KR101249081B1

KR101249081B1 - 표면 개질제를 포함하는 발포체 체결 시스템

Info

Publication number: KR101249081B1
Application number: KR1020087009967A
Authority: KR
Inventors: 나데즈다 브이. 에프레모바; 융 에이치. 후앙; 니콜라스 에이. 크래프트; 사라 제이 스태벨펠트; 에릭 씨. 스테인도르프; 리사 유
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2013-03-29
Also published as: RU2008120556A; BRPI0617913B8; BRPI0617913B1; BRPI0617913A2; AU2006306613A1; AU2006306613B2; US20070099531A1; CA2623070A1; EP1940333A1; RU2443811C2; WO2007050252A1; EP1940333B1; KR20080059256A

Abstract

복수의 압출된 스트랜드로 형성된 웹을 포함하는 부직포, 및 복수의 스트랜드의 적어도 일부와 맞물리도록 적합화된 복수의 자유기립형(free-standing) 스트럿(strut)을 갖는 표면을 포함하고, 자유기립형 스트럿의 적어도 일부가 표면 개질제를 포함하는 발포체층을 갖는 체결 시스템이 기재되어 있다.

체결 시스템, 부직포, 발포체, 표면 개질제, 흡수 용품

Description

표면 개질제를 포함하는 발포체 체결 시스템 {FOAM FASTENING SYSTEM THAT INCLUDES A SURFACE MODIFIER}

본 출원은 2006년 10월 27일자로 미국 특허상표청에 출원한 "Nonwoven Fabric and Fastening System That Include An Auto-Adhesive Material"이라는 명칭 하의 출원번호 11/260,356의 부분 연속 출원이다. 출원 번호 11/260,356의 전문이 본원에 참고로 포함된다.

전통적인 후크(hook) 및 루프(loop) 기계적 체결구는 기저귀, 신발, 일회용 가운 등과 같은 수많은 제품 및 용품에 널리 사용된다. 이들은 널리 사용됨에도 불구하고 몇가지 단점이 있다. 후크 물질은 대개 뻣뻣하며 불투과성이고, 인체나 인체 가까이에 착용되는 용품에 사용되었을 때 피부를 자극하거나 불편할 수 있다. 후크 물질은 대개 유의하게 연신되거나 변형될 수 없다. 또한, 일부 용도에서, 후크의 루프 물질 내로의 얽힘은 종종 제거하기가 어려울 수 있거나, 또는 의도하지 않은 표면에 부착할 수 있다. 후크 물질의 큰 마모 특성은 또한 일부 표면을 손상시킬 수 있다. 후크 및 루프를 떼는 행위는 또한 크고 불쾌한 소음을 발생시킬 수 있어서, 체결구를 조심스럽게 해제하는 것을 어렵게 한다. 또한, 일부 용도에서는 낮은 박리 강도, 그러나 높은 평면내 전단 저항이 요망되지만, 통상의 후크 및 루 프 체결구는 주어진 수준의 평면내 전단 저항을 달성하기 위해 과도하게 높은 박리 강도를 제공할 수 있다.

발포체층이 후크와 맞물리도록 사용되는 후크 및 루프 체결구의 변형이 제안되었지만, 저가의 부직포를 보다 두껍고, 일반적으로는 보다 비싼 발포체로 대체하는 것은 유의한 이점을 제공하는 것 같지 않고, 후크층의 공지된 한계를 해결하지 못한다.

부직포와 맞물리고 하나 이상의 상기 언급된 문제점을 해결하는 개선된 기계적 체결구가 필요하다.

<발명의 요약>

상기 요구에 부응하여, 본 발명자는 개선된 체결 시스템의 발견에 이르는 철저한 연구와 개발 노력을 하였다. 본 발명의 한 양태는 복수의 압출된 스트랜드로 형성된 웹을 포함하는 부직포, 및 복수의 스트랜드의 적어도 일부와 맞물리도록 적합화된 복수의 자유기립형(free-standing) 스트럿(strut)을 갖는 표면을 포함하고 자유기립형 스트럿의 적어도 일부가 표면 개질제를 포함하는 발포체층을 갖는 체결 시스템을 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 흡수 용품을 착용자의 허리 부근에 고정하기 위한 체결 시스템을 갖는 흡수 용품을 제공한다. 체결 시스템은 복수의 압출된 스트랜드로 형성된 웹을 포함하는 부직포, 및 복수의 스트랜드의 적어도 일부와 맞물리도록 적합화된 복수의 자유기립형 스트럿을 갖는 표면을 포함하는 발포체층을 갖는다. 추가로 자유기립형 스트럿의 적어도 일부는 표면 개질제를 포함한다.

본 발명의 또다른 양태는 흡수 용품을 착용자의 허리 부근에 고정하기 위한 체결 시스템을 포함하는 흡수 용품을 포함한다. 체결 시스템은 복수의 압출된 스트랜드로 형성된 웹을 포함하는 부직포, 및 복수의 스트랜드의 적어도 일부와 맞물리도록 적합화된 복수의 자유기립형 스트럿을 갖는 표면을 포함하는 발포체층을 갖는다. 추가로 자유기립형 스트럿의 적어도 일부는 표면 개질제를 포함한다. 표면 개질제는 점착제 또는 중합체 왁스이고 부직포와 표면 개질제를 포함하는 발포체층 부분 사이의 결합 강도는 부직포와 표면 개질제를 포함하지 않는 발포체층 부분 사이의 결합 강도의 1.5배보다 크다.

도 1은 부직포의 한 예를 예시하는 투시도이다.

도 2A-2C는 도 1에 도시된 부직포에 사용가능한 2성분 스트랜드의 예를 예시하는 횡단면도이다.

도 3은 부직포의 다른 예를 예시하는 투시도이다.

도 4는 부직포를 형성하는데 사용가능한 공정 라인의 한 예의 측면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 공정 라인의 예를 사용하여 형성될 수 있는 웹의 한 예의 일부를 예시하는 확대도이다.

도 6은 체결 시스템의 한 예를 예시하는 투시도이다.

도 7은 도 6에 도시된 체결 시스템의 예의 확대 측면도이다.

도 8은 도 6에 도시된 체결 시스템을 포함하는 흡수 용품의 한 예를 예시한다.

도 9는 부직포와 맞물린 발포체층의 면도날 절단된 횡단 표면의 SEM 현미경사진 (50X 배율)이다.

도 10은 발포체층의 표면의 SEM 현미경사진 (50X 배율)이다.

도 11은 표면 개질제를 포함하는 발포체층의 표면의 SEM 현미경사진 (50X 배율)이다.

도 12는 표면 개질제를 포함하는 발포체층의 면도날 절단된 횡단 표면의 SEM 현미경사진 (75X 배율)이다.

도 13은 굴곡 전단 부착 강도 시험에 사용되는 장치를 도시한다.

도 14는 도 13의 장치의 굴곡 섹션의 측면의 기하 형태를 도시한다.

도 15는 굴곡 전단 부착 강도 시험에 사용되는 장치의 다른 측면을 도시한다.

도 16은 박리 강도 측정에 사용되는 시험지(test strip)의 형상을 도시한다.

정의:

본원에서 사용되는 바와 같이, 크기가 1 마이크로미터 (㎛) 이상인 발포체 구조 내의 셀(cell)의 적어도 60％가 하나 이상의 인접 셀과 유체 소통 상태라면 발포체 물질은 "개방 셀형"이다. 본 발명의 한 실시양태에서, 크기가 1 ㎛ 이상인 발포체 구조 내의 셀의 적어도 80％가 하나 이상의 인접 셀과 유체 소통 상태이다.

본원에서 사용되는 용어 "스트랜드"는 중합체를 성형 오리피스 (예를 들면 다이)를 통해 통과시킴으로써 형성된 긴 압출물을 지칭한다. 스트랜드는 한정된 길이를 갖는 비연속성 스트랜드인 섬유, 또는 물질의 연속성 스트랜드인 필라멘트를 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "망상 발포체"는 당업자들 사이에서 흔히 사용되는 바와 같이, 실질적으로 모든 개재하는 "창 벽" 또는 셀 멤브레인이 발포체의 셀로부터 제거되어, 발포 동안 형성된 셀의 외곽선을 따라 상호연결된 스트럿으로 주로 이루어진 네트워크를 남기는 고체의 발포된 물질을 나타낸다.

따라서, 망상 발포체는 창 벽이 단지 파괴된 발포체, 또는 물리적 수단에 의해 최외곽 창 벽 또는 스킨만이 제거된 발포체와 구분된다. 망상 발포체는 셀 멤브레인의 일반적인 결핍 특성으로 인해 기체 및 액체에 대해 유사하게 고도로 투과성이어서, 유체 유동에 대하여 작은 저항을, 실제로는 셀 멤브레인이 유지된 발포체보다 훨씬 작은 저항을 제공한다.

망상 구조 형성(reticulation)은 대개 셀이 형성된 후 발포체에 적용된 공지의 발포체 공정 절차에 의해 달성된다. 이들 절차는 발포체 전체에서 셀을 분리시키는 모든 또는 실질적으로 모든 "창 벽"을 제거하는, 가성(caustic) 처리제의 사용 (예를 들어, 미국 특허 제3,266,927호 (Fritz 등에게 1966년 8월 16일자로 허여됨) 참조), 다른 반응성 화합물, 예를 들어 오존에 의한 공격, 또는 발포체의 열 처리를 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 셀의 일부의 주변의 멤브레인을 제거하기 위해 제어된 폭발과 같은 다른 처리가 사용된다 (예를 들어, 발포체는 폭발성 기체 매체를 함유하는 폭발실 내로 충전된 다음 폭발될 수 있다). 발포체의 폭발성 처리의 예는 미국 특허 제4,906,263호 (von Blucher 등에게 1990년 3월 6일자로 허여됨)에 제공된다.

미국 특허 제4,183,984호 (Browers 등에게 1980년 1월 15일자로 허여됨)에 개시된 바와 같이 폐쇄형 셀 발포체 물질을 개방시키기 위해 니들링이 또한 사용될 수 있다. 개방 셀 발포체 물질을 형성하기 위한 다른 방법이 미국 특허 제6,720,362호 (Park 등에게 2004년 4월 13일자로 허여됨)에 개시되어 있다.

본 발명의 한 실시양태에서, 망상 구조 형성은 맞물리는 표면에서, 또한 그 가까이에서 발포체층의 외부 부분에만 존재한다.

별법으로, 셀형 발포체 물질은 제조될 때 본래 망상일 수 있다. 미국 특허 제3,661,674호 (Higgs 등에게 1972년 5월 9일자로 허여됨)에 따르면, 본래 망상인 폴리에스테르 폴리우레탄 발포체는 예를 들어 발포체 형성 성분을 점성-저해 물질, 예컨대 발포체 물질을 제조하기 위해 사용된 폴리에스테르의 것과 동일하지만 히드록실값이 10 내지 100이고 점도가 200 poise 미만인 산 성분을 갖는 추가의 폴리에스테르의 존재 하에 반응시킴으로써 제조될 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "연신가능한"은 연신력 적용시에 파열되지 않으면서 한 방향 이상으로 원래 치수의 적어도 150％인 (즉, 원래의 연신되지 않은 치수보다 적어도 50％ 더 큰) 연신된 치수로 연장가능한 물질을 지칭한다. 용어 "탄성"은 연신가능하며, 연신력 해제시에 연신된 치수와 원래 치수 사이의 차이가 적어도 50％이도록 수축되는 (복원되는) 물질을 지칭한다. 예를 들어, 원래 치수가 20 cm인 물질이 파열되지 않으면서 30 cm 이상의 치수로 연장될 수 있다면 이는 연신가능한 것이다. 동일한 물질이, 30 cm로 연장된 후에 연신력을 제거하였을 때 25 cm 이하의 치수로 수축한다면 이는 탄성을 갖는 것이다.

본원에서 사용되는 용어 "데니어(Denier)"는 9000 미터 당 그램수로서 정의된 선형 물질의 단위 길이당 중량 측정치를 나타낸다. 상기 용어는 개개의 섬유 또는 섬유 다발 (야안(yarn))을 지칭할 수 있다.

본원에서 사용되는 "데시텍스(Decitex)" (약어 "dtex")는 10,000 미터의 야안 또는 섬유의 중량 (g)인 점을 제외하고는 데니어와 유사한 용어이다.

본원에서 사용되는 용어 "수력 얽힘(hydroentangling)"은 고압 오리피스로부터 전달된 고속 물 제트의 적용에 의해 포(fabric)를 처리하여, 포 내의 섬유 또는 필라멘트를 물 충돌의 영향 하에 재배열시키는 기술을 의미한다. 예를 들어, 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함된 미국 특허 제3,485,706호 (Evans에게 1969년 12월 23일자로 허여됨)에는 부직포 웹의 제조를 위한 수력 얽힘 공정이 개시되어 있다. 수력 얽힘 동안, 물 제트에 의해 충돌하게 될 때 부직포 웹은 대개 유공성(foraminous) 형성 표면 상에 위치하여, 부직포 웹의 섬유 또는 필라멘트를 얽히게 함으로써 일관성 및 일체성을 갖는 부직포 웹을 형성하는 한편, 형성 표면의 특별한 모양은 부직포 웹에 목적하는 패턴을 형성시키는 기능을 한다. 노즐을 이탈하기 전에, 물은 약 60 Mpa (600 bar) 이하의 압력을 가질 수 있다. 노즐은 직경이 0.05 내지 0.25 mm일 수 있고 20 - 160 메쉬로 이격될 수 있다. 제트는 부직포 웹 표면을 때리고, 그를 관통하여 유공성 표면 (웹 지지체) 내의 개구부로 흡인 슬롯을 통해 유동한다. 본 공정에서, 섬유가 얽히고, 이는 부직포 웹의 압축 및 결합을 초래할 수 있다. 또한 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함되는 미국 특허 제5,389,202호 (Everhart 등에게 1995년 2월 14일자로 허여됨)를 참조한다.

유공성 표면은 실질적으로 평면 또는 3차원일 수 있고, 천공된 금속 표면, 금속 와이어, 중합체 와이어 또는 제지 공정의 공지된 통기 건조 포와 같은 포, 또는 다른 표면일 수 있다. 수력 얽힘 기술의 관련 예는 예를 들어 3차원 유공성 표면이 개시된 미국 특허 제4,805,275호 (Suzuki 등에게 1989년 2월 21일자로 허여됨)에서 찾아볼 수 있다. 또한, 미국 특허 출원 2002/0025753 (Putnam 등에 의해 2002년 2월 28일자로 공개됨)을 참조한다.

본원에서 사용되는 어구 "자유기립형 스트럿의 클러스터(cluster)"는 발포체 물질의 완전 셀로부터 멀리 연장하는 하나 이상의 상호연결된 스트럿을 의미하고, 여기서 클러스터 내의 스트럿은 동일한 완전 셀에 연결된다. 각각 제1 및 제2 셀로부터의 제1 및 제2 스트럿이 접합점에서 만나고 접합점으로부터 연장하는 제3 스트럿 (자유기립형 스트럿)을 가지면, 제1 및 제2 스트럿은 폐쇄 셀의 일부인 것으로 간주되고, 자유기립형 스트럿의 클러스터는 제3 스트럿으로 이루어질 것이다. 단부에서의 2개의 다른 자유기립형 스트럿으로의 제3 스트럿 가지가 접합점을 형성하면, 제3 스트럿 및 2개의 다른 자유기립형 스트럿은 모두 자유기립형 스트럿의 클러스터의 일부이다.

자유기립형 스트럿 또는 자유기립형 스트럿의 클러스터의, 본원에서 사용되는 용어 "자유 길이"는 자유기립형 스트럿 또는 자유기립형 스트럿의 클러스터가 각각 자유기립형 스트럿 또는 자유기립형 스트럿의 클러스터에 부착된 발포체 물질 내의 제1 완전 셀의 최근접부로부터 멀리 연장하는 직선 거리이다.

발포체층 :

본 발명의 한 실시양태에서, 발포체층은 개방 셀형 발포체, 예를 들어 멜라민 발포체, 폴리우레탄 발포체, 또는 다른 공지의 개방 셀형 발포체를 포함한다. 이러한 발포체 물질은 대개 발포체 물질 내에 셀을 갖는 망상 네트워크를 형성하는 막대형 스트럿을 포함한다.

멜라민계 발포체는 바스프 (BASF, 독일 루드빅샤펜에 소재함)에서 바소텍트(BASOTECT, 등록상표) 브랜드명으로 현재 제조되고 있는 발포체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바소텍트(등록상표) 2011 (밀도 약 0.01 g/cm³)이 사용될 수 있다. 멜라민계 발포체의 블록은 프록터 앤드 갬블 (Procter & Gamble, 미국 오하이오주 신시내티에 소재함)에서 미스터 클린(MR. CLEAN, 등록상표) 브랜드명으로 시판한다. 유사한 물질은 클린프로(CLEENPRO, 상표명) 명칭으로 엘이시, 인크. (LEC, Inc., 일본 도꾜에 소재함)에서 시판한다 (몇몇 제품은 http://www.users.bigpond.com/jmc.au/CLEENPRO/CLEENPRO-E.htm 및 http://www.users.bigpond.com/jmc.au/CLEENPRO/CLEENPRO％20Family-E.htm에 제시되어 있고 둘 모두 2003년 11월 13일에 인쇄됨). 또한, 멜라민계 발포체는 방음 및 단열용으로 수많은 회사, 예를 들어 아메리칸 마이크로 인더스트리즈 (American Micro Industries, 미국 펜실베니아주 챔버스버그에 소재함)에서 시판하고 있다.

