KR20070101136A - 다수의 연신 단계에 의해 제조된 탄성 필름 적층물 - Google Patents

다수의 연신 단계에 의해 제조된 탄성 필름 적층물 Download PDF

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KR20070101136A
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 기판 웹에 적층된 탄성 필름을 포함하고, 상기 탄성 필름은 필름을 기판 층에 결합시키기 전에 2회 이상 연신된 것인 탄성 적층물 및 그의 제조 방법을 제공한다. 이러한 적층물은 필름과 기판 웹 사이에 개선된 결합 강도를 가지며, 1회만 연신된 필름으로 제조된 적층물보다 큰 신장률을 갖는다.
탄성 적층물, 탄성 필름, 기판 웹, 결합 강도, 신장률

Description

다수의 연신 단계에 의해 제조된 탄성 필름 적층물 {ELASTIC FILM LAMINATES PREPARED BY MULTIPLE STRETCHING STEPS}
도 1은 본 발명에 따른 탄성 필름 적층물의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탄성 필름 적층물의 대표적인 제조 방법의 단계들을 도시한 도식도이다.
도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 간헐성 연신 공정의 개략도이다.
도 4는 일 실시양태의 제1 연신 사이클의 신장률％ 대 힘을 플롯팅한 그래프이다.
도 5는 일 실시양태의 제2 연신 사이클의 신장률％ 대 힘을 플롯팅한 그래프이다.
도 6은 일 실시양태의 제3 연신 사이클의 신장률％ 대 힘을 플롯팅한 그래프이다.
도 7은 40 gsm의 기초 중량을 갖는 일 실시양태의 3개의 연신 사이클에 대한 신장률％ 대 힘을 플롯팅한 복합 그래프이다.
도 8은 30 gsm의 기초 중량을 갖는 일 실시양태의 3개의 연신 사이클에 대한 신장률％ 대 힘을 플롯팅한 복합 그래프이다.
<관련 출원과의 상호 참조>
본 출원은 2006년 4월 10일에 출원된 표제 "탄성 필름 적층물, 용품 및 이들의 제조 방법 (Elastic Film Laminates, Articles and Methods of Manufacturing Same)"의 미국 가출원 제60/790,663호의 이점을 청구한다.
본 발명은 탄성 필름 적층물, 이러한 적층물의 제조 방법 및 이것을 포함하는 용품에 관한 것이다.
탄성 필름 적층물은 다수의 물품의 제조에 사용된다. 특히, 탄성 필름 적층물은 흡수 용품, 예컨대 기저귀, 배변연습용 팬츠, 성인 실금자용 용품 및 유사 용품의 제조에 사용된다. 탄성 필름 적층물은, 예를 들어 허리 밴드, 다리 커프, 측면 탭 (side tab), 측면 이어부 (side ear), 측면 패널 (side panel) 또는 용품의 외피로서 사용될 수 있다. 또한, 탄성 필름 적층물은 다른 용품, 예컨대 가먼트, 모자, 가운, 커버럴 (coverall) 등에서 용도를 찾을 수 있으며, 전형적으로 용품에 목적하는 고정 특성을 제공하기 위해 사용된다.
필름 또는 적층물이 롤 형태로 제조될 경우, 물질은, 물질이 형성되는 곳에서 시작하거나, 완성된 웹이 롤에서 권취되는 지점으로 풀리는 기계 방향 ("MD")으로 공지된 방향을 따라 이동한다. 기계 방향은 보통 웹의 가장 긴 치수에 상응할 것이다. 교차 방향 ("CD")은 일반적으로 기계 방향에 수직인 방향이고, 전형적으로 웹의 폭에 상응할 것이다. 다수의 탄성 필름 및 적층물이 제안되어 있지만, 다 수의 이러한 필름 및 적층물은 교차 방향 ("CD")으로 연신되도록 설계되고 제조된다.
