KR100339933B1

KR100339933B1 - 중합체성 웹의 미세천공 및 미세엠보싱방법

Info

Publication number: KR100339933B1
Application number: KR1019960701648A
Authority: KR
Inventors: 죠오지 크리스토퍼 도브린; 도나 수 필립스
Original assignee: 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 2003-10-04
Also published as: CA2170483C; WO1995008971A1; CA2170483A1; DE69417046D1; DE69417046T2; EP0720462B1; ES2129137T3; AU7643494A; KR960704506A; ATE177310T1; US5441691A; JPH09503403A; EP0720462A1

Abstract

각각 다수의 미세한 규모의 천공을 갖는 패턴화는 성형 표면 및 대향 표면을 갖는 다수의 성형 구조물(15,50)의 상과 일치하도록 실질적으로 평면상의 중합체성 필름의 실질적으로 연속적인 웹(10)을 미세천공 및 미세엠보싱하기 위한 연속적인 다 단계 방법. 각각의 성형 구조물은 성형 표면의 천공에서 그의 대향된 표면까지 개방되어 있다. 필름 웹은 확정되지 않은 길이, 제1 표면, 제2 표면 및 두께를 갖는다. 두께는 제1 표면 및 제2 표면간의 거리이다. 공정은 적어도 2개의 연속 성형 단계를 포함하는데, 그중 한 단계는 필름 웹을 제1 성형 구조물(15)의 미세한 규모의 천공과 일치하도록 천공함을 포함하고, 또다른 단계는 필름 웹을 제2 성형 구조물(50)의 미세한 규모의 천공의 프로파일과 일치하도록 함을 포함한다.

Description

중합체성 웹의 미세천공 및 미세엠보싱 방법

본 발명은 하나 이상의 성형 구조물의 상과 일치하도록 실질적으로 평면상의 중합체성 필름의 실질적으로 연속적인 웹을 미세천공 및 미세엠보싱하는 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

일회용 흡수 붕대 분야에서는 임의의 예상 접촉 지점, 예를 들면 상면시이트 및/또는 배면시이트에서 사용자의 피부에 건조한 직물같은 표면 느낌을 제공하는, 일회용 기저귀, 생리대, 실금자용 브리프 등과 같은 흡수 장치를 제작하는 것이 대단히 바람직하다고 오랫동안 알려져 왔다.

직조 및 부직 섬유성 웹의 유쾌한 표면 감촉으로 인해, 종종 상기 웹을 상기 목적을 위해 사용하고 있지만, 중합체성 웹이 많은 환경에서 보다 바람직한 유체 이동 및 유체 구속 특징을 나타내는 것으로 보인다.

1986년 12월 16인 큐로(Curro) 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,629,643 호는 적어도 하나의 표면상에서 부드럽고 실크같은 촉감을 나타내는 미세천공된 중합체성 웹을 개시하고 있다. 상기 웹의 실크같은 느낌을 주는 표면은 상기 웹과 관찰자의 눈간의 수직 거리가 적어도 약 12 in일 때 보통의 나안으로는 쉽게 분간할 수 없는 불연속적인 분화구 형(volcano-like) 표면 수차(aberration)의 패턴을 나타낸다. 상기 표면 수차의 밀도는 적어도 약 3,600 개/in²이고, 인접한 표면 수차간의 중심-대-중심 거리는 약 25 밀을 초과하지 않는다. 각각의 표면 수차에는 폭이 표면에 대해 실질적으로 수직 배향되어 있으며, 여기서 상기 표면 수차가 생성되어 폭에 대해 수직으로 측정할 때 약 20 밀을 초과하지 않는 최대 횡단면 치수를 나타낸나. 각각의 표면 수차의 끝에는 최대 폭지점과 실질적으로 일치하는 적어도 하나의 미세천공이 포함된다. 상기 미세천공은 주변 둘레에 얇고 불규칙적인 형태의 음순(petals)을 다수 나타낸다. 상기 미세천공은 각각의 표면 수차의 압축 및 전단저항성 뿐 아니라 관찰자의 피부와의 접촉 정도를 감소시키는 불연속을 생성함으로써, 웹의 촉감이 일반적으로 부드럽고 실크 같게 인식된다.

큐로 등의 미세천공된 웹은 일회용 흡수 제품상에서 배면시이트 및/또는 상면시이트로 사용하는데 특히 매우 적합하지만, 상기 미세 천공된 웹은 인접한 미세천공간의 필름 웹의 일부가 실질적으로 평면이기 때문에 여전히 플라스틱 웹의 느낌을 부여할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 부드럽고 실크같은 촉감을 나타내고, 직물 같은 느낌 또한 플라스틱같지 않은 시각적 외관을 나타내는 미세천공된 플라스틱 웹을 제공하는 것이다.

본 발명의 플라스틱 웹, 리본 및 필름을 기술하는데 사용할 때 본 원에서 사용한 바와 같은 "미세천공된"이란 용어는 3차원 성형구조물의 표면과 일치하여 양 표면이 성형 구조물의 횡단면에 상응하는 3차원 천공 패턴을 나타내는 웹, 리본 및필름을 말하며, 상기 천공을 포함하는 패턴은 관찰자의 눈과 웹의 평면간의 수직 거리가 약 12 in일 때 보통의 나안으로는 개별적으로 분간할 수 없다. 본 발명의 플라스틱 웹, 리본 및 필름을 기술하는데 사용할 때 본 원에서 사용한 바와 같은 "미세엠보싱된"이란 용어는 3차원 성형 구조물의 표면과 일치하여 양 표면이 성형 구조물의 횡단면에 상응하는 표면 수차의 3차원 천공패턴을 나타내는 웹, 리본 및 필름을 말하며, 상기 표면 수차를 포함하는 패턴은 관찰자의 눈과 웹의 평면간의 수직 거리가 약 12 in 일 때 보통의 나안으로는 개별적으로 분간할 수 없다.

