KR19990022361A - 크레이핑 및(또는) 천공된 웹 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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마크 브루스 메이져스
벤자민 존 데코르소
윌리엄 안토니 지오거
리차드 존 슈미트
하월드 마틴 웰치
그레고리 알란 젤라조스키
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로날드 디. 맥크레이
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은, 필름, 섬유 부직포와 같은 웹(14,18)을 천공, 크레이핑 및 임의로 적층하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 생성 재료에 관한 것이다. 웹을 천공하고 크레이핑하는 방법은 패턴 롤(22)와 앤빌 롤(24)을 활용하는데, 앤빌 롤은 패턴 롤보다 빠르게 회전한다. 결과물은, 패턴 롤과 앤빌 롤이 동일한 속도로 회전하거나 패턴 롤이 앤빌 롤보다 빠른 속도로 회전하는, 전형적으로 유사한 롤 사이를 통과하는 종래의 재료와 시각적으로 매우 다르다. 결과물은 매우 다양한 용도로 사용되는데, 이에는 적어도 기저귀, 운동용 바지, 여성 위생 용품, 반창고 등과 같은 개인 보호 용품의 라이너 재료를 포함된다.

Description

크레이핑 및(또는) 천공된 웹 및 그의 제조 방법
대부분의 개인 보호 흡수 용품은 액체 투과성 신체측 라이너 재료 또는 상부 시이트, 흡수 코어, 및 일반적으로 액체 불투과성인 특정 종류의 배면 재료 또는 하부 시이트를 포함한다. 여성 위생 용품 및 특히 생리대의 분야에서는, 생리혈과 같은 유체를 흡수하지 않고 따라서 유체가 흡수되는 흡수 코어까지 쉽게 통과시키고 이어서 필름의 비천공된 대역에 의해 마스크되기 때문에 종종 상부 시이트로 사용된다. 따라서, 흡수 코어로부터 라이너 표면으로의 유체의 환류가 거의 없게 유지되어 사용 후에 비교적 깨끗한 외관이 제공된다.
이러한 응용예에 사용된 필름 커버를 가진 제품의 일례로서 오하이오주, 신시네티의 프록터 앤드 갬블 회사에서 제조한 생리대가 있다. 이 제품은 올웨이즈 (Always(R))란 상표로 시판되고 있으며, 필름을 진공 천공하여 재료를 보다 3차원으로 제조하는 방법을 개시하고 있는 톰슨(Thompson)에게 허여된 미국 특허 제3,929,135호의 교시 내용에 따라 제조되었다. 이러한 방법이 기능성 3차원 재료를 제조하기는 하지만 천공될 수 있는 기재의 종류와 가능한 선속도는 이러한 종류의 진공 천공법에 내재된 한계라고 믿어지고 있다.
천공된 필름을 제조하는 다른 방법은 엔들러(Endler)에게 허여되고 서독 크레펠드(Krefeld)의 라미쉬사(Ramisch Company)에게 양도된 독일 특허 제26 14 160호에 교시되어 있다. 이 방법에서는 부드러운 역행롤(backing roll)과 패턴 그라비어 롤(patterned gravure roll)이 서로 다른 속도로 회전하는데, 패턴롤이 부드러운 롤보다 빠르게 회전한다. 이와 유사한 방법은 지아코메티(Giacometti)에게 허여되고 이탈리아 공화국 피스토이아(Pistoia)의 펜텍스사(Pantex Corporation)에 양도된 유럽 특허 출원 0 598 970 A1에 교시되어 있다. 광범위한 기재은 상당한 선속도에서 이러한 종류의 방법을 사용하여 천공될 수 있지만, 그렇게 천공된 재료는 자연적으로 비교적 이차원적이고, 만족스러운 유체 처리 성능을 얻기 위하여 보통 추가적인 서지(surge)나 하면에 이동 층을 필요로 한다. 또한, 패턴 롤이 더 빨리 움직이기 때문에 두 롤 사이의 닙(nip)을 통하여 재료를 잡아 당기게 되고, 이로써 기계 방향으로 재료가 연신되어 재료를 더욱 더 2차원적으로 만들게 된다.
볼(Ball) 등의 미국 특허 제4,854,984 및 제4,919,738호는 패턴 롤 및 앤빌 롤을 사용하여 2 이상의 재료를 접착할 수 있는 동적 기계적 접착 방법 및 장치를 개시하는데, 이 때 패턴 롤 또는 앤빌 롤 중 어느 쪽이나 더 빨리 회전할 수 있다.
민토(Minto)에게 허여되고 킴벌리-클라크 코포레이션사(Kimberly-Clark Corporation)에 양도된 미국 특허 제4,469,734호는 멜트블로우(melt-blown) 부직 재료의 천공법을 교시하고, 자마리파(Zamarripa) 등에게 허여된 미국 특허 제4,781,962호에는 패턴 롤과 앤빌 롤을 사용하여 서로 결합된 부직 재료와 천공된 필름을 교시하고 있다.
상기 방법들은 필름 및 섬유 부직 재료를 포함한 다양한 재료를 천공하는 데 사용될 수 있다. 상기 교시 내용에도 불구하고 3차원적 성질을 증가시키기 위해 천공 및(또는) 작용할 수 있는 추가적인 재료가 아직도 요구된다. 3차원인 재료는 더욱 천과 유사한 외관과 만족스러운 심미감을 제공한다. 이는 종종 플라스틱 감촉 및 외관을 갖고 있는 것으로 특성이 부여된 많은 천공된 필름의 공통적인 단점이었다. 따라서, 유체 투과성이고 더욱 천과 유사한 외관을 가질 수 있는 재료 및 그의 제조 방법이 요구된다. 다음의 명세서, 도면 및 청구 범위를 더 검토하면 더욱 명백해지겠지만, 이러한 요구 및 다른 요구는 본원 발명의 재료 및 방법으로 충족된다.
도면의 간단한 설명
제1도는 다양한 재료를 천공, 크레이핑 및(또는) 적층하는 데 사용될 수 있는 본원 발명에 따른 방법 및 장치의 측면 개략도.
제2도는 본원 발명에 따른 방법 및 장치에 사용될 수 있는 패턴 롤의 부분 투시도.
제3도는 본원 발명의 교시 내용에 따라서 천공되고 크레이핑된 필름의 현미경 사진. 이 현미경 사진은 실시예 1에 설명된 재료에 대응된다.
제4도는 본원 발명의 교시 내용에 따라서 천공되고 크레이핑된 필름의 현미경 사진. 이 현미경 사진은 실시예 2에 설명된 재료에 대응된다.
제5도는 본원 발명의 교시 내용에 따라서 천공되고 크레이핑된 필름의 현미경 사진. 이 현미경 사진은 실시예 3에 설명된 재료에 대응된다.
제6도는 본원 발명의 교시 내용에 따라서 천공되고 적층된 부직재료의 현미경 사진. 이 현미경 사진은 실시예 4에 설명된 재료에 대응된다.
제7도는 본원 발명의 교시 내용에 따라서 천공되고 크레이핑된 필름의 현미경 사진. 이 현미경 사진은 실시예 5에 설명된 재료에 대응된다.
제8도는 실시예 1 내지 4의 재료에 대하여 얻어진 조면계(組面計) 자료의 그래프.
제9도는 개인 보호 흡수 용품, 본 발명에 따른 재료를 상부 시이트 또는 신체측 라이너로 사용한 생리대의 절단 투시도.
발명의 요약
본 발명은 필름, 섬유 부직 재료 또는 이러한 재료 또는 다른 재료의 적층물과 같은 웹 재료를 천공 및(또는) 크레이핑하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 공정에 둘 이상의 재료를 동시에 통과시킬 경우, 이들을 적층시키는 것이 가능하다. 본 발명은 또한 크레이핑 및(또는) 천공 처리된 재료에 관한 것이다.
