KR100236742B1 - 천공된 마모성 흡수 복합 부직 웹 - Google Patents

천공된 마모성 흡수 복합 부직 웹 Download PDF

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조셉 그레이엄 큐리 케니쓰
조셉 모겔 필립
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비 제이 하우즈
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Abstract

본 발명은 멜트블로잉에 의해 형성된 2층(10, 54) 및 지지성 캐리어 층의 2층(14, 58)을 갖는 적어도 4층을 포함하는 마모성 흡수 복합 부직 웹(42)에 관한 것이다. 멜트블로운 층 중 하나는 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)으로부터 형성된 마모성 표면층(10)으로부터 형성된 마모성 표면층(10)이고, 다른 멜트블로운 층은 복합 웹(42)의 내부에 분포하고 복합체에 흡수성을 제공하도록 개작되었다. 캐리어 층(14, 58)은 스펀본디드 웹으로부터 형성될 수 있다. 마모성 표면 층(10) 및 그의 지지성 캐리어 층(14)는 핫 핀 천공에 의해 함께 결합되어 있다.

Description

천공된 마모성 흡수 복합 부직 웹
제1도는 천공된 마모성 복합 재료 전구체의 형성 방법을 설명하는 개략도.
제2도는 제1도에 개략적으로 나타낸 방법을 사용할 수 있는 멜트블로잉 다이의 횡단면도.
제3도는 흡수성 복합 재료 전구체의 형성 방법을 설명하는 개략도.
제4도는 마모성 전구체를 흡수성 전구체에 결합시키는 방법을 설명하는 개략도.
제5도는 본 발명의 4층 실시태양의 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 거친 쇼트-레이든(shot-laden) 멜트블로운 층
12 : 반용융 멜트블로운 섬유 14, 58 : 캐리어 층
16 : 마모성 복합 재료 전구체 18 : 압출기
20 : 다이헤드 22, 24 : 더운 공기 유입구
26 : 오리피스(orifice) 28, 30 : 공기 슬로트
32, 34 : 닙 롤러 36 : 핀 롤러
38 : 천공된 롤러 40 : 저장 롤
42 : 마모성 흡수 복합 부직 웹 44 : 공급 롤
46 : 성형 와이어 48 : 중합체 용융물 공급 통로
50 : 다이팁 52 : 슬로트 개구
54 : 흡수성 멜트블로운 층
56 : 통상적인 미세한 데니어의 멜트블로운 섬유
60 : 흡수성 복합 재료 전구체 62 : 스테이션
64/66, 69/70 : 두쌍의 닙 롤
본 발명은 마모성 및 흡수성 복합 부직 웹에 관한 것이다.
열가소성 부직 웹은 와이프(wipe), 손수건, 수술용 가운, 드레싱 등과 같은 광범위한 최종 용도로서 주지되어 있다. 이들 제품은 일반적으로 멜트블로잉하거나 스펀본딩함으로써 또는 멜트블로운 층 및 스펀본디드 층을 조합함으로써 제조된다. 스펀본딩법 및 멜트블로잉법은 당분야에 주지되어 있다. 예를 들면, 본 명세서에 참고로 설명되어 있으며, 1976년 8월 31일자로 공고된 번팅(Bunting) 등의 미합중국 특허 제3,978,185호를 참조한다. 또한, 당 분야의 문헌으로 스펀본딩에 관하여 기재되어 있고 본 명세서에 참고로 설명되어 있으며, 1972년 9월 19일자로 공고된 도르쉬너(Dorschner) 등의 미합중국 특허 제3,692,618호를 들 수 있다.
스펀본딩시에는 일반적으로 다수의 연속적인 열가소성 중합체 가닥들을 다수의 다이 오리피스를 통해 이동 표면상에서 하방으로 압출시켜 압출된 가닥을 무작위로 분포된 형태로 수거할 필요가 있다. 이어서, 무작위로 침착된 가닥을 가열된 닙중에서 함께 결합시켜 일반적으로 연속적인 섬유의 부직 웹에 충분한 단일성을 부여하였다. 스펀본디드 웹은 일반적으로 고강도/중량비, 등방성 강도, 고다공성 및 우수한 내 마모성을 갖는 것을 특징으로 하며, 기저귀 라이너에서 가로 보수용 섬유에 이르기까지 광범위한 제품에 사용하기에 유용하다.
멜트블로잉은 압출된 중합체 가닥이 가공 조건 및 멜트블로잉되는 물질에 따라, 수거 표면상에 침착되기 전에 강제 기류에 의해 개별 섬유로서 파괴되고 소멸될 수 있다는 점에서 스펀본딩과 다르다. 또한, 섬유는 형성 거리에 따라 공기에 의해 실질적으로 냉각시켜 이들이 긴밀하게 함께 결합될 수 없다. 이러한 상황에서, 단일성 및 강도를 보유시키기 위한 웹의 결합은 분리된 하류 공정으로서 일어난다. 그렇지 않으면, 일반적으로 말해서, 보다 짧은 형성 거리를 갖는 멜트블로운 섬유는 끈적끈적한 상태로 침착되어서 추가의 결합 단계없이 자체로 자동 결합할 수 있다. 멜트블로운 웹은 전형적으로 연성, 벌크성, 홉수성, 저다공성 및 열악한 내 마모성을 갖는 것을 특징으로 하며, 예를 들면 수술용 드레이프 및 와이프를 포함하는 다양한 제품에 사용하기에 유용하다.
당업자들은 대부분의 부직 제품이 향상된 연성과 증대된 유연성을 제공하는 것을 목적으로 개발되어 왔으며, 또한 마모성 물질을 첨가하지 않고도 세척 와이프로서 사용하기에 충분한 마모성을 갖는 값싼 부직 제품을 개발하고 있다. 또한, 이러한 와이프는 세척되는 표면이 스크레치되는 것을 감소시키거나 실질적으로 제거하기에 충분한 연성을 갖는다. 이 물질은 램머(Lammers)등의 미합중국 특허 제4,659,609호에 지지층 및 긴밀히 함께 열결합되어 있는 마모성 멜트블로운층을 포함하는 마모성 적층 웹으로 기재되어 있다. 이 마모성 멜트블로운 층은 일반적으로 약 5 내지 약 25 g/m2(gsm)의 기초 중량을 갖고 약 40㎛ 이상, 예를 들면 약 40 내지 약 85㎛의 평근 섬유 직경을 갖는 섬유로부터 형성된다. 보다 상세하게는, 마모성 멜트블로운 층은 약 50㎛의 평균 섬유 직경을 갖는 섬유로부터 형성된다. 이러한 웹은 매우 저림한 비용의 물질로 마모성 와이프를 제공한다. 멜트블로운 층은 매우 얇고, 전형적인 멜트블로운 웹보다 실질적으로 작은 기초 중량을 갖는다고 기재되어 있다. 또한, 지지층은 높은 강도 대 중량비로 인해 필수적인 제품 강도 및 단일성, 일례로서 흡수성을 제공하는 스펀본디드 웹이 바람직하다. 본 발명의 또다른 제품 형태의 예로서 두 외표면이 마모성 멜트블로운 층인 홑주름 3층 마모성 와이프(멜트블로운/스펀본디드/멜트블로운)가 기재되어 있다. 또다른 예로서 제1 바깥 주름이 (1) 바깥쪽으로 대향해 있는 마모성 멜트블로운 층을 갖는 마모성 멜트블로운/스펀본디드 층 웹, (2) 투수성 부직 열가소성 웹의 안주름 및 (3) 투수성 멜트블로운 열가소성 웹의 제2 바깥 주름을 포함하는 3주름 와이핑 제품이 기재되어 있다. 이들 각각의 주름은 와이프의 가장자리를 따라 함께 결합되어 있고, 세정제는 안주름과 제2 바깥 주름 사이에 함유되어 있다. 본 발명의 제품 형태의 또다른 예는 마모성 멜트블로운 층이 두 외표면상에 노출될 수 있도록 2개의 개별 주름 또는 자체 상에 접혀져 있는 홑주름으로 구성된 2층 멜트블로운/스펀본드 웹으로 이루어진 샤워 직물이다.
