KR101846806B1

KR101846806B1 - Cd 신장성 부직포 복합체

Info

Publication number: KR101846806B1
Application number: KR1020177017061A
Authority: KR
Inventors: 존 에이치. 콘래드; 주니어 제임스 알. 피츠
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2018-04-06
Also published as: EP3234247A4; KR20170081701A; CN116728919A; US11634844B2; AU2015362935B2; EP3234247B1; BR112017011350B1; MX2017006620A; BR112017011350A2; AU2015362935A1; US20230212797A1; US20170306536A1; CN106999321A; EP3234247A1; US11851792B2; WO2016100054A1; US20240133091A1

Abstract

기계 방향 및 교차 기계 방향으로 치수를 갖는 부직포 복합체가 제공된다. 복합체는 탄성 필름에 인접하여 배치된 부직포 페이싱을 포함한다. 부직포 페이싱은 베이스 스펀본드 웹을 네킹하여 형성된 스펀본드 웹을 함유한다. 베이스 스펀본드 웹은 기계 방향으로 대략적으로 배향되며 기계 방향 인장 강도 및 교차 기계 방향 인장 강도를 가지는 다수의 섬유를 포함한다. 기계 방향 인장 강도 대 교차 기계 방향 인장 강도의 비는 약 4:1 이상이다.

Description

CD 신장성 부직포 복합체{CD EXTENSIBLE NONWOVEN COMPOSITE}

본 발명은 CD 신장성 부직포 복합체에 관한 것이다.

신축 가능한 부직포 복합체는 일반적으로 부직포 웹 페이싱 및 탄성 층(필름, 스트랜드 및/또는 섬유상 구조)으로 형성되고 일회용 기저귀 및 기타 개인 위생 제품과 같은 다양한 제품에 사용된다. 이 유형의 일부 적층체는 네킹된 스펀본드(necked spunbond) 페이싱으로 만들어지고 교차 기계 방향으로 신축 가능하다. 불행하게도, 이들 재료는 제품 사용 중 적층체를 연장하는데 너무 높은 힘을 요구하는 경향이 있다. 이 문제에 대한 다양한 해결책들이 제안되었다. 예를 들어, 물림 홈형 롤들 또는 디스크들은 복합체를 신축하고 교차 기계 방향으로 어느 정도의 낮은 힘 신장성을 생성하는데 사용되었다. 그러나, 이러한 접근은 비용이 많이 들고 부직포 웹 페이싱에 손상을 초래할 수 있다. 이와 같이, 교차 기계 방향으로 낮은 힘으로 양호한 신장을 제공하는 부직포 복합체에 대한 필요성이 현재 존재한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기계 방향 및 교차 기계 방향으로 치수를 갖는 부직포 복합체가 개시된다. 부직포 복합체는 탄성 필름에 인접하여 배치된 부직포 페이싱을 포함한다. 부직포 페이싱은 기계 방향으로 대략적으로 배향된 다수의 섬유로 형성된 네킹된 스펀본드 웹을 함유한다. 복합체는 약 100% 이상의 교차 기계 방향으로의 피크 신장율을 가지며 교차 기계 방향으로 100% 신장율에서 약 450 그램-힘/인치 이하의 하중을 경험한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기계 방향 및 교차 기계 방향으로 치수를 갖는 부직포 페이싱을 형성하는 방법이 개시된다. 방법은 베이스 스펀본드 웹을 네킹해서 웹의 치수가 교차 기계 방향으로 감소되는 것을 포함한다. 베이스 스펀본드 웹은 기계 방향 인장 강도 및 교차 기계 방향 인장 강도를 가지며, 기계 방향 인장 강도 대 교차 기계 방향 인장 강도의 비는 약 4:1 이상이다.

본 발명의 다른 특징들과 측면들은 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

통상의 기술자를 위한 본 발명의 최상의 모드를 포함한 본 발명의 모든 가능한 개시 내용을, 첨부 도면이 참조되는 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 기재한다.
도 1은 본 발명에서 사용하기 위한 스펀본드 웹을 형성하기 위한 방법의 일 실시예의 개략도이고;
도 2는 본 발명에서 사용될 수도 있는 접합 패턴의 일 실시예를 도시하고;
도 3은 본 발명에서 사용될 수도 있는 접합 패턴의 다른 실시예를 도시하고;
도 4는 본 발명에서 사용될 수도 있는 접합 패턴의 다른 실시예를 도시하고;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성될 수도 있는 흡수 용품의 사시도이다.
본원에서의 참조 문자의 반복 사용은 본 발명의 동일 또는 유사한 특징부 또는 요소를 표현하고자 하는 것이다.

정의

본원에서 사용되는 것과 같이, 용어 “섬유”는 중합체를 다이와 같은 성형 오리피스를 통과시킴으로써 형성될 수도 있는 신장된 압출물을 말한다. 달리 언급되지 않는 한, 용어 “섬유”는 유한한 길이를 가지는 불연속적인 섬유(예, 스테이플 섬유) 및 실질적으로 연속적인 필라멘트를 포함한다. 실질적으로 필라멘트는 예를 들면 그것의 직경보다 훨씬 더 큰 길이, 예컨대 약 15,000 대 1보다 큰, 특정한 경우에는 약 50,000 대 1의 길이 대 직경 비율(“종횡비”)을 가질 수 있다.

본원에서 사용되는 것과 같이, 용어 “부직포 웹”은 일반적으로 편물 직물에서와 같은 식별가능한 방식이 아니라 사이사이에 끼워진 섬유들의 구조를 가지는 웹을 말한다. 적절한 부직포 웹의 예로는 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹, 수력 엉킴 웹, 기타 등등을 포함하지만, 이들에만 한정되지 않는다.

본원에서 사용되는 것과 같이, 용어 “스펀본드 웹”은 일반적으로 다수의 미세한, 대개는 원형의 방적돌기(spinnerette)의 모세관들로부터 용융된 열가소성 물질을 압출한 후 압출된 섬유들의 직경이 예를 들어 추출성 연신 및/또는 기타 공지되어 있는 스펀본딩 기구에 의해 급격히 감소됨으로써 형성된 실질적으로 연속적인 필라멘트를 함유하는 부직포 웹을 말한다. 스펀본드 웹의 제조는 미국 특허 제4,340,563호(Appel 등), 제3,692,618호(Dorschner 등), 제3,802,817호(Matsuki 등), 제3,338,992호(Kinney), 제3,341,394호(Kinney), 제3,502,763호(Hartmann), 제3,502,538호(Levy), 제3,542,615호(Dobo 등) 및 제5,382,400호(Pike 등)에서 기술되고 예시된다.

본원에서 사용된 것과 같이, 용어 “멜트블로운” 웹 또는 대향면은 일반적으로 용융된 열가소성 물질이 용융 섬유로서 다수의 미세한, 대개는 원형의 다이 모세관을 통해 압출되어 용융된 열가소성 물질의 섬유를 감쇄시켜서 그것의 직경을 감소시키는 수렴하는 고속 가스(예컨대 공기)로 압출되는 공정에 의해 형성된 섬유를 함유하는 부직포 웹을 말한다. 그런 다음 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 위에 쌓여서 무작위 분산된 멜트블로운 섬유 웹이 형성된다. 이러한 공정은, 예를 들어 Butin 등에 의한 미국 특허 제3,849,241호에 개시되어 있다.

용어 “기계 방향(machine direction)” 또는 “MD”는 일반적으로 물질이 생산되는 방향을 의미한다. 용어 “교차 기계 방향(cross-machine direction)” 또는 “CD”는 일반적으로 상기 기계 방향에 수직인 방향을 지칭한다. 교차 기계 방향으로 측정된 치수는 또한 "폭" 치수로 지칭되는 반면, 기계 방향으로 측정된 치수는 "길이" 치수로 지칭된다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “신장성(extensible)”은 일반적으로 이완된 길이 또는 폭의 약 50% 이상, 일부 실시예들에서는 약 75% 이상, 일부 실시예들에서는 약 100% 이상, 일부 실시예들에서는, 약 200% 이상만큼 적용된 힘의 방향(예를 들어, CD 또는 MD 방향)으로 신축되거나 신장되는 물질을 지칭한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "탄성"은 일반적으로 신축력의 적용 시에 적어도 한 방향(예를 들면 CD 또는 MD 방향)으로 신축가능하고, 신축력의 해제 시에 거의 원래 치수로 수축/복귀하는 신장성 물질을 지칭한다. 예를 들어, 신축된 물질은 신축된 길이의 적어도 약 50%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 80% 수축 또는 회복할 수 있다. 신장성 물질은 회복 성질이 부족하여 “비-탄성” 물질로 간주될 수도 있음을 이해해야 한다. 물질은, 하기에서 설명되는 바와 같이, 주기적 시험 절차를 사용하여 탄성 특성에 대해 시험될 수 있다.

발명의 상세한 설명

이하, 하나 이상의 예가 후술되어 있는 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 각각의 예는 본 발명을 한정하는 것이 아니라, 설명을 위해서 제공된다. 실제로, 본 발명의 사상이나 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명에 있어서 다양한 수정과 변형을 행할 수 있다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시예에 일부로서 예시하거나 설명하는 특징들을 다른 하나의 실시예에 사용하여 추가적인 실시예를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 수정과 변경을 커버하려는 것이다.

일반적으로 말하면, 본 발명은 탄성 필름에 인접하게 위치한 부직포 페이싱을 함유하는 복합체에 관한 것이다. 부직포 페이싱은 베이스 스펀본드 웹(base spunbond web)을 네킹하여 형성되는 적어도 하나의 스펀본드 웹을 함유한다. 베이스 스펀본드 웹은 일반적으로 기계 방향으로 배향 된 다수의 섬유를 포함한다. 물론, 모든 섬유가 기계 방향으로 신장될 필요는 없다. 실제로, 섬유는 서로 얽힐 수 있어서 섬유의 일부가 기계 방향에 대해 비스듬히 배치된다. 그럼에도 불구하고, 기계 방향 배향도는 교차 기계 방향으로의 극한 인장 강도(“CD 인장 강도”)와 비교해 베이스 스펀본드 웹이 기계 방향(“MD 인장 강도”)으로 비교적 높은 극한 인장 강도(최대 파단 하중)를 가지도록 되어 있다. 즉, MD 인장 강도 대 CD 인장 강도의 비는 약 4:1 이상, 일부 실시예들에서는 약 5:1 내지 약 30:1, 일부 실시예들에서는 약 6:1 내지 약 20:1이다. 예를 들어, 베이스 스펀본드 웹은 약 400 그램-힘/인치(“g_f/in”) 이상, 일부 실시예들에서는 약 800 내지 약 2000g_f/in, 일부 실시예들에서는 약 1000 내지 약 1600g_f/in의 MD 인장 강도, 및 약 60g_f/in 이상, 일부 실시예들에서는 약 80 내지 약 800g_f/in, 일부 실시예들에서는 약 100 내지 약 500g_f/in의 CD 인장 강도를 가질 수도 있다.

베이스 스펀본드 웹은 또한 교차 기계 방향(“CD 신장율”)으로의 피크 신장율보다 큰 기계 방향(“MD 신장율”)으로의 피크 신장율(피크 하중에서의 신장율)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, MD 신장율 대 CD 신장율의 비는 약 2:1 이상, 일부 실시예들에서는 약 3:1 내지 약 30:1, 일부 실시예들에서는 약 4:1 내지 약 20:1일 수 있다. 예를 들어, 베이스 스펀본드 웹은 약 20% 이상, 일부 실시예들에서는 약 25 내지 약 60%, 일부 실시예들에서는 약 30 내지 약 45%의 MD 신장율, 및 약 40% 이상, 일부 실시예들에서는 약 60 내지 약 200%, 일부 실시예들에서는 약 70 내지 약 100%의 CD 신장율을 가질 수도 있다.

그것의 고유한 특성으로 인해, 본 발명자들은 베이스 스펀본드 웹이 상당한 정도로 네킹될 수 있다는 것을 발견하였다. 즉, “네킹율”은 약 50% 이상, 일부 실시예들에서는 약 60% 내지 약 95%, 일부 실시예들에서는, 약 65% 내지 약 90%일 수도 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “네킹율(percent necking)”은 일반적으로 네킹 전 치수에 의해 네킹 후 교차 기계 방향으로 스펀본드 웹의 치수를 빼고, 이 결과를 네킹 전 치수로 나눈 후, 그 몫에 100을 곱함으로써 결정된다. 스펀본드 웹의 네킹된 교차 기계 방향 치수는, 예를 들어, 5 내지 약 70cm, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 50cm, 일부 실시예들에서는 약 15 내지 30cm일 수 있고, 네킹되지 않은 치수는 약 70 내지 약 300cm, 일부 실시예들에서는 약 75 내지 약 200cm, 일부 실시예들에서는 약 80 내지 약 150cm의 범위일 수 있다.

