KR101092808B1 - 강화 흡수성 구조체를 갖는 흡수성 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명의 흡수성 구조체는 스크림과 같은 강화 부재로 강화된 섬유 매트릭스를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 스크림은 섬유와 스크림의 얽힘 및 스크림의 대향 면으로부터의 매트릭스 내 섬유들 서로간의 얽힘에 의해 섬유 매트릭스에 고정된다. 스크림 층은 흡수재의 종방향으로 연장되는 중앙 영역에 한정될 수 있다. 특별한 양태에서, 스크림은 섬유 매트릭스의 가장 좁은 폭 치수보다 작은 횡방향 폭 치수를 갖는다. 스크림은 섬유 매트릭스의 2개의 대향 주표면 사이에 위치될 수 있다.

흡수성 제품, 흡수성 구조체, 흡수성 부재, 강화 부재, 스크림

Description

강화 흡수성 구조체를 갖는 흡수성 제품{ABSORBENT ARTICLE WITH REINFORCED ABSORBENT STRUCTURE}

본 발명은 일반적으로 흡수성 제품 및 그러한 제품을 위한 흡수성 구조체에 관한 것이다. 흡수성 구조체는 흡수성 섬유 및 강화 부재를 포함할 수 있다. 강화 흡수성 구조체는 일회용 기저귀, 어린이 배변연습용 팬츠, 여성 위생 제품, 실금자용 제품, 붕대 등과 같은 흡수성 제품에 이용될 수 있다.

일회용 흡수성 가먼트와 같은 흡수성 제품은 통상적으로 에어 포밍 또는 에어 레잉 기술에 의해 형성된 흡수성 구조체 또는 코어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 흡수성 코어의 제조는 셀룰로오스 또는 기타 적합한 흡수성 재료의 섬유 시트를 통상의 섬유화기, 또는 기타 세단 또는 분쇄 장치에서 섬유화하여 분리 섬유를 형성함으로써 시작될 수 있다. 또한, 초흡수성 재료의 입자는 분리 섬유와 혼합된다. 섬유 및 초흡수재 입자는 그후에 기류에 연행되고 유공성 성형 표면으로 향하여, 그 표면 상에 섬유 및 초흡수재 입자가 퇴적되어 흡수성 섬유 웹을 형성한다. 또한, 더욱 안정화된 웹을 제공하기 위해 결합제 또는 기타 보강 성분이 혼입될 수 있다.

또한, 다른 기술들이 안정화된 흡수성 재료의 웹을 형성하는데 이용되어 왔다. 그러한 기술들에는 건식 성형 기술, 습식 레잉 기술, 발포 성형 기술 및 각종 습식 성형 기술들이 포함된다. 흡수성 재료의 결과로 형성된 웹은 흡수성 섬유, 천연 섬유, 합성 섬유, 초흡수성 재료, 결합제 및 보강 성분을 소정의 비율로 포함하였다. 그러나, 형성된 흡수성 웹은 그후에 보관되거나 추가의 가공을 위해 바로 이동되고 (예를 들면, 개별 흡수성 코어로 절단됨) 다른 성분과 조립되어 최종 흡수성 제품을 생산할 수 있다. 흡수성 재료 웹은 흡수성 재료 웹의 적어도 한 면상에 강화 부재를 추가시킴으로써 보강되어 왔다. 그러한 강화 부재에는 강화용 필라멘트, 티슈 층, 직물 층 및 네트 재료가 포함된다. 흡수성 재료 웹의 형성 시에 흡수성 재료에 스테이플 결합제 섬유를 추가하는 것은 공지된 사실이다. 결합제 섬유는 가열함으로써 활성화되어 흡수성 재료가 접착된다.

그러한 흡수성 재료 웹으로부터 형성된 흡수성 코어의 일체성은 습윤 상태 또는 건조 상태에서 흡수성 코어의 결집, 응집, 균열 및 분리를 피하기 위해 필요하다. 이는 흡수성 코어를 포함하는 흡수성 제품이 인설트를 수용할 때에도 그러한 흡수성 제품의 착용자에 대한 맞음새 및 편안함을 개선시킨다. 흡수성 제품의 처짐 및 늘어짐은 흡수성 제품과 착용자의 몸 사이에 틈이 생기도록 하여 누출을 일으킬 수 있다. 흡수성 코어가 더 얇고 좁게 만들어진다면 (특히, 가랑이 영역에서), 제조 및 사용 시에 가해지는 응력이 높으므로 강화가 필요하다. 제조시에, 흡수성 코어에 대한 장력은 가공 기계류의 시동 및 정지 중에 특히 높을 수 있다. 사용시에, 일체성의 결함은 흡수성 코어를 파손시키고 그에 따라 유체 제어, 액체 처리 및 흡상을 방해함으로써 제품 성능에 나쁜 영향을 주고 흡수성 제품을 꼭 맞지 않게 하여 누출을 일으킬 수 있다.

공동 양도된 유럽 특허 공개 제0 467 409 A1호는 스크림 (scrim) 재료를 사용하여 흡수성 패드를 강화하려는 시도를 개시하고 있다. 이러한 개시에서는, 일부 스트랜드가 한 재료의 내부 코어 및 제2 재료의 외부 쉬쓰를 갖는 네트 또는 스크림 재료가 사용된다. 스크림은 성형 챔버에 도입되어 여기서 섬유 매트릭스에 혼입된다. 쉬쓰의 제2 재료는 코어의 제1 재료보다 더 낮은 융점을 갖는다. 스크림이 섬유 매트릭스에 혼입된 후에, 형성된 흡수성 웹은 쉬쓰가 용융되도록 가열되어 스크림이 매트릭스 내 섬유에 결합하게 된다. 이는 강화 흡수재의 제조에서 별도의 단계를 필요로 한다.

유럽 공개 제 0 467 409호는 또한 섬유 매트릭스의 두께 내에 스크림의 위치를 확립하는 방법을 개시한다. 이 방법은 상이한 재료의 내부 코어 및 외부 쉬쓰를 갖는 스트랜드 스크림의 사용을 반드시 필요로 하지는 않는다. 그러나, 접착제 및(또는) 융착 없이 스크림을 섬유 매트릭스에 고정시키는 것을 개시하거나 제안하지는 않았다.

상기한 바와 같은 종래의 강화 재료는 목적하는 흡수성 구조체를 형성하는데 사용될 때 상당한 결점을 나타내었다. 강화 부재를 주위 재료에 연결시키기 위해, 추가의 또는 더욱 복잡한 제조 기술을 필요로 하는 접착제 및 다른 형태의 결합이 이용되어 왔다. 또한, 종래의 강화 부재는 값비싸고, 착용자의 피부를 지나치게 자극할 수 있는 연부를 갖고 있다. 결과적으로, 목적하는 저비용, 고강도 및 저자극으로 조합된 흡수성 구조체를 제공하는 것은 어려웠다. 따라서, 목적하는 강화 흡수재를 제공하기 위한 개선된 기술을 계속 필요로 하고 있다.

발명의 요약

본 발명의 원리에 따라서 제조된 흡수성 제품은 강화 부재로 강화된 섬유 매트릭스를 포함할 수 있다. 강화 부재는 흡수성 코어의 제조시에 특정 제어된 조건하에서 일어나는 연결에 의해 섬유 매트릭스에 연결된다. 추가의 고정 단계는 필요하지 않다. 또다른 면에서, 강화 부재는 흡수성 구조체의 종방향으로 연장되는 중앙 영역에 한정될 수 있다. 특정 양태에서, 강화 부재는 섬유 매트릭스의 가장 좁은 폭 치수보다 작은 횡방향 폭 치수를 가질 수 있다. 또다른 면에서, 강화 부재 재료는 흡수성 코어의 두께 (즉, "z-방향") 내의 소정의 위치에 놓여질 수 있다.

각종 면 및 특징을 원하는 형태에 포함시킴으로써, 본 발명은 강화 흡수성 구조체를 더욱 효과적으로 포함하는 흡수성 제품을 제공할 수 있다. 본 발명은 착용자에게 덜 자극적이며 절감된 비용으로 제조될 수 있는 고강도 흡수성 구조체를 갖는 제품을 제공할 수 있다.

본 발명의 한 면에서, 액체를 흡수하기 위한 흡수성 구조체는 각각이 적어도 부분적으로 섬유로 제조된, 상부 영역 및 하부 영역을 갖는 흡수성 부재를 포함한다. 상부 영역과 하부 영역 사이에 위치된 강화 부재는 흡수성 부재의 구조적 일체성을 유지한다. 강화 부재는 상부 영역에서 하부 영역으로 또한 하부 영역에서 상부 영역으로 섬유에 의해 투과되며, 상부 및 하부 영역의 각각으로부터 투과되는 섬유의 적어도 일부는 상부 및 하부 영역의 다른 것의 섬유와 얽혀져서 상부 및 하부 영역과 강화 부재의 상호연결이 촉진된다.

본 발명의 또다른 면에서, 흡수성 제품은 액체 투과성 라이너, 배면시트 층 및 라이너와 배면시트 층 사이에 배치되어 있는, 이전 단락에서 언급한 흡수성 구조체를 포함한다.

또다른 면에서, 액체를 흡수하기 위한 흡수성 구조체는 섬유를 포함하는 흡수성 부재, 및 흡수성 부재의 구조적 일체성을 유지하기 위한 강화 부재를 포함한다. 강화 부재는 흡수성 부재로부터의 섬유에 의해 투과되며 그 안에 개구를 갖는다. 투과되는 섬유의 적어도 일부는 강화 부재 내의 개구를 통해 빠져 나와 강화 부재와 얽혀진다.

본 발명의 또다른 면에서, 액체를 흡수하기 위한 흡수성 구조체는 섬유를 포함하는 흡수성 부재, 및 강화 부재를 포함한다. 강화 부재는 섬유와 강화 부재의 얽힘; 섬유와, 강화 부재와 얽혀진 다른 섬유와의 얽힘; 및 얽혀진 섬유들 중의 적어도 하나는 강화 부재를 통과한 섬유들 서로간의 얽힘 중의 적어도 하나를 통한 것을 제외하고는, 흡수성 구조체에 실질적으로 부착되지 않는다.

본 발명의 또다른 면에서, 일반적으로 하부 몸통에서 착용되어 신체 분비물을 잡아두기에 적합한 흡수성 제품은 액체 투과성 라이너, 배면시트 층 및 라이너와 배면시트 층 사이에 배치되어 있는 흡수성 구조체를 포함한다. 흡수성 구조체는 섬유 및 강화 스크림을 갖는 흡수성 코어를 포함한다. 스크림은 섬유와 스크림의 얽힘; 섬유와, 스크림과 얽혀진 다른 섬유와의 얽힘 및 얽혀진 섬유들 중의 적어도 하나는 스크림을 통과한 섬유들 서로간의 얽힘에 의해 섬유에 연결된다.

본 발명의 다른 특징은 부분적으로 명확하며 부분적으로 이후에 나타내어질 것이다.

도 1은 내부 구조를 나타내기 위해 일부분을 잘라낸 흡수성 제품의 평면도이다.

도 2는 본 발명을 포함하는 흡수성 제품의 단면의 개략 분해도이다.

도 3은 내부 구조를 나타내기 위해 일부분을 잘라낸 흡수성 코어의 확대된, 부분 개략 사시도이다.

도 4는 강화 부재를 나타내고, 흡수성 코어의 섬유들 서로간의 또한 그 섬유와 강화 부재와의 상호연결을 개략적으로 예시하는 흡수성 제품의 흡수성 코어의 더욱 확대된 부분 종단면도이다.

도 5A는 다이아몬드형 개구를 가진 스크림 재료 형태의 강화 부재의 평면도이다.

도 5B는 개구 형성된 시트 재료 형태의 강화 부재의 평면도이다.

도 6A는 수직 가로대를 갖는 분리된 종장형 스트랜드 형태의 강화 부재의 평면도이다.

도 6B는 그로부터 외측으로 돌출된 소직경 필라멘트를 갖는 분리된 종장형 스트랜드 형태의 강화 부재의 평면도이다.

도 6C는 그 위에 종방향으로 이격된 너브 (knob)를 갖는 분리된 종장형 스트랜드 형태의 강화 부재의 평면도이다.

도 6D는 스펀본드 재료의 분리된 스트립 형태의 강화 부재의 평면도이다.

도 7은 에어 포밍 장치의 개략 정면도이다.

도 8A-8C는 그 위에 섬유가 얽혀진 스크림의 스트랜드의 사진이다.

도 9는 용적축소 롤러를 통과하는 섬유 재료의 웹의 개략 단면도이다.

도 10A-10D는 기저귀의 흡수성 코어를 평가하기 위해 라이트 박스 위에 배치된 기저귀의 사진이다.

상응하는 참조 부호는 도면의 몇가지 면에 대해 상응하는 부분을 나타낸다.

본 발명의 기술은 각종 유형의 원하는 흡수성 제품을 생산하도록 구성될 수 있다. 그러한 제품으로는 예를 들면, 각종 신체 분비물을 흡수하는데 사용되는 유아용 기저귀, 어린이 배변연습용 팬츠, 여성 위생 제품, 성인 실금자용 가먼트, 붕대 등이 있다. 상기 제품은, 필수적인 것은 아니지만, 일회용이며, 제한 사용하도록 의도된다. 일반적으로, 일회용 제품은 세척 및 재사용하도록 의도되지 않는다.

이제 도면, 특히 도 1 및 2를 참조하자면, 본 발명의 원리를 따라서 제조된 흡수성 제품은 탄성 유도된 개더링 및 수축이 실질적으로 모두 제거되어 접혀지지 않고 편평하게 펼쳐진 기저귀 (10) 형태로 도시되어 있다. 기저귀 (10)는 종방향 또는 기계방향 (24)의 길이쪽으로 연장되고 측방향 또는 횡방향 (26)의 폭쪽으로 연장되어 있으며, "z" 또는 두께 방향 (25)으로 두께를 갖는다. 본 발명의 개시의 목적으로, 기계방향 (24)은 기저귀 (10)의 면에 대해 일반적으로 평행하게 놓여지고, 일반적으로 기저귀의 대향 말단 영역 사이에 놓여진 선을 따라 연장된다. 횡방향 (26)은 제품의 면에 대해 일반적으로 평행하게 놓여지고, 종방향 (24)에 수직 으로 정렬된다. z-방향 (25)은 종방향 (24) 및 횡방향 (26) 둘다에 대해 실질적으로 수직으로 정렬되며, 기저귀 (10)의 두께를 통해 연장된다. 도 1에서, 착용자와 접하는 기저귀의 신체측 표면은 관찰자를 향하고 있으며, 구조체의 부분들은 기저귀 제품 (10)의 내부 구조를 더욱 명확하게 나타내기 위해 부분적으로 잘라져 있다. 기저귀의 외측 연부는 종방향으로 연장되는 측연부 가장자리 (20)와 측방향으로 연장되는 말단 연부 가장자리 (22)에 의해 경계를 한정한다. 측연부는 기저귀 (10)에 대한 다리 개구를 한정한다.

