KR20010034250A - 부피가 커진 웨브 제조 방법 - Google Patents

부피가 커진 웨브 제조 방법 Download PDF

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KR20010034250A
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큐로존죠셉
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데이비드 엠 모이어
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Abstract

본 발명은 부피가 커진 웨브를 제조하는 방법을 제공한다. 웨브는 제 1 방향에 직교하는 방향으로 증분식 신장이 가해져서 부피가 커진 웨브를 제공한다. 다음에 부피가 커진 웨브는 안정화되어 안정화된 부피가 커진 웨브를 제공한다. 선택적으로, 부피가 커진 웨브는 증분식 신장이 가해진 후에 모아질 수 있다.

Description

부피가 커진 웨브 제조 방법{METHOD FOR MAKING A BULKED WEB}
부직 웨브는 제품이 한번 사용하거나 몇 번 사용한 후에 폐기할 수 있도록 저렴하게 제품 및 제품의 성분으로 제조될 수 있다. 이러한 제품의 예로는 기저귀, 용변훈련용 팬츠, 와이프, 의복, 실금 브리프, 여성 생리용 의복 등을 포함한다.
부직 웨브는 특정 특성을 갖도록 처리될 수 있다. 예를 들면, 하센보엘러 2세(Hassenboehler, Jr.)에게 1993년 9월 14일자로 허여된 미국 특허 제 5,244,482 호에는 부직 웨브를 처리하는 방법이 개시되어 있는데, 이 방법에서 부직 웨브는 상승된 온도에서 가열되고, 단일 축방향으로 당겨서 부직 웨브를 굳게 하고 안정화되게 한다. 이러한 부직 웨브는 가공후에 증가된 탄성을 나타낸다. 이러한 탄성의 증가는 부직 웨브를 가열함으로써 발생되는 새로운 "기억(memory)"에 의해 야기되는 것으로 알려져 있다. 탄성이 아닌 향상된 신장성이 요구되는 적용 분야에 있어서, 이러한 가열하는 것은 바람직하지 못하다. 또한, 이러한 상승된 온도로 가열함으로써 부직 웨브를 당기고 셋팅하는 것은 섬유를 무르게 하고, 부직 웨브가 증가된 광택을 갖게 한다. 기저귀 커버스톡과 같이 피복 접촉을 포함되는 많은 적용 분야에 있어서, 이러한 특성은 부드럽고 비탄성(낮은 광택) 외관의 소망하는 의복형 특성과는 반대다. 마지막으로, 웨브를 굳게 하고 안정화하도록 부직 웨브를 가열하는 단계의 필요성은 프로세스를 복잡하게 하고 비용을 상승시킨다.
1991년 1월 1일자로 모만(Morman)에게 허여된 미국 특허 제 4,981,747 호에는 "가역적으로 네크화된(reversibly necked)" 재료가 개시되어 있다. 비안정화된 네크화된 재료는, 재료를 안정화시키기 위해 다른 가열 셋팅 단계가 실행되는 시간이 지날때까지 재권취 롤상에서 고인장하에서 유지되어야 한다. 이러한 재료는 바람직한 피부 접촉 적용에 대해서 상술한 결점을 다시 갖고 있으며, 재료의 신장가능한 성질이 아닌 재료의 탄성 특성을 개선하는 것이다.
1993년 7월 13일자로 모만에게 허여된 미국 특허 제 5,226,992 호에는 복합 탄성 네크화된 접착된 재료를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 네크가능한 부직 웨브와 같은 적어도 하나의 네크가능한 재료에 신장력이 가해져서 재료를 네크화하거나 굳게 한다. 굳어진 부직 웨브를 가열하는 대신에, 상기 미국 특허 제 5,226,992 호에는 신장되고 굳어진 부직 웨브를 탄성 재료상에 중첩시키고, 신장되고 굳어진 부직 웨브가 신장된 상태로 있는 동안에 탄성 재료에 신장되고 굳어진 부직 웨브를 결합시키는 것이 개시되어 있다. 신장된 상태에 있는 동안에 신장되고 굳어진 부직 웨브를 탄성 재료에 결합시킴으로써, 부직 웨브는 그 네크화된 치수로 구속된다. 이러한 절차는 부직 웨브를 부가적인 탄성 층에 부착시킴이 없이 안정화된 신장가능한 웨브를 제조하는 수단을 제공하지 못한다.
