KR20110036894A - 저 강도 및 경량 부직 페이싱을 함유하는 탄성 복합체 - Google Patents

저 강도 및 경량 부직 페이싱을 함유하는 탄성 복합체 Download PDF

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KR20110036894A
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제임스 어스틴
리사 사나브리아
호세 에이 시퀘이라
윙-착 응
브라이언 디 헤인즈
우만 피 토마스
아이리스 브이 슈마허
크리스토퍼 라슬리
스티븐 씨 메이어
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Abstract

횡기계 방향 ("CD")으로 낮은 강도를 갖는 경량 부직 페이싱으로부터 형성된 탄성 복합체가 제공된다. 복합체에 사용되는 물질 및 제조 공정의 특정 파라미터에 대한 선택적 제어를 통해, 본 발명자들은 이러한 저 강도 및 경량 페이싱이 그의 일체성을 유의하게 손상시키지 않고 탄성 필름에 용이하게 적층될 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 탄성 필름은 강도 향상 열가소성 층에 인접하게 배치된 엘라스토머성 탄성 층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 열가소성 층의 중합체 함량 및 두께는 일반적으로 필름에 추가의 강도 및 일체성을 부여하도록 선택된다. 또한, 탄성 층의 중합체 함량은 필름이 페이싱에 접착하기에 충분한 점착성을 갖도록 선택될 수 있다. 특정 경우에, 강도 향상 층이 부직 페이싱과 실질적으로 접촉하지 않도록 2개의 탄성 층 사이에 층을 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로, 강도 향상 층은 적층 공정 동안 실질적인 손상을 방지할 수 있다.

Description

저 강도 및 경량 부직 페이싱을 함유하는 탄성 복합체 {ELASTIC COMPOSITE CONTAINING A LOW STRENGTH AND LIGHTWEIGHT NONWOVEN FACING}
신체 윤곽에 더 잘 맞을 수 있는 능력을 개선하기 위해 흔히 제품 (예를 들어, 기저귀, 배변연습용 팬츠, 가먼트 등)에 탄성 복합체가 혼입된다. 예를 들어, 탄성 복합체는 탄성 필름 및 부직 페이싱(facing)으로부터 형성될 수 있다. 부직 페이싱은 탄성 필름이 연신 상태에 있는 동안 열 및 압력 (예를 들어, 캘린더 롤)의 적용을 통해 탄성 필름에 결합될 수 있고, 따라서 부직 페이싱은 필름이 수축될 때 그것이 필름과 결합된 위치 사이에서 오므라들어, "주름(pleat)"을 형성할 수 있다. 생성된 탄성 복합체는 주름이 탄성 필름이 신장되는 것을 허용하는 한에서 연신될 수 있다. 비용을 감소시키기 위하여, 낮은 기초 중량 및 강도를 갖는 부직 페이싱을 갖는 복합체를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 불행하게도, 강도가 낮은 페이싱은 그의 내구성 및 일체성의 결핍으로 인하여 제조하기가 어렵다. 예를 들어, 통상적인 캘린더 롤에 의해 적용된 열 및 압력은 페이싱의 일체성을 상당히 손상시킬 수 있다. 또한, 높은 기초 중량 페이싱은 종종 적층 동안 물질의 개더링(gathering)으로 인해 내구성이 요구된다.
따라서, 경량 및 저 강도 부직 페이싱으로부터 형성되고, 또한 다양한 용도에 효과적으로 사용하기에 충분한 내구성을 갖는 탄성 복합체가 현재 요망되고 있다.
본 발명의 일 실시양태에 따라, 탄성 필름 및 탄성 필름에 인접하게 배치되고 그에 적층된 부직 페이싱을 포함하는 탄성 복합체가 개시된다. 부직 페이싱은 약 45 g/㎡ 이하의 기초 중량 및 횡기계 방향(cross-machine direction)으로 약 350 g-힘/인치 이하의 피크 하중을 갖는다. 또한, 복합체는 기계 방향, 횡기계 방향 또는 둘다로 약 75％ 이상의 피크 신장률을 나타낸다.
본 발명의 또다른 실시양태에 따라, 복합체의 제조 방법이 개시된다. 상기 방법은 엘라스토머성 조성물을 부직 페이싱의 표면 상에 직접 압출시켜 탄성 필름을 형성하는 단계 및 필름을 부직 페이싱과 결합시켜 복합체를 형성하는 단계를 포함한다. 부직 페이싱은 약 45 g/㎡ 이하의 기초 중량 및 횡기계 방향으로 약 350 g-힘/인치 이하의 피크 하중을 갖는다. 또한, 복합체는 기계 방향, 횡기계 방향 또는 둘다로 약 75％ 이상의 피크 신장률을 나타낸다.
본 발명의 다른 특징 및 측면이 아래에 보다 상세하게 기재된다.
당업자를 겨냥한, 본 발명의 가장 좋은 방식을 비롯한 본 발명에 대한 충분하고 권능적인 개시 내용을 첨부 도면을 참고하는 명세서의 나머지 부분에서 더 구체적으로 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시양태에 따른 복합체의 제조 방법을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 복합체의 제조 방법을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따라 형성될 수 있는 개인 위생 제품의 투시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시양태에서 사용될 수 있는 홈이 있는 롤의 투시도이다.
도 5는 도 4의 홈이 있는 2개의 롤 사이의 맞물림을 나타내는 단면도이다.
도 6은 실시예 1에서 형성된 복합체의 SEM 현미경 사진 (350X)이다.
도 7은 실시예 1에서 형성된 복합체의 또다른 SEM 현미경 사진 (1,100X)이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일한 또는 유사한 특징부 또는 요소를 나타내는 것을 의도한다.
정의
본원에서 사용되는 "부직웹"이라는 용어는 일반적으로 인터레잉되었지만 편성포에서처럼 확인가능한 방식으로 인터레잉되지는 않은 개별 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 의미한다. 적합한 부직포 또는 부직웹의 예로는 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹, 수력 얽힘 웹 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본원에서 사용되는 "멜트블로운" 웹 또는 페이싱이라는 용어는 일반적으로 용융된 열가소성 물질을 통상적으로 원형인 다수의 미세 다이 모세관을 통해 용융된 섬유로서 수렴성 고속 기체 (예를 들어, 공기) 스트림으로 압출하고, 이 기체 스트림이 용융된 열가소성 물질의 섬유를 섬세화(attenuation)하여 그의 직경을 감소시키는 방법에 의해 형성되는 부직웹을 의미하고, 감소된 직경은 마이크로섬유 직경까지일 수 있다. 이어서, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되어 수집 표면 위에 침착되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 예를 들어 미국 특허 제3,849,241호 (부틴(Butin) 등)에 개시되어 있고, 상기 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
본원에서 사용되는 "스펀본드" 웹 또는 페이싱이라는 용어는 일반적으로 직경이 작고 실질적으로 연속인 섬유를 함유하는 웹을 의미한다. 섬유는 용융된 열가소성 물질을 통상적으로 원형인 방사구의 다수의 미세 모세관으로부터 압출한 후, 압출된 섬유의 직경을 추출 연신 및/또는 다른 잘 알려진 스펀본딩 메카니즘에 의해 신속하게 감소시킴으로써 형성된다. 스펀본드 웹의 제조는 예를 들어 미국 특허 제4,340,563호 (애펠(Appel) 등), 제3,692,618호 (도르쉬너(Dorschner) 등), 제3,802,817호 (마츄키(Matsuki) 등), 제3,338,992호 (키네이(Kinney)), 제3,341,394호 (키네이), 제3,502,763호 (하르트만(Hartman)), 제3,502,538호 (레비(Levy)), 제3,542,615호 (도보(Dobo) 등) 및 제5,382,400호 (파이크(Pike) 등)에 기술되고 예시되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다. 스펀본드 섬유는 그들이 수집 표면 상에 침착될 때 일반적으로 점착성이 아니다. 스펀본드 섬유는 종종 약 10 내지 약 20 마이크로미터의 직경을 갖는다.
