KR102635401B1 - 위생 용품들을 위한 다층 흡수 요소의 제조 방법 및 장치 (method and apparatus of manufacturing a multilayer absorbing element for sanitary articles) - Google Patents

위생 용품들을 위한 다층 흡수 요소의 제조 방법 및 장치 (method and apparatus of manufacturing a multilayer absorbing element for sanitary articles) Download PDF

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Abstract

위생 용품들 내에 통합되기 쉬운 유기 유체들을 위한 다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300)에 있어서, 상기 장치는:
- 복수의 제 1 돌출 요소들(31)을 가지고 그리고 사용하는 경우에 시트 소재의 제 1 레이어(11)에 의해 맞물리도록 구성되는 엠보싱 롤러(310);
- 엠보싱 롤러(310)의 제 1 돌출 요소(31)를 각각 수용하기에 적합한 복수의 공동들(32) 및 복수의 제 2 돌출 요소들(33)을 가지고, 그리고 사용하는 경우에 시트 재료의 제 1 레이어(11)에 의해서만 맞물리도록 구성되고, 그리고 이후에 시트 재료의 제 2 레이어(12)에 의해 그리고 시트 재료의 제 1 레이어(11)에 의해 공동으로 사용되는 관통 롤러(320);
- 응집력(cohesion) 및 드릴링(drilling) 유닛(330);
상기 구성은 엠보싱 롤러(310) 및 구멍 난(perforated) 롤러(320)에 의해 변형된 후에, 피어싱된 롤러(320) 상에서 계속해서 미끄러지는 시트 재료(11)의 제 1 레이어에 대한 구성이며, 시트 재료의 제 2 레이어(12)는 중첩(superimpose)되고, 그리고 시트 소재의 제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12)는 함께 제 1 레이어(11)의 중간 구역들(14)에서 결합 및 피어싱 유닛(330)으로 운반되고, 상기 제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12)를 통과하는 복수의 구멍들(15)을 형성하는 것 및 복수의 구멍들(15)에 또는 근처에 결합하는 것이 제공된다.

Description

위생 용품들을 위한 다층 흡수 요소의 제조 방법 및 장치 (METHOD AND APPARATUS OF MANUFACTURING A MULTILAYER ABSORBING ELEMENT FOR SANITARY ARTICLES)
본 발명은 위생 용품들, 특히 소위 "탑시트(topsheet)"를 위한 다층 흡수 요소(multilayer absorbent element)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이러한 요소를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
어린이용 기저귀들, 노인용 및 가벼운 요실금 제품들 그리고 여성용 위생 패드들과 같은 흡수 기능을 가진 많은 위생 용품(sanitary article)들이 시장에 나와 있다.
일반적으로, 이러한 용품들은 흡수성 코어(absorbent core) 및 또한 흡수성인 다층 요소를 포함한다. 일반적으로 "탑시트"로 의미(denote)되는 후자는 사용 중에 사용자의 피부와 흡수 코어 사이에 개재된다(interpose).
탑시트의 기능은 유기 유체의 흐름(예를 들어, 소변 또는 월경 혈액)을 수집하고, 그리고 이를 아래의 흡수 코어로 전달하여 사용자에게 편안함과 건조함의 느낌을 제공하도록 한다. 따라서, 탑시트들은 부드러우며 사용자에게 좋은(nice) 측면이어야 하고 그리고 우수한 흡수 특성들을 가져야한다.
일반적으로, 탑시트의 구조는 2개의 오버랩한 시트 소재 레이어들에 의해 형성된다. 제 1 레이어는 수용체(receptor)로서 작용(act)하며, 그리고 사용 중에 사용자의 피부와 접촉하고; 따라서, 이러한 제 1 레이어는 부드러워야 하고 "보풀(lint)" 경향을 약간 가져야하는, 즉 섬유질 또는 롬의 잔여물(loamy residue)들의 방출이어야 한다. 상부(upper) 레이어 및 흡수 코어 사이에 개재된 제 2 레이어는 제 1 레이어에 대해 더 큰 모세관 력(capillary power)이 제공되고 더 밀도가 높아야 하며, 이로 인해 유기 유체를 흡수 코어로 배출 및 전달함으로 인해 후자를 건조시킨다.
알려진 탑시트들은, 2개의 레이어 각각이 상기 언급된 각 특성들을 가지는 것을 보장하기 위해, 이러한 구조는 상이한 타입의 "부직포(non-woven fabric)(NWF)"의 시트 소재의 2개의 레이어들을 커플링시킴으로써 얻게 된다. NWF 레이어들은 피어싱(pierce)될 수 있고, 이에 따라 제 1 상부 레이어로부터 제 1 하부 레이어로의 액체의 배출을 용이하게 한다. 게다가, 탑시트를 특히 부드럽게 만들기 위해, 돌출부(protrusion)들과 함몰부(depression)들의 교대에 의해 특징화 되는 "요철(concave-convex)"구조가 부여된다.