본 발명의 목적은 안정화된 부피가 커진 웨브를 제조하는 후처리 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 적당한 롤스톡 또는 꽃줄모양으로 매달린 형태로 권취될 수 있고, 다음의 반전 또는 결합 조작에 적당한 안정화되고 부피가 커진 웨브를 제공하는 것이다.
본 명세서에 있어서, "안정화된(stabilized)"이란 용어는 모든 공동의 또는 종래의 웨브 저장 방법으로 적당한 상태에서 저장될 수 있는 본 발명의 재료를 말한다. 이러한 저장 수단은 예를 들면 저 신장 롤 또는 박스내에 꽃줄모양으로 매달린 재료를 포함한다.
본 명세서에 있어서, "부직 웨브(nonwoven web)"라는 용어는 중첩되지만 모든 일정하게 반복되는 방법으로는 아닌 개별 섬유 또는 실의 구조를 가진 웨브를 말한다. 부직 웨브는 예를 들면 멜트블로잉 프로세스, 스펀본딩 프로세스 및 접착된 카디드 웨브 프로세스와 같은 다양한 프로세스에 의해 종래에 형성되어 왔다.
본 명세서에 있어서 "폴리머(polymer)"라는 용어는 호모폴리머와, 블록, 그라프트, 랜덤 및 교호하는 코폴리머와 같은 코폴리머와, 테르폴리머와, 이들의 혼련물 및 변경물을 대체로 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다. 더욱이, 특별히 지정하지 않는한, 용어 "폴리머"는 재료의 모든 가능한 분자의 기하학적 구조를 포함한다. 이들 구조는 평형, 신디오택틱 및 랜덤 대칭을 포함하지만 이들로만 제한되지 않는다.
본 명세서에 있어서, "표면-경로길이(surface-pathlength)"라는 용어는 문제의 특정 방향에서 재료의 정밀사진 표면을 따라 측정한 것을 말한다.
발명의 요약
본 발명에 따르면, 부피가 커진 웨브(a bulked web)의 제조 방법에 있어서,
웨브를 제공하는 단계와,
상기 웨브를 제 1 방향으로 공급하는 단계와,
상기 제 1 방향에 직교하는 방향으로 상기 웨브에 증분식 신장을 가하여 부피가 커진 웨브를 제공하는 단계와,
상기 부피가 커진 웨브를 안정화시켜서 안정화된 부피가 커진 웨브를 제공하는 단계를 포함하는 부피가 커진 웨브의 제조 방법이 제공된다.
또한, 상기 방법은 웨브가 제 1 방향에 직교하는 방향으로 증분식 신장이 가해진 후에 부피가 커진 웨브를 모으는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 부피가 커진 웨브를 모으는 단계는 횡기계가공 방향 웨브 전환 장치를 통해 웨브를 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 방법은 부직 웨브를 권취 롤상에 권취하거나, 부직 웨브를 박스내에 꽃줄모양으로 매다는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 부피가 커진 웨브(a bulked web)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 부피가 커진 부직 웨브와 같은 부피가 커진 재료는, 제품 성능을 개선하는 방법으로 유체를 취급할 수 있도록 기저귀, 실금 브리프, 용변훈련용 팬츠, 여성 생리용 의복 등과 같은 일회용 흡수성 제품에 이용하기에 특히 적합하다.
본 명세서는 본 발명을 형성한다고 여겨지는 주제를 특별하게 지적하고 구분되게 청구하는 특허청구의 범위로 종결되지만, 첨부 도면과 관련하여 기술하는 하기의 설명으로부터 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 부피가 커진 웨브를 성형하는 예시적인 프로세스를 도시하는 개략적인 도면,
도 2는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치의 확대 사시도,
도 3은 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치에 들어가기 전의 웨브의 도면,
도 4는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치에 가해진 웨브의 도면,
도 5는 안정화 롤러 장치의 확대 사시도,
도 6은 본 발명의 부피가 커진 부직 웨브를 성형하는 다른 예시적인 프로세스의 개략도,
도 7은 횡기계가공 방향 웨브 전환 장치를 통과하는 웨브의 개략도,
도 8은 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치에 가해지고, 횡기계가공 방향 웨브 전환 장치에 들어가기 전의 웨브의 도면,
도 9는 횡기계가공 방향 웨브 전환 장치에 가해진 웨브의 도면,
도 10은 횡기계가공 방향 웨브 전환 장치의 도면.
