KR100714342B1 - 착용자의 윤곽에 영구적으로 정합가능한 통기성 라미네이트 - Google Patents

착용자의 윤곽에 영구적으로 정합가능한 통기성 라미네이트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개인용 흡수 용품 또는 의료용 용품에 사용시 착용자의 윤곽에 영구적으로 정합가능한, 통기성이며 실질적으로 액체 불투과성인 라미네이트를 제공한다. 라미네이트는 통기성 (바람직하게는 미공질) 필름 및 섬유상 부직 웹을 포함한다. 필름과 웹 둘 다는 신장력의 인가시 원래 비신장 폭보다 25 % 이상으로 횡방향 연장가능하다. 웹 및 필름 및 전체 라미네이트는 일단 신장되면 수축력을 거의 및 전혀 나타내지 않는다. 기저귀 또는 다른 가먼트는 라미네이트를 사용하여 소형 형식으로 구성되어 재료를 절약할 수 있다. 가먼트를 착용시, 라미네이트는 필요한 곳에서만 신장되어 착용자에게 실질적으로 완벽한 맞음새를 제공한다. 최소 수축력은 탄성 가먼트로부터 야기될 수 있는 피부 자국, 발진 등을 방지한다.
통기성, 액체 불투과성, 라미네이트, 수축력, 연장성

Description

착용자의 윤곽에 영구적으로 정합가능한 통기성 라미네이트 {Breathable Laminate Permanently Conformable to the Contours of a Wearer}
본 발명은 착용자의 윤곽에 영구적으로 정합가능한 통기성 라미네이트 (즉, 수증기에는 통기성이지만 실질적으로는 액체 불투과성임)에 관한 것이다. 이 라미네이트는 착용자의 윤곽에 정합되는데 필요한 만큼 신장되고, 연신력을 제거한 후에도 본질적으로 연장된 상태 또는 신장된 상태로 유지된다.
수증기에는 통기성이만 액상 수분에는 실질적으로 불투과성인 라미네이트는 당 업계에 공지되어 있고, 통상적으로 기저귀 배킹, 다른 개인 위생용 흡수 가먼트, 의료용 가먼트 등에 사용된다. 이러한 라미네이트는 통기성이며 신장시켜 박형화한 충전제-함유 필름 및 스펀본드 웹으로 구성될 수 있다. 1종 이상의 폴리올레핀과 무기 입상 충전제를 블렌딩하여 이 혼합물로부터 필름을 형성하고, 필름을 신장시켜 충전제 입자 주위에 간극 (void)을 형성함으로써 통기성 필름을 제조할 수 있다. 얻어진 필름은 충전제 입자 주위에 얇은 중합체 막을 가질 수 있고, 이것은 수증기의 분자 확산을 허용하지만 전체 필름은 액상 수분의 통과를 차단할 수 있거나, 또는 필름을 관통하는 미공을 가질 수 있다. 통기성 필름은 열 또는 접착제 결합에 의해 부직 웹, 예를 들어 스펀본드 웹에 라미네이팅될 수 있다. 스펀본 드 웹은 통기성 라미네이트에 강도 및 일체성을 부가하여 부드러운 직물상 감촉을 제공한다.
개인 위생용 흡수 가먼트 산업 및 의료용 가먼트 산업에 영향을 미치고 있는 한가지 추세는 물, 혈액 및 다른 액체 물질에 대한 배리어 특성을 유지하거나 증가시키면서 수증기에 대해서는 더 높은 통기성을 갖는 제품에 대한 요구 및 요청이다. 이러한 추세는 배리어 성능의 손실 없이 착용자 안락감의 증가에 대한 요구를 반영한다. 이들 산업에 영향을 미치는 또다른 추세는 착용자 신체의 윤곽에 정합되는 더욱 양호한 맞음새 (fit)를 갖는 제품에 대한 요구 및 요청이다. 현재까지, 이러한 분야에 대한 여러 연구에서 탄성 재료가 사용되고 있다.
탄성 재료의 사용을 포함하는 한 시도는 흡수용 가먼트를 포함하는 대다수의 제품이 복잡한 층 구조를 갖는 것이다. 흡수용 가먼트는 통상적으로 액체-투과성 최상 층, 흡수성 코어 층, 및 통기성이며 실질적으로 액체 불투과성인 외부 커버 라미네이트를 포함한다. 이러한 재료 중 하나를 탄성으로 만들 경우, 흡수용 가먼트는 반드시 탄성일 필요가 없다. 흡수용 가먼트가 탄성 특성을 갖도록 하기 위해, 긱 층은 a) 목적하는 최소 수준의 신장력 및 수축력을 나타내어야 하거나 b) "자유롭게 움직이며 (free floating)" 탄성층 또는 연장성층에 부착되지 않아야 한다.
탄성 재료를 사용하여 정합성을 촉진하려는 또다른 시도는 신장 동안 운동 에너지의 위치 에너지로의 전환이다. 가먼트의 신장된 지역에 저장된 위치 에너지는 착용자의 신체에 대해 작용하여 피부의 압박 및 불편함을 야기하는 수축력을 일 으킨다. 탄성 가먼트가 선택된 지역에서 신장되어 착용자의 신체에 정합할 때 마다, 가먼트는 신장된 지역에서 꼭 끼는 맞음새를 나타낼 것이다. 탄성 재료가 사용자의 피부에 대해 최대의 수축력을 나타낸 곳에서는 피부 주름, 붉은 자국 또는 심지어 발진이 형성될 수 있다. 이러한 문제점들은 가먼트가 하나 이상의 탄성 층을 포함할 경우 더욱 심각해진다.
개인 위생용 흡수 가먼트 및 의료용 가먼트 산업에서는, 신장되어 착용자의 신체 윤곽에 정합되는 더욱 저렴한 재료에 대한 필요성 및 요망이 있다. 또한, 신장시 유의한 양의 위치 에너지를 저장하지 않아 착용자의 신체에 대한 과도한 수축력을 나타내지 않는 재료에 대한 필요성 및 요망이 있다. 요약하면, 신장된 상태로 유지되는, 즉 착용자의 신체 윤곽에 영구적으로 정합되는 재료 및 가먼트에 대한 필요성 및 요망이 있다.
<발명의 요약>
본 발명은 1종 이상의 열가소성 부직 필라멘트 웹 및 1종 이상의 필름, 바람직하게는 상기 웹에 라미네이팅된 통기성이며 실질적으로 액체 불투과성인 필름을 포함하는, 실질적으로 액체-불투과성인 라미네이트에 관한 것이다. 라미네이트 (바람직하게 통기성임)은 부직 필라멘트 배향의 주된 방향에 상응하는 종방향 (형성 방향), 및 종방향에 수직인 횡방향을 갖는다. 통기성 라미네이트는 신장력의 인가시 원래 비신장 폭보다 신장 폭이 25 % 이상 커지도록 횡방향 연장된다. 신장력의 제거시, 통기성 라미네이트는 수축되지 않거나, 신장 폭과 원래 폭과의 차가 30 % 이하이도록 수축된다.
통기성이며 실질적으로 액체 불투과성인 라미네이트는 적어도 라미네이트만큼 큰 횡방향 연장능 (extendibility)을 갖는 통기성 미공질 필름, 및 필름에 결합되었지만 적어도 라미네이트만큼 큰 횡방향 연장능을 갖는 섬유상 부직 웹을 바람직하게 포함한다. 상기 필름은 별법으로는 고유하게 통기성인 중합체로 제조될 수 있다. 최소의 횡방향 연장능을 갖는 성분 (필름 또는 웹)이 전체 라미네이트의 횡방향 연장능을 한정할 것이다. 즉, 라미네이트는 최소 연장성 층과 동일하거나 이에 못미치는 범위로 연장될 것이다. 유사하게는, 필름이나 웹 중 어느 것도 일반적으로 라미네이트에 바람직한 수축력보다 유의하게 더 큰 수축력을 나타내지 않아야 할 것이다. 필름 또는 웹이 신장 폭과 원래 비신장 폭간의 차가 30 % 초과이도록 수축되는 경향을 가질 경우, 전체 라미네이트도 너무 많이 수축하거나, 착용자의 신체에 대해 과도한 수축력을 부가할 것이다.
한 실시태양에서, 열가소성 부직 필라멘트 웹은 넥-신장된 (neck-stretched) 부직 웹, 예를 들어 넥-신장된 스펀본드 웹이다. 비교적 탄성인 중합체 재료로 제조된 부직 웹을 종방향으로 늘여 웹이 횡방향으로 좁혀지거나 넥-인 (neck-in)되게 한다. 네킹된 상태로 웹을 라미네이팅하여 통기성 미공질 필름에 결합시킨다. 필름은 횡방향으로 신장성 (탄성이거나 매우 수축성은 아님)으로 만드는 1종 이상의 열가소성 중합체를 포함한다. 따라서, 라미네이트가 횡방향으로 신장되면, 필름은 신장되고, 부직 웹은 그의 원래 네킹되지 않은 상태로 돌아간다. 신장된 라미네이트는 신장된 상태로 1 분 이상 유지한 후에는 수축력을 거의 또는 전혀 나타내지 않는다. 이러한 실시태양에서, 부직 웹이 비연장성 중합체 조성물로 제조될 경우 라미네이트는 횡방향 연장능은 갖지만 종방향 연장능은 가질 수 없다.
또다른 실시태양에서, 열가소성 부직 웹은 반드시 넥-신장될 필요는 없지만, 연장성 (탄성이거나 매우 수축성은 아님)중합체 재료를 사용하여 제조된다. 필름도 또한 이를 횡방향으로 연장성 (탄성이거나 매우 수축성은 아님)으로 만드는 1종 이상의 열가소성 중합체를 포함한다. 라미네이트가 횡방향으로 신장될 때, 필름은 신장되고, 부직 웹 중의 섬유도 또한 신장된다. 신장된 라미네이트는 수축력을 거의 또는 전혀 나타내지 않는다. 이러한 실시태양에서, 필름 및 웹이 둘 다 연장성 중합체로부터 제조되기 때문에 라미네이트는 종방향 뿐만 아니라 횡방향으로도 연장능을 가질 수 있다.
