KR102148222B1 - 흡수 용품을 위한 단일 유체 흡입 시스템 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조는, 유체 흡입을 위한 적어도 두 개의 기능성 구성요소들의 복합체를 포함한다. 이러한 두 개의 기능성 구성요소들은, 섬유성 라이너 기능성 구성요소 및 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소를 포함한다. 기능성 구성요소들은, 복합체 내에서 서로 바로 인접하여 위치하며 서로 직접적으로 유지된다.

Description

흡수 용품을 위한 단일 유체 흡입 시스템 및 그 제조 방법{UNITARY FLUID INTAKE SYSTEM FOR ABSORBENT PRODUCTS AND METHODS OF MAKING SAME}

우선권 출원

본 출원은, 2012년 11월 30일에 출원된 미국 가특허출원번호 제61/732,030호의 우선권을 주장하며, 그 전문은 본원에 참고문헌으로 원용된다.

본 발명은, 개인 위생 흡수 용품에 대한 유체 흡입층에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은, 유아 기저귀, 성인 요실금 용품, 여성 위생 용품등의 개인 위생 흡수 용품에 배치하기 위한 단일 구조의 직물에 관한 것으로서, 이 경우, 단일 직물 구조는 개인 위생 흡수 용품 내에서 다수의 기능을 수행한다.

일회용 개인 위생 흡수 용품은, 통상적으로 제품으로의 변환을 위해 롤(roll)로 제조 시설에 전달되는 다양한 직물, 예를 들어, 부직포로 제조된다. 이러한 직물들 중 다수는 상기 용품의 유체 흡입 재료들이다. 본 출원에서, "유체 흡입(fluid intake)"이라는 용어는, 유체가 흡수 용품의 일차 유체 보유 재료(때로는 흡수성 코어라 칭함)로 이동하면서, 사용자로부터 배출된 후 통과하는 흡수 용품의 그러한 층을 가리킨다. "유체 흡입"이라는 용어는, (예를 들어, 초흡수성 재료와 실질적으로 셀룰로오스층 등의) 일차 유체 보유 재료를 포함하지 않는다. 다양한 유체 흡입 직물은, 전체 용품에 대하여 구체적인 기능적 이점을 각각 제공하기 때문에, 흔히, 개인 위생 용품 구조에 포함된다. 예를 들어, 일부 유체 흡입 재료들은 사용자의 피부와의 초기 접촉을 제공하는 탑시트(topsheet) 또는 라이너층(liner layer)으로서 더욱 적합할 수 있는 한편, 다른 유체 흡입 재료들은 층상 용품의 내부 내에서 유체 전달(fluid transfer)층 또는 서지(surge)층으로서 더욱 양호하게 기능할 수 있다. "서지층"이라는 용어는, 서지층의 경우는 아니더라도 누출을 초래할 수도 있는 흡수 용품의 착용자에 의해 전달되는 소변이나 월경 분비물 등의 유체의 서지를 제어하는 데 일조하기 때문에, 서지층이라 칭해진다. 또 다른, 몇몇 재료들은, 유체가 유체 보유 흡수성 코어 내로 통과할 수 있게 하지만 흡수성 코어층 내에서의 구성요소들이 용품 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있는 흡수성 코어-매입층(encasing layer)(또는 코어 랩 재료(core wrap material))로서 가장 적합할 수도 있다.

다양한 직물이 이러한 개별적인 목적에 사용된 결과, 이러한 다양한 직물들을 생산 라인에 함께 합침에 따라 문제점들이 발생하였다. 이러한 기능적으로 다양한 직물들 중 일부는 상당히 느리고 비효율적인 제조 공정으로부터 도출된다. 다른 재료들은, 극히 작은 직경의 고분자 섬유성 웹들로부터 제조되어 미립자들을 포획하게 되고, 제조 및 비용에 대한 도전 과제를 제공하게 된다. 또 다른 직물들은, 제품으로의 변환 동안 고속의 권취해제(unwinding)와 취급이 가능하도록, 적절한 기능에 필요한 정상적인 평량보다 상당히 큰 평량으로 제조된다. 예를 들어, 용품 내에 사용하는 데 만족될 수 있는 소정의 평량의 재료들이 매우 정교하여 처리 단계들을 견디지 못할 수 있다.

이러한 재료 변환에 대한 요구에 따라, 제품 변환 공정들은 특정 재료층들의 집적으로 종종 과부하가 걸리며, 이러한 재료층들 중 일부는 고속 다단계 제조 시스템들의 고충을 수용하는 것을 과잉보상하려고 한다. 일례로, 두께와 밀도 등의 직물 특성은 일단 저장 롤에 권취되면 변할 수 있다. 변환된 제품에 있어서 원하는 최종 두께와 밀도를 제공하기 위해, 직물층은, 일단 권취되면 그리고 저장 롤로부터 권취 해제되면 그리고 추가 처리에 노출되면 직물에 결국 발생하게 될 변화를 고려하여, 소정의 선변환 명세(pre-conversion specification)로 제조될 수 있다. 따라서, 제품 변환 공정의 고충을 취급할 수 있는, 효율적으로 제조되는 유체 흡입 재료가 필요하다.

별도로 생산된 유체 흡입층들의 적층에 따라, 또한, 층간 연결성 문제가 발생한다. 예를 들어, 층들 간에 공간적 갭이 존재할 수 있어서, 유체가 코어층으로 이동함에 따라 유체 이동에 영향을 끼칠 수 있다. 별도로 생산된 유제 흡입층들 간의 접착제(통상적으로 소수성임)도 유체 흐름에 영향을 끼칠 수 있어서 용품이 더욱 경직될 수 있다. 유체 흐름에 대한 이러한 장애물들은, 한 층으로부터 다음 층으로의 유체의 빠른 이행을 종종 방해한다. 따라서, 직물층들이 보다 적고, 질량이 감소되고, 더욱 긴밀하게 연결되고, 및/또는 접합을 위해 별도의 접착제층에 의존하지 않는, 더욱 효율적으로 설계된 특징부/특성을 갖는 직물층들을 갖는 흡수 용품이 계속 필요하다. 이러한 효율에 의해, 비용도 절감할 수 있다. 개인 위생 흡수 용품의 흡수성 코어층들은, 그 용품의 흡수 용량을 향상시키도록 초흡수성 고분자(SAP) 입자 등의 작은 입자들을 종종 포함한다. 이러한 코어층은 셀룰로오스 조직 또는 고분자 부직포의 별도의 코어 랩에 의해 종종 감싸진다. 이러한 부직포는, 작은 SAP 입자들이 용품의 외부로 이동하는 것을 방지하도록 작은 직경의 섬유들(멜트블로운 섬유들)을 종종 포함한다. 변형된 포장(wrapping)을 갖는 코어층 구조를 설계하려는 시도들이 있었다. 그러나, 이러한 포장으로 인해, 용품에 추가 질량, 추가 접착제층, 및 후속하여 추가 생산 비용이 종종 발생한다. 따라서, 질량이 감소되고 접착제 비용이 감소된 용품의 코어 랩 기능성이 필요하다.

흡수성 물질의 다중층들에 전통적으로 채택된 것의 특징들을 결합하는 단일 흡수 직물을 생산하려는 시도가 있었다. 이러한 단일 직물로 인해, 이러한 흡수 용품에서 전통적으로 사용된 초기 흡수층들의 결합된 중량 이상의 직물 중량과 두께에 대한 유체 취급 거동이 약간 개선되었을 뿐이다. 대부분의 경우, 이러한 단일 흡수성 직물에서는, 별도의 개별적인 층들을 통해 이용가능하였을 수 있는 기능성보다 원하는 기능성이 덜하였다.

추가 기능적 성능을 얻으려면, 추가 직물층 또는 평량이 종종 필요하다. 이러한 추가층과 평량은 통상적으로 변환 시스템에 대하여 제조 도전 과제와 추가 비용을 더하게 된다. 직물 질량 감소 또는 추가된 기능적 이점이 없다면, 단일 구조의 개발이 이러한 변환 비효율성을 정당화하지 못할 것이다. 따라서, 이전에 다중층 직물을 이용하는 것과 동일하거나 더욱 양호한 기능적 예상을 더욱 적은 비용으로 계속 제공하는, 이러한 감소된 질량의 직물이 필요하다. 또한, 다수의 기능성을 제공할 수 있으면서 단순화된 제조 시스템에 의해 생산될 수 있는 이러한 직물이 필요하다. 또한, 개인 위생 흡수 용품을 생산하는 데 필요한 재료 집적 단계들의 양을 감소시키는 제조 공정이 필요하다.

US6,060,638 (Paul et al., 등록일: 2000-05-09) US2003/0130634 A1 (Fenwick et al., 공개일: 2003-07-10) US2010/0310810 A1 (Bond et al., 공개일: 2010-12-09)

본 발명의 일 실시예에서, 개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조는, 유체 흡입을 위한 적어도 두 개의 기능성 구성요소의 복합체를 포함하고, 여기서 상기 두 개의 기능적 구성요소는, 섬유성 라이너 기능성 구성요소(fibrous, liner functional component) 및 적어도 하나의 섬유성 서지(surge) 기능성 구성요소를 포함한다. 기능성 구성요소들은, 복합체 내에서 서로 바로 인접하게 위치하고 서로 직접 접촉하며 함께 유지된다. 본 발명의 제2 실시예에서, 복합체는, 라이너 기능성 구성요소와 적어도 두 개의 서지 기능성 구성요소를 포함하는 적어도 세 개의 기능성 구성요소를 포함한다. 다른 대안적인 실시예에서, 복합체는, 라이너 기능성 구성요소, 서지 기능성 구성요소, 및 코어 랩(core wrap) 기능성 구성요소를 포함하는 적어도 세 개의 기능성 구성요소를 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 약 75 내지 80°의 전진 접촉각(advancing contact angle)을 나타내는 친수성 섬유들, 및 약 10 내지 8μ, 또는 약 12 내지 18μ, 또는 약 15 내지 18μ 직경의 섬유들로 구성된 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 섬유들의 6μ 이하의 더스팅(dusting)의 2gsm 이하를 포함하는 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 약 6gsm의 평량을 갖는 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 직경이 10μ를 초과하는 크기의 약 4 내지 6gsm의 비교적 큰 섬유들, 및 직경이 10μ 미만인 크기의 약 0 내지 2gsm의 비교적 작은 섬유들을 갖는 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 직경이 약 10μ를 초과하는 크기의 비교적 큰 섬유들로 실질적으로 이루어진 약 6gsm의 평량을 갖는 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 포함한다. 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 직경 크기가 약 25 내지 40μ인 비교적 큰 직경의 습윤성 섬유들, 및 직경 크기가 약 8 내지 18인 비교적 작은 직경의 습윤성 섬유들의 혼합물을 포함하는 섬유성 서지 구성요소를 포함하고, 섬유들은 약 40 내지 60°의 전진 접촉각을 나타낸다. 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조의 서지 구성요소는, 크림프(crimp), 텍스처(texture), 컬(curl), 벤드(bend), 또는 이들의 조합을 나타내는 섬유들을 포함하는 섬유들의 혼합물을 포함하고, 이때, 섬유성 서지 구성요소는 약 0.03 내지 0.05g/cc의 밀도를 나타낸다. 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 서지 구성요소는 약 70 내지 75gsm의 평량을 나타낸다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 서지 구성요소는 약 72gsm의 평량을 나타낸다. 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 기능성 구성요소들은, 폴리에스테르, 폴리아미드, 영구적 습윤 친수성 폴리올레핀, 폴리락트산, 호모고분자, 이러한 고분자를 함유하는 이성분 또는 혼합이성분(biconstituent) 섬유들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 섬유 조성물들로 구성된다.