도 1을 참조하면, 본 발명의 안정화된 부피가 커진 웨브를 성형하는 프로세스(10)가 개략적으로 도시되어 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게 공급 롤(13)이 이에 표시된 화살표의 방향으로 회전할 때 부직 웨브인 웨브(12)는 공급 롤(13)에서 풀리고, 표시된 화살표 방향, 즉 기계가공 방향 또는 MD 또는 제 1 방향으로 이동된다. 공급 롤(13)로부터의 웨브(12)는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)의 증분식 신장 롤러(15, 16)에 의해 형성된 닙(14)을 통해 통과한다.
부직 웨브(12)는 예를 들면 공지된 멜트블로잉법 또는 공지된 스펀본딩법과 같은 공지된 부직 사출성형법에 의해 형성될 수 있으며, 공급 롤상에 저장되지 않고 닙(14)을 통해 바로 통과된다.
도 2는 적어도 어느 정도까지 서로 상보적인 3차원 표면을 구비하는 대향된 가압 어플리케이터를 이용하는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)의 바람직한 실시예의 확대 사시도이다. 도 2에 도시된 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)는 증분식 신장 롤러(15, 16)를 포함한다. 부직 웨브(12)는 증분식 신장 롤러가 이 롤러에 표시된 화살표 방향으로 회전될 때 증분식 신장 롤러(15, 16)에 의해 형성된 닙(14)을 통해 통과된다. 최상부 증분식 신장 롤러(15)는 그 전체 원주 둘레로 연장되는 다수의 치형부(18) 및 이에 대응하는 홈(19)을 포함한다. 최하부 증분식 신장 롤러(16)는 그 전체 원주 둘레로 연장되는 다수의 치형부(20) 및 이에 대응하는 홈(21)을 포함한다. 롤러(15)상의 치형부(18)는 롤러(16)상의 홈과 맞물리거나 결합되는 반면에, 롤러(16)상의 치형부(20)는 롤러(15)상의 홈(19)과 맞물리거나 결합된다.
롤러(15, 16)상의 치형부(18, 20)는 각기 부직 웨브(12)의 이동 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 또는 부직 웨브(12)의 폭에 실질적으로 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 즉, 치형부(18, 20)는 기계가공, MD 또는 제 1 방향에 평행한 방향으로 연장된다. 증분식 신장 롤러(15, 16)는 제 1 또는 기계가공 방향에 대체로 직교하는 방향에서 부직 웨브를 증분식으로 신장시키며, 이에 의해 부직 웨브의 섬유가 횡기계가공 방향 또는 CD 방향이나, 제 1 방향에 직교하는 방향으로 적어도 어느 정도까지 배향되게 한다. 부직 웨브의 개별 섬유를 CD 방향으로 배향시키는 것에 부가하여, CD 방향 또는 제 1 방향에 직교하는 방향에서 측정할 때 부직 웨브의 표면-경로길이가 증가된다. 부직 웨브(12)가 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)에 존재함으로써, 부직 웨브(12)는 다수의 주름부(22)를 포함한다. 주름부(22)는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)에 들어가지 전에 실질적으로 평편한 부직 웨브(12)의 표면-경로길이와 비교할 때 증가된 표면-경로길이를 가진 부직 웨브(12)를 제공한다. 주름부(22)가 그 증가된 표면-경로길이를 가진 웨브(12)를 제공하는 반면에, 웨브의 전체 폭은 증가되지 않으며, 그에 다라 웨브(12)는 증가된 부피를 갖고 있다.
