KR20010033744A

KR20010033744A - 얇은 텍스쳐드 배리어 필름 및 이를 형성하는 방법

Info

Publication number: KR20010033744A
Application number: KR1020007007267A
Authority: KR
Inventors: 마크 브루스 메이져스; 빌리 레이 존스
Original assignee: 로날드 디. 맥크레이; 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2001-04-25
Also published as: GB2349115B; AU2087699A; GB0017501D0; WO1999033640A1; GB2349115A; US6264872B1; BR9814509A; DE19882927T1

Abstract

엠보싱된 텍스쳐드 필름은 5% 내지 200% 까지 다른 상이한 원주 속도로 회전하는 패턴화된 롤 및 앤빌 롤을 갖는 결합 롤 이셈블리의 닙을 통해 얇은 열가소성 중합체 배리어 필름을 공급함으로써 만들어 진다. 패턴화된 결합은 롤러의 속도 차이에 의해 필름 및 추가의 텍스쳐에 제공되고 이에 의해 약 30 밀리바아 이상의 하이드로헤드를 갖는 엠보싱된, 텍스쳐드 배리어 필름을 창출한다.

Description

얇은 텍스쳐드 배리어 필름 및 이를 형성하는 방법 {THIN TEXTURED BARRIER FILMS AND METHODS OF FORMING THE SAME}

필름은 물리적 물질의 통로에 배리어를 제공하는 수단으로서 다양한 물품에 이용되었다. 예로서 필름은 우의, 기저귀 및 요실금 가먼트, 여성용 위생 용품, 보호 의류 및 다른 물품에서 배리어 층으로서 이용되었다. 배리어 필름은 대체로 예를 들면, 물, 인체 삼출물, 혈액, 독성 물질, 병원체 등과 같은 물리적 물질의 통로를 보호하기 위해 이러한 물품내에 사용된다. 이러한 물품들의 성질에 의해 이들의 유용성 및 신뢰성이 바람직한 배리어 성질을 제공하기 위한 물품의 능력에 관련된다. 그래서, 필름 결점을 통한 배리어 성질의 손상, 예를 들면, 핀 구멍 및 찢어짐은, 흔히 전체 물품의 유용성을 파괴한다. 신뢰성 있는 배리어 성질을 제공하는 것은 이들 물품이 착용자와 직접 물리적 접촉을 함으로부터 혈액에서 유래되는 병원체 또는 독성 제제와 같은 잠재적 위험 물질을 보호하는 것을 구하므로 감염 조절 생성물 및 보호 의류에 있어서 더 더욱 중요하다.

그러나, 바람직한 배리어 기능을 제공하는 것에 덧붙여, 이들 물품이 흔히 착용되거나 다루어지므로, 물품이 기분 좋은 감촉 및 "핸드 (hand)"를 갖는 것이 또한 바람직하다. 바람직하게는 필름은 의류 또는 다른 의류 직물의 필름과 유사한 드레이프 (drape) 및 느낌을 갖는다. 좋은 드레이프 및 핸드를 갖는 한편 우수한 배리어 성질을 나타낼 수 있는 필름을 제공하는 것은 어려운 것으로 나타났다. 그래서, 또한 우수한 배리어 성질을 나타내고 보유하는 개선된 시각 및/또는 촉각적 성질을 갖는 경제적으로 생성된 필름에 대한 요구가 있다.

과거에 필름 및/또는 필름 라미네이트는 그안에 엠보싱된 패턴을 창출하기 위해 열 패턴화된 롤로 프로세스되었다. 예로서, 버스틴의 미국 특허 제 3,857,144호는 "구멍-없는" 필름을 창출하기 위해 얇은 필름을 엠보싱하는 데 있어서의 어려움을 인식하고 0.025 mm 미만의 두께를 갖는 폴리프로필렌 필름을 엠보싱하기 위해 동일한 원주 속도로 작동되는 패턴화된 롤을 매칭하는 용도를 개시한다. 선택적으로, 열 패턴화된 롤은 개구 필름 또는 다른 물질에 널리 사용되었다. 예를 들면, 댄하임 등의 미국 특허 제 4,280,978호는 일련의 패턴화된 롤을 사용하여 필름을 엠보싱하고 개구하는 것을 개시한다. 추가적으로 레비 등의 미국 특허 제 5,620,779호는 직물의 신장을 파열시키는, 즉 개구를 형성하는 융합 결합된 부분을 창출하기 위한 한개 이상의 열 패턴화된 칼렌더 롤 (calender roll)의 용도를 개시한다. 추가의 예로서, 알리칸의 미국 특허 제 5,370,764호는 필름내 개구의 형성을 증진시키기 위해 상이한 원주 속도로 회전하는 2개의 패턴화된 결합 롤을 사용하여 필름/부직포 라미네이트를 결합시키는 팬턴을 개시한다. 그러나, 상기 내용에도 불구하고, 상이한 원주 속도로 회전하는 역-회전 결합 롤의 용도는 개선된 텍스쳐 또는 개구를 형성하지 않거나 필름의 과도하게 약해진 부분이 없는 핸드를 갖는 필름을 얻기 위해 이용될 수 있다.

본 발명은 배리어 필름에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 엠보싱된 배리어 필름 및 이를 만드는 방법에 관한 것이다.