본원에서 사용되는 "기계 방향" 또는 "MD"라는 용어는 일반적으로 물질이 제조되는 방향을 의미한다. "횡기계 방향" 또는 "CD"라는 용어는 기계 방향에 대해 수직인 방향을 의미한다.
본원에서 사용되는 샘플의 "자기 이력 값"은 먼저 샘플을 신장시킨 후 ("하중 증가") 샘플이 수축하게 함으로써 ("하중 감소") 결정될 수 있다. 자기 이력 값은 이러한 사이클 하중 동안의 에너지 손실이다.
발명의 상세한 설명
이제, 아래에 하나 이상의 예를 나타낸 본 발명의 다양한 실시양태에 대해 상세히 언급할 것이다. 각 예는 설명을 위해 제공된 것이고, 본 발명을 제한하지 않는다. 사실상, 당업자에게는 본 발명의 범위 또는 취지에서 벗어남이 없이 본 발명에 다양한 변경 및 변화를 가할 수 있음이 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시양태의 일부로서 예시되거나 또는 기술된 특징을 다른 실시양태에 사용하여 추가의 실시양태를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 변경 및 변화를 커버하도록 의도된다.
일반적으로, 본 발명은 횡기계 방향 ("CD")으로 낮은 강도를 갖는 경량 부직 페이싱으로부터 형성된 탄성 복합체에 관한 것이다. 복합체에 사용되는 물질 및 제조 공정의 특정 파라미터에 대한 선택적 제어를 통해, 본 발명자들은 이러한 저 강도 및 경량 페이싱이 일체성을 유의하게 손상시키지 않고 탄성 필름에 용이하게 적층될 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 탄성 필름은 강도 향상 열가소성 층에 인접하게 배치된 엘라스토머성 탄성 층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 열가소성 층의 중합체 함량 및 두께는 일반적으로 필름에 추가의 강도 및 일체성을 부여하도록 선택된다. 또한, 탄성 층의 중합체 함량은 필름이 페이싱에 접착하기에 충분한 점착성을 갖도록 선택될 수 있다. 특정 경우에, 강도 향상 층이 부직 페이싱과 실질적으로 접촉하지 않도록 2개의 탄성 층 사이에 층을 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로, 강도 향상 층은 적층 공정 동안 실질적인 손상을 방지할 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명의 다양한 실시양태가 이제 보다 상세하게 기재될 것이다.
I. 부직 페이싱
상기한 바와 같이, 본 발명의 부직 페이싱은 일반적으로 경량이고, 횡기계 방향 ("CD")으로 낮은 강도를 갖는데, 이는 복합체의 가요성을 증가시키고 또한 그의 제조에 있어서 상당한 비용 절약을 제공한다. 보다 구체적으로, 기초 중량은 약 45 g/㎡ 이하, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 30 g/㎡ 및 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 20 g/㎡ 범위일 수 있다. 또한, 부직 페이싱은 횡기계 방향으로 약 350 g-힘/인치 (폭) 이하, 일부 실시양태에서는 약 300 g-힘/인치 이하, 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 300 g-힘/인치, 일부 실시양태에서는 약 60 내지 약 250 g-힘/인치 및 일부 실시양태에서는 약 75 내지 약 200 g-힘/인치의 피크 하중을 가질 수 있다. 또한, 원할 경우, 부직 페이싱은 기계 방향 ("MD")으로 낮은 강도, 예컨대 기계 방향으로 약 3000 g-힘/인치 (폭) 이하, 일부 실시양태에서는 약 2500 g-힘/인치 이하, 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 2000 g-힘/인치 및 일부 실시양태에서는 약 100 내지 약 1500 g-힘/인치의 피크 하중을 가질 수 있다.
부직 페이싱은 다양한 공지된 방법, 예컨대 멜트블로윙, 스펀본딩, 카딩, 웨트 레잉, 에어 레잉, 코폼 등으로부터 형성될 수 있다. 일 특정 실시양태에서, 예를 들어 부직 페이싱은 약 15 마이크로미터 이하, 일부 실시양태에서는 약 0.01 내지 약 10 마이크로미터 및 일부 실시양태에서는 약 0.1 내지 약 5 마이크로미터의 평균 크기를 갖는 "마이크로섬유"를 함유하는 멜트블로운 페이싱이다.
형성되는 방식과 상관없이, 부직 페이싱은 전형적으로 비교적 높은 비캣(Vicat) 연화 온도 (ASTM D-1525), 예컨대 약 100℃ 내지 약 300℃, 일부 실시양태에서는 약 12O℃ 내지 약 250℃ 및 일부 실시양태에서는 약 130℃ 내지 약 200℃를 갖는 중합체로부터 형성된다. 부직 페이싱의 형성에 사용하기 위한 대표적인 고 연화점 중합체로는, 예를 들어 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 클로라이드 아세테이트; 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지, 예를 들어, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등; 폴리아미드, 예를 들어, 나일론; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리비닐 알코올; 폴리우레탄; 폴리락트산; 이들의 공중합체; 이들의 블렌드 등을 들 수 있다. 또한, 중합체(들)가 다른 첨가제, 예컨대 섬유에 요망되는 특성을 부여하기 위한 가공 보조제 또는 처리 조성물, 잔류량의 용매, 안료 또는 착색제 등을 함유할 수 있음을 주의하여야 한다.
부직 페이싱을 형성하기 위하여 단성분 및/또는 다성분 섬유가 사용될 수 있다. 단성분 섬유는 일반적으로 단일 압출기로부터 압출되는 중합체 또는 중합체 블렌드로부터 형성된다. 다성분 섬유는 일반적으로 분리된 압출기들로부터 압출되는 2종 이상의 중합체로부터 형성된다 (예를 들어, 이성분 섬유). 중합체는 섬유의 단면을 가로질러 실질적으로 연속으로 위치하는 별개의 대역에 배열될 수 있다. 성분들은 임의의 요망되는 형상, 예컨대 쉬쓰-코어, 병렬(side-by-side), 파이(pie), 해도(island-in-the-sea), 쓰리 아일랜드(three island), 불스아이(bull's eye), 또는 당업계에 알려진 다양한 다른 배열로 배열될 수 있다. 다성분 섬유를 형성하기 위한 다양한 방법은 미국 특허 제4,789,592호 (타니구치(Taniguchi) 등), 미국 특허 제5,336,552호 (스트랙(Strack) 등), 제5,108,820호 (카네코(Kaneko) 등), 제4,795,668호 (크루에지(Kruege) 등), 제5,382,400호 (파이크(Pike) 등), 제5,336,552호 (스트랙 등) 및 제6,200,669호 (마르몬(Marmon) 등)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다. 미국 특허 제5,277,976호 (호글(Hogle) 등), 제5,162,074호 (힐즈(Hills)), 제5,466,410호 (힐즈), 제5,069,970호 (라그만(Largman) 등) 및 제5,057,368호 (라그만 등)에 기술된 것 같은 다양한 불규칙 형상을 갖는 다성분 섬유도 형성될 수 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
부직 페이싱을 형성하기 위하여 사용되는 섬유의 요망되는 데니어는 원하는 용도에 따라 달라질 수 있다. 전형적으로, 섬유는 필라멘트 당 데니어 (즉, 섬유 9000 미터 당 질량 (g)과 동일한 선형 밀도의 단위)가 약 6 미만, 일부 실시양태에서는 약 3 미만 및 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 3이도록 형성된다.
