KR101106389B1 - 흡수제품의 초음파 결합 및 엠보싱 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어, 및 접착 조성물을 포함하는, 초음파 결합된 라미네이트 흡수제품을 개시한다. 라미네이트 구조체는 추가로 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 흡수코어 또는 그의 임의의 조합 상에 스탬핑된 엠보싱 패턴을 포함한다. 접착 조성물은, 상면시트 및 배면시트와 유사한 용융 및 유동 특성을 갖도록, 혼성배열 중합체와 동일배열 중합체의 혼합물을 포함한다.
초음파 결합, 초음파 엠보싱, 열용융형 접착제, 혼성배열 중합체, 동일배열 중합체

Description

흡수제품의 초음파 결합 및 엠보싱 방법{ULTRASONIC BONDING AND EMBOSSING OF AN ABSORBENT PRODUCT}
본 발명은 기저귀, 요실금자용 속옷 등과 같은 라미네이트 제품에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어, 및 결합 또는 접착 조성물을 포함하는 라미네이트 흡수제품에 관한 것이다. 상면시트, 배면시트 및 흡수코어는 함께 초음파 결합되어 있다. 라미네이트 구조체는 추가로 엠보싱 패턴을 포함한다. 접착 조성물은, 초음파 엠보싱 및 결합되는 열가소성 재료와 함께 사용되기에 적합하도록, 혼성배열(atactic) 중합체와 동일배열(isotactic) 중합체의 특정 혼합물을 포함한다.
사람들은 자신의 삶을 보다 편리하게 만들기 위해 일회용 흡수제품을 사용한다. 일회용 제품은 착용되면, 액체 투과성 상면시트가 착용자의 신체에 접촉되도록 위치된다. 상면시트는 신체 유체가 흡수코어로 스며드는 것을 허용한다. 액체 불투과성 배면시트는 흡수코어에 보유된 유체가 누수되는 것을 방지하는 것을 돕는다. 흡수코어는 일반적으로, 신체 유체가 착용자의 피부로부터 일회용 흡수제품으 로 수송될 수 있게, 높은 흡수용량 및 높은 흡수속도와 같은 바람직한 물성을 갖도록 설계되어 있다.
흔히, 일회용 흡수제품의 하나 이상의 성분들을 우선 접착결합시킨 후, 이러한 결합의 적당한 강도를 달성하도록, 함께 초음파 결합시킨다. 예를 들면 통상적인 열용융형(hot melt) 접착제는 우선 상면시트(예를 들면 신체측 라이너라고도 공지되어 있음) 및 배면시트(예를 들면 외부 커버라고도 공지되어 있음)와 같은 흡수제품의 개별 성분들을 함께 결합시키는데 사용되어 왔다. 통상적인 열용융형 접착제는 패스너 및 다리 탄성부와 같은 개별 성분들을 제품에 결합시키는데 사용되어 왔다. 많은 경우에, 두 성분들을 함께 결합시켜(영구적 결합이든 단순히 제조 공정 동안에 성분들을 제자리에 고정시키기 위함이든간에), 함께 결합될 성분을 구성하는 재료들(예를 들면 중합체 필름의 성분 및/또는 직조 또는 부직조 직물의 성분) 사이에 접착제가 삽입되어 있는 라미네이트 구조체를 형성한다. 일단 라미네이트 구조체를 형성하고 나면, 라미네이트를 전형적으로, 라미네이트의 결합 영역의 강도를 증가시키는 초음파 결합 공정에 적용한다.
라미네이트 흡수제품에서 열가소성 재료의 접착 결합에 일반적으로 사용되는 통상적인 열용융형 접착제는 일반적으로 (1) 응집(cohesive) 강도를 제공하는 하나 이상의 중합체; (2) 접착(adhesive) 강도를 제공하는 수지 또는 유사 재료; (3) 왁스, 가소제 또는 점도를 조절하는 기타 재료; 및 (4) 산화방지제 및 안정화제와 같은 기타 첨가제를 포함하는 몇몇 성분을 포함한다. 통상적인 열용융형 접착제는 해당 산업에서 해당 분야의 숙련자에게 잘 공지되어 있다.
초음파 결합은, 열가소성 재료를, 열가소성 재료의 가열, 용융 및 유동을 초래하는 고주파 진동에 노출시킴으로써, 기계적 및/또는 화학적 결합을 형성하는, 통상적인 결합 기술이다. 초음파 결합은 라미네이트 흡수제품의 제조에서 통상적으로 사용되기는 하지만, 통상적인 열용융형 접착제 재료의 존재 하에서는 문제가 될 수 있다. 예를 들면, 초음파 결합 동안에, 접착 조성물은 하나 또는 둘 다의 열가소성 재료를 통한 접착제의 누출(bleedthrough)을 초래할 수 있다. 이러한 누출로 인해 세가지 이상의 심각한 문제가 생길 수 있다. 첫째는, 이러한 누출은 최종 생성물의 변색을 초래할 수 있다는 점이다. 비록 이러한 변색이 전형적으로 제품의 성능에는 영향을 미치지 못하지만, 백색의, 무채색의, 깨끗해 보이는 제품을 선호하는 소비자에게는 탐탁치 않은 일이다. 둘째로, 최종 제품의 누출은, 사용시 피부에 들러붙는 점착성 물질을 초래할 수 있는데, 이는 소비자가 원치않는 일이다. 세째로, 누출로 인해, 초음파 결합 장치 뿐만 아니라 제조 공정에서 사용되는 기타 장치 상에 접착제 잔사가 축적될 수 있다. 이러한 접착제 축적으로 인해, 기계의 잦은 세척 및/또는 교체가 필요할 수 있으며, 이는 비용을 증가시키는 일이다. 또한, 기계 상의 접착제 축적으로 인해, 접착 조성물이 흡수제품의 의도되지 않은 영역에 침착될 수 있고, 이로 인해 임의의 초음파 결합이 약화될 수 있다.
또한, 통상적인 열용융형 접착 조성물은 일반적으로, 흡수제품의 제조에서 사용되는 대부분의 전형적인 열가소성 재료보다 훨씬 더 비결정질이며, 전형적으로 이러한 재료보다 더 낮은 연화점을 갖는다. 이러한 특성 때문에, 초음파 결합 동안에 열방산(heat sink)이 일어날 수 있다. 열방산이 일어나면, 이러한 시스템의 초음파 에너지 중 많은 부분이 결합 영역 내의 접착제의 재-용융에 사용되며, 보다 적은 초음파 에너지가 열가소성 재료를 용융하기 위해 잔류하여 재료들 사이의 초음파 결합을 수행한다. 접착제의 재-용융은 초음파 에너지를 최적으로 사용하는 것이 아닌데, 왜냐하면 이 경우 접착결합 강도는 접착제의 응집강도로 한정되므로, 접착결합된 연결부는 전형적으로 초음파 결합된 연결부만큼 강하지 않기 때문이다. 또한, 응집강도는 온도에 따라 크게 변할 수 있는데, 흡수제품의 경우에는, 체열이 충분히 접착결합의 강도를 실패 수준으로까지 약화시킬 수 있다.
패턴을 제품 표면 상에 도입시킴으로써 전체적인 제품 성능 및 일체성(integrity)을 개선하기 위해, 많은 라미네이트 제품을 엠보싱 공정에 적용한다. 엠보싱은 액체 투과성 상면층만을 패턴화함을 포함하거나, 액체 투과성 상면층을 흡수코어와 함께 패턴화함을 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시양태에서, 액체 불투과성 배면층을 상면층 및 흡수코어와 함께 엠보싱할 수도 있다.
