KR100994853B1 - 고점도 유체 흡입이 개선된 복합 재료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1층에 적용된 하부구조물을 포함하는 복합 재료를 갖는 개인 위생 흡수 제품에 사용하기 위한 라이너 시스템에 관한 것이다. 제1층 및 하부구조물은 유체가 복합 재료를 통과하도록 허용하기 위한 복수개의 공극을 정의한다. 일 실시양태에서, 입자를 포함하는 고점도 유체는 제1층의 복수개의 구멍을 통과한다. 제1층 및 하부구조물에 의해 정의되는 공극은 입자를 붙잡고 유체가 복합 재료를 통과하도록 허용한다.
개인 위생 흡수 제품, 라이너, 하부구조물, 고점도 유체.

Description

고점도 유체 흡입이 개선된 복합 재료 {Composite Material with Improved High Viscosity Fluid Intake}
개인 위생 용품에 사용되는 통상의 라이너는 입자를 함유하는 고점도 유체, 예를 들면, 멘스 또는 설사에 대비되어 있지 않다. 그 결과, 개인 위생 흡수 용품에 사용되는 통상의 라이너는 누출을 일으켜 피부 건강을 악화시킨다. 많은 통상의 라이너들이 고점도 유체로부터 물을 흡수한다. 그러나, 이들 통상의 라이너는 일반적으로 입자 흡입에는 대비되어 있지 않다. 그 결과, 고점도 유체 내부에 함유된 입자들이 물의 흡수 동안에 분리되고 라이너의 표면상에 잔류하여 착용자의 피부와 바람직하지 못한 작용을 일으키는 경향이 있다.
본 발명자들은 종래 기술이 직면한 상기 난점 및 문제에 대응하여, 유체가 복합 재료를 통과하는 것을 허용하는 개인 위생 흡수 제품의 라이너 시스템으로 사용하기에 적합한 복합 재료를 발견하였다.
복합 재료는 제1층, 적합하게는 필름, 필름 및 섬유의 조합 또는 기초 중량이 약 0.3 osy 내지 약 2.5 osy, 보다 특히 약 0.44 osy 내지 약 1.0 osy인 스펀본드 재료를 포함한다.
본 발명의 일 실시양태에서, 제1층은 유체, 예를 들면, 입자들을 내부에 함 유하는 고점도 유체가 제1층을 통과하는 것을 허용하도록 층을 통해 연장된 복수개의 슬릿 (slit) 또는 구멍 (aperture)을 포함한다. 바람직하게는, 제1층에 형성된 구멍은 유체 흐름이 제1층을 통과하도록 유도하고 제1층을 통해 재습윤 또는 역류되는 것을 방지하기 위해 z-방향 배향을 갖는다. 제1층은 유체 흐름이 제1층을 통과하도록 유도하는 것을 강화하고, 유체 및 입자가 착용자의 피부에 접촉할 수 있는 제1층의 표면에서 분리 및 수집되는 것을 방지하기 위해 소수성 재료로 이루어질 수 있다.
구멍은 약 100 마이크로미터 내지 약 10,000 마이크로미터의 직경을 가지며, 다이 컷팅(die cutting), 핀 엠보싱(pin embossing), 및 열 엠보싱을 포함하나 이에 한정되지는 않는 몇몇 통상의 방법으로 형성할 수 있다.
복합재료는 또한 제1층에 적용된 하부구조물(substructure)을 포함한다. 예를 들면, 하부구조물은 열 결합, 접착제 결합 및(또는) 당업계에 널리 공지된 다른 결합 기술을 사용하여 제1층에 결합될 수 있다. 하부구조물은 주름잡히거나, 물결지게 되거나, 열 성형되거나, 또는 엠보싱될 수 있으며, 포장 및 사용 동안 그 구조를 유지하기 위해 높은 모듈러스 및 높은 복원성을 갖는다.
바람직하게는, 하부구조물은 3차원 부직 재료 또는 부직웹이다. 멜트블로운 및 스펀본드 섬유상 부직웹이 하부구조물을 형성하기 위한 재료로서 특히 잘 기능한다. 하부구조물을 위한 특히 매우 적합한 스펀본드 부직웹은 쉬쓰/코어 또는 사이드-바이-사이드(side-by-side) 폴리에틸렌/폴리프로필렌 스펀본드 2성분(bicomponent) 섬유로 제조된다.
제1층 및 하부구조물은 유체가 복합 재료를 통과하는 것을 허용하는 복수개의 공극을 정의한다. 본 발명의 일 실시양태에서, 공극은 바람직하게는 유체가 복합 재료를 통과하는 것을 허용하여 일반적으로 삼각형 단면적을 갖는 복수개의 칸막이를 형성한다. 바람직하게는, 칸막이는 최대 높이가 약 0.1 cm 내지 약 2.0 cm이고, 최대 폭이 약 0.1 cm 내지 약 2.0 cm이다.
복합 재료는 일반적으로 흡수 코어에 적용되거나 또는 흡수 코어와 함께 얽혀진다. 또한, 복합 재료는 흡수 코어에 결합되거나 또는 적층될 수 있다. 고점도 유체가 제1층을 통과하여 하부구조물 내로 이동함에 따라, 입자들은 유체로부터 분리되어 복합 재료에 형성된 공극 내에 붙잡힌다. 유체는 하부구조물을 통과하여 흡수 코어 내로 흡수되어 누출 및 재습윤이 방지된다. 물이 흡수 코어를 통과하여 주위 환경, 예를 들면, 의복 또는 침대 시트에 흡수되는 것을 방지하기 위해 액체 불투과성 외부 커버를 흡수 코어의 다른 면 (라이너의 반대쪽)에 위치시킬 수 있다.
이상을 고려할 때, 본 발명의 특징 및 이점은 입자를 함유하는 고점도 유체를 차폐시키는 것을 포함하여, 유체가 복합 재료를 통과하도록 허용하는 개인 위생 흡수 제품용 라이너 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징 및 이점은 또한 유체가 라이너 시스템을 통과함에 따라, 유체를 흡수하고 그 안에 함유된 입자들로부터 유체를 분리시키는 개인 위생 흡수 제품용 라이너 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징 및 이점은 또한 입자를 함유하는 고점도 유체를 보유 및 관 리하기 위한 복수개의 공극을 갖는 개인 위생 흡수 제품용 라이너 시스템을 제공하는 것이다.
<정의>
본원에 사용되는 "필름"이라는 용어는 캐스트 필름 또는 취입 필름 압출 공정과 같은 필름 압출 및(또는) 성형 공정을 사용하여 제조한 열가소성 필름을 가리킨다. 이 용어는 구멍난 필름, 슬릿 필름 및 액체 전달 필름을 구성하는 다른 다공성 필름 뿐만 아니라, 액체를 전달하지 않는 필름도 포함한다. 이 용어는 또한 개포형 발포체로서 존재하는 필름형 재료를 포함한다.