필수적인 것은 아니지만, 부직 페이싱은 임의로 임의의 통상적인 기술, 예컨대 접착제를 사용하거나, 자생적으로 (예를 들어, 도포된 외부 접착제가 없는 섬유의 융합 및/또는 자가접착) 결합시킬 수 있다. 적합한 자생 결합 기술로는 초음파 결합, 열 결합, 통기 결합, 캘린더 결합 등을 들 수 있다. 필요한 온도 및 압력은 패턴 결합 면적, 중합체 특성, 섬유 특성 및 부직 특성을 비롯한 (그러나, 이에 한정되는 것은 아님) 다수의 인자에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 페이싱을 전형적으로 패턴화되지 않은, 즉 평탄한 2개의 롤 사이에 형성된 닙을 통해 통과시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 단지 소량의 압력만이 물질에 가해져 물질들을 서로 약하게 결합시킨다. 이론에 의해 제한되는 것을 의도하지는 않지만, 본 발명자들은 이러한 약하게 결합된 물질이 고도의 연신성을 유지할 수 있고, 이로써 생성된 복합체의 탄성 및 연신성이 증가할 수 있는 것으로 생각한다. 예를 들어, 닙 압력은 약 0.1 내지 약 20 파운드/인치, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 15 파운드/인치 및 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 10 파운드/인치 범위일 수 있다. 또한, 하나 이상의 롤은 약 15℃ 내지 약 60℃, 일부 실시양태에서는 약 20℃ 내지 약 50℃ 및 일부 실시양태에서는 약 25℃ 내지 약 40℃의 표면 온도를 가질 수 있다.
또한, 부직 페이싱은 본 발명의 필름에 적층 전에 기계 및/또는 횡기계 방향으로 연신될 수 있다. 적합한 연신 기술로는 넥킹, 텐터링, 홈 롤 연신 등을 들 수 있다. 예를 들어, 페이싱은 미국 특허 제5,336,545호, 제5,226,992호, 제4,981,747호 및 제4,965,122호 (모르만(Morman)) 뿐만 아니라, 미국 특허 출원 공보 제2004/0121687호 (모르만 등)에 기재된 바와 같이 넥킹될 수 있다. 별법으로, 부직 페이싱은 필름에 적층되기 전에 하나 이상의 방향으로 비교적 비연신성으로 남아있을 수 있다. 이러한 실시양태에서, 부직 페이싱은 필름에 적층된 후에 하나 이상의 방향으로 임의로 연신될 수 있다. 또한, 페이싱에 다른 공지된 가공 단계, 예컨대 천공, 열 처리 등을 수행할 수 있다.
II. 탄성 필름
본 발명의 탄성 필름은 용융-가공성, 즉 열가소성인 하나 이상의 엘라스토머성 중합체로부터 형성된다. 엘라스토머성 폴리에스테르, 엘라스토머성 폴리우레탄, 엘라스토머성 폴리아미드, 엘라스토머성 공중합체, 엘라스토머성 폴리올레핀 등과 같은 임의의 다양한 열가소성 엘라스토머성 중합체가 일반적으로 본 발명에 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 예를 들어, 모노알케닐 아렌 및 포화 공액 디엔의 블록을 함유하는 실질적으로 비결정성인 블록 공중합체가 사용될 수 있다. 이러한 블록 공중합체는, 부직 페이싱에 결합하는 필름의 능력을 향상시키는 고도의 탄성 및 점착성으로 인하여 본 발명에 특히 유용하다.
모노알케닐 아렌 블록(들)으로는 스티렌 및 그의 유사체 및 동족체, 예컨대 o-메틸 스티렌; p-메틸 스티렌; p-tert-부틸 스티렌; 1,3 디메틸 스티렌 p-메틸 스티렌 등 뿐만 아니라, 다른 모노알케닐 폴리시클릭 방향족 화합물, 예컨대 비닐 나프탈렌; 비닐 안트리센 등을 들 수 있다. 바람직한 모노알케닐 아렌은 스티렌 및 p-메틸 스티렌이다. 공액 디엔 블록(들)으로는 공액 디엔 단량체의 단일중합체, 2종 이상의 공액 디엔의 공중합체 및 1종 이상의 디엔과 또다른 단량체의 공중합체 (여기서, 블록은 우세하게 공액 디엔 단위임)를 들 수 있다. 바람직하게는, 공액 디엔은 4 내지 8개의 탄소 원자를 함유하며, 예를 들어 1,3 부타디엔 (부타디엔); 2-메틸-1,3 부타디엔; 이소프렌; 2,3 디메틸-1,3 부타디엔; 1,3 펜타디엔 (피페릴렌); 1,3 헥사디엔 등이 있다. 모노알케닐 아렌 (예를 들어, 폴리스티렌) 블록의 양은 다양할 수 있지만, 전형적으로 공중합체의 약 8 중량％ 내지 약 55 중량％, 일부 실시양태에서는 약 10 중량％ 내지 약 35 중량％ 및 일부 실시양태에서는 약 25 중량％ 내지 약 35 중량％를 구성할 수 있다. 적합한 블록 공중합체는 약 5,000 내지 약 35,000의 수 평균 분자량을 갖는 모노알케닐 아렌 말단블록, 및 약 20,000 내지 약 170,000의 수 평균 분자량을 갖는 포화 공액 디엔 중간블록을 함유할 수 있다. 블록 중합체의 총 수 평균 분자량은 약 30,000 내지 약 250,000일 수 있다.
특히 적합한 열가소성 엘라스토머성 공중합체는 미국 텍사스주 휴스톤 소재 크라톤 폴리머즈 엘엘씨(Kraton Polymers LLC)로부터 상표명 크라톤(KRATON; 등록상표) 하에 입수가능하다. 크라톤(등록상표) 중합체는 스티렌-디엔 블록 공중합체, 예컨대 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌, 스티렌-부타디엔-스티렌 및 스티렌-이소프렌-스티렌을 포함한다. 또한, 크라톤(등록상표) 중합체는 스티렌-디엔 블록 공중합체의 선택적 수소화에 의해 형성된 스티렌-올레핀 블록 공중합체를 포함한다. 이러한 스티렌-올레핀 블록 공중합체의 예로는 스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌), 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌-(에틸렌-프로필렌) 및 스티렌-에틸렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌을 들 수 있다. 이러한 블록 공중합체는 선형, 방사형 또는 별형 분자 배열을 가질 수 있다. 특정 크라톤(등록상표) 블록 공중합체로는 상표명 G 1652, G 1657, G 1730, MD6673 및 MD6973 하에 시판되는 것을 들 수 있다. 다양한 적합한 스티렌 블록 공중합체는 미국 특허 제4,663,220호, 제4,323,534호, 제4,834,738호, 제5,093,422호 및 제5,304,599호에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다. 다른 시판용 블록 공중합체로는 일본 오까야마 소재 쿠라레이 컴파니 리미티드(Kuraray Company, Ltd.)로부터 상표명 셉톤(SEPTON; 등록상표) 하에 입수가능한 S-EP-S 엘라스토머성 공중합체를 들 수 있다. 또다른 적합한 공중합체로는 미국 텍사스주 휴스톤 소재 덱스코 폴리머즈(Dexco Polymers)로부터 상표명 벡터(VECTOR; 등록상표) 하에 입수가능한 S-I-S 및 S-B-S 엘라스토머성 공중합체를 들 수 있다. 또한, 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,332,613호 (테일러(Taylor) 등)에서 논의된 바와 같은 A-B-A-B 사블록 공중합체로 이루어진 중합체가 적합하다. 이러한 사블록 공중합체의 예로는 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌) ("S-EP-S-EP") 블록 공중합체가 있다.
