KR101321215B1 - 필라멘트-멜트블로운 복합재 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
대면재(facing material)를 필요로 하지 않는 탄성 복합재. 탄성 복합재는 제1 탄성 멜트블로운 층, 제1 탄성 멜트블로운 층 상에 침착된 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이, 및 제1 탄성 멜트블로운 층의 반대쪽에 연속 필라멘트 상에 침착된 제2 탄성 멜트블로운 층을 포함한다. 하나 또는 양자 모두의 멜트블로운 층 및/또는 연속 필라멘트 스트랜드는 약 3% 내지 약 40%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 멜트블로운 중합체를 포함한다. 또한, 탄성 복합재의 제조 방법이 포함된다.
탄성 멜트블로운 층, 탄성 복합재
Description
본 발명은 각종 개인 위생 제품, 및 연신능을 필요로 하는 기타 제품 상 또는 내에 사용하기 위한 필라멘트-멜트블로운 복합재, 및 그러한 필라멘트-멜트블로운 복합재의 제조 방법에 관한 것이다.
연신-결합(stretch-bonded) 적층체는 통상 연신능을 제공하기 위해, 개인 위생 제품의 제조에 사용된다. 용어 "연신-결합 적층체"는 연신-결합 적층 공정에 따라 제조된 복합 탄성 물질을 가리키며, 즉 탄성 층(들)이, 탄성 층만이 연장 조건(예컨대, 이완 길이의 약 25% 이상만큼의 연장) 하에 있을 때, 부가적 대면 층과 함께 결합되어, 층의 이완 시에 부가적 층(들)이 집결된다(gather). 그러한 적층체는 통상 종방향(MD) 연신 성질을 가지고, 후속하여 결합 위치 사이에 집결된 부가적인(통상적으로는 비탄성인) 물질이 탄성 물질을 신장시키도록 하는 정도로 연신된다. 압출기의 다수 뱅크로부터 생성된 동일 중합체의 다수층이 사용되는, 한 유형의 연신-결합 적층체가 예를 들어 미국 특허 제4,720,415호(Vander Wielen 등)에 개시되어 있다. 다른 복합 탄성 물질이, 각기 전체적으로 본원에 참조 인용되는 미국 특허 제5,385,775호(Wright) 및 동시 계류 중인 미국 특허출원 공개 제 2002-0104608호(2002년 8월 8일 공개)에 개시되어 있다. 그러한 연신-결합 적층체는 멜트블로운 웹, 필름, (압출 또는 예비형성되는(pre-formed)) 일반적으로 평행 연속적인 필라멘트 스트랜드의 어레이/시리즈, 또는 이들의 조합과 같은 웹인 탄성 성분을 포함할 수 있다. 탄성 층은 2개의 비탄성이거나 연장가능한 부직조 대면재(facing material)에 연신 조건 하에서 결합되어, 수득되는 적층체에는 손에 좋은 느낌을 주는 텍스쳐 촉감이 부여된다. 특히, 양 대면 층 사이에 탄성 층이 결합되어, 대면 층 사이에 탄성 층이 삽입된다. 일부 예에서, 집결가능한 대면 층은 또한 넥킹될(necked) 수 있어, 연신-결합 적층체가 실제로 폭방향(CD)으로 일부 연장/탄성을 가질 수 있는, 넥킹된 연신-결합 적층체가 된다.
그러한 연신-결합 적층체를 사용하여, 개인 위생 제품의 각종 성분에 탄성을 제공할 수 있고, 또한 기저귀 라이너 또는 아웃커버, 기저귀 허리 밴드 물질, 기저귀 다리 개스킷팅(gasketing)(커프스) 물질, 기저귀 귀 부분(즉, 기저귀에 잠금 시스템이 부착되는 지점)뿐만 아니라, 기저귀용 사이드 패널 물질, 및 어린이 배변훈련용 팬츠와 같이 좋은 직물과 같은 터치감의 부가된 이익을 가진다. 그러한 물질은 종종 인체의 피부와 접촉하게 되기 때문에, 그러한 물질은 그 촉감에 있어 고무 같은 것보다는(탄성 물질들에 있어 공통적인 느낌), 접촉 시에 비교적 부드러운 것이 바람직하다. 그러한 물질은 마찬가지로 보호용 작업복, 예컨대 수술 가운, 얼굴 마스크 및 드레이프, 실험실 코트 또는 보호용 아웃커버, 차, 그릴 또는 보트 커버에 혼입되는 물질에 탄성 및 안락감을 제공할 수 있다.
그와 같이 유연하고 연신성인 물질이 상기와 같은 탄성 물질을 더욱 사용자 친화적으로 만드는데 있어 도움을 주었으나, 효율적인 1-단계 제조 공정으로 제조될 수 있는 상기 제품에 대한 필요성이 여전히 존재한다. 마찬가지로, 연신-결합 적층체에 비해 감소된 쓰루-롤(through-roll) 노화 및 가변성을 가지는 상기와 같은 적층체 물질의 필요성이 존재한다. 마찬가지로, 적층체 상의 대면 층의 제거의 결과로서 감소된 강성을 제공하는 적층체 물질에 대한 필요성이 존재한다. 그러한 적층체는 탄성 물질로서의 그 사용에 있어 더 효율적일 것이고, 게다가 대면 층의 제거는 비용-효과적일 것이다. 그러한 적층체는 사용/연장의 용이성을 제공할 수 있고, 별도 대면 층의 드래그가 없기 때문에 복원력이 더 양호하다. 본질적으로, 그러한 적층체는 보다 낮은 중합체 중량과 함께 보다 높은 수준의 복원력을 제공할 것이다. 그러나, 이 모든 인지된 이점들에도, 지금까지 대면 층이 없는 탄성 복합재는 제조상의 문제로 인해 회피되어 왔다.
많은 접착제들은 통상적으로 다소 그 자체가 탄성이고, 건조 또는 경화 후에도 어느 정도 수준의 점착성을 보유하는 경향이 있다. 그 결과, 이의 고유한 점착성으로 인해, 적어도 필라멘트, 필름 및 웹-기재의 연신-결합 적층체에 대해서는, 가공/저장 중에 롤 블록킹을 피하기 위해서는, 중심 탄성 성분(즉 필라멘트 어레이)의 양면에 대면재를 이용하는 것이 필요했었다. 이 용도의 목적을 위해, 용어 "롤 블록킹" 및 "롤 스티킹(sticking)"은 상호 혼용되고, 이는 점착성 필름, 점착성 필라멘트 어레이 또는 기타 점착성 시트 물질이, 최종 사용 전에 저장을 위해 롤-업 시에 그 자체에 부착(stick)되는 경향을 가리킨다. 그러한 롤 블록킹은 그러한 롤링된 물질을 실제로 풀어야 할 필요가 있을 때, 이를 풀지 못함으로 인한 결과로서 롤 상에 함유된 물질이 사용되는 것을 막을 수 있다. 필라멘트-기재의 연신-결합 적층체에서, 접착제는 종종 대면 층 자체에 적용된 후, 대면 층들 사이에 필라멘트 어레이가 놓이도록 하여 닙에서 조합된다. 그러한 배치는 일반적으로 ABA 적층체로 기술될 수 있다(여기에서, A는 대면 층이고, B는 탄성 층임).
비용이 더 저렴하고 더 가요성이 되도록 연신-결합 적층체의 기초 중량을 감소시키는 것이 바람직하나, 지금까지는 사용 전에 저장하고자 하는 경우, 롤링된 물질이 부착되지 않도록 하면서 대면 층을 제거하는 방법이 규명되지 않았다. 그러므로, 허용가능한 탄성 성능을 나타내나 롤 블록킹에 대한 염려없이 롤 상에 저장될 수도 있는, 대면 층이 없는 탄성 복합재를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 허용가능한 저장 조건 하에, 예컨대 소정의 시간 동안, 또한 일정 온도 범위에서, 롤 상에 유지될 수 있는 물질을 가지는 것도 바람직하다. 본 발명은 이러한 필요에 대한 것이다.
발명의 개요
저장을 위해 롤링될 수 있고, 사용을 위해 필요 시에 롤로부터 풀릴 수 있는 탄성 복합재는 제1 탄성 멜트블로운 층, 제1 탄성 멜트블로운 층 상에 침착된 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이의 탄성 층, 및 제1 탄성 멜트블로운 층의 반대쪽에 연속 필라멘트 상에 침착된 제2 탄성 멜트블로운 층을 포함한다. 탄성 복합재는 약 3% 내지 약 40%, 또는 약 5% 내지 약 30%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 포함한다. 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체는 약 10 내지 약 600 g/10분, 또는 약 60 내지 약 300 g/10분, 또는 약 150 내지 약 200 g/10분의 용융 유속; 약 40 내지 약 160℃의 융점/연화점; 및/또는 약 0.8 내지 약 0.95, 또는 약 0.85 내지 약 0.93, 또는 약 0.86 내지 약 0.89 g/cm3의 밀도를 가질 수 있다. 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 부텐 또는 옥텐 동종중합체 또는 공중합체, 에틸렌 메타크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트, 부틸 아크릴레이트 공중합체, 또는 이들 중합체 중 임의의 것의 조합을 포함한다. 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 사용하여, 하나 또는 양자 모두의 멜트블로운 층 및/또는 연속 필라멘트 스트랜드를 형성할 수 있다.
멜트블로운 층들 중 하나 이상이 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 포함하는 경우, 탄성 복합재는 적당히 복합제의 층간 박리 강도보다 낮은 층간 박리 강도를 가진다. 예를 들어, 탄성 복합재가 그 자체 위에 롤링될 때, 그것은 물질의 외부 표면이 롤 상에 서로 접착되지 않도록 하면서, 이후 사용을 위해 풀릴 수 있다. 따라서, 탄성 복합재는 비차단제 등과 같은 임의의 캘린더링-후 처리를 필요로 하지 않을 수 있다.
또 다른 대안적 실시양태에서, 탄성 복합재는 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이와 비교적 짧은 개방 시간, 예컨대 약 0.2초 내지 1분, 또는 약 0.2초 내지 3초, 또는 약 0.5초 내지 2초를 나타내는 멜트블로운 층들 중 하나 이상 사이에 접착제를 포함한다. 또 다른 대안적 실시양태에서, 그러한 탄성 복합재는 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이와 멜트블로운 층들 중 하나 이상 사이에 접착제를 포함하고, 여기에서 접착제는 약 16 gsm 미만, 또는 약 8 gsm 미만, 또는 약 4 gsm 미만, 또는 약 1 내지 4 gsm의 양으로 적용된다.
