KR20000075476A - 내인열성 다공성 연장가능한 웹 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반창고, 기저귀 및 위로 당김형 기저귀 연습용 팬티에 사용하기에 적합한 거시적으로 팽창된 3차원의 탄성중합체성 웹에 관한 것이다. 바람직한 양태에서, 웹은 연속적인 제 1 표면 및 제 1 표면으로부터 떨어진 불연속 제 2 표면을 갖는다. 본 발명의 탄성중합체성 웹은 바람직하게 둘이상의 중합체성층을 갖는 성형된 필름을 포함하고, 하나이상의 층은 탄성중합체이고 하나이상의 층은 거의 덜 탄성중합체성 피부층이다. 바람직한 양태에서, 탄성중합체성 웹은 웹의 제 1 표면에 다수의 일차 천공을 나타내고, 일차 천공은 접속부재의 연속 망상조직에 의해 제 1 표면의 평면으로 한정된다. 각각의 접속 부재는 길이를 따라 상부가 오목한 형상 단면을 나타낸다. 접속 부재는 서로 거의 동시에 종결하여 웹의 제 2 표면의 평면중에 제 2 천공을 형성한다. 또한 개시된 것은 다층 탄성중합체성 필름을 제공하고, 성형 구조상에 필름을 지지하고, 다층 필름의 두께에 대해 유체 압력차를 가하는 것을 포함하는 본 발명의 탄성중합체성 웹의 제조방법이다. 유체 압력차는 다층 필름이 지지 구조에 부합하고 일부분이상의 성형 필름을 파괴하도록 충분히 크다.
Description
사이즈의 범위, 운동의 용이성 및 지지된 정합성을 개선시키기 위해 탄성 요소와 일회용 기저귀, 생리대, 실금자용 브리프, 붕대, 거즈 등과 같은 흡수제품을 제조하는데 바람직한 것이 일회용 흡수제품의 분야에서 널리 알려져 있다. 고온 및 습도 조건중에 착용되는 흡수제품에서 피부의 과도한 폐색이 민감한 피부 또는 열을 발생시킬 수 있는 제품의 모든 면에 적절한 다공성을 제공하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다. 많은 일회용 흡수제품의 성질때문에 제품의 탄성화된 부분과 착용자의 피부사이에 습기 및 다른 신체 배설물의 포획에 기인한 피부 자극에 대한 높은 잠재성이 있다. 일회용 제품의 탄성화된 부분은 특히 신체에 보다 안락한 경향이 있기 때문에 피부 자극을 초래하는 경향이 있고, 따라서 가끔 장시간동안 피부면을 보다 폐색시킨다. 다양한 방법은 중합체 필름에 탄성도를 부여하는 것으로 당해 분야에 알려져 있고, 다양한 방법은 중합체 필름에 다공도를 부여하는 것으로 당해 분야에 알려져 있지만 가멘트, 특히 일회용 가멘트에 내구성인 연장된 사용에 대해 적합할 수 있는 바와 같이 적절한 탄성도 및 다공도를 제공하는 중합성 필름 또는 웹의 필요성이 남아있다.
보다 안락한 정합성 뿐만 아니라 양호한 누출 억제를 위해 탄성화된 다리 커프스 또는 탄성화된 허리 밴드로 구비된 일회용 기저귀 및 다른 흡수제품은 당해 분야에 알려져 있다. 가끔, 탄성도는 기저귀부의 목적하는 주름 또는 수집을 초래하는 중합성 물질의 열 처리로 이루어진다. 이러한 처리 방법은 1987년 7월 21일자로 레이징(Reising) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,681,580 호에 개시되어 있고, 본원에 참고로 인용되어있다.
탄성을 부여하기 위해 "제로 변형" 신장 적층물을 계속적으로 신장시키기 위한 개선된 방법은 1992년 9월 1일자로 웨버(Weber) 등에게 허여된 미국 특허원 제 5,143,679 호에 개시되어 있고 본원에 참고로 인용되어 있다. 웨버의 특허 제 5,143,679 호는 둘이상의 겹으로 형성된 신장 적층물의 용도를 개시하고 있고, 하나의 겹은 신장가능하고 탄성중합체이지만, 제 2 겹은 연신가능하지만 반드시 탄성중합체일 필요는 없다. 상기 겹들은 연장성인 표면의 일부이상을 따라 서로 간헐적으로 또는 거의 연속적으로 고정되지만 거의 미신장된 ("제로-변형") 조건이다. 웨버의 특허 제 5,143,679 호는 또한 상기 공정중에 적층물 웹의 파열없이 신장방향으로 탄성을 부여하기 위해 간헐적인 신장 공정동안에 웹의 "제로-변형" 신장 적층물부를 계속하여 신장시키기 위한 개선된 방법 및 장치를 개시한다. 또한 개선점은 1992년 10월 20일자로 뷰엘(Buell) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,156,793 호 및 1992년 12월 1일자로 웨버(Weber) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,167,897 호에 개시되어 있고 이들은 본원에 참고로 인용되어 있다.
탄성화된 중합체성 웹은 또한 당해 분야에 알려진 탄성중합체성 물질로부터 제조될 수 있고, 1996년 3월 26일자로 크루에거(Krueger) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,501,679 호에 개시된 바와 같은 중합체성 물질의 적층물일 수 있다. 이러한 형태의 적층물은 일반적으로 탄성중합체성 물질 및 비탄성 피부층을 압출시킨다음 피부층의 탄성 한계를 지나 적층물을 신장시킨다음 적층물을 회복시켜 제조한다. 상술한 바와 같은 탄성중합체성 웹 또는 필름은 허리밴드부 및 다르 커프스와 같은 가멘트의 몸체 거대부에 사용될 수 있지만 일반적으로 장시간 사용시 바람직하지 않은 피부 자극을 방지하기에 충분히 다공성이지는 않다.
탄성화된 평면 중합체를 보다 다공성으로 부여하기 위한 몇가지 수단은 다이 천공, 절단 및 고온 핀 용융 천공과 같이 당해 분야에 알려져 있다. 그러나, 임의의 상기 기법을 열가소성 탄성중합체성 필름에 적용할때 다공성의 증가는 신뢰가능한 탄성도를 감소시킴으로써 성취한다. 예컨대, 평면 필름중의 원형 천공의 경우에, 가해진 응력(S1), 생성된 국소 응력(S2)은 천공주위에 가해진 응력에 수직으로 생성되는 것이 널리 알려져 있다. 국소 응력(S2)은 S1보다 크고, 가해진 응력의 3배 미만에 근접한다. 비원형 천공에 있어서 응력의 집중은 또한 클 수 있다. 그 결과로서, 천공은 가해진 응력의 평면중에 천공의 테두리를 물질의 테두리가 형성하기 때문에 테두리에서 인열 시작 부위의 원천이다. 보통의 열가소성 탄성 필름에 있어서, 이러한 천공은 필름의 대이변의 실패를 야기하는 시간보다 진행할 수 있는 인열 시작을 촉진한다. 일회용 흡수제품의 탄성화된 부분에 사용시 이 실패는 흡수제품의 안락성, 정합성 및 사용의 손실을 비롯한 중요한 탄성 특성의 손실을 초래한다.
일회용 흡수제품상에 착용자 접촉면으로 사용하기에 바람직한 적절한 다공성을 제공하는 선행 기술의 웹 구조는 2가지 기본 다양성을 갖는다, 즉 섬유상 부직포와 같은 고유의 유체 투과성 구조 및 유체 및 습기를 흐르게하는 천공을 통해 유체 투과성도를 제공하는 중합성 웹과 같은 유체 불투과성 물질. 다양성은 특징적으로 탄성이 아니고 그 결과로서 이들은 일반적으로 유체 투과성을 요구하는 흡수제품의 영역에 사용되지만 생리대의 신체 접촉층과 같은 연장성이 아니다.
본원에 참고로 인용되어 있는 1975년 12월 30일자로 톰슨(Thompson)에게 허여된 통상 양도된 미국 특허 제 3,929,135 호는 일회용 제품에 대한 적합한 신체 접촉 다공성 중합성 웹을 제시한다. 톰슨의 특허는 액체 불투과성 중합성 물질로 구성된 거시적으로 팽창된 3차원의 상면시이트를 교시한다. 그러나, 중합성 물질은 테이프된 모세관, 상면시이트의 평면에 기부 개방 및 일회용 흡수 밴드에 이용되는 흡수패드와 접촉하는 정점 개방을 갖는 모세관을 포함하는 것으로 형성된다. 톰슨에 의해 교시된 중합체 물질은 일반적으로 탄성중합체는 아니지만 톰슨은 목적하는 3차원 구조를 생성하기 위해 열성형된 단일층의 비탄성 특성에 의존한다.
일회용 흡수제품중에 신체 접촉면으로 이용되는 또다른 물질은 1982년 8월 3일자로 라델(Radel) 등에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,342,314 호에 개시되어 있고 본원에 참고로 인용되어있다. 라델등의 특허는 웹의 하나의 표면에서 유래하고 연장하고 대향하는 표면중에 천공의 형태로 종결하는 모세관 망상조직의 조절된 연속체를 포함하는 개선된 거시적으로 팽창된 3차원 가소성 웹을 개시한다. 바람직한 양태에서, 모세관 망상조직은 액체 수송의 방향으로 감소하는 크기이다.
일반적으로 상기 언급한 통상적으로 양도된 톰슨 및 라델 등의 특허에 기술된 상기 형태의 거시적으로 팽창된 3차원 가소성 웹은 천공에 의해 제공된 다공성 때문에 적절한 액체 투과성을 허용하는 양호한 성공을 충족한다. 그러나, 물질 제한 때문에 이러한 웹은 일반적으로 생성된 웹이 상당한 탄성중합체성 특성을 갖도록 요구되는 탄성도를 갖지 않는다. 이러한 단점은 흡수제품의 탄성화된 부분중에 이러한 웹의 사용을 거의 제한한다.
따라서, 천공의 테두리로부터 웹상에 가해진 변형의 효과를 해제시키도록 고안된 천공된 탄성중합체성 웹을 제공하고 따라서 인열 개시의 시작을 지연시키거나 방지하는 것이 바람직할 것이다.
보다 상세하게, 특히 바람직한 양태에서, 약 400% 이상으로 변형시킨후에 3차원 형상을 거의 회복할 수 있는 거시적으로 팽창된 3차원 천공된 탄성중합체성 웹을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
발명의 요약
바람직한 양태에서, 본 발명은 반창고, 기저귀 및 위로 당김형 기저귀 연습용 팬티에 사용하기에 적합한 거시적으로 팽창된 3차원의 탄성중합체성 웹에 관한 것이다. 바람직한 양태에서, 웹은 연속적인 제 1 표면 및 제 1 표면으로부터 떨어진 불연속 제 2 표면을 갖는다. 본 발명의 탄성중합체성 웹은 바람직하게 둘이상의 중합체성층을 갖는 성형된 필름을 포함하고, 하나이상의 층은 탄성중합체이고 하나이상의 층은 거의 덜 탄성중합체성 피부층이다. 바람직한 양태에서, 탄성중합체성 웹은 웹의 제 1 표면에 다수의 일차 천공을 나타내고, 일차 천공은 접속부재의 연속 망상조직에 의해 제 1 표면의 평면으로 정의되고, 각각의 접속 부재는 길이를 따라 상부로 오목한 단면을 나타낸다. 바람직한 양태에서, 각각의 접속 부재는 그의 길이의 일부를 따라 일반적으로 U-형 단면을 나타내고, 웹의 제 1 표면의 평면에 일반적으로 기부 및 기부의 각각의 테두리에 결합되고 다른 측벽부에 접속된 측벽부를 포함하는 단면을 나타낸다. 접속된 측벽부는 일반적으로 웹의 제 2 표면의 방향으로 연장하고, 웹의 제 1 표면과 제 2 표면사이에 서로 접속된다. 접속된 측벽부는 웹의 제 2 표면의 평면으로 2차 천공을 형성하기 위해 서로 거의 동시에 종결한다.