본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 멜트블로운 섬유, 스펀본드 섬유, 스테이플 섬유, 및 코폼(coform) 재료로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 섬유성 재료를 포함한다. 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 30퍼센트를 초과하는 목재 펄프계 섬유를 포함하는 구성요소를 갖지 않는다. 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는 작은 접합 면적을 갖는 개방 접합 패턴에 의해 유지된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 복합체는 자생적으로 유지된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조 복합체는 개별적인 접착제층의 사용 없이 유지된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 복합체의 접합 면적은 약 5 내지 15퍼센트이다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 구성요소들은, 국부적인 계면 활성제가 없는 친수성 섬유들을 포함한다.

또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 섬유성 서지 기능성 구성요소에 바로 인접하는 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소를 포함하고, 이때, 섬유성 서지 기능성 구성요소는 섬유성 라이너 기능성 구성요소와 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소 사이에 협지된다. 본 발명의 다른 일 실시예에서, 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는, 초흡수성 입자 이동에 대한 장벽 수단으로서 기능할 수 있는 구조를 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 서지 기능성 구성요소는 약 65 내지 72gsm의 평량을 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 서지 기능성 구성요소는 약 68gsm의 평량을 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는 약 3 내지 5gsm의 평량을 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는, 약 40 내지 60°의 전진 접촉각을 나타내며 약 2 내지 6μ의 직경을 갖는 비교적 작은 습윤성 섬유들로 구성된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는, 섬유들의 6μ 이하의 더스팅의 3gsm 이하를 포함한다.

또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 서지 구성요소 자체는, 제1 서브구성요소와 제2 서브구성요소인 적어도 두 개의 서브구성요소를 포함하는데, 제1 서브구성요소는, 약 25 내지 40μ의 비교적 큰 직경의 습윤성 섬유들 및 약 8 내지 18μ의 비교적 작은 직경의 습윤성 섬유들의 혼합물을 포함하고, 습윤성 섬유들의 각각은 약 40 내지 60°의 전진 접촉각을 나타내며, 제1 서브구성요소 섬유들 중 일부는 크림프 섬유(crimped fiber), 텍스처 섬유(textured fiber), 컬 섬유(curled fiber), 또는 벤드 섬유(bent fiber)를 포함하고, 이때, 제1 서브구성요소는, 약 0.03 내지 0.05g/cc의 밀도를 갖고, 제2 서브구성요소는, 제1 서브구성요소에 인접하여 섬유성 라이너 기능성 구성요소의 반대측인 제1 서브구성요소의 일측에 위치하고, 제2 서브구성요소는, 약 8 내지 18μ의 비교적 작은 직경의 습윤성 섬유들을 포함하며 약 40 내지 60°의 전진 접촉각을 나타낸다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 제2 서브구성요소는, 섬유들의 6μ 이하의 더스팅의 3gsm 이하를 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 제1 서브구성요소는 약 50 내지 55gsm의 평량을 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 제1 서브구성요소 자체는, 약 30 내지 55gsm의 평량을 갖는 첫번째인 제1 서브구성요소 및 약 0 내지 25gsm의 평량을 갖고 첫번째인 제1 서브구성요소보다 작은 직경의 섬유들을 갖는 두번째인 제1 서브구성요소를 포함하는 두 개의 구성요소로 구성된다. 대안적으로, 두번째인 제1 서브구성요소는, 상기 첫번째인 제1 서브구성요소의 평균 기공 크기보다 작은, 섬유들 간의 평균 기공 크기를 갖는다. 대안적으로, 제2 서브구성요소는 약 10 내지 15gsm의 평량을 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 제2 서브구성요소 자체는, 약 12 내지 15gsm의 평량을 갖는 첫번째인 제2 서브구성요소 및 약 0 내지 3gsm의 평량을 갖고 첫번째인 제2 서브구성요소보다 작은 직경의 섬유들을 갖는 두번째인 제2 서브구성요소를 포함하는 두 개의 구성요소로 구성된다. 대안적으로, 두번째인 제2 서브구성요소는, 상기 첫번째인 제2 서브구성요소의 평균 기공 크기보다 작은, 섬유들 간의 평균 기공 크기를 갖는다.

또 다른 대안적인 실시예에서, 직물 구조는 X, Y, Z 방향을 갖고, 섬유성 서지 기능성 구성요소는, 제1 서지 기능성 구성요소와 제2 서지 기능성 구성요소를 포함하고, 제1 서지 기능성 구성요소는, 직경이 약 25 내지 40μ로 비교적 큰 습윤성 섬유들 및 직경이 약 8 내지 18μ로 비교적 작은 습윤성 섬유들의 혼합물을 포함하고, 습윤성 섬유들은 약 40 내지 60°의 전진 접촉각을 갖고, 제2 서지 기능성 구성요소는, 직경이 약 8 내지 18μ로 비교적 작은 습윤성 섬유들을 포함하고, 약 40 내지 60°의 전진 접촉각을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 이러한 서지 기능성 구성요소는 약 40gsm의 평량을 갖는다. 대안적으로, 이러한 제1 서지 기능성 구성요소는 두 개의 제1 서지 서브구성요소를 포함하는데, 첫번째인 제1 서지 서브구성요소는 약 30 내지 55gsm의 평량을 갖고, 두번째인 제1 서지 서브구성요소는, 약 0 내지 25gsm의 평량을 갖고 상기 첫번째인 제1 서지 서브구성요소에 함유된 섬유들보다 작은 평균 직경의 섬유들을 포함한다. 대안적으로, 이러한 제1 서지 기능성 구성요소는 Z 방향으로 누진적으로 작아지는 섬유 크기와 기공 크기를 포함한다. 다른 대안적으로, 이러한 제2 서지 기능성 구성요소는 약 35gsm의 평량을 갖는다. 또 다른 대안적으로, 이러한 제2 서지 기능성 구성요소는, 두 개의 제2 서지 서브구성요소를 포함하는데, 첫번째인 제2 서지 서브구성요소는 약 12 내지 15gsm의 평량을 갖고, 두번째인 제2 서지 서브구성요소는, 약 0 내지 3gsm의 평량을 갖고, 상기 첫번째인 제2 서지 서브구성요소보다 작은 직경의 섬유들을 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 제2 서지 기능성 구성요소는 섬유들의 6μ 이하의 더스팅의 3gsm 이하를 포함한다.

본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조의 서지 기능성 구성요소들은, 각자의 섬유들에 있어서 서로 다른 레벨의 크림프를 포함한다. 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 각 섬유성 기능성 구성요소는 서로 다른 구조적/형상 구성을 갖는 섬유들로 구성된다.

개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조를 제조하는 방법으로서, 상기 단일 직물 구조는 유체 흡입을 위한 적어도 두 개의 섬유성 기능성 구성요소의 복합체를 포함하고, 상기 방법은, 제1 기계 뱅크로부터 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하는 단계; 제2 기계 뱅크로부터 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계; 상기 섬유성 기능성 구성요소들 중 하나를 나머지에 피착하여 복합체를 형성하는 단계; 및 접착제층을 사용하지 않고, 상기 섬유성 기능성 구성요소들을 접합 또는 직접 부착하여 단일 직물 구조를 형성하는 단계를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 두 개의 서지 기능성 구성요소들이 구조에서 제조/이용될 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 코어 랩 기능성 구성요소가 복합체 구조에서 제조/이용될 수 있다. 이러한 기계 뱅크들은, 전술한 유형의, 기능성 구성요소들 내의 멜트스펀 섬유들을 제조 또는 채택할 수 있다.

제조 방법의 대안적인 실시예에서, 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 크림프 섬유, 벤드 섬유, 컬 섬유, 또는 텍스처 섬유를 포함한다. 제조 방법의 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 서지 기능성 구성요소는 크림프 섬유, 벤드 섬유, 컬 섬유, 또는 텍스처 섬유를 포함한다. 제조 방법의 또 다른 대안적인 실시예에서, 방법은, 제3 기계 뱅크로부터 제2 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계; 및 적어도 하나의 섬유성 기능성 구성요소를 접합 또는 그외에는 부착하기 전에 상기 제2 섬유성 서지 기능성 구성요소를 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소 상에 피착하여 단일 직물 구조를 형성하는 단계를 더 포함한다. 제조 방법의 또 다른 대안적인 실시예에서, 제1 및 제2 섬유성 서지 기능성 구성요소들 각각은, 크림프 섬유, 벤드 섬유, 컬 섬유, 또는 텍스처 섬유를 포함하고, 또한, 크림프 섬유, 벤드 섬유, 컬 섬유, 또는 텍스처 섬유는 서지 기능성 구성요소에 의해 서로 다르다. 제조 방법의 또 다른 대안적인 실시예에서, 방법은, 이렇게 제조된 단일 직물 구조를 변환 기계로 이송하는 단계를 더 포함하고, 상기 단일 직물 구조는, 개인 위생 흡수 용품에 최종적으로 포함되도록 인쇄, 슬릿, 다이 절단, 또는 그외 처리된다.

제조 방법의 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 기능성 구성요소들은, 멜트블로운, 스펀본드, 코폼, 에어레이드, 이성분, 또는 혼합이성분 섬유들과 재료들, 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 섬유들 또는 재료들로부터 제조된다.

또 다른 대안적인 실시예에서, 개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조를 제조하는 방법으로서, 상기 단일 직물 구조는 유체 흡입을 위한 적어도 세 개의 섬유성 기능성 구성요소의 복합체를 포함하고, 상기 방법은,

a) 제1 기계 뱅크로부터 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하는 단계;

b) 제2 기계 뱅크로부터 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계;

c) 적어도 제3 기계 뱅크로부터 적어도 하나의 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소를 제조하는 단계;

d) 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소 또는 구성요소들을 상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소 상에 피착하는 단계;

e) 상기 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소를 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소 또는 구성요소들 상에 피착하는 단계; 및

f) 접착제를 사용하지 않고, 상기 섬유성 기능성 구성요소들의 모두를 접합 또는 직접 부착하여 단일 직물 구조를 형성하는 단계를 포함한다.

또 다른 대안적인 실시예에서, 두 개의 섬유성 서지 기능성 구성요소들은, 단일 직물 구조 내에 통합되도록 두 개의 기계 뱅크로부터 제조된다. 제조 방법의 또 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는 멜트블로운 섬유들을 포함한다. 제조 방법의 또 다른 대안적인 실시예에서, 기계의 제1 뱅크는, 섬유성 라이너 기능성 구성요소와 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하도록 나누어진다. 제조 방법의 또 다른 대안적인 실시예에서, 기계의 제1 뱅크에 의해 제조된 섬유성 라이너 기능성 구성요소는 크림프 섬유, 컬 섬유, 벤드 섬유, 또는 텍스처 섬유를 포함하지 않는 한편, 기계의 제1 뱅크에 의해 제조되는 섬유성 서지 기능성 구성요소는 크림프 섬유, 컬 섬유, 벤드 섬유, 또는 텍스처 섬유를 포함한다.

