KR100996054B1 - 제품을 위한 기계식 체결 시스템 - Google Patents

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KR100996054B1
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데브라 에이치. 두랜스
로버트 엘. 파프
마실 에프. 루맨
알렉산더 제이. 니브
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 생산품 예컨대 유아용 트레이닝 팬츠 등의 흡수성 제품을 위한 기계식 체결 시스템에 관한 것으로, 이러한 기계식 체결 시스템은 루프 재료가 적층체가 구성된 후 사후 결합된 부직포 재료 적층체인 의복 상의 후크 및 루프형 체결 시스템이다.
사후 결합 루프 적층체 재료의 형성 방법, 제1 층의 재료의 제공 단계, 제1 층의 재료의 적층 단계, 부직포 루프 적층체 재료의 영역의 사후 결합 단계

Description

제품을 위한 기계식 체결 시스템{MECHANICAL FASTENING SYSTEM FOR AN ARTICLE}
본 발명은 다수개의 생산품 예컨대 트레이닝 팬츠, 기저귀, 실금 환자용 의복 등의 흡수성 제품으로의 적용을 위한 기계식 체결 시스템에 관한 것이다.
이러한 흡수성 제품은 일반적으로 액체 불투과성 장벽 시트, 액체 투과성 신체측 라이너 그리고 이들 사이의 흡수성 매체를 포함한다. 이들은 일반적으로 착용자에게 제품을 착용시키는 어떤 형태의 부착 시스템을 포함한다. 다수개의 이러한 분야에서, 체결 시스템은 바람직하게는 제품이 착용자로부터 일시적으로 제거되고 착용자에게 재체결될 수 있도록 재체결 가능하다.
흔한 형태의 기계식 부착 시스템은 다양한 형태로 다가오고 이러한 흡수성 제품으로의 그 적용에서 장점 및 단점 모두를 갖는 소위 후크 및 루프 시스템이다. 예컨대, 특히 기저귀에 대해, 체결구는 일반적으로 착용자에게 의복을 고정하도록 양측 상의 체결구의 후방부가 전방부에 걸쳐 견인되는 방식으로 그 전방 및 후방 상의 의복의 양측에 고정된다. 전형적인 이러한 제품에서, 루프 재료는 일반적으로 비신장성이고 의복의 표면에 부착된다. 후크 재료는 일반적으로 의복의 착용자의 신체 크기 및 형상에 대한 조절을 위해 루프 재료 상에 위치될 수 있도록 신장 성 기판에 부착된다.
이러한 형태의 후크 및 루프 시스템의 단점은 아동에게 흔한 것으로 웅크리거나 굽힐 때와 같이 착용자가 활동 중일 때 후크가 루프 재료로부터 분리되려는 경향이다. 이러한 결합 해제 고장은 의복이 착용자로부터 느슨해지는 결과를 초래하여(누출을 초래할 가능성이 있음) 가능하다면 이들이 재체결될 것을 요구한다. 이는 이러한 분야를 위한 기계식 체결 시스템의 바람직하지 못한 불편 및 단점을 발생시킨다.
이러한 형태의 후크 및 루프 시스템의 또 다른 단점은 재료의 일반적으로 높은 비용인데, 이는 제한된 사용 후 폐기 가능한 제품의 분야에서 사용되는 체결 요소의 크기 및 구성을 제한하려는 경향이 있고 성능 측면에서 타협할 수 있다. 직포 및 편포 루프 재료는 주지되어 있고 흔하게 이용 가능하지만, 매우 비싸다. 부직포 루프 재료는 훨씬 비싸지 않지만, 널리, 또는 넓은 범위의 특성 또는 적용 가능성으로써 이용 가능하지 않다. 또한, 부직포 루프 재료는 일반적으로 직포 또는 편포 루프 재료보다 내구성이 적고, 사용 중 박리 또는 다른 손상을 자주 경험하는데, 이는 결합 해제 고장에 기여할 수 있다.
일반적으로, 제품을 위한 후크 및 루프 체결 시스템에서의 사용을 위해 적절한 사후 결합 루프 적층체 재료를 형성하는 본 발명의 방법은 부직포 웨브의 루프 재료를 포함하는 제1 층의 재료를 제공하는 단계를 포함한다. 제1 층의 재료는 부직포 루프 적층체 재료를 형성하도록 제2 층의 재료에 적층된다. 부직포 루프 적 층체 재료의 영역은 사후 결합 루프 적층체 재료를 형성하도록 사후 결합된다.
또 다른 실시예에서, 후크 및 루프 체결 시스템을 구비한 제품을 형성하는 방법은 부직포 웨브의 루프 재료를 포함하는 제1 층의 재료를 제공하는 단계와; 부직포 루프 적층체 재료를 형성하도록 제2 층의 재료에 제1 층의 재료를 적층하는 단계를 포함한다. 부직포 루프 적층체 재료는 제품에 제1 체결구로서 부착되고 부직포 루프 적층체 재료의 영역은 사후 결합된다. 후크 재료로 제조된 제2 체결구는 제1 체결구와의 선택적 결합 및 해제를 위해 제품에 부착된다.
본 발명의 전술된 및 다른 특징 그리고 이들을 얻는 방식은 더욱 명확해지고 본 발명 자체는 첨부 도면과 연계하여 취해진 본 발명의 실시예의 다음의 설명을 참조하면 양호하게 이해된다.
도1은 체결 시스템이 트레이닝 팬츠의 일측 상에서 결합된 상태로 그리고 트레이닝 팬츠의 타측 상에서 해제된 상태로 보여지는 트레이닝 팬츠의 측면도를 도시하고 있다.
도2는 체결되지 않고 인장되어 평탄하게 놓인 상태로 그리고 착용자로부터 떨어져 마주보는 트레이닝 팬츠의 표면을 보여주는 도1에 도시된 트레이닝 팬츠의 평면도를 도시하고 있다.
도3은 도2와 유사하지만 트레이닝 팬츠가 착용될 때 착용자와 마주보는 트레이닝 팬츠의 표면을 보여주고 하부 특징부를 보여주도록 일부가 절결된 상태에 있는 평면도를 도시하고 있다.
도4는 도1과 유사한 측면도로 본 발명의 대체 실시예를 도시하고 있다.
도5는 도3과 유사한 위치에 있는 도4의 실시예의 평면도이다.
도6, 도7 및 도8은 본 발명에서 설명된 바와 같은 사후 결합을 위해 유용한 결합 패턴의 예를 도시하고 있다.
도9는 적층 및 결합 공정을 보여주는 블록도이다.
도10은 본 발명에 따른 사후 결합 적층체를 통한 개략 단면도이다.
도11은 도10에 도시된 것과 약간 상이한 구조를 갖고 역시 본 발명에 따른 사후 결합 적층체를 통한 개략 단면도이다.
도12는 예시 시험 시편의 측면도이다.
도13은 도12의 시편의 평면도이다.
도14는 시험 시편에서 사용된 기계 롤링 기구의 개략 측면도이다.
도면 부호는 도면 전체를 통해 일치하는 부품을 지시한다.
정의
본 명세서의 문맥에서, 이하의 각각의 용어 또는 어구는 다음의 의미(들)를 포함한다.
"에 부착된(attached to)" 및 그 변화형은 하나의 요소가 또 다른 요소와 일체형일 수 있거나, 하나의 요소가 또 다른 요소에 결합되거나 그와 함께 놓이거나 그 근처에 놓인 별도의 구조체일 수 있다는 것을 의미하고자 한다.
"결합된(bonded)"은 2개의 요소의 합착, 접착, 연결, 부착 등에 적용된다. 2개의 요소는 이들이 서로에 직접적으로 결합될 때 또는 각각이 중간 요소에 직접적으로 결합될 때와 같이 서로에 간접적으로 결합될 때 함께 결합되는 것으로 여겨진다.
"포함하는(comprising)"은 포괄적 또는 비제한적이고 추가의 인용되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
"연결된(connected)"은 2개의 요소의 합착, 접착, 결합, 부착 등에 적용된다. 2개의 요소는 이들이 서로에 직접적으로 연결될 때 또는 각각이 중간 요소에 직접적으로 연결될 때와 같이 서로에 간접적으로 연결될 때 함께 연결되는 것으로 여겨진다.
"크레이핑(creping)" 및 "크레이핑된(creped)"은 기계 방향으로 재료에 약간의 신장성을 주도록 기계 방향으로 재료를 주름지게 하는 방법에 적용되는데, 이는 전형적으로 재료의 길이의 감소에 의해 수반된다.
"제한된 사용 후 폐기 가능한(disposable)"은 재사용을 위해 세탁되거나 복원되는 것이 아니라 제한된 사용 후 버려지도록 설계되는 제품에 적용된다.
"배치된(disposed)", "상에 배치된(disposed on)" 및 그 변화형은 하나의 요소가 또 다른 요소와 일체형일 수 있거나, 하나의 요소가 또 다른 요소에 결합되거나 그와 함께 놓이거나 그 근처에 놓인 별도의 구조체일 수 있다는 것을 의미하고자 한다.
"탄성의(elastic)", "탄성화된(elasticized)" 및 "탄성(elasticity)"은 변형을 유발시키는 힘의 제거 후 그 최초의 크기 및 형상을 회복하려는 경향이 있는 재 료 또는 복합 재료의 특성을 의미한다.
"탄성 중합체(elastomeric)"는 그 이완된 길이의 적어도 25%까지 신장될 수 있고 그 신장량의 적어도 10%를 인가된 힘의 해제 시 회복하는 재료 또는 복합 재료에 적용된다. 일반적으로, 탄성 중합체 재료 또는 복합 재료가 그 이완된 길이의 적어도 100%까지 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 300%까지 신장될 수 있고 그 신장량의 적어도 50%를 인가된 힘의 해제 시 회복하는 것이 양호하다.
"신장성(extensible)"은 적어도 하나의 방향으로 인장 가능하거나 신장될 수 있지만 탄성으로 여겨질 정도로 충분한 회복력을 갖지 않는 재료 또는 복합 재료에 적용된다.
"직물(fabrics)"은 모든 직포, 편포 및 부직포 섬유 웨브를 인용하는 데 사용된다.
"가요성(flexible)"은 유연하고 착용자의 신체의 일반적 형상 및 외형에 용이하게 순응하는 재료에 적용된다.
"힘(force)"은 자유롭게 이동하는 본체의 가속 그리고 자유롭게 이동하지 않는 본체의 변형을 발생시키는 또 다른 본체 상에 하나의 본체에 의해 가해지는 물리적 영향을 포함한다.
"그래픽(graphic)"은 흡수성 제품 상에서 관찰 가능한 임의의 디자인, 패턴 등에 적용된다.
"친수성(hydrophilic)"은 섬유와 접촉된 상태의 수성 액체에 의해 침윤되는 섬유 또는 섬유의 표면을 설명한다. 그러면, 재료의 침윤도는 관련된 액체 및 재 료의 접촉 각도 및 표면 장력의 관점에서 설명될 수 있다. 특정 섬유 재료 또는 섬유 재료의 혼합물의 침윤도를 측정하기 위해 적절한 장비 및 기술은 칸 SFA-222 표면력 분석기 시스템 또는 실질적으로 동등한 시스템에 의해 제공될 수 있다. 이러한 시스템으로써 측정될 때, 90°보다 작은 접촉 각도를 갖는 섬유는 "침윤성(wettable)" 또는 친수성으로 표시되고, 90°보다 큰 접촉 각도를 갖는 섬유는 "비침윤성(non-wettable)" 또는 소수성으로 표시된다.
"일체형(integral)"은 서로에 결합되거나 그와 함께 놓이거나 그 근처에 놓인 별도의 구조체가 아니라 단일의 요소의 다양한 부분을 인용하는 데 사용된다.
"내향(inward)" 및 "외향(outward)"은 흡수성 제품의 중심에 대한 위치 특히 흡수성 제품의 길이 방향 및 폭 방향 중심에 폭 방향으로 및/또는 길이 방향으로 근접하거나 그로부터 떨어진 위치에 적용된다.
"랜딩 영역(landing area)"은 후크 또는 수형 체결 구성 요소와 결합하고자 하는 루프 체결 구성 요소의 부분(종종 암형 체결 구성 요소로 불림)이다. 랜딩 영역은 종종 후크 체결 영역의 표면적보다 실질적으로 크지만 반드시 그럴 필요는 없다. 이는 루프 구성 요소가 별도로 인가된 재료가 아니라 상부 시트의 부분과 같이 의복 내의 큰 구조체의 일체형 부품일 때 특히 중요하다.
단수로 사용될 때의 "층(layer)"은 단일의 요소 또는 복수개의 요소의 이중 의미를 가질 수 있다.
층 또는 다층 적층체를 설명하면서 사용될 때의 "액체 불투과성(liquid impermeable)"은 소변 등의 액체가 액체 접촉의 지점에서 층 또는 적층체의 평면에 대체로 직각 방향으로 보통의 사용 조건 하에서 층 또는 적층체를 통과하지 못하는 것을 의미한다. 액체 또는 소변은 액체 불투과성 층 또는 적층체의 평면에 평행하게 확산 또는 수송될 수 있지만, 이는 여기에서 사용될 때의 "액체 불투과성(liquid impermeable)"의 의미 내에 있는 것으로 여겨지지 않는다.
"길이 방향(longitudinal)" 및 "폭 방향(transverse)"은 도2 및 도3에 도시된 길이 방향 및 폭 방향 축에 의해 지시된 바와 같이 그 관용적 의미를 갖는다. 길이 방향 축은 제품의 평면 내에 놓이고 제품이 착용될 때 서 있는 착용자를 좌측 및 우측 신체 절반부로 양분하는 수직 평면에 대체로 평행하다. 폭 방향 축은 길이 방향 축에 대체로 직각인 제품의 평면 내에 놓인다. 도시된 바와 같은 제품은 폭 방향으로보다 길이 방향으로 길다.
