KR100239273B1 - 웨브에 다양한 탄성 변화를 주기 위해서 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신하는 방법 및 장치 - Google Patents

웨브에 다양한 탄성 변화를 주기 위해서 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신하는 방법 및 장치 Download PDF

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바클레이 뷰엘 케네스
마틴 웨버 제랄드
로버트 믹 제임스
윌리암 리챠드슨 제임스
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데이비드 엠 모이어
더 프록터 앤드 갬블 캄파니
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Abstract

"무변형" 연신 적층 웹은 탄성화 방향에 거의 평행하게 배향된 축선의 여러 점에서 탄성화 방향으로 측정될 때, 탄성의 불균일한 정도를 보여준다. 또한 적어도 초기 연신점까지 웹에 탄성을 주기 위해서, "무변형" 연신 적층웹을 불균일하게 연신하는 방법 및 장치가 개시된다. 상기 "무변형" 연신 적층 물질(1)은 적어도 두겹의 물질(4a)(5)(6)로 이루워지며, 이 물질은 거의 무장력("무변형") 상태로 적어도 동일 연신 표면의 일부분을 따라서 단속적으로 또는 거의 연속적으로 서로 부착된다. 겹중 하나(4a)는 연신가능하고 탄성적이며, 제 2 겹(5)(6)은 반드시 탄성적은 아니지만, 연신 가능한 것이다. 제 2 겹은 적층물을 연신할 때 최소한 어느 정도 영구적으로 연신될 수 있으므로, 가해진 장력을 제거해도, 그것의 변형되지 않은 원래의 형태로 복귀되지는 않을 것이다. 이것은 가해진 장력이 제거될 때, 적층웹의, Z 방향 벌킹을 일으킬 뿐아니라, 그이후에 적어도 초기연신점까지 초기 연신 방향으로 탄성 신장을 일으킨다. 특히 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 적층웹의 기계적 연신은, 맞물림 파형 롤(21, 25)중 적어도 한쌍간에 상기 적층웹을 통과 시키므로써 실행되며, 상기 파형롤간의 맞물림 정도는 상기 롤의 외주에 대해 불균일하므로써, 상기 적층웹은 이것이 합성 웹에 어느정도 탄성을 주기 위해서 롤 사이로 지나갈때, 불균일하게 증분적으로 연신될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
웨브에 다양한 탄성 변화를 주기 위해서 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시키는 방법 및 장치
[기술분야]
본 발명은 실질적으로 인장되지 않는[즉, "무변형(zero strain)"] 상태로 제조되고 기계적인 연신에 의해 탄성을 부여할 수 있는 "무변형"연신 적층 웨브("zero strain" stretch laminate web)에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 기계적인 연신에 의해 "무변형"연신 적층 웨브의 소정 부분에 탄성을 부여할 수 있는 웨브의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
특히 바람직한 실시예에서, 본 발명은 웨브를 가공방향으로 연속해서 고속으로 이동시키는 동안 이러한 "무변형"연신 적층 웨브의 소정 부분에 하나 또는 그 이상의 방향에서 탄성을 부여하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 요대(waistband)를 따라 서로 연결된 일회용 기저귀와 같은 다량의 흡수성 물품을 포함하는 "무변형"연신 적층 웨브에 관한 것으로, 상기 웨브내의 각각의 기저귀는 탄성중합체 요소가 실질적으로 인장되지 않은 상태에 있는 동안, 상면시트나 배면시트 또는 양자에 고정된 적어도 하나의 탄성중합체 요소를 추가로 포함하며, 웨브의 적어도 일부는 웨브를 영구적으로 연신시키기에 충분한 기계적인 연신을 받는 실질적으로 인장되지 않는 탄성중합체 요소를 수용하고 있고, 상기 탄성중합체 요소는 웨브에 부착되어 있다. 웨브가 탄성중합체 요소에 부착되지 않은 정도까지, 인장력이 제거되고 상기 탄성중합체 요소가 그의 실질적으로 인장되지 않은 형상으로 복귀되면, 영구적으로 연신된 웨브는 탄성중합체 요소의 평면의 직교하는 방향으로 탄성중합체 요소에 대한 인접한 부착점 간의 z-방향 벌킹이 진행된다. z-방향 벌킹(z-direction bulking)의 정도에 관계없이, 웨브의 "무변형"적층부는 그후, 적어도 최초의 연신점까지 최초의 연신 방향으로 탄성적으로 연신될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 적어도 한쌍의 맞물림 파형 롤 사이에 적층 웨브를 통과시키는 것에 의해 적층 웨브를 불균일하게 기계적으로 연신시키는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 파형 롤 사이의 맞물림 정도는 롤의 외주둘레에서 불균일하며, 그것에 의해, 적층 웨브는 결과적인 웨브에 다양한 탄성도를 제공하기 위해서 롤 사이를 지날 때, 불균일하게 증분식으로 연신된다.
특히 바람직한 실시예에서, 본 발명은 또한 본 발명의 방법 및 장치에 의해 형성되고 다양한 정도로 탄성이 부여된 불연속 탄성부를 갖는 기저귀와 같은 일회용 흡수대 구조에 관한 것이다.
[기술 배경]
간단히 말해, 본 명세서에서 사용하는 "무변형"연신 적층 웨브라는 용어는 실질적으로 인장되지 않는("무변형") 상태로 그들의 공동면의 적어도 일부를 따라, 단속적으로 또는 실질적으로 연속적으로 서로간에 고정된 적어도 두개의 플라이의 재료로 구성된 적층 웨브를 의미한다. 플라이(plies) 중 적어도 하나는 연속적으로 고속 처리하기 위해 연속 웨브의 형태를 갖는 것이 바람직하다. 플라이 중 다른 것은 소정의 위치에서 연속 웨브에 부착된 연속 웨브 또는 불연속 요소나 접착제로 구성될 수 있다.
앞에서 사용한 바와 같이, "단속 접합된 적층 웨브(intermittently bonded laminate web)"라는 용어는 인장이 가해지기 전에 플라이가 불연속 이격된 지점에서 서로간에 처음 접합되거나 또는 플라이가 불연속 이격된 영역에서 서로 실질적으로 접합되지 않은 적층 웨브를 의미한다. 제 1 유형의 단속 접합된 적층 웨브는 열접합가능한 2개의 플라이를 가열 패턴의 엠보싱 롤에 통과시키거나 또는 플라이 중 하나가 다른 플라이와 접촉하기 전에 접착제의 별개의 이격 영역을 플라이중 하나에 가하는 것에 의해 형성될 수 있는 반면, 제 2 유형의 단속 접합된 웨브는 접착제를 도포한 다공성 플라이 또는 스크림(scrim)을 한쌍의 실질적으로 연속된 플라이 사이에 공급하는 것에 의해 제조할 수 있다. 반대로, "실질적으로 연속된" 접합 적층 웨브는 인장이 가해지기 전에 플라이가 그의 경계면 영역에 걸쳐서 최초에 서로 실질적으로 연속적으로 접합된 적층 웨브를 의미한다. 실질적으로 연속접합된 적층 웨브는 제 1 플라이가 가열상태에 있는 동안, 실질적으로 연속된 제 1 의 열가소성 접착제 플라이를 제 2 플라이상에 직접 압출하거나, 2개의 가열 접착제 플라이를 고온의 매끈한 표면형 롤 닙 사이에 통과시키거나, 실질적으로 연속된 접착제 코팅, 스프레이(spray) 또는 밀집형 멜트 블로운(melf blown)을 그것이 다른 플라이와 접촉하기 전에 플라이중 하나에 가하는 것에 의해 형성할 수 있다.
본 발명의 "무변형"연신 적층 웨브에 사용되는 플라이중 하나는 연신 가능하며 탄성중합체인 재료로 구성된다. 즉, 가해진 인장력이 제거된 후에는 실질적으로 인장되지 않은 본래 크기로 복귀될 것이다. 탄성중합체 플라이에 고정된 제 2 플라이는 연신가능할 수 있으며, 가장 바람직하게는 늘어날 수 있지만, 반드시 탄성중합체일 필요는 없다. 제 2 플라이는 조성 여부에 관계없이 연신상태에서 적어도 어느 정도는 영구적으로 연신될 것이며, 따라서 가해진 인장력이 제거되면 이것은 그의 본래의 변형되지 않은 형태로 완전히 복귀되지 않을 것이다. 영구적으로 연신된 제 2 플라이가 연신 작업후에 탄성웨브에 부착되지 않는 정도까지, 영구적으로 연신된 제 2 플라이는 그것이 부착된 탄성웨브가 x-y 평면에서 실질적으로 변형되지 않은 형태로 돌아올 때, 그것의 탄성웨브에 대한 부착점 사이에서 z 방향으로 확장된다. 연신후 x-y 평면에서 근접 부착점 사이의 길이가 길수록, 완성된 적층 웨브에서의 z 방향 확장의 정도는 더 클 것이다. z 방향 확장 정도에 관계없이, 결과적인 "무변형"연신 적층 웨브는 그후 적어도 최초의 연신점까지 최초의 연신 방향으로 탄성적으로 연신될 수 있다.
본 발명이 속하는 연신 적층 웨브를 설명하는 데 본 명세서에서 사용하는 "무변형"이란 용어는 전술한 유형의 웨브를 설명하는데 종래의 기술자들에 의해 사용된 명세서의 개시내용은 아니지만, 이것은 이후에도 이런 웨브들을 설명하기 위해 본 명세서에서는 일관성 있게 사용한다.
단속 접합된 "무변형"연신 적층 웨브의 하나의 최초의 실시예가 1937년 3월 30일 갈리간(Galligan) 등에게 허여된 미국 특허 제 2,075,189 호에 개시되어 있다. 상기 미국 특허 제 2,075,180 호에 논의된 개시에 따라, 2개의 중첩된 연속 고무 플라이(그중 하나의 플라이에는 인장이 가해지고 종방향으로 연신된다)는 동일 원주속도로 회전하는 한쌍의 압력 롤 사이를 통과한다. 그중 하나의 롤은 소망하는 패턴내에 비교적 작거나 좁은 돌출부를 구비한다. 돌출부는 제 2 롤과 접촉하여 두개의 플라이의 고무의 작은 부분과 서로 접착되도록 가압함으로써, 중첩 플라이의 비교적 밀접하게 이격된 작은 영역은 가압 롤상의 돌출부와 유사한 패턴으로 결합될 것이다.
미국 특허 제 2,075,189 호에 따르면, 돌출부를 갖는 롤과 협동하는 롤은 매끄러울 수도 있으며, 그대신 다른 롤상의 돌출부와 유사한 맞물림 돌출부를 구비할 수 있다. 롤은 두개의 고무 플라이의 조합 두께에 따라 접합 영역의 고무를 바람직하지 않게 얇게(thinning)하지 않고도 소망하는 접합 압력을 제공하기에 충분한 정도로 이격된다.
접합 플라이가 롤로부터 풀려짐에 따라 연신 플라이상에 작용하는 인장은 느슨해지며, 그 결과 플라이의 길이는 수축되고 푹은 약간 확장된다. 그에 따라, 단속 접합된 비연신 플라이는 수축될 수 없기 때문에, 이것은 길이방향으로 끌어올려 주름 또는 굴곡부(4)가 된다. 미국 특허 제 2,075,189 호의 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 특정 실시예에서, 상부 또는 주름 플라이는 참조번호(1)로 표시된 반면 연신 또는 배면 플라이(backing ply)는 참조번호(2)로 표시되어 있다. 참조번호(3)는 두개의 플라이가 압력에 의해 일체화 되는 지점에서 협소하고 평행한 이음선으로 보이는 것이다.