본원에서 사용되는 "부직포 또는 부직웹"이라는 용어는 개별 섬유 또는 실이 교차된, 그러나 편성포에서와 같이 식별가능한 방식으로 교차되지는 않은 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직포 또는 부직웹은 예를 들어 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정 및 본디드 카디드 웹 공정과 같은 여러가지 공정으로부터 형성되고 있다. 부직포의 기초 중량은 일반적으로 재료의 평방야드 당 온스 (osy) 또는 평방미터 당 그램 (gsm)으로 표현되며, 유용한 섬유 직경은 일반적으로 마이크로미터로 표현된다. (osy를 gsm으로 전환시키려면 osy에 33.91을 곱한다.)
본원에 사용된 "스펀본드 섬유"라는 용어는 예를 들어 아펠 (Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호 및 도르쉬너 (Dorschner) 등의 미국 특허 제3,692,618호, 마쓰키 (Matsuki) 등의 미국 특허 제3,802,817호, 키니 (Kinney)의 미국 특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, 하르트만 (Hartmann)의 미국 특허 제3,502,763호 및 도보 (Dobo) 등의 미국 특허 제3,542,615호에서와 같이, 용융된 열가소성 재료를 가늘고 일반적으로 원형인 복수개의 방사구 모세관으로부터 필라멘트로서 압출한 후, 압출된 필라멘트의 직경을 신속하게 감소시킴으로써 형성한 직경이 작은 섬유를 가리킨다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 수집 표면상에 퇴적될 때에는 점착성이 없다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속 섬유이고, 평균 직경 (10개 이상의 샘플로부터의 평균)은 7 마이크로미터보다 크고, 보다 특히 약 10 내지 20 마이크로미터이다. 섬유는 또한 통상적이지 않은 형상을 갖는 하이브리드를 기재한 호글 (Hogle) 등의 미국 특허 제5,277,976호 , 힐 (Hill)의 미국 특허 제5,466,410호 및 라르그만 (Largman) 등의 미국 특허 제5,069,970호 및 제5,057,368호에 기재된 것과 같은 형상을 가질 수 있다.
본원에 사용되는 "멜트블로운 섬유"라는 용어는 용융된 열가소성 재료를 가늘고 일반적으로 원형인 복수개의 다이 모세관을 통해, 용융된 실 또는 필라멘트의 형태로, 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 만들어 그들의 직경을 가능하게는 미세섬유 직경까지 감소시키는 일반적으로 고온인 수렴성 고속 기체 (예를 들어, 공기) 스트림 내로 압출시켜 형성한 섬유를 의미한다. 이어서, 멜트블로잉된 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고 수집 표면상에 퇴적되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 예를 들면 부틴 (Butin) 등에의 미국 특허 제3,849,241호에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속적 또는 불연속적일 수 있는 미세섬유이고, 일반적으로 평균 직경이 10 마이크로미터보다 더 작고, 수집 표면상에 퇴적될 때 일반적으로 점착성이다.
본원에 사용되는 "중합체"라는 용어는 단독중합체, 공중합체, 예를 들면 블 록, 그라프트, 랜덤 및 교호 공중합체, 삼원공중합체 등 및 이들의 블렌드 및 변형물을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 구체적으로 달리 명시되지 않는다면, "중합체"라는 용어는 분자의 모든 가능한 기하학적 형태를 포함할 것이다. 이러한 형태에는 이소탁틱(isotactaic), 신디오탁틱(syndiotactic) 및 아탁틱(atactic) 대칭이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다.
"이성분 섬유(bicomponent fiber)"는 2종 이상의 중합체를 개별 압출기에서 압출시키나, 하나의 섬유를 형성하도록 함께 방사하여 형성한 섬유를 가리킨다. 중합체는 이성분 섬유의 단면을 가로질러 실질적으로 일정하게 위치하는 구분된 구역에 배열되고 이성분 섬유의 길이를 따라 연속적으로 연장된다. 이러한 이성분 섬유의 형태는 예를 들어 하나의 중합체가 다른 하나의 중합체에 의해 둘러싸인 쉬쓰/코어 배열이거나, 또는 사이드-바이-사이드 배열 또는 "해도 배열(islands-in-the-sea)"일 수 있다. 이성분 섬유는 가네꼬 (Kaneko) 등의 미국 특허 제5,108,820호, 스트랙 (Strack) 등의 미국 특허 제5,336,552호, 및 유럽 특허 제0586924호에 교시되어 있다. 이성분 섬유에서, 중합체들은 75/25, 50/50, 25/75, 또는 임의의 다른 바람직한 비율을 나타낼 수 있다.
본원에서 사용되는 "혼합이성분 섬유(biconstituent fiber)"라는 용어는 2종 이상의 중합체를 동일한 압출기로부터 블렌드로서 압출하여 형성한 섬유를 가리킨다. 혼합이성분 섬유에서는 여러 중합체 성분들이 섬유의 단면을 가로질러 비교적 일정하게 위치하는 구분된 구역에 배열되어 있지 않으며, 여러 중합체들은 일반적으로 섬유의 전체 길이를 따라 연속적이지 않고, 오히려 무작위로 시작 및 종료되 는 피브릴 (fibril) 또는 프로토피브릴 (protofibril)을 형성하는 것이 전형적이다. 혼합이성분 섬유는 종종 혼합다성분 (multiconstituent) 섬유로도 언급된다. 이러한 일반 유형의 섬유는 예를 들어 게스너 (Gessner)의 미국 특허 제5,108,827호 및 제5,294,482호에 교시되어 있다.
본원에서 사용되는 "본디드 카디드 웹"이라는 용어는 스테이플 섬유를 코밍 (combing) 또는 카딩 (carding) 장치로 이송하여, 스테이플 섬유를 분리하고 기계 방향으로 정렬시켜 일반적으로 기계 방향으로 배향된 섬유상 부직웹을 형성하도록 제조한 웹을 가리킨다. 이러한 섬유는 일반적으로 베일 (bale)로 구입하며, 이것을 피커 (picker)에 넣어 섬유를 분리시킨 후, 카딩 장치로 이송한다. 일단 웹이 형성되면, 이어서 몇몇 공지된 결합 방법 중 하나 이상을 이용하여 웹을 결합시킨다. 이러한 한 결합 방법은 분말화된 접착제를 웹에 고루 분포시킨 후 일반적으로 웹 및 접착제를 열풍으로 가열하여 접착제를 활성화시키는 분말 결합이다. 다른 적합한 결합 방법은 가열 캘린더 롤 또는 초음파 결합 장치를 사용하여, 원할 경우에는 웹의 전체 표면을 결합시킬 수도 있으나, 통상적으로는 국소화된 결합 패턴으로 섬유를 함께 결합시키는 패턴 결합이다. 다른 적합하고 널리 공지된 결합 방법은, 특히 이성분 스테이플 섬유를 사용할 경우, 통기 결합이다.
