KR101563043B1 - 개구가 형성된 분할된 필름 - Google Patents

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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

서로 인접하여 연장되고 영구적으로 함께 접합된 적어도 제1 필름 세그먼트 및 제2 필름 세그먼트를 가지는 일체형 필름 및 그의 적층체가 제공된다. 다중세그먼트 필름은 제1 필름 세그먼트의 표면 상의 표면 엠보스의 패턴 및 제2 필름 세그먼트를 관통하여 연장되는 개구의 패턴을 포함한다. 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트는 상이한 조성을 가지고, 이렇게 함으로써, 일체형 필름은 예를 들어 다양한 수준의 통기성 및/또는 탄성 같은 다양한 물리적 성질을 가지는 뚜렷이 다른 세그먼트를 포함한다. 일체형 필름 및 그의 적층체는 예를 들어 개인 위생 용품에서 외부커버로 사용하기에 아주 적합하다.

Description

개구가 형성된 분할된 필름{APERTURED SEGMENTED FILMS}
발명의 배경
액체 불투과성 증기 투과성 필름은 개인 위생 제품(예를 들어, 기저귀 또는 실금자용 가먼트)의 외부커버, 의료용 가먼트, 산업용 작업복 등으로서의 용도를 포함해서 폭넓은 다양한 응용을 가진다. 직물을 통한 수증기 이동은 피부에 갇힌 과량의 수분 때문에 발생하는 불편을 감소시키고/시키거나 제한하는 것을 돕기 때문에, 용품에 높은 통기성(즉, 높은 증기 투과성)을 제공함으로써 착용하기가 더 편안한 신체 용품을 제공하는 것이 가능하다. 추가로, 이러한 필름의 적층체는 다양한 신체 용품 뿐만 아니라 많은 다른 응용에서도 용도가 발견되었다. 필름은 용품에 요망되는 배리어 성질을 제공할 수 있고, 한편, 거기에 적층된 다른 물질은 추가의 요망되는 특성, 예컨대 강도, 내마모성 및/또는 양호한 촉감을 제공할 수 있다.
필름 및 필름 적층체의 통기성 이외에 추가로, 가먼트 또는 용품이 탄성 성질을 나타내는 능력은 가먼트가 더 양호한 합치성을 제공할 수 있게 한다. 그러나, 요망되는 합치성 및 통기성을 달성하는 저비용 필름 또는 필름 적층체를 제공하는 것이 특히 미세기공성 충전된 필름의 경우에 어렵다는 것이 입증되었다. 양호한 신체 합치성을 달성하기 위해, 필름의 중합체 조성물은 바람직하게는 양호한 신장 및 회복 성질을 가진다. 그러나, 양호한 신장 및 회복 성질은 높은 통기성 을 위해 필요한 안정한 기공 구조를 형성하는 능력을 손상시킨다. 그러나, 많은 응용에서, 높은 통기성 및 양호한 신장 및 회복 성질을 필름의 동일 영역에서 가질 필요는 없다. 이러한 이유로, 한 제품의 상이한 영역에 상이한 성질을 제공하기 위해 분할된 필름을 이용할 수 있다. 예를 들어, 바깥 가장자리에 탄성 세그먼트 및 중심에 통기성 배리어 세그먼트를 가지는 분할된 필름이 개인 위생 흡수 제품의 외부커버 필름으로 이용될 수 있다. 탄성 세그먼트에 통기성이 요구되는 경우에는, 개구 형성(aperturing)이 탄성 세그먼트를 통기성으로 되게 하는 방법으로 인식된다.
그러나, 분할된 필름의 특정 세그먼트에 개구를 형성하는 것은 어려울 수 있다. 많은 세그먼트가 시판 필름의 폭 전체에 걸쳐서 산포될 수 있고, 따라서, 개구 형성 장비를 개구를 형성해야 하는 다중세그먼트 필름의 특정 세그먼트와 정렬하는 것이 어려울 수 있다. 추가로, 개구를 형성해야 하는 세그먼트의 폭은 필름이 사용될 제품의 유형에 의존해서 변할 수 있다. 예를 들어, 상이한 크기 기저귀는 상이한 폭을 갖는 외부커버 필름을 가질 것이고, 외부커버 제조에 이용되는 다중분할 필름의 세그먼트들은 기저귀 크기에 의존해서 상이한 폭을 가질 것이다.
따라서, 양호한 통기성 및 신체 합치성을 제공할 수 있는 필름 및 그의 적층체를 제조하는 개선된 방법에 대한 요구가 존재한다. 게다가, 양호한 통기성 배리어 및 탄성 성질을 제공하는 분할된 필름에 개구를 형성하는 개선된 방법에 대한 요구가 존재한다.
발명의 요약
제1 필름 세그먼트의 표면 상의 표면 엠보스의 패턴 및 제2 필름 세그먼트를 관통해서 연장되는 개구의 패턴을 포함하는 본 발명의 다중분할된 필름에 의해 상기한 필요가 충족되고 당 업계 숙련자가 경험하는 문제가 극복된다. 바람직하게는, 표면 엠보스는 필름의 두께를 관통해서 연장되지 않는다. 더 바람직하게는, 개구의 패턴은 엠보스 패턴과 동일한 패턴이다. 훨씬 더 바람직하게는, 다중분할된 필름은 실질적으로 균일한 두께를 가지고, 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트는 필름의 기계 방향으로 연속해서 서로 인접하여 연장된다.
또 다른 측면에서, 제1 필름 세그먼트는 미세기공성 필름을 포함한다. 한 실시양태에서, 제1 필름 세그먼트의 조성은 열가소성 중합체 및 충전제를 포함한다. 열가소성 중합체는 비탄성 폴리올레핀 중합체일 수 있다. 바람직하게는, 충전제는 제1 필름 세그먼트의 전체에 걸쳐 분포된다. 더 바람직하게는, 제1 필름 세그먼트는 충전제에 인접해서 미세기공을 가진다.
추가의 한 측면에서, 제2 필름 세그먼트는 폴리올레핀 엘라스토머, 스티렌 블록 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 비닐 아세테이트, 아크릴레이트 및 그의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택된 탄성 중합체를 포함할 수 있다.
추가의 한 측면에서, 본 발명의 다중세그먼트 필름은 예를 들어 부직웹, 직포 등 같은 시트에 적층될 수 있거나 또는 고정되게 부착될 수 있다. 본원에서 사용되는 "시트"라는 용어는 제직 물질, 편직 물질, 스크림, 부직웹 또는 다른 유사 물질일 수 있는 물질의 층을 의미한다. 추가로, 본 발명의 필름 및 필름 적층체는 개인 위생 용품, 보호복, 보호 커버 및 감염 통제 제품에 사용하기에 아주 적당하다. 한 예로서, 본 발명의 개인 위생 용품은 (i) 액체 투과성 상면시트; (ii) 본원에 기술된 다중분할된 필름 또는 필름 적층체를 포함하는 외부커버; 및 (iii) 외부커버와 상면시트 사이에 위치하는 흡수 코어를 포함할 수 있다. 제1 필름 세그먼트 및 제2 필름 세그먼트는 요망되는 특성, 예컨대 신체 합치성, 국지적 수증기 전달률 및/또는 심미감을 제공하도록 용품 내에 선택적으로 위치시킬 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 다중분할된 필름 형성 방법은 제1 필름 세그먼트 및 제2 필름 세그먼트를 포함하는 다중분할된 필름을 제공하는 단계; 다중분할된 필름을 적어도 하나의 패턴화된 롤에 의해 형성된 닙에 통과시키는 단계; 및 닙에서 제1 필름 세그먼트의 표면에 표면 엠보스의 패턴 및 제2 필름 세그먼트를 관통하여 연장되는 개구의 패턴을 동시에 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 필름 세그먼트 및 제2 필름 세그먼트가 기계 방향으로 연속해서 서로 인접하여 연장되고, 상기 엠보스가 제1 필름 세그먼트를 관통하여 연장되지 않는다. 바람직하게는, 제1 세그먼트의 엠보스의 패턴은 제2 세그먼트의 개구의 패턴과 동일하다. 더 바람직하게는, 롤은 융기 요소로 패턴화된다.
본 방법의 한 측면에서, 닙이 두 롤 사이에서 형성된다. 바람직하게는, 롤 중 적어도 하나는 약 50 ℃ 내지 약 180 ℃의 표면 온도로 가열된다. 더 바람직하게는, 닙에서 약 75 내지 약 600 pli(pound per linear inch)의 압력이 적용된다.
또 다른 실시양태에서, 복합 적층체 형성 방법은 제1 필름 세그먼트 및 제2 필름 세그먼트를 포함하는 다중분할된 필름을 제공하는 단계; 부직 시트 물질을 제공하는 단계; 다중분할된 필름 및 부직 시트 물질을 적어도 하나의 패턴화된 롤에 의해 형성된 닙에 통과시키는 단계; 및 닙에서 필름을 부직 시트 물질에 결합하고, 제1 필름 세그먼트의 표면에 표면 엠보스의 패턴 및 제2 필름 세그먼트를 관통하여 연장되는 개구의 패턴을 동시에 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 필름 세그먼트 및 제2 필름 세그먼트가 기계 방향으로 연속해서 서로 인접하여 연장되고, 상기 엠보스가 제1 필름 세그먼트를 관통하여 연장되지 않는다.
본 발명의 다른 특징 및 측면을 아래에 더 상세히 기술한다.
당 업계 통상의 기술을 가진 자를 겨냥한 본 발명의 가장 좋은 방식을 포함하는 본 발명에 대한 충분한 권능적 게재를 첨부 도면을 참고하는 명세서의 나머지에서 더 구체적으로 나타낸다.
도 1은 본 발명의 다중분할된 필름의 상면도.
도 1a는 1A-1A에서 절취한 도 1의 다중분할된 필름의 단면도.
도 2는 본 발명에 따라서 이용될 수 있는 "S-짜임"(S-weave) 패턴의 한 실시양태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따라서 이용될 수 있는 "리브-니트"(rib-knit) 패턴의 한 실시양태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따라서 이용될 수 있는 "와이어-짜임"(wire-weave) 패턴의 한 실시양태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 한 실시양태에 따르는 다중분할된 필름 형성 방법을 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 다중분할된 필름 적층체의 투시도.
도 7은 본 발명의 다중분할된 필름을 포함하는 흡수용품의 배플의 상면도.
본 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일한 또는 유사한 특징 또는 요소를 나타내는 것을 의도한다.
대표 실시양태에 대한 상세한 설명
이제, 본 발명의 다양한 실시양태를 상세히 언급할 것이고, 하나 이상의 예를 아래에서 논한다. 각 예는 본 발명에 대한 제한으로서가 아니라 설명으로서 제공된다. 사실, 당 업계 숙련자에게는 본 발명의 범위 또는 정신에서 벗어남이 없이 본 발명에 다양한 변형 및 변화를 가할 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예를 들어, 한 실시양태의 일부로서 예시되거나 또는 기술된 특징을 또 다른 실시양태에 이용해서 추가의 실시양태를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 변형 및 변화를 포함하는 것을 의도한다.
