KR20020009561A - 개인 위생 제품용 분배/보유 재료 - Google Patents

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프랑크 폴 애부토
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로날드 디. 맥크레이
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

분배 재료 및 보유 재료들을 열, 줄무늬, 채널 등과 같은 나란한 배열로 갖는 부직포인 개인 위생 제품용 분배/보유층이 제공된다. 이들 열은 연속 또는 불연속일 수 있고, 직선, 물결모양, 또는 다른 패턴일 수 있다. 이러한 구성은 액체가 분배 열을 따라 흡상되도록 하여 어느 한 쪽의 넓은 전면을 따라 보유 재료에 의해 흡수될 수 있도록 한다. 이러한 구성은 흡수 코어를 보다 완전히 이용하여, 비용 및 중량 절감을 가져온다. 이러한 구성은 또한 착용자에게 보다 큰 안락함을 제공한다. 추가로, 상기 부직 웹을 한 성분으로 갖는 개인 위생 제품이 제공된다.

Description

개인 위생 제품용 분배/보유 재료{Distribution/Retention Material for Personal Care Products}
개인 위생 용품은 기저귀, 배변 연습용 속팬츠, 여성 위생 제품, 예를 들면 생리대, 팬티-라이너 및 탐폰, 실금용 의류 및 장치, 붕대 등과 같은 품목을 포함한다. 이러한 모든 제품의 가장 기본적인 디자인은 대표적으로 신체측 라이너, 외부 커버 및 신체측 라이너와 외부 커버 사이에 배치되는 흡수 코어를 포함한다.
개인 위생 제품은 제품 밖으로의 누출 가능성을 감소시키기 위하여 유체를 신속하게 수용하고 이들을 보유할 수 있어야 한다. 제품은 유연성이 있는 것이어야 하고 피부에 대하여 기분좋은 느낌을 가져야 하고, 심지어 액체 배설 후에도 사용자에게 빈틈없이 꼭끼게 되지 않아야 한다. 불행하게도, 이전의 제품들은 이들 기준들 중의 다수를 다양한 정도로 만족시켰지만, 다수는 아직 충족되지 못하였다.
개인 위생 제품 중에 초흡수체의 사용이 일반화되었다. 그러나, 체액에 노출시의 상기 초흡수체의 팽창은 "습윤 붕괴 (wet collapse)" 또는 "겔 차단 (gelblocking)"으로 알려진 현상인 액체의 추가의 수용을 차단하는 것으로 알려져 왔다. 습윤 붕괴는 유체가 들어오는 빈 공간을 없애고 흡수제를 비효율적으로 만들 수 있어, 흡수제 내에 사용되지 않거나 또는 불포화된 초흡수체를 이용할 수 있음에도 불구하고 추가의 액체의 흡수를 막는다. 초흡수체 팽창은 또한 흡상을 통한 유체 분배를 감소시키거나 없앨 수 있다.
보다 큰 일체성 및 탄성을 달성하기 위하여, 다양한 제품 구성 방법 및 재료들이 시도되어 왔다. 이들 방법에는, 흡수 코어층들을 함께 접착시키고, 흡수 코어층들을 엠보싱시키고, 흡수 코어에 보강 재료를 첨가하고, 흡수 코어에 탄성 재료를 첨가하여 구조체를 개방된 채로 붙잡아 둬서 빈 공간을 보유시키는 것들이 포함되었다.
이들 방법 각각은 제품의 흡수 및(또는) 편안함 특징에서 어느 정도의 손상을 가져왔다. 예를 들면, 아교 및 접착제들은 소수성으로 되어, 체액의 제품 내로의 흡수를 방해하기 쉽다. 엠보싱은 밀도를 증가시킴으로써 흡수 코어의 일체성을 증가시키지만, 이렇게 함으로써 유체 흡수 및 보유에 필요한 공극률을 감소시킨다. 마찬가지로 보강 및 탄성 재료의 첨가도 불만족스러운 것으로 입증되었다.
그러므로, 상당히 유해한 습윤 붕괴 없이 유체 흐름을 수용할 뿐만 아니라 액체를 흡수할 수 있는 능력을 유지하게 되는 재료를 여전히 필요로 한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 공극률을 유지하면서 유체를 수용할 수 있는 흡수 구조체를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 액체를 "흡상"시키거나 또는 분배시켜 보다 많은 양의 초흡수체가 이용될 수 있도록 하는 구조체를 제공하는것이다.
<발명의 요약>
본 발명의 목적은 보유 재료 및 분배 재료를 열 (row), 줄무늬 (stripe), 채널 (channel) 등과 같은 나란한 배열 (side-by-side configuration)로 갖는 부직포인 개인 위생 제품용 분배/보유층에 의해 달성된다. 이들 열은 연속적이거나 또는 불연속적일 수 있고, 직선, 물결모양 또는 다른 패턴일 수 있다.
추가로 상기 흡수 구조체를 한 성분으로 갖는 개인 위생 제품이 제공된다.