도 3은 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)에 들어가기 전의 웨브(12)를 도시한 것이다. 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)에 들어가기 전에, 웨브(12)는 부피 치수(B)와 폭 치수(W)를 갖고 있다. 도 4에는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)에 가해진 웨브(12)가 도시되어 있다. 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)에 가해진 후에, 웨브(12)는 새로운 부피 치수(B1)와, 폭 치수(W1)를 갖고 있다. 부피 치수(B1)는 부피 치수(B)보다 큰 반면에, 폭 치수(W, W1)는 대체로 동일하게 유지된다. 바람직하게, 부피 치수(B1)는 부피 치수(B)보다 적어도 약 10%, 보다 바람직하게 부피 치수(B)보다 적어도 약 20%, 가장 바람직하게 부피 치수(B)보다 적어도 약 30% 크다. 부피 치수(B1)는 부피 치수(B)보다 약 200% 정도까지 클 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)의 닙(14)에 들어가기 전에, 부직 웨브(12)는 CD 표면-경로길이 치수(Z)를 갖고 있다. 증분식 신장 롤러(15, 16)에 공급된 후에, 부직 웨브(12)는 다수의 주름부(22)를 갖게 되며, 이 주름부는 CD 표면-경로길이 치수(Z)보다 큰 새로운 CD 표면-경로길이 치수(Z')를 가진 부직 웨브(12)를 제공하게 된다. 웨브(12)는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)에 들어가지 전의 폭 치수(W)와, 장치(17)에서 빠져나올 때의 폭 치수(W1)가 대체로 동일하다. 웨브(12)의 폭이 변경되지 않고 유지되지만, 표면-경로길이가 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)를 빠져나올 시에 주름부(22)의 존재로 인해서 증가되기 때문에, 웨브(12)는 도 4에 도시된 바와 같이 증가된 부피(B1)를 갖고 있다.
CD 표면-경로길이 치수(Z')는 CD 표면-경로길이 치수(Z)보다 적어도 약 10% 큰 것이 바람직하며, CD 표면-경로길이 치수(Z)보다 적어도 약 20% 큰 것이 보다 바람직하며, CD 표면-경로길이 치수(Z)보다 적어도 약 30% 큰 것이 가장 바람직하다. CD 표면-경로길이 치수(Z')는 CD 표면-경로길이 치수(Z)보다 약 200%까지 클 수 있거나, 부직 웨브에 파손을 가하지 않을 수 있다. 예를 들면, 10인치의 CD 표면-경로길이 치수(Z)를 가진 부직 웨브(12)는 15인치의 CD 표면-경로길이 치수(Z')를 갖도록 50% 팽창될 수 있다.
부직 웨브의 표면-경로길이를 결정하는 방법은 본 명세서의 시험 방법에 개시되어 있다.
증분식 신장 롤러(15, 16)는 필요에 따라서 원하는 개수의 치형부 및 홈을 포함할 수 있다. 또한, 치형부 및 홈은 예를 들면, 곡선, 사인곡선형, 지그재그형 등과 같은 비선형일 수 있다. 증분식 신장 롤러(15, 16)상의 치형부 및 홈의 맞물림의 사이즈 및 정도는 모든 필요한 치수에 따라 정해질 수 있다.
횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(17)로부터의 부피가 커진 부직 웨브(12)는 안정화되거나 셋팅된다. 부피가 커진 부직 웨브(12)는 기계적으로, 화학적으로, 열적으로 또는 본 기술 분야에 공지된 다른 기술에 의해 안정화될 수 있다. 도 1에 도시된 프로세스는 기계적 안정화 장치(38)를 거쳐서 기계적 안정화가 가해진다. 화학적 안정화를 제공하기 위해서, 기계적 안정화 장치(38)는 화학 약품을 부직 웨브(12)에 도포하기 위해서 스프레이 헤드와 같은 장치로 대체된다. 화학 약품을 이동하는 웨브에 도포하기 위한 본 기술 분야에 공지된 모든 종래의 기구가 이용될 수 있다. 열적 안정화를 제공하기 위해서, 기계적 안정화 장치(38)는 부직 웨브(12)를 가열하기 위한 것으로 오븐과 같은 장치로 대체된다. 이동하는 웨브를 가열하기 위한 것으로 본 기술 분야에 공지된 모든 종래의 기구가 이용될 수 있다.
부직 웨브(12)는 신장성, 탄성 또는 비탄성 부직 재료일 수 있다. 부직 웨브(12)는 스펀본디드 웨브, 멜트블로운 웨브 또는 접착된 카디드 웨브일 수 있다. 부직 웨브가 멜로블로운 섬유의 웨브인 경우에, 부직 웨브는 멜트블로운 마이크로화이버를 포함할 수 있다. 부직 웨브(12)는 폴리올레핀과 같은 폴리머를 형성하는 섬유로 제조될 수 있다. 예시적인 폴리올레핀은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌 코폴리머, 프로필렌 코폴리머 및 부텐 코폴리머중 하나 또는 그 이상을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 부직 웨브(12)는 멜트블로운 웨브, 접착된 카디드 웨브 또는 다른 적당한 재료의 적어도 한 층에 접착된 스펀본디드 웨브의 적어도 한 층과 같은 것을 구비하는 다중층 재료일 수 있다. 선택적으로, 부직 웨브(12)는 스펀본디드 웨브, 멜트블로운 웨브 또는 접착된 카디드 웨브와 같은 재료의 단일 층일 수 있다.
