KR100801775B1

KR100801775B1 - 내압축성 부직포

Info

Publication number: KR100801775B1
Application number: KR1020067026862A
Authority: KR
Inventors: 로버트 헤이니스 튜너; 존 조셉 큐로; 주디 린 호잉; 수잔 니콜 로이드; 존 리 해먼스
Original assignee: 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2008-02-05
Also published as: WO2006009995A1; ZA200610175B; CN1968664B; AU2005265257B2; SG153839A1; BRPI0512053B1; JP4949236B2; CA2570480A1; IL179861A; IL179861A0; AR050671A1; BRPI0512053A; KR20070032703A; EP1765240A1; JP2008503322A; AU2005265257A1; CA2570480C; CN1968664A

Abstract

본 발명의 생리대는 섬유질 재료로 된 복수의 이산된 터프트를 포함하는 톱시트를 포함하며, 이 톱시트는 0.02756KPa(0.004 psi)의 하중 하에서 0.027 g/㏄ 미만의 밀도와, 1.5847KPa(0.23 psi)의 하중에서 0.068g/㏄ 미만의 밀도를 갖는다.

Description

내압축성 부직포{COMPRESSION RESISTANT NONWOVENS}

본 발명은 일회용 흡수용품에서 톱시트로서 사용하기에 적합한 섬유질 부직포 웨브에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 증가된 내압축성(compression resistance)을 갖도록 기계적 성형에 의해 처리된 섬유질 웨브에 관한 것이다.

유아용 기저귀, 성인용 요실금 제품, 생리대, 팬티라이너, 치질 치료 패드, 붕대 등과 같은 일회용 흡수용품은 당업계에 주지되어 있다. 이러한 용품은 일반적으로 유체 투과성 톱시트와, 유체 불투과성 백시트와, 톱시트와 백시트 사이에 개재되어 체액 삼출물을 흡수하여 보유하는 흡수 코어를 구비한다.

생리대 및 팬티라이너와 같은 일회용 흡수용품의 일부 응용에서, 체액을 흡수할 뿐만 아니라 착용자 신체 상의 유체를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 신체 상의 유체는, 유체가 흡수용품으로 들어가서 눌리거나 압착되는 것에 의해 다시 밖으로 나오지 않는 것을 보장함으로써 최소화될 수 있다. 신체에 대한 재습윤(rewet)을 최소화하기 위한 많은 노력이 있어 왔지만, 사용자의 신체를 청결하고 건조하게 유지하는 것을 돕는 일회용 흡수용품에 대한 필요성이 남아 있다.

따라서, 생리대 및 팬티라이너의 영역에서 신체를 청결히 하는 효과를 제공하는 것을 돕는 일회용 흡수용품에 대한 필요성이 존재한다.

또한, 생리대 및 팬티라이너의 영역에서 신체를 청결히 하는 효과를 제공하는 것을 돕는 일회용 흡수용품을 비교적 저렴하게 제조하기 위한 방법에 대한 필요성이 존재한다.

발명의 개요

생리대는 섬유질 재료로 된 복수의 이산된 터프트를 포함하는 톱시트를 포함하며, 이 톱시트는 0.028 ㎪(0.004 psi)의 하중 하에서 0.027 g/cc 미만의 밀도와, 1.58 ㎪(0.23 psi)의 하중에서 0.068 미만의 밀도를 갖는다.

도 1은 본 발명의 웨브의 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 웨브의 일부분의 확대도.

도 3은 도 2의 단면 3-3의 단면도.

도 4는 도 3에서 4-4에 의해 나타낸 웨브의 일부분의 평면도.

도 5는 본 발명의 웨브를 형성하는 장치의 사시도.

도 6은 도 5에 도시된 장치의 일부분의 단면도.

도 7은 본 발명의 웨브의 일 실시예를 형성하는 장치의 일부분의 사시도.

도 8은 본 발명의 웨브를 형성하는 장치의 일부분의 확대 사시도.

도 9는 본 발명의 웨브의 다른 실시예의 일부분의 확대도.

도 10은 본 발명의 생리대의 부분 절결 평면도.

본 발명은 임의의 공지된 일회용 흡수제품에 이용될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 본 발명은 월경 패드로서 사용되도록 된 생리대를 포함한다. 본 발명의 생리대는 적어도 3개의 하기 구성 요소를 포함한다: 톱시트, 톱시트에 적용된 로션, 및 톱시트와 유체 연통하는 흡수 코어. 본 발명의 웨브를 사용함으로써 본 발명의 생리대가 신체를 청결히 하는 바람직한 효과를 제공할 수 있다는 것이 뜻밖에 밝혀졌다. 구체적으로, 본 발명의 생리대는 더 프록터 앤드 갬블 컴퍼니(The Procter & Gamble Co.)에 의해 판매되는 올웨이즈(ALWAYS)(등록상표) 생리대에 이용되는 드라이-위브(DRI-WEAVE)(등록상표) 톱시트와 같은 공지된 성형 필름 웨브의 내압축성에 필적하는 보다 양호한 내압축성을 제공한다. 개선된 내압축성은 생리대의 재습윤 특성을 개선하여, 흡수된 유체가 제품으로부터 착용자의 신체 상으로 압착되어 다시 나오는 것을 감소시킨다.

본 명세서에 사용되는 단위 변환율: 1 인치 = 25.4 ㎜; 1 psi = 6.89 ㎪; 1 피트 = 304.8 ㎜.

도 1은 본 발명의 일회용 흡수용품에서 내압축성 톱시트로서 사용하기에 적합한, 본 발명의 라미네이트 웨브(1)를 도시한다. 웨브(1)는 하나의 층을 포함할 수 있지만, 바람직한 실시예에서는 적어도 2개의 층을 포함한다. 이 층들은 제1 전구체 웨브(20) 및 제2 전구체 웨브(21)와 같은 대체로 평면인 2차원 전구체 웨브로서 본 명세서에서 지칭된다. 바람직한 실시예에서, 두 전구체 웨브 모두가 부직포 웨브이다. 전구체 웨브(20, 21)(및 임의의 부가적인 웨브)는 접착제, 열 접합, 초음파 접합 등에 의해 결합될 수 있지만, 접착제 또는 다른 형태의 접합을 사용하지 않고 결합되는 것이 바람직하다. 이하에 개시된 바와 같이, 웨브(1)의 구성 전구체 웨브들은 터프트(6)의 형성에 기인한 맞얽힘 기계적 결합에 의해 결합될 수 있다.

웨브(1)는 제1 면(3)과 제2 면(5)을 가지며, "면"이라는 용어는 대체로 편평한 상태일 때 2개의 면을 갖는, 종이 및 필름과 같은 대체로 평면인 2차원 웨브에서의 통상적인 용법으로 사용된다. 각각의 전구체 웨브(20, 21)는 각각의 제1 표면(12, 13) 및 각각의 제2 표면(14, 15)을 갖는다(도 3에 도시됨). 웨브(1)는 웨브 제조 기술 분야에서 통상적으로 공지된 바와 같은 기계 방향(MD) 및 폭 방향(CD)을 갖는다. 비록 본 발명이 중합체 필름과 직포 웨브에 의해 실시될 수 있지만, 바람직한 실시예에서 두 전구체 웨브 모두는 사실상 무작위로 배향된 섬유로 구성된 부직포 웨브이다. "사실상 무작위로 배향된"은 전구체 웨브의 처리 조건으로 인해, CD보다는 MD로 배향된 섬유의 양이 더 많을 수 있거나 그 역도 성립할 수 있음을 의미한다. 예를 들면, 스펀본딩(spunbonding) 및 멜트블로잉(meltblowing) 공정에서, 섬유의 연속 스트랜드(strands)가 MD로 이동하는 지지부 상에 침착된다. 스펀본드 또는 멜트블로운 부직포 웨브의 섬유의 배향을 정밀하게 "무작위"로 하려는 시도에도 불구하고, 통상적으로 다소 많은 비율의 섬유가 CD와 대비되는 MD로 배향된다. 바람직한 실시예에서, 제1 전구체 웨브(20)는 비교적 친수성인 부직포 웨브이며, 제2 전구체 웨브(21)는 비교적 소수성인 부직포 웨브이다. 모든 부직포 웨브에 대하여, 소수성 또는 친수성은 적절한 특성을 갖는 섬유를 사용하여 달성될 수 있으며, 또는 전구체 웨브는 원하는 특성을 갖도록 처리될 수 있다.

일 실시예에서, 웨브(1)의 제1 면(3)은 제2 전구체 웨브(21)의 제1 표면(13)의 노출된 부분과, 적어도 제1 전구체 웨브(20), 바람직하게는 두 전구체 웨브 모두의 섬유의 일체형 연장부인 적어도 하나의, 하지만 바람직하게는 복수의 이산된 터프트(6)에 의해 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 터프트(6)는 제2 전구체 웨브(21)를 통과하여 이의 제1 표면(13)으로부터 외향으로 연장하는 복수의 정렬된 루프형 섬유(8)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 터프트(6)는 제1 표면(13)으로부터 외향으로 연장하는 (도 3에 도시된 바와 같은) 복수의 비루프형 섬유(18)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 터프트(6)는 두 전구체 웨브 모두로부터의 섬유를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제2 전구체 웨브의 섬유가 터프트의 외측을 실질적으로 덮고 있는 상태에서, 제1 전구체 웨브(20)의 섬유가 터프트 내측에 형성된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "부직포 웨브"라는 용어는 사이사이에 넣어진 개별 섬유 또는 실들의 구조물을 갖지만, 전형적으로 무작위로 배향된 섬유를 갖지 않는 직포 또는 편직된 천에서와 같은 반복 패턴은 갖지 않는 웨브를 지칭한다. 부직포 웨브 또는 천은, 예를 들면 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정, 하이드로인탱글링, 에어레잉 및 카디드 열 접합을 포함하는 본디드 카디드 웨브 공정과 같은 다양한 공정으로부터 형성되어 왔다. 섬유는 당업계에 공지된 바와 같이, 2성분(bicomponent), 다중성분(multicomponent), 다중구성요소(multiconstituent) 등일 수 있다. 부직포 천의 평량은 통상 제곱미터당 그램(gsm)으로 표현된다. 라미네이트 웨브의 평량은 구성 층 및 임의의 다른 부가된 구성요소의 조합된 평량이다. 섬유 직경은 통상 미크론으로 표현되며, 섬유 크기는 또한 섬유의 길이당 중량의 단위인 데니어로 표현될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 라미네이트 웨브의 평량은 10 gsm 내지 500 gsm 범위일 수 있다.