지금까지, 기계 방향으로 연신된 탄성 적층물의 가장 일반적인 형태는 필름을 사용하지 않고, 대신에 탄성 스트랜드, 예컨대 라이크라 (LYCRA; 등록상표) 상표의 탄성체의 스트랜드의 적층물을 사용하였다. 탄성 스트랜드 적층물의 제조에서는, 스트랜드를 장력하에 두고, 1개 이상, 전형적으로는 2개의 부직 섬유상 웹에 접착 적층한다. 부직 웹은 공지된 바와 같이 소비자가 선호하는 직물과 유사한 질감을 적층물에 제공한다. 이어서, 탄성 스트랜드는 부직포가 개더링 (gathering) 및 퍼커링 (puckering)되게 이완되어 벌키한 외관을 생성한다. 배변연습용 팬츠 및 성인 실금자용 용품과 같은 일부 용도에서는, 이러한 벌키한 외관이 불만이다. 생성된 적층물을 더 평탄하고 덜 벌키하게 만들기 위해서는, 사용되는 탄성 스트랜드의 수가 약 3배 증가되어야 한다. 탄성 스트랜드의 증가된 수는 적층물의 비용에 부가될 뿐만 아니라, 상당히 보다 복잡하고 덜 강한 제조 공정을 초래한다. 증가된 수의 스트랜드는 다루기가 어려워지고, 임의의 스트랜드가 파손될 경우, 스트랜드(들)를 기계에 다시 꿰는 동안 상당한 시간 동안 공정을 중단해야 한다.
따라서, 개선된 특성을 갖고 강한 공정으로 제조될 수 있는 더 평탄하고 덜 벌키한 탄성 필름 적층물에 대한 요구가 존재한다.
일 실시양태에서, 본 발명은 필름을 하나 이상의 기판에 적층하기 전에 필름을 다수의 단계에서 연신시키는 것을 포함하는, 탄성 필름 적층물의 제조 방법을 제공한다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은 하나 이상의 기판에 결합된 탄성 필름을 포함하며, 상기 필름은 상기 기판에 결합되기 전에 다수의 단계에서 연신된 것인 탄성 필름 적층물을 제공한다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은 탄성 필름 적층물을 포함하고, 상기 필름 적층물은 하나 이상의 기판에 결합된 탄성 필름을 포함하며, 상기 필름은 상기 기판에 결합되기 전에 다수의 단계에서 연신된 것인 직물의 용품을 제공한다.
본 발명의 이러한 및 다른 측면은 도면 및 첨부된 특허청구범위를 참조로 본원을 더 읽을 때 명백해질 것이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 탄성 필름 적층물의 일 실시양태가 예시되어 있다. 본원에서 사용된 용어 "탄성 필름 적층물"은 하나 이상의 기판에 결합된 탄성 필름을 포함하는 구조물을 의미한다. 도 1에 도시된 탄성 필름 적층물 (10)은 탄성 코어 (14)를 갖는 탄성 필름 (12)을 포함한다. 바람직하게는, 필름 (12)은 탄성 코어 (14)의 하나 이상의 면에 배치된 1개 이상의 표피 층 (16)을 더 포함한다. 가장 바람직하게는, 도 1에 예시된 바와 같이, 코어 (14)는 그의 각각의 면에 1개 이상의 표피 층 (16)을 가질 것이다. 또한, 탄성 코어 (14)의 각각의 면에 1개 초과의 표피 층을 갖는 실시양태가 고려되고, 유리하게 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 기판, 예컨대 부직 웹 (18)이 탄성 필름 (12)에 부착된다. 바람직한 실시양태에서, 적층물은 탄성 필름 (12)의 각각의 면 에 부착된 부직 웹 (18)을 포함할 것이다.
인지된 바와 같이, 탄성 필름 (12)은 탄성 코어 (14) 및 임의로는 1개 이상의 표피 층 (16)을 포함한다. 탄성 코어 (14)는 천연 또는 합성 고무, 예컨대 이소프렌, 부타디엔-스티렌 물질, 스티렌 블럭 공중합체 (예를 들어, 스티렌/이소프렌/스티렌 (SIS), 스티렌/부타디엔/스티렌 (SBS) 또는 스티렌/에틸렌-부타디엔/스티렌 (SEBS) 블럭 공중합체) 올레핀 탄성체, 폴리에테르에스테르, 폴리우레탄 및 이들의 혼합물을 포함한다.