또한, 부직 웨브(12)는 2개 또는 그 이상의 다른 섬유의 혼합물 또는 섬유 및 미립자의 혼합물로 제조된 복합 재료일 수 있다. 이러한 혼합물은, 멜트블로운 섬유와, 목재 펄프, 스태플 섬유 및 통상 초흡수성 재료라고 하는 하이드로콜로이달(하이드로겔)인 미립자와 같은 다른 재료의 적당한 엉클어짐 혼합이 수집 장치상에서 멜트블로운 섬유의 수집전에 이뤄져서 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유 및 다른 재료의 응집성 웨브를 형성하도록, 멜트블로운 섬유가 수반되는 가스 스트림에 섬유 및/또는 미립자를 첨가하여 형성될 수 있다.
섬유의 부직 웨브는 네킹에 견딜 수 있는 응집성 웨브 구조체를 형성하도록 접착함으로써 결합되어야 한다. 적당한 접착 기술로는 화학적 접착과, 포인트 캘린더링, 하이드로엔탕글링 및 니들링과 같은 열접착이 있지만, 이들로만 제한되지 않는다.
도 5는 적어도 어느 정도 서로 상보적인 3차원 표면을 구비하는 대향된 가압 어플리케이터를 이용하는 기계적 안정화 장치(38)의 바람직한 실시예의 사시도이다. 도 5에 도시된 기계적 안정화 장치(38)는 증분식 신장 롤러(34, 36)를 포함한다. 부직 웨브(12)는 화살표로 표시된 방향으로 증분식 신장 롤러가 회전할 때 증분식 신장 롤러(34, 36)에 의해 형성된 닙(32)을 통해 통과된다. 최상부 증분식 신장 롤러(34)는 그 전체 원주 둘레로 연장되는 다수의 치형부(40) 및 이에 대응하는 홈(41)을 포함한다. 최하부 증분식 신장 롤러(36)는 그 전체 원주 둘레로 연장되는 다수의 치형부(42) 및 이에 대응하는 홈(43)을 포함한다. 롤러(34)상의 치형부(40)는 롤러(36)상의 홈(43)과 맞물리거나 결합되는 반면에, 롤러(36)상의 치형부(42)는 롤러(34)상의 홈(41)과 맞물리거나 결합된다.
롤러(34, 36)상의 치형부(40, 42)는 각기 네크가능한 웨브(12)의 이동 방향 또는 제 1 방향에 실질적으로 직교하는 방향이나, 부직 웨브(12)의 폭에 실질적으로 평행한 방향으로 연장된다. 즉, 치형부(40, 42)는 횡기계가공 또는 CD 방향에 평행한 방향으로 연장된다. 증분식 신장 롤러(34, 36)는 네크화된 방향에 실질적으로 직교하는 방향으로 웨브를 증분식으로 신장시키며, 이에 의해 부직 웨브(12)가 안정화되어, 증분식 신장 롤러(34, 36)를 통해 통과한 후에 부피가 커진 상태가 유지된다. 부피가 커진 부직 웨브를 안정화시킴으로써, 부직 웨브는 그 부피가 커진 상태를 실질적으로 유지한다.
증분식 신장 롤러(34, 36)를 통해 통과되어 안정화된 후에, 안정화된 부직 웨브(12)는 다수의 안정화된 엠보싱부(44)를 포함한다. 안정화 엠보싱부(44)는 안정화된 부직 웨브(12)의 전체 폭에 걸쳐서 서로 평행한 실질적으로 선형 방향으로 연장된다. 안정화 엠보싱부(44)는 CD 또는 횡기계가공 방향으로 실질적으로 평행한 방향으로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각 안정화 엠보싱부는 하나의 에지로부터 다른 에지까지 안정화된 부직 웨브(12)에 걸쳐서 연장된다. 이것은 웨브의 전체 폭에 걸쳐서 섬유를 셋팅하여 웨브를 안정화시킴으로써 중요한 것이다.
