 섬유의 형성 이전에 용융 중합체내에 주입되는 반면, 후자의 경우 비록 다성분 섬유는 발포제가 압출 이전에 다성분 섬유를 이루는 중합체중 하나내로 주입되어 중합체내에 발포제를 편재화시킬 수 있다는 것이 명백할 지라도, 발포제는 바람직하게는 압출에 의해서와 같이 형성 후에 섬유내로 주입된다. 적합한 발포제로는 공기, 질소, 헬륨 등과 같은 임의의 기상 유체, 또는 섬유를 제조하는데 사용되는 중합체와의 반응성이 없는 오일과 같은 액상 유체를 들 수 있다.

본 발명의 부직물에 사용되는 섬유는 바람직하게는 스펀본드 섬유, 멜트블로운 섬유, 이성분 섬유, 이구성성분 섬유, 카디드 스테이플 섬유, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또한, 본 발명의 부직물에 사용되는 섬유는 임의의 섬유 형상을 가질 수도 있다.

본 발명에 따라 사용하기에 적합한 중합체는 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적합한 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등이 포함되지만 이에 제한되는 것은 아니며, 적합한 폴리아미드로는 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 10, 나일론 12 등이 포함되지만 이에 제한되는 것은 아니며, 적합한 폴리에스테르로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등이 포함되지만 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 사용하기에 특히 적합한 중합체로는 폴리에틸렌, 예를 들어 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 중간 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및 이들의 배합물, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 및 이들의 공중 합체와 배합물을 포함하는 폴리올레핀을 들 수 있다. 또한, 적합한 섬유 형성 중합체는 내부에 열가소성 엘라스토머가 배합되어 있을 수 있다. 적합한 이들 중합체중에서, 적합한 공액 섬유의 구조 성분에 특히 적합한 중합체로는 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌과 에틸렌의 공중합체가 포함되며, 공액 섬유의 접착 성분에 특히 적합한 중합체로는 폴리에틸렌, 보다 특히 선형의 저밀도 폴리에틸렌, 및 고밀도 폴리에틸렌이 포함된다.

도 1A는 본 발명에 따라 유체가 충전된 중합체 섬유의 제조에 사용하기에 적합한 방사판 (10)의 일부를 나타내는 도면이다. 방사판 (10)는 중간벽 (15)에 의해 주입 유체 충만실 (13) 및 중합체실 (14)로 나뉘어지는 챔버 (chamber)를 에워싸는 하나 이상의 벽 (11)을 포함하며, 여기서 하나 이상의 벽은 주입 유체를 주입 유체 충만실 (13)내로 도입하기 위한 개구 (17)를 형성한다. 중간벽 (15)은 방사판의 모세관 출구 (18)까지 중합체실 (14)내에 배치된 용융 중합체와 접촉함이 없이, 용융 중합체를 통해 주입 유체 또는 발포제를 이송하기 위한 수단이 배치되어 있는 복수개의 개구 (16)를 형성한다. 일 실시양태에 따르면, 각각의 모세관 출구로 중합체실을 통해 주입 유체를 이송하기 위한 수단은 도 2에 상세히 나타나있는 바와 같은 볼트 (20)를 포함하며, 이는 유체관 (21)이 볼트 (20)의 전장으로 연장되는 볼트의 코어내에 유체관 (21)을 형성한다. 유체관 (21)의 주입 유체 출구 말단 (22)내에는 주입 유체가 압출된 중합체 섬유의 내부로 주입되는 길이의 미세관 (23)이 고정되어 있다.

