KR101186763B1 - 다중-롤 접합을 위한 방법 및 장치와 상기 방법에 의해얻을 수 있는 기저귀 - Google Patents

다중-롤 접합을 위한 방법 및 장치와 상기 방법에 의해얻을 수 있는 기저귀

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KR101186763B1
KR101186763B1 KR1020077024831A KR20077024831A KR101186763B1 KR 101186763 B1 KR101186763 B1 KR 101186763B1 KR 1020077024831 A KR1020077024831 A KR 1020077024831A KR 20077024831 A KR20077024831 A KR 20077024831A KR 101186763 B1 KR101186763 B1 KR 101186763B1
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다린 알렌 엥겔하트
제임스 알빈 볼드라
로버트 존 레베일레
로버트 유진 보그트
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

하나 이상의 섬유 웹을 접합 및 천공하기 위한 방법과 장치는 회전 접합롤 및 회전 앤빌롤에 의해 형성된 접합 닙에서 적어도 하나의 섬유 웹을 접합하는 단계와 회전 천공롤 및 앤빌롤에 의해 형성된 천공닙에서 적어도 하나의 섬유 웹을 천공하는 단계를 포함한다. 접합 롤은 주연 접합면에서 돌출하여 접합 패턴을 형성하고 섬유 웹 내에서 고강도 접합 영역을 가져오는 복수의 돌기들을 갖는다. 천공롤은 주연 천공면에서 돌출하여 천공 패턴을 형성하는 복수의 돌출물들을 갖는다. 천공 패턴은 접합 패턴과 사실상 정렬됨으로써 고강도 접합 영역 내에 구멍을 형성한다.
Figure R1020077024831
섬유 웹, 접합 패턴, 천공 패턴, 고강도 접합 영역, 저강도 접합 영역

Description

다중-롤 접합을 위한 방법 및 장치와 상기 방법에 의해 얻을 수 있는 기저귀{METHOD AND DEVICE FOR MULTI-ROLL BONDING AND A DIAPER OBTAINABLE BY SAID METHOD}
본 발명은 일회용 기저귀, 위생 냅킨, 요실금 의복 등과 같이 체액을 흡수, 배분 및 보유하기 위해 이용되는 물품에 사용하기에 적절한 섬유 웹 및 섬유 웹 적층물과 그 방법 및 장치에 관한 것이다.
일회용 흡수 물품의 몸측 안감으로는 스펀본드 웹과 소면 웹과 같은 부직재가 사용된다. 통상적으로, 액체를 신속히 통과시킴으로써 안감 하부의 젖어 있는 흡수 코어로부터 피부를 떨어진 상태로 유지하기 위해 충분히 개방된 다공성 안감 구조가 이용된다. 또한, 두터운 즉 두툼한 섬유 구조물로 구성된 것들과 같은 그 밖의 재료층이 액체의 분출을 처리하고 액체의 환류를 줄이기 위한 목적으로 안감과 흡수 패드 사이에 개재된다.
일회용 흡수 물품에서 몸측 안감으로 사용되는 부직포를 천공하기 위한 종래의 방법과 장치는 부직포의 섬유들 사이의 공간보다 큰 구멍을 부직포에 형성한다. 종래의 방법과 장치는 주로 표면에 돌출물들이 형성된 회전 롤을 이용한다. 주로 이들 돌출물은 가열되어 부직포 내에 구멍을 형성하도록 부직포를 서로 천공하기 위해 사용된다. 가열된 돌출물은 최종 형성된 구멍을 중심으로 용해 경계부를 형성한다. 종래 기술에서 천공된 몸측 안감은 유체 흡입 속도를 개선하고 점성이 낮은 배설물의 처리를 개선하는 것으로 알려지고 있다. 일반적으로 종래의 방법과 장치는 비교적 얇은 웹을 천공하도록 설계되고 있다.
그러나, 두툼한 두께의 부직포를 천공하는 작업은 예컨대 입체 지형물을 형성하고 그리고/또는 부직재의 미관을 개선하는 것과 같은 다양한 이유로 인해 요구될 수 있다. 종래의 방법과 장치는 일단 돌기가 두툼한 웹에서 제거되면 구멍이 밀폐되기 쉽기 때문에 두툼한 두께의 부직물을 천공할 때 비효율적이다. 더불어, 두툼한 부직포의 장력도 종래의 방법과 구멍에 의해 제조된 구멍을 밀폐시키기 쉽다. 최종적으로, 종래의 방법과 장치는 전체 섬유성 부직포를 압축하는 경향이 있다.
따라서, 적절히 형성되고 처리와 조작을 거친 후에도 적절히 형성된 상태를 유지하는 구멍을 보유한 두툼한 부직포를 형성하기 위한 방법과 장치가 요구된다. 또한, 구멍을 구비한 두툼한 부직포를 형성하되 비천공부가 두툼한 상태로 유지됨으로써 두툼한 부직포에 입체적인 지형을 형성하는 방법과 장치가 요구된다.
상술한 요구를 해결하기 위해 본 발명은 하나 이상의 섬유 웹을 접합하고 천공하기 위한 방법 및 장치와, 접합되어 천공된 하나 이상의 최종 섬유 웹과, 접합되어 천공된 하나 이상의 최종 섬유 웹을 합체한 흡수성 물품을 제공한다.
섬유 웹을 천공하기 위한 일 방법은 적어도 부분적으로 접합 안된 복수의 섬유를 갖는 섬유 웹을 제공하는 단계를 포함한다. 본 방법은 회전 접합롤과 회전 앤빌롤에 의해 형성된 접합 닙을 통해 섬유 웹을 이동시키는 단계를 포함한다. 회전 접합롤은 주연 접합면과 주연 접합면 상에 돌출된 복수의 돌기들을 갖는다. 복수의 돌기는 접합 패턴을 형성한다. 본 방법은 복수의 고강도 접합 영역에서 복수의 돌기를 이용하여 섬유 웹을 접합시키는 단계를 추가로 포함한다. 복수의 고강도 접합 영역은 적어도 하나의 저강도 접합 영역에 의해 에워싸인다. 섬유 웹의 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들은 복수의 고강도 접합 영역에서 가소화된다. 섬유 웹의 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들은 적어도 하나의 저강도 접합 영역에서 적어도 부분적으로 접합 안된 상태로 유지된다. 본 방법은 회전 천공롤과 회전 앤빌롤에 의해 형성된 천공 닙을 통해 복수의 고강도 접합 영역을 갖는 섬유 웹을 이동시키는 단계를 추가로 포함한다. 회전 천공롤은 주연 천공면과 주연 천공면 상에 돌출된 복수의 돌출물들을 갖는다. 복수의 돌출물들은 천공 패턴을 형성한다. 천공 패턴은 사실상 접합 패턴과 정렬된다. 본 방법은 복수의 돌출물을 이용하여 복수의 고강도 접합 영역 중 적어도 50%에서 섬유 웹을 천공하여 적어도 50%의 고강도 접합 영역 내에 구멍을 형성하는 단계를 추가로 포함한다.
다양한 실시예에서, 섬유 웹은 0.025 g/cc보다 낮은 밀도와 적어도 40 gsm(g/㎡)의 근량(basis weight)을 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 접합롤은 가압 접합기, 열 접합기 또는 초음파 접합기일 수 있다.
다양한 실시예에서, 천공된 고강도 접합 영역은 내부에 위치되는 하나의 구멍을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 각각의 천공된 고강도 접합 영역은 중심부를 형성하고 그 중심부에 위치되는 구멍을 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 각각의 천공된 고강도 접합 영역은 고강도 접합 영역 내에 완전히 위치되는 구멍을 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 적어도 하나의 저강도 접합 영역에는 사실상 구멍이 없을 수 있다.
둘 이상의 섬유 웹을 접합 및 천공하기 위한 일 방법은 적어도 부분적으로 접합 안된 복수의 섬유를 갖는 제1 및 제2 섬유 웹을 제공하는 단계를 포함한다. 본 방법은 회전 접합롤과 회전 앤빌롤에 의해 형성된 접합 닙을 통해 제1 및 제2 섬유 웹을 서로 대면하는 관계로 이동시키는 단계를 포함한다. 회전 접합롤은 주연 접합면과 주연 접합면 상에 돌출된 복수의 돌기를 갖는다. 복수의 돌기는 접합 패턴을 형성한다. 본 방법은 접합 닙에서 제1 및 제2 섬유 웹을 서로 접합시킴으로써 복합 웹을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 접합은 적어도 복수의 고강도 접합 영역에서 발생한다. 복수의 고강도 접합 영역은 적어도 하나의 저강도 접합 영역에 의해 에워싸인다. 본 방법은 회전 천공롤과 회전 앤빌롤에 의해 형성된 천공 닙을 통해 복합 웹을 이동시키는 단계를 추가로 포함한다. 회전 천공롤은 주연 천공면과 주연 천공면 상에 돌출되고 천공 패턴을 형성하는 복수의 돌출물을 갖는다. 천공 패턴은 사실상 접합 패턴과 정렬됨으로써 적어도 50%의 고강도 접합 영역에서 복합 웹을 천공한다.
다양한 실시예에서, 제1 섬유 웹은 적어도 0.05 g/cc의 밀도와 적어도 25 gsm의 근량을 가질 수 있으며 제2 섬유 웹은 0.025 g/cc보다 낮은 밀도와 적어도 40 gsm의 근량을 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 접합롤은 가압 접합기, 열 접합기 또는 초음파 접합기일 수 있다.
다양한 실시예에서, 각각의 천공된 고강도 접합 영역은 내부에 위치되는 하나의 구멍을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 각각의 천공된 고강도 접합 영역은 중심부를 형성하고 그 중심부에 위치되는 구멍을 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 천공된 고강도 접합 영역은 천공된 고강도 접합 영역 내에 완전히 위치되는 구멍을 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 저강도 접합 영역에는 사실상 구멍이 없을 수 있다.
다양한 실시예에서, 천공 단계는 하나 이상의 구멍을 형성하기 위해 하나 이상의 고강도 접합 영역에서 복합 웹의 일부를 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
하나의 기저귀는 몸측 복합체와, 외측 커버와, 몸측 복합체 및 외측 커버 사이에 위치되는 흡수 코어를 포함한다. 몸측 복합체는 몸측 안감과 분출층을 포함한다. 분출층은 복수의 고강도 접합 영역에서 안감과 접합된다. 고강도 접합 영역은 적어도 하나의 저강도 접합 영역에 의해 에워싸인다. 적어도 50%의 고강도 접합 영역은 완전히 그 내부에 위치되는 구멍을 갖는다.
다양한 실시예에서, 구멍들은 고강도 접합 영역 내에 동심적으로 위치된다.
하나 이상의 섬유 웹을 접합 및 천공하기 위한 일 장치는 주연 앤빌면을 갖는 회전 앤빌롤과 회전 접합롤을 포함한다. 회전 접합롤은 주연 접합면과 주연 접합면 상에 돌출된 복수의 돌기들을 갖는다. 복수의 돌기들은 접합 패턴을 형성하며, 주연 앤빌면을 근접 통과함으로써 접합 닙을 형성하기에 적합하게 구성된다. 복수의 돌기들은 접합 닙을 통해 이동하는 적어도 하나의 섬유 웹에 복수의 고강도 접합 영역을 형성하기에 적합하게 구성된다. 본 장치는 주연 천공면을 갖는 회전 천공롤과 주연 천공면 상에 돌출된 복수의 돌출물들을 더 갖는다. 복수의 돌출물들은 천공 패턴을 형성하며, 주연 앤빌면을 근접 통과함으로써 천공 닙을 형성하기에 적합하게 구성된다. 복수의 돌출물들은 복수의 고강도 접합 영역에서 섬유 웹을 천공하도록 복수의 돌기들과 사실상 정렬된다.
