KR20010090802A

KR20010090802A - 상온에서 한 방향으로만 연신되며 다중합체 섬유로구성된, 신축포용 부직웹과 이를 포함하는 일회용 흡수성제품

Info

Publication number: KR20010090802A
Application number: KR1020017005303A
Authority: KR
Inventors: 미스배리드웨인; 콴트릴토마스에드워드
Original assignee: 그레고리 제이. 머러; 비비에이 넌워븐스 심프슨빌, 인코포레이티드
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-10-19
Also published as: WO2000028122A1; KR100455073B1; CA2348469A1; US20010008675A1; DE69926257D1; BR9915034B1; JP2002529616A; EP1131479A1; US6849324B2; JP3775726B2; US20020022424A1; AU1337300A; DE69926257T2; US20020039637A1; BR9915034A; EP1131479B1

Abstract

한 방향으로 연신되고 주위 조건에서 영구히 신장되는 다중합체 섬유로 구성된 부직웹에 대해 기술하고 있으며 이 부직웹은 연신방향으로 인장강도 내에서 실질적인 증가를 나타낸다. 섬유의 배열과 반대 방향에서의 웹의 인장강도에 대한 섬유 배열방향에서의 웹의 인장강도의 비는 최소 약 10 : 1 이다. 섬유 배열방향에 반대인 방향으로 최대하중에서 신장률은 최소 약 6 : 1 이다. 다중합체 섬유는 보통 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 단일 중합체 또는 공중합체인데, 이들 중 하나는 주된 상이며 또 다른 하나는 분산상이다. 다른 성분 중 하나나 둘 다와 최소한 부분적으로 혼화성이 있는, 탄성 특성을 갖는 제 3 요소가 몇몇 혼합물에 포함된다. 이 부직웹은 연신방향에 수직인 방향으로 그 최초 크기를 초과하여 잘 연신될 수 있으며 특히 탄성이 부여된 일회용 흡수성 제품에 사용하기 위한 탄성성분을 함유한 적층물에 유용하다.

Description

상온에서 한 방향으로만 연신되며 다중합체 섬유로 구성된, 신축포용 부직웹과 이를 포함하는 일회용 흡수성 제품 {UNIDIRECTIONALLY COLD STRETCHED NONWOVEN WEBS OF MULTIPOLYMER FIBERS FOR STRETCH FABRICS AND DISPOSABLE ABSORBENT ARTICLES CONTAINING THEM}

일회용 기저귀는 실금환자, 영아 및 배변훈련전 유아가 내의로 하체에 착용할 수 있도록 고안된 복합 흡수성 제품이다. 일회용 기저귀는 전형적으로 기저귀의 외부면으로 액 비투과성 백시트, 착용자의 피부에 면하는 기저귀의 내부면으로 액 투과성 탑시트, 및 소변과 기타 액체를 흡수하기 위해 탑시트와 백시트 사이에 배치된 흡수중심을 포함한다.

근래 일회용 기저귀의 구성 및 발전에 있어서 가장 중대한 관심사는 착용자의 편안함과 특히 활동적인 영아 및 유아에게 사용기간 내내 잘 맞는 것이다.

기저귀의 적합도와 편안함을 개선하고 기저귀로 부터 샘방지를 돕기 위해, 일회용 기저귀는 탄성 허리밴드, 레그커프스(leg cuffs) 및 사이드패널(side panel) 같은 탄성요소들을 포함할 수 있다. 일회용 기저귀에 유용한 탄성요소들의 예가 미국특허 제 5,242,436 호 ; 제 4,981,747 호 ; 제 5,114,781 호 및 제 5,244,482 호에 기재되어 있다.

개선된 특성을 갖는 대안의 복합 탄성 적층물(composite elastic laminate)을 사용하는 것이 더 쓸모있고 제조가 덜 힘들다는 면에서 바람직할 것이다. 통기성을 위해 막보다는 탄성 스트랜드(strand) 또는 스크림(scrim)을 사용하는 것이 바람직한 기저귀 구조물 내에서 증가된 기계적 연신(延伸)(stretching)의 어려움을 견디어내기에 충분할 만큼 강한 복합 탄성 적층물용 부직웹을 개발하는 것이 바람직할 것이다.

발명의 요약

본 발명은 다중합체 섬유의 부직웹, 이 웹의 제조방법, 이 웹과 탄성 요소를 포함하는 복합 탄성 적층물, 및 본 발명의 복합 탄성 적층물을 포함하는 일회용 흡수성 제품을 제공한다. 증가된 기계적 연신을 부여하여 탑시트와 백시트를 활성화하는 기저귀의 탄성 사이드패널로 사용하는 것을 포함하여, 이 적층물은 일회용 흡수성 제품에 사용하는 것이 적당하다. 이 적층물은 또한 기저귀를 포함하는 의복의 본체 옆 가장자리에 부착된 늘일 수 있는 구성요소로 사용하기에 적당하며 손과 같은 이례적인 천조각을 갖는다.

부직웹은 실질적으로 한 방향으로 향한 다중합체 섬유로 만들어진다. 웹의 도처에 존재하는 분리된 다수의 접착부들이 섬유를 서로 접착시킨다. 섬유의 배열방향에서 웹의 인장강도 대 그 반대방향에서 웹의 인장강도는 최소 약 10 : 1 이다.

다중합체 섬유는 매우 많이 늘어날 수 있다. 섬유들을 기계방향이나 교차한 기계방향 중 한 방향 또는 다른 방향으로 향하게 하여 웹의 신장(伸長)에 대해 수직인 방향으로 최대하중에서 웹의 신장을 실질적으로 증가시키고 또한 신장방향으로 웹의 인장강도를 증가시키기 위해 웹을 잡아늘일 수 있다. 웹은 열처리 없이도 잡아늘일 수 있는데, 이것은 웹이 약 35 ℉ 내지 150 ℉ 의 온도에서 늘어날 수 있음을 나타낸다. 보통, 이 웹은 약 65 ℉ 내지 110 ℉ 의 주변온도에서 늘어날 것이다.

연신에 앞서, 웹은 대체로 기계방향이나 교차한 기계방향 중 적어도 하나로 최대하중에서 70 % 이상의 신장률을 가질 것이다. 기계적 연신은 영구히 웹을 신장시키며 웹의 신장에 대해 수직인 방향으로 고도의 연신적합성을 갖게 한다. 연신 방향에 대해 수직인 방향으로 최대하중에서의 신장은 최소 약 2 : 1, 본 발명의 좀더 한정된 면에서 4 : 1 이상의 비율로 증가된다. 웹은 보통 보다 더 연신될 수 있기 때문에, 본 발명의 부직웹으로 만들어진 복합 탄성포는 보통 탄성요소의 탄성한계까지 늘어날 수 있다. 웹은 실질적으로 강화되며 기계적으로 늘이는 동안 얇아지거나 손상되지 않는다.

다중합체 섬유는 분리된 구조적 영역에서 서로 다른 중합체를 사용하여 형성되거나, 또는 혼화성 중합체의 혼합물, 비혼화성 중합체의 혼합물 또는 혼화성 중합체와 비혼화성 중합체의 혼합물로 부터 형성될 수 있다. 혼합물은 또한 분리된 구조적 영역으로 형성된 다중합체 섬유내에서 한 성분으로 사용될 수 있다. 한 실시형태에서, 중합체들은 비혼화성이며 주된 연속상 및 적어도 하나의 분산상을 형성하기 위해 혼합하였다. 비혼화성 중합체의 예에는 선형의 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 포함된다. 이들 중합체는 보통 비탄성적이라고 여겨진다. 각각의 중합체는 주된 연속상일 수 있다. 혼합물은 또한 탄성 성분을 포함할 수도 있다.바람직한 혼합물은 적어도 부분적으로는 위의 두 상과 혼합될 수 있으며 혼합물에 고도의 신장특성을 부여할 수 있는 제 3 의 성분을 포함한다.

