KR100541894B1 - 컨버팅이 용이한 초경량 부직포 - Google Patents

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타이 제이. 스톡스
레베카 더블유. 그리핀
제이 에스. 슐츠
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 기본 중량이 13.56 g/m2(0.40 osy) 미만이고 개별 섬유 또는 필라멘트의 섬유 구조를 갖는 부직웹을 포함하는, 다양한 개인 위생 제품을 형성하기 위한 외장 직물로서 유용한 초경량 부직물에 관한 것이다. 접합 영역의 패턴이 웹의 표면 상에 형성되어, 웹은 10% 종방향 신장률에서의 부직웹의 포이즌 비에 부직웹의 기본 중량을 곱함으로써 계산되는, 40.69 g/m2(1.20 osy)·PR 이하인 계수로 특징지어지는 치수 안정성을 가진다. 접합 영역은 연속적일 수 있거나 또는 불연속적일 수 있다.
초경량 부직포, 웹, 치수 안정성, 포이즌 비, 접합 영역, 점 접합, 연속 접합, 개인 위생 제품, 신장률, 스펀본드, 멜트블로운

Description

컨버팅이 용이한 초경량 부직포{Ultralight, Converting Friendly, Nonwoven Fabric}
본 발명은 천 유사 적층물 상에 베니어(veneer) 또는 외장(facing)으로서의 기능을 하는 적절한 강도 및 심미성을 소유하는 초경량 부직포에 관한 것이다. 본 발명의 외장은 기저귀와 같은 흡수성 개인 위생 제품에 사용될 수 있다.
경량 부직물은 흡수 및 장벽 적층 제품에 외부 외장을 제공하기 위해 종종 사용된다. 이러한 부직물의 예로는 스펀본드, 멜트블로운 및 카디드 웹 부직물이 있다. 이러한 웹은 언더패드 및 기저귀와 같은 흡수 제품에서 신체측 외장을 형성할 수 있다. 외장은 기저귀와 같은 개인 위생제품용 내부 커버스톡(coverstock)을 형성하는 기능을 수행한다.
기저귀에서, 외장은 유아 피부와 기저귀의 흡수 물질 사이에 배치되는 라이너이다. 그와 같은 입장에서, 라이너의 기능은 유체가 유아 피부로부터 가능한 한 신속히 흡수되어 없어지도록 흡수 물질에 의해 흡수될 유체에 대해 투과성이어야 한다. 이들 외장은 이들 제품에서 흡수 물질 상에 내마모성이나 천 유사 베니어를 제공한다. 또한, 스펀본드 외장은 킴벌리-클라크(Kimberly-Clark)의 크류(CREW 등록상표) 상표의 실내용 와이퍼와 같은 제품에 사용된다. 이들 특정 와이퍼에서는 제품에 내마모성 및 천 유사 촉감을 부여하는 스펀본드 외장과 함께 멜트블로운 코어에 의해 흡수성이 제공된다.
스펀본드-멜트블로운-스펀본드 (SMS) 장벽 직물은 크류(등록상표) 상표의 와이퍼에서 외장과 동일한 기능을 획득하기 위하여 스펀본드 외장을 사용한다. 카디드 또는 스펀본드 웹은 장벽 상에 천 유사 베니어를 제공하기 위하여 필름 장벽과 함께 종종 사용된다. 이러한 필름 장벽의 예로는 수술시 사용되는 메이요 스탠드(Mayo stand) 및 배면 테이블 커버 및 개인 위생 제품용 외부 커버가 있다.
상술한 외장은 가구 제조시 사용되는 목재 베니어와 다소 유사하다. 베니어 가구의 제조에서처럼, 가능한 경량의 베니어를 사용하는 것이 가격 측면에서 바람직하다. 일회용 제품에서 재료를 덜 사용하는 또다른 잇점은 이러한 제품을 폐기할 때 쓰레기가 줄어든다는 것이다.
기저귀와 같은 개인 위생 제품을 제조하는 기계는 다수의 웹을 연속적으로 가공하여야 한다. 이러한 가공은 산업적으로 "컨버팅(converting)"이라 공지되어 있다. 기계의 대량 생산 라인은 한 웹 상부에 다른 웹을 위치 조정하고, 위치 조정된 웹을 맞붙이고, 위치 조정된 웹을 아교처리하고, 위치 조정된 웹을 접합시키고, 접합된 웹을 목적하는 형상으로 재단하는 다양한 작업을 포함한 컨버션(conversion)을 수행한다. 이러한 적층 공정은 SMS의 제조의 경우 다른 기재로의 전체 접합 적층물용 외장의 펼침, 개인 위생 제품의 흡수층 상에 주변 접합 적층을 위한 제품 컨버팅 기계로의 펼침을 포함할 수 있다.
이들 다양한 컨버팅 작업을 수행하는 동안, 웹은 롤 둘레에 당겨져 감겨야 하고 다른 방식으로 종방향(MD) 및 횡방향(CD) 둘다로 신장시켜야 한다. 하나 이상의 웹이 이러한 공정 동안 파괴되는 경우, 이러한 파괴는 기계의 여러 스테이션을 오염시키는 경향이 있을 것이고 오염을 청소하여 기계를 재가동시킬 수 있을 때까지 생산은 중지될 것이다. 따라서, 이러한 컨버팅 작업에서 사용되는 웹의 강도는 빈번한 파괴없이 이러한 가공을 견디도록 적절하여야 한다.
또한, 소비자가 미적으로 마음에 들어하는 제품을 형성하기 위하여 각 웹은 아교처리, 접합 및 재단과 같은 작업이 적절히 수행될 수 있도록 다른 웹과의 위치를 여전히 유지하면서 상기와 같은 신장을 겪을 수 있어야 한다. 따라서, 웹은 가공 동안 영구적인 변형을 견딜 수 있는 적절한 치수 안정성을 가져야 한다. 예를 들어, 웹은 웹이 종방향으로 신장될 때 "넥-인(neck-in)"되는 경향을 견딜 수 있는 적절한 치수 안정성을 가져야 한다. 일반적으로 "넥-인"되는 직물은 그들이 제품으로 컨버팅될 때 종방향으로 더 길어지고 횡방향으로 더 짧아져 뒤틀릴 것이다.
상술한 바와 같이, 경량의 웹은 그들이 제품의 전체 중량 및 외장을 위해 필요한 재료의 양을 감소시킬 수 있어, 전체 제품의 가격을 낮추므로 바람직하다. 보다 가벼운 것이 바람직하지만, 공지되어 있는 천 유사 부직물은 그의 중량이 감소될 때 치수 안정성을 잃어 버린다. 특히, 그들이 컨버팅 공정 동안 펼쳐지고 연신될 때 횡방향으로 넥-인되는 경향이 있다. 넥-인에 대한 외장의 상기 경향은 공정 제어, 특히 완성된 적층물의 외장의 목적하는 너비를 달성하기 어렵게 한다.
넥-인 문제에 대한 한 해결책은 외장에서 접합 정도를 증가시키는 것이다. 또다른 가능한 해결책은 전형적인 점 접합을 섬유 전체 내부접합으로 변화시키는 것이다. 나일론 스펀본드(세렉스(Cerex) 등록상표) 및 폴리에스테르 스펀본드(리메이(Reemay) 등록상표)는 경량으로 이용할 수 있고 치수적으로 안정적이다. 이들 제품에서, 접합은 일반적으로 각 섬유 대 섬유 접촉점에서 발생하여, 치수 안정성을 제공한다. 아모코(AMOCO)로부터 시판되는 폴리올레핀 스펀본드 물질은 또한 이들 특성을 가진다. 목적하는 치수 안정성을 획득하는 반면, 이들 물질은 대부분의 개인 위생 제품 외장에 대해 요구되는 천 유사 촉감을 부여하는 데 필요한 표면 섬유 유동성이 없다.
이전에는, 인장 강도 및 치수 안정성의 상술된 요건은 외장에 대해 약 13.56 g/m2(약 0.40 oz/yd2(osy)) 보다 가벼운 웹을 사용하지 못하게 하였다. 13.56 g/m2(0.40 osy) 보다 가벼운 웹은 요구되는 인장 강도 및(또는) 치수 안정성이 결핍되어 "용이한 컨버터(converter friendly)"로 고려되지 않는다. 용이한 컨버터가 아닌 웹은 현재 상업용 제품으로 이용될 수 있으나, 그의 치수 안정성은 컨버팅 공정에서 상당한 폐기물 생성 및 중단 시간 없이 그들을 제품으로 컨버팅하기에는 불충분하다.
<본 발명의 목적 및 요약>
본 발명의 목적은 외장을 형성하는 데 이용될 수 있는 경량의 부직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 개인 위생 제품 또는 적층물과 같은 다른 제품에 경량의 부직물로 형성된 외장을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 기본 중량이 약 13.56 g/m2(약 0.40 osy) 미만이고 개인 위생 제품 또는 적층물과 같은 다른 제품의 외장을 형성하기에 적합한 초경량 부직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적 및 잇점은 하기 설명에서 일부 설명할 것이며, 설명으로부터 일부 명백해지거나, 또는 본 발명의 실시를 통해 알게 될 것이다. 본 발명의 목적 및 잇점은 첨부된 청구 범위에서 구체적으로 지적한 수단 및 조합물을 통해 실현되고 달성될 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 그리고 본 발명의 의도에 따라, 본원에서 구체적으로 그리고 광범위하게 기술한 바와 같이, 초경량 부직웹은 보다 무거운 직물의 치수 안정성과 필적하는 치수 안정성이 제공되고 나타난다. 적층 또는 컨버팅 동안 넥-인을 견디는 초경량 부직 외장은 표면 섬유 유동성을 제공하여 천 유사 촉감이 있는 물질을 유발한다. 외장은 흡수 제품에서의 용도를 위한 습윤성 또는 장벽 제품에서의 용도를 위한 비습윤성일 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 기본 중량이 13.56 g/m2(0.40 osy) 미만이고 연속 접합 패턴 또는 고밀도 불연속 접합 패턴을 사용한 부직웹에 관한 것이다. 연속 접합 패턴은 개별 불연속 핀점 접합과 대조적으로 웹의 캘런더링으로부터 연속적인 패턴의 접합 영역이 수득되도록 생성된다. 고밀도 불연속 접합 패턴은 복수의 핀점 접합, 일반적으로 62개 핀점/cm2(400개 핀점/인치2) 이상의 핀 밀도가 생성된다.
본 발명의 초경량 물질은 일반적으로 신장 동안 그의 형상을 유지할 것이며 변형 하에서 실질적인 "넥-인"이 나타나지 않을 것이다. 본 발명의 초경량 직물은 이러한 "넥-인"을 최소화하고 훨씬 더 무거운(기본 중량이 13.56 g/m2(약 0.40 osy) 보다 큰) 직물에 필적하는 치수 안정성을 가진다.
본 발명의 직물은 본원에서 그 전문을 참고 문헌으로 인용한 파이크(Pike) 등의 미국 특허 제5,418,045호에 개시되어 있는 바와 같은 멜트블로운, 스펀본드, 2성분 및 권축 섬유를 포함한 다양한 유형의 섬유로부터 제조될 수 있다. 본 발명의 초경량 직물은 기저귀, 용변 훈련용 바지, 요실금 가먼트, 생리대와 같은 여성 보건 제품, 붕대 등과 같은 일회용 개인 위생 흡수용품 뿐만 아니라 수술용 가운, 드레이프, 멸균 랩 등과 같은 다양한 흡수 및 장벽 의료 분야 제품에서 라이너 및 외장 물질을 위해 사용될 수 있다. 게다가, 탄성 및 필름 적층물과 같은 다양한 적층물, 외부 커버, 옆판, 기저귀 이어(diaper ears), 흡수성 라이너, 와이퍼 및 스펀본드-멜트블로운-스펀본드 물질과 같은 다양한 다른 제품에서 본 발명을 이용할 수 있다.
본원에 포함되고 일부를 이루는 첨부된 도면은 본 발명의 일 실시양태를 예시하고 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
본 발명의 최상의 방식을 포함한 본 발명의 완전한 그리고 권리를 부여하는 개시는 첨부된 도면에 대한 참조를 포함하여 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 당업계의 숙련자에게 설명된다.
