KR20010023922A

KR20010023922A - 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물

Info

Publication number: KR20010023922A
Application number: KR1020007002618A
Authority: KR
Inventors: 빌리 알. 존스; 로버트 엘. 샤퍼; 마크 비. 메이저스
Original assignee: 로날드 디. 맥크레이; 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2001-03-26
Also published as: AU745779B2; US6420625B1; CN1278210A; EP1023170A1; EP1023170B1; ZA987964B; CA2303319A1; DE69833007T2; CO5070664A1; WO1999012734A1; AR013486A1; DE69833007D1; AU9230898A; CA2303319C; BR9812204A; KR100563879B1; CN1207144C; TW420637B

Abstract

기저귀, 생리대, 실금자용 가먼트 등과 같은 다양한 흡수성 물품상의 배면쉬이트로서 사용하기 위한 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물 (10)이 제공된다. 적층물은 통기성 중합체 필름층 (20), 천공된 필름층 (30) 및 부직웹층 (12)로 형성된다. 층들은 통기성 중합체 필름층이 부직웹층과 천공된 필름층 사이에 끼워져 있거나, 천공된 필름층이 부직웹층과 통기성 필름층사이에 끼워져 있는 배열로 부착될 수 있다. 적층물의 제조 방법 또한 제공된다.

Description

통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물{Breathable, Liquid-impermeable, Apertured Film/Nonwoven Laminate}

일회용 기저귀, 생리대, 침대 패드, 펜티라이너, 배변 연습용 팬츠, 실금자용 패드 및 가먼트 등과 같은 흡수성 물품 및 제품은 배출되는 체액을 흡수하기 위하여 착용되거나, 신체에 인접하게 위치하도록 디자인된 품목이다. 이러한 제품에 의하여 흡수되는 체액은 다양한 시간에 신체에서 배출되는 소변, 혈액, 월경 분비물 및 다른 배설물을 포함한다.

전형적으로는, 이러한 제품은 다층 구조이며, 액체-투과성 커버, 액체-불투과성 배플, 및 액체-투과성 커버와 액체-불투과성 배플 사이에 배치된 흡수성 재료를 갖는다. 액체-투과성 커버는 체액을, 이를 보유할 수 있는 흡수성 층 (들)으로 빠르게 전달하도록 디자인된다. 통상적으로 외부 커버이나, 일부의 경우 제품의 내부에 위치할 수도 있는 배플은 제품의 흡수성 영역내에 보유된 액체의 누출을 방지한다. 배플이 없는 경우, 흡수된 액체가 새어나와서 의복, 침구, 가구, 및 흡수성 물품에 인접하게 위치한 다른 품목을 더럽힐 수 있다.

수년 동안, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 필름과 같은 액체-불투과성 플라스틱 필름이 외부 커버 및 배플을 형성하는데 사용되어 왔다. 일반적으로, 이러한 플라스틱 필름은 액체 뿐만 아니라 기체 및 수증기에도 불투과성이다. 필름은 흡수성 물품의 용량이 초과되거나, 목표 대역의 적재량이 목표 대역으로부터 액체 저장 영역까지 액체를 위킹(wicking)하기 위한 흡수성 물품의 용량을 초과하는 상황에서 흡수성 물품으로부터 액체의 통로에 배리어가 형성되어 누출을 방지하거나, 적어도 최소화한다.

완전하게 액체-불투과성인 필름이 흡수성 물품으로부터 이러한 흡수성 물품을 착용하고 있는 개인의 외부 의류까지 폐액의 이동을 방지하는데 매우 적절한 반면, 이러한 액체- 및 증기-불투과성 커버를 사용함으로써 액체가 흡수되었을 때 물품내에 비교적 높은 수준의 습기가 보유될 수 있다. 종종, 이러한 습기의 보유로 인하여 냉습한 감촉이 생길 수 있다. 이렇게 생성된 냉습성은 또한 물품이 연장된 기간 동안 착용자에 방치되는 경우 발진과 같은 피부 자극의 원인이 될 수 있다. 또한, 이러한 커버의 완전한 불투과성으로 인하여, 흡수성 물품은 종종 사용자가 유체를 배설하기 전에 불쾌하게 느끼게 된다.

이러한 완전하게 불투과성인 필름은 통기성, 액체-불투과성 배리어를 갖는 제품으로 대체되어 왔다. 본 명세서에 사용된, "통기성"이란 용어는 배리어 또는 필름이 수증기 및 기체에 투과성인 것을 의미한다. 달리 말하면, "통기성 배리어" 및 "통기성 필름"은 수증기 및 기체는 통과시키나, 필수적으로 액체는 통과시키지 않는다.

몇몇 경우에 있어서, 통기성, 액체-불투과성 배리어는 분자 구조로 인하여 액체에는 불투과성이나 증기에는 투과성인 다양한 통기성 필름으로 제조된다. 이러한 유형의 통기성 배리어는 일반적으로 이들을 통기성으로 만들기에 충분한 양의 폴리 (비닐 알코올) ("PVOH"), 폴리비닐 아세테이트 ("PVA"), 에틸렌 비닐 알코올 ("EVA"), 폴리우레탄, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 ("EMA") 및 에틸렌 메틸 아크릴산 ("EMAA")와 같은 중합체로 이루어진다.

이러한 통기성, 액체-불투과성 배리어 중 하나는 브라운(Braun)등에게 허여된 미국 특허 제4,828,556호에 개시되어 있다. 브라운 등의 특허는 일반적으로 본 발명의 양수인에게 소유되고, 그의 전체가 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된다. 브라운 등의 통기성 배리어는 3 개 이상의 층으로 이루어진 다층 직물유사 배리어이다. 제1 층은 다공성 부직웹이고; 제1 층의 한 면에 접합되어 있는 제2 층은 PVOH 연속 필름을 포함하고; 제2 층에 접합되거나, 제2 층과 접합되지 않은 제1 층의 다른 면에 접합되어 있는 제3 층은 또다른 다공성 부직웹을 포함한다. 제2 층 PVOH 연속 필름은 미세다공성이 아니며, 이는 필름의 상부 및 하부 표면을 연결하는 공극이 사실상 존재하지 않는 것을 의미한다.

다른 경우에 있어서, 통기성 필름은 내부에 미세세공이 있어 목적하는 수준의 액체 불투과성 및 증기 투과성을 제공한다. 미세세공은 종종 필름을 통하여 비비틀린 경로로 언급되는 통로를 형성한다. 필름의 한 면에 접촉하는 액체는 필름을 통한 직접적인 통로는 갖지 않는다. 대신에, 필름중의 미세다공성 채널의 망상구조물이 액체는 통과하지 못하도록 방지하나 기체 및 수증기는 통과하도록 허용한다.

이러한 제품중 몇몇에 있어서, 통기성, 액체-불투과성 배리어는 탄산 칼슘과 같은 물질로 고도로 충전된 중합체 필름으로 제조된다. 필름은 충전된 필름을 연신시켜, 연신되는 동안 중합체가 탄산 칼슘으로부터 파단됨에 따라 미세다공성 통로를 생성시킴으로써 통기성이 된다.

통기성이나 유체 투과-저항성인 재료의 예는 정커 (Junker)등에게 허여된 미국 특허 제5,591,510호에 기술되어 있다. 정커 등의 특허에 기술된 직물 재료는 제지 원료의 통기성 외부층 및 통기성, 유체-저항성 부직 재료의 층을 포함한다. 또한, 직물은 필름을 통기성이게 하는 반면 그를 통한 액체의 직접 유동은 방지하는 다수의 구멍을 갖는 열가소성 필름을 포함한다.

통기성 흡수성 물품의 다른 예는 기저귀의 다리 끝부분 구역에 일정 수준의 통기성을 제공하도록 배열된 기저귀, 다른 증기-불투과성 외부 커버중의 통기성 패널 형태로 습기 전달 구역을 갖는 물품, 및 가먼트의 통기를 돕기 위한 천공된 구역을 갖는 물품을 포함한다. 습기 전달 영역을 갖는 흡수성 물품의 예는 메나드(Menard)등에게 허여된 미국 특허 제5,558,658호에 나타나 있다. 이 특허는 몇가지 실시 태양에서 액체- 및 증기-불투과성 배면쉬이트를 이용하고, 다른 실시 태양에서는 액체-불투과성, 증기-투과성 배면쉬이트를 이용한다. 메나드 등의 특허는 본 발명의 양수인에게 소유되며, 이 특허는 그 전체가 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된다.