1개 이상의 표피 층 (16)이 탄성 코어 (14)와 함께 사용될 경우, 탄성 필름 (12)은, 탄성 코어 (14) 및 1개 이상의 표피 층 (16)이 다이 (die)로부터 동시에 압출되는 공압출 공정으로 제조되는 것이 바람직하다. 별법으로, 압출 코팅과 같은 공정을 사용하여 다층 필름 (12)을 제조할 수 있다. 표피 층 (16)은, 사용될 경우, 탄성 코어 (14)보다 덜 탄성인 임의의 적합한 물질을 포함할 수 있다. 바람직한 물질로는 폴리올레핀 중합체, 특히 메탈로센-촉매된 폴리에틸렌, 및 폴리에틸렌 중합체 또는 공중합체의 블렌드를 비롯한 폴리에틸렌 중합체 및 공중합체가 있다. 또한, 원할 경우, 다른 물질들, 예컨대 비닐 아세테이트 공중합체가 유리하게 사용될 수 있다.
탄성 필름 (12) 중 코어 층 (14)에 대한 표피 층 (16)의 상대량은 특정 용도 및 목적하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 다층 탄성 필름 (12)에 바람직한 실시양태는 표피/코어/표피의 중량비가 5/90/5 내지 15/70/15 범위이다. 탄성 필름 (12)은 당업계에 공지된 바와 같이 텍스쳐화 롤러를 사용하여 엠보싱 (embossing) 되거나, 평탄한 표면을 갖도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 평탄한 표면을 갖는 필름을 제조하기 위해, 진공 박스가 유리하게 사용될 수 있다. 진공 박스는 제조 공정 동안 탄성 필름 (12)에 부분 진공을 제공하여, 필름을 캐스트 롤에 대해 인발함으로써, 일반적으로 진공 박스를 사용하지 않고 제조된 것보다 더 평탄하고 더 얇은 게이지의 필름을 생성한다.
부직 웹 (18)은 임의의 적합한 방법, 예컨대 접착 결합, 초음파 결합, 열 결합, 점 결합 또는 다른 적합한 방법에 의해 탄성 필름 (12)에 결합될 수 있다. 또한, 결합 방법들의 조합이 사용될 수 있다.
용어 "부직 웹"은 임의의 규칙적인 또는 반복되는 패턴이 아니도록 서로 짜여지고 서로 얽힌 섬유의 웹을 의미한다. 부직 섬유상 웹은 당업계에 널리 공지되어 있으며 광범위하게 입수가능하다. 이러한 웹은, 예를 들어 스펀본디드, 멜트블로운 또는 카디드 웹을 포함할 수 있으며, 코어-쉬쓰 (core-sheath) 구조를 갖는 단일 필라멘트 섬유 또는 2성분 섬유일 수 있다. 부직 웹 (18)은 연신가능하거나, 연신가능하지 않거나, 탄성이거나, 비탄성일 수 있다. 용어 "탄성"은 하나 이상의 방향으로 그의 원래 치수의 약 150％로 연신될 수 있고, 장력이 해제될 때 그의 원래 치수의 125％ 이하의 치수로 복원될 수 있는 물질을 의미하기 위해 사용된다. 예를 들어, 1인치의 길이를 갖는 물질이 길이가 1.5인치로 연신될 수 있고, 장력이 해제되어 물질이 이완될 때 1.25인치 이하로 복원될 경우, 탄성이다.
이제, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 적층물의 대표적인 제조 방법의 도식도가 도시되어 있다. 탄성 필름 (12)이 형성된 후, 제1 연신 단계 (100)를 수행 한다. 제1 또는 초기 연신 단계 (100)에서, 탄성 필름 (12)은 필름의 복원력을 감소시키에 충분한 양으로 신장되거나 연신된다. 이러한 목적을 달성하기에 필요한 연신의 양은 사용되는 탄성체의 유형, 필름의 특정 구조, 필름의 기초 중량 및 유사한 고려 사항에 따라 달라질 것이다. 바람직한 실시양태에서, 초기 연신 단계 (100)에서 필름은 400％ 이상으로 연신된다. 특히 바람직한 실시양태에서, 필름은 기계 방향으로 연신되지만, 기계 방향으로 연신되는 것 대신 또는 그 이외에 교차 방향으로 연신될 수 있다.
