KR101150678B1 - 연신성 및 신장성 적층체 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점진적으로 신장된 제1 가요성 시트 재료(710)를 제2 가요성 시트 재료(728)에 연결시킴으로써 적층체 재료를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은 맞물린 홈에 의해 형성된 일련의 닙이 고도의 신장성을 갖는 제1 가요성 시트 재료(710)을 제공하고 고도의 연신성을 갖는 적층체를 제공한다. 제1 가요성 시트 재료의 폭이 증가적 신장에 의해 유지되어, 그 결과 적층체의 제조에서 제1 가요성 시트 재료의 이용 효율이 높아진다.
연신성, 신장성, 적층체, 가요성 시트 재료

Description

연신성 및 신장성 적층체 및 그의 제조 방법 {EXTENSIBLE AND STRETCH LAMINATES AND METHOD OF MAKING SAME}
본 발명은 연신성 및 신장성 적층체, 이러한 연신성 및 신장성 적층체의 제조 방법, 및 이러한 연신성 및 신장성 적층체의 일회용 제품 응용에 관한 것이다.
넓은 종류의 응용에서 필름 및 필름/부직 적층체가 사용되고 있으며, 그의 적지 않은 수가 제한된 용도를 위한 외부덮개/배면시트 또는 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 수영복, 요실금 가먼트, 여성 위생 제품, 상처 드레싱, 붕대 등과 같은 개인 위생 흡수성 물품을 포함한 일회용 제품으로서 사용된다. 필름/부직 적층체는 보호 덮개 분야, 예컨대 자동차, 보트 또는 기타 사물 덮개 부품, 텐트 (야외 오락용 덮개), 및 수술용 드레이프, 병원 가운 및 천공 보강제와 같은 제품과 함께 건강 관리 분야에서 응용된다. 추가로, 이러한 재료는 크린 룸, 건강 관리 및 기타 용도를 위한 덮개, 예컨대 농업용 직물(가로수 덮개)에서 응용된다.
특히 개인 위생 분야에서, 특히 액체에 대해서 양호한 차단 성질 뿐만 아니라 감촉 및 감각과 같은 양호한 미적 및 촉각적 성질을 갖는 필름 적층체의 개발이 강조되고 있다. 이러한 적층체의 "신장성" 편안함, 즉 사용 시에 늘어나는 이러한 적층체를 사용하는 제품의 결과로서 적층체가 "제공"하는 능력이 더욱 강조되고 있다.
소비자 제품에서 사용되는 다수의 적층체들은, 넥킹(necking)되고 (즉, 종방향으로 신장되고 폭 방향으로 수축됨) 연신성 필름에 적층된 부직 표면을 갖도록 만들어진다. 부직 표면의 넥킹은 적층체에 횡방향 연신성을 제공한다. 부직 표면에서 더욱 고도의 넥킹에 의하여 최종 적층체에서 더욱 큰 연신성이 얻어진다. 그러나, 이러한 표면의 넥킹은 시간 당 평방야드로 측정되는 기본 기계방향 효율성을 감소시킨다. 표면이 넥킹될 때, 그에 상응하여 웹 폭의 손실이 존재한다. 폭의 손실은 이용가능한 부직포 전체 폭의 비효율적인 사용으로 전환된다. 부직포 표면의 넥킹 정도가 높을수록, 기계 폭의 이용 효율이 더욱 낮아지게 된다.
따라서, 낮은 장력에서 고도의 연신성을 갖는 적층체를 제조하는 것이 요망되고 있다. 또한, 낮은 장력 수준에서 탄성을 갖는 유사한 적층체를 제공하는 것이 요망된다. 추가로, 부직포 표면을 더욱 효율적으로 사용하여 연신성 또는 탄성 적층체를 제조하는 것이 더욱 요망된다. 본 발명은 이러한 개선을 위해 상기 및 기타 조건을 해결하고자 한다.
발명의 요약
본 발명은, 가요성 시트 재료를 증가식으로 신장시키고 신장된 재료를 다른 가요성 시트 재료의 표면에 대해 정면 배치로 연결함으로써 적층체 재료를 제조하는 방법을 제공한다. 더욱 구체적으로, 방법은
(a) 제1 가요성 시트 재료를 제공하고;
(b) 제2 가요성 시트 재료를 제공하고;
(c) 홈이 형성된 성형 표면을 제공하고;
(d) 성형 표면의 홈 안에 정합되도록 배치되는 핀(fin)을 갖는 다수의 접합 표면을 제공하고;
(e) 성형 표면과 접합 표면 사이에 연속적인 (nip)을 형성하며, 여기서 접합 표면의 핀들이 성형 표면 위의 별개 위치에서 성형 표면의 홈 안에 들어가고;
(f) 성형 표면에 대해 제1 가요성 시트 재료의 위치를 유지하면서, 연속적인 닙 안으로 제1 가요성 시트 재료를 공급하고;
(g) 연속적인 닙 안에서 제1 가요성 시트 재료와 함께 성형 표면 홈 안에 들어가는 핀에 의해 제1 가요성 시트 재료를 다수회 횡방향으로 신장시키고;
(h) 접착제를 신장된 제1 가요성 시트 재료에 슬롯 코트 접착 공정으로 도포하고;
(i) 신장된 제1 가요성 시트 재료를 제2 가요성 시트 재료에 정면 배치로 연결하는 단계를 포함한다.
하나의 구현양태에서, 연속적인 접합 표면의 핀들이 각각의 연속적인 닙의 홈 안에 상이한 정도로 들어가서, 상이한 닙에서 상이한 정도의 신장성을 제1 가요성 시트 재료에 제공한다.
다른 구현양태에서, 성형 표면은 드럼이고, 다수의 접합 표면은 드럼에 대해 상이한 위치에 배치된 위성(satellite) 롤이다.
다른 구현양태에서, 제1 가요성 시트 재료가 횡방향으로 신장된다.
각각의 구현양태에서, 처리된 웹에서 원하는 성질을 얻기 위하여 각각의 홈 과 접합 표면의 간격 및 깊이를 다양하게 변화시킬 수 있다. 특정한 구현양태에서, 인치 당 홈과 상응하는 핀의 수는 약 3 내지 약 15의 범위일 수도 있고, 충격 횟수와 원하는 신장 정도와 같은 요인에 의해 결정되는 깊이까지 홈을 침투한다.
본 발명의 구현양태에서, 제1 가요성 시트 재료는 부직 웹이다. 일반적으로, 본 발명의 부직 웹은 신장에 앞서서 약 10gsm 내지 약 150gsm의 범위의 기본 중량을 갖는다.
다른 구현양태에서, 제2 가요성 시트 재료는 중합체 필름이다. 각각의 구현양태에서 사용되는 중합체 필름은 통기성 필름일 수 있다. 필름은 다-방향 신장성 필름일 수도 있거나, 대안적으로 이러한 필름이다. 하나의 구현양태에서, 신장된 제1 가요성 시트 재료와 연결되기 전에 필름이 신장된다.
다른 구현양태에서, 제1 가요성 시트 재료가 신장된 후에, 이들 사이에 있는 오목한 골에 의해 분리된 일련의 표면 접촉 피크로 이루어진 주름잡힌 표면을 갖는다. 신장된 제1 가요성 시트 재료를 제2 가요성 시트 재료에 연결시킬 때, 2개의 재료가 별개의 점에서 연결되고, 여기서 신장된 제1 가요성 시트 재료의 일련의 표면 접촉 피크가 제2 가요성 시트 재료의 표면에 접촉된다.
추가의 구현양태에서, 슬롯 코트 접착 시스템은, 신장된 제1 가요성 시트 재료의 일련의 표면 접촉 피크에 접착제를 실질적으로 도포한다.
본 발명은, 이들 사이에 오목한 골에 의해 분리된 일련의 표면 접촉 피크로 이루어진 주름진 표면을 갖는 제1 가요성 시트 재료 및 제2 가요성 시트 재료의 적층체를 포함한다. 제1 가요성 시트 재료의 표면 접촉 피크가 제2 가요성 시트 재 료와 접촉되는 별개의 지점에서, 제2 가요성 시트 재료는 제1 가요성 시트 재료에 정면 배치로 연결된다. 하나의 구현양태에서, 제2 가요성 시트 재료는 중합체 필름이다. 더욱 특별하게는, 중합체 필름은 연신성일 수 있고 또한 통기성일 수도 있다. 대안적으로, 중합체 필름은 다-방향 신장성 필름일 수도 있다.
도 1은 본 발명의 전체 적층체 공정 배치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 재료 적층체의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따라 부직포 층을 신장시키기 위해 사용될 수도 있는 홈이 파인 롤 장치의 투시도를 나타낸다.
도 4는 연동 닙 배치의 상세한 부분도이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 기저귀의 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 배변훈련 팬츠의 도면이다.
도 7은 본 발명에 따라 제조된 흡수성 언더팬츠의 도면이다.
도 8은 본 발명에 따라 제조된 여성 위생 제품의 도면이다.
도 9는 본 발명에 따라 제조된 성인 요실금 제품의 도면이다.
정의
본 명세서 및 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, 용어 "포함하는"은 총괄적이거나 경계가 없고, 추가의 인용되지 않은 요소, 조성 성분 또는 방법 단계를 제외하지 않는다.
여기서 사용된 용어 "개인 위생 제품"은, 이에 한정되지 않지만 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 수영복, 흡수성 언더팬츠, 성인 요실금 제품 및 여성 위생 제품, 예컨대 여성 위생 패드, 생리대 및 팬티라이너를 포함하여, 체액을 흡수 및/또는 배치하기 위해 사용되는 흡수성 제품을 의미한다. 이것은 또한 수의학, 의학 및 시신처리 응용을 위한 흡수성 제품을 포함한다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "보호 덮개"는 자동차, 트럭, 보트, 비행기, 모터사이클, 자전거, 골프 카트 등과 같은 차량 덮개, 그릴, 야드 및 가든 설비(잔디깎는 기계, 로터틸러 등)과 같은 옥외용 설비 및 잔디 비품의 덮개, 뿐만 아니라 바닥 덮개, 식탁보 및 피크닉 구역 덮개를 의미한다. 이것은 또한 수술용 드레이프, 가운 등과 같은 의료용 커버를 포함한다.
여기서 사용된 용어 "보호용 외투"는 작업장에서의 보호를 위해 사용되는 의류, 예컨대 수술 가운, 병원 가운, 마스크 및 보호 커버롤을 의미한다.
여기서 사용된 용어 "종방향" 또는 MD는 제조되어지는 방향으로 웹의 길이를 의미한다. 용어 "횡방향" 또는 CD는 직물의 폭, 다시말해서 MD에 일반적으로 수직인 방향을 의미한다.