이들 다양한 제품의 이용성에도 불구하고, 당업자들은 이들 제품을 향상시키기 위해 계속 연구하고 있으며, 일례로 물질의 흡수성이 불충분하다거나 또는 물질의 내부층 결합력이 불충분한 것을 향상시키는 것이 계속 요망되고 있다. 이러한 상황에서는, 와이핑 조작동안 와이프에 의해 발생되는 고전단력을 물질에 적용시킬 때 층에서 층간 분리가 일어날 수 있다. 다른 예에서, 물질의 마모성이 불충분할 수도 있다.
본 발명자는 당업자들이 당면해 있는 상술된 문제점에 대하여 와이프, 바닥매트 등으로서 사용할 수 있는 물질을 발견하였다. 이 물질은 (1) 열가소성 물질로 형성된 거친 쇼트-레이든(shot-laden) 멜트블로운 층을 포함하는 제1 표면층, (2) 열가소성 물질로 형성된 지지성 캐리어 층을 포함하고 제1 표면층에 바로 인접해 있는 제1 내부층, (3) 열가소성 물질로 형성된 지지성 캐리어 층을 포함하는 제2 표면층, 및 (4) 열가소성 물질로 형성된 미세한 흡수성 멜트블로운 층을 포함하고 제2표면층에 바로 인접해 있는 제2 내부층을 포함하는 복합 부직 웹에 의해 제공되는 만족스러운 마모성 및 흡수성을 갖는다.
거친 쇼트-레이든 층 및 그에 인접해 있는 지지성 캐리어 층은 흡수층과 그 의 지지성 캐리어 층에 결합되기 전에 핫 핀(hot pin)으로 천공시키는 것이 중요하다. 이들 두 층을 핫 핀 천공시킴으로써 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층의 마모성을 향상시키는 입체 효과가 얻어진다.
핫 핀 천공은 약 100℉(38℃) 내지 약 150℉(66℃)의 승온에서 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 핫 핀 천공은 약 115℉(46℃) 내지 약 125℉(52℃)의 승온에서 수행할 수 있다.
전형적으로는, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층 및 그의 지지성 캐리어 층을 핀 롤러에 의해 형성된 닙과 천공된 롤러 사이에 통과시키며, 천공된 롤러의 오리피스는 핀 롤러의 핀에 대응하게 된다. 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층 전형적으로 천공된 롤러에 인접하여 배향되어 있다. 일반적으로 말해서, 핀 롤러 및 천공된 롤러의 온도는 핀과 오리피스상의 열 팽창 효과 때문에 대략 동일해야 한다.
전형적으로는, 핀 롤러의 핀의 투과 깊이는 약 0.155cm(0,061 in)이상이어 야 한다. 예를 들면, 핀 롤러의 핀의 투과 깊이는 약 0.155cm(0.061 in) 내지 약 0.254cm(0.100 in)일 수 있다. 보다 바람직하게는, 핀 롤러의 핀의 통과 깊이는 약 0.180cm(0.071 in) 내지 0.241cm(0.095 in)일 수 있다. 가장 바람직하게는, 핀 롤러의 핀의 통과 깊이는 약 0.206cm(0.081 in) 내지 약 0.231cm(0.091 in)일 수 있다.
핀 롤러와 천공된 롤러에 의해 형성된 닙내의 압력은 약 60 내지 약 110 lb/in2(psig)일 수 있다. 예를 들면, 핀 롤러 및 천공된 롤러에 의해 형성된 닙내의 압력은 약 70 내지 약 110lb/in2, 게이지(psig)일 수 있다. 보다 바람직하게는, 핀 롤러와 천공된 롤러에 의해 형성된 닙내의 압력은 약 90 lb/in2, 게이지(psig) 내지 110 lb/in2, 게이지(psig)일 수 있다. 예를 들면, 핀 롤러와 천공된 롤러에 의해 형성된 닙내의 압력은 약 100 lb/in2, 게이지(prig)일 수 있다.
핀 롤러와 천공된 롤러는 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층의 섬유 및 지지성 캐리어 층의 섬유를 일반적으로는 입체 원추형으로 성형시키는 작용을 한다. 가열된 핀을 거친 쇼트-레이든 층 및 그의 캐리어 층을 통해 천공된 롤러로 통과시킬 때 핀 천공화 장치의 온도를 상승시키는 것은 천공된 표면을 입체 형태로 고정시키는 작용을 한다. 따라서, 천공된 층의 표면적이 증가하게 된다. 부가적으로, 입체적으로 안정된 구조는 물질을 와이퍼의 일부로서 사용할 때에 조 무수 오염물을 제거하기 위한 보다 강한 침식성의 마모성 매체를 제공한다. 또한, 입체 구조는 오염물을 포착할 뿐만 아니라 거친 쇼트 멜트블로운 층 틈새의 오염물을 포착하는 작용을 하는 거대 구멍(pit) 및 거대 용기(trough)를 제공한다. 최종적으로, 이 장치는 천공시킴으로써 액체를 닦아내는데 사용할 경우에 액체가 복합 웹을 통해 용이하게 전달될 수 있게 만들어졌다고 기재되어 있다.
핫 핀 천공이 일어나는 동안의 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층과 그의 지지성 캐리어 층의 주사 속도는 약 15.2 m/min(50 ft/min)이하이어야 한다. 2층의 탈착 속도가 더 크면, 핀이 복합체에 대해 “굴식(plucking)” 효과를 갖는다는 것이 제안되어 있다. 특히, 핫 핀 천공동안의 층의 주사 속도는 약 3 내지 약 15 m/min(약 10 내지 약 50 ft/min)일 수 있다. 보다 바람직하게는, 핫 핀 천공동안의 층의 주사 속도는 4.5 내지 약 9 m/min(약 15 내지 약 30 ft/min)일 수 있다. 가장 바람직하게는, 핫 핀 천공동안의 층의 주사 속도는 4.5 내지 약 6 m/min(약 15 내지 약 20 ft/min)일 수 있다.