발명의 요약

상기 언급된 요구가 충족되고 이 기술 분야의 숙련자에 의해 경험된 문제는 (a) 적어도 30 밀리바아의 하이드로헤드 (hydrohead)를 갖는 열 가소성 중합체 필름을 공급하기; (b) 생성된 필름이 그안에 제공된 패턴, 텍스쳐드 표면 및 적어도 30 밀리바아의 하이드로헤드를 갖는 것인 상이한 원주 속도로 회전하는 제 1 및 제 2 롤에 의해 형성된 역-회전 결합 롤 어셈블리의 닙 (nip)을 통해 열 가소성 필름을 이동시키게 하기를 포함하는 엠보싱된, 텍스쳐드 배리어 필름을 형성하는 본 발명의 방법에 의해 극복된다. 바람직하게는 제 1 및 제 2 롤은 약 5% 및 약 200% 사이의 속도 차이를 갖는다. 추가의 면에서, 필름은 닙으로 들어가기 이전 또는 닙내에 있는 동안에 가열될 수 있다. 예로서, 한개 또는 두개의 닙 롤은 가열될 수 있다. 본 발명의 또다른 추가의 면에서, 제 1 또는 패턴화된 롤은 제 2 롤 보다 더욱 큰 원주 속도로 회전한다. 선택적으로, 제 2 롤은 제 1 롤의 속도 보다 더욱 큰 원주 속도로 회전하는 유연한 롤이다. 이러한 면에서, 패턴화된 롤을 더 빨리 작동시키는 것은 유연한 롤을 더 빨리 작동시키는 것이 크레페드 (creped) 또는 물결형 구조를 갖는 엠보싱된 필름을 더 빨리 창출하는 반면 리지 (ridge) 및 밸리 (valley)를 갖는 엠보싱된 필름을 갖는 필름을 창출한다. 필름 온도, 속도 차이 및 닙 압력의 선택은 도욱 고도로 엠보싱되고/또는 텍스쳐된 필름을 창출하기 위해 만들어질 수 있다.

정의

여기서 사용된 용어 "포함하는"은 포괄적이거나 한도가 없고 추가의 언급되지 않은 요소, 조성물적 성분, 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.

여기서 사용된 용어 "부직포" 직물 또는 웹은 사이에 놓인 개별적인 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 의미하지만, 짜여지거나 직포 직물에서와 동일하지 않은 방법으로 부직포 직물 또는 웹은 예를 들면, 멜트블로잉 (meltblowing) 프로세스, 스펀본딩 (spunbonding) 프로세스, 히드로엔탄글링 (hydroentangling), 에러-레이드 (air-laid) 및 본디드 카디드 웹 (bonded carded web)와 같은 많은 방법들에 의해 형성되었다.

여기서 사용된 용어 "스펀본드 섬유"는 분자적으로 배향된 중합체 물질의 작은 직경 섬유를 의미한다. 스펀본드 섬유는 압출된 필라멘트의 직경을 갖는 방사 노출의 다수의 미세한, 보통 원형의 캐필러리 (capillaries)로부터 필라멘트로서 용융된 열 가소성 물질을 압출함으로써 형성될 수 있고 이후 예를 들면, 아펠 등의 미국 특허 제 4,340,563호, 도르쉬너 등의 미국 특허 제 3,692,618호, 마추키 등의 미국 특허 제 3,502,817호, 및 키니의 미국 특허 제 3,338,992호 및 제 3,341,394호, 하트만의 미국 특허 제 3,502,763호, 도보 등의 미국 특허 제 3,542,615호, 파이크 등의 미국 특허 제 5,382,400호에서와 같이 재빨리 감소된다.

여기서 사용된 용어 "멜트블로운 섬유"는 이들의 직경을 감소시키기 위해 용융된 열 가소성 물질의 필라멘트를 약화시키는 수렴하는 높은 속도의, 보통 뜨거운, 기체 (예를 들면, 공기) 스트림으로 용융된 실 또는 필라멘트로서 다수의 미세한, 보통 원형의, 다이 캐필러리 (die capillaries)를 통해 용융된 열 가소성 물질을 압출함으로써 일반적으로 형성되는 중합체 물질의 섬유를 의미한다. 이후, 멜트블로운 섬유는 높은 속도의 기체 스트림에 의해 운반될 수 있고 무작위로 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성하기 위해 수집하는 표면상에 디포지션된다. 이러한 방법은 예를 들면, 부틴 등의 미국 특허 제 3,549,241호에 개시된다. 멜트블로운 섬유는 일반적으로 평균 직경에서 10 마이크론 보다 더 작고, 수집하는 표면에 디포지션될 때 일반적으로 끈끈하다.

여기서 사용된 "다중층 부직포 라미네이트"는 예를 들면, 몇몇 층들이 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 (SMS) 라미네이트와 같이 스펀본드되고 약간 멜트블로운되는 것과 같은 2개 이상의 부직포 층의 라미네이트를 의미한다. 다중층 부직포 라미네이트의 예는 브록 등의 미국 특허 제 4,041,203호, 퍼킨스 등의 미국 특허 제 5,178,931호 및 티몬스 등의 미국 특허 제 5,188,885호에 개시된다. 이러한 라미네이트는 우선 스펀본드 직물층, 이후 멜트블로운 직물층 및 마지필름으로 또다른 스펀본드층을 움직이는 형성 벨트에 순차적으로 디포지션함으로써, 이후 하기 기술된 바대로 포인트 결합에 의해서와 같이 라미네이트를 결합시킴으로써 만들어질 수 있다. 선택적으로, 직물층은 개별적으로 만들어지고, 롤에 수집되고, 분리된 결합 단계에서 조합될 수 있다.

여기서 사용된, 용어 "기계 방향" 또는 MD는 이것이 생산되는 방향으로의 직물의 길이를 의미한다. 용어 "교차 기계 방향" 또는 CD는 직물의 폭, 즉 일반적으로 MD에 수직인 방향을 의미한다.