발명의 개요

본 발명은 특히 바람직한 태양으로 미세천공되고 미세엠보싱된 중합체성 웹을 제조하는 다 단계 방법에 관한 것이다. 필름 웹을 서로 유체 연통하는 제1 성형 구조물의 대향 표면에 놓인 복수의 미세한 규모의 천공을 나타내는 제1 성형 구조물상에 연속적으로 지지시킨다. 상기 제1 성형 구조물은 필름 웹의 이동 방향에 평행 방향으로 이동하고 상기 방향으로 필름 웹을 운반한다. 제1 유체 압력 차이를 미세한 규모의 천공을 나타내는 제1 성형 구조물의 이동 방향을 따라 필름 웹의 두께를 교차하여 실직적으로 연속적으로 적용한다. 상기 제1 유체 압력 차이는 제1 성형 구조물의 미세한 규모의 천공과 일치하는 영역내에서 필름 웹을 파열시키기에 충분히 커 미세천공된 웹을 성형한다. 필름 웹의 천공은 필름 웹에 고압 액체 분사를 향하도록 함으로써 수행하는 것이 바람직하다. 미세천공된 필름 웹을 서로 유체 연통하는 제2 성형 구조물의 대향 표면에 놓인 복수의 미세한 규모의 천공을 나타내는 제2 성형 구조물상에 연속적으로 지지시킨다. 상기 제2 성형 구조물은 미세천공된 필름 웹의 이동 방향에 평행 방향으로 이동하고 상기 방향으로 미세천공된 필름 웹을 운반한다. 제2 유체 압력 차이는 제2 성형 구조물의 이동 방향을 따라 미세천공된 필름 웹의 두께를 교차하여 실질적으로 연속적으로 적용된다. 상기 제2 유체 압력 차이는 제1 유체 압력 차이에 의해 형성된 미세한 규모의 천공의 일체성을 실질적으로 유지하면서, 미세천공된 필름 웹을 제2 성형 구조물의 미세한 규모의 천공과 실질적으로 일치하도록 만들기에 충분히 커 미세천공되고 미세엠보싱된 필름 웹을 형성한다. 미세천공된 필름 웹에 고압 액체 분사를 향하도록 함으로써 미세천공된 필름 웹을 제2 성형 구조물과 실질적으로 일치하게 만든다.

제1 성형 구조물과 접촉하는 미세천공된 필름 웹의 표면을 제2 성형 구조물과 접촉하지 않도록 미세천공된 필름 웹을 제2 성형 구조물상에 공급하는 것이 바람직하다.

본 발명은 바람직한 태양으로 실질적으로 평면상의 중합체성 필름의 실질적으로 연속적인 웹을 천공 및 엠보싱하여 미세천공되고 미세엠보싱된 중합체성 웹을 형성하기 위한 연속적이고 다단계의 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 필름 웹을 연속적으로 지지시키기 위한 제1 성형 구조물을 포함한다. 상기 제1 성형 구조물은 서로 유체 연통하는 제1 성형 구조물의 대향 표면에 놓인 복수의 미세한 규모의 천공을 나타낸다. 상기 장치는 또한 제1 성형 구조물을 필름 웹의 이동 방향과 평행 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함한다. 제1 성형 구조물의 이동 방향에 따라 필름 웹의 두께를 교차하여 제1 유체 압력 차이를 실질적으로 연속적으로 적용하기 위한 수단이 또한 제공된다. 유체 압력 차이는 제1 성형 구조물내의 미세한 규모의천공과 일치하는 영역내에서 필름 웹을 파열시켜 미세천공된 필름 웹을 형성할 수 있을 정도로 커야한다. 제2 성형 구조물은 미세 천공된 필름 웹을 연속적으로 지지한다. 제2 성형 구조물은 서로 유체 연통하는 제2 성형 구조물의 대향표면에 놓인 복수의 미세한 규모의 천공을 나타낸다. 장치는 또한 미세천공된 필름 웹의 이동 방향과 평행 방향으로 제2 성형 구조물을 이동시키기 위한 수단을 포함한다. 제2 성형 구조물이 이동함에 따라 미세천공된 필름 웹의 두께를 교차하여 제2 유체 압력 차이를 실질적으로 연속적으로 적용하기 위한 수단을 제공한다. 상기 제2 유체 압력 차이는 제1 유체 압력 차이에 의해 형성된 미세한 규모의 천공의 일체성을 실질적으로 유지하면서, 미세천공된 필름 웹을 제2 성형 구조물의 미세한 규모의 천공과 실질적으로 일치하도록 만들기에 충분히 커야한다.

본 명세서는 본 발명을 특별히 지적하고 분명하게 청구하는 청구 범위로 결론을 맺지만, 본 발명은 첨부한 도면과 함께 하기 설명으로 부터 보다 더 잘 이해될 것이라고 생각된다:

제 1 도는 본 발명의 2 단계 필름 성형 공정을 간단히 도식적으로 예시하는 도이다.

