KR20010075218A - 미숙성 필름 및 미숙성 부직 웹의 적층물의 제조방법 및그로부터 제조되는 제품 - Google Patents

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샌디 치-칭 잉
케빈 죠지 헤츨러
빌리 레이 쥬니어 존스
윌리암 벨라 하프너
챨스 허먼 엘리슨
챨스 죤 모렐
다니엘 케네쓰 쉬퍼
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로날드 디. 맥크레이
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Abstract

본 발명은 필름 및 부직 웹의 적층물을 제조하기 위한 인-라인 연속 방법에 관한 것인데, 여기서 필름 및 부직 웹은 동시에 만들어지고 따라서 바로 적층물로 만들어질 때 초기의 또는 미숙성 상태이다. 본 발명의 방법에서, 필름은 인-라인으로 제조되고 동시에 부직 웹도 제조되며 새롭게 제조된 필름 및 부직 웹은 제조 직후 바로 적층된다. 따라서 이 적층물은 "미숙성된" 필름 및 "미숙성된" 부직 웹으로 제조된다. 본원에서 사용된 용어 "미숙성된"(green(미숙성된)과 동의어임)은 필름 및 부직 웹이 제조된 직후에 적층된다는 것을 의미하는데, 예를 들면 필름 및 부직 웹 중 어느 것도 적층물로 제조되기 전에 미리 롤에 감기는 일이 없다.

Description

미숙성 필름 및 미숙성 부직 웹의 적층물의 제조 방법 및 그로부터 제조되는 제품{Process For Making A Laminate Of Unaged Film And An Unaged Nonwoven Web And Products Produced Therefrom}
본 발명은 미숙성(unaged) 필름 및 미숙성 부직 웹의 적층물의 제조 방법 및 그로부터 제조되는 제품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 필름 및 부직 웹을 동시에 제조하고 이어서 적층물을 형성하는 인-라인(in-line) 연속 적층물 제조 방법에 관한 것이다.
산업계에서는 필름의 차단(barrier) 특성 및 부직포의 천과 유사한(cloth-like) 특성을 결합하여 다양한 의료, 개인 미용(personal care) 및 상업적 분야에 이용하는 잇점을 오랫동안 인식해 왔다. 적층물은 전통적으로 숙성 필름 및 숙성 부직 웹을 이용하는 방법 외에 숙성 필름 및 미숙성 부직 웹, 또는 역으로 미숙성 필름 및 숙성 부직 웹을 이용하는 방법에 의하여 제조하여 왔다. 예로서, 전형적인 종래 기술의 방법에서는 먼저 예비 제조 필름을 롤 위에 감고 이어서 나중에 그 필름 롤을 풀면서 제조 중인 부직 웹에 적층시킴으로써 적층물을 형성하는 단계를 필요로 할 것이다. 연속적인 방법에서는 필름이나 부직 웹을 제조하는데 많은 기술적 장애가 있다. 게다가, 필름 제조 및 부직 웹 제조와 같은 복잡한 공정을 결합하는 것의 성공 여부는 두 시스템의 기술적 문제를 동시에 해결하는 데 좌우될 것이다. 신뢰성(reliability) 이론에 의해 제시된 바와 같이 각 공정의 고유한 어려움들로 인해 당해 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자들은 사실 그러한 결합을 하지 못하고 특별한 제품 특성의 잇점을 전혀 기대하지 못할 것이다. 이 점에 관해 아래에서 보다 상세히 설명할 것이다.
또한, 예비 형성된 필름 또는 부직 웹을 푸는 종래 방법은 극복해야 할 문제가 남아 있다. 이전에 사용하던 풀기 방법에서의 한가지 문제는 숙성 필름의 롤 하나가 고갈되어 새로운 숙성 필름 롤을 대체해야 하는 경우에 필요한 추가 단계에 관한 것이다. 제 1 필름 롤의 끝을 제 2 필름 롤의 시작부에 붙이는데 접합이 필요하다. 연속 공정에서는 기계를 멈추지 않고 접합을 수행해야 하는데, 롤은 보통 높은 속도로 회전하고 있기 때문에 접합이 어렵다. 적어도 2 개의 공지된 접합 수행 방법이 있다. 한 방법에서는, 페스툰(festoon)을 사용하여 필름의 느슨한 데를 죄는데 이 경우 영(0) 속도에서의 접합이 가능하다. 예를 들면 수직으로 뻗어 있는 페스툰 바를 통해 필름 시트를 싼다. 접합이 시작되면, 페스툰을 낮추어 롤의 속도를 0에 가깝게 한다. 이 방법은 숙성 필름 롤의 움직임이 없다는 점에서 접합이 용이하다. 이러한 방법의 단점은 고가의 장비(예를 들면, 페스툰)를 추가로 구입, 관리 및 작동해야 한다는 점이다.
또다른 접합 방법은 일반적으로 "플라이 위에서의 접합(splicing on the fly)"이라고 알려져 있는데, 이는 롤이 회전하는 중에 접합을 요한다. 이 방법은 제 1 롤의 회전 속도를 줄이면서 제 2 롤의 속도를 올림으로써 제 2 롤의 표면 속도를 접합 수행에 맞게 하여 수행한다. "플라잉 접합(flying splice)"은 고가의 페스툰 장비를 구입, 관리 및 작동할 필요가 없다는 점에서 비용 면에서 보다 효과적일 수 있다. 하지만, 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자가 알고 있는 바와 같이, "플라이 위에서의 접합"이 훨씬 더 어려우며, 특히 긴 롤을 사용하고 분당 400 내지 1500 피트 (fpm) (또는 분당 122 내지 457 미터 (m/min))의 속도를 사용하는 경우에 그러하다.
당해 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자들이 알고 있는 많은 수단에 의해 접합을 달성할 수 있다. 한가지 그러한 방법은 2 개의 필름 시트를 함께 테이핑(taping)하는 것이다. 테이핑의 한가지 단점은 테이프가 통기성(breathability)과 같은 필름 특성에 방해가 되기 때문에 테이핑한 부분의 위치를 관찰해서 나중에 제거해야 한다는 점이다.
예비 제조된, 또는 숙성된 필름을 푸는 방법의 추가적인 단점은 인접 위치에 감긴 필름이 서로 달라붙는 경향(다르게는 필름 블록킹이라고 알려짐)이 있어서 롤에서 롤을 풀 때 파열된다는 점이다. 사실, 각 필름층이 다음 필름층에 대해 친화성을 갖고 이 층들은 풀리기보다 서로 달라붙기가 더 쉽다. 필름 형성에 사용되는 재료의 성질 및 필름을 롤 위에 감는데서 비롯되는 압축력으로 인해 층들이 서로 달라붙어 필름을 풀 때 파열되는 경향이 있다. 이처럼 파열되는 것은 제품 균일성 부족을 일으킴으로써 차단 특성을 감소시킨다. 게다가, 필름이 완전히 파열되어 공정을 중단하고 필름을 재접합해야 할 수도 있다.
또한, 폭이 120 인치(3.05 m)이고 중량이 3000 파운드(1360 kg)나 되는 필름롤을 이용하는 것도 드물지 않다. 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자가 잘 알고 있는 바와 같이, 그런 롤을 다루는 것은 어렵고 적어도 거추장스러운 일이다.
본 발명은 미숙성 부직 웹 및 미숙성 필름의 인-라인 제조에 의해 이런 어려움 및 다른 어려움들을 피한다. 상기한 어려움들을 극복하는 것과 별개로, 본 발명의 인-라인 연속 방법을 이용하는 잇점들이 있다. 한가지 그러한 잇점은 미숙성 필름은 필름을 부직 웹에 적층시키기 전에 충분히 결정화할 기회가 없었다는 점이다. 필름을 롤에 감아 적게는 48 시간 및 많게는 2-3 주 동안 저장 숙성하였을 때, 필름 온도가 낮아지고 필름이 결정화할 것이다. 본 발명의 미숙성 필름은 보다 무정형 상태일 것인데, 이는 더 부드럽고 배향하기가 더 쉬울 것이라는 것을 의미한다. 또한, 무정형 특성은 예비 신장된 필름 및(또는) 생성된 적층에서 보다 낮은 기본 중량(basis weight)의 필름을 이용할 수 있는 결과를 줄 수도 있다. 이런 식으로, 필름의 차단 및 통기성 특성은 유지하거나 나아가 개선시키고, 필름 및 생성되는 적층물의 제조와 관련된 전체 비용은 감소시킨다.
종래 알려진 방법들의 모든 이러한 단점들을, 미숙성 필름을 미숙성 부직 웹과 동시에 제조하고 인-라인 연속 공정에서 즉시 적층물을 형성하는 본 발명의 방법에 의해 제거하였다. 그러한 적층물은 인장 강도 및 수두(hydrohead)에 있어서 예상치 않은 개선을 나타내어 적층물을 흡수제 제품으로 전환하는 분야에서 특히 유용해진다. 전환 공정은 층분리(delamination)와 관련된 문제들이 많은 것이 전형적이었다. 이 문제들은 본 발명의 방법에 의해 제조된 적층물을 이용하는 경우 개선되었다.
적층물 제조에 인-라인 연속 공정을 이용하는 방법의 개념은 이전에 하나의 가능성으로서 제시되었다. 예를 들면, 공동 양수인의 PCT 공보 WO 96/19346을 참조하라. 하지만, 라이트 형제의 성공적 비행 전에 나온 항공기 모델과 같이, 본 발명의 인-라인 연속 공정을 만드는 개념에 실제로 생명을 불어 넣은 것은 고도의 자격을 가진 자들이 장기간 집중적 노력을 함으로써 겨우 이루어졌다. 게다가, 본 발명의 방법에 의해 제조된 적층물은 예상치 않은 특성을 나타내는데, 이에 관해선 아래에서 보다 자세히 설명할 것이다.
