KR101382059B1 - 부직포 재료/엘라스토머 적층체에 탄성을 부여하는 방법 - Google Patents

부직포 재료/엘라스토머 적층체에 탄성을 부여하는 방법 Download PDF

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Abstract

적층체에 탄성을 부여하기 위한 방법이며, 적층체는 폭을 가지는 적어도 하나의 탄성 막과, 특히 글루와 같은 접합 재료의 특히 개재를 통해 막에 고정되는 적어도 한 층의 부직포 재료를 포함하고,
적층체가 두 세트의 톱니부 사이에 그것이 통과하도록 웨브의 형태로 풀리고, 따라서 그 폭 방향으로 적층체가 신장하도록 톱니는 적층체의 평면에 수직 방향으로 서로 맞물리는 단계를 포함하고,
특히 인장 장치 롤, 특히 톱니 세트의 하류부를 제공함으로써 톱니 사이에 그 풀림 동안에 종방향 또는 기계 방향으로 장력이 웨브에 부여되는 것을 특징으로 한다.
부직포 재료, 탄성 막, 적층체, 활성 폭, 좌측 에지, 우측 에지

Description

부직포 재료/엘라스토머 적층체에 탄성을 부여하는 방법{METHOD FOR IMPARTING ELASTICITY TO A NON-WOVEN MATERIAL/ELASTOMER LAMINATE}
도1은 본 발명에 따른 장치의 사시도.
도2는 도1의 장치의 개략적 섹션의 단면도.
도3은 두 개의 탄성막을 가지는, 도1 및 도2의 장치에 실시된 방법을 통해 달성되는 복합체의 개략도.
도4는 신장되지 않은 상태의, 도3의 복합체 일부분의 단면도.
도5는 신장된 상태의, 도4의 복합체의 일부분의 단면도.
도6은 도3의 것과 유사한 복합체의 단면도.
도7은 도3의 복합체에 대한 도6의 것들과 등가물의 도면.
도8은 도6의 적층체의 경우에서, 본 발명의 따르는 적층체 폭의 폭 방향에 따른 탄성 변화에 대한 커브를 재현하는 그래프의 예시도.
도9는 도7의 적층체의 경우에서, 본 발명의 따르는 적층체 폭의 폭 방향을 따른 탄성 변화에 대한 커브를 재현하는 그래프의 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101, 102 : 압출기
201, 202 : 탄성 막(엘라스토머 막)
203 : 벨트
204 : 아이들러
301, 401 : 부직포 재료
402 : 얼레
601 : 복합체
500 : 고정 유닛
501 : 글루
800 : 납땜 유닛
2000 : 중간 냉각 유닛
본 발명은 특히 엘라스토머 베이스를 가지고 특히 열가소성인 적어도 하나의 탄성 막과, 탄성 막에 고정되는 적어도 한 층의 부직포 재료를 포함하는 적층체에 탄성을 부여하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이런 타입의 적층체에 탄성을 부여하기 위한 장치에 관한 것이고, 또한 이런 타입의 적층체에 관한 것이다.
특히 엘라스토머 베이스를 가지고 특히 열가소성인 적어도 하나의 탄성 막과 탄성 막에 고정되는 적어도 한 층의 부직포 재료를 포함하는 적층체는 성인 요실금을 위한 장치 또는 용변연습용 팬티(training pants)와 같이 특히 쓰고 버리는 의 류 분야 또는 탄성 붕대 형태로 의료 분야의 용도에 특히 사용된다. 용변연습용 팬티의 분야에서, 종래에 이들 적층체는 아기의 허리 주위에 허리띠를 형성하는 섹션에 사용되었다. 특히, 이들 적층체는 후크 및 루프 체결부와 같은 것들 중에서 기저귀가 아기 상에 유지되고 지지하는 것을 보장하는 탄성 탭을 실현하는데 사용된다. 일반적으로, 부직포 재료의 기저귀 또는 시트를 탄성 막에 고정하는 것은 연속적으로 부직포 재료와 탄성 막 사이 또는 개별 영역에 특히 점 또는 선으로 특히 글루와 같은 접합 재료를 개재하여 실현된다. 부직포 재료와 탄성 막을 고정하는 것은 그것을 신장함으로써 적층체에 탄성을 부여하는 것이 필요하다는 것을 의미한다. 이것은 용변연습용 팬티 분야에 통상적으로 불리는 "활성화(activation)" 작업이다. 적층체가 신장되기 전에 그것은 사실 어떤 탄성도 가지지 않고, 적어도 약간의 탄성을 가지는 부직포 직물을 사용하는 경우에도 부직포 직물과 비교되는 단지 약간의 탄성을 가진다. 활성화 이후 즉, 적층체 그 전체부의 신장 이후에, 부직포 직물 섬유의 일종의 파단 또는 이격 또는 해제를 이유로, 적층체는 탄성 막의 것에 대응하는 탄성을 가질 수 있고, 따라서 탄성력이 방출될 수 있다.
