KR100495298B1 - 초 레질리언트 입체 부직 섬유 재료, 이를 포함하는 액체 흡수 라이너 재료 및 그의 제조 방법 - Google Patents

초 레질리언트 입체 부직 섬유 재료, 이를 포함하는 액체 흡수 라이너 재료 및 그의 제조 방법 Download PDF

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앤드류 에드셀 헌툰
메리 가르비에 웨버
고어든 알렌 샤우
마샬 케너쓰 브라이언트
마크 조어지 에버슨
제랄드 루이스 클락
완다 왈톤 잭슨
수잔 마리 바나지
마크 챠얼스 자콥스
파멜라 진 메이베리
제임스 아더 데이비스
더글라스 브라이언 코올
스탄레이 마이클 그리스키에위크즈
앤 루이스 맥코막크
리챠드 다니엘 파이크
레슬리 와렌4세 칼러
프랜크 앤드류3세 로취
스코트 리챠드 랜지
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Abstract

기본 중량이 약 17 내지 240 g/m2(약 0.5 내지 7.0 oz/yd2) 범위이고 골에 의해 서로 분리된 다수의 봉우리들을 형성하는 로프티 2성분 재료를 포함하는 열성형된 2성분 입체 섬유 부직 재료. 2성분 재료층은 구조 성분 및 열성형에 적당한 열 활성화 접착제 성분을 포함한다. 생리대, 일회용 기저귀, 요실금 위생 패드 등과 같은 개인 위생 흡수용품에 사용하기 적당한 상기 재료의 다양한 형상을 또한 개시한다.

Description

초 레질리언트 입체 부직 섬유 재료, 이를 포함하는 액체 흡수 라이너 재료 및 그의 제조 방법{Ultra Resilient Three-Dimensional Nonwoven Fiber Material, a liquid absorbing liner material comprising Same and Process for Producing Same}
본 발명은 그의 형상뿐만 아니라 그의 제조 조건에 의해 초극 레질리언시(ultra high resiliency)를 나타내는 2성분 섬유 부직 재료에 관한 것이다. 이들 재료는 기저귀, 여성용 패드, 요실금 가먼트, 용변 연습용 바지를 포함하는 개인 위생 흡수용품을 위한 신체측 라이너 재료로서, 개인 위생 흡수 제품의 삽입물로서, 그리고 이러한 용품들의 흡수 코어를 위한 외피(shell)로서 사용하기에 적당하다. 이들 재료는 배설물의 분리 및 샘 방지, 통기, 멘스 분비물의 처리 및 샘 방지, 및 유체 분배 및 샘 방지를 위해 제공된다.
생리대, 일회용 기저귀, 요실금 위생 패드 등과 같은 개인 위생 흡수용품은 널리 사용되고 있으며, 이들 용품의 유효성 및 기능성을 향상시키기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 인간 신체의 구조에 맞지 않고 사용자의 움직임에 운동성이 나쁜 과거의 두껍고 평평한 개인 위생 용품은 대부분 레질리언스하게 운동성이 있는 입체적인 신체 구조 용품으로 대체되고 있다.
기저귀 피부염(diaper dermatitis)은 착용자의 피부가 폐색된 젖은 기저귀와 장시간 접촉하므로써 발생하는 피부 질환이다. 이 장시간 접촉은 최외각 피부층의 과도한 수화작용을 초래함으로써, 피부의 차단막으로서의 작용 능력을 저하시킬 수 있다. 그 결과, 자극물의 침투, 신체 손상에 대한 피부의 민감성, 및 미생물에 의한 피부 침입이 증가한다. 피부 수화 수준을 정상적으로 유지시키면 피부가 그의 최상의 차단성을 유지하는데 도움이 된다. 따라서, 개인 위생 흡수용품은 신체 삼출물을 함유하고 착용자에게 부드럽고 건조하며 안락한 감촉을 부여하면서 가능한 정도까지 피부의 과도한 수화작용을 막는 것이 중요하다.
평평한 라이너가 있는 최근의 폐색성 흡수 가먼트는 착용자의 피부에 불리하게 신체 삼출물을 보유한다. 누출을 방지하기 위한 제품 디자인의 치밀한 밀착 특성으로 인하여 제품으로부터 열 및 수분이 빠져나가지 못한다. 이 문제는 개인 위생 흡수 제품의 신체 삼출물 수용 영역(insult region)에서 가장 심각하다. 평평한 라이너는 피부와의 접촉 면적을 크게 하며, 이는 평평한 라이너가 유리된 액체로부터 착용자를 충분히 분리시킬 수 없기 때문에, 특히 제품이 신체 삼출물 수용 지점에 압력이 가해질 때, 흡수 코어에 의해 포획되지 않은 유리된 액체를 피부로 다시 인도하는 경로 역할을 할 수 있다. 게다가, 평평한 라이너는 개인 위생 흡수 제품의 신체 삼출물 수용 영역이 주위 공기와 소통을 할 수 없게 할 뿐만 아니라, 신체 삼출물 수용 영역에서의 습도 감소 및 신체 삼출물 수용 영역으로부터의 습기 발산을 허용하지 않는다.