본원에 사용된 "개인 위생 제품" 또는 "개인 위생 흡수 제품"이라는 용어는 생리대, 기저귀, 배변연습용 팬츠, 흡수성 팬티, 성인용 요실금 제품, 와이퍼, 붕대를 포함하는 상처 보호 제품 등을 의미한다.
본원에 사용된 "열가소성"이라는 용어는 열에 노출될 경우 연화되며, 실온으 로 냉각시킬 경우 비연화된 상태로 실질적으로 되돌아가는 재료를 기술한다.
이 용어들은 명세서의 나머지 부분에서 추가의 표현에 의해 정의될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시양태에 따른, 하부구조물이 제1층에 적용되어 있는 예시적인 복합 재료의 투시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시양태에 따른, 복합 재료를 갖는 예시적인 개인 위생 흡수 제품의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따른, 제1층에 적용될 경우 유체가 복합 재료를 통과하도록 허용하는 복수개의 공극을 정의하는 하부구조물을 제조하기 위한 장치의 한 유형의 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시양태에 따른, 제1층에 적용될 경우 유체가 복합 재료를 통과하도록 허용하는 복수개의 공극을 정의하는 하부구조물을 제조하기 위한 장치의 한 유형의 개략적인 측면도이다.
본 발명에 따라, 유체가 복합 재료 (10)을 통과하도록 허용하는 개인 위생 제품의 라이너 시스템으로서 사용하기에 적합한 복합 재료 (10)을 도 1 및 2에 나타내었다. 본 발명의 일 실시양태에서, 복합 재료 (10)은 입자를 함유하는 고점도 유체를 차폐시키기에 특히 적합하다. 비록 본원에서 개인 위생 제품에 대해 참조번호를 사용하기는 하였으나, 본 발명에 따른 복합 재료 (10)이 개인 위생 흡수 제품 이외의 용품 또는 제품에 사용될 수 있다는 것은 당업계의 일반 숙련자들에게 명백하다. 이러한 용품 또는 제품으로는 유체 이송용 직물, 스페이서 층 (spacer layer), 패스너 (fastener), 액체 및 공기 여과용 여과 매질, 안면마스크, 와이퍼 등이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 크림 또는 비누를 운반하는 직물, 세정제가 함침된 와이퍼, 세정할 표면으로부터 물질을 닦아 제거하는 세정 제품, 및 다공성 및 지형도 (topography)에 의해 기능성을 갖는 다른 제품이 있다.
본 발명의 복합 재료 (10)은 제1층 (20), 예를 들면, 열가소성 라이너를 포함한다. 제1층 (20)은 외부 커버 (46) 및 흡수 코어 (44)와 겹쳐지는 것으로 예시되어 있고 (도 2), 외부 커버 (46) 또는 흡수 코어 (44)와 동일한 치수를 가질 필요는 없다. 제1층 (20)은 바람직하게는 유연하고, 촉감이 부드러우며, 착용자의 피부에 자극이 없다. 또한, 제1층 (20)은 착용자에게 비교적 건조한 표면을 제공하고 액체가 용이하게 그 두께 방향으로 침투할 수 있도록 흡수 코어 (44)보다 덜 친수성일 수 있다. 본 발명의 일 실시양태에서, 제1층 (20)은 기초 중량이 약 0.3 osy 내지 약 2.5 osy, 보다 특히 약 0.44 osy 내지 약 1.0 osy인 수축성 제1층일 수 있다. 수축성 제1층 (20)은 후술하는 바와 같이 가열하여 복합 재료 (10)을 제조할 수 있다.
설사의 분리 및 보유, 및 멘스 관리 및 보유에 적합한 본 발명의 일 실시양태에서, 제1층 (20)은 복수개의 슬릿 또는 구멍 (22)를 포함한다. 도 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 제1층의 적어도 일부는 입자를 함유할 수 있는 고점도 유체가 제1층 (20)을 통과하는 것을 허용하도록 제1층 (20)을 통해 연장되어 있는 구멍 (22)를 포함한다. 바람직하게는, 제1층 (20)에 형성된 구멍 (22)는 유체 흐름이 제1층 (20)을 통과하도록 유도하고 제1층 (20)을 통해 재습윤 또는 역류되는 것을 방지하기 위해 z-방향 배향을 갖는다. 본 발명의 일 실시양태에서, 제1층 (20)은 유체 흐름이 제1층 (20)을 통과하도록 유도하는 것을 강화하고, 유체 및(또는) 입자가 착용자의 피부에 접촉하는 제1층 (20)의 표면에서 분리 및 수집되는 것을 방지하기 위해 소수성일 수 있다.
구멍 (22)는 약 100 마이크로미터 내지 약 10,000 마이크로미터의 직경을 가지며, 다이 컷팅, 핀 엠보싱 및 열 엠보싱을 포함하나 이에 한정되지는 않는 몇몇 통상의 방법으로 형성할 수 있다.
구멍난 제1층 (20)은 다양하게 선택되는 웹 재료, 예를 들면, 합성 섬유 (예를 들면, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유), 천연 섬유 (예를 들면, 양모 또는 면 섬유), 천연 섬유 및 합성 섬유의 조합, 다공성 발포체, 망상 발포체, 플라스틱 필름 등으로 제조할 수 있다. 여러가지 제직포 및 부직포를 구멍난 제1층 (20)에 사용할 수 있다. 예를 들면, 구멍난 제1층 (20)은 폴리올레핀 섬유의 멜트블로운 웹 또는 스펀본드 웹으로 구성될 수 있다. 구멍난 제1층 (20)은 또한 천연 및(또는) 합성 섬유로 구성된 본디드 카디드 웹일 수 있다. 제1층 (20)은 실질적으로 소수성인 재료로 구성될 수 있으며, 소수성 재료는 임의로는 목적하는 수준의 습윤성 및 친수성을 부여하기 위해 계면활성제로 처리하거나 또는 다르게 가공할 수 있다. 예를 들면, 재료를 미국 펜실바니아주 앰블러 소재의 코그니스 사 (Cognis Corp.)에서 시판하고, 미국 오하이오주 신시내티에서 글루코폰 (GLUCOPON)이라는 상표명으로 제조되는 계면활성제 약 0.10 중량％ 내지 약 0.50 중량％, 보 다 바람직하게는 약 0.20 중량％ 내지 약 0.40 중량％로 표면처리할 수 있다. 다른 적합한 계면활성제를 사용할 수도 있다. 게면활성제는 임의의 통상적인 수단, 예를 들면, 분무, 인쇄, 브러쉬 코팅 등으로 적용할 수 있다. 계면활성제는 제1층 (20)의 전체에 적용하거나, 또는 제1층 (20)의 특정 구획, 예를 들어 길이 방향 중심선을 따라 중앙 구획에만 선택적으로 적용할 수 있다.