도 1 및 1a와 관련해서, 적어도 하나의 제1 세그먼트 (12) 및 적어도 하나의 제2 세그먼트 (14)를 가지고, 제1 세그먼트 (12)가 제1 세그먼트의 표면 (15)에 제1 패턴의 엠보스 (13)를 포함하거나 또는 형성하고, 추가로, 제2 세그먼트가 제2 세그먼트의 두께를 관통하여 연장되는 제2 패턴의 개구 (11)를 포함하거나 또는 형성하는 일체형 다중분할된 필름 (32)을 나타낸다. 바람직하게는, 제1 세그먼트 (12)는 다중분할된 필름 (32)의 면적의 적어도 약 10%를 포함하고, 훨씬 더 바람직하게는, 다중분할된 필름 (32)의 면적의 약 30% 내지 약 80%를 포함한다. 더 두꺼운 다중분할된 필름이 가능하지만, 일체형 다중분할된 필름은 바람직하게는 약 50 ㎛ 미만의 최대 필름 두께를 가지고, 훨씬 더 바람직하게는 약 10 ㎛ 내지 약 35 ㎛의 최대 필름 두께를 가진다. 제1 세그먼트 (12) 및 제2 세그먼트 (14)는 예를 들어 뚜렷이 다른 통기성 및/또는 탄성 성질 같은 다양한 특성을 갖는 뚜렷이 다른 필름을 포함하도록 선택될 수 있다. 본원에서 사용되는 "탄성"이라는 용어는 일반적으로 편향력이 적용될 때 적어도 한 방향에서 연신할 수 있거나 또는 늘어날 수 있고, 편향력이 제거된 직후에 실질적으로 그의 원래 치수로 복원하는 물질을 의미한다.
다양한 수준의 통기성 및/또는 탄성을 나타내는 뚜렷이 다른 필름 세그먼트를 갖는 본원에 기술된 다중분할된 필름은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 다중분할된 필름은 각각의 인접하는 세그먼트를 예를 들어 니셀(Nissel) 등의 미국 특허 제4,533,510호에 게재된 필름 형성 방법 및 장치를 이용하여 공압출함으로써 형성될 수 있고, 이 특허의 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다. 사이드-바이-사이드 공압출된 필름을 형성하기 위한 필름 다이는 익스트루전 다이즈 인더스트리즈, 엘엘씨(Extrusion Dies Industries, LLC: 미국 위스콘신주 치퍼와 폴스) 및 클로어렌 인크.(Cloeren Inc,: 미국 텍사스주 오렌지)로부터 상업적으로 입수가능하다. 각각의 필름 세그먼트의 요망되는 성분들을 개별적으로 혼합해서 가열한 후 일체형 다중분할된 필름의 각각의 사이드-바이-사이드 세그먼트로 공압출할 수 있다. 필름은 예를 들어 캐스트 또는 블로운 필름 장비를 이용하는 것 같은 당 업계에 알려진 다양한 필름 형성 방법 중 어느 하나에 의해 제조할 수 있다. 이어서, 압출된 다중분할된 필름을 요망되는 대로 가공한다. 추가의 한 측면에서는, 일체형 필름의 개개의 필름 세그먼트를 개별적으로 제조한 후 서로 부착할 수 있다. 한 예로서, 각각의 세그먼트를 포함하는 필름을 제조해서 각 필름의 가장자리가 겹치도록 놓을 수 있다. 이어서, 필름 세그먼트들을 겹치는 계면을 따라서 열, 초음파 또는 접착 결합함으로써 서로 결합할 수 있다. 본원에서 사용되는 "초음파 결합"은 예를 들어 본슬래저(Bornslaeger)의 미국 특허 제4,374,888호에 예시된 바와 같이 음파 호른과 앤빌 롤 사이로 직물을 통과시킴으로써 수행되는 방법을 의미한다. 바람직하게는, 필름의 겹치는 부분들은 열 및 압력의 조합을 이용해서 함께 영구 용접한다.
한 측면에서, 일체형 다중분할된 필름은 적어도 한 방향에서 신장될 수 있고, 이렇게 함으로써 필름 게이지 또는 두께를 감소시킨다. 본원의 아래에서 더 상세히 논의하는 바와 같이, 특히 바람직한 필름 또는 필름 세그먼트는 미세기공성 신장된 충전된 필름이고, 이러한 필름은 적어도 열가소성 중합체 및 충전제를 포함한다. 미세기공성 신장된 충전된 필름과 관련해서, 신장은 필름 두께를 감소시키는 것 외에도 또한 필름에 기공성을 부여하고 필름에 미세기공 망상구조를 형성하여 필름이 통기성으로 되게 한다. 본원에서 사용되는 "중합체"라는 용어는 일반적으로 단일중합체, 예를 들어 블록, 그래프트, 랜덤 및 교대 공중합체 같은 공중합체, 삼원공중합체 등, 및 그의 블렌드 및 변형을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 게다가, 구체적으로 다르게 제한하지 않으면, "중합체"라는 용어는 분자의 모든 가능한 공간 구성을 포함한다. 이 구성은 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본원에서 이용되는 "블렌드"라는 용어는 둘 이상의 중합체의 혼합물을 의미하고, 반면에, "알로이"라는 용어는 성분들이 혼화할 수는 없지만 상용화되는 블렌드의 하위 클래스를 의미한다. 본원에서 사용되는 "충전제"는 중합체에 첨가될 수 있고 압출된 필름을 화학적으로 방해하거나 또는 불리하게 영향을 미치지 않고 필름의 전체에 걸쳐 분산될 수 있는 미립자 및 다른 형태의 물질을 포함하는 것을 의미한다. 임의로, 충전제 입자는 입자(벌크)의 자유 유동 및 중합체에 입자의 분산 용이성을 촉진하기 위해 지방산, 예컨대 스테아르산 또는 베헨산, 및/또는 다른 물질로 코팅될 수 있다. 신장은 당 업계 숙련자에게 알려진 다양한 수단에 의해 달성될 수 있다. 필름은 MD 및 CD 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 신장될 수 있거나 또는 배향될 수 있다. 본원에서 사용되는 "기계 방향" 또는 MD라는 용어는 직물이 제조되는 방향에서의 직물의 길이를 의미한다. "교차 기계 방향" 또는 CD라는 용어는 직물의 폭, 즉, MD와 일반적으로 수직인 방향을 의미한다. 예로서, 기계 방향 배향 장비는 마르쉘 앤드 윌리엄즈 컴퍼니(Marshall and Williams Company: 미국 로드아일랜드 프로비던스) 같은 판매업체로부터 상업적으로 입수가능하고, 이축 배향 장비는 브루크너 게엠베하(Bruckner GMBH: 독일 시에그스도르프)로부터 상업적으로 입수가능하다. 추가의 한 예로서, 필름은 예를 들어 슈와츠(Schwarz)의 미국 특허 제4,153,751호, 라스머센(Rasmussen)의 미국 특허 제5,028,289호 및 제임슨(Jameson) 등의 미국 특허 제6,368,444호에 기술된 것 같은 홈이 패인 또는 패턴화된 롤러를 이용해서 신장할 수 있고, 상기 참고문헌의 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다. 하나 이상의 탄성 세그먼트를 이용할 때는, 탄성 세그먼트를 고정하고 탄성 세그먼트의 수축력 때문에 야기되는 필름의 퍼커링(puckering) 가능성을 감소시키기 위해 신장된 다중분할된 필름을 신장되거나 또는 장력을 받는 상태로 있는 동안에 어닐링하거나 또는 열 고정하는 것이 유리할 수 있다. 추가로, 독립적으로 미리 형성된 후 접합된 필름을 이용할 때는, 각각의 세그먼트를 함께 영구 접합하여 일체형 다중분할된 필름을 형성하기 전 또는 후에 필름을 가공하는 것, 예를 들어 필름을 신장박화하는 것 등이 가능하다.
본 발명과 함께 이용하기에 적당한 폭넓은 다양한 중합체가 존재한다. 다중분할된 필름의 세그먼트는 필름 형성에 적당한 어떠한 열가소성 중합체로도 제조될 수 있고, 바람직하게는, 쉽게 신장해서 필름 게이지 또는 두께를 감소시킬 수 있는 열가소성 중합체를 포함한다. 단독으로 또는 다른 중합체와 조합해서 본 발명과 함께 이용하기에 적당한 필름 형성 중합체는 단지 예로서, 폴리올레핀, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 에틸 아크릴레이트(EEA), 에틸렌 아크릴산(EAA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트(EMA), 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트(EnBA), 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 나일론, 에틸렌 비닐 알콜(EVOH), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(PU), 폴리부틸렌(PB), 폴리에테르 에스테르, 폴리에테르 아미드 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 포함한다.
하나 이상의 필름 세그먼트를 형성하기에 적당한 중합체는 폴리올레핀을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 폭넓은 다양한 폴리올레핀 중합체가 존재하고, 폴리올레핀 중합체의 특정 조성 및/또는 폴리올레핀 중합체 제조 방법은 본 발명에 중요한 것으로 믿어지지 않으며, 따라서, 필름을 형성할 수 있는 통상적 폴리올레핀 및 비통상적 폴리올레핀 둘 모두가 본 발명에 이용하기에 적당한 것으로 믿어진다. 본원에서 이용되는 "통상적" 폴리올레핀은 예를 들어 지글러-나타 촉매 같은 전통적 촉매에 의해 제조되는 것들을 의미한다. 적당한 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중합체는 광범위하게 입수가능하고, 한 예로서, 선형 저밀도 폴리에틸렌은 더 다우 케미칼 컴파니(The Dow Chemical Company: 미국 미시간주 미들랜드)로부터 어피니티(AFFINITY)라는 상표명으로 입수가능하고, 통상적 폴리프로필렌은 엑손모빌 케미칼 컴파니(ExxonMobil Chemical Company: 미국 텍사스주 휴스턴)로부터 입수가능하다. 추가로, "메탈로센", "구속 기하" 또는 "단일 부위" 촉매에 의해 제조된 탄성 및 비탄성 폴리올레핀도 또한 본 발명에 이용하기에 적당하다. 이러한 촉매 및 중합체의 예는 오비제스키(Obijeski) 등의 미국 특허 제5,472,775호, 어덜리(Erderly) 등의 미국 특허 제5,451,450호, 레이(Lai) 등의 미국 특허 제5,278,272호, 레이 등의 미국 특허 제5,272,236호, 카민스키(Kaminsky) 등의 미국 특허 제5,204,429호; 에테르톤(Etherton) 등의 미국 특허 제5,539,124호; 및 크리쉬나머티(Krishnamurti) 등의 미국 특허 제5,554,775호에 기술되어 있고, 이들 문헌의 전체 내용은 본원에 참고로 포함된다. 상기한 오비제스키 및 레이의 특허는 전형적인 폴리올레핀 엘라스토머를 알려주고, 추가로, 전형적인 저밀도 폴리에틸렌 엘라스토머는 더 다우 케미칼 컴파니로부터 어피니티라는 상표명으로, 엑손모빌 케미칼 컴파니로부터 이그잭트(EXACT)라는 상표명으로, 및 듀폰 다운 엘라스토머즈, 엘.엘.씨.(Dupont Dow Elastomers, L.L.C.)로부터 인게이지(ENGAGE)라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하다. 게다가, 전형적인 프로필렌-에틸렌 공중합체 플라스토머 및 엘라스토머는 더 다우 케미칼 컴파니로부터 버시파이(VERSIFY)라는 상표명으로, 엑손모빌 케미칼 컴파니로부터 비스타맥스(VISTAMAXX)라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하다.
