KR20050090434A - 점진적 기능성 신장 가먼트 - Google Patents

점진적 기능성 신장 가먼트 Download PDF

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KR20050090434A
KR20050090434A KR1020057012400A KR20057012400A KR20050090434A KR 20050090434 A KR20050090434 A KR 20050090434A KR 1020057012400 A KR1020057012400 A KR 1020057012400A KR 20057012400 A KR20057012400 A KR 20057012400A KR 20050090434 A KR20050090434 A KR 20050090434A
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KR1020057012400A
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로버트 알란 스티븐스
크리스토퍼 피터 올슨
Original Assignee
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

팬티형 흡수용품, 예를 들어 아동 배변 훈련 팬티 (10)은 측면 솔기 영역에 2개 및 중앙 가랑이 영역 (26)에 적어도 3개의 탄성 영역을 갖는 외부 커버 (34)를 포함한다. 별법으로, 상기 용품은 용품 허리 밴드 영역에 제4 탄성 영역을 포함한다. 상기 방식에서, 용품은 다양한 소비자 체격에 순응하는 것을 돕고 보다 일치하는 맞음성 및 누출 감소를 제공하는 것을 돕기 위해 점진적 신장을 보일 수 있다.

Description

점진적 기능성 신장 가먼트 {PROGRESSIVELY FUNCTIONAL STRETCH GARMENTS}
본 발명은 일반적으로 그 구조에 신장 물질을 포함하는, 흡수용품 및 가먼트, 예를 들어 1회용 기저귀, 아동 배변 훈련 팬티, 1회용 수영복, 생리용 팬티, 요실금 용품 등의 분야에 관한 것이다.
많은 종류의 소비자 위생 제품, 예를 들어 1회용 기저귀, 배변 훈련 팬티, 여성 위생용품, 요실금용품 등은 체형 맞춤 가먼트형 제품을 달성하기 위해 엘라스토머성 구조체와 함께 체액 및 다른 삼출액을 흡수하고 위킹 (wicking)하기 위한 흡수성 구조체 (보유층)를 이용한다. 흡수성 구조체는 흡수 웹, 대개 액체 투과성 상부시트 또는 신체측 라이너층 및 액체 불투과성 배면시트 또는 외부 커버층 사이에 배치되는, 공지 기술에 의해 형성된 부직 섬유상 웹 물질로부터 통상적으로 형성된다. 특정 용도에서, 액체 불투과성 외부 커버의 부분들은 상기 용품을 착용하는 동안 일정 수준의 편안함을 달성하기 위해 엘라스토머성이다. 상기 흡수용품은 또한 신체 삼출액의 누출을 감소시키는 것을 돕고 소비자에게 개선된 맞음성(fit)을 추가로 제공하도록 탄성화 허리 밴드 및 다리 커프스 (cuffs)를 포함할 수 있다. 일부 통상적인 흡수용품은 또한 누출의 발생을 더욱 감소시키기 위해 용품의 다리 또는 허리 영역에 탄성화 보유 또는 배리어 플랩을 포함한다.
통상적인 팬티형 흡수성 구조체, 예를 들어 아동 배변 훈련 팬티는 또한 측면을 따라, 예를 들어 가먼트 엉덩이 영역에 신장가능 부분을 포함한다. 예를 들어 미국 위스콘신주 니나 소재의 킴벌리-클라크 코포레이션 (Kimberly-Clark Corporation)에서 제조한 HUGGIES (등록상표) PULL-UPS (등록상표) 1회용 배변 훈련 팬티를 참고할 수 있다. 배변 훈련 팬티에서 상기 엘라스토머성 측면 패널은 또한 예를 들어 전문을 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제4,940,464호 및 WO 037009에 기재되어 있다. 상기 통상적인 배변 훈련 팬티는 허리 개구부 및 각각의 다리 개구부 사이에 연장된 측면 솔기에서 연결되는 엘라스토머성 측면 패널을 포함한다. 솔기는 영구적일 수 있으며, 이때 용품은 속옷과 유사한 방식으로 착용자에게 당겨입혀진다. 별법으로, 솔기는 재부착가능할 수 있으며, 이때 용품은 1회용 기저귀와 유사하게 입고(거나) 벗겨질 수 있다. 그러나, 이들 종류의 형태 중 어느 것을 사용하여도, 용품이 측면 솔기 영역, 허리 영역, 및 다리 커프스 영역에 보다 높은 성능, 및 결과적으로 보다 고가의 엘라스토머 물질을 포함하지만 가먼트의 다른 부분에는 엘라스토머 기능이 전혀 없거나 최소한 존재하는 것은 그다지 드물지 않다. 예를 들어, 가먼트 처짐에 대한 어느 정도의 저항을 제공하고 누출물 보유를 돕기 위해서 엘라스토머 물질을 갖는 흡수용품이 LYCRA 또는 다른 유사하게 예비형성된 엘라스토머 필름, 밴드형 물질 또는 리본형 구조체를 흡수용품의 개구부에 재봉되거나 달리 적용된 허리 및 다리 커프스 영역에 포함하는 것이 통상적이다. 또한, 상기 물질은 압출된 고성능 엘라스토머 물질, 예를 들어 상기 흡수용품 제품의 최종 소비자에 큰 비용을 부담시키는 상표명 KRATON 하에 시판되는 스티렌 블록 공중합체 물질을 포함할 수 있다.
측면, 허리 및 다리 커프스 영역에 상기 보다 고성능의 엘라스토머 물질의 표적 배치가 흡수용품에 꼭맞음성 및 누출 보호를 제공할 필요성을 처리하지만, 흡수용품의 나머지에서의 탄성/일치 맞음성을 종종 희생시킨다. 소비자들은 종종 사용자 체격의 변화/차이에 순응시키기 위해 상이한 크기의 흡수용품에 의존하여야 한다. 종종, 상기 용품을 착용한 후에 그의 "긴밀성 (tightness)"을 일부 상실할 수 있고, 연속적인 사용에 따라 처짐을 보일 수 있다. 이것은 착용 행위, 신체 이동 및 흡수용품 내의 배설이 시간에 따라 흡수용품에 대한 추가의 로드 요구치를 생성시키기 때문에 착용자 인설트 (배설) 후에 특히 분명해질 수 있다.
소비자, 예를 들어 상기 제품을 사용하는 아동 및 성인의 다양한 체격 및 체형에 순응시키기 위해, 용품이 소비자에게 상기 제품의 비용을 증가시키거나 상당히 증가시키지 않으면서 많은 개인의 필요성에 순응할 수 있는 것이 바람직할 것이다. 이러한 제품은 다리 위에 그 허리선 주위에 상기 제품을 끌어올려 상기 제품을 착용할 때 통상 발생하는 전체 용품의 대부분 또는 용품의 전체 주위에 (주변을 둘러싸는 형태로) 맞음성을 증가시키고 허리에서 제품의 일반적인 과다한 연장을 제공할 필요성이 있을 것이다. 마지막으로, 상기 제품은 인설트 후에 용품에 대해 발생하는 추가의 로드 요구치를 처리하도록 제조되어야 하다.
따라서, 상기 목적을 달성하기 위해서 단지 고가의 엘라스토머 물질에 의존하지 않으면서 용품을 사용하는 착용자의 신체 주위에 충분한 주변 신장을 제공하는 흡수용품에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 제품을 착용하기 위해 필요한 과다한 연장을 계속 제공하면서 소비자의 많은 크기 요구에 부합할 수 있는 단일 흡수용품에 대한 필요성이 존재한다. 본 발명은 상기 필요성을 충족시키는 것이다.
<발명의 개요>
흡수용품은 신장가능 외부 커버층, 라이너층, 및 신장가능 외부 커버층과 라이너층 사이에 포함된 흡수층을 포함하며, 흡수용품은 종방향과 종방향 말단 및 측방향과 측면을 갖는다. 용품은 제1 종방향 말단에서 전면 허리 영역, 대향하는 종방향 말단에서 후면 허리 영역, 및 전면 및 후면 허리 영역 사이에 종방향으로 연장되는 가랑이 영역을 추가로 포함한다. 측방향으로 연장되는 이어부(ear portion)는 전면 및 후면 허리 영역의 대향하는 측면에서 규정된다. 외부 커버는 적어도 3가지 물질 대역을 포함하며, 여기서 제1 대역은 전면 허리 영역 및 후면 허리 영역 사이의 가랑이 영역에 위치하고 약 5 내지 85%의 히스테리시스 수준을 보인다. 제2 및 제3 대역은 외부 커버의 측방향으로 연장되는 이어부 상에 위치하며 약 0 내지 60%의 히스테리시스 수준을 보인다. 다른 실시태양에서, 흡수용품은 전면 및 후면 허리 영역에 위치한 제4 대역을 포함한다. 제4 대역은 약 0 내지 60%의 히스테리시스 수준을 보인다.
또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트는 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하고, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함한다. 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 외부 커버는 40%보다 크거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 300 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 패널은 60%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 100 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 허리 밴드는 60%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 100 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다.
또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트는 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하고, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함한다. 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 외부 커버는 80%보다 크거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 400 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 패널은 40%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 200 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 허리 밴드는 40%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 200 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다.
또다른 실시태양에서 흡수성 가먼트는 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하고, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함한다. 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 외부 커버는 약 80% 내지 100%의 히스테리시스 및 25% 연신에서 500 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 패널은 20%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 250 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 허리 밴드는 20%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 250 g 이상의 25% 연신에서 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다.
본 발명의 특징을 도면에 제시된 실시태양을 참고로 하여 아래에서 보다 상세하게 설명할 것이다.
도 1은 파선으로 도시된, 아동 몸통 및 다리 윗부분 주위에서 볼 수 있는 대표적인 흡수용품 (제품) 섀시, 이 경우에 아동 배변 훈련 팬티의 전면 투시도이다.
도 2는 편평하게 펼친 상태 (용품에서 통상 엘라스토머 성분과 관련된 주름형성이 없음)로 도시된 도 1의 흡수용품 섀시의 단순화된 상단부 (신체측) 평면도이다.
도 3은 보다 고성능의 엘라스토머 물질로 제조된 신장 결합된 라미네이트 (SBL) 물질의 스트레스/스트레인 곡선이다.
도 4는 보다 저성능의 엘라스토머 또는 플라스토머 물질로 제조된 넥킹된 결합된 라미네이트 물질 (NBL)의 스트레스/스트레인 곡선이다.
도 5는 많은 신장 결합된 라미네이트 물질 성능 특성이 넥킹된 결합된 라미네이트 물질 성능 특성에 포함됨을 보여주는, 하나가 다른 물질 상에 존재하는 상기한 2개의 중첩된 물질의 스트레스/스트레인 곡선이다.
도 6은 본원에서 설명되는 물질 특성 측정에 사용되는 장치의 측면도이다.
본 발명을 그의 특정 실시태양을 참고로 하여 보다 상세하게 설명할 것이다. 실시태양은 본 발명을 설명하기 위해 제시하는 것으로서, 본 발명을 제한하고자 한 것이 아니다. 예를 들어, 한 실시태양의 일부로서 설명 또는 예시되는 특징부는 다른 실시태양과 함께 사용되어 추가의 실시태양을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 특허청구항의 범위 및 취지 내에 포함되는 상기 변형 및 변화를 포함하는 것이다.
<정의>
본원 명세서에서, 아래의 각각의 용어 또는 구문은 다음의 의미를 포함할 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "흡수용품"은 "개인 위생 제품"과 동의어로서, 기저귀, 배변훈련 팬티, 흡수성 속바지, 성인 요실금용 제품, 붕대 및 여성 위생/보건 제품, 예를 들어 여성 위생 패드 및 팬티라이너를 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "에어레이잉(airlaying)"은 "에어레이드(airlaid)"와 동일한 의미를 갖고, 섬유상 부직층이 형성될 수 있는 공지의 공정이다. 에어레이잉 공정에서, 전형적인 길이가 약 6 내지 약 19 밀리미터 (mm)인 작은 섬유 다발이 분리되어 공기 공급부에 포함된 후, 일반적으로 진공 공급기의 도움을 받아 성형 스크린 상에 침착된다. 이어서, 랜덤하게 침착된 섬유는 예를 들어 열기 또는 분무 접착제를 사용하여 서로 결합된다. 본 발명의 흡수성 복합재는 에어레이드 공정을 사용하여 제조할 수 있다. 에어레이드 부직 복합재의 제조는 문헌에 잘 정의되어 있고, 당업계에 문서로 보고되어 있다. 그 예는 미국 특허 제4,640,810호 (라우르센 (Laursen) 등)에 기재되고 스캔 웹 오프 노쓰 아메리카 인크. (Scan Web of North America Inc.)에 양도된 DanWeb 공정, 미국 특허 제4,494,278호 (크로이어 (Kroyer) 등) 및 소어렌센 (Soerensen)의 니로 세퍼레이션 (Niro Separation a/s)에 양도된 미국 특허 제5,527,171호에 기재된 Kroyer 공정 및 압펠 (Appel)의 킴벌리-클라크 코포레이션에 양도된 미국 특허 제4,375,448호에 기재된 방법 또는 다른 유사한 방법을 포함한다. 상기 특허는 그 전부가 본원에 참고로 포함된다. 본 발명의 흡수 복합재는 에어레이드 공정을 사용하여 제조할 수 있으나, 반드시 그 공정으로 제조할 필요는 없음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 흡수 물질은 또한 플러프 펄프 및 초흡수재 혼합물 및 상이한 조합물일 수 있다.