개인 위생 흡수 제품의 내부 영역을 주위 공기와 소통시키기 위한 수단으로서, 통기성 배면시트, 웨이스트 통기공(waist vent) 및 레그 통기공(leg vent)을 포함하는 수많은 수단이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 방법들은 폐색되지 않은 정상 피부의 수화 정도를 성취하는데 요구되는 것 보다 덜 효과적으로 만드는 많은 결점이 있다. 예를 들어, 통기성 배면시트는 이 배면시트를 통해 흡수 제품 내부의 건조를 위한 통로를 제공한다. 그러나, 젖은 흡수제가 피부와 주위 공기 사이의 진정한 소통을 방해할 수 있다. 게다가, 배면시트 상의 웨이스트 및 레그 통기공은 피부에 대해 폐색되거나 또는 누출 통로를 제공하는 경향이 있다.
다른 공지된 방법에서는 피부 접촉층인 라이너를 건조시키기 위하여 라이너 하부에 접힌 흡수 코어 또는 층을 사용한다. 그러나, 이러한 방법은 바람직하지 못한 공정 조건 및 경제적 고려가 요구되며, 주위 공기가 착용자의 피부를 충분히 건조시킬 수 없고, 오히려 그들은 단지 피부 접촉층만을 건조시킨다. 그 결과, 제품의 신체 삼출물 수용 영역의 습도 및 착용자의 피부 수화 정도를 감소시킬 수 있는, 그 중에서도 특히, 기저귀, 용변 연습용 바지, 요실금 거먼트, 생리대, 붕대 등과 같은 개인 흡수 제품용 라이너 재료를 위해 사용될 수 있는 재료가 요구되고 있다.
<발명의 요약>
따라서, 본 발명의 목적은 레질리언시, 강도, 및 천과 같은 성질이 있는 부직 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 레질리언시, 강도, 및 천과 같은 성질이 있는 부직 재료의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 신체 삼출물 수용 영역이 공기 통로 또는 골을 통해 주위 공기와 소통할 수 있게 하여 개인 위생 흡수 제품의 모든 영역에서 습도를 감소시키는 개인 위생 흡수 제품에 사용하기에 적당한 부직 재료를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적은 다수의 봉우리(peak)를 형성하는 로프티(lofty) 2성분 재료층을 포함하는 열성형된 2성분 입체 섬유 부직 재료에 의해 성취된다. 봉우리들은 골(channel)에 의해 서로 분리된다. 본 발명에 따른 부직 재료의 기본 중량은 약 17 내지 약 240 g/m2(약 0.5 내지 7.0 oz/yd2) 범위이다. 이 재료의 2성분 층은 구조 성분 및 열성형에 적당한 열-활성화 접착제 성분으로 이루어져 있다.
본 발명에 따른 레질리언스하게 압축될 수 있는 2성분 입체 섬유 부직 재료의 제조 방법은 구조 섬유 성분 및 열-활성화 접착제 성분을 기본 중량이 약 17 내지 240 g/m2(약 0.5 내지 7.0 oz/yd2) 범위인 부직웹으로 성형하는 것을 포함한다. 이어서, 부직웹을 열-활성화 접착제 성분을 용융시키기에 충분하지만 구조 섬유 성분의 용융 온도 미만인 온도로 가열하여 유연한 부직웹을 형성시킨다. 이어서, 부직웹을 성형하여 골에 의해 서로 분리되는 다수의 봉우리가 있는 성형웹을 형성한다. 이어서, 생성된 성형웹을 냉각시켜 용융된 열-활성화 접착제 성분을 고화시켜 목적하는 최종 제품을 형성한다.
본 발명의 상기 및 다른 특성 및 이점은 실시예 및 도면에 관련하여 해석되는, 하기 바람직한 실시양태의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다. 상세한 설명, 실시예 및 도면은 첨부된 특허 청구 범위 및 그의 균등 범위에 의해 한정지어지는 본 발명의 범위를 한정짓는 것이 아니라 단지 예시하는 것이다.
도 1a 내지 1e는 본 발명에 따라 열성형된 주름진 2성분 입체 섬유 부직 재료를 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 2e는 본 발명의 다른 실시양태에 따른 열성형된 2성분 입체 섬유 부직 재료의 단면을 도시한 모식도이다.
도 3a 내지 3i는 본 발명에 따라 열성형된 2성분 입체 섬유 부직 재료의 또다른 실시양태의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시양태에 따라 봉우리들이 점성 유체의 보다 양호한 처리를 제공하도록 노치된, 봉우리 및 골을 갖는 열성형된 부직 재료의 모식도이다.