물론, 필름을 형성하기 위하여 다른 열가소성 엘라스토머성 중합체가 단독으로 또는 블록 공중합체와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 실질적으로 규칙적인 구조를 갖거나, 이를 나타낼 수 있는 반결정성 폴리올레핀이 사용될 수 있다. 대표적인 반결정성 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들의 블렌드 및 공중합체를 들 수 있다. 일 특정 실시양태에서, 에틸렌 및 α-올레핀, 예컨대 C3-C2O α-올레핀 또는 C3-C12 α-올레핀의 공중합체인 폴리에틸렌이 사용된다. 적합한 α-올레핀은 선형 또는 분지형 (예를 들어, 하나 이상의 C1-C3 알킬 분지 또는 아릴 기)일 수 있다. 특정 예로는 1-부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-디메틸-1-부텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환체를 갖는 1-노넨; 에틸, 메틸 또는 디메틸-치환된 1-데센; 1-도데센; 및 스티렌을 들 수 있다. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 이러한 공중합체의 에틸렌 함량은 약 60 몰％ 내지 약 99 몰％, 일부 실시양태에서는 약 80 몰％ 내지 약 98.5 몰％ 및 일부 실시양태에서는 약 87 몰％ 내지 약 97.5 몰％일 수 있다. 또한, α-올레핀 함량은 약 1 몰％ 내지 약 40 몰％, 일부 실시양태에서는 약 1.5 몰％ 내지 약 15 몰％ 및 일부 실시양태에서는 약 2.5 몰％ 내지 약 13 몰％ 범위일 수 있다.
특히 적합한 폴리에틸렌 공중합체는 "선형" 또는 "실질적으로 선형"인 것이다. "실질적으로 선형"이라는 용어는 공단량체 도입으로 인한 단쇄 분지 이외에, 에틸렌 중합체가 중합체 골격에 장쇄 분지도 함유한다는 것을 의미한다. "장쇄 분지"란 6개 이상의 탄소의 쇄 길이를 의미한다. 각각의 장쇄 분지는 중합체 골격과 동일한 공단량체 분포를 가지며, 그것이 부착되는 중합체 골격만큼 길 수 있다. 바람직한 실질적으로 선형인 중합체는 1000개의 탄소 당 0.01개의 장쇄 분지 내지 1000개의 탄소 당 1개의 장쇄 분지 및 일부 실시양태에서는 1000개의 탄소 당 0.05개의 장쇄 분지 내지 1000개의 탄소 당 1개의 장쇄 분지로 치환된다. "실질적으로 선형"이라는 용어와 달리, "선형"이라는 용어는 중합체가 측정가능한 또는 증명가능한 장쇄 분지를 갖지 않는다는 것을 의미한다. 즉, 중합체는 1000개의 탄소 당 평균 0.01개 미만의 장쇄 분지로 치환된다.
선형 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 밀도는 α-올레핀의 길이와 양 모두의 함수이다. 즉, α-올레핀의 길이가 길고 존재하는 α-올레핀의 양이 많을수록, 공중합체의 밀도는 작아진다. 필수적으로 요구되는 것은 아니지만, α-올레핀 단쇄 분지 함량이 에틸렌 공중합체가 가소성과 엘라스토머성 특징을 모두 나타내는 (즉, "플라스토머") 함량이라는 점에서 선형 폴리에틸렌 "플라스토머"가 특히 바람직하다. α-올레핀 공단량체와의 중합은 결정성 및 밀도를 감소시키기 때문에, 생성된 플라스토머는 일반적으로 폴리에틸렌 열가소성 중합체 (예를 들어, LLDPE)보다 작지만, 엘라스토머의 밀도에 근접하고/거나 이와 중첩되는 밀도를 갖는다. 예를 들어, 폴리에틸렌 플라스토머의 밀도는 0.91 g/㎤ (세제곱 센티미터 당 그램) 이하, 일부 실시양태에서는 0.85 내지 0.88 g/㎤ 및 일부 실시양태에서는 0.85 g/㎤ 내지 0.87 g/㎤일 수 있다. 엘라스토머와 유사한 밀도를 가짐에도 불구하고, 플라스토머는 일반적으로 더 높은 결정도를 나타내고, 비교적 비점착성이며, 비접착성이고 비교적 자유 유동성인 펠렛으로 형성될 수 있다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 폴리에틸렌은 텍사스주 휴스톤 소재 엑손모빌 케미칼 컴파니(ExxonMobil Chemical Company)로부터 상표명 이그잭트(EXACT; 상표명) 하에 입수가능한 에틸렌-기재 공중합체 플라스토머이다. 다른 적합한 폴리에틸렌 플라스토머는 미국 미시간주 미들랜드 소재 다우 케미칼 컴파니(Dow Chemical Company)로부터 상표명 인게이지(ENGAGE; 상표명) 및 어피니티(AFFINITY; 상표명) 하에 입수가능하다. 또다른 적합한 에틸렌 중합체는 다우 케미칼 컴파니로부터 상표명 다우렉스(DOWLEX; 상표명) (LLDPE) 및 아탄(ATTANE; 상표명) (ULDPE) 하에 입수가능하다. 다른 적합한 에틸렌 중합체는 미국 특허 제4,937,299호 (이웬(Ewen) 등); 제5,218,071호 (츠츠이(Tsutsui) 등); 제5,272,236호 (라이(Lai) 등); 및 제5,278,272호 (라이 등)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
물론, 본 발명은 결코 에틸렌 중합체의 사용에 제한되지 않는다. 예를 들어, 프로필렌 플라스토머도 필름에 사용하기에 적합할 수 있다. 적합한 플라스토머 프로필렌 중합체로는, 예를 들어 프로필렌의 공중합체 또는 삼원공중합체를 들 수 있으며, 프로필렌과 α-올레핀 (예를 들어, C3-C20), 예컨대 에틸렌, 1-부텐, 2-부텐, 다양한 펜텐 이성질체, 1-헥센, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 4-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-헥센, 5-메틸-1-헥센, 비닐시클로헥센, 스티렌 등의 공중합체를 들 수 있다. 프로필렌 중합체의 공단량체 함량은 약 35 중량％ 이하, 일부 실시양태에서는 약 1 중량％ 내지 약 20 중량％ 및 일부 실시양태에서는 약 2 중량％ 내지 약 10 중량％일 수 있다. 바람직하게는 폴리프로필렌 (예를 들어, 프로필렌/α-올레핀 공중합체)의 밀도는 0.91 g/㎤ (세제곱 센티미터 당 그램) 이하, 일부 실시양태에서는 0.85 내지 0.88 g/㎤ 및 일부 실시양태에서는 0.85 g/㎤ 내지 0.87 g/㎤일 수 있다. 적합한 프로필렌 중합체는 미국 텍사스주 휴스톤 소재 엑손모빌 케미칼 컴파니로부터 상표명 비스타맥스(VISTAMAXX; 상표명) 하에; 벨기에 펠루이 소재 아토피나 케미칼즈(Atofina Chemicals)로부터 상표명 피나(FINA; 상표명) (예를 들어, 8573) 하에; 미쯔이 페트로케미칼 인더스트리즈(Mitsui Petrochemical Industries)로부터 상표명 타프머(TAFMER; 상표명) 하에; 및 미국 미시간주 미들랜드 소재 다우 케미칼 컴파니로부터 상표명 버시파이(VERSIFY; 상표명) 하에 시판되고 있다. 적합한 프로필렌 중합체의 다른 예는 미국 특허 제6,500,563호 (다타(Datta) 등); 제5,539,056호 (양(Yang) 등); 및 제5,596,052호 (레스코니(Resconi) 등)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