다양한 실시예에서, 회전 앤빌롤은 복수의 돌출물들과 복수의 고강도 접합 영역을 기계적으로 정합시키도록 회전 접합롤 및 회전 천공롤 모두와 작업적으로 연결된다.
다양한 실시예에서, 복수의 돌출물들은 복수의 고강도 접합 영역에서 하나 이상의 섬유 웹의 일부를 제거하도록 구성된 절단기들이다.
다양한 실시예에서, 앤빌롤은 암형 패턴 설계로 가공된 구멍 롤이다.
본 발명의 방법, 장치 및 제품은 첨부 도면과 함께 이루어진 발명의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 장치의 개략적 배치도이다.
도2a는 2-2 선을 따라 취한 택일적 웹 경로를 도시한 도1의 장치의 개략 측면도이다.
도2b는 2-2 선을 따라 취한 택일적 웹 경로를 도시한 도1의 장치의 개략 측면도이다.
도3a는 3-3 선을 따라 취한 도1의 장치의 측면도이다.
도3b는 B-B 선을 따라 취한 도3a의 장치의 단면도이다.
도3c는 C-C 선을 따라 취한 도3b의 장치의 단면도이다.
도4는 본 발명의 바람직한 장치, 방법 및 제품을 예시한 제1 사시도이다.
도5는 도4에 예시된 장치, 방법 및 제품을 예시한 제2 사시도이다.
도6은 본 발명의 바람직한 장치, 방법 및 제품을 예시한 사시도이다.
도7은 7-7 선을 따라 취한 도4에 예시된 제품 웹을 예시한 단면도이다.
도8은 도5에 예시되고 상자 8에 의해 형성된 제품 웹의 일부의 상면도이다.
도9는 9-9 선을 따라 취한 도6에 예시된 복합 제품 웹을 예시한 단면도이다.
도10은 도6에 예시되고 상자 10에 의해 형성된 복합 제품 웹의 일부를 예시한 상면도이다.
도11은 본 방법과 장치에 따라 제조된 바람직한 소재를 포함한 바람직한 기저귀를 예시한다.
도12는 본 방법과 장치에 따라 제조된 바람직한 소재를 포함한 바람직한 기저귀를 예시한다.
본 발명은 복수의 단섬유(staple fiber) 및/또는 연속 필라멘트를 갖는 하나 이상의 섬유 직물 또는 소재에 관한 것이다. 복수의 단섬유 및/또는 연속 필라멘트는 하나 이상의 열가소성 소재, 바람직하게는 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 본 발명은 하나 이상의 섬유 직물 또는 소재를 접합하고 천공하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 일회용 흡수성 의류의 적어도 일 요소로 접합되어 천공된 적어도 하나의 섬유 직물 또는 소재의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 적어도 하나의 롤이 그 외면 상에 융기 접합 패턴을 갖는 한 쌍의 가열 엠보싱롤 또는 접합롤들 사이에서 열 접합에 의한 것과 같이 이격 접합 패턴으로 접합되는 부직포일 수 있는 단일 섬유 직물 또는 소재에 관한 것이다. 이런 이격 접합 패턴은 최종 섬유 웹의 가요성 및/또는 두터움(loftiness)을 손상시키지 않고도 섬유 웹 내의 높은 구조적 보전성을 보장한다. 구멍들이 보다 잘 보여질 수 있도록 하고 형성 후 구멍들을 유지하기 위해 구멍들이 하나 이상의 이격 접합 영역에 형성된다. 본 발명에 따라 형성된 섬유 웹은 액체 흡수 및 배분과 공기 순환 특성을 개선함으로써 사람의 피부와 접하거나 가까이 위치될 때 보다 큰 건조도와 안락감을 준다고 믿어진다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 롤이 그 외면 상에 융기 접합 패턴을 갖는 한 쌍의 가열 엠보싱롤 또는 접합롤들 사이에서 열 접합에 의한 것과 같이 이격 접합 패턴에 의해 섬유 복합물에 연결되는 부직포일 수 있는 둘 이상의 섬유 직물 또는 소재에 관한 것이다. 이런 이격 접합 패턴은 최종 섬유 복합 웹의 가요성, 부드러운 표면 질감 또는 두터움을 손상시키지 않고도 제1 및 제2 섬유 웹 사이에 높은 구조적 보전성을 보장한다. 구멍들이 보다 잘 보여질 수 있도록 하고 형성 후 구멍들을 유지하기 위해 구멍들이 하나 이상의 이격 접합 영역에 형성된다. 본 발명에 따라 형성된 섬유 복합물은 액체 흡수 및 배분과 공기 순환 특성을 개선함으로써 사람의 피부와 접하거나 가까이 위치될 때 보다 큰 건조도와 안락감을 준다고 믿어진다.
본 발명의 섬유 웹 또는 복합 웹은 입체적 표면 지형, 즉 부드러움과 미감을 개선하고 사용자에게 폭신한 느낌을 주는 것으로 믿어지는 두툼한 베게 구조를 제공한다. 본 발명이 갖는 그 밖의 특성과 장점은 아래의 설명과 첨부 도면으로부터 자명하게 될 것이다.
본 명세서에서 "부직포" 또는 "부직층"이란 용어는 개개의 섬유 또는 필라멘트들이 무작위 패턴으로 상호 엇갈린 구조를 갖는 섬유 웹 또는 층을 의미한다. 과거에 부직포는 예컨대 멜트블로잉(meltblowing), 스펀본딩(spunbonding), 에어레잉(airlaying), 욋레잉(wetlaying), 드라이레잉(drylaying), 드라이 스테이플(dry staple) 및 소면 웹 공정 등과 같은 다양한 공정에 의해 형성되었다. 본 발명을 실시함에 있어 부직포가 사용될 수 있지만, 본 발명은 부직재로 제한되는 것으로 간주되어서 안되며 그 밖의 적절한 섬유 구조가 이용될 수 있다.
이하, 본 명세서에서는 일회용 흡수성 물품에 사용되는 것으로서 본 발명의 섬유 웹 또는 복합 웹을 설명한다. 그러나, 본 발명의 잠재적 용도는 이런 일회용 흡수성 물품으로 제한되어선 안된다. 본 명세서에서 "일회용 흡수성 물품"이라 함은 신체 배설물을 흡수 및 보유하기 위해 사용되고 제한된 사용 기간 후 버려지는 물품을 의미한다. 이런 물품은 신체에서 배출되는 다양한 배설물을 흡수 및 보유하기 위해 착용자의 신체에 접촉해서 또는 아주 근접해서 위치될 수 있다.
도1, 도2a 및 도2b는 하나 이상의 섬유 웹을 접합하고 천공하기 위한 장치를 예시한다. 도1은 본 발명의 예시적인 장치의 개략 배치도이다. 도2a는 도1의 2-2 선을 따라 취한 개략 단부도로서 택일적인 제1 웹을 예시한다. 도2b는 도1의 2-2 선을 따라 취한 단부도로서 택일적인 제2 웹을 예시한다. 전체적으로 10으로 지시된 장치는 회전 앤빌롤(28), 회전 접합롤(24) 및 회전 천공롤(30)을 포함한다. 회전 접합롤(24)은 웹 경로(11)에 인접해서 위치된다. 웹 경로(11)는 하나 이상의 섬유 웹이 웹 경로(11)를 따라 이동할 수 있도록 구성된다. 접합롤(24)은 접합축(27)을 중심으로 관련 화살표 77에 의해 지시된 방향으로 회전하도록 구성된다. 접합롤(24)은 외주연 접합면(25)을 갖는다. 외주연 접합면(25)은 외주연 접합면(25)에서 돌출 형성된 복수의 돌기(26)를 가지며, 이들 돌기(26)들은 접합 패턴을 형성한다.
회전 앤빌롤(28)은 하나 이상의 섬유 웹이 진행할 수 있는 외주연 앤빌면(29)을 갖는다. 회전 앤빌롤(28)은 웹 경로(11)에 인접 위치되며 접합롤(24)과 함께 접합 닙(22)을 형성한다. 앤빌롤(28)은 앤빌축(78)을 중심으로 관련 화살표 79에 의해 지시된 방향으로 회전하도록 구성된다. 회전 앤빌롤(28)은 강재로 된 평활면 실린더이거나 암형 패턴 설계로 가공되거나 음각된 구멍롤일 수 있다.
복수의 돌기(26)가 소정의 접합 패턴으로 배치된다. 각각의 돌기(26)는 생산되는 하나 이상의 섬유 웹에 고강도 접합 영역 또는 접합 사이트를 석출하도록 구성되어 배치된다. 복수의 돌기(26)는 하나 이상의 섬유 웹이 접합 닙(22)을 통과함에 따라 하나 이상의 섬유 웹에 고강도 접합 영역을 석출한다.
돌기(26)는 접합롤(24)과 일체로 된 부분일 수 있다. 이처럼, 접합롤(24)과 돌기(26)는 원형 실린더로 시작하여 주변 금속을 제거함으로써 가공될 수 있다. 대안으로, 돌기(26)들은 접합롤(24)에 작업적으로 부착된 별개의 구성 요소들일 수 있다. 돌기(26)는 볼트, 용접, 나사, 억지 끼움, 결합 열쇠 및 열쇠 구멍 등과 이들의 조합에 의해 작업식으로 부착될 수 있다.
돌기(26)들은 사실상 수직한 측면을 가질 수 있으며 외측으로 소정 거리만큼 방사상 돌출한다. 대안으로, 돌기(26)들은 돌기(26)들의 단면적이 외주연 접합면(25)에서 멀리 떨어진 위치보다 외주연 접합면(25)에 인접한 위치에서 더 크도록 테이퍼된 측면을 가질 수 있다. 소정 거리는 돌기(26)의 방사상 높이이고 접합되는 하나 이상의 섬유 웹의 특징에 따른 임의의 적절한 길이일 수 있다. 다양한 실시예에서, 거리는 약 0.125 ㎜ 내지 약 15 ㎜일 수 있다. 특별한 실시예에서, 거리는 약 1.5 ㎜ 내지 약 2.5 ㎜일 수 있다.
돌기(26)들은 접합롤(24)의 원단부에 모떼기 또는 곡면 모서리를 가질 수 있다. 대안으로, 돌기(26)들은 접합롤(24)의 원단부에 대체로 직각인 모서리를 가질 수 있다. 돌기(26)들은 접합롤(24)의 원단부에서 측정된 임의의 적절한 치수의 직경을 갖는 원형 평면을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 직경은 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜일 수 있다.