미국 특허 제 2,075,189호에 개시된 연속 가공단계에서, 두개의 플라이 주름 재료로 구성된 전술한 단속 접합된 복합 재료는 측방향[이음선(3)에 실질적으로 평행한]으로 상당히 많이 연신되었고, 인장은 상부 주름 플라이(1)가 실질적으로 탄성한계를 초과하여 연신될 수 있을 만큼 충분하다. 그러나, 가해진 인장은 하부 또는 배면 플라이(2)의 탄성한계내에 유지된다. 필요한 경우, 측방향 연신은 변형 되지 않은 복합 재료의 본래의 폭의 8배 정도까지 이루어질 수 있다.
상부 플라이(1)가 그의 탄성한계를 초과하여 측방으로 연신되기 때문에, 그의 주름(4)은 반드시 측방향으로 영구적으로 얇아져서, 적층 시트상의 측방향 인장이 제거될 때 임의의 주름내에 있는 재료의 표면적은 평평하게 펴질 때, 배면 플라이(2)의 대응부의 면적보다 더 커질것이다. 결과적으로, 배면 플라이(2)가 측방으로 수축되면 상부플라이(1)상의 주름(4)은 측방향으로부터 끌어 당겨지며, 그의 표면적이 전보다 훨씬 증가되었기 때문에 배면 플라이의 수축효과는 주름이 이음선(3)사이에서 매우 불규칙하고 비틀린 형태를 갖도록 한다. 다시 말해서 이것은 제 5 도 내지 제 7 도에 대략 도시한 바와 같이 복합재료의 z 방향 벌킹을 발생시킨다. 미국 특허 제 2,075,189 호는 완성된 "무변형"연신 적층재가 수영복, 수영모자, 구두, 앞치마 및 그밖의 다른 용품의 제조에 사용하기에 특히 적합하다는 것을 제시하였다.
타월, 수건용 재료 및 소비성 의류재와 같은 용도로 특별히 제시된 "무변형"연신 적층 웨브의 다른 최초의 실시예가 1962년 3월 13일 하우드(Harwood)에게 허여된 미국 특허 제 3,025,199 호에 개시되어 있다. 특히, 미국 특허 제 3,025,199 호는 그물형 보강 네트워크(1)를 형성하도록 그들의 교차점에서 서로에 대해 접합된 섬조 또는 섬사(2, 3)의 교차 세트로 구성된 스크림(scrim)의 형성을 제시하였다. 한쌍의 섬유 부직포층(4, 5)은 교차 섬조에 의해 형성된 강화 네트워크(1)의 대향측면상에 적절히 부착된다.
미국 특허 제 3,025,199 호에 개시된 적층 웨브 구조는 그후에 하나 또는 그 이상의 방향으로 연신작업하여 강화 네트워크(1)의 대향면에 부착된 부직포 웨브(4, 5)를 영구적으로 확장시킨다. 미국 특허 제 3,025,199 호에 따르면, 이것은 적층 웨브를 적절한 롤 수단을 경유하여 가로로(즉, 횡가공방향으로) 연신시키는 것에 의해서, 또는 웨브의 측면 가장자리에 대향 인장력을 가하고 파지하는 수단(즉, 웨브를 걸어 펴는 장치)을 구비한 적절한 안내 컨베이어 체인에 의해서 실행될 수 있다. 적층 웨브를 세로로 연신시키는 것이 필요한 경우, 미국 특허 제 3,025,199 호는 이것이 협동하는 저속 및 고속 롤 쌍에 의해 달성될 수 있음을 개시하였다.
미국 특허 제 3,025,199 호의 그물형 강화 네트워크(1)를 형성하는데 사용한 섬조(threads)(2, 3)가 특히 바람직한 실시예에서는 탄성적이기 때문에, 네트워크(1)는 적층 웨브에 가해진 어떤 인장력이 제거되자마자 실질적으로 변형되지 않은 소정의 형상으로 그 자체가 저장될 수 있다. 결과적으로, 미국 특허 제 3,025,199 호의 제 4 도의 단면도에 도시한 영구 확장된 최외측 플라이(4, 5)는 탄성 네트워크(1)내의 개구와 일치하는 비접합영역(6)내의 z 방향 벌킹을 보여준다.
합성 중합체의 플라이로 구성되고, 일회용 의복용으로 의도되는 단속 접합되며 실질적으로 연속 접합된 "무변형"연신 적층 웨브의 최근의 실시예는, 1978년 8월 15일 시슨(Sisson)에게 허여된 공동 양도된 미국 특허 제 4,107,364 호 및 1980년 6월 24일 시슨에게 허여되어 공동양도된 미국 특허 제 4,209,563 호에 개시되어 있다. 여기에서 참조용으로 본 명세서에서 인용하는 상기 미국 특허 4,107,364 호와 제 4,029,563 호는 그내에 개시한 "무변형"연신 적층 웨브가 통상적인 의복재와 비교해 볼 때 그들의 상대적으로 낮은 단가로 인해 일회용 의복용으로 특히 적합한 것으로 개시하였다. 또한, 상기 특허 4,107,364 호와 제 4,209,563 호는 이런 "무변형"연신 적층이 내복용으로 적합한 극히 경량의 용품에서 의복 요대용으로 적합한 중량의 용품까지의 범위에 걸쳐 많은 여러 형태로 제조될 수 있음을 개시하였다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 미국 특허 4,107,364 호와 제 4,209,563 호의 "무변형"연신 적층은 비교적 탄성인 합성 중합 섬사로 실질적으로 구성된 적어도 하나의 플라이와 비교적 비탄성이지만 비교적 연신가능한 합성 중합 섬사로 구성된 적어도 하나의 플라이를 포함한다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 플라이들은 서로 접합되어 밀착 적층 웨브를 형성한다.
본 명세서의 앞부분에 지적한 바와 같이, 시슨의 특허에는 2개 유형의 웨브 결합 형상을 개시하였는 바; 이것은 고온의 매끈한 롤 닙을 통해 성취될 수 있는 실질적으로 연속된 결합과; 고온의 패턴형 엠보싱 롤 닙을 통해 성취될 수 있는 것으로 다수의 이격된 지점에서 실질적으로 단속된 결합이 있다.
그후, 양 접합 구조에 사용한 적층 웨브는 연신 방향에서의 저탄선 모듈러스를 향상시킬 수 있도록 실질적으로 완벽한 이완에 따른 적어도 한 방향으로 바람직하게는 실질적으로 균일하게 연신시키는 바에 의해 기계적으로 작업된다. 단속 접합 적층 웨브의 경우에, 연신가능한 비교적 비탄성인 플라이는 연신작업으로 영구적으로 연신된다. 따라서, 가해진 장력이 해제되는 경우 이를 비교적 탄성인 플라이에 부착하는 단속 접합 사이에 벌킹되고 다발로 묶여진다. 다시말해서 이것은 z 방향으로 상당히 많은 양으로 묶여, 최초의 연신방향으로 적어도 최초의 연신점까지 탄성적으로 연장될 수 있는 "무변형"연신 적층 웨브를 생성한다. 실질적으로 연속 접합된 적층 웨브의 경우, 비교적 비탄성인 영구 연신형 중합섬사는 적층 웨브상의 인장이 제거되어도 수축되지 않는다. 따라서, 그것들은 상당한 미세한 크기로, 즉 적층 웨브상의 장력이 제거될 때 비교적 탄성인 중합섬사에 대한 그들의 결합점 사이로 루핑, 벌킹 및 다발화가 된다. z 방향 벌킹이 이런 연속 결합 적층 웨브에서 덜 나타나지만, 이런 유형의 "무변형"연신 적층 웨브는 연신방향으로 적어도 최초의 연신점까지 탄성적으로 연장될 수 있다.
연속 또는 단속인 결합 구조를 사용하는 "무변형"연신 적층 웨브의 많은 예와, 이런 웨브를 제조하는 방법은 앞에서 설명한 상기 미국 특허 4,107,364 호와 제 4,209,563 호에 개시되어 있다.
일회용 의류 용품에서 "무변형"연신 적층재로 사용하려는 시슨의 제의는 본 기술분야에서 많은 작업자들에 의해 수행되어 왔다. 예를 들면 1985년 6월 25일 네스(Ness)에게 허여된 미국 특허 제 4,525,407 호를 보면, 이것은 비연신적이며 낮은 확장성 기재(substrate)에 단속적으로 접합된 인장되지 않은 탄성부재로 구성된 하나 이상의 "무변형"연신 적층 복합재료와과 협력하는 일회용 기저귀 및 수술용 가운을 개시한 것으로, 완성되는 적층은 연신에 의해 탄성이 부여된다.
상기 미국 특허 4,525,407 호의 제 1 도 내지 제 3 도는 탄성붕대 또는 랩으로 사용하도록 고안된 간단한 두개의 플라이 "무변형"연신 적층 웨브를 개시하였다. 상기 적층 웨브는 구멍이 형성되지 않은 탄성부재(10)와 비연신의, 비주름형 기재(12)를 포함하는 바, 이것은 연신전에는 탄성부재보다 쉽게 연신할 수 없으며 탄성부재보다 낮은 탄성 복원성을 지닌다. 기재와 탄성부재는 규칙적인 또는 불규칙한 패턴으로 이격된 지점(14)에 단속 접합되어 있다. 다음에 적층 웨브는 제 2 도에 도시한 화살표의 방향으로 연신된다. 가해진 장력이 제거된 상태에서 탄성부재(10)는 제 3 도에 대략 도시한 바와 같이 결합점(14)사이에 영구 연신형 기재(12)의 주름, 즉 z-방향 벌킹을 일으킨다. 미국 특허 제 2,075,189 호, 제 3,025,199 호, 제 4,107,364 호, 제 4,209,563 호의 상술한 "무변형"연신 적층 웨브와 같이, 상기 미국 특허 제 4,525,407 호에 개시된 완성 적층 웨브는 다음에 최초의 연신 방향으로 적어도 최초의 연신점까지 탄성적으로 연신될 수 있다.
다른 탄성 합성웨브(30)의 실시예가 미국 특허 제 4,525,407 호의 제 5 도 내지 제 8 도에 도시되어 있다. 상기 실시예에는 횡방향 스트랜드(22)와 종방향 스트랜드(24)를 지닌 그물형 탄성요소(20)를 사용한다. 미국 특허 제 4,525,407 호의 그물형 탄성요소(20)는 상기 미국 특허 제 3,025,199 호에 제 1 도 내지 제 4 도에 개시한 그물형 탄성 강화 부재(1)와 대략 유사한 것으로 보인다. 미국 특허 제 3,025,199 호와 같이, 미국 특허 제 4,525,407 호 역시 탄성부재(20) 보다 낮은 연신성과 탄성 복원성을 지닌 제 1 기재(28)를 사용한다. 제 1 기재(28)와 실질적으로 동일한 물리적 성질을 지니며, 탄성부재(10)가 끼워진 제 2 기재(30) 역시 미국 특허 제 4,525,407 호에서 사용하였다.