여기서 사용된 용어 "부직포 또는 부직 웹"은 편직물에서와 같이 확인가능한 방식이 아니라 각각의 섬유 또는 실이 서로 얽혀있는 구조를 갖는 웹을 의미한다. 예를 들어, 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정 및 본디드 카디드 웹 공정과 같은 많은 공정으로부터 부직포 또는 부직 웹을 형성하였다. 부직포의 기본 중량은 재료의 온스/평방야드(osy) 또는 그램/평방미터(g/m2 또는 gsm)로 표현되고, 유용한 섬유 직경은 보통 마이크론으로 표현된다 (osy로부터 gsm로 전환시키기 위해 osy에 33.91을 곱한다는 것을 주목한다).
여기서 사용된 용어 "시트" 및 "시트 재료"는 서로 바꾸어 사용할 수 있고 단어 수식어구 없이 직물, 부직 웹, 중합체 필름, 중합체 스크림-유사 재료 및 중합체 발포체 시트를 가리킨다.
여기서 사용된 용어 "마이크로섬유"는 약 75마이크론 이하의 평균 직경, 예를 들어 약 0.5마이크론 내지 약 50마이크론의 평균 직경을 갖는 소 직경 섬유를 의미하고, 더욱 특별하게는 마이크로섬유는 약 2마이크론 내지 약 25마이크론의 평균 직경을 가질 수도 있다. 종종 사용되는 섬유 직경의 표현은 데니어이고, 이것은 섬유의 9000미터 당 그램으로서 정의되며, 섬유 직경(마이크론)을 제곱하고, 밀도(그램/cc)를 곱하고 0.00707을 곱함으로써 계산될 수도 있다. 낮은 데니어는 더욱 미세한 섬유를 나타내고 더욱 높은 데니어는 더욱 두껍거나 더욱 무거운 섬유를 나타낸다. 예를 들어, 15마이크론으로서 주어진 폴리프로필렌 섬유의 직경은, 제곱을 구하고, 결과에 0.89g/cc를 곱하고, 0.00707을 곱함으로써 데니어로 전환될 수도 있다. 따라서, 15 마이크론 폴리프로필렌 섬유는 약 1.42(152×0.89×0.00707＝1.415)데니어를 갖는다. 미국 이외에서, 측정 단위는 더욱 일반적으로 "텍스(tex)"이고 이것은 섬유의 킬로미터 당 그램으로서 정의된다. 텍스는 데니어/9로서 계산될 수도 있다.
여기서 사용된 용어 "스펀본드"란, 예를 들어 미국 특허 4,340,563호(Appel 등), 미국 특허 3,692,618호(Dorschner 등), 미국 특허 3,802,817호(Matsuki 등), 미국 특허 3,338,992호 및 3,341,394호(Kinney), 미국 특허 3,542,615호(Dobo 등) (이들은 각각 그 전체내용이 참고문헌으로 포함된다)에 기재된 바와 같이 다수의 미세하고 통상 원형의 방사구 모세관으로부터 용융된 열가소성 물질을 필라멘트로서 압출하고, 압출된 필라멘트의 직경을 급속히 감소시킴으로써 형성된 소 직경 섬유를 가리킨다.
여기서 사용된 용어 "멜트블로운"은 용융된 열가소성 물질을 다수의 미세하고 통상 원형의 다이 모세관을 통하여 용융된 실 또는 필라멘트로서 집적 고속 기체(예, 공기) 흐름 안으로 압출하여 용융된 열가소성 물질의 필라멘트를 가늘게 하여 그들의 직경(마이크로섬유 직경일 수도 있음)을 감소시킴으로써 형성된 섬유를 의미한다. 그 후에, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 흐름에 의해 운반되고 수집 표면 상에 침착되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 NRL 보고서 4364, "초미세 유기 섬유의 제조"(B.A.Wendt, E.L.Boone 및 D.D.Fluharty); NRL 보고서 5265 "초미세 열가소성 섬유의 형성을 위해 개선된 장치" (K.D.Lawrence, R.T.Lukas, J.A.Young); 및 미국 특허 3,849,241호 (1974년 11월 19일, Butin 등)를 포함하여 여러 특허 및 공보에 개시되어 있다.
여기서 사용된 용어 "본디드 카디드 웹"이란 통상 꾸러미로 구입되는 스테이플 섬유로부터 만들어진 웹을 가리킨다. 꾸러미를 직조장치/소모기에 배치하여 섬유를 분리시킨다. 이어서, 콤바잉 또는 카딩 장치를 통해 섬유를 보내어 종방향으로 스테이플 섬유를 더욱 분열시키고 정렬하여 종방향-배향된 섬유 부직 웹을 형성한다. 웹이 일단 형성되면, 이것을 하나 이상의 결합 방법에 의해 결합시킨다. 하나의 결합 방법은 분말 결합이고, 이 방법에서 웹 전체에 걸쳐 분말화 접착제를 분포시킨 다음 보통 웹과 접착제를 열풍에 의해 가열함으로써 활성화시킨다. 다른 결합 방법은 패턴 결합이고, 이 방법에서 가열된 캘린더 롤 또는 초음파 결합 장치를 사용하여 보통 웹 전체에 걸쳐 국소화된 결합 패턴으로 섬유들을 함께 결합시키거나, 또는 대안적으로 원한다면 전체 표면에 걸쳐 웹들을 결합시킬 수도 있다. 이-성분 스테이플 섬유를 사용할 때, 많은 응용을 위하여 통풍 결합 장치가 특히 유리하다.
여기서 사용된 용어 "코폼"은 성형 동안에 다른 물질이 웹에 첨가되는 통로인 활강로 근처에 적어도 하나의 멜트블로운 다이 헤드가 배열되어 있는 공정을 의미한다. 이러한 다른 재료는 예를 들어 펄프, 초흡수성 입자, 셀룰로스 또는 스테이플 섬유일 수도 있다. 코폼 공정은 미국 특허 4,818,464호(Lau) 및 4,100,324호 (Anderson 등) (이들은 각각 그 전체내용이 참고문헌으로 포함된다)에 나타나 있다.
여기서 사용된 "다층 적층체"는 하나 이상의 층들이 스펀본드 및/또는 멜트블로운될 수도 있는 적층체를 의미하고, 예컨대 미국 특허 4,041,203호(Brock 등), 미국 특허 5,169,706호(Collier 등), 미국 특허 5,145,727호(Potts 등), 미국 특허 5,178,931호(Perkins 등) 및 미국 특허 5,188,885호(Timmons 등)에 개시된 바와 같은 스펀본드/멜트블로운/스펀본드(SMS) 적층체이다. 이러한 적층체는 먼저 스펀본드 직물 층에 이어서 멜트블로운 직물 층, 마지막으로 다른 스펀본드 층을 연속적으로 이동 성형 벨트 위에 침착시킨 다음, 하기 기재된 방식으로 적층체를 결합시킴으로써 제조될 수도 있다. 대안적으로, 직물 층을 개별적으로 제조하고 롤에 수집하고 별개의 결합 단계로 조합할 수도 있다. 이러한 직물은 보통 약 0.1 내지 12osy (6 내지 400gsm), 더욱 특별하게는 약 0.75 내지 약 3 osy의 기본 중량을 갖는다. 많은 응용을 위한 다층 적층체는 많은 상이한 배열을 가질 수도 있고 발포체, 티슈, 직물 또는 편물 웹 등과 같은 다른 재료를 포함할 수도 있는 하나 이상의 필름 층을 갖는다.
여기서 사용된 용어 "적층체"는 결합 단계를 통해, 예컨대 관통 접착 결합, 열 결합, 점 결합, 가압 결합, 압출 코팅 또는 초음파 결합을 통해 부착되어진 2 이상의 시트 재료의 복합체 구조를 가리킨다.
여기서 사용된 용어 "중합체"는 일반적으로 단독중합체, 공중합체, 예컨대 블록, 그라프트, 랜덤 및 교대 공중합체, 삼원공중합체 등 및 이들의 배합물 및 변형을 포함한다. 또한, 달리 한정되지 않는 한, 용어 "중합체"는 분자의 모든 가능한 기하 배열을 포함한다. 이러한 배열은 이에 한정되지 않지만 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭을 포함한다.
여기서 사용된 용어 "단일성분" 섬유는 단지 하나의 중합체를 사용하여 하나 이상의 압출기로부터 형성된 섬유를 가리킨다. 이것은 색, 대전방지 성질, 윤활성, 소수성 등을 위하여 소량의 첨가제가 첨가되어진 하나의 중합체로부터 형성된 섬유를 제외하는 것을 의미하지 않는다. 이러한 첨가제, 예를 들어 색을 위한 이산화티탄은 일반적으로 5중량% 미만, 더욱 전형적으로 약 2중량%의 양으로 존재한다.
여기서 사용된 용어 "콘쥬게이트 섬유"란 별개의 압출기로부터 압출되지만 함께 방적되어 하나의 섬유를 형성하는 적어도 2개의 중합체로부터 형성되어진 섬유를 가리킨다. 콘쥬게이트 섬유는 때때로 다성분 또는 이성분 섬유라 일컬어진다. 콘쥬게이트 섬유들이 단일성분 섬유일 수도 있긴 하지만, 중합체는 보통 서로 상이하다. 중합체들은 콘쥬게이트 섬유의 단면에 걸쳐 실질적으로 일정하게 배치된 뚜렷한 구역에 배열되며 콘쥬게이트 섬유의 길이를 따라 연속적으로 연장된다. 이러한 콘쥬게이트 섬유의 배열은 예를 들어 하나의 중합체가 다른 중합체에 의해 둘러싸여 있는 시쓰/코어 배열일 수도 있거나, 병렬식 배열, 파이 배열 또는 "해도" 배열일 수도 있다. 콘쥬게이트 섬유는 미국 특허 5,108,820호 (Kaneko 등), 미국 특허 4,795,668호 (Krueger 등), 미국 특허 5,540,992호(Marcher 등) 및 미국 특허 5,336,552호(Strack 등)에 교시되어 있다. 콘쥬게이트 섬유는 미국 특허 5,382,400호 (Pike 등)에 교시되어 있고, 2 (또는 그 이상)의 중합체의 상이한 팽창 및 수축 속도를 사용함으로써 섬유에서 권축을 일으키기 위해 사용될 수도 있다. 권축 섬유는 기계적 수단에 의해 그리고 독일 특허 DT 25 13 251A1의 방법에 의해 생성될 수도 있다. 2 성분 섬유를 위하여, 중합체들은 75/25, 50/50, 25/75 또는 기타 바람직한 비율로 존재할 수도 있다. 섬유는 일반적이 아닌 형태를 갖는 섬유를 기재하고 있는 미국 특허 5,277,976호(Hogle 등), 미국 특허 5,466,410호(Hills) 및 5,069,970호 및 5,057,368호 (Largman 등)에 개시된 형태를 가질 수도 있다.