다양한 실시예에서, 장치(10)는 직사각형, 타원형, 원형, 삼각형, 불규칙형, 선형, 원호형 등과 이들의 조합 형상인 평면을 갖는 돌기(26)들을 포함할 수 있다. 돌기(26)들은 접합롤(24)의 원단부에 임의의 적절한 치수를 갖는 단면적을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 단면적은 7 ㎟ 내지 100 ㎟이다. 돌기(26)들은 소정의 접합 패턴으로 정렬될 수 있다. 접합 패턴은 단속적이거나 연속적일 수 있다. 본 명세서에서 "단속적"이라 함은 주어진 롤의 주연면의 전체 원주에 걸쳐 연장되지 않는 패턴을 의미한다(예컨대, 도2a 및 도2b). 한편, "연속적"이라 함은 주어진 롤의 주연면의 전체 원주에 걸쳐 연장되는 패턴을 의미한다(예컨대, 도3a).
회전 천공롤(30)이 웹 경로(11)에 인접 위치되어 앤빌롤, 바람직하게는 앤빌롤(28)과 함께 천공 닙(23)을 형성한다. 회전 천공롤(30)은 하나 이상의 섬유 웹이 진행할 수 있는 외주연 천공면(31)을 갖는다. 외주연 천공면(31)은 그 표면에 돌출한 복수의 돌출물(32)을 가질 수 있다. 복수의 돌출물(32)은 천공 패턴을 형성한다. 천공 패턴은 접합 패턴과 사실상 정렬된다. 본 명세서에서 "사실상 정렬"이라 함은 기계 방향으로 동일하게 반복되는 길이 상에서 등간격으로 이격되고 교차 기계 방향으로 공통 기준에서 동일한 거리에 있는 요소들을 가짐을 의미한다. 예컨대, 다섯 개의 요소들이 10 ㎜의 반복적인 길이 내에서 기계 방향으로 등간격으로 이격되고 모든 요소들이 교차 기계 방향으로 공통 기준선에서 300 ㎜에 있는 두 패턴이 사실상 정렬될 수 있다. 천공롤(30)은 천공 축(33)을 중심으로 관련 화살표 80에 의해 지시된 방향으로 회전하도록 구성된다.
다양한 실시예에서, 복수의 돌출물(32)들이 소정의 천공 패턴으로 배치된다. 천공 패턴은 연속적이거나 단속적일 수 있다. 각각의 돌출물(32)은 생산되는 하나 이상의 섬유 웹에 고강도 접합 영역 또는 접합 사이트에 구멍을 석출하도록 구성되어 배치된다. 복수의 돌출물(32)은 하나 이상의 섬유 웹이 천공 닙(23)을 통과함에 따라 하나 이상의 섬유 웹에 고강도 접합 영역을 석출한다.
돌출물(32)은 천공롤(30)과 일체로 된 부분일 수 있다. 이처럼, 천공롤(30)과 돌출물(32)은 원형 실린더로 시작하여 주변 금속을 제거함으로써 가공될 수 있다. 대안으로, 돌출물(32)은 천공롤(30)에 작업적으로 부착된 별개의 구성 요소들일 수 있다. 돌출물(32)은 볼트, 용접, 나사, 억지 끼움, 결합 열쇠 및 열쇠 구멍 등과 이들의 조합에 의해 작업식으로 부착될 수 있다.
돌출물(32)들은 사실상 수직한 측면을 가질 수 있으며 외측으로 소정 거리만큼 방사상 돌출한다. 소정 거리는 돌출물(32)의 방사상 높이이다. 다양한 실시예에서, 거리는 약 0.125 ㎜ 내지 약 10 ㎜일 수 있다. 돌출물(32)들은 복수의 천공 핀을 보유하고 천공롤(30)에 고정하도록 구성된 하나 이상의 핀 플레이트에 의해 주연 천공면(31) 둘레에 보유되는 천공 핀들일 수 있다. 핀 플레이트를 이용함으로써 다양한 핀 패턴들이 하나의 천공롤(30)을 이용하여 달성될 수 있다. 천공 핀은 기술분야에서 공지된 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다. 그 전체 내용이 본 명세서에 모순되지 않은 참조로서 포함된 1989년 12월 12일 공고된 반 이튼(Van Iten) 등의 미국 특허 제4,886,632호에는 바람직한 천공 방법과 장치가 설명되어 있다. 다양한 실시예에서, 돌출물(32)들은 0.3 ㎜ 내지 10 ㎜의 직경을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 돌출물(32)들은 1 ㎜ 내지 2.5 ㎜의 직경을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 돌출물(32)들은 상술한 돌기(26)들과 사실상 동일할 수 있으며 생산되는 하나 이상의 섬유 웹을 완전히 관통하기에 적합하게 구성될 수 있다.
대안으로, 돌출물(32)들은 핀을 이용하여 하나 이상의 섬유 웹을 단지 뚫기만하는 것에 비해 생성되는 하나 이상의 섬유 웹에서 소재를 제거함으로써 구멍을 형성하기에 적합한 절단기일 수 있다. 도3a는 도1의 3-3 선을 따라 취한 택일적 천공롤(30)의 단부도이다. 본 실시예에서 천공롤(30)은 주연 천공면(31)에서 측방 돌출되는 원뿔형 절단기(68)를 포함할 수 있다. 도3b는 B-B 선을 따라 취한 도3a의 천공롤(30)의 단면도이다. 도3c는 C-C 선을 따라 취한 도3b의 천공롤(30)의 단면도이다. 도3b 및 도3c에 도시된 바와 같이, 천공롤(30)은 중심 캐비티(72), 하나 이상의 입구(73) 및 하나 이상의 출구(74)를 포함한다.
절단기(68)는 대체로 원형일 수 있으며 절단기(68)의 내부에 형성되는 통로(70)를 가질 수 있다. 대안으로, 절단기(68)는 장방형, 타원형, 직사각형, 불규칙형 등과 이들의 조합 형상을 가질 수 있다. 통로(70)는 중심 캐비티(72)로 연장되어 연결된다. 절단기(68)는 하나 이상의 고강도 접합 영역에서 하나 이상의 섬유 웹으로부터 소재를 개개의 조각으로 절단하도록 구성된다. 통로(70)는 개개의 소재 조각들의 통로가 중심 캐비티(72) 내로 향하도록 구성된다. 하나 이상의 입구(73)가 중심 캐비티(72)로의 공기 유동을 제공하도록 구성된다. 중심 캐비티(72)를 통해 이동하는 공기는 진공이나 압력과 같은 것에 의해 하나 이상의 섬유 웹에서 절단된 개개의 소재 조각들을 없애기에 적합하게 구성될 수 있다. 하나 이상의 출구(74)는 공기와 개개의 소재 조각들이 중심 캐비티(72)로부터 방향(75)으로 제거될 수 있도록 구성된다.
웹 경로(11)는 적어도 일부에 접합 닙(22)과 천공 닙(23)을 포함한다. 다양한 실시예에서, 웹 경로(11)는 또한 도2a 및 도2b에 예시된 바와 같은 주연 접합면(25)의 일부 및/또는 주연 앤빌면(29)의 일부 및/또는 주연 천공면(31)을 포함할 수 있다.
접합롤(24) 및/또는 앤빌롤(28) 및/또는 천공롤(30)은 용접, 볼트, 나사, 억지 끼움, 결합 열쇠 및 열쇠 구멍 등과 이들의 조합과 같은 것에 의한 적절한 수단에 의해 샤프트에 연결될 수 있다. 그 후, 접합롤(24) 및/또는 앤빌롤(28) 및/또는 천공롤(30)은 예컨대 종래의 베어링과 같은 적절한 수단에 의해 프레임 지지부(88)에 회전 가능하게 장착되어 지지될 수 있다.
통상적으로, 접합롤(24) 및/또는 앤빌롤(28) 및/또는 천공롤(30)은 예컨대 전기 모터(90)와 같이 기술 분야에서 공지된 임의의 수단에 의해 구동된다. 접합롤(24) 및/또는 앤빌롤(28) 및/또는 천공롤(30)은 접합 닙(22)과 천공 닙(23)에 작용하는 힘을 지탱할 수 있는 임의의 소재로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 접합롤(24) 및/또는 앤빌롤(28) 및/또는 천공롤(30)은 강재로 제조된다. 다양한 실시예에서, 접합롤(24) 및/또는 앤빌롤(28) 및/또는 천공롤(30)은 가열될 수 있다.
접합롤(24), 앤빌롤(28) 및 천공롤(30)은 예컨대 정합 및 피드백 제어에 의해 서보 구동, 즉 전기적 결합과 같은 것에 의해 개별적으로 구동될 수 있다. 그러나, 접합롤(24), 앤빌롤(28) 및 천공롤(30)은 바람직하게는 롤들이 함께 구동되도록 작업적으로 연결된다. 본 명세서에서, "작업적으로 연결된다"라 함은 천공 패턴이 접합 패턴에 기계적으로 정합되도록 접합롤(24), 앤빌롤(28) 및 천공롤(30) 각각이 물리적으로 링크됨을 의미한다.
도1을 참조하면, 장치(10)는 접합 커플링(82) 및/또는 앤빌 커플링(83) 및/또는 천공 커플링(84)을 추가로 포함할 수 있다. 장치(10)는 접합 기어(85) 및/또는 앤빌 기어(86) 및/또는 앤빌 기어(87)를 포함할 수도 있다. 모터(90)는 임의의 또는 모든 접합 기어(85, 86, 87)를 구동시키도록 구성되고 다시 이들 기어는 임의의 또는 모든 커플링(82, 83, 84)을 구동시키도록 구성되고 다시 이들 커플링은 임의의 또는 모든 롤(24, 28, 30)을 회전시키도록 구성될 수 있다.
접합 커플링(82) 및/또는 앤빌 커플링(83) 및/또는 천공 커플링(84)은 직렬 커플링일 수 있다. 한 가지 적절한 직렬 커플링은 미국 미네소타주 플라이마우스(Plymouth)에 소재를 둔 제로-맥스사(Zero-Max, Inc)에서 판매하는 시미츠 인-라인(Schmidt In-Line) L-400 시리즈 커플링이다. 대안으로, 접합 커플링(82) 및/또는 앤빌 커플링(83) 및/또는 천공 커플링(84)은 오프셋 커플링일 수 있다. 한 가지 적절한 오프셋 커플링은 미국 미네소타주 플라이마우스에 소재를 둔 제로-맥스사에서 판매하는 시미츠 오프셋(Schmidt Offset) L200 시리즈 커플링이다. 특별한 실시예에서, 접합 커플링(82)과 천공 커플링(84)은 오프셋 커플링이고 앤빌 커플링(83)은 인-라인 커플링일 수 있다.
접합 기어(85), 앤빌 기어(86) 및 앤빌 기어(87)는 상호 물림 결합(tooth to tooth meshing)에 의해 상호 연결될 수 있다. 대안으로, 이들 기어(85, 86, 87)는 양면 치형 벨트에 의해 상호 연결될 수 있다. 어느 경우든, 기어(85, 86, 87)들의 비율은 바람직하게는 정수이다. 예컨대, 접합 기어(85) 대 앤빌 기어(86) 대 천공 기어(87)의 기어 비율은, 예컨대, 1대 1대 1, 1대 2대 1, 1대 2대 3, 3대 1대 3 등이 됨으로써 기계적 정합을 보장할 수 있다.
오프셋 커플링을 사용하게 되면 접합 닙(22)과 천공 닙(23)이 기어(85, 86, 87)들을 분리시키지 않고도 개방될 수 있다. 이는 유리하게도 접합롤(24)과 천공 롤(30) 사이에 기계적 정합을 유지하며 접합 패턴과 천공 패턴이 사실상 정렬된 상태로 유지되도록 보장한다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 기어(85, 86 및/또는 87)는 기술 분야에서 공지된 바와 같은 역회전 방지 설계를 포함할 수 있다.