단계 (100)에서 연신은 임의의 공지된 적합한 연신 공정 및 장치에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 필름은, 필름을 MD로 신장시키기 위해 롤러의 하류 롤러 쌍이 상류 롤러 쌍보다 높은 속도로 작동하는 2세트의 이격된 롤러를 통과할 수 있다. 별법으로, 원할 경우, 필름에 텐터 프레임 (tenter frame)을 수행하여 필름을 CD로 배향시킬 수 있다. 또는, 짝 관계의 2개의 상보성 톱니형 롤러에 의해 형성된 닙을 통해 필름에 힘이 가해지는 인터메싱 기어 ("IMG") 연신 작업을 필름에 수행할 수 있다. 필름이 인터메싱 톱니 또는 롤러에 의해 형성된 닙을 통과할 때, 신장되고 연신된다. IMG 연신은, 원할 경우, MD 또는 CD로 수행될 수 있다. 또한, 당업계에 공지된 다른 연신 작업, 또는 연신 방법들의 조합이 유리하게 사용될 수 있다. 탄성 필름 (12)에 표피 (16)가 존재할 경우, 연신 단계 (100)는 당업계에 공지된 바와 같이, 표피를 변형시켜서 탄성 코어가 신장되고 수축되게 하기에 충분할 것이다.
필름을 초기 연신 단계 (100)에서 연신시킨 후, 이완 단계 (200) 동안 필름 (12)이 이완되게 한다. 이 때, 필름은 일반적으로, 필름을 MD로 운반하고, 다음 연신 작업전에 수행될 수 있는 임의의 가공 동안 필름을 지지하기 위해 필요한 것 이외에는, 임의의 감지가능한 장력없이 존재한다. 예를 들어, 필름이 이 단계에서 이완된 동안, 원할 경우, 임의적 천공 단계 (300)에서 통기성을 부여하기 위해 필름을 가공하는 것이 유리하다.
통기성을 부여하기 위한 공정은 천공, 슬릿팅 (slitting) 및 다른 기술, 예컨대 열 니들 천공, 다이 컷팅, 스코링 (scoring), 전단 또는 고압 수 젯트의 사용을 통한 기술을 포함한다. 또한 이러한 방법들의 조합이 사용될 수 있다. 본 발명자들은 초기 연신 단계 (100) 후에 천공 단계가 첨가될 경우, 제1 연신 단계 전에 필름을 천공하는 것과 비교하여, 필름 (12)이 찢어지거나 파손되는 경향이 덜하다는 것을 발견하였다. 천공 또는 슬릿은, 사용될 경우, 선택적으로, 즉 필름 (12)의 소정 영역에만 도입될 수 있다. 천공의 수, 크기 및 형태는 완성된 적층물의 특정 목적하는 특성에 의해 결정될 것이다. 또한, 하기에 보다 상세하게 기재되는 "컷-앤드-플레이스 (cut-and-place)" 장치에 의한 천공은 필름의 취급을 더 용이하게 할 수 있다.
특별히 바람직한 것은 아니지만, 탄성 필름 (12)의 제조시 진공 형성 공정을 사용함으로써 통기성이 부여될 수 있다. 이러한 실시양태는 필름이 제1 연신 단계 (100) 전에 천공될 경우, 연신하는 동안 찢어지거나, 해지거나, 파손되는 경향이 크기 때문에 바람직하지 않다. 유사하게, 통기성은 원할 경우, 제2 연신 단계 (400) 후에 필름 (12)에 부여될 수 있다.
필름의 이완 단계 (200) 및 임의적 천공 후, 필름 (12)은 연신 단계 (400) 동안 다시 연신된다. 제1 연신 단계 (100)에서와 같이, 필름 (12)을 연신시키는데 사용되는 공정 또는 장치는 본 발명에 중요하지 않다. 단계 (400) 동안 연신의 정도는 제1 연신 단계 (100) 동안 제공된 연신의 양과 동일하거나 그보다 작다. 바람직한 실시양태에서, 제2 연신 단계 (400) 동안 연신의 정도는 제1 연신 단계 (100)에서 제공된 것보다 작다. 예를 들어, 필름 (12)이 제1 연신 단계 (100) 동안 300％ (4:1 연신 비에 상응함) 정도 연신될 경우, 제2 연신 단계 (400) 동안에는 210％ (3.1:1 연신 비에 상응함) 정도 연신될 수 있다. 유사하게, 필름 (12)이 제1 연신 단계 (100) 동안 400％ (5:1 연신 비에 상응함) 정도 연신될 경우, 제2 연신 단계 (400) 동안에는 350％ (4.5:1 연신 비에 상응함) 이하로 연신될 수 있다.
