KR101422310B1 - 잠재 탄성을 갖는 부직-필름 복합체 - Google Patents

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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

잠재 탄성 성질을 나타내는 부직 복합체가 제공된다. 복합체는 부직웹 페이싱에 적층된 탄성 필름으로부터 생성된다. 열가소성 엘라스토머 및 비결정성 엘라스토머성 사슬 중에 반결정성 도메인을 형성할 수 있는 폴리올레핀의 조합을 통해 탄성 필름에 잠재 탄성이 부여될 수 있다. 더 구체적으로 말하면, 탄성 필름을 한 방향 이상으로 신장하여 엘라스토머 사슬을 배향할 수 있다. 이론에 의해 제한하려는 의도는 없지만, 본 발명자는 사슬의 배향된 상태가 폴리올레핀의 상대적으로 강성인 반결정성 도메인에 의해 제자리에 유지될 수 있는 것으로 믿어진다. 이어서, 신장된 탄성 필름을 이완해서 부직웹 페이싱에 결합하여 복합체를 생성한다. 나중에 복합체를 활성화하여(예: 가열하여) 탄성 필름을 수축시켜서 그것에 "잠재" 신장성을 제공한다. 예를 들어, 복합체를 폴리올레핀의 연화 온도 이상으로 가열하여 결정성 도메인을 연화하고, 사슬을 그의 비배향 상태로 복원하게 한다. 본 발명의 결과로, 탄성 필름은 연신되어 그의 비배향 상태로부터 회복할 수 있다.
Figure R1020097010382
흡수용품, 잠재 탄성, 엘라스토머, 반결정성 도메인

Description

잠재 탄성을 갖는 부직-필름 복합체{NONWOVEN-FILM COMPOSITE WITH LATENT ELASTICITY}
신체 윤곽에 더 잘 맞을 수 있는 능력을 개선하기 위해 흔히 제품(예: 기저귀, 용변 훈련 팬츠, 가먼트 등)에 탄성 복합체가 혼입된다. 예를 들어, 탄성 복합체는 탄성 필름 및 하나 이상의 부직웹 페이싱으로부터 형성될 수 있다. 부직웹 페이싱은 탄성 필름이 신장 상태에 있는 동안에 필름에 접합될 수 있고, 따라서 부직웹 페이싱은 필름이 이완될 때 그것이 필름과 결합된 위치 사이에서 주름이 잡힐 수 있다. 생성된 탄성 복합체는 결합 위치 사이에서 주름이 잡힌 부직웹 페이싱이 탄성 필름이 늘어나는 것을 허용하는 한에서 신장될 수 있다. 신장 결합된 복합체의 예는 예를 들어 반데르 윌렌(Vander Wielen) 등의 미국 특허 4,720,415에 게재되어 있다. 그러나, 불행하게도, 복합체의 신장성 성질은 최종 제품 제조 공정 동안에 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 두루마리형 복합체를 펼치는 데 요구되는 힘은 탄성 용품이 인장력을 받는 동안에는 탄성 복합체를 적어도 부분적으로 연신할 수 있다. 신장성 복합체의 이러한 부분 연신은 요망되는 양의 탄성 용품을 적절히 측정하고 그것을 최종 제품에 놓는 것을 어렵게 할 수 있다.
이와 같이, 최종 제품에 혼입되기 전에는 상대적으로 비탄성인 채로 있지만 최종 제품에서 활성화된 후에는 어느 일정 수준의 탄성을 달성하는 물질이 필요하 다.
발명의 요약
본 발명의 한 실시태양에 따르면, 잠재 탄성을 갖는 부직 복합체 생성 방법이 게재된다. 이 방법은 열가소성 엘라스토머 및 반결정성 폴리올레핀을 포함하는 탄성 필름을 생성하는 것을 포함한다. 탄성 필름을 기계 방향으로 약 1.5 내지 약 7.0의 신장비로 신장함으로써 신장된 탄성 필름을 생성한다. 신장된 탄성 필름을 약 10% 이상의 이완 백분율을 달성하도록 이완하게 한다. 부직웹 페이싱을 이완된 탄성 필름에 적층한다.
본 발명의 다른 한 실시태양에 따르면, 잠재 탄성을 갖는 부직 복합체가 게재된다. 복합체는 부직웹 페이싱에 적층된 탄성 필름을 포함한다. 탄성 필름은 하나 이상의 열가소성 엘라스토머 및 하나 이상의 반결정성 폴리올레핀을 포함한다. 반결정성 폴리올레핀은 탄성 필름의 중합체 함량의 약 5 중량% 내지 약 60 중량%를 구성하고, 열가소성 엘라스토머는 탄성 필름의 중합체 함량의 약 40 중량% 내지 약 95 중량%를 구성한다. 복합체는 열 활성화 전에 기계 방향으로 폭 3 인치 당 2000 gf(gram-force)의 하중을 받을 때 약 50% 이하의 변형 백분율을 나타낸다.
본 발명의 다른 한 실시태양에 따르면, 흡수용품 생성 방법이 게재된다. 이 방법은 상기한 바와 같은 부직 복합체를 용품의 하나 이상의 성분에 체결하는 것을 포함한다. 부직 복합체를 가열하여 수축하게 하고, 이렇게 함으로써 복합체의 신장성을 증가시킨다.
본 발명의 다른 특징 및 양상을 아래에서 더 상세히 기술한다.
당업계 통상의 기술을 가진 자를 겨냥한 본 발명의 가장 좋은 방식을 포함해서 본 발명에 대한 충분하고 권능적인 게재 내용을 첨부 도면을 참고하는 명세서의 나머지에서 더 구체적으로 나타낸다.
도 1은 본 발명의 한 실시태양에 따르는 복합체 생성 방법을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 한 실시태양에 따라서 생성될 수 있는 개인 위생 제품의 투시도이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일 또는 유사한 특징 또는 요소를 나타내는 것을 의도한다.
대표적인 실시태양에 대한 상세한 설명
정의
본원에서 사용되는 "부직웹"이라는 용어는 일반적으로 편성포에서처럼 확인가능한 방식이 아니라 서로 얽힌 개별 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 적당한 부직포 또는 부직웹의 예는 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 카디드 웹 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 부직웹의 기초 중량은 예를 들어 약 0.1 gsm(gram per square meter) 내지 120 gsm, 일부 실시태양에서는 약 0.5 gsm 내지 약 70 gsm, 일부 실시태양에서는 약 1 gsm 내지 약 35 gsm으로 일반적으로 다양할 수 있다.
본원에서 사용되는 "멜트블로운 웹"이라는 용어는 용융된 열가소성 물질을 다수의 미세하고 보통은 원형인 다이 모세관을 통해 용융된 섬유로서 수렴성 고속 기체(예: 공기) 스트림 안으로 압출하고, 이 기체 스트림이 용융된 열가소성 물질의 섬유를 섬세화(attenuation)하여 그의 직경을 감소시키는 방법에 의해 생성되는 부직웹을 의미하고, 감소된 직경은 마이크로섬유 직경까지일 수 있다. 이어서, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되어 수집 표면 위에 침착되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 생성한다. 이러한 방법은 예를 들어 부틴(Butin) 등의 미국 특허 3,849,241에 게재되어 있고, 이 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 일반적으로 말해서, 멜트블로운 섬유는 실질적으로 연속 또는 불연속이고 일반적으로 직경이 10 ㎛ 미만이고 수집 표면 상에 침착될 때 일반적으로 점착성인 마이크로섬유일 수 있다.
본원에서 사용되는 "스펀본드 웹"이라는 용어는 일반적으로 직경이 작고 실질적으로 연속인 섬유를 함유하는 웹을 의미한다. 섬유는 용융된 열가소성 물질을 방사구의 다수의 미세하고 보통은 원형인 모세관으로부터 압출한 후, 압출된 섬유의 직경을 유도적 잡아당김(eductive drawing) 및/또는 다른 잘 알려진 스펀본딩 메카니즘에 의해 신속하게 감소시킴으로써 생성된다. 스펀본드 웹의 제조는 예를 들어 애펠(Appel) 등의 미국 특허 4,340,563, 도르쉬너(Dorschner) 등의 미국 특허 3,692,618, 마츄키(Matsuki) 등의 미국 특허 3,802,817, 키네이(Kinney)의 미국 특허 3,338,992, 키네이의 미국 특허 3,341,394, 하르트만(Hartman)의 미국 특허 3,502,763, 레비(Levy)의 미국 특허 3,502,538, 도보(Dobo) 등의 미국 특허 3,542,615, 및 파이크(Pike) 등의 미국 특허 5,382,400에서 기술되고 예시되어 있 으며, 이들 문헌은 전체 내용을 모든 목적으로 본원에 참고로 인용한다. 스펀본드 섬유는 그들이 수집 표면 상에 침착될 때 일반적으로 점착성이 아니다. 스펀본드 섬유는 때로는 약 40 ㎛ 미만의 직경을 가질 수 있고, 종종 약 5 내지 약 20 ㎛의 직경을 갖는다.
본원에서 사용되는 "기계 방향" 또는 "MD"는 일반적으로 물질이 제조되는 방향을 의미한다. "횡기계 방향" 또는 "CD"는 기계 방향에 대해 수직인 방향을 의미한다. 횡기계 방향에서 측정되는 치수는 "폭" 치수를 의미하고, 한편, 기계 방향에서 측정되는 치수는 "길이" 치수를 의미한다.
본원에서 사용되는 "엘라스토머성" 및 "탄성"이라는 용어는 신장력 적용시 한 방향 이상으로(예: CD 방향으로) 신장될 수 있고 신장력 해제시 대략 그의 원래 치수로 수축/복원하는 물질을 의미한다. 예를 들어, 신장된 물질은 그의 이완된 비신장 길이보다 50% 이상 더 긴 신장된 길이를 가질 수 있고, 신장력 해제시 그의 신장된 길이의 50% 이상 내로 회복할 것이다. 가설적인 예는 1.50 인치 이상으로 신장될 수 있고, 신장력 해제시 1.25 인치 이하의 길이로 회복하는 어떤 물질의 1 인치 샘플일 것이다. 바람직하게는, 물질은 신장된 길이의 50% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 80% 이상 수축 또는 회복한다.
본원에서 사용되는 "연신될 수 있는" 또는 "연신성"은 일반적으로 적용된 힘의 방향으로 이완된 길이 또는 폭의 약 50% 이상 신장하거나 또는 연신하는 물질을 의미한다. 연신될 수 있는 물질은 반드시 회복 성질을 가져야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 엘라스토머성 물질은 회복 성질을 갖는 연신될 수 있는 물질이다. 멜 트블로운 웹은 연신될 수 있지만 회복 성질을 갖지 않고, 따라서 연신될 수 있는 비탄성 물질이다.
본원에서 사용되는 "잔류 늘림"("set")이라는 용어는 늘림 및 회복 후, 즉 한 사이클 시험 동안 물질이 신장되고 이완하게 한 후, 물질 샘플에 보유된 늘어난 양을 의미한다.
본원에서 사용되는 "잔류 늘림 백분율"("percent set")라는 용어는 사이클 완료 후 원래 길이로부터 신장된 물질의 양(사이클 시험 후 즉시 나타나는 변형)을 측정한 것이다. 잔류 늘림 백분율은 한 사이클의 수축 곡선이 늘림축과 교차하는 곳이다. 적용된 응력 제거 후 남는 변형이 잔류 늘림 백분율로서 측정된다.
본원에서 사용되는 "신장 백분율"은 어떤 일정한 힘을 받을 때 물질이 주어진 한 방향으로 신장하는 정도를 의미한다. 특히, 신장 백분율은 신장된 치수의 물질의 길이 증가를 측정하고 이 값을 물질의 원래 치수로 나눈 후 100을 곱함으로써 결정한다. 이러한 측정값은 실질적으로 ASTM D5035-95의 명세에 따르는 "스트립 늘림 시험"을 이용해서 결정된다. 구체적으로 말하면, 이 시험은 2 개의 클램프를 사용하고, 각 클램프는 2 개의 조오를 가지고, 각 조오는 샘플과 접촉하는 페이싱을 갖는다. 클램프는 3 인치 이격되어 보통은 수직으로 동일 평면에서 물질을 붙잡고, 명시된 연신 속도로 이동하여 멀어진다. 샘플 크기는 3 인치 x 6 인치이고, 조오 페이싱 높이는 1 인치이고 폭은 3 인치이며, 일정 연신 속도는 300 ㎜/분이다. 검체는 예를 들어 테스트웍스(TESTWORKS) 4.07b 소프트웨어(신테크 코프.(Sintech Corp), 미국 노쓰캐롤라이나주 캐리)를 이용하여 리뉴 MTS 몽구스 박 스(Renew MTS mongoose box)(제어기)를 갖는 신텍(Sintech) 2/S 시험기에서 클램프로 죈다. 이 시험은 주변 조건 하에서 수행한다. 결과는 일반적으로 3 개의 검체의 평균으로 보고하고, 검체에 대해 횡 방향(CD) 및/또는 기계 방향 (MD)으로 수행할 수 있다.
