KR20050090135A - 천공된 필름-피복 부직 재료 - Google Patents

천공된 필름-피복 부직 재료 Download PDF

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KR20050090135A
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film
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coated
film layer
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조스 이 말도나도
스티브 스톱퍼
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

천공된 필름-피복 부직포 또는 재료 및 상기 필름-피복 부직포 또는 재료를 제조하는 방법이 제공된다. 부직 재료 층을 형성하고 중합체 필름으로 압출 피복하여 필름-피복 부직 재료를 형성하는데, 상기 필름-피복 부직 재료는 약 0.30 mil 이하의 두께를 갖는다. 적어도 필름 층에 복수의 구멍이 형성되어, 천공된 필름-피복 부직 재료를 형성할 수 있다. 본 발명의 또다른 구현예에서는, 복수의 "피크" 또는 "원뿔모양"이 필름 층에 형성되어, 인접하는 피크나 원뿔모양 사이에 형성된 "골(valley)"에서 구멍을 갖도록 할 수 있다.

Description

천공된 필름-피복 부직 재료 {Apertured, Film-Coated Nonwoven Material}
본 발명은 필름-피복 부직포 또는 재료 및 상기 필름-피복 부직포 또는 재료의 제조 방법에 관한 것이다. 필름-피복 부직포 또는 재료는 적어도 필름 층에 형성된 복수의 구멍을 포함할 수 있다.
개인 위생 제품을 위한 커버 재료는 착용자로부터의 액체를, 액체가 흡수되거나 다른 영역으로 분배될 수 있는 커버(또는 라이너) 재료 아래의 층으로 투과시켜야 한다. 라이너 재료는 바람직하게는 라이너 재료 그 자체에 보유된 액체의 양을 감소시키기 위해 낮은 얼룩 및 낮은 재습윤 표면을 갖는다. 천공된 필름은 그의 감소된 얼룩 및 낮은 재습윤 때문에 라이너로서 사용을 위해 당 분야에 공지되어 있다. 그러나, 천공된 필름은 섬유성 부직 라이너의 부드러움 및 편안함을 제공하지 않는다. 따라서 필름-기재된 라이너의 장점을 제공하면서 또한 착용자에 대하여 부드럽고 편안한 라이너에 대한 필요가 여전히 존재한다.
본 발명의 하나의 목적은 낮은 얼룩 및 재습윤을 갖는 라이너로 사용될 수 있고 착용자에게 부드럽고 편안한 흡수성 재료를 제공하는 것이다. 또다른 목적은 상기 라이너로 하여금 필름 라이너보다 더 큰 강도를 갖고 또한 유체 처리 기능성을 더욱 향상시키게 하는 것이다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 필름을 부직 재료층 위에 직접 압출하여 필름-피복 부직 재료를 형성하는, 얇은 필름 층 및 부직 재료 층을 포함하는 흡수성 물품용 커버 재료에 의해 이루어진다. 상기 필름-피복 부직 재료는 적어도 상기 필름 층을 통하는 복수의 구멍을 형성함으로써 투과성으로 만들어질 수 있다.
본 발명의 방법은 부직 재료 층을 제공한다. 부직 재료 층은 예를 들면 스펀본드 부직 웹, 멜트블로운 부직 웹, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 재료, 코폼 재료 또는 이들의 라미네이트를 포함할 수 있다. 예를 들면 부직 재료 층의 섬유를 주름지게 하고(하거나) 상기 부직 재료 층을 얇은 중합체 필름 층으로 피복하기 전에 통기-접착(through-air-bonding)하는 것을 포함하는 추가의 단계가 본 발명의 방법에 포함될 수도 있다. 상기 중합체 필름 층은 적합하게는 약 0.30 mil 이하, 바람직하게는 약 0.28 mil 이하의 두께를 갖는다. 압출된 필름 층은 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 공중합체와 같은 임의의 적합한 중합체(들)를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 필름-피복 부직 재료는 수력 얽힘, 초음파 및 패턴 캘린더 및 앤빌 메카니즘과 같은 천공 장치 또는 메카니즘을 통과할 수 있고, 거기에서 적어도 필름 층을 통해 복수의 구멍이 형성된다. 별법으로, 천공 장치가 상기 필름 층을 통해 구멍을 형성하지 않고 필름 층의 외부 표면 상에 "피크(peak)"나 "골(valley)"을 갖는 3-차원의 형태학을 형성할 수 있다.
상기 필름-피복 부직 재료는 낮은 재습윤, 천-같은 미학 및 양호한 얼룩 차단 특성을 갖는 깨끗하고 건조한 표면, 양호한 연신성 및 회복성, 양호한 드레이프성 및/또는 3-차원 형태학을 가지고 향상된 고 점도 유체 흡수를 제공할 수 있다. 본 발명의 필름-피복 부직 재료는 예를 들면 기저귀, 배변연습용 팬츠, 및 여성 위생 제품과 같은 개인 위생 제품, 및 개창술(window fenestration), 드레이프 및 외과용 가운과 같은 건강 위생 제품과 같은 다양한 제품 응용에 사용될 수 있다. 또다른 구현예에서, 상기 필름-피복 부직 재료는 예를 들면 매트리스 커버, 자동차 커버, 붕대, 신발 안창 라이닝 또는 방음 재료로 사용될 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적은 도면과 함께 주어진 이하의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따르는 천공된 필름-피복 부직 재료의 개략도이고;
도 2는 본 발명의 필름-피복되고 천공된 부직 재료를 형성하기 위한 장치의 개략도이며;
도 3은 본 발명의 한 구현예에 따르는 필름-피복 부직 커버 재료를 갖는 흡수성 물품의 분해 사시도이다.
정의
여기에서 사용되는 "에어레잉"라는 용어는 그에 의해 섬유성 부직 층이 형성될 수 있는 공지의 방법이다. 에어레잉 공정에서는, 약 6 내지 약 19 밀리미터(mm) 범위의 전형적인 길이를 갖는 짧은 섬유의 다발을 분리하고 공기 공급에 담지한 다음, 통상적으로 진공 공급의 도움으로 형성 막 위에 침착시킨다. 랜덤하게 침착된 섬유를 그 후 예를 들면 고온의 공기 또는 분무 접착제를 이용하여 서로 접착시킨다.
여기에서 사용된 "2성분 섬유"라는 용어는 배합물로서 같은 압출기로부터 압출된 적어도 2종의 중합체로부터 형성된 섬유를 의미한다. 2성분 섬유는 섬유의 단면적에 걸쳐 비교적 일정하게 위치한 구별되는 영역에 배열된 다양한 중합체 성분을 갖지 않고, 다양한 중합체는 통상적으로 섬유의 전체 길이를 따라서 연속적이지 않으며, 대신 일반적으로 랜덤하게 시작되고 끝나는 미소섬유(fibrils) 또는 원섬유(protofibrils)를 형성한다. 2성분 섬유는 종종 다성분 섬유라고도 불리운다. 이러한 일반적인 유형의 섬유는 예를 들면 미국 특허 제 5,108,827 호(Gessner)에 기재되어 있다.
여기에서 사용되는 "본디드 카디드 웹"이라는 용어는, 스테이플 섬유를 분리 또는 분해시켜 기계 방향으로 정렬시켜 일반적으로 기계 방향-배향된 섬유성 부직 웹을 형성하는 빗질 또는 카딩 단위를 통과하는 스테이플 섬유로부터 만들어진 웹을 의미한다. 그러한 섬유는 통상적으로 곤포(bale)로 구매되며, 이것을 카딩 단위에 앞서 섬유를 분리하는 오프너/블렌더 또는 피커(picker)에 넣는다. 웹이 일단 형성되면, 이는 몇 가지 공지된 접착 방법의 하나 이상에 의해 접착된다. 그러한 접착 방법의 하나는 분말 접착인데, 여기에서는 분말화된 접착제가 웹을 통해 분배된 다음 통상적으로 상기 웹과 접착제를 열풍으로 가열함으로써 활성화된다. 또다른 적합한 접착 방법은 패턴 접착인데, 여기에서는 가열된 캘린더 롤 또는 초음파 접착 장치가 섬유를, 필요하다면 웹을 그 전체 표면에 걸쳐 접착할 수도 있지만, 통상적으로 국소화된 접착 패턴으로 한데 접착시키는 데 사용된다. 특히 2성분 스테이플 섬유를 사용할 경우, 또다른 적합한 공지의 접착 방법은 통기(through-air) 접착이다.
여기에서 사용된 "공-압출" 또는 "공-압출된"이라는 용어는 동시에 압출되어 상기 층들을 한데 접착시키기 위한 더 이상의 부착 또는 적층 공정을 필요로 하지 않고 하나의 일체화된 필름 시트를 형성하는 열가소성 재료의 둘 이상의 층을 포함하는 필름을 의미한다.
여기에서 사용된 "결합 섬유(conjugate fibers)"라는 용어는 별도의 압출기로부터 압출된 적어도 2종의 중합체 원천으로부터 형성되었지만 함께 방적되어 하나의 섬유를 형성한 섬유를 의미한다. 결합 섬유는 종종 다성분 또는 2성분 섬유라고도 한다. 결합 섬유는 단일 성분의 섬유일 수도 있지만, 상기 중합체들은 일반적으로 서로 상이하다. 중합체를 결합 섬유의 단면에 걸쳐 실질적으로 일정하게 위치하는 구별된 영역에 배열하고 상기 결합 섬유의 길이를 따라서 연속적으로 신장시킨다. 그러한 결합 섬유의 배열은 예를 들면 1종의 중합체가 다른 것에 의해 둘러싸인 외피/코어 배열 또는 나란한 배열, 파이(pie) 배열 또는 "바다-중-섬(islands-in-the-sea)" 배열일 수 있다. 결합 섬유는 예를 들면 미국 특허 제 5,382,400 호에 기재되어 있다. 2성분 섬유의 경우, 중합체들은 75/25, 50/50, 25/75 또는 임의의 다른 바람직한 비로 존재할 수 있다. 섬유는 또한 비통상적인 형태를 갖는 섬유를 기재하고 있는 미국 특허 제 5,277,976 호(Hogle 등)에 기재된 것들과 같은 형태를 가질 수도 있다.
여기에서 사용되는 "코폼"이라는 용어는, 그를 통해 형성 도중 웹에 다른 물질이 첨가되는 활송장치(chute) 근처에 적어도 하나의 멜트블로운 다이헤드가 배치되는 방법을 의미한다. 상기 다른 물질은 예를 들면 펄프, 초흡수성 입자, 천연 또는 합성 스테이플 섬유일 수 있다. 코폼 방법은 함께 양도된 미국 특허 제 4,818,464 호(Lau) 및 미국 특허 제 4,100,324 호(Anderson 등)에 나타나 있다. 코폼 방법에 의해 제조된 웹은 일반적으로 코폼 재료라 일컬어진다.
여기에서 및 청구항에 사용된 "포함하는"이라는 용어는 포괄적이거나 비제한적이며, 언급되지 않은 추가의 요소, 조성적 성분 또는 방법 단계를 배제하지 않는다.
여기에서 사용되는 "필름"이라는 용어는 성형, 블로운 또는 압출 피복 방법과 같은 필름 압출 방법을 이용하여 제조된 열가소성 필름을 의미한다.