장치(10)는 하나 이상의 섬유 웹 상에 힘을 작용시키고 접합 닙(22)에서 앤빌롤(28) 상에 힘을 작용시키기 위해 직접 또는 간접적으로 접합롤(24)에 연결되는 접합 가압 수단(92)을 포함할 수도 있다. 접합 가압 수단(92)은 접합롤(24)과 앤빌롤(28) 사이의 접촉을 유지하기에 충분한 힘을 작용시킬 수 있어야 한다. 바람직하게는, 접합 가압 수단(92)은 접합롤(24)과 앤빌롤(28) 사이에 약 551,580 kPa (80,000 psi) 내지 약 1,034,214 kPa(150,000 psi)를 작용할 수 있다. 하나 이상의 섬유 웹과 앤빌롤(28)에 원하는 만큼의 힘을 작용할 수 있는 임의의 기구가 적절하다. 예컨대, 공기 실린더 및/또는 유압 실린더가 접합롤(24)에 연결될 수 있다. 공기 실린더 및/또는 유압 실린더는 앤빌롤(28)에 가동력을 작용하도록 구성된다. 접합 가압 수단(92)은 접합 닙(22)에서의 압력 크기를 제어하는 능력을 제공한다.
장치(10)는 또한 하나 이상의 섬유 웹 상에 힘을 작용시키고 천공 닙(23)에 서 앤빌롤(28) 상에 힘을 작용시키기 위해 직접 또는 간접적으로 천공롤(30)에 연결되는 천공 가압 수단(94)을 포함할 수도 있다. 천공 가압 수단(94)은 천공롤(30)과 앤빌롤(28) 사이의 접촉을 유지하기에 충분한 힘을 작용시킬 수 있어야 한다. 여러 실시예에서, 천공 가압 수단(94)은 천공롤(30)과 앤빌롤(28) 사이에 약 551,580 kPa (80,000 psi) 내지 약 1,034,214 kPa(150,000 psi)를 작용할 수 있다. 하나 이상의 섬유 웹과 앤빌롤(28)에 원하는 만큼의 힘을 작용할 수 있는 임의의 기구가 적절하다. 예컨대, 공기 실린더 및/또는 유압 실린더가 천공롤(30)에 연결될 수 있다. 공기 실린더 및/또는 유압 실린더는 앤빌롤(28)에 가동력을 작용하도록 구성된다. 천공 가압 수단(94)은 천공 닙(23)에서의 압력 크기를 제어하는 능력을 제공한다.
장치(10)는 또한 접합롤(24), 앤빌롤(28) 및 천공롤(30) 중 하나 이상을 독립적으로 가열하기 위한 하나 이상의 온도 제어부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 대안으로서 천공 롤(30)은 웹을 "통해" 접합함으로써 구멍을 형성하도록 설정된 복수의 돌기들을 갖는 압력 접합롤일 수 있다. 다양한 실시예에서, 장치(10)는 하나 이상의 추가 접합 패턴을 형성하기 위해 하나 이상의 추가 접합롤을 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 추가 접합롤은 하나 이상의 추가 앤빌롤, 바람직하게는 앤빌롤(28)과 함께 하나 이상의 추가 접합닙을 형성할 수 있다. 하나 이상의 추가 접합롤은 상술한 천공롤과 정합될 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 추가 접합롤은 천공 롤(30)과 기계적으로 정합된다.
이하, 도4와 도5를 참조로 섬유 웹을 접합하고 천공하기 위한 방법과 장 치(10)를 예시적으로 설명한다. 도4는 지지 장치와 구동 장치가 명료한 설명을 위해 생략되고 접합 닙(22)의 입구측과 천공 닙(23)의 출구측이 관찰자와 대면하는 장치(10)와 방법의 제1 사시도를 예시한다. 도5는 지지 장치와 구동 장치가 명료한 설명을 위해 생략되고 접합 닙(22)의 출구측과 천공 닙(23)의 입구측이 관찰자와 대면하는 장치(10)와 방법의 제2 사시도를 예시한다. 도4 및 도5 모두에서, 웹 경로(11)는 주연 앤빌면(29)의 일부와 주연 천공면(31)의 일부를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 장치(10)와 방법은 연속 이동하는 섬유 웹(20)을 접합하고 천공하기 위해 사용될 수 있다. 섬유 웹(20)은 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 "적어도 부분적으로 접합 안된"이라 함은 섬유 웹(20)을 포함하는 섬유들이 인접 섬유들에 연결되거나 융접되지 않고 확대시 개별적으로 구별 가능하고 개개의 섬유들 사이에 적어도 어느 정도 개방된 공간을 갖는 부분을 가짐을 의미한다.
섬유 웹(20)은 관련 화살표 12에 의해 지시된 방향으로 웹 경로(11)를 따라 연속 이동된다. 회전 접합롤(24)은 관련 화살표(77)에 의해 지시된 방향으로 회전한다. 섬유 웹(20)은 접합 닙(22)에서 주연 접합면(25) 및 주연 앤빌면(29)과 접촉한다. 회전 앤빌롤(28)은 관련 화살표(79)에 의해 지시된 방향으로 회전한다. 섬유 웹(20)은 접합 닙(22)의 입구측에서 출구측으로 이동하는 방향(12)으로 접합 닙(22)을 통해 이동한다. 접합롤(24)의 주연 접합면(25), 특히 복수의 돌기(26)는 접합 닙(22)에서 앤빌롤(28)의 주연 앤빌면(29)에 대해 섬유 웹(20)을 가압함으로써 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 섬유 웹(20)을 접합시킨다. 본 명세서에서 " 접합"이라 함은 용융, 융해 등과 그 조합 수단에 의해 인접한 섬유들을 영구적으로 연결하는 것을 의미한다.
복수의 고강도 접합 영역(34)은 복수의 돌기(26)에 의해 형성되는 접합 패턴과 대응한다. 섬유 웹(20)의 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들은 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 적어도 부분적으로 가소화된다. 바람직하게는, 섬유 웹(20)의 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들은 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 완전히 가소화된다. 본 명세서에서, "가소화"라 함은 섬유들이 더 이상 개별적으로 구분 가능하지 않고 사실상 막이 되도록 서로 접합된 섬유들을 지칭한다. 섬유들을 가소화시키기 위해서는 필수적이지 않지만 소재가 유동하도록 섬유들을 용융시키는 공정을 포함할 수 있다.
섬유 웹(20)이 접합 닙(22)에서 나옴에 따라 복수의 고강도 접합 영역(34)은 적어도 하나의 저강도 접합 영역(42)에 의해 에워싸인다. 섬유 웹(20)의 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들은 저강도 접합 영역(42)에서 적어도 부분적으로 접합 안된 상태로 유지된다.
섬유 웹(20)은 화살표 12에 의해 지시된 방향으로 주연 앤빌면(29)의 일부를 포함하는 웹 경로(11)를 따라 앤빌 닙(23)으로 이동한다. 천공롤(30)은 관련 화살표 80에 의해 지시된 방향으로 회전한다. 천공롤(30)이 회전함에 따라 돌출물(32)들이 섬유 웹(20)과 접촉하게 되며, 섬유 웹이 입구측에서 출구측으로 천공 닙, 바람직하게는 천공 닙(23)을 통해 이동함에 따라 섬유 웹(20)을 천공 또는 절단한다. 앤빌롤(28)의 앤빌면(29)과 함께 복수의 돌출물(32)은 섬유 웹(20)에 천공 패턴에 대응하는 하나 이상의 구멍(38)을 형성한다. 천공 패턴은 접합 패턴과 사실상 정렬되기 때문에 하나 이상의 구멍(38)은 하나 이상의 고강도 접합 영역(34)과 사실상 정렬된다. 천공 패턴은 바람직하게는 접합롤(24), 앤빌롤(28) 및 천공롤(30)을 서로 작업적으로 연결시켜 기계적으로 정합시킴으로써 접합 패턴과 정렬된다.
이하, 도6을 참조하여 제1 및 제2 섬유 웹을 접합하고 천공하기 위한 방법과 장치를 예시적으로 설명한다. 전체적으로 10으로 지시되는 장치는 상술한 장치와 동일하다. 본 발명의 방법과 장치는 연속 이동하는 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52)을 접합하고 천공하기 위해 이용될 수 있다. 섬유 웹(50, 52)은 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들을 포함한다. 어느 하나 또는 두 섬유 웹(50, 52)은 단속적 웹일 수 있다. 특별한 실시예에서, 연속 이동하는 제2 섬유 웹(52)은 접합 닙(22)으로 들어가기 전에 별개의 조각으로 절단되어 연속 이동하는 제1 섬유 웹(50) 상의 이격된 위치에 배치된다. 제2 웹(52)은 예컨대 슬립 컷 모듈을 이용하는 것과 같이 기술 분야에서 공지된 임의의 적절한 방법과 장치에 의해 절단되어 배치된다.
섬유 웹(50, 52)은 관련 화살표 12에 의해 지시된 방향으로 웹 경로(11)를 따라 대면 관계로 연속 이동한다. 섬유 웹(50, 52)은 입구측에서 출구측으로 접합 닙(22)을 통해 이동한다. 접합 닙(22)에 있는 동안, 접합롤(24)의 주연 접합면(25)은 앤빌롤(28)의 주연 앤빌면(29)에 대해 섬유 웹(50, 52)을 가압함으로써 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 섬유 웹(50, 52)을 접합시켜 복합 웹(54)을 형성한다. 복합 웹(54)은 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들을 포함한다. 복수의 고강도 접합 영역(34)은 복수의 돌기(26)에 대응하며 이로써 접합 패턴으로 정렬된 다. 복수의 고강도 접합 영역(34)은 적어도 하나의 저강도 접합 영역(42)에 의해 에워싸인다. 복합 웹(54)의 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들은 저강도 접합 영역(42)에서 적어도 부분적으로 접합 안된 상태로 유지되며, 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유는 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 적어도 부분적으로 가소화된다. 바람직하게는, 복합 웹(54)의 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유들은 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 완전히 가소화된다.
복합 웹(54)은 방향(12)으로 웹 경로(11)를 따라 이동한다. 웹 경로(11)는 주연 앤빌면(29)의 일부를 포함한다. 복합 웹(54)은 천공 닙, 바람직하게는 천공 닙(23)으로 이동된다. 천공롤(30)은 관련 화살표 80에 의해 지시된 방향으로 회전한다. 천공롤(30)이 회전함에 따라 돌출물(32)들이 복합 웹(54)과 접촉되며 복합 웹이 입구측에서 출구측으로 천공 닙(23)을 통해 이동함에 따라 복합 웹(54)을 천공 또는 절단한다. 앤빌롤(28)의 앤빌면(29)과 함께 복수의 돌출물(32)은 복합 웹(54)에 천공 패턴에 대응하는 구멍(38)들을 형성한다. 천공 패턴은 접합 패턴과 사실상 정렬되므로 구멍(38)들은 하나 이상의 고강도 접합 영역(34)과 사실상 정렬된다. 천공 패턴은 바람직하게는 접합롤(24), 앤빌롤(28) 및 천공롤(30)을 서로 작업적으로 연결시켜 기계적으로 정합시킴으로써 접합 패턴과 정렬된다.