제조 방법의 또 다른 대안적인 실시예에서, 상기 제2 뱅크에 의해 제조되는 섬유성 서지 기능성 구성요소는 크림프 섬유, 컬 섬유, 벤드 섬유, 또는 텍스처 섬유를 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 제조된 섬유성 서지 기능성 구성요소들은 각자의 섬유들에 있어서 서로 다른 레벨의 크림프를 포함한다.

또 다른 대안적인 실시예에서, 개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조를 제조하는 방법으로서, 상기 단일 직물 구조는 유체 흡입을 위한 적어도 두 개의 섬유성 기능성 구성요소의 복합체를 포함하고, 상기 방법은,

a) 제1 기계 뱅크로부터 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하는 단계;

b) 적어도 제2 기계 뱅크로부터 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소는 기계 방향 배향을 부여하는 공정을 통해 제조되는 것인, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계;

c) 상기 섬유성 기능성 구성요소들 중 하나를 나머지 상에 피착하여 복합체를 형성하는 단계; 및

d) 접착제층을 사용하지 않고, 상기 섬유성 기능성 구성요소들을 접합 또는 직접 부착하여 단일 직물 구조를 형성하는 단계를 포함한다.

대안적인 실시예에서, 제1 기계 뱅크는, 섬유성 라이너 기능성 구성요소와 섬유성 서지 기능성 구성요소 모두를 제조하도록 나누어진다. 다른 대안적인 실시예에서, 방법은, 단일 구조를 형성하도록 섬유성 기능성 구성요소들을 접합 또는 직접 부착하기 전에, 멜트블로운 웹을 제조하여 섬유성 서지 기능성 구성요소 상에 피착하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는 흡수 용품 내에 배치된다. 또 다른 대안적인 방법에서, 각 섬유성 기능성 구성요소는 화학적 조성이 서로 다른 섬유들로 구성된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 각 섬유성 기능성 구성요소는 서로 다른 구조적/형상 구성을 갖는 섬유들로 구성된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 코어 랩 기능성 구성요소는 멜트블로운 섬유들을 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 코어 랩 기능성 구성요소는 멜트블로운 섬유들과 스펀본드 섬유들을 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 코어 랩 기능성 구성요소의 스펀본드 섬유들은 Z 방향으로 라이너 기능성 구성요소로부터 가장 먼 거리에 위치한다.

본 발명의 다른 특징과 측면은 아래에서 더욱 상세히 개시한다.

도 1은 본 발명의 평면형 단일 유체 흡입 재료 시스템(단일 직물 구조)의 단면도이다.
도 2는 도 1의 평면형 단일 유체 흡입 재료 시스템의 대안적인 실시예의 단면도이다.
도 3은 도 1의 평면형 단일 유체 흡입 재료 시스템의 다른 대안적인 실시예의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 평면형 단일 유체 흡입 재료 시스템을 이용하는 여성 위생 용품(패드)의 형태로 된 개인 위생 흡수 용품의 상부 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 평면형 단일 유체 흡입 재료 시스템을 이용하는 유아 위생 기저귀의 형태로 된 개인 위생 흡수 용품의 상면도이다.
도 5는 선 5-5를 따라 절취한 도 4의 개인 위생 용품의 단면도이다.
도 6은 선 6-6을 따라 절취한 도 4의 개인 위생 흡수 용품의 대안적인 실시예의 단면도이다.
본 명세서와 도면에서 참조 문자들을 반복해서 사용하는 것은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부들 또는 요소들을 나타내려는 것이라는 점에 주목하기 바란다.

정의

"용품" 또는 "제품"은, 일회용 기저귀, 훈련용 팬티, 수영복, 월경 용품, 예컨대, 냅킨, 패드와 팬티 라이너, 의료용 의복 또는 랩 등을 포함하여 제조되는 의복 또는 기타 최종 용도 개인 위생 흡수 용품을 가리키지만, 이에 한정되지 않는다.

"접합된" 또는 "접합"이라는 용어는, 두 개의 요소의 결합, 부착, 연결, 부착 등을 가리킨다. 본원에서 사용하는 바와 같이, "포인트 접합"은, 복수의 불연속 접합점에서 직물의 하나 이상의 층을 접합하는 것을 의미한다. 예를 들면, 열적 포인트 접합은, 일반적으로, 예를 들면 새겨진 패턴 롤 및 매끈한 캘린더 롤과 같은 가열된 롤 사이에 접합되도록 하나 이상의 층을 통과시키는 것을 포함한다. 새겨진 롤은, 전체 직물이 그 전체 표면에 걸쳐 접합되지 않도록 하는 소정의 방식으로 패턴을 가진 것이고, 모루 롤은 통상적으로 편평하다. 결과적으로, 새겨진 롤의 경우 다양한 패턴이 기능적 이유뿐만 아니라 미학적 이유에서도 개발되었다. 포인트 접합 패턴의 한 예는, 그 전문이 본원에 참고문헌으로 원용되는 미국 특허 제3,855,046호(Hansen and Pennings)에서 교시하는 바와 같이, 새 것일 때 약 30%의 접합 면적 및 평방 인치당 약 200개의 접합을 갖는 한센 페닝즈(Hansen Pennings) 또는 "H&P" 패턴이다. H&P 패턴은, 정사각 포인트 또는 핀 접합 면적을 가지며, 여기에서 각각의 핀은 0.038 인치(0.965mm)의 측부 치수, 0.070 인치(1.778mm)의 핀 사이 간격 및 0.023 인치(0.584mm)의 접합 깊이를 갖는다. 또 다른 전형적인 포인트 접합 패턴은, 새 것일 때 15%의 접합 면적을 생성하며 0.037 인치(0.94mm)의 측부 치수, 0.097 인치(2.464mm)의 핀 간격, 및 0.039 인치(0.991mm)의 깊이를 갖는 팽창된 한센 페닝즈 또는 "EHP" 접합 패턴이다. "714"로 불리우는 또 다른 전형적인 포인트 접합 패턴은, 각 핀이 0.023 인치의 측부 치수, 0.062 인치(1.575mm)의 핀 사이 간격 및 0.033 인치(0.838mm)의 접합 깊이를 갖는 정사각형 핀 접합 면적을 갖는다. 얻어지는 패턴은, 새 것일 때 약 15%의 접합된 면적을 갖는다. 또 다른 통상적인 패턴은, 새 것일 때 약 16.9%의 접합 면적을 갖는 C-별 패턴이다. 상기 C-별 패턴은 유성들에 의해 가로막힌 횡단-방향 막대 또는 "코듀로이(corduroy)" 디자인을 갖는다. 다른 일반적인 패턴은, 약 16%의 접합 면적을 갖고서 반복되며 약간 치우친 다이아몬드를 갖는 다이아몬드 패턴 및 약 15%의 접합 면적을 갖고서 그 이름이 암시하는 바와 같은 외관을 갖는 예를 들면 윈도우 스크린 같은 와이어 직조 패턴을 포함한다. 또 다른 패턴은, 새 것일 때 약 17% 접합 면적을 갖는 "s-직조" 패턴 및 새 것일 때 약 12%의 접합 면적을 갖는 유아 물체 패턴이다. 또 다른 패턴은, 엇갈린 배열로 0.039 인치(0.991mm)의 측부 치수, 약 0.139 인치(3.53mm)의 핀 간격 및 0.052 인치(1.321mm)의 깊이를 갖는 정사각 핀을 갖는, 새 것일 때 8%의 접합 면적을 갖는 라미쉬(Ramisch) 패턴이다. 이러한 접합 패턴은, 그 전문이 본원에 참고문헌으로 원용되는 Yeo 등의 미국 특허 제5,599,420호에 더 기재되어 있다. 전형적으로, 상기 접합 면적 백분율은, 약 50% 미만이며, 더욱 바람직하게는, 직물 웹 면적의 약 8% 내지 약 30%로 가변된다.

"일회용"이라는 용어는, 재사용을 위해 세탁 또는 그외에는 복구되기보다는 제한된 사용 후에 폐기되도록 설계된 용품을 가리킨다.

본원에서 사용하는 바와 같이, "이성분 섬유(bicomponent fibers)"라는 용어는, 별도의 압출기로부터 압출되었지만 함께 방사되어 하나의 섬유를 형성하는 적어도 2종의 고분자 소스로부터 형성된 섬유를 의미한다. 또한, 이성분 섬유는 때로는 컨쥬게이트(conjugate) 섬유 또는 다성분 섬유라 칭한다. 상기 고분자는, 이성분 섬유들의 단면을 가로질러 실질적으로 일정하게 위치하는 구별되는 구역들(zones)에 배열되고, 상기 이성분 섬유들의 길이를 따라 연속적으로 연장된다. 그러한 이성분 섬유의 구성은, 예를 들면, 하나의 고분자가 다른 하나의 고분자에 의해 둘러싸인 시스(sheath)/코어 배열일 수 있고, 또는, 나란한 배열, 파이 배열, 또는 "해상 섬"(island-in-the sea) 배열일 수 있다. 이성분 섬유는, 미국 특허 제5,108,820호(Kaneko 등), 미국 특허 제4,795,668호(Krueger 등), 미국 특허 제5,540,992 호(Marcher 등), 및 미국 특허 제5,336,552호(Strack 등) 및 제5,425,987호(Shawver)에 기재되어 있고, 이들은 각각 그 전문이 본원에 참고문헌으로 원용된다. 또한, 이성분 섬유는, 그 전문이 참고문헌으로 원용되는 미국 특허 제5,382,400호(Pike 등)에도 기재되어 있다. 이성분 섬유의 경우, 그 고분자는 75/25, 50/50, 25/75 또는 다른 임의의 바람직한 비율로 존재할 수 있다. 또한, 가공 보조제 등의 고분자 첨가제가 각 존에 포함될 수 있다.

"기계 방향"(MD)이라는 용어는, 직물이 제조되는 방향에 있어서 직물의 길이를 의미하며, 이는, 기계 방향에 일반적으로 수직인 방향으로 직물의 폭을 의미하는 "횡단-기계 방향"(CD)에 대조된다.

"멜트블로운 섬유"(meltblown fiber)는, 용융된 열가소성 재료를 통상적으로 원형인 다수의 미세 다이 모세관을 통해 용융된 실 또는 필라멘트로 수렴하는 고속의 가열된 기체(예, 공기) 스트림 내로 압출하여, 이것이 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게하여 그 직경을 미세섬유 직경까지 될 수 있도록 감소시킴으로써 형성된 섬유를 의미한다. 그 후, 상기 멜트블로운 섬유는, 고속의 기체 흐름에 의해 담지되고 수집 표면 상에 피착되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 그러한 공정은, 예를 들면, 그 전문이 본원에 참고로 원용되는 미국 특허 제3,849,241호(Butin 등)에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는, 연속적 또는 비연속적일 수 있는 미세섬유이고, 일반적으로 약 0.6 데니어 미만이며 일반적으로 수집 표면 상에 피착될 때 자가 접합된다. 본 발명에 사용되는 멜트블로운 섬유는 바람직하게는 길이 방향으로 실질적으로 연속적이다. 멜트블로운 공정에 의해 생산되는 웹을 일반적으로 멜트블로운 재료 또는 때때로 멜트블로운이라 칭한다.

