KR100263227B1 - 불투명한 외관을 나타내는 다층 필름 - Google Patents

불투명한 외관을 나타내는 다층 필름 Download PDF

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데이비드 엠 모이어
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Abstract

본 발명은 필름의 불투명도를 증가시키기 위해서 충진제(126)을 고비율로 갖는 중합체성 다층 필름(120)에 관한 것이다. 이러한 충진제는 약 20 내지 60중량% 의 충진제가 균일하게 분포되고 전체 다층 필름의 두께의 약 25 내지 약 80%의 두께를 갖는, 분리된 충진제-함유층(124)중에 농축된다. 충진제를 함유하는 층은 다층 필름의 두께의 나머지 부분을 포함하는 외층(122)와 함께 공압출된다. 다층 필름은 약 15중량% 이상의 충wjs제를 갖는다.

Description

[발명의 명칭]
불투명한 외관을 나타내는 다층 필름
[기술분야]
본 발명은 하나 이상의 충전제를 가진 중합체 다층 필름, 보다 구체적으로는 필름의 불투명성을 증가시키기 위해 고농도의 충전제를 가진 이러한 다층 필름에 관한 것이다.
[배경기술]
착용시 안락함을 개선시키고 흡수 제품내에 흡수된 수분에 장기간 노출됨으로 인한 바람직하지 못한 피부 질환의 진전을 최소화하기 위해 사용자에게 건조감을 제공하는 생리대, 일회용 기저귀, 실금자용 제품 등과 같은 흡수 제품을 제작하는 것이 매우 바람직하다는 것은 일회용 흡수 제품 분야에 오랫동안 공지되어 왔다.
전술한 문제데 대한 선행 기술의 한가지 실행가능한 해결 방법은 본원에서 참고로 인용한 1982년 8월 3일자로 라델(Radel)등에게 허여되고 통상적으로 양도된 미합중국 특허 제 4,342,314호에 개시되어 있다. 라델등의 문헌에는 섬유-유사 특성과 플라스틱 특성의 혼합 특성을 나타내는, 탄성이 있고 거시적으로 팽창된 3차원 플라스틱 웹을 포함하는 착용자-접촉 상면시이트를 가진 흡수 제품이 개시되어 있다. 바람직한 실시태양에서, 라델등의 문헌에 개시된 거시적으로 팽창된 3차원플라스틱 웹 상면시이트는 웹의 표면에서 시작하여 그로부터 연장되고 그의 대향면에서 개구 형태로 종결되어 모세관 크기가 감소되는 방향으로의 신속한 유체 이동을 촉진시키는, 크기가 계속 감소되는 모세관 망상구조의 조절된 연속체를 포함하는 미세 크기의 3차원 미세구조물을 나타낸다. 웹의 섬유-유사 외관은 섬유-유사 요소의 연속체로 이루어져 있고, 각각의 섬유-유사 요소의 대향 단부는 적어도 하나의 다른 섬유-유사 요소에 상호연결되어 있다.
플라스틱 웹의 가시적 표면, 즉 직접 상부에서 보이는 웹의 부분의 광택을 줄이기 위해, 관찰자의 눈과 웹의 평면사이의 수직거리가 약 12in 일 때 분별할 수 없는 미시적 패턴의 표면 돌기(aberration)를 포함시키는 것이 매우 효과적임을 알아 냈다. 본원에서 참고로 인용한 1984년 7월 31일자로 아르(Ahr)등에게 허여되고 통상적으로 양도된 미합중국 특허 제 4,463,045호에는 3차원적으로 팽창된 웹의 가시적 표면이 실질적으로 무광택이 되도록 하는 관련 기준이 정의되어 있다.
아르 등의 문헌에 따른 표면 돌기를 가진, 라델 등의 문헌에 개시된 유형의 상면시이트는 무광택의 가시적 표면 뿐만아니라 섬유-유사 외관 및 촉감을 나타낸다. 또한, 이는 제1 착용-접촉 표면으로부터 상면시이트의 제2패드-접촉 표면으로의 신속한 유체 이동을 촉진시키는데 매우 효과적이다. 통상적인 부직 섬유상 상면시이트와 비교해 보면 상기 유형의 상면시이트는 그의 매우 효과적인 유체 이동 및 사용시 청결감 및 건조감으로 인해 생리대에 대해 광범위한 상업적 성공을 거두었다.
그러나, 이러한 구조물에 의해 효과적인 유체 이동 및 체액의 저장이 이루어짐으로써, 버리기 전에 장기간 착용 및 상당량의 유체 흡수가 허용된다. 흡수 코아로의 이러한 체액, 특히 생리혈의 집중은 불투명한 상면시이트를 통해 다소 보이는 경향이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 성형 필름으로 가공될 수 있고, 성형 필름의 차폐성(masking ability)을 증가시키기 위해 고농도의 안료 또는 기타 충전제를 함유하는 얇고 불투명한 다층 필름을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 성형 필름으로 가공될 수 있고 비교적 두꺼운 개별 충전제 층에 위치하는 고농도의 안료 또는 기타 충전제를 함유하여 불투명성이 증가된 성형 필름을 제공하지만, 그럼에도 불구하고 쉽게 가공할 수 있는, 즉 비교적 고속, 예를 들면 수백 ft/min 의 상업적인 속도로 제조할 수 있는 다층 필름을 제공하는 것이다.