본 발명은 액체를 수용하고, 분배시키고 보유할 수 있는, 기저귀, 배변 연습용 속팬츠, 흡수성 속옷, 성인 실금용 제품, 붕대 및 여성 위생 제품과 같은 개인 위생 용품 중의 구조체에 관한 것이다.
도 1은 (보다 진한) 보유 열들이 연속 직선으로 놓여진 약 13 mm 폭인 분배/보유층의 개략도이다.
도 2는 (보다 진한) 보유 열들이 불연속 직선으로 놓여진 분배/보유층의 개략도이다.
도 3은 (보다 진한) 보유 열들이 연속되는 물결모양 선으로 놓여진 분배/보유층의 개략도이다.
도 4는 (보다 진한) 보유 열들이 주기적으로 놓여진 보유 재료의 추가의 덩어리를 갖는 연속 직선으로 놓여진 분배/보유층의 개략도이다.
도 5는 보유 재료가 분배 재료로 둘러싸여 있는 라미네이트의 횡단면도이다.
<정의>
"일회용"이란 세척하여 재사용하도록 의도되지 않고 사용후 버릴 수 있는 것을 포함한다.
"친수성"이란 섬유 또는 섬유의 표면이 섬유와 접촉하는 수용액에 의해 습윤되는 것을 말한다. 재료의 습윤도는 또한 관련된 재료 및 액체의 표면 장력 및 접촉각의 면에서 설명될 수 있다. 특정 섬유 재료의 습윤도를 측정하기에 적합한 장치 및 기술은 칸(Cahn) SFA-222 표면력 분석 시스템(Surface Force Analyzer System) 또는 실질적으로 등가의 시스템에 의해 제공될 수 있다. 이 시스템으로 측정하였을 때 90°미만의 접촉각을 갖는 섬유를 "습윤성" 또는 친수성으로 표시하는 반면에, 90°또는 그 이상의 접촉각을 갖는 섬유를 "비습윤성" 또는 소수성으로 표시한다.
단수로 사용되었을 때 "층"이란 1개의 요소 또는 다수개의 요소의 이중적인 의미를 가질 수 있다.
"액체"란 흐르고, 액체를 붓거나 또는 넣은 용기의 내부 형태를 취할 수 있는 비-입상 물질 및(또는) 재료를 의미한다.
"액체 교류"란 액체가 한 층으로부터 다른 층으로, 또는 층 내의 한 위치로부터 다른 위치로 이동할 수 있음을 의미한다.
"길이방향"은 제품의 평면 내에 길이방향 축을 갖는 것을 의미하며, 일반적으로 제품을 착용하였을 때 서 있는 착용자를 좌측 및 우측 몸 절반으로 이분하는 수직 평면에 평행하다. "횡방향" 축은 일반적으로 길이방향 축에 수직인 제품의 평면 내에, 즉 제품을 착용하였을 때 서 있는 착용자를 전방 및 후방 몸 절반으로 이분하는 수직 평면 내에 놓여진다.
"복합 섬유"는 별개의 압출기로부터 압출되지만 함께 방사되어 하나의 섬유를 형성하는 2종 이상의 중합체로 이루어진 섬유를 말한다. 복합 섬유는 또한 종종 다성분 섬유 또는 이성분 섬유로도 언급된다. 복합 섬유는 비록 일성분 섬유일 수 있긴 하지만, 중합체들은 일반적으로 서로 상이하다. 중합체는 복합 섬유의 횡단면에 걸쳐 실질적으로 일정하게 위치된 별개의 대역으로 배열되어 복합 섬유의 길이를 따라 연속적으로 연장된다. 이러한 복합 섬유의 배열은 예를 들면 한 중합체가 다른 것에 의해 둘러싸인 외피/코어 배열일 수 있거나 또는 나란한 배열, 파이 배열, 또는 "해중도 (islands-in-the sea)" 배열일 수 있다. 복합 섬유는 가네꼬 (Kaneko) 등의 미국 특허 제5,108,820호, 스트랙 (Strack) 등의 미국 특허 제5,336,552호 및 파이크 (Pike) 등의 미국 특허 제5,382,400호에 교시되어 있다. 이성분 섬유의 경우에, 중합체는 75/25, 50/50, 25/75의 비 또는 임의의 다른 소정의 비로 존재할 수 있다. 섬유는 또한 비통상적인 형태를 갖는 섬유를 설명하는, 본 명세서에 그의 전체 내용이 참고문헌으로 인용되는 호글 (Hogle) 등의 미국 특허 제5,277,976호 및 라르그만 (Largman) 등의 미국 특허 제5,069,970호 및 제5,057,368호에 기재된 것과 같은 형태를 가질 수도 있다.