이러한 고도의 네킹을 달성하는 능력은 웹이 탄성 필름에 적층될 수 있게 하여 교차 기계 방향으로 우수한 신장성을 갖는 복합체를 달성할 수 있다. 즉, 복합체는 교차 기계 방향으로 피크 하중에서 비교적 높은 신장율(“피크 신장율”), 예컨대, 교차 기계 방향으로 약 100% 이상, 일부 실시예들에서는 약 120% 이상, 일부 실시예들에서는 약 150% 이상 내지 약 500%를 나타낼 수도 있다. 물론, 복합체는 또한 약 50% 이상, 일부 실시예들에서는 약 75% 이상, 일부 실시예들에서는 약 100% 내지 약 500%의 기계 방향으로 피크 하중에서 신장율(“피크 신장율”)을 나타낼 수도 있다. 교차 기계 방향으로 양호한 신장성을 가지면서, 복합체는 그럼에도 불구하고 비교적 낮은 정도의 교차 기계 방향 장력을 가질 수 있다. 이것은 교차 기계 방향으로 100% 신장율에서 비교적 낮은 하중, 예컨대, 약 450g_f/in 이하, 일부 실시예들에서는 약 400g_f/in 이하, 일부 실시예들에서는, 약 200 내지 약 400g_f/in를 특징으로 할 수도 있다. 마찬가지로, 교차 기계 방향으로 하중 손실율은 약 60% 이하, 일부 실시예들에서 약 55% 이하, 일부 실시예들에서 약 20% 내지 약 50%일 수도 있다. 복합체는 또한 신축력의 적용 시에 적어도 한 방향으로 신장 가능하고, 신축력의 해제 시에 거의 원래 치수로 수축/복귀한다는 점에서 기계 및/또는 교차 기계 방향으로 탄성일 수도 있다. 바람직하게, 복합체는 MD 및/또는 CD 방향으로 신축된 치수의 적어도 50%, 더욱더 바람직하게 적어도 80 %를 수축하거나 회복한다. 이 점에서, 본 발명의 다양한 실시예를 이제 보다 상세하게 설명하기로 한다.

I. 부직포 페이싱

위에 언급한 바와 같이, 부직포 페이싱은 베이스 스펀본드 웹을 네킹함으로써 형성되는 적어도 하나의 스펀본드 웹을 포함한다. 웹은 기계 방향으로 대략적으로 배향된 다수의 섬유를 포함한다. 섬유는 당 업계에 공지된 다양한 다른 구성 중 어느 것을 가질 수 있다. 예를 들면, 단일성분 및/또는 다성분 섬유가 이용될 수도 있다. 단일성분 섬유는, 예를 들면, 일반적으로 하나의 압출기로부터의 중합체 조성물을 압출함으로써 형성된다. 다성분 섬유는 일반적으로 별도의 압출기들로부터 압출된 2개 이상의 중합체 조성물(예를 들면, 이성분 섬유)로부터 형성된다. 중합체 조성물은 섬유의 단면에 걸쳐서 실질적으로 일정하게 위치하는 별개의 구역 내에 배열될 수 있다. 성분은 임의의 바람직한 구성, 예를 들어 시스-코어형(sheath-core), 사이드-바이-사이드형(side-by-side), 파이형(pie), 해중도형(island-in-the-sea), 쓰리 아일랜드형(three island), 불스 아이형(bull's eye), 또는 당 기술분야에 공지된 다양한 다른 배열로 배열될 수 있다. 다성분 섬유를 형성하기 위한 다양한 방법은 Taniguchi 등의 미국 특허 제4,789,592호, Strack 등의 제5,336,552호, Kaneko 등의 제5,108,820호, Kruege 등의 제4,795,668호, Pike 등의 제5,382,400호, Strack 등의 제5,336,552호, Marmon 등의 제6,200,669호에 기재되어 있다. 다양한 불규칙 형상을 갖는 다성분 섬유는 Hogle 등의 미국 특허 제5,277,976호, Hills의 제5,162,074호, Hills의 제5,466,410호, Largman 등의 제5,069,970호, Largman 등의 제5,057,368호에 기재된 것과 같이 형성될 수도 있다.

사용된 특정 구성에 관계없이, 섬유는 비교적 낮은 모듈러스를 갖는 것이 통상적으로 바람직하다. 다른 것들 중에서, 본 발명자들은 섬유가 형성될 때 이런 섬유는 기계 방향으로 보다 쉽게 배향될 수 있음을 발견했다. 이러한 섬유를 형성하는데 사용하기 위한 중합체는 통상적으로 ASTM D638-10에 따라 결정된 바와 같이 약 800MPa 이하, 일부 실시예들에서 약 750MPa 이하, 일부 실시예들에서 약 1 내지 약 700MPa의 모듈러스를 갖는다. 다양한 저 모듈러스 중합체 중 임의의 것이 일반적으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 저 모듈러스 중합체 조성물은 ASTM D638-10에 따라 결정된 바와 같이 약 50 내지 약 700MPa, 일부 실시예에서는 약 75 내지 약 600MPa, 및 일부 실시예에서는 약 100 내지 약 500MPa의 탄성 계수를 갖는 에틸렌 중합체를 포함할 수 있다. ASTM D1238-13 (또는 ISO 1133)에 따라 결정된 바와 같이, 2160g의 하중 및 190℃에서 결정되는 바, 에틸렌 중합체는 또한 약 1 내지 약 100그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 50그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 40그램/10분의 용융 흐름 지수를 가질 수도 있다. 에틸렌 중합체의 용융 온도는 또한 약 50℃ 내지 약 145℃, 일부 실시예들에서 약 75℃ 내지 약 140℃, 일부 실시예들에서 약 100℃ 내지 약 135℃일 수도 있다.

임의의 다양한 에틸렌 중합체가 일반적으로 본 발명에서 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 에틸렌 중합체는 에틸렌과 α-올레핀, 예컨대 C₃-C₂₀ α-올레핀 또는 C₃-C₁₂ α-올레핀의 공중합체일 수도 있다. 적절한 α-올레핀은 선형이거나 분지형(예를 들어, 하나 이상의 C₁-C₃ 알킬 분지, 또는 하나의 아릴기)일 수도 있다. 특정한 예로는, 1-부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-디메틸-1-부텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-노넨; 에틸, 메틸, 또는 디메틸-치환된 1-데센; 1-도데센; 및 스티렌이 있다. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 그런 공중합체의 에틸렌 함량은 약 60 몰% 내지 약 99 몰%, 일부 실시예에서는 약 80 몰% 내지 약 98.5 몰% 및 일부 실시예에서는 약 87 몰% 내지 약 97.5 몰%일 수 있다. α-올레핀 함량은 마찬가지로 약 1 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시예에서는 약 1.5 몰% 내지 약 15 몰% 및 일부 실시예에서는 약 2.5 몰% 내지 약 13 몰% 범위일 수 있다. 폴리에틸렌의 밀도는, 채택되는 중합체의 유형에 따라 가변될 수 있지만, 일반적으로, 약 0.85 내지 약 0.96g/cm³ 범위이다. 예를 들어, 폴리에틸렌 "플라스토머(plastomer)"는 약 0.85 내지 약 0.91g/cm³의 밀도를 가질 수 있다. 마찬가지로, ASTM 1505-10에 따라 결정된 바와 같이, "선형 저밀도 폴리에틸렌"("LLDPE")은 약 0.91 내지 약 0.940g/cm³의 밀도를 가질 수 있고; "저밀도 폴리에틸렌"("LDPE")은 약 0.910 내지 약 0.940g/cm³의 밀도를 가질 수 있고; "고밀도 폴리에틸렌"("HDPE")은 약 0.940 내지 약 0.960g/cm³의 밀도를 가질 수 있다. LLDPE는 제1 폴리올레핀 조성물에서 사용하기에 특히 적합할 수도 있다.

임의의 다양한 공지되어 있는 기법들이 일반적으로 에틸렌 중합체를 형성하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어 올레핀 중합체는 유리 라디칼 또는 배위 촉매(예컨대 지글러-나타)를 사용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 에틸렌 중합체는 단일-부위 배위 촉매, 예컨대 메탈로센 촉매로부터 형성된다. 그런 촉매 시스템은 공단량체가 분자 사슬 내에 무작위로 분포되고 상이한 분자량 단편들을 가로질러 균일하게 분포되는 에틸렌 중합체를 생산한다. 메탈로센-촉매된 폴리올레핀은 예를 들면 미국 특허 제5,571,619호(McAlpin 등); 제5,322,728호(Davis 등); 제5,472,775호(Obijeski 등); 제5,272,236호(Lai 등); 및 제6,090,325호(Wheat 등)에 기술되어 있다. 메탈로센 촉매의 예시로는 비스(n-부틸사이클로펜타디에닐)티타늄 다이클로라이드, 비스(n-부틸사이클로펜타디에닐)지르코늄 다이클로라이드, 비스(사이클로펜타디에닐)스칸듐 클로라이드, 비스(인데닐)지르코늄 다이클로라이드, 비스(메틸사이크로펜타디에닐)티타늄 다이클로라이드, 비스(메틸사이클로펜타디에닐)지르코늄 다이클로라이드, 코발토센, 사이클로펜타디에닐티타늄 트라이클로라이드, 페로센, 하프노센 다이클로라이드, 아이소프로필(사이클로펜타디에닐-1-플루오레닐)지르코늄 다이클로라이드, 몰리브도센 다이클로라이드, 니켈로센, 니오보센 다이클로라이드, 루테노센, 티타노센 다이클로라이드, 지르코노센 클로라이드 하이드라이드, 지르코노센 다이클로라이드 등. 메탈로센 촉매를 사용하여 만들어진 중합체는 전형적으로 좁은 분자량 범위를 가진다. 예를 들어 메탈로센-촉매된 중합체는 4 아래의 다중분산성 수(M_w/M_n), 조절된 짧은 사슬 분지화 분포 및 조절된 동일배열성을 가질 수 있다.

적합한 저 모듈러스 중합체의 다른 예는 연성 프로필렌 중합체이다. ASTM D638-10에 따라 결정된 바와 같이, 연성 프로필렌 중합체의 탄성 계수는, 예를 들어, 약 1 내지 약 500MPa, 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 300MPa, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 100MPa일 수 있다. ASTM D1238-13 (또는 ISO 1133)에 따라 결정된 바와 같이, 2160g의 하중 및 230℃에서 결정되는 바, 연성 프로필렌 중합체는 또한 약 15 내지 약 1,000그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 20 내지 약 500그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 25 내지 약 200그램/10분과 같이, 비교적 낮은 용융 흐름 지수를 가질 수도 있다. 물론, 다른 실시예들에서는, ASTM D1238-13 (또는 ISO 1133)에 따라 결정된 바와 같이, 2160g의 하중 및 230℃에서 결정되는 바, 약 1,000 내지 약 5,000그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 1,500 내지 약 4,000그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 1,600 내지 약 3,000그램/10분과 같이, 비교적 높은 용융 흐름 지수를 갖는 중합체가 사용될 수도 있다. 또한, 연성 프로필렌 중합체는 또한 비교적 낮은 용융점 및 비교적 낮은 결정화도를 가질 수도 있다. 예를 들면, 연성 중합체의 용융 온도는 약 40℃ 내지 약 120℃, 일부 실시예에서는 약 50℃ 내지 약 100℃, 일부 실시예에서는 약 55℃ 내지 약 85℃일 수 있다. 마찬가지로, 중합체의 결정화도는 약 1% 내지 약 35%, 일부 실시예에서는 약 3% 내지 약 20%, 일부 실시예에서는 약 5% 내지 약 25%일 수 있다.