여기서 사용된 용어 "이성분 섬유"란 동일한 압출기로부터 배합물로서 압출된 적어도 2개의 중합체로부터 형성되어진 섬유를 가리킨다. 용어 "배합물"을 이하에서 정의한다. 이성분 섬유는 섬유의 단면적에 걸쳐 비교적 일정하게 배치된 뚜렷한 구역에 배열되어 있는 다양한 중합체 성분을 갖지 않으며, 다양한 중합체들은 섬유의 전체 길이를 따라 보통 연속적이 아니고 그 대신 랜덤하게 시작되고 끝나는 피브릴 또는 프로토피브릴을 형성한다. 이성분 섬유는 때때로 다성분 섬유라 일컬어진다. 이러한 유형의 섬유는 예를 들어 미국 특허 5,108,827호 및 5,294,482호(Gessner)에 언급되어 있다. 이요소 및 이성분 섬유는 [Polymer Blends and Composite, John A.Manson 및 Leslie H.Sperling, 플레넘 프레스 저작권 1976, 미국 뉴욕 플레넘 출판 회사 부서, IBSN 0-306-30831-2, 273 내지 277면]에 언급되어 있다.
여기서 사용된 용어 "배합물"은 2 이상의 중합체의 혼합물을 의미하는 반면, 용어 "합금"은 성분들이 불혼화성이지만 상용성인 배합물의 하위부류를 의미한다. "혼화성" 및 "불혼화성"은 자유 혼합 에너지에 대해 각각 음의 값 및 양의 값을 갖는 배합물로서 정의된다. 또한, "상용화"는 합금을 형성하기 위해 불혼화성 중합체 배합물의 계면 성질을 변형시키는 방법으로서 정의된다.
여기서 사용된 용어 "결합" 및 유도체는, 본문이 다른 의미를 요구하지 않는 한, 결합된 구조의 일부인 결합 요소 사이의 간섭 층을 제외하지 않는다.
여기서 사용된 용어 "열점 결합"은 직물 또는 섬유의 웹을 가열된 캘린더 롤과 앤빌 롤 사이에 통과시켜 결합시키는 것을 포함한다. 캘린더 롤은 보통, 항상 그런 것은 아니지만, 전체 직물이 전체 표면에 걸쳐 결합되지 않도록 하는 방식으로 패턴화되고, 앤빌 롤은 보통 평평하다. 그 결과, 기능적으로나 심미적인 이유에서, 캘린더 롤을 위한 다양한 패턴이 개발되었다. 패턴의 한가지 예는 점을 갖고 미국 특허 3,855,046호 (Hansen and Pennings) (그 전체내용이 참고문헌으로 포함됨)에 교시된 바와 같이 평방인치 당 약 200개 결합과 함께 약 30% 결합 면적을 갖는 핸슨 페닝스 또는 "H&P" 패턴이다. "H&P" 패턴은 정사각형 점 또는 핀 결합 구역을 갖고, 각각의 핀은 0.038인치(0.965mm)의 측면 치수, 핀 사이에 0.070인치(1.778mm)의 간격, 및 0.023인치(0.584mm)의 결합 깊이를 갖는다. 얻어진 패턴은 약 29.5%의 결합 면적을 갖는다. 다른 전형적인 점 결합 패턴은, 0.037인치(0.94mm)의 측면 치수, 0.097인치(2.464mm)의 핀 간격 및 0.039인치(0.991mm)의 깊이를 갖는 정사각형 핀과 함께 15% 결합 면적을 생성하는 확대된 핸슨 페닝스 또는 "EHP" 결합 패턴이다. "714"로 명명된 다른 전형적인 점 결합 패턴은 각각의 핀이 0.023인치의 측면 치수, 0.062인치(1.575mm)의 핀 간격 및 0.033인치(0.838mm)의 깊이를 갖는 정사각형 핀 결합 구역을 갖는다. 얻어진 패턴은 약 15%의 결합 면적을 갖는다. 또 다른 일반적인 패턴은 약 16.9%의 결합 면적을 갖는 C-스타 패턴이다. C-스타 패턴은 교차-방향 막대 또는 유성에 의해 중단된 "코듀로이" 디자인을 갖는다. 기타 일반적인 패턴은, 약 16% 결합 면적을 갖는 반복되고 약간 치우친 다이아몬드를 갖는 다이아몬드 패턴, 및 이름이 시사하는 바와 같이 예를 들어 약 15% 내지 약 21%의 결합 면적을 갖고 평방인치 당 약 302개 결합을 갖는 윈도우 스크린 패턴으로 보이는 와이어 제직 패턴을 포함한다. 전형적으로, 퍼센트 결합 면적은 직물 적층체 웹 면적의 약 10% 내지 약 30%이다. 당 기술분야에 공지된 바와 같이, 점 결합은 적층체 층을 함께 고정시킬 뿐만 아니라 각각의 층 안에서 필라멘트 및/또는 섬유를 결합시킴으로써 각각의 층에 집결성을 부여한다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "초음파 결합"은 예를 들어 미국 특허 4,374,888호 (Bornslaeger) (그 전체내용이 참고문헌으로 인용됨)에 예증된 바와 같이 음파 호온(sonic horn)과 앤빌 롤 사이에 직물을 통과시킴으로써 수행되는 방법을 의미한다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "접착제 결합"은 접착제의 도포에 의해 결합을 형성하는 결합 방법을 의미한다. 이러한 접착제의 도포는 슬롯 코팅, 분무 코팅 및 기타 국소 도포와 같은 다양한 방법에 의할 수 있다. 또한, 이러한 접착제를 제품 성분 내에 도포하고 이어서 열 및/또는 압력에 노출시켜, 접착제 함유 제품 성분을 제2 제품 성분과 접촉시키면 2개 성분 간에 접착제 결합을 형성한다.
여기서 사용된 용어 "탄성체"는 용어 "탄성"과 서로 바꾸어 사용할 수 있고, 신장력의 적용 시에 적어도 하나의 방향(예컨대 CD 방향)에서 신장가능하고, 신장력의 방출 시에 대략 원래의 치수로 수축/회복될 수 있는 재료를 가리킨다. 예를 들어, 이완된 비-신장 길이보다 적어도 50% 더 큰 신장된 길이를 갖고 신장력의 방출 시에 신장된 길이의 적어도 50% 내에서 회복되는 신장된 재료이다. 가설의 예는 적어도 1.50인치로 신장될 수 있고 신장력의 방출 시에 1.25인치 이하의 길이로 회복되는 시트 재료의 1인치 샘플이다. 바람직하게는, 이러한 탄성체 시트는 퍼센트 잔류변형(set)을 측정하기 위해 여기에 기재된 주기 시험을 사용할 때 횡방향 방향으로 신장 길이의 50% 까지 수축되거나 회복된다. 더욱 바람직하게는, 이러한 탄성체 시트 재료는 기재된 바와 같은 주기 시험을 사용할 때 횡방향으로 신장 길이의 80%까지 회복된다. 더욱 더 바람직하게는, 이러한 탄성체 시트 재료는 기재된 바와 같은 주기 시험을 사용할 때 횡방향으로 신장 길이의 80% 초과로 회복된다. 바람직하게는, 이러한 탄성체 시트는 MD 및 CD 방향 양쪽 모두에서 신장되거나 회복될 수 있다. 본 출원의 목적을 위하여, 달리 언급되지 않는 한, 하중 손실 값 및 기타 "탄성체 기능성 시험" 값은 일반적으로 CD 방향으로 측정된다. 달리 주지되지 않는 한, 이러한 시험 값은 70% 전체 연장 주기의 50% 연장 점에서 측정된다.
여기서 사용된 용어 "엘라스토머"는 탄성체인 중합체를 가리킨다.
여기서 사용된 용어 "열가소성"은 용융 가공될 수 있는 중합체를 가리킨다.
여기서 사용된 용어 "비탄성적(inelastic)" 또는 "비탄성(nonelastic)"이란 상기 "탄성"의 정의에 속하지 않는 재료를 가리킨다.
여기서 사용된 용어 "회복한다", "회복" 및 "회복된"이란 신장력을 적용함으로써 재료를 신장 후에 신장력이 종료되었을 때 신장된 재료의 수축(위축)을 가리킨다. 예를 들어, 1인치(2.5cm)의 이완된 비신장 길이를 갖는 재료를 1.5인치(3.75cm)의 길이까지 신장시킴으로써 50% 연장시킨다면, 재료가 50% 연장되고 이완된 길이의 150퍼센트인 신장된 길이를 갖거나 1.5배 신장된다. 이러한 일례의 신장된 재료가 수축된다면, 즉 신장력의 해제 후에 1.1인치(2.75cm)의 길이까지 회복된다면, 재료가 0.5인치(1.25cm) 신도의 80%를 회복할 것이다. 퍼센트 회복률은 [(최대 신장 길이 - 최종 샘플 길이) / (최대 신장 길이 - 초기 샘플 길이)] × 100으로서 표현될 수 있다.
여기서 사용된 용어 "연신성"은 적어도 하나의 방향으로 연장가능하지만 반드시 회복가능한 것이 아님을 의미한다.
여기서 사용된 용어 "퍼센트 신장"이란 신장된 치수의 증가를 측정하고 이 값을 원래의 치수로 나눔으로써 측정된 비율, 즉 (신장된 치수의 증가/원래의 치수)×100을 가리킨다.
여기서 사용된 용어 "잔류변형"이란 신장 및 회복 후에, 즉 재료를 신장시키고 주기 시험 동안 이완시킨 후에 재료 샘플의 유지된 신율을 가리킨다.
여기서 사용된 용어 "퍼센트 잔류변형"은 주기 후에 원래 길이로부터 신장된 재료의 양 (주기 시험 후의 즉각적인 변형)의 측정이다. 퍼센트 잔류변형은 주기의 수축 곡선이 퍼센트 신장 축을 교차하는 곳이다. 적용된 응력을 제거한 후 잔류 변형을 퍼센트 잔류변형으로서 측정한다.
"하중 손실" 값은 특정한 방향(예컨대 CD)에서 주어진 퍼센트(예컨대 70% 또는 100%)의 정의된 신율까지 샘플을 먼저 신장시킨 다음 저항량이 0인 되는 양까지 샘플을 수축시킴으로써 측정된다. 이러한 주기를 2번 반복하고 주어진 신율, 예컨대 50% 신율에서 하중 손실을 계산한다. 달리 나타내지 않는 한, 50% 신율 수준(70% 신율 시험에서)에서 값을 읽고 이것을 계산에 사용한다. 본 출원의 목적을 위하여, 하중 손실을 다음과 같이 계산한다:
Figure 112006043690945-pct00001
본 출원에 반영된 시험 결과를 위하여, 정의된 신율은 달리 나타내지 않는 한 70%이었다. 하중 손실 값을 측정하기 위한 실제 시험 방법을 이하에 설명한다.
여기서 사용된 "충전제"는 압출된 필름을 화학적으로 방해하지 않거나 악영향을 미치지 않고 또한 필름 전체에 분산될 수 있는 필름 중합체 압출 재료에 첨가될 수 있는 입자 및/또는 기타 재료 형태를 포함하는 것을 의미한다. 일반적으로, 충전제는 약 0.1 내지 약 10마이크론, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 4마이크론 범위의 평균 입자 크기를 갖는 입자 형태일 것이다. 여기서 사용된 용어 "입자 크기"는 충전제 입자의 최대 치수 또는 길이를 설명한다.