또다른 실시태양에서, 열가소성 웹은 반드시 넥-신장되거나 신장성 중합체를 사용해 제조될 필요가 없다. 대신, 필라멘트를 크림핑함으로써 부직 웹을 신장성으로 만든다. 크림핑된 필라멘트는 그들의 길이를 따라 신장력의 인가시 펴지는 경향이 있는 파동형 및(또는) 나선형을 가지므로, 필라멘트를 신장가능하게 만든다. 또한, 필름은 이를 횡방향으로 신장성 (탄성이거나 매우 수축성이 아님)으로 만드는 1종 이상의 열가소성 중합체를 포함한다. 라미네이트가 횡방향으로 신장될 때, 필름이 신장되고 부직 웹의 크림핑된 필라멘트가 펴지게 된다. 또한, 신장된 라미네이트는 수축력을 거의 또는 전혀 나타내지 않는다. 이러한 실시태양에서, 필름이 연장성 중합체로 제조되고 웹이 어느 방향으로도 연장될 것이기 때문에 라미네이트는 종방향 뿐만 아니라 횡방향으로 연장능을 가질 수 있다.
역시 또다른 실시태양에서, 열가소성 부직 웹은, 예를 들어 종방향 연장 능 력의 절반만큼 부분적으로 네킹 또는 연장된다. 가요성 폴리올레핀 (FPO) 또는 다른 연성 중합체 필름과 같은 연장성 중합체 필름도 (필수적이지는 않지만) 바람직하게는 종방향으로 신장된다. 라미네이트는 이어서 부분적으로 신장된 부직 웹과 (필수적이지는 않지만) 바람직하게는 부분적으로 신장된 필름을 결합함으로써 제조된다. 이어서 라미네이트를 종방향으로 더 신장시켜 라미네이트의 필름 부분에 주름 (또는 구김)을 생성하여 고정시킨다. 이어서 신장된 라미네이트를 종방향으로 인장시키면, 매우 작은 인장력으로도 필름의 주름이 쉽게 펴져 라미네이트의 횡방향으로의 연장을 제공한다. "쉽게"는 상대적인 용어인데, 전반적인 내용에 있어서 라미네이트를 사용하여 완성 가먼트를 착용자 신체에 사용하기 위해 일반적으로 인가되는 인장력의 양에 사용될 것이다. 주름이 완전히 펴지는 점을 넘어 필름을 횡방향으로 얇게 신장시켜 추가의 횡방향 연장을 달성하는데 제2의 더 강한 힘이 필요하다. 또한, 신장된 라미네이트는 수축력을 거의 또는 전혀 나타내지 않는다. 이러한 실시태양을 사용하여, 얻어진 라미네이트의 연장력 프로파일은 라미네이션 전 또는 라미네이션 후의 연장 공정, 또는 둘 다에서 다양하게 조절될 수 있다.
상기를 염두에 두고, 본 발명의 특징 및 이점은 필요할 경우 신장되고 수축력을 거의 나타내지 않아 착용자의 신체 윤곽에 영구적으로 정합되는, 실질적으로 액체 불투과성인 (바람직하게는 통기성) 라미네이트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 특징 및 이점은 착용자의 신체 윤곽에 정합되며 종래 기술의 탄성 라미네이트에 비해 제조시 비교적 비용이 적게 드는 라미네이트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 특징 및 이점은 본 발명의 통기성 라미네이트를 포함하고, (연장능 및 낮은 수축성으로 인해) 착용자의 신체 윤곽에 영구적으로 정합되는, 다양한 개인 위생용 가먼트 및 의료용 가먼트를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참고하여 현재 바람직한 실시태양에 대한 하기 자세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다. 상세한 설명 및 도면은 첨부된 청구항 및 그 동등물에 의해 한정된 본 발명의 범위를 제한하기 보다는 설명하기 위한 것이다.
<정의>
본 명세서에 사용된 "연장성 (extendible)"이란 용어는 신장력의 인가시 특정 방향으로 신장 치수가 원래 비신장 치수 (예, 폭)보다 25 % 이상 크도록 연장될 수 있는 재료를 의미한다. 1 분간의 유지 시간 후 신장력을 제거시에 재료가 수축되지 않거나 연신 치수와 원래 치수간의 차가 30 % 이하로 수축된다. 따라서, 횡방향으로 연장가능한 1 m의 폭을 갖는 재료는 1.25 m이상의 폭으로 신장될 수 있다. 연장된 폭을 1분 동안 유지한 후 신장력을 제거할 때 1.25 m의 폭으로 신장된 재료는 수축되지 않거나, 1.175 m 이상의 폭으로 수축될 것이다. 연장성 재료는 탄성 재료와는 상이한데, 탄성 재료는 신장력이 제거될 때 대부분의 경우 원래 치수로 수축하려는 경향이 있다. 신장력은 재료가 파열되지 않고 선택된 방향으로 (예, 횡방향) 원래 치수의 125 % 내지 최대 신장 치수로 연장되는데 충분한 임의의 힘일 수 있다.
"퍼센트 수축률"은 실시예에 기재된 공정을 사용하여 수축력을 3 인치 폭의 샘플에 대해 10 g으로 감소될 때 결정된다. "퍼센트 영구 변형률"은 100에서 "퍼센트 수축률"을 뺀 값이다.
"비탄성"이라는 용어는 25 % 이상 신장되지 않는 물질 및 25 % 이상 신장되지만 30 % 이상 수축되지 않는 물질 둘 다를 의미한다. 비탄성 물질은 상기 정의된 연장성 물질 뿐만 아니라 연장되지 않는 물질 (예, 신장력이 인가될 때 파열되는 물질)도 포함한다.
부직 웹에 사용되는 "종방향"이란 용어는 컨베이어가 방사구 또는 유사한 필라멘트의 압출 또는 포밍 장치 아래로 통과해가는 이동 방향을 의미하고, 이는 필라멘트가 동일한 방향으로 주된 배향을 갖도록 한다. 필라멘트는 물결형일 수 있거나 부직 웹의 국소화된 구획에서 랜덤하게 배향될 수도 있지만, 이들은 보통 압출 또는 포밍 장치로부터 멀리 운송하는 컨베이어의 이동 방향에 평행한 배향의 전체 종방향을 가진다.
필름에 사용되는 "종방향"이란 용어는 필름이 압출 또는 포밍 장치를 떠나는 이동 방향에 평행인 필름에서의 방향을 의미한다. 예를 들어 필름이 닙 롤러 (nip roller) 또는 칠 롤러 (chill roller) 사이를 통과할 때, 종방향은 필름과 접촉한 롤러의 표면 이동 방향에 평행한 필름에서의 방향이다.
1종 이상의 필름 및 1종 이상의 부직 웹을 포함하는 라미네이트에 사용되는 "종방향"이란 용어는 라미네이트의 부직 웹 성분의 종방향을 의미한다.
부직 웹, 필름 또는 라미네이트에서 "횡방향"이란 용어는 종방향에 수직인 방향을 의미한다. 횡방향으로 측정된 치수는 "폭" 치수를 의미하고, 종방향으로 측정된 치수는 "길이" 치수를 의미한다.
"통기성 필름", "통기성 라미네이트" 또는 "통기성 외부 커버 재료"란 용어는 본원에 개시된 수증기 투과율 ("WVTR") 시험 공정을 사용하여 약 300 g/㎡-24시간 이상의 WVTR을 갖는 필름, 라미네이트 또는 외부 커버 재료를 의미한다. "고통기성"이란 용어는 단순히 제1 물질보다 더 높은 WVTR을 갖는 제2 물질을 의미한다. 통기성 재료는 통상적으로 증기의 분자 확산, 또는 미공을 통한 증기 통과에 의존하고, 실질적으로 액체 불투과성이다.
"액체 투과성 물질"이란 용어는 다공성이며 기공을 통한 수분 및 다른 액체의 흐름으로 인해 액상 수분 투과성 부직포와 같은 하나 이상의 층에 존재하는 물질을 의미한다. 부직 웹에서 섬유들 또는 필라멘트들간의 공간은 물질을 통해 액상 수분이 누출되고 흐르는데 충분할 정도로 크며 많이 있다.
"부직 포 또는 웹"이란 용어는 편포에서의 규칙적 또는 일정한 방식과는 다르게 사이에 끼워진 개개의 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직 포 또는 웹은 예를 들어 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정, 에어 레잉 공정, 코포밍 (coforming) 공정, 및 본디드 카디드 웹 공정과 같은 여러 공정으로부터 제조될 수 있다. 부직물의 기초 중량은 보통 제곱야드당 물질의 온스 (osy), 또는 제곱미터당 그램 (gsm)으로 표현되고, 유용한 섬유 직경은 보통 미크론으로 표현된다 (osy을 gsm으로 변환하기 위해서는 osy에 33.91을 곱함).
"마이크로섬유"란 용어는 통상적으로 약 0.005 내지 10의 평균 섬유 데니어를 갖는 작은 직경의 섬유를 의미한다. 섬유 데니어는 섬유 9000 미터당 1 그램으 로 정의된다. 원형 단면을 갖는 섬유에서, 데니어는 섬유 직경 (미크론)을 제곱하여 밀도 (g/cc)를 곱하고 0.00707을 곱하여 계산할 수 있다. 동일한 중합체로 제조된 섬유는, 낮은 데니어일수록 미세한 섬유를 나타내고, 데니아가 클수록 두껍거나 무거운 섬유를 나타낸다. 예를 들어, 15 미크론의 폴리프로필렌 섬유의 직경은 제곱하여 0.89 g/cc를 곱하고 0.00707를 곱함으로써 데니어로 변환할 수 있다. 따라서, 15 미크론 폴리프로필렌 섬유는 약 1.42 데니어 (152 x 0.89 x 0.00707 = 1.45)를 갖는다. 미합중국 외의 국가에서는 측정 단위는 더욱 일반적으로 섬유 킬로미터당 그램으로 정의되는 "텍스(tex)"이다. 텍스는 데니어/9로 계산될 수 있다.