상기한 특징을 갖는 다양한 연성 프로필렌 중합체 중 어느 하나가 일반적으로 본 발명에서 사용될 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 예를 들면, 프로필렌 중합체는 약 10중량% 이하, 일부 실시예에서는 약 2중량% 이하의 공단량체(예를 들어, α-올레핀)를 함유하는 저결정 단독중합체 또는 공중합체(예를 들어, 랜덤 또는 블록)이다. 이러한 중합체는 통상적으로 메탈로센 촉매만 또는 소량의 α-올레핀 공단량체와의 조합을 사용하여 형성된다. 적합한 메탈로센 촉매의 일부 예가 상술되어 있다. 저결정 프로필렌 중합체를 위한 적합한 메탈로센 촉매의 다른 예는 Koori 등에 의한 미국 특허공개 제2012/0208422호에 설명되어 있다. 예를 들면, 이러한 메탈로센 촉매는 2개의 가교 그룹을 통해 가교 구조를 형성하는 촉진제와 전이 금속 화합물의 조합으로부터 얻어질 수 있다. 적합한 촉진제는, 예를 들면, 디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리에틸암모늄 테트라페닐보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라페닐보레이트, 트리메틸암모늄 테트라페닐보레이트, 테트라에틸암모늄 테트라페닐보레이트, 메틸(트리-n-부틸)암모늄 테트라페닐보레이트, 벤질(트리-n-부틸)암모늄 테트라페닐보레이트, 알루미녹산(예를 들어, 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산 등) 등을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 적합한 전이 금속 화합물은 (1,2'-디메틸실릴렌) (2,1'-디메틸실릴렌)비스(3-n-부틸인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌) (2,1'-디메틸실릴렌)비스(3- 트리메틸실릴메틸인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-디메틸실릴렌)비스(3-페닐인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-디메틸실릴렌)비스(4,5-벤조인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-디메틸실릴렌)비스(4-이소프로필인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-디메틸실릴렌)비스(5,6-디메틸인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-디메틸실릴렌)비스(4,7-디-이소프로필인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-디메틸실릴렌)비스(4-페닐인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-디메틸실릴렌)비스(3-메틸-4-이소프로필인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-디메틸실릴렌)비스(5,6-벤조인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌) (2,1'-이소프로필리덴)-비스(인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-이소프로필리덴)-비스(3-메틸인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌) (2,1'-이소프로필리덴)-비스(3-이소프로필인덴일)이염화지르코늄, (1,2'-디메틸실릴렌) (2,1'-이소프로필리덴)-비스(3-n-부틸인덴일)이염화지르코늄, 및 (1,2'-디메틸실릴렌)(2,1'-이소프로필리덴)-비스(3-트리메틸실릴메틸린-덴일)이염화지르코늄 등 뿐만 아니라, 상기한 화합물 내의 지르코늄을 티타늄 또는 하프늄으로 치환함으로써 생성된 전이 금속 화합물을 포함할 수 있다.

연성 프로필렌 중합체는, 예를 들어 ASTM 1505-10에 따라 결정한 바, 통상적으로 0.85 내지 0.91g/cm³, 일부 실시예에서는 약 0.85 내지 0.089g/cm³ 범위의 밀도를 갖는다. 연성 프로필렌 중합체는 또한 약 10,000 내지 약 200,000g/mol(grams per mole), 일부 실시예에서는 약 30,000 내지 약 100,000g/mol, 일부 실시예에서는 약 40,000 내지 약 80,000g/mol의 중량 평균 분자량 뿐만 아니라, 약 4 이하, 일부 실시예에서는 약 3 이하의 다분산 지수(polydispersity index)도 가질 수 있다. 이러한 메탈로센-촉매된 프로필렌 중합체의 상업적으로 입수 가능한 예는, 예를 들면 Idemitsu Kosan으로부터 입수 가능한 L-MODU™ S901, S600 또는 S400을 포함할 수 있다.

사용될 수 있는 저 모듈러스 중합체의 또 다른 예는 올레핀성 탄성체, 예를 들어 프로필렌 및 α-올레핀의 공중합체이다. 적절한 α-올레핀은 선형이거나 분지형(예를 들어, 하나 이상의 C₁-C₃ 알킬 분지, 또는 하나의 아릴기)일 수도 있으며, 올레핀, 예컨대 C₂-C₂₀α-올레핀, C₂-C₁₂ α-올레핀, 또는 C₂-C₈ α-올레핀으로 형성될 수도 있다. 특정한 예로는, 에틸렌, 부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-디메틸-1-부텐; 펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 노넨; 에틸, 메틸, 또는 디메틸-치환된 데센; 도데센; 및 스티렌; 기타 등등이 있다. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 에틸렌, 부텐(예, 1-부텐), 헥센 및 옥텐(예, 1-옥텐 또는 2-옥텐)이다. 프로필렌/α-올레핀 공중합체의 프로필렌 함량은 약 60 몰% 내지 약 99.5 몰%, 일부 실시예에서는 약 80 몰% 내지 약 99 몰% 및 일부 실시예에서는 약 85 몰% 내지 약 98 몰%이다. α-올레핀 함량은 마찬가지로 약 0.5 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시예에서는 약 1 몰% 내지 약 20 몰% 및 일부 실시예에서는 약 2 몰% 내지 약 15 몰% 범위일 수 있다. 일반적으로 말해서, 상기 공중합체는 소정의 폴리올레핀 (예, LLDPE) 보다 낮은 밀도를 갖지만, 다른 탄성중합체의 밀도에 접근 및/또는 겹친다. 예를 들면, 공중합체의 밀도는 약 0.91g/cm³ 이하, 일부 실시예에서는 약 0.85 내지 약 0.89g/cm³, 일부 실시예에서는 약 0.85g/cm.sup.3 내지 약 0.88g/cm³일 수 있다. 이러한 프로필렌 공중합체는 ExxonMobil Chemical Co.로부터 제품명 VISTAMAXX™로 시판되고 Dow Chemical Co로부터 VERSIFY™로 시판 중이다.

저 모듈러스 섬유가 본 발명의 섬유에 통합되는 특정 방식은 가변될 수 있다. 예를 들어, 섬유는 저 모듈러스 중합체만을 포함하거나 저 모듈러스 중합체와 다른 첨가제 및/또는 중합체(예, 강성 중합체)의 배합물을 포함하는 저 모듈러스 중합체 조성물로부터 형성되는 단일성분 섬유일 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 이러한 섬유의 중합체 조성물은 전술한 바와 같은 연성 중합체(예, 연성 프로필렌 중합체) 및 ASTM D638-10에 따라 결정한 바와 같이 약 800 내지 약 4,000MPa, 일부 실시예들에서 약 1,000 내지 약 3,000Mpa, 일부 실시예들에서 약 1,200 내지 약 2,500MPa의 탄성 계수를 갖는 강성 중합체의 배합물을 함유할 수 있다. 다른 것 중에서, 강성 중합체는 결과적으로 생성된 스펀본드 웹에 양호한 강도 및 내구성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 강성 중합체는 중합체 조성물의 약 80중량% 내지 약 99.5중량%, 일부 실시예들에서는 약 85중량% 내지 약 99중량%, 일부 실시예들에서는 약 90중량% 내지 98중량%를 구성할 수도 있다. 마찬가지로, 연성 프로필렌 중합체는 중합체 조성물의 약 0.1중량% 내지 약 15중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.5중량% 내지 약 10중량%, 일부 실시예들에서는 약 1중량% 내지 8중량%를 구성할 수도 있다.

상기한 특징을 갖는 다양한 강성 중합체 중 어느 하나가 일반적으로 사용될 수 있다. 하나의 특정 실시예에서는, 예를 들면, 강성 중합체는 프로필렌 중합체, 예컨대 약 10중량% 이하, 일부 실시예에서는 약 2중량% 이하의 공단량체(co-monomers)(예를 들어, α-올레핀)를 함유하는 동일배열 또는 교대배열 단독중합체 또는 공중합체(예를 들어, 랜덤 또는 블록)이다. 용어 “교대배열(syndiotactic)”은 일반적으로 메틸기의 전부가 아닐지라도, 상당 부분이 중합체 사슬을 따라 대향 측면 상에서 번갈아 있는 입체 규칙성(tacticity)을 지칭한다. 한편, 용어 “동일배열(isotactic)”은 일반적으로 메틸기의 전부가 아닐지라도, 상당 부분이 중합체 사슬을 따라 동일 측면 상에 존재하는 입체 규칙성을 지칭한다. 이러한 중합체는 통상적으로 자이글러-나타(Zeigler-Natta) 촉매만을 사용하거나, 또는 소량의 α-올레핀 공단량체와 조합하여 형성된다. 동일배열 중합체는, 예를 들면, ASTM 1505-10을 따라 결정한 바, 통상적으로 0.88 내지 0.94g/cm³, 일부 실시예에서는 약 0.89 내지 0.91g/cm³ 범위의 밀도를 갖는다. 상업적으로 입수 가능한 강성 프로필렌 단독중합체는, 예를 들면, Basell Polyolefins로부터 입수 가능한 Metocene™ MF650Y 및 MF650X 뿐만 아니라, ExxonMobil로부터 입수 가능한 PP 3155를 포함할 수 있다. 다른 적합한 프로필렌 중합체의 예시들은 미국 특허 제6,500,563호(Datta, 등); 제5,539,056호(Yang, 등); 및 제5,596,052호(Resconi, 등)에 기재되어 있을 수도 있다.

원하는 경우, 원하는 연성도를 달성하는 것을 돕기 위해, 연성 및 강성 중합체의 배합물과 같은 중합체 조성물에 지방산 유도체를 또한 사용할 수 있다. 조성물에서 사용하기 위한 적합한 지방산 유도체는, 예를 들면 지방산 아미드, 지방산 에스테르, 지방산염 등을 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 예를 들면, 지방산 유도체는 지방산 아미드일 수 있다. 지방산 아미드는 지방산과 암모니아 또는 아민 함유 화합물(예를 들어, 일차 아민기 또는 이차 아민기를 함유하는 화합물) 간의 반응으로부터 유도된 임의의 적합한 아미드 화합물일 수 있다. 지방산은 임의의 적합한 지방산, 예를 들어 포화 또는 불포화 C₈-C₂₈ 지방산 또는 포화 또는 불포화 C₁₂-C₂₈지방산일 수 있다. 소정의 실시예에서, 지방산은 에루스산(즉, 시스-13-도코센산), 올레산(즉, 시스-9-옥타데센산), 스테아르산(옥타데칸산), 베헨산(즉, 도코산산), 아라크산(즉, 아라키딘산 또는 에이코산산), 팔미트산(즉, 헥사데칸산), 및 이들의 혼합물 또는 조합일 수 있다. 아민 함유 화합물은 임의의 적합한 아민 화합물, 예를 들어 지방 아민(예를 들어, 스티아릴아민 또는 올레일아민), 에틸렌디아민, 2,2’-이미노디에탄올, 및 1,1’-이미노디프로판-2-올일 수 있다.

보다 구체적으로, 지방산 아미드는 식 (I)-(V)의 구조를 갖는 지방산 아미드일 수 있다:

(I),

(II),

(III),

(IV),

(V).

여기서,

R₁₃, R₁₄, R₁₅, R₁₆, 및 R₁₈은 C₇-C₂₇ 알킬기 및 C₇-C₂₇ 알케닐기, 일부 실시예에서는 C₁₁-C₂₇ 알킬기 및 C₁₁-C₂₇ 알케닐기로부터 독립적으로 선택되고;

R₁₇은 C₈-C₂₈ 알킬기 및 C₈-C₂₈ 알케닐기, 일부 실시예에서는 C₁₂-C₂₈ 알킬기 및 C₁₂-C₂₈ 알케닐기로부터 선택되며;

R₁₉는 -CH₂CH₂OH 또는 -CH₂CH(CH₃)OH이다.

예를 들면, 지방산 아미드는 식 (I)의 구조를 가질 수 있고, 여기서 R₁₃은 -CH₂(CH₂)₁₀CH=CH(CH₂)₇CH₃(에루카미드), -CH₂(CH₂)₆CH=CH(CH₂)₇CH₃(올레아미드), -CH₂(CH₂)₁₅CH₃, -CH₂(CH₂)₁₉CH₃, 또는 -CH₂(CH₂)₁₇CH₃이다. 다른 실시예에서, 지방산 아미드는 식 (II)의 구조를 가질 수 있고, 여기서 R₁₄는 -CH₂(CH₂)₁₀CH=CH(CH₂)₇CH₃이고, R₁₅는 -CH₂(CH₂)₁₅CH₃이거나, 또는 여기서 R₁₄는 -CH₂(CH₂)₆CH=CH(CH₂)₇CH₃이고, R₁₅는 -CH₂(CH₂)₁₃CH₃이다. 마찬가지로, 또 다른 실시예에서, 지방산 아미드는 식 (III)의 구조를 가질 수 있고, 여기서 R₁₆은 CH₂(CH₂)₁₅CH₃ 또는 - CH₂(CH₂)₆CH=CH(CH₂)₇CH₃이다. 조성물은 또한 2개 이상의 이러한 지방산 아미드의 혼합물을 함유할 수 있다.

