KR100752900B1 - 내크리프성 탄성 복합재 및 그의 제조방법 - Google Patents

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제임스 루쎌 쥬니어. 피츠
세드릭 아네트 2세 던커리
움만 페이눔무틸 토마스
제니퍼 리 싱글레터리
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 탄성 섬유상 웹과 적어도 하나의 개더링가능한 층을 접합하여 탄성 복합재를 형성하는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기의 탄성 복합재를, 앤빌 캘린더 롤러와 표면에 오목부를 갖는 비점접합 캘린더 롤러 사이에 형성된 닙에 통과시킴으로써, 내크리프성, 치수안정성 및 고유 잠재성이 있는 재료가 형성된다.
내크리프성 탄성 복합재, 고유 잠재성, 연속 필라멘트, 엘라스토머성 멜트블로운 섬유, 탄성 섬유상 웹

Description

내크리프성 탄성 복합재 및 그의 제조방법{A Creep Resistant Composite Elastic Material and Method of Producing Same}
본 발명은 내크리프성, 향상된 심미성, 치수 안정성 및 고유 잠재성 (inherent latency)을 갖는 탄성 복합재(composite elastic material)의 제조방법 및 이로부터 형성된 물품에 관한 것이다. 상기 재료는 앤빌 캘린더 롤러와 표면에 오목부를 갖는 비점접합 캘린더 롤러 사이의 닙을 이용하여, 탄성 섬유상 웹과 적어도 하나의 개더링가능한 층(gatherable layer)을 결합하여 형성된다.
섬유상 웹의 압축 엠보싱 방법과 마찬가지로, 탄성 복합재 및 이것의 적층체는 당업계에 공지되어 있다. 탄성 복합재는 물품에 유연성과 일체성(conformability)을 제공하기 때문에, 특히 흡수용 물품과 일회용 물품 분야의 사용에 인기를 얻고 있다. "탄성 복합재"란 용어는 적어도 하나의 층이 탄성성분을 갖는 다층 탄성재 또는 다성분 탄성재를 말한다. 본 명세서에서의 "적층체"란 용어는 2개 이상의 층 또는 웹이 서로 부착 또는 접합된 복합재를 말한다. "흡수용 물품"이란 용어는 신체 삼출물을 흡수하고, 함유하는 기구를 말하며, 더 구체적으로는, 신체로부터 배출되는 각종 삼출물을 흡수하고 함유하기 위하여 착용자의 신체에 대거나 또는 근처에 대는 기구를 말하며, 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 흡수용 속바지, 실금제품, 의료 용도(예, 외과용 드래이프, 가운 및 안면마스크 등), 작업복 및 랩 코트를 포함한 의류 또는 이들의 부분 등에 사용하고자 하는 것이다. 이러한 용도의 구체적인 예로는 예를 들면 기저귀와 배변훈련용 팬츠의 허리밴드, 배변훈련용 팬츠의 측면 패널 및 외과용 가운의 커프스를 들 수 있다. 본 명세서에서의 "일회용"이란 용어는 세탁하거나 또는 복원하여 흡수용 물품으로서 재사용하지 않는 흡수용 물품을 말한다.
이 분야에서의 연구는 상기 물품의 전체 외관과 물리적 특성을 향상시키는 방법을 계속적으로 조사하면서, 흡수용 물품내의 탄성재가 착용자에게 더 우수한 적합성(fit)(착용자의 신체에 더 우수한 일체성)을 부여하게 하려는데 중점이 있다. 탄성재는 물품에 우수한 일체성을 제공하지만, 통상 매력적인 외관이나 촉감을 갖지 않음이 이 분야에서 통상적으로 인식되고 있다. 이러한 일회용 물품의 궁극적인 목적은 강도, 신장율 등의 물리적 특성의 손상없이, 천-유사(cloth-like) 외관과 촉감을 달성하는 것이다.
탄성체 분야의 당업자에게 알려진 또 하나의 중요한 특성은 고유 잠재성으로 알려진 특성이다. 본 명세서에서의 "고유 잠재성"이란 용어는 재료의 내부 탄성을 말하는데, 이 재료의 내부 탄성은, 상기 재료를 활성 공정에 적용할 때까지, 예를 들어, 승온(예: 물품 착용자의 체온)될 때까지 잠재되어 있다. 또한 이들 재료로 기저귀 등의 물품으로 제조하는 공정은 통상 승온에서 행한다. 고유 잠재성의 활성화로 인하여, 이들 재료가 수축하여 제조상의 문제가 발생한다. 고유 잠재성을 정량화하기 위한 시험법은 하기에 더욱 상세하게 기술하며, 여기서 ％ 수축율은 소 정 시간 경과 후 승온에서 측정했다. 온도를 예를 들어, 체온까지 증가시키면, 고유 잠재성이 활성화되어 물품의 적합성 및 일체성이 향상된다. 그러나, 고유 잠재성이 너무 높으면 탄성이 너무 많아져서, 예를 들어 과도하게 밀착되어, 착용자의 피부에 "붉은 마크" 또는 피부 자극을 일으키기 때문에, 고유 잠재성은 제어하기가 복잡함이 입증되었다. 한 예로서, 기저귀와 같은 물품이 적당량의 고유 잠재성을 가지면, 착용하는 동안 늘어지거나 처지지 않고(이어서 신체 허리와 밀착됨), 또한 붉은 마크를 일으키지 않는다. (이 기술분야의 당업자가 알고 있는 바와 같이, 재료의 기초중량의 조정 등의 붉은 마크의 발생에 기여하는 많은 특성이 있다. 본 발명의 목적을 위하여, 고유 잠재성을 제어하여 재료를 개선한다). 상기 늘어짐 또는 처짐은 고유 잠재성이 너무 작은 결과인데, 전형적으로 응력 완화와 크리프로 정량화된다. "응력 완화"란 용어는 일정 시간 동안 일정 신장율을 유지하기 위하여 필요한 하중 감소량으로 정의된다. "크리프"란 용어는 일정한 하중 또는 힘 하에 약간의 가역 및/또는 비가역 유동 또는 구조 파괴로 인한, 물품의 형상이나 치수의 손실로 정의된다. 2종류의 크리프가 있다: (1) 일정한 하중 또는 힘 하에 비가역 유동 또는 구조 파괴가 일어나서 형상이 변하고, 힘이 제거되었을 때에 복원되지 않는 시간 의존적 형태; (2) 힘이 제거되었을 때에 형상이 약간 복원되는 시간 독립적 형태. 물론, 이 기술분야의 당업자는 형상 또는 치수의 가역적 손실이 발생할 수도 있음을 알 수 있다. 이러한 경우는 금속 스프링과 유사한 특성을 갖는 재료의 경우인데, 이 경우에서의 변형은 전체적으로 가역적이다. 본 명세서에서의 "내크리프성"이란 재료가 화학 구조, 물리 구조 등을 통하여 크리프하려는 경 향에 저항함을 말한다.
상기 복합재를 만들기 위하여, 적어도 하나의 섬유상 웹층을 적어도 하나의 대향층에 적층한다. 적층은, 예를 들어, 2개의 롤(하나의 롤은 캘린더 롤, 다른 롤은 앤빌 롤임) 사이의 닙을 통하여 상기 층들을 통과시켜서 이들 층을 서로 압축 접합하여 적층하여 일어난다. 상기 캘린더 및/또는 앤빌 롤은 전통적으로 몇몇 방식으로 약간 패턴화되어 있고, 달리 말하면 점접합으로 알려져 있어, 생성되는 적층 재료는 표면 전체가 접합되지 않았다. 구체예로서, 공동양도된 Writer의 유럽특허출원 0 548 609Al에 기재되어 있는 바와 같이, 엘라스토머성 연속 필라멘트와 멜트불론 섬유의 섬유상 웹을, 이 연속 필라멘트 웹이 연신상태로 있는 동안에 대향층에 점접합되었다. 장력을 이완하면, 상기 적층체는 수축되어, 대향층을 개더링한다. 이 2중 적층의 장점은 1) 보다 천-유사 외관이 형성되고, 2) 비탄성층은 연속 필라멘트 웹의 탄성을 이용하여 개더링 전의 치수로 복원되는 것이다.
그러나, 이 적층법의 하나의 단점은, 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이 점접합에 사용된 패턴화(예: Ramisch) 롤이 탄성 필라멘트를 손상할 수 있다는 것이다. 도 4는 엘라스토머성 멜트블로운 섬유층(126)에 패턴 롤을 사용하여 접합한 엘라스토머성 연속 필라멘트층(118)의 주사 전자현미경 사진이다. (118')에 예시되어 있는 바와 같이, 여러 개의 연속 필라멘트 스트랜드가 찢겨지고, 흠집이 나고, 잘려있다. 이러한 손상은 도 5에 나타낸 바와 같이, 체온에서, 연신 상태하에 사용하는 동안에 섬유를 완전히 파괴시켜서, 탄성 특성과, 이에 따라 상기 재료와 이들 적층체의 성능에 영향을 미친다. 도 5는 도 4의 재료를 사용 조건에 적용한 후의 주사 전자현미경 사진이다. 필라멘트가 파괴되면, 이 특정 필라멘트의 고유 잠재성이 거의 없거나 또는 재료에 영향을 끼치지 않아서, 신체에 대한 일체성이 없어진다.
공동양도된 Thomas 등의 PCT 공개번호 WO98/29251에는, 이러한 문제를 해결하는 수단으로, 2개의 평활 캘린더 롤을 이용하여 이들 층을 접합함이 기재되어 있다. 평활 롤 캘린더링은 도 6에 나타낸 바와 같이, 캘린더링 동안 연속 필라멘트를 파괴하지 않기 때문에 치수 안정성(예: 응력 완화과 크리프가 적음)이 향상된다. 도 6에서, 상기 도 4에서의 재료를 이번에는 평활 캘린더 롤로 접합하였다. 이 적층체는 엘라스토머성 연속 필라멘트가 손상되지 않아서 고유 잠재성이 향상되었다. 이 방법의 단점은 생성된 재료가 로프트니스(loftiness)를 잃어(즉, 편평함), 천-유사 심미성이 거의 없거나 전혀 없다는 점이다. 도 7에서, 사진의 우측은, 평활 롤 캘린더링을 사용하여 제조한 재료인 반면, 사진의 좌측은, 패턴 롤 캘린더링을 사용하여 제조한 재료이다. 평탄 롤 캘리던링을 사용하여 만든 재료는 로프트니스가 명백하게 적어, 수요자에게 매력을 주지 못했다.
그러므로, 고유 잠재성을 제어하여 치수 안정성을 갖고, 또한 천-유사 심미성을 갖는 탄성 복합재를 제조하는 방법이 요구되고 있다. 또한 제조 공정 동안에 섬유상 층을 손상함이 없이 탄성 복합재를 제조하는 방법도 요구되고 있다. 본 발명은 상기 방법과 이 방법으로 형성된 물품을 제공함으로써, 상기한 난점과 그외의 난점을 극복하려는 것이다.
발명의 요약
본 발명은 탄성 섬유상 웹을 적어도 하나의 개더링가능한 층에 접합하여 탄성 복합재를 형성하는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법을 제공하는 것이다. 앤빌 캘린더 롤러와 표면에 오목부를 갖는 비점접합 캘린더 롤러 사이에 형성된 닙에, 상기 탄성 복합재를 통과시킴으로써, 내크리프성, 치수안정성 및 고유 잠재성이 있는 재료가 형성된다.
도 1은 본 발명의 탄성 복합재를 형성하기 위한 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 탄성 복합재의 성분인 탄성 섬유상 웹을 형성하기 위한 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 1의 방법과 장치에 사용할 수 있는 패턴 비접합(PUB) 캘린더 롤러의 부분 사시도이다.
도 4는 종래의 점접합 패턴 롤 캘린더링을 사용한 접합에 의하여 연속 필라멘트가 손상된 탄성 섬유상 웹의 주사 전자현미경 사진이다.
도 5는 종래의 점접합 패턴 롤 캘린더링에 의하여 발생한 연속 필라멘트의 손상이 사용 조건에 의하여 더 악화되어 있음을 나타내는, 도 4의 탄성 섬유상 웹을 사용 조건에 적용한 후의 주사 전자현미경 사진이다.
도 6은 평활 롤 캘린더링을 사용하여 층들을 접합한 탄성 섬유상 웹을 사용 조건에 적용한 후에, 탄성 섬유상 웹의 주사 전자현미경 사진이다.
도 7의 우측은 종래의 평활 롤 캘린더링을 사용하여 접합한 적층체의 로프트 니스 부족(바람직하지 않음)을 나타내는 사진이고, 좌측은 종래의 점접합 패턴 롤 캘린더링을 사용한 적층체의 로프트니스를 나타내는 사진이다.