발명의 요약
본 발명은 미숙성 필름 형성과 동시에 미숙성 부직 웹을 형성하는 단계, 및 상기 배향된 미숙성 필름 및 상기 미숙성 부직 웹을 적층시켜 상기 배향된 미숙성 필름 및 상기 미숙성 부직 웹을 형성한지 1-60 초 내에 적층물을 형성하는 단계를 포함하는, 필름 및 부직 웹의 적층물의 인-라인 연속 제조 방법에 관한 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따라 미숙성 필름 및 미숙성 부직 웹으로부터 적층물을 인-라인 연속 형성하는 방법의 투시도이다.
도 2a, b 및 c는 숙성 필름 및 숙성 부직 웹으로부터 적층물을 형성하는 종래 기술의 3 단계 방법의 도식적 측면도를 나타낸다.
도 3은 숙성 필름 및 미숙성 부직 웹으로부터 적층물을 형성하는 종래 기술의 2 단계 방법의 도식적 측면도이다.
도 4는 예시적 개인 미용 흡수제 제품(이 경우 기저귀)의 부분 절단 평면도(top plan view)로서, 본 발명에 따른 필름/부직 적층을 이용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 스레딩(threading) 수단의 투시도이다.
도 6a는 종래 기술의 기계 방향 배향기(Machine Direction Orienter)의 도식적 측면도이다.
도 6b는 본 발명의 기계 방향 배향기(Machine Direction Orienter)의 도식적 측면도이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 필름 및 부직 웹을 동시에 제조하므로 초기의 또는 미숙성인 상태로 직접 적층물을 형성하는, 필름 및 부직 웹의 적층물의 인-라인 연속 제조 방법에 관한 것이다. 지금까지 인-라인 연속 방법에 따라 그러한 적층물을 형성하는 것은 알려지지 않았다. 본 발명의 방법에서, 필름을 인-라인으로 형성하면서 부직 웹을 형성하고 새롭게 형성된 필름 및 부직 웹을 형성하자마자 즉시 적층시킨다. 따라서, "미숙성" 필름 및 "미숙성" 부직 웹으로부터 적층물을 형성한다. 본원에서 사용하는 바와 같이, "미숙성(unaged)"이란 용어는 "미성숙(green)"과 동의어로서 필름 및 부직 웹을 형성하자마자 즉시 적층시키는 것, 예를 들면, 필름이나 부직 웹 중 어느 것도 적층으로 만들기 전에 롤에 미리 감지 않음을 의미한다.
본원에서 사용하는 바와 같이, "부직포 또는 웹"이란 용어는 끼워넣은(interlaid) 상태지만 편직물에서처럼 확인할 수 있는 방식으로 된 것은 아닌 개별적 섬유 또는 스레드의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직포 또는 웹은 많은 방법, 예를 들면 멜트블로잉(meltblowing) 방법 및 스펀본딩(spunbonding) 방법으로 형성되어 왔다. 부직포의 기본 중량은 보통 제곱 야드당 재료의 온스(osy) 또는 제곱 미터당 그램(gsm)으로 표시하고 유용한 섬유의 직경은 보통 미크론으로 표시한다(osy에서 gsm으로 전환하기 위해선 osy에 33.91을 곱하는 것을 주의하라).
도 1을 참고로 하면, 본 발명의 미숙성 필름(10)은 필름으로 형성가능한 중합체로부터 제조할 수 있으며 이어서 미숙성 부직 웹(30)에 접착시킬 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "중합체"란 용어는 일반적으로 단중합체, 공중합체(예를 들면, 블록, 그라프트, 랜덤 및 교차 공중합체), 삼중공중합체와 이들의 블렌드 및 변형체를 포함하지만 여기에 제한되는 것은 아니다. 또한, 달리 구체적으로 제한하지 않으면, "중합체"란 용어는 분자의 모든 가능한 입체 형상들을 포함할 것이다. 이 형상들에는 동일배열(isotactic), 교대배열(syndiotactic) 및 랜덤 대칭을 포함하지만, 여기에 제한되는 것은 아니다. 그러한 중합체에는 압출가능한 열가소성 중합체, 예를 들면, 폴리올레핀 또는 폴리올레핀의 블렌드가 포함되지만 여기에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 유용한 폴리올레핀에는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌이 포함된다. 다른 유용한 중합체에는 쉐스(Sheth)에게 부여된 미국 특허 제 4,777,073호(Exxon Chemical Patents Inc.에 양도됨)에 기재된 것들이 포함되며, 예를 들면, 폴리프로필렌과 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌의 공중합체가 있다. 본 발명에 유용한 추가의 중합체에는 플렉시블(flexible) 폴리올레핀이 포함된다. 본원에서 사용된 바와 같은 "플렉시블 폴리올레핀"이란 용어는 헤츨러(Hetzler) 및 제콥스(Jacobs)에게 공동 양도된 미국 특허 제 5,910,136호에 기재된 것과 같이 조절된 혼성배열(atactic) 폴리프로필렌 단위를 갖는 프로필렌 기재 중합체를 함유함으로써 원하는 결정화도를 달성하는 폴리올레핀 물질을 말하며, 상기 특허의 전체 내용은 그대로 본원에 참고로 인용한다. 그러한 플렉시블 폴리올레핀에 대한 추가의 기재는 서스틱(Sustic)에게 부여된 미국 특허 제 5,723,546호(Rexene Corporation에 양도됨)에서 찾을 수 있다.
본 발명의 미숙성 필름에 유용한 다른 중합체에는 엘라스토머성 열가소성 중합체가 포함된다. 그러한 중합체에는 블록 공중합체, 예를 들면, 폴리우레탄, 코폴리에테르 에스테르, 폴리아미드, 폴리아미드, 폴리에테르 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), A-B-A' 또는 A-B의 일반식을 갖는 블록 공중합체, 예를 들면, 코폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌), 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 폴리스티렌 폴리(에틸렌-부틸렌) 폴리스티렌, 폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌) 등으로부터 제조된 것들이 포함된다. 구체적으로, 엘라스토머성 열가소성 중합체에는 폴리에스테르 엘라스토머성 물질, 예를 들면, HYTREL이라는 상표명 하에 E. I. du Pont de Nemours and Company로부터 입수가능한 것; 폴리에스테르 블록 아미드 공중합체, 예를 들면, 다양한 등급으로PEBAX란 상표명 하에 ELF Atochem Inc.(뉴저지주 Glen Rock 소재)로부터 입수가능한 것; 및 폴리우레탄 엘라스토머성 물질, 예를 들면, ESTANE이라는 상표명 하에 B. F. Goodrich & Co.로부터 또는 MORTHANE이라는 상표명 하에 Morton Thiokol Corporation으로부터 입수가능한 것이 포함된다.
엘라스토머성 중합체는 과거에 많은 분야에서 사용되었지만 고유 특성에 의해 일부 사용이 제한되었다. 최근에 이 물질들을 탁월한 차단력, 통기성 및 탄성을 가진 새로운 클래스의 중합체와 결합하여 사용하였다. 새로운 클래스의 중합체란 메탈로센 공정에 따라 제조된 "메탈로센" 중합체와 같이 단일 지점 촉매화된 중합체(single site catalyzed polymers)를 말한다.
그러한 메탈로센 중합체는 폴리프로필렌 기재 중합체의 경우 EXXPOL이라는 상표명 하에, 폴리에틸렌 기재 중합체의 경우 EXACT라는 상표명 하에 Exxon Chemical Company(텍사스주 Baytown 소재)로부터 입수가능하다. Dow Chemical Company(미시간주 Midland 소재)에는 ENGAGE라는 상표명 하에 상업적으로 입수가능한 중합체가 있다. 바람직하게는, 메탈로센 중합체를 에틸렌과 1-부텐의 공중합체, 에틸렌과 1-헥센의 공중합체, 에틸렌과 1-옥탄의 공중합체 및 이들의 조합으로부터 선택한다. 본 발명에 유용한 메탈로센 중합체 및 그 제조 방법에 관한 보다 상세한 설명에 대해선, 괄트니(Gwaltney) 등에게 공동 양도된 PCT 출원 WO 98/29246을 참조하며, 이를 본원에 그대로 참고로 인용한다.
미숙성 필름(10)은 중심층 또는 "B"층, 및 중심층의 어느 한쪽에 하나 이상의 표피층 또는 "A"층을 포함할 수 있는 다층 필름일 수 있다. 위에서 설명한 임의의 중합체가 다층 필름의 중심층으로 사용하기에 적합하다. 본원에 개시된 임의의 충전제가 임의의 필름층에 사용하기에 적합하다.
표피층은 압출가능한 열가소성 중합체 및(또는) 필름(10)에 특별한 특성을 제공하는 첨가제를 포함하는 것이 전형적이다. 따라서, 표피층은 항균성, 수증기 투과성, 접착성 및(또는) 안티블록킹(antiblocking) 특성과 같은 특성을 제공하는 중합체로부터 제조할 수 있다. 따라서 원하는 소정의 특성에 맞추어 중합체를 선택한다. 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있는 가능한 중합체의 예에는 폴리올레핀 뿐만 아니라 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 에틸 아크릴레이트(EEA), 에틸렌 아크릴산(EAA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트(EMA), 에틸렌 부틸 아크릴레이트(EBA), 폴리에스테르(PET), 나일론(PA), 에틸렌 비닐 알코올(EVOH), 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(PU)의 단중합체, 공중합체 및 블렌드, 및 무정형 에틸렌 프로필렌 랜덤 공중합체가 주로 반결정성인 고함량 폴리프로필렌 단량체/저함량 에틸렌 단량체의 연속 매트릭스에 분자적으로 분산된 다단계 반응기 생성물인 올레핀성 열가소성 엘라스토머가 포함된다.