증분식 신장 롤러(34, 36)는 부직 웨브에 소망하는 안정화를 제공하기 위해서 필요한 개수의 치형부 및 홈을 구비할 수 있다. 또한, 치형부 및 홈은 곡선, 사인곡선형, 지그재그형 등과 같은 비선형일 수 있다. 증분식 신장 롤러(34, 36)상의 치형부 및 홈의 사이즈 및 맞물림 정도는 모든 소망하는 치수로 될 수 있다. 또한, 치형부 및 홈은 웨브의 이동 방향에 직교하는 것이 아닌 다른 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 이러한 형태의 증분 신장이 웨브의 폭을 팽창시키는 경향이 있으며, 그에 따라서 부피를 크게 하는 작동의 목적에 어긋날 때, 치형부 및 홈은 CD 방향에 직각이지만 MD 또는 기계가공 방향에 평행하지 않은 방향으로 연장될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 부직 웨브(12)가 기계적 안정화 장치(38)를 통해 통과된 후에, 웨브는 권취 롤(70)상에 권취된다. 부직 웨브가 안정화되면, 부직 웨브는 권취 롤상에 권취되고, 다음에 소망하는 최종 용도로 이용된다. 일단 부직 웨브가 안정화되거나 셋팅되면, 부직 웨브는 특정 취급 기구가 필요없이 고속의 종래의 기저귀 제조 기구상에서 취급하기에 적당하다. 선택적으로, 부직 웨브(12)는 종래의 꽃줄모양으로 매다는 기구를 이용하는 박스내에 꽃줄모양으로 매달 수 있다.
도 1의 장치와 결합하여 이용될 수 있는 종래의 구동 수단 및 다른 종래의 장치는 잘 공지되어 있으며, 명료함을 위해서 도 1의 개략도에는 도시하지 않았다.
이제 도 6을 참조하면 본 발명의 부피가 커진 부직 웨브를 성형하기 위한 다른 프로세스(100)가 개략적으로 도시되어 있다.
공급 롤(103)이 표시된 화살표 방향으로 회전할 때 부직 웨브(102)는 공급 롤(103)로부터 풀리고, 화살표로 표시된 방향, 즉 기계가공 또는 제 1 방향으로 이동한다. 공급 롤(103)로부터의 부직 웨브(102)는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(107)의 증분식 신장 롤러(105, 106)에 의해 형성된 닙(104)을 통해 통과된다. 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(107)는 서로 적어도 어느 정도 상보적인 3차원 표면을 구비하는 대향된 가압 어플리케이터를 이용한다. 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(107)는 증분식 신장 롤러(105, 106)를 포함한다. 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치의 보다 상세한 설명은 상술되어 있고 도 2에 도시되어 있다.
횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(107)로부터의 부직 웨브(102)는 도 7에 도시된 바와 같이 횡방향 웨브 전환 장치(130)를 통해 통과된다. 횡방향 웨브 전환 장치(130)는 웨브(102)를 모은다.
도 8에는 횡기계가공 방향 웨브 보강 장치(107)에 가해지고 횡방향 웨브 전환 장치(130)에 들어가지 전의 웨브(102)가 도시되어 있다. 횡방향 웨브 전환 장치(130)에 들어가지 전에 웨브(102)는 부피 치수(B1)와 폭 치수(W1)를 갖고 있다. 도 9에는 횡방향 웨브 전환 장치(130)에 가해진 웨브(102)가 도시되어 있다. 횡방향 웨브 전환 장치(130)에 가해진 후의 웨브(102)는 부피 치수(B2) 및 폭 치수(W2)를 갖고 있다. 부피 치수(B2)는 부피 치수(B1)와 동일한 반면에, 폭 치수(W2)는 폭 치수(W1)보다 작다. 폭 치수(W2)는 바람직하게 폭 치수(W1)보다 적어도 약 10%, 보다 바람직하게 폭 치수(W1)보다 적어도 약 20%, 가장 바람직하게 폭 치수(W1)보다 적어도 약 30% 작다. 폭 치수(W2)는 폭 치수(W1)보다 약 50%까지 작을 수 있으며, 그 이상 작을 수도 있다.
횡방향 웨브 전환 장치(130)는 웨브(102)를 모으거나 압축시켜서 그 부피 치수는 대체로 유지되지만 웨브의 폭 치수는 감소되게 하는 모든 장치일 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 횡방향 웨브 전환 장치(130)는 웨브(102)가 모이도록 기계가공 방향에 대해 각을 이루는 한쌍의 바아 또는 아암(132)을 포함할 수 있다. 횡방향 웨브 전환 장치(130)에 대한 다른 가능한 장치는 튜브, 플레이트, 벽, 링 등이 있지만, 이들로만 제한되지 않는다.