부직포 전구체 웨브(20 또는 21)의 구성 섬유는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 및 이들의 블렌드와 같은 중합체로 구성될 수 있다. 섬유는 셀룰로오스, 레이온, 면, 또는 기타 천연 재료나 중합체와 천연 재료의 블렌드를 포함할 수 있다. 섬유는 또한 폴리아크릴레이트 또는 적합한 재료들의 임의의 조합과 같은 초흡수성 재료를 포함할 수 있다. 섬유는 단일성분(monocomponent), 2성분(bicomponent) 및/또는 2구성요소(biconstituent), 비원형(non-round)(예컨대, 모세관 채널 섬유)일 수 있으며, 0.1 내지 500 미크론 범위의 주 단면 치수(예컨대, 원형 섬유의 경우 직경)를 가질 수 있다. 예를 들면, 부직포 웨브에 적합한 일 유형의 섬유는 나노섬유(nanofiber)를 포함한다. 나노섬유는 1 미크론 미만의 평균 직경을 갖는 섬유로서 설명된다. 나노섬유는 부직포 웨브 내의 모든 섬유 또는 부직포 웨브 내의 섬유의 일부분을 구성할 수 있다. 부직포 전구체 웨브의 구성 섬유는 또한 화학적 성질(예컨대, PE와 PP), 성분(단일성분과 2성분), 데니어(마이크로 데니어와 >20 데니어), 형상(즉, 모세관과 원형) 등과 같은 특징에 의해 구별되는 상이한 섬유 유형의 혼합물일 수도 있다. 구성 섬유는 약 0.1 데니어 내지 약 100 데니어의 범위일 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "스펀본드 섬유"는 용융된 열가소성 재료를 복수의 미세한, 통상 원형 모세관인 방사구(spinneret)로부터 필라멘트로서 압출하고, 그 후 압출된 필라멘트의 직경을 신속하게 감소시킴으로써 형성된 소직경 섬유를 지칭한다. 스펀본드 섬유는 이들이 수집 표면 상에 침착된 때 대체로 점착성이 없다. 스펀본드 섬유는 대체로 연속적이며, 7 미크론 초과 그리고 더욱 특정하게는 약 10 내지 40 미크론의 (적어도 10개의 샘플로부터의) 평균 직경을 갖는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "멜트블로잉"이라는 용어는 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 하여 그 직경을 마이크로섬유 직경이 될 수 있도록 감소시키는 수렴하는 고속의, 통상 가열된 가스(예를 들어, 공기) 스트림 내로, 용융된 열가소성 재료를 복수의 미세한, 통상 원형인 다이(die) 모세관을 통해 용융된 실 또는 필라멘트로서 압출함으로써 섬유가 형성되는 공정을 지칭한다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고, 무작위로 분산된 멜트블로운 섬유의 웨브를 형성하도록 흔히 점착성을 유지한 상태에서 수집 표면 상에 침착된다. 멜트블로운 섬유는 연속적이거나 불연속적일 수 있는 마이크로섬유이고, 대체로 10 미크론 미만의 평균 직경을 갖는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "중합체"라는 용어는 대체로 단일 중합체와, 예컨대 블록, 그래프트(graft), 무작위 및 교호 공중합체, 삼중합체 등과 같은 공중합체와, 이들의 블렌드 및 개질물을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 또한, 달리 구체적으로 제한되지 않는 한, "중합체"라는 용어는 재료의 모든 가능한 기하학적 형상을 포함한다. 이러한 형상은 동일배열(isotactic), 혼성배열(atactic), 교대배열(syndiotactic) 및 무작위 대칭을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "단일성분" 섬유라는 용어는 하나의 중합체만을 사용하여 하나 이상의 압출기로부터 형성된 섬유를 지칭한다. 이는 착색, 정전기 방지 특성, 윤활성, 친수성 등을 위하여 소량의 첨가제가 첨가된 하나의 중합체로부터 형성된 섬유를 배제하는 것을 의미하지는 않는다. 이들 첨가제, 예컨대 착색을 위한 이산화티타늄은 대체로 약 5 중량% 그리고 더욱 전형적으로는 약 2 중량% 미만의 양으로 존재한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "2성분 섬유"라는 용어는 별개의 압출기들로부터 압출되지만 하나의 섬유를 형성하도록 함께 스펀되는 적어도 2개의 상이한 중합체들로부터 형성된 섬유를 지칭한다. 2성분 섬유는 또한 때때로 복합 섬유(conjugate fiber) 또는 다중성분 섬유(multicomponent fiber)로 지칭된다. 중합체는 2성분 섬유의 단면을 가로질러 사실상 일정하게 위치된 별개의 구역(distinct zone) 내에 배열되고, 2성분 섬유의 길이를 따라 연속적으로 연장한다. 이러한 2성분 섬유의 형상은, 예컨대 하나의 중합체가 다른 중합체에 의해 둘러싸인 외피/코어(sheath/core) 배열일 수 있으며, 또는 나란한 배열, 파이(pie) 배열, 또는 "해도형"(islands-in-the-sea) 배열일 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "2구성요소 섬유"라는 용어는 동일한 압출기로부터 블렌드로서 압출되는 적어도 2개의 중합체들로부터 형성된 섬유를 지칭한다. 2구성요소 섬유는 다양한 중합체 성분들이 섬유의 단면적을 가로질러 비교적 일정하게 위치된 별개의 구역 내에 배열되지 않으며, 다양한 중합체는 통상 섬유의 전체 길이를 따라 연속되지 않고, 대신에 통상 무작위로 시작 및 종료되는 피브릴(fibril)을 형성한다. 2구성요소 섬유는 또한 때때로 다중구성요소 섬유로 지칭된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "비원형 섬유"라는 용어는 비원형 단면을 갖는 섬유를 기술하며, "형상화된 섬유"와 "모세관 채널 섬유"를 포함한다. 이러한 섬유는 중실형 또는 중공형일 수 있고, 이들은 삼각 델타 형상으로 될 수 있으며, 바람직하게는 그 외부 표면 상에 모세관 채널을 갖는 섬유이다. 모세관 채널은 "U자형", "H자형", "C자형" 및 "V자형"과 같은 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 하나의 바람직한 모세관 채널 섬유는 테네시주 존슨 시티 소재의 파이버 이노베이션 테크놀로지즈(Fiber Innovation Technologies)로부터 입수할 수 있는 4DG 섬유로 명명되는 T-401이다. T-401 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET 폴리에스테르)이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 터프트(6)에서 사용되는 "일체형 연장부"에서의 "일체형"이라는 용어는 전구체 웨브의 섬유로부터 유래한 터프트(6)의 섬유를 지칭한다. 예를 들면, 터프트(6)에서의 섬유는 제1 전구체 웨브(20)와 일체형, 즉 그에서 유래할 수 있다. 그러므로, 터프트(6)의 루프형 섬유(8)와 비루프형 섬유(18)는 제1 전구체 웨브(20)의 소성적으로 변형되어 연장된 섬유일 수 있으며, 따라서 제1 전구체 웨브(20)와 일체형이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "일체형"은, 예컨대 종래의 카펫 제조에서 통상적으로 행해지는 바와 같이 터프트를 형성시키기 위하여 별도의 전구체 웨브에 도입 또는 부가되는 섬유와는 구별된다.

터프트(6)의 개수, 간격 및 치수는 웨브(1)의 제1 면(3)에 여러 가지의 텍스처(texture)를 제공하도록 변동될 수 있다. 예를 들면, 터프트(6)가 충분히 밀접하게 이격된다면, 웨브(1)의 제1 면(3)은 테리 천 유사 느낌(terry cloth-like feel)을 가질 수 있다. 대안적으로, 터프트(6)는 더 큰 텍스처, 부드러움, 부품성(bulk), 흡수성 또는 시각적 디자인 효과를 갖는 라미네이트 웨브의 부분을 생성하도록 선 또는 채워진 형상과 같은 패턴으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 터프트(6)가 선 또는 선들의 패턴으로 배열된 경우, 터프트는 스티칭(stitching) 외관을 가질 수 있다. 터프트(6)는 디자인, 문구 또는 로고와 같은 특정한 형상을 형성하도록 배열될 수도 있다. 이러한 형상은, 예컨대 호텔의 명칭이나 로고가 그 상부에 형성될 수 있는 호텔 목욕 타월 또는 가운(robe)용으로 유용한 라미네이트 상에 사용될 수 있다. 유사하게, 개개의 터프트(6)의 높이, 길이 및 폭과 같은 크기 치수는 변동될 수 있다. 단일의 터프트는 길이가 약 3 ㎝만큼 길 수 있고, 단독으로 또는 다양한 크기의 터프트들 중에 분산될 수 있다.

제1 전구체 웨브(20)는 이하에서 더욱 완전하게 설명되는 바와 같이 터프트(6)로 형성되는 부분을 갖도록 충분한 연신 특성을 갖는 섬유를 포함하는 섬유질 직포 또는 부직포 웨브일 수 있다. 터프트는 전구체 웨브의 이산된 국부적인 부분에서 Z-방향으로 평면외(out-of-plane)로 섬유를 가압함으로써 형성된다. 평면외로 가압함으로써, 섬유 변위를 유발시킬 수 있는데, 즉 섬유는 다른 섬유에 대해 이동될 수 있고, 말하자면 평면외로 "눌려질" 수 있다. 그러나, 더욱 흔하게는, 대부분의 부직포 전구체 웨브의 경우, 평면외로 가압함으로써 터프트(6)의 섬유는 적어도 부분적으로 소성적으로 신장되고 영구적으로 변형되어 터프트(6)를 형성한다. 그러므로, 일 실시예에서, 터프트(6)의 필요한 높이에 따라, 부직포 전구체 웨브의 구성 섬유는 적어도 약 5%, 더 바람직하게는 적어도 약 10%, 더 바람직하게는 적어도 약 25%, 더 바람직하게는 적어도 약 50%, 더 바람직하게는 적어도 약 100%의 파단까지의 연신율을 나타낼 수 있다. 파단까지의 연신율은 인스트론 인장 시험기(Instron tensile testing equipment)를 사용하는 등의 간단한 인장 시험에 의해 결정될 수 있고, 일반적으로 이러한 섬유 또는 웨브의 공급자로부터의 재료 데이터 시트에서 확인할 수 있다.

적합한 전구체 웨브는 충분한 소성 변형과 인장 연신을 겪을 수 있거나, 루프형 섬유(8)가 형성되도록 충분한 섬유 이동성을 가질 수 있는 섬유를 포함하여야 한다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 제1 표면(12)의 평면으로부터 가압되는 일정 비율의 섬유는 루프를 형성하지 않고, 대신에 파단되어 묶여 있지 않은 단부를 형성할 것이라는 것을 인식하여야 한다. 이러한 섬유는 도 3에 도시된 바와 같이 "묶여 있지 않은" 섬유 또는 "묶여 있지 않은 섬유 단부"(18)로서 본 명세서에서 지칭된다. 묶여 있지 않은 섬유 단부(18)가 본 발명에서 반드시 바람직하지 않은 것은 아니며, 일부 실시예에서 터프트(6)의 섬유의 대부분 또는 전부는 묶여 있지 않은 섬유 단부(18)일 수 있다. 묶여 있지 않은 섬유 단부(18)는 절단된 스테이플 섬유로 이루어지거나 이를 포함하는 부직포 웨브로부터 터프트(6)를 형성한 결과일 수 있다. 이러한 경우, 웨브 내의 스테이플 섬유의 개수, 스테이플 섬유 절단 길이, 및 터프트의 높이 등에 의존하여 소정 개수의 스테이플 섬유 단부가 터프트(6)로 돌출될 수 있다. 몇몇 경우에서, 전구체 웨브 내에서 상이한 길이를 갖는 섬유들 또는 상이한 층들 내에서 상이한 길이를 갖는 섬유들의 블렌드를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 이는 더 긴 섬유를 더 짧은 섬유로부터 선택적으로 분리하게 할 수도 있다. 더 긴 섬유는 주로 터프트(6)를 형성할 수 있으며, 더 짧은 섬유는 터프트(6)를 형성하지 않고 주로 웨브의 부분 내에 남아 있을 수 있다. 섬유 길이의 예시적인 혼합은 긴 섬유를 위하여 대략 2 내지 8 센티미터 그리고 짧은 섬유를 위하여 약 1 센티미터 미만인 섬유들을 포함할 수 있다.