원하는 경우, 지방산 에스테르가 또한 사용될 수도 있다. 지방산 에스테르는 크루드 천연 왁스의 산화 표백 및 알코올에 의한 지방산의 후속하는 에스테르화에 의해 얻어질 수 있다. 지방산은 상술한 바와 같은 C₈-C₂₈ 지방산 또는 포화 또는 불포화 C₁₂-C₂₈지방산일 수 있다. 알코올은 1 내지 4 수산기 및 2 내지 20 탄소 원자를 가질 수 있다. 알코올이 다작용기(예를 들어, 2 내지 4 수산기)일 경우, 2 내지 8의 탄소 원자 수가 특히 바람직하다. 특히 적합한 다작용기 알코올은 2가 알코올(예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 및 1,4-시클로헥산디올), 3가 알코올(예를 들어, 글리세롤 및 트리메틸올프로판), 4가 알코올(예를 들어, 펜타에리트리톨 및 에리트리톨) 등을 포함할 수 있다. 방향족 알코올은 또한 적절한, 예를 들어 o-, m- 및 p-톨릴카르비놀, 클로로벤질 알코올, 브로모벤질 알코올, 2,4-디메틸벤질 알코올, 3,5-디메틸벤질 알코올, 2,3,5-쿠모벤질(cumobenzyl) 알코올, 3,4,5-트리메틸벤질 알코올, p-쿠미닐 알코올, 1,2-프탈릴 알코올, 1,3-비스(히드록시메틸)벤젠, 1,4-비스(히드록시메틸)벤젠, 슈도쿠메닐 글리콜(pseudocumenyl glycol), 메시틸렌 글리콜 및 메시틸렌 글리세롤일 수도 있다. 지방산염은 또한 과잉 카르복시산을 중화시켜서 금속염을 형성하도록, 예를 들어 지방산의 비누화(saponification)에 의해 형성된 것이 사용될 수도 있다. 비누화는 금속 수산화물, 예를 들어 알칼리 금속 수산화물(예를 들어, 수산화나트륨) 또는 알칼리토금속 수산화물(예를 들어, 수산화칼슘)로 일어날 수 있다. 결과적으로 생성된 지방산염은 통상적으로 알칼리 금속(예를 들어, 나트륨, 칼륨, 리튬 등) 또는 알칼리 토금속(예를 들어, 칼슘, 마그네슘 등)을 포함한다.

단일성분 구성을 갖는 것 외에, 본 발명의 섬유는 또한 저 모듈러스 중합체만 또는 저 모듈러스 중합체와 다른 첨가제 및/또는 중합체(예, 강성 중합체)의 배합물을 포함할 수 있는, 저 모듈러스 중합체 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 갖는 다성분 섬유를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 다성분 섬유는 저 모듈러스 성분(예, 시스) 및 강성 성분(예, 시스)을 함유할 수 있다. 저 모듈러스 성분은 에틸렌 중합체와 같이 위에서 언급된 임의의 연성 중합체로부터 형성될 수 있다. 마찬가지로, 강성 성분은 강성 프로필렌 중합체와 같은 다양한 다른 중합체로부터 형성될 수 있다.

사용되는 특정 중합체에 관계없이, 본 발명의 MD-배향된 스펀본드 웹을 형성하는데 다양한 기술이 일반적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 스펀본드 웹은 중합체 조성물이 압출기에 공급되고 도관을 통해 방적돌기로 압출되는 스펀본드 공정에 의해 형성될 수도 있다. 섬유를 압출하기 위한 방적돌기는 당업자에게 주지되어 있다. 예를 들어, 방적돌기는 서로의 상단 위에 하나씩 차곡차곡 적층된 다수의 판을 가지는 스핀 팩을 함유하고 중합체 조성물을 위한 유로를 생성하도록 배열된 구멍들의 패턴을 가지는 하우징을 포함할 수도 있다. 방적돌기는 중합체 조성물이 관통해서 압출될 때 섬유의 하방으로 압출하는 커튼을 형성하는 하나 이상의 열로 배치된 개구를 가질 수도 있다. 공정은 또한 방적돌기로부터 뻗어나오는 섬유 커튼에 인접하여 위치된 퀀치 송풍기(quench blower)를 사용할 수도 있다. 이들이 형성되면서 퀀치 공기 송풍기로부터의 공기는 섬유를 퀀칭할 수 있다. 섬유 인출 장치 또는 흡입기는 또한 퀀칭된 섬유를 수신하도록 방적돌기 아래에 위치될 수도 있다. 용융 방사 중합체에 사용하기 위한 섬유 인출 장치 또는 흡인기는 해당 기술 분야에 잘 알려져 있다. 섬유 인출 장치는 그곳을 통해 섬유들이 통로의 측면들로부터 유입되고 통로를 통해 아래쪽으로 흐르는 공기를 흡인함으로써 인출되는 신장된 수직 통로를 포함할 수도 있다. 히터나 송풍기는 섬유 인출 장치를 통해 섬유 및 주변 공기를 인출하는, 섬유 인출 장치에 흡입 공기를 공급할 수 있다.

섬유 형성 공정의 다양한 측면은 본 발명에서 선택적으로 제어되어서 바람직한 MD 배향 정도를 달성하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 본 발명에 사용될 수 있는 섬유를 형성하기 위한 공정의 일 실시예가 보다 상세히 도시된다. 꼭 필요한 것은 아니지만, 도 1에 도시된 공정은 A/B 구성을 갖는 이성분의 실질적으로 연속 섬유를 형성하도록 구성된다. 보다 상세하게는, 중합체 조성물 A 및 B는 초기에 섬유 방사 장치(21)에 공급되어 이성분 섬유(23)를 형성한다. 일단 형성되면, 섬유(23)는 섬유 인출 장치(25)를 통과하여 움직이는 성형 와이어(27) 상에 쌓인다. 섬유를 쌓는 것은 섬유(23)를 성형 와이어(27) 위로 끌어당기는 흡입 박스(29)에 의해 공급되는 언더와이어 진공에 의해 보조된다. 성형 와이어(27)는 다공성이어서 흡입 박스(29)에 의해 생성된 수직 공기 흐름이 섬유를 아래에 놓을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 이 공기 유동의 유속은 비교적 낮게 유지되어 섬유(23)를 MD 방향으로 배향된 상태로 유지시키는 경향을 높일 수 있다. 대안적으로, 흡입 박스는, 섬유가 움직이는 웹 상에 놓여지는 지점에서 수직 공기 유동을 방해하도록 기계 방향으로 연장되는 섹션을 포함할 수 있고, 이에 따라 섬유가 기계 방향으로 보다 높은 배향도를 가질 수 있게 한다. 이러한 기술의 한 가지 예는, 예를 들어, 미국 특허 제6,331,268호에서 설명된다. 물론, 섬유가 기계 방향으로 배향된 상태로 유지되도록 보장하는 것을 돕도록 다른 기술이 또한 사용될 수도 있다. 예를 들면, 미국 특허 제5,366,793호 및 제7,172,398호에 설명된 바와 같은 디플렉터 가이드 플레이트 또는 다른 기계적 요소가 사용될 수 있다. 섬유가 형성될 때 섬유를 감쇄하는데 사용되는 기류의 방향은 또한 미국 특허 제6,524,521호에 설명된 바와 같이 기계 방향 배향을 달성하도록 조정하는데 사용될 수 있다. 위에서 설명된 공정과는 별도로, 다른 공지된 기술이 또한 섬유를 형성하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 섬유는 그것이 형성된 후 퀀치될 수 있고, 그 후 먼저 전술한 방식으로 인출되지 않으면서 성형 와이어 상에 직접 쌓일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 전술한 대로, 이 공기 흐름의 유속은 비교적 낮게 유지되어 섬유가 MD 방향으로 배향된 상태로 유지되는 경향을 높일 수 있다.

일반적으로 말해서, 결과적으로 생성된 섬유는 약 100μm 이하, 일부 실시예에서는 약 0.1μm 내지 약 50μm, 일부 실시예에서는 약 0.5μm 내지 약 40μm의 평균 크기(예, 직경)를 갖는다. 마찬가지로, 섬유는 약 6 이하, 일부 실시예들에서는 약 3 이하, 일부 실시예들에서는 약 0.5 내지 약 1.5의 데니어를 가질 수도 있다. 소정의 실시예에서, 섬유는 실질적으로 연속 필라멘트의 형태일 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 일단 섬유(23)가 형성되면, 그것은 섬유의 표면 상에 고온의 공기를 송풍할 수 있는 확산기(33)에 의해 가열되어 추가 처리를 위해 가볍게 함께 접합될 수 있다. 고온의 에어 나이프(air knife)가 또한 확산기의 대안으로서 사용될 수 있다. 웹에 일체감을 제공하기 위한 다른 기술, 예컨대 가열된 캘린더 롤이 사용될 수도 있다. 어떤 경우에도, 결과적으로 생성된 섬유는 그 후 접합되어 통합된 합착 부직포 웹 구조를 형성할 수 있다. 접착제 또는 자가 접합(예를 들어, 도포된 외부 접착제 없이 섬유의 융착 및/또는 자체 접착)과 같은 임의의 적합한 접합 기술이 일반적으로 본 발명에서 사용될 수 있다. 예를 들면 자가 접합은 반-용융 상태거나 점착성인 섬유들의 접촉을 통해 이루어지거나, 또는 단순히 점착부여 수지 및/또는 용매를 섬유를 형성하는 데 사용된 중합체 조성물과 배합하여 간단하게 이루어질 수 있다. 적합한 자가 접합 기법은 초음파 접합, 열 접합, 통기 접합 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열적 점 결합은, 통상적으로, 두 개의 롤 사이에 형성되는 닙을 채택하고, 두 개의 롤 중 적어도 하나는 패터닝되어 있다. 반면, 초음파 결합은, 통상적으로, 소닉 혼과 패터닝된 롤 사이에 형성되는 닙을 채택한다.

사용된 기술에 관계없이, 본 발명자들은 스펀본드 웹의 접합 패턴에 대한 선택적 제어가 교차 기계 방향으로 결과적으로 생성된 복합체의 신장성을 더욱 개선할 수 있다는 것을 발견했다. 즉, 섬유와 유사하게, 패턴 내 접합 영역의 적어도 일부분은 일반적으로 기계 방향으로 배향된다. 접합 영역은, 예를 들어, 일반적으로 기계 방향으로 연장되는 길이방향 치수 및 일반적으로 교차 기계 방향으로 연장되는 측방향 치수를 정의할 수 있다. 물론, 길이방향 치수는 기계 방향에 대해 약간 기울어질 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들면, 접합 영역은 기계 방향에 대하여 약 0° 내지 약 20°, 일부 실시예에서는 약 1° 내지 약 15°, 및 일부 실시예에서는 약 2° 내지 약 10°으로 배향될 수 있다. 이들 접합 영역의 종횡비(길이방향 치수 대 측방향 치수의 비)는 약 2 내지 약 100, 일부 실시예에서는 약 4 내지 약 50, 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 20일 수 있다. 길이방향 치수는, 예를 들어, 약 300 내지 약 5000μm, 일부 실시예에서는 약 500 내지 약 4000μm, 일부 실시예에서는 약 1000 내지 약 2000μm일 수 있고, 측방향 치수는 약 20 내지 약 500μm, 일부 실시예에서는 약 40 내지 약 200μm, 일부 실시예에서는 약 50 내지 약 150μm일 수 있다.

접합 패턴의 특별한 성질은 원하는 대로 변할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 복수의 접합 영역(52)을 포함하는 스펀본드 웹(50)의 일 실시예가 도시되어 있다. 접합 영역(52)은 기계 방향을 따라 별개의 열로 배치되고 개별 열 내에서 교차 기계 방향으로 이격된다. 이 특정 실시예의 접합 영역(52)은 각각 전술한 바와 같은 종횡비 및 MD 배향을 갖는 연속적인 접합 부위의 형태이다. 그러나, 이것은 꼭 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 도 3에서, 각각의 영역이 원형 형상을 갖는 다수의 접합 부위(153)로 형성된다는 점을 제외하고, 도 2의 것과 유사한 패턴으로 배열된 접합 영역들(152)이 도시된다. 개별 접합 부위들(153)은 원하는 종횡비 및 MD 배향을 갖지 않지만, 이들은 그럼에도 불구하고 전체 접합 영역(152)이 도 2의 연속 접합 부위와 동일한 종횡비 및 MD 배향을 갖는 방식으로 함께 배열된다. 또한, 접합 패턴은 반드시 MD-배향 접합 영역의 일부일 필요는 없는 추가적인 접합 부위를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 4는 원 형상을 가지며 MD-배향 접합 영역의 일부를 형성하지 않는 추가 접합 부위들(154)이 제공되는 대안적인 실시예를 도시한다. 또한, 접합 영역의 패턴은 일반적으로 스펀본드 웹이 (종래의 광학 현미경 방법으로 측정한 바) 약 50% 미만, 일부 실시예에서는 약 30% 미만의 총 접합 면적을 갖도록 선택된다.

일단 형성되면, 결과적으로 생성된 베이스 스펀본드 웹은 그 후 교차 기계 방향에서 그것의 치수를 실질적으로 감소시키도록 네킹된다(necked). 네킹(necking)은 복합체의 탄성 필름에 페이싱을 적층하기 전, 중 및/또는 후에 발생할 수 있다. 당 업계에 잘 알려진 바와 같이 다양한 다른 네킹 기술 중 임의의 것이 본 발명에서 사용될 수 있다. 통상적으로, 베이스 스펀본드 웹은 기계 방향으로 신축되어서 그것은 교차 기계 방향으로 네킹된다. 예를 들어, 이러한 기계 방향 신축은 하나 이상의 하류 롤이 하나 이상의 상류 롤보다 빠른 속도로 작동하는 한 쌍의 또는 일련의 네킹 롤 위로 스펀본드 웹을 통과시킴으로써 달성될 수 있다. 상류 롤 대 하류 롤의 속도의 비는 예를 들어 약 0.70 내지 약 0.98, 일부 실시예들에서는 약 0.75 내지 약 0.90의 범위일 수 있다. 따라서 롤 사이 속도 차이는 웹을 원하는 정도로 신축시킬 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 롤은 S-롤 구성으로 배열된다. 적절한 네킹 기술의 예는 Morman의 미국 특허 제5,336,545호, 제5,226,992호, 제4,981,747호 및 제4,965,122호 뿐만 아니라 Morman 등의 미국 특허 제7,320,948호에 기재되어 있다. 원하는 경우, 스펀본드 웹을 가열하여 네킹 공정을 용이하게 할 수 있다.