본원에서 사용되는 어떤 샘플의 "자기 이력 값"은 먼저 샘플을 늘린 후(하중 증가) 샘플이 수축하게 함으로써("하중 감소") 결정할 수 있다. 자기 이력 값은 이 사이클 하중 부하 동안의 에너지 손실이다.
이제, 아래에서 하나 이상의 예를 나타낸 본 발명의 다양한 실시태양을 상세히 언급할 것이다. 각 예는 설명을 위해 제공된 것이고, 본 발명을 제한하지 않는다. 사실상, 당업계 숙련자에게는 본 발명의 범위 또는 정신에서 벗어남이 없이 본 발명에 다양한 변경 및 변화를 가할 수 있음이 명백할 것이다. 예를 들어, 한 실시태양의 일부로서 예시되거나 또는 기술된 특징을 다른 한 실시태양에 이용해서 추가의 실시태양을 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 변경 및 변화를 망라하는 것을 의도한다.
일반적으로 말해서, 본 발명은 잠재 탄성 성질을 나타내는 부직 복합체에 관한 것이다. 복합체는 부직웹 페이싱에 적층된 탄성 필름으로부터 생성된다. 잠재 탄성은 열가소성 엘라스토머 및 비결정성 엘라스토머성 사슬 중에 반결정성 도메인을 형성할 수 있는 폴리올레핀의 조합을 통해서 탄성 필름에 부여할 수 있다. 더 구체적으로 말하면, 탄성 필름을 한 방향 이상으로 신장하여 엘라스토머 사슬을 배향할 수 있다. 이론에 의해 제한되는 것을 의도하지는 않지만, 본 발명자들은 사슬의 배향된 상태가 폴리올레핀의 상대적으로 강성인 반결정성 도메인에 의해 제자리에 유지될 수 있다고 믿는다. 이어서, 신장된 탄성 필름을 이완하여 부직웹 페이싱에 결합해서 복합체를 형성할 수 있다. 복합체를 나중에 활성화하여(예: 가열하여) 탄성 필름을 수축시키고 그것에 "잠재" 신장성을 제공한다. 예를 들어, 복합체를 폴리올레핀의 연화 온도 이상에서 가열하여 결정성 도메인을 연화하고 사슬을 그의 비배향 상태로 복원하게 할 수 있다. 본 발명의 결과로서, 탄성 필름은 연신되고 그의 비배향 상태로부터 회복될 수 있다.
I. 탄성 필름
일반적으로 다양한 열가소성 엘라스토머 중 어느 것이라도 이용될 수 있고, 예를 들어 엘라스토머성 폴리에스테르, 엘라스토머성 폴리우레탄, 엘라스토머성 폴리아미드, 엘라스토머성 공중합체 및 기타 등등이 본 발명의 일부 실시태양에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 엘라스토머는 하나 이상의 포화된 공액 디엔 중합체 블록에 의해 분리된 둘 이상의 모노알케닐 아렌 중합체 블록을 갖는 실질적으로 비결정성인 블록 공중합체일 수 있다. 모노알케닐 아렌 블록은 스티렌 및 그의 유사체 및 동족체, 예를 들어 o-메틸 스티렌; p-메틸 스티렌; p-tert-부틸 스티렌; 1,3-디메틸 스티렌; p-메틸 스티렌 등, 뿐만 아니라 다른 모노알케닐 폴리시클릭 방향족 화합물, 예를 들어 비닐 나프탈렌; 비닐 안트리센 및 기타 등등을 포함할 수 있다. 바람직한 모노알케닐 아렌은 스티렌 및 p-메틸 스티렌이다. 공액 디엔 블록은 공액 디엔 단량체의 단일중합체, 둘 이상의 공액 디엔의 공중합체, 및 블록이 주로 공액 디엔 단위인 하나 이상의 디엔과 다른 한 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 공액 디엔은 4 내지 8 개의 탄소 원자를 함유하고, 예를 들어 1,3-부타디엔(부타디엔); 2-메틸-1,3-부타디엔; 이소프렌; 2,3-디메틸-1,3-부타디엔; 1,3-펜타디엔(피페릴렌); 1,3-헥사디엔; 및 기타 등등이다.
모노알케닐 아렌(예: 폴리스티렌) 블록의 양은 다양할 수 있지만, 전형적으로 공중합체의 약 8 중량% 내지 약 55 중량%, 일부 실시태양에서는 약 10 중량% 내지 약 35 중량%, 일부 실시태양에서는 약 25 중량% 내지 약 35 중량%을 구성한다. 적당한 블록 공중합체는 약 5000 내지 약 35,000의 수 평균 분자량을 갖는 모노알케닐 아렌 말단블록, 및 약 20,000 내지 약 170,000의 수 평균 분자량을 갖는 포화된 공액 디엔 중간블록을 함유할 수 있다. 블록 중합체의 총 수 평균 분자량은 약 30,000 내지 약 250,000일 수 있다.
특히 적당한 열가소성 엘라스토머는 크라톤 폴리머즈 엘엘씨(Krateon Polymers LLC)(미국 텍사스주 휴스턴)로부터 크라톤(등록상표)(KRATON®)이라는 상표명으로 입수가능하다. 크라톤(등록상표) 중합체는 스티렌-디엔 블록 공중합체, 예를 들어 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 및 스티렌-이소프렌-스티렌을 포함한다. 또한, 크라톤(등록상표) 중합체는 스티렌-디엔 블록 공중합체의 선택적 수소화에 의해 생성된 스티렌-올레핀 블록 공중합체를 포함한다. 이러한 스티렌-올레핀 블록 공중합체의 예는 스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌), 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌-(에틸렌-프로필렌) 및 스티렌-에틸렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌을 포함한다. 이들 블록 공중합체는 선형, 방사상 또는 성상 분자 구성을 가질 수 있다. 특정 크라톤(등록상표) 블록 공중합체는 G 1652, G 1657, G 1730, MD6673, 및 MD6937이라는 상표명으로 판매되는 것들을 포함한다. 다양한 적당한 스티렌 블록 공중합체는 미국 특허 4,663,220, 4,323,534, 4,834,738, 5,093,422 및 5,304,599에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 다른 상업적으로 입수가능한 블록 공중합체는 쿠라레이 컴파니, 엘티디.(Kuraray Company, Ltd.)(일본 오카야마)로부터 셉톤(등록상표)(SEPTON®)이라는 상표명으로 입수가능한 S-EP-S 엘라스토머성 공중합체를 포함한다. 다른 적당한 공중합체는 덱스코 폴리머즈(Dexco Polymers)(미국 텍사스주 휴스턴)로부터 벡터(등록상표)(VECTOR®)라는 상표로 입수가능한 S-I-S 및 S-B-S 엘라스토머성 공중합체를 포함한다. 또, 테일러(Taylor) 등의 미국 특허 5,332,613에서 논의된 것 같은 A-B-A-B 사블록 공중합체로 이루어진 중합체도 적당하고, 이 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 이러한 사블록 공중합체의 한 예는 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)("S-EP-S-EP") 블록 공중합체이다.
이용될 수 있는 다른 예시적인 열가소성 엘라스토머는 예를 들어 노베온(Noveon)으로부터의 에스탄(ESTANE)이라는 상표명 및 인비스타(Invista)로부터의 라이크라(LYCRA)라는 상표명으로 입수가능한 것들 같은 폴리우레탄 엘라스토머성 물질, 예를 들어 애토피나 케미칼즈 인크.(Atofina Chemicals Inc.)(미국 펜실바니아주 필라델피아)로부터 페박스(PEBAX)라는 상표명으로 입수가능한 것들 같은 폴리아미드 엘라스토머성 물질, 및 이.아이. 듀폰 드 네모아 앤드 컴파니(E.I. DuPont De Nemours & Company)로부터 하이트렐(HYTREL)이라는 상표명으로 입수가능한 것들 같은 폴리에스테르 엘라스토머성 물질을 포함한다.
탄성 필름의 반결정성 폴리올레핀은 실질적으로 규칙적인 구조를 가지거나 또는 나타낼 수 있다. 즉, 반결정성 폴리올레핀은 변형되지 않은 상태에서는 실질적으로 비결정성일 수 있지만, 신장될 때는 결정성 도메인을 생성한다. 올레핀 중합체의 결정도 정도는 약 3% 내지 약 30%, 일부 실시태양에서는 약 5% 내지 약 25%, 일부 실시태양에서는 약 5% 내지 약 15%일 수 있다. 마찬가지로, 반결정성 폴리올레핀은 결정도 정도를 나타내는 또 하나의 지시자인 잠재 융해열(△Hf)이 약 15 내지 약 75 J/g(Joule/gram), 일부 실시태양에서는 약 20 내지 약 65 J/g, 일부 실시태양에서는 25 내지 약 50 J/g일 수 있다. 또, 반결정성 폴리올레핀은 약 10 ℃ 내지 약 100 ℃, 일부 실시태양에서는 약 20 ℃ 내지 약 80 ℃, 일부 실시태양에서는 약 30 ℃ 내지 약 60 ℃의 비캣 연화 온도를 가질 수 있다. 반결정성 폴리올레핀은 약 20 ℃ 내지 약 120 ℃, 일부 실시태양에서는 약 35 ℃ 내지 약 90 ℃, 일부 실시태양에서는 약 40 ℃ 내지 약 80 ℃의 용융 온도를 가질 수 있다. 잠재 융해열(△Hf) 및 용융 온도는 당업계 숙련자에게 잘 알려진 바와 같이 ASTM D-3417에 따라서 시차 주사 열량계("DSC")를 이용하여 결정할 수 있다. 비캣 연화 온도는 ASTM D-1525에 따라서 결정할 수 있다.
예시적인 반결정성 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들의 블렌드 및 공중합체를 포함한다. 한 특별한 실시태양에서는, 에틸렌과 C3-C20 α-올레핀 또는 C3-C12α-올레핀 같은 α-올레핀의 공중합체인 폴리에틸렌이 이용된다. 적당한 α-올레핀은 직쇄 또는 분지쇄(예: 하나 이상의 C1-C3 알킬 분지쇄 또는 아릴기)일 수 있다. 구체적인 예는 1-부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-디메틸-1-부텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-노넨; 에틸, 메틸 또는 디메틸 치환 1-데센; 1-도데센; 및 스티렌을 포함한다. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 이러한 공중합체의 에틸렌 함량은 약 60 mole% 내지 약 99 mole%, 일부 실시태양에서는 약 80 mole% 내지 약 98.5 mole%, 일부 실시태양에서는 약 87 mole% 내지 약 97.5 mole%일 수 있다. 마찬가지로, α-올레핀 함량은 약 1 mole% 내지 약 40 mole%, 일부 실시태양에서는 약 1.5 mole% 내지 약 15 mole%, 일부 실시태양에서는 약 2.5 mole% 내지 약 13 mole%의 범위일 수 있다.
폴리에틸렌의 밀도는 이용되는 중합체 유형에 의존해서 달라질 수 있지만, 일반적으로 0.85 내지 0.96 g/㎤(gram per cubic centimeter)의 범위이다. 폴리에틸렌 "플라스토머"는 예를 들어 0.85 내지 0.91 g/㎤의 범위의 밀도를 가질 수 있다. 마찬가지로, "선형 저밀도 폴리에틸렌"("LLDPE")은 0.91 내지 0.940 g/㎤의 범위의 밀도를 가질 수 있고; "저밀도 폴리에틸렌"("LDPE")은 0.910 내지 0.940 g/㎤의 범위의 밀도를 가질 수 있고; "고밀도 폴리에틸렌"("HDPE")은 0.940 내지 0.960 g/㎤의 범위의 밀도를 가질 수 있다. 밀도는 ASTM 1505에 따라서 측정할 수 있다.