잠재적으로 유용한 망상 발포체의 예는 포아멕스, 인크. (Foamex, Inc., 미국 펜실베니아주 린우드에 소재함)의 폴리우레탄 망상 발포체, 예를 들어 발포체 SIF-6Oz; 및 다음 회사의 망상 발포체: 크레스트 포움 인더스트리즈, 인크. (Crest Foam Industries, Inc., 미국 뉴저지주 무나치에에 소재함) (예를 들어 필터크레스트(FilterCrest, 등록상표) 망상 발포체); 스코트포움 코퍼레이션 (Scottfoam Corporation, 미국 펜실베니아주 에디스톤에 소재함); 스위스텍스, 인크. (Swisstex, Inc., 미국 사우쓰 캐롤라이나주 그린빌에 소재함); 렉티셀 (Recticell, 미국 일리노이주 시카고에 소재함); 및 칼리겐 유럽 비브이 (Caligen Europe BV, 네덜란드 브레다에 소재함, 브리티시 비타 피엘씨 (British Vita PLC, 영국 맨체스터에 소재함)의 자회사)에서 생산된 발포체를 포함한다.

망상 발포체의 예는 또한 특허 문헌, 예를 들어 미국 특허 제3,171,820호 (Volz 등에게 1965년 3월 2일자로 허여됨); 미국 특허 제4,631,077호 (Spicer 등에게 1986년 12월 23일자로 허여됨); 미국 특허 제4,656,196호 (Kelly 등에게 1987년 4월 7일자로 허여됨); 및 미국 특허 제4,540,717호 (Mahnke 등에게 1985년 9월 10일자로 허여됨)에 개시되어 있다. 시드니 히스 앤드 선 (Sydney Heath & Son, 영국 스톡 온 트렌트 버슬렘에 소재함)에서 시판하는 개방 셀형 발포체, 예를 들어 1 인치 당 75개의 공극을 갖는 것으로 설명된 망상 발포체가 또한 잠재적으로 유용하다. 망상 발포체는 폴리우레탄, 폴리에스테르, 및 폴리에테르류, 및 다른 공지의 망상 발포체를 포함할 수 있다. 고려할 수 있는 다른 발포체는 미국 특허 제4,062,915호 (Stricharczuk 등에게 1977년 12월 13일자로 허여됨)의 것들을 포함한다.

시판되는 개방 셀형 발포체 내의 공극 크기는 일반적으로 기지 길이의 직선 경로를 따른 공극의 측정치에 기초한 1 인치 당 공극 (ppi)으로서 표시되고, 이는 또한 1 센티미터 당 공극 (ppc)으로 표시될 수도 있다. 본 발명에 따르면, 발포체층 내의 발포체 물질은 다음 중 임의의 특징적 공극 크기를 가질 수 있다: 약 1 ppc 내지 약 200 ppc; 약 3 ppc 내지 약 180 ppc; 약 10 ppc 내지 약 150 ppc; 약 15 ppc 내지 약 130 ppc; 약 15 ppc 내지 약 100 ppc; 또는 약 20 ppc 내지 약 65 ppc.

단지 예로서 발포체 물질의 자유기립형 스트럿은 유효 직경이 약 0.3 마이크로미터 이상, 예를 들어 약 1 마이크로미터 이상, 약 3 마이크로미터 이상, 또는 약 10 마이크로미터 이상일 수 있으며, 예컨대 다음 중 임의의 것일 수 있다: 약 0.3 마이크로미터 내지 약 30 마이크로미터; 약 1 마이크로미터 내지 약 30 마이크로미터; 약 3 마이크로미터 내지 약 30 마이크로미터; 약 1 마이크로미터 내지 약 20 마이크로미터; 및 약 1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터. 자유기립형 스트럿의 자유 길이, 랜딩층에 맞물리는데 효과적인 자유기립형 스트럿의 복수 개의 또는 클러스터의 자유 길이, 특징적 자유기립형 스트럿의 자유 길이, 발포체 물질의 표면 상의 자유기립형 스트럿의 평균 자유 길이, 또는 발포체 물질의 표면 상의 자유기립형 스트럿의 중앙 자유 길이는 다음 중 임의의 것일 수 있다: 약 3 마이크로미터 초과; 약 10 마이크로미터 초과; 약 20 마이크로미터 초과; 약 50 마이크로미터 초과; 약 100 마이크로미터 초과; 약 500 마이크로미터 초과; 약 1000 마이크로미터 초과; 및 약 2000 마이크로미터 초과, 예를 들어 약 10 마이크로미터 내지 약 2000 마이크로미터, 또는 약 50 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 또는 약 100 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터. 자유기립형 스트럿의 자유 길이 (또는 앞서 논의된 그의 관련 측정치) 대 자유기립형 스트럿의 유효 직경의 비율은 약 5 마이크로미터 이상, 10 마이크로미터 이상, 20 마이크로미터 이상, 50 마이크로미터 이상, 및 100 마이크로미터 이상, 예를 들어 약 5 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터, 또는 약 10 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터일 수 있다.

다른 개방 셀형 발포체 물질, 예를 들어 아미노플라스트 발포체 (예를 들어, 우레아-포름알데히드 수지 또는 멜라민-포름알데히드 수지로부터 제조된 발포체), 페놀계 발포체, 예를 들어 페놀-포름알데히드 수지로 제조된 발포체의 층 또한 고려될 수 있다. 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함되는 미국 특허 제4,125,664호 (Giesemann에게 1978년 11월 14일자로 허여됨)에 개시된 임의의 아미노플라스트 발포체 또는 다른 개방 셀형 발포체가 본 발명의 용품을 제조하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 범위 내에서 사용가능한 다른 발포체는 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 각각 참고로 포함되는 미국 특허 제4,666,948호 (Woerner 등에게 1987년 5월 19일자로 허여됨); 미국 특허 제5,234,969호 (Clark 등에게 1993년 8월 10일자로 허여됨); 미국 특허 제6,133,332호 (Shibanuma에게 2000년 10월 17일자로 허여됨); 및 국제 특허 출원 번호 WO 91/14731 (Maeder 등에 의해 1991년 10월 3일자로 공개됨)에 개시된 것을 포함한다.

본 발명의 한 실시양태에서, 발포체층은 열경화성 발포체를 포함하고, 발포체층의 열경화성 성분은 발포체층 질량의 50％ 초과, 60％ 초과, 80％ 초과, 또는 90％ 초과를 구성할 수 있다. 별법으로, 발포체층의 고체 중합체 성분은 하나 이상의 열경화성 물질을 주성분으로 할 수 있다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 발포체층은 열가소성 물질이 실질적으로 없을 수 있다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 발포체층은 폴리올레핀 물질, 폴리우레탄, 실리콘 및 폴리에스테르로부터 선택된 성분 중 어느 하나를 50％를 초과하여 포함할 수 없다.

발포체층은 발포체를 한 종류를 초과하여 포함할 수 있다. 예를 들어, 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함되는 미국 특허 제5,817,704호 (Shiveley 등에게 1998년 10월 6일자로 허여됨)에 개시된 임의의 것과 유사한 구조 또는 조성을 갖는 이종성 발포체층이 고려될 수 있다. 2 종류 이상의 발포체 물질이 발포체 제조 중에 블렌딩되거나 또는 함께 연결될 수 있고, 또는 기존 발포체가 적층되거나 또는 함께 연결될 수 있다.

발포체층은 임의의 목적하는 두께로 절단되거나 슬라이싱될 수 있고, 평면형, 사인곡선형(sinusoidal)이거나 또는 다른 기하 형태를 갖도록 절단될 수 있다. 발포체층을 절단하거나 슬라이싱하는 원리는 유럽 특허 EP 191,475 (Gotoh 등에 의해 1986년 8월 20일자로 공개됨); 발포체 물질을 아마도 복수의 절삭날의 작용에 의해 한번에 복수층으로 슬라이싱하는 슬라이서(slicer) (도 3의 도면 부호 32)를 보여주는 미국 특허 제5,670,101호 (Nathoo 등에게 1997년 9월 23일자로 허여됨); 및 발포체 물질을 얇은 층, 예를 들어 두께 약 0.5 mm 내지 약 5 mm로 슬라이싱하기 위해 날카로운 왕복 톱날의 사용을 개시하는 미국 특허 제6,245,697호 (Conrad 등에게 2001년 6월 12일자로 허여됨)에 개시되어 있다.

발포체 물질을 얇은 작은 층 (예를 들어, 두께 약 1 mm 이상)으로 슬라이싱하기 위한 다른 방법이, 얇은 층이 보다 쉽게 공정처리되도록 하기 위해 슬라이싱하기 전에 보강층을 발포체 물질에 접합하는 것을 개시하고 있는 일본 특허 출원 번호 JP 2001-179684A (Toshiro에 의해 2001년 7월 3일자로 공개됨)에 기재되어 있다. 보강층을 갖는 발포체 물질은 닙 (nip)에 압축된 다음 얇은 층을 발포체 물질의 주 몸체로부터 벗겨내는 블레이드를 만난다. 본 발명으로 확장하여 적용하면, 보강층, 예를 들어 부직웹 또는 종이 타월은 발포체 물질의 두꺼운 블록에 접착 접합된 다음, 닙을 통해 통과하고, 보강층에 부착된 발포체 물질의 얇은 섹션을 슬라이싱하도록 배향된 나이프 블레이드를 만날 수 있다. 이어서, 발포체 물질의 남아있는 보다 두꺼운 블록은 다시 한 면에서 제2 보강층에 부착될 수 있고, 보강층에 인접한 발포체 물질은 앞서와 같이 슬라이싱될 수 있고, 발포체 물질이 보강층에 부착된 복수의 얇은 층으로 실질적으로 절단될 때까지 상기 공정을 반복할 수 있다. 원하는 경우, 초기 발포체 물질 블록의 양면이 보강층에 부착될 수 있고, 임의로 발포체 물질을 보강층에 둘다 부착된 2개의 얇은 층으로 분할하도록 최종 쪼갬을 허용한다.

보다 큰 발포체 물질 블록으로부터 슬라이싱되는 것 외에도, 발포체 물질은 국제 특허 출원 번호 WO 98/28118 (Peterson 등에 의해 1998년 7월 2일자로 공개됨)에 개시된 것과 같은 방법을 이용하여 직접 얇은 층으로 형성될 수 있다.

발포체 물질은 또한 천공될 수 있고, 보강층도 천공될 수 있다. 발포체 물질을 천공시키는 한 방법이 국제 특허 출원 번호 WO 00/15697 (Park 등에 의해 2000년 3월 23일자로 공개됨)에 개시되어 있다. 발포체 물질은 또한 발포체 물질의 평면에 대해 수직으로 적용된 복수의 짧은 쪼개짐 또는 긴 천공, 예를 들어 미국 특허 제5,397,316호 (LaVon 등에게 1995년 3월 14일자로 허여됨)의 슬릿 물질을 가질 수 있다.

보강층 :

발포체층은 아래에 놓인 보강층, 예를 들어 부직웹, 티슈웹, 제직포, 면포 물질 등으로 보강될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 보강층은 일반적으로 셀룰로스 섬유를 포함할 수 있고, 종이 물질, 예를 들어 라텍스-보강된 크레이프 가공된(creped) 타월, 습윤 강도 수지 또는 다른 결합제로 보강된 크레이프 가공되지 않은 통기 건조된 타월, 다른 단일겹 또는 다겹 티슈 구조 (다겹 티슈는 일반적으로 우수한 기계적 일체성을 위해 겹 간의 결합 수단, 예를 들어 접착 부착을 필요로 할 수 있음), 열 결합된 (예를 들어, 가열 공기, 가열 캘린더링 등의 적용에 의해) 열가소성 물질과 혼합된 목재 펄프 섬유를 포함하는 코폼(coform) 층, 및 2성분 바인더 섬유를 포함하는 에어레이드 물질, 부직 기재 상에 수력 얽힘된 종이 섬유를 포함하는 하이드로니트(hydroknit) 등을 포함할 수 있다. 보강층, 예를 들어 웹은 함께 결합된 복수의 층을 포함할 수 있다.

보강층에 접합된 발포체층은 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함되는 공동 소유된 미국 특허 출원 번호 10/744,238 (Chen 등에 의해 2003년 12월 22일자로 출원됨)에 개시되어 있다. 첸(Chen) 등의 특허 출원의 제품은 주로 세정 장치로서 작용하도록 의도되지만, 여기에 개시된 발포체층 및 보강층의 조합은 본 발명에 적합화될 수 있다.

보강층은 발포체층과 동일 영역에 걸쳐 연장할 수 있거나, 또는 발포체층의 단지 일부에 걸쳐 연장할 수 있거나, 발포체층의 모든 또는 임의의 측면의 범위를 넘어 연장할 수 있다.

보강웹의 발포체 물질에의 부착은 용품에 우수한 가요성을 유지시키기에 적합한 접착 수단으로 달성할 수 있다. 또한, 접착 수단은 또한 함습 또는 습윤 조건, 및 용품 사용 동안에 전형적인 응력 하에 우수한 강도를 제공할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 접착 수단은 쇼어(Shore) A 경도가 약 95 이하, 특히 약 75 이하, 보다 특히 약 55 이하, 보다 더 특히 약 40 이하, 가장 특히 약 30 이하, 예를 들어 약 10 내지 약 95, 또는 약 20 내지 약 55인 수불용성 핫멜트(hotmelt) 접착 물질을 포함한다. 유용한 접착 물질은 미국 특허 제6,541,679호 (Betrabet 등에게 2003년 4월 1일자로 허여됨) 및 미국 특허 제5,827,393호 (Kinzelmann 등에게 1998년 10월 27일자로 허여됨)에 개시된 것, 또한 헨켈 록타이트 코퍼레이션 (Henkel Loctite Corporation, 미국 코네티컷주 록키힐에 소재함)의 시판 하이솔(HYSOL, 등록상표) 핫멜트, 및 폴리올레핀, 우레탄 및 폴리아미드 핫멜트를 포함하나, 이로 한정되지는 않는다. 접착 물질은 유리 전이 온도가 약 -10℃ 내지 약 +30℃ 또는 약 10℃ 내지 약 25℃일 수 있다. 접착 물질의 인장 강도는 약 100 psi 이상, 약 300 psi 이상, 또는 약 500 psi 이상일 수 있다.

본 발명의 한 실시양태에서, 접착 수단은 셀룰로스 물질이 젖었을 때에도 셀룰로스 물질과 우수한 접착을 유지하기에 적합한 복수의 친수성 기를 갖는 접착 물질을 포함할 수 있다. 이러한 접착 물질은 EVA (에틸렌 비닐 아세테이트)를 포함할 수 있고, 예를 들면 헨켈 록타이트 코퍼레이션으로부터 시판되는 EVA 하이솔(EVA HYSOL, 등록상표) 핫멜트, 예컨대 232 EVA 하이솔(등록상표), 236 EVA 하이솔(등록상표), 1942 EVA 하이솔(등록상표), 0420 EVA 하이솔(등록상표) 스프레이팩(SPRAYPAC, 등록상표), 0437 EVA 하이솔(등록상표) 스프레이팩(등록상표), 쿨멜트 EVA 하이솔(CoolMelt EVA HYSOL, 등록상표), 퀵팩 EVA 하이솔(QuikPac EVA HYSOL, 등록상표), 수퍼팩 EVA 하이솔(SuperPac EVA HYSOL, 등록상표) 및 왁스팩 EVA 하이솔(WaxPac EVA HYSOL, 등록상표)을 포함할 수 있다. EVA계 접착 물질은 점조화제 및 다른 조절제, 예를 들어 윙택(Wingtack) 86 점조화 수지 (굿이어 코퍼레이션 (Goodyear Corporation, 미국 오하이오주 아크론에 소재함) 제품)의 첨가를 통해 개질될 수 있다.

본 발명의 다른 실시양태에서, 접착 수단은 엘라스토머 접착 물질, 예를 들어 고무계 또는 실리콘계 접착 물질, 예컨대 실리콘 밀봉제 및 라텍스 접착 물질 (예를 들어 아크릴계 라텍스)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 한 실시양태에서, 접착 수단은 천연 라텍스 또는 천연 라텍스와 회합된 단백질을 실질적으로 포함하지 않는다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 접착 수단은 임의의 종류의 라텍스를 실질적으로 포함하지 않는다.