제 1A 도는 제 1 도에 개략적으로 도시한 공정을 변화시킨 부분적인 도로써, 실질적으로 평면상의 중합체성 필름의 공급 롤을, 제1 성형 구조물상에 용융된 수지의 웹을 압출시키는 압출기로 대치한 것이다;

제 1B 도는 제1 성형 구조물상에 제1 유체 압력 차이를 적용한 후 중합체성웹의 상태를 간단한 관계로 나타내는 크기 확대한 도이다;

제 1C 도는 제1 성형 구조물로부터 제거한 후의 중합체성 웹의 크게 확대한 사진이다;

제 1D 도는 중합체성 웹의 대향 표면이 제2 성형 구조물과 접촉하도록 복수의 미세한 규모의 천공을 나타내는 제2 성형 구조물상에 공급한후 제2 유체 압력 차이를 적용한, 중합체성 웹의 크게 확대한 도이다;

제 1E 도는 제 1 도에 개략적으로 도시한 2 단계 성형 공정을 완료한 후 중합체성 웹의 크게 확대한 사진이다.

제 2 도는 중합체성 웹에 제 1도에 개략적으로 도시한 방법에 따라 제 1 유체 압력 차이를 적용할 때 중합체성 웹을 지지하는데 사용된 제1 성형 구조물의 크게 확대한 단편도이다;

제 3 도는 중합체성 웹에 제 1 도에 개략적으로 도시한 방법에 따라 제 1 유체 압력 차이를 적용할 때 사용할 수 있는 다른 성형 구조물의 단편을 크게 확대한 도이다;

제 4 도는 본 발명의 다른 2 단계 형성 방법을 간단히 도시하는 도이다;

제 4A 도는 중합체성 웹에 제 1 도에 도시한 것과 동일한 제1 유체 압력 차이를 적용한 후 중합체성 웹의 상태를 도시하는 크게 확대한 도이다;

제 4B 도는 제 1 도에 도시한 제1 성형 구조물로부터 제거한 후 플라스틱 웹의 상태를 도시하는 크게 확대한 도이다.

제 4C 도는 제1 성형 구조물로부터 제거하여 배향 방향을 바꾸지 않고 제2의거시적 횡단면 성형 구조물상에 공급하고, 그후 상기 웹에 제2 유체 압력 차이를 적용한 후 웹의 상태를 나타내는 크게 확대한 도이다;

제 1D 도는 제 4 도에 개략적으로 도시한 2 단계 형성 방법을 완료한 후 생성된 웹을 나타내는 크게 확대한 도이다.

본 발명을 일회용 기저귀, 생리대, 성인 실금자용 브리프 등과 같은 일회용 흡수 제품상에서 배면시이트로 사용하는데 특히 적합한 미세천공되고 미세엠보싱된 플라스틱 웹을 제공하는 것과 관련하여 기술하고 있지만, 본 발명은 어떤 식으로도 상기 적용으로 한정되는 것은 아니다. 그와는 반대로, 선행 기술의 웹 형성 방법을 사용하여 이전에는 얻을 수 없었던 특징, 특성, 심미성, 상세한 기교 등을 나타내는 플라스틱 필름 또는 웹을 제조하는 것이 바람직 할 때마다 본 발명을 유리하게 실행할 수 있다. 본원에 개시된 구조의 상세한 설명 및 일회용 혼수 제품에서 배면시이트로 제안된 용도에 의해 당 분야에 숙력된 자는 본 발명을 쉽게 채택하여 기타 용도에 매우 적합한 웹을 제조할 수 있을 것이다.

본 발명의 특히 바람직한 다 단계의 연속적인 제조 방법을 제1 도에 도식적으로 도시한다. 제 1 도에 도시한 태양에서는, 폴리에틸렌과 같은 중합체성 물질로 이루어진 실질적으로 평면상의 필름의 웹(10)을 공급 롤(1)로부터, 유입 웹과 실질적으로 동일한 속도로 성형 구조물(15) 주위로 연속적으로 회전하는 제1 성형 드럼(18)의 표면상으로 공급한다. 성형 드럼(18)은 이동하는 성형 구조물(15)에 대해 정지상인 것이 바람직한 내부적으로 위치한 진공 챔버(20)를 포함하는 것이 바람직하다. 진공 챔버(20)의 두부 및 미부와 대략 일치하는 한상의 정지상 배플(25), (30)이 성형 구조물의 외 표면에 인접 배치된다. 정지상 배플(25), (30)의 중간에, 웹이 흡입 챔버를 교차하여 통과할 때 중합체성 필름의 실질적으로 평면상의 웹(10)에 유체 압력 차이를 적용하기 위한 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 도시한 태양에서, 유체 압력 차이 적용 수단은 물과 같은 액체(40)의 분사를 웹(10)의 전체 너비를 교차하여 실질적으로 균일하게 방출하는 고압 액체 노즐(35)을 포함한다. 액체 노즐(35)의 구조, 위치 및 작동 압력에 관한 상세한 사항은 1977년 9월 22일 큐로 등에게 허여된 일반적으로 양도된 미합중국 특허 제4,695,422 호(상기 특허는 본원에 참고로 인용한다)에 충분히 나타나 있다.