적합한 액체 투과성의 구멍난 제1층 (20)은 기초 중량이 약 1 내지 약 100 gsm, 적합하게는 약 20 내지 약 40 gsm, 보다 적합하게는 약 27 gsm인 부직 이성분 웹이다. 부직 이성분 웹은 스펀본드 이성분 웹 또는 본디드 카디드 웹일 수 있다. 적합한 이성분 스테이플 섬유로는 일본 오사까 소재의 치쏘 사 (CHISSO Corporation)로부터 입수할 수 있는 폴리에틸렌/폴리프로필렌 이성분 섬유가 포함된다. 이 특정 이성분 섬유에서, 폴리프로필렌이 코어를 형성하고, 폴리에틸렌이 섬유의 쉬쓰를 형성한다. 바람직하게는, 이성분 섬유는 폴리에틸렌 약 10 내지 90％ 및 폴리프로필렌 약 90 내지 10％, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌 약 25 내지 75％ 및 폴리프로필렌 약 75 내지 25％, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌 약 40 내지 60％ 및 폴리프로필렌 약 60 내지 40％ 범위의 중합체 성분 비율을 갖는다. 멀티-로브 (multi-lobe), 사이드-바이-사이드, 엔드-투-엔드(end-to-end) 등과 같은 다른 섬유 배향도 가능하다. 외부 커버 (46) 및 제1층 (20)은 탄성체 재료를 포함할 수 있으나, 외부 커버 (46), 제1층 (20) 및 흡수 코어 (44)가 일반적으로 탄성체성이 아닌 재료를 포함하는 일부 실시양태에서는 복합 구조물이 일반적으로 비탄성인 것이 바람직할 수 있다.
제1층 (20)은 임의의 적합한 필름 형성 열가소성 중합체로부터 제조할 수 있다. 적합한 중합체의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 주성분 및 C3-C12 α-올레핀의 공중합체 (통상적으로 선형 저밀도 폴리에틸렌으로 공지되어 있음), 프로필렌 주성분과 에틸렌 및(또는) C4-C12 알파-올레핀의 공중합체, 및 폴리프로필렌 주쇄에 아탁틱 및 이소탁틱 프로필렌기를 모두 갖는 프로필렌 기재 중합체를 포함하는 가요성 폴리올레핀이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다. 다른 적합한 중합체로는 탄성체, 예를 들면, 폴리우레탄, 코폴리에테르 에스테르, 폴리아미드 폴리에테르 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 일반식이 A-B-A' 또는 A-B인 블록 공중합체, 예를 들면, 코폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌), 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌, 폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌) 등이 포함되나, 이에 한정되지는 않는다. 메탈로센 촉매화된 폴리올레핀도 또한 유용하며, 그 개시 내용이 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,571,619호, 제5,322,728호 및 제5,272,236호에 기재된 것들이 포함된다.
복합 재료 (10)은 또한 제1층 (20)에 적용된 하부구조물 (30)을 포함한다. 하부구조물 (30)은 주름잡히거나, 물결지게 되거나, 열 성형되거나 또는 엠보싱될 수 있으며, 포장 및 사용 동안 그 구조를 유지하기 위해 높은 모듈러스 및 높은 복원성을 갖는다. 하부구조물 (30)은 열 결합, 접착제 결합 및(또는) 당업계에 공지된 다른 결합 기술을 사용하여 제1층 (20)에 적층하거나 또는 결합할 수 있다. 열 점 결합 또는 접착제 나선 결합은 하부구조물 (30)에 손상을 주지 않으므로 바람직하다. 하부구조물 (30)은 바람직하게는 기초 중량이 약 0.2 osy 내지 약 2.0 osy, 보다 바람직하게는 약 0.3 osy 내지 약 1.5 osy이다.
바람직하게는, 하부구조물 (30)은 3차원 부직 재료 또는 부직웹이다. 멜트블로운 및 스펀본드 섬유상 부직웹이 하부구조물 (30)을 형성하는 재료로서 특히 잘 기능한다. 상기 논의한 바와 같이, 멜트블로운 웹은 용융된 열가소성 재료를 가늘고 일반적으로 원형인 복수개의 다이 모세관을 통해, 용융된 실 또는 필라멘트의 형태로, 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 만들어 그의 직경을 감소시키는 고속 가열 기체 스트림 내로 압출시켜 형성한 섬유로 제조한다. 이어서, 멜트블로잉된 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고 수집 표면상에 퇴적되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다.
상기한 바와 같이, 스펀본드 부직웹은 용융된 열가소성 재료를 가늘고 일반적으로 원형인 복수개의 방사구 모세관으로부터 필라멘트로서 압출시키면서, 압출된 필라멘트의 직경을 예를 들어 비인발성 또는 인발성 유체 연신 또는 다른 널리 공지된 스펀본딩 메카니즘을 이용하여 신속하게 감소시킴으로써 형성한 섬유로 제조한다. 하부구조물 (30)을 위한 매우 적합한 스펀본드 부직웹은 쉬쓰/코어 또는 사이드-바이-사이드 폴리에틸렌/폴리프로필렌 스펀본드 이성분 섬유로부터 제조한다.
제1층 (20) 및 하부구조물 (30)은 유체가 복합 재료 (10)을 통과하도록 허용하는 복수개의 공극을 정의한다. 본 발명의 일 실시양태에서, 복수개의 공극 (40) 은 제1층 (20)의 구멍 (22)를 통과하는 고점도 유체 내부에 함유된 입자를 붙잡는데 적합한 복수개의 칸막이 (41)을 형성한다. 바람직하게는, 칸막이 (41)은 일반적으로 삼각형 단면적을 가지며, 바람직하게는 고점도 유체 내부에 함유된 입자들을 수용하기에 충분한 공극 부피를 제공한다. 바람직하게는, 칸막이 (41)은 최대 높이가 약 0.1 cm 내지 약 2.0 cm이다. "최대 높이"는 칸막이 (41)의 꼭대기로부터 기저까지 측정한 거리를 가리키며, 칸막이 (41)의 기저는 하부구조물 (30)과 제1층 (20)의 한 결합점 또는 결합선으로부터 인접한 결합점 또는 결합선까지의 거리로서 정의된다. 칸막이 (41)은 바람직하게는 최대 폭이 약 0.1 cm 내지 약 2.0 cm이다. "최대 폭"은 하부구조물 (30)과 제1층 (20)의 한 결합점 또는 결합선으로부터 인접한 결합점 또는 결합선까지 측정한 거리, 즉 기저의 길이로서 정의된다.