[발명의 개요]
본 발명은 불투명한 외관을 나타내는 중합체 다층 필름을 제공한다. 다층 필름은 실질적으로 중합체 물질로 이루어진 제1 외부층 및 상기 제 1 외부층의 한쪽면에 실질적으로 연속 결합되어 있는 중심 충전제 함유 중합체층을 포함한다. 상기 충전제 함유층은 실질적으로 균일하게 분산되어 있는, 약 20 내지 약 60 중량% 의 충전제를 함유하고, 두께는 다층 필름의 전체 두께의 약 25 내지 약 80% 의 두께를 가진다. 실질적으로 중합체 물질로 이루어진 제2 외부층은 중심 충전제 함유층의 제2면에 실질적으로 연속 결합되어 있는 하나의 면을 갖는다. 중심 충전제 함유층의 충전제가 다층 필름에 입사광을 산란시켜 다층필름의 불투명한 외관을 생성시키도록 다층 필름은 전체 다층 필름을 기준으로 불투명한 충전제를 15중량% 이상 함유한다.
바람직한 실시태양에서, 다층 필름은 다수의 개구를 가진 성형 필름으로 가공된다. 보다 바람직하게는, 성형 필름은 흡수 제품의 상면시이트로서 사용된다.
[도면의 간단한 설명]
본 명세서가 특히 본 발명의 주제를 지적하고 분명히 청구하는 특허 청구 범위로 결론지어지지만, 동일한 참조 숫자가 동일한 요소를 나타내는 첨부된 도면과 함께 하기 상세한 설명을 고려하면 본 발명이 보다 잘 이해되리라 생각된다.
제1도는 그의 구성요소 일부가 절단된 절첩되지 않은 일회용 기저귀를 간략화한 사시도이다.
제2도는 통상적으로 양도된 미합중국 특허 제4,342,314호에 개시된 유형의 선행 기술 플라스틱 웹의 부분 확대 사시도인데, 상기 웹은 그의 가시 표면상에 통상적으로 양도된 미합중국 특허 제 4,463,045호에 개시된 유형의 미시적 패턴의 표면 돌기를 나타낸다.
제3도는 2개의 외부 층사이에 하나의 중심 충전제 함유 층을 가진 본 발명의 다층 필름의 횡단면도이다.
[발명의 상세한 설명]
제1도는 절첩되지 않은 상태의 일회용 기저귀의 사시도이다. 본 발명의 실시태양의 구조적 세부사항을 보다 분명히 나타내기 위해 여러 층을 절개하였다. 일회용 기저귀는 일반적으로 참조 숫자(1)로 지칭된다. 유체 투과성 상면시이트는 (2)로 나타나 있다. 일회용 기저귀(1)의 기타 2개의 주요 구성요소는 흡수 요소 또는 패드(3) 및 유체 불투과성 배면시이트(4)이다. 일반적으로, 배면시이트(4)의 측면플랩(5)은 흡수 패드(3) 및 상면시이트(2)의 가장자리를 덮도록 절첩된다. 상면시이트(2)는 흡수 패드(3)의 단부를 완전히 둘러싸도록 절첩되는 것이 일반적이다. 제1도에서 기저귀(1)의 도면은 일회용 기저귀를 간략화한 도면이다. 일회용 기저귀의 바람직한 실시태양의 보다 상세한 설명은 본원에서 참고로 인용한 1976년 4월 27일자로 던칸에게 허여되고 통상적으로 양도된 미합중국 특허 제 3,952,745호에 포함되어 있다.
제2도는 생리대와 같은 일회용 흡수 제품 구조물에서 상면시이트로서 사용하기 매우 적합한 것으로 알려진 종래 기술의 3차원, 섬유-유사, 유체 투과성 플라스틱 웹(10)의 부분 확대 사시도이다. 이것은, 필요한 경우, 제1도에 나타낸 일회용 기저귀(1)의 상면시이트(2)로서 또한 사용할 수 있다. 종래 기술의 웹(10)은 일반적으로 본원에서 참고로 인용한 미합중국 특허 제 4,342,314호(라델 등에게 1982년 8월 3일에 허여)의 교시 내용에 따른다. 상기 라델등의 특허에 기재된 방법으로 제조된 유체 투과성 상면시이트는 “성형-필름”으로 편리하게 칭한다. 제2도에 나타낸 유체 투과성 웹(10)은 다수의 교차하는 섬유-유사 요소, 예컨대 웹의 제1표면(20)에서 서로 연결된 요소(12),(13),(14),(15) 및 (16)에 의해 형성되는 다수의 개구, 예를 들어, 개구(11)를 나타낸다. 각 섬유-유사 요소는 평면(22)에 위치한 기부, 예를 들어 기부(21)를 포함한다. 각 기부는 그의 각 모서리에 접해있는 측벽부, 예를들어 측벽부(23)를 갖는다. 이 측벽부는 일반적으로 웹의 제2표면(25)의 방향으로 연장되어 있다. 섬유-유사 요소의 교차하는 측벽부는 웹의 제1표면과 제2표면 중간에서 서로 상호연결되고, 제2표면의 평면(26)에서 실질적으로 동시에 종결된다.