여기서 사용된 용어 "중합체"는 일반적으로 호모폴리머, 예를 들면, 블록 (block), 그래프트 (graft), 무작위 및 대체 공중합체, 테르폴리머 등과 같은, 공중합체 및 이들의 혼합물 및 변형물을 포함하나 이에 국한되지 않는다. 더우기, 특별히 달리 제한되지 않는 한, 용어 "중합체"는 분자의 모든 가능한 기하학적 형태를 포함한다. 이들 형태는 이소탁틱 (isotactic), 신디오탁틱 (syndiotactic)및 무작위 대칭을 포함하나, 이에 국한되지 않는다.

여기서 사용된, "초음파 결합"은 예를 들면, 본슬래거의 미국 특허 제 4,374,888호에서 도식화된 소리 호른 (horn) 및 앤빌 (anvil) 롤 사이의 직물을 통과함으로써, 수행되는 프로세스를 의미한다.

여기서 사용된 "포인트 결합"은 다수의 이산적 결합 포인트에서 1개 이상의 직물 층을 결합시키는 것을 의미한다. 예를 들면, 열적 포인트 결합은 일반적으로 예를 들면, 엔그라브드 (engraved) 패턴 롤 및 유연한 칼렌다 롤과 같은 가열된 롤들 사이에 결합되는 1개 이상의 층을 통과시키는 것을 포함한다. 엔그라브드 롤은 전체 직물이 이의 전체 표면 위에 결합되지 않도록 하는 방법으로 패턴화되고, 앤빌 롤은 보통 평평하다. 결과적으로, 엔그라브드 롤을 위한 다양한 패턴은 기능적 및 미적인 이유로 개발되었다. 패턴의 한 예는 포인트를 갖고 한센 및 페닝의 미국 특허 제 3,855,046호에 개시된 바대로 새로울 때 약 10% 내지 약 25%의 결합 면적 및 약 200 결합/제곱 인치를 갖는 한센 페닝 또는 "H＆P" 패턴이고, 이의 전체 내용은 참고로 여기에 혼입된다. 또다른 전형적인 포인트 결합 패턴은 새로울 때 15%의 결합 면적을 생성하는 확장된 한센 페닝 또는 "EHP" 결합 패턴이다. 다른 통상의 패턴은 그 이름이 제안하는, 약 15%의 결합 면적을 갖는, 예를 들면, 윈도우 스크린과 같이 보이는 16%의 결합 면적 및 와이어 위브 (wire weave) 패턴을 갖는 반복적이고 약간 오프셋 다이아몬드를 갖는 다이아몬드 패턴을 포함한다.

여기서 사용된, 용어 "배리어"는 액체의 수송에 비교적 불투과성이고 적어도 30 밀리바아 물의 하이드로헤드를 갖는 필름, 라미네이트 또는 다른 직물을 의미한다. 여기서 사용된 하이드로헤드는 여기서 하기에 기술된 바대로 직물의 액체 배리어 성질의 측정을 의미한다.

여기서 사용된, 용어 "호흡 능력"은 직물의 면적의 수증기 수송율 (WVTR)을 의미한다. 직물의 WVTR은 한 면에서, 직물이 얼마나 편안하게 착용될 것인지를 표시해주는 수증기 수송율이다. WVTR은 하기에 표시된 바대로 측정될 수 있고 그 결과는 그램스/제곱 미터/일 (g/m²/24시간)으로 보고된다.

여기서 사용된 용어 "혼합물"은 2개 이상의 중합체의 혼합물을 의미하는 한편 용어 "합금"은 그 성분들이 혼합될 수 없지만 배합되는 혼합물의 아류를 의미한다.

여기서 사용된, 용어 "스크림 (scrim)"은 백킹 물질로서 사용되는 가벼운 중량의 직물을 의미한다. 스크림은 흔히 코팅되거나 라미네이트된 생성물을 위해 기저 직물로서 사용된다.

여기서 사용된, 용어 "보호 가먼트"는 착용될 수 있는 비-의학적 용도를 위한 의류의 형태를 의미한다. 이는 우의 및 산업적 또는 일복 및 작업복, 속옷, 바지, 셔츠, 쟈켓, 장갑, 양말 등을 포함한다.

여기서 사용된, 용어 "감염 조절 생성물"은 수술 가운 및 드레이프, 안면 마스크, 부판트 캡 (bouffant caps)과 같은 헤드 커버링, 수술 모자 및 후드, 신발 커버링, 부트 커버 및 슬리퍼와 같은 푸트웨어 (footwear), 상처 드레싱, 밴드, 멸균 랩, 와이퍼, 랩 코트, 작업복, 앞치마, 및 쟈켓과 같은 가먼트, 환자 베딩 (patient bedding), 스트레쳐 (stretcher) 및 요람 시이트 등과 같은 의학적 용도를 위한 용품을 의미한다.

여기서 사용된, 용어 "개인용 캐어 용품"은 기저귀, 트레이닝 바지, 흡수 속옷, 성인용 요실금 용품, 여성용 위생 용품 등과 같은 개인용 위생을 위한 용품을 의미한다.

여기서 사용된, 용어 "보호 커버"는 차, 트럭, 보트, 비행기, 모터사이클, 자전거, 골프 카트 등과 같은 운반 수단을 위한 커버, 그릴 (grills), 야드 (yard) 및 정원 장비 (풀베는 기계, 로토-틸러 (roto-tillers) 등) 및 잔디 가구와 같은 흔히 야외에 두는 장비를 위한 커버, 및 마루 커버링, 테이블 보, 피크닉 장소 커버 등을 의미한다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본 발명의 실행을 위해 전형적인 결합 롤러 어셈블리의 계통적 대표도이다.