상기 언급된 형상 구조는 제 1 탑시트 레이어를 위해, 열수축성(heat-retractable) 섬유들("자체-압착 섬유(self-crimping fiber)들")에 의해 형성된, 즉 열과 자율적으로 수축할 수 있는 NWF를 사용(employ)하는 제조 프로세스(process)에 의해 일반적으로 얻어진다. 2개의 NWF 레이어들은 몇몇 접촉 포인트(point)들에, 예를 들어 초음파에 의해 처음으로(initially) 결합된다. 이렇게 커플링된 NWF 레이어들은 탑시트의 제 2 레이어를 구성하는 NWF에 존재하는 섬유들의 수축을 활성화시키는 열 처리를 받게 된다. 이러한 수축은 2개의 레이어들 상에 돌출부들 및 함몰부들의 형성을 유도한다.
그러나 방금 설명한 프로세스 및 결과 제품에는 몇몇 단점들이 나타난다.
먼저, 탑시트의 성형(shaping)은 흡수 코어에 접착을 보다 어렵게 만들고, 그리고 덜 신뢰하게 만든다.
더욱이, 상기 성형은 코일들 또는 패키징 스택(packaging stack)들 내에 탑시트의 저장을 최적화할 수 없으며, 또한, 이러한 조건들 때문에, 부여된 성형의 완전성(integrity)이 보장될 수 없다.
추가적인 단점은 NWF의 제 2 레이어에 대해 열 수축성 섬유들을 사용이 필요한 것에 있는데, 이는 제조 동작들에 필요한 비용들, 복잡성 및 시간 측면들에 생산 프로세스에 부정적인 영향을 미치기 때문이다.
따라서, 본 발명에 의해 제기되고 해결되는 기술적 문제는 다층 흡수 요소 및 종래 기술을 참조하여 상기 언급된 단점들을 극복할 수 있게 하는 관련 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이 문제는 청구항 제 1항에 따른 제조 방법 및 청구항 제 9 항에 따른 관련 장치에 의해 해결된다.
본 발명은 또한 청구항 제 20 항에 따른 다층 흡수 요소를 제공한다.
본 발명의 바람직한 특징들은 종속항들의 대상(subject)이다.
본 발명은 몇몇의 관련 이점들을 제공한다. 주요 장점은 흡수 요소가, 돌출부들 또는 함몰부들이 없는-그리고 특히 평평하고 그리고/또는 실질적으로 평평한-제 2 레이어가 흡수 코어에 또는 가능하게는 위생 용품의 다른 구성 요소들에 보다 잘 접착되는 것을 보장하는 개선된 구조를 가진다는 사실에 있다. 또한, 흡수 요소의 구조는 소재가 압축 당하거나 일반적으로 스택(stack)들 또는 코일(coil)들의 형태로 저장되는 경우에도, 소재의 특성들을 보다 잘 보존할 수 있게 한다.
바람직한 실시예에서, 흡수 요소에는 "마스킹(masking)" 효과를 얻기 위해 적합한 안료(pigment)들이 첨가될 수 있다. 이러한 특징들은 특히 소변 또는 월경 혈액과 같은 유색의 유기 유체들의 경우에 이해되고, 그리고 감소된 표면의 얼룩(stain)의 영역을 가지는 것 및 위생 용품의 상이한 요소들에 의해 흡수된 유체의 색을 시야로부터 마스킹하는 것으로 이루어진다.
일 실시예에서, 흡수 요소는 또한 위생 용품의 다른 구성 요소들로, 특히 흡수 코어로, 유기 유체의 분배 및 흡수를 가속시키는 요소인 획득 분포 레이어(Acquisition Distribution Layer, ADL)의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 전체 위생 용품의 제조 공정을 보다 간단하고 빠르고 그리고 저렴하게 만드는 것이 가능하다.
추가적으로, 본 발명의 다층 요소는 더 우수한 흡수 용량을 가질 수도 있고 그리고 통합된 위생 용품의 건조성을 보장하여, 이에 따라 사용자의 편의성을 향상시킬 수도 있다.
추가적으로, 본 발명에 따른 제조 방법은 제조 비용들을 감소시킬 수 있게 한다. 실제로, 이 방법은 간단하고 빠르며, 그리고 더욱이 덜 비싼 원료들의 사용을 요구한다. 실제로, 흡수 요소의 제 2 레이어에 열 수축성 섬유들과 NWF를 사용할 필요가 없어진다.
본 발명의 다른 이점들, 특징들 및 사용 방법들은 비-제한적인 예시의 방식에 의해 제시된 몇몇 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
첨부된 그림(drawing)들의 도면(figure)들을 참조할 것이며, 다음과 같다:
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡수 요소의 예시적인 개략 단면도(cross-sectional view)를 도시한다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡수 요소의 예시적인 개략 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡수 요소의 예시적인 개략 평면도(top view)를 도시한다.
도 3은 도 1 또는 도 2의 흡수 요소를 제조하기 위한 장치의 바람직한 제 1 실시예의 측면도(side view)를 나타내는 예시적인 개략도(schematic representation)를 도시한다.
도 4는 도 1 또는 도 2의 흡수 요소를 제조하기 위한 장치의 또 다른 바람직한 실시예의 측면도(lateral view)를 나타내는 예시적인 개략도를 도시한다.