본 발명의 부직 재료의 로프티 2성분 재료층은 실질적으로 균일하게 분포된 섬유내 결합을 가지며 구조 섬유 성분 및 열-활성화 접착제 성분을 포함한다. 접착제 성분은 외부 접착제로서 첨가될 수 있거나 또는 하기에 설명된 부직웹의 섬유의 일부를 형성할 수 있다. 본 발명에서 사용하기 적당한 섬유는 균일한 중합체 조성물로부터 제조된 1성분 권축 섬유, 및 섬유의 실질적인 전 길이에 대해 개별 단면에 위치하는 2성분 이상의 중합체 조성물을 포함하는 권축 다성분 복합 섬유(crimped multi-component conjugate fibers)를 포함한 권축 섬유이다. 권축 복합방사 스폰본드 또는 스테이플 섬유가 본 발명에서 사용하기에 특히 적당하고, 본 발명의 또다른 실시양태 따른 가장 적당한 것은 2성분 복합 섬유이다. 이들 섬유 중에서, 상이한 융점을 가진 성분 중합체들이 있는 다성분 복합 섬유가 외래 접착제 성분이 부직웹을 결합시키기 위해 첨가될 필요가 없기 때문에 특히 바람직하며, 그로 인해 부직웹 제조 공정이 간단해진다.
웹에 상이한 밀도, 강도, 부드러움 및 텍스쳐를 포함한, 상이한 성질을 제공하기 위하여 섬유의 권축 정도를 변화시킬 수 있다. 일반적으로, 본 발명에 따라 결합된 고도로 권축된 섬유는 로프티하고 부드러운 웹을 제공한다. 본 발명의 부직 재료를 위한 적당한 섬유는 ASTM D-3937-82에 따라 측정하였을 때 신장상태 2.54 cm(1 인치) 당 2 이상의 권축, 바람직하게는 신장상태 2.54 cm(1 인치) 당 약 2 내지 약 50 사이의 권축, 가장 바람직하게는 신장상태 2.54 cm(1 인치) 당 약 3 내지 약 30 사이의 권축을 갖는다. 본 발명을 위한 적당한 스폰본드 섬유 및 스테이플 섬유는 평균 직경이 약 5 μ 내지 약 100 μ, 바람직하게는 약 10 μ 내지 약 50 μ이다.
본 명세서 및 청구 범위에서 줄곧 사용되는 "섬유(fiber)"라는 용어는 스테이플 섬유 및 연속 섬유인 필라멘트 둘다를 의미한다. "스폰본드 섬유"는 방사구의 다수의 비교적 미세하고, 일반적으로는 원형인 모세관으로부터 용융된 열가소성 중합체를 필라멘트로 압출하고, 이어서 필라멘트에 분자 배향 및 물리적 강도를 부여하기 위하여 인취(eductive) 또는 다른 널리 공지된 연신 메카니즘에 의해 압출된 필라멘트를 신속히 연신시킴으로써 형성되는 섬유를 의미한다. 연신된 섬유를 매우 랜덤한 방식으로 수집 표면 상에 침적시켜 본질적으로 균일한 밀도를 가진 부직웹을 형성시킨다. 이어서 부직웹을 물리적 완전성 및 강도를 부여하기 위해 결합시킨다. 스폰본드 섬유 및 그로부터 웹의 제조 방법이 예를 들어 미국 특허 제4,340,563호 및 동 제3,692,618호에 개시되어 있다. "스테이플 섬유"라는 용어는 비연속 섬유를 의미한다. 스테이플 섬유는 종래의 섬유 방사 공정으로 제조하고 이어서 스테이플 길이, 바람직하게는 약 2.54 cm(1 인치) 내지 약 20.32 cm(8 인치) 범위로 절단된다. 이러한 스테이플 섬유를 후속적으로 카딩, 습식배열(wet-laid) 공정, 또는 공기배열(air-laid) 공정시키고 이어서 열로 결합시켜 부직웹을 형성시킨다.
