KR101348060B1 - 다층 부직 동일-공정계 라미네이트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

다층 부직 동일-공정계 라미네이트 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR101348060B1
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Abstract

본 발명은, 용융방사된 직물의 2개 이상의 층들을 포함하는 용융방사된 라미네이트에 관한 것이며, 서로 인접한 층들은, 동일-공정계에서 서로 얽혀서, 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성한다. 본 발명은 또한, 용융방사된 동일-공정계 라미네이트를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 인접한 2종 이상의 중합체 용융물들을 동시에 용융방사하여, 인접한 직물들을 형성하는 단계를 포함하며, 이때 서로 인접한 층들은 동일-공정계에서 서로 얽혀서, 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성한다. 본 발명은 또한, 2개 이상의 용융방사 대역들을 포함하는 다이를 하나 이상 포함하는 용융방사 장치에 관한 것이며, 이때 상기 대역들은 각각, 대응 대역과 유체 연통되는 복수의 노즐을 포함하며, 각각의 대역은 용융 압출기에 유체 연통된다.

Description

다층 부직 동일-공정계 라미네이트 및 이의 제조 방법{MULTI-LAYER NONWOVEN IN SITU LAMINATES AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
관련 출원의 상호참조
본 발명은, 2009년 4월 21일자로 출원된 미국 특허 제 제 61/171,135 호 및 2009년 2월 27일자로 출원된 미국 특허 제 제 61/156,078 호를 우선권으로 주장하며, 이들 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다. 본 출원은, 2009년 9월 24일에 동시 출원된 국제 특허 출원 제 PCT/US2009/058263 호(대리인 관리 번호 [2008EM066A-PCT] 포함), 제 PCT/US2009/058250 호(대리인 관리 번호 [2008EM066C-PCT] 포함) 및 제 PCT/US2009/058230 호(대리인 관리 번호 [2008EM290-PCT] 포함)와 관련되며, 이들 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.
발명의 분야
본 발명은, 부직물 라미네이트, 특히 하나 이상의 폴리올레핀계 탄성 층을 포함할 수 있는 부직물의 라미네이트를 형성하는 방법에 관한 것이며, 이때 각각의 층의 형성은, 계면 영역에 걸친 얽힘을 통해 층들이 결합되도록 단일 다이로부터 동시에 일어난다.
1회용 위생 시장은, 고도로 탄성이고 통기성(breathable)이고 필수 심미적 품질을 갖는 부직물, 및 바람직하게는 기계적 활성화 형태를 필요로 하지 않는 직물(상기 부직물 및 직물은 모두 비용 효과적임)을 요구하고 있다. 기존 제품은, 블록킹을 방지하기 위해 동시-압출되거나 필름 상에 다르게 라미네이션된 스킨 층을 갖는 탄성 필름(전형적으로, 스타이렌성 블록 공중합체; "SBC")으로 구성된 층상 복합체 구조물인 경향이 있다. 사용되는 스킨 층은 전형적으로, 적절한 심미성(소프트형, 솜털형, 쿠션형 텍스쳐)을 제공하기 위한 비-탄성 부직물이다. 특정 구조에서는 상기 부직물을 상기 탄성 필름의 한쪽에 결합시키기 위해 고온 용융 글루(glue) 층이 사용되며, 다른 구조에서는 부착 목적으로 데드존(deazone)을 형성하기 위해 비탄성 필름 층이 사용된다. 이러한 복합체 구조물이 형성되면, 상기 비탄성 성분(예컨대, 스킨 층, 글루 층 및 부직 대향 층)의 구속(constraining) 영향으로 인해, 상기 구조물은 전형적으로 탄성이 아니다.
이러한 구속 효과를 제거하기 위해, 상기 복합체는, 비탄성 요소를 연신 또는 파괴하기 위한 기계적 연신 또는 활성화 공정, 구속인자(constraint)의 제거 및 상기 탄성 필름에 의해 제어되는 탄성 복합체의 형성을 필요로 한다. 또한, 제품은, 이러한 층상 구조물이 통기성이 되도록 상기 필름이 천공화(apertured)되는 것을 필요로 한다. 이러한 공정은, 필름 손상 및 파편(scrap) 비율 증가와 관련된 문제를 갖는 필름의 제어된 천공/인열을 포함한다.
최근, 기계적 활성화를 필요로 하지 않는 필름 복합체가 시장에 등장하였다. 이런 제품은, 얇은 라인의 고온 용융 글루를 사용하여 필름의 어느 한 면에 부착된 고도의 신장성(extensible) 방사레이싱된(spunlaced) 층을 갖는 SBC 필름을 여전히 포함한다. 상기 필름은 공압출된 스킨을 갖지 않기 때문에, 상기 부직물이 신장성이고 비-억제성일 때 상기 글루화된 구역들 사이의 영역은 구속되지 않으며 따라서 탄성이다. 그러나, 이러한 제품은 통기성이 아니며, 접착제를 필요로 하고, 모든 필름 복합체 제품은 제조 비용이 높다.
이러한 문제에 대한 해결책은, 시판되는 용융방사된 라인을 개조하여, 단일 반응계에서 단일 다이로부터 다층 라미네이트 직물을 제조하는 것이다. 예를 들어, 용융방사 다이를 개조하면, 고도로 탄성인 프로필계 탄성중합체로 구성된 "B" 층에 결합되는 바람직한 핸드(hand)를 갖는 중합체로부터 제조된 높은 로프트의 신장성 "A" 층을 갖는 3층 ABA 동일-공정계 라미네이트 직물을 형성할 수 있다. 상기 직물 층들은 나란히 동시에 제조되기 때문에, 2개의 직물 층 사이의 계면 층에 걸쳐 섬유-섬유 얽힘을 통해 서로 결합될 것이다. 이는, 고도로 탄성이고 통기성이며 목적하는 미학적 품질을 갖는 직물을 제공할 것이다.
몇몇 관련 개시내용이 유럽 특허 제 1 712 351 A 호, 미국 특허 제 4,380,570 호, 미국 특허 제 5,476,616 호, 미국 특허 제 5,804,286 호, 미국 특허 제 5,921,973 호, 미국 특허 제 6,080,818 호, 미국 특허 제 6,342,565 호, 미국 특허 제 6,417,121 호, 미국 특허 제 6,444,774 호, 미국 특허 제 6,506,698 호, 미국 특허 제 7,026,404 호, 미국 특허 제 7,101,622 호, 미국 특허 출원 공개 제 2003/0125696 호, 미국 특허 출원 공개 제 2005/0106978 호, 미국 특허 출원 공개 제 2006/0172647 호, 미국 특허 제 6,342,565 호, 미국 특허 출원 공개 제 2005/0106978 호, 미국 특허 출원 공개 제 2005/0130544 호, 미국 특허 출원 공개 제 2006/0172647 호, 미국 특허 출원 공개 제 2008/0182116 호, 미국 특허 출원 공개 제 2008/0182940 호, 미국 특허 출원 공개 제 2008/0182468 호, 미국 특허 제 11/655,399 호, 및 문헌[R. Zhao, "Melt Blowing Polyoxymethylene Copolymer" in INT'L Nonwovens J., 19-24 (Summer 2005)]에 포함되어 있다.
본원에서는, 용융방사된 직물의 2개 이상의 층들을 포함하는 용융방사된 동일-공정계 라미네이트가 기술되며, 이때 서로 인접한 층들은 동일-공정계에서 서로 얽혀서, 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성한다. 본원에서 이러한 물질은, "동일-공정계 라미네이트" 또는 "ISL"로 지칭된다. 하나의 실시양태에서, 상기 직물은 용융취입된 직물이다.
본원에서는 또한, 서로 인접한 2종 이상의 중합체를 동시에 용융방사하여 인접한 직물들을 형성하는 단계를 포함하는, 용융방사된 동일-공정계 라미네이트의 제조 방법이 기술되며, 이때 서로 인접한 층들은 동일-공정계에서 서로 얽혀서, 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성한다.
본원에서는 또한, 2개 이상의 용융방사 대역을 포함하는 다이를 하나 이상 포함하는 용융방사 장치가 기술되며, 이때 각각의 대역은, 대응 대역에 유체 연통되는 복수의 노즐을 포함하고, 각각의 대역은 용융 압출기에 유체 연통된다. 각각의 압출기는 대응 용융방사 대역으로의 용융 압출을 위해, 임의의 개수의 탄성중합체, 열가소성 물질 또는 이들의 블렌드를 함유할 수 있다.
본원에 개시된 다양한 기술적 요소 및 수치 범위는, 다른 기술적 요소 및 수치 범위와 조합되어 상기 동일-공정계 라미네이트 및 이의 복합체의 바람직한 실시양태를 기술할 수 있다. 또한, 하나의 요소의 임의의 수치 상한은 동일한 요소의 임의의 수치 하한과 조합되어 바람직한 실시양태를 기술할 수 있다. 이러한 경우, "X 내지 Y 범위 이내"라는 표현은, "X" 값 및 "Y" 값 범위 이내를 포함하는 것으로 의도된다.
도 1은, 단일 대역에 유체 연통된 방사구금 노즐을 갖는 용융방사 어레이의 단면도이다.
도 2는, 동일하거나 상이한 물질을 사용하여 3층의 동일-공정계 라미네이트를 제조하기에 적합한 3가지 용융방사 대역을 포함하는 용융방사 어레이 다이의 하나의 실시양태의 단면도이다.
정의
본원에서 "부직물"(또는 "직물")은, 먼저 제조되거나 방직(weaving) 또는 편성(knitting) 공정을 수반하는 얀 없이, 방향성있게 또는 랜덤하게 배향된 섬유들의 텍스타일 구조물(예컨대, 시트, 웹 또는 배트(batt))이다. 본원에 기술된 직물은, 기계적, 화학적 또는 열적으로 연동(interlocking)된 공정에 의해 강화될 수 있는 섬유들 또는 연속적인 필라멘트들의 네트워크를 포함한다. 부직물의 예는 용융방사된 직물(용융방사 공정에 의해 제조됨), 카딩된 직물, 습식-레이드 직물(예컨대, 카딩된 직물 또는 에어-레이드 직물) 및 습식-레이드 직물을 포함한다. 임의의 이러한 유형의 직물은, 당분야에 공지된 방법에 의해 물리적으로 얽힐 수 있으며, 종종 "방사레이싱된(spunlaced)" 직물로 지칭된다.
본원에서 "용융방사된 직물"은, 중합체성 용융물 또는 용액을 하나 이상의 다이로부터 작은 구멍 또는 방사구금 노즐을 통해 압출시켜 박형 필라멘트를 형성하고, 이어서 이를 적절한 수단(예컨대, 고압 공기)에 의해 감쇠시키고(attenuated), 움직이는 스크린, 드럼 또는 다른 적합한 장치 상에 놓이게 함으로써 섬유들의 웹을 형성하는 방법에 의해 제조된 직물을 지칭한다. "용융방사" 공정은 비제한적으로, 방사결합, 용액 방사, 동시-형성(coform) 및 용융취입을 포함한다. 용융방사된 섬유는 전형적으로 250 μm 미만 또는 150 μm 미만 또는 60 μm 미만 또는 40 μm 미만의 평균 직경을 갖는다. 용융방사된 섬유를 제조하는데 사용하기 적합한 중합체의 비제한적인 예는 폴리프로필렌(예컨대, 단독중합체, 공중합체, 충격 공중합체), 폴리에스터(예컨대, PET), 폴리아마이드, 폴리우레탄(예컨대, 라이크라(Lycra, 상표명), 폴리에틸렌(예컨대, LDPE, LLDPE, HDPE,플라스토머), 폴리카보네이트 및 이들의 블렌드이다.
본원에서 "방사결합"은, 직물을 형성하는 용융방사 방법을 지칭하며, 상기 방법에서는, 중합체성 용융물 또는 용액을 방사구금을 통해 압출시켜 필라멘트를 형성하고, 이러한 필라멘트를 냉각하고, 이를 적합한 수단(예컨대, 정전기적 충전 또는 고속 공기)에 의해 감쇠시키고, 이어서 이러한 감쇠된 필라멘트("섬유")를 움직이는 스크린 상에 놓음으로써 직물을 형성한다. 이렇게 놓인 섬유들은 임의적으로, 가열된 캘린더 또는 몇몇 다른 적합한 수단을 통과하여, 함께 결합될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 방사결합 공정에서의 감쇠(attenuating) 공기는 약 50℃ 미만이다. 방사결합 공정으로부터 제공된 섬유는 전형적으로, 내부에 부여된 어느 정도의 일축 분자 배향을 갖는다.
본원에서 "용융취입"이란, 직물을 형성하는 용융방사 방법을 지칭하며, 여기서 중합체성 용융물 또는 용액은 방사구금을 통해 압출되어 필라멘트를 형성하고, 이러한 필라멘트는 적합한 수단(예컨대, 정전기적 충전 또는 고속 공기)에 의해 감쇠되고, 이어서 이러한 감쇠된 필라멘트("섬유")는 움직이는 스크린 상에 놓여 직물을 형성한다. 특정 실시양태에서, 별도의 급냉 공기 공급원이 존재하거나 존재하지 않을 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 용융취입 공정에서 감쇠 공기는 약 50℃ 초과이다.
상기 섬유 자체는 "방사결합"되거나 "용융취입"된 것으로 지칭될 수 있다. 방사결합되거나 용융취입된 섬유는 임의의 바람직한 평균 직경을 가질 수 있으며, 특정 실시양태에서, 이는 0.1 또는 1 또는 4 내지 15 또는 20 또는 40 또는 50 또는 150 또는 250 μm 범위 이내, 달리 표현하면, 5.0 또는 3.0 또는 2.0 또는 1.9 또는 1.8 또는 1.6 또는 1.4 또는 1.2 또는 1.0 미만의 데니어(denier)(g/9000 m)) 범위 이내이다.
본원에서 "동시-형성(coform)"이라는 용어는, 또다른 용융방사 공정을 지칭하는 것이며, 여기서 하나 이상의 용융방사된 다이 헤드는, 직물이 성형될 때 슈트(chute)(상기 슈트를 통해 다른 물질이 직물에 첨가됨) 근처에 배열된다. 이러한 다른 물질은, 예를 들어 펄프, 초흡수성 입자, 셀룰로스 또는 스테이플 섬유이다. 동시-형성 공정은 미국 특허 제 4,818,464 호 및 미국 특허 제 4,100,324 호에 제시되어 있으며, 이들 특허를 본원에 참고로 인용한다. 본 발명의 목적을 위해, 상기 동시-형성 공정은 용융방사된 공정의 특정 실시양태로 간주된다.
본원에서 "섬유"는, 이의 직경 또는 폭보다 길이가 매우 훨씬 더 큰 구조물이다. 이러한 평균 직경은 대략 0.1 내지 350 μm이며, 상기 섬유는 천연 및/또는 합성 물질을 포함한다. 섬유는 "단일-성분" 또는 "2성분"일 수 있다. 2성분 섬유는, 개별적인 압출기로부터 압출되지만 동일한 방사구금을 통해 압출되는 상이한 화학적 및/또는 물리적 특성을 갖는 2종 이상의 중합체를 포함하며, 이때 상기 중합체는 둘 다 동일한 필라멘트 이내에 존재하며, 각각의 상이한 중합체로 구성된 개별적인 도메인을 갖는 섬유가 제공된다. 이러한 2성분 섬유의 구성은, 예를 들어 시쓰(sheath)/코어 배열이거나(이때 하나의 중합체는 호, 미국 특허 제 5,108,820 호에서와 같이 다른 중합체로 둘러싸이거나 나란히 존재할 수 있음); 분절화되거나 "파이(pie)"이거나(이때, 중합체들의 상이한 도메인들은 "파이 슬라이스(slice)" 형태의 교대 분절임); 미국 특허 제 7,413,803 호에서와 같이, "해도(islands in the sea)"일 수 있으며, 상기 특허들을 본원에 참고로 인용한다. 상기 섬유는 또한, "단일-성분" 또는 "2성분"일 수도 있으며, 이는, 상기 섬유가 단일 중합체 또는 2종 이상의 중합체들의 블렌드로 제조됨을 의미한다.