제 2 도에 도시한 크게 확대한 부분 단편인 성형 구조물(15)는 구조 표면의 모든 부분 또는 임의의 원하는 부분을 교차하여 비교적 작은 천공(16)을 다수 포함한다. 일회용 기저귀의 배면시이트 용도에 있어서, 상기 천공의 직경은 전형적으로 약 1 밀 내지 약 10 밀의 범위이다. 이들의 공간 배치는 생성된 웹에서 규칙적인 패턴일 수 있거나 또는 원하는 경우 랜덤하게 변할 수 있다. 이러한 일반적인 유형의 적합한 3 차원 관형 성형 부재를 제작하는 방법은 1985년 1월 2일 라델(Radel) 등에게 허여된, 일반적으로 양도된 미합중국 특허 제 4,508,256 호 및 1985년 4월 9일 뮬란(Mullane), 주니어에게 허여된, 일반적으로 양도된 미합중국 특허 제 4,509,208 호에 개시되어 있으며, 상기 특허는 본원에 참고로 인용되었다.

성형 구조물(15)를 상기에서 언급한 일반적으로 양도된 특허에 일반적으로 개시된 층상 제작 기법을 사용하여 조립할 때 상기 성형 구조물(15)의 천공(16)의원하는 형태 또는 횡단면은 임의의 형태일 수 있다.

다른 방법으로, 관형 성형 구조물(15)는 비 층상 구조로 구성될 수 있고, 천공(16)의 원하는 형태를 레이저 드릴 등에 의해 형성할 수 있다. 또한 유연한 물질로 구성되고 한 쌍의 롤 주변에서 연속적으로 작동되는 벨트 등을 사용하는 것도 가능하다. 벨트 등을 사용하는 환경에서는 유체 압력 차이를 적용할 때 변형을 피하기 위해 적합한 지지체를 유연한 벨트 밀에 제공하는 것이 일반적으로 바람직하다.

중합체성 웹(10)의 미세한 규모의 천공을 제공하는데 사용할 수 있는 또다른 적합한 성형 구조물은 제 3 도의 크게 확대한 단편도에 도시한 바와 같은 직조 와이어 메쉬(115)를 포함한다. 상기와 같은 상황에서, 다수의 교차 필라멘트 (117) 및 (118)은 서로 교차하여 직조되어 제 3 도에 개략적으로 도시한 바와 같이, 성형 구조물(115)의 표면주위에서 너클 패턴(knuckle pattern)을 제공한다. 직조된 와이어 메쉬 필라멘트는 금속 또는 중합체성 물질로 구성될 수 있다. 각각, 직경 약 3 밀 내지 약 7 밀과 메쉬 수 약 140 x 14O/in²내지 약 80 x 80/in²범위의 필라멘트(117), (118)을 갖는 적조된 와이어 메쉬 성형 구조물(115)는 제 1 도에 개략적으로 도시한 바와 같이, 노즐(35)로부터 유출되는 고압 액체 분사(40)에 적용할 때 매우 부드러운 느낌의 천공된 웹을 전형적으로 생성할 것이다. 상기 웹에 생성된 비교적 작은 크기의 천공은 교차 필라멘트간의 격자(116)에서 생성된 공극 공간이 실질적으로 상응한다.

당 분야에 숙련된 자들이 인식하듯이, 중합체성 웹(10)이 성형 구조물(15)의 표면 및 그안에 생성된 천공의 크기에 일치하는 정도는 액체 분사(40)에 적용될 때 필름(10)의 온도, 분사(40)이 필름의 표면이 적용되는 압력, 분사를 포함하는 액체의 온도, 액체 분사의 질량 용융 속도와 같은 인자에 의해 영향을 받을 것이다.

일반적으로, 웹에 적용된 유체 압력 차이가 진공 형태일 때, 유입 필름(10)의 온도가 높을수록, 일치도 및 천공도는 더 커질 것이다. 그러나, 웹에 적용된 유체 압력 차이가 제 1 도의 경우와 같이, 고압 액체 분사 형태일 때, 유입 웹은 용융된 상태보다는 오히려 고체 상태인 것이 일반적으로 바람직하다. 제 1A 에 도시한 태양의 경우, 통상적인 압출기(101)에서 압출된 용융 수지의 웹(10)을 성형 구조물(15)상에 공급하기 전에 한 쌍의 냉각 롤(3), (4) 사이에 공급하여 액체 분사(40) 밑으로 통과하기 전에 수지를 실질적으로 냉각시킬 수 있다.

중합체성 물질의 유입 웹(10)의 공급원이 무엇이든지, 액체 분사(40) 밑으로 통과한 후의 중합체성 물질의 웹의 상태는 일반적으로 제 1B 도의 크게 확대한 도에 도시된 바와 같을 것이다. 이때, 성형구조물(15)에서 비교적 작은 천공(16)에 상응하는 미세한 규모의 천공 또는 미세천공(11)이 필름(10)에 생성되었다. 각각의 미세천공(11)의 가장 자리 주변이 형성된 작은 화산형 첨점(13)은 파열되기 바로 전에 필름이 얇아지는 정도를 반영한다.

필름에 제 1 유체 압력 차이를 적용한 후, 미세천공된 중합체성 웹(10)을 제 1C 도에서 크게 확대한 상태에서 아이들러 롤(idler roll)(45) 주위에서 미세한 규모의 제1 성형 구조물(15)의 표면으로부터 제거한다. 미세천공(11)의 각각을 둘러싸는 첨점(13)의 존재에 의해, 제1 성형 구조물(15)와 접촉한 표면(17)은 액체 분사(40)과 접촉한 표면(14)(도시하지 않음)보다 훨씬 더 유연한 촉감을 나타낸다. 따라서, 웹의 표면(17)이 표면(14) 위의 착용자 접촉 표면으로 일반적으로 바람직하다.