제1 및/또는 제2 탄성 멜트블로운 층은 멜트블로운 물질의 단일 층일 수 있거나, 대안적으로 2개 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층들 중 하나는 약 3% 내지 약 40%, 또는 약 5% 내지 약 30%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 멜트블로운 중합체를 포함할 수 있고, 또 다른 층은 스티렌계 블록 공중합체-기재의 멜트블로운 중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 탄성 복합재는 약 10 gsm 내지 100 gsm, 또는 약 20 gsm 내지 90 gsm, 또는 약 30 gsm 내지 50 gsm의 전체 기초 중량을 가진다.
본 발명은 또한 탄성 복합재의 제조 방법을 포함한다. 방법은 제1 탄성 멜트블로운 층을 제공하는 단계, 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이를 제1 탄성 멜트블로운 층 상에 침착시키는 단계, 및 제2 탄성 멜트블로운 층을 제1 탄성 멜트블로운 층의 반대쪽 연속 필라멘트 스트랜드 상에 침착시키는 단계를 포함한다. 탄성 복합재는 캘린더링되거나 되지 않을 수 있다. 수득되는 물질이 탄성 복합재를 커버하는 대면 층을 가지지 않을지라도, 수득되는 탄성 복합재가 롤-블록킹을 겪지 않으면서 롤 상에 권취될 수 있다.
개인 위생 또는 기타 연신성 물품에 사용하기 위한, 본원에 기재된 바와 같은 탄성 복합재도 또한 본 발명에 의해 구상된다. 특히, 특정 실시양태에서, 탄성 복합재가 신체에 대한 개구부에 인접하는 개인 인생 물품에 혼입된다.
본 발명은 하기 기술된 도면들과 연관되어 기술되는 하기 본 발명의 실시양태에 대한 설명을 참조로 하여 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 탄성 복합재의 제조 방법을 도시한다.
도 2는 탄성 복합재의 한 실시양태의 단면도를 도시한다.
도 3은 탄성 복합재의 또 다른 실시양태의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 탄성 복합재의 대안적 제조 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 탄성 복합재를 이용하는 개인 위생 제품을 도시한다.
발명의 상세한 설명
정의
본 명세서의 문맥에서, 하기 각각의 용어 또는 어구는 하기 의미 또는 의미들을 포함할 것이다.
본원에 사용되는 용어 "개인 위생 물품"은 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 수영복, 흡수성 언더팬츠, 성인용 요실금 제품, 및 여성용 위생 제품, 예컨대 여성용 위생 패드, 생리대 및 팬티라이너를 의미한다. 기저귀가 도 5에 도시되어 있으나, 본 발명의 물질은 탄성 성분으로서 전술된 개인 위생 물품들 중 임의의 것에 용이하게 혼입될 수 있다. 예를 들어, 그러한 물질은 배변훈련용 팬츠의 탄성 측면 패널을 제조하기 위해 이용될 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "보호용 작업복(protective outerwear)"은 작업장에서 보호용으로 사용하기 위한 의복, 예컨대 수술용 가운, 병원 가운, 커버가운, 실험 실 코트, 마스크 및 보호용 커버롤을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "보호용 커버" 및 "보호용 아웃커버"는 과 같은 물체를 보호하는데 사용되는 커버, 예를 들어 차, 보트 및 바베큐 그릴 커버, 및 농업용 직물을 의미한다.
수식어 없이 사용될 때의 본원에 사용되는 용어 "중합체" 및 "중합체성"에는 일반적으로 단독중합체, 공중합체, 예를 들어 블록, 그라프트, 랜덤 및 교대 공중합체, 삼원공중합체 등, 및 이들의 배합물 및 변형물이 포함되나, 이에 국한되지 않는다. 또한, 달리 구체적으로 한정되지 않는 한, 용어 "중합체"는 재료의 모든 가능한 기하학적 구성형태를 포함한다. 이러한 구성형태에는 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭이 포함되나, 이에 국한되지 않는다.
본원에 사용되는 용어 "종방향" 또는 MD는 생성되는 방향으로의 직물의 길이에 따른 방향을 의미한다. 용어 "폭방향", "횡방향", 또는 CD는 직물의 폭을 가로지르는 방향, 즉 일반적으로 MD에 수직인 방향을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "멜트블로운"은 용융 열가소성 물질을 용융 쓰레드 또는 필라멘트로서 복수개의 미세하고 통상 원형인 금형 캐필러리를 통해 압출하고, 수렴성 고속의 가열 기체(예를 들면, 공기) 스트림으로 용융 열가소성 물질의 필라멘트를 가늘게 하여 직경을 감소시킴으로써(마이크로섬유 직경이 될 수도 있음) 형성되는 섬유를 의미한다. 그 후에, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되어, 수집면 위에 침착됨으로써, 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 그러한 공정은 NRL 레포트 4364, "Manufacture of Super-Fine Organic Fibers"(B. A. Wendt, E. L. Boone and D. D. Fluharty); NRL 레포트 5265, "An Improved Device For The Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers"(K. D. Lawrence, R. T. Lukas, J. A. Young); 및 미국 특허 제3,849,241호(1974년 11월 19일 허여, Butin) 등(전체적으로 본원에 참조 인용됨)을 비롯한 각종 특허 및 발간물에 개시되어 있다.
본원에 사용되는 용어 "시트" 및 "시트 물질"은 상호 혼용될 것이고, 단어 수식어가 없는 경우, 이는 직조 물질, 부직조 웹, 중합체성 필름, 중합체성 스크림상 물질 및 중합체성 폼 시팅을 지칭한다.
부직조 직물 또는 필름의 기초 중량은 통상 재료의 온스/평방 야드(osy) 또는 그램/제곱미터(g/m2 또는 gsm)로 표현되고, 섬유 직경은 보통 마이크론으로 표시된다. (osy로부터 gsm으로 전환시키기 위해서 osy에 33.91을 곱함을 주목한다). 필름 두께는 또한 마이크론 또는 mil로 표시될 수도 있다.
본원에 사용되는 용어 "적층체"는 접착 결합, 열 결합, 점 결합, 압력 결합, 압출 코팅 또는 초음파 결합과 같은 결합 단계를 통해 접착된 2개 이상의 시트 물질 층의 복합 구조를 지칭한다.
본원에 사용되는 용어 "탄성체성"은 용어 "탄성"과 상호 혼용될 것이고, 이는 연신력의 적용 시, 하나 이상의 방향(예컨대, CD 방향)으로 연신가능하고, 연신력의 방출 시에 대략의 그 원래의 치수로 수축/복귀하는 시트 물질을 지칭한다. 예를 들어, 이완된 비연신 길이보다 50% 이상 더 크고 연신력의 방출 시에 연신된 길이의 50% 이상 이내로 회복하게 되는 연신 길이를 가지는 연신 물질을 지칭한다. 가설적 예는, 1.50 인치 이상으로 연신가능하고, 연신력 방출 시에 1.25 인치 이하의 길이로 회복되는 물질의 1-인치 샘플이다. 바람직하게, 그러한 탄성체성 시트는 종방향 또는 폭방향과 같은 한 특별한 방향으로 연신 길의 50%까지 수축 또는 회복한다. 더욱 더 바람직하게, 그러한 탄성체성 시트 물질은 종방향 또는 횡방향과 같은 한 특별한 방향으로 연신 길의 80%까지 수축 또는 회복한다. 더욱 더 바람직하게, 그러한 탄성체성 시트 물질 종방향 또는 횡방향과 같은 한 특별한 방향으로 연신 길의 80% 초과로 수축 또는 회복한다. 바람직하게, 그러한 탄성체성 시트는 MD 방향 및 CD 방향 모두로 연신가능하고 회복가능하다.
본원에 사용되는 용어 "탄성체"는 탄성체성인 중합체를 지칭할 것이다.
본원에 사용되는 용어 "열가소성"은 용융 가공될 수 있는 중합체를 지칭할 것이다.
본원에 사용되는 용어 "비탄성" 또는 "무탄성"은 상기 "탄성"의 정의 내에 속하지 않는 임의의 물질을 지칭한다.
본원에 사용되는 용어 "열점 본딩(thermal point bonding)"은 결합할 섬유의 직물 또는 웹을 가열된 캘린더 롤 및 모루 롤 사이에 통과시키는 것을 포함한다. 캘린더 롤은 항상은 아니지만 통상 전체 직물이 전체 표면을 가로질러 결합되지는 않는 방식으로 패턴화되고, 모루(anvil) 롤은 통상 평평하다. 그 결과, 기능적 및 미적인 이유로 인해 다양한 패턴의 캘린더 롤이 개발되었다. 패턴의 한 예는 점들이 있는 것으로, 전체적으로 본원에 참조 인용되는 한센 및 페닝스의 미국 특허 제 3,855,046호에 교시된 바와 같은, 약 30%의 결합 면적을 가진 것으로 제곱 인치당 약 200 개의 결합을 가지는, 한센 페닝스(Hansen Pennings) 또는 "H&P" 패턴이다. 상기 H&P 패턴은, 각 핀이 측면 치수가 0.038 인치(0.965 mm)이고, 핀 사이의 간격이 0.070 인치(1.778 mm)이며, 결합 깊이가 0.023 인치(0.584 mm)인 사각형의 점 또는 핀 결합 면적을 가진다. 생성된 패턴은 약 29.5%의 결합 면적을 가진다. 또 다른 전형적인 점 결합 패턴은, 15%의 결합 면적을 생성하고, 사각형 핀의 측면 치수가 0.037 인치(0.94 mm)이며, 핀 간격이 0.097 인치(2.464 mm)이고, 깊이가 0.039 인치(0.991 mm)인 확장된 한센 페닝스 또는 "EHP" 결합 패턴이다. "714"라고 지칭되는 또 다른 전형적인 점 결합 패턴은, 각 핀의 측면 치수가 0.023 인치이고 핀 사이 간격이 0.062인치(1.575 mm)이고, 결합 깊이가 0.033 인치(0.838 mm)인 사각형 핀 결합 영역을 가진다. 생성된 패턴은 약 15%의 결합 면적을 가진다. 또 다른 통상의 패턴은 C-스타 패턴으로서, 약 16.9%의 결합 면적을 가진다. C-스타 패턴은 유성이 중간에 끼어든 교차 방향 막대 또는 "코르덴" 디자인을 가진다. 다른 흔한 패턴에는 약 16% 결합 면적을 가지는 중심선을 약간 벗어난 다이아몬드가 반복된 다이아몬드 패턴, 및 이름이 암시하는 것과 같은, 예를 들면, 약 15% 내지 약 21% 범위의 결합 면적 및 약 302 결합/제곱 인치를 가지는 창문 스크린 같은 모양을 한 와이어 위브(wire weave) 패턴이 포함된다.