본원에서 "동일-공정계 라미네이트"(또는 "ISL")는, 하기 추가로 기술되는 동일-공정계 용융방사 공정에 의해 제조된 직물 층을 2개 이상 포함하는 구조물을 지칭한다. "복합체"는, 하나 이상의 ISL, 및 물질의 하나 이상의 다른 층(예컨대, 필름, 다른 직물, 또는 임의의 적합한 물질로부터 제조된 다른 ISL)을 포함하는 구조물을 지칭한다. 상기 복합체는, 예를 들어 순차적으로, 움직이는 성형 벨트 상에 제 1 용융방사된 직물 층을 침착시키고; 이어서 상기 제 1 용융방사된 직물 층 상에 다른 용융방사된 직물 층을 침착시키거나, 카딩된 직물 또는 건식-레이드 직물을 가하고; 이어서 이 층의 상부에 용융방사된 직물 층을 가하고; 이어서, 예를 들어 열적 점 결합(point bonding)에 의해 또는 상기 층들이 서로 부착하려는 본질적인 경향(수류-얽힘(hydro-entanglement) 등)에 의해 다양한 층상 물질들을 일부 결합시킴으로써 제조될 수 있다. 다르게는, 상기 직물 층은 개별적으로 제조되고, 롤에 수집되고, 별도의 결합 단계 또는 단계들에서 조합된다. 상기 ISL 및 복합체는 또한, 매우 상이한 구조인 다양한 개수의 층을 가질 수 있으며, 이들은 다른 물질, 예를 들어 필름, 접착제, 텍스타일 물질, 흡수 물질(예컨대, 펄프, 종이, SAP 등), 동시-형성 물질, 용융취입 및 방사결합 물질 또는 에어-레이드 물질 등을 포함할 수 있다.
본원에서 "탄성" 또는 "탄성중합체"으로 지칭되는 물질 및/또는 직물은, 바이어스 힘의 적용시 파열 또는 파괴 없이 길이 방향으로 이의 이완된 원래 상태의 100% 이상의 길이까지 연신될 수 있지만, 상기 물질은 상기 바이어스 힘의 방출시 이의 길이의 40% 이상의 회복을 나타낸다. 적합한 탄성중합체 물질은 본원에 추가로 기술된다. 직물과 같은 물질은 "신장성"이며, 이러한 물질은 바이어스 힘의 적용시 파열 또는 파괴 없이 이의 이완된 원래 상태의 100% 이상의 길이까지 연신될 수 있지만, 상기 물질은 이의 길이의 40% 미만의 회복을 나타낸다. 신장성 직물은 종종 통상적인 물품(예컨대, 기저귀 등)의 탄성중합체 직물 또는 필름 층을 수반하며, 신장성 물질(예컨대, 폴리우레탄, 스타이렌성 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 특정 폴리프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌 및 이들의 블렌드)로부터 형성되거나, 직물(천연 또는 합성)을 기계적으로 뒤틀거나 비틂으로써 형성된다.
본원에서 "필름"은, 이의 폭 및 길이에 비해 두께가 매우 좁은 플라스틱 및/또는 탄성중합체 물질의 편평한 비지지된 구역이며, 이의 구조 전반에 걸쳐 연속적이거나 거의 연속적인 거시적 모폴로지를 가짐으로써 확산-제한된 속도 이하에서 공기의 통과를 허용한다. 본원에 기술된 ISL은 하나 이상의 필름 층을 포함할 수 있으며, 본원에서 직물로 기술된 바와 같은 임의의 물질을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본원에 기술된 ISL에는 필름이 없다. 본원에 기술된 필름은, 처리시 천공을 촉진하고 필름을 통한 공기 및/또는 유체의 통과를 허용하는 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제, 예컨대 점토, 칼슘 카보네이트 등은 당분야에 널리 공지되어 있고, 특히 미국 특허 제 6,632,212 호에 기술되어 있으며, 상기 특허를 본원에 참고로 인용한다.
ISL 설명
본원에는, 용융방사된 직물의 2개 이상의 층들을 포함하는 용융방사된 ISL이 개시되어 있으며, 이때 인접한 층들은, 한정된 계면 영역이 형성되도록 서로 동일-공정계에서 얽힌다. "동일-공정계에서 얽힌다"란, 인접한 층들의 섬유들이 서로의 주위를 감싸고/감싸거나 인접한 층으로부터의 섬유를 적어도 1회 이상 통과함으로써, 적어도 인접한 직물 층의 하나의 모서리를 따라서 서로 얽힘을 의미한다. 바람직하게, ISL에서는 층상 구조물의 다양한 층들이, 당분야에 공지된 바와 같은 공기-얽힘 또는 수류-얽힘 공정으로 처리되지 않으며, 층들을 연결시키는데 접착제가 사용되지도 않는다. 본원에 기술된 ISL은, 용융방사된 직물의 층을 포함하며, 이때 인접한 층들로부터의 개별적인 섬유는 서로 얽히거나 서로 감기며, 이러한 배열은, 용융방사 장치로부터 용융방사된 성형 필라멘트의 얽힘으로부터 기인한다. 이는, 특정 실시양태에서, 단일 다이로부터 서로 인접한 2개 이상의 층들을 동시에 또는 거의 동시에 용융방사함으로써 달성된다.
상기 용융방사된 ISL을 구성하는 직물 층들은 동일하거나 상이할 수 있으며, 이는 상기 층들이 동일하거나 상이한 화학적 및/또는 물리적 특성을 가질 수 있음을 의미한다. 특정 실시양태에서, 이러한 다양한 층들은,
(a) 직물들의 평량이 동일하지 않거나,
(b) 직물을 구성하는 섬유들의 평균 직경이 동일하지 않거나,
(c) 직물들의 조성이 동일하지 않거나,
(d) 인접한 직물들의 수 밀도/단위 면적이 동일하지 않거나,
(e) 섬유들의 단면 형태가 동일하지 않거나,
(f) 직물의 섬유들(예컨대, 2성분 섬유)의 단면 모폴로지가 동일하지 않거나),
(g) 상기 항목 (a) 내지 (f) 중 2개 이상의 임의의 조합
인 것을 특징으로 한다.
상기 용융방사된 ISL을 구성하는 층들은 또한, 층들이 용이하게 분리되는 것을 방지하는 정도로 얽히는 것을 특징으로 할 수 있다. 특정 실시양태에서, 이러한 인접한 층들은 10 또는 20 또는 30 또는 40 또는 50 g 초과의 박리 강도를 갖거나, 또는 다른 실시양태에서는 1 또는 2 또는 5 또는 10 내지 50 또는 60 또는 80 또는 100 또는 120 또는 150 또는 200 g 범위 이내의 박리 강도를 갖는다. 본원에서 "박리 강도"는, 본질적으로는 ASTM D2724.13에 따라 결정되었다. 이러한 절차는, 라미네이트화된 직물의 z-방향 강도(결합 강도)를 결정하기 위한 것이다. 직물의 성분 층들간의 결합 효율은, 직물을 탈라미네이트화하는데 필요한 힘을 측정함으로써 결정되었다. "탈라미네이트화(delamination)"는, 결합 기작의 불량으로 인해, 라미네이트화된 직물의 플라이가 분리되는 것으로 정의된다. "박리 강도"는, 명시된 조건 하에 텍스타일의 성분 층들을 분리하는데 필요한 인장력이다. 이러한 절차에서는, 6 인치×2 인치의 시편(기계 방향으로 6 인치)의 플라이를 상기 시편의 길이를 따라 약 2 인치의 거리로 손으로 분리하였다. 이어서, 하나의 층을 1 인치의 게이지 길이로 인장 시험 기계의 각각의 저(jaw) 내로 클램핑하고, 상기 직물의 성분 층들을 완전히 분리하는데 필요한 최대 힘(즉, 피크 부하량)을 결정하였다.
특정 실시양태에서, 상기 ISL의 하나 이상의 층은 탄성이다. 상기 ISL의 탄성 직물 층은, 용융방사 장치 내에서 압출성이고 탄성인 임의의 물질로부터 제조될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 탄성 직물은, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체, 에틸렌-α-올레핀 랜덤 및 블록 공중합체(예컨대, 인퓨즈(Infuse, 상표명) 탄성중합체), 천연 고무("NR"), 합성폴리아이소프렌("IR"), 부틸 고무(아이소부틸렌과 아이소프렌의 공중합체, "IIR"), 할로겐화된 부틸 고무(클로로-부틸 고무: "CIIR"; 브로모-부틸 고무: "BIIR"), 폴리부타다이엔("BR"), 스타이렌-부타다이엔 고무("SBR"), 나이트릴 고무, 수소화된 나이트릴 고무, 클로로프렌 고무("CR"), 폴리클로로프렌, 네오프렌, 에틸렌-프로필렌 고무("EPM"), 에틸렌-프로필렌-다이엔 고무("EPDM"), 에피클로로히드린 고무("ECO"), 폴리아크릴 고무(예컨대, "ACM", "ABR"), 실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무, 플루오로탄성중합체, 퍼플루오로탄성중합체, 폴리에터 블록 아마이드("PEEBA"), 클로로설폰화된 폴리에틸렌("CSM"), 에틸렌-비닐 아세테이트("EVA"), 열가소성 탄성중합체("TPE"), 열가소성 가황화물("TPV"), 열가소성 폴리우레탄("TPU"), 열가소성 올레핀("TPO")(랜덤 및 블록), 폴리설파이드 고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄성중합체, 또는 이들 탄성중합체의 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함한다. 상기 ISL은 또한, 2종 이상의 상이한 섬유들의 혼합물 또는 섬유와 미립자의 혼합물로 제조된 복합체 물질을 포함할 수 있다. 이러한 혼합물은 기체 스트림에 섬유 및/또는 미립자를 첨가함으로써 형성될 수 있는데, 이는 미국 특허 제 4,100,324 호(이 특허를 본원에 참고로 인용함)에 기술된 바와 같이, 수집 장치 상에서의 용융취입된 섬유의 수집 전에 섬유 및 다른 물질[예를 들어, 목재 펄프, 스테이플 섬유 및 미립자, 예컨대 하이드로콜로이드(하이드로겔) 미립자(통상적으로 초흡수성 물질로 지칭됨)]의 친밀하게 얽힌 혼합이 일어나서, 랜덤하게 분산된 용융취입 섬유 및 다른 물질의 응집성 웹이 형성되도록 용융방사된 섬유가 수송된다. 상기 부직 웹이 섬유들의 부직 웹인 경우, 상기 섬유들은 섬유간 결합에 의해 결합되어, 응축성 웹 구조물을 형성한다. 이러한 섬유간 결합은, 방사결합 공정에서의 열 결합 또는 개별적인 용융취입 섬유들간의 얽힘에 의해 생성될 수 있다. 이러한 섬유 얽힘은 용융방사 공정에서 본질적인 것이지만, 예를 들어 수력학적 얽힘 또는 니들펀칭(needlepunching)과 같은 공정에 의해 생성되거나 증가될 수 있다. 다르게는 및/또는 추가적으로, 결합제가 사용되어 목적하는 결합을 증가시킬 수 있다. 특정 바람직한 실시양태에서, 이러한 방법들은 모두 얽힘을 증가시키는데 사용되지 않는다.
바람직한 실시양태에서, 상기 탄성 층은, 80 또는 60 또는 40 또는 24 또는 20 dg/분 미만의 MFR을 갖는 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체 직물의 10 또는 20 또는 30 또는 40 내지 50 또는 70 또는 80 또는 90 또는 95 또는 100 중량%를 차지한다. 특정 실시양태에서, 상기 탄성 층은, 본질적으로 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체로 이루어진다.
프로필렌-α-올레핀 탄성중합체
본원에서 "프로필렌-α-올레핀 탄성중합체"는, 탄성중합체이고 중간 결정화도를 갖고 프로필렌-유도된 단위 및 에틸렌, 더 고차의 α-올레핀 및/또는 임의적으로 다이엔-유도된 단위로부터 유도된 하나 이상의 단위를 갖는 랜덤 공중합체를 지칭한다. 하나의 실시양태에서, 상기 공중합체의 총 공단량체 함량은 5 내지 35 중량%이다. 몇몇 실시양태에서, 하나보다 많은 공단량체가 존재하는 경우, 특정 공단량체의 양은 5 중량% 미만이지만, 합쳐진 공단량체 함량은 5 중량% 초과이다. 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, 임의의 개수의 상이한 변수들로 기술될 수 있으며, 이러한 변수들은, 본원에 기술된 바와 같은 임의의 바람직한 상한 및 임의의 바람직한 하한으로 구성된 수치 범위를 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, 탄성중합체의 5 또는 7 또는 9 내지 13 또는 16 또는 18 중량% 범위 이내의 에틸렌 또는 C4-C10 α-올레핀-유도된 단위(또는 "공단량체-유도된 단위")를 포함한다. 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 또한, 2개의 상이한 공단량체-유도된 단위를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 공중합체 및 삼원공중합체는, 후술되는 바와 같은 다이엔-유도된 단위를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 프로필렌-유도된 단위; 및 에틸렌, 1-헥센, 및 1-옥텐로부터 선택되는 공단량체 단위를 포함한다. 더욱 구체적인 실시양태에서, 상기 공단량체는 에틸렌이고, 따라서 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 프로필렌-에틸렌 공중합체이다. 다이엔이 존재하는 경우, 몇몇 실시양태에서 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, 다이엔-유도된 단위의 탄성중합체의 5 또는 3 중량% 미만을 차지하거나, 다른 실시양태에서는 0.1 또는 0.5 또는 1 내지 5 중량% 범위 이내일 수 있다. 적합한 다이엔은, 예를 들어 1,4-헥사다이엔, 1,6-옥타다이엔, 5-메틸-1,4-헥사다이엔, 3,7-다이메틸-1,6-옥타다이엔, 다이사이클로펜타다이엔("DCPD"), 에틸리디엔 노보넨("ENB"), 노보나다이엔, 5-비닐-2-노보넨("VNB"), 및 이들의 조합물을 포함한다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 75% 이상, 80% 이상, 82% 이상, 85% 이상, 또는 90% 이상의 트리아드 입체규칙도(triad tacticity)를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 상기 트리아드 입체규칙도는 50 내지 99% 이내이고, 다른 실시양태에서는 60 내지 99%이고, 또다른 실시양태에서는 75 내지 99%이고, 또다른 실시양태에서는 80 내지 99%이고, 또다른 실시양태에서는 60 내지 97% 범위 이내이다. 트리아드 입체규칙도는 다음과 같이 결정된다: 입체규칙도 지수(본원에서 "m/r"로 표현됨)는 13C 핵자기 공명법("NMR")으로 결정한다. 입체규칙도 지수(m/r)는 문헌[H. N. Cheng in 17 Macromolecules 1950 (1984)]에서 정의된 바와 같이 계산된다. "m" 또는"r"이라는 명명은, 인접한 프로필렌 기들의 쌍의 입체화학을 기술하는 것이며, "m"은 메조를 지칭하고, "r"은 라세미를 지칭한다. 1.0의 m/r 비는 일반적으로, 신디오택틱(syndiotactic) 중합체를 기술하는 것이며, 2.0의 m/r 비는 어택틱(atactic) 물질을 기술하는 것이다. 이론적으로, 신디오택틱 물질은, 상기 비가 무한에 접근하며, 대다수의 부산물 어택틱 중합체는 충분한 아이소택틱(isotactic) 중합체 함량을 가져서, 상기 비가 50을 초과한다. 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체의 실시양태는 4 또는 6의 하한 내지 8 또는 10 또는 12의 상한 범위의 입체규칙도 지수(m/r)를 갖는다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, 본원에 기술된 시차 주사 열량계("DSC") 절차에 따라 결정시 0.5 또는 1 또는 5 J/g 내지 35 또는 40 또는 50 또는 65 또는 75 또는 80 J/g 범위 이내의 융해열("Hf")을 갖는다. 특정 실시양태에서, 상기 Hf 값은 80 또는 75 또는 60 또는 50 또는 40 J/g 미만이다. 특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 0.5 내지 40% 범위 이내, 다른 실시양태에서는 1 내지 30% 이내, 또다른 실시양태에서는 5 내지 25% 이내의 % 결정화도를 가지며, 이때 "% 결정화도"는, 본원에 기술된 DSC 절차에 따라 결정된다. 폴리프로필렌의 가장 고도의 배열에 대한 열 에너지는 189 J/g로 예측된다(즉, 100% 결정화도는 189 J/g에 해당함). 다른 실시양태에서는, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체가 40% 미만, 또다른 실시양태에서는 0.25 내지 25% 범위 이내, 또다른 실시양태에서는 0.5 내지 22% 범위 이내, 또다른 실시양태에서는 0.5 내지 20% 범위 이내의 결정화도를 갖는다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 DSC로 결정시 단일 피크 용융 전이를 갖는다. 특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 90℃ 미만에서 제 1 피크 용융 전이를 가지며, 약 110℃ 초과에서 넓은 용융-전이-종결점을 갖는다. 피크 "융점"("Tm")은, 샘플의 용융 범위 이내에서의 가장 큰 열 흡수 온도로 정의된다. 그러나, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 주요 피크 및/또는 상기 용융-전이-종결점에 인접하여 제 2 용융 피크를 나타낼 수 있지만, 본 발명의 목적을 위해, 이러한 제 2 용융 피크는 단일 융점으로서 함께 간주되며, 이러한 피크들 중 가장 높은 것이 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체의 Tm으로 간주된다. 특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 105 또는 100 또는 90 또는 80 또는 70℃ 미만의 피크 Tm, 다른 실시양태에서는 10 또는 15 또는 20 또는 25℃ 내지 65 또는 75 또는 80 또는 95 또는 105℃ 범위 이내의 피크 Tm을 갖는다.