구멍(38)들이 고강도 접합 영역(34)과 사실상 정렬된 섬유 웹(20)이나 복합 웹(54)은, 예컨대 기저귀 공정에 유용한 요소로서 권취 또는 전환과 같은 후속 처리를 위해 웹 경로(11)를 따라 이동할 수 있다. 웹 경로(11)는 주연 천공면(31)의 일부, 임의의 수의 추가 롤러, 가이드, 닙 등과 이들의 조합을 포함할 수 있다.
단일 웹에서 그리고 둘 이상의 웹 사이에서 적절한 접합은 모두 다양한 기구에 의해 달성될 수 있다. 예컨대 단일 웹에서의 접합은 섬유 웹(20)의 일부를 부분적으로 또는 완전히 용융시킴으로써 얻어질 수 있다. 둘 이상의 섬유 웹 사이의 접합은 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52) 중 하나 또는 이들 모두를 부분 또는 완전 용융시킴으로써 얻어질 수 있다. 접합은 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52) 중 단지 하나만을 부분 또는 완전 용융시킴으로서 용융된 소재가 인접 섬유 웹 상으로 유동하고 다시 섬유 웹들의 서로에 대한 기계적 상호 로킹을 가져옴으로서 얻어질 수도 있다. 단일 섬유 웹(20) 및/또는 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52)은 예컨대 열적으로 또는 초음파에 의한 것과 같이 기술분야에서 공지된 임의의 수단에 의해 용융되어 접합될 수 있다. 대안으로, 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52)은 웹들이 본 발명의 장치와 방법을 이용하여 서로 압착되기 전에 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52) 중 적어도 하나에 접착제를 도포함으로써 서로 접착식으로 접합될 수 있다.
다양한 실시예에서, 방법은 소정의 돌기가 부하를 가하는 상태에서 접합 닙(22)에서 접합롤(24)과 앤빌롤(28)을 서로에 대해 가압 편의시키고 접합롤(24)과 앤빌롤(28)을 동일한 표면 속도로 회전시키는 단계를 추가로 포함한다. 대안으로서, 접합롤(24)과 앤빌롤(28)은 이들 간에 표면 속도차가 발생하도록 회전될 수 있다. 일부 실시예에서, 앤빌롤(28)은 평활면이고 접합롤(24)의 표면 속도보다 큰 표면 속도로 작동된다. 다른 실시예에서, 앤빌롤(28)은 접합롤(24)의 표면 속도와 같거나, 크거나 또는 작은 표면 속도로 작동된다. 주연 접합면(25)과 접하는 전단력은 동적이고 기계적으로 유도된 열적 접합을 가능하게 할 수 있기 때문에 접합은 앤빌롤(28)의 회전속도와 다른 회전속도로 접합롤(24)을 작동시킴으로써 개선될 수 있다.
도7은 7-7 선을 따라 취한 도4의 섬유 웹(20)을 예시한 단면도이다. 섬유 웹(20)은 복수의 고강도 접합 영역(34)과 저강도 접합 영역(42)을 포함한다. 도면에 예시된 각각의 고강도 접합 영역(34) 내부에는 하나의 구멍(38)이 위치된다.
도8은 도5의 섬유 웹(20)의 상면도로서 상자 8에 의해 형성된 영역을 예시한다. 도8은 저강도 접합 영역(42)에 의해 에워싸인 하나의 고강도 접합 영역(34)을 포함하는 섬유 웹(20)의 일부를 예시한다. 고강도 접합 영역(34)은 고강도 접합 지역(35), 고강도 접합 경계부(37) 및 고강도 접합 중심점(36)을 형성한다. 고강도 접합 영역(34)은 구멍(38)을 포함한다. 구멍(38)은 구멍 지역(39)과 구멍 중심점(40)을 형성한다.
도9는 9-9 선을 따라 취한 도6의 복합 웹(54)을 예시하는 단면도이다. 복합 웹(54)은 복수의 고강도 접합 영역(34)과 저강도 접합 영역(42)을 포함한다. 복합 웹(54)은 고강도 접합 영역(34)에서 제2 섬유 웹(52)과 접합된 제1 섬유 웹(50)을 포함한다. 예시된 각각의 고강도 접합 영역(34) 내부에는 하나의 구멍(38)이 위치된다. 각각의 구멍(38)은 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52) 모두를 관통하여 연장되는 것을 포함하는 복합 웹(54)을 관통해서 연장된다.
도10은 도6의 복합 웹(54)의 상면도로서 상자 10에 의해 형성된 영역을 예시한다. 도10은 저강도 접합 영역(42)에 의해 에워싸인 하나의 고강도 접합 영역(34)을 포함하는 섬유 웹(54)의 일부를 예시한다. 고강도 접합 영역(34)은 고강 도 접합 지역(35), 고강도 접합 경계부(37) 및 고강도 접합 중심점(36)을 형성한다. 고강도 접합 영역(34)은 구멍(38)을 포함한다. 구멍(38)은 구멍 지역(39)과 구멍 중심점(40)을 형성한다.
다양한 실시예에서, 방법은 각각의 고강도 접합 영역(34)이 도4, 도5 및 도6에 예시된 바와 같이 내부에 위치되는 하나의 구멍(38)을 포함하도록 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)을 천공 또는 절단하는 단계를 추가로 포함한다. 다양한 실시예에서, 방법은 하나 이상의 저강도 접합 영역(42)에 구멍(38)이 없거나 구멍(38)이 사실상 없도록 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)을 천공 또는 절단하는 단계를 추가로 포함한다. 본 명세서에서, "구멍이 사실상 없다"라 함은 25.8 ㎠(4 inch2)의 표면적 당 하나 보다 적은 구멍을 갖는 영역을 의미한다.
다양한 실시예에서, 방법은 각각의 고강도 접합 영역(34)이 도4, 도5 및 도6에 예시된 바와 같이 고강도 접합 영역(34)의 중심에 위치되는 구멍(38)을 갖도록 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)을 천공 또는 절단하는 단계를 포함한다. 구멍(38)이 고강도 접합 영역(34)의 "중심에 위치"되기 위해서, 접합 영역(34)은 중심점(36)을 형성하고 각각의 구멍(38)은 구멍 지역(39)을 형성하고 고강도 접합 영역 중심점(36)은 도8 및 도10에 예시된 바와 같이 구멍 지역(39) 내에 위치된다. 다양한 실시예에서, 고강도 접합 영역(34) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 구멍(38)이 고강도 접합 영역(34)의 중심에 위치된다.
다양한 실시예에서, 방법은 각각의 고강도 접합 영역(34)이 도4, 도5 및 도6에 예시된 바와 같이 고강도 접합 영역(34) 내부에 완전히 위치되는 구멍(38)을 갖도록 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)을 천공 또는 절단하는 단계를 포함한다. 구멍(38)이 고강도 접합 영역(34)의 "내부에 완전히 위치"되기 위해서, 고강도 접합 영역(34)은 도8 및 도10에 예시된 바와 같이 고강도 접합 경계부(37)를 형성하고 각각의 구멍(38)은 구멍 지역(39)을 형성하고 구멍 지역(39)은 고강도 접합 경계부(37) 내부에 완전히 위치된다. 다양한 실시예에서, 고강도 접합 영역(34) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 구멍(38)이 고강도 접합 영역(34) 내부에 완전히 위치된다.
다양한 실시예에서, 방법은 각각의 고강도 접합 영역(34)이 고강도 접합 영역(34)과 동심인 구멍(38)을 갖도록 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)을 천공 또는 절단하는 단계를 포함한다. 구멍(38)이 고강도 접합 영역(34)과 "동심"이 되기 위해서, 고강도 접합 영역(34)은 고강도 접합 영역 중심점(36)을 형성하고 각각의 구멍(38)은 구멍 중심점(40)을 형성하고 구멍 중심점(40)은 도8 및 도10에 예시된 바와 같이 고강도 접합 영역 중심점(36)의 2 ㎜ 내에서 임의의 방향으로 위치된다. 다양한 실시예에서, 고강도 접합 영역(34) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 고강도 접합 영역(34)과 동심인 구멍(38)을 갖는다.
다양한 실시예에서, 방법은 접합롤, 앤빌롤 및 천공롤 중 하나 이상을 가열하는 단계를 추가로 포함한다. 다양한 실시예에서, 본 발명의 방법은 구멍(38)을 형성하기 위해 고강도 접합 영역(34)에서 소재 조각을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 본 발명의 방법은 가압 접합기, 열 접합기, 초음파 접합기 등과 이들의 조합을 이용한 접합을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 본 발명의 방법은 핀, 물 분사, 니들, 절단기 등과 이들의 조합을 이용한 천공 단계를 포함할 수 있다. 천공 단계는 열 접합기, 가압 접합기 또는 초음파 접합기인 제2 접합롤을 이용함으로써 달성될 수도 있다. 제2 접합롤은 구멍을 형성하기 위해 하나 이상의 섬유 웹을 완전히 관통하여 접합하기에 적합하도록 구성된다.
비록 첨부 도면에 도시된 실시예에서 이들 섬유는 부직포로 형성된 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 각각의 섬유 웹(20, 50, 52, 54) 중 임의의 섬유 웹 또는 이들 모두는 임의의 적절한 천연 또는 인공 섬유에 의해 임의의 적절한 구조로 형성될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 각각의 부직포는 불연속 섬유, 연속 필라멘트 또는 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다. 웹은 기술분야의 당업자에게 공지된 것으로서 건식 스테이플 공정, 또는 보다 구체적으로 소면 웹 기술에 의해 생산될 수 있다. 본 발명의 임의의 섬유 웹 또는 모든 섬유 웹은 불연속 섬유 및 연속 필라멘트를 생산하는 기술 분야의 당업자에게 공지된 스펀본딩, 멜트블로잉, 에어레잉 및 그 밖의 기술에 의해 생산될 수 있다. 본 발명의 실시에 이용하기에 적절한 소면 웹은 정렬 또는 미정렬 구성의 섬유를 가질 수 있다. 본 발명의 각 층을 생성함에 있어 기술분야의 당업자에게 공지된 종래의 소면기가 이용될 수 있다.
상업상 구입 가능한 열가소성 고분자재가 본 발명의 임의의 웹 또는 모든 웹에 유리하게 이용될 수 있다. 단지 예로서 제시된 것으로 이런 고분자재의 예로는 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르 등을 포함한다. 섬유는 임의의 적절한 형태 구조를 가질 수 있으며 중공 또는 코어 섬유, 형상 섬유, 이성분 섬유 또는 고흡수성 입자 혼입 섬유를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)은 각각의 고강도 접합 영역(34)의 내부에 하나의 구멍(38)이 위치된 복수의 고강도 접합 영역(34)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)은 하나 이상의 저강도 접합 영역(42)에 구멍(38)이 없거나 사실상 구멍(38)이 없는 저강도 접합 영역(42)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)의 고강도 접합 영역(34) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 구멍(38)이 고강도 접합 영역(34)의 중심에 위치된다.
다양한 실시예에서, 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)의 고강도 접합 영역(34) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 구멍(38)이 고강도 접합 영역(34) 내부에 완전히 위치된다.
다양한 실시예에서, 섬유 웹(20) 또는 복합 웹(54)의 고강도 접합 영역(34) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 고강도 접합 영역(34)과 동심인 구멍(38)을 갖는다.