도 2는 본 발명의 부분적으로 잘려 나간 필름 라미네이트의 부분적으로 상승된 측면도이다.

바람직한 실시 양태의 설명

다양한 중합체 필름은 본 발명과 연결되어 사용될 수 있다. 필름은 바람직하게는 약 65 g/m²미만의 기저 중량을 갖고, 더 더욱 바람직하게는 약 35 g/m²미만의 기저 중량을 갖는다. 바람직한 실시 양태에서 얇은 필름은 약 15 g/m²및 약 35 g/m²사이의 기저 중량을 갖는다. 추가의 면에서 중합체 필름은 약 50 μ 미만의 두께를 갖고 더 더욱 바람직하게는 약 12 μ 및 약 30 μ 사이의 두께를 갖는다. 여기서 사용된 "필름 두께"는 필름의 마주보는 표면들 사이의 거리를 의미하지 필름의 평면에 관련된 파동 및 투영의 높이를 의미하지 않는다. 얇은 중합체 필름을 형성하는 적합한 방법은 이 기술 분야에 잘 알려져 있고 캐스트 및 블로운 프로세스를 포함하고, 이에 국한되지 않는다. 열 가소성 필름은 또한 가열될 수 있고 바람직한 기저 중량 및/또는 두께를 갖는 필름을 형성하기 위해 가열되는 동안 순차적으로 신장될 수 있다. 덧붙여, 다중층 필름은 또한 본 발명과 연결되어 사용될 수 있다. 예로서, 다중 층 필름을 형성하는 방법은 미국 특허 제 4,522,203호; 미국 특허 제 4,494,629호, 미국 특허 제 4,734,324호; 미국 특허 제 5,261,899호 및 PCT 출원 국제 특허 제 96/19346호에 개시되고; 상기 참고 문헌의 전체 개시는 참조로 여기에 혼입된다.

배리어 필름을 사용하는 많은 물품에서 필름이 호흡 가능한 배리어, 즉 액체 및/또는 미립 물질에 배리어로서 작용하는 동안 이를 통해 기체 및/또는 증기를 통과시킬 수 있는 능력이 있는 것이 유익할 것이다. 호흡 가능한 직물은 이들이 직물 아래에 모여 있는 수분이 수증기로서 빠져나가게 하므로 흔히 호흡 가능하지 않은 배리어 물질에 비해 바람직하다. 그래서, 호흡 가능한 배리어 직물을 사용하는 의류는 직물을 통한 수증기의 이동이 피부에 대해 모인 과잉의 수분으로부터 초래된 불편함을 감소 및/또는 제거하는 것을 돕기 때문에 일반적으로 착용하기 더욱 편안하다.

호흡 가능한 배리어 필름은 이 기술 분야에 잘 알려져 있고 바람직하게는 적어도 300 g/m²/day의 WVTR, 및 더욱 바람직하게는 1500 g/m²/day 이상의 WVTR 및 심지어 3000 g/m²/day 이상의 WVTR을 갖는다. 본 발명의 실행을 위해 적합한 전형적인 호흡 가능한 배리어 필름은 호흡 가능한 미세 다공성 필름을 포함하지만, 이에 국한되지 않는다. 호흡 가능한 미세 다공성 필름은 이 기술 분야에 잘 알려져 있고 이의 다양한 형태는 하기 참고 문헌: 맥코맥의 1995년 6월 22일 출원된 국제 특허 제 95/16562호; 맥코맥 등의 1996년 6월 27일 출원된 국제 특허 제 96/19346호; 맥코맥 등의 1996년 10월 1일 출원된 미국 특허 출원 제 08/722,726호; 맥코맥 등의 1997년 6월 26일 출원된 미국 특허 출원 제 05/883,164호; 괄트니 등의 1997년 4월 25일 출원된 미국 특허 출원 제 08/843,147호; 및 쇼버 등의 1998년 7월 24일 출원된 미국 특허 출원 제 09/122,326호; 쉐스의 미국 특허 제 4,777,073호; 및 킨저의 미국 특허 제 4,867,881호에 기술되고, 상기 문헌의 전체 내용은 참조로 여기에 혼입된다. 바람직한 호흡 가능한 미세 다공성 필름은 열 가소성 중합체 및 채움재를 포함하는 신장되고 채워진 필름을 포함할 수 있다. 이들 (및 다른) 성분은 함께 혼합되고, 가열되고 이후 단일층 및 다중 층으로 압출될 수 있다. 채워진 필름은 예를 들면, 캐스트 또는 블로운 필름 장비를 사용함에 의해서와 같이, 이 기술 분야에 알려진 다양한 필름 형성 프로세스 중의 하나에 의해 만들어 질 수 있다. 열 가소성 중합체 및 채움재는 적어도 한 방향으로 신장될 수 있고, 이에 의해 필름 두께를 감소시키고 바람직한 정도의 호흡 능력을 얻기 위한 크기 및 빈도수의 미세 다공의 네트워크를 창출한다. 이러한 필름은, 신장하기 이전에, 바람직하게는 약 100 g/m²미만 및 더 더욱 바람직하게는 약 60 g/m²미만의 기저 중량을 갖는다. 신장에 대해 다중층 필름은 바람직하게는 약 15 및 약 35 g/m²사이의 기저 중량을 갖는다.

필름은 필름 형성에 적합한 열 가소성 중합체를 포함할 수 있다. 단독으로 또는 다른 중합체와 조합하여, 본 발명의 용도를위해 적합한 것으로 여겨지는 필름을 형성하는 중합체는, 폴리올레핀, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 노말 부틸 아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 에틸렌 비닐 알콜, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리부틸렌, 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함한다.