비록 엠보싱이 제품 성능을 개선하는데 바람직한 방법이긴 하지만, 흡수제품, 특히 흡수제품의 흡수코어에 사용되는 많은 섬유 및 합성 흡수재는, 이미 적용되어진 엠보싱 패턴을 보유하고 유지하기에 충분한 결합성을 갖지 않기 때문에, 엠보싱되기 어렵다. 흡수제품이 이러한 결합성을 갖지 않는다면, 그의 형태 및 구조적 일체성을 손실할 것이며, 엠보싱 패턴은 열화될 것이다. 그 결과 덜 바람직한 제품이 제조된다.
전술된 내용을 근거로, 흡수제품의 열가소성 재료와 기타 재료 사이에서 접착제로서 사용될 수 있으면서도 흡수제품 상에서 수행되는 초음파 결합 및 엠보싱 공정을 크게 방해하지 않는 열용융형 접착 조성물이 필요하다. 접착 조성물이 재료들 사이의 초음파 결합을 강화시키고 흡수제품 상의 초음파 엠보싱 패턴의 품질을 개선할 수 있는 것이 바람직하다.
발명의 요약
본 발명은, 초음파 결합된 라미네이트 구조체를 포함하는, 일회용 흡수제품과 같은 일회용 제품에 관한 것이다. 라미네이트 구조체는 일반적으로, 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어, 및 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트 또는 흡수코어 중 하나 이상에 위치한 접착 조성물을 포함한다. 라미네이트 구조체는 추가로 엠보싱 패턴을 포함한다. 엠보싱 패턴은 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트 또는 흡수코어 중 하나 이상에 스탬핑되거나 달리 도입될 수 있다. 접착 조성물은 결정질 중합체와 비결정질 중합체를 특정 비율로 포함한다. 이러한 접착 조성물을 라미네이트 구조체에서 사용하는 경우에는, 일반적으로 통상적인 접착 조성물을 사용함과 관련된 부작용이 없이, 둘 이상의 층들 사이에 강한 초음파 결합을 용이하고 효과적으로 형성할 수 있다. 또한, 이러한 접착 조성물을 라미네이트 구조체에서 사용하는 경우에는, 이러한 구조의 결합성이 크게 증가하고 엠보싱 패턴 일체성이 개선됨으로써, 흡수제품의 구조적 일체성 및 성능이 추가로 향상될 수 있다. 또한, 이러한 엠보싱 패턴은 심미적으로 보다 만족스러운 제품을 제공할 것이다.
따라서, 본 발명은 초음파 결합된 라미네이트 구조체를 포함하는 제품에 관 한 것이다. 라미네이트 구조체는 액체 투과성 상면시트, 흡수코어 및 접착 조성물을 포함한다. 접착 조성물은 약 20% 미만의 결정화도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균분자량을 갖는 혼성배열 중합체와, 약 40% 이상의 결정화도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균분자량을 갖는 동일배열 중합체를 포함한다. 액체 투과성 상면시트 및 흡수코어는 엠보싱 패턴을 포함하며, 함께 초음파 결합된다.
본 발명은 또한 초음파 결합된 라미네이트 구조체를 포함하는 제품에 관한 것이다. 라미네이트 구조체는 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어, 및 접착 조성물을 포함한다. 접착 조성물은 약 20% 미만의 결정화도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균분자량을 갖는 혼성배열 중합체와, 약 40% 이상의 결정화도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균분자량을 갖는 동일배열 중합체를 포함한다. 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트 및 흡수코어는 엠보싱 패턴을 포함하며, 함께 초음파 결합된다.
본 발명은 또한 초음파 결합된 라미네이트 구조체를 포함하는 제품에 관한 것이다. 라미네이트 구조체는 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어, 및 접착 조성물을 포함한다. 접착 조성물은 약 20% 미만의 결정화도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균분자량을 갖는 혼성배열 중합체와, 약 40% 이상의 결정화도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균분자량을 갖는 동일배열 중합체를 포함한다. 흡수코어는 엠보싱 패턴을 포함하고, 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트 및 흡수코어는 함께 초음파 결합된다.
본 발명은 또한 초음파 결합된 라미네이트 구조체를 포함하는 제품 상에 엠보싱 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다. 이 공정은 접착 조성물을 포함하는 액체 투과성 상면시트 및 흡수코어를 제공함을 포함한다. 접착 조성물은 혼성배열 중합체 및 동일배열 중합체를 포함한다. 혼성배열 중합체는 약 20% 미만의 결정화도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균분자량을 갖고, 동일배열 중합체는 약 40% 이상의 결정화도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균분자량을 갖는다. 액체 투과성 상면시트와 흡수코어를 초음파 결합시키는 동안에, 액체 투과성 상면시트 및 흡수코어 상에 패턴을 초음파 엠보싱한다.
본 발명은 또한 초음파 결합된 라미네이트 구조체를 포함하는 제품 상에 엠보싱 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다. 이 공정은 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 및 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어를 제공함을 포함한다. 액체 불투과성 배면시트는 혼성배열 중합체 및 동일배열 중합체를 포함하는 접착 조성물을 포함한다. 혼성배열 중합체는 약 20% 미만의 결정화도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균분자량을 갖고, 동일배열 중합체는 약 40% 이상의 결정화도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균분자량을 갖는다. 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트와 흡수코어를 함께 초음파 결합시키는 동안에, 액체 불투과성 배면시트, 액체 투과성 상면시트 및 흡수코어 상에 패턴을 초음파 결합시킨다.
본 발명은 일반적으로 라미네이트 구조체를 포함하는 일회용 흡수제품에 관한 것이다. 라미네이트 구조체는 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어, 및 접착 조성물을 포함한다. 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트 및 흡수코어는 함께 초음파 결합되며, 엠보싱 패턴을 포함한다. 엠보싱 패턴은 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 흡수코어 또는 그의 임의의 조합 상에 스탬핑되거나 달리 도입될 수 있다. 접착 조성물은 초음파 결합 및 엠보싱 공정에서 접착제의 성능을 개선하기 위해 결정질 중합체와 비결정질 중합체를 특정 비율로 포함한다. 예를 들면, 본 발명은 상이한 구조를 갖는 중합체들을 특정 양으로 포함하는 접착 조성물(예를 들면 혼성배열 폴리프로필렌과 동일배열 폴리프로필렌의 조합)을 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 초음파 결합을 본원에서 기술된 접착 조성물과 함께 사용하여, 제품의 다양한 재료들 사이의 초음파 결합을 형성함과 동시에 엠보싱 패턴을 제품에 도입시킬 수 있다. 초음파 결합은, 중합체 재료, 및 특히는 열가소성 재료를, 열가소성 재료의 가열, 용융 및 유동을 초래하는 고주파 진동에 노출시킴으로써, 기계적 및/또는 화학적 결합을 형성하는, 통상적인 공정이다. 본원에서 사용된 "열가소성"이라는 용어는 심각한 재료 손상이 없이 여러번 재-가열 및 재-용융될 수 있는 중합체성 재료를 의미한다.
본 공정은, 사용되는 진동 주파수가 일반적으로 인간의 최고 가청 한도(약 18 킬로헤르츠 초과)보다 높기 때문에, "초음파" 공정이라고 칭해진다. 열가소성 재료를 초음파 결합시키는데 사용되는 전형적인 초음파 시스템은, 초음파 전원, 변환기와 도파관과 전형적으로 음파전달봉(sonotrode) 또는 혼(horn)이라고 칭해지는 말단 도파관의 조합으로 구성된 초음파 스택, 작동기(actuator) 및 앤빌(anvil)을 포함한다.
