KR20000005348A - 흡수제품용 신축성 및 신장성 복합 상면시이트 및 그의 제조 방법 - Google Patents

흡수제품용 신축성 및 신장성 복합 상면시이트 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바람직한 실시태양에서, 천공되고 거시적으로 팽창된 3차원 성형 필름층 및 이 성형 필름층의 한쪽 면에 결합된 섬유상 층, 바람직하게는 부직층을 포함하는 신축성, 신장성, 유체-투과성 복합 웹에 관한 것이다. 이 복합 웹은 하나이상의 방향으로 마이크로크레이핑되어 상기 방향으로 신장성, 바람직하게는 신축성을 갖게 된다. 이러한 복합 웹은 성형 필름층과 부직층이 미세절첩되어 미세 수준으로 포개어진 형상을 나타냄으로써, 층들간에 긴밀한 접촉을 제공하여 유체 전달성을 향상시키면서도 성형 필름의 3차원 구조로 인해 층들이 격리되게 된다. 본 발명의 복합 웹은 사용시의 다양한 상태에 순응하도록 향상된 신축성 및 신장성을 제공하고 흡수제품으로 하여금 착용자의 신체에 보다 잘 맞추어지게 하여 가요성의 향상을 통해 착용감을 개선시키기 위해서, 흡수제품의 상면시이트로서 사용하기에 특히 적합하다. 마이크로크레이핑된 표면은 또한 부드럽고 쾌적한 외관 및 감촉을 착용자에게 제공한다. 본 발명은 또한, (a) 천공되고 거시적으로 팽창된 3차원 성형 필름층을 제공하는 단계; (b) 섬유상 층을 제공하는 단계; (c) 섬유상 층을 성형 필름층의 한쪽 면에 결합시켜 복합 웹을 만드는 단계; 및 (d) 복합 웹을 하나이상의 방향으로 마이크로크레이핑시켜 복합 웹이 상기 방향으로 수축할 수 있게 하고 성형 필름층이 3차원의 거시적으로 팽창된 구조를 실질적으로 유지하도록 하는 단계를 포함하는, 신축성, 신장성, 유체-투과성 복합 웹의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

흡수제품용 신축성 및 신장성 복합 상면시이트 및 그의 제조 방법
체액을 흡수하기 위한 모든 방식 및 다양한 흡수제품이 공지되어 있음은 물론이다. 현재 유형의 흡수제품은 생리대, 팬티라이너, 일회용 기저귀 및 실금자용 제품을 포함한다.
흡수제품에서 상면시이트 물질로서 널리 사용되는 물질중 하나는 본원에서 참고로 인용된, 1982년 8월 3일자로 라델(Radel) 등에게 허여된 일반양도된 미국 특허 제 4,342,314 호에 기술되어 있다. 라델 등은 섬유와 유사한 성질 및 가소성 둘다를 나타내는 거시적으로 팽창된 탄성 3차원 플라스틱 웹을 포함하는 착용자-접촉 상면시이트를 갖는 흡수 밴드를 개시한다. 라델 등의 특허에 개시된 바람직한 실시양태에서는 거시적으로 팽창된 3차원 플라스틱 웹 상면시이트는 유체의 빠른 전달을 촉진시키기 위해서 웹의 한 표면으로부터 유래하고 연장되어 그 반대의 표면에서 기공의 형태로 종결되는 모세관 망상구조의 규칙적인 연속체를 포함하는 미세 수준의 3차원 미세구조를 나타낸다. 웹의 섬유-유사 외관은 섬유-유사 요소의 연속체로 이루어져 있고, 각 섬유-유사 요소의 대향되는 말단들은 다른 하나이상의 섬유-유사 요소에 상호연결되어 있다.
라델 등의 전형적인 모세관 망상구조물은 웹의 최상부 평면에서 서로 상호연결된 다수의 섬유-유사 요소에 의해 형성된 최상부 모세관 개구 또는 기공을 포함한다. 각 섬유-유사 요소는 종방향으로 실질적으로 균일한 U-자형 단면적을 갖는다. 섬유-유사 요소의 단면적은 착용자-접촉 평면에 위치한 기부(base portion) 및 이 기부의 각 가장자리에 연결된 측벽부를 포함한다. 측벽부는 전체적으로 웹의 흡수패드-접촉 표면 방향으로 연장된다. 서로 교차하는 측벽부는 웹의 착용자-접촉 표면과 흡수패드-접촉 표면 사이에서 서로 연결되어, 웹의 대향되는 표면들이상호연결된 모세관 망상구조를 형성한다.
라델 등에 의해 일반적으로 개시된 유형의 상면시이트는 상면시이트의 제 1 착용자-대향 표면으로부터 제 2 흡수패드-접촉 표면으로의 유체의 빠른 전달을 촉진시키는데 매우 효과적이다. 따라서, 이러한 유형의 상면시이트는 종래의 부직 섬유상 상면시이트 또는 2차원 필름에 비해 사용시 청결하고 건조한 외관을 주므로 생리대에서 광범위한 상업적 성공을 거두어왔다. 라델 등에 의해 개시된 유형의 상면시이트를 갖는 흡수제품이 상면시이트의 제 1 착용자-대향 표면으로부터 제 2 흡수패드-접촉 표면으로의 유체의 빠른 전달을 촉진시키는데 매우 효과적이지만, 생리혈과 같은 체액이 흡수코어내에 감추어지는 차폐(masking) 효과는 모세관 망상구조의 크기에 따라 달라진다. 모세관 망상구조의 크기가 감소할수록 상면시이트에 의해 제공되는 차폐 효과는 증가한다. 그러나, 모세관 망상구조가 지나치게 작은 경우, 체액이 상면시이트를 통해 흡수코어로 통과할 수 없게 되어 피부가 수분에 노출될 수 있다. 더욱이, 3차원 구조의 필름은 사용시의 힘에 반응하여 시이트-유사 치수로 확장하고 수축하는 능력(신장성)이 제한되어 있으므로, 착용자의 다양한 자세 및 동작에 순응하는 흡수제품의 능력이 제한될 수 있다. 이들의 3차원 구조 및 성형 공정 동안 성형 필름에 부여된 분자 배향 때문에, 3차원 모세관 구조를 파괴 및/또는 손상시켜 유체 취급 성능을 저하시키지 않고서는 후-성형 기계적 공정을 통해 상기 필름에 신장성 및 추가적인 연성을 부여하기란 어려운 일이다.
종래의 부직 상면시이트는 착용자가 원하는 외관 및 감촉 뿐만 아니라 우수한 가요성 및 연성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 종래의 부직 상면시이트의 유체-취급성은 최적 수준에 못미치는 것으로 밝혀졌는데, 특히 상당히 점성인 체액에 노출된 후에는 축축한 느낌을 준다. 또한, 종래의 부직 상면시이트는 그 아래의 흡수제품 구성요소와 관련한 차폐 효과를 제공하지만, 사용후 부직 물질 자체내에 남아있는 잔여 유체는 덜 바람직한 외관상 느낌을 제공한다. 성형 필름 물질와는 달리, 상면시이트용으로 사용되는 부직물은 그의 원래 성질을 유지하면서 신장성 및 추가적인 연성을 부여하기 위해 후-성형 기계적 공정에 적용하기가 비교적 쉽다.
따라서, 성형 필름 물질의 유체 취급성과 부직 물질의 연성을 제공하는, 흡수제품에서 상면시이트용으로 사용하기에 적합한 유체-투과성 웹을 제공할 것이 요구된다.
또한, 부드러운 감촉을 포함한, 바람직한 외관 및 감촉 특성을 갖는 상면시이트 물질을 제공할 것이 요구된다.
또한, 사용시의 다양한 상태에 순응하기에 충분한 신축성 및 신장성을 제공하고 흡수제품으로 하여금 착용자의 신체에 더 잘 맞추어지도록 할 수 있는 상면시이트 물질을 제공할 것이 요구된다.