바람직한 실시태양에서, 기부(21)는, 일반적으로 본원에서 참고로 인용한 미합중국 특허 제 4,463,045호(1984년 8월31일에 아르(Ahr)등에게 허여)의 교시에 따른, 표면 돌기(28)의 미시적 패턴을 포함한다. 상기 표면 돌기(28)의 미시적 패턴은 웹에 광선이 입사할 때 실질적으로 비광택성 가시 표면을 제공한다.
바람직한 실시태양에서, 상호연결된 측벽부는 제2표면의 평면에서 실질적으로 동시에 종결되어 웹의 제2표면(25)에서 개구(19)를 형성한다. 상호연결된 측벽부에 의해 형성된 모세관 망상구조(29)는 웹의 근접한 모세관 망상구조 사이에서 유체의 측방향 유출없이 웹의 제1표면으로부터 웹의 제2표면으로 유체를 자유 전달하도록 한다.
본원에서 사용될 수 있는 다른 유형의 성형 필름 상면시이트는 본원에서 참고로 인용한 미합중국 특허 제 3,929,135호(1975년 12월 30일에 톰슨(Thompson)에게 허여) 및 통상적으로 양도된 계류중인 미합중국 특허원 제 07/817,016호(“피부 접촉 부위의 감소 및 유체 전달 성질의 향상을 나타내는 탄성 플라스틱 웹”이라는 명칭으로 1992년 1월 3일에 굿맨(Goodman) 및 거쓰(Gerth)가 출원)에 개시되어 있다.
다른 한편으로는, 본 발명은 2-차원 구조를 갖는 상면시이트와 관련하여 실행될 수 있다. (1992년 12월 21일 출원된 PCT/US92/11153호와 동일한 출원.) 2-차원 상면시이트는 개구를 갖는 실질적으로 평평한 구조이다.
본원에서 앞서 기술한 바와 같이, 오랜 착용 시간 및 폐기전 상당한 유체 흡수를 위하여, 생리대와 같은 일회용 흡수 제품상의 사용되는 종래 기술의 성형 필름 상면시이트 보다 효과적인 유체 전달 및 체액 저장이 허용되었다. 흡수 코어중의 보다 높은 농도의 체액, 특히 생리혈은 불투명한 상면시이트를 통해 약간 보이는 경향이 있다. 본 발명의 성형 필름 상면시이트는 흡수 코어중의 체액을 부분적으로 차폐하기에 충분한 능력을 가져, 성형 필름 상면시이트에 의해 제공되는 보통의 청결하고 건조한 외관을 손상시키지 않는다.
제3도는 본 발명의 성형 필름 상면시이트를 제조하는데 사용될 수 있는 중합체 다층 필름(120)의 횡단면도이다. 이 다층 필름은 3개 이상의 층을 갖고, 약 0.25mm(0.01인치) 이하의 전체 두께를 갖는다. 두 개의 외부층(122)는 폴리에틸렌과 같은 통상의 중합체 물질로 제조한다. 실질적으로 한쪽의 외부층(122)의 한 면에 연속적으로 결합된 대향하는 제1 및 제 2면을 갖는, 충전제 함유 중심층(124)이 두 개의 외부층(122) 사이에 끼어 있다. 제3의 중심층(124)은 전체 필름 두께의 약 25 내지 약 80%를 차지하고, 불투명 충전제(120)를 다량 포함한다. 두 개의 외부층(122)은 필름(120)의 나머지 부분을 구성한다.
바람직하게는, 외부층(122)은 다층 필름(120)의 전체 두께의 약 20 내지 약 75%, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 70%, 가장 바람직하게는 약 40 내지 약 60%를 차지한다. 외부층(122)의 전체 두께를 다층 필름(120)의 75% 이하로 유지됨으로써, 다층 필름(120)의 불투명도는 충전제를 함유하는 중심층(124)의 불투명도에 근접하고, 외부층(122)에 불투명 충전제가 없다고 해서 크게 영향을 받지 않는다.
외부층(122)으로서 선택되는 물질은 가공할 수 있고 필름으로 형성될 수 있어야 한다. 내인열성, 인장 강도, 탄성 모듈러스 및 실용시 필요한 다른 성질들을 포함하는, 성형 필름으로의 후처리 후의 성질에 특히 관심을 기울여야 한다. 바람직한 실시태양에 있어서, 필름(120)은 인체에 접촉하는 제품에 사용하기 위해 성형 필름으로 형성되므로, 필름(120)은 부드럽고 피부 또는 다른 인체 접촉에 대해 안전해야 한다. 외부층(122)에 바람직한 중합체 물질은 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 하나 이상의 올레핀 성분을 갖는 공중합체를 포함한다. 폴리에스테르, 나일론, 이들의 공중합체 및 이상 언급된 것들의 혼합물과 같은 다른 물질도 또한 적합할 수 있다.