특히 적당한 폴리에틸렌 공중합체는 "선형" 또는 "실질적으로 선형"인 것들이다. "실질적으로 선형"이라는 용어는 에틸렌 중합체가 공단량체 혼입에 기인하는 단쇄 분지 이외에 장쇄 분지도 중합체 골격에 함유한다는 것을 의미한다. "장쇄 분지"는 6 개 이상의 탄소로 된 사슬 길이를 의미한다. 각 장쇄 분지는 중합체 골격과 동일한 공단량체 분포를 가질 수 있고, 그것이 부착된 중합체 골격과 같은 길이를 가질 수 있다. 바람직한 실질적으로 선형인 중합체는 탄소 1000 개 당 장쇄 분지 0.01 개 내지 탄소 1000 개 당 장쇄 분지 1 개, 일부 실시태양에서는 탄소 1000 개 당 장쇄 분지 0.05 개 내지 탄소 1000 개 당 장쇄 분지 1 개로 치환된다. "실질적으로 선형"이라는 용어와 대조적으로, "선형"이라는 용어는 중합체에 측정가능한 또는 증명가능한 장쇄 분지가 부족하다는 것을 의미한다. 즉, 이 중합체는 탄소 1000 개 당 평균 0.01 개 미만의 장쇄 분지로 치환된다.
선형 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 밀도는 α-올레핀의 길이 및 양 둘 모두의 함수이다. 즉, α-올레핀의 길이가 더 길수록 존재하는 α-올레핀의 양이 더 많을수록, 공중합체의 밀도는 작다. 반드시 요구되는 것은 아니지만, α-올레핀 단쇄 분지 함량이 에틸렌 공중합체가 가소성 및 엘라스토머성 특성 둘 모두를 나타내도록 하는, 즉 "플라스토머"이도록 하는 양이라는 점에서 선형 폴리에틸렌 "플라스토머"가 특히 바람직하다. α-올레핀 공단량체와의 중합이 결정도 및 밀도를 감소시키기 때문에, 얻어지는 플라스토머는 보통은 폴리에틸렌 열가소성 중합체(예: LLDPE)의 밀도보다 더 낮은 밀도를 가지지만 엘라스토머의 밀도에 가깝고/가깝거나 겹친다. 예를 들어, 폴리에틸렌 플라스토머의 밀도는 약 0.91 g/㎤ 이하, 일부 실시태양에서는 약 0.85 내지 약 0.88 g/㎤, 일부 실시태양에서는 약 0.85 g/㎤ 내지 약 0.87 g/㎤일 수 있다. 엘라스토머와 유사한 밀도를 가짐에도 불구하고, 플라스토머는 일반적으로 더 높은 결정도 정도를 나타내고 상대적으로 비점착성이며 비부착성이고 상대적으로 자유 유동하는 펠렛으로 형성될 수 있다.
폴리에틸렌 플라스토머 내의 α-올레핀 공단량체의 분포는 전형적으로 에틸렌 공중합체를 형성하는 상이한 분자량 분획들 사이에 랜덤하고 균일하다. 플라스토머 내에서 공단량체 분포의 이러한 균일성은 60 이상, 일부 실시태양에서는 80 이상, 일부 실시태양에서는 90 이상의 공단량체 분포 폭 지수("CDBI") 값으로 나타낼 수 있다. 게다가, 폴리에틸렌 플라스토머는 50 내지 110 ℃(이차 용융 런다운)의 영역에서 일어나는 단일 용융점 피크의 발생을 나타내는 DSC 용융점 곡선을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한 바람직한 플라스토머는 엑손모빌 케미칼 컴파니(ExxonMobil Chemical Company)(미국 텍사스주 휴스턴)로부터 이그잭트(등록상표)(EXACT™)라는 명칭으로 입수가능한 에틸렌 기반 공중합체 플라스토머이다. 다른 적당한 폴리에틸렌 플라스토머는 다우 케미칼 컴파니(미국 미시간주 미들랜드)로부터 엔게이지(등록상표)(ENGAGE™) 및 어피니티(등록상표)(AFFINITY™)라는 명칭으로 입수가능하다. 다른 적당한 에틸렌 중합체는 다우 케미칼 컴파니로부터 다우렉스(등록상표)(DOWLEX™)(LLDPE) 및 어테인(등록상표)(ATTANE™)(ULDPE)라는 명칭으로 입수가능하다. 다른 적당한 에틸렌 중합체는 어웬(Ewen) 등의 미국 특허 4,937,299; 추추이(Tsutsui) 등의 미국 특허 5,218,071, 레이(Lai) 등의 미국 특허 5,272,236, 및 레이(Lai) 등의 미국 특허 5,278,272에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다.
물론, 본 발명은 결코 에틸렌 중합체를 이용하는 것에만 제한되지는 않는다. 예를 들어, 프로필렌 중합체도 반결정성 폴리올레핀으로 사용하기에 적당할 수 있다. 한 특별한 실시태양에서, 반결정성 프로필렌 기반 중합체는 프로필렌 및 α-올레핀, 예를 들어 C2-C20 α-올레핀 또는 C2-C12 α-올레핀의 공중합체를 포함한다. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 이러한 공중합체의 프로필렌 함량은 약 60 mole% 내지 약 99.5 mole%, 일부 실시태양에서는 약 80 mole% 내지 약 99 mole%, 일부 실시태양에서는 약 85 mole% 내지 약 98 mole%일 수 있다. 마찬가지로, α-올레핀 함량은 약 0.5 mole% 내지 약 40 mole%, 일부 실시태양에서는 약 1 mole% 내지 약 20 mole%, 일부 실시태양에서는 약 2 mole% 내지 약 15 mole%의 범위일 수 있다. 전형적으로, α-올레핀 공단량체의 분포는 프로필렌 공중합체를 형성하는 상이한 분자량 분획들 사이에 랜덤하고 균일하다. 본 발명에 이용되는 프로필렌 기반 중합체의 밀도는 다양할 수 있지만, 그것은 전형적으로 약 0.91 g/㎤ 이하, 일부 실시태양에서는 약 0.85 내지 약 0.88 g/㎤, 일부 실시태양에서는 약 0.85 g/㎤ 내지 약 0.87 g/㎤이다. 또한, 프로필렌 기반 중합체의 용융 흐름 속도는 생성되는 탄성 물질의 성질을 최적화하는 일정 범위 내에서 선택될 수 있다. 용융 흐름 속도는 230 ℃에서 10 분 이내에 2160 g의 힘을 받을 때 압출 유변 물성 측정기 오리피스(직경 0.0825 인치)를 통해 강제로 흐를 수 있는 중합체의 중량(g)이다. 일반적으로 말하면, 용융 흐름 속도는 용융 가공성을 개선하기에 충분히 높지만, 결합 성질을 불리하게 방해할 정도로 높지는 않다. 따라서, 본 발명의 대부분의 실시태양에서, 프로필렌 기반 중합체는 ASTM 시험 방법 D1238-E에 따라서 측정할 때 약 0.1 내지 약 10 g/10분, 일부 실시태양에서는 약 0.2 내지 약 5 g/10분, 일부 실시태양에서는 약 0.5 내지 약 4 g/10분의 용융 흐름 지수를 갖는다.
적당한 프로필렌 중합체는 엑손모빌 케미칼 코.(미국 텍사스주 휴스턴)로부터 비스타맥스(등록상표)(VISTAMAXX™); 애토피나 케미칼즈(벨기에 펠루이)로부터 피나(등록상표)(FINA™); 미추이 페트로케미칼 인더스트리즈(Mitsui Petrochemical Industries)로부터 태프머(등록상표)(TAFMER™); 및 다우 케미칼 코.(Dow Chemical Co.)(미국 미시간주 미들랜드)로부터 버시파이(등록상표)(VERSIFY™)(미국 미시간주 미들랜드)라는 명칭으로 상업적으로 입수가능하다. 적당한 프로필렌 중합체의 다른 예는 데이터(Datta) 등의 미국 특허 6,500,563, 양(Yang) 등의 미국 특허 5,539,056, 및 레스코니(Resconi) 등의 미국 특허 5,596,052에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다.
반결정성 폴리올레핀을 생성하는 데는 일반적으로 다양한 공지 기술 중 어느 것이라도 이용할 수 있다. 예를 들어, 올레핀 중합체는 자유 라디칼 또는 배위 촉매(예: 지글러-나타)를 이용하여 생성할 수 있다. 바람직하게는, 올레핀 중합체는 단일 부위 배위 촉매, 예를 들어 메탈로센 촉매로부터 생성된다. 이러한 촉매 시스템은 공단량체가 분자 사슬 내에 랜덤하게 분포되고 상이한 분자량 분획 전역에 걸쳐서 균일하게 분포되는 에틸렌 공중합체를 생성한다. 메탈로센 촉매 폴리올레핀은 예를 들어 맥알핀(McAlpin) 등의 미국 특허 5,571,619, 데이비스(Davis) 등의 미국 특허 5,322,728, 오비제스키(Obijeski) 등의 미국 특허 5,472,775, 레이(Lai) 등의 미국 특허 5,272,236, 및 휘트(Wheat) 등의 미국 특허 6,090,325에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 메탈로센 촉매의 예는 비스(n-부틸시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드, 비스(n-부틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드, 비스(시클로펜타디에닐)스칸듐 클로라이드, 비스(인데닐)지르코늄 디클로라이드, 비스(메틸시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드, 비스(메틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드, 코발토센, 시클로펜타디에닐티타늄 트리클로라이드, 페로센, 하프노센 디클로라이드, 이소프로필(시클로펜타디에닐-1-플루오레닐)지르코늄 디클로라이드, 몰리브도센 디클로라이드, 니켈로센, 니오보센 디클로라이드, 루테노센, 티타노센 디클로라이드, 지르코노센 클로라이드 히드라이드, 지르코노센 디클로라이드 및 기타 등등을 포함한다. 메탈로센 촉매를 이용하여 제조된 중합체는 전형적으로 좁은 분자량 범위를 갖는다. 예를 들어, 메탈로센 촉매 중합체는 4 미만의 다분산도 수치(Mw/Mn), 조절된 단쇄 분지 분포, 및 조절된 이소탁틱도를 가질 수 있다.
반결정성 폴리올레핀의 용융 흐름 지수 (MI)는 일반적으로 다양할 수 있지만, 전형적으로 190 ℃에서 측정할 때 약 0.1 g/10분 내지 약 100 g/10분, 일부 실시태양에서는 약 0.5 g/10분 내지 약 30 g/10분, 일부 실시태양에서는 약 1 내지 약 10 g/10분의 범위이다. 용융 흐름 지수는 190 ℃에서 10 분 이내에 2.16 ㎏의 힘을 받을 때 압출 유변 물성 측정기 오리피스(직경 0.0825 인치)를 통해 강제로 흐를 수 있는 중합체의 중량(g)이고, ASTM 시험 방법 D1238-E에 따라서 결정할 수 있다.
열가소성 엘라스토머 및 반결정성 폴리올레핀의 상대적인 양은 탄성 필름의 기계적 성질과 열적 성질 사이에 균형을 이루도록 본 발명에 따라서 선택적으로 조절된다. 예를 들어, 반결정성 폴리올레핀(들)의 양에 대한 열가소성 엘라스토머(들)의 양의 비는 약 0.5 내지 약 15, 일부 실시태양에서는 약 1 내지 약 10, 일부 실시태양에서는 약 1 내지 약 5의 범위일 수 있다. 열가소성 엘라스토머(들)는 필름의 중합체 함량의 약 40 중량% 내지 약 95 중량%, 일부 실시태양에서는 약 45 중량% 내지 약 90 중량%, 일부 실시태양에서는 약 50 중량% 내지 약 75 중량%를 구성할 수 있다. 마찬가지로, 반결정성 폴리올레핀(들)은 필름의 중합체 함량의 약 5 중량% 내지 약 60 중량%, 일부 실시태양에서는 약 10 중량% 내지 약 55 중량%, 일부 실시태양에서는 약 15 중량% 내지 약 50 중량%를 구성할 수 있다. 물론, 다른 중합체도 필름에 이용될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 그러나, 이용될 때, 다른 중합체는 전형적으로 필름의 중합체 함량의 약 10 중량% 이하, 일부 실시태양에서는 약 5 중량% 이하를 구성한다.
중합체 이외에도, 본 발명의 탄성 필름은 당업계에 알려진 다른 성분들을 또한 함유할 수 있다. 한 실시태양에서는, 예를 들어, 탄성 필름이 충전제를 함유한다. 충전제는 필름 중합체 압출 블렌드에 첨가될 수 있고 압출된 필름을 화학적으로 방해하지 않지만 필름 전반에 걸쳐서 균일하게 분산될 수 있는 미립자 또는 다른 형태의 물질이다. 충전제는 필름 불투명도 및/또는 통기성(즉, 증기 투과성 및 실질적으로 액체 불투과성)을 향상하는 것을 포함하는 다양한 목적으로 쓰일 수 있다. 예를 들어, 충전된 필름은 중합체를 충전제로부터 이탈하게 하여 미세기공성 통로를 생성하게 하는 신장에 의해 통기성이 될 수 있다. 통기성 미세기공성 탄성 필름은 예를 들어 맥코맥(McCormack) 등의 미국 특허 5,997,981, 6,015,764 및 6,111,163, 모르만(Morman) 등의 미국 특허 5,932,497, 테일러(Taylor) 등의 미국 특허 6,461,457에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다.