"이구성성분 섬유"는 동일한 압출기로부터 블렌드로서 압출된 2종 이상의 중합체로 이루어진 섬유를 말한다. 이구성성분 섬유는 섬유의 횡단면에 걸쳐 비교적 일정하게 위치된 별개의 대역으로 배열된 각종 중합체 성분을 갖지 않으며, 각종 중합체는 일반적으로 섬유 전체 길이를 따라 연속적이지 않으며, 대신에 일반적으로 무작위로 시작되고 끝나는 피브릴 또는 프로토피브릴을 형성한다. 이구성성분 섬유는 또한 종종 다구성성분 섬유로도 언급된다. 이 일반적인 형태의 섬유는 예를 들면 게스너 (Gessner)의 미국 특허 제5,108,827호에 논의되어 있다. 이성분 및 이구성성분 섬유는 또한 문헌 [Polymer Blends and Compositesby John A. Manson and Leslie H. Sperling, copyright 1976 by Plenum Press, a division of Plenum Publishing Corporation of New York, IBSN 0-306-30831-2, at pages 273-277]에도 논의되어 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "기계 방향" 또는 MD는 직물이 제조되는 방향의 직물의 길이를 의미한다. 용어 "횡기계 방향" 또는 CD는 직물의 폭, 즉 일반적으로 MD에 수직인 방향을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "스펀본디드 섬유"는 용융 열가소성 재료가 방사구의 다수의 미세한, 일반적으로 원형인 모관으로부터 필라멘트로서 압출되고, 그후에 압출된 필라멘트의 직경이 예를 들면 아펠 (Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호, 도르쉬너 (Dorschner) 등의 미국 특허 제3,692,618호, 마쯔끼 (Matsuki) 등의 미국 특허 제3,802,817호, 키니 (Kinney)의 미국 특허 제3,338,992호 및 제3,341,394호, 하트만 (Hartman)의 미국 특허 제3,502,763호 및 도보 (Dobo) 등의 미국 특허 제3,542,615호에서와 같이 급격하게 감소되도록 제조되는 작은 직경의 섬유를 말한다. 스펀본드 섬유는 수집 표면 상에 침착될 때 일반적으로 점착성이 아니다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속적이며 7 미크론을 초과하는, 보다 구체적으로는 약 10 내지 35 미크론의 평균 직경 (10개 이상의 샘플로부터 구함)을 갖는다. 이 섬유는 또한 비통상적인 형태를 갖는 섬유를 설명하는 호글 등의 미국 특허 제5,277,976호, 힐스 (Hills)의 미국 특허 제5,466,410호 및 라르그만 등의 미국 특허 제5,069,970호 및 제5,057,368호에 기재된 바와 같은 형태를 가질 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "멜트블로운 섬유"는 용융된 열가소성 재료를 다수개의 미세한, 일반적으로 원형인 다이 모세관을 통해 용융 실 또는 필라멘트로서, 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 섬세화시켜 그의 직경을 감소시켜 미세직경이 될 수 있게 하는 수렴 고속, 일반적으로 고온의 가스 (예를 들면, 공기) 스트림내로 압출시켜 제조된 섬유를 의미한다. 그 후에, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 상에 침착되어 불규칙하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 예를 들면 번틴 (Buntin) 등의 미국 특허 제3,849,241호에 기재되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속적 또는 불연속적일 수 있는 미세섬유이며, 평균 직경이 일반적으로 10 미크론 미만이며, 수집 표면 상에 침착될 때 일반적으로 점착성이다.
"모세관 표면 재료 (Capillary Surface Materials)" 또는 CSM은 특정 유체를 자발적으로 수송할 수 있는 배향된 표면 섬유 또는 이들 섬유의 군이다. 이러한 일반적인 타입의 섬유는 예를 들면, PCT/US97/14861, PCT/US97/14607, 유럽 특허 출원 제90420164.7호 및 미국 특허 제5,200,248호, 제5,242,644호, 제5,268,229호, 제5,611,981호 및 제5,723,159호에 논의되어 있다.
"에어레잉 (airlaying)"은 섬유상 부직 층을 제조할 수 있는 공지된 방법이다. 에어레잉 방법에서, 약 3 내지 약 52 mm 범위의 전형적인 길이를 갖는 작은 섬유 다발이 분리되고 공기 공급기 중에 동반된 다음 일반적으로 진공 공급기의 도움으로 성형 스크린 상에 침착된다. 그 후에, 불규칙하게 침착된 섬유는 예를 들면 고온 공기 또는 분무 접착제를 이용하여 서로 결합된다. 에어레잉은 예를 들면 미국 특허 제4,005,957호, 제4,388,056호, 제4,592,708호, 제4,598,441호, 제4,674,996호, 제4,761,258호, 제4,764,325호, 제4,904,440호, 제4,908,175호 및 제5,004,579호, 독일 특허 DE3508344 A1, 유럽 특허 출원 제85300626.0호 및 영국 특허 출원 제2,191,793호에 논의되어 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "공성형"은 웹이 성형되는 동안에 다른 재료들이 이를 통해 웹에 첨가되는 슈트 (chute) 근처에 1개 이상의 멜트블로운 다이헤드가 배열된 공정을 의미한다. 상기 다른 재료들은 펄프, 초흡수체 또는 다른 입자, 천연 중합체 (예를 들면 레이온 또는 면 섬유) 및(또는) 합성 중합체 (예를 들면, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르) 섬유일 수 있으며, 예를 들면 이들 섬유는 스테이플 길이의 것일 수 있다. 공성형 방법은 일괄 양도된 라우 (Lau)의 미국 특허 제4,818,464호 및 앤더슨 (Anderson) 등의 미국 특허 제4,100,324호에 나타나 있다. 공성형 방법에 의해 제조된 웹은 일반적으로 공성형 재료로 언급된다.