도 5는 바람직한 실시예에 따른 도 3 또는 도 4의 자치의 엠보싱 롤러의 일부의 개략 사시도(perspective view)를 도시한다.
도 6은 바람직한 실시예에 따른 도 3 또는 도 4의 장치의 피어싱된 롤러의 일부의 예시적인 개략 사시도를 도시한다.
상기 도면에 도시된 두께 및 프로파일(profile)들은 예시들로서 이해되어야 하며, 그들은 확대될 수 있고 그리고 반드시 비례적으로 도시될 필요는 없다.
이하 본 발명의 다양한 실시예들 및 변형(variant)들이 상기 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
유사한 구성 요소들은 동일한 도면 부호로 다른 도면들에 표시되어 있다.
이하의 상세한 설명에서, 상세한 설명 자체에 이미 개시된 실시예들 및 변형들에 관한 실시예들 및 추가 변형들은 이미 언급된 것과의 차이점들에 대해서만 설명될 것이다.
더욱이, 이하에서 설명되는 다양한 실시예들 및 변형들은 일관성 있는 경우에, 조합(combination)하여 사용될 수 있다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡수 요소, 그리고 특히 소위 "탑시트(topsheet)"는 전체에 걸쳐 (100)으로 표시된다. 이러한 탑시트는 예를 들어 아기 기저귀들, 요실금(incontinence) 제품들 또는 위생 패드(sanitary pad)들과 같은 위생 용품들에 통합되기에 적합하다.
특히, 탑시트(100)는 시트 소재의 제 1 레이어(11) 및 시트 소재의 제 2 레이어(12)를 포함한다. 이러한 제 1 레이어(11) 및/또는 제 2 레이어(12)는 적층된 소재일 수 있다.
본 출원에서, 제 1 레이어(11)는 사용 중에 사용자의 신체와 접촉한다. 돌출부(13)가 없는 중간 구역(intermediate zone)들(14)인, 리세스(recess)들, 밸리(valley)들, 오목부들 또는 수축부들 및 돌출부(13)의 교대에 기초한 구조를 가진다. 본 예시에서, 중간 구역들(14)은 실질적으로 평평(flat)하거나 평면(planar)이다.
시트 소재의 제 2 레이어(12)는 실질적으로 함몰부들 또는 돌출부들이 없으며, 특히 실질적으로 평평하거나 평면이다.
본 실시예에서, 제 1 레이어(11)상의 돌출부들(13) 각각은 평면도 내에서 둥근 기하학 구조 및/또는 실질적으로 원형의 기하학 구조(geometry)를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서 돌출부들(13)은 원통형의 기하학 구조를 가진다. 가능한 실시예들은 반구(hemi-spherical)의 기하학 구조를 가지는 돌출부들(13)의 존재를 제공할 수 있다. 예시적인 구현에서, 돌출부들(13)의 기본 직경은 약 2mm이다.
제 1 및 제 2 레이어들(11 및 12)은 서로 중첩되고 그리고 제 1 레이어(11)의 중간 구역들(14)에서 커플링된다. 이들 중간 구역들(14)에서, 제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12) 사이를 통과하는 복수의 구멍들(15)이 있으며, 이는 유기 유체의 플로우(flow)를 위생 용품의 다른 요소들, 특히 흡수 코어를 향하게 하는 것을 돕는다. 각각의 구멍(15)의 근위에서, 제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12)는 바람직하게는 각각의 구멍(15)을 정의하는 둘레(perimeter)를 따라 서로 결합(join)된다.
제 1 레이어(11)로부터 제 2 레이어(12)로의 생물학적(biological) 유체의 배출은 친수화 물질(hydrophilizing agent)의 기능을 가지는 계면 활성 물질(16)의 침적(deposition)의 존재에 의해 촉진된다. 계면 활성 물질(16)은 도 1 내에서 검은색으로 도시되어 있다. 유리하게는(Advantageously) 제 1 레이어(11) 상에, 바람직하게는 제 2 레이어(12) 상이 아니라 그것의 상에만 침적된다. 특히, 물질(16)은 동일한 구멍들에 대해 측면의 또는 외주(circumscribe)인 제 1 레이어의 일부들 또는 구멍들(15)의 벽들에서 또는 근위에서(in proximity) 존재하지만 반면에 제 1 레이어(11)의 남은 영역들은 실질적으로 친수성 또는 중성으로 남는다. 이러한 방식으로, 생물학적 유체를 구멍들(15)쪽으로 끌어당기는 것을 돕는 표면 장력 구배(surface tension gradient)가 제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12) 사이에 그리고 제 1 레이어(11) 상에 실현된다.
실시예 변형들에 따르면, 계면 활성 물질(16)은 또한 전체 또는 부분적 코팅으로서 돌출부들(13) 상에 적용된다.
일 실시예에서, 계면 활성 물질은 레이어(11)의 하나 또는 양쪽 사이드들 상에 "코팅"으로서 적용될 수 있다.
특히, 또한 이 경우에 물질은 구멍들의 벽들 상에 추가로, 또는 단일로 적용될 수 있다.