이 활성화를 실현하기 위해, 서로 톱니가 맞물리는 두 개의 톱니형 롤 사이에 적층체가 복합체 또는 웨브의 형태로 통과될 수 있는 것이 공지되어 있다. 롤의 톱니는 웨브의 풀림 방향(기계 방향)에 실질적으로 수직으로 연장한다. 적층체가 톱니의 두 세트 사이에 있는 동안, 톱니의 상호 결합은 적층체의 신장을 야기한다. 두 개의 롤을 떠난 직후에, 적층체는 롤에 진입하기 이전에 가졌던 형태를 실질적으로 취한다. 그러나, 비틀림이 발생한다는 것은 이제 적층체가 전체적으로 탄성, 즉 그 초기 폭과 (비 신장 상태의)그 마지막 폭 사이에 횡방향 탄성을 가진다는 것을 의미하고, 그것이 두 개의 톱니형 롤 사이에 있을 때 최대 폭을 가진다는 것을 의미한다. 따라서, 적층체는 활성화된다.
이런 종류의 활성화가 실현될 수 있다는 것은 종래 기술과 특히 미국 특허 USA 5 167 897호로부터 이미 공지되었다. 웨브는 사실상 영의 종방향 장력으로 내부에서 풀리고, 활성화될 구역에 인접하는 적층체의 외주연 에지는 톱니형 롤의 작동 시에 예를 들어, 가압 또는 벨트 시스템에 의해 유지된다. 그 전체부에 사용되는 장치는 꽤 복잡하고, 외주연 에지를 활성화될 적층체의 구역에 인접하도록 유지시키기 위한 특히 복잡한 시스템을 필요로 한다. 게다가, 이러한 종래의 방법에 의해 달성된 적층체는 부직포 재료와 엘라스토머 사이에 적층체의 외부 에지에서 떨어지거나 갈라지게 될 위험이 있어, 강한 접착력을 가지는 글루 또는 특히 그들 에지를 따라 특히 초음파 납땜 라인을 제공할 필요가 있다.
본 발명은 상술된 타입의 적층체에 탄성을 부여하기 위한 방법을 제안함으로써 종래 기술의 결점을 극복하는 것을 목적으로 하고, 본 발명은 한편으로는 실시하기 더 간단하고 특히, 활성화될 적층체의 섹션의 외주연 에지에 인접하여 유지시키는 것을 필요로 하지 않고, 다른 한편으로는 이들 에지를 따라서 납땜 라인의 설비를 생략하는 것이 가능한 방식으로 외부 에지에서 엘라스토머와 부직포 재료 사이에 연결이 떨어지게 되는 경향이 적은 활성화될 적층체를 허용한다.
본 발명에 따르면, 폭을 가지는 적어도 하나의 탄성 막과, 특히 글루와 같은 접합 재료의 개재를 통해 막에 고정되는 적어도 한 층의 부직포 직물을 포함하는 적층체에 탄성을 부여하기 위한 방법이며,
적층체가 두 세트의 톱니부들 사이에 통과하도록 웨브의 형태로 풀리고, 톱니는 적층체의 평면에 수직 방향으로 서로 맞물리고 따라서 그 폭으로 적층체를 신장하는 단계를 포함하고,
장력이 특히 인장 장치 롤, 특히 톱니 세트의 하류부를 제공함으로써 톱니 사이에 그 풀림 동안에 종방향 또는 기계 방향으로 웨브에 부여되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 특히 그 활성화 동안에 활성화될 적층체의 외주연 에지를 유지시키는 복잡한 수단의 설비를 필요로 하지 않고, 초음파 납땜 라인을 생략하는 것이 가능하고, 종래 기술의 적층체의 경우보다 비용이 덜 드는 글루를 제공하는 것이 가능한 방식으로, 특히 외부 에지에서 엘라스토머와 부직포 재료 사이에 연결이 떨어지는 것에 더 저항성인 활성화될 적층체를 달성하는 매우 간단한 시스템이 달성된다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 적어도 1 뉴톤(N)의 장력이 100g/m2 평량의 활성화될 적층체의 10mm 폭에 대해 인가되고, 바람직하게 장력은 적어도 2N/10mm/100g/m2, 더 바람직하게 적어도 2.5, 예를 들어 1.2와 8 사이, 특히 2와 5 사이, 예를 들어 2.6과 동일하다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 적어도 0.64 뉴톤(N)의 장력이 100g/m2 평량의 부직포 재료 단독 층의 10mm 폭에 대해 부여되고, 바람직하게 장력은 부직포 재료의 적어도 0.9N/10mm/100g/m2 이고, 더 바람직하게 적어도 1.2, 예를 들어, 0.65와 3 사이, 특히 1과 2 사이, 예를 들어 1.3과 동일하다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 엘라스토머 막은 부드러워진 상태로 부직포 재료의 층 상에 압출 및 적층되어, 그 후 복합재는 활성화된다.
따라서, 복합재는 하나 이상의 부직포 재료 층과 글루의 중간층만을 가진다.
