KR20060113964A - 상이한 재료의 초음파 결합 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 기재, 제2 기재 및 접착제 조성물을 포함하는 초음파 결합된 적층 제품을 개시한다. 제1 및 제2 기재는 상이하거나 결합 불가능한 재료이다. 접착제 조성물은 아탁틱 및 이소탁틱 중합체의 혼합물을 포함하여 상기 재료들과 유사한 용융 및 유동 특성을 갖는다.
초음파 결합, 적층 제품, 결합 불가능한 재료, 접착제 조성물, 아탁틱 중합체, 이소탁틱 중합체, 셀룰로스계 재료

Description

상이한 재료의 초음파 결합{ULTRASONIC BONDING OF DISSIMILAR MATERIALS}
본 발명은 기저귀, 실금자용 의복, 수술용 가운, 안면 마스크 등과 같은 적층 제품에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 제1 기재, 제2 기재 및 접착제 조성물을 포함하는 적층 제품에 관한 것이다. 제1 기재 및 제2 기재는 상이한 재료이거나 종래의 방식을 이용한, 초음파 결합되지 않은 재료이다. 접착제 조성물은, 아탁틱(atactic) 및 이소탁틱(isotactic) 중합체의 특정 혼합물을 포함하여 상이한 재료 또는 결합 불가능한 재료의 초음파 결합을 허용하고 돕는다.
사람들은 일회용 흡수 제품이 그들의 삶을 보다 용이하게 만든다고 믿고 있다. 성인 실금자용 의복 및 기저귀와 같은 일회용 흡수 제품은 일반적으로 몇가지 구성요소들을 결합함으로써 제조된다. 이들 구성요소로는 전형적으로 액체-투과성 상면시트, 이 상면시트에 부착된 액체-불투과성 배면시트, 및 상면시트와 배면시트 사이에 배치된 흡수 코어를 들 수 있다. 일회용 제품이 착용된 경우, 액체-투과성 상면시트는 착용자 신체와 나란히 배치된다. 상면시트는 체액을 흡수 코어로 통과시킨다. 액체-불투과성 배면시트는 흡수 코어에 보유된 체액의 누출을 막도록 돕는다. 흡수 코어는 일반적으로 체액이 착용자의 피부로부터 일회용 흡수 제품으로 이송될 수 있도록, 바람직한 물리적 특성, 예를 들어 높은 흡수 능력과 높은 흡수 속도를 갖도록 설계된다.
종종, 일회용 흡수 제품의 하나 이상의 구성요소를 먼저 접착시킨 후, 생성된 결합의 적절한 강도를 보장하기 위해 초음파 결합시킨다. 예를 들어, 먼저 상면시트(예를 들어, 신체측 라이너로도 알려짐) 및 배면시트(예를 들어, 외부 커버로도 알려짐)와 같은 흡수 제품의 각각의 층을 결합시키는데 종래의 열 용융 접착제를 사용해왔다. 또한, 체결구 및 다리 부분의 탄성부와 같은 개별적인 구성요소를 제품에 결합시키는데 종래의 열 용융 접착제를 사용해왔다. 대부분의 경우, 두 개의 구성요소를 결합시키면(영구형 결합이든 또는 단순히 제조 과정 동안 구성요소들을 제 위치에 고정시키기 위한 것이든지 간에) 접착제가 함께 결합될 구성요소를 구성하는 재료(예를 들어, 중합체 필름 층 및(또는) 직물 또는 부직물 층) 사이에 낀 적층 구조가 형성된다. 일단 적층 구조가 형성되면, 적층체는 전형적으로 초음파 결합 과정을 거쳐 적층체의 결합된 영역에 증가된 강도를 부여한다.
적층된 흡수 제품에서 재료를 접착 결합시키는데 일반적으로 사용되는 종래의 열 용융 접착제는 일반적으로 (1) 점착 강도를 부여하는 1종 이상의 중합체; (2) 접착 강도를 제공하는 수지 또는 유사 재료; (3) 점도를 개질시키는 왁스, 가소제 또는 기타 재료; 및 (4) 산화방지제 및 안정화제와 같은 기타 첨가제를 비롯한 몇가지 성분들을 포함한다. 종래의 열 용융 접착제는 당업자에게 널리 공지되어 있다.
초음파 결합법은, 중합체성 재료를 높은 진동수의 진동에 노출시켜, 중합체성 재료를 가열, 용융, 및 서로간에 유동시켜 기계적 및(또는) 화학적 결합을 형성 하게 하는 종래의 결합 기법이다. 적층 흡수 제품의 제조에 통상적으로 이용되지만, 초음파 결합은 상이하거나 결합 불가능한 재료가 사용된 경우 문제가 될 수 있다. 즉, 보다 높은 융점을 갖는 중합체 재료가 연화되기 전에 보다 낮은 용융 온도를 갖는 중합체가 결합 영역으로부터 떨어져 연화되고 방산될 것이기 때문에, 서로 매우 다른 융점을 갖는 중합체계 필름 또는 부직 재료의 초음파 결합은 매우 어려울 수 있거나, 심지어 달성하는 것이 불가능할 수도 있다. 또한, 두 셀룰로스계 재료(예를 들어, 티슈)의 초음파 결합과 같은 비열가소성 재료의 초음파 결합은, 불가능하지 않더라도 상기 재료가 용융되어 함께 흐르지 않기 때문에, 역시 매우 어렵다. 이러한 상황에서 일부 초음파 결합을 달성하는 것이 가능할 수도 있지만, 생성된 결합은 모두 전형적으로 약하고 불안정하다.
또한, 종래의 열 용융 접착제 재료의 존재하에서는 상이하거나 결합 불가능한 재료의 초음파 결합이 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 초음파 결합 동안 접착제 조성물은 한 재료 또는 두 재료를 통해 접착제의 유출(bleedthrough)을 일으킬 수 있다. 이러한 유출은 3가지 이상의 중대한 문제점을 야기할 수 있다. 첫째, 이러한 유출은 변색된 최종 제품을 생성할 수 있다. 이러한 변색은, 전형적으로 제품의 성능에는 영향을 미치지 않지만, 착색되지 않은 백색의 깨끗한 외관을 갖는 제품을 선호하는 소비자에게는 바람직하지 못하다. 둘째, 최종 제품상의 유출은 소비자에게 바람직하지 못한, 사용시 피부에 붙는 진득진득한 제품을 생성할 수 있다. 셋째, 유출은 제조 과정에 사용되는 초음파 결합 장비 및 기타 장치상에 접착제 잔류 축적물을 생성할 수 있다. 이러한 접착제 축적물은, 많은 오염물이 접착 제에 들러붙거나 축적될 수 있으므로, 비용을 증가시키는 장치의 빈번한 세척을 요할 수 있다. 또한, 장치상의 접착제 축적물은 접착제 조성물이 흡수 제품상에 의도하지 않은 영역으로 침착되게 할 수 있다.