여기서 사용된 용어 반-결정성, 주로 선형 중합체 및 반-결정성 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이러한 중합체의 배합물 및 이러한 중합체의 공중합체를 가리킨다. 이러한 폴리에틸렌-기재 중합체를 위하여, 이러한 용어는 약 5g/10분 이상, 바람직하게는 10g/10분 이상 (190℃, 2.16kg에서 조건 E)의 융용 지수 및 약 0.910g/cc 초과, 바람직하게는 약 0.915g/cc 초과의 밀도를 갖는 중합체를 의미하는 것으로 정의된다. 하나의 구현양태에서, 밀도는 약 0.915g/cc 내지 0.960g/cc이다. 추가의 구현양태에서, 밀도는 약 0.917g/cc 내지 0.960g/cc이다. 또 다른 추가의 대안적인 구현양태에서, 밀도는 약 0.917g/cc 내지 0.923g/cc이다. 추가의 대안적인 구현양태에서, 밀도는 약 0.923g/cc 내지 0.960g/cc이다. 이러한 폴리프로필렌 기재 중합체를 위하여, 이러한 용어는 약 10g/10분 초과, 바람직하게는 20g/10분 초과의 용융 유동 속도(230℃, 2.16kg) 및 약 0.89g/cc 내지 0.90g/cc 범위의 밀도를 갖는 중합체를 의미하는 것으로 정의된다.
여기서 사용된 용어 "통기성"은 수증기에 투과가능한 물질을 가리킨다. 수증기 투과율(WVTR) 또는 수증기 전달률(MVTR)은 24시간당 평방미터 당 그램으로 측정되고, 통기성의 동등한 표시인자로 간주되어야 한다. 시험을 체온(37℃)에서 수행한다. 용어 "통기성"은 바람직하게는 약 100g/m2/24시간의 최소 WVTR(수증기 전달률)을 갖는 수증기에 투과성인 물질을 가리킨다. 더욱 바람직하게는, 이러한 물질은 약 300g/m2/24시간 초과의 통기성을 나타낸다. 더욱 더 바람직하게는, 이러한 물질은 약 1000g/m2/24시간 초과의 통기성을 나타낸다. 하나의 측면에서 직물의 WVTR은 직물이 얼마나 편안하게 착용되는지를 나타낸다. WVTR은 하기 나타낸 바와 같이 측정된다. 종종, 통기성 장벽의 개인 위생 제품 응용은 바람직하게는 더 높은 WVTR을 갖고, 본 발명의 통기성 장벽은 약 1200g/m2/24시간 초과, 1500g/m2/24시간 초과, 1800g/m2/24시간 초과 또는 심지어 2000g/m2/24시간 초과의 WVTR을 가질 수 있다.
달리 나타내지 않는 한, 제제에서 성분의 퍼센트는 중량 기준이다.
시험 방법 절차
주기 시험:
하중 손실 및 % 잔류변형을 측정하기 위하여 주기 시험 절차를 사용하여 재료를 시험하였다. 특히 70% 정의된 신율까지 단일 주기 시험을 이용하였다. 이 시험을 위하여, 샘플 크기는 MD에서의 3인치× CD에서의 6인치였다. 그립 크기는 3인치 폭이었다. 그립 간격은 4인치였다. 샘플의 횡-방향이 수직 방향에 있도록 샘플에 하중을 가하였다. 약 10 내지 15그램의 예비하중을 설정하였다. 시험은 샘플을 20인치/분(500mm/분)으로 70% 신율(4인치 간격에 추가로 2.8인치)까지 당긴 다음, 즉시 (중지 없이) 제로 점(4인치 게이지 분리)으로 되돌렸다. 공정내 시험 (본 출원에서 데이타가 얻어짐)을 단일 주기 시험으로서 수행하였다. 테스트워크(TESTWORKS) 4.07b 소프트웨어를 사용한 리뉴 MTS 몽구스 박스(조절장치)를 갖는 연신 시험장치 2/S의 일정한 속도에서 시험을 수행하였다 (미국 노쓰 캐롤라이나 캐리의 신테크 코포레이션). 시험을 주변 조건에서 수행하였다.
본 발명은 가요성 시트 재료로부터 적층체의 형성에 관한 것이다. 본 발명의 가요성 시트 재료는 적층체에서 사용될 때 바람직한 차단 성질, 미적 성질, 촉감 및/또는 연신성 성질을 제공할 것이다.
사용되는 한가지 가요성 시트 재료는 부직 웹이다. 본 발명의 방법에서 사용하기 위해 적절한 부직 웹 재료는 예를 들어 스펀본드, 멜트블로운, 스펀본드-멜트블로운-스펀본드 적층체, 코폼, 스펀본드-필름-스펀본드 적층체, 이성분 스펀본드, 이요소 멜트블로운, 이성분 스펀본드, 이성분 멜트블로운, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택될 수도 있다.
부직 웹 재료는 바람직하게는 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 배합물 및 공중합체를 포함하는 군에서 선택된 중합체로 형성된다. 적절한 폴리올레핀은 이에 한정되지 않지만 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등을 포함하고; 적절한 폴리아미드는 이에 한정되지 않지만 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 10, 나일론 12 등을 포함하고; 적절한 폴리에스테르는 이에 한정되지 않지만 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등을 포함한다. 본 발명에서 사용하기 위해 특히 적절한 중합체는 폴리에틸렌, 예를 들어 선형 저 밀도 폴리에틸렌, 저 밀도 폴리에틸렌, 중 밀도 폴리에틸렌, 고 밀도 폴리에틸렌 및 이들의 배합물; 폴리프로필렌; 폴리부틸렌 및 이들의 공중합체 뿐만 아니라 배합물을 포함한 폴리올레핀이다. 추가로, 적절한 섬유 형성 중합체는 그 안에 배합된 열가소성 엘라스토머를 가질 수도 있다.
이러한 적층체에서 사용되는 부직포는, 적층체로의 전환에 앞서서, 바람직하게는 약 10g/m2 내지 50g/m2, 더욱 바람직하게는 약 12g/m2 내지 25g/m2의 기본 중량을 갖는다. 대안적인 구현양태에서, 부직포는 약 15g/m2 내지 20g/m2의 기본 중량을 갖는다.
사용된 다른 가요성 시트 재료는 중합체 필름이다. 이러한 중합체 필름은 가요성을 유지하면서 유체에 대한 장벽을 제공하고, 천공되거나, 길게 베어지거나, 충전되거나, 단일체이거나, 통기성이거나, 연신성이거나, 신장성이거나 또는 이들의 조합일 수 있다. 이러한 필름의 예는 WO 96/19346호 (McCormack 등) (그 전체내용이 참고문헌으로 포함됨)에 기재되어 있다.
가요성 시트 재료는 넓은 스펙트럼의 재료로부터 선택될 수 있는 것으로 이해되어야 하지만, 부직 웹 및 중합체 필름이 예증의 목적을 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 신장 공정 및 장치를 포함하는 적층 공정을 개략적으로 도시한다. 구체적으로, 도 1은 중합체 필름에 부직 웹을 적층하기 위한 방법을 예증한다. 도시된 바와 같이, 부직 웹(710)은 중합체 호퍼(714)로부터 압출기(712)에 공급되고 필라멘트 성형장치(718)로부터 연속 필라멘트(716)를 웹 성형장치(720) 위에 형성함으로써 형성된다. 얻어진 웹(710)은 패턴화 롤(724)과 앤빌 롤(726)에 의해 형성된 캘린더 닙(722)에서 결합되고, 이 중의 하나 또는 양쪽 모두가 열 결합 온도로 가열될 수도 있다. 결합 후에, 홈이 파인 앤빌 롤(742) 및 위성 롤(satellite roll)(743),(744),(747),(745)을 갖는 위성 홈 롤 신장 장치(711)를 사용하여 본 발명에 따라 웹(710)을 신장시키고, 접착제를 접착 위치(734)에서 웹에 도포한다. 중합체 호퍼(732)로부터 압출기(730)에 공급하고 냉각 롤(733) 위에 주조함으로써 필름(728)이 형성된다. 종방향 배향장치(MDO) (731)에 의해 필름(728)을 신장시키고, 필름 및 부직 웹을 원하는 접착제 결합 온도로 유지된 롤(738),(740) 사이의 닙(736)에서 조합한다. 이어서, 길게 잘라내기를 원한다면 적층체를 슬리터(slitter)(760)로 보내고, 필요에 따라 냉각, 수축 및/또는 어닐링을 위해서는 온도 조절 구역(770)으로 보낸다. 마지막으로, 적층체를 와인더(746)에 보내거나, 또는 임의로 추가의 공정으로 처리한다. 적층체의 신장을 위하여, 원한다면, 위성 홈이 파인 롤 시스템을 성분 층들을 결합시키기 위한 위치로 이동시킬 수도 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 하나 이상의 성분 층들을 개별적으로 그리고 적층체로서 신장시킬 수도 있다.
도 1은 나머지 적층 공정에 따라 필름 및 부직포 양쪽 모두가 진행방향으로 제조되는 공정을 나타낸다. 대안적으로, 필름 및/또는 부직포가 예비-성형된 재료 롤로서 적층 공정에 제공될 수도 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 방법에 의해 제조되어진 재료 적층체의 단면도를 나타낸 것이다. 제1 가요성 시트 재료(50)가 위성 홈 롤 신장 장치(711)에 의해 신장될 때, 일련의 교대하는 표면 접촉 피크(52)와 피크들(52) 간의 오목한 골(54)로 제1 가요성 시트 재료(50)의 주름진 표면이 이루어질 것이다. 이상적으로, 제1 가요성 시트 재료(50)의 피크(52)가 제2 가요성 시트 재료(10)와 접촉하는 별개의 지점에서만, 제1 가요성 시트 재료(50)가 접착제(36)에 의해 제2 가요성 시트 재료(10)에 부착될 것이다.
본 발명의 방법의 홈 롤 배열은, (앞서 기재된 바와 같이) 하나의 롤의 피크가 인접한 롤의 골짜기에 존재하도록 서로에 바로 인접한 단일 롤일 수도 있거나, 또는 대안적으로 이들은 더 작은 위성 롤에 의해 둘러싸인 단일 또는 주요 앤빌 롤이다. 예를 들어, 하나의 구현양태에서, 부직 지지체 층 또는 적층체는, 주요 앤빌 롤이 하나 이상의 위성 롤에 의해 둘러싸여 있는 홈이 파인 롤 배열을 통해 통과될 수도 있다. 이러한 배열을 도 3에 도시한다. 이러한 직물을 신장시키기 위한 장치를 미국 특허 (대리인 서류 번호 19078 PCT) 일련번호 PCT/US03/26247 (발명의 명칭: 다중 충격 장치 및 가요성 웹을 처리하기 위한 방법) (Robert James Gerndt 등) (2003년 8월 22일 출원)에 기재되어 있다. 이러한 출원은 그 전체내용이 참고문헌으로 인용된다.