필요한 경우, 불투명성을 증가시키기 위해, 외부층(122)을 기준으로 전형적으로 1내지 15중량% 인 통상적인 양의 증백제(나타내지 않음)를 외부층(122)의 중합체 매트릭스에 첨가할 수 있다. 이산화티탄 및 탄산칼슘과 같은 표백제의 함량은 외부층(122)의 물질 특성 및 필름(120)이 사용되는 용도에 의해 제한된다. 예를 들어, 본 발명의 다층 필름(120)이 기저귀 또는 생리대에 사용되는 경우, 외부층(122)을 기준으로 약 10 중량% 이상의 충전제 함량을 갖는 외부층(122)은 피부에 대향하여 놓였을 때 불쾌하고 거친 느낌을 주는 다층 필름(120)을 생성시킬 수 있다.
중심층(124), 또는 중합체성 충전제-함유 층은 중합체 매트릭스 및 높은 농도의 안료 또는 다른 가공가능한 충전제(126)를 포함한다. 중심 중합체 매트릭스에 적합한 물질은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 및 하나 이상의 올레핀 성분을 갖는 공중합체를 포함한다. 폴리에스테르, 나일론, 이들의 공중합체, 및 이상 언급한 것의 혼합물과 같은 다른 물질도 적합할 수 있다. 높은 농도의 충전제(126)를 수용하는데에는 유연하고 탄성 매트릭스가 바람직하기 때문에, 선형 저밀도 폴리에틸렌 중합체와 같은 비교적 연질의 물질이 제대로 기능한다.
중심 층(124)을 불투명화, 증백 또는 착색시키기 위하여, 약 20내지 약 60중량%의 안료 충전제(126)를 첨가할 수 있다. 특히 이러한 필름(120)은 생리대, 기저귀 등과 같은 일회용 소비 제품에 사용되는 경우, 불투명할 뿐만 아니라 백색 외관을 갖는 필름(120)이 바람직하기 때문에, 이산화티탄 또는 탄산칼슘 같은 증백 안료를 선택할 수 있다. 다른 유용한 충전제(126)는 카본 블랙 등과 같은 유색 안료를 포함한다. 다층 필름(120)을 보강하기 위하여, 레이온 같은 필라멘트 충전제를 중심 층(124)에 첨가할 수 있다.
중심 층(124)의 중합체 매트릭스의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 광 굴절성 충전제(126)를 사용함으로써, 제조공정의 일부로서 필름(120)을 연신시키지 않고, 백색의 불투명한 필름(120)을 제조할 수 있다. 중심 층(124)의 착색은 충전제(126)로부터 굴절된 광선의 산란으로 인한 것이지 필름(120)의 연신에 의해 생긴 공극으로 인한 것은 아니다. 이산화티탄, 탄산칼슘 및 실리카는 광 굴절에 의한 증백 및 불투명화를 일으키는데 있어서, 전술한 중합체와 함께 제대로 기능을 나타낸다.
중심 층(124)은 바람직하게는 다층 필름(120)의 총 두께의 약 25 내지 약 80%, 더욱 바람직하게는 다층 필름(120)의 총 두께의 약 30내지 약 70%, 가장 바람직하게는 다층 필름(120)의 총 두께의 약 40 내지 약 60%를 차지한다. 층들의 이러한 비율은 중심 층(124)으로 인해 다층 필름(120)이 과도하게 부서지거나 찢어지지 않도록 하는데 중요하다. 또한, 다층 필름(120)이 피부와 접촉하도록 위치하는 경우, 중심 층(124)이 더욱 순응적인 외부층(122)에 접착된다면 더욱 편안함을 제공한다. 중심 층(124)이 다층 필름(120)의 총 두께의 비교적 높은 비율을 차지한다 하더라도, 다층 필름(120)의 바람직한 특성은 실질적으로 유지된다.
다층 필름(120)이 목적하는 불투명성을 제공하기에 충분한 충전제를 갖는 것이 중요하다. 바람직하게는, 다층 필름(120)은 목적하는바대로 불투명화시키기 위하여 필름(120)의 전체 두께를 기준으로 약 15중량% 보다 더 많은 충전제, 바람직하게는 이산화티탄을 갖는다. 중심층(124)의 두께가 증가함에 따라, 중심 층중 충전제의 중량%는 감소될 수 있으나, 여전히 필름(120)의 총 두께를 기준으로 15중량% 이상의 충전제를 갖는 필름(120)을 제공한다. 약 15중량%보다 더 많은 이산화티탄을 갖는 다층 필름(120)의 한 예는 다층 필름(120)의 총 두께의 60%를 차지하며 약 25중량%의 이산화티탄을 함유하는 중심 층(124)을 갖는다. 또다른 예는 다층 필름(120)의 총 두께의 40%를 차지하며 38중량%의 이산화티탄을 함유하는 중심 층(124)을 갖는 다층 필름(120)이다. 더욱 바람직하게는, 다층 필름(120)은 약 20중량%보다 더 많은 이산화티탄을 갖는다. 이러한 다층 필름(120)의 예는 다층 필름(120)의 총 두께의 40%를 차지하며 50중량%의 이산화티탄을 함유하는 중심 층(124)을 갖는다. 또다른 예는 다층 필름(120)의 총 두께의 50%를 차지하며 40중량%의 이산화티탄을 함유하는 중심 층(124)을 갖는 다층 필름(120)이다.