본 발명은 폭을 가지는 적어도 하나의 탄성 막과, 특히 글루와 같은 접합 재료의 개재를 통해 막에 고정되는 적어도 한 층의 부직포 재료를 포함하는 적층체에 탄성을 부여하기 위한 장치에 관한 것이고, 장치는 제1 톱니부 사이와 제2 톱니부 사이에 그것이 통과하도록 적층체를 풀어내기 위한 수단을 포함하고, 톱니는 웨브의 풀림 평면에 실질적으로 수직 방향으로 서로 상호적으로 맞물리고, 수단은 종방향 장력을 풀리는 적층체에 부여하기 위해 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 장력을 부여하기 위한 수단은 적어도 하나의 아이들러 롤, 특히 제1 및 제2 톱니의 상류부 및 하류부에 정렬된 두 롤로 구성된다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 톱니부의 제1 및 제2 세트는 톱니형 롤에 의해 각각 구성된다.
본 발명은 적어도 한 층의 부직포 재료, 바람직하게 두 층의 부직포 재료와, 폭을 가지고 특히 글루와 같은 특히 접합 재료의 개재를 통해 상기 적어도 하나의 층에 고정되고 특히 두 층의 부직포 재료 사이에 샌드위치되는 적어도 하나의 탄성 막을 포함하는 적층체에 관한 것이며, 상기 폭의 섹션의 상기 적층체는 상기 폭과 같거나 그보다 작은 (탄성은 실질적으로 0이 아닌, 즉 단독 적층체의 탄성보다 큰) 활성 폭을 가지고, 이 활성 폭 내에서 활성화되고, 활성 폭은 좌측 구역 및 우측 구역을 가지고, 10 뉴톤에서의 연신 테스트에 의해 측정되는 적층체의 탄성은 적어도 일 섹션의 좌측 구역에 걸쳐 활성 폭의 좌측 에지로부터 증가하고, 활성 폭의 우측 에지를 향해 적어도 일 섹션의 우측 구역에 걸쳐 감소한다.
실질적으로 일정하고 균일한 활성 폭에 탄성을 가지는 종래 기술의 적층체와 달리, 본 발명에 따른 적층체는 상기 폭의 에지 섹션보다 중심을 향하여 더 큰 탄성을 가진다. 탄성의 이 구배(또는 변화량)와 탄성이 특히 에지에서 적다는 사실은 사용자가 기저귀가 폐쇄할 때마다 사용 중에 사용자에 의해 실현되는 많은 계속적인 신장 운동의 효과 하에, 특히 용변연습용 팬티의 사용 시에, 적층체가 부직포 재료와 엘라스토머 사이에 경계부의 외부 에지에서 떨어지게 되는 경향이 적다는 것을 의미한다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 활성 폭의 좌측 에지의 측정 지점으로부터 mm 단위의 거리의 함수로서 10 뉴톤에서의 연신(% 연신 단위)에 의해 측정된 것과 같은 탄성을 재현하는 커브는 증가 섹션 또는 좌측 구역의 각각의 측정 지점에서, 50%/mm 미만, 바람직하게 25%/mm 미만, 더 바람직하게 20%/mm 미만, 예를 들어 50과 5 사이, 예를 들어 25와 5 사이, 특히 15와 5 사이인 실질적으로 영이 아닌 구배를 도시한다.
양호한 실시예에 따르면, 적층체는 폭을 가지는 적어도 두 개의 탄성 막을 포함하고, 우측 상의 활성 폭의 탄성 커브는 좌측 상의 활성 폭의 탄성 커브와 거울면 대칭되고, 특히 좌측 활성 폭의 우측 감소 섹션의 탄성 커브의 절대값의 구배는 좌측 활성 폭의 좌측 증가 섹션의 탄성 커브의 절대값의 구배보다 작거나 동일하고, 특히 20 미만이고, 특히 12 미만이고, 더 특히 10 미만이고, 좀 더 특히 7 미만이다.
탄성 커브는 적층체의 상기 폭의 실질적으로 중간부의 측정 지점에 대해 최대값을 가진다.
본 발명의 양호한 실시예는 단지 주어진 도면에 예시의 방식으로 도시된다.
도1의 장치는 중간 냉각 유닛(2000)에서 냉각된 이후에, 온도 조절된 벨트(203) 및 아이들러(idler, 204) 시스템에 의해 두 롤로 전송되는 탄성막(엘라스토머 막)(201, 202)의 두 웨브를 압출을 통해 형성하는 두 개의 압출기(101, 102)를 포함하고, 두 롤은 고정 유닛(500)의 부직포 재료들 사이에 글루(501)로 고정되는 두 층의 부직포 재료(301, 401)를 동시에 수용하여, 부직포 재료는 탄성 막이 없는 섹션에 글루(501)에 의해 서로 붙는다. 부직포 재료(301)는 얼레(reel, 402)로부터 풀린다. 제2 부직포 재료(401)는 얼레(402)로부터 풀린다. 그 후, 부직포 재료(301, 401)와 탄성 막(201, 202)에 의해 구성된 복합체, 즉 복합체(601)는 종방향 에지의 납땜을 허용하는 납땜 유닛(800)으로 통과하는 원형 나이프(701)를 포함하는 폭 절단 시스템(700)에서 정확한 폭으로 절단된다. 부직포 재료는 마지막으로 활성화 유닛(900)에서 부직포 재료들을 파단시키도록 활성화된다. 활성화 유닛(900)은 톱니(teeth, 902)를 가지는 제1 롤(901)과 톱니(904)를 가지는 제2 롤(903)을 포함한다. 톱니부(901)의 톱니는 톱니부(904)의 톱니와 맞물린다.