상기 장치에는 패턴 롤 및 앤빌 롤이 포함되며, 이들 중 하나 또는 둘다가 크레이핑, 천공 및 적층 공정을 용이하게 하기 위하여 가열 및(또는) 냉각될 수 있다. 패턴 롤의 표면은 3차원적 표면을 만들기 위한 다수의 양각 및(또는) 음각 영역을 갖고 있어, 표면에서 선택된 영역만이 패턴 롤 및 앤빌 롤 사이에 한정된 닙 영역을 통과하는 웹에 접촉된다. 앤빌 롤은 패턴 롤보다 편평한 표면을 갖고 있다.
패턴 롤과 앤빌 롤은 사 상이에 한정된 닙 영역을 통과하는 웹 재료를 연신시키기 위하여 서로 반대 방향으로 회전한다. 제1 또는 패턴 롤은 제1 회전 속도를 가지며, 제2 또는 앤빌 롤은 제2 회전 속도를 가질 것이다. 앤빌 롤의 제2 회전 속도는 패턴 롤의 제1 회전 속도보다 클 것이다.
1개 이상의 웹 재료가 풀려지고, 서로 반대 방향으로 회전하는 패턴 롤 및 앤빌 롤 사이의 닙 영역으로 공급된다. 웹 또는 웹들의 유입 속도는 패턴 롤의 제1 회전 속도보다 작거나, 같거나 또는 크게 되도록 조절될 수 있다. 웹들이 닙 영역을 벗어 나게 되면 권취 롤러에 감기게 된다. 닙 영역에서의 웹들의 인출 속도는 패턴 롤의 제1 회전 속도와 같거나 크고, 앤빌 롤의 제2 회전 속도보다 작거나 같게 조절될 수 있다.
패턴 롤과 앤빌 롤의 닙 압력을 비롯하여 이 두 롤의 속도 차이에 따라서 처리되는 웹에 다양한 특성이 부여될 수 있다. 일반적으로 앤빌 롤의 회전 속도는 패턴 롤의 회전 속도보다 1.8배 이상 빠를 것이다. 다른 경우에는 앤빌 롤의 속도는 패턴 롤의 속도의 6배 이상일 수도 있다. 속도 차이를 증가시키면 처리되는 재료의 크레이프량이 증가된다. 따라서, 단층 또는 다층 재료일 수 있는 닙 영역을 들어가는 웹은 닙 영역에 들어 가면서 제1 기초 중량을 가지게 되고 닙 영역을 벗어 나면서 제1 기초 중량보다 큰 제2 기초 중량을 가지게 된다. 닙 압력과 더불어 속도 차이도 두 개의 롤의 전단 속도를 증가시켜 공정의 천공능을 증가시킬 것이다. 일반적으로 닙 압력은 리니어 밀리미터(lineal milimeter) 당 2.0 내지 약 6.0 킬로그램의 범위에 있다.
원하는 경우 2 이상의 웹 재료가 동시에 닙을 통과할 수 있다. 선택되는 공정 조건에 따라서 재료는 적충, 크레이핑, 천공 또는 이들의 조합으로 처리될 수 있다. 생성물은 광범위하고 다양하게 응용될 수 있으며, 적어도 기저귀, 연습용 팬티, 실금용품, 와이프, 반창고 및 생리대, 팬티라이너 등과 같은 여성 보호 용품등의 신체측 라이너 또는 배면 재료 등에 사용된다. 이들 제품은 전형적으로 액체 투과성 상부 시이트, 하부 시이트 및 그 사이에 위치한 흡수 코어를 포함한다. 상부 시이트는 본 발명의 재료를 포함할 수 있다. 이는 하부 시이트 및 상기 제품의 다른 성분에도 마찬가지이다.
본 발명은, 필름, 부직 웹 또는 적충물과 같은 웹을 크레이핑(creping) 및(또는) 천공하는 방법, 및 이 방법에 의해 제조된 재료에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 부드러운 앤빌 롤(Anvil Roll)이 패턴 롤(Pattern Roll)보다 빠르게 서로 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 패턴 롤과 앤빌 롤 사이로 웹을 공급하여 결과적으로 가공된 재료에 유용한 특성을 부여하는 방법에 관한 것이다.
제1도에는 측면 입면도를 사용하여 본 발명의 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 본 방법의 장치는 요소 10으로 일반적으로 나타내었다. 장치 10은 제1 웹 14를 위한 제1 웹 언와인드(unwind) 12 및 임의로 제2 웹 18를 위한 제2 웹 언와인드 16을 포함한다. 단지 예시하기 위한 목적으로, 제1 웹 언와인드 12는 플라스틱 필름 롤을 갖는 것으로 설명될 것이고, 제2 웹 언와인드 16은 에어 레이드 (air laid) 또는 웨트 레이드(wet laid)를 비롯한 스펀본드(spunbond), 멜트블로운 또는 결합된 카딩 웹(bonded carded web)과 같은 섬유 부직 웹 재료의 롤을 갖고 있는 것으로 설명되었다. 하지만, 언와인드 12 및 16은 본 발명의 장치 및 목적에 들어맞는 어떤 종류의 웹 재료를 공정에 투입하는 데 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에 따라서 생성된 재료의 특성을 추가로 조절하기 위해 언와인드 12 및 16의 속도를 조절하는 것이 유익한 것으로 밝혀졌다. 그 결과로서, 이하에서 더욱 자세히 설명되는 바와 같이 언와인드의 속도를 제어하기 위하여 각각의 언와인드에 구동 및(또는) 제동 수단(도시되지 않았음)을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 구동 및(또는) 제동 수단은 널리 알려져 있고 장력을 제어하기 위하여 통상 이러한 언와인드와 같이 사용된다.
제1 웹 14 또는 단지 하나의 언와인드가 사용된 경우 단순히 웹은 언와인드 12에서 제거되고, 두 롤 22 및 24의 사이에 속도 차이를 발생시키기 위하여 상호 구동 및(또는) 제동되는 제1 또는 패턴 롤 22 및 제2 또는 앤빌 롤 24를 포함하는 크레이핑 및 천공 어셈블리 20을 통과하게 된다. 패턴 롤 22 및 앤빌 롤 24를 구동시키기 위한 적합한 수단에는 예를 들면 전기 모터(도시되지 않았음)가 포함된다.
패턴 롤 22는 전형적으로 가능한 한 롤이 닳는 것을 줄이기 위하여 강철과 같은 내구성 재료로 구성된다. 패턴 롤 22는 음각 영역 28의 패턴으로 분리된 양각 영역 26의 패턴을 갖고 있다(제 2도 참조). 양각 영역 26은 앤빌 롤 24의 표면을 접촉하도록 설계되었다. 패턴 롤 22의 양각 영역 26의 크기, 형상, 패턴 및 수는 사용자의 특별한 최종적 요구를 충족시키기 위해서 변화될 수 있다. 전형적으로 롤의 단위 면적 당 양각 면적의 상대적 백분율은 약 5 내지 약 50%의 범위에 있고, 각각의 양각 영역 26의 평균 접촉 면적은 약 0.20 내지 약 1.6 제곱 밀리미터의 범위에 있다. 일반적으로 양각 영역 26의 높이는 약 0.25 내지 약 1.1 밀리미터의 범위에 있을 수 있고, 이 범위 외의 높이는 원하는 경우 특별한 용도에 사용될 수도 있다. 그 결과, 패턴 롤 22의 단위 면적당 접촉 면적의 수는 일반적으로 롤의 제곱 센티미터 당 약 3 내지 약 100의 양각 면적의 범위에 있다. 패턴 롤상의 양각 영역 26의 자국이나 형상도 또한 변화시킬 수 있다. 타원, 정사각형, 원 및 다이아몬드는 사용될 수 있는 형상의 몇가지 예이다.