접착 수단은 또한 점착성인 섬유 또는 입자를 포함할 수 있거나, 또는 섬유상 웹을 발포체층에 융합시키기 위해 그 일부를 가열 용융시킬 수 있다. 예를 들어, 2성분 바인더 섬유가 사용가능하고, 여기서 상기 섬유는 코어 섬유보다 융점이 더 낮은 외피 (예를 들어, 폴리에스테르 코어 둘레의 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 외피)를 포함한다. 바인더 섬유는 분리된 느슨한 형태로 적용될 수 있거나, 또는 예비결합된 융합가능 웹으로서 제공될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 접착 수단은 접착 입자 또는 섬유, 예를 들어 2성분 바인더 섬유, 및 핫멜트 또는 반응성 접착 물질의 조합을 포함한다. 예를 들어, 2성분 바인더 섬유는 보강층 또는 발포체에 핫멜트 또는 다른 유동성 또는 액체 접착제를 적용한 (예를 들어, 분무, 압출, 또는 인쇄에 의해) 후 보강층을 발포체층에 접합시키고 임의적으로 열 또는 다른 경화 수단을 적용하기 전에 보강층 내에 또는 보강층 상에 존재할 수 있다. 입자 접착 성분은 발포체가 보강층에 접합될 때 이미 활성일 수 있다 (예를 들어, 부분적으로 용융된 상태).

일반적으로, 접착 수단은 분무 노즐, 글루건, 비드 어플리케이터, 압출기, 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄, 잉크젯 인쇄, 코팅 등에 의해 적용할 수 있다. 접착 수단은 발포체층의 표면 또는 보강층의 표면 또는 둘 모두에 균일하게 적용될 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없고, 높은 강도가 필요한 구역, 예를 들어 보강층과 발포체층 사이의 계면 영역의 주변을 따라 선택적으로 적용될 수 있다. 접착 수단은 또한 패턴으로 또는 실질적으로 랜덤한 분포로 적용될 수 있다.

발포체층은 두께가 약 1 mm 내지 약 15 mm, 약 2 mm 내지 약 12 mm, 약 3 mm 내지 약 10 mm, 및 약 4 mm 내지 약 8 mm일 수 있다. 보강층 두께 대 발포체층 두께의 비율은 다음 중 임의의 것일 수 있다: 약 1 내지 약 200; 약 3 내지 약 10; 약 4 내지 약 10; 약 0.2 내지 약 2; 약 0.3 내지 약 2; 약 0.3 내지 약 1; 약 1 미만; 약 1 초과; 및 약 0.5 내지 약 1.5.

발포체층에 접합된 보강층은 부직웹, 티슈웹, 필름, 천공 웹, 라미네이트 등일 수 있다. 적합한 부직웹은 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 스펀레이스 웹 등을 포함할 수 있다. 보강층은 엘라스토머, 예를 들어 미국 특허 제4,707,398호 (Boggs에게 1987년 11월 17일자로 허여됨); 미국 특허 제4,741,949호 (Morman 등에게 1988년 5월 3일자로 허여됨); 및 미국 특허 제5,520,980호 (Morgan 등에게 1996년 5월 28일자로 허여됨)에 개시된 웹일 수 있다. 보강층은 넥-본디드(neck-bonded) 라미네이트 또는 다른 연신가능한 라미네이트일 수 있다.

별법으로, 발포체층은 보강층이 발포체 물질 자체와 단일성이도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 한 면 상에 발포체 물질을 보강할 수 있는 스킨을 갖는 단일층의 발포체 물질이 제조될 수 있다. 유사하게, 발포체층은 한 면 상에 실질적인 폐쇄형 셀 및 다른 면 상에 실질적인 개방형 셀을 가질 수 있다. 이러한 발포체층은 물질 특성, 예를 들어 공극 크기, 공극의 개방도, 밀도 등에 관련하여 두께 방향으로 구배를 갖는 "구배 발포체 물질"의 예일 수 있다. 보강 기능을 제공하는 한 면을 포함하는 구배 발포체 물질은 한 면 상에 스킨을 갖는 발포체로부터, 또는 한 표면이 발포체 물질로부터 창을 제거하여 한 표면 상에 자유기립형 스트럿을 자유롭게 하는 화학적 또는 기계적 수단을 통해 개방 셀형 발포체 물질로 전환된 폐쇄형 셀 발포체 물질로부터 제조될 수 있다.

또한, 발포체층은 발포체 물질의 랜딩층과의 결합을 추가로 향상시키기 위한 접착 물질 또한 포함할 수 있다. 접착 물질은 접착제 처리 대역이 발포체 물질 자체가 아니라 대신 다른 물질의 부착 부분 상에 존재하도록 보강층의 탭(tab) 또는 연장부 상에 제공될 수 있거나, 또는 접착 물질은 발포체 물질의 표면 상에 또는 몸체 내에 존재할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 점성 접착 물질이 발포체 물질 내에 존재하지만 발포체 물질의 표면 상에는 반드시 존재하지는 않아서, 내부 접착제가 다른 물질 (예를 들어, 랜딩층)과 접촉하는데 충분하게 발포체 물질이 로딩되지 않는다면 발포체 물질이 다른 물질에 접촉할 때 접착 부착이 일어나지 않는다. 감압성 접착 물질이 발포체 물질의 표면 상에 분무되거나, 발포체 물질 내에 이격된 침적물을 형성하도록 발포체 물질 내로 주입 또는 함침될 수 있다. 발포체층에 부착된 접착제 섹션은 조기 부착을 방지하기 위해 이형지 또는 다른 수단으로 차폐될 수 있다.

본 발명의 다른 실시양태에서, 발포체층 체결 시스템에 접착 수단을 부가하면 보다 큰 박리를 원하는 경우 발포체층 체결 시스템의 박리 강도를 증가시키는데 기여할 수 있다.

랜딩 물질:

본 발명의 랜딩층에 사용하기 위한 랜딩 물질은 과거의 후크 및 루프 시스템에서 공지된 루프 물질일 수 있지만, 최상의 결과를 위해서는 랜딩층 내의 루프 또는 구멍의 크기가 사용될 발포체층과의 효과적인 부착을 위해 조정되어야 한다. 루프 물질은 루프 물질의 적어도 한 표면으로부터 연장하는, 후크와 맞물릴 수 있는 자유기립형 루프를 포함하는 웹일 수 있다.

랜딩 물질은 부직웹, 예를 들어 멜트스펀 (멜트블로운 또는 스펀본드 웹), 니들링된 섬유상 웹, 또는 수력 얽힘된 웹 (예를 들어, 스펀레이스 웹, 특히 기재 포 상에 수력 얽힘된 마이크로섬유(microfiber)를 갖는 웹)일 수 있다. 랜딩층은 포의 평면으로부터 상승해 있거나 포의 평면에 놓여있는 섬유상 루프를 포함할 수 있어서, 루프가 발포체층의 자유기립형 스트럿을 갖는 적합한 대향 표면에 의해 맞물려질 수 있도록 한다.

랜딩층이 약 30 마이크로미터 초과, 예를 들어 약 50 마이크로미터 이상, 약 80 마이크로미터 이상, 약 100 마이크로미터 이상, 또는 약 150 마이크로미터 이상의 특징적 루프 높이 (이는 특징적 범위, 예를 들어 약 30 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터, 또는 약 50 마이크로미터 내지 700 마이크로미터, 또는 약 80 마이크로미터 내지 약 600 마이크로미터, 또는 약 100 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터에 이를 수 있음)를 갖는 포의 표면으로부터 상승해 있는 수많은 루프 세그먼트를 가질 때 우수한 결과를 얻을 수 있는 것으로 밝혀졌다. 상승해 있는 루프 세그먼트의 두 단부 사이의 포 표면의 직선 거리 (또는 루프 세그먼트가 포의 평면으로 복귀하는 지점 사이의 거리)는 약 80 마이크로미터 이상, 예를 들어 약 150 마이크로미터 이상, 약 300 마이크로미터 이상, 또는 약 500 마이크로미터 이상일 수 있고, 이는 특징적 범위, 예를 들어 약 80 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 또는 약 100 마이크로미터 내지 약 800 마이크로미터, 또는 약 100 마이크로미터 내지 약 600 마이크로미터를 갖는다. 그러나, 발포체층의 맞물리는 표면의 자유기립형 스트럿이 랜딩층의 맞물리는 표면 상의 루프 세그먼트 또는 구멍과 적절하게 맞물릴 수 있다면, 다른 크기 범위도 또한 본 발명의 범위 내에 있고 고려될 수 있다.

본 발명의 한 실시양태에서, 랜딩층은 유효 섬유 직경이 약 30 마이크로미터 이하, 약 20 마이크로미터 이하, 약 10 마이크로미터 이하, 약 5 마이크로미터 이하, 약 2 마이크로미터 이하, 또는 약 1 마이크로미터 이하인 마이크로섬유를 포함하는 루프 세그먼트를 포함한다. 마이크로섬유의 섬유 직경은 약 0.1 마이크로미터 내지 약 30 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터 내지 약 30 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터 내지 약 20 마이크로미터, 또는 약 2 마이크로미터 내지 약 20 마이크로미터 범위일 수 있다. 이러한 마이크로섬유는 예를 들어 공지된 멜트블로운 공정에 의해 제조될 수 있다. 본원에서 사용되는 2성분 멜트블로운 섬유는 다른 다성분 복합 섬유를 포함하고, 섬유를 쪼개거나 성분들 중 하나를 제거하여 극세 섬유를 얻기 위해 사용될 수 있다. 쪼개기는 기계적 또는 화학적 수단에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 2성분 사이드-바이-사이드 또는 파이(pie)-세그먼트형 섬유는 다성분 섬유를 쪼개기 위해 고속 물 제트를 사용하는 수력 얽힘을 이용하여 쪼개질 수 있다. 성분의 팽윤을 유발하거나 (예를 들어, 가성제 또는 다른 팽윤제를 적용함으로써), 또는 성분을 용해시키는 화학 처리가 또한 쪼개기를 일으킬 수 있다. 스팀 처리, 마이크로파, 기계적 변형(straining) 및 다른 기술이 또한 적합한 다성분 섬유에 쪼개지는 것을 촉진하기 위해 적용될 수 있다. 2성분 섬유는 횡단면이 둥글거나 또는 다엽상(multilobal) 섬유와 같이 둥글지 않을 수 있고, 꼬이거나, 크림핑(crimped)되거나, 나선형 또는 실질적인 직선형일 수 있다. 단지 예로서 2성분 조합물은 다음 중 임의의 것을 포함할 수 있다: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, PBT (폴리부틸렌테레프탈레이트), 폴리락트산, 폴리아미드, PHA 등. 마이크로섬유 제조에 대한 추가의 상세한 내용은 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0161994 A1 (Arora 등에 의해 2004년 8월 19일자로 공개됨)에서 찾아볼 수 있고; 아로라 (Arora) 등의 문헌의 마이크로섬유는 또한 본 발명의 범위 내에서 사용가능하다.

마이크로섬유를 포함하는 랜딩층은 제직물 또는 부직포일 수 있으며, 단일 종류의 마이크로섬유 또는 복수의 마이크로섬유 종류를 포함할 수 있고, 섬유, 웹, 또는 마이크로섬유 이외의 다른 구조 요소를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 랜딩층에 사용하기 위해 고려될 수 있는 마이크로섬유를 포함하는 물질의 예는 하기를 포함한다.

· 폴리머 그룹, 인크 (Polymer Group, Inc., 미국 사우쓰 캐롤라이나주 노쓰 챨스톤에 소재함) 제조의 스펀레이스 웹, 특히 마이크로섬유를 포함하는 것. 수력 얽힘을 수반하는 폴리머 그룹, 인크. (PGI)에 양도된 특허 및 특허 출원은 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 각각 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 번호 2002/0025753 (Putnam 등에 의해 2002년 2월 28일자로 공개됨); 미국 특허 제6,306,234호 (Barker 등에게 2001년 10월 23일자로 허여됨); 미국 특허 제6,314,627호 (Ngai 등에게 2001년 11월 13일자로 허여됨); 미국 특허 출원 공개 번호 2002/0146957 (Fuller 등에 의해 2002년 10월 10일자로 공개됨); 미국 특허 제6,675,429호 (Carter 등에게 2004년 1월 13일자로 허여됨); 미국 특허 제6,606,771호 (Curtis 등에게 2003년 8월 19일자로 허여됨); 미국 특허 제6,564,436호 (Black 등에게 2003년 5월 20일자로 허여됨); 미국 특허 제6,516,502호 (Moody 등에게 2003년 2월 11일자로 허여됨); 미국 특허 제6,725,512호 (Carter 등에게 2004년 4월 27일자로 허여됨); 미국 특허 제6,735,833호 (Putnam 등에게 2004년 5월 18일자로 허여됨); 및 미국 특허 제6,343,410호 (Greenway 등에게 2002년 2월 5일자로 허여됨)를 포함한다. 본 발명의 다양한 실시양태에서 사용가능한 시판되는 PGI 제품은 PGI의 메디소프트(MediSoft, 상표명) 포, 여성 위생 제품용 컴포트레이스(Comfortlace, 상표명) 포 (3-D 상 또는 벌키 표면층을 망상 필름에 부가하는 PGI의 층류 공기 제어 엠보싱(Laminar Air Controlled Embossing; LACE) 공정으로 제조된 것으로 말해짐), 및 3-D 상이 포에 부가될 수 있는 PGI의 아펙스(Apex, 등록상표) 수력 얽힘 기술로 제조된 미라텍(Miratec, 상표명) 포 또는 다른 포를 포함한다.

· 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0157036A1 (Provost 등에 의해 2004년 8월 12일자로 공개됨)에 따라 루프가 랜딩층 내에 형성되는 루프형 물질. 루프 물질은 섬유 배트(batt)를 캐리어 시트, 예를 들어 가소성 필름을 통해 니들링하여 캐리어 시트의 대향 면 상에 루프를 형성시킴으로써 형성된다. 바인더, 예를 들어 분말 수지 또는 가소성 필름이 제품의 섬유 측 위에 놓이고 캐리어 시트에 융합되어 섬유를 제자리에서 결합시킨다. 몇몇 경우에, 제품은 불연속적인 영역에서만 니들링되어, 다른 영역은 루프가 없는 상태이다.

· 미국 특허 제5,369,858호 (Gilmore 등에게 1994년 12월 6일자로 허여됨)에 따라 제조된 천공 부직웹. 상기 특허 문헌은 수력 얽힘에 의해 함께 결합된, 적어도 한 층의 직물 섬유 또는 중합체 필라멘트의 네트 및 멜트블로운 마이크로섬유의 적어도 하나의 웹을 포함하는 부직포에 관한 것이다. 부직포는 수력 얽힘에 의해 천공될 수 있거나, 또는 보다 고밀도 영역 및 보다 저밀도 영역을 가질 수 있다. 상기 기술은 파이버웹 노쓰 아메리카 (Fiberweb North America, 미국 사우쓰 캐롤라이나주 심손빌에 소재함)에 양도되었다.

· 세정천으로서 시판되는 마이크로섬유 천, 예를 들어 모던 플라스틱스, 인크. (Modern Plastics, Inc., 미국 코네티컷주 브릿지포트에 소재함)의 모던 매직(Modern Magic, 등록상표) 마이크로섬유 세정천; 티에이피 플라스틱스, 인크. (TAP Plastics, Inc., 미국 캘리포니아주 스톡톤에 소재함)의 마이크로섬유 세정천; 또는 쓰리엠, 인크. (3M, Inc., 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재함)의 스카치-브라이트(Scoth-Brite, 등록상표) 마이크로섬유 세정천.

· 오이모 인더스트리얼 컴파니 리미티드 (Oimo Industrial Co., Ltd., 대만 타이페이에 소재함)에서 제조된 OFO-3 마이크로 파이버 (Micro Fiber), http://www.allproducts.com/household/oimo/22-ofo-3.html (2004년 5월 17일자)의 공급자 정보에 따라 수력 니들링되고, 섬유를 166부로 쪼갠 PET/나일론 2성분 섬유로부터 제조된, 기계적으로 쪼개진 마이크로섬유로 제조된 천.

마이크로섬유는 수많은 중합체, 예를 들어 셀룰로스 (예를 들어, 리오셀 용매 방사 섬유), 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, PHA, 폴리락트산, 아크릴계 등으로부터 제조될 수 있다. 마이크로섬유는 또한 전기방사(electrospun) 섬유 (이는 나노섬유라고도 함)를 포함할 수 있다.

본 발명의 랜딩층에 사용하도록 적합화될 수 있는 공지의 루프 물질은 미국 특허 제5,622,578호 (Thomas에게 1997년 4월 22일자로 허여됨)에 개시된 루프 물질을 포함한다. 상기 특허 문헌에 개시된 루프는, 액체 물질을 침적 부재의 천공을 통해 이동하는 기판 상으로 압출하여 루프의 기부를 형성하고, 액체 물질을 기재의 평면에 대해 평행한 방향으로 연신시키고, 연신된 물질을 절단하여 말초 단부를 형성하여 이를 인접량의 연신된 물질과 융합시켜 루프를 형성하는 공정에 의해 제조된다.