장력 조절 아이들러 롤(1000)은 활성화 유닛(900)으로의 입구에 배열되고, 활성화 동안에 적층체의 종방향 장력을 일정하게 유지시키는 방식으로 톱니형 활성화 롤 중 하나를 차례로 구동하는 모터와 협동하여 작동한다.
톱니형 롤의 풀림 속도에 대한 롤(1000)의 풀림 상대 속도는 복합체(601)가 이동하는 동안, 특히 복합체가 톱니부 사이에 있을 때 종방향 장력을 받게 하는 것이다.
이 종방향 장력은 활성화될 적층체(즉, 엘라스토머와 적어도 한 층의 부직포 재료 사이에 경계부가 있는 단독 적층체) 폭의 100g/m2 평량인 10mm 폭에 대해 적어도 1 뉴톤(N)으로 조절되고, 바람직하게 이 장력은 적어도 2N/10mm/100g/m2, 더 바람직하게 적어도 2.5, 예를 들어 1.2와 8 사이, 특히 2와 5 사이, 예를 들어 2.6과 동일하다.
100g/m2 평량의 부직포 재료 단독 층의 10mm 폭에 대해 적어도 0.64 뉴톤(N)의 부직포 재료의 장력을 부여하는 것이 또한 가능하고, 바람직하게 이 장력은 부직포 재료의 적어도 0.9N/10mm/100g/m2 이고, 더 바람직하게 적어도 1.2, 예를 들 어, 0.65와 3 사이, 특히 1과 2 사이, 예를 들어 1.3과 동일하다.
탄성 재료는 열 수축성을 가질 수 있고, 가지지 않을 수도 있다. 이것은 모노머(monomer) 패턴의 다른 타입의 코폴리머(copolymer), 예를 들어 A-B와 같은 교번식, 또는 순서대로 예를 들어 A-A-A-B-B-B, 또는 달성된 네트워크의 전체부가 다른 구조인 예를 들어 A-A-B-A-B-B-A-A-A-B-A, A-B-A 선형 타입 또는 인덱스 n (n>2)인 (A-B)n 반경 타입 중 하나, 또는 엘라스토머인 A-B 타입의 다이블록(diblock)과 같은 폴리머로부터 특히 형성될 수 있고, 엘라스토머는 예를 들어 코폴리머 스티렌(copolymer styrene)/이소프렌(isoprene)[SI], 스티렌/이소프렌/스티렌(SIS), 스티렌/부타디엔(butadiene)/스티렌[SBS], 스티렌-에틸렌(ethylene)/부틸렌(butylene)-스티렌[SEBS], 스티렌-에틸렌/프로필렌(propylene)-스티렌[SEPS] 또는 SIBS이다. 이들 엘라스토머를 서로 또는 탄성 외에 특정 특성을 수정한 비-엘라스토머와의 혼합물이 또한 고려될 수 있다. 스티렌 폴리비닐(styrene polyvinyl), 폴리스티렌 또는 폴리 α-메틸(poly α-methyl)-스티렌, 에폭시 폴리에스테르(epoxy polyesters), 폴리올레핀(polyolefines), 예를 들어 폴리에틸렌, 또는 특정 에틸렌 아세테이트/비닐(vinyl), 바람직하게 고 분자량의 것들과 같은 예를 들어 50 중량%까지 그러나 바람직하게 30 중량% 미만의 폴리머가 기본 재료의 특정 특성[탄성, 열 저항성, 가공성(processability), UV 저항성, 염료]을 수정하도록 추가될 수 있다.
특히 탄성 재료는 (상표 등록된) 크라톤 디(KRATON D) 하의 예를 들어 크라톤 폴리머스(Kraton Polymers) 또는 (상표 등록된) 벡터 에스비씨(VECTOR SBC) 4211 하의 덱스코 폴리머스 엘피(DEXCO POLYMERS LP)로부터 이용가능한 스티렌-이소프렌-스티렌일 수 있다. 폴리우레탄(polyurethane)의 열 가소성 엘라스토머는 특히 더 도우 케미칼 컴파니(The Dow Chemical Company)의 (상표 등록된) 2102-75A 펠라탄(PELLATHANE)이 또한 사용될 수 있다. 스티렌-부타디엔-스티렌은 특히 크라톤 폴리머스의 (상표 등록된) 크라톤 디-2122 또는 덱스코 폴리머스 엘피의 (상표 등록된) 벡터 에스비씨 4461이 또한 사용될 수 있다. 스티렌-에틸렌/부타디엔은 특히 크라톤 폴리머스의 (상표 등록된) 크라톤 지-2832 또는 차례로 배열된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 코폴리머(SEBS), 특히 (상표 등록된) 크라톤 지2703호가 또한 사용될 수 있다. 이소옥틸 아크릴레이트(isooctyl acrylate)와 아크릴산의 코폴리머는 단량체 비율 90/10에 따라 또한 사용될 수 있다. 차례로 배열된 폴리아미드 폴리에테르(polyamide polyether) 코폴리머인 아르케마(Arkema)의 (상표 등록된) 페박스(PEBAX) 2533이 또한 사용될 수 있다.