다중합체 섬유를 형성하기에 적당한 혼합물의 예는 다음과 같다:

혼합물의 무게를 기준으로 약 65 내지 80 % 의 아이소택틱 (isotactic) 폴리프로필렌 ;

혼합물의 무게를 기준으로 약 1 내지 5 % 인 선형의 저밀도 폴리에틸렌 ; 및

혼합물의 무게를 기준으로 약 15 내지 30 % 인, 아이소택틱 폴리프로필렌과 혼화성이 있는, 사슬 중의 적어도 한 부분을 갖는 블록(block) 또는 그래프트된(grafted) 폴리올레핀 공중합체 또는 삼원공중합체.

이러한 블록 또는 그래프트된 폴리올레핀 공중합체의 예로는 Montell 사에서 구입가능한 Catalloy^TM가 있다.

다중합체 섬유는 스펀본드 연속 필라멘트, 카디드(carded) 불연속스테이플 섬유 및 멜트블로운(meltblown) 섬유일 수 있다. 보통, 웹은 연속 스펀본드 필라멘트로 제조될 것이다.

다른 실시형태에서, 본 발명은 상기한 부직웹 중 적어도 한 층에 부착시킨 하나 이상의 탄성요소 층을 갖는 복합 직물을 포함한다. 이 탄성요소는 탄성 스트랜드, 스크림, 탄성 필름, 및 통기성 있는 탄성 필름 중에서 선택할 수 있다. 부직웹을 연신한 탄성요소에 배접한 후 미국특허 제 5,114,781 호에 기재된 방법으로 탄성요소를 느슨하게 하여 부직웹 성분이 미리 영구히 신장된 방향으로 직물의 주름을 잡을 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 본 발명은 다중합체 섬유를 제조한 후 35 ℉ 내지 150 ℉ 에서 기계방향이나 교차한 기계방향 중 한 방향으로 연신하여 웹이 영구적으로 신장되게 하는, 접착시킨 부직웹의 최대하중에서 신장을 충분히 증가시키기 위한 방법을 포함한다. 연신 방향에 대해 수직인 방향으로 웹의 최대하중에서의 신장은 충분히 증가되었다. 이 방법은 필요에 따라 연신한 웹을 보통 열과 압력을 가하여 약하게 접착시켜 섬유의 수축에 대해 웹을 안정시키는 부가단계를 포함할 수 있다.

그러므로, 본 발명은 의복의 본체에 접착되는 분리된 요소들로 또는 탑시트와 백시트 사이에 배접된 적층물에서 간에, 특히 기저귀의 탄성 사이드패널로서 일회용 흡수성 제품에 사용하기에 적합한, 손과 같은 천조각과 훌륭한 보호특성을 갖는 복합 탄성포를 제공한다. 복합포의 부직웹 성분은 더 많이 연신해도 잘 견딜 수 있는 강도를 가지고 있다. 열처리 없이도 신장 방향에 수직인 방향으로 늘어날 수 있는 충분한 능력을 부여하기 위해 웹은 한 방향으로 영구적으로 신장될 수 있다.

본 발명은 일회용 흡수성 제품에 사용하기 위한 탄성복합포와 이 포의 구성요소에 관한 것이다.

본 발명의 몇몇 잇점들과 주제는 이미 언급되었다. 나머지들은 다음에 첨부한 도면과 현미경사진과 관련하여 나타날 것이다 :

도 1 은 본 발명에 따라 연신하기 전, 다중합체 섬유로 된 접착 부직웹의 일부에 대한 투시도이다 ;

도 2 는 도 1 의 부직웹을 본 발명에 따라 영구적으로 신장시킨 후 경접착하여 고정시킨 부직웹의 투시도이다 ;

도 3 은 다중합체 섬유로 된 접착 부직웹을 기계방향으로 영구히 신장시키는 예증적인 방법의 모식도이다 ;

도 4 는 선 4 - 4 를 따라 도 3 의 모식도의 일부를 부분적으로 잘라 위에서 본 투시도이며, 웹을 연신했을 때 웹의 폭을 가로지른 방향으로의 수축을 보여주고 있다 ;

도 5 는 두 부직웹 사이에 위치한 탄성 스트랜드를 함유한, 도 2 에서 볼 수 있는 본 발명의 두 웹의 적층물에 대한 분해투시도이다 ;

도 6 은 보는 사람에게 면한 외부면인 백시트를 갖는, 본 발명의 일회용 기저귀의 적절한 구조에 대한 계획도이다 ;

도 7 은 도 6 의 기저귀의 일부를 잘라낸 분해투시도인데, 이는 본 발명의 복합포로 구성된 기저귀 내부의 배치를 보여주고 있다 ;

도 8 은 본 발명에 따라 연신 전 다중합체 연속 필라멘트로 된 점접착 스펀본드 부직웹을 5 배 확대한 현미경사진이다 ;

도 9 는 도 8 의 웹을 20 배 확대한 현미경사진이다 ;

도 10 은 기계방향으로 연신 후 경접착하여 연신한 웹이 수축되지 않도록 고정시킨, 다중합체 연속 필라멘트로 된 점접착 스펀본드 부직웹을5 배 확대한 현미경사진이다. ;

도 11 은 도 10의 웹을 20 배 확대한 현미경사진이다 ;

도 12 는 본 발명에 따라 연신에 앞서 다중합체 연속 필라멘트로 된 점접착 스펀본드 부직웹의 단면을 20 배 확대한 현미경사진으로 포 본체에서 수평으로 배향된 점접착점을 보여주고 있다 ; 그리고

도 13 은 부직웹을 본 발명에 따라 연신 후의 다중합체 연속 필라멘트로 된 점접착 스펀본드 부직웹의 단면을 20 배 확대한 현미경사진으로 연신의 결과 포에서 수직으로 배향된 점접착점을 보여주고 있다.

본 발명은 특히 도면을 참조로 하여 기술된 것이며 또한 본 발명의 예증적인 실시형태가 설명된다. 본 발명이 속하는 분야의 당업자들이 본 발명을 실시하는 동안에도 기재된 특정 세부사항들을 변형시킬 수 있음이 이해되어야 한다. 본 명세서는 본 출원분야의 당업자들에게 지도되는 본 발명의 광범위한 지침으로 이해되어야 한다.

도 1 은 다중합체 섬유로 제조된 접착 부직웹(20)의 일부에 대한 투시도이다. 도 1 에서 나타낸 부직 섬유상 웹이 비교적 평평하고 유연하며 다공성이고, 다중합체 스테이플 섬유나 연속 필라멘트로 구성된, 일반적으로 평면구조를 포함하는 것을 상식선에서 고려해야 한다. 부직포는 카딩되거나, 스펀본드되거나, 습식퇴적되거나, 공기퇴적되거나 또는 멜트블로잉될 것이다. 보통, 연신에 앞서, 기계방향이나 교차한 기계방향 중 한 방향으로 최대하중에서 웹은 70 % 이상의 신장률을 갖는다. 설명된 실시형태에서, 섬유상 부직웹은 다중합체 스펀본드 연속 필라멘트를 포함하는 스펀본드 부직포이다. 필라멘트는 직물의 전체에 걸쳐 분포된 분리된 접착부(22)에서 서로 접착되어 단일의, 서로 밀착되어 있는 부직웹을 형성한다.

도 8 은 스펀본드 연속 다중합체 필라멘트로 된 점접착 부직포를 5 배 확대한 현미경사진이다. 이와 동일한 웹이 20 배 확대되어 도 9 에 나타나 있다. 각각의 필라멘트와 점접착으로 강화된 영역이 명백하다. 현미경사진으로 부터 명백한 것 처럼, 점접착은 평면이며 웹의 면에 놓여있다. 점접착부(22)는 열과 압력을 가해 필라멘트가 용융접합된 분리된 영역을 포함한다. 설명된 실시형태에서, 접착부(22)는 점접착이지만 선형이나 다른 모양을 포함하는 다른 기지의 배치나 형태가 사용될 수 있다.