통상적으로, 백분율 결합 면적은 직물 적층체 면적의 약 10% 내지 약 30%로 다양하다. 당해 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 스팟 결합은 적층된 층을 함께 고정할 뿐만 아니라 각 층 내의 필라멘트 및/또는 섬유를 결합시킴으로써 각 개 별 층에 일체성을 부여한다.
본원에 사용되는 용어 "초음파 결합"은 예를 들어 전체적으로 본원에 참조 인용되는 미국 특허 제4,374,888호(Bornslaeger)에 설명된 바와 같이, 음파 혼과 모루 롤 사이에 직물을 통과시킴으로써 수행되는 공정을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "접착제 결합"은 접착제를 적용함으로써 결합을 형성하는 결합 공정을 의미한다. 그러한 접착제의 적용은 슬롯 코팅, 분무 코팅 및 기타 국소 적용과 같은 각종 공정에 의해 이루어질 수 있다. 또한, 그러한 접착제는 제품 성분 내에 적용된 후, 압력에 노출됨으로써, 제2 제품 성분이 접착제 함유 제품 성분과 접촉되어, 두 성분 사이에 접착제 결합이 형성되게 된다.
본원에 사용되는 용어 "캘린더-후 처리"는, 층간 박리 강도를 감소시키기 위해, 적층체를 닙을 통과하여 또는 캘린더 롤 위에 통과시키는 것과 같이, 통상적으로 적층 공정의 종지부 쪽으로 적층체에 적용되는 비차단제를 적용하는 것과 같은 임의의 처리를 지칭한다.
본원에 사용되는 용어 "층간 박리 강도"는 적층체 내의 층들 사이의 박리 강도와 반대로, 롤로부터 풀릴 때 그 자체로부터 적층체를 분리시키는데 필요한 박리 강도를 지칭한다. 층간 박리 강도는 이하 상세히 기재된 롤 블록킹 시험 방법을 이용하여 결정될 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 용어 "포함하다"는 경계치를 포함하거나 경계부가 개방된 의미이고, 부가적인 비인용 요소, 조성 성분 또는 방법 단계들을 배제하지 않는다. 따라서, 그러한 용어는 용어 "가지다", "가지는", "함유하 다", "함유하는", 및 이 용어들의 임의의 파생 용어들과 동의어를 가지는 것으로 의도된다.
본원에 사용되는 용어 "연장가능한" 또는 "확장가능한"은 하나 이상의 방향으로 신장가능함을 의미하나, 단 반드시 회복가능함을 의미하지는 않는다.
달리 지시되지 않는 한, 제형물 내 성분의 백분율은 중량 기준이다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 목적을 위해, 탄성 복합재는 대면 층을 포함하지 않는다. 보다 구체적으로, 탄성 복합재는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 멜트블로운 층, 제1 탄성 멜트블로운 층 상에 침착된 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이, 및 제1 탄성 멜트블로운 층의 반대쪽에 연속 필라멘트 상에 침착된 제2 탄성 멜트블로운 층을 적당히 포함한다. 탄성 복합재가 대면 층을 가지지 않을지라도, 복합재는 하나 이상의 부가적 층에 결합되어, 부가적 층에 탄성을 제공할 수 있다. 그러나, 탄성 복합재 및 부가적 층은, 결합 시에, 그 자체로 적층체를 형성하지 않는다. 보다 특히, 부가적 층은 탄성 복합재과 공통의 말단을 갖지 않는다. 대신에, 어떠한 대면 층도 없이 탄성 복합재가 부가적 층에 결합되어, 신체 부분에 대한 개구부(opening), 즉 허리 개구부, 다리 개구부 주변 등에 인접하여 있는 개인 위생 물품과 같은 물품의 격리된 영역에 탄성을 제공할 수 있다.
복합재는 약 3% 내지 약 40%, 또는 약 5% 내지 약 30%, 또는 약 15% 내지 약 25%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 적당히 포함한다. 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체는 또한 약 10 내지 약 600 g/10분, 또는 약 60 내지 약 300 g/10분, 또는 약 150 내지 약 200 g/10분의 용융 유속; 약 40 내지 약 160℃의 융점/연화점; 및/또는 약 0.8 내지 약 0.95, 또는 약 0.85 내지 약 0.93, 또는 약 0.86 내지 약 0.89 g/cm3의 밀도를 가진다. 이러한 성질들 중 일부 또는 모두를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체는 본원에 기재된 탄성 복합제에서 롤-블록킹을 감소시키거나 제거하는 것으로 나타났다. 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 부텐 또는 옥텐 동종중합체 또는 공중합체, 에틸렌 메타크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트, 부틸 아크릴레이트 공중합체, 또는 이들 중합체 중 임의의 것의 조합이 포함될 수 있다.
적당한 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체의 한 예는 엑손모빌 케미칼(ExxonMobil Chemical)(미국 텍사스주 베이타운 소재)로부터 입수가능한 비스타맥스(VISTAMAXX), 예컨대 VM2210이다. 적당한 폴리올레핀-기재의 중합체의 기타 예에는 엑손모빌 케미칼로부터 입수가능한 이그젝트(EXACT) 플라스토머(plastomer), 옵테마(OPTEMA) 에틸렌 메타크릴레이트, 및 비스타넥스(VISTANEX) 폴리이소부틸렌, 및 메탈로센-촉매화 폴리에틸렌; 및 다우 케미탈 컴퍼니(Dow Chemical Company)(미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터 입수가능한 어피니티(AFFINITY) 폴리올레핀 플라스토머, 예컨대 어피니티 EG8185 또는 어피니티 GA1950; 이. 아이. 듀폰 드 네모아스(E. I. Du Pont de Nemours and Company)(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 입수가능한 엘박스(ELVAX) 에틸렌 비닐 아세테이트; 및 엑손모빌로부터 입수가능한 에스코렌(ESCORENE) 울트라 에틸렌 비닐 아세테 이트가 포함된다.
탄성 폴리올레핀-기재의 중합체는 이를 고유하게 탄성 및 점착성이도록 만드는 결정성 및 비결정성 상의 부분 영역과 함께, 낮은 결정화 속도를 적당히 가진다. 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체는 이하 더욱 상세히 기재된 바와 같이, 탄성 멜트블로운 층 및/또는 연속 필라멘트 스트랜드 중 하나 또는 양자 모두 내에 혼입될 수 있다.
그러한 탄성 복합재는 약 30 내지 400%의 연신-대-정지(stretch-to-stop) 값을 나타내는 것이 바람직하다. 한 대안적 실시양태에서, 그러한 물질은 약 50 내지 300%의 연신-대-정지 값을 나타낸다. 또 다른 대안적 실시양태에서, 그러한 복합재는 약 80 내지 250%의 연신-대-정지 값을 나타낸다.
부가적 성분, 예컨대 필름, 탄성 스크림 또는 네팅 구조, 발포재, 또는 이들 물질 중 임의의 것의 조합이 탄성 복합재 내에 포함될 수 있다. 필름이 사용되는 경우, 그것은 천공(apertured) 필름일 수 있다. 특정 실시양태에서, 이들 부가적 성분 중 임의의 것이 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이 대신에 사용될 수 있다.
탄성 복합재의 성분들 중 하나 이상은, 상기 기재된 바와 같은, 약 3% 내지 약 40%, 또는 약 5% 내지 약 30%, 또는 약 15% 내지 약 25%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체로부터 형성될 수 있다. 탄성 중합체를 사용하여 멜트블로운 층들 중 하나 또는 양자 모두를 형성하는 경우, 예를 들어 탄성 중합체의 낮은 결정화 속도가 유리한데, 그 이유는 멜트블로운 섬유가 형성 와이어 상에 침착될 때 반점착성이며, 이로써 탄성 스트랜드를 제자리에 유지시키고 복합제에 접착 결합되기 때문이다. 부가적으로, 멜트블로운 층(들)이 탄성 중합체를 포함하는 경우, 멜트블로운 층(들)은 비탄성 멜트블로운 층에 비해 보다 높은 애드-온(add-on)으로 적용될 수 있다. 또한, 탄성 멜트블로운의 접착성과 결부된 탄성 멜트블로운의 보다 높은 애드-온은 멜트블로운 층들 사이의 필라멘트를 보다 잘 확보하도록 도우며, 이로써 필라멘트는 덜 느슨하게 되는 경향이 있는데, 이는 층내 박리 강도보다 큰 층간 박리 강도에 의해 입증된다. 보다 구체적으로, 복합재 내의 성분의 박리 강도는, 복합재가 롤로부터 풀릴 때, 복합재의 외부 표면의 그 자체에 대한 박리 강도보다 크다. 탄성 멜트블로운의 보다 높은 애드-온은 또한 스펀본드 대면재로 제조된 상용적인 총 기초 중량의 종래 연신-결합 적층체에 비해 다공성을 감소시키는 것을 도울 수 있다.
멜트블로운 층 내에 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 사용함에 있어 또 다른 이점은, 복합재의 낮은 층간 박리 강도를 통해 입증되는 바와 같이, 롤 블록킹이 감소되거나 제거된다는 것이다. 롤 내 블록킹을 방지하는 것에 부가하여, 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체는 또한 탄성 필라멘트 스트랜드와 함께 연신될 것이다. 다른 적층체는 롤 블록킹을 방지하기 위해 캘린더-후 처리, 예컨대 비탄성 폴리프로필렌 멜트블로운 더스팅을 포함할 수 있으나, 멜트블로운 층에 탄성 중합체를 혼입함으로써 임의의 캘린더-후 처리에 대한 필요를 제거할 수 있다.
멜트블로운 층들 중 하나 또는 양자 모두는 예를 들어, 약 30 내지 약 100 중량%, 또는 약 50 내지 약 80 중량%의 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 포함할 수 있다. 멜트블로운 층들 중 하나 또는 양자 모두는 단층 또는 다층 성분일 수 있다. 예를 들어, 멜트블로운 층(들)은 또한 이하 더욱 상세히 기재되는 바와 같이, 스티렌계 블록 공중합체-기재의 멜트블로운 중합체의 층을 포함할 수 있다.
언급된 바와 같이, 연속 필라멘트 스트랜드는 또한 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 연속 필라멘트 스트랜드는 약 5 내지 약 90 중량%, 또는 약 30 내지 약 70 중량%의 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체로 이루어질 수 있다.
