KR20000069777A - 개선된 복합 탄성 재료 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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우만 피. 토마스
제임스 알. 핏츠
도날드 브이. 윌릿츠
리차드 엠. 쉐인
잭 디. 테일러
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로날드 디. 맥크레이
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 치수 안정성 및(또는) 잠재성 복합 탄성 적층 재료에 관한 것이다. 복합 탄성 적층 재료를 제조하는 방법은 제1 길이를 갖는 중합체 재료를 제공하고, 중합체 재료를 제2 길이까지 신장시키고, 2 개의 평활 표면의 롤로 이루어지는 캘린더에서 중합체 재료에 하나 이상의 부직 페이싱을 결합시키는 것을 포함하고, 따라서, 복합 탄성 재료가 사용된 개인 보호 용품을 사용하는 동안 탄성 성분이 손상되지 않거나 손상에 대하여 미리 예방된다.

Description

개선된 복합 탄성 재료 및 이의 제조 방법{Improved Composite Elastic Material and Process for Producing the Same}
본 발명은 개선된 응력 완화 및 크리프 내성을 갖는, 치수 안정성 및(또는) 잠재성 복합 탄성 재료 및 그의 적층물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "복합 탄성 재료"라는 용어는 하나의 층이 탄성인 다성분 또는 다층의 탄성 재료이다. "치수 안정성" 복합 탄성 재료는 실제 사용 조건하에서 그의 치수, 즉, 길이 및 폭을 유지하는 재료이다. 통상적으로, 사용 조건은 체온, 습도 및 열을 포함한다. "잠재성 탄성 적층 재료"라는 용어는 잠재적으로 탄성화가능한 성분을 가지지만, 통상적으로 열과 같은 자극을 사용하여 자유자재로 활성화될 수 있는 적층 재료를 말한다. 다시 말해서, 잠재성 탄성 적층 재료는 활성화시킬 때 탄성이 될 것이다.
"응력 완화"라는 용어는 일정 시간에 대하여 일정 신장율을 유지하는데 요구되는 하중으로서 정의된다. "크리프"라는 용어는 일정 하중 또는 힘이 가해진 조건하에 얼마간의 비가역적인 흐름 또는 구조적 붕괴로 인한 용품의 형태 또는 치수의 변형으로서 정의된다. 두 개 종류의 크리프(creep)가 있는데, (1) 일정 하중 또는 힘이 가해진 조건하에 얼마간의 비가역적인 흐름 또는 구조적 붕괴로 인한 형태의 변형이 상기 힘을 제거하였을 때 회복되지 않는 시간 독립성 크리프, 및 (2) 상기의 힘을 제거하였을 때 형태가 얼마간 회복되는 시간 의존성 크리프가 있다.
복합 탄성 재료 및 이의 적층물은 특히, 흡수 용품 및 일회용 품목의 분야에서 다양한 용도를 갖는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "흡수 용품"이라는 용어는 신체 배출물을 흡수하여 함유하는 장치, 보다 구체적으로 신체로부터 방출된 여러 배출물을 흡수하고 함유하기 위하여 착용자의 신체에 가까이 또는 마주하여 놓이는 장치를 말한다. "흡수 용품"이라는 용어는 기저귀, 배변 훈련용 팬츠, 흡수 언더팬츠, 실금자용 제품 등을 포함한다. "일회용"이라는 용어는 본 명세서에서 흡수 용품과 같이 세탁되거나 달리 복구되거나 재사용되도록 의도되지 않은 흡수 용품을 서술하는데 사용된다.
통상적으로, 복합 탄성 재료는 가열된 캘린더 롤 및 앤빌(anvil) 롤을 사용하여 연속, 통상적으로 평행한 탄성 필라멘트 층이 하나 이상의 페이싱 층에 결합되는 연속 필라멘트형 구조물이다. 연속 필라멘트 적층물은 핏츠, 주니어(Fitts) 등의 미국 특허 제5,366,793호 및 라이트(Wright)의 미국 특허 제5,385,775호에 기재되어 있고, 이들 모두 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되어 있다.