제품의 지정된 표면에 대해서 보면, 다양한 내측 또는 신체측 표면은 제품이 착용자에게 놓여질 때 착용자의 몸을 향하도록 구성된다. 제품의 지정된 외측 표면은 제품이 착용자에게 놓여질 때 착용자의 몸에서 먼쪽을 향하도록 구성된다. 기저귀 (10)는 직사각형, I-형, 일반적으로 모래시계형, 또는 T-형과 같은 임의의 원하는 형태를 가질 수 있다. T-형의 경우, "T"의 크로스바는 기저귀의 정면 허리밴드 부분을 포함할 수 있거나, 또는 다르게는 기저귀의 후면 허리밴드 부분을 포함할 수 있다.

기저귀 (10)는 흡수성 섬유 및 초흡수성 재료 (SAM)를 포함하는 흡수성 코어 (33) (광범위하게는, "흡수성 부재")를 갖는, 일반적으로 (32)로 표시된 흡수성 구조체를 포함한다. 흡수성 코어 (33)는 또한 흡수재가 아닌 다른 섬유를 포함할 수도 있다. 스크림 (40)의 웹 (광범위하게는, "강화 부재")은 섬유상 흡수성 코어를 강화하기 위해 흡수성 코어 (33)의 대략 중간에 위치하여 하중 하의 코어의 일체성을 향상시키며, 이는 이후에 좀더 충분히 설명될 것이다. 코어 (33)의 주 표면 사 이의 스크림의 실제 위치는, 예시된 양태에서 코어가 일정하지 않은 두께를 가지므로 코어에 대해서 가변적이다. 스크림은 흡수성 코어 두께 안에서 중간으로부터 코어의 한면 또는 다른 면을 향해 멀어지도록 위치할 수 있으며, 이는 여전히 본 발명의 범위에 속함을 이해하여야 한다. 배면시트 층 (30) 및 액체 투과성 상면시트 층 (28)은 서로 대향 배열되고 흡수성 구조체 (32)는 배면시트 층과 상면시트 층 사이에 위치된다. 일반적으로, 배면시트 층 (30)은 액체 불투과성이지만, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 액체 투과성일 수도 있다. 예시된 기저귀 (10)는 제1 또는 배면 허리밴드 부분 (12), 제2 또는 정면 허리밴드 부분 (14), 및 배면 및 정면 허리밴드 부분을 상호연결하는 중간 또는 가랑이 부분 (16)을 갖는다. 사용시에, 기저귀 (10)는 착용자 (예를 들면, 어린이 또는 유아)의 하부 몸통 위에 또한 다리 상부 주위에 꼭 맞아서, 배면 및 정면 허리밴드 부분 (12, 14)의 일부가 서로에게 근접하게 놓여지거나 또는 겹쳐 놓여진 굴곡있는 3차원 형태를 나타낸다.

체결 시스템은 체결구 탭 (36) 및 체결구 탭을 수용하기 위한 랜딩 대역 패치 (50)를 포함하여, 배면 허리밴드 부분 (12)과 정면 허리밴드 부분 (14)을 상호연결하여 배면 부분이 정면 부분 위에 겹쳐지도록 제품을 착용자에게 고정시킨다. 그러나, 정면 허리밴드 부분이 배면 허리밴드 부분 위에 겹쳐지는 체결 시스템 (도시하지 않음)이 사용될 수 있다. 그러한 선택적 양태에서는, 정면 허리밴드 부분이 "제1" 허리밴드 부분이고, 배면 허리밴드 부분이 "제2" 허리밴드 부분일 것이다. 기저귀는 또한 다리 주위에 기저귀 (10)를 끌어당기기 위한 다리 탄성체 (34) 및 허리 주위에 기저귀를 끌어당기기 위한 허리 탄성체 (42) (배면 허리밴드 부분 (12)에 위치됨)를 포함하는, 엘라스토머 개더링 부재 시스템을 갖는다.

배면시트 층 (30)은 흡수성 구조체 (32)의 외측면을 따라 위치하고, 액체 투과성 재료로 구성될 수 있지만, 바람직하게는 실질적으로 액체 불투과성이도록 구성된 재료를 포함한다. 예를 들면, 전형적인 배면시트 층 (30)은 플라스틱 박막, 또는 기타 연질의, 실질적으로 액체 불투과성인 재료로부터 제조될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "연질"은 유연하여 일반적인 형태 및 착용자의 몸 윤곽에 쉽게 일치될 재료를 의미한다. 배면시트 층 (30)은 흡수성 구조체 (32)에 함유된 분비물이 기저귀 (10)와 접하는, 침대 시트 및 오버가먼트와 같은 제품을 젖게 하는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 특정 양태에서, 배면시트 층 (30)은 약 0.012 ㎜ (0.5 mil) 내지 약 0.051 ㎜ (2.0 mil)의 두께를 갖는, 폴리에틸렌 필름과 같은 필름을 포함할 수 있다. 예를 들면, 배면시트 필름은 약 0.032 ㎜ (1.25 mil)의 두께를 가질 수 있다.

별법 제조된 배면시트 층 (30)은 흡수성 구조체에 인접하거나 근접한 선택된 영역에 소정의 액체 불투과성을 부여하도록, 전체적으로 또는 부분적으로 제작되거나 처리된 제직 또는 부직 섬유 웹을 포함할 수 있다. 예를 들면, 배면시트 층 (30)은 기체 투과성이거나 아닐 수 있는 중합체 필름 재료의 표면에 적층된 기체 투과성 부직포 재료를 포함할 수 있다. 통상적으로, 직물 재료는 중합체 필름 재료의 외표면에 부착된다. 섬유, 직물상 배면시트 층 재료의 다른 예로는 0.015 ㎜ (0.6 mil) 두께의 폴리프로필렌 블로운 필름 및 23.8 g/㎡ (0.7 osy) 폴리프로필렌 스펀본드 재료 (2 데니어 섬유)로 이루어진 연신 박막화된 또는 연신성 열 라미네 이트 재료가 있다.

특정 양태에서, 실질적으로 액체 불투과성이고, 증기 투과성인 배면시트 층 (30)은 스펀본드 재료에 접착제로 적층된 증기 투과성 필름을 포함하는 복합 재료일 수 있다. 증기 투과성 필름은 엑손 케미칼 프로덕츠 인코포레이티드 (Exxon Chemical Products Incorporated)에서 상품명 EXXAIRE로 구입가능하다. 그 필름은 균일하게 분산되어 필름으로 압출될 수 있는 48-60 중량% (wt%) 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 38-50 중량% 탄산 칼슘 미립자를 포함할 수 있다. 연신된 필름은 약 0.018 ㎜ (0.7 mil)의 두께 및 16-22 g/㎡의 기본 중량을 가질 수 있다. 스펀본드 재료는 필름에 접착제로 적층될 수 있고, 약 27 g/㎡의 기본 중량을 가질 수 있다. 스펀본드 재료는 통상의 스펀본드 기술을 이용하여 제조될 수 있으며, 1.5-3 dpf의 섬유 데니어를 갖는 폴리프로필렌 필라멘트를 포함할 수 있다. 증기 투과성 필름은 감압식, 고온 용융 접착제를 약 1.6 g/㎡의 부가량으로 사용하여 스펀본드 재료에 부착될 수 있으며, 접착제는 접착제 와선 패턴 또는 랜덤 미세 섬유 분무 형태로 침착될 수 있다. 적합한 미공성 필름의 또다른 예는 미쯔이 토아쯔 케미칼스, 인크. (Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.; Tokyo, Japan 소재)로부터 판매되는 PMP-1 재료; 또는 3M 캄파니 (3M Company; Minneapolis, Minnesota 소재)로부터 판매되는 XKO-8044 폴리올레핀 필름일 수 있다.

액체 불투과성, 증기 투과성 배면시트 층 (30)은 다르게는 고통기성 연신 열 라미네이트 재료 (HBSTL)를 포함할 수 있다. HBSTL 재료는 연신 통기성 필름에 열적으로 부착된 폴리프로필렌 스펀본드 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, HBSTL 재료는 18.7 g/㎡ 연신 통기성 필름에 열적으로 부착된 20.4 g/㎡ (0.6 osy) 폴리프로필렌 스펀본드 재료를 포함할 수 있다. 통기성 필름은 각 표피층이 1-3 중량% EVA/카탈로이로 구성된 2개의 표피층을 포함할 수 있다. 통기성 필름은 또한 55-60 중량%의 탄산 칼슘 미립자, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 4.8 % 이하의 저밀도 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 연신 통기성 필름은 0.011-0.013 ㎜ (0.45-0.50 mil)의 두께 및 18.7 g/㎡의 기본 중량을 가질 수 있다. 스펀본드 재료는 통기성 필름에 열 결합될 수 있으며, 약 20.4 g/㎡의 기본 중량을 가질 수 있다. 스펀본드 재료는 1.5-3 dpf의 섬유 데니어를 가질 수 있고, 연신 통기성 필름은 15-20%의 전체 결합 면적을 제공하는 "C-스타" 패턴을 이용하여 스펀본드 재료에 열 부착될 수 있다.

각종 유형의 상기 재료가 킴벌리-클라크 코포레이션 (Kimberly-Clark Corporation)으로부터 시판되는 하기스 (HUGGIES) 일회용 기저귀와 같은 일회용 기저귀의 배면시트 층 또는 외부 커버를 형성하는데 이용되어 왔다. 그러나, 임의로 제품은 배면시트 층 이외에 별개의 성분을 포함할 수 있다. 배면시트 층 (30)은 또한 엠보싱하거나 또는 패턴을 제공하거나 무광택 마감 처리하여 미적으로 더욱 우수한 외관을 나타내도록 할 수도 있다.

상면시트 층 (28)은 유연하고, 부드러운 느낌이며 착용자의 피부에 대해 비자극적인 신체쪽 표면을 제공한다. 또한, 상면시트 층 (28)은 흡수성 구조체 (32)보다 덜 친수성이고, 액체 투과성이도록 충분히 다공성이어서 액체가 그의 두께에 대해 쉽게 침투되어 흡수성 구조체에 도달되도록 한다. 적합한 상면시트 층 (28) 은 다공성 발포체, 망상 발포체, 개구 형성된 플라스틱 필름, 천연 섬유 (예를 들면, 목섬유 또는 면섬유), 합성 섬유 (예를 들면, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유), 또는 천연 및 합성 섬유의 조합과 같은 다양한 웹 재료로부터 제조될 수 있다. 상면시트 층 (28)은 일반적으로 흡수성 구조체 (32)에 보유된 액체로부터 착용자의 피부를 분리하는 것을 돕는데 이용된다. 각종 제직물 및 부직물이 상면시트 층 (28)에 이용될 수 있다. 예를 들면, 상면시트 층은 필요한 섬유의 멜트블로운 또는 스펀본디드 웹으로 구성될 수 있으며, 본디드-카디드 웹일 수도 있다. 각종 직물은 천연 섬유, 합성 섬유 또는 그의 조합으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 설명을 위하여, 용어 "부직 웹"은 섬유 제직 또는 편직 공정 없이 형성되는 섬유 재료의 웹을 의미한다. 용어 "직물"은 제직, 편직 및 부직 섬유 웹 모두를 의미하는데 사용된다.

상면시트 층 직물은 실질적으로 소수성인 재료로 구성될 수 있으며, 소수성 재료는 임의로 계면활성제로 처리되거나 소정의 습윤성 및 친수성을 부여하도록 가공될 수 있다. 본 발명의 특정 양태에서, 상면시트 층 (28)은 약 22 gsm의 기본 중량 및 약 0.06 gm/㏄의 밀도를 갖는 웹으로 형성된 약 2.8-3.2 데니어 섬유로 구성된 부직, 스펀본드 폴리프로필렌 직물이다. 그 직물은 약 0.28% 트리톤 X-102 계면활성제와 같은 작용량의 계면활성제로 표면 처리될 수 있다. 다르게는, 다른 유형 및 양의 작용성 계면활성제가 이용될 수 있다. 계면활성제는 임의의 통상의 수단, 예를 들면 분무, 인쇄, 브러쉬 코팅 등에 의해 적용될 수 있다.

상면시트 층 (28) 및 배면시트 층 (30)은 적당한 방식으로 연결되거나 결합 된다. 본원에 사용된 용어 "결합된"은 상면시트 층 (28)을 배면시트 층 (30)에 직접적으로 부착시킴으로써 상면시트 층 (28)이 배면시트 층 (30)에 직접적으로 접합된 구조, 및 상면시트 층을 중간 부재에 부착시키고 그것을 다시 배면시트 층에 부착시킴으로써 상면시트 층이 배면시트 층에 간접적으로 접합된 구조를 포함한다. 상면시트 층 (28) 및 배면시트 층 (30)은, 예를 들면 접착제 결합, 초음파 결합, 열 결합, 피닝, 스티칭 또는 당업계에 공지된 기타 부착 기술, 및 그의 조합과 같은 적당한 방식으로 기저귀 주변의 적어도 일부분에서 서로 접합될 수 있다. 예를 들면, 접착제의 균일한 연속층, 접착제의 패턴화층, 접착제의 분무된 패턴 또는 구조용 접착제의 분리 선, 와선 또는 스팟 배열은 상면시트 층을 배면시트 층에 부착시키는데 이용될 수 있다. 상기 부착 기전이 본원에 기재된 제품의 각종 다른 구성 부분들을 적합하게 상호연결, 조립 및(또는) 부착시키는데 이용될 수도 있음을 쉽게 이해할 것이다.

기저귀 (10)는 또한 제품의 흡수성 구조체 내로 신속하게 도입될 수 있는 액체 서지 또는 분출의 감속 및 확산을 돕는 서지 조절 부재 (46)를 포함한다. 바람직하게는, 서지 조절 부재 (46)는 액체를 흡수성 구조체로 방출시키기 전에 액체를 신속하게 수용하고 일시적으로 보유할 수 있다. 예시된 양태에서, 예를 들어 서지 부재 (46)는 상면시트 층 (28)의 내향 신체측 표면 상에 위치된다. 다르게는, 서지 부재 (46)는 상면시트 층 (28)의 외측 표면에 인접하여 위치될 수 있다. 따라서, 서지 부재 (46)는 상면시트 층 (28)과 흡수성 구조체 (32) 사이에 개재된다. 적합한 서지 조절 부재 (46)의 예는 1996년 1월 23일자로 특허 허여된, 엘리스와 비숍 (C. Ellis and D. Bishop)에 의한 미국 특허 제5,486,166호 (발명의 명칭: FIBROUS NONWOVEN WEB SURGE LAYER FOR PERSONAL CARE ABSORBENT ARTICLES AND THE LIKE) 및 1996년 2월 13일자로 특허 허여된, 엘리스와 에베레트 (C. Ellis and R. Everett)에 의한 미국 특허 제5,490,846호 (발명의 명칭: IMPROVED SURGE MANAGEMENT FIBROUS NONWOVEN WEB FOR PERSONAL CARE ABSORBENT ARTICLES AND THE LIKE)에 기재되어 있으며, 이들의 전체 개시는 본원에 참고로 인용되어 있다. 그러나, 서지 부재 (46)는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 생략될 수 있음을 이해하여야 한다.