단수로 사용될 때의 "부재(member)"는 단일의 요소 또는 복수개의 요소의 이중 의미를 가질 수 있다.
"부직포(nonwoven)" 및 "부직포 웨브(nonwoven web)"는 제직 또는 제편 공정의 보조 없이 형성되는 재료 그리고 재료의 웨브에 적용된다.
"작동 가능하게 합착된(operatively joined)"은 또 다른 요소에 대한 탄성 부재의 부착을 참조하면 인장 등에 의해 요소에 부착되거나 그에 연결되거나 열 또는 약품으로써 처리될 때의 탄성 부재가 요소에 탄성 특성을 주는 것을 의미하고, 또 다른 요소에 대한 비탄성 부재의 부착을 참조하면 부재 및 요소가 합착기의 의도되거나 설명된 기능을 수행하게 하는 임의의 적절한 방식으로 부착될 수 있는 것을 의미한다. 합착, 부착, 연결 등은 요소에 직접적으로 부재 모두를 합착하는 것 과 같이 직접적으로 수행될 수 있거나, 제1 부재와 제1 요소 사이에 배치된 또 다른 부재에 의해 간접적으로 수행될 수 있다.
"외부 커버 그래픽(outer cover graphic)"은 의복의 외부 표면의 검사 시 직접적으로 관찰 가능하고 재체결 가능한 의복에 대해 체결 시스템이 사용 중일 때와 같이 결합될 때 의복의 외부 표면의 검사와 관련되는 그래픽에 적용된다.
"영구적으로 결합된(permanently bonded)"은 흡수성 의복의 2개의 요소가 흡수성 의복의 정상 사용 조건 중 결합된 상태로 있거나 유지되는 경향이 있도록 된 흡수성 의복의 2개의 요소의 합착, 접착, 연결, 부착 등에 적용된다.
"사후 결합(post bonding)"은 예컨대 초음파 결합기, 열 결합기, 공기 매개 결합기 등의 사용에 의해 이전에 형성된 적층체의 적어도 일부를 과도하게 결합시키는 것에 적용된다.
"사전에 변형된 적층체(prestrained laminate)"는 적층체를 형성하는 웨브들 중 하나가 예컨대 부엘 등에게 허여된 미국 특허 제5,628,741호 그리고 나카오 등에게 허여된 미국 특허 제6,302,871호에 개시된 바와 같이 탄성 기부 재료에 나중에 적층되는 비탄성 웨브의 부분들을 영구적으로 신장시키도록 어느 정도의 적어도 국부화된 기계적 인장이 적용된 비탄성 웨브인 적층체에 적용된다.
"재체결 가능한(refastenable)"은 부착, 분리 및 후속의 재부착이 가능한 2개의 요소의 특성에 적용된다.
"해제 가능하게 부착된(releasably attached)", "해제 가능하게 결합된(releasably engaged)" 및 그 변화형은 2개의 요소가 요소들 중 하나 또는 모두에 인가된 분리력 없이 연결된 상태로 유지되는 경향이 있도록 연결되거나 연결 가능하고 실질적인 영구 변형 또는 파열 없이 분리가 가능한 2개의 요소에 적용된다. 요구된 분리력은 전형적으로 흡수성 의복을 착용하면서 만나게 되는 분리력을 넘는다.
"네킹(necking)" 또는 "네크 인장(neck stretching)"은 원하는 정도까지 제어된 방식으로 그 폭을 감소시키도록 대체로 기계 방향으로 재료를 신장시키는 방법에 적용되는데, 이들은 상호 교환 가능하다. 제어된 인장은 저온 조건 하에서, 실온에서 또는 고온에서 일어날 수 있고, 대부분의 경우에 최초의 직물 길이의 약 1.2 내지 1.4 배인 직물을 파괴하는 데 요구되는 신장량까지의 신장의 방향으로의 전체의 치수의 증가로 제한된다.
"배향된 재료(oriented material)"는 재료의 기계적 드로잉이 인가된 힘의 방향에 대체로 평행한 방향으로 재료를 구성하는 섬유의 정렬을 초래한 재료에 적용된다.
"가역적으로 네킹된 재료(reversibly necked material)"는 힘이 그 사전에 네킹된 치수까지 재료를 신장시키도록 인가될 때 네킹 및 처리된 부분이 힘의 종료 시 그 네킹된 치수로 대체로 회복되도록 재료에 기억을 부여하기 위해 네킹되면서 처리된 네킹된 재료에 적용된다. 처리의 하나의 형태는 열의 인가이다. 일반적으로 말하면, 가역적으로 네킹된 재료의 신장은 그 사전에 네킹된 치수까지의 신장으로 실질적으로 제한된다. 따라서, 재료가 탄성이 아니면, 그 사전에 네킹된 치수를 훨씬 넘는 신장은 재료 파괴를 초래한다. 가역적으로 네킹된 재료는 하나를 넘 는 층 예컨대 방사 결합된 웨브의 다중층, 용융 취입된 웨브의 다중층, 소면 결합된 웨브의 다중층, 또는 이들의 임의의 다른 적절한 조합 또는 혼합물을 포함할 수 있다.
"파열(rupture)"은 재료의 파괴 또는 분열을 의미하고; 인장 시험에서, 이러한 용어는 갑자기 또는 단계적으로 2개의 부분으로의 재료의 전체적 분리, 또는 어떤 재료 내에서의 구멍의 전개에 적용된다.
"방사 결합된(spunbonded)"은 스피너렛의 복수개의 미세하고 대개 원형인 모세관으로부터 필라멘트로서의 용융된 열가소성 재료를 압출시킨 다음에 압출된 필라멘트의 직경이 예컨대 어펠 등에게 허여된 미국 특허 제4,340,563호, 도르쉬너 등에게 허여된 미국 특허 제3,692,618호, 마츠키 등에게 허여된 미국 특허 제3,802,817호, 킨니에게 허여된 미국 특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, 하트만에게 허여된 미국 특허 제3,502,763호 그리고 도보 등에게 허여된 미국 특허 제3,542,615호에 개시된 바와 같이 급속하게 감소되게 함으로써 형성되는 작은 직경의 섬유에 적용된다. 방사 결합된 섬유는 일반적으로 연속적이고 7 ㎛보다 크며, 특히 이들은 대개 약 15 내지 50 ㎛이다.
"인장 결합된(stretch bonded)"은 탄성 부재가 그 이완된 길이의 적어도 약 25%로 신장되면서 또 다른 부재에 결합되는 탄성 부재에 적용된다. 용어 "인장 결합된(stretch bonded)"은 탄성 부재가 다른 부재에 결합될 때 탄성 부재가 그 이완된 길이의 바람직하게는 적어도 약 100%로 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 약 300-600%로 신장되는 상황에 적용된다.
"인장 결합된 적층체(stretch bonded laminate)"는 하나의 층이 주름 가능층이고 다른 층이 탄성층인 적어도 2개의 층을 갖는 복합 재료에 적용된다. 층은 층을 이완시킬 때 주름 가능층이 주름지게 하도록 탄성층이 신장된 상태에 있을 때 함께 합착된다.
"표면(surface)"은 공기, 가스 및/또는 액체에 대해 투과성 또는 불투과성인 임의의 층, 필름, 직포, 부직포, 적층체, 복합 재료 등을 포함한다.
"장력(tension)"은 본체의 신장을 유발시키는 경향이 있는 단축 방향력 또는 신장에 저항하는 본체 내의 평형력을 포함한다.
"열가소성(thermoplastic)"은 열에 노출될 때 연화되고 실온까지 냉각될 때 비연화 상태로 실질적으로 복귀하는 재료를 설명한다.
"z-방향 강도(z-directional strength)"는 파열에 저항하도록 적층체 내에서 마주보는 부직포의 능력뿐만 아니라 적층체를 함께 보유하는 적층체들 사이의 강도를 의미한다.
이들 용어는 명세서의 잔여부에서 추가의 술어로써 한정될 수 있다.
양호한 실시예의 상세한 설명
도1은 부분적으로 체결된 상태에 있는 트레이닝 팬츠(20)의 제1 실시예를 대표적으로 도시하고 있다. 트레이닝 팬츠(20)는 흡수성 본체(32) 및 체결 시스템(80)을 포함한다. 흡수성 본체(32)는 전방 허리 영역(22), 후방 허리 영역(24), 전방 및 후방 허리 영역을 상호 연결하는 가랑이 영역(26), 착용자와 접촉되도록 구성되는 내부 표면(28) 그리고 착용자의 의류와 접촉되도록 구성되는 내부 표면에 대향된 외부 표면(30)을 포함한다. 또한, 도2 및 도3을 추가로 참조하면, 흡수성 본체(32)는 한 쌍의 폭 방향으로 대향된 측면 모서리(36) 그리고 전방 허리 모서리(38) 및 후방 허리 모서리(39)로 표시되는 한 쌍의 길이 방향으로 대향된 허리 모서리를 한정한다. 전방 허리 영역(22)은 전방 허리 모서리(38)와 접촉되고, 후방 허리 영역(24)은 후방 허리 모서리(39)와 접촉된다.
도시된 흡수성 본체(32)는 직사각형 복합 재료 구조체(33), 한 쌍의 폭 방향으로 대향된 전방 측면 패널(34) 그리고 한 쌍의 폭 방향으로 대향된 후방 측면 패널(134)을 포함한다. 복합 재료 구조체(33) 및 측면 패널(34, 134)은 일체로 형성될 수 있거나 도1에 도시된 바와 같이 2개 이상의 별도의 요소를 포함할 수 있다. 도시된 복합 재료 구조체(33)는 외부 커버(40), 포개진 관계로 외부 커버에 연결되는 신체측 라이너(42)(도3 참조), 외부 커버와 신체측 라이너 사이에 위치되는 흡수성 조립체(44)(도3 참조) 그리고 한 쌍의 억제 플랩(46)(도3 참조)을 포함한다. 도시된 복합 재료 구조체(33)는 전방 및 후방 허리 모서리(38, 39)의 부분을 형성하는 대향 선형 단부 모서리(45) 그리고 흡수성 본체(32)의 측면 모서리(36)의 부분을 형성하는 대향 선형 측면 모서리(47)를 갖는다(도2 및 도3 참조). 참조를 위해, 트레이닝 팬츠(20)의 길이 방향 축 및 폭 방향 또는 측면 방향 축의 배향을 각각 도시하는 화살표(48, 49)가 도2 및 도3에 도시되어 있다.
트레이닝 팬츠(20)가 도1에 부분적으로 도시된 바와 같은 체결된 위치에 있는 상태로, 전방 및 후방 허리 영역(22, 24)은 허리 개구(50) 및 한 쌍의 다리 개구(52)를 갖는 3차원 팬츠 배치 구성을 한정하도록 함께 합착된다. 전방 허리 영 역(22)은 착용될 때 착용자의 전방 상에 위치되는 트레이닝 팬츠(20)의 부분을 포함하고, 후방 허리 영역(24)은 착용될 때 착용자의 후방 상에 위치되는 트레이닝 팬츠의 부분을 포함한다. 트레이닝 팬츠(20)의 가랑이 영역(26)은 착용될 때 착용자의 다리들 사이에 위치되고 착용자의 하부 몸통을 덮는 트레이닝 팬츠의 부분을 포함한다. 전방 및 후방 측면 패널(34, 134)은 착용될 때 착용자의 둔부 상에 위치되는 트레이닝 팬츠(20)의 부분을 포함한다.
흡수성 본체(32)의 전방 허리 영역(22)은 폭 방향으로 대향된 전방 측면 패널(34) 그리고 측면 패널들 사이에 위치되어 이들을 상호 연결하는 전방 중심 패널(35)(도2 및 도3 참조)을 포함한다. 흡수성 본체(32)의 후방 허리 영역(24)은 폭 방향으로 대향된 후방 측면 패널(134) 그리고 후방 측면 패널들 사이에 위치되어 이들을 상호 연결하는 후방 중심 패널(135)(도2 및 도3 참조)을 포함한다. 흡수성 본체(32)의 허리 모서리(38, 39)는 착용될 때 착용자의 허리를 둘러싸고 허리 주변 치수를 한정하는 허리 개구(50)를 제공하도록 배치 구성된다. 가랑이 영역(26) 내의 폭 방향으로 대향된 측면 모서리(36)의 부분은 다리 개구(52)를 대체로 한정한다. 허리 영역(22, 24)은 팬츠(20)의 허리 개구(50)를 주변으로 둘러싸는 허리 밴드(75)(도1 및 도4 참조)를 공동으로 한정한다. 또한, 허리 영역(22, 24)은 팬츠(20)를 둘러싸고 허리 밴드(75)와 다리 개구(52) 사이에 배치되는 둔부 섹션(77)을 공동으로 한정한다.
흡수성 본체(32)는 착용자로부터 배설되는 임의의 신체 삼출물을 수용 및/또는 흡수하도록 배치 구성된다. 예컨대, 흡수성 본체(32)는 바람직하게는 신체 삼 출물의 폭 방향 유동에 대한 장벽을 제공하도록 배치 구성되는 한 쌍의 억제 플랩(46)을 포함하지만 반드시 그럴 필요는 없다. 플랩 탄성 부재(53)(도3 참조)는 당업계에 주지된 바와 같은 임의의 적절한 방식으로 각각의 억제 플랩(46)과 작동 가능하게 합착될 수 있다. 탄성화된 억제 플랩(46)은 착용자의 신체에 대한 밀봉부를 형성하도록 트레이닝 팬츠(20)의 적어도 가랑이 영역(26) 내에 직립 배치 구성을 취하는 부착되지 않은 모서리를 한정한다. 억제 플랩(46)은 흡수성 본체(32)의 폭 방향으로 대향된 측면 모서리를 따라 위치될 수 있고, 흡수성 본체의 전체 길이를 따라 길이 방향으로 연장될 수 있거나 흡수성 본체의 길이를 따라 부분적으로만 연장될 수 있다. 억제 플랩(46)을 위한 적절한 구성 및 배열은 일반적으로 당업계에 주지되어 있으며 엔로에게 1987년 11월 3일자로 허여된 미국 특허 제4,704,116호에 기재되어 있고, 이는 참조로 여기에 수록되어 있다.