또한, 종래의 열 용융 접착제 조성물은 훨씬 낮은 연화점을 갖는 점성 유동 거동을 나타낸다. 이러한 특성은 초음파 결합 동안 열 침체물의 생성을 야기할 수도 있다. 열 침체물이 생성되면, 시스템의 초음파 에너지의 높은 퍼센트가 결합된 영역에서 접착제를 재용융시키는데 사용되고, 이는 압력 및 열 하에 유출을 유도한다. 그리하여, 열가소성 재료를 용융시키고 재료 사이에서 초음파 결합을 이행하는데 보다 적은 초음파 에너지가 시스템에 남게 된다. 접착 결합된 이음부는 전형적으로 결합 강도가 접착제의 점착 강도로 한정되기 때문에 초음파 결합된 이음부만큼 강하지 않으므로 접착제의 재용융은 초음파 에너지의 최적의 사용이 되지 못한다. 또한, 점착 강도는 온도에 따라 크게 변할 수 있고, 흡수 케어(care) 제품의 경우, 체열은 접착 결합의 강도를 감퇴점까지 약화시키기에 충분할 수 있다.
전술한 것에 기초하여, 상이한 재료 또는 초음파 결합 불가능한 재료 사이에서 접착제로서 이용되어 상기 재료들 사이에서 개선된 초음파 결합을 만들 수 있는 열 용융 접착제 조성물에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 열 용융 접착제가 생성물 상에서 상당한 유출을 야기하지 않고, 제조 과정에 사용되는 기계를 많이 더럽히지 않는다면 이 또한 유익할 것이다.
발명의 요약
본 발명은 상이한 재료 또는 결합 불가능한 재료를 포함한 초음파 결합된 적 층 구조를 포함하는 일회용 흡수 제품에 관한 것이다. 적층 구조는 일반적으로 제1 재료, 제2 재료, 및 재료의 초음파 결합을 돕는, 제1 재료 또는 제2 재료 중 적어도 하나에 위치한 접착제 조성물을 포함한다. 제1 재료 및 제2 재료는 상이한 재료이거나 결합 불가능한 재료이다. 접착제 조성물은 선택된 비율의 결정질 및 비결정질 중합체로 구성된다. 이러한 접착제 조성물이 적층 구조에 사용된 경우, 종래의 접착제 조성물의 사용과 일반적으로 관련되는 부작용 없이, 강한 초음파 결합이 상이하거나 결합이 불가능한 두 재료 사이에서 용이하게 효과적으로 만들어질 수 있다.
또한, 본 발명은, 상이하거나 결합 불가능한 재료인 제1 재료 및 제2 재료, 및 접착제 조성물을 포함한 초음파 결합된 적층 제품을 포함한다. 선택된 비율의 비결정질 및 결정질 중합체성 재료를 포함하는 접착제 조성물은, 재료의 재료 기저 중량을 증가시켜 초음파 결합에 보다 더 적합하고, 초음파 결합 과정 동안 덜 실패하도록 재료의 하나 또는 양쪽 모두에 도입된다.
따라서, 본 발명은 초음파 결합된 적층 구조를 포함하는 제품에 관한 것이다. 적층 구조는 제1 재료, 제2 재료 및 접착제 조성물을 포함한다. 접착제 조성물은 약 20% 미만의 결정도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균 분자량을 갖는 아탁틱 중합체 및 약 40% 이상의 결정도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균 분자량을 갖는 이소탁틱 중합체를 포함한다. 제1 재료 및 제2 재료는 상이하거나 결합 불가능한 재료이고, 서로 초음파 결합되어 있다.
또한, 본 발명은 초음파 결합된 적층 구조를 포함하는 제품의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 제1 기재와 상이하거나 제1 기재에 결합 불가능한 제2 기재 및 접착제 조성물을 포함하는 제1 기재를 제공하는 것을 포함한다. 접착제 조성물은 아탁틱 중합체 및 이소탁틱 중합체를 포함한다. 아탁틱 중합체는 약 20% 미만의 결정도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균 분자량을 갖고, 이소탁틱 중합체는 약 40% 이상의 결정도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균 분자량을 갖는다. 제1 및 제2 기재는 초음파 결합되어 있다.
또한, 본 발명은 초음파 결합된 적층 구조를 포함한 제품의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 제1 기재, 및 제1 기재와 상이하거나 이에 결합 불가능한 제2 기재를 제공하는 것을 포함한다. 접착제 조성물을 제1 또는 제2 기재 상에 도입한 후, 이들 사이에 접착성 결합을 형성하도록 제1 및 제2 기재를 접촉시킨다. 접착제 조성물은 아탁틱 중합체 및 이소탁틱 중합체를 포함한다. 아탁틱 중합체는 약 20% 미만의 결정도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균 분자량을 갖고, 이소탁틱 중합체는 약 40% 이상의 결정도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균 분자량을 갖는다. 제1 기재 및 제2 기재는 서로 초음파 결합되어 있다.
본 발명은 일반적으로 적층 구조를 포함하는 일회용 흡수 제품과 같은 일회용 제품에 관한 것이다. 적층 구조는 상이하거나 결합 불가능한 재료인 제1 재료 및 제2 재료, 및 접착제 조성물을 포함한다. 제1 및 제2 재료는 서로 초음파 결합되어 있다. 접착제 조성물은 선택된 비율의 결정질 및 비결정질 중합체로 구성되어 초음파 결합 과정시 접착제의 성능을 향상시킨다. 예를 들어, 본 발명은 상이한 배열(예를 들어, 아탁틱 폴리프로필렌 및 이소탁틱 폴리프로필렌의 조합)을 갖는 중합체를 일정량 포함하는 접착제 조성물을 포함한다.
상기 주지한 바와 같이, 제1 재료, 제2 재료 및 접착제 조성물을 포함하는 본 발명의 적층 구조는 제1 재료 및 제2 재료 사이에 초음파 결합을 포함한다. 제1 재료 및 제2 재료와 관련해서 본원에서 주로 논의되었지만, 본원에 기재된 적층 구조를 포함하는 흡수 제품은 하나 이상의 영역에서 초음파 결합된 복수의 재료를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 적층 구조는 서로 초음파 결합된 3개의 개별적인 층을 포함할 수 있다.