추가로, 스테레오블록 중합체도 또한 본 발명을 실시하는 데 아주 적합하다고 믿어진다. "스테레오블록 중합체"라는 용어는 요망되는 중합체 결정도를 달성하기 위해 조절된 국지적 택티시티(tacticity) 또는 스테레오시퀀싱을 갖는 중합체 물질을 의미한다. 중합 동안 입체규칙성을 조절함으로써, 어택틱이소스택틱 스테레오블록을 얻을 수 있다. 폴리올레핀 스테레오블록 중합체 형성 방법은 당 업계에 알려져 있고, 다음 논문[G. Coates 및 R. Waymouth, "Oscillating Stereocontrol: A Strategy for the Synthesis of Thermoplastic Elastomeric Polypropylene": 267 Science 217-219(January 1995); K. Wagener, "Oscillating Catalysts: A New Twist for Plastics" 267 Science 191(January 1995)]에 기술되어 있다. 또한, 스테레오블록 중합체 및 그의 제조 방법은 웨이마우스(Waymouth) 등의 미국 특허 제5,594,080호, 웨이마우스의 미국 특허 제5,208,304호 및 유럽 특허 출원 공개 제0475306 A1호에 기술되어 있다. 위에서 지시한 바와 같이, 올레핀의 결정도를 조절함으로써, 특유의 인장 탄성계수 및/또는 늘임 성질을 나타내는 중합체를 제공하는 것이 가능하다. 추가로, 폴리올레핀 공중합체, 특히, 프로필렌-에틸렌 공중합체도 또한 본 발명과 함께 이용하기에 적당하다. 단지 한 예로서, 전형적인 프로필렌-에틸렌 공중합체는 비결정성 에틸렌 프로필렌 랜덤 공중합체가 주로 반결정성인 고함량 프로필렌 단량체/저함량 에틸렌 단량체 연속 매트릭스에 분자 분산된 다단계 반응기 생성물을 포함할 수 있다. 이러한 중합체의 예는 오게일(Ogale)의 미국 특허 제5,300,365호, 오게일의 미국 특허 제5,212,246호 및 지아코브(Giacobbe)의 미국 특허 제5,331,047호에 기술되어 있다. 이러한 중합체는 리온델바셀(LyondellBasell)로부터 캐탈로이(CATALLOY) 중합체라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하다.
다른 전형적인 상업적으로 입수가능한 엘라스토머성 물질은 다음 중합체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다: 예를 들어 루브리졸 어드밴스트 머티리얼즈, 인크.(Lubrizol Advanced Materials, Inc.)로부터 에스탄(ESTANE)이라는 상표명으로 입수가능한 것 같은 엘라스토머성 폴리우레탄; 예를 들어 이.아이. 듀폰 드 네모아 앤드 컴파니(E.I. DuPont De Nemours & Company)로부터 하이트렐(HYTREL)이라는 상표명으로 입수가능한 것 및 디에스엠(DSM: 네덜란드 시타드)으로부터 아르니텔(ARNITEL)이라는 상표명으로 입수가능한 것(종전에는 악조 플라스틱스(Akzo Plastics: 네덜란드 안헴)로부터 입수가능함) 같은 엘라스토머성 폴리에테르 에스테르; 및 아르케마, 인크.(Arkema, Inc.)로부터 페박스(PEBAX)라는 상표명으로 상업적으로 입수가능한 엘라스토머성 폴리에테르 아미드. 추가의 예로서, 적당한 열가소성 엘라스토머는 또한 화학식 A-B-A'(여기서, A 및 A'은 각각 스티렌 모이어티를 함유하는 열가소성 중합체 말단블록, 예컨대 폴리(비닐 아렌)이고, B는 엘라스토머성 중합체 중간블록, 예컨대 공액 디엔 또는 저급 알켄 중합체임)을 갖는 블록 공중합체로부터 제조된 것을 포함한다. 추가로, 전형적인 블록 공중합체는 실질적으로 폴리(에틸렌-프로필렌) 단량체 단위로 수소화되는 이소프렌 단량체 단위를 갖는 A-B-A-B 사블록 중합체, 예컨대 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌) 엘라스토머성 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, 방사형 또는 별형 분자 구성을 가질 수 있다. 구체적인 예로서, 전형적인 엘라스토머는 크라톤 폴리머즈 엘엘씨로부터 크라톤이라는 상표명으로 입수가능한 (폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌) 블록 공중합체 뿐만 아니라 폴리올레핀/크라톤 블렌드, 예컨대 미국 특허 제4,663,220호, 제4,323,534호, 제4,834,738호, 제5,093,422호, 제5,304,599호 및 제5,332,613호에 기술된 것을 포함할 수 있고, 상기 참고문헌의 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다. 게다가, 다른 적당한 공중합체는 덱스코 폴리머즈(Dexco Polymers: 미국 텍사스주 휴스턴)로부터 벡터(VECTOR)®라는 상표명으로 입수가능한 S-I-S 및 S-B-S 엘라스토머성 공중합체를 포함한다.
또한, 다른 첨가제, 예컨대 용융 안정제, 가교 촉매, 프로-래드(pro-rad) 첨가제, 가공 안정제, 열 안정제, 광 안정제, 항산화제, 열 노화 안정제, 증백제, 블로킹 방지제, 결합제, 점착성 부여제, 점도 조절제 등도 필름에 포함될 수 있다. 적당한 점착성 부여 수지의 예는 예를 들어 수소화된 탄화수소 수지를 포함할 수 있다. 레갈레즈™ 탄화수소 수지는 이러한 수소화된 탄화수소 수지의 예이고, 이스트만 케미칼로부터 입수가능하다. 다른 점착성 부여제는 엑손모빌로부터 에스코레즈(ESCOREZ)™라는 상표명으로 입수가능하다. 또한, 점도 조절제, 예컨대 폴리에틸렌 왁스(예를 들어, 이스트만 케미칼로부터의 에폴렌(EPOLENE)™ C-10)도 이용될 수 있다. 포스파이트 안정제(시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals: 미국 뉴욕주 태리타운)로부터 입수가능한 어가포스(IRGAFOS) 및 도버 케미칼 코프.(Dover Chemical Corp.: 미국 오하이오주 도버)로부터 입수가능한 도버포스(DOVERPHOS))가 전형적인 용융 안정제이다. 추가로, 힌더드 아민 안정제(예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능한 치마소브(CHIMASSORB))가 전형적인 열 및 광 안정제이다. 게다가, 힌더드 페놀은 필름 제조시 항산화제로 흔히 사용된다. 일부 적당한 힌더드 페놀은 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 "어가녹스(Irganox)®", 예컨대 어가녹스® 1076, 1010 또는 E201이라는 상표명으로 입수가능한 것들을 포함한다. 게다가, 필름과 추가 물질(예를 들어, 부직 웹)의 결합을 촉진하기 위해 필름에 결합제도 또한 첨가될 수 있다. 대표적으로, 이러한 첨가제(예를 들어, 점착성 부여제, 항산화제, 안정제 등)는 각각 필름의 약 0.001 중량% 내지 약 25 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.005 중량% 내지 약 20 중량%, 일부 실시양태에서는 0.01 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 존재한다.
위에서 지시한 바와 같이, 다중분할된 필름의 제1 세그먼트는 통기성 필름을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 "통기성"(breathable 또는 breathability)이라는 용어는 g(물)/㎡/일(g/㎡/24 시간)으로 측정되는 직물의 한 영역의 수증기 전달률(WVTR)을 의미한다. WVTR은 g/㎡/일으로 보고된다. 게다가, 본원에서 사용되는 "통기성"이라는 용어는 적어도 800 g/㎡/24 시간의 WVTR을 갖는 직물을 의미한다. 미세기공성 필름 및 모놀리식(즉, 무기공성) 필름 둘 모두를 포함해서 다양한 통기성 필름이 본 발명과 함께 이용하기에 적당하다. 제1 세그먼트 또는 세그먼트들을 포함하는 통기성 필름은 탄성 또는 비탄성일 수 있고, 바람직하게는, 약 800 g/㎡/일 이상의 WVTR, 더 바람직하게는 약 1500 g/㎡/일 초과의 WVTR, 훨씬 더 바람직하게는 약 3500 g/㎡/일 초과의 WVTR, 훨씬 더 바람직하게는 약 5000 g/㎡/일 이상의 WVTR을 가진다. 한 측면에서, 제1 세그먼트는 비탄성일 수 있거나 또는 제2 세그먼트보다 덜 탄성일 수 있고, 개구 형성 전에는 제2 세그먼트에 비해 더 높은 통기성 수준을 나타낼 수 있다. 모놀리식 또는 무미세기공성 통기성 필름은 그것이 예를 들어 폴리우레탄, 폴리에테르 에스테르, 폴리에테르 아미드, EMA, EEA, EVA 등 같은 본래 양호한 수증기 전달률을 가지는 중합체(즉, 수증기가 필름을 통해 쉽게 확산할 수 있게 하는 중합체)를 포함할 때 양호한 통기성를 나타낼 수 있다. 다중분할된 필름의 하나 이상의 세그먼트로 이용하기에 적당한 통기성 미세기공성 필름의 예는 다음 참고문헌에 기술된 것을 포함하지만 이에 제한되지 않고, 이들 문헌의 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다: 맥코맥(McCormack)의 미국 특허 제5,695,868호; 맥코맥 등의 미국 특허 제6,075,179호; 1996년 10월 1일에 출원된 맥코맥 등의 미국 특허 출원 제08/722,726호; 1997년 6월 25에 출원된 맥코맥 등의 미국 특허 출원 제08/882,712호; 맥코맥 등의 미국 특허 제6,111,163호; 하프너(Haffner) 등의 미국 특허 제6,045,900호; 1997년 4월 25일에 출원된 그월트니(Gwaltney) 등의 미국 특허 출원 제08/843,147호; 및 1998년 7월 24일에 출원된 쇼버(Shawver) 등의 미국 특허 출원 제09/122,326호; 쉐쓰(Sheth)의 미국 특허 제4,777,073호; 및 킨저(Kinzer)의 미국 특허 제4,867,881호.
제2 세그먼트는 개구 형성 전에는 비통기성 또는 통기성 필름 세그먼트일 수 있다. 추가로, 제2 세그먼트는 탄성 또는 비탄성 필름일 수 있다. 바람직하게는, 제2 세그먼트는 탄성 필름이고, 하나 이상의 탄성 중합체를 포함한다. 제2 세그먼트는 제1 세그먼트에 관해서 위에서 기술한 것과 유사한 필름을 포함할 수 있다. 그러나, 제1 세그먼트의 조성 및/또는 구조는 제2 세그먼트와 뚜렷이 다르고, 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트의 특정 조성 및/또는 구조는 서로에 대해서 일체형 다중분할된 필름의 요망되는 기능적 및/또는 심미적 특성을 달성하도록 선택될 것이다. 각각의 세그먼트의 특정 필름 조성 및/또는 구조는 다양한 고려 사항, 예컨대 최종 용도, 비용, 내구성, 강도, 예상 저장 수명 및 예상 제품 수명 등과 관련해서 선택될 수 있다. 그의 다양한 예는 여기서 및 도처에서 더 상세히 논의된다.