제1 전구체 웨브(20)는 탄성 또는 탄성중합 섬유를 포함하는 섬유질 직포 또는 부직포 웨브일 수 있다. 탄성 또는 탄성중합 섬유는 그 원래의 치수의 적어도 약 50%만큼 신장되고 10% 내로 복귀될 수 있다. 섬유가 부직포 내에서 섬유의 이동성에 의해 간단히 변위된다면, 또는 섬유가 이들의 탄성 한도를 넘어 신장되어 소성적으로 변형된다면, 터프트(6)는 탄성 섬유로부터 형성될 수 있다.

제2 전구체 웨브(21)는 사실상 임의의 웨브 재료일 수 있으며, 요구 조건은 단지 이하에서 설명되는 공정에 의해 라미네이트로 형성되기에 충분한 완전성(integrity)을 가져야 한다는 것이다. 일 실시예에서, 이는 제1 전구체 웨브(20)에 비해 충분히 낮은 연신 특성을 가질 수 있어서, 제1 전구체 웨브(20)로부터의 섬유가 제2 전구체(21)의 방향으로 평면외로 가압되는 변형을 겪을 때, 제2 전구체 웨브(21)는, 예컨대 신장 파괴로 인해 인열됨으로써 파열될 것이고, 이럼으로써 제1 전구체 웨브(20)의 부분은 제2 전구체 웨브(21)를 통해 연장(즉, 말하자면 "관통하여 펀칭")하여 웨브(1)의 제1 면(3) 상에 터프트(6)를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전구체 웨브(21)는 중합체 필름이다. 제2 전구체 웨브(21)는 제1 전구체 웨브(20)와 관련하여 전술한 바와 같이 루프형 섬유로 형성되기에 충분한 연신 특성을 또한 가질 수 있다.

도 1에 도시된 웨브(1)의 실시예의 경우에서 대표적인 터프트(6)(이 경우에 제2 전구체 웨브(21)는 제1 전구체 웨브에 의해 "관통하여 펀칭"됨)는 도 2에서 보다 확대된 도면으로 도시되어 있다. 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 터프트(6)는 터프트(6)가 뚜렷한 선형 배향과 종축(L)을 갖도록 사실상 정렬된 복수의 루프형 섬유(8)를 포함한다. 터프트(6)는 또한 MD-CD 평면 내에서 종축(L)과 대체로 직교하는 횡축(T)을 갖는다. 도 1과 도 2에 도시된 실시예에서, 종축(L)은 MD와 평행하다. 일 실시예에서, 모든 이격된 터프트(6)는 대체로 평행한 종축(L)들을 갖는다. 웨브(1)의 단위면적당 터프트(6)의 개수, 즉 터프트(6)의 면적 밀도는 단위면적, 즉 제곱센티미터당 1개 터프트로부터 제곱센티미터당 100개 터프트만큼 크게 변동될 수 있다. 최종 용도에 따라, 제곱센티미터당 적어도 10개 또는 적어도 20개의 터프트(6)가 존재할 수 있다. 일반적으로, 면적 밀도는 웨브(1)의 전면적에 걸쳐 균일할 필요는 없으며, 터프트(6)는 선, 줄무늬, 띠, 원 등과 같이 미리 설정된 형상을 갖는 영역 내와 같이 웨브(1)의 소정 영역 내에만 존재할 수 있다.

본 명세서에서의 설명에 의해 알 수 있는 바와 같이, 웨브(1)의 많은 실시예에서, 제2 전구체 웨브(21)의 개구(4)는 뚜렷한 선형 배향과 대응하는 터프트(6)의 종축(L)에 평행하게 배향된 종축을 가질 것이다. 유사하게, 개구(4)는 MD-CD 평면 내의 종축과 대체로 직교하는 횡축을 또한 가질 것이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 터프트(6)는 제2 전구체 웨브(21) 내의 개구(4)를 통해 연장할 수 있다. 개구(4)는 이하에 상세히 설명되는 공정에 의해 제2 전구체 웨브(21)를 국부적으로 파열시켜 형성된다. 파열은 제2 전구체 웨브(21)의 간단한 분할 개방을 수반할 수도 있어, 개구(4)는 간단한 2차원 개구로 유지된다. 그러나, 중합체 필름과 같은 일부 재료의 경우, 제2 전구체 웨브(21)의 부분은 평면(즉, 제2 전구체 웨브(21)의 평면)외로 편향 또는 가압되어 본 명세서에서 플랩 또는 플랩들(7)로 지칭되는 플랩형 구조를 형성할 수 있다. 플랩(7)의 형성과 구조는 제2 전구체 웨브(21)의 재료 특성에 상당히 의존한다. 플랩(7)은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 플랩의 일반적인 구조를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 플랩(7)은, 터프트(6)가 플랩(7)으로부터 분출하는 것처럼 더욱 분화구와 유사한 구조를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 플랩(7)은 터프트(6)를 사실상 완전하게 덮어서, 이들은 터프트(6) 위의 "캡"(cap)을 형성할 수 있다.

일 실시예에서, 플랩(7)은 평면으로부터 상당히, 심지어는, 말하자면 터프트(6) 자체의 높이만큼 높게 연장할 수도 있다. 이러한 실시예에서, 플랩(7)은 터프트(6)가 더욱 탄성적이 되게 하여 압축력 또는 굽힘력에 기인한 편평해짐에 덜 민감해질 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서, 라미네이트 웨브(1)는 적어도 2개 층(즉, 전구체 웨브(20, 21))을 포함하고, 이들 두 층은 터프트(6)의 촉각적 품질과 내압축성에 영향을 미친다.

터프트(6)는 바람직하게는 양 전구체 웨브로부터의 루프형 섬유를 포함한다. 그러므로, 어떤 의미에서, 터프트(6)는 제2 전구체 웨브(21)를 "관통하여 펀칭"되거나 제2 전구체 웨브(21)의 터프트로 "밀어내"질 수 있다. 어떠한 경우에도, 제1 및 제2 전구체 웨브는 개구(4)와의 마찰 결합에 의해 정위치에 "고정"될 수 있다고 말할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 개구(4)의 측방향 폭(즉, 횡축과 평행하게 측정된 치수)은 (이하에 설명되는 공정에 따라) 개구를 형성하는 치의 최대 폭 미만일 수 있다. 이는 터프트(6)가 개구(4)를 통해 후방 외측으로 당겨지는 것을 방지하는 경향이 있는, 개구에서의 소정의 회복량을 나타낸다. 터프트와 개구의 마찰 결합은 접착제 또는 열 접합 없이 형성될 수 있는 일 면 상의 영구적인 터프트를 갖는 라미네이트 웨브 구조를 제공한다.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 층(예컨대, 도 1 내지 도 4의 비교적 낮은 연신율 중합체 필름 또는 티슈 종이 제2 전구체 웨브(21))은 (도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서와 같이) 재료가 터프트(6)로 형성되는 데에 크게 기여하지 못하기 때문에, 부직포 제1 전구체 웨브(20)를 포함하는 웨브(1)는 섬유들이 부직포 제1 전구체 웨브(20)에 의해서만 주어지는 상태로 웨브(1)의 양 면 상에서 우세하게 섬유질인 것으로서 특징지워질 수 있다. 그러므로, 터프트(6)는 웨브(1)의 제1 면(3)을 효과적으로 덮도록 충분히 밀접하게 이격될 수 있다. 이러한 실시예에서, 웨브(1)의 두 면은 부직포인 것으로 보이게 되며, 2개의 면(3, 5) 사이의 차이점은 표면 텍스처의 차이이다. 그러므로, 일 실시예에서, 본 발명은 2개 이상의 전구체 웨브의 라미네이트 재료로서 설명될 수 있는데, 여기서 라미네이트 웨브의 두 면은 전구체 웨브들 중 단 하나로부터의 섬유에 의해 사실상 덮인다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 터프트(6)의 하나의 특징은 섬유(8 또는 18)의 우세한 방향성 정렬일 수 있다. 예를 들면, 정렬된 루프형 섬유(8)는 Z-CD 평면과 평행한 유의한(significant) 벡터 성분 또는 주(major) 벡터 성분을 갖는 것으로 설명될 수 있고, 루프형 섬유(8)는 도 4에서와 같이 평면도로 볼 때 횡축(T)에 대해 사실상 균일하게 정렬된다. "루프형" 섬유(8)는 제1 전구체 웨브(20)와 일체형이고 이로부터 시작하여 종료되지만, 제2 전구체 웨브(21)의 제1 표면(13)으로부터 Z-방향으로 외향으로 연장하는 섬유(8)를 의미한다. 터프트(6)의 루프형 섬유(8)와 관련하여 "정렬된"은 루프형 섬유(8) 모두가 대체로, 도 4에서와 같이 평면도로 볼 때 각각의 루프형 섬유(8)가 횡축(T)과 평행한 유의한 벡터 성분 및 바람직하게는 횡축(T)과 평행한 주 벡터 성분을 갖도록 배향되는 것을 의미한다.

대조적으로, 비루프형 섬유(18)는 제1 전구체 웨브(20)와 일체형이지만 그 전구체 웨브에서 시작만 되고, 제2 전구체 웨브(21)의 제1 표면(13)으로부터 Z-방향으로 외향으로 연장하는 자유 단부를 갖는다. 묶여 있지 않은 섬유(18)는 또한 Z-CD 평면과 평행한 유의한 벡터 성분 또는 주 벡터 성분을 갖는 것으로 설명되는 대체로 균일한 정렬을 가질 수 있다.