제 1 도에 도시한 웹 성형 방법의 제1 단계를 완료한 후, 미세천공된 웹(10)을 미세엠보싱을 위해 성형 공정의 제2 단계에 공급할 수 있거나 또는 일시적인 저장을 위해 두루마리 상태로 둘 수 있다. 두루마리 상태로 두는 경우에는 공정의 제2 단계의 적용을 나중까지 연기할 수 있으며 아마도 다른 위치에서 수행할 수 있다.

제 1 도에 도시한 태양에서 웹(10)의 표면(17)에 제공된 원하는 촉감에 의해, 미세엠보싱할 웹을 성형 드럼(58) 주위에서 작동하는 제2 성형 구조물(50) 상에 공급하여 웹의 대향 표면(14)이 성형 구조물(50)와 접촉하도록 놓는다. 성형 드럼(18)과 일반적으로 유사한 성형 드럼(58)은 또한 제2 성형 구조물(50)의 내측에 인접 위치한 정지상 진공 챔버(55)를 포함한다. 정지상 배플(70) 및 (80)은 진공 챔버(55)의 선두 가장자리 및 미부 가장자리와 거의 일치함으로써 액체 노즐(35)와 대략 유사한, 제2 액체 노즐(90)이 그 안에 위치하는 제2 유체 압력 차이 영역을 한정한다. 액체 노즐(90)은 또한 웹이 액체 노즐 밑을 통과할 때 웹(10)의 표면(17)에 대해 비교적 고압 액체 분사(100)를 방출한다.

성형 구조물(50)을 천공하는데 사용하지 않고 웹을 엠보싱하는데 사용할 때, 노즐(90)의 압력 및 질량 용융 속도는 노즐(35)에 사용된 압력 및 질량 유속과 무관하게 조절하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 노즐(90)의 압력 및 질량 용융 속도는 제2 성형 구조물(50)상에 공급될 때 필름 웹을 천공하지 않고 단지 엠보싱하도록 하기 위해 노즐(35)의 압력 및 질략 용융 속도보다 더 적을 것이다.

제2 성형 구조물(50)는 일반적으로 제1 성형 구조물(15)와 유사하게, 성형 구조물 표면의 모든 부위 또는 임의의 원하는 부위를 교차하여 비교적 적은 천공을 다수 포함한다. 상기 천공의 직경은 전형적으로 약 1 밀 내지 약 10 밀의 범위이다. 이들의 공간 배치는 생성된 웹에서 규칙적인 패턴을 가질 수 있거나 또는 랜덤하게 변할 수 있다. 특히 바람직한 성형 구조물은 제 3 도에 도시한 직조 와이어 메쉬(115)와 유사한, 직조 와이어 메쉬이다. 직조된 와이어 메쉬는 서로 교차하여 직조된 교차 필라멘트를 다수 포함한다. 필라멘트의 직경 및 메쉬 수는 각각 약 3 밀 내지 약 7 밀과 약 120 x 120/in²내지 약 60 x 60/in²의 범위 내에 있다. 특히 바람직한 태양으로, 제2 성형 구조물(50)의 메쉬 수는 제1 성형 구조물의 메쉬 수보다 적을 것이다. 바람직하게는, 제2 성형 구조물의 메쉬 수는 제1 성형 구조물의 메쉬 수보다 적어도 20 필라멘트/in²미만, 더욱 바람직하게 제2 성형 구조물의 메쉬 수는 제1 성형 구조물의 메쉬 수보다 적어도 30 필라멘트/in²미만, 가장 바람직하게는 제2 성형 구조물의 메쉬 수는 제1 성형 구조물의 메쉬 수보다 적어도 40 필라멘트/in²미만일 것이다.

제 1C 도로부터 보다 용이하게 알 수 있듯이, 미세천공(11)을 함유하는 필름웹(10)을 제2 성형 구조물(50)의 외측 표면에 공급하여 표면(14)와 성형 구조물을 접촉시키고 한편 표면(17)을 유체 노즐(90)을 향하도록 한다. 따라서, 천공(11)의 작은 첨점들은 노즐(90)을 향하여 배향된다.

플라스틱 필름의 웹(10)이 유체 노즐(90) 밀을 통과할 떼 필름 웹 상에 유체 노즐(90)에 의해 생성된 영향을 제 1D 도에 도시한 대단히 확대한 횡단면도로 일반적으로 도시한다. 그 중에서도 특히, 미세천공(11)의 모든 부위 또는 많은 부위를 파괴하지 않고 웹(10)이 성형구조물(50)에 의해 나타난 미시적 횡단면을 갖도록 하였다. 당 분야에 숙련된 자들이 인식할 수 있듯이, 유입 웹의 고유한 특징 또는 본 발명의 다 단계 성형 공정의 초기 단계에서 도입된 특징은 성형 공정의 후기 단계가 수행될 때마다 일반적으로 보존되고, 그 동안 웹은 용융된 상태보다는 오히려 고체 상태이다. 결과적으로, 상기 웹은 미세엠보싱(12)을 다수 나타낸다.

제2 통과 단계를 완료한 후, 미세천공되고 미세엠보싱된 중합체성 웹(10)을 성형 구조물(50)로부터 제거하여 아이들러 롤(110) 및 (120) 주위에서 감아 그로부터 일시적인 저장을 위해 두루마리 상태로 두거나 또는 일회용 흡수 붕대와 같은 최종 제품을 제조하는데 적용할 수 있는 가공 라인으로 직접 공급할 수 있다.