본 발명의 캐리어 층은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 캐리어 층은 스펀본딩법, 본디드-카디드 웹 형성법 또는 멜트블로잉법에 의해 형성될 수 있다.
어떤 실시태양에 있어서, 멜트블로운 층 및 캐리어 층이 모두 1종 이상의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리비닐 클로라이드 및 폴리아미드로 이루어진 군에서 선택된 열가소성 물질로부터 형성될 수 있다. 또한, 이들 물질의 1종 이상의 공중합체 또는 혼합물이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 멜트블로운 층 및 캐리어 층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 에틸렌 비닐 아세테이트로부터 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 멜트블로운 층 및 캐리어 층은 열가소성 폴리프로필렌 물질로부터 형성될 수 있다. 어떤 실시태양에서는, 멜트 블로운 층 및 캐리어 층은 열가소성 폴리프로필렌 물질로부터 형성될 수 있다.
전형적으로, 거친 멜트블로운 표면층의 기초 중량은 약 40 내지 약 100g/m2의 범위내에 있다. 예를 들면, 거친 멜트블로운 표면층의 기초 중량은 약 60 내재 약 80g/m2의 범위내에 있을 수 있다. 보다 바람직하게는, 거친 멜트블로운 표면층의 기초 중량은 약 60 내지 약 70g/m2의 범위내에 있을 수 있다.
전형적으로, 미세한 흡수성 멜트블로운 층의 기초 중량은 약 150 내지 약 200g/m2의 범위내에 있다. 예를 들면, 미세한 흡수성 멜트블로운 층의 기초 중량은 약 160 내지 약 190g/m2의 범위내에 있다. 보다 바람직하게는, 미세한 흡수성 멜트블로운 표면층의 기초 중량은 약 170 내지 약 180g/m2의 범위내에 있다.
전형적으로, 거친 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 캐리어 층의 기초 중량은 약 40 내지 약 90g/m2의 범위내에 있다. 예를 들면, 거친 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 캐리어 층의 기초 중량은 약 45 내지 약 70g/m2의 범위내에 있을 수 있다. 보다 바람직하게는 거친 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 캐리어 층의 기초 중량은 약 50 내지 약 55g/m2의 범위내에 있을 수 있다.
전형적으로, 미세한 흡수성 멜트블로운 층에 인접해 있는 캐리어 층의 기초 중량은 약 10 내지 약 30g/m2의 범위내에 있다. 예를 들면, 미세한 흡수성 멜트블로운 층에 인접해 있는 캐리어 층의 기초 중량은 약 10 내지 약 20g/m2의 범위내에 있다. 보다 바람직하게는, 미세한 흡수성 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 캐리어 층의 기초 중량은 약 12 내지 약 18g/m2의 범위내에 있다.
전형적으로, 거친 멜트블로운 표면층의 평균 섬유 직경은 약 10 내지 약 80미크론의 범위내에 있다. 예를 들면, 거친 멜트블로운 표면층의 평균 섬유 직경은 약 20 내지 약 60 미크론의 범위내에 있을 수 있다. 보다 바람직하게는, 거친 멜트블로운 표면층의 평균 섬유 직경은 약 30 내지 약 50 미크론의 범위내에 있을 수 있다. 평균 섬유 직경은 광학적으로 결정되고, 무작위로 30 이상의 섬유 직경 측정치를 취하여 평균함으로써 결정된다.
전형적으로, 미세한 흡수성 멜트블로운 층의 평균 섬유 직경은 약 1 내지 10미크론의 범위내에 있다. 예를 들면, 미세한 흡수성 멜트블로운 층의 평균 섬유 직경은 약 2 내지 약 5미크론의 범위내에 있을 수 있다. 보다 바람직하게는, 미세한 흡수성 멜트블로운 층의 평균 섬유 직경은 약 3 내지 약 5미크론의 범위내에 있을 수 있다.
전형적으로, 거친 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 캐리어 층의 평균 섬유 직경은 약 10 내지 약 30미크론의 범위내에 있다. 예를 들면, 거친 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 캐리어 층의 평균 섬유 직경은 약 15 내지 약 25미크론의 범위내에 있을 수 있다. 보다 바람직하게는, 거친 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 캐리어 층의 평균 섬유 직경은 약 20 내지 약 25미크론의 범위내에 있을수 있다.
전형적으로, 미세한 흡수성 멜트블로운 층에 인접해 있는 캐리어 층의 평균 섬유 직경은 약 10 내지 약 30미크론의 범위내에 있다. 예를 들면, 미세한 흡수성 멜트블로운 층에 인접해 있는 캐리어 층의 평균 섬유 직경은 약 15 내지 약 25미크론의 범위내에 있을 수 있다. 보다 바람직하게는, 미세한 흡수성 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 캐리어 층의 평균 섬유 직경은 약 20 내지 약 25미크론의 범위내에 있을 수 있다.
어떤 실시태양에서는, 웹의 표면 외관이 얼룩질 수도 있다. 얼룩 표면 효과는 멜트블로운 웹으로 형성됨에 따라 거친 쇼트 멜트블로운 섬유를 무작위로 분포시킴으로써 생성될 수 있다. 이 효과는 색소를 중합체 공급계에 첨가함으로써 보다 향상된다.
어떤 실시태양에서는, 1개 이상의 층을 계면활성제로 처리하여 각각의 층으로 통해 내부로 수분이 전달되는 것을 향상시킬 수 있다.
어떤 실시태양에서는, 부가층을 멜트블로운 층과 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층에 인접해 있는 캐리어 층 사이에 위치시킬 수 있다.
복합 부직 웹을 바닥 매트 또는 와이프로서 사용할 수 있다.
본 발명의 목적은 만족스러운 마모성 및 흡수성을 갖는 와이프를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 만족스러운 마모성 및 흡수성을 갖는 바닥 매트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적 및 응용 범위는 이하의 상세한 설명에 의해 당업자에게 명백해질 것이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시태양에 대한 상세한 설명은 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 정신과 범주내에서의 다양한 변화 및 변형은 이하 상세한 설명에 비추어 당업자에게 명백해야 한다는 것을 이해해야 한다.
일반적으로, 본 발명의 마모성 흡수 복합 부직 웹은 첫째로 지지성 캐리어 층에 결합된 마모층을 포함하는 천공된 마모성 복합 재료 전구체를 형성시킴으로써 제조된다. 둘째로, 흡수성 복합 재료 전구체는 지지성 캐리어 층에 결합된 흡수층을 포함하는 흡수성 복합 재료 전구체와 함께 형성된다. 최종적으로, 이들 두 복합 재료 전구체는 마모성 복합 전구제의 마모성 층은 마모성 흡수 복합 부직웹 재료의 외표면층을 형성하고, 흡수성 복합 전구체의 흡수층은 마모성 흡수 복합 부직 웹 재료의 내부층을 형성하는 방식으로 함께 결합되어 있다.