초음파 결합법은 재료, 특히 열가소성 재료를 가열, 용융 및 유동시켜 기계적 및(또는) 화학적 결합을 형성하도록 하는 높은 진동수의 진동에 재료를 노출시키는 종래의 방법이다. 상기 방법을 "초음파" 방법이라고 지칭하는데, 이는 사용되는 진동의 진동수가 일반적으로 인간이 듣는 상한치(약 18㎑보다 높음)보다 높기 때문이다. 열가소성 재료 또는 그밖의 재료의 초음파 결합에 이용되는 전형적인 초음파 시스템은, 변환기, 전형적으로 소노트로드(sonotrode) 또는 혼(horn)으로 지칭되는 도파관과 착신 도파관의 조합, 액추에이터 및 앤빌(anvil)로 구성되는 초음파 스택, 초음파 전원을 포함한다.
높은 진동수의 진동은 전형적으로 압전 변환기 및 적절한 전원의 적용을 통해 생성된다. 압전 재료는 전압이 이들 재료에 적용될 때 치수를 변화시키는 특성을 나타낸다. 초음파 결합시, 전원은 초음파 진동수의 교류 전압을 압전 변환기에 적용한다. 변환기는 종압축파로 지칭되는 연속적인 기계적 진동을 생성한다. 이 압축파는 일정한 진동수의 진동을 효율적으로 전달하도록 설계된 하나 이상의 도파관을 통해 변환기로부터 초음파 스택 아래까지 전송된다. 이 도파관은 또한 변환기로부터 출력된 진동파를 결합 과정에 보다 바람직한 수준을 달성하도록 증폭시키는 기능을 할 수도 있다.
이 시점에서, 진동은 스택의 최종 구성요소인 혼으로 커플링된다. 혼은 초음파 시스템의 작동 도구가 되도록 설계된 유형의 도파관으로, 진동 에너지가 결합될 재료에 적용되는 곳이다. 이것 또한 도파관이기 때문에, 일정한 진동수의 진동을 효율적으로 전달하도록 설계되고, 어떤 상황에서는 진동파를 추가로 증폭시킬 수도 있다.
초음파 스택은, 전형적으로 (1) 구성요소의 진동을 제한하지 않는 방식으로 초음파 스택을 탑재하고, (2) 진동하는 혼을 앤빌과 접촉해서 작동하도록 시스템을 구동하고, (3) 정력(static force)을 적용하는 세 가지 기능을 갖는 액추에이터 장치 내로 탑재된다. 앤빌은 초음파 혼이 이에 대해 작용하도록 강성 표면으로 설계된다. 결합시킬 재료를 혼과 앤빌 사이에 배치한다. 정력을 재료에 적용하기 위해 혼을 가동시킨다. 혼은 혼과 앤빌 사이에 작은 갭(전형적으로 재료의 두께보다 작음)을 생성하는 고정 스톱까지 가동하도록 설정되거나 앤빌에 대해 직접 적재될 수 있다. 어떤 경우에도 정력이 재료 상에 발생된다.
초음파 시스템을 이용하는 경우, 혼 표면에서 생성되는 진동은 결합시킬 재료를 교대로 압착 및 이완시킨다. 재료에 생성되는 교대 고-진동수 응력장은, 변하는 정도로, (1) 재료 중에 열로서 방산되고(되거나) (이력/점성 감쇠 손실을 통해); (2) 혼에 의해 회복될 수 있는 탄성 에너지로서 재료에 저장되고(되거나); (3) 앤빌에서 열 및 진동으로서 흡수 및 방산된다 (전형적으로 중요하지 않음). 재료에서 방산된 열이 하나 이상의 재료의 융점에 도달하고, 하나 이상의 재료가 기계적 및(또는) 화학적 결합을 생성시키는 액추에이터에 의해 제공되는 정력 아래에서 함께 흐르게 되면 결합이 생성된다.
종래의 초음파 결합 과정에서 초음파 결합될 재료의 융점이 동일하거나 거의 동일하도록 (예를 들어 전형적으로 약 40℉ 미만의 차이) 공통의 화학 구조를 갖는 것이 매우 바람직하다. 재료가 상이하거나 결합이 불가능하면, 더 높은 융점을 갖는 재료가 연화되거나 흐르기 전에 더 낮은 융점을 갖는 재료가 연화되고 방산되기 때문에 재료의 초음파 결합이 전형적으로 성공적이지 않다.
본 발명에 따르면, 초음파 결합된 적층 흡수 제품은 접착제 조성물과 함께 제1 재료 및 제2 재료를 포함한다. 제1 및(또는) 제2 재료는 티슈 제품 및 면직물을 비롯한 셀룰로스 제품과 같은 열가소성 재료이거나 비열가소성 재료일 수 있다. 본원에서 사용될 때, "열가소성"이란 용어는 상당한 재료의 분해 없이 여러번 재가열 및 재용융될 수 있는 중합체성 재료를 포함하는 것을 의미한다. 적절한 열가소성 재료는 주로 비결정질인 것들, 즉 대개 랜덤 분자 구조로 구성되고 넓은 연화/용융 온도 범위를 갖는 재료를 포함한다. 적절한 열가소성 재료는 또한 주로 결정질인 것들, 즉 대개 정렬된 분자 구조로 구성되고 매우 뚜렷한 융점을 갖는 재료도 포함한다. 적층 흡수 제품을 형성하는데 통상적으로 사용되는 몇몇 열가소성 재료로는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 크라톤(Kraton)® 중합체, 천연 고무, 폴리우레탄, 폴리락트산, 나일론 및 폴리스티렌을 들 수 있다. 본원에서 사용될 때, 천연 고무는, 예를 들어 SIS, SBS, SEPS, SEBS, EPDM 및 폴리우레탄과 같은 열 엘라스토머를 포함하는 것을 의미한다. 열가소성 재료들은, 예를 들어 스펀결합 재료, 직물, 스트레치 결합 적층체, 넥 결합 적층체, 스펀결합 용융취입 스펀결합 재료, 및 부직물과 같은 다양한 제품을 형성하도록 결합될수 있다는 사실이 본원의 개시내용에 기초해서 당업자에 의해 인지될 것이고, 이는 본 발명의 범주 내에도 포함된다.
본원에 주지된 바와 같이, 제1 재료 및 제2 재료는 상이하거나 결합 불가능한 재료이다. 본원에서 사용될 때, "상이한"이란 용어는 재료가 약 40℉보다 크게 변하는 융점을 갖고, 상이한 분자 구조를 가져 초음파 결합시 재료들이 한 재료처럼 붙지 않고 전형적으로 대규모의 상 분리가 일어나도록 하는 것을 의미한다. 종래의 공정 및 종래의 열 용융 접착제를 이용하여 상이한 두 재료 사이에서 초음파 결합을 형성하는 것이 가능할 수도 있지만, 생성되는 결합은 전형적으로 매우 약하고 불안정하다.