하부구조물 (30) 및 제1층 (20)에 의해 정의되는 구조 및 복수개의 공극 (40)을 갖는 하부구조물 (30)은 몇몇 상이한 방법으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 하부구조물 (30)을 생성하는 첫번째 방법은 도 3에 나타낸 바와 같이 부직웹을 크레이핑하는 것을 포함한다. 부직웹은 임의의 유형의 열가소성 부직웹일 수 있다. 예를 들면, 부직웹은 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹 또는 임의의 상기 웹을 포함하는 조합일 수 있다. 바람직하게는, 웹은 스펀본드 웹이다. 매우 다양한 열가소성 중합체 재료를 사용하여 부직웹을 제조할 수 있다. 예시적인 중합체 재료로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 (고밀도 및 저밀도), 에틸렌과 C3-C20 α-올레핀의 공중합체, 프로필렌과 에틸렌 또는 C4-C20 α-올레핀의 공중합체, 부텐과 에틸렌, 프로필렌 또는 C5-C20 α-올레핀의 공중합체, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리플루오로카본, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리비닐 알코올, 카프로락탐 및 셀룰로오스 수지 및 아크릴 수지가 포함되나, 이에 한정되지는 않는다. 이성분 섬유 및 혼합이성분 열가소성 웹 뿐만 아니라, 상기 나열한 열가소성 중합체 1종 이상의 블렌드를 함유하는 웹을 또한 사용할 수 있다. 웹은 크레이핑 전에 약 0.2 내지 2.0 osy, 바람직하게는 약 0.3 내지 1.5 osy의 기초 중량을 가질 수 있다.
크레이핑 공정을 시작하기 위해, 부직웹 (52)를 공급 롤 (48)로부터 풀어낸다. 부직웹 (52)를 제1 크레이핑 스테이션 (54), 제2 크레이핑 스테이션 (64) 또는 둘다에 통과시킨다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 웹 (52)의 제1면 (53)은 제1 크레이핑 스테이션 (54)를 사용하여 크레이핑할 수 있다. 제1 크레이핑 스테이션 (54)는 하부의 패턴화되거나 또는 평평한 인쇄 롤러 (55), 상부의 평평한 앤빌 롤러 (56) 및 인쇄조 (58)을 포함하는 제1 인쇄 스테이션을 포함하고, 또한 건조기 드럼 (60) 및 이에 부수된 크레이핑 블레이드 또는 닥터 블레이드 (62)를 포함한다.
롤러 (55) 및 (56)은 웹 (52)를 물어 전방으로 유도한다. 롤러 (55) 및 (56)이 회전함에 따라, 패턴화되거나 또는 평평한 인쇄 롤러 (55)는 접착제 재료가 들어있는 인쇄조 (58) 내에 침지되고, 접착제 재료를 복수개의 이격된 위치에서 부분적으로 피복하거나 또는 전체를 피복하는 방식으로 웹 (52)의 제1면 (53)에 적용 한다. 이어서, 접착제로 코팅된 웹 (52)를 건조기 드럼 (60) 둘레로 통과시키며, 이 때, 접착제로 코팅된 표면 (53)이 건조기 드럼 (60)에 접착되도록 한다. 이어서, 닥터 블레이드 (62)를 사용하여 웹 (52)의 제1면 (53)을 크레이핑한다 (즉, 드럼으로부터 떼어내면서 구부린다).
웹 (52)의 제2면 (65)는 제1 크레이핑 스테이션 (54)를 통과하였는지의 여부에 상관없이, 제1 크레이핑 스테이션 (54)와 동일하거나 또는 유사한 제2 크레이핑 스테이션 (64)를 사용하여 크레이핑할 수 있다. 제2 크레이핑 스테이션 (64)는 하부의 패턴화되거나 또는 평평한 인쇄 롤러 (67), 상부의 평평한 앤빌 롤러 (68) 및 인쇄조 (70)을 포함하는 제2 연쇄 스테이션을 포함하고, 또한 건조기 드럼 (72) 및 이에 부수된 크레이핑 블레이드 또는 닥터 블레이드 (74)를 포함한다.
롤러 (67) 및 (68)은 웹 (52)를 물어 전방으로 유도한다. 롤러 (67) 및 (68)이 회전함에 따라, 패턴화되거나 또는 평평한 인쇄 롤러 (67)은 접착제 재료가 들어있는 인쇄조 (70) 내에 침지되고, 접착제 재료를 복수개의 이격된 위치에서 부분적으로 피복하거나 또는 전체를 피복하는 방식으로 웹 (52)의 제2면 (65)에 적용한다. 이어서, 접착제로 코팅된 웹 (52)를 건조기 드럼 (72) 둘레로 통과시키며, 이 때, 접착제로 코팅된 표면 (65)가 건조기 드럼 (72)에 접착되도록 한다. 이어서, 닥터 블레이드 (74)를 사용하여 웹 (52)의 제1면 (65)를 크레이핑한다 (즉, 드럼으로부터 떼어내면서 구부린다).
크레이핑 후, 부직웹 (52)를 냉각 스테이션 (76)에 통과시키고, 저장 롤 (78)에 감을 수 있다. 크레이프 수준은 크레이핑 드럼 (72)의 표면 속도에 대한 저장 롤 (78)의 상대적인 표면 속도에 영향을 받는다. 저장 롤 (78)의 표면 속도는 크레이핑 드럼 (72)의 표면 속도보다 더 느리고, 두 속도 사이의 차이가 크레이프 수준에 영향을 미친다. 크레이프 수준은 크레이핑의 척도이고, 하기 방정식으로 계산된다.
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상기 식에서, Sd는 크레이핑 드럼의 표면 속도이고, Ss는 저장 롤의 표면 속도이다. 크레이프 수준은 일반적으로 약 5 내지 75％, 바람직하게는 약 15 내지 60％, 가장 바람직하게는 약 25 내지 50％이어야 한다.
매우 다양한 접착제 결합 재료를 사용하여 접착제 적용 위치에서 웹 (52)의 섬유를 강화시키고, 웹 (52)를 건조기 드럼 (60) 및(또는) (72)의 표면에 순간적으로 접착시킬 수 있다. 탄성체성 접착제 (즉, 파괴되지 않고 75％ 이상 늘어날 수 있는 재료)가 특히 적합하다. 접합한 재료로는 수 기재 스티렌 부타디엔 접착제, 네오프렌, 폴리비닐 클로라이드, 비닐 공중합체, 폴리아미드 및 에틸렌 비닐 삼원공중합체가 포함되나, 이에 한정되지는 않는다. 본원에 바람직한 접착제 재료는 비.에프. 굿리치 사 (B.F. Goodrich Company)가 하이카 (HYCAR, 등록상표)라는 상표명으로 시판하는 아크릴 중합체 에멀젼이다. 접착제는 상기한 인쇄 기술을 사용하여 적용하거나, 또는 멜트블로잉, 용융 분무, 침지, 스플래터링 (splattering) 또는 열가소성 부직웹 (52)상에 부분적인 또는 전체적인 접착제 피복물을 형성할 수 있는 임의의 다른 기술로 적용할 수 있다.
부직웹 (52)의 크레이핑은 부직웹 결합 패턴에 상응하는, 기재 ("원료 (raw)") 부직웹 (52)의 결합 영역에 주로 나타난다. 크레이핑의 결과로서, 결합 영역은 구부러지면서 평면에서 이탈되어 웹 (52)의 영구적인 크레이핑을 유발하고, 크레이핑된 결합 영역과 교호되는 (크레이핑된 결합 영역들 사이의) 비결합 영역에 필라멘트 고리 (looped) 영역을 형성한다.