또한 개시된 것은 다층 탄성중합체성 필름을 제공하고, 성형 구조상에 필름을 지지하고, 다층 필름의 두께에 대해 다른 유체 압력을 적용하는 것을 포함하는 본 발명의 탄성중합체성 웹의 제조방법이다. 유체 압력차는 다층 필름이 지지 구조에 부합하고 성형 필름의 일부이상을 파열하도록 충분히 크다.
흡수제품중에 연장가능한 다공성 부재로서 사용시 본 발명의 탄성중합체성층은 제 1 표면의 평면에 접속 부재를 신장시킬 수 있다. 웹의 3차원 성질은 제 1 표면의 평면으로부터 이격하는 제 2 표면의 평면으로 2차 천공을 위치시키고, 2차 천공의 테두리에서 인열 시작 위치로부터 웹 응력을 초기에 제거한다. 초기 웹 변형은 제 1 표면중에 변형을 나타내는 접속 부재의 기부를 초래한다. 웹 변형 증가로서 제 1 표면과 제 2 표면사이의 접속 부재의 측벽 부재는 제 1 표면의 평면에 접근을 시작하는 것으로 변형을 나타낸다. 결국, 적절한 웹 변형에 따라 제 2 표면의 평면은 제 1 표면의 평면에 접근하고 제 2 천공의 테두리는 웹 변형에 잘 나타낼 것이다.
따라서, 웹의 3차원 성질은 2차 표면중에 2차 천공에서 변형으로부터 해리되는 제 1 표면의 평면으로 접속 부재상에 변형을 허용하고 따라서 인열 시작 위치에서 잠재적인 변형 유도된 응력으로부터 분리된다. 2차 천공에서 변형 유도된 응력으로부터 웹의 응력 유도된 변형의 해리 또는 분리는 천공에서 인열 시작에 기인한 웹의 실패없이 약 400% 이상의 반복되고 지지된 웹 변형을 허용함으로써 웹 신뢰도를 상당히 증가시킨다.
본 발명은 다공성 연장가능한 중합체성 웹에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 거시적으로 팽창된 3차원의 천공된 중합체성 웹에 관한 것이다.
본 명세서는 본 발명의 요지를 특히 지시하고 뚜렷하게 청구하는 청구범위로 귀결되지만 본 발명은 수반하는 도면과 결부하는 하기 설명으로부터 더 잘 이해될 것이고, 같은 참고번호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,342,314 호에 일반적으로 개시된 형태의 선행기술의 중합체성 웹의 확대된 일부가 절단된 단면도이다.
도 2는 하나이상이 탄성중합체인 두개의 중합체 필름을 갖는 본 발명의 바람직한 탄성중합체성 웹의 확대된 일부가 절단된 단면도이다.
도 3은 일반적으로 도 2에 도시된 형태의 웹의 확대된 부분도이지만 본 발명의 또다른 탄성중합체성 웹의 웹 구조를 상세하게 예시한다.
도 4는 2개의 피부층사이에 놓인 탄성중합체층을 갖는 본 발명의 탄성중합체웹의 바람직한 다층 필름의 확대된 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 탄성중합체성 웹의 제 1 표면의 평면에 돌출된 천공 형상의 평면도이다.
도 6은 도 5의 분할선 6-6을 따라 얻어진 접속 부재의 확대된 단면도이다.
도 7은 도 5의 분할선 7.7을 따라 얻어진 접속 부재의 다른 확대된 단면도이다.
도 8A 내지 도 8C는 다양한 장력 상태를 갖는 본 발명의 탄성중합체성 웹의 천공의 개략적인 단면도이다.
도 9는 약 1mm2천공의 순서 패턴을 갖는 본 발명의 탄성중합체성 웹의 제 1 표면을 도시하는 확대된 광학 현미경이다.
도 10은 비신장된 상태로 도 9에 도시된 탄성중합체성 웹의 제 2 표면의 확대된 주사 전자 현미경 단면도이다.
도 11은 약 100%의 변형으로 장력을 가한 도 9에 도시된 탄성중합체성 웹의 제 2 표면의 확대된 주사 전자 현미경 단면도이다.
도 12는 연장 및 회복후에 형성된 주름을 도시하는 본 발명의 탄성중합체성 웹의 천공의 확대된 주사 전자 현미경 단면도이다.
도 13은 본 발명의 탄성중합체성 웹을 포함하는 일회용 가멘트의 일부가 분할된 단면도이다.
도 14는 일회용 가멘트에 대한 측면 패널의 바람직한 양태의 간략한 일부가 분할된 단면도이다.
도 15는 도 2에 예시된 웹 구조를 형성하기에 일반적으로 유용한 적층물 구조의 간략한 일부가 팽창된 단면도이다.
도 16은 목적하는 굴곡 반경에 도 15에 일반적으로 도시된 형태의 평면 적층물 구조를 롤링시키고 그의 유리 단부를 다른것에 결합시킴으로써 형성된 관형 부재의 단면도이다.
도 17은 본 발명에 따라 일반적으로 탄성중합체성 필름을 데보싱(debossing) 및 천공시키기에 바람직한 방법 및 장치의 간략한 단면도이다.
도 18은 본 발명의 또다른 탄성중합체성 웹의 확대된 일부가 분할된 단면도이다.
도 19는 분할선 19-19을 따라 얻어진 도 18의 웹의 확대된 단면도이다.
도 1은 기저귀 및 생리대와 같은 일회용 흡수제품중의 상면시이트로서 사용하기에 고도로 적합한 것으로 알려져 있는 선행기술의 거시적으로 팽창된 3차원 섬유상 유체 투과성 중합체성 웹(40)의 확대된 일부가 분할된 단면도이다. 선행 기술의 웹은 일반적으로 1982년 8월 3일자로 라델(Radel) 등에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,342,314 호의 교시에 따르고 본원에 참고로 인용되어 있다. 유체 투과성 웹(40)은 다수의 천공(예, 천공(41))을 나타내고, 이는 웹의 제 1 표면(50)에 서로 접속된 다수의 접속된 섬유상 요소(예, 섬유상 요소(42), (43), (44), (45) 및 (46))에 의해 형성된다. 각각의 섬유상 요소는 제 1 표면(50)의 평면(52)에 위치한 기부(예, 기부(51))를 포함한다. 각각의 기부는 각각의 테두리에 부착된 측벽부(예, 측벽부(53))를 갖는다. 측벽부는 일반적으로 웹의 제 2 표면(55)의 방향으로 연장한다. 섬유상 요소의 분할 측벽부는 웹의 제 1 표면과 제 2 표면사이에 서로 접속되고, 제 2 표면(55)의 평면(56)중에서 서로 거의 동시에 종결한다.
바람직한 양태에서, 기부(51)는 1984년 7월 31일자로 아르(Ahr) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,463,045 호의 교시에 따르고, 본원에 참고로 인용된다. 표면 이상(58)의 현미경 패턴은 웹이 입사광선에 의해 파괴될때 거의 비광택면을 제공한다.
또다른 양태에서, 선행 기술의 웹은 본원에 참고로 인용되고 있는 1987년 1월 20일자로 올레트(Ouellette) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,637,819 호에 의해 교시된 웹의 제 1 표면(50)중에 보다 작은 다수의 모세관 망상조직(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 작은 유체 취급 모세관 망상조직에 의해 부여된 부가의 다공성은 일회용 흡수제품의 연장가능한 다공부로서 사용될때 본 발명의 웹을 보다 효율적으로 작용시킬 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "접속 부재"는 탄성중합체성 웹의 일부 또는 모든 요소를 지칭하고, 이 부분은 연속 망상조직에 의해 일차 천공을 한정하기 위해 제공된다. 대표적인 접속 부재는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 4,342,314 호 및 1996년 5월 7일자로 굿맨 주니어(Goodman Jr) 등에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 5,514,105 호의 섬유상 요소를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 하기의 설명 및 도면으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 접속 요소는 상호 결합하는 전이부중에 근접한 접속 요소를 서로 블렌딩하여 고유하게 연속적이다.
개별적인 접속 부재는 제 1 표면(50)에서 기원하고 제 2 표면(55)에 연장하는 임의의 2개의 인접한 일차 천공사이에 배치된 탄성중합체성 웹의 부분으로서 도 1에 참고로되어 일반적으로 기술될 수 있다. 웹의 제 1 표면상에서 접속 부재는 총괄적으로 연속 망상조직 또는 일차 천공을 한정하는 접속 부재의 연속 망상 조직 또는 패턴을 형성하고, 웹의 제 2 표면상에서 접속 부재의 접속 측벽부는 2차 천공의 불연속 패턴을 총괄적으로 형성한다.
본원에 사용된 바와 같이, "연속"이란 용어는 탄성중합체성 웹의 제 1 표면을 기술하는 것으로 사용될때 제 1 표면의 평면중에서 일반적으로 제 1 표면의 방해되지 않은 특징을 지칭한다. 따라서, 제 1 표면상의 임의의 지점은 제 1 표면의 평면중에 제 1 표면을 거의 이탈함이 없이 제 1 표면상에 임의의 및 모든 다른 지점으로부터 도달할 수 있다. 같은 방식으로, 본원에 사용된 바와 같이, "불연속"이란 용어는 탄성중합체성 웹의 제 2 표면을 기술하는데 사용될때 제 2 표면의 평면중에서 일반적으로 제 2 표면의 방해되지 않은 특징을 지칭한다. 따라서, 제 2 표면상의 임의의 지점은 제 2 표면의 평면중에 제 2 표면을 거의 이탈함이 없이 제 2 표면상에 모든 다른 지점으로부터 도달할 수 없다.
일반적으로, 본원에 사용된 바와 같이, "거시적"이란 용어는 관찰자와 웹의 평면사이의 수직 거리가 약 12인치일때 보통 육안으로 쉽게 식별할 수 있는 구조적인 형태 또는 요소를 지칭하는 것으로 사용된다. 한편으로, "미시적"이란 용어는 관찰자와 웹의 평면사이의 수직 거리가 약 12인치일때 보통 육안으로 쉽게 식별할 수 없는 구조적인 형태 또는 요소를 지칭하는 것으로 사용된다.
본원에 사용된 바와 같이, "거시적으로 팽창된"이란 용어는 3차원 탄성중합체성 웹, 리본 및 필름을 기술하는 것으로 사용할때 3차원 형성 구조의 표면에 부합하는 탄성중합체성 웹, 리본 및 필름을 지칭함으로써 그의 양 표면은 형성 구조의 3차원 패턴을 나타낸다. 이러한 거시적으로 팽창된 웹, 리본 및 필름은 전형적으로 엠보싱(즉, 형성 구조가 주로 수돌출부로 구성된 패턴을 나타낼때), 데보싱(즉, 형성 구조가 주로 암모세관 망상조직으로 구성된 패턴을 나타낼때) 또는 다른 형태의 형성 구조의 표면상에 수지성 용융물의 압출에 의해 형성 구조의 표면에 부합한다.