패턴 롤을 앤빌 롤보다 빠르게 구동시킨 선행 장치 및 방법과 달리, 앤빌 롤이 패턴 롤보다 빠르게 구동되는 경우 훨씬 다른 재료가 제조된다. 앤빌 롤 24를 더욱 빠르게 구동시킴으로써 공정에 투입되는 재료는 앤빌 롤 24에 의해 패턴 롤 22상의 양각 영역 26에 대해서 그 사이에서 압축되고 이로써 재료를 크레이핑시키고 재료의 기초 중량을 증가시킨다. 크레이핑 정도는 부분적으로 두 롤의 속도 차이, 권취 속도 및 양각 영역 26 사이의 영역(간격 및 길이)에 의존할 것이다. 예를 들면, 넓은 표면적을 가진 핀과 고밀도의 패턴 롤 22가 더 작은 양각 영역 26 또는 핀 및 저밀도를 사용한 경우보다 더 개방되고 시각적으로 명확한 천공 필름을 만들 것이라는 것이 밝혀졌다.
패턴 롤 22의 또 다른 바람직한 특징은 앤빌 롤 24에 대해서 온도를 변화할 수 있다는 것이다(가열되거나 냉각됨). 가열 및(또는) 냉각은 다수의 웹이 동시에 공정을 통과하게 된다면 웹의 특징 및(또는) 결합 정도에 영향을 미칠 수 있다. 통상적인 가열 기술에는 뜨거운 기름 및 전기 저항 가열법이 포함된다.
앤빌 롤 24는 그 표면이 패턴 롤 22보다 더욱 부드러운 점에 특징이 있고 바람직하게는 편평하다. 하지만, 앤빌 또는 제2 롤 24는 약간의 패턴을 갖고 있을 수 있고, 그렇다 하더라도 여전히 본원 발명의 목적상 편평한 것으로 간주될 수 있다. 예를 들면, 앤빌 롤이 수지에 침지된 면이나 고무와 같이 더 부드러운 표면으로 구성되거나 이를 갖고 있는 경우 불규칙한 표면을 발달시킨다 하여도 여전히 본 발명의 목적상 편평한 것으로 간주된다. 이러한 표면은 총괄적으로 편평하다.라고 불리운다. 앤빌 롤 24는 패턴 롤 22의 기부(基部) 및 전단될 웹 재료를 제공한다. 전형적으로 앤빌 롤 24는 강철 또는 경화 고무, 수지 처리된 면 또는 폴리우레탄과 같은 재료로 구성된다. 앤빌 롤 24의 조성, 점성 및 경도는 웹 32의 결과적인 천공의 형상에 영향을 줄 것이다.
앤빌 롤 24도 앤빌 롤 24의 선택된 영역이 패턴 롤 22에 접촉되도록 음각 영역(도시되지 않았음)으로 분리된 편평한 영역을 가질 수 있다. 같은 기술이 패턴 롤 22에 사용될 수 있다. 그 결과, 천공 및(또는) 크레이핑은 처리되는 웹의 특정 부분에 선택적으로 부여될 수 있다. 패턴 롤 22처럼 앤빌 롤 24는 처리되는 웹의 특성에 추가적으로 영향을 주기 위하여 가열 및(또는) 냉각될 수 있다.
패턴 롤 22 및 앤빌 롤 24는 다른 종류의 재료를 만들기 위하여 다른 속도로 서로 반대 방향으로 회전한다. 제1 또는 패턴 롤 22는 표면에서 측정된 제1 회전 속도로 회전하고 제2 또는 앤빌 롤 24는 표면에서 측정된 제2 회전 속도로 회전한다. 하지만, 모든 경우에 있어서 앤빌 롤 24는 패턴 롤 22보다 더 빠른 속도로 회전한다. 패턴 롤 22 및 앤빌 롤 24 사이에 닙 영역 30을 만들기 위하여 두 롤의 상호 위치를 변화시킬 수 있다. 닙 압력은 웹 자체의 특성 및 원하는 천공 및 크레이핑의 종류에 따라 변화된다. 닙 압력의 변화를 초래할 수 있는 다른 요인에는 패턴 롤 22 및 앤빌 롤 24 사이의 속도 차이, 롤의 온도, 양각 영역 26의 크기 및 간격이 포함된다. 필름과 부직 재료와 같은 재료에서 닙 압력은 리니어 밀리미터 당 약 2.0 내지 약 6.0 킬로그램 (kg/lmm)의 범위에 있을 것이다. 특정한 최종 용도에 따라 다른 압력도 가능하다.
패턴 롤 22 및 앤빌 롤 24 사이의 차등 속도는 패턴 롤 22상의 양각 영역 26 및 앤빌 롤 24상의 앤빌 표면 사이의 전단을 발생시키고 웹에 자국을 남기고 웹 14를 통과하는 천공을 생성시킨다. 만약 속도 차이가 더욱 증가된다면, 투입되는 웹은 패턴 롤 22의 양각 영역 26의 내부 및 주위에 주름이 잡히게 되고 따라서 웹이 닙 영역 30을 통과함에 따라서 웹을 크레이핑한다. 웹 14가 웹 크레이핑 및 천공 어셈블리 20을 통과하게 되면, 하기한 실시예에 설명된 재료의 현미경 사진에서 보여진 바와 같이 그 특성 및 외형이 현저히 변화한다. 웹 14가 크레이핑 및 천공 어셈블리 20을 떠나면서 천공 및(또는) 크레이핑된 웹 32는 크레이핑 및(또는) 천공된 웹 32를 집속한다. 제1 언와인드 12 및 제2 언와인드 16처럼 와인더 34는 최종 웹 32가 롤 36에 감겨질 때의 속도 조절을 위하여 변화될 수 있는 전기 모터 또는 다른 구동원으로 구동된다. 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 웹 32가 와인더 34에 감겨지는 속도도 웹 32의 특성 및 외관에 영향을 줄 것이다. 임의로, 예를 들면 개인 보호 흡수 용품을 위한 라이너 제품으로의 변환과 같은 추가적인 처리를 위해서 웹 와인더 34를 제거하고 웹 32는 공정에 계속 머무를 수 있다 (도시되지 않았음).
웹 또는 웹 14의 유입속도(inlet speed)와 인출속도(withdrawl speed)는 공정의 조건을 변화시키기 위해 변화될 수 있다. 예를 들면, 웹 14의 유입 속도는 제1 또는 패턴 롤 22와 같거나 이보다 빠를 수 있다. 그 속도는 또한 제2 또는 앤빌 롤 24의 회전 속도와 같거나 이보다 느릴 수 있다. 닙 영역 30을 벗어나면서 웹 또는 적층물은 제1 롤과 같거나 이보다 빠를 수 있고, 제2 롤의 회전 속도보다 느리거나 이와 같을 수 있다.
단일 웹 14만을 제1도에 도시된 장치 및 공정 10을 통과시키는 것 외에도, 제2 언와인드 16와 같은 한 개 이상의 추가적인 언와인드가 기계 장치에 추가된다면 같은 장치 10에 다수의 웹을 통과시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 제1 언와인드 12에는 필름을 갖추어 주고, 제2 언와인드 16에는 같은 재료나 섬유 부직웹 18과 같은 다른 재료를 갖추어 줄 수 있다. 두 웹 14 및 18은 전과 동일한 방식으로 크레이핑 및 천공 어셈블리 20에 공급된다. 재료의 폭이 증가됨에 따라 웹 14 및 18을 서로 결합시킴으로써 적층물 32에 원하는 결과 및 외관을 부여하기 위해 닙 압력과 가열 조건을 변화시켜야만 할 경우가 있다. 만일 필름 및 부직 재료의 조합 내의 필름에 천공을 원하는 경우, 필름층 14를 패턴 롤 22에 인접되게 배치시키는 것이 유익하다.