본 발명에서, 섬유들의 "더스팅"(dusting)은 비교적 작은 섬유들의 비교적 가벼운 피착물이다. 멜트블로운 섬유가 흔히 더스팅 섬유로서 사용된다.

"스펀본드 섬유"(spunbond fibers)는, 용융된 열가소성 재료를 방사구의 복수의 미세 모세관으로부터 필라멘트로서 압출함으로써 형성되는 작은 직경의 섬유이다. 이러한 공정은, 예를 들어, 그 전문이 본원에 참고문헌으로 원용되는 미국 특허 제4,340,563호(Appel 등)에 개시되어 있다. 또한, 섬유는, 예를 들어, 그 전문이 본원에 참고문헌으로 원용되는, (방사상 단면으로) 독특한 형상의 섬유를 개시하는 미국 특허 제5,277,976호(Hogle)에 개시된 형상 등의 형상을 가질 수 있다. 스펀본드 공정에 의해 생산되는 웹을 일반적으로 스펀본드 재료라 칭하고 또는 때때로 스펀본드라 칭할 수도 있다.

"멜트스펀"(meltspun) 섬유는, 섬유-형성 압출 공정에 의해 용융된 고분자로부터 형성되는 섬유, 예를 들면, 멜트블로운 공정과 스펀본드 공정에 의해 제조된 것을 통칭한다.

본원에서 사용하는 바와 같이, "부직포 또는 웹"이라는 용어는, 짜여진 직물에서와 같이 식별가능한 방식이 아니라 인터레이드(interlaid)된 개별적인 섬유들 또는 스레드들의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직포 또는 웹은, 예를 들어, 멜트블로운 공정, 스펀본딩 공정, 및 본디드 카디드 웹 공정 등의 많은 공정으로부터 형성되었다. 부직포의 평량은 일반적으로 제곱 야드당 재료의 온스(osy) 또는 제곱미터당 그램(gsm)로 표현되며, 유용한 섬유 직경은 일반적으로 마이크로미터로 표현된다.

"본디드 카디드 웹"은, 스테이플 섬유들을 분리하거나 떨어지게 하여 기계 방향으로 정렬하여 대략 기계 방향으로 배향된 섬유성 부직 웹을 형성하는 코밍 또는 카딩 유닛(combing or carding unit)을 통해 전달되는 스테이플 섬유들(staple fibers)로 제조되는 웹을 의미한다. 이 재료는, 포인트 접합, 스루에어 접합, 초음파 접합, 접착 접합 등을 포함하는 방법에 의해 함께 접합될 수 있다.

본원에서 사용하는 바와 같이, "코폼"이라는 용어는, 웹을 생성하고 있는 동안 그 웹에 다른 물질을 첨가시키는 슈우트(chute) 근처에 1 개 이상의 멜트블로운 다이헤드가 배치되는 공정이다. 이러한 다른 물질은, 예를 들면, 펄프, 초흡수성 입자(SAP 또는 SAM이라고도 알려져 있음), 천연 섬유(예를 들어, 레이온 또는 코튼 섬유) 및/또는 섬유들이 스테이플 길이로 절단되어 짧을 수 있는 합성 섬유(예를 들어, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 섬유)일 수 있다. 코폼 공정은, 라우(Lau) 등의 미국 특허 제4,818,464호 및 앤더슨(Anderson) 등의 미국 특허 제4,100,324호에 기재되어 있다. 코폼 공정에 의해 제조된 웹을 일반적으로 코폼 재료라고 칭한다.

본 발명에서, "초흡수성 고분자", "초흡수성", "SAP", 또는 "SAM"은, 상호 교환 가능하게 사용되며, 고유 질량에 비해 매우 많은 양의 액체를 흡수하고 보유할 수 있는 고분자를 의미한다. 가교 결합되는 경우 히드로겔로서 분류되는 흡수성 고분자는, 물 분자와의 수소 결합을 통해 수용액을 흡수한다. 물을 흡수하는 SAP의 능력은 수용액 이온 농도의 인자이다. SAP는, 통상적으로, 염(때로는 폴리아크릴산 나트륨이라 칭함)을 형성하기 위한 개시제가 있는 가운데 과 섞인 의 중합화로 제조된다. 또한, 다른 재료를 사용하여, 초흡수성 고분자를 제조하는데, 예컨대, 폴리아크릴아미드 공중합체, 공중합체, 가교 결합된 , 폴리비닐 알콜 공중합체, 가교 결합된 , 및 의 전분 접합된 공중합체를 제조하게 된다. SAP는 흡수 용품에 입자 형태 또는 섬유 형태로 존재할 수 있다.

"에어레잉"(Airlaying)은, 섬유성 부직층이 형성될 수 있게 하는 공지되어 있는 공정이다. 에어레잉 공정에서, 약 3 내지 약 52mm 범위의 통상적인 길이를 갖는 작은 섬유들의 다발은, 공기 공급원에서 분리 및 내포(entrain)된 후, 일반적으로 진공 공급원의 보조에 의해 포밍 스크린 상에 피착된다. 이어서, 랜덤하게 피착된 섬유들은, 예를 들어, 바인더 성분 또는 라텍스 접착제를 활성화하도록 핫 에어를 이용하여 서로 접합된다. 에어레잉은, 예를 들어, 그 전문이 본원에 참고문헌으로 원용되는 Laursen 등의 미국 특허 제4,640,810호에 개시되어 있다.

일반적으로, 본 발명은, 서로 다른 기능성을 제공하도록 종래부터 개인 위생 흡수 용품에 설치되어 왔던 다수의 섬유층들을 단일 복합 직물로 대체할 수 있는 단일 직물 구조에 관한 것이다. 본 발명에서, "단일(unitary)"이라는 용어는, 적어도 두 개의 기능성 구성요소를 포함하는 자기 지지(self supporting) 복합 직물을 가리키며, 이러한 복합 직물은 기능성 구성요소들 간에 별도의 접착제층을 사용하지 않고 단일 평면 시트로서 함께 접합된다. 본질적으로, "적어도 두 개의 기능성 구성요소"는, 압력, 열, 초음파, 수력엉킴, 또는 자생 접합 방법 등을 통해 서로 직접 부착, 접합, 또는 고착된다. 본질적으로, 구성요소들은, 유체의 흡입과 이동이 더욱 쉬워질 수 있도록 대부분의 식별가능한 갭이 제거된 상태로 밀접하게 안착된다. 본 출원에서, 자생 접합은, 별도의 접착제층을 사용하지 않는 접합 유형을 가리키며, 이 경우, 섬유들은 개별적인 섬유들의 화학적 제제에 기초하여 서로 접합된다. 이러한 섬유들은, 선천적으로 끈적일 수 있고, 또는 예를 들어, 끈적이지 않는 다른 섬유의 구성요소를 연성화하거나 용융하도록 열이나 압력의 인가 등의 이차 이벤트의 발생시 끈적일 수 있다. 추가 실시예에서, 이러한 단일 직물 구조는 적어도 세 개의 기능성 구성요소를 포함한다. 바람직하게, 이러한 단일 직물 구조는, 하나의 생산 단계에서, 예를 들어, 압력, 열적 압력, 초음파 또는 스루에어 접합 기술에 의해 함께 접합된다. 단일 직물 구조는, 일련의 멜트스펀 기계 뱅크로부터 바람직하게 적어도 두 개의 기능성 구성요소가 서로 피착됨에 따라, 자기 지지 속성을 생성하도록 접합된다. 섬유성 기능성 구성요소들은 바람직하게 멜트블로운 재료, 스펀본드 재료, 스테이플 재료, 및/또는 코폼 섬유성 재료로부터 선택된다. 일 실시예에서, 이러한 섬유성 구성요소는 국부적 계면 활성제가 없는 친수성 섬유 등의 친수성 섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 재료들은 비교적 작은 접합 면적을 갖는 개방 패턴과 함께 포인트 접합된다. 이러한 작은 접합 면적은, 기능성 구성요소들의 뭉개짐을 방지하는 데 도움이 되며 벌크를 유지한다. 바람직한 접합 패턴의 일례는, Berman 등의 미국 특허 제4,863,785호에 개시되어 있으며, 이는 본원에 참고문헌으로 원용된다. 다른 비교적 작은 접합 면적 패턴들이 언급되었다.

단일 직물 구조의 구성요소들은, 하나 이상의 적층 단계에서 함께 도입되는 개별적으로 제조된 자체 지지 시트들이 아니라(즉, 별도의 위치에서 또는 별도의 시간에 제조되는 자기 지지 시트들이 아니라), 오히려 다수의 기계 뱅크로부터 인라인 방식으로 단일 제조 공정의 일부로서 순서대로 또는 하나의 구성요소가 다른 하나의 구성요소 상에 피착되어 있는 다수의 뱅크를 갖는 단일 기계에서 제조된다. 전체 복합체는, 서로 바로 인접하는 모든 구성요소들이 피착됨에 따라, 중간의 접착제층들에 의해 분리되지 않고 결국 함께 직접적으로 접합된다. 제조 후, 단일 직물 구조는, 예를 들어, 롤로 저장될 수 있고, 또는 대안적으로, 개인 위생 흡수 용품에 최종적으로 포함되도록, 인쇄 스테이션, 다이 컷 스테이션, 슬릿 스테이션, 또는 다른 제품 변환 스테이션 등의 제품 변환 공정으로 직접 전달될 수 있다.

본 발명의 단일 직물 구조의 일 실시예에서는, 선형 기능성과 서지 기능성을 갖는 복합체를 제공한다. 바람직하게, 라이너 및 서지 기능성 복합체는, 벌크, 하이 공극 부피(high void volume), 및 적어도 보통 정도의 내부 유체 확산 용량을 나타낸다. 복합체는, 사용자의 피부와 접촉하기 위한 비교적 매끄러운 표면을 갖고 빠른 유체 통과를 가능하게 하지만 잔여 유체를 보유하지는 않는 제1 구성요소(섬유성 라이너 기능성 구성요소)를 포함한다. 이러한 재료는, 바람직하게, 약 10 내지 18μ의, 대안적으로는 약 12 내지 18μ의, 다른 대안적으로는 약 15 내지 18μ의친수성 섬유 또는 친수성 처리된 섬유를 포함하여, 약 75 내지 80°의 전진 접촉각(advancing contact angle)를 나타낸다. 본 출원에서는, 계면 활성제의 국부적 치료보다는, 지속가능한 습윤성을 섬유들에 제공하고 또한 부직포와 용품의 제조 동안 이러한 화학적 성질을 손실하지 않도록, 이러한 친수성을, 습윤제를 섬유 고분자 혼합물에 통합함으로써 또는 선천적 습윤성 고분자를 사용함으로써, 섬유 재료들에 부여하는 것이 바람직하다. 이러한 섬유성 재료는, 바람직하게, 불투명성 또는 기타 이점을 위해 섬유들의 6μ (또는 그 이하의) 더스팅의 2gsm을 포함한다. 본 출원에서, 이러한 전진 접촉각은, 바람직하게, Wilhelmy Wetting Force Principle 기구를 사용하여 측정된다. 이러한 원리는, 알려져 있으며, Elsevier Science Publishing Company Inc. New York, 1985, Page 125.에서 Pronoy K. Chatterjee에 의해 편집된 Absorbency에 추가로 개시되어 있다. 친수성 섬유와 접촉각 측정의 일반적인 추가 설명은, Latimer 등의 미국 특허 제5,364,382호 및 제5,429,629호에서 알 수 있다.