발명의 요약
본 발명은 바람직한 실시태양에서 천공되고 거시적으로 팽창된 3차원 성형 필름층 및 이 성형 필름층의 한쪽 면에 결합된 섬유상 층을 포함하는 신축성, 신장성, 유체-투과성 복합 웹에 관한 것이다. 이 복합 웹은 하나이상의 방향으로 마이크로크레이핑(microcreping)되어 상기 방향으로 신장성, 바람직하게는 수축성(retractability)을 갖게 된다.
이러한 복합 웹은 성형 필름층과 섬유상 층이 미세절첩되어(microfold) 미세 수준으로 포개어진 형상(fine scale nesting)을 나타냄으로써, 층들간에 긴밀한 접촉을 제공하여 유체 전달성을 향상시키면서도 성형 필름의 3차원 구조로 인해 층들이 격리되게 된다. 따라서, 본 발명의 복합 웹은 성형 필름의 유체 취급성과 부직 물질의 연성을 제공할 뿐만 아니라 목적하는 신장성을 제공한다.
본 발명의 복합 웹은 사용시의 다양한 상태에 순응하도록 향상된 신축성 및 신장성을 제공하고 흡수제품으로 하여금 착용자의 신체에 보다 잘 맞추어지게 하여 가요성의 향상을 통해 착용감을 개선시키기 위해서, 흡수제품의 상면시이트로서 사용하기에 특히 적합하다. 마이크로크레이핑된 표면은 또한 부드럽고 쾌적한 외관 및 감촉을 착용자에게 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 천공되고 거시적으로 팽창된 3차원 성형 필름층을 제공하는 단계; (b) 섬유상 층을 제공하는 단계; (c) 섬유상 층을 성형 필름층의 한쪽 면에 결합시켜 복합 웹을 만드는 단계; 및 (d) 복합 웹을 하나이상의 방향으로 마이크로크레이핑시켜 복합 웹이 상기 방향으로 수축할 수 있게 하고 성형 필름층이 3차원의 거시적으로 팽창된 구조를 실질적으로 유지하도록 하는 단계를 포함하는, 신축성, 신장성, 유체-투과성 복합 웹의 제조 방법에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 공정에 의해 성형 필름의 3차원 구조가 실질적으로 유지됨으로써 그의 유체 취급성이 유지된다.
본 발명은 기저귀, 생리대, 팬티라이너, 실금자용 패드 등과 같은 일회용 흡수제품에서 복합 상면시이트로 사용하기에 특히 적합한 신장성 유체-투과성 웹에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 웹을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 본 발명을 특히 지적하고 뚜렷이 청구하는 청구의 범위로 종결되지만, 본 발명을 첨부된 도면과 관련해 기술된 다음의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있으리라 생각한다(도면에서 유사한 도면부호는 유사한 요소들을 가리키는 것이다).
도 1은 생리대의 구조를 보다 명백하게 보여주기 위해서 일부가 절단된, 생리대 형태의 흡수제품의 상면도이다.
도 2는 도 1의 2-2선을 따라 취해진, 도 1의 생리대의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 복합 웹의 제 1 층으로서 사용하기에 적합한 바람직한 유체-투과성 웹을 나타내는 확대되고 부분적으로 절단된 투시도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 복합 웹의 확대된 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 복합 웹을 만들기 위한 공정 및 장치의 단순화된 개략적 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 복합 웹을 만들기 위한 또다른 공정 및 장치의 단순화된 개략적 도면이다.
도 7은 도 5의 것과 유사하되, 성형 필름층을 보호하기 위한 개별적인 섬유상 웹을 포함한 공정 및 장치의 단순화된 개략적 도면이다.
도 8은 도 6의 것과 유사하되, 서로 대향된 성형 필름층을 갖는 2개의 복합 웹을 포함한 공정 및 장치의 단순화된 개략적 도면이다.
본원에서 사용된 "흡수제품"이란 신체 배출물을 흡수하고 보유하는 제품을 말하며, 더욱 구체적으로는 착용자 신체에 반하여 또는 그에 근접하게 착용되어 신체로부터 배출되는 다양한 배출물을 흡수하고 보유하는 제품을 말한다. "일회용"이란 본원에서는 세탁되거나 달리 복구되거나 흡수제품으로서 재사용되지 않는 것을 말한다(즉 이들은 일회 사용후 버려지거나 더욱 바람직하게는 재활용되거나, 처분되거나 달리 환경적으로 적합한 방식으로 폐기된다). "일체형" 흡수제품이란 개별적인 부품들이 함께 결합되어 하나의 통합적인 실체를 이룸으로써, 이들이 별도의 홀더(holder) 및 패드와 같은 개별 수조작해야하는 부품을 필요로 하지 않는 흡수제품을 말한다.
본 발명의 일체형 일회용 흡수제품의 바람직한 실시태양은 도 1에 도시된 바와 같은 생리대(20)인 위생 패드이다. 본원에서 사용된 "생리대"란 여성의 외음부 영역에 근접하게, 일반적으로는 비뇨생식기 영역 외부에 착용되고, 생리 유체 및 착용자의 신체로부터 분비되는 기타 질 분비물(예를 들면 혈액, 생리혈 및 뇨)를 흡수하고 보유하도록 되어 있는 흡수제품을 말한다. 부분적으로 착용자의 전정내에 및 부분적으로는 그 외부에 위치하는 음순간(interlabial) 장치도 본 발명에 포함된다. 본원에서 사용된 "외음부"란 외부에서 관찰되는 여성의 성기를 말한다. 그러나, 본 발명은 또한 팬티라이너와 같은 기타 여성용 위생용품 또는 위생 패드, 또는 기저귀, 실금자용 브리이프 등과 같은 기타 흡수제품에도 적용가능하다는 것을 알아야 한다.
도 1은 생리대(20)의 구조를 보다 분명하게 보여주기 위해 그 일부가 절단되어지고, 착용자에 접하거나 접촉되는 생리대(20) 부분이 관찰자를 향하도록 되어 있는, 펼쳐진 상태의 본 발명의 생리대(20)의 평면도이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 생리대(20)는 바람직하게는 제 1 또는 신체-접촉 유체-투과성 상면시이트층(21) 및 제 2 또는 가멘트-대향 유체-투과성 상면시이트층(22)을 포함하는 복합 상면시이트(25), 이 복합 상면시이트(25)에 연결된 액체 불투과성 배면시이트(23), 복합 상면시이트(25)와 배면시이트(23) 사이에 위치된 흡수코어(24)를 포함한다.
생리대(20)는 신체-접촉 표면 또는 신체-대향 표면(20a) 및 가멘트-대향 표면(20b)인 두 가지의 표면을 갖는다. 도 1에 도시된 생리대(20)는 그의 신체-대향 표면(20a)이 관찰자 쪽으로 향해 있다. 신체-대향 표면(20a)은 착용자 신체에 인접하게 착용되는 반면, 가멘트-대향 표면(20b)은 그 반대쪽에 있고 생리대(20)가 착용될 때 착용자의 속옷 또는 의복에 인접하게 위치된다. 생리대(20)는 종방향 중심선(L)과 횡방향 중심선(T)인 두 가지의 중심선을 갖는다. 본원에서 사용된 "종방향"이란 생리대(20)가 착용될 때 직립한 착용자를 좌반신과 우반신으로 이분하는 수직 평면과 전체적으로 나란한(즉 대략 평행한) 생리대(20)의 평면내의 선, 축 또는 방향을 말한다. 본원에서 사용된 "횡방향" 또는 "측방향"은 서로 대신 사용될 수 있고, 종방향 중심선에 전체적으로 수직인 생리대(20)의 평면내의 선, 축 또는 방향을 말한다. 또한 도 1은 생리대(20)가 생리대(20)의 외부 가장자리에 의해 한정되는 주변부(30)를 가짐을 보여준다(이때 종방향 가장자리(또는 "측부 가장자리")는 31로 표시되어 있고 말단 가장자리(또는 "말단")는 32로 표시되어 있다).