도 1B는 압출된 섬유의 내부로 기상 또는 액상 유체를 주입하는데 사용하기 에 적합한 모세관 출구의 부분 단면도이다. 도시되어 있는 바와 같이, 중합체실 (14)의 바닥을 향해 배치되어 있는 하나 이상의 벽 (11)은 유체관 (21)의 주입 유체 출구 말단 (22)이 연장되는 개구 (30)를 형성한다. 개구 (30)는 유체관 (21)의 주입 유체 출구 말단 (22)의 외부 표면과 개구 (30)의 벽 사이에 그리고 미세관 (23)의 외면과 개구 (30)의 벽 사이에 환상 영역 (32)을 형성하도록, 주입 유체 출구 말단 (22) 및 그로부터 연장하는 미세관 (23)을 수용할 수 있는 크기이며, 미세관 (23)을 둘러싸는 부분에서 유체관 (22)의 주입 유체 출구 말단 (22)을 둘러싸는 개구 (30)의 일부에 비해 감소된 직경을 갖는다. 환상 영역 (32)은 중합체실 (14)과 모세관 출구 (33) 사이에 유체 연통을 제공하여 용융 중합체가 모세관 출구 (33)를 통해 중합체실 (14)로부터 유동하는 것을 가능하게 한다. 중합체의 압출과 동시에, 유체관 (21)과 미세관 (23)을 통해 유동하는 목적하는 기상 및(또는) 액상 유체는 모세관을 통과하는 중합체의 내부로 주입된다. 거기서부터, 스펀본드 섬유의 경우, 생성된 섬유는 외부 직경의 추가 감소를 위해 연신기 (도시되어 있지 않음)으로 보내진다. 도 1A, 1B 및 2의 장치를 사용하여, 섬유 코어의 70％ 이상에 주입 유체가 충전된 섬유를 얻는 것이 가능하다. 또한, 섬유가 그의 내부에 주입된 유체를 보유하기 위해서는 섬유가 다공성이 아니라는 사실은 이 기술분야의 숙련가들에 의해 이해될 것이다.

도 3은 본 발명의 부직웹 물질에 사용되는 중합체 섬유의 내부의 적어도 일부에 기상 및(또는) 액상 유체를 두루 분산시키는데 사용하기에 적합한 모세관 출구의 부분 단면도이다. 미세관 (23)의 하부 말단이 모세관 출구 (33)를 지나 연장 되는 도 1B의 모세관과는 대조적으로, 미세관 (23)의 하부 말단은 최종 모세관의 상류에 배치되어, 기상 및(또는) 액상 유체가 압출 이전에 중합체내로 주입되는 것이 가능하게 된다.

또한, 주입 유체가 목적하는 효과를 나타내도록 수많은 방식으로 중합체내에 도입될 수 있다는 것은 이 기술분야의 숙련가에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 주입 유체는 약간 중심에서 벗어나 도입되어 섬유에 다소의 트위스트 또는 크림프를 제공한다. 또한, 2종 이상의 중합체가 사용되어 더많은 크림프를 제공하도록 다성분 섬유를 제조할 수 있거나, 그러한 다성분 섬유가 분리가 일어나도록 상용성이 없는 수지로부터 제조될 수 있다. 본 발명의 섬유를 제조하는데 사용되는 중합체의 양의 감소와 관련해서는, 통상의 스펀본드 수지보다 점도가 더 높은 중합체는 목적하는 수준 이하로 연신되어 개선된 인장 강도와 같은 보다 양호한 물질 특성을 제공할 수 있다.

본 발명에 따라 유체가 충전된 중합체 섬유를 포함하는 부직물은 종종 적용분야에 따라, 웹에 통합성을 제공하기 위해 접합되고, 임의로는 더해진 강도를 제공하기 위해 더욱 접합될 필요가 있을 수 있다. 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 부직물의 경우, 열점 접합이 바람직하다. 본 발명에 따라 이성분 섬유를 사용하는 부직물은 열점 접합 또는 통기 접합에 의해 접합될 수 있다.