제 1E 도에 나타낸 웹의 크게 확대한 사진으로부터 알 수 있듯이, 충분히 가공된 플라스틱 필름 웹(10)은 미세한 규모의 천공 노즐 미세천공(11) 패턴 및 미세한 규모의 엠보싱 또는 미세엠보싱(12)패턴을 나타낸다. 첨점(13)에 의해 웹에 제공된 촉감에 의해, 웹(10)은 피부와의 지속적인 접촉에 매우 적합하다고 보통 인식된다. 더욱더, 미세엠보싱(12)에 의해 웹에 제공된 시각적인 느낌은 직물 같다고보통 인지되므로, 이로써 많은 착용자들이 피부와 접촉하기를 꺼려하는 플라스틱 느낌을 감소시킨다.

제 4 도는 본 발명의 다른 다 단계 중합체성 웹 성형 공정을 간단히 도시한 도이다. 제 1 도에 개략적으로 도시한 공정과는 달리, 제 4 도에 도시한 공정을 2개의 별도 단계로 수행한다. 각각, 제 4A 및 제 4B 도와 제 1B 도 및 제 1C 도를 비교함으로써 알 수 있듯이, 필름 웹(10)에 미세한 천공(11)을 제공한 공정의 제1 단계는 본질적으로 동일하다. 그러나, 제 4 도에 도시한 태양에서는, 필름 웹을 필름을 반대로 감지 않고, 제 1 도에 도시한 것과 유사한, 제2 성형 구조물(50)상에 직접 공급한다. 따라서, 표면(17)을 성형 구조물(50)과 접촉하도록 놓는 한편, 표면(14)를 유체 노즐(90)로부터 유출되는 액체 분사(100)와 접촉하도록 놓는다.

정지상 배플(70) 및 (80)의 위치와 성형 드럼(58) 주위에 대한 성형 구조물(50)의 회전 방향을 바꾸는 것을 제외하고, 제 4 도에 도시한 공정의 제2 단계는 제 1 도에 도시한 것과 실질적으로 동일하다. 유체노즐(90) 밑에 필름 웹은 통과시킨 후 생성된 횡단면을 제 4C 도에서 (10')으로 일반적으로 도시한다.

정지상 배플(80)을 지나 통과한 후, 미세천공되고 미세엠보싱된 필름 웹(10)을 아이들러 롤(110) 주위로 통과시키고, 일시적으로 저장하기에 적합한 두루마리 장치로 공급하거나 또는 웹을 사용할 최종 제품에 혼입하기 위한 공정으로 직접 공급한다.

제2 성형 구조물(50)으로부터 제거한 후 생성된 웹(10')의 최종 횡단면을 제 4D 도의 크게 확대된 도로 나타낸다. 최종 가공된 플라스틱 필름 웹(10')은 미세한규모의 천공 또는 미세천공(11') 패턴 및 미세한 규모의 엠보싱 또는 미세엠보싱(12') 패턴을 나타낸다.

당 분야에 숙련된 자들이 인식할 수 있듯이, 여러 개의 성형구조물을 사용하는 본 발명의 가공 태양은 단독 미세천공되고 미세엠보싱된 플라스틱 웹에 제공될 수 있는 특징 유형에 관하여 상당한 가요성을 제공한다.

인식할 수 있는 바와 같이, 중합체성 웹의 전체 표면을 본 발명에 따라 가공하는 것이 필수적인 것은 아니다. 예를 들면 필름 웹을 별도의 예정된 영역에서만 미세천공 및 미세엠보싱하는 것이 바람직할 수 있다.

당 분야에 숙련된 자들은 본원에 포함된 설명을 이용하여 본 발명을 여러 형태로 및 변형된 형태로 실행할 수 있다고 생각된다. 그럼에도 불구하고, 하기 실시 태양을 예시 목적으로 나타낸다.

실 시 예 1

미세천공되고 미세엠보싱된 웹을 일반적으로 제 1 도에 개시한 2 단계 공정에 따라 단계별 방식으로 제조한다. 공급 웹(10)은 두께가 0.001 in의 폴리에틸렌이다(고화된 열가소성수지, ＃24765, Harrington, Del. 19952). 상기 웹(10)을 500 ft/분의 속도로 성형 구조물(15)상에 공급하고 고압 물 분사(40)에 적용한다. 물의 온도는 165 ˚F이고, 물의 압력은 약 1000 psig이고, 물은 웹 너비의 횡 기계 방향 in당 약 10 갤론/분으로 흐른다. 성형 구조물은 0.0037 in 와이어를 갖는, 직조와이이 120 x 120 메쉬 스크린이다(Cambridge Wire Cloth Co., Cambridge, Md. 21613). 상기 제1 단계에 의해 양 방향으로 직경 약 0.004 in의 작은 천공이 120천공/선형 길이 in의 밀도로 다수 생성된다. 이어서 미세하게 천공된 웹을 감는 롤(take-up roll) 상에 감는다. 전술한 미세하게 천공된 웹의 6 x 12 in 부위를 상이한 성형 구조물 상에 테이핑(taping)함으로써 제2 단계를 수행한다. 상기 성형 구조물은 0.0037 in의 와이어를 갖는, 직조된 와이어 60 x 60 능직 메쉬 스크린이다. 미세하게 천공된 웹은 나중에 성형 구조물상에서 반대로 감고(작은 모세관 망상구조가 제2 고압 액체 노즐을 향해 배향된다), 약 500ft/분의 웹 속도로 고압 물 분사에 적용한다. 물의 온도는 120 ˚F이고, 수압은 약 300 psig이고 물의 흐름은 웹 너비의 횡 기계 방향 in당 약 5 갤론/분으로 흐른다.