미국 특허 4,525,407 호의 기재(28, 30)는 탄성부재가 실질적으로 인장되지 않는 상태인 반면, 적어도 그물형 탄성부재(20)의 대향면에 부착되어 있다. 필요하다면, 기재(28, 30)는 또한 그물형 탄성부재의 개구를 통해 서로 접합될 수 있다. 미국 특허 제 4,525,407 호의 개시에 따르면, 적층 웨브가 다음에 길이방향으로 연신될 때, 기재(28, 30)는 영구적으로 연신되고 서로 얇은 층으로 갈라질 수 있지만, 그물형 부재의 횡방향 및/또는 종방향 스트랜드를 포함하는 중간위치에서 그물형 탄성부재(20)에 불연속 결합상태로 남는다. 일단 웨브상의 장력이 제거되면, 그물형 탄성부재(20)는 웨브를 그물형 탄성부재(20)의 실질적으로 변형되지 않은 형상으로 회복시켜, 연신방향과 실질적으로 수직인 방향으로 탄성부재의 종방향 스트랜드(22)에 부착된 그들의 이격점간에 영구 연신형 기재(28, 30)의 z-방향 벌킹을 초래한다. 미국 특허 제 4,525,407 호의 제 9 도에 도시한 완성된 탄성 합성 웨브의 단면은 상술한 미국 특허 제 3,025,199 호의 제 4 도에 도시한 "무변형"연신 적층 웨브의 단면과 실질적으로 유사하다.
상기 "무변형"연신 적층 웨브 실시예에 대해 부가하여 설명하면, 상기 미국 특허 제 4,525,407 호의 제 9 도 내지 제 12 도는 일회용 기저귀의 대향 측면에지 및 단부를 따라 각기 확장가능한 각대부(legband portions)(136, 137)와, 확장가능한 요대부(waistband portions)(138,139)를 제공하기 위한 탄성 복합재료의 사용을 개시하였다. 이런 탄성 복합재료는 제조중에 의복 또는 붕대에 조합되며, 필요에 따라서는 연신되어 최초의 연신방향으로 상당한 탄성 확장성을 제공한다. 미국 특허 제 4,525,407 호에 따르면, 상기 연신작업은 제조 공정중에 그것에 가하거나 그것을 연신시킬 수 있는 바와 같이 최종 소비자에 의해 실행되거나 생산자가 행할 수도 있다.
한쌍의 대향 소정 필름 층(214, 216)에 가열 밀봉된 그물형 탄성 고무줄(210)을 지닌 적층 웨브를 작동 연신시키는 방법이 미국 특허 제 4,525,407 호의 제 14 도에 개시되어 있다. 개시된 실시예에서, 한쌍의 매끄러운 고온의 역회전롤(224, 216) 사이에 형성된 닙 사이로 공급된 복합재료를 포함하는 3개의 층은 가열되어 그물형 고무를 2개의 필름(214, 216)층에 밀봉하여 3층 복합재료를 합성한다. 다음에 고온 밀봉 복합재료(228)는 냉각되어 열 접착이 "완성"되는 것을 조장하는 한쌍의 제 2 역회전 롤(230, 232) 사이에 형성된 닙으로 공급된다. 한쌍의 제 2 역회전 롤(230, 232)로부터 나오는 복합웨브(234)는 2쌍의 롤사이에서 복합웨브(234)를 취출하기 위해, 한쌍의 제 2 역회전 롤(230, 232) 보다 빠른 원주속도로 회전하는 한쌍의 제 3 역회전 롤(236, 238)의 닙으로 공급되어 진다.
미국 특허 제 4,525,407 호에 따르면, 이러한 취출에 의해 필름(214,216)을 연신시키며 그물형 탄성 스크림내의 구멍을 통해 필름(214, 216)사이에 먼저 형성된 고온 밀봉 접합을 파열시킨다. 상기 미국 특허 4,525,407 호에 따르면 고무줄로 복합재료를 길이방향으로 연신시키는 것 역시 종방향 스트랜드와 필름(들)간의 시일을 파열시켜 단지 필름층(214, 216)에 결속된 횡방향 스트랜드만 남는다. 연신 복합재료(244)가 한쌍의 제 3 역회전 롤(236, 238)로부터 취출됨에 따라, 길이방향 또는 가공방향 인장이 제거되고 복합재료(244)는 한쌍의 제 2 역회전 롤(230, 232)의 원주속도와 실질적으로 동일한 원주속도로 회전되는 얼레(windup)(246)로 공급된다.
넓게 이격된 지지점에 인장을 가해 적층 웨브를 연신시키는 동안, 다시말해 제 1 롤쌍(230, 232)과 제 2 롤쌍(236, 238)이 실질적으로 비탄성 필름 플라이(214, 216)를 영구적으로 연신시키는 중에 발명자들은 복합 웨브(234)의 비 지지부를 따라 측정한 바와 같이, 이러한 "무변형"연신 적층 웨브내의 연신의 균일성은 제 1 롤 쌍(230, 232)과 제 2 롤 쌍(236, 238)간의 거리가 증가함에 따라서 감소한다. 제 1 및 제 2 롤쌍간에 주어진 어떠한 거리에 대한 이러한 비균일성은 제 1 롤쌍(230, 232)과 제 2 롤쌍(236, 238)간의 원주속도의 차에 따라서, 즉 복합 웨브(234)가 더 큰 정도의 연신을 받음에 따라 더욱 뚜렷해진다는 것을 알았다.
또한 발명자들은 상술한 공동으로 양도된 미국 특허 제 4,107,364 호 및 제 4,209,563 호에 개시된 특정한 제안중 하나를 따르는 것에 의해 이러한 불균일성의 문제점을 피할 수 있거나 적어도 줄일 수 있다는 것을 알았다. 다시말하면, "무변형"연신 적층재가 웨브의 이동방향과 실질적으로 직교하는 회전축을 갖는 한쌍의 맞물림 주름형 롤 사이에 형성된 닙과 같은 증분식 연신장치를 통과함으로써, "무변형"연신 적층재를 증분식으로 연신시킴을 알았다. 맞물림 주름현 롤은 연신 작업동안 주름의 폭과 대응하는 밀접하게 이격된 다수 위치에서 적층 웨브를 지지한다. 이것은 웨브의 최외측 단부만이 인장될 때 종종 발생되는 것과 같은 큰 국부적인 연신보다도 인접 지지점 사이에서 각각의 웨브의 지지되지 않은 부분에 실질적으로 균일한 증분식 연신을 야기시킨다.
"무변형"연신 적층재를 주름형 롤 사이에 통과시켜 증분식으로 연신시키는 것에 의해 탄성 확장성을 부여하는 미국 특허 제 4,107,364 호 및 제 4,209,563 호의 제안은 본 기술분야에서 적어도 한명의 후대 기술자에 의해 계승되었다. 가령, 1989년 5월 30일 사비(Sabbe)에게 허여되고 본 명세서에서 참고로 인용한 미국 특허 제 4,834,741 호를 살펴보기로 한다.
미국 특허 제 4,525,407 호와 같이, 미국 특허 제 4,834,741 호는 일회용 기저귀와 같은 일회용 의류를 개시하였는 바, 이는 그의 대향 요대 및 각 대부내의 한쌍의 연신 가능한 요소사이에 부착된 비연신 탄성중합체 요소를 포함하는 "무변형"연신 적층재를 사용한다. 상기 미국 특허 제 4,834,741 호의 제 1 도에 도시한 탄성요소(41)는 연신가능한 상면시트 웨브, 연신가능한 배면시트 웨브 또는 2개의시트 웨브 모두에 실질적으로 이완된 상태로, 기저귀 웨브의 요대부에 부착되어 있다. 미국 특허 제 4,834,741 호에서 사용한 접합 형상은 적층재를, 2개중 하나는 고온이며 그의 표면상에 다수의 증가점을 갖는 2개의 롤 사이에 형성된 가압 닙에 통과시켜 얻는 단속형 또는 점탄성의 고온 용융 가압 감광성 접착제의 얇은 띠를 하나의 웨브상에 배치한 후 적층재를 한쌍의 매끈한 표면을 지닌 롤 사이에 형성된 가압닙에 통과시켜 다른 웨브에 상기 고온용융 가압 감광성 접착제를 눌러붙여 얻게 되는 바와 같은 연속 형태일 수 있다.
사용된 접합 형상에도 불구하고, 탄성 웨브요소(41)를 함유하는 기저귀 웨브의 일부는 그후 상기 미국 특허 제 4,834,741 호의 제 5 도 및 제 6 도에 대체로 도시한 바와 같이, 한쌍의 주름형 롤(31)상의 주름을 맞물리게 하는 것에 의해 횡가공방향으로 측방향으로 연신된다. 동시에 탄성 요소 부착물 영역내의 연신가능한 상면시트 및 배면시트 웨브의 일치하는 부분은 증분식으로 연신되고 연신되어 영구적인 연신 및 횡가공방향으로 분자 배향을 부여하게 된다. 주름형 롤(31)은 가공방향과 실질적으로 평행하게 정렬된 맞물림 주름을 지니기 때문에, 웨브의 증분식인 연신은 횡가공방향으로 발생된다. 따라서, 특허 제 4,834,741 호의 기저귀 웨브중 완전 처리된 요대부는 그후 적어도 최초의 연신점까지 횡가공방향으로 탄성적으로 연신될 수 있다.
유사한 가공방향 연신작업은 미국 특허 제 4,834,741 호의 기저귀 웨브를 제 12 도 및 제 13 도에 대체로 도시한 바와 같이 다른 한쌍의 맞물림 파형 롤(89)사이에 통과시켜, 비연신 탄성요소(42)를 지닌 대향 각대에 대해 실행하는 것이 바람직하다. 파형 롤(89)은 횡가공방향과 실질적으로 평행하게 정렬된 맞물림 주름을 지니기 때문에, 웨브의 증분식 연신은 가공방향으로 수행된다. 따라서, 미국 특허 제 4,834,741 호의 기저귀 웨브의 각대부는 다음에 적어도 최초의 연신점까지 가공방향으로 탄성적으로 연신될 수 있다.
"무변형"연신 적층 웨브를 증분식으로 연신시키기 위해서, 파형 롤을 사용하는 미국 특허 제 4,107,364 호 및 제 4,209,563 호의 제안은 실질적으로 균일한 탄성부분을 갖는 일회용 의복을 제조하는 데 유리하게 사용되어 왔지만, 본 출원인은 탄성의 불균일한 정도는 웨브 연신 방향에 실질적으로 수직으로 배향된 축을 따라 여러 점에서 웨브 연신 방향으로 측정할 때, 예를 들면, 최종 탄성 제품이 착용자의 복부면 및 착용자의 엉덩이의 대향면과 같이, 사용시 팽창과 수축정도가 다른면을 따라 가해질 때, 특히 바람직하다는 다수의 적용예를 발견했다. 그러한 실시예에 있어서, 그러한 표면을 따라 맞물리는 제품의 부분은, 제품이 적용되고 마모될 때, 편안함과 적합한 정도를 증가시키기 위해서, 탄성방향에 실질적으로 수직으로 배향된 축의 여러점에서 탄성방향으로 측정할 때, 탄성의 여러 단계를 나타내는 것이 바람직할 수 있다.
[발명의 목적]
따라서, 본 발명의 목적은 웨브에 다양한 정도의 탄성을 제공하기 위해서 불균일한 방법으로 "무변형"연신 적층 웨브를 증분식으로 연신하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨브와의 접촉점을 따라서 맞물림 정도가 상이한 대향 맞물림 치형부의 세트 사이에서 "무변형"연신 적층 웨브를 증분식으로 연신시키는 것에 의해, 전술한 목적을 성취하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
특히 바람직한 실시예에서, 본 발명의 또다른 목적은 적어도 하나의 파형 롤이 그것의 점 또는 맞물림 파형 롤사이를 지나는 "무변형"연신 적층 웨브와의 접촉점을 따라서, 불균일한 파형 단면을 갖는 적어도 하나의 맞물림 파형 롤 세트를 사용하는 것에 의해, 전술한 목적을 달성하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 본 발명의 방법 및 장치를 사용하여 다양한 정도로 탄성화되는 물품을 제조하는 데 있다.