중심 층(124)의 두께는 중심 층(124)에 첨가되는 충전제(126)의 입경 및 중량%와 조화되어야 한다. 약 0.5 내지 8미크론의 평균 입경을 갖는 충전제(126)가 전형적으로 적합하다. 중심 층(124)의 두께가 증가함에 따라, 다층 필름(120)에 목적하는 불투명성을 제공하는데 필요한 중심 층(124)중 충전제의 중량%는 감소한다. 예를 들면, 비교적 얇은 중심 층(124)이 선택되는 경우에는 충전제의 중량%가 상응하게 비교적 높아진다. 이러한 형태의 구조체는 비교적 부서지기 쉬운 중심 층을 갖게 된다. 그러나, 외부층(122)이 비교적 두껍기 때문에, 다층 필름(120)은 생리대의 상면시이트로서 사용하기 위한 성형-필름으로 가공될 수 있다. 비교적 두꺼운 중심 층(124)이 선택되는 경우에는 비교적 얇은 중심 층에 비해 충전제의 중량%가 감소될 수 있다. 이러한 형태의 구조체는 비교적 얇은 외부층(122)을 갖게 된다. 그러나, 중심 층(124)이 비교적 낮은 중량%의 충전제를 함유하기 때문에 다층 필름(120)은 생리대의 상면시이트로서 사용하기 위한 성형-필름으로 가공될 수 있다.
중심 층(124)의 두께는 또한 중심 층(124)에 첨가될 수 있는 충전제의 중량%를 제한한다. 60중량%를 초과하는 충전제 농도가 본 발명의 다층 필름(120)에서 가능하기는 하지만, 충전제 농도는 충전제 입자(126)가 중심 층(124)의 중합체 매트릭스 전체에 완전히 분산되고 외부층(122)과의 경계면으로부터 중심 층(124)의 외표면까지 비교적 연속적인 방식으로 고형화되어 쌓이지 않도록 하기에 충분할 정도로 낮아야 한다.
15중량% 미만의 충전제 농도도 가능하지만, 일반적으로는 본 발명의 다층 필름(120)을 필요로하지는 않는다. 15중량% 미만의 충전제 농도를 갖는 필름은 전형적으로는 종래 기술에서 알려진 방법에 의해 얻어질 수 있다. 그러나, 피부에 대향하여 위치하는 매우 낮은 충전제 농도의 외부층(122) 및 외부층(122)에 의해 피부로부터 차단된 중심 충전제-함유 층(124)을 갖는 본 발명의 필름을 제공함으로써, 15% 이상의 충전제를 사용함에 따른 단점(예: 종래 필름의 외부 표면의 거친 촉감)을 극복할 수 있다.
일체형의 다층 필름(120)을 수득하기 위하여 전술한 충돌을 연속적으로 접착시켜야 한다. 다층 필름(120)을 제조하는 바람직한 방법은 동시압출이다.
3개의 층을 실질적으로 연속적인 일체형의 다층 필름(120)으로 접착시키는데 따르는 문제점을 방지하기 위해서, 중심 층 및 외부층용으로 선택되는 중합체가 서로 상용가능하고 서로 자기-접착성인 것이 중요하다. 동시압출로 층들을 접착시키는 경우, 세 층의 중합체가 다소 밀접하게 연관되는 용융지수 및 융점을 갖는 것이 더욱 중요하다.
층들이 서로 상용가능하지 않고 자기-접착성이지 않은 경우에는 결합층 또는 상용화층 (도시되지 않음)을 외부층(122)과 중심 층(124)사이에 삽입시킬 수 있다. 상용화 층 또는 결합층은, 전형적으로는 이러한 층이 삽입되는 층들의 공중합체이며 여기에 접착되는 층들의 중간특성을 갖는다.
3개 층을 갖는 본 발명의 다층 필름(120)을 동시압출시키기 위하여, 외부층(122)의 중합체 수지 펠릿 및 0내지 15중량% 안료, 또는 기타 충전제를 호퍼에 넣어 실질적으로 균질한 제1혼합물이 수득될 때까지 혼합시킨다. 중심 층(124)의 조성물을 제조하기 위하여, 중심 층(124)의 중합체 수지-함유 펠릿 및 약 15 내지 약 60중량%의 충전제(126)를 제공한다. 충전제(126)-함유 펠릿은 중심 층(124)의 중합체 수지 펠릿과 혼합될 때 안료를 비롯한 하나 이상의 형태의 충전제(126)를 포함할 수 있다. 충전제(126)-함유 펠릿과 중심 층(124) 중합체 수지 펠릿이 실질적으로 균질한 제 2 혼합물로 실질적으로 균일하게 분산될 때까지 호퍼에서 충전제 함유 펠릿 및 중합체 수지 펠릿을 혼합한다.
제1 외부층과 제 2 외부층(122) 대 충전제 함유 중심층(124)의 바람직한 비율, 전형적으로는 약 4:6의 비율을 수득하기에 적합한 동시압출 공급 블록에 연결된 별도의 성형 압출기에 두 개의 균질한 혼합물을 공급하는 것이 바람직하다. 혼합물을 성형 압출기중에서 용융시키고, 이어서, 선택된 펠릿에 적합한 압력 및 온도 조건하에서 동시압출 공급 블록을 통하여 동시에 압출시켜, 바람직한 외부층(122) 대 중심층(124)의 비율의 횡단면을 지니는 실질적으로 연속적인 동시압출된 다층 시이트를 생성한다.