탄성화된 보유 플랩 (62)은 일반적으로 기저귀 (10)의 기계 방향 (24)에서 길이쪽으로 연장된다. 보유 플랩 (62)은 일반적으로 다리 탄성체 (34)로부터 측방향 내측으로 위치되고, 기저귀의 종방향 중심선의 양쪽에 실질적으로 대칭으로 놓여진다. 예시된 양태에서, 각 보유 플랩 (62)은 실질적으로 고정된 연부 (64) 및 실질적으로 이동가능한 연부 (66)를 가지며, 각 보유 플랩이 착용자의 몸의 윤곽에 꼭 맞게 접하여 일치하도록 작동가능하게 탄성화된다. 적당한 보유 플랩 구성의 예는 1987년 11월 3일자로 특허 허여된, 엔로에 (K. Enloe)에 의한 미국 특허 제4,704,116호 (발명의 명칭: DIAPERS WITH ELASTICIZED SIDE POCKETS)에 기재되어 있으며, 이의 전체 개시는 본원에 참고로 인용되어 있다. 보유 플랩 (62)은 필요에 따라 습윤성 또는 비습윤성 재료로 구성될 수 있다. 또한, 보유 플랩 재료는 실질적으로 액체 불투과성이거나, 기체에 대해서만 투과성이거나, 또는 기체 및 액체 둘다에 대해 투과성일 수 있다. 보유 플랩 재료의 투과성 정도는 제품의 다른 성분의 투과성과 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다. 다른 적합한 보유 플랩 형태는 1996년 2월 13일자로 특허 허여된, 에베레트 (R. Everett) 등에 의한 미국 특허 제5,562,650호 (발명의 명칭: ABSORBENT ARTICLE HAVING AN IMPROVED SURGE MANAGEMENT)에 기재되어 있으며, 이의 개시는 본원에 참고로 인용되어 있다.

본 발명의 임의의 대안적 형태에서, 기저귀 (10)는 내부의 탄성화된 보유 허리 플랩을 포함할 수 있으며, 그의 예로는 1988년 6월 28일자로 특허 허여된, 엔로에 (K. Enloe)에 의한 미국 특허 제4,753,646호 (발명의 명칭: DIAPER WITH WAIST FLAPS); 및 1999년 5월 18일자로 특허 허여된, 라우스 (D. Laux) 등에 의한 미국 특허 제5,904,675호 (발명의 명칭: AN ABSORBENT ARTICLE WITH IMPROVED ELASTIC MARGINS AND CONTAINMENT SYSTEM) (이들의 전체 개시는 본원에 참고로 인용되어 있음)에 기재된 것이 있다. 보유 플랩 (62)의 구성과 마찬가지로, 보유 허리 플랩은 필요에 따라 습윤성 또는 비습윤성 재료로 구성될 수 있다. 허리 플랩 재료는 실질적으로 액체 불투과성이거나, 기체에 대해서만 투과성이거나, 또는 기체 및 액체 둘다에 대해 투과성일 수 있다.

랜딩 대역 패치 (50)는 체결구 탭 (36)과의 분리가능하고 재부착가능한 고정을 위한 표적 면을 제공한다. 랜딩 대역 패치 (50)는 기저귀 (10)의 정면 허리밴드 부분 (14) 상에 위치하며 예시된 양태에서는 배면시트 층 (30)의 외측 표면 상에 위치한다. 다르게는, 랜딩 대역 패치 (50)는 상면시트 층 (28)의 신체측 표면과 같은 기저귀 (10)의 내측 표면 상에, 또는 임의의 다른 적당한 곳에 위치될 수 있다. 본 발명의 특정 양태는 제2 허리밴드 부분 (14)에 직접적으로 또는 간접적 으로 부착될 수 있는 하나 이상의 랜딩 부재를 포함할 수 있다. 랜딩 대역 패치 (50)는 실질적으로 비-엘라스토머 재료, 예를 들면 중합체 필름 또는 테이프, 제직물, 부직물 등 및 그의 조합 재료로 구성될 수 있다. 랜딩 대역 패치 (50)는 또한 적어도 측방향 (26)을 따라서 탄성적으로 연신성인, 실질적으로 엘라스토머 재료, 예를 들면 스트레치-본디드-라미네이트 (SBL) 재료, 엘라스토머 넥-본디드-라미네이트 (NBL) 재료, 엘라스토머 필름, 엘라스토머 발포체 재료 등으로 제조될 수 있다.

체결구 탭 (36)은 배면 허리밴드 부분 (12) 부근의 측연부 (20)의 후방부에 위치하지만, 정면 허리밴드 부분 (14) 부근의 측연부의 전방부에 위치할 수도 있다. 체결구 탭 (36)은 실질적으로 비-엘라스토머 재료, 예를 들면 중합체 필름 또는 테이프, 제직물, 부직물 등 및 그의 조합 재료로 제조될 수 있다. 임의로, 체결구 탭 (36)은 적어도 측방향 (26)을 따라서 탄성적으로 연신성인, 실질적으로 엘라스토머 재료, 예를 들면 스트레치-본디드-라미네이트 (SBL) 재료, 넥-본디드-라미네이트 (NBL) 재료, 엘라스토머 필름, 엘라스토머 발포체 재료 등으로 제조될 수 있다.

본 발명의 각종 면 및 구성에서, 선택된 제1 체결구 성분과 선택된 제2 체결구 성분 사이의 체결 기구는 접착성, 응집성, 기계적 또는 그의 조합일 수 있다. 본 발명의 상황에서, 기계적 체결 시스템은 기계적 상호결합으로 고정되는 협력, 제1 및 제2 성분을 포함하는 시스템이다. 바람직하게는, 제1 및 제2 체결구 성분은 협력적으로 상호결합되는 기계적 체결 시스템의 상보적 요소를 포함한다. 기계 적 체결구 성분은 협력되는 상보적인 기계적 결합 성분을 포함하는, 후크, 버클, 스냅, 버튼 등과 같은 기계적 유형의 체결구에 의해 제공될 수 있다.

예시된 양태에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 기계적 체결 시스템은 후크-앤드-루프 유형의 체결 시스템이다. 그러한 체결 시스템은 일반적으로 "후크" 또는 후크상 수 부품의 형태를 갖는 부착 부재를 포함하며, 후크 부품과 결합되고 분리가능하게 상호연결되는 협력 "루프" 또는 루프상 암 부품을 포함한다. 바람직하게는, 상호연결은 선택적으로 분리가능하고 재부착가능하다. 통상의 시스템은, 예를 들면 VELCRO 상표로 시판된다. 후크 요소는 한 갈래 후크 구조, 여러 갈래 후크 구조 또는 일반적으로 연속적인 확대-헤드 구조에 의해, 예를 들면 머쉬룸 헤드 유형의 후크 요소에 의해 제공될 수 있다. 루프 요소는 제직물, 부직포, 편직물, 천공 또는 개구 형성 층 등, 및 그의 조합에 의해 제공될 수 있다. 그러한 체결구 시스템의 많은 배열 및 변화는 총체적으로 후크-앤드-루프 체결구로 불리운다. 예시된 바와 같이, 후크 요소는 체결구 탭 (36) 상에 위치하고 루프 요소는 패치 (50) 상에 위치하지만, 후크 요소 및 루프 요소의 배열은 순서가 바뀔 수 있다.

흡수성 구조체 (32)는 일반적으로 압축성이고, 형태에 일치되며 착용자의 피부에 비자극적이며, 신체 분비물을 흡수하고 보유할 수 있는 구조를 갖는다. 본 발명의 목적을 위하여, 흡수성 구조체 (32)는 함께 조립된 수개의 성분을 포함함을 이해하여야 한다. 흡수성 구조체 (32)의 흡수성 코어 (33)는 당업계에 숙지된 바와 같이, 임의의 많은 흡수성 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 흡수성 코어 (33)는 코폼, 멜트블로운 섬유, 본디드 카디드 웹, 습식 레이드 재료, 티슈 라미네 이트, 발포체, 서지/에어 포밍된 복합재료 등, 또는 그의 조합 층에 의해 제공될 수 있다. 특히, 흡수성 코어 (33)는 친수성 섬유, 및 고흡수성 재료의 조합으로서 제공될 수 있다.

예시된 양태에서, 흡수성 코어 (33)는 대역 구분되어 더 높은 기본 중량의 선택된 대역 (35)을 갖게 된다 (도 2). 특별한 성질을 갖도록 선택된 흡수성 코어의 다수의 대역 또는 부분이 존재할 수 있다. 예시된 양태에서, 대역 (35)은 (코어 (33)의 다른 영역에 비해) 추가적인 액체 보유를 제공하도록 구성되고 배열된다. 대역 (35)은 최대 흡수 용량이 필요한 위치에 존재할 수 있다. 대역 구분된 흡수성 코어를 형성하는 방법이 1988년 8월 2일자로 특허 허여된, 엔로에 (K. Enloe)에 의한 공동 양도된 미국 특허 제4,761,258호 (발명의 명칭: CONTROLLED FORMATION OF LIGHT AND HEAVY FLUFF ZONES); 2001년 12월 18일자로 특허 허여된, 한 (J. T. Hahn) 등에 의한 미국 특허 제6,330,735호 (발명의 명칭: APPARATUS AND PROCESS FOR FORMING A LAID FIBROUS WEB WITH ENHANCED BASIS WEIGHT CAPABILITY); 및 2002년 7월 30일자로 출원된, 벤투리노 (Venturino) 등에 의한 미국 특허 출원 제10/207,929호 (대리인 사건 번호: 16,900) (발명의 명칭: APPARATUS AND FORM FOR MAKING AN AIR FORMED FIBROUS WEB) (이들의 개시는 본원에 참고로 인용되어 있음)에 설명되어 있다.

각종 유형의 습윤성, 친수성 섬유 재료가 흡수성 코어 (33)에 대한 섬유 재료를 제공하는데 이용될 수 있다. 적합한 섬유의 예로는 컬링되거나, 가교결합되거나 또는 달리 기계적 또는 화학적으로 개질될 수 있는 목재 펄프 섬유를 포함한 셀룰로오스 섬유와 같은, 본질적인 습윤성 재료로 구성된 천연 유기 섬유를 포함한다. 적합한 섬유의 다른 예로는 레이온 섬유와 같은, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체로 구성된 합성 섬유; 유리 섬유와 같은 본질적인 습윤성 재료로 구성된 무기 섬유; 특정 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유와 같은, 본질적인 습윤성 열가소성 중합체로부터 제조된 합성 섬유; 및 폴리프로필렌 섬유와 같은, 비습윤성 열가소성 중합체로 구성된 합성 섬유를 들 수가 있으며, 이들은 적절한 수단에 의해 친수화되었다. 이 섬유들은 예를 들면, 실리카에 의한 처리에 의해, 적합한 친수성 잔기를 가지며 섬유로부터 쉽게 제거되지 않는 재료에 의한 처리에 의해, 또는 섬유 형성 중에 또는 형성 후에 비습윤성 소수성 섬유를 친수성 중합체로 피복시킴으로써 친수화될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해서는, 각종 유형의 상기 섬유들의 선택된 블렌드가 이용될 수도 있다.

흡수성 코어 (33)에 사용된 고흡수성 재료는 초흡수성 재료와 같은 흡수성 겔화 재료를 포함할 수 있다. 흡수성 겔화 재료는 천연, 생분해성, 합성 및 개질된 천연 중합체 및 재료일 수 있다. 또한, 흡수성 겔화 재료는 실리카겔과 같은 무기 재료, 또는 가교 결합된 중합체와 같은 유기 화합물일 수 있다. "가교 결합"이란 용어는 일반적으로 수용성인 재료를 실질적으로 수불용성이지만 팽윤성인 것으로 효과적으로 만들기 위한 임의의 수단을 의미한다. 그러한 수단으로는, 예를 들면 물리적 얽힘, 결정질 도메인, 공유 결합, 이온성 착화 및 회합, 친수성 회합, 예를 들면 수소 결합, 및 소수성 회합 또는 반데르 바알스 힘을 포함할 수가 있다. 합성 흡수성 겔화 재료 중합체의 예로는 폴리(아크릴산) 및 폴리(메타크릴산)의 알 칼리 금속 및 암모늄염, 폴리(아크릴아미드), 폴리(비닐 에테르), 비닐 에테르 및 알파-올레핀과의 말레산 무수물 공중합체, 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(비닐모르폴리논), 폴리(비닐 알코올), 및 그의 혼합물 및 공중합체를 들 수가 있다. 흡수성 코어에 사용하기에 적합한 또다른 중합체로는 천연 및 개질된 천연 중합체, 예를 들면 가수분해된 아크릴로니트릴-그래프트된 전분, 아크릴산 그래프트된 전분, 메틸 셀룰로오스, 키토산, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 및 천연 검, 예를 들면 알기네이트, 크산탄 검, 로커스트 빈 검 등을 포함할 수가 있다. 천연 및 전체 또는 부분적으로 합성인 흡수성 중합체의 혼합물이 또한 본 발명에 유용할 수도 있다. 다른 적합한 흡수성 겔화 재료는 1975년 8월 26일자로 특허 허여된 미국 특허 제3,901,236호에 아사르손 (Assarsson) 등에 의해 개시되어 있다. 합성 흡수성 겔화 중합체의 제조 방법은 1978년 2월 28일자로 마수다 (Masuda) 등에게 특허 허여된 미국 특허 제4,076,663호 및 1981년 8월 25일자로 쯔바키모토 (Tsubakimoto) 등에게 특허 허여된 미국 특허 제4,286,082호에 개시되어 있다.

초흡수성 재료는 당업계에 숙지되어 있으며, 각종 공급업자로부터 쉽게 입수가능하다. 예를 들면, FAVOR SXM 880 초흡수재는 스톡하우젠 인크. (Stockhausen Inc.; Greensboro, North Carolina, U.S.A.)으로부터 입수가능하며, DRYTECH 2035는 다우 케미칼 캄파니 (Dow Chemical Company; Midland, Michigan, U.S.A.)로부터 입수가능하다.

흡수성 코어 (33)에 사용된 고흡수성 재료는 일반적으로 분리된 입자 형태이다. 입자는 임의의 소정의 형태, 예를 들면 와선 또는 반와선, 입방체, 막대상, 다면체 등일 수 있다. 바늘, 플레이크 및 섬유와 같이, 가장 큰 치수/가장 작은 치수의 비가 큰 형태가 본원에 사용될 수도 있다. 흡수성 겔화 재료 입자의 집괴가 흡수성 코어 (33)에 사용될 수도 있다. 사용하기에 바람직한 것은 약 20 ㎛ 내지 약 1 ㎜의 평균 입도를 갖는 입자이다. 본원에 사용된 "입도"는 개별 입자의 최소 치수의 가중 평균을 의미한다.

흡수성 재료 및 초흡수성 재료는 임의의 작동 방법 또는 장치를 이용하여 흡수성 코어에 통합될 수 있다. 예를 들면, 흡수성 코어는 건식 성형 기술, 에어 성형 기술, 습식 성형 기술, 발포 성형 기술 등, 및 그의 조합에 의해 성형될 수 있다. 그러한 기술을 수행하기 위한 특정 방법 및 장치는 당업계에 숙지되어 있다. 한가지 예는 도 7을 참고로 하여 아래에 더욱 상세히 설명된다.