고주파 진동은 전형적으로 압전 변환기 및 적당한 전원을 통해 형성된다. 압전재료는 전압이 적용되면 치수가 변경되는 성질을 나타낸다. 초음파 결합에서, 전원은 초음파 주파수에서 교대 전압을 압전 변환기에 적용한다. 변환기는 종방향 압축파라고 칭해지는 연속적 기계적 진동을 발생시킨다. 이러한 압축파는, 변환기로부터, 특정 주파수의 진동을 효율적으로 전달하도록 설계된 하나 이상의 도파관을 통해, 초음파 스택으로 전달된다. 이러한 도파관은, 변환기로부터 배출된 진동파를 결합 공정에서 보다 바람직한 수준을 달성하도록 증폭시키는 기능도 할 수 있다.
이 때, 진동은 스택의 최종 성분인 혼과 커플링된다. 혼은 초음파 시스템의 공구(working tool)로서 설계된 도파관의 한 유형인데, 여기서 진동에너지가 결합될 재료에 적용된다. 이것도 역시 도파관이기 때문에, 이것은 특정 주파수의 진동을 효율적으로 전달하도록 설계되어 있고, 어떤 경우에서는 진동파를 추가로 증폭시킬 수 있다.
초음파 스택은 전형적으로 작동기 내에 장착되는데, 작동기는 (1) 부품의 진동을 억제하지 않는 방식으로 초음파 스택을 내장하고, (2) 진동하는 혼이 앤빌과 접촉하도록 시스템을 작동시키고, (3) 정지력(static force)을 적용시키는 세가지 기능을 수행한다. 앤빌은 초음파 혼이 작동하는 경질 표면이도록 설계되어 있다. 결합될 재료는 혼과 앤빌 사이에 위치된다. 혼은 정지력을 재료에 적용시키도록 작동된다. 앤빌은 혼과 앤빌 사이에 작은 틈새(gap)(전형적으로는 재료의 두께보다 더 작음)를 형성하도록 고정 멈춤장치까지 작동되도록 설정되거나 혼에 직접 접촉될 수 있다. 어떤 경우에서도, 정지력이 초음파 혼 및 앤빌에 의해 재료 상에 발현되어 엠보싱 결합을 형성한다.
초음파 시스템이 작동되면, 혼 표면에서 형성된 진동은 결합될 재료를 교대로 압축 및 이완시킨다. 재료 내에서 형성된 교대 고주파 응력장은, 다양한 정도로, (1) 재료 내에서 열로서 소산되고/되거나(히스테레시스/점성 감쇠 손실을 통해); (2) 혼에 의해 복구가능한 탄성에너지로서 재료 내에 저장되고/되거나; (3) 앤빌에서 열 및 진동으로서 흡수 및 소산된다(전형적으로는 미미함). 재료 내에 소산된 열이 하나 이상의 재료의 융점에 도달하고, 이들이 작동기에 의해 제공된 정지력 하에서 함께 유동하여 기계적 및/또는 화학적 결합을 형성함으로써, 결합이 이루어진다.
본 발명에 따르면, 초음파 결합된 라미네이트 구조체는 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어 및 접착 조성물을 포함한다.
흡수제품의 상면시트층은 유연하고, 감촉이 부드럽고, 착용자의 피부에 대해 무자극성인 신체-대향 표면을 제공한다. 또한 상면시트는 소수성 또는 친수성 필라멘트 시트 등을 포함할 수 있고, 액체가 그의 두께를 통해 침투하여 흡수코어에 도달하기 용이하도록 액체 투과성이 되기에 충분히 다공질이다. 상면시트는 친수성인 것이 바람직한데, 왜냐하면 그럴 경우 이것이 친수성이 아닐 경우보다 더 빨리 액체가 상면시트를 통해 전달되므로, 신체 배출물이 흡수코어에 흡수되기보다 상면시트 상에서 흐를 가능성이 최소로 되기 때문이다. 원하는 친수성 효과를 달성하기 위해서, 섬유를 유효량의 계면활성제, 예를 들면 약 0.28 %의 트리톤(TRITON) X-102 계면활성제로 표면처리할 수 있다. 또다르게는 기타 유형 및 양의 유효 계면활성제를 사용할 수 있다. 계면활성제를 분무, 인쇄, 붓 코팅 등과 같은 임의의 통상적인 수단을 사용하여 도포할 수 있다.
적합한 상면시트층을 다양한 열가소성 재료, 예를 들면 다공질 발포체, 망상 발포체, 열가소성 재료, 천공 플라스틱 필름, 천연섬유(예를 들면 목재 또는 면 섬유), 합성섬유, 또는 천연섬유와 합성섬유의 조합으로부터 제조할 수 있다. 적합한 합성섬유는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 크라톤(Kraton) 중합체, 폴리우레탄, 나일론 또는 그의 조합을 포함한다.
상면시트층은 전형적으로, 착용자의 피부를 흡수제품 내에 보유된 액체로부터 단리시키는 것을 돕는데 사용된다. 다양한 직조 및 부직조 직물이 상면시트층에 사용될 수 있다. 예를 들면, 상면시트층은 원하는 섬유로 된 멜트블로운 또는 스펀본디드 웹으로 이루어질 수 있고, 본디드-카디드-웹일 수도 있다. 다양한 직물이 천연섬유, 합성섬유 또는 그의 조합으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 취지상, "부직조 웹"이라는 용어는 직조 또는 편직 공정의 도움 없이 제조된 섬유상 재료의 웹을 의미한다. "직물"이란 모든 직조, 편직 및 부직조 섬유상 웹을 칭하는데 사용된다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 상면시트층은 약 2.8 내지 3.2 데니어 gsm 및 약 0.06 gm/cc의 밀도를 갖는 부직조 스펀본드 폴리프로필렌 직물이다.
또한, 흡수제품은 배면시트층을 포함한다. 배면시트층은 흡수제품의 외부 표면에 위치하고, 바람직하게는 실질적으로 액체 불투과성인 열가소성 재료를 포함한다. 예를 들면, 전형적인 배면시트층은, 얇은 플라스틱 필름, 또는 기타 가요성이면서 실질적으로 액체 불투과성인 재료로부터 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 "가요성"이라는 용어는 유연하면서 착용자 신체의 전체적인 형상 및 굴곡에 용이하게 맞추어지는 재료를 말한다. 배면시트층은 흡수코어 내에 함유된 배출물이, 흡수제품과 접촉하는 침구 및 겉옷과 같은 물품을 적시는 것을 방지할 수 있다. 배면시트층에 적합한 열가소성 재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 배면시트층은 약 0.012 밀리미터(0.5 mil) 내지 약 0.051 밀리미터(2.0 mil)의 두께를 갖는, 폴리에틸렌 필름과 같은 필름을 포함할 수 있다. 예를 들면, 배면시트 필름은 약 0.032 밀리미터(1.25 mil)의 두께를 가질 수 있다.