도 1은 본 발명의 패턴 비접합 부직포의 상부도이다.
도 2는 도 1의 패턴 비접합 부직포의 단면의 측면도이다.
도 3은 불연속적인 접합 패턴을 갖는 부직포의 또다른 실시양태의 상부도이다.
도 4는 본 발명의 패턴 비접합 부직포를 제조하기 위한 공정 및 장치의 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 4의 공정 및 장치에 따라 사용될 수 있는 패턴 롤의 부분 사시도이다.
도 6은 흡수성 코어를 피복하는 라이너 또는 외장을 이루는 본 발명의 직물이 있는 일회용 기저귀의 사시도이다.
도 7은 소정의 섬유 크기(데니어) 및 소정의 직물 기본 중량(g/m2(osy))에서 다양한 패턴의 비접합 패턴 직물의 포이즌(Poisson) 비를 나타내는 그래프이다.
도 8은 소정의 섬유 크기(데니어) 및 소정의 직물 기본 중량(g/m2(osy))에서 다양한 패턴의 비접합 패턴 직물 및 다양한 대조용 직물의 포이즌 비를 나타내는 그래프이다.
도 9는 소정의 섬유 크기(데니어) 및 소정의 직물 기본 중량(g/m2(osy))에서 다양한 불연속 접합 패턴 직물의 포이즌 비를 나타내는 그래프이다.
도 10은 소정의 섬유 크기(데니어) 및 소정의 직물 기본 중량(g/m2(osy))에 서 다양한 불연속 접합 패턴 직물 및 다양한 대조용 직물의 포이즌 비를 나타내는 그래프이다.
도 11은 소정의 섬유 크기(데니어) 및 소정의 직물 기본 중량(g/m2(osy))에서 다양한 패턴 비접합 직물, 다양한 불연속 접합 패턴 직물 및 다양한 대조용 직물의 포이즌 비를 나타내는 그래프이다.
<바람직한 실시양태의 상세한 설명>
본 발명의 실시양태를 이제 자세히 언급할 것이며, 그의 하나 이상의 예를 첨부된 도면에서 예시한다. 각 예는 본 발명을 설명하기 위하여 제공한 것이지, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 사실, 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어남없이 본 발명에서 다양한 변경 및 변형이 행해질 수 있다는 것은 당업계의 숙련자들에게는 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시양태의 일부로서 예시되거나 또는 기술된 특징이 다른 실시양태에서 사용되어 또다른 실시양태를 만들어 낼 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 변경 및 변형을 첨부된 특허 청구 범위 및 그의 동등물로 포함시키는 것을 의도한다. 동일한 부호는 도면 및 설명 전반에서 동일한 성분에 부여된다.
정의
"스펀본디드 섬유"는 압출되는 필라멘트의 직경을 가지며 그 후 급격히 감소하는 직경을 갖는, 다수의 미세한, 일반적으로는 원형인 방사구의 모세관으로부터 용융된 열가소성 물질을 필라멘트로서 압출함으로써 형성된 작은 직경의 섬유를 가 리킨다. 스펀본디드 섬유의 예는 아펠(Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호, 도르쉬너(Dorschner) 등의 미국 특허 제3,692,618호, 마쯔끼(Matsuki) 등의 미국 특허 제3,802,817호, 키니(Kinney)의 미국 특허 제3,338,992호, 키니의 미국 특허 제3,341,394호, 하트만(Hartman)의 미국 특허 제3,502,763호 및 도보(Dobo) 등의 미국 특허 제3,542,615호에 기재되어 있다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속적이고, 7 ㎛보다 큰 (10개 이상의 시료로부터의) 평균 직경, 특히 약 10 내지 40 ㎛의 평균 직경을 갖는다. 또한, 섬유는 비통상적인 형상의 섬유가 기재되어 있는, 호글(Hogle) 등의 미국 특허 제5,277,976호, 힐스(Hills)의 미국 특허 제5,466,410호, 라그만(Largman) 등의 미국 특허 제5,069,970호, 및 라그만 등의 미국 특허 제5,057,368호에 기재된 것과 같은 형상을 가질 수 있다.
"멜트블로운 섬유"는 다수의 미세한, 일반적으로는 원형인 다이 모세관을 통해 용융된 열가소성 물질을 용융된 쓰레드 또는 필라멘트로서 집중하는 고속, 일반적으로는 고온 기체(예를 들어, 공기) 스트림내로 압출시킴으로써 용융된 열가소성 물질의 필라멘트를 가늘게 하여 미세섬유 직경일 수 있는 직경으로 감소시킴으로써 형성되는 섬유를 가리킨다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고, 수집 표면상에 퇴적시켜 불규칙하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 그러한 방법은 예를 들어 분틴(Buntin) 등의 미국 특허 제3,849,241호에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속 또는 불연속 미세 섬유이고, 일반적으로 평균 직경이 10 ㎛보다 적다.
"복합 섬유(conjugate fiber)"는 별도의 압출기로부터 압출되나 함께 방사되 어 한 섬유를 형성하는 2종 이상의 중합체 공급원으로부터 형성된 섬유를 가리킨다. 복합 섬유는 때때로 또한 다성분 또는 2성분 섬유로서 언급된다. 복합 섬유는 단일성분 섬유일 수 있으나 중합체는 일반적으로 서로 상이하다. 중합체를 복합 섬유의 단면적을 가로질러 실질적으로 일정하게 위치된 구분된 대역내에 배열되어 있으며, 복합 섬유의 길이를 따라 연속적으로 연장되어 있다. 그러한 복합 섬유의 배열은 예를 들어 한 중합체를 또다른 중합체가 둘러싸고 있는 시쓰/코어 배열일 수 있거나 또는 병렬식 배열, 파이 배열 또는 "해중도" 배열일 수 있다. 복합 섬유는 가네꼬(Kaneko) 등의 미국 특허 제5,108,820호, 스트락(Strack) 등의 미국 특허 제5,336,552호 및 파이크 등의 미국 특허 제5,382,400호에 교시되어 있다. 2성분 섬유의 경우, 중합체는 75/25, 50/50, 25/75 또는 임의의 다른 목적하는 비로 존재할 수 있다. 또한 섬유는 비통상적인 형상을 갖는 섬유를 기재하고 있는, 호글 등의 미국 특허 제5,277,976호, 라그만 등의 미국 특허 제5,069,970호 및 라그만 등의 미국 특허 제5,057,368호에 기재된 것과 같은 형상을 가질 수 있으며, 상기 문헌은 본원에서 그 전문이 참고 문헌으로 인용된다. 복합 섬유를 형성하는데 유용한 중합체는 다양한 폴리올레핀, 나일론, 폴리에스테르 등을 포함하는, 스펀본딩 및 멜트블로잉 공정에 통상적으로 사용되는 중합체를 포함한다.
"2구성성분 섬유"란 동일한 압출기로부터 블렌드로서 압출된 2종 이상의 중합체로부터 형성된 섬유를 가리킨다. 2구성성분 섬유는 섬유의 단면적을 가로질러 비교적 일정하게 위치한 별개의 대역에 배열된 다양한 중합체 성분을 가지지 않고, 다양한 중합체는 보통 섬유의 전 길이를 따라 연속적이지 않으며, 대신에 불규칙하 게 시작하고 끝나는 피브릴 또는 프로토피브릴을 형성한다. 2구성성분 섬유는 때때로 다구성성분 섬유라고도 한다. 이러한 일반적인 유형의 섬유는, 예를 들어 게스너(Gessner)의 미국 특허 제5,108,827호에 논의되어 있다. 2성분 및 2구성성분 섬유는 또한 맨슨(John A. Manson) 및 스펄링(Leslie H. Sperling)의 문헌[Polymer Blend and Composites, 판권 1976, 플레넘 출판사(Plenum Publishing Corporation)의 자회사인 플레넘 프레스(Plenum Press), 뉴욕, IBSN 0-306-30831-2, pp.273-277]에 논의되어 있다.
"본디드 카디드 웹"이란 스테이플 섬유를 분리 또는 산산이 흩어뜨리고 종방향으로 정렬시켜 일반적으로 종방향-배향 섬유성 부직웹을 형성하는 콤빙 또는 카딩기를 통과시키는 웹을 가리킨다. 이러한 섬유는 대개 베일로 구매되어 카딩기 전에 섬유를 분리시키는 오프너/블렌더 또는 피커에 놓여진다. 일단 웹이 형성된 후, 1종 이상의 공지된 여러 접합법에 의해 접합된다. 이런 접합법 중 하나가 분말성 접착제를 웹 전체에 분포시킨 후, 대개 뜨거운 공기로 웹 및 접착제를 가열하여 활성화시키는 분말 접합이다. 다른 적합한 접합법는, 웹은 원할 경우 그의 전체 표면을 가로질러 접합될 수 있지만 대개는 국소화된 접합 패턴으로, 섬유들을 서로 접합시키는데 가열 캘런더 롤 또는 초음파 접합 장치를 이용하는 패턴 접합이다. 특히 2성분 스테이플 섬유를 사용할 때, 또 다른 적합하고 널리 공지된 접합 방법에는 통기 접합이 있다.
"에어레잉(Airlaying)"은 섬유 부직층을 형성할 수 있는 공지된 방법이다. 에어레잉 공정에서, 약 3 내지 약 19 밀리미터의 전형적인 길이를 갖는 작은 섬유 의 다발을 분리하고 공기 공급 장치로 보내진 후, 대개 진공 공급 장치의 보조로 형성 스크린 위에 부착된다. 그 후, 불규칙하게 부착된 섬유는 예를 들어 뜨거운 공기 또는 분무 접착제를 사용하여 서로 접합된다.
본원에서, 통기 접합이란 웹 섬유를 형성하는 중합체 중 하나를 용융시키기에 충분히 뜨거운 공기를 웹으로 통과시키는, 2성분 섬유 부직웹의 접합 방법을 뜻한다. 공기 속도는 30.48 내지 152.4 m/분(100 내지 500 피트/분)이며, 체류 시간은 6초 정도일 수 있다. 중합체를 용융하고 재고화시켜 접합시킨다. 통기 접합은 다양성이 비교적 제한되며, 통기 접합은 접합을 달성하기 위해서는 적어도 한 성분을 용융시키는 것이 필요하므로 복합 섬유처럼 2가지 성분을 갖는 웹 또는 저융점 섬유 또는 점착성 첨가제와 같은 개별 접착제를 포함하는 웹에 제한된다. 통기 접합기에서, 한 성분의 용융 온도보다는 높고 또 다른 성분의 용융 온도보다는 낮은 온도의 공기를 웹을 지지하고 있는 천공 롤러로 보낸다. 이와는 달리, 통기 접합기는 평평하게 배열되어 있을 수 있으며, 이때 공기는 웹에 수직 하향으로 웹 상에 보내진다. 두 형상 장치의 작동 조건은 유사하며, 접합 도중의 웹의 배치 형상이 주요한 차이점이다. 가열 공기는 보다 낮은 온도에서 용융되는 중합체 성분을 용융시킴으로써 필라멘트 사이에 접합을 형성시켜 웹을 통합한다.
본원에서, "패턴 비접합" 또는 "점 비접합"이란 복수의 개별 비접합 영역을 규정짓는 연속 접합 영역을 갖는 섬유 패턴을 의미한다. 이러한 패턴은 도면 1 및 2에 나타내져 있다. 개별 비접합 영역내의 섬유 또는 필라멘트는 각각의 비접합 영역을 에워싸거나 둘러싸고 있는 연속 접합 영역에 의해 치수적으로 안정된다. 비접합 영역은 특히 비접합 영역내의 섬유 또는 필라멘트의 사이에 공간이 있도록 고안된다.
본원에서, "불연속적 접합 패턴" 또는 "점 접합된" 또는 "점 접합"이란 연속적이지 않은 개별 접합 영역을 갖는 섬유 패턴을 의미한다. 점 비접합 패턴과는 달리, 점 접합 패턴은 비접합 영역에 의해 둘러싸인 복수의 분리된 접합 점을 갖는다.