루프형 섬유(8)와 묶여 있지 않은 섬유(18) 모두에 대하여, 정렬은 롤 상으로의 권취 또는 제조 용품에서의 사용시의 압축에 기인한 임의의 후-제조 변형 이전의 터프트(6)의 특징이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 도 4에서와 같이 평면도로 볼 때 종축(L)으로부터 45도를 초과하는 각도로 배향된 루프형 섬유(8)는 횡축(T)과 평행한 유의한 벡터 성분을 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 도 4에서와 같이 평면도로 볼 때 종축(L)으로부터 60도를 초과하는 각도로 배향된 루프형 섬유(8)는 횡축(T)과 평행한 주 벡터 성분을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 터프트(6)의 섬유(8)의 적어도 50%, 더 바람직하게는 적어도 70%, 더 바람직하게는 적어도 90%가 횡축(T)과 평행한 유의한 벡터 성분, 더 바람직하게는 주 벡터 성분을 갖는다. 섬유 배향은 필요하다면 적합한 측정 눈금(scale)이 설비된 현미경과 같은 확대 수단을 사용함으로써 결정될 수 있다. 일반적으로, 평면도로 본 섬유의 비선형 세그먼트의 경우, 종축(L)과 루프형 섬유(8) 모두에 대한 직선 근사가 종축(L)으로부터 루프형 섬유(8)의 각도를 결정하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 섬유(8a)가 굵은 선에 의해 강조되어 도시되어 있으며, 이의 선형 근사(8b)가 점선으로 도시되어 있다. 이러한 섬유는 종축과 대략 80도(L로부터 반시계방향으로 측정)의 각도를 이룬다.

터프트(6)에서의 루프형 섬유(8)의 배향은, 부직포 웨브의 경우에 사실상 무작위로 배향된 섬유 정렬을 갖는 것으로 가장 양호하게 설명되는, 제1 전구체 웨브(20)의 섬유 조성 및 배향과 대조를 이룬다. 직포 웨브 실시예에서, 터프트(6) 내의 루프형 섬유(8)의 배향은 전술한 바와 동일할 수 있지만, 제1 전구체 웨브(20)의 섬유는, 예컨대 정방형 직조 패턴과 같이 웨브를 제조하는 데에 사용되는 특정한 직조 공정과 연관된 배향을 가질 것이다.

도 1에 도시된 실시예에서, 터프트(6)의 종축(L)은 대체로 MD로 정렬된다. 그러므로, 터프트(6) 및 이에 따른 종축(L)은 원칙적으로 MD 또는 CD에 관하여 임의의 배향으로 정렬될 수 있다. 그러므로, 일반적으로, 각각의 터프트(6)에 대하여 정렬된 루프형 섬유(8)는 이들이 횡축(T)과 평행한 유의한 벡터 성분, 더 바람직하게는 횡축(T)과 평행한 주 벡터 성분을 갖도록 종축(L)과 대체로 직교하게 정렬된다고 말할 수 있다.

일부 실시예에서, 이하에 설명되는 바와 같이 터프트(6)를 형성하는 바람직한 방법으로 인한, 우세한 정렬된 루프형 섬유(8)를 포함하는 터프트(6)의 다른 특징은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 터프트(6)의 내부에 형성된 개방된 빈 구역(10)을 특징으로 하는 대체로 개방된 구조일 수 있다. 빈 구역(10)은 터프트(6)의 말단 단부(31)에서 더 넓거나 더 크고 터프트(6)의 기부(17)에서 더 좁은 형상을 가질 수도 있다. 이는 터프트(6)를 형성하도록 사용되는 치(tooth)의 형상과는 상반된다. "빈 구역"은 어떠한 섬유도 전혀 없다는 것을 의미하지는 않으며, 이 용어는 터프트(6)의 전체적인 외관의 일반적인 설명으로서 의미를 갖는다. 그러므로, 일부 터프트(6)에는 하나의 묶여 있지 않은 섬유(18) 또는 복수의 묶여 있지 않은 섬유(18)가 빈 구역(10) 내에 존재할 수도 있을 것이다. "개방된" 빈 구역은 터프트(6)의 2개의 종방향 단부가 대체로 개방되고 섬유가 없어서, 터프트(6)가 도 3에 도시된 바와 같이 압축되지 않은 상태로 "터널" 구조와 유사한 구조를 형성할 수 있음을 의미한다.

또한, 웨브(1)를 제조하는 바람직한 방법의 결과로서, 웨브(1)의 제2 면(5)은, 이하에 상세히 설명되는 성형 구조물의 치에 의해 터프트(6)로 방향적으로(즉, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같은 MD-CD 평면과 대체로 직교하는 "Z-방향"으로) 가압되어진 제1 전구체 웨브(20)의 제2 표면(14)의 이전의 무작위 섬유들에 의해 한정된 대체로 선형인 만입부를 특징으로 하는 불연속부(16)를 나타낸다. 제1 전구체 웨브(20)의 이전의 무작위로 배향된 섬유에 의해 나타내어지는 배향의 급격한 변경이 불연속부(16)를 형성하는데, 불연속부는 선형성을 나타내어 터프트(6)의 종축(L)과 대체로 평행한 종축을 갖는 것으로 설명될 수 있다. 제1 전구체 웨브(20)로서 유용한 많은 부직포 웨브의 성질로 인해, 불연속부(16)는 터프트(6)로서 뚜렷하게 인지되지 않을 수도 있다. 이러한 이유로, 웨브(1)의 제2 면(5) 상의 불연속부(16)는 인지되지 못할 수 있으며, 웨브(1)가 근접하게 검사되지 않는 한 일반적으로 검출되지 않을 수도 있다. 이와 같이, 웨브(1)의 제2 면(5)은 터프트가 형성되지 않은 제1 전구체 웨브(20)의 외양과 느낌을 가질 수 있다. 그러므로, 일부 실시예에서, 웨브(1)는 제1 면(3) 상에서 텍스처 형성된 테리 천의 외양과 느낌을 가지며, 제2 면(5) 상에서 비교적 매끄럽고 부드러운 외양과 느낌을 갖고, 이들 두 면은 동일한 부직포 웨브, 즉 제1 전구체 웨브(20)로부터의 섬유로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 불연속부(16)는 개구로서 보일 수 있으며, 터널과 유사한 터프트(6)들의 단부들을 거쳐 웨브(1)를 관통한 개구일 수도 있다.

부직포 제1 전구체 웨브(20)를 포함하는 웨브(1)의 설명으로부터, 터프트(6)의 섬유(8 또는 18)는 제1 전구체 웨브(20)의 제1 표면(12) 또는 제2 표면(14) 중 하나로부터 시작하여 연장할 수 있음을 알 수 있다. 물론, 터프트(6)의 섬유(8 또는 18)는 또한 제1 전구체 웨브(20)의 내부(28)로부터 연장할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 터프트(6)의 섬유(8 또는 18)는 제1 전구체 웨브(20)의 대체로 2차원 평면으로부터 가압(즉, 도 3에 도시된 바와 같이 "Z-방향"으로 가압)됨으로 인해 연장된다. 일반적으로, 터프트(6)의 섬유(8 또는 18)는 제1 전구체 웨브(20)의 섬유와 일체형이고 이로부터 연장되는 섬유를 포함한다.

그러므로, 전술한 설명으로부터, 일 실시예에서, 웨브(1)는 적어도 제1 및 제2 전구체 웨브의 선택적인 기계적 변형에 의해 형성된 라미네이트 웨브이며, 적어도 제1 전구체 웨브는 부직포 웨브이고, 라미네이트 웨브는 제1 면과 제2 면을 가지며, 제1 면은 제2 전구체 웨브 및 복수의 이산된 터프트를 포함하고, 각각의 이산된 터프트는 제1 전구체 웨브의 일체형 연장부이고 제2 전구체 웨브를 관통하여 연장하는 복수의 터프트 형성된 섬유를 포함하며, 제2 면은 제1 전구체 웨브를 포함하는 것으로 설명될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

섬유(8 또는 18)의 연장은 섬유의 소성 변형과 프와송의 비(Poisson s ratio)의 효과로 인해 섬유 단면적 치수(예컨대, 원형 섬유의 경우 직경)의 전체적인 감소를 동반할 수 있다. 그러므로, 터프트(6)의 정렬된 루프형 섬유(8)는 제1 전구체 웨브(20)의 섬유의 평균 섬유 직경 미만의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 섬유 직경의 이러한 감소는 제1 전구체 웨브(20)의 재료 특성에 따라, 면(cotton) 테리 천에 필적할 수 있는, 웨브(1)의 제1 면(3)의 감지되는 부드러움에 기여하는 것으로 여겨진다. 섬유 단면적 치수의 감소는 터프트(6)의 기부(17)와 말단부(31)의 중간에서 최대인 것으로 확인되었다. 이는 이하에 더욱 완전하게 개시되는 바와 같이, 바람직한 제조 방법에 기인한 것으로 여겨진다. 요약하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 터프트(6)의 기부(17)와 말단부(31)에서의 섬유의 부분은 이하에 더욱 완전하게 설명되는 롤(104)의 치(110)의 팁에 인접하여, 처리 중에 마찰식으로 고정되어 이동될 수 없는 것으로 여겨진다. 그러므로, 터프트(6)의 중간부는 신장 또는 연신에 더욱 자유로우며, 따라서 대응하는 섬유 단면적 치수 감소를 겪을 수 있다. 제1 전구체 웨브(20)의 일부 섬유는 터프트(6)의 기부(17)를 측방향으로 압착할 수도 있다. 터프트(6)의 기부(17)는 (터프트(6)로부터의 섬유들이 접촉되도록 서로 충분히 가까울 때에는) 심지어 폐쇄될 수도 있거나, 개방된 상태로 유지될 수도 있다. 일반적으로, 기부(17)에서의 임의의 개구는 좁다. 기부(17)에서의 기타 섬유의 폐쇄 또는 좁힘 또는 압착은 터프트(6)와 제2 전구체 웨브(21)를 안정화시키는 것을 도울 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 웨브(1)를 제조하는 장치와 방법이 도시되어 있다. 장치(100)는 한 쌍의 상호맞물림 롤(102, 104)을 포함하고, 이들 각각은 동일한 평면 내에서 평행한 축(A)들을 중심으로 회전한다. 롤(102)은 롤(102)의 전체 원주 둘레로 중단 없이 연장하는 복수의 리지(ridge; 106) 및 대응하는 홈(108)을 포함한다. 롤(104)은 롤(102)과 유사하지만, 전체 원주 둘레로 중단 없이 연장하는 리지를 갖지 않으며, 롤(104)은 롤(104)의 적어도 일부분 둘레로 이격된 관계로 연장하는 원주방향으로 이격된 치(110)의 열이 되도록 변형된 원주방향으로 연장하는 리지의 복수의 열을 포함한다. 롤(104)의 치(110)의 개개의 열은 대응하는 홈(112)에 의해 분리된다. 작동시, 롤(102, 104)은 롤(102)의 리지(106)가 롤(104)의 홈(112) 내부로 연장하고 롤(104)의 치(110)가 롤(102)의 홈(108) 내부로 연장하도록 상호맞물린다. 상호맞물림은 이하에서 논의되는 도 6의 단면 표현에서 더욱 상세하게 도시된다. 롤(102, 104) 중 하나 또는 모두는 고온 오일 충전형 롤러 또는 전기 가열식 롤러의 사용과 같은 당업계에 공지된 수단에 의해 가열될 수 있다.