신체 삼출물의 수용 및/또는 흡수를 추가로 향상시키기 위해, 트레이닝 팬츠(20)는 바람직하게는 당업자에게 공지된 바와 같이 전방 허리 탄성 부재(54), 후방 허리 탄성 부재(56) 그리고 다리 탄성 부재(58)를 포함하지만 반드시 그럴 필요는 없다(도3 참조). 허리 탄성 부재(54, 56)는 대향 허리 모서리(38, 39)를 따라 외부 커버(40) 및/또는 신체측 라이너(42)에 작동 가능하게 합착될 수 있고, 허리 탄성 부재가 완전히 조립된 팬츠에서 허리 밴드(75) 내에 배치되도록 허리 모서리의 일부 또는 모두에 걸쳐 연장될 수 있다.
다리 탄성 부재(58)는 바람직하게는 대향 측면 모서리(36)를 따라 외부 커버(40) 및/또는 신체측 라이너(42)에 작동 가능하게 합착되고 트레이닝 팬츠(20)의 가랑이 영역(26) 내에 위치된다. 다리 탄성 부재(58)는 복합 재료 구조체(33)의 각각의 측면 모서리(47)를 따라 길이 방향으로 정렬될 수 있다. 각각의 다리 탄성 부재(58)는 다리 탄성 부재에 의해 유발되는 탄성 주름의 길이 방향 단부를 나타내는 전방 말단 지점(63) 및 후방 말단 지점(65)을 갖는다. 전방 말단 지점(63)은 전방 측면 패널(34)의 길이 방향으로 가장 내측의 부분에 인접하게 위치될 수 있고, 후방 말단 지점(65)은 후방 측면 패널(134)의 길이 방향으로 가장 내측의 부분에 인접하게 위치될 수 있다.
플랩 탄성 부재(53), 허리 탄성 부재(54, 56) 및 다리 탄성 부재(58)는 임의의 적절한 탄성 재료로 형성될 수 있다. 당업자에게 주지된 바와 같이, 적절한 탄성 재료는 천연 고무, 합성 고무 또는 열가소성 탄성 중합체의 시트, 스트랜드 또는 리본을 포함한다. 탄성 재료는 탄성 수축력이 기판에 부여되도록 기판에 인장 및 접착될 수 있거나, 주름지게 한 기판에 접착될 수 있거나, 기판에 접착된 다음에 예컨대 열의 인가로써 탄성화 또는 수축될 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 예컨대 다리 탄성 부재(58)는 등록 상표명 라이크라 하에서 판매되고 미국 델라웨어주 윌밍턴에 소재한 이. 아이. 듀 폰 드 네모아 앤드 컴퍼니로부터 구매 가능한 복수개의 건식 방사로 합사된 다중 필라멘트 탄성 중합체 스판덱스사를 포함한다.
특정 실시예에서, 허리 탄성 부재(54, 56)는 수축성 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 허리 탄성 부재(54, 56)는 미국 특허 제4,640,726호에 개시된 바와 같은 열원에 의한 활성화 시 수축하도록 된 탄성 중합체 재료로 형성될 수 있다.
외부 커버(40)는 바람직하게는 실질적으로 액체 불투과성인 재료를 포함하 고, 탄성 또는 비탄성일 수 있다. 외부 커버(40)는 단일층의 액체 불투과성 재료일 수 있지만, 바람직하게는 층들 중 적어도 하나가 액체 불투과성인 다층 적층체 구조를 포함한다. 예컨대, 외부 커버(40)는 적층체 접착제, 초음파 결합, 열 결합 등에 의해 함께 적절하게 합착되는 액체 투과성 외부층 및 액체 불투과성 내부층을 포함할 수 있다. 비드, 스프레이, 평행 와류 등과 같이 연속적으로 또는 단속적으로 인가될 수 있는 적절한 적층체 접착제는 미국 위스콘신주 워와토사에 소재한 핀들리 어드히시브즈, 인크.로부터 또는 미국 뉴저지주 브리지워터에 소재한 내쇼널 스타치 앤드 케미컬 컴퍼니로부터 얻어질 수 있다. 액체 투과성 외부층은 임의의 적절한 재료 그리고 바람직하게는 대체로 직물과 같은 질감을 제공하는 재료일 수 있다. 이러한 재료의 하나의 예는 20 gsm(grams/㎡) 방사 결합된 폴리프로필렌 부직포 웨브이다. 외부층은 액체 투과성일 필요는 없지만, 착용자에게 비교적 직물과 같은 질감을 제공하는 것이 양호하다. 또한, 외부 커버는 부직포 페이싱 그리고 본 발명에 의해 제공된 바와 같은 탄성 기부 재료로써 제조된 인장 가능한 재료로 제조되어, 제품의 전체 외부 표면으로서의 일체형 및 기능성 루프 재료를 구성할 수 있다.
외부 커버(40)의 내부층은 액체 및 증기 모두에 불투과성일 수 있거나, 액체 불투과성 및 증기 투과성일 수 있다. 다른 가요성 액체 불투과성 재료가 사용될 수도 있지만, 내부층은 바람직하게는 얇은 필름으로부터 제조될 수 있다. 단일층일 때의 내부층 또는 액체 불투과성 외부 커버(40)는 폐재료가 착용자 및 보호자뿐만 아니라 침대 시트 및 의류 등의 제품을 침윤하는 것을 방지한다. 액체 불투과 성 내부층 또는 단일층의 액체 불투과성 외부 커버(40)로서의 사용을 위한 적절한 액체 불투과성 필름은 미국 일리노이주 샤움버그에 소재한 플라이언트 패키징으로부터 상업적으로 구매 가능한 0.02 ㎜ 폴리에틸렌 필름이다. 외부 커버(40)가 단일층의 재료이면, 이는 엠보싱 및/또는 매트 마감되어, 더욱 직물과 같은 외관을 제공할 수 있다. 전술된 바와 같이, 액체 불투과성 재료는 여전히 액체가 외부 커버(40)를 통과하는 것을 방지하면서 증기가 제한된 사용 후 폐기 가능한 흡수성 제품의 내부로부터 탈출하게 할 수 있다. 적절한 "통기성(breathable)" 재료는 미세 다공성 중합체 필름 또는 원하는 수준의 액체 불투과성을 부여하도록 코팅 또는 처리된 부직포로 구성된다. 적절한 미세 다공성 필름은 일본 도꾜에 소재한 미쯔이 도아쯔 케미컬즈, 인크.로부터 상업적으로 구매 가능한 PMP-1 필름 재료 또는 미국 미네소타주 미네아폴리스에 소재한 3M 컴퍼니로부터 상업적으로 구매 가능한 XKO-8044 폴리올레핀 필름이다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 트레이닝 팬츠(20) 그리고 특히 외부 커버(40)는 바람직하게는 하나 이상의 외관과 관련된 구성 요소를 포함한다. 외관과 관련된 구성 요소의 예는 그래픽; 제품 형상이 사용자에게 더욱 분명하고 관찰 가능하게 하기 위해 다리 및 허리 개구를 돋보이게 하거나 강조하는 것; 탄성 다리 밴드, 탄성 허리 밴드, 남아용 모의 플라이 개구, 여아용 러플 등의 기능성 구성 요소를 모의하도록 된 제품의 돋보이게 하거나 강조한 영역; 제품의 크기의 외관을 변화시키도록 된 제품의 돋보이게 한 영역; 제품 내에 침윤도 지시기, 온도 지시기 등을 정합시키는 것; 제품 내에 후방 라벨 또는 전방 라벨을 정합시키는 것; 그리 고 제품 내의 원하는 위치에 지시 문구를 정합시키는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
여아용으로 설계되는 도시된 트레이닝 팬츠(20)는 정합된 외부 커버 그래픽(60)을 포함한다. 이러한 설계에서, 정합된 그래픽(60)은 제1 그림 화상(61), 모의 허리 러플(62) 및 모의 다리 러플(64)을 포함한다. 제1 그림 화상(61)은 무지개, 태양, 구름, 동물 캐릭터, 왜건 및 풍선을 포함한다. 임의의 적절한 설계가 여아 및 보호자에게 미적으로 및/또는 기능적으로 유쾌함을 제공하도록 여아용 트레이닝 팬츠를 위해 이용될 수 있다. 외관과 관련된 구성 요소는 바람직하게는 선택된 위치에서 트레이닝 팬츠(20) 상에 위치되는데, 이는 브랜든 등에게 1998년 6월 16일자로 허여된 미국 특허 제5,766,389호에 개시된 방법을 사용하여 수행될 수 있고, 그 전체 개시 내용은 참조로 여기에 수록되어 있다. 제1 그림 화상(61)은 바람직하게는 트레이닝 팬츠(20)의 길이 방향 중심선을 따라 전방 허리 영역(22) 내에 위치된다.
액체 투과성 신체측 라이너(42)는 외부 커버(40) 및 흡수성 조립체(44)를 덮는 것으로 도시되어 있고, 외부 커버(40)와 동일한 치수를 가질 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 신체측 라이너(42)는 바람직하게는 유연하고 부드러운 느낌이고 아동의 피부에 무자극성이다. 나아가, 신체측 라이너(42)는 착용자에게 비교적 건조한 표면을 제공하여 액체가 그 두께를 통해 용이하게 관통되게 하도록 흡수성 조립체(44)보다 친수성이 적다. 대체예에서, 신체측 라이너(42)는 더욱 친수성일 수 있거나 착용자에게 비교적 침윤한 표면을 제공하여 침윤감을 증가시키도록 흡수 성 조립체(44)와 동일한 습기에 대한 친화도를 기본적으로 가질 수 있다. 이러한 침윤감은 트레이닝 보조 도구로서 유용할 수 있다. 친수성/소수성 특성은 원하는 침윤감 또는 누출 성능을 달성하도록 신체측 라이너(42) 및 흡수성 조립체(44)의 길이, 폭 및 깊이를 가로질러 변동될 수 있다.
신체측 라이너(42)는 합성 섬유(예컨대, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유), 천연 섬유(예컨대, 목재 또는 코튼 섬유), 천연 및 합성 섬유의 조합, 다공성 폼, 망상 폼, 천공된 플라스틱 필름 등의 웨브 재료의 폭넓은 선택으로부터 제조될 수 있다. 다양한 직포 및 부직포 직물이 신체측 라이너(42)를 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 신체측 라이너는 폴리올레핀 섬유의 용융 취입되거나 방사 결합된 웨브로 구성될 수 있다. 또한, 신체측 라이너는 천연 및/또는 합성 섬유로 구성된 소면 결합된 웨브일 수 있다. 신체측 라이너는 실질적으로 소수성 재료로 구성될 수 있고, 소수성 재료는 선택적으로 계면 활성제로 처리될 수 있거나 원하는 수준의 침윤도 및 친수도를 부여하도록 처리될 수 있다. 예컨대, 재료는 3:1의 활성비로 미국 노쓰 캐롤라이나주 마운트 홀리에 소재한 호지슨 텍스타일 케미컬즈로부터의 등록 상표 아코벨 N-62 그리고 미국 펜실베이니어주 앰블러에 소재한 더 코그니스 그룹으로부터의 등록 상표 글루코판 220UP을 포함하는 약 0.45 중량%의 계면 활성제 혼합물로써 표면 처리될 수 있다. 계면 활성제는 분무, 인쇄, 브러시 코팅 등의 임의의 종래의 수단에 의해 인가될 수 있다. 계면 활성제는 전체의 신체측 라이너(42)에 인가될 수 있거나 길이 방향 중심선을 따라 중간 섹션 등의 신체측 라이너의 특정 섹션에 선택적으로 인가될 수 있다.
적절한 액체 투과성 신체측 라이너(42)는 약 27 gsm의 기본 중량을 갖는 부직포 이성분 웨브이다. 부직포 이성분 웨브는 방사 결합된 이성분 웨브 또는 소면 결합된 이성분 웨브일 수 있다. 적절한 이성분 스테이플 섬유는 일본 오사카에 소재한 치쏘 코포레이션으로부터 구매 가능한 폴리에틸렌/폴리프로필렌 이성분 섬유를 포함한다. 이러한 특정 이성분 섬유에서, 폴리프로필렌은 코어를 형성하고 폴리에틸렌은 섬유의 외피를 형성한다. 다중 로브 형태, 나란한 형태, 단부 대 단부 형태 등의 다른 섬유 배향이 가능하다.
흡수성 조립체(44)(도3 참조)는 외부 커버(40)와 신체측 라이너(42) 사이에 위치되고, 이러한 구성 요소는 접착제, 초음파 결합, 열 결합 등의 임의의 적절한 수단에 의해 함께 합착될 수 있다. 흡수성 조립체(44)는 대체로 압축 가능하며 순응 가능하며 아동의 피부에 무자극성이고 액체 및 어떤 신체 폐기물을 흡수 및 보유할 수 있는 임의의 구조체일 수 있다. 흡수성 조립체(44)는 광범위한 크기 및 형상으로 그리고 당업계에서 흔히 사용되는 광범위한 액체 흡수성 재료로부터 제조될 수 있다. 예컨대, 흡수성 조립체(44)는 초흡수성 재료로서 흔히 알려진 고흡수성 재료의 입자와 혼합된 셀룰로오즈 플러프의 웨브 등의 친수성 섬유의 매트릭스를 적절하게 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 흡수성 조립체(44)는 목재 펄프 플러프 등의 셀룰로오즈 플러프의 매트릭스 그리고 초흡수성 하이드로겔 형성 입자를 포함한다. 목재 펄프 플러프는 합성, 중합체, 용융 취입된 섬유 또는 짧게 절단된 호모필라멘트 또는 이성분 합성 섬유 및 천연 섬유와 교체될 수 있다. 초흡수성 입자는 친수성 섬유와 실질적으로 균질하게 혼합될 수 있거나, 불균일하게 혼 합될 수 있다. 또한, 플러프 및 초흡수성 입자는 신체 삼출물을 양호하게 수용 및 흡수하도록 흡수성 조립체(44)의 원하는 영역 내로 선택적으로 놓일 수 있다. 또한, 초흡수성 입자의 농도는 흡수성 조립체(44)의 두께를 통해 변동될 수 있다. 대체예에서, 흡수성 조립체(44)는 섬유 웨브 및 초흡수성 재료의 적층체 또는 국부화된 영역 내에 초흡수성 재료를 유지하는 다른 적절한 수단을 포함할 수 있다.