다른 가능한 재료는 엘라스토머의 특성을 가지는, 엑손 모빌 케미칼(Exxon Mobil Chemical)로부터 이용가능한 (상표 등록된) 비스타막스(VISTAMAXX) 브이엠-1120 또는 산토프렌(Santoprene) 타입의 대전 폴리머(charged polymer) 이피디엠(EPDM)과 같은 메탈로세닉 촉매(metallocenic catalysts)로부터 유래된 폴리올레핀 폴리머, 주로 에틸렌 및/또는 프로필렌(propylene)의 코폴리머이다.
본 발명에 따르면 예를 들어 보스틱(Bostick)의 H2500 또는 반응성 PU 글루, 특히 보스틱의 AX75E와 같은 비 반응성 핫 메탈 글루(hot metal glue)와 같은 글루를 사용하는 것이 또한 가능하다. 이들 글루는 상술된 엘라스토머 막의 것과 유사 한 화학적 성질을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 이들 글루 중 하나가 화학적 기능을 확인하도록 적외선 분광계로 분석되거나, 물질을 분리 및 정량하기 위한 액체 크로마토그래프로 분석되면, 그 결과로 하나 이상의 구성성분 또는 물질의 그 파생물 또는 엘라스토머 막의 물질이 발견될 수 있는 것이 바람직하다.
이들 글루는 유사한 화학 물질을 통해 막에 우수한 친화성을 허용하는 SIS, SBS SEBS 및 SEPS의 베이스를 가지는 것이 바람직할 수 있다.
글루의 층은 23g/m2 미만, 더 특히 15g/m2 미만, 특히 12g/m2 미만, 더 바람직하게 8g/m2의 평량을 가지는 것이 바람직하다.
부직포 재료와 관련하여, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 및 본 기술 분야에 통상적으로 사용되는 모든 다른 재료가 사용되는 것이 가능하다. 최대치까지의 활성화가 용이하도록 부직포 재료의 횡방향 파열을 위한 연신을 이용하는 것이 또한 가능하다.
도7은 활성화 톱니부를 통과한 후에, 도1의 장치를 떠난 직후에 달성된 적층체를 도시한다. 복합체(601)는 부직포 재료(301)의 상부층과 부직포 재료(401)의 층을 포함하고, 더 좁은 폭의 두 탄성막(201, 202)은 그 사이에 샌드위치된다.
도3은 기계 방향(X's의 방향)에 대해 횡방향으로, 즉 도7의 적층체가 길이에 있어 연장하는 Ys의 방향을 단면도에 따라 도시한다. 이 적층체는 본 명세서에서는 예를 들어 170mm폭의 큰 폭을 가지는 두 층의 부직포 재료(301, 401)로 구성된다. 예를 들어 45 내지 55mm의 작은 폭의 두 엘라스토머 막이 두 층의 부직포 재료들 사이에 샌드위치된다. 두 층의 글루(501)는 부직포 재료를 엘라스토머 막의 면들 중 하나에 각각 고정하고 엘라스토머 막이 없을 때, 나머지 부직포 재료에 각각 고정한다.
탄성 막에 대하여, 글루층은 영(zero) 이거나 또는 0mm와 2mm 사이일 수 있는 서로로부터의 거리로 서로 평행한 스트립의 형태를 가지고, 반면 글루(501)층은 탄성막이 없는 부직포 재료들 사이에 연속적이다.
적층체 형성 이후에, 적어도 하나의 엘라스토머 막의 수준에서, 두 층의 부직포 재료는 활성화 롤들 사이에 통로를 통해 활성화되고, 즉 적어도 하나의 엘라스토머 막을 덮는 섹션의 이들 두 부직포 재료는 횡방향으로 일종의 홈들을 형성하도록 크로스 방향(또는 횡방향)의 바람직한 방식으로 파단되어, 적층체는 두 엘라스토머의 수준에서 엘라스토머 막의 탄성과 실질적으로 대응하는 횡방향 탄성을 가진다.
이 파단을 실현하도록, 적층체는 그것을 덮음으로써 적층체를 덮는 탄성 스트립의 인가를 통해 홈이 형성되는 그 중심 섹션에 그것을 보유하면서 통과되고, 그 후 적층체는 신장되고, 또한 그것과 접촉하는 탄성 스트립은 적층체의 서로로부터 먼 부직포 재료의 섬유를 취하도록 비틀고, 이 신장 단계 동안에 부직포 재료, 탄성 막 및 탄성 스트립을 파단한다. 비틀림이 완료되면, 탄성 막 및 탄성 스트립은 그 초기의 비틀림 없던 상태로 복귀하고, 부직포 재료는 영구적으로 파단된다.
이격된 후에(섬유의 서로로부터의 해제), 부직포 재료의 섬유는 부직포 재료의 몬티큘(monticule)을 형성하도록 글루의 스트립에서 재편성되기 쉬운 반면에, 글루의 스트립 사이에 부직포 재료의 섬유는 파단을 이유로 더 드물고 더 분산된다. 따라서, 부직포 재료가 중간 영역(글루가 없는 곳) 보다 더 큰 두께를 가지는 영역이 있고, 가능하게 극단적인 경우에서는 부직포 재료가 더이상 없는 영역도 있을 수 있다. 적층체의 비-신장 상태에서, 가장 큰 두께의 영역은 (횡방향에 평행한 그 에지에 의해)서로 측면 접촉하고, 적층체가 신장될 때, 가장 큰 두께의 영역은 서로로부터 이격되어, 따라서 중간 영역은 부직포 재료 없이 또는 부직포 재료의 더 작은 두께로 나타난다.