도 8은 도 3의 9―9 라인을 따라 절단한 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명의 탄성 섬유상 웹을 가먼트의 측면 패널과 허리밴드에 사용한 일례의 물품(여기서는 배변훈련용 팬츠)을 나타내는 사시도이다.
본 명세서에서 사용된 참조 번호는 각 도면에서 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다.
본 발명은 향상된 탄성 복합재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 이 탄성 복합재는 적어도 하나의 탄성 섬유상 웹층과 적어도 하나의 개더링가능한 층을 포함한다.
상기 탄성 섬유상 웹의 예는 멜트블로잉법(하기에 상세하게 기술함), 스펀본딩법 및 본디드 카디드웹법으로부터 형성된 적어도 하나의 부직웹층을 포함할 수 있다. 또한 적절한 탄성 섬유상 웹은 연속 필라멘트(통상 평행 필라멘트)(하기에 상세하게 기술함), 필름, 편성재(knitted material) 및/또는 제직재(woven material), 스크림(scrim), 망 및 이들의 조합 중 적어도 하나의 층을 적합하게 포함할 수도 있다. 본 명세서에서의 "스크림"이란 용어는 이면재(backing material)로 사용되는 경량의 직물을 말한다. 스크림은 코팅물 또는 적층물용 기재 직물로서 종종 사용된다. 바람직한 구체예로, 이 탄성 섬유상 웹은 적어도 하나의 연속 필라멘트층과 적어도 하나의 멜트블로운층을 포함한다.
본 명세서에서의 "부직포 또는 부직웹"이란 용어는 개개의 섬유 또는 실을 사이에 끼워 넣은 구조를 갖는 웹을 말하며, 편성물과 동일한 방법으로 된 것이 아님을 말한다. 부직포의 기초중량은 통상 평방야드당 재료의 온스 (osy) 또는 평방미터당 그램(gsm)으로 통상 나타내며, 섬유직경은 통상 미크론으로 나타낸다. (osy를 gsm으로 환산할 때는 osy에 33.91를 곱함).
본 명세서에서의 "스펀본드 섬유"란 용어는 용융된 열가소성 재료를 방사구의 미세하고 통상 원형인 복수의 모관(압출 필라멘트의 직경을 갖음)로부터 필라멘트로서 압출하고, 이어서, 신속히 직경을 감소시켜 형성된 소직경의 섬유를 말하는데, 이는 예를 들어, Appel 등의 미국특허 4,340,563, Dorschner 등의 미국특허 3,692,618, Matsuki 등의 미국특허 3,802,817, Kinney의 미국특허 3,338,992 및 3,341,394, Hartman의 미국특허 3,502,763, 및 Dobo 등의 미국특허 3,542,615에 기재되어 있다. 스펀본드 섬유는 이들이 수집면 상에 침적될 때 통상 비점착성이다. 스펀본드 섬유는 통상 연속적이며, 평균직경(10개 이상의 샘플로부터 구함)은 7미크론 이상, 더욱 구체적으로는 약 10 내지 20미크론(㎛)이다.
본 명세서에서의 "탄성"이란 용어는 바이어스힘을 인가할 때 연신될 수 있는, 즉, 약 60％ 이상 신장(즉, 연신된 바이어스된 길이는 이완된 바이어스되지 않은 길이의 약 160％ 이상임)할 수 있고, 또한 연신력, 신장력을 해제하였을 때 신장의 55％ 이상 회복할 수 있는 재료를 말한다. 당업계의 당업자에게 공지되어 있는 이를 특징짓는 또하나의 방법은, L(바이어스된 길이)/L0(바이어스되지 않은 길 이)로 정의되는 팽창비(α또는 λ)이다. 상기 기재에 따르면, 이 팽창비는 1.6이 된다. 가정예로서, 적어도 1.60인치(4.06cm)까지 신장할 수 있는 1인치(2.54cm)의 샘플은 1.60인치(4.06cm)까지 신장시키고 해제하였을 때에 1.27인치(3.23cm) 이하의 길이로 회복된다. 탄성재 대다수는 60％ 이상(즉, 이완길이의 160％ 이상, 심지에 1000％까지) 신장될 수 있고, 이들 중 상당수는 실제적으로 이들 초기 이완길이, 예를 들어 원래 이완길이의 105％ 이내까지 회복된다. 본 명세서에서의 "비탄성"이란 용어는 상기 "탄성"의 정의내에 포함되지 재료를 말한다.
본 명세서에서의 "회복" 및 "회복율"이란 용어는 바이어스힘을 재료에 인가하여 재료를 연신한 후 바이어스힘을 해제하였을 때, 연신된 재료가 수축하는 것을 말한다. 예를 들어, 이완된 바이어스되지 않은 길이가 1인치(2.54cm)인 재료를 연신에 의해 50％ 신장시켜 1.5인치 (3.81cm)로 하면, 이 재료는 50％(0.5인치(1.27cm)) 신장하고, 이완길이의 150％의 연신길이를 갖는다. 바이어스힘과 연신력의 해제후에 1.1인치(2.79cm)의 길이까지 회복되는 상기 예의 연신재료를 수축시키면, 이 재료는 0.5인치 신장(1.27cm)의 80％(0.4인치(1.02cm))가 회복된다. 회복율은 [(최대 연신길이-최종 샘플길이)/(최대 연신길이-초기 샘플길이)]×100으로 나타낼 수 있다.
본 발명의 탄성 섬유상 웹층은 적당한 엘라스토머성 수지 또는 이를 함유하는 블렌드물로 제조된 재료로부터 형성된 층이다. 본 명세서에서의 "층" 또는 "웹"이란 용어가 단수로 사용되었을 때는 단일요소 또는 복수요소의 이중 의미를 가질 수 있다. 보통, 이 재료는 같거나 다른 엘라스토머성 중합체 수지의 섬유 및 필라멘트로부터 형성된다. 예를 들어, 이 엘라스토머성 섬유 및/또는 필라멘트는 엘라스토머성 열가소성 중합체로부터 제조된다. 본 명세서에서 "중합체"란 용어는 단일중합체, 공중합체(예: 블록 공중합체, 그래프트공중합체, 랜덤공중합체 및 교호공중합체, 3원중합체 등) 및 이것의 블렌드물 및 변형물을 말하는데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 다른 특별한 한정이 없다면, 이 "중합체"란 용어는 가능한 분자 기하학적 배열을 모두 포함한다. 이들 배열은 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭을 포함하나, 이것에 한정되지 않는다.
당해 기술분야의 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 본 발명의 엘라스토머성 중합체는 점탄성적이므로(재료가 유체와 고체의 양 특성을 지님을 의미함), 다른 조건하에서는 다른 물리적 기계적 특성을 나타낸다. 이들 엘라스토머성 중합체는 시간 의존성 거동을 나타내며 또한 다른 온도에서는 다른 특성을 갖는다. 이들 엘라스토머성 중합체는 시간/온도 중첩 원리를 따름은 본 기술분야의 당업자에게 공지되어 있다. 이들 엘라스토머성 중합체의 또하나의 특징으로서, 이들 엘라스토머성 중합체에 의하여 나타난 특성들은 속도 의존성임이 알려져 있다. 예를 들어, 실험실 표준온도 조건에서, 상기 재료를 크로스헤드 속도 0.5인치/분 (1.27cm/분) 내지 20인치/분(50.8cm/분)으로 신장할 때, 측정된 특성은 다를 것이다. 아주 간단한 예로서, SILLY PUTT(등록상표)의 특징을 보자. 이 퍼티를 신속하게 잡아 당기면, 깨지고; 천천히 잡아 당기면, 이 재료는 늘어나서 멀리 신장된다. 이들 이유에 대하여, 표준조건 이외의 조건을 사용한 하기 실시예에서 그러한 특성을 상세하게 설명한다.
이들 엘라스토머성 재료는 후크 거동(hookean behavior) 및 고무상 탄성 거동을 모두를 갖는다. "후크 거동"이란 응력/변형 곡선의 선형 하중 신장부분(재료에 따라 다르나, 예를 들어 0.1 내지 30％)를 의미하는 저신장에서 기본적으로 스프링과 같이 거동을 하는 것을 말한다. "고무상 탄성"이란 이 재료가 고신장(즉, 후크한계 보다 크고 그것의 극한 신장 이하)에서 기본적으로 스프링과 같이 거동하는 것을 의미한다. 본 발명의 재료로 사용가능한 섬유 및/또는 필라멘트는 폴리우레탄, 코폴리에테르에스테르, 폴리아미드 폴리에테르 블록 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트 (EVA), 일반식 A-B-A', A-B 또는 A-B-A-B의 블록 공중합체(예: 코폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌), 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-스티렌, (폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌, 폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌), 폴리스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-폴리스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌) 등)을 포함하는 블록 공중합체와 같은 엘라스토머성 열가소성 중합체로부터 제조된다.
사용할 수 있는 엘라스토머성 수지는 일반식 A-B-A' 또는 A-B을 갖는 블록 공중합체를 포함한다(여기서 A 와 A'는 각각 폴리(비닐아렌) 등의 스티렌성 잔기를 함유하는 열가소성 중합체 말단블록이며, B는 불포화 공역디엔, 포화알칸형 고무 블록 또는 저급알켄 중합체 등의 엘라스토머성 중합체 중앙블록임). A-B-A'형 블록 공중합체는 A와 A'의 블록이 같거나 다른 열가소성 블록 공중합체일 수 있으며, 본 블록 공중합체는 직쇄상, 분지상 및 방사상 블록 공중합체를 포함한다. 이 점에서, 방사상 블록 공중합체는 (A-B)m-X로 표시되며, 여기서, X는 다관능성 원자 또는 분자이고, (A-B)m-은 A가 말단블록이 되는 방식으로, X로부터 방사상으로 뻗어간다. 이 방사상 블록 공중합체에서, X는 유기 또는 무기의 다관능성 원자 또는 분자이고, m은 X내에 원래 존재하는 관능기와 같은 값을 갖는 정수인데, 통상 3 이상이고, 종종 4 또는 5이지만, 여기에 한정되지 않는다. 그러므로, 본 발명에서, "블록 공중합체", 특히 "A-B-A'"와 "A-B" 블록 공중합체는 상기한 고무상 블록과 열가소성 블록을 갖고, 압출할 수 있고(예: 멜트블로잉), 블록 수에 제한이 없는 블록 공중합체를 모두 포함한다. 상기 탄성 섬유상 웹의 성분은 예를 들어, 엘라스토머성(폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)폴리스티렌)블록 공중합체로부터 제조될 수 있다. 상기 엘라스토머성 공중합체의 시판품의 예로는 KRATON(등록상표)(미국 텍사스주 휴스톤 소재의 Shell Chemical Company제품)을 들 수 있다. KRATON(등록상표) 블록 공중합체는 여러 다른 배합물로 구입할 수 있으며, 이들 중 상당수는 본 명세서 전반에 걸쳐 참조문헌으로 포함되어 있는, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 Shell Chemical Company에게 공동양도된 Wisneski 등의 미국특허 4,663,220 및 공동양도된 Himes의 미국특허 5,304,599와 동일하다. 본 발명의 실시상, 엘라스토머성 A-B-A-B의 4원블록 공중합체로 구성된 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 중합체는 공동양도된 Taylor 등의 미국특허 5,332,613에 기재되어 있다. 상기 중합체에서, A는 열가소성 중합체 블록이고, B는 폴리(에틸렌-프로필렌)단량체 단위가 수소화된 이소프렌 단량체이다. 상기 4원블록 공중합체의 예는 폴리스티렌-폴리( 에틸렌-프로필렌)-폴리스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌) 또는 SEPSEP 엘라스토머성 블록 공중합체(미국 텍사스주 휴스톤 소재의 Shell Chemical Company로부터 상품명 KRATON(등록상표) G-1730 과 KG2760(폴리에틸렌 왁스, 점착제 등을 포함하는 SEPSEP의 배합형임)으로 구입가능함)이다.
사용할 수 있는 다른 엘라스토머성 재료의 예는 B.F.Goodrich ＆ Co.로부터 구입가능한 상품명 ESTANE(등록상표) 또는 Morton Thiokol Corp.으로부터 구입가능한 상품명 MORTHANE(등록상표) 등의 폴리우레탄 엘라스토머성 재료, E.I. du Pont de Nemours and Company Inc.으로부터 구입가능한 상품명 HYTREL(등록상표) 등의 코폴리에테르에스테르 엘라스토머성 재료, 및 이전에는 네덜란드 아른헴 소재의 Akzo Plastics로부터 구입할 수 있었으나, 지금은 네덜란드 시타트 소재의 DSM으로부터 구입가능한 상품명 ARNITEL(등록상표) 등의 엘라스토머성 재료를 들 수 있다.