"부착된"은 두 요소의 접착, 결합, 연결, 부착 등을 의미한다. 두 요소는 서로 직접 결합되거나, 서로 간접적으로, 예를 들어 그 각각이 중간 매개 요소에 직접 부착될 때 함께 부착된 것으로 간주될 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "본디드 카디드 (bonded carded) 웹"은 스테이플 섬유를 분리하여 기계 방향으로 정렬시켜 일반적으로 기계 방향으로 배향된 섬유상 부직웹을 형성시키는 콤밍 (combing) 또는 카딩 (carding) 유닛을 통과시켜 스테이플 섬유로부터 제조되는 웹을 의미한다. 상기 섬유는 대체로 카딩 유닛 전에 섬유를 분리하는 피커 (picker)에 배치된 포장으로 구입한다. 웹이 형성된 후에, 하나 이상의 다수의 공지의 결합 방법에 의해 결합된다. 상기 결합 방법은 분말 접착제가 웹을 통해 분배된 후 일반적으로 웹 및 접착제를 열기로 가열하여 활성화시키는 분말 결합이다. 또다른 적합한 결합 방법은 가열된 칼렌더 롤 또는 초음파 결합 장치를 사용하여 섬유를 웹 전체에 걸쳐 일반적으로 국소 결합 패턴으로 결합시키는 패턴 결합이고, 웹은 또한 필요한 경우 그의 전체 표면에 걸쳐 결합시킬 수도 있다. 2성분 스테이플 섬유를 사용할 경우 특히 적합한 또다른 공지의 결합 방법은 통기 (through-air) 결합이다.
본원에서 사용되는 용어 "통기성"은 최소 WVTR (수증기 투과율)이 약 500 g/m2/24 시간인, 수증기 투과성인 물질을 의미한다. 한 특징에서, 직물의 WVTR은 직물이 착용자에게 얼마나 편안한지 알려준다. WVTR은 아래에 설명하는 바와 같이 측정되고, 그 결과는 g/제곱미터/24시간으로 기록한다. 그러나, 통기성 배리어의 적용은 종종 바람직하게는 더 큰 WVTR을 갖고, 본 발명의 통기성 배리어의 WVTR은 약 1,200 g/m2/24시간, 1,500 g/m2/24시간, 1,800 g/m2/24시간, 심지어 2,000 g/m2/24시간을 초과할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "코폼"은 웹을 형성하면서 그를 통해 다른 물질이 웹에 첨가되는 슈트 (chute) 근처에 적어도 하나의 멜트블로운 다이 헤드가 배치되는 공정에 의해 제조할 수 있다. 상기 다른 물질은 예를 들어 펄프 (또는 플러프 펄프), 초흡수성 입자, 셀룰로스 또는 스테이플 섬유일 수 있다. 코폼 공정은 그 전부가 본원에 참고로 포함된 라우 (Lau)의 미국 특허 제4,818,464호, 앤더슨 (Anderson) 등의 미국 특허 제4,100,324호에 기재되어 있다. 상기 공정은 또한 물질의 상이한 종류의 다중 스트림, 예를 들어 초흡수성 물질 및 플러프를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "포함하는"은 포괄적이고 제한없는 의미로서, 추가의 언급되지 않은 부재, 조성 성분 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
"엘라스토머"라는 용어는 적어도 한 방향으로 그의 이완된 길이의 적어도 25% 이상까지 신장 또는 연신될 수 있고, 적용된 힘이 제거되었을 때는 그의 연신의 적어도 10%를 회복하는 물질 또는 복합재를 의미한다. 일반적으로, 엘라스토머는 그의 이완된 길이의 적어도 100%까지, 더 바람직하게는 300% 이상까지 연신될 수 있고, 신장 바이어스력이 제거되었을 때는 약 1분 내에 그의 연신의 적어도 30%, 보다 바람직하게는 적어도 50%를 회복할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 엘라스토머 물질은 신장가능 및 "신축성 있는" 것으로 설명될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "신축성 있는", "신장가능", "연장가능", "연신가능" 및 "신장"은 상호 교환가능하게 사용될 수 있고, 물질이 바이어스력 (예를 들어 80 내지 800 g/cm (직선)의 바이어스력)의 인가시에 적어도 한 방향으로 연신/연장 또는 신장할 수 있는 물질의 기능/특성을 설명한다. 예를 들어, 연장가능 물질은 적어도 한 방향으로 적어도 25%까지 (그의 초기 신장되지 않은 길이의 적어도 125%까지), 적당하게는 적어도 50%까지 (그의 초기 신장되지 않은 길이의 적어도 150%까지), 보다 적당하게는 적어도 100%까지 (그의 초기 신장되지 않은 길이의 적어도 200%까지) 파단되지 않고 신장될 수 있음을 의미한다. 예로서, 초기 신장되지 않은 길이가 3 인치 (7.6 센티미터)인 연장가능 물질은 적어도 한 방향으로 적어도 3.75 인치 (9.5 센티미터)의 신장된 길이까지 ("적어도 25%" 수치까지에 대해) 파단되지 않고 신장될 수 있다. 상기 용어는 탄성/엘라스토머 물질 및 신장하지만 유의하게 수축하지 않는 (신장되어 이완시에 유의하게 회복되지 않는) 물질, 예를 들어 넥킹된 부직물 및 본디드 카디드 웹과 같은 본래 연장가능한 부직물을 포함한다. 본원에서 설명되는 많은 실시태양이 신장가능 컴포넌트를 포함하지만, 다른 실시태양에서 상기 신장가능 컴포넌트가 탄성 및 엘라스토머성인 것도 바람직하다.
"탄성" 또는 "탄성화"는 변형을 일으키는 힘이 제거된 후에 특정 크기 및 형상을 회복하는 경향이 있는 재료 또는 복합재의 성질을 의미한다
"엘라스토머"는 탄성 유사 중합체이다. "플라스토머"는 연장가능 중합체이다. 힘이 적용될 때 그의 본래 치수의 수배로 신장하고 힘이 제거되었을 때는 그의 본래 치수 또는 거의 본래 치수를 신속하게 회복할 수 있는 중합체는 고무 탄성 거동을 보이는 것으로 알려져 있다. 힘의 인가 하에 변형될 수 있지만 힘의 제거시에 형태를 회복하는 경향이 없거나 거의 없는 중합체는 플라스틱 유사 물질이다. 플라스토머는 충분한 탄성이나 가소성을 보이지 않지만, 제시된 조건 하에서 상이한 정도의 탄성 및 가소성을 보인다. 따라서, 이들 특성의 일부, 예를 들어 스트레스-연신은 탄성으로 보일 수 있다. 플라스토머는 파단시에 1000% 또는 800% 또는 600% 연신을 보일 수 있다. 플라스토머는 1000 내지 7000 psi의 낮은 탄성계수를 보일 수 있다. 그러나, 특정 특성, 예를 들어 히스테리시스 및 장력 변형에서, 연신이 더욱 더 커지기 때문에 플라스토머는 높은 변형율 (percentage set) 및 히스테리시스를 갖는 플라스틱 유사 거동을 보이지만, 유사한 조건 하에서 엘라스토머는 낮은 변형율 및 히스테리시스를 보인다. 본 발명의 목적을 위해, 보다 큰 성능의 엘라스토머는 보다 낮은 성능의 엘라스토머, 신장가능 물질 또는 플라스토머보다 더 낮은 히스테리시스, 바람직하게는 약 0 내지 40%의 히스테리시스를 보인다. 또한, 본 발명의 목적을 위해 낮거나 보다 낮은 성능의 엘라스토머, 신장가능 물질 또는 플라스토머는 보다 큰 성능의 엘라스토머보다 더 큰 히스테리시스, 바람직하게는 약 40 내지 100%의 히스테리시스를 보일 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "가먼트"는 착용할 수 있는 임의의 의복 형태를 의미한다. 이것은 산업용 의복 및 작업바지, 속옷, 바지, 셔츠, 재킷, 장갑, 양말, 흡수용품 등을 포함한다.
용어 "인설트"는 소비자가 흡수 제품을 사용하는 동안 신체 삼출액, 특히 소변 또는 생리액의 자연적인 침착 및 흡수성 제품 시험 동안 시뮬레이션된 신체 삼출액의 침착을 의미한다.
용어 "로드" 또는 "로드들"은 스트레스/스트레인 곡선을 생성시키기 위해 샘플 또는 가먼트에 사용된 힘 또는 별법으로 사용동안 샘플 또는 가먼트에 부가된 힘을 의미한다.
"멜트블로운 섬유"는 용융된 열가소성 물질을 다수의 미세하고 보통 원형인 다이 모세관을 통해 용융된 쓰레드 또는 필라멘트로서 수렴성 고속 가열 기체 (예: 공기) 스트림 내로 압출시키고, 이 스트림이 용융된 열가소성 물질의 필라멘트를 가늘게 만들어 그들의 직경을 미세 섬유 직경까지 될 수도 있는 직경으로 감소시킴으로써 형성된 섬유를 의미한다. 이어서, 멜트블로우잉된 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고, 수집표면 상에 침착되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 예를 들면 부틴(Butin) 등의 미국 특허 제3,849,241호에 기재되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속성 또는 불연속성일 수 있는 미세 섬유이고, 평균 직경이 일반적으로 약 10 미크론보다 더 작고, 일반적으로 수집표면 상에 침착될 때 점착성이다. 상기 특허는 본원에 참고로 포함된다.
본원에서 사용되는 용어 "기계 방향" 또는 MD는 직물이 생성되는 방향의 직물의 길이를 의미한다. 용어 "단면 방향" 또는 "단면 기계 방향" 또는 CD는 직물의 폭, 즉 MD에 일반적으로 수직인 방향을 의미한다.
"부재"라는 용어가 단수로 사용될 때, 그것은 단일 요소 또는 다수 요소를 의미할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "다층 부직 라미네이트"는 적어도 한 층이 부직물, 예를 들어 스펀본드층인 2 이상의 층의 라미네이트를 의미한다. 예를 들어, 다층 부직 라미네이트는 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 (SMS) 라미네이트 또는 스펀본드/필름 라미네이트 (SF)에서 적어도 한 층이 부직물이고 다른 층(들)이 필름과 같은 다른 물질인 라미네이트를 포함한다. 다층 부직 라미네이트의 예는 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제4,041,203호 (브록 (Brock) 등), 미국 특허 제5,178,931호 (퍼킨스 (Perkins) 등) 및 미국 특허 제5,188,885호 (티몬스 (Timmons) 등)에 개시되어 있다. 상기 라미네이트는 예를 들어 이동 성형 벨트 상에 먼저 스펀본드 직물층을, 이어서 멜트블로운 직물층을, 마지막으로 또다른 스펀본드층을 순차적으로 적층시키고 이어서 예를 들어 아래에 설명하는 방식으로 열 점결합에 의해 라미네이트를 결합시켜 제조할 수 있다. 별법으로, 직물층은 개별적으로 제조되어 롤에 수거된 후 별개의 결합 단계에서 조합될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "넥킹된 물질"은 예를 들어 드로잉 (drawing) 또는 주름형성 (gathering)에 의해 적어도 한 치수에서 제한되는 임의의 물질을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "넥킹가능 물질"은 넥킹될 수 있는 임의의 물질을 의미한다 (예를 들어 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제4,965,122호 참고).
"넥-결합된" 라미네이트는 비탄성 부재가 단면 방향으로 탄성인 라미네이트를 생성시키는 기계 방향으로 연장되면서 탄성 부재에 결합된 탄성 부재를 갖는 복합재를 의미한다. 넥-결합된 라미네이트의 예는 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제4,965,122호, 제4,981,747호, 제5,226,992호 및 제5,336,545호에 기재되어 있다.
본원에서 사용되는 용어 "부직물 또는 웹"은 니트 직물에서와 같이 확인가능한 방식이 아니라 사이에 개재된(interlaid) 개별 섬유 또는 쓰레드의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직물 또는 웹은 많은 공정, 예를 들어 멜트블로우잉 공정, 스펀본딩 공정 및 본디드 카디드 웹 공정에 의해 형성되어 왔다. 부직물의 기초 중량은 일반적으로 제곱 야드당 물질의 온스 (osy) 또는 제곱 미터당 물질의 그램 (gsm)으로 표현되고, 유용한 섬유 직경은 일반적으로 미크론으로 표현된다 (osy의 gsm으로의 전환은 osy에 33.91을 곱함으로써 가능하다).
본원에서 사용되는 용어 "신장율"은 신장된 치수 증가치를 측정하여 처음 치수로 나누어 결정된 비, 즉 (신장된 치수의 증가/처음 치수) x 100을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "개인 위생용 제품"은 기저귀, 배변연습용 팬티, 흡수성 속옷, 성인 요실금용 제품, 붕대 및 여성 위생/보건제품 등을 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "변형 (set)"은 본원에서 설명되는 연장/수축 시험의 제1 사이클에서 연신 및 회복 후에 물질 샘플에 보유된 연신을 의미한다. 본원에서 사용된 변형은 % 단위를 갖는다. 변형율 또는 변형은 다음과 같이 계산한다.