이와 대조적으로, 가소성 웹, 리본 및 필름을 기술하는 것으로 본원에서 사용될때 "평면"이란 용어는 거시적 규모로 육안에 의해 관찰할때 웹, 리본 또는 필름의 전체 일반적인 조건을 지칭한다. 예컨대, 필름의 평면의 상당한 거시 변형을 나타내지 않는 비천공된 압출 필름 또는 천공된 압출 필름은 일반적으로 평면으로서 기술될 것이다. 따라서, 천공된 평면 웹에 있어서 천공에서 물질의 테두리는 천공에서 인열 시작에 바로 결합되는 웹의 평면에 가해진 웹 응력을 발생하는 웹의 평면중에 거의 있다.
거시적으로 팽창될때 본 발명의 탄성중합체성 웹의 다층 필름은 도관상으로 기술될 수 있는 3차원 접속 부재로 형성된다. 그의 2차원 단면은 또한 상기 언급한 라델 특허에서 "U-형상"으로 기술될 수 있거나 보다 일반적으로 상기 언급한 굿맨 주니어 등의 특허에 개시된 "상부가 오목한 형상"으로 기술될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "상부가 오목한 형상"이란 탄성중합체성 웹의 표면, 일반적으로 제 1 표면의 기부, 제 2 표면의 방향중의 기부로부터 연장하는 도관의 다리 및 제 2 표면의 거의 도관 개방과 관련하는 도관 형상의 배향을 기술한다. 일반적으로, 도 5를 참고로 하기 기술한 바와 같이, 제 1 표면의 평면에 수직인 웹을 통해 연장하고 임의의 2개의 인접한 일차 천공을 분할하는 평면에 있어서, 배치된 접속 부재의 생성된 단면은 일반적으로 거의 U-형상일 수 있는 상부가 오목한 형상을 나타낼 것이다.
선행 기술의 거시적으로 팽창된 3차원 유체 투과성 중합체성 웹과 관련된 단점은 그의 우수한 통기성 및 유체 취급 특성에도 불구하고 이들은 일반적으로 허리밴드 및 다리 커프스와 같은 일회용 흡수제품의 고신장부중에 사용하기에 충분한 탄성이지는 않다. 일회용 흡수제품에 사용하기에 적합한 연장성을 나타내는 비천공된 평면 탄성화된 중합체성 웹은 단점을 많이 갖는다. 특히, 비천공된 평면 탄성화된 중합체성 웹은 흡수제품의 신체 접촉부에 사용하기에 적합한 다공성을 갖지 않는다.
보다 다공성인 비천공된 평면 탄성화된 중합체성 웹을 부여하는 몇가지 수단은 다이 펀칭, 절단 및 고온-핀 용융 천공과 같이 당해분야에 알려져 있다. 그러나, 임의의 상기 기법을 탄성중합체성 필름에 적용할때 다공도의 증가는 전형적으로 신뢰가능한 탄성도의 증가에 따라 이루어진다. 통상적인 방법에 의해 수행될때 천공의 테두리는 가해진 응력의 평면에 놓이기 때문에 힘이 웹에 가해짐으로써 인열 시작 위치의 근원이 된다. 통상적인 열가소성 탄성 필름에 있어서, 웹 응력은 필름의 대이변의 실패를 야기하는 시간동안 진행하는 천공에서 파열을 시작할 것이다. 천공 형상이 비원형(예, 사각형, 삼각형 또는 다른 다각형)이면 인열 시작에 대한 잠재력은 측면의 각 분할에서 응력 집중에 따라 증가한다.
평면 탄성중합체성 웹이 일반적으로 상기 언급된 미국 특허 라델등의 제 4,342,314 호의 교시에 따라 거시적으로 팽창된 3차원 유체 투과성 웹으로 형성될 수 있으면 생성된 3차원 탄성중합체성 웹은 높은 다공성 및 높은 탄성도 뿐만 아니라 신뢰성 및 고강도의 잇점을 나타내는 것을 출원인은 알게되었다. 출원인은 하나이상의 피부층과 조합하여 탄성중합체성 층을 포함하는 다층 중합체성 웹을 이용하고, 다층 웹을 거시적으로 팽창된 3차원 구조로 형성함으로써 본 발명을 성취하였다.
본원에 사용된 바와 같이, "탄성중합체"란 용어는 필름층으로 형성될 수 있고 탄성중합체성 특성을 나타낼 수 있는 임의의 물질을 포함하는 것으로 의미된다. "탄성중합체성"은 신장된 후에 그의 원래 형상으로 거의 회복하고, 바람직하게 변형 및 이완에 따라 단지 작은 영구 고정성을 지속할 물질을 의미한다. 바람직하게, 탄성중합체성 층은 비천공된 평면 조건일때 실온에서 50 내지 1200% 신장을 수행할 수 있다. 탄성중합체는 순수한 탄성중합체이거나 탄성중합체성 상으로 블렌드될 수 있거나 신체 온도를 비롯한 주위 온도에서 거의 탄성중합체성 특성을 나타낼 함량일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "피부층"은 탄성중합체성 층보다 덜 탄성인 임의의 반결정성 또는 무정형 중합체의 층을 지칭한다. 본 발명의 피부층은 바람직하게 얇고 탄성중합체성층보다 거의 덜 탄성이고, 제한적인 경우에 일반적인 비탄성일 수 있다. 본 발명의 탄성중합체성 층과 결부하여 사용된 하나이상의 피부층일 수 있고, 또는 일반적으로 탄성중합체의 탄성 특성을 개질시킬 것이다. 하나이상의 피부층이 사용되면 피부층은 같거나 다른 물성을 가질 것이다. 이론에 얽매임없이 피부층은 본 발명의 형성된 탄성중합체성 웹의 3차원 구조를 유지하는 것으로 알려져 있다.
도 2는 일반적으로 (80)으로 지시된 본 발명의 거시적으로 팽창된 3차원 탄성중합체성 웹 양태의 확대된 일부가 분할된 단면도이다. 유체 투과성 탄성중합체성 웹(80)의 기하학적 형태는 일반적으로 도 1에 도시된 선행 기술의 웹(40)과 유사하고, 일반적으로 상기 언급한 라델등의 미국 특허 제 4,342,314 호의 교시에 따른다. 다른 적합한 형성된 필름 형태는 1975년 12월 30일자로 톰슨(Thompson)에게 허여된 미국 특허 제 3,929,135 호; 1982년 4월 13일자로 뮬란(Mullane) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,324,246 호; 및 1991년 4월 9일자로 베어드(Baird)에게 허여된 미국 특허 제 5,006,394 호에 기술되어 있다. 이들 각각의 특허문헌은 본원에 참고로 인용되어 있다.
본 발명의 탄성중합체성 웹(80)의 바람직한 양태는 다수의 일차 천공(예, 일차 천공(71))을 나타내고, 이는 서로 접속된 접속 부재(예, 부재(91), (92), (93), (94), (95))의 연속 망상조직에 의해 제 1 표면(90)의 평면(102)에 형성된다. 제 1 표면(90)의 평면상에 돌출된 일차 천공(71)의 형상은 바람직하게 순서 또는 불규칙적인 패턴으로 다각형(예, 사각형, 육각형 등)의 형상이다. 바람직한 양태에서, 각각의 접속 부재는 평면(102)에 위치한 기부(예, 기부(81))를 포함하고, 각각의 기부는 각각의 테두리에 부착된 측벽부(예, 측벽부(83))를 갖는다. 측벽부(83)는 일반적으로 웹의 제 2 표면(85)의 방향으로 연장하고 결합하는 접속 부재의 측벽부로 절단된다. 절단 측벽부는 웹의 제 1 표면과 제 2 표면사이에서 서로 접속하고, 제 2 표면(85)의 평면(106)중에 2차 천공(예, 2차 천공(72))을 형성하기 위해 서로 거의 동시에 종결한다.
도 3은 도 2의 웹(80)에 일반적으로 유사한 형태의 웹의 추가로 확대된 단면도이지만 본 발명에 따르는 또다른 웹 구조를 도시한다. 웹(80)의 다층 중합체성 성형 필름(120)은 바람직하게 하나이상의 탄성중합체성 층(101) 및 하나이상의 피부층(103)으로 구성된다. 도 3은 제 1 표면(90)에 근접한 피부층(103)으로 2개층 양태를 도시하지만, 성형 필름(120)의 층의 순서는 제한적이지 않다. 도 3에 도시된 바와 같이 중합체성 층은 제 2 표면의 평면중에서 거의 동시에 종결하는 것이 바람직하지만 하나이상의 층이 나머지 보다 제 2 표면쪽으로 추가로 연장할 수 있는 것이 필수적인 것으로 생각되지는 않는다.
웹(80)의 특히 바람직한 다층 중합체성 필름(120)은 2개의 피부층(103)사이에 배치된 탄성중합체성 층(101)을 도시하는 도 4의 단면도에 도시된다. 탄성중합체성 층(101)은 바람직하게 효과적인 물리적 가교결합으로서 작용하고 가해진 변형 및 계속하여 이완될때 물질이 탄성 기억을 나타내는 주영역에 걸쳐 분산된 광택 또는 결정성 주영역으로 거의 연속적 무정형 매트릭스로 구성되는 열가소성 탄성중합체를 포함한다. 바람직한 탄성중합체성 물질은 블록 공중합체 및 그의 블렌드(예, 스티렌-부타디엔-스티렌)를 포함하고, 또는 다른 이러한 보통의 스티렌계 블록 공중합체는 일반적으로 상표명 "크라톤(KRATON)"으로 셀 캄파니(Shell Company)로부터 입수가능하다. 유사하게, 일반적으로 약 0.9g/cc 미만의 밀도의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 물질은 필수적인 열가소성 특성 및 생성된 탄성 작용을 나타낼 수 있다. 피부층은 바람직하게 임의의 열가소성 중합체, 특히 폴리올레핀계 중합체(예, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌)를 포함하고, 일반적으로 박막으로 열가소성 처리할 수 있는 약 0.9g/cc 이상의 밀도이다. 피부층은 탄성중합체에 충분한 접착성을 가져야 함으로써 웹의 신장 전후에 완전히 탈적층되지 않을 것이다. 다층 중합체성 필름(120)을 제조하기 위한 바람직한 방법은 공압출이다.
도 5는 본 발명의 또다른 탄성중합체성 웹의 제 1 표면의 평면중에 돌출된 또다른 일차 천공 형상의 단면도이다. 균일한 형상의 반복 패턴이 바람직하지만 일차 천공(예, 천공(71))의 형상은 일반적으로 원형, 다각형 또는 조합형일 수 있고, 순서 패턴 또는 불규칙 패턴으로 배열될 수 있다. 도시되지는 않지만, 돌출된 형상은 또한 타원형, 눈물 방울 형상 또는 임의의 다른 형상일 수 있고, 즉 본 발명은 독립적인 천공 형상인 것으로 알려져 있다.
접속 요소는 도 5에 도시된 상호 결합 전이 대역 또는 부분(예, 전이부(87))중에서 서로 블렌딩하는 접촉하는 접속 요소와 고유하게 연속적이다. 일반적으로 전이부는 임의의 3개의 인접한 천공에 새겨진 접선일 수 있는 가장 큰 원형으로 정의된다. 천공의 특정 패턴에 있어서 전이부의 새겨진 원형은 3개이상의 인접한 천공에 접선일 수 있다. 예시적인 목적으로, 접속 부재는 접속 부재(97) 및 (98)과 같은 전이부의 중심에서 거의 시작 또는 말단일 수 있다. 같은 방식으로, 접속 부재의 측벽부는 접선의 지점에 상응하는 영역에서 접촉하는 접속 부재의 측벽부에 접속함으로써 기술될 수 있고, 전이부의 새겨진 원형은 결합하는 천공에 접선이다.