다른 적합한 재료는 하기식을 갖는 폴리에테르 블록 아미드 공중합체이다.
Figure 112001025083957-pct00001
여기서 n은 양의 정수이고, PA는 폴리아미드 중합체 구획이고, PE는 폴리에테르 중합체 구획이다. 구체적으로, 이 폴리에테르 블록 아미드 공중합체는 ASTM D-789에 준거하여 측정한 융점이 약 150 내지 약 170℃이고; ASTM D-1238에 준거하여, 조건 Q(230℃/1kg 하중)에서 측정한 용융지수가 약 6g/10분 내지 약 25g/10분이며; ASTM D-790에 준거하여 측정한 굴곡 탄성율이 약 20MPa 내지 약 200MPa이고; ASTM D-638에 준거하여 측정한 파단점에서의 인장강도가 약 29MPa 내지 약 33MPa이고; ASTM D-638에 준거하여 측정한 파단점에서의 극한 신도가 약 500％ 내지 약 700％이다. 상기 폴리에테르 블록 아미드 공중합체의 구체예는 ASTM D-789에 준거하여 측정한 융점이 약 152℃이고; ASTM D-1238에 준거하여, 조건 Q(230℃/1kg 하중)에서 측정한 용융지수가 약 7g/10분이며; ASTM D-790에 준거하여 측정한 굴곡 탄성율이 약 29.50MPa이고; ASTM D-639에 준거하여 측정한 파단점에서의 인장강도가 약 29MPa이고; ASTM D-638에 준거하여 측정한 파단점에서의 극한 신도가 약 650％이다. 상기 재료는 매국 뉴저지주 글렌 록 주재의 Atochem Inc. Polymer Division(RILSAN(등록상표))으로부터 상품명 PEBAX(등록상표)의 각종 등급으로 구입가능하다. 상기 중합체의 사용예는 본 명세서에 참고문헌으로 포함되어 있는 Killan 등의 미국특허 4,724,184, 4,820,572 및 4,923,742(이들 특허는 본 발명과 동일한 양수인에게 양도됨)에 기재되어 있다.
또한 엘라스토머성 중합체는 비닐아세테이트, 불포화 지방족 1가 카복실산 및 상기 1가 카복실산의 에스테르와 같은, 에틸렌과 적어도 하나의 비닐 단량체의 공중합체를 포함한다. 상기 엘라스토머성 공중합체 및 이 엘라스토머성 공중합체로부터 엘라스토머성 부직웹의 형성은 예를 들어 공동양도된 Daponte의 미국특허 4,803,117에 개시되어 있다.
상기 열가소성 코폴리에스테르 엘라스토머는 하기식을 갖는 코폴리에테르에 스테르이다.
Figure 112001025083957-pct00002
여기서 G는 폴리(옥시에틸렌)-알파,오메가-디올, 폴리(옥시프로필렌)-알파,오메가-디올, 폴리(옥시테트라메틸렌)-알파, 오메가-디올로 부터 선택되고, "a" 와 "b"는 2, 4 또는 6의 양의 정수이고, "m"과 "n"은 1 내지 20의 양의 정수이다. 상기 재료는 통상 ASTM D-638에 준거하여 파단점에서의 신장율이 약 600％ ∼ 약 950％이고 ASTM D-2117에 준거하여 측정한 융점이 약 350℉ 내지 약 400℉(176 내지 205℃)이다.
상기 코폴리에스테르 재료의 시판품 예로는 상기한 공지의 ARNITEL(등록상포), 또는 HYTREL(등록상표)을 들 수 있다. 폴리에스테르 엘라스토머성 재료로부터 엘라스토머성 부직웹의 형성은 예를 들어, 본 명세서 전반에 걸쳐 참조문헌으로 포함되어 있는, 공동양도된 Morman 등의 미국특허 4,741,949와 Boggs의 미국특허 4,707,398에 개시되어 있다.
엘라스토머성 중합체는 과거에는 많은 용도로 사용되었으나, 이들 고유의 특성에 의하여 약간의 한계가 있었다. 이들 재료는 최근에 차단성, 통기성 및 탄성이 우수한 새로운 종류의 중합체와 결합되었다. 이 새로운 종류의 중합체는 메탈로센 공정에 따라 제조한 단부위 촉매작용된 중합체로 불리운다.
상기 메탈로센 중합체는 미국 텍사스주 베이타운 소재의 Exxon Chemical Company로부터 상품명 EXXPOL(등록상표)(폴리프로필렌계 중합체)와 EXACT(등록상표)(폴리에틸렌계 중합체)으로 구입 가능하다. 미국 미시간주 미들랜드 소재의 Dow Chemical Company의 상품명 ENGAGE(등록상표)도 사용가능하다. 상기 메탈로센 중합체는 에틸렌과 1-부텐의 공중합체, 에틸렌과 1-헥센의 공중합체, 에틸렌과 1-옥텐의 공중합체 및 이들의 조합으로부터 선택하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용할 수 있는 메탈로센 중합체와 이들의 제조방법에 대한 구체적인 설명은 본 명세서 전반에 걸쳐 참조문헌으로 포함되어 있는, 공동양도된 Gwaltney 등의 PCT 특허출원 WO98/29246에 기재되어 있다.
상기한 바와 같이, 탄성 섬유상 웹의 하나의 성분은 연속 필라멘트층이다. 이 연속 필라멘트층은 연속적이며, 통상 평행한 필라멘트의 층이며, 본 명세서 전반에 걸쳐 참조문헌으로 포함되어 있는 공동양도된 미국특허 5,366,793 및 Wright의 미국특허 5,385,775에 개시되어 있고, 도면과 관련지어 하기에 상세히 설명한다. 본 명세서에서는, 이들 엘라스토머성 연속 필라멘트를 "연속 필라멘트"로 한다. 이 연속 필라멘트는 평균직경이 약 40 내지 약 750 미크론이며, 탄성 섬유상 웹의 길이를 따라(즉, 종방향) 뻗는다. 이 엘라스토머성 연속 필라멘트는 평균 직경이 약 50 내지 약 500 미크론, 예를 들어 약 100 내지 약 200미크론인 것이 바람직하다. 본 명세서에서의 "종방향" 또는 MD란 용어는 제조되는 직물의 길이 방향을 의미한다. 본 명세서에서의 "횡방향"또는 CD란 용어는 직물의 폭 방향, 즉 MD와 직교하는 방향을 의미한다.
바람직하게는 상기 연속 필라멘트층과 조합된 상기 탄성 섬유상 웹의 또하나의 성분은 엘라스토머성 멜트블로운 섬유층 또는 마이크로섬유층이다. 상기 탄성 섬유상 웹의 엘라스토머성 멜트블로운 섬유 또는 마이크로섬유 성분은 종래의 멜트블로잉법에 의해 형성된다. 멜트블로잉법은 통상, 용융된 열가소성 재료를 미세하고, 통상 원형인 복수의 멜트블로잉 다이 모관을 통하여 용융 실 또는 용융 필라멘트로서 수렴 고속 가열가스(예: 공기) 기류 내로 압출하는 것이며, 이 수렴 고속 열가스는 용융 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 하여 그의 직경을 마이크로섬유 직경까지 감소시킨다. 그 후, 멜트블로운 섬유가 고속 가스 기류에 의하여 운반되어 수집면 위에 침적되어서, 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹이 형성된다. 상기 방법은 예를 들어 Exxon Research and Engineering Company에게 양도된 Butin 등의 미국특허 3,849,241에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 평균직경이 통상 10미크론(㎛) 미만이며, 수집면 위에 침적될 때 통상 점착성(tacky)이 있다.
본 명세서에서의 "마이크로섬유"란 용어는 평균직경이 약 75 미크론(㎛) 이하인, 예를 들어 평균 직경이 약 0.5미크론(㎛) 내지 약 50미크론(㎛)인 소직경 섬유를 말하며, 더욱 구체적으로, 마이크로섬유는 평균직경이 약 2 내지 약 40 미크론(㎛)이다. 섬유 직경을 나타내는데 자주 사용하는 것은 데니어이며, 이는 섬유 9000m당 g으로 정의되며, 섬유직경(미크론)을 제곱하고, 밀도(g/cc)를 곱하고, 0.00707를 곱하여 계산된다. 데니어가 낮다는 것은 가는 섬유를 의미하며, 데니어가 높다는 것을 굵고 무거운 섬유를 의미한다. 예를 들어, 15미크론(㎛)인 폴리프로필렌 섬유의 직경을 제곱하고, 그 결과에 0.89g/cc를 곱하고, 다시 0.00707을 곱 하여 데니어로 환산된다. 따라서, 15미크론(㎛)인 폴리프로필렌 섬유는 약 1.42(152×0.89×0.00707=1.415) 데니어이다. 미국 이외의 측정단위는 통상 "텍스"이며, 이는 섬유 km당 g으로 정의된다. 텍스는 데니어/9로서 계산된다.
본 발명의 엘라스토머성 멜트블로운 섬유 성분은 탄성 섬유와 비탄성 섬유 또는 미립자의 혼합물일 수 있다. 상기 혼합물의 예로는, 본 명세서의 참조문헌으로 포함되어 있는 Sisson의 미국특허 4,209,563(Procter and Gamble Company에게 양도됨)에 기재되어 있으며, 이 특허에는 엘라스토머성 섬유와 비엘라스토머성 섬유가 혼합되어, 랜덤하게 섬유가 분산된 1개의 응집 웹이 형성된다. 상기 탄성 복합재의 또다른 예는 이미 참고문헌으로 언급한 미국특허 4,741,949에 개시된 방법에 따라 제조한 것을 들 수 있다. 이 특허에는 멜트블로운 열가소성 섬유와 다른 재료의 혼합물을 포함하는 탄성 부직재가 개시되어 있다. 섬유가 수집 장치 상에 수집되기 전에, 상기 멜트블로운 섬유와 다른 재료(예: 나무펄프, 스테이플섬유 또는 미립자(예: 활성탄, 점토, 녹말, 또는 초흡수제인 하이드로콜로이드(하이드로겔) 미립자))의 친밀한 혼합이 일어나도록, 멜트블로운 섬유를 함유하는 가스 기류내에서 상기 섬유와 다른 재료를 합하여 섬유가 랜덤하게 분산된 응집 웹을 형성한다.
또한 상기 엘라스토머성 중합체에 가공 조제를 첨가할 수 있다. 예를 들어 폴리올레핀을 엘라스토머성 중합체(예: 엘라스토머성 블록 공중합체)와 블렌딩하여 조성물의 가공성을 향상시킨다. 이 폴리올레핀은, 엘라스토머성 중합체와 블렌딩 하여 승압과 승온 조건의 적당한 조합을 하였을 때에, 엘라스토머성 중합체와의 블렌딩 형태로 압출 가능한 것이어야 한다. 블렌딩할 수 있는 폴리올레핀 재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부텐과, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체를 들 수 있다. 구체적으로 사용가능한 폴리에틸렌은 U.S.I Chemical Company로 부터 상품명 Petrothene NA 601(이하 PE NA 601 또는 폴리에틸렌 NA 601이라 함)로 구입할 수 있다. 2개 이상의 폴리올레핀을 사용할 수 있다. 엘라스토머성 중합체와 폴리올레핀의 압출가능한 블렌드물은 예를 들어, 이미 참고문헌으로 언급한 미국특허 4,663,220에 개시되어 있다.
상기 엘라스토머성 멜트블로운 섬유는 자생 접합을 향상시키기 위하여 약간의 점착성 또는 접착성이 있어야 한다. 예를 들어, 엘라스토머성 중합체 그 차제가 섬유를 형성할 때 점착성이 있거나, 그렇지 않다면, 상용성이 있는 점착 수지를 상기의 압출가능한 엘라스토머성 조성물에 첨가하여 자생적으로 접합이 가능한 점착 엘라스토머성 섬유를 제공한다. 본 명세서에서의 "자생 접합"이란 용어는 외부 접착제 또는 접합제를 도포하지 않고 융착 및/또는 자기 접착하여 섬유 및/또는 필라멘트를 접합하는 것을 말한다. 자생 접합은 섬유 및/또는 필라멘트의 적어도 일부가 반용융 상태이거나 또는 점착성이 있는 동안에, 섬유 및/또는 필라멘트 사이를 접촉시켜 행한다. 또한 자생 접합은 점착성 수지를 섬유 및/또는 필라멘트를 형성하기 위하여 사용하는 열가소성 중합체와 블렌딩해서 행할 수도 있다. 상기 블렌딩물로부터 형성된 섬유 및/또는 필라멘트를 압력 및/또는 열을 인가하거나 인가함이 없이 자기 접합시킬 수 있다. 또한 용매를 사용하여 용매 제거후에 남는 섬유 및 필라멘트의 융착을 일으킬 수 있다.