린만 (Linman)등에게 허여된 미국 특허 제4,681,793호에는 액체-불투과성 배면쉬이트를 이용하는 기저귀 또는 생리대와 같은 흡수성 물품이 기술되어 있다. 배면쉬이트는 흡수층 옆에 제공된 내부층 및 착용자의 신체로부터 가장 멀리 떨어져 있게 될 물품의 측면을 형성하는 외부층으로 이루어진다. 내부층은 폴리에틸렌과 같은 실질적으로 액체- 및 증기-불투과성 중합체 필름으로 제조되거나, 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 실질적으로 액체-불투과성이나, 증기-투과성인 재료로 제조될 수 있다. 외부층은 각각이 그의 끝에서 작은 개구를 나타내는 다수의 비교적 작은 돌기를 갖는 중합체의 층을 포함한다.

오베나워 (Obenour)에게 허여된 미국 특허 제4,341,216호에는 일회용 기저귀에 사용하기 위한 2-부재 통기성 배면쉬이트가 기술되어 있다. 기저귀의 흡수성 재료에 인접해 있는 내부 패널은 폴리에틸렌과 같은 액체 불투과성 필름으로 제조된다. 외부 패널은 액체- 및 증기-불투과성 구역 뿐만 아니라 액체-불투과성, 증기-투과성 구역을 포함하도록 제조된다. 다른 실시 태양에서, 오베나워는 내부 패널은 액체-불투과성 구역 뿐만 아니라 액체- 및 증기-투과성 구역도 포함한다고 언급하고 있다. 이 실시 태양에서, 액체- 및 증기-투과성 구역은 바람직하게는 증기 및 액체의 통과가 가능하도록 천공된다.

한편, 이러한 흡수성 물품의 신체측 면은 액체-불투과성이 되도록 디자인되어 왔다. 명백하게는, 흡수성 물품의 신체에 면하고 있는 면은 흡수성 재료층(들)로 체액의 빠르고 효율적인 통과를 가능하게 하여야 한다. 예를 들어, 매팅글리, III(Mattingly, III)에게 허여된 미국 특허 제4,690,679호에는 유체 불투과성 배리어와 천공된 필름 커버 사이에 밀봉되어 있는 흡수성 재료의 사용이 기술되어 있다. 상기 특허에 기술되어 있는 천공된 필름 커버는 두 가지 중합체의 공동 압출에 의하여 형성된 2층 천공된 필름을 포함한다. 필름은 필름의 상부 표면으로부터 필름의 하부 표면까지 연장되어 있는 다수의 개구를 포함한다는 점에서 "천공되어"있다.

흡수성 물품을 위한 다양한 배면쉬이트의 디자인이 당업계에 공지되어 있음에도 불구하고, 현재 시판되고 있는 배면쉬이트는 본 발명에 의하여 제공된 방식에 있어서의 통기성은 허용하지 않고 있다. 특히, 당업계는 일반적으로 비교적 저가에서 비교적 큰 벌크로 천-유사 미감을 제공하도록 디자인된 액체-불투과성이나 증기-투과성인 배면쉬이트를 완전히 제공하고 있지 못하다.

＜발명의 요약＞

본 발명의 목적은 흡수성 물품의 외부 커버를 형성하기 위한 개선된 배면쉬이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 개선된 배면쉬이트를 갖는 흡수성 물품을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 흡수성 물품을 위한 액체-불투과성, 증기-투과성 배면쉬이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 특정의 바람직한 미적 특성을 나타내는 흡수성 물품을 위한 액체-불투과성, 증기-투과성 배면쉬이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 천공되어 있고, 흡수성 물품을 위한 배면쉬이트로서 유용한 액체-불투과성, 증기-투과성 적층물의 제조 방법을 제공하는 것이다.

이들 및 다른 목적은 이제 통기성 (증기-투과성), 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물을 제공함으로써 성취되었다. 적층물은 3 개 이상의 층; 즉, 부직포, 천공된 필름, 및 통기성이나 액체-불투과성인 필름을 포함함을 특징으로 한다. 층들은 임의의 순서로 배열될 수 있으며, 이는 천공된 필름층이 통기성 필름층과 부직포 층 사이에 끼워지거나, 통기성 필름층이 천공된 필름층과 부직포 사이에 끼워질 수 있다는 것을 의미한다.

부직포는 모든 부직 재료를 포함할 수 있고, 유익하게는 스펀본드, 멜트블로운 또는 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 재료일 수 있다. 부직포는 예를 들어, 쉬쓰/코어 형태의 배열 또는 병렬형 배열로서 단일 성분 섬유 또는 이성분 섬유를 포함할 수 있다.

천공된 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 공중합체를 포함하는 임의의 열가소성 필름, 또는 탄산 칼슘-충전된 필름일 수 있다. 천공된 필름층을 얻기 위하여 이용된 특정한 천공 기술은 다양할 수 있다. 필름은 천공된 필름으로서 형성되거나 연속 비천공된 필름으로 형성된 후, 기계적 천공된 처리를 거칠 수 있다.

특정의 통기성 필름은 다양할 수 있고, 폴리 (비닐 알코올) ("PVOH"), 폴리비닐 아세테이트 ("PVA"), 에틸렌 비닐 알코올 ("EVA"), 폴리우레탄, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 ("EMA") 및 에틸렌 메틸 아크릴산 ("EMAA")의 필름 뿐만 아니라, 본 발명의 요구 사항을 충족시키는 미세다공성 필름을 포함한다. 또한, 통기성 필름은 두 종 이상의 통기성 중합체의 혼합물로 구성되나, 전체 필름에 충분한 증기-투과성을 제공하여 이를 통기성으로서 분류할 수 있게 하기 위하여 폴리에틸렌과 같은 비통기성 중합체와 충분한 양의 통기성 중합체의 혼합물로부터 제조할 수 있다.

통기성 필름/부직포 적층물의 형성에 있어서, 바람직한 층은 다양한 방법으로 함께 접합될 수 있다. 열 접합, 접착제 접합, 및 음파 접합은 단지 본 발명의 방법에서 천공된 필름층 또는 통기성 필름층을 부직포에 부착시키기 위하여 이용할 수 있는 다양한 접합 기술의 예에 불과하다. 통기성 필름층은 압출 코팅, 열 적층, 접착 적층 및 음파 접합을 포함하는 다양한 방식으로 천공된 필름층에 부착될 수 있다.

천공된 필름은 이를 형성한 후 측정된 약 101.6 내지 약 1,016 ㎛(약 4 내지 약 40 mil)의 두께로 사용될 수 있다. 통기성 필름층은 전형적으로는 약 2.54 내지 약 127 ㎛(약 0.1 내지 약 5 mil)의 두께로 사용될 것이다. 부직웹층은 전형적으로는 약 8.48 내지 169.6 gsm (제곱 미터 당 그램)[약 0.25 내지 약 5.0 osy(제곱 야드 당 온스)]의 기본 중량을 가질 것이다.

사용시에, 본 명세서에서 기술한 배면쉬이트는 다수의 다양한 흡수성 물품상의 외부 커버로서 이용할 수 있다. 이러한 흡수성 물품은 일회용 기저귀, 생리대, 침구패드, 팬티라이너, 배변 연습용 팬츠, 실금자용 패드 및 가먼트 등을 포함한다. 배면쉬이트는 흡수성 물품상에 임의의 배향으로 배열될 수 있으나, 바람직하게는 부직포층은 바깥쪽을 향하고, 착용자의 의복과 접촉하고 있으며, 천공된 필름 및 통기성 필름층은 흡수성 물품의 흡수성 코어에 대하여 안쪽을 향하도록 부착될 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 측면이 하기에 보다 상세하게 논의된다.

＜도면의 간단한 설명＞

본 발명의 가능한 한 충분한 설명을 그의 최상의 양태와 함께 첨부 도면을 참조하여 명세서의 나머지 부분에서 보다 구체적으로 당업자에게 제시한다.

도 1은 본 발명의 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물의 단면도의 모식도이다.

도 2는 본 발명의 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물의 또다른 실시 태양의 단면도의 모식도이다.

도 3은 본 발명의 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물을 배면쉬이트로 이용하는 대표적인 흡수성 물품으로서 생리대의 평면도이다.

도 4는 도 3에서 선 4-4를 따라 취한 도 3의 생리대의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 적층물에 이용될 수 있는 중합체 필름을 천공하기 위한 장치 및 공정의 개략적인 측면도이다.

도 6은 본 발명의 적층물에 이용될 수 있는 천공된 필름을 제조하기 위하여 도 5에 나타낸 장치에 사용될 수 있는 예시적인 패턴 롤의 부분 투시도이다.

도 7은 편평한 수평면으로 펼쳐진 패턴 롤상의 천공된 패턴의 평면도이며, 이는 본 발명의 적층물에 이용될 수 있는 천공된 필름을 제조하는데 있어서 패턴으로 이용될 수 있다.