본 발명의 한 측면에서, 다중분할된 필름은 다양한 국지적 통기성을 가지는 필름을 포함할 수 있다. 한 예로서, 여전히 도 1 및 1a와 관련해서, 제1 세그먼트 (12)는 필름의 길이를 따라서 제2 세그먼트 (14)에 의해 분리되는 통기성 필름을 포함할 수 있다. 제2 세그먼트 (14)는 개구 형성 전에는 통기성 또는 비통기성 필름을 포함할 수 있다. 다양한 국지적 통기성을 갖는 일체형 필름을 얻기 위해, 제1 세그먼트 (12)는 개구 형성 후 제2 세그먼트 (14)에 비해 더 높은 또는 더 낮은 WVTR을 가지도록 선택될 수 있다. 인접하는 세그먼트들의 WVTR은 선택된 필름 조성 및/또는 그의 구조에 따라서 다를 수 있고, 이렇게 함으로써, 뚜렷이 다른 수준의 통기성을 갖는 인접하는 세그먼트를 가지는 필름을 생성한다. 이 점에서, 제1 세그먼트 (12) 및 제2 세그먼트 (14)는 각각의 세그먼트에 대해 상이한 필름 조성을 선택함으로써 뚜렷이 다른 WVTR을 가질 수 있다. 한 예로서, 제1 세그먼트 (12)는 제2 세그먼트 (14)보다 더 높은 중량%의 충전제를 가질 수 있다. 따라서, 충전된 필름의 신장은 적어도 개구 형성 전에는 제1 세그먼트 (12)의 WVTR이 제2 세그먼트 (14)의 WVTR보다 더 높은 제1 통기성 세그먼트 (12) 및 제2 통기성 세그먼트 (14)를 가지는 다중분할된 필름 (32)을 생성한다. 추가로 및/또는 별법으로, 제1 세그먼트 (12) 및 제2 세그먼트 (14)는 상이한 유형의 충전제 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 각각의 세그먼트의 WVTR은 다중분할된 필름의 요망되는 응용에 따라서 다를 수 있다. 선택된 위치에서 요망되는 통기성 수준을 달성하기 위해 일체형 다중분할된 필름 내에 고통기성 세그먼트 및 저통기성 세그먼트를 전략적으로 위치시킬 수 있다.
추가의 한 측면에서는, 각 세그먼트가 불투명 필름을 포함하게 하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 일부 용품, 예컨대 기저귀에서 더럽혀진 흡수 코어를 차폐하기 위해 심미적으로 바람직할 수 있다. 균일하게 불투명한 다중분할된 필름을 생성하기 위해 필요한 대로 하나 이상의 세그먼트에 불투명화 충전제를 포함시킬 수 있다. 그러나, 실질적으로 균일한 불투명도를 가지면서 이질적인 통기성 수준을 선택적으로 달성하기 위해 각각의 세그먼트의 충전제의 중량% 및/또는 유형이 다를 수 있다. 한 특정 예로서, 제1 세그먼트 (12)는 CaCO3 충전제 입자를 가지는 고통기성 미세기공성 LLDPE 필름을 포함할 수 있고, 제2 세그먼트 (14)는 TiO2 충전제 입자를 가지는 덜 통기성이고 덜 기공성인 LLDPE를 포함할 수 있다.
추가의 한 예로서, 제1 세그먼트 (12) 및 제2 세그먼트 (14)는 뚜렷이 다른 WVTR 수준을 달성하기 위해 상이한 중합체를 포함할 수 있다. 이 점에서, 각각의 세그먼트는 상이한 중합체 조성을 이용해서 미세기공성 또는 무미세기공성 필름 및/또는 충전된 또는 비충전된 필름을 포함할 수 있다. 한 측면에서, 제1 세그먼트 (12)는 충전된 중합체 필름을 포함할 수 있고, 제2 세그먼트 (14)는 제1 세그먼트 (12)를 포함하는 것과 상이한 중합체를 포함하는 충전된 중합체 필름을 포함할 수 있고, 여기서, 일체형 다중분할된 필름 (32)을 신장할 때, 제2 세그먼트 (14)의 WVTR에 비해 더 높은 수준의 통기성이 제1 세그먼트 (12)에 부여된다. 한 예로서, 제1 세그먼트 (12)는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 충전된 필름을 포함할 수 있고, 제2 세그먼트 (14)는 엘라스토머성 폴리에틸렌 충전된 필름을 포함할 수 있다. 생성된 통기성 신장 박화된 필름은 제2 세그먼트 (14)보다 더 높은 WVTR을 갖는 제1 세그먼트 (12)를 가질 것이다. 마찬가지로, 각각의 세그먼트에서 요망되는 WVTR, 불투명도 및/또는 탄성을 달성하기 위해 중합체 조성과 함께 충전제의 양 및/또는 유형이 다를 수 있다.
추가의 한 측면에서, 개선된 신체 합치성을 갖는 일체형 필름도 본 발명에 따라서 얻을 수 있다. 여전히 도 1 및 1a와 관련해서, 다중분할된 필름 (32)은 제1 세그먼트 (12) 및 제2 세그먼트 (14)를 포함할 수 있고, 여기서 제1 세그먼트 또는 제2 세그먼트 중 하나는 탄성이고, 다른 세그먼트는 통기성 세그먼트이다. 한 예로서, 제1 세그먼트 (12)는 비탄성 통기성 세그먼트를 포함할 수 있음에 반해, 제2 세그먼트 (14)는 탄성 세그먼트를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 통기성 세그먼트 (12)는 다중분할된 필름 (32)의 면적의 적어도 약 25%를 포함하고, 훨씬 더 바람직하게는 다중분할된 필름 (32)의 면적의 약 50% 내지 약 95%를 포함한다. 탄성 제2 세그먼트 (14)는 통기성 또는 비통기성 필름을 포함할 수 있다. 한 특정 예로서, 제1 세그먼트 (12)는 미세기공성 LLDPE 충전된 필름을 포함할 수 있고, 제2 세그먼트 (14)는 엘라스토머성 폴리올레핀, 예컨대 엘라스토머성 폴리에틸렌을 포함하는 무기공성 필름을 포함할 수 있다. 별법으로, 제2 세그먼트는 예를 들어 폴리우레탄, 폴리에테르 에스테르, 또는 폴리에테르 아미드 필름 같은 탄성 통기성 무기공성 필름을 포함할 수 있다. 게다가, 제1 세그먼트는 미세기공성 폴리올레핀 충전된 필름을 포함할 수 있고, 제2 세그먼트는 크라톤/폴리올레핀 중합체 블렌드를 포함할 수 있다.
탄성 필름 세그먼트는 엘라스토머를 포함할 수 있고, 바람직하게는 60% 미만의 이력(hysteresis), 더 바람직하게는 약 50% 미만의 이력, 훨씬 더 바람직하게는 약 40% 미만의 이력을 가질 수 있다. 비탄성 세그먼트는 약 60% 초과의 이력을 갖는 비엘라스토머성 중합체를 포함하는 세그먼트를 포함할 수 있다. 추가의 한 측면에서, 탄성 필름 세그먼트는 25 초과의 수축/연신 퍼센트, 바람직하게는 약 35 초과의 수축/연신 퍼센트, 훨씬 더 바람직하게는 약 50 이상의 수축/연신 퍼센트를 가지는 열가소성 엘라스토머의 필름을 포함할 수 있다. 이 점에서, 비탄성 필름 세그먼트는 약 25 미만의 수축/연신 비를 가지는 열가소성 중합체의 필름을 포함할 수 있다. 추가의 한 측면에서, 탄성 세그먼트는 바람직하게는 편향력 적용시 그의 이완된 비편향된 길이의 약 160 % 이상인 신장된 또는 편향된 길이로 늘어날 수 있고, 늘이는 힘을 해제할 때 즉시 그의 늘어난 길이의 55 % 이상을 회복하는 열가소성 엘라스토머 필름을 포함한다. 한 가설적인 예는 어떤 물질의 1 ㎝ 샘플이 1.60 ㎝ 이상으로 늘어날 수 있고, 늘이는 힘을 해제할 때 1.27 ㎝ 이하의 길이로 회복하는 것일 것이다. 많은 열가소성 엘라스토머 필름이 더 큰 신장 및 회복 성질을 나타내고, 많은 고탄성 물질이 그의 이완된 비편향된 길이의 160 %까지 신장될 수 있고, 늘이는 힘을 해제할 때 즉시 그의 늘어난 길이의 약 75% 초과를 회복할 수 있다.
본 발명의 추가의 한 측면에서, 개개의 필름 세그먼트는 그 자체가 단층 또는 다층 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다중분할된 필름은 다층 필름을 포함하는 제1 세그먼트 및 단층 필름을 포함하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다. 제1 세그먼트는 하나 이상의 외부층 및 하나 이상의 중심 또는 중간층을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 다층 필름 세그먼트는 예를 들어 맥코맥 등의 미국 특허 제6,075,179호, 하프너 등의 미국 특허 제6,045,900호 및 1997년 6월 25일에 출원된 맥코맥 등의 미국 특허 출원 제08/882,712호에 기술된 것 같은 필름을 포함할 수 있고, 상기 참고문헌의 내용은 본원에 참고로 포함된다. 추가로, 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트는 둘 모두 다층 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트는 외부층 및 코어층을 포함할 수 있고, 제2 세그먼트는 외부층 및 코어층을 포함할 수 있다. 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트의 외부층은 동일한, 유사한 또는 상이한 조성을 포함할 수 있다. 하나 이상의 세그먼트가 탄성인 경우에는, 탄성 세그먼트 위에서 연장되는 외부층이 연신성 층을 포함하는 것이 바람직하다. 이 점에서, 그 자체가 비탄성인 층은 그것이 전체 필름 두께의 작은 퍼센트를 포함할 때는 탄성 코어층에 의해 제공되는 신장 및 회복 성질을 방해하지 않을 것이기 때문에 여전히 이용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 탄성 세그먼트 위에서 연장되는 외부층은 양호한 연신성을 나타낸다. 한 예로서, 제1 세그먼트의 코어층은 비탄성 통기성 미세기공성 LLDPE 충전된 필름을 포함할 수 있고, 제2 세그먼트의 코어층은 탄성 폴리올레핀을 포함할 수 있고, 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트의 외부층은 LLDPE 및 EMA의 블렌드를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 한 측면에서, 다중분할된 필름은 통기성 세그먼트 사이에 하나 이상의 별개의 탄성 세그먼트를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 통기성 세그먼트는 높은 수준의 통기성을 갖는 실질적으로 비탄성인 세그먼트를 포함한다. 예를 들어, 다중분할된 필름은 제1 세그먼트 및 그 사이에 배치되는 별개의 제2 세그먼트를 포함할 수 있다. 별개의 탄성 세그먼트는 통기성 또는 비통기성일 수 있다. 바람직하게는, 제1 통기성 세그먼트는 다중분할된 필름의 면적의 약 25% 이상을 포함하고, 훨씬 더 바람직하게는 다중분할된 필름의 면적의 약 50% 내지 약 95%를 포함한다. 추가로, 별개의 탄성 세그먼트는 적어도 0.1 ㎝의 폭(필름의 CD에서의 치수)을 가질 수 있고, 바람직하게는 적어도 약 1 ㎝ 이상의 폭을 가진다. 제2 탄성 세그먼트를 분리시키는 통기성 세그먼트의 폭은 다중분할된 필름의 요망되는 특성에 따라서 다를 수 있고; 더 큰 탄성 세그먼트 및/또는 더 밀접하게 군집된 세그먼트의 이용은 일체형 다중분할된 필름의 전체 신장 및 회복 특성을 개선할 것이다. 제1 통기성 세그먼트 및 제2 탄성 세그먼트는 단층 또는 다층 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 통기성 세그먼트는 외부층 및 중심 코어층을 포함하는 다층 필름을 포함할 수 있고, 제2 탄성 세그먼트는 단층 필름을 포함할 수 있다. 한 특정 실시양태에서, 제1 통기성 세그먼트는 비탄성 다층 필름, 예컨대 맥코맥 등의 미국 특허 제6,309,736호에 기술된 것을 포함할 수 있고, 제2 탄성 세그먼트는 탄성 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 추가의 한 예로서, 제1 통기성 세그먼트 및 제2 탄성 세그먼트는 둘 모두 다층 필름을 포함할 수 있고, 제1 세그먼트는 외부층 및 중간층을 포함하고 제2 세그먼트는 외부층 및 중간층을 포함한다. 바람직하게는 제1 통기성 세그먼트 및 제2 탄성 세그먼트의 외부층은 예를 들어 EMA, EEA, EVA 또는 그의 폴리올레핀 블렌드 같은 유사한 또는 동일한 중합체 조성물을 포함할 수 있다.