DSC 결정 절차는 다음과 같다. 약 0.5 g의 중합체를 칭량하고, "DSC 몰드" 및 마일라(Mylar, 상표명)를 이용하여, 약 140℃ 내지 150℃에서 약 15 내지 20 mil(약 381 내지 508 μm)의 두께로 프레싱하였다. 프레싱된 패드를 공기 중에서 주위 온도로 냉각시켰다(상기 마일라(상표명) 대향 시트는 제거하지 않음). 이 프레싱된 패드를 실온(23 내지 25℃)에서 약 8일 동안 어닐링시켰다. 이 기간이 끝날 무렵에, 펀치 다이를 사용하여 상기 프레싱된 패드로부터 약 15 내지 20 mg의 디스크를 제거하여, 10 μL의 알루미늄 샘플 팬에 넣었다. 이 샘플을 시차 주사 열량계(퍼킨 엘머 피리스 1 열분석 시스템(Perkin Elmer Pyris 1 Thermal Analysis System)에 넣고, 약 -100℃로 냉각시켰다. 이 샘플을 약 10℃/분의 속도로 가열하여, 약 165℃의 최종 온도를 달성하였다. 상기 샘플의 용융 피크 아래 영역으로서 기록된 열 출력은, 용융열의 척도이며, 중합체의 J/g으로 표현될 수 있고, 상기 퍼킨 엘머 시스템에 의해 자동으로 계산되었다. 이러한 조건 하에, 용융 프로파일은 2개의 최대값을 나타냈으며, 온도의 함수로서 상기 중합체의 열 용량을 증가시키기 위한 기준선 측정에 대해, 가장 고온에서의 최대값을 상기 샘플의 용융 범위 내에서의 융점으로 취하였다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 0.840 내지 0.920 g/cm3 범위 이내, 다른 실시양태에서는 0.845 내지 0.900 g/cm3 범위 이내, 또다른 실시양태에서는 0.850 내지 0.890 g/cm3 범위 이내의 밀도를 가지며, 이러한 값은 ASTM D-1505 시험 방법으로 실온에서 측정되었다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 80 또는 70 또는 50 또는 40 또는 30 또는 24 또는 20 dg/분 미만, 다른 실시양태에서는 0.1 또는 1 또는 4 또는 6 dg/분 내지 12 또는 16 또는 20 또는 40 또는 60 또는 80 dg/분 범위 이내의 용융 흐름 속도("MFR", ASTM D1238, 2.16 kg, 230℃)를 갖는다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 20 또는 40 내지 80 또는 90 쇼어(Shore) A 범위 이내의 쇼어 A 경도(ASTM D2240)를 갖는다. 다른 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 500% 또는 1000% 또는 2000% 초과, 다른 실시양태에서는 500% 내지 800 또는 1200 또는 1800 또는 2000 또는 3000% 범위 이내의 극한 신율(ASTM D 412)을 갖는다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 50,000 내지 1,000,000 g/mol 범위 이내, 다른 실시양태에서는 60,000 내지 600,000 범위 이내, 또다른 실시양태에서는 70,000 내지 400,000 범위 이내의 중량 평균 분자량("Mw") 값을 갖는다. 특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 10,000 내지 500,000 g/mol 범위 이내, 다른 실시양태에서는 20,000 내지 300,000 범위 이내, 또다른 실시양태에서는 30,000 내지 200,000 범위 이내의 수평균 분자량("Mn")을 갖는다. 특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 80,000 내지 6,000,000 g/mol 범위 이내, 다른 실시양태에서는 100,000 내지 700,000 범위 이내, 또다른 실시양태에서는 120,000 내지 500,000 범위 이내의 z-평균 분자량("Mz") 값을 갖는다.
특정 실시양태에서, 바람직한 분자량(및 따라서, 바람직한 MFR)은, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체를 비스브레이킹(visbreaking)함으로써 달성된다. "비스브레이킹된 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체"(당분야에서 "제어된 레올로지"로도 공지됨)는, 비스브레이킹제가 상기 중합체의 쇄를 분해하도록 비스브레이킹제로 처리된 공중합체이다. 비스브레이킹제의 비제한적인 예는 퍼옥사이드, 하이드록실아민 에스터, 및 기타 산화제 및 자유-라디칼 생성제를 포함한다. 달리 말하면, 상기 비스브레이킹된 탄성중합체는, 비스브레이킹제와 상기 탄성중합체의 반응 생성물일 수 있다. 특히, 비스브레이킹된 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, 상기 탄성중합체의 MFR 값이 처리 전에 비해 하나의 실시양태에서 10% 이상, 다른 실시양태에서는 20% 이상 증가하도록 비스브레이킹제로 처리된 것이다. 특정 실시양태에서, 상기 섬유 및 직물을 제조하는 방법은, 상기 압출기 및 상기 장치의 다른 부분에서 임의의 비스브레이킹제를 배제한다. 이러한 경우, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, "반응기 등급" 탄성중합체로 불린다. "배재하다" 또는 "배재된"이란, 비스브레이킹제(예컨대, 퍼옥사이드, 하이드록실아민 에스터, 기타 산화제 및 자유-라디칼 생성제)가 압출기에 첨가되지 않거나 상기 압출기의 하류에서 섬유 형성 장치의 임의의 다른 구성요소에 첨가되지 않음을 의미한다. 따라서, 이러한 실시양태에서, 섬유 및 직물로 취입된 탄성중합체는, 상기 섬유 형성 장치를 공급하는 압출기 내로 도입될 때 목적하는 MFR을 갖는 탄성중합체이다.
특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체의 분자량 분포("MWD")는 1.5 또는 1.8 또는 2.0 내지 3.0 또는 3.5 또는 4.0 또는 5.0 범위 이내이다. 분자량(Mn, Mz 및 Mw) 및 MWD를 결정하는 기술은, 문헌[Verstate et al . in 21 Macromolecules 3360 (1988)]에서와 같이 후술되며, 상기 문헌을 본원에 참고로 인용한다. 본원에 기술된 조건이, 공개된 시험 조건에 우선한다. 분자량 및 MWD는, 크로마틱스(Chromatix) KMX-6 온-라인 광 산란 광도계를 장착한 워터스(Waters) 150 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 측정하였다. 이 시스템은 135℃에서 이동 상으로서 1,2,4-트라이클로로벤젠을 사용하였다. 쇼덱스(Showdex, 상표명)(쇼와-덴코 아메리카 인코포레이티드(Showa-Denko America, Inc.)) 폴리스타이렌 겔 칼럼 802, 803, 804, 및 805를 사용하였다. 이러한 기술은, 문헌[Liquid Chromatography of Polymers and Related Materials III 207 (J. Cazes ed., Marcel Dekker, 1981)]에서 논의되었으며, 상기 문헌을 본원에 참고로 인용한다. 칼럼 퍼짐(spreading)에 대해서는 보정을 사용하지 않았다. 그러나, 일반적으로 허용된 표준물, 예를 들어 미국 상무부의 표준국의 폴리에틸렌(SRM 1484) 및 음이온적으로 제조된 가수소화된 폴리아이소프렌(교대 에틸렌-프로필렌 공중합체)에 대한 데이터는, Mw/Mn 또는 Mz/Mw에 대한 이러한 보정이 0.05 단위 미만임을 보여준다. Mw/Mn는, 용리 시간과 분자량의 관계로부터 계산되며, Mz/Mw는 광 산란 광도계를 이용하여 평가되었다. 시판되는 컴퓨터 소프트웨어, 예를 들어 미국 플로리다주 밀톤 로이-리비에라 비치 소재의 LDC로부터 시판되는 GPC2, MOLWT2를 이용하여 수치 해석을 수행할 수 있다.
본원에 기술된 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, 임의의 촉매 및/또는 폴리프로필렌의 제조에 공지된 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, 국제 특허 출원 공개 제 WO 02/36651 호, 미국 특허 제 6,992,158 호, 및/또는 국제 특허 출원 공개 제 WO 00/01745 호의 절차에 따라 제조된 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체를 제조하는 바람직한 방법은 미국 특허 출원 공개 제 2004/0236042 호 및 미국 특허 제 6,881,800 호에서 발견된다. 바람직한 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는, 상표명 비스타맥스(Vistamaxx, 상표명)(미국 텍사스주 휴스턴 소재의 엑손모빌 케미칼 컴파니(ExxonMobil Chemical Company)) 및 버시파이(Versify, 상표명)(미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 컴파니(The Dow Chemical Company), 태프머(Tafmer, 상표명) XM 또는 노티오(Notio, 상표명)(일본 미츠이 컴파니(Mitsui Company))의 특정 등급, 및 소프텔(Softel, 상표명)(네델란드의 바젤 폴리올레핀스(Basell Polyolefins))의 특정 등급이라는 명칭 하에 시판된다.
상기 섬유 및 직물 조성물의 "프로필렌-α-올레핀 탄성중합체" 성분은 종종, 단일 중합체로서 논의되지만, 이러한 용어는, 본원에 기술된 범위 내의 특성을 갖는 2종 이상의 상이한 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체들의 블렌드이다.
용융방사 공정
용융방사된 ISL의 형성은, 압출 및 이어서 용융방사 장치(미세 데니어 섬유를 방사하기 위한 적절한 용융 온도 및 압력을 취급할 수 있는 하나 이상의 다이를 포함함)를 통한 방사에 의한 섬유 제조를 필요로 한다. 특히, 상기 장치는, 다중 노즐들을 포함하는 하나 이상의 다이를 가지며, 상기 노즐들은 각각 이들 자체의 압출기에 유체 연통되어, 상이한 물질들이 상기 노즐을 통해 용융방사된다. 상기 노즐은 좁은 오리피스를 한정하며, 용융된 중합체는 상기 오리피스를 통해 필라멘트로 용융방사된다. 각각의 다이는 임의의 개수의 노즐을 가질 수 있으며, 상기 노즐의 밀도는 20 또는 40 또는 50 노즐/인치 내지 120 또는 150 또는 200 또는 300 또는 350 노즐/인치 범위이다. 압출 공정은 전형적으로, 상기 섬유의 기계적 또는 공기역학적 연신에 의해 수행된다. 본원에 기술된 ISL은, 압출가능한 중합체를 용융방사할 수 있는 당분야에 공지된 임의의 기술에 의해 제조될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 용융방사된 ISL은, 200 psi (1.38 MPa) 또는 500 psi (3.45 MPa) 초과의 용융 압력 및 50 내지 350℃ 범위 내의 용융 온도로 조작될 수 있는 장치로부터 용융방사된다.
특정 실시양태에서, 상기 ISL 및 직물을 제조하는 방법은, 용융취입 압출기 및 상기 장치의 다른 부분에서 임의의 비스브레이킹제를 배제한다. "배재하다" 또는 "배재된"이란, 비스브레이킹제(예컨대, 퍼옥사이드, 하이드록실아민 에스터, 기타 산화제 및 자유-라디칼 생성제)가 압출기에 첨가되지 않거나 상기 압출기의 하류에서 섬유 형성 장치의 임의의 다른 구성요소에 첨가되지 않음을 의미한다. 따라서, 이러한 실시양태에서, 섬유 및 직물로 취입된 탄성중합체는, 상기 섬유 형성 장치를 공급하는 압출기 내로 도입될 때 목적하는 MFR을 갖는 탄성중합체이다.
상기 ISL을 제조하도록 변형될 수 있는 본원에 기술된 적합한 용융방사 장비는 미국 특허 제 4,380,570 호, 미국 특허 제 5,476,616 호, 미국 특허 출원 공개 제 2004/0209540 호, 및 문헌[R. Zhao, "Melt Blowing Polyoxymethylene Copolymer" in INT'L Nonwovens J., 19-24 (Summer 2005)]에 기술되어 있으며, 이들을 본원에 참고로 인용한다. 특정 실시양태에서, 용융취입 가능한 장비가 사용된다. 바람직한 장치는 전형적으로 하나 이상의 압출기를 포함하며, 상기 장치 내에서 용융 압력을 유지하는 기어 펌프를 포함할 수 있다. 상기 압출기는, 상기 압출기로부터의 용융물이 다이 블록으로 전달될 수 있도록 하나 이상의 다이 블록, 또는 어레이 다이에 커플링된다. 이러한 경우, 상기 장치는, 다중 노즐을 갖는 하나 이상의 다이를 가지며, 상기 노즐들은 각각 이들 자체의 압출기에 유체 연통되어, 상이한 물질들이 상기 노즐을 통해 용융방사되고/되거나 상이한 생산량으로 상기 용융물이 방사되도록한다. 다른 배열에서는, 하나보다 많은 어레이 다이가 존재할 수 있으며, 각각의 다이는 압출기와 커플링되고/되거나, 상이한 생산량으로 상기 용융물을 방사할 수 있다. 상기 어레이 다이는 방사구금 부분을 포함하며, 또한 상기 다이의 방사구금 부분에 고압 공기를 전달하기 위한 하나 이상의 공기 다기관(manifold)에 커플링된다. 상기 방사구금은 복수의 방사 노즐을 포함하며, 용융물은 상기 노즐을 통해 압출되고, 동시에 공기압을 사용하여 감쇠되어 필라멘트 또는 섬유를 형성한다.
본원에서 상기 ISL의 하나 이상의 층을 형성하는 용융취입된 섬유는, 복수의 미세하고 일반적으로 원형인 다이 모세관 또는 "방사 노즐"을 통해, 용융된 스레드(thread) 또는 필라멘트로서, 수렴성이거나 평행하고 일반적으로는 고온 및 고속인 기체 스트림(예컨대, 공기 또는 질소) 내로 용융된 공중합체를 압출하여, 용융된 열가소성 물질의 필라멘트를 감쇠시켜 섬유를 형성함으로써 형성된다. 용융방사 공정 동안, 상기 용융된 필라멘트의 직경은 전형적으로, 연신 공기에 의해 목적하는 크기로 감소된다. 이후, 상기 용융취입된 섬유는 고속 기체 스트림에 수반되고 수집 표면 상에 침착되어, 랜덤하게 지출된(disbursed) 용융취입된 섬유의 하나 이상의 웹을 형성한다. 상기 용융방사된 섬유는 연속적이거나 불연속적일 수 있으며, 일반적으로는 평균 직경이 0.5 내지 350 μm 범위 이내이다.