여기에서 사용되는 "열풍 나이프" 또는 HAK라는 용어는, 충분한 일체성을 부여하기 위해, 즉 추후의 공정을 위한 웹의 경직성을 증가시키기 위해, 새로 제조된 미세섬유 웹, 특히 스펀본드 미세섬유 웹을 예비접착 또는 1차적으로 접착하는 공정을 의미하며 TAB, 열적 접착 및 초음파 접착과 같은 2차적 접착 공정의 비교적 강한 접착을 의미하지 않는다. 열풍 나이프는 형성 직후의 부직 웹으로 향하는 약 1000 내지 약 10000 피트/분(fpm)(305 내지 3050 미터/분), 또는 더욱 특별하게는 약 3000 내지 5000 피트/분(915 내지 1525 m/min)의 매우 높은 유량으로 가열된 공기 흐름을 집중시키는 장치이다. 공기 온도는 통상적으로 웹에 사용된 중합체의 적어도 하나의 융점 범위 내, 일반적으로 스펀본딩에 통상적으로 사용되는 열가소성 중합체의 경우 약 200 내지 550°F(93 내지 290℃) 사이이다. 공기 온도, 속도, 압력, 부피 및 기타 요인의 조절이 웹의 일체성을 증가시키면서 웹에 손상을 방지하는 데 도움을 준다. HAK의 집중된 공기 흐름이 웹을 향하여 가열된 공기의 출구로서 작용하는 약 1/8 내지 1 인치(3 내지 25 mm) 폭, 특히 약 3/8 인치(9.4 mm) 폭을 갖는 적어도 하나의 슬롯에 의해 배열 및 배향되고, 상기 슬롯은 실질적으로 상기 웹의 전체 폭에 걸쳐 실질적으로 횡단-기계 방향으로 진행된다. 다른 구현예에서는, 서로에 이웃하여 배열되거나 약간의 간격에 의해 분리된 복수의 슬롯이 있을 수 있다. 적어도 하나의 슬롯은 통상적으로, 필수적이지는 않지만, 연속적이며, 예를 들면 가깝게 배치된 구멍들로 구성될 수 있다. HAK는 가열된 공기가 슬롯을 빠져나가기 전에 이를 분배하고 보유하도록 밀폐 공간(plenum)을 갖는다. HAK의 밀폐 공간 압력은 통상적으로 약 1.0 내지 12.0 인치 물(2 내지 22 mmHg) 사이이며, HAK는 형성 와이어 위로 약 0.25 내지 10 인치 사이, 더욱 바람직하게는 0.75 내지 3.0 인치(19 내지 76 mm) 사이에 위치한다. 특별한 구현예에서 HAK 밀폐 공간의 횡단-방향 흐름을 위한 단면적(즉, 기계 방향에서 밀폐 공간의 단면적)은 전체 슬롯 출구 면적의 적어도 두 배이다. 그 위에 스펀본드 중합체 웹이 형성되는 형성 와이어가 일반적으로 고속으로 움직이므로, 웹의 임의의 특별한 부분이 열풍 나이프로부터 배출되는 공기에 노출되는 시간은 10 분의 1 초 미만이고, 일반적으로는 약 100분의 1초로, 훨씬 더 긴 체류 시간을 갖는 통기 접착 공정과 대조된다. HAK 방법은 공기 온도, 속도, 압력, 부피, 슬롯 또는 구멍 배열 및 크기, 및 HAK 밀폐 공간에서 웹까지의 거리와 같은 많은 요인들의 넓은 범위의 변동성 및 제어가능성을 갖는다. HAK는 미국 특허 제 5,707,468 호(Arnold 등)에 더욱 기재되어 있다.
여기에서 사용되는 "친수성"이라는 용어는 필름 또는 섬유와 접촉하는 수성 액체에 의해 습윤되는 필름 또는 섬유 또는 필름 또는 섬유의 표면을 의미한다. 재료의 습윤 정도는 다시, 수반되는 액체 및 재료의 접촉 각 및 표면 장력으로 기재될 수 있다. 특정 필름이나 섬유 재료 또는 필름이나 섬유 재료의 배합물의 습윤성을 측정하기 적합한 장치 및 기술은 칸(Cahn) SFA-222 표면력 분석기 시스템(Surface Force Analyzer System), 또는 실질적으로 동등한 시스템에 의해 제공될 수 있다. 상기 시스템으로 측정 시, 90°미만의 접촉 각을 갖는 필름 또는 섬유를 "습윤성" 또는 친수성이라 하는 한편, 90°이상의 접촉 각을 갖는 필름 또는 섬유를 "비습윤성" 또는 소수성이라 한다.
여기에서 사용되는 "층"이라는 용어는 단수로 사용될 경우 하나의 요소 또는 복수의 요소의 이중 의미를 가질 수 있다.
여기에서 사용되는 "액체"라는 용어는 유동하는 비기체상 물질 및/또는 재료를 의미하며, 그것이 부어지거나 담기는 용기의 내부 형태를 가정할 수 있다.
여기에서 사용되는 "기계 방향" 또는 MD라는 용어는 포가 제조되는 방향의 길이를 의미한다. "횡단 기계 방향" 또는 CD라는 용어는 직물 폭, 즉 일반적으로 MD에 수직인 방향을 의미한다.
여기에서 사용되는 "멜트블로운 섬유"라는 용어는 용융된 열가소성 재료를 통상적으로 원형인 다수의 미세한 다이 모세관을 통해서 용융된 사 또는 필라멘트로, 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 가늘게 하여 그 직경을 미세섬유 직경일 수도 있는 직경으로 감소시키는, 고속의 통상적으로 고온인 수렴하는 기체(예, 공기) 흐름 내로 압출시킴으로써 형성된 섬유를 의미한다. 그 후, 상기 멜트블로운 섬유를 고속의 기체 흐름에 실어 수집 표면 상에 침착시켜 랜덤하게 분배된 멜트브로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 예를 들면 미국 특허 제 3,849,241 호(Butin 등)에 개시되어 있다. 멜트블로운 섬유는 연속 또는 비연속일 수 있고 일반적으로 평균 직경이 10 미크론(μm)보다 작으며 수집 표면 상에 침착될 경우 일반적으로 점착성인 미세섬유이다.
여기에서 사용되는 "미세섬유"라는 용어는 약 75 미크론 이하의 평균 직경을 갖는, 예를 들면 약 0.5 미크론 내지 약 50 미크론의 평균 직경을 갖는 작은 직경의 섬유를 의미하거나, 더욱 특별하게는 미세섬유는 약 2 미크론 내지 약 40 미크론의 평균 직경을 가질 수 있다. 섬유 직경의 또다른 빈번하게 사용되는 표현은 데니어로서, 이는 섬유 9000 미터 당 그램으로 정의되고, 미크론으로 나타낸 섬유 직경을 제곱한 다음 g/cc의 밀도를 곱하고 0.00707을 곱하여 계산될 수 있다. 보다 낮은 데니어는 더 미세한 섬유를 나타내고 더 높은 데니어는 보다 두껍거나 무거운 섬유를 나타낸다. 예를 들면, 15 미크론으로 주어진 폴리프로필렌 섬유의 직경은 이를 제곱하고, 그 결과에 0.89 g/cc를 곱하고 0.00707을 곱함으로써 데니어로 환산될 수 있다. 따라서, 15 미크론 폴리프로필렌 섬유는 약 1.42 (152 x 0.89 x 0.00707 = 1.415)의 데니어를 갖는다. 미국 외에서, 측정의 단위는 더욱 일반적으로 "텍스"이며, 이는 섬유 1 킬로미터 당의 그램으로 정의된다. 텍스는 데니어/9로 계산될 수 있다.
여기에서 사용되는 "부직 재료" 또는 "부직 웹"이라는 용어는 편직물과 같이 정의될 수 있는 방식으로가 아닌 얽혀있는 개별적인 섬유 또는 실로 된 구조를 갖는 웹을 의미한다. 예를 들면 부직 재료 또는 웹은 멜트블로우 공정, 스펀본드 공정 및 본디드 카디드 웹 공정과 같은 다수의 공정으로부터 형성되었다. 부직 웹의 기본 중량은 일반적으로 평방 야드 당 재료의 온스(osy) 또는 평방 미터 당 그램(gsm)으로 환산되며, 유용한 섬유 직경은 일반적으로 미크론(μm)으로 표시된다. (osy를 gsm으로 변환하려면 osy에 33.91을 곱하는 것에 유의하라.)
여기에서 사용되는 "패턴 비접착된" 또는 상호교환가능하게 "점 비접착된" 또는 "PUB"는 복수의 불연속인 비접착된 면적을 정의하는 연속적인 접착된 면적을 갖는 직물 패턴을 의미한다. 상기 불연속의 비접착된 면적 내의 섬유 또는 필라멘트는 각각의 비접착된 면적을 둘러싸거나 에워싸는 연속적인 접착된 면적에 의해 치수적으로 안정화되어, 필름 또는 접착제의 지지체 또는 안감 층이 필요하지 않다. 비접착된 면적은 상기 비접착된 면적 내 섬유 또는 필라멘트들 사이에 공간을 제공하도록 구체적으로 고안된다. PUB 포는 함께 양도된 미국 특허 출원 제 08/754,419 호에 개시되어 있고, 그 개시는 여기에 참고문헌으로 도입된다.
여기에서 사용되는 "개인 위생 제품"이라는 용어는 기저귀, 배변연습용 팬츠, 흡수성 언더팬츠, 성인 실금자용 제품 및 여성 위생 제품을 의미한다.
여기에서 사용되는 "중합체"라는 용어는 단독중합체, 예를 들면 블럭, 그래프트, 랜덤 및 교호 공중합체, 삼원 중합체 등과 같은 공중합체, 및 배합물 및 이들의 개질된 것을 비제한적으로 포함한다. 뿐만 아니라, "중합체"라는 용어는 열가소성 및 열경화성 중합체를 또한 포함한다. 또한, 달리 특정하게 제한되지 않는 한, "중합체"라는 용어는 물질의 모든 가능한 기하학적 배열을 포함하고자 한다. 이러한 배열은 이소택틱, 신디오택틱 및 어택틱 대칭성을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.
여기에서 사용되는 "스펀본드 섬유"라는 용어는 용융된 열가소성 재료를 원형 또는 다른 형태를 갖는 방사구로 된 다수의 미세한 모세관으로부터 필라멘트로 압출하고, 상기 압출된 필라멘트의 직경을 그 후, 예를 들면 각각이 그 전체로서 여기에 참고문헌으로 도입되는 미국 특허 제 4,340,563 호(Appel 등), 미국 특허 제 3,692,618 호(Dorschner 등), 미국 특허 제 3,802,817 호(Matsuki 등), 미국 특허 제 3,338,992 호 및 3,341,394 호(Kinney), 미국 특허 제 3,502,763 호(Hartmann), 미국 특허 제 3,502,538 호(Petersen) 및 미국 특허 제 3,542,615 호(Dobo 등)에 의해 신속하게 감소시킴으로써 형성되는 작은 직경의 섬유를 의미한다. 스펀본드 섬유는 켄칭되어, 일반적으로 수집 표면 상에 침착될 때 점착성이지 않다. 스펀본드 섬유는 일반적으로 연속적이고 종종 약 0.3보다 큰, 더욱 특별하게는 약 0.6 내지 10 사이의 평균 데니어를 갖는다.