위생적인 애플리케이션(application)들을 위해 상업적으로 사용 가능한 것들 중 하나로부터 선택된 계면 활성 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, Schill & Seilacher 사의 Silastol PST-N®은 중량에 의해 0.3% 내지 0.6%의 농도들로 존재한다.
도 2는 탑시트(topsheet)의 바람직한 실시예의 예시적인 개략 평면도를 도시한다. 그 도면 내에서 제 1 레이어(11)가 돌출부들(13) 및 중간 구역들(14)의 교대를 어떻게 나타내는 지가 보이며, 여기서 제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12)를 통과하는 구멍들(15)이 생성된다.
바람직하게는, 시트 소재의 제 1 레이어(11)는 부직포(NWF)로 만들어 진다.
이러한 NWF의 바람직한 특성은 부드러움 및 섬유들의 방출의 부재이다.
추가적으로, NWF는 시트 소재의 제 2 레이어(12)와 용이하게 결합될 수 있게 하는 섬유들에 의해 구성(compose)되는 것이 바람직하다.
본 출원에 대해 적합한 NWF는 폴리 에틸렌(polyethylene) 및 폴리 프로필렌(polypropylene), 폴리 에스테르(polyester)들, 코폴리 에스테르(copolyester)들, 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리 아미드(polyamide)들, 공폴리 아미드(copolyamide)들, 폴리스티렌(polystyrene), 폴리 우레탄(polyurethane)들 및 비닐 클로라이드(vinyl chloride)/비닐 아세테이트 코폴리머들(vinyl acetate copolymer)과 같은 폴리 올레핀(polyolefin)들을 포함하는 열가소성 폴리머(thermoplastic polymer)들로 구성된 열가소성 섬유들로 구성된다.
열가소성 섬유들은 단일 폴리머(단일-구성 섬유들)로 구성될 수도 있거나 또는 하나 이상의 폴리머(예를 들어, 이성분 섬유들(two-component fiber))로 구성될 수도 있다.
이성분 섬유들은 제 2 폴리머로 구성된 열가소성 "시스(sheath)"로 둘러싸인 "코어" 섬유로 구성될 수 있다. "시스"의 폴리머는 코어보다 낮은 온도에서 용융한다. 결과적으로, 이성분 섬유들은 적절한 열처리 후에 시스 상에서 폴리머의 용융으로 인해 섬유들 사이에 접합(bond)을 확정한다(establish). 코어 폴리머의 저항 특성들이 유지된다.
본 개발(development)에 유용한 이성분 섬유들은 시스/코어 폴리머들의 다음 조합들을 가지는 섬유들로 구성된 것들이다: 폴리 에틸렌/폴리 프로필렌, 폴리 에틸 비닐 아세테이트/폴리 프로필렌, 폴리에틸렌/폴리 에스테르, 폴리 프로필렌/폴리 에스테르, 코폴리 에스테르/폴리 에스테르.
이성분 섬유들은 동심(concentric) 또는 편심(eccentric)일 수 있다. 편심성(eccentricity)은 이성분(bicomponent) 섬유의 단면과 관련이 있고, 그리고 시스가 중심에 있거나 또는 코어 단면 주변이 아닌 방식에 따른다.
섬유들의 길이는 섬유들의 특성들 및 NWF의 제조 방법에 따라 달라질 수도 있다. 전형적으로, 본 개발의 섬유들은 0.3-7.5cm, 바람직하게는 0.4-3.0cm의 길이를 가진다. 섬유들의 직경은 일반적으로 데니어(denier)들(섬유 9.000m 당 그램 수) 또는 데시텍스(decitex)(섬유 10.000m 당 그램 수)로 표현된다. 본 개발에 있어서, 섬유들은 1 데시텍스(예를 들어, 0.4 데시텍스) 내지 약 20 데시텍스까지의 범위 내의 데시텍스를 가진다.
TNT는 일반적으로 충분한 완전성(integrity)과 저항(resistance)을 얻기 위해 접합된다. 이 목적을 위해 널리 사용되는 기술들은 다음과 같다: 웹(web)의 부분을 병합하는 것에 의한 화학적 본딩(bonding) 및 열 본딩. 후자의 경우, 섬유들은 NWF 영역의 상당 부분을 구성할 수 있는 개별 포인트들 내에서 압출될 수 있다. 특히, 소재의 저밀도를 유지하는 것이 바람직한 구조들에 대해서 "공기-투과 본딩(air-through bonding)"을 적용하는 것이 유용하다. 이 경우, 섬유들의 부분(예를 들어, 이성분 섬유들의 코트(coat))는 웹을 통과하는 뜨거운 공기를 사용하는 것에 의해 용융된다. 웹이 냉각됨에 따라, 부분적으로 융합된 섬유들은 이들이 접촉한 포인트들에서 서로 접합한다.
본 개시의 몇몇 실시예들에서, 사용된 NWF는 공기 투과 본디드(airthrough bonded), 카드 열 본디드(carded thermobonded), 스펀 본디드(spunbonded) 또는 스펀 본드-멜트블로운-스펀 본드(spunbond-meltblown-spunbond)될 수 있다. NWF의 무게는 특정 요구들에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 TNWF는 6-150(gsm) 및 보다 바람직하게는 8-20gsm의 중량들로 사용될 수 있다. 중량들은 ASTM D3776에 따라 측정되도록 의도된다.