횡방향 웨브 전환 장치(130)로부터의 부피가 커진 부직 웨브(102)는 안정화되거나 셋팅된다. 부피가 커진 부직 웨브(102)는 기계적으로, 화학적으로, 열적으로 또는 본 기술 분야에 공지된 다른 기술에 의해 안정화될 수 있다. 도 6에 도시된 프로세스는 기계적 안정화 장치(152)를 거쳐서 기계적 안정화가 가해진 부피가 커진 부직 웨브를 도시한 것이다. 기계적 안정화 장치의 보다 상세한 설명은 상술되어 있고 도 5에 도시되어 있다.
화학적 안정화를 제공하기 위해서, 기계적 안정화 장치(152)는 화학 약품을 부직 웨브(102)에 도포하기 위해서 스프레이 헤드와 같은 장치로 대체된다. 화학 약품을 이동하는 웨브에 도포하기 위한 본 기술 분야에 공지된 모든 종래의 기구가 이용될 수 있다. 열적 안정화를 제공하기 위해서, 기계적 안정화 장치(152)는 부직 웨브(102)를 가열하기 위한 것으로 오븐과 같은 장치로 대체된다. 이동하는 웨브를 가열하기 위한 것으로 본 기술 분야에 공지된 모든 종래의 기구가 이용될 수 있다.
기계적 안정화 장치(152)를 빠져나간 후, 안정화된 부피가 커진 부직 웨브(102)는 권취 롤(170)상에 권취된다. 선택적으로, 안정화된 부피가 커진 부직 웨브(102)는 종래의 기구를 이용하여 박스내 꽃줄모양으로 매달 수 있다.
도 6의 장치와 결합하여 이용될 수 있는 종래의 구동 수단 및 다른 종래의 장치는 공지되어 있으며, 명료하게 하기 위해서 도 6의 개략도에는 도시하지 않았다.
시험 방법
부직 웨브의 표면-경로길이 측정은 현미경 이미자 분석 방법에 의해 부직 웨브를 분석함으로써 결정된다.
측정할 샘플은 절단되고 부직 웨브로부터 분리된다. 0.5인치의 비제한된 샘플 길이는 웨브에 부착된 동안에 "측정된 에지"에 직교하는 "게이지 마킹"될 수 있으며, 다음에 웨브로부터 정확하게 절단되어 제거된다.
측정 샘플은 현미경 렌즈 슬라이드의 긴-에지상에 장착된다. "측정된 에지"는 렌즈 에지로부터 약간(대략 1㎜) 외측으로 연장된다. 압감 접착제의 얇은 층이 적당한 샘플 지지 수단을 제공하도록 렌즈 면-에지에 도포된다. 깊은 주름을 가진 샘플에 있어서, 샘플이 슬라이드 에지에 접촉 및 부착되는 것이 용이하도록 샘플을 부드럽게 연장되게(상당한 힘을 부여하지 않고) 할 필요가 있다. 이것은 이미지 분석 동안에 개선된 에지 확인을 가능하게 하고, 부가적인 해석 분석이 필요한 가능한 에지 부분의 "쭈글쭈글해짐"을 회피한다.
각 샘플의 이미지는 충분한 품질 및 크기의 적당한 현미경 측정 수단을 이용하여 지지 슬라이드 "에지 온"을 취하는 "측정된 에지"를 구할 수 있다. 데이터는 Keyence VH-6100(20xLens) 비디오 기구를 이용하여 Sony Video Magigraph 기구로 이뤄진 비디오-이미지 프린트를 얻는다. 비디오 프린터는 Hewlett Packard ScanJet IIP 스캐너로 이미지 스캔된다. 이미지 분석은 소프트웨어 NIH MAC 이미지 버전 1.45를 이용하는 매킨토시 IICi 컴퓨터에 이뤄진다.