바람직한 실시양태인 도 1의 생리대(20)에서는, 복합 상면시이트(25) 및 배면시이트(23)가 흡수코어(24)의 길이 및 너비보다 전체적으로 큰 길이 및 너비를 갖는다. 복합 상면시이트(25) 및 배면시이트(23)는 흡수코어(24)의 가장자리 너머로 신장하여 주변부 뿐만 아니라 측부 플랩(34)을 형성한다.
생리대(20)는 바람직하게는 착용자의 팬티 가랑이부 주위로 절첩되는 선택적인 측부 플랩 또는 "날개(wing)(34)"를 포함한다. 측부 플랩(34)은 착용자의 팬티가 더럽혀지는 것을 막고 생리대가 착용자의 팬티에 고정되도록 하는 것을 포함하나 이에만 국한되지는 않는 많은 역할을 수행할 수 있다.
도 2는 도 1의 2-2 횡방향 절단선을 따라 취해진 생리대(20)의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 생리대(20)는 바람직하게는 생리대(20)를 착용자의 속옷에 부착시키기 위한 접착 패스닝(fastening) 수단(36)을 포함한다. 접착제 패스닝 수단(36)는 제거가능한 릴리이스 라이너(37)로 덮여져 있어, 접착제가 생리대의 사용전에 속옷의 가랑이부 이외의 표면에 달라붙는 것을 방지하고 오염되거나 접착력이 떨어지는 것이 방지된다.
생리대(20)는 비교적 두껍거나 비교적 얇은 두께를 비롯하여 임의의 두께를 가질 수 있다. 도 1 및 2에 도시된 생리대(20)의 실시양태는 비교적 얇은 생리대의 예이다. 그러나 도면에서 많은 물질층이 도시됨으로써 생리대가 그의 실제 두께보다 훨씬 두껍게 도시되는 경향이 있음을 알아야 한다. "얇은" 생리대(20)는 바람직하게는 약 3㎜ 미만의 칼리퍼를 갖는다. 도시된 얇은 생리대(20)는 또한 비교적 가요성이어서 착용자에 잘 맞추어져야 한다.
바람직하게는 생리대는 신장성 또는 신축성이다. 신장성 또는 신축성 생리대의 예는 본원에서 참고로 인용되고 일반양도되고 동시계류중인, 1992년 7월 23일자로 오스본(Osborn) 등의 명의로 출원된 미국 특허 출원 제 07/915,133 호, 및 1992년 7월 23일자로 오스본 등의 명의로 출원된 미국 특허 출원 제 07/913,204 호에 개시되어 있다.
사용시, 생리대(20)는 당해 분야에 잘 공지된 임의의 지지 수단 또는 부착 수단에 의해 제자리에 고정될 수 있다. 바람직하게는 생리대는 착용자의 속옷 또는 팬티에 위치되며 접착제(36)와 같은 패스너에 의해 고정된다. 접착제(36)는 생리대(20)를 팬티의 가랑이부에 고정시키는 수단을 제공한다. 따라서, 배면시이트(23)의 외표면의 일부 또는 전부는 접착제로 피복된다. 이러한 목적으로 당해 분야에서 사용되는 임의의 접착제 또는 아교를 본원에서 접착제로서 사용할 수 있고, 감압성 접착제가 바람직하다. 적합한 접착제는 미네소타 세인트 폴 소재의 에이치 비 풀러 캄파니(H.B.Fuller Company)에 의해 상표명 HL-2238로서 제조된 것이다. 적합한 접착 패스너는 미국 특허 제 4,917,697 호에 기술되어 있다. 생리대를 제자리에 위치시키기 전에 감압성 접착제(36)가 건조해지거나 팬티의 가랑이부 이외의 표면에 달라붙는 것을 방지하기 위해서 감압성 접착제(36)를 전형적으로는 제거가능한 릴리이스 라이너(37)로 덮는다. 적합한 릴리이스 라이너(37)는 또한 상기 언급된 미국 특허 제 4,917,697 호에 기술되어 있다. 이러한 목적으로 통상적으로 사용되는, 임의의 시판되는 릴리이스 라이너를 본원에서 사용할 수 있다. 적합한 릴리이스 라이너의 비제한적인 예는 위스콘신주 메나사 소재의 아크로실 코포레이션(Akrosil Corporation)에 의해 제조되는 상표명 BL30MG-A Silox 4P/O이다. 본 발명의 생리대(20)를, 우선 릴리이스 라이너(37)를 제거하고 접착제(36)가 팬티에 닿도록 생리대(20)를 팬티에 위치시켜 사용한다. 접착제(36)는 사용중에 생리대가 팬티내의 제자리에 고정되도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 생리대(20)는 각각 흡수코어의 측부 가장자리에 인접하고 이로부터 측방향으로 연장된 두개의 플랩(34)을 갖는다. 플랩(34)은 착용자 팬티 가장자리와 허벅지 사이에 배치되도록 가랑이 영역에서 착용자 팬티의 가장자리위로 걸쳐지는 형태를 갖는다. 플랩(34)은 두가지 이상의 효과를 나타낸다. 먼저, 플랩(34)은 생리혈이 착용자의 신체 및 팬티를 오염시키는 것을 방지하며, 바람직하게는 팬티의 가장자리를 따라 이중 차단벽을 형성함으로써 방지한다. 두 번째로, 바람직하게는 플랩(34)의 가멘트 표면상에 부착 수단이 제공되어 플랩은 팬티 아래로 뒤로 절첩되고 팬티의 가멘트 대향면에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 플랩(34)은 팬티에 생리대를 적절히 위치시키는 작용을 한다. 플랩(34)은 상면시이트, 배면시이트, 티슈 또는 이들 물질의 조합과 유사한 물질을 비롯한 다양한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 플랩(34)은 생리대의 주 몸체부에 부착된 별도의 요소일 수 있거나, 상면시이트와 배면시이트의 연장부(즉, 일체형)일 수 있다. 본 발명의 생리대와 함께 사용하기에 적합하거나 적용가능한 플랩을 갖는 다수의 생리대가 1987년 8월 18일자로 반 틸버그(Van Tilburg)에게 허여된 미국 특허 제 4,687,478 호; 1986년 5월 20일자로 반 틸버그에게 허여된 미국 특허 제 4,589,876 호; 및 1986년 8월 26일자로 마팅리(Mattingly)에게 허여된 미국 특허 제 4,608,047 호에 개시되어 있다. 이들 특허의 각각의 개시 내용은 본원에 참고로 인용되어 있다.