당업자에게 명백한 바와 같이 롤은 강철 또는 목적하는 사용 조건을 위해 만족스러운 다른 재료로 이루어질 수도 있다. 또한, 모든 롤을 위하여 동일한 재료가 사용될 필요는 없고, 예를 들어 가요성 웹 위에 응력이 적은 상태를 부여하기 위하여 앤빌 롤은 경질 고무 또는 기타 더욱 탄성인 재료로 이루어질 수도 있다. 추가로, 롤은 전기적으로 가열될 수도 있거나, 또는 에틸렌 글리콜과 물의 혼합물과 같은 가열 유체를 롤을 통해 펌프질하고 가열된 표면을 제공하기 위해 롤이 이중 쉘 구조를 가질 수도 있다.
도 3에서 볼 수 있듯이, 롤 주위에서 동심으로 주행되는 앤빌 및 위성 롤에서 앤빌 롤은 그 주변에 일련의 홈을 포함하고, 따라서 웹이 폭 또는 횡방향으로 신장된다. 나타낸 바와 같이, 앤빌 롤(200)은 홈(202)을 포함하고 위성 롤(204),(206)과 연동되도록 배치되며 각각 홈(208) 및 (210)을 갖는다. 연동 롤의 수와 각각의 롤의 연동 깊이는 변할 수도 있고, 원한다면 롤 길이를 따라 일부 또는 완전 신장을 제공하도록 롤에는 부분적으로 또는 완전히 홈이 파일 수도 있음이 명백하다. 롤은 하나 이상의 모터(도시되지 않음)에 의해 원하는 효과적인 연동과 조화되는 속도로 구동된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 앤빌 롤(200)은 위성 롤(204, 206)에 의해 연동되고, 위성 롤은 적층체가 앤빌 롤과 위성 롤 사이에 형성된 각각의 닙을 통해 통과할 때 적층체(또는 부직 지지체 재료)에 신장력을 가하는 작용을 한다. 이러한 경우에, 하나의 위성 롤의 홈들이 다른 위성 롤의 홈보다 더 적은 정도까지 앤빌 롤의 결합되는 홈 안으로 연장된다. 이러한 방식으로, 적층체에 적용된 신장력이 점차적으로 증가될 수도 있고 그 결과 적층체를 인열시키거나 달리 손상시키는 경향이 감소되고 고도로 신장된다. 이러한 방식으로 위성 롤의 어느 하나 또는 전부를 사용하여 롤의 결합 연동의 변화를 수행할 수도 있고 이것은 원한다면 연동의 증가 또는 감소 순서로 일어날 수도 있음이 명백하다.
도 4는 예를 들어 웹의 이동 경로를 나타내는 도 3의 구현양태에 대하여 연동된 닙의 확대 부분 단면도이다. 닙을 더욱 명확히 도시하기 위하여, 웹(620)의 경로가 닙을 가로질러 부분적으로 나타나 있지만, 웹이 닙을 완전히 가로질러 연장되거나 연장될 수도 있음이 명백하다. 도시된 바와 같이, 앤빌 롤(500)의 홈(502)이 위성 롤(504)의 홈(508) 사이에 있는 핀(610)과 맞물리거나 핀을 수용한다. 이러한 경우에, 맞물림은 각각의 홈 벽(610),(612) 사이에서 웹(620)의 두께보다 더욱 넓은 간격 W를 유지하며, 그 결과 압축 없이 웹이 일반적으로 신장된다. 도시된 바와 같이 H는 벽 높이를 측정하고 E는 연동 깊이를 측정한다. 인치 당 홈의 수 N은, 롤을 따라서 인치 당 끝에서 끝까지 벽의 수를 셈으로써 측정되고 이것을 "피치"라 일컫는다.
원하는 결과를 달성하기 위하여 홈의 수는 널리 변할 수도 있다. 예를 들어, 지지체/외부커버 성분과 같은 일회용 개인 위생 제품 응용을 위해 필름 및 부직포의 경량 적층체를 신장시키기 위하여, 더욱 많거나 더 적은 수가 계획될 수도 있긴 하지만, 유용한 홈의 수는 인치 당 약 3 내지 약 15로 다양할 수도 있다. 예를 들어, 하나의 특별한 구현양태에서, 홈의 수는 인치 당 약 5 내지 12개 홈이다. 추가의 대안적인 구현양태에서, 홈의 수는 인치 당 5 내지 10개이다. 필수적으로, 하나의 특별한 구현양태에서, 도 4에서 길이 P로 나타낸 핀의 피크 대 피크 거리는 약 0.333인치 내지 약 0.0666인치로 변할 수도 있다. 대안적인 구현양태에서, 피크 대 피크 거리는 약 0.200인치 내지 약 0.083인치일 수도 있다. 홈이 파인 롤의 홈과 핀의 연동은 약 0 내지 0.300인치일 수도 있다. 대안적인 구현양태에서, 홈에서 핀의 연동은 약 0.010인치 내지 약 0.200인치이다. 다른 구현양태에서, 연동은 약 0.070인치 내지 약 0.150인치일 수도 있다. 바람직하게는, 하나의 구현양태에서, CD 방향으로 재료의 전체 신장은 약 2.0 내지 2.75배이고, 약 0.100인치 내지 약 0.150인치의 연동이다 (인치 당 약 8개 홈). 이러한 상태는 필름에 적층되기 전에 부직 재료의 예비적층 신장을 위해 바람직하다. 이러한 적용을 위하여, 재료의 압축을 피하는 것이 중요할 수도 있고, 이 목적을 위해 서로 맞물린 홈의 형태가 선택될 수도 있다. 또한, 원하는 신장 수준을 달성하기 위하여, 홈이 맞물릴 때 연동 깊이를 다양하게 변화시킬 수도 있다. 약한 재료에 손상을 입힐 수도 있는 하나의 거친 충격을 피하기 위해 연동 단계에서 국한된 부위에서 높은 신장 수준을 달성할 수도 있는 것이 본 발명의 특징이다.
홈이 파인 롤의 연동 증가를 통해 바람직한 신장 수준을 증가시키는 것에 추가로, 부직 웹의 장력을 조절할 뿐만 아니라 부직 웹과 홈이 파인 롤을 가열함으로써 홈이 파인 롤의 이용 효율을 증가시킬 수 있다. 이러한 효율성은, 모든 기타 매개변수가 일정하게 고정될 때 발견되는 횡방향으로의 신장 증가의 양에서 나타날 수 있다. 부직 웹에 부여되는 모든 수준의 증가식 신장에 증가를 제공하기 위하여 장력 및 열을 조절할 수 있다.
홈이 파인 롤 장치를 통해 부직 웹이 통과할 때 부직 웹의 종방향 장력을 유지함으로써, 횡방향으로 증가식 신장의 효율성이 증가된다. 부직 웹에 느슨함이 존재할 때, 웹이 어느 정도까지 그의 폭을 가로질러 자유롭게 움직일 수 있다. 즉, 홈이 파인 롤의 핀의 융기부 사이에서 충분히 신장되기 보다는, 부직 웹이 동일한 융기 사이에 "미끄러지듯 나아간다". 다시말해서, 홈이 파인 롤러의 표면 윤곽에 순응하도록 웹이 "미끄러지듯 나아감"에 따라 부직 웹의 폭이 감소한다.
장력이 부직 웹의 종방향으로 유지될 때, 웹이 횡방향으로 "미끄러지는" 능력을 적게 가질 것이다. 홈이 파인 롤 장치에 이전의 웹 경로에서 S-랩 위치를 사용하고/거나 장력 이완을 사용함으로써 종방향으로의 장력이 유지될 수 있다. 장력이 유지될 때, 부직 웹이 긴장 상태로 고정되지 않은 경우에 비하여, 홈이 파인 롤의 핀의 융기 사이에서 부직 웹이 상당한 정도까지 점진적으로 신장될 수 있다. 더 높은 수준의 웹 장력에서, 점진적인 직교-종방향 신장이 더욱 효과적으로 될 것이다.
홈이 파인 롤 장치에 들어가고 홈이 파인 롤을 가열하기에 앞서서 부직 웹을 예열하는 것은, 부직 웹을 신장시킴에 있어서 홈이 파인 롤의 효율성을 증가시킬 것이다. 부직 웹 및 홈이 파인 롤을 가열함으로써, 웹의 모듈러스가 감소될 수 있고 따라서 횡방향으로 점진적인 신장의 용이성을 증가시킨다. 열풍 나이프 또는 재료 웹을 가열하기 위해 당 기술분야에 공지된 것과 유사한 기타 장치를 사용함으로써 부직 웹을 가열할 수 있다. 일반적으로 120℉ 내지 250℉의 공기를 사용하여 부직 웹을 가열한다. 유사하게, 홈이 파인 롤을 120℉ 내지 250℉의 온도로 가열한다.
본 발명의 연신성 또는 신장성 적층체를 제조함에 있어서, 넥킹 부직 표면을 사용하는 것보다는 오히려 홈이 파인 부직 웹을 사용하는 것이 더 높은 기계 이용 효율을 제공한다. 홈이 파인 부직포를 사용할 때 적층체의 연신성은, 부직 표면이 홈이 파인 정도에 의존된다. 웹 장력의 조절을 통하여, 홈이 파인 롤 장치에서 나오는 홈이 파인 부직포의 폭을, 홈이 파인 롤 장치에 들어가는 부직포의 폭과 동일하게 유지할 수 있다. 따라서, 웹 폭을 충분히 유지하고 재료 웹 폭의 사용을 최대화하면서, 홈이 파인 재료가 고도의 횡방향 연신성을 가질 수 있다.
추가로, 적층에 앞서서 홈이 파인 롤 장치 다음에 홈이 파인 부직 표면을 넥킹함으로써 홈의 효과가 증진될 수 있다. 홈이 파인 부직포가 넥킹된다면, 재료에 홈을 형성함으로써 부여되는 횡방향으로의 증가식 신장에 의하여 어느 정도의 연신성이 전달되기 때문에, 넥킹 단독에 의한 것과 동일한 수준의 연신성을 달성하기 위해서는 넥킹이 적게 필요하다. 홈을 갖지 않은 부직포에 비하여 홈이 파인 부직포가 넥킹을 적게 필요로 하기 때문에, 동일한 수준의 연신성을 달성하기 위하여 웹 폭의 감소가 적게 일어날 수 있다. 따라서, 동일한 수준의 연신성을 위하여, 넥킹 부직 표면에서 발견될 수 있는 것보다 넥킹되어진 홈이 파인 부직 표면을 사용할 때 횡방향 폭의 이용 효율이 더욱 양호해 질 수 있다.