전형적으로 캘린더 롤은 생성되는 적층 재료가 그의 전체 표면을 가로질러 결합되지 않도록 하는 방식으로 패턴화된다. 또한, 필요하다면 앤빌 롤도 패턴화될 수 있다. 적층물의 한쪽 측면상의 일정 표면적에 대한 최대 결합 지점 표면적은 총 표면적의 약 50 %를 초과하지 않을 것이다. 전형적으로, 결합 면적의 백분율은 적층 재료 면적의 약 10 % 내지 약 30 %까지 다양하다. 상기 공정은 예를 들어, 라이트의 미국 특허 제5,385,775호 및 브록(Brock) 등의 미국 특허 제4,041,203호에 기재되어 있고, 이들 모두 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되어 있다.
이러한 적층 방법에 대한 하나의 단점은 패턴화된 롤이 탄성 필라멘트를 심하게 손상시킨다는 것이다. 탄성 필라멘트의 손상은 탄성에 영향은 주고, 따라서 복합 탄성 재료 및 그의 적층물의 수행능에도 영향을 주기 때문에, 사용중에 체온 및 신장된 상태 하에서 섬유를 파괴시킨다.
따라서, 치수 안정성 복합 탄성 재료의 제조 방법에 대한 필요가 있다. 또한, 제조 공정 동안 중합체 스트랜드를 손상시키지 않고 복합 탄성 재료를 제조하는 방법이 필요하다.
<발명의 요약>
본 발명은 치수 안정성 및(또는) 잠재성 탄성 적층 재료의 제조 방법을 제공한다. 탄성 재료 구조물의 손상을 감소시키기 위해서, 상기 방법은 제1 길이를 갖는 중합체 재료를 제공하고, 상기 중합체 재료를 제2 길이까지 신장시키고, 2 개의 평활 표면의 롤로 이루어지는 캘린더에서 상기 중합체 재료에 하나 이상의 부직 페이싱을 결합시키는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 롤 표면적의 100 %가 탄성 재료와 접하는 공정을 제공한다. 따라서, 본 발명은 중합체 재료 및 하나 이상의 부직 페이싱을 평활 표면의 롤 사이에서 캘린더링함으로써, 중합체 재료에 무시할만한 최소한의 손상을 주는 단일 복합 탄성 재료를 제조한다.
본 발명의 방법은 선행 기술의 문제점을 극복할 뿐 아니라 몇몇 장점을 제공한다. (1) 치수 안정성을 통한 생성 적층물의 수행능에 있어서 본질적인 개선; (2) 실제 사용 조건하에 시간에 따른 감소된 하중 손실; (3) 최종 적층물내 보다 적은 양의 탄성 재료를 사용함으로서 가능한 비용의 절감; (4) 잠재성 및(또는) 열수축성 재료의 생산; 및 (5) 충분한 잠재성 탄성 중합체의 생성 적층물에서의 용도를 포함한다.
본 발명에 따라서 제조된 복합 탄성 적층 재료는 예를 들어, 기저귀 및 배변 훈련용 팬츠의 측면 패널에서와 같이 개인 보호 흡수 용품의 탄성 성분으로서 사용될 수 있다. 또한, 이들은 기저귀, 배변 훈련용 팬츠, 실금 보호 장치 등의 다리 탄성 가스켓팅(gasketing)에 사용될 수 있다.
본 발명의 상기 다른 특징 및 장점은 실시예와 함께 바람직한 실시태양의 하기 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.
본 발명은 개선된 응력 완화 및 개선된 치수 안정성을 갖는 복합 탄성 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 개선된 응력 완화 및 개선된 치수 안정성을 갖는 복합 탄성 재료의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라서 복합 탄성 재료를 생성하는 공정의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라서 제조된 적층 재료를 사용한 일회용 가먼트의 예로서, 이 경우에서는 배변 훈련용 팬츠의 투시도이다.
도 3은 두 개의 평활 롤을 사용하여 제조된 복합 탄성 적층 재료 및 패턴 롤을 사용하여 제조된 복합 탄성 적층 재료의 응력 완화 테스팅 동안 측정된 시간 대 응력 완화 모듈러스의 그래프이다.