"A"층에 적합한 중합체는 "Catalloy"라는 상표명 하에 하이몬트 케미칼 컴퍼니(Himont Chemical Company: 델라웨어주 Wilmington 소재)로부터 상업적으로 입수가능하다. 구체적인 상업적 예로는 Catalloy, KS 357P, KS-084P 및 KS-057P가 있다. 다른 적합한 중합체에는 반결정성/무정형 또는 이질상(heterophasic) 특성을 가진 중합체가 포함된다. 그러한 중합체는 유럽 특허 출원 EP 0444671 A3(출원 번호 91103014.6에 기초), 유럽 특허 출원 EP 0472946 A2(출원 번호 91112955.9에 기초), 유럽 특허 출원 EP 0400333 A2(출원 번호 90108051.5에 기초), 미국 특허 제 5,302,454호 및 미국 특허 제 5,368,927호에 개시되어 있다.
중심층 및 표피층을 갖는 필름에 대한 보다 자세한 설명은 멕코맥(McCormack) 등의 PCT WO 96/19346(공동 양수인에게 양도됨)을 참조하며, 이를 본원에 그대로 참고로 인용한다.
필름은 통기성 또는 비통기성 물질로 제조할 수 있다. 또한 필름에 구멍을 낼 수 있다. 필름을 형성하는 데 있어서, 필름을 공압출하여 결합력을 증가시키고 다이 가장자리 증가를 경감시킬 수 있다. 필름에 미공(micropore) 발달 충전제, 예를 들면, 탄산칼슘과 같은 충전제; 불투명화제, 예를 들면, 이산화티탄; 및 안티블록 첨가제, 예를 들면, 규조토로 채울 수 있다.
필름 배향 동안에 미공 발달을 위해 충전제를 혼입하여 통기성 필름으로 만들 수 있다. 필름 형성 공정 중에 필름에 충전제 입자를 첨가함으로써 필름을 통기성으로 만드는 경우도 있다. 일단 입자가 채워진 필름이 형성되면, 이어서 스트레칭하거나 크러쉬하여 필름 사이로 경로를 만든다. 일반적으로, 본 발명에 있어서 "통기성"이 있는 것으로 인정되기 위해선, 생성된 적층물이 적어도 약 250 g/m2/24 hr의 수증기 투과율(WVTR)을 가져야 하며, 이는 아래에 설명하는 시험 방법으로 측정할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "미공 발달 충전제"는 중합체에 첨가할 수 있고압출된 필름에 화학적으로 방해가 되거나 역효과를 주지 않지만 필름 전체에 균일하게 분산될 수 있는 입자 및 다른 형태의 물질을 포함하는 것을 의미한다. 일반적으로, 미공 발달 충전제는 입자 형태이고 보통 대략 평균 입자 크기가 약 0.5 내지 약 8 미크론 범위인 구형 모양일 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, "미크론"은 마이크로미터를 의미한다. 필름은 보통 필름층의 총 중량을 기준으로 약 30 퍼센트의 미공 발달 충전제를 함유할 것이다. 본 발명에 특유한 잇점은 이전에 사용했던 것보다 적은 양의 미공 발달 충전제가 필요하다는 점이다. 필름 형성 공정, 생성된 필름의 통기성 또는 섬유질 폴리올레핀 부직 웹과 같은 또다른 층에 대한 접착력에 방해가 되지 않는다면 유기 및 무기 미공 발달 충전제가 모두 본 발명의 범위내에 드는 것으로 의도된다.
미공 발달 충전제의 예에는 탄산칼슘(CaCO3), 다양한 종류의 점토, 실리카(SiO2), 알루미나, 황산바륨, 탄산나트륨, 활석, 황산마그네슘, 이산화티탄, 지올라이트, 황산알루미늄, 셀룰로스형 분말, 규조토, 황산마그네슘, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 고령토, 운모, 탄소, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 펄프 분말, 나무 분말, 셀룰로스 유도체, 중합체 입자, 키틴 및 키틴 유도체가 포함된다. 미공 발달 충전제 입자는 임의적으로 스테아르산과 같은 지방산, 또는 베헨(behenic) 산과 같이 전분보다 큰 사슬을 갖는 지방산으로 코팅할 수 있으며, 이 경우 (벌크상의) 입자의 자유 유동 및 중합체 매트릭스내로의 분산을 용이하게 할 수 있다. 또한 실리카 함유 충전제가 효과양으로 존재하여 안티블록킹 특성을제공할 수 있다.
미숙성 필름(10)은 캐스트 또는 블로운 필름 장치로부터 제조할 수 있고, 공압출할 수 있으며, 원한다면 엠보싱할 수 있다. 바람직하게는, 캐스트 압출에 의해 필름을 제조한다. 칠 캐스트(chill cast) 및 캐스트 엠보싱 두 종류의 공지된 캐스트 압출 장치가 있다. 전형적인 캐스트 엠보싱 압출을 도 2a에 나타내었는데, 여기서는 필름을 한 쌍의 캐스트 엠보싱 롤러(42) 안으로 압출시킨다. 아래에 설명하는 이유로 칠 캐스트 압출이 본 발명에 바람직한 필름 압출 기술이다. 도 1로 돌아가, 칠 캐스트 압출에서, 중합체가 공압출 필름 장치(40)로 들어가 중심 필름 압출기(47) 및 표피 필름 압출기(45)를 통해 압출된다. 중합체를 다이 헤드(43) 안으로 공압출하고 이어서 칠 캐스트 롤(49) 한 롤만 사용하여 압출된 필름(10)을 받고 캐스트 엠보싱 압출에서와 달리 두 개의 롤을 사용하지 않는다. 캐스트 엠보싱 압출에 대한 칠 캐스트 압출의 잇점은 칠 캐스트 압출이 넓은 시트의 필름을 압출하는데 더 효과적이고 생산 속도를 증가시킬 수 있다는 점이다. 또한, 캐스트 엠보싱 압출이 필름에 결을 부여하는데 비해 칠 캐스트 압출 필름은 표면이 평탄하다. 달리 말하면, 칠 캐스트 압출로 제조하는 필름은 160 인치(406 cm) 다이로 캐스트하여 폭이 약 154 인치(391 cm)인 필름을 400 fpm(122 m/min), 나아가 500 fpm(150 m/min)이나 되는 속도로 생산할 수 있다. 반면, 캐스트 엠보스트 압출에 의해 제조하는 필름은 폭이 140-145 인치(356-368 cm)에 지나지 않고 필름의 생성 속도가 겨우 300 fpm(91.5 m/min) 밖에 안되는 경우가 종종 있는데, 이는 압출된 물질이 압출기에서 롤까지 이동하는 거리가 전형적으로 칠 캐스트 압출된 물질보다크기 때문이다. 따라서, 칠 캐스트 압출에 의해 제조된 필름은 넥킹-인(necking-in) (폭 감소)가 더 적고, 보다 균일한 게이지 프로필을 갖는다.
또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 필름을 필름 스트레칭 유닛(20) 사이로 통과시킴으로써 필름(10)을 스트레칭 또는 배향시킬 수 있다. 스트레칭을 하면 필름 게이지 또는 두께를 초기 게이지 1.5-2.0 mils에서 효과적인 최종 게이지 0.5 mils(12.7 미크론) 이하로 줄인다. 일반적으로, 스트레칭은 기계 횡방향 또는 기계 방향으로 일어날 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "기계 방향" 또는 MD란 용어는 직물의 제조 방향 길이를 의미한다. "기계 횡방향" 또는 CD란 용어는 직물의 폭, 즉, 일반적으로 MD에 수직인 방향을 의미한다.
도 1에 예시한 바와 같은 미숙성 부직 웹(30)은, 본 발명의 미숙성 필름(10)을 함유하는 적층물(32)에서, 스펀본딩 및 멜트블로잉 공정을 포함하는(이에 제한되는 것은 아님) 다수 공정으로부터 형성할 수 있다. 그러한 부직 웹은 넥트(necked) 폴리프로필렌 스펀본드, 크림프트(crimped) 폴리프로필렌 스펀본드, 엘라스토머성 스펀본드 또는 엘라스토머성 수지로부터 제조한 멜트블로운 직물일 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "넥트(necked)"란 용어는 예를 들면 드로잉 또는 게더링 같은 공정에 의해 일차원 이상으로 수축시키는 것을 말한다.
미숙성 부직 웹(30)을 형성하는데 적합한 섬유에는 천연 및 합성 섬유 뿐만 아니라 이성분 및 다성분/중합체 섬유가 포함된다. 본 발명에 따라 적층물(32)에서 다수의 부직 웹층을 사용할 수도 있다. 그러한 물질의 예에는, 예를 들면, 브록(Brock) 등의 미국 특허 제 4,041,203호에 교시된 것과 같은 스펀본드/멜트블로운 콤퍼짓(composite) 및 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 콤퍼짓이 포함될 수 있으며, 상기 문헌의 내용은 본원에 참고로 그대로 인용한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "스펀본드 섬유"란 용어는 하나 이상의 압출기(이는 적어도 전달 파이핑 및 스핀플레이트로 구성된 하나 이상의 뱅크에 부착됨)를 통해 압출하여 방사 노즐내 다수의 미세하고 보통은 원형인 캐필러리로부터 용융 열가소성 물질을 필라멘트(직경은 압출된 필라멘트의 직경으로부터 급격히 감소함)로 제조함으로써 형성되는 소직경 섬유를 말하며, 그 형성 공정의 예를 들면 아펠(Appel) 등의 미국 특허 제 4,340,563호; 마츠키(Matsuki) 등의 미국 특허 제 3,802,817호; 도쉬너(Dorschner) 등의 미국 특허 제 3,692,618호; 키니(Kinney) 등의 미국 특허 제 3,338,992호 및 제 3,341,394호; 하트만(Hartman)의 미국 특허 제 3,502,763호; 및 도보(Dobo) 등의 미국 특허 제 3,542,615호에서와 같다. 스펀본드 섬유는 수집면(collecting surface)에 쌓을 경우 일반적으로 끈적끈적하지 않다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속적이며 평균 직경이 7 미크론보다 크고, 약 10 내지 20 미크론인 경우가 더 많다.