또한, 탄성 복합재(멜트블로운 층(들), 필라멘트 또는 기타 성분인지의 여부를 불문함) 내의 성분들 중 임의의 것 또는 모두는 일반식 A-B-A'(식 중에서, A 및 A'는 각기 폴리(비닐아렌)과 같은 스티렌계 부분을 포함하는 열가소성 중합체 말단블록이고, B는 공액 디엔 또는 저급 알켄 중합체와 같은 탄성체성 중합체 중간블록임)의 블록 공중합체와 같은 열가소성 물질을 포함할 수 있다.
유용한 스티렌계 블록 공중합체의 구체적 예에는 수첨 폴리이소프렌 중합체, 예컨대 스티렌-에틸렌프로필렌-스티렌(SEPS), 스티렌-에틸렌프로필렌-스티렌-에틸렌프로필렌(SEPSEP), 수첨 폴리부타디엔 중합체, 예컨대 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌(SEBS), 스티렌- 에틸렌부틸렌-스티렌-에틸렌부틸렌(SEBSEB), 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 및 수첨 폴리-이소프렌/부타디엔 중합체, 예컨대 스티렌-에틸렌-에틸렌프로필렌-스티렌(SEEPS)이 포함된다. 이블록, 삼블록, 다블록, 별모양 및 방사모양과 같은 중합체 블록 구성형태도 또한 본 발명에서 구상된다. 일부 예들에서, 보다 높은 분자량의 블록 공중합체가 바람직할 수 있다. 블록 공중합체는 크라톤 폴리머즈(Kraton Polymers) U.S. LLC(미국 텍사스 주 휴스턴 소재)로부터, 상표명 크라톤 G 또는 D 폴리머, 예를 들어 G1652, G1657, G1730, D1114, D1155, D1102로, 또한 미국 셉톤 컴퍼니(미국 텍사스주 파사데나 소재)로부터 상표명 셉톤 2004, 셉톤 4030 및 셉톤 4033으로 입수가능하다. 그러한 중합체의 다른 가능한 공급업체에는 미국 텍사스주의 덱스코 폴리머즈(Dexco Polymers) 및 스페인의 다이나졸(Dynasol)이 포함된다. 그러한 탄성체성 수지 물질의 배합물도 또한 탄성 층의 일차 성분으로서 구상된다. 부가적으로, 다른 바람직한 블록 공중합체가 전체적으로 본원에 참조 인용되는 미국 특허출원 공보 제2003/0232928 A1호에 개시되어 있다.
그러한 베이스 수지는 화합물 내 점착제 및/또는 가공 보조제와 추가 조합될 수 있다. 예시적 화합물에는 크라톤(KRATON) G 2760 및 크라톤 G 2755가 포함되나, 이에 국한되지 않는다. 상기 탄성체성 중합체에 부가될 수 있는 가공 보조제에는 조성물의 가공성을 향상시키기 위한 폴리올레핀이 포함된다. 폴리올레핀은, 배합되고 적절히 조합된 승압 및 승온 조건 하에 적용될 때, 탄성체성 베이스 중합체와 함께 배합 형태로 압출가능한 것이어야 한다. 유용한 배합 폴리올레핀 물질에는 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부텐, 예컨대 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체가 포함된다. 특히 유용한 폴리에틸렌이 이스트만 케미칼(Eastman Chemical)로부터 상표명 에폴렌(EPOLENE) C-10으로 수득될 수 있다. 폴리올레핀 중 2종 이상이 또한 이용될 수 있다. 탄성체성 중합체 및 폴리올레핀의 압출가능한 배합물이 예를 들어, 전체적으로 본원에 참조 인용되는 미국 특허 제4,663,220호에 개시되어 있다.
탄성체성 필라멘트는 자생 결합을 증진시키기 위해 약간의 점착성/접착성을 가질 수 있다. 예를 들어, 탄성체성 중합체 자체는 필름 및/또는 필라멘트로 형성될 때 점착성을 가질 수 있거나, 대안적으로 상용적 점착성 부여 수지를 상기 압출가능한 탄성체성 조성물에 첨가하여, 자생적으로 결합되는 점착성 부여 탄성체성 섬유 및/또는 필라멘트를 제공할 수 있다. 점착성 부여 수지 및 점착화된 압출가능한 탄성체성 조성물과 관련하여, 전체적으로 본원에 참조 인용되는 미국 특허 제4,787,699호에 개시된 수지 및 조성물을 참조한다.
탄성체성 중합체와 상용적이고 높은 가공(예컨대, 압출) 온도를 견딜 수 있는 임의의 점착성 부여제 수지를 사용할 수 있다. 탄성체성 중합체(예를 들어, A-B-A 탄성체성 블록 공중합체)를 가공 보조제, 예를 들어 폴리올레핀 또는 연장 오일과 배합되는 경우, 점착성 부여 수지는 또한 그 가공 보조제와 상용적으로 된다. 일반적으로, 수첨 탄화수소 수지가 온도 안정성이 보다 양호하기 때문에 바람직한 점착성 부여 수지이다. 레갈레츠(REGALREZ) 계열의 점착성 부여제가 그러한 수첨 탄화수소 수지의 예이다. 레갈레츠 탄화수소 수지는 이스트만 케미칼로부터 입수가능하다. 물론, 본 발명은 그러한 점착성 부여 수지의 사용에 국한되지 않고, 조성물의 다른 성분과 상용적이고 높은 가공 온도를 견딜 수 있는 기타 점착성 부여 수지도 사용될 수 있다. 기타 점착성 부여제가 엑손모빌(ExxonMobil)로부터 상표명 에스코레츠(ESCOREZ)로 입수가능하다.
사용될 수 있는 기타 예시적 탄성체성 물질에는 폴리우레탄 탄성체성 물질, 예를 들어 노베온(Noveon)으로부터 상표 에스테인(ESTANE)으로 입수가능한 것들, 폴리아미드 탄성체성 물질, 예를 들어 아토 피나 컴퍼니(Ato Fina Company)로부터 상표 페박스(PEBAX)(폴리에테르 아미드)로 입수가능한 것들, 및 폴리에스테르 탄성체성 물질, 예를 들어 이. 아이. 듀퐁 드 네모아스 앤드 컴퍼니로부터 상표명 하이트렐(HYTREL)로 입수가능한 것들이 포함된다.
유용한 탄성체성 중합체에는 또한 예를 들어, 에틸렌과 하나 이상 비닐 단량체, 예를 들어 비닐 아세테이트, 불포화 지방족 모노카르복실산 및 그러한 모노카르복실산의 에스테르의 탄성 중합체 및 공중합체가 포함된다. 탄성 공중합체, 및 그 탄성 공중합체로부터의 탄성체성 멜트블로운 섬유의 형성이, 예를 들어 전체적으로 본원에 참조 인용되는 미국 특허 제4,803,117호에 개시되어 있다.
제한된 회복과 함께 일부 연장성을 제공하기 위한, 탄성 복합재, 예컨대 멜트블로운 층 및/또는 연속 필라멘트 스트랜드에 이용될 수 있는 부가적 물질에는, 단일 부위 촉매화 폴리올레핀-기재의 물질, 예컨대 다우(Dow)로부터 상표명 어피니티(AFFINITY)로 입수가능하고, 엑손모빌로부터 상표명 이그잭트(EXACT)로 입수가능한, 메탈로센 촉매화 폴리올레핀 및 기하 구속(constrained geometry) 폴리올레핀이 포함된다. 바람직하게, 그러한 물질은 0.89 g/cc 미만의 밀도를 가진다.
마지막으로, 예비형성 탄성 스트랜드도 또한 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로 구상된다. 그러한 예비형성 스트랜드, 예컨대 용액-처리 물질에는 인비스타(Invista)(미국 캔사스주 위치타 소재)로부터 입수가능한 라이크라(LYCRA); 글로브 매뉴팩쳐링 컴퍼니(Globe Manufacturing Co.)(미국 메사츄세츠주 폴 리버 소재)로부터 입수가능한 글로스판(GLOSPAN); 및 풀플렉스 엘라스토머릭스 월드와이 드(Fulflex Elastomerics Worldwide)(미국 로드아일랜드주 링컨 소재)로부터 입수가능한 풀플렉스(FULFLEX)가 포함된다. 이 물질은 탄성 복합재의 연속 필라멘트 어레이 성분, 또는 대안적으로 필름 성분의 기재로 작용할 수 있다.
필라멘트는 압출되거나 예비형성된 것인지를 불문하고, 원형 단면을 가지면서 둥근 모양일 수 있거나, 각종 다른 단면 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 특정 실시양태에는 직사각형, 정사각형 또는 스트랜드에 평평한 외관을 주는 기타 단면 모양을 가지는 평평한 스트랜드 또는 스트립을 포함할 수 있다. 평평한 스트랜드는 예를 들어 권취하는 동안 보다 양호한 조절을 제공할 수 있다.
통상적으로, 온-라인 공정에서 압출된 물질로부터 제조된 웹, 필름 또는 필라멘트를 형성하는데 사용되는 배합물은, 예를 들어 약 40 내지 약 90 중량%의 탄성체성 중합체 베이스 수지, 약 0 내지 약 40%의 폴리올레핀 가공 보조제, 및 약 5 내지 약 40%의 수지 점착성 부여제를 포함한다. 이 비는 요망되는 특정 성질 및 이용되는 중합체에 따라 다양할 수 있다. 대안적 실시양태에 대해서는, 그러한 배합물은 약 60 내지 80%의 베이스 수지, 약 5 내지 30%의 가공 보조제, 및 약 10 내지 30%의 점착성 부여제를 포함한다. 추가의 한 대안적 실시양태에서, 그러한 배합물은 점착성 부여제를 약 10 내지 20%의 양으로 포함한다.
각종 방법을 이용하여 탄성 복합재를 제조할 수 있다. 특히, 물질은, 낮은 결정화 속도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 멜트블로운 층을 이용한 압출 및 결합 방법, 또는 비교적 낮은 개방 시간을 가지는 결합-전 접착제의 적용과 그러한 접착제의 결합-후 적용(여기에서, 접착제는 적용 후에 비점착성으로 됨)을 이용하 여 제조될 수 있다. 각종 방법은 결합제와 관련된 한 실시양태에서 기재될 수 있으나, 그 방법들 모두가 "접착제" 그 자체와 관련되지는 않는다. 방법은 다양하게, 실제로 점착 결과 없이 층들을 기계적으로 함께 결합시키는 기계적 결속을 포함하는 것을 그 특징으로 할 수 있다.