[발명의 개시]
바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 "무변형"연신 적층 웨브를 포함하며, 이 웨브는 웨브의 연신 방향에 실질적으로 수직으로 배향된 축의 여러점에서 웨브 연신 방향으로 측정할 때, 불균일한 정도의 탄성을 나타낸다. 그런 불균일한 탄성 웨브는 착용자의 복부면 및/또는 착용자의 엉덩이의 대향표면과 같이, 사용시 팽창 및 수축의 다른 단계를 수행하는 표면을 따라 적용될 수 있다. 그러한 실시예에 있어서, 다양한 정도의 탄성은 제품을 적용하고 착용할 때, 편안함과 적합한 정도를 증가시킨다.
또다른 실시예에 있어서, 본 발명은 "무변형"연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시켜, 적어도 최초의 연신점까지 최초의 연신 방향으로 웨브에 다양한 정도의 탄성을 제공하는 방법 및 장치를 포함한다.
특히 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 하나 또는 그 이상의 맞물림 파형 롤 세트를 사용하는 것에 의해, 불균일하게 연신된 "무변형"연신 적층 웨브를 제조하기 위한 방법 및 장치를 포함하며, 적어도 하나의 상기 파형 롤은 그것의 점 또는 웨브가 상기 맞물림 파형 롤 사이를 지날 때, "무변형"연신 적층 웨브와의 접촉점을 따라서 불균일한 파형 단면을 갖는다. 그 결과, 적층 웨브의 부분은 롤사이를 지나며, 불균일한 단면의 파형 롤의 점 또는 접촉점을 따라서 불균일하게 연신된다. 다시말해서, 이것은 "무변형"연신 적층 웨브를 제공하며, 이 웨브는 불균일한 단면의 파형에 실질적으로 직교하는 방향으로 불균일하게 탄성화된다.
[도면의 간단한 설명]
본 명세서는 본 발명을 구성하는 것으로 간주되는 주제를 상세히 지적하고 명확하게 주장한 특허청구범위로 종결되지만, 본 발명자는 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로 부터 더욱 잘 이해하리라 여겨진다.
제1도는 일회용 기저귀의 웨브 조립체를 간결하게 도시한 사시도로, 웨브 조립체는 그의 길이방향을 따라 일정하게 이격된 위치에 부착된 탄성 패치를 구비하며, 상기 웨브는 탄성중합체 패치와 일치하는 영역내의 맞물림 파형 롤을 이용하여 증분식 연신 공정이 가해지며, 상기 웨브는 많은 일회용 기저귀를 제조하기 위해 그 길이부를 따라 소정의 지점에서 절단되며, 각 웨브는 적어도 한쌍의 측방으로 연신가능한 측면 패널을 구비하는 것을 나타낸 도면.
제2도는 진공 웨브 구속장치를 사용하는 본 발명의 특히 바람직한 실시예의 간략한 사시도.
제2a도는 기저귀 웨브를 하부 파형 롤에 감기 위해 중간 롤을 사용하는 방법을 도시하는 것으로, 제2도에서 2A-2A 선을 따라 취한 개략적 단면도.
제3도는 제2도의 파형 롤에 대한 간략한 확대 측면도로서, 본 발명의 불균일한 증분식 웨브 연신 공정중에, 파형 롤이 여러 단계에서 서로 어떻게 맞물리는가를 나타낸 도면.
제4a도는 제3도의 4A-4A 절단선에 대응하는 점에서 절취된 간략한 단면도이며, 파형 롤을 연결하는 중앙선에 일치하고, 롤이 제3도에 도시된 부분에 놓일 때, 파형 롤의 대향 표면상의 파형의 맞물림 정도를 나타낸 도면.
제4b도는 제4a도의 도면과 대략 유사한 간략한 단면도이나, 4B-4B 절단선과 일치하는 상측 파형 롤 세그먼트 부분이 4A-4A 절단선과 일치할 때마다, 파형 롤의 대향 표면의 파형 맞물림 정도를 나타낸 도면.
제4c도는 최상측 파형 롤(25) 및 최하측 파형 롤(21)을 결합하는 중심선을 따라 제3도에 도시된 삽입부(4a)에서 취한 개략적인 확대 단면도.
제4d도는 웨브가 제4a도에 도시된 형태의 파형 롤 닙을 통과한 후에 본 발명의 단속 접합된 "무변형"연신 적층 웨브의 개략적인 확대 단면도.
제5도는 본 발명의 변형예의 증분식 웨브 연신 장치의 개략도.
제5a도는 제5도의 5A-5A 절단선을 따라 절취된 단순화한 단면도.
제5b도는 제5도의 5B-5B 절단선을 따라 절취된 단순화한 단면도.
[발명의 상세한 설명]
이하의 본 발명의 설명은 사전선택된 탄성 영역을 갖는 일회용 기저귀 구조에 관련한 것이지만, 본 발명은 전체적으로 "무변형"연신 적층부로 구성되거나 또는 별도의 고립된 "무변형"연신 적층부로 이루어진 연속적으로 이동하는 웨브상에서 매우 용이하게 고속으로 실시할 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
기저귀 제조방법 및 첨부한 제 1 도 내지 제 4b 도에 개략으로만 도시한 기저귀는 필요한 경우, 1978년 3월 28일 부엘(Buell)에게 허여되고 본 명세에서 참고로 인용한 미국 특허 제 4,081,301 호에 개시된 제조방법 및 기저귀와 대체로 유사한 것일 수 있다. 그러나, 미국 특허 4,081,301 호의 탄성 가대들은 선택적인 것이며 간략하게 하기위해 본 명세서에는 도시하지 않았다. 제 1 도 내지 제 4a 도에 개략적으로 도시한 기저귀 웨브와 모래시계형 기저귀(hourglass-shaped diapers)는 모래시계의 하나 또는 2 개 세트의 귀부에 탄성 측면패널을 사용한다. 적어도 한쌍의 귀에 이런 탄성 측면패널을 만드는 데 사용할 수 있는 이러한 불연속 탄성요소의 위치 결정은 1989년 8월 15일 우드(Wood) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,857,067 호에 대략 개시되어 있으며 역시 본 명세서에서 참고로 인용한다.
제 1 도를 참조하면, 여기에는 상호연결된 다수의 일회용 기저귀(2)로 구성된 연속 웨브(1)가 도시되어 있다. 각 기저귀는 흡수성 패드 요소(3)와, "생(live)"합성 또는 천연고무, 합성 또는 천연고무 포움(natural rubber foam), 탄성필름, 탄성 부직포 적층 또는 탄성중합체 스크림(elastomeric scrim)등으로 제조할 수 있는 소정의 이격 위치에서 웨브에 부착된 한쌍의 탄성요소 또는 패치(patches)(4a)로 구성되며, 상기 흡수성 패드 및 탄성 패치는 습기 불투과성 배면시트(5)와 습기 불투과성 상면시트(6) 사이에 배치되어 있다. 불투과성 배면시트는 전형적으로 1 밀(mil) 두께의 폴리에틸렌 필름과 같은 연신 가능한 중합체 재료로 구성되며 불투과성 상면시트는 전형적으로 연신 가능한 부직 섬유재(nonwoven fibrous material) 또는 연신가능한 다공성 중합체 필름으로 구성된다.
탄성 요소 또는 패치(4a)에 사용할 수 있는 특히 바람직한 재료는 적어도 약 400% 파괴에 대한 연신 및 변형되지 않은 길이의 50% 연신에서 시료폭의 인치당 약 200g의 연신력을 갖는 포움(foams)으로 구성된다. 사용할 수 있는 발견된 예시적인 포움들은, 미국 뉴저어지주 파라머스 소재의 제네랄 포움(General Foam)사로부터 입수할 수 있는 약 80 밀(mil)의 비하중 캘리퍼(no-load caliper) 또는 두께와 약 2.06 lb/ft3(입방 피트당 파운드)[0.033 g/㎤(입방 센티미터당 그램)]의 밀도를 갖는 General Foam Polyurethane foam No. 40310 과; 일본 요꼬하마 소재의 브리지스톤(Bridgestone)사로부터 입수할 수 있는 것으로 약 80 밀(mil)의 비-하중 캘리퍼 또는 두께와 약 2.06 lb/ft3(0.033 g/㎤)의 밀도를 갖는 Bridgestone SG polyurethane foam 과; 미국 로드아일랜드주 미들레톤 소재의 펄플렉스 인코포레이티드(Ful flex Inc.)사로부터 입수 할 수 있는 것으로 약 50 밀(mil)의 비하중 캘리퍼 또는 두께와 약 1.33lb/ft3(0.24g/㎤)의 밀도를 갖는 가교처리된 천연 고무(cross-linked natural rubber)와; 미국 오하이오주 프레몬트 소재의 루돌프 콤포지트 코포레이션(Ludlow Composites Corporation)사로부터 입수 할 수 있는 것으로 50 밀(mil)의 비하중 캘리퍼 또는 두께와 약 13.3 lb/ft3(0.214g/㎤)을 갖는 가교 처리된 천연고무 포움(cross-linked natural rubber foam)이 있다.
배면시트(5)용으로 특히 바람직한 재료는 약 45-90% 선형 저밀도 폴리에틸렌과, 약 10-55% 폴리프로필렌으로 구성된 혼합물을 포함한다. 엠보싱 가공되지 않은 형태(unembossed form)로 사용한다면, 배면시트(5)는 전형적으로 약 1 밀(mil)의 비하중 캘리퍼 또는 두께를 보인다. 필요한 경우, 배면시트는 웨브의 취급 및 외관 특성을 향상시키기 위해 약 5.5 밀(mil)의 캘리퍼로 올록볼록하게 할 수 있다. 사용할 수 있는 것으로 발견된 배면시트재의 예로는, 미국 인디애나주 테레하우트소재의 트레드가 인더스트리즈 인코포레이티드(Tredegar Industries, Inc.)사로부터 입수할 수 있는 것으로 RR8220 blend REDEM 과, RR5475 blend ULAB 가 있다.
하나의 특히 바람직한 불투과성 상면시트(6)용 재료로는 미국 메사추세츠주 윌폴 소재의 인터내셔날 페이퍼 캄파니의 계열사인 베라텍 인코포레이티드(Veratec, Inc.)사로부터 얻을 수 있는 것으로 제곱야드당 약 18-20 그램 범위의 기본중량을 가지며, 약 2.2 데니르 폴리프로필렌 섬유로 구성된 소수성 부직 카드형 웨브(hydrophobic, nonwoven carded web)로서, P8라 칭하는 것을 포함한다.
특히 바람직한 심미적인 외관은 배면시트(5), 상면시트(6) 또는 2개의 시트가 1982년 8월 3일 라델과 톰슨에게 허여되고 본 명세서에서 참고로 인용한 미국 특허 제4,342,314 호에 개시된 형태의 탄성 3차원 중합체 웨브로 구성될 때 기저귀 웨브의 "무변형"연신 적층부에서 달성된다.
배면시트(5) 및 상면시트재(6)의 연속웨브는 주름지는 것을 방지하고 기저귀 조립체와의 정합을 촉진하며 완성된 기저귀 웨브가 나이프(22)에 의해 일회용 기저귀(2)로 절단될 때까지 작업을 변화시킬 수 있게끔 가공방향으로 작은(본질적으로는 "무변형")인장을 받도록 하는 것이 바람직하다.