"본디드 카디드 웹"은 스테이플 섬유를 나눠서 기계 방향으로 정렬시켜 일반적으로 기계 방향으로 배향된 섬유상 부직 웹을 형성하는, 코밍 (combing) 또는 카딩 유닛을 통해 보내지는 스테이플 섬유로부터 제조된 웹을 말한다. 웹은 몇 가지 공지된 결합 방법 중 한 가지 이상에 의해 결합된다.
부직 웹의 결합은 다수의 방법, 즉 분말 접착제를 웹 전체에 분배시키고 그 후에 일반적으로 고온 공기로 웹 및 접착제를 가열하여 활성화시키는 분말 결합;가열된 칼렌더 롤 또는 초음파 결합 장치를 사용하여 일반적으로 국소 결합 패턴으로 (비록 웹은 경우에 따라 그의 전체 표면을 통해 결합될 수 있지만) 섬유를 함께 결합시키는 패턴 결합; 웹의 1종 이상의 성분을 연화시킬 수 있도록 충분히 고온인 공기를 웹을 통해 보내는 통기 결합; 예를 들면 분무에 의해 웹 상에 침착되는, 예를 들면 라텍스 접착제를 사용하는 화학적 결합; 및 니들링 및 히드로인탱글먼트 (hydroentanglement)와 같은 기계적 방법에 의한 접합에 의해 달성될 수 있다.
"수직으로 레잉된" 또는 "Z-방향 직물"은 섬유가 직물의 주 평면 (X-Y)에 수직인 방향으로 배향된 직물이다. 이 주 평면은 또한 일반적으로 MD-CD 평면이다. 도 3은 3개의 축의 방향을 나타낸다.
"개인 위생 제품"은 기저귀, 배변훈련용 속팬츠, 흡수성 속옷, 성인 실금용 제품, 수영복, 붕대 및 기타 상처 드레싱, 및 여성 위생 제품을 의미한다.
"여성 위생 제품"은 생리대, 패드 및 탐폰을 의미한다.
"표적 영역"은 보통 착용자가 배출하는 배설이 일어나는 개인 위생 제품 상의 영역 또는 위치를 말한다.
<시험 방법>
재료 칼리퍼 (두께): 재료의 칼리퍼는 두께의 척도이고, 스타렛 (Starret) 타입 벌크 시험기로 0.05 psi에서 밀리미터 단위로 측정된다.
밀도: 재료의 밀도는 68.9 파스칼에서 평방 미터 당 그램 (gsm) 단위의 샘플의 단위 면적 당의 중량을 밀리미터 (mm) 단위의 샘플의 벌크로 나누고, 그 결과에 0.001을 곱하여 그 값을 입방 센티미터 당 그램 (g/cc)으로 환산하여 계산한다.밀도 값을 위해 총 3개의 샘플을 평가하여 평균한다.
개인 위생 제품은 대표적으로는 함께 흡수 시스템으로 작용하는 신체측 층, 임의적으로는 유체 전달층, 유체 보유층 및 의류측 층을 갖는다. 또한 특수 기능을 제공하기 위하여 분배층 또는 다른 임의적인 층들을 가질 수 있다. 신체측 및 의류측 층들 사이에 위치하는 층들로 이루어진 개인 위생 제품용 흡수 시스템은 유체를 흡수하여 신체와 접촉되지 않도록 조절된 방식으로 유체를 분배시켜야 한다.
신체측 층은 때때로 신체측 라이너 또는 표면시트로 언급된다. 물품의 두께 방향에서, 라이너 재료는 착용자의 피부와 마주 대하는 층이고, 따라서 착용자로부터의 액체 또는 기타 배설물과 접촉하는 제1층이다. 라이너는 추가로 흡수 구조체 중에 보유된 액체로부터 착용자의 피부를 격리시키는 작용을 하고, 순응적이고 촉감이 부드러우며 비자극성이어야 한다. 신체측 라이너는 선택된 양의 계면활성제로 표면 처리되거나 또는 다르게는 소정의 습윤성 및 친수성을 부여하도록 가공처리될 수 있다.