본 발명의 입체 2성분 섬유 부직 재료에서 사용하기 적당한 부직웹은 높은 용융 온도 중합체인 구조 성분은 부직웹의 물리적 완전성 및 구조를 유지시키는 반면, 낮은 용융 온도 중합체인 접착제 성분이 용융되어 접착되도록 상이한 용융 온도를 가진 성분 중합체들을 포함하는 복합 섬유로부터 제조될 수 있다. 용융된 접착제 성분 중합체는 자생적으로 인접 섬유, 특히 교차 접촉 지점에 부착된다. 그 결과, 접착제 성분 및 구조 성분 사이의 용융 온도 차는 약 5℃ 이상, 바람직하게는 약 10℃이다. 본 발명에 따라, 적당한 복합 섬유는 섬유의 실질적인 전 길이에 대해 표면에 최소한 일부가 노출된 접착제 성분이 있어야 한다. 본 발명의 한 바람직한 실시양태에 따라, 복합 섬유는 접착 중합체를 약 20 중량% 내지 약 80 중량%로 포함한다. 본 발명의 한 특히 바람직한 실시양태에 따라, 상기 복합 섬유는 접착 중합체를 약 40 중량% 내지 약 60 중량% 범위로 포함한다. 본 발명의 권축 섬유 부직웹은 웹 전반에 걸쳐 섬유내 결합을 포함하는 로프티 구조를 갖도록 결합된다. 본 발명을 위해 유용한 결합 방법은 웹 상에 상당한 압축 압력의 적용 없이 그의 접착제 성분을 활성화시키기 위하여 침적된 부직웹의 온도를 상승시키는 것이다. 용융된 또는 활성화된 접착제 성분 중합체는 웹 전반에 걸쳐, 특히 섬유 교차 접촉 지점에서 실질적으로 균일한 섬유내 결합을 형성시켜, 부드러우나 강하고 높은 레질리언시를 가진 로프티 부직웹을 제공한다. 본 발명의 부직 재료를 사용하여 제조할 수 있는 예시적인 용품으로는 흡수 코어 상의 신체-순응 생리대 외피, 형상-유지 기저귀 성분, 요실금 위생 제품 등과 같은, 개인 위생 흡수 제품 및 그의 성분이 있다.
본 발명에 관하여 사용하기 적당한 결합 방법으로는 통기 결합법, 고온 오븐 결합법, 및 적외선 가열기 결합법 등이 있다. 통기 결합법이 특히 바람직하다. 결합 방법의 시간 및 온도는 선택된 결합 장치의 온도 및 속도 한계에 순응하여 변경될 수 있다. 그러나, 결합 방법의 시간 및 온도는 웹의 접착제 성분이 용융되도록 충분히 길고 높아야 하나 구조 성분을 용융시킬 만큼 충분히 길고 높지 않도록 배합되는 것이 중요하며, 그로 인해 물리적 및 입체 완전성이 보존되고 섬유 웹의 수축이 방지된다. 예를 들면, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 복합 섬유 부직웹을 위한 성분 중합체로서 사용하고 통기 결합법이 사용될 경우, 통기 결합기를 통해 흐르는 공기는 온도가 약 110℃(230℉) 내지 약 137.8℃(280℉)이고 속도는 약 30.48 내지 152.4 m/분(약 100 내지 500 ft/분)이고, 결합기내의 웹의 체류 시간은 바람직하게는 약 6초 미만이다.
본 발명을 위해 적당한 1성분은 섬유를 형성하는 것으로 공지된 매우 다양한 열가소성 중합체로부터 제조될 수 있다.
유사하게, 복합 섬유는 상기한 바와 같이, 선택된 중합체들이 충분하게 상이한 융점, 바람직하게는 약 10℃ 이상의 융점 차이를 가지며, 바람직하게는, 결정화, 고체화 및(또는) 탄성이 상이하기만 하면 다양한 열가소성 중합체의 조합에 의해 형성될 수 있다. 선택된 중합체들 사이의 융점 차이는 열 활성화 결합 방법을 용이하게 하고, 결정화 및 고체화 성질의 차이는 섬유 크림핑, 특히 잠재적인 권축의 열 활성화을 통한 크림핑을 촉진시키며, 탄성에서의 차이는 기계적 권축 형성 공정을 용이하게 한다. 적당한 중합체는 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 탄성체, 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 블렌드 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적당한 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니고, 적당한 폴리아미드로는 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 10, 나일론 12 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 적당한 폴리에스테르으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 사용하기 특히 적당한 중합체는 예를 들어 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌(medium polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌 및 이들의 블렌드와 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 및 이들의 블렌드 및 공중합체를 포함하는 폴리올레핀이다. 게다가, 적당한 섬유 형성 중합체는 그에 블렌드된 열가소성 탄성체를 가질 수 있다. 이들 적당한 중합체 중, 적당한 복합 섬유의 구조 성분에 특히 적당한 중합체로는 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 공중합체가 있고, 복합 섬유의 접착제 성분을 위한 특히 적당한 중합체로는 폴리에틸렌, 더욱 구체적으로는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 고밀도 폴리에틸렌이 있다. 게다가, 접착제 성분은 섬유의 권축성을 향상시키거나(시키고) 결합 온도를 낮추며, 생성되는 웹의 내마모성, 강도 및 부드러움을 향상시키기 위하여 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착 중합체 성분은 스티렌, 에틸렌-부틸렌 및 스티렌의 ABA' 블록 공중합체와 같은 열가소성 탄성체를 약 5 내지 약 20 중량%로 포함할 수 있다. 적당한 첨가 중합체의 또다른 군은 에틸렌 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 및 에틸렌 에틸 아크릴레이트와 같은 에틸렌 알킬 아크릴레이트 공중합체이고, 목적하는 성질을 생성하기에 적당한 양은 접착 중합체 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 약 2 중량% 내지 약 50 중량%이다. 역시 적당한 다른 첨가 중합체로는 폴리부틸렌 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체가 있다.