도 8은 도 7의 라인 B-B에 따른 단면도이다.

발명의 동일 또는 유사한 특징 또는 부재를 나타내기 위해 본 명세서 및 도면에서 참조 문자를 반복 사용한다.

＜바람직한 실시 태양의 상세한 설명＞

당업자는 본 논의가 단지 예시적인 실시 태양에 대한 설명이지, 예시로서 구현되는 본 발명의 보다 넓은 측면을 제한하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

본 발명은 부직층, 천공된 필름층 및 통기성 필름층으로부터 제조된 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물 재료를 제공함으로써 상기 논의된 목적 및 요구를 달성한다. 상기 층들은 천공된 필름층 또는 통기성 필름층이 부직층에 부착되도록 배열될 수 있다. 적층물 재료는 기저귀, 생리대, 실금자용 가먼트 등과 같은 다양한 흡수성 물품을 위한 액체-불투과성, 증기-투과성 배면쉬이트를 제조하는데 특히 유용하다.

도 1은 본 발명의 적층물의 하나의 실시 태양을 나타낸다. 적층물 (10)은 제1 표면 (14) 및 제2 표면 (16)을 갖는 부직웹층 (12)을 포함한다. 제1 표면 (22) 및 제2 표면 (24)을 갖는 통기성 필름층 (20)과 제1 표면 (32) 및 제2 표면 (34)을 갖는 천공된 필름층 (30)을 포함하는 적층물층 (40)은 후술하는 통기성 필름층 (20)을 통하여 부직웹층 (12)의 제1 표면 (14)에 부착된다. 천공된 필름층 (30)을 관통하는 임의의 특정 형상 또는 직경의 개구는 부득이 도면에는 나타나 있지 않다. 이는 천공된 필름층 (30)을 관통하는 수많은 개구는 천공된 필름층 (30)의 한 표면으로부터 천공된 필름층 (30)의 다른 표면으로 연장되며 임의의 바람직한 형상 및 직경을 가질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에서 통기성 필름층 (20)의 제1 표면 (22)은 천공된 필름층 (30)의 제2 표면 (34)에 부착되고, 통기성 필름층 (20)의 제2 표면 (24)은 부직웹층 (12)의 제1 표면 (14)에 부착되어 통기성 필름층 (20)이 부직웹층 (12) 및 천공된 필름층 (30) 사이에 끼워진다. 별법으로, 층들은 도 2에 나타난 바와 같이 배열될 수도 있는데, 적층물 (110)은 통기성 필름층 (20)의 제2 표면 (24)에 부착된 천공된 필름층 (30)의 제1 표면 (32)과, 부직웹층 (12)의 제1 표면 (14)에 부착된 천공된 필름층 (30)의 제2 표면을 가져서, 천공된 필름층 (30)은 부직웹층 (12) 및 통기성 필름층 (20) 사이에 끼워진다.

적층물 재료 (10) 또는 적층물 재료 (110)의 배열은 발명의 여러가지 양태에 사용하기에 적합하다. 설명한 바와 같이, 적층물 재료는 다양한 일회용 흡수성 물품의 이면쉬이트 또는 배면쉬이트로서 유용하다.

본 발명의 적층물 재료가 사용될 수 있는 하나의 특정한 흡수성 물품의 예가 도 3에 나타나 있다. 도 3은 생리대 (2lO)의 가장자리 (220) 부근의 배면쉬이트 (214)에 열 접합될 수 있는 액체 투과성 상부 쉬이트 (215)를 갖는 생리대 (210)를 예시한다. 세로방향으로 연장되는 감압성 접착 스트립 (218)은 배면쉬이트 (214)의 가먼트에 면한 면 위에 놓일 수 있다. 이러한 접착 스트립 (218)은 생리대 (210)을 속옷의 가랑이 부분에 부착시키기 위한 것이다. 접착 스트립 (218)의 위에는 것은, 접착 스트립 (218)을 먼지로부터 보호하고 사용전에 의도하지 않은 접착을 막기 위하여 제공되는 보호용 이형 스트립 (219)이 있다.

도 3의 라인 4-4를 따라 취한 생리대 (210)의 단면도인 도 4에 나타낸 바와 같이, 흡수성 코어 (211)는 배면쉬이트 (214) 및 액체 투과성 상부 쉬이트 (215) 사이에 밀봉된다. 액체 투과성 상부 쉬이트 (215)는 통상적으로 체액이 흡수성 코어 (211)로 쉽게 통과되어 흐를 수 있는 많은 수의 개구 (216)를 가질 것이다.

도 3 및 4에 나타낸 생리대는 본 발명의 액체-불투과성, 증기-투과성 적층물이 배면쉬이트로서 사용될 수 있는 다양한 형태의 흡수성 물품을 단지 대표적으로 나타낸 것이다. 예를 들어, 기저귀, 실금자용품, 침대 패드 등과 같은 모든 다양한 흡수성 물품은 액체-불투과성, 증기-투과성 배면쉬이트를 사용함으로써 유리하며, 본 발명의 적층물을 사용할 수도 있다. 본 발명의 적층물을 사용하는 배면쉬이트를 이용하여 이러한 물품을 제조하는 것은 당업자에게 잘 알려져 있다.

본 명세서에 사용되는 "부직층" 및 "부직웹"이라는 말은 개개의 섬유 또는 실이 서로 끼워져 있지만, 편직물에서처럼 일정하고 반복적인 방식으로 구성되어 있지는 않은 구조의 웹을 말한다. 본 발명에서는 부직포가 바람직한데, 그 이유는 부직포가 전형적인 편직물보다 더 낮은 비용으로 배면쉬이트에 천과 유사한 심미감을 더하기 때문이다.

부직포 또는 부직웹은 예를 들어, 멜트블로잉 방법, 스펀본딩 방법, 공형성 (coforming) 방법, 스펀본딩/멜트블로잉/스펀본딩 방법 및 본디드 카디드 (bonded carded) 웹 방법과 같은 많은 방법으로부터 제조될 수 있다. 부직포의 양 및 두께는 일반적으로 직물의 기본 중량을 기준으로 한다. 기본 중량은 통상적으로 재료의 제곱 야드 당 온스 (osy) 또는 제곱 미터 당 그람 (gsm)으로 표현되고, 섬유 직경은 통상적으로 미크론으로 표현된다 (osy에서 gsm으로 전환하기 위해서는, 33.91의 곱셈 인자가 사용된다).

멜트블로운 섬유는 용융된 열가소성 재료를 다수의 미세하고, 통상적으로 원형의 다이 모세관을 통하여 필라멘트를 가늘어지게 하여 이들의 직경을 감소시키는 수렴성 고속 가스 (예를 들어, 공기) 스트림중으로 용융된 실 또는 필라멘트로서 압출시킴으로써 생성된다. 멜트블로운 섬유는 통상적으로 직경이 10 미크론보다 더 작다. 제조 후, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해서 옮겨져, 보집면(補潗面)상에 퇴적되어 무작위로 뿌려진 멜트블로운 섬유의 웹을 생성한다. 멜트블로운 재료의 형성은 브이.에이. 웬트 (V.A. Wendt), 이.엘. 분 (E.L. Boon) 및 씨.디. 플루하티 (C.D. Fluharty)에 의한 문헌[NRL Report 4364, Manufacture of Super-Fine Organic Fibers]; 및 케이.디. 로렌스 (K.D. Lawrence), 알.티.루카스 (R.T. Lukas) 및 제이.에이. 영 (J.A. Young)에 의한 문헌[NRL Report 5265, An Improved Device for the Formation of Super-Fine Thermoplastic Fiber]에 설명되어 있다. 예로서, 본 발명에 사용하기 위한 부직웹을 제조하는데 사용될 수 있는 멜트블로잉 방법은 분틴 (Buntin) 등에 허여된 미국 특허 제 3,849,241호에 기술되어 있고, 그의 전체는 본 명세서에 참고로 인용된다.