본 발명의 랜딩층에 사용하도록 적합화될 수 있는 루프 물질은 부직물의 라미네이트, 예를 들어 필름에 접합된 부직웹 또는 다층의 섬유상 부직웹을 포함할 수 있다. 상기 라미네이트는 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함되는 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0077430 (Grimm 등에 의해 2003년 4월 24일자로 공개됨)에 개시된 것을 포함할 수 있다. 그림(Grimm) 등의 문헌에 개시된 라미네이트는, 기계 진행 방향의 최대 인장 강도가 적어도 이 방향에 대해 가로 방향만큼 크고 (예를 들어, 약 1:1 내지 약 2.5:1의 비율), 타이터(titer)가 약 4.5 dtex 미만, 예를 들어 약 0.8 dtex 내지 약 4.4 dtex, 보다 특히 약 1.5 dtex 내지 약 2.8 dtex 범위인 섬유를 주성분으로 하는 폴리프로필렌 엔드리스(endless) 필라멘트 부직포와 같은 폴리올레핀 엔드리스 필라멘트 부직포의 층 하나 이상, 및 폴리올레핀으로 제조된 크림핑된, 예를 들어 2차원 및/또는 나선형으로 크림핑된 스테이플 섬유의 시트를 포함하고, 그의 크림핑된 섬유가 제1 층의 부직포의 섬유보다 더 굵고 타이터가 약 3.3 dtex 내지 약 20 dtex, 보다 특히 약 5.0 dtex 내지 약 12.0 dtex일 수 있는, 제1 층에 결합된 부직포의 제2 층을 포함하여, 적어도 2개의 부직포층이 예정된 패턴 형태로 결합하여 공통의 계면에서 서로에 결합될 수 있다. 제2 층은 그림 등의 문헌의 물질에서 루프층으로서 작용할 수 있다.

별법으로, 본 발명의 랜딩층은 발포체층 내의 자유기립형 스트럿과 맞물릴 수 있는 개구부 (구멍)를 포함할 수 있다. 개구부는 둘러싸는 섬유에 의해 형성된 랜딩층 표면 내의 공극일 수 있다. 이러한 개구부는 특징적인 직경이 약 0.5 마이크로미터 (㎛) 초과, 예를 들어 약 0.5 ㎛ 내지 약 3 밀리미터 (mm), 또는 약 1 ㎛ 내지 약 2 mm, 또는 약 2 ㎛ 내지 약 1.2 mm, 또는 약 4 ㎛ 내지 약 1 mm, 또는 약 1 mm 미만일 수 있다. 개구부는 개구부 둘레의 랜딩층의 표면 평면으로부터 대략 임의의 다음 길이: 2 마이크로미터, 5 마이크로미터, 10 마이크로미터, 50 마이크로미터, 100 마이크로미터, 300 마이크로미터, 600 마이크로미터, 1 mm, 2 mm 및 3 mm 이상인 랜딩층 내의 "구멍 깊이"까지 연속적으로 약 0.5 마이크로미터 이상, 약 1 마이크로미터 이상, 약 2 마이크로미터 이상, 또는 약 4 마이크로미터 이상의 유효 직경을 유지할 수 있다. 개구부가 랜딩층 내로 최대 거리 L로 연장하는 직경 D의 수직으로 배향된 원통형 자유기립형 스트럿을 수용하도록 적합화된 연속 수직 개구부를 제공하는 경우, 개구부는 자유기립형 스트럿 직경 D에 대하여 원통형 구멍 깊이 L을 가질 수 있다. 따라서, 한 예로서, 최대 직경이 약 50 마이크로미터이고 높이가 그의 기부에 대해 약 500 마이크로미터인 자유기립형 스트럿 (2개 이상의 다른 스트럿에 연결되는 구역)은 자유기립형 스트럿 직경 약 50 마이크로미터에 대해 원통형 구멍 깊이가 약 300 마이크로미터인 개구부를 갖는 실질적으로 편평한 랜딩층 내로 약 300 마이크로미터 관통할 수 있어야 한다.

본 발명의 한 실시양태에서, 랜딩층은 발포체층의 자유기립형 스트럿에 맞물리도록 루프 요소를 제공할 수 있는 미세 마이크로섬유를 포함한다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 마이크로섬유는 스펀레이스 웹 내에 제공되고, 여기서 마이크로섬유는 부직 또는 제직 백킹층 상에 수력 얽힘되게 된다.

본 발명의 하나의 대안의 실시양태에서, 랜딩층은 또한 개방 셀형 발포체 물질, 예를 들어 멜라민계 발포체층을 포함할 수 있다. 멜라민 발포체 물질의 하나의 발포체층은 개방 셀의 경우 몇몇 상황 하에서 멜라민 발포체 물질의 다른 발포체층과 효과적으로 맞물릴 수 있고, 멜라민 발포체 물질 구조의 셀 창은 다른 발포체층의 자유기립형 스트럿에 맞물리기에 적합한 루프로서 기능할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 상기 실시양태에서, 발포체층 또는 발포체층을 포함하는 랜딩층은 각각 보강층을 추가로 포함할 수 있다.

멜라민 발포체의 제조:

멜라민계 발포체를 제조하는 원리는 잘 공지되어 있다. 멜라민계 발포체는 현재 바스프에서 바소텍트(등록상표) 브랜드명으로 제조된다. 멜라민계 발포체의 제조를 위한 원리는 EP-B 071,671 (Mahnke 등에 의해 1979년 12월 17일자로 공개됨)에 개시되어 있다. 만케(Mahnke) 등의 문헌에 따라, 이들은 유화제 (예를 들어, 금속 알킬 술포네이트 및 금속 알킬아릴 술포네이트, 예를 들어 나트륨 도데실벤젠 술포네이트), 산성 경화제 및 발포제, 예를 들어 C5-C7 탄화수소를 포함하는 멜라민-포름알데히드 축합 생성물의 수용액 또는 수분산액을 발포시키고, 멜라민-포름알데히드 축합물을 승온에서 경화시켜 제조된다. 발포체는 하기 범위의 특성을 갖는 것으로 보고되었다.

· DIN 53 420에 따른 밀도: 4 내지 80 그램/리터 (g/l), 이는 0.004 g/cc 내지 0.08 g/cc 범위에 상응함 (그러나 본 발명의 목적상, 밀도는 또한 약 0.006 g/cc 내지 약 0.1 g/cc, 또는 다른 유용한 범위일 수 있음);

· DIN 52 612에 따른 열 전도율: 0.06 W/m°K 미만;

· 60％ 관통률 하의 DIN 53 577에 따른 압축 경도를 밀도로 나눈 몫이 0.3 (N/cm²)/(g/l) 미만, 바람직하게는 0.2 (N/cm²)/(g/l) 미만이고, 이에 의해 압축 경도 측정 후, 발포체의 두께는 그의 원래 두께의 적어도 70％, 바람직하게는 적어도 90％로 복원된다;

· 발포체의 밀도로 나눈 DIN 53 423에 따른 탄성 계수: 0.25 (N/mm²)/(g/l) 미만, 바람직하게는 0.15 (N/mm²)/(g/l) 미만;

· DIN 53 423에 따른 파열시 굽힘 경로: 6 mm 초과, 바람직하게는 12 mm 초과;

· DIN 53 571에 따른 인장 강도: 0.07 N/mm² 이상, 바람직하게는 0.1 N/mm² 이상; 및

· 독일 표준 설명서 (German Standard Specification) DIN 4102에 의해, 적어도 표준 인화성 저항을 보이고, 바람직하게는 낮은 인화성을 보인다.

미국 특허 제6,503,615호 (Horii 등에게 2003년 1월 7일자로 허여됨)에는 개방 셀형 발포체, 예를 들어 멜라민계 발포체로부터 제조된 와이핑 클리너(wiping cleaner)가 개시되어 있으며, 상기 와이핑 클리너는 JIS K 6401에 따른 밀도가 5 kg/m³ 내지 50 kg/m³이고, JIS K 6301에 따른 인장 강도가 0.6 kg/cm² 내지 1.6 kg/cm²이고, JIS K 6301에 따른 파단시 신장율이 8％ 내지 20％이고, JIS K 6402에 따라 측정된 셀 개수가 80개의 셀/25 mm 내지 300개의 셀/25 mm이다. 이러한 기계적 특성을 갖는 멜라민계 발포체 물질이 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다.

관련 발포체 물질이 미국 특허 제3,093,600호 (Spencer 등에게 1963년 6월 11일자로 허여됨)에 개시되어 있다. 발포체 물질의 탄성 및 인열 강도를 개선하기 위한 제제가 존재한다. 멜라민계 발포체 물질은 또한 영국 특허 제1,443,024호 (Russo 등에게 1976년 7월 21일자로 허여됨)에 개시되어 있다.

본 발명에 사용하기 위한 발포체 물질은 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함되는 미국 특허 제6,608,118호 (Kosaka 등에게 2003년 8월 19일자로 허여됨)에 개시된 바와 같이 그의 기계적 특성을 변형시키기 위해 열 압축될 수 있다.

취성 발포체 물질은 독일 특허 공개 DE-AS 12 97 331에 기재된 바와 같이, 발포제 및 경화 촉매를 갖는 수용액 중에서 페놀계 성분, 우레아계 성분 또는 멜라민계 성분으로부터 제조할 수 있다.

취성 발포체 물질은 유기 또는 무기 충전제 입자, 예를 들어 약 5 중량％ 내지 약 30 중량％의 입자 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 입자 물질은 점토, 예를 들어 카올린, 활석, 산화칼슘, 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 제올라이트, 카르바이드, 석영 등을 포함할 수 있다. 충전제는 또한 섬유상 물질, 예를 들어 목재 섬유, 제지 섬유, 코코넛 섬유, 밀크위드(milkweed) 섬유, 아마, 케나프(kenaf), 사이잘삼(sisal), 바가스(bagasse) 등일 수 있다. 발포체 물질에 첨가된 충전제 입자 또는 섬유는 불균질하게 분포될 수 있거나 또는 균질하게 분포될 수 있다.

그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함된 미국 특허 제4,125,664호 (Giesemann에게 1978년 11월 14일자로 허여됨)에 개시된 바와 같이, 발포체 물질 또는 그의 일부는 또한 원하는 경우 발포체 물질을 보강하거나 강화시키기 위한 물질로 함침될 수 있고, 예를 들면 물 유리 또는 다른 실리케이트 화합물로 함침될 수 있다. 접착 물질, 핫멜트, 세정제, 표백제 (예를 들어, 과산화물), 항균제 및 다른 첨가제가 발포체 물질에 함침될 수 있다.

발포체층은 평면도에서 직사각형일 수 있지만, 임의의 다른 모양, 예를 들어 반원형, 원형, 타원형, 다이아몬드형, 사인곡선형, 도그본(dog bone) 모양 등일 수 있다. 발포체층은 평면형일 필요가 없고, 대신 심미적 또는 기능적 목적상 3차원 토포그래피로 성형되거나 모양을 취할 수 있다. 예를 들어, 멜라민계 발포체 물질은 앞서 참고로 포함시킨 미국 특허 제6,608,118호 (Kosaka 등에게 2003년 8월 19일자로 허여됨)에 논의된 공정에 따라 열 성형될 수 있다. 상기 논의된 코사카(Kosaka) 등의 문헌에는 발포체를 하중 하에 가소성 변형을 일으키도록 210 내지 350℃ (또는 보다 특히 230℃ 내지 28O℃ 또는 240℃ 내지 27O℃)에서 3분 이상 성형하는 것이 개시되어 있고, 여기서 발포체는 원래 두께의 약 1/1.2 내지 약 1/12, 또는 원래 두께의 약 1/1.5 내지 약 1/7의 두께로 압축된다. 성형된 멜라민 발포체는 코사카 등의 문헌에 따라 우레탄 스폰지층에 접합되어 복합재 물질을 형성할 수 있다.

코사카 등의 문헌에 설명된 바와 같이, 멜라민계 발포체는 멜라민 및 포름알데히드, 또는 그의 전구체의 주요 출발 물질을 발포제, 촉매 및 유화제와 블렌딩하고, 생성되는 혼합물을 몰드 내로 사출하고, 발포 및 경화를 일으키도록 열을 가하거나 발생시킴으로써 (예를 들어, 방사선 조사 또는 전자기 에너지에 의해) 제조될 수 있다. 전구체를 생산하기 위한 멜라민 대 포름알데히드의 몰비 (즉, 멜라민:포름알데히드)는 코사카 등의 참조문헌에 따르면 바람직하게는 1:1.5 내지 1:4, 보다 특히 1:2 내지 1:3.5이다. 전구체의 수 평균 분자량은 약 200 내지 약 1,000, 또는 약 200 내지 약 400일 수 있다. 포름알데히드의 수용액인 포르말린이 포름알데히드 원료로서 사용될 수 있다.

멜라민은 또한 화학명 2,4,6-트리아미노-1,3,5-트리아진으로 알려져 있다. 멜라민에 대응하는 다른 단량체로서 C1-5 알킬-치환 멜라민, 예를 들어 메틸올멜라민, 메틸메틸올멜라민 및 메틸부틸올멜라민, 우레아, 우레탄, 탄산 아미드, 디시안디아미드, 구아니딘, 술푸릴아미드, 술폰산 아미드, 지방족 아민, 페놀 및 그의 유도체가 사용될 수 있다. 알데히드로서 아세트알데히드, 트리메틸올 아세트알데히드, 아크롤레인, 벤즈알데히드, 푸르푸롤, 글리옥살, 프탈알데히드, 테레프탈알데히드 등이 사용될 수 있다.

발포제로서 펜탄, 트리클로로플루오로메탄, 트리클로로트리플루오로에탄 등이 사용될 수 있다. 촉매로서 예를 들어 포름산이 사용될 수 있고, 유화제로서 음이온계 계면활성제, 예를 들어 나트륨 술포네이트가 사용될 수 있다.

멜라민계 발포체 물질을 제조하기 위한 다른 유용한 방법이 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함된 미국 특허 제5,413,853호 (Imashiro 등에게 1995년 5월 9일자로 허여됨)에 개시되어 있다. 이마시로(Imashiro) 등의 문헌에 따르면, 본 발명의 멜라민 수지 발포체는 주로 멜라민-포름알데히드 축합물 및 발포제로 구성된 수지 조성물을 발포시켜 얻어진 공지의 멜라민-포름알데히드 수지 발포체 본체 상에 소수성 성분을 코팅함으로써 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 멜라민 수지 발포체 물질에 사용된 성분은 소수성 성분에 대한 것을 제외하고는 멜라민-포름알데히드 수지 또는 그의 발포체의 제조에 통상 사용되는 것과 동일할 수 있다.

예로서, 이마시로 등의 문헌에는 멜라민, 포르말린 및 파라포름알데히드를 혼합하고 이들을 알칼리 촉매의 존재 하에 가열하면서 반응시킴으로써 얻어진 멜라민-포름알데히드 축합물이 개시되어 있다. 멜라민 및 포름알데히드의 혼합 비율은 예를 들어 몰비로서 1:3일 수 있다.

멜라민-포름알데히드 축합물은 점도가 약 1,000-100,000 cP, 보다 특히 5,000-15,000 cP일 수 있고, pH가 8-9일 수 있다.

발포제로서 직쇄 알킬 탄화수소, 예를 들어 펜탄 또는 헥산이 개시되어 있다.

균질 발포체 물질을 얻기 위해, 주로 멜라민-포름알데히드 축합물 및 발포제로 구성된 수지 조성물은 유화제를 함유할 수 있다. 이러한 유화제는 예를 들어 금속 알킬술포네이트 및 금속 알킬아릴술포네이트를 포함할 수 있다.

수지 조성물은 발포된 수지 조성물을 경화시키기 위해 경화제를 추가로 함유할 수 있다. 이러한 경화제는 예를 들어 산성 경화제 (예를 들어 포름산, 염산, 황산 및 옥살산)를 포함할 수 있다.