본원에서 사용된 바와 같이, "멜트블로운 섬유"란 용어는 용융 열가소성 물질을 다수의 미세하고 보통은 원형인 다이 캐필러리를 통해 용융 스레드 또는 필라멘트로 압출하고 고속의 보통은 뜨거운 가스(예를 들면, 공기) 스트림 속으로 집중시켜 용융 열가소성 물질의 필라멘트를 가늘게 해서 직경(마이크로섬유 직경이 될 수도 있음)을 감소시킴으로써 형성되는 섬유를 의미한다. 따라서, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되어 수집면 위에 쌓임으로써 랜덤하게 분산된멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 그러한 공정은, 예를 들면, 부틴(Butin) 등의 미국 특허 제 3,849,241호에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 평균 직경이 일반적으로 10 미크론보다 작은 마이크로섬유(연속 또는 비연속일 수 있음)이고, 수집면 위에 쌓았을 때 일반적으로 끈적끈적해서 별도의 접착 단계를 요하지 않을 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "마이크로섬유"란 용어는 평균 직경이 약 75 미크론보다 크지 않은, 예를 들면, 평균 직경이 약 0.5 미크론 내지 약 50 미크론인 소직경 섬유를 의미하며, 보다 구체적으로, 마이크로섬유는 종종 약 2 미크론 내지 약 40 미크론의 평균 직경을 가질 수 있다. 섬유 직경으로 종종 사용되는 또다른 표현은 데니어(denier)로서, 이는 섬유 9000 미터당 그램수로 정의되고, 미크론의 섬유 직경을 제곱하고 그램/cc의 밀도를 곱하고 0.00707을 곱하여 계산할 수 있다. 데니어가 낮을수록 더 미세한 섬유임을 나타내고 데니어가 높을수록 더 굵거나 무거운 섬유임을 나타낸다. 예를 들면, 15 미크론의 폴리프로필렌 섬유 직경을 제곱하고 그 결과에 0.89 g/cc를 곱하고 0.00707을 곱하여 데니어로 변환할 수 있다. 따라서, 15 미크론의 폴리프로필렌 섬유는 약 1.42 (152 × 0.89 × 0.00707 = 1.415)의 데니어를 갖는다. 미국 밖에서는 측정 단위로 "텍스(tex)"가 더 흔하고, 이는 섬유 1 킬로미터당 그램수로 정의된다. 텍스는 데니어/9로 계산할 수 있다.
많은 폴리올레핀이 본 발명에 따른 섬유 제조에 사용가능하며, 예를 들면 섬유 형성 폴리프로필렌에는 Exxon Chemical Company의 ExcorenePD 3445 폴리프로필렌 및 Himont Chemical Company의 PF-304가 포함된다. Dow Chemical의 ASPUN6811A 선형 저밀도 폴리에틸렌, 2553 LLDPE 및 25355 및 12350 고밀도 폴리에틸렌도 적합한 중합체이다. 상기 폴리에틸렌은 각각 약 26, 40, 25 및 12의 멜트 유속을 갖는다. 많은 다른 폴리올레핀이 상업적으로 입수가능하다.
필름 형성 공정 및 섬유질 부직 웹 형성 공정은 일반적으로 알려져 있다. 마찬가지로, 2 단계 및 3 단계 공정을 통한 필름/부직 웹의 적층물 형성 방법도 알려져 있다. 도 2에 예시한 바와 같이, 3 단계로 된 종래 기술의 공정에는 숙성 필름(10')을 연속으로 형성하는 단계를 포함되며 여기에는 생성된 필름을 롤(14) 위에 감는 단계가 포함된다. 이어서 필름(10')을 보통 2 일 내지 4 주 동안 저장시켜 둘 수 있다. 숙성 부직 웹(30')을 또다른 단계에서 형성하고 마찬가지로 롤(16) 위에 감는다. 이어서 숙성 필름(10') 및 숙성 부직 웹(30')의 롤 (14) 및 (16)을 각각 풀고, 필름(10')을 필름 스트레칭 유닛(44)에서 스트레칭 또는 배향시킬 수 있고, 세 번째 단계에서 적층시켜 적층물(32')를 형성한다.
2 단계로 된 종래 기술의 공정에는 일반적으로 필름 또는 부직 웹을 예비 형성하여 롤 위에 감는 단계, 이어서 예비 형성된 물질을 공정의 인-라인으로 풀면서 동시에 대응하는 물질을 형성하는 단계가 포함된다. 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같이, 숙성 필름(10')을 예비 형성하고 롤(14)에 감는다. 미숙성 부직 웹(30)을 형성하면서, 예비 형성하여 감아둔 숙성 필름(10')을 풀어 적층물(32")을 형성한다.
인-라인 연속 공정을 통해 실제로 필름/부직 웹 적층물을 형성하는 것은 지금까지 알려지지 않았다. 위에서 언급한 바와 같이, 신뢰성 이론에 따르면 본 발명의 방법으로부터는 매우 낮은 수득율이 예상되고, 당해 기술에서 통상의 기술을 가진 자가 본 발명을 따르지 못하게 될 것이다. 실제로, 전형적인 필름 제조 공정의 전체 공정 효율은 보통 74%(90%의 원료 물질 수득율 및 82%의 기계 이용율) 수준인 반면, 전형적인 스펀본드(부직 웹) 공정의 전체 공정 효율은 보통 89%(97%의 원료 물질 수득율 및 92%의 기계 이용율) 수준이다. 이 두 공정을 본 발명의 인-라인 연속 공정으로 결합함으로써, 기대되는 특별한 생성물의 잇점 없이 예상되는 전체 공정 효율은 약 66%일 것이다. 실제 관찰 결과로는 본 발명의 공정 효율이 70% 이상 나아가 75% 이상 수준일 뿐만 아니라 본 발명에 따라 제조한 생성물이 특성의 개선도 보였다. 높은 생산 속도에서, 그러한 효율의 증가는 매우 의미있는 것이고, 본원에서 설명하는 공정 조건 및 파라미터의 함수이다.
본 발명의 공정에서, 미숙성 필름(10)을 인-라인으로 형성하면서 미숙성 부직 웹(30)을 형성하고, 형성하자마자 즉시 적층시킨다. 따라서, 적층물(32)은 "미숙성" 필름 및 "미숙성" 부직 웹으로부터 형성된다. "즉시"란 미숙성 필름(10) 및 미숙성 부직 웹(30)을 먼저 감지 않고 적층물(32)로 함께 결합시키는 것을 의미한다. 바람직하게는 1 내지 60 초 이내에, 보다 바람직하게는 1 내지 30 초 이내에, 나아가 종종 1 내지 10 초 범위에서 상기 층들을 적층시킨다. 미숙성 필름(10) 및 미숙성 부직 웹(30)을 동시에 가공할 수 있음에 의해 발생하는 이런 즉시 적층화를 통해 인장 강도 및 수두에 있어서 예상치 않은 놀라운 개선이 발견되는 것이며 아래에서 이 점을 보다 강조할 것이다.
보다 구체적으로, 도 1은 본 발명에 따른 방법과 같이 미숙성 필름(10)을 형성 및 배향시키는 일반적 방법을 예시한다. 도 1을 참고로, 위에서 전술한 바와 같이 캐스트 또는 블로운 유닛 같은 공압출 필름 장치(40)로부터 미숙성 필름(10)을 형성한다. 상기 장치(40)에는 중심 필름 압출기(47) 및 표피 필름 압출기(45)와 같은 하나 이상의 중합체 압출기가 포함되는 것이 전형적일 것이다. 미숙성 필름(10)은 칠 캐스트 롤(49) 위로 압출된다.
공압출 필름 장치(40)로부터, 미숙성 필름(10)이 스레딩 도구(18)(도 5에 나타내고 아래에 보다 자세히 설명하는 바와 같음)를 거쳐 기계 방향 배향기(MDO)(20)(도 6b에 보다 구체적으로 나타낸 바와 같이) 같은 필름 스트레칭 유닛으로 향한다. 그러한 장치(20)는 다수의 스트레칭 롤러(46)를 갖는데, 이것이 미숙성 필름(10)을 필름의 기계 방향(이는 미숙성 필름(10)의 공정 이동 방향임)으로 점진적으로 스트레칭하고 얇게 한다. MDO(20)를 나온 후에, 미숙성 필름(10)의 두께는 최대 약 12 미크론(0.47 mils)이어야 한다.
도 6a에 (44)로 대략 나타낸 바와 같은 종래 기술의 기계 방향 스트레칭에는 일반적으로 3-4 개의 가열 영역 및 하나 이상의 냉각 영역을 이용하는 스트레칭 롤러(46') 이용이 포함되는 것이 일반적이었다. 달리 말하면, 스트레칭 롤러 중 일부는 가열하고 일부는 냉각할 것이다. 종래 기술 공정에는 또한 필름과 스트레칭 롤러(46)의 접촉을 유지하면서 롤러에 의한 전도성 가열 조건하에 스트레칭하는 닙 롤(21)이 포함되었다. 종래 기술에서 롤러에 맞대어 가열하면서 스트레칭하는 것은 불균일한 가열, 과넥킹(over-necking) 및 불량한 CD 특성 프로필을 일으킨다고 생각한다. 반면, 도 6b는 본 발명의 일면에 따라 MDO(20)를 통한 필름 마무리를예시한다. 스트레칭의 양과 형태는 스트레칭 롤러(46)(크롬판 롤일 수 있음)에 대한 닙 롤(21)의 위치의 함수이다. 닙(nip) 롤(21)은 스트레칭 롤러(46)에 대해 균일한 죄기 효과를 제공하는 불룩한 롤이다. 본 발명의 닙 롤(21)의 위치는 미숙성 필름(10)의 랩(wrap)이 스트레칭 롤러(46)에 대해 최대가 되도록, 예를 들면, 롤의 직경 주위 270˚가 되도록 한다. 본 발명의 한 실시태양에 따르면, 필름이 닙 롤(21)을 떠난 후에 MDO(20)가 필름을 스트레칭하는데, 이는 롤러 사이의 공간에서 스트레칭이 일어남으로써 종래 기술의 문제를 피한다는 것을 의미한다. MDO는 일곱 개 이상의 스트레칭 롤러로 구성된다. 각 스트레칭 롤러는 주위 온도로부터 250 ℉(121 ℃)로 가열하거나 주위 온도로부터 55 ℉(13 ℃)로 냉각시킬 수 있으며 별도로 구동된다.