본 발명의 다중합체 섬유는 보통 비탄성이라 여겨지는 중합체로 주로 형성된다. 본 발명의 실시에 사용하기에 유용한 중합체 조합은 1995년 11월 22일 제출되고 공개된 PCT 국제특허출원 PCT/US95/15257 인 "신장할 수 있는 복합 부직포" 에 기재되어 있다. 이 출원의 내용과 그 안에 담긴 지침들은 본 명세서에 그 전체가 참고자료로 삽입되어 있다.

"다중합체 섬유(multipolymer fiber)" 라는 용어는 둘 이상 중합체의 혼합물과 섬유 내 분리된 구조적 영역에 존재하는 둘 이상의 중합체로 제조된 스테이플과 연속 필라멘트를 포함한다. 본 발명의 목적에 대해, "중합체(polymer)" 라는 용어는 상식선에서 사용되며 단일중합체, 공중합체, 그래프트 공중합체, 및 삼원공중합체를 포함할 의도이다. "혼합물(blend)" 이라는 용어 또한 본 명세서에서 일반적인 의미로 사용되며 혼화성 중합체와 비혼화성 중합체의 혼합물을 포함할 의도이다. 중합체들이 용해된 상태에서 분리된 분명한 상으로 존재하면 이 중합체들은 "비혼화성(immiscible)" 이라고 여겨지며 ; 이에 대한 모든 여타의 혼합물들은 "혼화성(miscible)" 인 것으로 여겨진다. 다양한 혼화도가 존재할 수 있으며 또한 본 발명의 범주내에 속할 의도임을 이해할 수 있다.

둘 이상 중합체를 함유한 혼합물 또한 사용될 수 있으며 이 혼합물은 셋 이상 중합체 성분을 포함한 것도 포함한다. 비혼화성 중합체와 혼화성 중합체 둘 다 2 성분 혼합물에 첨가되어 혼합물의 상용성(相容性), 점성, 중합체 결정화도 또는 상 영역 크기에 대해 부가적인 특성 및 잇점을 부여한다.

본 발명에서 사용된 중합체들은 압출될 것이기 때문에, 안정제와 산화방지제가 전통적으로 중합체에 첨가되었다. 다른 첨가제들 또한 본 발명에 의해 첨가될 것이다. 예로 이산화티타늄, 활석, 훈증된 실리카 또는 카본 블랙 같은 무기 첨가제들이 사용될 수 있다. 중합체 수지 또한 다른 중합체, 희석제, 상용화제, 점착방지제, 내충격성개량제, 가소제, UV 안정화제, 안료, 염소제, 윤활제, 습윤제, 대전방지제, 성핵제, 레올로지개량제, 물, 알콜 방충제 등과 같은 여타 첨가제들을 포함할 것이다. 압출, 급냉, 압신성형, 레이다운(laydown), 대전 및/또는 전기적 특성, 접착, 습윤성 또는 방충 특성 같은 공정이나 제품 특성에 영향을 미치는 첨가물도 혼합물과 함께 사용할 수 있음을 또한 예상할 수 있다. 특히, 공정 및/또는 최종 용도 어느 것에나 특별한 잇점을 부여하는 중합체 첨가제도 사용될 것이다.

다중합체 섬유는 보통 둘 이상의 중합체로 구성된 중합체 혼합물로 형성된다. 혼합물 중의 중합체들은 혼화성이거나, 비혼화성이거나 또는 혼화성 중합체와 비혼화성 중합체의 조합일 수 있다. 본 발명에 따른 어떤 실시형태에서, 중합체들은 주된 연속상 및 최소 하나의 실질적으로 불연속적인 분산상으로 존재할 것이다. 혼합물이 주된 연속상과 최소 하나의 불연속적인 상으로 존재할 경우에, 하나 혹은 다른 하나 혹은 둘 다의 중합체 상에서 각각 혼화성이 있는 다른 중합체들이 또한 존재할 것이다.

본 발명의 또 다른 면에 따라, 다중합체 섬유는 상대적으로 낮은 탄성률의 중합체와 하나 이상의 보다 높은 탄성률의 중합체로 구성된 중합체 혼합물로 형성된다. 이러한 화합은 저탄성률의 중합체가 주된 상이고 보다 높은 탄성률의 중합체가 그안에 분산되어있을 때 특히 이용가치가 있다고 생각된다. 이론적으로 보다 높은 탄성률을 가진 중합체가 저탄성률의 중합체를 '강화' 하여 방사(紡絲)를 안정화하고 캘린더에 대한 웹의 점착 위험과 캘린더를 휘감는 위험을 감소시키는 한 보다 높은 접착 온도를 충분히 감안하더라도 웹은 강화된다. 비혼화성 중합체 혼합물로 형성된 다중합체 섬유의 경우에, Brody 의 미국특허 제 4,518,744 호에 기재된 바처럼 소량의 분산된 중합체가 주된 중합체 상에 권취(卷取)속도억제(WUSS)에 효과가 있으리라 생각된다. 소량의 혼화성 첨가제가 주어진 필라멘트 방사속도에서 섬유내의 분자 배향도를 효과적으로 감소시킬 때 권취속도억제가 나타난다. 그 결과물은 일반적으로 보다 높은 신장률과 보다 낮은 인성(靭性)을 갖는 필라멘트이다.

본 발명의 또 다른 면에서, 다중합체 섬유는 주된 연속상과, 주된 상과 낮은 상호친화성을 가지며 그 안에 분산된 하나 이상의 중합체 및 연속 중합체 상과 분산된 중합체 상 중 하나 또는 둘 다에서 적어도 부분적으로 혼화성이 있는 하나 이상의 부가 중합체로 구성된 중합체 혼합물로 형성된다. 만약 어떤 부가 중합체가 주된 상에 혼화성이며 결정화도를 효과적으로 감소시킨다면, 결과로서 생기는 복합물에서 관찰되는 개선된 신장성(伸長性)(extensibility)은 '내충격성-개량(impact-modifying)' 효과 때문에 일어날 것이라 생각된다. 만약 어떤 부가 중합체가 양쪽 중합체에 대해 친화성이 있거나 또는 두 상 사이의 표면에너지를 낮추는 역할을 한다면, 복합물의 신장성에서 관찰된 개선점은 상용화 효과 때문이라 생각된다. 이론에 구애됨 없이, 혼합물은 궁극적으로 필라멘트나 섬유를 형성해야 하는데, 이는 웹과 복합구조로 형성될 때 보풀이 덜 생기고 잘 신장되는 등의 본 발명에 의해 설명되는 특성들을 나타낸다.

한 실시형태에서, 다중합체 섬유는 무게로 1 내지 50 % 의 폴리에틸렌과 무게로 99 내지 50 % 의 폴리프로필렌으로 구성될 것이다. 이러한 혼합물로 형성된 직물은 보풀이 덜 생기고 잘 신장된다.

인장강도가 특히 중요하고 고탄성이 덜 중요한 적용에 있어서, 복합포는 폴리에틸렌이 1 % 내지 10 % 범위로 존재하고 폴리프로필렌이 90 % 내지 99 % 범위로 존재하는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 혼합물로 된 섬유로 형성된, 서로 밀착되고 신장할 수 있는 부직웹을 포함할 것이다. 또 다른 실시형태에서, 매우 실질적이고 놀라운 신장의 증가가 혼합물에 제 3 의 중합체 성분을 혼합함으로써 얻어질 수 있다. 예를 들면, 다중합체 섬유는 아이소택틱 폴리프로필렌 같은 우세량의 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 같이 주요 중합체와 낮은 상호친화성을 갖는 소량의 중합체, 및 결정화도를 감소시키고/거나 혼합물을 상용화하는 부가적인 제 3 의 중합체로 구성된다. 결과물은 극도로 높은 신장성을 갖는 보다 부드러운 웹이다. 이 실시형태에 따른 바람직한 다중합체 섬유는 무게로 50 % 이상의 폴리프로필렌, 1 내지 10 % 의 폴리에틸렌 및 10 내지 40 % 의 제 3 의 중합체로 구성될 것이다. 적절한 제 3 의 중합체는 Montell 사에서 시판중인 Catalloy^TM같은 폴리프로필렌 공중합체 및 4 합체를 포함한다. 이들 수지는 블록내에 어느 정도의 코모노머(comonomer) 함량을 갖는 것을 특징으로 하며, 그 안에 중합체 사슬의 적어도 일부분이 주된 상과 분산된 중합체 상 중 하나 또는 둘 다와 혼화성이 있다. 다른 적절한 중합체는 Rexene 사에서 구입가능한 유연한 폴리올레핀인 Reflex^TM이다. 결정화도를 감소시킨 이들 수지는 중합체 사슬내에 존재하는 어택틱(atactic) 분절을 가져서 중합체의 "입체규칙도(tacticity)" 에 영향을 주는 것을 특징으로 한다.