상기 주지된 바와 같이, 제1 및 제2 재료는 결합 불가능한 재료일 수 있다. 본원에서 사용될 때, "결합 불가능한"이란 재료 중 하나 또는 양쪽 모두가 비열가소성이어서 초음파 결합 동안에 용융되지 않기 때문에 재료가 실질적으로 초음파 결합될 수 없는 것을 의미한다. 재료의 용융 및 흐름이 없기 때문에, 초음파 결합이 형성될 수 없다. 한 구체적인 예로는 제1 재료의 티슈 페이퍼 및 제2 재료의 티슈 페이퍼를 포함한다. 이들 재료 둘 다 비열가소성 재료이고, 용융되어 흐르지 않기 때문에, 이들 재료의 초음파 결합은 불가능하지 않더라도 매우 어렵다. 그밖의 다른 몇몇 결합 불가능한 재료로는, 예를 들어 종이, 셀룰로스계 재료, 몇몇 직물 및 면직물을 들 수 있다. 본원에 기재된 접착제 조성물을 이용하여 초음파 결합될 수 있는 상이하거나 결합이 불가능한 제1 재료 및 제2 재료의 구체적인 예로는, 예를 들어 (1) 넥-결합된 적층체와 패턴 비결합 재료; (2) 티슈와 티슈; (3) 스펀결합 용융취입 스펀결합과 직물 폴리에스테르 니트; 및 (4) 폴리프로필렌 기재 사이에 낀 펄프 섬유를 들 수 있다.
초음파 결합시, 초음파 진동에 의해 재료 상에 부과되는 전술한 교대 압착 및 이완은 재료의 분자 구조에 작용한다. 비결정질 재료는 대부분의 진동 에너지를 이력/점성 감쇠 손실을 통해 열로 전환시킨다. 결정질 재료는 보다 많은 퍼센트의 초음파 진동을 탄성 에너지로서 저장하고 이를 혼으로 돌려보내는 경향이 있다. 비결정질 및 결정질 열가소성 재료는 모두 초음파 가열 및 용융될 수 있지만, 비결정질 재료가 진동 에너지에 의해 보다 용이하게 가열된다. 상기 언급된 바와 같이, 비열가소성 재료는 전형적으로 초음파 결합하는 것이 매우 어렵거나 불가능하다.
본 발명의 한 실시태양에서, 상이한 두 재료는 본원에 기재된 접착제 조성물을 이용하여 초음파 결합된다. 하나 이상의 상이한 재료의 적어도 한 면은 초음파 결합하기 이전에 접착제 조성물로 코팅된다. 몇몇 실시태양에서, 하나 또는 두 재료의 양면은 초음파 결합 과정 이전에 접착제 조성물로 코팅된다. 예를 들어, 제1 상이한 재료가 폴리프로필렌이고, 제2 상이한 재료가 폴리에틸렌이면, 폴리에틸렌과 접촉시켜 초음파 결합 과정을 시작하기 전에 폴리프로필렌 양면에 코팅시킬 수 있다. 일단 초음파 결합이 개시되면, 존재하는 열 용융 접착제는 용융되고 궁극적으로 초음파 결합을 형성하도록 경화되는 상이한 재료 중 하나 또는 양쪽 모두 내로 흐르게 된다. 특정 실시태양에서, 접착제 조성물은, 초음파 결합 과정 동안 용융될 때 접착제 조성물이 용융되어 상이한 두 재료 내로 흐르고 경화되어 기계적 및 화학적 유형의 초음파 결합을 형성할 수 있도록, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 중합체 양쪽 모두를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시태양에서, 결합이 불가능한 두 재료는 본원에 기재된 접착제 조성물을 사용하여 초음파 결합된다. 하나 이상의 결합 불가능한 재료의 적어도 한 면은 초음파 결합 이전에 접착제 조성물로 코팅된다. 몇몇 실시태양에서, 하나 또는 두 결합 불가능한 재료의 양면은 초음파 결합 과정 이전에 접착제 조성물로 코팅된다. 예를 들어, 제1 결합 불가능한 재료가 티슈 페이퍼이고, 제2 결합 불가능한 재료가 티슈 페이퍼이면, 제2 티슈 페이퍼 재료와 접촉시켜 초음파 결합 과정을 시작하기 전에 제1 티슈 페이퍼의 양면을 코팅시킬 수 있다. 일단 초음파 결합이 개시되면, 열 용융 접착제는 용융되고, 궁극적으로 초음파 결합을 형성하도록 경화되는 결합 불가능한 재료 중 하나 또는 양쪽 모두 내로 흐르게 된다.
상이하거나 결합 불가능한 재료를 초음파 결합시키는데 있어서, 실제의 초음파 결합은 이들 재료로 이루어지는 것이 아니라, 본원에 기재된 접착제 조성물이 위치한 결합 영역에서 접착제 조성물과 상기 두 재료 사이에서 일어나는 것으로 여겨진다. 시스템에 존재하는 초음파 에너지는 재료가 서로 결합되는 결합 영역에 존재하는 접착제 조성물을 용융시켜, 용융된 접착제 조성물을 유동시키고, 접촉하고 있는 재료와 결합을 형성하거나 밀착시킨다. 이와 같이, 접착제 조성물은 용융되어 강한 결합을 형성하도록 경화되는 재료의 섬유성 매트릭스 내로 흐를 수 있다.
상이하거나 결합 불가능한 재료의 초음파 결합을 보조하는 것으로서 사용하기 위한 본원에 기재된 접착제 조성물의 한가지 중요한 장점은 하나 또는 두 재료에 적용한 바로 직후에 실질적으로 끈적끈적하지 않도록 매우 짧은 경화 속도를 갖도록 접착제를 본원에 기재된 바와 같이 배합할 수 있다는 점이다. 이는 생성될 제품의 다른 구성요소가 접착제에 들러붙어 최종 제품을 변형시킬 위험 없이 접착제 조성물을 제조 과정 초기 단계에서 재료에 적용할 수 있으므로 종래의 열 용융 접착제에 비해 유리하다. 또한, 필요하다면, 접착제 조성물을 하나 또는 두 재료에 적용하여 라인 외에서 초음파 결합시킬 수 있다. 즉, 제조 라인으로부터 떨어진 장소에서, 미리 접착제 조성물로 처리하여 재료가 제조 라인으로 도입될 때 초음파 결합할 준비가 되도록 하는 것이다.
상이하거나 결합 불가능한 재료의 초음파 결합을 보조하는 것으로서 사용하기 위한 본원에 기재된 접착제 조성물의 다른 장점은 접착제가 초음파 결합을 수행하는데 사용된 장비에 상당한 축적물을 남기지 않는다는 것이다. 즉, 본원에 기재된 접착제 조성물은 재료가 초음파 결합되는 동안에 많이 유출되지 않기 때문에, 이들은 초음파 결합 장비 또는 다른 장비와 접촉하거나 오염시키지 않으므로 축적물을 상당히 최소화하거나 제거할 수 있다.