홈이 파인 부직 웹을 사용할 때의 한가지 문제는, 홈이 파인 롤의 고도의 연동에 의해 신장되어지는 부직 웹의 내구성 및 집결성이다. 고도의 연동은 홈이 파인 부직 웹에서 내구성 및 집결성이 더 낮음을 의미할 수 있다. 고도의 신장은 웹을 부드럽게 하고 부직 웹의 섬유 결합을 파괴한다. 홈이 파인 롤러의 연동 수준을 저하시키면 통합성 및 내구성을 증가시킬 수 있지만, 횡방향 신장의 증가량을 감소시키고 따라서 최종 연신성(또는 신장성) 적층체에서 이용가능한 연신성(또는 신장성)의 양이 감소된다. 그러나, 웹의 집결성 및 내구성과 연신성/신장성의 양은 중합체 필름에 부착되기 전에 어느 정도까지 홈이 파인 부직 웹을 넥킹하는 것과 균형을 이룰 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 홈이 파인 부직 웹의 넥킹은 폭의 이용 효율성을 감소시킬 것이다. 그러나, 결국 웹 폭의 이용 효율은 횡방향 연신성/신장성의 필요성 및 원하는 수준의 부직포 집결성 및 내구성과 균형을 이룬다.
결합은 관통 슬롯 또는 분무 접착제 체계, 열적 결합 또는 기타 결합 수단, 예컨대 초음파, 마이크로파, 압출 코팅 및/또는 압축력 또는 에너지와 같은 접착제 결합을 통해 일어날 수도 있다. 접착제 결합 체계(734)를 도 1에 나타낸다. 이러한 체계는 분무 또는 슬롯 코트 접착제 체계일 수도 있다. 이러한 슬롯 코트 접착제 체계는 독일 륀버그의 노르드손 코포레이션으로부터 입수가능하다. 예를 들어, 접착제 도포장치 다이는 상표명 BC-62 다공성 코트® 모델로 노르드손으로부터 입수가능하다. 이러한 다이는 NT1000 시리즈 코팅 스탠드와 같이 코팅 스탠드 위에 고정될 수 있다. 슬롯 코팅 접착 공정은 넓은 범위의 접착제 점도에 걸쳐 더욱 균일한 접착 도포율을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
슬롯 코트 접착 공정은 분무 접착 공정에 비해 독특한 특성을 제공하기 때문에 바람직한 결합 방법인 것으로 밝혀졌다. 부직포가 홈이 파인 후에 (그리고 넥킹된다면 넥킹된 후에) 접착제를 부직포에 도포한다. 이 공정의 시점에서, 홈이 파인 부직포는 일련의 교대하는 표면 접촉 피크(52)와 피크 사이의 오목한 골(54)로 만들어진 주름진 표면을 갖는다. 분무 접착제가 홈이 파인 부직포에 도포될 때, 부직포 표면에 걸쳐 접착제의 배치는 일반적으로 균일하다. 이러한 부직포가 닙에서 중합체 필름에 부착될 때, 피크와 골 양자 모두를 포함하여 홈이 파인 부직포의 전체 표면은 필름과 결합하는 경향이 있다. 얻어진 적층체는 매우 낮은 수준의 연신성 및 낮은 부피를 갖는다.
대안적으로, 슬롯 코트 접착 공정이 사용될 때, 접착제가 홈이 파인 부직 웹(50) 위의 별개의 지점에 위치한다. 접착제(36)는 홈이 파인 부직포(50)의 피크(52)에 위치하고 골(54)에는 위치하지 않는다. 일반적으로, 슬롯 코트 접착 공정은 접착제의 연속적인 얇은 막을 생성한다. 그러나, 피크 및 골을 갖는 홈이 파인 부직포가 슬롯 코트 장치의 다이 끝에 의해 통과될 때, 접착제는 점성 약화/파단-절단 현상을 겪는다. 접착제가, 이동하는 홈이 파인 부직 웹의 피크에 결합된 다음, 접착제가 점착성이 없어질 때까지 신장되어 얇아진다. 접착제는 접착제의 별개의 부위로 나뉘어지고 홈이 파인 부직포의 피크 위에 남는다. 슬롯 코트 접착제는 홈이 파인 부직포의 골에 도포되지 않는다. 슬롯 코트 접착제로 홈이 파인 부직포를 중합체 필름에 결합시킬 때, 홈이 파인 부직포(50)가 필름(10)과 만나는 별개의 지점과 필름(10) 사이에서만 결합이 일어난다. 슬롯 코트 접착제로 만들어진 이러한 적층체의 연신성은, 분무 접착제를 사용하여 만들어진 유사한 적층체의 연신성보다 더욱 크다. 별개의 지점에서만 결합이 일어나기 때문에, 적층체의 홈이 파인 부직포는 어느 정도의 자유 이동을 갖고, 다시말해서 결합 점 사이에서 부직 웹의 길이에서 자유로이 이동한다. 이러한 자유 이동은, 홈이 파인 부직 웹이 별개의 결합 지점 사이에서 충분히 연장될 때까지 어느 정도 필름을 단독으로 연장시키는데 필요한 장력 하에서 적층체가 연장되도록 한다. 이것은 분무 접착제를 사용하는 일반적인 적층체에 비하여 더 낮은 장력에서 더 높은 연신이 일어날 수 있도록 한다.
연신성 필름보다는 오히려 신장성 필름을 사용하는 신장성 부직 적층체에 대해서 동일한 효과를 찾아볼 수 있다.
접착제 특징, 접착제 온도, 사용되는 접착제의 양, 닙 압력 및 홈이 파인 부직포의 가공 정도를 최적화함으로써, 홈이 파인 부직포의 별개의 피크 위에서 접착제 배치를 조절할 수 있다. 슬롯 코트 공정은 홈이 파인 적층체의 피크 위에 접착제를 배치하는 경향이 있지만, 이러한 변수에 의해 접착제를 조절하면 적층체의 가공 전체에 걸쳐 주로 피크 위에서만 접착제가 존재하도록 보장할 것이다. 최적화된 접착제는 융점, 레올로지 및 개방 시간을 포함한 최적화된 특징을 가질 것이고, 그 결과 접착제가 피크로부터 홈이 파인 부직포의 골 안으로 유동되기 보다는 오히려 피크 위에서만 위치된 채로 유지될 것이다.
슬롯 코트 접착제로 홈이 파인 부직포를 중합체 필름에 적층시키기 위해 사용되는 닙 압력은, 단지 별개의 지점에서만 결합되는 능력을 결정할 것이다. 너무 많은 닙 압력이 사용된다면, 접착제가 홈이 파인 부직포의 피크로부터 부직포를 통하여 동일한 부직포의 골 안으로 압착되어 들어갈 것이다. 닙 압력이 높을수록, 홈이 파인 부직포의 피크로부터 홈이 파인 부직포의 다른 부위로 접착제가 더 높은 정도로 강제로 보내질 것이다. 대안적으로, 닙 압력이 너무 낮으면, 중합체 필름과 홈이 파인 부직포 사이에 부적절한 결합이 존재할 것이다. 더 낮은 닙 압력은 더 높은 점성을 갖는 접착제 제제에 의해 균형을 이룰 수 있다.
유사한 방식으로, 가공 정도는 접착제의 배치에 영향을 미칠 것이다. 접착제가 완전 경화되기 전에 홈이 파인 부직포 및/또는 적층체가 상당한 정도로 가공될 때, 접착제는 피크 위의 위치로부터 유동될 수 있을 것이다. 또한, 사용되는 가공에 대해 적절한 수준으로 공급되는 제제를 제공함으로써 접착제의 제제가 가공 정도와 균형을 이루게 할 수 있다. 이것은 적층체에 대해 더 높은 기계 속도 또는 더욱 구불구불한 기계 경로를 다룰 때, 더욱 짧은 개방 시간을 갖는 접착제가 필요할 것이다.
홈이 파인 부직포의 피크 위에 접착제를 배치하고 이어서 별개의 지점에서만 중합체 필름에 홈이 파인 부직포를 결합시키면 접착제 요건을 감소시킬 수 있고 적층체 비용을 낮출 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 슬롯 코트 접착제 공정은 홈이 파이지 않은 부직포의 전체 표면과 반대로 홈이 파인 부직포의 피크 위에서만 접착제를 배치시킨다. 슬롯 코트 공정을 통해 동일한 속도의 접착제 도포를 사용할 때, 단순한 질량 균형은, 홈이 파인 부직포의 피크가 홈이 파이지 않은 부직포 경우의 동일한 면적에 비해 상당한 증가량의 접착제를 갖는다는 것을 나타낸다. 효과적으로, 홈이 파인 부직포의 골에 존재하는 접착제가 피크 위에 남아 있는다.
홈이 파인 부직포의 피크 위에서 접착제의 추가량은, 중합체 필름과 홈이 파인 부직포 사이에서 결합을 확실히 하는데 필요한 것보다 더 많다. 상기 언급된 바와 같이, 부직포를 중합체 필름에 결합시키는데 필요한 것보다 더 많은 접착제를 사용하는 것은, 피크로부터 홈이 파인 부직포의 다른 부위로 과다한 접착제가 유동되는 상황을 일으키는 경향이 있다. 따라서, 적절한 결합을 위해서는 더 적은 접착제가 필요하고, 부직포의 피크 위에 접착제를 유지시키기 위하여 더 적은 양이 바람직하다. 더 적은 접착제를 사용하는 것은, 상응하는 적층체 재료 비용과 함께 적층체에서 사용되는 전체 접착제가 감소됨을 의미한다.
본 발명에서 사용된 접착제는 슬롯 코트 접착 공정을 위해 적절해야 하고, 가요성 시트 재료를 결합시킬 수 있어야 한다. 적층체가 사용시에 연장되거나 신장될 때 접착제가 결합을 유지하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실행에서 사용될 수 있는 적절한 접착제의 예는 미국 텍사스주 휴스턴의 헌츠만 폴리머스로부터 입수가능한 렉스택 2730, 2723 뿐만 아니라 미국 위스콘신주 오와토사의 보스틱 파인들리 인코포레이티드로부터 입수가능한 접착제, 예컨대 H9375-01를 포함한다.
본 발명의 필름 적층체는 다수의 개인 위생 제품에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 이러한 재료는 다양한 개인 위생 제품을 위한 신장성 외부 커버로서 특히 유리하다. 추가로, 이러한 필름 적층체가 수술용 또는 병원 드레이프와 같은 보호 의류에서 기본 직물 재료로서 혼입될 수도 있다. 추가의 대안적인 구현양태에서, 이러한 재료는 자동차 커버 등과 같은 보호 휴양용 커버를 위한 기본 직물로서 사용될 수도 있다.
이러한 측면에서, 도 5는 흡수성 물품, 예컨대 본 발명의 일회용 기저귀의 개방된 상태에서의 투시도이다. 착용자와 접촉되는 기저귀의 표면이 관찰자에게 향해 있다. 도 5를 참조하면, 일회용 기저귀는 일반적으로 전방 허리부, 후방 허리부, 및 전방 및 후방 허리부를 서로 연결하는 중간부를 한정한다. 전방 및 후방 허리부는 사용 동안에 착용자의 전방 및 후방 복부 영역 위에 실질적으로 연장되도록 만들어진 물품의 부위를 포함한다. 물품의 중간 부분은 다리 사이의 착용자의 가랑이 부를 통해 뻗도록 만들어진 물품의 부위를 포함한다.