"스펀본드 섬유"라는 용어는 방사구가 압출되는 필라멘트의 직경에 이어서 급속히 감소하는 직경을 갖는, 다수의 미세한 모세관 (원형 또는 다른 형태)으로부터 용융된 열가소성 물질을 필라멘트로서 압출하여 형성되는 작은 직경의 섬유를 의미한다 (예를 들어, 본원에 참조로 전체가 인용된 아펠 (Appel) 등에게 허여된 미국 특허 제4,340,563호, 도르슈너 (Dorschner) 등에게 허여된 미국 특허 제3,692,618호, 마쯔끼 (Matsuki) 등에게 허여된 미국 특허 제3,802,817호, 키니 (Kinney) 등에게 허여된 미국 특허 제3,338,992호 및 동 제3,341,394호, 하트만 (Hartman) 등에게 허여된 미국 특허 제3,502,763호, 피터슨 (Petersen)에게 허여된 미국 특허 제3,502,538호 및 도보 (Dobo) 등에게 허여된 미국 특허 제3,542,615호). 스펀본드 섬유는 켄칭되고 일반적으로 집적 표면상에 침착될 때 비점착성이다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속상이고 종종 약 0.3 이상, 더욱 특히 약 0.6 내지 10의 평균 데니어를 갖는다.
"멜트블로운 섬유"란 용어는 일반적으로 용융 열가소성 재료를 용융사 또는 용융 필라멘트로서 다수의 미세한 일반적으로 원형의 다이 모세관을 통하여 압출하여 고속의 일반적으로 고온인 가스 (즉, 공기) 스트림으로 전환시킴으로써 용융 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 하여 그의 직경을 감소시켜 형성한 섬유를 의미한다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 집적 표면상에 침착되어 랜덤하게 분포하는 멜트블로운 섬유로 된 웹을 형성한다. 이러한 공정은 예를 들어, 버틴 (Butin) 등에게 허여된 미국 특허 제3,849,241호에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속상이거나 비연속상일 수 있는 마이크로섬유이고, 일반적으로 1.0 미크론보다 작고, 일반적으로 집적 표면상에 침착될 때 점착성이다.
"필름"이란 용어는 캐스트 필름 또는 블로운 필름 압출 공정과 같은 필름 압출 공정을 사용하여 제조된 열가소성 필름을 의미한다. 이 용어는 중합체를 충전제와 혼합하고 혼합물로부터 필름을 형성하고 필름을 신장시킴으로서 미공질로 제조된 필름을 포함한다.
"미공질"이란 용어는 얇은 중합체 막에 의해 분리된 간극을 갖는 필름 및 이러한 필름을 통과하는 미공을 갖는 필름을 의미한다. 간극 또는 미공은 중합체와 충전제의 혼합물이 필름으로 압출되고 필름이 바람직하게는 종방향으로 일축 신장될 때 형성될 수 있다. 미공질 필름은 수증기의 막 또는 미공을 통한 분자 확산으로 인해 수증기 투과율을 갖는 경향이 있지만, 실질적으로 수성 액체의 통과를 차 단한다.
"중합체"란 용어는 단독중합체, 공중합체, 예를 들어 블록, 그라프트, 랜덤 및 교호 공중합체, 삼원공중합체 등, 및 이들의 블렌드 및 변형체를 포함하나, 이에 제한되는 것은 이나다. 또한, 특별한 제한이 없는 경우에 "중합체"라는 용어는 재료의 모든 가능한 기하학적 배열을 포함한다. 이들 배열은 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
"흡수 용품"이란 용어는 개인 위생용 흡수 제품 및 의료용 흡수 제품을 포함한다. 용어 "개인 위생용 흡수 제품"은 이에 제한되지 않고 기저귀, 배변 연습용 팬츠, 수영복, 흡수용 속팬츠, 아기용 와이프, 성인용 요실금 제품 및 여성용 생리 제품을 포함한다.
"의료용 흡수 제품"이한 용어는 이에 제한되지 않고 흡수용 가먼트, 언더패드, 붕대, 얼굴용 마스크, 흡수용 드레이프 및 의료용 와이프를 포함한다.
"넥 (neck)" 또는 "넥 신장 (neck stretch)"란 용어는 서로 교환적으로, 포, 부직 웹 또는 라미네이트를 연신시킴으로써 그의 폭 또는 가로 치수가 감소되거나, 포의 길이가 증가되는 조건하에서 연장되도록 인장되는 것을 의미한다. 제어된 인장은 낮은 온도, 실온 또는 높은 온도에서 발생할 수 있고, 포, 부직 웹 또는 라미네이트를 파열시키는데 필요한 신장까지 (대부분의 경우 약 1.2 내지 1.6 배) 인장되는 전체 치수의 증가에 제한된다. 이완될 때, 포, 부직 웹 또는 라미네이트는 그의 원래 치수로 완전히 돌아오지 않는다. 네킹 공정은 통상적으로 공급 롤에서 시트를 풀어서 소정의 선형 속도로 구동되는 브레이크 닙 롤 어셈블리를 통해 통과 시키는 것을 포함한다. 브레이크 닙 롤보다 높은 선형 속도에서 작동되는 테이크-업 롤 또는 닙은 포를 연신시키고 포를 신장시키고 네킹시키는데 필요한 장력을 발생한다. 본 발명의 양수인이 공동으로 소유하는 모르만에게 허여된 미국 특허 제4,965,122호는 재료를 네킹한 후 네킹된 물질을 가열하고 냉각하여 형성될 수 있는 가역적으로 네킹된 부직 물질을 개시하고 있고, 이 문헌 전체가 본원에 참고로 인용된다. 네킹된 물질의 가열은 중합체에서 추가의 결정화를 야기하여 부분적인 열 고정을 얻는다. 네킹된 물질이 스펀본드 웹일 경우, 미국 특허 제4,965,122호에 설명된 바와 같이 웹 중 섬유의 일부는 네킹 공정동안 크림핑될 수 있다.
"네킹성 재료" 또는 "네킹성 층"이란 용어는 네킹될 수 있는 임의의 물질 또는 층, 예를 들어 부직물, 직물, 또는 편성물, 또는 이들 중 하나를 포함하는 라미네이트를 의미한다. 본원에 사용된 바와 같이, "네킹된 물질"이란 용어는 한 치수 (예, 길이방향) 이상으로 연신되어 가로 치수 (예, 폭)을 감소시킬 수 있고, 연신력이 제거될 때 물질이 원래 폭으로 다시 펴질 수 있는 임의의 물질을 의미한다. 네킹된 물질은 일반적으로 비네킹 물질 보다 단위 면적당 더 높은 기초 중량을 갖는다. 네킹된 물질이 그의 원래 폭으로 다시 펴질 경우, 비네킹 물질과 거의 동일한 기초 중량을 가져야 한다. 이는 필름을 얇게하고 기초 중량이 감소하게 되는 필름 층의 신장/배향과는 상이하다. 본 발명에 사용하기 위한 바람직한 부직 웹은 비탄성 중합체로부터 제조된다.
"퍼센트 넥다운율"이란 용어는 네킹가능한 물질의 비네킹 치수 및 네킹 치수간의 차를 측정하여 이를 네킹가능한 물질의 비네킹된 치수로 나눔으로서 결정된 비율을 의미한다.
도 1은 네킹되지 않은 스펀본드 웹일 수 있는 섬유상 부직 웹의 평면도를 설명하고 있다.
도 2는 네킹된 스펀본드 웹일 수 있는 섬유상 부직 웹의 평면도를 설명하고 있다.
도 3은 도 1 또는 도 2의 부직 웹에 라미네이팅될 수 있는 통기성 미공질 필름의 단면도를 설명하고 있다.
도 4는 본 발명의 통기성 라미네이트를 제조하는데 사용할 수 있는 방법을 개략적으로 설명하고 있다.
도 5는 연장되어 주름이 고정된 연장된 연장성 필름의 평면도를 설명하고 있다.
도 6은 단면으로 잘려져 그 안의 주름이 보이는 라미네이트의 단면도를 설명하고 있다.
도 7은 주름이 펴짐으로써 횡방향 연장을 보여주는 도 6의 라미네이트에 인장력을 인가하는 것을 설명하고 있다.
도 8은 라미네이트의 필름이 신장됨으로써 추가의 횡방향 연장을 보여주는 도 7의 펼쳐진 라미네이트에 인장력을 인가하는 것을 설명하고 있다.
도 1을 참조로 하여, 스펀본드 웹일 수 있는 부직 웹 (10)은 결합 패턴 (이 경우에는 다수의 점 결합 (14)를 포함함)을 사용하여 간헐적으로 함께 결합된 다수의 개별 열가소성 섬유 부재 (12)를 포함한다. 개별 섬유 (12)는 미세한 스케일로 보면 물결형 또는 다소 랜덤한 배향을 갖는 것으로 보인다. 미세한 스케일로 볼 때 섬유 (12)의 전체 길이는 가시적이고 섬유 (12)는 화살표 (16)에 의해 나타낸 종방향에 평행인 전체적인 주된 배향 방향을 갖는다. 부직 웹은 스펀본드일 수 있고, 높은 종방향 필라멘트 배향 및 주로 종방향으로 배향된 열 결합을 사용해 의도적으로 제조될 수 있다. 이는 통상의 본디드 카디드 웹에 존재하는 것과 매우 유사한 고유한 횡방향 연장능을 갖는 스펀본드 웹을 제공할 것이다.
부직 웹 (10)은 바람직하게는 스펀본드 웹이지만 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹, 에어 레이드 웹 또는 1종 이상의 부직 웹을 포함하는 라미네이트 또는 복합재일 수 있다. 부직 웹은 수력 얽힘 공정 (hydraulic entangling process)을 사용하여 형성되거나 변형될 수도 있다. 본 발명이 실시태양에서, 부직 웹 또는 이를 포함하는 라미네이트는 상기 정의된 바와 같이 네킹가능하다. 도 2는 네킹된 부직 재료 (20)의 평면도를 설명하고 있는데, 이는 종방향 (16)으로 신장되어 종방향 (16)에서 웹의 신장 및 횡방향 (18)에서 좁혀짐 또는 넥-인이 야기된 부직 웹 (10)일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 네킹은 개별 필라멘트 (12)가 서로 더욱 정렬되고 서로 더욱 가까워지도록 만든다. 네킹가능한 부직 웹 또는 라미네이트를 사용할 경우, 약 15 % 이상, 더욱 바람직하게는 약 25 내지 75 %, 가장 바람직하게는 약 35 내지 65 %의 퍼센트 넥-다운율을 가져야 한다. 네킹 전, 부직 웹 (10)은 약 0.05 내지 4.0 온스/제곱야드 (osy), 바람직하게는 약 0.3 내지 2.0 osy, 더욱 바람직하게는 약 0.4 내지 1.0 osy의 기초 중량을 가져야 한다.
