KR20000016188A

KR20000016188A - 탄성과 유사한 거동 및 유연하고 천과 유사한텍스쳐를 나타내는 웹 물질

Info

Publication number: KR20000016188A
Application number: KR1019980709756A
Authority: KR
Inventors: 베리 제이 앤더슨; 데이비드 조셉 케네쓰 골레이트; 셀리아 스나이더 로드리게즈
Original assignee: 데이비드 엠 모이어; 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 2000-03-25
Also published as: DE69714079D1; US5650214A; NO985592L; CA2256510A1; ES2176746T3; BR9709629A; EP0959845A1; ATE220529T1; MY133608A; NO985592D0; TW341507B; AR007326A1; EG21155A; EP0959845B1; TR199802489T2; JP3290996B2; JPH11512643A; AU3129697A; CO4990999A1; CZ392998A3

Abstract

본 발명은 연신을 적용한 후 제거할 때에 하나 이상의 축을 따라 탄성과 유사한 거동을 나타내는 유연한 웹 물질에 관한 것이다. 웹 물질은 동일한 물질 조성으로 이루어진 다수의 제 1 영역 및 다수의 제 2 영역을 갖는 신축성 망상구조를 포함한다. 제 1 영역의 일부는 제 1 방향으로 연장하지만 나머지는 제 1 방향과 수직인 제 2 방향으로 연장되어서 서로를 가로지른다. 제 1 영역은 제 2 영역을 완전히 둘러싸는 경계를 형성한다. 제 2 영역은 다수의 두둑형 융기 요소를 포함한다.

Description

탄성과 유사한 거동 및 유연하고 천과 유사한 텍스쳐를 나타내는 웹 물질

생리대, 팬티라이너, 일회용 기저귀, 실금자용 브리이프 및 붕대와 같은 흡수제품은 신체로부터 액체 및 다른 분비물을 흡수하고 보유하여서 신체 및 의복이 오염되는 것을 방지하도록 고안되어 있다. 전형적으로 대부분의 일회용 흡수제품은 흡수제품이 착용시에 정상적으로 받는 힘에서 쉽게 신장되지 않는 물질로 제조된다. 흡수제품을 포함하는 물질이 착용시의 일반적인 힘을 받을 때 신장될 수 없으면 흡수제품은 특정한 결점을 갖게 된다. 결점중 하나는 착용자에 대한 순응성이 부족한 것이다. 착용자는 이상적으로는 자신의 움직임에 따라 신체에 순응되도록 신장되는 흡수제품 및 신장되지 않는 흡수제품간의 차이를 알 수 있어야 한다. 예컨대, 통상적인 선행 기술의 생리대는 착용자의 언더가멘트와 함께 움직이지 않으므로, 생리대가 이동하여 착용자에게 어느 정도 불편함을 야기할 수 있다. 정상적인 착용 조건 및 힘하에서 생리대의 전부 또는 일부가 신장될 수 있게 하면 생리대는 착용자의 언더가멘트에 더 잘 순응되어 착용자가 움직일 때에도 제자리에 머무른다.

흡수제품의 하나 이상의 성분을 비교적 작은 착용력에 대해 신장될 수 있게 하려는 시도가 있어왔다. 전형적인 선행 기술의 해결책은 천연 또는 합성 고무와 같은 전형적인 탄성물을 첨가하는 것에 의존하였다. 예컨대, 전형적인 탄성물은 흡수제품의 상면시이트 및/또는 배면시이트의 일부(예컨대, 일회용 기저귀의 허리부)에 고정되어서 착용자에게 보다 나은 정합성 및 전체적인 편안함을 제공한다. 그러나, 전형적인 탄성물은 비용이 많이 들고, 조립중에 어느 정도의 조작 및 취급이 필요하다. 전형적인 탄성물이 흡수제품에 어느 정도의 신장성을 제공하기는 하지만, 전형적인 탄성물이 고정되는 물질은 보통 일반적으로는 탄성 또는 신장성으로 간주되지 않는다. 따라서, 첨가된 전형적인 탄성물은 물질에 고정되기 전에 미리 신장되거나, 또는 물질을 기계적 가공, 예컨대 링 롤링하여 장력을 가하지 않은 초기 길이를 지나 연장되도록 상기 물질을 영구 연신시켜서, 첨가된 전형적인 고무가 효과적이 되도록 해야한다. 또는, 첨가된 전형적인 탄성물은 상기 물질에 의해 구속되어 조작이 불가능해진다. 첨가된 전형적인 탄성 부재를 사용하여 웹 물질이 보다 쉽게 연장되도록 추가의 가공을 실시한 웹 물질을 갖는 흡수제품의 예가 1992년 9월 29일자로 부엘(Buell) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,151,092호에 기재되어 있으며, 상기 문헌은 본원에서 참조문헌으로 인용된다. 부엘의 특허는 기계적 신장시에 배면시이트가 영구 연신되어 원래의 비변형 형태로 완전히 복귀되지 않게 배면시이트를 미리 신축시키는 조작에 대해 기재하고 있다. 부엘은 이 발명이 실시될 수 있으려면 전형적인 탄성 부재가 미리 신축된 배면시이트 물질에 첨가되어야만 한다고 교지하고 있다. 또한, 부엘은 미리 신축된 배면시이트가 첨가된 전형적인 탄성 부재의 연장 및 열-수축을 개선시킨다고 개시하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 첨가된 전형적인 탄성물을 사용하지 않으면서 연신의 적용 방향으로 "탄성과 유사한" 거동을 나타내는 웹 물질, 특히 플라스틱 필름을 제공하는 것이다. 본원에서 사용되는 "탄성과 유사한"이란 용어는 연신이 적용될 때 웹 물질이 연신의 적용 방향으로 연장되고, 적용된 연신을 제거할 때 웹 물질이 장력을 가하지 않은 상태로 거의 복귀되는 웹 물질의 거동을 기술하는 것이다. 탄성과 유사한 거동을 나타내는 상기 웹 물질이 예컨대 내구성 의류 제품, 일회용 의류 제품, 실내 장식 재료와 같은 커버 물질, 복잡한 형태에 사용되는 포장 물질 등과 같은 광범위한 효용을 갖는 동시에, 이들은 흡수제품내의 상면시이트, 배면시이트 및/또는 흡수코어로서의 용도에 특히 매우 적합하다.

본 발명의 또 다른 목적은 유연하고 텍스쳐가 천과 유사한 플라스틱 필름을 제공하는 것이다.

발명의 요약

본 발명은 바람직한 양태에서 천연 또는 합성 고무와 같은 전형적인 탄성 물질을 첨가하지 않으면서 연신을 적용한 후 제거함에 따라 탄성과 유사한 거동을 나타내는 웹 물질, 바람직하게는 플라스틱 필름에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 플라스틱 필름은 매우 유연하고 텍스쳐가 천과 유사하며 소리가 나지 않는다. 본 발명의 필름은 액체에 대해 차단벽을 제공하는 동시에 본 필름을 일회용 흡수제품, 예컨대 일회용 기저귀 또는 생리대상의 배면시이트로서 사용하기에 특히 적합하게 만드는 외관, 및 직물 또는 부직물의 촉감을 갖는다. 또는, 상기 필름은 통기성 필름의 요구를 충족시키도록 선택적으로 천공될 수 있다.

나타날 수 있는 또 다른 탄성과 유사한 거동은 연신을 막는 힘의 일정한 갑작스런 증가를 갖는 연신과 복귀이며, 여기서 상기 일정한 갑작스런 저항력 증가는 비교적 작은 연신력에 대해 추가로 연신되는 것을 제한한다. 연신을 막는 힘의 일정한 갑작스런 증가를 "힘 벽(force wall)"이라 한다. 본원에서 사용되는 "힘 벽"이란 용어는 장력을 가하지 않은 시점 또는 출발 시점과는 구별되는 몇몇 연신 시점에서 연신의 적용을 막는 힘이 갑자기 증가하는, 연신 동안에 웹 물질의 저항력의 거동을 말한다. 힘 벽에 도달한 후, 웹 물질의 추가적인 연신은 웹 물질의 보다 높은 저항력을 극복할 수 있는 연신력의 증가에 의해서만 이루어진다.

본 발명의 웹 물질은 동일한 물질 조성으로 이루어진 다수의 제 1 영역 및 다수의 제 2 영역을 포함하는 신축성 망상구조(strainable network)를 포함한다. 제 1 영역의 일부는 제 1 방향으로 연장되는 반면, 제 1 영역의 나머지는 제 1 방향과는 수직인 제 2 방향으로 연장된다. 수직 방향으로 연장되는 제 1 영역은 서로를 교차한다. 제 1 영역은 제 2 영역을 완전히 둘러싸는 경계를 형성한다. 제 2 영역의 대부분이 실질적인 분자상 변형을 겪기 전에, 연신 축과 실질적으로 평행한 방향으로 축방향 연신시킴에 따라 제 1 영역이 실질적으로 분자상 변형 및 형태상 변형되도록, 제 1 영역은 연신 축에 대하여 배향된다. 제 2 영역은 초기에는 연신시킴에 따라 실질적으로 형태상 변형된다.