본 발명의 필름의 제조에 유용한 바람직한 열 가소성 중합체는 호모폴리머, 공중합체, 테르폴리머 및 이들의 혼합물을 포함하는 폴리올레핀을 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 덧붙여, 폴리올레핀 기저 필름은 또한 본 발명에서의 용도에 특히 매우 적합한 것으로 여겨진다. 본 발명의 목적을 위하여 중합체는 채움재 물질을 배제한, 필름의 중합체 부분이 적어도 50 중량% 폴리올레핀 중합체를 포함한다면 "폴리올레핀-기저"로 고려된다. 전형적인 폴리올레핀 중합체는 폴리올레핀 및 폴리프로필렌 및 공중합체, 테르폴리머 및 이들의 혼합물을 포함하고; 예들은 선형의 낮은 밀도의 폴리에틸렌 (LLDPE) 및 에틸렌-프로필렌 공 중합체 혼합물을 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 바람직한 폴리올레핀 중합체는 또한 프로필렌 및/또는 에틸렌 단량체가 생성된 중합체 조성물이 좁은 분자량 분포, 균일한 분화 및/또는 조절된 긴 사슬 분화를 갖는 알파-올레핀으로 중합화되는 것인 중합체를 포함한다. 적합한 알파-올레핀은 1-옥텐, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸-펜텐을 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 전형적인 폴리올레핀 공중합체는 오비제스키 등의 미국 특허 제 5,472,775호; 에덜리 등의 제 5,451,450호; 카민스키 등의 제 5,204,429호; 에테르톤 등의 제 5,539,124호; 및 크리쉬나무르티 등의 제 5,554,775호; 라이 등의 두개의 미국 특허 제 5,278,272호 및 제 5,272,236호; 문헌 [The Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othemer, 제 4판, 제 17권, 올레핀성 중합체, 페이지 765-767 (존 윌리 앤 선즈 1996)]에 기술된 것들과 같은 "메탈로센", "컨스트레인드 기하학 (constrained geometry)" 또는 "단일-부위" 촉매에 의해 만들어진 것들을 포함하고, 상기 참고 문헌의 전체 내용은 참조로 여기에 혼입된다.

덧붙여, 필름은 임의로 한개 이상의 첨가제 및/또는 안정화제를 포함할 수 있다. 바람직하게는 채워진 필름은 예를 들면, 입체 장애적 페놀 안정화제와 같은 항-산화제를 포함한다. 상업적으로 구입 가능한 항-산화제는 뉴욕, 테리타운의 시바 스페셜티 케미컬스로부터 이용 가능한 이그라녹스™ E 17 (토코페롤) 및 이그라녹스™ 1076 (옥토데실 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로시나메이트)를 포함하나, 이에 국한되지 않는다. 덧붙여, 필름 형성 프로세스, 신장 및 순차적 라미네이션 단계에 적합한 다른 안정화제 또는 첨가제는 또한 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 추가의 첨가제는 예를 들면, 멜트 안정화제, 프로세싱 안정화제, 가열 안정화제, 광 안정화제, 가열 노화 안정화제 및 이 기술 분야의 숙련자에게 알려진 다른 첨가제와 같은 필름에 바람직한 특성을 주기 위해 첨가될 수 있다. 추가로, 결합 제제 및/또는 택키파이어 (tackifiers)는 이처럼 바람직한 대로 다른 층에 대한 부착을 개선시키기 위해 필름에 첨가될 수 있다.

일단 바람직한 두께 및/또는 다른 특성을 갖는 필름이 얻어지면 필름은 개선된 미학 및/또는 핸드를 갖는 텍스쳐드 필름을 창출하기 위해 본 발명에 따라 프로세스될 수 있다. 바람직하게는 필름은 개선된 드레이프 및/또는 의류-같은 감촉을 갖는 필름을 창출하기 위해 여기서 제공된 개시에 따라 처리된다. 도 1 을 참조로, 얇은 필름 (12)는 역회전하는 제 1 및 제 2 결합 롤 (16), (18)에 의해 창출된 닙 (14)에 공급된다. 제 1 및 제 2 롤 (16), (18)의 회전은 닙 (14)를 통해 필름 (12)를 당긴다. 그러나, 제 1 및 제 2 롤 (16), (18)의 원주 속도는 2개의 롤 사이에 속도 차이가 존재하는 것으로 선택된다. 속도 차이 및 패턴화된 롤(들)은 필름 및 추가의 텍스쳐드 구조에 패턴을 제공하고 이에 의해 엠보싱된, 텍스쳐드 필름 (20)을 형성한다.

2개의 결합 롤 중 적어도 1개는 다수의 상승된 부분을 갖는 것으로 패턴화된다. 바람직하게는 제 1 롤 (16)은 패턴화되고 제 2 롤 (18)은 유연한 롤이다. 각각의 결합 롤은 다른 물질이 본 발명에 적합한 것으로 여겨지더라도, 바람직하게는 철 롤과 같은, 단단한 표면을 갖는다. 패턴화된 롤 또는 유연한 롤은 반대의 롤 보다 더욱 큰 원주 속도를 갖는 것으로 형상화될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 결합 롤의 속도의 선택은 필름의 바람직한 텍스쳐에 대해 이루어질 수 있다. 패턴화된 롤이 더욱 큰 원주 속도를 갖는 것으로 형상화된 결합 롤을 갖는 것은 일반적으로 리쥐 및 밸리 형태의 지형을 갖는 필름을 창출한다. 유연한 롤이 더욱 큰 원주 속도를 갖는 결합 롤을 형상화 하는 것은 특징적인 필름 지형 및 텍스쳐를 생성한다. 이들 필름은 "크레페드" 또는 물결형 구조를 나타낸다. 필름의 유일한 구조는 필름의 배리어 기능을 파괴하지 않고 배리어 필름에 개선된 핸드 및 텍스쳐를 제공한다.