전형적인 점착성 수지 및 점착화된 압출가능 엘라스토머성 조성물은 본 명세서의 참고문헌으로 포함되어 있는 공동양도된 Kieffer 등의 미국특허 4,789,699에 개시되어 있다. 상기 엘라스토머성 중합체와 상용성이 있으며 또한 높은 가공(예;압출) 온도에 견딜 수 있다면 임의의 점착성 수지를 사용할 수 있다. 상기 엘라스토머성 중합체(예: 엘라스토머성 블록 공중합체)를 폴리올레핀 또는 익스텐더 (extender oil) 등의 가공 조제와 블렌딩하는 경우, 상기 점착성 수지는 이들 가공조제와 상용성이 있어야 한다. 통상, 수소화된 탄화수소 수지는 온도 안정성이 우수하기 때문에, 바람직한 점착성 수지이다. 수소화된 탄화수소 수지의 예로는 REGALREZ(등록상표) 및 ARKON(등록상표) P계 점착제를 들 수 있다. REGALREZ(등록상표) 탄화수소 수지는 Hercules Incoporated로부터 구입할 수 있다. ARKON(등록상표) P계 수지는 Arakawa Chemical(U.S.A) Incoporated로부터 구입할 수 있다. 또한 상기 조성물의 다른 성분과 상용성이 있고 높은 가공온도에서 견딜 수 있는 다른 점착성 수지도 사용할 수 있다.
전형적으로, 상기 엘라스토머성 멜트블로운 섬유를 형성하기 위하여 사용되는 블렌드물은 예를 들어 엘라스토머성 중합체 약 40 내지 약 80중량％, 가공 조제 약 5 내지 약 40％ 및 점착성 수지 약 5 내지 약 40％를 포함한다.
또한, 화학적 반발성을 향상시키기 위하여, 공동양도된 Perkins 등의 미국특허 5,178,931에 기재된 것 중의 임의의 불화탄소 약품, 내화성을 증가시키기 위한 난연제 및/또는 각각의 층에 동일한 또는 별개의 색상을 부여하는 안료 등의 다른 물질을, 본 발명에 의한 층을 제조하는 데 사용되는 엘라스토머성 중합체와 블렌딩할 수도 있다. 스펀본드 및 멜트블로운 열가소성 중합체용 난연제와 안료는 당해 기술분야에 공지되어 있고, 통상 내부 첨가제이다. 안료를 사용하는 경우, 다른 물질이 누적량 25중량％ 미만 존재할 때, 안료는 통상 상기 층의 5중량％ 미만 존재한다.
본 발명의 적층체로부터 제조된 물품은 특수한 기능을 더 부여하기 위하여 국부 처리할 수 있다. 이런 국부 처리 및 이들 방법은 당업계에 공지되어 있고, 분무, 함침 등에 의해 도포되는, 예를 들어 알콜 반발성 처리, 대전방지 처리 등을 들 수 있다. 상기 국부 처리의 예로는 Zelec(등록상표) 대전방지제 (Delaware주, Wilmington의 E.I. du Pont de Nemours and Company로부터 구입 가능) 도포를 들 수 있다.
자외선 안정제로는 힌더드 아민이 사용되며, 공동양도된 Hudson의 미국특허 5,200,443에 기재되어 있다. 상기 아민의 예로는 Hostavin TMN20(미국 뉴저지주 소머빌 소재의 American Hoescht Corporation 제품) Cyasorb UV-3668(미국 뉴저지주 웨인 소재의 American Cyanamid Company 제품) 및 Uvasil-299(미국 뉴욕주 소재의 Enichem Americas, Inc 제품)을 들 수 있다. 특히 적합한 힌더드 아민은 CAS 등록번호 70624-19-9인, 시판품 Chimassorb(등록상표) 944FL(New York, Hawthorne의 Ciba-Geigy Corporation 제품)이다. 이 Chimassorb(등록상표) 944FL 미국 조지 아주 소셜 써클 소재의 Standridge Color Corporation에 의해 멜트블로잉용으로 적합한, 폴리프로필렌 펠렛에 혼입된 SCC-8784로 시판되고 있다.
상기 개더링가능한 층은 적어도 하나의 엘라스토머성 연속 필라멘트층과 적어도 하나의 엘라스토머성 멜트블로운 섬유층으로 형성된 탄성 섬유상 웹의 적어도 하나의 표면에 부착되는 층이다. 적합한 개더링가능한 층의 예로는 필름층과 부직웹층을 들 수 있다. 개더링가능한 층은 본 명세서에서 기재한 임의의 열가소성 중합체로부터 제조할 수 있고, 이 중합체는 탄성 중합체, 비탄성 중합체 또는 탄성 중합체와 비탄성 중합체의 조합 중 어느 하나이다. 다른 열가소성 중합체는 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 셀로판, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리카프로락탐, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 이들의 하나 또는 그 이상의 혼합물 또는 공압출물을 포함한다. 상기 개더링가능한 층이 필름층이면, 이 필름층은 캐스팅법 또는 블로잉법 중 어느 하나의 방법으로 제조할 수 있다.
또한, 탄성 복합재는 예를 들어 "연신 접합(stretch bonded)" 적층체 및 "넥 접합(neck bonded)" 적층체이다. 종래부터, "연신 접합"이란 탄성부재가 이완길이의 약 25％ 이상 늘어나면서 탄성부재가 다른 부재에 접합하는 것을 말한다. "연신 접합 적층체"란 하나의 층이 개더링가능한 층이고 다른 층이 탄성층인 적어도 2개의 층을 갖는 복합재를 말한다. 이층들은 탄성층이 늘어난 상태에 있을 때에 함께 결합하여, 이 층들은 이완될 때 상기 개더링가능한 층이 개더링된다. 상기 다층 탄성 복합재는 상기 접합 위치 사이에 개더링된 비탄성 재료가 상기 탄성 재료를 신장시킬 수 있을 정도까지 연신될 수 있다. 연신 접합 적층체의 하나의 형태는 예를 들어 공동양도된 Vander Wielen 등의 미국특허 4,720,415에 개시되어 있으며, 이 특허에는 압출기의 다층 뱅크로부터 제조된 동일 중합체의 다층이 사용되고 있다. 다른 탄성 복합재는 이미 참조문헌으로 언급한 Kieffer 등의 미국특허 4,789,699와 Taylor의 미국특허 4,781,966, 공동양도된 Morman의 미국특허 4,657,802 및 4,652,487, 및 Morman 등의 미국특허 4,655,760에 개시되어 있으며, 모두 본 명세서 전반에 걸쳐 참조문헌으로 포함되어 있다.
종래부터, "넥 접합"이란 비탄성부재가 늘어나거나 또는 넥킹되면서(즉 폭방향으로 연신되면서), 탄성부재가 비탄성부재에 접합하는 것을 말한다. "넥 접합 적층체"란 하나의 층이 네킹된 비탄성층이고 다른 층이 탄성층인 적어도 2개의 층을 갖는 복합재를 말한다. 상기 층들은 상기 비탄성층이 늘어난 상태에 있을 때에 함께 결합한다. 넥 접합 적층체의 예로는 공동양도된 Morman의 미국특허 5,226,992, 4,981,747, 4,965,122 및 5,336,545에 기재된 것들을 들 수 있다.
도면을 참조하면서 본 발명을 구체적으로 설명한다. 도면에서 같은 번호는 같거나 균등한 구조를 나타낸다. 도 1은 탄성 섬유상 웹을 포함하는 탄성 복합재를 형성하는 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
본 발명에 의하면, 탄성 섬유상 웹(130)은 공급 롤로부터 풀릴 수 있거나, 또는 하기 도 2에서 구체적으로 설명하는 공정과 같은 연속 공정으로 형성될 수 있 다. 상기 탄성 섬유상 웹(130)은 한쌍의 핀치 롤러(132 및 134)에 의하여 형성된 닙을 통하여 통과한다.
공급 롤(26)이 그와 관련된 화살표 방향으로 회전함에 따라, 제1 개더링가능한 층(24)은 공급 롤(26)로부터 풀려서 그와 관련된 화살표 방향으로 이동한다. 공급 롤(30)이 그와 관련된 화살표 방향으로 회전함에 따라, 제2 개더링가능한 층(28)은 공급 롤(30)로부터 풀려서 그와 관련된 화살표 방향으로 이동한다.
제1 개더링가능한 층(24)과 제2 개더링가능한 층(28)은 접합기 롤러(36 및 38)에 의하여 형성된 접합기 롤러 배열(34)의 닙(32)을 통하여 통과한다. 상기 제1 개더링가능한 층 (24) 및/또는 상기 제2 개더링가능한 층(28)은 멜트블로잉법, 스펀본딩법 또는 필름압출법 등의 압출법에 의하여 형성된 후, 공급 롤에 먼저 저장함이 없이 직접적으로 닙(32)을 통하여 통과할 수 있다.
핀치 롤러(132 및 134)의 선형 주변 속도를 상기 접합기 롤러 배열(34)의 롤러의 선형 주변 속도보다 작게 제어함으로써, 연신된 재료를 안정화하고 또한 연신되는 양을 제어할 수 있다. 상기 롤러 속도의 차이를 조절함으로써, 상기 탄성 섬유상 웹(130)은 팽팽하게 되어 요구량만큼 연신되고, 연신된 상태를 유지하는 동안, 제1 개더링가능한 층(24)과 제2 개더링가능한 층(28)을 접합기 롤러 배열(34)을 통과시켜 상기 탄성 섬유상 웹(130)과 결합하여 탄성 복합재(40)를 형성한다.
상기 탄성 복합재(40)는 장력을 해제할 때 곧 이완되어, 제1 개더링가능한 층(24)과 제2 개더링가능한 층(28)은 탄성 복합재(40) 중에 개더링된다. 그 후 상기 탄성 복합재(40)를 권취 롤(42)에 감는다. 이러한 형태의 탄성 복합재의 제조 방법은 예를 들어, 이미 언급한 미국특허 4,720,415에 기재되어 있다.
상기 개더링가능한 층(24 및 28)은 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹 또는 본드카드 웹 등의 부직재이다. 본 발명의 하나의 구체예로, 상기 개더링가능한 층(24 및 28)의 하나 또는 모두는 예를 들어, 적어도 하나의 스펀본드 웹층을 멜트블로운 웹, 본드카드 웹 또는 다른 적당한 재료 중 적어도 하나의 층에 결합한 다층 재료이다.
또한 상기 개더링가능한 층(24 및 28)의 하나 또는 모두는 2개 이상의 다른 섬유의 혼합물 또는 섬유와 미립자의 혼합물로 제조된 복합재일 수 있다. 수집 장치 상에 멜트블로운 섬유가 수집되기 전에, 상기 멜트블로운 섬유와 다른 재료(예: 나무펄프, 스테이플 섬유 및 통상 초흡수제로 언급되는 하이드로콜로이드(하이드로겔) 미립자와 같은 미립자)의 균일한 엉킨 혼합이 일어나도록, 상기 멜트블로운 섬유를 운반하는 가스 기류내에 섬유 및/또는 미립자를 첨가하여 혼합물을 형성하며, 그 결과 멜트블로운 섬유와 다른 재료가 랜덤하게 분산된 응집 웹이 형성되는 데, 이는 본 명세서의 참조문헌으로 포함되어 있는 공동양도된 Anderson 등의 미국특허 4,100,324에 개시되어 있다.
상기 개더링가능한 층(24 및 28)의 하나 또는 모두는 나무펄프 섬유를 포함하는 펄프 섬유로 만들어서 티슈층과 같은 재료를 형성한다. 또한, 개더링가능한 층은 이미 언급한 미국특허 4,781,966에 개시된 바와 같이, 나무 펄프와 스테이플 섬유의 유압으로 엉킨 혼합물(hydraulically entangled mixture)과 같은 유압으로 엉킨 섬유층이어도 좋다.
개더링가능한 층(24 및 28)은 하기에 구체적으로 설명하는 접합 수단에 의하여 탄성 섬유상 웹(130)에 결합된다. 결합은 상기 탄성 섬유상 웹(130) 및 상기 개더링가능한 층(24 및 28)에 열 및/또는 압력을 가하여 이루어지는 데, 이 때 가장 낮은 연화점을 갖는 재료의 연화점 이상으로 이들을 가열하면 상기 탄성 섬유상 웹(130)과 개더링가능한 층(24 및 28)의 재고화 연화 부분들 사이에서 강한 영구 접합이 형성된다.