본 발명의 방법은 스펀본드, 이성분 스펀본드 및 멜트블로운 섬유를 위한 발포체상의 구조물을 제조하는데도 적합하다. 본 발명의 이러한 실시양태에 따르면, 발포체상의 충전된 섬유는 외층 코어 팩의 코어 성분과 마찬가지로 질소 또는 고압 공기와 같은 기상 유체를 사용함으로써 제조된다. 기상 유체는 방사판에서 모세관의 출구 근처에서, 방사판에서 최종 모세관의 상류 중합체내로 도입되어, 섬유의 중심에 기포를 생성한다. 이어서, 섬유는 통상의 연신기에서 연신되어 발포체상의 충전된 섬유를 생성한다. 코어 밀도는 도입되는 기상 유체의 양을 조절함으로써 제어된다. 발포체상 코어 구조의 섬유는 감소된 원료 사용, 저밀도 코어로 인한 미세 섬유, 표면적 감소로 인한 섬유 분리의 개선, 및 보다 급속한 급냉으로 인한 개선된 고속 방사 및 포획된 기포로 인한 개선된 단열 특성을 포함하는 여러 이점을 가진다.

실시예로서, 약 2.7 데니어와 동일한 20.73 마이크론의 외층/코어 직경을 갖는 대조용의 외층/코어 이성분 섬유 (PP)를 제조하였다. 본 발명의 방법에 따라 제조되는 유체가 충전된 섬유는 3.7 데이너 직경의 PP 섬유에 상응하는 약 24.27 마이크론의 직경을 갖는 섬유를 초래하는 PP/PP 외층/코어 섬유의 코어내로 1 부피％의 발포제를 약 1.36 기압 게이지 (20 psig)에서 주입하므로써 생성하였다. 그 결과, 유효 데니어 증가는 37％이었다. 직경이 증가된, 본 발명의 방법에 따라 제조된 것과 같은 섬유는 개선된 탄성, 로프트성 (loft), 모세관 치수 및 표면적을 가진다.

상기 설명에서, 본 발명은 그의 특정한 바람직한 실시양태와 관련하여 기술되었으며, 설명의 목적상 상세한 사항들이 많이 개시되었지만, 본 발명이 추가의 실시양태들이 가능하고 본 명세서에 설명되어 있는 세부사항들은 본 발명의 기본 원리로부터 크게 벗어남이 없이 변화될 수 있다고 하는 것이 이 기술분야의 숙련가들에게는 명백할 것이다.

본 발명에 따라, 상응하는 치수를 갖는 통상의 고상 중합체 섬유와 비교하여 중합체의 양이 감소된 중합체 섬유를 포함하는 부직웹 물질을 사용한 개인 위생 흡수용품을 제조할 수 있다.