미관상의 이유 뿐만 아니라 기능상의 이유로 캘런더 롤의 다양한 패턴이 개발되었으나, 이러한 패턴들은 통상적으로 하기에 정의된 바대로 본 발명에서 이용된 고밀도 불연속 접합 패턴을 유발하지 않을 것이다. 패턴의 한 예는 점들을 가지며, 한센(Hansen) 및 페닝스(Pennings)의 미국 특허 제3,855,046호(그 전문은 본원에서 참고 문헌으로 인용됨)에 교시된 바와 같은 한센 펜닝스 또는 "H&P" 패턴으로서, 약 30%의 접합 영역을 갖고, 약 31개 접합점/cm2(인치 제곱 당 약 200개 접합점)을 갖는다. H&P 패턴은 각각의 핀이 0.965 mm(0.038 인치)의 측면 치수를 갖고, 핀과 핀 사이 간격이 1.778 ㎜(0.070 인치)이고, 접합 깊이가 0.584 ㎜(0.023 인치)인 정방형 점 또는 핀 접합 영역을 갖는다. 생성된 패턴은 약 29.5%의 접합 영역을 갖는다. 다른 전형적인 점 접합 패턴은 0.94 mm(0.037 인치)의 측면 치수를 갖고, 핀과 핀 사이 간격이 2.464 ㎜(0.097 인치)이고, 접합 깊이가 0.991 ㎜(0.039 인치)인 정방형 핀을 갖는, 15%의 접합 영역을 형성하는 연장된 한센 페닝스 또는 "EHP" 접합 패턴이다. "714"로 명명되는 또 다른 전형적인 점 접합 패턴은 각각의 핀이 0.584 mm(0.023 인치)의 측면 치수를 갖고, 핀과 핀 사이 간격이 1.575 ㎜(0.062 인치)이고, 접합 깊이가 0.838 ㎜(0.033 인치) 인 정방형 핀 접합 영역을 갖는다. 생성되는 패턴은 약 15%의 접합 영역를 가진다. 다른 일반적인 패턴은 약 접합 영역이 16.9%인 C-스타 패턴이다. C-스타 패턴은 횡방향 막대 또는 별동별이 개재되어 있는 "코듀로이(corduroy)" 디자인을 가진다. 다른 일반적인 패턴은 접합 영역이 약 16%인 반복되고 약간 오프셋된 다이아몬드가 있는 다이아몬드 패턴 및 그 이름이 시사하듯이 예를 들어 창문 방충망과 같은, 접합 영역이 약 19%인 망상 패턴이다. 전형적으로, 접합 영역 %는 직물 적층 웹 면적의 약 10% 내지 약 30% 근처로 다양하다. 당업계에 널리 공지되어 있듯이, 스팟 접합은 각각의 층 내에 필라멘트 및 섬유를 접합하여 각 개별 층에 보존성을 부여할 뿐 아니라 적층들을 함께 유지시킨다.
본 명세서에 사용되는 용어, "고밀도 불연속 접합 패턴"은 전체 접합 밀도가 약 62 핀/cm2(약 400 핀/인치2) 이상인 불연속 접합 패턴이다.
본 명세서에서 사용되는 용어, "종방향" 또는 "MD"는 직물을 만드는 기계 상에서 생성되는 섬유의 길이 방향을 의미한다. "횡방향" 또는 "CD"라는 용어는 섬유의 너비, 즉, 일반적으로 MD에 수직인 방향을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 용어, "수치적으로 안정한"이란 컨버팅 작업을 할 때에 본원에서 기술된 넥-인과 같은 변형을 견디는 직물을 지칭한다. "수치적으로 안정한"은 상대적인 용어이며 특정 직물을 유사한 기본 중량 및(또는) 섬유 크기를 가진 기타 직물로부터 구별짓는다. 기술한 바와 같이 10% 종방향 신장률에서의 포이즌 비를 측정함으로써 수치 안정성을 정량적으로 정의한다.
시험 방법
하기의 방법은 사용하여 본원의 표에 나타낸 데이타를 수득하였다.
기본 중량: 본원에 기술된 다양한 물질의 기본 중량은 연방 시험 방법(Federal Test Method) 제191A/5041호로 측정하였다. 시료 물질의 시료 시편의 크기는 15.24 x 15.24 cm이었으며, 각각의 물질에 대해 3개의 수치를 내어 평균을 구했다. 기록된 값은 평균값이다.
데니어: "데니어"는 웹을 구성하는 섬유의 크기, 특히 섬유의 섬도의 단위이며, 필라멘트 9000 m의 g으로 측정된 질량이다. 이는 "데니어/필라멘트"를 의미하는 "dpf"로 나타낸다.
직물 두께: "12.7 cm(5 인치) 벌크 건조" 매개변수는 cm(인치)로 측정되며 직물의 두께의 측정이다. 텍스타일 직물의 두께는 지정된 압력 하에서 측정한 물질 표면의 상면 및 하면 사이 거리로 정의된다. 텍스타일 재료의 평균 두께는 보통 움직이는 평면이 지정된 압력 하에서 텍스타일 직물에 의해 평행한 표면으로부터 옮겨진 거리를 측정하여 결정한다. 이 과정에서, 직물의 10.16 cm x 10.16 cm(4" x 4") 시편의 두께를 12.7 cm x 12.7 cm(5" x 5") 루사이트 압판(lucite platen)이 장착된 다이얼 비교 측정기를 사용하여 측정한다. 압판의 중량, 추 부착 봉 및 부가된 추로 인해 적용된 압력은 182 ± 5 g(0.4 ± 0.01 lbs)이다(충분히 큰 시편을 사용할 수 없다면, 직경 2.54 cm(1")의 원형 접촉점으로 대체할 수 있으며, 이런 경우 시편 직경이 2.54 cm(1") 이상이어야 한다). 시편의 두께는 2.54/1000 cm(1/1000 인치) 근처까지 측정한다. 각 시료로부터 5개의 시편을 시험하고 그들의 평균을 계산한다.
공기 투과율: 공기 투과율은 직물의 공기에 대한 투과율의 측정이며, 직물을 통과하는 공기 m3/직물 m2/분(공기 ft3/직물 ft2/분)으로 측정한다. 이 시험 중에, 직물된 면적을 통해 흐르는 공기의 속도는 시험 면적에서 직물의 두 표면 사이의 상이한 규정된 압력을 유지하도록 조정한다. 이 유속으로부터, 직물의 공기 투과율을 평가한다. 이 시험을 실시하는 데 베닌거사(Benninger Corporation, 사우쓰 캘리포니아 스파이튼버그 소재)로부터 얻을 수 있는 텍스티스트 FX-3300 공기 투과율 측정기(Textest FX-3300 Air Permeability Tester)를 사용할 수 있다. 이 시험의 수행에 있어서, 대략 20.32 cm x 20.32 cm(8 인치 x 8 인치) 크기의 시편이 전형적으로 사용되겠지만, 최소 10.16 cm x 10.16 cm(4 인치 x 4 인치)보다 큰 다른 크기도 사용될 수 있다. 시편은 투과율 시험기의 시험 헤드에 고정되고 자동적으로 진공 펌프가 작동된다. 시험 시편의 공기 투과율은 선택된 측정 단위로 표시될 것이다(전형적으로는 m3/직물 m2/분(입방피트/직물의 평방 피트/분)).
컵 분쇄: 부직포의 연성은 "컵 분쇄" 시험에 따라 측정할 수 있다. 컵 분쇄 시험은 정속 연신 인장 시험기로 피크 하중(또한 "컵 분쇄 하중" 또는 단지 "컵 분쇄"라고도 부름) 및 에너지 단위를 측정하여 직물의 뻣뻣한 정도를 평가한다. 보다 뻣뻣한 물질은 보다 높은 피크 하중 수치를 나타낸다. 측정된 피크 하중은 대략 23 cm x 23cm의 직물 조각을 대략 6.5cm 직경 및 6.5cm 높이의 엎어진 컵으로 형상화하고, 이 컵 모양의 직물을 대략 6.5cm 직경의 실린더로 둘러싸 컵의 모양이 균일하게 변형되도록 유지한 상태에서 직경 4.5 cm의 반구상 풋으로 분쇄하는데에 필요한 하중이다. 풋 및 컵은 판독에 영향을 미칠 수 있으므로 컵의 벽과 풋이 접촉하지 않도록 정렬시킨다.
컵 분쇄 시험은 또한 시료를 분쇄하는데 필요한 전체 에너지 값(컵 분쇄 에너지")을 얻을 수 있다. 컵 분쇄 에너지는 시험 시작시부터 피크 하중점까지의 에너지, 즉, 한 축의 하중(g) 및 다른 축의 풋의 이동 거리(mm)에 의해 형성된 곡선 아래의 면적이다. 컵 분쇄 에너지는 따라서 g/mm(또는 파운드/인치)로 기록된다. 컵 분쇄 수치가 낮은 것이 보다 연성인 부직웹을 나타낸다.
컵 분쇄를 측정하는데 적합한 장치는 노쓰 캐롤라이나주 캐리 소재의 신테크 코포레이션(Sintech Corporation)의 제품인 정속 연신 시험기이다. 사용된 기계는 시험 시편 길이의 증가 속도가 시간에 대해 일정한 것이다.
드레이프: 물질의 "드레이프"는 굽힘 방식에서의 직물의 뻣뻣함을 나타낸다. 캔틸레버 (cantilever) 굽힘 시험은 직물의 캔틸레버 굽힘 원리를 이용하여 직물의 자체 중량하 굽힘 길이를 결정하기 위해 사용된다. 굽힘 길이는 직물이 자체 중량에 의해 굽어지도록 하는 방법에 의해 도시되는 바와 같이 직물 중량과 직물 뻣뻣함 사이의 상호작용을 측정하는 것이다. 시험의 수행시, 2.54 cm x 20.32 cm(1 인치 x 8 인치) 시편 10개 모두를 이들의 종방향에 평행한 방향으로 분 당 12.07 cm(4.75 인치)로 미끄러뜨려, 이들의 앞쪽 연부를 수평 표면의 연부 너머로 돌출시킨다. 자체 중량에 의해 팁과 플랫폼의 연부를 연결하는 직선이 수평 플랫폼과 41.5°각도가 되는 점까지 시편의 끝부분이 저하되었을 때, 돌출부의 길이를 측정한다. 돌출부가 더 길수록, 시편이 굽혀지는 것이 느려지고, 따라서 수치가 높을수록 뻣뻣한 직물임을 나타낸다. 2.54 cm x 30.32 cm(1 인치 x 8 인치)을 2.54 cm x 15.24 cm(1 인치 x 6 인치)대신 사용하는 것을 제외하곤, 사용된 방법은 ASTM 표준 시험 D 1388을 따른다. 시험에서 뉴욕 아미티빌 소재의 테스팅 머신 인크.(Testing Machines Inc.)의 제품인 캔틸레버 굽힘 시험기, 모델 79-10과 같은 장치를 사용한다. 폴리프로필렌-기재 물질 이외의 직물이 사용될 경우엔, ASTM 조건 또는 TAPPI 조건을 사용해야 한다. 또한, 5개 시편은 종방향으로 절단되어야 하고, 5개 시편은 횡방향으로 절단되어야 한다. 다양한 시편의 돌출부 길이를 시험기의 선형 스케일로부터 기록한다. 결과는 굽힘 길이로서 기록되며, 종방향의 시편은 횡방향의 시편과 구별해서 각각 기록해야 한다. 드레이프 뻣뻣함은 cm로 기록되며, 굽힘 길이를 2로 나눈 것이다.
10% MD 신장률에서의 포이즌 비 : "10% MD 신장률에서의 포이즌 비"는 직물의 치수 안정성을 측정하는 것이다. 포이즌 비가 더 낮을수록, 직물의 치수 안정성이 더 양호하다. 특히, 포이즌 비는 길이 변화에 대한 상대적인 너비 변화를 측정하는 것이다. 직물의 치수 안정성이 더 양호할수록, 직물이 컨버팅 공정 동안 "넥 인"될 경향이 적다. 포이즌 비는 하기 식에 의해 계산되는 단위가 없는 수이다.
비율=[(W0-W1)/W0]/[(L1-L0)/L0]
상기 식에서,
Figure 112000012430240-pct00001
W0는 초기 시료 너비 (전형적으로 75 mm 또는 3 인치)이고,
W1는 연장된 길이 L1에서의 시료 너비이고,
L0는 초기 시료 길이 (전형적으로 300 mm 또는 12 인치)이고, L0의 값은 최소한 W0 수치보다 4 배 더 크고,
L1은 소정의 연장에서의 시료 길이이다.