적절한 초흡수성 재료는 천연, 합성 및 개질된 천연 중합체 및 재료로부터 선택될 수 있다. 초흡수성 재료는 실리카 겔 등의 무기 재료 또는 소듐 중성화 폴리아크릴산과 같은 교차 결합된 중합체 등의 유기 재료일 수 있다. 적절한 초흡수성 재료는 미국 미시건주 미들랜드에 소재한 다우 케미컬 컴퍼니 그리고 독일 연방 공화국 D-47805 크레펠트에 소재한 스톡하우젠 게엠베하 & 코. 케게 등의 다양한 상업 판매자로부터 구매 가능하다. 전형적으로, 초흡수성 재료는 수중에서 그 자체 중량의 적어도 약 15 배를 흡수할 수 있고, 바람직하게는 수중에서 그 자체 중량의 약 25 배를 넘게 흡수할 수 있다.
하나의 실시예에서, 흡수성 조립체(44)는 형상이 대체로 직사각형이고, 목재 펄프 플러프 및 초흡수성 재료의 혼합물을 포함한다. 하나의 양호한 형태의 펄프는 미국 앨라배마주 칠더스버그에 소재한 U.S. 얼라이언스로부터 구매 가능한 상표명 CR1654로 식별되고, 주로 연재 섬유 및 약 16% 경재 섬유를 함유한 표백된 고흡수성 황화물 목재 펄프이다. 일반적으로, 초흡수성 재료는 흡수성 조립체의 전체 중량에 기초하여 약 5 내지 약 90 중량%의 양으로 흡수성 조립체(44) 내에 존재한다. 흡수성 조립체(44)는 적절하게는 약 0.10 내지 약 0.35 g/㎤의 범위 내의 밀 도를 갖는다. 흡수성 조립체(44)는 흡수성 조립체의 일체성 및/또는 형상을 유지하는 것을 보조할 수 있는 적절한 티슈 랩에 의해 덮이거나 둘러싸일 수 있고, 그렇지 않을 수도 있다.
또한, 흡수성 본체(32)는 주로 흡수성 조립체(44)와 상호 마주보는 표면을 따라 액체를 수용, 일시적으로 저장 및/또는 수송하도록 설계되는 다른 재료를 포함하여, 흡수성 조립체의 흡수 용량을 최대화시킬 수 있다. 하나의 적절한 재료는 서지층(도시되지 않음)으로서 불리고, 약 50 내지 약 120 g/㎡의 기본 중량을 가지며 폴리에스테르 코어/폴리에틸렌 외피를 포함하는 60% 3 데니어 타입 T-256 이성분 섬유 그리고 40% 6 데니어 타입 T-295 폴리에스테르 섬유의 균질 혼합물의 공기를 매개로 소면 결합된 웨브를 포함하는 재료를 포함하고, 이들 모두는 미국 노쓰 캐롤라이나주 샐리스베리에 소재한 코사 코포레이션으로부터 상업적으로 구매 가능하다.
전술된 바와 같이, 도시된 트레이닝 팬츠(20)는 흡수성 본체(32)의 양측 상에 배치되는 전방 및 후방 측면 패널(34, 134)을 갖는다. 이들 폭 방향으로 대향된 전방 측면 패널(34) 그리고 폭 방향으로 대향된 후방 측면 패널(36)은 각각의 전방 및 후방 허리 영역(22, 24)에서 흡수성 본체(32)의 복합 재료 구조체(33)에 부착선(66)을 따라 영구적으로 결합될 수 있다. 구체적으로, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 전방 측면 패널(34)은 전방 허리 영역(22)에서 복합 재료 구조체(33)의 선형 측면 모서리(47)에 영구적으로 결합될 수 있으며 이를 지나 폭 방향으로 연장될 수 있고, 후방 측면 패널(134)은 후방 허리 영역(24)에서 복합 재료 구조체의 선형 측면 모서리에 영구적으로 결합될 수 있으며 이를 지나 폭 방향으로 연장될 수 있다. 측면 패널(34, 134)은 접착제, 열 또는 초음파 결합 등의 당업자에게 공지된 부착 수단을 사용하여 부착될 수 있다. 대체예에서, 측면 패널(34, 134)은 복합 재료 구조체(33)의 구성 요소의 일부로서 형성될 수 있다. 예컨대, 측면 패널은 외부 커버, 신체측 라이너 및/또는 흡수성 본체의 또 다른 구성 요소의 대체로 넓은 부분을 포함할 수 있다.
측면 패널(34, 134)은 바람직하게는 팬츠 상의 체결구를 개방시킬 필요 없이 착용자가 제품을 상방으로 견인할 수 있도록 충분한 신장성을 갖는 탄성 특성을 갖는다. 또한, 측면 패널(34, 134)은 바람직하게는 체결구 위치를 조절하지 않고 착용 중 양호한 착용감을 보증하도록 착용 중 정상적으로 보이는 연장부에서 충분한 수축 장력을 제공한다. 외부 커버(40)가 전술된 바와 같이 탄성 재료를 포함하면, 측면 패널(34, 134)은 적은 신장성을 요구할 수 있다. 대체예에서, 팬츠는 외부 커버(40) 그리고 단일의 재료 구성 요소로서의 측면 패널(34, 134)을 포함하여 팬츠의 전체 폭을 가로질러 전면적인 인장 재료를 가질 수 있다. 측면 패널(34, 134)의 신장 요건은 제품의 원하는 착용감 범위 그리고 다른 구성 요소 예컨대 외부 커버(40)의 신장부와의 상호 작용에 의해 결정된다.
도시된 측면 패널(34, 134) 각각은 부착선(66)으로부터 이격되는 말단 모서리(68), 트레이닝 팬츠(20)의 길이 방향 중심을 향해 배치된 다리 단부 모서리(70) 그리고 트레이닝 팬츠의 길이 방향 단부를 향해 배치된 허리 단부 모서리(72)를 한정한다. 다리 단부 모서리(70) 및 허리 단부 모서리(72)는 복합 재료 구조체(33) 의 측면 모서리(47)로부터 말단 모서리(68)로 연장된다. 측면 패널(34, 134)의 다리 단부 모서리(70)는 흡수성 본체(32)의 측면 모서리(36)의 일부를 형성한다. 후방 허리 영역(24)에서, 다리 단부 모서리(70)는 바람직하게는 팬츠의 전방에 비해 팬츠의 후방을 향해 큰 커버리지를 제공하도록 폭 방향 축(49)에 대해 곡면형 및/또는 경사형이지만 반드시 그럴 필요는 없다. 허리 단부 모서리(72)는 바람직하게는 폭 방향 축(49)에 평행하지만 반드시 그럴 필요는 없다. 전방 측면 패널(34)의 허리 단부 모서리(72)는 흡수성 본체(32)의 전방 허리 모서리(38)의 일부를 형성하고, 후방 측면 패널(134)의 허리 단부 모서리(72)는 흡수성 본체의 후방 허리 모서리(39)의 일부를 형성한다.
개선된 착용감 및 외관을 위한 특정 실시예에서, 측면 패널(34, 134)은 바람직하게는 길이 방향 축(48)에 평행하게 측정된 흡수성 제품의 전체 길이의 약 15% 이상 그리고 구체적으로 약 25% 이상인 길이 방향 축(48)에 평행하게 측정된 평균 길이 치수를 갖는다. 예컨대, 약 54 ㎝의 전체 길이 치수를 갖는 트레이닝 팬츠에서, 측면 패널(34, 134)은 바람직하게는 약 10 ㎝ 이상 예컨대 약 15 ㎝의 평균 길이 치수를 갖는다. 각각의 측면 패널(34, 134)은 허리 개구(50)로부터 다리 개구(52)들 중 하나로 연장되면서, 후방 측면 패널(134)은 도2 및 도3에 가장 잘 도시된 바와 같이 부착선(66)으로부터 말단 모서리(68)로 이동하면서 연속적으로 감소되는 길이 치수를 갖는다.
각각의 측면 패널(34, 134)은 하나 이상의 개별적인 별도의 편의 재료를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 예컨대 각각의 측면 패널(34, 134)은 심에서 합 착되는 제1 및 제2 측면 패널부를 포함할 수 있거나, 자체 상에 걸쳐 절첩되는 단일편의 재료를 포함할 수 있다(도시되지 않음). 측면 패널(34, 134)은 바람직하게는 트레이닝 팬츠(20)의 폭 방향 축(49)에 대체로 평행한 방향으로 인장될 수 있는 탄성 재료를 포함하지만 반드시 그럴 필요는 없다. 트레이닝 팬츠(20) 내로 탄성 측면 패널을 합체하는 하나의 공정뿐만 아니라 적절한 탄성 재료가 반 곰펠 등에게 1990년 7월 10일자로 허여된 미국 특허 제4,940,464호; 포졸라에게 1993년 7월 6일자로 허여된 미국 특허 제5,224,405호; 포졸라에게 1992년 4월 14일자로 허여된 미국 특허 제5,104,116호; 그리고 보그트 등에게 1991년 9월 10일자로 허여된 미국 특허 제5,046,272호에 기재되어 있고, 이들 모두는 참조로 여기에 수록되어 있다. 특정 실시예에서, 탄성 재료는 인장 열 적층체, 네크 결합 적층체, 가역적으로 네킹된 적층체 또는 인장 결합 적층체 재료를 포함한다. 이러한 재료를 제조하는 방법은 당업자에게 주지되어 있고, 위스네스키 등에게 1987년 5월 5일자로 허여된 미국 특허 제4,663,220호; 모르만에게 1993년 7월 13일자로 허여된 미국 특허 제5,226,992호; 테일러 등의 이름으로 1987년 4월 8일자로 공개된 유럽 특허 출원 제EP 0 217 032호에 기재되어 있고, 이들 모두는 참조로 여기에 수록되어 있다. 대체예에서, 측면 패널 재료는 외부 커버(40) 또는 신체측 라이너(42)를 위해 적절한 것으로 전술된 바와 같은 재료 등의 다른 직포 또는 부직포 재료; 기계적으로 사전에 변형된 복합 재료; 또는 신장성이지만 비탄성인 재료를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 측면 패널(34, 134)들 중 하나 이상이 수축성 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 측면 패널(34, 134)은 미국 특허 제4,640,726호에 개시된 것 과 같은 열원에 의한 활성화 시 수축하도록 된 탄성 중합체 재료로 형성될 수 있다.
도시된 트레이닝 팬츠(20)는 착용자의 허리 주위에 트레이닝 팬츠를 재체결 가능하게 고정하는 체결 시스템(80)을 포함한다. 도시된 체결 시스템(80)은 결합될 제2 체결 구성 요소(84, 85)에 재체결 가능하게 연결되도록 된 제1 체결 구성 요소(82, 83)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 각각의 제1 체결 구성 요소(82, 83)의 하나의 표면은 그 표면으로부터 돌출되는 복수개의 결합 요소를 포함한다. 제1 체결 구성 요소(82, 83)의 결합 요소는 제2 체결 구성 요소(84, 85)의 결합 요소와 반복적으로 결합 및 해제되도록 되어 있다.
하나의 특정 실시예에서, 제1 체결 구성 요소(82, 83) 각각은 후크형 체결구를 포함하고 제2 체결 구성 요소(84, 85) 각각은 전술된 바와 같이 사후 결합된 인장 가능한 부직포 루프로 형성된 상보적인 체결구를 포함한다. 또 다른 특정 실시예에서, 제1 체결 구성 요소(82, 83) 각각은 사후 결합된 다축 방향 또는 단축 방향의 인장 가능한 부직포 루프 재료로 형성된 체결구를 포함하고 제2 체결 구성 요소(84, 85) 각각은 상보적인 후크형 체결구를 포함한다. 도시된 실시예가 편의상 후방 허리 영역(24)이 전방 허리 영역(22)을 덮는 것으로 보이지만, 트레이닝 팬츠(20)는 전방 허리 영역이 후방 허리 영역을 덮도록 배치 구성될 수 있다. 또한, 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역은 제1 방향으로 신장성이고, 실질적으로 제2 직각 방향으로 탄성이다.
본 발명에 의해 고려된 다른 실시예에서, 체결구(82 내지 85)는 팬츠의 전방 또는 후방 영역(22, 24)에 걸쳐 임의의 장소에 위치될 수 있다. 체결구(82 내지 85)는 전방 또는 후방 영역(22, 24)에서 팬츠 상의 재료들 중 임의의 재료와 일체 형일 수 있다. 체결구는 (예컨대, 일편 외부 커버 제품에서) 팬츠의 전체 외부 커버와 일체형일 수 있거나, 팬츠 내의 전체 라이너와 일체형일 수 있거나, 외부 커버 및 라이너 모두와 일체형일 수 있다. 체결구는 패널(34 및/또는 134)과 일체형일 수 있다. 체결 구성 요소(82 내지 85)들 중 임의의 체결 구성 요소가 인장 가능한 부직포 루프 재료를 포함할 수 있다.