지금까지 공정에 대해서 설명하였으므로, 본 발명을 더욱 예시하기 위하여 일련의 샘플 단일층 및 다중층 웹 적층물을 생성시켰다. 샘플 및 이들을 평가하기 위한 시험 방법이 이하에 설명되어 있다.
시험 방법
본 발명에 따른 재료의 특성을 결정하기 위해 몇가지 시험 방법이 사용되었다. 이러한 특성을 결정하기 위한 방법은 이하에 설명되어 있다.
기초 중량
여기에 설명된 다양한 재료의 기초 중량은 연방 시험 방법 191A/5041 (Federal Test Method Number 191A/5041)에 따라서 결정되었다. 시료의 샘플 크기는 15.24 X 15.24 센티미터였고, 각각의 재료에 대해서 3개의 수치가 얻어졌고, 이들을 평균하였다. 이하에 보고된 수치는 평균된 값이다.
폭
적층물을 포함한 재료의 폭은 스타레트 벌크 테스트(Starrett Bulk test)를 사용하여 측정되었다. 이 시험에서는 12.7 X 12.7 센티미터의 재료의 샘플이 제곱 인치 당 0.05 파운드의 하중(제곱 센티미터 당 3.5 그램)에서 압축되었고 폭은 이러한 하중하에 있는 동안 측정되었다. 더 큰 숫자는 더 두꺼운 재료를 나타낸다. 다섯 개의 샘풀이 각 재료당 측정되었고, 평균되었다. 수치는 평균치로 보고되었다.
다공도
재료의 프래지어 공기 투과도 (Frazier air permeability)는 연방 시험 방법 191A./5450에 따라 결정되었다. 각 재료 당 다섯 개의 시료를 시험하였고 보고된 수치를 얻기 위하여 평균되었다.
표면 토포그래피 (조면계 시험)
본 발명에 따른 많은 재료의 표면은 본 발명에 따른 방법으로 인하여 향상된 토포그래피를 가진다. 패턴 롤보다 앤빌 롤을 빨리 구동시킴에 따라 처리되는 웹 재료는 닙 영역내에서 압축된다. 기계적 압력 및 임의적 가열에 의해 웹 재료는 크레이핑되고 천공도 될 수 있다. 이러한 크레이핑되고 천공된 재료는 상부 표면으로부터 하부 표면으로 유체의 흐름을 유도할 수 있음으로 인하여 향상된 미적 호감을 불러 일으킨다. 본 발명에 따른 재료의 표면은 설계상 불규칙한 비교적 고도의 토포그래피를 나타내었다. 이하의 조면계 자료에서 보여진 바와 같이 천공 사이의 필름 단면의 표준 편차는 천공에 따라 상당히 불규칙하였다.
스타일러스 조면계(Stylus profilometry)는 재료의 표면의 불규칙성을 재료 표면을 가로질러 긋는 바늘(stylus)을 사용하여 측정하는 시험 방법이다. 바늘이 재료를 가로질러 움직임에 따라서, 자료가 생성되고 바늘에 의해 감지된 표면 윤곽을 추적하기 위해 컴퓨터에 입력된다. 이 정보는 다시 표준 기준선으로부터의 편차의 정도를 나타내어 재료의 불규칙성의 정도를 보여주기 위해 플로팅될 수 있다. 표면 조면계 자료는 실시예 1 내지 4에 대해서 작성되었고 이하에 설명되었다. 이어서, 이 자료는 제8도에 플로팅되었다.
살시예 1 내지 4의 자료의 필름 표면은 영국 리세스터의 랭크 테일러 홉슨 회사(Rank Taylor Hobson Ltd. of Leicester, England)의 랭크 테일러 텔리설프 레이져 인터페로메트릭 스타일러스 프로필로미터 모델 (Rank Taylor Talysurf Laser Interfeometric Stylus Proliometer model)을 사용하여 스케닝되었다. 바늘은 공칭 2 미크론 반지름의 다이아몬드 팁을 사용하였다 (파트 #112/1836). 자료 수집에 앞서, 바늘은 공지의 표준 반지름 (22.0008 밀리미터) 및 마무리 (파트 #112/1844)의 고도로 연마된 텅스텐 카바이드 강철 볼로 보정되었다. 시험하는 동안 바늘 팁의 수직 위치는 헬륨/네온 레이저 간섭계 픽업 (파트 #112/2033)으로 감지되었다. 자료는 아이비엠 피시 호환 컴퓨터에서 작동하는 폼 텔리서프 버전 5.02 (Form Talysurf Version 5.02) 소프트웨어를 사용하여 수집되고 처리되었다. 바늘 팁은 분당 0.5 밀리미터의 속도로 1.25 밀리미터 이상의 길이에 걸쳐 샘플 표면을 가로질러 그어졌다. 이 시험은 천공 사이의 필름 표면의 더 긴 파장 구조의 특성을 나타내었다. 조면계 바늘로 추적된 궤도는 천공마다 재료의 상부 표면을 가로질렀다. 윤곽의 평균 굴곡도 (Wa)는 천공당 채택된 10개의 개별적인 주사(scan)에 의해 필름별로 결정되었다.
이러한 과정을 수행하기 위해서, 다이아몬드 팁을 가진 바늘을 사용하여 개개의 필름의 상부 표면으로부터 측정된 256개의 시계열적으로 기록된 윤곽으로 구성된 가로 및 세로가 5 밀리미터인 주사(scan)를 행하였다. 표면 자료는 표면 세부는 제외시키고 더 긴 파장 구조만을 보유하는 0.25 밀리미터 파동 필터를 사용하여 필터링하였다.
파동이 필터링된 표면으로부터 10 개의 윤곽을 추출하였다. 각각의 10개의 윤곽 세트의 평균 윤곽은 약 1.25 밀리미터로 측정된 거리에 동일한 500 미크론 수직 스케일에 플로팅되었고, 천공 사이의 필름의 회선상(回旋狀) 구조를 정의하는 평균 굴곡도 (Wa) 및 표준 편차 수치와 함께 제8도에 도시되었다.
총 5 개의 실시예가 이하에 설명되어 있다. 실시예 1 내지 3에서 웹 14는 열가소성 필름이었다. 실시예 4에서는 열가소성 필름 및 섬유 부직 웹을 포함하여 2 개의 웹이 사용되었다. 실시예 5에서 웹은 섬유 부직 웹이었다.
실시예 1 내지 3에 사용된 필름은 0.025 밀리미터의 폭 또는 벌크를 가졌다. 조성은 세제곱 센티미터 당 0.918 그램(g/cm3)의 밀도와 2160 그램의 하중 및 190℃의 온도에서 10 분당 13.0 그램의 용융지수를 가지고 웹의 총 중량에 기초한 중량 백분율로 76%인 NA-206 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)를 포함하였다. 이 중합체는 컨네티컷 월링포드의 퀀텀 회사(Quantum Incorporated of Wallingford, Connecticut)로부터 입수 가능하다. 조성물의 나머지 부분은 50 중량%의 TiO2및 50 중량%의 저밀도 폴리에틸렌 케리어를 포함한 24 중량%의 이산화 티탄 (TiO2) 농축액이었고, 따라서 필름내의 TiO2중량%가 12%이었고, 나머지는 LDPE 88%이었다. TiO2는41171로 지정된 등급으로 뉴욕 마운트 버논의 암페세트 회사로부터 입수 가능하다 (Ampacet Company of Mount Vernon, New York).
실시예 4에서 필름은 필름 총중량을 기준으로 94 중량%의 상기 NA-206 LLDPE와 6 중량%의 암파세트 회사의 이산화 티탄 농축액(등급 지정 110313)을 함유한 0.019 밀리미터 폭의 캐스트(cast) 필름이었다. 이 농축액은 TiO270 중량% 및 LDPE 케리어 수지 30 중량%을 포함하였다. 따라서, 필름내의 효율적인 TiO2농축액은 4 중량%였고, LDPE 농도는 96 중량%였다.