본 발명의 적층물의 부직층은 재료의 스펀본드 웹일 수도 있다. 스펀본디드 섬유는 용융된 열가소성 재료를 압출된 필라멘트의 직경을 갖는 방적 돌기의 다수의 미세하고, 통상적으로 원형의 모세관으로부터 필라멘트로서 압출시킨 후, 직경을 예를 들어, 비-유도성 또는 유도성 유체연신 또는 다른 스펀본딩 메카니즘 의해서 신속하게 감소시킴으로써 형성되는 작은 직경의 섬유이다. 스펀본드 섬유는 통상적으로 연속적이고, 직경이 7 미크론 보다 크며, 통상적으로 직경이 약 10 내지 20 미크론이다. 스펀본딩 방법은 본 명세서에 그의 전체가 참고로 인용되는, 아펠 (Appel) 등에 허여된 미국 특허 제4,340,563호, 돌쉬너 (Dorschner) 등에 허여된 미국 특허 제3,692,618호, 마쯔끼 (Matsuki) 등에 허여된 미국 특허 제3,802,817호, 킨니 (Kinney) 등에 허여된 미국 특허 제3,338,992호, 하트만 (Hartman) 등에 허여된 미국 특허 제3,502,763호, 킨니에 허여된 미국 특허 제3,341,394호, 레비 (Levi)에 허여된 미국 특허 제3,502,763호, 레비에 허여된 미국 특허 제3,909,009호, 도보 (Dobo) 등에 허여된 미국 특허 제3,542,615호에 기재되어 있다.

본 발명의 적층물의 부직층은 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 또는 SMS 재료일 수도 있다. 전형적인 SMS 재료는 그의 전체가 본 명세서에 참고로 인용되는 브록 (Brock) 등에 허여된 미국 특허 제4,041,203호에 기재되어 있다. 다른 SMS 제품 및 방법은 그의 전체가 본 명세서에 참고로 인용되는 예를 들어 티몬스 (Timmons) 등에 허여된 미국 특허 제5,464,688호, 콜리어 (Collier) 등에 허여된 미국 특허 제5,169,706호, 및 브록 등에 허여된 미국 특허 제4,766,029호에 기재되어 있다. 통상적으로, SMS 재료는 두 개의 외부 스펀본드 웹들 사이에 끼워진 멜트블로운 웹으로 구성될 것이다. 이러한 SMS 적층물은 킴벌리 클라크사(Kimberly-Clark Corporation)의 스펀가드 (Spunguard) (상표명) 및 에볼루션 (Evolution) (상표명)과 같은 상표명으로 수년 동안 시판되어 왔다. SMS 적층물 상의 스펀본디드 층들은 내구성을 제공하며, 내부 멜트블로운 배리어 층은 다공성 및 부가적으로 천과 같은 촉감을 제공한다.

멜트블로잉, 스펀본딩 및 공형성 방법의 수행에 대한 교시를 더해주는 추가의 참고 문헌으로는 그 전체가 본 명세서에 참고로 인용된 미국 특허 제3,016,599호, 제3,755,527호, 제3,704,198호 및 제4,100,324호가 포함된다.

본디드 카디드 웹은 통상적으로 곤포 (bale)로 구매되는 스테이플 (staple) 섬유로부터 제조된다. 곤포는 섬유를 분리하는 피커(picker)에 위치된다. 그 후, 섬유는 종방향 배향의 섬유상 부직웹을 형성하기 위하여 스테이플 섬유를 종방향으로 떨어뜨려 분리시키고, 정렬시키는 코밍(combing) 또는 카딩 장치로 보내진다. 일단 웹이 형성되면 하나 이상의 몇몇 접합 방법에 의해서 접합된다. 하나의 접합 방법은 분말 접착제를 웹 전체에 분포시킨 후 보통의 열기로 고온의 공기로 웹과 접착제를 가열함으로써 활성화시키는 분말 접합이다. 또다른 접합 방법은 가열된 캘린더 롤 또는 초음파 접합 장치가 통상적으로 국소 접합 패턴으로 바람직하다면 웹에 그의 전체 표면에 걸쳐 접합될 수 있는 섬유를 서로 접합시키는데 사용되는 패턴 접합법이다.

스펀본드, 멜트블로운, SMS 또는 다른 재료로부터 제조된 본 발명의 부직층은 통상적으로, 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리비닐 알코올, 폴리우레탄, 폴리비닐 클로라이드, 폴리플루오로카본, 폴리스티렌, 카프롤락탐, 폴리(에틸렌 비닐 아세테이트), 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트, 셀룰로오스계 및 아크릴계 수지와 같은 중합체 또는 공중합체 및 혼합물로 이루어질 것이다. 부직층에 사용하기 적절한 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌; 폴리프로필렌, 예를 들어, 이소택틱 폴리폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌, 그의 혼합물, 및 이소택틱 폴리프로필렌과 어택틱 폴리프로필렌의 혼합물; 폴리부틸렌, 예를 들어, 폴리(1-부텐) 및 폴리(2-부텐); 폴리펜텐, 예를 들어, 폴리(1-펜텐) 및 폴리(2-펜텐); 폴리(3-메틸-1-펜텐); 폴리(4-메틸-1-펜텐); 그의 공중합체 및 혼합물을 포함한다. 적절한 공중합체는 2 종 이상의 상이한 불포화 올레핀 단량체로부터 제조된 랜덤 및 블록 공중합체, 예를 들어, 에틸렌/프로필렌 및 에틸렌/부틸렌 공중합체를 포함한다. 웹에 적절한 폴리아미드는 나일론 6, 나일론 6/6, 나일론 4/6, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 6/10, 나일론 6/12, 나일론 12/12, 및 카프롤락탐과 알칼리 옥시드 디아민의 공중합체 등, 및 그의 혼합물 및 공중합체로부터 제조된 섬유이다. 적절한 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라메틸렌 테레프탈레이트, 폴리시클로헥실렌-1,4-디메틸렌 테레프탈레이트, 및 그의 이소프탈레이트 공중합체 뿐 아니라 그의 혼합물을 포함한다.

또한, 본 발명의 적층물의 부직웹층을 제조하는데 이성분 섬유가 사용될 수 있다. 이성분 섬유는 개별 압출기로부터 압출되지만, 나중에 함께 방사되어 하나의 섬유를 형성하는 2 종 이상의 중합체로부터 제조된다. 이러한 이성분 섬유의 형태는 예를 들어, 하나의 중합체가 또다른 중합체에 의해 둘러싸여 있는 쉬쓰/코어 배열이거나, 카네코 (Kaneko) 등에 허여된 미국 특허 제5,108,820호에 예시된 병렬형 배열, 또는 "해중도" 배열일 수도 있다.

이구성성분 (biconstituent) 섬유가 사용될 수도 있다. 이구성성분 섬유는 혼합물로서 동일한 압출기로부터 압출된 2 종 이상의 중합체로부터 형성된다. 이들 섬유는 때때로 다중구성성분 (multiconstituent) 섬유라고 불리고, 통상적으로 주중합체의 매트릭스내에 중합체들 중 하나의 피브릴을 갖는다. 이러한 통상적인 형태의 섬유는 예를 들어, 게스너 (Gessner)에 허여된 미국 특허 제5,108,827호에 제시되어 있다.

임의의 다양한 부직웹, 및 부직웹의 제조 방법이 본 발명의 적층물에 유용하다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 사용되는 특정 부직웹은 부직웹이 혼입될 배면쉬이트의 특정 용도에 바람직한 특정 특성에따라서 다를 것이다.

본 발명의 적층물의 통기성 필름층 (20)은 액체-불투과성이지만 증기-투과성일 수 있는 임의의 중합체 필름을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 이러한 층에 사용되는 필름은 수증기와 같은 증기 및 기체가 통과할 수는 있지만 액체가 통과하는 것은 방해할 수 있어야 한다. 본 명세서에서 사용될 때, 액체는 분산이 거의 또는 전혀 없는 전형적으로 용이한 유동성을 갖는 반면, 증기는 기체 상태이거나 기체 상태로 부유되어 쉽게 분산가능하다는 점에서, 액체는 증기 및 기체와 구별된다. 분명히, 증기는 충분한 압력을 가함으로써 액화될 수 있다.

천공된 필름층 (30)과 결합시 통기성 필름층 (20)의 통기성에 의해, 본 발명의 적층물로부터 형성된 임의의 배면쉬이트가 증기 형태의 습기로 하여금 물품의 흡수성 부분의 내부 또는 그의 외부로 빠져나가게 하는 것이 확실히 보장된다. 그러나, 통기성 필름층 (20)은 물품의 흡수성 코어 (211)내에 유지된 액체가 배면쉬이트 (214)를 통해 누출되지 않도록 제조되어야 한다.

다양한 통기성 필름이 본 발명에서 이용될 수 있다. 사용될 수 있는 필름의 한 유형은 비다공성 연속 필름으로서, 그의 분자 구조로 인한 증기 투과성 배리어를 형성할 수 있다. 이 유형에 속하는 다양한 중합체 필름 중에는 필름을 통기성으로 만들기에 충분한 양의 폴리(비닐 알코올), 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 알코올, 폴리우레탄, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 및 에틸렌 메틸 아크릴산으로부터 제조된 필름이 있다. 본 발명자들은 특정 작동 메카니즘에 얽매일 의도는 아니지만, 이러한 중합체로부터 제조된 필름은 물 분자를 가용화시켜, 이들 분자가 필름의 한쪽 표면으로부터 다른쪽 표면으로 전달되게 한다고 믿는다. 따라서, 이러한 필름은 액체 불투과성이나, 여전히 증기는 투과시킬 수 있는 충분하게 연속적, 즉 비다공성일 수 있다.