스펀본드 웹은 또한 당 업계에 공지된 바와 같이 하나 이상의 추가 후처리 단계를 거칠 수 있다. 예를 들어, 스펀본드 웹은 텐터 프레임 신축(tenter frame stretching), 홈 롤 신축(groove roll stretching) 등과 같은 공지된 기술을 사용하여 교차 기계 방향으로 신축될 수 있다. 스펀본드 웹은 또한 천공, 열처리 등과 같은 다른 공지된 처리 단계를 거칠 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 결과적인 네킹된 스펀본드 웹은 통상적으로 약 1 내지 약 45g/cm² 이하, 일부 실시예에서는 약 2 내지 약 30g/cm², 일부 실시예에서는 약 3 내지 약 20g/cm²의 평량을 갖는다.

복합체의 부직포 페이싱은 상기 네킹된 스펀본드 웹으로 전체적으로 형성될 수 있다. 물론, 원하는 경우, 부직포 페이싱이 추가 층(예를 들어, 부직포 웹, 필름, 스트랜드 등)을 포함할 수도 있다는 것을 또한 이해해야 한다. 예를 들면, 페이싱은 2개 이상의 층, 일부 실시예에서는 3개 내지 10개의 층(예를 들어, 3개 또는 5개의 층)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 예를 들면, 부직포 페이싱은 2개의 외부 부직포층(예를 들어, 스펀본드) 사이에 위치하는 내부 부직포층(예를 들어, 멜트블로운 또는 스펀본드)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 부직포 층은 본 발명의 네킹된 스펀본드 웹으로 형성될 수 있고, 외부 부직포 층들 중 하나 또는 둘 다 본 발명의 네킹된 스펀본드 웹 또는 종래의 부직포 웹으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 내부 부직포 층은 본 발명의 네킹된 스펀본드 웹 또는 종래의 부직포 웹으로 형성될 수 있고, 외부 부직포 층들 중 하나 또는 둘 다 본 발명의 네킹된 스펀본드 웹으로 형성될 수 있다. 이 성질의 적층체를 형성하기 위한 다양한 기법이 미국 특허 제4,041,203호(Brock, 등); 제5,213,881호(Timmons, 등); 제5,464,688호(Timmons, 등); 제4,374,888호(Bornslaeger); 제5,169,706호(Collier 등); 및 제4,766,029호(Brock, 등)에 기재되어 있다. 페이싱은 다른 구성을 취할 수 있고 임의의 원하는 수의 층을 가질 수 있는데, 예컨대 스펀본드-멜트블로운-멜트블로운-스펀본드(“SMMS”) 적층체, 스펀본드-멜트블로운(“SM”) 적층체 등일 수 있다.

II. 탄성 필름

복합체의 탄성 필름은 용융-가공 가능한, 즉 열가소성인 하나 이상의 탄성 중합체들로 형성될 수 있다. 본 발명에서는 다양한 열가소성 탄성 중합체들 중 임의의 것을 일반적으로 채택할 수 있는데, 예를 들어, 탄성체 폴리에스테르, 탄성체 폴리우레탄, 탄성체 폴리아미드, 탄성 공중합체, 탄성체 폴리올레핀 등을 채택할 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 기계적 성질과 탄성체 성질의 독특한 조합으로 인해 탄성체 반결정 폴리올레핀이 사용된다.

반결정 폴리올레핀은 실질적으로 규칙적인 구조를 가지거나 나타낼 수 있다. 예를 들면, 반결정 폴리올레핀은 미변형 상태에서는 실질적으로 비정질일 수 있지만, 신축 시 결정 도메인을 형성한다. 올레핀 중합체의 결정화도는 약 3% 내지 약 30%, 일부 실시예에서는 약 5% 내지 약 25%, 일부 실시예에서는 약 5% 내지 약 15%일 수 있다. 마찬가지로, 반결정 폴리올레핀은 약 15 내지 약 75J/g(Joules per gram), 일부 실시예에서는 약 20 내지 약 65J/g, 일부 실시예에서는 약 25 내지 약 50J/g의, 결정화도의 다른 지표인 융해 잠열(latent heat of fusion) (△H_f)을 가질 수 있다. 반결정 폴리올레핀은, 또한, 약 10℃ 내지 약 100℃, 일부 실시예들에서는 약 20℃ 내지 약 80℃, 일부 실시예들에서는 약 30℃ 내지 약 60℃의 비캇(Vicat) 연화 온도를 가질 수 있다. 반결정 폴리올레핀은 약 20℃ 내지 약 120℃, 일부 실시예들에서는 약 35℃ 내지 약 90℃, 일부 실시예들에서는 약 40℃ 내지 약 80℃의 용융 온도를 가질 수 있다. 융해 잠열(△H_f) 및 용융 온도는 통상의 기술자들에게 잘 알려져 있듯이 ASTM D-3417에 따라 시차 주사 열량 측정법(“DSC”)을 사용해 결정될 수도 있다. 비캇 연화 온도는 ASTM D-1525에 따라 결정될 수 있다.

예시적인 반결정 폴리올레핀은 위에서 보다 상세히 기술된 바와 같은 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 프로필렌/α-올레핀 공중합체 등을 포함한다. 물론, 다른 열가소성 중합체도 단독으로 또는 반결정 폴리올레핀과 조합해서, 탄성 필름을 형성하는데 사용될 수도 있다. 예를 들면, 포화 공액 디엔 중합체의 적어도 하나의 블록에 의해 분리된 모노알케닐 아렌 중합체의 적어도 2개의 블록을 갖는 실질적으로 비정질 블록 공중합체가 사용될 수 있다. 모노알케닐 아렌 블록들은 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 다환 방향족 화합물, 예를 들어 비닐 나프탈렌; 비닐 안트리센(vinyl anthrycene) 등을 포함할 수 있다. 바람직한 모노알케닐 아렌은 스티렌 및 p-메틸 스티렌이다. 공액 디엔 블록들은 공액 디엔 단량체의 동종중합체, 2개 이상의 공액 디엔의 공중합체, 및 블록들이 주로 공액 디엔 단위인 다른 단량체를 갖는 디엔들 중 하나 이상의 공중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 공액 디엔은 4개 내지 8개의 탄소 원자, 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 등을 포함한다.

모노알케닐 아렌(예를 들어, 폴리스티렌) 블록들의 양은 가변될 수 있지만, 통상적으로 공중합체의 약 8 중량% 내지 약 55 중량%, 일부 실시예에서는 약 10 중량% 내지 약 35 중량%, 일부 실시예에서는 약 25 중량% 내지 약 35 중량%를 구성한다. 적절한 블록 공중합체는 약 5,000 내지 약 35,000의 수 평균 분자량을 갖는 모노알케닐 아렌 엔드블록 및 약 20,000 내지 약 170,000의 수 평균 분자량을 갖는 포화된 공액 디엔 미드블록을 포함할 수 있다. 블록 중합체의 총 수 평균 분자량은 약 30,000 내지 약 250,000일 수 있다.

특히 적절한 열가소성 탄성중합체 공중합체는 텍사스주 휴스톤의 Kraton Polymers LLC로부터 상표명 KRATON®으로 입수 가능하다. KRATON® 중합체는 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 및 스티렌-이소프렌-스티렌과 같은, 스티렌-디엔 블록 공중합체를 포함한다. KRATON® 중합체는 스티렌-디엔 블록 공중합체의 선택적 수소 첨가 반응에 의해 형성된 스티렌-올레핀 블록 공중합체를 포함한다. 이러한 스티렌-올레핀 블록 공중합체의 예로는 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. 이러한 블록 공중합체는 선형, 방사형 또는 별 모양 분자 구성을 가질 수도 있다. 특정한 KRATON® 블록 공중합체는 상표명 G 1652, G 1657, G 1730, MD6673 및 MD6973 하에 판매되는 것을 포함한다. 다양한 적합한 스티렌 블록 공중합체들은 미국 특허 제4,663,220호, 제4,323,534호, 제4,834,738호, 제5,093,422호 및 제5,304,599호에서 기술되고, 그것들은 모든 목적에 대해 참조로 그것의 전체 내용이 본원에 포함된다. 다른 상업적으로 입수 가능한 블록 공중합체는 일본 오카야마의 Kuraray Company, Ltd.로부터 상표명 SEPTON®로 입수 가능한 S-EP-S 탄성중합체 공중합체를 포함한다. 또 다른 적절한 공중합체는 상표명 VECTOR®로 텍사스주 휴스턴의 Dexco Polymers에서 입수 가능한, S-I-S와 S-B-S 탄성 공중합체를 포함한다. Taylor 등의 미국특허 제5,332,613호에 논의되어 있는 A-B-A-B 사중블록 공중합체로 구성된 중합체 또한 적절하며, 이 문헌은 그 전문이 모든 목적을 위해 참고 문헌으로 본원에서 원용된다. 이러한 사중블록 공중합체의 예는 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)("S-EP-S-EP") 블록 공중합체이다.

필름에 사용되는 탄성 중합체(들)의 양은 다양할 수 있지만, 통상적으로 필름의 약 30 중량% 이상, 일부 실시예에서는 약 50 중량% 이상, 일부 실시예에서는 필름의 약 80 중량% 이상이다. 일 실시예에서, 예를 들면, 반결정 폴리올레핀(들)은 필름의 약 70 중량% 이상, 일부 실시예에서는 필름의 약 80 중량% 이상 및 일부 실시예에서는 필름의 약 90 중량% 이상을 구성한다. 다른 실시예들에서, 반결정 폴리올레핀(들) 및 탄성체 블록 공중합체(들)의 배합물들이 사용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 블록 공중합체(들)는 배합물의 약 5중량% 내지 약 50중량%, 일부 실시예들에서는 약 10중량% 내지 약 40중량%, 일부 실시예들에서는 약 15중량% 내지 약 35중량%를 구성할 수 있다. 마찬가지로, 반결정 폴리올레핀(들)은 배합물의 약 50중량% 내지 약 95중량%, 일부 실시예들에서는 약 60중량% 내지 약 90중량%, 일부 실시예들에서는 약 65중량% 내지 약 85중량%를 구성할 수 있다. 물론, 다른 탄성체 및/또는 비-탄성체 중합체가 또한 필름에 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

중합체 외에도, 탄성 필름은, 또한, 당 업계에 알려져 있는 다른 구성요소들을 함유할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 탄성 필름은 충전제를 함유한다. 충전제는, 필름 중합체 압출 배합물에 첨가될 수 있으며 압출된 필름을 화학적으로 간섭하지 않지만 그 층에 전반적으로 균일하게 분산될 수 있는 미립자 또는 재료의 다른 형태이다. 충전제는, 필름 불투명성 및/또는 통기성(즉, 증기는 투과시키지만 실질적으로 액체는 투과시키지 않음)을 향상시키는 것을 포함한 다양한 목적에 사용될 수 있다. 예를 들어, 충전된 필름은 신축에 의해 통기성을 갖출 수 있고, 이는 중합체가 충전제로부터 파단되어 미소공성 통로를 생성하게 한다. 통기성 미소공성 탄성 필름들은, 예를 들어, McCormack 등의 미국 특허 제5,997,981호; 제6,015,764호; 및 제6,111,163호; Morman 등의 제5,932,497호; Taylor 등의 제6,461,457호에 기술된다.

충전제는, 약 0.1 내지 약 7μm의 평균 입자 크기를 갖는 구형 또는 비-구형 형상을 가질 수 있다. 적절한 충전제의 예로는, 탄산칼슘, 다양한 종류의 점토, 실리칸, 알루미늄, 탄산바륨, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 활석, 황산바륨, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 이산화티타늄, 제올라이트, 셀룰로오스형 분말, 카오린, 미카, 탄소, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 펄프 분말, 목재 분말, 셀룰로오스 유도체, 키틴, 및 키틴 유도체가 있지만, 이러한 예로 한정되지는 않는다. 필요하다면, 스테아르산 등의 적절한 코팅도 충전제 입자들에 적용될 수 있다. 사용시, 충전제 함량은 필름의 약 25중량% 내지 약 75중량%, 일부 실시예에서는 약 30중량% 내지 약 70중량%, 일부 실시예에서는 약 40중량% 내지 약 60중량%와 같이 다양할 수도 있다.