단일 섬유 접촉각 측정은 흔히 정량화된다. 이러한 작업을 수행하기 위한 한 가지 기구는 Attension Sigma 701 Force Tensiometer이다. Attension은, Biolin Scientific 그룹 내의 제품 조직들 중 하나이다(www.biolinscientific.com). 기구를 사용하기 위한 절차 지시사항은, 조작 매뉴얼의 챕터 8 "Dynamic Contact Angle Measurement"에 설명되어 있다. 기구는, 조작 매뉴얼에서 추천하는 바와 같은 디폴트 시험 조건(예를 들어, 10mm의 침지 깊이 및 업 사이클과 다운 사이클 모두에 있어서 50mm/min)으로 설정되었다.

실시하는 경우, 세 개의 측정 사이클을 통해 개별적인 섬유들을 시험할 수 있다. 섬유의 일단부를 키친 알루미늄 호일의 스트립(약 2cm x 4cm)의 중심에 두고, 호일을 섬유 일단부 위로 접어 휴대용 겸자의 톱니 모양의 크림핑 티스(serrated crimping teeth)를 사용하여 밀봉한다. 알루미늄 호일은, 섬유가 시험 동안 유체의 상면에 수직으로 남아 있는 것을 보장하도록 후크 요소로서 기능한다. 호일은 밸런스 후크에 걸린다. 반대측 섬유 단부를 시험 유체 조(test fluid bath)에 도입한다. 실온(약 72°F /22℃) 증류의 50ml 비이커를 사용하여 시험을 실시한다. 각 측정 후에 수조(water bath)를 변경한다. 세 개의 모든 측정 사이클 동안 전진 접촉각을 위한 명세 범위를 섬유가 충족하는 것이 바람직하다.

일 실시예에서는, 제1 구성요소(라이너 기능성 구성요소)의 평량이 약 3 내지 10gsm, 대안적으로는 약 6gsm이고 약 4 내지 6gsm의 비교적 큰 섬유(필라멘트당 10μ 초과 직경)와 약 0 내지 2gsm의 비교적 작은 섬유(필라멘트당 10μ 미만의 직경)를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 섬유들은, 예를 들어, 스펀본드 및 멜트블로운 피착물 등의 멜트스펀 재료들을 포함할 수 있지만, 하나의 기계 뱅크를 사용하여 이러한 제1 구성요소를 제조하는 것이 바람직하다.

단일 직물 구조는, 그 구조 내의 유체를 쉽게 습윤화하고 감속시키고 확산시키며 후속하는 유체 배출에 대한 공극 부피를 유지하면서 유체를 흡수성 코어층으로 상당히 해제하는 제2 구성요소(섬유성 서지 기능성 구성요소)를 포함한다. 바람직하게, 이러한 제2 구성요소는, 비교적 큰 직경(25 내지 40μ 섬유 직경)의 섬유들 및 (약 40 내지 60°의 전진 접촉각을 갖는) 습윤성 섬유들인 비교적 작은 직경(8 내지 18μ 섬유 직경)의 섬유들의 혼합물이다. 바람직하게, 이러한 섬유들은, 섬유 패킹을 방지하고 부피가 큰 (바람직하게 약 0.03 내지 0.05g/cc의) 저 밀도 구조를 달성하도록, 크림프, 텍스처, 컬, 또는 벤드와 함께 하나의 기계 뱅크(일련의 것들 중 제2 것)로부터 제조된다. 제1 구성요소와 제2 구성요소(및 본원에서 설명하는 남아 있는 기능성 구성요소들)의 섬유들은, 바람직하게, 폴리에스테르, 폴리아미드, 영구적 습윤 친수성 폴리올레핀, 폴리락트산(PLA), 호모고분자, 및 이러한 고분자를 함유하는 이성분 섬유와 혼합이성분 섬유로부터 선택된다.

제2 실시예에서, 이러한 단일 직물 구조는, 섬유성 라이너 기능성 구성요소, 섬유성 서지 기능성 구성요소, 및 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소를 포함한다. 바람직하게, 이러한 섬유성 서지 기능성 구성요소는 크림프 섬유, 컬 섬유, 벤트 섬유, 또는 텍스처 섬유를 포함한다. 이러한 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 바람직하게, 사용자의 피부와 접촉을 위해 매끄럽고 부드러우며, 잔여 유체를 거의 보유하지 않고서 유체를 빠르게 통과시킬 수 있다. 라이너 기능성 구성요소의 섬유 조성물(물리적 속성과 화학적 메이크업 모두)은, 바람직하게, 이전 실시예에 대하여 설명한 바와 같다. 마찬가지로, 섬유성 서지 기능성 구성요소도 이전 실시예에 대하여 설명한 바와 같다. 대안적으로, 이러한 섬유성 서지 기능성 구성요소 자체는, 조성물의 Z 방향으로 누진적으로 작아지는 섬유들과 기공 구조들을 갖는 다수의 구성요소를 포함할 수 있고, 작아지는 섬유들과 포어들은 라이너 기능성 구성요소로부터 더욱 멀리 위치한다. 바람직하게, 일 실시예에서, 이러한 서지 기능성 구성요소는 약 63 내지 78gsm, 대안적으로는, 약 68gsm의 평량을 갖는다.

섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는, 바람직하게, 유체를 X-Y 면으로 분산시키며, 코어층이 흡수 용품에 배치된 경우 유체를 그 코어층으로 해제하지만, 코어층으로부터 섬유성 라이너 기능성 구성요소의 노출면으로 다시 향하는 초흡수성 입자 이동을 방지하도록 장벽 특성도 제공한다. 바람직하게, 일 실시예에서, 이러한섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는, 약 40 내지 60°의 전진 접촉각을 나타내며 약 8 내지 18μ 직경인 작은 직경의 습윤성 섬유들을 포함한다. 일 실시예에서, 이러한 코어 랩 기능성 구성요소는, 섬유들의 6μ 이하의 더스팅의 약 3gsm 이하를 포함한다. 이러한 재료는, 바람직하게, 상당히 높은 밀도와 상당히 작은 기공 크기를 나타내며, 약 3 내지 5gsm의 평량을 갖는다.

추가 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 섬유성 라이너 기능성 구성요소 및 섬유성 위킹 서지(wicking-surge) 기능성 구성요소를 포함한다. 위킹 서지 구성요소는, 바람직하게, 보통의 공극 부피와 빠른 유체 확산 특성을 나타낸다. 이전 실시예들에서처럼, 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 라이너 기능성 구성요소들에 대하여 전술한 바와 유사한 섬유들을 포함한다. 그러나, 섬유성 서지 기능성 구성요소는, 대안적인 실시예에서, 두 개의 서지 기능성 구성요소 구조이다. 섬유성 라이너 기능성 구성요소에 바로 인접하여 위치하는 제1 서지 기능성 구성요소는, 직경이 크고(약 25 내지 40μ 직경) 직경이 작은(약 8 내지 18μ 직경) 습윤성(약 40 내지 60°의 접촉각) 섬유들의 혼합물이다. 이러한 섬유들은, 바람직하게, 섬유 패킹을 방지하고 부피가 큰 저 밀도(약 0.03 내지 0.05g/cc) 구조를 달성하도록 크림프, 컬, 벤드, 또는 기타 텍스처를 포함한다. 이러한 제1 서지 구성요소는, 바람직하게, 약 50 내지 55gsm의 평량을 갖고, 이전 실시예의 서지 구성요소에 대하여 설명한 유형의 섬유들을 포함한다. 제1 서지 구성요소 자체는, 대안적으로, 두 개의 서브구성요소로 이루어질 수 있는데, 제1 서브구성요소는 약 30 내지 55gsm의 평량을 갖고, 제2 서브구성요소는 약 0 내지 25gsm의 평량을 갖고 제1 서브구성요소보다 작은 직경의 섬유들을 갖는다.

제2 서지 기능성 구성요소는, 바람직하게, 약 10 내지 15gsm의 평량을 갖는다. 이러한 제2 서지 기능성 구성요소는, 바람직하게, 섬유들의 6μ 이하의 더스팅의 3gsm 이하라는 옵션을 포함할 수 있는, 작은(8 내지 18μ 직경) 습윤성 섬유들(40 내지 60°의 전진 접촉각)을 포함한다. 이러한 구성요소는 비교적 높은 밀도와 비교적 작은 기공 크기를 갖는 것이 바람직하다. 제1 서지 기능성 구성요소처럼, 제2 서지 기능성 구성요소도, 두 개의 서브구성요소로 이루어질 수 있는데, 제1 서브구성요소는 약 12 내지 15gsm의 평량을 갖고, 제2 서브구성요소는 약 0 내지 3gsm의 평량을 갖고, 제1 서브구성요소보다 직경이 작고, 최소 섬유들이 Z 방향으로 섬유성 라이너 기능성 구성요소로부터 가장 멀리 위치한다.

또 다른 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는, 섬유성 라이너 기능성 구성요소 및 섬유성 위킹 서지 기능성 구성요소를 포함할 수 있는데, 여기서 위킹 서지 구성요소는 빠른 유체 확산을 나타낸다. 이러한 실시예에서, 섬유성 라이너 기능성 구성요소는 이전에 설명한 실시예와 동일할 것이다. 그러나, 위킹 서지 기능성 구성요소는, 제1 실시예에서, 약 40gsm의 평량을 갖는 제1 서지 구성요소를 포함하고, 이전에 전술한 서지 기능성 섬유들을 포함한다. 또한, 위킹 서지는, 약 35gsm의 평량을 갖는 제2 서지 구성요소를 포함하고, 섬유들의 6μ 이하의 더스팅의 3gsm 이하를 선택적으로 포함할 수 있는 작은(8 내지 18μ) 직경의 습윤성(40 내지 60°의 전진 접촉각) 섬유들을 포함한다. 바람직하게, 이러한 제2 서지 구성요소는, 비교적 높은 밀도를 갖고, 비교적 작은 평균 기공 크기를 나타낸다. 대안적으로, 제1 서지 구성요소 자체는, 일 실시예에서, 약 30 내지 55gsm의 평량을 갖는 제1 서브구성요소를 포함하는 두 개의 제1 서지 서브구성요소 및 제1 서지 서브구성요소보다 작은 직경의 섬유들을 갖고 약 0 내지 25gsm의 평량을 갖는 제2 서지 서브구성요소로 이루어진다. 대안적으로, 제2 서지 구성요소도, 약 12 내지 15gsm의 평량을 갖는 서브구성요소 및 제1 서브구성요소보다 직경이 작은 섬유들을 갖고 약 0 내지 3gsm의 평량을 갖는 서브구성요소를 포함하는 두 개의 서브구성요소로 이루어진다. (본 실시예와 이전 실시예에서) 서지층의 최소 섬유들은, 바람직하게, Z 방향으로 섬유성 라이너 기능성 구성요소로부터 가장 멀리 있다.