본 발명의 통기성 필름층 (20)으로서 유용할 수 있는 다른 유형의 필름은 미세다공성 필름이다. 미세다공성 필름에는 한 표면으로부터 다른 표면으로 물 분자의 전달 통로를 제공하는 서로 연결된 수많은 공극 또는 구멍이 있다. 물 분자는 이러한 필름의 표면에서 상대 습도의 차이에 의해 이들 통로를 따라가게 되며, 이 때 물 분자는 습도가 보다 높은 표면에서 습도가 보다 낮은 표면으로 이동된다. 이들 필름에서 통로는 유체는 통과시킬 수 없고 단지 증기만이 이를 통과할 수 있을 정도로 충분하게 작다. 이러한 미세다공성 필름은 본 발명에 사용하기 적합할 수 있으나, 상기에 기술된 비다공성 필름이 바람직하다.

통기성 필름층은 일반적으로 약 101.6 내지 약 1,016 ㎛(약 0.01 내지 약 5 mil) 두께로 사용될 것이다. 더욱 바람직하게는, 통기성 필름의 두께는 약 0.254 내지 약 25.4 ㎛(약 0.01 내지 약 1.0 mil)일 것이다.

본 명세서에서 사용된 "천공"이란 용어는 비다공성에 반대되는 다공성의 기재를 나타내는데 사용되며 구체적으로는 필름의 제1 외면과 필름의 제2 외면을 연결하는 다수의 구멍 또는 개구를 갖는 필름을 기술하는데 사용된다. 천공된 필름 중의 개구는 증기 및 기체 뿐만 아니라 액체가 필름을 자유롭게 통과할 수 있게 한다.

본 발명의 적층물에서, 천공된 필름층 (30)이 사용되어 과도한 비용의 추가 없이 적층물의 깊이 및 로프트(loft) 또는 벌크가 증가된다. 흡수성 물품의 대부분의 사용자들은 이들이 어느 정도의 벌크 또는 로프트를 나타내리라 예상한다. 일반적으로, 흡수성 물품의 벌크를 증가시키면 물품이 많은 양의 액체를 흡수할 수 있을 거라는 소비자의 인식이 증가한다. 천공된 필름층 (30)은 일반적으로 z-방향 (수평면을 형성하는 x- 및 y-방향에 대비해서 임)으로 언급되는 방향인 적층물의 깊이를 증가시키므로써 이를 달성한다. 더욱이, 천공된 필름은 양호한 증기 전달을 가능하게 하기에 충분하게 큰 통로를 제공한다.

마지막으로, 도 2에 나타낸 바와 같이 천공된 필름 (30)이 통기성 필름층 (20)과 부직웹층 (12) 사이에 위치할 때, 천공된 필름은 통기성 필름과 부직웹층 사이에 이격재 (spacer)로서 작용하여 흡수성 물품의 착용자가 느끼는 냉습성의 양을 감소시키는데 도움이 된다. 이는 통기성 필름층 (20) 상에 형성될 수 있는 수증기의 응축을 없애는 천공된 필름에 의해 성취된다.

모든 천공된 중합체 필름을 본 발명에서 사용할 수 있다. 이러한 천공된 필름은 형성 후 기계적으로 천공되거나, 초기에 다공성 기재로서 형성할 수 있다.

전형적으로는, 천공된 필름층 (30)은 폴리올레핀 및 폴리아크릴레이트 뿐만 아니라 그의 공중합체 및 혼합물을 포함하는, 필름으로 형성할 수 있는 임의의 재료로 제조할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 특정 중합체로는 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌 비닐 아세테이트가 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 층들을 적층물로 접합시키는데 열 접합법 또는 초음파 접합법을 사용할 경우, 통기성 필름층에 열 또는 초음파 접합될 수 있는 천공된 필름을 선택하여야 한다.

천공된 필름을 형성하기 위한 수단은 널리 공지되어 있다. 천공된 필름의 주조 및 취입은 이러한 두가지 예이다. 본 발명에서 사용하기 적절한 천공된 필름으로는 어플라이드 익스트루젼 테크날로지 (Applied Extrusion Technology, 미국 델라웨어주 미들톤 소재)에서 제조된 AET 폴리에틸렌 CKX215 필름, 술텍스 SRL (Sultex SRL, 이탈리아 아글리아나 소재)로부터의 술텍스 (SULTEX) PF-10 EVA/ (LDPE/PP)/EVA 필름 및 미트슈 앤드 코.사 (Mitsui and Co., Ltd, 일본 도쿄 소재)로부터의 미트슈 (Mitsui) 저밀도 폴리에틸렌 필름이 있다. AET 폴리에틸렌 CKX215 필름은 개방 면적 백분율이 대략 28%이고, 술텍스 PF-10 필름은 18 내지 22% 개방 면적을 가지며 미트슈 필름은 22 내지 24% 개방 면적을 가진다. (개방 면적은 특정 단위 면적에 대해 계산되며, 특정 단위 면적 내의 모든 개방 면적의 표면적을 계산하고 특정 단위 면적내의 전체 개방 면적을 전체 표면적으로 나누고, 이어서, 그 값에 100을 곱함으로써 개방 면적 백분율을 산출한다.)

또한, 필름은 형성 후 기계적으로 천공된할 수 있다. 필름을 기계적으로 천공된하는 방법 중 하나가 모리스 (Morris)에게 허여된 미국 특허 제4,820,294호에 기재되어 있고, 이는 그 전체가 본 명세서에서 참고 문헌으로 포함된다. 모리스의 특허에 기재되어 있는 바와 같이, 필름 공급물을 회전성 롤 상에 탑재된 다수의 핀 또는 바늘과 압력 접촉시킨다. 이어서, 핀을 필름으로부터 제거하여, 목적하는 천공된이 남긴다.

필름 및 다른 재료의 다른 천공된 방법으로는 톰프슨 (Thompson)에게 허여된 미국 특허 제3,929,135호에 기술되어 있는 필름의 진공 천공된 방법, 민토 (Minto)에게 허여된 미국 특허 제4,469,734호에 기술되어 있는 멜트블로운 부직물의 천공된 방법 및 엔들러 (Endler)에게 허여된 독일 특허 제26 14 160호 및 기아코메티 (Giacometti)에게 허여된 유럽 특허 출원 제0 598 970 A1호에 기술되어 있는 필름 및 다른 기재의 천공된 방법이 있다.

다른 방법으로는, 하기 실시예 1에 기술되어 있는 천공된 필름의 제조에서 이용될 수 있는 방법 및 장치를 필름을 천공된하는 데 사용할 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같은 본 발명의 방법에서, 천공된 필름 (432)은 미천공된 연속 필름 (414)을 일반적으로 요소 (410)으로 표기한 천공된 장치에 가함으로써 제조된다. 천공된 장치 (410)은 필름 (414)를 위한 필름 해연기 (412)를 포함한다. 이 방법에서 형성되는 천공된 필름의 성질을 조정하기 위하여, 해연기 (412)의 속도를 제어하는 것이 유리하다. 결과적으로, 해연기의 속도를 제어하기 위하여 각각의 해연기에 구동 및 (또는) 제동 수단 (도시하지 않음)을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 구동 및 (또는) 제동 수단은 널리 공지되어 있고 일반적으로 장력을 제어하기 위하여 이러한 해연기와 함께 사용된다.

중합체 연속 필름 (414)은 해연되고 천공된 어셈블리 (420)에 통과된다. 천공된 어셈블리 (420)는 패턴 롤 (422) 및 앤빌 롤 (424)을 포함하며, 이들 각각은 서로에 대하여 구동 및 (또는) 제동되어 롤 (422) 및 (424) 사이에 속도 차이를 생기게 한다. 패턴 롤 (422) 및 앤빌 (424)를 구동하기 위한 적절한 수단으로는 예를 들어 전기 모터 (도시하지 않음)가 있다.

패턴 롤 (422)은 일반적으로 강철과 같은 내구성이 있는 재료로 제조된다. 패턴 롤 (422)은 침강 영역 (428)의 패턴과 구별되는 상승된 영역 또는 돌기 (426) (도 6에 나타내져 있음)를 가질 것이다. 돌기 (426)는 앤빌 롤 (424)의 표면과 접촉되도록 디자인된다. 패턴 롤 (422) 상의 돌기 (426)의 크기, 형태, 패턴 및 수는 천공된 필름중에서 목적하는 특정 특성을 충족시키기 위하여 변화될 수 있다.