본 발명에서 사용하기 적당한 부직 재료는 기본 중량이 바람직하게는 약 0.5 내지 약 7.0 oz/yd2(osy), 즉 약 15 내지 240 g/m2 범위이다.
본 발명의 부직 재료의 열-활성화 접착제 성분은 웹 전반에 걸쳐 분배되도록 도포되거나 또는 분무되는 분말 또는 액체 형태의 외부 고온 용융 접착제일 수 있다. 본 발명을 위한 특히 적당한 접착제는 폴리에틸렌-, 폴리아미드-, 폴리에스테르- 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 기재 고온 용융 접착제와 같은 종래의 열가소성 고온 용융 접착제이며, 상기에서 언급된 접착제는 재료의 구조 성분의 용융 온도 미만의 용융 온도를 갖도록 선택한다.
현행 일회용 흡수 가먼트의 단점을 극복하기 위하여, 신체 삼출물 수용 영역 및 신체 삼출물 수용 영역으로부터 떨어진 지역이 주위 공기와 공기 경로 또는 골을 통해 소통하여 개인 위생 흡수 제품내의 모든 부분에서 습도가 감소하고, 동시에, 착용자가 압력을 가하였을 경우조차 개인 위생 흡수 제품에서 누출이 낮도록 적당한 흡수성을 제공하는, 이러한 가먼트내의 라이너로서 사용하기에 적당한 재료가 제공되는 것이 요구되고 있다. 게다가, 라이너 재료는 착용자의 불쾌감 및 피부 수화작용을 감소시키기 위하여 신체 삼출물 수용 후 촉감이 부드럽고 건조하여야 하며 피부 접촉 부분에서 유리된 액체를 최소한 함유해야 한다. 한 실시양태에 따라, 본 발명의 부직 재료는 계면활성제의 첨가에 의해 젖음성이 부여된다.
착용자의 피부에 주위 공기가 도달하도록, 본 발명의 부직 재료에는 습도 감소를 포함한, 목적하는 기능 특성을 제공하기 위하여 레질리언스하게 내붕괴성이 있는 상승된 피부 접촉 지역 또는 봉우리 및 상승된 피부 접촉 지역 사이에 형성되는 공기 경로 또는 골을 제공하고, 그로 인해 목적하는 흡수성 및 안락성과 함께 정상 피부 수화작용의 바람직한 유지를 증진시킨다. 구조, 기하학 및 전체 재료를 형성하는 구성 재료의 선택은 본 발명의 중요한 측면이다.
본 발명의 또다른 목적은 피부의 자극을 감소시키기 위하여 착용자의 피부로부터 배설물을 분리시키기 위한 수단을 제공하는 것이다. 재료의 상승된 봉우리 사이의 지역 내에 배설물을 저장하는 부직 재료의 능력에 의해 본 발명에 따라 착용자의 피부로부터 배설물을 분리시킬 수 있다.
본 발명의 부직 재료는 다양한 유체 처리 기능을 수행하도록 고안될 수 있다. 도 1a 내지 1e는 부직 재료의 주름(corrugation)을 기본으로 하는 본 발명에 따른 부직 재료의 다양한 형상(configuration)을 나타낸다. 도 1a 내지 1e에 나타낸 주름진 실시양태의 재료는 기본 중량이 약 15 내지 240 g/m2(약 0.5 내지 7 osy)인 주름진 로프티 2성분 구조물이다. 재료는 하기에 논의한 열성형 방법에 의해 초 레질리언스하게 된다. 도 1a 내지 1e에 나타낸 실시양태에 따른 주름의 바람직한 수는 2.54 cm(1 인치) 당 0.5 주름 내지 2.54 cm(1 인치) 당 4 주름 범위이다.
본 발명의 한 바람직한 실시양태에 따른 주름진 부직 재료의 봉우리 (10) 내부에는 교호 성분 (12)가 배치되고, 이것은 부직 재료의 특정 응용 분야에 따라 달라진다. 이들 교호 성분의 목적은 전형적으로는 주름 층의 상부면을 통해 유입되는 액체를 흡수하는 것이다. 플러프(fluff), SAP, 섬유상 SAP, 냄새 제어 장치, 분배재 및 서지재를 포함할 수 있는 교호 성분의 성질에 따라, 재료는 주름진 부직 재료의 상부 면을 관통하는 액체를 보유하고(하거나) 심지어 다른 층(나타내지 않음)으로 그 액체 모두 또는 일부가 이동하도록 고안할 수 있다. 이 교호 성분을 위한 적당한 재료로는 면 플러프, 티슈, 제직 재료, 토우, 및 특히 부직 재료뿐만 아니라 그의 배합물이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 천연 및 합성 섬유 둘의 블렌드는 또한 만족스럽게 작용한다. 도 1c에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 한 바람직한 실시양태에 따라, 주름진 부직 재료는 그 자신의 구성 재료로 충전된다.