낮은 결정화 속도를 가지는 반점착성 탄성 폴리올레핀-기재의 멜트블로운 층의 속성이 상기 기재되어 있다. 보다 구체적으로, 멜트블로운 섬유는, 탄성 스트랜드를 제자리에 유지시키고 복합재를 접착제로 결합시키는 형성 와이어 상에 침착될 때, 반점착성이다. 부가적으로, 탄성 멜트블로운 층은 비교적 높은 애드-온으로 적용될 수 있고, 이는 멜트블로운 층과 필라멘트 사이의 결합에 기여한다.
접착제 방법을 사용하여 그러한 탄성 복합재를 생성하는 경우, 그러한 접착제가 약 0.2초(sec) 내지 1분의 비교적 짧은 개방 시간을 가지는 것이 바람직하다. 한 대안적 실시양태에서, 그러한 개방 시간은 약 0.2초 내지 3초이다. 또 다른 추가의 한 대안적 실시양태에서, 그러한 개방 시간은 약 0.5초 내지 2초이다. 그러한 성질을 가지는 한 예시적 접착제는, 65% 이하 또는 약 15 내지 40%의 어택틱 폴리프로필렌, 한 실시양태에서는 약 50 중량%의 헌츠만(Huntsman) H2115(헌츠만 폴리머즈의 어택틱 폴리프로필렌); 약 20 내지 50%의 점착성 부여제, 한 실시양태에서는 약 30%의 엑손모빌 에스코레츠 5300; 약 2 내지 10%의 스티렌계 블록 공중합체, 한 실시양태에는 약 4%의 셉톤 폴리머즈의 셉톤 2002; 약 10 내지 20%의 이소택틱 폴리프로필렌, 한 실시양태에서는 약 16%의 엑손모빌의 PP 3746G(이소택틱 폴리프로필렌); 약 0 내지 2%의 착색제, 한 실시양태에서는 약 2%의 착색제, 예컨대 벡토(VECTOR) 4411 내 50%의 이산화티탄; 및 마지막으로 약 0.2 내지 1%의 안정화제, 한 실시양태에서는 약 0.5%의 시바 케이지 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)의 이르가녹스(IRGANOX) 1010을 포함하는, (고화 시에, 적용 직후에 비점착성으로 되는) 폴리프로필렌-기재의 핫멜트 접착제이다. 각종 성분들이 다른 치환물, 예컨대 이르가녹스 이외의 안정화제를 가질 수 있음을 인지해야 한다. 또한, 그러한 접착제가 제품 용도에 따라 착색제를 함유하지 않을 수도 있음을 인지해야 한다. 전체적으로 본원에 참조 인용되는 미국 특허 제6,657,009호; 제6,774,069호; 및 제6,872,784호, 및 미국 특허출원 공보 제20020123538호 및 제20050054779호에 기재된 접착제로부터 유래된 것들을 포함한 기타 접착제들도 본 발명에 이용될 수 있다.
한 실시양태에서, 접착제가 약 16 gsm 미만의 기초 중량으로 (멜트블로운 층과 연속 필라멘트 스트랜드를 닙에 함께 넣기 전(예컨대, 직전)인) 결합-전 단계에서 적용되는 것이 바람직하다. 한 대안적 실시양태에서, 그러한 접착제가 약 8 gsm 미만의 기초 중량으로 적용된다. 또 다른 한 대안적 실시양태에서, 그러한 접착제가 약 4 gsm 미만의 기초 중량으로 적용되는 것이 바람직하다. 또 다른 한 대안적 실시양태에서, 접착제가 1 내지 4 gsm으로 적용되는 것이 바람직하다. 한 실시양태에서, 그러한 접착제가 분무에 의해, 예컨대 ITW로부터 입수가능한 시스템 또는 기타 그러한 분무 적용을 통해 적용되는 것이 바람직하다. 그러한 분무 적용은, 한 실시양태에서 층들 중 하나에, 예컨대 멜트블로운 층들 중 하나에 분무된다. 한 대안적 실시양태에서, 그러한 분무는 멜트블로운 층 및 연속 필라멘트 스 트랜드가 합쳐지는 닙 내로 행해진다.
접착제를 결합-전 및 결합-후 단계(상기 기재된 바와 같은 결합-전)로 적용하고자 하는 경우, 접착제를 각종 층의 결합 전에 4 gsm 미만의 양으로 (이하 기재되는 바와 같은) 물질 상에 적용하는 것이 바람직하다. 한 대안적 실시양태에서, 그러한 접착제는 바람직하게 각종 층의 결합 전에 2 gsm 미만의 양으로 적용된다. 또 다른 대안적 실시양태에서, 그러한 접착제는 결합-전 단계에서는 약 1 내지 4 gsm 범위로, 또한 결합-후 단계에서는 약 0 내지 4 gsm 범위로 적용된다.
한 실시양태에서, 탄성 복합재의 제조 방법은 전술된 것들과 같은 2개의 멜트블로운 층을, 및 멜트블로운 층들 사이에 결합된 연속 탄성 필라멘트의 어레이를 이용하며, 이로써 복합재가 ABA(여기에서, "A"는 탄성 멜트블로운 층을 나타내고, "B"는 연속 탄성 필라멘트를 나타냄)의 구조를 갖게 된다. 그러한 방식에서, 수득되는 물질은 증가된 연신 수준뿐만 아니라, 물질이 즉시 사용되지 않는 한 그 자체에 대한 저장을 위해 롤링될 수 있는 능력을 나타낸다. 마찬가지로 그 물질은, 탄성 복합재가 결착된 1 또는 2개의 대면 층으로 가능한 정도보다 더 큰 정도로 복원되게 되므로, 소정의 기초 중량 당 증진된 탄성 복원력을 나타낸다.
본 발명에 따른 탄성 복합재의 제조 방법의 개략도를 도시하는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 도 1은 수평적 연속 필라멘트 적층체 제조 공정(10)을 도시한다. 제1 멜트블로운 뱅크(20)에 중합체 배합 조성물, 예컨대 전술된 물질, 특히 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 하나 이상의 공급원(비도시)으로부터 공급하고, 이를 제1 멜트블로운 층(31)의 형태로 롤러(40) 주변을 시계 방향으로 이동하는 형성 표면(30)(예를 들어, 소공 벨트(foraminous belt)) 상에 압출한다. 진공(미도시)은 또한 소공 와이어 시스템에 대해 멜트블로운 섬유(31)를 고정하는 것을 도울 수 있다. 섬유 압출 기술, 예컨대 섬유의 변형 멜트블로우잉이 상기 언급된 미국 특허 제5,385,775호(Wright)에 더욱 나와 있다.
연속 필라멘트(36)의 어레이는 필라멘트 압출 뱅크(35)로부터 형성 표면(30) 상의 제1 멜트블로운 층(31)에 압출된다. 압출된 중합체는 바람직하게 스티렌계 블록 공중합체 탄성체 및/또는 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체이다. 각종 실시양태들에서, 압출 장치(35) 또는 부가적 인접 압출 장치(미도시)가 다른 물질, 예를 들어 필름을 제조하여, 동일하거나 상이한 물질의 층의 인라인 배치를 달성하도록 구성될 수 있다.
또한 탄성체성 물질, 예컨대 전술된 물질, 특히 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체의 제2 멜트블로운 층(46)이 제2 멜트블로운 뱅크(45)로부터 압출되어, 멜트블로운 섬유(46)가 연속 필라멘트(36)(어레이)의 상단에 놓이게 된다.
한 실시양태에서, 각각의 멜트블로운 층(31), (46)은, 조합된 멜트블로운 층이 예를 들어 탄성 복합재(70)의 약 30 내지 약 90 기초 중량%를 나타내도록 적용된다. 한 특별한 실시양태에서, 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체 조성물은 필라멘트(36)와 멜트블로운 물질(31), (46)에서 모두 동일하다. 한 대안적 실시양태에서, 조성물은 상이하다(조성물은 동일한 베이스 수지를 포함할 수 있으나, 상이한 백분율의 가공보조제 또는 점착성 부여제를 포함할 수 있음).
필라멘트/멜트블로운 복합체를 형성 표면(30)에서 당겨 분리시키고, 최소의 당김으로 한 쌍의 닙 롤(60)을 통해 캘린더링할 수 있다. 보다 구체적으로, 사용된 물질에 따라, 캘린더링은 필요하지 않을 수 있다. 대안적으로, 복합재(70)를, 예를 들어 0.25 내지 0.5 인치 닙 폭을 가지는 대략 25겹의 고무/강(steel) 적층 닙을 이용하여 가볍게 캘린더링할 수 있다. 닙 롤(60)은 매끄러울 수 있고, 이에는 적당하게 필라멘트 또는 섬유에 대한 친화성이 거의 없거나 전혀 없는 표면이 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 닙 롤러(60)는 평평한 캘린더 롤의 사용을 통해 100% 결합 부위를 제공하도록 설계될 수 있거나, 패턴화된 결합 부위를 제공할 수 있다. 롤러(60)를 각종 복합체 성분의 융점/연화점 미만의 정도로 가열할 수 있거나, 상온 관리되거나 냉장될 수 있다.
조합된 멜트블로운 층 및 연속 필라멘트 스트랜드가 닙(60)에서 방출된 후, 탄성 복합재(70)를 최소의 당김으로 집합 롤(75)에 전달되고, 거기에서 물질이 권취되고, 추가 사용을 위해 저장된다. 멜트블로운 층과 접촉되는 모든 롤은 비점착 표면, 예컨대 PTFE(테플론(TEFLON))의 코팅, 또는 실리콘 고무, 이형 코팅을 포함할 수 있다. 그러한 롤은 사우쓰웨스트 임프레글론(Southwest Impreglon)(미국 텍사스주 휴스턴 소재)의 임프레글론 코팅, 또는 60 쇼어 A 경도의 스토우-우드워드 실펙스(Stowe-Woodward Silfex) 실리콘 고무 코팅으로 추가 코팅될 수 있다. 압출 연속 필라멘트를 압출하지 않는, 이 연속 필라멘트 어레이 복합재의 방법의 한 대안적 실시양태에서, 라이크라(LYCRA) 스트랜드와 같은 예비형성 탄성 스트랜드를 드럼에서 풀어, 최소의 장력 하에 캘린더 닙에 공급할 수 있다.
수득되는 탄성 복합재(70)는, 대면재가 필요하지 않아, 제조 공정을 유선형으로 만들고, 재료 원가를 감축시키기 때문에, 종래 연신-결합 적층체에 비해 더 적은 비용으로 1-단계 공정으로 제조될 수 있다. 또한, 탄성 복합재는 최소의 장력 하에 롤에 권취될 수 있고, 이는 통상적으로 연신-결합 적층체와 결부되는 쓰루-롤 노화 및 쓰루-롤 가변성을 가능히 최소화한다.