Claims

액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 중합체 섬유의 내부의 적어도 일부에 두루 분산되어 있는 복수개의 중합체 섬유를 포함하는 부직물을 포함하며, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 내부의 70％ 이상을 충전하고, 상기 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 개인 위생 흡수용품.
제1항에 있어서, 상기 중합체 섬유가 스펀본드 섬유, 멜트블로운 섬유, 이성분 섬유, 이구성성분 섬유, 본디드 카디드 섬유, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 개인 위생 흡수용품.
제1항에 있어서, 상기 중합체 섬유의 적어도 일부가 크림핑되어 있는 개인 위생 흡수용품.
제1항에 있어서, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 중합체 섬유의 내부에 균일하게 두루 분산되어 있는 개인 위생 흡수용품.
제1항에 있어서, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 중합체 섬유의 내부의 일부내에 편재화되어 있는 개인 위생 흡수용품.
제1항에 있어서, 상기 부직물이 적층물인 개인 위생 흡수용품.
제1항에 있어서, 상기 복수개의 중합체 섬유의 적어도 일부가 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 이성분 섬유의 하나의 대역내에 모두 배치되어 있는 이성분 섬유인 개인 위생 흡수용품.
제1항에 있어서, 상기 복수개의 중합체 섬유의 적어도 일부가 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 이구성성분 섬유를 포함하는 하나의 중합체내에 모두 배치되어 있는 이구성성분 섬유인 개인 위생 흡수용품.
액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 중합체 섬유의 내부의 적어도 일부에 두루 분산되어 있는 복수개의 중합체 섬유를 포함하는 부직웹을 포함하며, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 내부의 70％ 이상을 충전하고, 상기 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 부직물.
제9항에 있어서, 상기 중합체 섬유가 스펀본드 섬유, 멜트블로운 섬유, 이성분 섬유, 이구성성분 섬유, 본디드 카디드 섬유, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 부직물.
제9항에 있어서, 상기 중합체 섬유의 적어도 일부가 크림핑되어 있는 부직물.
제9항에 있어서, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 중합체 섬유의 내부에 균일하게 두루 분산되어 있는 부직물.
제9항에 있어서, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 중합체 섬유의 내부의 일부내에 편재화되어 있는 부직물.
제9항에 있어서, 복수개의 부직층을 더 포함하는 부직물.
제9항에 있어서, 상기 복수개의 중합체 섬유의 적어도 일부가 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 이성분 섬유의 하나의 대역내에 모두 배치되어 있는 이성분 섬유인 부직물.
제9항에 있어서, 상기 복수개의 중합체 섬유의 적어도 일부가 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 이구성성분 섬유를 포함하는 하나의 중합체내에 모두 배치되어 있는 이구성성분 섬유인 부직물.
액상 유체 및 기상 유체 중 하나 이상이 중합체 섬유의 내부의 적어도 일부에 두루 분산되어 있는 복수개의 섬유를 포함하는 하나 이상의 부직물을 포함하며, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 내부의 70％ 이상을 충전하고, 상기 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 일회용 기저귀.
액상 유체 및 기상 유체 중 하나 이상이 중합체 섬유의 내부의 적어도 일부에 두루 분산되어 있는 복수개의 섬유를 포함하는 하나 이상의 부직물을 포함하며, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 내부의 70％ 이상을 충전하고, 상기 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 여성 위생 제품.
액상 유체 및 기상 유체 중 하나 이상이 중합체 섬유의 내부의 적어도 일부에 두루 분산되어 있는 복수개의 섬유를 포함하는 하나 이상의 부직물을 포함하며, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 내부의 70％ 이상을 충전하고, 상기 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 상처 드레싱.
1종 이상의 중합체를 용융점까지 가열하여 용융 중합체를 형성하는 단계,

상기 용융 중합체를 복수개의 모세관을 통해 압출하는 단계,

상기 압출 단계 이전 및 이후중 하나 이상에서 상기 용융 중합체내로 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상을 주입하여, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 중합체 섬유의 내부에 분산되어 있는 유체가 충전된 복수개의 중합체 섬유를 형성하는 단계, 및

상기 유체가 충전된 중합체 섬유를 웹 형성 표면상에 퇴적시켜 부직물을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 내부의 70％ 이상을 충전하고, 상기 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 부직물의 제조 방법.
제20항에 있어서, 상기 유체가 충전된 중합체 섬유가 연신기를 통과하여 유체가 충전된 복수개의 스펀본드 섬유를 형성하는 방법.
제20항에 있어서, 상기 유체가 충전된 중합체 섬유가 하나 이상의 고속 기류 내로 압출되어 유체가 충전된 복수개의 멜트블로운 섬유를 형성하는 방법.
제20항에 있어서, 상기 복수개의 중합체 섬유가 이성분 섬유인 방법.
제20항에 있어서, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 단지 상기 이성분 섬유중 하나의 성분내로만 주입되는 방법.
제20항에 있어서, 상기 복수개의 중합체 섬유가 이구성성분 섬유이고, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 단지 상기 이구성성분 섬유중 하나의 성분내에만 분산되는 방법.
섬유 내부가 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상을 포함하는 복수개의 중합체 섬유를 포함하는 부직웹을 포함하며, 상기 액상 유체 및 기상 유체중 하나 이상이 상기 내부의 70％ 이상을 충전하고, 상기 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 부직물.
제26항에 있어서, 상기 섬유중 적어도 일부가 멜트블로운 섬유인 부직물.