<바람직한 실시태양의 상세한 설명>
본 발명은 개선된 응력 완화 및 개선된 크리프 내성을 갖는 치수 안정성 복합 탄성 재료 및 그의 적층물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 개선된 응력 완화 특성을 갖는 치수 안정성의 잠재성 복합 탄성 적층 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
유사한 참조 번호가 동일 또는 등가 구조물을 나타내고 있는 도면, 특히 도 1을 보면, 평활 롤 캘린더링을 사용하는 복합 탄성 재료의 제조 공정 (10)을 예시하고 있다.
본 발명에 따라서, 탄성 웹(12)는 공급롤(14)로부터 풀려서, 공급롤(14)이 화살표 방향으로 회전할 때 화살표에 의해서 지시된 방향으로 이동한다. 탄성 웹(12)의 물리적 구조는 필름, 부직 또는 스트랜드일 수 있다. 탄성 웹(12)는 스택(stack) 롤러(20) 및 (22)에 의해서 형성된 S-롤 배열의 닙(16)을 통과한다.
또한, 탄성 웹(12)는 예를 들어, 하기 서술된 공정과 같이 연속 공정으로 생성될 수 있고, 공급롤 상에 저장되지 않고 닙(16)을 통과한다.
제1 축적가능한(gatherable) 층(24)이 공급롤(26)으로부터 풀려서 공급롤(26)이 화살표 방향으로 회전할 때 화살표에 의해 지시된 방향으로 이동한다. 제2 축적가능한 층(28)은 공급롤(30)으로부터 풀려서 공급롤(30)이 화살표 방향으로 회전할 때 화살표에 의해 지시된 방향으로 이동한다. 제1 축적가능한 층(24) 및 제2 축적가능한 층(28)은 캘린더 롤(36) 및 (38)에 의해서 생성된 캘린더 롤 배열(34)의 닙(32)을 통과한다. 제1 축적가능한 층(24) 및(또는) 제2 축적가능한 층(28)은 예를 들어, 멜트블로우잉 공정, 스펀본딩 공정 또는 필름 압출 공정과 같은 압출 공정에 의해서 생성될 수 있고, 공급롤 상에 축적되지 않고 닙(32)을 통하여 직접 통과될 수 있다.
탄성 웹(12)는 스택 롤러(20) 및 (22)와 함께 회전 방향 화살표에 의해서 지시된 바와 같이 역-S 경중의 S-롤 배열(18)의 닙(16)을 통과한다. S-롤 배열(18)로부터 탄성 웹(12)는 캘린더 롤 배열(34)에 의해서 생성된 압력 닙(32)를 통과한다. 신장된 재료를 안정화시키고 신장 정도를 조절하기 위해서, 부가적인 S-롤 배열(도시되지 않음)이 S-롤 배열(18) 및 캘린더 롤 배열(34) 사이에 도입될 수 있다. S-롤 배열(18) 롤러의 주변 직선 속도는 캘린더 롤 배열(34) 롤러의 주변 선속도보다 덜하도록 조절되고, 탄성 웹(12)는 S-롤 배열(18) 및 캘린더 롤 배열(34)의 압력 닙 사이에서 신장된다. 중요하게는, 스트랜드형의 탄성 웹(12)의 필라멘트는, 필름이 신장되어 필라멘트가 최종 복합 재료의 목적하는 신장 특성을 제공할 수 있는 방향을 따라 이동해야 한다. 롤러 속도의 차이를 조정함으로써 탄성 웹(12)는 신장되어 목적하는 정도로 신장되고, 그렇게 신장된 상태로 유지되는 동안, 제1 축적가능한 층(24) 및 제1 축적가능한 층(28)은 캘린더 롤(36) 및 (38)을 통과하는 동안 탄성 웹(12)에 결합되어 복합 탄성 재료(40)을 생성한다. 캘린더 롤 (36) 및 (38)의 표면은 평활하며 패턴이 없다. 따라서, 두 개의 캘린더 롤 모두가 평활 표면이기 때문에 복합 탄성 재료(40)의 결합 면적은 100 %이다.