여기에서 사용되는 "통기 접착" 또는 "TAB"라는 용어는 웹 섬유를 구성하는 중합체의 하나를 용융시키도록 충분히 고온인 공기가 웹을 통해 강제로 통과되는, 부직 2성분 섬유 웹의 접착 방법을 의미한다. 공기 속도는 100 내지 500 피트/분의 사이이고, 체류 시간은 6 초 정도일 수 있다. 중합체의 용융 및 재고체화가 접착을 제공한다. 통기 접착은 비교적 제한된 변동성을 가지며 통기-접착은 접착을 이루기 위해 적어도 하나의 성분의 용융을 필요로 하므로, 결합 섬유 또는 접착제를 포함하는 것들과 같은 두 가지 성분을 갖는 웹으로 제한된다. 통기 접착에서는, 하나의 성분의 용융 온도보다 높고 다른 한 성분의 용융 온도보다는 낮은 온도를 갖는 공기가 주위 후드로부터 웹을 통해서 및 웹을 지지하고 있는 천공된 롤러 내로 향한다. 별법으로, 통기 접착제는 공기가 웹 상에 수직으로 아래를 향하는 편평한 배열일 수 있다. 두 배열의 작업 조건은 유사하며, 주된 차이는 접착 도중 웹의 기하학에 있다. 고온의 공기가 보다 낮은 융점의 중합체 성분을 용융시킴으로써 필라멘트들 사이의 접착을 형성하여 웹을 일체화시킨다.
도 1 내지 3을 참고하면, 본 발명은 천공된 필름-피복 부직 재료(15) 및 상기 천공된 필름-피복 부직 재료(15)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 천공된 필름-피복 부직 재료(15)는 기저귀, 배변연습용 팬츠, 성인 실금자용 물품, 여성 위생 물품, 기타 개인 위생 의류와 같은 개인 위생 제품, 의학 또는 건강 위생 의류, 및 기타 일회용 물품 및 의류에 사용하기 적합할 수 있다. 예를 들면, 상기 필름-피복 부직 재료(15)는 기저귀 라이너, 서지(surge) 재료, 스페이서 재료, 외부 커버 또는 연신가능한 물품의 귀 부분으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 필름-피복 부직 재료(15)는 여성 위생 제품용 커버 또는 라이너 재료로 사용될 수도 있다. 또다른 선택의 구현예에서, 상기 필름-피복 부직 재료(15)는 자동차 커버, 매트리스 커버, 붕대, 자동차 안창 라이닝 또는 방음 재료로 사용하기 적합할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 필름-피복 부직 재료는 적어도 하나의 재료 층을 통하여 구멍을 포함할 수 있으며, 반드시 상기 필름-피복 부직 재료의 두께를 완전히 통과할 필요는 없다. 예를 들면, 구멍은 필름 층에 형성되어 상기 필름 층, 부직 재료 층 및 서지 재료 층과 같은 하부 인접층 사이에 액체 소통을 제공할 수 있다. 필름 층에 형성된 구멍들은 유체 흡수, 재료 굴곡성, 치수 안정성을 촉진하고/또는 재료의 외부 표면과 착용자의 피부 표면 사이의 접촉을 감소시키도록 상기 천공된 층의 외부 표면에 형태학을 부여하여 예를 들면 건조성을 촉진할 수 있다. 본 발명의 천공된 필름-피복 부직 재료는 예를 들면 횡단-기계 방향에서 연신성, 통기성, 수증기 투과, 고점도 유체 흡수, 액체 장벽 성질 및/또는 깨끗한 표면 외관을 갖는 재료를 제조하는 데 특히 유용하다.
본 발명의 천공된 필름-피복 부직 재료(15)는 부직 재료 층(25), 예를 들면 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 웹, 코폼 재료 또는 이들의 라미네이트를 포함한다. 상기 부직 재료 층(25)은 인라인 공정 또는 오프라인 공정 도중에 형성될 수 있다. 부직 재료 층(25)은 단일성분 섬유, 2성분 섬유, 2-구조성분 섬유 및 이들의 조합과 같은 결합 또는 다성분 섬유 등 임의의 적합한 섬유를 포함할 수 있다. 예를 들면, 부직 재료 층(25)은 복수의 연속적인 나란한 2성분 스펀본드 섬유 또는 본디드 카디드 웹으로 배열된 복수의 비연속적 스테이플 섬유를 포함할 수 있다.
필름 층(35)은 바람직하게는, 필름 재료의 얇은 층이 부직 재료 층(25) 위에 압출되는 압출 공정을 이용하여 부직 재료 층(25)의 적어도 한 표면에 적용된다. 바람직하게는, 상기 필름 층(35)은 적어도 하나의 중합체를 포함한다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 필름 층(35)은 예를 들면 폴리올레핀 중합체 층과 접착제-형 중합체 필름 층을 포함하는 공압출된 필름 층일 수 있다. 적합한 접착제-형 중합체는 불균질상의 프로필렌-에틸렌 공중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌-메틸 아크릴레이트, 약 0.89 g/cm3 이하의 밀도를 갖는 무정형(지글러-나타 또는 단일-부위 촉매화된) 에틸렌-알파 올레핀 공중합체, 에틸렌, 프로필렌 및 부텐의 랜덤 공중합체 또는 삼원 중합체일 수 있는 무정형 폴리-알파 올레핀(APAO) 중합체, 기타 실질적으로 무정형 또는 반-결정성인 프로필렌-에틸렌 중합체, EAA, EnBA, 스티렌-기재 엘라스토머성 공중합체, 이.아이. 듀 폰 드 네모아 사(E.I. Du Pont de Nemours Co.)의 제품인 상품명 바이넬(BYNEL) 접착제 수지로 시판되는 이들의 무수물 개질된 형태, 초저밀도 LLDPE 및 전술한 것의 조합을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.
하나의 적합한 구현예에서, 필름 층(35)은 불균질 상의 프로필렌-에틸렌 중합체와 추가의 랜덤 프로필렌-에틸렌 공중합체의 혼합물을 포함한다. 불균질 상의 프로필렌-에틸렌 공중합체는 바셀 유에스에이 사(Basell USA, Inc., "Basell")로부터 상품명 어드플렉스(ADFLEX)로 시판된다. 불균질 상의 중합체는 같은 반응기에서 순차적으로 생산되고 한데 조합되는 상이한 중합체 조성물의 반응기 조합물이다. 불균질 상의 프로필렌-에틸렌 중합체는 미국 특허 제 5,300,365 호(Ogale)에 기재되어 있고, 그 개시는 여기에 참고문헌으로 도입된다.
압출 공정을 이용하여 상기 필름 층(35)을 형성하기 위한 추가의 적합한 중합체는 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 공중합체, 엘라스토머성 중합체 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.
도 2를 참고하면, 통상의 방법을 이용하여 재료 형성 장치(20)에서 부직 재료 층(25)이 형성된다. 예를 들면, 부직 재료(25)는 스펀본드 공정, 본디드 카디드 웹 공정, 멜트블로운 공정 또는 에어레이드 공정을 이용하여 형성된 부직 웹 또는 층을 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 부직 재료는 구배의 섬유 크기 구조를 갖는 부직 재료 층(25)을 형성하는 복수의 스펀본드 웹을 포함한다. 예를 들면, 상기 부직 재료 층 형성 공정 도중, 제1 스펀본드 기계는 제1 데니어의 섬유를 갖는 스펀본드 웹을 형성할 수 있고, 제2 스펀본드 기계는 상기 제1 데니어와는 다른 제2 데니어의 섬유를 갖는 제2 스펀본드 웹을 형성하여, 상기 부직 재료 층(25)의 두께에 걸쳐 구배의 크기 구조를 제공할 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 부직 재료 층(25)은, 나란히 위치한 또는 외피-코어 2성분 섬유와 같은 복수의 연속적 2성분 섬유를 포함하는 스펀본드 부직 웹을 포함한다. 별법으로, 부직 재료 층(25)은 예를 들면 복수의 비연속적 스테이플 섬유를 포함하는 본디드 카디드 웹 또는 에어레이드 부직 재료와 같은 당 분야에 공지된 임의의 적합한 부직 재료를 포함할 수 있다. 적합하게는, 상기 부직 재료 층(25)은 약 0.4 osy 내지 약 5.0 osy, 바람직하게는 약 0.4 osy 내지 약 3.0 osy, 많은 경우에 약 0.4 osy 내지 약 1.5 osy의 기본 중량을 갖는다.
본 발명의 하나의 구현예에서는, 부직 재료 층(25)이 형성된 후, 필름 재료를 압출 공정을 이용하여 상기 부직 재료 층(25) 위에 압출한다. 예를 들면, 상기 부직 재료 층(25)를, 도 2에 나타낸 바와 같은 압출 피복 장치를 통해 나르거나 이동시키는데, 거기에서 상기 부직 재료 층(25)이 필름 층(35)으로 피복된다. 바람직하게는, 필름 재료를 적어도 하나의 제1 표면 상에 압출시키고, 부직 재료 층(25)의 제2 표면을 마주보게 하여 필름-피복 부직 재료 층(25)을 형성한다. 적합하게는, 상기 필름 층(35)은 약 0.30 mil 이하, 바람직하게는 약 0.28 mil 이하, 많은 경우에 약 0.20 mil 이하의 두께를 갖는다. 필름 층(25)의 비교적 얇은 두께는 굴곡성을 제공하고 제조 비용을 감소시킨다.
부직 재료 층(25)을 형성하기 적합한 중합체는 특정 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리우레탄 및 폴리에스테르를 비제한적으로 포함한다. 예시적인 폴리올레핀은 1종 이상의 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체를 포함한다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 필름 층(35)은 바람직하게는 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 단독 중합체, 공중합체, 엘라스토머성 중합체 및 이들의 조합과 같은 열가소성 중합체를 포함한다. 중합체(들)의 선택이 본 발명의 목적을 저해하지만 않는다면, 상기 부직 재료(25)를 피복하기 위해 다른 적합한 중합체가 사용될 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다. 필름 중합체는 적합하게는 약 3 내지 약 30, 바람직하게는 약 5 내지 약 20의 용융 지수를 갖는다. 용융 지수는 수지가 얼마나 쉽게 유동하는지의 척도이며 ASTM 표준 D1238, 조건 190/2.16을 이용하여 측정될 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서 상기 중합체 필름 층(35)은 임의의 적합한 엘라스토머성 필름-형성 수지 또는 그것을 함유하는 배합물로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 엘라스토머성 필름 층을 제조하는 데 사용하기 적합한 재료는, 크라톤 폴리머(Kraton Polymers)로부터 상품명 크라톤(KRATON) 엘라스토머성 수지 또는 셉톤사(Pasadena, Texas 소재의 SEPTON Company of America)로부터 상품명 셉톤(SEPTON) 수지로 입수될 수 있는, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 또는 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌을 포함하는 올레핀계 공중합체; 이.아이. 듀 폰 드 네모아 사로부터 라이크라(LYCRA) 폴리우레탄이라는 상품명 하에 시판되는 것 및 노베온 사(Cleveland, Ohio 소재의Noveon, Inc.)로부터 에스탄(ESTANE) 우레탄 중합체라는 상품명 하에 시판되는 우레탄 중합체를 포함하는 폴리우레탄; 아토피나 케미칼 사(Atofina Chemical Company)로부터 페박스(PEBAX) 폴리에테르 블럭 아미드라는 상품명 하에 시판되는 폴리에테르 블럭 아미드를 포함하는 폴리아미드; 이.아이. 듀 폰 드 네모아 사로부터 하이트렐(HYTREL) 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머라는 상품명 하에 시판되는 것들과 같은 폴리에스테르; 다우 케미칼 사(Dow Chemical Co.)로부터 상품명 어피니티(AFFINITY) 하에 시판되는 약 0.89 g/입방 센티미터 미만의 밀도를 갖는 단일-부위 또는 메탈로센-촉매화된 폴리올레핀과 같은 디블럭, 트리블럭, 테트라블럭 또는 기타 다-블럭 엘라스토머성 공중합체를 포함한다.