흡수코어(24)는 액체(예를 들면 생리혈 및/또는 뇨)를 흡수 또는 보유할 수 있는 임의의 흡수수단일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 흡수코어(24)는 신체-대향 표면, 가멘트-대향 표면, 측부 가장자리 및 말단 가장자리를 갖는다. 흡수코어(24)는 일반적으로 에어펠트(airfelt)라 불리는 분쇄된 목재 펄프와 같은, 생리대 및 기타 흡수제품에 통상적으로 사용되는 다양한 액체-흡수성 물질로부터 다양한 크기 및 형태(예를 들면 직사각형, 타원형, 모래시계형, 개뼈형, 비대칭형 등)로 제조될 수 있다. 기타 적합한 흡수 물질의 예는 크레이핑된 셀룰로즈 와딩(wadding); 코폼(coform)을 포함하는 용융취입 중합체; 화학적으로 강화되고(stiffened) 변형되거나 가교결합된 셀룰로스 섬유; 권축 폴리에스테르 섬유와 같은 합성 섬유; 피이트 모스(peat-moss); 티슈 랩 및 티슈 적층체를 포함하는 티슈; 흡수성 포움(foam); 흡수성 스폰지; 초흡수성 중합체; 흡수성 겔화 물질; 또는 이들 물질과 동등한 임의의 물질 또는 이 물질들의 조합, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
흡수코어의 형상 및 구조는 변할 수 있다. 예를 들면 흡수코어(24)는 다양한 칼리퍼 대역을 가질 수 있고(예를 들면 중심부가 보다 두꺼울 수 있음), 다양한 친수성 구배, 초흡수성 구배, 또는 보다 낮은 밀도 및 평균 기본 중량의 포획 대역을 가질 수 있으며, 하나이상의 층 또는 구조물을 포함할 수 있다. 그러나, 흡수코어(24)의 총 흡수용량은 생리대(20)의 용도 및 배출물의 적재량에 필적해야 한다. 또한, 흡수코어의 크기 및 흡수용량은 실금자용 패드, 팬티라이너, 일반형 생리대 또는 취침용 생리대와 같은 상이한 용도에 따라 다르게 변할 수 있다. 또한, 흡수코어(24)는 경우에 따라 가요성을 제공하는 특정 물질 또는 형상을 가질 수도 있다.
본 발명의 흡수코어(24)로서 사용할 수 있는 흡수 구조물의 예는 1990년 8월 21일자로 오스본에게 허여된 미국 특허 제 4,950,264 호; 1986년 9월 9일자로 웨이즈만(Weisman) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,610,678 호; 1989년 5월 30일자로 알레마니(Alemany) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,834,735 호; 및 1986년 10월 22일자로 덩크(Duenk) 등의 명의로 공개된 더 프록터 앤드 갬블 캄파니(The Procter & Gamble Company)의 유럽 특허 출원 제 0 198 683 호에 기술되어 있다. 상기 특허 문헌들은 본원에서 참고로 인용되어 있다.
배면시이트(23) 및 복합 상면시이트(25)는 당해 분야에 공지된 바와 같이 각각 흡수코어(24)의 가멘트-대향 표면 및 신체-대향 표면에 인접하여 위치되고, 바람직하게는 당해 분야에 잘 공지된 부착 수단(도시되지 않음)에 의해 거기에 연결되고 서로 연결된다. 예를 들면, 배면시이트(23) 및/또는 복합 상면시이트(25)는 접착제의 균일한 연속층, 접착제의 패턴화된 층, 또는 접착제의 일련의 개별적 선, 나선 또는 점에 의해 흡수코어(24)에 고정되거나 서로 고정될 수 있다. 만족스러운 것으로 밝혀진 접착제는 미네소타주 세인트 폴 소재의 에이치 비 풀러 캄파니에 의해 상표명 HL-1258로서 제조되는 것 및 미네소타주 미네아폴리스 소재의 파인들리(Findley)에 의해 상표명 H-2031로서 시판되는 것이다. 또한 부착수단은 바람직하게는 본원에 참고로 인용된, 1986년 3월 4일자로 미네톨라(Minetola) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,573,986 호에 개시된 것과 같은 접착제 필라멘트의 개방형 망상구조를 포함한다. 필라멘트의 개방형 망상구조를 갖는 부착수단의 예는 본원에 참고로 인용된, 1975년 10월 7일자로 스프라그 쥬니어(Sprague Jr.)에게 허여된 미국 특허 제 3,911,173 호, 1978년 11월 22일자로 지에커(Ziecker) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,785,996 호, 및 1989년 6월 27일자로 웨레니츠(Werenicz)에게 허여된 미국 특허 제 4,842,666 호에 제시된 장치 및 방법에 의해 예시된 바와 같은, 나선형으로 감긴 접착 필라멘트의 수개의 선을 포함한다. 다르게는, 부착 수단은 당해 분야에 공지된 바와 같은 열결합, 가압 결합, 초음파 결합, 동적 기계적 결합 또는 임의의 다른 적합한 부착 수단 또는 이들 부착 수단의 조합을 포함할 수 있다.
배면시이트(23)는 신체-대향 표면 및 가멘트-대향 표면을 갖는다. 배면시이트(23)는 액체(예를 들면 생리혈 및/또는 뇨)에 불투과성이며, 바람직하게는 얇은 플라스틱 필름으로부터 제조되지만 기타 가요성 액체 불투과성 물질을 사용할 수도 있다. 본원에서 사용된 "가요성"이란 유연하고 신체의 일반적인 형태 및 굴곡에 잘 맞추어지는 물질을 말한다. 배면시이트(23)는 흡수코어(24)에 흡수되고 보유된 배출물이 팬티, 파자마 및 속옷과 같은, 생리대(20)와 접촉하는 물품들을 적시는 것을 방지한다. 배면시이트(23)는 직물 또는 부직물, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌의 열가소성 필름과 같은 중합체성 필름, 필름-코팅된 부직물과 같은 복합재를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 배면시이트는 약 0.012㎜(0.5mil) 내지 0.051㎜(2.0mil)의 두께를 갖는 폴리에틸렌 필름이다. 폴리에틸렌 필름의 예는 오하이오주 신시네티 소재의 클로페이 코포레이션(Clopay Corporation)에 의해 상표명 P18-1401로서 제조되는 것 및 인디아나주 테레호테 소재의 트레데가 필름 프로덕츠(Tredegar Film Products)에 의해 상표명 XP-9818로서 제조되는 것이다. 배면시이트는 바람직하게는 엠보싱(embossing) 및/또는 매트 처리되어서 직물과 더욱 유사한 외양을 제공한다. 또한, 배면시이트(23)는 흡수코어(24)로부터 기체가 통과할 수 있게 하는 반면(통기성), 배출물은 배면시이트(23)를 통과하지 않게 한다.
본 발명에 따른 복합 상면시이트(25)는 유연하고, 부드러운 감촉을 주며, 착용자의 피부에 무자극성이다. 또한, 복합 상면시이트(25)는 액체(예를 들면, 생리혈 및/또는 뇨)가 이의 두께를 통해 쉽게 투과할 수 있도록 허용하는 액체 투과성이다. 복합 상면시이트(25)는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 중합체성 필름 물질의 천공 성형 필름 또는 기타 적합한 물질을 제 1 신체-대향 상면시이트층(21)으로서 포함한다. 천공 성형 필름은 신체 배출물에 대해서는 투과성이면서도 액체가 역류하여 착용자의 피부를 재습윤시키는 경향은 감소시키므로 바람직하다. 따라서, 신체와 접촉된 성형 필름의 표면은 건조하게 유지되어, 신체 오염 경향을 감소시키고 착용자에게 보다 쾌적한 느낌을 준다. 적합한 성형 필름이 1975년 12월 30일자로 톰슨(Thompson)에게 허여된 미국 특허 제 3,929,135호, 1982년 4월 13일자로 뮬란(Mullane) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,324,246호, 1982년 8월 3일자로 라델(Radel) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,342,314호, 1984년 7월 31일자로 아르(Ahr) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,463,045호, 1987년 1월 20일자로 오레트(Ouellette) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,637,819 호 및 1991년 4월 9일자로 베어드(Baird)에게 허여된 미국 특허 제 5,006,394호에 기재되어 있다. 이들 특허는 본원에서 참고로 인용되어 있다. 다른 적합한 성형 필름은 본원에서 참고로 인용된, 1986년 12월 16일자로 쿠로(Curro) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,629,643 호 및 1986년 9월 2일자로 쿠로에게 허여된 미국 특허 제 4,609,518 호에 개시된 것과 같은 수성형된(hydroformed) 필름을 포함한다. 바람직한 유형의 수성형된 필름은 미세기공들을 갖는다.