다른 첨가제도 필름에 통합될 수 있는데, 예를 들어, 용융 안정화제, 처리 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 항산화제, 열 노화 안정화제, 미백제, 블록방지제, 접합제, 점착 부여제, 점도 조절제 등이 있다. 적절한 점착 부여제 수지의 예로는, 예를 들어, 수소화 탄화수소 수지가 있다. REGALREZ™ 탄화수소 수지는 이러한 수소화 탄화수소 수지의 예이며, Eastman Chemical로부터 입수가능하다. 다른 점착 부여제는, ESCOREZ™라는 상표명으로 ExxonMobil로부터 입수가능하다. 점도 조절제도 이용될 수 있는데, 예를 들어, 폴리에틸렌 왁스(예를 들어, Eastman Chemical로부터의 EPOLENE™ C-10)가 있다. 아인산염 안정화제(예를 들어, 뉴욕주 테리타운 소재의 Ciba Specialty Chemicals로부터 입수가능한 IRGAFOS 및 오하이오주 도버 소재의 Dover Chemical Corp.로부터 입수가능한 DOVERPHOS)는 예시적인 용융된 안정화제다. 또한, 힌더드(hindered) 아민 안정화제(예를 들어, Ciba Specialty Chemicals로부터 입수가능한 CHIMASSORB)는 예시적인 열 및 광 안정화제다. 또한, 힌더드 페놀은 필름의 제조시 산화 방지제로서 흔히 사용된다. 일부 적절한 힌더드 페놀은, Irganox® 1076, 1010, 또는 E 201 과 같은 “Irganox®”라는 상표명으로 Ciba Specialty Chemicals로부터 입수 가능한 것을 포함한다. 또한, 접합제를 필름에 첨가하여 필름을 추가 재료(예를 들어, 부직포 웹)에 접합하는 것을 용이하게 할 수 있다. 사용될 때, 이러한 첨가제(예를 들어, 점착 부여제, 항산화제, 안정화제 등)는 각각 필름의 약 0.001 중량% 내지 약 25 중량%, 일부 실시예에서는, 약 0.005 중량% 내지 약 20 중량%, 일부 실시예에서는, 0.01 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

탄성 필름은 단일층 또는 다층일 수도 있다. 다층 필름은, 층들의 공동 압출, 압출 코팅, 또는 종래의 임의의 레이어링 공정에 의해 준비될 수 있다. 이러한 다층 필름은, 일반적으로, 적어도 하나의 베이스 층과 적어도 하나의 스킨 층을 포함하지만, 필요로 하는 임의의 개수의 층을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 다층 필름은 베이스 층 및 하나 이상의 스킨 층으로부터 형성될 수 있고, 여기에서 베이스 층은 반결정 폴리올레핀으로부터 형성된다. 이러한 실시예들에서, 스킨 층(들)은 임의의 필름 형성 중합체로부터 형성될 수 있다. 필요하다면, 스킨 층(들)은, 그 층(들)을 필름을 부직포 웹에 열적 접합하기 위한 열 밀봉 접합층으로서 더욱 적절하게 하는 더욱 부드러운 저 용융 중합체 또는 중합체 배합물을 함유할 수 있다. 예를 들어, 스킨 층(들)은 전술한 바와 같은 올레핀 중합체 또는 그 배합물로부터 형성될 수 있다. 본 발명에서 단독으로 또는 다른 중합체와 함께 사용하는 데 적절할 수 있는 추가 필름 형성 중합체는, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 노말 부틸 아크릴레이트, 나일론, 에틸렌 비닐 알콜, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등을 포함한다.

스킨 층(들)의 두께는, 일반적으로, 필름의 탄성체 특성을 실질적으로 손상시키지 않도록 선택된다. 이를 위해, 각 스킨 층은, 개별적으로, 필름의 총 두께의 약 0.5% 내지 약 15%, 일부 실시예들에선 필름의 총 두께의 약 1% 내지 약 10%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 스킨 층은, 약 0.1 내지 약 10μm의 두께, 일부 실시예들에선 약 0.5 내지 약 5μm의 두께, 일부 실시예들에선 약 1 내지 약 2.5μm의 두께를 가질 수 있다. 마찬가지로, 베이스 층은, 약 1 내지 약 40μm의 두께, 일부 실시예들에선 약 2 내지 약 25μm의 두께, 일부 실시예들에선 약 5 내지 약 20μm의 두께를 가질 수 있다.

형성된 필름의 특성은 일반적으로 필요시 가변될 수 있다. 예를 들어, 신축 전에, 필름은, 통상적으로, 약 100gsm 이하의 평량을 갖고, 일부 실시예들에선 약 50 내지 약 75gsm의 평량을 갖는다. 신축 시, 필름은 통상적으로 약 60gsm 이하, 일부 실시예들에선 약 15 내지 약 35gsm의 평량을 갖는다. 신축된 필름은 또한 약 1 내지 약 100μm, 일부 실시예에서는 약 10 내지 약 80μm, 일부 실시예에서는 약 20 내지 약 60μm의 총 두께를 가질 수도 있다.

III. 적층 기술

본 발명의 복합체는 탄성 필름에 부직포 페이싱을 적층함으로써 형성된다. 적층은 접착제 접합, 열점 접합, 초음파 접합 등과 같은 다양한 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 특정 접합 패턴은 본 발명에 중요하지 않다. 한 가지 적절한 접합 패턴은, 예를 들어, “S-위브(S-weave)”로 알려져 있고 McCormack 등의 미국 특허 제5,964,742호에 기술된다. 다른 적절한 접합 패턴은, “리브-니트(rib-knit)” 패턴으로 알려져 있으며, Levy 등의 미국 특허 제5,620,779호에 기술된다. 또 다른 적절한 패턴은, 약 200 내지 약 500개의 제곱 인치당 접합 부위, 일부 실시예들에서는 약 250 내지 약 350개의 제곱 인치당 접합 부위인 접합 밀도를 갖는 “와이어 위브(wire weave)” 패턴이다. 물론, Hansen 등의 미국 특허 제3,855,046호; Haynes 등의 제5,962,112호; Sayovitz 등의 제6,093,665호; Edwards 등의 D375,844; Romano 등의 D428,267; 및 Brown의 D390,708에서 기술된 것과 같은, 다른 접합 패턴들이 또한 사용될 수도 있다. 또한, 전술한 스펀본드 웹과 유사하게, 기계 방향으로 대략적으로 배향되고 전술한 바와 같은 크기, 종횡비 및/또는 배열을 갖는 접합 영역을 포함하는 접합 패턴이 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 접합 영역은 약 2 내지 약 100, 일부 실시예에서는 약 4 내지 약 50, 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 20의 종횡비를 가질 수 있다.

한 가지 적절한 적층 기술의 다양한 실시예들이 이제 더 상세히 설명될 것이다. 예를 들어, 필름의 원재료(예를 들어, 탄성 중합체)는 초기에 함께 건조 혼합되고 (즉, 용매 없이) 압출 장치의 호퍼(미도시)에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 원재료는 용매와 배합될 수 있다. 호퍼에서, 재료는 용융물에서 분산 혼합되고, 예를 들어 벤버리(Banbury) 믹서, 패럴(Farrel) 연속 믹서, 단일 스크류 압출기, 트윈 스크류 압출기 등을 사용하는 배치 및/또는 연속 컴파운딩 기술과 같은 임의의 공지된 기술을 사용하여 배합된다.

취입, 캐스팅, 플랫 다이 압출 등을 비롯한, 공지된 임의의 기술을 이용하여 배합된 물질로부터 필름을 형성할 수 있다. 구체적인 일 측면에서, 필름은, 압출된 중합체 배합물의 기포를 환형 다이를 통해 팽창시키도록 기체(예, 공기)가 사용되는 취입 공정에 의해 형성될 수 있다. 그런 다음, 기포가 붕괴되어 평평한 필름 형태로 모아진다. 취입 필름을 제조하기 위한 공정은, 예를 들면 Raley에 의한 미국 특허 제3,354,506호; Schippers에 의한 미국 특허 제3,650,649호; 및 Schrenk 등에 의한 미국 특허 제3,801,429호 뿐만 아니라, McCormack 등에 의한 미국 특허 출원 공개 제2005/0245162호 및 Boggs 등에 의한 미국 특허 출원 공개 제2003/0068951호에 설명되어 있다. 예를 들어, 컴파운딩된 물질은 압출 장치에 공급된 후 닙 롤로 취입되어 단층의 전구체 탄성 필름을 형성할 수 있다. 롤은, 필름이 형성될 때 전구체 탄성 필름을 고화 및 퀀치시키기에 충분한 온도, 예를 들어, 약 20 내지 60℃로 유지될 수 있다. 원하는 경우, 필름은 로드 아일랜드주 프로비던스의 Marshall and Willams, Co.로부터 상업적으로 입수 가능한 것과 같은 필름 배향 유닛 또는 기계 방향 배향기(“MDO”)를 통과시킴으로써 기계 방향으로 신장되고 얇아질 수 있다. MDO는 기계 방향으로 필름을 점진적으로 신축하고 얇게 하는 다수의 신축 롤들을 가질 수 있다. 필름은 단일 또는 다수의 별개 신축 동작으로 신축될 수 있다. 필름은 또한 다른 방향으로 신축될 수도 있다. 예를 들면, 필름은 체인 클립에 의해 그의 측방향 에지들에서 클램핑되고 텐터 오븐(tenter oven) 내로 전달될 수 있다. 텐터 오븐에서, 필름은 순방향 이동으로 분기된 체인 클립에 의해 원하는 신축 비율로 교차 기계 방향으로 연신될 수 있다.

부직포 페이싱은 공급 롤로부터 공급되거나 단순히 인라인으로 형성될 수 있다. 반드시 필요하지는 않지만, (예를 들어, 네킹된 스펀본드 웹을 포함한) 본원에서 기술한 바와 같은 부직포 페이싱 뿐만 아니라 다른 유형의 부직포 웹 물질, 필름, 폼 등일 수 있는, 제2 부직포 페이싱이 또한 필름에 적층될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 부직포 페이싱(들)의 스펀본드 웹은 네킹된다. 이러한 네킹은 적층 전에 일어날 수도 있다. 대안적으로, 스펀본드 웹은 탄성 필름에 적층 중 네킹되어서 결과적으로 생성된 복합체는 “넥 접합된” 것으로 간주된다. 탄성 필름은 전술한 바와 같이 또한 신축될 수도 있다. 원하는 경우, 이러한 신축은 적층 전에 일어날 수도 있다. 대안적으로, 탄성 필름은 부직포 페이싱(들)에 적층하는 동안 신축될 수 있어서 결과적으로 생성된 복합체는 “신축 접합된” 것으로 간주된다. 또 다른 실시예들에서, 부직포 페이싱(들)의 스펀본드 웹은 네킹될 수 있고, 탄성 필름은 적층 중 신축될 수 있어서 결과적으로 생성된 복합체는 "네킹된 신축 접합된” 것으로 간주된다. 그럼에도 불구하고, 열 접합 기술을 사용하여 탄성 필름에 페이싱(들)을 적층할 수 있다. 예를 들어, 페이싱(들)은 탄성 필름에 적층하기 위해 롤들 사이에 형성된 닙으로 향할 수 있다. 이런 롤들 중 하나 또는 둘 다, 다수의 융기된 접합 요소를 포함할 수 있고 그리고/또는 가열될 수 있다. 적층 시, 탄성 필름은 전술한 바와 같이 복수의 접합 영역에서 페이싱에 용융 융합된다.

본 기술분야에 알려진 다양한 추가의 잠재적 처리 및/또는 마무리 단계, 예를 들어 슬릿화, 신축 등이 본 발명의 사상 및 범주를 이탈하지 않으면서 수행될 수 있다. 고유의 교차 기계 신장성으로 인해, 본 발명의 복합체는 종래와 같이 임의의 추가 후 형성 절차를 거칠 필요가 없다는 것을 유의해야 한다. 그럼에도 불구하고, 원할 경우, 그러한 공정이 사용될 수 있다. 예를 들면, 복합체는 선택 사항으로 교차-기계 및/또는 기계 방향으로 기계적으로 신축되어 신장성을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에서, 복합체는, CD 및/또는 MD 방향으로 홈을 갖는 두 개 이상의 롤을 거칠 수 있다. 이러한 홈형 부속체/앤빌 롤 배열은 Rhim 등에 의한 미국 특허출원공개 제 2004/0110442호 및 Gerndt 등에 의한 미국 특허출원공개 제2006/0151914호에 설명되어 있다. 전술한 홈형 롤 이외에, 다른 기술이 복합체를 하나 이상의 방향으로 기계적으로 신축시키는데 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 복합체는 이 복합체를 신축시키는 텐터 프레임(tenter frame)을 통과할 수 있다. 이러한 텐터 프레임은 당 기술분야에 잘 알려져 있고, 예를 들면, Morman 등에 의한 미국 특허출원공개 제2004/0121687호에 설명되어 있다. 복합체는 또한 네킹될 수 있다. 적절한 네킹 기술은 Morman의 미국 특허 제5,336,545호, 제5,226,992호, 제4,981,747호 및 제4,965,122호 뿐만 아니라 Morman 등의 미국 특허 출원공개 제2004/0121687호에 기재되어 있다.