바람직하게는, 중합체 재료의 신장된 길이는 원래 길이의 약 50 % 이상이다. 바람직하게는, 신장된 길이는 탄성체 한계 신장율은 약 95 % 이하이다. 다른 탄성체는 다른 신장율을 가진다는 것을 알아야 한다. 신장율이 하기 공식에 따라서 정의되는 경우, 보다 바람직하게는 신장된 길이는 약 200 % 내지 약 600 %의 범위이어야 한다.
도 1을 보면, 복합 탄성 재료(40)은 S-롤 배열(18) 및 결합자(bonder) 롤 배열(34)에 의해서 제공된 장력 해제시 즉시 완화되고, 이로 인하여 제1 축적가능한 층(24) 및 제2 축적가능한 층(28)이 복합 탄성 재료(40)로 축적된다. 바람직하게는, 신장된 필름이 완화된 후 원래 길이의 약 1.5 배의 영구적인 신장 길이가 유지된다.
그 후, 복합 탄성 재료 (40)은 와인더(42)에 감긴다. 복합 탄성 재료(40)은 장력 또는 장력 없이도 감길 수 있다. 장력없이 감기는 경우, 복합 탄성 재료는 신장되지 않은 상태로 롤에 축적되고, 상기 재료를 언제라도 신장시킬 수 있을 것이다. 장력으로 감기는 경우, 복합 탄성 재료는 신장된 상태로 보관된다. 신장된 상태로 보관된 재료의 탄성은 열 또는 다른 조건을 사용하여 재활성화될 수 있다. 대안으로, 복합 탄성 재료(40)은 추가 공정 또는 전환(도시되지 않음)을 위하여 계속될 수 있다.
탄성 웹(12)을 생성하는데 유용한 중합체 재료는 통상적으로 "탄성체"로서 공지되어 있다. 탄성체는 원래 완화된 길이의 몇 배 정도 신장가능한 고무 탄성 재료이고, 신장 해제시 그의 신장율을 완전히 회복하는 경향이 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "회복"이라는 용어는 바이어싱(biasing) 힘을 적용하여 재료를 신장시킨 후, 바이어싱 힘의 종말시 신장된 재료가 수축하는 것을 말한다. 이러한 재료의 예는 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되어 있는 브래들리(Bradley) 등의 문헌[Materials Handbook, 284-290(M。Graw-Hill, Inc. 1991)]에서 "탄성체"로서 나타나있다.
본 발명에서 유용한 탄성체는 탄성 열가소성 중합체로부터 선택될 수 있다. 탄성체의 물리적 구조는 스트랜드, 캐스트 필름 또는 블로운(blown) 필름, 목적하는 열가소성 중합체의 크림핑된(crimped) 임의의 섬유 부직 웹 또는 그의 조합물일 수 있다.
적합한 탄성 열가소성 중합체는 스티렌 블록 공중합체 예를 들어, 텍사스주 호스톤 소재의 쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Company)의 상표명 크라톤(KRATON)(등록상표) 하에 입수가능한 것들이다. 크라톤(등록상표) 블록 공중합체는 몇몇의 다른 공정으로 얻을 수 있으며, 그의 많은 수가 본 명세서에 참고 문헌으로 인용된 미국 특허 제4,663,220호; 제4,323,534호; 제4,834,738호; 제5,093,422호 및 제5,304,599호에서 찾아볼 수 있다.