네킹가능한 부직 웹을 사용할 경우, 부직 웹은 비연장성 또는 연장성 중합체로부터 구성될 수 있다. 적합한 비연장성 중합체의 예는 이에 제한되지는 않지만 폴리올레핀, 폴리아미드 및 폴리에스테르를 포함한다. 바람직한 중합체는 폴리올레핀, 예를 들어 폴리프로필렌 및(또는) 폴리에틸렌을 포함한다. 다른 적합한 중합체는 약 0.900 내지 0.935 그램/1 ㎤의 밀도를 갖는, 주로 에틸렌과 C3-C12 알파-올레핀의 공중합체 (통상적으로 선형 저밀도 폴리에틸렌으로 공지됨)를 포함한다. 또한, 90 중량% 이상의 폴리올레핀과 10 중량% 미만의 C2 또는 C4-C12 알파-올레핀의 공중합체도 포함된다. 부직 웹 (10)이 넥-신장되거나 크림핑된 섬유가 아닐 경우 바람직한 연장성 중합체 (하기 기재된 바와 같음)도 또한 넥-신장될 때 사용할 수 있다. 단일-자리 촉매 폴리올레핀 (즉, 메탈로센-촉매 또는 강요된 기하학-촉매)도 또한 유용하다. 이들 폴리올레핀들은 이들의 밀도 및 단량체 함량에 따라 연장성 또는 비연장성일 수 있다. 단일-자리 촉매 폴리올레핀은 미국 특허 제5,571,619호, 제5,322,728호, 및 제5,272,236호에 기재되어 있고, 이들의 개시내용은 본원에 참고로 인용되어 있다.
단일-자리 촉매를 사용하여 제조된 중합체는 매우 좁은 분자량 범위를 갖는다. 4 미만 및 심지어는 2 미만의 다분산도 수 (Mw/Mn)도 메탈로센으로 제조된 중합체에서는 가능하다. 이들 중합체들은 또한 유사한 지글러-나타로 제조된 유형의 중합체에 비해 제어된 단쇄 분지 분포를 갖는다. 또한 중합체의 이소택티시티를 매우 근접하게 제어하는데 메탈로센 촉매계를 사용할 수 있다. 일반적으로, 0.900 g/cc 이상의 밀도를 갖는 폴리에틸렌 중합체 및 공중합체는 덜 연장성이거나 연장성이 아닌 경향이 있지만, 0.900 g/cc 미만의 밀도를 갖는 것은 더욱 연장성이다. 일반적으로, 0 내지 10 %의 에틸렌 또는 다른 알파-올레핀 공단량체를 함유하는 폴리프로필렌 중합체 및 공중합체는 덜 연장성이거나 연장성이 아닌 경향이 있지만, 10 % 이상의 공단량체를 함유하는 프로필렌-알파 올레핀 공중합체는 더욱 연장성이다.
단일-자리 촉매 중합체의 상업적 제조는 다소 제한되지만 성장하고 있다. 이러한 중합체들은 텍사스주 베이타운 소재의 엑손 케미칼 컴파니 (Exxon Chemical Company)로부터 폴리프로필렌계 중합체로는 상품명 아치브 (ACHIEVE), 폴리에틸렌계 중합체로는 이그젝트 (EXACT) 및 엑시드 (EXCEED)가 시판된다. 미시건주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니 (Dow Chemical Company)는 어피니티 (AFFINITY)라는 명으로 상업적으로 시판되는 중합체를 갖고 있다. 이들 재료들은 비입체적 선택성 메탈로센 촉매를 사용하여 제조되는 것으로 믿어진다. 엑손은 일반적으로 이들의 촉매 기술을 단일 자리 또는 메탈로센 촉매로 언급하고, 다우는 다수개의 반응 자리를 갖는 전통적인 지글러-나타 촉매로부터 구별하기 위해 인사이트 (INSITE)라는 명의 "강요된 기하학" 촉매로 언급한다. 피나 오일 (Fina Oil), 바스프 (BASF), 아모코 (Amoco), 훼스트 (Hoechst) 및 모빌 (Mobile)과 같은 다른 제조업자들은 이러한 영역에서 활발하며, 이러한 기술에 따라 제조된 중합체의 유용성은 다음 10년간 실질적으로 증가할 것으로 믿어진다.
제2 실시태양에서, 횡방향 연장성 부직 웹 (10)은 넥-신장되지 않는다. 이러한 실시태양에서, 부직 웹 (10)은 연장성 중합체 재료, 즉 개별 섬유 (12)가 초기 길이의 25 % 이상 신장되고 신장력의 제거시 신장 길이 및 비신장 길이 간의 차가 30 % 초과로 수축되지 않는 재료로부터 제조된다. 바람직하게는, 연장성 중합체는 개별 섬유 (12)가 초기 길이의 35 % (예, 35 내지 300 %)로 신장되고 신장력의 제거시 신장 길이 및 비신장 길이 간의 차가 30 % 초과로 수축되지 않는다. 더욱 바람직하게는, 연장성 중합체는 개별 섬유 (12)가 초기 비신장 길이의 50 % 이상 (예, 50 내지 200 %)로 신장하고 상기 차가 30 % 초과로 수축하지 않는다. 연장성 섬유 (12)는, 연장성 중합체가 섬유를 연장성으로 만드는데 충분한 양으로 존재하는 한, 블렌드, 또는 연장성 및 비연장성 중합체의 다른 조합물로 구성될 수 있다.
연장성 중합체의 예는 특정 가요성 폴리올레핀, 예를 들어 폴리프로필렌 주쇄에 아택틱 및 이소택틱 프로필렌기 둘 다를 갖는 폴리프로필렌계 중합체를 포함한다. 가요성 폴리올레핀 (FPO)은 렉센 코포레이션 (Rexene Corporation)에 의해 판매된다. 또한 히몬트 코포레이션 (Himont Corporation)에 의해 "캐탈로이즈 (cataloys)"로 판매되는 헤테로상 프로필렌-에틸렌 공중합체도 포함된다. 헤테로상 중합체는 반응기중 상이한 단계에서 상이한 수준의 프로필렌 및 에틸렌을 첨가함으로써 형성되는 반응성 블렌드이다. 헤테로상 중합체는 통상적으로 약 10 내지 90 중량%의 제1 중합체 세그먼트 A, 약 10 내지 90 중량%의 제2 중합체 세그먼트 B, 및 0 내지 20 중량%의 제3 중합체 세그먼트 C를 포함한다. 중합체 세그먼트 A 는 결정체가 약 80 % 이상이고 약 90 내지 100 중량% 이하의 에틸렌, 및 단독중합체 또는 랜덤 공중합체로서 10 중량%의 에틸렌을 포함한다. 중합체 세그먼트 B는 결정체가 약 50 % 미만이고, 약 30 내지 70 중량% 에틸렌과 함께 랜덤하게 공중합된 약 30 내지 70 중량% 프로필렌을 포함한다. 임의의 중합체 세그먼트 C는 약 80 내지 100 중량% 에틸렌 및 0 내지 20 %의 랜덤하게 공중합된 프로필렌을 포함한다.
다른 연장성 중합체는 밀도가 0.900 g/㎤, 바람직하게는 약 0.870 내지 0.890 g/㎤인 에틸렌-알파 올레핀 공중합체인 매우 저밀도의 폴리에틸렌 (VLDPE)을 포함한다. 바람직한 VLDPE는 단일-자리 촉매반응된다. 다른 연장성 중합체는 10 중량% 이상의 C2 또는 C4-C12 공단량체, 바람직하게는 약 15 내지 85 중량%의 공단량체를 함유하는, 바람직한 공단량체인 에틸렌과의 랜덤 프로필렌-알파 올레핀 공중합체를 포함한다.
제3 실시태양에서, 횡방향 연장성 부직 웹 (10)은 크림핑된 섬유 (12)로부터 제조된다. 다양한 크림핑 공정이 당업계에 공지되어 있다. 크림핑된 섬유는 아코디언 또는 스프링과 같은 파형 또는 미세파형을 가지므로 섬유가 연장될 때 펴지고(지거나) 이들의 파형의 진폭이 감소된다. 크림핑된 섬유를 사용할 경우, 중합체의 구조는 연장성일 필요가 없으며, 다시 말해 연장성이거나 비연장성일 수 있다.
또다른 실시태양에서, 부직물이 형성되어 섬유는 매우 높은 종방향 (MD) 및 매우 낮은 횡방향 (CD) 배향을 갖는다. 이어서 섬유를 결합하여 섬유에 결합하는 CD를 최소화한다. 이는 재료가 CD로 연장되도록 한다. 이러한 물질의 예는 높은 CD 연장능 및 낮은 MD 연장능을 갖는 본디드 카디드 웹 (BCW) 부직물이다. 스펀본드와 같은 다른 부직물들은 제조되어 스펀본드 섬유를 성형함으로서 BCW와 유사하게 수행할 수 있는데, 섬유가 MD로 많이 배향되고 필라멘트와 결합 패턴으로 결합되어 물질은 CD로 쉽게 연장될 수 있다. 이러한 결합 패턴은 MD 중 결합과 주로 정렬되는 낮은 퍼센트 결합 면적 (25 % 미만)을 갖는다. 따라서, MD 중에는, MD 중 섬유의 기둥에 근접하게 결합되지 않은 섬유 기둥이 있다. 비결합 섬유는 부직물이 쉽게 CD로 연장되도록 하지만, 결합 섬유는 물질에 강도 및 내마모성을 부여한다. BCW 물질은 문헌 [Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 10. Pages 211-212, Wiley & Sons (1987)]에 더 기재되어 있고, 이는 참고로 인용되어 있다.
도 3은 제1 실시태양의 넥-연신된 부직 웹, 제2 실시태양의 연장성 중합체-기재 부직 웹 또는 제3 실시태양의 크림핑된 부직 웹에 라미네이팅될 수 있는 연장성 필름 (이 경우에는 통기성 연장성 미공질 필름)의 한 실시태양을 설명하고 있다. 통기성 미공질 필름 (100)은 결합에 사용되는 두개의 얇은 스킨 층 (122 및 124)사이에 샌드위치된 제1 미공질 코어 층 (112)를 포함할 수 있다. 다르게는, 필름 (100)은 제1 미공질 코어 층 (112), 및 하나의 스킨 층 (122 또는 124)을 포함할 수 있거나, 또는 스킨 층을 포함하지 않을 수 있다.