필름은 단계 (100) 동안 예비연신되기 때문에, 필름을 2번째로 연신시키는데 필요한 힘은 감소될 것이며, 80％ 이하 정도 감소될 수 있다. 또한, 제1 연신 단계 (100)는 복원력, 즉, 필름이 그의 원래 치수로 돌아가기 위해 필름에 의해 발휘되는 힘이 감소된 필름을 생성한다. 따라서, 제2 연신 단계 (400) 동안에는 장력하에 필름을 유지시키는데 힘이 덜 든다.
도 2에 도시된 공정은 본 발명에 따른 연신 단계의 최소 수인 단지 2개의 연신 단계만을 보여주고 있다는 것을 인지해야 한다. 그러나, 원할 경우, 2개 초과의 연신 단계가 사용될 수 있다.
제2 (또는 후속) 연신 단계 (400)에서 필름이 여전히 연신된 상태로 존재하 는 동안, 원할 경우, 적층 단계 (500) 동안 필름은 부직 웹(들)에 유리하게 부착될 수 있다. 필름이 연신되어 있는 동안 부직포(들)를 필름에 결합시키면, 필름에 대한 장력이 해제될 때 부직 웹이 개더링될 것이다. 그 후, 적층물은, 부직 웹 중 결합의 파괴 또는 파손, 또는 섬유의 변형없이, 필름이 부직포에 결합될 때 적어도 연신되는 지점으로 연장될 수 있을 것이다.
본 발명자들은 필름과 부직 웹(들) 사이에 개선된 결합 강도를 제공하는 본 발명의 방법을 발견하였다. 임의의 특정 이론에 얽매이는 것을 의도하는 것은 아니지만, 본 발명자들은 탄성 필름의 더 낮은 복원력은 부직 웹(들)으로부터 멀어지도록 필름이 발휘하는 힘을 감소시켜 더 강한 결합을 생성할 것으로 생각한다.
적층 단계 (500) 동안, 필름 (12)은 하나 이상의 부직 웹(들) (18)에 적층된다. 적층은 임의의 적합한 기술, 예를 들어 접착 적층, 열 결합, 초음파 결합, 압력 결합 또는 동적 기계적 결합을 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 이러한 기술들의 조합이 유리하게 사용될 수 있다.
적층 단계 (500) 후, 생성된 적층물 (10)을 이완 단계 (600) 동안 이완되게 한다. 놀랍게도, 다중 연신 공정에 의해 형성된 적층물이 단일 연신 공정을 사용하여 제조된 적층물보다 큰 신장률을 갖는다.
또한, 필름이 컷-앤드-플레이스 유형 장치에서 사용될 경우, 이완 단계 (200) 후에 낮아진 복원력 (필름을 연신 상태로 유지시키기 위해 필요한 힘으로도 생각될 수 있음)이 유리할 수 있다. 컷-앤드-플레이스 유형 장치는 다수의 기저귀 제조 작업 및 다른 산업 공정에서 사용된다. 이러한 장치는 전형적으로 물질이 목 적하는 크기 또는 형태로 절단되는 동안 물질을 제자리에 유지시키기 위해 진공 압력을 사용한 후, 물질의 절단된 조각을 공정 중 또다른 위치로 배치하거나 이동시킨다.