위에서 지시한 바와 같이, 폭넓고 다양한 중합체가 본 발명과 함께 사용하기에 적당하다. 인접하는 세그먼트들의 중합체는 그들이 연속 응집성 필름을 형성하기에 충분한 응집성을 나타낸다는 의미에서 상용성이 있어야 한다. 이 점에서, 중합체 블렌드의 이용은 인접하는 세그먼트들의 응집성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌은 단독으로는 상용성이 없는 반면에, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 블렌드는 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 세그먼트와 상용성이 있을 수 있다. 한 특정 실시양태에서, 제1 세그먼트는 LLDPE 및 폴리프로필렌 임팩트 공중합체(예컨대, 코빌리브커(Kobylivker) 등의 미국 특허 제6,072,005호에서 알려주는 바와 같은 것; 이 문헌의 전체 내용은 본원에 참고로 포함됨)를 포함할 수 있고, 인접하는 제2 세그먼트는 탄성 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 게다가, 마찬가지로, 한 세그먼트 내에 하나 이상의 결합 또는 점착성 부여 수지를 첨가함으로써 상용화를 달성할 수 있다. 전형적인 결합 또는 점착성 부여 수지는 맥코맥의 미국 특허 제5,695,868호에 기술되어 있다. 추가로, 더 넓은 범위의 중합체를 이용하기 위해 상용화 세그먼트 또는 타이(tie) 세그먼트가 이용될 수 있다. 따라서, 상용화 세그먼트의 이용은 비상용성 중합체의 별개의 세그먼트를 이용해서 연속 응집성 다중분할된 필름을 얻을 수 있게 한다. 예를 들어, 다중분할된 필름은 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트를 포함할 수 있고, 여기서는 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에 상용화 세그먼트가 배치된다. 한 특정 예로서, 제1 세그먼트는 미세기공성 LLDPE 필름을 포함하는 통기성 비탄성 세그먼트를 포함할 수 있고, 제2 세그먼트는 탄성 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 상용화 세그먼트가 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이에 배치될 수 있고, 예를 들어 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함할 수 있다. 추가의 한 측면에서는, 상용화 세그먼트 그 자체가 결합 또는 점착성 부여 수지, 예컨대 비결정성 폴리알파올레핀, 예컨대 렉스택 엘엘씨(Rextac LLC)로부터의 렉스택(REXTAC) 및 휴엘스 아게(Huels AG: 독일 마르)로부터의 베스토플라스트(VESTOPLAST)를 포함할 수 있다. 상용화 세그먼트의 조성은 요망되는 필름 특성 및 인접하는 세그먼트를 포함하는 특정 중합체에 따라서 다를 수 있다.
다중분할된 필름에 개구 및 엠보스를 동시에 형성하기 위해, 본 발명에서는 적어도 하나의 패턴화된 롤에 의해 형성된 닙을 통해 다중분할된 필름을 공급함으로써 개구 형성/엠보싱을 달성할 수 있다. 패턴화된 롤은 다중분할된 필름에 엠보스 및 개구를 동시에 형성하기 위해 다수의 융기 요소를 함유한다. 융기 요소의 크기는 제2 세그먼트의 두께를 관통하여 연장되는 개구의 형성을 촉진하고 제1 세그먼트의 표면에 엠보스 형성을 촉진하도록 특수하게 맞출 수 있다. 예를 들어, 융기 요소는 대표적으로 상대적으로 큰 길이 치수를 가지도록 선택된다. 융기 요소의 길이 치수는 약 300 내지 약 5000 ㎛, 추가의 실시양태에서는 약 500 내지 약 4000 ㎛, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는, 약 1000 내지 약 2000 ㎛일 수 있다. 마찬가지로, 융기 요소의 폭 치수는 약 20 내지 약 500 ㎛, 추가의 실시양태에서 약 40 내지 약 200 ㎛, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 50 내지 약 150 ㎛의 범위일 수 있다. 추가로, "요소 종횡비"(한 요소의 폭에 대한 길이의 비)는 약 2 내지 약 100, 추가의 실시양태에서는 약 4 내지 약 50, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 5 내지 약 20의 범위일 수 있다.
융기 요소의 크기 이외에, 전체 요소 패턴도 또한 요망되는 개구 및 엠보스 형성을 달성하도록 선택적으로 조절될 수 있다. 한 실시양태에서는, 예를 들어, 하나 이상의 융기 요소의 종축(요소의 중심선을 따라서 가장 긴 치수)이 탄성 필름의 기계 방향("MD")에 대해 기운 패턴이 선택된다. 예를 들어, 융기 요소 중 하나 이상이 필름의 기계 방향에 대해 약 30°내지 약 150°, 추가의 실시양태에서는 약 45°내지 약 135°, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 60°내지 약 120°배향될 수 있다. 이러한 방식으로, 융기 요소는 필름이 이동하는 방향과 실질적으로 수직인 방향에서 필름에 상대적으로 큰 표면을 제공할 것이다. 이것은 필름에 전단응력이 부여되는 면적을 증가시키고, 결과적으로, 개구 및 엠보스 형성을 촉진한다.
융기 요소의 패턴은 일반적으로 필름 세그먼트가 약 50 % 미만(통상의 광학 현미경 방법으로 결정함), 추가의 실시양태에서는 약 30 % 미만의 총 개구 형성 면적 및/또는 엠보싱된 면적을 가진다. 또한, 패턴의 밀도는 대표적으로 약 50 개 초과의 융기 요소(개구 및/또는 엠보스)/in2, 추가의 실시양태에서는, 약 75 내지 약 500 개의 융기 요소/in2이다. 융기 요소의 적당한 한 패턴은 "S-짜임" 패턴이고, 맥코맥 등의 미국 특허 제5,964,742호에 기술되어 있고, 이 문헌은 그 전문이 모든 목적으로 본원에 참고로 포함된다. S-짜임 패턴은 대표적으로 약 50 내지 약 500 개의 융기 요소/in2, 추가의 실시양태에서는 약 75 내지 약 150 개의 융기 요소/in2의 융기 요소 밀도를 가진다. 적당한 "S-짜임" 패턴의 한 예를 도 2에 나타내고, 이것은 길이 치수 "L" 및 폭 치수 "W"를 가지는 S-모양 융기 요소 (88)를 도시한다. 또 다른 적당한 요소 패턴은 "리브-니트"(rib-knit) 패턴으로 알려져 있고, 레비(Levy) 등의 미국 특허 제5,620,779호에 기술되어 있으며, 이 문헌은 그 전문이 모든 목적으로 본원에 참고로 포함된다. 리브-니트 패턴은 대표적으로 약 150 내지 약 400 개의 융기 요소/in2, 추가의 실시양태에서는 약 200 내지 약 300 개의 융기 요소/in2의 융기 요소 밀도를 가진다. 적당한 "리브-니트" 패턴의 한 예를 도 3에 나타내고, 도 3은 제2 융기 요소가 제2 융기 요소와 상이한 방향으로 배향된 제1 융기 요소 (89) 및 제2 융기 요소 (91)를 도시한다. 게다가, 또 다른 적당한 패턴은 "와이어 짜임" 패턴이고, 이것은 약 200 내지 약 500 개 융기 요소/in2, 추가의 실시양태에서는 약 250 내지 약 350 개 융기 요소/in2의 융기 요소 밀도를 가진다. 적당한 "와이어 짜임" 패턴의 한 예를 도 4에 나타내고, 도 4는 제2 융기 요소가 제1 융기 요소와 상이한 방향으로 배향된 제1 융기 요소 (93) 및 제2 융기 요소 (95)를 도시한다. 본 발명에 이용될 수 있는 다른 결합 패턴은 한센(Hansen) 등의 미국 특허 제3,855,046호; 헤이네스(Haynes) 등의 미국 특허 제5,962,112호; 세이요비츠(Sayovitz) 등의 미국 특허 제6,093,665호; 에드워즈(Edwards) 등의 제D375,844호; 로마노(Romano) 등의 제D428,267호; 및 브라운(Brown)의 제D390,708호에 기술되어 있고, 이들 문헌은 그 전문이 모든 목적으로 본원에 참고로 포함된다.
바람직하게는, 융기 요소 패턴은 롤의 폭 전체에 걸쳐서 일관되고 균일하도록 선택될 것이다. 균일한 패턴은 결과적으로 필름의 세그먼트에 균일한 패턴의 개구 및 엠보스를 생성한다. 유리하게는, 균일한 패턴은 개구를 형성하거나 또는 엠보싱할 다양한 세그먼트의 폭을 변화시킬 때 패턴화된 롤을 교체해야 하는 필요를 없앤다.
적당한 개구 형성/엠보싱 온도(예를 들어, 가열된 롤의 온도)의 선택은 융기 요소에 인접하는 영역에서 필름의 저연화점 엘라스토머성 중합체(들)를 용융 및/또는 연화하는 데 도움을 줄 것이다. 그래서, 연화된 엘라스토머성 중합체(들)가 유동할 수 있고, 니핑(nipping) 동안에 예컨대 융기 요소에 의해 가해진 압력에 의해 제자리에서 벗어날 것이다. 필름의 제자리에서 벗어난 부분이 개구를 생성한다.
개구 및 엠보스의 동시 형성을 달성하기 위해, 롤 온도 및 닙 압력을 선택적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 롤이 약 50 ℃ 내지 약 180 ℃, 추가의 실시양태에서는 약 60 ℃ 내지 약 150 ℃, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 70 ℃ 내지 약 120 ℃의 표면 온도로 가열될 수 있다. 마찬가지로, 롤이 다중분할된 필름에 가한 압력("닙 압력")은 약 75 내지 약 600 pli, 추가의 실시양태에서는 약 100 내지 약 400 pli, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 120 내지 약 200 pli의 범위일 수 있다. 물론, 물질의 체류 시간도 이용되는 특정 온도 및 압력에 영향을 미칠 수 있다.
언급한 바와 같이, 개구 및 엠보스의 동시 형성에 영향을 미치는 또 다른 인자는 니핑 동안의 필름의 인장 정도이다. 예를 들어, 필름 인장의 증가는 대표적으로 개구 크기 증가와 상관 있다. 물론, 너무 높은 필름 인장은 필름의 무결성에 불리하게 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시양태에서는 필름에 요망되는 인장 정도를 달성하기 위해 약 1.5 이상, 추가의 실시양태에서는 약 2.5 내지 약 7.0, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 3.0 내지 약 5.5의 신장비가 이용될 수 있다. 신장비는 필름의 최종 길이를 그의 원래 길이로 나눔으로써 결정할 수 있다. 또한, 신장비는 연신비와 거의 동일할 수 있고, 그것은 니핑 동안의 필름의 선속도(예를 들어, 닙 롤의 속도)를 필름이 형성되는 선속도(예를 들어, 캐스팅 롤 또는 블로운 닙 롤의 속도)로 나눔으로써 결정할 수 있다.