도 5에서, 장치(100)는 하나의 패턴화된 롤, 예컨대 롤(104)과 하나의 패턴화되지 않은 홈형 롤(102)을 갖는 바람직한 형상으로 도시되어 있다. 그러나, 소정 실시예에서, 각각의 롤의 동일한 또는 상이한 대응 영역에서 동일하거나 상이한 패턴을 갖는 2개의 패턴화된 롤(104)을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 장치는 웨브(1)의 두 면으로부터 돌출하는 터프트(6)를 갖는 웨브를 생산할 수 있다. 장치는 또한 동일한 롤 상에서 반대 방향을 향해 있는 치를 갖도록 설계될 수 있다. 이는 터프트(6)가 웨브의 두 면 상에 생성된 웨브를 형성할 것이다.

상업적으로 실행될 수 있는 연속적인 공정으로 본 발명의 웨브(1)를 제조하는 방법이 도 5에 도시되어 있다. 웨브(1)는 도 5에 도시된 장치에 의해 처리되기 전에는 대체로 평면이고 2차원인 것으로 각각 설명될 수 있는 제1 및 제2 전구체 웨브(20, 21)와 같은 전구체 웨브를 기계적으로 변형시킴으로써 제조된다. "평면"과 "2차원"은 단순히, 웨브가 터프트(6)의 성형으로 인해 뚜렷한 평면외 Z-방향 3차원성을 갖는 최종 웨브(1)에 비해 대체로 편평한 상태로 공정을 개시하는 것을 의미한다. "평면"과 "2차원"은 임의의 특정한 편평함, 매끄러움 또는 차원성을 부여하는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명의 공정과 장치는 발명의 명칭이 "탄성체 유사 거동을 나타내는 웨브 재료"(Web Materials Exhibiting Elastic-Like Behavior)인 미국 특허 제5,518,801호에 설명되고 후속 특허 문헌에서 "구조적 탄성체 유사 필름"(Structural Elastic-like Film)을 의미하는 "SELF" 웨브로서 칭해지는 공정과 많은 점에서 유사하다. 그러나, 본 발명의 장치 및 공정과 '801 특허에 개시된 장치 및 공정 사이에는 중요한 차이가 있고, 이러한 차이는 이에 의해 생산된 각각의 웨브에서 명백해진다. 이하에 설명되는 바와 같이, 롤(104)의 치(110)는 본질적으로 웨브를 변형시키는 것과는 달리, 치가 전구체 웨브(20, 21)를 통해 본질적으로 "펀칭"(punch)하게 하는 선단 및 후단 에지와 연관된 특정 기하학적 형상을 갖는다. 2개 층 라미네이트 웨브(1)에서, 치(110)는 제1 전구체 웨브(20)로부터의 섬유를 제2 전구체 웨브(21)를 통과시킴과 동시에 평면외로 가압하는데, 제2 전구체 웨브는 말하자면 터프트(6)를 형성하도록 섬유(8)를 밀고 나아가는 치(110)에 의해 천공된다. 그러므로, 본 발명의 웨브(1)는, 각각 서로 연결된 연속적인 측벽들, 즉 연속적인 "천이 지역"(transition zone)을 갖고 다른 층을 통한 하나의 층의 상호관통을 나타내지 않는 SELF 웨브의 "텐트형"(tent-like) 리브형 요소와는 다르게, 제1 면(3)의 표면(13)을 통해 이로부터 멀리 연장하는 묶여 있지 않은 섬유 단부(18)의 터프트(6) 및/또는 정렬된 루프형 섬유(8)의 "터널형"(tunnel-like) 터프트(6)를 가질 수 있다.

전구체 웨브(20, 21)는 이들 각각의 웨브 제조 공정으로부터 직접적으로 또는 공급 롤(도시 안됨)로부터 간접적으로 제공되어, 서로 반대로 회전하는 상호맞물린 롤(102, 104)들의 닙(116)으로 기계 방향으로 이동된다. 전구체 웨브는 웨브 취급의 기술 분야에 주지된 수단에 의해 대체로 편평한 상태로 닙(16)으로 진입하도록 충분한 웨브 인장 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 각각의 전구체 웨브(20, 21)가 닙(116)을 통과할 때, 롤(102)의 홈(108)과 상호맞물린 롤(104)의 치(110)는 터프트(6)를 형성하도록 제1 전구체 웨브(20)의 부분을 제1 전구체 웨브(20)의 평면으로부터 그리고 제2 전구체 웨브(21)를 통해 동시에 가압한다. 실제로, 치(110)는 제1 전구체 웨브(20)의 섬유를 제2 전구체 웨브(21)를 통해 "누르거나" 또는 "펀칭"한다.

치(110)의 팁이 제1 및 제2 전구체 웨브(20, 21)를 통해 누름에 따라, 치(110)를 가로질러 CD로 우세하게 배향된 전구체 웨브의 섬유의 부분은 제1 전구체 웨브(20)의 평면으로부터 치(110)에 의해 가압된다. 섬유는 섬유 이동성으로 인해 평면으로부터 가압될 수 있고, 또는 Z-방향으로 신장 및/또는 소성 변형됨으로써 평면으로부터 가압될 수 있다. 치(110)에 의해 평면으로부터 가압된 제1 전구체 웨브(20)의 부분은 또한 그 평면의 제2 전구체 웨브(21)의 섬유를 밀거나 또는 제2 전구체 웨브(21)를 통해 밀고 나아갈 수 있고, 그럼으로써 (그 연장성이 비교적 낮은 경우) 웨브(1)의 제1 면(3) 상에 터프트(6)를 형성하게 된다. 종축(L)과 대체로 평행하게, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 전구체 웨브(20)의 MD로 우세하게 배향된 전구체 웨브(20 및/또는 21)의 섬유는 치(110)에 의해 간단히 벌어져서 사실상 원래의 무작위로 배향된 상태로 유지된다. 이는 루프형 섬유(8)가 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예와 같은 실시예에서, 터프트(6)의 횡축(T)과 평행한 유의한 벡터 성분 또는 주 벡터 성분을 갖는 각각의 터프트(6)의 섬유의 비율이 높은 독특한 섬유 배향을 나타낼 수 있는 이유이다.

웨브(1)가 본 발명의 장치와 방법에 의해 제조된 때, 전구체 웨브(20, 21)가 파괴, 즉 인장 응력에 의한 파괴 전의 연신에 대한 전구체 웨브의 능력에 관하여 상이한 재료 특성을 가질 수 있음을 전술된 설명에 의해 알 수 있다. 특히, 부직포인 제1 전구체 웨브(20)는 제2 전구체 웨브(21)에 비해 더 큰 섬유 이동성 및/또는 더 큰 섬유 연신 특성을 가질 수 있어, 제1 전구체 웨브의 섬유는 터프트(6)를 형성하기에 충분하게 이동 또는 신장될 수 있는 반면, 제2 전구체 웨브(21)는 파열되는데, 즉 터프트를 형성하기 위하여 필요한 정도로 신장되지 않는다. 그러나, 다른 실시예에서, 두 전구체 웨브는 이들의 섬유가 터프트(6)를 형성하기에 충분하게 이동 또는 신장될 수 있도록 충분한 연신율을 갖는다.

부직포 전구체 웨브의 섬유가 소성 변형 없이 평면으로부터 연장할 수 있는 정도는 전구체 웨브의 섬유간 접합(inter-fiber bonding)의 정도에 의존할 수 있다. 예를 들면, 부직포 전구체 웨브의 섬유가 단지 서로 매우 느슨하게 인탱글링되어 있다면, 이들은 서로에 의해 활주(즉, 사행운동(reptation)에 의해 인접 섬유에 대해 이동)되기 더욱 쉽고, 따라서 터프트를 형성하기 위하여 평면으로부터 더욱 쉽게 연장될 수 있다. 한편, 예컨대 높은 수준의 열 점접합(thermal point bonding), 하이드로인탱글(hydroentanglement) 등에 의해 더욱 강하게 접합된 부직포 전구체 웨브의 섬유는 평면외 연장된 터프트에서 더 큰 정도의 소성 변형을 요구할 가능성이 클 것이다. 그러므로, 일 실시예에서, 제1 전구체 웨브(20)는 비교적 낮은 섬유간 접합을 갖는 부직포 웨브일 수 있고, 제2 전구체 웨브(21)는 비교적 높은 섬유간 접합을 갖는 부직포 웨브일 수 있어, 제1 전구체 웨브의 섬유는 평면으로부터 연장할 수 있는 반면, 제2 전구체 웨브(21)의 섬유는 그렇지 못하다. 제1 전구체 웨브(21)에 충분한 힘이 인가된 때, 그 내부의 섬유는 연장되기 쉬운 반면, 제2 전구체 웨브의 섬유는 연장될 수 없고 파단되기 쉽다.

터프트(6)의 개수, 간격 및 크기는 치(110)의 개수, 간격 및 크기를 변경하고 필요에 따라 롤(104 및/또는 102)을 대응하는 치수로 변경함으로써 변동될 수 있다. 이러한 변동은 전구체 웨브(20, 21)의 가능한 변동과 더불어, 다양한 목적을 위하여 다양하게 변형된 웨브(1)를 제조할 수 있게 한다. 예를 들면, MD 및 CD로 직조되고 소성적으로 연장 가능한 실을 갖는 비교적 고 평량 직포 천을 포함하는 제1 전구체 웨브(20)와 비교적 고 평량이고 비교적 낮은 연장성을 갖는 합성 중합체 부직포 재료를 포함하는 제2 전구체 웨브(21)로부터 제조된 웨브(1)는 경사로 열화(sloping path deterioration)를 감소시키고 불안정한 토양에서 토착 식물을 성장시키는 데에 유용한 사방 장치(erosion control device)와 같은 강한 다공성 바닥 덮개로 제조될 수 있다.

도 6은 상호맞물린 롤(102, 104) 및 리지(106)와 치(110)의 일부분의 단면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 치(110)는 치 높이(TH)(TH가 또한 리지 높이에도 적용될 수 있고, 바람직한 실시예에서는 치 높이와 리지 높이가 동일함에 주목), 및 피치(P)로서 지칭되는 치 사이의 간격(또는 리지 사이의 간격)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 결합 깊이(E)는 롤(102, 104)의 상호맞물림 수준의 측정치이며, 리지(106)의 팁으로부터 치(110)의 팁까지 측정된다. 결합 깊이(E), 치 높이(TH), 및 피치(P)는 전구체 웨브(20, 21)의 특성과 웨브(1)의 요구되는 특징에 따라 요구되는 대로 변동될 수 있다. 예를 들면, 일반적으로, 결합 수준(E)이 커질수록 제1 전구체 웨브(20)의 섬유가 소유하여야 하는 필요한 연신 또는 섬유간 이동 특성이 커진다. 또한, 요구되는 터프트(6)의 밀도(웨브(1)의 단위면적당 터프트(6))가 커질수록, 이하에 설명되는 바와 같이 피치는 작아져야 하며, 치 길이(TL)와 치 거리(TD)는 작아져야 한다.