본 발명에 있어서는, 컷-앤드-플레이스 장치를 기저귀 제조 작업에 사용하여, 예를 들어 기저귀에 대한 측면 이어 또는 측면 패널을 형성할 수 있다. 구체적으로, 제조의 위치에서 탄성 필름 (12)에 제1 연신 작업 (100), 이완 단계 (200) 및 임의로 천공 단계 (300)를 수행할 수 있다. 그 후, 물질을 롤에 권취시키고, 기저귀 제조업자에게 보낼 수 있으며, 여기서 필름을 풀어서 제2 연신 작업 (400)을 수행한다. 필름이 연신 단계 (400)에서 장력하에 있는 동안, 필름을 진공 장치와 접촉시켜 목적하는 크기 및 형태로 절단할 수 있다. 물질이 절단될 때, 장력하에 그것을 유지시키는 유일한 힘은 진공 압력이다. 이 때, 필름의 절단된 조각은 적층 단계 (500)에서 부직 웹(들)에 적층되어서 진공으로부터 해방된다. 이 때, 탄성 필름은 부직 웹에 의해 여전히 장력하에 유지되고, 또다른 부직 웹이 적층될 경우, 제2 부직 웹이 부착될 때까지 장력하에 유지된 후에, 단계 (600)에서 이완된다.
탄성 필름의 복원력이 물질을 장력하에 유지시키는 컷-앤드-플레이스 장치의 능력에 필적해야 한다는 것은 상기 기재로부터 명백하다. 복원력 이외에, 마찰 계수와 같은 인자를 고려할 필요가 있다. 그러나, 모든 것이 동등할 때, 본 발명에 따른 탄성 필름을 예비연신시키는 것은, 필름의 기초 중량을 감소시키거나 점착부여제를 표피 층에 첨가하거나 (필름 취급에 불리할 수 있음) 또는 다른 조치를 취 할 필요없이, 편리하고 비용 효율적인 해법을 제공한다.
상기 논의된 실시양태는 탄성 필름을 1개 이상의 부직 웹(들)에 결합시키는 것을 참조로 하였지만, 원할 경우, 다른 기판이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 적합한 기판의 예로는 열가소성 필름 물질, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 아세테이트, 및 다른 이러한 중합체 물질; 섬유 물질 (폴리에스테르, 폴리올레핀, 아크릴, 레이온, 면을 비롯한 섬유상 웹, 제직물 및/또는 부직포, 및 다른 셀룰로스 물질, 열가소성 탄성체 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있음)을 들 수 있다.
상세하게 기재된 실시양태는 필름 (12)이 그의 길이, 폭 또는 둘다를 따라 비교적 균일하게 연신되는 것을 고려한다. 그러나, 특정 실시양태는 목적하는 적층물 특성을 제공하기 위해 간헐적으로 또는 오직 특정 영역에서만 연신된 필름을 제공할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, IMG 연신은 필름이 롤러의 톱니와 접촉하는 지점이 그립 (grip) 점으로 작용하기 때문에 간헐성 연신 형태이다. 필름은 그립 점에서 연신되지 않지만, 그립 점에 바로 인접한 지점에서 연신된다. IMG 활성화의 깊이가 증가할수록, 연신된 영역의 길이는 톱니 사이에 위치한 필름의 전 영역이 연신될 때까지 증가된다.
간헐성 연신의 또다른 예는 도 3에 도시되어 있으며, 2개의 닙 (평탄한 롤러 (31) 및 립형 롤러 (ribbed roller) (32)로 형성된 제1 닙 (30) 및 2개의 평탄한 롤러 (41, 42)로 형성된 제2 닙 (40))의 사용을 포함한다. 립형 롤러는 평행하게 상승된 부분, 또는 롤러의 길이로 (즉, 도 3에 도시된 바와 같이 종이의 평면의 안 과 밖으로) 회전하는 립 (33)을 갖는다. 롤러가 회전하면서, 필름 (12)은 상승된 립 (33)에 의해 교대로 파지되고 해제된다. 제2 닙 (40)의 롤러 (41, 42)는 제1 닙의 롤러보다 빠른 속도로 회전한다. 도 3에 도시된 실시양태에서, 필름 (12)은 화살표 (50)에 의해 나타낸 바와 같이, 닙 (30)으로부터 닙 (40)을 향한 방향으로 이동한다. 따라서, 필름 (12)이 제1 닙에 의해 교대로 파지되고 해제되기 때문에, 필름은 간헐적으로 연신되고 연신되지 않는다. 필름 (12)의 연신은 제1 닙 (30)과 제2 닙 (40) 사이의 영역에서 일어난다. 립형 롤러 (32)의 회전 속도 뿐만 아니라, 립 (33)의 수, 립 (33)의 크기 및 형태, 및 롤러 (32) 상 인접 립 (33) 사이의 간격은 연신되는 영역 및 연신되지 않는 영역의 상대적인 크기를 결정할 것이다. 제2 닙 (40)의 롤러 (41, 42)의 상대 속도는 필름 (12)에 제공되는 연신 정도를 결정할 것이다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 (18)은 제2 닙 롤러에 도입될 수 있고, 여기서 기판 (18)이 필름 (12)에 적층될 것이다. 생성된 적층물은 도 3에 도시된 바와 같은 연신가능하지 않은 영역 (46)에 의해 분리된 연신가능한 영역 (45)을 포함할 것이다. 연신가능한 영역은 필름 (12)이 기판 (18)에 결합되는 동안 장력하에 놓이는 위치에 상응할 것이며, 연신가능하지 않은 영역 (46)은 필름 (12)이 장력하에 있지 않는 동안 기판 (18)이 필름 (12)에 적층되는 위치에 상응할 것이다.