전이 대역을 제외하고 접속 부재의 시작과 말단사이의 중심선에 단면 횡방향은 바람직하게 균일한 U-형상이다. 그러나, 횡단면은 접속 부재의 전체 길이를 따라 균일할 필요는 없고, 임의의 천공 형태에 있어서 그의 대부분의 길이를 따라 균일하지는 않을 것이다. 예컨대, 도 5의 분할 예시로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 기부(81)의 폭 치수(86)는 접속 부재의 길이를 따라 거의 변화할 수 있다. 특히, 전이 대역 또는 부분(87)에서 접속 부재는 전이 대역 또는 부분중의 접촉하는 접속 부재 및 횡단면으로 블렌드하는 것은 거의 불균일한 U-형상 또는 식별불가능한 U-형상을 나타낼 수 있다.
이론에 얽매이려는 것은 아니지만 본 발명의 웹은 도 8A 내지 8C에서 단면중에 개략적으로 및 현미경 사진 9 내지 11에서 그림으로 도시된 메카니즘 때문에 변형 유도된 응력시킬때 보다 신뢰성(즉, 대이변 실패에 저항성)이 있는 것으로 알려져 있다. 도 8A는 비신장된 조건으로 웹(80)의 제 1 표면(90)의 평면(106)으로부터 떨어진 제 1 표면(90)의 평면중의 일차 천공(71) 및 제 2 표면(85)의 평면(106)중의 제 2 천공(72)을 도시한다. 웹(80)은 일반적으로 도 8B중에 화살표로 도시된 방향으로 신장될때 제 1 표면(90)은 변형되고, 일차 천공(71)은 같은 방식으로 변형된 형태로 변형된다. 그러나, 일차 천공(71)의 변수는 연속 제 1 표면으로 접속 부재에 의해 형성된다. 따라서, 천공(71)은 웹의 탄성 신뢰성을 타협하기 위해 인열 시작 위치에 대해 "테두리"를 갖지 않는다. 웹이 지점으로 변형될때까지 가능한 인열 시작 위치인 제 2 천공(72)의 테두리는 인정가능한 변형-유도된 응력을 나타내지 않고, 평면(102)은 도 8C에 도시된 바와 같이 제 1 표면(90)의 평면(106)으로부터 더이상 격리되지 않는다. 상기 지점에서 평면(102) 및 (106)은 더이상 격리하지 않고, 웹(80)은 평면, 천공된 웹으로서 필수적으로 작용을 시작한다. 도 8A중에 전체 웹 깊이("D") 대 비신장된 탄성중합체성 웹의 도 8A중의 필름 두께("T")의 비율을 고려한다. D/T의 비는 본 발명의 형성 방법 때문에 제 1 표면의 평면의 필름의 양을 유지함으로써 연신비로 규정될 수 있다. 일반적으로, 출원인은 연신비의 증가가 제 1 표면으로부터 더 이격되는 제 2 표면을 위치시킴으로써 내인열성을 증가시킨다.
이론에 얽매이려는 것은 아니지만 웹(80)이 변형 또는 신장될때 본 발명의 탄성중합체성 층(101)은 연속 제 1 표면(90)중에 연속 웹을 형성하는 접속 부재의 기부(81)를 신장시킨다. 피부층(103)은 가해진 응력에도 불구하고 웹의 3차원 성질을 유지하도록 하고, 연속 제 1 표면(90)상의 변형을 허용하고 일차 천공(71)의 생성된 변형은 불연속 제 2 표면으로부터 일부이상으로 해리됨으로써 2차 천공(72)에서 변형을 최소화한다. 따라서 2차 천공이 적어도 제 1 표면의 평면으로 도입할때까지 웹의 연속 제 1 표면에서 변형 유도된 응력은 불연속 제 2 표면상에서 인열 시작 위치에서 잠재적인 변형-유도된 응력으로부터 거의 분리된다. 2차 천공에서 변형-유도된 응력으로부터 웹의 변형-유도된 응력의 실질적인 해리 또는 분리는 천공에서 인열 시작에 기인한 웹의 실패없이 약 400% 이상의 웹의 반복되고 지속된 변형을 허용함으로써 웹 신뢰성을 상당히 증가시킨다.
도 9 내지 11의 현미경은 도 8A 내지 도 8C에서 개략적으로 기술된 메카니즘을 가시적으로 도시하는 것으로 알려져 있다. 도 9는 본 발명의 양태의 제 1 표면 및 일차 천공을 도시하는 광학적인 현미경이다. 의사 형성된 비연장된 형태에서, 도 9에 도시된 웹 양태의 연속 제 1 표면은 모든 면상에서 약 1mm 부분으로 이격된 1mm2일차 천공의 규칙적인 패턴을 형성한다. 도 10 및 도 11은 약간 다른 규모로 도시된 도 9의 웹 양태의 불연속 제 2 표면을 도시하는 주사 전자 현미경이다. 도 10은 비신장된 상태로 제 1 표면의 평면으로부터 격리하는 평면으로 일반적으로 탄성중합체성 웹의 제 2 표면을 도시한다. 도 11은 약 100% 변형의 상태로 웹의 제 2 표면을 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 2차 천공의 테두리는 제 1 표면의 평면으로부터 격리를 유지한다. 2차 천공의 몇가지 왜곡이 발생하지만 테두리는 거의 비응력된 조건으로 유지한다. 웹 신뢰성을 상당히 증가시키는 2차 천공에서 변형-유도된 응력으로부터 웹의 변형-유도된 응력의 상당한 분리이다.
탄성 한계너머로 신장된 비교적 덜 탄성 피부층을 갖는 평면 다층 필름 또는 섬유의 다른 탄성 작동은 상기 언급된 크루에거 등에게 허여된 미국 특허 및 1994년 12월 27일자로 스웬슨(Swenson) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,376,430 호 및 1994년 10월 4일자로 무라모토(Muramoto) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,352,518 호에 기술된 바와 같이, 당해 분야에 알려져 있다. 당해분야에 나타낸 바와 같이, 피부 층의 탄성 한계너머로 연장후에 회복에 따라 피부층은 탄성층에 비해 피부층의 생성된 증가된 표면적때문에 꼭지점 및 골 불규칙성의 미세 구조를 형성할 수 있다.
같은 방식으로, 본 발명의 웹이 먼저 변형될때 변형된 부분의 피부층은 그의 탄성 한계너머로 응력될 수 있다. 탄성층은 웹을 그의 예비응력된, 거시적 3차원 형태로 거의 회복할 수 있지만 탄성 한계너머로 응력된 피부층의 부분은 비탄성 변형중에서 생성된 과량의 물질때문에 예비 응력된 형태로 회복될 수 없다. 연장후에 회복에 따라, 피부층은 도 12의 현미경사진에 도시된 바와 같이 횡방향으로 연장하는 주름으로서 보다 일반적으로 기술된 꼭지점 및 골 불규칙성의 미세 구조를 형성한다. 웹상의 변형도에 따라 주름은 웹의 연속적인 제 1 표면에 거의 한정될 수 있고, 또는 보다 일반적으로 접속 부재의 전체 표면에 걸쳐 거의 연장할 수 있다.
이론에 얽매이려는 것은 아니지만 횡방향으로 연장하는 주름은 2가지 이상의 이유로 탄성중합체성 웹에 이로운 것으로 알려져 있다. 첫번째, 주름은 부드러운 전체 직물을 부여하거나 탄성중합체성 웹에 촉감을 부여한다. 두번째로, 일차 천공에 방사상으로 배치되고 2차 천공쪽으로 연장하는 주름은 일회용 흡수제품의 신체 접촉 웹으로서 사용될때 양호한 유체 취급 특성을 촉진시킬 수 있다.
기저귀(400)의 형태로 일회용 흡수제품에 사용된 본 발명의 탄성중합체성 웹의 대표적인 양태는 도 13에 도시되어 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "기저귀"란 용어는 일반적으로 유아 및 실금자에 의해 착용되는 즉, 착용자의 가랑이 주위에 착용되는 가멘트를 지칭한다. 그러나, 본 발명의 탄성 중합체성 웹은 또한 실금자용 브리프, 연습용 팬티, 생리대 등과 같은 다른 흡수제품에 적용가능한 것으로 이해되어야 한다. 도 13에 도시된 기저귀(400)는 착용자상에 위치하기 전에 기저귀를 나타낼 수 있는 개략적인 흡수제품이다. 그러나, 본 발명은 도 13에 도시된 기저귀의 특정 형태 또는 구조에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 기저귀의 형태로 일회용 흡수제품의 특히 바람직한 대표적인 양태는 본원에 참고로 인용되어 있는 1992년 9월 29일자로 뷰엘(Buell) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,151,092 호에 교시된다.
도 13은 기저귀(400)의 구조를 보다 뚜렷이 도시하기 위해 절단된 구조부를 갖는 그의 비수축 상태(즉, 모든 탄성 유도된 수축이 제거됨)의 기저귀(400)의 단면도이다. 착용자와 접하는 기저귀(400)의 부분은 관찰자와 대향한다. 기저귀(400)는 바람직하게 액체 투과성 상면시이트(404); 상면시이트(404)에 결합된 액체 불투과성 배면시이트(402); 및 상면시이트(404)와 배면시이트(402)사이에 위치한 흡수코어(406)를 포함하는 것으로 도 13에 도시된다. 착용자상에 기저귀를 고정시키기 위한 고정 부재 및 탄성 다리 커프스 부재와 같은 추가의 구조 특징이 또한 포함될 수 있다.
상면시이트(404), 배면시이트(402) 및 흡수코어(406)가 다양하게 잘 알려진 형태로 조립될 수 있지만, 바람직한 기저귀 구조는 본원에 참고로 인용되어 있는 1975년 1월 14일자로 뷰엘에게 허여된 미국 특허 제 3,860,003 호에 일반적으로 기술되어 있다. 한편으로, 본원의 일회용 기저귀에 대한 바람직한 구조는 또한 1989년 2월 28일자로 아지즈(Aziz) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,808,178 호; 1987년 9월 22일자로 로손(Lawson)에게 허여된 미국 특허 제 4,695,278 호; 1989년 3월 28일자로 포어맨(Foreman)에게 허여된 미국 특허 제 4,816,025 호에 개시되어 있고, 이들은 각각 본원에 참고로 인용되고 있다.
도 13은 기저귀(400)의 대표적인 양태를 도시하고, 상면시이트(404) 및 배면시이트(402)는 공연장성이고 일반적으로 흡수코어(406)보다 큰 길이 및 폭 치수를 갖는다. 상면시이트(404)는 배면시이트(402)상에 부과되고 결합함으로써 기저귀(400)의 주변부를 형성한다. 주변부는 기저귀(400)의 외부 주변부 또는 테두리를 정의한다. 주변부는 말단 테두리(401) 및 종방향 테두리(403)를 포함한다.