상이하거나 결합 불가능한 재료의 초음파 결합을 보조하는 것으로서 사용하기 위한 본원에 기재된 접착제 조성물의 또다른 장점은 적층 흡수 제품의 제조 동안 제품 상의 접착제 조성물의 과다분무의 영향이 크게 문제되지 않는다는 것이다. 본원에 기재된 접착제 조성물의 개방 시간은 쉽게 조절될 수 있고 매우 짧게 할 수 있기 때문에, 흡수 제품의 다른 구성요소 상으로의 어떠한 과다분무도 연장된 시간 기간 동안 진득진득하거나 끈적하게 남아있지 않는다. 이와 같이, 과다분무가 다른 구성요소를 방해하거나 제조 과정에 부정적인 영향을 미칠 가능성을 상당히 최소화하거나 없앨 수 있다.
본원에 주지된 바와 같이, 서로 초음파 결합될, 상이하거나 결합 불가능한 제1 재료 및 제2 재료와 함께 사용하기 위한 접착제 조성물은 아탁틱 또는 비결정질 중합체 및 이소탁틱 중합체를 포함한다. 아탁틱 중합체는 일반적으로 결정질 구조인 것으로 덜 추정되지만, 이소탁틱 중합체는 일반적으로 결정질 구조인 것으로 더 많이 추정된다. 어떠한 특정 이론에 의해 제한받지 않고, 아탁틱 및 이소탁틱 폴리프로필렌과 같은 아탁틱 및 이소탁틱 중합체의 특정 조합을 포함하는 접착제 조성물은 결정질 재료 및 비결정질 재료 양쪽 모두의 특성 및(또는) 범위를 갖는 것으로 여겨진다. 아탁틱 및 이소탁틱 중합체의 상대적인 양, 또는 드물게는 상이한 결정도를 갖는 중합체의 상대적인 양을 변화시킴으로써, 생성되는 접착제 조성물의 성능 특성을 변화시킬 수 있다. 본원에 기재된 접착제 조성물은 일반적으로 초음파 결합 과정에서 종래의 열 용융 접착제보다 성능이 우수하고 저렴하다. 그러나, 접착제 조성물이 본원에 논의된 모든 장점을 가졌든지 안 가졌든지 간에, 본 발명은 아탁틱 및 이소탁틱 폴리프로필렌을 포함하는 접착제 조성물과 같이 상이한 결정도를 갖는 선택된 중합체를 포함하는 접착제 조성물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에 논의된 초음파 결합될 재료와 함께 사용하기 위한 본원에 기재된 접착제 조성물은 변형 없이 종래의 열 용융 접착 처리 장비에서 사용될 수 있다. 이와 같이, 본원에 기재된 접착제 조성물은 제조 과정에서 종래의 열 용융 접착제를 가공처리하고 적용할 목적으로 설치된 현존 장비에서 사용될 수 있다. 또한, 본원에 기재된 접착제 조성물은 즉시 사용을 위해 제조 과정 동안 라인 내에서 적용될 수 있거나, 또는 떨어진 장소에서 하나 이상의 재료에 라인 외에서 적용된 후, 후일에 사용하기 위해 제조 공정 라인으로 선적될 수 있다.
또한, 본원에 기재된 접착제 조성물을 포함하는 아탁틱 및 이소탁틱 중합체는 적층 흡수 제품이 제조되는 장소와 다른 장소에서 가열되고 블렌딩될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 아탁틱 및 이소탁틱 중합체는 제1 지리적 위치에서 압출기 또는 용융 처리 장비를 이용하여 블렌딩될 수 있다. 이어서 블렌딩된 중합체를 냉각시키고, 가공처리하여 예를 들어 펠렛과 같은 고체 형태로 만들 수 있다. 그 다음, 중합체 블렌드를 제1 지리적 위치로부터 적층 제품이 만들어지는 장소로 수송할 수 있다. 적층 제품을 만드는데 사용하기 전에 접착제 조성물을 실질적으로 액화하기 위해서 중합체 블렌드는 단순히 가열될 것이다.
본원에 기재된 접착제 조성물은 본 발명에 따른 수많은 방법으로 블렌딩할 수 있다. 예를 들어, 아탁틱 중합체를 제1 컨테이너에서 가열하고, 아탁틱 중합체를 가열하기 전에, 가열한 후에 또는 가열함과 동시에 이소탁틱 중합체를 제2 컨테이너에서 가열한 후, 두 액화된 중합체를 제1 컨테이너, 제2 컨테이너 또는 제 3 컨테이너에서 함께 혼합할 수 있다. 대안적으로, 아탁틱 또는 이소탁틱 중합체 중 하나를 액화될 때까지 콘테이너에서 가열할 수 있는데, 이때 제2 중합체를 제1 액화된 중합체에 첨가하여 용융시킬 수 있다. 또한, 고체 중합체 양쪽 모두를 하나의 콘테이너에 첨가하고 동시에 용융시켜 열 용융 접착제를 생성할 수 있다. 본원의 개시내용에 기초하여, 당업자들은 본원에 논의된 다른 추가적 구성성분을 또한 접착제 조성물에 첨가할 수도 있음을 알 것이다. 상기 논의에서는 아탁틱 및 이소탁틱 중합체가 실온, 또는 인간에게 적합한 작업 환경에서 전형적으로 존재하는 온도에서 실질적으로 고체 형태로 존재하는 것으로 가정하고 있음을 주지한다. 중합체 중 하나 또는 양쪽 모두가 실질적인 액체 형태로 이용가능하다는 점에서, 중합체를 가열하고 용융시키기 위해 제공된 단계는 접착제 조성물의 제조 방법으로부터 생략될 수 있다.
본 발명에 따르면, 접착제 조성물은 반결정질이 되도록 배합되는데, 이는 용융 온도를 초음파 결합되는 열가소성 재료와 유사한 범위로 만든다. 본원에 기재된 접착제 조성물은 결합 영역에서 실질적인 열 침체물로서 작용하지 않으므로 상당한 진동 에너지를 남겨 전술한 바와 같이 재료를 용융시킴으로써 초음파 결합을 이행한다. 또한, 본원에 기재된 접착제 조성물은 초음파 결합에 있어 중요한 수많은 열가소성 재료와의 화학적 상용성을 개선시킨다.
앞서 약술된 잇점과 함께, 본원에 기재된 접착제 조성물은 가공처리 장비로 흐르는 성향을 갖지 않고, 종래의 열 용융 접착제처럼 장비에 불리한 영향을 미치지 않는다. 또한, 초음파 진동 에너지에 의해 크게 영향을 받지 않는 열가소성 재료인 경우에도 본원에 기재된 열 용융 접착제는 초음파 에너지에 의해 영향을 받을 수 있는 결합 영역에서 계면을 제공함으로써 매우 효과적인 결합제가 된다.