각 연신(stretching) 롤러가 회전하는 속도의 범위는 380 ~ 1550 fpm(116 ~ 473 m/min)이다. 따라서, 최종 연신(draw) 비율의 범위는 1.00 내지 4.08이다. 설명된 대로의 이러한 MDO는 융통성(flexibility)을 최대화하기 위해 설계된 것이고 선행 기술의 필름 연신 장치 보다 더 기능이 많은데, 그것은 여러 가지 상이한 유형의 필름을 여러 가지 상이한 공정 조건하에서 제조하고 연신할 수 있도록 하기 때문이다. 본 발명의 미숙성 필름의 경우, 낮은 연신비에서 필름 스트레스가 하얗게 되는 것이 발견되었는데, 그것은 많은 연신이 필요하지 않다는 것을 의미한다. 이러한 현상에는 몇가지 잇점이 있다. 그중 하나는 필름 연신을 적게 하면 필름이 선행 기술에서 사용되는 높은 연신비에서 보다 덜 스트레스를 받아서 결국 필름 절단(break) 및 필름 불량이 줄어드는 것이다. 순(net) 효과는 이러한 공정이 높은속도로 운전될 수 있고, 첨언하면 높은 수율로 생산할 수 있다는 것이다. 다른 잇점으로는 앞에서 암시되었듯이, 미공이 생기도록 하는 충전제를 적게 넣어도 된다는 것이며, 이것은 조성물에서 더 많은 중합체가 사용될 것이라는 것을 의미한다. 그러한 조성물들은 더 강인한 필름을 제조할 수 있으며 이는 최종 적층물 및 제품에서 더 얇은 필름을 사용할 수 있다는 것을 의미한다.
스레딩 수단(18)은 형성된 미숙성 필름을 전체 연속 공정을 통해서 제공 또는 스레딩하고 필름이 부직 웹에 적층되면 필름을 배출한다. 전형적인 스레딩 수단을 도 5에 나타내었으며 여기서 세 개의 로프는 필름 쉬트의 한 쪽 끝을 잡아서 공정에 제공하기 위해 동시에 사용된다. 이 세 개의 로프는, 하나의 로프가 쉬트의 한쪽 면과 근위로 접촉하고 나머지 두 개의 로프는 쉬트의 반대쪽 면에 근위로 접촉하고 세 개의 로프는 함께 근접하여 쉬트의 끝부분을 고정시키고 공정에 제공한다는 점에서, 본질적으로 세 개의 손가락처럼 기능한다.
미숙성 필름이 기계의 한 지점에서 형성됨에 따라, 부직 웹도 동시에 형성된다. 도 1을 다시 살펴보면, 스펀본드 기계와 같은 종래의 부직 웹 형성 장치(48)가 미숙성 부직 웹(30)을 형성하기 위해 사용된다. 길이가 긴, 본질적으로 연속적인 섬유(50)을 결합되지 않은 웹 (54)로서 형성 와이어(52)에 부착시키고(deposit), 이어서 결합되지 않은 웹 (54)를 한 쌍의 결합 롤(56)을 통해서 내보내어 섬유들이 서로 결합되도록 한다. 롤 중 하나 또는 두 개가 결합을 돕기 위해 종종 가열된다. 결합 롤(56)이 가열되는 온도 범위는 250 ~ 350 ℉(121~ 177 ℃)이다. 미리 정해진 결합 표면 영역을 사용하여 미숙성 부직 웹(30)에 이산적인 결합 패턴을 부여하기 위하여 전형적으로 롤(56) 중의 하나 또한 패턴화된다. 이것은 열적 점 결합이라고 알려져 있으며 하기에 더 상세히 기술한다. 나머지 하나의 롤은 보통 매끄러운 앤빌(anvil) 롤이지만 이 롤도 원한다면 패턴화될 수 있다. 미숙성 필름(10)을 성공적으로 연신하고 미숙성 부직 웹(30)을 형성하고나서, 두 개의 층을 상기 기술한 대로 한 쌍의 적층 롤 또는 다른 수단(58)을 이용하여 이러한 연속적인 공정에서 즉시 함께 합쳐서 서로 적층시킨다.
매끄러운 앤빌 롤을 미숙성 필름(10)이 부착되는 미숙성 부직 웹(30)의 측면에 위치시키는 방식이 선호된다. 다시 말하면, 미숙성 부직 웹(30)의 매끄러운 측면은 미숙성 필름(10)에 부착되고, 그렇게 해서 두 층이 함께 더 잘 결합하게 된다.
미숙성 필름(10)과 미숙성 부직 웹(30)이 열 및/또는 압력을 사용하여 결합되는 경우에, 적층 롤과 같은 적층 수단(58)이 사용될 수 있다. 적층 롤이 가열되는 온도 범위는 200 ~ 275 ℉(93 ~ 135 ℃)이다. 생성되는 적층물(32)에 대해 미리 정해진 결합 표면 영역을 사용하여 이산(discrete) 결합 패턴을 형성하기 위해 롤 중의 하나 이상이 패턴화될 수 있다. 일반적으로, 적층물(32)의 한 쪽 면의 주어진 표면 영역에 대한 최대 결합 점 표면 영역은 전체 표면적의 약 50 %를 넘지 않을 것이다. 사용될 수 있는 이산 결합 패턴은 많이 있다. 예를 들어 브록(Brock) 등의 미국 특허 제 4,041,203 호를 보라.
"열적 점 결합(thermal point bonding)"은 가열된 캘린더(calender) 롤 및앤빌 롤 사이에서 결합되도록 섬유 직물 또는 섬유 부직 웹을 통과시키는 것을 포함한다. 캘린더 롤은 전체 부직 웹이 그것의 전체 표면을 가로질러서 결합되지 않는 방식으로 패턴화된다. 캘린더 롤에 대해서 많은 패턴들이 기능적 및 미학적 이유로 개발되어 왔다. 당업자들이 이해하겠지만, 결합 면적 백분율은 당연히 대략적인 수치 또는 범위로 주어지게 되는데 그것은 결합 핀(pin)들이 시간이 지남에 따라 보통 끝이 가늘어지고 마모되기 때문이다. 당업자들이 이해하겠지만, pins/in2와 bonds/in2은 어느정도 상호 전환하여 사용할 수 있는데, 그것은 앤빌 상의 핀들과 본질적으로 동일한 크기 및 표면 관계로, 앤빌 핀들이 기판에 결합을 형성하게 되기 때문이다. 패턴의 한 예는 점들을 가지고 있고 한센(Hansen)과 패닝즈(Pennings)에게 허여된 미국 특허 제 3,855,046 호에 교지된 바와 같이 약 200 bonds/in2을 갖는 한센 패닝즈 또는 H&P 패턴이다. 이 H&P 패턴은 사각형 점 또는 핀 결합 영역을 가지고 있으며, 여기서 각 핀은 측면 치수가 0.038 in(0.965 mm)이어서, 예를 들면, 약 30 %의 결합 면적을 갖는 패턴을 형성할 수 있다. 또 다른 전형적인 점 결합 패턴은 확장된(expanded) 한센 패닝즈 또는 EHP 결합 패턴인데, 측면 치수가 0.037 in(0.94 mm)인 사각형 핀을 가지며, 예를 들어 핀 밀도가 약 100 pins/in2이고 결합 영역이 약 15 내지 18 %이다. "714"라고 불리는 또 다른 전형적인 점 결합 패턴은, 각 핀의 측면 치수가 0.023 in이며, 예를 들어 약 270 pins/in2이고 결합 영역이 약 15 내지 20 %인, 사각 핀 결합 영역을 갖는다. 다른일반적인 패턴으로는 "라미슈(Ramisch)" 다이아몬드 패턴(8 내지 14 %의 결합 면적 및 52 pins/in2을 갖는다), HHD 패턴(약 15 내지 23 %의 결합 면적에 대해서 약 460 pins/in2을 갖는 점 결합을 포함한다) 및 철사로 짠(wire weave) 패턴(이름이 암시하는 바와 같이 윈도우 화면처럼 보이며, 15 내지 20 %의 결합 면적, 302 bonds/in2을 갖는다)이 있다. 스펀본드 대향 웹에 대한 다른 결합 패턴은 미국 특허 출원서에 기재된 대로 "S"자형으로 직조된 패턴이 있으며 상기 출원의 번호는 929,808이고, 1997년 9월 15일 맥코맥 등(McCormack, Fuqua 및 Smith)의 이름으로 출원하였으며, 제목은 "개량된 강도 및 마모 저항을 갖는 직물을 생산하는 부직 결합 패턴"이고 이것은 본원에 전체로서 참고문헌에 포함되어 있다. 전형적으로, 결합 면적의 백분율은 부직 웹의 면적의 약 10 내지 약 30 %까지 많이 변한다.
적층물(32)가 적층 롤(58)을 빠져나가면, 이후의 공정을 위해서 롤(60)에 감을 수 있다. 다른 식으로는, 적층물(32)가 이후의 공정 또는 전환에 대비하여 라인 상에 계속 있을 수도 있다.