이마시로 등의 문헌에 개시된 발포체 물질은 필요한 만큼 유화제, 경화제 및 추가로 충전제 등을, 주로 멜라민-포름알데히드 축합물 및 발포제로 구성된 수지 조성물에 첨가하고, 생성되는 혼합물을 발포제의 비점 이상의 온도에서 열 처리하여 발포시키고, 생성되는 발포체 물질을 경화시킴으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 실시양태에서, 발포체 물질은 이소시아네이트 성분 (이소시아네이트계 중합체는 일반적으로 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리이소시아누레이트 및 이들의 혼합물을 포함하는 것으로 이해됨)을 갖는 멜라민계 발포체 물질을 포함할 수 있다. 이러한 발포체 물질은 멜라민/포름알데히드 축합물, 발포제 및 이소시아네이트를 포함하는 멜라민 수지 발포체 물질의 제조 방법을 개시하는, 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함되는 미국 특허 제5,436,278호 (Imashiro 등에게 1995년 7월 25일자로 허여됨)에 따라 제조할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태는 멜라민 및 포름알데히드를 실란 커플링제의 존재 하에 반응시켜 얻어진 멜라민 수지 발포체 물질의 제조를 포함한다. 미국 특허 제5,436,278호에 사용된 이소시아네이트 성분은 CR 200 (중합체-4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트의 상표명, 미쓰이 도아츠 케미컬즈, 인크.(Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) 제품) 및 수미두르(Sumidur) E211, E212 및 L (MDI 타입 예비중합체의 상표명, 스미또모 바이엘 우레탄 컴파니 리미티드(Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd) 제품)으로 예시될 수 있다. 그 한 예는 100 중량부의 멜라민/포름알데히드 축합물 (76％ 농도), 6.3 중량부의 나트륨 도데실벤젠술포네이트 (30％ 농도), 7.6 중량부의 펜탄, 9.5 중량부의 염화암모늄, 2.7 중량부의 포름산 및 7.6 중량부의 CR 200을 포함한다. 상기 성분들의 혼합물을 몰드에 넣고 100℃에서 발포시켜, 밀도가 26.8 kg/m³ (0.0268 g/cm³)이고, 압축 응력이 0.23 kgf/cm²이고 압축 변형률이 2.7％인 물질을 얻었다. 일반적으로, 미국 특허 제5,436,278호에서 논의된 멜라민계 발포체 물질은 대개 밀도가 25 kg/m³ - 100 kg/m³이고, JIS K 7220에 의한 압축 변형률이 2.7％ - 4.2％이고 (이는 통상의 깨지기 쉬운 멜라민 발포체 물질의 1.9％의 값에 비해 약 40％ - 130％ 개선된 것이라 할 수 있음), 10℃ 내지 55℃에서 측정된 열 전도율이 0.005 kcal/m-h-℃ 이하 (이는 통상의 깨지기 쉬운 발포체 물질의 값이라고 할 수 있는 0.01 kcal/m-h-℃보다 훨씬 더 작음)이다. 멜라민 및 이소시아네이트를 포함하는 다른 발포체 물질이 그 개시 내용이 모순되지 않는 정도로 참고로 포함된 국제 특허 출원 번호 WO 99/23160 (Sufi에 의해 1999년 5월 14일자로 공개됨, 그의 대응 미국 출원은 미국 특허 출원 번호 98/23864임)에 개시되어 있다.

본 발명의 다른 실시양태에서, 국제 특허 출원 번호 WO 02/26872 (Baumgartl 등에 의해 2002년 4월 4일자로 공개됨)에 따라 제조된 멜라민계 발포체 물질이 사용될 수 있다. 상기 발포체 물질은 인체에 근접하여 흡수 용품으로서 사용하기 위한 적합성을 개선시키기 위해 승온에서 템퍼링(tempered)된다. 템퍼링 공정 동안 또는 그 후에, 적어도 하나의 중합체를 사용한 추가의 처리가 개시되었지만 (상기 중합체는 1차 및/또는 2차 아미노기를 함유하고 몰 질량이 300 이상임), 상기 중합체 처리는 WO 02/26872 문헌에서 논의된 발포체 물질이 본 발명에 적용될 때 원하는 경우 생략할 수 있다. 이러한 발포체 물질은 BET에 의해 결정된 비표면적이 0.5 m²/g 이상일 수 있다. 예시적인 페놀계 발포체 물질은 오아시스 플로랄 프로덕츠 (Oasis Floral Products, 미국 오하이오주 켄트에 소재함)에서 제조된 건조 플로랄 발포체 물질, 및 아스팩 플로랄 포움 컴파니 리미티드 (Aspac Floral Foam Company Ltd., 홍콩 카우룽에 소재함)에서 제조된 물-흡수성 개방 셀형 취성 페놀계 발포체 물질 (http://www.aspachk.com/v9/aspac/why aspac .html에 부분적으로 설명됨)을 포함한다. 개방 셀형 페놀계 발포체 물질은 발포제, 예를 들어 펜탄과 함께 유화제 및 적합한 경화제 (예를 들어, 유기 술폰산)와 배합된 피에이 레진스 (PA Resins, 스웨덴 말모우에 소재함)의 페놀계 수지로부터 제조될 수 있다. 페놀계 수지는 레졸 수지 또는 노볼락 수지, 예를 들어, 플로랄 발포체 물질을 위해 사용되는, 바케리테 아게 (Bakelite AG, 독일 이세르론-레트마테에 소재함)의 바케리테(Bakelite, 등록상표) 수지 1743 PS를 포함할 수 있다.

자가부착:

본 발명의 몇몇 유용한 실시양태에서, 자가부착성 물질의 대향하는 면들 (예를 들어, 본 발명의 발포체 부착 시스템을 사용한 2개 표면의 부착에 앞서 일체형으로 접합된 제1 표면 및 제2 표면) 상에 배치된 발포체층 및 랜딩 대역을 둘다 포함하는 자가부착성 물질이 제공된다. 본 발명의 한 실시양태에서, 자가부착성 물질은 발포체층 및 랜딩층, 예를 들어 섬유상 루프층의 라미네이트이다. 발포체층에는 발포체층의 노출된 제1 외부 표면으로부터 상승한 자유기립형 스트럿이 제공될 수 있다. 랜딩층은 제1 외부 표면에 대향하는 제2 외부 표면을 제공하는 기능을 한다. 자가부착성 물질의 발포체층 (제1 외부 표면)이 자가부착성 물질의 랜딩층 (제2 외부 표면)과 접촉하게 될 때, 효과적인 부착이 가능하다.

발포체층 및 랜딩층의 라미네이트는 임의의 공지의 수단에 의해, 예를 들어 접착 결합, 초음파 결합, 열 결합, 수력 얽힘, 니들링, 레이저 결합, 및 기계적 체결구 (예를 들어 통상의 후크 및 루프 물질)를 사용한 체결에 의해 제조될 수 있다. 발포체층은 단지 자유기립형 스트럿이 랜딩층의 루프 또는 구멍 내로 맞물림으로써 랜딩층에 접합될 수 있는 한편, 본 발명의 다른 실시양태에서는, 라미네이트가 박리력 또는 다른 양력 (예를 들어, z-방향력) 하에 쉽게 분해되지 않을 정도로 보다 큰 z-방향 결합 강도 또는 박리 저항을 제공하기 위해 다른 부착 수단이 사용될 수 있다.

<발명의 설명>

도 1은 제1 웹 (12)를 포함하는 부직포 (10)을 예시한다. 제1 웹 (12)는 자가-접착제 물질을 포함할 수 있는 압출된 스트랜드 (14)로 형성된다.

본원에서 사용되는 "부직포"는, 전형적으로 반복된 방식으로 서로 짜여지는 개개의 스트랜드의 구조체를 제조하는 제직 공정을 사용하지 않고 형성된 물질의 웹을 지칭한다. 부직포는 다양한 공정 (예를 들면, 멜트블로잉, 스펀본딩, 필름 천공 및 스테이플 섬유 카딩)에 의해 형성가능하다.

제1 웹 (12)의 일부만이 도 1에 도시되어 있지만, 제1 웹 (12)는 임의의 크기 또는 모양일 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 제1 웹 (12)는 부직포 (10)이 사용되는 용도에 따라 다양하게 상이한 두께를 가질 수 있다. 압출된 스트랜드 (14)는 현재 공지되어 있거나 또는 장차 발견될 임의의 압출 공정 (예를 들면, 멜트블로잉)을 통해 형성가능하다.

본원에서 사용되는 용어 "자가-접착제"는 물질의 자가-접착 성질을 지칭한다. 자가-접착제는 많은 다른 물질에 대해서는 실질적으로 비-접착성이다. 몇몇 자가-접착제는 사용 온도 (예를 들면 실온)에서 반복적으로 함께 부착되고 분리될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 자가-접착제 물질은 열가소성 엘라스토머를 포함하는 중합체 물질일 수 있다. 예를 들면, 열가소성 엘라스토머는 단량체 단위의 특이한 조합의 순차적 배열을 포함하는 분자를 가질 수 있다. 열가소성 엘라스토머는 비교적 안정한 자가-접착 성질을 가지며, 다른 물질에 대해서는 실질적으로 비-접착성이어야 한다.

또한, 자가-접착제 물질은 엘라스토머 이동성 (즉, 유동성)을 제한하는 물리적 가교를 갖는 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다. 엘라스토머 이동성의 제한은 열가소성 엘라스토머의 자가-접착 성질을 증진할 수 있다.

자가-접착제 물질에 사용가능한 열가소성 엘라스토머의 몇몇 예는 모노- 및 폴리시클릭 방향족 탄화수소, 보다 특히는 모노- 및 폴리시클릭 아렌의 비-고무질 단편을 포함하는 방사상, 삼중블록 및 이중블록 구조의 다중블록 공중합체를 포함한다. 예를 들면, 모노- 및 폴리시클릭 아렌은 모노시클릭 및 바이시클릭 구조의 치환된 및 비치환된 폴리(비닐)아렌을 포함할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 열가소성 엘라스토머는 실온에서 상분리가 일어나도록 하기에 충분한 단편 분자량의 치환 또는 비치환된 모노시클릭 아렌의 비-고무질 단편을 포함할 수 있다. 예를 들면, 모노시클릭 아렌은 스티렌 및 알킬 치환된 스티렌 (예를 들면 알파 메틸스티렌 및 4-메틸스티렌)과 같은 단량체 단위를 갖는 폴리스티렌 및 치환된 폴리스티렌을 포함할 수 있다. 다른 예는 분자량 단위 (예를 들면, 2-비닐 나프탈렌 및 6-에틸-2-비닐 나프탈렌)를 갖는 치환 또는 비치환된 폴리시클릭 아렌을 포함한다.

열가소성 엘라스토머는 또한 단량체의 단일중합체, 또는 지방족 공액 디엔 화합물 (예를 들면 1,3-부타디엔 및 이소프렌)로부터 선택된 2종 이상의 단량체를 포함하는 공중합체로 구성될 수 있는 중합체 블록인 고무질 단편도 포함할 수 있음을 주목해야 한다. 고무질 물질의 몇몇 예는 폴리이소프렌, 폴리부타디엔 및 스티렌 부타디엔 고무를 포함한다. 고무질 물질의 다른 예는 상응하는 불포화 폴리알킬렌 잔기 (예를 들면 수소화된 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌)로부터 유도될 수 있는 에틸렌/부틸렌 또는 에틸렌/프로필렌 공중합체의 포화된 올레핀 고무를 포함한다.

또한, 열가소성 엘라스토머는 불포화된 전구체 (예를 들면, 1,4- 및 1,2-이성질체의 혼합물을 포함하는 중앙 또는 중간-단편을 갖는 스티렌-부타디엔-스티렌 (SBS) 블록 공중합체)를 수소화함으로써 포화될 수 있는 고무질 단편을 포함하는 스티렌계 블록 공중합체 시스템의 일부일 수 있다. 예를 들면, 1,4- 및 1,2-이성질체의 혼합물을 갖는 중앙 또는 중간-단편을 포함하는 스티렌-부타디엔-스티렌 (SBS) 블록 공중합체를 수소화하여 (i) 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (SEBS) 블록 공중합체; 또는 (ii) 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 (SEPS) 블록 공중합체를 수득할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 자가-접착제 물질은 폴리에틸렌 및 블록 공중합체의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자가-접착제 물질은 폴리(스티렌)-코-폴리 (에틸렌-부틸렌)-코-폴리(스티렌) 공중합체, 폴리(스티렌)-코-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 블록 공중합체, 및 폴리에틸렌 중합체의 혼합물을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 1종 이상의 블록 공중합체는 자가-접착제 물질의 약 30 중량％ 내지 약 95 중량％일 수 있으며, 폴리에틸렌 중합체는 자가-접착제 물질의 약 5 중량％ 내지 약 70 중량％일 수 있다 (여기서, 모든 중량％는 자가-접착제 층에 존재하는 블록 공중합체와 폴리에틸렌 중합체의 총 중량을 기준으로 함).

본원에서 사용되는 "자가-접착 강도의 피크 하중(Peak Load)"은 부직포 (10)이 그 자신에게 부착되었을 때 부직포를 분리하는데 필요한 힘을 나타낸다. 부직포 (10)이 접착제 성분으로서 사용되는 경우, 자가-접착 강도의 피크 하중은 특정한 용도를 위한 접착 강도 요건을 충족시켜야 한다. 부직포 (10)이 체결 시스템에 사용된다면, 부직포 (10)의 자가-접착 강도의 피크 하중은 체결 시스템이 사용 중에 개방되는 것을 방지할 정도로 충분히 높을 필요가 있다. 자가-접착 강도의 피크 하중이 너무 낮은 부직포 (10)은 몇몇 체결 시스템 용도에 적합하지 않을 수 있다.

부직포 (10)은, 부직포 (10)이 임의의 다른 유형의 물질에 결합할 때 초래되는 강도보다 큰 강도 (예를 들면 적어도 2배 더 큰 결합 강도)로 유사한 자가-접착제 물질을 포함하는 다른 품목과 용이하게 결합한다. 예를 들면, 부직포 (10)은 부직포 (10)의 폭 1 인치 당 약 100 g (층의 폭 1 cm 당 약 118 g) 초과 내지 부직포 (10)의 폭 1 인치 당 약 2000 g (층의 폭 1 cm 당 약 787 g) 이하의 자가-접착 강도의 피크 하중 값을 나타낼 수 있다. 웹의 자가-접착 강도의 피크 하중 값을 측정하는 방법은 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제6,261,278호에 상술되어 있다.

복수 스트랜드 (14)를 형성하는데 사용가능한 자가-접착제 물질의 유형은 (다른 인자들 중에서도) (i) 공정 파라미터; (ii) 물리적 성질; (iii) 포장 문제점; 및 (iv) 비용에 기초하여 선택될 것이다. 제1 웹 (12)는 특정한 제품 및/또는 공정을 위해 요구되는 성질을 가져야 한다. 자가-접착제 물질의 물리적 성질은 부직포 (10)의 성질, 예컨대 (다른 성질들 중에서도) 용융 온도, 전단 강도, 결정도, 탄성, 경도, 인장 강도, 점착성 및 열 안정성을 한정하도록 조절될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 부직포 (10)은 열가소성 물질을 용융 방사함으로써 제조가능하다. 이러한 유형의 부직포 (10)을 스펀본드 물질이라 할 수 있다.

스펀본드 중합체 물질의 제조 방법의 예가 미국 특허 제4,692,618호 (Dorschner 등) 및 미국 특허 제4,340,563호 (Appel 등)에 설명되어 있으며, 상기 특허 둘다 열가소성 물질을 방사구를 통해 압출하고 압출된 물질을 고속 공기의 스트림하에 필라멘트로 연신하여 수집 표면 상에 랜덤 웹을 형성함으로써 열가소성 물질로부터 스펀본드 부직웹을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 미국 특허 제3,692,618호 (Dorschner 등)에는 중합체 필라멘트 다발이 매우 고속의 공기에 의해 복수의 유도(eductive) 건으로 연신되는 공정이 개시되어 있으며, 반면 미국 특허 제4,340,563호 (Appel 등)에는 열가소성 필라멘트가 고속의 공기 스트림에 의해 단일의 폭이 넓은 노즐을 통해 연신되는 공정이 개시되어 있다. 용융 방사 공정의 몇몇 다른 예가 미국 특허 제3,338,992호 (Kinney); 미국 특허 제3,341,394호 (Kinney); 미국 특허 제3,502,538호 (Levy); 미국 특허 제3,502,763호 (Hartmann); 미국 특허 제3,909,009호 (Hartmann); 미국 특허 제3,542,615호 (Dobo 등) 및 캐나다 특허 제803,714호 (Harmon)에 개시되어 있다.

몇몇 실시양태에서, 2성분 물질 중 적어도 하나의 물질이 자가-접착제 물질인, 2성분 물질 또는 다성분 물질로부터 스트랜드 (14)를 형성함으로써 바람직한 물리적 성질을 부직포 (10)에 도입할 수 있다. 자가-접착제 물질은 상기 기재한 자가-접착제 물질과 유사할 수 있다.

본원에서 사용되는 "스트랜드"는 중합체를 성형 오리피스 (예를 들면 다이)를 통해 통과시킴으로써 형성된 긴 압출물을 지칭한다. 스트랜드는 한정된 길이를 갖는 비연속성 스트랜드인 섬유, 또는 물질의 연속성 스트랜드인 필라멘트를 포함할 수 있다.

다성분 또는 2성분 물질로부터 부직포를 제조하는 방법의 몇몇 예가 개시되었다. 미국 특허 제4,068,036호 (Stanistreet), 미국 특허 제3,423,266호 (Davies 등) 및 미국 특허 제3,595,731호 (Davies 등)에 2성분 필라멘트를 용융 방사하여 부직포를 형성하는 방법이 개시되어 있다. 용융방사된 스트랜드를 스테이플 섬유로 절단한 다음 본디드 카디드 웹을 형성하거나, 또는 연속성 2성분 필라멘트를 형성 표면 상에 깔고, 그 후에 웹을 결합시킴으로써 부직포 (10)을 형성할 수 있다.

도 2A-2C는 웹 (12)를 형성하는데 사용가능한 2성분 스트랜드 (14)의 몇몇 예시 형태를 예시한다. 스트랜드 (14)는 2성분 스트랜드 (14)의 횡단면에 걸쳐 실질적으로 불연속적인 구역에 배열되고 2성분 스트랜드 (14)의 길이를 따라 연장하는 제1 성분 (15) 및 제2 성분 (16)을 포함한다. 2성분 스트랜드의 제1 성분 (15)는 자가-접착제 물질을 포함하고 2성분 스트랜드 (14)의 주변 표면 (17)의 적어도 일부를 구성한다. 제1 성분 (15)가 제2 성분 (16)과 상이한 성질을 나타내기 때문에, 스트랜드 (14)는 제1 성분 (15) 및 제2 성분 (16)의 성질을 나타낼 수 있다.