도 1b는 본 발명의 한 실시양태에 따른 주름진 부직 재료의 또다른 변형을 나타낸 것으로 주름 사이에 공간이 있어 골 (11)의 기슭에 평탄한 지역 (13)이 제공된다. 본 발명의 한 바람직한 실시양태에 따른, 주름진 부직 재료의 봉우리 (10) 사이의 공간은 약 0.159 cm(1/16 인치) 이상이다.
배설물 분리/샘 방지 및 멘스 분비물의 처리/샘 방지를 위한 특히 적당한 본 발명의 한 특히 바람직한 실시양태에 따라, 부직 재료는 신체 삼출물이 부직 재료층을 통해 개인 위생 흡수 제품내의 부직 재료층 하부에 배치된 분배재 또는 서지재로 흐르는 재료의 성능을 향상시키는, 도 1e에 나타낸 바와 같이 다수의 슬릿(slit) 또는 구멍(aperture)이 형성된다. 플러프, SAP, 섬유상 SAP, 냄새 제어 장치, 분배재 및 서지재와 같은 교호 성분 (12)의 첨가뿐만 아니라 골 (11)의 기슭에 평탄한 지역 또는 밸리 (13)의 형성을 포함한 도 1a 내지 1d에 나타낸 주름진 부직 재료의 임의 및 모든 특성이 이 실시양태에 동등하게 적용될 수 있다는 것은 당업계 숙련자들에게 명백할 것이다.
도 2a 내지 2e는 본 발명의 열성형된 2성분 입체 섬유 부직 재료의 교호 실시양태를 나타낸다. 본 실시양태에 따라, 봉우리 (10)은 교차 방향으로 연속적인 단일 층 재료로부터 다수의 내부로 향하는 제1 및 제2 폴드 (15), (16) 쌍을 생성시킴으로써 형성되는 플리트(pleat)형이다. 이 실시양태에서 부직 재료는 도 1a 내지 1e에 나타낸 주름진 부직 재료와 동일한 기본 중량, 즉 약 17 내지 240 g/m2(약 0.5 내지 7.0 osy) 범위이다. 게다가, 플리팅 밀도(pleating density)는 주름진 부직 재료의 주름 밀도와 동일한 범위로서, 2.54 cm(1 인치) 당 0.5 플리트 내지 2.54 cm(1 인치) 당 4 플리트를 포함한다. 주름진 부직 재료의 경우에서처럼, 이 실시양태의 구조는 열성형 동안 부직 재료를 이루는 섬유의 재융합에 의해 또한 초 레질리언스하게 된다.
도 2b는 교호 성분 (12)가 플리트 내에 배치된, 본 발명에 따른 플리트 부직 재료의 변형을 나타낸다. 적당한 교호 성분 (12)로는 서지재, 분배재, SAP, 플러프, 섬유상 SAP, 냄새 제어 장치, 건조제, 또는 다른 열성형 구조물이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 중앙 플리트에서, 이미 열성형된 이중 "C" 폴드 (18) 또는 "M" 접힌 재료 (17)은 직물의 레질리언시를 좀더 증가시키기 위해 첨가될 수 있다. 본 발명의 부직 재료의 단지 일부가 열성형되는 것은 본 발명의 범위 내이다. 예를 들어, 충전제 재료 (12)가 사실상 열성형될 경우, 봉우리 (10)을 형성하는 플리트는 열성형될 필요가 없다. 이외에, 플리트는 열성형되고 충진제 재료는 열성형될 필요가 없을 수 있다.
플리트 내에 배치된 교호 성분 이외에, 열성형된 부직 재료에 유용성을 제공하는 플러프, SAM 분배재, 및 임의의 다른 성분과 같은, 도 2d에 나타낸 바와 같은 활성 입자 (20)을 봉우리 (10)의 표면에 열성형할 수 있다. 도 2a에 나타낸 바와 같이 이러한 성분 (21)은 또한 봉우리 (10) 사이에 배치될 수 있다. 이들 시스템은 실질적으로 보다 빠른 흡입 속도를 제공하고, 누출을 감소시키며, 사용시 보다 양호한 밀착감 및 안락감을 제공한다. 이들 시스템은 또한 배설물 샘 방지를 위해 적당하다.
도 2c는 폴드 (15), (16)이 본질적으로 반원 봉우리를 형성시키는 방식으로 제조된, 본 발명의 열성형된 부직 재료의 또다른 실시양태를 나타낸다. 이 실시양태의 반원 봉우리 (10)은 충전제 재료 (12)를 보유하는데 적당하고 반원 봉우리 (10)의 형성에 사용되는 부직 재료와 동일한 종류의 재료에 의해 또는 연속 공정에서 바닥 표면상에 분무되는 멜트브로운 또는 용융분무 재료로 바닥 (22) 상에 폐쇄될 수 있다.