이 실시형태에 특히 바람직한 다중합체 섬유는 65 내지 80 % 의 아이소택틱 폴리프로필렌, 1 내지 5 % 의 폴리에틸렌, 및 사슬의 일부가 아이소택틱 폴리프로필렌과 혼화성인 15 내지 30 % 의 폴리올레핀 공중합체로 구성된다.

본 발명의 이런 면에 따른 유용하며 유익한 제품의 또 다른 부류는 부드러우며 신장성있는 중합체 상과, 이 중합체 상과 낮은 상호 친화성을 가져 고신장성을 유지하면서도 가공성(예로 용융방사), 접착 및/또는 내마모성을 개선하는 방향으로 섬유의 레올로지성, 기계적 특성, 및/또는 열적 특성 중 어느 것이든 개량하는 하나이상의 부가 중합체로 형성된 다중합체 섬유를 사용한다. 바람직한 실시형태에서, 유연하며 신장성 있는 상은 주된 연속상으로 존재한다. 예를 들어, 폴리에틸렌은 부드러우며 신장성있는 주된 상으로 사용될 수 있으며 폴리프로필렌은 부가적인 개량 중합체로 사용될 수 있다. 바람직한 실시형태에서 부가 중합체는 주된 상에 비해 적은 비율로 첨가된다. 다른 바람직한 실시형태에서, 부가 중합체는 주된 상에 비해 보다 높은 속도를 나타낸다. 부드러우며 신장성있는 폴리에틸렌과 상대적으로 적은 비율인 보다 높은 점성의 폴리프로필렌을 혼합하면 신장성, 유연도, 인장강도 같은 다른 중요한 포 특성에 뚜렷한 역효과 없이 중합체 혼합물로 형성된 부직포에 마모저항성을 부여한다. 폴리에틸렌의 가방성(可紡性)은 또한 부가적인 폴리프로필렌의 존재에 의해 개선된다. 이러한 실시형태에 따라, 섬유는 예로 3 % 에틸렌-프로필렌 공중합체인 무게로 2 내지 50 % 의 프로필렌 중합체와, 예로 폴리에틸렌인 무게로 98 내지 50 % 의 유연하며 신장성있는 중합체로 구성된다. 특히 바람직한 실시형태에서, 섬유의 조성은 무게로 5 내지 40 %, 가장 바람직하게는 5 내지 25 % 사이인 프로필렌 중합체와, 무게로 75 내지 95 % 의 폴리에틸렌 사이에서 변동한다. 특히 좋은 신장성, 인장강도 및 마모저항성이 요구되는 경우, 무게로 5 내지 25 % 의 프로필렌 중합체를 포함하는 섬유의 조성이 바람직하다. 가장 바람직한 실시형태는 무게로 5 내지 25 % 인 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 삼원공중합체와, 무게로 75 내지 95 % 인 선형의 저밀도 폴리에틸렌으로 구성된다. 이들 실시형태에서, 저융점의 폴리에틸렌은 혼합물 내에서 실질적으로 연속상으로서 존재하며 보다 고융점의 프로필렌 중합체는 폴리에틸렌 상에 분산된 비연속상으로서 존재한다.

섬유를 생산하는데 있어서, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 성분은 적절한 비율의 양으로 결합되며 용융방사되기 전에 완전히 혼합된다. 중합체들이 용융상태로 변화하므로, 몇몇 경우에 압출기에서 중합체 성분의 충분한 혼합이 성취될 것이다. 어떤 경우에는 더 역동적인 혼합이 요구될 것이다.

다양한 형태의 폴리에틸렌이 사용될 것이다. 한 예로, 분지된(예로, 비선형) 저밀도 폴리에틸렌이나 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이 메탈로센과 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매계를 포함하는 잘 알려진 방법으로 부터 이용되거나 생산될 수 있다. LLDPE 는 보통 본 분야에서 확립된 조건하에서 촉매 용액이나 유동층법으로 생산될 것이다. 결과적으로 생성된 중합체는 필수적으로 선형인 뼈대를 갖는 것이 특징이다. 다른 경우라면 선형 중합체 뼈대에 편입될 코모노머의 수준으로 밀도를 조절한다. 다양한 알파-올레핀들이 보통 에틸렌과 공중합되어 LLDPE 를 생산한다. 네 개 내지 여덟 개의 탄소원자를 갖는 것이 바람직한 알파-올레핀은 무게로 약 10 % 이하로 중합체 내에 존재한다. 가장 전형적인 코모노머는 부텐, 헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및옥텐이다. 일반적으로, 중합체가 폴리프로필렌과의 용융방사에 적합하게 하는 다양한 밀도와 용융지수를 갖도록 LLDPE 는 생산될 수 있다. 특히, 바람직한 밀도치는 0.87 내지 0.95 g/㏄ 사이에서 변동하며(ASTM D-792), 용융지수값은 보통 0.1 내지 약 150 g/10 min 사이에서 변동한다(ASTM D1238 - 89, 190 ℃). 바람직하게, LLDPE 는 10 이상, 및 더 바람직하게 15 이거나 스펀본드 필라멘트 보다 더 큰 용융지수를 가져야 한다. 0.90 내지 0.945 g/㏄ 의 밀도와 25 이상의 용융지수를 갖는 LLDPE 중합체가 특히 바람직하다. 시판하는 선형의 저밀도 폴리에틸렌 중 적절한 것의 예에는 ASPUN Type 6811 (27 MI, 밀도 0.923), Dow LLDPE 2500 (55 MI, 0.923 밀도), Dow LLDPE Type 6808A (36 MI, 0.940 밀도) 같이 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Company)에서 구입가능한 것들과, Exact 2003(31 MI, 밀도 0.921) 같이 엑손 케미칼 컴퍼니(Exxon Chemical Company)에서 구입가능한, 선형의 저밀도 폴리에틸렌 중합체의 Exact 시리즈가 포함된다.

당업자들에게 알려진 방법으로 제조된 다양한 폴리프로필렌이 또한 사용될 수 있다. 일반적으로, 폴리프로필렌 성분을 아이소택틱이거나 신디오택틱인 프로필렌의 단일중합체, 공중합체 또는 삼원공중합체일 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 시판중인 단일중합체의 예에는 SOLTEX Type 3907 (35 MFR, CR 등급), HIMONT Crade X10054 - 12 - 1 (65MFR), Exxon Type 3445 (35 MFR), Exxon Type 3635 (35 MFR), AMOCO Type 10 - 7956F (35 MFR), 및 Aristech CP 350 J (용융유동속도 약 35)가 포함된다. 시판중인 프로필렌 공중합체의 예에는 프로필렌을 3 % 에틸렌과 랜덤 공중합시켜 제조한, 35 용융유동속도의 Exxon 9355 ; 프로필렌을 3 % 에틸렌과 랜덤 공중합시켜 제조한, 10 용융유동속도의 Rexene 13S10A ; 프로필렌을 3 % 에틸렌과 랜덤 공중합시켜 제조한, 11 용융유동속도의 Fina 7525MZ ; 프로펠렌을 1.7 % 에틸렌과 랜덤 공중합시켜 제조한, 8 용융유동속도의 Montel EPIX 30F 가 포함된다. 프로필렌 중합체가 혼합물의 주된 상일 경우, 용융유동속도가 20 이상인 것이 바람직하다. 프로필렌 중합체가 혼합물의 분산상으로 존재하면, 용융유동속도는 15 이하인 것이 바람직하며 10 이하인 것이 가장 바람직할 것이다.