상기 접합기 롤러 배열(34)은 오목부(44)를 갖는 패턴화된 비접합(PUB) 캘린더 롤러(38)와 편평한 앤빌 롤러(36) 또는 또 하나의 PUB 캘린더 롤러를 갖는다. 도 3을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 PUB 캘린더 롤러(38)은 최외각 표면상에 복수의 분리된 오목부(44)(개구, 틈 또는 홀로 알려짐)를 획정하는 랜드부(46)의 연속 패턴을 포함하는 접합 패턴을 갖는다. 도 8은 원형의 오목부(44)의 측단면도를 확대한 도면이다. 개개의 오목부(44)의 깊이(D)는 요구 효과를 달성하기에 적합하다면 임의의 깊이일 수 있다. 이와 마찬가지로, 직경(d)도 요구 효과를 달성하기에 적합하다면 임의의 직경일 수 있다. 상기 연속 랜드부(46)에 의하여 획정된 상기 롤러 또는 롤러들내의 각각의 오목부(44)는 탄성 복합재(40)의 적어도 일면에, 상기 웹의 섬유 또는 필라멘트가 실제적으로 또는 완전히 비접합되는 분리된 비접합부를 형성한다. 달리 말하면, 상기 롤러 또 롤러들내의 랜드부(46)의 연속 패턴은 상기 탄성 복합재의 적어도 일면상에 복수의 분리된 비접합부를 획정하는 접합부의 연속 패턴을 형성한다. 본 발명의 탄성 복합재는 재료의 단위 면 적당 통상 적어도 약 15 내지 약 80％의 접합부를 갖는다. 이 재료는 20 내지 60％의 접합부를 갖는 것이 바람직하고, 30 내지 60％의 접합부를 갖는 것이 더 바람직하다. 상기 재료의 접합부 백분율과 상기 PUB 롤러의 표면상에 오목부의 백분율은 반비례함을 알 수 있다. 그러므로, 적어도 약 15 내지 약 80％의 접합부를 갖는 재료를 제조하기 위해서는, 상기 PUB롤러는 그 면상에 약 85 내지 약 20％ 오목부를 가질 것이다.
요구 온도, 필요에 따라서 접합 압력을 제공하는 공지의 수단에 의하여, 상기 앤빌 롤러(36)와 상기 캘린더 롤러(38)의 하나 또는 모두를 가열하고, 이 두개의 롤러 사이에 압력을 조절하여, 개더링가능한 층과 탄성 섬유상 웹을 결합할 수 있다. 최종 복합 적층체 재료에 요구되는 촉감에 따라, 상기 캘린더 롤러의 표면상에 다양한 오목부(44)의 패턴을 사용할 수 있다. 상기 오목부(44)는 원형, 타원형, 직사각형 및 정사각형을 포함하는 형상의 하나 또는 그 조합을 갖는다. 가장 바람직한 형상은 원형이다. 상기 개더링가능한 층이 예를 들어, 스펀본드 폴리프로필렌 재료일 경우, 상기 접합은 60℉(15.6℃) 정도의 낮은 온도에서 행할 수 있다. 스펀본드 폴리프로필렌의 개더링가능한 층과 탄성 섬유상 웹 사이를 접합하는 동안 캘린더 롤러의 온도 범위는 60 내지 180℉(15.6 내지 82.2℃)이다.
열접합에 관하여, 열접합을 위하여 재료가 가열되는 온도는 가열된 롤러(들) 또는 다른 열원 뿐만 아니라, 가열된 표면상에 재료의 체류시간, 재료의 조성, 재료의 기초중량 및 비열과 열전도도에 의존함은 본 기술분야의 당업자에게 알려져 있다.
압력을 증가시키면, 엘라스토머성 섬유상 웹과 개더링가능한 층 사이에 접합과 전체적인 응집이 향상됨은 통상 주지되어 있다. 그러나 본 발명의 적층체에서는 요구 특성을 달성하기 위하여 반드시 높은 접합 압력이 필요한 것이 아님이 밝혀졌다. 실제로, 접합 게이지압을 약 25psi(0.17MPa)로부터 40psi(0.28MPa)로 증가시킬 경우, 특성에 대해 마이너스 효과의 증거가 있다. (접합부 ~ 35％의 PUB 패턴에서, 직경 7인치(17.8cm) 롤을 사용하는 경우, 게이지압 25psi(0.17MPa)와 40psi(0.29 MPa)는 접합 영역상의 압력, 금속 대 금속 하중 40,450psi(278.89MPa)와 52,457psi(361.68MPa)으로 변환된다. 그러므로, 접합 영역에서 약 35,000psi 내지 약 50,000psi(241.32 내지 344.74MPa)의 금속 대 금속 하중이 바람직하며, 약 40,000psi 내지 52,000psi(275.79 내지 358.53MPa)의 하중이 특히 바람직하다. 하기 실시예에서 더욱 구체적으로 기술하는 바와 같이, 본 발명에 의하여 PUB 패턴 캘린더 롤러에 의하여 적층된 탄성 복합재에 대하여 가장 크고 가장 중요한 효과는 응력 완화 특성에서 관찰된다. 압력이 증가함에 따라 6시간 하중 손실은 52％ 내지 69％ 증가한다. 이 때문에, 접합 압력은 약 40psi(0.29MPa) 미만이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 탄성 복합재(40)의 중요한 성분은 탄성 섬유상 웹(130)이다. 이 탄성 웹은 2개의 재료층을 포함한다; 엘라스토머성 멜트블로운 섬유층과 같은 적어도 하나의 층과 상기 엘라스토머성 멜트블로운 섬유의 적어도 일부에 자생적으로 접합된 엘라스토머성 연속 필라멘트의 평행열 층과 같은 적어도 하나의 다른 층이 바람직하다.
전형적으로, 상기 탄성 섬유상 웹은 엘라스토머성 연속 필라멘트를 약 20중량％ 이상 함유한다. 예를 들어, 상기 탄성 섬유상 웹은 엘라스토머성 연속 필라멘트를 약 20중량％ 내지 약 95중량％ 함유한다. 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트는 상기 탄성 섬유상 웹의 약 40 내지 약 90중량％를 구성할 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 탄성 복합재의 성분으로 사용되는 탄성 섬유상 웹을 형성하는 방법의 개략도이다. 이 방법을 참조번호(100)으로 나타낸다. 상기 탄성 섬유상 웹에 사용되는 섬유와 필라멘트를 형성할 때, 압출가능한 엘라스토머성 중합체의 펠렛 또는 칩 등(도시않음)을 압출기(106 및 108)의 펠렛 호퍼(102 및 104)에 투입한다.
각각의 압출기는 종래의 구동 모터(도시않음)에 의하여 구동되는 압출 스크류(도시않음)를 갖는다. 구동모터에 의한 압출 스크류의 회전으로 중합체가 압출기를 통하여 전진할 때, 중합체는 용융상태까지 계속적으로 가열된다. 중합체가 압출기(106)의 분리된 가열 대역을 거쳐 멜트블로잉 다이(110)를 향하여 전진함에 따라, 또한 중합체가 압출기(108)의 분리된 가열 대역을 거쳐 연속 필라멘트 형성 수단(112)을 향하여 전진할 때 온도가 서서히 승온되는 복수의 분리된 단계로, 상기 중합체가 용융상태까지 가열된다. 상기 멜트블로잉 다이(110)와 상기 연속 필라멘트 형성 수단(112)은 열가소성 수지의 온도를 압출되는 동안에 승온된 상태로 유지하는 또 하나의 가열 대역이다. 상기 압출기(106 및 108)와 상기 멜트블로잉 다이(110) 및 상기 연속 필라멘트 형성 수단(112)의 여러 대역의 가열은 종래의 여러 가열 배열(도시않음)중 어느 하나에 의하여 이루어진다.
상기 탄성 섬유상 웹의 엘라스토머성 연속 필라멘트는 각종의 압출법을 이용하여 형성된다. 예를 들어, 상기 엘라스토머성 필라멘트는 가열가스 기류(즉 주로 공기 기류)를 제거하기 위하여 변형된 종래의 1개 이상의 멜트블로잉 다이 배열을 이용하여 형성되는 데, 여기서 가열가스 기류는 통상 압출된 실을 가늘게 하기 위하여 압출되는 실의 방향과 같은 방향으로 흐른다. 상기 변형된 멜트블로잉 다이 배열(112)은 통상 유공(foraminous) 수집면(114) ("벨트"라고 하는 경우도 있음)을 가로질러, 상기 수집면(114)의 이동 방향과 실제적으로 가로지르는 방향으로 뻗어 있다. 상기 변형된 다이 배열(112)은 상기 다이의 가로 범위를 따라 배열된 소직경의 모관의 직선 어레이(116)을 포함하며, 상기 다이의 가로 범위는 제조되는 엘라스토머성 연속 필라멘트의 팽행 열의 요구 폭과 대략 같다. 즉 다이의 가로 치수는 다이 모관의 직선 배열에 의하여 정의되는 치수이다. 전형적으로, 모관의 직경은 약 0.01인치(0.0254cm) 내지 약 0.02인치(0.058cm)의 크기이고, 예를 들어 0.0145 내지 0.018인치(0.0368 내지 0.0457cm)이다. 다이면의 직선 1인치(2.54cm)당 약 5 내지 약 50의 모관가 제공된다. 전형적으로, 모관의 길이는 약 0.05인치(0.127 cm) 내지 약 0.20인치(0.508cm), 예를 들어, 약 0.113인치(0.287cm) 내지 약 0.14인치(0.356cm) 이다. 멜트블로잉 다이는 가로 방향 길이가 약 20인치(50.8cm) 내지 약 60인치(152.4cm) 이상이다.
상기 다이의 선단을 지나 흐르는 가열가스 기류(즉 주로 공기 기류)는 급속히 감소되거나 없기 때문에, 상기 압출된 중합체가 다이 선단에 있는 동안 용융 또는 유동 상태로 남게 하기 위하여 다이 선단을 단열하거나 가열 수단을 제공할 것 이 요구된다. 변형된 다이(112)내의 모관의 어레이(116)로부터 중합체가 압출되어 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)가 생성된다.
상기 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)는 이들이 변형된 다이(112)내의 모관의 어레이(116)를 벗어날 때 초기 속도를 갖는다. 이들 필라멘트(118)는 이것의 초기 속도 이상으로 이동하는 유공 수집면(114)상에 침적된다. 이 유공 수집면(114)은 수집면 롤러(120)에 의하여 구동되는 이음매없는(endless) 벨트이다. 이 연속 필라멘트(118)는 도 2의 화살표(112) 방향으로 회전하는 유공 수집면(114)의 표면상에 실질적으로 평행한 배열로 침적된다. 진공 박스(도시않음)를 상기 벨트(114)의 표면상의 매트릭스 유지를 위하여 사용할 수 있다. 다이(112)의 선단은 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)가 수집되는 벨트(114)의 표면과 실제적으로 밀착되어야 한다. 예를 들어, 형성 거리는 약 0.5인치(1.27cm) 내지 약 10인치(25.4cm)이다. 이 거리는 약 0.75인치(1.9cm) 내지 약 8인치(20.3cm)가 바람직하다.
상기 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)의 배열을 실제로 평행열로 향상시키고/거나 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)를 신장시켜 요구하는 직경으로 하기 위하여, 탄성 연속 필라멘트(118)의 초기 속도보다 큰 속도로 유공 수집면(114)을 이동시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유공 수집면(114)을 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)의 초기 속도보다 약 2 내지 약 10배의 속도로 이동시킴으로써, 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)의 배열이 향상될 수 있다. 필요하다면, 더 큰 속도 차이를 이용할 수 있다. 상기 유공 수집면(114)의 속도 선택에 다른 요인이 작용하지만, 통상적으로, 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)의 초기 속도보다 약 4 내지 약 8배 빠르게 선택한다.
상기 엘라스토머성 연속 필라멘트는 다이면상의 모관의 밀도에 상응하는, 재료의 폭 1인치(2.54cm)당 밀도로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 재료의 폭 1인치(2.54cm)당 필라멘트 밀도는 재료의 폭 1인치(2.54cm)당 약 10 내지 약 120 필라멘트이다. 전형적으로, 낮은 밀도의 필라멘트(예: 10 내지 35 필라멘트/폭 1인치)는 단지 1개의 필라멘트 형성 다이만으로 달성할 수 있다. 높은 밀도의 필라멘트(예: 35 내지 120 필라멘트/폭 1인치)는 필라멘트 형성 장치의 멀티 뱅크로 달성할 수 있다.