특히 바람직한 양태에서, 제 2 영역은 다수의 두둑형 융기 요소(raised rib-like element)로 이루어진다. 본원에서 사용되는 "두둑형 요소"란 주축과 부축을 갖는 엠보싱 요소, 디엠보싱 요소(debossment) 또는 이들의 조합을 말한다. 두둑형 요소의 주축은 바람직하게는 적용된 연신 축에 실질적으로 수직으로 배향된다. 두둑형 요소의 주축과 부축은 각각 선형, 곡선, 또는 선형과 곡선의 조합일 수 있다.

두둑형 요소로 인해 제 2 영역이 실질적인 "형태상 변형"되며, 이는 제 1 영역의 "분자상 변형" 및 "형태상 변형"에 의해 나타나는 것보다 상당히 적은 저항력을 적용된 연신에 대해 발생시킨다. 본원에서 사용되는 "분자상 변형"이란 용어는 분자상에서 발생하여 전형적인 육안으로는 식별할 수 없는 변형을 말한다. 즉, 분자상 변형, 즉, 웹 물질의 연신이라는 결과를 식별할 수 있더라도 이를 발생시키는 변형은 식별할 수 없다. 이는 "형태상 변형"이라는 용어와는 대조적이다. 본원에서 사용되는 "형태상 변형"이라는 용어는, 웹 물질 또는 웹 물질을 포함하는 제품에 연신이 적용될 때 정상적인 육안으로 보통 식별할 수 있는 웹 물질의 변형을 말한다. 형태상 변형의 유형은 휘어짐, 펼쳐짐 및 회전을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.

또 다른 바람직한 양태에서, 본 발명의 웹 물질은 축에 실질적으로 평행한 방향으로 연신이 적용될 때 적용된 연신에 대해 둘 이상의 상당히 다른 단계의 저항력을 하나 이상의 축을 따라 나타낸다. 웹 물질은 둘 이상의 독특한 영역을 갖는 신축성 망상구조를 포함한다. 상기 영역중 하나는, 다른 영역의 대부분이 적용된 연신에 대해 상당한 저항력을 전개시키기 전에 축에 실질적으로 평행한 방향으로 적용된 축방향 연신에 대해 저항력을 나타내는 형태이다. 물질이 장력을 받지 않은 상태인 동안, 축에 실질적으로 평행하게 측정할 때에 상기 영역중 하나 이상은 다른 영역의 표면 경로길이보다 긴 표면 경로길이를 갖는다. 보다 긴 표면 경로길이를 나타내는 영역은 다른 영역의 면을 지나 연장된, 하나 이상의 두둑형 요소를 포함한다. 보다 긴 표면 경로길이를 갖는 영역의 대부분이 연신이 적용된 축에 들어가도록 하기에(즉, 적용된 연신 축과 본질적으로 평면이 되기에) 웹 물질의 연신이 충분할 때까지 웹 물질은 적용된 연신에 대해 제 1 저항력을 나타내며, 이 때 물질 웹은 추가의 연신에 대해 제 2 저항력을 나타낸다. 연신에 대한 전체 저항력은 제 1 영역에 의해 제공된 연신에 대한 제 1 저항력보다 크다.

바람직하게, 제 1 영역은 웹 물질이 장력을 받지 않은 상태로 있는 동안에 연신 축에 실질적으로 평행한 방향으로 측정된 제 1 표면 경로길이(L1)를 갖는다. 제 2 영역은 웹이 장력을 받지 않은 상태로 있는 동안에 연신 축에 실질적으로 평행한 방향으로 측정된 제 2 표면 경로길이(L2)를 갖는다. 제 1 표면 경로길이(L1)는 제 2 표면 경로길이(L2)보다 작다. 제 1 영역은 바람직하게는 탄성 모듈러스(E1)와 횡단면적(A1)을 갖는다. 제 1 영역은 축방향 연신(D)을 적용함에 따른 분자상 변형으로 인해 단독으로 저항력(P1)을 생성한다. 제 2 영역은 바람직하게는 탄성 모듈러스(E2)와 횡단면적(A2)을 갖는다. 제 2 영역은 축방향 연신(D)을 적용함에 따른 형태상 변형으로 인해 저항력(P2)을 생성한다. (L1+D)가 L2보다 적은 경우에 한해 저항력(P1)은 저항력(P2)보다 상당히 크다.

바람직하게 (L1+D)가 L2보다 적을 때, 제 1 영역은 축방향 연신(D)을 적용함에 따라 하기 수학식 1을 실질적으로 만족시키는 초기 저항력(P1)을 제공한다:

P1 = (A1 X E1 X D)/L1

(L1+D)가 L2보다 클 때에는 제 1 영역과 제 2 영역이 하기 수학식 2를 만족시키면서 적용된 축방향 연신(D)에 대해 합해진 총 저항력(PT)을 제공한다:

PT = (A1 X E1 X D)/L1 + (A2 X E2 X ｜L1 + D - L2｜)/L2

또 다른 바람직한 양태에서, 웹 물질은 연신 축방향에 수직으로 측정할 때에 20% 연신하에 약 0.4 미만의 프와송 측방향 수축 효과(Poisson lateral contraction effect)를 나타낸다. 본원에서 사용되는 "프와송 측방향 수축 효과"란 용어는 연신이 적용될 때 물질의 측방향 수축 거동을 기술한다. 바람직하게, 웹 물질은 연신 축에 수직으로 측정할 때 60% 연신하에 약 0.4 미만의 프와송 측방향 수축 효과를 나타낸다.

바람직하게, 웹 물질이 장력을 받지 않은 상태인 동안 제 2 영역의 표면 경로길이는 연신 축 방향과 평행하게 측정할 때에 제 1 영역의 표면 경로길이보다 약 15% 이상 크다. 더욱 바람직하게, 웹이 장력을 받지 않은 상태인 동안 제 2 영역의 표면 경로길이는 연신 축에 평행하게 측정할 때에 제 1 영역의 표면 경로길이보다 약 30% 이상 크다.

본 발명은 웹 물질에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 하나 이상의 축에 따라 연신을 적용한 후 제거할 때(즉, 주기화시킴)에 따라 탄성과 유사한 거동(behavior)을 나타내는 웹 물질에 관한 것이다.

본 발명은 또한 유연하고 텍스쳐(texture)가 천과 유사하며 소리가 나지 않는 웹 물질에 관한 것이다.

본 발명은 또한 주어진 웹 물질의 고유 특성, 즉 적용된 연신에 대해 웹 물질이 가하는 저항력이 변할 수 있는 웹 물질에 관한 것이다. 추가적으로 통상적인 웹 물질의 단계적인 저항력, 측방향 수축 및/또는 탄성과 유사한 거동의 방향이 또한 본 발명의 웹 물질에서는 원하는 대로 변경되고/되거나 제공될 수 있다.

본 발명의 웹 물질은 내구성 및 일회용 제품 둘다에서 광범위한 사용 가능성을 가지나, 생리대, 붕대, 팬티라이너, 일회용 기저귀, 실금자용 브리이프 등과 같은 일회용 제품에 특히 적합하다.

본 명세서는 본 발명을 구체적으로 지적하고 명확하게 청구하는 청구항으로 결론지어지지만, 본 발명은 첨부된 도면과 관련된 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것으로 보이며, 도면에서 유사한 번호는 유사한 요소를 나타낸다.

도 1은 생리대의 구조를 더욱 명확하게 나타내기 위해 일부를 절단한, 선행 기술의 생리대를 간략화시킨 평면도이다.

도 2는 일회용 기저귀의 구조를 더욱 명확하게 나타내기 위해 일부를 절단한, 선행 기술의 일회용 기저귀를 간략화시킨 평면도이다.

도 3은 본 발명의 중합체 웹 물질의 바람직한 양태를 예시한 평면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 웹 물질과, 이와 유사한 물질 조성을 갖지만 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하지 않는 기본 웹 물질의 연신% 거동을 저항력에 대해 예시한 그래프이다.

도 5는 도 4에 도시된 힘-연신 곡선상에서 단계 I에 상응하는 장력 조건하에서의 도 3의 중합체 웹 물질을 예시한 평면도이다.

도 6은 웹 물질을 60% 연신하에 이력 시험할 때 도 4의 그래프에서 곡선(720)으로 표시되는 본 발명의 웹 물질의 탄성 이력 거동을 예시한 그래프이다.