제1 성분 (15) 및 제2 성분 (16)은 도 2A에 도시된 바와 같이 사이드-바이-사이드(side-by-side) 배열로 배열될 수 있다. 도 2B는 제2 성분 (16)이 스트랜드 (14)의 코어이고 제1 성분 (15)가 스트랜드 (14)의 외피인 중심이 다른 외피/코어 배열을 나타낸다. 생성된 필라멘트 또는 섬유는 도 2B에 예시된 외피/코어 배열에서 높은 수준의 자연적인 나선형 주름을 만들 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 제1 성분 (15) 및 제2 성분 (16)은 도 2C에 도시된 바와 같이 동심의 외피/코어 배열로 형성될 수 있다.

스트랜드 (14)가 2성분 필라멘트 또는 섬유로서 기재되었지만, 부직포 (10)은 1, 2 또는 그 이상의 성분을 갖는 스트랜드 (14)를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 부직포 (10)은 다성분 스트랜드와 배합되는 단일 성분 스트랜드로 형성될 수도 있다. 제1 성분 (15) 및 제2 성분 (16)을 위해 선택되는 물질의 유형은 (다른 인자들 중에서도) 공정 파라미터 및 물질의 물리적 성질에 기초할 것이다.

자가-접착제 물질이 첨가제를 포함할 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 스트랜드 (14)가 2성분 (또는 다성분) 스트랜드 (14)로 형성되는 경우, 스트랜드 (14)를 형성하는 성분 중 일부 (또는 모두)가 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스트랜드 (14)는 (다른 첨가제들 중에서도) 안료, 항산화제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 유동 촉진제, 가소제, 핵 생성제 및 미립자를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 첨가제는 스트랜드 (14) 및/또는 웹 (12)의 공정을 용이하게 하기 위해 포함될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 부직포 (10)은 복수의 웹 (12, 22, 32)로 형성될 수 있다. 압출된 스트랜드 (14)의 제1 웹 (12)는 상기 기재한 제1 웹 (12)와 유사할 수 있다. 제1 웹 (12)는 압출된 스트랜드 (14)의 제2 웹 (22)에 결합되어 제1 웹 (12)와 제2 웹 (22)가 층상 표면-대-표면(surface-to-surface) 관계로 배치되도록 할 수 있다. 또한, 제2 웹 (22)는 제3 웹 (32)에 결합되어 제2 웹 (22)와 제3 웹 (32)가 층상 표면-대-표면 관계로 배치되도록 할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 제2 및/또는 제3 웹 (22, 32)는 스펀본드 물질일 수 있고, 반면 다른 실시양태에서 제2 및/또는 제3 웹 (22, 32)는 멜트블로잉 기술에 의해 제조될 수 있다. 멜트블로잉 기술의 몇몇 예가 그 개시 내용이 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제4,041,203호에 개시되어 있다. 미국 특허 제4,041,203호는 멜트블로잉 기술에 관하여 이들 또한 본원에 참고로 포함되는 다음 문헌을 참고하였다: 미국 워싱턴 D. C. 소재의 나발 리서치 래보러토리즈(Naval Research Laboratories)에서 수행된 작업을 개시하고 있는 문헌 [INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY, Vol. 48, No. 8, pp. 1342-1346]에 게재된 "Superfine Thermoplastic Fibers"라는 표제 하의 논문; 1954년 4월 15일자의 문헌 [Naval Research Laboratory Report 111437]; 미국 특허 제3,715,251호; 미국 특허 제3,704,198호; 미국 특허 제3,676,242호; 미국 특허 제3,595,245호; 및 영국 명세서 제1,217,892호.

제2 웹 (22) 및 제3 웹 (32)는 각각 제1 웹 (12)와 실질적으로 동일한 조성을 갖거나, 또는 제1 웹 (12)와 상이한 조성을 가질 수 있다. 또한, 제2 웹 (22) 및 제3 웹 (32)는 단일 성분, 2성분 또는 다성분 스트랜드 (14)로부터 형성될 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 제1, 제2 및/또는 제3 웹 (12, 22, 32)는 별도로 형성된 다음 (예를 들면 열가공 점 결합에 의해) 함께 결합될 수 있다. 제1, 제2 및 가능하게는 제3 웹이 함께 결합될 때, 또한 공통의 엘라스토머 중합체가 제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32)를 형성하는 스트랜드 (14) 내에 존재할 때, 제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32) 사이의 결합이 보다 더 내구성이 있을 수 있음을 주목해야 한다.

다른 실시양태에서, 제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32)는 각각의 제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32)가 그 나머지의 상면 상에 형성되는 것인 연속식 공정으로 형성될 수 있다. 상기 두 공정 모두 본원에 참고로 이미 포함시킨 미국 특허 제4,041,203호에 개시되어 있다.

제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32)를 구성하는 압출된 스트랜드 (14)를 위해 선택되는 물질의 유형은 (다른 인자들 중에서도) 공정 파라미터 및 부직포 (10)의 목적하는 물리적 성질에 기초할 것이다. 제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32)는 현재 공지되어 있거나 또는 장차 발견될 임의의 방법을 통해 함께 부착될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32)가 동일한 크기의 웹으로서 부분적으로 도시되더라도, 제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32)가 상이한 크기 및/또는 모양일 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 제1, 제2 및 제3 웹 (12, 22, 32)는 동일한 (또는 상이한) 두께를 가질 수 있다.

이제 부직포 (10) 형성 방법이 도 4를 참조로 하여 설명될 것이다. 상기 방법은 복수의 스트랜드 (14)를 압출하는 단계를 포함하며, 여기서 스트랜드 (14)의 적어도 일부는 자가-접착제 물질로 형성될 수 있다. 상기 방법은 복수의 스트랜드 (14)를 이동 지지체 (66)을 향하여 이송시키고 복수의 스트랜드 (14)를 이동 지지체 (66) 상으로 침적시키는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 복수의 스트랜드 (14)를 안정화하여 웹 (12)를 형성하는 단계를 더 포함한다.

도 4는 복수의 2성분 연속성 스트랜드 (14) (예를 들면 필라멘트 또는 섬유)를 포함하는 웹 (12)를 제조하기 위해 배열된 공정 라인 (40)의 예를 보여준다. 공정 라인 (40)이 각각의 스트랜드 (14) 내에 1, 2 또는 다수 성분을 포함하는 부직포 (10)을 형성하도록 적합화될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 공정 라인 (40)은 단일 성분 스트랜드 (14)를 다성분 스트랜드 (14)와 배합하여 포함하는 부직포 (10)을 형성하도록 적합화될 수 있다.

도 4에 예시된 예시적 실시양태에서, 제1 성분 (15) 및 제2 성분 (16)은 2개의 상이한 압출기 (41, 42)에서 별도로 공-압출될 수 있다. 제1 압출기 (41) 및 제2 압출기 (42)는 현재 공지되어 있거나 또는 장차 발견될 임의의 압출기일 수 있음을 주목해야 한다.

몇몇 실시양태에서, 제1 성분 (15) 및 제2 성분 (16)은 그들의 용융 온도 이상으로 가열되고 (예를 들면 회전식 오거(auger)에 의해) 경로를 따라 진행되는 고체 수지 펠렛 (또는 입자) 형태이다. 제1 성분 (15)는 한 도관 (46)을 통해 이송되고 제2 성분 (16)은 동시에 또다른 도관 (48)을 통해 이송된다.

두 유동 스트림 모두 스트랜드 (14)를 최초 형성하는 스핀 팩 (50)으로 향한다. 예를 들면, 스핀 팩 (50)은 복수의 구멍 또는 개구부를 갖는 플레이트를 포함할 수 있고, 상기 구멍 또는 개구부를 통해 압출된 물질이 유동한다. 스핀 팩 (50)에서 1 평방인치 당 개구부의 개수는 1 평방인치 당 약 5개 내지 약 500개 범위의 개구부일 수 있다. 스핀 팩 내의 각각의 개구부의 크기는 직경이 약 0.1 밀리미터 (mm) 내지 약 2.0 mm로 다양할 수 있다. 스핀 팩 (50) 내의 개구부가 부직포 (10)에 있어서 목적하는 성질에 따라 원형의 횡단면을 가질 수 있거나, 또는 2엽상, 3엽상, 정사각형, 삼각형, 직사각형 또는 타원형 횡단면을 가질 수 있음을 주목해야 한다.

도 4에 예시된 예시적 실시양태에서, 제1 성분 (15) 및 제2 성분 (16)은 스핀 팩 (50)으로 향하고, 이어서 제2 성분 (16)이 코어를 형성하고, 한편 제1 성분 (15)가 코어를 둘러싸는 외피를 형성하는 방식으로 스핀 팩 (50)을 통해 이송된다. 도 2A-2C와 관련하여 상기 논의한 바와 같이, 2성분 스트랜드 (14)는 (다른 가능한 형상들 중에서도) 사이드 바이 사이드 형상 또는 코어/외피 디자인을 가질 수 있다.

하나의 2성분 스트랜드 (14)는 스핀 팩 (50) 내의 플레이트에서 형성된 각각의 개구부에서 형성될 것이다. 복수의 스트랜드 (14)가 각각 제1 속도로 스핀 팩 (50)에서 동시에 배출된다. 각각의 2성분 스트랜드 (14)의 초기 직경은 스핀 팩 (50)의 플레이트에 있는 개구부의 크기에 의해 지시될 것이다.

몇몇 실시양태에서, 복수의 스트랜드 (14)는 켄치 챔버 (58)을 통해 하향 이송되어 복수의 냉각된 스트랜드 (14)를 형성한다. 스트랜드 (14)가 하향하는 것은 중력이 스트랜드 (14)의 이동에 기여하도록 하는 것임을 주목해야 한다. 또한, 하향 이동은 스트랜드 (14)가 서로 분리된 상태를 유지하도록 하는데 기여할 수 있다.

스트랜드가 켄치 챔버 (58)로 이동할 때 스트랜드 (14)는 하나 이상의 공기 스트림에 의해 접촉된다. 유입되는 공기의 속도는 스트랜드 (14)가 효율적으로 냉각되도록 유지 또는 조정될 수 있다.

이어서 복수의 스트랜드는 다시 중력을 이용하기 위해 켄치 챔버 (58) 아래에 위치할 수 있는 연신 유니트 (60)으로 이송된다. 본원에서 사용되는 연신은 냉각된 스트랜드 (14)를 가압 공기에 적용하여 스핀 팩 (50)에서 하향 배출되는 용융된 스트랜드 (14)를 연신하는 (즉, 잡아당기는) 것을 포함한다.

연신 유니트 (60)에서 가압 공기에 의해 발생되는 하향력은 용융된 스트랜드 (14)가 연장되고 신장되도록 한다. 스트랜드 (14)의 직경이 감소하는 정도는 (다른 인자들 중에서도) (i) 연신되는 용융된 스트랜드 (14)의 개수; (ii) 스트랜드 (14)가 연신되는 거리; (iii) 스트랜드 (14)를 연신하는데 사용되는 공기의 압력 및 온도; 및 (iv) 스핀 라인 장력을 비롯한 수많은 인자들에 따라 다르다.

냉각된 스트랜드 (14)는 연속성 용융 스트랜드 (14)가 스핀 팩 (50)에서 배출되는 속도보다 빠른 속도로 연신 유니트 (60) 내로 당겨진다. 속도 변화는 용융된 스트랜드가 연장되도록 하고 횡단면적을 감소시킨다. 냉각된 스트랜드 (14)는 연신 유니트 (60)에서 배출될 때 완전한 고체일 수 있다.

고체 스트랜드 (14)는 연신 유니트 (60)에서 배출된 후에 이동 지지체 (66) 상에 침적된다. 예를 들면, 이동 지지체 (66)은 구동 롤 (68)에 의해 구동되고 가이드 롤 (70)의 둘레를 회전하는 연속적인 형성 와이어 또는 벨트일 수 있다.

이동 지지체 (66)은 개구부가 없거나 또는 복수의 개구부를 갖는 미세한, 중간의 또는 굵은 메쉬로서 구조화될 수 있다. 예를 들면, 이동 지지체 (66)은 표준 윈도우 스크린과 유사한 형상을 갖거나, 또는 이동 지지체 (66)은 제지 산업에서 종이 제조에 통상 사용되는 와이어와 유사하게 단단하게 짜여 있는 상태일 수 있다. 진공 챔버 (72)가 이동 지지체 (66) 아래에 배치되어 스트랜드 (14)의 이동 지지체 (66) 상에의 축적을 용이하게 할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 스트랜드 (14)는, 이 지점에서의 스트랜드 (14)의 축적이 스트랜드 (14)를 웹으로 안정화할 임의의 용융 점 또는 결합을 포함하지 않도록 랜덤 배향으로 이동 지지체 (66) 상에 축적된다. 스트랜드 (14)의 두께 및 기초 중량은 부분적으로 (i) 이동 지지체 (66)의 속도; (ii) 이동 지지체 (66) 상에 침적되는 스트랜드 (14)의 개수 및 직경; 및 (iii) 스트랜드 (14)가 이동 지지체 (66) 상에 침적되는 속도에 의해 정해진다.

공정 라인 (40)의 유형에 따라, 이동 지지체 (66)은 하나 이상의 고온 공기 스트림이 복수의 스트랜드 (14) 상으로 향하는 고온 공기 나이프 (76)에 의해 복수의 스트랜드 (14)를 이송시킬 수 있다. 고온 공기는 스트랜드 (14)가 다른 스트랜드 (14)와 접촉하거나, 교차하거나 또는 중첩되는 지점에서 스트랜드 (14)의 일부를 용융시키는 충분한 온도일 필요가 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 스트랜드 (14)는 용융점 (78)에서 인접한 스트랜드 (14)에 부착되어 안정화된 웹 (12)를 형성한다. 웹 (12)를 형성하는 용융점 (78)의 개수는 (다른 인자들 중에서도) (i) 이동 지지체 (66)의 속도; (ii) 고온 공기의 온도; (iii) 스트랜드 (14) 내에 있는 물질의 유형; 및 (iv) 스트랜드 (14)가 얽히는 정도를 비롯한 수많은 인자들에 의해 결정된다.

몇몇 실시양태에서, 웹 (12)는 승온으로 가열된 결합 롤 (도시되지 않음) 및 앤빌 롤(anvil roll) (도시되지 않음)에 의해 형성된 닙을 통해 이송될 수 있다. 예를 들면, 결합 롤은 결합 롤의 외주로부터 바깥쪽으로 연장하는 하나 이상의 돌기를 함유할 수 있다. 돌기는 웹 (12)가 결합 롤 및 앤빌 롤을 통해 통과할 때 웹 (12)에서 복수의 결합을 형성하도록 하는 크기 및 모양을 가질 수 있다. 웹 (12)가 그 안에 형성된 결합을 가지면, 웹 (12)는 본디드 웹 (12)가 된다.

본디드 웹 (12) 내의 결합의 정확한 개수 및 위치는 결합 롤의 외주 상에 존재하는 돌기의 위치 및 형상에 의해 결정된다. 예를 들면, 1 평방인치 당 1개 이상의 결합이 본디드 웹 (12)에 형성될 수 있지만, 결합 면적의 비율이 다양한 실시양태도 고려된다. 예를 들면, 결합 면적의 비율이 웹 (12)의 총 면적의 약 10％ 내지 약 30％일 수 있다.

도 6 및 7은 체결 시스템 (90)을 도시한다. 체결 시스템 (90)은 복수의 압출된 스트랜드 (14)로 형성된 웹 (12)를 갖는 부직포 (10)을 포함하며, 상기 스트랜드 (14)의 적어도 일부는 자가-접착제 물질을 포함할 수 있다. 체결 시스템 (90)은 복수의 자유기립형 스트럿 (93)으로 형성된 표면 (92) (도 7 참조)를 갖는 발포체층 (91)을 포함한다. 발포체층 (91)의 표면 (92)의 적어도 일부는 표면 개질제 (도시되지 않음)를 포함한다. 자유기립형 스트럿 (93)은 복수의 스트랜드 (14)의 적어도 일부와 맞물리도록 적합화된다.

부직포 (10)이 상기 기재한 부직포 (10)과 유사할 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 발포체층 (91)은 2004년 9월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 10/956613 및 유럽 특허 0235949A1에 개시된 발포체층과 유사할 수 있으며, 상기 문헌은 본원에 참고로 포함된다. 예를 들면, 발포체층 (91)은 개방 셀 발포체일 수 있다.

발포체층 (91)의 표면 (92) 상에 사용되는 표면 개질제는 상기 기재한 자가-접착제 물질과 유사할 수 있다. 추가로 발포체층 (91)의 표면 (92) 상에 사용되는 표면 개질제는 저-점착성의 접착제 또는 중합체 왁스일 수 있다. 체결 시스템 (90)을 구성하는 발포체층 (91)을 위해 선택되는 표면 개질제의 유형은 (다른 인자들 중에서도) 공정 파라미터 및 체결 시스템 (90)의 목적하는 물리적 성질에 기초할 것이다.