도 3은 생리대(20)의 복합 상면시이트(25)의 제 1 상면시이트층(21)으로서 사용하기에 적합하다고 밝혀진, 일반적으로 1982년 8월 3일자로 라델 등에게 허여된 일반양도된 미국 특허 제 4,342,314 호의 교시에 따른, 천공되고 거시적으로 팽창된, 3차원, 섬유-유사, 유체-투과성 중합체성 웹(40)의 특히 바람직한 실시양태를 도시하는 확대되고 부분적으로 절단된 사시도이다. 본원에서 본 발명의 3차원 플라스틱 웹을 기술하는데 사용된 "거시적으로 팽창된(macroscopically expanded)"이란 웹, 리본 및 필름의 크기 또는 거리를 변화시키거나 관찰자의 시력을 변화시키는 장치의 도움을 받지 않을때 20/20 시력을 갖는 정상 나안으로 이들을 관찰하는 조건하에서 관찰자의 눈과 웹, 리본 및 필름의 평면과의 수직 거리가 약 12인치일 때, 이들의 양 표면이 성형 구조물의 거시적 단면에 상응하는 표면 변형부의 3차원 성형 패턴을 나타내도록 3차원 성형 구조물의 표면에 정합됨을 뜻한다. 본 발명의 플라스틱 웹의 외관을 기술하는데 사용된 "섬유-유사"란 일반적으로는 사람의 눈으로 볼 때 직조 또는 부직 섬유상 웹의 전체적인 외관 및 느낌을 나타내는, 랜덤 또는 비랜덤, 망상 또는 비-망상의, 임의의 미세 수준의 기공 패턴을 말한다.
도 3에서 보는 바와 같이, 웹의 섬유-유사 외관은 각 섬유-유사 요소의 대향되는 말단이 다른 하나이상의 섬유-유사 요소에 상호연결된 섬유-유사 요소의 연속체로 이루어져 있다. 도 3에 개시된 실시양태에서, 상호연결된 섬유-유사 요소는 오각형 모세관(41)의 망상구조 패턴을 형성한다. 섬유-유사 외관을 나타내는 웹(40)은 인접한 모세관들(41)사이로의 유체의 측방향 전달을 피하면서 최상부 표면(42)으로부터 최하부 표면(44)으로의 빠른 유체 전달을 촉진하기 위해서 평면(43)내의 최상부 착용자-접촉 또는 신체-대향 표면(42)으로부터 평면(45)내의 최하부 또는 가멘트-대향 표면(44)까지 연장되는 3차원 미세구조를 갖는다. 본원에서 사용된 "미세구조"란 그의 정확한 세밀 부분을 현미경 또는 당해 분야에 공지된 기타 수단에 의한 확대에 의해서만 사람의 눈으로 확인할 수 있는 미세 수준의 구조를 말한다.
신체-대향 표면(42)에 있는 기공(47)은 다수의 교차하는 섬유-유사 요소들, 예를 들면 웹의 신체-대향 표면내에서 서로 상호연결된 요소들(48, 49, 50, 51 및 52)에 의해 형성된다. 각 섬유-유사 요소는 기부, 예를 들면 평면(43)내의 기부(54)를 포함한다. 각 기부는 그의 각 가장자리에 부착된 측벽부, 예를 들면 측벽부(56)를 갖는다. 측벽부(56)는 일반적으로 웹의 제 2 표면(44) 방향으로 신장된다. 섬유-유사 요소의 교차하는 측벽부들은 웹의 제 1 표면과 제 2 표면 사이에서 서로 상호연결되며 제 2 표면의 평면(45)에서 서로 실질적으로 동시에 종결된다.
도 3에 도시된 특히 바람직한 실시양태에서, 상호연결된 측벽부(56)는 제 2 표면(45)의 평면내에서 서로 실질적으로 동시에 종결되어 웹의 제 2 표면(45)내에 기공(58)을 형성한다. 기공(47)과 기공(58) 사이의 상호연결된 측벽부(56)에 의해 형성된 모세관(41)의 망상구조로 인해 유체가 인접한 모세관들 사이로 측방향으로 흐르지 않고 웹의 신체-대향 표면으로부터 웹의 가멘트-대향 표면으로 직접 자유롭게 전달된다.
기부(54)는 일반적으로 1984년 7월 31일자로 아르 등에게 허여된 일반양도된 미국 특허 제 4,463,045 호의 교시에 따른 표면 변형체(60)의 미시적 패턴을 포함하는 것이 바람직하다. 표면 변형부(60)의 미시적 패턴은 광선을 웹(40)에 투사시킬 때 실질적으로 번쩍거리지 않는 가시적 표면을 제공한다.
제 1 상면시이트층(21)은 선택적으로는 불투명한 외관을 갖는 다층 중합체성 필름으로 이루어질 수 있다. 이러한 다층 필름은 실질적으로 중합체성 물질로 이루어진 제 1 외부층 및 이 제 1 외부층의 한쪽 면에 실질적으로 연속적으로 연결된 중앙 충진제-함유 중합체 층을 포함한다. 이 중앙 충진제-함유 층은 충진제-함유 층에 대해 여기에 실질적으로 균일하게 분산된 약 20 내지 60중량%의 충진제를 포함할 수 있다. 이산화티탄 또는 탄산티탄과 같은 충진제를 사용하여 상면시이트가 백색의 불투명한 외관을 갖도록 할 수 있다. 중앙 충진제-함유 층은 다층 필름의 총 두께의 약 30 내지 약 70%의 두께를 갖는다. 실질적으로 중합체성 물질로 이루어진 제 2 외부 층은 중앙 충진제-함유 층의 한 면에 실질적으로 연속적으로 연결된 면을 갖는다. 총 다층 필름은 바람직하게는 총 다층 필름에 대해 20중량% 이상의 충진제를 갖는다. 이러한 다층 상면시이트의 적합한 예는 본원에서 참고로 인용된, 1993년 11월 16일자로 비셔(Visscher) 및 페리(Perry)에 허여된 미국 특허 제 5,261,899 호에서 찾을 수 있다.
외부층 및 중앙 충진제-함유 층에 사용하기에 바람직한 중합체성 물질로는 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 하나이상의 올레핀 성분을 갖는 공중합체가 있다. 폴리에스테르, 나일론, 그의 공중합체와 같은 기타 물질 및 전술된 물질의 조합이 또한 적합할 수 있다.
제 2 상면시이트층(22)은 바람직하게는 합성 섬유(예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌), 천연 섬유(목재, 면 또는 레이온), 또는 합성 섬유와 천연 섬유의 조합으로 이루어진 직조 또는 부직 웹 뿐만 아니라 다양한 종이, 티슈 또는 종이-유사 섬유상 물질을 포함하는 유체-투과성 섬유상 웹을 포함한다. 부직 웹을 니들 펀칭(needle punching), 하이드로인탱글링(hydroentangling), 링-롤링(ring-rolling) 등과 같은 당해 분야에 공지된 방법을 사용하여 천공시킬 수 있다. 적합한 부직 물질을 카딩(carding), 스펀-본딩(spun-bonding), 하이드로인탱글링 및 부직물 분야에 공지된 기타 방법과 같은 다양한 방법에 의해 만들 수 있다. 열결합, 가압 결합, 초음파 결합, 동적 기계적 결합, 또는 당해 분야에 공지된 임의의 기타 수단을 포함하는 적합한 많은 임의의 방법을 사용하여 부직물 자체의 섬유를 서로 결합시켜 물질에 일체성을 부여할 수 있다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 섬유상 물질은 물질을 관통해 연장되어 형성된 기공 때문에 생긴 섬유간 이격 및/또는 다공성 때문에 고유한 다공성을 나타낸다. 다공성은 펀칭, 슬릿팅(slitting), 세버링(severing), 링-롤링, 하이드로인탱글링 또는 임의의 기타 적합한 방법과 같은 다양한 기계적 수단에 의해 제공되거나 향상될 수 있다.