필름의 개구화 또는 필름의 배리어 성질을 파괴시키는 과도하게 약화된 부분의 창출을 필름기 위해, 닙 압력, 중합체 조성물, 필름 온도 및 닙 롤의 속도 차이는 상호간에 선택되어야 한다. 일반적으로, 롤의 원주 속도,S는 바람직하게는 약 200% 이하이다. 바람직하게는S는 약 5% 및 약 150% 사이이고 더 더욱 바람직하게는 약 10% 및 약 75% 사이이다. 가열의 용도 (및 상응하게 더욱 높은 필름 온도)가 필름의 배리어 성질의 파괴를 피하기 위해 이용 가능한 속도 차이를 감소시키는 반면 열을 약간 또는 이용하지 않는 것은 더욱 높은 속도 차이를 허용한다. 덧붙여, 닙의 길이가 증가함에 따라 더 낮은S는 개구화 및/또는 필름 배리어 성질의 현저한 분해를 창출하기 위해 필요로 된다. 닙 길이는 롤 직경의 기능이고 닙 압력, 예를 들면 더욱 큰 직경 롤은 더욱 큰 닙 길이를 가질 것이다. 더우기, 낮은 닙 압력이 일반적으로 바람직하고 바람직하게는 약 1200 pli 미만 및 더 더욱 바람직하게는 약 200 pli 및 약 800 pli 사이이다.

엠보싱은 필름을 가열하거나 가열하지 않고 행해질 수 있다. 바람직하게는 필름은 녹는 점에서 또는 그 이상으로 또는 유연화 점 보다 현저히 높은 지점으로 가열되지 않는다. 일반적으로, 필름의 온도가 증가함에 따라 더 낮은S 값이 개구화를 일으키기 위해 요구된다. 필름은 닙 및/또는 닙 내로 들어가기 이전에 가열될 수 있다. 예를 들면, 필름은 한개 이상의 가열된 닙 롤의 사용에 의해 가열될 수 있다. 특별한 예로서, 폴리에틸렌 중합체 필름을 위해 바람직하게는 닙 롤은 약 120^oC 미만 및 또한 더욱 바람직하게는 약 50^oC 및 약 105^oC 사이의 실제 온도를 갖는다.

엠보싱된, 텍스쳐드 필름은 배리어 성질 및/또는 개선된 핸드를 제공하기 위해 요구되는 바대로 수많은 물품의 하나에 혼입될 수 있다. 흔히 엠보싱된, 텍스쳐드 필름이 물품의 가장 내부 및 외부 층으로서 사용되는 것이 유익할 것이다. 엠보싱된, 텍스쳐드 필름은 임의로 응집적 다중층 라미네이트를 형성하기 위해 엠보싱된, 텍스쳐드 필름에 라미네이트될 수 있는 한개 이상의 추가적 층에 부착될 수 있다. 추가의 층(들)은 예로서, 부직포 웹, 다중층 부직포 라미네이트, 스크림, 직포 직물, 폼 (foams) 및/또는 다른 유연한 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는 추가의 층(들)은 한개 이상의 스펀본디드 및/또는 멜트블로운 섬유 웹을 포함할 수 있다. 층의 조성물은 바람직한 성질, 즉 핸드, 미학, 장력, 비용, 내마모성 등을 갖는 물질을 얻기 위해 요구되는 바대로 선택될 수 있다. 하나의 실시 양태에서 외부 층은 약 10 g/m²내지 약 70 g/m²웹의 스펀 본드 섬유 및 더 더욱 바람직하게는 10 g/m²내지 약 30 g/m²웹의 스펀본드 섬유를 포함할 수 있다. 층(들)은 예를 들면, 열적, 초음파적, 부착적 또는 다른 결합 수단과 같은 이 기술 분야에 알려진 다양한 수단에 의해 필름에 결합될 수 있다. 열적 포인트 결합 또는 패턴화된 부착제의 용도는 호흡 가능한 미세 다공성 필름을 사용할 때 특히 바람직할 수 있다. 덧붙여, 엠보싱된 텍스쳐드 필름은 성형된 생성물의 외부 배플 (baffle) 또는 배리어를 형성하기 위해 부직포 웹 또는 폼과 같은 탄성의 변형 가능한 물질에 부착될 수 있다. 예로서, 엠보싱된 텍스쳐드 필름은 여성용 위생 용품과 같은 성형된 구조에 탄성의 변형 가능한 부직포로 열성형될 수 있다. 탄성적으로 압축 가능한 성형된 배리어 물품은 다타 등의 미국 특허 출원 제 08/445,149호에 기술되고, 이의 전체 내용은 여기에 참조로 혼입된다. 도 2를 참조로, 엠보싱된 텍스쳐드 필름 (20)은 응집적 다중층 라미네이트 (24)를 형성하기 위해 유연한 물질 (22)에 라미네이트된다.

본 발명의 배리어 라미네이트는 바람직하게는 배리어 성질, 핸드 및 바람직한 드레이프 및/또는 탄성 변형력을 갖는 보호 커버, 감염 조절 생성물, 개인 캐어 용품, 가먼트 및 다른 물품의 성분을 만들고/또는 포함할 수 있다. 이들의 예로서, 배리어 라미네이트는 기저귀에서 백 시이트 또는 외부 커버, 성인용 요실금 가먼트, 수술 가운으로서, 또는 여성 위생 용품에서 외부 배플로서 사용될 수 있다.