하기에 더 자세히 설명하겠지만, 본 발명의 놀랍고도 예기치 못한 개선점은 박리 강도 및 수두의 증가이며, 이때문에 적층물을 개인용 흡수 제품과 같은 제품으로 만들 때 잇점이 생긴다. 현재 알려진 적층물들의 가장 큰 단점 중 하나는 제품화하는 동안 또는 제품화 하기 전에 박리되는 경향이다. 이렇게 박리되면 상업적 제품으로서 여러 가지 문제점이 생기고 폐기되는 제품이 많아진다. 당업자는 알고 있겠지만, 박리 강도 또는 수두 중의 하나가 증가하게되면 보통 나머지 한 성질은 감소하게 된다. 본 발명의 잇점은 박리 강도 및 수두가 동시에 증가한다는 데에 있다.
추가적으로, 도 1에 나타낸 공정을 사용하면 2 층 이상의 적층물을 만들 수 있다. 앞에서 기술한 공정을 개량하여 제 2 숙성 부직 웹(30')의 공급(16)을 필름(10)의 한쪽 면(나머지 미숙성 부직 웹(30)의 반대 면)에 접촉하여 적층 롤(58)에 투입할 수 있다. 또한 본 발명은 상기 미숙성 부직 웹(30)에 대해서 기술된 바와 같이, 연속 공정 중에 직접 제2 미숙성 부직 웹을 형성하는 것을 의도한다. 이러한 3층 적층물은 특히 의료 및 산업용 보호 의복 용도에 유용하다. 유사하게, 다른 숙성 또는 미숙성 필름 층을 결합할 수 있다.
앞서 언급하였듯이, 적층물(32)는 여러 응용 분야에 사용할 수 있는데, 예를 들면, 기저귀, 배변연습용 팬티, 요실금용 제품 및 여성 위생 제품(예: 위생 냅킨)과 같은 개인용 흡수 제품의 구성 요소로 사용된다. 예시 제품(80), 기저귀를 도 4에 나타냈다. 도 4를 보면, 대부분의 이러한 개인용 흡수 제품(80)은 액체 투과성 상부(top) 쉬트 또는 라이너(82), 하부(back) 쉬트 또는 바깥쪽 커버(84) 및 상부 쉬트(82) 및 하부 쉬트(84) 사이에 위치하고 포함되는 흡수재 심부(86)를 포함한다. 기저귀와 같은 제품(80)은 가먼트가 착용자의 몸의 적당한 위치에 유지되도록 접착 고정 테이프 또는 기계적인 갈고리 및 고리 형태의 패스너와 같은 고정 수단(88)을 포함할 수 있다.
적층물(32)는 제품의 여러 부분들(상부 쉬트(82) 및 하부 쉬트(84)를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다)을 만들기 위해 사용될 수 있다. 이 적층물을 상부쉬트(82)로서 사용할 때에는, 대부분의 경우 천공하거나 아니면 다른 식으로 액체를 투과하도록 한다. 이 적층물을 하부 쉬트(84)로서 사용할 때에는, 부직 측면을 사용자로부터 바깥쪽으로 향하게 하는 것이 일반적으로 유리하다. 부가적으로, 이러한 실시 양태에서 적층물의 부직 부분을, 고정 수단(88)의 갈고리 및 고리 조합의 고리 부분으로, 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 필름/부직 웹 적층물의 다른 용도로는 수술 천 및 가운, 와이퍼, 배리어 재료 및 작업복 및 실험복을 포함하는 의류 제품 및 그의 부분을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 잇점들 및 다른 특성들은 하기 실시예에 의해 가장 잘 예시된다.
본 발명의 샘플들을 하기 기술된 대로 준비하였다. 이어서 그 샘플들에 대해 다음 시험을 하였다.
박리(peel) 시험: 박리 시험 또는 층분리 시험에서는 필름 층을 부직 웹 층으로부터 떼어내는 데 필요한 인장력을 측정한다. 약 4 in(CD)×6 in(MD)(102×152 mm) 크기의 직물 샘플을 1×4 in(25×102 mm)의 평행 클램프(또는 턱) 사이에 고정시키고 12±0.4 in/min(300±10 mm/min)의 일정한 속도로 신장시켜서 박리 강도값을 얻었다. 마스크 테이프 또는 다른 적절한 재질을 샘플의 필름 면에 적용하여 필름이 시험 도중 찢어지는 것을 방지하였다. 마스크 테이프는 적층물의 한쪽 면에만 적용하여 샘플의 박리 강도에 영향을 주지 않았다. 샘플을 클램프에 잘 물릴 수 있도록 손으로 충분한 양, 보통 약 2 in(51 mm) 박리시켰다. 이 샘플을 예를 들면 인스트롱 사(매사츄세츠 02021, 캔튼 워싱턴 스트리트 2500에 소재)의 인스트롱 모델 TM(Instron Model TM) 또는 신텍 사(노쓰캐롤라이나 27709-4226 리서치트라이앵글 파크, 사서함 14226 소재)의 신텍 인장강도 시험기(Sintech tensile tester)에 물렸다. 이어서 이 샘플을 180 도 방향으로 2 in(51 mm) 잡아 당겼고, 평균 박리 강도를 g 단위로 기록하였다.
인장 강도 시험: 인장강도 시험은 단방향 스트레스 하에서 직물의 파단 강도 및 신장률 또는 신장도(strain)를 측정하였다. 이 결과를 파단하는 g 및 파단 전의 신장률로 나타내었다. 숫자가 높게 나오면 더 강하고 더 연신할 수 있는 직물이란 것을 의미한다. "피크 로드"라는 용어는 무게 단위로 표현된 인장 강도 시험에서 샘플을 파단하거나 찢는 데 필요한 최대 부하 또는 힘을 의미한다. "에너지"라는 용어는 무게-길이 단위로 표현된 피크 로드 대 신장률 곡선하의 전체 에너지를 의미한다. "스트레인" 또는 "신장률"이라는 용어는 인장 강도 시험을 하는 동안 샘플의 길이 증가를 백분율로 나타낸 것을 의미한다. 피크 로드, 에너지 및 스트레인 값들을 3×6 in(76×152 mm) 크기의 직물 샘플을 넓이 3 in(76 mm)의 클램프, 3 in(76 mm)의 게이지 길이, 12 in/min(300 mm/min)의 일정한 속도로 신장시켜서 얻었으며, 여기서 전체 샘플 넓이를 클램프에 물렸다. 시편을 예를 들면 인스트롱 사의 1130 인스트롱 또는 튕-알버트 인스트루먼트 사(펜실베니아 19154, 필라델피아, 더튼 로드 10960 소재)의 튕-알버트 모델 인털렉트 II(Thwing-Albert Model INTELLECT II)에 물렸다.
볼 버스트(Ball Burst): 이 시험은 높은 수준의 극한의 신장률을 나타내는 섬유 직물의 파열 강도를 측정하는 것이며 ASTM D-3787-89에 따라서 시험하였다. 파열 강도는 정해진 조건하에서 직물의 평면에 수직인 각도로 힘을 적용하여 섬유를 팽창시켜서 파열시키는 데 필요한 힘 또는 압력으로 정의된다. 볼 버스트 시험을 위해서 개량된 인스트롱 인장 강도 시험기를 사용하여 샘플이 파열할 때가지 샘플에 대해서 광택을 낸 강철구를 밀어서 압력을 발생시켰다. 이어서, 파열 강도에 대한 압력을 lbf(N) 단위로 기록하였다. 샘플을 ASTM Practice D 1776에서 규정된 바와 같은 표준 대기에서 시험 섬유가 습도 평형이 되도록 하였다.
통기성(breathability) 시험: 직물의 통기성 측정은 수증기의 통과 속도(WVTR)를 측정하는 것인데, 샘플 물질에 대해서 ASTM Standard E96-80에 따라서 계산한다. 각 시험 물질로부터 지름이 3 in(7.6 cm)되는 원형 샘플을 잘라낸다. 셀라니즈 세퍼레이션 프라덕츠(Celanese Separation Products: 노쓰 캐롤라이나 샬롯트 소재)사의 CELGARD2500 쉬트를 대조예로서 사용한다. CELGARD2500 쉬트는 미세다공성 폴리프로필렌 쉬트이다. 각 물질에 대해서 세 개의 샘플을 준비한다. 시험 접시는 트윙-알버트 인스트루먼트 사가 배급한 60-1 베이퍼미터 팬(Vapometer pan)이다. 물 100 ml를 각 베이퍼미터 팬에 들이 붓고 시험 물질 및 대조 물질의 각 샘플들을 각 팬들의 개방된 상부에 위치시킨다. 스크류-온(screw-on) 플랜지(flange)를 조여서 팬의 모서리를 따라서 봉인을 하여 관련 시험 물질 또는 대조 물질을 대기에 노출시키는데 노출되는 부분은 지름이 6.5 cm이고 노출면적이 약 33.17 cm2인 원형이다. 팬을 강제 공기 오븐에 넣고 100 ℉(32 ℃)에서 1 시간 동안 평형화시킨다. 이 오븐은 온도가 일정한 오븐이고 수증기가 내부에 축적되지 않도록 외부의 공기를 순환시킨다. 적절한 강제 공기 오븐은 예를 들면 블루 엠 일렉트릭 컴퍼니(Blue M Electric Company: 일리노이 주, 블루 아일랜드(Blue Island, Illinois)에 소재)사의 Blue M Power-O-Matic 60 오븐이다. 평형화가 끝나면, 오븐에서 팬을 꺼내서 무게를 측정하고 즉시 오븐에 다시 넣는다. 24 시간 후에, 오븐에서 팬을 꺼내어 다시 무게를 측정한다. 예비 시험 수증기 통과 속도는 다음과 같이 계산한다.
시험 WVTR=(24시간 동안의 질량 손실 g)×315.5 g/m2/24시간.
오븐 안의 상대 습도는 구체적으로 제어하지 않는다.
미리 결정된 조건인 100 ℉(32 ℃) 및 주위 상대 습도하에서, CELGARD2500 대조 샘플에 대한 WVTR이 24 시간 동안 5000 g/m2인 것으로 정의하였다. 따라서 각 시험에서 대조 샘플을 사용하고, 하기 식을 사용하여 예비 시험 값들을 교정하여 조건을 정한다.