현재 바람직한 섬유상 물질은 사우쓰 캐롤라이나주 심프슨빌 소재의 파이버웹(Fiberweb)으로부터 상표명 P9로서 시판되는 스펀본딩된 폴리프로필렌 부직물을 포함한다. 적합한 것으로 밝혀진 또다른 섬유상 물질은 일본의 하빅스(Havix)로부터 상표명 하빅스 S2146으로서 시판되는 합성 카딩된 부직물이다. 본 발명의 복합 웹에 사용하기에 적합한 섬유상 웹은 후술될 마이크로크레이핑에 적용되기 전의 원래 형태에서는 고유하게 신장성이거나 비-신장성일 수 있다.
당해 분야에 공지된 다양한 결합 방법중 하나를 사용하여 제 1 상면시이트층과 제 2 상면시이트층을 결합시켜 복합 상면시이트(25)를 만들 수 있다. 적합한 방법에는 접착제의 균일한 연속층, 접착제의 패턴화된 층, 또는 일련의 개별적 접착제의 선, 나선 또는 점과 같은 접착제 결합, 또는 열결합, 가압 결합, 초음파 결합, 동적 기계적 결합, 또는 임의의 기타 적합한 부착 수단 또는 당해 분야에 공지된 이들 부착 수단의 조합이 포함된다. 결합 방법의 대표적인 예는 본원에서 참고로 인용된, 1993년 5월 27일자로 공개된, 아지즈(Aziz) 등을 발명자로 하는, 발명의 명칭이 "부직 및 천공된 필름 커버시이트를 갖는 흡수제품(Absorbent Article Having A Nonwoven and Apertured Film Coversheet)"인 PCT 국제출원 공개공보 제 WO 93/09741 호에 또한 기술되어 있다. 현재 바람직한 결합 방법은 점 열결합이라고 공지된 동적 기계적 결합을 포함한다. 이러한 결합 방법은 마이크로크레이핑 공정에 견딜 정도로 충분한 일체성을 가지면서도 성형 필름층내의 기공이 아직은 막히지 않은 복합 상면시이트의 층들 사이에 적합한 결합을 제공한다. 특히 이러한 결합 방법이 사용될 경우, 성형 필름층 및 섬유상 층(각각 제 1 상면시이트층 및 제 2 상면시이트층)으로서 사용되는 물질은 열적으로 동일한 것(즉 동일한 융점 및 용융 성질을 갖는 것)이 바람직하다.
본 발명에 따라서 상면시이트층의 하나이상의 신체-대향 표면은 친수성이어서, 신체-대향 표면이 친수성이 아닐 경우보다 액체가 상면시이트를 통해 보다 빠르게 전달되도록 하여 생리 유체가 흡수코어내로 흘러들어가 흡수되기 보다는 상면시이트로부터 흘러넘칠 가능성을 최소화하는 것이 바람직하다. 한편으로는, 상면시이트층들중 하나 또는 둘다가 적어도 어느정도는 소수성일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 상면시이트층을 본원에서 참고로 인용된 오스본에게 허여된 미국 특허 4,950,254 호에 기술된 것과 같은 계면활성제로 처리함으로써 친수성으로 만든다. 한편으로는, (가능하다면) 본원에서 참고로 인용된, 1993년 5월 27일자로 공개된, 아지즈 등을 발명자로 하는, 발명의 명칭이 "부직 및 천공된 필름 커버시이트를 갖는 흡수제품"인 PCT 국제출원 공개공보 제 WO 93/09741 호에 기술된 것과 같은 계면활성제를 상면시이트층의 중합체성 물질에 혼입시킬 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 제 1 상면시이트층은 제 2 상면시이트층보다 덜 친수성이다.
도 4는 복합 상면시이트(25)를 현미경 또는 기타 확대 수단을 사용하여 보다 상세히 도시하고 있는데, 특히 제 1 상면시이트층(21)과 제 2 상면시이트층(22)이 서로 결합되고 마이크로크레이핑된 후 이들 사이의 관계를 자세하게 보여주고 있다. 더욱 특히는, 도 4는 마이크로크레이핑 공정에 의해 부여된 작은 절첩부에 도처에 두개의 층들이 미세하게 포개진 것을 도시해준다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 상면시이트층(21)은 실질적으로 그의 3차원성 및 거시적 팽창 구조를 이러한 3차원성 및 거시적 팽창 구조가 마이크로크레이핑 공정 동안의 공정 조건 및 사용된 특정 섬유상층의 특성에 따라 유지될 정도로 유지하고 있다(즉, 성형 필름 물질의 모세관 구조물이 실질적으로 압축되거나 펼쳐지거나 변형되지 않는다).
섬유상 층은, 특히 모세관이 개방될때 성형 필름의 한쪽 면에 결합되도록 배향될 때, 완충작용을 하여 마이크로크레이핑 공정 동안에 성형 필름 구조물을 보호함으로써 모세관이 직접적인 힘에 덜 적용되어 덜 찌그러지게 하는 경향이 있다. 이러한 특성의 잇점은 3차원 성형 필름이 흡수제품의 상면시이트용으로 특히 바람직한 고유 유체 취급성을 유지하도록 한다는 것이다. 거시적으로 팽창된 3차원 모세관 구조물의 자연적인 탄성에 의해서 성형 필름과 섬유상 층 사이가 "격리(stand-off)" 또는 이격되어, 이들 층 사이에 공극 부피가 형성되어 유체 포획성이 향상된다. 이와 같이, 제 1 상면시이트층(21)은 마이크로크레이핑된 후에도 출발 성형 필름 물질의 유체 취급성을 실질적으로 유지하게 된다.
도 4를 보면, 기계방향(MD: machine direction)은 복합 상면시이트 또는 웹이 마이크로크레이핑되기 위해 마이크로크레이핑 장치로 공급되는 방향을 말한다. 따라서, 수많은 작은 절첩부 또는 미세절첩부(F)가 기계방향에 전체적으로 수직인 방향으로 신장되는 물질에 부여된다. 마이크로크레이핑 공정 및 사용된 물질의 본질상, 이러한 미세절첩부는 복합 상면시이트 물질에 적어도 어느 정도는 영구적으로 부여된다. 기계방향으로 외부에서 힘을 가하는 동안, 이러한 미세절첩부는 하중에 굴복하고 웹의 중심선을 향해 이동함으로써 반응하여, 외부에서 가해진 힘에 의해 유발된 응력을 완화시키고자 기계방향으로 웹을 신장시키게 된다. 따라서 기계횡방향으로의 미세절첩부는 복합 상면시이트에 기계방향 신장성을 부여한다. 또한, 바람직한 형상에서, 복합 웹으로 사용하도록 선택되는 물질은 마이크로크레이핑된 복합 웹이 수축성, 즉 외부에서 가해진 힘이 이완될때 마이크로크레이핑된 배향으로 되돌아가려는 경향을 갖도록 하는 물질이다. 이러한 방식으로, 수축성은 바람직하게는 일시적인 신장 또는 영구적인 연장이기 보다는 사용시의 전 상태에 반응하는 반복적 성질이다.
바람직한 형상에서, 상면시이트층들은 같은 길이로 신장되고 흡수제품의 최외부 가장자리까지 완전히 신장된다. 그러나, 바람직한 형상의 또다른 변형 양태에서, 제 1 상면시이트층 및 제 2 상면시이트층은 같은 길이로 신장될 필요가 없다(즉 이들은 동일한 총 크기 및/또는 형태를 가질 필요가 없다). 더욱 특히는, 제 1 상면시이트층 및 배면시이트가 전형적으로 일반적으로 흡수제품의 총 크기 및 형태를 결정하는 반면, 제 2 상면시이트층은 하나이상의 방향으로 제 1 상면시이트층보다 측방향으로 더 적게 신장될 수 있다. 따라서 제 2 상면시이트층은 제 1 상면시이트층 및 배면시이트와 주변 결합되지 않도록 제 1 상면시이트층보다 훨씬 작을 수도 있다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 복합 상면시이트를 만드는데 적합한 것으로 밝혀진 두개의 다른 마이크로크레이핑 공정 및 장치의 단순화된 도면이다. 도 5 및 도 6의 공정에 따르면, 복합 웹의 층들은 이미 서로 결합되어 있어(마이크로크레이핑 공정에 견딜 정도로 충분히 결합되어 있어), 복합 웹의 층들을 각각 마이크로크레이핑시킨 후 결합시키는 것이 아니라 복합 웹의 층 둘다를 동시에 마이크로크레이핑시킨다.