배면시이트(402)의 크기는 흡수코어(406)의 크기 및 선택된 정확한 기저귀 고안물에 의해 모방된다. 바람직한 양태에서, 배면시이트(402)는 전체 기저귀 주변부둘레에 약 1.3cm 내지 약 2.5cm(약 0.5 내지 약 1.0인치)의 최소 거리를 흡수코어(406)너머로 연장하는 개질된 모래시계형을 갖는다.
상면시이트(404) 및 배면시이트(402)는 임의의 적합한 방법으로 함께 결합한다. 본원에 사용된 바와 같이, "결합된"이란 용어는 상면시이트(404)가 배면시이트(402)에 바로 부착함으로써 상면시이트(404)가 배면시이트(402)에 바로 결합되는 형태 및 상면시이트(404)가 중간 부재에 부착함으로써 상면시이트(404)가 배면시이트(402)에 간접적으로 결합하고, 교대로 배면시이트(402)에 부착되는 형태를 포함한다. 바람직한 양태에서, 상면시이트(404) 및 배면시이트(402)는 당해분야에 알려진 바와 같은 접착제와 같은 부착수단(도시되지 않음) 또는 임의의 다른 부착수단에 의해 기저귀 주변부에서 서로 바로 부착한다. 예컨대, 균일한 연속적인 접착제층, 패턴화된 접착제층 또는 접착제의 분리선 또는 점의 배열을 사용하여 배면시이트(402)에 상면시이트(404)를 부착할 수 있다.
말단 테두리(401)는 허리 영역을 형성하고, 바람직한 양태에서 한쌍의 탄성중합체성 측면 패널(420)를 포함하고, 연장된 구조로 기저귀(400)의 말단 테두리(401)로부터 측방향으로 연장한다. 바람직한 양태에서, 탄성중합체성 측면 패널(420)은 본 발명의 탄성중합체성 웹을 포함한다. 특히 바람직한 양태에서, 탄성중합체성 측면 패널로서 사용될때 본 발명의 웹은 추가로 처리되어 한면 또는 바람직하게 양면상에 섬유상 부직물과 결합함으로써 복합체 적층물을 형성하고, 접착제 결합과 같은 당해 분야에 알려진 방법을 이용하여 부드럽고, 유순한 탄성화된 부재를 형성한다.
본 발명의 복합체 적층물에 사용하기에 적합한 섬유상 부직물은 합성섬유(예, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌), 천연섬유(예, 목재, 면 또는 레이온) 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 혼방물로 형성되는 부직웹을 포함한다. 적합한 부직물은 카딩, 스펀-본딩 하이드로인탱글 및 부직포의 분야에서 알 수 있는 다른 방법과 같은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 현재 바람직한 섬유상 부직물은 사우스캐롤라이나주 심슨빌소재의 화이버웹(Fiberweb)으로부터 입수가능한 카딩된 폴리프로필렌이다.
섬유상 부직물은 당해분야에 알려진 임의의 다양한 결합방법중의 하나에 의해 탄성중합체성 웹에 결합될 수 있다. 적합한 결합 방법은 균일한 연속적인 접착제층, 패턴화된 접착제층 또는 분리선, 나선 또는 점의 접착제 배열과 같은 접착제 결합 또는 열결합, 가압 결합, 초음파 결합, 동적 기계적 결합과 같은 다른 방법 또는 당해 분야에 알려져 있는 바와 같은 임의의 다른 적합한 부착 수단 또는 이들 부착 수단의 조합을 포함한다. 대표적인 결합 방법은 또한 본원에 참고로 인용되어 있는 1993년 5월 27일자로 아지즈 등의 명의로 공개된 "Absorbent Article Having a Nonwoven and Apertured Film Coversheet"란 표제하의 PCT 공개 공보 WO 93/09741 호에 기술되어 있다.
섬유상 부직물을 결합시킨후에, 복합체 웹은 결합된 부직포의 상대적인 비탄성때문에 덜 탄성중합체성인 경향이 있을 수 있다. 부직물을 보다 탄성으로 부여하고 복합체 적층물로 탄성을 회복하기 위해 복합체 웹은 상기 언급한 뷰엘 등의 제 5,151,092 호 뿐만 아니라 웨버 등의 제 5,167,897 호, 뷰엘등의 제 5,156,793 호 및 웨버등의 제 5,143,679 호에 개시된 바와 같이 간헐적인 신장에 의해 "제로 변형" 적층물을 탄성화시키기 위해 사용된 방법 및 장치에 의해 처리될 수 있다. 이어서 생성된 탄성화된 "제로 변형" 복합체는 흡수 가멘트에 연장된 사용 및 안락한 정합성을 위해 부드럽고, 의류형 촉감을 갖는다.
측면 패널(420)은 당해 분야에 알려진 임의의 적합한 방법으로 기저귀에 결합될 수 있다. 예컨대, 도 13에 도시된 바와 같이, 측면 패널(420)은 당해분야에 알려진 바와 같은 접착제와 같은 부착 수단(도시되지 않음) 또는 임의의 다른 부착 수단에 의해 배면시이트에 바로 부착될 수 있다. 측면 패널(420)에 대해 특히 바람직한 형태는 도 14에 도시되어 있고, 본원에 참고로 인용되어 있는 1996년 9월 3일자로 출원된 라본(LaVon)등에 의해 통상적으로 양도되고 계류중인 미국 특허원 S.N. 08/707,346 호 및 1993년 11월 19일자로 출원된 S.N. 08/155,048 호에 보다 상세하게 기술되어 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 측면 패널(420)은 바람직하게 2개의 웹 또는 스트립(421) 및 (422)로 구성된다. 스트립(421) 및 (422)는 2개의 불연속 스트립일 수 있고, 또는 한편으로 이들은 리딩 테두리(424)에서 단일 스트립을 굽히고 비평행 방법으로 2개의 생성된 스트립 길이를 상쇄함으로써 형성될 수 있다. 2개의 불연속 스트립이 사용되면 이들은 리딩 테두리(424)에서 서로 적합한 접착제로서 결합될 수 있고, 테이프 탭(423)에 동시에 결합될 수 있다. 측면 패널(420)은 임의의 적합한 방법 및 특히 상기 언급된 라본 등의 제 08/707,346 호에 개시된 바와 같이 결합 영역(425)에서 배면시이트(402)에 결합될 수 있다. 한쌍의 측면 패널이 동일할 필요는 없지만 이들은 바람직하게 서로 거울상이다.
테이프 패스너(예, 테이프 탭(423)는 전형적으로 착용자상에 기저귀를 유지하기 위해 고정 수단을 제공하는 한쌍이상의 탄성중합체성 측면 패널(420)으로 가해진다. 테이프 탭 패스너는 본원에 참고로 인용되어 있는 상기 언급한 뷰엘의 제 5,151,092 호 및 1974년 11월 19일자로 뷰엘에게 허여된 미국 특허 제 3,848,594 호에 개시된 고정 테이프와 같이, 당해분야에 잘 알려진 임의의 것일 수 있다.
본 발명의 다른 탄성 부재(도시되지 않음)는 기저귀(400)의 주변부에 인접하게 배치될 수 있다. 탄성 부재는 바람직하게 각각의 종방향 테두리(403)를 따름으로써 탄성 부재는 착용자의 다리에 대해 기저귀(400)를 당기고 고정시키는 경향이 있다. 게다가, 탄성 부재는 기저귀(400)의 말단 테두리(401)의 하나 또는 두개에 인접하게 배치되어 허리밴드 뿐만 아니라 다리 커프스를 제공할 수 있다. 예컨대, 적합한 허리밴드는 본원에 참고로 인용되어 있는 1985년 5월 7일자로 키에비트(Kievit) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,515,595 호에 개시되어 있다. 게다가, 탄성적으로 수축가능한 탄성 부재를 갖는 일회용 기저귀의 제조에 적합한 방법 및 장치는 본원에 참고로 인용되어 있는 1978년 3월 28일자로 뷰엘에게 허여된 미국 특허 제 4,081,301 호에 기술되어 있다.
탄성부재는 탄성적으로 수축가능한 조건으로 기저귀(400)에 고정됨으로써 보통 제한되지 않은 형태로 탄성 부재는 기저귀(400)를 효과적으로 수축시키거나 모은다. 탄성부재는 2개이상의 방법으로 탄성적으로 수축가능한 조건으로 고정될 수 있다. 예컨대, 탄성 부재는 신장되고 고정될 수 있는 반면, 기저귀(400)는 비수축 상태이다. 게다가, 기저귀(400)는 예컨대, 주름에 의해 수축될 수 있고, 탄성 부재는 기저귀(400)에 고정되고 접속되지만 탄성 부재는 이완되거나 비신장된 상태이다. 탄성 부재는 기저귀(400)의 길이부를 따라 연장할 수 있다. 한편으로, 탄성부재는 기저귀(400)의 전체 길이 또는 탄성적으로 수축가능한 선을 제공하기에 적합한 임의의 다른 길이로 연장할 수 있다. 탄성 부재의 길이는 기저귀 고안에 의해 모방된다.
탄성 부재는 다수의 형태일 수 있다. 예컨대, 탄성 부재의 폭은 약 0.25mm(0.01인치) 내지 약 25mm(1.0인치) 이상으로 변할 수 있고; 탄성 부재는 탄성 물질의 단일 스트랜드를 포함할 수 있거나 탄성 물질의 몇가지 평행 또는 비평행 스트랜드를 포함할 수 있거나; 탄성 부재는 직사각형 또는 곡선형일 수 있다. 또한 추가로, 탄성 부재는 당해 분야에 알려져 있는 임의의 몇가지 방법으로 기저귀에 고정될 수 있다. 예컨대, 탄성 부재는 다양한 결합 패턴을 사용하여 기저귀(400)로 초음파 결합, 가열 및 가압 밀봉될 수 있거나 탄성 부재는 기저귀(400)에 간단하게 고착될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 흡수코어(406)는 바람직하게 유체 분포 부재(408)를 포함한다. 도 13에 도시된 바와 같은 바람직한 형태에서, 흡수코어(406)는 바람직하게 또한 유체 분포 부재(408)와 유체 연통이고 유체 분포 부재(408)와 상면시이트(404)사이에 위치한 포획층 또는 부재(410)를 포함한다. 포획층 또는 부재(410)는 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 비롯한 합성 섬유, 면 또는 셀룰로즈를 비롯한 천연 섬유, 이러한 섬유의 블렌드의 부직 또는 직조 웹을 포함하는 몇가지 다른 물질 또는 임의의 동등 물질 또는 이러한 물질의 조합물로 구성될 수 있다.
사용시, 착용자의 후방아래로 후방 허리영역을 위치시키고 착용자의 다리사이로 기저귀(400)의 나머지를 잡아 당겨 전방 허리 영역이 착용자의 전방에 걸쳐 위치함으로써 기저귀(400)를 착용자에 착용시킨다. 이어서 탄성중합체성 측면 패널을 안락성 및 정합성을 위해 필요한 만큼 연장시키고, 이어서 테이프 탭 또는 다른 패스너를 기저귀(400)의 바깥쪽으로 대향하는 영역에 바람직하게 고정시킨다. 본 발명의 탄성중합체성 웹을 포함하는 측면 패널(420)을 가짐으로써 기저귀는 예컨대 통기성과 밀폐성, 안락성, 정합성을 제공하는 방법으로 다양한 사이즈의 어린이에 대해 적합할 수 있다.