도 2에서 나타나듯이, 상기 필름-피복 부직 재료 층(25)을, 고온의 핀 천공 장치(40)와 같은 천공 장치를 통해 나르거나 이동시킨다. 바람직하게는, 상기 필름-피복 부직 재료(25)가 상기 천공 장치(40)를 통해 이동할 때, 복수의 구멍(45)이 부직 재료 층(25) 및 필름 층(35)의 적어도 하나에 형성된다. 천공 장치(40)는 핀 롤(42) 및 상응하는 반대 롤(44)을 포함하고, 도 2에서 보는 바와 같이 이들이 그 사이에 니프(42)를 형성한다. 바람직하게는 상기 핀 롤(42) 및 반대 롤(44)은 같은 속도, 즉 비-시차적 속도로 회전하지만 반드시 그런 것은 아니다. 핀 롤(42)은 복수의 핀 또는 바늘(43)을 포함하며, 이는 핀 롤(42)의 주위로부터 방사상으로 뻗어있고 유도를 통해 가열된다. 각 핀(43)은 임의의 적합한 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 하나의 구현예에서, 각 핀(43)은 약 0.5 mm 내지 약 6.0 mm, 바람직하게는 약 3.0 mm 내지 약 5.0 mm의 길이를 갖는다. 또한, 각 핀(43)은 당 분야에 공지된 통상의 가열 수단을 이용하여 적합하게는 약 20℃ 내지 약 150℃, 바람직하게는 약 80℃ 내지 약 125℃의 온도로 가열된다. 각 핀(43)은 예를 들면 물, 무기 오일 또는 계면활성제와 같은 액체로 미리-윤활될 수 있다. 필름-피복 부직 재료(25)와 접촉하기 전에 미리-윤활된 각 핀(43)은 특히 높은 공정 속도에서 여러가지 유익을 제공한다. 예를 들면, 비교적 높은 공정 속도에서, 생성되는 천공 또는 구멍들은 전형적으로 신장되거나 타원형이 된다. 핀(43)을 미리-윤활하는 것은 보다 높은 속도에서 더욱 원형인 천공 또는 구멍의 형성을 촉진한다.
핀(43)은, 필름-피복 부직 재료(15)의 구멍(45)을 형성하는 것이 예를 들면 3-차원의 피크나 원뿔형태를 형성하는 것에 반하여 바람직한지 여부에 따라, 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 핀(43)은 일반적으로 핀(43)의 높이를 따라 원뿔형인 단면적을 가지며, 방사상으로 연장되는 말단 부분에서 점을 형성한다. 그러한 핀(43)은 필름 층(35)을 통해 복수의 구멍(45)을 형성할 것이고, 재료가 니프(46)를 통과할 때 상기 부직 재료 층(25) 내로 연장될 것이다. 별법으로, 핀(43)은 총알-형태의 핀을 형성하는 뭉툭한 점을 형성하거나 방사상으로 연장되는 말단 부분에서 편평한 표면을 가질 수 있다. 상기 총알-형태의 핀(43)은 복수의 피크 또는 원뿔형태를 형성하고, 인접하는 피크 또는 원뿔형태 사이에 상응하는 골을 형성한다. 또한, 재료 및 반대 롤 조성물, 즉 반대 롤(44)의 외부 표면을 형성하는 데 사용된 재료 상에 가해지는 압력에 따라, 상기 재료가 니프(46)를 통과할 때, 각 핀(43)은, 상응하는 형성된 골에서 구멍(45)을 형성할 수 있고, 이는 부직 재료 층(25) 내로 연장될 수 있다. 따라서, 3-차원의 피크 또는 원뿔모양이, 상기 재료 형성 구멍의 필름-피복 표면 상에 형성될 수 있고, 이것이 상기 부직 재료 층의 두께 내로 연장된다. 또한, 본 발명의 한 구현예에서, 상기 반대 롤(44)은 핀 롤(42)의 온도와는 상이한 온도로 가열되어 온도 구배를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 상기 반대 롤(44)은 적어도 약 5℃의 온도 구배를 갖는다.
상기 반대 롤(44)은 바람직한 천공에 따라, 강철, 고무 또는 실리콘 재료와 같은 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 반대 롤(44)은, 반대 롤(44)이 복수의 천공 또는 구멍을 포함하며, 그 각각은 핀 롤(42) 및 반대 롤(44)이 회전할 때 상기 핀 롤(42)의 상응하는 핀(43)의 적어도 일부와 서로 짝지어지고 이를 수용하며, 상기 핀(43)은 상기 필름-피복 부직 재료(15)를 찔러 상기 필름-피복 부직 재료(15)에 구멍을 형성하는, 강철 반대 롤을 포함할 수 있다. 별법으로, 상기 반대 롤(44)은 탄성의 고무 롤을 포함하여, 이것이 핀(43)이 상기 필름-피복 부직 재료(15) 내로 연장될 때 쿠션을 제공하여, 핀이 필름-피복 부직 재료(15)를 통해 연장되어 구멍을 형성하는 것을 방지할 수 있다. 탄성의 고무 반대 롤(44)을 사용하는 결과로서, 복수의 3-차원 피크 또는 원뿔형태가 상기 필름-피복 부직 재료(15)에 형성되어 상기 재료(15)의 필름-피복 표면 상에 3-차원의 형태학을 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 필름-피복 부직 재료 층(25)은 니프(46)를 통과하여, 필름 층(25)의 외부 표면은 핀 롤(42)를 마주보며 상기 핀(43)의 적어도 일부와 접촉하고, 상기 부직 재료 층(25)의 외부 표면은 상기 반대 롤(44)를 마주보거나 접촉하게 된다. 상기 필름-피복 부직 재료 층(25)이 니프(46) 사이로 통과할 때, 구멍(45)이 상기 필름 층(35)의 적어도 일부를 통해 형성되어, 천공된 필름-피복 부직 재료(15)를 형성한다. 바람직하게는, 상기 구멍(45)은 적어도 상기 필름 층(35)을 통해 연장된다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 구멍(45)은 상기 부직 재료 내로 적어도 부분적으로 연장되고, 상기 부직 재료의 전체 두께를 통해 연장될 수 있다. 상기 필름-피복 부직 재료 층(25)에 형성된 구멍(45)의 깊이는 핀 롤(42)과 반대 롤(44) 사이에 형성된 니프 거리 및/또는 상기 재료가 니프(46)를 통과할 때 재료에 적용되는 압력을 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
예를 들면, 상기 니프 거리는 핀(43)이 필름 층(35) 내로 연장되어 구멍(45)을 형성하지 않고 단지 필름 층(35)의 부분 또는 영역을 약화시켜 상기 필름 층(35)의 외부 표면 상에 복수의 파형 또는 약화되지 않은 영역을 형성하도록 조정될 수 있다. 별법으로, 상기 핀(43)은 필름 층(35)을 통해, 단지 일부로만 연장되고 부직 재료 층(25)을 통해서 연장되지 않는, 복수의 구멍(45)을 형성할 수 있다. 상기 파형은 필름 층(35)의 외부 표면에 형태학을 제공한다. 예를 들면, 상기 파형은 상기 필름 층(35)의 외부 표면에 쿠션 또는 부드러운 촉감을 제공하는 원뿔-형의 착지 면적을 포함할 수 있다. 그러한 천공된 필름-피복 부직 재료(15)는 예를 들면 착용자의 피부 표면에 접촉하는 흡수성 물품의 라이너 재료로서 사용될 수 있다. 상기 필름 층(35)의 외부 표면 상에 형성된 파형은 필름 층(35)의 외부 표면과 피부 표면 사이의 접촉 면적을 감소시켜 피부 건강을 증진하고 건조함을 증진시킨다. 이는 후술하는 바와 같이 표면 또는 필름에 내부적으로 또는 국소적으로 피부 건강 첨가제 또는 피부 건강 유익 물질을 첨가함으로써 개선될 수도 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 천공된 필름-피복 부직 재료(15)의 형성 방법은 필름 층(35)이 상기 부직 재료(15) 위에 압출되기 전 또는 후에 추가의 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 방법은 열풍 나이프(50)를 포함할 수 있다. 부직 재료 층(25)은 압출 피복 장치(30)를 통과하기 전에 열풍 나이프(50)를 통과할 수 있다. 상기 부직 재료 층(25)이 열풍 나이프(50)를 통과할 때, 상기 부직 재료 층(25)을 형성하는 섬유가 일차적으로 접착되어 부직 재료 층(25)에 충분한 일체성을 부여하며, 즉 웹의 경직성을 증가시킨다. 그러한 열풍 나이프 및 방법은 당 분야에 공지되어 있다. 뿐만 아니라, 상기 부직 재료 층(25)을 통기-접착 장치 또는 메카니즘(60)으로 통과시킬 수 있다. 부직 재료 층의 섬유는 또한 당 분야에 공지된 주름화(crimping) 장치 및 방법을 이용하여, 부직 재료 층(25)이 압출 피복 장치(30)를 통과하기 전에 주름지게 될 수 있다. 필름 층(35)이 부직 재료 층(25)에 적용된 후, 상기 필름 층(35)은 당 분야에 공지된 방법을 이용하여 미세 엠보싱될 수 있다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 방법은 또한 천공된 필름-피복 부직 재료(15)를 추후 사용을 위한 보관 롤(70) 위에 감는 단계를 포함할 수 있다. 별법으로, 상기 천공된 필름-피복 부직 재료(15)를 인라인 제조 공정 상으로 나르거나 이동시켜, 거기에서 본 발명의 방법에 의해 형성된 천공된 필름-피복 부직 재료(15)를 이용하여 예를 들면 개인 위생 제품이 제조되도록 할 수도 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 한 구현예에 따르는 참고 숫자 80으로 일반적으로 표시되는 신체 유체를 흡수할 수 있는 흡수성 물품이 도시된다. 상기 흡수성 물품은 기저귀, 배변연습용 팬츠, 생리대, 팬티 라이너, 취침용 패드, 실금자용 의류, 겨드랑이 밑 보호물 또는 소변, 월경, 혈액, 땀, 대변 등과 같은 1종 이상의 신체 유체를 흡수할 수 있는 여타 종류의 흡수성 물품일 수 있다. 잘 인식되듯이, 그러한 흡수성 물품은 본질 상 전형적으로 일회용일 것이다. 상기 흡수성 물품(80)은 여기에서 생리대와 같은 여성 위생 제품으로 기재되지만, 본 발명의 보다 넓은 실시는 그에 반드시 한정되는 것이 아니며, 본 발명은 바람직하다면 상기 정의된 것과 같은 흡수성 물품의 여타 종류 또는 형태로 또는 그와 관련되어 실시될 수 있음이 이해되어야 한다.