반결정성 폴리올레핀을 형성하기 위하여 일반적으로 임의의 다양한 공지된 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 올레핀 중합체는 자유 라디칼 또는 배위 촉매 (예를 들어, 지글러-나타(Ziegler-Natta))를 사용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는, 올레핀 중합체는 단일 자리 배위 촉매, 예컨대 메탈로센 촉매로부터 형성된다. 이러한 촉매 시스템은, 공단량체가 분자쇄내에 랜덤하게 분포되고, 여러가지 분자량 분획을 가로질러 균일하게 분포된 에틸렌 공중합체를 생성한다. 메탈로센-촉매화된 폴리올레핀은, 예를 들어 미국 특허 제5,571,619호 (맥알핀(McAlpin) 등); 제5,322,728호 (다비스(Davis) 등); 제5,472,775호 (오비제스키(Obijeski) 등); 제5,272,236호 (라이(Lai) 등); 및 제6,090,325호 (위트(Wheat) 등)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다. 메탈로센 촉매의 예로는 비스(n-부틸시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드, 비스(n-부틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드, 비스(시클로펜타디에닐)스칸듐 클로라이드, 비스(인데닐)지르코늄 디클로라이드, 비스(메틸시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드, 비스(메틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드, 코발토센, 시클로펜타디에닐티타늄 트리클로라이드, 페로센, 하프노센 디클로라이드, 이소프로필(시클로펜타디에닐,-1-플로우레닐)지르코늄 디클로라이드, 몰리브도센 디클로라이드, 니켈로센, 니오보센 디클로라이드, 루테노센, 티타노센 디클로라이드, 지르코노센 클로라이드 수소화물, 지르코노센 디클로라이드 등을 들 수 있다. 메탈로센 촉매를 사용하여 제조된 중합체는 전형적으로 좁은 분자량 범위를 갖는다. 예를 들어, 메탈로센-촉매화된 중합체는 4 미만의 다분산 수 (Mw/Mn), 제어된 단쇄 분지 분포 및 제어된 이소택틱성(isotacticity)을 가질 수 있다.
반결정성 폴리올레핀의 용융 유동 지수 (MI)는 일반적으로 다양할 수 있지만, 전형적으로 190℃에서 측정시 약 0.1 g/10분 내지 약 100 g/10분, 일부 실시양태에서는 약 0.5 g/10분 내지 약 30 g/10분 및 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 10 g/10분 범위이다. 용융 유동 지수는 190℃하에 10분 동안 5000 g의 힘을 받았을 때 압출 레오미터 오리피스 (직경 0.0825 인치)를 통해 통과될 수 있는 중합체의 중량 (g)이며, ASTM 시험 방법 D1238-E에 따라 측정될 수 있다.
물론, 엘라스토머성 중합체 이외에, 일반적으로 비탄성 열가소성 중합체가 복합체의 탄성에 불리한 영향을 미치지 않는 한 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 조성물은 다른 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등)을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 열가소성 조성물은 추가의 프로필렌 중합체, 예컨대 호모폴리프로필렌 또는 프로필렌의 공중합체를 함유할 수 있다. 추가의 프로필렌 중합체는, 예를 들어 실질적으로 이소택틱 폴리프로필렌 단일중합체, 또는 약 10 중량％ 이하의 다른 단량체, 즉 약 90 중량％ 이상의 프로필렌을 함유하는 공중합체로부터 형성될 수 있다. 이러한 폴리프로필렌은 그래프트, 랜덤 또는 블록 공중합체 형태로 존재할 수 있으며, 약 110℃ 초과, 일부 실시양태에서는 약 115℃ 초과 및 일부 실시양태에서는 약 130℃ 초과의 뚜렷한 융점을 갖는다는 점에서 우세하게 결정성일 수 있다. 이러한 추가의 폴리프로필렌의 예는 미국 특허 제6,992,159호 (다타 등)에 기재되어 있으며, 상기 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
또한, 본 발명의 탄성 필름은 당업계에 공지된 다른 성분을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 예를 들어, 탄성 필름은 충전제를 함유한다. 충전제는 필름 중합체 압출 블렌드에 첨가될 수 있고 압출된 필름을 화학적으로 방해하지 않지만 필름 전반에 걸쳐서 균일하게 분산될 수 있는 미립자 또는 다른 형태의 물질이다. 충전제는 필름 불투명도 및/또는 통기성 (즉, 증기 투과성 및 실질적으로 액체 불투과성)을 향상시키는 것을 비롯한 다양한 목적으로 쓰일 수 있다. 예를 들어, 충전된 필름은 중합체를 충전제로부터 이탈하게 하여 미세다공성 통로를 생성하게 하는 연신에 의해 통기성이 될 수 있다. 통기성 미세다공성 탄성 필름은 예를 들어 미국 특허 제5,997,981호; 제6,015,764호; 및 제6,111,163호 (맥코맥(McCormack) 등); 제5,932,497호 (모르만 등); 제6,461,457호 (테일러 등)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다. 적합한 충전제의 예로는 탄산칼슘, 다양한 종류의 점토, 실리카, 알루미나, 탄산바륨, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 활석, 황산바륨, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 이산화티타늄, 제올라이트, 셀룰로오스계 분말, 카올린, 운모, 탄소, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 펄프 분말, 목재 분말, 셀룰로오스 유도체, 키틴 및 키틴 유도체를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특정 경우에, 필름의 충전제 함량은 필름의 약 25 중량％ 내지 약 75 중량％, 일부 실시양태에서는 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％ 및 일부 실시양태에서는 약 40 중량％ 내지 약 60 중량％ 범위일 수 있다.