다양한 실시예에서, 단일 섬유 웹(20), 제1 섬유 웹(50) 및/또는 제2 섬유 웹(52)은 0.008 내지 0.15 g/cc의 밀도와 20 gsm(g/㎡) 내지 120 gsm의 근량을 가질 수 있다. 특별한 실시예에서, 복합 웹(54)은 약 22 gsm의 밀도와 0.06 g/cc의 밀도를 갖는 제1 섬유 웹(50)과 0.017 내지 0.025 g/cc의 밀도와 적어도 20 gsm의 근량을 갖는 제1 섬유 웹(50)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 단일 섬유 웹(20), 제1 섬유 웹(50) 및/또는 제2 섬유 웹(52)은 적어도 20 gsm, 적어도 30 gsm, 적어도 40 gsm, 적어도 50 gsm, 적어도 60 gsm, 적어도 70 gsm 및 적어도 80 gsm의 근량을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 단일 섬유 웹(20), 제1 섬유 웹(50) 및/또는 제2 섬유 웹(52)은 90 gsm 보다 큰 근량을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 단일 섬유 웹(20), 제1 섬유 웹(50) 및/또는 제2 섬유 웹(52)은 0.07 g/cc 미만, 0.06 g/cc 미만, 0.05 g/cc 미만, 0.04 g/cc 미만, 약 0.03 g/cc 미만, 약 0.025 g/cc 미만, 약 0.02 g/cc 미만, 약 0.015 g/cc 미만 및 약 0.01 g/cc 미만의 밀도를 가질 수 있다.
본 명세서에서 설명된 섬유 웹(20 또는 50) 어느 것이든지 와이퍼, 수건, 식육 접시 매트 등과 같은 용도를 위한 최종 제품으로서 적절할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명된 섬유 웹(20 또는 50) 어느 것이든지 기저귀와 같은 일회용 흡수 물품의 성분으로서 사용하기에 적절할 수 있다.
도11은 기저귀의 표면이 관찰자와 대면하는 착용자와 접촉한 미체결 조건에 있는 본 발명의 기저귀(100)를 예시한다. 기저귀(100)의 여러 부분은 하부 구조를 설명하기 위해 절개되어 있다. 기저귀(100)는 종방향(112)과 측방향(114)을 갖는다. 기저귀(100)는 점선으로 도시된 종방향 중심선(116)을 갖는다.
기저귀(100)는 종방향(112)을 따라 전방부(122), 후방부(124), 전방부(122) 및 후방부(124)를 연결하는 이음부(126)를 형성한다. 기저귀(100)는 몸측 안감(130)과 외측 커버(132)와 몸측 안감(130) 및 외측 커버(132) 사이에 위치되는 흡수 코어(134)를 포함한다. 또한 기저귀(100)는 흡수 코어(134) 및/또는 몸측 안감(130)에 연결된 분출부(133)를 포함할 수 있다. 대안으로, 분출부(133)는 흡수 코어(134)이나 몸측 안감(130) 어디에도 연결되지 않을 수 있다. 전방부(122)는 적어도 부분적으로 하나 이상의 전방측 귀(123)를 포함할 수 있다. 후방부(124)는 적어도 부분적으로 하나 이상의 후방측 귀(125)를 포함할 수 있다. 전방측 귀(123) 및/또는 후방측 귀(125)는 몸측 안감(130), 외측 커버(132), 몸측 안감(130) 및 외측 커버(132) 모두의 조합의 연장부로부터 또는 기술분야에서 공지된 하나 이상의 별개 요소의 첨가에 의해 형성될 수 있다. 전방부(122)는 전방 허리 모서리(148)를 가지며 후방부(124)는 후방 허리 모서리(146)를 갖는다.
기저귀(100)는 체결구 시스템(143)도 포함한다. 체결구 시스템(143)은 하나 이상의 후방 체결구(144)와 하나 이상의 전방 체결구(145)를 포함한다. 체결구 시스템(143)의 여러 부분이 전방부(122), 후방부(124) 또는 이들 모두에 포함될 수 있다. 체결구 시스템(143)은 착용자의 허리 둘레에 기저귀(100)를 고정하고 사용 동안 기저귀(100)를 적소에 유지하기에 적합하도록 구성된다.
본 명세서에서 전방부라 함은 사용시 일반적으로 착용자의 전방에 위치되는 기저귀의 부분을 지칭한다. 후방부라 함은 사용시 일반적으로 착용자의 후방에 위치되는 기저귀의 부분을 지칭하며, 이음부라 함은 사용시 일반적으로 착용자의 다 리 사이에 위치되는 부분을 지칭한다.
이음부(126)는 신축적이고 종방향 연장된 한 쌍의 다리 접단(leg cuffs)(136)을 포함할 수 있는 서로 대향하는 종방향 측부(128)들을 갖는다. 다리 접단(136)은 사용시 일반적으로 착용자의 다리 둘레에 맞도록 되어 있고 신체 배설물의 측방 유동에 대한 기계적 장벽으로 작용한다. 다리 접단(136)은 한 쌍의 다리 신축부(138)에 의해 신축성을 갖게 될 수 있다. 기저귀(100)는 전방 허리 신축부(140) 및/또는 후방 허리 신축부(142)를 추가로 포함할 수 있다.
도11에 예시된 바와 같은 흡수성 물품(100)의 몸측 안감(130)은 착용자의 피부에 순응적이고 부드러운 느낌을 주고 발진을 일으키지 않는 신체 대향면을 적절히 제공한다. 또한, 몸측 안감(130)은 착용자에게 비교적 건조한 표면을 제공하기 위해 흡수 코어(134)보다 친수성이 약할 수 있으며 액체 투과성이 됨으로써 액체가 그 두께를 통해 쉽게 관통할 수 있도록 충분히 다공성일 수 있다. 적절한 몸측 안감(130)은 다공 발포체, 망상 발포체, 천공 플라스틱막, 천연섬유(예컨대, 목재 또는 면직 섬유), 합성섬유(예컨대, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유) 또는 천연섬유 및 합성섬유의 조합과 같은 광범위한 웹 소재 선택물로부터 제조될 수 있다. 몸측 안감(130)은 흡수 코어(134) 내에 보유된 액체로부터 착용자의 피부를 차단하는 것을 돕기 위해 적절히 이용된다.
다양한 직조 섬유와 부직포가 몸측 안감(130)용으로 이용될 수 있다. 예컨대, 몸측 안감은 폴리올레핀 섬유의 멜트블로운 또는 스펀본드 웹으로 구성될 수 있다. 몸측 안감(130)은 천연 및/또는 인조섬유로 구성된 접합 소면 웹일 수 있 다. 몸측 안감(130)은 사실상 소수성 소재로 구성될 수 있으며, 선택적으로 소수성 소재는 계면 활성제로 처리되거나 원하는 수준의 젖음성과 친수성을 부여하도록 처리된다. 본 발명의 특별한 태양에서, 몸측 안감(130)은 약 22 gsm의 근량과 약 0.06 g/cc의 밀도를 갖는 웹으로 형성되는 약 2.8 내지 3.2 데니어 섬유로 구성된 부직포, 스펀본드 직물, 폴리프로필렌 직물을 포함한다. 직물은 표면이 상표명 트리톤(Triton) X-102로 롬 앤드 하스 콤패니(Rohm and Haas Company)에서 구입 가능한 약 0.28 중량%의 계면활성제로 처리된다. 계면활성제는 분사, 프린팅, 브러시 코팅 등과 같은 임의의 종래 수단에 의해 도포될 수 있다.
기저귀(100)의 외측 커버(132)는 착용자의 의복에 근접해서 마멸되기 쉬운 의류 대향면을 적절히 제공한다. 외측 커버(132)는 폴리에틸렌 막일 수 있다. 외측 커버(132)의 다른 구조는 흡수 코어(134)에 인접하거나 바로 근접한 이면 시트의 선택 영역에 대해 원하는 수준의 액체 불투수성을 부여하도록 전체적으로 또는 부분적으로 구성되거나 처리된 직조 또는 부직 섬유 웹층을 포함할 수 있다. 예컨대, 의류형 이면 시트는 연신 박막화 폴리프로필렌막에 적층 또는 열 접합된 폴리프로필렌 스펀본드 섬유로 구성될 수 있다. 외측 커버(132)는 액체 배설물이 통과하지 못하도록 하면서도 증기가 기저귀(100)로부터 빠져나갈 수 있도록 하는 미세 기공 "통기성" 소재를 선택적으로 포함할 수 있다. 예컨대, 외측 커버(132)는 원하는 수준의 액체 불투수성을 부여하도록 피복되거나 달리 처리된 미세 기공 고분자막 또는 부직포로 구성될 수 있다. 외측 커버(132)는 미관적으로 보다 보기 좋은 외관을 나타내기 위해 엠보싱 처리되거나 무광택 마무리될 수 있다. 외측 커버(132)의 크기는 통상적으로 기저귀(100)의 크기 및 선택된 정확한 기저귀 설계에 의해 결정된다.
몸측 안감(130)과 외측 커버(132)는 일반적으로 이들 사이에 위치되는 흡수 코어(134)과 대면 관계로 연결된다. 몸측 안감(130)과 외측 커버(132)는 접착제 접합, 음향 접합, 열적 접합 등과 이들의 조합과 같이 기술분야의 당업자에게 공지된 임의의 수단에 의해 기저귀(100)의 외주연 둘레에서 서로 연결될 수 있다. 본 명세서에서 "연결" 및 그 유사어는 어느 요소를 다른 요소에 직접 고정시킴으로써 일 요소가 다른 요소에 직접 고정되는 구성과, 어느 요소를 중간 부재(들)에 고정시키고 뒤이어 이들 중간 부재를 다른 요소에 고정시킴으로써 일 요소가 다른 요소에 간접 고정되는 구성을 포괄한다.
다리 접단(136)은 흡수 코어(134)의 종방향 측면을 넘어 연장되는 외측 커버(132) 및/또는 몸측 안감(130)의 부분들에 의해 적절히 형성된다. 대안으로, 다리 접단(136)은 외측 커버(132) 및/또는 몸측 안감(130)에 연결되는 별개의 소재로부터 형성될 수 있다. 일부 실시예에서 다리 접단(136)은 다른 컷 아웃부(137)에 의해 결정되는 원호 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서 다리 접단(136)은 일반적으로 직선형인 다리 컷 아웃부(137)를 가질 수 있다.
다리 신축부(138), 전방 허리 신축부(140), 후방 허리 신축부(142) 및 그 밖의 신축성 소재들이 유아의 다리 및/또는 허리에 대해 기저귀(100)를 당겨서 유지함으로써 틈막이 성능을 개선하고 누출을 최소화하기 위해 마련될 수도 있다. 다리 신축부(138) 및/또는 허리 신축부(140, 142)를 형성함에 있어 이용되는 적절한 소재는 기술분야의 당업자에게 공지된 것이다. 이런 소재의 예로는 연신된 위치에서 기저귀(100)에 부착되거나 탄성 수축력이 기저귀(100)에 부여되도록 주름 잡힌 기저귀에 연결된 고분자 탄성중합성 소재로 제조된 실 또는 리본이다. 다리 신축부(138) 및/또는 허리 신축부(140, 142)는 원하는 성능을 제공하는 임의의 구성을 제공할 수 있다. 다리 신축부(138)는 일반적으로 직선적일 수 있거나 다리의 윤곽과 착용자의 둔부에 보다 잘 맞고 신체 배설물을 보다 잘 보유하기 위해 선택적으로 곡면일 수 있다. 다리 신축부(138) 및 허리 신축부(140, 142)는 기술분야의 당업자에게 공지된 여러가지 방식으로 기저귀(100)에 연결될 수 있다. 예컨대, 신축부는 초음파 용접, 열적 용접, 접착제 접합 등과 이들의 조합에 의해 기저귀(100)에 연결될 수 있다.