이제, 도면을 참조한다. 도면에서 동일한 참고 번호는 동일한 구조 또는 동일한 방법 단계를 말한다. 제1도에는 천공된 마모성 복합 재료 전구체를 형성하는 방법이 도시되어 있다. 제1도는 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 섬유(12)의 층(10)이 지지성 캐리어 층(14) 상에 침착되어 마모성 복합 재료 전구체(16)을 형성한다는 것을 나타낸다.
본 명세서에 사용된 용어 “쇼트”는 0.3㎛초과의 직경을 갖는 비섬유성 중합체의 덩어리(고상 중합체 소구체)를 말한다. “쇼트-레이든” 웹 또는 층은 쇼트를 함유한 웹 또는 층이다.
보다 상세하게는, 중합체 공급 펠렛(나타내지 않음)을 압출기(18)에 도입시키고, 중합체를 용융시키고 멜트블로잉 다이헤드(20)으로 운반하였다. 멜트블로잉 다이헤드(20)은 1) 2개의 강제 더운 공기 유입구(22) 및 (24) 중합체 용융물이 멜트블로운 섬유(12)의 흐름으로서 압출되는 다수의 압출 오리피스(26), 및 2) 수렴성 공기 슬로트(28) 및 (30)을 제공한다. 전형적인 멜트블로잉 다이헤드(20)은 다이헤드(20)의 단위 직선 센티미터 당 약 10 내지 약 15개(단위 직선 인치 당 약 40개)의 오리피스(26)을 함유할 수 있다. 예를 들면, 멜트블로잉 다이헤드(20)은 다이헤드(20)의 단위 직선 센티미터 당 약 10 내지 20개(단위 직선 인치당 약 25 내지 50개의 오리피스(26)을 함유할 수 있다. 오리피스(26)은 전형적으로 약 0.0040 내지 약 0.0070cm의 직경을 가질 수 있다. 예를 들면, 오리피스(26)은 약 0.0057 cm의 직경을 가질 수 있다.
중합체 용융물이 멜트블로잉 다이헤드(20)을 거쳐 나오면서, 압출물의 공기 슬로트(28) 및 (30) 유래의 더운 공기와의 상호작용이 압출물을 붕괴시켜 일반적으로 불연속적인 반용융된 멜트블로운 섬유(12)를 형성하고 즉시 고화되기 시작한다. 그러나, 본 발명에 있어서, 섬유(12)의 고화전에 섬유(12)를 승온 및 결합성 조건하에 지지성 캐리어 층(14)상에 침착시켜 고화가 완결되면서 친밀하게 열결합시킨다. 얻어진 2층 마모성 전구체 복합 재료 전구체(16)은 1) 약 10 내지 약 80 미크론의 평균 섬유 직경 및 약 40 내지 약 100g/m2의 기초 중량을 갖는 거친 쇼트-레이든 마모성 멜트블로운 층(10), 및 2) 약 10 내지 30 미크론의 평균 섬유 직경 및 약 40 내지 약 90g/m2의 기초 중량을 갖는 지지성 캐리어 층(14)를 포함한다.
예를 들면, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)은 약 20 내지 약 60 미크론의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)은 약 30 내지 약 50 미크론의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다.
예를 들면, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)은 약 60 내지 약 80g/m2의 기초 중량을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)은 약 60 내지 약 70g/m2의 기초 중량을 가질 수 있다.
예를 들면, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)이 침착된 지지체 또는 캐리어 층(14)는 약 15 내지 약 25 미크론의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)이 침착된 지지체 또는 캐리어 층(14)는 약 20 내지 약 25 미크론의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다.
예를 들면, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)이 침착된 지지체 또는 캐리어 층(14)는 약 45 내지 약 70g/m2의 기초 중량을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 지지성 캐리어 층(14)는 약 50 내지 약 55g/m2의 기초 중량을 가질 수 있다.
원한다면, 마모성 복합 재료 전구체(16)은 1쌍의 닙 롤러(32) 및 (34)에 의해 소부시킬 수 있다.
그 후, 마모성 복합 재료 전구체(16)은 마모성 복합 재료 전구체(16)을 가열된 핀 롤러(36) 및 대응하는 가열 천공된 롤러(38)에 의해 형성된 닙을 통해 통과시킴으로써 핫 핀 천공될 수 있다. 이들 2층의 핫 핀 천공은 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층의 마모성을 향상시키는 입체 효과를 제공한다.
바람직하게는, 핫 핀 천공을 약 100℉(38℃) 내지 약 150℉(66℃)의 승온에서 수행한다. 예를 들면, 핫 핀 천공을 약 115℉(46℃) 내지 약 125℉(52℃)의 승온에서 수행할 수 있다.
거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)은 전형적으로 핫 천공된 롤러(38)과 인접하여 배향되어 있다. 그러나, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)은 어떤 실시태양에 있어서 천공 단계 동안 핫 핀 롤러(36)에 인접하여 배향되어 있다.
전형적으로, 핀 롤러(36)의 핀의 통과 깊이는 약 0.155cm(0.061in)이상이어야 한다. 예를 틀면, 핀 롤러(36)의 핀의 통과 깊이는 약 0.155cm(0.061in) 내지 약 0.254cm(0.100in)일 수 있다. 보다 바람직하게는, 핀 롤러(36)의 핀의 통과 깊이는 약 0.180cm(약 0.071in) 내지 약 0.241cm(0.095in)의 범위내에 있을 수 있다. 가장 바람직하게는, 핀 롤러(36)의 핀의 통과 깊이는 약 0.206cm(0.081in) 내지 약 0.231cm(0.091in)의 범위내에 있을 수 있다.
핀 롤러(36)과 천공된 롤러(38)에 의해 생성된 닙내의 압력은 약 60 내지 약 110 lb/in2, 게이지(psig)의 범위내에서 변할 수 있다. 예를 들면, 핀 롤러(35)과 천공된 롤러(38)에 의해 생성된 닙내의 압력은 약 70 내지 약 110 lb/in2, 게이지(psig)의 범위내에서 변할 수 있다. 보다 바람직하게는, 핀 롤러(36)과 천공된 롤러(38)에 의해 생성된 닙내의 압력은 약 90 lb/in2, 게이지(psig) 내지 약 110 lb/in2, 게이지(psig)에서 변할 수 있다. 예를 들면, 핀 롤러(30)과 천공된 롤러(38)에 의해 생성된 닙내의 압력은 약 100 lb/in2, 게이지(psig)일 수 있다.