미공질 층 (112)는 중합체 매트릭스 (111), 구불구불한 경로를 한정하는 비교적 미공질인 막 (113)에 의해 둘러싸인 매트릭스 중 다수의 간극 (114), 및 각 간극 (114) 내에 하나 이상의 충전제 입자 (116)을 포함한다. 층 (112)은 미공질이고 통기성이고, 여기서 간극 사이의 미공질 막 (113)은 필름 (100)의 제1 표면 (118)로부터 제2 표면 (120)으로의 수증기의 분자 확산을 쉽게 허용한다. 다르게는, 몇몇 또는 모든 미공은 필름을 통해 통과할 수 있거나, 또는 연결되어 관통-통로를 제공한다.
중합체 매트릭스 (111)은 임의의 연장성 필름-형성 열가소성 중합체로부터 형성될 수 있다. 적합한 중합체의 예는 이에 제한되지 않고 연장성 섬유를 갖는 부직 웹의 제2 실시태양에 대해 상기 언급된 연장성 중합체 중 하나 이상을 포함한다. 연장성 중합체는 필름 (100)이 신장력의 인가시 초기 비신장 폭의 약 25 % 이상의 횡방향 연장능을 갖도록 야기하는 유형 및 양이어야 한다. 신장력의 완화시, 필름은 신장 폭과 초기 비신장 폭과의 차가 30 % 초과로 수축해서는 안된다. 바람직하게는, 필름 (100)은 초기 폭의 약 35 % 이상 (예, 35 내지 300 %), 더욱 바람직하게는 약 50 % 이상 (예, 50 내지 200 %)의 횡방향 연장성을 가져야 한다. 연장성 중합체는 필름이 연장능을 필요로 하는 한 비연장성 중합체와 블렌딩될 수 있다. 매트릭스 (111)에 대한 바람직한 중합체는 상기 기재된 바와 같이 단일-자리 촉매 에틸렌 공중합체 및 가요성 폴리올레핀 (FPO)이다.
충전제 입자 (116)은 적합한 무기 및 유기 충전제를 포함할 수 있다. 충전제 입자 (116)은 바람직하게는 미공을 생성할 정도로 작아서 필름 (100)의 액상 수분 배리어를 유지한다. 일반적으로, 충전제 입자는 약 0.1 내지 7.0 미크론, 바람직하게는 약 0.5 내지 5.0 미크론, 가장 바람직하게는 약 0.8 내지 2.0 미크론의 평균 입경을 가져야 한다. 적합한 충전제는 이에 제한되지 않고 탄산 칼슘, 비팽윤성 점토, 실리카, 알루미나, 황산 바륨, 탄산 나트륨, 활석, 황산 마그네슘, 이산화 티탄, 제올라이트, 황산 알루미늄, 규조토, 황산 마그네슘, 탄산 마그네슘, 탄산 바륨, 고령토, 운모, 탄소, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 및 중합체 입자를 포함한다. 현재 바람직한 충전제는 탄산 칼슘이다.
충전제 입자 (116)은 중합체 매트릭스 중 이들의 분산을 용이하게 하는 소량 (예, 2 중량% 이하)의 지방산 또는 다른 물질로 코팅될 수 있다. 적합한 지방산은 이에 제한되지 않고, 스테아르산, 또는 베헨산과 같은 거대쇄 지방산을 포함한다. 필름 (100)의 코어층 (112)에서 충전제 입자 (116)의 양은 층 (112)의 총 (중합체와 충전제) 부피의 약 10 내지 55 부피%, 바람직하게는 약 15 내지 45 부피%, 가장 바람직하게는 약 25 내지 40 부피% 범위이어야 한다. 유사하게는, 중합체 매트릭스 (111)은 코어 층 (112)의 약 45 내지 90 부피%, 바람직하게는 약 55 내지 85 부피%, 더욱 바람직하게는 약 60 내지 75 부피%를 구성하여야 한다. "부피"란 용어는 중합체 및 충전제에 의해 점유된 총 부피를 의미하고, 간극 또는 미공 중 공기 공간은 제외한다.
중합체 조성물, 충전제 함량, 충전제 입자 크기 및 연신 정도는 라미네이트 중 연장성 미공질 필름 (100)의 기공성 및 액체 배리어를 결정하는 것을 돕는 인자이다. 일반적으로, 배향된 미공질 필름 (100)의 두께는 약 50 미크론 미만, 바람직하게는 약 30 미크론 미만, 가장 바람직하게는 약 20 미크론 미만일 것이다. 필름 (100)은 원래 길이의 약 1.1 내지 7.0 배, 바람직하게는 약 1.5 내지 6.0 배, 가장 바람직하게는 약 2.5 내지 5.0 배로 단축 신장되어 기공성을 야기할 것이다. 다르게는, 필름은 당업계의 기술자들에게 친숙한 통상 기술을 사용하여 이축신장될 것이다. 바람직하게는, 필름은 종방향으로 단축 신장되고, 웹의 종방향으로 정렬된 필름의 부직 웹으로 종방향 라미네이팅된다. 신장 온도는 사용한 특정 중합체에 따라 약 38 내지 150 ℃, 바람직하게는 약 70 내지 95 ℃의 범위일 수 있다. 통기성 연장성 필름 (100)은 층의 캐스트 또는 블로운 필름 압출, 압출 코팅, 또는 임의의 통상적인 레이어링 공정에 의해 제조될 수 있다.
도 3의 실시태양에서, 미공질 통기성 필름 층 (112)은 2개 또는 3개 층 연장성 필름 (100) 중 하나 이상의 비교적 얇은 외부 스킨 층 (122 및 124)에 인접한다. 하나 또는 두개의 스킨 층의 포함은 필름 가공성을 개선하고, 통기성 연장성 필름 (100)에 대한 가열 밀봉 특성에도 기여할 수 있다. 외부 층 (112 및 124) 중 중합체는 미공질 층 (112) 중 중합체와 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는, 외부 층(들) 중 중합체는 연장성이고, 미공질 층 (112)보다 낮은 연화점을 갖고, 필름 (100)의 열 밀봉능에 기여한다. 통기성을 촉진하기 위해서는, 스킨 층 (122 및 124)는 입상 충전제를 미공질 코어 층 (112)와 동일한 양 이하의 임의의 양으로 포함할 수 있고, 스킨 층은 필름이 배향된 후에도 역시 미공질일 수 있다.
또한, 외부 층 (122 및 124)의 두께 및 조성은 통기성 필름 (100)을 통한 습기 전달이 실질적으로 약화되지 않도록 선택되어야 한다. 이러한 방법으로, 미공질 코어 층 (112)는 전체 필름의 통기성을 결정할 수 있다. 이 목적을 위해, 스킨 층 (122 및 124)은 두께가 일반적으로 약 10 미크론 미만, 바람직하게는 약 5 미크 론 이하이다. 조합된 스킨 층들은 전체 필름 두께의 25 % 이하, 바람직하게는 약 2 내지 15 %, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 %를 구성한다. 낮은 연화점을 갖는 바람직한 연장성 스킨 층 중합체는 에틸렌과 C3-C20 알파-올레핀 공단량체와의 무정형 메탈로센 또는 지글러-나타-촉매 공중합체 (약 0.89 g/cc의 밀도)를 포함한다. 역시 적합한 것은 에틸렌, 프로필렌 및 부텐의 랜덤 공중합체 또는 삼량체, 및 다른 실질적으로 무정형 또는 반결정질 프로필렌-에틸렌 중합체일 수 있는 무정형 폴리 알파-올레핀 (APAO) 중합체이다. 에틸렌 비닐 아세테이트, 프로필렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 및 임의의 상기 중합체의 블렌드도 역시 포함한다.
횡방향 연장성 미공질 필름 (100)은 하기 기재된 공정을 사용하여 측정한 300 g/㎡-24 시간의 수증기 투과율 ("WVTR")을 가져야 한다. 바람직하게는, 필름 (100)은 1200 g/㎡-24 시간, 더욱 바람직하게는 2000 g/㎡-24 시간 이상의 WVTR을 가져야 한다.
도 4는 다층 통기성 필름 및 라미네이트를 형성하기 위한 통합 공정을 설명하고 있다. 도 4를 참조로 하여, 필름 (100)은 인-라인 또는 오프-라인일 수 있는 캐스트 또는 블로운 단위와 같은 필름 공압출 장치 (40)으로부터 형성된다. 통상적으로, 장치 (40)은 2개 또는 3개의 압출기 (41)을 포함할 것이다. 코어 층을 제조하기 위해, 중합체 매트릭스 물질 및 충전제를 포함하는 충전 수지는 혼합기 중 (도시되지 않음) 제조되고 압출기 (41)로 보내진다. 각 스킨 층을 제조하기 위해 서, 유사한 추가의 혼합 장치 (도시되지 않음) 및 압출 장치 (41)을 사용하여 불화합성 중합체 성분들을 혼합할 수 있고 코어 층의 한면 또는 양면에 스킨 층으로 압출할 수 있다. 다층 필름 (100)은 필름 (100)을 냉각시키는 칠 롤러 (42)상에 압출된다. 칠 롤러에 인접한 진공 상자 (43)는 칠 롤러의 표면에 진공을 형성하여 필름이 칠 롤러의 표면에 가까이 유지되는 것을 돕는다. 공기 나이프 또는 정전기 피너 (pinner) (44)도 또한 롤러 표면에 대해 필름 (100)을 밀어부친다.
필름 압출 장치 (40) 또는 공급된 오프-라인 롤로부터, 다층 필름 (100)은 미국 로드아일랜드주 프로비던스 소재의 마샬 앤드 윌리암스 컴파니 (Marhall and Williams Co.)를 포함하는 판매자로부터 시판되는 종방항 배향기일 수 있는 필름 신장 장치 (47)로 보내진다. 장치 (47)은 다수의 신장 롤러 (46a-e)를 갖고, 이는 필름을 필름의 이동 방향인 종방향으로 점차적으로 신장시키고 얇게 만든다. 목적 신장 온도로 가열된 롤러 (46a-e)는 응력의 양을 공급하여, 코어 층 (112)가 미공질 및 통기성인 연신 길이로 다층 필름 (100)을 점차적으로 신장시키고, 스킨 층 (122 및 124)는 충분히 얇아지고, 아마도 미공질이 되어 전체 필름 통기성을 방해하지 않는다. 장치 (47)은 5개의 신장 롤러 (46a-e)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 롤러의 개수는 목적 신장 수준 및 각 롤러 쌍 간의 신장량에 따라 더 많아지거나 더 적어질 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 롤러를 100 % 내지 500 %의 필름 연장을 달성하도록 설정하여 통기성으로 만들도록 할 것이다. 예를 들어, 필름을 100 ft/분으로 작동할 경우, 신장 롤러는 350 % 신장률을 위해 450 ft/분으로 작동할 것이다. 통기성이 바람직하지 않을 경우 필름은 신장될 필요가 없다.