흡수성 물품은 외부 커버(130), 외부 커버와 접해 있는 관계로 배치된 액체 투과성 신체측 라이너(125), 및 외부 커버와 신체측 라이너 사이에 위치한 흡수성 본체(120), 예컨대 흡수성 패드를 포함한다. 예증된 구현양태에서 외부 커버는 기저귀의 길이 및 폭과 일치한다. 흡수성 본체는 일반적으로 외부 커버의 길이 및 폭보다 각각 적은 길이 및 폭을 한정한다. 즉, 기저귀의 가장자리부, 예컨대 외부 커버의 가장자리부는 흡수성 본체의 말단 테두리를 지나 연장될 수도 있다. 도시된 구현양태에서, 외부 커버는 흡수성 본체의 말단 가장자리 테두리 너머까지 바깥쪽으로 연장되어 기저귀의 측면 가장자리부 및 말단 가장자리부를 형성한다. 신체측은 일반적으로 외부 커버와 공동연장되지만, 임의로 원한다면 외부 커버의 면적에 비해 더 크거나 작은 면적을 덮을 수도 있다.
외부 커버 및 신체측 라이너는 사용시에 각각 의류 및 착용자 신체에 접하도록 의도된다. 본 발명의 필름 적층체는 물품에서 외부커버로서 편리하게 사용되어 장벽, 미적으로 만족스런 외관 및 쾌적한 촉감을 제공한다.
착용자 위에 기저귀를 고정시키기 위하여 후크 및 루프 패스너와 같은 체결 수단이 사용될 수도 있다. 대안적으로, 단추, 걸쇠, 스냅, 접착제 테이프 패스너, 점착제, 버섯형 루프 패스너 등과 같은 다른 체결 수단을 사용할 수도 있다. 이러한 점에서, 본 발명의 재료는 신장성 외부커버의 일부로서 루프 재료로서 사용될 수도 있다.
유체 삼출액의 고임을 방지하고 기저귀 내에서 유체 삼출액의 분포를 더욱 개선하기 위하여, 기저귀는 신체측 라이너와 흡수성 본체 사이에 위치한 서지 조절 층을 포함할 수도 있다. 흡수성 본체로부터 외부 커버를 격리시키고 외부 커버의 의류 접촉 표면의 습기를 감소시키기 위하여, 기저귀는 흡수성 본체와 외부 커버 사이에 위치한 통기 층(도시되지 않음)을 더 포함할 수도 있다.
다양한 종류의 적절한 부착 수단, 예컨대 접착제, 음파 결합, 열적 결합 또는 이들의 조합을 사용하여 기저귀의 다양한 성분들이 통합적으로 함께 조립된다. 나타낸 구현양태에서, 예를 들어 신체측 라이너와 외부커버가 서로에 조립되고 접착제의 라인, 예컨대 열용융 감압 접착제에 의해 흡수성 본체에 조립될 수 있다. 유사하게, 상기 나타낸 부착 메카니즘을 사용함으로써 탄성 부재 및 체결 부재와 같은 기타 기저귀 부품 및 서지 층이 물품 내로 조립될 수 있다. 본 발명의 물품은 바람직하게는, 물품의 외향 표면의 대부분 위에 작동적으로 부착되거나 달리 연결되어 뻗은 신장성 직물 층을 포함한 신장성 외부 커버로서 필름 적층체를 포함한다. 신장성 외부커버가 물품의 비-신장성 부위에 고정되지 않거나 연장되는 것이 제한된 영역에서, 신장성 외부 커버는 최소의 힘을 사용하여 자유로이 유리하게 팽창될 수 있다. 바람직한 측면에서, 세로 방향, 측면 방향 또는 측면과 세로 방향의 양쪽을 따라서 외부 커버가 신장될 수 있다. 특히, 착용자 주위에서 물품의 체결을 개선시키고, 후방 허리부에서 착용자의 히프와 엉덩이의 덮는 비율을 개선하고 허리부에서 통기성을 향상시키기 위하여, 허리부에 위치한 신장성 외부 커버의 일부가 측면 방향으로 연장될 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기저귀의 후방 허리 부에서 측면 테두리를 따라 패스너 및/또는 측면 패널이 위치한다면, 보유성 및 미학의 개선을 위하여 사용시에 착용자의 엉덩이 위에서 덮는 비율을 향상시키기 위해 후방 허리 부에 있는 외부커버의 적어도 일부가 연장되는 것이 바람직하다.
또한, 흡수성 본체 위에 위치한 신장성 외부 커버의 적어도 일부가 개선된 보유를 위해 사용 동안에 연장될 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 흡수성 본체가 유체 삼출물을 흡수하고 바깥쪽으로 팽창될 때, 신장성 외부 커버가 쉽게 늘어날 수 있고 흡수성 본체 및/또는 물품의 기타 성분의 팽창에 상응하여 연장되어 삼출물을 더욱 효과적으로 보유하도록 빈 공간을 제공한다. 본 발명의 신장성 외부 커버는 바람직하게는 적용된 인장력을 가할 때 선택된 신장을 제공할 수 있고 적용된 힘의 제거 시에 수축하는 능력을 제공할 수 있다.
다양한 기타 흡수성 개인 위생 제품 구현양태에서 알 수 있듯이, 본 발명의 재료는 배변훈련 팬티, 언더팬츠, 여성 위생 제품 및 성인 요실금 제품을 포함한 각종 제품 응용에서 "외부 커버"로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 알 수 있듯이, 독특한 필름 적층체가 특유의 탄성 측면 패널(140)에 의해 분리되어 있는 배변훈련 팬티의 후방부(135) 및 전방부 위에서 외부 커버로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 재료는 전방 및 후방 뿐만 아니라 측면 패널 부위(탄성 측면 패널로서)에서 연속적인 전체 외부 커버로서 사용될 수 있다. 도 7에서 알 수 있듯이, 뚜렷한 필름 적층체가 언더팬츠에서 (150) 또는 (155)와 같은 외부 커버로서 사용될 수 있다. 도 8에서 알 수 있듯이, 독특한 필름 적층체가 여성 위생 팬티라이너(160)에서 외부 커버/배면시트(165)로서 사용될 수 있다. 도 9에서 알 수 있듯이, 독특한 필름 적층체가 외부커버(175)로서 성인 요실금 제품에서 사용될 수 있다. 추가로, 이러한 필름 적층체는 생리대 커버시트 또는 기저귀 라이너로서 사용될 수도 있거나, 이러한 제품 또는 제품 응용에서 기본 재료로서 사용되기 전에 구멍을 뚫음으로써 더욱 가공될 수 있다.
일련의 실시예들은 본 발명의 특성을 증명하고 구별하기 위해 개발되었다. 이러한 실시예들은 제한적인 것으로 제공되지 않고, 본 발명의 재료의 다양한 특성을 증명하기 위한 것이다.
본 발명은 단지 대표적이고 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않는 실시예에 의해 예증될 것이며, 본 발명은 첨부된 청구의 범위 및 균등물에 의해 정의된다. 변형 및 대안이 당업자에게 명백할 것이고, 본 발명의 청구 범위에 의해 포함되는 것으로 해석된다.
실시예는 달리 언급되지 않는 한 하기 조건 하에서 장치를 사용하여 수행되었다.
조건
섬유 부직 웹을 9.5Psi 이완 장력에 의해 풀고, 맞물린 홈이 파인 강철 롤의 닙 안으로 99미터/분 (325ft/분)의 속도로 도입하였다. 각각의 롤은 약 66cm(26")의 폭(말단 대 말단)을 갖고, 위성 홈 롤은 약 27cm (10.6")의 직경을 가지며, 중심 홈 롤의 직경은 약 45cm (17.85")이었다. 0.39cm (0.154")의 깊이 및 0.31cm (0.125")의 피크 대 피크 거리를 갖는 각각의 홈을 형성하고, 그 결과 2.8x의 최대 연신 비가 얻어졌다. 원하는 수준의 신장 증가량을 수득하기 위하여 각각의 코드에 대하여 홈이 파인 롤의 연동을 설정하였다. 열풍 나이프 및 홈이 파인 롤 사이의 2개의 온도 조절 닙을 통하여 통과될 때, 섬유 부직 웹을 93℃ (200℉)의 온도로 가열하였다. 스펀본드를 홈 롤 장치와 와인더 사이에서 종방향으로 연신하여, 원래 폭인 50.8cm (20")의 횡방향 폭이 유지되도록 하였다.
실시예 1
실시예 1에서, 필름/부직 적층체가 제조되었다. 필름 층은 중합체 담체 수지 내로 분산된 75% 탄산칼슘을 포함하였다. 탄산칼슘 (미국 버몬트 프록터의 옴야 인코포레이티드 노쓰 아메리카로부터 입수가능함, 2SST로 명명됨)은, 8 내지 10 마이크론의 상부 커트 및 약 1% 스테아르산의 코팅과 함께 2 마이크론의 평균 입자 크기를 갖는다. 25% 배합물을 포함하는 중합체 담체 수지는 다우렉스® 2517 LLDPE 수지 (미국 미시간주 미들랜드의 다우 케미칼 U.S.A.에 의해 공급됨)이었다. 다우렉스® 2517은 0.917g/cc의 밀도 및 25의 용융 지수를 갖는다. 탄산칼슘 및 LLPE 수지의 75/25 배합물을 SEPS 기재 스티렌 블록 공중합체인 33%의 셉톤 2004®와 배합하여, 67중량%의 최종 탄산칼슘 농도를 제공하였다. 셉톤® 수지는 미국 텍사스주 파사데나의 셉톤 컴퍼니 오브 아메리카로부터 입수가능하다.
배합물을 약 64gsm의 신장되지 않은 기본 중량에서 38℃ (100℉)로 설정된 냉각 롤 위에 주조함으로써 필름으로 성형하였다. 필름을 MDO를 사용하여 원래 길이의 3.6배로 신장시키고 33% 수축시켜 약 33gsm의 신장된 기본 중량을 얻었다. 여기서 사용된 3.6배 신장은, 예를 들어 1 미터의 초기 길이를 갖는 필름이 3.6배 신장된다면 3.6미터의 최종 길이를 가짐을 의미한다. 필름을 125℉의 온도로 가열하고 1분당 445피트의 라인 속도에서 MDO를 통해 주행시켜 필름을 신장시켰다. 이어서 필름을 수축시키고 다중 롤을 가로질러 150℉의 온도에서 1분당 330피트의 라인 속도로 어닐링시켰다.
섬유 부직 웹은 엑손 3155 폴리프로필렌(엑손모빌 코포레이션 제)으로 만들어진 0.45osy 스펀본드 웹으로 만들어지고, 이것은 일반적으로 미국 특허 출원 공고 US2002-0117770 (Haynes 등) (그 전체내용이 참고문헌으로 포함됨)에 기재된 바와 같이 제조되었다. 이름이 시사하는 바와 같이 예를 들어 윈도우 스크린과 유사하고 약 15% 내지 20% 범위의 결합 면적 및 평방인치 당 약 302개의 결합을 갖는 와이어 제직 결합 패턴을 사용하여 웹을 결합시켰다.