기저귀 웨브 형성작업은 단지 제 1 도에 개략 도시되어 있다. 흡수성 패드편(3)은 일정속도로 소정의 간격을 유지하며 한쌍의 결합 또는 적층 롤(15)사이의 닙으로 공급된다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 흡수성 요소(3)는 사용시에 패드를 완벽하게 보전하기 위해 셀룰로스티슈 포장지내에 밀폐되어 있는 에어펠트(airfelt)로 제조하는 것이 바람직하다.
본 명세서의 도입부에서 지적한 바와 같이, 본 발명의 "무변형"연신 적층 웨브는 단속 접합 구조 또는 실질적으로 연속된 접합 구조중 어느 것을 이용하여 제조할 수 없다. 단속 접합 구조는 통상적으로 적층내의 실질적으로 비탄성 웨브가 찢어지지 않고 연신할 수 있거나 늘일 수 있는 경우와 완성된 적층내에 고도의 z-방향 벌킹이 요구되는 경우에 바람직할 수 있다.
반대로, 연속 접합 구조는 통상적으로 z 방향 벌킹의 정도가 가장 중요하지 않으며 적층내의 하나 또는 그 이상의 비교적 비탄성 웨브가 파열됨이 없이 연신시키거나 늘이는 것이 어려운 경우 바람직하다는 것을 알았다. 후자의 경우에 있어서, 실질적으로 연속된 결합구조는 증분식 연신작업 후에도 비교적 서로 밀접하게 부착된 적층의 모든 층들을 유지한다. 따라서, 하나 이상의 비교적 비탄성인 웨브가 증분식인 연신작업중에 파열점에서 손상되더라도, 비탄성 플라이에 대한 비교적 비탄성인 웨브 또는 웨브들의 손상부와 비교적 근접 접착은 사용자가 발생된 어떠한 손상을 인식하는 데 어렵게 한다. 비교적 비탄성인 웨브에 발생되는 파열은 웨브의 의도한 기능, 즉 유체-불투과성을 손상시키지 않는다. 비교적 인장되지 않은 웨브에 발생되는 손상은 완성품에는 불리한 것으로, 증분식 연신 작업중에는 인지 되지 않는다. 따라서, 특히 바람직한 본 발명의 "무변형"연신 적층 웨브에서 연속 결합구조의 사용으로부터 초래되는 예기치 못한 이익은 이것이 탄성제품의 제조를 가능케하여 본 발명의 적층에서 계속적으로 사용할 수 있는 비교적 무장력 웨브의 폭넓은 범위로 부터 선택할 수 있다는 것이다. 본질적으로, 이것은 통상적으로 본 발명의 "무변형"연신 적층 웨브에서 인식할 수 있는 어떤 정도로 연신할 수 있다고는 여겨지지 않는 비교적 비탄성 웨브의 사용을 가능케 한다. 따라서, 특별한 말로 표현하지 않고도, 본 명세서와 특허청구범위에서 사용되는 "연신 가능한"이란 용어는 증분식 연신작업동안 어느 정도의 시닝 또는 손상을 받게 되는 비교적 인장되지 않는 웨브를 배제하려고 의도하는 것은 아니다.
제 1 도의 실시예에서 볼 수 있는 바와 같은, 불투과성 연신가능한 배면시트재의 연속 웨브는 아교 공급기(10)에 근접한 위치로 보내진다. 단속 접합된 적층 웨브에 완성품의 z 방향 벌킹의 정도를 최대로 하는 것이 요구된다면, 아교 공급기는 배면시트(5)의 소정의 영역에 접착제의 불연속 또는 이격 스폿을 가하기 위해서 사용될 수 있으며, 이곳에 실질적으로 인장되지 않는 탄성패치(4a)가 배치될 것이다.
변형예로서, 대체로 연속 접합된 적층 웨브가 소망된다면, 아교 공급기(10)는 실질적으로 인장되지 않는 탄성 패치(4a)가 배치될 소정의 영역에서 배면시트(5)에 접착제(10a)를 실질적으로 균일하고도 연속적으로 가하도록 사용할 수 있다. 후자와 같은 유형의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 선택된 접착제는 연신 가능하며 아교 공급기(10)는 멜트 블로운 공급장치를 포함한다.
본 출원인이 본 발명의 실질적으로 연속된 결합된 "무변형"연신 적층 웨브를 제조하는 데 특히 적합하다는 것이 발견된 이러한 멜트블로운 접착제 공급장치는 미국 조오지아주 게인스빌리 소재의 제이 앤드 엠 래버러터리즈(J ＆ M Laboratories)사로부터 입수할 수 있는 Model No. GM-50=2-1-GH 멜트블로운 스프레이 공급기이다. 상기 접착제 공급장치는 횡가공방향으로 측정할 때 인치당 20개의 오리피스를 가지며, 각 오리피스의 직경은 약 0.020 인치이다. 미국 오하이오주 파인들리 소재의 파인들리 어드히스브즈(Findley Adhesives)사로부터 얻을 수 있는 "A Findley H-2176 Hot Melt Adhesive"는 약 340℉의 온도로 가열되는 것이 바람직하며 약 7.5-10mg/in2(제곱인치당 밀리그램)의 속도로 배면시트(5)에 제공된다. 약 425℉ 의 온도와 약 50psig 의 압력으로 가열된 압축공기는 접착제 노즐내의 제 2 오리피스를 통해 유출되어 적층 작업동안 접착성 세모(fibrils)들을 균일하게 분포시키도록 한다.
기저귀 웨브의 결과적인 "무변형"연신 적층부의 증분식 연신에 앞서 통과하는 시간동안 제 1 도의 참조번호(10a)로 대략 표시한 고온의 아교와 배면시트 웨브(5)와의 적층 접촉으로 배면시트의 유연성을 제공한다. 통상적인 폴리에틸렌 배면시트재와 같은 소정의 웨브에 대해서는, 이러한 유연성이 증분식 웨브 연신공정중에 배면시트의 손상을 최소화하는 데 유익하다는 것을 알았다. 이것은 생상되는 완성품에 불투과성 같은 어떤 기능이 부여된 웨브의 경우에는 특히 중요할 수 있다.
변형예로, "기저귀 웨브의 "무변형"부분을 포함하는 구성요소는 비가열 접착제, 가열 접합, 가압접합, 초음파 접합등을 사용하여 서로 단속 또는 연속적으로 접합시킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 필요하다면 유사한 결과를 얻기 위해 본 기술분야에서 잘 알려진 여러수단, 즉 복사 가열기(도시 않음), 고온 송풍기(도시 않음)등으로 사용하여 배면시트 웨브(5)에 열에너지를 가할 수 있다.
2개의 탄성중합체 재료(4)의 롤은 매 기저귀마다 탄성 패치(4a)의 소정의 길이를 그것의 주변부에 진공 유지 포트(도시않음)를 장착한 앤빌 롤(anvil roll)(11)상에 공급하는 속도로 작은(본질적으로 "무변형") 인장하에서 공급된다. 나이프(12)는 매 기저귀마다 한 커트(cut)를 만들며, 실질적으로 인장되지 않는 탄성 패치(4a)는 그것이 전이점(13)에 도달할 때까지 진공에 의해 그의 주변부에 부착된 앤빌 롤(11)과 이동한다. 전이점(13)에서 탄성 패치(4a)는 고압 송풍기에 의해 접착제(10a)와 결합하는 배면시트 웨브(5)의 소정의 부분으로 이송된다. 이송은 연속적이며, 앤빌 롤(11)에 부여된 진공과 배면시트 웨브(5)의 표면속도는 본질적으로 동일하다.
배면시트 웨브(5)와 그의 길이를 따라 소정의 점에서 그것에 부착되어 있는 탄성 패치(4a)는 다음에 한쌍의 적층 또는 조합 롤(15)로 보내진다.
연신 가능한 섬유 부직 웨브 같은 불투과성 상면시트재(6)의 연속 웨브는 배면시트 웨브(5)상의 탄성 패치(4a)의 크기 및 위치와 실질적으로 일치하는 크기로된 접착제(14a)의 패턴이 적절히 가해지는 제 2 아교 접착기(14)에 아주 근접하게 가해진다. 배면시트재(5)에 따라, 상면시트재(6)에 가해진 접착제의 패턴을 상면 시트재(6)의 성질 및 완성된 "무변형"연신 적층 웨브에서 요구되는 특성에 따라 단속 또는 실질적으로 연속될 수 있다. 필요한 경우, 접착제 공급기(14)를 접착제 공급기(10)와는 별도로 사용할 수 있다.
배면시트 웨브(5)와, 상면시트 웨브(6) 및 흡수 패드(3)는 조합 롤(15)에서 서로 접촉된다. 웨브와 패드가 서로 접촉되기 직전에, 추가 접착제는 명확함을 위해 제 1 도에 도시하지 않은 수단에 의해 한쪽 또는 양쪽의 웨브 모두에 가해지는 것이 바람직하다. 추가 접착제는 배면시트, 상면시트 및 흡착패드의 소정의 부분에 서로 부착되어 기저귀 웨브(1)를 형성한다.
완전히 조립된 기저귀 웨브(1)는 다음에 한쌍의 접합 세팅 롤(16)을 통해 진행되는 것이 바람직하다. 접합 세팅 롤(16)은 아교의 누출을 최소화하기 위해 냉각시킬 필요가 있다.
완전히 조립된 기저귀 웨브(1)는 다음에 본 발명의 증분식 웨브 연신장치를 통해 보내는 것이 바람직하며, 이것은 단지 제 1 도에 참조번호(20)로 개략 도시되어 있다. 장치(20)로 사용할 수 있는 본 발명의 특히 바람직한 증분식 웨브 연신 장치의 상세도는 제 2 도에서 설명한다.
제 2 도를 참조하면, 실질적으로 인장되지 않은 패치(4a)를 포함하는 기저귀 웨브(1)의 타이밍은, 기저귀 웨브(1)가 상측 파형 롤(25)의 세그먼트(24)와 연속 파형 또는 하측 홈 파형 롤(21)을 통과할 때, 기저귀 웨브안에 포함된 실질적으로 인장되지 않는 패치(4a)가 상측 파형 롤(25)에 포함된 파형 또는 홈형 세그먼트(24)와 실질적으로 일치하는 때이다. 필요한 경우, 홈형 세그먼트(24)는 완성된 기저귀의 탄성 패치(4a)에 인접한 상면시트 및 배면시트 부분에 연신 정도를 주기 위해서, 가공방향으로 측정할 때, 탄성 패치(4a)의 길이보다 전체 길이가 더 길 수 있다.
상측 및 하측 파형 롤상에 있는 추가홈의 정확한 형상, 간격, 깊이는 탄성 정도가 완전히 처리된 웨브의 "무변형"연신 적층부에 소망되는 그런 요인에 따라 변할 수 있지만, 대략 0.150 인치인 피크 대 피크의 홈 피치와, 피크에서 측정시 대략 12°각도의 사잇각과, 대략 0.300 인치의 피크 대 벨리의 홈 깊이가 특히 본발명의 바람직한 실시예에 사용되고 있다. 전술한 파형 롤에 있는 각 파형의 외측 피크는 대략 0.010 인치의 반경이 전형적이며, 인접한 파형간에 형성된 내측 홈은 0.040 인치의 반경이 전형적이다. 그 대향 피크가 약 0.150 인치와 약 0.175 인치 사이의 깊이로 서로 중첩되도록 파형 롤이 조작되는 경우, 양호한 탄성 특성은 80 밀(mil) 두께의 탄성 폴리우레탄 포움 패치(4a)로 이루어진 본 발명의 적층 웨브에서 발생하며, 이 탄성 폴리우레탄 포움 패치는 1 밀(mil) 두께의 습기 비침투성 중합체 배면시트(5)와 소수성 부직포 상면시트(6)의 대향 표면에 실질적으로 연속적으로 결합되고, 배면시트와 상면시트는 평방 야드당 대략 18g 내지 20g 범위의 기본 중량을 가지며 대략 2.2 데니르 폴리프로필렌 섬유로 이루워진다.