IV. 용품

본 발명의 복합체는 광범위한 적용 분야들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 나타낸 바와 같이, 복합체는 흡수 용품에 사용될 수 있다. “흡수 용품”은 일반적으로 물 또는 다른 유체를 흡수할 수 있는 임의의 용품을 말한다. 일부 흡수 용품의 예로는, 기저귀, 훈련용 팬티, 흡수용 속옷, 실금 용품, 여성 위생 제품(예를 들어, 생리대, 팬티 라이너 등), 수영복, 아기 티슈(wipe) 및 기타 등등과 같은 개인용 흡수 용품; 의복, 천공 설치용 재료, 언더패드, 침대 패드, 붕대, 흡수용 드레이프(drape), 및 의료용 수건 등과 같은 의료용 흡수 용품; 식품 서비스 수건; 의류 용품; 기타 등등이 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 이러한 흡수 용품의 여러 가지 예는 DiPalma 등의 미국 특허 제5,649,916호; Kielpikowski의 미국 특허 제6,110,158호; Blaney 등의 미국 특허 제 6,663,611호에 설명되어 있다. 역시 다른 적절한 용품들은 Fell 등의 미국특허출원공개 제2004/0060112 A1호 뿐만 아니라 Damico 등의 미국특허 제4,886,512호; Sherrod 등의 미국특허 제5,558,659호; Fell 등의 미국특허 제6,888,044호; Freiburger 등의 미국특허 제6,511,465호에 설명되어 있다. 이러한 흡수 용품들을 형성하는 데 적절한 물질과 공정은 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 통상적으로, 흡수 용품은, 실질적으로 액체 불투과성 층(예를 들어, 외부 커버), 액체 투과성 층(예를 들어, 신체측 라이너, 서지(surge)층 등), 및 흡수 코어를 포함한다. 특정한 일 실시예에서, 본 발명의 복합체는 허리 섹션, 다리 커프스/가스켓, 귀, 측면 패널 또는 외부 커버를 제공하는데 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 형성될 수 있는 흡수 용품의 다양한 실시예를 이제 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 5를 참조해 볼 때, 예를 들어, 전방 허리 섹션(255), 후방 허리 섹션(260), 및 전방 허리 섹션과 후방 허리 섹션을 상호 연결하는 중간 섹션(265)을 대략 정의하는 일회용 기저귀(250)의 일 실시예가 도시되어 있다. 전방 및 후방 허리 섹션들(255, 260)은, 각각, 사용 동안 착용자의 전방 및 후방 배 영역들에 걸쳐 실질적으로 연장되도록 구성되는 기저귀의 대략 부분을 포함한다. 기저귀의 중간 섹션(265)은, 착용자의 다리 사이의 가랑이 영역을 통해 연장되도록 구성된 기저귀의 대략 부분을 포함한다. 따라서, 중간 섹션(265)은, 반복되는 액체 서지가 기저귀에서 통상적으로 발생하는 영역이다.

기저귀(250)는, 제한 없이, 외측 커버 또는 배면시트(270), 배면시트(270)에 대향하여 위치하는 액체 투과성 신체측 라이너 또는 상면시트(275), 및 배면시트(270)와 상면시트(275) 사이에 위치하는 흡수 패드 등의 흡수 코어 본체 또는 액체 보유 지지 구조(280)를 포함한다. 배면시트(270)는, 예시한 실시예에서, 기저귀(250)의 길이 및 폭과 일치하는, 길이 또는 길이방향(286), 및 폭 또는 측방향(285)을 정의한다. 액체 보유 구조(280)는, 일반적으로, 배면시트(270)의 길이 및 폭보다 각각 작은 길이 및 폭을 갖는다. 따라서, 배면시트(270)의 마진 섹션 등의 기저귀(250)의 마진 부분은, 액체 보유 구조(280)의 종단 에지를 지나 연장될 수 있다. 예시한 실시예에서, 예를 들어, 배면시트(270)는, 기저귀(250)의 측면 마진과 종단 마진을 형성하도록 액체 보유 구조(280)의 종단 마진 에지를 넘어 외측으로 연장된다. 상면시트(275)는, 일반적으로, 배면시트(270)와 함께 연장가능하지만, 필요시 배면시트(270)의 영역보다 크거나 작은 영역을 선택적으로 커버할 수 있다.

개선된 착용감을 제공하고 기저귀(250)로부터 신체 삼출물의 누출을 감소시키는데 일조하도록, 기저귀의 측면 마진과 종단 마진을, 더 후술하는 바와 같이 적절한 탄성 부재에 의해 탄성화할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 대표적으로 도시된 바와 같이, 기저귀(250)는, 기저귀(250)의 측면 마진을 동작가능하게 장력을 부여해서 착용자의 다리 주위로 꼭 맞추어져 누출을 감소시키고 개선된 편안함과 외관을 제공할 수 있는 탄성화 다리 밴드들을 제공하도록 구성된 다리 탄성체들(290)을 포함할 수 있다. 또한, 허리 탄성체들(295)이 기저귀(250)의 단부 마진들을 탄성화해서 탄성화된 허리밴드들을 제공하도록 사용될 수 있다. 허리 탄성체들(295)은 착용자의 허리 주위에, 편안하게 탄성의 꼭 끼워맞춤(close fit)을 제공하도록 구성된다. 본 발명의 복합체는 다리 탄성체들(290) 및/또는 허리 탄성체들(295)로서 사용하기에 적합할 수 있다.

공지된 바와 같이, 체결기구(302) (예컨대, 후크 및 루프 체결기구, 버튼, 핀, 스냅, 접착 테이프 체결기구, 응집제, 패브릭 및 루프 체결기구 등)를 사용하여 기저귀(250)를 착용자에게 고정할 수 있다. 예시한 실시예에서, 기저귀(250)는, 후크 및 루프 체결기구의 후크 부분으로서 표시된 체결기구들(302)이 부착되는 측면 패널들(300)(또는 이어)의 한 쌍을 포함한다. 일반적으로, 측면 패널들(300)은, 허리 섹션들(255, 260) 중 하나에서 기저귀의 측면 에지들에 부착되며, 이로부터 외측 측방향으로 연장된다. 측면 패널들(300)은 본 발명의 복합체의 사용에 의해 탄성화되거나 다른 방식으로 탄성이 있는 상태로 될 수 있다.

기저귀(250)는, 또한, 유체 삼출물을 빠르게 수용하고 유체 삼출물을 기저귀(250) 내의 액체 보유 구조(280) 내로 분산시키도록, 상면시트(275)와 액체 보유 구조(280) 사이에 위치하는 서지 관리층(305)을 포함할 수 있다. 기저귀(250)는, 액체 보유 구조(280)로부터 배면시트(270)를 보호하여 통기성 외측 커버 또는 배면시트(270)의 외면에서의 의복의 축축함을 감소시키도록 액체 보유 구조(280)와 배면시트(270) 사이에 위치하는, 스페이서 또는 스페이서 층이라고 하는 통풍층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 적합한 서지 관리층(305)의 예는 Bishop에 의한 미국 특허 제5,486,166호 및 Ellis에 의한 미국 특허 제5,490,846호에 설명되어 있다.

도 5에 대표적으로 도시된 바와 같이, 일회용 기저귀(250)는 신체 삼출물의 측방향 흐름에 대한 배리어를 제공하도록 구성된 한 쌍의 샘방지 플랩(410)을 또한 포함할 수 있다. 샘방지 플랩(410)은 액체 보유 구조(280)의 측면 에지에 인접한 기저귀의 측방향으로 대향하는 측면 에지를 따라 배치될 수 있다. 각 샘방지 플랩(310)은 통상적으로 착용자의 신체에 대한 밀봉을 형성하기 위해 기저귀(250)의 적어도 중간 섹션(265)의 직립, 수직 구성을 유지하도록 구성된 비부착 에지를 정의한다. 샘방지 플랩(410)은 액체 보유 구조(280)의 전체 길이를 따라 길이방향으로 연장될 수 있거나, 또는 액체 보유 구조의 길이를 따라 부분적으로만 연장될 수 있다. 샘방지 플랩(410)이 액체 보유 구조(280)보다 길이가 짧은 경우, 샘방지 플랩(410)은 중간 섹션(265)에서 기저귀(250)의 측면 에지를 따라 어디든지 선택적으로 위치될 수 있다. 이러한 샘방지 플랩(410)은 일반적으로 당업자에게 주지되어 있다. 예를 들면, 샘방지 플랩(410)을 위한 적절한 구성 및 배열은 Enloe에 의한 미국 특허 제4,704,116호에 설명되어 있다. 또한, 필요하다면, 샘방지 플랩 (410)은 본 발명의 복합체의 사용에 의해 탄성화되거나 다른 방식으로 탄성이 있는 상태로 될 수 있다.

기저귀(250)는 다양한 적절한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 기저귀는 전체 직사각형 형상, T 형상 또는 대략 모래시계 형상을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 기저귀(250)는 일반적으로 I 형상을 갖는다. 본 발명의 흡수 용품에 포함될 수 있는 다른 적합한 구성요소들은 통상의 기술자들에게 일반적으로 공지된 허리 플랩 등을 포함할 수 있다. 기저귀 위에 사용하기에 적합한 다른 구성요소들을 포함할 수 있는 본 발명의 필름과 관련하여 사용하기에 적합한 기저귀 구성의 예로는 Meyer 등의 미국 특허 제4,798,603호; Bernardin의 미국 특허 제5,176,668호; Bruemmer등의 미국 특허 제5,176,672호; Proxmire 등의 미국 특허 제5,192,606호; 및 Hanson 등의 미국 특허 제5,509,915호에서 설명된다.

기저귀(250)의 다양한 영역 및/또는 구성성분은 임의의 공지된 부착 메커니즘, 예를 들어 접착제 접합, 초음파 접합, 열 접합 등을 이용하여 함께 조립될 수 있다. 적합한 접착제는, 예를 들면 핫 멜트(hot melt) 접착제, 감압(pressure-sensitive) 접착제 등을 포함할 수 있다. 접착제가 사용된 경우, 접착제는 균일한 층, 패터닝된 층, 분무된 패턴, 또는 별도의 라인, 스월(swirl) 또는 도트(dot)로서 도포될 수 있다. 도시된 실시예에서, 예를 들어, 상면시트(275)와 배면시트(270)는 서로에게, 그리고 핫 멜트, 감압 접착제 등의 접착제 선을 가진 액체 보유 구조(280)에 조립될 수 있다. 마찬가지로, 다른 기저귀 구성요소들, 예컨대 탄성 부재들(290 및 295), 체결 부재들(302), 및 서지층(305)이 상기한 부착 기구를 사용하여 용품 내에 조립될 수 있다.

기저귀의 다양한 구성이 상기에서 설명되어 있지만, 다른 기저귀 및 흡수 용품 구성이 본 발명의 범주 내에 또한 포함되는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 발명은 결코 기저귀에 한정되는 것이 아니다. 실제로, 흡수 용품의 여러 가지 예는 DiPalma 등의 미국 특허 제5,649,916호; Kielpikowski의 미국 특허 제6,110,158호; Blaney 등의 미국 특허 제6,663,611호에 설명되어 있다. 또한, 이러한 재료를 포함할 수 있는 개인 위생 제품의 다른 예는 트레이닝 팬티(예컨대 측면 패널 재료) 및 여성 위생 제품이다. 단지 예시로서, 본 발명과 함께 사용하기에 적합한 트레이닝 팬티 및 트레이닝 팬티를 구성하기 위한 다양한 재료 및 방법은 Fletcher 등의 미국 특허 제6,761,711호; Van Gompel 등의 미국 특허 제4,940,464호; Brandon 등의 미국 특허 제5,766,389호; 및 Olson 등의 미국 특허 제6,645,190호에서 개시된다.

본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.