배면시트층의 또다른 구조는, 흡수코어에 인접 또는 근접한 특정 영역에 원하는 수준의 액체 불투과성을 부여하도록 전체적으로 또는 부분적으로 구성 또는 처리된 직조 또는 부직조 섬유상 웹을 포함할 수 있다. 예를 들면, 배면시트층은 기체 투과성이거나 기체 불투과성일 수 있는 중합체 필름 재료의 특정 대향 표면에 라미네이팅된 기체 투과성 부직조 직물을 포함할 수 있다. 통상적으로, 직물 재료는 중합체 필름 재료의 외향 표면에 부착된다. 섬유상의, 천과 유사한 배면시트층 재료의 기타 예는 0.015 ㎜(0.6 mil) 두께의 폴리프로필렌 블로운 필름 및 23.8 g/㎡(0.7 온스/제곱 야드) 폴리프로필렌 스펀본드 재료(2 데니어 섬유)로 이루어진 연신-박화(stretch-thinned) 또는 연신-열-라미네이트 재료이다.
특정 구조에서, 실질적으로 액체 불투과성이고 증기 투과성인 배면시트층은 스펀본드 재료에 접착 라미네이팅된 증기 투과성 필름을 포함하는 복합재료일 수 있다. 증기 투과성 필름은 엑손 케미칼 프로덕츠 인코포레이티드(Exxon Chemical Products Incorporated)에서 엑사이어(EXXAIRE)라는 상표명으로서 입수될 수 있다. 이 필름은, 균일하게 분산되어 필름이 되도록 압출될 수 있는, 48 내지 60 중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 38 내지 50 중량%의 탄산칼슘 입자를 포함할 수 있다. 연신 필름은 약 0.018 ㎜(0.7 mil)의 두께 및 16 내지 22 g/㎡의 기본중량을 가질 수 있다. 스펀본드 재료는 필름에 접착 라미네이팅될 수 있고, 약 27 g/㎡의 기본중량을 가질 수 있다. 스펀본드 재료는 통상적인 스펀본드 기술에 의해 제조될 수 있고, 1.5 내지 3 dpf의 섬유 데니어를 갖는 폴리프로필렌 필라멘트를 포함할 수 있다. 증기 투과성 필름은, 감압성 열용융형 접착제에 의해, 약 1.6 g/㎡의 첨가 속도로, 스펀본드 재료에 접착될 수 있고, 접착제는 접착제 소용돌이 패턴 또는 불규칙적 미세 섬유 연무의 형태로 침착될 수 있다. 적합한 미공질 필름의 또다른 예는 일본 도쿄 소재의 미쓰이 토아쓰 케미칼즈 인코포레이티드(Mitsui Toatsu Chemicals Inc.)에서 입수가능한 PMP-1, 또는 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 쓰리엠 캄파니(3M Company)에서 입수가능한 XKO-8044 폴리올레핀 필름일 수 있다.
액체 불투과성이고 증기 투과성인 배면시트층은 또다르게는 고도 통기성 연신 열 라미네이트 재료(HBSTL)를 포함할 수 있다. HBSTL 재료는 연신 통기성 필름에 열결합된 폴리프로필렌 스펀본드 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, HBSTL 재료는 18.7 g/㎡ 연신 통기성 필름에 열결합된 20.4 g/㎡(0.6 osy) 폴리프로필렌 스펀본드 재료를 포함할 수 있다. 통기성 필름은 각각 1 내지 3 중량% EVA/캐탈로이(catalloy)로 이루어진 두 외피(skin) 성분을 포함할 수 있다. 통기성 필름은 55 내지 60 중량%의 탄산칼슘 입자, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 4.8 중량% 이하의 저밀도 폴리에틸렌을 포함할 수도 있다. 연신 통기성 필름은 0.011 내지 0.013 ㎜(0.45 내지 0.50 mil)의 두께 및 18.7 g/㎡의 기본중량을 포함할 수 있다. 스펀본드 재료는 통기성 필름에 열결합될 수 있고, 약 20.4 g/㎡의 기본중량을 가질 수 있다. 스펀본드 재료는 1.5 내지 3 dpf의 섬유 데니어를 가질 수 있고, 연신 통기성 필름은 15 내지 20%의 총 결합 면적을 제공하는 "씨-스타(C-star)" 패턴을 사용하여 스펀본드 재료에 열결합될 수 있다.
흡수제품은 또한 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어를 포함한다. 흡수코어는 친수성 섬유와 고-흡수성 재료의 조합을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 흡수코어 내의 고-흡수성 재료는 천연, 합성 및 개질된 천연 중합체 및 재료 중에서 선택될 수 있다. 적합한 흡수성 재료는 셀룰로스 재료, 레이온, 유리 섬유, 목재 펄프 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 초흡수성 재료, 폴리프로필렌 섬유 또는 그의 조합을 포함한다. 흡수코어는 특정 영역에 약하게 엠보싱될 수도 있다.
흡수코어는 임의의 개수의 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 흡수제품이 기저귀인 경우, 흡수코어는 직사각형, I-형 또는 T-형일 수 있고, 기저귀의 전방 또는 후방 영역보다는 가랑이 영역에서 더 좁은 것이 바람직하다. 흡수코어의 크기 및 흡수용량은 의도된 착용자의 체격 및 의도된 바와 같은 기저귀의 사용에 의해 부여되는 액체 부하에 따라 선택될 수 있다. 또한, 흡수코어의 크기 및 흡수용량은 다양한 체격의 착용자에 맞게 다양할 수 있다.
함께 초음파 엠보싱 및 결합되는, 흡수제품과 같은 제품의 재료들과 함께 사용되는 접착 조성물을, 제품을 제조하기 전 또는 제품을 제조하는 동안에, 액체 투과성 상면시트, 흡수코어, 액체 불투과성 배면시트 또는 그의 임의의 조합 상에 도입시킬 수 있다. 접착 조성물을 제품의 제조 동안에 임의의 하나 이상의 제품 구성 재료에 도포하거나, 기존의 형성된 구조물 상에 도포하거나, 제품의 제조 전에 개별 성분에 도포할 수 있다. 한 특정 실시양태에서는, 접착 조성물을, 초음파 결합 및 엠보싱 전에 제품의 제조 동안에 흡수코어 및/또는 외향 재료 상에 도입시킨다.
초음파 엠보싱 및 결합되는 열가소성 재료와 함께 사용되는, 본원에서 기술된 접착 조성물을, 개조되지 않은 통상적인 열용융형 접착제 가공 장치에서 사용할 수 있다. 따라서, 본원에서 기술된 접착 조성물을, 제조 공정에서 통상적인 열용융형 접착제를 가공 및 도포하기 위한 기존 장치에서 사용할 수 있다. 또한, 본원에서 기술된 접착 조성물을, 즉시 사용하는 경우에는 제조 공정 동안 인-라인으로 도포하고, 나중에 사용하는 경우에는 원거리에서 오프-라인으로 하나 이상의 열가소성 재료에 도포한 후 제조 공정 라인으로 운송한다.
또한, 본원에서 기술된 접착 조성물을 구성하는 혼성배열 중합체 및 동일배열 중합체를, 라미네이트 흡수제품의 제조 장소가 아닌 장소에서 가열 및 블렌딩할 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들면 혼성배열 중합체와 동일배열 중합체를 제 1 장소에서 압출기 또는 열용융 가공 장치를 사용하여 블렌딩할 수 있다. 이어서 블렌딩된 중합체를 냉각 및 가공함으로써, 예를 들면 펠렛과 같은 고체 형태를 형성한다. 이어서 중합체 블렌드를 제 1 장소에서 라미네이트 제품의 제조 장소로 운송한다. 중합체 블렌드를, 엠보싱 패턴을 포함하는 라미네이트 제품을 제조하는데 사용하기 전에, 접착 조성물이 실질적으로 액화되도록, 단순 가열한다.