생성된 크레이핑된 부직웹 (52)는 낮은 점도, 높은 투과성, 우수한 표면 연성 및 벌크 연성, 회복가능한 신장 특성과 표면 지형도 및 영구적인 평면 이탈 (out-of-plane) 섬유 배향을 갖는다. 부직웹 (52)의 크레이핑에 의해 생성되는 하부구조물 (30)은 제1층 (20)에 적층되어 복수개의 공극 (40)을 생성한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 공극 (40)을 생성하기 위한 두번째 방법은 제1 이동 표면 (82)상의 기재 재료 (80)을 제1 이동 표면 (82) 및 제2 이동 표면 (84)의 사이에 형성된 닙 (83)에 의해 정의되는 제한된 공간으로 운반 또는 이송하는 것으로 시작한다. 기재 재료 (80)에 부가적인 재료를 첨가하기 위한 코폼 (corform) 장치 (86)을 섬유 분배 장치 (88)의 출구 가까이에 부착한다.
제1 이동 표면 (82)는 화살표 (81)의 방향으로 주어진 속도로 이동한다. 기재 재료 (80)은 고착 진공 (90)에 의해 제1 이동 표면 (82)에 고착된다. 기재 재료 (80)이 닙 (83)을 통과함에 따라, 기재 재료 (80)은 제1 이동 표면 (82)의 아래에 위치하는 상방향 분출 상자 (92)로부터의 정방향 공기압 및 제2 이동 표면 (84)의 하부에 위치하는 전달 진공 (94)에 의해 화살표 (85)가 지시하는 방향으로 이동 하는 제2 이동 표면 (84)로 전달된다. 제2 이동 표면 (84)는 제1 이동 표면 (82)의 속도보다 더 느린 속도로 이동한다. 본 발명의 일 실시양태에 따라, 제1 이동 표면 (82)의 속도는 제2 이동 표면 (84)의 속도보다 약 1.25 내지 약 7배 더 빠르다.
닙 (83)의 제한 특성은 기재 재료 (80)이 닙 (83)에 유입됨에 따라 제2 이동 표면 (84)에 의해 더 느린 속도로 붙잡히게 되고, 기재 재료 (80)은 닙 (83) 내에 축적되어, 닙 (83)의 부피가 채워질 때까지 섬유는 주름잡히고, z-방향으로 전치(轉置)되게 한다. 보다 구체적으로, 기재 재료 (80)은 닙 (83)에서 감속자 (slowdown)에 가로막혀, 그 결과 기재 재료 (80)는 감속자가 제2 이동 표면 (84)을 건드려 제2 이동 표면에 의해 제거될 때까지는 z-방향으로 움직인다. 그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 닙 (83)에서 빠져나가는 하부구조물 (30)은 적어도 하나의 표면, 일반적으로는 두 표면 모두에 봉우리 또는 피크를 포함한다.
이 방법은 봉우리가 있는 필름 및 주름잡힌 부직물에 적합하나, 압도적으로 개방된 저밀도의, z-방향 성분을 갖는 연속 섬유의 부직웹을 생성하는데 특히 적합하다. 구체적으로 본 발명에 따라 생성된 하부구조물 (30)은 z-방향 배향을 가지며 공극 (40)을 형성하는 복수개의 실질적으로 연속인 섬유를 포함하는 부직웹이다.
실질적으로 연속인 섬유는 바람직하게는 단독필라멘트 섬유, 이성분 섬유, 혼합이성분 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다. 실질적으로 연속인 섬유는 바람직하게는 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이 트, 폴리스티렌, 열가소성 탄성체, 플루오로중합체, 비닐 중합체 및 이들의 블렌드 및 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 중합체로 형성된다.
적합한 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등이 포함되나 이에 한정되지는 않고; 적합한 폴리아미드로는 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 10, 나일론 12 등이 포함되나 이에 한정되지는 않고; 적합한 폴리에스테르로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다. 본 발명에 사용하기에 특히 적합한 중합체는 폴리에틸렌, 예를 들면, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 중간 밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및 이들의 블렌드; 폴리프로필렌; 폴리부틸렌 및 이들의 공중합체 및 블렌드를 포함하는 폴리올레핀이다. 또한, 적합한 섬유 형성 중합체는 열가소성 탄성체가 블렌드된 것일 수 있다. 또한, 스테이플 섬유를 부직웹에 결합제로 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시양태에서, 이성분 사이드-바이-사이드 폴리에틸렌/폴리프로필렌 중합체를 사용한다.
생성되는 재료에 안정성을 부여하기 위해, 부직웹을 접착제 시스템 96으로부터의 접착제를 적용하거나 또는 통기 결합, 캘린더 등과 같은 열 결합, 또는 핫 에어 나이프 (hot air knife) 98을 이용하여 결합시킬 수 있다. 핫 에어 나이프 (100)은 개별 중합체 섬유를 여러 위치에서 함께 결합하여, 웹이 통기 결합 (TAB) 장치 (104) 통과와 같은 이후 처리를 위한 증가된 강도 및 구조적 통합성을 갖게 한다. 통상의 핫 에어 나이프는 부직웹 표면으로 열풍 기류를 분출하는 슬릿이 있는 맨드렐 (mandrel)을 포함한다. 이러한 핫 에어 나이프는 예를 들어 아놀드 (Arnold) 등의 미국 특허 제 5,707,468호에 교시되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 실질적으로 연속적인 섬유인 기재 재료 (80)를 섬유 분배 장치 (88)로부터 제1 이동 표면 (82)로 공급한다. 그러나, 특정 기재 재료 섬유를 제1 이동 표면 (82)에 직접 형성하거나 또는 미리 감긴 스풀 등으로부터 풀어낼 수도 있다는 것은 당업계의 숙련자들에게 명백할 것이다.
적합한 재료는 스펀본드, 멜트블로운, 스펀본드-멜트블로운-스펀본드 적층물, 코폼, 스펀본드-필름-스펀본드 적층물, 이성분 스펀본드, 이성분 멜트블로운, 혼합이성분 스펀본드, 혼합이성분 멜트블로운, 펄프, 초흡수체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택할 수 있다.
이 방법에 따라 제조한 재료의 특징은 제1 이동 표면 (82) 및 제2 이동 표면 (84) 사이의 거리를 포함하는 닙 기하학 뿐만 아니라, 제1 이동 표면 (82) 및 제2 이동 표면 (84) 사이의 중첩 정도, 진공의 강도 및 위치, 결합 메카니즘, 및 재료를 닙 (83)에 유입 및 배출시키는 속도와 같은 방법 요소를 변화시킴으로 변화될 수 있다. 섬유의 유형은 제조되는 웹의 모폴로지 (morphology)에 영향을 미칠 것임은 자명하다. 제2 재료 (101)를 참조번호 (102)로 표시한 풀림 장치로부터 닙 (83) 내로 도입할 수 있다.