또한, 다른 첨가제, 예컨대 용융 안정화제, 가교 촉매, 프로-라드(pro-rad) 첨가제, 가공 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 산화방지제, 열 노화 안정화제, 증백제, 블로킹방지제, 결합제, 점착성 부여제, 점도 개질제 등도 필름에 혼입될 수 있다. 적합한 점착성 부여 수지의 예로는, 예를 들어 수소화 탄화수소 수지를 들 수 있다. 레갈레즈(REGALREZ; 상표명) 탄화수소 수지가 이러한 수소화 탄화수소 수지의 예이며, 이스트만 케미칼(Eastman Chemical)로부터 입수가능하다. 다른 점착성 부여제는 상표명 에스코레즈(ESCOREZ; 상표명) 하에 엑손모빌로부터 입수가능하다. 또한, 점도 개질제, 예컨대 폴리에틸렌 왁스 (예를 들어, 에폴렌(EPOLENE; 상표명) C-10, 이스트만 케미칼 제품)가 사용될 수 있다. 포스파이트 안정화제 (예를 들어, 미국 뉴욕주 테리타운 소재 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)로부터 입수가능한 이르가포스(IRGAFOS) 및 미국 오하이오주 도버 소재 도버 케미칼 코포레이션(Dover Chemical Corp.)으로부터 입수가능한 도버포스(DOVERPHOS))가 대표적인 용융 안정화제이다. 또한, 힌더드 아민 안정화제 (예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능한 키마소르브(CHIMASSORB))가 대표적인 열 및 광 안정화제이다. 또한, 힌더드 페놀이 산화방지제로서 필름의 제조에 일반적으로 사용된다. 일부 적합한 힌더드 페놀로는 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 상표명 "이르가녹스(Irganox; 등록상표)", 예컨대 이르가녹스(등록상표) 1076, 1010 또는 E 201하에 입수가능한 것을 들 수 있다. 또한, 결합제를 필름에 첨가하여 필름과 추가의 물질 (예를 들어, 부직웹)의 결합을 용이하게 할 수 있다. 전형적으로, 이러한 첨가제 (예를 들어, 점착성 부여제, 산화방지제, 안정화제 등)는 각각 필름의 약 0.001 중량％ 내지 약 25 중량％, 일부 실시양태에서는 약 0.005 중량％ 내지 약 20 중량％ 및 일부 실시양태에서는 0.01 중량％ 내지 약 15 중량％의 양으로 존재한다.
본 발명의 탄성 필름은 단일층 또는 다층일 수 있다. 다층 필름은 공압출 또는 임의의 다른 통상적인 층형성 기술에 의해 제조될 수 있다. 사용될 경우, 다층 필름은 전형적으로 하나 이상의 열가소성 층 및 하나 이상의 탄성 층을 함유한다. 열가소성 층은 생성된 복합체에 강도 및 일체성을 제공하기 위하여 사용되는 한편, 탄성 층은 탄성 및 부직 페이싱에 접착하기에 충분한 점착성을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 본 발명의 일 특정 실시양태에서, 필름은 2개 이상의 탄성 층 사이에 배치된 하나 이상의 열가소성 층을 포함한다. 이러한 방식으로, 열가소성 층은 부직 페이싱과 실질적으로 접촉하지 않고, 따라서, 적층 동안 실질적인 손상을 방지할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 하나 이상의 탄성 층을 일반적으로 상기한 바와 같은 엘라스토머성 조성물로부터 형성하여 필름에 원하는 정도의 탄성을 제공한다. 필름에 원하는 탄성 특성을 부여하기 위하여, 엘라스토머는 전형적으로 탄성 층(들)을 형성하기 위하여 사용되는 엘라스토머성 조성물의 중합체 함량의 약 55 중량％ 이상, 일부 실시양태에서는 약 60 중량％ 이상 및 일부 실시양태에서는 약 65 중량％ 내지 100 중량％를 구성한다. 실제로, 특정 실시양태에서, 탄성 층(들)은 일반적으로 비탄성인 중합체를 함유하지 않을 수 있다. 예를 들어, 이러한 비탄성 중합체는 엘라스토머성 조성물의 중합체 함량의 약 15 중량％ 이하, 일부 실시양태에서는 약 10 중량％ 이하 및 일부 실시양태에서는 약 5 중량％ 이하를 구성할 수 있다.
열가소성 층(들)은 어느 정도의 탄성을 가질 수 있지만, 이러한 층은 일반적으로 필름의 강도가 충분히 향상되도록 보장하기 위하여 탄성 층(들)보다 덜 탄성인 열가소성 조성물로부터 형성된다. 예를 들어, 하나 이상의 탄성 층은 주로 실질적으로 비결정성인 엘라스토머 (예를 들어, 스티렌-올레핀 공중합체)로부터 형성될 수 있고, 하나 이상의 열가소성 층은 상기에 보다 상세하게 기술된 폴리올레핀 플라스토머 (예를 들어, 단일 자리 촉매화된 에틸렌 또는 프로필렌 공중합체)로부터 형성될 수 있다. 약간의 탄성을 갖기는 하지만, 이러한 폴리올레핀은 일반적으로 실질적으로 비결정성인 엘라스토머보다 덜 탄성이다. 물론, 열가소성 층(들)은 일반적으로 비탄성 중합체, 예컨대 통상적인 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리에틸렌 (저 밀도 폴리에틸렌 ("LDPE"), 지글러-나타 촉매화된 선형 저 밀도 폴리에틸렌 ("LLDPE") 등), 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 클로라이드 아세테이트; 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지, 예를 들어, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등; 폴리아미드, 예를 들어, 나일론; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리비닐 알코올; 폴리우레탄; 폴리락트산; 이들의 공중합체 및 혼합물 등을 함유할 수 있다. 특정 실시양태에서, 폴리올레핀 (예를 들어, 통상적인 것 및/또는 플라스토머)이 사용되며, 열가소성 층(들)을 형성하기 위하여 사용되는 열가소성 조성물의 중합체 함량의 약 55 중량％ 이상, 일부 실시양태에서는 약 60 중량％ 이상 및 일부 실시양태에서는 약 65 중량％ 내지 100 중량％를 구성한다.
열가소성 및 탄성 층의 두께는 일반적으로 필름 탄성과 강도 사이에 적절한 균형을 이루도록 선택된다. 예를 들어, 탄성 층의 두께는 전형적으로 약 20 내지 약 200 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 25 내지 약 175 마이크로미터 및 일부 실시양태에서는 약 30 내지 약 150 마이크로미터이다. 또한, 탄성 층(들)은 필름의 총 두께의 약 70％ 내지 약 99.5％ 및 일부 실시양태에서는 필름의 총 두께의 약 80％ 내지 약 99％를 구성할 수 있다. 반면, 열가소성 층(들)의 두께는 전형적으로 약 0.5 내지 약 20 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 15 마이크로미터 및 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 12 마이크로미터이다. 또한, 열가소성 층(들)은 필름의 총 두께의 약 0.5％ 내지 약 30％ 및 일부 실시양태에서는 필름의 총 두께의 약 1 ％ 내지 약 20％를 구성할 수 있다. 또한, 필름은 약 20 내지 약 250 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 25 내지 약 225 마이크로미터 및 일부 실시양태에서는 약 30 내지 약 200 마이크로미터의 총 두께를 가질 수 있다.