또 다른 실시형태에서, 웹의 다중합체 섬유는 이성분 또는 다성분의 섬유이거나 또는 필라멘트일 것이다. '이성분 또는 다성분(bicomponent or multicomponent)' 이라는 용어는, 영역이 분산되거나, 랜덤하거나 또는 비구조화되는 경향이 있는 혼합물과 대조적으로, 구조화된 분리 영역 내 중합체 상의 모든 존재물을 나타낸다. 중합체 성분은 원기둥관통형, 나란한 형, 분할된 파이형, 바다속 섬형, 또는 기울어진 다엽형을 포함하는 배치로 얼마든지 배치될 수 있다. 서로 밀착된 신장성 부직웹은 예로 폴리에스테르 중심과 폴리에틸렌 원기둥을 갖는 원기둥관통형 이성분 섬유로 제조될 수 있거나, 원기둥 또는 중심이 상기한 바대로 혼합물을 포함할 수 있다. 선택적으로 신장성 웹은 스펀본드 필라멘트와 멜트블로운 섬유의 조합 또는 카디드 스테이플 섬유와 멜트블로운 섬유의 조합을 포함하는 단일 웹으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 모든 실시형태에서, 신장성 부직웹은 높은 표면 마모저항성과 높은 신장성을 갖는 것을 특징으로 한다. 웹의 표면 마모저항성은 ASTM Test Method D - 3884 - 80 에 의해 정의된 Taber 마모시험 같이 산업분야의 표준인 물리적 시험으로 객관적으로 편리하게 측정될 것이다. 본 발명의 복합포에 유용한 신장성 웹은 10 주기 이상의 Taber 마모값(고무 바퀴)을 가짐을 특징으로 한다. 더욱이 이 웹은 연신에 앞서 기계방향(MD)이나 교차한 기계방향(CD) 또는 양쪽 방향으로 최대하중에서 적어도 70 %, 더 바람직하게 적어도 100 %, 및 가장 바람직하게 적어도 150 % 의 신장률을 가짐(ASTM D - 1682)을 특징으로 한다. 웹의 다중합체 섬유는 상대적으로 미세한 직경, 보통 10 데니어(denier)나 그 미만의 직경을 갖는다.

도 1 에서 보여지는 웹은 연신될 수 있으나 아직 그렇게 하지 않은 채 접착되어 있다. 도 1 에서 보여지는 웹은 캘린더 로울 중하나가 부드러우며 접착 무늬를 가하기 위한 무늬 면을 갖는 캘린더 닙 사이로 웹을 통과시켜 점접착되었다. 웹이 접착되는 간헐적인 점접착 영역(22)이 형성되었다. 분리된 접착부는 섬유들이 서로 용융접착된 면을 포함한다. 접착부가 지나치게 접착되지만 않는다면 접착부를 통해 각각의 필라멘트를 추적하는 것이 여전히 가능하다. 용융된 영역은 웹 면적의 6 내지 30 % 사이를 차지하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게 8 내지 20 %, 웹의 12 내지 18 % 를 덥는 것이 가장 바람직하다. 이러한 퍼센트 범위로 웹을 결합시킴으로써, 포의 강도와 결합성이 유지되는 동안 연신이 미치는 한 필라멘트가 신장된다.

당업자들은 웹이 연신될 수 있도록 충분하게 웹을 접착하는 다른 무수한 방법이 있음을 인식해야 한다. 열적 점접착이 스펀본드, 카디드, 및 다른 웹에 가장 적합하기는 하나, 열적, 화학적, 또는 물리적 접착 처리중 어느 것이라도 서로 밀착된 웹 구조를 형성하는데 사용될 것이다.

연신 후 웹의 특성에 관해 논의의 초점을 돌려, 도 2 는 기계방향으로든 또는 교차한 기계방향으로든 기계적인 연신에 의해 영구적으로 신장된 도 1 의 부직웹(20)을 나타낸다. 양쪽 다는 아니나 교차한 기계방향으로든 또는 기계방향으로든 웹이 연신될 수 있게 할 수 있음을이해해야 한다. 보통, 웹은 최대부하에서 70 % 이상의 신장률을 갖는 방향으로 인장된다. 이 특성은 기계 방향과 교차한 기계방향 중 한 방향 또는 양 방향에서 충족될 수 있음을 인식해야 한다.

웹은 연신되었으며 약 35 내지 150 ℉ 사이의 온도에서 연신함으로써 영구적으로 신장되었다. 상대적으로 추운날 약 65°부터 무더운 여름날 약 110°까지 전형적으로 변동하며 약 65 내지 85°와 유사한 것이 가장 전형적인 주변온도에서 열처리 없이 웹은 보통 신장된다.

"상온(cold)" 연신의 결과, 부직웹은 연신방향에 수직인 방향으로 최대하중에서 뛰어난 신장성을 나타낸다. 최대하중에서의 신장률은 적어도 약 400 내지 500 % 일 수 있으며 700 % 이상의 신장률이 성취되었다. 대체로, 최대하중에서 연신방향으로의 신장률에 대한 연신방향에 수직인 방향으로의 신장률의 비는 최소 약 2 : 1 에서 10 : 1 이상까지 증가된다. 최소 약 2 : 1 에서 10 : 1 을 초과한 비율까지의 증가가 대표적이다. 그 후, 이 포는 포의 원래 면적을 능가하여 연신방향에 수직인 방향으로 잘 연신될 수 있다. 보통 연신방향인, 필라멘트의 배열방향에서의 웹의 인장강도는 매우 증가된다. 섬유의 배열방향이 아닌 방향에서 웹의 인장강도에 대한 섬유의 배열방향에서 웹의 인장강도의 비는 최소 약 10 : 1 이며 최소 약 16 : 1 까지증가될 수 있다.

웹의 그 이상의 특징은 작은 힘에서 높은 신장성을 갖는 것이다. 인치당 300 그램 포스 이하의 하중이 연신방향에 수직인 방향으로 웹에 가해질 때, 부직웹은 이 방향으로 70 % 이상의 신장률을 갖는다. 인치당 약 300 그램 포스의 힘은 소비자가 본 발명의 포를 사용할 때 손목에 느끼는 정도의 힘이다. 연신방향에 수직인 방향으로의 웹의 신장률이 인치당 300 그램 포스 이하의 하중에서 최소 100 % 내지 350 % 인 웹이 제조될 수 있다. 하기 표 2 에는 인치당 300 그램 포스 이하의 하중인 100 %, 200 %, 및 350 % 신장률에서의 예가 나타나 있다.

이론에 얽매일 의도는 아니나, 연신전에 연신방향으로 배향되어있지 않던 필라멘트가 연신의 결과 연신방향으로 배향될 수 있지만, 신장되지 않거나 또는 단지 부분적으로 신장되지는 않는다. 이러한 특징은, 기계방향으로 연신된 다중합체 연속 필라멘트 점접착 스펀본드 부직웹을 나타내며 각각 5 배와 10 배 확대한 도 10 과 11 에서 보여지는 현미경사진에 나타나 있다. 상당수의 필라멘트가 연신방향인 기계방향으로 배향되는 것을 볼 수 있었다. 여하튼, 포는 연신방향에 수직한 방향으로 전(前)연신된 면적을 초과하는 면적까지 이 방향으로 연신가능할 수 있게 된다.

포는 또한 z-방향 축을 전개하여 포가 연신되었을 때 더 두툼해져서 연신방향에 수직인 방향의 면적이 더 작아진다. 처음에 평면이며 웹의 면상에 놓여 있는 점접착부(22)는 잡아당겨져서 일반적으로 포의 두께 차원내에서 z-축 방향으로 배향되며 마주하는 포의 면 사이에 배치된다. 이 세부사항은 도 13 에 도해적으로 설명되어 있으며, 도 13 은 20 배 확대한 현미경사진에서 웹의 반대면 사이에서 웹에 끼워넣어진 비-평면배치의 뒤틀리고 변형된 점접착점들을 보여준다. 이들 접착부들은 스펀본드 부직웹의 본체쪽으로 잡아당겨지며 z-방향축에서 늘어난다. 연신에 앞서, 점접착점은 20 배 확대한 도 12 의 현미경사진에 나타난 것처럼 수평으로 배향되었다. 연신으로 인한 부직웹 두께의 증가는 또한 도 12 와 13 을 비교함으로써 볼 수 있다.