시험

하이드로헤드: 직물의 액체 배리어 성질의 측정은 하이드로헤드 시험이다. 하이드로헤드 시험은 액체가 이를 통과하기 이전에 직물이 지지할 물의 높이 또는 수압의 양 (밀리바아로)을 결정한다. 더욱 높은 하이드로헤드 판독을 갖는 직물은 이것이 더 낮은 하이드로헤드를 갖는 것 보다 액체 통과에 더욱 큰 배리어를 갖는 것을 지적해 준다. 하이드로헤드는 연방 시험 표준 191 A, 방법 5514에 따라 수행될 수 있다. 여기에 인용된 하이드로헤드 데이타는 하기 요약된 바대로 변형되는 것을 제외하고 상기 연방 시험 표준에 유사한 시험을 사용하여 얻어졌다. 하이드로헤드는 노스 캐롤라이나, 콘코드의 마리오 엔터프라이즈, 인크로부터 이용 가능한 유체 정력학 헤드 시험기를 사용하여 결정되었다. 표본은 표준화된 수압에 놓여지고, 누출의 제 1 표시가 3개의 분리된 부분에서 직물의 표면상에 나타날 때 까지 일정한 속도로 증가될 수 있다. (가장자리, 인접한 클램프에서의 누출은 무시됨) 얇은 필름과 같은, 지지되지 않은 직물은 하이드로헤드 값을 결정할 때 지지된다.

WVTR: 샘플 물질의 수증기 수송율 (WVTR)은S TM 표준 E96-80에 따라 계산되었다. 직경으로 3 인치 크기의 원형 샘플은 각각의 시험 물질로부터 잘려 졌고 이의 대조용은 뉴 저지, 서머빌의 훽스트 클리니즈 코포레이션으로부터의 셀가드™ 2500 필름의 부분이었다. 셀가로드™ 2500 필름은 미세 다공성 폴리프로필렌 필름이다. 3개의 샘플은 각각의 물질에 대해 제조되었다. 시험 용기는 펜실베니아, 필라델피아의 트윙-알버트 인스트루먼트 컴퍼니에의해 분포된 번호 60-1 베이포미터 팬 (Vapometer pan)이었다. 물 100 밀리리터가 베이포미터 팬 및 이 시험 물질의 개별적인 샘플에 부어 졌고 대조용 물질은 개별적인 팬의 개방된 탑을 가로질러 배치되었다. 스크류-언 플랜지 (screw-on flange)는 팬의 가장자리를 따라 시일 (seal)을 형성하기 위해 조여 졌고, 대략 33.17 제곱 센티미터의 노출된 면적을 갖는 6.5 센티미터 직경 원형위에 주위 기압에 노출된 결합된 시험 물질 또는 재조용 물질을 남긴다. 팬은 평형화하기 위해 100^oF (32^oC)에서 1시간 동안 강제적 공기 오븐에 배치되었다. 오븐은 내부에 수증기 축적을 필름기 위해 이를 통해 외부 공기로 순환시키는 일정한 온도의 오븐이었다. 적합한 강제적 공기 오븐은 예를 들면, 일리노이, 불루 아일랜드의 블루 엠. 일렉트릭 컵퍼니에 의해 분포된 블루 엠 파워-오-매틱 60 오븐이다. 평형의 완결에 따라, 팬은 오븐으로부터 제거되었고, 즉시 오븐으로 돌아가 무게가 측정되었다. 24시간 이후, 팬은 오븐으로부터 제거되었고 다시 무게가 측정되었다. 예비 시험 수증기 수송율 값은 하기 등식 (I)로 계산되었다:

(I) 시험 WVTR = (24 시간 동안의 그램 중량 손실) x 315.5 g/m²/24시간)

오븐내 상대적 습도는 특별히 조절되지 않았다. 100^oF (32^oC) 및 주위 상대적 습도의 예정된 장치 조건하에서, 셀가드™ 2500 대조용을 위한 WVTR은 24시간 동안 제곱 미터 당 5000 그램으로 정의되었다. 따라서, 대조용 샘플은 각각의 시험으로 작동되었고 예비 시험 값은 하기 등식 (II)를 사용하여 정해진 조건에 대해 수정되었다:

(II) WVTR = (시험 WVTR/대조용 WVTR) x (5000 g/m²/24시간)

실시예 1

4% TiO₂를 갖는 선형의 낮은 밀도의 폴리프로필렌 (5.5 멜트 인덱스)의 1.1 mil(27.9 μ) 필름이 제곱 인치당 85 파운드 (선형 인치 당 약 1000파운드)의 닙 알력을 갖는 유연한 롤 및 패턴화된 철 롤의 닙으로 공급되었다. 패턴화된 롤은 약 600 핀/인치의 핀 밀도를 갖는 작은 원형 핀을 가졌다. 패턴화된 롤은 215^oF의 실제 온도를 가졌고 유연한 롤은 약 190^oF의 실제 온도를 가졌다. 패턴화된 롤의 속도는 분당 43 피트에 맞추어 졌고 유연한 롤의 속도는 분당 40 피트에 맞추어 졌다. 생성된 필름은 텍스쳐드, 엠보싱된 지형을 가졌고 개구화되지 않았다.

(비교) 실시예 2

실시예 1에 기술된 필름은 패턴화된 롤이 분당 45 피트의 속도를 갖고 유연한 롤이 분당 40 피트의 속도를 갖는 것을 제외한 유사한 롤러 어셈블리를 통해 공급되었다. 생성된 필름은 배리어 성질의 손상을 입었고 개구되었다.