유리하게는, 필름 (100)은 상기 설명된 바와 같이 상승된 신장 온도를 사용하여 원래 길이의 약 1.1 내지 7.0 배, 바람직하게는 약 1.5 내지 6 배, 적합하게는 약 2.5 내지 5 배로 단축 신장될 수 있다. 상승된 신장 온도는 신장 롤러 (46a-e)의 일부 또는 전부를 가열함으로써 유지될 수 있다. 최적의 신장 온도는 필름 (100)의 코어 층 및 스킨 층 중합체에 따라 변화되고, 일반적으로 코어 층 (112) 중 매트릭스 중합체의 융점 아래이다.
다층 필름 (100)은 당업계에 공지된 통상의 접착제 결합 또는 열 결합 기술을 이용하여 부직 웹과 같은 하나 이상의 기판에 라미네이팅될 수 있다. 기판 및 결합의 유형은 특정 목적 사용 적용에 따라 변화될 것이다. 다시 도 4를 참조하여, 필름 (100)은 필름이 신장된 직후 부직 웹 (20)에 라미네이팅될 것이다. 한 실시태양에서, 스펀본드 웹일 수 있는 네킹가능한 부직 웹 (20)은 공급 롤 (62)로부터 풀려진다. 이어서 네킹가능한 물질 (20)은 롤러들 (68 내지 70)의 더미에 의해 형성된 S-롤 장치 (66)의 닙 (nip) (64)를 통해 화살표에 의해 도시된 S-랩 경로와는 반대로 통과된다. 롤러 (68 및 70)은 다운스트림 칼렌더 결합 롤러 (58)보다 느린 원주 속도로 회전하여 웹 (20)의 인장 및 넥-인을 야기한다. 바람직한 실시태양에서, 롤러는 종방향으로 예비 라미네이션 연장으로서 웹의 연장능, 또는 네킹 한계의 약 12.5 %를 달성하도록 설정될 것이다. 예를 들어, 웹을 400 ft/분으로 작동한다면 신장 롤러는 웹을 처음으로 네킹하기 위해서는 450 ft/분으로 작동될 것이다. 인장되고 네킹된 물질은 접착제 (73)을 다이 헤드 (74)를 통해 웹 (20)의 표면에 분무하는 분무 장치 (72) (예, 멜트블로우 다이)의 아래로 통과될 수 있다. 접착제 처리를 하거나 하지 않고 네킹된 웹 (20)은 다층 필름 (100)에 합쳐져 필요하다면 가열될 수 있는 칼렌더 롤러 (58) 사이에서 결합될 수 있다. 동시에 도 4의 필름 (100)은 그의 반대편에서 공급 롤 (63)으로부터의 제2 물질 (30)에 결합된다. 제2 연장성 물질 (30)은 제2 부직 웹 또는 또다른 필름 층일 수 있다. 얻어진 라미네이트 (32)는 감겨지고 공급 롤 (60)에 보관된다. 기재된 결합 기술 이외에, 다른 결합 기술들 (예, 다른 열, 접착제 또는 초음파 결합)을 사용할 수 있다.
또다른 바람직한 실시태양에서, 스펀본드는 스펀본드 웹을 네킹하기 위해 종방향 신장된다. 네킹된 스펀본드는 횡방향 연장성이지만 연장되지 않은 필름에 라미네이팅된다. 이어서 라미네이트는 종방향으로 신장되어 라미네이트를 네킹한다. 마지막 신장 단계는 필름을 신장시키고 얇게 만들지만, 분명하게 네킹시키지는 않는다. 그러나, 스펀본드는 네킹되고 필름에 강제적으로 부착되어 폭이 좁아진다. 이러한 강제적인 좁힘은 필름에 주름 또는 골을 형성한다. 이러한 연신/신장 단계 동안 추가의 결정화가 발생되어 필름이 주름지고 좁혀진 형태로 유지되게 하는 메모리를 생성한다. 완만한 횡방향 힘은 주름의 연장을 야기하여 라미네이트는 그가 형성되는 폭에 대한 용이한 횡방향 연장능을 가진다. 이러한 폭에서, 스펀본드는 여전히 원래 예비네킹된 폭으로 연장하지만 필름은 실제로 주름을 잡아당기는 힘보다 더 큰 힘을 필요로 하며 연장될 수 있다.
라미네이팅 전 및 라미네이팅 추의 신장/네킹 단계를 조절함으로써, 목적량의 용이하고 어려운 신장을 갖는 라미네이트를 제조할 수 있다. 이는 횡방향으로 쉽게 및 용이하게 연장되어 착용자에게 일치되지만 반대 방향으로 추가 "신장"하여 파열되지 않고 연장할 수 있는 제품을 제조하는데 매우 유용하다.
라미네이트 중 미공질 통기성 필름을 갖는 것이 바람직할 경우, 충전된 필름을 사용하여, 라미네이팅 후 신장 단계가 통기성으로 만드는데 충분한 총 신장을 생성하도록 라미네이팅전 충분히 신장될 것이다.
부분적으로 네킹된 웹 및 신장된 필름 성분의 실시태양에서, 공급 롤 (60) 또는 공급 롤 (60)의 전에 위치하지만 칼렌더링 롤 (58) 뒤에 위치하는 추가의 인장 롤 (도시되지 않음)을 사용하여 라미네이트 (32)를 추가로 연장시킬 것이다. 라미네이트가 좁혀지는데 충분한 시간/거리를 제공하는 것은 중요하다. 따라서 연신은 인-스케일인 것으로 여겨지지 않아야 한다. 도 5를 참고로 하여, 이러한 추가의 연장은 필름 (100)에 주름 (80)을 형성하거나 고정, 또는 형성하고 고정시킬 것이고, 부직 웹 (20)을 더 연장하고 네킹하여 라미네이트 (32)를 좁힐 것이다. 이러한 최종 신장은 라미네이트가 약 11 %, 또는 종방향으로의 웹 물질의 연장 한계 이하로 더 신장하도록 할 수 있다.
라미네이트 (32)의 바람직한 횡방향 연장능은 바람직하게는 연장성 통기성 필름 (100)을 횡방향 연장성 웹 (20 및 30)과 정렬시켜 둘 모두가 결합동안 각각의 종방향으로 이동하고 필름 및 웹의 종방향이 실질적으로 서로에게 평행하도록 함으로써 달성된다. 부직 웹 (20)이 네킹된 웹일 경우, 라미네이트의 횡방향 연장능은 웹을 원래 비네킹된 상태로 되돌려 필름 및 웹이 횡방향으로 연장되도록 함으로써 달성된다. 부직 웹이 네킹되지 않았지만 연장성 중합체로 제조된 경우, 그의 섬유 는 연장되어 필름이 횡방향으로 연장된다. 부직 웹이 크림핑된 섬유로 제조된 경우, 그의 섬유들은 덜 크림핑되거나 크림핑되지 않아 필름이 횡방향으로 연장된다. 섬유는 크림핑되거나 연장성 중합체로 제조될 수 있고, 또한 본디드 카디드 웹에 존재할 수 있다. 통기성 필름은 이미 라미네이팅 전에 종방향으로 신장되었기 때문에, 라미네이팅 후 필름은 종방향으로 더 신장하기 보다는 횡방향으로 신장하려는 경향을 크게 갖는다.
도 5 내지 8을 참조로 하여, 라미네이트 (32)는 라미네이팅 후 더욱 완전히 신장되는 부분적으로 네킹된 웹 및 부분적으로 연장된 필름으로 제조되고, 라미네이트의 횡방향 연장능은, 도 7에 도시된 바와 같이, 필름 (100)의 주름 (80)을 펼치거나 평평하게 하여 웹 (20)을 그의 원래 비네킹 상태를 향해 횡방향으로 되돌림으로써 달성된다. 이어서 화살표 (84)에 의해 표시된 더 큰 힘을 이용한 제2 연장능은 도 8에 도시된 바와 같이 필름 (100)을 신장하고 주름 펼침의 한계를 넘어 신장시키고 얇게 함으로써 달성된다.
전체 라미네이트 (32)는 필름 및 부직 웹의 연장능에 의해 영향을 받는 횡방향 연장능을 갖는다. 상세하게는, 라미네이트는 신장력의 인가시 파열되지 않고 초기 폭의 25 % 이상, 바람직하게는 35 % 이상, 더욱 바람직하게는 50 % 이상인 횡방향 연장능을 갖는다. 신장력의 제거시, 라미네이트는 1분간의 유지 기간 후 신장 폭과 원래 폭간의 차가 30 % 이하이도록 회복되거나 수축되지 않는다.
본 발명의 라미네이트를 특징짓는 또다른 방법은 신장 상태로 1분 유지 기간 동안 나타나는 수축력의 퍼센트 저하율이다. 수축력의 퍼센트 저하율을 측정하는 공정은 하기 실시예에 기재되어 있다. 간단하게, 라미네이트 물질의 샘플을 초기 폭의 50 %로 횡방향으로 연장시킨다. 수축력은 물질의 50 % 연장 직후 및 연장 상태로 1분 유지 기간 후 측정한다. 퍼센트 수축력 저하율은 하기와 같이 계산한다.
Figure 112002018360947-pct00001
본 발명에 의해 요구되는 제한된 수축률을 유지하기 위해서는, 라미네이트는 약 35 % 이상, 바람직하게는 약 45 % 이상의 퍼센트 수축력 저하율을 나타내어야 한다.
횡방향 연장성 통기성 라미네이트를 다양한 개인 위생용 흡수 용품 및 의료용 용품에 사용할 수 있다. 흡수 용품은 이에 제한되지 않고 기저귀, 배변 연습용 팬츠, 수영복, 흡수용 언더팬츠, 성인 요실금용 제품, 여성용 생리 제품 등을 포함한다. 의료용 제품은 의료용 가먼트, 얼굴용 마스크, 언더패드, 붕대, 드레이프, 의료용 와이프 등을 포함한다.