분할된 필름은 시트가 기계 방향으로 요망되는 신장비로 신장되도록 상이한 회전 속도로 회전하는 롤에 의해 "예비 신장"(니핑 전)될 수 있다. 또한, 이 일축 신장 필름을 교차 기계 방향으로 배향하여 "이축 신장된 필름"을 형성할 수 있다. "예비 신장" 작업 동안에 배향 온도 프로필은 일반적으로 필름의 하나 이상의 중합체의 융점 미만이지만, 조성물이 연신되거나 또는 신장되는 것을 가능하게 할 정도로 충분히 높다. 예를 들어, 필름은 약 15 ℃ 내지 약 50 ℃, 추가의 실시양태에서는 약 25 ℃ 내지 약 40 ℃, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는, 약 30 ℃ 내지 약 40 ℃의 온도에서 신장될 수 있다. 상기한 방식으로 "예비 신장"될 때는, 적층 동안의 신장 정도가 증가하거나, 유지되거나, 또는 요망되는 인장 정도로 약간 감소(수축)될 수 있다.
니핑 동안, 다중분할된 필름에 개구가 형성되고 엠보싱된다. 생성된 개구 및/또는 엠보스의 크기 및/또는 패턴은 일반적으로 융기 요소의 크기 및/또는 패턴에 상응한다. 즉, 개구는 상기한 바와 같은 길이, 폭, 종횡비 및 배향을 가질 수 있다. 예를 들어, 개구 및/또는 엠보스의 길이 치수는 약 200 내지 약 5000 ㎛, 추가의 실시양태에서는 약 350 내지 약 4000 ㎛, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 500 내지 약 2500 ㎛일 수 있다. 마찬가지로, 개구 및/또는 엠보스의 폭 치수는 약 20 내지 약 500 ㎛, 추가의 실시양태에서는 약 40 내지 약 200 ㎛, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 50 내지 약 150 ㎛의 범위일 수 있다. 추가로, "종횡비"(개구 및/또는 엠보스의 폭에 대한 길이의 비)는 약 2 내지 약 100, 추가의 실시양태에서는 약 4 내지 약 50, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 5 내지 약 20의 범위일 수 있다. 마찬가지로, 하나 이상의 개구 및/또는 엠보스의 종축(개구의 중심선을 따라서 가장 긴 치수)은 다중분할된 필름의 기계 방향에 대해 비스듬할 수 있고, 예컨대 필름의 기계 방향에 대해 약 30°내지 약 150°, 추가의 실시양태에서는 약 45°내지 약 135°, 훨씬 더 추가의 실시양태에서는 약 60°내지 약 120°일 수 있다.
도 5에 대해 언급하면, 예를 들어, 본 발명에 따르는 다중분할된 필름 형성 방법의 한 실시양태를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 필름의 원료 물질을 제조해서 압출 장치 (40)의 호퍼 또는 호퍼들(나타내지 않음)에 첨가할 수 있다. 물질들을 용융물에서 분산 혼합하고, 예를 들어 밴버리 혼합기, 패럴 연속 혼합기, 일축 스크류 압출기, 이축 스크류 압출기 등을 이용하는 회분 및/또는 연속 배합 기술 같은 어떠한 공지 기술을 이용해서 배합할 수 있다.
배합된 물질로부터 다중분할된 필름을 형성하는 데는 블로윙, 캐스팅, 평면 다이 압출 등을 포함하는 어떠한 공지 기술도 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 특정 실시양태에서는, 배합된 물질(나타내지 않음)을 압출 장치 (40)에 공급한 후 닙 롤 (42) 안으로 불어보내 단층 전구체 다중분할된 필름 (10)을 형성한다. 롤 (42)은 전구체 다중분할된 필름 (10)이 형성될 때 그것을 고화하여 켄칭(quenching)하기에 충분한 온도, 예컨대 약 20 내지 60 ℃의 온도로 유지할 수 있다. 대표적으로, 생성된 전구체 다중분할된 필름에는 일반적으로 개구가 형성되지 않지만, 물론, 그것은 가공의 결과로 작은 잘린 부분 또는 찢어진 부분을 가질 수 있다.
도 5에 대해 다시 언급하면, 본 발명의 다중분할된 필름을 형성하는 방법을 나타낸다. 도시된 실시양태에서는, 임의로, 필름 (10)을 필름 배향 유닛 또는 기계 방향 배향기("MDO") (44)를 통해 통과시킴으로써 필름을 기계 방향으로 신장박화한다. 도시된 실시양태에서, MDO는 필름 (10)을 기계 방향으로 점진적으로 신장하여 박화하는 다수의 신장 롤 (46)을 가진다. 도 5에는 5 쌍의 롤 (46)이 도시되어 있지만, 요망되는 신장 수준 및 각 롤 사이에서의 신장 정도에 의존해서 롤의 수가 더 많거나 또는 더 적을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 필름 (10)은 단일의 또는 다수의 별개의 신장 작업으로 신장될 수 있다. 또한, 필름 (10)은 다른 방향에서도 신장될 수 있다. 예를 들어, 필름을 그의 횡방향 가장자리에서 체인 클립에 의해 클램핑하여 텐터 오븐 안으로 운반할 수 있다. 텐터 오븐에서, 필름이 전진 이동할 때 필름은 분기된 체인 클립에 의해 교차 기계 방향으로 요망되는 신장비로 연신될 수 있다.
여전히 도 5에 대해 언급하면, 예를 들어, 다중분할된 필름 (10)에 개구 및 엠보스를 생성하기 위해 필름 (10)을 롤 (58) 사이에 형성된 닙으로 유도한다. 롤 (58) 중 하나 또는 둘 모두가 다수의 융기 요소를 함유할 수 있고 가열될 수 있다. 니핑 동안, 다중분할된 필름 (10)의 제1 세그먼트에는 엠보스가 생성되고 다중분할된 필름의 제2 세그먼트에는 개구가 생성된다. 이어서, 얻은 개구가 형성된 다중분할된 필름 (32)을 권취 롤 (60)에 감아서 보관할 수 있다.
도 5에는 나타내지 않지만, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 당 업계에 알려진 다양한 가능성 있는 추가 가공 및/또는 마무리 단계, 예컨대 슬릿팅, 트리팅(treating), 그래픽 인쇄 등을 수행할 수 있다. 예를 들어, 임의로, 개구가 형성된 다중분할된 필름을 연신성을 증진하기 위해 교차 기계 방향으로 및/또는 기계 방향으로 기계적으로 신장할 수 있다. 한 실시양태에서는, 복합체를 CD 및/또는 MD 방향에서 홈을 갖는 2 개 이상의 롤을 통해 통과하게 할 수 있다. 이러한 홈이 패인 새터라이트(satellite)/앤빌 롤 배열은 림(Rhim) 등의 미국 특허 출원 공개 제2004/0110442호, 및 게른트(Gerndt) 등의 미국 특허 출원 공개 제2006/0151914호에 기술되어 있고, 이들 문헌은 그 전문이 모든 목적으로 본원에 참고로 포함된다. 예를 들어, 적층체를 CD 및/또는 MD 방향에서 홈을 갖는 2 개 이상의 롤을 통과하게 할 수 있다. 홈이 패인 롤은 스틸 또는 다른 단단한 물질(예컨대, 경질 고무)로 제작될 수 있다.
임의로, 다중분할된 필름은 하나 이상의 추가의 필름 및/또는 직물에 적층될 수 있다. 도 6과 관련해서, 본원에 기술된 개구가 형성된 다중분할된 필름 (32)은 부직웹 (11)에 결합된다. 본원에서 사용되는 "부직" 포 또는 웹이라는 용어는 편직포 또는 직포에서처럼 식별가능한 방식이 아닌 방식으로 얽혀진 개개의 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직포 또는 부직웹은 예를 들어 멜트블로윙 방법, 스펀본딩 방법, 수력학적 얽힘, 에어레이드 및 본디드 카디드 웹 방법 같은 많은 방법에 의해 형성되었다. 본원에서 사용되는 "스펀본드"라는 용어는 분자 배향된 중합체 물질의 직경이 작은 섬유를 의미한다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 예를 들어 애펠(Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호, 도르쉬너(Dorschner) 등의 미국 특허 제3,692,618호, 마츄키(Matsuki) 등의 미국 특허 제3,802,817호, 키네이(Kinney)의 미국 특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, 하르트만(Hartman)의 미국 특허 제3,502,763호, 도보(Dobo) 등의 미국 특허 제3,542,615호, 및 파이크(Pike) 등의 미국 특허 제5,382,400호, 및 1996년 11월 26일에 출원되어 지금은 허여된 공동 양도된 마몬(Marmon) 등의 미국 특허 출원 제08/756,426호 및 1995년 11월 30일에 출원된 파이크 등의 미국 출원 제08/565,261호(현재는, 미국 특허 제5,759,926호)에서처럼 용융된 열가소성 물질을 방사구의 다수의 미세하고 보통은 원형인 모세관으로부터 필라멘트로서 압출한 후 압출된 필라멘트의 직경을 신속하게 감소시킴으로써 형성된다. 본원에서 사용되는 "멜트블로운" 또는 "멜트블로윙"이라는 용어는 용융된 열가소성 물질을 다수의 미세하고 보통은 원형인 다이 모세관을 통해 용융된 실 또는 필라멘트로서 보통은 뜨거운 수렴 고속 기체(예: 공기) 스트림 안으로 압출하고, 이 기체 스트림이 용융된 열가소성 물질의 필라멘트를 어테뉴에이션(attenuation)하여 그의 직경을 감소시킴으로써 형성되는 중합체 물질의 미세한 섬유를 의미한다. 이어서, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반될 수 있고 수집 표면 상에 침착되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 예를 들어 부틴(Butin) 등의 미국 특허 제3,849,241호, 라우(Lau)의 미국 특허 제4,526,733호, 헤이네스 등의 미국 특허 제5,652,048호, 및 피츠(Fitts) 등의 미국 특허 제5,366,793호에 게재되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속 또는 불연속이고, 일반적으로 평균 직경이 10 ㎛보다 작고, 흔하게는 평균 직경이 약 0.5 내지 약 7 ㎛이다. 또한, 부직포는 예를 들어 스펀본드/멜트블로운/스펀본드(SMS) 적층체 같은 적어도 하나의 부직웹 층 및/또는 다수의 부직 층을 포함하는 다층 부직 적층체일 수 있다. 다층 부직 적층체의 예는 브록(Brock) 등의 미국 특허 제4,041,203호, 퍼킨스(Perkins) 등의 미국 특허 제5,178,931호 및 티몬스(Timmons) 등의 미국 특허 제5,188,885호에 게재되어 있다.