스크림 (40)의 웹은 흡수성 구조체 (32)의 흡수성 코어 (33) 내에 혼입된다. 도 1-4에 예시된 양태에서, 스크림 (40)은 스트랜드가 서로 교차하도록 배열된 종장형 스트랜드 (80)를 포함한다. 더욱 상세하게는, 스트랜드 (80)는 기계 방향 (24)으로 연장되는 평행 스트랜드 및 횡방향 (26)으로 연장되는 스트랜드를 포함하는 그리드로 배열되어 스크림 내의 직사각형 개구 (82)를 한정하게 된다. 특히, 개구 (82)는 흡수성 코어 (33) 내의 액체가 스크림 (40)을 통해 실질적으로 방해받지 않고 유동되도록 한다. 스트랜드 (80)는 그들이 교차하는 곳에서 서로에게 고정되어 흡수성 코어에 강도 및 안정성을 제공하는 격자를 형성한다. 한 양태에서, 스크림 (40)의 폭은 흡수성 코어 (33)의 최소 폭 (일반적으로 가랑이를 통해 착용되는 코어의 부분에 위치함)과 동일하다. 다른 양태에서, 스크림 (40)의 폭은 흡 수성 코어 (33)의 가장 좁은 폭 치수의 25% 내지 100%이며, 더욱 바람직하게는 50% 내지 100%이다.

스크림 (40)은 목적하는 수준의 강도 및 유연성을 제공하는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 스크림 (40)의 스트랜드 (80)는 천연 또는 합성 재료, 및 그의 조합으로 구성될 수 있다. 특정 양태에서, 스트랜드 (80)의 재료는 합성 중합체 (예를 들면, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 레이온)를 포함할 수 있다. 합성 중합체는 모노필라멘트, 이성분 또는 다성분일 수 있다. 그러한 재료의 스크림을 형성하는 통상적인 한가지 방식은 스트랜드를 압출하고 배향하여 네트 구조를 형성하는 것이다. 그러한 재료를 형성하는 또다른 방식은 포토마스킹 방법에 의한 것이다. 이 방법에서는, 제직물 상에 감광성 수지를 침착시킨다. 마스크를 스크림 형태로 적용하고 전자기선을 이용하여 수지의 비차폐된 부분을 경화시킨다. 그후에, 마스크를 제거하고 수지의 비경화된 부분을 세척하면 스크림-패턴화된 경화 수지가 남게 된다. 스크림을 형성하는데 사용될 수 있는 천연 재료로는 면, 황마, 대마, 모 (wood)가 있다. 대안적 재료로는 유리, 탄소 및 금속 섬유가 있다. 강화 스크림 (40)은 제직 또는 부직물일 수 있다. 기계 방향 (24) 및 횡방향 (26)의 스크림 스트랜드는 상이한 재료일 수 있다. 별법으로, 상이한 재료들을 기계 방향 및(또는) 횡방향의 교대 스크림 스트랜드에 사용할 수 있다. 한 양태에서, 스트랜드 (80)는 초흡수성 재료로 형성될 수 있다. 그러한 경우에, 스크림 (40)은 그의 강화 기능 이외에 액체 보유 기능을 가질 것이다. 더우기, 스크림 (40)은 한가지 재료로 형성되고 또다른 재료로 코팅될 수 있 거나, 또는 폴리락트산과 같은 생분해성 재료일 수 있다. 초흡수재 코팅의 예는 2002년 9월 18일자로 출원된, 뉴빌 (Newbill) 등에 의한 공동 양도된 미국 특허 출원 제10/246,811호 (대리인 사건 번호: 16,739) (발명의 명칭: ABSORBENT ARTICLES HAVING A SUPERABSORBENT RETENTION WEB) (이의 개시는 본원에 참고로 인용되어 있음)에 기재되어 있다.

적합한 스크림 재료는 콘웨드 플라스틱스 (Conwed Plastics; Minneapolis, Minnesota, U.S.A.)에서 시판되는 RO3230 폴리프로필렌 스크림 재료이다. 선택된 스크림은 기저귀 용도에 대한 것이었다. 여성 위생 용품 또는 성인 실금자용 제품의 경우, 그 제품의 사용자의 요구에 가장 잘 맞도록 다른 물리적 성질을 가진 스크림이 선택될 것임을 이해하여야 한다. 스크림 RO3230을 포함하는 흡수성 코어를 가진 기저귀는 시험 결과 유사한, 비강화된 기저귀보다 상당히 더 강한 것으로 밝혀지지 않았다. 접혀진 기저귀를 일반적으로 "V" 형태 (기저귀의 절반 사이의 각도는 대략 90°임)로 모서리로 놓여지도록 기저귀를 고정구 (도시하지 않음)에 놓아서 시험한다. 그후에, 기저귀를 연부쪽으로 그의 원래 높이의 50%까지 압축하고 기저귀를 이렇게 압축하는데 필요한 힘을 기록한다. 이미 언급된 바와 같이, 시험 결과, 강화 스크림이 없는 통상의 기저귀와 스크림을 가진 기저귀의 강성 사이에는 유의적인 차이가 없는 것으로 밝혀졌다.

흡수성 코어 내의 스크림 (40)의 z-방향 (25)의 위치는 선택적으로 변화될 수 있다. 스크림 (40)이 흡수성 코어 (33)의 전체 길이에 대해 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 더 짧거나 긴 길이를 가질 수 있다. 흡수성 코어 (33)는 종방향 연부 (84)를 갖는다. 스크림 (40)은 흡수성 코어 (33)의 종방향 연부 (84) 내측에 어느 곳에나 그의 종방향 연부 (86)가 있도록 흡수성 코어 (33)보다 더 좁게 배열된다. 이러한 식으로, 스크림 (40)의 종방향 연부 (86)는 피부를 자극하거나, 기저귀 (10)의 다른 부분을 마모시키거나 구멍을 내지 않도록 흡수성 코어 (33)의 섬유 재료 안에 매립되어 차폐되어 있다. 코어 (33)는 도 1에서 부분적으로 절단되어 있지만, 그의 길이에 대해 연속적으로 연장되어 스크림 (40)을 매립하고 있음을 주지하여야 한다. 스크림 (40)은 흡수성 코어 (33)가 착용자의 몸에 일치하도록 그의 형태를 유지하는 것을 도울 수 있으며, 따라서, 맞음새가 개선되고 편안함이 증가되는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 흡수성 코어 또는 구조체의 하나 또는 둘다의 종방향 연부를 넘어서 측방향으로 연장되는 스크림 (도시되지 않음)을 사용할 수도 있음을 이해하여야 한다.

예시된 양태에서, 스크림 (40)은 상부 및 하부 영역 (33A, 33B) 사이의 경계 면을 한정한다. 스크림 (40)이 흡수성 코어 (33)보다 더 좁으므로, 상부 및 하부 영역 (33A, 33B)은 구분하는 경계 면을 갖지 않으며 스크림으로부터 구별되지 않는다. 스크림 (40)은 예를 들어, 흡수성 코어의 형성 중에 적당한 방식으로 흡수성 코어 (33)에 혼입될 수 있다. 그러한 혼입에 적합한 에어 포밍 방법 및 장치는 벤투리노 (Venturino) 등에 의한 공동 양도된 미국 특허 출원 제_______호 (대리인 사건 번호: 16836A)(발명의 명칭: PROCESS AND APPARATUS FOR MAKING A REINFORCED FIBROUS ABSORBENT MEMBER), 헤인 (Heyn) 등에 의한 미국 특허 출원 제_______호 (대리인 사건 번호: 17821.1)(발명의 명칭: PROCESS AND APPARATUS FOR AIR FORMING AN ARTICLE HAVING A PLURALITY OF REINFORCED SUPERIMPOSED FIBROUS LAYERS) 및 벤투리노 (Venturino) 등에 의한 미국 특허 출원 제_______호 (대리인 사건 번호: 18613)(발명의 명칭: CONTROLLED PLACEMENT OF A REINFORCING WEB WITHIN A FIBROUS ABSORBENT)에 개시되어 있으며, 이들 출원들은 모두 본원과 동일자로 출원되었으며, 이들의 개시는 본원에 참고로 인용되어 있다. 이들 성형 방법 및 장치가 흡수성 코어 (33)의 제조 중에 섬유와 스크림 (40)과의 얽힘 및 섬유들 서로간의 얽힘을 촉진시킴이 주지된다. 그러나, 예를 들어 니들 펀칭 또는 수얽힘에 의한 후-성형 얽힘을 이용하여 그 연결을 증대시킬 수 있다. 또한, 그러한 얽힘은 스크림을 함유하는 재료의 섬유 웹을 닙 또는 기타 용적축소 (debulking) 장치 (아래에 설명됨)에 통과시킴으로써 증대되는 것으로 생각된다.

상부 및 하부 영역 (33A, 33B)과 스크림 (40)의 상호연결은 도 3 및 4에 예시되어 있다. 이 도면들은 상부 영역 (33A)과 하부 영역 (33B) 사이에 또한 이들 영역 둘다와 스크림 (40) 사이에 만들어진 기계적 연결을 개략적으로 예시한다. 상부 영역 (33A)으로부터의 섬유 (88) 중 적어도 일부는 스크림 (40) 내의 개구 (82)를 통과하고 하부 영역 (33B)으로부터의 섬유 (90)와 얽혀진다. 동일한 방식으로, 하부 영역 (33B)으로부터의 섬유 (90) 중 적어도 일부는 스크림 (40) 내의 개구 (82)를 통과하고 상부 영역 (33A) 내의 섬유 (88)와 얽혀진다. 따라서, 상부 및 하부 영역 (33A, 33B)은 스크림 (40)을 통한 섬유 얽힘에 의해 서로에게 연결된다. 또한, 상부 영역 (33A)으로부터의 적어도 일부의 섬유 (92) 및 하부 영역 (33B)으로부터의 적어도 일부의 섬유 (94)는 스크림 (40) 자체의 스트랜드 (80)와 얽혀지므로 스크림과 기계적 연결이 이루어지게 된다. 이러한 식으로, 상부 및 하부 영역 (33A, 33B)의 서로에 대한 및 스크림 (40)과의 강한 접합이 존재하므로, 스크림은 실질적으로 임의의 접착제, 융합 또는 흡수성 코어 (33)에 대한 다른 연결 [섬유와 스크림과의 얽힘; 섬유와, 스크림과 얽혀진 다른 섬유와의 얽힘; 및 섬유의 적어도 하나가 스크림을 통과한 것인 섬유들 서로간의 얽힘 중의 적어도 하나가 아닌 연결] 없이 상부 및 하부 영역을 강화할 수 있다. 특정 가공 단계, 예를 들면 용적축소가 스크림 (40)과 흡수성 코어 (33)의 섬유 사이의 어떠한 추가의 연결을, 예를 들면 수소 결합에 의해 형성할 수 있음이 인지된다. 본 발명의 설명을 목적으로 한 그러한 연결로 인해, 얽힘을 통한 것 이외의 연결이 실질적으로 존재하지 않는 흡수성 코어 (33)의 섬유와 스크림 (40)의 연결이 손상되지 않는다. 본 발명의 흡수성 구조체는, 적어도 한 양태에서 스크림 (40)과 코어 (33)의 섬유를 결합시키기 위한 접착제의 사용을 필요로 하지 않고 강하고 내구성 있는 흡수성 코어를 나타내는 스크림과 섬유의 융합을 필요로 하지 않는다.

사용시에, 스크림 (40)은 하나 이상의 인설트를 수용한 후에 흡수성 코어 (33) 내의 액체에 의해 또한 착용자의 움직임을 통해 가해지는 하중 하에 흡수성 코어 (33) 내의 섬유 재료의 매트릭스를 단결시킨다. 이 하중은 섬유 재료 (및 그에 따른 흡수성 코어 (33))의 해체를 야기시키는 경향이 있다. 스크림 (40)은 흡수성 코어 (33)에 가해진 힘, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 인장력, 압축력 및 전단력을 견딘다. 스크림 (40)은 추가의 강도로 인해 흡수성 코어 (33)가 섬유 재료의 더 낮은 기본 중량을 갖게 한다. 따라서, 더 얇은 흡수성 코어 (33) 및 더 얇은 흡수성 구조체 (32)의 제조가 용이해진다.

도 1-4는 서로 규칙적으로 교차하여 직사각형 개구 (82)를 형성하는 스트랜드 (80)로 구성된 스크림 (40) 형태인 강화 부재의 한 형태를 예시한다. 그러나, 강화 부재는 직사각형 개구를 갖거나 스트랜드 (80)의 격자로 구성될 필요가 없다. 도 5A에 대해서 보면, 강화 부재는 다이아몬드형 개구 (182)를 형성하도록 서로 교차하는 스트랜드 (180)로 구성된 스크림 (140) 형태로 도시되어 있다. 그러나, 스트랜드 (180)는 비선형으로 배열된 스트랜드에 의해 한정되는 개구 및 다른 형태를 갖는 동일한 스크림 내의 개구 (도시하지 않음)를 포함한 또다른 형태의 개구를 한정하도록 배열될 수 있다. 도 5B는 상부 및 하부 섬유 영역 (도시되지 않지만, 영역 (33A, 33B)과 유사함)으로부터의 섬유가 흡수성 구조체의 구성 부분의 동일한 상호연결을 위해 개구 사이의 필름 주위에 또는 필름을 통해 연장되도록 그 안에 개구 (282)가 형성되어 있는 필름 (240)과 같은 시트 재료 형태의 강화 부재를 나타낸다. 필름 (240)은 특히, 연속 필름을 천공시킴으로써, 또는 주조 중합체 재료에 개구 및(또는) 다른 특징을 형성하는 융기 부분을 갖는 드럼에 주조 중합체 재료를 가하는 주조 필름 기술에 의해 형성될 수 있다. 또다른 가능한 양태에서 (도시하지 않음), 강화 부재는 흡수성 구조체의 제조 전에 형성되어 롤로부터 흡수성 구조체 제조 장치에 공급되는 스펀본드 재료이다. 스펀본드 재료는 도 3, 4, 5A 및 5B의 양태의 개구 (82, 182, 282)와 동일한 기능을 수행하는 불규칙한 개구를 갖는다.

강화 부재는 흡수성 코어에 대한 그들의 공통적인 연결을 통한 것을 제외하 고는, 서로에게 연결되지 않는 몇가지 성분의 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 강화 부재는 2개 이상의 분리 웹 또는 스크림 단편 (도시하지 않음)일 수 있다. 한가지 예에서, 측방향으로 이격된 스크림 단편은 흡수성 코어의 길이쪽으로 연속적으로 연장될 수 있다. 불연속 성분을 포함하는 다른 유형의 강화 부재는 도 6A-6D에 예시되어 있다. 도 6A에 대해서 보면, 강화 부재 (340)는 상부 및 하부 영역과의 연결을 통한 것을 제외하고는 흡수성 코어에서 서로에게 연결되지 않는 하나 이상의 이격된 스트랜드 (380) 형태를 가질 수 있다. 흡수성 코어는 강화 부재를 더욱 명확하게 나타내기 위해 도 6A-6D에 예시하지 않았다. 이들 양태는 흡수성 코어의 측방향의 인열력에 대해서는 저항성이 적지만, 종방향 인열력에 대해서는 저항성이 있도록 제조된다.