본원에서 기술된 접착 조성물을 본 발명에 따라 수많은 방식으로 블렌딩할 수 있다. 예를 들면, 혼성배열 중합체를 제 1 용기에서 가열하고, 혼성배열 중합체를 가열하기 전 또는 후 또는 그와 동시에 동일배열 중합체를 제 2 용기에서 가열한 후, 두 액화된 중합체를 제 1 용기, 제 2 용기 또는 제 3 용기에서 혼합할 수 있다. 또다르게는, 혼성배열 중합체와 동일배열 중합체중 하나를 이것이 액화될 때까지 한 용기에서 가열하고, 액화된 그 시점에서 제 2 중합체를 제 1 액화된 중합체에 첨가하고 용융시킬 수 있다. 또한, 두 고체 중합체를 한 용기에 첨가하고 동시에 용융시킴으로써 열용융형 접착제를 제조할 수 있다. 본원에서 개시된 내용을 근거로, 해당 분야의 숙련자라면 본원에서 논의된 바와 같은 기타 첨가 성분을 접착 조성물에 첨가할 수도 있다는 것을 알 것이다. 앞에서는 혼성배열 및 동일배열 중합체가, 실온 또는 인간에게 적합한 작업 환경에서 전형적인 온도에서, 실질적으로 고체 형태인 것으로 가정함을 주목하도록 한다. 이러한 중합체중 하나 또는 둘 다가 실질적으로 액체 형태로서 입수가능하다면, 중합체를 가열 및 용융시키는 단계를 접착 조성물의 제조 공정으로부터 생략할 수 있다.
본 발명에 따라, 접착 조성물을, 함께 초음파 결합 및 엠보싱되는 많은 열가소성 재료와 유사한 범위의 융점을 갖게 다양한 결정화도를 갖도록 배합할 수 있다. 본원에서 기술된 접착 조성물은 결합 대역 내에서 실질적인 열방산체로서 작용하지 않으므로, 진동에너지의 많은 부분이 본원에서 기술된 바와 같은 재료의 용융을 통해 초음파 결합을 수행할 수 있게 된다. 또한, 본원에서 기술된 접착 조성물은 초음파 결합과 관련있는 많은 열가소성 재료와의 개선된 화학적 상용성을 갖는다. 접착 조성물은 기타 재료와의 개선된 상용성을 갖게 되면, 개선된 초음파 결합 강도를 달성하게 되며, 또한 제품은 보다 오랜 시간동안 엠보싱 패턴을 유지할 수 있게 된다. 본원에서 논의된 바와 같이, 엠보싱 패턴은 흡수제품의 구조적 일체성 및 성능을 추가로 향상시킬 수 있게 한다.
본원에서 기술된 접착 조성물은, 전술된 이점을 가지면서도, 가공 장치를 오염시키는 경향이 없고 전통적인 열용융형 접착제처럼 장치에 부정적인 영향을 미치지 않는다. 또한 초음파 진동에너지에 의해 크게 영향받지 않는 열가소성 재료의 경우, 본원에서 기술된 열용융형 접착제는 초음파 에너지에 의해 영향받을 수 있는 결합 대역 내에 계면을 제공함으로써 매우 효과적인 결합제를 형성한다.
함께 초음파 엠보싱 및 결합되는, 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트, 및 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어와 함께 사용하기에 유용한 접착 조성물은 혼성배열 중합체 및 동일배열 중합체를 포함한다. 본원에서 사용되는 "동일배열 중합체"라는 용어는 약 60% 이상, 적합하게는 약 70% 이상, 더욱 적합하게는 약 80% 이상이 동일배열성인 중합체를 칭한다. 본원에서 사용되는 "혼성배열 중합체"라는 용어는 약 80% 이상, 적합하게는 약 90% 이상이 혼성배열성인 중합체를 칭한다.
혼성배열 중합체는 접착 조성물의 약 40 내지 약 90 (중량)%를 구성하며, 약 20% 이하, 적합하게는 약 15% 이하의 결정화도를 갖고, 약 1,000 내지 약 300,000, 적합하게는 약 3,000 내지 약 100,000의 수평균분자량을 갖는다. 동일배열 중합체는 접착 조성물의 약 5 내지 약 30 (중량)%를 구성하며, 약 40% 이상, 적합하게는 약 60% 이상, 더욱 적합하게는 약 80% 이상의 결정화도를 갖고, 약 3,000 내지 약 200,000, 적합하게는 약 10,000 내지 약 100,000의 수평균분자량을 갖는다.
접착 조성물은 약 450 ℉ 이하, 적합하게는 400 ℉ 이하, 적합하게는 375 ℉ 이하, 더욱더 적합하게는 약 350 ℉ 이하의 온도에서 열용융 가공성이다. 또한 접착 조성물은 ASTM D1238에 의해 결정시 약 100 내지 약 2000 g/10분, 적합하게는 약 200 내지 약 1800 g/10분, 적합하게는 약 500 내지 약 1500 g/10분의 용융지수를 갖는다. 용융지수는 접착 조성물에 포함된 중합체의 결정화도, 분자량 및 분자량 분포에 따라 달라진다.
혼성배열 중합체는 동일배열 중합체와 동일한 중합체이거나 동일배열 중합체와 상이한 중합체일 수 있다. 접착 조성물을 제조하기에 적합한 중합체 재료는 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 및 그의 조합을 포함한다. 한 실시양태에서는, 본질적으로 동일배열성인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 본질적으로 혼성배열성인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이 중합체로서 사용된다. HDPE는 일반적으로 약 0.935 내지 약 0.980 g/㎤의 밀도를 갖는 반면, LDPE는 일반적으로 약 0.910 내지 약 0.935 g/㎤의 밀도를 갖는다.
본원에서 사용된 "중량%"란, 접착 조성물 내의 한 유형의 중합체(예를 들면 혼성배열 중합체)의 질량을 접착 조성물 내의 다른 유형의 중합체(예를 들면 혼성배열 및 동일배열 중합체)의 질량과 접착 조성물 내에 존재할 수 있는 임의의 추가 성분의 질량의 합으로 나눈 것에 100을 곱한 것을 의미한다. 예를 들면, 접착 조성물이 혼성배열 폴리프로필렌 40g과 동일배열 폴리프로필렌 60g을 포함한다면, 이 조합은 40 중량%의 혼성배열 폴리프로필렌을 포함하는 것이다.