실시예 3

ABA 구조를 갖는 3개 층의 필름이 제공되었고, 층 A는 약 7.5%의 필름 두께를 포함하고 선형의 낮은 밀도의 폴리프로필렌이 포함되어 있고 층 B는 총 필름 두께의 약 55%를 포함하고 낮은 밀도의 폴리에틸렌이 포함되어 있다. 다중층 필름은 제곱 인치 당 85 파운드 (선형 인치 당 약 1000 파운드)의 닙 압력을 갖는 패턴화된 롤 및 앤빌 롤에 의해 형성된 입을 통해 공급되었다. 패턴화된 롤은 약 600 pins/inch의 핀 밀도를 갖는 작은 원형 핀을 가졌다. 패턴화된 롤은 190^oF의 맞춰진 온도 및 분당 70 피트의 속도를 가지는 반면 유연한 롤은 180^oF의 맞춰진 온도 및 분당 30 피트의 속도를 가졌다. 생성된 필름은 텍스쳐드, 엠보싱된 구조였고 개구되지 않았다.

(비교)실시예 4

실시예 3에 기술된 필름은 패턴화된 롤이 분당 74 피트의 속도를 갖고 유연한 롤이 분당 30 피트의 속도를 갖는 것을 제외한 유사한 롤러 어셈블리를 통해 공급되었다. 생성된 필름은 배리어 성질의 손상을 입었고 개구되었다.

다양한 특허 및 다른 참고 물질이 혼입된 물질 및 기술된 명세서의 물질 사이의 불일치가 존재하는 정도로, 참조로 여기에 혼입되는 한편, 기술된 명세서는 조절할 것이다. 덧붙여, 본 발명이 이들의 특정한 실시 양태에 대해 상세히 기술되는 한편, 다양한 변형, 변화 및 다른 변이가 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고 본 발명에 대해 이루어질 수 있음이 이 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 그러므로 청구 범위는 부속된 청구 범위에 의해 내포되는 모든 이러한 변화, 변형 및 다른 변이를 포함하는 것이 의도된다.

Claims

30 밀리바아 이상의 하이드로헤드를 갖는 열가소성 중합체 필름을 제공하기;

역-회전하는 결합 롤 어셈블리의 닙을 통해 엠보싱된 텍스쳐드 배리어 필름을 움직이게 하기 (상기 결합 롤 어셈블리는 제 1 및 제 2 롤을 포함하고 상기 제 1 롤이 패턴화된 롤이고 상기 제 1 및 제 2 롤이 상이한 원주 속도로 회전하는 것임)를 포함하고,

상기 막은 그안에 제공된 패턴을 갖고 텍스쳐드 표면을 갖고 추가로 30 밀리바아 이상의 하이드로헤드를 갖는 것인 엠보싱된 텍스쳐드 배리어 필름을 형성하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 200% 사이의 속도 차이를 갖고 상기 필름이 약 35 g/m²의 기저 중량 용도 계획을 갖는 것인 방법.
제 2항에 있어서, 상기 필름을 가열하기를 추가로 포함하는 방법.
제 3항에 있어서, 한개 이상의 상기 제 1 및 제 2 롤이 가열되는 것인 방법.
제 3항에 있어서, 상기 필름이 상기 닙으로 들어가기 이전에 가열되는 것인 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 150% 사이의 속도 차이를 갖고 상기 제 2 롤이 유연한 롤인 것인 방법.
제 6항에 있어서, 상기 열가소성 중합체 필름이 폴리에틸렌 중합체를 포함하는 것인 방법.
제 7항에 있어서, 한개 이상의 상기 제 1 및 제 2 롤이 가열되고 롤 온도가 약 120^oC를 초과하지 않는 것인 방법.
제 8항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 75% 사이의 속도 차이를 갖는 것인 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 롤이 상기 제 2 롤의 속도 보다 더 큰 원주 속도로 회전하는 것인 방법.
제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 200% 사이의 속도 차이를 갖고 추가로 상기 필름이 약 35 g/m²미만의 기저 중량을 갖는 것인 방법.
제 11항에 있어서, 상기 필름을 가열하기를 추가로 포함하는 방법.
제 11항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 150% 사이의 속도 차이를 갖고 상기 제 2 롤이 유연한 롤인 것인 방법.
제 12항에 있어서, 상기 열가소성 중합체 필름이 폴리올레핀 중합체를 포함하는 것인 방법.
제 12항에 있어서, 상기 열가소성 중합체가 폴리에틸렌 중합체를 포함하고 한개 이상의 상기 제 1 및 제 2 롤이 가열되고 롤 온도가 약 120^oC를 초과하지 않는 것인 방법.
제 14항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 75% 사이의 속도 차이를 갖는 것인 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 롤이 유연한 롤이고 추가로 상기 제 2 롤이 제 1 롤 보다 더 큰 원주 속도로 회전하는 것인 방법.
제 17항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 200% 사이의 속도 차이를 갖는 것인 방법.
제 18항에 있어서 상기 필름을 가열하기를 추가로 포함하는 방법.
제 19항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 150% 사이의 속도 차이를 갖는 것인 방법.
제 17항에 있어서, 상기 열가소성 중합체 필름이 폴리올레핀 중합체를 포함하는 것인 방법.
제 17항에 있어서, 상기 열가소성 중합체가 에틸렌 중합체를 포함하고 한개 이상의 상기 제 1 및 제 2 롤이 가열되고 롤 온도가 약 120^oC 미만인 것인 방법.
제 22항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤이 약 5% 및 약 75% 사이의 속도 차이를 갖는 것인 방법.