충전제는 구형 또는 비구형 형상을 가질 수 있고, 평균 입자 크기는 약 0.1 내지 약 7 ㎛의 범위이다. 적당한 충전제의 예는 탄산칼슘, 다양한 종류의 점토, 실리카, 알루미나, 탄산바륨, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 활석, 황산바륨, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 이산화티탄, 제올라이트, 셀룰로오스계 분말, 카올린, 운모, 탄소, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 펄프 분말, 목재 분말, 셀룰로오스 유도체, 키틴 및 키틴 유도체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 요망된다면, 충전제 입자에 적당한 코팅, 예를 들어 스테아르산도 또한 적용될 수 있다. 이용될 때, 충전제 함량은 필름의 약 25 중량% 내지 약 75 중량%, 일부 실시태양에서는 약 30 중량% 내지 약 70 중량%, 일부 실시태양에서는 약 40 중량% 내지 약 60 중량%로 다양할 수 있다.
또한, 다른 첨가제, 예를 들어 용융 안정화제, 가공 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 항산화제, 열 노화 안정화제, 증백제, 블록킹방지제, 결합제, 점착성 부여제, 점도 개질제 등도 필름에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 엘라스토머성 중합체가 어느 일정량의 점착성을 가질 수 있지만, 그럼에도 불구하고 일부 실시태양에서는 후속하는 필름과 부직웹 페이싱의 결합을 촉진하기 위해 점착성 부여 수지가 이용될 수 있다. 점착성 부여 수지의 한 적당한 부류는 수소화 탄화수소 수지, 예를 들어 이스트만 케미칼(Eastman Chemical)로부터 입수가능한 레갈레즈(등록상표)(REGALREZ™) 탄화수소 수지를 포함한다. 다른 적당한 점착성 부여 수지는 미국 특허 4,787,699에 기술될 수 있다. 이용될 때, 점착성 부여 수지는 탄성 필름의 약 0.001 중량% 내지 약 35 중량%, 일부 실시태양에서는 약 0.005 중량% 내지 약 30 중량%, 일부 실시태양에서는 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
또, 점도 개질제, 예를 들어 폴리에틸렌 왁스(예: 에폴렌(등록상표)(EPOLENE™) C-10, 이스트만 케미칼)도 이용될 수 있다. 포스파이트 안정화제(예: 어가포스(IRGAFOS)(시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals), 미국 뉴욕주 테리타운) 및 도버포스(DOVERPHOS)(도버 케미칼 코프.(Dover Chemical Corp.), 미국 오하이오주 도버))가 예시적인 용융 안정화제이다. 추가로, 힌더드 아민 안정화제(예: 키마소브(CHIMASSORB)(시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능함))가 예시적인 열 및 광 안정화제이다. 게다가, 힌더드 페놀은 섬유 및 필름 제조시 항산화제로서 흔히 이용된다. 일부 적당한 힌더드 페놀은 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 "어가녹스(등록상표)"(Irganox®), 예를 들어 어가녹스(등록상표) 1076, 1010 또는 E 201이라는 상표명으로 입수가능한 것들을 포함한다. 게다가, 추가 물질(예: 부직웹)과의 결합을 촉진하기 위해 결합제도 첨가될 수 있다. 이용될 때, 첨가제(예: 항산화제, 안정화제 등)는 각각 필름의 약 0.001 중량% 내지 약 40 중량%, 일부 실시태양에서는 약 0.005 중량% 내지 약 35 중량%, 일부 실시태양에서는 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명의 탄성 필름은 단층 또는 다층일 수 있다. 다층 필름은 층들의 공압출, 압출 코팅, 또는 어떠한 통상의 층화 방법에 의해서도 제조될 수 있다. 이러한 다층 필름은 보통은 하나 이상의 기저층 및 하나 이상의 표피층을 함유하지만, 요망되는 층을 얼마든지 함유할 수 있다. 예를 들어, 다층 필름은 기저층 및 하나 이상의 표피층으로부터 형성될 수 있고, 여기서 기저층은 본 발명에 따라 열가소성 엘라스토머 및 반결정성 폴리올레핀의 블렌드로부터 생성된다. 이러한 실시태양에서, 표피층(들)은 어떠한 필름 생성 중합체로부터도 생성될 수 있다. 요망된다면, 표피층(들)은 필름을 부직웹 페이싱에 열에 의해 결합하기 위해 층(들)을 열 밀봉 결합 층으로서 더 적합하게 하는 더 연하고 더 낮은 용융점을 갖는 중합체 또는 중합체 블렌드를 함유할 수 있다. 대부분의 실시태양에서, 표피층(들)은 상기한 바와 같은 올레핀 중합체로부터 생성된다. 단독으로 또는 다른 중합체와 조합해서 본 발명과 함께 사용하기에 적당할 수 있는 추가의 필름 생성 중합체는 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트, 나일론, 에틸렌 비닐 알콜, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 기타 등등을 포함한다.
표피층(들)의 두께는 일반적으로 필름의 엘라스토머성 성질을 실질적으로 손상시키지 않도록 선택된다. 이 목적으로, 각 표피층은 개별적으로 필름의 총 두께의 약 0.5% 내지 약 15%, 일부 실시태양에서는 약 1% 내지 약 10%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 표피층은 약 0.1 내지 약 10 ㎛, 일부 실시태양에서는 약 0.5 내지 약 5 ㎛, 일부 실시태양에서는 약 1 내지 약 2.5 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 마찬가지로, 기저층은 약 1 내지 약 40 ㎛, 일부 실시태양에서는 약 2 내지 약 25 ㎛, 일부 실시태양에서는 약 5 내지 약 20 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
생성된 필름의 성질은 일반적으로 요망되는 바에 따라서 다양할 수 있다. 예를 들어, 신장 전, 필름은 전형적으로 약 40 내지 약 250 gsm, 일부 실시태양에서는 약 60 내지 약 200 gsm의 기초 중량을 갖는다. 신장시, 필름은 전형적으로 약 25 내지 약 150 gsm 이하, 일부 실시태양에서는 약 50 내지 약 100 gsm의 기초 중량을 갖는다. 또한, 신장된 필름은 약 1 내지 약 100 ㎛, 일부 실시태양에서는 약 10 내지 약 80 ㎛, 일부 실시태양에서는 약 20 내지 약 60 ㎛의 총 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 탄성 필름은 폭넓고 다양한 응용에 사용하기 위한 양호한 잠재 신장 성질을 나타낸다. 필름의 잠재 신장 성질을 나타내는 한 측정값은 열 수축 성능이고, 이것은 활성화시 회복가능한 변형의 측정값이다. 본 발명에서는 매우 높은 수준의 열 수축, 예를 들어 약 40% 이상, 일부 실시태양에서는 약 50% 이상, 일부 실시태양에서는 약 60% 이상의 열 수축을 달성할 수 있다. 하기 "시험 방법"에서 기술한 바와 같이, 열 수축은 160 ℉의 물에서 물질을 30 초 내지 1 분 동안 가열함으로써 결정한다. 별법으로, 수축은 ASTM D2838-02를 이용하여 결정할 수 있다. 본 발명에서는 일반적으로 열, 방사선(예: 마이크로파) 뿐만 아니라 화학적 또는 기계적 처리의 적용을 포함하는 어떠한 공지된 활성화 방법도 이용할 수 있다. 열 활성화는 약 50 ℃ 내지 약 100 ℃, 일부 실시태양에서는 약 60 ℃ 내지 약 90 ℃, 일부 실시태양에서는 약 70 ℃ 내지 약 80 ℃의 온도에서 달성할 수 있다. 필름에 열을 적용하기 위해서는 다양한 기술 중 어느 것이라도 이용할 수 있고, 예를 들어 가열된 롤, 오븐 가열 및 기타 등등을 이용할 수 있다.
II. 부직웹 페이싱
본 발명에서는 복합체 표면의 마찰계수를 감소시키고 천 유사 감촉을 향상시키기 위해 부직웹 페이싱이 일반적으로 이용된다. 부직웹 페이싱을 생성하는 데 이용하기 위한 예시적인 중합체는 예를 들어 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 기타 등등; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 클로라이드 아세테이트; 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지, 예를 들어 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 및 기타 등등; 폴리아미드, 예를 들어 나일론; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리비닐 알콜; 폴리우레탄; 폴리락트산; 이들의 공중합체; 및 기타 등등을 포함할 수 있다. 요망된다면, 상기한 것 같은 생분해성 중합체도 또한 이용될 수 있다. 셀룰로오스 에스테르; 셀룰로오스 에테르; 셀룰로오스 니트레이트; 셀룰로오스 아세테이트; 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트; 에틸 셀룰로오스; 재생 셀룰로오스, 예를 들어 비스코스, 레이온 및 기타 등등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 합성 또는 천연 셀룰로오스 중합체도 이용될 수 있다. 중합체(들)는 또한 다른 첨가제, 예를 들어 섬유에 요망되는 성질을 부여하기 위한 가공 보조제 또는 처리 조성물, 잔류량의 용매, 안료 또는 착색제, 및 기타 등등을 함유할 수 있음을 주목하여야 한다.
부직웹 페이싱을 생성하는 데는 단성분 및/또는 다성분 섬유가 이용될 수 있다. 단성분 섬유는 일반적으로 단일 압출기로부터 압출되는 중합체 또는 중합체 블렌드로부터 생성된다. 다성분 섬유는 일반적으로 분리된 압출기들로부터 압출되는 둘 이상의 중합체로부터 생성된다(예: 이성분 섬유). 중합체는 섬유의 단면 전역에 걸쳐서 실질적으로 끊임없이 위치하는 뚜렷이 구분되는 대역에 배열될 수 있다. 성분들은 어떠한 요망되는 구성으로도 배열될 수 있고, 예를 들어 쉬드-코어, 병행, 파이, 아일랜드-인-더-시(island-in-the-sea), 쓰리 아일랜드(three island), 불스아이(bull's eye), 또는 당업계에 알려진 다양한 다른 배열로 배열될 수 있다. 다성분 섬유를 생성하기 위한 다양한 방법은 타니구치(Taniguchi) 등의 미국 특허 4,789,592, 스트랙(Strack) 등의 미국 특허 5,336,552, 카네코(Kaneko) 등의 미국 특허 5,108,820, 크루에지(Kruege) 등의 미국 특허 4,795,668, 파이크(Pike) 등의 미국 특허 5,382,400, 스트랙(Strack) 등의 미국 특허 5,336,552, 및 마르몬(Marmon) 등의 미국 특허 6,200,669에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 호글(Hogle) 등의 미국 특허 5,277,976, 힐즈(Hills)의 미국 특허 5,162,074, 힐즈의 미국 특허 5,466,410, 라그만(Largman) 등의 미국 특허 5,069,970, 및 라그만 등의 미국 특허 5,057,368에 기술된 것 같은 다양한 불규칙 형상을 갖는 다성분 섬유도 생성될 수 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다.
어떠한 중합체 조합도 이용될 수 있지만, 다성분 섬유의 중합체는 전형적으로 상이한 유리 전이 또는 용융 온도를 갖는 열가소성 물질로부터 제조되고, 이 경우, 제1 성분(예: 쉬드)은 제2 성분(예: 코어)보다 더 낮은 온도에서 용융된다. 다성분 섬유의 제1 중합체 성분의 연화 또는 용융은 다성분 섬유가 냉각시 섬유상 구조를 안정화시키는 점착성 골격 구조를 형성하는 것을 허용한다. 예를 들어, 다성분 섬유는 약 20 중량% 내지 약 80 중량%, 일부 실시태양에서는 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 저용융점 중합체를 가질 수 있다. 게다가, 다성분 섬유는 약 80 중량% 내지 약 20 중량%, 일부 실시태양에서는 약 60 중량% 내지 약 40 중량%의 고용융점 중합체를 가질 수 있다. 공지된 쉬드-코어 이성분 섬유의 일부 예는 코사 인크.(KoSa Inc.)(미국 노쓰캐롤라이나주 샤롯테)로부터 T-255 및 T-256(둘 모두 폴리올레핀 쉬드를 이용함) 또는 T-254(저용융점 코폴리에스테르 쉬드를 가짐)라는 상표명으로 입수가능하다. 이용될 수 있는 다른 공지 이성분 섬유는 치소 코포레이션(Chisso Corporation)(일본 모리야마) 또는 파이버비전즈 엘엘씨(Fibervisions LLC)(미국 델라웨어주 윌밍톤)로부터 입수가능한 것들을 포함한다.