발포체층 (91)의 표면 (92) 상에 사용되는 표면 개질제는 수많은 방법, 예를 들면 분무 노즐, 글루건, 비드 어플리케이터, 압출기, 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄, 잉크젯 인쇄, 코팅 등을 이용하여 적용할 수 있다. 표면 개질제는 발포체층 (91)의 표면 (92)에 균일하게 적용될 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없고, 이는 구역에 선택적으로 적용될 수 있다. 표면 개질제는 또한 패턴으로 또는 실질적으로 랜덤한 분포로 적용될 수 있다.

발포체층 (91)의 표면 (92) 상에서 표면 개질제는 요구될 수 있지만 이로운 비용을 제공하는 임의의 추가량으로 사용되며, 상기 추가량은 100 gsm 미만, 별법으로 50 gsm 미만, 별법으로 30 gsm 미만 또는 별법으로 25 gsm 미만일 수 있다. 목적하는 이점을 제공하기 위해, 발포체층 (91)의 표면 (92) 상에서 표면 개질제는 1 gsm 초과, 별법으로 5 gsm 초과, 별법으로 10 gsm 초과 또는 별법으로 15 gsm 초과의 추가량으로 사용될 수 있다.

표면 개질제는 표면 (92) 상에 표면 개질제를 갖지 않는 발포체층 (91)과 비교하여 발포체층 (91)의 웹 (12)의 스트랜드 (14)에 대한 결합을 개선할 수 있다. 웹 (12)와 표면 개질제를 포함하는 발포체층 (91) 부분 사이의 결합 강도는 웹 (12)와 표면 개질제를 포함하지 않는 발포체층 (91) 부분 사이의 결합 강도의 1.5배, 별법으로 2.5배 또는 별법으로 2.0배보다 클 수 있다. 결합 강도는 피크 전단 하중, 피크 피일(peak peal) 또는 다른 적합한 시험 방법에 의해 측정가능하다.

표면 개질제는 여러 메카니즘에 의해 발포체층 (91)의 결합을 개선할 수 있다. 예를 들면, 표면 개질제는 발포체층 (91)의 표면 (92)를 강성화하여 표면 (92)와 부직포 (10) 사이의 기계적 맞물림을 개선함으로써 부착을 개선할 수 있다. 개선의 주요 메카니즘이 개선된 기계적 맞물림인 경우에는, 표면 개질제/발포체층 (91)의 표면 (92)가 오염되었을 때 박리 및 전단 강도의 최소 감소가 있을 수 있다. 예를 들면, 발포체층 (91)의 표면 (92)가 물로 오염되었을 때, 예를 들어 하기 기재한 "습식" 시험 방법에서, 표면 개질제를 포함하는 발포체층 (91) 및 부직포 (10)의 "습식" 부착은 하기 기재한 습식 전단 또는 습식 박리 시험에 의해 시험하였을 때 표면 개질제를 포함하는 발포체층 (91) 및 부직포 (10)의 "건식" 부착의 90％, 별법으로 80％ 또는 별법으로 60％보다 클 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 발포체층 (91)의 표면 (92) 상에 사용되는 표면 개질제는 복수의 스트랜드 (14)의 일부에 포함될 수 있는 자가-접착제와 유사하거나 동일할 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 복수의 스트랜드 (14)의 적어도 일부는 발포체층 (91)의 자가-접착성 자유기립형 스트럿 (93)과 맞물리는 자가-접착성 루프를 형성할 수 있는 자가-접착제 물질을 포함할 수 있다. 또한, 자가-접착성 자유기립형 스트럿 (93)의 적어도 일부는 자가-접착성 후크를 형성할 수 있어 자가-접착성 후크는 웹 (12) 상의 자가-접착성 루프와 맞물리도록 적합화될 수 있다.

스트랜드 (14)가 루프를 형성하고 자유기립형 스트럿 (93)이 후크를 형성하는 정도는 부분적으로 각각의 부직포 (10)과 발포체층 (91)이 제작되는 방식에 따라 다를 것임을 주목해야 한다. 예를 들면, 자유기립형 스트럿 (93)은 약 500 마이크로미터 이하의 직경을 가질 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 발포체층 (91)은 지지체 (94)를 발포체층 (91)에 부착함으로써 보강될 수 있다. 지지체 (94)는 임의의 수단 (예를 들면 지지체 (94)의 발포체층 (91)에의 접착 적층 또는 지지체 (94) 상에서의 발포체층 (91)의 형성)에 의해 발포체층 (91)에 부착될 수 있다. 예를 들면, 지지체 (94)는 경화되어 발포체층 (91)을 형성하는 액체에 침지될 수 있다. 미국 특허 제6,613,113호 (Minick 등에게 2003년 9월 2일자로 허여됨)에 이러한 방법이 개시되어 있다.

지지체 (94)의 발포체층 (91)에의 부가는 발포체층 (91)의 강도 및/또는 가요성을 개선할 수 있다. 발포체층 (91)의 강도 및 가요성의 개선은 체결 시스템 (90)이 사용가능한 용도 범위를 증가시킬 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 발포체층 (91)의 자유기립형 스트럿 (93)은 자유기립형 스트럿 (93)의 부직포 (10)에의 부착을 용이하게 할 수 있는 증가된 표면 조도(roughness)를 갖도록 처리될 수 있다. 예를 들면, 자유기립형 스트럿 (93)은 입자 (예를 들면, 미소구체, 무기 충전제 등)를 그에 부착시킴으로써 조면화될 수 있다.

다른 실시양태에서, 자유기립형 스트럿 (93)은 개개의 자유기립형 스트럿 (93) 내의 표면 물질의 일부를 제거하도록 에칭되거나 또는 달리 처리될 수 있다 (예를 들면 화학적 공격, 레이저 삭마, 전자빔 처리 등에 의해). 미국 특허 제3,922,455호 (Brumlik 등에게 1975년 11월 25일자로 허여됨)에 개질된 자유기립형 스트럿 (93)에 상응할 수 있는 텍스처링(textured) 부재의 몇몇 예가 개시되어 있다.

도 8은 본원에 기재된 체결 시스템 (90)을 포함할 수 있는 일회용 흡수 용품 (95) (배변훈련용 팬티로서 도시됨)의 한 예를 예시한다. 예시된 흡수 용품 (95)는 미국 특허 제6,562,167호 (Coenen 등에게 2003년 5월 13일자로 허여됨) (본원에 참고로 포함됨)에 개시된 배변훈련용 팬티와 유사하다.

흡수 용품 (95)의 예가 도 8에 부분적으로 체결된 방식으로 예시되어 있다. 예시된 실시양태에서, 체결 시스템 (90)의 발포체층 (91)은 배변훈련용 팬티 (95) 상의 전면 측면 패널 (96)에 접합되고 부직포 (10)의 일부는 배변훈련용 팬티 (95) 상의 후면 패널 (97)에 부착된다. 체결 시스템 (90)은 부직포 (10)을 발포체층 (91)과 맞물리게 함으로써 착용자의 허리 부근에 배변훈련용 팬티 (95)를 고정한다.

본 발명의 체결 시스템 (90)은 다양한 다른 용도로 유용할 수 있다. 예를 들면, 체결 시스템 (90)은 성인용 실금 제품, 침대 패드, 다른 월경 도구, 생리대, 탐폰, 와이프, 턱받이, 상처 드레싱, 수술용 케이프 또는 드레이프, 오염된 가먼트 커버, 쓰레기 봉투, 보관 봉투 및 제품 포장재와 같은 다른 제품에 도입될 수 있다. 부직포 (10) 내의 표면 개질제 또는 자가-접착제 물질이 기저귀 교체 환경하에 통상 존재하는 여러 물질 (예를 들면, 베이비 로션, 오일 및 파우더)에 의해 쉽게 오염되지 않기 때문에 체결 시스템 (90)은 기저귀-관련 용도로 특별히 매우 적합할 수 있다.

체결 시스템 (90)은 (다른 기술들 중에서도) 열 결합 및/또는 접착제를 사용하여 기저귀 (또는 다른 제품)에 고정될 수 있다. 예를 들면, 체결 시스템 (90)의 한 섹션은 기저귀의 한 부분에, 상기 섹션이 기저귀의 또다른 부분 상의 체결 시스템 (90)의 또다른 섹션과 맞물리게 되도록 고정될 수 있다.

체결 시스템 (90)은 또한 소비자 요청에 따라 색상 및/또는 모양에 있어서 장식적일 수 있다. 또한, 체결 시스템 (90)이 그가 위치하는 제품의 심미감을 방해하지 않도록 체결 시스템 (90)이 눈에 띄지 않는 제품 형태를 갖는 실시양태도 고려된다.

이제 본 발명을 설명하기 위해 형성된 실제 샘플을 특별히 주목할 것이다.

대표 실시예 1

대표적인 부직포와 맞물리는 대표적인 망상 발포체를 보여주는 SEM 현미경사진을 입수하였다 (도 9). 구체적으로, 발포체 셀들 사이의 모든 멤브레인이 제거된 완전한 망상 구조를 가지며 두께가 3 mm이고 1 인치 당 65개 공극의 밀도를 갖는, 미국 펜실베니아주 에디스톤에 소재하는 포아멕스 인터내셔널(Foamex International) 제조의 완전한 망상 발포체 Z65CLY가 미국 특허 공보 20040110442 (2002년 8월 30일자로 출원됨) 및 미국 특허 출원 11/017984 (2004년 12월 20일자로 출원됨)에 개시된 바와 같이 탄성 부직포와 맞물려 있다.

절반으로 절단한 발포체 물질의 외부 표면 및 횡단면을 반사광 및 투과광 현미경을 이용하여 낮은 배율로 검사하면 발포체 물질이 개방 셀 구조를 갖는 반-경질 발포체 물질의 실질적으로 균일한 블록임을 알 수 있다. 예를 들면, 도 9는 투과광으로 50X 배율로 찍은 것이며, 탄성 부직포와 맞물려 있는 Z65CLY 발포체의 면도날 절단된 횡단 표면을 보여준다. 발포체 물질은 부직포와 맞물린 후에 그의 중앙부를 따라 절반으로 절단되었다. 발포체 물질의 모든 표면 (내측 및 외측)은 실질적으로 도 10에 도시된 바와 같이 보이며, 전체적으로 실질적으로 균일해 보이는 개방-셀형 발포체 네트워크에서 스트럿으로서 기능하는 서로 연결된 필라멘트의 네트워크를 보여준다. 추가로, 도 9에 도시된 바와 같이, 발포체 표면 상의 자유기립형 스트럿은 스트럿 아래의 캐칭(catching) 섬유, 또는 섬유 또는 섬유 클러스터 아래에 걸린 발포체의 스트럿에 의해 부직포에 탈착가능하게 부착될 수 있다.

발포체 물질 샘플을 입방체 ½"를 한 측면에서 면도날로 절단하여 SEM 분석용으로 준비하였다. 발포체 물질의 보다 얇은 단편을 입방체로부터 절단하여 1" 직경의 편평한 디스크 홀더 상에 양면 테이프로 탑재하였다. 탑재된 발포체 물질 샘플에 진공 스퍼터 코터 (vacuum sputter coater)를 사용하여 금을 약 250 Å 두께로 금속 코팅하였다. SEM 분석은 가속 전압 5 kV, 빔 전류 300 picoAmp, 작동 거리 36 내지 12 mm, 및 30X 내지 15,000X의 배율을 갖는 JSM-840 전자 현미경 (미국 메인주 피이바디에 소재하는 제올 유에스에이 인크.(Jeol USA Inc.)로부터 입수가능함)을 사용하여 수행하였다.

대표 실시예 2A, 2B, 2C, 2D, 2E

Z65CLY 발포체를 표면 개질제, 구체적으로는 와우와토사에 소재하는 보스틱, 인크.(Bostic, Inc.) 제조의 H9078-01로 코팅하였다. H9078-01은 약 250℉ 내지 약 300℉ 범위의 사용 온도를 가진다. H9087-01은 승온에서는 점착성을 갖지만, 실온으로 냉각될 때는 실질적으로 비-점착성이 된다. Z65CLY 발포체를 다음 조건을 이용하는 멜트블로운 접착제 어플리케이터를 사용하여 H9078-01로 코팅하였다: 용융물 탱크 온도 300℉; 다이 온도 29O℉, 공기 온도 365℉; 닙 압력 25 pli, 공기 압력 17 psig; 라인 속도 30 ft/분; 형성 높이 1.75 인치; 및 개방 시간 0.2초. 코팅된 발포체의 샘플을 코팅 절차 후에 이형지로 피복하여 롤 봉쇄를 방지하고 코팅물을 보호하였다. 코팅물의 추가량 수준이 상이한 5개의 상이한 샘플을 제조하였다.

샘플 2A - 0 gsm 추가량

샘플 2B - 5 gsm 추가량

샘플 2C - 10 gsm 추가량

샘플 2D - 15 gsm 추가량

샘플 2E - 20 gsm 추가량

SEM 현미경사진

도 10은 샘플 2A (0 gsm 추가량)의 표면을 50X 배율로 찍은 SEM 현미경사진이다. 도 11은 샘플 2C (10 gsm 추가량)의 표면을 50X 배율로 찍은 SEM 현미경사진이다. 도 12는 샘플 2C (10 gsm 추가량)의 면도날 절단된 횡단 표면을 75X 배율로 찍은 SEM 현미경사진이다. SEM 영상은 H9078-01 코팅이 발포체 셀 상에서 실모양으로서 또는 불규칙적인 덩어리로서 나타남을 보여주었다. H9078-01 코팅은 종종 스트럿 에지 상에 드레이핑되거나 또는 스트럿 주변을 감싸고 있는 것으로 보인다. H9078-01 코팅은 대개 표면에 또는 약 1 또는 2개의 셀의 깊이까지의 표면 근처에서 갇혀 있는 상태인 것 같다. 이는 횡단면도 (도 11)에서 가장 명백하다.

H9078-01 코팅이 개방 셀을 완전히 채우지 않거나 또는 표면을 완전히 피복 또는 봉쇄하지 않음을 주목해야 한다. 따라서, 맞물릴 수 있는 자유기립형 스트럿의 개수는 거의 변화없이 유지된다. 추가로, 코팅된 발포체 물질의 통기성을 제공하는 상당한 개방 공간 (발포체 셀 구멍)이 있다. 이는 일반적으로 비-통기성인 전통적인 후크 물질과 유리하게 구분되는 점이다.

굴곡 전단 부착 강도

코팅 절차가 발포체층의 섬유상 랜딩층에 대한 부착능에 어떻게 영향을 미치는지를 평가하기 위해 샘플 2A, 2B, 2C, 2D 및 2E와 모델 부직포의 결합의 굴곡 전단 강도를 측정하였다. 모델 부직포는 SBL 물질, 구체적으로는 하기스(Huggies, 등록상표) 전환형 기저귀 (SBL)의 허리밴드 물질이며, 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제4,720,415호 (Taylor 등에게 1988년 1월 19일자로 허여됨)에 개시되어 있다. 보다 구체적으로 SBL 물질은 0.4 osy의 폴리프로필렌 스펀본드 외장재 및 1.298 osy의 크라톤(Kraton) G2760 코어로 형성되었다. 추가로, SBL은 232％의 기준을 사용하지 않은 연신-대-정지 비율(stretch-to-stop)을 가졌다. 결과를 표 1에 나타냈다.

굴곡 전단 부착 강도 시험 방법

본 발명의 랜딩층에 대한 발포체층의 부착의 전단 부착 강도를, 100 N 하중의 셀을 갖는, 테스트웍스(TestWorks, 등록상표) 4 소프트웨어, 버전 4.04c로 가동되는 다용도 시험 장치인 MTS 얼라이언스(Alliance) RT/1 시험 장치 (미국 미네소타주 에덴 프레어리에 소재하는 엠티에스 시스템즈 코퍼레이션(MTS Systems Corp.)으로부터 시판됨)를 사용하여 입수하였다. 시험 절차를 위해, 시험 샘플을 잘 붙잡기 위해 공기 로딩되는, 고무를 댄 죠(jaw)를 갖는 상단 클램프를 사용하였다. 시험 장치의 하단 탑재판 내에, 그에 대항하여 발포체층과 랜딩층의 중첩 구역이 인장력을 받을 수 있는 굴곡면이 제공된, 도 13에 도시된 바와 같은 특수 장비를 놓았다. 도 13에서, 시험 장비 (600)은 굴곡 섹션 (610) 내로 볼트로 연결된 수평 빔 (606) 및 수직 빔 (608)을 포함하는 부착 섹션 (604)에 접합된, 다용도 시험 장치의 하단 탑재판 (도시되지 않음)에 탑재되도록 적합화된 원통형 기부 (602)를 포함하였다.