상이하거나 결합 불가능한 재료이고 서로 초음파 결합될, 제1 재료 및 제2 재료와 함께 사용하기 유용한 접착제 조성물은, 아탁틱 중합체 및 이소탁틱 중합체를 포함한다. 본원에서 사용될 때, 이소탁틱 중합체란 용어는 약 60% 이상, 적합하게는 약 70% 이상, 더욱 적합하게는 약 80% 이상 이소탁틱인 중합체를 일컫는다. 본원에서 사용될 때, 아탁틱 중합체란 용어는 약 80% 이상, 적합하게는 약 90% 이상 아탁틱인 중합체를 일컫는다.
아탁틱 중합체는 접착제 조성물의 약 40 내지 약 90 중량%를 차지하고, 약 20% 이하, 적합하게는 약 15% 이하의 결정도를 가지며, 약 1,000 내지 약 300,000, 적합하게는 약 3,000 내지 약 100,000의 수평균 분자량을 갖는다. 이소탁틱 중합체는 접착제 조성물의 약 5 내지 약 30 중량%를 차지하고, 약 40% 이상, 적합하게는 약 60% 이상, 더욱 적합하게는 약 80% 이상의 결정도를 가지며, 약 3,000 내지 약 200,000, 적합하게는 약 10,000 내지 약 100,000의 수평균 분자량을 갖는다.
접착제 조성물은 약 450℉ 이하, 적합하게는 400℉ 이하, 더욱 적합하게는 375℉ 이하, 더욱더 적합하게는 약 350℉ 이하의 온도에서 용융 가공처리될 수 있다. 또한, 접착제 조성물은 ASTM D 1238에 의해 측정했을 때 약 100 내지 약 2000 g/10분, 적합하게는 약 200 내지 약 1800 g/10분, 더욱 적합하게는 약 500 내지 약 1500 g/10분의 용융 지수를 갖는다. 용융 지수는 결정도, 분자량, 및 접착제 조성물에 포함된 중합체의 분자량 분포에 좌우된다.
아탁틱 중합체는 이소탁틱 중합체와 동일한 중합체일 수도 있고, 또는 이소탁틱 중합체와 상이한 중합체일 수도 있다. 접착제 조성물을 제조하는데 적합한 중합체성 재료로는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리에틸렌 및 이들의 조합을 들 수 있다. 한 실시태양에서, 더욱 결정질인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 덜 결정질인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 중합체로서 사용할 수 있다. HDPE는 일반적으로 약 0.935 내지 약 0.980 g/㎤ 범위의 밀도를 갖고, LDPE는 일반적으로 약 0.910 내지 약 0.935 g/㎤ 범위의 밀도를 갖는다.
본원에서 사용될 때, 중량%는 접착제 조성물 중 한 종류의 중합체(예를 들어, 아탁틱 중합체)의 질량을 접착제 조성물 중 다른 종류의 중합체(들)(예를 들어, 아탁틱 및 이소탁틱 중합체)의 질량 및 접착제 조성물에 존재할 수도 있는 임의의 추가 성분의 질량의 합으로 나누고, 이 값에 100을 곱한 값을 의미한다. 예를 들어, 접착제 조성물이 60 g의 이소탁틱 폴리프로필렌과 40 g의 아탁틱 폴리프로필렌으로 구성되었다면, 상기 조합물은 40 중량%의 아탁틱 폴리프로필렌을 포함한다.
본원에 기재된 접착제 조성물 중 아탁틱 및 이소탁틱 중합체성 성분 이외에, 조성물은 추가로 증점제, 산화방지제, 점도 개질제, 색소, 충전재 및(또는) 중합체성 상용화제와 같은 첨가제 조합물을 약 50 중량%까지 포함할 수 있다. 적합한 증점제의 예로는, 각각 델라웨어주 윌밍톤 소재 헤라큘레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated)로부터 입수가능한 피콜라이트 에스 수지(PICCOLYTE S Resins), 레갈라이트(REGALITE) 시리즈, 및 스테이벨라이트(STAYBELITE) 에스테르를 들 수 있다. 접착제 조성물은 적합하게는 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 증점제를 포함할 수 있다. 적합한 산화방지제의 예로는, 시바-게이지(Ciba-Geigy)로부터 입수가능한 이가녹스(IRGANOX)® 565, 유니로얄 케미칼 컴파니(Uniroyal Chemical Co.)로부터 입수가능한 폴리가드(POLYGARD)®, 및 싸이텍 인더스트리즈(Cytec Industries)로부터 입수가능한 안티옥시던트(ANTIOXIDANT)® 시리즈를 들 수 있다. 접착제 조성물은 적합하게는 약 0.1 중량% 내지 약 1.0 중량%의 산화방지제를 포함할 수 있다. 적합한 색소 및 충전재의 예로는 이산화티탄, 카본 블랙 및 탄산칼슘을 들 수 있다. 접착제 조성물은 적합하게는 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 색소 및 충전재를 포함할 수 있다. 적합한 중합체 상용화제의 예로는 폴리프로필렌-b-폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌-b-폴리부텐 디블록 공중합체, SIS, SEPS 및 멀티블록 공중합체를 들 수 있다. 접착제 조성물은 적합하게는 약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 중합체 상용화제를 포함할 수 있다.
본원에 기재된 접착제 조성물은 열가소성 재료와 같은 기재에 적용된 때 적합하게는 약 2분 이하 약 10분 미만의 개방 시간을 갖는다. 대안적으로, 접착제 조성물은 원하는 응용에 따라 약 30초 이하, 또는 약 10초 이하, 또는 약 1초 이하 정도로 짧은 개방 시간을 가질 수 있다. 본원에서 사용될 때, "개방 시간"이란 용어는 접착제 조성물이 고형화되기 이전에 기재 표면상에 들러붙어 있거나 끈적끈적한 상태로 남아있는 동안의 시간 길이를 말한다. 개방 시간은 중합체의 결정도에 의해 영향을 받아, 결정도의 정도가 클수록 개방 시간은 짧아진다. 바람직하게, 본원에 기재된 접착제 조성물은 전형적으로 종래의 열 용융 접착제보다 훨씬 짧은 개방 시간을 갖는다.