변형 = {(수축 사이클에서 제로 로드에서의 게이지 길이 - 처음 샘플 길이)/처음 샘플 길이} X 100
본원에서 사용되는 용어 "변형율"은 예를 들어 사이클링된 후에 그의 원래 길이로부터 신장된 물질의 양의 측정치이다. 인가된 스트레스의 제거 후에 잔류하는 스트레인이 측정되어 변형율로서 기록한다. 변형율은 사이클의 수축 곡선이 연신축을 가로지르는 경우에 발생하고, 아래에서 상세하게 설명된다. 상기 용어는 용어 "영구적인 변형"을 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "중합체"는 일반적으로 단독중합체, 공중합체, 예를 들어 블록, 그라프트, 랜덤 및 교대 (alternating) 공중합체, 삼중중합체 등 및 이들의 블렌드 및 개질물을 포함하고, 이로 제한되지 않는다. 또한, 구체적으로 제한되지 않는 한, 용어 "중합체"는 상기 물질의 모든 가능한 기하학적 형태를 포함한다. 상기 형태는 규칙성 (isotactic), 교대성 (syndiotactic) 및 불규칙성 (random) 대칭형을 포함하고, 이로 제한되지 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "회복"은 바이어스력의 인가에 의한 물질의 신장 후에 바이어스력의 제거시에 신장된 물질의 수축을 의미한다. 예를 들어, 이완된, 비바이어스된 길이가 1 인치 (2.5 cm)인 물질이 1.5 인치 (3.75 cm)의 길이까지 신장시킴으로써 50% 연신될 경우, 물질은 그의 이완된 길이의 150%이거나 1.5배 신장된 신장 길이를 가질 것이다. 상기 예로든 신장된 물질이 바이어스 및 신장력의 방출 후에 수축하여 1.1 인치 (2.75 cm)의 길이로 회복될 경우, 물질은 그의 0.5 인치 (1.25 cm) 연신의 80%를 회복할 것이다. 회복율은 [(최대 신장 길이 - 최종 샘플 길이)/ (최대 신장 길이 - 초기 샘플 길이)] x 100으로 표현될 수 있다. 회복되지 않은 물질 연신은 물질의 변형일 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "스펀본디드 섬유"는 용융된 열가소성 물질을 대체로 원형의 방사구의 다수의 미세 모세관으로부터 필라멘트로서 압출시키고, 이어서 압출된 필라멘트의 직경을 예를 들면 애펠(Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호 및 도르쉬너(Dorschner) 등의 미국 특허 제3,692,618호, 마쓰끼(Matsuki) 등의 미국 특허 제3,802,817호, 키니(Kinney)의 미국 특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, 하르트만(Hartmann)의 미국 특허 제3,502,763호 및 도보(Dobo) 등의 미국 특허 제3,542,615호(이들 문헌은 전내용을 본원에 참고로 포함시킴)에 기재된 바와 같이 급속하게 감소시킴으로써 형성된 직경이 작은 섬유를 의미한다. 스펀본드 섬유는 그들이 수집표면 상에 침착될 때는 일반적으로 점착성이 없다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속성이고, 평균 직경 (적어도 10개의 샘플로부터)은 7 미크론 초과, 보다 종종은 약 10 내지 20 미크론이다. 상기 섬유는 또한 예를 들어 통상적이지 않은 형태를 갖는 섬유를 설명하는 호글 (Hogle) 등의 미국 특허 제5,277,976호, 힐스 (Hills)의 미국 특허 제5,466,410호 및 라그만 (Largman) 등의 미국 특허 제5,069,970호 및 제5,057,368호에 기재된 것과 같은 형태를 가질 수 있다. 상기 특허는 그 전부가 본원에 참고로 포함된다.
"신장-결합된" 라미네이트(SBL)는 한 층이 주름형성 가능층이고 다른 층이 탄성층인 적어도 2층을 갖는 복합재를 의미한다. 층 이완시에 주름형성 가능층이 주름을 형성하도록 탄성층이 연장 조건 하에 있을 때 층들은 함께 결합된다. 예를 들어, 한 탄성 부재는 그의 이완된 길이의 적어도 약 25% 연장되면서 다른 부재에 결합될 수 있다. 상기 다층 복합 탄성 물질은 비탄성층이 충분히 연장될 때까지 신장될 수 있다. 신장-결합된 라미네이트의 예는 예를 들어 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제4,720,415호, 제4,789,699호, 제4781,966호, 제4,657,802호, 4,655,760호, 제5,385,775호 및 미국 특허 출원 제US2002-0104608호에 기재되어 있다.
"장력"은 신체의 연장을 야기하는 경향이 있는 힘을 저지하는 신체 내의 스트레스 또는 연장에 저항하는 신체 내의 균형을 잡는 힘을 의미한다. 장력은 g 단위로 표현할 수 있다. 연장을 야기하는 경향이 있는 힘은 로드이다.
본원에서 사용되는 용어 "열 점 결합"은 결합되는 직물 또는 부직웹을 가열된 칼렌더롤과 앤빌 (anvil) 롤 사이에 통과시키는 것을 의미한다. 칼렌더롤은 항상 그렇지는 않지만, 대체로 전체 직물이 그의 전체 표면에 걸쳐 결합되지 않는 방식으로 패턴화되고, 앤빌롤은 대체로 평탄하다. 그 결과, 칼렌더롤의 다양한 패턴이 기능적 이유 및 심미적 이유로 개발되었다. 패턴의 일례는 점을 갖고, 그 전부가 본원에 참고로 포함된 한센 (Hansen)의 미국 특허 제3,855,046호에 개시된 바와 같은, 약 200 결합/제곱 인치를 갖는 약 30% 결합 영역을 갖는 Hansen Pennings 또는 "H & P" 패턴이다. H & P 패턴은 정사각형 점 또는 핀 결합 영역을 갖고, 상기 각각의 핀의 측면 치수는 0.038 인치 (0.965 mm)이고, 핀은 0.070 인치 (1.778 mm) 이격되고, 결합 깊이는 0.023 인치 (0.584 mm)이다. 다른 전형적인 점 결합 패턴은 측면 치수가 0.037 인치 (0.94 mm), 핀 이격이 0.097 인치 (2.464 mm), 깊이가 0.039 인치 (0.991 mm)인 정사각형 핀을 갖는 15% 결합 영역을 생성시키는 팽창된 Hansen Pennings 또는 "EHP" 결합 패턴이다. "714"로 명명된 다른 전형적인 점 결합 패턴은 각각의 핀의 측면 치수가 0.023 인치, 핀 사이의 이격이 0.062 인치 (1.575 mm), 결합 깊이가 0.033 인치 (0.838 mm)인 정사각형 핀 결합 영역을 갖는다. 생성되는 패턴의 결합 영역은 약 15%이다. 또다른 통상적인 패턴은 결합 영역이 약 16.9%인 C-Star 패턴이다. C-Star 패턴은 단면 방향 막대 또는 별을 짜넣음으로서 차단된 "코듀로이 (corduroy)" 디자인을 갖는다. 다른 통상적인 패턴은 16% 결합 영역을 갖는, 반복되고 약간 분기된 다이아몬드를 갖는 다이아몬드 패턴 및 예를 들어 창문 스크린과 같이 그 명칭이 제안하는 바와 같이 보이는, 결합 영역이 약 19%인 와이어 위빙 (weaving) 패턴을 포함한다. 일반적으로, 결합 영역 비율은 직물 라미네이트웹의 영역의 약 10% 내지 약 30%이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 스폿 결합은 라미네이트층을 함께 유지시킬 뿐만 아니라 각 층 내의 필라멘트 및(또는) 섬유를 결합시킴으로써 각각의 개별층에 통합성을 부여한다.
본원에서 사용되는 용어 "초음파 결합"은 예를 들어 그 전내용을 본원에 참고로 포함시킨 본스레거 (Bornslaeger)의 미국 특허 제4,374,888호에 개시된 바와 같이 초음파 호른 (horn)과 앤빌롤 사이에 직물을 통과시켜 수행한다.
본원에서 사용되는 용어 "대역", "영역", "구역" 및 "부분"은 유사 구조 물질, 예를 들어 특정 형태의 중합체 라미네이트를 포함하는 용품 외부 커버 또는 측면 패널을 따른 특정 위치를 의미하는 동의어로서 사용된다. 본 발명의 목적에서 용어 대역은 흡수용품의 측면 패널 영역, 즉 용품의 엉덩이에 전체적으로 놓인 영역, 흡수용품의 중앙 가랑이 영역, 즉 앞허리에서 뒷허리까지 다리 사이에 전체적으로 놓인 영역, 및 흡수용품의 허리 영역, 즉 흡수용품에서 허리 개구부를 밀착하여 둘러싸는 영역을 의미할 수 있지만 이로 제한되지는 않는다.
시험 방법:
WVTR 시험:
샘플 물질에 대한 수증기 투과율 (WVTR)은 다음 시험 방법에 따라 계산될 수 있다. 직경 3인치의 원형 샘플을 미국 뉴저지주 섬머빌 소재의 획스트 셀라니즈 코포레이션 (Hoechst Celanese Corporation)의 CELGARD 2500 필름 조각인 대조군 및 각각의 시험 물질로부터 절단하여야 한다. CELGARD 2500 필름은 미세다공성 폴리프로필렌 필름이다. 각 물질에 대해 3개의 샘플을 준비해야 한다. 시험 접시는 미국 펜실베니아주 필라델피아 소재의 쓰윙-알버트 인스트루먼트 컴퍼니 (Thwing-Albert Instrument Company)에서 공급하는 넘버 60-1 Vapometer 팬이다. 100 밀리리터의 물을 각각의 Vapometer 팬에 붓고, 시험 물질 및 대조 물질의 각각의 샘플을 각각의 팬의 개방된 상부에 걸쳐 배치하여야 한다. 스크류온 플랜지 (screw-on flange)는 팬의 연부를 따라 밀봉을 형성하여 연합된 시험 물질 또는 대조 물질이 약 33.17 제곱센티미터의 면적을 갖는 직경 6.5 센티미터 원 상에서 주위 분위기에 노출되도록 죄어야 한다. 이어서, 팬은 평형을 위해 약 100 ℉ (38 ℃)에서 1시간 동안 강제 송풍 오븐에 배치하여야 한다. 오븐은 수증기가 내부에 축적되는 것을 방지하기 위해 외부 공기가 그를 통해 순환하는 항온 오븐이어야 한다. 적합한 강제 송풍 오븐은 예를 들어 미국 일리노이주 블루 아일랜드 소재의 블루 엠. 일렉트릭 컴퍼니 (Blue M. Electric Company)에서 공급하는 Blue M Power-O-Matic 60 오븐이다. 평형 완료시에, 팬을 오븐으로부터 제거하여 칭량하고, 즉시 오븐에 다시 배치하여야 한다. 24시간 후에, 팬을 오븐으로부터 제거하여 다시 칭량하여야 한다. 예비 시험 수증기 투과율값은 하기 식 (I)로 계산하여야 한다.
시험 WVTR = (24시간에 걸친 중량 상실 (g)) x 315.5 g/m2/24시간 (I)
오븐 내의 상대 습도는 특정하게 조절하지 않는다.
약 100 ℉ (38 ℃) 및 주위 상대 습도의 소정의 설정 조건 하에서, CELGARD 2500 대조군에 대한 WVTR은 24시간 동안 제곱미터당 5000 g으로 규정되었다. 따라서, 대조군 샘플은 각각의 시험에서 함께 시험하여야 하고, 예비 시험값은 하기 식 II를 사용하여 설정 조건으로 보정하여야 한다.
WVTR = (시험 WVTR/대조군 WVTR) x (5000 g/m2/24시간) (II)
연장/수축 시험:
(신장 특성 결정 과정)
상기 과정은 장력 범위에 걸친 신장가능 물질의 루프의 신장 특성을 측정하기 위한 단일 사이클 벤치 시험이다. 시험 물질은 고정된 연신/장력이 아니라 특정 로드로 사이클링된다. 생성된 값은 물질의 기능성을 평가하고 장력 범위에 걸친 물질 사이의 상호작용을 결정하기 위한 수단으로 사용된다.
상기 시험 방법에 의해 생성된 데이타는 70 g의 초기 로드에서의 주변 길이 (mm) 및 2000 g의 최종 (피크) 로드에서의 주변 길이 (mm), 연장/수축의 1회의 전체 사이클 동안의 스트레스/스트레인 곡선, 및 상기 사이클에서 발생하는 영구적인 변형 및 히스테리시스 상실을 포함한다. 샘플 물질 또는 복합 구조 내의 결합, 섬유, 필름 등의 유의한 파열이 2000 g 미만에서 발생하기 시작하면, 최대 로드는 시험 샘플을 크게 손상시키지 않는 양으로 저하시킨다.
도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 스트레스 측정 장치 (70)이 예시되어 있다. 물질 루프 (80)은 시험 장치 (70)의 상부 핀 (72)에 매달리고, 물질 루프의 기저부는 기저부 핀 (73) 주위에 느슨하게 매달린다. 시험 장치를 가동시키면, 핀은 2000 g의 힘에 도달할 때까지 분리될 것이고 (화살표 (85)로 나타낸 바와 같이), 이후에 처음 출발 위치로 자동적으로 복귀한다. 시간, 힘 및 거리 데이타는 자동적으로 기록되어 스트레스/스트레인 (연장/수축) 곡선을 생성시킨다.
각각의 종류의 물질의 적어도 3개의 루프가 일반적으로 시험된다. 컴퓨터 프로그램을 사용하여 모든 개개의 시험 결과를 나타내는 복합 곡선을 생성시키기 위해 각각의 샘플의 연장/수축 곡선을 따른 특정 지점들을 평균하였다.
장치 및 재료:
1) 쓰윙-알버트 인스트루먼트 컴퍼니에서 제조한 JDC 정밀 샘플 절단기, 폭 1인치.
2) 일정한 연장 속도 (CRE) 인장 시험기; 미국 노쓰 캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크 소재의 엠티에스 시스템즈 코포레이션 (MTS Systems Corporation)에서 입수가능한 MTS 인장 시험기 모델 Synergie 200 Test Bed.
3) 로드 셀 : 대부분의 피크 로드값이 로드 셀의 전체 규모값의 제조자의 권장 범위 내에 존재하도록 선택된 적합한 셀: 엠티에스 시스템즈 코포레이션에서 입수가능한 Model 100N.
4) 운영 소프트웨어 및 데이타 획득 시스템: 엠티에스 시스템즈 코포레이션에서 입수가능한 Windows 소프트웨어 버전 3.10용 MTS Testworks.
5) 그립: 공기압 작용 그립, 미국 매사추세츠주 캔톤 소재의 인스트론 코포레이션 (Instron Corporation)에서 입수가능한 부품 번호 2712-003으로 확인된 상부 및 기저부.
6) 그립면: 핀 유지에 적합한 25 X 75-mm (1인치 X 3인치).