더욱 구체적으로, 상기 탄성 용융취입된 직물을 형성하는데 유용한 용융방사 방법에서는, 한쌍의 에어 플레이트(이중 하나는, 하나 이상의 1차 에어 노즐을 형성하는 상부 플레이트임) 사이에 배치된 하나 이상의 어레이 다이에 용융된 중합체가 제공된다. 하나의 실시양태에서, 상기 용융취입 장치는, 복수의 방사구금 노즐(또는 "노즐")을 갖는 어레이 다이를 포함하며, 상기 노즐의 밀도는 20 또는 30 또는 40 내지 200 또는 250 또는 320 노즐/인치 범위 이내이다. 하나의 실시양태에서, 각각의 노즐은 0.05 또는 0.10 또는 0.20 내지 0.80 또는 1.00 또는 2.00 mm 범위 내의 내부 직경을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 상기 에어 플레이트는, 상기 방사 노즐의 팁이 주요 에어 노즐로부터 멀리 위치하도록 오목한(recessed) 구조로 장착된다. 다른 실시양태에서는, 에어 플레이트가 플러시 구조로 장착되며, 여기서는 상기 에어 플레이트의 말단들이 방사 노즐의 팁으로서, 동일한 수평 평면 내에 존재한다. 또다른 실시양태에서, 상기 방사 노즐 팁은, 상기 방사 노즐의 팁이 상기 에어 플레이트의 말단을 지나 연장되도록 돌출형 또는 "스틱-아웃(stick-out)" 구조로 존재한다. 또한, 상기 노즐에 사용하기 위해, 하나보다 많은 에어 스트림이 제공될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 고온 공기("1차 공기")가, 적어도 상기 다이 팁의 원주의 각각의 측면 상에, 또는 그의 주위에, 또는 각각의 노즐 주위에 위치하는 주요 에어 노즐을 통해 제공된다. 이러한 고온 공기는 다이를 가열하여, 이에 따라 용융된 중합체가 배출되어 냉각될 때 중합체가 고화되면서 다이가 막히는 것을 방지한다. 상기 고온 공기는 또한, 용융물을 섬유로 연신하거나 감쇠시킨다. 상기 1차 공기는 성형 용융된 필라멘트와 평행하게 흐르거나, 성형 필라멘트에 수직으로 흐를 수 있으며, 바람직하게는, 상기 1차 공기 흐름은 평행(0°) 내지 약 30°의 각도 범위 이내이다. 특정 실시양태에서, 상기 용융취입 방법에서 상기 1차 공기 압력은, 배출되기 직전의 상기 다이헤드의 지점에서 전형적으로 2 또는 5 내지 10 또는 15 또는 20 또는 30 파운드/평방 인치 게이지(psig) 범위이다. 특정 실시양태에서, 1차 공기 온도는 전형적으로 200 또는 230 내지 300 또는 320 또는 350℃ 범위 이내이며, 다른 실시양태에서는 50 또는 80 또는 100 또는 150℃ 초과의 온도에서 공기로 감쇠된다. 1차 공기 흐름 속도는 전형적으로 5 또는 10 또는 20 내지 24 또는 30 또는 40 입방 피트/분/다이 폭(SCFM/인치)이다.
주위 온도 초과의 2차 또는 급냉 공기도 상기 다이 헤드를 통해 제공될 수 있다. 다르게는, 상기 섬유가 상기 방사 노즐에서 배출되는 즉시 수-급냉이 적용될 수도 있다.
본원에 기술된 용융방사된 ISL을 제조하는데 사용되는 중합체의 용융 온도는, 상기 중합체(및 임의의 다른 첨가제)의 용융물을 형성하는 온도 초과 내지 상기 중합체(및 임의의 다른 첨가제)의 분해 온도 미만이며, 특정 실시양태에서는 50 또는 100 또는 150℃ 내지 250 또는 280 또는 350℃ 범위 이내이다. 다른 실시양태에서, 상기 용융 온도는 150 또는 200 또는 220 또는 230 또는 250 또는 260 또는 270 또는 280℃ 미만이다. 상기 중합체는 200 psi(1.38 MPa) 또는 500 psi(3.45 MPa) 또는 750 psi(5.17 MPa) 또는 1000 psi(6.89 MPa) 초과이거나, 다른 실시양태에서 200 psi(1.38 MPa) 또는 500 psi(3.45 MPa) 또는 750 psi(5.17 MPa) 내지 1000 psi(6.89 MPa) 또는 2000 psi(13.78 MPa) 범위 이내의 용융 압력에서 섬유로 형성된다. 따라서, 상기 용융방사 장치는, 방사하기 위한 압력, 예를 들어 상기 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 본원에 기술된 직물 및 ISL로 방사하기 위한 압력을 생성하고 이겨낼 수 있어야 한다.
본원에 기술된 조성물을 사용하여 탄성 용융취입된 직물을 제조하기 위한 생산량(단위 시간 당 다이의 인치 당 용융된 중합체 흐름량으로 표현됨)은 전형적으로 1분 당 1 홀 당 0.1 또는 0.2 또는 0.3 내지 1.0 또는 1.25 ghm 범위 이내이다. 따라서, 인치 당 30개의 노즐을 갖는 다이의 경우, 중합체 생산량은 전형적으로 약 0.4 내지 1.2 또는 3.2 또는 4 또는 5 lb/인치/시간("PIH")이다.
이러한 고온이 사용될 수 있기 때문에, 급냉 또는 고화를 위해 상기 섬유로부터 상당량의 열이 바람직하게 제거되고, 상기 섬유는 상기 노즐로부터 떠난다. 용융방사된 필라멘트의 냉각 및 고화를 가속화하기 위해 공기 또는 질소의 냉각 기체가 사용될 수 있다. 특히, 섬유 연신 방향에 대해 교차-흐름 방향(수직 또는 각이 있는)으로 흐르는 냉각("제 2") 공기를 사용하여, 용융방사된 섬유를 급냉하고, 상기 섬유의 직경을 제어할 수 있다. 또한, 추가의 더 저온의 가압된 급냉 공기가 사용되어, 섬유의 보다 신속한 냉각 및 고화를 제공할 수 있다. 특정 실시양태에서, 제 2 냉각 공기 흐름은 상기 섬유를 감쇠시키기 위해 사용될 수 있다. 공기 및 어레이 다이 온도, 공기 압력 및 중합체 공급 속도의 제어를 통해, 용융취입 공정 동안 형성 섬유의 직경이 조절될 수 있다.
공동에 의해 정의된 단일 대역을 포함하고 다수의 방사구금 노즐에 유체 연통된 전형적인 용융방사 다이가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 장치에서는, 목적하는 특성(섬유 직경, 평량 등)의 단일 세트를 갖는 단일 유형의 직물이 제조된다. 도 1을 참조하면, 장치(02)는, 구역(06)으로 형성된 챔버에 용융된 중합체(10)를 도입하는 하나의 개구(08)를 포함하는 다이 블록(04)을 포함한다. 용융된 중합체의 필라멘트(20)는, 대역(06) 안쪽의 압력이 방사구금 노즐(16)을 통해 용융된 중합체에 가해질 때 형성된다. 도 1의 실시양태에서 방사구금 노즐(16)은 각각, 바람직하게는 가열된 공기(예컨대, 상기 필라멘트를 감쇠시키는데 사용되는 "1차 공기"로 기술됨)가 통과하는 더 큰 동심(concentric) 도관(18)으로 둘러싸이며, 성형 필라멘트(20)와 평행한 흐름들은 도관(18)에서 개구로부터 바깥쪽으로 일정 각도로 수렴된다. 가열되거나 가열되지 않은 상기 1차 공기는, 공기 도관(18)과 유체 연통된 채널(12 및 14)을 통해 공급될 수 있다. 물론, 필라멘트(20)는 궁극적으로 급냉되고 얽혀서, 용융된 중합체(10)로서 제공되는 중합체 물질을 포함하는 직물을 형성할 것이다.
본원에 기술된 ISL을 형성는데 적합한 용융방사 다이의 특정 실시양태는 도 2를 참조하여 자세히 기술된다. 도 2에는, 하나의 다이(24)를 포함하는 용융방사 장치(22)가 도시되어 있으며, 상기 다이는 3개의 용융방사 대역(26, 32 및 38)을 포함하고, 각각의 대역들은, 대응 대역에 유체 연통된 복수의 노즐(52, 54 및 56)을 각각 포함하고, 각각의 대역들은 개구들(28, 40 및 34)을 통해 각각 용융 압출기에 유체 연통된다. 도 1의 장치(02)에서와 같이, 압출기로부터 제공되고 임의적으로 기어 펌프에 의해 보조되는 용융된 중합체는 개구(28, 26 및 38)를 통해 각각 용융된 흐름(30, 36 및 42)으로서 펌핑된다. 각각의 흐름(30, 36 및 42)은, 대응 최종 제품에 대해 본원에서 기술된 바와 같이 동일하거나 상이할 수 있다. 이어서, 용융된 중합체는 방사구금 노즐(48)을 통한 압력에 의해 가압되어 용융된 중합체의 필라멘트를 형성한다. 대역(26)과 유체 연통되는 방사구금 노즐(48)의 세트를 통해, 필라멘트(52)가 인접한 필라멘트와 얽혀 하나의 직물이 형성된다. 마찬가지로, 대역(38)과 유체 연통되는 방사구금 노즐(48)의 세트를 통해, 필라멘트(54)가 필라멘트(52)로부터 형성된 직물과 얽혀 직물이 형성된다. 최종적으로, 대역(32)과 유체 연통되는 방사구금 노즐(48)의 세트를 통해, 필라멘트(56)가 필라멘트(52)와 얽혀 직물이 형성된다. 도 2의 실시양태에서 도시된 바와 같이, 가열되거나 가열되지 않은 1차 공기는, 동심 공기 도관(50)과 유체 연통된 채널(44 및 46)을 통과한다. 대역(26, 32 및 38)에서의 압력뿐만 아니라 온도 및 다른 변수들을 독립적으로 제어하여, 최종 제품의 특성에 열향을 줄 수 있다. 이러한 실시양태에서, 각각의 대역에서의 물질의 생산량, 섬유 직경 등은 독립적으로 제어될 수 있으며, 상기 물질은 압출되고 방사될 수도 있다. 그러나, 본원에 기술된 ISL을 제조하기에 적합한 용융방사 장치가 하나의 다이에 국한되는 것은 아니며, 자체 용융 압출기에 각각 유체 연통된 다중 다이가 존재할 수도 있다.
도 2에서, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체는 다이 내의 복수의 노즐을 갖는 중심 대역 내로 압출된다. 폴리프로필렌 및/또는 PET 및/또는 폴리에틸렌 중 임의의 하나 또는 이들의 블렌드는, 상기 중심 대역의 어느 한쪽에 인접한 대역 내로 압출된다. 이어서, 상기 물질은 노즐을 통해 용융방사되고, 여기서 2개의 열가소성 대향 층들 사이에 개재된 탄성중합체를 갖는 뚜렷한 3층 구조를 유지하면서, 성형 필라멘트의 일부가 서로 얽힐 수 있다. 용융방사 다이의 이러한 실시양태에서는, 공기가 성형 필라멘트와 평행하거나 거의 평행하게 유동하고 필라멘트가 섬유로 성형될 때 필라멘트가 감쇠되도록, 1차 공기 흐름을 위한 수단이 제공된다.
상기 ISL은, 이의 벌크 특성 또는 직물을 구성하는 섬유의 특성에 의해 부분적으로 정의되는 임의의 개수의 특성을 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 본원에 기술된 용융방사된 섬유는 4 또는 6 또는 8 또는 10 또는 12 μm 초과의 평균 직경을 가지며, 다른 실시양태에서는 80 또는 50 또는 40 또는 30 또는 20 또는 10 또는 5 μm 미만의 평균 직경을 갖는다. 또다른 실시양태에서, 상기 ISL을 구성하는 섬유는 5 또는 6 또는 8 또는 10 내지 20 또는 50 또는 80 또는 100 또는 150 또는 200 또는 250 μm 범위 이내의 평균 직경을 갖는다.
상기 용융방사된 섬유는 냉각 후 또는 도중에 수집되어 층상 구조물 또는 ISL을 형성한다. 특히, 상기 섬유는, 당분야에 공지된 임의의 바람직한 장치, 예를 들어 노즐 아래에 또는 이를 가로질러 위치되는 이동식 메쉬 스크린, 이동식 벨트 또는 수집식 (부드러운 또는 패턴화된/엠보싱된) 드럼 또는 캘린더 롤 상에서 수집된다. 섬유 형성, 감쇠 및 냉각을 위해 방사구금 노즐 아래에 충분한 공간을 제공하도록, 중합체 노즐 팁과 메쉬 스크린 또는 수집 드럼의 상부 사이에 3 인치 내지 2 피트 이상의 성형 거리가 요구된다. 특정 실시양태에서, 이러한 층들의 섬유는 2차 공정에 의해 서로 결합되지 않는다.
동일- 공정계 라미네이트
인접한 대역의 필라멘트들(이들은 화학적으로 다르거나, 물리적으로 다르거나, 둘 다일 수 있음)은 방사되어, 동일-공정계에서 얽히는 층상 구조물(또는 라미네이트)를 형성하거나, 달리 말하면 "동일-공정계 라미네이트"를 형성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본원에 개시된 ISL은 하나 이상의 탄성 층을 포함하지만, 또한 임의의 개수의 다른 층, 예컨대 당분야에 공지된 바와 같은 "대향 층"을 포함할 수 있다. 이러한 층은 직물에 부드러운 느낌을 더하고/더하거나 연신력을 제공하여 상기 탄성 직물 층이 연신되고 수축되게 할 수 있다. 그러나, 상기 탄성 층에 인접하여 직물의 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 층들이 존재할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 용융방사된 직물의 2개 이상의 층들은 2개 이상의 대향 층 및 탄성층을 포함하며, 상기 탄성 직물 층은 상기 2개의 대향 층들 사이에 위치한다.
상기 대향 층은, 단일-성분 또는 2성분 섬유로 구성되고, 용융방사될 수 있거나 신장성인 물질 또는 기계적 수단을 통해 신장성이 될 수 있는 임의의 물질로부터 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 대향 직물 층은, 폴리프로필렌(예컨대, 단독중합체, 충격 공중합체, 공중합체), 폴리에틸렌(예컨대, LDPE, LLDPE, HDPE(공중합체 및 블록 공중합체)), 작용화된 폴리올레핀(예컨대, 엑셀러(Exxelor, 상표명) 말레산 무수물 작용화된 탄성중합체성 에틸렌 공중합체), 플라스토머(예컨대, 에틸렌-α-올레핀 공중합체), 폴리우레탄, 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스타이렌성 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 셀룰로스 화합물(예컨대, 레이온(Rayon, 상표명), 라이오셀(Lyocell, 상표명), 텐실(Tencil, 상표명), 탄성중합체, 폴리(아세틸렌), 폴리(티오펜), 폴리(아닐린), 폴리(플루오렌), 폴리(피롤), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리나프탈렌, 폴리(페닐렌 비닐렌), 폴리(비닐리덴 플루오라이드)로 이루어진 물질, 및 이들 물질 중 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 ISL에는 탄성 층이 없으며, 상기 층들은 모두 상기 물질 중 하나 또는 이들의 블렌드를 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 탄성 층은 또한, 열가소성 유형의 물질(비-탄성) 및 탄성 물질의 블렌드를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 상기 탄성 층은, 상기 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체와 폴리프로필렌 단독중합체 또는 폴리에틸렌의 임의의 적합한 비율의 블렌드일 수 있다. 상기 탄성 물질과 블렌딩될 수 있는 다른 물질은 비제한적으로, 플라스토머(예컨대, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 블록 공중합체), 폴리우레탄, 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스타이렌성 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 셀룰로스 화합물(예컨대, 레이온(상표명), 라이오셀(상표명), 텐실(상표명), 탄성중합체, 폴리(아세틸렌), 폴리(티오펜), 폴리(아닐린), 폴리(플루오렌), 폴리(피롤), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리나프탈렌, 폴리(페닐렌 비닐렌), 폴리(비닐리덴 플루오라이드)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질, 및 이들 물질 중 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함한다.