후크형 체결구는 전형적으로 기부 또는 지지 구조체 그리고 지지 구조체의 적어도 하나의 표면으로부터 상향으로 연장된 복수개의 후크 부재를 갖는 직물 또는 재료를 포함한다. 후크 재료는 바람직하게는 후크 재료가 의류 및 다른 아이템 상에서 변형되고 포획되는 결과로서 체결구 구성 요소의 의도하지 않은 결합 해제를 최소화하도록 복원성 재료를 포함한다. 여기에서 사용될 때의 용어 "복원성(resilient)"은 소정 형상 그리고 결합될 상보적인 상호 로킹 재료와 결합되고 그로부터 결합 해제된 후 소정 형상을 취하는 상호 로킹 재료의 특성을 갖는 상호 로킹 재료에 적용된다. 적절한 후크 재료는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 또 다른 적절한 재료로 성형 또는 압출될 수 있다. 체결 구성 요소(82 내지 85)를 위한 적절한 단일 측면 후크 재료는 네덜란드 암스테르담에 소재한 벨크로 인더스트리즈 B.V. 및 그 자회사[단축 방향 후크 패턴을 구비하고 약 0.9 ㎜(35 밀즈)의 두께를 갖는 벨크로 HTH-829 그리고 단축 방향 후크 패턴을 구비하고 약 0.5 ㎜(20 밀즈)의 두께를 갖는 HTH-851로서 식별됨]; 그리고 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 미네소타 마이닝 & 매뉴팩춰링 코.(CS-600으로서 식별된 특정 재료를 포함) 등의 상업 판매자로부터 구매 가능하다.
본 발명에 따르면, 루프형 체결구는 바람직하게는 전술된 바와 같이 사후 결합된 적층체로 제조된다. 특히, 도3을 참조하면, 제1 체결 구성 요소(82, 83)는 후방 허리 영역(24)에서 트레이닝 팬츠(20)의 내부 표면(28) 상에 배치되지만 반드시 그럴 필요는 없다. 제1 체결 구성 요소(82, 83)는 바람직하게는 후방 측면 패널(134)의 말단 모서리(68)를 따라 그리고 허리 단부 모서리(72)에 맞닿거나 그에 인접하게 위치된다. 대체예에서, 체결구(82, 83)는 제품의 전방 상에 위치된 단일 체결구를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 예컨대 제1 체결 구성 요소(82, 83)는 말단 모서리(68), 허리 단부 모서리(72) 및 다리 단부 모서리(70)의 약 2 ㎝ 그리고 더욱 구체적으로 약 1 ㎝ 내에 위치될 수 있다.
특히, 도2를 참조하면, 제2 체결 구성 요소(84, 85)는 전방 허리 영역(22)에서 트레이닝 팬츠(20)의 외부 표면(30) 상에 배치되지만 반드시 그럴 필요는 없다. 제2 체결 구성 요소(84, 85)는 제1 체결 구성 요소(82, 83)를 수용할 정도의 크기로 형성되고 바람직하게는 전방 측면 패널(34)의 말단 모서리(68)를 따라 그리고 허리 단부 모서리(72)에 맞닿거나 그에 인접하게 위치된다. 어떤 실시예에서, 예컨대 제2 체결 구성 요소(84, 85)는 말단 모서리(68), 허리 단부 모서리(72) 및 다리 단부 모서리(70)의 약 2 ㎝ 그리고 더욱 구체적으로 약 1 ㎝ 내에 위치될 수 있다. 제1 체결 구성 요소(82, 83)가 내부 표면(28) 상에 배치된 루프형 체결구를 포함하고 제2 체결 구성 요소(84, 85)가 외부 표면(30) 상에 배치된 후크형 체결구를 포함하는 곳에서, 제1 체결 구성 요소는 견고한 외향 후크의 커버리지를 보증하도록 제2 체결 구성 요소보다 큰 크기로 형성될 수 있다. 루프 체결 구성 요소는 측면 패널과 일체형일 수 있거나, 접착제 결합, 초음파 결합 또는 열 결합 등의 당업자에게 공지된 임의의 수단에 의해 측면 패널에 접착될 수 있다. 루프 체결 구성 요소는 신장성일 수 있고 루프 체결 구성 요소의 신장 및 수축 특성을 보유하는 방식으로 본체(32)의 구성 요소에 결합될 수 있다.
체결 구성 요소는 대체예에서 정사각형, 둥근형, 타원형 또는 곡면형이거나 직사각형이 아닐 수 있지만 바람직하게는 직사각형이다. 특정 실시예에서, 각각의 체결 구성 요소(82 내지 85)는 트레이닝 팬츠(20)의 길이 방향 축(48)과 대체로 평행하게(그러나 반드시 그럴 필요는 없음) 정렬된 길이 치수 그리고 트레이닝 팬츠의 폭 방향 축(49)에 대체로 평행하게(그러나 반드시 그럴 필요는 없음) 정렬된 폭 치수를 갖는다. 약 9 내지 약 15 ㎏(20 내지 33 파운드)의 아동에 대해, 예컨대 체결 구성 요소의 길이 치수는 바람직하게는 약 5 내지 약 13 ㎝ 예컨대 약 10 ㎝이고, 폭 치수는 약 0.5 ㎝ 내지 약 3 ㎝ 예컨대 약 1 ㎝이다. 특정 실시예로써, 체결 구성 요소는 약 2 이상 예컨대 약 2 내지 약 25 그리고 더욱 구체적으로 약 5 이상 예컨대 약 5 내지 약 8의 길이 대 폭 비율을 가질 수 있다. 예컨대 성인용 제품을 위한 다른 실시예에 대해, 체결 구성 요소들 중 하나 이상이 복수개의 비교적 작은 체결 요소를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에, 체결 구성 요소 또는 개별 체결 요소는 예컨대 약 2 이하 그리고 심지어 약 1 이하의 훨씬 작은 길이 대 폭 비율을 가질 수 있다.
체결 구성 요소(82 내지 85)가 해제 가능하게 결합될 때, 가랑이 영역(26) 내의 흡수성 본체(32)의 측면 모서리(36)는 다리 개구(52)를 한정하고, 측면 패널 (34, 134)의 허리 단부 모서리(72)를 포함하는 흡수성 본체의 허리 모서리(38, 39)는 허리 개구(50)를 한정하고, 허리 영역(22, 24)은 허리 밴드(75) 및 둔부 섹션(77)을 공동으로 한정한다. 다리 개구(52)의 개선된 형성을 위해, 일부의 실시예에서 전방 측면 패널(34)이 후방 측면 패널(134)로부터 길이 방향으로 이격되는 것이 바람직할 수 있다(도2 및 도3 참조). 예컨대, 전방 측면 패널(34)은 흡수성 제품의 전체 길이의 약 20% 이상, 구체적으로 약 20% 내지 약 60% 그리고 더욱 구체적으로 약 35% 내지 약 50%와 동일한 거리만큼 후방 측면 패널(134)로부터 길이 방향으로 이격될 수 있다.
연결될 때, 체결 구성 요소(82 내지 85)는 바람직하게는 실질적으로 허리 개구(50)와 다리 개구(52) 사이의 전체 거리로 연장되는(그러나 반드시 그럴 필요는 없음) 재체결 가능한 심(88)(도1 참조)을 형성한다. 구체적으로, 재체결 가능한 심(88)은 허리 개구(50)와 각각의 다리 개구(52) 사이의 거리의 약 70% 내지 약 100% 그리고 구체적으로 약 75% 내지 약 95%를 덮을 수 있는데, 이러한 거리는 길이 방향 축(48)에 평행하게 측정된다. 심(88)이 실질적으로 허리 및 다리 개구(50, 52)들 사이의 전체 거리로 연장되도록 구성하기 위해, 체결 구성 요소(82 내지 85)는 허리 단부 모서리(70)와 측면 패널(34, 134)의 허리 단부 모서리(72) 사이의 거리의 약 80% 내지 약 100% 그리고 더욱 구체적으로 약 85% 내지 약 95%를 덮도록 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 체결 구성 요소는 허리 개구(50)와 다리 개구(52) 사이의 거리의 작은 부분 예컨대 약 20% 내지 70%를 덮는 하나 이상의 작은 체결구를 포함할 수 있지만, 허리 개구와 다리 개구 사이의 거리의 큰 부분에 걸치도록 이격될 수 있다.
체결 구성 요소(82 내지 85)가 제조 중 인가된 별도의 구성 요소가 아니라 팬츠의 일체형 부분으로서 합체될 수 있는 것도 고려된다. 별도의 체결 구성 요소(82, 83)가 전방 영역(22)에서 팬츠와 일체형인 단일의 체결 구성 요소로서 명백해지면, 예컨대 체결 구성 요소의 크기 및 형상은 그 영역의 크기 및 형상과 직접적으로 동일하다. 체결 구성 요소(82 내지 85)가 측면 패널(34 및/또는 134)의 일체형 부분이면, 예컨대 체결 구성 요소는 측면 패널(34 및/또는 134)과 동일한 크기 및 형상이다.
착용자의 옆구리에 위치되는 재체결 가능한 심(88)에 대해, 제1 체결 구성 요소(82, 83)들 사이의 폭 방향 거리가 제2 체결 구성 요소(84, 85)들 사이의 폭 방향 거리와 실질적으로 동일한 것이 특히 바람직할 수 있다. 한 세트의 체결구들 사이의 폭 방향 거리는 팬츠(20)가 도3에 도시된 바와 같이 평탄하게 놓이고 측면 패널(34, 134)이 그 이완되거나 신장되지 않은 조건에 있는 상태에서 측정될 때 체결구의 길이 방향 중심선들 사이의 폭 방향 축(49)에 평행하게 측정된 거리이다. 또한, 체결구(82, 83)가 중심선들 사이에서 체결구(84, 85)와 상이한 폭을 갖는 것이 수용 가능하다. 또 다른 실시예에서, 트레이닝 팬츠(20)는 단지 제1 체결 구성 요소(82, 83)를 재체결 가능하게 연결하는 전방 허리 영역(22) 내에 배치된 단일의 제2 체결 구성 요소를 포함한다(도시되지 않음).
도4 및 도5에 도시된 추가의 실시예에서, 체결 구성 요소들 중 하나 또는 모두는 허리 영역의 일체형 부분을 포함할 수 있다. 예컨대, 전방 및 후방 측면 패 널(34, 134) 또는 이들의 부분은 이들이 대향된 허리 영역 내에 배치된 상보적인 체결 구성 요소와 해제 가능하게 결합 가능한 재료를 포함할 수 있다는 점에서 체결 구성 요소로서 기능할 수 있다. 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 측면 패널(134)은 인장 가능한 부직포 루프 재료로 제조될 수 있다. 이들 측면 패널은 단지 이들이 후크 재료와 결합되는 그 외부 모서리에서 인장 가능한 부직포 루프 재료로 제조될 수 있고, 측면 패널의 잔여부는 어떤 다른(바람직하게는 신장성) 재료로 제조될 수 있으며 그 맞닿음 모서리를 따라 합착될 수 있다(도시되지 않음).
본 발명은 바람직하게는 후크 재료에 접근 가능한 섬유 루프를 제공하도록 함께 결합된 탄성 또는 비탄성 기판에 고정된 부직포 페이싱으로부터 그리고 결합 및 결합 해제를 견딜 정도로 충분한 일체성으로써 구성된 루프 재료 적층체를 사용한다. 사후 결합은 후크 재료의 결합 해제가 페이싱 또는 적층체 구조체의 파열을 감소시키도록 이러한 복합 재료에 추가의 z-방향 강도를 제공하여, 체결구가 해제 가능하고 재체결 가능하게 하는 것으로 믿어진다. 또한, 사후 결합은 체결구가 페이싱 또는 적층체 구조체의 파열에 의해 우연히 결합 해제되지 않도록 사용 중 예컨대 인가 중 내구성을 향상시키는 것으로 믿어진다.
루프 재료 적층체는 여기에 구체적으로 기재된 방법 그리고 이들의 조합 및 치환을 포함하는 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 루프 재료 적층체는 하나 이상의 방향으로 탄성 또는 비탄성일 수 있는 신장성 기판을 신장시키고 부직포 웨브의 루프 재료에 신장된 기판을 결합시킴으로써 형성될 수 있다. 기판은 예컨대 기계 방향 및 교차 기계 방향 모두로 신장될 수 있다. 부직포 웨브는 주름지게 하지 않을 수 있거나, 단일 방향으로 주름지게 할 수 있거나, 다중 방향으로 주름지게 할 수 있다. 특정 실시예에서, 루프 재료 적층체는 탄성 중합체 기판에 인장 결합된 대체로 주름지게 하지 않는 부직포 웨브를 포함할 수 있다. 추가로, 루프 재료 적층체는 부직포 웨브의 루프 재료를 사전에 주름지게 하고 주름지게 하는 방향 이외의 또는 그에 추가하여 다른 방향으로 신장 특성을 갖는 인장되지 않은 탄성 또는 비탄성 기판에 사전에 주름지게 한 부직포의 루프 재료를 결합시킴으로써 형성될 수 있다. 부직포 웨브는 크레이핑, 네킹, 수축성 재료의 사용 등의 임의의 적절한 수단에 의해 주름지게 할 수 있다. 부직포 웨브 또는 복합 재료를 주름지게 하는 기판으로서의 사용을 위한 적절한 수축성 재료는 활성화 즉시 또는 그에 후속적으로 활성화 시 수축하도록 된 임의의 재료를 포함할 수 있다. 수축성 재료는 탄성 중합체 또는 비탄성 중합체 재료를 포함할 수 있다. 적절한 비탄성 수축성 재료는 폴리에스테르 블록 아미드(등록 상표 페박스) 등 그리고 이들의 적층체를 제한 없이 포함할 수 있다. 적절한 탄성 중합체 수축성 재료는 등록 상표 라이크라 재료; 라텍스 고무 또는 합성 우레탄 등을 포함한 탄성 중합체 재료; 그리고 이들의 적층체를 제한 없이 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 수축성 재료는 어떤 다른 안정한 탄성 상태에 대해 불안정한 상태를 갖는 탄성 중합체 재료를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 수축성 재료는 불안정한 상태에서 탄성 중합체 특성을 가질 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 다른 예시 수축성 재료는 2001년 11월 22일자로 공개된 PCT 공개 제WO 01/87206호에 기재되어 있고, 이는 참조로 여기에 수록되어 있다.