7) 핀: 시편을 유지하기 위해 말단에 외경이 6.4 밀리미터 (0.25인치)이고 길이가 3.2 센티미터 (1.25인치)인 오돌토돌한 부분을 갖는, 길이가 6.3 센티미터 (2.5인치)인 경질 핀.
조건화 :
합리적인 주위 조건, 예를 들어 73 ± 2 ℉ 및 상대 습도 50 ± 2%을 샘플 시험에 사용하여야 한다. 사용되는 도구는 각 도구 제조사의 지시서에 기재된 바와 같이 조정하여야 한다.
시험 시편:
정밀 절단기를 사용하여 샘플 물질을 폭 1인치로 절단한다. 결합 사이에 160 mm 이격되고 이완된 루프의 총 주변 길이가 320 mm가 되도록 두개의 절편을 함께 결합시킨다 (바람직하게는 루프를 형성하도록 강한 결합을 생성시키기 위해 초음파 결합기를 사용). 상기 시험을 위해, 결합은 20,000 사이클/sec에서 작동되는 Branson Model 920 Ultrasonic Plunge 결합기를 사용하여 수행하였다. 호른 (horn)은 1/2인치 X 9인치이었고, 도트 엠보싱 패턴이 조각(약 225 도트/제곱인치)된 앤빌 (anvil)은 1/4인치 X 7인치이었다. 결합 조건은 60 psi 호른 압력에서 약 2초 체류 시간이었다. 결합은 영구적이고 안정하였다. 충분한 강도의 결합이 음파 결합을 통해 형성될 수 없으면, 다른 결합 방법, 예를 들어 접착제 또는 통상의 사무용 스테이플러를 사용한 스테이플링 등을 사용할 수 있다.
과정:
인장 시험기 시험 조건은 다음과 같다. 크로스헤드 속도는 250 mm/min이고, 전체 규모 로드는 4540 g이고, 게이지 길이는 루프 결합 길이보다 10 mm 더 짧고, 이 경우에 150 mm이고, 진행 로드 (go to load) (사이클 트리거 (trigger))는 2000 g이고, 사이클 횟수는 1이고, 연신 정지는 450 mm (200%)이고, 파단 감도는 75%이다.
로드 셀은 시험 기간 개시시에 Testworks 소프트웨어를 사용하여 보정한다. 핀 어셈블리는 도 6에 도시된 바와 같이 설치한다. 크로스헤드 위치에 대한 인장 프레임 푸쉬 버튼 컨트롤을 사용하여 핀을 요구되는 게이지 길이까지 이동시킨다. 게이지 길이는 제1 핀의 중앙선으로부터 제2 핀의 중앙선까지 측정함으로써 결정한다. 소프트웨어는 초기 게이지 길이까지 보정한다. 밴드를 상부 핀의 오돌토돌한 섹션 상에 위치시킨다. 물질의 루프 기저부는 기저부 핀 아래에 위치한다. 시편의 용기 로드를 측정하기 위해 "Zero"를 클릭한다. "RUN" 버튼을 크릭하면 시험이 자동적으로 개시될 것이다. 시험이 수행될 때, 데이타 및 그래프를 저장하기 위해 "FILE"을 클릭하거나, 데이타만을 저장하기 위해서 "NEXT"를 클릭한다. 시편을 핀에서 제거한다. 샘플 그룹에 대한 시험이 완료될 때까지 각각의 시편에 대해 이 단계를 (시편을 핀에 위치시키는 것으로부터) 반복한다.
히스테리시스는 특정 사이클 내의 에너지 상실량의 측정치이다. 로딩 및 비로딩 에너지는 부등변사각형 (Trapezoidal) 원칙을 사용하여 각각의 곡선 아래의 면적을 적분함으로써 계산한다. 사이클의 히스테리시스 비율은 다음과 같이 정의된다.
% 히스테리시스 = (로딩 에너지 - 비로딩 에너지)/로딩 에너지 X 100
"정지 신장 (stretch to stop)" 시험:
정지 신장 시험은 탄성 물질/스펀본드 (또는 다른 비탄성 부직물) 라미네이트의 스펀본드층 (또는 다른 비탄성 부직물)이 스트레스-연신 거동을 보이기 전의 탄성 한계이다. 정지 연신 또는 "정지 신장" 시험에서, 더 큰 치수가 기계 방향인 3인치 X 6인치 (76 mm X 152 mm) 샘플을 조 사이의 갭이 50 mm인 Sintech 2 기계의 조에 위치시킨다. 이어서, 샘플을 분당 약 500 mm의 크로스헤드 속도로 2000 g의 정지 로드로 잡아당긴다. 샘플 물질 또는 복합 구조 내의 결합, 섬유, 필름 등의 유의한 파열이 2000 g 미만에서 발생하기 시작할 경우, 최대 로드는 시험 샘플을 유의하게 손상시키지 않는 양으로 감소시키고, 정지 신장을 이와 같이 저하된 로드에서 계산한다. 상기 지점에서 비신장된 길이에 대한 연신율이 정지 신장값이다. 이 수치는 폭이 더 작은 물질 샘플에 대해 정규화될 수 있다.
폭이 76 mm인 샘플을 이용할 수 없는 경우, 시험은 정지 로드를 샘플 폭에 대해 정규화함으로써 계속 진행할 수 있다. 예를 들어, 이용가능한 샘플의 가장 큰 폭이 25 mm에 불과할 경우, 정지 로드는 658 g으로 정규화되어 직선 1 mm 폭당 정지 로드를 일정하게 유지할 수 있다.
전체 길이가 152 mm인 샘플을 이용할 수 없는 경우, 시험은 이용가능한 샘플 길이를 정지 신장값 계산시에 비신장된 길이로 이용하여 계속 진행할 수 있다. 50 mm 미만의 길이를 이용할 수 있는 경우, 조 사이의 갭은 이용가능한 샘플의 길이로 감소시킬 수 있다.
또한, 정지 연신 시험은 차단시의 연신값을 제시한다. 차단시의 연신은 물질의 탄성이 소멸되고 샘플의 인장 강도가 얻어지는 로드 (g)이다.
하이드로헤드 시험:
직물의 액체 배리어 특성의 측정은 하이드로헤드 시험이다. 하이드로헤드 시험은 액체가 그를 통과하기 전에 직물이 지지하는 물의 높이 또는 수압 (mbar)의 양을 결정한다. 보다 큰 하이드로헤드 판독치를 보이는 직물은 하이드로헤드가 더 작은 직물보다 액체 투과에 대한 더 큰 배리어를 갖는다는 것을 나타낸다. 하이드로헤드는 미국 연방 시험 표준 191A, 방법 5514에 따라 수행할 수 있다. 본 발명의 목적을 위한 상기 하이드로헤드 데이타는 아래와 같이 변형한 것을 제외하고는 상기 미국 연방 시험 표준과 유사한 시험 방법을 사용하여 얻을 수 있다. 하이드로헤드는 노쓰캐롤라이나주 콩코드 소재의 말로 엔터프라이즈, 인크. (Marlo Enterprises, Inc.)에서 입수가능한 정수압 헤드 시험기를 사용하여 결정할 수 있다. 시편은 3개의 별개의 영역 내의 직물의 표면 상에 누출이 나타날 때까지 (클램프에 인접한 연부에서의 누출은 무시함) 일정한 속도로 증가하는 표준화된 수압 (미국 연방 시험 표준에서의 물 컬럼에 대향하는)에 적용될 수 있다. 지지되지 않은 직물, 예를 들어 얇은 필름은 시편의 조기 파열을 방지하기 위해 지지될 수 있다.
본 발명의 상이한 특징 및 실시태양을 1회용 흡수용품/가먼트, 예를 들어 유아 배변 훈련 팬티에 대해 설명할 것이다. 그러나, 본 발명이 또한 다른 물품, 1회용 기저귀, 여성 위생용품, 요실금용 가먼트 등에 사용될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 일반적으로, 1회용 물품은 제한된 사용을 의도하고, 재사용을 위해 세탁 또는 달리 세정되는 것을 의도하지 않는다. 예를 들어, 유아 배변 훈련 팬티는 착용자에 의해 더럽혀진 후에 버리게 된다. 상이한 특징에서, 본 발명은 바람직한 물리적 특성, 예를 들어 부드러움, 가요성, 일치성, 정돈된 외형, 갭 감소 및 누출 감소를 보이는 특유한 흡수용품을 제공할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 흡수용품은 맞음성 개선, 및 사용 동안 응집 (clumping), 덩어리짐 (bunching) 또는 늘어짐의 감소를 제공할 수 있다.
도면을 참조하면, 도 1에서 아동 배변 훈련 팬티 (10)으로서 대표적으로 도시된 용품은 길이측 종방향 방향 Y (도 2), 측면 횡단면 방향 X (도 2), 전면 (200) 상의 전면 허리 영역 (22), 후면 (210) 상의 후면 허리 영역 (24) 및 전면 및 후면 허리 영역을 연결하는 중간 가랑이 영역 (26)을 갖는 바디 또는 섀시 (20)을 포함한다. 측방향으로 연장되는 나팔형으로 벌어진 (flared) 측면 이어부 (22 및 24)를 포함하는 허리 영역은 착용시에 완전히 또는 부분적으로 착용자의 허리 또는 몸통 아랫쪽을 덮거나 에워싸는 흡수용품 (10)의 부분을 포함한다. 특정 형태에서, 전면 (22) 및 후면 (24) 허리 영역은 탄성 전면 및 후면 허리 밴드 부분 (28, 30)을 포함할 수 있다. 탄성 허리 밴드 부분은 일반적으로 흡수용품의 허리 개구부 (32)에서 연속될 수 있거나, 예시된 바와 같이 허리 밴드 부분은 그의 각각의 허리 측면 영역에 걸쳐 부분적으로만 연장될 수 있다. 허리 영역을 구성하기 위한 부가적인 탄성 물질은 가먼트의 엉덩이 영역을 둘러싸는 측면 패널 (50 및 52)에서 발견할 수 있다. 이들 측면 패널 영역은 가랑이, 전면 및 후면 허리 물질과는 별개의 물질 구성일 수 있다.
중간 가랑이 영역 (26)은 허리 영역 (22 및 24) 사이에서 이들 영역을 연결하고, 착용시에 착용자의 다리 사이에 위치하여 착용자의 몸통 아랫쪽을 덮는 흡수용품 (10)의 부분을 포함한다. 따라서, 중간 가랑이 영역 (26)은 착용자가 똑바로 선 위치에서 배변 훈련 팬티 또는 다른 1회용 흡수용품에서 반복적인 유체 및(또는) 배출물 인설트가 일반적으로 발생하는 영역이다.
흡수용품 (10)은 실질적으로 액체 불투과성 외부 커버 부재 (34), 액체 투과성 신체측 라이너 (36), 및 외부 커버 부재 (34)와 신체측 라이너층 (36) 사이에 샌드위치된 흡수성 바디 구조체 (도시하지 않음)를 포함하고, 흡수용품에 도입되는 체액을 포획하기 위해 일반적으로 가랑이 영역 (26)에 위치한다. 흡수성 바디 구조체 (또한 흡수성층 또는 보유층으로 언급됨)는 접착제에 의해 외부 커버 부재 (34)에 고정되고, 접착제에 의해 신체측 라이너 (36)에 고정된다. 구조 변형시에, 흡수성 바디 구조체가 신체측 라이너 또는 외부 커버에 부착될 필요는 없으나, 이들 사이에서 "부유 (floating)"할 수 있거나, 별법으로 이들 층의 단지 하나에만 부착될 수 있다.
특정 실시태양에서, 서지 제어층 (도시하지 않음)은 임의로 라이너층과 흡수층 사이에서 흡수성 구조체에 인접하여 위치하여 접착제에 의해 부착될 수 있다. 서지 제어층은 물품의 흡수성 바디에 빠르게 도입될 수 있는 액체의 서지 또는 분출을 감속시키고 확산시키는 것을 돕는다. 바람직하게는, 서지 제어층은 흡수 구조체의 저장 또는 보유 부분에 액체를 방출하기 전에 액체를 신속하게 수용하여 일시적으로 유지할 수 있다. 적합한 서지 제어층의 예는 미국 특허 제5,486,166호 및 미국 특허 제5,490,846호에 기재되어 있다. 다른 적합한 서지 제어 물질은 미국 특허 제5,820,973호에 기재되어 있다. 상기 특허의 전체 내용은 본원에 참고로 포함된다.
배변 훈련 팬티 (10)은 특히 도 2에 도시된 바와 같이 만곡된 다리 외형 (44)를 규정하도록 섀시 (20)의 허리 개구부 (32) 및 다리 개구부 (26)를 갖는 팬티 구조를 형성하도록 섀시 접힘시에 함께 위치하게 되는 측면 (38) (측면 패널)을 전면 및 후면 허리 부분 (22, 24)가 갖는 스타일 및 형태일 수 있다. 본질적으로, 2개의 측면 패널은 각각 전면 및 후면을 연결시키고, 전면 패널 및 후면 패널을 포함하는 측면 패널은 각각 측면 솔기를 따라 (또는 재고정가능 메카니즘을 통해) 서로 부착되고 탄성 허리 밴드 구조는 허리 개구부 연부에 부착된다. 만곡 다리 외형 (44)는 흡수용품 조립시에 다리 개구부 (42)를 규정한다. 용품은 단일품으로 제조될 수 있거나, 별법으로 측면 (38)은 분리된 후, 팬티형 구조의 측면 솔기 (40)을 규정하도록 공지의 방식으로 결합된다. 상기 종류의 형태에서, 팬티 (10)은 속옷과 유사한 방식으로 착용자가 끌어올리게 된다. 바람직하게는, 한 실시태양에서 상기 솔기 (40)은 솔기 (40)을 찢고 흡수용품을 기저귀와 유사한 방식으로 제거함으로써 팬티 (10)을 착용자로부터 제거할 수 있도록 분리가능하거나 찢을 수 있는 것일 수 있다. 다른 실시태양에서, 전면 및 후면 허리 부분 (22, 24)는 측면 솔기 (40)에서 서로 분리가능하고 재부착가능 (재고정가능)할 수 있다. 체결 시스템, 예를 들어 후크-앤드-루프 시스템, 또는 재고정가능 테이프 시스템은 팬티 구조체를 규정하고 착용자에 대해 흡수용품을 유지하도록 제1 허리 영역 (22)를 제2 허리 영역 (24)와 연결하기 위해 사용될 수 있다. 추가의 적합한 분리가능 체결 시스템은 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제6,231,557 B1호 및 국제 특허 출원 공개 제WO 00/35395호에 기재되어 있다.