탄성 복합재(70)의 다른 제조 방법은 1개 초과의 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 멜트블로운의 하나 또는 양자 모두의 층이 예비형성되어, 롤로부터 풀릴 수 있다. 부가적으로, 탄성 필라멘트(36)는 탄성 복합재(70)의 형성 도중에 압출되기 보다 예비형성될 수 있다. 따라서, 각종 방법들은 멜트블로운 및 압출 필라멘트의 2개의 압출된 층; 멜트블로운 및 예비형성 필라멘트의 2개의 압출된 층; 멜트블로운 및 압출 필라멘트의 2개의 예비형성 층; 멜트블로운 및 예비형성 필라멘트의 2개의 예비형성 층; 멜트블로운 및 압출 필라멘트의 1개의 예비형성 층과 함께 멜트블로운 필라멘트의 1개의 압출 층; 또는 멜트블로운 및 예비형성 필라멘트의 1개의 예비형성 층과 함께 멜트블로운 필라멘트의 1개의 압출 층을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 부가적 층이 또한 포함될 수 있고, 다른 형태의 탄성 중간 층, 예컨대 필름이 필라멘트 대신에 사용될 수 있다.
탄성 복합재의 구조를 본 발명에 따른 탄성 복합재(80)의 서식형 단면도를 도시하는 도 2에서 볼 수 있다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 탄성 멜트블로운 층(85)은 필라멘트 어레이(87) 아래에/바로 인접하게 위치할 수 있다. 제2 탄성 멜트블로운 층(89)은, 제1 탄성 멜트블로운 층(85)의 측의 반대측에 필라멘트 어레이(87)의 상단에 위치한다. 각종 층의 두께는 반드시 척도에 비례하지 않으며, 그 존재를 도시하기 위해 과장되기도 한다.
한 실시양태에서, 그러한 적층체 내의 연속 필라멘트는 바람직하게 단면 인치 당, 약 7 내지 18, 또는 약 8 내지 15의 양으로 존재한다. 제1 탄성 멜트블로운 뱅크로부터의 멜트블로운 물질의 기초 중량은 적층 시점에서 약 34 gsm 이하, 또는 약 2 내지 20 gsm일 수 있다. 마찬가지로, 제2 탄성 멜트블로운 뱅크로부터의 멜트블로운 물질의 기초 중량은 적층 시점에서 약 34 gsm 이하, 또는 약 2 내지 20 gsm일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태의 한 예로서, ABA 구조 복합재는, 각기 바람직하게 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체, 예컨대 엑손모빌로부터 입수가능한 비스타맥스를 포함하는, 탄성 멜트블로운 층 및 필라멘트 어레이를 바람직하게 포함하는 탄성 성분 A 및 B를 이용하여, 상기 방법에 따라 제조될 수 있다. 바람직하게, 그러한 중합체성 배합물은 또한 필라멘트 내에 크라톤 G 중합체성 복합 배합물, 예컨대 크라톤 G 2760 또는 크라톤 G 2755를 포함하고, 탄성 멜트블로운 층 내의 동일한 중합체성 배합물, 또는 멜트블로운 층 내에 제2 G 중합체 배합물을 포함한다. 필라멘트:멜트블로운 섬유의 중량비는 90:10 비, 또는 기타 적당한 비일 수 있다.
대안적으로, 성분 B는 도 3에 도시된 바와 같이, 필라멘트 어레이가 아니라 필름(92)일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 성분 B는 필라멘트 어레이 및 필름(미도시)을 모두 포함할 수 있다. 필름(92)은 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 포함할 수 있다. 다른 적당한 필름 물질의 예에는 본원에 기재된 임의의 탄성체성 중합체, 특히 이전 실시양태에서 필라멘트 어레이에 대해 기재된 것들이 포함되나, 단 필름은 약 50 gsm 이하, 또는 약 35 내지 약 45 gsm, 또는 약 38 내지 약 42 gsm의 기초 중량을 가진다.
실시예의 물질의 제조 시에, 하기 조건을 이용하였다. 대략 33 gsm(30 피트/분(fpm)에서 1 파운드/인치/시간(PIH))의 기초 중량으로, 비스타맥스 VM2210을 이용하여 제1 멜트블로운 층을 제조하였다. 제1 멜트블로운 층을 풀고, 크라톤 G2760 필라멘트를 0.5 PIH의 속도로 475℉ 융점에서 제1 멜트블로운 층으로 압출하여,대략 16 gsm의 필라멘트 기초 중량을 수득하였다. 이어서, 이 물질을 또 다른 멜트블로운 뱅크 아래에 전달하여, 필라멘트 상에 대략 1.0 PIH(32 gsm)로 비스타맥스 VM2210의 제2 멜트블로운 층을 압출하였고, 이에 대략 82 gsm의 최종 복합체 기초 중량을 수득하였다. 비스타맥스 VM2210에 대한 압출 온도는 450℉였다. 탄성 복합재의 제조 방법에 대한 대안적 실시양태에서, 수직 배향의 압출 플랫폼을 사용하여, 탄성 연속 필라멘트 어레이를 압출할 수 있다. 이 실시양태에서, 비점착성 접착제 결합 방법을 이용하여, 탄성 연속 필라멘트 어레이를 멜트블로운 층에 결합시킬 수 있다.
도 4는 탄성 조성물로부터 생성된 탄성 복합재(170)의 제조를 위한 수직 필라멘트 적층체 제조 공정(100)을 개략적으로 도시한다. 도 4와 관련하여, 하나 이상의 용융 탄성체성 물질(105), 즉 스티렌계 블록 공중합체 물질이 복수개의 실질적으로 연속적인 탄성체성 필라멘트로서 스피닝 홀을 통해 다이 압출기(110)로부터 압출된다. 압출기는 약 360 내지 500℉의 온도에서 압출될 수 있다. 시트 또는 리본을 제조하기 위한 필름 다이가 또한 대안적 실시양태에서 사용될 수 있다. 필라멘트(105)를 켄칭하고, 필라멘트(105)를 제1 롤(120) 상에 우회시킴으로써 고화시킨다. 제1 롤(120)은 칠(chill) 롤일 수 있다. 임의의 수의 칠 롤을 사용할 수 있다. 적당하게, 칠 롤은 약 40 내지 약 80℉의 온도를 가질 수 있다. 대안적으로, 도 4에 나와 있는 바와 같이, 제1 롤(120)은 진공 롤일 수 있고, 이 때 멜트블로운의 제1 층은 이하 더욱 상세히 나와 있는 바와 같이, 침착될 수 있다.
압출기(110)의 다이는, 연속 필라멘트가 소정의 각(130)으로 이 제1 롤(120)과 만나도록, 제1 롤(120)에 대해 위치할 수 있다. 이 스트랜드 압출 기하학 성질은 회전 롤 또는 드럼 상에 용융 압출물을 침착하기에 특히 유리하다. 각지거나, 돌각형(canted) 배향은, 필라멘트가 롤 정접(tangent) 지점과 직각으로 다이에서 생기도록 하는 기회를 제공하며, 이에 향상된 스피닝, 더욱 효율적인 에너지 전달, 및 일반적으로 보다 긴 다이 수명이 초래된다. 이 구성형태는 필라멘트가 다이로부터 일정 각으로 생겨서, 롤 표면에 정접 지점과 접촉하도록 비교적 직선인 경로를 따르도록 한다. 압출기(110)의 다이 출구와 수직 축(또는 어떠한 각이 측정되는지에 따라 제1 롤의 수평 축) 사이의 각(130)은, 수 도 정도로 적거나, 90도 정도로 클 수 있다. 예를 들어, 롤 각으로의 90도 압출물 방출은, 압출기(110)를 제1 롤(120)의 다운스트림 연부(edge) 바로 위에 위치시키고, 압출기 상에 측면 방출 다이 팁을 둠으로써 달성될 수 있다. 또한, 수직에서 약 20도, 약 35도, 또는 약 45도 등으로 떨어진 각을 이용할 수 있다. 12-필라멘트/인치 스핀플레이트 홀 밀도를 이용할 때, 대략 45도 각(도 4에 도시)은 시스템이 효과적으로 작동하도록 함이 밝혀졌다. 그러나, 최적의 각은 압출물 방출 속도, 롤 속도, 다이에서 롤까지의 수직 거리, 및 다이 중심선에서 롤러의 탑 데드 센터까지의 수평 거리의 함수로 변화할 수 있다. 각종 기하학 성질을 이용함으로써 최적 성능이 달성하여, 향상된 스피닝 효율 및 감소된 필라멘트 파단을 초래할 수 있다.
멜트블로운 층(152), (154)를, 도 4에 도시한 바와 같이, 필라멘트(105)의 양쪽 측면에 있는 멜트블로운 뱅크(153), (155)로부터의 필라멘트에 적용할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 멜트블로운 층(152)을 멜트블로운 뱅크(153)로부터 진공 롤(120)로 적용할 수 있다. 이어서, 제1 멜트블로운 층(152) 및 필라멘트(105)는 진공 롤(145)에 전달할 수 있고, 여기에서 제2 멜트블로운 층(154)을 멜트블로운 뱅크(155)로부터 적용할 수 있다. 이에 따라, 필라멘트 및 멜트블로운 층을 조합하여, 탄성 복합재를 형성한다.
이어서, 복합재를 닙 롤(165)에 통과시켜, 탄성 필라멘트(105)와 멜트블로운 층(152), (154)을 결합시킴으로써, 마무리된 복합재(170)를 형성한다.
복합재의 캘린더링은 전적으로 임의적이나, 닙 롤러는 증가된 벌크 또는 복합재의 연신과 같은 특정 이익을 산출할 수 있는 패턴화된 롤러를 제공하도록 설계될 수 있고, 멜트블로운 층과 스트랜드 사이의 접촉 접착의 강도가 부당하게 영향을 받지 않도록 사용될 수 있다. 캘린더 롤을, 각종 복합체 성분의 융점/연화점 미만의 온도로 가열할 수 있거나, 상온 관리 또는 냉장될 수 있다.
그러한 탄성 복합재는 그러한 제품에 탄성 속성을 제공하도록 개인 위생 제품에 사용하기 위해 특별한 효능을 가진다. 그러한 탄성 복합재는 탄성 층의 단면 또는 양면에 적용되는 대면재를 갖는 적층체보다, MD 또는 CD 방향으로 보다 높은 연장성을 제공할 수 있고, 또한 보다 부드러운 촉감을 제공할 수 있다.