전방측 귀(123) 및/또는 후방측 귀(125)는 흡수 코어(134)의 종방향 측면을 넘어 연장되는 외측 커버(132) 및/또는 몸측 안감(130)의 부분들에 의해 적절히 형성된다. 대안으로, 전방측 귀(123) 및/또는 후방측 귀(125)는 외측 커버(132) 및/또는 몸측 안감(130)에 연결되는 별도의 소재로 형성될 수 있다.
체결구 시스템(143)은 기저귀(100)를 착용자에 고정하기 위한 수단을 제공한다. 체결구 시스템(143)은 적어도 하나의 후방 체결구(144) 및 적어도 하나의 전방 체결구(145)를 포함한다. 일부 실시예에서, 체결구 시스템(143)은 두 개의 후방 체결구(144)와 하나의 전방 체결구(145)를 포함한다.
일부 실시예에서, 후방 체결구(144)는 후방부(124), 후방측 귀(125) 또는 이들 모두에 연결될 수 있으며 전방 체결구(145)는 전방부(122), 전방측 귀(123) 또 는 이들 모두에 연결될 수 있다. 후방 체결구(144)는 기저귀(100)에 연결된 하나 이상의 분리된 소재 조각일 수 있으며, 기저귀(100)에 연결된 하나 이상의 분리된 소재 조각일 수 있는 전방 체결구(145)와 정렬되어 함께 작용하기에 적합하게 구성된다. 예컨대, 전방 체결구(145)는 전방부(122)에서 외측 커버(132)와 연결되며 기저귀(100)가 사용자의 허리와 다리 둘레에 감길 때 후크형 후방 체결구(144)와 결합하도록 구성된 환상 소재 조각일 수 있다.
흡수 코어(134)는 기저귀(100)를 형성하도록 몸측 안감(130)과 외측 커버(132) 사이에 위치된다. 흡수 코어(134)는 일반적으로 순응성이 있으며 신체 배설물을 흡수해서 보유할 수 있다. 흡수 코어(134)는 기술분야에서 공지된 것으로서 초흡수성 소재, 스테이플 섬유, 바인더 섬유 등과 이들의 조합을 포함할 수 있다. 흡수 코어(134)는 수많은 형상과 크기 중 임의의 형상과 크기일 수 있다. 예컨대, 복합 흡수 코어는 직사각형, I-형상 또는 T-형상일 수 있다. 흡수 코어(134)의 크기와 흡수 용량은 예정 착용자의 치수와 기저귀의 예정 사용자에 의해 부여되는 유체 부하와 양립해야만 한다.
봉쇄 플랩(139)이 몸측 안감(130)이나 기술분야에서 공지된 그 밖의 요소에 연결될 수 있다. 봉쇄 플랩의 적절한 구성은 예컨대, 그 전체 내용이 본 명세서에 모순되지 않은 참조로서 포함된 1997년 2월 4일 공고된 케이. 엔로(K. Enloe)의 미국 특허 제5,599,338호에 설명되어 있다.
다양한 실시예에서, 분출부(133)는 배출된 유체를 신속히 수집해서 일시적으로 보유하며 최종적으로 흡수 코어(134) 내로 유체를 배출하는 작용을 한다. 다양 한 직물 및 부직포가 분출 관리부(133)를 구성하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 분출 관리부(133)는 폴리올레핀 섬유의 멜트블로운 또는 스펀본드 웹으로 구성된 층일 수 있다. 분출 관리부(133)는 천연 및 합성섬유로 구성된 접합 소면 웹 또는 에어레이드 웹일 수도 있다. 접합 소면웹은 예컨대 분말 접합 소면웹, 적외선 접합 소면웹 또는 관통 공기 접합 소면웹일 수 있다. 적외선 및 관통 공기 접합 소면웹은 선택적으로 서로 다른 섬유의 혼합물을 포함할 수 있으며 선택된 섬유 웹 내의 섬유 길이는 약 2.54 내지 7.62 ㎝(1.0 내지 3.0 inch) 범위에 있을 수 있다. 분출 관리부(133)는 사실상 소수성 소재로 구성될 수 있으며, 선택적으로 소수성 소재는 계면활성제로 처리되거나, 그 밖에 원하는 수준의 젖음성과 친수성을 부여하도록 처리될 수 있다.
분출 관리부(133)는 일반적으로 균일한 두께와 단면적을 가질 수 있다. 대안으로서, 분출 관리부의 몸측 표면적이 분출 관리부의 몸측 표면 아래에 위치된 X-Y면을 따라 취한 단면의 표면적보다 크거나 작은 구성이 이용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 분출 관리부(133)는 나선 접합 패턴과 같은 종래의 접착제 패턴으로 상부 시트층에 조작 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 분출 관리부(133)는 종래의 접착제 패턴으로 흡수 코어(134) 또는 흡수 코어(134)를 덮거나 에워싸는 하나 이상의 랩 시트(wrapsheet)에 조작 가능하게 연결될 수 있다. 접착제 추가량은 원하는 접합 수준을 제공하기에 충분해야 하지만, 액체가 상부 시트층으로부터 분출 관리부와 랩 시트층을 통해 이동하는 것을 과도하게 제지하는 것을 방지하도록 충분히 낮아야 한다.
대안으로서, 분출 관리부(133)는 본 발명의 장치와 방법에 의해 상부 시트층에 조작 가능하게 접합될 수 있다. 특정 실시예에서, 몸측 안감(130)과 분출부(133)는 각각 본 명세서에서 논의된 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52)일 수 있다.
분출 관리부(133)는 흡수 코어(134)의 흡수성 조건와 일치하는 임의의 바람직한 형상일 수 있다. 적절한 형상은 예컨대, 원형, 직사각형, 삼각형, 사다리꼴, 장방형, 개다리형, 모래시계형 또는 타원형을 포함할 수 있다. 분출 관리부(133)의 적절한 형상은 분출 관리부(133)와 흡수 코어(134) 사이의 상대적 모세관 작용 차이가 충분히 이용될 수 있도록 이들 사이에서 접촉하고 액체 연통하는 표면적을 증가키는 형상들이다. 소정 실시예에서, 예컨대 분출 관리부는 일반적으로 직사각형일 수 있다.
본 발명의 특별한 실시예에서, 분출 관리부(133)를 포함하는 섬유 부직포는, 적어도 20 g/㎡(gsm)의 근량과 689 dyne/㎡(0.01 psi)의 압력에서 약 40 내지 60 ㎤/g의 기공 체적과 약 5,000 내지 약 8,000 다시(darcy)의 투과도와, 약 97.2% 내지 약 98.8%의 다공도와 약 24 내지 약 49 ㎠/㎤의 기공 체적당 표면적을 갖는 접합되어 균일 혼합된 단층 구조물일 수 있다. 웹 섬유는 열가소성일 수 있으며 서로 열 접합될 수 있다. 또한, 웹 구조물은 689 dyne/㎡(0.01 psi)의 압력에서 결정된 것으로 약 0.017 내지 0.025 gm/cc 범위의 밀도를 가질 수 있다.
예컨대, 분출 관리부(133)는 약 40 중량%의 호치스트 셀라니즈(Hoechst Celanese)형 295 6.0 데니어 폴리에스테르 섬유와 60 중량%의 바스프(BASF) 3.0 데니어 폴리에틸렌 외피/폴리에스테르 코어 이성분 섬유를 이용함으로써 형성된 약 48.8 gsm의 근량을 갖는 사실상 균질 단층 섬유 부직포를 포함할 수 있다. 섬유의 균질 혼합물은 대략 4초 동안 135 ℃의 온도에서 웹 덩어리를 통과한 고온 공기를 이용하여 서로 접합될 수 있다.
본 발명의 그 밖의 태양에서, 섬유 부직포는 적어도 20 g/㎡의 근량을 갖는 두툼한 부직포를 형성하도록 서로 접합된 복수의 섬유로 제조되거나 이를 포함할 수 있다. 보다 정제된 실시예에서, 근량은 약 40 내지 68 g/㎡의 범위에 있을 수 있다. 전체적으로 웹은 통상적으로 주름이 잡히고 일반적으로 2.0 데니어 이상의 섬유 데니어를 갖게 될 이성분 섬유로 제조될 수 있다. 대안으로서, 웹은 이성분 섬유와 폴리에스테르 섬유와 같은 섬유들의 조합으로 제조될 수 있다. 이런 실시예에서, 웹은 일반적으로 적어도 50 중량%의 이성분 섬유를 포함하게 된다. 최종 웹은 689 dyne/㎠(0.01 psi)의 압력에서 약 80 내지 약 117 ㎤/g 사이의 기공 체적과 약 8,000 내지 약 15,000 다시의 투과도와, 약 98.6% 내지 약 99.4%의 다공도와 약 10 내지 약 25 ㎠/㎤의 기공 체적당 표면적과 웹 g당 약 55 내지 약 80 g 사이의 0.9% 함염 용액 포화 용량과, 건성 상태 및 습윤 상태 모두에서 적어도 60%의 압축 탄성을 가질 것이다. 또한, 웹 구조물은 689 dyne/㎡(0.01 psi)의 압력에서 결정된 것으로 약 0.008 내지 0.013 gm/cc 범위의 밀도를 가질 수 있다.
예컨대, 분출 관리부는 40 중량%의 호치스트 셀라니즈형 224, 6.0 데니어 폴리에스테르 스테이플 섬유와 60 중량%의 치소(Chisso)형 이에스 피(ES P), 3.0 데니어 38 밀리미터 폴리프로필렌 외피/폴리프로필렌 코어 이성분 섬유의 균일 혼합물을 이용함으로써 형성된 약 49.8 gsm의 근량을 갖는 단층 섬유 부직포를 포함할 수 있다. 웹은 대략 4초 동안 135 ℃의 온도에서 고온 공기를 이용하여 접합될 수 있다. 최종 웹은 약 84 cc/gm의 기공 체적과, 약 20 ㎠/cc의 SA/VV(기공 체적당 표면적)값과, 약 98.9%의 다공도와, 약 9256 다시의 투과도와, 약 59 gm/gm의 포화 용량과, 약 76%의 습윤 압축 탄성과 약 76%의 건성 압축 탄성을 나타낼 수 있다.
다른 예로서, 51.9 gsm의 근량을 갖는 사실상 균질한 단층 섬유 부직포가 20 중량%의 호치스트 셀라니즈형 295, 6.0 데니어 폴리에스테르 섬유와, 20 중량%의 호치스트 셀라니즈형 183, 1.5 데니어 폴리에스테르 섬유와, 60 중량%의 바스프(BASF) 3.0 데니어 폴리에틸렌 외피/폴리에스테르 코어 이성분 섬유를 이용함으로써 형성될 수 있다. 섬유의 균질 혼합물은 대략 4초 동안 135 ℃의 온도에서 고온 공기를 이용하여 서로 접합될 수 있다. 최종 웹은 약 110 cc/gm의 기공 체적과, 약 16.2 ㎠/cc의 SA/VV(기공 체적당 표면적)값과, 약 99.3%의 다공도와, 약 13,189 다시의 투과도와, 약 79 gm/gm의 포화 용량과, 약 73%의 습윤 압축 탄성과 약 70%의 건성 압축 탄성을 나타낼 수 있다.