요약하면, 제 1 레이어의 총 두께는 350 내지 1,000 미크론(micron), 보다 바람직하게는 500 내지 800 미크론으로도 변할 수 있다. 두께는 EDANA 30.5-99에 따라 측정되도록 의도된다.
유사한 특성들을 가지는 NWF를 제조하기 위한 제조 기술들의 몇몇 예시들은 다음과 같다: 카드 공기 투과 본디드, 스펀 본디드, 스펀 레이스(spunlaced). 마지막으로, 제 1 레이어(11)의 TNT 섬유들은 첨가제들, 특히 그들이 불투명, 백색 또는 착색되도록 만들기 위해 안료들을 함유할 수도 있다.
시트 소재의 제 2 레이어(12)는 바람직하게는 플라스틱 필름, 보다 바람직하게는 올레핀(olefin) 또는 폴리올레핀(polyolefin) 필름으로 구성된다. 레이어는 또한 탄성적(elastic)일 수 있다. 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 생물학적 유체가 흡수 용품의 다른 요소들을 향해 흐를 수 있게 하는 도 1에 도시된 복수의 추가 천공(aperture)들 또는 구멍들(17)을 가지는 것이 또한 바람직하다. 생물학적 유체에 의해 형성된 얼룩의 크기를 감소시키고, 그리고 그것의 색을 마스킹 할 수 있도록 예를 들어, 이산화티탄(titanium dioxide)과 같은 안료들이 시트 소재의 제 2 레이어(12)에 첨가될 수 있다.
제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12) 사이를 통과하는 구멍들(15)은 바람직하게 테이퍼형(tapered) 형상, 특히 원추형을 가지며; 대안적으로, 도 1에 도시된 바와 같은 이러한 구멍들(15)은 원통형 기하학 구조를 가질 수도 있다. 나타내는 바와 같이, 구멍들(15)은 대략 0.5mm의 직경을 가진다.
제 2 레이어(12) 상의 개구들(17)은 바람직하게는 원뿔형, 또는 대안적으로 원통형의 기하학적 구조를 가진다.
제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12) 사이를 통과하는 구멍들(15) 및/또는 제 2 레이어(12) 상의 개구들(17)은 서로 다른 치수(dimension)들 및/또는 배향(orientation)을 가질 수도 있다.
개구들의 형상(원형, 장능형(rhomboidal), 타원형 또는 기타) 및 배열은 특정 애플리케이션 요구들에 가장 적합한 솔루션을 보장하도록 커스터마이징(customize)될 수 있다.
변형 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 레이어의 위치는 예를 들어, 대상의 피부와 접촉하도록 제공된 제 2 레이어에 대해 역전될 수 있다.
실현화의 몇몇 가능한 변형들은 탑시트가 "획득 분배 레이어(Acquisition Distribution Layer)"로서 또한 작용하도록 만들기 위한 탑시트(100)의 구성을 제공한다. 이것은 시트 재료의 레이어들(11 및 12)을 반전시키는 것 및 적절하게 NWF를 선택하는 것에 의해, 또는 ADL로서 작동(work)하도록 만드는데 적합한 기계적 특성 및 두께를 가지도록 제 2 레이어(12)를 구성하는 플라스틱 필름을 치수 측정하는 것에 의해 이루어질 수 있다.
도 1a에 도시된 다른 실시예에 따르면, 구멍들(15)은 제 1 또는 제 2 레이어 상에만 제공될 수도 있다. 유리하게는, 그들이 사용하는 동안, 대상 위에/근위에서 배열된 레이어 상에만 제공된다. 도 1a의 예시에서 구멍들은 제 1 레이어(11) 상에만 존재한다.
흡수 요소(100)는 또한 다층 구조의 구성 요소를 구성할 수도 있다. 예를 들어, 이것은 부직포의 제 3 레이어와 관련될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 상술한 탑 시트(100)의 제조 장치는 전체적으로 (300)으로 표시되어 있다.
상술한 제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12)를 구성한 시트 소재들은 장치(300)에 공급된다. 간략화를 위해, 이들 소재들은 여기서 실현하고자 하는 레이어의 참조 번호와 동일하게 표시된다. 이 공급은 공지된 수단들, 예를 들어 도면에 개략적으로 도시된 리턴(return) 및/또는 공급 롤러들에 의해 발생하며, 이는 더이상 설명되지 않을 것이다.
장치(300)는 주로 시트 소재들의 엠보싱, 커플링, 결합 및 피어싱 단계들의 시퀀스(sequence)를 통해 탑시트(100)를 실현한다.
특히, 장치(300)는 복수의 제 1 돌출 요소들(31)을 가지고 그리고 사용시 제 1 시트 소재(11)에 의해 맞물리도록 구성된 회전하는 엠보싱 롤러(310)를 포함한다.