실시예 4에 사용된 섬유 부직 웹은 사이드-바이-사이드(side-by-side) 복합 섬유였다. 섬유는 미시간 미드랜드의 다우 케미칼 회사(Dow Chemical Company of Midland, Michigan)의 다우 등급 6811A 폴리에틸렌을 약 50 중량% 포함하였고, 컨네티컷 다리엔의 엑손 케미칼 회사(Exxon Chemical Company of Darien, Connecticut)의 엑손 3445 폴리프로필렌 약 50 중량%를 포함하였다. 이렇게 제조된 섬유는 본질적으로 연속적이었고, 22 미크론의 평균 섬유 지름을 가졌다. 부직 웹은 제곱 미터 당 16.6 그램의 기초 중량(gsm)을 가졌고, 부직 웹의 섬유는 컨네티컷, 덴버리의 오에스아이 스페셜티즈 회사(Osi Specialties, Inc. of Danbury, Connecticut) Y12488 폴리알킬렌 옥사이드-개질 폴리디메틸실록산 비이온성 계면 활성제 습윤 패키지로 처리되었다. 이 패키지는 미국 특허 제5,057,361호를 참조하고 있다. 부직 웹에 계면 활성제의 첨가는 웹의 전체 건조 중량을 기준으로 0.4%였다. 이성분 스펀본드를 형성하는 추가 정보는 본 발명에 그 전체가 참고 문헌으로서 인용된 미국 특허 제5,336,552호를 참조하면 된다.
실시예 5에서 사용된 섬유 부직 웹은 멜트블로운(meltblown) 웹이 가운데 있는 스펀본드, 멜트블로운 및 스펀본드 웹이 기결합(prebonded)된 3층 복합 재료였다. 적층물은 약 10.5 gsm 스펀본드 재료 사이에 28 gsm의 전체 적층물 중량에 7.0 gsm 멜트블로운 층을 포함하였다. 스펀본드 섬유는 직경이 약 20 미크론이었고 멜트블로운 섬유는 약 3 미크론이었다. 적층물은 약 15%의 결합 면적 및 제곱 센티미터당 약 48개의 결합점으로 점결합(point bonded)시켰다. 스펀본드 수지는 히몬트 유.에스.에이사(Himont U.S.A., Inc.)의 PF-304 등급 폴리프로필렌이었고, 멜트블로운 수지는 엑손 케미칼 회사의 3746G 등급 폴리프로필렌이었다. 이러한 적층물을 생성시키는 방법의 예는 그 전체가 참고 문헌으로서 인용된 브로크(Brock) 등의 미국 특허 제4,041,203호에 기재되어 있다.
실시예의 웹을 천공하는데 사용된 장비는 상기에서 설명한 것과 유사하다. 3 가지의 다른 결합(bond) 패턴 롤이 사용되었다. 실시예 1, 2 및 5의 패턴 롤은 오프셋 열에 배치된 다이아몬드 형상의 핀을 사용하였다. 핀 명세는 0.38 mm의 핀 높이, 1.06 mm의 동일한 축 길이, 1.12 mm2의 총 핀 표면적, 제곱 센티미터 당 30.3 핀의 핀 밀도 및 35 퍼센트의 결합 또는 접촉 면적을 포함한다. 실시예 3에 사용된 패턴 롤은 핀이 오프셋 열에 다이아몬드 형상을 하고 있다는 점에서 방금 설명한 핀과 유사하고, 핀의 치수와 밀도만 상이하다. 이 롤에 사용된 핀은 핀 높이 0.42 mm의 핀 높이, 0.85 mm의 동일한 축 길이, 0.72 mm2의 총 핀 표면적, cm2당 42.2 핀의 핀 밀도 및 35 퍼센트의 결합 또는 접촉 면적을 가졌다. 실시예 4에서 패턴 롤은 핀들이 균일한 오프셋 열에 배치되지 않고 무질서한 패턴으로 배치되었다. 핀은 0.48 mm의 핀 높이, 0.40 mm2의 총 핀 표면적, cm2당 93.5 핀의 핀 밀도 및 37 퍼센트의 결합 또는 접촉 면적을 가졌다. 상기 모든 패턴 롤은 양각 표면으로부터 양각 표면까지 18.0 센티미터의 직경을 가졌다. 앤빌 롤은 강철로 제조되었고, 부드러운 표면 및 18 센티미터의 직경을 가졌다. 이 두 롤은 서로 접촉되도록 조정되었고, 닙 압력은 아래에 지적된 바와 같이 조정되었다.
실시예1
본 실시예에서는 상기에 설명된 패턴 롤이 85℃로 가열되었고 앤빌 롤은 82℃로 가열되었다. 패턴 롤 및 앤빌 롤 사이의 경계면을 따라서 닙 압력은 35 psig(리니얼 밀리미터 당 4.98 킬로그램 (kg/lmm))이었다. 패턴 롤은 분당 6.7 미터의 회전 속도로 조정되었고, 앤빌 롤은 분당 12.2 미터의 회전 속도를 가졌다. 이로써 패턴 롤 대 앤빌 롤의 속도비는 1.0:1.8가 되었다. 필름 언와인드에는 일정한 제동 장력이 적용되었다. 필름의 유입 속도는 분당 7.3 미터였다. 이에 따라 필름이 주름지는 것을 감소시키기 위하여 필름은 약간의 장력하에서 천공 어셈블리에 공급되었다. 필름은 천공 어셈블리를 벗어나면서 분당 7.9 미터의 속도로 권취 롤에 감겼다.
생성된 필름은 제3도에 도시되었다. 현미경 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 필름은 천공되었고 약간 크레이핑되었다. 처리 전에, 필름은 제곱 미터 당 25.4 그램(gsm)의 기초 중량 및 0.025 밀리미터의 폭을 가졌고, 거의 다공도를 가지지 않았다. 처리 후, 기초 중량은 제곱 센티미터 당 28 그램으로 증가되었다. 폭은 0.48 밀리미터로 증가되었고, 다공도는 분당 6.2 표준 세제곱 미터로 측정되었다. 천공으로 인해 개방된 영역의 백분율은 7%였는데, 이는 패턴 롤의 접촉 면적 31%보다 훨씬 적은 양이고, 이에 따라 생성된 웹의 크레이프 성질을 한층 더 설명하여 준다.
실시예 1의 필름 웹에 대하여 상기 약술된 조면계 시험을 하였다. 약 1.25 밀리미터 폭에 걸쳐 측정된 10개의 샘플의 평균 굴곡도(Wa)는 47.0 미크론이었고, 10개의 샘플의 표준 편차는 17이었다. 조면계 자료의 플롯은 도면의 제8도에 제시되어 있다. 다른 곡선과의 관계로부터도 알 수 있듯이, 실시예 1의 재료가 (실시예 2 내지 4의 하기한 재료와 비교할 때) 패턴 롤 및 앤빌 롤 사이의 적은 속도 차이로 인하여 두 번째로 부드러웠다. 또한, 표준 편차는 비교적 낮았는데, 이는 천공 사이의 필름 내의 파동이 필름만으로 된 재료보다 더욱 균일하다는 것을 보여준다.
비교의 목적으로, 두 개의 상업적으로 입수 가능한 천공된 필름을 동일한 조면계 시험을 통과시켰다. 첫 번째 필름은 오하이오주 신시네티의 프록터 앤드 갬블사에서 제조한 올웨이즈(등록상표(Always(R)) 생리대의 드라이위브(Driweave) 신체측 라이너였다. 이 제품의 평균 표면 굴곡도(Wa)는 53.9였고, 표준 편차는 8.9였다. 이 재료는 보다 높은 진폭을 가졌지만, 더 낮은 표준 편차를 갖고 있어 천공 사이의 고체 필름 영역에 걸쳐서 더욱 균일한 재료임을 나타낸다.