사이에 접착제 화합물을 포함하는 두 재료 사이의 초음파 결합은 적층 일회용 흡수 제품을 제작하는 동안 수많은 영역에서 이용된다. 초음파 결합이 전형적으로 접착형 결합에 비해 개선된 강도 및 신뢰도를 갖기 때문에, 다양한 분야에서 흡수 제품을 제조하는 동안에 전형적으로 선호된다. 본원에 기재된 접착제 조성물은, 강도를 높이기 위해 초음파 결합이 수행되는 적층 일회용 제품의 수많은 영역에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 접착제 조성물은 이어(ear) 부착부(예를 들어, 넥(neck)-결합된 적층체일 수 있음)와 섀시 사이에 존재할 수 있다. 전형적으로, 접착제는 제품이 고속으로 제조 라인을 이동할 때 제조하는 동안 제품의 원하는 영역에서 이어 조립체를 안정화시키기 위해 이 영역에서 사용된다. 또한, 접착제 조성물은 훅 소재와, 전형적으로 중합체 재료인 훅 소재가 부착되는 기제 사이에서 이용될 수 있다.
또한, 접착제 조성물은 (1) 라이너 재료를 섀시에; (2) 격납 플랩 조립체에서; (3) 흡수성 랩 시트 상에서; (4) 넥-결합된 적층체를 패턴 비결합 재료에; (5) 라이너를 배플에; (6) 라이너를 흡수성 구조물에; (7) 넥-결합된 적층체를 넥-결합된 적층체에; 및 (8) 스트레치 결합된 적층체를 측면 판에 초음파 결합시키는 것과 같이 초음파 결합이 강도를 증가시키는데 바람직한 예시적인 분야에서 사용될 수 있다: 본원의 개시내용에 기초하여, 당업자는 접착제 조성물이 초음파 결합의 형성 이전에 이용될 수 있는 수많은 다른 분야가 있을 수 있음을 알 것이다.
본원에 기재된 접착제 조성물은 접착제가 요구되고 초음파 결합이 두 재료 사이에서 일어나는 다양한 분야에서 적층 일회용 흡수 제품의 제조 방법에 사용될 수 있다. 종래의 열 용융 접착제는, 초음파 결합 영역에 놓일 때, 단순히 용융되고, 진동 에너지의 적용 하에서 하나로 결합되는 하나 또는 두 재료로 흘러 들어가 사용시 파괴되기 쉬운 접착성 결합만을 생성한다. 종래의 열 용융 접착제는 수많은 열가소성 재료에 비해 상이한 용융 및 유동 특성을 갖기 때문에, 열가소성 재료는 용융되지 않고, 초음파 결합 과정시 함께 흐르지 않아 강하고 안정한 초음파 결합을 형성하지 못한다. 반면, 본원에 기재된 열 용융 접착제는 초음파 결합되는 열가소성 재료와 유사한 용융 특성을 가져, 초음파 결합 과정에 사용되는 진동 에너지의 적용 하에서 두 열가소성 재료는 접착제 조성물과 함께 용융되고 함께 흘러 유출이나 파괴의 상당한 위험없이 강하고 신뢰할 수 있는 초음파 결합을 형성하게 된다.
본 발명의 다른 실시태양에서, 초음파 결합과 함께 사용되는 본원에 기재된 접착제 조성물은 초음파 결합 영역에서 재료를 강화하거나 두껍게 만드는데 사용될 수 있다. 전형적으로, 적은 기저 중량을 갖는 열가소성 재료(소량의 중합체 덩어리를 갖는 얇은 열가소성 재료)은 초음파 결합 과정 동안 인열되거나 붕괴되는 경향이 있어 소량의 열을 생성하므로, 적은 기저 중량을 갖는 열가소성 재료와 같은 수많은 재료의 고강도 초음파 결합을 얻는 것은 매우 어렵다. 재료 기저 중량을 증가시키고, 생성된 결합을 열화시키지 않으면서 초음파 결합이 실시된 일회용 적층 흡수 의복의 하나 이상의 구성요소의 전체 강도 및 내구성을 개선시키기 위해, 본원에 기재된 접착제 조성물을 재료 기저 중량을 증가시키는 제제로서 이용할 수 있다. 즉, 보다 두꺼운 출발 재료를 이용한 것과는 반대로, 생성된 제품의 재료 강도를 증가시키기 위해 적층 제품의 하나 이상의 특정 열가소성 구성요소 또는 다른 구성요소의 재료 기저 중량을 증가시키는데 접착제 조성물을 사용할 수 있다. 또한, 본원에 기재된 접착제 조성물은 초음파 결합에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 재료 기저 중량을 증가시키는 제제 및 결합제로서 작용하는 이중 기능을 수행할 수 있다.
상기 논의로부터 자명하고, 당업자에게 공지된 바와 같이, 일회용 적층 흡수 제품을 제조할 때 얇은 일회용 제품이 생성되도록 얇은 열가소성 재료를 구성요소로서 이용하는 것이 전형적으로 바람직하다. 즉, 일반적으로는 약 0.2 내지 약 0.8 osy, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 0.6 osy의 적은 기저 중량을 갖는 열가소성 재료를 사용하는 것이 전형적으로 바람직하다. 그 이유에는 여러가지가 있지만, 주된 이유는 비용을 고려한 것이다. 보다 얇은 열가소성 재료가 적층 흡수 제품을 제조하는데 사용되면, 원료의 상당한 비용 절감을 실현할 수 있다. 또한, 보다 얇은 재료는 일반적으로 생성된 제품에 개선된 유연성을 제공하고, 착용자에게 개선된 맞음새를 제공한다. 이 개선된 유연성 및 맞음새는 샐 위험이 감소된, 보다 편안한 제품을 생성하게 되어 소비자 친화적인 제품이 될 수 있다.
비용 및 유연성과 함께, 보다 얇은 재료는 또한 전형적으로 생성된 제품에 개선된 통기성을 제공한다. 고도의 통기성을 갖는 제품은, 제품이 오염된 후 제품내에 포함된 고온의 습한 공기를 제품의 바깥 공기로 교체시켜 신선하고 시원한 공기가 제품 내부로 들어올 수 있게 하므로 바람직하다. 이는 착용자에게 보다 편안한 제품을 생성하게 하고, 또한 피부에 과도한 수분 공급을 감소시킴으로써 착용자의 전체적인 피부 건강을 개선시킬 수 있다. 또한, 보다 얇은 재료는 전형적으로 다리 및 허리 탄성체를 보다 잘 작동시켜 제품으로부터 새어나오는 것을 최소화할 것이다. 이는 보다 얇은 재료를 사용하면 다리 및 허리 밴드의 탄성 부분이 많은 재료일 때처럼 움직일 필요가 없어 보다 효율적으로 작동한다는 사실 때문에 발생한다.