요망되는 어떠한 길이의 섬유도 이용될 수 있고, 예를 들어 스테이플 섬유, 연속 섬유 등이 이용될 수 있다. 한 특별한 실시태양에서는, 예를 들어 약 1 내지 약 150 ㎜, 일부 실시태양에서는 약 5 내지 약 50 ㎜, 일부 실시태양에서는 약 10 내지 약 40 ㎜, 일부 실시태양에서는 약 10 내지 약 25 ㎜의 범위의 섬유 길이를 갖는 스테이플 섬유가 이용될 수 있다. 요구되는 것은 아니지만, 당업계에 잘 알려진 바와 같이 스테이플 섬유로 섬유층을 생성하는 데는 카딩 기술이 이용될 수 있다. 예를 들어, 섬유는 섬유의 베일을 섬유를 분리하는 피커에 넣음으로써 카디드 웹으로 형성될 수 있다. 이어서, 기계 방향으로 배향된 섬유 부직웹을 생성하기 위해 섬유를 추가로 분해하여 기계 방향으로 섬유를 정렬하는 코밍(Combing) 또는 카딩 유닛을 통해 섬유를 보낸다. 이어서, 카디드 웹을 공지 기술을 이용해서 결합하여 본디드 카디드 부직웹을 생성할 수 있다.
요망된다면, 부직 복합체를 생성하는 데 이용되는 부직웹 페이싱은 다층 구조를 가질 수 있다. 적당한 다층 물질은 예를 들어 스펀본드/멜트블로운/스펀본드(SMS) 라미네이트 및 스펀본드/멜트블로운(SM) 라미네이트를 포함할 수 있다. 적당한 SMS 라미네이트의 다양한 예가 브록(Brock) 등의 미국 특허 4,041,203; 티몬스(Timmons) 등의 미국 특허 5,213,881; 티몬스 등의 미국 특허 5,464,688; 본슬래거(Bornslaeger)의 미국 특허 4,374,888; 콜리어(Collier) 등의 미국 특허 5,169,706; 및 브록 등의 미국 특허 4,766,029에 기술되고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 추가로, 상업적으로 입수가능한 SMS 라미네이트는 킴벌리-클라크 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation)으로부터 스펀가드(등록상표)(Spunguard®) 및 에볼루션(등록상표)(Evolution®)이라는 명칭으로 얻을 수 있다.
다층 구조의 다른 한 예는 한 방사 뱅크(bank)가 이전의 방사 뱅크로부터 침착된 섬유 층 위에 섬유를 침착시키는 다중 방사 뱅크 기계로 제조된 스펀본드 웹이다. 또, 이러한 개별 스펀본드 부직웹은 다층 구조로 여길 수 있다. 이 상황에서, 부직웹 중의 다양한 침착된 섬유 층은 동일할 수 있거나, 또는 그들은 기초 중량 및/또는 조성, 유형, 크기, 크림프 수준 및/또는 제조되는 섬유의 형상의 면에서 상이할 수 있다. 다른 한 예로서, 단일 부직웹은 함께 결합되어 부직웹을 생성하는 스펀본드 웹, 카디드 웹 등의 둘 이상의 개별적으로 제조된 층으로서 제공될 수 있다. 이들 개별적으로 제조된 층은 위에서 논의한 바와 같이 제조 방법, 기초 중량, 조성, 및 섬유의 면에서 상이할 수 있다.
또, 부직웹 페이싱은 그것이 복합체라고 간주되도록 추가의 섬유 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 당업계에 알려진 다양한 엉킴 기술(예: 유압식, 공기식, 기계식 등) 중 어느 것을 이용해서도 한 부직웹을 다른 한 섬유 성분과 엉키게 할 수 있다. 한 실시태양에서는, 부직웹을 유압식 엉킴을 이용해서 셀룰로오스 섬유와 일체로 엉키게 한다. 전형적인 유압식 엉킴 방법은 물의 고압 분출 스트림을 이용해서 섬유를 엉키게 하여 고도로 엉킨 통합된 섬유 구조, 예를 들어 부직웹을 생성한다. 스테이플 길이 및 연속 섬유의 유압식 엉킴 부직웹은 예를 들어 에반스(Evans)의 미국 특허 3,494,821 및 볼튼(Boulton)의 미국 특허 4,144,370에 게재되고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 연속 섬유 부직웹 및 펄프층의 유압식 엉킴 복합 부직웹은 예를 들어 에버하트(Everhart) 등의 미국 특허 5,284,703 및 앤더슨(Anderson) 등의 미국 특허 6,315,864에 게재되고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 복합체의 섬유 성분은 생성되는 기재를 어떠한 요망되는 양도 함유할 수 있다. 섬유 성분은 복합체의 약 50 중량% 초과, 일부 실시태양에서는 복합체의 약 60 중량% 내지 약 90 중량%를 함유할 수 있다. 마찬가지로, 부직웹은 복합체의 약 50 중량% 미만, 일부 실시태양에서는 복합체의 약 10 중량% 내지 약 40 중량%를 함유할 수 있다.
요구되지는 않지만, 부직웹 페이싱은 본 발명의 필름에 적층되기 전에 한 방향 이상으로 넥킹될 수 있다. 적당한 넥킹 기술은 모르만(Morman)의 미국 특허 5,336,545, 5,226,992, 4,981,747 및 4,965,122 뿐만 아니라 모르만 등의 미국 특허 출원 공개 2004/0121687에 기술되어 있다. 별법으로, 부직웹은 필름에 적층되기 전에 한 방향 이상에서 상대적으로 비연신성인 채로 있을 수 있다. 이러한 실시태양에서, 부직웹은 필름에 적층된 후에 한 방향 이상으로 임의로 신장할 수 있다.
부직웹 페이싱의 기초 중량은 일반적으로 약 5 gsm 내지 120 gsm, 일부 실시태양에서는 약 8 gsm 내지 약 70 gsm, 일부 실시태양에서는 약 10 gsm 내지 약 35 gsm으로 다양할 수 있다. 다수의 부직웹 페이싱의 경우, 이러한 물질은 동일 또는 상이한 기초 중량을 가질 수 있다.
III. 적층 기술
복합체의 요망되는 잠재 탄성을 달성하기 위해, 먼저, 탄성 필름을 한 방향 이상으로 신장하여 열가소성 엘라스토머(들)의 사슬을 배향한다. 이어서, 신장된 물질을 어느 정도 이완하여 부직웹 페이싱에 결합한다. 적층 동안 탄성 필름이 이완된 상태로 있기 때문에, 부직웹 페이싱은 상당한 정도로 주름이 잡히지는 않는다. 따라서, 복합체가 엘라스토머성 중합체를 함유한다는 사실에도 불구하고, 그의 탄성 성질은 처음에는 상대적으로 비탄성인 부직웹 페이싱의 존재에 의해 제한된다. 그러나, 열 활성화될 때, 폴리올레핀의 반결정성 도메인이 연화하여 사슬을 그들의 배향된 구성으로부터 풀 수 있다. 이 때문에 탄성 필름이 추가로 수축하고 이렇게 함으로써 부직웹 페이싱에 "주름이 잡히게" 된다. 이러한 방식으로, 열 활성화된 복합체에 잠재 탄성이 제공된다.
이와 관련하여, 이제, 적층 방법의 다양한 실시태양을 더 상세히 기술할 것이다. 물론, 아래에 제공된 설명은 단지 예시적인 것이고 본 발명에 의해 다른 방법들이 고려된다는 점을 이해해야 한다. 도 1을 참고하면, 예를 들어, 탄성 필름 및 부직웹 페이싱으로부터 복합체를 생성하는 방법의 한 실시태양이 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 원료 물질들(예: 열가소성 엘라스토머 및 반결정성 폴리올레핀)이 함께 건식(즉, 용매 없이) 혼합되고, 압출 장치 (40)의 호퍼(나타내지 않음)에 첨가될 수 있다. 별법으로, 원료 물질들은 용매와 함께 블렌딩될 수 있다. 호퍼에서, 물질들은 용융물에 분산 혼합되고 어떠한 공지 기술을 이용해서도, 예를 들어 밴버리 혼합기, 패럴 연속 혼합기, 일축 압출기, 이축 압출기 등을 이용하는 회분식 및/또는 연속식 컴파운딩 기술을 이용해서 컴파운딩된다.
컴파운딩된 물질로부터 필름을 생성하는 데는 블로윙, 캐스팅, 편평 다이 압출 등을 포함하여 어떠한 공지 기술도 이용될 수 있다. 한 특별한 실시태양에서는, 필름을 블로운 방법에 의해 생성할 수 있고, 이 방법에서는 압출된 중합체 블렌드의 기포를 환상 다이를 통해 팽창시키기 위해 기체(예: 공기)를 이용한다. 이어서, 기포를 붕괴하고 편평 필름 형태로 수집한다. 블로운 필름 제조 방법은 예를 들어 레일리(Raley)의 미국 특허 3,354,506, 쉬퍼스(Schippers)의 미국 특허 3,650,649, 쉬렝크(Schrenk) 등의 미국 특허 3,801,429, 뿐만 아니라 맥코맥 등의 미국 특허 출원 공개 2005/0245162 및 보그스(Boggs) 등의 미국 특허 출원 공개 2003/0068951에 기술되고, 이들 모든 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 예를 들어, 도 1의 특별한 실시태양에서는, 컴파운딩된 물질(나타내지 않음)이 압출 장치 (40)에 공급된 후, 닙 롤 (42) 안으로 블로윙되어 단층 전구체 탄성 필름 (10)을 생성한다. 다층 필름을 제조하고자 한다면, 다수의 층을 함께 닙 롤 (42) 안으로 공압출한다. 전형적으로, 롤 (42)는 탄성 필름이 생성될 때 탄성 필름 (10)을 고화 및 켄칭하기에 충분한 온도, 예를 들어 약 20 내지 60 ℃로 유지된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 필름의 잠재 특성은 필름을 신장함으로써 도입될 수 있다. 요구되지는 않지만, 별도의 가공을 위해 필름을 제거해야 할 필요 없이 필름은 인라인으로 신장될 수 있다. 예를 들어, 필름은 시트가 종방향(기계 방향)으로 요망되는 연신비로 신장되도록 상이한 회전 속도로 롤이 회전함으로써 즉시 연신될 수 있다. 추가로, 일축 신장된 필름은 또한 횡기계 방향으로 배향되어 "이축 신장된" 필름을 생성할 수 있다. 예를 들어, 필름을 그의 측방 가장자리에서 사슬 클립으로 죄어서 텐터 오븐 안으로 운반할 수 있다. 텐터 오븐에서, 필름은 전진 이동시 갈라지는 사슬 클립에 의해 횡기계 방향으로 요망되는 연신비로 연신될 수 있다.
다시, 도 1을 참고하면, 일축 신장된 필름을 생성하는 방법이 나타나 있다. 도시된 실시태양에서, 필름은 제2 조의 롤 (46)보다 느린 속도로 이동하는 제1 조의 롤 (46)을 통과함으로서 기계 방향으로 신장되고 박화된다. 도 1에는 4 개의 롤이 도시되어 있지만, 롤의 수는 요망되는 신장 수준 및 각 롤 사이에서의 신장 정도에 의존해서 더 많거나 또는 더 적을 수 있음을 이해해야 한다. 필름은 단일 또는 다수의 뚜렷이 구분된 신장 작업으로 신장될 수 있다. 별법으로, 탄성 필름은 또한 통상의 필름 배향 유닛 또는 기계 방향 배향기("MDO"), 예를 들어 마샬 앤드 윌리암즈, 코.(Marshall and Williams, Co.)(미국 로드 아일랜드 프로비던스)로부터 상업적으로 입수가능한 것을 이용해서 신장될 수 있다.
요망되는 잠재 탄성을 달성하기 위해 연신비, 신장 온도 및 기타 등등을 포함하는 신장 작업의 다양한 매개변수를 선택적으로 조절할 수 있다. 일부 실시태양에서, 예를 들어, 필름은 기계 방향으로 약 1.5 내지 약 7.0, 일부 실시태양에서는 약 1.8 내지 약 5.0, 일부 실시태양에서는 약 2.0 내지 약 4.5의 신장비로 신장된다. 신장비는 신장된 필름의 길이를 신장 전의 그의 길이로 나눔으로써 결정할 수 있다. 또, 신장비는 연신비와 대략 동일할 수 있고, 이것은 신장시의 필름의 선속도(예: 닙 롤의 속도)를 필름이 형성되는 선속도(예: 캐스팅 롤 또는 블로운 닙 롤의 속도)로 나눔으로써 결정될 수 있다. 도시된 실시태양에서는, 예를 들어, 신장비가 제2 조의 롤 (46)의 선속도를 닙 롤 (42)의 선속도로 나눔으로써 결정된다.