도 5는 원통형 롤(cylindrical roll)(102) 및 리타더 슈(retarder shoe)(103) 사이에서 끌어당겨지는 복합 웹(100)의 최상부 표면을 독터 블레이드(doctor blade)(101)가 감속시켜 복합 웹이 기계방향으로 압축되도록 하는 마이크로크레이핑 공정을 극히 단순하게 나타낸 도면이다. 가이드 롤(guide roll)(110) 또는 이와 유사한 장치가 공급되는 크레이핑되지 않은 복합 웹(100)을 롤(102)과 접촉시키고 제 2 독터 블레이드(104)가 마이크로크레이핑된 복합 웹(125)이 롤로부터 제거되도록 돕는다. 도 5에 도시된 유형의 공정 및 장치가 본원에서 참고로 인용된, 1966년 7월 12일자로 왈튼(Walton)에게 허여된 미국 특허 제 3,260,778 호 및 1969년 2월 11일자로 왈튼에게 허여된 미국 특허 제 3,426,405 호를 포함하는 많은 공보에 보다 자세히 기술되어 있다.
도 6은 상부 원통형 롤(201) 및 하부 원통형 롤(202)이 닙(nip)을 형성하여 이들의 가장 가까운 지점에서 복합 웹(200)과 접촉하는, 현재의 또다른 바람직한 마이크로크레이핑 공정을 극히 단순화한 도면이다. 독터 블레이드(203 및 204)는 닙을 통해 끌어당겨지는 복합 웹의 표면상에 감속 효과를 발휘하고, 마이크로크레이핑된 복합 웹(225)이 롤의 표면으로부터 제거되도록 돕는다. 도 6에 도시된 유형의 장치 및 공정은 본원에서 참고로 인용된 1979년 3월 6일자로 왈튼 등에게 허여된 미국 특허 제 4,142,278 호 및 1992년 6월 2일자로 왈튼 등에게 허여된 미국 특허 제 5,117,540 호를 포함한 많은 공보에 기술되어 있다.
마이크로크레이핑을 도 5의 장치, 도 6의 장치 또는 마이크로크레이핑 기능을 수행하기 위한 임의의 동등한 장치중 어떤 장치를 통해서 수행하는지에 상관없이, 그 결과의 웹 형상은 실질적으로는 유사하고 일반적으로는 도 4에 도시된 바와 같다. 마이크로크레이핑의 결과, 복합 웹이 기계방향으로 압축되고 물질 자체로 가압되며, 복합 웹이 기계횡방향으로 작게 미세절첩된다. 이어서 마이크로크레이핑된 복합 웹이 전자의 기계방향 힘에 적용되면, 외부에서 가해진 힘에 반응하여 펼쳐지려는 작은 미세절첩부의 능력 때문에 복합 웹이 신장성을 나타내게 된다. 경우에 따라, 복합 웹은 하나이상의 방향으로 연속적으로 또는 동시에 마이크로크레이핑되어 하나이상의 방향으로 신장성을 나타낼 수도 있다.
흡수제품용 상면시이트 물질로서 자주 사용되는 몇몇 물질 및 마이크로크레이핑 공정에 보다 통상적으로 적용되는 물질과는 달리, 본 발명의 것과 같은 거시적으로 팽창된 3차원 성형 필름은 초기 성형된 형상으로 되돌아가려는 경향이 강하다. 더욱 특히는, 성형 필름은 그의 예비-마이크로크레이핑된 배향으로 되돌아가려는 경향이 있다. 이 경향을 극복하기 위해서는, 본 발명에 따라서, 성형 필름층을 포함한 복합 웹 물질을 마이크로크레이핑 공정 동안에 승온에 적용시키고 이어서 상온으로 냉각시킨다. 복합 웹이 마이크로크레이핑된 배향을 유지하도록(이는 그 후 복합 웹을 예비-크레이핑된 형상으로 되돌아가기 전에 상온으로 되돌림으로써 고정된다("locked in")) 마이크로크레이핑 공정 동안에 분자 구조가 재배향되게 중합체성 필름 물질의 유리전이온도보다 높게(바람직하게는 복합 웹의 모든 기타 합성 성분의 유리전이온도보다 높게) 온도를 상승시키는 것이 바람직하다. 전술된 물질에 적합한 것으로 밝혀진 승온은 바람직한 형상에서는 약 95℉ 내지 약 120℉이다. 사용된 특정 물질에 따라, 마이크로크레이핑 온도를 목적하는 마이크로크레이핑된 형상을 얻고 배향을 유지하도록 조절할 수 있다. 예를 들면 가열된 롤 및 가열된 공기 스트림 등과 같은 당해 분야에 공지된 임의의 적합한 방법에 의해 열을 복합 웹에 가함으로써 온도를 상승시킬 수 있고, 마이크로크레이핑된 복합 웹의 냉각을 이와 유사하게 냉각된 롤, 차가운 공기 스트림 등과 같은 종래의 방법에 의해서 수행할 수 있다. 마이크로크레이핑 공정이 완결된 후, 복합 웹을 추가로 가공하거나 훗날 사용을 위해 저장할 수 있다.
본 발명의 공정의 변형 양태에서는, 성형 필름의 착용자-대향 표면이 마이크로크레이핑 장치의 롤, 리타더 및/또는 독터 블레이드와 접촉하지 않도록 함으로써 성형 필름의 구조 및 표면 특성을 보다 적합하게 유지할 수 있다. 두개의 유사한 개별적인 복합 웹을 서로 대향하는 성형 필름 면끼리 결합시키거나 중첩시키거나, 단일 복합 웹을 그 자체로 종방향으로 중첩시키거나, 개별적인 섬유상 웹을 복합 웹의 성형 필름층위로 중첩시키거나, 임의의 기타 수단을 사용하여 복합 웹의 성형 필름층을 보호할 수 있다. 이렇게 하여 복합 웹의 성형 필름층이 가공 동안의 전단력, 마모 또는 열에 직접 노출되는 것을 막음으로써 비교적 영구적인 섬유상 물질을 얻을 수 있다. 보호된 복합 웹을 마이크로크레이핑시킨 후, 보호성의 개별적인 섬유상 웹(또는 추가의 복합 웹)을 제거하고 복합 웹을 추가로 가공하거나 훗날 사용을 위해 저장한다.
도 7은 본 발명의 공정의 이러한 변형 양태를 나타내는 것으로서, 공급 롤(feed roll)(105)로부터 섬유상 물질(107)의 개별적인 시이트가 복합 웹(100)의 성형 필름층(공급 롤(106)로부터 공급됨)상에서 도 5에 도시된 마이크로크레이핑 장치로 공급되고, 마이크로크레이핑 공정이 완결된 후 마이크로크레이핑된 개별적인 시이트(108)가 마이크로크레이핑된 복합 웹(125)으로부터 분리되는 것을 도시한다.