사용될 수 있는 탄성 재료의 다른 예로는 폴리우레탄 탄성체 재료, 예를 들어, 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)의 상표명 펠라탄(PELLATHANE)(등록상표)로 입수가능한 것 또는 오하이오주 아크론 소재의 비.에프. 굿리치 앤드 캄파니(B.F. Goodrich & Company)의 상표명 에스탄(ESTANE)(등록상표)로 입수가능한 것 또는 몰톤 티오콜(Morton Thiokol)사의 상표명 모르탄(MORTHANE)(등록상표)로 입수가능한 것; 폴리에스테르 탄성체 재료, 예를 들어, 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이.아이.듀폰 디네모아 앤드 캄파니사의 상표명 하이트렐(HYTREL)로 입수가능한 것들, 및 이전에 홀랜드 안헴 소재의 악조 플라스틱사(Aczo Plastics)로부터 입수가능하였고, 지금은 홀랜드 시탈드의 DSM사로부터 입수가능한 아르니텔(ARNITEL)(등록상표)로 공지된 것; 및 폴리에틸렌-기재 중합체에 대해서는 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니로부터의 상표명 엔가게(ENGAGE)(상표명)하에 입수가능한 메탈로센 기재 촉매에 의해 제조된 중합체, 및 폴리프로필렌 기재 중합체에 대해서는 상표명 어치브(ACHIEVE)(등록상표) 및 폴리에틸렌 기재 중합체에 대해서는 이스젝트(EXACT)(등록상표) 및 익시드(EXCEED)(등록상표) 하에 텍사스주 베이타운 소재의 엑손 케미칼 캄파니(Exson Chemical Company)로부터의 입수가능한 것들이다.
축적가능한 층 또는 페이싱 (24) 및 (28)은 예를 들어, 스펀본디드 웹 또는 멜트블로운 웹과 같은 섬유 부직상 재료일 수 있다. 본 명세서에 서술한 바와 같이, 부직 웹은 개재되는 개별적 섬유들 또는 다수의 실의 구조를 갖지만 동일하게 반복되는 방식으로 존재하지 않는 웹을 의미한다. 또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 사용되는 부직 재료의 기본 중량에 따라서 복수개의 섬유 부직 페이싱 (24) 및 (28)이 사용될 수 있다.
축적가능한 층 또는 페이싱 (24) 및 (28)은 멜트블로우잉법 및 스펀본딩법을 포함하여 다양한 공정(이에 제한되지는 않음)에 의해서 생성될 수 있다. 멜트블로운 섬유는 용융된 열가소성 재료를, 용융된 실 또는 필라멘트와 같이 다수의 미세한, 통상적으로 원형의 멜트블로우잉 다이의 모세관을 통하여 압출되는 필라멘트 또는 용융 열가소성 재료의 실과 동일한 방향으로 유동하는 집중식 고속, 통상적으로 고온의 가스(예를 들어, 공기) 스트림으로 압출시킴으로써 생성되는 섬유로, 이는 압출된 필라멘트 또는 실이 가늘어지는, 즉 당겨지거나 신장되어 그들의 직경이 감소된다. 실 또는 필라멘트는 실 또는 필라멘트의 평균 직경이 약 75 미크론 이하, 통상적으로 약 0.5 내지 약 50 미크론, 및 보다 특별히 약 2 미크론 내지 약 40 미크론을 갖는 미세섬유 직경까지 가늘어질 수 있다. 따라서, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해서 이동되고 축적성 표면상에 퇴적되어 랜덤하게 분배된 웹을 형성한다. 멜트블로운 공정은 널리 공지되어 있고, NRL 리포트 4364, 비.에이.웬디트(B.A.Wendt), 이.엘. 분(E.L. Boone) 및 디.디.플루할티(D.D.Fluharty)에 의한 문헌[Manufacture of Super-Fine Organic Fibers]; NRL 리포트 5265, 케이.디. 로렌스(K.D.Lawrence), 알.티. 루카스(R.T.Lukas) 및 제이. 에이. 영(J.A.Young)에 의한 문헌[Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers]; 프렌티스(Prentice)에 의한 미국 특허 제3,676,242호 및 분틴(Buntin) 등에 의한 미국 특허 제3,849,241호를 포함하여 여러 특허 및 발행물에 기재되어 있다. 상기 문헌들은 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되어 있다. 멜트블로운 섬유는 통상적으로 연속적이거나 불연속적인 미세섬유로서, 평균 직경이 10 미크론보다 작고, 축적성 표면상에 퇴적시 통상적으로 점성이다.