굴곡 섹션 (610)의 기하학에 관한 상세한 내용이 도 14의 횡단면도에 도시되어 있고, 이는 굴곡 섹션 (610)이 110도의 각도 φ에 대한 원호를 나타내고, 0.5 인치의 두께 T 및 4.5 인치의 폭 W를 가짐을 보여준다. 도 14에서 종이의 평면 내로 연장하는 거리 (도 13에서 굴곡 섹션 (610)이 걸쳐진 좌우 거리)인 굴곡 섹션 (610)의 길이는 8 인치이었다. 굴곡 섹션 (610)은 경질 나일리트론으로 제작되고, 마이크로피니쉬 컴퍼레이터(Microfinish Comparator; 미국 코네티컷주 댄버리에 소재하는 가르 일렉트로포밍(Gar Electroforming))로 측정하였을 때 조도 32 마이크로인치 ("32 피니쉬")의 매끄러운 표면 피니쉬 (형태 턴드(shape turned) 피니쉬)를 가졌다.

도 13과, 또한 도 15의 측면도에 도시된 바와 같이, 굴곡 섹션 (610)은 중첩되고 부착 대역 (618)에서 접합되는 폭 2인치의 발포체층 스트립 (614)의 길이와 폭 3인치의 랜딩층 스트립 (616)의 길이를 유지하는데 사용되고, 그 동안 발포체층 스트립 (614) 및 랜딩층 스트립 (616)의 원위 단부들은 또한 다용도 시험 장치 (도시되지 않음)의 이동가능한 헤드 (도시되지 않음)에 연결된 상단 클램프 (620) 내에 유지되었다. 부착 대역 (618)에서의 발포체층 스트립 (614)와 랜딩층 스트립 (616)의 접합은 가로로 중심을 맞추고 정렬된 발포체층 스트립 (614) 및 랜딩층 스트립 (616)을 포개어 길이 1 인치의 중첩 구역 (612)를 형성한 다음 잘 접촉하도록 하중을 적용함으로써 수행되었다. 달리 특정되지 않으면, 하중은 질량 7.0 kg의 황동 실험실 롤러를 부착 대역 (618) 위로 천천히 2회 (앞으로, 이어서 뒤로) 롤링하여 제공하였다. 발포체층 스트립 (614) 및 랜딩층 스트립 (616)을 부착시킨 후에, 이어서 부착 대역 (618)을 굴곡 섹션 (610)의 하위 부분의 중심에 놓고, 부착 대역 (618)로부터 원위의 발포체층 스트립 (614) 및 랜딩층 스트립 (616) 단부를 상단 클램프 (620)의 죠 내에 넣었다. 시험 절차를 개시하기 전에 상단 클램프 (620)의 하위 표면은 굴곡 섹션 (610)의 상위 표면의 3 인치 위에 있었다. 시험 절차를 개시하기 전에 발포체층 스트립 (614) 및 랜딩층 스트립 (616) 내의 장력은 무시가능하지만 유의한 이완현상은 없었다.

중첩 구역 (612) 내의 부착 강도의 측정치는 인장 시험을 수행한 것과 같이 다용도 시험 장치를 가동하고 파열시 피크 하중을 측정함으로써 얻을 수 있었다. 시험 절차는 파열될 때까지 상단 탑재판을 10 인치/분의 크로스헤드 속도로 상향 이동시킴으로써 실행하고, 파열은 부착 대역 (618)의 파열 또는 몇몇 경우에는 발포체층 스트립 (614) 및 랜딩층 스트립 (616) 중의 하나의 파열일 수 있다. 파열 전의 피크 하중이 부착 강도이다.

상기 시험은 코팅이 피크 전단 하중에 의해 측정된 부착 강도의 상당한 증가를 초래한다는 것을 나타낸다: 코팅의 기초 중량에 따라 3.5 내지 4배. 또한, 부착 강도는 코팅의 기초 중량이 증가함에 따라 일반적으로 증가하였다.

추가의 굴곡 전단 부착 강도 시험을 2개의 추가의 부직포를 사용하여 수행하였다. 제1 부직포는 다시 하기스(등록상표) 전환형 기저귀 (SBL)의 배면 허리 밴드를 형성하는 SBL 물질이었다. 제2 부직포는 보다 많은 로프트(loft)를 갖도록 픽킹(picking)/코우밍(combing) 공정을 통해 개질된 섬유를 갖는 SBL 물질이었다 (개질된 SBL). 구체적으로, 원래의 SBL을, 망상 발포체와 맞물리는 표면에서 섬유의 맞물림을 위한 유효성을 증가시키는 기계적 개질 공정에 적용하였다. SBL의 맞물리는 표면은, 후크 물질의 후크가 롤로부터 멀리 연장하도록, 벨크로(Velcro, 등록상표) 85-1065 (미국 뉴햄프셔주 맨체스터에 소재하는 벨크로 유에스에이 인크.(Velcro USA Inc.)로부터 시판됨) 후크 물질의 시트가 외부 표면 둘레에 랩핑된 15 lb. 핸드 롤러로 기계적으로 개질되었다. 각각의 섬유상 부직웹의 맞물리는 표면을 이러한 후크-랩핑된 롤러를 이용하여, 랩핑된 롤러를 맞물리는 표면 위를 한 방향으로 앞뒤로 2회, 또한 처음 방향에 대해 90도의 방향으로 앞뒤로 2회 롤링함으로써 처리하였다.

제3 부직포는 미국 특허 공보 2005/0101206 (2004년 8월 13일자로 출원됨) 및 미국 특허 출원 11/017984 (2004년 12월 20일자로 출원됨) (탄성 부직물)에 개시된 탄성 부직포이었다. 구체적으로, 탄성 부직 물질은 다우(Dow) EG8185 메탈로센 폴리에틸렌으로 이루어진 80 중량％의 코어 및 다우 애스펀(Dow Aspun) 6811A 폴리에틸렌으로 이루어진 20％의 외피로 이루어진 0.8 osy의 2성분 외피/코어 스펀본드인 외장재를 가졌다. 탄성 부직물은 실시예 5 (US 2005/0101206의 제15면, 제149 및 150단락)에 개시된 통기성 탄성 필름을 가졌다. 탄성 부직물은 보스틱 H9375 접착제에 의해 필름에 접착 적층되었다 (접착제는 US 2005/0101206의 제16면의 실시예 7에 개시됨).

3개의 부직포 (SBL, 개질된 SBL 및 탄성 부직물)를 각각 2A (0 gsm 추가량) 및 2C (10 gsm 추가량)와 결합시키고 상기 설명한 시험에 따라 시험하였다. 결과를 표 2에 설명하였다.

재체결성

코팅된 Z65CLY 발포체의 재체결성을 측정하기 위해 추가로 시험을 수행하였다. 재체결성은 제품이 더욱 편안하고 착용자에게 잘 맞도록 하기 위해 여러 일회용 가먼트 용도에 있어서 요구된다. 코팅된 발포체 (샘플 2C - 10 gsm 추가량) 및 2개의 상이한 부직포 (개질된 SBL 및 탄성 부직물)의 재체결성을 시험하였고, 그 결과를 표 3 및 4에 나타냈다. 코드마다 2개의 샘플을 시험하였다 (x₁, x₂). 1차 부착을 측정한 후에, 시험 장치를 재셋팅하였다. 이어서 시험 물질을 상기 기재한 바와 같이 재접합시켜 2차 부착을 측정하였다. 이를 3차, 4차 및 5차 부착으로서 반복하였다.

시험 결과는 두 부직포 (개질된 SBL, 탄성 부직물) 모두와 우수한 재체결성을 나타냈다. 2차 부착의 부착 강도는 두 부직포 모두 1차 부착 강도보다 컸다. 3차, 4차 및 5차 부착은 피크 하중 값의 약간의 감소를 초래하였다.

건조한 개질된 발포체 대 습윤화된 개질된 발포체의 평가

앞서 실시예에서 나타낸 바와 같이, 표면 개질된 발포체층을 사용하면 여러 부직포에 대한 발포체의 부착 강도가 2배 증가하였다. 이론에 구애됨이 없이, 이러한 개선을 위해서 두가지 가능한 메카니즘이 있을 수 있다고 생각된다. 첫째로, 표면 개질제가 발포체의 표면 및 자유기립형 스트럿을 강성화할 수 있고, 잠재적으로는 발포체 표면의 마찰 계수를 증가시켜, 발포체층/부직포 결합의 전단 강도를 증가시킬 수 있다. 두번째의 가능한 메카니즘은 표면 개질제가 감압성 접착제와 유사하게 기능하여 부직포의 섬유에 대한 직접적인 접착 결합을 제공할 수 있다는 것이다.

코팅된 발포체의 표면이 점착성을 갖지 않더라도, 전단 강도 개선의 메카니즘을 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 상기 실험은 코팅된 발포체층의 표면을 약간 습윤화한 후에 습윤화되고 코팅된 발포체층의 부착 강도를 측정하는 것으로 이루어진다. 습윤화되고 코팅된 발포체층의 부착 강도를 건조한 코팅된 발포체층의 부착 강도와 비교하였다. 이 실험에서 수분은 접착성 상호작용의 억제제로서 기능하는 것으로 생각되므로, 접착 메카니즘이 부착 강도 증가의 요인이라면, 그러한 증가는 역전되어 코팅되지 않은 발포체에서 나타난 값으로 복귀되어야 한다.

습식 전단/박리 강도 시험 방법

습식 실험 대 건식 실험에서, 10 gsm 추가량의 H9076으로 코팅된 Z65CLY 발포체의 샘플 (샘플 2C)을 물에 담그고, 샘플이 약간 습윤화되면 종이 타월로 블롯팅함으로써 과량의 물을 제거하였다. 두 부직포 (SBL, 개질된 SBL)에 대하여 상기 기재한 시험 방법을 이용하여 굴곡 전단 강도 시험을 수행하였다. 결과를 표 5에 나타냈다.

또한 물질에 대하여 박리 시험을 수행하였다. 그 결과를 표 6에 나타냈고, 시험 방법을 그 다음에 나타냈다.

전단 시험 결과는 개질된 SBL의 경우 건조한 발포체층에 비해 습윤화된 발포체층에 대하여 약간 지향성 감소하였음을 나타낸다. 한편, SBL의 경우에는 습윤화된 발포체층은 건조한 발포체층에 비해 습윤화된 발포체층에 대하여 약간의 지향성 증가를 나타냈다.

박리 강도 시험 방법

박리 시험은 도 16에 도시된 180°박리 형상을 사용하여 다용도 시험 장치 (도시되지 않음)를 이용하여 수행하였고, 여기서 발포체층 (614) 및 부직포 (616)은 도시된 바와 같이 스트립 (614 및 616) 각각의 원위 단부가 상단 클램프 (620) 및 하단 클램프 (621)의 죠 내에 붙잡혀있으므로 이들이 서로로부터 멀리 이동할 때 박리되어 떨어지도록 하는 배열의 부착 대역 (618)에서 접합된다. 굴곡 전단 부착 시험 방법에 기재된 바와 같은 다용도 시험 장치 (도시되지 않음)를 사용하여, 부착된 발포체층 (614) 및 부직포 (616)을 박리시켜 떨어뜨리기 위해 요구되는 힘을 측정할 수 있다. 박리 시험을 위한 크로스헤드 속도는 20 인치/분이었다. 부착 대역 (618)은 길이 (중첩 거리)가 2 인치이고 폭이 3 인치이었다 (6 평방인치의 총 중첩 영역 (612)). 시험 셋업을 위한 게이지 길이 (상단 클램프 (620)과 하단 클램프 (621) 사이의 거리)는 1.5 인치이었다. 사용된 테스트웍스 소프트웨어는 10 그램 미만의 박리력 값에 대한 통계학적 결과를 산출할 수 없었다. 모든 경우에 코팅되지 않은 발포체의 박리 값은 0이었다.

박리 시험 결과는 평균 박리 하중이 습윤화된 발포체 샘플의 경우에 낮아지는 지향성 경향이 있음을 나타낸다. 습윤화된 샘플과 건조한 샘플 사이의 차이는 통계학적으로 유의하지 않았다. 피크 박리 하중의 경우에, 습윤화된 발포체의 경우에 개질된 SBL에서는 박리가 감소한 반면, SBL에서는 증가하는 혼성의 경향이 관찰되었다.

전단 시험 및 박리 시험의 결과는 부착에 있어서 수분으로 인한 통계학적 차이가 없음을 나타낸다. 따라서, 표면 개질된 발포체층의 부직포에 대한 부착에 있어서의 개선은 1차적으로 기계적 맞물림 및 발포체 표면의 강성화로 인한 것이라고 생각된다. 접착성 상호작용은 부착 메카니즘에서 덜 중요하기는 하나 2차적인 역할을 할 수 있다.

본 발명이 특정한 실시양태와 관련하여 상세히 설명되었지만, 이들 실시양태의 변화 및 균등물이 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 그의 균등물에 의해 결정되어야 한다.

Claims

복수의 압출된 스트랜드로 형성된 웹을 포함하는 부직포; 및

복수의 스트랜드의 적어도 일부와 맞물리도록 적합화된 복수의 자유기립형(free-standing) 스트럿(strut)을 갖는 표면을 포함하고, 자유기립형 스트럿의 적어도 일부가 표면 개질제를 포함하는 발포체층

을 포함하는 체결 시스템.
제1항에 있어서, 복수의 자유기립형 스트럿이 약 500 마이크로미터 이하의 직경을 갖는 것인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 발포체층이 개방-셀(cell) 발포체 물질인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 부직포의 스트랜드의 적어도 일부가 자가-접착제 물질을 포함하는 것인 체결 시스템.
제4항에 있어서, 표면 개질제가 부직포 내의 자가-접착제 물질과 유사한 자가-접착제 물질인 체결 시스템.
제5항에 있어서, 자가-접착제 물질을 포함하는 복수의 스트랜드의 적어도 일 부가 자가-접착성 자유기립형 스트럿과 맞물리는 자가-접착성 루프를 형성하는 것인 체결 시스템.
제6항에 있어서, 자가-접착성 자유기립형 스트럿의 적어도 일부가 자가-접착성 후크를 형성하여 각각의 자가-접착성 후크가 웹 상의 자가-접착성 루프 중 하나와 맞물리도록 적합화된 것인 체결 시스템.
제6항에 있어서, 웹의 압출된 스트랜드가 멜트블로잉에 의해 형성된 것인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 표면 개질제가 폴리에틸렌 중합체를 포함하는 것인 체결 시스템.
제9항에 있어서, 표면 개질제가 폴리에틸렌 중합체 및 공중합체의 블렌드의 혼합물을 포함하는 것인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 부직포와 표면 개질제를 포함하는 발포체층 부분 사이의 결합 강도가 부직포와 표면 개질제를 포함하지 않는 발포체층 부분 사이의 결합 강도의 1.5배보다 큰 체결 시스템.
제1항에 있어서, 표면 개질제가 저-점착성의 접착제, 점착제 또는 중합체 왁스인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 발포체층이 본질적으로 멜라민; 폴리알데히드; 폴리우레탄; 폴리이소시아누레이트; 폴리올레핀; 폴리비닐클로라이드; 에폭시 발포체; 우레아포름알데히드; 라텍스 발포체; 실리콘 발포체; 플루오로중합체 발포체; 폴리스티렌 발포체; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 발포체 물질을 포함하는 것인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 표면 개질제를 포함하는 발포체층과 부직포의 습식 부착이 표면 개질제를 포함하는 발포체층과 부직포의 건식 부착의 60％보다 큰 체결 시스템.
흡수 용품을 착용자의 허리 부근에 고정하기 위한 체결 시스템을 포함하고, 상기 체결 시스템은

복수의 압출된 스트랜드로 형성된 웹을 포함하는 부직포; 및

복수의 스트랜드의 적어도 일부와 맞물리도록 적합화된 복수의 자유기립형 스트럿을 갖는 표면을 포함하고, 자유기립형 스트럿의 적어도 일부가 표면 개질제를 포함하는 발포체층

을 포함하는 것인 흡수 용품.
제15항에 있어서, 성인용 실금 제품, 배변훈련용 팬티 또는 기저귀인 흡수 용품.
제15항에 있어서, 부직포가 표면 개질제를 포함하는 발포체층 부분과, 부직포가 표면 개질제를 포함하지 않는 발포체층 부분과 결합할 때 발생하는 강도의 1.5배보다 큰 강도로 결합하는 흡수 용품.
제15항에 있어서, 표면 개질제가 저-점착성의 접착제, 점착제 또는 중합체 왁스인 흡수 용품.
제15항에 있어서, 표면 개질제를 포함하는 발포체층과 부직포의 습식 부착이 표면 개질제를 포함하는 발포체층과 부직포의 건식 부착의 60％보다 큰 흡수 용품.
흡수 용품을 착용자의 허리 부근에 고정하기 위한 체결 시스템을 포함하고, 상기 체결 시스템은

복수의 압출된 스트랜드로 형성된 웹을 포함하는 부직포; 및

복수의 스트랜드의 적어도 일부와 맞물리도록 적합화된 복수의 자유기립형 스트럿을 갖는 표면을 포함하고, 자유기립형 스트럿의 적어도 일부가 표면 개질제를 포함하는 발포체층

을 포함하며, 상기 표면 개질제는 점착제 또는 중합체 왁스이며, 부직포와 표면 개질제를 포함하는 발포체층 부분 사이의 결합 강도가 부직포와 표면 개질제를 포함하지 않는 발포체층 부분 사이의 결합 강도의 1.5배보다 큰 흡수 용품.