단일 탄성 막(203) 만을 단지 가지는 적층체의 경우를 도시하는 도6에서, 중심 구역(30)의 적어도 하나의 영역(특히 그 전체)은 그들 에지 구역의 영역에서 측정된 에지 구역(31, 32)의 탄성보다 더 크고, 특히 10% 더 크고, 예를 들어 20% 더 큰 탄성을 가진다.
도7에서, 두 개의 중심 구역(30)의 적어도 하나의 영역(특히 그 전체부)는 그들 에지 구역의 영역에서 측정된 에지 구역(31, 32)의 탄성보다 더 크고, 특히 10% 더 큰, 예를 들어 20% 더 큰 탄성을 가진다.
도5에서, 서로로부터 이격되는 글루의 스트립(501) 및 부직포 재료(301)는 (파단 전에 부직포 재료의 두께와 관련하여)가장 큰 두께의 영역(22)과, 적층체가 신장될 때 더 선명하게 나타나는 (파단 전에 부직포 재료의 두께와 관련하여) 더 작은 두께의 구역(23)을 포함한다.
탄성 막은 부직포 재료 층 상에 위치 방향에 수직으로 폭(l)을 가진다. 그것은 부직포 재료(301)의 측면 상에 평면의 표면을 가진다. 종방향 섹션에서, 이 표면은 직선의 형태이다. 부직포 재료의 섬유는 탄성 막의 재료에 침지(immerse)되지 않고, 모든 섬유는 이 직선의 동일한 측 상에 있고, 이것은 종방향 섹션과 상관없는 경우이다.
도6의 적층체의 경우에, 적층체의 좌측 구역(31)의 탄성은 이 상기 폭의 중간부(34)를 향해 적층체의 상기 활성 폭(l)의 좌측 에지(33)로부터 증가한다. 우측 구역(32)의 탄성은 우측 에지(35)를 향해 중간부(34)로부터 감소한다. 탄성은 10 뉴톤에서의 연신 테스트에 의해 측정될 수 있고, 아래에 설명된다.
도8에 도시된 바와 같이, 탄성은 상기 폭의 중심에 대하여 실질적으로 대칭이고, 0.21보다 낮은 구배를 가진다.
도7의 적층체의 경우, 적층체의 제1 활성 폭(l1)은 탄성이 중간부(37)를 향해 좌측 에지(36)로부터 증가하는 좌측 구역(40)과, 탄성이 우측 에지(38)를 향해 중간부(37)로부터 감소하는 우측 구역(41)을 가진다. 도9에 도시된 바와 같이, 좌측 에지에서의 구배(절대값으로)는 우측 에지에서의 구배보다 더 크다. 좌측 에지에서의 구배는 0.21 미만이고, 우측 에지에서의 구배는 0.1 미만이다.
적층체의 제2 활성 폭(l2)은 탄성이 중간부(44)를 향해 좌측 에지(39)로부터 증가하는 좌측 구역(42)과, 탄성이 우측 에지(45)를 향해 중간부(44)로부터 감소하는 우측 구역(43)을 가진다. 도9에 도시된 바와 같이, 우측 에지에서의 구배(절대값으로)는 좌측 에지에서의 구배보다 더 크다. 좌측 에지에서의 구배는 0.21 미만이고, 우측 에지에서의 구배는 0.1 미만이다. 두 활성 폭에서의 탄성 커브는 거울면 대칭이다.
탄성이 중간부와 비교되는 에지에서 더 낮다는 사실은 부직포 재료와 떨어지는 엘라스토머 사이에 연결에 더 저항성이라는 것을 의미하고, 특히 탄성이 실질적으로 균일한 종래 기술의 적층체의 경우보다 더 많은 측면 신장 작동(사용자가 본 발명의 적층체의 베이스 상에 실현되는 폐쇄 탭을 신장함으로써 용변연습용 팬티를 입을 때 아기의 윤곽에 실질적으로 잘 구성되는 기저귀를 보장하도록 특히 용변연습용 팬티에 의해 수행됨)의 끝에 떨어지게 된다. 본 발명에 따르면, 적층체의 종 방향 에지(33, 35, 36, 38, 39, 45)를 따르는 납땜 라인의 설비를 생략하는 것이 가능하고, 더 낮은 접착력의 글루를 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 매우 확실하게, 본 발명의 보호의 영역 내에서, 선택하는 것이 가능하고, 떨어지는 것에 대한 더 큰 저항성을 가지는 적층체를 달성하도록 더 큰 접착력을 가지는 글루 또는 납땜 라인을 제공하는 것이 항상 가능하다.