하나의 예시적인 ISL에서, 상기 ISL은, 폴리프로필렌(예컨대, 엑손모빌(ExxonMobil) SFT 315)으로부터 제조된 2개 이상의 대향 층, 및 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체(예컨대, 비스타맥스 스페셜티(Vistamaxx specialty) 탄성중합체 6202, 18 dg/분의 MFR)로부터 제조된 하나의 탄성 층을 포함하며, 이때 상기 대향 층들은 상기 탄성 층을 샌드위칭한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 메탈로센 프로필렌 단독중합체(예컨대, 어치브(Achieve, 상표명) 6936 폴리프로필렌)로부터 제조된 대향 층, 및 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체의 탄성 층을 포함한다.
또다른 예시적인 실시양태는, EPDM(예컨대, 비스탈론(Vistalon, 상표명) 7001 에틸렌 프로필렌 다이엔 삼원공중합체)의 층들 사이에 샌드위칭된 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체를 포함한다. 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리에틸렌의 층들 사이에 샌드위칭된 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체를 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 직물 층들 사이에 샌드위칭된 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체 직물 층을 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리프로필렌 단독중합체의 블렌드의 직물 층들 사이에 샌드위칭된 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체 직물 층을 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 단독중합체의 블렌드의 직물 층들 사이에 샌드위칭된 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체 직물 층을 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 단독중합체의 블렌드로부터 제조된 직물 층들 사이에 샌드위칭된, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체와 폴리프로필렌의 블렌드로부터 형성된 직물 층을 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리프로필렌 코어와 폴리에틸렌 시쓰의 2성분 섬유로부터 제조된 직물 층들 사이에 샌드위칭된 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체 직물 층을 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리프로필렌 코어와 폴리에틸렌 시쓰의 2성분 섬유로부터 제조된 직물 층들 사이에 샌드위칭된, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체와 폴리프로필렌의 블렌드로부터 형성된 직물 층을 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 블렌드의 직물 층들 사이에 샌드위칭된, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체와 폴리프로필렌의 블렌드로부터 형성된 직물 층을 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체와 폴리프로필렌의 2성분 섬유로부터 제조된 2개의 대향 직물 층, 및 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체의 중심 직물 층을 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체의 중심 직물 층을 샌드위칭하는 대향 층을 형성하기 위한, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체와 폴리프로필렌의 블렌드를 포함한다.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 다음의 3가지 상이한 직물 층을 포함한다: 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체와 폴리프로필렌의 블렌드로부터 제조된 하나의 대향 층, 폴리에틸렌 테레프탈레이트로부터 형성된 다른 대향 층, 및 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체로부터 형성된 코어 직물 층.
ISL의 또다른 예시적인 실시양태는, 폴리프로필렌을 샌드위칭하는 에틸렌-α-올레핀 블록 공중합체의 2성분 섬유로부터 제조된 대향 직물 층, 및 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체의 코어 직물 층을 포함한다.
상기 ISL의 임의의 층 또는 2차 직물의 임의의 층 및/또는 복합체의 필름은 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 임의의 적합한 수준으로 존재할 수 있으며, 이의 예는, 섬유 또는 직물 또는 필름의 0.1 내지 3 또는 4 또는 5 또는 10 중량%를 포함한다. 본원에서 "첨가제"는, 예를 들어 안정화제, 계면활성제, 산화방지제, 오존방지제(예컨대, 티오우레아), 충전제, 이동제(이동 방지제), 착색제, 핵형성제, 블록-억제제, 차단 방지제, UV-차단제/흡수제, 탄화수소 수지(예컨대, 오페라(Oppera, 상표명) 수지, 피콜라이트(Picolyte, 상표명) 점착제, 폴리아이소부틸렌 등) 및 다른 점착제, 오일(예컨대, 파라핀, 미네랄, 방향족, 합성), 슬립 첨가제, 친수성 첨가제(예컨대, 이르가서프(Irgasurf, 상표명) 560 HL), 소수성 첨가제(예컨대, 왁스) 및 이들의 조합을 포함한다. 1차 및 2차 산화방지제는, 예를 들어 입체장애 페놀, 입체장애 아민, 및 포스페이트를 포함한다. 슬립제는, 예를 들어 올레아마이드 및 에루크아마이드를 포함한다. 충전제의 예는 카본 블랜, 점토, 활석, 칼슘 카보네이트, 운모, 실리카, 실리케이트 및 이들의 조합을 포함한다. 다른 첨가제는 분산제 및 촉매 비활성화제, 예컨대 칼슘 스테아레이트, 하이드로탈사이트, 및 칼슘 옥사이드, 및/또는 당분야에 공지된 다른 산 중화제를 포함한다. 상기 첨가제는 임의의 방법(예컨대, 용융방사 전에 상기 첨가제를 순수한 중합체 물질의 펠릿과 건식-레이드 블렌딩하거나, 이미 첨가제를 가지고 있는 직물 물질을 수득함으로써)에 의해 상기 ISL 및/또는 복합체의 다양한 층을 구성하는 물질에 첨가될 수 있다.
ISL을 구성하는데 사용되는 물질에 관계없이, 각각의 층은 유사하거나 상이한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 상기 층들 중 임의의 하나 또는 그 이상은, 5 또는 10 또는 20 또는 30 내지 40 또는 50 또는 60 또는 70 또는 80 또는 100 또는 150 또는 200 g/m2 범위 이내의 평량을 갖는다. 또한, 특정 실시양태에서, 상기 직물을 구성하는 섬유의 평균 직경은 0.1 또는 1.0 또는 2.0 μm 미만 내지 15 또는 20 또는 30 또는 40 또는 50 또는 80 또는 100 또는 120 μm, 또는 0.1 또는 5 또는 10 또는 15 μm 내지 30 또는 40 또는 50 또는 80 또는 100 또는 120 μm 범위 이내이다. 또다른 실시양태에서, 인접한 직물에서 단위 면적 당 섬유의 수 밀도는 20 또는 30 내지 200 또는 250 또는 200 또는 300 또는 350 범위 이내이다.
예로서, 일정한 데니어(또는 섬유 평균 직경)를 갖지만 다양한 평량을 갖는 섬유를 포함하는 직물 층을 갖는 ISL이 제조될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은, 1 m 폭의 다이가 사용되고, 상기 직물의 목표 평량은 탄성중합체(예컨대, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체)로부터 80 g/m2인 것으로 가정한다. 따라서, 탄성중합체를 압출하는 노즐의 각각의 열은 분당 8 g의 중합체의 생산량(즉, 8 g/열로 10개의 열 = 80 g)을 가질 것이다. 노즐의 외부 열들은, 내부 노즐의 열의 2배의 생산량을 갖는 것으로 가정하면, 외부 대역 노즐은 16 g/열을 생산할 것이다. 최종 ISL은, 144 g/m2의 총 평량의 경우, 32 g/m2 대향 층 직물, 80 g/m2의 탄성 직물 및 다른 32 g/m2의 대향 층 직물로 이루어질 것이다. 이러한 구조의 대향 층은, 코어 직물의 등가 중량이 함유하는 섬유 길이의 2배를 함유할 것이다.
다른 예로서, 상이한 데니어(또는 섬유 평균 직경)를 갖는 섬유를 포함하는 직물을 갖는 ISL이 제조될 수 있다. 30%의 더 미세한 데니어 섬유를 갖는 대향 층은, 코어 섬유에 비해 2배 더 긴 섬유를 생산할 것이다. 따라서, 30%의 더 미세한 데니어 섬유로 구성된 대향 층을 갖는 상기 실시예를 사용하면, 상기 대향 층의 단위 면적 당 섬유의 추가적인 길이의 양은 상기 코어의 4배일 것이다. 이는, 제한된 구속 지수를 갖는 직물의 더 큰 신장성뿐만 아니라 더 부드럽다고 감지될 수 있는 더 로프트한(loftier) 직물을 가능하게 한다.
하나의 특정 실시양태에서, 상기 대향 층은 0.1 또는 1 또는 5 또는 10 g/m2 내지 20 또는 30 또는 40 또는 50 g/m2 범위 이내의 평량을 가지며, 이때 상기 대향 층의 평량은 상기 탄성 층의 평량보다 적어도 5 또는 10 또는 20 또는 30 또는 40% 작다.
다른 특정 실시양태에서, 상기 대향 층 0.1 또는 1 또는 5 또는 10 g/m2 내지 20 또는 30 또는 40 또는 50 g/m2, 범위 이내의 평량을 가지며, 이때 각각의 대향층의 평량은 적어도 5 또는 10 또는 20 또는 30 또는 40% 다르다.
또다른 특정 실시양태에서, 상기 탄성 직물을 구성하는 섬유의 평균 직경은 0.1 또는 1.0 또는 2.0 μm 내지 15 또는 20 또는 30 또는 40 또는 50 또는 80 또는 100 또는 120 μm 범위 이내이며, 상기 대향 층 섬유의 평균 직경은 적어도 상기 탄성 층 섬유의 평균 직경보다 5 또는 10 또는 20 또는 30 또는 40% 작다.
또다른 특정 실시양태에서, 제 1 대향 층을 구성하는 섬유의 평균 직경은 0.1 또는 1.0 또는 2.0 μm 내지 15 또는 20 또는 30 또는 40 또는 50 또는 80 또는 100 또는 120 μm 범위 이내이며, 다른 하나 이상의 대향 층 섬유의 평균 직경은 적어도 상기 제 1 대향 층의 평균 직경보다 5 또는 10 또는 20 또는 30 또는 40% 작다.
임의의 경우, 본원에 기술된 ISL은 임의의 바람직한 구조를 취할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 ISL은, AB, AC, ABA, ABC, ACA, AAB, ABB, B'BB', B'BBB'B, CCA, CAA, AABAA, CCBCC, ABBAB, A'B, A'C, A'BA, A'BC, A'CA, AB', AC', AB'A, AB'C, AC'A, ABB, ABC, ABBA, ABBC, ABCA, ABB, ACB, ABBA, ABBC, ACBA, AAB, ACC, AABAA, AABCC, AACAA, AA'B, AA'C, A'BAA, A'BCC, A'CAA, ABB', ACC', ABB'A, ABB'C, AA'C'A'A, AABB, ABCA, ABBA, ABBBC, ABCCA, ABB, AA'CB, ABBBC, ABBCA', ACBACB, 및 이들의 변형으로부터 선택되는 구조를 포함하며, 이때 "A"는, 제 1 열가소성 물질을 포함하는 직물이고, "B"는, 제 1 탄성중합체를 포함하는 직물이고, "C"는, 상기 제 1 열가소성 물질과 다른 제 2 열가소성 물질을 포함하는 직물이고, "A'"은, "A"와 구별되는 물리적 특성을 갖는 제 1 열가소성 물질을 포함하는 직물이고, "B'"은, "B"와 구별되는 물리적 특성을 갖는 제 1 탄성중합체를 포함하는 직물이고, "C'"은, "C"와 구별되는 물리적 특성을 갖는 제 2 열가소성 물질을 포함하는 직물이고, 아래첨자 "B"는, 열가소성 물질, 탄성중합체 또는 이들 둘 다의 블렌드를 포함하는 직물을 지칭한다.
2성분 섬유 및 상이한 형태
특정 실시양태에서, 상기 ISL 층 중 임의의 하나 또는 이들 모두를 형성하는데 사용되는 섬유는 2성분 또는 "컨쥬게이트(conjugate)" 섬유이다. 이는, 나란한 구조, 분절화된 구조, 시쓰/코어 구조, 해도 구조("매트릭스 피브릴") 및 당분야에 공지된 다른 구조를 포함한다. 따라서, 2성분 섬유는, 다른 기하구조의 적어도 2상인 단면 모폴로지를 갖는 섬유이다. 특정 실시양태에서, 상기 섬유를 제조하는데 사용되는 중합체 중 하나 이상은 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체이다. 상기 컨쥬게이트 섬유의 제 2, 제 3 성분 등은, 임의의 적합한 물질, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌(예컨대, LDPE, LLDPE, HDPE), 플라스토머(예컨대, 에틸렌-α-올레핀 공중합체), 폴리우레탄, 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스타이렌성 블록 공중합체, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체(예컨대, 비스타맥스(상표명)), 에틸렌-α-올레핀 탄성중합체(예컨대, 인퓨즈(Infuse, 상표명) 탄성중합체), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 셀룰로스 화합물(예컨대, 면, 레이온(상표명), 라이오셀(상표명), 텐실(상표명), 목재, 비스코스, 및 이들 물질 중 임의의 2종 이상의 블렌드로부터 제조될 수 있다. 특히 바람직한 제 2(또는 제 3 등) 성분은 폴리에틸렌이다. 2성분 섬유를 제조하는 주요 목적은, 중합체 단독에서는 존재하지 않는 능력을 이용하는 것이다. 이러한 기술에 의해, 상상할 수 있는 임의의 단면 형상 또는 기하 형태의 섬유를 제조하는 것이 가능하다. 나란한 섬유는 일반적으로 자가-크림핑(self-crimping) 섬유로 사용된다. 자가-크림핑 섬유를 수득하는데 사용되는 몇몇 시스템이 존재한다. 이들 중 하나는, 각각의 성분의 상이한 수축 특성에 기초한다. 성분들의 상이한 전기측정 특성에 기초하여 자가-크림핑 섬유를 제조하려는 시도가 있다. 몇몇 유형의 나란한 섬유는 연신 장력이 제거될 때 자발적으로 크림핑되며, 나머지는, 특정 주위 조건이 수득되는 경우 나타나는 "잠재적 크림핑(latent crimp)"을 갖는다. 몇몇 실시양태에서 "가역적" 및 "비-가역적" 크림핑이 사용되며, 가역적 크림핑은, 상기 섬유를 물에 침지할 때 제거될 수 있으며, 상기 섬유를 건조할 때 다시 나타난다. 이러한 현상은, 상기 성분들의 팽윤 특성에 기초한다. 상기 섬유의 측면에서의 상이한 융점은, 열적으로 결합된 부직 웹에서 결합 섬유로서 섬유가 사용되는 경우에 이점을 갖는다.
시쓰-코어 2성분 섬유는, 상기 성분들 중 하나(코어)가 제2 성분(시쓰)로 완전히 둘러싸인 섬유이다. 특정 실시양태에서, 상기 ISL의 하나 이상의 층들의 섬유는 2성분이다. 섬유 완전성을 위해 접착이 항상 필수적인 것은 아니다. 시쓰-코어 섬유를 제조하는 가장 통상적인 방법은, 2개의 중합체 액체를 개별적으로 방사구금 오리피스에 매우 근접하게 위치시키고, 이어서 시쓰-코어 형태로 압출하는 기술이다. 동심 섬유의 경우, "코어" 중합체를 공급하는 오리피스는, 방사 오리피스 배출구의 중심이며, 방사시 두 성분의 동심원성을 유지하기 위해 코어 중합체의 흐름 조건이 엄격하게 제어된다. 이심(eccentric) 섬유 제조는, 다음과 같은 몇몇 접근법에 기초한다: 내부 중합체 채널을 이심 배치하고, 상기 2성분 중합체의 공급 속도를 제어함; 다양한 요소를 시쓰 성분 용융물의 공급 근처로 도입함; 오리피스로부터 배출되기 직전에 동심 시쓰-코어 성분과 함께 합쳐지는 단일 성분의 스트림을 도입함; 방사된 동심 섬유를 뜨거운 모서리 위로 통과시킴으로써 상기 섬유를 변형시킴. 매트릭스-피브릴 섬유의 제조의 특징은, 방사구금 오리피스 바로 아래에서 상기 섬유의 인위적인 냉각이 바람직하다는 것이다. 상기 2가지 성분의 상이한 방사성은, 저농도(20% 미만) 혼합물인 경우를 제외하고는 혼합물의 방사성을 거의 망가뜨린다. 상기 2성분 섬유는, 상부 시트, 대향 시트, 다리 커프스, 탄성 허리 밴드, 전이 층으로서의 기저귀, 여성 케어, 성인 요실금 제품에 사용되며; 에어-레이드 부직 구조물은 물수건 중의 흡수성 코어로 사용되고; 방사 레이싱된 부직 제품, 예컨대 의료용 1회용 텍스타일 및 여과 제품에 사용된다.