신테크(또는 인스트론 기계와 같은 유사한 장치)는 하기 설명되어 있는 시험을 수행하는 것을 필요로 한다.
1. 턱 (jaw) 간격이 300 mm 또는 12 인치인 경우, 시료 길이 (L0)는 시료 너비 75 mm 또는 3 인치 (W0)에서 최소 38 cm(380 mm 또는 15 인치)로 절단한다. 다른 턱 간격을 사용할 경우, 시료 너비는 턱 간격의 0.25 배 이하이어야 한다. 턱 면은 시료 너비 이상이어야 한다.
2. 선을 시료 중심을 따라 긋는다. 시료 너비는 이 선에서 0.50 mm 또는 0.02 인치의 정확도로 측정한다.
3. 시료 시편을 시료의 처짐 또는 연신이 최소가 되게 신테크 위의 턱 사이에 놓는다.
4. 초기 시료 너비 (W0)를 0.50 mm 또는 0.02 인치의 정확도로 측정하고 기 록한다. 초기 시료 너비 (또는 출발 턱 간격)도 또한 기록한다.
5. 턱 간격을 수동으로 연장시켜 시료 길이를 증가시킨다. 전형적으로, 이는 1% 연장 (즉, 300 mm에서 303 mm; 303 mm에서 306 mm; 306 mm에서 309 mm 등)의 단계로 최대 10% 이하로 연장한다.
6. 시료 너비를 제1 연장에서 0.50 mm 또는 0.02 인치의 정확도로 연장된 시료 길이 (현 턱 간격)와 함께 측정한다. 이를 모든 이후의 연장에 대해서 반복한다.
그랩 (Grab) 인장 시험: 그랩 인장 시험은 일방향 응력을 시킬 경우 직물의 절단 강도 또는 신장률 또는 변형률을 측정하는 것이다. 상기 시험은 당업계에 공지되어 있고, 연방 시험 방법 표준 191A의 방법 5100의 설명서에 따른다. "그랩 인장 피크 하중"은 kg으로 측정되고, 단일 방향, 전형적으로 직물의 횡방향 (CD) 또는 직물의 종방향 (MD)로의 정속 연신시킬 때 직물의 파열 전의 절단 하중이다. "그랩 인장 피크 변형률"은 파열 전의 직물의 신장률, 즉, 직물의 "연신성"을 단일 방향, 전형적으로 직물의 횡방향 (CD) 또는 직물의 종방향 (MD)로의 정속 연신시켜 측정하는 것이다. 용어 "신장률" 또는 "변형률"은 인장 시험 동안의 시편의 길이 증가를 의미하고, 백분률로 나타낸다. 숫자가 높을수록 더 강하고, 더욱 연신이 잘 되는 직물이라는 것을 나타낸다. 용어 "총 에너지"는 하중 대 직물의 신장률의 곡선 아래 면적으로서 중량-길이 단위로 표현된 총 에너지를 의미한다. "그랩 인장 피크 에너지"는 파열되기 바로 전의 총 에너지이다.
하기는 그랩 시험의 예이다. 이 그랩 시험 절차는 시편 길이의 속도가 시간에 따라 균일한 정속 연신(CRE) 인장 시험기를 사용하여 ASTM 표준 D-5034-92 및 D-5035-92 및 INDA 1ST 110.1-92와 거의 일치한다. 그랩 시험은 23 ±2 ℃(73.4 ±3.6 ℉) 및 50 ±5%의 상대 습도(RH)의 실험실 표준 분위기하에 수행한다. 일치하지 않는 경우에서는 허용 오차는 ±1℃(1.8℉) 및 ±2% RH이다. 컨디셔닝 요건을 충족할 수 없고 테이타가 여전히 작동에 대해 직접적인 보조일 수 있는 대조 시험과 같은 특별한 경우에서, 이들 대체 조건이 기록된다면 다른 컨디셔닝 절차를 사용할 수 있다. 물질은 시편이 주위 분위기와 본질적인 평형상태에 도달하도록 충분한 시간이 지난 후에서야 측정한다. 그랩 인장 강도 및 그랩 신장률에 대한 수치는 직물의 특정 너비, 일반적으로 102 ㎜(4 인치), 클램프 너비 및 정속 연신에서 수득한다. 시료는 클램프보다 넓어서 직물내에 인접한 섬유에 의해 기여되는 추가의 강도와 조합된 클램프 너비내에서의 효과적인 직물의 강도의 표본적인 결과를 제공한다. 100 mm(4 인치) 너비의 시편을 중심으로 연장 시험기, 예를 들어 76 ㎜(3 인치) 길이 평행 클램프가 있는, 인스트론 모델 TM(Instron Corporation(미국 02021 매사추세츠주 캔톤 워싱톤 스트리트 2500 소재) 제품) 또는 트윙-알버트 모델 인텔렉트 II(Thwing-Albert Model INTELLECT II) (Thwing-Albert Insrtument Co.(미국 19154 펜실바니아주 필라델피아 두톤 로드 10960 소재) 제품)의 턱에 고정시킨다. 이는 실제 용도에서 직물 응력 조건을 근접하게 모방한다. 힘을 시편이 절단될 때까지 적용한다. 절단력 및 시험 시편의 신장률에 대한 수치는 기계 눈금, 다이얼, 자기 기록 챠트, 또는 시험기와 인터페이스로 접속된 컴퓨터로부터 얻어진다. 그랩 시험 절차는 직물의 유효 강도, 즉 인접한 섬유로부터의 직물 보조와 함께 특정 너비의 섬유의 강도를 측정한다. 그랩 절차에 의해 측정되는 절단력은 턱 면 사이에 실질적으로 잡혀진 섬유의 강도의 반영이 아니며, 섬유 강도 측정과의 직접적인 비교에 사용될 수 없다. 또한, 섬유 보조량이 직물의 유형 및 구조 변수에 따라 달라지기 때문에 그랩 시험 및 스트립 시험 사이에 간단한 상관관계는 없다.
"스트립 인장 피크 하중"은 kg으로 측정되고 한방향, 전형적으로 직물의 횡방향(CD) 또는 종방향(MD)의 정속 연신에서 직물 스트립이 파열되기 전의 절단 하중이다. "스트립 인장 피크 변형률"은 파열 전의 직물 스트립의 신장률의 척도, 즉, 한방향, 전형적으로 직물의 횡방향(CD) 또는 종방향(MD)의 정속 연신에서 직물 스트립의 "신장성"이다. 하기는 스트립 시험의 예이다. 100 mm(4 인치) 너비 시편을 중심으로 인장 시험기의 턱에 탑재시키고, 힘을 시편이 절단될 때까지 적용한다. 시험 시편의 절단력 및 신장률에 대한 수치는 기계 눈금, 다이얼, 자기 기록 챠트, 또는 시험기와 인터페이스로 접속된 컴퓨터로부터 얻어진다. 스트립 시험 절차는 직물의 유효 강도, 즉 인접한 섬유로부터의 직물 보조와 함께 특정 너비의 섬유의 강도를 측정한다.
전형적인 일회용 개인 위생 흡수 용품에는 액체 투과성 신체측 라이너가 포함된다. 예를 들어, 도 6에서 보여주는 바와 같이, 기저귀 (60)는 액체 투과성 신체측 라이너 (64)를 포함한다. 본 발명의 다양한 부직포는 신체측 라이너 또는 외장 (64)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 신체측 라이너를 이루는 웹은 폴리올레핀 섬유와 같은 열가소성 섬유 등의 합성 섬유로 된 멜트블로운 또는 스펀본드 부직웹, 예를 들어 멜트-스펀 필라멘트, 스테이플 섬유, 멜트-스펀 다성분 필라멘트로 이루어질 수 있다.
섬유는 용어 "열가소성 중합체"가 열에 노출될 때 연해지고 주위 온도로 냉각될 때 원래 상태로 되돌아가는 장쇄 중합체를 의미하는 다양한 열가소성 중합체로부터 형성될 수 있다. 열가소성 물질의 예로는 폴리(비닐) 클로라이드, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리플루오로카본, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리(비닐) 알콜, 카프로락탐 및 상기 물질의 공중합체, 및 탄성체 중합체, 예를 들어 탄성 폴리올레핀, 코폴리에테르 에스테르, 폴리아미드 폴리에테르 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 화학식 A-B-A' 또는 A-B를 갖는 블록 공중합체, 예를 들어 코폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌), 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-스티렌, (폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌, 폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌), A-B-A-B 테트라블록 공중합체 등이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.
부직물을 제조하는데 사용되는 섬유 또는 필라멘트는 임의의 적절한 형태일 수 있고, 당업계에 널리 공지되어 있는 바와 같이, 중공형 또는 고형, 직선형 또는 권축형, 단성분, 복합 또는 2구성성분 섬유 또는 필라멘트, 및 이러한 섬유 및(또는) 필라멘트의 블렌드 또는 혼합물이 포함될 수 있다. 이러한 모든 부직웹은 공지된 부직웹 접착 기술, 예를 들어 고온 에어 나이프, 압착 롤, 통기 접착, 초음파 접착 및 스티칭본딩을 사용하여 예비 접착되거나 또는 통합되고, 본 발명의 방법 및 장치를 사용하여 접착될 수 있거나, 또는 별법으로 이러한 부직웹은 단지 본 발명의 방법 및 장치만을 사용하여 접착될 수 있다.
많은 폴리올레핀이 섬유 제조에 이용되는데, 이러한 적절한 중합체로는 예를 들면 폴리에틸렌, 예컨데, 다우 케미칼(Dow Chemical)의 PE XU 61800.41 선형 저밀도 폴리에틸렌 ("LLDPE") 및 25355 및 12350 고밀도 폴리에틸렌 ("HDPE")을 들 수 있다. 섬유 형성 폴리프로필렌으로는 엑손 케미칼 컴파니(Exxon Chemical Company)의 에스코렌(Escorene 등록상표) PD 3445 폴리프로필렌 및 몬텔 케미칼사(Montell Chemical Co.)의 PF-304 및 PF-015가 포함된다. 많은 다른 종래의 폴리올레핀이 상업적으로 이용될 수 있고, 폴리부틸렌 등이 포함된다.
폴리아미드의 예 및 그의 합성 방법은 문헌["Polymer Resins", Don E. Floyd (Library of Congress Catalog No. 66-20811, Reinhold Publishing, New York, 1966)]에서 찾아볼 수 있다. 특히 산업적으로 유용한 폴리아미드는 나일론-6, 나일론 6,6, 나일론-11 및 나일론-12이다. 이러한 폴리아미드는 사우쓰 캐롤라이나주 섬터에 소재하는 엠저 인더스트리즈(Emser Industries) [그릴론(Grilon 등록상표) 및 그릴라미드(Grilamid 등록상표) 나일론], 뉴저지주 글렌 락에 소재하는 아토켐 인크. 폴리머스 디비젼 (Atochem Inc. Polymers Division) [릴산(Rilsan 등록상표) 나일론], 뉴햄프셔주 맨체스터에 소재하는 닐테크 (Nyltech) (2169 등급, 나일론 6), 및 켄터키주 헨더슨에 소재하는 커스텀 레진즈 (Custom Resins) [나일렌 (Nylene) 401-D] 등과 같은 수많은 곳에서 시판되고 있다.