탄성을 측정하고 10N에서의 연신 테스트에 의해 탄성 커브(도8 및 도9)를 실현하도록, 메인 샘플은 예를 들어 45mm 활성 폭, 45mm 길이 및 형성된 9개의 측정 샘플이 취해지고, 탄성이 측정되는 지점에 각각 중심 설정되고, 각각의 측정 샘플은 예를 들어 5mm 폭, 45mm 길이의 스트랩의 형태이고, 10N의 힘, 23℃ +/- 2℃의 대기 온도, 50% +/- 5%의 상대 습도 및 표준 대기압에서 신장되지 않은 초기 그 초기 길이로부터 조오(jaw)를 구비한 동력계(특히, 아래에 나타냄)의 보조로 신장된다. 달성된 연신은 백분율(percentage)로 측정된다. 두 개 또는 세 개의 메인 샘플이 측정을 여러번(적어도 세번) 수행하도록 취해지는 것이 바람직하고, 평균값은 도8 또는 도9의 그래프에 도시된 각각의 탄성 값에 대해 취한다.
각각의 측정 지점에서, 측정 지점에서의 탄성 커브의 구배(반드시 플러스이고, 수평부는 구배를 갖지 않음)는 측정 지점에서 측정된 탄성값과 측정 샘플의 폭 치수(두 연속적인 측정 지점들 사이의 거리) 상의 선행 측정 지점에서 측정된 탄성값 사이의 차이점의 비로서 계산된다.
따라서, 다음의 테스트에 의해 그 잔류(remanence)를 판단함에 있어 적층제의 예를 들어 탄성을 측정하는 것이 가능하다.
샘플은 ASTDM 5170 norm, 23℃ +/- 2℃의 대기 온도, 50% +/- 5%의 상대 습도로 형성된 표준 대기로 조절된다.
사용된 동력계 장치는 유틸리제이션 소프트웨어 테스트웍스(utilisation software TESTWORKS) 4.04B와 함께 미국 엠티에스 시스템스 코포레이션(MTS Systems Corp.)으로부터 이용가능한 EN 10002 norm, 특히 시너지(Synergie) 200, 1 칼럼에 따른다.
샘플은 탄성 제품(예를 들어 본 발명의 적층체)을 커터 또는 가위로 기계 방향(MD)의 45mm 폭과 크로스 방향(CD, 도1의 수직 방향)의 60mm 길이의 샘플로 절단함으로써 준비된다.
도3에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 테스트될 탄성 영역의 각 측면 상에 이중 면으로 각 측 상에 그것들을 고정함으로써 조오들 사이에 샘플의 파손의 시작 및 활주를 피하도록 예를 들어 한 층의 부직포 재료와 같은 (활주 방지) 강화부가 배치된다.
선택된 인자는 아래와 같다.
내부-조오 거리 : 20mm
기계 속력 : 254mm/min
사이클 수 : 2
제품의 연신 : 일정한 속력에서 100%
제품은 상부 조오의 수직 변위에 의해 100% 신장되고, 하부 조오는 고정되고, 그 후 그 위치에 30초 동안 유지되고, 그 후 (제1 사이클의 종료까지) 60초가 남는 초기 위치는 일정한 속력에서 회복되고, 그 후 다시 100% 신장되고, 30초 동안 유지되고, 그 후 초기 위치가 회복된다(제2 사이클의 종료). 따라서, 커브는 % 연신 단위의 함수로써 신장력을 주어 달성되고, 이것은 다음의 계산식에 의해 판단 세트를 허용하는 이력 현상(hysteresis)을 나타낸다.
SET = L1-L0
L0 : 테스트의 시작, 즉 제1 사이클의 시작에서 X's의 축을 가지는 교차점(% 연신 단위).
L1 : 원래 위치로 복귀하고 60초를 기다린 후에, 제2 사이클의 시작에서 X's의 축을 가지는 교차점(% 연신 단위).
적층체가 달성될 때, 그 후 활성화가 되고, 즉 탄성이 아닌 두 개의 부직포들 사이에 구속되는 탄성 막의 탄성력이 방출된다.
본 발명의 경우에, 활성화 이후에 부직포 재료의 외관은 막의 폭 및 그 탄성 특성과 동일하게, 거의 수정되지 않는다. 특히, 부직포 재료는 더 부드럽고 기저귀의 사용자의 피부에 덜 자극적이다.
부직포 재료는 직조 또는 편성을 제외하고[렉시크 데스 필스 엣 데스 에토페스(Lexique des fils et des etoffes), ISBN :2-9509924-1-1 비교], 기계적 및/또는 화학적 및/또는 웨브에 정렬되는 직물 섬유의 열 접합에 의해 달성되는 직물면이다.
따라서, 부직포 재료는 기계적인 밀집화, 접합 재료와의 혼합, 부직포의 부분적인 융합에 의해 서로 관련되는 작은 치수의 섬유 클러스터이다. 부직포 재료가 활성화되기 위해 본 발명에 따라 신장될 때, 서로 밀집된 작은 섬유는 서로로부터 이격되도록 분리된다. 이 이격화는 부직포 재료의 파단을 포함한다. 섬유가 반드시 신장되는 것은 아니고, 또한 일반적으로 크기를 고려하는 것은 신장되지 않는다. 그것들이 신장되면, 소위 "증가하는" 활성화 시스템을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 이 시스템은 서로 맞물리는 톱니형 롤을 가지는 복잡한 설치를 필요로 하고 본 발명에 따라 이것은 생략될 수 있다.