또한, 특정 실시양태에서, 상기 ISL 층들 중 임의의 하나 또는 모두는, 프로필렌계 섬유를 포함하는 혼합된-섬유 직물일 수 있다. 혼합된-섬유 직물은, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제 2008/0038982 호에 개시되어 있으며, 상기 특허를 본원에 참고로 인용한다. 상기 프로필렌계 섬유와 함께 존재할 수 있는 1종, 2종 또는 그 이상의 유형의 섬유는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 플라스토머, 폴리우레탄, 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스타이렌성 블록 공중합체, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체(예컨대, 비스타맥스(상표명)) 또는 본원에 기술된 바와 같은 다른 탄성중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 셀룰로스 화합물(예컨대, 면, 레이온(상표명), 라이오셀(상표명), 텐실(상표명), 목재, 비스코스, 및 이들 물질 중 임의의 2종 이상의 블렌드로부터 제조된 섬유를 포함한다.
후처리
본 발명의 진의 및 범주로부터 벗어나지 않고, 당분야에 공지된 다양한 추가적인 가능한 처리 및/또는 마무리 단계, 예컨대 슬리팅, 처리, 그래픽 인쇄 등이 수행될 수 있다. 예를 들어, 후술되는 바와 같은, 제 2 층을 갖거나 갖지 않는 ISL은, 임의적으로 기계-교차 방향(cross-machine direction, "CD") 및/또는 기계 방향(machine direction, "MD")으로 기계적으로 연신되어, 로프트, 감촉 및 신장성이 개선될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 ISL은, CD 및/또는 MD 방향으로 그루브를 갖는 2개 이상의 롤을 통해 진행될 수 있다. 이러한 그루브를 갖는 위성(satellite)/앤빌(anvil) 롤 배열은 미국 특허 출원 공개 제 2004/0110442 호 및 제 2006/0151914 호 및 미국 특허 제 5,914,084 호에 기술되어 있으며, 이들 특허를 본원에 참고로 인용한다. 상기 그루브를 갖는 롤은, 강(steel) 또는 다른 경질 물질(예컨대, 경질 고무)로 제작될 수 있다. 필요한 경우, 당분야에 공지된 임의의 적합한 방법, 예컨대 가열된 공기, 적외선 히터, 가열된 니핑된 롤, 또는 하나 이상의 가열된 롤 주위에서 상기 ISL을 부분적으로 싸기, 또는 스팀 캐니스터 등을 사용하여 열을 적용할 수 있다. 또한, 그루브를 갖는 롤 자체에 열을 적용할 수 있다. 또한, 그루브를 갖는 다른 롤 배열(예컨대, 2개의 그루브 롤이 서로에 바로 인접하여 배치됨)이 동일하게 적합함을 이해해야 한다. 그루브를 갖는 롤 이외에, 상기 복합체를 하나 이상의 방향으로 기계적 연신하기 위해 다른 기술도 사용될 수 있다. 예를 들어, 부직 웹을 MD 및/또는 CD로 기계적 연신할 수 있는 자가-중심화 맞물림(intermeshing) 디스크가 미국 특허 제 4,223,059 호, 제 4,285,100 호 및 제 4,368,565 호에 기술되어 있으며, 이들 특허를 본원에 참고로 인용한다. 다른 예에서, 상기 복합체는, 상기 복합체를 연신하는 텐터 프레임을 통과할 수 있다. 이러한 텐터 프레임은 당분야에 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제 2004/0121687 호에 기술되어 있으며, 상기 특허를 본원에 참고로 인용한다.
특정 실시양태에서, 상기 ISL은 자신과 함께 또는 다른 제 2 층과 함께 복합체를 형성할 수 있다. 다층 구조물(예컨대, ISL 및/또는 ISL을 포함하는 복합체)의 다양한 층들의 접합 또는 결합은, 특히 상기 ISL이 하나 이상의 탄성 층을 포함하는 경우, 상기 ISL 및/또는 복합체에 CD 및/또는 MD 방향이 제공되도록 수행될 수 있다. 층들이 함께 결합될 때 탄성중합체가 남아 있는 탄성중합체성 필름 및/또는 직물 층을 포함하는 다층 구조물을 형성하기 위한 많은 접근법을 사용할 수 있다. 하나의 접근법은, 탄성중합체성 필름에 직물 층을 결합시키기 전에, 직물 층을 접거나, 주름잡거나, 표면을 오돌토돌하게 만들거나, 다르게 모으는 것이다. 모아진 직물은 상기 필름의 표면을 가로질러 불연속적으로, 명시된 지점 또는 라인에서 상기 필름에 결합된다. 상기 필름/직물이 이완 상태에 있을 때, 상기 직물은 상기 필름 상에 주름 또는 잔주름을 남긴다. 상기 탄성중합체성 필름이 연신되면, 상기 탄성중합체 연신이 끝나는 시점에, 이러한 잔주름이 있는 물질이 본질적으로 편평해질 때까지 상기 직물 층이 편평해진다.
CD 및/또는 MD를 부여하는 다른 접근법은, 상기 탄성중합체성 필름/직물을 연신하고, 이어서 상기 필름을 연신하면서 상기 직물을 상기 필름에 결합시키는 것이다. 역시, 상기 직물은, 상기 필름의 표면을 가로질러 연속적이라기보다는 명시된 지점 또는 라인에서 상기 필름에 결합된다. 연신된 필름이 이완되면, 상기 직물은 미연신된 탄성중합체성 필름 위에 주름 또는 잔주름을 만든다.
또다른 접근법은 미국 특허 제 5,336,545 호, 제 5,226,992 호, 제 4,981,747 호 및 제 4,965,122 호에 기술된 바와 같이, 상기 직물을 상기 탄성중합체 층에 결합시키기 전에 상기 직물을 "네킹(necking)"하는 것이며, 상기 특허들을 본원에 참고로 인용한다. 네킹은, 직물을 한 방향으로 당겨서, 상기 직물 내의 섬유들이 함께 더 가까이 슬라이딩되게 하여, 이러한 당기는 방향과 수직인 방향에서 상기 직물의 폭이 감소되도록 하는 것이다. 네킹된 직물이 탄성중합체 층과 점-결합되면(point-bonded), 생성된 층상 구조물은, 네킹 과정 동안 상기 직물이 당겨지는 방향에 수직인 방향으로 어느 정도 연신될 것이며, 그 이유는 이러한 층상 구조물이 연신될 때, 네킹된 직물의 섬유들이 서로 떨어져서 슬라이딩될 수 있기 때문이다.
또다른 접근법은, 탄성중합체성 다층 구조물이 형성될 때 이를 활성화시키는 것이다. 활성화는, 탄성중합체성 다층 구조물이 연신되기 쉬워지도록 하는 공정이다. 흔히, 활성화는 상기 탄성중합체성 층상 구조물의 물리적 처리, 개질 또는 변형이며, 이러한 활성화는 기계적 수단에 의해 수행된다. 예를 들어, 상기 탄성중합체성 층상 구조물은 호, 미국 특허 제 5,422,172 호 또는 미국 특허 출원 공개 제 2007/0197117 호에서 논의된 바와 같이, 층상 구조물에 신장성 및 회복성을 부여하도록, 맞물림 롤러를 사용하여 점신적으로 연신될 수 있으며, 상기 특허를 본원에 참고로 인용한다. 최종적으로, 상기 탄성중합체성 필름 또는 직물은, 활성화가 필요 없고 단순히 제 2 층 상에 형성되고/형성되거나 결합되어 탄성 층상 구조물을 형성하는 것일 수 있다. 이러한 공정은 또한, 다른 특성(예컨대, 드레이프(drape) 및 부드러움)을 개선하기 위해 비-탄성중합체성 층상 구조물에도 사용될 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 대향 층은, 상기 ISL에 혼입되는 경우 임의의 기계적 연신 없이도 비-구속성 및 신장성이 되도록 본질적으로 비-탄성이다. 이는, 예를 들어 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체로부터 제조된 탄성 직물 층이 [신장성 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌]/[PET 방사레이싱된 직물] 사이에 샌드위칭된 경우이다.
제 2 층-복합체
임의의 경우, 본원에 기술된 ISL은 하나 이상의 제 2 층과 조합되고/되거나 결합되어 "복합체"를 형성할 수 있으며, 상기 제2 층은 다른 직물, 네트, 동시형성 직물, 스크림 및/또는 필름을 포함하며, 이들 중 임의는 천연 물질, 합성 물질 또는 이들의 블렌드로부터 제조된다. 특정 실시양태에서, 상기 물질은 신장성, 탄성 또는 플라스틱일 수 있다. 상기 제 2 층은 당분야에 공지된 임의의 방법에 의해, 예를 들어 열, 공기압 또는 수압 하에 접촉되어 상기 직물(또는 필름)을 상기 ISL의 적어도 한 면과 얽히게 함으로써, 상기 ISL과 조합될 수 있다.
특정 실시양태에서, 하나 이상의 제 2 층은, 폴리프로필렌(예컨대, 단독중합체, 충격 공중합체, 공중합체), 폴리에틸렌(예컨대, LDPE, LLDPE, HDPE), 플라스토머(에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 블록 공중합체), 폴리우레탄, 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스타이렌성 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 셀룰로스 화합물(예컨대, 면, 레이온(상표명), 라이오셀(상표명), 텐실(상표명), 목재, 비스코스, 탄성중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질, 및 이들 물질 중 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함한다.
상기 제 2 층은 필름, 직물, 또는 이들 둘 다의 형태일 수 있다. 필름은 캐스팅되거나, 취입되거나, 임의의 적합한 방법으로 제조될 수 있다. 상기 제 2 층이 직물인 경우, 상기 제 2 층은 용융방사된 직물, 카딩된 직물 또는 습식-레이드 직물일 수 있으며, 이들중 임의는 방사레이싱될 수 있다. 건식-레이드 공정은 기계적 방법(예컨대, 어떻게 카딩된 직물을 제조하는가), 및 공기역학적 방법(예컨대, 에어-레이드)을 포함한다. 건식-레이드 부직물은, 스테이플 섬유 가공 기계(예컨대, 건조 상태로 스테이플 섬유를 제조하도록 고안된 카드 및 가넷)으로 제조된다. 이러한 범주에는, 밧줄(tow) 형태의 섬유로부터 제조된 부직물; 스테이플 섬유 및 스티칭 필라멘트로 구성된 직물, 또는 얀(즉, 스티치결합된 부직물)이 포함된다. 습식-레이드 공정에 의해 제조된 직물은, 펄프 섬유화(예컨대, 해머 밀) 및 제지와 관련된 기계로 제조된다. 웹-결합 공정은, 화학적 공정 또는 물리적 공정으로서 기술될 수 있다. 임의의 경우, 건식-레이드 및 습식-레이드 직물은, 제트화되고/되거나 수류-얽힘 공정으로 처리되어, 당분야에 공지된 바와 같이 방사레이싱된 직물을 형성한다. 화학적 결합은, 섬유질 웹을 함께 결합시키기 위해 수계 및 용매계 중합체를 사용하는 것을 지칭한다. 이러한 결합제는, 포화(주입(impregnation)), 분무, 인쇄 또는 폼의 적용에 의해 적용될 수 있다. 물리적 결합 공정은, 열 공정, 예컨대 캘린더링 및 고온 공기 결합; 및 기계적 공정, 예컨대 니들링 및 수류-얽힘 공정을 포함한다. 용융방사된 부직물은 하나의 연속 공정으로 제조된다. 섬유는 용융 압출에 의해 방사되고, 이어서 디플렉터(deflector)에 의해 웹 내로 직접 분산되거나, 공기 스트림을 사용하여 유도될 수 있다.
더욱 특히, "카딩"은, 섬유들을 풀고(disentangling), 세척하고, 상호혼합하여, 부직 질물로의 추가 가공을 위한 웹을 제조하는 공정이며, 당분야에 널리 공지되어 있다. 상기 직물이 이러한 공정을 사용하여 제조되는 경우에는, "카딩된" 직물로 불린다. 이의 목적은, 섬유 터프트의 덩어리를 취하여, 균일하고 깨끗한 웹을 제조하는 것이다. 카딩 방법의 예는 미국 특허 제 4,105,381 호에 기술되어 있으며, 상기 특허를 본원에 참고로 인용한다. 이러한 공정은 주로, 기계적 얽힘 및 섬유-섬유 마찰에 의해 웹으로서 함께 유지되는 섬유들을 배향시킨다. 카드의 주요 유형은 롤러 카드이다. 카딩 작용은, 일련의 상호작용 카드 롤러 상의 톱니 와이어 클로딩(clothing)의 지점들 사이에서 섬유를 조합 또는 작업하는 것이다. 단섬유 및 외부 개체는 제거되고, 섬유 터프트가 개방되고, 섬유들이 어느 정도 평행하게 배열된다. 섬유의 카딩 또는 평행화는, 평면들 중 하나가 다른 평면보다 더 빠른 속도로 움직일 때 일어난다. 이러한 지점들은, 보다 빨리 움직이는 표면이 보다 천천히 움직이는 표면으로부터 섬유들을 제거하거나 "스트리핑"할 때 동일한 방향으로 배열된다.
부직 웹을 제조하도록 고안된 고속 카드는, 하나 이상의 주요 실린더, 롤러 또는 고정형-탑, 1개 또는 2개의 도퍼(doffer) 또는 이들 주요 부품들의 다양한 조합과 함께 구성될 수 있다. 기계-방향 또는 섬유-평행 방향이 필요한 제품에는 단일-실린더 카드가 일반적으로 사용된다. 이중-실린더 카드(또는 "탠덤" 카드)는, 제 1 작업 영역으로부터 제 2 작업 영역으로 웹을 이송하고 공급하기 위한 스트리펌 치 공급 롤러의 구역에 의해 함께 연결된 기본적으로 2개의 단일-실린더 카드이다. 탠덤 내에서 2개의 카딩 유닛의 커플링은 상기 작업 영역을 분배하고, 더 느린 단일-실린더 기계에 비해 웹 품질 수준으로 더 큰 섬유 생산량을 가능하게 한다. 롤러-탑 카드는, 실린더 상에 수반된 섬유들을 혼합하고 카딩하기 위한 워커(worker)와 스트리퍼의 5개 내지 7개의 세트를 갖는다. 섬유들의 새로운 그룹의 카딩 대역으로의 다중 이송 작업 및 재-도입은, 웹 균일성을 개선하는 이중 효과를 제공한다. 고정형-탑 카드는, 실린더의 위쪽 말단부 주위로 오목하게 배치된 플레이트 상에 장착된 금속성 클로딩의 스트립을 갖는다. 이렇게 확립된 추가적인 카딩 표면은, 최소 섬유 추출을 갖는 팽창된 섬유 배향을 제공한다.