도 2는 일반적으로 편평하게 펼친 (즉, 실질적으로 모든 탄성 유도 주름 및 수축이 제거됨)의 대표적인 배변 훈련 팬티 (10)의 평면도를 보여준다. 이 도면에서, 착용자와 접촉하는 팬티 (10)의 신체측 표면은 관찰자에게 대면하고, 구조의 일부는 흡수용품의 내부 구조를 보다 분명하게 보이도록 부분적으로 파선으로 제시하였다. 흡수용품 (10)의 외부 연부는 종방향으로 연장되는 측면 및 측면 (38)과 함께 외면을 규정한다. 종방향 말단은 직선으로 도시하였지만, 임의로 곡선일 수 있다. 언급한 바와 같이, 팬티 구조가 전면 및 후면 허리 부분의 측면 (38)을 결합시킴으로써 형성될 때 (종방향에 횡단 방향으로, 예를 들어 도 1의 선 A-A를 따라 흡수용품을 접은 후에), 상기 측면 외형 (44)은 흡수용품 (42)의 다리 개구부를 규정한다.
엘라스토머성 주름 형성 부재, 예를 들어 다리 탄성체 및 허리 탄성체가 제공될 수 있고, 이는 당업계에 공지되어 있다. 라이너, 흡수 구조체, 존재할 경우 서지층 및 탄성 주름형성 부재는 다양한 공지의 흡수용품 형태로 함께 조립될 수 있다.
다리 탄성 부재 (48)은 특히 가랑이 영역 (26)의 측면을 따라 섀시 (20)의 측면 주변부에 위치할 수 있고, 착용자의 다리에 대해 섀시 (20)을 잡아당겨 유지시키는 형태이다. 탄성 부재 (48)은 통상적인 스트레인 하의 조건에서 탄성 부재 (48)이 섀시에 대해 효과적으로 접촉하도록 탄성적으로 수축한 상태에서 예를 들어 접착제를 사용하여 섀시 (20)에 고정시킨다. 흡수용품, 예를 들어 1회용 기저귀 및 배변 훈련 팬티에 탄성 다리 부재를 사용하는 것은 당업계에 널리 공지되어 있고 이해되고 있다.
또한, 탄성 허리밴드도 당업계에 널리 공지되어 있고, 사용되고 있다. 도 1의 예시된 실시태양에서, 허리 탄성체는 일반적으로 전면 및 후면 허리밴드 영역 (28 및 30)의 전체에 걸쳐 제공된다. 다른 실시태양에서, 허리 탄성체는 전면 및 후면 허리밴드에 걸쳐 완전히 연장될 수 있다. 허리 탄성체는 임의의 적합한 엘라스토머 물질, 예를 들어 엘라스토머성 필름, 탄성 포움, 다중 탄성 스트랜드, 엘라스토머성 직물 등으로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 물품 (10)에 이용될 수 있는 허리밴드 구조체의 실시태양은 또한 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제5,601,547호, 제6,358,350 B1호, 제6,336,921 B1호, 및 제5,711,832호에 기재되어 있다.
라이너 (36) 및 외부 커버 부재 (34)는 일반적으로 동시 연장될 수 있고, 그들 사이에 포함되는 흡수 구조체의 대응하는 치수보다 일반적으로 더 크고 그 이상으로 연장되는 길이 및 폭 치수를 가질 수 있다. 연장 부분은 사용되는 허리밴드, 다리 탄성체 및 측면 솔기가 외부 커버 부재 (34) 및 라이너 (36)과 함께 부착되도록 하는 대응하는 측면 및 말단 주변부를 규정한다. 임의로, 신체측 라이너 및 외부 커버 부재는 동시 연장되지 않을 수 있다.
외부 커버 부재는 액체 투과성 물질로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 실질적으로 액체 불투과성인 물질을 포함한다. 예를 들어, 일반적인 외부 커버는 박막 플라스틱 필름, 복합 라미네이트, 또는 다른 가요성의, 실질적으로 액체 불투과성인 물질로 제조될 수 있다.
외부 커버 부재의 다른 구조는 흡수성 바디 구조체에 인접 또는 근접한 선택된 영역에 요구되는 수준의 액체 불투과성을 부여하기 위해 전체적으로 또는 부분적으로 제조 또는 처리된 제직 또는 부직 섬유상 웹층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 커버는 기체 투과성이거나 아닐 수 있는 중합체 필름층에 라미네이션된 기체 투과성 부직포층을 포함할 수 있다. 옷감 촉감의 섬유상 외부 커버 물질의 다른 예는 신장 박화 (thinned) 또는 신장 열 라미네이트 물질을 포함할 수 있다. 외부 커버가 일반적으로 흡수용품의 최외부층을 제공하지만, 임의로 흡수용품은 외부 커버 부재에 추가하여 별개의 외부 커버 컴포넌트 부재를 포함할 수 있다.
외부 커버는 전체 전면 및 후면 허리 영역을 규정할 수 있다. 외부 커버는 예를 들어 단일층, 다중층, 라미네이트, 스펀본드 직물, 필름, 멜트블로운 직물, 네트구조체 (netting), 미공성 웹, 본디드 카디드 웹 또는 포움으로 이루어질 수 있다. 부직 라미네이트는 하나 이상의 주름형성 가능 부직웹, 필름 또는 포움에 결합된 부직물을 포함할 수 있다. 적합한 물질의 예는 스펀본드-멜트블로운 직물, 스펀본드-멜트블로운-스펀본드 직물, 스펀본드 직물, 또는 상기 직물과 필름, 포움, 연속상 필라멘트 스트랜드 또는 다른 부직웹의 라미네이트이다. 외부 커버는 기계적 공정, 인쇄 공정, 가열 공정 또는 화학적 처리를 통해 엘라스토머 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 물질은 천공, 크레이핑, 넥-신장, 열 활성화, 엠보싱 및 미세스트레인 처리될 수 있고, 필름, 웹 및 라미네이트의 형태일 수 있다.
신체측 라이너 (36)는 순응성이고, 감촉이 부드럽고, 착용자 피부에 비자극성인 신체 대면 표면을 제공한다. 또한, 신체측 라이너는 흡수성 바디보다 친수성이 작을 수 있고, 액체가 그의 두께를 용이하게 통과하여 흡수성 바디 구조체에 도달하는 것을 가능하게 하기 위해 액체 투과성이도록 충분히 다공성이다. 적합한 신체측 라이너층 (36)은 매우 다양한 웹 물질, 예를 들어 다공성 포움, 망상 포움, 천공 플라스틱 필름, 천연 섬유 (예를 들어, 목재 펄프 또는 면 섬유), 합성 섬유 (예를 들어, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유), 또는 천연 및 합성 섬유의 조합물로부터 제조될 수 있다. 신체측 라이너층은 일반적으로 착용자의 피부를 흡수성 바디에 유지된 액체로부터 고립시키는 것을 돕기 위해 사용된다.
다양한 제직 및 부직포가 신체측 라이너 (36)에 사용할 수 있다. 예를 들어, 신체측 라이너는 요구되는 섬유로 구성된 멜트블로운웹, 스펀본디드웹 또는 본디드 카디드웹을 포함할 수 있다. 다양한 직물은 천연 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 조합물로 이루어질 수 있다. 특정 측면에서, 신체측 라이너 (36)은 중합체 섬유, 네트워크, 라미네이트, 액체 투과성 필름, 셀룰로직 섬유, 레이온, 수팽창성 겔 및 엘라스토머 물질 및 이들의 조합물로 이루어질 수 있다. 신체측 라이너에 적합한 물질은 연속 또는 불연속의 합성 중합체 섬유 및(또는) 천연 섬유의 멜트블로운웹, 에어레이드웹, 스펀본드웹 또는 본디드 카디드웹, 패턴 결합된 스펀본디드웹, 에어레이드웹, 또는 본디드 카디드 웹, 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 적합한 중합체는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 및 상기 폴리올레핀으로 이루어진 2성분 물질을 포함할 수 있다.
신체측 라이너 직물은 실질적으로 소수성 물질로 구성될 수 있고, 소수성 물질은 임의로 계면활성제로 처리되거나 원하는 수준의 습윤도 및 소수성을 부여하도록 달리 가공될 수 있다. 본 발명의 특정 실시태양에서, 신체측 라이너 (36)은 약 60% 넥킹된 부직 스펀본드 폴리프로필렌 직물일 수 있다. KRATON G2760 엘라스토머 물질의 스트랜드는 넥킹된 스펀본드 물질에 결합될 수 있다. 직물은 유효량의 계면활성제, 예를 들어 미국 델라웨어주 뉴 캐슬 소재의 아이씨아이(ICI)의 자회사 우니케마 (Uniqema)로부터 입수 가능한 약 0.45% AHCOVEL Base N62 계면활성제로 표면 처리될 수 있다. 계면활성제는 임의의 종래의 수단, 예를 들어 분무, 인쇄, 브러쉬 코팅 등에 의해 적용될 수 있다. 신체측 라이너는 엘라스토머성일 수 있거나 아닐 수 있다. 엘라스토머성이 아닌 경우, 신체측 라이너는 신체측 라이너가 부착되는 외부 커버보다 더 큰 표면적을 갖도록 주름형성 가능한 것이 바람직하고, 엘라스토머성 외부 커버에 결합될 경우 팽창할 능력을 갖거나, 별법으로 연장가능하거나, 또는 결합이 외부 커버의 사용 중의 연장시에 쉽게 파열될 수 있도록 제한된 위치에서만 외부 커버에 결합된다. 어느 경우든, 상기 신체측 라이너는 외부 커버에 의해 보일 수 있는 엘라스토머 특성을 방해하지 않는 것이 바람직하다.
신체측 라이너층 (36)이 신장가능성인 것이 바람직한 특정 실시태양에서, 적합한 엘라스토머 물질은 탄성 스트랜드, LYCRA (등록상표) 탄성체, 탄성 필름, 캐스트 또는 블로운, 부직 탄성 웹, 멜트블로운 또는 스펀본드 엘라스토머성 섬유상 웹 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 부가적으로, 상기 신장가능 라이너는 신장가능 2성분 섬유상 물질, 예를 들어 스펀본디드 공정 상에서 생산된 2성분 외피/코어 섬유상 부직물을 포함할 수 있다. 상기 공정에서, 열가소성 섬유 또는 스트랜드는 압출되어 켄칭되고, 드로잉되어 이동 성형 와이어 상에 수거된다. 이어서, 섬유상 물질은 일부 구조적 일체성을 유도하기 위해 열결합점에서 결합될 수 있다. 결합점은 일반적으로 가열 칼렌더에서 형성된 후, 직물을 롤에 권취한다. 상기 물질의 결합점은 예를 들어 상기한 바와 같은 Hansen Pennings, 와이어 위브 (wire weave) 및 팽창된 Hansen Pennings일 수 있다.
2성분 물질의 코어는 열가소성 고무상 엘라스토머 물질, 예를 들어 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 크라톤 폴리머즈 (Kraton Polymers)에서 입수가능한 것 (스티렌계 블록 공중합체)으로 구성될 수 있거나, 또는 다우 케미칼 컴퍼니 (Dow Chemical Company)의 Affinity 중합체 (메탈로센 촉매화된 PE)가 사용될 수 있다. 외피 물질은 올레핀계 물질, 예를 들어 엑손 (Exxon)의 열가소성 폴리프로필렌, 예를 들어 3854 또는 3445 또는 다우 케미칼 컴퍼니의 폴리에틸렌, 예를 들어 6811일 수 있다. 그의 조성 및 성형 공정에 따라, 상기 스펀본드 물질은 신장 동안 섬유의 배향에 기초한 직물의 팽창 이외에 물질의 추가의 팽창을 제공하는 표면 토포그래피를 가질 수 있다.
라이너 물질에 사용하기 위한 엘라스토머 물질의 추가의 예는 HYTREL 엘라스토머, ESTANE 엘라스토머성 폴리우레탄 (오하이오주 클리브랜드 소재의 비.에프. 굳리치 앤드 컴퍼니 (B. F. Goodrich and Company)로부터 입수가능함) 또는 PEBAX 엘라스토머를 포함한다. 신체측 라이너는 천공, 공극 형성, 크레이핑, 열 활성화, 엠보싱, 미세스트레인 처리, 화학 처리 등 및 이들의 조합을 갖는 섬유, 스크림, 웹, 및 필름의 블렌드 또는 라미네이트를 포함할 수 있다.