그다음 동시압출 공급 블록으로부터 수득된 실질적으로 연속적인 다층 시이트를, 당 분야에 공지된 유형의 피막 행거형 필름 다이, 또는 직사각형 횡단면을 갖고 적층 흐름을 유지시키도록 적용된 기타 필름 다이에 공급하여, 약 0.5mm(0.02인치) 미만의 두께를 갖는 실질적으로 연속적인 동시압출 다층 필름을 수득한다. 층들의 비율은 다층 필름이 다이를 통하여 압출될 때 변화하지 않고, 선택된 비율 즉, 4:6으로 유지된다.
이어서, 실질적으로 연속적인 다층 필름을 동결 또는 결정화를 일으키는 회전 냉 롤(rotating chill roll)상으로 공급한다. 회전 냉 롤은 필름이 축적되지 않도록 필름 다이로부터 인발된 다층 필름과 동일하거나 또는 바람직하게는 더 큰 표면 속도를 가져야 한다. 상대적인 표면 속도의 차이에 의해서, 시이트는 전형적으로는 약 0.25mm(0.01 인치)미만의 바람직한 최종 두께의 필름으로 추가로 얇아지거나 또는 좁아진다. 냉 롤을 지난한 후, 필름을 맡아 놓거나 또는 기타의 통상적인 방법으로 저장한다. 다르게는, 다층 필름은 제2의 전환 공정으로 직접 공급될 수 있다.
상기 논의된 동시압출 공급 블록 및 필름 다이 시스템에 대한 대안으로써, 동시압출 공급 블록 및 필름 다이 시스템 대신에 동시압출 다이를 사용한다. 동시압출 다이는 성형 압출기로부터 실질적으로 균질한 혼합물을 받아서, 상기 기술한 바와 같은 바람직한 비율을 갖는 다층 필름을 동시압출시키는데, 이 다층 필름은 이어서 회전 냉 롤상으로 공급된다.
본 발명의 다층 필름을 제조하는 제2의 공정은 동시압출된 취입 필름 공정이다. 두 개의 실질적으로 균질한 혼합물을 상기 기술한 바와 같이 제공하고, 환형 횡단면의 동시압출 취입 필름 다이와 연결되고 외부층(122) 대 중심층(124)의 비율을 전형적으로는 약 4:6으로 만들기에 적합한 환상 오리피스를 갖는 성형 압출기로 공급한다. 이어서, 두 개의 균질한 혼합물은 성형 압출기 중에서 용융되고, 이어서, 테이퍼진(tapered) 중공 실린더 형의 다이의 립으로부터 연속적인 수직 시이트로 나오고, 이는 당김 롤에 의해 필름 다이로부터 인발된다.
중공 실린더의 내부 위치에서, 필름 다이를 통해 연속적인 다층 시이트로 기체 또는 공기가 동시에 공급되어, 이를 방사상으로 팽창시킨다. 연속적인 다층 시이트가 늘어남에 따라서, 주위 공기로 열을 전달하여 냉각되고, 동결된다. 고화 후에, 다층 시이트를 접어서, 절첩시키거나 또는 말아서, 바람직하게 저장한다.
이어서, 진공을 사용하여 상기 필름을 성형 스크린에 대해서 인발시키고, 필름의 바깥쪽으로 위치된 표면상에 공기 또는 물을 분무시키면서 통과시켜, 상기 공정에 따른 필름을 형성시킨다. 상기 공정은 통상적으로 양도된, 1982년 8월 3일자로 라델 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,342,314호 및 루카스(Lucas) 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,154,240호에 기술되어 있고, 둘다는 본원에 참고로 인용되어있다. 다르게는, 본원에 참고로 인용된 코거, II(Koger, II)등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,552,709호에 기술된 바와 같이, 냉 롤상에 공급하기에 앞서서 필름을 형성시킬 수도 있다.
상기의 동시압출 공정의 예가, 외부층의 조성면에서 동일한 3층의 다층 필름(120)에 관한 것이기는 하지만, 당 분야의 숙련가에게는 제3의 균질한 혼합물을 첨가하고, 동시압출 공급 블록 또는 성형 압출기의 필름 다이를 조정하여 바람직한 비율의 층 구조, 즉 3개의 층이 모두 서로 다른 3층의 다층 필름이 가능하다는 것이 명백하다. 상기 배열은 외부층(122)으로서 α-올레핀 중합체 같은 물질을 선택하여, 다층 필름(120)의 어느 쪽 표면도 피부에 대해 부드럽고, 유연하고, 촉감이 좋도록 제조할 수 있는 이점을 제공한다. 또한, 외부층(122)은 상이한 색상의 안료를 함유할 수도 있다. 제1색상의 안료를 외부층(122)중의 하나에 사용하고, 백색의 또는 제2색상의 안료를 외부층(122)의 나머지 층에 사용하는 경우, 각각의 면에 상이한 색을 지닌 얇은 필름(120)을 제조할 수 있다.