두 번째 재료는 이탈리아 피브 피시라가(Pieve Fissiraga (MI))의 비-플라스트사(Bi-Plast Company)의 진공 천공된 필름(Code #2 AIBNN)이다. 이 제품의 평균 표면 굴곡도(Wa)는 27.3이었고 표준 편차는 6.7이었다. 다시, 실시예 1의 천공된 필름과 비교할 때 이 재료는 더 낮은 표준 편차를 갖고 있었고, 따라서 천공 사이에 더욱 균일한 필름 표면을 갖고 있음을 나타낸다.
실시예2
본 실시예에서는 상기에 설명된 패턴 롤이 85℃로 가열되었고 앤빌 롤은 82.2℃로 가열되었다. 패턴 롤 및 앤빌 롤 사이의 경계면을 따라서 닙 압력은 30 psig(4.23 kg/lmm)이었다. 패턴 롤은 분당 3.6 미터의 회전 속도로 조정되었고, 앤빌 롤은 분당 12.2 미터의 회전 속도를 가졌다. 이로써 패턴 롤 대 앤빌 롤의 속도비는 1.0:3.3이 되었다. 필름 언와인드에는 일정한 제동 장력이 적용되었다. 필름의 유입 속도는 분당 6.1 미터였다. 이에 따라 필름이 주름지는 것을 감소시키기 위하여 필름은 약간의 장력하에서 천공 어셈블리에 공급되었다. 필름은 천공 어셈블리를 벗어나면서 분당 4.3 미터의 속도로 권취 롤에 감겼다.
생성된 필름은 제4도에 도시되었다. 현미경 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 필름은 천공되었고 약간 크레이핑되었다. 처리 전에, 필름은 제곱 미터 당 25.4 그램(gsm)의 기초 중량 및 0.025 밀리미터의 폭을 가졌고, 거의 다공도를 가지지 않았다. 처리 후, 기초 중량은 41.4 gsm으로 증가되었다. 폭은 0.84 밀리미터로 증가되었고, 다공도는 분당 15.7 표준 세제곱 미터로 측정되었다. 천공으로 인해 개방된 영역의 백분율은 19%였는데, 이는 패턴 롤의 접촉 면적 31%보다 훨씬 적은 양이고, 이에 따라 생성된 웹의 크레이프 성질을 한층 더 설명하여 준다.
실시예 2의 필름 웹에 대하여 상기 약술된 조면계 시험을 하였다. 약 1.25 밀리미터 폭에 걸쳐 측정된 10개의 샘플의 평균 굴곡도(Wa)는 90.6 미크론이었고, 10개의 샘플의 표준 편차는 42이었다. 조면계 자료의 플롯은 도면의 제8도에 제시되어 있다. 다른 곡선과의 관계로부터도 알 수 있듯이, 실시예 2의 재료가 실시예 1의 재료보다 더 큰 파동과 더 큰 평균 표면 굴곡도(Wa)를 가졌다. 표준 편차 역시 더 큰데, 이는 천공 사이의 웹 재료의 더 큰 불균일도를 나타낸다.
실시예3
본 실시예에서는 상기에 설명된 패턴 롤이 90.5℃로 가열되었고 앤빌 롤은 76.7℃로 가열되었다. 패턴 롤 및 앤빌 롤 사이의 경계면을 따라서 닙 압력은 40 psig(5.74 kg/lmm)이었다. 패턴 롤은 분당 3.0 미터의 회전 속도로 조정되었고, 앤빌 롤은 분당 18.3 미터의 회전 속도를 가졌다. 이로써 패턴 롤 대 앤빌 롤의 속도비는 1.0:6.0이 되었다. 필름 언와인드에는 일정한 제동 장력이 적용되었다. 필름의 유입 속도는 분당 7.6 미터였다. 필름은 천공 어셈블리를 벗어나면서 분당 4.9 미터의 속도로 권취 롤에 감겼다.
생성된 필름은 제5도에 도시되었다. 현미경 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, 필름은 천공되었고 약간 크레이핑되었다. 추가적인 크레이핑으로 인하여 크레이프는 실시예 1 및 2보다 더욱 현저하였고, 필름은 기계 방향으로 신장 및 회복 특성을 보였다. 처리 전에, 필름은 제곱 미터 당 25.4 그램(gsm)의 기초 중량 및 0.025 밀리미터의 폭을 가졌고, 거의 다공도를 가지지 않았다. 처리 후, 기초 중량은 40.3 gsm으로 증가되었다. 폭은 0.81 밀리미터로 증가되었고, 다공도는 분당 16.9 표준 세제곱 미터로 측정되었다. 천공으로 인해 개방된 영역의 백분율은 20%였는데, 이는 패턴 롤의 접촉 면적 31%보다 훨씬 적은 양이고, 이에 따라 생성된 웹의 크레이프 성질을 한층 더 설명하여 준다.
실시예 3의 필름 웹에 대하여 상기 약술된 조면계 시험을 하였다. 약 1.25 밀리미터 폭에 걸쳐 측정된 10개의 샘플의 평균 굴곡도(Wa)는 106.7 미크론이었고, 10개의 샘플의 표준 편차는 38이었다. 조면계 자료의 플롯은 도면의 제8도에 제시되어 있다. 다른 곡선과의 관계로부터도 알 수 있듯이, 실시예 3의 재료가 다른 실시예의 재료보다 더 큰 파동과 더 큰 평균 표면 굴곡도(Wa)를 가졌다. 표준 편차 역시 더 큰데, 이는 상기한 상업적으로 입수 가능한 재료와 비교할 때 천공 사이의 웹 재료가 더 큰 불균일도를 갖고 있는 것을 나타낸다.
실시예4
본 실시예에서는 상기에 설명된 패턴 롤이 85℃로 가열되었고 앤빌 롤은 79.5℃로 가열되었다. 패턴 롤 및 앤빌 롤 사이의 경계면을 따라서 닙 압력은 5.03 kg/lmm)이었다. 패턴 롤은 분당 3.3 미터의 회전 속도로 조정되었고, 앤빌 롤은 분당 18.3 미터의 회전 속도를 가졌다. 이로써 패턴 롤 대 앤빌 롤의 속도비는 1.0:5.5이 되었다. 필름 언와인드에는 일정한 제동 장력이 적용되었다. 필름의 유입 속도는 분당 3.7 미터였다. 이에 따라 필름이 주름지는 것을 감소시키기 위하여 필름은 약간의 장력하에서 천공 어셈블리에 공급되었다. 필름과 함께, 동일한 속도로 상기 설명된 부직포가 닙으로 공급되었다. 필름은 패턴 롤에 인접하여 배치시켰지만, 필름이 어셈블리의 앤빌 롤 측면으로 배향되도록 하는 다른 천공 및 크레이핑 시도가 성공적이었다. 닙의 출구 측으로부터 빠져나오는 재료는 적층물의 두 층으로 뻗는 천공으로 공-천공된 적층물이었다. (제6도 참조) 필름/부직포 적층물은 천공 어셈블리를 벗어나면서 분당 3.3 미터의 속도로 권취 롤에 감겼다.