또한, 보다 얇은 재료는 제품을 포함한 포장이 얇고 취급이 보다 용이하고 수송이 보다 저렴하기 때문에 개선된 포장을 제공한다. 이는, 제품을 제작하는데 보다 얇은 재료가 사용된 경우, 흡수 제품의 접힘 및 굽힘 특성이 개선된 것의 직접적인 결과가 된다. 또한, 보다 얇은 포장은 수송이 보다 용이하고 종래 방법으로 포장된 흡수 제품만큼 부피가 크게 보이지 않아 소비자들의 큰 호응을 얻을 수 있다.
전술한 바와 같이 적층 일회용 흡수 제품을 제조하는 동안 얇은 재료를 이용하는 것이 일반적으로 바람직하지만, 이러한 얇은 재료는 이러한 재료의 초음파 결합 동안 많은 문제를 일으킬 수 있다. 초음파 결합은, 재료가 인열되고, 균열되고(되거나), 조각조각 찢어져 결합이 안되고 제품을 사용불가능하게 만드는, 재료를 밀어서 뚫거나 찔러 구멍을 내는 해머/앤빌 조합체로 인해 제조하는 동안 재료를 파손시킬 수 있다. 또한, 어떤 경우에는 재료를 과도하게 가열하고 너무 많이 용융시켜 재료를 태워버릴 수도 있다. 이는 전형적으로 결합을 형성하기에는 재료가 너무 얇은 것의 직접적인 결과가 된다. 유사한 문제가 다른 종류의 결합 및 체결구에서도 일어날 수 있다. 또한, 상기 언급된 바와 같이, 유출도 문제가 될 수 있다.
본 발명의 한 실시태양에 따르면, 재료 기저 중량을 증가시킴으로써 처리된 구성요소의 강도를 높여 접착제 조성물을 포함한 부분에서 결합이 이행된 경우 제조하는 동안 또는 소비자가 사용하는 동안 훨씬 덜 파손되도록, 본원에 기재된 접착제 조성물을 일회용 적층 흡수 제품의 특정 열가소성 구성요소 또는 다른 구성요소에 이용할 수 있다. 이 실시태양에서는, 강도 및 내구성이 개선되고, 제조 및 초음파 결합 동안에 부여되는 응력 및 전단력에 구성요소가 더 잘 견디도록, 열가소성 구성요소의 특정 영역의 재료 기저 중량을 증가시키기 위해 접착제 조성물을 상기 영역 또는 열가소성 구성요소 전체에 선택적으로 첨가한다. 재료 기저 중량 및 구성요소의 강도를 증가시키기 위해 사용된 접착제 조성물은 라인 내에서, 즉 제조 과정 동안에 적용하거나, 처리된 구성요소를 제조 과정으로 도입하기 전에 개별적인 과정으로 라인 외에서 적용할 수 있다. 본 발명의 접착제 조성물은 전체 처리된 영역을 따라 힘을 분포시켜 상기 영역의 강도를 증가시킴으로써 처리된 영역의 강도를 증가시키도록 작용 한다. 본 발명의 이러한 실시태양은, 비용을 상당히 증가시킬 수 있는 보다 두꺼운 출발 재료를 사용할 필요없이 제품 성능을 개선시킬 필요가 있는 재료의 강도를 증가시키고, 또한 재료 사이에 우수한 초음파 결합이 형성되게 한다.
본원에 기재된 접착제 조성물은 상기 주지된 바와 같이 종래의 열 용융 접착 장비에 의해 상이하거나 결합 불가능한 재료에 적용될 수 있다. 접착제 조성물을 재료에 적용하는 동안, 접착제 조성물은 원하는 대상을 얻는데 적합한 어떤 패턴 또는 배열로도 적용될 수 있다. 구체적으로, 접착제 조성물은 비드 배열 및 소용돌이 배열로 적용될 수 있거나, 재료 상에 슬롯 코팅되거나 용융 취입될 수 있다.
예시할 목적으로 주어진, 상기 실시태양의 상세한 설명은 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주해서는 안됨을 이해할 것이다. 본 발명의 몇몇 예시적인 실시태양만이 상기에 상세하게 기재되어 있지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시 및 장점을 실질적으로 벗어나지 않으면서 많은 변형이 예시적인 실시태양에서 가능함을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 이러한 모든 변형은, 하기 청구의 범위 및 이에 대한 모든 동등물로 정의되는 본 발명의 범주 내에 포함시키고자 한다. 또한, 많은 실시태양이 몇몇 실시태양, 특히 바람직한 실시태양의 모든 장점을 달성하지는 못하는 것으로 표현될 수도 있음을 알지만, 특별한 장점의 부재는 이러한 실시태양이 반드시 본 발명의 범주 밖에 있는 것을 의미하지는 않는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 초음파 결합된 적층 구조를 포함하고,
    상기 적층 구조가 제1 재료, 제2 재료, 및 아탁틱(atactic) 중합체 및 이소탁틱(isotactic) 중합체를 포함하는 접착제 조성물을 포함하고,
    상기 아탁틱 중합체가 약 20% 미만의 결정도 및 약 1,000 내지 약 300,000의 수평균 분자량을 갖고, 상기 이소탁틱 중합체가 약 40% 이상의 결정도 및 약 3,000 내지 약 200,000의 수평균 분자량을 가지며,
    상기 제1 재료 및 제2 재료가 상이하거나 결합 불가능한 재료이고, 서로 초음파 결합되어 있는 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 약 400℉ 미만에서 용융 가공처리될 수 있는 것인 제품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 약 100 내지 약 2000 g/10분의 용융 지수를 갖는 것인 제품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 약 40 내지 약 90 중량%의 아탁틱 중합체와 약 5 내지 약 30 중량%의 이소탁틱 중합체를 포함하는 것인 제품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 아탁틱 중합체가 아탁틱 폴리프로필렌을 포함하는 것인 제품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아탁틱 중합체가 저밀도 폴리에틸렌, 아탁틱 폴리스티렌, 아탁틱 폴리부텐, 비결정질 폴리올레핀 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 제품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이소탁틱 중합체가 이소탁틱 폴리프로필렌을 포함하는 것인 제품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이소탁틱 중합체가 고밀도 폴리에틸렌, 이소탁틱 폴리스티렌, 이소탁틱 폴리부텐 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 제품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 제2 재료가 폴리프로필렌을 포함하는 것인 제품.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 폴리락트산을 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 나일론을 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 폴리스티렌을 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 폴리에스테르를 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 고무를 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제1 재료가 폴리우레탄을 포함하고, 상기 제2 재료가 셀룰로스계 재료를 포함하는 것인 제품.
  19. 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 약 10분 미만의 개방 시간을 갖는 것인 제품.
  20. 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 증점제, 산화방지제, 색소, 점도 개질제, 충전재 및 중합체성 상용화제로 이루어진 군으로부터 선택된 추가적 구성성분을 추가로 포함하는 것인 제품.
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