립 (33)은 필름 (12)의 폭에 상응하거나, 필름 (12)보다 넓거나 좁을 수 있다는 것을 고려해야 한다. 필름 (12)의 폭보다 좁을 경우, 필름은 오직 립 (33)의 위치에 상응하는 그의 폭을 따라서 일정 부위만 파지될 것이다. 이러한 실시양태는 적층물의 특성에 훨씬 큰 변화를 제공할 수 있다. 또한, 립형 롤러 (32) 대신에 필름을 간헐적으로 파지 및 해제시키는 또다른 방법이 사용될 수 있다는 것을 고려해야 한다. 예를 들어, 닙 (30)의 2개의 롤러는 평탄할 수 있고, 하나의 이러한 롤러는 회전 캠 또는 다른 작동 장치의 사용에 의해 필름 (12)과 맞물리거나 맞물림 해제될 수 있다.
<실시예>
하기 표 1은 기초 중량이 상이한 것을 제외하고는 동일한 2종의 필름에 대한 제1 및 제2 연신 단계에서 필름을 신장시키는데 필요한 힘의 감소율을 예시한다. 필름은 제1 연신 후에 신장시키기 위한 힘이 덜 필요하기 때문에, 연신된 상태로 필름을 유지시키기 위한 힘도 덜 필요하다 (즉, 필름은 복원력도 감소된다).
실시예에서, 하나는 30 g/㎡ ("gsm")의 기초 중량을 갖고, 다른 하나는 40 gsm의 기초 중량을 갖는 2개의 필름을 제조하였다. 필름을 먼저 400％ 신장률로 연신시키고 (표 1에서 "예비 변형"으로 기록함), 이완시켰다. 그 후, 필름을 제2 연신 단계 (표 1에서 "제1 사이클"로 기록함)에서 300％ 신장률로 연신시켰다. 필름을 연신시키는데 필요한 힘이 하기 표 1에 기록되어 있다.
<표 1>
기초 중량 예비 변형 (400％) 제1 사이클 (300％) 힘 감소율
30 gsm 1676 g 930 g 44.5％
40 gsm 2200 g 1331 g 39.5％
도 4 내지 8에는 힘 대 신장률％의 데이터가 플롯팅되어 있다. 구체적으로, 도 4는 30 gsm 및 40 gsm 필름을 400％ 신장률로 초기 연신 ("예비 변형")시키는데 필요한 힘을 보여준다. 40 gsm 필름에 상응하는 곡선은 곡선 318-1이고, 30 gsm 필름을 나타내는 곡선은 318-2이다. 또한 복원 곡선이 도시되어 있으며, 각각 318-1R 및 318-2R로 표지되어 있다. 도 5는 필름의 제2 연신 단계 ("제1 사이클")에 대한 유사한 그래프를 나타낸다. 샘플을 식별하기 위해 동일한 번호를 사용하였다.
도 6은 필름을 제3 연신 단계에서 300％로 신장시키는데 필요한 힘을 나타내는 유사한 그래프이다. 도 7 및 8 (각각 40 gsm 필름 및 30 gsm 필름에 대한 도 4 내지 6의 복합 그래프임)에 잘 도시된 바와 같이, 제2 연신과 비교하여 초기에 필름을 연신시키는데 필요한 힘 사이에 상당한 차이가 나타나지만, 후속 횟수인 제3회째에는 필름을 연신시키는데 매우 작은 차이의 힘이 요구된다.