일회용 기저귀가 본 발명의 탄성중합체성 웹을 포함하는 가멘트의 바람직한 양태로서 도시되지만 본 명세서는 일회용 기저귀에 한정시키려는 것은 아니다. 다른 일회용 가멘트는 또한 추가된 안락성, 정합성 및 통기성을 얻기 위해 다양한 부분중에 본 발명의 탄성중합체성 웹을 삽입할 수 있다. 언더가멘트 및 수영복과 같은 내구성 가멘트는 본 발명의 탄성중합체성 웹의 내구성 다공성 연장가능한 특성으로부터 이로울 수 있는 것으로 고려된다.
본 발명의 다층 필름(120)은 통상적인 공압출된 필름 제조 장치상에 다층 필름을 제조하기 위한 통상적인 절차를 사용하여 처리할 수 있다. 일반적으로, 중합체는 본원에 참고로 인용되어 있는 알란 에이. 그리프(Allan A.Griff)(반 노스트랜드 레인홀드-1976)에 의해 "Plastics Extrusion Technology"-2nd Ed에 기술된 주조 또는 취입 필름 압출 방법을 사용하여 필름으로 용융 처리할 수 있다. 주조 필름은 선형 슬롯 다이를 통해 압출된다. 일반적으로, 평평한 웹은 큰 이동 소결된 금속 롤상에서 냉각된다. 먼저 롤을 빠르게 냉각시키고 박리시켜 하나이상의 보조 롤상을 통과시킨다음 일련의 고무 피복된 풀(pull) 또는 "홀-오프(haul-off)" 롤 및 최종적으로 권취기를 통과시킨다.
취입 필름 압출물에서 용융물을 얇은 환상 다이 개방부를 통해 상부로 압출한다. 이 방법은 또한 관형 필름 압출물로 지칭된다. 공기를 다이의 중심을 통해 도입하여 관을 팽창시키고 팽창시킨다. 따라서 이동 기포를 내부 공기압의 조절에 의해 일정한 크기에서 유지시켜 형성한다. 관을 둘러싸는 하나이상의 냉각 고리를 통해 공기 취입에 의해 필름의 관을 냉각시킨다. 한쌍의 당김 롤을 통해 평평한 프레임 및 권취기로 당김으로써 관을 붕괴시킨다.
공압출 방법은 다층 필름 구조를 얻기 위해 하나이상의 압출기 및 공압출 공급차단 또는 다기관 다이 시스템 또는 이들 2개의 조합을 필요로 한다. 1979년 5월 1일자 및 1980년 4월 8일자로 클로에렌(Cloeren)에게 허여된 미국 특허 제 4,152,387 호 및 제 4,197,069 호는 본원에 참고로 인용되어 있고 공압출의 공급 차단 원칙을 개시한다. 다중 압출기는 흐름 도관을 통과하는 중합체의 부피와 관련하여 직접 각각의 개별적인 흐름 도관의 기하학을 비율적으로 변화시키기 위해 움직이는 흐름 분배기를 사용하는 공급 차단에 접속한다. 흐름 도관은 합류점에서 계면 응력 및 흐름 불안정성을 제거하는 동일한 흐름비 및 압력에서 함께 물질이 흐르도록 고안된다. 물질이 공급 차단에 결합될때 이들은 복합체 구조로서 단일 다기관 다이로 흐른다. 이러한 방법중에서 물질의 용융 점도 및 용융 온도는 너무 크게 다르지 않는 것이 중요하다. 다른 한편으로, 흐름 불안정성은 다층 필름중에 층 두께 분포의 불량한 조절을 다이중에 야기할 수 있다.
공급 차단 공압출에 대한 또다른 것은 본원에 참고로 인용되어 있는 상기 언급된 미국 특허 제 4,152,387 호, 제 4,197,069 호 뿐만 아니라 1985년 8월 6일자로 클로에렌에게 허여된 미국 특허 제 4,533,308 호에 개시된 바와 같이 다기관 또는 조준판 다이이다. 반면에, 공급 차단 시스템 용융 스트림은 외부로 함께 야기시키고 다이 몸체로 유입하기 전에 다기관 또는 조준판 다이중에서 각각의 용융 스트림은 다이중에 그의 다기관을 갖고, 중합체는 개별적인 다기관중에 각각 분포한다. 용융 스트림은 전체 다이 폭에서 각각의 용융 스트림으로 방출하는 다이근처에서 결합한다. 이동가능한 조준판은 이를 통해 흐르는 물질의 흐름에 직접 비례해 각각의 흐름 도관의 방출의 조절성을 제공하여 동일한 초기 흐름 속도, 압력 및 목적하는 폭에서 함께 용융물을 흐르게 한다.
중합체의 용융 흐름 성질 및 용융 온도는 광범위하게 변하기 때문에 조준판 다이의 사용은 몇가지 장점을 갖는다. 다이는 열 분리 특성쪽으로 부여하고, 크게 다른 용융 온도, 예컨대 175℉(80℃)미만의 중합체를 함께 처리할 수 있다.
조준판 다이중에 각각의 다기관은 특정 중합체로 고안되고 맞추어진다. 따라서, 각각의 중합체의 흐름은 단지 다기관의 고안에 의해 영향받고 다른 중합체에 의해 힘이 부과되지 않는다. 이는 크게 다른 용융 점도를 갖는 물질이 다층 필름으로 공압출되도록 한다. 게다가, 조준판 다이는 또한 개별적인 다기관의 폭을 맞출 수 있는 능력을 제공함으로써 내층은 노출되지 않는 테두리를 이탈하는 외층에 의해 완전히 둘러싸인다. 상기 언급된 특허는 또한 공급 차단 시스템의 조합된 사용 및 보다 복잡한 다층 구조를 얻기 위한 조준판 다이를 개시한다.
본 발명의 다층 필름은 하나이상의 층이 탄성중합체인 둘이상의 층을 포함할 수 있다. 탄성중합체성 층이 일반적으로 하나 또는 두개의 피부층에 결합되지만 다수의 탄성중합체성 층은 이용될 수 있고, 각각의 탄성중합체성 층은 하나 또는 두개의 피부층에 결합되는 것으로 고려된다. 도 4에 도시된 다층 필름(12)과 같은 3층 필름은 필름의 총 두께의 약 10 내지 90%를 포함할 수 있는 중심 탄성중합체성 코어(101)를 포함한다. 외부 피부층(103)은 필수적이 아닌 일반적으로 동일하고 필름의 총 두께의 약 5 내지 45%를 포함할 수 있다. 사용시 타이 층은 총 필름 두께의 약 5 내지 10%를 포함할 수 있다. 3층 필름에서, 코어층(101)은 반대의 제 1 면 및 제 2 면을 갖고, 한면은 웹에 가해진 응력의 적용이전에 각각의 외부 피부층(103)의 한면에 거의 연속적으로 결합된다.
다층 탄성중합체성 필름이 공압출된후에 천공 및 냉각을 위한 형성 구조로 공급됨으로써 본 발명의 거시적으로 팽창된 3차원의 천공된 탄성중합체성 웹을 생성한다. 일반적으로, 필름은 진공에 의해 형성 스크린 또는 다른 형성 구조에 대해 필름을 연신시키고 필름의 외부로 위치된 면에 대해 공기 또는 물 스트림을 통과시켜 형성될 수 있다. 이러한 방법은 본원에 참고로 인용된 루카스(Lucas) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,154,240 호 뿐만 아니라 상기 언급된 라델 등의 특허에 기술되어 있다. 3차원 탄성중합체성 웹의 형성은 한편으로 본원에 참고로 인용되어 있는 큐로(Curro) 등에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,695,422 호에 기술된 바와 같이 웹 형성을 초래하기 위해 매스 플럭스 및 충분한 힘으로 액체 스트림을 가함으로써 성취될 수 있다. 한편으로, 본원에 참고로 인용되어 있고 코거(Koger) 등에게 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,552,709 호에 기술된 바와 같이 필름을 형성할 수 있다. 바람직하게 탄성중합체성 웹은 본원에 참고로 인용되어 있는 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,878,825 호 및 제 4,741,877 호에 의해 교시된 바와 같은 정지 지지 부재에 의해 유체 압력 차등 대역으로 형성 구조를 지지하는 방법에 의해 균일하게 거시적으로 팽창되고 천공된다.
도시하지는 않았지만 직조 와이어 지지 구조를 갖는 통상적인 형성 스크린을 사용하는 본 발명의 방법은 또한 본 발명의 범위내에서 웹을 형성할 것이다. 직조 와이어 형성 스크린의 너클은 스크린의 너클에 해당하는 제 1 표면중의 파동의 패턴을 갖는 거시적으로 팽창된 3차원 웹을 생성할 것이다. 그러나, 파동은 일반적으로 제 2 표면의 평면으로부터 격리하는 제 1 표면의 평면중에 존재할 것이다. 접속 부재의 단면은 일반적으로 제 2 표면의 평면에 거의 2차 천공을 형성하기 위해 종결하는 접속 부재의 접속 측벽부와 상부로 오목한 형상을 유지할 것이다.
특히 바람직한 형성 구조는 일반적으로 도 2에 예시된 형태의 가소성 웹을 형성하기 위해 사용된 형태의 사진 에칭된 적층물 구조의 확대된 일부가 분할된 단면도를 도시한다. 적층물 구조(30)는 바람직하게 상기 언급된 라델 등의 특허의 교시에 따라 이루어지고, 개별적인 적층물(31), (32) 및 (33)로 구성된다. 도 2에 도시된 탄성중합체성 웹(80)과 도 3을 비교하여 탄성중합체성 웹(80)의 평면(102)중에 일차 천공(71)과 사진 에칭된 적층물 구조(30)의 최상부 평면(62)중에 개방부(61)의 일치성을 나타낸다. 같은 방식으로, 탄성중합체성 웹(80)의 평면(106)중에 천공 개방부(72)는 사진 에칭된 적층물 구조(30)의 최하부 평면(64)중의 개방부(63)와 일치한다.
최상부 평면(62)에 위치된 사진 에칭된 적층물 구조(30)의 최상부 표면은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 돌출부(48)의 미세 패턴으로 제공될 수 있다. 이것은 바람직하게 평면 사진 에칭된 적층물(31)의 상면에 표면 이상의 목적하는 미세 패턴에 해당하는 레지스트 피복물을 도포함으로써 이루어진다. 제 2 사진 에칭 방법은 5각형 천공(예, 천공(41))을 한정하는 접속된 요소의 최상부 표면상에 돌출부(48)의 미세 패턴을 갖는 적층물(31)을 생성한다. 제 1 표면이 거대 규모상에 인지되는 한편, 돌출부는 미세 규모상에 인지된다. 최상층상에 돌출부(48)의 패턴을 사용하는 적층물 구조는 일반적으로 상기 언급된 아르등의 특허에 개시되어 있다.
도 2에 일반적으로 개시된 상기 형태의 적층물 구조를 이루기 위한 방법은 상기 언급한 라델 등의 특허에 개시되어 있다. 사진 에칭된 적층물 구조는 바람직하게 도 16에 일반적으로 도시한 바와 같이 통상적인 기법에 의해 관형 형성 부재(520)로 구르고, 대향 말단은 솔기없는 관 형성 부재(520)를 생성하기 위해 라델 등의 교시에 따라 일반적으로 결합된다.