유용한 탄성체 수지에는 화학식 A-B-A' 또는 A-B (여기서, A 및 A'는 각각 폴리(비닐 아렌)과 같은 스티렌계 잔기를 함유하는 열가소성 중합체 말단블록이고, B는 공액 디엔 또는 저급 알켄 중합체와 같은 탄성체 중합체 중간블록임)의 블록 공중합체가 포함된다. A 및 A' 블록의 블록 공중합체 및 본 발명의 블록 공중합체는 선형, 분지형 및 방사형 블록 공중합체를 포함한다. 이때, 방사형 블록 공중합체는 (A-B)m-X (여기서, X는 다관능성 원자 또는 분자이고, 각각의 (A-B)m-는 A가 말단블록되는 방식으로 X로부터 방사됨)으로 나타낼 수 있다. 방사형 블록 공중합체에서, X는 유기 또는 무기 다관능성 원자 또는 분자일 수 있고, m은 X에 원래 존재하는 관능기와 같은 수치의 정수이다. 통상적으로 3 이상, 바람직하게는 4 또는 5이나, 이에 제한되지는 않는다. 따라서, 본 발명에서 "블록 공중합체" 및 "A-B-A" 및 "A-B" 블록 공중합체라는 표현은 블록의 수에 제한되지 않고 (예를 들어 멜트블로잉에 의해) 압출될 수 있는, 상기 논의된 바와 같은 이러한 고무상 블록 및 열가소성 블록을 갖는 모든 블록 공중합체를 포함한다. 탄성체 부직웹은 예를 들어 탄성체 (폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌) 블록 공중합체로부터 형성될 수 있다. 이러한 탄성체 공중합체의 상업용의 예는 예를 들어 텍사스주 휴스톤에 소재하는 쉘 케미칼 컴파니 (Shell Chemical Company)에서 시판되는 크라톤(KRATON 등록상표) 물질로서 공지된 것이다. 크라톤(등록상표) 블록 공중합체는 몇몇 상이한 조성물로 시판되고 있고, 이들 중 대부분은 미국 특허 제4,663,220호, 동 제4,323,534호, 동 제4,834,738호, 동 제5,093,422호 및 동 제5,304,599호에 기재되어 있다.
또한, 탄성체 A-B-A-B 테트라블록 공중합체로 이루어진 중합체를 본 발명의 실시에 사용할 수 있다. 이러한 중합체는 타일러(Taylor) 등의 미국 특허 제5,332,613호에 논의되어 있다. 이러한 중합체에서, A는 열가소성 중합체 블록이고, B는 실질적으로 폴리(에틸렌프로필렌) 단량체 단위로 수소화된 이소프렌 단량체 단위이다. 이러한 테트라블록 공중합체의 예는 텍사스주 휴스톤에 소재하는 쉘 케미칼 컴파니로부터 등록상표 크라톤(등록상표) G-1657로 시판되는 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌) 또는 SEPSEP 탄성체 블록 공중합체이다.
사용할 수 있는 다른 탄성체 물질의 예에는 폴리우레탄 탄성체 물질, 예를 들어 비.에프. 굿리치 앤 코 (B.F. Goodrich & Co.)로부터 시판되는 상품명 에스탄(ESTANE 등록상표) 또는 모톤 티오콜 코포레이션 (Morton Thiokol Corp.)으로부터 시판되는 모탄(MORTHANE 등록상표), 폴리에스테르 탄성체 물질, 예를 들어 이. 아이 듀폰 드 네모아 앤 컴파니 (E.I. DuPont De Nemours & Company)로부터 시판되는 하이트렐(HYTREL 등록상표), 및 네덜란드 암헴에 소재하는 아크조 플라스틱스 (Akzo Plastics)에서 시판되었으나 지금은 네덜란드 시타드에 소재하는 디에스엠 (DSM)에서 시판되는 아르니텔(ARNITEL 등록상표)로 공지된 것이 포함된다.
다른 적합한 물질은 화학식
Figure 112000012430240-pct00002
(여기서, n은 양의 정수이고, PA는 폴리아미드 중합체 분절이고, PE는 폴리에테르 중합체 분절임) 의 폴리에스테르 블록 아미드 공중합체이다. 특히, 폴리에테르 블록 아미드 공중합체는 ASTM D-789에 따라 측정한 융점이 약 150 ℃ 내지 약 170 ℃, ASTM D-1238, 조건 Q (235 C/1 ㎏ 적하)에 따라 측정한 용융 지수가 10 분 당 약 6 g 내지 약 25 g, ASTM D-790에 따라 측정한 굴곡 탄성 계수가 약 20 MPa 내지 약 200 MPa, ASTM D-638에 따라 측정한 절단 인장 강도가 약 29 MPa 내지 약 33 MPa, ASTM D-638에 따라 측정한 절단 극한 신장률이 약 500% 내지 약 700%이다. 폴리에테르 블록 아미드 공중합체의 특정 실시양태는 ASTM D-789에 따라 측정한 융점이 약 152 ℃, ASTM D-1238, 조건 Q (235 C/1 ㎏ 적하)에 따라 측정한 용융 지수가 10 분 당 약 7 g, ASTM D-790에 따라 측정한 굴곡 탄성 계수가 약 29.50 MPa, ASTM D-639에 따라 측정한 절단 인장 강도가 약 29 MPa, ASTM D-638에 따라 측정한 절단 극한 신장률이 약 650%이다. 이러한 물질은 뉴저지주 글렌 락에 소재하는 이엘에프 아토켐 인크.(ELF Atochem Inc.)에서 페박스(PEBAX 등록상표) 상품명으로 다양한 등급으로 시판되고 있다. 이러한 중합체의 사용예는 킬리안의 미국 특허 제4,724,184호, 동 제4,820,572호 및 동 제4,923,742호에서 찾아볼 수 있다.
또한, 탄성체 중합체에는 에틸렌 및 1종 이상의 비닐 단량체, 예를 들어 비닐 아세테이트, 불포화 지방족 모노카르복실산, 및 이러한 모노카르복실산의 에스테르의 공중합체가 포함된다. 탄성체 공중합체 및 이러한 탄성체 공중합체로부터 탄성체 부직웹의 형성은 예를 들어 미국 특허 제4,803,117호에 기재되어 있다.
열가소성 코폴리에스테르 탄성체에는 화학식
Figure 112000012430240-pct00003
(여기서, G는 폴리(옥시에틸렌)-α,ω-디올, 폴리(옥시프로필렌)-α,ω-디올, 폴리(옥시테트라메틸렌)-α,ω-디올이고, a 및 b는 2, 4 및 6을 포함한 양의 정수이고, m 및 n은 1 내지 20을 포함한 양의 정수임)의 코폴리에테르에스테르가 포함된다. 이러한 물질은 통상적으로 ASTM D-638에 따라 측정시 절단 신장률이 약 600% 내지 750%이고, ASTM D-2117에 따라 측정시 융점은 약 176 내지 약 205℃(약 350℉ 내지 약 400℉)이다.
이러한 코폴리에스테르 물질의 산업용 예는 예를 들어 네덜란드 암헴에 소재하는 아크조 플라스틱스로부터 시판되었으나 지금은 네덜란드 시타드에 소재하는 디에스엠으로부터 시판되는 아르니텔(등록상표)로 공지된 것, 또는 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 이.아이 듀폰 드 네모아 앤 컴파니로부터 시판되는 하이트렐(등록상표)로 공지된 것이다. 폴리에스테르 탄성체 물질로부터 탄성체 부직웹의 형성은 예를 들어 모맨(Morman) 등의 미국 특허 제4,741,949호, 및 보그스(Boggs)의 미국 특허 제4,707,398호에 기재되어 있다.
탄성체 올레핀 중합체는 텍사스주 베이타운에 소재하는 엑손 케미칼 컴파니로부터 폴리프로필렌 기재 중합체로서 어치브(ACHIEVE 등록상표) 및 폴리에틸렌 기재 중합체로서 이그잭트(EXACT 등록상표) 및 익시드(EXCEED 등록상표) 상품명으로 시판되고 있다. 미시간주 미들랜드에 소재하는 다우 케미칼 컴파니는 등록상표 인게이지(ENGAGE 등록상표)로의 중합체를 시판하고 있다. 이 물질들은 비-입체 선택성 메탈로센 촉매를 사용하여 제조되는 것으로 생각된다. 엑손은 통상적으로 그의 메탈로센 촉매 기술을 "단일 자리(single site)" 촉매라 칭하고, 다우는 그들을 다중 반응 자리를 갖는 통상적인 지글러-나타 촉매와 구별하기 위하여 인사이트(INSIGHT 등록상표) 상품명의 "속박 기하학(constrained geometry)" 촉매라 칭한다.
본 발명의 실시양태에 따라, 초경량 직물은 개별 섬유 또는 필라멘트의 섬유상 구조를 갖는 부직웹으로부터 형성될 수 있다. 패턴 비접합 및 패턴 접합 직물인 본 발명의 부직웹은 본 발명에 따라 제조되지 않은 유사한 중량의 직물에 비해 보다 우수한 상대 치수 안정성을 나타내는 초경량 직물일 것이다. 특히, 본 발명의 직물은 기본 중량이 약 13.56 g/m2(약 0.40 osy) 이하이다. 보다 구체적으로는, 직물은 기본 중량이 약 10.17 g/m2(약 0.30 osy) 이하일 것이다. 또한, 직물은 기본 중량이 약 6.78 g/m2(약 0.20 osy) 이하일 수 있다. 본 발명의 직물의 최소 기본 중량은 직물로 제조하는 물질의 특정 용도에 의존할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 특성을 갖는 임의의 경량 직물은 본 발명의 범위 내에 들더라도, 기본 중량이 3.39 g/m2(0.10 osy) 만큼 낮은 웹은 본 발명에 사용될 수 있다. 패턴 비접합 또는 패턴 접합 직물이거나 간에 본 발명의 접합 영역은 총 접합 면적의 50% 이하일 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 웹의 접합 영역은 총 접합 면적의 40% 이하일 것이다. 보다 더 구체적으로는, 접합 영역은 총 접합 면적의 30% 이하일 것이고, 총 접합 면적의 약 15%일 수 있다. 통상적으로, 최종 제품에서 원하는 특정 특성에 따라, 다른 접합 영역이 본 발명의 범위에 들더라도, 약 10% 이상의 최소 접합 영역은 본 발명의 초경량의 천 유사 웹을 제조하기에 수용가능하다. 통상적으로, 본 발명의 초경량 부직물을 형성하는데 적합한 접합 영역 %의 하한은 섬유 뽑힘으로 인해 물질의 표면 보전 및 내구성이 엄청나게 줄어드는 시점이다. 요구되는 접합 영역 %는 부직웹이 단일 또는 다충 섬유 구조 등이든지나 간에, 부직웹의 섬유 또는 필라멘트를 형성하는데 사용되는 중합체 물질의 유형(들)을 포함한 수많은 요인에 의해 영항받을 것이다. 약 15% 내지 약 50%, 더욱 구체적으로는 약 15% 내지 약 40% 범위의 접합 영역이 적합한 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 웹을 접합하는데에 다양한 방법이 이용될 수 있다. 이러한 방법으로는 본원에서 그 전문을 참고 문헌로 인용한 한센 등의 미국 특허 제3,855,046호에 기재된 바와 같은 통기 접합 및 열점 접합이 있다. 또한, 특정 경우에 다른 접합 수단, 예를 들어 오븐본딩(ovenbonding), 초음파 접합, 수력엉킴 또는 이들을 병용하여 이용할 수 있다.
도 1 및 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 한 특정 직물은 연속 접합 영역 (6)이 부직포 (4)내에 복수의 개별 치수 안정된 비접합 영역 (8)을 한정하는 패턴 비접합 직물 (4)로서 제조될 수 있다.
본원에 더 예시된 바와 같이 본 발명의 패턴 비접합 부직물을 제조하는데 적합한 방법은 부직포 또는 부직웹을 제공하고, 대향하여 위치하는 제1 및 제2 캘런더 롤을 제공하고, 그 사이에 간극을 한정하는 단계와 함께, 복수의 개별 개구, 천공 또는 구멍을 한정하는 연속 패턴의 평부 (land area)를 포함하는 최상 표면상에 접합 패턴을 갖는 하나 이상의 상기 롤을 가열하는 단계를 포함한다. 연속 평부에 의해 한정되는 상기 롤(들)의 각 개구는 웹의 섬유 또는 필라멘트가 실질적으로 또는 완전히 접합되지 않은, 부직포 또는 부직웹의 적어도 한 표면에 개별 비접합 영역을 형성한다. 달리 말해, 상기 롤(들)에서 연속 패턴의 평부는 상기 부직포 또는 부직웹의 적어도 한 표면에 복수의 개별 비접합 영역을 한정하는 연속 패턴의 접합 영역을 형성한다. 상기 방법의 또다른 실시양태는 캘런더 롤에 의해 형성되는 간극에 직물 또는 웹을 통과시키기 전에 부직포 또는 부직웹을 예비 접합 또는 통합하거나, 또는 패턴 비접합 적층물을 형성하기 위해 다중 부직웹을 제공하는 것을 포함한다. 패턴 비접합 직물은 통상 양도된 미국 특허 출원 제08/754,419호에 개시되어 있고, 도 1 및 2에 나타나 있으며, 연속 접합 영역 (6)은 부직포 (4)에서의 복수의 개별 치수 안정된 비접합 영역 (8)을 한정한다.