신체측 라이너 (36) 및 외부 커버 (34)는 작용가능한 방식으로 연결되거나 달리 연합된다. 본원에서 사용되는 용어 "연합"은 신체측 라이너 (36)을 직접 외부 커버 (34)에 부착시킴으로써 신체측 라이너 (36)이 직접 외부 커버 (34)에 결합된 형태 및 외부 커버 (34)에 부착된 중간 부재에 신체측 라이너 (36)을 부착시킴으로써 신체측 라이너 (36)을 간접적으로 외부 커버 (34)에 결합한 형태를 포함한다. 신체측 라이너 (36) 및 외부 커버 (34)는 예를 들어 적합한 부착 메카니즘 (도시하지 않음), 예를 들어 접착제 결합, 초음파 (음파) 결합, 열 결합, 피닝 (pinning), 재봉 (stitching) 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 부착 기술 및 이들의 조합에 의해 배변 훈련 팬티 외면의 적어도 일부에 서로 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 접착제의 균일한 연속층, 접착제의 패턴화된 층, 접착제의 분무 패턴 또는 제조 접착제의 일련의 분리된 선, 소용돌이 또는 스폿을 사용하여 신체측 라이너를 외부 커버에 부착시킬 수 있다. 상기 부착 수단은 또한 본원에서 설명된 상이한 흡수용품의 다른 컴포넌트 부분을 함께 적절하게 연결, 조립 및(또는) 부착시키기 위해 사용될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 흡수성 바디 구조체는 외부 커버 및 신체측 라이너 사이에 위치한다. 흡수성 바디 구조체는 일반적으로 압축가능하고, 일치가능하고 착용자의 피부에 비자극성이며 액체 및 특정 신체 배출물을 흡수 및 보유할 수 있는 임의의 구조체 또는 컴포넌트의 조합물일 수 있다. 예를 들어, 구조체는 셀룰로직 섬유 (예를 들어 목재 펄프 섬유), 다른 천연 섬유, 합성 섬유, 제직 또는 부직 시트, 스크림 망상 구조 또는 다른 안정화 구조, 초흡수성 물질, 바인더 물질, 계면활성제, 선택된 소수성 물질, 안료, 로션, 냄새 제어제 등 및 이들의 조합물의 흡수성 웹 물질을 포함할 수 있다. 특정 실시태양에서, 흡수성 웹 물질은 셀룰로직 플러프 및 초흡수성 히드로겔 형성 입자의 매트릭스이다. 셀룰로직 플러프는 목재 펄프 플러프의 블렌드를 포함할 수 있다. 한 바람직한 종류의 플러프는 미국 앨라바마주 칠더스버그 소재의 유.에스. 얼라이언스 (U. S. Alliance)로부터 입수가능한 상표명 CR 1654이고, 이것은 주로 연질 목재 섬유를 포함하는 표백된 고흡수성 술페이트 목재 펄프이다. 흡수성 물질은 다양한 종래의 방법 및 기술을 사용하여 웹 구조체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡수성 웹은 건조 형성 기술, 에어 형성 기술, 습윤 형성 기술, 포움 형성 기술 등 및 이들의 조합 기술로 형성시킬 수 있다. 상기 기술을 수행하기 위한 방법 및 장치는 당업계에 공지되어 있다.
일반적으로, 초흡수성 물질은 웹의 총 중량 기준으로 약 0 내지 약 90 중량%의 양으로 흡수성 웹에 존재한다. 웹의 밀도는 약 0.10 내지 약 0.35 g/세제곱 센티미터 이상일 수 있다.
초흡수성 물질은 당업계에 공지되어 있고, 천연, 합성 및 개질 천연 중합체 및 물질로부터 선택될 수 있다. 초흡수성 물질은 무기 물질, 예를 들어 실리카 겔 또는 유기 화합물, 예를 들어 가교결합된 중합체일 수 있다. 일반적으로, 초흡수성 물질은 그의 중량의 적어도 약 10배의 액체, 바람직하게는 약 25배 초과의 액체를 흡수할 수 있다. 적합한 초흡수성 물질은 다양한 공급처로부터 용이하게 입수할 수 있다. 예를 들어, Favor 880 초흡수제는 독일 소재의 스톡하우젠 게엠베하 (Stockhausen GmbH)에서 입수가능하고, Drytech 2035는 미국 미시건주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능하다.
형성된 후 또는 요구되는 형태로 절단된 후에, 흡수성 웹 물질은 흡수 구조체의 일체성 및 형태 유지를 돕는 적합한 티슈 랩(wrap)으로 감싸거나 둘러쌀 수 있다.
흡수성 웹 물질은 또한 코폼 (coform) 물질일 수 있다. 용어 "코폼 물질"은 일반적으로 열가소성 섬유와 제2 비열가소성 물질의 혼합물 또는 안정화된 매트릭스를 포함하는 복합재를 의미한다. 일례로서, 코폼 물질은 웹을 형성하면서 그를 통해 다른 물질이 웹에 첨가되는 슈트 (chute) 근처에 적어도 하나의 멜트블로운 다이 헤드가 배치되는 공정에 의해 제조할 수 있다. 상기 다른 물질은 섬유상 유기 물질, 예를 들어 목재 또는 비목재 펄프, 예를 들어 면, 레이온, 재활용지, 펄프 플러프, 또한 초흡수성 입자, 무기 흡수성 물질, 처리된 중합체 스테이플 섬유 등을 포함할 수 있고, 이로 제한되지 않는다. 임의의 다양한 합성 중합체가 코폼 물질의 멜트-스펀 컴포넌트로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서, 열가소성 중합체가 이용될 수 있다. 이용될 수 있는 적합한 열가소성 물질의 일부 예는 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등, 폴리아미드 및 폴리에스테르를 포함한다. 한 실시태양에서, 열가소성 중합체는 폴리프로필렌이다. 상기 코폼 물질의 일부 예는 그 전부가 본원에 참고로 포함된 앤더슨 (Anderson) 등의 미국 특허 제4,100,324호, 에버하르트 (Everhart) 등의 제5,284,703호 및 게오르거 (Georger) 등의 제5,350,624호에 기재되어 있다.
본 발명의 실행시에, 다양한 소비자 신체 크기에 대한 가먼트의 충분한 주변 신장을 경제적으로 제공하기 위해서 보다 고성능의 엘라스토머 물질이 용품의 외부 커버에서 비교적 저성능의 엘라스토머성, 신장가능, 또는 플라스토머 물질과 조합된다. 통상 비교적 저성능의 엘라스토머 물질, 예를 들어 큰 장력, 큰 영구적인 변형, 및 초기 연장 후의 불량한 신장 회복을 갖는 물질이 특정한 좁은 크기 범위에 적합하도록 제조된 가먼트에 사용될 수 있지만, 상기 동일한 물질을 유사한 시험 조건 하에서 저성능의 엘라스토머 물질, 신장가능 물질 또는 플라스토머에 비해 비교적 더 작은 장력, 보다 낮은 영구적인 변형 및 개선된 신장 회복 (히스테리시스에 의해 측정됨)을 보이는 비교적 고성능의 엘라스토머 물질과 함께 사용할 경우 큰 크기 범위에 대한 허용가능한 엘라스토머성 성능이 달성될 수 있다.
본 발명의 용품은 소비자의 전체 신체 주위에서 충분한 주변 신장을 전달하도록 디자인된다. 신장은 착용 과정 동안 소비자에 의한 허리에서 및 다리 주위에서의 일반적인 과다한 연장에 순응하기에, 그리고 허리, 엉덩이 및 다리 영역에서 상이한 크기의 소비자에게 적합하도록 충분하다. 신장은 가랑이 영역, 및 근접한 전면 및 후면 허리 영역으로부터 2개의 측면 패널 영역 및 허리 밴드 영역 각각으로 이동하면서 신장성 (또는 엘라스토머성 성능) 수준이 점진적으로 증가한다는 점에서 용품의 적어도 3개의 위치에서 점진적이 되도록 디자인된다. 또한, 제품은 활동시에 맞음성을 유지하고 늘어짐 또는 처짐을 최소화하기 위해 상기 사용 동안 연속적인 엘라스토머성 및(또는) 신장 기능성 (통상적인 사용과 관련된 연속적인 일정한 신장 및 수축)을 전달한다.
도 1의 본 발명의 제1 실시태양에서, 가랑이 영역 (대역) (26)은 바람직하게는 상기한 연장/수축 시험에 의해 결정된 비교적 높은 히스테리시스 및 영구적인 변형값을 보이는 신장가능 물질, 보다 바람직하게는 엘라스토머 물질을 포함한다. 상기 값은 용품 외부 커버 내의 다른 대역에 비해 비교적 높은 것이다.
상기 대역은 또한 바람직하게는 정지 신장 시험에 의해 결정된 높은 정지 신장값 내지 낮은 정지 신장값을 보이고, 바람직하게는 습기 배리어 및 WVTR 시험에 의해 결정된 낮은 통기성 내지 중등도의 통기성을 제공한다.
바람직하게는, 한 실시태양에서, 가랑이에 인접한 영역, 예를 들어 전면 및 후면 허리 영역 (허리 밴드 영역, 예를 들어 (28 및 30) 제외)을 또한 포함할 수 있는 외부 커버 가랑이 영역 (대역)을 구성하는 물질의 %로 측정한 히스테리시스값은 약 5 내지 85이다. 바람직하게는 한 실시태양에서, 외부 커버 가랑이 영역을 구성하는 물질의 %로 측정한 정지 신장값은 약 0 내지 250이다. 최종적으로, 한 실시태양에서 24시간 동안 g/제곱미터로 측정한 WVTR 값은 약 0 내지 2000이 바람직하다.
이와 달리, 사용자의 엉덩이 영역 상에 (예를 들어 측면 솔기 영역, 또는 재고정가능 패널 영역 내에) 위치하는 외부 커버의 측면 패널 또는 측면 영역 (대역)은 단일품 용품의 측면 영역이거나 별개로 형성된 측면 패널 (결합되거나 재고정가능)이거나 상관없이, 바람직하게는 연장/수축 시험에 의해 측정된 측면 물질의 낮은 히스테리시스 내지 중등도의 히스테리시스, 측면 물질에 대한 낮은 영구적인 변형 내지 중등도의 영구적인 변형, 정지 신장 시험에 의해 측정된 가랑이 대역에 대한 측면 물질의 보다 큰 정지 신장 및 WVTR 시험에 의해 측정된, 가랑이 대역값과 비교시에 측면 물질의 보다 큰 통기성의 특성을 보인다.
바람직하게는, 한 실시태양에서, %로 측정한 히스테리시스값은 약 0 내지 60이다. 바람직하게는, 한 실시태양에서, %로 측정한 정지 신장값은 약 100 내지 300이다. 최종적으로, 한 실시태양에서, 24시간 동안 g/제곱미터으로 측정한 WVTR값은 약 600 내지 5000인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 한 실시태양에서, 도 1의 용품은 또한 탄성 특성을 갖는 허리 밴드 영역에 제4 점진적 신장가능 대역을 포함한다. 상기 탄성 허리 밴드는 도시된 바와 같이 분리될 수 있거나 (단지 허리 개구부를 둘러싸는 허리 영역의 일부만을 포함한다는 점에서), 또는 허리 개구부의 전체 주변 길이 주위에서 연속될 수 있다. 상기 허리 밴드는 바람직하게는 적어도 가랑이 대역에 대해 낮은 히스테리시스 (실제로 낮은 히스테리시스 및 영구적인 변형), 및 가랑이 영역보다 더 큰, 정지 신장 시험에 의해 측정한 정지 신장을 나타낸다.
바람직하게는, 한 실시태양에서, 허리 밴드 대역의 %로 측정한 히스테리시스값은 약 0 내지 60이다. 바람직하게는, 한 실시태양에서 허리 밴드 대역의 %로 측정한 정지 신장값은 약 100 내지 300이다.
본 발명에 따라 생산된 용품은 신장가능 또는 엘라스토머성 외부 커버를 위한 적어도 3개의 대역 디자인을 가질 수 있고, 바람직하게는 신장가능 라이너 및 신장가능 흡수성 바디 구조체와 함께 사용된다.
상기 제품에서, 신장가능 또는 엘라스토머성 측면 패널, 또는 엉덩이 상의 외부 커버의 측면 영역의 특성은 2개의 엘라스토머성 대역을 포함하고, 가랑이 영역 내의 신장가능 외부 커버의 나머지는 제3 엘라스토머성 대역을 포함한다. 각각은 상호작용하여 시너지 효과를 제공한다. 상기 용품은 바람직하게는 외부 커버의 측면 패널 또는 측면 영역에 보다 고성능의 엘라스토머 물질을 포함하고, 허리 밴드 영역을 제외하고 외부 커버의 나머지에 보다 저성능의 엘라스토머 물질, 신장가능 물질 (또는 플라스토머)을 포함한다.
특히, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 엘라스토머 물질의 제1 타입은 영역/대역 (50 및 52)에 위치할 수 있고, 제2 엘라스토머성 성분, 신장가능 성분 또는 플라스토머 물질은 영역/대역 (54)에 위치할 수 있다.
측면 패널 또는 외부 커버의 측면의 보다 고성능의 엘라스토머 성분으로서 사용될 수 있는 물질의 예는 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제5,385,775호에 기재된, 탄성 필라멘트 어레이 및 멜트블로운웹 라미네이트를 이용하는 연속상 신장 결합된 라미네이트 공정에 따라 제조된 신장 결합된 라미네이트를 포함한다. 별법으로, 상기 신장 결합된 라미네이트는 부직웹의 보충없이 필라멘트 어레이를 사용하여 제조할 수 있다. 본 발명의 또다른 실시태양에서, 필름 또는 부직웹 신장 결합된 라미네이트가 이용될 수 있다. 어느 방법에서든, 각각의 라미네이트는 어레이, 필름 또는 부직웹이 주름형성 가능층에 결합되기 전에 신장되는 방식으로 제조된다. 이어서, 주름형성 가능층 및 탄성 성분이 수축하여 요구되는 신장 특성을 갖는 탄성 라미네이트를 생성시킨다. 라미네이트는 일반적으로 주름형성 가능층이 주름을 형성하지 않는 정도로 신장될 수 있다.