횡방향 연장성 통기성 라미네이트는 신장이 필요한 지역에서만 선택적으로 연장되어 착용자의 윤곽에 정합된다는 장점을 갖는다. 예를 들어, 라미네이트를 외부커버로 포함하는 기저귀 또는 팬츠형 흡수용 가먼트를 신장성이 아닌 기저귀 보다 더 적은 재료를 사용하여 더 소형으로 제조할 수 있다. 흡수용 가먼트를 착용자에게 사용할 경우, 필요한 곳에서만 (예를 들어, 착용자의 전면 및 후면) 횡방 향으로 신장되어 확실히 완전하게 정합되도록 한다. 수축력이 최소이기 때문에, 최대 신장 지역에서 발생하는 피부 자국 및 발진이 실질적으로 극복된다.
<수증기 투과율(WVTR) 시험 방법>
하기 공정은 본 발명의 필름에 대한 수증기 투과율 (WVTR)의 시험을 설명하요 있다. WVTR은 하기와 같이 재료의 수증기 투과율의 ASTM 표준 시험 방법 E-96-80과 유사한 방법으로 측정하였다. 본 발명의 목적을 위해, 직경이 3 인치 (76 ㎜)의 원형 샘플을 시험 재료로부터 잘라내고 훼스트 셀라니스 코퍼레이션 (Hoechst Celanese Corporation)의 셀가드(CELGARD(R)) 2500를 대조용으로 함께 시험하였다. 셀가드 2500은 미공질 폴리프로필렌으로 구성된 필름이다. 각 재료에 대하여 2 내지 3가지 샘플을 제조하였다. 사용한 시험 컵은 플랜지가 있는 5.1 ㎝ 깊이의 알루미늄 합금이었고 기계적 밀봉 및 네오프렌 개스킷이있었다. 이 컵들은 드윙-알버트 인스트루먼트 캄파니 (Thwing-Albert Instrument Company)의 증기압계 컵 68-1이었다. 100 ㎖의 증류수를 각 증기압계 컵에 붓고, 각 시험 재료 및 대조 재료의 개개의 샘플을 각 컵의 개방된 상부상에 걸쳐지게 설치하였다. 나사로 된 플랜지를 조여서 컵의 연부를 따라 밀폐시켜 관련 시험 재료 또는 대조용 재료를 62 ㎜ 직경 원형 영역 (약 30 ㎠의 노출된 면적)상에서 주위 대기에 노출시켰다. 이어서 컵을 칭량하고 트레이에 넣어 100 ℉ (38 ℃)의 강제 통풍 오븐 중에 넣었다. 이 오븐은 내부에서의 수증기 축적을 방지하기 위해 외부 공기가 순환되는 항온 오븐이다. 적합한 강제 통풍 오븐은 예를 들어, 일리노이주 블루 아일랜드 소 재의 블루 엠 일렉트릭 캄파니(Blue M Electric Company)사의 블루 엠 파워-오-마틱 60 (Blue M Power-O-Matic 60) 오븐이 있다. 24 시간 후, 컵을 오븐으로부터 꺼내어 칭량하였다. 예비 시험 수증기 투과율 값을 다음과 같이 계산하였다.
시험 WVTR = (24시간에 걸쳐 손실된 g 중량)x7571] ÷24
오븐 내의 상대 습도는 특별히 조절하지 않았다. 38℃ 및 주위 상대 습도의 미리 결정된 설정 조건하에서, 셀가드 2500에 대한 WVTR을 5000 g/㎡/24시간으로 정하였다. 따라서, 셀가드 2500은 대조용 샘플으로 각 시험과 함께 실시하고, 얻어진 값을 공지된 WVTR에 대한 대조군의 변화에 따라 보정하였다.
몇몇 라미네이트를 3층 A-B-A 캐스트 필름 고체 (조지아주 30763 워싱턴 에디슨 드라이브 199에 소재한 헌트스만 팩케징 코포레이션 (Huntsman Packaging Corp.)로부터 입수가능한 헌트스만 타입 1885 (Huntsman Type 1885))를 사용하여 제조하였다. 필름은 42 중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 58 중량%의 탄산 칼슘 충전제를 함유하는 코어 층을 가졌다. 필름은 에틸렌 비닐 아세테이트 (28 % 비닐 아세테이트 함량)의 혼합물과 몬텔 KS-037P 카탈로이로 공지된 프로필렌-에틸렌 공중합체의 헤테로상 조합물을 함유하는 2개의 스킨 층을 갖는다. 스킨 층은 총 필름 두께의 약 3 %를 구성하였다.
필름을 종방향으로 원래 길이의 3.8 내지 4.0 배로 신장시켜 2000 g/㎡-24시간 초과의 WVTR을 갖는 통기성 미공질 필름을 얻었다. 통기성 필름은 19 g/㎡의 기초 중량을 가졌다.
첫번째 실시예의 세트에서 (낮은 네킹된 스펀본드를 사용함), 통기성 필름은 3 g/㎡의 핀들레이 (Findley) H2525A (프랑스 소재의 엘프 오토켐 (Elf Autochem)의 부서인 위스콘신 밀워키 소재의 아토 핀들레이 (Ato Findley)에 의해 제조된 접착제)를 사용하여 가역적으로 네킹된 스펀본드 웹에 접착적으로 라미네이트하였다. 접착제를 멜트블로운 다이 팁을 사용하여 도포하였다. 가역적으로 네킹된 스펀본드를 0.4 온스/yd.2를 갖는 기초 중량을 갖는 상업상 폴리프로필렌 스펀본드를 200 ℉ 가열된 롤에 통과시키고, 그 사이에 16-피트의 자유로운 거리가 있는 100 ft/분의 비권취 (unwind) 롤 및 106 ft/분의 재권취 (re-wind) 롤을 사용하여 6 % 연신시켜 제조하였다. 연신으로 인해 원래의 17 인치 폭으로부터 11 인치 네킹된 폭 (35 %의 넥-인)으로 스펀본드 웹의 네킹이 야기되었다. 이어서 네킹된 물질을 200 ℉로 가열된 롤을 통해 통과시켜, 모르만 (Morman)에게 허여된 미국 특허 제4,965,122호 (본원에 참조로 인용됨)에 기재된 바와 같이 가역적으로 네킹된 스펀본드 웹을 제조하였다.
두번째 실시예의 세트에서 (고네킹된 스펀본드를 사용함), 동일한 멜트블로운 접착제를 동일한 수준으로 사용하여 통기성 필름 및 네킹된 스펀본드 웹을 결합하였다. 고네킹된 스펀본드를 0.5 온스/yd.2의 기초중량을 갖는 상업상 폴리프로필렌 스펀본드로부터 제조하였고, 이는 305 ℉에서 열적으로 점 결합되었다. 스펀본드 웹을 260 ℉의 오븐 세트에 넣기 전 123 인치의 원래 폭으로부터 44 인치의 네킹된 폭 (64 %의 처음 넥-인)으로 네킹하였다. 웹을 17 인치 폭으로 잘라내었다. 17 인치 폭 재료의 롤을 풀어 14 인치 폭 (70 %의 총 넥-인)으로 더 네킹한 후, 통기성 미공질 필름에 접착적으로 결합하였다.
세번째 실시예의 세트 (크림핑된 섬유로부터 제조된 스펀본드를 사용함)에서, 동일한 멜트블로운 접첵제를 동일한 수준으로 사용하여 통기성 필름을 스펀본드 웹에 결합하였다. 스펀본드 웹을 열적으로 접 결합하고 사이드-바이-사이드 (side-by-side) 2성분 섬유로부터 제조하였다. 2성분 섬유는 70 중량%의 PP3155 폴리프로필렌 (텍사스주 유스톤 소재의 엑손 케미칼 캄파니 (Exxon Chemical Co.))을 함유하고, 30 중량%의 렉스플렉스 (REXflex(R)) FPO (가요성 폴리올레핀) WL201 (헌트스만 케미칼 코포레이션 제품, 프로필렌 공중합체)에 근접하게 압출시켰다. 스펀본드 웹은 0.67 온스/yd.2의 기초중량을 가지며 200 %의 횡방향 피크 신장률을 가졌다.
각 실시예에 대해 하기 기재된 데이타는 하기 사이클/홀드 장력 시험 공정을 사용하여 얻었다.
<사이클/홀드 장력 시험 공정>
라미네이트 재료의 샘플을 3" 길이 (MD) 및 6" 폭 (CD)로 절단하였다. MTS 신텍 모델 (Sintec Model) 1/S (일련번호 1S/062196/197)을 사용하여 재료의 영구 변형 특성을 평가하였다. 게이지 길이는 3"이었고, 실험하는 재료의 면적은 9 인치2 (3"x3")이었다. 크로스헤드 속도를 1000 ㎜/분으로 설정하여 기저귀 착용에서 겪게 되는 재료의 연장을 가장하였다. 재료를 60 초 동안 전체 신장에서 유지하였 다. 사이클 신장률을 관심있는 다양한 신장률로 설정하였다. 신텍이 높은 크로스헤드 속도로 인해 설정 신장률을 약간 빗나가는 것으로 밝혀졌기 때문에 신장률을 실제 목표 보다 3 % 낮게 설정하였다. 예를 들어, 50 % 신장률 및 유지가 바람직할 경우에는 사이클 신장률을 47 %로 설정하였다.
재료를 조 (jaw)에 고정하였다. 재료를 샘플 길이 (재료의 횡방향)으로 목적하는 신장률 (25 %, 50 %, 100 %, 150 % 또는 200 %)로 신장시켜 60 동안 신장된 상태로 유지하였다. 이어서 조를 이들의 원래 출발 위치로 되돌렸다.
하기 실시예들에서, 200개의 데이타 포인트를 수거하여 1) 신장, 2) 유지 및 3) 영점으로 복귀의 3단계 공정의 각각에 대해 컴퓨터에 의해 기록하였다. 분석된 데이타는 1) 신장 단계 동안 크로스헤드가 중지되기 전 마지막 데이타 포인트에 대한 샘플에 대한 힘, 2) 크로스헤드가 영점으로 복귀하기 직전의 샘플에 대한 힘, 3) 샘플의 실제 신장율, 및 4) "영점으로 복귀" 단계 동안 샘플에 대한 힘이 10 g 이하로 복귀할 때 샘플의 신장률이었다.