도 2 에서 보여지는 바처럼, 포는 교차하여 놓여진 벽돌을 연상시키는 형태로 다수의 점접착부(24)를 갖도록 연신후 경접착되었다. 점접착부(24)는 일반적으로 평면이며 웹의 표면에 평행하고 웹의 표면에 놓여있는 필름과 유사한 융해된 영역을 포함한다. 포를 구성하는 섬유에 탄성중합체를 소량 사용하기 때문에, 연신된 포는 웹을 낮은 압력과 온도에서 캘린더 닙을 통과시켜 안정화 시키고 실질적으로 수축을 방지하는 방법으로 접착시킨다. 이 접착은 도 10 과 11 의 현미경사진에서 도해적으로 설명되어 있다. 매우 다양한 적정접착형태가 가능하며 이 접착형태가 본 발명의 실시에 동일한 효과를 제공해야 함을 인식해야 한다. 접착은 원하는 정도까지 신장한 후 섬유의 수축에 대해 웹을 안정시키기에 충분해야 하지만, 포가 디자인된 연신방향에 수직인 방향으로의 연신을 방해할 만큼 그렇게 커서는 안된다.

탄성성분을 함유한 웹이 직접 공급되는 것보다 적층기에서 말려질 때 연신후 웹을 경접착하는 것이 바람직하다. 웹이 경접착되지 않으면, 웹의 탄성성분이 로울에서 웹을 수축되게 할 수 있다.

도 2 에 설명된 포는 당업자들에게 알려진 수 많은 방법 중 어느 방법으로든 연신될 수 있다. 섬유들은 보통 압축된 후 웹형성면에 모아져서 접착되고 정렬하여 연신된다. 다른 방법으로, 부직웹은 연신에 앞서 말아지며 연신은 분리된 공정으로 행해진다.

교차한 기계방향으로의 연신은 표준 텐터기(standard tenter frame)를 사용하여 행해졌다. 비록 반드시 동일 결과를 얻을 수 있는 것은 아니나, 다른 방법들과 장치들이 부직포를 교차한 방향으로 연신시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터메싱(intermeshing) 롤러나 인터디지테이팅(interdigitating) 롤러를 사용하면 웹이 교차한 방향으로 더 많이 연신될 수 있다.

전형적으로, 웹은 기계방향으로 연신된다. 기계방향 연신의 한 방법이 도 3 과 도 4 에 도식적으로 표현되어 있다. 비록 반드시 동일 결과를 얻을 수 있는 것은 아니나, 다른 방법들과 장치들이 부직포를 기계방향으로 연신시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터메싱 롤러나 인터디지테이팅 롤러를 사용하면 웹이 기계방향으로 더 많이 연신될 수 있다.

도 3 에서 보여지는 바처럼, 위에서 논의된 중합체 조합으로 제조된 다중합체 섬유(20)의 부직웹이 소위 해사기(解絲器)(unwinder)라 불리우는 로울(26)로 부터 공급된다. 이 웹은 웹을 연신하기에 앞서 웹의 장력을 감지하고 조정하기 위해 삼각형의 세 꼭지점에 배치된, 하나의 로드셀(load cell)과 두 개의 아이들러로울(idler roll)을 포함하는 세 개의 로울(26) 주위를 지나간다. 웹은 세 개의 연속적인 S-경사 스테이션(30, 32 및 34)에서 일련의 로울을 통과함으로써 연신된다. 보여지는 각각의 S-경사 스테이션에서, 하부 롤러(36, 38, 40)가 움직여서 상부 롤러와 하부 롤러가 웹이 접착되지 않을 만큼 웹에 약한 압력을 가하나 이후의 S-경사 롤러세트 사이에서 웹이 인장되기에 충분한 그립(grip)을 제공하는 닙(nip)(42, 44, 46)을 형성한다. 이후의 S-경사 로울 스테이션은 증가된 스피드에서 작동되어 웹을 연신시키기에 충분한 증가된 장력을 S-경사 스테이션내 각 롤러세트 사이의 웹에 제공한다.

도 4 는 선 4 - 4 에 따라 도 3 의 모형도의 일부를 부분적으로 잘라 위에서 본 투시도를 나타낸다. 웹의 폭을 가로지르는 방향에서의 축소는, 첫째로 웹이 첫번째와 두번째 S-경사 스테이션(30, 32)을 통과할 때와, 둘째로 웹이 두번째와 세번째 S-경사 스테이션(32, 34)을 통과할 때 기계방향으로 연신됨으로써 보여진다. 웹의 폭은 교차한 기계방향이며 첫번째와 세번째 S-경사 스테이션 사이에서 상당히 축소된다. 웹은 영구적으로 신장된다.

웹의 바깥쪽 부분의 필라멘트가 웹의 중심부에 위치한 필라멘트 보다 더 빨리 신장되는 경향이 있음을 인지해야 한다. 이런 이유로, 첫번째 S-경사 스테이션과 두번째 S-경사 스테이션 사이의 거리는 웹의 중심부의 필라멘트가 또한 바람직한 만큼까지 영구적으로 신장되게 하기에 충분해야 한다.

롤러의 다른 배열이 또한 웹을 기계방향으로 인장시키기 위해 사용될 수 있음을 인식해야 한다. 롤러들은 웹을 영구적으로 신장시키기에 충분한 장력을 가하는 오메가(omega) 배열로 사용될 수 있다.

연신 후, 이 영구적으로 신장된 웹은 웹을 평평하게 하고 주름을 펴는 첫번째와 두번째 보우(bow) 로울(48, 50)을 통과시킴으로써 그 균일성을 향상시키기 위한 본 분야의 당업자들에게 알려진 방법으로 처리되었다. 그 후 일회용 흡수성 제품 제조라인에 공급하기 위해 장력조정(57)과 와인더(winder)(58)에서 웹을 감기에 앞서 웹을 경접착하여 수축에 대해 웹을 안정화시킨다. 이 웹은 두 롤러(54, 56) 사이에 형성된 캘린더 닙(52)을 통과함으로써 접착될 수 있다. 이 캘린더 닙은 저압고온에서 작동되어야 한다.

세번째 S-경사 스테이션(34)에 의해 제공되는 것보다 더 느린 속도에서 웹을 권취하도록 캘린더를 작동시키는 것이 바람직하다. 세번째 S-경사 스테이션 보다 더 낮은 속도에서 캘린더를 작동하면 다소 과인장된 필라멘트들이 후에 가해질 경접착에 대해 수축하지 않지만 약간 수축할 수도 있다. 대안으로, 적층라인이 준비될 수 있으며, 이 경우 웹을 접착시키는 것은 더이상 필요하지 않을 것이다.

다음의 표 1 은 본 발명에 따라 제작된 부직웹의 두 가지 예를 보여주며 이 두 웹을 연신전의 웹과 비교한다. 비연신된 웹은 "대조군" 이라 표시한다. 부직웹 대조군과 두 실시예는 모두 아이소택틱 폴리프로필렌인 주된 상과, 선형의 저밀도 폴리에틸렌과 Catalloy^TM중합체인 분산상의 혼합물로 제조된 스펀본드 연속 필라멘트로 만들어졌다.

실시예 1 과 2 는 둘 다 서로 다른 라인 조건에서 동일한 대조군 포로 제작되었다. 이들 웹의 물리적 특성에 대해 얻어진 값들의 상대적으로 사소한 차이는 주로 라인 조건의 차이 때문이다.