흡수성 물품(80)은 물품의 신체-측 표면 상에 일반적으로 액체 투과성 라이너 또는 커버 재료(82), 물품의 마주보는 의류-대면 측 위에 일반적으로 액체 비투과성 배면시트 또는 배플(baffle)(84) 및 그 사이에 배치되거나 둘러싸인 흡수성 코어(85)를 포함한다.
생리대와 같은 여성 위생 제품 등의 흡수성 물품은 전형적으로 사용 시 물품의 배치 또는 위치에 관련되는 것과 같은 추가의 표준 또는 통상적 특징을 전형적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 어떤 생리대 디자인은 종종 "날개"라고 불리우는, 생리대의 측부로부터 유체 흐름을 방지하는 데 도움을 줄 수 있는 등의 측부 플랩을 포함한다. 그러한 특징의 또다른 예는 배면시트의 의류를 마주보는 영역 면에서 또는 그 근처에서 접착제의 포함 또는 존재이다. 물품의 그러한 접착성 표면은 사용 전에, 예를 들면 포장된 상태에서는 당 분야에 공지된 바와 같이 이형 종이 등에 의해 덮여 있을 수 있다. 그러한 특징은 표준 또는 통상적이고, 당업자에게 공지되어 있으므로, 보다 넓은 발명의 부분을 형성하지 않으며, 이는 여기에서 더 상세히 나타내거나 기재하지 않을 것이다.
사용자의 신체와 접촉하도록 라이너(82)가 일반적으로 고안되어 일반적으로 상기 흡수성 물품(80)의 접촉 표면을 형성한다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 라이너(82)는 고 점도 유체 흡수 및 얼룩 차폐에 적합한 천공된 필름-피복 부직 재료(15)를 포함한다. 예를 들면, 상기 라이너(82)는 신체 유체의 흡수 및 보유를 위한 부직 재료 층(25) 및 상기 부직 재료 층(25)의 표면 상에 압출된 필름 층(35)을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 부직 재료 층(25)은 코폼 재료를 포함한다. 본 발명에 사용하기 적합한 코폼 재료는 킴벌리-클라크 사(Neenah, Wisconsin 소재의 Kimberly-Clark Corporation)로부터 입수가능하며 일반적으로 열가소성 중합체 섬유 및 복수의 개별화된 목재 펄프 섬유의 공기-형성된 매트릭스로 만들어진 부직 재료이며, 포-같은 마무리를 갖는다. 열가소성 섬유 중합체는 일반적으로 매트릭스에 걸쳐서 분산되어 있는 개별화된 목재 펄프 섬유를 갖는 10 미크론 미만의 평균 직경을 가지며, 이들 미세 섬유를 서로 간에 배치하는 작용을 한다. 펄프 섬유 대 미세섬유의 비는 바람직하게는 각각 약 10/90 내지 약 90/10의 범위이다. 본 발명의 코폼 재료에 사용하기 적합한 열가소성 중합체는 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등, 폴리아미드 및 폴리에스테르를 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 코폼 재료의 합성 섬유의 형성에 사용되는 열가소성 중합체는 폴리프로필렌이다. 목재 펄프 섬유는 미세섬유와 목재 펄프 섬유의 기계적 얽힘, 미세섬유의 기계적 얽힘 및 상호결합에 의해서 및 목재 펄프 섬유 단독으로 응집성의 일체화된 섬유 구조를 형성함으로써 미세섬유의 매트릭스 내에 상호결합되거나 연루된다. 응집성인 일체화된 섬유 구조는 두 상이한 종류의 섬유 사이에 어떠한 접착제, 분자 또는 수소 결합 없이 상기 미세섬유 및 목재 펄프 섬유에 의해 형성될 수 있다. 상기 목재 펄프 섬유는 바람직하게는 미세섬유 매트릭스에 걸쳐 균일하게 분포되어 균질한 재료를 제공한다. 상기 재료는 먼저 멜트블로운 미세섬유를 함유하는 1차 기류를 형성하고, 목재 펄프 섬유를 함유하는 2차 기류를 형성하고, 상기 1차 및 2차 기류를 교란 조건 하에 통합하여 미세섬유와 목재 펄프 섬유의 완전한 혼합물을 함유하는 일체화된 기류를 형성한 다음, 상기 일체화된 기류를 형성 표면 위에 향하게 하여 포-같은 재료를 공기 형성함으로써 형성된다. 미세섬유는 그들이 공기 중 목재 펄프 섬유와 교란되어 혼합될 때 상승된 온도에서 부드러운 초기 상태에 있다. 본 발명의 한 구현예에서, 상기 코폼 재료는 2차 부직포, 예를 들면 스펀본드 라이너와 함께 적층된다.
개선된 유체 취급 성능을 갖는 코폼 재료를 제공하기 위해, 멜트블로운 섬유를 에톡실화된 수소화 지방 오일, 단당류, 단당류 유도체, 다당류, 다당류 유도체, 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 화합물을 포함하는 계면활성제 처리 계로 분무할 수 있다. 예를 들면, 멜트블로운 섬유는 하지슨 텍스타일 케미칼즈(Hodgson Textile Chemicals, Mount Holly, North Carolina, U.S.A.)로부터 시판되는 아코벨(AHCOVEL) 베이스 N-62, 수소화 에톡실화 피마자유 및 소르비탄 모노올레이트의 배합물로 분무될 수 있다. 뿐만 아니라, 2차 부직포는 아코벨 베이스 N-62 또는 아코벨 베이스 N-62와 글루코폰(GLUCOPON) 220 UP의 배합물, 알킬 사슬 중 8 - 10 개의 탄소를 갖는 알킬 폴리글리코시드의 혼합물을 바람직하게 포함하는 계면활성제 처리 계로 처리될 수도 있다. 코폼 재료의 처리를 위해, 상기 계면활성제 처리 계는 비교적 낮은 고형분 함량, 전형적으로 약 3% 아코벨을 갖는다. 2차 부직포의 처리를 위해, 상기 계면활성제 처리 계는 비교적 높은 고형분 함량, 전형적으로 약 10%를 초과하는 고형분을 갖는다.
높은 고형분 함량에서, 아코벨 베이스 N-62는 매우 점성이고 통상의 처리 방법을 이용하여 적용하기 어렵다. 종래의 점도 개량 첨가제 또는 계면활성제 배합물은 상기 처리의 점도를 감소시킬 수 있지만, 이들은 처리된 직물 내구성에 나쁜 영향을 준다. 따라서, 본 발명의 하나의 구현예에서, 멜트블로운 섬유에 적용된 계면활성제 처리 계는 아코벨 베이스 N-62 처리의 점도를 감소시킬 뿐만 아니라 원하는 포 내구성을 유지시키는 알킬 폴리글리코시드를 더 포함한다. 최선의 결과를 위해, 상기 알킬 폴리글리코시드는 알킬 사슬에 8 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 것이고, 총 계면활성제 조성물 중량을 기준으로 약 5 내지 약 50%, 바람직하게는 약 6% 내지 약 40%의 양으로 제공된다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 알릴 폴리글리코시드는 헨켈 사(Henkel Corporation, Ambler, Pennsylvania, U.S.A.)로부터 시판되는 옥틸폴리글리코시드를 포함하는 글루코폰(GLUCOPON) 220 UP이다. 따라서, 본 발명에 따르는 코폼 재료에 적용하기 위한 바람직한 계면활성제는 아코벨 베이스 N-62와 글루코폰 220 UP (A/G)의 각 1:1 내지 20:1 범위의 배합물이다.
낮은 고형분 함량을 갖는 계면활성제로 부직 재료를 친수성 처리하기 위한 수많은 방법이 알려져 있고 통상적으로 사용된다. 그러나, 높은 용매 함량으로 인하여, 건조 단계가 요구된다. 건조 과정의 열 영향이 계면활성제 처리 후 부직 재료의 기계적 성질에 부정적인 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 즉, 약 10% 이상 고형분 및 유리하게는 약 20% 이상 고형분에서 높은 고형분 함량의 처리 계를 사용하는 것은 건조의 필요를 최소화하거나 완화시켜 직물의 고유한 인장 강도를 유지한다. 높은 고형분 처리 계의 다른 명백한 장점은 계면활성제 조성물의 낮은 가격, 선적 및 보관, 보존되는 에너지 및 보다 낮은 처리 비용, 및 더 나은 처리 균일성을 포함한다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 계면활성제 조성물은 약 0.1% 내지 약 5 중량% 범위의 부가 수준에서 상기 멜트브로운 및 2차 부직(스펀본드) 섬유에 적용된다. 본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 계면활성제 처리 계는 예를 들면 월경액과 같은 수성 유체와의 개선된 습윤성을 위해, 또는 다른 신체 유체(혈액, 소변, 대변 등)의 관리를 용이하게 하기 위한 복수의 계면활성제를 포함할 뿐만 아니라, 예를 들면 항균 활성, 방부성, 소염성, 냄새 억제, 피부 건강 등과 같이 본 발명의 코폼 재료에 생물학적 기능을 부여할 수 있는 초흡수제, 생활성 화합물 및 고분자를 포함한다.
상기 부직 재료 층(25)으로 사용하기 적합한 또다른 재료는 킴벌리-클라크 사(Kimberly-Clark Corporation)로부터 시판되는 프리즘(PRISM)으로 알려진 재료이다. 프리즘의 설명은 미국 특허 제 5,336,552 호(Strack 등)에 기재되어 있으며, 그 특허의 개시는 그 전체로서 여기에 참고문헌으로 도입된다. 프리즘은 일반적으로 부직포이며, 상기 다성분 스트랜드의 단면을 가로질러 실질적으로 구별되는 영역에서 배열된 제1 및 제2 중합체 성분을 포함하고, 상기 다성분 스트랜드의 길이를 따라서 연속적으로 연장되는 압출된 다성분 중합체 스트랜드를 포함한다. 바람직하게는, 이들 스트랜드는 스펀본드 기술에 의해 형성될 수 있는 연속적 필라멘트이다. 스트랜드의 제2 성분은 상기 다성분 스트랜드의 길이를 따라 연속적으로 다성분 스트랜드의 주위 표면의 적어도 일부를 구성하며 폴리올레핀과 에틸렌 알킬 아크릴레이트 공중합체의 배합물을 포함한다. 다성분 스트랜드들 사이의 결합은 열의 적용에 의해 형성될 수 있다. 더욱 특정하게는, 상기 다 성분 스트랜드의 제1 중합체 성분은 스트랜드의 약 20 내지 약 80 중량%의 양으로 존재하며, 제2 중합체 성분은 스트랜드의 약 80 내지 약 20 중량%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 다성분 스트랜드의 상기 제1 중합체 성분은 스트랜드의 약 40 내지 약 60 중량%의 양으로 존재하며, 상기 제2 중합체 성분은 스트랜드의 약 60 내지 약 40 중량%의 양으로 존재한다.
여기에서 사용되는 "스트랜드"라는 용어는 중합체를 다이와 같은 형성 오르피스로 통과시켜 형성된 신장된 압출물을 의미한다. 스트랜드는 일정 길이를 갖는 비연속의 스트랜드인 섬유, 및 재료의 연속적 스트랜드인 필라멘트를 포함한다. 본 발명의 부직포는 스테이플 다성분 섬유로부터 형성될 수 있다. 그러한 스테이플 섬유는 카딩 및 접착되어 부직포를 형성한다. 그러나 바람직하게는 본 발명의 부직포는 압출되고, 방적되고 이동하는 형성 표면 상에 놓여진 연속적 스펀본드 다성분 필라멘트로 만들어진다.