본원에서 기술된 접착 조성물 내의 혼성배열 및 동일배열 중합체 성분 외에도, 조성물은 추가로 점착부여제, 산화방지제, 색 안료, 충전제 및/또는 중합체 상용화제와 같은 첨가제의 조합을 약 50 또는 약 60 (중량)% 이하로 포함할 수 있다. 적합한 점착부여제의 예는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated)에서 입수가능한, 피콜리트(PICCOLYTE, 등록상표) 수지, 레갈리트(REGALITE, 등록상표) 시리즈, 및 스태이벨라이트(STAYBELITE, 등록상표) 에스테르를 포함한다. 또한, 적합한 점착부여제는 엑손 케미칼(Exxon Chemical)에서 입수가능한 에스코레즈(ESCOREZ)이다. 접착 조성물은 적합하게는 약 10 내지 약 20 (중량)%의 점착부여제를 포함할 수 있다. 적합한 산화방지제의 예는 시바-가이기(Ciba-Geigy)에서 입수가능한 이르가녹스(IRGANOX, 등록상표) 565, 유니로얄 케미칼 캄파니(Uniroyal Chemical Co.)에서 입수가능한 폴리가드(POLYGARD, 등록상표), 및 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries)에서 입수가능한 안티옥시단트(ANTIOXIDANT, 등록상표) 시리즈를 포함한다. 접착 조성물은 적합하게는 약 0.1 내지 약 1.0 (중량)%의 산화방지제를 포함할 수 있다. 적합한 색 안료 및 충전제의 예는 이산화티탄, 카본블랙 및 탄산칼슘을 포함한다. 접착 조성물은 적합하게는 약 1 내지 약 10 (중량)%의 색 안료 및 충전제를 포함할 수 있다. 적합한 중합체 상용화제의 예는 폴리프로필렌-b-폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌-b-폴리부텐 2블록 공중합체를 포함한다. 접착 조성물은 적합하게는 약 2 내지 약 10 (중량)%의 중합체 상용화제, 및 약 15% 이하의 광유와 같은 점도조절제를 포함할 수 있다.
본원에서 기술된 접착 조성물은 열가소성 재료에 도포시 적합하게는 약 2 분 이하의 접착대기시간(open time)을 갖는다. 또다르게는, 접착 조성물은 원하는 용도에 따라서 약 30 초 이하, 또는 약 10초 이하, 또는 약 1 초 이하 정도로 짧은 접착대기시간을 가질 수 있다. 본원에서 사용된 "접착대기시간"이라는 용어는 접착 조성물이 응고되기 전까지 기재 표면 상에서 점착성 또는 끈적임을 유지하는 시간을 칭한다. 접착대기시간은 중합체의 결정화도의 영향을 받는데, 결정화도가 높을수록 접착대기시간은 짧아진다. 바람직하게는, 본원에서 기술된 접착 조성물은 전형적으로 통상적인 열용융형 접착제보다 훨씬 더 짧은 접착대기시간을 갖는다.
본원에서 기술된 접착 조성물은, 라미네이트 일회용 흡수제품의 제조 공정에서, 접착제가 요구되는, 초음파 결합 및 엠보싱이 두 열가소성 재료들 사이에서 수행되는 여러 영역에서 사용될 수 있다. 통상적인 열용융형 접착제는 두 열가소성 재료들과 함께 초음파 결합 영역 내에 위치하는 경우, 진동에너지에 적용되면, 단순히 용융되어, 함께 결합될 열가소성 재료들 중 하나 또는 둘 다 내로 흘러들어가서, 사용시 손상되기 쉬운 접착결합을 형성할 뿐이다. 통상적인 열용융형 접착제는 열가소성 재료와 상이한 용융 및 유동 특성을 갖기 때문에, 두 열가소성 재료는 초음파 에너지에 대해 제한적으로 반응하고, 따라서 초음파 결합 공정에서, 강하고 안정한 초음파 결합을 형성할 정도로 충분하게 함께 유동하지 못한다. 이와 대조적으로, 본원에서 기술된 열용융형 접착제는 초음파 결합될 열가소성 재료와 유사한 용융 특성을 갖기 때문에, 초음파 결합 공정에서 사용되는 진동에너지에 적용되면, 열가소성 재료는 접착 조성물과 함께 용융하고, 함께 유동하여, 심각한 누출 또는 손상의 위험이 없이도 강하고 신뢰성있는 초음파 결합을 형성한다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 초음파 결합과 함께 사용되는, 본원에서 기술된 접착 조성물은 초음파 결합 및 엠보싱 대역 내의 열가소성 재료를 보강 또는 증점하는데 사용될 수 있다. 전형적으로, 낮은 기본중량을 갖는 열가소성 재료(소량의 중합체를 갖는 희박한(thin) 열가소성 재료)는 초음파 결합 공정 동안에 파열 또는 해체되는 경향이 있기 때문에, 이러한 재료의 고강도 초음파 결합을 달성하는 것은 매우 어렵다. 마찬가지로, 낮은 기본중량 재료 상에서 적합한 엠보싱 패턴을 달성하는 것은 전형적으로 어렵다. 본원에서 기술된 접착 조성물은, 결합을 약화시키지 않고서도, 초음파 결합 및 엠보싱에 적용되는 일회용 라미네이트 흡수성 속옷의 하나 이상의 성분의 총 강도 및 내구성을 개선하고 재료 기본중량을 증가시키는 재료 기본중량 증가제로서 사용될 수도 있다. 즉 접착 조성물은 라미네이트 제품의 하나 이상의 특정 열가소성 성분의 재료 기본중량을 증가시키는데 사용됨으로써, 보다 높은 점성의 출발재료를 사용하는 경우와 대조적으로, 증가된 재료 강도를 갖는 제품을 제공할 수 있다. 따라서 본원에서 기술된 접착 조성물은, 초음파 결합에 나쁜 영향을 미치지 않고서도, 결합제로서의 역할과 함께 재료 기본중량 증가제로서의 역할이라는 이중 역할을 수행할 수도 있다.
전술된 논의 사항과 해당 분야의 숙련자에게 공지된 사항을 보아, 일회용 라미네이트 흡수제품을 제조할 경우에는, 얇은 일회용 제품이 제조되도록, 얇은 열가소성 재료를 성분으로서 사용하는 것이 전형적으로 바람직하다는 것을 분명히 알 수 있다. 즉 일반적으로 약 0.2 내지 약 0.8 osy, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 0.6 osy의 작은 기본중량을 갖는 열가소성 재료를 사용하는 것이 전형적으로 바람직하다. 그 이유는 여러가지가 있지만 그 중에서 중요한 것은 비용 문제이다. 라미네이트 흡수제품을 사용하는데에 보다 얇은 열가소성 재료를 사용하면, 원료와 관련하여 상당한 비용 절감을 실현할 수 있다. 또한, 보다 얇은 재료는 일반적으로 제품의 개선된 가요성 및 착용자에 대해 개선된 맞춤성을 제공한다. 이러한 개선된 가요성 및 맞춤성은, 누수 위험이 감소된 보다 안락한 제품, 따라서 소비자에게 보다 선호되는 제품을 제공할 수 있다.
보다 얇은 재료는, 비용 및 가요성과 더불어, 전형적으로 개선된 통기성을 갖는 제품을 제공한다. 고도의 통기성을 갖는 제품이 바람직한데, 왜냐하면 제품이 더럽혀진 후 제품 내에 함유된 뜨겁고 습한 공기가 제품의 외부 공기와 교환됨으로써, 신선하고 차가운 공기가 제품의 내부로 들어올 수 있기 때문이다. 그 결과 착용자에 보다 안락한 제품이 제공되며, 피부의 과수화가 감소됨으로써, 착용자의 전체적인 피부 건강이 개선될 수도 있다. 또한, 보다 얇은 재료는 전형적으로, 제품으로부터의 누수가 최소화되도록, 다리 및 허리 탄성부가 보다 기능을 잘 수행하도록 허용할 것이다. 이는, 보다 얇은 재료의 경우, 다리 및 허리 밴드의 탄성부가 그리 많이 움직이지 않아도 되므로 기능을 보다 효율적으로 수행할 수 있다는 사실 때문에 일어나는 일이다.