교차한 기계방향에서의 인장강도에 대한 기계방향에서의 인장강도의 비율이 2.82 로 나타난 것으로 보아, 대조군 포는 기계방향에서도 교차한 기계방향에서와 유사한 물리적 특성을 갖는다. 2.82 라는 값은 대조군 부직웹이 그 특성에 있어서 비교적 정연했다는 것을 의미한다. 특성들의 균형은 또한 MD/CD 신장률에 의해 나타나는데, 이 MD/CD 신장률은 포가 교차한 기계방향이든 또는 기계방향에서든 연신가능하며 영구적으로 신장가능함을 나타낸다.

기계방향으로 대조군 포의 영구적인 신장은 표 1 에서 실시예 1 과 2 에 대해 열거된 특성들을 갖는 부직웹을 만들어냈다. 기저무게는 약 25 g/㎡ 부터 60 g/㎡ 초과 까지 두 배이상 배가되었다. 기저무게의 증가는 교차한 기계방향에서 포의 치수가 기계방향으로의 인장에 의해 크게 감소됨을 나타낸다.

교차한 방향(CD)에서의 인장강도(단위 g/in, 물질의 인치당 그램수를 나타냄)는 거의 절반까지 줄어든다. 웹의 원래 폭을 기준으로한퍼센트로서, 연신에 앞서 웹의 교차한 기계 폭을 초과할 때까지 웹을 교차한 방향으로 연신할 수 있는 높은 정도를 나타내는, 교차한 방향으로 최대하중에서의 신장률은 4 배가 되었다. 교차한 방향에서의 신축성은 최대하중에서 기계방향 신장에 대한 교차한 방향 신장의 비율이 약 10 배가량 증가함에 의해 또한 나타낼 수 있다.

유사하지만 정반대의 값들이 기계방향에서 얻어진다. 기계방향에서의 인장강도는 4 배가 되며 웹이 기계방향으로 영구히 신장되는지를 나타내는 최대하중에서의 신장은 약 절반가량 감소된다. 포의 특성들은 더이상 정연하지 않다.

다음의 표 2 는 도 1 에 나타낸 실시예 1 의 신장률과 대조군 포의 신장률을 비교한 것이다. 웹을 잡아늘이는데 필요한 힘은 세 개의 상이한 신장률에서 측정되었다. 대조군 포는 포를 100 % 신장시키는데 인치당 420 그램의 힘을 필요로한다. 200 과 300 % 신장률에서, 대조군 웹은 끊어진다. 반대로, 실시예 1 의 웹은 350 % 까지 웹을 신장시키는데 인치당 단지 260 그램의 힘을 필요로한다.

도 3 과 4 에서 보여지는 연신된 부직웹이 본 발명의 탄성포 적층물(62)의 분해도인 도 5 에 설명되어 있다. 탄성 스트랜드(60)를 두 부직웹(20)(도 2) 사이에 배치한 후 열용융액이나 다른 적당한 접착제를 가하여 적층물을 접착한다. 원한다면, 3 층 적층물보다는 2 층 적층물을 생산하기 위해 한 면상에 단일 부직웹으로 적층물을 제조할 수 있음을 인지해야 한다. 본 발명의 포는 풀이 배어나는 것을 막기 위해 z 축 전개에 의해 제공되는 충분한 커버를 갖는다. 탄성 스트랜드는 부직웹이 영구적으로 신장되는 방향에 수직한 방향으로 연신되게 하기 위해 배향되었다. 웹은 도 3 과 4 에 보여지는 바처럼 기계방향으로 연신되었으며, 탄성섬유는 교차한 기계방향으로 인장되도록 배향되었다.

포 적층물은 교차한 기계방향으로 탄성을 나타내며 탄성 스트랜드의 탄성한계 이하까지 연신되었을 때 연신된 전 거리를 충분히 회복한다. 본 발명의 부직웹은 신장에 앞서 교차한 기계방향으로 부직웹의 초기 폭의 여러 배의 거리까지 연신될 수 있다. 대체로, 스트랜드들은 장력하에 놓여지거나 또는 신장됨 없이 직접 웹에 접착된다.

만일 포 적층물이 두 방향으로 연신되는 것이 요구된다면, 본 발명의 부직웹 사이에 끼워넣어진 탄성요소가 두 방향으로 연신되기 위해 제공되어야 한다. 웹이 영구적으로 신장되는 방향으로 연신될 수 있게 하는 탄성요소가 이완되었을 때 주름을 형성하기 위해 부직웹이 그 후 탄성요소에 가해질 수 있다. 예를 들어, 스트랜드가 이완되었을 때 주름이 형성되게 하기 위해 웹이 연신된 탄성 스트랜드에 가해질 수 있다. 이후에 이 적층물는 연신될 수 있으며 주름에 의해 허용되는 범위까지 복원될 것이다.

다양한 종류의 탄성요소가 본 발명을 실시하는데 적당하다. 탄성 스트랜드, 스크림, 또는 유공성 및 비유공성 필름과 차단필름 또는 수증기통과필름을 포함하는 탄성 필름 모두가 바람직한 결과를 얻기 위해 사용하기에 적당하다. 탄성 스트랜드와 스크림이 막에 비해 개선된 통기성을 갖는 포를 제조하는 경향이 있으며 고온다습한 나라에서는 탄성 스트랜드와 스크림을 사용하는 것이 바람직하다. 필름은 보다 저렴하기 때문에 보다 건조한 기후에서는 필름을 사용하는게 바람직하다.

본 발명의 탄성 적층물은 매우 바람직한 의복같은 특성을 갖는 탄성포로서 사용하기에 적합하다. 이 적층물은 다양한 일회용 흡수성 물품에 사용하기에 적합하다. 이 적층물은 기저귀 구조물에서 신축성 사이드패널로 유용하다.

본 발명의 포 적층물로 만들어진 한 쌍의 탄성 사이드패널(62)이 삽입된 일회용 기저귀(64)가 도 6 에 나타나 있다. 이 기저귀는 보는 사람에게 면한 외부면인 백시트(66)을 갖는 계획도로 보여진다. 내부 구조는 점선에 의해 윤곽으로 보여진다. 기저귀에는 수분통과성 탑시트(65)(도 7), 수분비통과성 백시트(66), 및 대체로 목재펄프나 다른 흡수 물질 및 초강력흡수 중합체 분말을 포함하는 흡수중심(68)이 들어있다. 보이지는 않으나, 파동층이 배뇨후 초강력흡수 중합체가 소변을 흡수하는데 필요로되는 시간동안 전(前) 중앙부 영역에서 소변을 수용하는 면을 제공하기 위해 사용될 것이다.

기저귀는 보통 앞뒤의 탄성 허리밴드(70, 72)를 포함한다. 고정탭(tab)(74)은 착용자 허리의 앞 영역에 기저귀의 허리 뒷부분 영역을 고정시키기 위한 허리밴드의 반대면인 허리 뒷부분 영역에 제공된다. 고정탭은 보통 장식적인 표지를 포함하는 허리 앞부분 영역상의 랜딩 (landing) 패널에 고정된다. 이 탭은 압력감지접착제나 Velcro와 유사한 훅과 루프 고정계에 의해 고정시킬 수 있다.

앞뒤의 허리영역은, 허리를 둘러싸고 착용자의 허리 앞부분에 대한 뒤 허리영역의 부착을 고정하기 위해 제공하기에 충분한 물질을 제공하기 위해 기저귀의 본체로 부터 밖으로 퍼져있는 것으로 보여진다. 이러한 밖으로 퍼진 부분들은 종종 귀라고 일컬어진다. 고정탭은 허리 뒷부분 영역으로 부터 바깥쪽으로 늘어나며, 허리 뒷부분 영역의 귀(76)에 단단히 고정되어 있다.