특정 필름 함량에 상관없이, 필름 및/또는 필름을 형성하기 위해 사용된 물질은 또한 하나 이상의 추가의 가공 단계를 거칠 수 있다. 일 실시양태에서, 예를 들어, 필름에 사용된 엘라스토머성 중합체는 부직 페이싱에 적층하기 전, 후 및/또는 그 동안에 가교되어 향상된 탄성 특성을 갖는 필름을 제공한다. 가교는 중합체를 전자기 방사선, 예컨대 자외선 광, 전자 빔 방사선, 천연 및 인공 방사선 동위원소 (예를 들어, α, β 및 γ 선), x-선, 중성자 빔, 양 전하 빔, 레이저 빔 등에 노출시켜 유도될 수 있다. 전자기 방사선의 파장 ("λ")은 약 1000 나노미터 이하, 일부 실시양태에서는 약 100 나노미터 이하 및 일부 실시양태에서는 약 1 나노미터 이하일 수 있다. 전자 빔 방사선은, 예를 들어 전형적으로 약 1 나노미터 이하의 파장을 갖는다. 또한, (하나 또는 다중 단계에서) 사용된 총 조사량은 약 1 메가래드 (Mrad) 내지 약 30 Mrad, 일부 실시양태에서는 약 3 Mrad 내지 약 25 Mrad 및 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 15 Mrad 범위일 수 있다. 또한, 에너지 수준은 약 0.05 메가일렉트론 볼트 (MeV) 내지 약 600 MeV 범위일 수 있다. 가교시, 물질에 기계 방향, 횡기계 방향 또는 둘다로 추가의 탄성을 제공하는 3차원 가교 네트워크가 형성될 수 있다.
III. 다른 페이싱
또한, 원할 경우, 본 발명의 복합체는 당업계에 공지된 다른 페이싱, 예컨대 부직웹 물질, 필름, 폼(foam) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복합체는 또다른 부직 페이싱, 예컨대 멜트블로운 웹, 스펀본드 웹, 본디드 카디드 웹, 웨트레이드 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹 등 뿐만 아니라, 상기한 것의 조합을 포함할 수 있다. 일 특정 실시양태에서, 또다른 페이싱은 본디드 카디드 페이싱일 수 있다. 임의의 목적하는 길이의 섬유, 예컨대 스테이플 섬유, 연속 섬유 등이 본디드 카딩 페이싱에 사용될 수 있다. 예를 들어, 약 1 내지 약 150 밀리미터, 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 50 밀리미터, 일부 실시양태에서는 약 10 내지 약 40 밀리미터 및 일부 실시양태에서는 약 10 내지 약 25 밀리미터 범위의 섬유 길이를 갖는 스테이플 섬유가 사용될 수 있다. 이러한 섬유는 섬유의 베일을 섬유를 분리하는 피커(picker)에 넣음으로써 카디드 웹으로 형성될 수 있다. 이어서, 기계 방향으로 배향된 섬유 부직웹을 형성하기 위해 섬유를 추가로 분해하여 기계 방향으로 정렬하는 코밍(combing) 또는 카딩 유닛을 통해 섬유를 보낸다. 이어서, 카디드 웹을 상기한 바와 같은 방식으로 약하게 결합시킬 수 있다.
요구되는 것은 아니지만, 추가의 페이싱은 또한 경량이고, 낮은 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 페이싱의 기초 중량은 약 1 내지 약 45 g/㎡, 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 30 g/㎡ 및 일부 실시양태에서는 약 3 내지 약 20 g/㎡ 범위일 수 있다. 또한, 페이싱은 횡기계 방향 ("CD")으로 약 350 g-힘/인치 (폭) 이하, 일부 실시양태에서는 약 300 g-힘/인치 이하, 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 300 g-힘/인치, 일부 실시양태에서는 약 60 내지 약 250 g-힘/인치 및 일부 실시양태에서는 약 75 내지 약 200 g-힘/인치의 피크 하중을 가질 수 있다. 원할 경우, 부직 페이싱은 또한 기계 방향 ("MD")으로 낮은 강도, 예컨대 기계 방향으로 약 3000 g-힘/인치 (폭) 이하, 일부 실시양태에서는 약 2500 g-힘/인치 이하, 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 2000 g-힘/인치 및 일부 실시양태에서는 약 100 내지 약 1500 g-힘/인치의 피크 하중을 가질 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 추가의 부직 페이싱은 본 발명의 필름에 적층되기 전에 기계 및/또는 횡기계 방향으로 연신될 수 있을 뿐만 아니라, 다른 공지된 가공 단계, 예컨대 천공, 열 처리 등을 거칠 수 있다.
IV. 적층 기술
생성된 복합체의 내구성 및 안정성을 향상시키기 위하여, 전형적으로 엘라스토머성 조성물을 부직 페이싱의 표면 상에 직접 압출시킴으로써 필름을 페이싱에 적층시킨다. 이것은 엘라스토머성 조성물과 부직 페이싱의 섬유 사이에 향상된 접촉 정도를 허용하여, 추가로 멜트블로운 섬유가 엘라스토머성 조성물에 결합하는 능력을 증가시킨다. 이러한 방식으로, 낮은 강도의 부직 페이싱을 손상시킬 수 있는 통상적인 캘린더 결합 공정에서 사용되는 상당량의 열 및 압력의 적용을 요하지 않고 충분한 정도의 결합이 이루어진다. 원할 경우, 적층은 다양한 기술, 예컨대 접착제, 흡인력 등의 사용을 통해 용이해질 수 있다. 일 실시양태에서, 예를 들어, 필름은 흡인력에 의해 적층 동안 페이싱을 향해 편향된다.
사용된 적층 기술과 상관없이, 적절한 결합 온도의 선택은 필름의 엘라스토머성 중합체(들)를 용융 및 연화시키는데 도움을 주어 필름의 엘라스토머성 중합체(들)가 유동하고, 부직 페이싱과 융합하여 일체인 부직 복합체를 형성할 수 있게 한다. 또한, 엘라스토머성 중합체(들)가 결합 부위에서 섬유에 물리적으로 포획 또는 접착될 수 있기 때문에, 충분한 결합 형성이 부직 페이싱을 형성하기 위하여 사용된 중합체(들)의 실질적인 연화를 요하지 않고 이루어질 수 있다. 물론, 부직 페이싱의 온도가 특정 실시양태에서 그의 연화점 초과일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 필름과 부직 페이싱 사이에 목적하는 정도의 결합 형성을 달성하기 위하여, 엘라스토머성 조성물이 압출되는 온도는 전형적으로 약 50℃ 내지 약 300℃, 일부 실시양태에서는 약 60℃ 내지 약 275℃, 일부 실시양태에서는 약 70℃ 내지 약 260℃이다.