도 7은 본 발명의 웹 물질을 형성하는데 사용되며 돌기를 노출시키기 위해 일부가 비스듬히 되어있는 바람직한 장치를 간략화시킨 사시도이다.

본원에서 사용되는 "흡수제품"이란 용어는 신체 분비물을 흡수하여 봉쇄하는 장치를 말하며, 더욱 구체적으로는 신체로부터 분비되는 각종 분비물을 흡수하여 봉쇄하도록 신체에 대향하거나 근접하게 놓이는 장치를 말한다. "흡수제품"이란 용어는 기저귀, 월경패드, 생리대, 팬티라이너, 실금자용 브리이프, 밴드 등을 포함한다. "일회용"이란 용어는 세탁되거나 또는 복구되거나 흡수제품으로 재사용되지 않는 흡수제품(즉, 이들은 일회 사용후에 폐기되며, 바람직하게는 재생되거나 퇴비로 되거나 또는 환경적으로 상용가능한 방식으로 처분된다)을 기술하기 위해 사용된다. 일회 사용이라는 특성 때문에, 값싼 물질과 제작 방법이 일회용 흡수제품에서 매우 바람직하다.

도 1은 생리대의 구조를 보다 명확하게 나타내기 위해 구조물의 일부를 절단하고 착용자로부터 대향되는 생리대의 부분, 즉 외부면이 관찰자를 향하도록 배향시킨 선행 기술의 생리대(20)의 평면도이다. 본원에서 사용되는 "생리대"란 용어는 여성이 외음부에 인접하게, 일반적으로는 생식기 외부에 착용하여 착용자 신체로부터 생리혈액 및 그 밖의 질 분비물(예: 혈액, 생리혈 및 뇨)을 흡수하여 봉쇄하는 흡수제품을 말한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 생리대(20)는 액체 투과성 상면시이트(24), 상면시이트(24)에 연결된 액체 불투과성 배면시이트(26), 및 상면시이트(24)와 배면시이트(26) 사이에 있는 흡수코어(28)를 포함한다.

상면시이트, 배면시이트 및 흡수코어는 널리 공지된 각종 형태(소위 "튜브형" 제품 또는 측부 플랩 제품을 포함함)로 조합될 수 있으나, 바람직한 생리대 형태가 일반적으로 1990년 8월 21일자로 오스본(Osborn)에게 허여된 미국 특허 제 4,950,264호, 1984년 1월 10일자로 데스마라이스(DesMarais)에게 허여된 미국 특허 제 4,425,130호, 1982년 3월 30일자로 아르(Ahr)에게 허여된 미국 특허 제 4,321,924호 및 1986년 5월 20일자로 반 틸버그(Van Tilburg)에게 허여된 미국 특허 제 4,589,876호에 기재되어 있다. 이들 특허 각각은 본원에서 참조문헌으로 인용된다.

도 2는 기저귀(30)의 구조를 보다 명확하게 도시하고 착용자로부터 대향된 기저귀(30)의 부분, 즉 외부면이 관찰자를 향하도록 배향시킨 수축되지 않은 상태(즉, 탄성물이 이완된 상태로 있는 측부 플랩을 제외하고 탄성으로 유도된 수축을 제거함)의 선행 기술의 일회용 기저귀(30)의 평면도이다. 본원에서 사용되는 "기저귀"란 용어는 일반적으로 유아 및 실금자가 하부 둔부 주위에 착용하는 흡수제품을 말한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기저귀(30)는 액체 투과성 상면시이트(34), 상면시이트(34)에 연결된 액체 불투과성 배면시이트(36), 상면시이트(34)와 배면시이트(36) 사이에 놓이는 흡수코어(38), 탄성화 측부 패널(40), 탄성화 다리 커프스(42), 탄성 허리 구조물(44), 및 46으로 표시한 일반적으로 다겹인 패스닝 시스템을 포함한다.

기저귀(30)는 널리 공지된 각종 형태로 조합될 수 있으나, 바람직한 기저귀 형태가 일반적으로 1975년 1월 14일자로 부엘 등에게 허여된 미국 특허 제 3,860,003호 및 1992년 9월 29일자로 부엘 등에게 허여된 미국 특허 제 5,151,092호에 기재되어 있다. 이들 특허 각각은 본원에서 참조문헌으로 인용된다.

본 발명은 일회용 기저귀, 생리대 또는 붕대와 같은 일회용 흡수제품상에서 배면시이트, 상면시이트 및/또는 흡수코어 또는 이들의 일부로서 사용하기에 특히 매우 적합하고, 연신을 적용한 후 제거할 때에 탄성과 유사한 거동을 나타내는 "웹 물질"을 제공하는 것과 관련하여 기재되어 있으나, 본 발명이 상기 용도로 제한되는 것은 아니다. 비교적 값싼, 탄성과 유사한 웹 물질을 필요로하는 거의 모든 용도, 예컨대 운동복과 같은 내구성 의류 제품, 일회용 의류 제품, 탄성 붕대, 실내 장식 재료 또는 복잡한 형태의 제품을 도포하는데 사용되는 포장 물질 등에서 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 "웹 물질"이란 용어는 시이트류 물질, 예컨대 일회용 흡수제품상의 상면시이트, 배면시이트 또는 흡수코어, 둘 이상의 시이트류 물질의 복합물 또는 적층물 등을 말한다. 본 발명은 연신을 적용한 후 제거할 때에 하나 이상의 축을 따라 탄성과 유사한 거동을 나타내는 웹 물질을 제조하는 것이 바람직한 많은 상황에서 크게 유리하게 사용될 수 있다. 바람직한 구조, 및 생리대 또는 일회용 기저귀상의 배면시이트로서의 용도에 대한 상세한 설명은 당해 기술의 숙련자들로 하여금 본 발명을 다른 용도에 적용할 수 있게 할 것이다.

도 3과 관련하여, 본 발명의 중합체 웹 물질(52)의 바람직한 양태가 도시되어 있다. 도 3에서 웹 물질(52)은 실질적으로 장력을 받지 않은 상태로 도시되어 있다. 웹 물질(52)은 흡수제품, 예컨대 도 1의 생리대(20) 또는 도 2의 일회용 기저귀(30)상에서 배면시이트로서 사용하기에 특히 매우 적합하다. 웹 물질(52)은 이후에 축, 선 또는 "L" 방향이라 언급되는 종방향 중심선 및 이후에 축, 선 또는 "T" 방향이라 언급되는 횡방향 또는 측방향 중심선의 2개 중심선을 갖는다. 횡방향 중심선 "T"은 종방향 중심선 "L"에 일반적으로 수직이다.

웹 물질(52)은 독특한 영역의 "신축성 망상구조"를 포함한다. 본원에서 사용되는 "신축성 망상구조"란 용어는, 연신을 적용한 후 제거할 때 웹 물질에 탄성과 유사한 거동을 제공하면서 예정된 방향으로 유용한 일정 정도로 연장될 수 있는 영역의 상호 연결되고 상호 관련된 군을 말한다. 신축성 망상구조는 다수의 제 1 영역(60)과 다수의 제 2 영역(66)을 포함한다. 웹 물질(52)은 또한 제 1 영역(60)과 제 2 영역(66) 사이의 경계에 위치한 전이 영역(65)을 포함한다. 전이 영역(65)은 제 1 영역과 제 2 영역의 거동 둘다의 복잡한 조합을 나타낸다. 그러나, 본 발명의 모든 양태가 전이 영역을 갖고 있지만 본 발명은 독특한 영역(예컨대, 제 1 영역(60)과 제 2 영역(66))에서의 웹 물질의 거동에 의해 주로 정의된다고 공지되어 있다. 따라서, 본 발명의 하기 상세한 설명은 단지 제 1 영역(60)과 제 2 영역(66)에서의 웹 물질의 거동에만 관련되는데, 이는 웹 물질의 거동이 전이 영역(65)에서의 웹 물질의 복잡한 거동에는 그다지 좌우되지 않기 때문이다.

웹 물질(52)은 제 1 표면(도 3에서 관찰자를 향하고 있음) 및 제 2 대향면(도시되지 않음)을 갖는다. 도 3에 도시된 바람직한 양태에서, 신축성 망상구조는 다수의 제 1 영역(60)과 다수의 제 2 영역(66)을 포함한다. 일반적으로 61로 지칭한 제 1 영역(60)중 일부는 실질적으로 직선이며 제 1 방향으로 연장된다. 일반적으로 62로 지칭한 나머지 제 1 영역(60)은 실질적으로 직선이며, 제 1 방향과는 수직인 제 2 방향으로 연장된다. 제 1 방향이 제 2 방향에 수직인 것이 바람직하지만, 제 1 영역(61, 62)이 서로를 교차하는 경우에 한해서 제 1 방향과 제 2 방향간의 다른 각 관계가 적합할 수 있다. 바람직하게, 제 1 방향과 제 2 방향간의 각은 약 45 내지 약 135。이고, 90。가 가장 바람직하다. 제 1 영역(61, 62)의 교차는 도 3에서 62의 가상선으로 나타낸 바와 같이 제 2 영역(66)을 완전히 둘러싸는 경계를 형성한다.