상기 탄성 섬유상 웹(130)의 상기 엘라스머성 멜트블로운 섬유 또는 마이크로섬유(126) 성분은 참조번호(124)로 나타내는 종래의 멜트블로잉법을 이용하여 형성된다. 상기 멜트블로운 다이 어레이(110)에서, 다이 부분과 함께 챔버와 갭을 획정하는 공기판의 위치를 상기 다이 부분과 관련지어 조절하여 감쇠 가스 통로의 폭을 증가 또는 감소시킬 수 있으므로, 감쇠 가스의 속도를 변화시키지 않고도, 소정의 시간동안 공기 통로를 통하여 통과하는 감쇠 가스의 체적을 변화시킬 수 있다. 일반적으로 말해서, 실제로 연속 멜트블로운 섬유 또는 마이크로섬유를 제조하려면, 감쇠 가스의 속도를 낮추고 공기 통로 갭을 넓히는 것이 바람직하다.
상기 2개의 감쇠 기류를 수렴하여 용융실을 함유하는 1개의 가스 기류를 형성하고, 이 가스 기류가, 감쇠 정도에 따라, 오리피스 직경 미만의 소직경의 섬유 또는 마이크로섬유가 되게 한다. 감쇠 가스 작용에 의하여, 엘라스토머성 연속 필 라멘트(118)를 실직적으로 평행 배열로 이동시키는 도 2에 예시한 유공 수집면(114)의 수집 배열 위에, 상기 가스함유 섬유 또는 마이크로섬유(126)를 블로잉한다. 상기 섬유 또는 마이크로섬유(126)는 엘라스토머성 연속 필라멘트(118) 및 도 2의 화살표(122) 방향으로 회전하는 유공의 이음매없는 벨트(114)의 표면상에, 섬유의 응집 매트릭스로서 수집된다. 필요에 따라, 멜트블로운 섬유 또는 마이크로섬유(126)는 많은 충돌(impingement) 각도로 상기 벨트(114)상에 수집될 수 있다. 진공 박스(도시않음)를 상기 벨트(114)의 표면상의 매트릭스 유지를 위하여 사용할 수 있다. 전형적으로 멜트블로잉 다이(110)의 선단(128)은 섬유가 수집되는 벨트(114)의 표면으로부터 약 6인치(15.24cm) 내지 약 14인치(35.56cm)이다. 상기 엉킨 섬유 또는 마이크로섬유(126)는, 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)상에 침적되는 동안에 약간의 점착성이 있거나 또는 용융되므로, 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)의 적어도 일부와 자생적으로 접합할 수 있고, 따라서 탄성 섬유상 웹(130)을 형성한다.
이 점에서, 자생 접합을 향상시키기 위하여 멜트블로운 섬유와 필라멘트의 탄성 섬유상 웹을 가볍게 밀착하는 것이 바람직하다. 상기 캘린더링은 충분한 압력(필요에 따라 온도)하에서 한쌍의 패턴 또는 비패턴 핀치 롤러(132 및 134)로 행하여, 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트와 상기 엘라스토머성 멜트블로운 섬유 사이의 영구 자생 접합을 한다.
상기한 바와 같이, 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트 및 엘라스토머성 멜트블로운 섬유는 이동하는 유공 표면상에 침적된다. 본 발명의 하나의 태양으로, 멜트블로운 섬유는 상기 압출된 엘라스토머성 연속 필라멘트의 위에 직접 형성된다. 이것은 상기 필라멘트와 상기 유공 표면을 멜트블로운 섬유를 제조하는 장치 밑에 통과시켜 이루어지는 것이다. 이와 달리, 엘라스토머성 멜트블로운 섬유층을 유공 표면상에 침적하고, 엘라스토머성 연속 필라멘트의 팽행 열을 상기 엘라스토머성 멜트블로운 섬유 위에 직접 형성할 수 있다. 필라멘트 형성과 섬유 형성 장치의 조합을 다양하게 설정하여 다른 형태의 탄성 섬유상 웹을 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성 섬유상 웹은 엘라스토머성 연속 필라멘트와 엘라스토머성 멜트블로운 섬유의 교호층을 포함할 수 있다. 또한 멜트블로운 섬유를 형성하거나 또는 엘라스토머성 연속 필라멘트를 생성하는 여러 다이를 직열로 배열하여 섬유와 필라멘트의 중첩층을 제공할 수도 있다.
상기 배경기술에서 간략하게 언급한 바와 같이, 도 4는 엘라스토머성 멜트블로운 섬유(126)에 부착되고 또한 패턴화(Ramisch) 롤을 사용하여 접합된 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)의 주사 전자현미경 사진이다. (118')에 예시한 바와 같이, 연속 필라멘트는 찢겨지고, 흠집이 나고, 잘려있다. 이러한 손상은 도 5에 나타낸 바와 같이, 체온에서 연신 상태하에서 사용하는 동안에 섬유를 완전히 파괴시켜서, 탄성 특성과, 이에 따라 상기 재료와 이들 적층체의 성능에 영향을 미친다. 도 5는 도 4의 재료를 사용 조건에 적용시켰을 때의 주사 전자현미경 사진이다. 이 도면에서는, 찢겨지고, 흠집이 나고, 잘려있는 필라멘트(118')가 완전히 파괴되어 있음을 관찰할 수 있다. 이 현상이 발생하면, 탄성 특성의 활성이 상기 파괴된 필라멘트에 의하여 방해되기 때문에, 고유 잠재성은 상기 파괴된 필라멘트, 및 전 체 재료에 대해 거의 없거나 또는 영향을 끼지지 않는다.
평활 캘린더 롤을 사용하여 층들을 함께 접합하는 종래의 방법으로, 이 문제를 해결하는 수단을 기재한 PCT 공개번호 WO98/29251를 이미 참조문헌으로 언급했다. 평활 롤 캘린더링은 도 6에서 관찰할 수 있는 바와 같이, 캘린더링 동안 연속 필라멘트가 파괴되지 않기 때문에 치수 안정성(예: 응력 완화과 크리프가 적음)을 향상시킨다. 도 6에는, 상기 도 4에서 기술한 바와 같은 재료를 평탄 캘린더 롤로 접합하였다. 다시, 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)를 엘라스토머성 멜트블로운 섬유(126)에 부착하여 탄성 섬유상 웹을 형성하였다. 이 때, 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트(118)는 접합에 의하여 손상되지 않았다. 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트가 손상되지 않았기 때문에, 상기 적층체는 실제로 우수한 고유 잠재성을 나타냈다. 이 방법의 단점은 고유 잠재성이 때때로 너무 강하여, 가공이 곤란하고(재료가 가공이 곤란한 정도로 수축하는 경향이 있음), 그 재료를 기저귀 등에 사용할 때 "붉은 마크"가 발생하는 것이다. 또한, 이 생성된 적층체는 로프트니스를 잃어(즉, 편평함), 천-유사 심미성이 거의 없거나 아예 없었다. 도 7에서, 사진의 우측은, 평활 롤 캘린더링으로 만든 탄성 복합재인 반면, 사진의 좌측은, 패턴화 롤 캘린더링으로 만든 재료이다. 평활 롤 캘린더링을 이용하여 만든 재료는 로프티가 명백하게 적어, 수요자에게 매력을 끌지 못했다. 도 9를 참조하면서, 본 발명에 의하여 제조한 탄성 복합재를 포함하는 일회용 가먼트(50)를 설명한다. 도 9에는 배변훈련용 팬츠를 도시하였으나, 본 발명에 의하여 제조된 탄성 복합재는 이 물품에 한정하여 사용되는 것이 아니라, 기저귀, 실금 장치, 외과 용 가운의 커프스 등의 다양한 용도로 사용되며, 또한 이 용도에 한정되는 것은 아니다.
다시 도 9를 참조하면, 이 일회용 가먼트(50)는 허리 개구부(58)와 한쌍의 다리 개구부(60 및 62)를 획정하는 허리 봉쇄부(52)와 두개의 측면 패널(54 및 56)을 포함한다. 도 9는 착용자의 몸통(64)(점괘선으로 표시함)에 딱 맞는 일회용 가먼트(50)를 나타낸다. 측면 패널(54)은 연신불가능한 재료로 만들어진 중간 부재(70)와 접속하는 연신가능한 측면 부재(66) 및 연신가능한 측면 부재(68)를 포함한다. 이와 유사하게, 측면 패널(56)은 연신불가능한 재료로 만들어진 중간 부재(76)와 접속하는 연신가능한 측 부재(72) 및 연신가능한 측 부재(76)를 포함한다. 또한 일회용 가먼트(50)는 허리 개구부(58)을 따라 일체성을 추가적으로 제공하기 위한 앞허리 탄성 부재(78) 및 뒤허리 탄성 부재(80)를 포함한다. 다리 탄성체(82)가 측 패널(54 및 56) 사이의 허리 봉쇄부(52)에 제공된다.
본 발명의 탄성 복합재는 일회용 가먼트(50)의 각종 부위, 특히 측 패널(54 및 58)에 사용할 수 있다. 또한 상기 적층 재료는 상기 일회용 가먼트(50)의 다리 탄성체(82)와 허리 탄성 부재(78)에 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 탄성 복합재의 제조방법을 하기 실시예에서 설명한다.
본 발명의 실시예의 샘플와 비교예의 샘플을 하기에 기술한 바와 같이 제조하였다. 그 후 이 샘플에 대해 다음의 시험을 행하였다.
기초중량:
미연신 탄성 복합재의 조각(3인치(7.62cm)×7인치(17.78cm))을 잘라내서, 이를 종래의 저울로 칭량하여 샘플의 중량을 구하였다. 이 중량은 g으로 표시하였다. 상기 중량을 잘라낸 샘플의 면적으로 나누어서 기초중량을 구하였다. 이와 마찬가지로, 탄성 복합재로부터 탄성성분을 박리한 후, 탄성성분의 기초중량을 같은 방법으로 측정하였다. 이 샘플을 연신-중지(STP) 시험(상세히 후술함)을 한 후, 이소프로필 알콜에 대략 3 내지 5분 침지하였다. 그 후 탄성 복합재의 스펀본드면을 제거하였다. 그 후 잔류하는 탄성 섬유상 웹을 표준 실험실 후드에 넣고, 약 5분간 건조하였다. 건조한 후, 상기 탄성 섬유상 웹을 상기한 바와 같이 칭량하였다. 탄성체 웹 중량을 원래의 적층체 단면적으로 나누어 "이완 탄성체 기초중량"을 구하였다. "탄성체 기초중량"을 다음식으로 구하여 하기 표에 기재하였다.
탄성체 기초중량=이완 탄성체 기초중량/((STS/100)+1)
드레이프 강성도(Drape Stiffness):
"드레이프 강성도" 시험은 드레이프 강성도 또는 재료의 굽힘에 대한 저항을 측정하는 것이다. 굽힘 길이(bending length)는 재료가 자중하에서 구부러지는 것, 바꾸어 말하면, 상기 복합재의 자체 중량하에서 복합재의 칸티레버 굽힘 (cantilever)의 원리를 이용하여 재료 중량과 강성도 사이의 상호작용의 척도이다. 통상, 샘플을 분당 4.75인치(12cm/분)로 길이방향과 평행한 방향으로 슬라이딩하여, 샘플의 선두 연부를 평면의 연부로부터 돌출시켰다. 상기 샘플의 선단과 플랫폼의 연부를 연결하는 선이 수평과 41.5°되는 점까지, 상기 샘플의 선단이 자체 중량하에서 아래로 내려간 돌출 길이를 측정하였다. 이 돌출이 길수록, 샘플은 천 천히 굽혀지고; 따라서, 숫자가 높을수록 강한 복합재를 나타낸다. 이 방법은 ASTM 표준 시험 D1388의 규격에 따른 것이다.
시험 샘플은 다음과 같이 제조하였다. 다른 언급이 없다면, 샘플은 폭 1인치(2.54cm) 길이 6인치(15.24cm)의 직사각형 스트립으로 잘랐다. 각각의 샘플의 3개의 시편을 종방향으로 시험하였다. FRL-Cantilever Bending Tester, Model 79-10(NY, Amityvill에 위치한 Testing Machine Inc로부터 구입가능함)과 같은 드레이프-플렉스 강성도 시험기(Drape-Flex Stiffness Tester)로 시험을 하였다.
드레이프 강성도(cm)는 샘플의 기울기가 41.5°가 되었을 때의 샘플의 돌출 길이의 1/2이다. 하기에 나타낸 샘플의 드레이프 강성도는 샘플을 종방향으로 3번 반복 시험하여 얻은 결과의 산술 평균이며, 이를 각각 별개로 기재했다.