보다 많은 분출 용량을 필요로 하는 흡수성 물품은 이에 비례하여 보다 많은 양의 분출 관리재를 필요로 할 수 있음은 자명할 것이다. 그러나, 분출 관리재가 그 면적 범위에 걸쳐 균일한 근량을 가질 필요는 없으며, 그 대신 일부 구역이 다른 구역에 비해 보다 많은 분출 관리재를 갖도록 배열될 수 있다. 본 발명의 목적에 따르면, 유효 근량은 분출 관리재의 중량을 분출 관리부가 연장되는 면적으로 나눈 값이다. 본 발명에서 이용되는 분출 관리재는 실제 상한이 없이 적어도 약 20 g/㎡일 수 있으며, 이때 목표 범위를 약 40 내지 약 68 g/㎡로 한다.
그 전체 내용이 본 명세서에 모순되지 않은 참조로서 포함된 1996년 6월 4일 공고된 알렌 쥬니어(Allen, Jr.) 등의 미국 특허 제5,522,810호와 1996년 10월 8일 공고된 에버렛(Everett) 등의 미국 특허 제5,562,650호에는 적절한 분출재가 설명되어 있다.
도11에 예시된 바와 같이, 분출부(133)는 저강도 접합 영역(178)으로 에워싸인 복수의 고강도 접합 영역(180)을 갖는다. 복수의 고강도 접합 영역(180) 각각은 고강도 접합 영역(180) 내에 위치되는 하나의 구멍(186)을 포함한다. 고강도 접합 영역(180), 저강도 접합 영역(178) 및 구멍(186)은 본 명세서에 개시된 방법과 장치를 이용하여 형성될 수 있다.
이제 도12를 참조하면, 기저귀(100)는 몸측 복합체(170)를 포함한다. 몸측 복합체(170)는 복수의 고강도 접합 영역(180)에서 분출부(133)에 접합된 몸측 안감(130)을 포함한다. 각각의 고강도 접합 영역(180)은 고강도 접합 영역(180) 내에 위치되는 하나의 구멍(186)을 갖는다. 고강도 접합 영역(180), 저강도 접합 영역(178) 및 구멍(186)은 본 명세서에 개시된 방법과 장치를 이용하여 형성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 분출재(133) 또는 몸측 복합체(170)는 하나 이상의 고강도 접합 영역(180)이 그 내부에 하나의 구멍(186)을 포함하는 복수의 고강도 접합 영역(180)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 분출재(133) 또는 몸측 복합체(170)는 저강도 접합 영역(178)을 포함할 수 있고, 하나 이상의 저강도 접합 영역(178)은 구멍(186)이 없거나 구멍(186)이 사실상 없다.
다양한 실시예에서, 분출재(133) 또는 몸측 복합체(170)는 각각의 고강도 접합 영역(180)이 고강도 접합 영역(180)의 중심부에 위치되는 구멍(186)을 갖는 복수의 고강도 접합 영역(180)을 포함할 수 있다. 구멍(186)이 고강도 접합 영역(180)의 중심에 위치되기 위해서, 고강도 접합 영역(180)은 중심점(181)을 형성하며, 각각의 구멍(186)은 구멍 지역(187)을 형성하고 고강도 접합 영역 중심점(181)은 구멍 지역(187) 내에 위치된다. 다양한 실시예에서, 고강도 접합 영역(180) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 구멍(186)이 고강도 접합 영역(180)의 중심점(181)에 위치된다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 고강도 접합 영역은 그 중심부에 위치된 하나의 구멍(186)을 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 분출재(133) 또는 몸측 복합체(170)는 각각의 고강도 접합 영역(180)이 고강도 접합 영역(180) 내부에 완전히 위치되는 구멍(186)을 갖는 복수의 고강도 접합 영역(180)을 포함할 수 있다. 구멍(186)이 고강도 접합 영역(180) 내에 완전히 위치되기 위해서, 고강도 접합 영역(180)은 고강도 접합 경계부(182)를 형성하며, 각각의 구멍(186)은 구멍 지역(187)을 형성하고 구멍 지역(187)은 고강도 접합 경계부(182) 내에 완전히 위치된다. 다양한 실시예에서, 고강도 접합 영역(180) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 구멍(186)이 고강도 접합 영역(180) 내에 완전히 위치된다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 고강도 접합 영역은 고강도 접합 영역(180) 내에 완전히 위치된 하나의 구멍(186)을 가질 수 있다.
다양한 실시예에서, 분출재(133) 또는 몸측 복합체(170)는 각각의 고강도 접합 영역(180)이 고강도 접합 영역(180)과 동심인 구멍(186)을 갖는 복수의 고강도 접합 영역(180)을 포함할 수 있다. 구멍(186)이 고강도 접합 영역(180)과 동심적으로 배치되기 위해서, 고강도 접합 영역(180)은 고강도 접합 영역 중심점(181)을 형성하고 각각의 구멍(186)은 구멍 중심점(188)을 형성하고 구멍 중심점(188)은 고강도 접합 영역 중심점(181)의 2 ㎜ 내에서 임의의 방향으로 위치된다. 다양한 실시예에서, 고강도 접합 영역(180) 중 적어도 90%, 적어도 80%, 적어도 70%, 적어도 60% 또는 적어도 50%는 고강도 접합 영역(180)과 동심인 구멍(186)을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 고강도 접합 영역은 고강도 접합 영역(180)과 동심인 하나의 구멍(186)을 가질 수 있다.
따라서 비록 본 발명은 다양한 실시예와 예들을 참조하여 설명했지만, 본 발명은 다른 변형예도 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 출원은 발명의 일반 원리에 따르고 본 발명이 속하고 첨부된 특허청구범위에 포함된 공지되거나 통상적인 실시에 속하는 것으로서 본 개시 내용에서 추론되는 것들을 포함하는 발명의 모든 변경, 사용 또는 개조를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. a. 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유를 포함하는 섬유 웹(20)을 제공하는 단계,
    b. 회전 접합롤(24)과 회전 앤빌롤(28)에 의해 형성된 접합 닙(22)을 통해 섬유 웹(20)을 이동시키는 단계 - 회전 접합롤(24)은 주연 접합면(25) 및 주연 접합면(25)으로부터 연장된 복수의 돌기(26)를 갖고, 복수의 돌기(26)는 접합 패턴을 형성함 -,
    c. 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 복수의 돌기(26)로 섬유 웹(20)을 접합시키는 단계 - 복수의 고강도 접합 영역(34)은 적어도 하나의 저강도 접합 영역(42)에 의해 에워싸이고, 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유는 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 가소화됨 -,
    d. 적어도 하나의 저강도 접합 영역(42)에 섬유 웹(20)의 적어도 부분적으로 접합 안된 섬유를 유지하는 단계,
    e. 회전 천공롤(30)과 회전 앤빌롤(28)에 의해 형성된 천공 닙(23)을 통해 복수의 고강도 접합 영역(34)을 갖는 섬유 웹(20)을 이동시키는 단계 - 회전 천공롤(30)은 주연 천공면(31) 및 주연 천공면(31)으로부터 연장된 복수의 돌출물(32)을 갖고, 복수의 돌출물(32)은 사실상 접합 패턴과 정렬된 천공 패턴을 형성함 -,
    f. 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 섬유 웹(20)을 복수의 돌출물(32)로 천공하여 적어도 50%의 고강도 접합 영역(32) 내에 구멍(38)을 형성하는 단계
    를 포함하는 섬유 웹 천공 방법.
  2. a. 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52)을 제공하는 단계와,
    b. 회전 접합롤(24)과 회전 앤빌롤(28)에 의해 형성된 접합 닙(22)을 통해 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52)을 서로 대면하는 관계로 이동시키는 단계 - 회전 접합롤(24)은 주연 접합면(25) 및 주연 접합면(25)으로부터 연장된 복수의 돌기(26)를 갖고, 복수의 돌기(26)는 접합 패턴을 형성함 -,
    c. 접합 닙(22)에서 제1 및 제2 섬유 웹(50, 52)을 서로 접합시킴으로써 복합 웹(54)을 형성하는 단계 - 접합은 적어도 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 발생하고, 복수의 고강도 접합 영역(34)은 적어도 하나의 저강도 접합 영역(42)에 의해 에워싸임 -,
    d. 회전 천공롤(30)과 회전 앤빌롤(28)에 의해 형성된 천공 닙(23)을 통해 복합 웹(54)을 이동시키는 단계 - 회전 천공롤(30)은 주연 천공면(31)과 주연 천공면(31)으로부터 연장된 복수의 돌출물(32)을 갖고, 복수의 돌출물(32)은 접합 패턴과 사실상 정렬되는 천공 패턴을 형성함 -,
    e. 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 복합 웹(54)을 복수의 돌출물(32)로 천공하여 적어도 50%의 고강도 접합 영역(34) 내에 구멍(38)를 형성하는 단계
    를 포함하는 섬유 웹 접합 및 천공 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 섬유 웹(20)은 0.025 g/cc보다 낮은 밀도와 적어도 40 gsm의 근량을 갖는 섬유 웹 천공 방법.
  6. 제1항에 있어서, 접합롤(24)은 가압 접합기, 열 접합기 또는 초음파 접합기인 섬유 웹 천공 방법.
  7. 제1항에 있어서, 각각의 천공된 고강도 접합 영역(34)은 내부에 위치되는 하나의 구멍(38)을 포함하는 섬유 웹 천공 방법.
  8. 제1항에 있어서, 각각의 천공된 고강도 접합 영역(34)은 중심부를 형성하고 그 중심부에 위치되는 구멍(38)을 갖는 섬유 웹 천공 방법.
  9. 제1항에 있어서, 구멍(38)은 고강도 접합 영역(34) 내에 완전히 위치되는 섬유 웹 천공 방법.
  10. 제1항에 있어서, 저강도 접합 영역(42)은 사실상 구멍(38)을 갖지 않는 섬유 웹 천공 방법.
  11. 제2항에 있어서, 제1 섬유 웹(50)은 적어도 0.05 g/cc의 밀도와 25 gsm보다 낮은 근량을 가지며 제2 섬유 웹(52)은 0.025 g/cc보다 낮은 밀도와 적어도 40 gsm의 근량을 갖는, 섬유 웹 접합 및 천공 방법.
  12. 제1항에 있어서, 천공 단계는 하나 이상의 구멍(38)을 형성하기 위해 하나 이상의 고강도 접합 영역(34)에서 섬유 웹(20, 54)의 일부를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 섬유 웹 천공 방법.
  13. 제1항에 있어서, 고강도 접합 영역(34) 내에 위치된 구멍(38)들은 고강도 접합 영역(34) 내에서 동심적으로 위치되는 섬유 웹 천공 방법.
  14. 제1항에 있어서, 복수의 돌출물(32)은 복수의 고강도 접합 영역(34)에서 하나 이상의 섬유 웹(20, 54)의 일부를 제거하도록 구성된 절단기들인 섬유 웹 천공 방법.
  15. 제1항에 있어서, 앤빌롤(28)은 암형 패턴 설계로 가공된 구멍 롤인 섬유 웹 천공 방법.
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