핀 롤러(36) 및 천공된 롤러(38)은 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)의 섬유 및 지지성 캐리어 층(14)의 섬유를 각각의 천공 영역에서 일반적으로는 입체 원추형으로 성형시키는 작용을 한다. 가열된 핀을 거친 쇼트-레이든 층 및 그의 캐리어 층을 통해 천공된 롤러로 통과시킬 때 핀 천공화 장치의 온도를 상승시키는 것은 천공된 표면을 입체 형태로 고정시키는 작용을 한다. 따라서, 천공된 층의 표면적이 증가하게 된다. 부가적으로, 입체적으로 안정된 구조는 물질을 와이퍼의 일부로서 사용할 때에 조 무수 오염물을 제거하기 위한 보다 강한 침식성의 마모성 매체를 제공한다. 또한, 입체 구조는 오염물을 포착할 뿐만 아니라 거친 쇼트 멜트블로운 층(10) 틈새의 오염물을 포착하는 작용을 하는 거대 구멍(pit) 및 거대 용기(trough)를 제공한다. 최종적으로, 이 장치는 천공시킴으로써 액체를 닦아내는데 사용할 경우에 액체가 최종 산물을 통해 용이하게 전달될 수 있게 만들어졌다고 기재되어 있다.
핫 핀 천공이 일어나는 동안의 마모성 재료 전구체(16)의 주사 속도는 약 15m/min(50ft/min)이하이어야 한다. 2층의 탈착 속도가 더 크면, 핀이 마모성 복합 전구체에 대해 “굴식(plucking)” 효과를 갖는다는 것이 제안되어 있다. 특히, 핫 핀 천공동안의 마모성 복합 전구체(16)의 주사 속도는 약 3 내지 약 15m/min(약 10 내지 약 50ft/min)일 수 있다. 보다 바람직하게는, 핫 핀 천공동안의 층의 주사 속도는 4.5 내지 약 9 m/min(약 15 내지 약 30ft/min)일 수 있다. 가장 바람직하게는 핫 핀 천공동안의 층의 주사 속도는 4.5 내지 약 6m/min(약 15 내지 약 20ft/min)일 수 있다. 핫 핀 천공이 일어난 후에, 마모성 천공된 복합 전구체(16)은 본 발명의 마모성 흡수 복합 부직 웹(42)을 형성시키는데 연속해서 이용하기 위해 저장 롤(40) 상에 권취해 둔다.
제1도에 나타낸 바와 같이, 지지성 캐리어 층(14)는 공급 롤(44)로부터 제공되고, 원하는 속도로 간단하게 해사될 수 있거나, 또는 멜트블로운 층(12)를 침착시키기 전에 성형 와이어(46)상에 가지런히 형성시킴으로써 제공되고 그 위에 멜트블로운 층을 형성시킬 수 있다.
마모성 복합 전구체 층(16)의 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)을 형성시키는데 적당한 중합체 공급 물질은 비제한적으로 1종 이상의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리비닐 클로라이드 및 폴리아미드로 이루어진 군에서 선택된 열가소성 물질을 포함한다. 또한, 1종 이상의 이들 물질의 공중합체 또는 혼합물이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 에틸렌 비닐 아세테이트로부터 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)은 열가소성 폴리프로필렌 물질로부터 형성될 수 있다. 적당한 시판이용되는 물질로는 Exxon 3045 및 Hercules PRO-FAX 폴리프로필렌 펠렛이 포함된다.
본 발명의 마모성 복합 전구체 웹(16)의 지지층(14)를 형성하는데 사용될 수 있는 적당한 유형의 방법으로는 스펀본딩법, 본디드-카디드법 및 멜트블로잉법이 포함된다. 이들 중 어떠한 방법도 지지층(14)를 형성하는데 사용할 수 있고, 광범위한 중합체 또는 중합제의 흔합물 또는 블렌드를 지지층(14)를 형성하는데 사용할 수 있다. 지지성 캐리어 층(14)를 형성하기에 적당한 중합체 물질로서는 비제한적으로 1종 이상의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리비닐 클로라이드 및 폴리아미드로부터 선택된 열가소성 물질이 포함된다. 또한, 1종 이상의 이들 물질의 공중합체 또는 혼합물이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 지지성 캐리어 층(14)는 폴리에틸렌, 저밀도 직쇄 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 에틸렌 비닐 아세테이트로부터 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 지지성 캐리어 층(14)는 열가소성 폴리프로필렌 물질로부터 형성될 수 있다. 바람직한 물질은 약 200,000 초과의 평균 분자량을 갖는 열가소성 폴리프로필렌 물질이다. 이러한 열가소성 물질은 이용가능성, 용이한 방사성 및 마모성 때문에 바람직하다. 적당한 시판이용되는 물질로서 Exxon 3045 및 Hercules PRO-FAX 폴리프로필렌 펠렛이 포함된다.
물론, 셀룰로오스 섬유, 목재 펄프 섬유, 활성탄 및 초흡수성 히드로겔 물질과 같은 히드로겔 물질과 같은 기타 섬유 및(또는) 입자는 원한다면, 다양한 원인으로 층(10) 또는 (14)내에 포함될 수 있다. 예를 들면, 활성탄은 본 발명의 용도에 있어서 탈치 보조제로서 지지층내에 혼입될 수 있다.
지지성 캐리어 층(14)는 멜트블로운 섬유(12)의 형성 온도보다 훨씬 낮은 연화점을 갖고, 멜트블로운 섬유(12)가 지지성 캐리어 물질(14)가 형성되는 물질과 혼화성인 물질로부터 형성된다는 점에서 바람직하다. 이러한 관계는 멜트블로운 층(10)의 섬유(12)가 지지성 캐리어 층(14) 상에 침착될 때 열 결합이 두 층의 섬유 사이에서 일어날 수 있도록 해준다.
제2도에는 제1도에 나타낸 멜트블로잉 다이헤드(20)의 배위를 개략적 횡단면도로 나타낸다. 멜트블로잉 다이헤드(20)은 오리피스(26)에서 약 0.0057cm로 크기가 작아지는 중합체 용융물 공급 통로(48)을 포함한다. 오리피스(26)은 방법 조건에 따라 다이헤드(20)의 다이팁(50)에 대해 오목하거나 볼록하거나 탄젠셜한 배위를 가질 수 있다. 오목 배위는 제2도에 도시되어 있는 반면, 어떤 가공 조건하에서는 “볼록(stuck-eut)” 배위가 보다 바람직할 수 있다. 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)을 형성하는 중합체 물질의 압출 온도는 사용된 열가소성 중합체 물질에 따라 달라진다. 열가소성 폴리프로필렌이 사용되는 경우에, 압출 온도는 약 228℃(443℉) 내지 약 315℃(600℉)의 범위내에 있을 수 있다. 또한, 멜트블로잉 다이헤드(20)은 슬로트 개구(52)를 형성하기 위해 수축하고 멜트블로잉 다이헤드(20)의 폭을 신장시키는 더운 공기 슬로트(28) 및 (30)을 제공한다. 조작 시에는, 더운 공기를 더운 공기 슬로트(28) 및 (30)과 소통되는 더운 공기유입구(22) 및 (24)에 공급한다. 더운 공기가 슬로트 개구(52)를 빠져나갈 때에는, 하방 더운 기류가 형성되어서 멜트블로잉 다이(20)의 오리피스(26)을 나가면서 중합체 압출물을 붕괴시키게 된다. 더운 기류는 압출된 섬유(12)를 연신하거나 감쇠시키고, 유량을 이용하여 얻어지는 섬유의 직경과 약간의 얻어지는 멜트블로운 층(10)의 마모성을 조절할 수 있다. 이러한 사실은 기타 조건이 일반적으로 동일한 경우에, 멜트블로운 섬유(12)의 섬유 직경이 클수록, 멜트블로운 층(10)의 내마모성이 더 증가한다는 것에 기초할 수도 있다. 이점에 관하여 일반적으로 말하자면, 더운 공기의 유량이 작을 경우에는 보다 두껍고 보다 강한 내마모성의 섬유가 제공되고, 이 유량이클 경우에는 보다 얇고 보다 약한 내마모성 섬유가 생성된다고 공지되어 있다.