소망에 따라서, 전술된 파형 롤상의 대향 피크의 중첩 정도는 웨브의 "무변형"연신 적층 부분의 합성으로 다소 연신시키기 위해서 근접될 수 있다. 전술한 롤의 맞물림 구조와 적층 웨브 구조에 있어서, 피크 대 피크의 중첩 깊이는 대략 0.050 인치정도에서 대략 0.225 인치 정도까지의 범위가 적당한다.
제 2a 도로부터 알 수 있는 바와 같이, 기저귀 웨브(1)는 아이들 롤(72, 74)에 의해서 하측 파형 롤(21)을 둘러싸므로, 하측 파형 롤(21)상에 가까이 근접한 각각의 연속 홈세트(23)에 위치한 활동 진공 포트(22)를 충분히 덮는다. 진공 포트(22)는 상측 파형 롤(25)상의 홈형 세그먼트(24)와 실질적으로 일치하도록 배치되고, 파형 롤(21)을 통해서 한쌍의 진공 매니폴드(26)까지 내부로 연결되며, 이진공 매니폴드는 기저귀 웨브가 상측 파형 롤(25)의 홈형 세그먼트(24)에 의해 작동될 때, 기저귀 웨브(1)에 대하여 흡입을 가한다.
인장되지 않는 패치(4a)를 유체 투과성 상면시트 웨브(6)와 유체 비투과성 배면시트 웨브(5)에 부착시키기 위해 사용되는 접착제 또는 상면시트 웨브와 배면시트 웨브의 일치 부분을 서로 부착시키기 위해 사용되는 접착제의 축적을 최소화 시키기 위해서, 상측 롤(25)의 홈형 세그먼트(24)와 하측 롤(21)의 연속 홈(23)은 테프론과 같은 저 마찰 재료로 이루어지거나 미국 일리노이주 모리스 소재의 "마이크로 서페이스 코포레이숀(Micro Surface Corporation)"사로부터 얻을 수 있는 퍼멀론(Permalon) 503 스프레이 코팅과 같은 재생 윤활의 저마찰 재료로 코팅된다.
최하측 롤(21)상의 진공 포트(22)는 0.090 인치 메쉬의 벌집 모양(44)과 같은 다공성 재료로 덮히므로, 웨브의 진공에 의해서 작용되는 경우에 측면 미끄러짐 또는 벌집모양의 표면을 가로지르는 웨브의 운동을 실질적으로 방지하도록, 진공에 의해서 작용되는 기저귀 웨브(1)의 일부분에 대한 지지와 웨브에 대한 양호한 파지표면을 제공하는 것이 바람직하다.
최적 조건하에서, 최대 증분식 연신 정도는 탄성 패치(4a)를 포함하는 기저귀 웨브(1)의 "무변형"부분으로 전달될 수 있으며, 상측 파형 롤(25)의 세그먼트(24)상의 홈과 하측 파형 롤(21)상의 연속 홈(23)간의 맞물림 깊이에 의해서 결정된다. 그러나, 본 출원인은 기저귀 웨브(1)의 연신 적층 웨브가 맞물림 파형 롤 사이를 통과할 때 웨브 연신 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 활주하거나 수축되는 것이 실질적으로 방지되어야만, 증분식 연신의 최적 정도가 실현됨을 발견했다. 따라서, 가장 바람직한 형태에 있어서, 본 발명의 불균일한 증분식 웨브의 연신 작업은 제 2b 도의 단면도에 개략적으로 도시된 바와 같이, "무변형"연신 적층물을 포함하는 3개층의 외측 부분이 쉽게 구속되는 동안, 연속적으로 위치 설정된 결합 파형 롤 세트사이를 통과할 때, 기저귀 웨브의 "무변형"연신 적층부분이 소망되는 연신 방향에 평행한 방향으로 활주되거나 수축되는 것을 실질적으로 방지한다.
그러나, 필요한 경우, 본 발명은 단지 연신가능한 또는 수축가능한 층 또는 복합재료의 층을 제한하는 것에 의해 유익하게 실행될 수도 있으며, 즉, 탄성 요소(4a)의 최외측 부분은 증분식 연신 작업 동안 한정되는 것이 절대적 조건은 아니다. 후자의 실시예 있어서, 연신가능한 또는 수축가능한 층은 증분식 연신 과정동안 영구적으로 연신되지만, "무변형"연신 적층 웨브 결합의 z 방향 벌킹은 연신력이 제거될 때, 다소 미약해 질 수 있다. 이러한 사실은 탄성층이 그러한 과정동안 최초의 연신정도가 작기 때문이다. 따라서, 그것의 원래 형상으로 복귀할때, 단지 동일한 정도로 수축할 수 있다.
전술한 유형의 "무변형"연신 적층의 일실시예서는 탄성중합체 요소(4a)의 대향 에지 가까이에 근접한 영역에 있는 연신가능한 웨브를 잡아당기는데 어느 정도의 불균형이 나타날 수도 있다. 기저귀상에 유체 비투과성 막으로 사용하는 것이 통상적인 불투명한 중합체 배면시트 웨브의 경우에는 이러한 불균형하게 신장된 부분은 충분히 얇아지므로, 아무런 손상이 발생되지 않음에도 불구하고 투명해질 수 있다. 그러한 경우에 있어서, 예를들면, 기저귀 웨브의 "무변형"연신 적층 부분의 유체 비투과성과 같은 기능은 손상되지 않는다. 후자의 유형의 실시예는 그런 상황에서 사용되는 것이 통상적이며, 그러한 상황에서 합성 제품의 "무변형"연신 적층 부분의 미적외관은 제품의 구조 또는 형상으로부터 가리워지나 또는 볼 수 있는 경우에도, 제품의 사용자와는 관계가 없다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 하나 이상의 연신가능한 비탄성 웨브의 손상은 결과적인 "무변형"연신 적층 웨브를 그것의 의도된 목적에 부적합하게 하지 않을 수 있으며, 예를 들면, 배면시트 웨브(5)가 손상되더라도 적층 웨브의 다른 플라이들중 하나가 완성 제품에서 바람직한 기능을 제공하는 한 그것의 의도된 목적에 대해 적층 웨브의 기능을 반드시 손상시키는 것은 아니다. 예를들면, 연신 가능한 배면시트 웨브(5)가 어느 정도 손상되더라도, 탄성패치(4a)가 유체 비투과성 재료로 이루어진다면, 합성 처리가능한 기저귀 웨브의 유체 비투과성을 손상시키지 않을 것이다. 이것은 당해의 플라이들간에 실질적으로 연속적인 결합을 사용하는 그런 "무변형"연신 적층 웨브의 실시예에 대하여 특별히 적용되며, 그 이유는 증분식 연신후에 서로 다른 플라이들이 비교적 밀접한 접착을 이루므로, 그러한 플라이의 손상이 제품의 최종 사용자에 의해서 발견되기 어렵기 때문이다.
제 1 도 내지 제 2b 도에 도시된 기저귀 웨브(1)는 상측 습기 비투과성 배면시트 웨브(5)의 존재에 의해서 공기가 실질적으로 투과되지 않기 때문에, 소망하는 경우, 다공성 벌집형 재료(44)로 덮힌 진공 포트(22)는 하측 파형 롤(21)의 홈(23)에 배향된 각각의 가공방향의 세트에 가까이 근접되어 사용될 수 있다. 탄성 패치(4a)에 공기가 충분히 투과되는 경우에는, 진공에 의해서 발생된 흡수력은 배면시트(5)의 중첩부분을 밀접하게 파지하도록 유체 투과성 상면시트 웨브(6)과 탄성 패치를 통과할 것이다. 이러한 실시예에 있어서, 기저귀 웨브의 "무변형"연신 적층 부분을 포함하는 모든 3개 층은 증분식 연신 작업동안 구속될 것이다.
탄성중합체 패치(4a)에 공기가 실질적으로 투과되지 않는 경우에는, (a) 연신가능한 유체 투과성 상면시트 웨브(6)를 통해서 수축가능한 유체 비투과성 배면시트 웨브(5)에 흡수력이 가해질 수 있도록 진공 포트(22)와 횡방향으로 배치된 벌집형 재료(44)를 단지 탄성 패치(4a)의 대향된 에지의 외측에 위치설정하거나; (b) 기저귀 웨브(1)의 대향된 표면에 작용가능한 적절한 클램핑 장치에 의해서 기저귀 웨브의 "무변형"연신 적층 부분을 포함하는 3개 층 모두를 구속하는 것이 필요할 것이다. 그러한 장치는 발명의 명칭이 "탄성을 주기 위해 무변형 연신 적층 웨브를 증분적으로 연신하는 개량 방법 및 장치"이고, 공동으로 출원되고 양도된 제랄드 마틴 웨버, 윌리암 로버트 비네쥐 2 세, 더글라스 헤린 벤슨, 데이비드 알버트 사바테리의 명세서에 개시되어 있다. 상기 명세서는 본원에 참고로 인용된다.
다공성 벌집형 재료(44)를 통과하는 진공 포트(22)에 의해서 제 1 도 내지 제 4b 도에 도시된 기저귀 웨브(1)에 가해진 흡수력은, 하측 파형 롤(21)상의 연속홈(23)의 결합 부분과 상측 파형 롤(25)상의 홈 세그먼트(24)사이를 통과할 때, 실질적으로 인장되지 않는 패치(4a)를 포함한 기저귀 웨브의 부분이 측면 내향 방향으로 활주하거나 수축하는 것을 실질적으로 방지한다.
제 3 도에서 볼 수 있는 바와 같이, 최하측 파형 롤(21)상의 연속 파형부 또는 홈(23)은 최하측 파형 롤(21)의 전체 외주 둘레에 실질적으로 균일한 반경(R4)을 나타낸다. 그러나, 최상측 파형 롤(25)상의 세그먼트(24)에 대한 파형 또는 홈은 최상측 파형 롤(21)의 연속 홈(23)과 맞물리는 점들을 따라서 불균일한 반경을 갖는다. 특히, 세그먼트(24)의 도입부상의 홈은 최초의 반경(R1)을 가지며, 이 반경은 세그먼트(24)의 중앙부에 근접한 홈의 반경(R2) 보다 더 작다. 더우기, 반경(R1)은 반경(R2)보다 홈형 세그먼트(24)의 외주부에 더 가까운 점으로부터 시작된다. 마찬가지로, 세그먼트(24)의 이동 부분의 홈은 반경(R3)을 가지며, 이 반경은 홈형 세그먼트의 중앙부에 있는 홈의 반경(R2)보다 더 작다. 또한, 반경(R3)은 반경(R2)보다 홈형 세그먼트(24)의 외주부 보다 더 가까운 점으로부터 시작된다. 본 발명의 필수조건은 아니지만, 제 3 도에 도시된 실시예에 있어서, 반경(R1)은 반경(R3)과 동일하다.