예시적인 신장 결합된 라미네이트 구조, 예를 들어 미국 특허 제5,385,775호에 기재되고 정지 신장값이 약 240%인 구조를 그의 탄성 특성에 대해 시험하고, 그 결과를 도 3에 반영하였고, 이는 상기한 연장/수축 시험을 사용하여 시험한, 상기한 신장 결합된 라미네이트 물질의 1 인치 폭 샘플에 대한 스트레스/스트레인 (신장/이완) 곡선을 보여준다. 특히, 라미네이트는 연속상 필라멘트 및 스티렌계 블록 공중합체 (Kraton G2740)의 멜트블로운층의 어레이, 및 2개의 폴리프로필렌 스펀본드의 주름형성 가능층의 라미네이트를 포함하였다. 스펀본드는 층당 약 0.3 내지 0.6 osy (실시예는 약 0.4 osy)일 수 있고, 어레이/멜트블로운 엘라스토머성 부분은 15 내지 20 gsm (실시예는 약 18.5 gsm) 기초 중량일 수 있다. 수축된 라미네이트의 150% 정지 신장에서의 기초 중량은 주름형성시에 약 3.36 osy이었다. 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 물질은 높은 신장 (그의 원래 길이의 200%까지), 그의 신장된 길이에 걸친 비교적 낮고 일정한 장력, 낮은 영구적인 변형 (이완 곡선은 그의 초기 출발점 근처에서 0으로 복귀함) 및 신장과 이완 곡선 사이의 최소 상실을 보인다. 각각의 곡선 아래의 영역 사이에서 차이 (%)로 측정된 상기 상실은 히스테리시스의 측정치이고, 이 경우에 약 40%이다. 기능성 손실 (영구적인 변형)의 제2 측정치는 약 5%이다.
측면 패널 및(또는) 외부 커버 측면 영역에 인접한 중앙 신장 영역 (또는 가랑이 대역)에 사용하기 위한 물질의 예는 넥 결합된 라미네이트, 특히 단일 부위 촉매화된 넥 결합된 라미네이트 물질이다. 단일 부위 촉매화된 넥 결합된 라미네이트는 라미네이트의 층의 적어도 하나가 단일 부위 촉매화된 물질로 이루어진 것을 의미한다. 상기 단일 부위 촉매화된 물질은 촉매화된 폴리올레핀, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌 또는 다른 올레핀 분자를 포함할 수 있다. 폴리올레핀의 밀도는 본 발명의 일부 측면에 따르면 바람직하게는 약 0.80 내지 0.95 g/세제곱 센티미터 (g/cc), 바람직하게는 0.90 g/cc 미만일 수 있다.
단일 부위 촉매화된 폴리올레핀은 넥킹된 결합된 라미네이트의 엘라스토머성 부분으로서 특히 유용하다. 상기 물질은 플라스틱 및 엘라스토머 물질 모두의 품질을 포함하기 때문에 엘라스토머보다는 플라스토머로서 더 잘 특징지을 수 있다. 유용한 단일 부위 촉매화된 폴리올레핀은 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제5,571,619, 제5,322,728호 및 제5,272,236호에 기재된 것을 포함한다.
단일 부위 촉매를 사용하여 제조된 중합체는 매우 좁은 분자량 범위를 갖는다. 4 미만, 심지어 2 미만의 다분산값 (Mw/Mn)이 메탈로센에 의해 제조된 중합체에 적용될 수 있다. 이들 중합체는 유사한 지글러-나타 (Ziegler-Natta)에 의해 제조된 종류의 중합체에 비해 조절된 단쇄 분지 분포를 갖는다. 또한, 중합체의 규칙성을 매우 밀접하게 조절하기 위해 단일 부위 촉매 시스템을 사용할 수도 있다.
단일 부위 촉매화된 중합체는 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 엑손-모빌 케미칼 컴퍼니 (Exxon-Mobil Chemical Company)로부터 폴리프로필렌계 중합체에 대한 등록상표명 ACHIEVE 및 폴리에틸렌계 중합체에 대한 등록상표명 EXACT 및 EXCEED로 입수할 수 있다. 다우 케미칼 컴퍼니로부터는 등록상표명 ENGAGE 및 AFFINITY로 시판되는 중합체를 입수할 수 있다. 이들 물질은 비입체 선택적 단일 부위 촉매를 사용하여 생산되는 것으로 생각된다. 엑손-모빌은 일반적으로 그들의 단일 부위 촉매 기술을 "메탈로센" 촉매로 칭하는 한편, 다우는 다수 반응 부위를 갖는 통상적인 지글러-나타 촉매와 구분하기 위해 "기하 구속" 촉매로 칭한다. 다른 제조회사, 예를 들어 피나 오일 (Fina Oil), 바스프 (BASF), 아모코 (Amoco), 획스트 및 모빌 (Mobil)이 상기 영역에서 또한 작용한다.
시험의 목적에서, 메탈로센 촉매화된 넥킹된 결합된 라미네이트는 와이어 위브 패턴 결합을 갖는 약 0.5 osy 폴리프로필렌 스펀본드 (17 g/m2, 폴리프로필렌 스펀본드 직물), 및 착생용의 약 4% 이산화티탄을 포함하는 Dow XU 58380 (두께 10 ml)의 메탈로센 촉매화된 물질의 코어 필름층의 2개의 외장을 포함하였다. 필름의 코어 기초 중량은 약 20-30 gsm이었고, 외장 넥 신장은 약 45 내지 60%이었다. mNBL은 복합재의 넥킹된 주름형성 방향을 따라 연장성 및 신장성을 가졌다.
단일 부위 촉매화된 층을 포함하는 상기 넥 결합된 라미네이트 (1 인치 폭 샘플)의 비교가능한 스트레스/스트레인 곡선을 도 4에서 볼 수 있다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 물질은 초기에 높은 신장 (200% 초과)를 보이나, 더 낮은 성능의 히스테리시스 특성 (영역의 76% 상실) 및 보다 큰 영구적인 변형 (처음 샘플 길이의 84%)를 나타낸다. 25% 신장 연장에서의 장력은 약 360 g이었고, 25%에서의 수축 사이클에서 약 0 g (변형에 의한)이었다. 그러나, 150% 신장 연장에서의 장력은 약 800 g이었지만, 150%에서의 수축 사이클에서는 단지 150 g이었다.
비교를 위해, 보다 고성능 신장 결합된 라미네이트 물질 (도 3)은 또한 보다 낮은 히스테리시스 특성 (영역의 약 36% 손실) 및 처음 샘플 길이의 약 20%의 보다 낮은 영구적인 변형을 갖는, 높은 초기 신장 (200%)을 갖는다. 25% 신장 연장에서 장력은 약 250 g이고 25%에서 수축 사이클 상에서 약 60 g이었다. 그러나, 150% 신장 연장에서 장력은 약 425 g이고 150%에서 수축 사이클 상에서 290 g이었다.
다양한 대역 (및 특히 가랑이 대역)에서 사용될 수 있는 다른 물질은 미리 스트레인 처리된 라미네이트로 형성된 연장가능 물질을 포함한다.
적합한 탄성 물질 및 탄성 측면 패널을 배변 훈련 팬티에 포함시키는 한 공정은 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제4,940,464호 (1990년 7월 10일자로 반 곰펠 (Van Gompel) 등에게 허여됨), 제5,224,405호 (1993년 7월 6일자로 포졸라 (Pohjola)에게 허여됨), 제5,104,116호 (1992년 4월 14일자로 포졸라에게 허여됨) 및 제5,046,272호 (1991년 9월 10일자로 복트 (Vogt)에게 허여됨) 등에 기재되어 있다. 특정 실시태양에서, 탄성 물질은 신장-열 라미네이트 (STL) 또는 가역적으로 넥킹된 라미네이트를 포함한다. 상기 물질의 제조 방법은 당업계에 공지되어 있고, 그 전부가 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제4,663,220호 (1987년 5월 5일자로 위스네스키 (Wisneski) 등에게 허여됨), 미국 특허 제5,226,992호 (1993년 7월 13일자로 모먼 (Morman)에게 허여됨) 및 유럽 특허 출원 EP 0 217 032 (1987년 4월 8일자로 공개됨, 테일러 (Taylor) 등)에 기재되어 있다. 별법으로, 측면 패널 물질은 다른 직물 또는 부직 물질을 포함할 수 있다.
3개의 대역 외부 커버 구조는 상호작용하여 시너지 효과를 보일 수 있도록 상기 두 물질의 특성을 조합한다. 이러한 방식에서, 측면 패널은 착용에 따른 과다한 연장, 활동적인 사용 및 맞음성 유지를 위해 초기 신장을 제공하고, 보다 저성능의 엘라스토머 물질, 신장가능 물질 또는 플라스토머 물질이 착용 및 상이한 체구의 소비자에게 크기를 맞추기 위한 추가의 초기 신장 및 사용 동안 활동시의 맞음성을 유지하고 사용 동안 외부 커버 상의 그래픽의 왜곡을 최소화하기 위해 측면 패널 물질과의 상호작용에 의한 시너지 효과를 제공한다.
용품의 2가지 물질 성분들을 효과적으로 시너지 효과를 보이도록 하기 위해서, 보다 고성능 엘라스토머성 측면 패널 물질의 스트레스/스트레인 곡선은 바람직하게는 도 5에 보이는 바와 같이 나머지 가랑이 대역 외부 커버 물질의 스트레스/스트레인 곡선 내에 놓여야 하는 것으로 밝혀졌다. 물질 특성을 상기 방식으로 조합할 것을 필요로함으로써, 중앙 외부 커버 물질에 스트레스를 적용하기 전에 제품 사용 동안 용품의 측면 패널 또는 측면 솔기 영역에 먼저 스트레스가 적용된다. 이에 의해, 중앙 외부 커버 부분/대역이 그의 보다 큰 히스테리시스 또는 영구적인 변형 특성에 의해 손상되기 전에 소비자에게 적절하게 들어맞도록 측면 패널의 거의 완전한 수축이 가능해진다. 바람직하게는, 한 실시태양에서 외부 커버의 면 (측면 패널) 상의 상기 제1 대역은 약 0 내지 60의 히스테리시스값 및 제2 가랑이 대역보다 더 낮은 30% 연신에서의 장력을 보인다. 바람직하게는, 용품의 외부 커버의 가랑이 영역의 상기 제2 대역은 약 40 내지 100의 히스테리시스값 및 대역 1 (측면 패널)보다 더 큰 30% 연신에서의 장력을 보인다.
실시예:
도 5의 성능 곡선을 이용하여 점진적 신장 기능성을 이용하는 용품의 가상 실시예에서, 외부 커버의 나머지 부분 상에 신장 결합된 라미네이트 측면 패널 및 신장 넥 결합된 라미네이트를 갖는 점진적 신장 외부 커버를 포함하는 상기 설명한 종류의 용품에 인가된 400 g 로드/힘은 측면 패널을 약 130% 신장시키지만, 넥킹된 결합된 라미네이트 외부 커버 부분은 단지 약 30%만 신장할 수 있다. 넥킹된 결합된 라미네이트가 히스테리시스 효과 (30% 신장 X (총 100% - 77% 상실) = 6.9%)에 의해 단지 약 7%만 기여할 것이기 때문에 사용시 활동 맞음성이 신장 결합된 라미네이트에 의해 제공될 것이다.
그러나, 제2 가상 실시예에서, 800 g 로드를 더 큰 아동 또는 개인에 맞도록 적용할 경우, 신장 결합된 라미네이트는 초기에 약 180% 기여할 것이지만, 넥 결합된 라미네이트는 초기에 약 150% 기여할 것이다. 넥 결합된 라미네이트가 히스테리시스 효과 (150% 신장 - (총 100% - 77% 상실) = 34%)에 의해 단지 약 34%만 기여할 것이기 때문에 사용시 대부분의 활동 맞음성이 신장 결합된 라미네이트에 의해 제공될 것이다. 2개의 실시예 사이의 차이는 소비자 신체 크기이고, 여기서 실시예 1에서 더 작은 개인에게 착용하여 맞도록 하기 위해 사용되는 물질은 실시예 2의 훨씬 더 큰 개인에게 착용되어 맞을 수 있다. 유일한 차이는 합당한 활동 맞음성 범위를 유지하면서 착용 크기 범위를 확장시킬 때 넥킹된 결합된 라미네이트의 효과적인 사용이다.
본 발명의 외부 커버의 상승적 효과의 제3 가상 실시예를 하기 표 1에 예시한다. 이론적 배변 훈련 팬티의 크기는 120 mm 폭 측면 패널 및 350 mm 초기 허리 크기의 230 mm 외부 커버 (측면 패널 사이)로 계산한다. 계산에서 최소 50 g 로드가 활동 맞음성을 유지하기 위해 필요한 것으로 가정한다. 따라서, 50 g 로딩 수준에서 영구적인 변형은 기능적 신장에 대한 역치가 된다. 도 5를 기준으로, 상기 값은 신장 결합된 라미네이트 물질에 대해 약 10% (20%/200%)이고 넥 결합된 라미네이트 물질에 대해 약 55% (120%/220%)이다. 외부 커버에 대해 넥 결합된 라미네이트 물질만에 대해 신장 결합된 라미네이트 및 넥 결합된 라미네이트 조합물로부터 기대되는 성능 사이를 비교한다.