바람직하게, 제 1 영역(60)의 너비(68)는 약 0.01 내지 약 0.5인치이며, 더욱 바람직하게는 약 0.03 내지 약 0.25인치이다. 그러나, 제 1 영역(60)의 다른 너비 치수가 적합할 수 있다. 제 1 영역(61, 62)는 서로에 대해 수직이고 등거리로 이격되기 때문에, 제 2 영역은 사각 형태를 갖는다. 그러나, 제 2 영역(66)에 대한 다른 형태가 적합할 수 있으며 제 1 영역들 간의 간격 및/또는 제 1 영역(61, (62)의 서로에 대한 정렬을 변경시키므로써 이루어질 수 있다. 제 2 영역(66)은 제 1 축(70)과 제 2 축(71)을 갖는다. 제 1 축(70)은 웹 물질(52)의 종방향 축에 실질적으로 평행한 반면, 제 2 축(71)은 웹 물질(52)의 횡방향 축에 실질적으로 평행하다. 제 1 영역(60)은 탄성 모듈러스(E1)와 횡단면적(A1)을 갖는다. 제 2 영역(66)은 탄성 모듈러스(E2)와 횡단면적(A2)을 갖는다.

예시된 양태에서, 횡방향 축에 실질적으로 평행한 방향으로 축방향 연신시킬 때, 웹 물질(52)은 축(예시된 양태에서는 웹의 횡방향 축에 대해 실질적으로 평행하다)을 따라 저항력을 나타내도록 웹 물질(52)이 "성형"된다. 본원에서 사용되는 "성형"이란 용어는 외부에서 연신 또는 힘을 전혀 받지 않은 경우에 원하는 구조 또는 형태를 실질적으로 유지하는 웹 물질에 대해 원하는 구조 또는 형태를 발생시키는 것을 말한다. 본 발명의 웹 물질은 다수의 제 1 영역과 다수의 제 2 영역으로 구성되며, 여기서 제 1 영역은 제 2 영역과 시각적으로 구별된다. 본원에서 사용되는 "시각적으로 구별된다"란 용어는 웹 물질 또는 웹 물질을 포함하는 물질을 정상적으로 사용할 때에 보통의 육안으로 쉽게 식별되는 웹 물질의 특징을 말한다. 본원에서 사용되는 "표면 경로길이"란 용어는 축에 실질적으로 평행한 방향으로 문제시되는 영역의 지형적 표면을 따르는 측정치를 말한다. 각 영역의 표면 경로길이를 측정하는 방법을 본 명세서의 이후 부분에 기재된 시험 방법 단락에서 찾을 수 있다.

본 발명의 웹 물질을 성형하는 방법은 플레이트 또는 롤의 메이팅(mating), 열성형, 고압 수압 성형 또는 주조에 의한 엠보싱을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 웹(52)의 전체 부분이 성형 조작되어 왔으나, 본 발명은 또한 이후에 상세히 설명된 바와 같이 예컨대 기저귀 배면시이트의 일부와 같은 일부만을 성형시키므로써 실시될 수 있다.

도 3에 도시된 바람직한 양태에서, 제 1 영역(60)은 실질적으로 평면이다. 즉, 제 1 영역(60)내의 물질은 웹(52)이 거치는 성형 단계 전 또는 후에 실질적으로 동일한 상태로 있다. 제 2 영역(66)은 다수의 두둑형 융기 요소(74)를 포함한다. 두둑형 요소(74)는 엠보싱되거나 디엠보싱되거나 이들의 조합일 수 있다. 두둑형 요소(74)는 웹(52)의 종방향 축에 실질적으로 평행한 제 1 축 또는 주축(76)과 웹(52)의 횡방향 축에 실질적으로 평행한 제 2 축 또는 부축(77)을 갖는다.

제 2 영역(66)에서 두둑형 요소(74)는, 본질적으로는 엠보싱되지 않거나 디엠보싱되거나 또는 단순히 이격 구역에 의해 형성된 비성형 구역에 의해 서로 분리될 수 있다. 바람직하게, 두둑형 요소(74)는 서로 인접해 있으며, 두둑형 요소(74)의 주축(76)에 수직으로 측정할 때에 0.10인치 미만의 비성형 구역에 의해 분리되어 있고, 더욱 바람직하게 두둑형 요소(74)는 이들 사이에 비성형 구역을 갖지 않고 인접해 있다.

제 1 영역(60)과 제 2 영역(66)은 각각 "돌출된 경로길이"를 갖는다. 본원에서 사용되는 "돌출된 경로길이"란 용어는 평행한 빛이 지나는 영역의 투영 길이를 말한다. 제 1 영역(60)의 돌출된 경로길이와 제 2 영역(66)의 돌출된 경로길이는 서로 동일하다.

웹이 장력을 받지 않은 상태로 있는 동안 평행한 방향으로 지형적으로 측정할 때에 제 1 영역(60)은 표면 경로길이(L2)보다 작은 표면 경로길이(L2)를 갖는다. 바람직하게, 제 2 영역(66)의 표면 경로길이는 제 1 영역(60)의 표면 경로길이보다 약 15% 이상 크고, 더욱 바람직하게는 약 30% 이상 크고, 가장 바람직하게는 약 70% 이상 크다. 일반적으로 제 2 영역의 표면 경로길이가 클수록, 힘 벽을 만나기 전의 웹 연신이 크다.

웹 물질(52)은 유사한 물질 조성의 동일한 기본 웹, 즉 제 1 영역과 제 2 영역을 갖지 않는 웹에서보다 실질적으로 작은 변형된 "포와송 측방향 수축 효과"를 나타낸다. 물질의 포와송 측방향 수축 효과를 결정하는 방법을 본 명세서의 이후 부분에 기재한 시험 방법 단락에서 찾을 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 웹이 약 20% 이상 연신될 때, 상기 웹의 포와송 측방향 수축 효과는 약 0.4 미만이다. 바람직하게는, 웹이 약 40%, 50% 또는 심지어 60% 연신될 때, 웹은 약 0.4 미만의 포와송 측방향 수축 효과를 나타낸다. 더욱 바람직하게, 웹이 20, 40, 50 또는 60% 연신될 때, 포와송 측방향 수축 효과는 약 0.3 미만이다. 본 발명의 웹의 포와송 측방향 수축 효과는 제 1 영역과 제 2 영역 각각이 차지하는 웹 물질의 양에 의해 결정된다. 제 1 영역이 차지하는 웹 물질의 면적이 증가함에 따라 포와송 측방향 수축 효과 또한 증가한다. 반대로, 제 2 영역이 차지하는 웹 물질의 면적이 증가할수록 포와송 측방향 수축 효과는 감소한다. 바람직하게, 제 1 영역이 차지하는 웹 물질의 면적%은 약 2 내지 약 90%이고, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 50%이다.

한 층 이상의 엘라스토머 물질을 갖는 선행 기술의 웹 물질은 일반적으로 큰 포와송 측방향 수축 효과를 가지므로, 적용된 힘에 대해 연신될 때에 "돌출부가 하강(neck-down)"된다. 본 발명의 웹 물질은 포와송 측방향 수축 효과를 실질적으로 제거하지 않더라도 적당하게 고안될 수 있다.

웹 물질(52)의 경우, 도 3에서 화살표 80으로 나타낸 적용된 축방향 연신의 방향은 실질적으로 두둑형 요소(74)의 제 1 축(76)과 실질적으로 수직이다. 이는 두둑형 요소(74)가 제 1 축(76)에 실질적으로 수직인 방향으로 늘어지거나 형태상 변형되어 웹(52)이 연장될 수 있다는 사실 때문이다.