컵 크러시(Cup Crush):
"천-유사(cloth-like)" 심미성의 척도로서의 재료의 유연성을 "컵 크러시" 시험에 의해 측정하였다. 컵형상의 직물을 직경 약 6.5cm의 실린더로 둘러싸서 컵 형상의 직물의 균일한 변형을 유지하면서, 23cm×23cm의 형상의 재료 조각을 직경 4.5cm의 반구형 형상의 푸트(foot)로 직경 약 6.5cm, 높이 6.5cm의 반전된 컵으로 눌러 부술 때에, 이 반구형 형상의 푸트에 걸리는 피크 하중 ("컵 크러시 하중" 또는 간단하게 "컵 크러시"라고도 함)을 측정함으로써, 직물의 강성도를 평가하였다. 10 기록값의 평균을 이용하였다. 컵벽과 푸트 사이가 접촉하여 기록값에 영향을 끼치는 것을 방지하도록 푸트와 컵을 배열하였다. 상기 푸트를 약 0.25인치/초(380mm/분)의 속도로 하강하면서 피크 하중을 g으로 측정하였다. 또한 컵 크러시 시험으로 샘플을 눌러 부수는 데 요구되는 전체 에너지("컵 크러시 에너지", 시험 개시부터 피크 하중점까지의 에너지, 즉 일축은 하중(g)과 다른 축은 푸트 이동거리(mm)로 된 커브의 아래 면적)의 값을 산출할 수 있다. 따라서 컵 크러시 에너지는 gm-mm으로 기록된다. 컵 크러시 값이 낮을수록 유연한 재료이다. 컵 크러시는 모델 FTD-G-500(로드셀 500g범위)(미국 뉴저지주 펜사우켄 소재의 Schaevitz Company로 부터 구입가능)을 사용하여 측정하였다.
응력 신장율:
비교예 샘플와 본 실시예 샘플의 응력 신장율을 Material Testing System(MTS) Sintech 1/S 인장 시험기(North Carolina, Cary의 Sintech Corp으로부터 구입가능)으로 측정하였다. 표준 실험실 조건은 온도 23±2℃(73.4±3.6℉), 상대습도 50±5％로 유지하였다. 샘플의 크기는 폭 3인치(7.62cm) 길이 7인치(17.78cm)이다. 각 샘플을 그립(grip)간 거리 3인치(7.62cm)에서 그립의 턱 사이에 클램핑하였다. 그 후, 각 샘플을 크로스헤드 변위 속도 20인치/분(500mm/분)로 샘플이 끊어질 때까지 연신하였다. 하중을 중량그램(gram force)로 측정하고, 이 하중(중량그램)을 복합탄성재의 기초중량으로 나눈 "극한 하중/탄성체 gsm"을 하기 표에 기재하였다. 또한, 상기 "극한 신장율"는 길이의 증가분을 원래의 게이지 길이의 백분율로 표시하여 측정하였다. 이와 마찬가지로, "절편에서의 하중(load at intercept)"은 재료의 탄성이 없어지고 샘플의 인장 강도가 우세한 하중(그램)이었다.
Sintech 1/S 시스템으로부터 데이터를, 각 샘플의 초기 단면적의 정보로부터 공학 응력(평방 인치당 파운드, 또는 psi(또한 괄호안에 SI 등가치를 기재함))을 계산하여 환산하였다. 스트레인 또는 신장율은 그립간의 거리와 정신장율(constant elongation)로부터 계산된다. 응력과 변형의 비가 탄성율(psi)이다.
응력 완화:
상기 응력 신장율에 관한 시험을 하기에 기술하는 바와 같이 변형하여 응력 완화를 구하였다. 이 시험은 예를 들어 기저귀를 착용하였을 때의 사용 상태를 모의하여 설계되었다. 그러나, 이 번에는, 각각의 샘플을 체온 약 100℉(37.8℃)에서 6시간 동안 최종 정신장율 4.5인치(11.43cm)(50％ 신장율)까지 연신시켰다. Sintech 1/S 시스템으로부터 데이터를, 각 샘플의 초기 단면적의 정보로부터 공학 응력(평방 인치당 파운드, 또는 psi(또한 괄호안에 SI 등가치를 기재함))을 계산하여 환산하였다. 스트레인 또는 신장율은 그립간의 거리와 정신장율로부터 계산된다. 응력과 변형의 비가 탄성율(psi)이다.
상기 결과의 데이터를 지수 m을 얻기 위하여 다음의 파워법 모델에 적용할 수 있다:
Figure 112001025083957-pct00003
여기서 σ는 응력이고, t는 시간이고, m은 재료가 얼마나 빨리 하중, 또는 탄성 특징을 손실하느냐를 나타낸다. 표 2에 상기식을 사용하여 계산한 실제의 하중 손실의 속도, 또는 기울기를 나타낸다.
장력 변형(Tension Set):
각 샘플을 초기에 크로스헤드 속도 20인치/분(50.8cm/분)로 종방향으로 25％ 연신하였다. 이어서 이 샘플을 총 5 회에 걸쳐 단계별로 50％, 100％, 200％, 300％ 연신하였다. 시험을 종료한 후 즉시, 각 회별로 초기 변위와 최종 변위의 정보로부터, 변형의 비가역성의 척도인 ％변형(％ set)을 산출하였다.
％변형={(최종 변위-초기 그립간의 거리)/(초기 그립간의 거리)}×100
연신-중지 시험(Stretch-to-Stop Test):
"연신-중지 또는 STP"란 용어는 본 명세서에서는 탄성 복합재의 미연신 치수와 특정 장력을 인가했을 때의 탄성 복합재의 최대 신장된 치수 간의 차이를 구하고, 이 차이를 탄성 복합재의 미연신 치수로 나눈 비를 말한다. 상기 연신-중지를 백분율로 표시할려면, 이 비에 100을 곱하면 된다. 예를 들어, 미연신 길이가 5인치(12.7cm)이고 2000g의 힘을 인가한 경우의 최대 신장된 길이가 10인치(25.4cm)인 탄성 복합재는 100％ 연신-중지(2000g에서)를 갖는다. 또한 연신-중지는 "최대 비파괴 신장(maximum non-destructive elongtion)"이라고도 한다. 특별히 언급이 없다면, 연신-중지 값은 본 명세서에서는 2000g의 하중에서 기재하였다. 상기 신장율 또는 연신-중지 시험에서는, 3인치×7인치(7.62cm×17.78cm) 샘플은 긴쪽을 종방향으로 하여, 턱(jaw)간 갭 5cm를 사용하는 Sintech machine의 턱(jaw)에 놓았다. 그 후 이 샘플을 하중 2000g까지 크로스헤드 속도 약 20인치(50.8cm/분)로 잡아 당겼다.
싸이클 시험:
싸이클 시험은 상기에 기술한 컴퓨터화한 재료 시험계 Sintech 1/S를 사용하여 행하였다. 이 싸이클 시험에서는, 재료를 상기한 바와 같이, 신장율 100％에 상당하는 고정 신장을 10회 하고, 이어서 가능한한, 원래의 치수로 복원시켰다. ％ 히스테리시스는 각 싸이클의 신장으로부터 수축까지의 에너지 손실이다. 바꾸어 말하면, ％ 히스테리시스는 다음과 같다:
％ 히스테리시스=100×{(하중에너지(신장)-비하중에너지(수축))/하중에너지}
주사 전자현미경 검사(SEM)
상기 샘플을 Balzew 소형 코팅기로, 아르곤 35mA, 0.1mbar 존재하에서, 135volt에서 3분 동안 스퍼터링(spattering)하여, 300A의 균일한 막을 얻었다. Hitachi S-4500 Field Emission 주사 전자현미경을 사용하여 가속 전압 3KV, 작업거리 22mm, 배율 40X에서 사진을 찍었다.
광학 현미경 검사(OM):
샘플을 사산화루테늄(RuO4) 증기로 착색하여 엘라스토머성 연속 필라멘트를 선택적으로 착색하였다. M420 기기로부터 PGT 화상계내에 디지털 투과광 화상을 얻었다. 단위 면적당 파괴된 필라멘트의 수를 특징 계수 능력(feature numbering capability)을 이용하고 측정면적으로 나누어서 구했다. 이러한 방식은 필라멘트 파괴를 초래할 수도 있는 샘플 제조를 방지하였다.
실시예 1 내지 2 및 비교예 A 내지 C
본 시험의 샘플 모두는 Kraton(등록상표)G-2760 엘라스토머성(프로필렌/폴리 (에틸렌-프로필렌)/폴리스티렌/폴리(에틸렌-프로필렌))블록 공중합체로 제조되고, 직경이 0.020인치 내지 0.030인치(0.0508cm 내지 0.0762cm)인 탄성 연속 필라멘트층을 사용하여 제조하였다. 멜트블로운 섬유을 Kraton(등록상표) G-2760 엘라스토머성 블록 공중합체로 제조한 후, 이를 엘라스토머성 상기 연속 필라멘트 위에 멜트블로잉하여, 하기 표 1에 기재한 기초중량을 갖는 탄성 섬유상 웹을 제조하였다. 또한, 폴리프로필렌으로 제조한 백색 스펀본드 부직웹(Kimberly-Clark으로부터 구입가능)의 개더링가능한 층 0.4osy(13.6 gsm)을 상기 탄성 섬유상 웹의 각 측에 부착하였다. 하기 표 1에 기재한 바와 같은 총 기초중량과 접합 패턴으로, 이 층을 서로 적층하였다. 본 발명의 패턴 비접합(PUB) 캘린더 롤러를 사용하여 제조한 복합탄성재의 샘플 1과 샘플 2에 대하여, 상기 재료의 접합부 백분율은 30％이고, 상기 롤러의 오목부는 직경이 0.130인치(0.33cm)이고 깊이(D)가 0.060인치(0.15cm)이었다. 연신비는 각 샘플에 대해 5X였다. 바꾸어 말하면, 도 1을 참조하면, 핀치 롤러(132 및 134)의 닙 사이를 통과하는 탄성 섬유상 웹(130)의 표면 속도가 PUB 롤러(36 및 38)의 닙 사이를 통과하는 탄성 섬유상 웹(130)의 표면 속도보다 작다. 예를 들어, 핀치 롤러(132 및 134) 사이의 닙의 표면 속도가 10fpm(3.05m/분)이고, PUB 롤러(36 및 38) 사이의 닙의 표면 속도가 50fpm(12.24m/분)이면, 이 때, 연신비는 5(50fpm을 10fpm으로 나눈 값)인데, 이는 상기 탄성 섬유상 웹이 400％ 연신됨을 나타낸다.
본 발명에 의하여 샘플 1과 샘플 2를 제조하였다. 샘플 2는 샘플 1에 비하여 높은 접합 압력을 사용하여 제조하였다는 점에서, 샘플 2와 샘플 1은 다르며, 이 샘플 1의 접합 압력은 재료 특성에 매우 크게 영향을 미쳤다. 비교예 샘플 C는 종래 기술에 의하여 상기한 조건에서 평활 롤 캘린더링을 이용하여 제조한 재료이다. 비교예 샘플 A 와 B는 종래 기술에 의하여 상기한 조건에서 패턴 롤 캘린더링을 이용하여 제조한 재료이다. 표 1을 보면, 연신-중지 시험을 여러 샘플에 대하여 측정하였다. 이 연신-중지 시험에서, ~ 400％의 값이 약 최고로 도달할 수 있는 값인데, 이는 상기 탄성 섬유상 웹이 적층 공정 동안에 연신되는 양을 나타내기 때문이다. 상기 패턴 롤 샘플, 비교예 샘플 A 와 B에서, STS 값은 각각 219％, 200％로 관찰되었다. 같은 종류의 샘플을 평활 롤 캘린더링에 적용한 비교예 샘플 C에서는 STS 값이 170％까지 감소하였다. 본 발명의 샘플을 시험하였을 때, STS 값은 각각 210％, 198％로 관찰되었으므로, 앞서 달성할 수 있는 값(패턴 롤 캘리더링으로부터)을 얻었다.
또한, 본 발명의 재료에서, 탄성재의 중량당 극한 하중이 실질적으로 향상되었다. 비교 샘플 A와 B에 대하여, 강도가 각각 29.80g/gsm, 24.00g/gsm이었다. 같은 샘플을 평활 롤 캘린더링한 경우, 비교 샘플 C에서는 강도가 36.90g/gsm으로 상당히 향상되었다. 이는 연속 필라멘트층이 패턴 롤 캘리더링만큼 파괴되거나 손상되지 않았기 때문이다. 본 발명의 샘플에서는, 각각 38.70g/gsm(25psi에서 캘린더링한 샘플와 비교해야 함) 및 35.70g/gsm으로 관찰되어, 상기 패턴 롤 및 평탄 롤 캘리더링 샘플보다도 더 향상되었다.