도 6A에 나타낸 형태에서, 스트랜드 (380) (광범위하게는, 강화 부재 (340)의 "성분") 각각은 스트랜드의 길이를 따라 이격된 위치에서 스트랜드에 부착된 가로대 (381)(광범위하게는, "돌출 부재")를 갖는다. 가로대 (381)는 흡수성 코어의 상부 및 하부 영역의 섬유가 강화 부재 (340)와 얽혀져서 스트랜드의 길이를 따른 흡수성 코어와 스트랜드 (380)의 상대적인 이동을 막도록 하는 추가의 위치를 제공한다. 도 6B는 가로대 (381) (도 6A의)가 스트랜드 (480)로부터 외측으로 돌출된 다수의 필라멘트 (481)로 대체된 강화 부재 (440)를 나타낸다. 이들 필라멘트 (481)는 스트랜드 원주 둘레의 모든 위치에서 각 스트랜드 (480)로부터 외측으로 돌출되어 있다. 필라멘트 (481)는 흡수성 코어의 상부 및 하부 영역의 섬유와 얽혀질 것이다. 도 6C에 나타낸 또다른 양태에서, 강화 부재 (540)는 흡수성 코어와 코어의 길이쪽 스트랜드 사이의 상대적인 이동을 막을 동일한 목적으로 그의 길이를 따라서 위치된 구근상 (bulbous) 부분 또는 너브 (581)를 갖는 이격된 스트랜드 (580)를 포함한다. 스트랜드 (380, 480 및 580) 자체는 흡수성 코어의 섬유와 스트랜드의 상호연결을 더욱 촉진시키도록 형상화되고 성형될 수 있다.

도 6D에 도시된 추가의 또다른 양태에서, 강화 부재 (640)는 스펀본드 재료의 이격된, 일반적으로 편평한 스트립 (680)을 포함한다. 각 스트립 (680)은 흡수성 코어의 섬유와의 얽힘을 촉진시키기 위해 그로부터 외측으로 돌출된 필라멘트 (681) ("돌출 부재")를 갖는다. 필라멘트 (681)는 스트립 (680)의 주변 연부로부터 뿐만 아니라 스트립의 주 표면으로부터도 돌출되어 있다. 스펀본드 재료 이외의 재료, 예를 들면 멜트블로운 재료, 본디드 카디드 웹, 스펀레이스, 기하 부직 개구 형성 직물, 서지 재료, 또는 제직물, 예를 들면 텍스쳐사 및 상기 재료의 조합물 및 적층물이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 도 6A, 6B 및 6D (381, 481, 681)의 가로대 또는 필라멘트가 인접 스트랜드 (380, 480 및 680)로부터 이격된 것으로 도시되어 있지만, 그들은 인접 스트랜드 및(또는) 서로에게 겹쳐질 수 있다.

한 양태에서, 강화 부재 (340, 440, 540, 640)를 갖는 흡수성 코어는 도 7에 일반적으로 (96)으로 나타낸 유형과 같은 통상의 에어 포밍 장치를 사용하여 제조될 수 있다. 장치 (96)는 그의 축 주위에서 회전하기 위해 장착된 드럼 (일반적으로, (100)으로 표시됨)의 원주 둘레에서 연장되는 이동가능한 유공성 성형 표면 (98)을 포함한다. 성형 표면 (98)의 방사상 내측에 위치된 진공 닥트 (102)는 드 럼 (100)의 내경 아크 위에 연장되어 있으며, 유공성 성형 표면 아래를 진공으로 빨아내도록 배열된다. 진공 닥트 (102)는 진공원 (도시되지 않음)에 연결된 진공 도관 (104) 상에 장착되어 진공 도관과 유체 소통된다.

장치 (96)는 회전 시에 성형 표면 (98)이 드럼 (100)과 꼭붙어서 이동가능하게 하는 성형 챔버 (106)를 추가로 포함한다. 성형 챔버 (106)는 그 성형 챔버를 통한 성형 표면의 이동 시에 성형 표면 (98)이 노출되는 내부 용적을 한정하는 통상의 방식으로 구성된다. 더욱 상세하게는, 예시된 양태에서 성형 표면 (98)은 그 성형 표면이 실질적으로 섬유 재료 없이 성형 챔버로 유입되게 하는 입구, 및 성형 표면이 그 위에 형성된 흡수성 재료의 웹 (108)을 갖고 성형 챔버를 빠져나가게 하는 출구로부터 성형 챔버 (106) 내에서 아치형 경로 P를 따라서 시계 반대 방향으로 이동한다. 흡수성 코어 (33)는 흡수성 웹 (108)을 적절한 크기의 길이로 절단함으로써 형성된다.

섬유 공급 저장소 (도시하지 않음) 또는 섬유화기 (110)와 같은, 통상의 섬유 재료 공급원은 유동성 섬유 재료 (예를 들면, 분리 섬유의 흐름)를 성형 챔버 (106) 내로 전달한다. 도 7에 도시된 섬유화기 (110)는 성형 챔버 (106) 위에 작동적으로 위치되며, 그것은 회전 햄머 밀 또는 회전가능한 픽커 롤일 수 있다. 그러나, 섬유화기 (110)가 성형 챔버 (106)로부터 먼 곳에 위치하고 유동성 섬유 재료가 다른 적합한 장치에 의해 다른 식으로 성형 챔버의 내부로 전달될 수 있음이 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. 한가지 예로서, 적합한 섬유화기는 페이퍼 컨버팅 머쉰 캄파니 (Paper Converting Machine Company; Green Bay, Wisconsin, U.S.A.)로부터 판매된다.

섬유 재료는 천연 섬유, 합성 섬유 및 그의 조합물을 포함할 수 있다. 천연 섬유의 예로는 셀룰로오스 섬유 (예를 들면, 목재 펄프 섬유), 면 섬유, 모 섬유, 견 섬유 등, 및 그의 조합물이 있다. 합성 섬유로는 레이온 섬유, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유 등, 및 그의 조합물이 있다. 도 7의 장치 (96)에 이용되는 섬유 재료는 섬유화기 (110)로 공급되는 목재 펄프 셀룰로오스 섬유 솜 (batt) B로부터 유래되며, 섬유화기 (110)는 솜을 분리 섬유로 가공하여 유동화된 섬유 재료를 성형 챔버 (106) 내로 전달한다.

흡수성 웹 (108)을 형성하기 위한 기타 섬유 재료 또는 입상물은 추가로 성형 챔버 (106) 내로 전달될 수 있다. 예를 들면, 초흡수성 재료의 입자 또는 섬유는 파이프, 채널, 스프레더, 노즐 등, 및 그의 조합과 같은 통상의 기구를 이용하여 성형 챔버 (106) 내로 도입될 수 있다. 예시된 양태에서, 초흡수성 재료는 전달 도관 및 노즐 시스템 (도 7에 개략적으로 도시되고 (112)로 표시됨)에 의해 성형 챔버 (106) 내로 전달된다. 섬유, 입자 및 기타 소정의 재료는 성형 챔버 내의 임의의 적합한 유체 매질 내에 연행될 수 있다. 따라서, 본원에서 연행 매질로서 참조된 공기는 임의의 다른 작동 연행 유체를 포함하는 일반적인 참조인 것으로 이해되어야 한다.

성형 챔버 (106)는 필요시에 또는 바람직하다면 다른 적합한 구조 성분에 정착되고(되거나) 접합될 수 있는 적합한 지지 프레임 (도시하지 않음)에 의해 지지된다. 성형 표면 (98)이 성형 드럼 (100)의 부분으로서 본원에 예시되어 있지만, 성형 표면을 제공하는 다른 기술이 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 이용될 수도 있는 것으로 이해된다. 예를 들면, 성형 표면은 순환 성형 벨트 (도시하지 않음)에 의해 제공될 수 있다. 이러한 유형의 성형 벨트는 파트리지 (M. Partridge) 등에 의해 1995년 11월 14일자로 특허 허여된 미국 특허 제5,466,409호 (발명의 명칭: FORMING BELT FOR THREE-DIMENSIONAL FORMING APPLICATIONS)에 기재되어 있다.

작업 시에, 진공원은 성형 챔버 (106)의 내부에 대해 진공 닥트 (102) 내에 진공을 형성한다. 성형 표면 (98)이 유입되고, 그후에 성형 챔버 (106)를 거쳐 성형 경로 P를 따라서 챔버의 출구를 향해 이동할 때, 성형 챔버 내의 유동화된 섬유 재료 및 기타 입자는 연행 기류에 의해 작동가능하게 운반 또는 이송되고 진공에 의해 유공성 성형 표면을 향해 내측으로 끌어 들여진다. 공기는 성형 표면 (98)을 통해 내측으로 이동하고 이후에 진공 닥트 (102) 및 진공 공급 도관 (104)을 거쳐 드럼 (100) 밖으로 나온다. 섬유 및 기타 입자는 공기가 통과될 때 성형 표면 (98)에 의해 수집되어 성형 표면 (98) 상에 흡수성 웹 (108)을 형성하게 된다.

다음에, 흡수성 웹 (108)을 갖고 있는 성형 표면 (98)은 성형 챔버 (106)의 안으로부터 출구를 통해 스카핑 시스템 (도 7에 일반적으로 (114)로 표시됨)으로 이동하며, 스카핑 시스템은 과도한 두께의 흡수성 웹 (108)을 일정한 범위로 트리밍하고 제거할 수 있다. 스카핑 시스템 (114)은 과도한 섬유 재료를 흡수성 부재로부터 연마시키기 위한 스카핑 롤 (116)을 포함한다. 제거된 섬유는 당업계에 숙지된 바와 같이, 적합한 배출 도관 (도시하지 않음)에서 스카핑 챔버로부터 먼곳으로 이송된다.

스카핑 작업 후, 그 위에 흡수성 웹 (108)이 형성되어 있는 성형 표면 (98) 부분은 성형 챔버 (106)의 외부에 배치되어 있는 장치 (96)의 박리 대역으로 이동될 수 있다. 박리 대역에서, 흡수성 부재는 성형 표면 (98)으로부터 떨어져 나와 콘베이어 (일반적으로 (118)로 표시됨) 상으로 끌어 들여진다. 드럼 (100)의 내부로부터 공기압을 가해 박리를 촉진시킬 수 있다. 콘베이어 (118)는 형성된 흡수성 웹 (108)을 성형 드럼 (100)으로부터 받아서 흡수성 웹을 수집 영역 또는 추가 가공을 위한 위치 (도시되지 않음)로 이송시킨다. 예를 들면, 적절한 콘베이어로는 콘베이어 벨트, 진공 드럼, 운반 롤러, 전자기 현가 콘베이어, 유액 현가 콘베이어 등, 및 그의 조합을 포함할 수 있다.

예시된 양태에서, 콘베이어 (118)는 롤러 주변에 배치된 순환 콘베이어 벨트 (120)를 포함한다. 진공 흡입 박스 (122)는 콘베이어 벨트 (120) 아래에 배치되어 성형 표면 (98)에서 흡수성 웹 (108)을 끌어 들인다. 벨트 (120)는 천공되어 있으며, 진공 박스 (122)는 진공 박스 내의 진공이 성형 표면 상의 흡수성 웹 (108)에 작용하도록 성형 표면 (98)에 근접한 벨트 부분 아래에서 밀폐 고압 공간을 한정한다. 별법으로, 흡수성 부재의 중량, 원심력, 기계적 사출, 정 (positive) 공기압 또는 그의 임의의 조합에 의해 또는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 다른 적절한 방법에 의해 성형 표면 (98)으로부터 흡수성 웹 (108)을 제거할 수 있다. 예로서, 예시된 양태의 제거된 흡수성 웹 (108)은 일련으로 상호연결된 흡수성 코어 (33)를 포함하며, 흡수성 코어 각각은, 개별 흡수성 코어가 형성되는 성형 표면 (98)의 상응하는 부분에 의해 제공된 형상과 실질적으로 일치하는 선택된 표면 형 상을 갖는다.

이제까지 기재된 섬유상 흡수성 부재를 에어 포밍하기 위한 장치 (96) 및 방법은 일반적으로 통상적인 것으로 당업계에 숙지되어 있다. 예를 들면, 1987년 5월 19일자로 특허 허여된, 엔로에 (K. Enloe) 등에 의한 미국 특허 제4,666,647호 (발명의 명칭: APPARATUS AND METHOD FOR FORMING A LAID FIBROUS WEB); 및 1988년 8월 2일자로 특허 허여된, 엔로에 (K. Enloe)에 의한 미국 특허 제4,761,258호 (발명의 명칭: CONTROLLED FORMATION OF LIGHT AND HEAVY FLUFF ZONES)(이들의 전체 개시는 본원에 참고로 인용되어 있음)에 기재되어 있다. 그러한 기타 장치는 2001년 12월 18일자로 특허 허여된, 한 (J. T. Hahn) 등에 의한 미국 특허 제6,330,735호 (발명의 명칭: APPARATUS AND PROCESS FOR FORMING A LAID FIBROUS WEB WITH ENHANCED BASIS WEIGHT CAPABILITY); 및 2001년 9월 4일자로 출원된, 머피 (D. P. Murphy) 등에 의한 미국 특허 출원 제09/947,128호 (발명의 명칭: MULTI-STAGE FORMING DRUM COMMUTATOR)(이들의 전체 개시는 본원에 참고로 인용되어 있음)에 기재되어 있다. 선택량의 초흡수재 입자를 성형 챔버에 도입하는 기술의 예는 1990년 5월 22일자로 특허 허여된, 브리슨 (R. E. Bryson)에 의한 미국 특허 제4,927,582호 (발명의 명칭: METHOD AND APPARATUS FOR CREATING A GRADUATED DISTRIBUTION OF GRANULE MATERIALS IN A FIBER MAT)(이의 전체 개시는 본원에 참고로 인용되어 있음)에 기재되어 있다. 그러므로, 장치 (96)의 제조 및 작동은 본 발명에 기재할 필요가 있는 정도 이외에는 본원에 더 설명하지 않을 것이다.