이제 도 4 및 5를 참고하여, 본 발명의 패턴 비접합 부직물을 형성하기 위한 한 실례의 방법 및 장치를 구체적으로 기재하겠다. 도 4에서 본 발명의 패턴 비접합 부직물을 형성하기 위한 장치는 일반적으로 부호 34로 표시된다. 장치 (34)는 제1 웹 풀음 장치 (36) 및 패턴 비접합 어셈블리 (40)를 포함할 수 있다. 도 4에 나타난 바와 같이, 예를 들어 기본 중량이 13.56 g/m2(0.40 온스/yard2) 미만인 초경량 물질의 웹 (38)은 풀음 장치 (36)에서 분리되어 제1 또는 패턴 롤 (42) 및 제2 또는 앤빌 롤 (44) (둘다 통상의 구동 수단, 예를 들어 전기 모터(도시되지 않음)에 의해 의해 구동됨)을 포함하는 패턴 비접합 어셈블리 (40)를 통과한다. 추 가의 직물 풀림 장치 (도시되지 않음)는 본 발명에 따른 다층 적층물을 구축하고자 하는 경우 이용될 수 있다. 또한, 부직물이 롤로부터 풀리는 대신 직물 그 자체를 형성하는 기계로부터 직접 공급될 수 있다는 것을 알게 될 것이다.
패턴 롤 (42)은 직원기둥인데, 이는 사용시 롤 상에서의 마모를 감소시키는 임의의 적합한 내구성 물질, 예를 들어 강철로 제조될 수 있다. 패턴 롤 (42)은 그 최상 표면상에 복수의 개별 개구 또는 천공 (48)을 한정하는 평부 (46)의 패턴을 가진다. 평부 (46)는 또한 임의의 적합한 내구성 물질로 제조될 수 있는 직원기둥이고 대향하여 위치한 평활하거나 또는 평평한 외면의 앤빌 롤 (44)과 간극 (50)을 형성하도록 고안된다.
도 4에 나타난 바와 같이, 초경량 부직포 또는 부직웹 (38)은 롤 (42), (44)에 의해 형성된 간극 (50)을 통과한다. 연속 평부 (46)에 의해 한정되는 롤(들) (42)내의 각 개구 (48)는 부직포 또는 부직웹 (4)(도 1 및 2)의 적어도 한 표면에 웹의 섬유 또는 필라멘트가 실질적으로 또는 완전히 접합되지 않은, 개별 비접합 영역 (8) (도 1 및 2)을 형성한다. 달리 말해, 롤(들) (42)내의 연속 패턴의 평부 (46)는 부직포 또는 부직웹 (4)의 적어도 한 표면상에 복수의 개별 비접합 영역 (8) (도 1 및 2)을 한정하는 연속 패턴의 접합 영역 (6) (도 1 및 2)을 형성한다.
도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 패턴 비접합 부직물 (4)을 제조하는데 있어서, 개구 (48)의 평균 직경은 약 0.127 ㎝ (약 0.050 인치) 내지 약 0.635 ㎝ (약 0.250 인치), 더욱 구체적으로 약 0.254 ㎝ (약 0.100 인치) 내지 약 0.406 ㎝ (약 0.160 인치)이고, 패턴 롤 (42)의 최외면으로부터 측정된 깊이는 약 0.051 ㎝ (약 0.020 인치) 이상, 더욱 구체적으로 약 0.152 ㎝ (약 0.060 인치) 이상이다. 또한, 도 5에 나타난 바와 같은 패턴 롤 (42)에서의 개구 (48)는 원형이지만, 타원형, 정사각형, 다이아몬드 등의 다른 형태도 유리하게 사용될 수 있다.
패턴 롤 (42)에서의 개구 (48)의 수 또는 밀도는 또한 초경량 직물에 필수적 치수 안정성을 제공하도록 선택될 수 있다. 개구 밀도의 범위가 1 ㎠ 당 개구 수 약 1.0 내지 약 25.0, 더욱 구체적으로 1 ㎠ 당 개구 수 약 5.0 내지 약 7.0인 패턴 롤이 본 발명의 패턴 비접합 직물 (4)을 형성하는데 이용될 수 있다. 또한, 개별 개구 (48) 사이의 간격은 종방향 및 횡방향으로 중앙선 대 중앙선으로 약 3.30 mm (약 0.13 인치) 내지 약 5.59 mm (약 0.22 인치)에서 선택될 수 있다.
패턴 롤 (42)에서의 개구 (48)의 특정 배열 또는 형상은 개구 크기, 형태 및 밀도와 함께 치수 안정성의 목적하는 정도를 달성되도록 선택된다. 예를 들어, 도 5에 나타난 바와 같이, 각 개구 (48)는 파상 열로 배열된다 (도 1에 또한 도시됨). 다른 상이한 형상도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 여겨진다.
이와 마찬가지로, 연속 평부 (46)에 의해 점유된 패턴 롤 (42)의 최외면 부분은 패턴 비접합 물질의 예상 최종 용도를 만족시키도록 변형시킬 수 있다. 연속 평부 (46)에 의한 패턴 비접합 초경량 부직물에 부여되는 접합 정도는 접합 영역 %로 표현할 수 있으며, 이는 접합 영역 (6)에 의해 점유된 패턴 비접합 부직물 (4) (도 1 참조)의 적어도 한 표면의 총 평면적의 비율이다.
패턴 롤 (42)의 외면의 온도는 앤빌 롤 (44)에 비해 가열 또는 냉각시켜 변화시킬 수 있다. 가열 및(또는) 냉각은 가공처리되는 웹(들)의 특징, 및 역회전 패턴 롤 (42)과 앤빌 롤 (42) 사이에 형성된 간극을 통과하는 단일 또는 다중 웹의 접합 정도에 영향을 준다. 도 4에 나타난 실시양태에 있어서, 예를 들어 패턴 롤 (42) 및 앤빌 롤 (44) 둘 다 바람직하게 동일한 접합 온도로 가열된다. 상기에서 패턴 비접합 부직물의 형성시 이용되는 특정 온도 범위는 패턴 비접합 물질의 형성시에 이용되는 중합체 물질의 유형, 패턴 롤 (42)과 앤빌 롤 (44) 사이에 형성된 간극을 통과하는 부직웹(들)의 유입 또는 선 속도(들), 및 패턴 롤 (42)과 앤빌 롤 (44) 사이의 간극 압력을 포함한 다수 요인에 의해 좌우된다.
도 4에 나타난 바와 같은 앤빌 롤 (42)에는 패턴 롤 (42)에 비해 훨씬 더 평활하며, 바람직하기로는 평활하거나 평평한 외면이 있다.
그러나, 앤빌 롤 (44)은 그 외면 상에 본 발명의 목적을 위해 여전히 평활하거나 평평한 것으로 여겨지는 약간의 패턴을 가질 수 있다. 이러한 표면은 총칭하여 "평평한(flat)"이라 한다. 앤빌 롤 (44)은 패턴 롤 (42) 및 그에 접촉하는 물질의 웹(들)에 기저를 제공한다. 전형적으로, 패턴 롤 (42) 및 앤빌 롤 (44)은 강철로 제조될 것이다.
또한, 앤빌 롤 (44)은 상기와 같은 패턴 롤 (42)에서와 같이 그 안의 복수의 개별 천공 또는 개구를 한정하는 연속 평부의 패턴을 갖는 패턴 롤 (도시되지 않음)로 대체될 수 있다. 이러한 경우, 패턴 비접합 어셈블리는 한 쌍의 역회전 패턴 롤을 포함하는데, 이는 패턴 비접합 부직물의 상면 및 하면 상에 복수의 개별 비접합 영역을 한정하는 연속 접합 영역을 부여한다. 패턴 비접합 물질의 표면상에 생성된 비접합 영역이 수직열을 이루거나 병렬 배치되도록, 대향하여 위치하는 패턴 롤의 회전을 일치시킬 수 있다.
도 4를 다시 참고하여, 패턴 롤 (42) 및 앤빌 롤 (44)은 초경량 부직웹 (38)이 그 사이에서 한정된 간극 영역을 통과하도록 서로 반대 방향으로 회전한다. 패턴 롤 (42)는 그 외면에서 측정된 제1 회전 속도를 갖고, 앤빌 롤 (44)은 그 외면에서 측정된 제2 회전 속도를 갖는다. 도시된 실시양태에 있어서, 제1 및 제2 회전 속도는 실질적으로 동일하다. 그러나, 패턴 및 앤빌 롤의 회전 속도는 역회전 롤 사이에 상이한 속도가 생성되도록 변형시킬 수 있다.
도 3에 나타낸 또다른 실시양태에 나타난 바와 같이, 초경량 직물 (5)은 부직포 (5)에서 연속 접합 영역 (7) (어둡지 않은 부분)이 복수의 개별 치수 안정된 점 접합 영역 (9) (어두운 부분)을 한정하는 점 접합 초경량 직물 형태로 제공된다. 직물 (5)은 각 섬유 또는 필라멘트의 섬유 구조를 갖는 부직웹으로부터 제조된다.
부직웹은 초경량 직물 (5)이며, 기본 중량이 13.56 g/m2(0.40 osy) 미만이다. 점 접합 영역 (9)의 패턴은, 점 접합 영역 (9)의 밀도를 설명하기 위해 비접합 영역 (7)에 대한 점 접합 영역 (9)의 밀도가 스케일되지 않은 도 3에 도시된 직사각형을 비롯한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명의 고밀도에 대한 스케일로 점 접합 영역 (9)을 도시하는 것은 점 접합 영역 (9)을 함께 군집시켜 그들 사이의 연속 비접합 영역 (7)을 구분하기 어렵게 할 것이다.
본 발명의 불연속 접합 패턴을 형성시, 접합되는 섬유의 직물 또는 웹은 가 열된 캘런더 롤과 앤빌 롤 사이를 지난다. 캘런더 롤은 직물의 영역이 접합되지 않도록 하는 몇몇 방식으로 패턴화되고, 앤빌 롤은 일반적으로 평평하다.
직물 (4)의 패턴 비접합의 실시양태에서와 같이, 직물 (5)은 10% 종방향 신장률에서의 부직웹 포이즌 비에 부직웹의 기본 중량을 곱하여 계산되는 계수에 의해 특징지어지는 치수 안정성을 가지며, 이 계수는 40.69 g/m2 (1.20 osy)·PR값 이하이다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 상술한 초경량 직물은 기저귀 (60) (도 6에 도시됨)와 같은 개인 위생 제품용 액체 투과성 신체측 라이너 (64)를 형성하는데 사용될 수 있다. 도 6에 도시된 기저귀 실시양태에서, 예를 들어, 친수성 셀룰로오즈 목재 펄프 플러프 섬유와 고흡수성 겔화 입자 (예를 들어, 초흡수제)와의 블렌드로 형성된 흡수성 코어 (66)가 라이너 (64)와 외부 커버 (62) 사이에 배치된다. 탄성 부재는 기저귀 (60)의 각각의 종방향 연부 (68)와 인접하게 배치되어 착용자의 다리에 대해 기저귀 (60)의 측면 여백 (68)을 끌어당겨 유지시킬 수 있다. 또한, 탄성 부재는 기저귀 (60)의 말단 연부 (70) 중 어느 하나 또는 모두와 인접하게 배치되어 탄성화된 허리밴드를 제공할 수 있다. 기저귀 (60)는 신체측 라이너 (64)에 부착되거나 또는 그로부터 형성된 임의의 봉쇄 플랩 (72)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 봉쇄 플랩에 적합한 구조 및 배열은 예를 들어, 엔로에 (Enloe)의 미국 특허 제4,704,116호 (본원에 그 전문이 참고 문헌으로 인용됨)에 기재되어 있다. 착용자 주변에 기저귀 (60)를 고정시키는 수단은 기저귀 (60)의 배면 허리밴드 영역내의 외부 커버 (62)의 내면 및(또는) 외면에 부착된 후크 부재 (74) 및 기저귀 (60)의 전면 허리밴드 부위의 외부 커버 (62)의 외면에 부착된 패턴 비접합 루프 물질로 제조된 하나 이상의 루프 부재 또는 패치 (76)를 포함하는 후크 및 루프 체결 시스템일 수 있다.