도 2d는 도 1d에 나타낸 주름진 실시양태에 상응하는 플리트 부직 재료의 한 실시양태를 나타낸 것으로 평탄한 지역 또는 밸리 (13)은 인접한 봉우리 (10) 사이에 배치된다. 유사하게, 도 2e는 도 1e에 나타낸 주름진 부직 재료의 천공 변형에 상응하는 본 발명의 플리트 열성형된 부직 재료의 천공 실시양태를 나타낸다.
도 1a 내지 1e 및 2a 내지 2e에 나타낸 열성형된 부직 재료의 모든 구조물은 봉우리 사이의 배설물 샘 방지, 즉 평탄한 지역 (13)에 배설물을 함유하게 한다. 봉우리 (10)이 도 2a에 나타낸 실시양태에서처럼, 충분하게 근접한 경우, 예를 들어, 배설물은 시각으로부터 감추어지거나 음폐될 수 있어 용이하게 정화 및 기저귀 제거될 수 있다. 게다가, 도 2e에 나타낸 천공 실시양태를 사용하면 배설물에서 탈수되므로, 그로 인해 분리가 촉진된다. 본 발명의 열성형된 부직 재료는 불활성물로 또는 전장 라이너로서 작용할 수 있다.
본 발명의 열성형된 부직 재료 구조물을 사용한 라이너 재료의 증가된 표면적에 의해 측면에서의 누출이 상당히 감소된다. 유체는 봉우리 사이의 공간으로 흐르고, 그로 인해 유체가 라이너에서 흘러나오는 경향이 감소되거나 또는 제거된다.
본 발명의 초 레질리언스하게 열성형된 부직 재료에 관련하여 사용되는 추가의 입체 형상이 도 3a 내지 3i에 나타내져 있다. 이들 형상들은 누출 감소, 배설물 누출 감소, 배설물 분리, 배설물 샘 방지, 서지 기능성 및 잠재적으로 피부 건강 중 2개 이상의 기능이 모두 있다. 도 3a 내지 3b는 주름이 봉우리 (10) 및 골 (11)에 의해 한정되는 웨이브인 주름진 부직 재료의 한 형상을 나타낸다. 이 구조물이 라이너 재료로서 이용될 경우, 골 (11)을 통해 유체가 흐름으로써 측면 누출 방지를 제공할 수 있다. 구조물은 신체를 향한 직물의 증가된 표면적에 의해 보다 빠른 흡입 속도를 제공한다.
도 3b는 주름이 오목한 주름진 웨이브형 구조물을 나타낸다. 재료의 외부 변두리 상의 보다 큰 주름/웨이브형은 유체 흐름에 대한 차단막으로서 작용하여 측면 누출 방지를 돕는다. 게다가, 이 구조물은 골 (11)을 통해 배설물이 또한 흐를 수 있다. 따라서, 다수의 기능이 이 실시양태에 의해 제공된다. 도 3c는 더욱 종래의 주름진 재료에 대한 유사한 오목한 구조물을 나타낸다. 도 3d 내지 3e는 평탄한 지역 (13)이 봉우리 (10) 사이에 배치된, 도 1d에 나타낸 구조물에 상응하는 구조물을 나타낸다. 도 3에 나타낸 실시양태는 봉우리 (10)의 높이가 구조물의 외각 테두리에 비해 구조물의 중심을 향할수록 좀더 낮은, 도 3d에 나타낸 실시양태의 오목한 변형이다.
도 3f 및 3g는 평탄한 지역 또는 이랑 (13) 내에 배설물이 봉입될 수 있는 나무형 구조를 나타낸다. 소변 및 배설물의 측면 누출이 감소되며, 특히 재료의 외각 테두리를 따라 있는 나무형상은 재료의 중심을 향한 것 보다 높다.
마지막으로, 도 3h 내지 3i는 구조물 내에 깊은 커낼(canal)에서 배설물을 함유하며 피부로부터 분리시키는데 사용될 수 있는, 강연도에 따라 좌우되는, 루프형 구조물을 나타낸다. 플러프 및 SAP, 분배재, 냄새 제어 장치 등을 포함하는 추가의 기능 재료가 루프와 같은 골 내에 위치하고 봉입되어 배설물 제어 및 소변 누출 제어가 있는 통합 흡수 시스템을 제공할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같은 본 발명의 또다른 실시양태에 따라, 열성형된 부직 재료는 봉우리 (10) 사이에 배치된 골 (11)이 있는 다수의 봉우리 (10)을 포함한다. 봉우리 (10)은 다수의 노치 (25)를 형성하고 그로 인해 점성 유체, 예를 들어 흐르는 경향이 있는 배설물의 보다 양호한 처리가 제공된다. 노치 (25)는 충분하게 흐르는 경향이 있는 배설물이 모든 골 (11) 내로 흐르게 한다.