스펀본디드 섬유는 다수의 미세, 통상적으로 원형 방사구의 모세관으로부터 필라멘트로서 용융된 열가소성 재료를 압출시킴으로써 생성되고, 그 후 압출된 필라멘트의 직경이 예를 들어, 비-도관 또는 도관성 유체-유출 또는 다른 널리 공지된 스펀본딩 기작에 의해서와 같이 급속하게 감소되는, 작은 직경의 섬유이다. 스펀본디드 부직 웹의 제조는 예를 들어, 아펠(Appel)등의 미국 특허 제4,340,563호; 마츠끼 (Matsuki) 등의 미국 특허 제3,802,817호; 도르쉬너(Dorshner) 등의 미국 특허 제3,692,618호; 도보(Dobo)의 미국 특허 제3,542,615호; 하트만(Hartman) 등의 미국 특허 제3,502,763호; 피터슨 (Peterson)의 미국 특허 제3,502,538호; 킨니(Kinney)의 미국 특허 제3,341,394호 및 미국 특허 제3,338,992호; 레비(Levy) 등의 미국 특허 제3,276,944호; 및 할몬(Harmon) 등의 캐나다 특허 제803,714호와 같은 특허에 기재되어 있다. 이러한 특허의 기재는 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되어 있다. 스펀본디드 섬유는 축적성 표면상에 퇴적시 통상적으로 점성이지 않다. 통상적으로, 스펀본디드 섬유는 연속적이고 7 미크론을 넘는 평균 직경(10 미크론 이상의 샘플에서), 보다 특별히 약 10 미크론 내지 약 20 미크론의 평균 직경을 갖는다.
바람직하게는, 축적가능한 부직층은 스펀본디드 섬유로 이루어진다. 대부분의 사용에서 스펀본디드 페이싱 재료의 총 중량은 평방 야드 당 0.4 온스이다.
탄성 웹(12)을 부직 페이싱 (24) 및 (28) 위에 고정시키는데 예를 들어, 접착제 결합과 같은 여러 기술을 사용할 수 있다. 접착제 결합에 있어서, 중합체 재료 및 페이싱을 서로 결합하기 위해서 고온 용융 감압(pressure sensitive) 접착제가 중합체 재료 및 페이싱 사이에 사용된다. 접착제는 용융 분사, 프린팅 또는 멜트블로우잉과 같은 방법으로 도포될 수 있다. 무정형 폴리알파올레핀, 에틸렌 비닐 아세테이트-기재 고온 용융물 및 텍사스주 호스톤 소재의 쉘 케미칼 캄파니로부터 입수가능한 상표명 크라톤(등록상표) 접착제로부터 제조되는 것들을 포함하여, 다양한 타입의 접착제를 이용할 수 있다.
생성되는 복합 탄성 재료(40)은 순수한 중합체 재료의 탄성과 동일한 탄성을 갖는다. 생성되는 적층 재료는 탄성의 손실이 없고, 하나 이상의 패턴화된 캘린더 롤을 사용하여 제조된 적층 재료보다 더 우수한 신체 적응력을 제공한다. 본 발명의 적층 재료중의 필라멘트 또한 보다 덜 부서진다.
생성되는 복합 탄성 재료(40)의 응력 완화는 약 8 시간에서 유사한 조성의 열 패턴 결합된 재료의 응력 완화보다 약 1 psi 이상 더 적다. 바람직하게는, 응력 완화는 약 8 시간에서 열 패턴 결합된 재료의 응력 완화보다 약 2 psi 이상 더 적다.
이제 도 2로 돌아가면, 본 발명에 따라서 제조된 탄성 적층물을 배합한 일회용 가먼트 (50)을 예시하고 있다. 도 2에서 배변 훈련용 팬츠을 도시하고 있지만, 본 발명에 따라서 제조된 탄성 적층물의 사용은 상기 용품에만 제한되는 것은 아니며 기저귀, 실금자용 장치 등(이에 제한되지 않음)을 포함하여 매우 다양한 분야에서 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.