다시 도 7에 대해서 보면, 장치 (96)의 성형 챔버 (106)는 운송관 (일반적으 로, (123)으로 표시됨)을 추가로 포함하며, 그것을 통해 강화 부재 (예를 들면, 스크림 (40))가 흡수성 웹 (108) 내로의 혼입을 위해 성형 챔버의 내부로 도입된다. 스크림 (40)은 연속 웹으로 성형 장치 (96)에 운송된다. 스크림 (40)은 성형 챔버 (106) 내에서 성형 표면 (98)을 향해 유동되는 공기가 통과되도록 하기에 충분히 다공성이다. 더욱 바람직하게는, 스크림은 성형 챔버 (106) 내에서 유동되는 분리 섬유에 대해 적어도 반투과성이다. 다른 섬유 (92, 94)는 스크림 스트랜드 (80) 주위에 랩핑됨으로써 스크림 (40)과 얽혀지게 된다. 진공력은 섬유의 랩핑 작용에 대한 관성을 제공하는 것으로 생각된다. 또한, 스크림과 얽혀진 섬유는 또한 다른 섬유와 얽혀지게 될 수도 있으며, 이로써 섬유와 스크림 (40)의 구조적 단일화가 더 촉진된다. 섬유와 웹 (108)과의 증강된 얽힘은 도 9에 도시된 바와 같이 용적축소 롤러 (125)에 웹을 통과시킴으로써 더 증대되는 것으로 생각된다. 용적축소 롤러는 닙에 유입되기 전의 웹 (108)의 두께보다 상당히 더 작은 닙을 한정한다. 따라서, 웹은 용적축소 롤러 (125)의 작동에 의해 압축되고 두께가 현저하게 감소된다. 웹 (108)의 섬유는 특히 고속 및 상당한 압축력으로 롤러 (125)의 닙에 통과될 때 상당히 변형된다. 압축은 또한 적어도 약간의 추가의 섬유가 스크림 스트랜드 (80) 주위에 랩핑되도록 하여, 웹 (108)의 흡수재/스크림 매트릭스의 얽힘 및 수소 결합이 개선되는 것으로 생각된다. 또한, 스트랜드 (80) 주위에 이미 약간 랩핑된 섬유는 스트랜드 및 결과의 안정화된 매트릭스에 더 고정될 수 있다. 한 양태에서, 흡수성 코어 (33)는 0.06 내지 0.5 g/㏄의 밀도를 갖는다. 스크림 (40)은 일반적으로 균열에 더욱 민감한, 약 0.2 g/㏄를 초과하는 밀도를 갖는 코어에서 특별한 잇점을 갖는 것으로 생각된다.

도 6A의 별개의 스트랜드 (380)를 포함하는 강화 부재를 갖는 흡수성 코어를 형성하기 위해, 스크림 (40)의 웹은 성형 챔버 (106)에 유입되기 직전에 절단기 (124) (도 7에 가상 모형으로 예시됨)를 거쳐 공급된다. 예시된 바와 같이, 절단기 (124)는 운송관 (123)으로부터 바로 상류에 위치한다. 절단기 (124)는 단일 스크림 웹을 길이쪽으로 개별 스트랜드 (380)로 절단한다. 스펀본드 재료의 연속 웹을 절단기 (124)에 공급하여 그 재료를 스트립 (680)으로 절단할 수도 있다 (도 6D). 스트랜드 (480 및 580) (도 6B 및 6C)는 초기에는 단일체이고 그후에 성형 챔버 (106)로 유입될 때 절단 분리될 수도 있음이 예측된다. 성형 챔버 (106)에 유입되기 직전까지 스크림 (40) (또는 기타 강화 부재)을 단일화된 웹으로 유지함으로써, 강화 부재 (340, 440, 540, 640)는 취급하기가 훨씬 더 쉽다. 2차원적 단일 웹을 별개의 스트랜드로 절단함으로써 흡수성 코어에 매립된 강화 부재가 흡수성 코어 성형 장치 (예를 들면, 도 7에 도시됨)의 스카핑 롤 (114)과 얽혀지지 않게 된다. 이는 스카핑 롤 상에 얽혀지거나 또는 붙잡히기가 더욱 쉬운 CD 스트랜드의 일부 또는 전부가 절단되기 때문이다.

고흡수성 재료의 보유력을 개선시키기 위해, 흡수성 구조체 (32)는 흡수성 코어 (33)에 바로 인접하게 또한 주위에 놓여지고 흡수성 코어 및 기저귀의 기타 각종 성분에 결합될 수 있는, 랩 시트 (74)와 같은 오버랩을 포함할 수 있다 (도 2). 랩 시트 (74)는 바람직하게는 흡수성 코어 (33)의 주요 신체측 및 외측 표면을 커버하고, 바람직하게는 흡수성 코어의 실질적으로 모든 주변 연부를 둘러싸서 그 주위를 실질적으로 완전히 덮어싸는 흡수성 재료의 층이다. 다르게는, 랩 시트 (74)는 흡수성 코어 (33)의 주요 신체측 및 외측 표면을 커버하고, 흡수성 코어의 실질적으로 측면 연부 만을 덮어싸는 흡수성 랩핑을 제공할 수 있다. 따라서, 랩 시트 (74)의 측면 연부의 선형 및 내측으로 굴곡진 부분은 흡수성 코어를 에워쌀 수 있다. 그러나, 그러한 양태에서 랩 시트 (74)의 말단 연부는 제품의 허리밴드 영역에서 흡수성 코어 (33)의 말단 연부를 완전히 에워싸지 않을 수도 있다.

예를 들면, 완전한 랩 시트 (74) 또는 랩 시트의 적어도 신체측 층은 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유와 같은 멜트블로운 섬유로 구성된 멜트블로운 웹을 포함할 수 있다. 흡수성 랩 (74)의 또다른 예는 경재/연재 섬유의 약 50/50 블렌드로 구성된 티슈와 같은 저다공성 셀룰로오스 웹을 포함할 수 있다.

흡수성 랩 (74)은, 각각이 흡수성 코어 (33)의 주변 연부의 일부 또는 전부를 지나서 연장되는, 별개의 신체측 랩 층 및 별개의 외측 랩 층을 포함하는 다중 요소 랩시트를 포함할 수 있다. 랩 시트의 그러한 구조는 예를 들면 흡수성 코어 (33)의 주변 연부 주위의 실질적으로 완전한 밀봉 및 밀폐를 용이하게 할 수 있다. 예시된 기저귀 (10)의 배면 허리밴드 부분에서, 흡수성 랩 (74)은 기저귀 (10)의 배면 측단면에 불투명도 및 강도를 추가시키기 위해 흡수성 코어 (33)의 주변으로부터 증가된 거리 만큼 연장되도록 구성될 수도 있다. 예시된 양태에서, 흡수성 랩 (74)의 신체측 및 외측 층들은 흡수성 구조체의 주변 연부를 넘어 약 1/2 인치 이상 연장되어, 흡수성 랩의 신체측 부분의 주변이 흡수성 랩의 외측 부분의 주변에 완전히 또는 부분적으로 연결될 수 있는, 외측으로 돌출된 플랜지형 결합 면을 제공할 수 있다.

랩 시트 (74)의 신체측 및 외측 층들은 실질적으로 동일한 재료로 구성되거나 또는 상이한 재료로 구성될 수도 있다. 예를 들면, 랩 시트 (74)의 외측 층은 연재 펄프로 구성된 습윤 강도 셀룰로오스 티슈와 같은, 비교적 높은 다공성을 가진 비교적 낮은 기본 중량 재료로 구성될 수 있다. 랩 시트 (74)의 신체측 층은 비교적 낮은 다공성을 갖는 이미 기재된 랩 시트 재료 중의 하나를 포함할 수 있다. 저다공성 신체측 층은 착용자의 피부로의 초흡수재 입자의 이동을 더 잘 방지할 수 있으며, 고다공성의 낮은 기본 중량의 외측 층은 비용 절감을 도울 수 있다.

바람직한 양태에서, 스페이서 층 (76)은 흡수성 구조체 (32)와 배면시트 층 (30) 사이에 개재되어 목적하는 잇점을 제공할 수 있다 (도 2). 배면시트 층 (30)이 증기 투과성인 경우, 예를 들면 스페이서 층 (76)은 배면시트 층 (30)을 흡수성 구조체 (32)로부터 이산 거리만큼 작동적으로 위치시켜 분리시킬 수 있다. 결과의 이격 거리는 흡수재가 습윤될 때 발생될 수 있는 축축하거나 차가운 느낌을 줄일 수 있게 한다.

본 발명의 제품의 제조에 이용되는 각종 부착 및 고정에서, 임의의 통상의 부착 또는 고정 기술이 이용될 수 있음이 쉽게 이해된다. 그러한 기술은 예를 들면 접착 결합, 응집 결합, 열 결합, 초음파 결합, 핀, 스테이플, 리벳, 스티치 등, 및 그의 조합을 포함할 수 있다.

다음 실시예는 대표적인 것이며, 이는 본 발명의 더욱 상세한 이해를 제공하도록 제시된다. 실시예는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

전통적인 비-강화된 흡수성 코어에 대한 본 발명의 강화된 흡수성 코어의 개선점을 확인하기 위해 시험을 실시하였다. 킴벌리 클라크 코포레이션 (Kimberly Clark Corporation; Neenah, Wisconsin)에 의해 상품명 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표)로 판매되는 기저귀와 동일한 구조의 기저귀에 스크림 형태의 강화 부재를 갖는 흡수성 코어를 포함시켰다. 이러한 기저귀는 몇가지 비공개 연구에서 종래의 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표) 또는 HUGGIES (등록상표) SUPREME (등록상표) 기저귀와 함께 시험하였다.

실시예 1

표 1에 요약된 강화된 흡수성 코어를 갖는 기저귀 형태의 흡수성 제품을 제조하였다. 이 기저귀는 강화 흡수성 코어 이외에는, 킴벌리 클라크 코포레이션으로부터 판매되는 스텝 4 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표) 기저귀와 실질적으로 동일한 구조를 가졌다. 모든 기저귀의 흡수성 코어는 2차원적 형상을 나타내지만, 실질적으로 균일한 두께를 갖고 있다 (즉, 편평한 패드).

흡수성 코어; "패드" (섬유 매트릭스, 33)	목재 펄프 플러프의 섬유 매트릭스 중의 초흡수재 입자. 약 750 gsm의 실질적으로 균일한 기본 중량, 약 0.22 g/㏄의 표적 밀도를 가진 성형 패드. 약 378 ㎜의 패드 길이 및 약 3 인치 (76 ㎜)의 가랑이의 가장 좁은 폭.
목재 펄프 플러프의 중량	13 g; 플러프 기본 중량은 패드에 대해 거의 균일하다.
목재 펄프 플러프 재료	CR 1654; 유에스 알리앙스 (US Alliance; Coosa Pines, Alabama) 로부터 판매됨.
초흡수성 재료의 중량	12 g
초흡수성 재료	FAVOR SXM 9543; 스톡하우젠, 인크. (Stockhausen, Inc.; Greensboro, North Carolina, U.S.A.)로부터 판매됨.
스크림 재료	콘웨드 플라스틱스 (Conwed Plastics; Minneapolis, Minnesota) 로부터 판매되는 RO3230 폴리프로필렌 스크림 재료; 메쉬 크기 = 9 x 8 ㎜; 인장 강도 = 69 N/10 ㎝ MD; 49 N/10 ㎝ CD; 기본 중량 = 4.64 gsm; 폭 = 52 ㎜
"gsm" = 제곱 미터 당 그램 "CD" = 측방향, 횡방향 (26) "MD" = 종방향, 기계 방향 (24)

이 기저귀들은 56명의 어린이가 포함된 비공개 연구에서 스크림 재료는 없지만 동일한 구조를 가진 스텝 4 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표) 기저귀와 함께 시험되었다. 참여자들은 기저귀 흡수성 코어가 강화되거나 비강화되었는지를 나타내지 않고 코드 문자에 의해서만 확인되는 두 종류의 기저귀를 제공받았다. 각 유형 (강화 및 비강화)의 기저귀 10개를 제공하고, 5일 동안에 걸쳐 정상적인 사용시에 연속으로 사용하게 한 다음 참여자들을 조사하였다. 두 기저귀 유형 중의 하나를 선호하는 응답자를 조사한 결과, 스크림을 갖고 있는 기저귀가 3:1로 선호되었다. 본 발명의 강화된 흡수성 코어를 갖는 기저귀를 선호하는 우선적인 2가지 이유는 흡수성 코어 일체성에 관한 것이었다.

실시예 2

흡수성 제품은 스텝 3 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표) 기저귀의 구조를 갖는 시험 기저귀 형태로 제조하였다. 스텝 3 기저귀는, 코어의 다른 영역 이 다른 기본 중량을 가짐을 의미하는 "대역 구분된" 흡수성 코어를 갖는다. 흡수성 코어의 더 높은 기본 중량 영역은 그 영역 내의 코어의 두께를 증가시켜 제공한다. 시험 기저귀의 흡수성 코어는 본 발명에 따라서 강화 스크림을 갖도록 형성되었다. 기저귀 구조의 성분 재료는 다음 표 2에 요약하였다.

흡수성 코어; "패드" (섬유 매트릭스, 33)	목재 펄프 플러프의 섬유 매트릭스 중의 초흡수재 입자. 기저귀의 가랑이 영역에 대역 구분된, 더 높은 기본 중량을 갖는 성형 패드. 더 높은 기본 중량 (900 gsm) 영역에서 더 낮은 기본 중량 (425 gsm), 약 0.22 g/㏄의 표적 밀도. 약 363 ㎜의 패드 길이 및 약 89 ㎜의 가랑이의 가장 좁은 폭.
목재 펄프 플러프의 중량	13.9 g;
목재 펄프 플러프 재료	CR 1654; 유에스 알리앙스 (US Alliance; Coosa Pines, Alabama) 로부터 판매됨.
초흡수성 재료의 중량	10.7 g
초흡수성 재료	FAVOR SXM 9543; 스톡하우젠, 인크. (Stockhausen, Inc.; Greensboro, North Carolina)로부터 판매됨.
스크림 재료 (40)	콘웨드 플라스틱스 (Conwed Plastics; Minneapolis, Minnesota) 로부터 판매되는 RO3230 폴리프로필렌 스크림 재료; 메쉬 크기 = 9 x 8 ㎜; 인장 강도 = 69 N/10 ㎝ MD; 49 N/10 ㎝ CD; 기본 중량 = 4.64 gsm; 폭 = 52 ㎜

시험 기저귀는 24명의 어린이가 포함된 맹검 연구에서 강화 스크림 재료는 없지만 동일한 구조의 스텝 3 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표) 기저귀와 함께 시험되었다. 시험 기저귀 및 표준 기저귀는 둘다 18개 이상의 기저귀를 사용하여 평가하였다. 각 어린이에게 시험 기저귀 또는 표준 기저귀를 야간에 착용하도록 무작위로 제공하였다. 오줌 또는 BM 누출이 발생하였으면, 기저귀를 제거하고 표준 기저귀로 대체하였다. 시험 기저귀를 시험 장소로 반환시켰지만, 평가하지는 않았다. 오줌 또는 BM 누출이 발생하지 않았으면, 어린이를 다음날 아침 시험 장소로 다시 오게 하여 기저귀를 제거하였다. 기저귀에서 나온 겔 (즉, 초흡수 재)에 대해 어린이의 피부를 검사하였다. 기저귀를 흡수성 코어 일체성에 대해 평가하고, 라이트 박스 상에서 사진 촬영하였다. 또한, 기저귀 유체 하중을 측정하였다. 건조 시험 기저귀를 어린이에게 착용하고, 어린이를 약 90분 동안 놀이 환경에서 활동하게 하였다. 놀이 환경은 기저귀 및 그 안의 흡수성 코어가 흡수성 코어를 해체시키기 쉬운 증가된 힘에 노출되도록 선택되었다. 기저귀를 야간용으로 사용된 기저귀와 동일한 방식으로 제거하고, 평가하고 사진 촬영하였다. 본 발명의 흡수성 코어를 가진 기저귀를 사용하여 또다른 날 밤 및 다음 날에 동일한 절차를 실시하였다. 이 시험의 평가 및 측정 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

	흡수된 평균 유체	피부 상의 평균 겔 등급	평균 패드 일체성 등급
주간용 기저귀
코드 R (대조용)	47.69	1.00	3.11
코드 S (스크림)	43.49	0.28	1.76
야간용 기저귀
코드 R (대조용)	202.53	2.63	2.34
코드 S (스크림)	167.2	1.65	1.68

검사자는 피부 상의 겔에 대한 등급을 0에서 5까지의 점수로 판정하였다. 0 등급은 피부 상에 겔이 없음을 의미하며, 5 등급은 피부 상에 겔이 많이 있음을 의미한다. 흡수성 코어 일체성 등급은 1에서 5까지의 점수로 검사자에 의해 판정되었다. 일체성 등급에 대한 지침은 다음과 같다:

1 = 양호한 일체성 및 본래 상태

2 = 결집되고 응집되었지만, 분할되지는 않음

3 = 정면 또는 배면에서 코어 분할됨, 분할이 하나만 있음.