두 개의 병렬된 외부층 및 충전제를 함유하는 중심층을 갖는 변형된 3층 구조체가 쉽게 제작될 수 있음이 명백하다. 더욱이, 4개 이상의 층을 갖는 구조체가 가능하고, 상기 기술한 구조체는 다층을 갖는 구조물을 얻기 위해 결합될 수 있다. 그러나, 물성, 불투명도, 및 상기 다층 구조의 가공은 본질적으로는 상기 기술한 바에 따른다.
제2도에 개시된 바와 같은 구조체로 바람직하게 형성된 다층성형 필름은 이를 통과하는 체액, 특히 생리혈을 차폐시키기에 충분히 불투명해야 한다. 성형 필름의 불투명도는 표준 백색 표면을 배경으로 한 경우에 물질로부터 반사되는 빛의 양에 대한, 검은색 표준 표면을 배경으로한 경우에 동일한 물질로부터 반사되는 빛의 양의 비의 제곱으로 정의된다. 상기 비는 백분율로 표현된다. 반사율은 비색법 분야에 공지된 헌터 L 값(Hunter L value)을 사용하여 측정한다. 헌터 L 값의 완전한 정의는 문헌[Principles of Color Technology, 제 2판, Billmeyer & Salzman, Wiley, 1981]에서 발견할 수 있고, 상기 문헌은 본원에 참고로 인용되어 있다.
헌터 L 측정을 수행할 수 있는 다양한 광전기적 반사율 광도계가 있다. 특히 적합한 장치는 미합중국 일리노이 웨스트체스터 소재의 ACS Datacolor 사에 의해 제조된 Elrepho 2000 이다. 상기 장치 및 이의 보정 및 작동은 ACS Datacolor 사에 의해 주문 번호 700 373으로 발간된 “Elrepho 2000”용 작동 지침서의 1990년 3월 5일자 개정판에 기재되어 있으며, 이 문헌은 본원에 참고로 인용되어 있다. 헌터 L 측정을 이용한 불투명도 측정의 기본 작동은 하기와 같다. 기계를 18-mm 오리피스를 사용하여 장치하고, 검은색 및 백색 표준을 사용하여 작동 지침에 따라 보정을 수행한다. “Elrepho 2000”의 경우, 검은색 표준은 최소로 반사하는 검은 상자이고, 백색 표준은 고도로 반사되는 백색 세라믹 칩 MC-20이다. 불투명도 측정은 먼저, 성형 필름의 신체 대향면이 표준으로부터 떨어져 있도록 성형 필름의 샘플을 검은색 표준의 상부상에 위치시킨다. 검은색 표준 및 성형 필름 샘플의 조합을, 성형 필름 샘플이 장치의 광원과 면하고, 검은색 표준은 샘플의 뒤에 오도록, “Elrepho 2000”의 광 경로에 위치시킨다. 상기 샘플을 빛에 노출시키고, 헌터 L 값을 측정한다. 상기 공정을 검은색 표준 대신에 백색 표준을 사용하여 반복한다. 백색 표준에 의한 성형 필름의 헌터 L 값에 대한 검은색 표준에 의한 성형 필름의 헌터 L 값의 비를 계산한다. 상기 비를 제곱하여 불투명도 값을 얻는다.
현재 생리대에 사용되어 시판되고 4 중량%의 충전제 함량을 갖는 균일한 종래 기술의 성형 필름은 35.3%의 불투명도를 나타낸다. 체액을 차폐시키는 능력에 있어 상당한 효과가 있지만, 흡수 코어에 저장되는 체액을 보다 차폐시키도록 불투명도를 개선할 수 있다고 생각된다. 본 발명에 따라 제조된 다층 성형 필름은 바람직하게는 약 40% 이상, 가장 바람직하게는 약 45% 이상의 불투명도를 지닌다.
본 발명의 다층 성형-필름의 예시적인 비제한적 용도는 기저귀, 성인용 실금 제품, 생리대 및 팬티라이너용 상면시이트이다. 다층 성형-필름 상면시이트는 상기 기재된 물질 및 충전제 조합중 임의의 것으로 제조될 수 있다. 체액을 차폐시키고 착용자에게 편안함을 제공하는 것으로 밝혀진 조합은 저밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 외부층(122), 및 저밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 중심층(124)(그안에 약 40중량%의 이산화티탄을 가짐)를 갖는, 약 0.025mm(0.001인치)의 두께를 갖는 다층 필름(120)이다. 상면시이트용으로 바람직한 다른 조성물은 3/1의 LDPE/LLPDE 비를 갖는 필름으로부터 제조되는 것으로 밝혀졌다. 필름의 중심층은 필름의 물성을 중요하게 변화시키지 않으면서 40 내지 60%의 이산화티탄을 함유할 수 있다. 외부층(122)은 전체 다층 필름(120) 두께의 대략 4/10을 차지하며, 충전제를 함유하는 불투명한 중심층(124)은 전체 다층 필름(120) 두께의 약 6/10을 차지한다.