다시 도 2로 돌아가면, 일회용 가먼트(50)는 오물 포함 부분(52) 및, 오물 개구(58) 및 한 쌍의 다리 개구 (60) 및 (62)을 한정하는 2 개의 측면 패널(54) 및 (56)을 포함한다. 도 2는 점선의 착용자의 토르소(64)상에 맞는 일회용 가먼트(50)를 예시한다. 측면 패널(54)는 비-신장성 재료로 제조된 중간 성분(70)을 연결하는, 신장성 측면 성분(68) 및 신장성 측면 성분(66)을 포함한다. 유사하게, 측면 패널(56)은 비-신장성 재료로 제조된 중간 구성분(76)을 연결하는 신장성 측면 성분(72) 및 신장성 측면 성분(74)을 포함한다. 또한, 일회용 가먼트(50)는 허리 개구(58)을 따라서 부가적인 탄성을 제공하기 위하여 앞면 허리 탄성 성분(78) 및 배면 허리 탄성 성분(80)을 포함한다. 다리 탄성부(82)는 측면 패널(54) 및 (56) 사이에 오물 포함 부분(52)과 함께 제공된다.
본 발명의 복합 탄성 재료는 일회용 가먼트(50)의 여러 부분, 특히 측면 패널 (54) 및 (56)을 생성하는데 사용될 수 있다. 또한, 적층 재료는 일회용 가먼트(50)의 다리 탄성부(82)에 사용될 수 있다.
본 발명에 따라서 2 개의 평활 표면의 캘린더 롤을 사용하여 복합 탄성 재료를 제조하였다. 상기 기술 공정에 따라 패턴 롤을 사용하여 대조물을 제조하였다. 두 재료를 동일한 중합체 블렌드로부터 제조하였다.
<응력 완화>
신테크(Sintech) 1/S 장력 시험 프레임(미국 매사추세츠주 스토그톤 소재의 신테크사로부터 입수가능함)상에서 대조물 및 본 발명의 샘플의 응력 완화를 측정하였다. 샘플의 크기는 약 3 인치 폭 및 7 인치 길이였다. 그립의 조임새 사이에 3 인치의 그립 대 그립 거리에서 각 표본을 크램핑하였다. 각 샘플 및 그립 고정물을 환경 챔버내에 밀폐시키고, 3 분 동안 100 ℉에서 평형시켰다. 그 후, 각 샘플을 분당 20 인치의 크로스헤드(cross-head) 대체율에서 최종 일정 신장 4.5 인치(50 % 신장율)까지 신장시켰다.
신테크 1/S 시스템으로부터의 데이타는 각 시료의 초기 교차 부분 면적을 아는 것으로부터 공학 응력(평방 인치 당 파운드, 또는 psi)을 계산함으로써 감소되었다. 변형(strain) 또는 신장은 초기 그립 대 그립 거리 및 일정 신장율로부터 계산되었다. 응력 및 변형의 비로써 응력 완화 모듈러스(psi)를 얻었다. 이 데이타를 사용하여, 대조물 및 본 발명의 복합 탄성 적층 재료에 대하여 응력 완화 모듈러스 대 시간 곡선을 얻었다. 도 3은 패턴 롤(A)를 사용하여 제조된 복합 탄성 적층 재료 및 2 개의 평활 롤(B)를 사용하여 제조된 복합 탄성 적층 재료의 응력 완화 모듈러스 대 시간 곡선을 나타내는 그래프이다.
결과의 데이터를 하기 파워-법칙 모델에 적용시켜 지수 m을 얻을 수 있다.
σ=(σt=0.1 분)(t-m)
식 중, σ는 응력이고, t는 시간이며, m은 물질이 그의 하중 또는 탄성을 얼마나 빨리 잃어버리는 지를 나타낸다. 표 I은 상기 공식 및 100 ℉ 8 시간에서 실제 하중 손실을 사용하여 계산된 바와 같이, 실질 하중 손실율 또는 가울기를 나타낸다. 표에서 볼 수 있는 바와 같이 평활 캘린더의 사용은 슬로프 및 하중 손실 백분율의 크기를 유리하게 감소시켰다.