도 7은 약 60 gsm 내지 100 gsm, 바람직하게는 약 80 gsm의 평량을 갖는 부직포인 제1 전구체 웨브(20)와 약 0.91 내지 0.94의 밀도와 약 20 gsm의 평량을 갖는 폴리올레핀계 필름(예컨대, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌)인 제2 전구체 웨브(21)로부터 테리 천 유사 웨브(1)를 제조하는 데에 유용한 복수의 치(110)를 갖는 롤(104)의 일 실시예를 도시한다.

치(110)의 확대도가 도 8에 도시되어 있다. 롤(104)의 이러한 실시예에서, 치(110)는 일반적으로 치 팁(111)에서 선단 에지(LE)로부터 후단 에지(TE)까지 측정된 약 1.25 ㎜의 균일한 원주방향 길이 치수(TL)를 갖고, 약 1.5 ㎜의 거리(TD)로 서로 원주방향으로 균일하게 이격된다. 약 60 내지 약 100 gsm 범위의 총 평량을 갖는 웨브(1)로부터 테리 천 웨브(1)를 제조하기 위하여, 롤(104)의 치(110)는 약 0.5 ㎜ 내지 약 3 ㎜ 범위의 길이(TL)와 약 0.5 ㎜ 내지 약 3 ㎜의 간격(TD), 약 0.5 ㎜ 내지 약 5 ㎜ 범위의 치 높이(TH), 및 약 1 ㎜(0.040 인치) 내지 약 5 ㎜(0.200 인치)의 피치(P)를 가질 수 있다. 결합 깊이(E)는 약 0.5 ㎜ 내지 약 5 ㎜(치 높이(TH)와 동일한 최대값까지)일 수 있다. 물론, E, P, TH, TD 및 TL은 터프트(6)의 요구되는 크기, 간격 및 면적 밀도(웨브(1)의 단위면적당 터프트(6)의 개수)를 달성하기 위하여 서로 독립적으로 변동될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 치(110)는 팁(111), 선단 에지(LE) 및 후단 에지(TE)를 갖는다. 치 팁(111)은 길게 되어 있고, 터프트(6)의 종축(L)과 불연속부(16)에 대응하는 대체로 종방향 배향을 갖는다. 테리 천과 유사한 것으로 설명될 수 있는 웨브(1)의 터프트 형성된 루프형 터프트(6)를 얻기 위하여, LE와 TE는 롤(104)의 국부적 주변부 표면(120)과 거의 직교하여야 하는 것으로 여겨진다. 또한, 팁(111)으로부터 LE 또는 TE로의 천이는 충분히 작은 곡률 반경을 갖도록 직각과 같이 급각도이어야 하며, 이럼으로써 치(110)는 LE와 TE에서 제2 전구체 웨브(21)를 통해 누른다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 치(110)의 팁과 LE 및 TE 사이의 비교적 급각도의 팁 천이를 가짐으로써, 치(110)가 전구체 웨브(20, 21)를 통해 "명확하게", 즉 국부적이고 뚜렷하게 펀칭하게 하여, 최종 웨브(1)의 제1 면(3)은 "변형"되기보다는 "터프트 형성된" 것으로 설명될 수 있을 것으로 여겨진다. 이와 같이 처리된 때, 웨브(1)에는 전구체 웨브(20, 21)가 원래 갖고 있을 수 있는 탄성을 넘는 어떠한 특정한 탄성도 부여되지 않는다.

이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 전구체 웨브의 섬유가 상당히 곡선인 형상, 예컨대 둥글게 감긴 섬유(curled fibers)를 갖는 경우, 최종 터프트(6)는 보다 선형인 섬유 형태와 비교하여 더욱 루프형인 섬유(8) 및 덜 파단된 섬유(18)를 가질 것으로 여겨진다. 이러한 섬유 형태는 2개의 인접한 치들 사이를 연결할 가능성이 적고, 그 결과 이들은 그 파단점을 지나 신장되기 쉽지 않아서, 완전한 루프 구조를 형성할 가능성이 더 큰 것으로 여겨진다. 더욱이, 이러한 곡선 형상의 섬유는 폴리에틸렌과 나일론으로 구성된 2성분 섬유와 같은 편심(eccentric) 2성분 섬유 또는 나란한(side-by-side) 2성분 섬유를 사용함으로써 제조될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 전구체 웨브는 최소한의 섬유간 접합부가 있는 부직포 웨브이다. 예를 들면, 전구체 웨브는 부직포 웨브의 기술 분야에서 통상 공지된 바와 같은 이산된 열 점접합부의 패턴을 갖는 부직포 웨브일 수 있다. 그러나, 일반적으로, 터프트(6)의 성형 동안 최대의 섬유 이동성과 전위(dislocation)를 허용하도록 접합점의 개수를 최소화하고 간격을 최대화하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 비교적 큰 직경 및/또는 비교적 높은 파단에 대한 연장성 및/또는 비교적 높은 섬유 이동성을 갖는 섬유를 이용함으로써 터프트(6)를 더욱 양호하고 더욱 뚜렷하게 형성할 수 있다.

웨브(1)가 2개의 전구체 웨브로부터 제조된 2개 층 웨브로서 바람직한 실시예에서 개시되었지만, 2개 층으로 제한될 필요는 없다. 예를 들면, 전구체 웨브들 중 하나가 터프트를 형성하도록 다른 층 내의 개구를 통해 연장하여 밀고 나아갈 수 있는 한, 3개 층 이상의 라미네이트가 3개의 전구체 웨브로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 웨브(1)는 여성용 위생 제품의 톱시트, 부 톱시트 및 코어를 포함할 수 있다. 일반적으로, 접착제 또는 다른 접합 수단이 라미네이트 웨브(1)를 제조하기 위해 이용될 것이 필요한 것은 아니다.

웨브(1)의 구성 층(예컨대, 전구체 웨브(20, 21) 및 임의의 다른 층)은 제2 전구체 웨브(21) 내의 개구(4)를 통해 연장하는 터프트(6)의 "고정" 효과에 의해 면대면 라미네이트된 관계로 유지될 수 있다. 일부 실시예에서는, 웨브(1)의 최종 용도의 응용에 따라 접착제 또는 열 접합 또는 다른 접합 수단을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 2성분 섬유 부직포 웨브를 포함하는 웨브(1)는 보다 큰 박리 강도를 위한 층대층 접착을 제공하도록 터프트(6)의 성형 후에 쓰루 에어 접합(through-air bonded)될 수 있다. 또한, 접착제를 전구체 웨브들 중 하나의 적어도 일부분에 인가하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 층들 사이의 접착제, 화학적 접합, 수지 또는 분말 접합 또는 열 접합이 전구체 웨브의 소정 영역 또는 전부에 대해 선택적으로 이용될 수 있다. 접착제를 인가하는 경우, 예컨대 접착제는 슬롯 코팅에 의해서와 같은 연속적인 방식으로, 또는 분무, 압출 등에 의해서와 같은 불연속적인 방식으로 인가될 수 있다. 접착제의 불연속적인 인가는 줄무늬(stripe), 띠, 액적 등의 형태일 수 있다.

다중 층 웨브(1)에서, 각각의 전구체 웨브는 상이한 재료 특성을 가질 수 있어, 생리대와 같은 일회용 흡수용품의 톱시트로서 사용될 때 이로운 특성을 갖는 웨브(1)를 제공한다. 예를 들면, 2개(또는 그 이상)의 전구체 웨브, 예컨대 제1 및 제2 전구체 웨브를 포함하는 웨브(1)는 이로운 유체 취급 특성을 가질 수 있다. 우수한 유체 취급을 위하여, 예컨대 제1 전구체 웨브(20)는 비교적 친수성 섬유로 구성될 수 있다. 제2 전구체 웨브(21)는 비교적 소수성 섬유로 구성될 수 있다. 이러한 웨브의 터프트(6)는 비교적 소수성인 신체측 표면을 갖는 톱시트를 형성할 수 있는데, 이때 친수성 터프트는 유체를 신체로부터 멀리 톱시트를 통해 끌어당긴다. 상부의 비교적 친수성인 터프트 상에 침착된 유체는 비교적 소수성인 층으로부터 멀리, 제2 전구체 웨브 층의 아래에 있는 용품의 부분(예컨대, 흡수 코어)으로 신속하게 운반될 수 있다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 웨브(1)의 관측된 내압축성의 하나의 원인은 터프트(6)의 대체로 수직하게 정렬된 섬유(8, 18)인 것으로 여겨진다. 섬유(8, 18)는 압축에 저항하는 방향성으로 정렬된 지지 컬럼(directionally-aligned support columns)을 형성한다.

도 10은 본 발명의 웨브(1)를 그의 구성요소 중 하나로서 갖는 생리대를 부분 절결 평면도로 도시한다. 일반적으로, 생리대(200)는 백시트(202), 톱시트(206), 및 주변부(210) 둘레에서 결합될 수 있는 톱시트(206)와 백시트(202) 사이에 배치된 흡수 코어(204)를 포함한다. 생리대(1)는 생리대(1)의 사용자의 팬티의 가랑이 영역의 측부를 감싸도록 디자인된, 통상 "날개"(wing; 208)로서 지칭되는 측부 연장부를 가질 수 있다. 신체측 표면으로서 사용되는 톱시트를 포함하는 생리대는 당업계에 주지되어 있으므로, 각종 대안적인 그리고 임의적인 디자인의 상세한 설명은 필요 없다. 생리대 외에, 웨브(1)는 기저귀 또는 성인용 요실금 제품 또는 기타 일회용 위생 제품에 사용될 수도 있다. 그러나, 웨브(1)는 백시트, 코어 재료, 톱시트, 부 톱시트, 또는 날개 재료 중 하나 이상으로서 또는 그 구성요소로서 사용될 수 있음에 주목한다. 웨브(1)는 또한 다중 층을 가질 수 있고, 톱시트, 부 톱시트, 코어, 백시트, 또는 임의의 개수의 층을 포함할 수 있다.

웨브(1)는 생리대(200)의 톱시트(206)로서 특히 유용하다. 웨브(1)는 사용시 톱시트(206)의 신체측 표면에 대한 재습윤 방지를 위한 우수한 유체 획득성과 내압축성의 조합으로 인해 생리대를 위한 톱시트(206)로서 특히 유리하다. 재습윤은 하기의 적어도 2가지 원인의 결과일 수 있다: (1) 생리대(200)에 대한 압력으로 인한 흡수된 유체의 압착, 및/또는 (2) 톱시트(206) 내부 또는 그 상에 포집된 습기. 바람직한 톱시트(206)에서, 유체 획득성과 내압축성의 두 특성은 최대화되고 재습윤성은 최소화된다. 달리 말하면, 바람직하게는 톱시트는 고속의 유체 획득 및 낮은 수준의 재습윤을 보일 것이다.

본 발명의 생리대에서, 톱시트(206)에는 로션 조성물이 적용될 수 있다. 로션 조성물은 사용자에게 피부 효과를 제공할 수 있는, 바셀린(petrolatum)을 포함하는 로션과 같은 임의의 공지된 로션일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 로션은 사용자에게 신체를 청결히 하는 효과를 또한 제공한다. 즉, 로션은 바람직하게는 생리혈이 체모와 피부를 포함한 신체에 고착될 가능성을 덜하게 한다. 그러므로, 바람직하게는 로션은 소수성이며, 체모 및 피부를 소수성이 되게 한다.