더욱이, 보다 얇은 재료를 사용하여 제품을 제조하는 경우, 이러한 제품을 함유하는 패키지는 보다 얇고 취급이 보다 용이하고 운송 비용이 보다 덜 들기 때문에, 포장이 개선된다. 이는, 보다 얇은 재료가 제품의 제조에 사용되는 경우, 흡수제품의 절첩 및 휨 특성이 개선됨에서 비롯된 직접적인 결과이다. 또한, 보다 얇은 패키지는 소비자에게 강하게 소구되는데, 왜냐하면 이것은 운송이 보다 용이하고 통상적으로 포장된 흡수제품만큼 부피가 커 보이지 않기 때문이다.
비록 전술된 바와 같이 라미네이트 일회용 흡수제품의 제조 동안에는 얇은 재료를 사용하는 것이 일반적으로 바람직하긴 하지만, 이러한 얇은 재료는 이러한 재료의 초음파 결합 동안에 수많은 문제를 야기할 수 있다. 초음파 결합 동안, 재료를 관통하거나 뚫어서 재료를 파열, 파손 및/또는 파단시키는 해머/앤빌 조합 때문에 재료가 손상될 수 있고, 그 결과 결합이 손상되고 제품이 쓸모없게 된다. 이는 전형적으로는 재료가 결합의 형성을 허용하기에는 너무 얇음에서 비롯된 직접적인 결과이다. 유사한 문제가 기타 유형의 결합 및 패스너의 경우에서도 일어날 수 있다. 또한, 앞에서 언급된 바와 같이, 누출도 문제가 될 수 있다. 본원에서 기술된 접착 조성물의 짧은 접착대기시간으로 인해, 접착제 누출의 부정적인 효과가 감소된다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 본원에서 기술된 접착 조성물은, 접착 조성물-함유 영역에서 결합이 수행되는 동안 또는 소비자의 사용 동안, 재료가 훨씬 덜 파손되도록, 처리되는 성분의 재료 기본중량, 따라서 강도를 증가시키기 위해, 일회용 라미네이트 흡수제품의 특정 열가소성 재료 상에서 사용될 수 있다. 이러한 실시양태에서는, 접착 조성물을 열가소성 재료의 특정 영역 또는 열가소성 재료의 전체 영역에 선택적으로 첨가하여, 상기 영역의 재료 기본중량을 증가시킴으로써, 강도 및 내구성을 개선하고, 제조 및 초음파 결합 동안에 상기 영역에 부여된 응력 및 전단력에 재료가 보다 잘 견디도록 한다. 재료 기본중량 및 재료의 강도를 증가시키는데 사용되는 접착 조성물을 인-라인으로, 즉 제조 공정 동안에 도포하거나, 처리된 재료를 제조 공정에 도입시키기 전에 오프-라인으로 별도의 공정에서 도포할 수 있다. 본 발명의 접착 조성물은, 처리된 영역의 강도가 증가하도록, 처리된 영역 전체에 걸쳐 힘을 분포시킴으로써, 처리된 영역의 강도를 증가시키는 역할을 한다. 본 발명의 이러한 실시양태는, 비용을 크게 증가시킬 수 있는 보다 높은 점성의 출발재료를 사용할 필요 없이, 제품의 성능을 개선할 필요가 있는 경우에 재료 강도를 증가시키고, 재료들 사이에 우수한 초음파 결합이 형성되도록 한다.
본원에서 기술된 접착 조성물을 앞에서 언급된 바와 같은 통상적인 열용융형 접착제 가공 장치를 사용하여 열가소성 재료에 도포할 수 있다. 접착 조성물을 재료에 도포하는 동안, 접착 조성물을 원하는 목적을 달성하기에 적합한 임의의 패턴 또는 구조로 도포할 수 있다. 구체적으로는, 접착 조성물을 비드 구조 또는 소용돌이 구조로 도포할 수 있거나, 재료 상에 슬롯 코팅하거나 용융 블로우잉할 수 있다.
본원에서 기술된 바와 같이, 함께 초음파 엠보싱 및 결합되는 흡수제품의 층들과 함께 사용되는 접착 조성물은 혼성배열 또는 비결정질 중합체 및 동일배열 중합체를 포함한다. 혼성배열 중합체는 일반적으로 결정질 구조와 덜 유사한 반면에 동일배열 중합체는 일반적으로 결정질 구조와 더 유사하다. 임의의 특정 이론에 의해 뒷받침되지는 않았지만, 혼성배열 중합체와 동일배열 중합체의 특정 조합, 예를 들면 혼성배열 폴리프로필렌과 동일배열 폴리프로필렌의 조합을 포함하는 접착 조성물은 결정질 재료와 비결정질 재료 둘 다의 영역 및/또는 특성을 갖는다고 생각된다. 혼성배열 중합체와 동일배열 중합체의 상대적 양을 변화시킴으로써, 또는 상이한 결정화도를 갖는 중합체의 상대적 양을 변화시킴으로써, 접착 조성물의 성능 특성을 변화시킬 수 있다. 본 발명의 접착 조성물은 일반적으로, 통상적인 열용융형 접착제보다 기능을 더 잘 수행하고 비용이 덜 든다. 그러나 본 발명은, 상이한 결정화도를 갖는 특정 중합체들을 포함하는 접착 조성물, 예를 들면 혼성배열 폴리프로필렌 및 동일배열 폴리프로필렌을 포함하는 접착 조성물을, 이러한 조성물이 본원에서 논의된 모든 이점을 갖든 갖지 않든, 포함한다는 것을 알아야 한다.
본원에서 기술된 바와 같이, 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트 및 흡수코어(이들 중 일부 또는 전부는 본원에서 개시된 접착 조성물을 포함할 수 있음)를 엠보싱하여 하나 이상의 재료 상에 특정 패턴을 제공할 수 있다. 해당 분야의 숙련자들이 본원의 개시 내용을 근거로 인지하는 바와 같이, 엠보싱을, 제품을 구성하는 하나 이상의 재료 상에서 수행할 수 있다. 예를 들면, 엠보싱을 액체 투과성 상면시트 상에서만 수행할 수 있다. 이러한 실시양태에서는, 액체 투과성 상면시트는 엠보싱 공정을 돕기 위한 접착 조성물을 포함한다. 또다른 실시양태에서는, 엠보싱을 액체 투과성 상면시트와 흡수코어 상에서 수행할 수 있다. 이러한 실시양태에서는, 액체 투과성 상면시트와 흡수코어 중 하나 또는 둘 다는 접착 조성물을 포함할 수 있다. 이러한 실시양태에서는, 흡수코어를 구성하는 섬유의 결합성을 증가시키기 위해 접착 조성물을 흡수코어 상에 직접 도입시키는 것이 바람직할 수 있다. 추가의 실시양태에서는, 엠보싱을 액체 투과성 상면시트, 흡수코어 및 액체 불투과성 배면시트 상에서 수행할 수 있다. 이러한 실시양태에서는, 성분들 중 임의의 하나, 둘 또는 전부가 접착 조성물을 포함할 수 있다. 또다른 실시양태에서는, 엠보싱을 흡수코어 상에서만 수행할 수 있다. 이러한 실시양태에서는, 흡수코어는 접착 조성물을 포함한다.