그러한 탄성 복합재는 탄성 허리, 다리 커프스/개스킷팅, 연신가능한 귀 부분, 측면 패널 또는 연신가능한 외부 커버 용도를 제공하는데 유용할 수 있다. 보다 구체적으로, 탄성 복합재는 신체 부분에 대한 개구부에 인접하는 개인 위생 물품에 유리하게 혼입될 수 있다. 제한하고자 함은 아니나, 도 5는 그러한 탄성 물질을 이용할 수 있는 개인 위생 제품, 예컨대 기저귀의 각종 성분들을 도시하기 위해 제시되어 있다. 그러한 물질을 혼입할 수 있는 개인 위생 제품의 다른 예는 배변훈련용 팬츠(예컨대, 측면 패널 물질 내), 및 여성용 위생 제품이다. 단지 예시하고자, 본 발명에 따라 사용하기에 적당한 배변훈련용 팬츠 및 그러한 배변훈련용 팬츠를 제조하기 위한 각종 물질 및 방법이, 각기 전체적으로 본원에 참조 인용되는 PCT 특허출원 WO 00/37009(2000년 6월 29일 공개, A. Fletcher 등); 미국 특허 제4,940,464호(1990년 7월 10일 허여, Van Gompel 등); 미국 특허 제5,766,389호(1998년 6월 16일 허여, Brandon 등); 및 미국 특허 제6,645,190호(2003년 11월 11일 허여, Olson 등)에 개시되어 있다.
도 5와 관련하여, 일회용 기저귀(250)는 일반적으로 전방 허리 구획(255), 후방 허리 구획(260), 및 전방 허리 구획과 후방 허리 구획을 상호 연결하는 중간 구획(265)을 한정한다. 전방 허리 구획(255) 및 후방 허리 구획(260)은 사용 중에 착용자의 전방 및 후방 복부 부위 위에 실질적으로 연장하도록 구성된 기저귀의 전반부를 포함한다. 기저귀의 중간 구획(265)은 다리 사이의 착용자의 가랑이 부위 를 통해 연장하도록 구성된 기저귀의 전반부를 포함한다. 따라서, 중간 구획(265)은, 반복 액체 서지가 기저귀에서 통상적으로 일어나는 부분이다.
기저귀(250)는 비제한적으로, 외부 커버, 또는 배면 시트(270), 액체 투과성 신체측 라이너, 또는 배면 시트(270)와 대면하도록 위치한 상면 시트(275), 및 흡수성 코어 바디, 또는 배면 시트(270)와 상면 시트(275) 사이에 위치한 액체 체류 구조(280), 예컨대 흡수성 패드를 포함한다. 배면 시트(270)는, 도시된 실시양태에서 기저귀(250)의 길이 및 폭과 일치하는, 길이 또는 세로 방향(286)과 폭 또는 측면 방향(285)을 한정한다. 액체 체류 구조(280)는 일반적으로 배면 시트(270)의 길이 및 폭보다 각기 작은 길이 및 폭을 가진다. 따라서, 기저귀(250)의 가장자리 부분(marginal portion), 예컨대 배면 시트(270)의 가장자리 구획은 액체 체류 구조(280)의 말단 연부를 넘어 연장될 수 있다. 도시된 실시양태에서, 예를 들어, 배면 시트(270)는 액체 체류 구조(280)의 말단 가장자리 연부를 지나 바깥으로 연장되어, 기저귀(250)의 측면 가장자리 및 말단 가장자리를 형성한다. 상면 시트(275)는 일반적으로 배면 시트(270)와 동시 연장성이거나, 임의적으로는 필요에 따라, 배면 시트(270)의 면적보다 크거나 작은 면적을 커버할 수 있다.
보다 잘 맞고, 기저귀(250)로부터 신체 삼출물이 새는 것을 감소시키도록 돕기 위해, 기저귀 측면 가장자리 및 말단 가장자리를, 이하 더욱 설명될, 적당한 탄성 부재로 탄성화할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 대표적으로 도시한 바와 같이, 기저귀(250)는, 기저귀(250)의 측면 가장자리를 작용가능하게 긴장시키도록 구성되어, 새는 것을 감소시키고 편안함과 외관을 향상시키기 위해 착용자의 다리 주위에 딱 맞을 수 있는 탄성화 다리 밴드를 제공하기 위한 다리 탄성재(290)를 포함할 수 있다. 허리 탄성재(295)는 기저귀(250)의 말단 가장자리를 탄성화하기 위해 이용되어, 탄성화 허리 밴드를 제공한다. 허리 탄성재(295)는 착용자의 허리 주위에 복원성있으면서 편안하게 딱 맞도록 구성된다.
본 발명의 구조 및 방법의 탄성 복합재는 다리 탄성재(290) 및 허리 탄성재(295)로 사용하기에 적당하다. 그러한 물질의 예는 배면 시트를 포함하거나 배면 시트에 부착되어, 탄성 협착력(constrictive force)이 배면 시트(270)에 부여되도록 하는 복합 시트이다.
알려진 바와 같이, 후크 및 루프 체결장치와 같은 체결 수단(fastening means)을 이용하여, 기저귀(250)를 착용자에게 고정할 수 있다. 대안적으로, 버튼, 핀, 스냅, 접착 테이프 체결장치, 점착재(cohesives), 직물-및-루프(fabric-and-loop) 체결장치 등과 같은 기타 체결 수단도 이용될 수 있다. 예시된 실시양태들에서, 기저귀(250)는 한 쌍의 측면 패널(300)(즉, 귀 부분)을 포함하는데, 여기에 후크 및 루프 체결장치의 후크 부분으로 나타낸 체결장치(302)가 부착된다. 일반적으로, 측면 패널(300)은 허리 구획(255), (260) 중 하나에 있는 기저귀의 측면 연부에 부착되고, 거기에서 바깥쪽으로 측면 연장된다. 측면 패널(300)을, 본 발명의 구조로 된 탄성 복합재를 이용함으로써 탄성화되거나 기타 방식으로 탄성체성이 될 수 있다. 탄성화 측면 패널 및 선택적으로 구성된 체결장치 탭을 포함하는 흡수성 물품의 예가, 각기 전체적으로 본원에 참조 인용되는 PCT 특허출원 WO 95/16425호(Roessler); 미국 특허 제5,399,219호(Roessler 등); 미국 특허 제 5,540,796호(Fries); 및 미국 특허 제5,595,618호(Fries)에 기재되어 있다.
기저귀(250)는 또한, 상면 시트(275)와 액체 체류 구조(280) 사이에 위치하여 체액 삼출물을 급히 수용하고 기저귀(250) 내의 액체 체류 구조(280)로 체액 삼출물을 분배하도록 하는 서지 관리(surge management) 층(305)을 포함할 수 있다. 기저귀(250)는, 액체 체류 구조(280)와 배면 시트(270) 사이에 위치하여 배면 시트(270)를 액체 체류 구조(280)와 단절시켜 통기성(breathable) 외부 커버, 또는 배면 시트(270)의 외부 표면에 의복이 축축해지는 것을 감소시키는, 스페이서 또는 스페이서 층으로도 불리는 통기(ventilation) 층(미도시)을 추가로 포함할 수 있다. 적당한 서지 관리 층(305)의 예가 미국 특허 제5,486,166호(Bishop) 및 미국 특허 제5,490,846호(Ellis)에 기재되어 있다.
도 5에 대표적으로 도시되어 있는 바와 같이, 일회용 기저귀(250)는 또한 신체 삼출물의 측면 유동에 대한 장벽을 제공하도록 구성된 한 쌍의 봉쇄 플랩(310)을 포함할 수도 있다. 봉쇄 플랩(310)은 액체 체류 구조(280)의 측면 연부에 인접하여 측면으로 기저귀의 양측 연부를 따라 위치할 수 있다. 각 봉쇄 플랩(310)은 통상적으로 착용자의 신체에 대해 씰(seal)을 형성하기 위해, 기저귀(250)의 적어도 중간 구획(265) 내에 직립 수직 구성을 유지하도록 구성된 미부착 연부를 한정한다. 봉쇄 플랩(310)은 액체 체류 구조(280)의 전체 길이를 따라 수직 연장되거나, 액체 체류 구조의 길이를 따라 단지 부분적으로 연장될 수 있다. 봉쇄 플랩(310)이 액체 체류 구조(280)보다 길이가 더 짧은 경우, 봉쇄 플랩(310)이 중간 구획(265) 내 기저귀(250)의 측면 연부를 따라 있는 임의의 곳에 선택적으로 위치 할 수 있다. 그러한 봉쇄 플랩(310)은 일반적으로 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 봉쇄 플랩(310)을 위한 적당한 구성 및 배치가 미국 특허 제4,704,116호(K. Enloe)에 기재되어 있다.
기저귀(250)는 각종 적당한 모양의 것일 수 있다. 예를 들어, 기저귀는 전체적으로 전반적 직각 모양, T-모양 또는 대략 모래시계 모양을 가질 수 있다. 나타낸 실시양태에서, 기저귀(250)는 일반적으로 I-모양을 가진다. 본 발명의 흡수성 물품에 혼입될 수 있는 다른 적당한 성분은 당업자에게 일반적으로 알려진 허리 플랩 등을 포함할 수 있다. 기저귀에 사용하기에 적당한 다른 성분을 포함할 수 있는 본 발명에 따라 사용하기에 적당한 기저귀 구성형태의 예가, 각기 전체적으로 본원에 참조 인용되는 미국 특허 제4,798,603호(Meyer 등); 미국 특허 제5,176,668호(Bernardin); 미국 특허 제5,176,672호(Bruemmer 등); 미국 특허 제5,192,606호(Proxmire 등); 및 미국 특허 제5,509,915호(Hanson 등)에 기재되어 있다.
기저귀(250)의 각종 성분들은 각종 유형의 적당한 부착 수단들, 예컨대 접착제 결합, 초음파 결합, 열점 결합 또는 이들의 조합 수단을 이용하여 함께 조립된다. 나와 있는 실시양태에서, 예를 들어, 상면 시트(275) 및 배면 시트(270)가 접착제, 예컨대 핫멜트 감압성 접착제의 라인으로 상호 조립되고, 액체 체류 구조(280)에 조립될 수 있다. 유사하게, 기타 기저귀 성분, 예컨대 탄성 부재(290) 및 (295), 체결 부재(302), 및 서지 층(305)이 상기 부착 메커니즘을 이용함으로써 물품에 조립될 수 있다.
그러한 탄성 복합재는 마찬가지로 다른 개인 위생 제품, 보호용 작업복, 보 호용 커버링 등에 사용될 수 있음을 인지해야 한다. 또한, 그러한 물질은 인간 및 동물 밴디징 제품 모두를 위한 밴디지 재료에 사용될 수 있다. 그러한 물질의 사용으로, 보다 낮은 제조 비용으로 허용가능한 탄성 성능을 얻게 된다.