또한 배면시트 또는 외부 커버로 언급되는 의류측 라이너 층은 착용자로부터 가장 먼 층이다. 외부 커버는 전통적으로 실질적으로 액체에 불투과성인 얇은 열가소성 필름, 예를 들면 폴리올레핀 (즉, 폴리에틸렌) 필름으로 이루어져 왔다. 외부 커버는 흡수 구조체 중에 함유되어 있는 신체 배설물이 착용자의 의류, 침구류 또는 기타 개인 위생 제품과 접촉하는 재료들을 습윤시키거나 또는 오염시키는 것을 막는 작용을 한다. 외부 커버는 예를 들면, 약 0.5 밀 (0.012 밀리미터) 내지 약 5.0 밀 (0.12 밀리미터)의 초기 두께 및 약 10 내지 약 100 gsm의 기초 중량을 갖는 폴리에틸렌 필름이거나 또는 약 50/50 내지 약 0/100의 비로 합성 섬유 및 결합제를 포함할 수 있다.
외부 커버는 미관상 보다 만족스러운 외관을 제공하기 위하여 엠보싱되거나 및(또는) 무광택 마무리처리될 수 있다. 외부 커버용 다른 대체 구성물로는 직물 또는 부직 섬유 웹, 또는 직물 또는 부직물 및 열가소성 필름으로 이루어진 라미네이트를 들 수 있다. 외부 커버는 임의적으로 증기 또는 기체에 대해 투과성이지만 액체에 대해서는 실질적으로 불투과성인 증기 또는 기체 투과성 미공질 "통기성" 재료로 이루어질 수 있다. 외부 커버는 또한 기계적 패스너를 위한 짝을 이룬 요소의 기능을 제공할 수 있다.
신체측과 의류측 층들 사이에 위치하는 흡수 시스템은 액체가 신체와의 접촉으로부터 멀리 저장될 수 있도록 조절되는 방식으로 인접하는 신체측 층으로부터 액체를 흡수해야 한다. 이렇게 할 때, 습윤 붕괴를 가능한 한 최대한으로 피해야 한다. 또한, 침착 지점인 표적 영역으로부터 유체의 흡상 및 이동은 초흡수성 재료를 그의 최대 용량으로 사용하고 표적 영역을 추가의 배설에 대하여 준비시키기 위하여 최대화되어야 한다. 서로의 위에 별도의 분배 및 보유층들을 제공함으로써 이러한 결과를 달성하는 다양한 디자인들이 제시되어 왔다. 또한, 이전의 흡수 코어들은 예를 들면 초흡수체 및 펄프 플러프의 균질한 혼합물을 사용해왔다. 이 혼합물 중의 플러프는 초흡수체가 팽창하여 액체를 흡수할 때 액체의 수송에 있어서 비교적 비효율적으로 되어, 혼합물 내에서의 분배를 감소시킨다. 본 발명자들은단일 층으로 바람직한 결과를 달성할 수 있는 방법을 발견하였다.
본 발명의 재료는 분배 및 보유 재료들이 교대되는 열, 대역, 줄무늬 또는 채널들을 갖는다. 이러한 이격 구성은 액체가 분배 열을 따라 흡상되도록 하여 어느 한 쪽의 넓은 전면을 따라 보유 재료에 의해 흡수될 수 있도록 한다. 이러한 구성은 흡수 코어를 보다 완전히 이용하여, 비용 및 중량 절감을 가져온다. 이러한 구성은 또한 액체가 표적 영역으로부터 멀리 이동되고 보유 재료가 보다 효율적으로 이용되어, 표적 영역 중의 액체의 질량이 감소되기 때문에 착용자에게 보다 큰 안락함을 제공한다. 표적 영역 중의 액체 질량의 감소는 기저귀와 같은 개인 위생 제품에서 처지고 불룩해지는 정도를 감소시킨다.
보유 재료가 웹 전체에 걸쳐서가 아니라 열로서 이격되어 위치하는 것은 또한 떨어진 섬유 분배 열들이 혼합된 섬유/초흡수성 보유 재료보다 공기에 대한 투과성이 큰 것으로 생각되기 때문에 개인 위생 제품의 공기 순환 (통기성)을 향상시킬 수 있다. 개인 위생 제품 내의 공기 교환은 피부 건강에 있어서의 한 요소인 것으로 생각된다.
분배 및 보유 열들의 정확한 치수는 재료의 최종 용도 및 성분들의 특성을 고려하여 결정되어야 한다. 각 보유 및 분배 열의 바람직한 폭은 약 5 mm 내지 80 mm, 보다 바람직하게는 약 10 내지 50 mm, 더욱 더 바람직하게는 약 10 내지 25 mm이다. 기저귀로 예정되고 뇨 흡수를 위해 디자인된 재료는 아마 여성 위생 분야에 충당되는 재료와는 상이한 디자인 기준 (예를 들면, 상이한 액체 점도, 입자 함량)을 갖는다. 마찬가지로, "고속" 및 "저속" 초흡수체가 존재하며, 초흡수체는 입자, 섬유, 플레이크 및 구와 같은 많은 상이한 형태로 입수할 수 있다. 예를 들면 분배 열에 사용되는 섬유를 구체화하는데 있어서 당 업계의 통상의 숙련인들이 고려해야 하는 많은 변수들은 데니어, 습윤성, 밀도, 결합 및 섬유간 기공 크기이다. 또한, 최종 웹의 기초 중량 및 웹이 라미네이트일 경우에는 웹의 각 층의 기초 중량은 웹의 궁극적인 용도에 기초하여 결정되어야 한다. 각종 층들의 기초 중량은 예를 들면 10 내지 900 gsm 사이에서 변할 수 있고, 각 층 내에서 상이할 수 있다. 보유 재료의 양은 열에 따라, 뿐만 아니라 열들 사이에서 변할 수 있으며, 예를 들면 25 내지 1500 gsm 사이일 수 있다. 또한, 특정 분배 영역은 층의 통기성을 향상시키는 것으로 생각되는 소수성일 수 있다.