이러한 단일 직물 구조가 많은 방법에 의해 제조될 수 있다는 점을 이해하기 바란다. 후술하는 방법들은, (본원에서 언급한 용융스피닝 기술들의 다수의 뱅크 등의 다수의 뱅크 또는 빔을 갖는) 단일 기계에서 또는 다수의 뱅크나 빔을 구비하는 일련의 다수의 연결된 인라인 기계들에서 실시할 수 있다. 뱅크 또는 빔 배열은, 평면형 단일 직물을 제조하도록, 설명하는 순서로 될 수 있고, 대안적으로, 역순으로 될 수도 있다. (별도의 접착제층 없이) 전체 복합물이 단일 직물 구조에 접합되기 전에, 뱅크를 사용하여, 하나의 기능성 구성요소가 다른 하나의 기능성 구성요소 상에 있는 연속 섬유들 또는 (스테이플 섬유들 등의) 불연속 섬유들을 제조한다. 이어서, 단일 직물을 저장할 수 있고, 또는, 전술한 바와 같이 일회용 제품에 배치되도록 변환 공정을 즉시 받게 할 수 있다. 예를 들어, 이러한 단일 직물 구조는, 인쇄, 다이 커팅, 슬릿팅, 또는 기타 처리 스테이션으로 즉시 이송될 수 있거나 차후 사용을 위해 세이브될 수 있다.

제조 방법의 제1 실시예에 있어서, 두 개 또는 세개의 뱅크 기계를 이용하여 라이너 및 서지 기능성 구성요소의 단일 직물 구조를 제조할 수 있다. 이러한 방법에서, 섬유성 라이너 기능성 구성요소는 제1 뱅크로부터 제조된다. 라이너 기능성 구성요소는 크림프 또는 비-크림프/텍스처 섬유를 포함할 수 있다. 이러한 섬유성 라이너 기능성 구성요소의 제조 후, 제2 기계 뱅크로부터의 제조된 섬유성 서지 기능성 구성요소를 섬유성 라이너 기능성 부품 상에 직접 피착시켜 복합체를 제조할 수 있으며, 이어서 단일 직물 구조가 제조되도록 별도의 접착제층을 사용하지 않고 두 개의 구성요소의 복합체를 접합 또는 고정할 수 있다. 섬유성 서지 기능성 구성요소는 벌크를 위한 크림프 섬유들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 세 개의 기계 뱅크를 이용하여 단일 직물 구조를 제조할 수 있는데, 이때, 제3 뱅크를 사용하여 제1 섬유성 서지 기능성 구성요소 상에 제2 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조한다. 이러한 실시예에서, 라이너 구성요소는 크림프 또는 넌크림프 섬유들을 포함할 수 있고, 제2 기계 뱅크와 제3 기계 뱅크 상에 제조된 두 개의 서지 구성요소는 각각 서로 다른 크림프 섬유를 포함할 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하는 데 사용되는 제1 기계 뱅크는, 넌크림프 라이너 기능성 구성요소와 크림프 서지 기능성 구성요소를 제조 및 피착하도록 나누어질 수 있는 한편, 제2 기계 뱅크는 크림프 서지 기능성 구성요소를 제조 및 피착한다. 이러한 실시예에서, 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하는 데 사용되는 제1 기계 뱅크는, 섬유 번들의 일 섹션이 비-크림프 라이너 기능성 구성요소를 제조하고 섬유 번들의 나머지 섹션이 크림프 서지 기능성 구성요소를 제조하고 이러한 구성요소들이 웹포머(webformer) 상에 동시에 피착되고 부분적으로 집적되도록, "나누어진 다발"(split bundle)로서 구성되는 한편, 제2 기계 뱅크는 크림프 서지 기능성 구성요소를 제조 및 피착한다.

제조 방법의 제2 실시예에서는, 섬유성 라이너 서지 및 코어 랩 기능성 구성요소들이 단일 직물 구조의 일부로서 제조된다. 이러한 구성에서, 제1 기계 뱅크를 이용하여 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하거나 대안적으로 (전술한 바와 같은) "나누어진 다발"로서 섬유성 라이너 기능성 구성요소와 섬유성 서지 기능형 구성요소를 제조할 수 있다. 제2 기계 뱅크를 이용하여 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조할 수 있는 한편, 제3 기계 뱅크를 이용하여 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소(예를 들어, 멜트블로운 웹) 또는 대안적으로 제2 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조할 수 있다. 대안적인 실시예에서는, 제4 기계 뱅크를 이용하여 두 개의 서지 기능성 구성요소 시스템에 대한 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소를 제조할 수 있다. 단일 직물 구조를 제조하기 위한 복합체의 최종 접합 단계 전에 각 뱅크가 각자의 기능성 구성요소를 이전 뱅크에서 제조된 구성요소 상에 제조 및 피착한다는 점을 이해하기 바란다. 다수의 서지 기능성 구성요소들이 채택되는 그러한 시스템에서는, 구배 크림프 레벨을 생성하도록 서로 다른 레벨의 크림프들과 서로 다른 크림프 섬유들을 채택할 수 있다.

제조 방법의 제3 실시예에서, 섬유성 라이너 기능성 구성요소와 섬유성 위킹 서지/흡입 기능성 구성요소는, 접합되기 전에 두 개 내지 네 개의 기계로부터 제조될 수 있다. 바람직하게, 섬유성 위킹 서지/흡입 기능성 구성요소는 형성 공정 동안 섬유들의 기계 방향 배향을 나타낸다. 이러한 조합의 한 가지 대안에서, 섬유성 라이너 기능성 구성요소는 제1 기계 뱅크로부터 제조 및 피착될 수 있다. 이어서, 인접하는 제2 뱅크를 이용하여 섬유성 위킹 서지 기능성 구성요소를 제조 및 피착할 수 있다. 선택 사항으로, 이어서, 제3 기계 뱅크를 이용하여, 단일 직물 구조의 위킹 성능을 더욱 개선하도록 추가 멜트블로운계 구성요소를 섬유성 위킹 서지 기능성 구성요소 상에 피착할 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 제1 기계 뱅크를 이용하여 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조 및 피착할 수 있다. 제2 기계 뱅크를 이용하여 섬유성 흡입 서지 기능성 구성요소를 제조하여 라이너 기능성 구성요소 상에 피착할 수 있다. 이어서, 제3 기계 뱅크를 이용하여 섬유성 위킹 서지 기능성 구성요소를 제조하여 섬유성 흡입 서지 기능성 구성요소 상에 피착할 수 있다. 이어서, 선택 사항인 제4 기계 뱅크를 이용하여 멜트블로운계 위킹층을 섬유성 흡입 서지 기능성 구성요소 상에 제조 및 피착할 수 있다. 또 다른 대안에서는, (기계 방향 배향된 섬유가 필요 없는 흡입 서지 및 기계 방향 배향된 섬유들을 갖는 위킹 서지 등의) 두 개의 서로 다른 유형의 서지 구성요소를 제조하는 것 대신에, 두 개의 위킹 서지 구성요소 등의 동일한 서지 구성요소 두 개를 두 개의 기계 뱅크에 의해 제조할 수 있다.

전술한 단일 직물 구조의 제조 방법 동안, 각 기계 뱅크 자체를 이동시켜 각 섬유성 구성요소를 피착된 구성요소를 유지하고 있는 정지형 캐리어 위에 제조할 수 있고, 또는 대안적으로, 피착된 구성요소들을 뱅크들 간에 피착된 구성요소들을 이송하며 결국 다성분 복합체를 별도의 접착제층 없이 접합될 수 있는 접합 스테이션에 이송하는 데 사용되는 시트 또는 포밍 와이어 등의 이동형 캐리어 상에 피착시킬 수 있다는 점을 인식하기 바란다. 이어서, 다성분 복합체를, 전술한 접합 기술들 중 임의의 것, 예를 들어, 롤계 포인트 접합 스테이션, (가열된 공기 등의) 스루에어 접합 스테이션, 또는 초음파 접합 스테이션에 노출시킬 수 있다. 이어서, 형성된 단일 직물 구조를 권취 스테이션에 이송할 수 있고, 또는 대안적으로, 제품 변환 영역으로 직접 이송할 수 있다. 각 기계 뱅크들로부터의 다양한 구성요소들의 제조 동안, (물리적 속성이 다른) 다양한 섬유 유형들 및 섬유 조성물들을 채택하여, 구배, 로프트(loft), 향상된 위킹 등, 원하는 직물 구조를 향상시킬 수 있다는 점을 인식해야 한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 다양한 방사상 단면을 갖는 섬유들을 이용하여 특정한 방향으로의 위킹을 향상시킬 수 있다. 또한, 제조 방법이 복합체의 포인트 접합을 포함해야 한다면, 일 실시예에서, 스펀본드 구성요소를 접합 롤의 점들 중 충돌점에 가장 가깝게 배치하는 것이 바람직하다. 추가 실시예에서, 코어 랩 기능성 구성요소가 멜트블로운 섬유와 스펀본드 섬유 모두를 포함하는 것이 바람직하며, 이때 스펀본드 섬유들은 Z 방향으로 라이너 기능성 구성요소로부터 가장 멀리 위치한다.

도면의 설명

평면형 단일 유체 흡입 시스템의 단일 직물 기재 실시예들을 더 예시하도록, 본 발명의 단일 직물 기재가 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다. 도 1의 단면도에서 알 수 있듯이, 두 개의 기능성 구성요소 복합체(10)가 Z 방향(깊이)으로 도시되어 있다. 두 개의 기능성 구성요소 복합체는, 두께(29)를 갖는 섬유성 라이너 기능성 구성요소(20) 및 두께(30)를 갖는 섬유성 서지 기능성 구성요소(25)를 포함한다. 두 개의 기능성 구성요소들은, 하나의 기능성 구성요소가 나머지 기능성 구성요소 상에 피착되고 복합체가 접합됨에 따라, 이들의 계면(27)을 따라 직접 접하고 있다. 전체 복합체도 두께(28)를 갖고, 이 두께는, 바람직하게, 별도의 접착제층에 의해 적층되었을 통상적으로 별도로 제조된 층들을 위해 존재하는 두께보다 작다. 본 발명의 형성 방법을 채택함으로써, 각 구성요소(29, 30)의 두께와 평량이, 필요시, 별도로 제조되어 설치된 층들의 두께와 평량보다 상당히 작을 수 있고, 이에 따라 전체 질량이 작다.