본 발명에 대한 상기 및 기타 변형 및 변화는, 첨부된 특허청구범위에 구체적으로 나와 있는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 한도 내에서 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 각종 실시양태의 측면은 전체적으로 또한 부분적으로 상호 교환될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자는 상기 기술내용이 단지 예시적이며, 그러한 첨부된 특허청구범위에 더욱 기재되는 본 발명을 제한하고자 함이 아니라는 것을 인지할 것이다.
시험 방법
연신
-대-정지 시험 절차
"연신-대-정지"란, 연신성 줄질의 비연장 치수와 특정한 인장력의 인가 시의 연신성 물질의 최대 연장 치수 간의 차를 구하여, 그 차를 연신성 물질의 비연장 치수로 나눔으로써 결정되는 비를 가리킨다. 연신-대-정지를 백분율로 표시할 경우, 이 비에 100을 곱한다. 예를 들어, 5 인치(12.7 cm)의 비연장 길이 및 750 그램의 힘을 인가할 때 10 인치(25.4 cm)의 최대 연장 길이를 가진 연신성 물질은, (750 그램에서) 100%의 연신-대-정지를 가진다. 연신-대-정지는 또한 "최대 비파괴 신장율"이라 일컬어질 수도 있다. 달리 규정되지 않는 한, 연신-대-정지 값은 750 그램의 하중 하에 본원에 보고된다. 연신률 또는 연신-대-정지 시험에서, 3 인치×7 인치(7.62 cm×17.78 cm) 샘플(더욱 큰 치수는 종방향, 횡방향 또는 이들 사이의 어느 한 방향임)을, 죠(jaw) 사이에서 5 cm의 간격을 사용하여 신테크(Sintech) 기계의 죠에 위치시킨다. 이어서, 약 20 인치/분(50.8 cm/분)의 크로스헤드 속도로 750 그램의 정지 하중으로 샘플을 잡아당긴다. 본 발명의 연신성 물질이 경우, 그것이 약 30 내지 400%, 대안으로는 약 50 내지 300%, 다른 대안으로는 약 80 내지 250%의 연신-대-정지 값을 나타내는 것이 바람직하다. 연신-대-정지 시험은 연장성(신장) 방향으로 행해진다. 피험 물질에 따라, 인가되는 힘이 클수록 보다 적절할 수 있다. 예를 들어, 탄성 복합재의 경우, 750 그램의 인가된 힘/3 인치의 단면 폭이 통상적으로 적절하나; 특정 적층체, 특히 보다 높은 기초 중량 적층체의 경우, 750 내지 2000 그램의 인가된 힘/3 인치의 단면 폭이 가장 적절할 수 있다.
(롤의
적층체
층을 분리하는 층간 박리 강도에 대한) 롤-
블록킹
시험 방법
롤-블록킹 시험을 수행하기 위해, 샘플로서 상단, 중심 및 반지름 중간점으로부터의 물질의 3 구획을 이용하여, 유틸리티 칼을 가지로 롤의 상단에서 중심으로의 교차 또는 횡단 방향을 따라 탄성 복합재를 대략 50 인치 외경으로 절단한다. 각 샘플은 대략 18 인치×24 인치일 수 있고, 복합재의 대략 30 비-교란 층을 포함할 수 있다. 이 샘플들 각각으로부터, 8개의 3-인치 폭×7-인치 길이 표본을 절단한다(이 때, 7-인치는 종방향임). 각 시편은 2층의 복합재를 포함해야 한다(이 때, 각 복합재는 2개의 탄성 멜트블로운 층 사이에 위치한 연속 필라멘트의 어레이를 포함함). 시편의 한 말단의 상부 멜트블로운 층을 인장 시험 유니트(신테크의 상부 죠로 로딩하면서, 상부 멜트블로운 층을 위해 사용되는 시편의 동일 말단으로 부터의 시편의 하부 멜트블로운 층은 신테크 유니트의 하부 죠에 로딩한다. 일반적으로 하기 기재된 방법을 이용하여, 신테크 인장 시험기(Sintech tensile tester)(MTS 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corp.) 제조, 모델 시너지(Synergie) 200)를 사용하여, 180도 각도 및 300 mm/분의 변형 속도(strain rate)에서, 2개 층을 분리하는데 필요한 물질의 MD 길이를 따라 평균 힘을 측정한다. 모든 시편을 종방향으로 시험한다.
본질적으로, 시험은 (공급 롤로부터 복합재를 푸는 것을 모의하면서) 탄성 복합재의 2개 완전 층을 상호 분리하는데 필요한 힘을 측정한다. 그러한 힘은 롤의 롤링된 물질의 층을 당겨 분리하는데 필요한 힘을 나타내는 것으로 간주된다.
시험을 수행하면서, (탄성 복합재의 한 샘플이자 또 다른 샘플인) 복합재의 개별 겹(ply)을 4인치 이상의 작업 방향을 제공하는 대략 2 내지 3 인치의 길이, 또는 분리 길이를 위해 수동적으로 분리되어 있다. 시편의 동일 말단으로부터의 샘플 시편 1겹을 인장 시험기의 각 죠에 끼운 후(clamped), 시편을 일정한 연장 속도 하에 있도록 한다. 샘플의 연부는 바람직하게 말끔하게 절단되고, 평행하다. 바람직하게, 신테크 테스트웍스(Sintech TestWorks) 소프트웨어를 이용하여, 시스템을 위한 데이터를 습득할 수 있다. 그립은 1-인치×4-인치 죠 페이스(jaw face)를 포함한다(여기에서, 4-인치 치수는 죠의 폭임). 시험은 표준 실험실 대기-주변 조건에서 수행된다. 시험 샘플의 크기는 CD 방향으로 약 3 내지 4 인치이면서, MD 방향으로는 6 인치 이상이어야 한다. 적절한 부하 전지는, 피크 부하 값이 전체 규모 부하의 10 내지 90% 내에 속하도록, 즉 25 lbs 이하가 되도록 선택되어야 한 다. 바람직하게, 5 lb 부하 전지가 사용된다. 바람직하게, 가능한 경우, 측정은 약 16 mm에서 개시되어, 약 170 mm 이하의 신장에서 종결되어야 한다. 게이지 길이는 약 2 인치(죠 사이의 길이)로 설정되어야 한다.
Claims (20)
- 제1 탄성 멜트블로운(meltblown) 층;제1 탄성 멜트블로운 층 상에 침착된 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이; 및제1 탄성 멜트블로운 층의 반대쪽으로 연속 필라멘트 스트랜드 상에 침착된 제2 탄성 멜트블로운 층을 포함하며,여기서, 제1 탄성 멜트블로운 층 및 연속 필라멘트 스트랜드 중 어느 하나 또는 둘 모두의 어레이는 3% 내지 40%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체를 포함하고,여기서 탄성 복합재는 연신-결합(stretch-bonded)되지 않아 집결가능한(gatherable) 대면 층이 없고, 롤 상에서 물질의 임의의 외부 표면이 서로 접착되지 않으면서 롤로부터 풀릴 수 있는 탄성 복합재.
- 제1항에 있어서, 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체가 10 내지 600 g/10분의 용융 유속을 가지는 탄성 복합재.
- 제1항에 있어서, 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체가 40 내지 160℃의 융점/연화점을 가지는 탄성 복합재.
- 제1항에 있어서, 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체가 0.8 내지 0.95 g/cm3의 밀도를 가지는 탄성 복합재.
- 제1항에 있어서, 탄성 폴리올레핀-기재의 중합체가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 부텐 또는 옥텐 동종중합체 또는 공중합체, 에틸렌 메타크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 부틸 아크릴레이트 공중합체로 이루어진 군 중 하나 이상을 포함하는 탄성 복합재.
- 제1항에 있어서, 제1 탄성 멜트블로운 층이 2개 이상의 층을 포함하고, 여기에서 제1 층은 3% 내지 40%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 멜트블로운 중합체를 포함하고, 제2 층은 스티렌계 블록 공중합체-기재의 멜트블로운 중합체를 포함하는 탄성 복합재.
- 제1항에 있어서, 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이와 각각의 제1 및 제2 탄성 멜트블로운 층 사이에 침착된, 0.2초 내지 1분 사이의 비교적 짧은 개방 시간(open time)을 나타내는 접착제를 추가로 포함하는 탄성 복합재.
- 제1항에 있어서, 제1 및 제2 탄성 멜트블로운 층이 3% 내지 40%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 멜트블로운 중합체를 각기 포함하는 탄성 복합재.
- 제1항에 있어서, 탄성 복합재가 개인 위생 물품내에 신체 부분에 대한 개구부에 인접하여 혼입되고, 탄성 복합재를 커버하는 대면 층이 없는 탄성 복합재.
- 제1 탄성 멜트블로운 층을 제공하는 단계;비연신 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이를 제1 탄성 멜트블로운 층 상에 침착시키는 단계; 및제2 탄성 멜트블로운 층을 제1 탄성 멜트블로운 층의 반대쪽으로 연속 필라멘트 스트랜드 상에 침착시키는 단계를 포함하고, 여기서 제1 및 제2 탄성 멜트블로운 층 중 하나 이상이 3% 내지 40%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 멜트블로운 중합체를 포함하고, 여기서 탄성 복합재는 연신-결합되지 않아 집결가능한 대면 층이 없고, 롤 상에서 물질의 임의의 외부 표면이 서로 접착되지 않으면서 롤로부터 풀릴 수 있는, 탄성 복합재의 제조 방법.
- 삭제
- 제10항에 있어서, 연속 필라멘트 스트랜드가 3% 내지 40%의 결정화도를 가지는 탄성 폴리올레핀-기재의 멜트블로운 중합체를 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 34 g/㎡ 이하의 애드-온(add-on)으로 제2 탄성 멜트블로운 층을 침착시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 탄성 복합재를 캘린더링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 탄성 복합재를 캘린더링하는 단계를 포함하지 않는 방법.
- 제10항에 있어서, 탄성 복합재를 롤 상에 권취하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 비연신 연속 필라멘트 스트랜드의 어레이를 제1 탄성 멜트블로운 층 상에 압출하는 단계를 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 복수개의 예비형성된 연속 필라멘트 스트랜드를 제1 탄성 멜트블로운 층 상에 침착시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 제1 및 제2 탄성 멜트블로운 층 중 하나 이상을 압출하는 단계를 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 제1 및 제2 탄성 멜트블로운 층 중 하나 이상이 예비형성 되는(pre-formed) 방법.
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