하기 표을 참고하여, "PU"는 패턴 비접합 직물을 나타내고, "DB"는 불연속 접합 직물을 나타낸다. 일련의 "표 A"중의 대조용 시료 (모두 불연속 접합 직물)는 다음과 같은 접합 패턴을 갖는다:
대조물 번호 1 15-20% 접합 영역 48.3 핀/㎠(302 핀/인치2)
대조물 번호 2 9-20% 접합 영역 16.3 핀/㎠(102 핀/인치2)
대조물 번호 3 15-20% 접합 영역 48.3 핀/㎠(302 핀/인치2)
피테싸 대조물 18% 접합 영역 32.6 핀/㎠(204 핀/인치2)
카미 대조물 18% 접합 영역 32.6 핀/㎠(204 핀/인치2)
폴리본드 대조물 18% 접합 영역 32.6 핀/㎠(204 핀/인치2)
대조물 번호 1의 직물은 스펀 본드 망상 패턴이다. 대조물 번호 2의 직물은 델타 도트 패턴이다. 대조물 번호 3의 직물은 망상 패턴이다. 나머지 3개의 대조물은 명명된 회사 (피테싸(Fitessa), 카미(KAMI) 및 폴리본드(Polybond))로부터 얻을 수 있는 시판되는 직물이다.
하기 표들을 참고하여, 하기 일련의 "표 B"중의 "본 발명의 불연속 접합 패 브릭"로 표기된 본 발명의 시료는 접합 영역이 15% 내지 18% 범위이지만 서로 매우 가깝게 이격된 접합 점을 가져서 핀 밀도가 71.8 핀/㎠(460 핀/인치2)인 밀집형 다이아몬드 패턴을 갖는다. 이 패턴에서 핀 측면 치수는 0.046 cm (0.018 인치)이다. 교호적인 열이 파상 배치되어 있을 경우, 동일한 열에 따라 측정하였을 때, 횡방향으로의 핀-대-핀 거리 (중심 대 중심)는 0.218 cm (0.086 인치)이고, 종방향으로는 0.127 cm (0.050 인치)이다. 접합 깊이는 이와 같은 패턴에서 0.061 cm (0.024 인치)이다. 이 직물은 본 발명의 패턴 접합 직물을 예시한다. 본 발명의 패턴 비접합 직물로 표기된 시료는 본 발명의 패턴 비접합 직물을 예시한다.
상기 열거된 대조용 직물 및 본 발명의 직물 (불연속 접합 및 패턴 비접합)에 사용된 중합체는 다음과 같이 기술된다:
대조물 번호 1 PP(폴리프로필렌) 35 MFR
유니온 카바이드(Union Carbide) E5D47 (TiO2 2% 함유)
대조물 번호 2 PP 35 MFR 유니온 카바이드 E5D47 (TiO2 2% 함유)
대조물 번호 3 PP 35 MFR 엑손 3445 (TiO2 2% 함유)
본 발명의 불연속 접합 직물 PP 35 MFR 유니온 카바이드 E5D47 (TiO2 2% 함유)
본 발명의 패턴 비접합 PP 35 MFR 엑손 3445 (TiO2 2% 함유)
직물 번호 1 (시료 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 20, 21)
본 발명의 패턴 비접합 PP 35 MFR 엑손 3445 (TiO2 2% 함유)
직물 번호 2 (시료 9, 14, 17)
대조용 직물
대조용 직물 기본 중량 (g/㎡(oz/yd2)) 데니어 (dpf) 12.7 cm (5") 벌크 건조 (cm (인치)) 공기 투과율 (㎥/㎡/분 (ft3/ft2/분)) 컵 분쇄 하중 (g)
대조물 번호 1 18.62 (0.549) 2.20 0.036 (0.014) 321 (1053) 29
대조물 번호 2 10.17 (0.30) 1.86 0.023 (0.009) 428 (1404) 10
대조물 번호 3 13.56 (0.40) 1.82 0.025 (0.010) 325 (1065) 26
피테싸 대조물 16.28 (0.48) 2.53 0.028 (0.011) 301 (987) 27
카미 대조물 9.83 (0.29) 2.9 0.020 (0.008) 474 (1556) 17
폴리본드 대조물 17.29 (0.51) 2.98 0.033 (0.013) 336 (1101) 14
본 발명의 불연속 접합 직물
패턴 접합 시료 기본 중량 (g/㎡(oz/yd2)) 데니어 (dpf) 12.7 cm (5") 벌크 건조 (cm (인치)) 공기 투과율 (㎥/㎡/분 (ft3/ft2/분)) 컵 분쇄 하중 (g)
1 14.92 (0.44) 1.10 0.015 (0.006) 178 (584) 58
2 11.19 (0.33) 1.10 0.015 (0.006) 263 (862) 30
3 7.80 (0.23) 1.10 0.007 (0.003) 357 (1170) 19
4 5.43 (0.16) 1.10 0.010 (0.004) 482 (1580) 12
5 6.10 (0.18) 1.40 0.010 (0.004) 측정 안함 13
6 7.12 (0.21) 1.40 0.010 (0.004) 447 (1468) 16
7 10.51 (0.31) 1.40 0.015 (0.006) 305 (1001) 22
8 14.24 (0.42) 1.40 0.018 (0.007) 235 (772) 39
본 발명의 패턴 비접합 직물 번호 1 및 2
패턴 접합 시료 기본 중량 (g/㎡(oz/yd2)) 데니어 (dpf) 12.7 cm (5") 벌크 건조 (cm (인치)) 공기 투과율 (㎥/㎡/분 (ft3/ft2/분)) 컵 분쇄 하중 (g)
9 4.04 (0.119) 1.23 0.010 (0.004) 측정 안함 3
10 6.41 (0.189) 2.10 0.015 (0.006) 측정 안함 8
11 7.22 (0.213) 3.90 0.015 (0.006) 측정 안함 9
12 7.83 (0.231) 2.10 0.015 (0.006) 473 (1553) 14
13 10.60 (0.271) 2.10 0.015 (0.006) 394 (1292) 19
14 9.53 (0.281) 1.23 0.015 (0.006) 241 (791) 15
15 9.56 (0.282) 3.90 0.018 (0.007) 측정 안함 14
16 13.06 (0.385) 2.10 0.020 (0.008) 279 (916) 32
17 16.82 (0.496) 1.23 0.023 (0.009) 109 (359) 56
18 18.45 (0.544) 2.10 0.031 (0.012) 185 (607) 65
19 19.16 (0.565) 3.90 0.028 (0.011) 276 (904) 58
20 20.11 (0.593) 3.90 0.033 (0.013) 277 (909) 57
21 20.99 (0.619) 5.60 0.033 (0.013) 325 (1065) 59
대조용 직물
대조용 직물 컵 분쇄 에너지 (g/mm) 드레이프 CD (cm) 드레이프 MD (cm) 10% MD 신장률에서의 포이즌 비 그랩 인장 피크 하중 (kg (lbs)) CD
대조물 번호 1 474 1.62 2.89 3.49 2.18 (4.8)
대조물 번호 2 84 1.09 1.40 4.10 1.45 (3.19)
대조물 번호 3 435 1.73 1.99 3.32 3.1 (6.87)
피테싸 대조물 453 1.60 2.00 4.82 2.77 (6.1)
카미 대조물 150 1.18 1.53 4.19 1.32 (2.9)
폴리본드 대조물 179 1.47 1.23 2.87 2.95 (6.5)
본 발명의 불연속 접합 직물
패턴 접합 시료 컵 분쇄 에너지 (g/mm) 드레이프 CD (cm) 드레이프 MD (cm) 10% MD 신장률에서의 포이즌 비 그랩 인장 피크 하중 (kg(lbs)) CD
1 909 2.12 2.77 2.82 2.21(4.88)
2 347 1.58 2.59 3.18 1.32(2.92)
3 114 1.38 2.13 3.81 0.83(1.82)
4 측정 안함 1.44 1.82 4.15 0.40(0.88)
5 측정 안함 1.82 2.19 4.13 0.45(1.00)
6 53 1.56 1.91 4.04 0.65(1.44)
7 216 1.44 1.98 3.36 1.06(2.34)
8 522 2.22 2.25 2.72 1.88(4.15)
본 발명의 패턴 비접합 직물 번호 1 및 2
패턴 비접합 시료 컵 분쇄 에너지 (g/mm) 드레이프 CD (cm) 드레이프 MD (cm) 10% MD 신장률에서의 포이즌 비 그랩 인장 피크 하중 (kg(lbs)) CD
9 48 1.00 1.79 4.47 0.45(1.0)
10 149 1.38 1.73 4.26 1.04(2.3)
11 152 1.47 1.83 4.34 0.23(0.5)
12 233 1.31 2.05 3.75 1.41(3.1)
13 344 1.45 2.23 3.61 1.45(3.2)
14 282 1.37 2.30 3.29 1.22(2.7)
15 279 1.64 2.30 4.04 0.77(1.7)
16 591 2.47 2.47 3.08 1.80(3.9)
17 1049 1.93 2.61 2.49 2.68(5.9)
18 1238 1.89 3.02 2.53 3.22(7.1)
19 1126 1.73 2.94 3.05 2.59(5.7)
20 1104 2.11 2.61 2.83 2.36(5.2)
21 1066 2.15 2.33 3.05 1.63(3.6)
대조용 직물
대조용 직물 그랩 인장 피크 변형률 (%) CD 그랩 인장 피크 에너지 CD 그랩 인장 피크 하중 (kg(lbs)) MD 그랩 인장 피크 변형률 (%) MD
대조물 번호 1 79.1 5.7 3.36(7.4) 45.3
대조물 번호 2 120.96 5.77 2.54(5.59) 74.68
대조물 번호 3 76.84 9.42 4.09(9.02) 68.01
피테싸 대조물 59.7 2.95(6.5) 28.2
카미 대조물 44.1 2.81(6.2) 34.8
폴리본드 대조물 80.4 4.76(10.5) 70.9
본 발명의 불연속 접합 직물
패턴 접합 시료 그랩 인장 피크 변형률 (%) CD 그랩 인장 피크 에너지 CD 그랩 인장 피크 하중 (kg(lbs)) MD 그랩 인장 피크 변형률 (%) MD
1 36.06 2.98 3.01(6.63) 22.19
2 33.87 1.64 1.65(3.64) 16.07
3 36.38 1.07 0.93(2.05) 13.07
4 31.85 0.44 0.68(1.50) 16.83
5 52.56 0.79 0.73(1.60) 12.38
6 27.45 0.65 0.68(1.50) 12.36
7 28.59 1.10 1.27(2.79) 14.95
8 32.02 2.25 1.78(3.93) 15.54
본 발명의 패턴 비접합 직물 번호 1 및 2
패턴 비접합 시료 그랩 인장 피크 변형률 (%) CD 그랩 인장 피크 에너지 CD 그랩 인장 피크 하중 (kg(lbs)) MD 그랩 인장 피크 변형률 (%) MD
9 58.2 0.9 0.91(2.0) 28.6
10 66.9 3.2 1.54(3.4) 29.6
11 74.7 0.7 0.86(1.9) 64.5
12 56.5 2.6 2.00(4.4) 32.9
13 40.7 2.1 2.00(4.4) 27.0
14 34.3 1.6 2.63(5.8) 28.3
15 69.0 2.4 1.59(3.5) 44.6
16 32.5 2.0 3.18(7.0) 29.9
17 28.7 3.0 4.94(10.9) 25.5
18 39.8 4.5 4.67(10.3) 24.7
19 44.3 4.3 4.17(9.2) 30.2
20 66.6 7.1 4.17(9.2) 35.1
21 63.8 5.1 3.22(7.1) 34.2
대조용 직물
대조용 직물 그랩 인장 피크 에너지 MD 스트립 인장 피크 하중 (kg(lbs)) CD 스트립 인장 피크 응력 (%) CD
대조물 번호 1 6.1
대조물 번호 2 7.45 1.19(2.63) 92.53
대조물 번호 3 11.17 2.63(5.79) 45.93
피테싸 대조물
카미 대조물
폴리본드 대조물 1.13(2.5) 89.8
본 발명의 불연속 접합 직물
패턴 접합 시료 그랩 인장 피크 에너지 MD 스트립 인장 피크 하중 (kg(lbs)) CD 스트립 인장 피크 응력 (%) CD
1 2.75 2.47(5.45) 30.25
2 1.08 1.66(3.65) 29.58
3 0.51 0.89(1.97) 27.82
4 0.47 0.58(1.27) 28.50
5 0.37 0.41(0.90) 41.51
6 0.35 0.84(1.85) 20.85
7 0.77 1.43(3.16) 23.35
8 1.12 2.06(4.55) 23.20
본 발명 패턴 비접합 직물 번호 1 및 2
패턴 비접합 시료 그랩 인장 피크 에너지 MD
9 1.1
10 1.7
11 2.5
12 2.6
13 1.9
14 3.0
15 3.3
16 3.5
17 5.1
18 4.7
19 5.2
20 6.0
21 4.7
도 7 내지 11은 표에 기재된 데이타를 그래프 형태로 나타낸 것이다. 본 발명에 따라서, 표 II-B에 나타낸 패턴 접합 초경량 물질 (5) 및 표 II-C에 나타낸 패턴 비접합 물질 (4) (도 1 및 2) 둘다의 포이즌 비는 표 II-A에 나타낸 대조물보다 낮다. 포이즌 비는 모든 섬유 데니어에 대한 기본 중량의 범위 걸쳐 낮다. 따라서, 본 발명의 직물은 대조용 직물보다 우수한 치수 안정성이 있다. 상기 표는 포이즌 비에 대한 데니어의 영향을 나타낸다. 본 발명의 직물이 데니어가 큰 경우에서 조차, 본 발명의 직물은 유사한 기본 중량의 대조물보다 성능이 우수하다.