가상에 의한 용품의 허리 치수
로딩(g) 초기 크기(mm) 로딩에 의한증가 히스테리시스 후의 증가 착용 크기(mm) 활동 맞음성범위 (mm)
물질 SBL NBL SBL NBL
400 350 130% 30% 10% 55%
SBL/NBL 156 69 16 38 575 404-575
NBL 단독 0 105 0 58 455 408-455
SBL NBL SBL NBL
800 350 180% 150% 10% 55%
SBL/NBL 216 345 22 190 911 562-911
NBL 단독 0 525 0 289 875 639-875
상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 신장 결합된 라미네이트 및 넥 결합된 라미네이트 조합물 (SBL/NBL)의 사용은 보다 작거나 보다 큰 개인 모두에 대한 착용 크기 및 맞음성 범위를 확장시키고, 실제로 일반적으로 보다 넓은 크기 범위에 걸쳐 보다 우수한 맞음성을 허용한다. SBL/NBL 조합물은 적어도 171 mm의 활동 맞음성 범위로 404 mm 내지 911 mm의 범위에 걸쳐 기능한다. 이와 대조적으로, 신장가능 물질로서 NBL 단독은 유사한 범위에 걸쳐 맞게 되지만, 훨씬 작은 활동 맞음성 (하단에서 단지 47 mm)을 갖고, 영구적인 변형 및 히스테리시스 성능 문제가 발생할 것이다. 두 물질의 시너지 효과를 위한 사용은 착용 동안 활동 맞음성을 위한 충분한 범위 및 과도한 연장을 위해 충분한 신장을 효율적으로 및 경제적으로 제공한다.
다른 실시태양에서, 탄성 및 플라스틱 변형가능 물질의 복합재가 용품 외부 커버에서 수평 및 수직 구배 (gradient) 모두에서 용품 기능성을 최적화하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시태양의 제1 예에서, 외부 커버는 앞서 설명한 바와 같이 용품 외부 커버 상의 3개의 상이한 위치에서 2개의 상이한 탄성 대역보다는 3개의 상이한 탄성 대역 (용품 외부 커버 상의 4개 위치에서)으로부터 잇점을 보일 수 있다. 이러한 상황에서, 용품은 측면 패널 및 외부 커버 대역에 추가로 완전 탄성 허리 밴드 대역을 포함한다. 예를 들어, 큰 신장, 낮은 히스테리시스 및 낮은 변형을 갖는 고성능 허리 밴드는 허리 개구부를 완전히 둘러싸기 위해 사용된다. 허리 밴드 탄성 기능성은 착용의 용이성과 맞음성 유지를 위한 기초를 제공한다. 측면 패널은 보다 낮은 성능의 탄성 물질 (보다 낮은 신장, 보다 큰 히스테리시스/변형)로 이루어진다.
가랑이 영역 내의 중앙 탄성 대역은 훨씬 덜 효과적인 신장 (정지 신장), 보다 큰 히스테리시스 및(또는) 보다 큰 변형을 갖는 신장가능 복합재이다. 연장된 기간 동안 사용시에 장력 하에 유지되어야 하는 다량의 신장을 필요로 하는 용품의 영역 (예를 들어 엉덩이 영역)은 낮은 히스테리시스 물질로 제조될 수 있다. 유사하게, 용품 착용시에 단지 신장되는 용품의 영역은 보다 큰 히스테리시스 물질로 제조될 수 있다. 보다 고탄성 히스테리시스 물질은 가먼트 착용시에만 또는 신체가 가장 큰 개인에 대해서만 중앙 부분의 신장이 이용됨을 보장하여 그의 부정적인 특성의 충격을 감소시킨다. 상기 조합물은 종방향 및 측방향 모두에 대한 구배를 허용한다.
예를 들어, 수직 방향에서 구배는 신장가능 외부 커버 구조의 상부에서 허리 밴드 대역 사이에 형성된다. 허리 밴드는 용품의 대부분의 탄성 맞음성 성능을 제공한다. 대조적으로, 외부 커버는 단지 신체에 일치할 필요가 있다. 측면 패널 물질을 사용하여 착용 용이성 뿐만 아니라 시간에 걸친 편안한 맞음성을 제공하기 때문에 상기 용품의 수평/측면 탄성 구배가 추가로 존재한다. 측면 패널은 용품 착용시의 신장/장력 조건 하에서 존재하기 때문에, 낮은 히스테리시스 물질로 제조되어야 한다. 용품의 중앙 가랑이 영역 내의 용품의 외부 커버 및 라이너 구조는 단지 유의한 장력 하에 존재하지만, 용품은 착용될 때 최대로 신장된다. 따라서, 이는 높은 히스테리시스의 물질로 제조될 수 있다. 착용된 용품이 착용 동안 또는 연속적인 사용 동안 신장하면서, 상기 물질이 입자로 충전된 층을 포함하기 때문에 중앙 탄성 대역의 신장된 영역이 보다 통기성으로 됨을 이해하여야 한다.
외부 커버는 고도로 신장된 영역에서 보다 통기성이 될 것이므로, 사실상 상기 영역에서 또한 고도로 대역화된 통기성의 영역을 가질 것이다. 따라서, 상기 고도로 신장된 영역은 가장 필요로 하는 곳, 예를 들어 엉덩이 영역 둘레에 보다 큰 통기성을 제공할 것이다.
한 실시태양에서, 상기 3개의 별개의 대역 구배 (4 위치의)는 표 2에 기재된 바와 같은 특성을 나타내는 것이 바람직하다.
특성 허리밴드 대역 측면 패널 대역 중앙 가랑이 대역
정지 신장 125-250% 125-250% 0-250%
히스테리시스 <60% <60% <85%
변형 <10% <10% <35%
통기성 N.A. >600 WVTR, 그러나 바람직하게는 >1500 WVTR 이상 >600 WVTR, 그러나 바람직하게는 >1500 WVTR
하이드로헤드 N.A. N.A. >60인치 물
별도의 실시태양에서, 흡수용품은 신장가능 외부 커버층, 라이너층, 및 신장가능 외부 커버층과 라이너층 사이에 포함된 흡수층을 포함하며, 흡수용품은 종방향과 종방향 말단 및 측방향과 측면을 갖는다. 용품은 제1 종방향 말단에서 전면 허리 영역, 대향하는 종방향 말단에서 후면 허리 영역, 및 전면 및 후면 허리 영역 사이에 종방향으로 연장되는 가랑이 영역을 추가로 포함한다. 측방향으로 연장되는 이어부는 전면 및 후면 허리 영역의 대향하는 측면에서 규정된다. 외부 커버는 적어도 3가지 물질 대역을 포함하며, 여기서 제1 대역은 전면 허리 영역 및 후면 허리 영역 사이의 가랑이 영역에 놓이고 약 5 내지 85%의 히스테리시스 수준을 보인다. 제2 및 제3 대역은 외부 커버의 측방향으로 연장되는 이어부 상에 놓이며 약 0 내지 60%의 히스테리시스 수준을 보인다. 다른 실시태양에서, 흡수용품은 전면 및 후면 허리 영역에 놓인 제4 대역을 포함한다. 제4 대역은 약 0 내지 60%의 히스테리시스 수준을 보인다.
또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트는 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하고, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함한다. 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 외부 커버는 40%보다 크거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 300 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 패널은 60%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 100 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 허리 밴드는 60%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 100 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다.
다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 50% 초과의 변형율을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 15% 미만의 변형율을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 24시간 동안 3000 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보인다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 24시간 동안 600 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보인다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 150% 연신에서 2000 g 미만의 장력을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 150% 연신에서 600 g 미만의 장력을 나타낸다.
또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트는 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하고, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함한다. 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 외부 커버는 80%보다 크거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 400 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 패널은 40%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 200 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 허리 밴드는 40%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 200 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다.
다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 80% 초과의 변형율을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 10% 미만의 변형율을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 24시간 동안 1500 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보인다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 24시간 동안 1500 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보인다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 150% 연신에서 1800 g 미만의 장력을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 150% 연신에서 500 g 미만의 장력을 나타낸다.
또다른 실시태양에서 흡수성 가먼트는 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하고, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함한다. 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 외부 커버는 약 80% 내지 100%의 히스테리시스 및 25% 연신에서 500 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 패널은 20%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 250 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다. 측면 허리 밴드는 20%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 250 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는다.
다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 100% 이하의 변형율을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 5% 미만의 변형율을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 24시간 동안 600 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보인다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 24시간 동안 3000 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보인다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 외부 커버는 150% 연신에서 1500 g 미만의 장력을 나타낸다. 또다른 실시태양에서, 흡수성 가먼트 측면 패널은 150% 연신에서 400 g 미만의 장력을 나타낸다.
앞선 실시태양에서, 신장 구배를 구성하는 상이한 대역은 다양한 물질을 포함하지만, 다른 실시태양에서, 신장 외부 커버는 상이한 물질을 포함하지 않으며, 대신 제조 공정 동안 상이한 방식으로 처리된 물질의 하나의 시트로 제조된다. 예를 들어, 접착제 스프레이가 외부 커버를 상이한 탄성을 갖는 물질들에 부착시켜, 탄성 구배를 일으킴으로써 몇몇 영역에서 신장을 저해하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 앞선 실시태양에서 흡수 구조 성분이 탄성 라이너 및 탄성 또는 신장가능 외부 커버 사이의 용품 섀시로부터 부착되지 않은 상태로 부유할 경우, 상기 선택 영역에서 신장 기능성을 제한하기 위해 상이한 위치에서 외부 커버에 부착될 수 있다. 또한, 상이한 층에 포함될 수 있는 세공을 차단할 수 있기 때문에 접착제 또는 다른 물질의 스프레이를 사용하여 추가의 통기성 구배를 생성시킬 수 있다.
당업계의 숙련인은 본원 명세서를 통하여 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 실시태양의 상이한 다른 실시태양, 변형 및 균등물이 가능함을 이해하여야 한다.

Claims (23)

  1. 신장가능 외부 커버층, 라이너층, 및 신장가능 외부 커버층과 라이너층 사이에 포함된 흡수층을 포함하는 흡수용품으로서, 상기 흡수용품은 종방향과 종방향 말단 및 측방향과 측면을 갖고, 제1 종방향 말단에서 전면 허리 영역, 대향하는 종방향 말단에서 후면 허리 영역, 및 상기 전면 및 후면 허리 영역 사이에 종방향으로 연장되는 가랑이 영역, 및 상기 전면 및 후면 허리 영역의 대향하는 측면에서 규정되는 측방향으로 연장되는 이어부를 추가로 포함하고, 상기 외부 커버는 적어도 3가지 물질 대역을 포함하며, 여기서 제1 대역은 전면 허리 영역 및 후면 허리 영역 사이의 가랑이 영역에 위치하고 약 5 내지 85%의 히스테리시스 수준을 보이고, 제2 및 제3 대역은 상기 외부 커버의 측방향으로 연장되는 이어부 상에 위치하며 약 0 내지 60%의 히스테리시스 수준을 보이는 것인 흡수용품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡수용품이 전면 및 후면 허리 영역에 위치한 제4 대역을 포함하고, 상기 제4 대역이 약 0 내지 60%의 히스테리시스 수준을 보이는 것인 흡수용품.
  3. 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하는 흡수성 가먼트로서, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함하고, 상기 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 상기 외부 커버는 40%보다 크거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 300 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖고, 상기 측면 패널은 60%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 100 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖고, 상기 측면 허리 밴드는 60%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 100 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는 것인 흡수성 가먼트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 외부 커버가 50% 초과의 변형율을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  5. 제3항에 있어서, 상기 측면 패널이 15% 미만의 변형율을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  6. 제3항에 있어서, 상기 외부 커버가 24시간 동안 3000 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  7. 제3항에 있어서, 상기 측면 패널이 24시간 동안 600 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  8. 제3항에 있어서, 상기 외부 커버가 150% 연신에서 2000 g 미만의 장력을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  9. 제3항에 있어서, 상기 측면 패널이 150% 연신에서 600 g 미만의 장력을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  10. 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하는 흡수성 가먼트로서, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함하고, 상기 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 상기 외부 커버는 80%보다 크거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 400 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖고, 상기 측면 패널은 40%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 200 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖고, 상기 측면 허리 밴드는 40%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 200 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는 것인 흡수성 가먼트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 외부 커버가 80% 초과의 변형율을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  12. 제10항에 있어서, 상기 측면 패널이 10% 미만의 변형율을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  13. 제10항에 있어서, 상기 외부 커버가 24시간 동안 1500 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  14. 제10항에 있어서, 상기 측면 패널이 24시간 동안 1500 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  15. 제10항에 있어서, 상기 외부 커버가 150% 연신에서 1800 g 미만의 장력을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  16. 제10항에 있어서, 상기 측면 패널이 150% 연신에서 500 g 미만의 장력을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  17. 허리 개구부 및 제1 및 제2 다리 개구부를 규정하는 흡수성 섀시를 포함하는 흡수성 가먼트로서, 상기 흡수성 섀시는 전면 영역, 가랑이 영역 및 후면 영역을 가지며, 2개의 측면 패널이 각각 전면 영역 및 후면 영역을 연결시키고, 각각의 측면 패널은 허리 개구부 연부에 부착된 탄성 허리 밴드 구조를 갖는 측면 솔기를 따라 서로에 부착된 전면 패널 및 후면 패널을 포함하고, 상기 전면, 후면 및 가랑이 영역은 외부 커버에 의해 덮이고, 상기 외부 커버는 약 80% 내지 100%의 히스테리시스 및 25% 연신에서 500 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖고, 상기 측면 패널은 20%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 250 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖고, 상기 측면 허리 밴드는 20%보다 작거나 동일한 히스테리시스 및 25% 연신에서 250 g 이상의 장력 (제1 연장 사이클 상에서)을 갖는 것인 흡수성 가먼트.
  18. 제17항에 있어서, 상기 외부 커버가 100% 이하의 변형율을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  19. 제17항에 있어서, 상기 측면 패널이 5% 미만의 변형율을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  20. 제17항에 있어서, 상기 외부 커버가 24시간 동안 600 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  21. 제17항에 있어서, 상기 측면 패널이 24시간 동안 3000 g/제곱미터 초과의 WVTR을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  22. 제17항에 있어서, 상기 외부 커버가 150% 연신에서 1500 g 미만의 장력을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
  23. 제17항에 있어서, 상기 측면 패널이 150% 연신에서 400 g 미만의 장력을 보이는 것인 흡수성 가먼트.
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