하나의 양호한 실시예에서, 루프 재료는 (1) 신장된 비탄성 기판에 부직포 웨브 또는 페이싱의 루프 재료를 적층하고 (2) 이완되거나 절반 정도로 이완된 상태에서 루프 재료를 사후 결합시킴으로써 제조된 부직포 적층체 재료이다. 적층체의 사후 결합은 사후 결합된 영역에서 추가로 z-방향 강도를 제공한다.
또 다른 양호한 실시예에서, 루프 재료는 (1) 부직포 페이싱을 교차 방향으로 네킹되게 하면서[즉, "네크 인장(neck stretching)] 부직포 페이싱을 기계 방향으로 신장시키고 (2) 기계 방향으로 신장되는 동안 탄성 기판에 이러한 네킹된 페이싱을 적층하고 (3) 이완되거나 절반 정도로 이완된 상태에서 이러한 적층체를 사후 결합시킴으로써 제조된 네크 인장된 탄성 적층체 재료이다. 페이싱의 네킹은 재료가 그 사전에 네킹된 폭까지 교차 방향으로 신장되게 하는 능력을 제공한다. 또한, 이는 기계 방향으로 섬유를 배향시키는데, 이는 재료의 교차 방향으로 이용 가능한 섬유 루프의 증가를 제공한다. 인장 결합 적층 공정은 네킹된 페이싱을 가져오고 인장된 탄성 재료에 이들을 부착한다. 다음에, 인장된 탄성 재료는 인장력이 해제될 때 기계 방향으로 부직포 페이싱을 주름지게 한다. 이러한 주름 형성 단계는 기계 방향으로 더욱 높은 밀도의 섬유를 형성한다. 후속의 제3 단계로서 이완되거나 절반 정도로 이완된 적층체의 사후 결합은 덮인 결합 패턴 및 영역에 따라 적층체의 신장 및 수축을 방해하거나 그렇지 않을 수 있다. 이와 같이, 사후 결합은 전체의 사후 결합된 영역에 걸쳐 추가의 z-방향 강도를 제공하고, 결합 패턴은 후속 결합된 영역에서 적층체의 강도 특성에 대한 사후 결합의 효과를 최소화 또는 최대화하도록 선택될 수 있다. 이러한 순서의 공정 단계는 평탄한 2차원 페 이싱을 취하고 다중 방향으로 인장 가능한 부직포 루프 재료를 형성한다.
또 다른 양호한 실시예에서, 루프 재료는 (1) 기계 방향으로 부직포 페이싱을 크레이핑하고 (2) 이완된 상태에서 탄성 기판에 이러한 크레이핑된 페이싱을 적층하고 (3) 이완되거나 절반 정도로 이완된 상태에서 이러한 적층체를 후속적으로 사후 결합시킴으로써 제조된 단일 방향으로 인장 가능한 탄성 적층체 재료이다. 페이싱의 크레이핑은 재료가 대략 그 사전에 크레이핑된 길이까지 기계 방향으로 신장되게 하는 능력을 제공한다. 적층 공정은 크레이핑된 페이싱을 가져오고 탄성 재료에 이들을 부착한다. 후속의 제3 단계로서 이완되거나 절반 정도로 이완된 적층체의 사후 결합은 적층체의 신장 및 수축을 방해하거나 그렇지 않을 수 있다. 이와 같이, 사후 결합은 전체의 사후 결합된 영역에만 영향을 주는 추가의 z-방향 강도를 제공하고, 결합 패턴은 적층체의 강도 특성에 대한 사후 결합의 효과를 최소화 또는 최대화하도록 선택될 수 있다. 이러한 순서의 공정 단계는 평탄한 2차원 페이싱을 취하고 단일 방향으로 인장 가능한 루프 재료를 형성한다.
또 다른 양호한 실시예에서, 루프 재료는 (1) 이완된 상태에서 탄성 또는 비탄성 기판에 부직포 페이싱을 적층하고 (2) 적층체를 기계적으로 변형시키고 (3) 이완되거나 절반 정도로 이완된 상태에서 사전에 변형된 적층체를 후속적으로 사후 결합시킴으로써 제조된 신장성 적층체 재료이다. 본 실시예에서, 적층체에는 여기에 설명된 바와 같이 후속적으로 사후 결합되는 부엘 등에게 허여된 미국 특허 제5,628,741호(참조로 여기에 수록되어 있음)에 기재된 바와 같은 "0 변형량(zero strain)" 인장 적층체를 제공하기 위해 기계 조작이 적용된다. 이러한 순서의 공 정 단계는 평탄한 2차원 페이싱을 취하고 신장성 루프 재료를 형성한다.
추가의 양호한 실시예에서, 루프 재료는 예컨대 적층체가 형성된 후 열의 인가 등에 의해 후속적으로 수축될 수 있는 기판에 결합될 수 있는 전술된 바와 같은 수축성 재료이다. 다음에, 사후 결합이 수축 전후에 적층체에 적용된다.
본 발명의 체결 시스템에서 이용된 루프 재료의 하나의 실시예는 참조로 여기에 수록되어 있는 모르만에게 허여된 미국 특허 제5,116,662호에 기재된 바와 같이 제조될 수 있고, 여기에 설명된 바와 같이 사후 결합될 수 있다. 예컨대, 네킹 가능한 재료는 네킹을 견딜 수 있는 밀착성 웨브 구조체를 형성하도록 섬유간 결합에 의해 합착되어야 하는 부직포 웨브의 섬유이다. 섬유간 결합은 개별적인 용융 취입된 섬유의 엉킴에 의해 발생될 수 있다. 섬유 엉킴은 용융 취입된 섬유에서 고유하지만 예컨대 유압 엉킴 또는 니들펀칭 등의 공정에 의해 발생 또는 증가될 수 있다. 대체예 및/또는 추가예에서, 열 결합 또는 결합 작용제가 웨브 구조체의 원하는 밀착성을 증가시키는 데 사용될 수 있다.
주름지게 한 부직포 페이싱은 적절한 부직포 재료를 취하고 하나 이상의 방향으로 부직포 재료를 신장시킴으로써 그리고 웨브가 신장의 방향에 직각 방향으로 네킹되게 하거나 협소하게 함으로써 제조될 수 있다. 주름지게 한 부직포 페이싱을 형성하는 데 사용된 부직포 재료는 모르만에게 허여된 미국 특허 제4,965,122호의 개시 내용에 따라 제조될 수 있는데, 이는 참조로 여기에 수록되어 있다. 적절한 부직포 재료는 예컨대 용융 취입 공정, 방사 결합 공정 또는 부직포 웨브의 결합 및 소면 등의 알려진 부직포 공정에 의해 형성될 수 있다. 부직포 재료가 용융 취입된 섬유의 웨브이면, 이는 용융 취입된 마이크로 섬유를 포함할 수 있다.
부직포 페이싱의 주름 형성은 재료의 네크 인장에 의해 달성될 수 있다. 힘의 인가의 폭 방향으로 협소하게 하도록 힘의 인가 시 신장될 수 있는 임의의 재료가 네크 인장을 위해 적절하다. 네킹된 재료는 모르만에게 허여된 미국 특허 제4,981,747호에 개시된 바와 같은 네크 결합된 적층체로 제조될 수 있다. 또한, 네킹된 재료는 재료 내로 기억을 주입하여 재료가 모르만에게 허여된 미국 특허 제4,965,122호에 개시된 바와 같이 그 신장으로부터 수축되게 하도록 네킹되면서 처리될 수 있다. 하나의 이러한 처리 방법이 열의 인가이다. 예컨대 폴리올레핀, 폴리에스테르 및 폴리아미드 등의 어떤 중합체가 이러한 기억을 부여하도록 적절한 조건 하에서 열처리될 수 있다. 예시의 폴리올레핀은 하나 이상의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체를 포함한다. 유용한 것으로 밝혀진 폴리프로필렌은 예컨대 상표명 PC-973 하에서 히몬트 코포레이션으로부터 구매 가능한 폴리프로필렌, 상표명 엑손 3445 하에서 엑손 케미컬 컴퍼니로부터 구매 가능한 폴리프로필렌 그리고 상표명 DX 5A09 하에서 셸 케미컬 컴퍼니로부터 구매 가능한 폴리프로필렌을 포함한다. 이들 재료의 화학적 특성은 그 각각의 제조업자로부터 이용 가능하다.
부직포 페이싱을 형성하는 데 사용된 부직포 재료는 예컨대 용융 취입된 웨브, 소면 결합된 웨브 또는 다른 적절한 재료의 적어도 하나의 층에 합착된 방사 결합된 웨브의 적어도 하나의 층을 갖는 다층 재료일 수 있다. 예컨대, 부직포 재 료는 약 0.2 내지 약 8 온스/yd2(osy)의 기본 중량을 갖는 방사 결합된 폴리프로필렌의 제1 층, 약 0.2 내지 약 4 osy의 기본 중량을 갖는 용융 취입된 폴리프로필렌의 층 그리고 약 0.2 내지 약 8 osy의 기본 중량을 갖는 방사 결합된 폴리프로필렌의 제2 층을 갖는 다층 재료일 수 있다. 대체예에서, 부직포 페이싱은 약 0.2 내지 약 10 osy의 기본 중량을 갖는 방사 결합된 웨브 또는 약 0.2 내지 약 8 osy의 기본 중량을 갖는 용융 취입된 웨브 등의 단일층의 재료일 수 있다.
또한, 부직포 페이싱은 2개 이상의 상이한 섬유의 혼합물 또는 섬유 및 미립자의 혼합물로 제조된 복합 재료일 수 있다. 이러한 가스 스트림에 섬유 및/또는 미립자를 추가함으로써 형성될 수 있는데, 여기에서 용융 취입된 섬유는 용융 취입된 섬유 그리고 다른 재료 예컨대 목재 펄프, 스테이플 섬유 또는 초흡수성 재료와 같은 미립자의 밀접하게 엉킨 혼합이 앤더슨 등에게 허여된 미국 특허 제4,100,324호(그 개시 내용은 참조로 여기에 수록되어 있음)에 개시된 것과 같이 임의로 분산된 용융 취입된 섬유 및 다른 재료의 밀착성 웨브를 형성하도록 수집 장치 상에서의 섬유의 수집 전 일어나도록 운반된다.
적층체를 위한 기부 재료는 시트 형태로 제조될 수 있는 임의의 재료로부터 제조될 수 있다. 일반적으로, 임의의 적절한 탄성 중합체 또는 플라스틱 섬유 형성 수지, 또는 이들을 포함한 혼합물이 본 발명의 섬유, 실, 필라멘트 및/또는 스트랜드, 또는 섬유, 실 필라멘트 및/또는 스트랜드의 부직포 웨브를 위해 이용될 수 있고, 임의의 적절한 필름 형성 수지 또는 혼합물, 또는 이들을 포함한 혼합물 이 본 발명의 기부 필름을 위해 이용될 수 있다. 유용한 기부 시트는 약 5 gsm(g/㎡) 내지 약 300 gsm 예컨대 약 5 gsm 내지 약 150 gsm의 범위 내에 있는 기본 중량을 가질 수 있다.
본 발명을 위한 예시의 비탄성 기부 재료는 폴리올레핀 필름, 특히 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 필름 및 이들의 혼합물을 포함한다. 특히, 기부 재료가 적층 전후에 기계적으로 변형되는 적층체를 위해, 기부 재료는 부적절한 파열 또는 분열 없이 신장이 적용될 수 있는 것이어야 한다. 이와 같이, 비탄성 재료가 ASTM D-638과 일관된 방법을 사용하여 측정될 때 신장의 방향으로 적어도 약 400% 내지 약 700%의 파괴까지 최대 신장량을 갖는 것이 양호하다. 이와 같이, 비탄성 기부 재료로서의 사용을 위한 양호한 중합체 필름은 높은 함량의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함한다. 기부 시트를 위한 특히 양호한 재료는 약 45-90% 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 약 10-55% 폴리프로필렌을 함유한 혼합물을 포함한다.
본 발명의 적층체를 위한 기부 재료로서의 사용을 위한 예시의 필름은 블로운 필름을 위한 상품명 RR8220 혼합물 그리고 캐스트 필름을 위한 RR5475 하에서 미국 인디애나주 테레 하우테에 소재한 트레데가 인더스트리즈 인크.에 의해 제조된다.
본 발명의 적층체를 위한 예시의 탄성 기부 재료는 일반식 A-B-A'을 갖는 블록 공중합체로부터 제조될 수 있는데, 여기에서 A 및 A'은 각각 폴리 (비닐 아렌) 등의 스티렌 부분을 포함하는 열가소성 중합체 엔드블록이고 B는 공액 디엔 또는 낮은 알켄 중합체 등의 탄성 중합체 미드블록이다. 탄성 시트는 예컨대 상표명 크 라톤 지 하에서 셸 케미컬 컴퍼니로부터 구매 가능한 (폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌) 블록 공중합체로부터 형성될 수 있다. 하나의 이러한 블록 공중합체는 예컨대 등록 상표 크라톤 지-1657일 수 있다.