본 발명은 다양한 특정 실시양태와 관련하여 기재되었지만, 다양한 변형이 본 발명의 개시 내용으로부터 명백할 수 있으며, 하기 특허청구범위의 범위내에 포함되도록 의도된다.
본 발명은 기판 층에 결합되기 전에 2회 이상 연신된 탄성 필름이 하나 이상의 기판 웹에 적층된 탄성 적층물 및 그의 제조 방법을 제공하며, 이러한 적층물은 필름과 기판 웹 사이에 개선된 결합 강도를 가지며, 1회만 연신된 필름으로 제조된 적층물보다 큰 신장률을 갖는다.

Claims (18)

  1. 하나 이상의 기판 웹에 적층된 탄성 필름을 포함하며, 상기 탄성 필름은 상기 하나 이상의 기판 웹에 적층되기 전에 2회 이상의 단계에서 연신된 것인 적층물.
  2. 제1항에 있어서, 탄성 필름이 탄성 코어 및 1개 이상의 표피 층을 포함하는 것인 적층물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 기판 웹이 부직 웹을 포함하는 것인 적층물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탄성 필름이 천공된 것인 적층물.
  5. (a) 탄성 필름을 제공하는 단계;
    (b) 상기 필름을 하나 이상의 방향으로 연신시키는 단계;
    (c) 상기 필름을 이완시키는 단계;
    (d) 상기 필름을 적어도 1회 더 상기 하나 이상의 방향으로 연신시키는 단계;
    (e) 상기 필름이 연신되어 있는 동안 하나 이상의 기판 웹에 필름을 적층하 여 적층물을 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 적층물을 이완시키는 단계
    를 포함하는 적층물의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 필름이 단계 (d)에서 단계 (b)에서와 동일한 정도로 또는 그보다 덜한 정도로 연신되는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 단계 (e)가 필름을 하나 이상의 부직 웹에 적층하는 것을 포함하는 것인 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 탄성 필름이 탄성 코어 및 1개 이상의 표피 층을 포함하는 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단계 (a)가 탄성 코어 및 2개 이상의 표피 층을 갖는 탄성 필름을 공압출시키는 것을 포함하는 방법.
  10. 제5항에 있어서, 단계 (a) 내지 (c)가 필름 제조업자에 의해 수행되고, 단계 (d) 내지 (e)가 용품 제조업자에 의해 수행되는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 단계 (d) 내지 (e) 중 적어도 일부가 컷-앤드-플레이스 (cut-and-place) 장치의 사용을 포함하는 것인 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    (g) 필름을 권취시키는 단계; 및
    (h) 필름을 푸는 단계
    를 더 포함하며, 상기 단계 (g) 및 (h)가 단계 (c)와 (d) 사이에서 수행되는 방법.
  13. 제5항에 있어서,
    (i) 필름을 천공하는 단계
    를 더 포함하며, 상기 단계 (i)가 단계 (a)와 단계 (d) 사이에서 수행되는 방법.
  14. 제13항의 방법으로부터 제조된 적층물.
  15. 제5항의 방법으로부터 제조된 적층물.
  16. 하나 이상의 기판 웹에 적층된 탄성 필름을 포함하는 적층물을 포함하고, 상기 탄성 필름은 상기 하나 이상의 기판 웹에 적층되기 전에 2회 이상의 단계에서 연신된 것인 용품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 적층물이
    (a) 탄성 필름을 제공하는 단계;
    (b) 상기 필름을 하나 이상의 방향으로 연신시키는 단계;
    (c) 상기 필름을 이완시키는 단계;
    (d) 상기 필름을 적어도 1회 더 상기 하나 이상의 방향으로 연신시키는 단계;
    (e) 상기 필름이 연신되어 있는 동안 하나 이상의 기판 웹에 필름을 적층하여 적층물을 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 적층물을 이완시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조된 것인 용품.
  18. 제16항에 있어서, 상기 탄성 필름이 천공된 것인 용품.
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