시험 방법

인장 특성:

이후, ASTM 표준 D-5034에 따라 스트립 인장 강도 값들을 실질적으로 결정하였다. 특히, 샘플을 절단하거나 그렇지 않으면 3 인치(76.2mm) (폭) x 6 인치(152.4 mm) (길이)로 측정한 사이즈 치수를 구비했다. 정속 인장형 시험기를 채택하였다. 인장 시험 시스템은 미네소타주 에덴 프레리의 MTS Corp.에서 입수가능한 Sintech 인장 시험기었다. 인장 시험기는 시험을 지원하도록 MTS Corporation의 TESTWORKS 4.08B 소프트웨어를 구비하였다. 시험 값이 전체 스케일 부하의 10 내지 90%의 범위 내에 속하도록 적합한 부하 셀을 선택하였다. 샘플을 1 인치(25.4mm) x 3 인치(76mm)로 측정되는 전후방 면을 갖는 그립들 사이에서 보유 지지하였다. 그립 면들을 고무 처리하고, 그립의 긴 측 치수는 당김 방향에 수직하였다. 그립 압력은 60 내지 80psi의 압력에서 공압으로 유지되었다. 인장 시험은 4 인치의 게이지 길이 및 40%의 파단 감도로 분당 20 인치 속도로 실행하였다. 3개의 샘플을 기계 방향 ("MD")을 따라 시험하고 3개의 샘플을 교차 방향("CD")을 따라 시험하였다. 또한, 극한 인장 강도 ("최대 하중") 및 최대 신장율 역시 기록하였다. 상기 강도 값을 처음에 3인치(샘플 폭)당 그램-힘으로 보고한 후 인치당 그램-힘으로 표준화할 수 있다. 물론, 5cm당 뉴턴(Newtons) 또는 센티미터당 뉴턴과 같은 당 업계에 공지된 바와 같은 다른 단위들이 또한 사용될 수 있다.

셋트(Set) % 및 자기이력

셋트%를 결정하기 위해서 주기적 시험 절차를 사용해 재료들을 시험하였다. 특히, 1-주기 시험은 200% 정의된 신장율에 사용되었다. 이 시험의 경우, 샘플 크기는 교차 기계 방향으로 76.2mm였고 기계 방향으로 152.4mm였다. 그립 크기는 폭이 76.2mm였다. 그립 분리는 114.3mm였다. 대략 10 내지 15g의 전하중을 설정하였다. 시험은 샘플을 508mm/분의 속도로 200 % 신장율로 당긴 후, 즉시 (일시 정지 없이) 508mm/분의 속도로 0으로 복귀하였다. 시험은 셋트% 및 자기이력%을 알려주었다. “셋트%”는 순환 후 원래 길이에서 신축된 재료의 양을 측정한 것이다 (사이클 시험 후 즉시 변형됨). 셋트%는 사이클의 후퇴 곡선이 신장율 축과 교차하는 곳이다. 인가된 응력을 제거한 후 잔류 변형율을 셋트%로 측정한다. 자기이력 값은 순환 로딩 동안의 에너지의 손실이다. TESTWORKS 4.07b 소프트웨어(미네소타주, 미니애폴리스의 MTS Corp)를 사용하여 Renew MTS mongoose 박스(컨트롤러)를 갖는 MTS Corp.의 일정 신장율 시험기 2 / S에서 시험을 수행하였다. 주변 조건 하에서 시험을 실시하였다.

응력 이완

76.2mm 그립에서 그립 거리까지 MTS 신장 시험기의 조들(jaws) 사이에 시험편(76.2mm 폭)을 클램핑하여 응력 이완 시험을 수행할 수 있다. 샘플과 그립 고정물을 환경 챔버 내에 밀폐할 수 있다. 샘플을, 클램핑한 후, 37.8°C에서 3분 동안 평행 상태로 할 수 있다. 그 후, 샘플을 508mm/분의 크로스 헤드 변위 속도로 152.4mm(100% 신장율)의 최종 일정 신장율까지 (예를 들어 교차 기계 방향으로) 신장시킬 수 있다. 100% 신장율을 유지하는데 필요한 초기 하중을 “초기 하중”으로 기록할 수 있다. 하중은 또한 시간의 함수로서 모니터링되고 기록될 수 있다. “최종 하중”은 12시간 동안 100% 신장율을 유지하는데 필요한 힘의 양일 수 있다. 그 후, 초기 하중에서 최종 하중(12 시간)을 빼고, 초기 하중으로 나눈 후, 그 비율에 100을 곱하여 “하중 손실%”을 계산할 수 있다.

응력 곡선의 기울기를 또한 보고할 수 있다. 기간 동안 일정할 수 있는 기울기는 로그(하중) 대 로그 (시간)의 플롯으로부터 또는 다음 식으로부터 결정될 수 있다:

여기서,

m = 기울기

L(t) = 주어진 시간(t)에서의 하중

L(0) = t=0에서 시작 하중

t = 시간

TESTWORKS 4.07b 소프트웨어(미네소타주, 미니애폴리스의 MTS Corp)를 사용하여 Renew MTS mongoose 박스(컨트롤러)를 갖는 MTS Corp.의 일정 신장율 시험기 2/S에서 시험을 수행할 수 있다.

비교예 1

2 데니어를 갖는 이성분 코어/시스(70/30) 필라멘트로부터 베이스 스펀본드 웹(14 내지 15 gsm의 목표 평량)을 형성하였다. 코어를 100% 폴리프로필렌 수지로 형성하였고 시스는 100% PE 수지를 함유하였다. 도 2에 도시된 바와 같은 패턴을 갖는 융기된 핀 캘린더 롤과 베이스 스펀본드 웹을 접합하였고, 여기에서 핀 면적은 14 %였고 접합 온도는 130 내지 135℃였다. 일단 형성되면, 기계 방향 인장 강도 대 교차 기계 방향 인장 강도의 비는 2.7로 결정되었다. 그 후, 베이스 웹을 약 81cm의 시작 폭으로부터 42cm의 네킹된 폭으로 네킹하였다(즉, 48% 네킹). 네킹은 웹 상에서 연신 조건을 증가시키고 동시에 약 104 내지 110℃의 온도 범위에서 일련의 가열 롤 위로 웹을 통과시킴으로써 수행되었다. 연신비는 38%였고 일정하게 유지되었다. 그 후, 네킹된 웹은 .0015 in²의 면적과 2.38의 종횡비를 가지는 타원형 핀을 갖는 패터닝된 롤과 앤빌 사이의 탄성 필름에 적층되었다. 핀은 15도의 패턴 각도, .093 "의 MD 핀 간격을 가지며 90도로 배향되어, 11.0%의 전체 접합 면적을 유발하였다.

실시예 1

2 데니어를 갖는 이성분 코어/시스(70/30) 필라멘트로부터 베이스 스펀본드 웹(14 내지 15 gsm의 목표 평량)을 형성하였다. 코어를 100% 폴리프로필렌 수지로 형성하였고 시스는 100% PE 수지를 함유하였다. 도 2에 도시된 바와 같은 패턴을 갖는 융기된 핀 캘린더 롤과 베이스 스펀본드 웹을 접합하였고, 여기에서 핀 면적은 14 %였고 접합 온도는 130 내지 135℃였다. 일단 형성되면, 기계 방향 인장 강도 대 교차 기계 방향 인장 강도의 비는 7.7로 결정되었다. 이 비율은 스펀본드 공정의 성형 섹션에서 성형 와이어를 통해 흡입 체적과 해당 공기 속도를 조정하여 달성되었다. 필라멘트 확산기 세팅 및 간극은 또한 기계 방향으로 필라멘트를 내려놓는 것을 촉진시키는데 사용되었다. 그 후, 베이스 웹을 약 81cm의 시작 폭으로부터 28cm의 네킹된 폭으로 네킹하였다(즉, 65% 네킹). 네킹은 웹 상에서 연신 조건을 증가시키고 동시에 약 104 내지 110℃의 온도 범위에서 일련의 가열 롤 위로 웹을 통과시킴으로써 수행되었다. 연신비는 38%였고 일정하게 유지되었다. 그 후, 네킹된 웹은 .0015 in²의 면적과 2.38의 종횡비를 가지는 타원형 핀을 갖는 패터닝된 롤과 앤빌 사이의 탄성 필름에 적층되었다. 핀은 15도의 패턴 각도, .093 "의 MD 핀 간격을 가지며 90도로 배향되어, 11.0%의 전체 접합 면적을 유발하였다.

일단 형성되면, 비교예 1 및 실시예 1의 복합체를 시험하였다. 결과가 하기에 개시된다.

	비교예 1	실시예 1
100% 신장율에서 하중 (g_f / 1” 폭 샘플)	467	233
1400 g_f에서 %신장율	110	225
피크 하중에서 %신장율	190	350

본 발명을 본 발명의 특정 실시예들에 관하여 상세히 설명하였지만, 통상의 기술자들이라면, 전술한 바를 이해함에 따라, 이러한 실시예들에 대한 대체예, 변형예, 균등예를 쉽게 구상할 수 있다는 점을 알 것이다. 이에 따라, 본 발명의 범위는 청구범위 및 그 균등물로서 평가되어야 한다.

Claims

기계 방향 및 교차 기계 방향으로 치수를 갖는 부직포 복합체로, 상기 부직포 복합체는 탄성 필름에 인접하여 배치된 부직포 페이싱을 포함하되, 상기 부직포 페이싱은 상기 기계 방향으로 배향된 다수의 섬유로 형성된 네킹된 스펀본드 웹을 함유하고, 여기서 상기 복합체는 100% 이상의 상기 교차 기계 방향으로의 피크 신장율을 가지며 상기 교차 기계 방향으로 100% 신장율에서 450 그램-힘/인치(177.16 그램-힘/cm) 이하의 하중을 경험하는, 부직포 복합체.
제1항에 있어서, 상기 복합체는 상기 교차 기계 방향으로 60% 이하의 하중 손실을 나타내는, 부직포 복합체.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 ASTM D638-10에 따라 결정된 바와 같이 800MPa 이하의 탄성 계수를 갖는 연성 중합체, 및 선택적으로 지방산 유도체를 포함하는 중합체 조성물을 함유하는, 부직포 복합체.
제3항에 있어서, 상기 섬유는 상기 연성 중합체를 포함하는 저 모듈러스 성분을 함유하는 이성분 섬유인, 부직포 복합체.
제3항에 있어서, 상기 섬유는 단일성분 섬유인, 부직포 복합체.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연성 중합체는 에틸렌 중합체인, 부직포 복합체.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연성 중합체는 프로필렌 단독중합체인, 부직포 복합체.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연성 중합체는 프로필렌 및 α-올레핀의 공중합체인, 부직포 복합체.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 조성물은 ASTM D638-10에 따라 결정된 바와 같이 800MPa 내지 4,000MPa의 탄성 계수를 갖는 프로필렌 단독중합체를 더 함유하는, 부직포 복합체.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 다수의 접합 영역에서 함께 접합되고, 여기서 상기 접합 영역 중 적어도 일부분은 상기 기계 방향으로 배향된, 부직포 복합체.
제10항에 있어서, 상기 접합 영역 중 적어도 일부분은 2 내지 100의 종횡비를 가지는, 부직포 복합체.
제1항에 있어서, 상기 탄성 필름은 반결정 폴리올레핀, 비정질 블록 공중합체, 또는 이들의 조합을 함유하는, 부직포 복합체.
제1항에 있어서, 상기 탄성 필름은 다수의 접합 영역에서 스펀본드 웹에 적층되고, 여기서 상기 접합 영역 중 적어도 일부분은 상기 기계 방향으로 배향된, 부직포 복합체.
제13항에 있어서, 상기 접합 영역 중 적어도 일부분은 2 내지 100의 종횡비를 가지는, 부직포 복합체.
제1항의 부직포 적층체를 포함하는 흡수 용품.
기계 방향 및 교차 기계 방향으로 치수를 갖는 부직포 페이싱을 형성하는 방법으로, 상기 방법은 베이스 스펀본드 웹을 네킹해서 상기 웹의 치수가 상기 교차 기계 방향으로 감소되는 단계를 포함하고, 여기서 상기 베이스 스펀본드 웹은 기계 방향 인장 강도 및 교차 기계 방향 인장 강도를 가지며, 상기 기계 방향 인장 강도 대 상기 교차 기계 방향 인장 강도의 비는 4:1 이상인, 방법.
제16항에 있어서, 상기 베이스 스펀본드 웹은 상기 기계 방향으로 배향된 다수의 섬유를 함유하는, 방법.
제16항에 있어서, 상기 베이스 스펀본드 웹은 400 그램-힘/인치(157.48 그램-힘/cm) 이상의 기계 방향 인장 강도를 가지는, 방법.
제16항에 있어서, 상기 베이스 스펀본드 웹은 50% 이상의 네킹율을 가지는, 방법.
기계 방향 및 교차 기계 방향으로 치수를 갖는 복합체를 형성하는 방법으로, 상기 방법은
베이스 스펀본드 웹을 네킹해서 상기 웹의 치수가 상기 교차 기계 방향으로 감소되고, 여기서 상기 베이스 스펀본드 웹은 기계 방향 인장 강도 및 교차 기계 방향 인장 강도를 가지며, 상기 기계 방향 인장 강도 대 상기 교차 기계 방향 인장 강도의 비는 4:1 이상인, 단계; 그리고
탄성 필름을 상기 네킹된 스펀본드 웹에 적층하는 단계를 포함하는, 방법.