<표 I>
샘플 ID 슬로프 하중 손실율%
패턴 롤 -0.13 68 %
평활 롤 -0.10 55 %
물론, 상기 서술한 실시태양에 대하여 다양한 변형 및 변화를 줄 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로, 앞선 설명은 본 발명의 제한한다기 보다 오히려 모든 균등의 범위를 포함하여 본 발명을 한정하는 하기 청구항을 서술하는 것으로 의도된 것이다.

Claims (28)

  1. 제1 길이를 갖는 중합체 재료를 제공하고,
    상기 중합체 재료를 제2 길이까지 신장시키고,
    2 개의 평활 표면의 롤로 이루어지는 캘린더에서 상기 중합체 재료에 하나 이상의 페이싱을 결합시키는 것
    를 포함하는, 치수 안정성 복합 탄성 적층 재료의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합체 재료가 탄성 열가소성 중합체들로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄성 열가소성 중합체가 블록 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 메탈로센 기재 촉매작용에 의해 제조된 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 탄성 열가소성 중합체가 블록 공중합체인 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 탄성 열가소성 중합체가 폴리우레탄인 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 탄성 열가소성 중합체가 폴리에스테르인 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 탄성 열가소성 중합체가 메탈로센 기재 촉매작용에 의해 제조된 중합체인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 중합체 재료의 제2 길이가 상기 제1 길이의 50 % 이상인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 중합체 재료의 신장율이 약 200 % 내지 약 600 % 인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 페이싱이 섬유 부직 웹인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 섬유 부직 웹이 멜트블로운 섬유 웹으로 이루어지는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 섬유 부직 웹이 스펀본디드 섬유 웹으로 이루어지는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 섬유 부직 웹의 기초 중량이 평방 야드 당 약 0.4 온스인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 중합체 재료가 접착제를 사용하여 상기 페이싱에 결합되는 방법.
  15. 제1 길이를 갖는 중합체 재료를 제공하고,
    상기 중합체 재료를 제2 길이까지 신장시키고,
    접착제를 페이싱에 도포하고,
    2 개의 평활 표면의 롤로 이루어진 캘린더에서 상기 중합체 재료에 상기 페이싱을 결합시키는 것
    을 포함하는 치수 안정성 및(또는) 잠재성 복합 탄성 적층 재료의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 접착제가 고온 용융의 감압(pressure sensitive) 접착제인 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 중합체 재료가 탄성 열가소성 중합체들로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 탄성 열가소성 중합체가 블록 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 메탈로센 기재 촉매작용에 의해 제조된 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 페이싱이 섬유 부직 웹인 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 섬유 부직 웹이 멜트블로운 섬유 웹으로 이루어지는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 섬유 부직 웹이 스펀본디드 섬유 웹으로 이루어지는 방법.
  22. 약 8 시간에서 유사한 조성의 패턴 결합된 재료의 응력 완화보다 약 1 psi 이상 적은 응력 완화를 갖는 것을 특징으로 하는, 중합체 재료 및 섬유 부직 페이싱을 포함하는 치수 안정성 복합 탄성 재료.
  23. 제22항에 있어서, 약 8 시간에서 유사한 조성의 패턴 결합된 재료의 응력 완화보다 2 psi 이상 더 적은 응력 완화를 갖는 치수 안정성 복합 탄성 재료.
  24. 액체 투과성 라이너, 외측 커버 및 그 사이에 위치된 흡수성 코어를 포함하며, 응력 완화가 약 8 시간에서 유사한 조성의 패턴 결합된 재료의 응력 완화보다 1 psi 이상 더 적도록 상기 외측 커버가 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 개인 보호 흡수 용품.
  25. 제24항에 있어서, 응력 완화가 약 8 시간에서 유사한 조성의 패턴 결합된 재료의 응력 완화보다 2 psi 이상 더 적도록 상기 흡수 용품의 외측 커버가 형성되는 일회용 흡수 용품.
  26. 제24항에 있어서, 상기 용품이 기저귀인 일회용 흡수 용품.
  27. 제24항에 있어서, 상기 용품이 배변 훈련용 팬츠인 일회용 흡수 용품.
  28. 제24항에 있어서, 상기 용품이 성인 실금자용 가먼트인 일회용 흡수 용품.
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