일반적으로, 전형적인 직물의 경우, 필라멘트 당 일정한 데니어에서 직물의 기본 중량이 감소하면, 포이즌 비는 증가할 것이다. 이러한 증가는 직물의 단위 면적 당 섬유가 적기 때문에 예상된다. 일반적으로, 전형적인 직물의 경우, 필라멘트 당 데니어가 일정한 기본 중량에서 감소할 경우, 포이즌 비는 또한 감소할 것이다. 이는 단위 면적 당 섬유가 더 많기 때문에 발생할 것이다. 고정된 기본 중량에서 빈약한 포이즌 비를 정정하는 한 방법은 필라멘트 당 데니어를 낮추는 것일 것이다. 그러나, 일부 경우에서, 필라멘트 당 데니어를 낮추는 것은 다른 요소가 데니어에 의해 제어되기 때문에 웹 디자이너에게 유용하지 않다. 예를 들어, 데니어의 감소는 또한 투과성 또는 다공성을 감소시켜, 보다 높은 투과성에서 액체 흡입 목적이 보다 양호해지는 개인 위생 제품의 라이너 또는 흡수성 와이핑 적층물의 외장과 같은 특정 적용에 대해 불만족스러울 수 있다. 놀랍게도, 필라멘트 당 데니어가 큰 본 발명의 직물은 대조물이 본 발명의 직물보다 필라멘트 당 데니어가 작아도, 동일한 기본 중량에서 대조용 직물보다 성능이 월등하다. 이러한 사실로부터 본 발명의 직물은 낮은 기본 중량에서 개선된 치수 안정성을 제공할 뿐만 아니라 본 발명의 직물은 또한 최상의 치수 안정성과 함께 필라멘트 당 데니어가 보다 낮은 대조용 직물보다 성능이 월등하다는 결론을 얻는다.
하기 표 V는 기본 중량이 13.56 g/m2(0.40 osy) 미만인 다양한 직물의 포이즌 비의 결과를 요약한 것이다. 하기 데이타를 얻은 직물은 특정 접합 온도에서 가장 낮은 포이즌 비를 나타내는 직물이다. 온도가 단지 하나만이 나열된 접합 온도는 패턴 및 앤빌 롤 둘다의 표면 온도이고, 두 온도가 나열된 경우, 제1 숫자는 패턴 롤 표면의 온도이고 제2 숫자는 앤빌 롤 표면의 온도를 나타낸다. 또한, 표 V는 직물의 기본 중량에 포이즌 비를 곱함으로써 수득된 결과를 나타낸다. 표 V에서 기재 사항은 이러한 계수의 증가 순으로 배열된다.
웹 시료 (PU 또는 DB) 기본 중량 (g/m2(oz/yd2)) 데니어(dpf) 10% MD 신장률에서의 포이즌 비 (포이즌 비) x (기본 중량) (g/m2(osy)·PR) 접합 온도 (℃(℉))
9(PU) 4.035(0.119) 1.23 4.47 17.97(0.53) 140.6(285)
4(DB) 5.324(0.157) 1.10 4.15 22.04(0.65) 142.8/141.1 (289/286)
5(DB) 6.138(0.181) 1.40 4.13 25.43(0.75) 142.8/141.1 (289/286)
10(PU) 6.409(0.189) 2.10 4.26 27.13(0.80) 143.3(290)
6(DB) 7.189(0.212) 1.40 4.04 29.16(0.86) 142.8/141.1 (289/286)
12(PU) 7.834(0.231) 2.10 3.75 29.50(0.87) 143.3(290)
3(DB) 7.901(0.233) 1.10 3.81 30.18(0.89) 142.8/141.1 (289/286)
11(PU) 7.223(0.213) 3.90 4.34 31.20(0.92) 135(275)
14(PU) 9.529(0.281) 1.23 3.29 31.20(0.92) 143.3(290)
13(PU) 9.19(0.271) 2.10 3.61 33.23(0.98) 143.3(290)
7(DB) 10.377 (0.306) 1.40 3.36 34.93(1.03) 142.8/141.1 (289/286)
2(DB) 11.089 (0.237) 1.10 3.18 35.27(1.04) 142.8/141.1 (289/286)
15(PU) 9.563(0.282) 3.90 4.04 38.66(1.14) 135(275)
16(PU) 13.056 (0.385) 2.10 3.08 40.35(1.19) 143.3(290)
카미(DB) 9.834(0.29) 2.90 4.19 41.37(1.22) 측정 안함
대조물 번호 2(DB) 10.173(0.30) 1.86 4.10 4.1.71(1.23) 137.8/135 (280/275)
본 발명은 10% 종방향 신장률에서의 포이즌 비에 부직물의 기본 중량을 곱함으로써 수득되는 계수를 사용함으로써 정량적으로 특징지을 수 있다. 상기 계수는 g/m2(osy)·PR(여기서, "PR"은 포이즌 비임)로서 나타낼 수 있다. 본 발명의 부직웹은 고밀도 불연속 접합 직물 또는 패턴 비접합 직물이든지 간에 상기 계수는 40.69 g/m2(1.20 osy)·PR 이하로 나타날 것이다.
본 발명의 한 바람직한 실시양태를 특정 용어, 장치 및 방법을 사용하여 기술하였지만, 이러한 기술은 단지 예시 목적을 위한 것이다. 사용된 언어는 제한의 언어보다는 기술하기 위한 언어이다. 하기 청구 범위에 개시되는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남없이 변경 및 변화가 당업계의 숙련자들에 의해 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 다양한 실시양태의 면면들이 전부 또는 부분적으로 서로 교환될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (28)

  1. 기본 중량이 13.56 g/m2(0.40 osy) 미만이고, 그의 표면 상에 접합 영역의 패턴이 있으며, 10% 종방향 신장률에서의 부직웹의 포이즌(Poisson) 비에 부직웹의 기본 중량을 곱하므로써 계산되는 계수에 의해 특징지어지는 치수 안정성을 가지며, 이 계수는 40.69 g/m2(1.20 osy)·PR 이하인, 섬유 또는 필라멘트의 부직웹을 포함함을 특징으로 하는 치수 안정성의 초경량 부직포.
  2. 제1항에 있어서, 접합 영역의 상기 패턴이 연속상인 부직포.
  3. 제1항에 있어서, 상기 부직웹의 기본 중량이 약 10.17 g/m2(약 0.30 osy) 미만인 부직포.
  4. 제1항에 있어서, 상기 부직웹의 기본 중량이 약 6.78 g/m2(약 0.20 osy) 미만인 부직포.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접합 영역이 상기 표면의 전체 면적의 약 50% 이하를 이루는 부직포.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접합 영역이 상기 표면의 전체 면적의 약 40% 이하를 이루는 부직포.
  7. 제1항에 있어서, 상기 접합 영역이 상기 표면의 전체 면적의 약 30%를 이루는 부직포.
  8. 제1항에 있어서, 상기 접합 영역이 상기 표면의 전체 면적의 약 15%를 이루는 부직포.
  9. 제1항에 있어서, 접합 영역의 상기 패턴이 복수의 불연속 점 접합으로 이루어진 부직포.
  10. 제9항에 있어서, 상기 접합 영역에 의해 점 접합 밀도가 약 62개 핀 접합점/cm2(약 400개 핀 접합점/인치2) 이상인 웹이 생성되는 부직포.
  11. 제1항에 있어서, 상기 부직웹이 멜트블로운 필라멘트를 포함함을 특징으로 하는 부직포.
  12. 제1항에 있어서, 상기 부직웹이 스펀본드 섬유를 포함함을 특징으로 하는 부직포.
  13. 제1항에 있어서, 상기 부직웹이 다성분 필라멘트를 포함함을 특징으로 하는 부직포.
  14. 제1항에 있어서, 상기 부직웹이 열가소성 섬유를 포함함을 특징으로 하는 부직포.
  15. 제1항에 있어서, 상기 부직웹이 폴리프로필렌 섬유를 포함함을 특징으로 하는 부직포.
  16. 제1항의 부직포를 외장(facing)으로서 포함함을 특징으로 하는 개인 위생 제품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 부직웹이 스펀본드 폴리올레핀 섬유를 포함함을 특징으로 하는 개인 위생 제품.
  18. 제16항에 있어서, 성인 요실금 제품인 개인 위생 제품.
  19. 제16항에 있어서, 여성 보건 제품인 개인 위생 제품.
  20. 제16항에 있어서, 기저귀인 개인 위생 제품.
  21. 삭제
  22. 기본 중량이 13.56 g/m2(0.40 osy) 미만이고, 그의 표면 상에 불연속 접합 영역의 패턴이 있으며, 10% 종방향 신장률에서의 부직웹의 포이즌 비에 부직웹의 기본 중량을 곱하므로써 계산되는 계수에 의해 특징지어지는 치수 안정성을 가지며, 이 계수는 40.69 g/m2(1.20 osy)·PR 이하인, 섬유 또는 필라멘트의 부직웹을 포함함을 특징으로 하는 치수 안정성의 초경량 부직포.
  23. 기본 중량이 13.56 g/m2(0.40 osy) 미만인 비접합 개별 섬유 또는 필라멘트의 섬유 구조를 갖는 부직웹을 제공하고,
    상기 부직웹의 표면 상에, 10% 종방향 신장률에서의 부직웹의 포이즌 비에 부직웹의 기본 중량을 곱하므로써 계산되는 계수에 의해 특징지어지는 치수 안정성을 유발하며, 이 계수는 40.69 g/m2(1.20 osy)·PR 이하인, 접합 영역의 패턴을 생성시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 초경량 부직포의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 부직웹의 상기 표면 상에 생성되는 접합 영역의 패턴이 연속적인 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 부직웹의 상기 표면 상에 생성되는 접합 영역의 패턴이 불연속적인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 부직웹의 상기 표면 상에 생성되는 접합 영역의 상기 패턴에 의해 접합 밀도가 약 62개 핀 접합점/cm2(약 400개 핀 접합점/인치2) 이상인 웹이 생성되는 방법.
  27. 제23항에 있어서, 복수의 함몰부가 있는 롤이 상기 부직웹의 상기 표면 상에 접합 영역의 상기 패턴을 생성시키기 위하여 사용되는 방법.
  28. 제23항에 있어서, 복수의 돌출부가 있는 롤이 상기 부직웹의 상기 표면 상에 접합 영역의 상기 패턴을 생성시키기 위하여 사용되는 방법.
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