Figure 112001025083957-pct00013
하기 표 2에, 상기 기술한 시험 방법에 의하여, 상기 기술한 샘플에 대한 응력 완화 형태에서의 치수 안정성을 시험하였다. 이 시험은 체온(100℉(37.8℃)) 근방의 온도에서 6시간 동안 행하였다. 이들 탄성재에 대한 기울기는 직선이 아니기 때문에 기울기의 약간의 변화가 중요하다. 높은 접착 압력을 가한 재료인 샘플 2는 응력 완화가 양호하지 않았다. 이러한 이유로 인하여, 과도한 접착 압력은 본 발명에 의한 탄성 복합재에 대해 악영향을 끼칠 수 있음을 알 수 있다. 비교 샘플 B와 비교하였을 때는, 패턴 롤 접합에서의 높은 접합 압력이 유사하게 상기 탄성 복합재에 악영향을 끼치지 않음은 명백하다.
접착 압력 25psi(0.17Mpa)으로 제조한 샘플로서, 패턴 롤 캘린더링을 사용하여 제조한 재료(비교 샘플 A)는 하중 손실이 58％로 높았다. 평활 롤 캘린더링을 사용하여 제조한 재료(비교 샘플 C)는 비교 샘플 A보다 하중 손실이 확실하게 향상된 49％이었다. 본 발명에 의하여 제조된 샘플에 대해서는, 샘플 1은 하중 손실이 비교 샘플 C와 필적할 수 있는 51％이어서, 비교 샘플 A보다 확실하게 향상되었다. 본 발명에 의하여 제조된 샘플은, 치수 안정성이 평활 롤 캘린더링에 의한 재료에 뒤지지 않으며, 패턴 롤 캘린더링에 의한 재료보다는 명백히 향상되었다.
응력 완화
샘플 기울기 (m) ％ 하중 손실
A -0.109 58
B -0.103 59
C -0.086 49
1 -0.093 51
2 -0.142 69

하기 표 3에, 본 발명의 재료의 "천-유사" 심미성을 시험한 데이터를 비교예와 비교하여 나타냈다. 높은 접합 압력으로 접합한 재료, 샘플 2 및 비교 샘플 B에 대해서는 이들 특성을 시험하지 않았는데(N/T), 그 이유는 상기 표 2의 응력 완화 특성을 보면, 비교 샘플 B의 컵 크러시와 드레이프 강성도는 비교 샘플 A와 비슷하기 때문이다. 또한 샘플 2에 대한 응력 완화 특성으로부터, 샘플 2가 매력적인 컵 크러시 값과 드레이프 강성도 값을 갖는다고 할 수 없기 때문이다. 컵 크러시와 강성도의 값이 낮을수록, 유연하고 "천-유사" 샘플로 된다.
본 발명의 실시예에 대하여는, 샘플 1은 비교 샘플 A 및 비교 샘플 C에 비하여, 컵 크러시와 드레이트 강성도 모두 향상되었음을 관찰할 수 있는데, 이 현상은 이 재료가 "천-유사" 품질을 향상시킴을 의미한다.
컵 크러시 및 드레이트 강성도
샘플 컵 크러시 하중 (gf) 컵 크러시 에너지 (gf/mm) 드레이프 강성도 MD (cm)
A 225 2270 2.59
B N/T N/T N/T
C 239 2803 2.60
1 225 2242 2.44
2 N/T N/T N/T

하기 표 4 와 표 5에서, 상기 샘플을 장력 변형과 히스테리시스 시험에 적용하였다. 이 데이터로부터, 본 발명의 방법에 의한 재료는, 변형과 히스테리시스가 부정적으로 작용하지 않음을 나타낸다.
체온에서 지정한 ％ 신장율에서의 ％ 장력 변형값
샘플 25％ 50％ 100％ 150％ 200％
A 1 2 6 9 14
B 1 2 5 10 14
C 1 3 7 13 21
1 1 2 5 10 15
2 1 3 5 10 17

체온과 100％ 신장율에서, 싸이클당 ％ 히스테리시스 값
샘플 싸이클 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A 29 16 15 14 14 14 13 13 13 13
B 30 16 15 14 14 14 14 14 14 14
C 29 17 16 15 15 15 15 14 14 14
1 28 16 15 14 14 14 14 13 13 13
2 29 17 16 15 15 14 14 14 14 14

하기 표 6에, 고유 잠재성을 ％ 수축율의 함수로서 종방향(MD)으로 측정하였다. 각각의 샘플을 횡방향(CD)으로 유사하게 시험했지만, 수축이 명확하게 관찰되지 않았기 때문에, 그 데이터는 하기에 나타내지 않았다. ％ 수축율을 구하기 위하여, 상기 샘플이 완전히 편평해질 때까지, 상기 재료를 약 2 내지 3일 동안 숙성(aging)하였다. 그 후 상기 이완된 재료를 3인치×7인치(7.62cm×17.78cm) 샘플로 절단하였다. 그 후 이 샘플을 약 71℃(159.8℉)의 온도의 진공 오븐내에 30초 동안 평평하게 넣었다. 최종 길이를 측정하고, ％ 수축율을 계산하여 하기 표에 나타냈다. 하기 각각의 값은 샘플당 시편 5개의 평균값이다.
이 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 샘플인 샘플 1의 고유 잠 재성이 패턴 롤 캘린더링 샘플인 비교 샘플 A의 고유 잠재성으로 근복적으로 복귀하였다. 따라서, 이 고유 잠재성은 한층 제어가능한 수준으로 복귀하였다. 또한, 고유 잠재성을 조절하기 위하여, 필요한 경우, 간단히 접합부를 증가시켜서 요구 수준을 달성할 수 있다.
고유 잠재성
샘플 초기 길이 인치(cm) 최종 길이 인치(cm) 수축 인치(cm) ％ 수축율 (MD)
A 7 (17.78) 6.86 (17.42) 0.14 (0.36) 2.01
C 7 (17.78) 6.63 (16.84) 0.38 (0.97) 5.67
1 7 (17.78) 6.86 (17.42) 0.14 (0.36) 2.01

본 발명을 바람직한 특정예를 들어 설명하였으나, 본 발명에 포함된 발명의 실체는 이들 특정 실시예에 한정되지 않는다. 이와 반대로, 본 발명의 실체는 하기 특허청구범위의 정신과 영역내 포함될 수 있는 대체물, 변형물 및 균등물을 포함한다.

Claims (23)

  1. a) 탄성 섬유상 웹을 제공하는 단계;
    b) 적어도 하나의 개더링가능한 층을 제공하는 단계; 및
    c) 상기 탄성 섬유상 웹과 적어도 하나의 개더링가능한 층을 접합하여 탄성 복합재를 형성하는 단계로서, 상기 접합은 앤빌 캘린더 롤러와 표면에 오목부를 갖는 비점접합 캘린더 롤러 사이에 형성된 닙에 상기 탄성 복합재를 통과시켜 발생하는 단계
    를 포함하는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    a) 엘라스토머성 연속 필라멘트층을 제공하는 단계;
    b) 엘라스토머성 멜트블로운 섬유층을 제공하는 단계; 및
    c) 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트층과 상기 엘라스토머성 멜트블로운 섬유층을 결합하여 탄성 섬유상 웹을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, a) 상기 탄성 섬유상 웹을 상기 적어도 하나의 개더링가능한 층에 접합하는 동안 탄성 섬유상 웹을 연신하는 단계를 더 포함하는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비점접합 캘린더 롤러의 오목부가 상기 롤러 표면의 약 20 내지 약 85％ 범위인 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 오목부가 원형, 타원형, 직사각형 및 정사각형 중 적어도 하나를 포함하는 형상을 갖는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 오목부의 적어도 50％가 원형 형상인 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 단계 c)의 결합이 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트 위에 상기 엘라스토머성 멜트블로운 섬유를 직접적으로 형성함으로써 발생하는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 단계 c)의 결합이 자생 접합에 의하여 발생하는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  9. a) 탄성 섬유상 웹을 제공하는 단계; b) 적어도 하나의 개더링가능한 층을 제공하는 단계; 및 c) 상기 탄성 섬유상 웹과 적어도 하나의 개더링가능한 층을 접합하여 탄성 복합재를 형성하는 단계로서, 상기 접합은 앤빌 캘린더 롤러와 표면에 오목부를 갖는 비점접합 캘린더 롤러 사이에 형성된 닙에 상기 탄성 복합재를 통과시켜 발생하는 단계에 의하여 얻어지고, 고유 잠재성이 약 5.5％ 미만인,
    향상된 심미성, 치수안정성 및 고유 잠재성을 갖는 탄성 복합재.
  10. 제9항에 있어서, 상기 필라멘트와 상기 탄성 섬유상 웹의 섬유가 적어도 하나의 엘라스토머성 중합체 수지로부터 형성되는 것인, 향상된 심미성, 치수안정성 및 고유 잠재성을 갖는 탄성 복합재.
  11. 제10항에 있어서, 상기 엘라스토머성 중합체 수지가 메탈로센 중합체 및 적어도 하나의 탄성부를 갖는 엘라스토머성 블록 공중합체를 포함하는 엘라스토머성 중합체 수지로부터 선택되는 것인, 향상된 심미성, 치수안정성 및 고유 잠재성을 갖는 탄성 복합재.
  12. 제11항에 있어서, 상기 엘라스토머성 블록 공중합체는 폴리우레탄, 코폴리에테르 에스테르, 폴리아미드 폴리에테르 블록 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 및 일반식 A-B-A', A-B 또는 A-B-A-B의 블록 공중합체를 포함하는 엘라스토머성 블록 공중합체로부터 선택되는 것인, 향상된 심미성, 치수안정성 및 고유 잠재성을 갖는 탄성 복합재.
  13. 제1항에 있어서, 상기 앤빌 캘린더 롤러의 적어도 일부가 평탄하고 또한 엘 라스토머성 재료로 덮여있는 것인 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  14. 제1항에 있어서, 접합 게이지 압력이 40psi(0.28MPa)를 초과하지 않는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 접합 게이지 압력을 금속 대 금속 하중으로 환산하여 약 35,000psi 내지 약 50,000psi인 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 금속 대 금속 하중이 52,457psi(361.68MPa)를 초과하지 않는 내크리프성 탄성 복합재의 제조방법.
  17. a) 엘라스토머성 연속 필라멘트;
    b) 상기 엘라스토머성 연속 필라멘트층에 부착되어 탄성 섬유상 웹을 형성하는 엘라스토머성 멜트블로운 섬유; 및
    c) 상기 탄성 섬유상 웹에 부착되어 탄성 복합재를 형성하는 적어도 하나의 개더링가능한 층을 포함하며,
    상기 탄성 복합재는 그 표면상에, 복수의 분리된 비접합부를 획정(define)하는 연속 접합부의 패턴을 갖고, 상기 접합부는 상기 탄성 복합재 표면의 적어도 약 15 내지 약 80％를 차지하도록 압력 인가에 의하여 형성되는 것인,
    향상된 심미성 및 유연성을 갖는 내크리프성 패턴 비접합 탄성 복합재.
  18. 제17항에 있어서, 상기 접합부가 상기 탄성 복합재 표면의 적어도 약 20 내지 약 60％를 덮는 것인 탄성 복합재.
  19. 제18항에 있어서, 상기 필라멘트와 상기 탄성 섬유상 웹의 섬유가 적어도 하나의 엘라스토머성 중합체 수지로부터 형성되는 것인 탄성 복합재.
  20. 제19항에 있어서, 상기 엘라스토머성 중합체 수지가 메탈로센 중합체 및 적어도 하나의 탄성부를 갖는 엘라스토머성 블록 공중합체를 포함하는 엘라스토머성 중합체 수지로부터 선택되는 것인 탄성 복합재.
  21. 제20항에 있어서, 상기 엘라스토머성 블록 공중합체가 폴리우레탄, 코폴리에테르 에스테르, 폴리아미드 폴리에테르 블록 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 및 일반식 A-B-A', A-B 또는 A-B-A-B의 블록 공중합체를 포함하는 엘라스토머성 블록 공중합체로부터 선택되는 것인 탄성 복합재.
  22. 제21항에 있어서, 상기 엘라스토머성 블록 공중합체가 일반식 A-B-A-B의 블록 공중합체를 포함하는 것인 탄성 복합재.
  23. 제22항에 있어서, 고유 잠재성이 약 5.5％ 미만을 나타내는 탄성 복합재.
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