WVTR=(시험 WVTR/대조 WVTR)×(5000 g/m2/24hr)
수두: 직물이 액체를 투과시키지 않는 성질을 측정하는 것이 수두 시험이다. 수두 시험은 미리 정해진 양의 액체가 통과하기 전까지 지탱할 수 있는 물의 높이(cm)를 결정한다. 높은 수두를 갖는 직물은 낮은 수두를 갖는 직물 보다 액체투과에 더 장애가 많다. 수두 시험은 노쓰 캐롤라이나주 소재 말로 인더스트리즈 사(Marlo Industries, Inc., P.O. Box 1071, Concord, North Carolina)의 텍스테스트(Textest FX-3000 Hydrostatic Head Tester)를 사용하고, 연방 시험 표준(Federal Test Standard) 191A에 따라서 수행하였다.
표준 편차: 본 실시예들에서 언급된 표준 편차는 분산의 척도를 나타내고 평균값과 특정 관찰값의 평균적인 차이를 측정한다. 이것은 특정 데이터군이 어느정도 변화하는지 이해하는 데 유용하다. 예를 들면, 표준 편차를 사용하여 불량률(failure rate)를 예측할 수 있고/거나 최종 제품에서 어느정도의 변화를 허용할 수 있는지 결정할 수 있다. 하기 기술한 실시예들에 대해서, 44 개의 재료 샘플들의 각 성질들을 시험하였다. 샘플 중 22 개는 생산 라인에서 나올 때, 적층물 쉬트의 모서리 부분에서 채취하였고 22 개는 적층물의 가운데 부분에서 채취하였다. 이 정도 숫자의 샘플이면 통계적으로 상당한 표본 크기이다.
표준 편차에 사용되는 식은 다음과 같다:
위 식에서, "n"은 관찰 횟수이다. 분모에 더 자연스러운 n 대신에 n-1을 사용하는 것은 만약 n-1 대신에 n을 사용할 경우 모집단 표준 편차에 대한 편향된 예측을 초래할 수 있다. n-1을 사용함으로써 샘플 크기가 작은 경우의 이러한 편향을 보정할 수 있다. 계산된 평균(x-bar)에서 각 관찰값(xi)이 떨어져 있는 거리는변화에 대한 척도이다. 이러한 관찰들이 평균에 근접하면 할수록, 표준 편차는 작아진다. 만약 모든 관찰이 동일하다면, 표준 편차는 0이 될 것이다. 편차들을 제곱하는 것은 평균이 데이터들의 받침점(fulcrum)(평균 보다 큰 관찰들과 평균 보다 작은 관찰들 사이의 균형점)이 되도록 하기 위한 것이다. 만약 편차들을 제곱하지 않으면 총합이 0이 될 수도 있다. 이어서 총합의 제곱근을 취하여 원래의 데이터 단위로 되돌린 값을 얻는다.
본원에서는 통계학을 사용하여 하기 기술한 대로 실시예들을 비교한다. 하기는 실시예들에 대해서 수행한 통계 분석에 대한 설명이다. 표본들로부터 모집단으로 통계적 추론을 행하는 하나의 공식적인 방법으로 가설 검정을 통한 방법이 있다. 통계의 표본 분포는 그룹 평균에 대한 가설을 인정하거나 반박하는 방법을 제공한다. t-시험은 두 개의 정규 분포 그룹 사이의 평균 차이를 평가하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법이다. 두 종류의 t-시험이 있다. 독립 표본에 대한 표준 t-시험은 두 그룹에서의 분산(variance)가 동일(균일)하다는 가정에 기반을 두고 있으며 모여진(pooled) 표준 편차를 사용한다. 두 그룹에서 분산이 현저히 다르면 별개 분산 추정 t-시험을 사용한다. 분산 동일 가정은 F 시험으로 확인할 수 있다. F 시험을 사용하여 표본 분산들의 비율을 고찰함으로써 2 개의 정규 모집단의 분산을 비교한다. 널(null) 가설은 분산1 = 분산2(또는 분산1/분산2 = 1)인지 시험한다.
기본적인 2-표본 시험에 있어서, 통계적 가설은 두 개의 평균이 동일하다는 것이다(분산1 = 분산2). 다른 가설은 차이가 존재하는 경우이다(분산1 - 분산2 <>0). 만약 확률 수준이 선택한 알파 수준(0.05) 보다 작으면 동일한 평균의 널 가정을 기각하고 평균이 다르다고 결론내린다. t-시험과 함께 보고되는 p-수준은 차이의 존재에 대한 연구 가설을 받아들임에 있어서 개입되는 오차 확률을 나타낸다.
실시예1
본 발명에 따른 미숙성 필름 및 미숙성 부직 웹으로부터 적층물을 준비하였다. 미숙성 필름을 A/B/A 필름이라고 알려져 있는 3층 구조로 함께 사출하였다.
"B" 층, 즉 중심 층은 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Company: 이하 "다우")가 상표명 3310으로 제조한 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 44.5 wt%; 다우 사가 상표명 4012로 제조한 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 5.3 wt%; 알라바마 주 실라코가 (Sylacauga Alabama)에 소재한 ECC 인터내셔날 사(ECC International Inc.)가 상표명 FilmLink2029로 제조한 베헨 산으로 코팅된 칼슘 카보네이트 50 wt%; 뉴욕 주 태리타운(Tarrytown New York)에 소재한 시바 스페셜티즈 컴퍼니(Ciba Specialties Company)사가 상표명 B900으로 제조한 항산화제 2000 ppm으로 만들어졌다.
"A" 층은 표면 또는 외부 층이며 중심 층의 양편에 있으며 텍사스주 휴스턴(Houston, Texas)에 소재한 엑슨 케미칼 컴퍼니(Exxon Chemical Company)사 상표명 768.36으로 제조한 에틸렌 비닐 아세테이트 50.4 wt%; 델라웨어 주 윌밍턴(Wilminton, Delaware)에 소재한 몬텔 유에스에이 사(Montell USA Incorporated)가 상표명 KS 357P로 제조한 카탈로이(Catalloy) 49.1 wt%; 그리고 시바 스페셜티즈 컴퍼니(Ciba Specialties Company)사가 상표명 B900으로 제조한항산화제 5000 ppm으로 만들어졌다.
3층 필름을 앞서 기술한 바와 같이 칠 캐스트 사출(chill cast extrude)하였으며 그 조건은 하기와 같다. 표층의 출구(exiting) 용융 온도는 약 365 ℉(185 ℃)이고 중심층의 출구 용융 온도는 약 420 ℉(215 ℃)이다. 표층은 전체 필름 구성중 약 2.5 wt%이다.
필름 제조 조건
생산량 중심부 표층 연신하기 전의기본 중량
lb/hr rpm rpm Osy
3800 31.9 30.3 1.76
필름을 롤이 7 개인 기계 방향 배향기(MDO)에 통과시켰으며 조건은 하기 표와 같다. 최종 필름 연신(draw)은 마지막 롤의 속도의 첫 번째 롤의 속도에 대한 비율로 정의하였다. 필름을 3.5X 연신했고 그렇게 연신한 필름은 연신후에 0.54 osy의 기본 중량을 가졌다. 필름을 3X 연신했다고 하는 것은, 예를 들면, 1 m 길이의 필름을 연신하여 3 m 길이가 되는 것을 의미한다.
MDO 공정 조건
속도 연신 연신 온도
fpm(M/min) % 비율 ℉(℃)
롤 #1 410(125) 98.0 1.02 200(93.3)
롤 #2 419(128) 76.0 1.32 200(93.3)
롤 #3 551(168) 98.0 1.02 195(90.6)
롤 #4 562(171.3) 38.0 2.63 190(87.8)
롤 #5 1479(450.8) 101.0 0.99 70(21.1)
롤 #6 1464(446.2) 102.0 0.98 70(21.1)
롤 #7 1436(437.7) 103.0 0.97 210(99)
미숙성 부직 웹을 상기 기술한 바와 같이, 도 1에 나타낸 바와 같은 2 개의부직 웹을 제조하는 장치를 사용하여, 스펀본드 공정으로 제조하였다. 부직 웹은, 코넥티컷 주 댄버리(Danbury, Connecticut)에 소재한 유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corporation)사가 상표명 E5D47으로 제조한, 용융 유속(melt flow rate: MFR) 38인 폴리프로필렌; 및 조지아 주 소셜 서클(Social Circle, Giorgia)에 소재한 스탠드리지 칼러 코포레이션(Standridge Color Corporation)사로부터 입수가능한 이산화티탄 농축제 2 wt%로 제조하였다. 두 개의 사출기 및 두 개의 뱅크(bank)를 통해서 섬유를 사출하고 이어서 평균 직경이 15 - 20 미크론 되도록 연신하고 형성 와이어(forming wire)에 부착시켰다. 형성 와이어의 속도를 기본 중량 0.5 oz/sq yd(osy)(17 g/m2)인 부직 웹을 만들기 위해 조절하였고 315 ℉(157 ℃)로 가열된 와이어-위브(wire-weave) 패턴이 되어 있는 결합 롤을 통해서 열 점 결합시켰다.
이어서 미숙성 부직 웹을 MDO 밑으로 이송하여 연신된 미숙성 필름에 적층했는데, 열 및 압력 조건하에서 앤빌 및 C-별(star) 패턴화된 적층 롤을 사용하였고, 적층 조건은 353 PLI(61, 800 N/M)이고, 상부 앤빌 적층 롤의 온도는 220 ℉(104.4 ℃)이고, 하부 패턴 적층 롤의 온도는 280 ℉(137.8 ℃)이다.