4 = 정면 및 배면 둘다에서 코어 분할됨, 분할이 둘이 있음.

5 = 모두 분해됨.

"정면" 및 "배면"이란 흡수성 코어의 정면 및 배면 (또는 상부 및 하부) 주표면을 나타낸다.

표 3을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 스크림 강화된 흡수성 코어는 종래의 비강화된 기저귀 흡수성 코어보다 성능이 상당히 우수하였다. 본 발명에 따라서 제조된 기저귀에 대한 피부 상의 겔 및 코어 일체성의 등급은 종래의 비강화된 기저귀보다 훨씬 우수하였다.

실시예 3

또다른 시험에서는 실시예 2에 기재된 바와 동일한 절차를 이용하여 스크림 강화된 기저귀와 종래의 비강화된 기저귀를 비교하였다. 그러나, 시험 대상이 "놀이" 중에 더 많이 활동하였으며, 따라서 흡수성 코어의 일체성에 해로운 더 큰 힘을 받게 됨을 주목한다. 각각 20개 이상의 스크림 강화된 기저귀 및 종래의 기저귀를 평가하였다. 비강화 기저귀 또는 대조용 기저귀는 킴벌리 클라크 코포레이션으로부터 판매되는 스텝 4 HUGGIES SUPREME (등록상표) 기저귀였다. 스텝 4 기저귀는 연신성 배면시트 층을 갖는다. 시험 기저귀는 흡수성 코어 중에 스크림을 갖추고 있는 것을 제외하고는 대조용 기저귀와 동일한 구조를 가졌다. 다음 표 4는 기저귀의 일반적인 특성을 제공한다.

흡수성 코어; "패드" (섬유 매트릭스, 33)	목재 펄프 플러프의 섬유 매트릭스 중의 초흡수재 입자. 기저귀의 가랑이 영역에 대역 구분된, 더 높은 기본 중량을 갖는 성형 패드. 더 높은 기본 중량 (1250 gsm) 영역에서 더 낮은 기본 중량 (550 gsm), 약 89 ㎜의 가랑이의 가장 좁은 패드 폭.
목재 펄프 플러프의 중량	17.3 g;
목재 펄프 플러프 재료	CR 1654; 유에스 알리앙스 (US Alliance; Coosa Pines, Alabama) 로부터 판매됨.
초흡수성 재료의 중량	13.3 g
초흡수성 재료	FAVOR SXM 9543; 스톡하우젠, 인크. (Stockhausen, Inc.; Greensboro, North Carolina)로부터 판매됨.
스크림 재료 (40)	콘웨드 플라스틱스 (Conwed Plastics; Minneapolis, Minnesota) 로부터 판매되는 RO3230 폴리프로필렌 스크림 재료; 메쉬 크기 = 9 x 8 ㎜; 인장 강도 = 69 N/10 ㎝ MD; 49 N/10 ㎝ CD; 기본 중량 = 4.64 gsm; 폭 = 52 ㎜

사용된 각 기저귀에 대한 균열 또는 일체성 등급을 매기기 위해, 기저귀를 어린이에게서 제거하고 라이트 박스 위에서 수동으로 펴보았다. 그후에, 기저귀를 다음과 같이 0-3의 점수로 균열에 대해 평가하였다.

0 = 균열 없음

1 = 약간 균열 있음

2 = 적당한 균열 (하나의 큰 균열 또는 몇개의 작은 균열)

3 = 심각한 균열 (주요 분리 또는 매우 많은 수의 작은 균열)

라이트 박스 위에 펼쳐진 다른 기저귀를 나타내는 도 10A-10D를 참조한다. 도면의 좌측의 더 어두운 영역은 흡수성 코어의 더 높은 기본 중량 ("대역 구분된) 면이다. 예시된 각 기저귀는 다른 등급으로 평가되었다. 균열은 바로 주위의 면에 비해 더 밝은 면으로 관찰되었다.

도 10A는 스크림 강화된 기저귀를 도시하였다. 이 기저귀는 등급이 0으로 매겨졌다. 이 기저귀에서는 균열이 관찰되지 않았다. 도 10B에 도시된 기저귀는 일반적으로 기저귀의 중앙 종축을 따라서 더 낮은 기본 중량 면에서 보여지는 약간의 균열을 갖고 있는 등급 1이었다. 도 10B-10D의 기저귀는 모두 스크림 또는 임의의 기타 강화 재료로 강화되지 않았다 (즉, 종래의 기저귀 형태를 가짐). 도 10C의 기저귀는 하나의 분명하게 관찰되는 큰 균열 및 수개의 작은 균열을 갖고 있는 등급 2였다. 큰 균열은, 일반적으로 균열에 대한 근본적인 위치인 것으로 알려진, 낮은 기본 중량 및 높은 기본 중량 면의 교차점에서 흡수성 코어의 횡방향으로 연장된다. 몇개의 다른 작은 균열은 더 낮은 기본 중량 면에서 볼 수 있다. 도 10D는 등급 3의 기저귀를 나타낸다. 기저귀는 일반적으로 낮은 기본 중량 및 높은 기본 중량 면의 교차점 위치에서 흡수성 코어의 두 부분의 주요 분리를 나타낸다. 실질적인 수의 추가의 더 작은 균열이 또한 더 낮은 기본 중량 영역에서 관찰될 수 있다. 상기 실시예는 특정 등급에 해당하는 기저귀의 대표적인 것임을 이해하여야 한다. 특정 등급으로 제공된 기저귀의 정확한 외관은 도면에 나타낸 것과 상이할 수 있다.

기저귀에 대한 등급을 표 5에 나타내었다.

	평균 최대 패드 일체성 등급
코드 설명	주간 놀이 시간	야간
C: 대조용	1.9	1.2
S: 스크림	1.0	0.6

각 기저귀의 사진을 이용하여 그레이 스케일 분석을 기초로 한 정량적 일체성 값을 얻었다. 이 결과는 표 5에 나타낸 가시적으로 평가된 균열 등급과 일치하 였다.

실시예 4

또다른 시험에서는 스크림 강화된 기저귀와 종래의 비강화된 기저귀 뿐만 아니라, 다른 크기 및 구조의 스크림을 가진 기저귀와도 비교하였다. 시험된 기저귀의 구조는 다음 표 6에 나타내었다.

	스크림 크기			스크림 폭
	소형	중형	대형	52 ㎜	26 ㎜
L		X			X
K		X		X
T	X			X
M			X	X
U

표 6에 나타낸 바와 같이, 각종 기저귀에 문자 코드를 나타내었으며, 그의 대부분은 표에 기재된 그의 의미를 쉽게 알 수 있다. 기저귀 U는 킴벌리 클라크 코포레이션으로부터 판매되는 종래의 스텝 4 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표) 기저귀이다. 이 기저귀의 흡수성 코어는 스크림으로 강화되지 않았다. 스텝 4 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표) 기저귀 내의 흡수재의 가랑이 폭의 가장 좁은 부분은 약 94 ㎜이다. 흡수성 코어는 기저귀의 가랑이 영역에서 약 1300 gsm의 높은 기본 중량 영역 및 약 390 gsm의 낮은 기본 중량 영역을 갖도록 대역 구분되었다. 스크림 강화된 기저귀 (L, K, T, M)는 스크림을 구비한 것을 제외하고는, 스텝 4 HUGGIES (등록상표) ULTRATRIM (등록상표) 기저귀와 본질적으로 동일한 구조를 가졌다.

사용된 모든 스크림은 폴리프로필렌으로 제조된 것으로 콘웨드 플라스틱스 (Conwed Plastics; Minneapolis, Minnesota)에서 구입하였다. 표 6에 명시된 소형, 중형 및 대형 스크림의 성질은 다음 표 7에 나타내었다.

	소형 RO6277	중형 RO3230	대형 RO4035
메쉬 크기 (MD x CD) (㎜ x ㎜)	4 x 4	9 x 8	36 x 19
기본 중량 (gsm)	7.09	4.64	7.1
MD 인장 강도 (N/10 ㎝)	75	69	104
CD 인장 강도 (N/10 ㎝)	73	49	65
최소 스트랜드 직경 (미크론)	124	181	304
가중 평균	234	286	531
직경 (미크론)
개방 면적 백분율	90	92	96

메쉬 크기는 스트랜드 사이의 ㎜ 단위의 간격 (기계 방향 (24) 및 횡방향 (26) 둘다)이다. 시험 샘플의 폭이 10 ㎝이므로, 인장 강도를 10 ㎝ 당으로 나타내었다. 각 유형의 스크림 재료에 대한 최소 스트랜드 직경은 에피플랜 네오플루아르 (Epiplan NeoFluar) 1.25x 대물렌즈, 및 10.5 ㎜ x 8.3 ㎜ 시계를 갖는 액시오플랜 2 영상화 현미경을 이용하여 측정하였다. 현미경은 칼 자이스 마이크로이미징, 인크. (Carl Zeiss MicroImaging Inc.; Thornwood, New York)에서 입수가능하다. 모든 영상은 오토스케일링하고, 윤곽을 그리고, 클리닝하고 (스크랩하고 빈곳을 채우고) 임계값을 얻어서 분석용 영상을 준비하였다. 영상화된 스트랜드 상의 직경 측정 위치는 기술자에 의해 육안으로 각 스트랜드의 외관상 가장 얇은 범위를 선택하여 정하였다. 그후에, 수동으로 정해진 라인 스캔을 단편화하고 자동으로 측정하였다.

스크림의 개방 면적 백분율은 스크림에 의해 점유되는 총 면적에 대한 스크림의 개방 면적의 비이다. 측정은 칼 자이스 마이크로이미징, 인크. (Carl Zeiss MicroImaging, Inc.; Thornwood, New York)에서 판매되는 자이스 KS400 영상 분석 시스템을 이용하여 실시하였다. 영상은 f/2.8로 셋팅된 50 ㎜ 니콘 렌즈 (Nikon Corporation of Japan)를 이용하고 가변성 중화 밀도 필터를 사용하는, 칼 자이스 마이크로이미징, 인크. (Carl Zeiss MicroImaging Inc.)에서 판매되는 액시오캠 (Axiocam) CCD 카메라 (1300 x 1030 화소), 8 비트 그레이 스케일을 이용하여 촬영하였다. 스크림을 라이트 박스에서 약 25 ㎝ 위에 위치된 동일한 스테이지를 갖는 투과 형광 라이트 박스로 측정하기 위해 조사하였다. 카메라 렌즈의 위치는 스테이지에서 약 26 ㎝ 위이며 시계는 44 ㎜ x 35 ㎜였다.

스크림 내의 각 개구의 개방 면적은 분석 시스템에 의해 자동적으로 단편화되었다. 총 면적 (개방 면적 + 스트랜드의 면적)을 얻기 위해, 스트랜드 영상을 골격화하고, 반전시키고 단편화하여, 스트랜드를 그의 중심선을 제외하고는 영상에서 거의 제거하였다. 실질적으로 모두 동일한 크기인, 영상 당 개구가 비교적 없는 이러한 특별한 상황에 대해 총 면적을 확인하는 방법이 전개되었다. 통상적으로, 총 개방 면적은 영상의 프레임의 총 개방 면적과 동일시된다. 그러나, 이러한 경우에 단일 스크림 개구 (82)의 개방 면적, 및 개방 면 주위의 스트랜드의 분율을 포함하는 셀이 정의되었다. 개구의 상부, 저부 및 측면 상의 스트랜드에 대한 분율은 약 50%였으며, 이는 이들 스트랜드의 각각의 면적의 약 1/2이 두 스크림 개구와 관련있기 때문이다. 코너에서 분율은 25%인데, 그 이유는 각 코너가 4개의 개 구와 관련있기 때문이다. 개방 면적 분율은 상응하는 셀 면적으로 나누어지는 개개의 개방 면적이다. 개방 면적 분율은 95% 신뢰 구간으로 계산되었다. 한 양태에서, 스크림의 개방 면적 백분율은 약 75% 이상이고, 더욱 바람직하게는 약 90% 이상이고, 더욱 더 바람직하게는 약 92% 이상이다.

개방 면적 분율에 대해 사용된 것과 동일한 영상으로부터 가중 평균 직경 측정치를 얻었다. 가중 평균 직경은 스트랜드의 접점을 포함하며, 따라서 개개의 스트랜드의 직경과 동등하지 않다. 스트랜드의 넥킹을 포함한 많은 이유로 스크림의 형태는 복잡하다. 그러므로, 가중 평균 직경이 계산되었다. 관찰된 피쳐의 면적을 피쳐의 둘레 (얇은 스트랜드의 경우는 거의 길이임)의 1/2로 나누었다. 결과는 두 스트랜드가 교차하는 더 두꺼운 접점을 고려한 스트랜드의 가중 평균 직경이다.

기저귀에 대해 다시 24명의 대상으로 실시예 2에서와 동일한 시험 절차를 실시하였다. 각 코드에 대해 17개 이상의 기저귀를 평가하였다. 결과를 다음 표 8에 나타내었다.

		흡수된 평균 유체 (g)	평균 균열 등급	평균 결집 & 응집 등급
주간용 기저귀
	코드 U	56.34	1.58	2.37
	코드 T	68.34	0.71	1.65
	코드 M	56.81	0.82	1.68
	코드 L	31.00	0.74	1.84
	코드 K	49.11	0.43	1.71
야간용 기저귀
	코드 U	125.70	0.57	1.95
	코드 T	120.69	0.29	1.35
	코드 M	146.35	0.45	1.60
	코드 L	153.93	0.48	1.48
	코드 K	152.20	0.22	1.17

흡수성 코어 일체성을 단일 등급 대신 균열에 대한 등급 및 결집 및 응집에 대한 등급으로 분류하였다. 평가자는 균열에 대한 다음 지침 등급을 이용하여 등급을 매겼다 (실시예 3에서와 동일함).