다중분할된 필름에 부착된 추가의 어느 층도 그의 특정 조성은 예를 들어 심미감, 강도, 내구성, 촉감 등 같은 요망되는 특성을 달성하도록 선택될 수 있다. 예로서, 다중분할된 필름은 편직포, 부직포, 발포체, 스크림, 다층 부직 적층체 등에 적층될 수 있다. 본원에서 사용되는 "스크림"이라는 용어는 뒷댐재로 이용되는 경량 직물을 의미한다. 스크림은 종종 코팅된 또는 적층된 제품의 베이스(base) 직물로 이용된다. 다중분할된 필름 및 다른 직물(들)은 예를 들어 열 결합, 초음파 결합, 접착 결합 등 같은 당 업계 숙련자에게 알려진 수단에 의해 함께 적층될 수 있다. 열 점 결합이 각각의 층을 적층하는 전형적인 수단이다. 본원에서 사용되는 "점 결합"은 하나 이상의 직물 층을 다수의 불연속적 결합 지점에서 결합하는 것을 의미한다. 예를 들어, 열 점 결합은 일반적으로 예를 들어 파새겨진 패턴 롤 및 매끄로운 캘린더 롤 같은 가열된 롤 사이로 결합할 하나 이상의 층을 통과시키는 것을 포함한다. 파새겨진 롤은 전체 직물이 그의 전체 표면에 걸쳐 결합되지 않도록 어떤 방식으로 패턴화되고, 앤빌 롤은 보통은 평탄하다. 따라서, 기능적 이유 뿐만 아니라 심미적 이유에서 파새겨진 롤의 다양한 패턴이 개발되었다. 열 점 결합의 한 예는 한센(Hansen) 등의 미국 특허 제3,855,046호에 기술되어 있다. 예를 들어 우이텐브로우크(Uitenbroek) 등의 미국 의장 등록 제356,688호 및 레비(Levy) 등의 미국 특허 제5,620,779호에 기술된 것 같은 많은 다른 결합 패턴이 알려져 있다.
다중분할된 필름 내의 하나 이상의 세그먼트가 탄성 세그먼트를 포함하는 경우, 거기에 적층된 어떠한 추가의 층도 바람직하게는 연신성 물질 또는 직물을 포함한다. 이 점에서, 추가의 층 또는 층들은 예로서 연신성 부직 물질(예를 들어, 크리핑된 부직포 또는 고도로 크림핑된 섬유를 포함하는 부직포), 그물망 직물, 성기게 제직된 직물, 탄성 복합 물질 및/또는 다른 유사한 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 직물은 탄성이거나, 본래 연신성이거나, 또는 연신성 및/또는 탄성이 되도록 처리되고, 또한 천과 유사한 촉감 및 드레이프를 갖는 하나 이상의 열가소성 섬유 층을 포함한다. 적당한 연신성 및/또는 탄성 물질의 예는 모르만(Morman) 등의 미국 특허 제4,965,122호, 모르만 등의 미국 특허 제5,114,781호, 모르만 등의 미국 특허 제5,336,545호, 반데르 윌렌(Vander Wielen) 등의 미국 특허 제4,720,415호, 키에퍼(Kieffer) 등의 미국 특허 제4,789,699호, 테일러(Taylor) 등의 미국 특허 제5,332,613호, 콜리에(Collier) 등의 미국 특허 제5,288,791호, 위즈네스키(Wisneski) 등의 미국 특허 제4,663,220호, 쇼버(Shawver) 등의 미국 특허 제5,540,976호, 드죠(Djiaw) 등의 유럽 출원 제0,712,892 A1호, 쇼버 등의 미국 특허 제5,952,252호, 레비 등의 미국 특허 제5,714,107호, 및 그리스배치(Griesbach) 등의 미국 특허 제6,054,002호에 기술되어 있고, 상기 참고문헌의 내용은 본원에 참고로 포함된다. 열가소성 중합체의 조성은 예를 들어 탄성, 촉감, 인장 강도, 비용 등 같은 요망되는 물리적 특성을 갖는 물질을 얻기 위해 요망되는 대로 선택될 수 있다. 게다가, 외부 부직층은 요망되는 심미감 및/또는 기능적 특성을 달성하기 위해 예를 들어 엠보싱, 수력학적 얽힘, 기계적 연화, 인쇄, 정전기 방지 처리에 의해 처리될 수 있거나 또는 어떤 다른 방식으로 처리될 수 있다.
본 발명의 다중분할된 필름 및 그의 적층체는 예를 들어 개인 위생 용품, 감염 통제 제품, 보호복, 보호 커버, 가먼트 등 같은 폭넓고 다양한 응용에서 이용될 수 있다. 본원에서 사용되는 "개인 위생 제품"이라는 용어는 개인 위생 지향 품목, 예컨대 기저귀, 배변연습용 팬츠, 흡수 언더팬츠, 성인 실금자용 제품, 여성 위생 제품 등을 의미한다. 본원에서 사용되는 "감염 통제 제품"이라는 용어는 의료 지향 품목, 예컨대 수술 가운 및 드레이프, 부팡 캡, 수술 캡 및 후드 같은 머리 덮개, 산업용 작업복, 신발 커버, 부츠 커버 및 슬리퍼 같은 발 용품, 상처 드레싱, 붕대, 멸균 랩, 실험복, 커버롤스, 앞치마 등을 의미한다. 본원에서 사용되는 "보호복"이라는 용어는 산업 관련 의류 또는 가먼트, 예컨대 커버롤스, 앞치마, 작업복, 커버롤스 등을 의미한다. 본원에서 사용되는 "보호 커버"는 탈것, 예컨대 자동차, 배, 항공기 등의 커버, 종종 옥외에 두는 용품 또는 장비(예를 들어, 그릴 및 잔디 가구)의 커버, 마당 및 정원 장비의 커버, 바닥 커버, 텐트 등을 의미한다. 본원에서 사용되는 "가먼트"라는 용어는 착용할 수 있는 어떠한 유형의 비의료 또는 비산업 지향 의류를 의미한다. 이것은 커버롤스, 언더가먼트, 팬츠, 셔츠, 쟈켓, 장갑, 양말 등을 포함한다.
게다가, 당 업계 숙련자는 본 발명의 다중분할된 필름이 통기성 배리어 직물을 이용하는 많은 다른 응용에 유리하게 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본원에서 사용되는 "배리어"라는 용어는 액체 전달에 대해 상대적으로 비투과성이고 적어도 약 50 mbar의 히드로헤드를 가지는 필름, 적층체 또는 다른 직물을 의미한다. 본원에서 사용되는 히드로헤드는 밀리바(mbar) 단위로 측정되는 직물의 액체 배리어 성질의 측정값을 의미한다. 그러나, 배리어 직물의 많은 응용에서, 배리어 직물이 약 80 mbar 초과, 150 mbar 초과, 또는 심지어는 200 mbar 초과의 히드로헤드 값을 가지는 것이 바람직할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 한 실시양태에서, 분할된 필름의 엠보싱된 세그먼트는 개구가 형성된 세그먼트보다 더 높은 히드로헤드 값을 가질 수 있다. 유리하게는, 엠보싱된 세그먼트는 양호한 배리어 성질을 요구하는 제품의 영역에 이용될 수 있고, 반면에, 개구가 형성된 세그먼트는 더 많은 통기성을 요구하는 제품의 영역에 이용될 수 있다.
한 특정 예로서, 본 발명의 다중분할된 필름은 쉽게 전환되어 기저귀 또는 실금자용 가먼트의 통기성 배리어 내에 포함될 수 있다. 미세기공성 필름 및/또는 그의 적층체에 의해 제공되는 통기성이 많은 용품에서 유리하지만, 높은 통기성이 바람직하지 않을 수 있는 몇몇 상황이 존재한다. 예를 들어, 개인 위생 용품, 예컨대 기저귀 또는 실금자용 가먼트에서는 통기성 배리어 및 흡수 코어가 일반적으로 함께 작용하여 가먼트에 방출되는 체액을 보유한다. 그러나, 유체가 흡수 코어 내에 보유될 때, 상당히 더 높은 수준의 수증기가 통기성 배리어를 통과하기 시작한다. 외부커버를 통과하는 증가된 수준의 수증기는 가먼트의 외부 부분에서 응축물을 형성할 수 있다. 응축물은 단순히 물이지만, 누출로 인지될 수 있다. 추가로, 응축물은 가먼트의 외부 부분에 축축한 불편한 느낌을 생성할 수 있고, 이것은 용품을 다루는 사람에게 불쾌함을 준다. 이러한 영역에는 더 낮은 WVTR을 가지는 통기성 배리어를 제공하지만 나머지 영역에는 양호한 통기성을 제공하는 것은 우수한 착용자 편안함을 갖지만 외부커버가 축축하게 될 가능성을 제한하는 가먼트를 제공할 것이다. 이 점에서, 아래에서 더 상세히 논의하는 바와 같이, 외부커버의 축축함을 감소시키고/시키거나 제거하는 것을 돕기 위해 상대적으로 높은 통기성 및 낮은 통기성을 갖는 세그먼트들을 흡수용품 내에 전략적으로 위치시킬 수 있다. 추가의 한 측면에서, 본 발명은 CD 방향에서 신장 및 회복을 가지는 필름을 제공하고, 이렇게 함으로써 우수한 신체 합치성 특성을 갖는 필름 및/또는 그를 포함하는 용품을 제공한다. 게다가, 상당한 통기성 손실 또는 배리어 성질 손실 없이 우수한 신체 합치성을 달성할 수 있다.
일반적으로, 개인 위생 용품은 착용자에게 대향하는 액체 투과성 상면시트, 및 액체 불투과성 하면시트 또는 외부커버를 포함한다. 상면시트와 외부커버 사이에 흡수 코어가 배치된다. 종종, 상면시트 및 외부커버를 밀봉하여 흡수 코어를 에워싼다. 본 발명의 다중분할된 필름 및 필름 적층체는 개인 위생 용품의 외부커버로 사용하기에 특히 아주 적당하다. 전형적인 개인 위생 용품은 오직 예로서 다음 참고문헌에 기술되어 있고, 이들 참고문헌의 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다: 엔로(Enloe) 등의 미국 특허 제5,415,644호, 메이어(Meyer) 등의 미국 특허 제4,798,603호, 메나르드(Menard) 등의 미국 특허 제5,810,797호, 헤렌(Herren) 등의 미국 특허 제4,641,381호, 볼랜드(Boland) 등의 미국 특허 제4,701,175호, 및 반 곰펠(Van Gompel) 등의 미국 특허 제4,938,797호. 추가로, 아래에서 일회용 기저귀와 관련해서 상세히 기술하지만, 당 업계 숙련자는 본 발명의 개념이 또한 다른 유형의 흡수용품, 특히 다른 개인 위생 제품과 관련해서 이용하기에 적당할 것이라는 점을 인식할 것이다. 추가로, 본 발명을 몇 가지 특정 구성과 관련해서 기술하지만, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 당 업계 숙련자는 아래에서 논의되는 특정 구성의 추가의 조합 또는 변경을 가할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 7과 관련해서, 기저귀 또는 실금자용 가먼트의 배플은 제1 세그먼트 (42) 및 제2 세그먼트 (44)를 포함하는 연속 다중분할된 필름 (40)을 포함할 수 있다. 제2 세그먼트 (44)는 필름의 두께를 관통하는 개구 (41)의 패턴을 포함할 수 있고, 제1 세그먼트 (42)는 엠보스 (43)의 패턴을 포함할 수 있다. 한 특별한 실시양태에서, 개구의 패턴 및 엠보스의 패턴은 실질적으로 동일하다. 배플은 다중분할된 필름 (40)으로부터 전환될 수 있고, 여기서 기저귀의 "이어"(ear)는 제2 영역 (44)에 상응하고, 용품의 중앙부는 하나 이상의 제1 세그먼트 (42)에 상응한다. 제1 세그먼트 (42)는 바람직하게는 탄성 또는 비탄성일 수 있는 예를 들어 모놀리식 필름 또는 단층 또는 다층 미세기공성 필름 같은 통기성 필름을 포함한다. 제2 세그먼트 (44)는 바람직하게는 예를 들어 탄성 폴리우레탄 또는 크라톤/폴리올레핀 블렌드를 포함하는 필름 세그먼트 같은 우수한 신장 및 회복 성질을 갖는 탄성 세그먼트를 포함한다. 추가의 한 예에서, 다중분할된 필름은 세그먼트들이 용품의 길이가 아니라 용품의 폭 전체에 걸쳐서 이어지도록 전환될 수 있다. 세그먼트가 용품의 폭 전체에 걸쳐서 이어질 때, 제1 영역 (42)은 용품의 중앙부에 상응하는 통기성 필름을 포함할 수 있고, 제2 영역 (44)는 용품의 "허리"에 상응하는 탄성 세그먼트를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 다중분할된 필름 및/또는 그의 적층체는 수술 가운, 보호 작업복 등으로 전환될 수 있다. 이 점에서, 예를 들어 혈액 및/또는 혈액에 함유된 병원균의 침투를 방지하는 것 같은 높은 정도의 보호를 착용자에게 제공하기 위해 의료용 의복이 종종 요구된다. 다중분할된 연속 필름을 포함함으로써, 요망되는 영역에서 요망되는 배리어 성질을 잃지 않으면서 양호한 신장 및 신체 합치성이 달성될 수 있다. 예를 들어, 수술용 가운 또는 작업복은 우수한 WVTR 배리어 성질을 갖는 통기성 배리어 제1 세그먼트를 포함할 수 있고, 제2 세그먼트는 개구가 형성된 탄성 세그먼트를 포함하고 가먼트에 추가의 개선된 신장, 신체 합치성 특성, 및 통기성을 제공하고 여기서는 배리어가 요구되지 않는다.