도 8은 본 발명의 또다른 변형 양태를 도시하는 것으로서, 두개의 공급롤(205 및 206)로부터 가이드 롤(210)을 통해 두개의 복합 웹(200)이 공급되고 도 6에 도시된 마이크로크레이핑 장치로 들어가고, 이때 각각의 복합 웹의 성형 필름면이 서로 대향하고 섬유상 층이 마이크로크레이핑 장치를 향해 바깥쪽으로 대향함을 도시한다. 이러한 방식으로 장치는 각각의 복합 웹의 섬유상 층과 접촉하고 그 위에서 마이크로크레이핑 기능을 수행하며, 이후에 마이크로크레이핑된 복합 웹(225)이 추가의 독립적인 가공을 위해 분리될 수 있다.
도 7은 도 5의 단일 롤 마이크로크레이핑 장치를 사용한 개별적인 섬유상 웹의 사용을 도시하며, 도 8은 도 6의 2롤 마이크로크레이핑 장치를 사용한 두개의 복합 롤의 사용을 도시하지만, 상기 마이크로크레이핑 장치들중 하나를 사용한 상기 복합 웹의 성형 필름층의 보호 방법중 하나를 사용할 수 있음을 알아야 한다. 또한, 가공 동안에 성형 필름층을 보호하는 기타 수단, 예를 들면 패드를 댄 재순환 벨트(recirculating padded belt) 또는 기타 적합한 수단을 사용할 수 있다.
특정 복합 웹 형상을 위해 마이크로크레이핑 공정의 다양한 변수 및 조건을 당해 분야의 숙련자들에게 공지된 임의의 방식 및 전술된 방식으로, 예를 들면 본원에서 이미 참고로 인용된 왈튼/왈튼 등의 특허에 기술된 방식으로 조절함으로써, 목적하는 마이크로크레이핑 특성을 제공할 수 있다. 예를 들면 롤 및 독터 블레이드에 의해 복합 웹에 가해지는 압력을 목적하는 대로 조절할 수 있으며, 일반적으로는 압력을 많이 가할수록 마이크로크레이핑이 많이 된다. 독터 블레이드가 롤/복합 웹/독터 블레이드 계면에 대해 이루는 각도를 목적하는 대로 조절할 수 있고, 다양한 유형/디자인의 독터 블레이드를 사용할 수 있으며, 눌어붙지 않게 특수가공된(non-stick) 표면을 갖는 블레이드가 바람직하다. 마이크로크레이핑 가공 동안에 복합 웹의 장력을 목적하는 대로 조절할 수 있고, 장력이 커질수록 일반적으로 마이크로크레이핑 수준이 감소되며 신장성 수준도 낮아진다. 또한, 윤활성 및/또는 가공성을 향상시키기 위해서 마이크로크레이핑 공정 전 또는 동안에 실리콘 코팅, 계면활성제 등과 같은 다양한 첨가제를 성형 필름층 및/또는 섬유상 층의 물질내로 혼입시키거나 그 표면에 도포시킬 수 있다.
복합 웹에 가해지는 신장성 정도도 중요하지만, 웹이 외부 힘에 대응하는 정도도 특정 용도에의 적합성을 결정하는데 중요하다. 더욱 특히는, 흡수제품에서 사용하기 위한 복합 상면시이트 물질을 선택하는데 있어서, 비교적 낮은 신장력, 즉 낮은 탄성 모듈러스를 갖는 물질을 선택하는 것이 바람직하다. 따라서, 착용자의 안락감에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 탄성 및/또는 강직성이 흡수제품에 부가되지 않고서도 상기 물질들은 외부 힘에 반응한다.
본 발명의 특정 실시양태들을 예시하고 기술하였으나, 당해 분야의 숙련자들이라면 본 발명의 개념 및 범주에서 벗어나지 않게 많은 기타 변화 및 변형을 가할 수 있음을 명백히 알 것이다. 따라서 본 발명의 범주에 들어가는 이러한 변화 및 변형을 첨부된 청구의 범위에서 다루고자 한다.

Claims (10)

  1. (a) 천공되고 거시적으로 팽창된(macroscopically expanded) 3차원 성형 필름층; 및 (b) 바람직하게는 기계적 결합, 접착제 또는 열결합에 의해 상기 성형 필름층의 한쪽 면에 결합된 섬유상 층, 바람직하게는 부직층을 포함하고,
    하나이상의 방향으로 마이크로크레이핑(microcreping)되어 이러한 하나이상의 방향으로 신장성, 바람직하게는 수축성을 나타내고, 상기 성형 필름층이 실질적으로 3차원적으로 거시적으로 팽창된 구조를 유지함을 특징으로 하는 신축성, 신장성, 유체-투과성 복합 웹.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성형 필름층과 섬유상 층이 미세 수준으로 포개어진 형상을 가짐을 또한 특징으로 하는 복합 웹.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하나이상의 방향으로 마이크로크레이핑되어 이러한 하나이상의 방향으로 신장성을 나타냄을 또한 특징으로 하는 복합 웹.
  4. (a) (i) 천공되고 거시적으로 팽창된 3차원 성형 필름층; 및 (ii) 이 성형 필름층의 한쪽 면에 결합된 섬유상 층, 바람직하게는 부직층을 포함하는, 신체-대향면 및 가멘트-대향면을 갖는 신축성, 신장성, 유체-투과성 복합 웹;
    (b) 신체-대향 표면 및 가멘트-대향 표면을 갖는, 상기 복합 상면시이트 아래에 놓인 흡수코어; 및
    (c) 신체-대향 표면 및 가멘트-대향 표면을 갖는, 상기 흡수코어 아래에 놓인 배면시이트를 포함하고,
    상기 복합 웹이 하나이상의 방향으로 마이크로크레이핑되어 이러한 하나이상의 방향으로 신장성, 바람직하게는 수축성을 나타내고, 상기 성형 필름층이 실질적으로 3차원적으로 거시적으로 팽창된 구조를 유지함을 특징으로 하는 흡수제품, 바람직하게는 생리대.
  5. 제 4 항에 있어서,
    성형 필름층이 복합 웹의 신체-대향면을 구성하고 섬유상 층이 복합 웹의 가멘트-대향면을 구성함을 또한 특징으로 하는 흡수제품.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    종방향 중심선 및 이 종방향 중심선에 수직인 횡방향 중심선을 가짐을 또한 특징으로 하는 흡수제품.
  7. (a) 천공되고 거시적으로 팽창된 3차원 성형 필름층을 제공하는 단계;
    (b) 섬유상 층, 바람직하게는 부직층을 제공하는 단계;
    (c) 바람직하게는 기계적 결합, 접착제 또는 열결합에 의해 상기 섬유상 층을 상기 성형 필름층의 한쪽 면에 결합시켜 복합 웹을 제공하는 단계;
    (d) 상기 복합 웹을 마이크로크레이핑 장치에 의해 바람직하게는 승온에서 하나이상의 방향으로 마이크로크레이핑시킴으로써, 복합 웹이 상기 방향으로 수축되게 하고 상기 성형 필름층이 실질적으로 3차원적으로 거시적으로 팽창된 구조를 유지하게 하는 단계
    를 포함함을 특징으로 하는, 신축성, 신장성, 유체-투과성 복합 웹을 만드는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    마이크로크레이핑 단계에 의해 성형 필름층과 섬유상 층이 미세수준으로 포개어진 형상이 제공되어짐을 또한 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    섬유상 물질, 바람직하게는 부직물의 추가의 웹을 성형 필름층위에 놓음으로써 마이크로크레이핑 단계에 들어가기 전에 상기 추가의 웹과 섬유상 층 사이에 성형 필름층이 위치되게 하여, 성형 필름층과 마이크로크레이핑 장치가 직접 접촉되는 것을 방지함을 또한 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    추가의 웹이 성형 필름층/섬유상 층의 적층 웹을 포함하고, 추가의 웹의 성형 필름층과 복합 웹이 서로 직접 접촉하고 추가의 웹의 섬유상 층과 복합 웹이 서로 반대쪽을 향하도록 추가의 웹을 배향시킴을 또한 특징으로 하는 방법.
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