열의 형태 또는 패턴은 간단한 직선에서 변화시킬 수 있고, 물결모양일 수 있거나 또는 단지 상상에 의해서만 제한되는 다른 형태를 가질 수 있다. 비록 분배 열의 불연속성이 분명히 그 층의 열의 단부에서 액체 분배를 끝내게 되지만, 패턴 역시 불연속일 수 있다.
본 발명의 웹은 에어레잉, 스펀본딩, 멜트블로잉, 공성형 및 발포 공정들을 포함하는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다.
분배 열 재료들은 합성 섬유, 천연 섬유, 예를 들면 히드로인탱글드 펄프, 기계적으로 및 화학적으로 연화된 펄프, 스테이플 섬유, 슬라이버, 멜트블로운 및 스펀본드 섬유 등을 포함하는 각종 섬유 및 섬유들의 혼합물로부터 제조될 수 있다. 모관 표면 재료 (CSM) 역시 분배 재료로서 사용될 수 있다. 상기 웹 중의 섬유들은 동일하거나 또는 다양한 직경의 섬유들로부터 제조될 수 있고, 오엽(pentalobal), 삼엽 (trilobal), 타원, 원 등과 같은 상이한 형태를 가질 수 있다.
보유 열 재료는 당 업계에 액체를 흡수하는 것으로 알려진 재료 또는 물질, 뿐만 아니라 이 목적으로 개발될 수 있는 임의의 다른 재료로부터 제조될 수 있다. 예로서는, 고속 및 저속 초흡수체, 펄프 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 보유 재료로 사용되는 초흡수체 및 펄프의 혼합물은 약 100/0 내지 20/80 중량비, 보다 구체적으로는 약 65/35 내지 35/65의 중량비로 사용될 수 있다.
웹에 기계적 일체성을 제공하기 위하여 결합제 섬유도 또한 보유 및(또는) 분배 열에 포함될 수 있다. 포함하기 바람직한 섬유는 비교적 낮은 융점을 갖는 것, 예를 들면 폴리올레핀 섬유이다. 보다 낮은 융점 중합체는 열의 인가 시에 섬유 교차점들에서 직물을 함께 결합시킬 수 있는 능력을 제공한다. "보다 낮은 융점 중합체"란 약 175 ℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 것을 의미한다. 또한, 복합 및 이구성성분 섬유와 같이 1종 이상의 성분으로서 보다 낮은 융점 중합체를 갖는 섬유가 본 발명의 실행에 적합하다. 보다 낮은 융점 중합체를 갖는 섬유는 일반적으로 "가융 섬유 (fusible fiber)"로 언급된다.
합성 섬유는 폴리아미드, 폴리에스테르, 레이온, 폴리올레핀, 아크릴, 초흡수체, 라이오셀 (Lyocel) 재생 셀룰로스로부터 제조된 것 및 당 업계의 통상의 숙련인에게 공지된 임의의 다른 적합한 합성 섬유들을 포함한다. 합성 섬유는 또한 제품 분해를 위하여 코스모트로프 (kosmotrope)를 포함할 수 있다.
천연 섬유는 모, 면, 아마, 대마 및 목재 펄프를 포함한다. 펄프는 표준 연목 플러핑 등급, 예를 들면 미국 알라바마주 쿠사 소재의 쿠사 밀즈 (Coosa Mills)의 CR-1654, 향상된 습윤 탄성율을 갖는 가교결합된 서던 연목 펄프 섬유인 미국 위스콘신주 타코마 소재의 베이어해우서 코포레이션 (Weyerhaeuser Corporation)로부터 입수할 수 있는 고 벌크 첨가제 포름알데히드 유리 펄프 (HBAFF), 및 화학적으로 가교결합된 펄프 섬유, 예를 들면 베이어해우서 NHB416을 포함한다. HBAFF는 섬유에 첨가된 건조 및 습윤 강성 및 탄성을 부여하는 것 외에 커얼 및 꼬인 상태로 고정시키는 화학 처리를 갖는다. 다른 적합한 펄프는 벅키에 (Buckeye) HP2 펄프이고 또 다른 것은 인터내셔날 페이퍼 코포레이션 (International Paper Corporation) 제품인 IP 수퍼소프트 (Supersoft)이다. 적합한 레이온 섬유는 미국 알라바마주 악시스 소재의 커타울즈 화이버즈 인코포레이티드 (Courtaulds Fibers Incorporated) 제품인 1.5 데니어 머지 (Merge) 18453 섬유이다.