연신된 미숙성 필름을, 미숙성 부직 웹을 만든 후 5 초 안에 상기 부직 웹에 적층시켰다. 이 적층물을, 스펀본드 층이 패턴 롤에 인접하고 필름 층이 매그러운 앤빌 롤에 인접한 방식으로, 적층 롤에 통과시켰다. 통계적으로 상당한 표본에 대해 시험하였고 특성을 표 1a 및 1b에 나타냈다. 다르게 표시되지 않으면, 하기 표에서의 기본 중량은 적층물의 기본 중량을 나타낸다.
실시예 2
실시예 1에 기술한 대로(단 하기 조건은 상이하다), 미숙성 필름과 미숙성 부직 웹으로부터 적층물을 제조하였다. 최종 필름 연신비는 3.23이다.
MDO 공정 조건
속도 연신 연신 온도
fpm(M/min) % 비율 ℉(℃)
롤 #1 444(135) 98.0 1.02 210(99)
롤 #2 453(138) 56.0 1.32 200(93.3)
롤 #3 809(247) 65.0 1.02 200(93.3)
롤 #4 1245(379) 85.0 2.63 200(93.3)
롤 #5 1464(446) 101.0 0.99 70(21.1)
롤 #6 1450(442) 101.0 0.98 70(21.1)
롤 #7 1435(438) 102.0 0.97 220(104.4)
적층 조건
적층 롤 압력 온도
PLI(N/m2) ℉(℃)
상부(앤빌) 353(61,800) 214(101.1)
하부(패턴) 353(61,800) 269(131.7)
통계적으로 상당한 표본에 대해 시험하였고 특성을 표 2a 및 2b에 나타냈다.
대조 실시예
숙성 필름 및 미숙성 부직 웹으로부터 적층물을 제조하였다. 숙성 필름을 A/B/A 필름으로 하기 기술한 바와 같이 공동 사출하였고, 그 숙성 필름은 유타 주, 솔트 레이크 시티(Salt Lake City, Utah)에 소재한 헌츠맨 패키징 컴퍼니(HuntsmanPackaging Company)사에 의해 제조되었다.
"B" 층은 실시예 1에서와 동일한 조성으로 제조하였다. "A"층은 실시예 1에서와 거의 동일하게 제조했는데 단 카탈로이 45.1 wt% 및 캘리포니아 주 롬팍(Lompoc, California)에 소재한 셀라이트 코포레이션(Celite Corporation)으로부터 입수가능한 Superfloss규조토 4 wt%를 사용하였다. 표층은 전체 필름 조성 중 약 3.3 wt%를 구성하였다.
숙성 필름을 4 일간 숙성되도록 보관하였다.
이어서, 숙성 필름을 마샬 앤드 윌리암스 컴퍼니(Marshall and Williams Company)사가 제조한 전통적인 기계 방향 배향기에서 배향하였고, 그 조건은 다음과 같다.
MDO 공정 조건
속도 연신 연신 온도
fpm(M/min) % 비율 ℉(℃)
풀기(unwind) 375(114) 99.21 1
예열 롤 1 378(115) 76.99 1.3 225(107.2)
예열 롤 2 491(150) 98.00 1.02 200(93.3)
느린 연신 롤 501(153) 28.98 3.45 200(93.3)
빠른 연신 롤 1729(527) 102.01 0.98 77(25)
어닐 롤 1 1695(517) 101.92 0.98 77(25)
어닐 롤 2 1663(507) 107.64 0.93 220(104.4)
적층 조건
적층 롤 압력 온도
PLI(N/m2) ℉(℃)
상부(앤빌) 353(61,800) 214(101.1)
하부(패턴) 353(61,800) 269(131.7)
통계적으로 상당한 표본에 대해 시험하였고 특성을 표 3a 및 3b에 나타냈다.
결론:
하기 표 4a 및 4b에서 볼 수 있는 것과 같이 상기 특성 표들의 통계적 해석을 요약하기 위해 표들을 만들었다.
이 데이터들은, 본 발명의 양 실시예에서 수두 및 박리 강도 양자에 대해 각각, 2단계 공정과 비교하여(비교 실시예) 예측하지 못한 개선된 차단 효과 및 적층물 강도를 나타낸다. 만약 수두 및 박리 강도 중 한 성질이 개선되면 보통 나머지 성질이 나빠지게 된다는 일반적인 믿음과 달리, 본 발명의 공정은 양 성질이 동시에 개선된 물질을 생산한다. 이것은 본 발명의 물품으로부터 생산된 제품에 있어서 매우 바람직한 것이다.
추가적으로, 상기 공정은, 충분한 인장 강도 특성 및 볼 버스트 특성으로 예시되는 본원에 기술된 바와 같은 제품에 있어서 사용하기에 충분히 튼튼한 제품을 생산하였다. 이렇게 본 발명을 자세히 기술하였지만, 하기 청구 범위의 본령과 범위를 벗어남 없이 본 발명에 대해서 여러 가지 변형을 가할 수 있는 것은 명백하다.

Claims (30)

  1. a) 필름을 형성하는 단계, 그와 동시에
    b) 부직 웹을 형성하는 단계, 이어서
    c) 즉시 상기 필름 및 부직 웹을 결합하여(joining) 적층물을 형성하는 단계를 포함하는, 적층물을 제조하는 인-라인(in-line) 연속 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름을 형성하는 단계가 캐스트(cast) 필름 사출 또는 블로운(blown) 필름 사출을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필름을 형성하는 단계가 칠(chill) 캐스트 사출을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필름을 형성하는 단계에서 생산되는 필름의 최대 두께가 약 12 미크론 미만인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부직 웹을 형성하는 단계가 스펀본드 섬유 및 멜트블로운 섬유를 포함하는 군으로부터 선택되는 섬유 유형을 한 종류 이상 형성하는 것을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 부직 웹을 형성하는 단계가 상기 부직 웹의 섬유들을 결합시키는(bonding) 것을 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필름 및 부직 웹을 결합하는 단계가 상기 필름을 형성하는 단계 및 상기 부직 웹을 형성하는 단계의 1 - 60 초 안에 일어나는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필름 및 부직 웹을 결합하는 단계가 열적 결합(bonding)을 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 전체 공정 효율이 약 70 % 이상인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적층물이 숙성 재료로 만들어진 유사한 적층물 보다 더 높은 박리 강도 및 수두 값을 갖는 방법.
  11. a) 필름을 형성하는 단계, 이어서
    b) 즉시 상기 필름을 연신시켜서 통기성화하는(breathable) 단계, 그와 동시에
    c) 부직 웹을 형성하는 단계, 이어서
    d) 즉시 상기 통기성 필름 및 상기 부직 웹을 결합하여 적층물을 형성하는 단계
    를 포함하는, 적층물을 제조하는 인-라인 연속 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 통기성 필름을 형성하는 단계가 캐스트 필름 사출 또는 블로운 필름 사출을 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 통기성 필름을 형성하는 단계가 칠 캐스트 사출을 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 필름을 연신시키는 단계가 상기 필름을 원래 길이의 1.00 배를 넘어서 약 4.08 배까지 연신시키는 것을 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 필름을 통기성화시키는 데 필요한 상기 필름을 연신시키는 정도가 유사한 숙성 필름을 통기성화시키는 데 필요한 연신 정도에 비하여 감소되는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 필름을 만드는 데 필요한 상기 필름을 연신시키는 정도가 감소함으로써 상기 필름을 연신시키는 단계에서 유사한 숙성 필름을 통기성화시키는 데 필요한 연신 단계에서 보다 더 높은 속도 및 수율을 얻게 되는 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 필름을 연신시키는 단계에서 생산되는 필름의 최대두께가 약 12 미크론 미만인 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 부직 웹을 형성하는 단계가 스펀본드 섬유 및 멜트블로운 섬유를 포함하는 군으로부터 선택되는 섬유 유형을 한 종류 이상 형성하는 것을 포함하는 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 부직 웹을 형성하는 단계가 상기 부직 웹의 섬유들을 결합시키는 것을 포함하는 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 통기성 필름 및 상기 부직 웹을 결합하는 단계가 상기 통기성 필름을 형성하는 단계 및 상기 동시에 일어나는 부직 웹을 형성하는 단계의 1 - 60 초 안에 일어나는 방법.
  21. 제11항에 있어서, 상기 통기성 필름 및 상기 부직 웹을 결합하는 단계가 열적 결합을 포함하는 방법.
  22. 제11항에 있어서, 전체 공정 효율이 약 70 % 이상인 방법.
  23. 제11항에 있어서, 상기 적층물이 숙성 재료로 만들어진 유사한 적층물 보다 더 높은 박리 강도 및 수두 값을 갖는 방법.
  24. a) 필름을 형성하는 단계, 그와 동시에
    b) 부직 웹을 형성하는 단계, 이어서
    c) 즉시 상기 필름 및 부직 웹을 결합하여(joining) 적층물을 형성하는 단계
    를 포함하는, 인-라인 연속 방법으로 제조되는 적층물.
  25. 제23항에 있어서, 상기 필름이 통기성인 적층물.
  26. 제23항에 있어서, 상기 부직 웹이 스펀본드 섬유 및 멜트블로운 섬유를 포함하는 군으로부터 선택되는 섬유 유형을 한 종류 이상 포함하는 적층물.
  27. 제23항에 있어서, 상기 필름 및 상기 부직 웹이 폴리올레핀을 포함하는 적층물.
  28. 제23항에 있어서, 상기 필름 및 상기 부직 웹이 열적으로 결합되는 적층물.
  29. 제23항에 있어서, 상기 적층물이 숙성 재료로 만들어진 유사한 적층물 보다 더 높은 박리 강도 및 수두 값을 갖는 적층물.
  30. 액체-투과성 라이너(liner), 액체-비투과성 바깥쪽 커버(여기서 액체-비투과성 바깥쪽 커버 및 액체 투과성 라이너 중 하나 이상이 제23항에 따른 적층물을 포함한다) 및 그 사이에 배치된 흡수제 심부(core)를 포함하는 흡수 제품.
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