가공 방향에 평행하게 측정할 때 세그먼트(24)상의 홈 반경의 불균일성은 기저귀 웨브(1)의 "무변형"연신 적층 부분이 지나가는 홈형 세그먼트(24)와 하측 파형 롤(21)상의 연속홈(23) 사이의 맞물림 정도는 불균일하다. 파형 롤(21, 25)의 맞물림은 최대 반경(R2)을 갖는 홈있는 세그먼트(24)의 맞물림 부분이 파형 롤(21, 25)을 연결하는 중앙선과 정렬할 때, 최대화된다. 이런 최대 맞물림 정도는 제 3 도의 4A-4A선을 따라 절단한 제 4a 도의 단면도로 도시된다.
한편, 제 4b 도는 맞물림 정도가 더 작음을 보여주는 단면도이며, 맞물림은 제 3 도의 4B-4B선 단면도에 일치하는 홈형 세그먼트(24) 부분이 파형 롤(21, 25)을 연결하는 중앙선과 정렬할 때, 파형 롤(21, 25) 사이에서 발생한다. 물론, 최소 맞물림은 반경(R2)에 대하여 반경(R1, R3)의 다른 시점에 기인한 홈형 세그먼트(24)의 도입부 및 이동 연부에서 발생된다.
홈이난 세그먼트(24)의 불균일한 가공방향 단면에 따르면, "무변형"연신 적층 웨브의 부분은 맞물림 파형 롤(21, 25)에 의해서 이루어지며, 웨브의 길이에 따라 다른 부분의 범위로 증분식으로 연신된다. 탄성 패치(4a)와 상부시트(6) 및 이것에 부착되는 하부시트(5)를 포함하는 "무변형"연신 적층 중앙부는 상당한 정도로 증분 연신되기가 쉬우며, 이것들은 연신방향으로, 횡가공방향으로 큰 탄성을 보여준다. 반대로, 탄성 요소(4a)를 포함한 웨브의 "무변형"연신 적층부분의 도입부와 이동 부분은 상당히 작은 범위에서 증분식으로 연신되며, 이런 영역은 횡가공 방향으로 탄성정도가 상당히 작을것이다.
제 4c 도의 단면의 그것의 최대 정도의 증분식 연신의 일치하는 점에서 볼때, 비인장상태로 단속 접합된 본 발명의 "무변형"연신 적층 웨브의 상태를 도시하는 반면, 제 4c 도의 단면은 그것의 최대 정도의 증분식 연신에 일치하는 점에서 볼때, 실질적으로 연속 접합된 본 발명의 "무변형"연신 적층 웨브로 다른 경우이지만 동일한 비인장된 상태를 도시하고 있다. 양자의 경우의 웨브가 적어도 최초의 연신점까지 최초의 연신방향으로 탄성적으로 연신되더라도, 제 4b 도에 도시된 단속 접합된 "무변형"연신 적층웨브는 z 방향 벌킹 정도가 상당히 큰 것을 보여준다.
본 명세서의 앞에 지적한 바와 같이, 본 발명의 불균일한 탄성 "무변형"연신 적층 웨브는 물품이 착용시, 즉, 착용자의 엉덩이의 대향면의 경우에 있어, 활동적인 착용자의 신체 부위를 따라 접촉될 때, 꼭맞고 편안함을 주기 위해서 일회용 기저귀와 같은 의복 물품용으로 사용하기에 특히 적합하다.
다음에 불균일한 증분식 연신 작업은 제 1 도에 참조번호(20)로 개략적으로 도시하며, 완전히 조립된 기저귀 웨브(1)는 참조번호(60)로 개략적으로 도시된 측면 노치 개구를 통과하는 것이 바람직하며, 착용자의 다리에 맞도록 된 그안의 노치는 완전히 조립된 기저귀 웨브의 측면 연부로 절단된다.
최종적으로, 기저귀 웨브(1)는 적어도 한쌍의 측면 패널을 갖는 모래시계형 일회용 기저귀를 제조하기 위해서 나이프(22)에 의해 그것의 길이방향을 따라 소정의 위치에서 절단되며, 이 측면 패널은 기저귀 요대에 실질적으로 수직으로 배향된 축선의 여러점에서 기저귀 요대에 실질적으로 평행한 방향으로 측정될 때, 여러 단계로 탄성 신장될 수 있다.
본원에 기술한 설명으로부터, 본 발명의 개선된 방법과 장치는 전체로 이루어지거나 또는 하나 이상의 분리 이격된 "무변형"연신 적층 웨브 부분을 포함하는 광범위한 탄성 제품을 제조하기 위해서 유익하게 사용될 수 있음은 분명하다.
또한, 서로 실질적으로 평행하게 정렬된 파형부를 갖는 한쌍의 맞물림 파형롤을 첨부한 도면에 설명하였지만, 본 발명은 불균일한 단면의 파형 롤을 사용하는 동일한 설비로 실행될 수 있으며, 그내의 파형은 모두 서로 평행하게 배향되지 않는다. 더우기, 그러한 여러쌍의 파형 롤에 대한 파형은 반드시 가공방향 또는 횡가공방향으로 정렬될 필요가 없다. 예를들면, 길이에 따라 불균일한 탄성을 갖는 곡선형 요대부 또는 각대부가 일회용 기저귀에 소망된다면, 기저귀 웨브의 "무변형"부분을 증분식으로 연신시키기 위해 사용된 파형 롤에 대한 불균일한 단면을 맞물림 치형부는 직선형 보다는 오히려 바람직한 곡선 원추형을 따라서 다양한 탄성을 부여하기 위해 바람직한 곡선 형상으로 배열될 수 있다.
또한, "무변형"연신 적층 웨브는 실질적으로 불균일한 외주 단면을 갖는 홈 또는 파형부를 갖는 여러쌍의 맞물림 파형 롤을 사용하여 다양한 탄성화를 부여하기 위해 불균일하게 연신될 수 있다. 그러한 실시예에 있어서, 웨브의 "무변형"연신 적층 부분이 롤 사이를 통과할 때, 파형 롤 사이의 중심거리를 변경시킬 수 있는 수단이 제공된다. 결국, 웨브의 "무변형"연신 적층부분은 다양한 맞물림 정도에 비례하는 방향으로 불균일하게 연신되며, 증분식 웨브의 연신 공정에 걸쳐서 발생한다. 특히 바람직한 실시예(도시하지 않음)에 있어서, 파형 롤 사이의 중심 거리를 변경시키기 위한 수단은 소정의 압력 조절회로에 의해서 작동된 물 또는 공기 실린더 세트를 포함함으로써, 웨브의 "무변형"연신 적층 부분이 롤 사이를 지나갈 때, 파형 롤중 하나를 다른 파형 롤에 대하여 이동시켜 맞물림 정도를 변경시킬 수 있다. 또한, 비슷한 결과가 캠 및 종동기(follower) 또는 편심 구동 링크 장치와 같은 종래의 기계적 장치를 사용하여 성취될 수 있다.
추가로 본 명세서에 개시된 바람직한 공정에는 맞물림 원통형 파형 롤을 사용하나, 본 발명의 불균일한 증분식 연신 작업은 맞물림 플래튼을 사용하는 단속 스탬프 작업을 이용하여 실행될 수 있으며, 이 맞물림 플래튼은 이 플래튼사이에 배치된 웨브 또는 물품의 "무변형"연신 적층 부분을 불균일하게 증분적으로 연신 하기 위해서 다양한 맞물림 정도를 보여준다.
스탬핑 작업은 제 5 도에 개략적으로 도시한다. 본명세서에서 설명한 기저귀 웨브(101)는 유체 투과성 상면시트(6)와, 유체 비투과성 배면시트(5)와, 흡수성 패드(3)와, 실질적으로 인장되지 않는 무장력 탄성 패치(110, 120)를 포함하며, 이 패치는 기저귀 웨브내에 각기 "무변형"연신 적층 요대부(210)와 곡선의 "무변형" 연신 적층 각대부(22)를 형성한다.
기저귀 웨브(101)는 적어도 한쌍의 맞물림 플래튼 사이를 통과한다. 하측 플래튼(440)은 기저귀 웨브의 각대부를 증분적으로 연신하기 위한 균일 단면의 곡선형 치형부(520)와 기저귀 웨브의 요대부를 증분적으로 연신하기 위한 직선형 치형부(510)를 포함하며, 이 하측 플래튼은 기저귀 웨브(101)가 그 위에 지지된 상태로, 하측 플래튼(440)상의 치형부 모양의 단면에 부합하나, 불균일한 치형부 모양의 단면을 갖는 상측 맞물림 플래튼(400)과 맞물린다. 이런 관점에서, 상측 플래튼(400)상의 각각의 치형부가 제 5a 도의 단면으로 도시된 바와 같이, 그 길이에 따라 불균일한 단면일 수 있을 뿐 아니라, 치형부의 폭이 대략 제 5b 도의 단면으로 도시된 바와 같이, 근접 치형부의 폭과 다를 수 있음을 주목해야 한다. 결국, 기저귀 웨브(101)의 "무변형"연신 적층 부분(210, 220)은 본 발명에 따라 여러 방향으로 불균일하게 연산된다.
웨브의 증분식 연신 정도를 최대로 하기 위해서, 하측 플래튼(440)상의 치형부 모양의 세그먼트(510, 520)는 탄성변형 가능한 윈도우(610, 620)로 둘러싸이는 것이 바람직하며, 이 윈도우는 그 외주에 대한 기저귀 웨브(101)의 "무변형"연신 적층 부분(210, 220)을 상측 플래튼(400)상의 부합형 치형부를 둘러싸는 변형불가능한 윈도우(710, 720)의 대응 세트에 대하여 접촉시키고 클램핑시킨다. 이러한 클램핑 작업은 맞물림 플래튼 세트에서 증분식 연신 작업을 실행하는 동안, 연신 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 웨브의 "무변형"연신 적층부분의 수축을 방지하는 기능을 한다. 물론, 탄성변형 가능한 윈도우(610, 620)는 증분식 연신 작업중에, 플래튼(400, 440)상의 대향 치형부 사이에서 소망하는 정도의 맞물을 허용하기 위해서 충분히 변형되어야 한다.
변형예로서, 증분식으로 연신될 기저귀 웨브(101)의 그러한 "무변형"연신 적층 부분(210, 220)은 상측 맞물림 플래튼(400)이 연신 방향에 평행한 방향으로 수축을 야기시키기에 충분한 힘을 기저귀 웨브의 "무변형"연신 적층 부분상에 가하기 전에, 하측 플래튼(440)상의 치형부 모양의 세그먼트(510, 520)를 둘러싸는 적절한 진공 수단(도시하지 않음)에 의해서 구속될 수 있다.
본 발명은 일회용 기저귀 웨브에 탄성 귀부(ears) 또는 탄성 요대 및/또는 각대를 제공하는 범주에서 설명하였지만, 본 발명은 다수의 기타 변형예 및 그 환경에 유리하게 사용될 수도 있음을 알 수 있다. 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 요지를 벗어나지 않는 한도내에서 위의 실시예를 다양한 형태로 변경 실시할 수도 있을 것이다.