본 발명에 따른 열성형된 2성분 입체 섬유 부직 재료의 제조 방법은 구조 섬유 성분 및 열-활성화 접착제 성분을 기본 중량이 약 17 내지 240 g/m2(약 0.5 내지 7.0 osy) 범위인 부직웹으로 성형하는 것을 포함한다. 이어서 부직웹을 구조 섬유 성분을 용융시킴 없이 열-활성화 접착제 성분을 용융시키기에 충분한 온도로 가열하여 부직웹을 유연하게 만든다. 이어서 유연한 부직웹을 성형하여 골에 의해 서로 분리된 다수의 봉우리가 있는 성형웹을 형성한다. 성형웹을 이어서 냉각시켜 용융된 열-활성화 접착제 성분을 고화시킨다.
본원에서 개시된 실시양태가 곧 바람직한 것으로 생각하겠지만, 다양한 변형 및 개선이 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어남 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허 청구 범위로 나타내며, 동등물의 의미 및 범위 내에 있는 모든 변형은 청구 범위에 포함된다.

Claims (40)

  1. 다수의 내부로 향하는 제1 및 제2 폴드(fold) 쌍으로 정의되는 플리트(pleat) 형태인 봉우리(peak)의 주름 패턴을 형성하는 로프티 2성분 재료층을 포함하는 열성형된 2성분 입체 섬유 부직 재료이고, 상기 봉우리는 골(channel)에 의해 서로 분리되고 약 17 내지 240 g/m2(약 0.5 내지 7.0 osy) 범위의 기본 중량을 가지며, 상기 2성분 층은 구조 성분 및 열성형에 적당한 열활성화 접착제 성분을 포함하는 것인 부직 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구조 성분이 섬유-형성 열가소성 중합체를 포함하는 것인 부직 재료.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열가소성 중합체가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 열가소성 탄성체(elastomer), 플루오로중합체, 비닐 중합체, 및 이들의 블렌드 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 부직 재료.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구조 섬유 성분이 스폰본드 섬유인 부직 재료.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구조 섬유 성분이 스테이플 섬유인 부직 재료.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접착제 성분이 구조 성분의 용융 온도보다 낮은 용융 온도를 가진 고온 용융 접착제인 부직 재료.
  7. 제1항에 있어서, 상기 구조 성분 및 상기 열-활성화 접착제 성분이 복합 섬유인 부직 재료.
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  10. 제1항에 있어서, 플러프, SAP, 섬유상 SAP, 냄새 제어 성분, 분배재 및 서지재로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 추가 성분을 더 포함하는 부직 재료.
  11. 제10항에 있어서, 상기 1종 이상의 추가 성분이 상기 주름진 로프티 2성분 재료층의 봉우리 내에 배치된 것인 부직 재료.
  12. 제10항에 있어서, 상기 1종 이상의 추가 성분이 열성형에 적당한 재료를 포함하는 것인 부직 재료.
  13. 제1항에 있어서, 상기 봉우리의 높이가 약 1.27 cm(1/2 인치) 내지 5.08 cm(2 인치) 범위내에서 가변적인 부직 재료.
  14. 제1항에 있어서, 상기 봉우리 사이의 거리가 약 0.16 cm(1/16 인치) 이상인 부직 재료.
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  19. 제1항에 있어서, 상기 플리트(pleat)의 플리팅 밀도가 1 cm 당 약 0.2 플리트 내지 1.6 플리트인 부직 재료.
  20. 제1항에 있어서, 상기 봉우리들이 다수의 슬릿 형태의 구멍을 포함하는 것인 부직 재료.
  21. 제1항에 있어서, 상기 재료에 젖음성을 부여하는 계면활성제를 더 포함하는 부직 재료.
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  39. 제1항 내지 제7항, 제10항 내지 제14항 및 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항의 부직 재료를 포함하는 액체 흡수 라이너 재료.
  40. 구조 섬유 성분 및 열-활성화 접착제 성분을 기본 중량이 약 17 내지 240 g/m2(약 0.5 내지 7.0 osy) 범위인 부직웹으로 성형하는 단계,
    상기 부직웹을 가열하여 상기 구조 섬유 성분의 용융 없이 상기 열-활성화 접착제 성분을 용융시켜 상기 부직웹을 유연하게 하는 단계,
    상기 유연한 부직웹을 성형하여 다수의 내부로 향하는 제1 및 제2 폴드(fold) 쌍을 형성함으로써 골(channel)에 의해 서로 분리된 봉우리(peak)의 주름 패턴을 갖는 성형웹을 형성하는 단계,
    상기 성형웹을 냉각시켜 상기 용융된 열-활성화 접착제 성분을 고화시키는 단계
    를 포함하는, 제1항 내지 제7항, 제10항 내지 제14항 및 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항의 부직 재료를 제조하는 방법.
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