수많은 형태의 다양한 초흡수체들을 이용할 수 있다. 시판되는 예로는 미국 노쓰 캐롤라이나주 27406 그린스보로 소재의 스톡하우센 캄파니 (Stockhausen) 제품으로 고도로 가교결합된 표면 초흡수체인 페이버 (FAVOR) (등록상표) 870 초흡수체 구, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 캄파니 (The Dow Chemical Company) 제품으로 중합된 폴리아크릴레이트 입자들의 850 내지 1400 미크론 현탁액인 XL AFA 94-21-5 및 XL AFA-126-15, 및 미국 노쓰 캐롤라이나주 28145-0004 살리스버리 PO Box 4 소재의 코사 인크. (KoSA Inc.) [이전에는 트레비라 인크. (Trevira Inc.) 및 이전에는 획스트-셀라니즈 (Hoechst-Celanese)]가 공급하는 산웨트 (SANWET) (등록상표) IM 1500 초흡수체 과립을 들 수 있다.
결합제는 섬유, 액체 또는 열에 의해 활성화될 수 있는 다른 결합제 수단을포함한다. 결합제의 예로는 폴리올레핀 및(또는) 폴리아미드의 복합 섬유, 및 액체 접착제를 들 수 있다. 비록 많은 적합한 결합제 섬유들이 당 업계의 통상의 숙련인에게 공지되어 있으며 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 키소 (Chisso) 및 화이버비젼즈 엘엘씨 (Fibervisions LLC)와 같은 다수의 제조업체에 의해 제조될 수 있지만, 상기한 2가지 적합한 결합제들은 코사로부터 상표명 T-255 및 T-256 하에 입수할 수 있는 외피 코어 복합 섬유이다. 적합한 액체 결합제는 화이버비젼즈 엘엘씨로부터 입수할 수 있는 키멘 (Kymene) (등록상표) 557LX 결합제이다. 결합제는 존재할 경우, 효과적인 양으로, 즉 일반적으로 15 중량% 미만으로 존재해야 한다.
일단 제조되면, 웹은 그의 형태를 보유하기 위하여 적절하게 안정되고 합체되어야 한다. 충분한 양의 가융 섬유의 포함 및 후속되는 열 결합이 적절한 안정화를 얻는데 바람직한 방법이다. 이 방법은 두꺼운 재료의 중심에서 뿐만 아니라 표면에서 적절한 결합을 가능하게 하는 것으로 생각된다.
본 발명의 분배-보유 웹은 라미네이트로서 사용될 수 있다. 라미네이트의 경우, 1개 이상의 웹이 예를 들면 열 결합 및 안정화에 의해 함께 융합될 수 있다. 이러한 다른 층들은 직물 또는 편물, 다른 부직포, 필름, 티슈, 종이, 호일, 포옴 등일 수 있고, 각 층은 특정 성질을 부여하기 위하여 각종 섬유 및 입자들을 함유할 수 있다.
라미네이트를 제조하는 한 방법은 예를 들면, 에어레잉 방법에 의해 섬유층을 제조하고, 에어레잉된 섬유층 상에 보유 재료의 열을 침착시킨 다음, 보유 재료의 열 상에 에어레잉에 의해 다른 섬유층을 제조하는 것이다. 이러한 라미네이트를 제조하기 위하여 에어레잉 방법을 사용하는 것은 일반적으로 라미네이트 중에서 각 층이 서로 실질적으로 구별될 수 없게 만든다는 것에 주목해야 한다. 이러한 라미네이트의 횡단면도를 도 5에 나타냈는데, 여기서 보유 재료 (1)은 분배 재료 (2)에 의해 둘러싸여진다. 다른 방법은 웹의 한 면 또는 양면에 부직포 재료 (예를 들면, 멜트블로운 섬유)로 된 층을 제조하여 샌드위치와 같은 구성을 만드는 멜트블로잉 방법을 사용한 라미네이트의 제조이다.
1) 공성형 방법을 사용하여 본 발명의 분배-보유 웹 샘플을 제조하였다. 인접하는 테이프 스트립들 사이에 약 63.5 mm의 갭이 있도록 평행한 기계 방향의 직선 패턴으로 플러프 펄프가 침착되는 성형 와이어 (컨베이어 벨트) 상에 테이프를 위치시켰다. 테이프 폭은 19 mm이었다. 캐리어 티슈 시트를 와이어 상에 풀고, 와이어 아래에서 진공을 인가하여 펄프 침착을 촉진시켰다. 펄프를 테이프 스트립 사이의 성형 와이어 상에 침착시켰다. 펄프 침착의 바로 다운스트림에서, 초흡수체 입자들을 플러프 펄프의 줄무늬들 사이의 빈 공간에 침착시켰다. 초흡수체를 속도 향상 분배 재료와 분리시킴으로써, 유체 흡상이 팽윤하는 초흡수체에 의해 방해받지 않게 된다.