도 4에는, 유사한 조성을 갖는 기본 웹 물질의 곡선(710)과 함께 도 3에 도시된 웹 물질(52)과 일반적으로 유사한 웹 물질의 저항력-연신 곡선(720)을 예시하는 그래프가 도시되어 있다. 저항력-연신 곡선을 발생시키기 위한 방법을 본 명세서의 하기 부분에 기재한 시험 방법 단락에서 찾을 수 있다. 본 발명의 성형 웹의 저항력-연신 곡선(720)에는 초기의 실질적으로 직선인 낮은 힘 대 720a로 지칭한 연신 단계 I, 힘벽과의 마주침을 나타내는 720b로 지칭한 전이 대역, 및 실질적으로 높은 힘 대 연신 거동을 나타내는 720c로 지칭한 실질적으로 직선인 단계 II가 있다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이 성형 웹은 웹의 횡방향 축에 평행한 방향으로 연신시킬 때 2개 단계에서 상이한 연신 거동을 나타낸다. 적용된 연신에 대해 성형 웹이 가하는 저항력은 곡선(720)의 단계 II 영역(720c)와 비교하여 단계 I 영역(720a)에서 상당히 적다. 또한, 곡선(720)의 단계 I(720a)에 도시된 바와 같이 적용된 연신에 대해 성형 웹이 가하는 저항력은 단계 I의 연신 한도이내에서 곡선(710)에 도시된 바와 같이 기본 웹이 가하는 저항력보다 상당히 적다. 성형 웹을 추가로 연신시켜서 단계 II(720c)로 들어갈 때, 성형 웹이 가하는 저항력이 증가하여 기본 웹이 가하는 저항력에 근접해진다. 성형 웹의 단계 I 영역(720a)의 경우에 적용된 연신에 대한 저항력은 성형 웹의 제 1 영역의 분자상 변형 및 형태상 변형, 및 성형 웹의 제 2 영역의 형태상 변형에 의해 제공된다. 이는 도 4의 곡선(710)에 도시된 바와 같이 기본 웹에 의해 제공되는 적용된 연신에 대한 저항력과 반대이며, 이는 전체 웹의 분자상 변형으로부터 비롯된다. 본 발명의 웹 물질은 제 1 영역과 제 2 영역 각각으로 구성된 웹 표면의 %를 조정하므로써 기본 웹 물질의 저항력보다 적은 단계 I의 저항력을 실제로 생성하도록 고안될 수 있다. 단계 I의 힘-연신 거동은 제 1 영역의 너비, 횡단면적 및 간격과 기본 웹의 조성을 조정하므로써 조절될 수 있다.

도 5와 관련하여, 도 5에서 화살표 80으로 표시된 바와 같이 웹(52)에 연신(D)을 적용할 때, 보다 짧은 표면 경로길이(L1)를 갖는 제 1 영역(60)은 단계 I에 상응하게 연신시킴에 따라 분자상 변형 결과로서 초기 저항력(P1)의 대부분을 제공한다. 단계 I에 있는 동안, 제 2 영역의 두둑형 요소(74)는 형태상 변형을 거치거나 늘어나고, 적용된 연신에 대해 최소 저항을 제공한다. 또한, 제 1 영역(61, 62)을 교차하므로써 형성된 망상구조의 움직임의 결과로서 제 2 영역(66)의 형태가 변한다. 따라서, 웹(52)에 연신이 적용될 때, 제 1 영역(61, 62)은 형태상 변형 또는 휘어짐을 겪으로므로써 제 2 영역(66)의 형태를 변화시킨다. 제 2 영역은 연신의 적용 방향과 평행한 방향으로 연장되거나 길어지고, 연신의 적용 방향과 수직인 방향으로 붕괴되거나 수축된다.

단계 I과 II 사이의 전이대역(720b)에서, 두둑형 요소(74)는 적용된 연신과 나란히 배열된다(즉, 동일 평면상에 있다). 즉, 제 2 영역(66)은 형태상 변형에서 분자상 변형으로의 변화를 나타낸다. 이는 힘벽의 개시점이다. 단계 II에서, 제 2 영역(66)의 두둑형 요소(74)는 실질적으로 연신 적용 축과 실질적으로 나란히 배열되고(즉, 동일 평면상에 있다) 분자상 변형에 의한 더 이상의 연신을 막기 시작한다(즉, 제 2 영역이 형태상 변형의 한계에 도달한다). 제 2 영역(66)은 이제 분자상 변형의 결과로서 제 2 저항력(P2)을 추가의 연신 적용에 대해 제공한다. 단계 II에서 제 1 영역(61, 62)은 또한 형태상 변형의 한계에 도달하고 주로 분자상 변형에 의해 더 이상의 연신을 막는다. 제 1 영역(60)의 분자상 변형 및 제 2 영역(66)의 분자상 변형 둘다에 의한, 단계 II에 표시한 연신에 대한 저항력은 총 저항력(PT)을 제공하며, 이는 제 1 영역(60)의 분자상 변형과 형태상 변형 및 제 2 영역(66)의 형태상 변형에 의해 제공되는 단계 I에 표시한 저항력보다 크다. 따라서, 단계 II에서의 힘-연신 곡선의 기울기는 단계 I에서의 힘-연신 곡선의 기울기보다 상당히 크다.

(L1 + D)가 L2보다 적을 때, 저항력(P1)은 실질적으로 저항력(P2)보다 크다. (L1 + D)가 L2보다 적을 때, 제 1 영역은 초기 저항력(P1)을 제공하며, 일반적으로 하기 수학식 1을 만족시킨다:

수학식 1

P1 = (A1 X E1 X D)/L1

수학식 2

PT = (A1 X E1 X D)/L1 + (A2 X E2 X ｜L1 + D - L2｜)/L2

단계 I에 있는 동안 발생하는 최대 연신을 성형 웹 물질의 "이용가능한 신장"이라 한다. 이용가능한 신장은 제 2 영역이 형태상 변형을 겪는 거리에 상응한다. 이용가능한 신장은 도 4에 도시된 바와 같은 힘-연신 곡선(720)의 점검에 의해 효과적으로 측정될 수 있다. 단계 I과 단계 II 사이의 전이 대역에서 굴곡이 있는 근접한 지점이 "이용가능한 신장"의 % 연신점이다. 이용가능한 신장의 범위는 약 10 내지 100% 이상에서 변할 수 있으며, 연신의 범위는 종종 일회용 흡수제품에서 관심을 끄는 것으로 발견되며, 제 2 영역의 표면 경로길이(L2)가 제 1 영역의 표면 경로길이(L1)를 초과하는 정도 및 기본 필름의 조성에 의해 주로 조절될 수 있다. 이용가능한 신장이란 용어는, 이용가능한 신장을 넘는 연신이 바람직한 용도가 있으므로 본 발명의 웹에 적용될 수 있는 연신에 대한 한도를 의미하려는 것은 아니다.

도 6에서 곡선(730, 735)은 본 발명의 웹 물질에 의해 나타나는 예시적인 탄성 이력 거동을 나타낸다. 곡선(730)은 제 1 주기동안에 연신을 적용하고 제거할 때의 반응을 나타내고 곡선(735)은 제 2 주기동안에 연신을 적용하고 제거할 때의 반응을 나타낸다. 제 1 주기 동안의 힘 이완(731), 및 경화 또는 변형%(732)가 도 6에 도시되어 있다. 여러 번의 주기에 걸쳐 비교적 낮은 힘에서 상당히 복귀가능한 연신 또는 유용한 탄성도가 나타나서, 웹 물질이 상당한 정도로 확장되고 수축될 수 있음을 유념한다. 탄성 이력 거동을 발생시키는 방법을 본 명세서 이후 부분에 기재된 시험 방법 단락에서 발견할 수 있다.

웹 물질을 연신시킬 때, 웹 물질은 연신이 적용된 방향으로 연장되고 적용된 연신을 일단 제거하면 상기 웹 물질이 항복(yielding) 점을 지나 연장되지 않는한 실질적으로 장력을 가하지 않은 상태로 복귀되므로 탄성과 유사한 거동을 나타낸다. 웹 물질은 실질적으로 복귀할 수 있는 능력을 잃지 않으면서 여러 번의 주기로 연신시킬 수 있다. 따라서, 적용된 연신이 일단 제거되면 웹은 실질적으로 장력을 가하지 않은 상태로 복귀할 수 있다.

웹 물질이 축방향 연신이 적용된 방향으로, 두둑형 요소(74)의 제 1 축(76)에 실질적으로 수직인 방향으로 쉽게 또한 반대로 연장될 수 있지만, 웹 물질은 두둑형 요소(74)의 제 1 축(76)에 실질적으로 평행한 방향으로는 쉽게 연장되지 않는다. 두둑형 요소의 형성으로 인해 두둑형 요소는 그의 제 1 축 또는 주축(76)에 실질적으로 수직인 방향으로 형태상 변형되는 동시에, 두둑형 요소의 제 1 축에 실질적으로 평행한 방향으로 연장되는 실질적인 분자상 변형을 요구한다.

웹을 연장시키는데 필요한 힘의 적용량은 웹 물질의 조성과 횡단면적 및 제 1 영역의 너비와 간격에 따라 좌우되며, 보다 넓게 이격된 보다 좁은 제 1 영역은 일정한 조성 및 횡단면적에서 원하는 연신을 얻기 위해서는 보다 낮은 연장력이 적용될 것을 요구한다.

또한, 두둑형 요소의 깊이와 빈도는 본 발명의 웹의 이용가능한 신장을 조절하도록 다양할 수 있다. 두둑형 요소의 빈도가 일정한 경우 두둑형 요소에 부여된 성형의 높이 및 정도가 증가한다면, 이용가능한 신장이 증가한다. 마찬가지로, 성형의 높이 및 정도가 일정한 경우 두둑형 요소의 빈도가 증가한다면 이용가능한 신장이 증가한다.