다양한 특허 및 다른 참고 자료를 본원에 참고로 포함하였지만, 포함된 자료 및 본 명세서 사이에 불일치가 있는 한에서는 본 명세서가 지배할 것이다. 추가로, 본 발명을 그의 특정 실시양태에 관해서 상세히 기술하였지만, 당 업계 숙련자에게는 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 본 발명에 다양한 변경, 변형 및 다른 변화를 가할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
실시예
본 발명을 증명하기 위해 3 개의 세그먼트를 갖는 견본 필름을 다양한 조건 하에서 다양한 닙을 통과하게 하였다. 일반적으로, 필름은 필름의 각 횡방향 가장자리에 탄성 세그먼트를 가지고, 필름의 중심에 비탄성 세그먼트를 가졌다. 다르게 지시하지 않으면, 탄성 세그먼트는 51 중량%의 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체(크라톤®MD6937, 크라톤 폴리머즈(Kraton Polymers)로부터 입수가능함), 15 중량%의 점착성 부여제(레갈레즈(REGALREZ)™ 1126, 이스트만 케미칼로부터 입수가능함), 9 중량%의 폴리에틸렌 왁스(에폴렌(EPOLENE)™ C-10, 이스트만 케미칼로부터 입수가능함), 및 25 중량%의 에틸렌 옥텐 공중합체(이그잭트™ 5361, 엑손모빌 케미칼 컴파니로부터 입수가능함)의 조성을 가졌다. 다르게 지시하지 않으면, 비탄성 세그먼트는 54.75 중량%의 탄산칼슘 입자, 18.25 중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌(다우렉스™ 2517G, 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능함), 및 27 중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌(다우렉스™ 2047G, 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능함)의 조성을 가졌다. 필름은 분할된 필름을 제조하도록 구성된 표준 캐스트 필름 다이로 제조하였다.
실시예 1: 53 gsm 탄성 세그먼트 및 70 gsm 비탄성 세그먼트를 갖는 분할된 필름을 17 gsm 폴리프로필렌 본디드 카디드 웹(BCW) 표면재와 함께 50 psi(pound per square)의 닙 압력으로 170 ℉의 와이어 짜임 패턴 롤과 275 ℉의 매끄러운 앤빌 롤 사이에서 니핑시켰다. 필름의 탄성 세그먼트에 개구가 형성되었다. 필름의 비탄성 세그먼트는 엠보싱되었지만 개구는 형성되지 않았다.
실시예 2: 55 gsm 탄성 세그먼트 및 25 gsm 비탄성 세그먼트를 갖는 분할된 필름을 40 psi의 닙 압력으로 200 ℉의 와이어 짜임 패턴 롤과 275 ℉의 매끄러운 앤빌 롤 사이의 20 gsm 수력학적으로 얽힌 폴리프로필렌 스펀본드(HETSB) 표면재 사이에서 니핑시켰다. 필름의 탄성 세그먼트에 개구가 형성되었다. 필름의 비탄성 세그먼트는 엠보싱되었지만 개구는 형성되지 않았다.
실시예 3: 60 gsm 탄성 세그먼트 및 41 gsm 비탄성 세그먼트를 갖는 분할된 필름을 40 psi의 닙 압력으로 200 ℉의 와이어 짜임 패턴과 275 ℉의 매끄러운 앤빌 롤 사이의 17 gsm 폴리프로필렌 BCW 표면재 사이에서 니핑시켰다. 필름의 탄성 세그먼트에 개구가 형성되었다. 필름의 비탄성 세그먼트는 엠보싱되었지만, 개구는 형성되지 않았다.
실시예 4: 74 gsm 탄성 세그먼트 및 50 gsm 비탄성 세그먼트를 갖는 분할된 필름을 40 psi의 닙 압력으로 200 ℉의 와이어 짜임 패턴과 275 ℉의 매끄러운 앤빌 롤 사이의 17 gsm 폴리프로필렌 BCW 표면재 사이에서 니핑시켰다. 필름의 탄성 세그먼트에 개구가 형성되었다. 필름의 비탄성 세그먼트는 엠보싱되었지만, 개구는 형성되지 않았다.
실시예 5: 비탄성 표피를 갖는 53 gsm 탄성 세그먼트 및 53 gsm 비탄성 세그먼트를 갖는 분할된 필름을 45 psi의 닙 압력으로 200 ℉의 리브 니트 패턴 롤과 200 ℉의 매끄러운 앤빌 롤 사이에서 니핑시켰다. 필름의 탄성 세그먼트에 개구가 형성되었다. 필름의 비탄성 세그먼트는 엠보싱되었지만, 개구는 형성되지 않았다.
실시예 6: 가장자리에 33 gsm 비탄성 세그먼트 및 중심에 58 gsm 비탄성 세그먼트를 갖는 분할된 필름을 40 psi의 닙 압력으로 200 ℉의 리브 니트 패턴 롤과 200 ℉의 매끄러운 앤빌 롤 사이에서 니핑시켰다. 비탄성 세그먼트는 45% 고밀도 폴리에틸렌(다우™ DMDA-8940, 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능함), 10 중량%의 이산화티탄 농축물(50% 폴리에틸렌 중의 50% 이산화티탄)(스탠드리쥐 칼러 코포레이션(Standridge Color Corporation: 미국 조오지아주 소셜 서클)으로부터 SCC-11692로 입수가능함) 및 45 중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌(다우렉스™ 2047G, 더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능함)의 조성을 가졌다. 3 개의 필름 세그먼트가 모두 엠보싱되었지만, 필름 세그먼트 중 어느 것도 개구가 형성되지 않았다.
실시예 7: 45 gsm 비탄성 세그먼트와 220 gsm 비탄성 가장자리 세그먼트 사이에 50 gsm 탄성 세그먼트를 가지는 5개 세그먼트로 분할된 필름을 45 psi의 닙 압력으로 200 ℉의 리브 니트 패턴 롤과 200 ℉의 매끄러운 앤빌 롤 사이에서 니핑시켰다. 필름의 탄성 세그먼트에 개구가 형성되었다. 필름의 비탄성 세그먼트는 엠보싱되었지만, 개구는 형성되지 않았다.
본 발명을 그의 특정 실시양태에 관해서 상세히 기술하였지만, 당 업계 숙련자는 상기 내용을 이해할 때 이들 실시양태에 대한 변경, 변화 및 동등물을 쉽게 생각해낼 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 범위 및 그의 동등물로 평가되어야 한다. 본원에서 사용되는 "포함하는"이라는 용어는 포괄적이거나 또는 제한이 없는 것이고, 나열되지 않은 추가의 요소, 조성물 성분 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 추가로, 본원에 제시된 어떠한 주어진 범위도 포함되는 모든 더 작은 범위를 포함하는 것을 의도한다는 것을 주목하여야 한다. 예를 들어, 45-90의 범위는 또한 50-90, 45-80, 46-89 등을 포함할 것이다.

Claims (19)

  1. 다중분할된 필름이며,
    적어도 하나의 제1 필름 세그먼트 및 적어도 하나의 제2 필름 세그먼트를 다중분할된 필름의 교차 기계 방향으로 서로 나란히 포함하고, 제1 필름 세그먼트는 제1 필름 세그먼트를 관통하여 연장되지 않는 표면 엠보스의 패턴으로 이루어지고, 제2 필름 세그먼트는 제2 필름 세그먼트를 관통하여 연장되는 개구의 패턴으로 이루어지고, 제1 필름 세그먼트는 비탄성 폴리올레핀 중합체를 포함하는 조성을 갖고, 제2 필름 세그먼트는 탄성 중합체를 포함하고, 표면 엠보스의 패턴은 개구의 패턴과 동일한 패턴이고, 상기 다중분할된 필름은 기계 방향을 갖고, 제1 필름 세그먼트 및 제2 필름 세그먼트는 기계 방향으로 서로 인접하여 연장되는 다중분할된 필름.
  2. 제1항에 있어서, 다중분할된 필름이 실질적으로 균일한 두께를 갖는 다중분할된 필름.
  3. 제1항에 있어서, 제1 필름 세그먼트가 미세기공성 필름을 포함하는 다중분할된 필름.
  4. 제3항에 있어서, 제1 필름 세그먼트의 조성이 열가소성 중합체 및 충전제를 포함하고, 충전제가 제1 필름 세그먼트의 전체에 걸쳐 분포되는 다중분할된 필름.
  5. 제4항에 있어서, 제1 필름 세그먼트가 충전제에 의해 형성된 미세기공을 갖는 다중분할된 필름.
  6. 제1항에 있어서, 제2 필름 세그먼트가 폴리올레핀 엘라스토머, 스티렌 블록 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 비닐 아세테이트, 아크릴레이트 및 이들의 블렌드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 탄성 중합체를 포함하는 다중분할된 필름.
  7. 제1항에 있어서, 제1 필름 세그먼트 조성이 비탄성 폴리올레핀 중합체를 포함하는 다중분할된 필름.
  8. (i) 액체 투과성 상면시트, (ii) 제1항의 다중분할된 필름을 포함하는 외부커버, 및 (iii) 외부커버와 상면시트 사이에 위치하는 흡수 코어를 포함하는 개인 위생 용품.
  9. 제1항의 다중분할된 필름 및 다중분할된 필름의 제1 표면에 고정되게 부착된 시트를 포함하는 다층 적층체.
  10. 제9항에 있어서, 시트가 부직웹을 포함하는 다층 적층체.
  11. (i) 액체 투과성 상면시트, (ii) 제10항의 다층 적층체를 포함하는 외부커버, 및 (iii) 외부커버와 상면시트 사이에 위치하는 흡수 코어를 포함하는 개인 위생 용품.
  12. 제9항에 있어서, 시트가 연신성 직물을 포함하고, 제2 필름 세그먼트가 엘라스토머를 포함하는 다층 적층체.
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