또, 배향 온도 프로파일은 요망되는 수축 기계적 성질, 예를 들어 수축 인장력 및 수축 백분율을 전달하도록 선택된다. 더 구체적으로 말하면, 배향 온도는 반결정성 폴리올레핀의 용융 온도 미만이다. 예를 들어, 필름은 약 15 ℃ 내지 약 50 ℃, 일부 실시태양에서는 약 25 ℃ 내지 약 40 ℃, 일부 실시태양에서는 약 30 ℃ 내지 약 40 ℃의 온도에서 신장될 수 있다. 바람직하게는, 필름은 잠재 탄성을 개선하기 위해 "냉연신"되고, 즉 외부 열(예: 가열된 롤) 적용 없이 신장된다.
또, 부직웹 페이싱은 탄성 필름 (10)에 적층하는 데 이용된다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같이 부직웹 페이싱 (30)은 단순히 공급 롤 (22)로부터 풀릴 수 있다. 별법으로, 부직웹 페이싱은 인라인으로, 예를 들어 1 쌍의 방사구로부터 중합체 필라멘트를 컨베이어 조립체 상에 분배함으로써 형성될 수 있다. 도 1에서, 페이싱 (30)은 1 쌍의 닙 롤 (56)을 이용하여 압축해서 필라멘트간 결합을 형성할 수 있다. 압착 후, 부직웹 페이싱 (30)은 탄성 필름 (10)에 적층하기 전에 롤 (58) 사이에 한정된 닙으로 향한다. 공급 롤 (62)로부터 나와서 닙 롤 (56a)를 통과하는 제2 부직웹 페이싱 (30a)도 또한 이용된다.
위에서 지적한 바와 같이, 본 발명의 탄성 필름의 잠재 특성은 그것을 부직웹 페이싱에 적층하기 전에 이완하게 함으로써 향상될 수 있다. 일부 실시태양에서, 예를 들어, 탄성 필름은 기계 방향으로 약 10% 이상, 일부 실시태양에서는 약 15% 내지 약 60%, 일부 실시태양에서는 약 20% 내지 약 50% 이완하는 것이 허용된다. 상기 "이완 백분율"은 필름의 신장된 길이로부터 필름의 이완된 길이를 빼고, 그 차를 신장된 길이로 나눈 후, 몫에 100을 곱함으로써 결정할 수 있다. 요망된다면, 층의 신장된 길이 및 이완된 길이는 신장 및 적층 동안에 사용되는 롤의 속도로부터 결정할 수 있다. 예시된 실시태양에서, 예를 들어, 이완 백분율은 롤 (46)의 선속도로부터 닙 롤 (58)의 선속도를 빼고, 그 차를 롤 (46)의 선속도로 나눈 후, 몫에 100을 곱함으로써 결정한다.
탄성 필름 (10)을 페이싱 (30) 및 (30a)에 결합하는 데는 접착제 결합, 열 결합, 초음파 결합, 마이크로파 결합, 압출 코팅 및 기타 등등을 포함하는 다양한 기술이 이용될 수 있다. 한 특별한 실시태양에서는, 롤 (58) 중 하나 또는 둘 모두가 필름 (10) 및 페이싱 (30) 및 (30a)에 압력을 적용하여 물질들을 함께 열 결합시킨다. 롤 (58)은 평활할 수 있고/있거나 다수의 융기된 결합 요소를 함유할 수 있다. 또, 접착제, 예를 들어 헌츠만 폴리머즈(Huntsman Polymers)(미국 텍사스주 휴스턴)로부터 입수가능한 렉스택(Rextac) 2730 및 2723, 뿐만 아니라 보스틱 핀들레이, 인크.(Bostik Findley, Inc.)(미국 위스콘신주 와우와토사)로부터 입수가능한 접착제가 이용될 수 있다. 사용되는 접착제의 유형 및 기초 중량은 최종 복합체 및 최종 용도에서 요망되는 탄성 속성에 따라 결정될 것이다. 예를 들어, 접착제의 기초 중량은 약 1.0 내지 약 3.0 gsm일 수 있다. 접착제는 적층하기 전에 어떠한 공지 기술을 이용해서도, 예를 들어 슬롯 또는 용융 분출 접착제 시스템을 이용해서 부직웹 페이싱 및/또는 탄성 필름에 적용될 수 있다.
얻어진 복합체 (32)는 권취 롤 (60)에 감겨서 보관된다. 임의로, 복합체 (32)는 권취 롤 (60)에 감기기 전에 약간 수축하게 할 수 있다. 이것은 롤 (60)에 더 느린 선속도를 이용함으로써 달성할 수 있다. 그러나, 더 바람직하게는, 복합체 (32)는 예를 들어 닙 롤 (58) 중 하나 이상의 속도와 동일한 선속도를 롤 (60)에 이용함으로써 인장력을 받는 상태로 유지된다.
도 1에 나타내지는 않았지만, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 당업계에 알려진 다양한 추가의 가능한 가공 및/또는 마감 단계, 예를 들어 슬릿팅, 처리, 그래픽 인쇄 등을 수행할 수 있다. 예를 들어, 복합체는 임의로 연신성을 향상시키기 위해 횡기계 방향 및/또는 기계 방향으로 기계적으로 신장될 수 있다. 한 실시태양에서, 복합체는 홈을 갖는 둘 이상의 롤을 통해서 CD 및/또는 MD 방향으로 진행할 수 있다. 이러한 홈을 갖는 새틀라이트(satellite)/앙빌(anvil) 롤 배열은 림(Rhim) 등의 미국 특허 출원 공개 2004/0110442 및 게른트(Gerndt) 등의 미국 특허 출원 공개 2006/0151914에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다. 예를 들어, 라미네이트는 홈을 갖는 둘 이상의 롤을 통해서 CD 및/또는 MD 방향으로 진행할 수 있다. 홈을 갖는 롤은 스틸 또는 다른 경질 물질(예: 경질 고무)로 제작될 수 있다. 요망된다면, 열은 당업계에 알려진 어떠한 적당한 방법으로도 적용될 수 있고, 예를 들어 가열 공기, 적외선 가열기, 가열된 닙 롤, 또는 하나 이상의 가열 롤 또는 증기 카니스터(canister) 등의 둘레에 라미네이트의 부분 둘러싸기 등에 의해 적용될 수 있다. 또, 열은 홈을 갖는 롤 자체에 적용될 수 있다. 또, 다른 홈을 갖는 롤 배열, 예를 들어 서로 바로 인접하여 위치하는 홈을 갖는 2 개의 롤도 마찬가지로 적당하다는 것을 이해해야 한다. 홈을 갖는 롤 이외에, 복합체를 한 방향 이상으로 기계적으로 신장하는 데는 다른 기술도 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 복합체는 복합체를 신장시키는 텐터 프레임을 통해 통과할 수 있다. 이러한 텐터 프레임은 당업계에 잘 알려져 있고, 예를 들어 모르만(Morman) 등의 미국 특허 출원 공개 2004/0121687에 기술되어 있다. 또, 복합체는 넥킹될 수 있다. 적당한 넥킹 기술은 모르만의 미국 특허 5,336,545, 5,226,992, 4,981,747, 및 4,965,122, 뿐만 아니라 모르만 등의 미국 특허 출원 공개 2004/0121687에 기술되고, 이들 모든 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다.
일반적으로 말해서, 본 발명에 따르면, 열 활성화되기 전에는 상대적으로 비탄성인 복합체가 생성될 수 있다. 열 활성화 전에 복합체의 치수 안정성을 나타내는 한 매개변수는 아래에서 더 상세히 기술하는 "정지할 때까지 신장" 시험에 따라서 그것이 폭(샘플 폭) 3 인치당 2000 gf의 하중에서 겪는 변형 백분율이다. 더 구체적으로 말하면, 복합체는 전형적으로 열 활성화 전에 기계 방향으로 약 50% 이하, 일부 실시태양에서는 기계 방향으로 약 40% 이하, 일부 실시태양에서는 기계 방향으로 약 25% 이하의 변형 백분율을 갖는다. 열 수축 후, 복합체는 전형적으로 기계 방향으로 약 50% 이상, 기계 방향으로 약 75% 이상, 일부 실시태양에서는 기계 방향으로 약 100% 내지 약 200%의 변형 백분율을 갖는다. 게다가, 복합체의 가능한 수축은 약 40% 이상, 일부 실시태양에서는 약 50% 이상, 일부 실시태양에서는 약 60% 이상일 수 있다.
본 발명의 결과로, 복합체는 활성화 전에 탄성을 덜 가지고 따라서 치수 안정성이 더 높기 때문에 최종 제품으로 더 쉽게 가공될 수 있다. 이것은 복합체가 최종 제품으로 더 쉽게 가공되고, 예를 들어 인쇄되거나, 둥글게 말리거나 또는 풀리거나, 전환될 수 있게 한다. 한 실시태양에서, 예를 들어, 잠재 탄성 복합체는 흡수용품에 혼입될 수 있다. 전환 공정 동안에, 잠재 탄성 복합체는 열 적용을 통해, 예를 들어 제품의 다양한 성분들을 함께 부착하는 데 이용되는 접착제에 대한 경화 공정 동안에 활성화될 수 있다. 잠재 탄성 복합체는 활성화 전에는 고탄성 물질보다 더 큰 치수 안정성을 가지기 때문에, 향상된 가공 효율이 실현될 수 있다. 예를 들어, 복합체는 제품의 다른 성분에 부착되는 동안에 기계적으로 신장된 상태로 유지되어야 할 필요가 없다. 이것은 접착제가 적용되는 위치 및 방식에 있어서 더 큰 자유를 허용한다.
본 발명의 잠재 탄성 복합체는 폭넓고 다양한 응용에 이용될 수 있다. 상기한 바와 같이, 예를 들어, 탄성 필름은 흡수용품에 이용될 수 있다. "흡수용품"은 일반적으로 물 또는 다른 유체를 흡수할 수 있는 어떠한 용품도 의미한다. 일부 흡수용품의 예는 개인 위생 흡수용품, 예를 들어 기저귀, 용변훈련용 팬츠, 흡수 언더팬츠, 실금용품, 여성 위생 제품(예: 생리대), 수영복, 아기용 와이프, 및 기타 등등; 의료용 흡수용품, 예를 들어 가먼트, 천공 물질, 언더패드, 침대 패드, 붕대, 흡수 드레이프 및 의료용 와이프; 음식 서비스 와이퍼; 의류용품; 및 기타 등등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 흡수용품을 생성하는 데 적당한 물질 및 방법은 당업계 숙련자에게 잘 알려져 있다. 전형적으로, 흡수용품은 실질적으로 액체 불투과성인 층(예: 외부 커버), 액체 투과성 층(에: 몸쪽 라이너, 서지층 등), 및 흡수 코어를 포함한다. 한 특별한 실시태양에서, 본 발명의 탄성 필름은 탄성 허리, 다리 커프/가스켓팅, 신장성 귀부, 측부 패널 또는 신장성 외부 커버 응용을 제공하는 데 이용될 수 있다.
이제, 본 발명에 따라서 생성될 수 있는 흡수용품의 다양한 실시태양을 더 상세히 기술할 것이다. 도 2를 보면, 예를 들어, 전방 허리 구역 (255), 후방 허리 구역 (260), 및 전방 허리 구역과 후방 허리 구역을 상호연결하는 중간 구역 (265)를 일반적으로 한정하는 일회용 기저귀 (250)의 한 실시태양이 나타나 있다. 전방 허리 구역 (255) 및 후방 허리 구역 (260)은 사용 동안 각각 착용자의 전방 복부 영역 및 후방 복부 영역 위에 실질적으로 뻗도록 제작된 기저귀의 일반적인 부분들을 포함한다. 기저귀의 중간 구역 (265)는 다리 사이의 착용자의 샅 영역을 통해 뻗도록 제작된 기저귀의 일반적인 부분을 포함한다. 따라서, 중간 구역 (265)는 기저귀에서 반복된 액체 분출이 전형적으로 일어나는 영역이다.