공극 (40)을 생성하는 세번째 방법은 하부구조물 (30)을 제1층 (20)에 적층한 후의 제1층 (20)의 잠복성 수축을 포함한다. 하부구조물 (30)을 하부구조물 (30)의 중합체 또는 중합체 블렌드의 수축점보다 더 낮은 수축점을 갖는 중합체 또는 중합체 블렌드로 이루어진 수축성 제1층 (20), 예를 들면, 라이너에 결합하여 복합 재료 (10)을 형성한다. 이어서, 복합 재료 (10)을 제1층 (20)의 수축점에 상응하는 온도로 가열하여 제1층 (20)을 수축시킨다. 이 수축은 하부구조물 (30)을 주름잡히게 하여 하부구조물 (30) 및 제1층 (20)에 의해 정의되는 공극 (40)을 생성한다.
공극 (40)을 생성하는 네번째 방법은 상이한 특징을 갖는 1종의 중합체, 또는 한 중합체가 다른 중합체보다 더 낮은 수축점을 갖는 2종의 상이한 중합체로 구성된 섬유를 갖는 용융 방사된 재료의 차별적인 수축을 포함한다. 중합체 풀 (pool)을 교호 열로 사용하여 구분된 중합체 조성의 섬유를 함유하는 용융 방사 웹을 생성한다. 중합체는 중합체 특성에 의해 예기되는 차별적인 수축을 활용할 수 있도록 선택할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌 공중합체 및 폴리프로필렌을 용융 방사하여 웹을 형성한다. 이어서, 웹에 열을 가하여 웹을 수축시킨다. 핫 에어 건, 대류 오븐 또는 통기 결합기를 포함하나 이에 한정되지는 않는, 열을 가하는 통상적인 수단을 사용할 수 있다. 폴리에틸렌 공중합체는 전형적으로 폴리프로필렌보다 부드럽고, 폴리프로필렌보다 더 낮은 수축 온도에서 수축하는 직물을 형성한다. 하부구조물 (30)에 열을 가한 결과로서, 공중합체가 수축함에 따라 폴리프로필렌이 주름져 공극 (40)을 생성한다.
공극 (40)을 생성하는 다섯번째 방법은 부직웹, 바람직하게는 스펀본드 부직웹을 홈이 팬 롤을 통해 열적으로 주름잡는 것을 포함한다. 열가소성 부직웹을 압력 닙에 통과시킨다. 본 발명의 일 실시양태에서, 열가소성 부직웹을 미리 가열할 수 있다. 엠보싱 롤을 웹의 하부 표면에 접촉시키고 열가소성 섬유의 융점보다 높 은 온도로 가열한다. 제2 롤을 웹의 상부 표면에 접촉시킨다. 웹이 압력 닙을 통과함에 따라, 웹은 패턴 엠보싱되어 웹을 통해 연장된 자생적인 열 결합을 형성한다. 이어서, 자생적으로 결합된 웹을, 웹을 지연 요소에 공급하는 홈이 팬 구동 롤에 압착시켜 크레이핑한다. 생성된 구조화된 또는 3차원의 웹은 제1층 (20)에 결합하여 복합 재료 (10)의 공극 (40)을 정의함으로써 하부구조물 (30)을 형성한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시양태에서, 복합 재료 (10)을 복합 재료 (10) 및 외부 커버 (46)의 사이에 위치하는 흡수 코어 (44)와 결합하거나 또는 적층시킨다. 본 발명의 일 실시양태에서, 고점도 유체는 제1층 (20)을 통과하여 하부구조물 (30) 내로 이동하며, 이 때, 유체에 함유된 입자들은 유체로부터 분리되어 복합 재료 (10)에 형성된 공극 (40)의 내부에 붙잡히게 된다. 유체는 하부구조물 (30)을 통과하여 흡수 코어 (44) 내로 흡수되어 누출 및 재습윤이 감소된다.
도 2에 나타낸 본 발명의 실시양태에서, 흡수 코어 (44)는 외부 커버 (46) 및 제1층 (20)의 사이에 위치한다. 당업계에 널리 공지된 바와 같이, 흡수 코어 (44)는 외부 커버 (40) 및 제1층 (20) 중 적어도 하나와 임의의 적합한 수단, 예를 들면, 접착제에 의해 접합될 수 있다. 흡수 코어 (44)는 일반적으로 압축성이고, 순응성이며, 액체 및 특정 신체 분비물을 보유할 수 있는 임의의 적합한 구조물일 수 있다.
흡수 코어 (44)는 매우 다양한 크기 및 모양으로 제조할 수 있으며, 당업계 에 통상적으로 사용되는 다양한 액체 흡수성 재료로부터 제조할 수 있다. 예를 들어, 흡수 코어 (44)는 적합하게는 초흡수성 재료로서 통상적으로 공지되어 있는 고흡수성 재료의 입자와 혼합된 친수성 섬유, 예를 들면, 셀룰로오스 플러프 (fluff)의 웹으로 된 매트릭스를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 흡수 코어 (44)는 목재 펄프 플러프와 같은 셀룰로오스 플러프 및 초흡수성의 히드로겔 형성 입자로 된 매트릭스를 포함한다. 목재 펄프 플러프는 합성의 중합체성 멜트블로운 섬유 또는 멜트블로운 섬유 및 천연 섬유의 조합으로 대체될 수 있다. 초흡수성 입자는 친수성 섬유와 실질적으로 균질로 혼합되거나 또는 불균일하게 혼합될 수 있다. 플러프 및 초흡수성 입자는 또한 신체 분비물을 보다 잘 보유하고 흡수하기 위해 흡수 코어 (44)의 원하는 구역 내에 선택적으로 위치시킬 수 있다. 초흡수성 입자의 농도도 또한 흡수 코어 (44)의 두께 방향을 따라 변하게 할 수 있다. 또한, 흡수 코어 (44)는 섬유상 웹 및 초흡수성 재료의 적층물, 또는 초흡수성 재료를 국소화된 면적에 유지하는 다른 적합한 수단을 포함할 수 있다.
적합한 초흡수성 재료는 천연, 합성 및 개질된 천연 중합체 및 재료로부터 선택할 수 있다. 초흡수성 재료는 실리카 겔과 같은 무기 재료, 또는 가교된 중합체와 같은 유기 화합물일 수 있다. 적합한 초흡수성 재료는 미국 미시건주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 사 (Dow Chemical Company) 및 독일 데-47805 크레펠트 소재의 스톡하우젠 사 (Stockhausen GmbH ＆ Co. KG)와 같은 다양한 상업적 공급처로부터 이용할 수 있다. 전형적으로, 초흡수성 재료는 수중에서 자체 중량의 약 15배 이상, 바람직하게는 약 25배 이상을 흡수할 수 있다.