사용될 수 있는 부직 재료의 종류는 분말-접착된-카드 웹, 적외선 본디드 카디드 웹, 및 통기-본디드 카디드 웹을 포함한다. 적외선 및 통기 본디드 카디드 웹은 선택적으로 상이한 섬유의 혼합물을 포함하며, 선택된 직물 웹 중 섬유 길이는 약 1.0 내지 3.0 인치의 범위 내에 있고 평균 부피 밀도는 약 0.02 g/cc 내지 약 0.12 g/cc의 범위 내에 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 부직 재료 층(25)은 패턴-비접착된 또는 "PUB" 패턴을 이용하여 1차적으로 접착되어 부직 재료 층(25)에 형태학을 부여하고 착용자의 피부 표면과의 접촉 면적을 최소화할 수 있다. PUB 패턴은, 부직 재료 층(25)을 반대편에 위치한, 그 사이에 니프를 정의하는 제1 및 제2 캘린더 롤로 통과시키는, 적합한 방법을 이용하여 부직 재료 층(25) 위에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 롤의 적어도 하나는 가열되어 복수의 불연속 틈, 천공 또는 구멍을 정의하는 착지 면적의 연속적 패턴을 포함하는 그 가장 바깥 표면 상에 접착 패턴을 갖는다. 상기 연속적 착지 면적으로 정의된 적어도 하나의 롤에서 구멍의 각각은, 상기 부직 재료 층(25)의 섬유 또는 필라멘트가 실질적으로 또는 완전히 비접착된 부직 재료 층(25)의 적어도 한 표면에서 불연속의 비접착된 면적을 형성한다. 달리 말하면, 적어도 하나의 롤에서 착지 면적의 연속적 패턴은 상기부직 재료 층(25)의 적어도 한 표면 상에 복수의 불연속의 비접착된 면적을 정의하는 접착된 면적의 연속적 패턴을 형성한다. 뿐만 아니라, 부직 재료 층(25)은 캘린더 롤에 의해 형성된 니프를 통하여 부직 재료 층(25)을 통과시키기 전에 미리 접착될 수 있다. 또한, 패턴-비접착된 라미네이트를 형성하기 위해 둘 이상의 부직 웹이 제공될 수도 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 부직 재료 층(25)은 습윤성이 아닌 제1 부직 재료 층과 습윤성인 제2 부직 재료 층을 포함할 수 있다. 별법으로, 상기 제1 부직 재료 층은 제1 습윤성을 가지고 상기 제2 부직 재료 층은 상기 제1 습윤성과는 상이한 제2 습윤성을 가질 수 있다. 그 결과, 제1 부직 재료 층과 제2 부직 재료 층을 포함하는 부직 재료 층(25)의 두께를 가로질러 계면활성제 구배가 형성된다.
다음 부직 재료 층의 적어도 하나의 표면을 얇은 막 층으로 피복한다. 예를 들면, 본 발명의 하나의 구현예에서는, 그 위에 PUB 패턴을 갖는 부직 재료 층(25)의 적어도 한 표면에, 바람직하게는 압출 공정을 이용하여 필름 층(35)이 적용된다. 적합하게는, 상기 필름 층(35)은 0.30 mil 이하, 바람직하게는 약 0.28 mil 이하, 많은 경우에 약 0.20 mil 이하의 두께를 갖는다. 바람직하게는, 상기 필름 층은 폴리올레핀과 같은 적어도 1종의 중합체를 포함한다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 필름 층(35)은 예를 들면 폴리올레핀 중합체 층과 접착제-형 중합체 필름 층을 포함하는 공압출된 필름 층일 수 있다. 압출 공정을 이용하여 상기 필름 층(35)을 형성하기 적합한 중합체는 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 공중합체, 엘라스토머성 중합체 및 이들의 조합을 포함한다. 필름 층(35)은 얼룩을 차폐할 뿐 아니라, 라이너의 깨끗하고 건조한 외관을 바람직하게 제공한다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 필름 층(35)은 본 발명의 필름 층(35)에 생기능성 특징을 부여할 수 있는 계면활성제로 처리될 수 있다. 예를 들면, 상기 계면활성제 조성물은 약 0.1% 내지 약 5 중량% 범위의 부가 수준으로 상기 필름 층(35)에 적용될 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 계면활성제 처리 계는 예를 들면 월경액 같은 수성 유체와의 향상된 습윤성을 위하여, 또는 기타 신체 유체(혈액, 소변, 대변 등)의 관리를 용이하게 하기 위해 복수의 계면활성제를 포함할 뿐만 아니라, 본 발명의 필름 층에 예를 들면 항균 활성, 방부성, 소염성, 냄새 억제, 피부 건강 등과 같은 생기능적 특성을 부여할 수 있는 초흡수제, 생활성 화합물 및 고분자를 또한 포함한다. 필름 층 (25) 및/또는 부직 재료 층(25)를 습윤성으로 만들기 위해 본 발명에 사용하기 적합한 계면활성제는 매뉴팩쳐러즈 케미칼즈 엘.피.(Manufacturer's Chemicals, L.P., Cleveland, Tennessee)로부터 상품명 도스(DOSS) 70D 하에 시판되는 소듐 중화된 음이온성 계면활성제, 또는 헨켈 사(Henkel Corporation, Cincinnati, Ohio)로부터 상품명 에머레스트(EMEREST(R)) 2650 하에 시판되거나, 유니케마 사(Uniqema Corporation, New Castle, Delaware)로부터 상품명 신트라폴(SYNTHRAPOL(R)) KB 하에 시판되거나, 또는 바스프 사(BASF Corporation, Mount Olive, New Jersey)로부터 상품명 마실(MASIL(R)) SF-19 하에 시판되는 비이온성 계면활성제를 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다. 계면활성제는 상기 필름 층(35) 및/또는 부직 재료 층(25)에 내부적으로 또는 국소적으로 적용될 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 필름 층(35)은 친지질성의 피부 건강 유익제로 처리될 수 있다. 여기에서 사용되는 어구 "친지질성 피부 건강 유익제"는 물에 비하여 오일에 대하여 더 높은 친화성을 가지며 피부와 직접 상호작용하여 피부 건강 유익을 제공하는 임의의 물질로 정의된다. 그러한 유익제의 적합한 예로서 피부 장벽 기능을 향상시키는 것, 보습을 향상하고 피부에 영양을 공급하는 것을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.
친지질성 피부 건강 유익제는 스테아르산, 이소파라핀, 바셀린 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 친지질성 피부 건강 유익제는 또한 지방산, 지방산 에스테르, 지방 알코올, 트리글리세리드, 인지질, 무기 오일, 에센셜 오일, 스테롤, 스테롤 에스테르, 피부연화제, 왁스 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 어떤 구현예에서, 상기 친지질성 피부 건강 유익제는 8 개(C-8) 탄소보다 길이가 긴 평균 탄화수소 사슬을 갖는다. 친지질성 피부 건강 유익 로션 조성물의 예가 바셀린(Vaseline(R)) 인텐시브 케어 로션(Cheesborough-Ponds, Inc.)으로 시판된다.
상기 조성물에 보습제가 또한 포함되어 향상된 장벽 및/또는 피부 보습화 유익을 제공할 수 있다. 보습제는 전형적으로 피부의 맨 위 층의 수분 함량을 증가시키는 데 사용되는 화장용 성분이다. 상기 군의 물질은 주로 흡습성 성분을 포함한다. 여기에서 사용되는, 적합한 보습제는 아세트아미드 MEA, 알로에 베라 겔, 아르기닌 PCA, 키토산 PCA, 구리 PCA, 옥수수 글리세리드, 디메틸 이미다졸리딘온, 과당, 글루카민, 포도당, 포도당 글루타메이트, 글루쿠론산, 글루탐산, 글리세레트-7, 글리세레트-12, 글리세레트-20, 글리세레트-26, 글리세린, 꿀, 수소화된 꿀, 수소화된 전분 가수분해물, 가수분해된 옥수수 전분, 락타미드 MEA, 젖산, 락토오스 리신 PCA, 만니톨, 메틸 글루세트-10, 메틸 글루세트-20, PCA, PEG-2 락타미드, PEG-10 프로필렌 글리콜, 폴리아미노 당 축합물, 포타슘 PCA, 프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 시트레이트, 당류 가수분해물, 당류 이성체, 소듐 아스파테이트, 소듐 락테이트, 소듐 PCA, 소르비톨, TEA-락테이트, TEA-PCA, 요소, 자일리톨 등, 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.
상기 조성물은 또한 유화용 계면활성제를 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 소르비탄 모노올레이트, 소르비탄 세스퀴올레이트, 소르비탄 트리올레이트, 글리세릴 스테아레이트, 소르비탄 스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트 등, 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.
상기 조성물은 또한 점도 증진제를 포함할 수 있다. 여기에서 사용되는 적합한 점도 증진제는 폴리올레핀 수지, 폴리올레핀 중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌 등, 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. 친지질성 피부 건강 유익제 로션 조성물은 친지질성 피부 건강 유익제 조성물의 총 중량의 약 0.1% 내지 약 10.0% 범위의 양으로 존재하는 보습제, 계면활성제 및 점도 증진제를 포함할 수 있다.
추가의 약품이 본 조성물에 포함되기 바람직할 수 있음이 당업자에게는 명백할 것이다. 그 예로서 허용되는 담체, 소염제, 항균제, 항-퓨레틱(anti-puretics), 피부 보호제, 완충제, α-히드록시 산, 미생물 또는 조류 추출물 및/또는 이의 분획, 효소 저해제, 항히스타민제, 산화방지제, 진통제, 산화방지제, 수렴제, 방향, 염료, 천연 및/또는 합성 비타민 유사체, 햇빛차단제, 탈취제 및 이들의 조합을 들 수 있지만 이에 국한되는 것은 아니다.
필름 층(35)은 또한 적어도 1종의 충전제 및/또는 안료와 같은 염료를 포함할 수 있다. 적합한 충전제는 탄산 칼슘, 점토, 실리카, 알루미나, 황산 바륨, 탄산 나트륨, 활석, 황산 마그네슘, 이산화 티탄, 제올라이트, 황산 알루미늄, 규조토, 황산 마그네슘, 탄산 마그네슘, 탄산 바륨, 고령토, 운모, 탄소, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 및 상기 입자들의 조합과 같은 적합한 미립자 무기 충전제를 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 필름 층(35)은 착색될 수 있다. 색상은 필름 층(35)와 함께 유지되어 다른 표면으로 전이되지 않는 염료의 형태로 필름 층(35)에 적용될 수 있다. 염료는 필름 층(35)에서 중합체와 혼합되어 상기 염료가 다른 표면으로 전이되는 것을 방지할 수 있다. 중합체 중 색상의 농도는 염료에 따라 다르지만, 전형적으로 0.1% 내지 약 85%의 범위이다.