로션은 부직포 웨브에 로션을 적용하기 위한 당업계에 공지된 임의의 방식으로 적용될 수 있다. 로션은 터프트(6)의 팁(즉, 말단부)에 적용될 수 있다. 로션을 팁에 적용함으로써 착용자의 피부로 효율적으로 전달될 수 있음이 확인되었다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 터프트는 걷는 것과 같이 움직이는 동안 로션이 신체 상에 문질러지게 하는 작은 브러쉬로서 작용하는 것으로 여겨진다.

본 발명의 로션은 미국 특허 제5,968,025호; 미국 특허 제6,627,787호; 미국 특허 제6,498,284호; 미국 특허 제6,426,444호; 미국 특허 제6,586,652호; 미국 특허 제3,489,148호; 미국 특허 제6,503,526호; 미국 특허 제6,287,581호; 미국 특허 제6,475,197호; 미국 특허 제6,506,394호; 미국 특허 제6,503,524호; 미국 특허 제6,626,961호; 국제출원공개 WO 2000038747호; 또는 유럽 특허 공개 제927,050호에 개시된 것을 포함할 수 있다.

로션 처리 외에(또는 대신에), 톱시트(206)(또는 그의 일부분)는 이를 충분하게 소수성이 되게 하도록 다른 물질 또는 조성물로 처리될 수 있다. 예를 들면, 톱시트는 실리콘 처리, 저표면 에너지 처리, 플루오르화 탄화수소 처리로 처리될 수 있다. 일반적으로, 비교적 소수성이라는 것은 물과 적어도 약 70도, 바람직하게는 적어도 약 90도의 접촉각을 갖는 물질 또는 조성물을 의미한다. 일반적으로, 저표면 에너지는 약 5.5 ㎩(제곱센티미터당 약 55 dyne) 미만, 바람직하게는 약 2.6 ㎩(제곱센티미터당 약 26 dyne) 미만, 더 바람직하게는 약 3.0 내지 약 5.0 ㎩(제곱센티미터당 약 30 내지 약 50 dyne)을 의미한다.

바람직한 실시예에서, 웨브(1)는 고용량 및 고흡수성인 코어(204)와 함께 톱시트(206)로서 사용된다. 일반적으로, 바람직한 흡수 코어는 미국 특허 제5,445,777호; 또는 미국 특허 제5,607,414호에 개시된 유형의 에어레이드(airlaid) 코어이다. 바람직한 실시예에서, 흡수 코어(204)는 미국 특허 제5,550,167호; 미국 특허 제5,387,207호; 미국 특허 제5,352,711호; 및 미국 특허 제5,331,015호에 개시된 것과 같은, 일반적으로 HIPE 폼(foam)으로 지칭되는 유형이다. 바람직한 실시예에서, 흡수 코어(204)는 30 ㎝에서의 탈착 후 용량이 그의 자유 흡수 용량의 약 10% 미만이며, 모세관 흡수 압력이 약 3 내지 약 20 ㎝이고, 모세관 탈착 압력이 약 8 내지 약 25 ㎝이며, 5.10 ㎪(0.74 psi)의 구속 압력 하에서 측정할 때 압축 편향에 대한 저항이 약 5 내지 약 85%이고, 자유 흡수 용량이 약 4 내지 125 그램/그램이다. 각각의 이러한 파라미터는 1996년 8월 27일자로 데스마라이스(DesMarais)에게 허여된 미국 특허 제5,550,167호에 기재된 바와 같이 결정할 수 있다. 개시된 바와 같은 에어레이드 또는 HIPE 폼 코어를 이용하는 것의 한 가지 장점은 흡수 코어를 매우 얇게 할 수 있다는 것이다. 예를 들면, 본 발명의 흡수 코어의 평균 캘리퍼(두께)는 약 20 ㎜ 미만, 바람직하게는 약 10 ㎜ 미만일 수 있으며, 이 두께는 약 5 ㎜ 미만일 수 있다.

아래에 나타낸 표 1은 비교 웨브뿐만 아니라 본 발명의 웨브에 대한 압축 데이터를 나타낸다. 표 1에서, 샘플 번호 1-3, 5 및 7은 비교 샘플이고, 샘플 번호 4, 6, 및 8-13은 본 발명의 웨브이다.

샘플 1은 미국 인디애나주 테르 하우트 소재의 트레데가 필름 프로덕츠(Tredegar Film Products)로부터 입수할 수 있는, 올웨이즈(등록상표) 생리대에 이용되는 드라이-위브(등록상표) 톱시트에 필적하는 성형 폴리에틸렌 필름이다.

샘플 2는 1986년 12월 16일자로 쿠로(Curro) 등에게 허여된 미국 특허 제4,629,643호의 교시에 따라 미국 인디애나주 테르 하우트 소재의 트레데가 필름 프로덕츠에 의해 제조된 성형 폴리에틸렌 필름이다.

샘플 3은 미국 사우스 캐롤라이나주 심슨빌 소재의 BBA로부터 입수할 수 있는 50/50 PE/PP 2성분 섬유로 된 30 gsm 스펀본드 웨브이다.

샘플 4는 본 명세서에 기술된 공정에 따라 처리된 샘플 3의 웨브로부터 제조된 본 발명의 웨브이다.

샘플 5는 미국 사우스 캐롤라이나주 심슨빌 소재의 BBA로부터 입수할 수 있는, 50% 6 데니어 (dpf) PE/PP 2성분 섬유 및 50% 6 데니어 PET 섬유를 포함하는 카디드 부직포 웨브이다.

샘플 6은 샘플 5의 웨브로부터 본 명세서에 기술된 공정에 의해 제조된다.

샘플 4 및 6은 본 명세서에 기술된 공정에 의해 하나의 전구체 웨브를 가지고 제조된다. 샘플 8-13은 본 명세서에 기술된 바와 같은 2개의 전구체 웨브를 사용하여 본 발명에 따라 제조되는데, 이 경우 말하자면 2개의 전구체 웨브는 포개진 형태로 섬유를 터프트로 제공한다. 따라서, 제2 전구체 웨브의 섬유는 "관통 펀칭"되는 것이 아니라 오히려 제1 전구체 웨브의 섬유와 함께 터프트로 형성되며, 이 2개의 웨브는 섬유를 터프트로 제공한다.

샘플 8은 샘플 7의 섬유질 부직포 웨브의 2개 층의 라미네이트로부터 본 명세서에 기술된 바와 같은 공정에 의해 제조된다. 샘플 7의 제1 층은 50/50 PE/PP 2성분 섬유로 된 30 gsm 웨브를 포함하고, 제2 층은 50% 6 데니어 50/50 PE/PP 2성분 섬유 및 50% 9 데니어 PP 섬유를 포함하는 45 gsm 웨브이다. 2개의 웨브는 미국 사우스 캐롤라이나주 심슨빌 소재의 BBA로부터 입수할 수 있다.

샘플 9는 2개 층의 라미네이트로부터 본 명세서에 기술된 바와 같은 공정에 의해 제조되는데, 여기서 제1 및 제2 층은 PE/PP 2성분 섬유로 된 30 gsm 웨브를 포함하고, 제2 층은 또한 당해 기술분야에서 공지된 바와 같이 비교적 높은 수준의 친수성을 부여하도록 계면활성제 처리된다. 30 gsm 웨브는 미국 사우스 캐롤라이나주 심슨빌 소재의 BBA로부터 입수할 수 있다.

샘플 10은 섬유질 부직포 웨브의 2개 층의 라미네이트로부터 본 명세서에 기술된 바와 같은 공정에 의해 제조되는데, 여기서 제1 층은 PE/PP 2성분 섬유로 된 30 gsm 웨브를 포함하고, 제2 층은 50% 6 데니어 PE/PP 2성분 섬유 및 50% 6 데니어 PET 섬유를 포함하는 45 gsm 웨브이다. 2개의 웨브는 미국 사우스 캐롤라이나주 심슨빌 소재의 BBA로부터 입수할 수 있다.

샘플 11은 섬유질 부직포 웨브의 2개 층의 라미네이트로부터 본 명세서에 기술된 바와 같은 공정에 의해 제조되는데, 여기서 제1 층은 체코 공화국 소재의 페가스(Pegas)로부터의 PE/PP 2성분 섬유로 된 30 gsm 웨브를 포함하고, 제2 층은 미국 사우스 캐롤라이나주 심슨빌 소재의 BBA로부터 입수할 수 있는, 50% 6 데니어 PE/PP 2성분 섬유 및 50% 6 데니어 PET 섬유를 포함하는 45 gsm 웨브이다.

샘플 12 및 13은 각각 섬유질 부직포 웨브의 2개 층의 라미네이트로부터 본 명세서에 기술된 바와 같은 공정에 의해 제조되는데, 여기서 제1 층은 50/50 PE/PP 2성분 섬유로 된 30 gsm 웨브를 포함하고, 제2 층은 50% 6 데니어 50/50 PE/PP 2성분 섬유 및 50% 6 데니어 PET 섬유를 포함하는 45 gsm 웨브이다. 2개의 전구체 웨브는 미국 사우스 캐롤라이나주 심슨빌 소재의 BBA로부터 입수할 수 있다.

표 1에 나타낸 본 발명의 각각의 샘플은 1.5 ㎜ (약 0.060 인치)의 피치(P), 약 3.7 ㎜ (약 0.145 인치)의 치 높이(TH), 1.6 ㎜ (약 0.063 인치)의 치 거리(TD) 및 1.25 ㎜ (약 0.050 인치)의 치 길이(TL)를 갖는 전술된 바와 같은 상호맞물림 롤의 닙을 통해 본 발명에 따라 처리되었다. 본 발명의 각각의 샘플에 대해 결합 깊이(DOE) 및 라인 속도가 표 1에 나타나 있다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 웨브는 생리대의 착용시 겪게 되는 하중을 시뮬레이션한 하중 하에서 우수한 밀도 및 비체적(specific volume) 특성을 갖는다. 예를 들어, 0.028 ㎪ (0.004 psi)은 서 있는 동안에 겪게 되는 압력에 대응할 수 있고, 1.58 ㎪ (0.23 psi)은 부드러운 표면에 앉아 있을 때의 압력에 대응할 수 있으며, 5.17 ㎪ (0.75 psi)은 단단한 표면에 앉아 있는 것에 대응할 수 있다.