2) 플러프 펄프 및 약 5 중량% 결합제 섬유의 혼합물을 에어레잉 방법을 사용하여 성형 와이어 상에 침착시켰다. 플러프/결합제 층의 상부에 초흡수체 입자들을 침착시켰다. 도 1, 2, 3 및 4에 나타낸 것과 같은 침착 패턴이 생성되었다. 이어서 구조체를 가열기를 통과시켜 결합제 섬유들을 활성화시켜 구조체를 안정화시켰다. 에어레잉 방법을 사용하여 초흡수체 후에 추가의 펄프 플러프 및 결합제 섬유들을 침착시켜, 도 5에 나타낸 바와 같은 구조체를 생성시키는 또 다른 예를 제조하였다.
이제 도면을 살펴보면, 본 발명의 범위 내에서 각종 패턴이 가능함을 알 수 있다. 도 1은 보유 재료 (1)이 약 13 mm의 폭을 갖고, 분배 재료 (2)가 동일한 폭을 갖고, 열들이 직선으로 놓여진 열의 패턴을 나타낸다. 도 2, 3 및 4는 각각 보유 재료 (1)이 불연속 선, 물결모양 선, 및 주기적인 추가의 보유 재료 덩어리를 갖는 직선으로 놓여진 패턴을 나타낸다.
비록 본 발명의 단지 몇 개의 예시적인 실시태양을 상기에서 상세하게 설명하였지만, 당 업계의 통상의 숙련인은 본 발명의 새로운 내용 및 이점들로부터 물질적으로 벗어나지 않고서도 예시적인 실시태양에서 많은 변형들이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기한 모든 변형들은 하기되는 청구의 범위에서 정의되는 바와 같은 본 발명의 영역 내에 포함되도록 의도된 것이다. 청구의 범위에서, 수단과 기능 청구항은 인용된 기능을 수행하는 것으로 본 명세서에서 설명된 구조체 및 구조 등가물 뿐만 아니라 등가 구조체도 또한 포함하기 위한 것이다. 따라서, 비록 못은 목재 부품들을 함께 고정시키기 위해 원통형 표면을 사용하는 반면, 나사는 나선형 표면을 사용한다는 점에서 못과 나사는 구조 등가물일 수 없지만, 목재 부품들을 체결시킨다는 면에서 못과 나사는 등가 구조체일 수 있다.
추가로 본 명세서에서 언급된 모든 특허, 출원 또는 공개는 본 명세서에서 그의 전체 내용을 참고문헌을 인용하고 있음을 알아야 한다.

Claims (19)

  1. 보유 재료 및 분배 재료를 나란한(side-by-side) 배열로 갖는 부직포를 포함하는 개인 위생 제품용 분배/보유 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 직물이 스펀본딩, 멜트블로잉, 에어레잉, 공성형 및 본딩 및 카딩을 포함하는 군으로부터 선택된 방법으로부터 제조된 재료 층.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보유 재료가 초흡수체, 펄프, 및 그의 혼합물을 포함하는 재료 층.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보유 재료가 입자, 구, 플레이크, 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 형태를 갖는 초흡수체를 포함하는 재료 층.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보유 재료가 초흡수체 및 펄프를 80/20 내지 20/80 중량비로 포함하는 재료 층.
  6. 제1항에 있어서, 상기 배열이 보유 열들의 연속 직선인 재료 층.
  7. 제6항에 있어서, 상기 분배 및 보유 재료 열 각각이 5 내지 80 mm 사이의 폭을 갖는 재료 층.
  8. 제1항에 있어서, 상기 배열이 보유 열들의 연속 물결모양 선인 재료 층.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배열이 주기적인 추가의 보유 재료 덩어리를 갖는 보유 열들의 연속 직선인 재료 층.
  10. 제1항에 있어서, 상기 배열이 불연속 보유 열인 재료 층.
  11. 기저귀인 제1항 기재의 개인 위생 제품.
  12. 배변훈련용 속팬츠인 제1항 기재의 개인 위생 제품.
  13. 실금용 제품인 제1항 기재의 개인 위생 제품.
  14. 붕대인 제1항 기재의 개인 위생 제품.
  15. 여성 위생 제품인 제1항 기재의 개인 위생 제품.
  16. 분배 재료층을 제공하고, 상기 분배 재료 상에 이격된 배열로 보유 재료를침착시키는 단계를 포함하는, 개인 위생 제품용 분배/보유 재료의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 분배 재료층을 상기 보유 재료 상에 침착시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 분배 재료가 플러프 펄프 및 결합제 섬유의 혼합물로서 에어레잉 방법에 의해 제공되는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 분배 재료가 플러프 펄프 및 결합제 섬유의 혼합물로서 에어레잉 방법에 의해 침착되는 방법.
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