적합한 종류의 염료의 예로서, 산, 아조, 염기성, 직접, 분산, 용매, 매염성, 반응성, 안료, 황, 배트(vat), 유기 및 천연 염료, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 천연 염료의 가장 일반적인 종류는 인디고 또는 티레 퍼플(Tyrian purple)과 같은 산 또는 음이온성 염료이다. 입자 중에 사용되는 염료는 사실 상 임의의 색상일 수 있고, 특히, 형광 또는 비-형광일 수 있다. 적합한 FDC 염료의 예로서 타르트라진(황색 #5 - 레몬 노랑), 황혼 노랑 (황색 #6 - 주황), 에리트로신 (적색 #3 - 체리 빨강), 알루라(allura) 적색 AC (적색 #40 - 주홍), 빛나는 청색 FCF (청색 #1 - 밝은 파랑), 인디고틴 (청색 #2 - 로얄 블루), 및 빠른 녹색 FCF (녹색 #3 - 바다 녹색)을 들 수 있다. 시판되는 형광 안료의 예는 켐폰 다이즈 피 사(Chempon Dyes P Ltd., Chicago, Illinois)의 형광 안료 800P 시리즈로 찾아볼 수 있다. 상기 형광 안료는 강한 용매에 대하여 내성을 갖는 열경화성 형광 안료이다. 이들 안료는 넓은 색상 범위에서 입수가능하다. 시판되는 섬유 반응성 염료의 예로서 둘 다 시바-가이기 사(CIBA-Geigy Ltd., Basle, Switzerland)로부터 시판되는 시바크론(CIBACRON) F 및 리액톤(REACTONE); 둘 다 영국의 ICI로부터 시판되는 프로시온(PROCION) MX 및 프로시온 H; 독일의 바이엘 악티엔게젤샤프트(Bayer Aktiengesellschaft)로부터 시판되는 레바픽스(LEVAFIX); 산도즈 사(Sandoz Inc., New York)로부터 시판되는 드리마렌(DRIMARENE); 이. 아이. 듀 폰 드 네모아 사(E.I. Du Pont de Nemours Co., Wilmington, Delaware)로부터 시판되는 카발라이트(CAVALITE); 독일의 바스프(BASF)로부터 시판되는 프리마진(PRIMAZIN); 및 독일의 훽스트 악티엔게젤샤프트(Hoechst Aktiengesellschaft)로부터 시판되는 레마졸(REMAZOL)을 들 수 있다.
도 2를 참고하여 전술한 바와 같이, 상기 필름-피복 부직 재료(25)가 천공 장치(40)를 통해 이동할 때, 상기 필름-피복 부직 재료(25)를 통해 복수의 구멍(45)이 바람직하게 형성된다. 상기 필름-피복 부직 재료 층(25)에 형성된 구멍(45)은 고점도의 유체 흡수 뿐만 아니라 통기성을 제공한다.
배면시트 또는 배플(84)은 일반적으로 액체 비투과성이고 속옷의 안쪽 면, 예를 들면 가랑이 부분(도시되지 않음)을 마주하도록 고안되어 있다. 배면시트(84)는 바람직하게는 공기의 통과를 허용하도록, 또는 그를 통해 유체의 통과를 방지하거나 차단하는 한편 흡수성 물품(80) 밖으로 증기를 배출시키도록 고안될 수 있다. 잘 알 수 있듯이, 배면시트(84)는 상기 정의된 성질 또는 특성을 제공하거나 가질 수 있는 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 적합한 재료는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 같은 미세 엠보싱된 중합체 필름을 포함할 수 있다.
잘 알 수 있듯이, 라이너(82) 및 배면시트(84)는 흡수성 코어(85) 둘레에서 또는 주위에서 서로 마주 접촉하여 함께 연신되도록 놓일 수 있다. 또한, 상면시트(82)는 둘레(82a)를 가지며, 배면시트(84)는 둘레(84a)를 가지고, 접착제를 이용하여, 열 봉합 초음파 또는 당업자에게 공지된 바와 같은 기타 적합하게 선택된 기술에 의해 바람직하게 한데 접합되거나 봉합된다.
본 발명의 실시에 사용하기 위한 흡수성 코어(85)는 당 분야에 공지된 것과 같은 각종 적합한 흡수성 재료로 만들어지거나 형성될 수 있다. 예를 들면, 흡수성 코어(85)는 셀룰로오스 섬유, 계면활성제-처리된 멜트블로운 섬유, 목재 펄프 섬유, 재생된 셀룰로오스, 목면 섬유 또는 기타 섬유의 배합물을 포함하는 천연 또는 합성 섬유의 각종 친수성 종류로 만들어지거나 형성될 수 있다. 흡수성 코어 구성 재료는 또한 라이너(82)에 관하여 전술한 바와 같이 코폼 재료를 포함할 수도 있다.
흡수성 코어(85)는 초흡수성 재료로 일반적으로 알려진 고-흡수성 재료의 입자와 혼합된 셀룰로오스계 보풀의 웹과 같은 친수성 섬유의 매트릭스로 적당히 구성될 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 흡수성 코어(85)는 목재 펄프 보풀 및 초흡수성 하이드로겔-형성 입자와 같은 셀룰로오스계 보풀의 매트릭스를 포함한다. 목재 펄프 보풀은 합성, 중합체성, 멜트블로운 섬유, 또는 멜트블로운 섬유 및 천연 섬유의 조합과 교환될 수 있다. 초흡수성 입자는 친수성 섬유와 실질적으로 균질하게 혼합되거나 불균일하게 혼합될 수 있다. 보풀 및 초흡수성 입자는 또한 신체 배출물을 더 잘 보유 및 흡수하도록 상기 흡수성 코어(85)의 바람직한 영역 내에 선택적으로 놓일 수 있다. 초흡수성 입자의 농도는 상기 흡수성 코어(85)의 두께를 통해 변할 수도 있다. 별법으로, 상기 흡수성 코어(85)는 섬유 웹과 초흡수성 재료의 라미네이트 또는 초흡수성 재료를 국소화된 부분에 유지시키는 다른 적합한 수단을 포함할 수 있다.
흡수성 코어(85)를 위한 적합한 고-흡수성 재료는 천연, 합성 및 개질된 천연의 중합체 및 재료를 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. 고-흡수성 재료는 실리카 겔 같은 무기 재료, 또는 가교된 중합체와 같은 유기 화합물일 수 있다. "가교된"이라는 용어는 통상적으로 수용성인 재료를 실질적으로 수 불용성이지만 팽윤가능하도록 효과적으로 만들기 위한 임의의 수단을 의미한다. 그러한 수단은 예를 들면, 물리적 얽힘, 결정성 영역, 공유 결합, 이온성 착물 및 결합, 수소 결합과 같은 친수성 결합, 소수성 결합 또는 판 데어 발스 힘을 포함할 수 있다.
적합한 합성, 중합체성, 고흡수성 재료의 예로서, 폴리(아크릴산) 및 폴리(메타크릴산)의 알칼리 금속 및 암모늄 염, 폴리(아크릴아미드), 폴리(비닐 에테르), 비닐 에테르 및 알파-올레핀과의 말레산 무수물 공중합체, 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리(비닐 모르폴리논), 폴리(비닐 알코올) 및 이들의 혼합물 및 공중합체를 들 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 흡수성 코어(85)에 사용하기 적합한 추가의 중합체는 가수분해된 아크릴로니트릴-그래프트화 전분, 아크릴산 그래프트화 전분, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스와 같은 천연 및 개질된 천연 중합체, 및 알기네이트, 크산탄 검, 로커스트 빈 고무 및 유사 화합물과 같은 천연 고무를 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. 천연 및 완전히 또는 부분적으로 합성된 흡수성 중합체의 혼합물이 본 발명에 또한 유용할 수 있다. 그러한 고-흡수성 재료는 당업자에게 공지되어 있으며 광범위하게 시판된다. 본 발명에 사용하기 적합한 초흡수성 중합체의 예는 훽스트 셀라니즈(Hoechst Celanese, Portsmouth, Virginia)로부터 시판되는 산웨트(SANWET) IM 3900 및 다우 케미칼 사(Dow Chemical Co., Midland, Michigan)로부터 시판되는 다우 드라이텍(DOW DRYTECH) 2035LD이다.
고 흡수성 재료는 광범하게 다양한 임의의 기하학적 형태일 수 있다. 일반적으로, 고 흡수성 재료는 불연속 입자의 형태인 것이 바람직하다. 그러나, 고 흡수성 재료는 섬유, 플레이크, 막대, 구, 바늘 등의 형태일 수도 있다. 일반적으로, 고 흡수성 재료는 상기 흡수성 코어(85)의 총 중량을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 90 중량%의 양으로 상기 흡수성 코어(85)에 존재한다.
특정 구현예에서는, 흡수성 재료를 서지 재료의 성격으로 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 각종 직포 및 부직 웹이 서지 재료를 구성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 서지 재료는 폴리올레핀 필라멘트의 멜트블로운 또는 스펀본드 웹으로 구성된 부직포 층일 수 있다. 그러한 부직포 층은 스테이플 또는 다른 길이의 결합된(conjugated) 2성분 및 단독 중합체 섬유 및 그러한 섬유와 다른 종류의 섬유와의 혼합물을 포함할 수 있다. 서지 재료는 또한 천연 및/또는 합성 섬유로 구성된 본디드 카디드 웹 또는 에어레이드 웹일 수도 있다. 본디드 카디드 웹은 예를 들면 분말 본디드 카디드 웹, 적외선 본디드 카디드 웹 또는 통기 본디드 카디드 웹일 수도 있다. 본디드 카디드 웹은 선택적으로 상이한 섬유의 혼합물 또는 배합물을 포함할 수 있고, 선택된 웹 중 섬유 길이는 약 3 mm 내지 약 60 mm의 범위일 수 있다.
특정 서지 재료의 예를 미국 특허 제 5,490,846 호(Ellis 등) 및 미국 특허 제 5,364,382 호(Latimer)에서 찾아볼 수 있다. 서지 재료는 실질적으로 소수성인 재료로 구성되어 있고, 소수성 재료는 선택적으로 원하는 수준의 습윤성 및 친수성을 부여하도록 계면활성제로 처리되거나 달리 가공될 수 있다.
본 발명의 실시에 사용하기 적합한 기타 흡수성 재료는 초흡수제라고 통상적으로 불리는 재료를 포함할 수 있다. 초흡수제는 미립자 및 섬유 형태를 포함하는 다양한 형태일 수 있다. 공지의 초흡수성 재료는 다우 케미칼의 AFA-1 30-53C, 및 스톡하우젠 사(Stockhausen Company, Greensboro, North Carolina)로부터 시판되는 W77553 및 FAV880A를 포함한다. 스톡하우젠의 W77553은 소수성 표면 처리를 갖는 벌크 중합된 폴리아크릴레이트이다. 스톡하우젠의 FAV880A는 고도로 가교된 표면 초흡수제이다. AFA 130-53C는 다우 케미칼 사(Dow Chemical Company, Midland, Michigan)로부터 시판되는 850 내지 1400 미크론의 현탁 중합된 폴리아크릴레이트 재료이다.
초흡수제라고 일반적으로 불리는 하이드로콜로이드 재료는 수불용성의 약간 가교된 및 부분적으로 중화된 하이드로겔-형성 중합체 조성물의 형태일 수 있다. 이는 불포화된 중합가능한 산기-함유 단량체 및 가교된 약품으로부터 제조될 수 있다. 그러한 초흡수제는 미국 특허 제 4,798,603 호(Meyers 등), 미국 재부여 특허 제 32,649 호(Brandt 등) 및 미국 특허 제 4,467,012 호(Pedersen 등), 뿐만 아니라 유럽 특허 출원 공개 0,339,461 호(Kellenberger)에 기재되어 있다. 이들 특허 및 유럽 특허 출원의 개시는 여기에 그 전체로서 참고문헌으로 도입된다.