탄성 시트를 형성하는 데 사용될 수 있는 다른 예시의 탄성 중합체 재료는 예컨대 비. 에프. 굿리치 & 코.로부터의 상표명 에스탄 하에서 구매 가능한 것 등의 폴리우레탄 탄성 중합체 재료, 예컨대 릴산 컴퍼니로부터 상표명 페박스 하에서 구매 가능한 것 등의 폴리아미드 탄성 중합체 재료 그리고 예컨대 이. 아이. 듀 폰 드 네모아 & 컴퍼니로부터의 상표명 히트렐 하에서 구매 가능한 것 등의 폴리에스테르 탄성 중합체 재료를 포함할 수 있다. 폴리에스테르 탄성 중합체 재료로부터의 탄성 시트의 형성은 예컨대 모르만 등에게 허여된 미국 특허 제4,741,949호에 개시되어 있고, 이는 참조로 여기에 수록되어 있다. 또한, 탄성 시트는 에틸렌 그리고 예컨대 비닐 아세테이트, 불포화 지방족 모노카르복실산 및 이러한 모노카르복실산의 에스테르 등의 적어도 하나의 비닐 단량체의 탄성 공중합체로부터 형성될 수 있다. 탄성 공중합체 그리고 이들 탄성 공중합체로부터의 탄성 시트의 형성은 예컨대 미국 특허 제4,803,117호에 개시되어 있다.
처리 보조제가 탄성 중합체에 추가될 수 있다. 예컨대, 폴리올레핀이 조성물의 가공성을 개선시키도록 탄성 중합체(예컨대, A-B-A 탄성 중합체 블록 공중합체)와 혼합될 수 있다. 폴리올레핀은 혼합되어 상승된 압력 및 상승된 온도 조건의 적절한 조합이 적용될 때 탄성 중합체와 혼합된 형태로 압출 가능한 것이어야 한다. 유용한 혼합 폴리올레핀 재료는 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부 텐 공중합체를 포함하여 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부텐을 포함한다. 특히 유용한 폴리에틸렌이 상표명 페트로텐 NA 601(PE NA 601 또는 폴리에틸렌 NA 601로서도 불림) 하에서 U.S.I. 케미컬 컴퍼니로부터 얻어질 수 있다. 2개 이상의 폴리올레핀이 이용될 수 있다. 탄성 중합체 및 폴리올레핀의 압출 가능한 혼합물이 예컨대 위스네스키 등에게 허여된 미국 특허 제4,663,220호에 개시되어 있는데, 이는 참조로 여기에 수록되어 있다. 또한, 기부 재료의 탄성 시트는 감압성 탄성 중합체 접착 시트일 수 있다.
또한, 기부 재료의 탄성 시트는 2개 이상의 개별 밀착성 웨브 및/또는 필름을 포함할 수 있다는 점에서 다층 재료일 수 있다. 추가로, 탄성 시트는 층들 중 하나 이상이 탄성 및 비탄성 섬유 또는 미립자의 혼합물을 포함하는 다층 재료일 수 있다. 후자 형태의 탄성 웨브의 예로서, 탄성 중합체 및 비탄성 중합체 섬유가 단일의 밀착성 웨브의 임의로 분산된 섬유를 형성하도록 혼합되는 미국 특허 제4,209,563호가 참조되는데, 이는 참조로 여기에 수록되어 있다. 이러한 탄성 복합 재료 웨브의 또 다른 예는 이전에 인용된 미국 특허 제4,741,949호에 의해 제조된 것이다. 이러한 특허는 용융 취입된 열가소성 섬유 및 다른 재료의 혼합물을 포함하는 탄성 부직포 재료를 개시하고 있다. 섬유 및 다른 재료는 가스 스트림에서 조합되는데, 여기에서 용융 취입된 섬유는 용융 취입된 섬유 그리고 다른 재료 예컨대 목재 펄프, 스테이플 섬유 또는 예컨대 흔히 초흡수성 재료로 불리는 하이드로콜로이드(하이드로겔) 미립자 등의 미립자의 밀접하게 엉킨 혼합이 밀착성 웨브의 임의로 분산된 섬유를 형성하도록 수집 장치 상에서의 섬유의 수집 전 일어나도 록 운반된다.
부직포 페이싱은 사후 결합 전 적층체를 형성하도록 예컨대 열 결합 또는 초음파 용접 등의 임의의 적절한 수단에 의해 적어도 3개의 장소에서 기부 재료의 하나 또는 모든 측면에 합착될 수 있다.
열 결합에 대해, 당업자라면 재료 또는 적어도 그 결합 지점이 열 결합을 위해 가열되는 온도가 가열된 롤 또는 다른 열원뿐만 아니라 가열된 표면 상의 재료의 체류 시간, 재료의 기본 중량 그리고 그 비열 및 열전도도에 의존한다는 것을 이해한다. 그러나, 주어진 조합의 재료에 대해 그리고 여기에 포함된 개시 내용의 관점에서, 만족스러운 결합을 달성하는 데 필요한 처리 조건은 용이하게 결정될 수 있다.
대체예에서, 부직포 페이싱 및 기부 재료는 다른 결합 방법 그리고 예컨대 접착제, 감압성 접착제, 용매 용접, 유압 엉킴, 고에너지 전자 빔 및/또는 레이저 등의 재료를 사용함으로써 합착될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 전단 강도 수치는 제품 사용 중 후크 및 루프 시스템 상에 걸리는 힘을 시뮬레이션하는 다음의 전단 시험을 사용하여 결정된다. 시험은 후크 및 루프 시스템의 임의의 방향으로 수행될 수 있다.
기록된 전단 수치는 체결 시스템이 제품 내에 설치될 때 제품의 횡 방향 축에 평행한 방향으로 체결 시스템을 시험하는 것으로부터 유도된다.
시험 방법: 전단 강도
시험 절차
이러한 절차는 2개의 재료를 합착시키는 기계식 체결 시스템을 분리시키는 데 요구되는 전단력을 측정하는 인장 벤치 시험이다. 분리의 전단력은 2개의 재료가 그 접촉 평면에 평행하게 떨어지도록 견인될 때의 하중 수치를 결정함으로써 측정된다. 전단 강도 시험 수치는 기계식 체결 시스템이 평면 내의 전단력에 대해 결합된 상태로 유지되는 정도를 나타낸다. 샘플은 떨어지도록 견인될 때까지 인장 시험기에서 견인된다. 전단 강도는 피크 하중 결과이다.
1. 개관
후크 및 루프 시스템 등의 기계식 체결 기구에 의해 합착된 2개의 재료층의 재료 샘플이 조립된다. 체결 시스템은 랜딩 영역에서 포개지는 2편의 재료를 합착한다. 샘플은 루프 재료에 후크 재료를 정렬 및 적용시키고 체결구와 결합되도록 체결 시스템에 걸쳐 2000 g 중량을 롤링함으로써 준비된다. 다음에, 샘플은 인장 시험기 상의 클램프들 사이에 놓인다. 일편의 재료는 상부 클램프 내에 보유되고, 다른 재료는 하부 클램프 내에 보유된다. 체결 시스템은 클램프 표면의 모서리에 대략 평행하게 클램프들 사이에 배열된다. 시험될 모든 재료의 폭은 76.2 ㎜(3 인치)이다. 게이지 길이는 클램프 표면의 모서리들 사이에서 50.8 ㎜(2 인치)이다. 용어 "하중(load)"은 인장 시험기에서 하중 셀에 의해 측정된 그램 수치를 말한다.
죠는 체결 시스템이 떨어지도록 견인될 때까지 제어된 속도로 분리된다. 이러한 공정 전체에 걸쳐 재료 상에 발생된 하중 수치는 기록된다. 피크 하중 수치는 체결 시스템의 전단 강도로서 기록된다.
비표준 폭의 샘플에 대한 피크 하중 수치는 샘플 폭이 76.2 ㎜(3 인치)로부 터 벗어나는 인자에 의해 승산 또는 제산함으로써 정규화되어야 한다. 예컨대, 25,4 ㎜(1 인치) 폭의 샘플을 떨어지도록 견인함으로써 유도된 피크 하중 수치는 3에 의해 승산되어야 한다.
적절한 재료는 전술된 제한된 사용 후 폐기 가능한 의복을 형성하는 데 사용된 재료를 포함할 수 있거나 그에 부착될 수 있는 후크 및 루프 체결 시스템을 포함한다.
2. 장치 및 재료
2.1 MTS 인장 시험기 모델 등록 상표 시너지 200 시험 베드 등의 일정한 속도의 인장(CRE) 인장 시험기; 미국 노쓰 캐롤라이나주 리써치 트라이앵글에 소재한 MTS 시스템즈 코포레이션으로부터 구매 가능.
2.2 하중 셀: 피크 하중 수치의 대부분이 하중 셀의 전체 범위 수치의 제조업자의 추천 범위의 10% 내지 90%에 속하도록 선택된 적절한 셀; 예컨대 미국 노쓰 캐롤라이나주 리써치 트라이앵글에 소재한 MTS 시스템즈 코포레이션으로부터 구매 가능한 모델 100N.
2.3 윈도우즈 소프트웨어 버전 4를 위한 등록 상표 MTS 테스트웍스 등의 작동 소프트웨어 및 데이터 취득 시스템; 미국 노쓰 캐롤라이나주 리써치 트라이앵글에 소재한 MTS 시스템즈 코포레이션으로부터 구매 가능.
2.4 파지부: MTS 시스템즈 코포레이션으로부터 구매 가능한 부품 번호 38.00716으로서 식별된 공압 작용 파지부, 상부 및 저부.
2.5 파지부 표면: MTS 시스템즈 코포레이션으로부터 구매 가능한 것 등의 25 ×75 ㎜(1×3 인치) 상호 로킹 표면.
2.6 롤링 순서 중 2 ㎏의 압력을 제공할 수 있도록 개조된 롤다운 등의 기계 롤러; 미국 오하이오주 페어필드에 소재한 켐인스트루먼츠로부터 구매 가능.
3. 조건
적절한 주위 조건이 시험을 위해 요구된다. 사용된 기구는 각각의 기구의 제조업자의 지시 사항에 기재된 바와 같이 보정되어야 한다.
4. 시험 시편(도12 및 도13 참조)
시험될 후크 재료(300)는 전술된 제한된 사용 후 폐기 가능한 의복의 다른 구성 요소 예컨대 측면 패널 재료 상에 장착될 수 있다. 후크 재료(300)는 접착제 또는 초음파 결합 등의 임의의 적절한 방법을 사용하여 부착될 수 있다. 후크 재료(300)의 샘플은 하부 재료(302)에 장착된 후크 영역의 길이가 적어도 101.6 ㎜(4 인치)이도록 준비된다. 후크 재료-측면 패널 재료 복합 재료(304)의 폭은 적어도 76.2 ㎜(3 인치)이어야 한다. 후크 재료(300)는 복합 재료(304)의 하나의 길이 방향 모서리를 따라 또는 그 근처에 위치되어야 한다. 복합 재료(304)는 후크 재료(300)가 나란히 연장되고 시험기에 가장 가까운 복합 재료 모서리에 위치되도록 평탄한 표면 상에 위치된다.
루프 재료(306)는 루프 재료가 후크 재료(300)를 완전히 덮도록 후크 복합 재료(304)에 걸쳐 놓인다. 루프 재료(306)는 루프 재료(306)의 상부 모서리가 약 4 ㎜만큼 후크 재료(300)의 상부 모서리와 포개지도록 후크 복합 재료(304)의 내향에(후크 복합 재료보다 시험기에 더욱 가깝게) 놓인다. 또한, 루프 재료(306)는 ( 체결 영역의 길이에 직각인) 합착된 재료의 전체 폭이 적어도 약 114.3 ㎜(4.5 인치)이도록 폭이 적어도 약 76.2 ㎜(3 인치)이어야 한다. 합착된 재료는 랜딩 영역(308)에서 취급 또는 가압되지 않아야 한다.
다음에, 합착된 재료는 랜딩 영역이 길이가 76.2±1 ㎜(3±0.04 인치)이도록 양단부에서 트리밍된다. 랜딩 영역(308)은 기본적으로 트리밍된 모서리에 직각이어야 하고; 트리밍된 모서리는 평행하여야 한다.
시편은 후크 재료(300)가 뒤집힌 상태로 하나의 트리밍된 모서리가 클램프 기부(314)에 대해 있는 상태로 클램프(312) 아래에 놓이도록 도14에 도시된 기계 롤링 장치 내로 놓인다. 랜딩 영역(300)의 중심선(316)은 롤러(318)의 표면의 중심선과 정렬되어야 한다. 클램프(312)는 하강되고 래치(317)는 결합된다. 롤링 순서를 개시하도록 START가 눌러진다. 기계 롤러(318)는 롤링 중 2 ㎏ 중량을 인가하도록 보정되어야 하고, 제1 주기 후 후크 재료(300)를 도중에 중단시켜야 한다. 롤러(318)는 분당 250 ㎝의 속도로 이동하여야 한다. 시편은 롤러(318)를 사용하여 2회 롤링된다.
기계 롤러(310)의 클램프(312)는 상승되고 샘플은 랜딩 영역에 접촉되지 않고 부드럽게 제거된다.
시편은 다음의 인장 시험 절차를 사용하여 시험되고; 시편은 도12 및 도13에서 화살표에 의해 지시된 방향을 따라 시험된다. 각각의 샘플의 적어도 4개의 시편이 시험되어야 하고, 결과는 평균화된다.
5. 절차
인장 시험기 시험 조건:
파괴 감도 60%
파괴 임계치 0.5 파운드의 힘
예비 하중? 없음
시험 속도 500 ㎜/분
게이지 길이 50.8 ㎜(2 인치)
주기수 1
A. 크로스헤드 위치를 위해 인장 프레임 푸시버튼 제어를 사용하여, 파지부는 50.8 ㎜(2 인치)의 게이지 길이를 제공하도록 이동된다. 크로스헤드 채널은 이러한 초기 길이까지 중량이 측정된다.
B. 체결 영역과 접촉되지 않는 상태로, 재료 시편은 체결구가 파지부들 사이에 (수직으로) 중심을 잡고, 각각의 파지부 내에서 (수평으로) 중심 위치 내에 보유되고, 정확하게 배향되도록[파지부 상에서 폭 방향으로 76.2 ㎜(3 인치)만큼 연장되도록] 놓인다. 시편의 수직 모서리는 파지부 표면의 가장 가까운 모서리에 직각이어야 하고, 체결구는 표면의 모서리에 평행하여야 한다. 도12 및 도13의 화살표는 샘플이 시험 중 견인되는 방향을 보여준다.