앤빌 롤 (424)은 그의 표면이 패턴 롤 (422)보다 매끄럽고 바람직하게는 평탄한 것을 특징으로 한다. 그러나, 앤빌 롤 (424)은 여전히 평탄하다고 고려되는 가벼운 패턴이 있을 수 있다.

예를 들어, 앤빌 롤이 수지 함침 면 또는 고무 표면과 같은 패턴롤로 제조되거나, 보다 부드러운 표면을 가질 경우, 표면은 여전히 평탄하다고 고려될 만큼 불규칙하게 될 수 있다. 앤빌 롤 (424)은 패턴 롤 (422) 및 필름 (414)가 전단 변형이 되지 않도록 하는 기반을 제공한다. 전형적으로, 앤빌 롤 (424)은 강철, 또는 경화된 고무, 수지 처리 면 또는 폴리우레탄과 같은 재료로 제조될 것이다.

패턴 롤 (422) 및 앤빌 롤 (424) 각각은 목적하는 온도로 그의 표면을 가열하기 위한 수단 (도시하지 않음)이 제공된다. 가열 및 (또는) 냉각은 생성되는 천공된 필름의 특성에 영향을 미칠 수 있다. 일반 가열 수단으로는 고온의 오일 및 전기 저항 가열이 있다.

앤빌 롤 (424) 및 패턴 롤 (422)은 상이한 속도로 반대 방향으로 회전한다. 속도는 일반적으로 롤의 표면에서 측정되고, 패턴 롤의 속도 대 앤빌 롤 속도의 비로 나타낼 수 있다. 사용시, 패턴 롤 (422)은 일반적으로 앤빌 롤 (424)보다 빠른 속도로 주행될 것이다. 그러나, 특정한 경우, 앤빌 롤 (424)은 패턴 롤 (422)과 동일한 속도 또는 보다 빠른 속도로 주행되는 것이 바람직할 수 있다.

앤빌 롤 (424) 및 패턴 롤 (422)의 서로에 대한 상대 위치는 롤 사이의 간극 영역 (230)을 생성시키기 위하여 변화시킬 수 있다. 간극 압력은 웹 자체의 특성 및 목적하는 천공된의 유형에 따라 변화시킬 수 있고 일반적으로 롤에 연결되어 있는 수력 실린더 (도시하지 않음)에 의해 제어된다. 간극 압력은 일반적으로 선형 mm 당 약 2.0 내지 약 6.0 kg (kg/lmm) 범위일 것이다.

패턴 롤 (422)과 앤빌 롤 (424) 사이의 상이한 속도 및 압력은 패턴 롤 (422) 상의 돌기 (426)와 앤빌 롤 (424) 상의 표면 사이의 전단 응력을 유발한다. 이 전단 응력의 작용은 필름에 벤 자국을 내는 작용을 하고, 이를 통하여 인한 천공된을 생성시킨다.

천공된 필름 (432)이 천공된 어셈블리 (420)을 이탈하고, 천공된 필름은 이어서 필름 권취기 (434)에 수집되어 천공된 필름 (436)의 롤을 형성할 수 있다. 해연기 (412)와 같이, 권취기 (434)는 전기 모터 또는 변형시킬 수 있는 다른 구동원 (도시하지 않음)에 의해 구동시킬 수 있다. 해연 속도와 같이, 권취 속도는 천공된 필름의 특성에 또한 영향을 미칠 수 있다.

특정한 천공된 필름 및 이 필름의 제조 방법은 본 발명의 적층물에 중요한 것은 아니다. 본 명세서에 기술된 예시적인 천공된 필름의 일반적인 특성을 나타내는 임의의 천공된 필름이 적층물을 형성하는 데 이용될 수 있다는 것이 이해된다.

천공된 필름은 약 101.6 내지 약 1,016 ㎛ (약 4 내지 약 40 mil)의 두께, 바람직하게는 약 101.6 내지 약 635 ㎛ (약 4 내지 약 25 mil)의 두께로 사용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 천공된 필름의 두께는 약 254 내지 약 508 ㎛ (약 10 내지 약 20 mil)일 것이다. 본 명세서에서 표기되는 두께는 필름 상에 실시되는 천공된 후에 측정된 두께이다. 천공된 전에, 필름은 상대적으로 평탄할 것이다. 천공된 후, 필름은 평탄한 영역 ("랜드") 뿐만 아니라 돌기 ("콘") 각각을 나타낼 것이다. 천공된 필름에 대한 두께 측정치는 돌기가 결부된 평탄한 영역 각각의 높이를 포함한다.

배면쉬이트로서 본 발명의 적층물을 부착시킬 수 있는 흡수성 보디는 유체에 대한 흡수성을 나타내는 임의의 재료일 수 있다. 일반적으로, 흡수성 코어 (211)는 일반적으로 목재 펄프 플루프로서 언급되는 건식 셀룰로오스 섬유로 이루어진 패드를 포함할 것이다. 면과 같은 천연 섬유가 또한 사용될 수 있다. 또한, 흡수성 코어 (211)는 셀룰로오스 섬유와 합성 중합체와의 혼합물로 이루어진 공동형성된 재료일 수 있다. 예를 들어, 공동형성된 재료는 셀룰오로스 섬유와 멜트블로운 폴리올레핀 섬유의 건식 블렌드로 이루어질 수 있다.

흡수성 코어 (211)는 또한 흡수성 물품의 흡수 성능을 강화시키기 위하여 유효량의 무기 및 (또는) 유기 고흡수 재료를 포함할 수 있다. 초흡수성 무기 재료로는, 예를 들어, 흡수성 점토 및 실리카 겔을 포함한다. 유기 초흡수물로는 우무, 펙틴, 구아 검 및 초탄 뿐만 아니라 수화겔 중합체와 같은 합성 재료가를 포함한다. 수화겔 중합체로는 예를 들어 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리아크릴산의 알칼리 금속 염, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 에테르, 히드록시프로필 셀룰로오스, 폴리비닐 모르폴리논, 비닐 술폰산의 중합체 및 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 피리딘 등을 포함한다. 이러한 고흡수성 재료는 일반적으로 그의 중량의 15배 이상의 물을 흡수할 수 있으며, 더욱 일반적으로는 그 중량의 약 25 내지 50 배의 물을 흡수할 수 있다.

기저귀 및 생리대와 같은 흡수성 제품에서 흡수성 코어를 사용하는 것은 널리 공지되어 있으며 예를 들어 메나드 등에게 허여된 미국 특허 제5,558,658호 및 세르비악 (Serbiak) 등에게 허여된 동 제5,248,309호에 기술되어 있으며, 이들은 그 전체가 본 명세서에서 참고 문헌으로 포함된다.

상기에서 언급한 바와 같이, 전형적인 흡수성 물품은 흡수성 장치가 사용중에 있을 때 보디에 대향하여 위치한 액체 투과성 상부 쉬이트 (215)를 사용할 것이다. 상부 쉬이트는 비교적 자유로운 액체의 통로를 허용하여 착용자의 피부에 대하여 비교적 건조한 표면을 유지하도록 보조 하여야 한다. 전형적으로는, 상부 쉬이트 (215)는 폴리올레핀 필라멘트로 구성된 스펀본드 재료와 같은 다공성 부직포 재료로 구성될 수 있다. 적절한 필라멘트는, 예를 들어, 로에슬러 등(Roessler)에게 허여된 미국 특허 제4,762,521호에 기술되어 있는 바와 같은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 필라멘트를 포함하고, 이는 그 전체가 본 명세서에 참고 문헌읗로 포함된다.

본 발명의 적층물을 형성하기 위한 공정에서, 통기성 중합체 필름층 (20)은 한 필름을 다른 필름에 부착시키는 임의의 전형적인 방법에 의해 천공된 필름층 (30)에 부착된다. 하기 실시예 2-6에 기술한 바와 같이, 통기성 필름을 천공된 필름에 부착하기 위한 방법은 통기성 필름을 천공된 필름상에 직접적으로 압출 코팅하는 것이다. 하기 서술된 바와 같은 일반적인 압출 코팅 장치를 그러한 목적을 위해 사용할 수 있다.

다른 부착 방법에는 열을 사용하여 필름간에 접합을 수행하는 열 접합법, 라텍스와 같은 접착제를 사용하여 필름을 접합시키는 접착 접합법, 및 음파 장치를 사용하여 필름중 성분을 활성화시키고 음파로 접합시키는 음파 접합법이 포함된다. 통기성 필름을 천공된 필름에 부착시키는 방법은 본 적층물의 광범위한 개념에 필수적으로 중요한 것은 아니다.