기저귀 (250)은 비제한적으로 외부 커버 또는 배면시트 (270), 배면시트 (270)과 대면하는 관계로 위치하는 액체 투과성 몸쪽 라이너 또는 상면시트 (275), 및 배면시트 (270)과 상면시트 (275) 사이에 위치하는 액체 저류 구조체 (280), 예를 들어 흡수 패드를 포함한다. 배면시트 (270)은 길이 또는 종방향 (286), 및 폭 또는 측방향 (285)를 한정하고, 이들은 도시된 실시태양에서 기저귀 (250)의 길이 및 폭과 일치한다. 액체 저류 구조체 (280)은 일반적으로 각각 배면시트 (270)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭을 갖는다. 따라서, 기저귀 (250)의 변연 부분, 예를 들어 배면시트 (270)의 변연 구역은 액체 저류 구조체 (280)의 끝 가장자리를 지나서 뻗을 수 있다. 도시된 실시태양에서, 예를 들어, 배면시트 (270)은 액체 저류 구조체 (280)의 끝 변연 가장자리를 넘어서 바깥쪽으로 뻗어서 기저귀 (250)의 측부 변연부 및 말단 변연부를 형성한다. 상면시트 (275)는 일반적으로 배면시트 (270)과 동일 영역을 차지하지만, 요망되는 바에 따라서는, 임의로 배면시트 (270)의 영역보다 더 크거나 또는 더 작은 영역을 차지할 수 있다.
개선된 맞음새를 제공하고 기저귀 (250)으로부터 신체 분비물의 누출을 감소시키는 것을 돕기 위해, 기저귀 측부 변연부 및 말단 변연부는 아래에서 더 설명하는 바와 같이 적당한 탄성 부재로 탄성화될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 대표적으로 도시된 바와 같이, 기저귀 (250)은 기저귀 (250)의 측부 변연부를 작동적으로 인장하여 착용자의 다리 둘레에 꼭 맞아서 누출을 감소시키고 개선된 편안함 및 외관을 제공할 수 있는 탄성화된 다리 밴드를 제공하도록 제작된 다리 탄성체 (290)을 포함할 수 있다. 허리 탄성체 (295)는 기저귀 (250)의 말단 변연부를 탄성화하여 탄성화된 허리밴드를 제공하는 데 이용된다. 허리 탄성체 (295)는 착용자의 허리 둘레에 탄력적이고 편안하게 꼭 맞는 맞음새를 제공하도록 구성된다. 본 발명의 잠재 탄성 물질은 다리 탄성체 (290) 및 허리 탄성체 (295)로 이용하기에 적당하다. 이러한 물질의 예는 탄성 수축력이 배면시트 (270)에 부여되도록 배면시트를 포함하거나 또는 배면시트에 부착된 라미네이트 시트이다.
알려진 바와 같이, 착용자에게 기저귀 (250)을 고정하는 데 후크 및 루프 체결도구 같은 체결 수단이 이용될 수 있다. 별법으로, 다른 체결 수단, 예를 들어 버튼, 핀, 스냅, 접착 테이프 체결도구, 응집제, 천-루프 체결도구, 또는 기타 등등이 이용될 수 있다. 도시된 실시태양에서, 기저귀 (250)은 후크 및 루프 체결도구의 후크 부분으로 표시된 체결도구 (302)가 부착된 1 쌍의 측부 패널 (300)(또는 귀부)를 포함한다. 일반적으로, 측부 패널 (300)은 허리 구역 (255),(260) 중 하나에서 기저귀의 측부 가장자리에 부착되어 그로부터 바깥쪽으로 측방향으로 뻗는다. 측부 패널 (300)은 탄성화되거나 또는 다른 방법으로는 본 발명의 잠재 탄성 물질을 이용하여 엘라스토머성이 되게 할 수 있다. 탄성화된 측부 패널 및 선택적으로 구성된 체결도구 탭을 포함하는 흡수용품의 예는 로즐러(Roessler)의 PCT 특허 출원 WO 95/16425, 로즐러 등의 미국 특허 5,399,219, 프라이즈(Fries)의 미국 특허 5,540,796, 및 프라이즈의 미국 특허 5,595,618에 기술되어 있고, 이들 각 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다.
기저귀 (250)은 또한 유체 분비물을 신속하게 받아들이고 유체 분비물을 기저귀 (250) 내에 액체 저류 구조체 (280)에 분배하기 위해 상면시트 (275)와 액체 저류 구조체 (280) 사이에 위치하는 서지 관리 층 (305)를 포함할 수 있다. 기저귀 (250)은 배면시트 (270)을 액체 저류 구조체 (280)으로부터 격리시켜서 통기성 외부 커버 또는 배면시트 (270)의 외부 표면에서 가먼트가 축축해지는 것을 감소시키기 위해 액체 저류 구조체 (280)과 배면시트 (270) 사이에 위치하는 스페이서 또는 스페이서층이라고도 불리는 환기층(도시되지 않음)을 추가로 포함할 수 있다. 적당한 서지 관리 층 (305)의 예는 비숍(Bishop)의 미국 특허 5,486,166 및 엘리스(Ellis)의 미국 특허 5,490,846에 기술되어 있다.
도 2에 대표적으로 도시된 바와 같이, 일회용 기저귀 (250)은 또한 신체 분비물의 측방 흐름에 대한 장벽을 제공하도록 구성된 1 쌍의 봉쇄 플랩 (310)을 포함할 수 있다. 봉쇄 플랩 (310)은 액체 저류 구조체 (280)의 측부 가장자리에 인접해서 기저귀의 측방향으로 마주보는 측부 가장자리를 따라서 위치할 수 있다. 각 봉쇄 플랩 (310)은 전형적으로 기저귀 (250)의 적어도 중간 구역 (265)에서 똑바로 선 수직 형태를 유지하도록 구성되어 착용자 몸에 마주 대어 밀봉을 형성하는 부착되지 않은 가장자리를 한정한다. 봉쇄 플랩 (310)은 액체 저류 구조체 (280)의 전체 길이를 따라서 종방향으로 뻗을 수 있거나, 또는 액체 저류 구조체 길이의 일부만을 따라서 뻗을 수 있다. 봉쇄 플랩 (310)이 액체 저류 구조체 (280)보다 길이가 더 짧을 때, 봉쇄 플랩 (310)은 중간 구역 (265)에서 기저귀 (250)의 측부 가장자리를 따라서 어느 곳이든 선택적으로 위치할 수 있다. 이러한 봉쇄 플랩 (310)은 일반적으로 당업계 숙련자에게 잘 알려져 있다. 예를 들어, 봉쇄 플랩 (310)을 위한 적당한 구조 및 배열은 엔로(Enloe)의 미국 특허 4,704,116에 기술되어 있다.
기저귀 (250)은 다양한 적당한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 기저귀는 전반적인 직사각형 형상, T 형상 또는 대략적인 모래시계 형상을 가질 수 있다. 나타낸 실시태양에서, 기저귀 (250)은 일반적으로 I 형상을 갖는다. 본 발명의 흡수용품에 혼입될 수 있는 다른 적당한 성분은 당업계 숙련자에게 일반적으로 알려진 허리 플랩 및 기타 등등을 포함할 수 있다. 기저귀에 사용하기에 적당한 다른 성분을 포함할 수 있는 본 발명의 잠재 탄성 물질과 함께 사용하기에 적당한 기저귀 구성의 예는 메이어(Meyer) 등의 미국 특허 4,798,603, 버나딘(Bernardin)의 미국 특허 5,176,668, 브루머(Bruemmer) 등의 미국 특허 5,176,672, 프록스마이어(Proxmire) 등의 미국 특허 5,192,606, 및 한슨(Hanson) 등의 미국 특허 5,509,915에 기술되어 있고, 이들 문헌은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다.
기저귀 (201)의 다양한 영역 및/또는 성분은 어떠한 공지 부착 메카니즘을 이용해서도, 예를 들어 접착제, 초음파, 열 결합 등을 이용해서 함께 조립될 수 있다. 적당한 접착제는 예를 들어 핫멜트 접착제, 감압 접착제 및 기타 등등을 포함할 수 있다. 이용될 때, 접착제는 균일 층으로, 패터닝된 층으로, 분사된 패턴으로, 또는 분리된 선, 나선 또는 점 중 어느 것으로 적용될 수 있다. 도시된 실시태양에서, 예를 들어, 상면시트 (275) 및 배면시트 (270)은 서로 간에 및 액체 저류 구조체 (280)에 접착제, 예를 들어 핫멜트 감압 접착제의 선을 이용하여 조립될 수 있다. 마찬가지로, 다른 기저귀 성분, 예를 들어 탄성 부재 (290) 및 (295), 체결 부재 (302), 및 서지층 (305)는 상기 부착 메카니즘을 이용함으로써 용품에 조립될 수 있다.
기저귀의 다양한 구성을 위에서 기술하였지만, 다른 기저귀 및 흡수용품 구성도 또한 본 발명의 범위 내에 포함된다는 것을 이해해야 한다. 추가로, 본 발명은 결코 기저귀에 제한되지 않는다. 사실상, 흡수용품의 몇몇 예가 디팔마(DiPalma) 등의 미국 특허 5,649,916, 키엘피코우스키(Kielpikowski)의 미국 특허 6,110,158, 블래니(Blaney) 등의 미국 특허 6,663,611에 기술되어 있고, 이들 문헌은 전체를 모든 목적으로 본원에 참고로 인용한다. 게다가, 이러한 물질을 혼입할 수 있는 개인 위생 제품의 다른 예는 용변 훈련 팬츠(예: 측부 패널 물질) 및 여성 위생 제품이다. 오직 예시를 위해, 본 발명과 함께 이용하기에 적당한 용변 훈련 팬츠 및 용변 훈련 팬츠를 제작하기 위한 다양한 물질 및 방법이 플레처(Fletcher) 등의 미국 특허 6,761,711, 반 곰펠(Van Gompel) 등의 미국 특허 4,940,464, 브랜던(Brandon) 등의 미국 특허 5,766,389, 및 올슨(Olson) 등의 미국 특허 6,645,190에 게재되어 있고, 이들은 모든 목적으로 전체를 본원에 참고로 인용한다.
본 발명을 하기 실시예와 관련시켜서 더 잘 이해할 수 있다.
시험 방법
열 수축 백분율(%)
열 활성화에 의한 수축을 측정하기 위해, 물질이 롤 상에서 인장력을 받는 동안에 물질에 100 ㎜ 간격으로 표시를 한다. 이어서, 물질을 롤 상에서 인장력을 해제하고, 표시를 함유하는 물질의 길이를 롤로부터 자른다. 물질의 인장력을 해제하고 그것을 자른 직후, 표시 사이의 거리를 다시 측정하여 초기 길이를 결정한다(가열 수축 전의 길이 또는 "BHRL"). 이어서, 물질을 30 초 이상이지만 1 분 이하 동안 물(160 ℉)에 담근다. 이어서, 표시 사이의 거리를 다시 측정한다(가열 수축 후의 길이 또는 "AHRL"). 수축 백분율(%)은 물질의 잠재 탄성을 나타내고, 다음 방정식에 의해 계산한다:
수축 백분율(%) = 100 * (BHRL - AHRL)/BHRL
각 시험 샘플에 대해 3 회 측정한 값들을 평균한다. 측정은 주위 조건에서 행한다.
사이클 시험
하중 손실 및 잔류 늘림 백분율을 결정하기 위해 사이클 시험 절차를 이용하여 물질을 시험한다. 특히, 2-사이클 시험을 이용하여 100%로 정의된 늘림까지 행한다. 이 시험의 경우, 샘플 크기는 횡기계 방향으로 3 인치(7.6 ㎝), 기계 방향으로 6 인치이다. 그립 크기는 폭이 3 인치(7.6 ㎝)이다. 그립 간격은 4 인치이다. 샘플을 샘플의 기계 방향이 수직 방향이 되도록 적재한다. 약 20 내지 30 g의 예비하중을 설정한다. 이 시험은 샘플을 20 인치/분(50.8 ㎝/분)의 속도로 100% 늘림까지 당긴 후, 즉시(멈춤 없이) 20 인치/분(50.8 ㎝/분)의 속도로 0으로 복원한다. 제1 및 제2 사이클 모두로부터 시험 데이터의 결과를 얻는다. 시험은 테스트웍스(TESTWORKS) 4.07b 소프트웨어(신텍 코프.(Sintech Corp.), 미국 노쓰캐롤라이나주 캐리)를 이용하여 리뉴 MTS 몽구스 박스(제어기)를 갖는 신텍 코프.의 일정 연신 속도 시험기 2/S로 행한다. 시험은 주위 조건 하에서 행한다.