특정 실시양태에서, 상기 ISL 및/또는 복합체는 하나 이상의 동시-형성 직물 층을 포함할 수 있다. 이러한 직물을 형성하는 방법은, 예를 들어 미국 특허 제 4,818,464 호 및 제 5,720,832 호에 기술되어 있으며, 상기 특허들을 본원에 참고로 인용한다. 일반적으로, 2개 이상의 상이한 열가소성 및/또는 탄성중합체성 물질의 직물이 형성될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 동시-형성 직물은, 1 또는 5 또는 10 또는 20 또는 40 또는 50 중량% 내지 60 또는 70 또는 80 또는 90 또는 99 중량%의 열가소성 물질(예컨대, 폴리프로필렌) 또는 탄성중합체(예컨대, 프로필렌-α-올레핀); 및 99 또는 90 또는 80 또는 70 또는 60 중량% 내지 50 또는 40 또는 20 또는 10 또는 5 또는 1 중량%의 다른 열가소성 물질(예컨대, 다른 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄 등) 또는 탄성중합체(예컨대, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체 또는 스타이렌성 블록 공중합체)를 포함할 수 있다. 따라서, 하나의 양태에서, 고속 기체 이송 노즐의 주위에 또는 교대로 또는 반대편에 배치되는 2개 이상의 압출 개구 또는 개구들의 세트로부터 빠르게 움직이는 하나 이상의 비활성 기체의 스트림 또는 제트의 전단 층에, 용융되고 압출된 1차 물질(예컨대, 폴리프로필렌 또는 탄성중합체) 및 임의적으로 하나 이상의 다른 물질(탄성중합체, 흡수제, 열가소성 물질 등)의 도입이 제공된다. 이들 개구로부터 압출된 물질은 동일한 물질이거나, 화학적 및/또는 물리적 특성이 서로 상이한 물질일 수 있다. 제 1 및 제 2 등으로 지정된 열가소성 물질, 흡수제 또는 탄성중합체성 물질은 화학적 조성 또는 분자 구조가 동일하거나 상이할 수 있으며, 동일한 분자 구조인 경우, 상이한 물리적 특성을 제공하는 다른 특성 또는 분자량에서 상이할 수 있다. 몇몇 측면(예컨대, 물리적 특성)에서 서로 상이한 열가소성 물질이 사용되는 상황에서, 압출 또는 다이헤드에 다중 챔버(제 1, 제 2 등과 같은 각각의 열가소성 물질을 위한 것)가 제공될 것이다. 즉, 상기 다이 헤드에는, 제 1 열가소성 물질을 위한 제 1챔버 및 제 2 열가소성 물질을 위한 제 2 챔버가 제공된다. 반면에, 단일 챔버와 각각의 제 1 및 제 2 열가소성 압출 배출구 개구 사이에 연통을 제공하는 도관 또는 통로가 단일 챔버에 제공되는 배열에서, 제 1 챔버 및 제 2 챔버가 제 1 및 제 2 열가소성 물질 각각에 사용되는 경우, 각각의 챔버에는, 단지 하나의 압출 배출구 개구 또는 개구들의 세트로의 통로가 제공된다. 따라서, 상기 제 1 열가소성 물질 챔버는 제 1 열가소성 물질 통로에 의해 제 1 압출 배출구 개구와 연통하며, 상기 제 2 열가소성 물질 챔버는 제 2 열가소성 물질 통로를 통해 제 2 열가소성 압출 개구와 연통한다.
본원에 기술된 복합체를 구성하는 직물 및/또는 필름의 2개 이상의 다양한 층은 몇몇 방식으로 결합될 수 있다. 본원에서 "결합된"(또는 "부착된")이란, 2개 이상의 직물들 또는 복수의 섬유들이,
(1) 용융되거나 비용융된 물질이 화학적 상호작용을 통해 부착할 수 있는 본질적인 경향, 및/또는
(2) 용융되거나 비용융된 섬유 및/또는 직물이, 다른 물질을 포함하는 섬유와 얽혀서 섬유들 또는 직물들 사이의 연결부를 생성하는 능력
을 통해 서로 고정됨을 의미한다. 본원에 기술된 복합체의 층들은 임의의 공지된 방법, 예를 들어 열 결합 방법, 예컨대 고온 엠보싱, 스팟 결합, 캘린더링 및 초음파 결합; 기계적 얽힘 방법, 예컨대 니들 펀칭 및 수류-얽힘 공정; 접착제(예컨대, 고온 용융 접착제 및 우레탄 접착제)의 사용; 및 압출 라미네이션에 의해 서로 결합될 수 있다. 직물 및/또는 필름 층의 결합을 촉진하기 위해 접착제가 사용될 수 있지만, 특정 실시양태에서, 본원에 기술된 직물 및/또는 필름 층에는 접착제가 없고(직물의 섬유들을 결합시키는데 사용되지 않음), 다른 실시양태태에서는, 본원에 기술된 ISL에 접착제가 없다(인접한 직물 층들을 결합하는데 사용되지 않음). 접착제의 예는, 낮은 중량 평균 분자량(80,000 g/mol 미만) 폴리올레핀, 폴리비닐 아세테이트 폴리아마이드, 탄화수소 수지, 천연 아스팔트, 스타이렌성 고무, 폴리아이소프렌 및 이들의 블렌드를 포함하는 것들을 포함한다.
상기 ISL을 혼입하여 제조될 수 있는 복합체는 제한되지 않으며, 임의의 개수 또는 유형의 직물 또는 필름이 ISL과 조합되어 다양한 결과를 달성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 복합체는 또한, 용융방사된 ISL("P"로 지정됨)이 직물 또는 필름의 하나 이상의 제 2 층과 조합되어 복합체를 형성하는 것을 특징으로 하며, 상기 복합체는, MP, MPM, PP, PPP, PPPP, PPM, PMP, PMMP, PPMPP, PMMPP, PMPPP, PPMMPP, PMPMP, PPPMPP, SP, SPS, SPPS, SPPPS, SSPS, SSPPS, SSPPPS, PP, PPP, PPPP, DPPPP, MPPPP, SPPPP, PPS, PSP, PSSP, PPSPP, PSSPP, PSPPP, PPSSPP, PSPSP, PPPSPP, DP, DDP, DPD, DPP, DDDDP, PPD, PDP, PDDP, PPDPP, PDDPP, PPDDPP, DMP, DDMPP, PDMDP, DPMPD, DDPMPD, DDPMPDD, DDPMMPDD, DPMMPD, PDMDMD, PMDMP, PDMMDD, PPDMDPP, DDDDMP, PPDMMDPP, FP, MPF, FPP, FPPP, FPPPP, FPPF, FPFPF, FPPM, PFP, PMFP, PPFPP, PFFPP, PMFPP, PPMFPP, PFD, PDFD, PDDFFD, PDFDD, DPF, DFP, DDDFP, FDP, PDDF, PFDPP, FPDDPP, PFDDPP, DMPF, DFMPP, PDFDP, DPFPD, DDPFPD, DDPFPDD, DDPFFPDD, DPFFPD, PFDFD, PFDFP, SFMP, SSFMP, PFFP, TP, TPT, PTP, WP, WPW, PWF, PA, PAP, APA, TPPT, PTTP, PAT, PAW, TTPTT, TTWPWTT, TTFPFTT, FTPTF 및 PWP로 이루어진 구조물로부터 선택되며, 이때 "M"은, 용융취입된 직물 층을 나타내고, "S"는, 방사결합된 직물 층을 나타내고, "F"는 필름 층을 나타내고, "D"는 건식-레이드(카딩되거나 에어-레이드) 직물 층을 나타내고, "T"는 텍스타일-유형의 직물을 나타내고, "W"는 직물을 나타내고, "A"는 흡수제(펄프, 종이, SAP 등) 직물을 나타내고, 각각의 문자는, 다른 문자와 인접한 층을 나타낸다.
물품
본원에 기술된 ISL 및/또는 복합체는, 임의의 유형의 최종 용도 물품 또는 임의의 바람직한 최종 용도 제품을 형성하는데 사용될 수 있다. 이러한 제품은, 흡수제 또는 차단 제품, 예컨대 비제한적으로, 퍼스널 케어 제품, 유아용 기저귀, 배변연습용 팬티, 흡수성 언더패드, 수영복, 물수건, 여성용 위생 제품, 붕대, 상처 케어 제품, 의료용 의복, 수술 가운, 필터, 성인 요실금 제품, 수술용 드레이프, 덮개, 의복, 방호복, 의류 및 세척 물품 및 장치를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 흡수제 물품은, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제 2008/0119102 호(이 특허를 본원에 참고로 인용함)에 개시된 바와 같은 1회용 기저귀이며, 이는 일반적으로, 전면 허리 구역, 후면 허리 구역, 및 상기 전면 허리 구역과 상기 후면 허리 구역을 상호연결하는 중간 구역을 한정한다. 상기 전면 및 후면 허리 구역은, 사용 동안 착용자의 전면 및 후면 복부 영역 위로 실질적으로 연장되도록 구성된 기저귀의 일반적인 부분을 포함한다. 상기 기저귀의 중간 구역은, 착용자의 다리 사이의 가랑이 영역을 통해 연장되도록 구성된 기저귀의 일반적인 부분을 포함한다. 따라서, 상기 중간 영역은, 기저귀에서 반복되는 액체 급증(surge)이 전형적으로 일어나는 영역이다. 예를 들어, 임의의 하나 이상의 이러한 구조물은 본원에 기술된 ISL 또는 복합체를 포함한다.
상기 기저귀는 비제한적으로, 외부 커버, 백시트, 액체 투과성 신체측 라이너 또는 탑시트(상기 백시트에 대향하여 배치됨), 및 상기 백시트와 상기 탑시트 사이에 배치된 흡수제 코어 바디 또는 액체 보유 구조물(예컨대, 흡수제 패드)을 포함한다. 예를 들어, 임의의 하나 이상의 이러한 구조물은 본원에 기술된 ISL 또는 복합체를 포함할 수 있다. 상기 백시트는, 길이, 길이 방향 및 폭 또는 측방향을 한정하며, 이는, 기저귀의 길이 및 폭 방향에 대해 동시에 수행된다. 상기 액체 보유 구조물을 일반적으로, 상기 백시트의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭을 각각 갖는다. 따라서, 상기 기저귀의 가장자리 부분(예컨대, 백시트의 가장자리 구역)은 상기 액체 보유 구조물의 말단 모서리를 지나 연장될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 백시트는 상기 액체 보유 구조물의 말단 가장자리 모서리를 지나 바깥쪽으로 연장되어, 상기 기저귀의 측면 가장자리 및 말단 가장자리를 형성한다. 상기 탑시트는 일반적으로, 상기 백시트와 같은 공간을 차지하지만, 필요한 경우, 임의적으로 상기 백시트의 영역보다 더 크거나 작은 영역을 피복할 수 있다.
개선된 피팅을 제공하고 기저귀로부터 신체 분비물의 누출을 감소시키는 것을 돕기 위해, 기저귀의 측면 가장자리 및 말단 가장자리는, 적합한 탄성 부재로 탄성화될 수 있다. 예를 들어, 상기 기저귀는, 착용자의 다리 주위로 근접하여 피팅되어 누출을 감소시키고 개선된 편안함 및 외관을 제공하도록, 기저귀의 측면 가장자리를 실시가능하게 팽팽하게 하도록 구성된 다리 탄성재(leg elastics)를 포함할 수 있다. 허리 탄성재가 사용되어, 탄성화된 허리밴드를 제공하도록 기저귀의 말단 가장자리를 탄성화시킨다. 상기 허리 탄성재는, 탄성을 제공하도록 착용자의 허리 주위에 근접하여 피팅되도록 구성된다. 본원에 기술된 ISL 또는 복합체를 형성할 수 있는 측방향으로 탄성인 물질, 예컨대 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체가 상기 다리 탄성재 및 허리 탄성재로 사용하기 적합하다. 이러한 물질의 예는, 상기 백시트에 탄성 수축력이 부여되도록 상기 백시트를 포함하거나 상기 백시트에 부착된 시트이다.
공지된 바와 같이, 체결(fastening) 수단, 예컨대 후크 및 루프 체결구가 사용되어 착용자 위에 기저귀를 고정할 수 있다. 다르게는, 다른 채결 수단, 예컨대 버튼, 핀, 스냅, 접착 테이프 체결구, 응집체, 직물-및-루프 체결구 등이 사용될 수 있다. 예시된 실시양태에서, 기저귀는 한쌍의 측면 패널(윙 또는 이어)를 포함하며, 여기에 체결구(후크 및 루프 체결구의 후크 부분으로 제시됨)가 부착된다. 일반적으로, 상기 측면 패널은, 상기 허리 구역들 중 하나에서 기저귀의 측면 모서리에 부착되고, 이로부터 바깥쪽으로 측방향으로 연장된다. 상기 측면 패널은, 측방향 탄성 물질을 사용함으로써 탄성화되거나 다르게 탄성이 부여될 수 있다.
상기 기저귀는 또한, 상기 기저귀 내에서 유체 분비물을 신속히 수용하고 이러한 유체 분비물을 상기 액체 보유 구조물로 분배하기 위해, 상기 탑시트와 상기 액체 보유 구조물 사이에 배치된 급증 관리 층을 포함할 수 있다. 상기 기저귀는 또한, 상기 백시트를 상기 액체 보유 구조물로부터 단리시켜 통기성 외부 커버 또는 백시트의 외부 표면에서 의복의 축축함을 감소시키기 위해, 상기 액체 보유 구조물과 상기 백시트 사이에 통풍 층(스페이서 또는 스페이서 층으로도 불림)을 포함할 수 있다. 이들 구조물 중 임의의 하나는 본원에 기술된 바와 같은 ISL 및 구조를 포함할 수 있다.
1회용 기저귀는 또한, 신체 분비물의 측방향 흐름에 대한 장벽을 제공하도록 배치된 한쌍의 오염물 덮개를 포함할 수 있다. 이러한 오염물 덮개는, 상기 액체 보유 구조물의 측면 모서리에 인접한, 상기 기저귀의 측방향으로 반대쪽 모서리를 따라 배치될 수 있다. 각각의 오염물 덮개는 전형적으로, 적어도 상기 기저귀의 중간 구역에서 직립형 수직 구조를 유지하여 착용자 신체에 밀봉부를 형성하도록 배치된 비부착된 모서리를 한정한다. 상기 오염물 덮개는 상기 액체 보유 구조물의 전체 길이를 따라 길이방향으로 연장되거나, 상기 액체 보유 구조물의 길이를 따라 단지 부분적으로 연장될 수 있다. 상기 오염물 덮개가 상기 액체 보유 구조물보다 길이가 더 짧은 경우, 상기 오염물 덮개는, 상기 중간 구역에서 상기 기저귀의 측면 모서리를 따라 어디에나 선택적으로 배치될 수 있다. 이러한 오염 덮개는 일반적으로 숙련자에게 공지되어 있다.
제 1 실시양태로 기술된 상기 ISL 및 상기 ISL을 포함하는 복합체의 다양한 특징이 다음과 같이 기술된다:
1. 용융방사된 직물의 2개 이상의 층들을 갖는 용융방사된 동일-공정계 라미네이트("ISL")로서, 서로 인접한 상기 층들이 서로 얽혀서, 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성하는, 동일-공정계 라미네이트.
2. 제 1 실시양태에 있어서, 상기 층들 사이에 접착제가 없는, 동일-공정계 라미네이트.
3. 제 1 실시양태 또는 제 2 실시양태에 있어서, 상기 동일-공정계 라미네이트가 공기-얽힘 또는 수류-얽힘 공정으로 처리되지 않은, 동일-공정계 라미네이트.
4. 제 1 실시양태 내지 제 3 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 인접한 상기 층들이 10 g 초과의 박리(peel) 강도를 갖는, 동일-공정계 라미네이트.
5. 제 1 실시양태 내지 제 4 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서,
(a) 직물들의 평량이 동일하지 않거나,
(b) 직물을 구성하는 섬유들의 평균 직경이 동일하지 않거나,
(c) 직물들의 조성이 동일하지 않거나,
(d) 인접한 직물들의 수 밀도/단위 면적이 동일하지 않거나,
(e) 섬유들의 단면 형태가 동일하지 않거나,
(f) 직물의 섬유들(예컨대, 2성분 섬유)의 단면 모폴로지가 동일하지 않거나),
(g) 상기 항목 (a) 내지 (f) 중 2개 이상의 임의의 조합인, 동일-공정계 라미네이트.
6. 제 1 실시양태 내지 제 5 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 하나 이상의 직물 층이 탄성인, 동일-공정계 라미네이트.
7. 제 1 실시양태 내지 제 6 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 용융방사된 직물의 2개 이상의 층들이 동시에 또는 거의 동시에 형성된, 동일-공정계 라미네이트.
8. 제 1 실시양태 내지 제 7 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 2개 이상의 층들이 용융 취입된, 동일-공정계 라미네이트.