천공/결합 처리 전에, 필름은 제곱 미터 당 18.7 그램(gsm)의 기초 중량 및 0.025 밀리미터의 폭을 가졌고, 부직포는 16.6 gsm의 기초 중량을 가져 비결합시 총 기초 중량은 35.3 gsm이었다. 처리 후, 기초 중량은 36.0 gsm으로 증가되었다. 처리 전, 필름 폭은 0.019mm였고, 부직포의 폭은 0.43mm이어서 비결합시 폭은 0.45mm였다. 처리후, 적층물의 폭은 0.33mm이었고, 이는 전체 폭의 감소를 보여주는 것이다. 다공도는 비천공된 필름으로 인하여 거의 0에서 분당 13.7 표준 세제곱 미터로 변화되었다. 필름으로만 구성된 샘플(실시예 1 내지 3)에서, 천공의 주변에 플랩과 유사한 부분이 항상 목격되었다. 실시예 4의 공-천공된 필름/부직포에서는 이러한 플랩이 거의 보이지 않았다. 이로써, 재료는 거친 표면이 없이 매우 부드러운 촉감을 가졌는데, 이는 잔류 필름 플랩이 없기 때문인 것으로 믿어진다. 이러한 재료는 흡수 코어을 향하여 배치된 필름 측면을 가진 생리대나 흡수 코어를 향하여 배치된 부직포와 같은 개인 보호 흡수 용품에 사용될 수 있다.
실시예 4의 필름 웹에 대하여 상기 약술된 조면계 시험을 하였다. 약 1.25 밀리미터 폭에 걸쳐 측정된 10개의 샘플의 평균 굴곡도(Wa)는 22.0 미크론이었다. 조면계 자료의 플롯은 도면의 제8도에 제시되어 있다. 다른 곡선과의 관계로부터도 알 수 있듯이, 실시예 4의 재료가 다른 실시예의 재료보다 더 작은 파동과 더 작은 평균 표면 굴곡도(Wa)를 가졌다. 이는 본 실시예가 가장 큰 표면 굴곡도를 보였던 실시예 3에 사용되었던 패턴 롤과 앤빌 롤 사이의 속도 차이만큼의 큰 속도 차이를 가졌음에도 불구하고, 섬유 부직포 층이 필름층에 대하여 완충 효과를 나타내었기 때문이라고 믿어진다. 표준 편차 역시 더 작은데, 이는 천공 사이의 웹 재료의 더 작은 불균일도를 나타낸다. 이는 다시 섬유 부직 웹층의 완충 표과 때문인 것으로 믿어진다.
실시예5
본 실시예에서는 상기에 설명된 패턴 롤이 99℃로 가열되었고 앤빌 롤은 82℃로 가열되었다. 패턴 롤 및 앤빌 롤 사이의 경계면을 따라서 닙 압력은 5.74 kg/lmm이었다. 패턴 롤은 분당 3.0 미터의 회전 속도로 조정되었고, 앤빌 롤은 분당 18.0 미터의 회전 속도를 가졌다. 이로써 패턴 롤 대 앤빌 롤의 속도비는 1.0:6.0이 되었다. 부직포 언와인드에는 일정한 제동 장력이 적용되었다. 이 결과, 스펀본드/멜트믈로운/스펀본드 (SMS) 부직 적층물은 약간의 장력하에 분당 6.1 미터의 속도로 천공 어셈블리에 공급되어졌다. SMS 적층물이 천공 어셈블리를 벗어나면서 분당 3.6 미터의 속도로 권취롤에 권취되었다.
생성된 필름은 제7도에 도시되었다. 현미경 사진으로부터 알 수 있는 바와 같이, SMF 적층물은 천공 면적이 12%로 천공되었고 약간 크레이핑되었다. 처리 전에, 웹은 제곱 미터 당 8.4 gsm의 기초 중량 및 0.228 밀리미터의 폭을 가졌고, 세제곱 미터당 3.8의 다공도를 가졌다. 처리 후, 기초 중량은 36.2 gsm으로 증가되었고, 폭은 0.73 밀리미터로 증가되었으며, 다공도는 분당 12.3 표준 세제곱 미터로 증가되었다.
상기한 실시예로부터 알 수 있듯이 본 발명의 공정은 크레이핑 및(또는) 천공될 수 있는 단층 재료 및 적층물을 포함한 다양한 재료를 제공할 수 있다. 이러한 재료는 많은 용도로 응용될 수 있으며, 그 한 예가 생리대의 라이너 재료이다.
종래 생리대의 패턴 롤이 더 빠른 필름 커버에 대해서 본 발명에 따른 재료 중 한 가지를 평가하기 위하여 작은 규모의 소비자 사용 시험을 비밀리에 행하였다. 제9도를 살펴 보면, 이 경우에는 생리대 90이었던 개인 위생 흡수 용품은 액체 투과성 상부 시이트 92, 하부 시이트 94 및 상부 시이트 92와 하부 시이트 94의 사이에 배치된 흡수 코어 96을 포함하였다. 본 발명에 따른 생리대는 상부 시이트 92로서 실시예 2의 천공되고 크레이핑된 필름을 활용하였다. 상부 시이트 92로서 사용된 제2 필름은 패턴 롤이 앤빌 롤보다 더 빠른 표면 속도로 회전하는 더욱 재래적인 방법에 따라서 제조되었다. 두 가지 필름은 실시예 2에서 설명된 바와 같이 모두 동일한 필름 조성으로부터 제조되었다. 종래의 패턴 롤이 더 빠른 필름의 전천공된 벌크 및 기초 중량은 각각 0.0375 밀리미터 및 제곱 미터 당 37.5 그램이었다. 이 필름은 31%의 결합 면적으로 전술한 패턴 롤을 사용하여 천공하였다. 패턴 롤은 앤빌 롤보다 약 2배 빠르게 회전하였다. 생성된 패턴 롤이 더 빠른 필름은 천공 공정 중 필름의 신장으로 기초 중량이 감소된 30.5 gsm의 최종 기초 중량을 가졌다. 패턴 롤이 더 빠른 필름은 0.64 밀리미터의 벌크, 23%의 개방 면적 및 분당 26.7 세제곱 미터의 다공도를 가졌다.
두 생리대는 각각 중량 6 그램 및 9 밀리미터의 결합 벌크의 목재 펄프 보풀로 구성된 흡수 코어 96을 포함한 동일한 섀시을 사용하였다. 하부 시이트 또는 배플(baffle) 94는 0.025 밀리미터 폭의 저밀도 폴리에틸렌 필름이었다. 상부 시이트와 흡수 코어 사이에는 섬유에 습윤성을 부여하기 위한 처리가 된 5 데니어 폴리에틸렌/폴리프로필렌 사이드-바이-사이드 이성분 섬유로 구성된 33.2 gsm의 이성분 공기-통과 결합 스펀본드 부직 웹 98이 배치되었다. 상부 시이트는 스펀본드 층의 상부에 배치되었고, 생리대의 상부 시이트 및 하부 시이트는 주변에서 서로 결합되었다.
보통에서 심한 생리혈이 있는 여성에게 각각의 구성을 가진 12개의 생리대를 착용하게 하였다. 각 여성은 각각 4 시간 또는 누출되기 전까지 두 구성의 생리대를 착용하였다. 각 착용 기간이 끝날 때, 여성들은 각 구성의 생리대를 건조도, 얼룩 마스킹, 커버의 청결도 및 흡수도에 대해서 평가를 의뢰받았다. 본 발명에 따른 상부 시이트를 사용한 생리대(실시예 2)는 전체적으로 더 나은 평가를 받았고, 특히 커버 청결도 및 얼룩 마스킹에서 더 나은 평가를 받았다. 패턴 롤이 더 빠른 상부 시이트의 표면은 더 낮은 삼차원성을 가졌고, 따라서 유체 지체(hang-up) 및 젖은 표면을 갖게 되었고, 본 발명에 따른 재료는 이러한 특성을 보이지 않았다. 본 발명의 탄력있고 불규칙한 표면은 신체로부터 떨어져서 청결하고 건조한 표면을 유지하는데 특히 중효한 것으로 믿어진다. 천공 사이의 상당한 지면(land area)에도 불구하고 고도로 크레이프된 토포그래피는 유체를 천공 내부로 운송하여 천공을 통과시키면서 유체를 신체로부터 떨어지게 하였다.