얻어진 멜트블로운 섬유(12)는 지지성 캐리어 층(14) 상에 하방으로 취입되어 와이어(46)을 형성할 때 나란해 진다. 상술된 바와 같이, 멜트블로운 섬유(12)는 고화되기에 충분한 시간을 확보하기 전에 지지성 캐리어 층(14) 상에 침착되는 것이 중요하다. 그러므로, 멜트블로운 섬유(12)는 반용융된 상태하에 지지성 캐리어 층(14) 상에 침착된다. 이러한 작용은 쇼트의 형성을 촉진시킬 뿐만 아니라 멜트블로운 섬유(12)를 지지성 캐리어 층(14)에 긴밀히 열결합시킨다. 적당히 쇼트를 형성시키고 멜트블로운 섬유(12)를 반용융된 상태하에 만족스럽게 침착시키기 위해서는 각종 변수를 적절히 조화시켜야 한다. 예를 들면, 중합체 유량 및 더욱 기류량은 적절히 조절해야 한다. 유사하게는, 슬로트 개구(52)의 직경, 및 다이팁(50) 및 지지성 캐리어 층(14) 사이의 거리를 조절해야 한다. 이러한 조절은 당업자에게 공지되어 있다. 과거에, 이러한 조건은 미세한 데니어의 멜트블로운 웹을 제조하는 상업적인 멜트블로운 섬유 공정동안에 때때로 우연히 일어났다. 얻어진 물질을 당업자에 의해 “쇼티(shotty)”또는“쇼트-레이든(shot-laden)” 물질이라고 불리워졌고 전형적으로는 만족스럽지 못한 폐기물로서 거부되었다. 그러나, 캐리어 층(14)상의 반용융된 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)이 일관되게 형성되면, 본 발명의 멜트블로운 층(10)의 마모성이 크게 향상되므로, 이러한 가공조건은 본 발명의 마모성 복합 전구체 부직 웹(42)의 마모성 멜트블로운 층(10)을 형성시키는데 바람직하다.
본 발명자는 본 발명의 마모성 멜트블로운 층(10)이 약 25 내지 1,0000dg/분의 ASTM D 1238 조건 L (230℃)에 따라 측정된 용융물 유량을 갖는 폴리프로필렌 중합체를 사용하는 상기 장치 및 방법에 의해 지지성 캐리어 층(14) 상에 직접적으로 형성될 수 있다는 것을 발견하였다. 이들 물질은 다이팁(50)의 오리피스(26)을 통해 약 225℃(403℉) 내지 약 280℃(536℉)의 온도 및 시간당 다이팁(50)의 직선 단위 센티미터당 약 0.25 내지 약 0.71kg의 양으로 압출시킨다. 추가로, 약 200 내지 300℃(392 내지 약 572℉)의 온도를 갖는 더운 공기를 약 0.25 내지 약 1 lb/in2의 압력 및 약 50 내지 약 125 표준 cm3/min의 유량으로 멜트블로잉 다이헤드(20)을 통해 통과시킨다. 또한, 멜트블로잉 다이헤드(20)의 팁(50)을 지지성 캐리어 층(14)로부터 약 25 내지 약 35cm(10 내지 약 14 in)의 거리를 유지시킨다. 이들 조건하에서는 약 40 내지 약 70㎛(미크론)의 평균 섬유직경을 갖는 반용융된 폴리프로필렌 섬유(12)가 침착된다. 이 평균 섬유 직경은 전형적으로 약 10㎛ 미만의 섬유 직경을 갖는 통상적인 비탄성 멜트블로운 섬유 보다 실질적으로 크다.
실험 결과, ASTM D 1238, 조건 L (230℃)에 따라 측정하여 약 35dg/min의 용융 유량을 갖는 폴리프로필렌 물질은 약 279℃(535℉)의 온도에서 압출시키고, 제1 공기를 약 290℃(554℉)의 온도로 가열시키고, 약 0.6 lb/in2의 압력 및 95 표준 ft3/min의 속도를 적용시키는 경우에 매우 바람직한 결과를 제공한다는 것을 입증하였다. 얻어진 섬유는 약 23 미크론의 표준 편차를 갖는 약 46 미크론의 평균(30회 측정치의 평균) 섬유 직경을 갖는다. 측정된 섬유 직경의 범위는 약 15 내지 약 100 미크론이다. 다이팁과 성형 와이어(46) 사이에 형성된 거리는 약 31cm(약 12in)이었다.
다른 폴리프로필렌 물질을 시험하였다. 예를 들면, ASTM D 1238, 조건L(230℃)에 따라 측정하여 약 90dg/min의 용융 유량을 갖는 폴리프로필렌 물질은 약 248℃(478℉)의 온도에서 압출시키고, 제1 공기를 약 280℃(535℉)의 온도로 가열시키고, 약 1 1b/in2의 압력 및 약 100표준 ft3/min의 속도를 적용시키는 경우에 약 39 미크론의 표준 편차를 갖는 약 68 미크론의 평균(30회 측정치의 평균) 섬유 직경을 갖는 섬유를 제공한다. 관찰한 섬유 직경의 범위는 약 10미크론 내지 약 150미크론이었다. 다이팁과 성형 와이어(46) 사이에 형성된 거리는 약 31cm(약 12in)이었다.
또한, 폴리프로필렌 물질을 시험하였다. 예를 들면, ASTM D 1238, 조건 L(230℃)에 따라 측정하여 약 800dg/min의 용융 유량을 갖는 폴리프로필렌 물질은 약 228℃(443℉)의 온도에서 압출시키고, 제1 공기를 약 195℃(385℉)의 온도로 가열시키고, 약 0.3 lb/in2의 압력 및 약 75 표준 ft3/min의 속도를 적용시키는 경우에 약 37미크론의 표준 편차를 갖는 약 62미크론의 평균(33회 측정치의 평균) 섬유 직경을 갖는 섬유를 제공한다. 관찰한 섬유 직경의 범위는 약 25미크론 내지 약 200미크론이었다. 다이팁과 성형 와이어(46) 사이에 형성된 거리는 약 31cm(약 12in)이었다.
어떤 실시태양에서는, 마모성 복합 전구체(16)을 계면활성제와 같은 수화제로 처리하는 것이 바람직하다. 이러한 유형의 물질은 상표명 Gemtex Sm-33(비이온성 계면활성제), Triton X-102(비이온성 계면활성제) 및 Aerosol OT(음이온성 계면활성제)하에 구입할 수 있다.