<실시예 1 및 2 (첫번째 세트)>
실시예 1에서, 상기 기재된 저네킹된 스펀본드 재료를 사용하여 제조된 라미네이트를 초기 폭의 25 %로 횡방향 연장시킨 후 60 초 동안 유지시키고 수축하도록 하였다. 실시예 2에서는, 저네킹된 스펀본드 재료를 초기 폭의 50 %로 횡방향 연장시키고 60 초 동안 유지한 후 수축되도록 하였다. 세개의 시료를 각 실시예에 대해 시험하고, 그 결과를 평균하였다. 하기 평균 결과들이 얻어졌다.
실시예 번호 % 연장률 연장 폭에서 힘 (g, 지체 없음) 연장 폭에서 힘의 저하율 (1분 지체) % 영구 고정율 % 수축률
1 25 530 52% 74% 26%
2 50 768 47% 82% 18%

상기 도시된 바와 같이, 통기성 미공질 필름 및 저네킹된 스펀본드를 사용해 제조된 라미네이트는 파열없이 원래 폭의 25 % 또는 50 %로 횡방향 연장될 수 있다. 신장된 폭에서 1 분간 유지한 후, 라미네이트는 두 경우 모두에서 신장 폭과 원래 비신장 폭간의 차이가 30 % 미만이 되도록 수축하였다.
<실시예 3 내지 6 (두번째 세트)>
실시예 3에서, 상기 기재된 고네킹된 스펀본드 재료를 사용하여 제조된 라미네이트를 초기 폭의 50 %로 횡방향 연장시키고 60 초 동안 유지한 후, 수축되도록 하였다. 재료를 횡방향으로 각각 100 %, 150 % 및 200 %로 연장시킨 것을 제외하고는 실시예 4 내지 6에서와 유사한 공정을 수행하였다. 또한, 이들 샘플들을 각 실시예에 대해 시험하고, 그 결과를 평균하였다. 하기 평균 결과들이 얻어졌다.
실시예 번호 % 연장률 연장 폭에서 힘 (g, 지체 없음) 연장 폭에서 힘의 저하율 (1분 지체) % 영구 고정율 % 수축률
3 50 583 50 % 74 % 26 %
4 100 650 51 % 78 % 22 %
5 150 858 51 % 80 % 20 %
6 200 1205 48 % 83 % 17 %

상기 도시된 바와 같이, 통기성 미공질 필름 및 많이 넥-신장된 스펀본드 웹을 사용하여 제조된 라미네이트를 파열없이 50 %, 100 %, 150 % 또는 200 %로 횡방 향 연장시킬 수 있었다. 신장된 폭에서 1 분간 유지한 후, 라미네이트는 모든 경우에서 신장 폭과 원래 비신장 폭간의 차이가 30 % 미만이 되도록 수축되었다.
<실시예 7 내지 10 (세번째 세트)>
실시예 7에서, 상기 기재된 바와 같이 크림핑된 섬유로부터 제조된 스펀본드를 사용하여 제조된 라미네이트를 초기 폭의 50 %로 횡방향 연장시키고 60 초 동안 유지한 후 수축되도록 하였다. 라미네이트를 각각 100 %, 150 % 및 200 %로 횡방향 연장시킨 것을 제외하고는, 실시예 8 내지 10에 유사한 공정을 수행하였다. 또한, 세 샘플 모두를 각 실시예에 대해 시험하고, 그 결과를 평균하였다. 하기 평균 결과들이 얻어졌다.
실시예 번호 % 연장률 연장 폭에서 힘 (g, 지체 없음) 연장 폭에서 힘의 저하율 (1분 지체) % 영구 고정율 % 수축률
7 50 505 49 % 79 % 21 %
8 100 678 47 % 81 % 19 %
9 150 850 47 % 82 % 18 %
10 200 1135 46 % 82 % 18 %

상기 도시된 바와 같이, 통기성 미공질 필름 및 많이 넥-신장된 스펀본드 웹을 사용하여 제조된 라미네이트를 파열없이 50 %, 100 %, 150 % 또는 200 %로 횡방향 연장시킬 수 있었다. 신장된 폭에서 1 분간 유지한 후, 라미네이트는 모든 경우에서 신장 폭과 원래 비신장 폭간의 차이가 30 % 미만이 되도록 수축되었다.
본원에 개시된 발명의 실시태양들은 현재 바람직한 것으로 여겨지지만, 본 발명의 주제 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형물 및 개선물이 제조될 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 나타나 있고, 동등물의 의미 및 범위내의 모든 변화들도 이에 포함된다.

Claims (73)

  1. 신장력의 인가시 원래 비신장 폭보다 25 % 이상 횡방향 연장이 가능하고 60 초 후 신장력의 이완시 신장 폭과 원래 폭간의 차가 0 내지 30 % 이하이도록 수축가능한 필름 (100); 및
    신장력의 인가시 원래 비신장 폭보다 25 % 이상 횡방향 연장이 가능하고 60 초 후 신장력의 이완시 신장 폭과 원래 폭간의 차가 30 % 이하이도록 수축가능한, 상기 필름 (100)에 라미네이팅된 섬유상 부직 웹 (20)
    을 포함하며, 필름 (100)에 라미네이팅되기 전에 부직 웹 (20)을 본래 길이의 1.2 내지 1.6배로 넥-신장하여 부직 웹이 종방향 (16)으로 신장되고 횡방향 (18)으로 좁혀져 있는 것을 특징으로 하는 착용자의 신체 윤곽에 정합가능한 실질적으로 액체-불투과성인 라미네이트 (32).
  2. 제1항에 있어서, 필름 (100) 및 섬유상 부직 웹 (20)이 신장력의 인가시 원래 비신장 폭보다 35 % 이상 더 큰 신장 폭으로 횡방향 연장이 가능한 것인 라미네이트.
  3. 제1항에 있어서, 필름 (100) 및 섬유상 부직 웹 (20)이 신장력의 인가시 원래 비신장 폭보다 50 % 이상 더 큰 신장 폭으로 횡방향 연장이 가능한 것인 라미네이트.
  4. 제1항에 있어서, 부직 웹 (20)이 비연장성 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 밀도 0.900-0.935 g/㎤의 선형 저밀도 폴리에틸렌, 90 중량% 이상의 프로필렌을 함유하는 프로필렌-알파 올레핀 공중합체, 및 이들의 조합물로부터 선택된 중합체를 포함하는 라미네이트.
  5. 제1항에 있어서, 부직 웹 (20)이 연장성 폴리올레핀, 밀도 0.900 g/㎤ 미만의 에틸렌-알파 올레핀 공중합체, 10 중량% 이상의 알파-올레핀 공단량체를 함유하는 프로필렌-알파 올레핀 공중합체, 헤테로상 프로필렌-에틸렌 공중합체, 아택틱 및 이소택틱 프로필렌기 둘 다를 함유하는 프로필렌 중합체, 및 이들의 조합물로부터 선택된 연장성 중합체를 포함하는 라미네이트.
  6. 제1항에 있어서, 부직 웹 (20)이 크림핑된 섬유를 포함하는 라미네이트.
  7. 제1항에 있어서, 부직 웹 (20)이 스펀본드 웹을 포함하는 라미네이트.
  8. 제1항에 있어서, 부직 웹 (20)이 멜트블로운 웹을 포함하는 라미네이트.
  9. 제1항에 있어서, 부직 웹 (20)이 본디드 카디드 웹을 포함하는 라미네이트.
  10. 제1항에 있어서, 부직 웹 (20)이 에어 레이드 웹을 포함하는 라미네이트.
  11. 제1항에 있어서, 부직 웹 (20)이 하나 이상의 층을 포함하는 라미네이트.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 (100)이 통기성 필름을 포함하는 라미네이트.
  13. 제12항에 있어서, 필름 (100)이 통기성 연장성 중합체를 포함하는 라미네이트.
  14. 제12항에 있어서, 필름 (100)이 무기 입상 충전제 (116)와 연장성 중합체의 혼합물을 포함하는 라미네이트.
  15. 제12항에 있어서, 1,200 g/㎡-24시간 이상의 수증기 투과율을 갖는 라미네이트.
  16. 제12항에 있어서, 2,000 g/㎡-24시간 이상의 수증기 투과율을 갖는 라미네이트.
  17. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 열 결합, 접착제 결합, 및 초음파 결합 중 하나 이상에 의해 필름 (100)과 부직 웹 (20)이 함께 결합되는 것인 라미네이트.
  18. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 (100)이 연장성 폴리올레핀, 밀도 0.900 g/㎤ 미만의 에틸렌-알파 올레핀 공중합체, 10 중량% 이상의 알파-올레핀 공단량체를 함유하는 프로필렌-알파 올레핀 공중합체, 헤테로상 프로필렌-에틸렌 공중합체, 아택틱 및 이소택틱 프로필렌기 둘 다를 함유하는 프로필렌 중합체, 및 이들의 조합물로부터 선택된 연장성 중합체를 포함하는 라미네이트.
  19. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 (100)이 부직 웹 (20)에 라미네이팅되기 전에 종방향으로 신장되게 연장되는 것인 라미네이트.
  20. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 연장된 부직 웹 (20)과 필름 (100)의 라미네이트 (32)가 라미네이션 후 더 연장되어 종방향 (16)으로 신장되고 횡방향 (18)으로 좁아져 필름에 주름 (80)을 형성하고 각 주름은 종방향 (16)으로 연장되는 것인 라미네이트.
  21. 제19항에 있어서, 연장된 부직 웹 (20)과 필름 (100)의 라미네이트 (32)가 라미네이션 후 더 연장되어 종방향 (16)으로 신장되고 횡방향 (18)으로 좁아져 필름에 주름 (80)을 형성하고 각 주름 (80)은 종방향 (16)으로 연장되는 것인 라미네이트.
  22. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 라미네이트 (32)를 포함하는 개인 위생용 흡수 용품.
  23. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 라미네이트 (32)를 포함하는 의료용 용품.
  24. 제21항에 따른 라미네이트 (32)를 포함하는 개인 위생용 흡수 용품.
  25. 제21항에 따른 라미네이트 (32)를 포함하는 의료용 용품.
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