C. 시편 상의 상부 파지부는 폐쇄되고 하중 채널은 중량이 측정된다.
D. 시편은 시편 내의 슬랙을 최소화하는 방식으로 보유되지만, 인장 하에 놓이지 않고, 시편 상의 하부 파지부는 폐쇄된다.
E. 시험은 RUN 버튼을 클릭함으로써 전술된 변수를 사용하여 진행된다.
F. 시험이 완료될 때, 데이터는 샘플 파일에 저장된다.
G. 시편은 파지부로부터 제거된다.
H. 주어진 샘플의 추가의 시편이 단계 B 내지 단계 E 및 단계 G를 사용하여 진행되고; 모든 시편에 대한 데이터는 단일 파일에 저장되어야 한다.
I. 모든 샘플은 이러한 방식으로 계속하여 시험된다.
J. 데이터는 각각의 샘플에 대한 평균 피크 하중 수치로서 기록된다.
본 발명에 따른 전술된 재료와의 사후 결합은 사후 결합이 탄성 재료의 제조 중 수행될 때 일어나는 바와 같이 재료의 수축 및 신장을 제한하거나 그렇지 않을 수 있다. 사후 결합은 결합될 체결 구성 요소에 대한 랜딩 영역으로 제한될 수 있거나, 전체의 적층체 표면을 덮는 전체의 결합 패턴일 수 있거나, 적층체의 일부 또는 모두를 덮는 결합 패턴의 세그먼트되거나 구획된 조합일 수 있다. 그 초기 구성 및 적층 후의 이들 재료의 사후 결합은 그 전체의 주름지게 하는 강도 또는 인장 특성에 영향을 별로 주지 않으면서 그 밀착 강도 그리고 페이싱층의 일체성을 개선시킬 수 있다. 시험은 인장 결합된 적층체의 사후 결합이 후크 대 루프 전단 시험에 대해 2000 g 내지 3000 g의 전단 시험 강도를 증가시키는 것으로 나타났다.
본 발명에 따라 사후 결합되지 않은 종래 기술의 적층체 재료는 아동에 의해 착용될 때 루프 재료로서 사용될 때 박리되는 경향을 보여준다. 이들 재료를 사후 결합시킴으로써, 박리가 일어나는 경향이 적어진다.
행 및 열로 배열된 도트, 다이아몬드, 라인 및 다른 불연속 형상의 어레이로 구성된 패턴을 포함하는 거의 모든 임의의 결합 패턴이 본 발명에 따라 적층체를 사후 결합시키는 데 사용될 수 있다. 또한, 크로스해칭된 라인, 교차하는 사인파 등의 연속형 패턴이 본 발명에 대해 고려된다.
대응하여 상승된 영역을 갖도록 초음파 앤빌에 의해 형성될 수 있는 유용한 결합 패턴의 예가 도6에 도시되어 있다. 결합 패턴(210)은 약 1.067 ㎜(0.042 인치)의 직경 그리고 6.45 ㎠(인치2)당 33개 지점의 밀도로써 대략 5%의 재료 내의 결합 영역을 제공하는 둥근 결합 지점(212)을 갖는다. 결합 영역이 약 15% 미만인 이러한 결합 패턴을 구비한 사후 결합된 신장성 또는 인장 가능한 부직포 루프 적층체는 재료의 신장 또는 회복을 실질적으로 방해하지 않고 루프 재료의 박리에 의한 기계식 체결 시스템의 고장을 방지하는 데 특히 유용하다.
0.787 ㎜(0.031 인치)의 폭, 23.9 ㎜㎝(0.941 인치)의 길이 그리고 길이의 직선 인치당 14.2개 바의 밀도로써 대략 45%의 결합 영역을 제공하는 직사각형 바(214)로 구성된 본 발명에 따른 적절한 결합 패턴의 또 다른 예가 도7에 도시되어 있다. 또한, 결합 영역이 약 25%보다 큰 이러한 결합 패턴을 갖는 사후 결합된 부직포 루프 적층체는 루프 재료의 박리에 의해 기계식 체결 시스템의 고장을 방지하는 데 유용하고, 시스템의 전단 강도의 상당한 증가 그리고 랜딩 영역의 인장 및 회복의 상당한 감소를 가져온다.
1.194 ㎜(0.047 인치)의 직경 그리고 6.45 ㎠(인치2)당 168개 지점의 밀도로써 대략 15%의 결합 영역을 제공하는 둥근 결합 지점(216)으로 구성된 본 발명에 따른 적절한 결합 패턴의 제3 예가 도8에 도시되어 있다. 이러한 중간 결합 영역 그리고 대체로 15% 내지 25%의 범위 내의 결합 영역은 랜딩 영역 내의 적층체의 인장 및 회복에 대해 적절한 영향을 주는 상태로 적층체의 z-방향 강도의 상당한 증가 그리고 손상 없는 결합 해제를 견디는 능력을 가져올 수 있다.
하나의 형태에서, 사후 결합된 루프 적층체 영역은 이러한 구성 요소의 랜딩 영역의 약 25%인 루프 체결 구성 요소의 일부를 형성한다. 인장, 강도 및 탄성의 특성들의 조합에 따라, 사후 결합 공정에서의 결합 지점의 다양한 밀도에 대해 논의된 바와 같이, 결합 패턴에 의해 실제로 결합되는 적층체의 부분은 바람직하게는 제1 체결 구성 요소의 사후 결합된 루프 적층체 부분에서 1% 내지 75%이다.
이러한 사후 결합된 재료는 사후 결합이 적층체(220) 내의 밸리(218)에서 일어나는 도10 및 도11의 단면도에 도시되어 있다. 도10에 도시된 패턴은 열 결합 또는 초음파 결합에 의해 형성될 수 있고, 도11에 도시된 패턴은 열 결합 공정이 전형적이지만, 배타적인 것은 아니다.
본 발명의 적용의 예로서, 탄성 필라멘트를 신장시키고 접착제에 의해 필라멘트에 부직포 페이싱을 고정함으로써 준비된 탄성 적층체가 도6에 도시된 패턴으로써 사후 결합되었다. 사후 결합이 있고 사후 결합이 없는 예시의 후크 재료를 사용하여 재료가 평가될 때, 후크 결합부의 유사한 전단 강도가 3300 내지 3500 g의 범위 내에서 얻어졌지만, 사후 결합이 없는 샘플은 박리를 경험하였고 반복된 결합 해제를 견디지 못했다. 또 다른 예에서, 비탄성 필름 기부를 구비한 기계적으로 사전에 변형된 적층체가 도6에 도시된 결합 패턴으로써 사후 결합되었다. 이러한 경우에, 동일한 후크 재료를 사용하는 후크 결합부의 전단 강도는 사후 결합 이 없을 때의 평균 2700 g으로부터 사후 결합이 있을 때의 평균 4400 g까지 증가되었다. 이들 모두의 예에서, 적층체는 사후 결합 단계에 의해 기계식 체결 시스템 내의 루프 체결 요소로서 사용 가능해졌다. 전술된 예로부터 알 수 있는 바와 같이, 사후 결합은 직접적으로, 적층체의 내구성을 향상시킴으로써 또는 이들 모두에 의해 전단 강도를 향상시킬 수 있다. 양호한 형태에서, 사후 결합된 적층체의 전단 강도는 바람직하게는 약 1000 내지 약 5000 g의 범위 그리고 더욱 바람직하게는 약 1500 내지 약 3500 g의 범위 내에 있다.
본 발명에 따른 제품을 제조하는 방법은 도9에 블록도로 도시되어 있다. 전술된 부직포 웨브의 공급부(200)는 전술된 바와 같은 종래의 방법으로 공급부(202)로부터 나온 또 다른 재료에 적층되는 적층 스테이션(203)으로 이송된다. 다음에, 적층체는 전술된 바와 같이 적어도 하나의 방향으로 부분적으로 또는 완전히 수축될 수 있고, 본 발명의 사후 결합된 적층체를 형성하도록 206에서 사후 결합된다. 본 발명에 따른 사후 결합은 초음파 결합 또는 열 결합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 종래의 기술로써 수행될 수 있다. 다음에, 사후 결합된 재료는 전술된 바와 같은 트레이닝 팬츠 등의 의복과 같은 제품을 구성하도록 제품 구성 스테이션으로 공급될 수 있다. 도9에 도시된 스테이션은 연속적 또는 단속적일 수 있고 공정의 전술된 상세한 논의가 견지되는 한 원하는 대로 조합될 수 있다.
또한, 트레이닝 팬츠 등의 의복이 초기에 구성되어 기계에 의해 절첩될 때 루프 재료가 후크 재료에 걸쳐 위치되기 전 사후 결합될 수 있고 다음에 종래의 기계식 체결 시스템보다 기계 체결구 시스템에서 더욱 강력한 초기 구성을 제공하도 록 그 상에서 가압될 수 있다는 것이 고려된다.
본 발명의 기계 체결 시스템 이 아동의 화장실 트레이닝 팬츠와 연계하여 도시 및 설명되었지만, 이러한 체결 시스템은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 외과용 붕대 및 스펀지뿐만 아니라 기저귀, 성인 실금 환자용 의복, 위생 냅킨 등의 다양한 다른 제한된 사용 후 폐기 가능한 흡수성 제품으로 실시될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
다양한 변화예가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 전술된 구성 및 방법에서 수행될 수 있지만, 전술된 설명에 포함되고 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 도시 및 설명을 위한 것으로 제한적 의미로 해석되지 말아야 한다.
본 발명의 요소 또는 본 발명의 양호한 실시예를 소개할 때, 부정관사(a, an, the 및 said)는 하나 이상의 요소가 존재하는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는(comprising)", "포괄하는(including)" 및 "갖는(having)"은 나열된 요소 이외의 추가 요소가 존재할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 포괄적으로 해석되어야 한다.

Claims (25)

  1. 제품을 위한 후크 및 루프 체결 시스템에서의 사용을 위해 사후 결합 루프 적층체 재료를 형성하는 방법이며,
    부직포 웨브의 루프 재료를 포함하는 제1 층의 재료를 제공하는 단계와; 부직포 루프 적층체 재료를 형성하도록 제2 층의 재료에 제1 층의 재료를 적층하는 단계와; 사후 결합 루프 적층체 재료를 형성하도록 부직포 루프 적층체 재료의 영역을 사후 결합시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제2 층의 재료는 신장성 특성 및 탄성 특성 중 하나를 갖는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 제2 층의 재료는 부직포 재료를 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 제2 층의 재료는 스트랜드의 재료를 포함하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 제2 층의 재료는 필름을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제2 층의 재료는 비탄성 재료를 포함하는 방법.
  7. 제2항에 있어서, 적층 전 기계 방향으로 제2 층의 재료를 신장시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제2항에 있어서, 적층 전 교차 기계 방향으로 제2 층의 재료를 신장시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제2항에 있어서, 적층 전 기계 방향 및 교차 기계 방향 모두로 제2 층의 재료를 신장시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 제2 층의 재료로의 적층 전 기계 방향 및 교차 기계 방향 중 적어도 하나로 제1 층의 재료를 네킹하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 제1 층의 재료의 섬유가 적층 전 인가된 힘에 직각 방향으로 제1 층의 재료를 네킹하거나 네킹하지 않고 인가된 힘의 방향으로 배향되는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 적층 전 제1 층의 재료를 열처리하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 사후 결합 전 부직포 루프 적층체 재료를 사전에 변형시키 는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역의 크기가 후크 재료를 위한 의도된 랜딩 영역의 크기의 적어도 25%이도록 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 사후 결합 영역은 1% 내지 75%의 결합 밀도를 갖는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역은 적어도 하나의 방향으로 신장성 및 탄성 중 하나인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역은 제1 방향으로 신장성이고 제2 직각 방향으로 탄성인 방법.
  18. 제16항에 있어서, 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역은 사후 결합 전 부직포 루프 적층체 재료와 동일한 신장 및 수축 특성을 갖는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역은 사후 결합 전 부직포 루프 적층체 재료보다 낮은 신장 및 수축 특성을 갖는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 제품에 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역을 부착하는 단계와; 루프 적층체 재료의 부착된 사후 결합 영역과의 선택된 결합 및 해제를 위해 제품에 대응 후크 재료를 부착하는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 제1 층의 재료는 제품의 내부층 및 외부층 중 하나 또는 모두의 적어도 일부를 형성하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역은 후크 및 루프 체결 시스템의 제1 체결 구성 요소를 형성하고 후크 재료는 1000 내지 5000 g의 전단 강도 수치를 함께 제공하는 후크 및 루프 체결 시스템의 제2 체결 구성 요소를 형성하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 후크 및 루프 체결 시스템은 1500-3500 g의 전단 강도 수치를 함께 제공하는 방법.
  24. 제20항에 있어서, 루프 적층체 재료의 사후 결합 영역은 제품의 측면 패널의 적어도 일부를 포함하는 방법.
  25. 후크 및 루프 체결 시스템을 구비한 제품을 형성하는 방법이며,
    부직포 웨브의 루프 재료를 포함하는 제1 층의 재료를 제공하는 단계와; 부 직포 루프 적층체 재료를 형성하도록 제2 층의 재료에 제1 층의 재료를 적층하는 단계와; 제품에 제1 체결구로서의 부직포 루프 적층체 재료를 부착하는 단계와; 부직포 루프 적층체 재료의 영역을 사후 결합시키는 단계와; 제1 체결구와의 선택적 결합 및 해제를 위해 제품에 후크 재료로 제조된 제2 체결구를 부착하는 단계를 포함하는 방법.
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