흡수성 복합 재료 전구체의 형성 방법을 나타낸 제3도를 참조한다. 제3도는 통상적인 미세한 데니어의 멜트블로운 섬유(56)의 층(54)가 지지성 캐리어 층(58)상에 침착되어 흡수성 복합 재료(60)을 형성하는 것을 나타낸다. 얻어진 2층 흡수성 복합 재료 전구체(60)은 1) 약 150 내지 약 200g/m2의 기초 중량을 갖는 미세한 데니어의 멜트블로운 섬유(56)의 흡수성 멜트블로운 층(54), 및 2) 약 10 내지 약 30g/m2의 기초 중량을 갖는 지지성 캐리어 층을 포함한다.
예를 들면, 흡수성 멜트블로운 층(54)는 약 160 내지 약 190g/m2의 기초 중량을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 흡수성 멜트블로운 층(54)는 약 170 내지 약 180g/m2의 기초 중량을 가질 수 있다.
예를 들면, 흡수성 멜트블로운 층(54)가 침착되어 있는 지지성 캐리어 층 (58)은 약 10 내지 약 20g/m2의 기초 중량을 가질 수 있다. 예를 들면, 지지성 캐리어 층(58)은 약 12 내지 약 18g/m2의 기초 중량을 가질 수 있다.
전형적으로, 미세한 흡수성 멜트블로운 층(54)의 평균 섬유 직경은 약 1 내 지 10미크론의 범위내에 있다. 예를 들면, 미세한 흡수성 멜트블로운 층(54)의 평균 섬유 직경은 약 2 내지 약 5 미크론의 범위내에 있을 수 있다. 보다 바람직하게는, 미세한 흡수성 멜트블로운 표면층(54)의 평균 섬유 직경은 약 3 내지 약 5미크론의 범위내에 있을 수 있다.
전형적으로, 미세한 흡수성 멜트블로운 층에 인접해 있는 스펀본디드 층(58)의 평균 섬유 직경의 범위는 약 10 내지 약 30 미크론이다. 예를 들면, 미세한 흡수성 멜트블로운 층에 인접해 있는 스펀본디드 층(58)의 평균 섬유 직경은 약 15 내지 약 25미크론일 수 있다. 보다 바람직하게는, 미세한 흡수성 멜트블로운 표면층에 인접해 있는 스펀본디드 층(58)의 평균 섬유 직경은 약 20 내지 약 25미크론일 수 있다.
마모성 멜트블로운 층(10) 및 지지성 캐리어 층(14)를 형성하기에 충분한 상술된 물질은 일반적으로 흡수성 멜트블로운 층(54) 및 지지성 캐리어 층(58)을 형성시키는 데 사용하기에 만족스럽다.
지지성 캐리어 층(14)에서와 같이, 지지성 캐리어 층(60)은 매우 다양한 방법을 사용함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 지지성 캐리어 층(58)은 스펀본딩법, 본디드-카디드 웰법 및 멜트블로잉법에 의해 형성시킬 수 있다.
어떤 실시태양에서는, 흡수성 멜트블로운 층(54)를 액체 흡수성을 향상시키는 통상적인 물질로 처리하는 것이 바람직할 수도 있다. 이 물질은 층(54)가 흡수할 수 있는 액체량을 증가시키거나 또는 층(54)에 의한 액체의 흡수 속도를 증가시킴으로써 층의 흡수능을 향상시킬 수 있다. 이러한 유형의 물질의 예로는 비제한적으로 Gemtex Sm-33(비이온성 계면활성제), Trition X-102(비온성 계면활성제) 및 Aerosol OT(음이온성 계면활성제)가 포함된다.
제4도는 두 전구체 물질(16) 및 (60)이 결합하여 본 발명의 흡수 마모성의 복합 부직 웹(42)를 형성하는 방법을 나타낸다. 제4도는 두 전구체 웹(16) 및 (60)이, 마모성 전구체 웹(16)의 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층(10)이 마모성 전구체 웹(16)의 거친 쇼트-레이든 마모성 멜트블로운 층(10)의 지지성 캐리어 층(14)에 인접해 있는 흡수성 전구체 웹(60)의 미세한 데니어의 흡수성 멜트블로운 층(54)와 함께 외표면을 형성하는 방식으로 해사되고 가지런한 배위로 겹쳐진다.
두 전구체 웹(16) 및 (60)은 자리잡은 후에 스테이션(62)를 통해 통과하고, 통상적인 방법으로 함께 결합한다. 스테이션(62)는 일반적으로, 재료 전구체(16) 및 (60)의 정렬과 결합 배치(72)를 유지시키는 작용을 하는 2쌍의 닙 롤(64)/(66) 및 (69)/(70)을 포함한다. 두 전구체 웹(16) 및 (60)을 결합시키기 위한 다양하고 상이한 방법을 함께 이용할 수 있다. 예를 들면, 두 전구체 웹(16) 및 (60)은 결합제 사용 또는 열결합에 의해 함께 결합시킬 수 있다. 두 전구체 웹(16) 및 (60)을 함께 결합시키는 바람직한 방법은 초음파 결합이다. 초음파 결합은 Calemard 초음파 결합기를 사용함으로써 성취될 수 있다. 이 기계에서는 결합 작용 폭이 약 1.6 m이다. 작용 폭은 티타늄 부스터 및 9 인치의 코팅된 티타늄 호른이 장착된 7개의 초음파 밀봉 장치(유형 HS 20 1200 W)에 의해 덮혀져 있다. 진동수는 약 20KHz이고, 결합 헤드는 독립적으로 누적되어 상승되고 하강될 수 있다. 작동 속도는 약 5 내지 20m/min초과의 범위내에 있을 수 있다.
어떤 실시태양에서는, 광범위한 물질을 스테이션(62)에서 함께 결합되기 전에 전구체 물질(16)과 (60) 사이에 삽입하거나 적용시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 출원에 상세히 기재되어 있는 4층 이상을 포함하는 실시태양을 고려한 것이다.
제5도는 제1 내지 4도에 대하여 검토한 본 발명의 4층 실시태양의 개략적 횡단면도이다.
당업자는 상기 검토한 실시태양을 다양하게 변화시킬 수 있다는 것을 실질적으로 인식하게 될 것이다. 예를 들면, 다른 작용을 수행하는 부가적 층은 두 전구체 층 사이에 삽입될 수 있도, 모든 층은 결합 스테이션(62)에서 함께 결합될 수 있다. 추가로, 다른 층은 흡수성 전구체(60)의 미세한 데니어의 흡수성 멜트블로운 층(54)의 지지성 캐리어 층(58)에 인접하여 나란히 놓여져 있다. 이들 층은 최종 제품이 와이프로서 사용되는 경우에 사용자의 손이 젖는 것을 방치하는 예를 들면 필름 층의 형태를 취할 수 있다.