실 시 예 2

미세천공되고 미세엠보싱된 웹을 일반적으로 제 1 도에 개시한 2 단계 공정에 따라 단계별 방식으로 제조한다. 공급 웹(10)은 두께가 0.001 in의 폴리에틸렌이다(고화된 열가소성수지, ＃24765, Harrington, Del. 19952). 상기 웹(10)으 500 ft/분의 속도로 성형 구조물(15)상에 공급하고 고압 물 분사(40)에 적용한다. 물의 온도는 165 ˚F이고, 물의 압력은 약 1000 psig이고, 물은 웹 너비의 횡 기계 방향 in당 약 10 갤론/분으로 흐른다. 성형 구조물은 0.0037 in 와이어를 갖는, 직조 와이어 100 x 100 메쉬 스크린이다(Cambridge Wire Cloth Co., Cambridge, Md. 21613). 상기 제1 단계에 의해 양 방향으로 직경 약 0.004 in의 작은 천공이 120 천공/선형 길이 in의 밀도로 다수 생성된다. 이어서 미세하기 천공된 웹을 감는 롤상에 감는다. 전술한 미세하게 천공된 웹의 6 x 12 in 부위를 상이한 성형 구조물 상에 테이핑함으로써 제 2 단계를 수행한다. 상기 성형 구조물은 0.0037 in의 와이어를 갖는, 직조된 와이어 40 x 40 능직 메쉬 스크린이다. 미세하게 천공된 웹을 나중의 성형 구조물 상에서 반대로 감고(작은 모세관 망상구조가 제2 고압 액체 노즐을 향해 배향된다), 약 500 ft/분의 웹 속도로 고압물 분사에 적용한다. 물의 온도는 120 ˚F이고, 수압은 약 300 psig이고 물의 흐름은 웹 너비의 횡 기계 방향 in당 약 5 갤론/분으로 흐른다.

본 발명의 특히 바람직한 태양을 예시하고 기술했지만, 당 분야에 숙련된 자들은 본 발명의 진의 및 범주로부터 벗어나지 않고 여러 가지 변화 및 변경을 이룩할 수 있으며 본 발명의 범주내에 있는 그러한 모든 변경은 첨부한 특허 청구 범위에 포함된 것임은 분명하다.

Claims

(a) 실질적으로 평면상의 중합체성 필름의 실질적으로 연속적인 웹을, 서로 유체 연통하는 제1 성형 구조물의 대향 표면에 놓인 복수의 미세한 규모의 천공을 나타내고, 예정된 메쉬 수를 갖는 직조된 와이어 메쉬를 포함하는 제1 성형 구조물상에 연속적으로 지지시켜 상기 제1 성형 구조물이 상기 필름 웹의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동하여 상기 필름 웹을 상기 방향으로 운반하는 단계;

(b) 미세한 규모의 천공을 나타내는 제1 성형 구조물의 이동 방향을 따라 필름 웹의 두께를 교차하여 성형 구조물의 미세한 규모의 천공과 일치하는 면적에서 필름 웹을 파열시키기에 충분히 큰 제1 유체 압력 차이를 실질적으로 연속적으로 적용하여 미세천공된 웹을 형성하는 단계;

(c) 미세천공된 필름 웹을 서로 유체 연통하는, 제2 성형 구조물의 대향 표면에 놓인 복수의 미세한 규모의 천공을 나타내고, 예정된 메쉬 수를 갖는 직조된 와이어 메쉬를 포함하고, 제 2 성형 구조물의 예정된 메쉬 수가 제1 성형 구조물의 예정된 메쉬 수보다 약 20 필라멘트/in²이상 적은 제2 성형 구조물상에 연속적으로 지지시켜 제2 성형 구조물이 미세천공된 필름 웹의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동하여 미세천공된 필름 웹을 상기 방향으로 운반하는 단계; 및

(d) 제2 성형 구조물의 이동 방향을 따라 미세천공된 필름 웹의 두께를 교차하여, 미세천공된 필름 웹이 제2 성형 구조물의 미세 규모 천공과 실질적으로 일치하도록 하기에 충분히 큰 제2 유체 압력 차이를 실질적으로 연속적으로 적용하여, 미세한 규모의 미세천공 패턴에 대해 수퍼임포즈된 미세 규모 미세 엠보싱 패턴을 형성하며, 미세 규모 미세엠보스먼트 패턴이 제1 유체 압력 차이에 의해 형성된 미세 규모 천공의 일체성을 실질적으로 유지하면서 동시에 미세 규모의 미세천공패턴의 상응하는 패턴 밀도보다 약 20 필라멘트/in²이상 적은 패턴밀도를 갖도록 하여 미세천공 및 미세 엠보싱된 웹을 형성하는 단계를 포함하는

상기 필름 웹을 천공 및 엠보싱하여 미세천공되고 미세엠보싱된 중합체성 웹을 연속적으로 다 단계로 제조하는 방법.
제 1 항에 있어서,

제1 성형 구조물과 접촉하는 미세천공된 필름 웹 표면을 제2 성형 구조물과 접촉하지 않도록 미세천공된 필름 웹을 제2 성형 구조물 상에 공급하는

방법.
제 2 항에 있어서,

미세천공된 필름 웹을 제1 성형 구조물과 제2 성형 구조물 사이에 형성된 닙에 통과시킴으로써 미세천공된 필름 웹을 제1 성형 구조물에서 제2 성형 구조물로 이동시키는