이러한 기구를 이용하여, 0.005인치를 가진 0.500인치의 그리드 스케일 길이로 최초에 취한 눈금 이미지는 컴퓨터 이미지 분석 프로그램의 눈금 셋팅을 위해 이용될 수 있도록 증분마킹된다. 다음에, 측정할 모든 샘플은 비디오 이미지화되고 비디오 이미지 프린트된다. 다음에, 모든 비디오 프린트는 적당한 매킨토시 이미지-화일 포맷으로 100dpi(256-레벨 그레이 스케일)로 이미지 스캔된다. 마지막으로, 각 이미지 파일(눈금 파일을 포함함)은 매킨토시 이미지 1.45 컴퓨터 프로그램을 이용하여 분석된다. 모든 샘플은 선택된 손의 라인 측정 기구로 측정된다. 샘플은 양 측면 에지상에서 측정되며, 길이가 기록된다. 얇은 샘플은 측정할 하나의 측면 에지만이 필요하다. 두꺼운 샘플은 양 측면 에지상에서 측정된다. 길이 측정 기록은 절단 샘플의 전체 게이지 길이를 따라 이뤄진다. 몇몇 경우에, 다중(부분적으로 중첩됨) 이미지는 전체 절단 샘플을 커버할 필요가 있을 수 있다. 이들 경우에, 선택 특징적인 특징부가 양 중첩 이미지에 공동이며, "마커"로서 이용되어 이미지 길이 판독이 인접하지만 중첩하지 않게 한다.
표면-경로길이의 최종 결정은 각 영역의 5개의 개별 0.5인치 게이지 샘플의 길이의 평균을 구함으로서 얻어진다. 각 게이지 샘플 "표면-경로길이"는 양 측면-에지 표면-경로길이의 평균으로 될 것이다.
상술한 시험 방법은 본 발명의 웨브의 대부분에 유용하지만, 시험 방법은 몇몇 웨브를 수용하도록 수정될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변경 및 변형이 행해질 수 있음은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다. 따라서, 본 발명의 영역내에 있는 이러한 모든 수정 및 변경은 첨부한 특허청구범위에 의해 커버된다.

Claims (16)

  1. 부피가 커진 웨브(a bulked web)의 제조 방법에 있어서,
    ⓐ 웨브를 제공하는 단계와,
    ⓑ 상기 웨브를 제 1 방향으로 공급하는 단계와,
    ⓒ 상기 제 1 방향에 직교하는 방향으로 상기 웨브에 증분식 신장을 가하여 부피가 커진 웨브를 제공하는 단계와,
    ⓓ 부피가 커진 웨브를 안정화하여 안정화된 부피가 커진 웨브를 제공하는 단계를 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 ⓒ 다음에 상기 부피가 커진 웨브를 모으는 단계를 더 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부피가 커진 웨브를 모으는 상기 단계가 횡방향 웨브 전환 장치를 통해 웨브를 공급하는 단계를 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 ⓓ가 상기 제 1 방향에 평행한 방향으로 웨브에 증분식 신장을 가하는 단계를 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 증분식 신장 단계가 한쌍의 증분식 신장 롤러에 의해 형성된 닙을 통해 부피가 커진 부직 웨브를 공급하는 단계를 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 증분식 신장 롤러가 각각 다수의 치형부 및 다수의 홈을 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정화 단계가 한쌍의 패턴형 가압 롤러에 의해 형성된 닙을 통해 상기 부피가 커진 부직 웨브를 공급하는 단계를 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패턴형 가압 롤러가 부직 웨브의 전체 폭을 가로질러 연속적인 가압 안정화 엠보싱부를 제공하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정화 단계가 상기 웨브에 높은 온도를 가하여 웨브를 열적으로 셋팅시키는 단계를 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정화 단계가 상기 웨브에 화학 물질을 가하여 웨브를 화학적으로 셋팅하는 단계를 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨브가 섬유의 접착된 카디드 웨브, 스펀본디드 섬유의 웨브, 멜트블로운 섬유의 웨브 및 상기 웨브중 적어도 하나를 포함하는 다중층 재료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 부직 웨브인
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 섬유가 폴리올레핀, 폴리에스터 및 폴리아미드로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 폴리머를 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌 코폴리머, 프로필렌 코폴리머 및 부텐 코폴리머중 하나 이상으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 웨브가 섬유의 혼합물과, 목재 펄프, 스태플 섬유, 미립자 및 초흡수성 재료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 다른 재료를 포함하는 복합 재료인
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    ⓔ 상기 안정화된 부피가 커진 웨브를 권취 롤상에 권취하는 단계를 더 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    ⓔ 상기 안정화된 부피가 커진 웨브를 박스내에 꽃줄형태로 매다는 단계를 더 포함하는
    부피가 커진 웨브 제조 방법.
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