본 발명의 용도 전체에서 조절될 수 있는 여러 기능적 특성이 있다. 기능적 특성은 적용된 연신에 대해 웹 물질이 가하는 저항력 및 힘 벽을 만나기 전에 웹 물질의 이용가능한 신장이다. 적용된 연신에 대해 웹 물질이 가하는 저항력은 물질(예컨대, 조성, 분자 구조 및 배향 등), 횡단면적, 제 1 영역이 차지하는 웹 물질중 돌출된 표면적%의 함수이다. 제 1 영역에 의한 웹 물질의 면적 도포%가 클수록, 물질 조성과 횡단면적이 일정한 경우 적용된 연신에 대해 웹이 가하는 저항력이 커진다. 제 1 영역에 의한 웹 물질의 도포%는 제 1 영역의 너비 및 인접한 제 1 영역간 간격에 의해서 전체적으로는 아니더라도 부분적으로 결정된다.

웹 물질의 이용가능한 신장은 제 2 영역의 표면 경로길이에 의해 결정된다. 제 2 영역의 표면 경로길이는 웹 물질의 면과 수직으로 측정할 때, 두둑형 요소의 간격, 두둑형 요소의 빈도 및 두둑형 요소의 형성 깊이에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 일반적으로, 제 2 영역의 표면 경로길이가 클수록, 웹 물질의 이용가능한 신장도 커진다.

전술한 탄성과 유사한 특성 이외에, 본 발명의 플라스틱 필름은 또한 유연하고 텍스쳐와 외관이 천과 유사하며 소리가 나지 않는 것을 특징으로한다. 유연하고 천과 유사하며 소리가 나지 않는 플라스틱 필름은 또한 일회용 기저귀와 같은 일회용 흡수제품상의 배면시이트로서 특히 유용한 액체 차단벽이다.

본 발명의 전체 웹 물질이 제 1 영역과 제 2 영역의 신축성 망상구조를 포함할 수 있으나, 본 발명은 또한 웹의 특정 부분에만 제 1 영역과 제 2 영역으로 이루어진 신축성 망상구조를 제공하므로써 실시될 수 있다. 당해 분야의 숙련자에게는 일회용 흡수제품상의 배면시이트의 전부 또는 일부가 제 1 영역과 제 2 영역으로 이루어진 신축성 망상구조(들)를 포함할 수 있음이 명백할 것이다.

본 발명의 신축성 망상구조를 갖는 웹 물질은 흡수제품상의 배면시이트 또는 그의 일부로서 기재되었으나, 일부 양태에서는 상면시이트와 흡수코어에 신축성 망상구조를 제공해야할 필요가 있다.

제조방법

도 7과 관련하여, 도 3에 도시된 웹(52)을 형성하는데 사용되는 장치(400)가 도시되어 있다. 장치(400)는 상호맞물림 플레이트(410, 402)를 포함한다. 플레이트(401, 402)는 다수의 상호 맞물림 돌기(403, 404)를 각각 포함한다. 플레이트(401, 402)는 본 발명의 웹을 형성시키기 위해 가압하에서 함께 맞물린다.

플레이트(402)는 돌기 영역(407)과 홈 영역(408)을 포함한다. 플레이트(402)의 돌기 영역(407) 내에는 다수의 돌기(404)가 있다. 플레이트(401)는 플레이트(402)의 돌기(404)와 맞물리는 돌기(403)를 포함한다. 필름이 플레이트(401, 402) 사이에 형성될 때, 플레이트(402)의 홈 영역(408)과 플레이트(401)의 돌기(403)내에 위치한 필름 부분은 변형되지 않은 채로 있다. 이들 영역은 도 3에 도시된 웹(52)의 제 1 영역(60)에 일치한다. 플레이트(402)의 돌기 영역(407)(돌기(404)를 포함함)과 플레이트(401)의 돌기(403) 사이에 위치한 필름 부분은 웹 물질(52)의 제 2 영역(66)에서 두둑형 요소(74)를 발생시키면서 점증적으로 가소적으로 형성된다.

성형 방법은 기본 필름의 불연속 부분이 일시에 변형되는 정적 방식으로 이루어질 수 있다. 또는, 성형 방법은, 이동중인 웹과 불연속적으로 접촉하고 기본 물질을 본 발명의 성형 웹 물질로 성형시키기 위한 연속적인 동적 프레스를 사용하여 수행할 수 있다.

본 발명의 웹 물질을 성형시키기 위한 상기 방법과 그 밖의 적합한 방법이 1996년 5월 21일자로 채펠(Chapell) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,518,801호에 더욱 상세히 기재되어 있으며, 상기 문헌은 본원에서 참조문헌으로 인용된다.

본 발명의 웹 물질은 저밀도 선형 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 및 이들과 상기 및 그 밖의 물질과의 블렌드를 비롯한 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀으로 구성될 수 있다. 사용가능한 그 밖의 적합한 중합체 물질의 예는 폴리에스테르, 폴리우레탄, 퇴비화되거나 생분해가능한 중합체, 열수축성 중합체, 열가소성 엘라스토머, 메탈로센 촉매-함유 중합체(예컨대, 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company에서 구입가능한 인사이트(INSITE; 등록상표) 및 엑손에서 구입가능한 엑삭트(Exxact; 등록상표)) 및 통기성 중합체를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 웹 물질은 합성 부직, 합성 니트, 부직, 천공 필름, 거시적으로 확장된 3차원 성형 필름, 흡수성 또는 섬유질성 흡수물질, 발포체, 충전된 조성물, 또는 이들의 적층물 및/또는 조합물로 구성될 수 있다. 부직물은 스펀레이스, 스펀결합, 용융취입, 소모 및/또는 공기 송풍 또는 칼렌더(calendar) 결합과 같은 방법중 임의의 방법에 의해 제조될 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 느슨하게 결합된 섬유를 사용하는 스펀레이스 물질이 바람직한 양태이다.

본 발명은 단층의 기본 필름으로부터 웹 물질을 제공하는 것으로 기재되었으나, 본 발명은 다른 물질을 사용해서도 마찬가지로 잘 실시될 수 있다. 연신이 적용된 방향으로 탄성과 유사한 거동을 나타내는 유체 불투과성 중합성 필름이 일회용 기저귀 또는 생리대상의 배면시이트로서 사용하기에 적합할 수 있으나, 이러한 웹 물질은 흡수제품상의 상면시이트로서는 충분히 잘 작용하지 않는다. 본 발명의 웹으로 제조될 수 있고 흡수제품상의 유체 투과성 상면시이트로서 효과적으로 작용하는 다른 기본 물질의 예는 2차원 천공 필름 및 거시적으로 확장된 3차원 천공 성형 필름을 포함한다. 거시적으로 확장된 3차원 천공 성형 필름의 예는 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 및 1991년 4월 9일자로 베어드(Baird)에게 허여된 미국 특허 제 5,006,394호에 기재되어 있다. 상기 특허 각각은 본원에서 참조문헌으로 인용된다.

본 발명의 웹 물질은 전술한 물질의 적층물을 포함할 수 있다. 적층물은 당해 분야의 숙련자에게 공지된 다수의 결합 방법에 의해 결합될 수 있다. 이러한 결합 방법은 열 결합, 접착 결합(분무 접착, 고온 용융 접착, 라텍스-함유 접착제 등을 비롯한 다수의 접착제를 사용하나 이에 한정되는 것은 아니다), 초음파 결합, 및 중합체 필름을 기재위에 직접 주조시키고 부분적으로 용융 상태인 동안에 기재의 한 면에 결합시키거나 용융취입 섬유 부직물을 직접 기재위에 침적시키는 것에 의한 압출 적층을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.

시험 방법

표면 경로길이

성형 물질 영역의 경로길이 측정은 각각의 독특한 영역의 대표적인 샘플을 선택하고 제조한후 이들 샘플을 현미경 상 분석법에 의해 분석하므로써 결정된다.

샘플은 각각의 표면 형태를 대표하도록 선택한다. 일반적으로, 전이 영역은 보통 제 1 영역과 제 2 영역 둘다의 특징을 함유하므로 피해야 한다. 측정할 샘플을 절단하고 관심을 갖는 영역으로부터 분리시킨다. "측정된 가장자리"를 명시된 연신 축에 평행하게 절단한다. 웹 물질에 부착된 동안 0.5인치의 비변형 샘플 길이를 "측정된 가장자리"에 대해 수직으로 "게이지 표시"하고, 정확하게 절단하고 웹 물질로부터 절단시킨다.