천공된 필름과 통기성 필름을 함께 접합시킨 후, 합체된 필름을 부직웹층 (12)에 접촉시켜 접합한다. 앞서 서술하고 도 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 합체된 천공된 필름/통기성 필름 적층물의 어느 한 면은 부직웹층 (12)와 접합되어 본 발명의 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물을 형성할 수 있다. 전형적으로, 이 접합은 생성물에 부직웹층 및 천공된 필름/통기성 필름 적층물의 어느 한 면 또는 양면의 일부를 용융시키기에 충분한 열 및 (또는) 압력을 가함으로써 열적으로 수행된다. 전형적인 캘린더 롤을 사용하는 열 부착 방법은 하기 실시예 7-11에 기술되어 있다.

부직웹을 합체된 천공된 필름 및 통기성 필름 적층물와 접합시키는 다른 방법에는 접착 접합법 및 음파 접합법이 포함된다. 또한, 필름 및 부직웹을 형성하는데 사용되는 중합체가 접합-상용가능성인 경우, 특정 접합 방법이 본 발명에 중요한 것은 아니다.

추가로, 본 발명은 천공된 필름의 어떤 측면이 통기성 중합체 필름층 또는 부직층에 부착되는 가에 좌우되지 않는다. 공지된 바와 같이, 천공된 필름은 전형적으로 돌기 또는 콘 (cone)이 존재하는 측면 ("수 측면"으로 공지됨), 및 일반적으로 돌기의 밑면을 형성하는 골 또는 공극을 제외한 평탄한 측면 ("암 측면"으로 공지됨)을 갖는다. 본 발명의 천공된 필름은 그의 수 또는 암 측면상의 부직포에 부착될 수 있고, 그의 수 또는 암 측면상에 통기성 중합체층에 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 통기성, 천공된 필름/부직포 적층물의 대표적인 특정 예는 28%의 비닐 알코올 함량을 갖는 통기성 EVA 중합체 필름층이 15 gsm 이하로 압출 코팅된 50 gsm의 기본 중량을 갖는 기계적으로 천공된 폴리에틸렌 필름이다. 통기성 필름층/천공된 필름층 적층물은 열 접합에 의해 SMS 부직에 부착된다. 생성된 합성 적층물은 흡수성 물품상의 통기성 배면쉬이트로서 사용하기에 적합하다.

하기 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 전형적인 생성물 및 과정을 의미한다. 본 발명의 적층물은 하기 실시예에 따라서 제조되었다.

본 발명은 일반적으로 액체에 불투과성인 배리어를 형성하는데 유용한 재료에 관한 것이다. 이러한 재료는 종종 일회용 기저귀, 생리대, 실금자용 패드, 및 액체-불투과성 배리어가 바람직할 수 있는 다른 제품을 위한 외부 커버 또는 배플로서 사용되고 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 통기성 필름, 천공된 필름, 및 부직 기재로부터 형성된 복합재 뿐만 아니라, 이러한 복합재의 제조 방법에 관한 것이다.

＜실시예 1＞

천공된 폴리에틸렌 필름을 도 5에 나타낸 것과 유사한 천공된 장치상에 구성하였다. 사용된 장치는 60.96 cm(24-inch) 직경, 60.96 cm(24-inch) 폭의 패턴 및 모루 롤 (다른 직경 및 폭이 허용될 수도 있음)를 보유하였다. 필름중에 구멍을 생성시키기 위해 사용된 특별한 패턴은 도 7에 나타낸 다이아몬드 패턴이었다. 도 7은 돌기 (300)으로 천공된 다이아몬드 패턴이었다. 선 A는 수평판에 놓인 것과 같은 패턴 롤의 수평 축을 나타낸다. 도 8은 도 7의 선 B-B를 따라서 배열된 패턴 롤의 단면도를 나타낸다. 특히, 각 돌기 (300)은 필름상에 천공된 특성을 생성시키는 상부 표면 (310) 및 골 또는 공극 (320)을 갖는다. 본 실시예에 사용된 특별한 패턴 롤의 접합 면적은 전체 필름 표면적의 31 % 내지 32 %였다.

천공된 필름을 제조하는데 있어서, 패턴 롤의 속도는 분 당 52.43 m(172 feet)로 설정하고, 모루 롤은 35.4 mpm(116 fpm)으로 설정하여 1.51의 시차 속도 비율을 얻었다. 당김 롤의 속도는 41.15 mpm(135 fpm)이고 권취기의 속도는 48.16 mpm(158 fpm)이었다. 패턴 롤의 온도를 93.3 ℃(200 ℉)로 설정하고, 모루 롤의 온도는 82.2 ℃(180 ℉)로 설정하였다. 패턴 및 모루 롤간의 간극 압력은 작동기 면에서 43.56 atm [제곱 inch 당 640 파운드 (psi)]로 설정하고, 드라이브 면에서 43.22 atm(635 psi)로 설정하였다.

패턴 및 모루 롤에 의해 형성되는 간극을 통해 필름을 공급함으로써 상기 서술된 공정 매개변수에서 불투명제로서 이산화 티탄을 함유하는 연속적인 저밀도 폴리에틸렌 필름을 천공된 공정에 가했다. 공정중 패턴 롤의 실제 온도는 87.8 ℃(190 ℉)이고, 공정중 모루 롤의 실제 온도는 81.1 ℃(178 ℉)였다. 이러한 매개변수는 본 발명에서 사용하기에 적절한 천공된 필름을 제조했다.

천공된 필름을 제조하는데 다양한 방법이 사용될 수 있고, 공정 매개변수는 천공된 필름중에 목적하는 특성 및 사용된 특별한 처리 장치의 성능에 따라서 다양해질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 26.21 내지 137.16 mpm(86 내지 450 fpm)의 패턴 롤 속도는 23.47 내지 116.13 mpm(77 내지 381 fpm)의 모루 롤 속도와 연계되어 약 1.11 내지 약 1.88의 시차 속도 비율을 제공할 경우 허용될 수 있다. 또한, 다양한 패턴 롤 및 모루 롤 온도를 약 82.2 ℃(180 ℉) 내지 약 102.8 ℃(217 ℉)에서 설정할 수 있다. 간극 압력은 특별한 처리 장치에 따라서 31.65 내지 47.68 atm(465 내지 700 psi)로 다양할 수 있다. 다수의 다양한 천공된 패턴 뿐만 아니라 무수히 다양한 형태의 패턴/모루 롤 배치를 사용할 수 있다.

＜실시예 2-6＞

상기 실시예 1에서 제조한 천공된 필름의 샘플 5개를 에틸렌 비닐 알코올 층과 공동 압출하였다. 길이 대 직경 비율이 24 대 1인, NRM (3.5" 직경 압출기)으로 공지된 통상적인 압출기를 공정에 사용하였다. 압출기는 특정 회전수의 스핀 펌프, 5-온도 원통 구역, 및 염색 구역과 같은 당분야에 공지된 구성 요소를 보유하였다.

본 실시예에 사용된 EVA는 엑손 코포레이션에서 얻었고 Exxon 760.36이라는 상표명으로 시판되고 있다. 이 특별한 EVA의 융점은 204.4 ℃(400 ℉)이었다. 5개의 천공된 필름 샘플을 공압출 공정중에 상이한 두께의 EVA 필름으로 코팅하였다.

5개의 샘플상에 사용된 EVA의 양은 하기와 같다. 25 gsm [13.72 mpm(45 fpm)의 속도로 공압출됨], 15 gsm [21.34 mpm(70 fpm)의 속도로 공압출됨], 11.3 gsm[30.48(100 fpm)의 속도로 공압출됨], 10 gsm[34.44 mpm(113 fpm)의 속도로 공압출됨], 및 9 gsm[38.1 mpm(125 fpm)의 속도로 공압출됨]. 실시예 2-6의 공정 조건은 선 속도를 제외하고 동일하였다. 그러한 공정 조건에는 19.06 atm(280 psi)의 스핀 펌프에서의 용융 압력(또한, 배출 압력으로도 공지됨); 1.3 amp의 전류량; 5 rpm의 스핀 펌프 회전수; 20.42 atm(300 psi)의 스핀 펌프의 상류 흡입압; 148.9 ℃(300 ℉), 177.7 ℃(350 ℉), 190.6 ℃(375 ℉), 196.1 ℃(385 ℉) 및 204.4 ℃(400 ℉)의 원통 구역 온도; 218.3 ℃(425 ℉)의 염색 구역 온도가 포함된다.