엠보싱 롤러(310)는 도면에 도시된 바와 같이, 카운터-롤러, 특히 반대 회전 방향들에 따라 커플링된 피어싱 롤러(320)와 회전에 상호작용한다(cooperate). 피어싱된 롤러(320)는 복수의 공동(cavity)들(32)을 포함하며, 각각은 롤러들 자체의 위상(phase)에서 회전하는 동안 엠보싱 롤러(310)의 각각의 돌출 요소(31)를 수용하기에 적합하다. 피어싱된 롤러(320)는 바람직하게는 또한 제 2 복수의 돌출 요소들(33)을 포함하며, 후자는 도 6에서 더 잘 보인다.
구성은 제 1 돌출 요소들(31)이 공동들(32)과 상호작용하여 엠보싱에 의해 소재(11)를 변형(deform)시키기 위한 것이다. 특히, 상대 회전 동안, 돌출 요소(31)는 소재(11)의 개재(interposition)와 공동(32)과 맞물리며, 후자 소재(11) 상의 돌출부들(13) 중 하나를 실현한다.
피어싱된 롤러(320)는 후자의 변형의 다운스트림(downstream)에서 제 1 소재(11) 상에 중첩된 제 2 소재(12)로 공급된다.
추가적으로, 장치(300)는 유리하게는 두 소재의 중첩이 발생하는 롤러 일부(roller portion)의 다운스트림에 배열된 결합 및 피어싱 유닛(330)을 포함한다. 특히, 본 예시에서 유닛(330)은 제 1 소재(11)의 맞물림 및 피어싱이 발생하는 롤러 일부에 대하여 직경의 반대 위치에 있다.
피어싱된 롤러(320)상의 돌출 요소들(33)과 협동하는 유닛(330)은 실질적으로 돌출부(13)가 없는 중간 구역들(14)에서 제 1 소재(11) 및 제 2 소재(12)를 통과하는 복수의 관통 구멍들(15)을 실현한다. 이후에 동일한 유닛(300)은 구멍들(15)에 근위에서 제 1 소재(11) 및 제 2 소재(12)를 결합한다. 바람직하게는 결합은 구멍들(15)을 정의하는 주변을 따라 발생한다.
바람직하게는, 결합 및 피어싱 유닛(330)은 초음파 기술을 사용하고; 대안적으로, 상기 유닛(330)은 열 또는 기계적 작용(action), 예를 들어 압력 및 함몰(depression)의 선택적 적용에 의해 제 1 소재(11) 및 제 2 소재(12)를 결합할 수 있다.
초음파는 소재를 더 빠른 속도에서 피어싱할 수 있게 하여, 생산 라인들의 보다 생산적인 사용을 보장한다.
변형 실시예에서, 유닛(330)은 2개의 소재들(11 및 12)의 결합만을 수행하는 반면에, 피어싱은 제 1 또는 제 2 레이어 상에만, 유리하게는 결합의 업스트림(upstream)에서만 수행된다.
대안적인 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제조 장치(300')는 엠보싱 롤러(310)에 및/또는 피어싱된 롤러(320)에 회전 커플링된 하나 이상의 키스 롤러들(340)을 포함한다.
키스 롤러들(340)은 예를 들어 탱크 또는 터브(tub)로부터 계면 활성 물질(16)을 끌어당기고(draw) 그리고 후자를 그들이 상호작용하는 엠보싱 롤러(310) 및/또는 피어싱된 롤러(320)의 표면으로 이송(transfer)한다. 따라서, 엠보싱 롤러(310) 및 피어싱된 롤러(320)와 물리적 접촉에 의해 계면 활성 물질(16)이 소재(11)로 이송된다.
또 다른 변형 실시예에서, 계면 활성 물질은 키스 롤러 또는 등가 수단들에 의해 또한 제 2 소재에도 적용될 수 있다.
더욱이, 계면 활성 물질의 애플리케이션 수단들의 배열은 선택된 영역들, 예를 들어 구멍들의 벽들에 또는 근위에서 선택적 적용을 허용하도록 하는 것일 수 있다.
장치(300)의 가능한 대안적인 실시예들에서, 하나의 키스 롤러(340)는 존재하지 않는다. 이 경우에, 계면 활성 물질(16)은 예를 들어, NWF를 구성하는 섬유들에 적용된 제 1 소재(11)에 이미 존재할 수도 있고, 그리고/또는 계면 활성 물질(16)은 예를 들어, 플라스틱 필름의 레진(resin)들에 대한 혼합물에 추가되고 이송 후에 필름 표면 상에 존재하는 제 2 소재(12)에 적용될 수도 있다.
일반적으로, 제 1 소재(11)에서 얻어진 공동들의 형상은 엠보싱 롤러(310)상의 제 1 돌출 요소들(31)의 형상 및/또는 피어싱된 롤러(320) 상의 공동들(32)을 선택하는 것에 의해 및/또는 그들의 상호 거리 및 배열에 의해 조정된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 엠보싱 롤러(310)의 제 1 돌출 요소들(31)은 원통형의 기하학 구조를 가진다. 가능한 실시예 변형들에서, 이들 돌출 요소들(31)의 기하학 구조는 반구형이다. 예시적인 구현에서, 제 1 돌출 요소들의 직경은 약 2mm이다.