이어서, 측정 샘플을 현미경 유리 슬라이드의 긴 가장자리위에 장착한다. "측정된 가장자리"는 슬라이드 가장자리로부터 약간(약 1㎜) 바깥쪽으로 연장된다. 박층의 감압성 접착제를 유리 표면 가장자리에 도포하여 적합한 샘플 지지 수단을 제공한다. 고도로 성형된 샘플 영역의 경우, 접촉을 용이하게 하는 동시에 샘플을 슬라이드 가장자리에 부착시키기 위하여 샘플을 축방향으로 서서히(그다지 힘을 가하지 않음) 연장시키는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 이는 상 분석 동안에 개선된 가장자리 확인을 가능하게 하고, 추가의 해석 분석(interpretation analysis))을 필요로하는 "쭈글쭈글한" 가장자리부의 가능성을 방지한다.

각 샘플의 상은 충분한 품질과 확대 배율을 갖는 적합한 현미경 측정 수단을 사용하여 지지 슬라이드의 "날"로 취한 "측정된 가장자리"의 장면으로서 수득된다. 소니 비디오(Sony Video) 프린트 마비그래프(Mavigraph) 장치로 제조된 비디오-이미지 프린트물과 함께 케옌스(Keyence) VH-6100(20X 렌즈) 비디오 장치를 사용하여 자료를 수득한다. 비디오 프린트물은 휴렛 팩카드 스캔젯(Hewlett Packard ScanJet) IIP 스캐너를 사용하여 이미지 스캐닝한다. 이미지 분석은 소프트웨어 NIH MAC 이미지 버전 1.45를 이용하여 맥킨토시(MacIntosh) IICi 컴퓨터에서 실시하였다.

상기 장치를 이용하여, 보정 이미지는 초기에 컴퓨터 이미지 분석 프로그램의 보정 조절에 사용되는 0.05" 증가 표시를 갖는 500"의 격자 스케일 길이로 취하였다. 이어서, 측정할 모든 샘플을 비디오-이미지화시키고 비디오-이미지 프린트하였다. 이후에, 모든 비디오-프린트물을 적합한 맥 이미지-파일 형태로 100dpi(256-단계의 그레이 스케일)에서 이미지-스캐닝하였다. 최종적으로 각각의 이미지 파일(보정 파일을 포함)을 맥 이미지 1.45 컴퓨터 프로그램을 이용하여 분석하였다. 모든 샘플을 선택된 프리핸드 라인-측정 기구를 사용하여 측정하였다. 샘플을 측부-가장자리 둘다에서 측정하고 길이를 기록한다. 간단한 필름형(얇고 일정한 두께) 샘플은 단지 하나의 측부-가장자리가 측정될 것을 요구한다. 적층물과 두꺼운 발포체 샘플을 측부 가장자리 둘다에서 측정한다. 길이 측정 투사는 절단된 샘플의 전체 게이지 길이를 따라 이루어진다. 고도로 변형된 샘플의 경우, 다겹(부분적으로 중첩된) 이미지가 전체 절단된 샘플을 도포하는데 필요할 수 있다. 이들 경우에, 중첩 이미지 둘다에 공통인 특징적인 부분을 선택하여서, 이미지 길이 눈금이 인접하지만 중첩되지 않게 하는 "안표"로서 이용한다.

각 영역에 대한 표면 경로길이의 최종 결정은 각 영역의 5개의 분리된 1/2" 게이지-샘플의 길이를 평균내어 구한다. 각 게이지-샘플의 "표면 경로길이"는 측부-가장자리의 표면 경로길이 둘다의 평균치이다.

포와송 측방향 수축 효과

포와송 측방향 수축 효과는, 미국 노오쓰 캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크 소재의 신테크 인코포레이티드(Sintech, Inc.)에서 구입가능한 테스트 웍스(Test Works: 등록상표)를 사용하여, 미국 사우쓰 다코타 엔. 수 씨티 소재의 게이트웨이(Gateway) 2000에서 구입가능한 게이트웨이 2000 486/33Hz 컴퓨터로 인터페이스 접속되는, 미국 매사츄세츠주 캔톤 소재의 인스트론 코포레이션(Instron Corporation)에서 구입가능한 인스트론 모델 1122상에서 측정한다. 시험에 필요한 모든 필수 매개변수는 각 시험에 대한 테스트웍스 소프트웨어에서의 입력이다. 자료 수집은 손으로하는 샘플 너비의 측정치와 테스트웍스내에서 이루어지는 연신 측정치의 조합을 통해 이루어진다.

상기 시험에 사용되는 샘플은 1" 너비 x 4" 길이이며, 절단된 샘플의 장축은 샘플의 제 1 영역의 방향과 평행하다. 샘플은 정확한 1" 너비의 샘플을 절단하도록 고안된 날카로운 칼 또는 적당히 날카로운 절단 장치로 절단해야 한다. "대표 샘플"은 변형된 영역의 전체 패턴의 대칭성을 나타내는 구역이 나타나도록 절단되어야 하는 것이 중요하다. 본원에서 제시한 것보다 크거나 작은 샘플을 절단해야 하는 경우가 있다(이는 변형된 부분의 크기 또는 제 1 영역과 제 2 영역의 상대적인 형태의 편차 때문이다). 이 경우에, (기록된 임의의 자료와 함께) 샘플의 크기, 취해진 변형된 영역의 면적을 유념하는 것과 바람직하게는 샘플에 사용되는 대표적인 구역의 개략도를 포함하는 것이 중요하다. 일반적으로 실제 연장된 인장부(l1:w1)에 대한 "가로세로 비"(2:1)는 가능하다면 유지되어야 한다. 5개 샘플을 시험한다.

인스트론의 그립(grip)은 하나의 편평한 표면과 반구가 돌출된 대향면을 갖는 시험 연신 방향에 수직인 단일 라인을 따라 전체 쥐는 힘을 집중시키도록 고안된 공기로 작용되는 그립으로 이루어진다. 샘플과 그립 사이에 어긋남이 없어야 한다. 쥐는 힘의 라인간의 거리는 그립 옆에 고정된 강철 자로 측정할 때 2"이어야 한다. 이 거리는 이제부터 "게이지 길이"라 한다.

샘플은 연신의 적용 방향에 수직인 장축을 따라 그립에 장착된다. 전체 패턴 형태를 나타내는 구역은 그립 사이에서 대칭적으로 중심을 이루어야 한다. 크로스헤드 속도는 10in/min으로 설정한다. 크로스헤드는 구체적인 변형물로 이동한다(20% 연신과 60% 연신 둘다에서 측정한다). 가장 좁은 지점(w2)에서 샘플의 너비는 강철 자를 사용하여 가장 좁은 0.02"까지 측정한다. 연장이 적용된 방향으로의 연신은 테스트웍스 소프트웨어상에서 가장 좁은 0.02"까지 기록한다. 포와송 측방향 수축 효과(PLCE)는 하기의 수학식 3을 사용하여 계산한다:

PLCE = {｜w2-w1｜/w1}/{｜l2-l1｜/l1}

상기 식에서,

w2는 종방향으로 연신이 적용된 상태에서 샘플의 너비이고,

w1은 샘플의 본래 너비이고,

l2는 종방향으로 연신이 적용된 상태에서 샘플의 길이이고,

l1은 샘플의 본래 길이(게이지 길이)이다.

각각 일정한 연신에 대해 5개의 상이한 샘플을 사용하여 20% 및 60% 연신 둘다에서 측정한다. 일정한 연신%에서 PLCE는 5개 측정치의 평균치이다.

이력 시험

이력 시험은 물질의 경화% 및 힘 이완%를 측정하기 위해 사용된다. 이 시험은 미국 노오쓰 캐롤라이나주 27709 리서치 트라이앵글 파크 소재의 신테크 인코포레이티드에서 구입가능한 테스트웍스 소프트웨어를 사용하여, 미국 사우쓰 다코타 57049 엔. 수 씨티 소재의 게이트웨이 2000에서 구입가능한 게이트웨이 2000 486/33Hz 컴퓨터로 인터페이스 접속되는, 미국 매사츄세츠주 캔톤 소재의 인스트론 코포레이션에서 구입가능한 인스트론 모델 1122상에서 실시한다. 시험에 필요한 모든 필수 매개변수는 각 시험(즉, 크로스헤드 속도, 최대 연신% 지점 및 유지 시간)에 대해 테스트웍스 소프트웨어에서의 입력이다. 또한, 모든 자료 수집, 자료 분석 및 그래프화는 테스트웍스 소프트웨어를 사용하여 이루어진다.