5개의 통기성 필름/천공된 필름 적층물중 2개를 시험하여 수증기 전달율을 측정하였다. 증기 투과성 이들을 통해 증기를 통과시키는 재료의 성능을 나타내는 수증기 전달율 (WVTR)을 가질 것이다. 물질의 WVTR을 측정하는 표준 기술은 ASTM E96-80이고 하기와 같다. 원형의 샘플을 시험 재료로부터 잘라냈다. 시험을 위해 사용된 시험컵을 테두리가 있는 2 inch 깊이의 주조 알루미늄이고, 기계적 봉합 및 네오프렌 가스킷을 장착했다. 컵은 베이포미터 컵 #681(Vapometer cup #681)(상표명)이라는 명칭하에 트윙-알버트 인스트루먼트 캄파니 (Thwing-Albert Instrument Company, Philadelphia, Pennsylvania)와 같은 회사에서 시판되고 있다. 100 ml의 증류수를 각 베이포미터 컵에 붓고, 개별 시험 샘플 각각을 개별 컵의 개방 상부에 위치시켰다. 테두리를 단단하게 조여서 컵의 가장자리를 따라서 봉합하고 62 mm 직경의 원형 지역 (약 30 cm²의 개방 노출 구역)에서 관련된 시험 물질을 주위 분위기에 노출시켰다. 이어서, 트레이를 사용하여 컵을 계량하고, 37.8 ℃(100 ℉)로 설정된 강제형 공기 오븐에 넣었다. 오븐은 외부 공기를 순환시켜 수증기가 내부에 축적되는 것을 방지하는 일정한 온도의 오븐이다. 적절한 오븐은, 예를 들어 Blue M Power-O-Matic 60 오븐 [블루 엠 일렉트릭 캄파니 (Blue M Electric Company), Blue Island, Illinoi]이다. 24시간 후, 컵을 오븐에서 꺼내고 계량하였다. WVTR 값을 24시간 동안 손실된 중량의 g에 7571을 곱하고, 24로 나눠서 계산하였다. WVTR은 g/m²/24 시간 (g/m²/일)으로 나타낸다.

25 gsm (45 fpm)으로 EVA를 코팅한 천공된 필름의 WVTR은 494 g/m²/일이고 9 gsm (125 fpm)으로 EVA를 코팅한 천공된 필름의 WVTR은 1513 g/m²/일이었다.

＜실시예 7-11＞

상기 실시예 2-6의 5개의 통기성 필름/천공된 필름 적층물의 각각을 17gsm (0.5 osy)의 기본 중량을 갖는 부직 스펀본드 재료의 층에 열 접합시켰다. 본 실시예에서, 통기성/천공된 필름 적층물의 천공된 필름면 (40)을 도 2에 나타낸 바와 같은 부직웹의 표면에 접합시켰다.

열 접합을 달성하기 위해서, 통기성 필름/천공된 필름 적층물을 스펀본드 웹의 상부에 위치시키고 캘린더 처리하였다. 캘린더 공정은 당 산업에서 통상적인 것이고, 일반적으로 패턴 롤 및 모루 롤에 의해서 구성된 엠보싱 간극에 기재를 사용함으로써 수행된다. 장치의 구성은 해연기가 추가로 존재하여 두번째 재료 (부직웹 또는 통기성 중합체/천공된 필름층)를 제공하고, 패턴 롤이 돌기를 갖지 않는다는 것을 제외하고, 도 5에 나타낸 천공된 장치와 거의 동일하다.

본 적층물이 적용되는 특별한 캘린더 공정에서는, 6.13 atm(90 psi)의 간극 압력이 사용되었다. 캘린더 공정중의 모루 롤의 온도는 37.8 ℃(100 ℉)로 설정되고, 패턴 롤의 온도는 65.6 ℃(150 ℉)로 설정되어 열 접합된 통기성, 천공된 필름/부직포 적층물을 달성하였다.

생성된 적층물은 부직 재료의 옷감과 같은 미적 감각을 나타내면서, 통기성 필름 및 천공된 필름층에 의해 제공되는 액체 불투과성, 증기 투과 특성을 유지하였다.

비록 본 발명의 바람직한 실시양태가 특정 용어, 장치, 및 방법을 사용하여 서술되었을지라도, 그러한 서술 내용은 단지 예시의 목적을 위한 것이다. 사용된 어휘들은 한정적인 것이라기 보다는 설명의 어휘이다. 하기 청구항에 나타낸 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 당업계의 통상의 지식을 가진자들에 의해 변화 및 변형이 수행될 수 있음을 인식해야 한다. 또한, 다양한 실시양태의 측면이 전체적 또는 부분적으로 모두 교체될 수 있음을 인식해야 한다.

Claims

(a) 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 부직웹층,

(b) 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 천공된 필름층, 및

(c) 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 통기성 중합체 필름층

을 포함하고, 상기 천공된 필름층의 표면들 중 하나는 상기 통기성 중합체 필름층의 표면들 중 하나에 접합되어 통기성 필름/중합체 필름층을 형성하고, 상기 통기성 필름/중합체 필름층은 상기 부직웹층의 표면들 중 하나에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물.
제1항에 있어서, 상기 부직웹층이 스펀본디드 섬유웹, 멜트블로운 섬유웹, 스폰본디드/멜트블로운/스펀본디드 섬유웹 및 본디드 카디드 웹으로 구성되는 군으로부터 선택되는 웹을 포함함을 특징으로 하는 적층물.
제1항에 있어서, 상기 천공된 필름층이 폴리올레핀 필름을 포함함을 특징으로 하는 적층물.
제3항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리에틸렌인 적층물.
제1항에 있어서, 상기 통기성 중합체 필름층이 폴리(비닐 알코올), 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 알코올, 폴리우레탄, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 및 에틸렌 메틸 아크릴산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 중합체를 포함함을 특징으로 하는 적층물.
제1항에 있어서, 상기 통기성 중합체 필름층의 제1 표면이 상기 부직웹층의 제1 표면에 접합되어 있고, 상기 천공된 필름층의 제1 표면이 상기 통기성 중합체 필름층의 제2 표면에 접합되어 있는 적층물.
제1항에 있어서, 상기 천공된 필름층의 제1 표면이 상기 부직웹층의 제1 표면에 접합되어 있고, 상기 통기성 중합체층의 제1 표면이 상기 천공된 필름층의 제2 표면에 접합되어 있는 적층물.
제1항에 있어서, 상기 천공된 필름층의 두께가 약 101.6 내지 약 1,026 ㎛ (약 4 내지 약 40 mil)이고, 상기 통기성 필름층의 두께가 약 0.254 내지 약 127 ㎛(약 0.01 내지 약 5 mil)이며, 상기 부직웹층의 기본 중량이 약 8.48 내지 약 169.6 gsm (약 0.25 내지 약 5.0 osy)인 적층물.
제1항에 있어서, 상기 천공된 필름층의 두께가 약 254 내지 약 508 ㎛ (약 10 내지 약 20 mil)이고, 상기 통기성 필름층의 두께가 약 0.254 내지 약 25.4 ㎛ (약 0.01 내지 약 1.0 mil)이며, 상기 부직웹층의 기본 중량이 약 8.48 내지 약 169.6 gsm (약 0.25 내지 약 5.0 osy)인 적층물.
(a) 액체-불투과성, 증기-투과성 배면쉬이트,

(b) 상기 배면쉬이트에 접합되어 있는 액체-투과성 상부 쉬이트, 및

(c) 상기 배면쉬이트와 상기 상부 쉬이트 사이에 밀봉되어 있는 흡수성 코어를 포함하고, 상기 배면쉬이트는 제1항의 적층물을 포함함을 특징으로 하는 흡수성 물품.
제10항에 있어서, 상기 물품이 기저귀, 실금자용 가먼트, 생리대, 침대 패드 및 배변 연습용 팬츠로 구성되는 군으로부터 선택되는 물품인 흡수성 물품.
(a) 천공된 필름의 층을 통기성 중합체 필름의 층에 접합시켜 통기성/중합체 필름층을 형성시키는 단계, 이어서

(b) 상기 통기성/중합체 필름층을 부직웹층에 접합시키는 단계

를 포함함을 특징으로 하는 통기성, 액체-불투과성 천공된 필름/부직포 적층물의 형성 방법.
제12항에 있어서, 통기성/중합체 필름층의 천공된 필름층 부분을 상기 부직웹에 접합시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 통기성/중합체 필름층의 통기성 필름층 부분을 상기 부직웹에 접합시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 접합을 달성하기 위하여 열 접합법을 이용하는 방법.