시험 방법

공극 체적(void volume) 및 비체적은 하기의 방법에 의해 결정될 수 있다:

공극 체적

압축 하의 공극 체적은 MTS 인장 시험기를 사용하여 0.028, 1.58, 및 5.17 ㎪ (제곱인치당 0.004, 0.23, 및 0.75 파운드) 압력에서 계산되었다. 재료가 가동 플래튼(movable platen)과 고정 기부 사이에서 압축됨에 따라 인장 시험기로 저항력을 측정하였다. 재료를 1000 g의 힘까지 일정한 속도로 압축하였다. 힘과 플래튼 위치를 기록하였다. 주어진 플래튼 위치에 대한 공극 체적은 방정식을 사용하여 계산된다:

여기서,

VV= 재료의 공극 체적 (그램당 세제곱센티미터)

x₀= 기부로부터의 초기 플래튼 위치 (밀리미터)

x= 초기 위치로부터의 플래튼 위치 (밀리미터)

A_m= 재료의 면적(제곱센티미터)

M= 재료의 질량 (그램)

ρ_섬유= 섬유 밀도 (세제곱센티미터당 그램)

다중 섬유 유형들로 제조된 웨브에 대하여, 웨브 섬유 밀도는 각각의 개별 섬유 밀도의 중량 평균이다:

ρ_{섬유, 전체} = (wt% _섬유1) (ρ_섬유1) + (wt% _섬유2) (ρ_섬유2) + ....

여기서,

wt%= 웨브에서의 섬유 유형의 중량 퍼센트 또는,

이러한 시험을 위한 적합한 장비는 인장 시험기(테스트 웍스(Test Works) 소프트웨어 및 50 N 로드 셀(load cell)을 갖는 MTS 모델 얼라이언스(Alliance) RT/1)을 포함할 수 있을 것이다. 이 시험기는 플래튼보다 크기가 큰 고정 기부를 가져야만 한다. 플래튼과 기부 사이의 제로 높이(zero height)는 첫번째의 실질적인 힘이 측정될 때까지 플래튼을 하강시킴으로써 설정되고, 이어서 플래튼은 1 증분만큼 상방으로 다시 돌아가며, 크로스 헤드 위치가 영점으로 맞추어진다. 각각의 샘플에 대한 샘플 게이지 길이는 고정 기부 위로 재료의 초기 두께보다 큰 거리로 상승시킴으로써 설정된다. 이 위치로부터, 플래튼은 1 gf의 힘이 샘플에 인가될 때까지 하강된다. 제로 높이로부터의 이 위치가 초기 플래튼 위치(x₀)로서 기록되고, 크로스헤드 위치가 다시 영점으로 맞추어진다.

이 시험에서, 4.9 ㎝ 직경의 원형 플래튼이 사용되어 재료를 1 gf로부터 1000 gf (제곱인치당 0.75 파운드의 압력)까지 0.51 ㎝/min의 속도로 기부에 대항하여 압축하였다. 그리고 나서, 플래튼은 각각의 샘플을 위한 초기 플래튼 위치로 동일한 속도로 복귀하였다. 초기 플래튼 위치 또는 시험 게이지 길이는 전술한 바와 같이 재료의 두께에 따라 변하였다. 별개의 샘플 편에 대해 5회 반복 수행하였고, 5개의 결과를 평균하였다. 각각의 시험된 재료 샘플은 플래튼보다 면적이 더 컸지만, 고정 기부보다는 면적이 작았다.

비체적

압축 하의 비체적은 MTS 인장 시험기를 사용하여 0.028, 1.58, 및 5.17 ㎪ (제곱인치당 0.004, 0.23, 및 0.75 파운드) 압력에서 계산되었다. 재료가 가동 플래튼(movable platen)과 고정 기부 사이에서 압축됨에 따라 인장 시험기로 저항력을 측정하였다. 재료를 1000 g의 힘까지 일정한 속도로 압축하였다. 힘과 플래튼 위치를 기록하였다.

주어진 플래튼 위치에 대한 비체적은 방정식을 사용하여 계산된다:

SV = 1/ ρ_웨브

주어진 플래튼 위치에 대한 웨브 밀도는 방정식을 사용하여 계산된다:

여기서,

SV= 재료의 비체적 (그램당 세제곱센티미터)

ρ_웨브= 부직포 웨브의 밀도 (세제곱센티미터당 그램)

x₀= 기부로부터의 초기 플래튼 위치 (밀리미터)

x= 초기 위치로부터의 플래튼 위치 (밀리미터)

BW= 재료의 질량 (제곱미터당 그램)

본 발명의 웨브(1) 및 장치(100)의 상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 첨부의 청구의 범위에 청구된 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 웨브(1)의 많은 다양한 구조가 이루어질 수 있다. 예를 들면, 톱시트(206)는 의약품, 세정액, 항박테리아 용액, 에멀젼, 방향제 또는 계면활성제로 부가적으로 코팅 또는 처리될 수 있다. 유사하게, 장치(100)는 웨브(1)의 일부분 상에만 터프트(6)를 형성하도록 또는 터프트(6)의 크기 또는 면적 밀도가 변화하게 형성하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 웨브를 생산하기 위하여 설명된 공정의 다른 장점은 웨브가 다른 웨브 생산 장비에 의해 인라인으로 또는 일회용 흡수용품 생산 장비에 의해 인라인으로 생산될 수 있다는 것이다. 부가적으로, 본 발명의 공정에 앞서 또는 이후에 사용될 수 있는 다른 고상(solid state) 성형 공정이 있을 수도 있다. 예를 들면, 웨브는 본 발명에 따라 처리되고 나서, 쿠로(Curro) 등에게 허여된 미국 특허 제5,658,639호에 설명된 것과 같은 신장 공정에 의해 개구가 형성될 수 있다. 대안적으로, 재료는 쿠로 등에게 허여된 미국 특허 공개 제2003/028,165A1호에 설명된 것과 같은 다양한 공정을 통해 조성물로 제조되거나, 예컨대 웨버(Weber) 등에게 허여된 미국 특허 제5,167,897호에서와 같이 링 롤링(ring rolled)되고 나서, 본 발명에 따라 처리될 수 있다. 따라서, 최종적인 웨브는 이들 다수의 재료 변경의 조합된 이점을 나타낼 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 인용된 모든 문헌은 관련 부분에서 본 명세서에 참고로 포함되며, 어떠한 문헌의 인용도 본 발명과 관련된 종래 기술로서의 인정으로서 해석되어서는 안 된다.

본 발명의 특정한 실시예가 예시되고 설명되었지만, 다양한 다른 변경과 수정이 본 발명의 사상과 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에 있는 이러한 모든 변경과 수정을 첨부된 청구의 범위에 포함하고자 한다.

Claims

생리대로서,

a. 섬유질 부직포 웨브 및 섬유질 재료로 된 복수의 이산된 터프트를 포함하는 톱시트를 포함하며,

b. 상기 톱시트는 0.028 ㎪(0.004 psi)의 하중 하에서 0.027 미만의 밀도와, 1.58 ㎪(0.23 psi)의 하중에서 0.068 g/㏄ 미만의 밀도를 갖는 생리대.
제1항에 있어서,

상기 톱시트는 제1 및 제2 부직포 전구체 웨브를 포함하는 생리대.
제1항에 있어서,

상기 톱시트는 적어도 2개의 전구체 웨브를 포함하며, 상기 이산된 터프트는 각각의 상기 전구체 웨브의 섬유를 포함하는 생리대.
제1항에 있어서,

상기 재료의 터프트는 복수의 루프형 섬유를 포함하는 생리대.
제4항에 있어서,

상기 루프형 섬유는 상기 이산된 터프트가 뚜렷한 선형 배향 및 종축을 갖도록 배치되는 생리대.
제1항에 있어서,

상기 톱시트는 2개의 면 및 2개 이상의 전구체 웨브를 포함하며, 상기 톱시트의 양 면은 상기 전구체 웨브들 중 하나의 전구체 웨브만으로부터의 섬유에 의해 실질적으로 덮이는 생리대.
제6항에 있어서,

상기 톱시트의 하나의 면은 이산된 터프트를 포함하며, 다른 하나의 면은 대체로 선형인 만입부를 특징으로 하는 불연속부를 포함하는 생리대.
제1항에 있어서,

상기 톱시트는 상기 이산된 터프트를 제곱센티미터당 1 내지 100개 포함하는 생리대.
제1항에 있어서,

상기 톱시트는 상기 이산된 터프트를 제곱센티미터당 20 내지 40개 포함하는 생리대.
생리대로서,

a. 신체측 면을 갖고, 섬유질 재료로 된 이산된 터프트를 제곱센티미터당 10 내지 50개 포함하는 톱시트와,

b. 상기 톱시트의 상기 신체측 면의 적어도 일부분에 적용된 반고체 로션 조성물을 포함하며,

c. 상기 톱시트는 0.028 ㎪(0.004 psi)의 하중 하에서 0.027 미만의 밀도와, 1.58 ㎪(0.23 psi)의 하중에서 0.068 g/㏄ 미만의 밀도를 갖는 생리대.
제10항에 있어서,

상기 톱시트는 상기 이산된 터프트를 제곱센티미터당 20 내지 40개 포함하는 생리대.
제10항에 있어서,

상기 로션은 바셀린을 포함하는 생리대.
제10항에 있어서,

상기 톱시트는 제1 전구체 웨브 및 제2 전구체 웨브를 포함하며, 상기 전구체 웨브들 중 적어도 하나의 전구체 웨브는 상기 전구체 웨브들 중 다른 하나에 비해 상대적으로 보다 소수성인 생리대.
생리대로서,

a. 제1 전구체 웨브 및 제2 전구체 웨브를 포함하며, 상기 전구체 웨브들 중 적어도 하나의 전구체 웨브가 상기 전구체 웨브들 중 다른 하나에 비해 상대적으로 보다 소수성이고, 상기 제1 또는 제2 전구체 웨브로부터의 섬유질 재료로 된 이산된 터프트를 추가로 포함하는 톱시트 - 여기서,

b. 상기 톱시트는 0.028 ㎪(0.004 psi)의 하중 하에서 0.027 미만의 밀도와, 1.58 ㎪(0.23 psi)의 하중에서 0.068 g/㏄ 미만의 밀도를 가짐 - 와,

c. 상기 톱시트와 유체 연통하며, 평균 두께가 약 7 ㎜ 미만인 흡수 코어와,

d. 상기 톱시트에 결합되는 백시트

를 포함하는 생리대.
제14항에 있어서,

상기 재료의 터프트는 복수의 루프형 섬유를 포함하는 생리대.
제15항에 있어서,

상기 루프형 섬유는 상기 이산된 터프트가 뚜렷한 선형 배향 및 종축을 갖도록 배치되는 생리대.
제14항에 있어서,

상기 톱시트는 2개의 면 및 2개 이상의 전구체 웨브를 포함하며, 상기 톱시트의 양 면은 상기 전구체 웨브들 중 하나의 전구체 웨브만으로부터의 섬유에 의해 실질적으로 덮이는 생리대.
제17항에 있어서,

상기 톱시트의 하나의 면은 이산된 터프트를 포함하며, 다른 하나의 면은 대체로 선형인 만입부를 특징으로 하는 불연속부를 포함하는 생리대.
제14항에 있어서,

상기 톱시트는 상기 이산된 터프트를 제곱센티미터당 1 내지 100개 포함하는 생리대.
제14항에 있어서,

상기 톱시트는 상기 이산된 터프트를 제곱센티미터당 20 내지 40개 포함하는 생리대.