본 발명에서, 용어, 막 또는 탄성 적층체는 선행 테스트에 따라 그 초기 폭의 100% 신장을 위해 15% 미만, 바람직하게 10% 미만, 더 바람직하게 5% 미만의 의 잔류 또는 SET를 가지는 막 또는 적층체가 되는 것으로 이해된다.
탄성 재료는 탄성인 재료에 의해 단독으로 구성되는 막과 같은 재료가 되는 것이 이해된다. 탄성은 그것에 로드의 가압이 후에 그 초기 형태를 회복하는 본체의 물리적 특성이다.
본 발명에 따르면 종래의 결점을 극복하고, 실시하기 더 간단하고, 활성화될 적층체의 섹션의 외주연 에지에 인접하여 유지시키는 것을 필요로 하지 않고, 이들 에지를 따라서 납땜 라인의 설비를 생략하는 것이 가능한 방식으로 외부 에지에서 엘라스토머와 부직포 재료 사이에 연결이 떨어지게 되는 경향이 적은 활성화될 적층체에 탄성을 부여할 수 있다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 부직포 재료층(301, 401)과, 적어도 하나의 탄성 막(201, 202, 203)을 포함하는 적층체이며, 적어도 하나의 탄성막은 폭(l1, l2)을 가지고, 상기 적어도 하나의 부직포 재료층에 고정되고, 상기 폭의 횡방향 섹션에서 적층체는 상기 폭과 같거나 작은 활성 폭을 가지고, 이 활성 폭 내에서 활성화되고, 활성 폭은 좌측 구역(31, 40, 42) 및 우측 구역(32, 41, 43)을 가지고, 적층체의 탄성은 적어도 좌측 구역의 일부분에 걸쳐 활성 폭의 좌측 에지(33, 36, 39)로부터 증가하고, 활성 폭의 우측 에지(35, 38, 45)를 향해 적어도 우측 구역 일부분에 걸쳐 감소하는 적층체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 활성 폭의 좌측 에지의 측정 지점으로부터 mm 단위의 거리의 함수로서 10 뉴톤에서의 연신(% 연신 단위)에 의해 측정된 바와 같은 탄성을 재현하는 커브는 증가 섹션 또는 좌측 구역의 각각의 측정 지점의 50%/mm 미만의 구배를 나타내는 것을 특징으로 하는 적층체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적층체는 적어도 두 개의 좌측 및 우측 탄성 막을 포함하고, 탄성막 각각은 좌측 및 우측 활성 폭을 가지며, 우측 활성 폭의 탄성 커브는 좌측 활성 폭의 탄성 커브와 거울면 대칭되고, 좌측 활성 폭의 우측 감소 섹션의 탄성 커브의 절대값의 구배는 좌측 활성 폭의 좌측 증가 섹션의 구배와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 적층체.
  4. 제3항에 있어서, 좌측 활성 폭의 우측 감소 섹션(41)의 탄성은 20 미만인 것을 특징으로 하는 적층체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄성 커브는 적층체의 상기 활성 폭의 실질적으로 중간부(34, 37, 44)의 측정 지점에 대해 최대값을 가지는 것을 특징으로 하는 적층체.
  6. 적층체에 탄성을 부여하기 위한 방법이며,
    적층체는 폭을 가지는 적어도 하나의 탄성 막과, 막에 고정되는 적어도 한 층의 부직포 재료를 포함하고,
    적층체가 두 세트의 톱니부 사이에 그것이 통과하도록 웨브의 형태로 풀리고, 따라서 그 폭 방향으로 적층체가 신장하도록 톱니는 적층체의 평면에 수직 방향으로 서로 맞물리는 단계를 포함하고,
    톱니들 사이에 그 풀리는 단계 동안 종방향 또는 기계 방향으로 장력이 웨브에 부여되는 것을 특징으로 하는 적층체에 탄성을 부여하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 적어도 1 뉴톤(N)의 장력이 활성화될 적층체의 10mm 폭과 100g/m2의 층에 대해 부여되는 것을 특징으로 하는 적층체에 탄성을 부여하기 위한 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 적어도 0.64 뉴톤(N)의 장력은 10mm의 폭과 100g/m2의 부직포 재료 층에 인가되는 것을 특징으로 하는 적층체에 탄성을 부여하기 위한 방법.
  9. 적층체에 탄성을 부여하기 위한 장치이며,
    적층체는 폭을 가지는 적어도 하나의 탄성 막과, 막에 고정되는 적어도 한 층의 부직포 재료를 포함하여, 장치는 제1 톱니부와 제2 톱니부 사이에 그것이 통과하도록 적층체를 풀어내기 위한 수단을 포함하고, 톱니는 웨브의 풀림 평면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 서로 맞물리고, 따라서 풀린 적층체에 종방향 장력을 부여하도록 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 적층체에 탄성을 부여하기 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서, 장력을 부여하기 위한 수단은 제1 및 제2 톱니부의 상류부 및 하류부의 적어도 하나의 아이들러 롤에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 적층체에 탄성을 부여하기 위한 장치.
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