Claims (24)

  1. 적어도 최초의 연신점까지 연신 방향으로 다양한 정도의 탄성을 부여하기 위해서 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시키는 방법에 있어서, (a) 인장되지 않는 제 1 탄성중합체 플라이를 포함하며, 상기 제 1 플라이는 신장가능하지만 상기 제 1 플라이보다 탄성 복원이 적은 연속 웨브를 포함하는 인장되지 않는 제 2 플라이에 단속적으로 고정된, 무변형 연신 적층 웨브를 다양한 정도로 서로 상보적인 3차원 표면을 갖는 한쌍의 대향 가압기 사이에 공급하는 단계와, (b) 상기 가압기의 대향 3차원 표면을 상기 적층 웨브와의 접촉점을 따라 다양한 정도로 서로 맞물리게 하는 것에 의해, 상기 대향 3차원 표면 사이에 위치된 무변형 연신 적층 웨브의 부분을 불균일하게 증분식으로 연신시키고, 그것에 의해 상기 제 2 연신가능한 플라이가 상기 불균일한 증분식 연신에 의해 다양한 정도로 영구적으로 연신되어, 최초의 증분식 연신력이 상기 무변형 연신 적층 웨브로부터 제거되고 나면, 상기 적층 웨브는 적어도 최초의 연신 지점까지 최초의 연신 방향으로 불균일하게 탄성적으로 연신될 수 있는, 상기 연신 단계를 포함하는 불균일 연신 방법.
  2. 적어도 최초의 연신점까지 연신 방향으로 다양한 정도로 탄성을 부여하기 우해서 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 증분식으로 연신시키는 방법에 있어서, (a) 인장되지 않는 제 1 탄성중합체 플라이를 포함하며, 상기 제 1 플라이는 신장가능하지만 상기 제 1 플라이보다 탄성 복원이 적은 연속 웨브를 포함하는 인장되지 않는 제 2 플라이에 연속적으로 고정된, 무변형 연신 적층 웨브를 다양한 정도로 서로 상보적인 3차원 표면을 갖는 한쌍의 대향 가압기 사이에 공급하는 단계와, c) 상기 가압기의 대향 3차원 표면을 상기 적층 웨브와의 접촉점을 따라 다양한 정도로 서로 맞물리게 하는 것에 의해, 상기 대향 3차원 표면 사이에 위치된 무변형 연신 적층 웨브의 부분을 불균일하게 증분식으로 연신시키고, 그것에 의해 상기 제 2 연신가능한 플라이가 상기 불균일한 증분식 연신에 의해 다양한 정도로 영구적으로 연신되어, 최초의 증분식 연신력이 상기 무변형 연신 적층 웨브로부터 제거되고 나면, 상기 적층 웨브는 적어도 최초의 연신 지점까지 최초의 연신 방향으로 불균일하게 탄성적으로 연신될 수 있는, 상기 연신 단계를 포함하는 불균일 연신 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무변형 연신 적층 웨브의 대향 외주 연부는 상기 증분식 웨브 연신 공정을 통해 불균일 증분식 연신 방향에 평행한 방향으로의 수축을 방지하기 위해 구속되는 불균일 연신 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대향 가압기는 웨브 이동 방향에 직교하는 회전 축을 갖는 파형 롤을 포함하며, 상기 가압기상의 3차원 표면은 상기 무변형 연신 적층 웨브가 롤 사이를 통과할 때 다양한 정도로 서로 맞물리는 파형부를 포함하는 불균일 연신 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 웨브의 구속은 상기 맞물림 파형 롤중 적어도 하나상의 파형부에 바로 인접한 상기 무변형 연신 적층 웨브에 흡입력을 가하는 것에 의해 실행되는 불균일 연신 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 무변형 연신 적층 웨브의 불균일한 증분식 연신은 웨브 이동 방향에 평행한 방향으로 실행되는 불균일 연신 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 무변형 연신 적층 웨브의 불균일한 증분식 연신은 웨브 이동 방향에 직교하는 방향으로 실행되는 불균일 연신 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 무변형 연신 적층 웨브의 불균일한 증분식 연신은 비선형 형상으로 실행되는 불균일 연신 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 무변형 연신 적층 웨브의 불균일한 증분식 연신은 곡선 형상으로 실행되는 불균일 연신 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 무변형 연신 적층 웨브의 불균일한 증분식 연신은 다중 방향에서 실행되는 불균일 연신 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 무변형 연신 적층 웨브는 인장되지 않는 제 3 플라이를 더 포함하며, 상기 제 3 플라이는 신장가능하지만 제 1 탄성중합체 플라이보다 탄성 복원이 적으며, 인장되지 않는 제 2 플라이에 대향된 인장되지 않는 제 1 탄성중합체 플라이의 표면에 고정되는 불균일 연신 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 인장되지 않는 제 2 플라이는 습기 불투과성인 불균일 연신 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 인장되지 않는 제 2 플라이는 중합체 필름으로 구성되는 불균일 연신 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 인장되지 않는 제 2 플라이는 탄성 3차원 중합체 필름으로 구성되는 불균일 연신 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 인장되지 않는 제 3 플라이는 습기 투과성인 불균일 연신 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 인장되지 않는 습기 투과성의 제 3 플라이는 부직포 섬유재로 구성되는 불균일 연신 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 인장되지 않는 제 3 플라이는 탄성의 다공성 3차원 중합체 필름으로 구성되는 불균일 연신 방법.
  18. 적어도 최초의 연신점까지 연신 방향으로 다양한 정도의 탄성을 부여하기 위해 연속 이동하는 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시키는 방법에 있어서, (a) 인장되지 않는 제 1 탄성중합체 플라이를 포함하며, 상기 제 1 플라이는 신장가능하지만 상기 제 1 플라이보다 탄성 복원이 적은 연속 웨브를 포함하는 인장되지 않는 제 2 플라이에 단속적으로 고정된, 무변형 연신 적층 웨브를 적어도 어느 정도 서로 상보적인 3차원 표면을 갖는 한쌍의 대향 가압기 사이에 연속적으로 공급하는 단계로서, 상기 가압기는 웨브 이동 방향에 직교하는 회전축을 갖는 파형 롤을 포함하고, 상기 파형 롤은 다양한 정도로 서로 상보적인 파형부를 포함하는 3차원 표면을 갖는, 상기 공급 단계와, (b) 상기 파형 롤상의 파형부를 상기 적층 웨브와의 접촉점에 따라 다양한 정도로 서로 맞물리게 하는 것에 의해 상기 가압기의 대향된 3 차원 표면 사이에 배치된 연속 이동하는 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시키고, 그것에 의해서 상기 제 2 연신가능한 플라이가 상기 불균일한 증분식 연신에 의해 다양한 정도로 영구적으로 연신되어, 최초의 증분식 연신력이 상기 무변형 연신 적층 웨브로 부터 제거되면, 상기 적층 웨브는 적어도 최초의 연신 지점까지 최초의 연신 방향으로 탄성적으로 연신될 수 있는, 연신 단계를 포함하는 불균일 연신 방법.
  19. 적어도 최초의 연신점까지 연신 방향으로 다양한 정도의 탄성을 부여하기 위해서 연속 이동하는 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시키는 방법에 있어서, (a) 인장되지 않는 제 1 탄성중합체 플라이를 포함하며, 상기 제 1 플라이는 신장가능하지만 상기 제 1 플라이보다 탄성 복원이 적은 연속 웨브를 포함하는 인장되지 않는 제 2 플라이에 연속적으로 고정된, 무변형 연신 적층 웨브를 한쌍의 대향 가압기 사이에 연속적으로 공급하되, 상기 가압기는 웨브 이동 방향에 직교하는 회전축을 갖는 파형 롤을 포함하고, 상기 파형 롤은 다양한 정도로 서로 상보적인 파형부를 포함하는 3차원 표면을 갖는, 상기 공급 단계와, (b) 상기 파형 롤상의 파형부를 상기 적층 웨브와의 접촉점에 따라 다양한 정도로 서로 맞물리게 하는 것에 의해 상기 가압기의 대향된 3 차원 표면 사이에 배치된 연속 이동하는 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시키고, 그것에 의해서 상기 제 2 연신가능한 플라이가 상기 불균일한 증분식 연신에 의해 다양한 정도로 영구적으로 연신되어, 최초의 증분식 연신력이 상기 무변형 역시 적층 웨브로 부터 제거되면, 상기 적층 웨브는 적어도 최초의 연신 지점까지 최초의 연신 방향으로 탄성적으로 연신될 수 있는, 연신 단계를 포함하는 불균일 연신 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 연속 이동 무변형 연신 적층 웨브의 대향 연부는 상기 증분식 웨브의 연신 공정을 통해 불균일한 증분식 연신방향에 평행한 방향의 수축을 방지하기 위해 억제되는 불균일 연신 방법.
  21. 적어도 최초의 연신점까지 연신 방향으로 다양한 정도의 탄성을 부여하기 위해 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시키는 장치에 있어서, (a) 신장가능하지만 제 1 플라이보다 탄성 회복이 더 적은 연속 웨브를 포함하는 인장되지 않는 제 2 플라이에 단속적으로 고정된 인장되지 않는 제 1 탄성 중합체 플라이를 포함하는 무변형 연신 적층 웨브를 다양한 정도로 서로 상보적인 3차원 표면을 갖는 한쌍의 대향 가압기 사이에 공급하는 수단과; (b) 상기 적층 웨브와의 접촉점을 따라 다양한 정도로 서로 맞물리게 하는 것에 의해, 상기 가압기의 3차원 대향 표면 사이에 배치된 무변형 연신 적층 웨브의 부분을 불균일하게 증분식으로 연신시키고, 그것에 의해 상기 제 2 연신가능한 플라이는 불균일한 증분식 연신에 의해서 다양한 정도로 영구적으로 연신되어, 상기 적층 웨브는, 최초의 증분식 연신력이 상기 무변형 연신 적층 웨브로부터 제거되면, 적어도 최초의 연신점까지 최초의 연신 방향으로 불균일하게 탄성적 연신될 수 있게 하는, 불균일하게 증분식으로 연신시키는 수단을 포함하는 불균일 연신 장치.
  22. 적어도 최초의 연신점까지 연신 방향으로 다양한 정도의 탄성을 부여하기 위해 무변형 연신 적층 웨브를 불균일하게 연신시키는 장치에 있어서,(a) 신장가능하지만 제 1 플라이보다 탄성 회복이 더 적은 연속 웨브를 포함하는 인장되지 않는 제 2 플라이에 연속적으로 고정된 인장되지 않는 제 1 탄성 중합체 플라이를 포함하는 무변형 연신 적층 웨브를 다양한 정도로 서로 상보적인 3차원 표면을 갖는 한쌍의 대향 가압기 사이에 공급하는 수단과; (b) 상기 적층 웨브와의 접촉점을 따라 다양한 정도로 서로 맞물리게 하는 것에 의해, 상기 가압기의 3차원 대향 표면 사이에 배치된 무변형 연신 적층 웨브의 부분을 불균일하게 증분식으로 연신시키고, 그것에 의해 상기 제 2 연신가능한 플라이는 불균일한 증분식 연신에 의해서 다양한 정도로 영구적으로 연신되어, 상기 적층 웨브는, 최초의 증분식 연신력이 상기 무변형 연신 적층 웨브로부터 제거되면, 적어도 최초의 연신점까지 최초의 연신 방향으로 불균일하게 탄성적으로 연신될 수 있게 하는, 불균일하게 증분식으로 연신시키는 수단을 포함하는 불균일 연신 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 무변형 연신 적층 웨브의 대향 외주 연부가 상기 증분식 웨브의 연신 공정을 통해 불균일한 증분식 연신방향에 평행한 방향으로 활주 또는 수축하는 것을 억제하는 수단을 더 포함하는 불균일 연신 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 대향 가압기는 웨브의 이동방향에 수직인 회전축을 갖는 파형 롤을 포함하며, 상기 가압기상의 3차원 표면은 상기 무변형 연신 적층 웨브가 가압기의 표면을 통과할 때, 다양한 정도로 서로 맞물리는 파형부를 포함하는 불균일 연신 장치.
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