9. 제 1 실시양태 내지 제 8 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, AB, AC, ABA, ABC, ACA, AAB, ABB, B'BB', B'BBB'B, CCA, CAA, AABAA, CCBCC, ABBAB, A'B, A'C, A'BA, A'BC, A'CA, AB', AC', AB'A, AB'C, AC'A, ABB, ABC, ABBA, ABBC, ABCA, ABB, ACB, ABBA, ABBC, ACBA, AAB, ACC, AABAA, AABCC, AACAA, AA'B, AA'C, A'BAA, A'BCC, A'CAA, ABB', ACC', ABB'A, ABB'C, AA'C'A'A, AABB, ABCA, ABBA, ABBBC, ABCCA, ABB, AA'CB, ABBBC, ABBCA', ACBACB, 및 이들의 변형으로부터 선택되는 구조를 포함하되, 이때 "A"는, 제 1 열가소성 물질을 포함하는 직물이고, "B"는, 제 1 탄성중합체를 포함하는 직물이고, "C"는, 상기 제 1 열가소성 물질과 다른 제 2 열가소성 물질을 포함하는 직물이고, "A'"은, "A"와 구별되는 물리적 특성을 갖는 제 1 열가소성 물질을 포함하는 직물이고, "B'"은, "B"와 구별되는 물리적 특성을 갖는 제 1 탄성중합체를 포함하는 직물이고, "C'"은, "C"와 구별되는 물리적 특성을 갖는 제 2 열가소성 물질을 포함하는 직물이고, 아래첨자 "B"는, 열가소성 물질, 탄성중합체 또는 이들 둘 다의 블렌드를 포함하는 직물을 지칭하는, 동일-공정계 라미네이트.
10. 제 6 실시양태에 있어서, 상기 탄성 직물이, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체, 천연 고무, 합성폴리아이소프렌, 부틸 고무, 할로겐화된 부틸 고무, 폴리부타다이엔, 스타이렌-부타다이엔 고무, 스타이렌성 블록 공중합체, 나이트릴 고무, 수소화된 나이트릴 고무, 클로로프렌 고무, 폴리클로로프렌, 네오프렌, 에틸렌-프로필렌 고무 및 에틸렌-프로필렌-다이엔 고무, 에피클로로히드린 고무, 폴리아크릴 고무, 실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무, 플루오로탄성중합체, 퍼플루오로탄성중합체, 폴리에터 블록 아마이드, 클로로설폰화된 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트, 에틸렌-α-올레핀 랜덤 및 블록 공중합체, 열가소성 탄성중합체, 열가소성 가황화물, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 올레핀, 폴리설파이드 고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄성중합체, 또는 이들 탄성중합체 중 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함하는, 동일-공정계 라미네이트.
11. 제 6 실시양태에 있어서, 상기 탄성 직물이, 20 또는 24 또는 40 또는 60 또는 80 dg/분 미만의 용융 흐름 속도(MFR); 80 J/g 미만의 Hf; 및 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체 중량의 5 내지 30 중량% 범위 이내의 공단량체-유도된 함량을 갖는 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체를 포함하는, 동일-공정계 라미네이트.
12. 제 1 실시양태 내지 제 11 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 용융방사된 직물의 2개 이상의 층들이, 2개 이상의 대향 층들, 및 2개의 상기 대향 층들 사이에 위치한 탄성 직물 층을 포함하는, 동일-공정계 라미네이트.
13. 제 12 실시양태에 있어서, 상기 대향 직물 층이, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 작용화된 폴리올레핀, 플라스토머(에틸렌-α-올레핀 공중합체), 폴리우레탄, 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스타이렌성 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 셀룰로스 화합물, 탄성중합체, 폴리(아세틸렌), 폴리(티오펜), 폴리(아닐린), 폴리(플루오렌), 폴리(피롤), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리나프탈렌, 폴리(페닐렌 비닐렌) 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드)로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 및 이들 물질 중 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함하는, 동일-공정계 라미네이트.
14. 제 12 실시양태에 있어서, 상기 대향 층이, 동일-공정계 라미네이트에 포함될 때 임의의 사전 기계적 연신 없이도 비-구속성 및 신장성일 수 있도록, 본질적으로 비-탄성인, 동일-공정계 라미네이트.
15. 제 1 실시양태 내지 제 14 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 탄성 직물 층이, 5 또는 10 또는 20 또는 30 내지 40 또는 50 또는 60 또는 70 또는 80 또는 100 또는 150 또는 200 g/m2 범위 내의 평량을 갖는, 동일-공정계 라미네이트.
16. 제 12 실시양태에 있어서, 상기 배향 층이 0.1 또는 1 또는 5 또는 10 내지 20 또는 30 또는 40 또는 50 g/m2 범위 내의 평량을 갖고, 상기 배면 층의 평량은 상기 탄성 층보다 5 또는 10 또는 20 또는 30 또는 40% 더 작은, 동일-공정계 라미네이트.
17. 제 12 실시양태에 있어서, 상기 배향 층이 0.1 또는 1 또는 5 또는 10 내지 20 또는 30 또는 40 또는 50 g/m2 범위 내의 평량을 갖고, 각각의 배면 층의 평량은 5 또는 10 또는 20 또는 30 또는 40% 이상 다른, 동일-공정계 라미네이트.
18. 제 12 실시양태에 있어서, 상기 탄성 직물을 구성하는 섬유들의 평균 직경이 0.1 또는 1.0 또는 2.0 내지 15 또는 20 또는 30 또는 40 또는 50 또는 80 또는 100 또는 120 μm 범위 이내인, 동일-공정계 라미네이트.
19. 제 12 실시양태에 있어서, 상기 탄성 직물을 구성하는 섬유들의 평균 직경이 0.1 또는 1.0 또는 2.0 내지 15 또는 20 또는 30 또는 40 또는 50 또는 80 또는 100 또는 120 μm 범위 이내이고, 상기 대향 층의 섬유들의 평균 직경이 상기 탄성 층의 평균 직경보다 5 또는 10 또는 20 또는 30 또는 40% 작은, 동일-공정계 라미네이트.
20. 제 1 실시양태 내지 제 16 실시양태 중 어느 한 실시양태에 따른 동일-공정계 라미네이트를 하나 이상 포함하는 복합체로서, 상기 복합체가, 동시-형성(coform) 직물, 카딩된(carded) 직물, 습식-레이드(wet-laid) 직물, 건식-레이드(dry-laid) 직물, 용융 방사된 직물, 네트, 스크림, 텍스타일 직물, 직물 및 필름으로부터 선택되는 2차 층을 하나 이상 포함하는, 복합체.
21. 제 20 실시양태에 있어서, 상기 하나 이상의 제 2 층이, 폴리프로필렌, 프로필렌-a-올레핀 공중합체, 폴리에틸렌, 플라스토머, 폴리우레탄, 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스타이렌성 블록 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 셀룰로스 화합물, 목재, 비스코스, 면, 탄성중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질, 및 이러한 물질들 중 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함하는, 복합체.
22. 제 20 실시양태에 있어서, 상기 용융방사된 동일-공정계 라미네이트("P"로 명명됨)가, 직물 또는 필름의 하나 이상의 제 2 층과 조합되어 복합체를 형성하는 것을 추가의 특징으로 하되, 상기 복합체가, MP, MPM, PP, PPP, PPPP, PPM, PMP, PMMP, PPMPP, PMMPP, PMPPP, PPMMPP, PMPMP, PPPMPP, SP, SPS, SPPS, SPPPS, SSPS, SSPPS, SSPPPS, PP, PPP, PPPP, DPPPP, MPPPP, SPPPP, PPS, PSP, PSSP, PPSPP, PSSPP, PSPPP, PPSSPP, PSPSP, PPPSPP, DP, DDP, DPD, DPP, DDDDP, PPD, PDP, PDDP, PPDPP, PDDPP, PPDDPP, DMP, DDMPP, PDMDP, DPMPD, DDPMPD, DDPMPDD, DDPMMPDD, DPMMPD, PDMDMD, PMDMP, PDMMDD, PPDMDPP, DDDDMP, PPDMMDPP, FP, MPF, FPP, FPPP, FPPPP, FPPF, FPFPF, FPPM, PFP, PMFP, PPFPP, PFFPP, PMFPP, PPMFPP, PFD, PDFD, PDDFFD, PDFDD, DPF, DFP, DDDFP, FDP, PDDF, PFDPP, FPDDPP, PFDDPP, DMPF, DFMPP, PDFDP, DPFPD, DDPFPD, DDPFPDD, DDPFFPDD, DPFFPD, PFDFD, PFDFP, SFMP, SSFMP, PFFP, TP, TPT, PTP, WP, WPW, PWP, PA, PAP, APA, TPPT, PTTP, PAT, PAW, 및 PWP로 이루어진 구조로부터 선택되고, 이때 "M"은, 용융취입된 직물 층을 나타내고, "S"는, 방사결합된 직물 층을 나타내고, "F"는 필름 층을 나타내고, "D"는 건식-레이드(카딩되거나 에어-레이드됨; 스펀레이싱됨) 직물 층을 나타내고, "T"는 텍스타일-유형의 직물을 나타내고, "W"는 직물을 나타내고, "A"는 흡수성(absorbent)(펄프, 종이, SAP 등) 직물을 나타내는, 복합체.
23. 제 1 실시양태 내지 제 19 실시양태 중 어느 한 실시양태에 따른 동일-공정계 라미네이트 또는 제 20 실시양태 내지 제 22 실시양태 중 어느 한 실시양태에 따른 복합체를 포함하는 흡수 또는 차단 제품으로서, 상기 제품이 퍼스널 케어 제품, 유아용 기저귀, 배변연습용 팬티, 흡수성 언더패드, 수영복, 물수건, 여성용 위생 제품, 붕대, 상처 케어 제품, 의료용 의복, 수술 가운, 필터, 성인 요실금 제품, 수술용 드레이프, 덮개, 의복, 방호복, 의류 및 세척 물품 및 장치를 포함하는, 제품.
24. 제 1 실시양태 내지 제 18 실시양태 중 어느 한 실시양태에 따른 용융방사된 동일-공정계 라미네이트의 제조 방법으로서, 서로 인접한 2종 이상의 중합체 용융물들을 동시에 용융방사하여, 인접한 직물들을 형성하는 것을 포함하되, 서로 인접한 층들이 동일-공정계에서 서로 얽혀서, 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
25. 제 24 실시양태에 있어서, 2종 이상의 인접한 중합체 용융물들의 생산량이 동일하거나 1.5배 또는 2배 또는 2.5배 또는 3배 또는 3.5배 또는 4배 초과만큼 다른, 제조 방법.
26. 제 24 실시양태 또는 제 25 실시양태에 있어서, 접착제가 실질적으로 없는, 제조 방법.
27. 제 24 실시양태 내지 제 26 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 동일-공정계 라미네이트를 공기-얽힘 또는 수류-얽힘 공정으로 처리하지 않는, 제조 방법.
28. 제 24 실시양태 내지 제 27 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 용융방사로부터 형성된 필라멘트가 50 또는 80 또는 100 또는 150℃ 초과의 온도에서 공기를 사용하여 감쇠되는, 제조 방법.
29. 제 24 실시양태 내지 제 28 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 필라멘트로부터 형성된 섬유가, 4 또는 6 또는 8 또는 10 또는 12 μm 초과의 평균 직경을 갖는, 제조 방법.
30. 제 24 실시양태 내지 제 29 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 동일-공정계 라미네이트를 기계적으로 연신하는, 제조 방법.
31. 제 24 실시양태 내지 제 30 실시양태 중 어느 한 실시양태에 있어서, 상기 동일-공정계 라미네이트의 제조 방법에 기계적 연신 또는 활성화 단계가 없는, 제조 방법.
32. 하나 이상의 다이를 포함하는 용융방사 장치로서, 각각의 다이는 2개 이상의 용융방사 대역을 포함하고, 각각의 대역은, 대응 대역과 유체 연통되는 복수의 노즐을 포함하고, 각각의 대역은 용융 압출기에 유체 연통되는, 용융방사 장치.

Claims (25)

  1. 용융방사된 직물의 2개 이상의 층들을 갖는 용융방사된 동일-공정계 라미네이트(in-situ laminate; "ISL")로서,
    서로 인접한 상기 층들이 동일-공정계에서 서로 얽혀서(entangled), 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성하고,
    상기 동일-공정계 라미네이트가, 서로 인접한 2종 이상의 중합체 용융물들을 단일 다이(die)로부터 동시에 용융방사하여 인접한 직물들을 형성하는 것을 포함하는 방법으로서, 이때 서로 인접한 층들이 동일-공정계에서 서로 얽혀서 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성하는, 용융방사된 동일-공정계 라미네이트의 제조 방법에 의해 제조되는 것인, 동일-공정계 라미네이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 층들 사이에 접착제가 없는, 동일-공정계 라미네이트.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    인접한 층들이, ASTM D2724.13에 따라 결정시 10g 초과의 박리(peel) 강도를 갖는, 동일-공정계 라미네이트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 직물 층이 탄성인, 동일-공정계 라미네이트.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    탄성 직물이, 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체, 천연 고무, 합성 폴리아이소프렌, 부틸 고무, 할로겐화된 부틸 고무, 폴리부타다이엔, 스타이렌-부타다이엔 고무, 스타이렌성 블록 공중합체, 나이트릴 고무, 수소화된 나이트릴 고무, 클로로프렌 고무, 폴리클로로프렌, 네오프렌, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-다이엔 고무, 에피클로로히드린 고무, 폴리아크릴 고무, 실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무, 플루오로탄성중합체, 퍼플루오로탄성중합체, 폴리에터 블록 아마이드, 클로로설폰화된 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트, 에틸렌-α-올레핀 랜덤 및 블록 공중합체, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 올레핀 및 폴리설파이드 고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄성중합체, 또는 이들 탄성중합체 중 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함하는, 동일-공정계 라미네이트.
  8. 제 5 항에 있어서,
    탄성 직물이, 80 dg/분 미만의 용융 흐름 속도(MFR); 80 J/g 미만의 융해열(Hf); 및 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체 중량의 5 내지 30 중량% 범위 이내의 공단량체-유도된 함량을 갖는 프로필렌-α-올레핀 탄성중합체를 포함하는, 동일-공정계 라미네이트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    직물 층이, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 작용화된 폴리올레핀, 플라스토머 (에틸렌-α-올레핀 공중합체), 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리락트산, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 스타이렌성 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 셀룰로스 화합물, 탄성중합체, 폴리(아세틸렌), 폴리(티오펜), 폴리(아닐린), 폴리(플루오렌), 폴리(피롤), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리나프탈렌, 폴리(페닐렌 비닐렌) 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드)로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질 및 이들 물질 중 임의의 2종 이상의 블렌드를 포함하는, 동일-공정계 라미네이트.
  10. 제 1 항에 따른 동일-공정계 라미네이트 하나 이상을 포함하는 복합체로서,
    상기 복합체가, 동시-형성(coform) 직물, 카딩된(carded) 직물, 습식-레이드(wet-laid) 직물, 건식-레이드(dry-laid) 직물, 용융 방사된 직물, 네트, 스크림, 텍스타일 직물, 직물 및 필름으로부터 선택되는 2차 층을 하나 이상 포함하는, 복합체.
  11. 제 1 항에 따른 동일-공정계 라미네이트 또는 제 10 항에 따른 복합체를 포함하는 흡수 또는 차단 제품으로서,
    상기 제품이 퍼스널 케어 제품, 유아용 기저귀, 배변연습용 팬티, 흡수성 언더패드, 수영복, 물수건, 여성용 위생 제품, 붕대, 상처 케어 제품, 의료용 의복, 수술 가운, 필터, 성인 요실금 제품, 수술용 드레이프, 덮개, 의복, 방호복, 의류, 및 세척 물품 및 장치를 포함하는, 제품.
  12. 제 1 항에 따른 용융방사된 동일-공정계 라미네이트의 제조 방법으로서,
    서로 인접한 2종 이상의 중합체 용융물들을 단일 다이로부터 동시에 용융방사하여, 인접한 직물들을 형성하는 것을 포함하되, 이때 서로 인접한 층들이 동일-공정계에서 서로 얽혀서, 상기 층들 사이에 혼합 섬유 영역을 형성하는, 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    2종 이상의 인접한 중합체 용융물들의 생산량(throughput)이 동일하거나 1.5배 초과만큼 다른, 제조 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 동일-공정계 라미네이트를 공기-얽힘 또는 수류-얽힘(hydro-entanglement) 공정으로 처리하지 않는, 제조 방법.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 동일-공정계 라미네이트를 기계적으로 연신하는, 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
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