0.090 인치의 홈이 파인 롤 연동을 사용하여 홈이 파인 롤 장치에 의해 부직 웹을 신장시켰다.
접착제 적층을 사용하여, 노르드손 BC-62 다공성 코트 슬롯 코트 접착제 시스템 (미국 조지아주 다우슨빌의 노르드손 코포레이션 제)과 함께 필름 및 부직 층의 적층을 달성하였다. 파인들리 HX9375 접착제 (미국 위스콘신주 워워토사의 보 스틱 파인들리 인코포레이티드 제)를 177℃ (350℉)의 온도로 용융시키고, 1.0gsm의 첨가 수준으로 스펀본드 시트에 도포하였다. 적층 닙에 의하여 2 PLI의 닙 압력을 사용하여 신장된 스펀본드 웹 및 필름을 함께 연결하고, 필름과의 적층 시에 SB 치수 안정성을 유지하기 위해 상부 롤에서 5% 연신을 사용하였다.
적층체를 적층 장치와 어닐링 장치의 제1 롤 사이에서 종방향으로 최소 2% 수축시켰으며 그 폭을 유지하였다. 이어서, 적층체를 어닐링하고 4개 온도 조절 롤을 사용하여 냉각하였다. 롤과 접촉된 스펀본드 면을 갖는 적층체를 2개의 롤 위에서 82℃ (180℉)로 가열한 다음, 이후의 2개 롤 위에서 16℃ (60℉)로 냉각하여 최종 CD 신장 재료 성질을 고정시켰다. 최종적으로, 48gsm의 최종 기본 중량을 위하여, 와인더로의 최소 수축과 함께 재료를 전달하였다.
실시예 2
실시예 2에서, 다른 필름/부직 적층체를 제조하였다. 필름 층 및 섬유 부직 웹은 실시예 1에서 사용된 것과 동일하였다. 홈 롤 연동은 0.070인치이고, 신장된 부직 웹은 필름으로의 적층에 앞서서 횡방향으로 10% 넥킹된다.
적층체의 어닐링을 실시예 1에서와 동일한 조건하에서 동일한 방식으로 수행하였다.
실시예 3
실시예 3에서, 다른 필름/부직 적층체를 제조하였다. 필름 층은 실시예 1에서 사용된 것과 동일하였다. 섬유 부직 웹은 프랑스 비에쉐임의 BBA 화이버웹에 의해 상표명 소프스팬(Sofspan)® 120으로 제공되는 20gsm 스펀본드 웹이었다. 스 펀본드 웹을 9.5psi 이완 장력으로 풀고, 이어서 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 온도 및 속도에서 0.100인치의 연동에서 2개의 맞물린 홈이 파인 강철 롤에 의해 형성된 닙 안으로 도입하였다.
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 방식으로 동일한 조건 하에 2개 층의 적층을 수행하였다. 부직포의 홈이 파인 롤 가공 및 이후에 적층체의 어닐링을 동일한 방식으로 실시예 1에서와 동일한 조건하에서 수행하였다.
실시예 4
실시예 4에서, 다른 필름/부직 적층체를 제조하였다. 필름 층 및 섬유 부직 웹은 실시예 1에서 사용된 것과 동일하였다. 부직포 위에서 사용된 홈 롤 연동은 0.100인치였다. 실시예 1에서와 동일한 조건 하에 동일한 방식으로 적층을 수행하였다. 적층체의 어닐링 과정을 실시예 1에서와 동일한 조건 하에 동일한 방식으로 수행하였다.
비교예 1
비교예 1에서, 필름/부직 적층체를 제조하였다. 필름 층 및 부직 층은 부직 층이 홈을 갖지 않은 것 이외에는 실시예 3에서와 동일하였다.
2개 층의 적층을, 1.5gsm의 접착제 첨가량을 사용하는 것 이외에는 실시예 1에서와 동일한 조건하에 동일한 방식으로 수행하였다.
비교예 2
비교예 2에서 필름/부직 적층체를 제조하였다. 필름 층은 실시예 1에서와 동일하였다. 부직 층은 3155 폴리프로필렌을 사용하여 제조된 17gsm 스펀본드 웹 이었고, 21.4gsm의 최종 기본 중량에 대해 횡방향으로 50% 넥킹되었다. 부직 층을 홈이 파인 롤 신장으로 처리하지 않았다.
실시예 1의 슬롯 코트 접착제 시스템에 의하여 접착제 적층을 사용하여 필름 및 부직 층의 적층을 수행하였다. 렉스택(Rextac)® 2730 접착제 (헌츠만 폴리머스 코포레이션, 미국 텍사스주 오데사)를 177℃(350℉)의 온도로 용융시키고 1.77gsm의 첨가 수준으로 부직포 층에 도포하였다.
상기 적층 실시예를 위한 시험 데이타를 하기 표 1에 기재한다.
샘플 사용된 표면 홈 롤 연동 CD 넥킹 연신력
@50% 변형
실시예 1 3155 0.090" 없음 559g
실시예 2 3155 0.070" 10% 626g
실시예 3 BBA 0.100" 없음 256g
실시예 4 3155 0.100" 없음 354g
비교예 1 BBA 없음 없음 1219g
비교예 2 3155 없음 50% 566g
횡방향으로 취해진 대조 재료 샘플 위에서 수행된 단일 주기 시험을 사용하여 50% 변형에서의 연신력을 찾아내었다. 값은 50% 신율에서 횡방향 연신력 성능을 반영한다. 신장성 적층체는 50% 재료 신율에서 800g 미만의 연신력을 나타내는 것이 바람직하다.
상기 표는, 본 발명이 이전에 넥킹 표면과 함께 사용된 것에 비해 웹의 더욱 전체 폭을 효율적으로 사용하면서, 바람직한 연신력에서 원하는 연신을 얻을 수 있는 능력을 제공한다는 것을 증명한다. 실시예 3 및 비교예 1의 비교에서 알 수 있듯이, 부직 웹의 홈 형성이 바람직한 수준의 장력에서 필름-부직 적층체에 바람직한 신장을 부여한다. 실시예 1 및 실시예 4의 비교는, 홈이 파인 롤의 연동을 증가시키는 효과를 나타낸다. 실시예 4에서 더욱 높은 수준의 연동을 사용하면, 부직포가 더욱 고도로 신장되고 낮은 장력에서도 실시예 1에서와 동일한 연신을 달성할 수 있는 신장성 적층체가 얻어진다 (또는 역으로, 실시예 1은 실시예 4에서와 동일한 장력에서 더 높은 연신을 달성할 수 있다).
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 2의 비교는, 홈이 파인 부직 웹이 넥킹 부직 재료에 의해 제공되는 것과 유사한 장력에서 동일한 연신을 필름/부직 적층체에 제공할 수 있다는 것을 보여준다. 그러나, 비교예 2의 부직포는 50% 넥킹되고 이것은 실시예 1의 필름/부직 적층체를 제조하기 위해 필요한 것보다 비교예 2의 필름/부직 적층체를 제조하기 위한 필요한 부직포 폭이 2배 정도임을 의미한다. 유사하게, 비교예 2는 동일한 최종 필름/부직 적층체 폭을 만들기 위해 실시예 2에 의해 요구되는 것보다 1.8배 더 큰 부직포 폭을 필요로 한다.
본 발명을 그의 특정한 구현양태를 참조하여 더욱 상세히 설명하였으나, 하기 청구의 범위에 기재된 것과 같은 본 발명의 범위 및 범주에서 벗어나지 않으면서 많은 변형, 첨가 및 삭제가 이뤄질 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. (a) 제1 가요성 시트 재료(50)를 제공하는 단계;
    (b) 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 제2 가요성 시트 재료(10)를 제공하는 단계;
    (c) 홈(202)이 형성된 성형 표면(200)을 제공하는 단계;
    (d) 상기 성형 표면의 홈(202) 안에 정합되도록 배치되는 핀(fin)(208, 210)을 갖는 다수의 접합 표면(204, 206)을 제공하는 단계;
    (e) 성형 표면(200)과 접합 표면(204, 206) 사이에 연속적인 닙(nip)을 형성하며, 여기서 접합 표면(204, 206)의 핀(208, 210)들이 성형 표면(200) 위의 별개 위치에서 성형 표면(200)의 홈(202) 안에 들어가는 단계;
    (f) 상기 성형 표면(200)에 대해 상기 제1 가요성 시트 재료(50)의 위치를 유지하면서, 연속적인 닙 안으로 제1 가요성 시트 재료(50)를 공급하는 단계;
    (g) 연속적인 닙 안에서 상기 제1 가요성 시트 재료(50)와 함께 성형 표면 홈(202) 안에 들어가는 핀에 의해 제1 가요성 시트 재료(50) 위의 선을 따라 상기 제1 가요성 시트 재료(50)를 다수회 신장시키는 단계;
    (h) 슬롯 코트 접착 공정에 의해 상기 제1 가요성 시트 재료(50)에 접착제를 도포하는 단계; 및
    (i) 신장된 제1 가요성 시트 재료(50)를 제2 가요성 시트 재료(10)의 제1 표면에 정면 배치로 연결하는 단계
    를 포함하는, 적층체 재료의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접합 표면(204, 206)의 핀이 각각의 연속적인 닙의 홈(202) 안에 상이한 깊이로 들어가서, 상이한 닙에서 제1 가요성 시트 재료(50)에 상이한 양의 신장을 제공하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 성형 표면(200)이 드럼이고 상기 다수의 접합 표면(204, 206)이 상기 드럼(200)에 대해 상이한 위치에 배치된 위성 롤(satellite roll)인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 가요성 시트 재료(50)가 횡방향으로 신장되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신장이 인치 당 3개 내지 15개의 빈도를 갖는 라인을 따라 이루어지는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 가요성 시트 재료(50)가 신장에 앞서서 10gsm 내지 150gsm 범위의 기본 중량을 갖는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 신장된 제1 가요성 시트 재료(50)에 연결되기 전에 종방향으로 제2 가요성 시트 재료(10)를 신장시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 신장 후에, 제1 가요성 시트 재료(50)가 오목한 골에 의해 분리된 일련의 표면 접촉 피크로 이루어진 주름잡힌 표면을 갖고, 신장된 제1 가요성 시트 재료(50)의 일련의 표면 접촉 피크가 제2 가요성 시트 재료(10)의 제1 표면에 접촉되는 별개의 지점에서 제2 가요성 시트 재료(10)에 연결되는 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 접착제가 제1 가요성 시트 재료(50)의 일련의 표면 접촉 피크에 도포되는 방법.
  10. 제4항 또는 제8항에 있어서, 접착제가 제1 가요성 시트 재료(50)의 표면 접촉 피크에 도포되는 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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