상기 시험에 사용되는 샘플은 1" 너비 x 4" 길이이며, 절단된 샘플의 장축은 샘플의 최대 신장성 방향에 평행하다. 정확한 1" 너비의 샘플을 절단하도록 고안된 날카로운 정확한 칼 또는 적절히 날카로운 절단 장치로 샘플을 절단해야 한다. (물질의 연신 방향이 하나 이상이라면, 샘플은 각각의 연신 방향과 평행하게 취해야 한다.) 샘플은 변형된 영역의 전체적인 패턴의 대칭성을 나타내는 구역이 나타나도록 절단되어야 한다. 본원에서 제시한 것보다 크거나 작은 샘플을 절단해야 하는 경우가 있다(이는 변형된 부분의 크기 또는 제 1 영역과 제 2 영역의 상대적인 형태의 편차 때문이다). 이 경우에, (기록된 임의의 자료와 함께) 샘플의 크기, 취해진 영역의 면적을 유념하는 것과 바람직하게는 샘플에 사용되는 대표적인 구역의 개략도를 포함하는 것이 중요하다. 20%, 60% 및 100% 신축에서 3개의 별도 시험을 전형적으로 각 물질에 대해 측정한다. 일정한 물질의 3개 샘플을 각각의 연신%에서 시험한다.

인스트론의 그립은 하나의 편평한 표면과, 샘플의 어긋남을 최소화시키기 위해 반구가 돌출된 대향면을 가지며 시험 응력의 방향에 수직인 단일 라인을 따라 전체 쥐는 힘을 집중시키도록 고안된 공기로 작용되는 그립으로 이루어진다. 쥐는 힘의 라인간 거리는 그립 옆에 고정된 강철 자로 측정할 때 2"이어야 한다. 이 거리를 이제부터 "게이지 길이"라 한다. 샘플은 적용된 연신%의 방향에 수직인 장축을 따라 그립에 장착된다. 크로스헤드 속도는 10in/min으로 설정한다. 크로스헤드는 구체화된 최대 연신% 까지 이동하며 이 연신%에서 30초동안 샘플을 고정시킨다. 30초 후에, 크로스헤드를 원래 위치로 복귀시키고(연신 0%) 60초동안 이 위치에 둔다. 이어서 크로스헤드를 제 1 주기에서 사용한 것처럼 동일한 최대 연신%까지 복귀시키고 30초동안 고정시킨 다음 다시 0으로 복귀시킨다.

2회 주기의 그래프가 생성된다. 힘 이완%는 제 1 주기로부터 하기 수학식 4와 같은 힘 자료의 계산에 의해 결정된다:

힘 이완% = (최대 연신%에서의 힘 - 30초 고정후의 힘) X 100 / (최대 연신%에서의 힘(주기 1))

경화%는 샘플이 연신을 막기 시작하는 제 2 주기의 샘플의 연신%이다. 힘 이완 % 및 3개 샘플의 경화%의 평균을 시험한 각각의 최대 연신%에 대해 기록한다.

장력 시험

장력 시험은 물질의 연신% 특성 및 이용가능한 신장%를 힘에 대해 측정하는데 사용된다. 이 시험은 미국 노오쓰 캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크 소재의 신테크 인코포레이티드에서 구입가능한 테스트웍스 소프트웨어를 사용하여, 미국 사우쓰 다코타 엔. 수 씨티 소재의 게이트웨이 2000에서 구입가능한 게이트웨이 2000 486/33Hz 컴퓨터로 인터페이스 접속되는, 미국 매사츄세츠주 캔톤 소재의 인스트론 코포레이션에서 구입가능한 인스트론 모델 1122상에서 실시한다. 시험에 필요한 모든 필수 매개변수는 각 시험에 대한 테스트웍스 소프트웨어로의 입력이다. 또한, 모든 자료 수집, 자료 분석 및 그래프화는 테스트웍스 소프트웨어를 사용하여 실시한다.

상기 시험에 사용되는 샘플은 1" 너비 x 4" 길이이며, 절단된 샘플의 장축은 샘플의 최대 신장성의 방향에 평행하다. 샘플은 정확한 1" 너비의 샘플을 절단하도록 고안된 날카로운 칼 또는 적절히 날카로운 절단 장치로 절단해야 한다. (물질 신장성의 방향이 하나 이상이라면, 샘플은 각각의 연신 방향에 평향하게 취해야 한다.) 샘플은 변형된 영역의 전체 패턴의 대칭성을 나타내는 구역이 나타나도록 절단해야 한다. 본원에서 제시한 것보다 크거나 작은 샘플을 절단해야 하는 경우가 있다(이는 변형된 부분의 크기 또는 제 1 영역과 제 2 영역의 상대적인 형태에서의 편차 때문이다). 이 경우에, (기록된 임의의 자료와 함께) 샘플의 크기, 취해진 변형된 영역의 면적을 유념하는 것과 바람직하게는 샘플에 사용되는 대표적인 구역의 개략도를 포함하는 것이 매우 중요하다. 일정한 물질의 3개 샘플을 시험한다.

인스트론의 그립은 하나의 편평한 표면과, 샘플의 어긋남을 최소화시키기 위해 반구가 돌출된 대향면을 가지며 시험 응력 방향에 수직인 단일 라인을 따라 전체 쥐는 힘을 집중시키도록 고안된 공기로 작용되는 그립으로 이루어진다. 쥐는 힘의 라인간 거리는 그립 옆에 고정된 강철 자로 측정할 때 2"이어야 한다. 이 거리를 이제부터 "게이지 길이"라 한다. 샘플은 적용된 연신%의 방향에 수직인 장축을 따라 그립에 장착된다. 크로스헤드 속도는 10in/min으로 설정한다. 샘플이, 크로스헤드가 중지하는 지점에서 파단하여 원래의 위치로 복귀할 때(연신 0%)까지 크로스헤드는 샘플을 연신시킨다.

이용가능한 신장%는 샘플을 더 연신시키는데 필요한 힘의 양을 빠르게 증가시키는 지점을 지나, 힘-연신 곡선에서 굴곡이 있는 지점이다. 3개 샘플에 대한 이용가능한 신장%의 평균을 기록한다.

본 발명의 구체적인 양태를 예시하고 기재하였으나, 당해 분야의 숙련자에게는 본 발명의 취지 및 범주를 벗어남없이 다양한 다른 변화 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항에서는 본 발명의 범주에 있는 이러한 모든 변화 및 변경을 다루고자 한다.

Claims

동일한 물질 조성으로 이루어진 다수의 제 1 영역 및 다수의 제 2 영역을 특징으로하고, 이때

제 1 영역은 일부가 제 1 방향으로 연장되는 반면 나머지는 서로 교차하도록 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 연장되고, 제 2 영역을 완전히 둘러싸는 경계를 형성하며, 분자상(molecular-level) 변형과 형태상(geometric) 변형을 겪고,

제 2 영역은 다수의 두둑형 융기 요소(raised rib-like element)를 포함하며, 웹 물질을 하나 이상의 축을 따라 연신시킬 때 초기에 실질적으로 형태상 변형을 겪는

유연한 웹 물질.
동일한 물질 조성으로 이루어지고, 각각 장력을 가하지 않은 돌출된 경로길이(pathlength)를 가지며, 적용된 연신을 제거할 때에 장력을 가하지 않은 돌출된 표면경로로 실질적으로 복귀하는 다수의 제 1 영역 및 다수의 제 2 영역을 특징으로하고, 이때

제 1 영역은 일부가 제 1 방향으로 연장되는 반면 나머지는 서로 교차하도록 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 연장되고, 제 2 영역을 완전히 둘러싸는 경계를 형성하며, 분자상 변형과 형태상 변형을 겪고,

제 2 영역은 다수의 두둑형 융기 요소를 포함하며, 웹 물질이 탄성과 유사한 거동(behavior)을 나타내는 축에 실질적으로 평행한 방향으로 웹을 연신시킬 때에 초기에 실질적으로 형태상 변형을 겪는,

하나 이상의 축을 따라 탄성과 유사한 거동을 나타내는 유연한 웹 물질.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

제 1 영역과 제 2 영역이 서로 상이한 웹 물질.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

제 1 영역이 두둑형 요소를 실질적으로 함유하지 않는 웹 물질.
제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,

두둑형 요소가 주축과 부축을 갖는 웹 물질.
제 5항에 있어서,

제 1영역과 제 2 영역이 한 층 이상의 필름 물질로 이루어진 웹 물질.
제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,

일회용 흡수제품상의 배면시이트인 웹 물질.
제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서,

일회용 흡수제품상의 배면시이트의 일부인 웹 물질.
제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서,

일회용 흡수제품상의 상면시이트인 웹 물질.
제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,

일회용 흡수제품상의 상면시이트의 일부인 웹 물질.
제 1항 내지 제 10항중 어느 한 항에 있어서,

둘 이상의 물질의 적층물인 웹 물질.
제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서,

상기 축에 수직으로 측정할 때에 60% 연신하에 약 0.4 미만의 포와송 측방향 수축 효과(Poisson lateral contraction effect)를 나타내는 웹 물질.