관 형성 부재(520)의 최외면(524)은 접촉하는 다층 탄성중합체성 웹을 형성하기 위해 사용되지만 관 부재의 최내면(522)은 일반적으로 형성 작동동안에 가소성 웹에 접촉하지 않는다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 관 부재는 상기 언급한 루카스 등의 특허에 상세하게 기술된 형태의 방법으로 데보싱/천공 실린더(555)상에 형성 표면으로서 사용될 수 있다. 상기 특허에 개시된 형태의 특히 바람직한 장치(540)는 도 17에 개략적으로 도시된다. 이는 본원에 참고로 인용되어 있는 1972년 7월 4일자로 리메르스마(Riemersma)에게 허여된 미국 특허 제 3,674,221 호에 나타내고 기술된 장치의 상응하는 부분에 바람직하다면 거의 동일하고 거의 동일하게 작용할 수 있는 데보싱 및 천공 수단(543) 및 일정한 장력 필름 전진 및 권취 수단(545)를 포함한다. 장치(540)의 작용성 부재에 대해 필수적으로 제공되어야 하는 프레임, 베어링, 지지체 등은 본 발명을 간략하고 보다 뚜렷하게 도시하고 개시하기 위해 상세하게 도시하거나 기술하지는 않지만 이러한 상세한 설명은 고안 가소성 필름 전환 기계류의 당해 분야의 숙련자에게 명확한 것으로 이해된다.
도 17에 간략하게 개략적으로 도시된 장치(540)는 예컨대 공압출기(559)로부터 열가소성 필름(550)의 리본을 계속적으로 수용하고 데보싱 및 천공된 필름(551)으로 전환시키기 위한 수단을 포함한다. 필름(550)은 바람직하게 공압출 방법으로부터 바로 제공되지만 냉각이전에 진공 형성시키기 위해 여전히 그의 열가소성 온도이상이다. 한편으로, 필름(550)은 필름의 한면에 대해 고온 공기 젯트를 향하는 반면 필름의 대향면에 인접한 진공을 가함으로써 가열할 수 있다. 필름(550)의 충분한 조절을 유지하기 위해 거의 주름을 제거하고/하거나 필름을 거시적으로 팽창시켜 장치(540)는 대역의 상부 스트림 및 하부 스트림을 필름중의 일정한 기계방향 장력을 유지하기 위한 수단을 포함하고, 온도는 필름의 열가소성 온도보다 크지만 대역은 필름을 거시적으로 팽창시키는 경향이 있는 거의 제로 기계 방향 및 횡기계 방향 장력이 있다. 장력은 열가소성 필름의 수행 리본을 조절하고 부드럽게 하기 위해 요구되고; 제로 장력 대역은 필름을 데보싱 및 천공시키기 위해 충분히 고온에서 대역중에 필름으로부터 생성한다.
도 17로부터 알 수 있는 바와 같이, 데보싱 및 천공 수단(543)은 밀폐된 말단(580)을 갖는 회전가능하게 설치된 데보싱 천공 실린더(555), 비회전 삼중 진공 다기관 조립체(556) 및 임의의 고온 공기 젯트 수단(도시되지 않음)을 포함한다. 삼중 진공 다기관 조립체(556)는 기호 (561), (562) 및 (563)으로 표시된 3개의 다기관을 포함한다. 또한 도 17에 도시된 것은 고성능 회전된 리드-오프/냉각 롤(566) 및 냉각롤로 회전된 부드러운 면(예, 저밀도 네오프렌)롤(567)이다. 간략하게, 3개의 진공 다기관중에 진공도를 각각 조절하기 위한 제공수단(도시되지 않음)에 의해 데보싱-천공 실린더(555)의 부분주위에 주변으로 수행하는 필름의 열가소성 리본은 다기관(561)에 의한 진공의 제 1 레벨, 다기관(562)에 의한 진공의 제 2 레벨 및 다기관(563)에 의한 진공의 제 3 레벨에 계속 가해진다. 하기에서 보다 상세하게 기술되는 바와 같이, 다기관(561)에 의해 필름에 가해진 진공은 필름중에 상부 스트림 장력을 유지할 수 있고, 다기관(562)에 의해 가해진 진공은 필름을 천공시키고, 다기관(563)에 의해 가해진 진공은 열가소성 온도미만으로 필름을 냉각시킬 수 있고, 하부 스트림 장력을 이룰 수 있다. 바람직하다면, 데보싱-천공 실린더(555)의 필름 접촉면은 데보싱 작동동안에 흐름 저항성 중합체로 구성된 가소성 필름의 양호한 일치성을 촉진시키기위해 당해분야에 잘 알려진 수단(및 따라서 도시되지 않음)에 의해 진공 다기관(562)를 도달하기전에 예비가열될 수 있다. 냉각롤(566)과 부드러운 면 롤(567)사이의 닙(570)은 고압이 상기 언급된 방법으로 필름중에 형성된 3차원 데보스먼트를 다림질하기 때문에 단지 보통 하중된다. 그러나, 닙(570)중의 평균 보통 압력은 데보싱-천공 실린더(555)의 데보싱-천공부로부터 하부 스트림 장력(즉, 롤 권취 장력)을 격리시키기 위해 다기관(563)에 의해 가해진 진공을 돕고, 닙(570)이 데보싱-천공 실린더(555)로부터 데보싱 및 천공된 필름을 박리시킬 수 있다. 더우기, 다기관(563)으로 필름을 통과하는 진공 유도된 주위 공기가 열가소성 온도미만으로 필름을 보통 냉각시키지만 도 17에서 화살표 (573), (574)로 나타낸 바와 같은 냉각 롤을 통한 냉매의 통과는 장치가 두꺼운 필름을 취급할 수 있거나 고속에서 작동할 수 있게 한다.
데보싱 및 천공 수단(543)은 회전가능하게 설치된 데보싱-천공 실린더(555), 조절된 원주 속도에서 실린더(555)를 회전시키기 위한 수단(도시되지 않음), 데보싱-천공 실린더(555)내에 비회전하는 삼중 진공 다기관 조립체(556), 삼중 다기관 조립체(556)를 포함하는 3개의 진공 다기관(561), (562) 및 (563)내에 진공의 조절량을 가하기 위한 수단(도시되지 않음) 및 임의의 고온 공기 젯트 수단(도시되지 않음)을 포함한다. 데보싱-천공 실린더(555)는 상기 언급된 루카스 등의 특허의 교시에 따라 일반적으로 구조될 수 있지만 본원에 개시된 천공된 관 형성면에 대해 본 발명의 관 적층물 형성면을 대체한다.
요약하여 데보싱-천공 실린더(555)내에 위치한 제 3 진공 다기관(563) 및 제 1 진공 다기관(561)은 필름의 수행 리본중에서 각각 거의 일정한 상부 스트림 및 하부 스트림 장력을 유지할 수 있는 반면, 데보싱-천공 실린더(555)내의 제 2 진공 다기관(562)에 인접한 필름의 중간부는 필름의 데보싱 및 천공을 효과적으로 하기 위해 장력 손상 가열 및 진공시킨다.
개시된 사진 에칭된 적층물 구조의 바람직한 용도가 루카스 등에게 허여된 상기 언급된 통상적으로 양도된 특허에 일반적으로 요약되는 바와 같이 진공 필름 형성 작동중에 있지만 본 발명의 사진 에칭된 적층물 형성 구조는 본 발명의 3차원 가소성 구조를 바로 형성하기 위해 동일한 설치로 사용될 수 있다. 이러한 절차는 가열된 유체 가소성 물질이 천공 적층물 형성면의 상에 부합하기 위해 가열된 유체 가소성 물질에 충분히 큰 공기압 차등 압력을 가하는 형성면에 바로 가열된 유체 가소성 물질, 전형적으로 열가소성 수지를 가하고, 유체 물질을 고형화시킨다음 형성면으로부터 3차원 가소성 구조를 제거하는 것을 포함할 것이다.
도 2에 도시된 웹 양태가 일반적으로 본 발명의 특히 바람직한 양태를 나타내지만, 임의의 수의 접속 부재는 본 발명의 웹 구조(예컨대 2차, 3차 등)내에 사용될 수 있다. 이러한 구조의 실례는 접속 부재의 상부로 오목한 형상인 단면의 변형물을 나타내는 도 18에 도시되어 있다. 도 18에 도시된 천공 망상조직은 웹(300)의 최상부 평면(307)에서 서로 접속된 다수의 일차 접속 요소(예, 요소(302), (303), (304) 및 (305))에 의해 형성된 일차 천공(301)을 포함하고, 개방부는 추가로 중간 평면(314)에서 2차 접속 부재(313)에 의해 작은 2차 천공(310) 및 (311)로 추가로 분할된다. 일차 천공(310)은 추가로 웹(300)내에서 더욱 낮은 평면(325)에서 각각 3차 접속 부재(320)에 의해 보다 작은 2차 천공(321) 및 (322)로 분할된다. 도 18의 분할선 19-19를 따라 얻어진 도 19에서 알 수 있는 바와 같이, 평면(314) 및 (325)는 일반적으로 평행하고 최상부 평면(307)과 최하부 평면(330)사이에 위치한다.
도 17 및 도 18에 예시된 웹 양태에서, 일차 및 이차 접속 부재는 절단하는 3차 접속 부재(예, 3차 접속 부재(320))에 추가로 접속되고, 이는 또한 일반적으로 그의 길이를 따라 상부로 오목한 형상의 단면을 나타낸다. 절단하는 일차, 이차 및 삼차 접속 부재는 제 2 표면(332)의 평면(330)에서 서로 거의 동시에 종결하여 웹의 제 2 표면중에 다수의 개방부 또는 천공(예, 천공(370), (371) 및 (372))을 형성한다. 웹(300)의 제 1 표면과 제 2 표면사이에 위치한 접속된 일차, 이차 및 삼차 접속 부재는 웹의 제 2 표면(332)중에 다수의 이차 천공(예, 천공(370), (371) 및 (372))와 웹의 제 1 표면(331)중에 일차 천공(에, 천공(301))의 각각을 접속하는 밀폐된 망상조직을 형성한다.
이해될 수 있는 바와 같이, 본 발명의 웹에 사용되는 일반적으로 상부로 오목한 형상의 접속 부재는 그의 전체 길이를 따라 거의 직선일 수 있다. 한편으로, 이들은 곡선일 수 있고, 둘이상의 거의 직선 분절을 포함할 수 있거나 그의 길이의 임의의 부분을 따라 임의의 목적하는 방향으로 배향될 수 있다. 접속 부재가 서로 동일할 필요는 없다. 더우기, 상기 언급된 형상은 바람직한 패턴을 제조하기 위해 임의의 목적하는 형태로 조합될 수 있다. 궁극적으로 선택된 형상에 관계없이, 접속된 접속 부재의 각각의 길이를 따라 존재하는 상부로 오목한 형상의 단면은 본 발명의 탄성중합체성 웹에 레질리언스를 부여할 뿐만 아니라 3차원 상쇄를 부여한다.
본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 다양한 변화 및 변형이 이루어질 수 있음이 당해 분야의 숙련자들에게 명확할 것이다. 예컨대, 본 발명의 웹을 제조하기에 바람직한 경우에, 소정부의 웹은 유체 투과를 방지할 수 있고, 제 2 표면중에 웹의 파열을 초래함이 없이 데보싱 작동을 수행할 수 있다. 본원에 참고로 인용되어 있는 1983년 7월 26일자로 비숍(Bishop)에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,395,215 호 및 1988년 5월 31일자로 비숍에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,747,991 호는 균일하게 데보싱되지만 단지 소정의 영역에서 천공되는 3차원으로 팽창된 필름을 제조할 수 있는 관 형성 구조를 이루는 방법을 상세히 기술하고 있다.