도 2는, 평면형 유체 흡입 단일 직물 구조의 대안적인 실시예의 단면도를 도시한다. 도면에서 알 수 있듯이, 단일 직물 구조(40)는 두 개보다는 세 개의 구성요소를 갖는 것으로 예시되어 있다. 섬유성 라이너 기능성 구성요소(20)는, 계면(27)에서 인접하는 제1 섬유성 서지 기능성 구성요소(25) 상에 피착된다. 그러나, 제2 섬유성 서지 기능성 구성요소(26)도 제1 섬유성 서지 기능성 구성요소(25)와 직접 접하도록 계면(31)에서 피착된다. 일례로, 이러한 제1 및 제2 서지 기능성 구성요소들은 동일한 섬유성 재료로 될 수 있고 또는 서로 다른 섬유성 재료로 될 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 서지 기능성 구성요소들은 (전술한 바와 같이) 모두 위킹 서지 기능성 구성요소들일 수 있고, 또는 대안적으로, 흡입 서지 기능성 구성요소와 위킹 서지 기능성 구성요소일 수 있다. 전체 복합체는, 별도로 제조되고 별도로 접합된 후 접착제로 접합된 층들의 통상적인 두께보다 바람직하게 작은 두께(32)를 갖는다. 이러한 단일 직물 구조에서는, 적어도 두 개의 별도의 접착제층에 해당하는 질량이 없다.

도 3은 평면형 유체 흡입 단일 직물 구조의 추가 대안적인 실시예의 단면도를 도시한다. 본 실시예에서는, 세 개의 기능성 구성요소 유체 흡입 시스템(50)이 예시되어 있으며, 이 시스템은, 계면(27)에서 섬유성 서지 기능성 구성요소(25)에 인접하는 섬유성 라이너 기능성 구성요소(20)를 포함한다. 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소(45)는 계면(33)에서 섬유성 서지 기능성 구성요소에 인접한다. 전체 복합체(50)는, 별도로 제조된 후 접합된 층들의 두께와 평량보다 바람직하게 작은 전체 두께(51)와 평량을 갖는다.

도 4는 흡수 용품, 특히, 패드(60) 등의 여성 위생 용품에서의 본 발명의 단일 직물 구조의 사용을 예시한다. 일회용 개인 위생 흡수 용품은, 흔히, 유사한 구조적 구성요소들을 공유하며, 이에 따라, 흡수 용품의 모든 클래스를 도시하지는 않는다. 그러나, 전술한 바와 같이, 본 발명의 단일 직물 구조를 많은 유형의 개인 위생 흡수 용품에 사용할 수 있다는 점을 이해하기 바란다. 예시한 것과 같은 흡수 용품은, 흔히, 사용자 피부 대향 면(62)을 갖는 유체 투과성 탑시트 또는 라이너 층을 포함한다. 탑시트는 바람직하게 부드러우며, 습윤성을 갖도록 처리되거나 설계될 수 있다. (도 5에서) 의복 대향 면(64)을 갖는 유체 불투과성 백시트층(또는 배플; 63)은, 흔히, 흡수 용품(65)의 경계를 따라 라이너 층에 접합된다. 유체 불투과성 백시트 층(63)은, 유체가 흡수 용품의 외부로 누출되어 사용자의 의복이나 침구로 흐르는 것을 정지시키는 장벽을 제공한다. 이러한 백시트 층은 통기성일 수 있으며, 흔히, 고분자 필름 또는 다른 장벽 재료로 구성된다. 흡수성 코어층(70)은, 라이너 층을 통해 흡수 용품에 들어오는 흡수된 유체를 보유하도록 라이너 층과 백시트 층 사이에 밀폐된다. 흡수성 코어층은 흔히 초흡수체를 포함하며, 셀룰로오스 재료는 주로 셀룰로오스 재료로 구성될 수 있고, 대안적으로, 고 보유력 합성 재료로 유지될 수 있고, 또는 대안적으로, 셀룰로오스 재료와 합성 섬유 재료의 조합일 수 있다. 도면에서 알 수 있듯이, 이러한 용품은, 통상적으로 (Y축을 따른) 길이 방향 L과 X축을 따른 가로 방향 T를 갖는다. 물품은 Z축을 따른 깊이 방향도 갖는다.

선택 사항으로, 이러한 여성 위생 패드는, 사용자의 속옷에 흡수 용품을 부착하기 위한 날개형 플랩 구조(66)를 포함할 수 있다. 이러한 날개형 플랩 구조는, 흔히, 흡수 용품의 가로 방향을 따른 라이너층과 백시트층의 연장부이다. 이것은 도시한 바와 같이 일체형 연장부일 수 있고, 또는 별도로 부착된 구조일 수 있다. 예시한 패드는, 흡수 용품을 사용자의 속옷에 고정하도록 (도 5에 도시한 바와 같이) 의복 대향 면(64) 상에 백시트(63) 밑면을 따라 의복 부착 접착 패치(68)를 포함한다. 이러한 패치는, 날개형 플랩(66)의 밑면 상에 위치할 수 있고, 또는 대안적으로, 백시트층(63)의 중심 길이 방향 L을 따라 의복 대향 면(64)에 위치할 수 있다. 통상적으로, 접착 패치 커버 또는 릴리스 시트(72)는 사용 전 접착제의 보호와 보존을 위해 접착 패치 위에 배치된다.

이러한 흡수 용품은, 라이너층 상에 피착되는 사용자로부터의 갑작스러운 서지를 취급하고 이송하고 흡수성 코어층으로 흐르게 하도록, 라이너층과 흡수성 코어층 사이에 위치하는 별도의 서지 또는 유체 흡입층을 포함할 수 있다. 흡수 용품이 흡수성 코어층(70) 내에 초흡수체 또는 작은 섬유/입자를 포함한다면, 이러한 용품이, 초흡수체 또는 기타 입자들이 코어층(70)으로부터 용품(60)의 외부로 누출되는 것을 방지하는 장벽을 제공하도록 흡수성 코어층(70)의 치수를 ("C" 또는 "U" 처럼) 완전히 또는 부분적으로 둘러싸는 엔벌로프 시트(envelope sheet)를 포함하는 것도 흔한 것이다.

도 4의 선 5-5를 따라 절취한 단면도가 도 5에 예시되어 있다. 도면에서 알 수 있듯이, 단일 직물 구조(10)가, 용품에 배치되었으며, 라이너 구성요소 기능성(20)과 서지 구성요소 기능성을 용품(60)에 제공한다. 이러한 단일 직물 구조(10)는, 일 실시예에서, 백시트층(63)과 동일한 길이 방향 L 및 가로 방향 T를 따라 연장되며, 사실상 경계 에지(65)를 따라 백시트층(63)에 접합된다. 이러한 단일 직물 구조는 흡수성 코어층(70) 위에 배치된다.

도 4의 선 6-6을 따라 절취한 도 6의 단면도로 도시한 바와 같은 도 4의 대안적인 실시예에서는, 라이너 기능성 구성요소(20), 서지 기능성 구성요소(25), 및 코어 랩 기능성 구성요소(45)를 포함하는 단일 직물 구조가 예시되어 있다. 이전 실시예에서와 같이, 이러한 단일 직물 구조는, 일 실시예에서, 백시트층(63)과 동일한 길이 방향 L 및 가로 방향 T를 따라 연장되며, 사실상 경계 에지(65)를 따라 백시트층(63)에 접합된다. 이러한 단일 직물 구조는 흡수성 코어층(70) 위에 배치된다. 이러한 방식으로, 흡수성 코어층(70)은, 초흡수성 재료가 용품의 외부로 불필하게 누출되는 것을 방지하는 장벽을 갖는다.

본 발명의 대안적인 실시예에서, 단일 직물 구조는 기저귀의 형태로 된 유아/어린이 위생 흡수 용품에 배치된다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 기저귀(100)는, 제1 허리 영역(102)과 제2 허리 영역(104)을 갖고, 이 허리 영역들이 가랑이 영역(106)에 연결된 것으로 도시되어 있다. 전술한 여성 위생 용품처럼, 기저귀(100)는, 액체 투과성 탑시트층 즉 라이너층(110), 및 액체 불투과성 백시트층 즉 배플층(120)을 포함한다. 백시트층은 필요시 통기성을 가질 수 있다. 흡수성 코어층(135)은 탑시트층(110)과 백시트층(120) 사이에 협지된다. 흡수성 구조는, 적어도 탑시트층과 흡수성 코어층 사이에 위치하는 서지층(130)도 포함한다. 내측에 위치하는 서지층과 흡수성 코어층은, 용품의 길이 방향 또는 가로 방향을 따라 동일한 치수일 수 있고 또는 도시한 바와 같이 서로 다른 치수일 수 있다. 흡수성 코어층은, 또한, 전술한 바와 같은 코어 랩을 포함할 수 있다. 기저귀(100)는, 또한, 가랑이 영역에서 사용자의 다리에 대한 편안한 착용을 유지하는 것을 보조하기 위한 탄성 재료(140), 및 허리 부분들을 고정하는 것을 보조하기 위한 고정 수단(145)을 포함한다. 여성 위생 용품과 관련하여 언급한 바와 같이, 본 발명의 단일 구조는 탑시트층 및 기저 서지층으로서, 탑시트층, 기저 서지층, 및 코어 랩으로서, 또는 대안적으로, 서지층과 코어랩 층으로서 사용될 수 있다.

단일 직물 구조는, 분리되어 있는 제조 장비로부터 진행되고, 집적을 위해 별도로 접합된 후, 별도로 제조된 층들을 접합하도록 개별적인 접착제층들을 사용하여 접합되는 다수의 개별적인/분리된 제조 공정들과는 대조적으로, (예를 들어, 집적 구조를 생성하도록 하나의 기능성 구성요소 상에 다른 하나의 기능성 구성요소인 인라인 형성되는) 인라인 제조 공정을 이용하여 제조된다. 본 발명의 단일 직물 구조를 위해, 초기 제조 공정 동안 다양한 기능성 구성요소들이 하나의 복합체로 집적되며, 이때, 기능성 구성요소들의 조합에 따라, 바람직하게, 단순히 서로 적층되는 흡수 용품의 통상적으로 별도로 제조된 기능성 층들 대 직물에 있어서 전체 평량이 감소된다. 이러한 단일 직물 구조는, 예를 들어, 라이너와 서지 복합 직물 구조로서, 라이너로서, 서지 및 코어 랩 복합 직물 구조로서, 또는 대안적으로, 서지 및 코어 랩 복합 직물 구조로서 개인 위생 흡수 용품 내에 채택될 수 있다.