일 실시양태에서, 흡수 코어 (44)는 일반적으로 직사각형 모양이며, 목재 펄프 플러프 및 초흡수성 재료의 블렌드를 포함한다. 한 바람직한 유형의 플러프는 미국 위스콘신주 니나 소재의 킴벌리-클라크 사 (Kimberly-Clark Corporation)의 상표명 CR1654이며, 침엽수 섬유를 주로 함유하는, 표백된 고흡수성의 황산염 목재 펄프이다. 일반적으로, 초흡수성 재료는 흡수 코어 (44)의 전체 중량의 약 5 내지 약 90 중량％의 양으로 존재한다. 흡수 코어 (44)는 약 0.10 내지 약 0.35 g/cc 범위의 밀도를 갖는 것이 적합하다. 흡수 코어 (44)는 흡수 어셈블리의 통합성 및(또는) 모양을 유지하는 적합한 티슈 랩으로 싸거나 또는 포장되거나, 또는 그렇지 않을 수 있다.
외부 커버 (46)은 실질적으로 액체 불투과성이고 탄성, 신장성 또는 비신장성일 수 있는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 외부 커버 (46)은 단일 층의 액체 불투과성 재료일 수 있으나, 적어도 하나의 층이 액체 불투과성인 다층 적층 구조물을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 외부 커버 (46)은 적합하게는 적층 접착제 (나타내지 않음)로 함께 접합된 액체 투과성 외부 층 및 액체 불투과성 내부 층을 포함할 수 있다. 적합한 적층 접착제는 비드, 분무, 평행 나선형 등으로 연속적으로 또는 불연속적으로 적용할 수 있으며, 미국 위스콘신주 와우와토사 소재의 핀들리 어드헤시브즈 사 (Findley Adhesives, Inc.) 또는 미국 뉴저지 주 브릿지워터 소재의 나쇼날 스타치 앤드 케미칼 사 (National Starch and Chemical Company)로부터 얻을 수 있다. 액체 투과성 외부 층은 임의의 적합한 재료일 수 있으며, 일반적으로 천 같은 텍스쳐를 제공하는 재료가 바람직하다. 이러한 재료 의 한 예는 기초 중량이 약 1 내지 약 100 gsm, 적합하게는 약 10 내지 약 30 gsm, 보다 적합하게는 약 20 gsm인 스펀본드 폴리프로필렌 부직웹이다. 외부 층은 또한 제1층 (20)을 구성하는 재료로 구성될 수 있다. 외부 층은 반드시 액체 투과성일 필요는 없으나, 착용자에게 비교적 천 같은 텍스쳐를 제공하는 것이 바람직하다.
외부 커버 (46)의 내부 층은 액체 및 증기에 모두 불투과성이거나, 또는 액체 불투과성이고 증기 투과성일 수 있다. 내부 층은 얇은 플라스틱 필름으로 제조하는 것이 바람직하나, 다른 가요성 액체 불투과성 재료를 사용할 수도 있다. 내부 층 또는 액체 불투과성 외부 커버 (46)은 단일 층일 경우 오물이 침대시트 및 의복과 같은 용품 및 착용자와 보호자를 적시는 것을 방지한다. 액체 불투과성 내부 층, 또는 단일 층의 액체 불투과성 외부 커버 (46)으로 사용하기에 적합한 액체 불투과성 필름은 두께가 약 0.2 내지 약 2.0 밀, 적합하게는 약 1.0 밀인 폴리에틸렌 필름이다. 외부 커버 (46)이 단일 층의 재료라면, 그것은 보다 천 같은 외관을 제공하기 위해 엠보싱 및(또는) 소광 처리될 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 액체 불투과성 재료는 증기가 일회용 흡수 용품의 내부로부터 빠져나갈 수 있게 하는 반면, 액체가 외부 커버 (46)을 통과하는 것을 방지한다. 적합한 "통기성" 재료는 원하는 수준의 액체 불투과성을 부여하기 위해 코팅하거나 다르게 처리한 미세다공성 중합체 필름 또는 부직포로 구성된다. 적합한 미세다공성 필름은 일본 도쿄 소재의 미쓰이 도아쓰 케이칼 사 (Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.)에서 시판하는 PMP-1 필름 재료, 또는 미국 미네소타주 미니애폴리스 소재의 쓰리엠 사 (3M Company)에서 시판하는 XKO-8044 폴리올레핀 필름이다.
본 발명을 그 특정 실시양태에 관하여 상세히 기재하였으나, 전술한 내용을 이해함으로써 이들 실시양태에 대한 변경, 변형 및 등가물을 쉽게 생각할 수 있다는 것은 당업계의 숙련자들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위 및 그의 등가물로서 평가되어야 할 것이다.

Claims (29)

100 마이크로미터 내지 10,000 마이크로미터의 직경을 갖는 복수개의 구멍을 포함하는 제1층, 및
복수개의 결합 부위에서 제1층에 결합되어, 유체가 복합 재료를 통과하도록 허용하기 위한 복수개의 공극을 형성하는 하부구조물(substructure)
을 포함하며, 하부구조물이 3차원 부직 재료를 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 제1층이 필름을 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 제1층이 필름 및 섬유의 조합을 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 제1층이 스펀본드 재료를 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 제1층이 소수성 재료를 포함하는 것인 복합 재료.
삭제
제1항에 있어서, 제1층의 기초 중량이 0.3 osy (평방야드 당 온스) 내지 2.5 osy인 복합 재료.
제1항에 있어서, 제1층의 기초 중량이 0.44 osy 내지 1.0 osy인 복합 재료.
삭제
제1항에 있어서, 하부구조물이 스펀본드 재료를 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 하부구조물이 용융 방사된 재료를 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 하부구조물이 주름잡히거나, 물결지게 되거나, 열 성형되거나 또는 엠보싱될 수 있는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 하부구조물이 점 결합, 접착제 결합 및 나선 결합 중 하나로 제1층에 결합된 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 개인 위생 흡수 제품을 포함하는 복합 재료.
제1항에 있어서, 스페이서 층(spacer layer), 패스너(fastener), 여과 매질, 공기 필터, 액체 필터, 안면마스크, 및 와이퍼 중 어느 하나를 포함하는 복합 재료.
삭제
삭제
삭제
삭제
100 마이크로미터 내지 10,000 마이크로미터의 직경을 갖는 복수개의 구멍을 포함하는 라이너(liner),
복수개의 결합 부위에서 라이너에 결합되어, 유체가 복합 재료를 통과하도록 허용하기 위한 복수개의 공극을 형성하는 하부구조물,
라이너에 결합된 외부 커버, 및
외부 커버와 라이너의 사이에 위치하는 흡수 코어
를 포함하며, 하부구조물이 3차원 부직 재료를 포함하는 것인 복합 재료.
삭제
제20항에 있어서, 하부구조물이 주름잡힌 것인 복합 재료.
제20항의 복합 재료를 포함하는 생리대.
제20항의 복합 재료를 포함하는 상처 보호 제품.
제20항의 복합 재료를 포함하는 기저귀.
제20항의 복합 재료를 포함하는 배변 연습용 팬츠.
제20항의 복합 재료를 포함하는 수영복.
제20항의 복합 재료를 포함하는 흡수성 팬티.
제20항의 복합 재료를 포함하는 성인용 요실금 용품.
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