사용시 흡수 제품은 성형-필름 다층 상면시이트가 피부와 면하도록 착용자의 언더가멘트위에 놓인다. 질 배출물 또는 생리혈은 성형-필름 상면시이트위에 축적되며, 상면시이트를 통해, 상기 배출물 또는 생리혈이 본 발명의 불투명한 다층 성형-필름에 의해 차폐되는 흡수 코어로 유출된다. 배출물 또는 생리혈은 천공되지 않은 배면시이트에 의해 코어내에 유지된다.
본 발명의 진의 및 범주를 벗어나지 않으면서 본 발명을 다양하게 변화시킬 수 있으며, 상기 언급된 것 및 기타의 것들을 비롯한 중합체 및 충전제의 다양한 조합을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 범주내에 있는 모든 태양을 포함한다.

Claims (10)

  1. (a) 실질적으로 중합체로 이루어진 제 1 외부층; (b) 상기 제 1 외부층의 한쪽면에 실질적으로 연속하여 결합되어 있는 제 1 면 및 상기 제 1 면에 대향된 제 2 면을 가지며, 충전제 함유 중합체성 중심층을 기준으로 20내지 60중량%의, 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 충전제를 함유하며, 두께가 중합체성 다층 필름의 전체 두께의 25 내지 80% 인, 충전제 함유 중합체성 중심층; 및 (c) 실질적으로 중합체로 이루어져 있으며, 상기 충전제 함유 중심층의 상기 제 2 면에 실질적으로 연속하여 결합되어 있는 면을 갖는 제 2 외부층으로 구성되며, 상기 충전제 함유 중심층내의 상기 충전제가 상기 다층 필름상에 입사광을 산란시켜 상기 다층 필름에 불투명한 외관을 생성하도록, 상기 전체 다층 필름을 기준으로 15 중량% 이상의 충전제를 가짐을 특징으로 하는, 불투명한 외관을 나타내는 실질적인 중합체성 다층 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충전제 함유 층이 이산화티탄, 탄산칼슘, 실리카, 착색된 안료, 필라멘트 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹중에서 선택되는 충전제를 포함하는 다층 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 충전제가 상기 다층 필름에 불투명성을 부여하는 다층 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 충전제 함유 층이 폴리올레핀, 하나이상의 올레핀계 성분을 갖는 공중합체, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에스테르와 나일론의 공중합체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함하는 다층 필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 충전제 함유 층이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함하는 다층 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 외부층이 폴리올레핀, 하나이상의 올레핀계 성분을 갖는 공중합체, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에스테르와 나일론의 공중합체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함하는 다층 필름.
  7. 제6항에 있어서, 상기 외부층이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함하는 다층 필름.
  8. 제6항에 있어서, 상기 외부층내에 분산되어 있는 충전제 약 1 내지 약 15중량%를 또한 포함하는 다층 필름.
  9. (a) 실질적으로 중합체로 이루어진 제 1 외부층; (b) 상기 제 1 외부층의 한쪽면에 실질적으로 연속하여 결합되어 있는 제 1 면 및 상기 제 1 면에 대향된 제 2 면을 가지며, 충전제 함유 중합체성 중심층을 기준으로 20내지 60중량%의, 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 충전제를 가지며, 두께가 중합체성 다층 성형-필름의 전체 두께의 25 내지 80% 인, 충전제 함유 중합체성 중심층; 및 (c) 실질적으로 중합체로 이루어져 있으며, 상기 충전제 함유 중심층의 상기 제 2 면에 실질적으로 연속하여 결합되어 있는 면을 갖는 제 2 외부층으로 구성되며, 상기 충전제 함유 중심층내의 상기 충전제가 다층 성형-필름상에 입사광을 산란시켜 상기 다층 성형-필름을 기준으로 15중량% 이상의 충전제를 가지며, 상기 제1 면 및 제2면이 다수의 개구를 가짐을 특징으로 하는 불투명한 외관을 나타내는, 다수의 개구를 갖는 실질적인 중합체성 다층 성형-필름.
  10. (a) 실질적으로 중합체로 이루어진 제 1 외부층; (b) 상기 제 1 외부층의 한쪽면에 실질적으로 연속하여 결합되어 있는 제 1 면 및 상기 제 1 면에 대향된 제 2 면을 가지며, 충전제 함유 중합체성 중심층을 기준으로 20내지 60중량%의, 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 충전제를 가지며, 두께가 중합체성 다층 성형-필름의 전체 두께의 25 내지 80% 인, 충전제 함유 중합체성 중심층; 및 (c) 실질적으로 중합체로 이루어져 있으며, 상기 충전제 함유 중심층의 상기 제 2 면에 실질적으로 연속하여 결합되어 있는 면을 갖는 제 2 외부층으로 구성되며, 상기 충전제 함유 중심층내의 상기 충전제가 상기 다층 성형-필름상에 입사광을 산란시켜 상기 다층 성형-필름에 불투명한 외관을 생성하도록 상기 다층 성형-필름을 전체 두께를 기준으로 15 중량% 이상의 충전제를 갖는, 다수의 개구를 갖는 실질적인 중합체성 다층 성형-필름 상면 시이트, 및 체액을 흡수하기 위한 흡수 요소를 포함하는 흡수제품(absorbent bandage).
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