바람직한 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 피어싱된 롤러(320)의 공동들(32)은 원통형 기하학 구조를 가진다. 대안적으로, 이러한 공동들은 반구 기하학 구조를 가질 수도 있다. 그들이 상호작용하는 제 1 돌출 요소들(31)과 유사하게, 실시 예시에서 공동들(32)은 약 2mm의 직경을 가진다.
바람직하게는, 관통 구멍들(15)을 발생시키는 관통 롤러(320) 상의 제 2 돌출 요소들(33)은 테이퍼형 프로파일, 특히 원통형의 또는 절두-원추형(frusto-conical)을 가진다. 대안적으로, 이들 돌출 요소들(33)은 도 6에 도시된 바와 같이 원통형 기하학 구조를 가질 수도 있다. 일반적으로, 제 2 돌출 요소들의 직경은 0.5mm이다.
특정 애플리케이션들에 따라 설명된 흡수 요소는 시트 재료의 제 1 레이어(11)를 상부 레이어로서 사용하고 그리고 시트 재료의 제 2 레이어(12)를 하부 요소로서 사용하거나, 또는 그 반대로 사용함으로써 사용될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 지금까지 설명되었다. 후술되는 청구항들 세트(set)의 보호 범위에 의해 정의된 바와 같이, 동일한 본 발명의 코어에 속하는 다른 실시예들이 존재할 수도 있음이 이해되어야 한다.

Claims (37)

  1. 위생 용품(sanitary article)에 통합(incorporate)되기 쉬운 유기 유체들을 위한 다층 흡수 요소(multilayer absorbent element)(100)를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    돌출부(protrusion)들(13)이 없고 그리고 평면(planar)인 복수의 중간 구역(intermediate zone)들(14)과 교대하는 복수의 상기 돌출부들(13)을 그 안에서 얻기 위해 엠보싱(embossing)에 의해 시트 소재의 제 1 레이어(11)를 변형(deform)시키는 단계;
    상기 시트 소재의 제 1 레이어(11) 상에 시트 소재의 제 2 레이어(12)를 오버랩(overlap)하는 단계;
    상기 제 1 레이어(11)의 상기 중간 구역들(14)에서, 상기 시트 소재의 제 1 레이어(11) 상에 및 상기 시트 소재의 제 2 레이어(12) 상에 복수의 관통 구멍들(15)을 생성(make)하는 단계; 및
    상기 복수의 구멍들(15)에서 또는 근위에서 상기 시트 소재의 제 1 레이어(11) 및 상기 제 2 레이어(12)를 함께 결합(join)하는 단계;
    를 제공하고,
    상기 시트 소재의 제 1 레이어(11)는 부직포(non-woven fabric, NWF)이고 그리고 상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 플라스틱 필름이고, 그리고,
    상기 제 1 레이어(11) 상에 친수성 물질(hydrophilic agent)(16)의 적용 단계가 제공되며, 상기 친수성 물질(16)은 상기 복수의 관통 구멍들(15)의 벽들에서, 또는 근위에서 적용되는,
    다층 흡수 요소(100)를 제조하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통 구멍들(15)을 생산하는 단계 및 상기 결합하는 단계는 동일한 유닛(unit)에서 함께 수행되는,
    다층 흡수 요소(100)를 제조하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계는, 초음파 적용, 열 적용 및 압력 적용을 포함하는 그룹에서 선택된 모달리티(modality)의 수단들에 의해 수행되는,
    다층 흡수 요소(100)를 제조하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계는 상기 복수의 관통 구멍들(15) 각각의 둘레(perimeter)를 따라 수행되는 상기 시트 소재의 제 2 레이어(12) 및 상기 시트 소재의 제 1 레이어(11) 사이의 결합을 제공하는,
    다층 흡수 요소(100)를 제조하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 엠보싱 단계는 회전 커플링된 한 쌍의 롤러(roller)들에 의해 수행되는,
    다층 흡수 요소(100)를 제조하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 추가적으로 복수의 구멍들 또는 개구(opening)들(17)을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)를 제조하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 1 레이어(11) 또는 상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 라미네이트 소재(laminated material)인,
    다층 흡수 요소(100)를 제조하기 위한 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 관통 구멍들(15)은 상기 시트 소재의 제 1 레이어(11) 상에 그리고 상기 시트 소재의 제 2 레이어(12) 상에 공동으로(jointly) 생성되는,
    다층 흡수 요소(100)를 제조하기 위한 방법.