발명을 상세하게 설명하였으므로, 하기 청구의 범위의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음은 명백하다.

Claims (36)

  1. a) 제1 기초 중량을 갖는 웹을 패턴화된 표면을 갖는 제1 롤, 편평한 표면을 갖는 제2 롤, 및 제1 롤과 제2 롤 사이에 한정된 닙을 포함한 한 벌의 롤에 공급하고,
    b) 제1 롤은 제1 회전 속도로, 제2 롤은 제2 회전 속도로, 제2 회전 속도는 제1 회전 속도보다 크게, 제1 롤과 제2 롤을 서로 반대 방향으로 회전시키고,
    c) 상기 제1 기초 중량보다 큰 제2 기초 중량으로 상기 닙으로부터 상기 웹을 인출하는 단계를 포함하는, 기초 중량이 증가된 웹의 형성 방법.
  2. a) 패턴화된 표면을 갖는 제1 롤, 편평한 표면을 갖는 제2 롤, 및 제1 롤과 제 2롤 사이에 한정된 닙을 포함하는 한 벌의 천공 롤을 제공하고,
    b) 제1 롤은 제1 회전 속도로, 제2 롤은 제2 회전 속도로, 제2 회전 속도는 제1 회전 속도보다 크게, 제1 롤과 제2 롤을 서로 반대 방향으로 회전시키고,
    c) 상기 닙내에서 상기 제1 및 제2 롤 사이에 웹을 통과시켜 웹 내부에 천공을 형성시키는 단계를 포함하는 천공 웹의 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서, 리니얼 밀리미터 당 약 2.0 킬로그램 이상의 닙 압력이 제공되도록 상기 제1 및 제2 롤을 회전시키는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 리니얼 밀리미터 당 약 2.0 내지 약 6.0 킬로그램의 닙 압력이 제공되도록 상기 제1 및 제2 롤을 회전시키는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제2 롤의 제2 회전 속도가 상기 제1 롤의 제1 회전 속도보다 약 1.8배 더 빠른 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제2 롤의 제2 회전 속도가 상기 제1 롤의 제1 회전 속도보다 약 1.8배 내지 약 6배 더 빠른 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 롤의 제1 회전 속도보다는 크고 상기 제2 롤의 제2 회전 속도와 같거나 이보다 작은 유입 속도로 상기 웹을 상기 닙으로 공급하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1 롤의 제1 회전 속도보다 큰 인출 속도로 상기 웹을 상기 닙으로부터 인출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 롤의 제1 회전 속도보다 큰 인출 속도로 상기 웹을 상기 닙으로부터 인출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  10. 제2항에 있어서, 상기 제1 롤의 제1 회전 속도보다는 크고 상기 제2 롤의 제2 회전 속도보다는 작은 인출 속도로 상기 웹을 상기 닙으로부터 인출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 롤의 제1 회전 속도보다는 크고 상기 제2 롤의 제2 회전 속도보다는 작은 인출 속도로 상기 웹을 상기 닙으로부터 인출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  12. 제2항에 있어서, 제1 기초 중량으로 상기 제1 웹을 상기 닙으로 공급하고, 제2 기초 중량으로 상기 웹을 상기 닙으로부터 인출하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 기초 중량이 상기 제1 기초 중량보다 큰 것인 방법.
  13. a) 패턴화된 표면을 갖는 제1 롤, 편평한 표면을 갖는 제2 롤, 및 제1 롤과 제 2롤 사이에 한정된 닙을 포함하는 한 벌의 천공 롤을 제공하고,
    b) 제1 롤은 제1 회전 속도로, 제2 롤은 제2 회전 속도로, 제2 회전 속도는 제1 회전 속도보다 크게, 제1 롤과 제2 롤을 서로 반대 방향으로 회전시키고,
    c) 제1 롤 및 제2 롤 사이의 닙 내에 제1 웹 및 제2 웹을 통과시켜 천공이 있는 적층물을 형성하는 단계를 포함하는 천공된 웹의 형성 방법.
  14. 내부에 다수의 천공이 정해진 웹을 포함하고, 상기 천공 사이의 웹이 약 22 미크론 이상의 평균 표면 굴곡도 및 11 이상의 표준 편차를 갖는 천공된 웹.
  15. 제14항에 있어서, 상기 천공 사이의 웹이 약 47 미크론 이상의 평균 표면 굴곡도 및 17 이상의 표준 편차를 갖는 천공된 웹.
  16. 제14항에 있어서, 상기 천공 사이의 웹이 약 90 미크론 이상의 평균 표면 굴곡도 및 42 이상의 표준 편차를 갖는 천공된 웹.
  17. 제14항에 있어서, 상기 천공 사이의 웹이 약 106 미크론 이상의 평균 표면 굴곡도 및 38 이상의 표준 편차를 갖는 천공된 웹.
  18. 제14항에 있어서, 상기 천공 사이의 웹이 약 22 내지 약 106 미크론의 평균 표면 굴곡도 및 11 이상의 표준 편차를 갖는 천공된 웹.
  19. 제14항에 있어서, 상기 천공 사이의 웹이 약 47 내지 약 106 미크론의 평균 표면 굴곡도 및 17 이상의 표준 편차를 갖는 천공된 웹.
  20. 제14항에 있어서, 상기 천공 사이의 웹이 약 90 내지 약 106 미크론의 평균 표면 굴곡도 및 38 이상의 표준 편차를 갖는 천공된 웹.
  21. 제14항에 있어서, 상기 웹이 필름인 천공된 웹.
  22. 제14항에 있어서, 상기 웹이 섬유 부직포인 천공된 웹.
  23. 제14항에 있어서, 상기 웹이 필름인 천공된 웹.
  24. 제14항의 천공된 웹을 포함하는 액체 투과성 상부 시이트, 하부 시이트 및 상기 상부 시이트와 하부 시이트 사이에 배치된 흡수 코어를 포함하는 개인 보호 흡수 용품.
  25. 제24항에 있어서, 생리대인 개인 보호 흡수 용품.
  26. 제24항에 있어서, 상기 웹이 필름인 개인 보호 흡수 용품.
  27. 제24항에 있어서, 상기 천공된 웹이 필름 및 섬유 부직 웹의 적층물인 개인 보호 흡수 용품.
  28. 제24항에 있어서, 상기 섬유 부직 웹이 흡수 코어에 인접하여 위치한 개인 보호 흡수 용품.
  29. 제27항에 있어서, 상기 필름이 상기 흡수 코어에 인접하여 위치한 개인 보호 흡수 용품.
  30. 약 22 미크론 이상의 평균 표면 굴곡도와 11 이상의 표준 편차를 갖는 크레이프 표면을 갖는 웹을 포함하는 벌크 웹.
  31. 제30항에 있어서, 상기 웹이 약 47 미크론 이상의 평균 표면 굴곡도와 17 이상의 표준 편차를 갖는 벌크 웹.
  32. 제30항에 있어서, 상기 웹이 약 90 미크론 이상의 평균 표면 굴곡도와 42 이상의 표준 편차를 갖는 벌크 웹.
  33. 제30항에 있어서, 상기 웹이 약 106 미크론 이상의 평균 표면 굴곡도와 38 이상의 표준 편차를 갖는 벌크 웹.
  34. 제30항에 있어서, 상기 웹이 약 22 내지 약 106 미크론의 평균 표면 굴곡도와 11 이상의 표준 편차를 갖는 벌크 웹.
  35. 제30항에 있어서, 상기 웹이 약 47 내지 약 106 미크론의 평균 표면 굴곡도와 17 이상의 표준 편차를 갖는 벌크 웹.
  36. 제30항에 있어서, 상기 웹이 약 90 내지 약 106 미크론의 평균 표면 굴곡도와 38 이상의 표준 편차를 갖는 벌크 웹.
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