본 발명의 단일 직물 구조는, 통상적으로 별도의 라이너, 서지, 흡입, 유체 획득, 위킹, 분산 또는 코어 랩 층들로서 기능하였던 개별적인 직물층들을 대체할 수 있다. 단일 직물 구조는, 바람직하게 일 실시예에서는, 전체 질량이 감소되면서, 이러한 다양한 층들의 많은 기능적 성능들을 동일하거나 더욱 양호한 기능적 성능을 갖는 하나의 복합체로 접합한다. 그 결과, 흡수 용품에서의 직물층들의 개수 및 이러한 층들을 함께 유지하도록 일반적으로 채택되는 접착량이 감소된다. 이러한 단일 직물 구조에서는, 다수의 기능성 층들을 단일 제품으로 변환하는 데 정상적으로는 필요한 추가 제조 공정이 필요없다. 또한, 이러한 단일 구조는, 바람직하게, 서로 다른 기능을 갖는 다수의 접합된 층들보다 얇고, 직물과 접착제의 통상적인 개인 위생 흡수 용품 층들에 비해 실시예에 따라 더욱 유연할 수 있다. 단일 직물 구조의 특정한 설계에 의해, 기능적으로 유리하고 질량 효율적인 복합 재료를 얻게 된다.

본 발명의 단일 직물 구조는, 접착제로 함께 적층되는 별도로 제조된 층들에서 흔한 층간 연결에 연관된 문제점들을 다룬다. 접착제로 접합된, 별도로 제조된 층들의 계면에서의 공간적 갭이 제거되거나 감소된다. 또한, 접착제의 별도의 층들을 사용하는 것도 제거되며, 이에 따라 (흔히 소수성인) 이러한 접착제층(들)에 의해 생성되는 유체 경로 방해물과 경화 소자들이 감소된다. 단일 직물 구조에서는, 별도의 코어 랩 층들과 이에 따른 접착제를 사용할 필요가 없다. 이러한 기능적 개선의 결과, 작은 직경의 섬유(일반적으로 멜트블로운 섬유) 코어 랩들이 불필요하다. 유체는 한 층으로부터 다른 한 층으로 유도되어 결국 코어층으로 향하며, 이에 따라, 피부 건조성을 유지할 수 있으며, 사용자의 피부에 있는 제품 표면 상에는 유체 잔여물이 거의 없다.

유체 취급시 요구되는 각 기능성 구성요소를 위한 질량만큼만 이용함으로써, 단일 구조의 질량 효율을 달성한다. 단일 직물 구조에서의 라이너 구성요소의 기능적 역할은, 부드러운 피부 접촉을 제공하고, 제품 변환 및 사용시 적절한 강도를 제공하고, 구성 접착제와 기타 내층 구성요소들이 사용자의 피부로 다시 이동하는 것을 방지하는 것을 포함한다. 서지층 구성요소의 기능적 역할은, (짧은 기간/일시적 유체 유지 능력에 의해) 빠른 유체 흡입, 수평 유체 확산과 분산, 및 코어층으로의 상당한 유체 해제를 수용하는 것이다. 코어랩 기능성 구성요소의 기능적 역할은, 제품을 벗어나는 초흡수체 이동에 대한 장벽으로서 기능하는 것이며, 이때 층들의 각각은 별도의 접착제층 없이 복합 구조에서 유지된다.

본 발명을 예를 들어 일반적으로 그리고 상세하게 설명하였다. 통상의 기술자는, 본 발명이 특정하게 개시한 실시예들로 반드시 한정되지 않으며 다음에 따르는 청구범위 또는 그 균등물에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 수정과 변동을 행할 수 있음을 이해한다.

Claims (21)

1. 유체 흡입을 위한 적어도 두 개의 기능성 구성요소(functional components)의 복합체를 포함하고, 여기서 상기 두 개의 기능적 구성요소는 섬유성 라이너 기능성 구성요소(fibrous, liner functional component) 및 적어도 하나의 섬유성 서지(surge) 기능성 구성요소를 포함하되, 상기 기능성 구성요소들(섬유성 라이너 기능성 구성요소, 섬유성 서지 기능성 구성요소)은, 상기 복합체 내에서 서로 바로 인접하여 위치하고 서로 직접 접촉하면서 함께 유지되고,
   상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 직경이 10μ를 초과하는 크기의 4 내지 6gsm의 섬유들, 및 직경이 10μ 미만인 크기의 0 내지 2gsm의 섬유들을 가지는, 개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 10 내지 18μ 직경의 섬유들로 구성되고 75 내지 80°의 전진 접촉각(advancing contact angle)를 나타내는 친수성 섬유들로 구성된, 단일 직물 구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 친수성 섬유들은 12 내지 18μ 직경의 섬유들로 구성된, 단일 직물 구조.
4. 제3항에 있어서, 상기 친수성 섬유들은 15 내지 18μ 직경의 섬유들로 구성된, 단일 직물 구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 직경이 10μ를 초과하는 크기의 섬유들로 이루어진 6gsm의 평량을 갖는, 단일 직물 구조.
6. 제1항에 있어서, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소는, 직경 크기가 25 내지 40μ인 습윤성 섬유들, 및 직경 크기가 8 내지 18μ인 습윤성 섬유들의 혼합물을 포함하고, 상기 섬유들은 40 내지 60°의 전진 접촉각을 나타내는, 단일 직물 구조.
7. 제6항에 있어서, 상기 섬유들의 혼합물은, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소가 0.03 내지 0.05g/cc의 밀도를 나타내도록 크림프(crimp), 텍스처(texture), 컬(curl), 벤드(bend), 또는 이들의 조합을 나타내는 섬유들을 포함하는, 단일 직물 구조.
8. 제1항에 있어서, 상기 복합체는 작은 접합 면적을 갖는 개방 접합 패턴에 의해 함께 유지되는, 단일 직물 구조.
9. 제1항에 있어서, 상기 복합체는 자생적으로(autogenously) 함께 유지되는, 단일 직물 구조.
10. 제1항에 있어서, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소에 바로 인접하여 위치하는 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소(fibrous, core wrap functional component)를 더 포함하고, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소가 상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소와 상기 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소 사이에 협지되는, 단일 직물 구조.
11. 제10항에 있어서, 상기 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는 초흡수성 입자 이동에 대한 장벽 수단으로서 기능할 수 있는 구조를 포함하는, 단일 직물 구조.
12. 제10항에 있어서, 상기 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는, 40 내지 60°의 전진 접촉각을 나타내며 2 내지 6μ의 직경을 갖는 습윤성 섬유들로 이루어진, 단일 직물 구조.
13. 제12항에 있어서, 상기 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소는, 섬유들의 6μ 이하의 더스팅(dusting)의 3gsm 이하를 포함하는, 단일 직물 구조.
14. 제1항에 있어서, 상기 직물 구조는 X, Y, Z 방향을 갖고, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소는 제1 서지 기능성 구성요소와 제2 서지 기능성 구성요소를 포함하고, 상기 제1 서지 기능성 구성요소는, 직경이 25 내지 40μ인 습윤성 섬유들 및 직경이 8 내지 18μ인 습윤성 섬유들의 혼합물을 포함하고, 상기 습윤성 섬유들은 40 내지 60°의 전진 접촉각을 갖고, 상기 제2 서지 기능성 구성요소는, 직경이 8 내지 18μ이고 40 내지 60°의 전진 접촉각을 갖는 습윤성 섬유들을 포함하는, 단일 직물 구조.
15. 단일 직물 구조는 유체 흡입을 위한 적어도 두 개의 섬유성 기능성 구성요소의 복합체를 포함하고,
    a) 제1 기계 뱅크로부터 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하는 단계;
    b) 적어도 제2 기계 뱅크로부터 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계;
    c) 상기 섬유성 기능성 구성요소들(섬유성 라이너 기능성 구성요소, 섬유성 서지 기능성 구성요소) 중 하나를 나머지 하나에 피착하여 복합체를 형성하는 단계; 및
    d) 접착제층을 사용하지 않고, 상기 섬유성 기능성 구성요소들(섬유성 라이너 기능성 구성요소, 섬유성 서지 기능성 구성요소)을 접합 또는 직접 부착하여 단일 직물 구조를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 직경이 10μ를 초과하는 크기의 4 내지 6gsm의 섬유들, 및 직경이 10μ 미만인 크기의 0 내지 2gsm의 섬유들을 가지는, 개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조의 제조 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소는 크림프형(crimped) 섬유, 벤드형(bent) 섬유, 컬형(curled) 섬유, 또는 텍스처형(textured) 섬유를 포함하는, 단일 직물 구조의 제조 방법.
17. 단일 직물 구조는 유체 흡입을 위한 적어도 세 개의 섬유성 기능성 구성요소의 복합체를 포함하고,
    제1 기계 뱅크로부터 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하는 단계;
    적어도 제2 기계 뱅크로부터 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계;
    적어도 제3 기계 뱅크로부터 적어도 하나의 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소를 제조하는 단계;
    상기 섬유성 서지 기능성 구성요소 또는 구성요소들을 상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소 상에 피착하는 단계;
    상기 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소를 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소 또는 구성요소들 상에 피착하는 단계; 및
    접착제를 사용하지 않고, 상기 섬유성 기능성 구성요소들(섬유성 라이너 기능성 구성요소, 섬유성 서지 기능성 구성요소, 섬유성 코어 랩 기능성 구성요소)의 모두를 접합 또는 직접 부착하여 단일 직물 구조를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 직경이 10μ를 초과하는 크기의 4 내지 6gsm의 섬유들, 및 직경이 10μ 미만인 크기의 0 내지 2gsm의 섬유들을 가지는, 개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조의 제조 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 단일 직물 구조 내에 통합되도록 두 개의 기계 뱅크로부터 두 개의 섬유성 서지 기능성 구성요소가 제조되고, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소들은 각자의 섬유에 있어서 서로 다른 레벨의 크림프를 포함하는, 단일 직물 구조의 제조 방법.
19. 단일 직물 구조는 유체 흡입을 위한 적어도 두 개의 섬유성 기능성 구성요소의 복합체를 포함하고,
    제1 기계 뱅크로부터 섬유성 라이너 기능성 구성요소를 제조하는 단계;
    적어도 제2 기계 뱅크로부터 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 섬유성 서지 기능성 구성요소는 기계 방향 배향을 부여하는 공정을 통해 제조되는 것인, 상기 섬유성 서지 기능성 구성요소를 제조하는 단계;
    상기 섬유성 기능성 구성요소들(섬유성 라이너 기능성 구성요소, 섬유성 서지 기능성 구성요소) 중 하나를 나머지 상에 피착하여 복합체를 형성하는 단계; 및
    접착제층을 사용하지 않고서, 상기 섬유성 기능성 구성요소들(섬유성 라이너 기능성 구성요소, 섬유성 서지 기능성 구성요소)을 접합 또는 직접 부착하여 단일 직물 구조를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 섬유성 라이너 기능성 구성요소는, 직경이 10μ를 초과하는 크기의 4 내지 6gsm의 섬유들, 및 직경이 10μ 미만인 크기의 0 내지 2gsm의 섬유들을 가지는, 개인 위생 흡수 용품 내에 사용하기 위한 단일 직물 구조의 제조 방법.
20. 제1항의 단일 직물 구조를 포함하는 흡수 용품으로서, 상기 흡수 용품은, 여성 위생 용품들, 유아 위생 용품들, 및 성인 위생 용품들로 이루어지는 그룹에서 선택되는, 흡수 용품.
21. 제17항에 있어서, 각 섬유성 기능성 구성요소는 서로 다른 구조적 또는 형상 구성을 갖는 섬유들로 이루어진, 단일 직물 구조의 제조 방법.

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