0 = 균열 없음

1 = 약간 균열 있음

2 = 적당한 균열 (하나의 큰 균열 또는 몇개의 작은 균열)

3 = 심각한 균열 (주요 분리 또는 매우 많은 수의 작은 균열)

결집 및 응집에 대한 등급은 다음 지침을 이용하여 정해졌다:

0 = 결집 또는 응집 없음

1 = 약간의 결집 또는 응집

2 = 중간 정도의 결집 및 응집

3 = 심각한 결집 및 응집

평가하기 위해 균열 및 결집 및 응집 등급을 "주간" 및 "야간" 카테고리로 분류하여 4개의 등급 카테고리를 만들었다. 예측된 바와 같이, 스크림 강화된 흡수성 코어를 갖는 스크림 기저귀는 종래의 비강화된 기저귀보다 성능이 우수하였다. 소형 및 중형 스크림은 둘다 대형 스크림보다 우수하였다. 52 ㎜의 더 넓은 스크림이 26 ㎜의 폭을 가진 스크림보다 더 우수하였다. CD 방향의 스트랜드가 많을수록 섬유가 스크림과 또한 스크림 주위에서 더 많은 스트랜드와 얽히게 된다. 52 ㎜의 중형 크기의 스크림은 4개 중 3개의 카테고리에서 다른 모든 코드보다 더 우수하였다.

본원에서 이미 언급한 바와 같이, 흡수성 코어를 형성하는데 사용된 섬유와 스크림의 스트랜드의 얽힘은 강한 섬유 웹 (108) (여기에서 흡수성 코어 (33)가 형성됨)에서 섬유와 스크림을 연결한다. 얽힘은 에어 포밍 장치 (96)에서 스크림 강화된 섬유 웹이 형성되는 때에 일어나는 것으로 생각된다 (도 7). 스크림 (40)을 지나서 드럼 (100)의 성형 표면을 향해 이동하는 섬유의 일부는 스크림의 하나 이상의 스트랜드 (80)에 의해 잡히는 것으로 생각된다. 더욱 상세하게는, 섬유 (92, 94)는 스트랜드 (80) 주위에 랩핑되며, 따라서 자체적으로 스크림 (40)에 연결된다. 또한, 다른 섬유는 스트랜드 (80)와의 얽힘은 아니지만, 스트랜드에 이미 얽혀진 다른 섬유 (92 또는 94)와의 얽힘에 의해 연결되는 것으로 생각된다.

도 8A-8C는 이후에 설명되는 바와 같이 일반적으로 에어 포밍된 섬유 웹으로부터 제거된 스크림 (40)의 스트랜드 (80)의 고배율의 사진이다. 스트랜드 (80) 상에 있는 섬유 (92 또는 94)는 섬유의 대부분이 스크림으로부터 강제적으로 제거된 후에 부착된 채로 남아있다. 이 섬유들은 자체적으로 스트랜드 (80) 주위에 또한 서로 감겨진 것으로 밝혀졌다. 도 8A는 초점 면이 스트랜드 (80) 위에 있는 디지탈 사진이다 (따라서, 스트랜드 위의 섬유는 더욱 분명하게 초점이 맞추어진다). 도 8B의 사진의 초점은 스트랜드 (80)의 면 내에 있으며, 그러므로 그 면 내에 더욱 밀접하게 있는 섬유 (또는 그의 일부)는 더 뚜렷하게 초점이 맞추어진다. 마지막으로, 도 8C의 사진은 스트랜드의 면 아래의 섬유가 더욱 분명하게 초점이 맞추어지도록 스트랜드의 면 아래에 초점이 맞추어진 것이다. 모든 사진은 약 60X의 배율로 확대되었다. 따라서, 스트랜드의 모든 주위에 섬유의 일부분이 존재하며, 이는 랩핑 효과를 나타내는 것임을 이해할 것이다.

사용되는 스크림 내의 개구의 크기의 함수로서 얽힘의 양을 평가하는 시험을 실시하였다. 스크림 및 흡수성 재료의 소정의 가공 조건 및 재료 성질에 대해 최적 메쉬 크기 및(또는) 스크림 섬유 크기가 존재하는 것으로 생각된다. 실시예 3에서 가장 작은 메쉬 크기 (코드 T)가 스크린 쪽에 더 많이 매립되어 스크림이 패드의 표면에 아주 밀접하게 놓여지도록 함을 알 수 있다. 섬유들은 더 작은 메쉬 스크린에 쉽게 통과하지 못하여, 대부분의 섬유가 그 스크린 위에 형성되는 것으로 생각된다.

대조 실험에서, 작은 핸드시트 성형기를 사용하여 스크림 밴드 위에 섬유들을 퇴적시켰다. 핸드시트 성형기는 2001년 3월 22일자로 출원된, 신 (Singh) 등에 의한 공동 양도된 미국 특허 출원 제09/814,402호 (대리인 사건 번호: 15,275) (발명의 명칭: HIGH SUPERABSORBENT CONTENT WEBS AND A METHOD FOR MAKING THEM)에 개시되어 있다. 대응하는 PCT 출원은 공개 번호 WO 02076520으로서 2002년 10월 3일자로 공개되었다. 두 출원들의 개시는 본원에 참고로 인용되어 있다. 핸드시트 성형은 도 7에 기재된 성형 챔버와 유사하게 성형 표면 상에 유동화된 섬유를 끌어내리기 위해 진공을 이용함을 주목한다. 이 경우에는, 스크림 자체가 성형 표면을 구성한다. 교반 챔버 내의 에어 제트에 약 138 킬로파스칼 (20 psi)의 압력을 가하였다. 0.25 킬로파스칼 (물 1 inch)의 진공을 성형 챔버의 바닥으로부터 빨아내고 교반 챔버 및 성형 챔버를 모두 음압으로 유지하였다. 각 스크림 크기의 52 ㎜ 폭 단편을 74 ㎜ 직경 성형 챔버에 걸쳐 놓았다. 횡방향 (26)의 스트랜드 수를 최대화하도록 스크림을 절단하였다. 섬유화된 펄프 약 1 g 또는 펄프 및 SMA의 조합체 1 g을 스크림을 향하게 하였다. 스크림과 얽혀지고, 스크림에서 돌출되고 (스크림 또는 다른 섬유와 얽혀짐) 스크림의 위에 놓여져 있는 섬유 (또는 섬유 및 SAM)의 양을 측정하였다. 아래 표 9는 각 크기의 스크림 상에 보유된 스크림 양의 백분율을 나타낸다.

	소형 RO6277	중형 RO3230	대형 RO4035
보유된 CR1654 %	52.6	26.4	1.6
보유된 CR1654/SAM (60/40) %	44.4	13.2	0.6
보유된 설파테이트-HJ %	6.4	4.8	0.4
보유된 카레사 (Caressa) 1300 %	28.4	15.2	0.8

이용된 3가지의 다른 스크림 재료는 세로줄에서 확인되고 이들의 성질을 상기 표 5에 나타내었다. 한가지 예에서, 약 2 ㎜의 길이 가중 평균 섬유 길이를 갖는 100% CR1654 섬유를 이용하였다. CR1654 섬유 및 초흡수성 재료 (SAM)의 60% 대 40% 비율의 혼합물을 3가지 모두의 스크림 재료에 대한 또다른 시험에 사용하였다. 다른 세트의 시험에서, 설파테이트-HJ 섬유를 사용하였다. 설파테이트-HJ 섬유는 약 0.9 ㎜의 길이 가중 평균 섬유 길이를 가진 경재 섬유이며, 레이오니어 인크. (Rayonier Inc.; Jessup, Georgia)로부터 미국에서 시판된다. 카레사 1300은 벅아이 테크놀로지스, 인크. (Buckeye Technologies, Inc.; Memphis, Tennessee, U.S.A.)로부터 판매되는 화학적 처리된 연재 펄프이다. 카레사 1300 섬유의 길이 가중 평균 섬유 길이는 약 2.9 ㎜이다. 그러나, 카레사 1300 섬유는 CR1654 섬유보다 훨씬 더 강하다.

CR1654 섬유가 모든 스크림 재료 크기에 대하여 스크림 상에 가장 많이 보유되었음이 표로부터 쉽게 확인될 것이다. CR1654 섬유 및 SAM의 조합체가 스크림 상에 퇴적될 때, 상당히 적은 섬유가 스크림 상에 얽혀짐을 알 수 있다. CR1654가 스크림 상에 많이 보유되는 것은 CR1654 섬유와 스크림의 스트랜드가 얽혀지기 때문인 것으로 생각된다. 상당한 정도의 얽힘은 두 요인의 결과인 것으로 생각된다. 하나는 CR1654 섬유의 길이이고 두번째는 그의 유연성이다. 펄프 섬유 길이 대 셀 벽 두께 (즉, 섬유 벽의 두께)의 비는 때로는 상대 섬유 유연성의 지수로서 사용된다. 그러나, 더욱 충분한 섬유 유연성은 섬유 조대함 (coarseness)에 의해 제공된다. 조대함의 수치는 100 미터 당 ㎎으로 계산된, 단위 섬유 길이 당 섬유 벽 재료의 중량을 반영한다 (Smook, G.A. Handbook for Pulp & Paper Technologists, Joint Textbook Committee of the Paper Industry, 1988 참조). 섬유의 조대함을 나타내는 한가지 방식은 TAPPI 시험 T-234에 의한 것이다. CR1654의 섬유 길이 및 카레사 1300에 비해 더 큰 유연성 (더 낮은 조대함)의 조합은 스크림 (40)의 하나 이상의 스트랜드 (80) 주위에 대한 섬유의 랩핑을 촉진시킨다. 더 짧고 (설파테이트 HJ) 덜 유연한 (카레사 1300) 섬유는 시험에서 스크림 상에 더 많이 보유되는 것으로 입증되지 않았다. 진공압과 같은 가공 조건은 또한 흡수성 구조체의 z-방향 두께에서의 스크림 웹의 얽힘량 및(또는) 배치에 영향을 미칠 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 흡수성 코어를 제조하는데 사용되는 섬유는 0.4 내 지 5 ㎜의 길이 및 약 5 내지 28 ㎎/100 m의 조대함을 갖는다. 그러나, 상기 범위 밖의 길이 및 조대함 (강성)을 가진 섬유가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

가장 큰 메쉬를 갖는 스크림 (RO4035)이 섬유를 가장 적게 보유하였고, 가장 작은 메쉬 스크림 (RO6277)이 섬유를 가장 많이 보유하였음은 놀라운 일이 아니다. 그러나, 섬유의 보유 만이 사용될 섬유를 선택하는 기준은 아니다. 더 작은 메쉬 스크림은 에어 포밍된 섬유 웹의 두께 방향으로 정확하고 반복적으로 놓는 것이 어렵다. 한 양태에서, 스크림은 0.5 ㎜의 최소 메쉬 크기 (기계 방향 (26)의 인접한 접점 사이에서 스트랜드 (80)를 따라 측정됨)를 가지며 횡방향 (26)의 최대 메쉬 크기는 흡수성 코어 (33)의 가장 좁은 폭과 동일하다. 바람직하게는, 강화 부재는 기계 방향 (24)으로 연장되는 2개 이상의 스트랜드를 가질 것이다. 메쉬 크기의 종횡비 (횡방향 (26)의 메쉬 크기에 대한 기계 방향 (24)의 메쉬 크기의 비)는 0.01 내지 100이며, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 1.2이다. 다른 양태에서, 스트랜드 (80)는 섬유와 스크림 (40)의 얽힘이 증진되도록 섬유의 길이 가중 평균 길이 (흡수성 코어 (33) 내의 흡수성 및(또는) 임의의 비흡수성 섬유 둘다의 길이 가중 평균 길이를 포함) 보다 작은 최소 직경 (또는 도 5B에 나타낸 인접 개구 (282) 사이의 최소 간격의 약 2배)을 갖는다. 따라서, 스트랜드 (80)는 섬유가 스트랜드 주위에 완전히 랩핑되도록 하기에 충분히 작고 및(또는) 섬유들은 충분히 길어야 한다. 그러나, 상기 범위 밖의 메쉬 크기를 갖는 스크림이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 구성요소 또는 그의 바람직한 양태를 도입하는 경우, 사용되는 관사들 ("a", "an", "the" 및 "said")은 하나 또는 그 이상의 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 의도된다. 용어 "포함하는", "포함하여" 및 "갖는"은 명시된 구성요소 이외의 추가의 구성요소가 존재할 수도 있음을 내포하고 의미하는 것으로 의도된다.

본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 다양한 변화가 상기 구성에서 행해질 수 있기 때문에, 상기 설명에 포함되거나 또는 첨부된 도면에서 도시된 모든 사항들이 한정적인 의미가 아니라 예시적인 것으로서 해석되어야 한다.

Claims (27)

1. 각각이 적어도 부분적으로 섬유로 제조된 상부 영역 및 하부 영역을 갖는 흡수성 부재, 및

   흡수성 부재의 구조적 일체성을 유지하기 위해 상부 영역과 하부 영역 사이에 위치된 강화 부재

   를 포함하며, 상기 강화 부재가 상부 영역에서 하부 영역으로 또한 하부 영역에서 상부 영역으로 섬유에 의해 투과되고, 상부 및 하부 영역의 각각으로부터 투과되는 섬유의 적어도 일부가 상부 및 하부 영역의 다른 것의 섬유와 얽혀져서 상부 및 하부 영역과 강화 부재의 상호연결이 촉진되며, 상기 강화 부재가 상부 및 하부 영역과의 연결을 통한 것을 제외하고는 서로에게 연결되지 않은 이격된 성분들을 포함하고, 각 성분이 성분으로부터 외측으로 연장되는 돌출 부재를 갖는, 액체를 흡수하기 위한 흡수성 구조체.
2. 제1항에 있어서, 성분이 재료의 얇은 편평 스트립을 포함하는 흡수성 구조체.
3. 제1항에 있어서, 각각의 돌출 부재가 다수의 필라멘트를 포함하는 흡수성 구조체.
4. 제1항에 있어서, 각각의 돌출 부재가 스트랜드에 일반적으로 수직으로 배열된 가로대를 포함하는 흡수성 구조체.
5. 제1항에 있어서, 각각의 돌출 부재가 너브 (knob)를 포함하는 흡수성 구조체.
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16. 액체 투과성 라이너, 배면시트 층 및 라이너와 배면시트 층 사이에 배치된 흡수성 구조체를 포함하며, 상기 흡수성 구조체가 섬유 및 강화 스크림을 포함하는 흡수성 코어를 포함하고, 상기 스크림이, 섬유와 스크림과의 얽힘; 섬유와, 스크림과 얽혀진 다른 섬유와의 얽힘; 및 섬유의 적어도 하나가 스크림을 통과한 것인 섬유들 서로간의 얽힘에 의해 섬유에 연결되고,

    흡수성 코어가 상부 영역 및 하부 영역을 포함하고, 강화 스크림이 흡수성 코어의 상부 및 하부 영역과의 연결을 통한 것을 제외하고는 서로에게 연결되지 않은 이격된 성분들을 포함하며,

    각 성분이 성분으로부터 외측으로 연장되는 돌출 부재를 갖는, 일반적으로 하부 몸통에서 착용되어 신체 분비물을 잡아두기에 적합한 흡수성 제품.
17. 제16항에 있어서, 성분이 재료의 얇은 편평 스트립을 포함하는 흡수성 제품.
18. 제16항에 있어서, 각각의 돌출 부재가 다수의 필라멘트를 포함하는 흡수성 제품.
19. 제16항에 있어서, 각각의 돌출 부재가 스트랜드에 일반적으로 수직으로 배열된 가로대를 포함하는 흡수성 제품.
20. 제16항에 있어서, 각각의 돌출 부재가 너브 (knob)를 포함하는 흡수성 제품.
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