정지할 때까지 신장
인장력 적용 하에서 물질이 늘어날 수 있는 능력을 결정하기 위해 물질을 시험한다. 더 구체적으로 말하면, 2000 gf의 하중에서 물질의 변형 백분율은 물질의 연신되지 않은 치수로부터 물질의 최대 연신된 치수를 빼고, 그 차를 연신되지 않은 치수로 나눈 후, 100을 곱함으로써 결정한다. 이러한 측정은 실질적으로 ASTM D5035-95의 명세에 따르는 "스트립 늘림 시험"을 이용하여 결정한다. 시험은 2 개의 클램프를 이용하고, 각 클램프는 2 개의 조오를 가지고, 각 조오는 샘플과 접촉하는 대향면을 갖는다. 클램프는 물질을 동일 평면에서 붙잡고, 명시된 연신 속도로 이동하여 멀어진다. 샘플의 크기는 횡기계 방향으로 3 인치(7.6 ㎝), 기계 방향으로 7 인치(17.8 ㎝)로 선택한다. 그립 크기는 폭이 3 인치(7.6 ㎝)이고, 물질이 시험 동안에 미끄러지지 않도록 치합형 그립을 이용한다. 그립 간격은 100 ㎜이다. 샘플은 샘플의 기계 방향이 수직 방향이 되도록 적재한다. 약 20 내지 30 gf의 예비하중을 설정한다. 이 시험은 2000 gf의 인장력이 생길 때까지 샘플을 당긴 후, 시험을 정지한다. 시험 속도는 분당 500 ㎜의 연신 또는 변형이다. 시험은 (물질 폭 3 인치 당) 2000 gf의 인장력이 생길 때 출발점으로부터의 늘어남 또는 변형을 백분율로 보고한다. 시험은 테스트웍스(TESTWORKS) 4.07b 소프트웨어(신텍 코프.(Sintech Corp.), 미국 노쓰캐롤라이나주 캐리)를 이용하여 리뉴 MTS 몽구스 박스(제어기)를 갖는 신텍 코프.의 일정 연신 속도 시험기 2/S로 행한다. 시험은 주위 조건 하에서 행한다. 결과는 일반적으로 3 개의 검체의 평균으로 보고하고, 검체에 대해 횡 방향(CD) 및/또는 기계 방향(MD)으로 수행할 수 있다.
실시예 1
다층 "표피-코어" 구조를 갖는 필름을 생성하였다. 코어는 필름의 94 중량%를 이루고, 표피층은 필름의 6 중량%를 이룬다. 코어는 75%의 크라톤(등록상표) MD6694(크라톤 폴리머즈, 엘엘씨, 미국 텍사스주 휴스턴) 및 25%의 이그잭트(등록상표)(EXACT™) 5361(엑손모빌 케미칼 코.)로부터 생성하였다. 표피층은 50%의 비 스타맥스(등록상표)(VISTAMAXX™) 1100(엑손모빌 케미칼 코.), 및 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체와 블렌딩된 탄산칼슘을 함유하는 충전제 컴파운드(스탠드리쥐 칼러 코프.(Standridge Color Corp.)로부터 생성하였다. 당업계에 알려진 바와 같이, 표피층은 결합을 촉진하는 데 이용되지만, 복합체의 탄성 또는 열 수축 성질에 거의 또는 전혀 영향을 주지 않는 것으로 믿어진다. 중합체들은 각 중합체의 펠렛의 적당한 부분의 무게를 재고, 그들을 하나의 용기에서 합하고, 교반하여 그들을 함께 혼합함으로써 컴파운딩하였다.
컴파운딩 후, 샘플을 1.75-인치 압출기(킬리온(Killion)) 및 2 개의 16 ㎜ 압출기(콜린 게엠베하(Collin GmbH))를 갖는 소규모 삼중 스크류 블로운 필름 라인을 이용하여 압출하였다. 블로운 필름 라인은 또한 에어링(콜린 게엠베하), 3 인치 다이(콜린 게엠베하), 및 붕괴성 탑(킬리온)을 이용하였다. 각 압출기는 3 개의 온도 대역, 및 조절된 온도를 갖는 다이를 가졌다. 코어층은 1.75 인치 압출기로부터 압출하였고, 표피층은 제2의 16 ㎜ 압출기 중 하나로부터 압출하였다. 코어 압출기의 온도 프로파일은 약 375 ℉의 용융 온도가 달성되도록 배열하였다. 표피 압출기의 온도 프로파일은 약 190 ℉의 용융 온도가 달성되도록 배열하였다.
에어링으로부터 켄칭하고 기포를 붕괴한(샘플 번호 1의 경우, 붕괴성 닙이 22 ft/분으로 움직임) 후, 필름을 두 조의 구동 닙 사이에서 기계 방향으로 신장하였다. 제1 닙은 22 ft/분으로 움직였고, 제2 닙은 67 ft/분으로 움직였다(신장비 약 3.0). 이어서, 필름을 30% 이완시키고, 47 ft/분으로 움직이는 회전 결합기를 통해 공급하였다. 회전 결합기는 8% - 14%의 결합 영역 및 52 핀/in2의 핀 밀도를 갖는 정사각형 다이아몬드 결합 패턴을 가졌다. 앙빌 및 패터닝된 롤을 150 ℉ 및 117 lb/in의 압력에서 이용하였다. 필름을 약 13.6 gsm의 기초 중량을 갖는 폴리프로필렌 스펀본드 페이싱에 결합하였다. 생성된 라미네이트를 권취기에서 신장을 유지하도록 감았다.
실시예 2
다층 "표피-코어" 구조를 갖는 필름을 생성하였다. 코어는 필름의 94 중량%를 이루고, 표피층은 필름의 6 중량%를 이룬다. 코어는 75%의 크라톤(등록상표) MD6694(크라톤 폴리머즈, 엘엘씨, 미국 텍사스주 휴스턴) 및 25%의 이그잭트(등록상표)(EXACT™) 5361(엑손모빌 케미칼 코.)로부터 생성하였다. 표피층은 50%의 비스타맥스(등록상표)(VISTAMAXX™) 1100(엑손모빌 케미칼 코.), 및 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체와 블렌딩된 탄산칼슘을 함유하는 충전제 컴파운드(스탠드리쥐 칼러 코프.(Standridge Color Corp.)로부터 생성하였다. 당업계에 알려진 바와 같이, 표피층은 결합을 촉진하는 데 이용되지만, 복합체의 탄성 또는 열 수축 성질에 거의 또는 전혀 영향을 주지 않는 것으로 믿어진다. 중합체들은 각 중합체의 펠렛의 적당한 부분의 무게를 재고, 그들을 하나의 용기에서 합하고, 교반하여 그들을 함께 혼합함으로써 컴파운딩하였다.
컴파운딩 후, 샘플을 1.75-인치 압출기(킬리온(Killion)) 및 2 개의 16 ㎜ 압출기(콜린 게엠베하(Collin GmbH))를 갖는 소규모 삼중 스크류 블로운 필름 라인 을 이용하여 압출하였다. 블로운 필름 라인은 또한 에어링(콜린 게엠베하), 3 인치 다이(콜린 게엠베하), 및 붕괴성 탑(킬리온)을 이용하였다. 각 압출기는 3 개의 온도 대역, 및 조절된 온도를 갖는 다이를 가졌다. 코어층은 1.75 인치 압출기로부터 압출하였고, 표피층은 제2의 16 ㎜ 압출기 중 하나로부터 압출하였다. 코어 압출기의 온도 프로파일은 약 375 ℉의 용융 온도가 달성되도록 배열하였다. 표피 압출기의 온도 프로파일은 약 190 ℉의 용융 온도가 달성되도록 배열하였다.
에어링으로부터 켄칭하고 기포를 붕괴한(샘플 번호 1의 경우, 붕괴성 닙이 22 ft/분으로 움직임) 후, 필름을 두 조의 구동 닙 사이에서 기계 방향으로 신장하였다. 제1 닙은 23 ft/분으로 움직였고, 제2 닙은 68 ft/분으로 움직였다(신장비 약 3.0). 이어서, 필름을 30% 이완시키고, 47 ft/분으로 움직이는 회전 결합기를 통해 공급하였다. 회전 결합기는 8% - 14%의 결합 영역 및 52 핀/in2의 핀 밀도를 갖는 정사각형 다이아몬드 결합 패턴을 가졌다. 앙빌 및 패터닝된 롤을 150 ℉ 및 117 lb/in의 압력에서 이용하였다. 필름을 약 13.6 gsm의 기초 중량을 갖는 폴리프로필렌 스펀본드 페이싱에 결합하였다. 생성된 라미네이트를 권취기에서 신장을 유지하도록 감았다.
실시예 3
실시예 1 및 2의 물질을 160 ℉의 뜨거운 물에서 30 초 동안 열 활성화하고, 또한 "사이클" 시험 및 "정지할 때까지 신장" 시험을 수행하였다. 그 결과를 하기 표 1 - 3에 나타내었다.
Figure 112009030427986-pct00001
Figure 112009030427986-pct00002
Figure 112009030427986-pct00003
나타낸 바와 같이, 각 블렌드 조합은 사이클 시험을 통해 얻은 자기이력 및 잔류 늘림에 의해 나타내는 바와 같이 열 활성화 후 양호한 탄성 거동을 제공하였다. 추가로, 두 샘플은 BHRL 및 AHRL 결과를 통해 양호한 잠재 거동을 나타내었다. 게다가, 두 샘플의 경우 정지할 때까지 신장 시험 결과는 물질이 열 활성화 전에 상대적으로 비탄성이지만 열 활성화 후에는 탄성임을 나타내었다.
본 발명을 그의 특정 실시태양에 관해서 상세히 기술하였지만, 상기 내용을 이해할 때 당업계 숙련자는 이들 실시태양에 대한 변경, 변화 및 등가물을 쉽게 생각해낼 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허 청구 범위 및 그의 균등물의 범위로 평가되어야 한다.

Claims (20)

  1. 하나 이상의 스티렌 블록 공중합체 및 약 0.85 내지 약 0.87 g/㎤의 밀도를 갖는 하나 이상의 단일 부위 촉매 반결정성 폴리올레핀을 포함하는 탄성 필름을 생성하고,
    탄성 필름을 기계 방향으로 약 1.5 내지 약 7.0의 신장비로 신장함으로써 신장된 탄성 필름을 생성하고,
    신장된 탄성 필름을 약 10% 이상의 이완 백분율을 달성하도록 이완하게 하고,
    부직웹 페이싱을 이완된 탄성 필름에 적층하여, 기계 방향으로 폭 3 인치 당 2000 gf의 하중을 받을 때 약 50% 이하의 변형 백분율을 나타내는 비탄성인 복합체를 형성하는 것을 포함하고,
    상기 복합체는 열 활성화되어 탄성인 복합체를 형성할 수 있고,
    상기 스티렌 블록 공중합체가 탄성 필름의 중합체 함량의 약 40 중량% 내지 약 95 중량%를 구성하고, 반결정성 폴리올레핀이 탄성 필름의 중합체 함량의 약 5 중량% 내지 약 60 중량%를 구성하는,
    잠재 탄성을 갖는 부직 복합체 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 탄성 필름이 약 2.0 내지 약 4.5의 신장비로 신장되는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이완 백분율이 약 20% 내지 약 50%인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄성 필름이 횡기계 방향으로도 신장되는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복합체를 롤 상에 감는 것을 더 포함하고, 상기 복합체가 롤 상에 감기는 동안 기계 방향으로 수축하는 것이 억제된 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스티렌 블록 공중합체가 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌), 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌-(에틸렌-프로필렌) 및 스티렌-에틸렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 또는 이들의 조합을 포함하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반결정성 폴리올레핀이 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 프로필렌/α-올레핀 공중합체 또는 이들의 조합인 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 부직웹 페이싱이 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹 또는 이들의 조합을 함유하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2의 부직웹 페이싱을 이완된 탄성 필름에 적층시키는 것을 더 포함하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항의 방법에 따라 생성된 부직 복합체.
  11. 제10항에 있어서, 160 ℉의 물에서 30 초 내지 1 분 동안 가열된 후 약 40% 이상의 열 수축을 나타내는 부직 복합체.
  12. 제10항의 부직 복합체를 포함하는 흡수용품.
  13. 제12항에 있어서, 부직 복합체로부터 생성되는 허리 밴드를 더 포함하는 흡수용품.
  14. 제10항의 부직 복합체를 하나 이상의 성분에 체결하고, 부직 복합체를 가열하고, 부직 복합체를 수축하게 함으로써 복합체에 신장성을 증가시키는 것을 포함하는 흡수용품 생성 방법.
  15. 제14항에 있어서, 복합체를 체결하는 데 접착제가 이용되는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 복합체가 약 50 ℃ 내지 약 100 ℃의 온도로 가열되는 방법.
  17. 열 활성화 전에 기계 방향으로 폭 3 인치 당 2000 gf의 하중을 받을 때 약 40% 이하의 변형 백분율을 나타내는, 제1항 또는 제2항의 방법에 따라 생성된 부직 복합체.
  18. 열 활성화 후에, 기계 방향으로 폭 3 인치 당 2000 gf의 하중을 받을 때 약 75% 이상의 변형 백분율을 나타내는, 제1항 또는 제2항의 방법에 따라 생성된 부직 복합체.
  19. 삭제
  20. 삭제
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