또다른 실시태양에서는, 미세한 데니어의 흡수성 멜트블로운 층(54)의 지지성 캐리어 층(58)이 없는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 상황에서는, 원한다면 미세한 데니어의 흡수성 멜트블로운 층(54)를 지지성 캐리어 층(14)의 표면상에 파모성 멜트블로운 층(10)에 대해 직접적으로 형성시킬 수 있다. 이러한 배치는 3층 실시태양을 제공한다.
본 발명의 모든 산물에 있어서, 청정제, 계면활성제, 세척제, 표백제, 향료, 소독제, 살균제, 비루스 박멸제 및 흡수 입자, 예를 들면 목재 펄프 섬유 및(또는) 통상적으로 초흡수 입자라고 불리우는 히드로겔 입자와 같은 다양한 첨가제를 각종 층에 주입하는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 물질은 다양한 환경중에서 이용할 수 있다. 전형적으로, 와이프 또는 매트는 다른 와이프 또는 매트를 대체 충당하고 제한된 시간 동안 이용할 수 있다.

Claims (29)

  1. 복합 부직 웹의 표면층으로서, 열가소성 물질로부터 형성된 거친 쇼트-레이트(shot-laden) 멜트블로운 층; 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층에 바로 인접해 있고, 열가소성 물질로부터 제1 지지성 캐리어 층; 부직 웹의 내부층으로서, 열가소성 물질로부터 형성된 흡수성 멜트블로운 층; 및 흡수성 멜트블로운 층에 바로 인접해 있고, 열가소성 물질로부터 형성된 제2 지지성 캐리어 층을 포함하고; 상기 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 표면층과 제1 지지성 캐리어 층이 2개의 층을 통해 천공 연장되도록 끝이 가는 일반적으로는 원추형 돌출된 입체 매트릭스로 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 부직 웹.
  2. 제1항에 있어서, 지지성 캐리어 층이 1종 이상의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리비닐, 클로라이드 또는 폴리아미드로부터 형성되는 복합 부직 웹.
  3. 제1항에 또는 2항에 있어서, 적어도 하나의 지지성 캐리어 층의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 에틸렌 비닐 아세테이트로부터 형성되는 복합 부직 웹.
  4. 제1항 또는 2항에 있어서, 적어도 하나의 지지성 캐리어 층의 스퍼본디드 층, 본디드-카디드 층 또는 멜트블로운 층인 복합 부직 웹.
  5. 제1항 또는 2항에 있어서, 적어도 하나의 지지성 캐리어 층이 스펀본디드 열가소성 폴리프로필렌 물질로부터 형성되는 복합 부직 웹.
  6. 제1항 또는 2항에 있어서, 적어도 하나의 멜트블로운 층이 1종 이상의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리아미드로부터 형성되는 복합 부직 웹.
  7. 제1항 또는 2항에 있어서, 적어도 하나의 멜트블로운 층이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 에틸렌 비닐 아세테이트로부터 형성되는 복합 부직 웹.
  8. 제7항에 있어서, 적어도 하나의 멜트블로운 층이 열가소성 폴리프로필렌 물질로부터 형성되는 복합 부직 웹.
  9. 제1항 또는 2항에 있어서, 거친 쇼트-레이든 층의 평균 섬유 직경이 약 10 내지 약 80미크론인 복합 부직 웹.
  10. 제9항에 있어서, 거친 쇼트-레이든 층의 평균 섬유 직경이 약 20내지 약 60미크론인 복합 부직 웹.
  11. 제9항에 있어서, 거친 쇼트-레이든 층의 평균 섬유 직경이 약 30 내지 약 50미크론 복합 부직 웹.
  12. 제1항 또는 2항에 있어서, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층의 기초 중량이 약 40 내지 약 100g/m2인 복합 부직 웹.
  13. 제12항에 있어서, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층의 기초 중량이 약 60 내지 약 80g/m2인 복합 부직 웹.
  14. 제13항에 있어서, 거친 쇼트-레이든 멜트블로운 층의 기초 중량이 약 60 내지 약 70g/m2인 복합 부직 웹.
  15. 제1항 또는 2항에 있어서, 제1지지성 캐리어 층의 기초 중량이 약 40 내지 약 90g/m2인 복합 부직 웹.
  16. 제15항에 있어서, 제1 지지성 캐리어 층의 기초 중량이 약 45 내지 약 70g/m2인 복합 부직 웹.
  17. 제16항에 있어서, 제1 지지성 캐리어 층의 기초 중량이 약 50 내지 약 55g/m2인 복합 부직 웹.
  18. 제1항 또는 2항에 있어서, 내부 흡수층의 기초 중량이 약 150 내지 약 200 g/m2인 복합 부직 웹.
  19. 제18항에 있어서, 내부 흡수층의 기초 중량이 약 160 내지 약 190g/m2인 복합 부직 웹.
  20. 제19항에 있어서, 내부 흡수층의 기초 중량이 약 170 내지 약 180g/m2인 복합 부직 웹.
  21. 제1항 또는 2항에 있어서, 제2 지지성 캐리어 층의 기초 중량이 약 10 내지 약 30g/m2인 복합 부직 웹.
  22. 제21항에 있어서, 제2 지지성 캐리어 층의 기초 중량이 약 10 내지 20g/m2인 복합 부직 웹.
  23. 제22항에 있어서, 제2 지지성 캐리어 층의 기초 중량이 약 12 내지 약 18g/m2인 복합 부직 웹.
  24. 제1항 또는 2항에 있어서, 얼룩 무의 외관을 제공하기 위해 웹을 착색시킨 복합 부직 웹.
  25. 제1항 또는 2항에 있어서, 웹을 바닥 매트로서 사용하기 위해 개작한 복합 부직 웹.
  26. 제1항 또는 2항에 있어서, 웹을 와이프(wipe)로서 사용하기 위해 개작한 복합 부직 웹.
  27. 열가소성 물질로부터 형성된 거친 쇼트-레이든 층을 열가소성 물질로부터 형성된 제1 지지성 캐리어 층 상에 멜트블로잉시켜 마모성 복합 재료 전구체를 형성하는 단계; 마모성 복합 재료 전구체를 핫 핀 천공시켜 마모성 복합 재료 전구체를 각각이 천공이 되도록 끝이 가늘어지는 다수의 일반적으로는 원추형 돌기로 형성하는 단계; 열가소성 물질로부터 형성된 흡수층을 열가소성 물질로부터 형성된 제2 지지성 캐리어 층 상에 멜트블로잉시켜 흡수성 복합 재료 전구체를 형성하는 단계; 및 마모성 멜트블로운 층이 복합 부직 웹의 표면층을 형성하고, 흡수층이 복합 부직 웹의 내부층을 형성하도록 복합 부직 웹의 모든 층을 함께 초음파 결합시키는 단계로 이루어진 복합 부직 웹의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 핫 핀 천공을 약 38℃(100℉) 내지 약 66℃(150℉)의 온도에서 수행하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 핫 핀 천공을 약 46℃(115℉) 내지 약 52℃(125℉)의 온도에서 수행하는 방법.
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