  9. 위생 용품들 내에 통합되기 쉬운 유기 유체들을 위한 다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300')에 있어서, 상기 장치는:
    복수의 제 1 돌출 요소들(31)을 가지고(bear) 그리고 사용하는 경우에 시트 소재의 제 1 레이어(11)에 의해 맞물리도록 구성되는 제 1 엠보싱 롤러(310);
    사용하는 경우에 상기 시트 소재의 제 1 레이어(11)를 오버랩(overlap)하는 시트 소재의 제 2 레이어(12) 및 상기 시트 소재의 제 1 레이어(11)에 의해 맞물리도록 구성되는 제 2 롤러(320);
    선택된 구역들에서 상기 제 1 레이어(11) 및 상기 제 2 레이어(12) 상에 복수의 관통 구멍들(15)을 생성하고 그리고 복수의 상기 구멍들(15)에서 또는 근위에서 상기 제 1 레이어(11) 및 상기 제 2 레이어(12)를 결합하도록 구성된 결합 및 피어싱 유닛(piercing unit)(330); 및
    상기 제 1 엠보싱 롤러(310) 또는 상기 제 2 롤러(320) 상에 친수성 물질(16)의 적용 수단들-상기 적용 수단들은 상기 복수의 관통 구멍들(15)의 벽들에 또는 근위에서 상기 친수성 물질을 상기 제 1 레이어(11) 상에 적용하도록 구성됨-;
    를 포함하는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 엠보싱 롤러(310) 및 상기 제 2 롤러(320)는 회전(rotation) 커플링된,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 롤러(320)는 상기 제 1 엠보싱 롤러(310)의 상기 제 1 돌출 요소들(31) 각각을 수용하기 위해 각각의 적합한 복수의 공동(cavity)들(32)을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 롤러(320)는 상기 관통 구멍들(15)을 생성하기 위해 상기 결합 및 피어싱 유닛(330)과 협력하도록(cooperate) 구성된 복수의 제 2 돌출 요소들(33)을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 롤러(320)의 상기 제 2 돌출 요소들(33) 각각은 원통형 프로파일(profile)을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 롤러(320)의 상기 제 2 돌출 요소들(33)은 0.5mm의 직경을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 롤러(320)의 상기 제 2 돌출 요소들(33) 각각은 테이퍼형(tapered) 프로파일을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 롤러(320)의 상기 제 2 돌출 요소들(33)은 0.5mm보다 큰 지름을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  17. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 결합 및 피어싱 유닛(330)은 초음파 디바이스(ultrasonic device)를 포함하는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 엠보싱 롤러(310)의 상기 제 1 돌출 요소들(31) 또는 상기 제 2 롤러(320)의 상기 공동들(32)은 원통형 또는 반구형(hemi-spherical) 엠보싱 프로파일을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 엠보싱 롤러(310)의 상기 제 1 돌출 요소들(31) 또는 상기 제 2 롤러(320)의 상기 공동들(32)은 2mm의 직경을 가지는,
    다층 흡수 요소(100)의 제조 장치(300,300').
  20. 위생 용품에 통합되기 쉬운 유기 유체를 위한 다층 흡수 요소(100)로서, 상기 흡수 요소(100)는,
    복수의 돌출부들(13) 및 상기 돌출부들(13)이 없는 복수의 중간 구역들(14)을 가지는 시트 소재의 제 1 레이어(11)- 상기 시트 소재의 제 1 레이어(11)는 부직포(NWF)임-;
    상기 제 1 레이어(11) 상에 중첩된 시트 소재의 제 2 레이어(12)-상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 플라스틱 필름임-;
    를 포함하고,
    상기 중간 구역들(14)에서, 또는 근위에서 상기 시트 소재의 제 1 레이어(11) 및 상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 복수의 관통 구멍들(15)을 가지고,
    상기 관통 구멍들(15)에서, 또는 근위에서 상기 제 1 레이어(11) 및 제 2 레이어(12)가 서로 결합되고, 그리고
    상기 관통 구멍들(15)에서, 또는 근위에서 상기 제 1 레이어(11) 상에 적용된 친수성 물질(16)이 존재하는,
    다층 흡수 요소(100).
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 관통 구멍들(15) 각각은 원뿔형 또는 원통형 프로파일을 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 돌출부들(13) 각각은 원통형 또는 반구형 프로파일을 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 돌출부들(13) 각각은 2mm의 지름을 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  24. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 1 레이어(11)는 350-1,000 미크론(micron)의 범위 내에 포함되는 두께 또는 6-150 (gsm)의 범위에 포함되는 그래미지(grammage)를 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  25. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 1 레이어(11)는 부직포 내에 있는,
    다층 흡수 요소(100).
  26. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 1 레이어(11)에 상기 제 1 레이어를 불투명하게 하거나 또는 착색되도록 하는 충전재(filler)들이 첨가되는,
    다층 흡수 요소(100).
  27. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 평면인,
    다층 흡수 요소(100).
  28. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 올레핀 또는 폴리올레핀 필름인,
    다층 흡수 요소(100).
  29. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 0.3-0.6mm의 두께를 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  30. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 흡수된 유기 액체들의 색 및 양을 마스킹할 수 있는 물질들이 첨가된,
    다층 흡수 요소(100).
  31. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 시트 소재의 제 2 레이어(12)는 복수의 개구들(17)을 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 개구들(17) 각각은 원통형 프로파일을 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 개구들(17) 각각은 테이퍼형 프로파일을 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 개구들(17) 각각은 0.5mm의 직경을 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 개구들(17) 각각은 0.5mm의 최대 직경을 가지는,
    다층 흡수 요소(100).
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 관통 구멍들(15) 또는 상기 개구들(17)은 상이한 치수(dimension)들 또는 상이한 배향(orientation)을 갖는,
    다층 흡수 요소(100).
  37. 제 20 항 또는 제 21 항에 따른 다층 흡수 요소(100)를 포함하는 위생 용품.
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