본 발명의 실시에 사용하기 적합한 흡수성 재료는 또한, 그 개시가 전체로서 여기에 도입되는 미국 특허 제 5,853,402 호(Faulks 등)에 개시된 바와 같은 개방 셀 폴리우레탄 발포체와 같은 흡수성 발포체의 형태를 취할 수도 있다. 또한, 그 개시가 전체로서 여기에 도입되는 미국 특허 제 5,506,277 호(Griesbach III)에 개시된 바와 같은 전분 발포체도 사용될 수 있다.
본 발명은 그의 개시가 여기에 그 전체로서 도입되는 미국 특허 제 3,668,054 호(Stumpf)에 개시된 고부피 주름진 부직포와 같은 주름진 부직포를 적합한 흡수성 재료로 사용할 수 있다. 여기에 개시된 바와 같이, 그러한 포는 근본적으로 일정한 두께를 갖는 열가소성 접착제의 연속적 얇은 필름에 심겨진 초기 정렬된 직물 섬유의 주름진 웹을 일반적으로 포함한다. 수득되는 웹-접착성 재료를 그 후 주름잡히게 하여, 그 뿌리 근처에서 및 각 측부를 따라 불규칙하게 연결된 다수의 골 또는 홈을 제공한다.
본 발명의 실시에 있어서, 인접한 흡수성 요소는 바람직하다면 느슨하게 겹을 이루거나, 바람직하다면 접착제, 열 또는 초음파 기술, 꿰거나 박는 기술 또는 당 분야에 공지된 바와 같은 여타 적합한 결합 기술에 의해 서로 접착될 수 있다.
전술한 명세서에서 본 발명을 그 특정 바람직한 구현예와 관련하여 기재하였으나, 많은 세부사항이 설명의 목적으로 기재되었으며, 본 발명은 추가의 구현예의 여지가 있으며 여기에 기재된 특정 세부사항은 본 발명의 근본 원리를 벗어나지 않고 상당히 변화될 수 있음이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (56)

  1. 부직 재료 층을 형성하고;
    상기 부직 재료 층 위에 중합체 필름을 압출시켜, 약 0.30 mil 이하의 두께를 갖는 필름 층을 포함하는 필름-피복 부직 재료를 형성하고;
    적어도 상기 필름 층에 구멍을 형성하여 천공된 필름-피복 부직 재료를 형성하는 단계를 포함하는, 천공된 필름-피복 부직 재료의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필름 층이 약 0.10 mil 내지 약 0.28 mil의 두께를 갖는 것인 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 스펀본드 부직 웹을 포함하는 것인 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 스펀본드 부직 웹이 복수의 연속적인 2성분 섬유를 포함하는 것인 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 섬유 크기 구배 구조를 포함하는 것인 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 복수의 비연속적 스테이플 섬유를 포함하는 본디드 카디드 웹을 포함하는 것인 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 스펀본드 웹, 본디드 카디드 웹, 멜트블로운 웹, 에어레이드 재료, 코폼 재료 및 이들의 조합에서 선택된 재료를 포함하는 것인 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 약 0.4 osy 내지 약 5.0 osy의 기본 중량을 갖는 것인 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 계면활성제로 처리된 것인 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체 필름이 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 단독중합체 및 공중합체, 및 이들의 조합에서 선택된 중합체를 포함하는 것인 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체 필름이 적어도 1종의 엘라스토머성 중합체를 포함하는 것인 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체 필름이 적어도 1종의 충전제 및 안료를 포함하는 것인 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 피부 건강 첨가제로 처리된 것인 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체 필름 층이 적어도, 폴리올레핀을 포함하는 제1 층 및 접착제-형 중합체를 포함하는 제2 층을 갖는 공압출된 필름을 포함하는 것인 제조 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 구멍들이 상기 부직 재료 층 내로 적어도 부분적으로 연장된 제조 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 구멍들이 부직 재료 층을 통해 연장된 제조 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 천공 단계가 핀 롤과 상응하는 반대 롤 사이에 형성된 니프를 통해 상기 필름-피복 부직 재료를 공급하는 것을 포함하는 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 핀 롤이 복수의 핀을 포함하고, 각각의 핀이 약 0.5 mm 내지 약 5.0 mm의 니프 내로 연장된 것인 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 핀 롤이 복수의 핀을 포함하고, 각각의 핀이 약 80℃ 내지 약 125℃의 핀 온도를 갖는 것인 제조 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 필름 층이 상기 핀 롤을 마주보는 제조 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 필름 층이 상기 반대 롤을 마주보는 제조 방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 반대 롤이 약 5℃ 이상의 온도 구배를 갖는 것인 제조 방법.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 핀 롤이 복수의 핀을 포함하며, 각각의 핀은 상기 필름-피복 부직 재료와 접촉하기 전에 윤활되는 제조 방법.
  24. 제 1 항에 있어서, 상기 부직 재료 층을 주름화(crimping)하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
  25. 제 1 항에 있어서, 필름 피복 단계 이전에 상기 부직 재료 층에 접착제를 적용하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 필름 층을 미세 엠보싱하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
  27. 제 1 항에 있어서, 상기 천공된 필름-피복 부직 재료를 재료 층에 적층하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
  28. 제 1 항에 있어서, 상기 천공된 필름-피복 부직 재료가 서지 재료, 라이너, 스페이서 층, 연신가능한 귀(ear), 팬티 라이너 덮개 또는 외부커버 중 하나를 포함하는 제조 방법.
  29. 제 1 항에 있어서, 상기 천공 단계가 초음파 천공, 수력 얽힘 천공, 또는 상기 필름-피복 부직 재료를 패턴 캘린더와 앤빌 사이로 통과시키는 것 중 하나를 포함하는 제조 방법.
  30. 부직 재료 층을 형성하고;
    상기 부직 재료 층의 표면 위에 중합체 필름을 압출시켜, 약 0.30 mil 이하의 두께를 갖는 필름 층을 포함하는 필름-피복 부직 재료를 형성하고;
    핀 롤과 상응하는 반대 롤 사이에 형성된 니프를 통해 상기 필름-피복 부직 재료를, 상기 필름-피복 부직 재료의 필름-피복 표면이 핀 롤을 마주보도록 공급하고;
    상기 필름-피복 표면 상에 복수의 3-차원의 원뿔형태를 형성하는 단계를 포함하는, 복수의 파형(undulation)을 갖는 필름-피복 부직 재료의 제조 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 인접한 3-차원 원뿔형태 사이에 형성된 복수의 골 각각에 구멍이 형성되는 제조 방법.
  32. 제 30 항에 있어서, 상기 핀 롤이 복수의 핀을 포함하고, 각각의 핀이 핀의 높이를 따라서 원뿔형의 단면적을 갖는 것인 제조 방법.
  33. 제 30 항에 있어서, 상기 반대 롤이 탄성 고무 재료, 강철 재료 및 실리콘 재료 중 하나를 포함하는 것인 제조 방법.
  34. 제 30 항에 있어서, 상기 필름 층이 약 0.10 mil 내지 약 0.28 mil의 두께를 갖는 제조 방법.
  35. 제 30 항에 있어서, 필름 층을 미세 엠보싱하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
  36. 약 0.4 osy 내지 약 5.0 osy의 기본 중량을 갖는 부직 재료 층;
    상기 부직 재료 층의 표면 위에 압출된, 약 0.28 mil 이하의 두께를 갖는 중합체 필름 층; 및
    적어도 상기 중합체 필름 층에 형성된 복수의 구멍을 포함하는 천공된 필름-피복 부직 재료.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 스펀본드 웹, 본디드 카디드 웹, 멜트블로운 웹, 에어레이드 재료, 코폼 재료 및 이들의 조합에서 선택된 재료를 포함하는, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  38. 제 36 항에 있어서, 상기 중합체 필름 층이 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 단독중합체 및 공중합체 및 이들의 조합에서 선택된 중합체를 포함하는, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  39. 제 36 항에 있어서, 부직 재료 층 및 필름 층 중 적어도 하나가 계면활성제로 처리된, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  40. 제 36 항에 있어서, 상기 중합체 필름 층이 적어도 하나의 엘라스토머성 중합체를 포함하는, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  41. 제 36 항에 있어서, 상기 중합체 필름 층이 충전제 및 안료의 적어도 하나를 포함하는, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  42. 제 36 항에 있어서, 상기 부직 재료 층 및 중합체 필름 층 중 적어도 하나가 피부 건강 첨가제로 처리된, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  43. 제 36 항에 있어서, 상기 중합체 필름 층이 폴리올레핀을 포함하는 제1 층 및 접착제-형 중합체를 포함하는 제2 층을 갖는 공압출된 필름을 포함하는, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  44. 제 36 항에 있어서, 상기 복수의 구멍이 각각 상기 필름 층을 통해 연장된, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  45. 제 36 항에 있어서, 상기 복수의 구멍이 각각 상기 부직 재료 층 내로 적어도 부분적으로 연장된, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  46. 제 36 항에 있어서, 상기 복수의 구멍이 각각 상기 부직 재료 층을 통해 연장된, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  47. 제 36 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 패턴-비접착된 직물 패턴인, 천공된 필름-피복 부직 재료.
  48. 라이너의 적어도 하나의 표면이 그 위에 패턴-비접착된 패턴을 갖는 부직 재료 층; 그 위에 패턴-비접착된 패턴을 갖는 부직 재료 층의 적어도 하나의 표면 상에 압출된 약 0.30 mil 이하의 두께를 갖는 중합체 필름 층; 및 상기 라이너 재료를 통해 형성된 복수의 구멍을 포함하는 라이너;
    상기 라이너에 결합된 배면시트; 및
    상기 라이너와 배면시트 사이에 배치되고 둘러싸인 흡수성 코어를 포함하는 흡수성 물품.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 부직 재료 층이 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 웹, 코폼 재료 또는 이들의 라미네이트 중 하나를 포함하는 흡수성 물품.
  50. 제 48 항에 있어서, 상기 필름 층이 약 0.20 mil 이하의 두께를 갖는 흡수성 물품.
  51. 제 48 항에 있어서, 상기 필름 층은 폴리올레핀 중합체 층 및 접착제-형 중합체 필름 층을 포함하는 공-압출된 필름 층을 포함하는 흡수성 물품.
  52. 제 48 항에 있어서, 상기 필름 층이 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 공중합체 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 적어도 1종의 중합체를 포함하는 흡수성 물품.
  53. 제 48 항에 있어서, 상기 필름 층 및 상기 부직 재료 층 중 적어도 하나가 계면활성제를 포함하는 흡수성 물품.
  54. 제 48 항에 있어서, 상기 필름 층이 피부 건강 첨가제를 포함하는 흡수성 물품.
  55. 제 48 항에 있어서, 상기 필름 층이 충전제 및 안료 중 적어도 하나를 포함하는 흡수성 물품.
  56. 제 48 항에 있어서, 상기 필름 층이 엘라스토머성 중합체를 포함하는 흡수성 물품.
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