본원에 포함된 설명은 당해분야의 숙련자들이 다수 및 다양한 형태로 본 발명을 실행할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 하기의 실례의 양태 및 분석 방법은 본 발명의 특히 바람직한 탄성중합체성 웹의 유리한 탄성 신뢰성을 예시할 목적으로 기술한다.
평면 공압출된 다층 필름을 제조한다음 상기 기술된 방법에 의해 일반적으로 도 9 내지 11의 현미경 사진으로 도시된 바와 같이 본 발명의 탄성중합체성 웹으로 형성한다. 공압출된 필름은 스티렌계 3블록 공중합체를 포함하는 탄성중합체성 층 및 폴리올레핀계 물질을 포함하는 피부층으로 도 4에 도시된 바와 같은 3개층으로 구성되었다. 필름의 총 게이지는 3차원 탄성중합체성 웹으로 형성되기 전에 약 0.09mm(3.5mil)이었고, 탄성중합체성 층은 약 75 내지 90%의 두께였다. 정확하게 측정하기가 어렵지만, 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로의 3차원 탄성중합체성 웹의 게이지는 약 10:1의 연신비로 1mm의 순서였다. 의사형성된 비연장된 형태에서, 연속적인 제 1 표면은 일반적으로 모든 면상에 약 1mm로 이격된 1mm2의 유체 투과성 천공의 규칙적인 패턴으로 형성되었다. 2차 천공은 약 12 내지 16%의 개방 천공된 영역을 탄성중합체성 웹을 수득하는 일차 천공보다 약간 작았다.
본 발명의 실례의 탄성중합체성 웹은 웹 탄성도 또는 다공도상에 상당한 영향없이 약 400% 이상의 반복되고 지속된 웹 변형에 의해 신뢰가능한 탄성 성능을 나타내었다. 일반적으로, 웹은 피부층이 비탄성 변형을 나타냄으로서 제 1 연장성중에 높은 모듈러스를 나타내었다. 이어서 미세 주름은 비탄성 피부층 변형의 영역중에 접속 부재상에 형성되었고, 이는 낮고 일반적으로 일정한 웹 모듈러스를 생성하였다.
실례의 탄성중합체성 웹의 목적하는 탄성 행동을 특징으로 하는 특히 바람직한 방법에서 하기의 분석 방법에 의해 노칭된 장력 시험은 파단 특성을 측정하는데 사용하였다. 파단은 필수적으로 제로 변형으로부터 파단까지 변형하면서 생성되는 응력-변형 곡선하에서 영역이다. 하기 개략적인 바와 같이 분석 방법은 실례의 탄성중합체성 웹의 노치 민감성 및 연장하는 동안에 노치 증식에 기인한 대이변 실패를 방지하기 위한 능력을 이해하는데 특히 유용하게 선택되었다. 본 발명의 실례의 탄성중합체성 웹 시료는 파단을 위해 40Kg-mm 이상의 평균 작업을 요구하였다. 실시예에 의해 실례의 3차원 웹을 형성하기 위해 비천공된 평면 고압출된 필름의 시료를 사용할때 동일한 분석 방법에 의해 시험하였고, 이들은 파단을 위해 단지 8Kg-mm 평균 작업을 요구하였다.
분석 방법
하기는 본 발명에 따라 다공성 탄성중합체성 웹의 성능을 측정하기에 적합한 것으로 알려진 대표적인 분석 방법이다.
노치된 장력 시험
이 시험 방법은 ASTM D 882-83을 기준으로 하고, 노치된 천공된 필름 또는 웹의 작업 대 파단 특징을 측정한다. 이 방법은 광범위한 중합체 필름, 웹 및 복합체 구조에 적용가능하다.
하드웨어 성분
전자 장력 시험기: 장력 인장 및 데이타 수집 성능의 측량된 일반적인 상수비를 갖는 장력 시험기를 요구한다. 시험기는 하중 셀의 25 내지 75%의 성능내에 장력 하중을 측정하고 데이타 수집을 촉진시키기 위해 적합한 하중 셀로 구비하여야 한다. 시험기는 웹 시험을 위해 고안된 꽉 쥐는 턱을 구비함으로써 시험중의 웹 실패는 웹내에서 발생하고 꽉 지는 지점에서 발생하지는 않는다. 적합한 장치는 당해 분야에 잘 알려져 있고, 메사추세츠주 칸톤소재의 인스트론 엔지니어링 코포레이션(Instron Engineering Corp) 또는 미네소타주 에덴 프라이리소재의 신테크-엠티에스(SINTECH-MTS)로부터 얻어질 수 있다.
소프트웨어 성분
적업 대 파단 계산: 작업 대 파단의 컴퓨터용 소프트웨어를 사용할 수 있다. 소프트웨어는 장력 시험기의 응력/변형 곡선 산출하의 영역을 계산하고, 당해 분야에 알려진 다양한 방법으로 이룰 수 있다. 예컨대, 작업 대 파단에 대한 값은 장력 시험기에 의해 생성된 응력/변형 곡선상에서 통합하여 계산할 수 있다. 한편으로, 작업 대 파단은 기하학 곡선하의 영역을 찾기 위해 당해 분야에 알려진 임의의 많은 방법으로 계산할 수 있다.
기구 및 시험 시료의 제법
크로스헤드 속도: 20인치/분.
게이지 길이: 웹 물질의 시료를 2인치의 게이지 길이와 1인치 폭의 스트립중에서 제조한다.
노칭: 웹 물질의 각각의 시료를 게이지 길이의 중간근처의 천공에 대해 1/2인치 길이 횡방향 슬릿을 제조함으로서 새로운 레이저 블레이드로 노칭한다.
절차
노치된 웹 시료를 측량된 장력 시험기의 턱으로 넣고 시료중에 임의의 느슨함을 제거하여 하중하였다. 이어서 실패한 노치된 시료를 잡아 당기고 데이타 수집 장치는 응력/변형 데이타를 기록하고 작업 대 파단 계산을 한다.
Claims (10)
- 서로 떨어져 있는 거의 평행면에 위치한 연속 제 1 표면 및 불연속 제 2 표면을 갖는 다공성 거시적으로 팽창된 3차원 웹에 있어서, 상기 웹이 탄성중합체성이고, 상기 탄성중합체성 웹이 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 1 표면에 가해진 변형-유도된 응력을 거의 분리시키기 위한 상부로 오목한 형상의 단면의 다수의 탄성중합체성 접속 부재를 포함하고, 상기 접속 부재가 상기 제 1 표면중에 하나이상의 일차 천공을 한정하고 상기 제 2 표면의 방향으로 연장하는 접속된 측벽부를 갖고, 상기 접속된 측벽부가 종결하여 상기 탄성중합체성 웹의 제 2 표면중에 인열 시작 부위를 갖는 하나이상의 2차 천공을 형성함으로써 변형-유도된 응력이 웹에 가해질때 적어도 상기 제 2 표면이 더이상 상기 제 1 면의 평면으로부터 떨어지지 않을 때까지 상기 탄성중합체성 웹상에 변형-유도된 응력이 상기 2차 천공중의 인열 시작 부위로부터 거의 분리되는 것을 특징으로 하는, 다공성 거시적으로 팽창된 3차원 웹.
- 제 1 항에 있어서,웹이 성형된 필름을 포함하고, 상기 성형된 필름이 바람직하게 제 1 면 및 제 2 면 을 갖는 하나이상의 거의 탄성중합체성 층을 포함하고, 상기 웹에 응력을 가하기 전에 거의 탄성중합체성 층에 거의 연속적으로 결합된 하나이상 및 보다 바람직하게 둘이상의 거의 덜 탄성중합체성 피부층을 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 웹.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,웹이 상기 제 1 표면과 제 2 표면사이의 평면중에 하나이상의 중간 접속 부재를 포함하도록 상기 웹의 제 1 표면중의 하나이상의 일차 천공이 상기 웹의 제 2 표면중에 두개이상의 2차 천공과 유체 연통성인 것을 또한 특징으로 하는 웹.
- 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,접속 부재가 일반적으로 횡방향으로 배향된 주름을 나타내는 것을 또한 특징으로 하는 웹.
- 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,웹이 그의 하나이상의 면의 한부분이상에 결합된 섬유상 부직포를 포함함으로써 웹 및 부직포가 복합체 적층물을 형성하는 것을 또한 특징으로 하는 웹.
- (a) 바람직하게 하나이상의 탄성중합체성 층 및 하나이상의 피부층을 포함하고, 보다 바람직하게 둘이상의 피부층사이에 배치된 하나이상의 탄성중합체성 층을 포함하는 바람직하게 공압출에 의해 두께를 갖는 다층 탄성중합체성 필름을 제공하고;(b) 노출면을 갖는 성형 구조상에 다층 필름을 지지하고, 상기 성형 구조가 서로 유체 연통성인 성형 구조의 노출면에 놓이는 다수의 장치를 나타내고, 상기 성형 구조가 상기 다층 필름의 이동방향에 평행한 방향으로 이동하고 상기 방향으로 다층 필름을 운반시키고; 및(c) 상기 성형 구조의 운동방향을 따라 다층 필름의 두께에 대해 다른 유체 압력을 가하고, 상기 다층 필름이 상기 성형 구조와 일치하고 상기 성형 구조중의 천공과 일치하는 영역의 일부이상을 파괴하도록 충분히 큰 유체 압력차를 초래하는 단계를 특징으로하는, 연속 제 1 표면 및 상기 제 1 표면으로부터 떨어진 불연속 제 2 표면을 갖는 거시적으로 팽창된 3차원 탄성중합체성 웹의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,(d) 하나이상의 섬유상 부직 웹 물질을 제공하고;(e) 탄성중합체성 웹에 부직 웹 물질을 결합함으로써 상기 부직 웹 물질 및 상기 탄성중합체성 웹이 복합체 적층물을 형성하고; 및(f) 상기 복합체 적층물을 간헐적으로 신장시켜 상기 복합체 적층물에 탄성을 부여하는 추가의 단계를 단계(c)후에 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 방법.
- 탄성중합체성 부분이 서로 떨어져 있는 거의 평행면에 위치한 연속 제 1 표면 및 불연속 제 2 표면을 갖는 다공성 거시적으로 팽창된 3차원 웹을 포함하고, 상기 탄성중합체성 웹이 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 1 표면에 가해진 변형-유도된 응력을 거의 분리시키기 위한 상부로 오목한 형상의 단면의 다수의 탄성중합체성 접속 부재를 갖고, 상기 접속 부재가 상기 제 1 표면중에 하나이상의 일차 천공을 한정하고 상기 제 2 표면의 방향으로 연장하는 접속된 측벽부를 갖고, 상기 접속된 측벽부가 종결하여 상기 탄성중합체성 웹의 제 2 표면중에 인열 시작 부위를 갖는 하나이상의 2차 천공을 형성함으로써 변형-유도된 응력이 웹에 가해질때 적어도 상기 제 2 표면이 더이상 상기 제 1 표면의 평면으로부터 떨어지지 않을 때까지 상기 탄성중합체성 웹상에 변형-유도된 응력이 상기 2차 천공중의 인열 시작 부위로부터 거의 분리되는 것을 특징으로 하는, 탄성중합체성 부분을 갖는 가멘트.
- 제 8 항에 있어서,일회용이고 바람직하게 일회용 기저귀인 것을 또한 특징으로 하는 가멘트.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,탄성중합체성 웹을 포함하는 탄성중합체성 측면 패널을 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 가멘트.
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