엠보싱은 본질적으로 패턴을 기재 또는 구조물 상에 스탬핑 또는 롤링시키는 것이다. 한 실시양태에서, 초음파 에너지를 적용한 결과 온도가 증가한다. 스탬프 또는 패턴 롤러에 의해 제공된 열과 압력의 조합은 재료의 표면을 재형성하여 이미지를 형성한다. 엠보싱된 재료는 압축 영역과 비압축 영역으로 이루어진 패턴을 함유할 것이다. 압축을 재료 표면 전체에 걸쳐 실질적으로는 균일하게 또는 불균일하게 수행한다. 본원에서 논의된 초음파 결합 시스템을, 엠보싱 패턴 또는 디자인을 액체 투과성 상면시트층, 액체 불투과성 배면시트층, 흡수코어, 또는 그의 임의의 조합 상에 압축시켜 넣는데 사용할 수 있다. 초음파 엠보싱을 본원에서 기술된 접착 조성물과 함께 사용하는 경우, 흔히는 제품 상에서의 심미적 패턴의 명료도 및 선예도, 패턴의 균일성 및 제품의 감촉에 의해 판단되는, 우수한 품질의 엠보싱 패턴을 형성할 수 있다.
엠보싱을 사용하면, 보다 심미적으로 만족스러운 장식성을 제공함으로써, 상업적으로 보다 바람직한 라미네이트 흡수제품을 제조할 수 있다. 심미적으로 보다 만족스러운 장식성 외에도, 엠보싱은 흡수제품의 성능 및 일체성의 향상과 같은 기능성을 허용한다. 예를 들면, 재료의 압축 영역은, 비압축 영역에 비해, 유체의 전달 및 통과를 보다 빠르게 한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 엠보싱되는 제품의 하나 이상의 층은 접착 조성물의 하나 이상의 성분과 동일한 재료로 이루어진 열가소성 중합체를 포함한다. 예를 들면, 접착 조성물이 혼성배열 폴리프로필렌 및 동일배열 폴리프로필렌을 포함하는 경우, 예를 들면 액체 투과성 상면층과 같은, 엠보싱되는 제품의 하나 이상의 성분은 폴리프로필렌을 포함할 것이다. 이 경우에는, 엠보싱 공정 동안에 초음파 에너지를 적용하면, 열가소성 중합체가 용융하고 재료 주위의 접착 조성물과 함께 유동하여 매우 안정한 엠보싱 패턴을 형성한다. 특정한 예를 들자면, 제품은 폴리프로필렌으로 이루어진 액체 투과성 상면시트 및 셀룰로스 섬유로 이루어진 흡수코어를 포함할 수 있다. 혼성배열 폴리프로필렌과 동일배열 폴리프로필렌을 포함하는 접착 화합물을 액체 투과성 상면시트 상에 도입시킴으로써, 엠보싱 동안에 초음파 에너지를 적용할 때, 재료가 함께 용융하게 하여 안정한 엠보싱 패턴을 형성하게 한다.
예시를 목적으로 주어진 전술된 실시양태의 세부사항이 본 발명의 범주를 제한하는 것은 아니라는 것을 알 것이다. 비록 지금까지 본 발명의 몇몇 예시적인 실시양태만이 상세하게 기술되었지만, 해당 분야의 숙련자라면 본 발명의 신규한 교시 및 이점으로부터 크게 벗어나지 않게 예시적 실시양태를 여러 방식으로 변경시킬 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 이러한 모든 변경양태는, 첨부된 "청구의 범위" 및 그의 모든 균등물에 따라 정의된 본 발명의 범주 내에 속한다. 또한, 몇몇 실시양태, 특히 바람직한 실시양태의 모든 이점을 달성하지는 않는 많은 실시양태가 고안될 수 있지만, 이러한 실시양태가 특정 이점을 갖추지 못했다는 이유로, 본 발명의 범주에 속하지 않는다는 것을 의미하는 것은 아니라는 것을 알도록 한다.

Claims (20)

  1. 액체 투과성 상면시트; 흡수코어; 액체 불투과성 배면시트 및 20% 미만의 결정화도 및 1,000 내지 300,000의 수평균분자량을 갖는 혼성배열 중합체와, 40% 이상의 결정화도 및 3,000 내지 200,000의 수평균분자량을 갖는 동일배열 중합체를 포함하는 접착 조성물을 포함하는 초음파 결합된 라미네이트 구조체를 포함하며, 상기 액체 투과성 상면시트 및 흡수코어는 함께 초음파 결합된 엠보싱 패턴을 포함하고, 액체 투과성 상면시트는 다공질 발포체 및 망상 발포체로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하고, 액체 불투과성 배면시트는 스펀본드 재료에 접착 라미네이팅된 증기 투과성 필름을 포함하는 복합재료를 포함하고, 증기 투과성 필름은 저밀도 폴리에틸렌 및 탄산칼슘 입자를 포함하는 제품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접착 조성물이 400 ℉ 미만에서 열용융 가공성인 제품.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 접착 조성물이 100 내지 2000 g/10분의 용융지수를 갖는 제품.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 혼성배열 중합체가 혼성배열 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 혼성배열 폴리스티렌, 혼성배열 폴리부텐, 비결정질 폴리올레핀 공중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 제품.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 동일배열 중합체가 동일배열 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 동일배열 폴리스티렌, 동일배열 폴리부텐 및 그의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 제품.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 흡수코어가 셀룰로스 재료, 레이온, 유리 섬유, 목재 펄프 섬유, 폴리에스테르 섬유, 초흡수성 재료, 폴리아미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및 그의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 흡수제품.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 접착 조성물이 추가로 점착부여제, 산화방지제, 점도조절제, 색 안료, 충전제 및 중합체 상용화제로 이루어진 군에서 선택된 추가의 성분을 포함하는 제품.
  10. 액체 투과성 상면시트; 액체 불투과성 배면시트; 액체 투과성 상면시트와 액체 불투과성 배면시트 사이에 위치한 흡수코어; 및 20% 미만의 결정화도 및 1,000 내지 300,000의 수평균분자량을 갖는 혼성배열 중합체와, 40% 이상의 결정화도 및 3,000 내지 200,000의 수평균분자량을 갖는 동일배열 중합체를 포함하는 접착 조성물을 포함하는 초음파 결합된 라미네이트 구조체를 포함하며, 상기 액체 투과성 상면시트, 액체 불투과성 배면시트 및 흡수코어는 함께 초음파 결합된 엠보싱 패턴을 포함하고, 액체 투과성 상면시트는 다공질 발포체 및 망상 발포체로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하고, 액체 불투과성 배면시트는 스펀본드 재료에 접착 라미네이팅된 증기 투과성 필름을 포함하는 복합재료를 포함하고, 증기 투과성 필름은 저밀도 폴리에틸렌 및 탄산칼슘 입자를 포함하는 제품.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 접착 조성물이 400 ℉ 미만에서 열용융 가공성인 제품.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 접착 조성물이 100 내지 2000 g/10분의 용융지수를 갖는 제품.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 접착 조성물이 40 내지 90 중량%의 혼성배열 중합체 및 5 내지 30 중량%의 동일배열 중합체를 포함하는 제품.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 혼성배열 중합체가 혼성배열 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 혼성배열 폴리스티렌, 혼성배열 폴리부텐, 비결정질 폴리올레핀 공중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 제품.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 동일배열 중합체가 동일배열 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 동일배열 폴리스티렌, 동일배열 폴리부텐 및 그의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 제품.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 10 항에 있어서, 상기 흡수코어가 셀룰로스 재료, 초흡수성 재료, 레이온, 유리 섬유, 목재 펄프 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및 그의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 제품.
  20. 제 10 항에 있어서, 상기 접착 조성물이 추가로 점착부여제, 산화방지제, 점 도조절제, 색 안료, 충전제 및 중합체 상용화제로 이루어진 군에서 선택된 추가의 성분을 포함하는 제품.
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