본 발명의 탄성 사이드패널(62)은 백시트와 탑시트 사이 기저귀 구조내로 적층된다. 보여지는 바처럼, 고정탭의 고정된 끝부분은 탄성 사이드패널과 다소 겹쳐진다. 고정탭상의 장력 방향인 횡단 인장을 제공하고 착용자가 활동적일 때 조차 기저귀의 착용감을 개선시키기 위해 사이드패널이 기저귀내에 배향된다. 탄성 스크림이나 탄성섬유로 만들어졌을 때, 복합물이 보통 좋은 통기성을 가지나, 또한 배뇨 및 흡수 영역 바깥에 유동액 막이 역할도 한다. 내부에 탄성 사이드패널을 갖는 기저귀 구조에 대해 설명하고 있는, Weil 등의 미국특허 제 5,242,436 호에 기술된 바처럼, 탄성 필름 또한 사용될 수 있다.

기저귀 내 본 발명의 탄성 사이드패널의 배치가 도 7 에 나타나 있다. 보여지는 바처럼, 고정탭이 잡아당겨지는 방향으로 귀 영역에서 약간의 탄성을 주기 위해 적층물이 탑시트와 백시트 사이에 배치된다.

본 발명의 특징 중 하나는 본 발명의 포가 손과 같은 부드러운 천조각과 뛰어난 커버를 제공하는 것과, 대단히 질기다는 점이다. 기술된 기저귀 구조에서, 탑시트와 백시트는 대체로 신축성을 나타내지 않는 비탄성 물질로 제작되며 탑시트와 백시트를 탄성 사이드패널과 움직이도록 활성화하기 위해 탄성 사이드패널 영역 내에 기저귀 구조를 처리하는 것이 필요하다. 탑시트, 본 발명의 탄성 연신 적층물 및 백시트의 복합체를 교차한 방향으로 기계적으로 연신시키는 적당한 방법이 Weil 등의 미국특허 제 5,242,436 호에 기술되어 있다.

미국특허 제 5,242,436 호의 방법에 대한 기술내용은 그 전체가 참고자료로서 본 명세서에 삽입되어 있다. 복합체는 기술된 바대로 맞물리는 골 로울을 통과한다. 교차된 방향으로의 증가된 연신은 탑시트와 백시트를 영구히 신장시키며 탄성 부직웹 복합체의 어느 경접착을 파괴한다. 탄성 사이드패널이 연신되게 하기 위해 비로소 탑시트와 백시트를 연신시킬 수 있다. 복합체 내에서 증가된 연신의 어려움을 견디고 바람직한 커버를 제공하기 위해 이미 기계방향으로 연신된 덕분에 탄성 사이드패널로 제조된 본 발명의 포는 충분히 질기다.

본 발명의 부직포 적층물이 고정탭에 부착되고 탑시트와 백시트 사이의 기저귀내에 적층되기 보다는 기저귀의 백시트에 배접된 포로서 미국특허 제 4,981,747 호와 제 5,114,781 호에 기술된 방식으로 사용될 수 있다.

본 발명의 특정 실시형태가 도면, 현미경사진 및 명세서에 상세히 기술되어 있으며 한정된 용어들을 사용하였다. 이들은 일반적이고 비제한적인 견지에서 이해되어야 하며 본 발명을 제한할 의도는 아니다. 본 발명의 범위는 청구항들에 의해 정의된다.

Claims

실직적으로 한 방향으로 배열된 다중합체 섬유로 만들어진, 웹 전체에 섬유를 서로 접착시킨 다수의 불연속적인 접착부를 갖는 부직웹으로서, 섬유의 배열과 반대 방향에서의 웹의 인장강도에 대한 섬유의 배열방향에서의 웹의 인장강도의 비가 최소 약 10 : 1 인 부직웹.
제 1 항에 있어서, 섬유의 배향과 반대 방향에서의 웹의 인장강도에 대한 섬유의 배열방향에서의 웹의 인장강도의 비가 최소 약 16 : 1 임을 특징으로 하는 부직웹.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 신장방향으로 웹의 최대하중에서의 신장률에 대한 섬유의 배열방향의 반대방향으로 웹의 최대하중에서의 신장률의 비가 최소 약 6 : 1 임을 특징으로 하는 부직웹.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 신장방향으로 웹의 최대하중에서의 신장률에 대한 섬유의 배열방향의 반대방향으로 웹의 최대하중에서의 신장률의 비가 최소 약 8 : 1 임을 특징으로 하는 부직웹.
제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 불연속적인 접착부가 섬유가 서로 용융접착된 면을 포함함을 특징으로 하는 부직웹.
제 5 항에 있어서, 접착부가 웹의 반대면 사이에서 웹내로 끼워넣어지고 일반적으로 웹의 z-축 방향으로 늘어나는 비틀린 비-평면 배열인 부직웹.
제 6 항에 있어서, 일반적으로 평면이고 웹의 면에 평행하게 늘어나는 다수의 접착부를 부가적으로 포함함을 특징으로 하는 부직웹.
제 1 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 다중합체 섬유가 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물임을 특징으로 하는 부직웹.
제 1 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 다중합체 섬유가 두 가지의 비혼화성 중합체 상과, 이 두 가지의 비혼화성 중합체 상과 적어도 부분적으로 혼화성인 제 3 성분의 혼합물을 포함함을 특징으로 하는 부직웹.
제 1 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 다중합체 섬유가 다음을 포함하는 혼합물로 형성됨을 특징으로 하는 부직웹 :

a) 혼합물의 무게로 약 65 내지 80 % 의 아이소택틱 폴리프로필렌 ;

b) 혼합물의 무게로 약 1 내지 5 % 의 선형의 저밀도 폴리에틸렌 ; 및

c) 적어도 사슬의 일부분이 아이소택틱 폴리프로필렌과 혼화성인, 혼합물의 무게로 약 15 내지 30 % 의 블록 또는 그래프트 폴리올레핀 공중합체나 삼원공중합체.
상기 전 항 중 어느 한 항에 있어서, 다성분 섬유가 스펀본드 연속 필라멘트, 카디드 불연속 스테이플 섬유, 및 멜트블로운 섬유로 구성된 군 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 부직웹.
실질적으로 한 방향으로 배열되고 두 가지의 비혼화성 중합체 상과, 이 두 가지의 비혼화성 중합체 상과 적어도 부분적으로 혼화성인 제 3 성분의 혼합물을 포함하는 다중합체 섬유로 구성되며 웹전체에 섬유를 서로 접착시키는 다수의 불연속적인 점접착부를 갖는 부직웹으로서, 이 점접착부가 섬유가 서로 용융접착된 면을 포함하며 일반적으로 웹의 z-축 방향으로 늘어나는 비틀린 비-평면 배열인 부직웹.
두 가지의 비혼화성 중합체 상과, 이 두 가지의 비혼화성 중합체상과 적어도 부분적으로 혼화성인 제 3 성분의 혼합물로 형성된 다수의 스펀본드 연속 필라멘트를 포함하는 부직웹으로서, 이 웹이 웹전체에 섬유를 서로 접착시키는 다수의 불연속적인 점접착부와 복합포에 어느 한 방향으로 인치당 300 그램 이하의 하중이 가해질 때 그 방향으로 최소 70 % 의 신장률을 갖는 부직웹.
제 13 항에 있어서, 신장률이 최소 100 % 임을 특징으로 하는 부직웹.
제 13 항에 있어서, 신장률이 최소 200 % 임을 특징으로 하는 부직웹.
제 13 항에 있어서, 신장률이 최소 300 % 임을 특징으로 하는 부직웹.
상기 전 항 중 어느 한 항의 부직웹을 포함하는 최소 한 층에 접착시킨 최소 한 층의 탄성요소를 포함하는 복합포.
제 17 항에 있어서, 탄성요소가 탄성 스트랜드, 탄성 필름, 및 탄성 스트랜드를 포함하는 스크림으로 구성된 군 중에서 선택됨을 특징으로하는 복합포.
제 18 항에 있어서, 탄성 필름이통기성 있음을 특징으로 하는 복합포.
제 17 항 내지 19 항 중 어느 한 항의 복합포를 그 성분으로 포함하는 일회용 흡수성 제품.
제 20 항에 있어서, 복합포가 일회용 흡수 의복을 위한 탄성 사이드패널의 성분임을 특징으로 하는 일회용 흡수성 제품.