방법.
제 1 항에 있어서,

필름 웹에 고압 액체 분사를 향하도록 함으로써 필름 웹의 천공을 수행하는

방법.
제 1 항에 있어서,

미세천공된 필름 웹에 고압 액체 분사를 향하도록 함으로써 미세천공된 필름 웹을 제2 성형 구조물과 실질적으로 일치하도록 하는

방법.
제 1 항에 있어서,

제2 성형 구조물의 예정된 메쉬 수가 제1 성형 구조물의 예정된 메쉬 수보다 약 40 필라멘트/in²이상 적은

방법.
(a) 서로 유체 연통하는 제1 성형 구조물의 대향 표면에 놓인 복수의 미세한 규모의 천공을 나타내며, 예정된 메쉬 수를 갖는 직조된 와이어 메쉬를 포함하는, 필름 웹을 연속적으로 지지시키기 위한 제1 성형 구조물;

(b) 제1 성형 구조물을 상기 필름 웹의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동시키는 수단;

(c) 제1 성형 구조물의 이동 방향을 따라 필름 웹의 두께를 교차하여 제1 성형 구조물의 미세한 규모의 천공과 일치하는 면적에서 필름 웹을 파열시키기에 충분히 큰 제1 유체 압력 차이를 실질적으로 연속적으로 적용하여 미세천공된 필름 웹을 형성하는 수단;

(d) 서로 유체 연통하는 제2 성형 구조물의 대향 표면에 놓인 복수의 미세한 규모의 천공을 나타내며, 제1 성형 구조물의 예정된 메쉬 수보다 약 20 필라멘트/in²이상 적은 제2 성형 구조물의 예정된 메쉬 수를 갖는 직조된 와이어 메쉬를 포함하는, 미세천공된 필름 웹을 연속적으로 지지시키기 위한 제2 성형 구조물;

(e) 제2 성형 구조물을 미세천공된 필름 웹의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동시키는 수단; 및

(f) 제2 성형 구조물의 이동 방향을 따라 미세천공된 필름 웹의 두께를 교차하여 미세천공된 필름 웹이 제2 성형 구조물의 미세 규모 천공과 실질적으로 일치하도록 하기에 충분히 큰 제2 유체 압력 차이를 실질적으로 연속적으로 적용하여, 미세한 규모의 미세천공 패턴에 대해 수퍼임포즈된 미세규모 미세엠보싱 패턴을 형성하며, 미세 규모 미세엠보스먼트 패턴이 제1 유체 압력 차이에 의해 형성된 미세 규모 천공의 일체성을 실질적으로 유지하면서 동시에 미세한 규모의 미세천공 패턴의 상응하는 패턴 밀도보다 약 20 필라멘트/in²이상 적은 패턴 밀도를 갖도록 하는제2 유체 압력 차이를 실질적으로 연속적으로 적용하는 수단을 포함하는

실질적으로 평면 상의 중합체성 필름의 실질적으로 연속적인 웹을 천공 및 엠보싱하여 미세천공되고 미세엠보싱된 중합체성 웹을 연속적으로 다 단계로 제조하는 장치.
제 7 항에 있어서,

제1 성형 구조물과 접촉하는 필름의 상기 미세천공된 웹 표면을 제2 성형 구조물과 접촉하지 않도록 미세천공된 필름 웹을 제2 성형 구조물 상에 공급하는 수단을 포함하는

장치.
제 7 항에 있어서,

필름 웹의 두께를 교차하여 제1 유체 압력 차이를 적용하는 수단이 필름 웹을 향하고 있는 고압 액체 분사 장치를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

필름 웹의 예정된 부분만이 제1 성형 구조물의 미세한 규모의 천공과 일치하는 면적에서 파열을 일으키는

방법.
제 1 항에 있어서,

미세천공된 필름 웹의 예정된 부분만이 제2 성형 구조물과 실질적으로 일치하도록 하는

방법.
제 1 항에 있어서,

실질적으로 평면상의 중합체성 필름 웹이 수지 용융물의 압출에 의해 초기에 형성되는

방법.
제 8 항에 있어서,

미세천공된 필름 웹을 제1 성형 구조물로부터 제2 성형 구조물로 공급하는 수단이 제1 및 제2 성형 구조물 사이에 형성된 납을 포함하는

장치.
제 7 항에 있어서,

미세천공된 필름 웹의 두께를 교차하여 제2 유체 압력차이를 적용하는 수단이 미세천공된 필름웹을 향하고 있는 고압 액체 분사 장치를 포함하는

장치.
제 9 항에 있어서,

천공 챔버를 제1 성형 구조물의 웹과 접촉하지 않는 표면에 인접하게 위치시키고, 진공 챔버를 필름 웹을 투과하는 액체를 수거하도록 고압 액체 분사장치와 나란히 배열하는

장치.
제 14 항에 있어서,

진공 챔버를 제2 성형 구조물의 웹과 접촉하지 않는 표면에 인접하게 위치시키고, 진공 챔버를 미세천공된 필름 웹을 향하고 있는 액체를 수거하도록 고압 액체 분사 장치와 나란히 배열하는

장치.
제 7 항에 있어서,

수지 용융물로부터 실질적으로 평면상의 중합체성 필름을 초기에 성형하기 위한 압출기 수단을 포함하는

장치.
제 7 항에 있어서,

제2 성형 구조물의 예정된 메쉬 수가 제1 성형 구조물의 예정된 메쉬 수보다약 40 필라멘트/in²이상 적은

장치.