이제, 본 발명의 적층 기술의 다양한 실시양태가 보다 상세하게 기재될 것이다. 도 1을 참조하면, 예를 들어, 탄성 필름 및 멜트블로운 페이싱으로부터 복합체를 형성하는 방법의 일 실시양태가 도시되어 있다. 이러한 실시양태에서, 멜트블로운 페이싱(30)은 원료 (예를 들어, 폴리프로필렌)를 호퍼(6)로부터 압출기(8)로 공급한 후, 압출된 조성물을 멜트블로운 다이(9)로 공급함으로써 인라인(in-line)으로 형성된다. 중합체가 오리피스(도시되지 않음)에서 다이(9)를 빠져나올 때, 고압 유체 (예를 들어, 가열된 공기)가 중합체 스트림을 마이크로섬유(11)로 섬세화 및 확산시키고, 마이크로섬유(11)는 롤(70)의 표면 상에 랜덤하게 침착되어 멜트블로운 페이싱(30)을 형성한다. 또한, 멜트블로운 페이싱(30)은, 이후에 롤(70) 상에서 횡단하는 별도의 유공형 표면 (예를 들어, 와이어, 벨트, 직물 등) 상에 형성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 멜트블로운 페이싱(30)은 인라인으로 형성되기 보다는 단순히 공급 롤로부터 풀릴 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 1에 도시된 실시양태에서, 단일 열가소성 층(23) 및 단일 탄성 층(21)을 함유하는 탄성 필름이 또한 형성된다. 보다 구체적으로, 탄성 층(21)의 원료를 압출기(14)의 호퍼(12)에 첨가하고, 열가소성 층(23)의 원료를 압출기(24)의 호퍼(22)에 첨가할 수 있다. 물질은 분산 혼합되고 압출기(14 및 24)내에서 승온하에 배합된다. 압출기(14)내에서, 예를 들어, 엘라스토머성 조성물의 용융 블렌딩은 약 50℃ 내지 약 300℃, 일부 실시양태에서는 약 60℃ 내지 약 275℃ 및 일부 실시양태에서는 약 70℃ 내지 약 260℃의 온도에서 수행될 수 있다. 열가소성 조성물의 용융 블렌딩은 압출기(24)내에서 엘라스토머성 조성물에 대해 사용된 것과 동일하거나, 그 보다 낮거나, 그 보다 높은 온도하에 수행될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 조성물의 용융 블렌딩은 일부 경우에 약 5O℃ 내지 약 250℃, 일부 실시양태에서는 약 60℃ 내지 약 225℃ 및 일부 실시양태에서는 약 70℃ 내지 약 200℃의 온도에서 수행될 수 있다. 용융 블렌딩 동안 겉보기 전단 속도는 약 100 초-1 내지 약 10,000 초-1, 일부 실시양태에서는 약 500 초-1 내지 약 5000 초-1 및 일부 실시양태에서는 약 800 초-1 내지 약 1200 초-1 범위일 수 있다. 겉보기 전단 속도는 4Q/πR3 (여기서, Q는 중합체 용융물의 부피 유속 ("m3/s")이고, R은 용융된 중합체가 유동하는 모세관 (예를 들어, 압출기 다이)의 반경 ("m")임)이다.
캐스팅, 플랫 다이 압출 등을 비롯한 임의의 공지된 기술을 사용하여 배합된 물질로부터 필름을 형성할 수 있다. 도 1의 특정 실시양태에서, 예를 들어 탄성 및 열가소성 층을 당업계에 공지된 바와 같이, 롤(70) 상에 배치된 멜트블로운 페이싱(30) 상에 "캐스트"한다. 따라서, 캐스트 필름(40)은, 탄성 층(21)이 페이싱(30)에 바로 인접하게 배치되도록 페이싱(30) 상에 형성된다. 필름(40)과 페이싱(30) 사이에 결합을 향상시키기 위하여, 흡인력을 가해 필름(40)을 멜트블로운 페이싱(30)의 상부 표면에 대해 편향시킨다. 이것은 다양한 방법 (예를 들어, 진공 슬롯, 슈즈, 롤 등)으로 복합체-형성 공정 전체에 걸쳐 다양한 위치에서 수행될 수 있다. 도 1에 도시된 실시양태에서, 예를 들어, 필름(40)이 캐스트되는 롤(70)은 목적하는 흡인력을 가할 수 있는 진공 롤이다. 흡인력의 양을 선택적으로 제어하여 저 강도 페이싱의 일체성을 유의하게 저하시키지 않고 결합을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 공압 진공 압력을 사용하여 약 0.25 킬로파스칼 이상, 일부 실시양태에서는 약 0.3 내지 약 5 킬로파스칼 및 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 2 킬로파스칼의 흡인력을 가할 수 있다. 이러한 진공 보조 적층은 달리 부직 페이싱의 일체성을 손상시킬 수 있는 캘린더 적층 방법에서 일반적으로 사용되는 상당량의 열 및 압력을 필요로 하지 않고 강한 복합체를 형성할 수 있게 한다. 실제로, 필름(40)이 형성되는 롤(70)은 원할 경우, 주위 온도에서 유지될 수 있다.
필수적으로 요구되는 것은 아니지만, 제2 페이싱(31)은 또한 탄성 필름(40)에 적층될 수 있다. 제2 페이싱(31)은 인라인으로 형성되거나, 공급 롤 (예를 들어, 롤(62))로부터 생성된다. 제2 페이싱(31)은 부직 페이싱 뿐만 아니라, 또다른 유형의 부직웹 물질, 필름, 폼 등일 수 있다. 적층되면, 탄성 필름(40)은 복수의 분리된 결합 부위에서 페이싱(30 및 31)과 용융 융합되어 복합체(80)를 형성한다. 즉, 필름(40)의 엘라스토머성 중합체(들)는 물질(30 및 31)의 섬유를 물리적으로 포획할 수 있도록 연화 및/또는 용융된다. 탄성 필름(40)은 적층시 섬유에 접착하도록 특정 점착성을 가질 수 있다. 원할 경우, 결합은 페이싱(30 및 31)의 중합체(들)가 서로 실질적으로 용융 융합되지 않도록 상기 중합체(들)를 실질적으로 연화시키기에 불충분한 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 생성된 복합체(80)는 부직 페이싱의 물리적 특성 (예를 들어, 액체 투과성, 연성, 벌크 및 촉감)을 더 잘 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어남 없이, 당업계에 공지된 다양한 추가의 잠재적 가공 및/또는 마무리 단계, 예컨대 슬릿팅, 연신 등이 수행될 수 있다. 예를 들어, 복합체를 임의로 횡기계 및/또는 기계 방향으로 기계적으로 연신시켜 연신성을 향상시킬 수 있다. 도 1에 도시된 실시양태에서, 예를 들어, 복합체를 CD 및/또는 MD 방향으로 점진적으로 연신시키는 CD 및/또는 MD 방향으로 홈을 갖는 2개 이상의 롤(90)을 통해 복합체를 진행시킬 수 있다. 이러한 홈이 있는 위성(satellite)/앤빌(anvil) 롤 배열이 미국 특허 출원 공보 제2004/0110442호 (림(Rhim) 등) 및 제2006/0151914호 (게른트(Gerndt) 등)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다. 홈이 있는 롤(90)은 강철 또는 다른 경질 물질 (예컨대, 경질 고무)로 제조될 수 있다.
도 4 및 5는 홈 롤이 복합체를 점진적으로 연신시킬 수 있는 방법을 추가로 예시한다. 도시된 바와 같이, 예를 들어 위성 롤(382)은 앤빌 롤(384)과 맞물릴 수 있으며, 상기 롤 각각은 횡기계 방향으로 홈이 있는 롤을 가로질러 배치된 복수의 홈(385)을 한정하는 복수의 릿지(ridge)(383)를 포함한다. 홈(385)은 일반적으로 물질의 연신 방향에 대해 수직으로 배향된다. 즉, 홈(385)은 기계 방향으로 배향되어 복합체를 횡기계 방향으로 연신시킨다. 또한, 홈(385)은 횡기계 방향으로 배향되어 복합체를 기계 방향으로 연신시킬 수 있다. 위성 롤(382)의 릿지(383)는 앤빌 롤(384)의 홈(385)과 정합되고, 위성 롤(382)의 홈(385)은 앤빌 롤(384)의 릿지(383)와 정합된다.
홈(385) 및 릿지(383)의 치수 및 파라미터는 롤(382 및 384)에 의해 제공된 연신성 정도에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 롤 상에 함유된 홈(385)의 갯수는 일반적으로 인치 당 약 3 내지 15개의 홈, 일부 실시양태에서는 인치 당 약 5 내지 12개의 홈 및 일부 실시양태에서는 인치 당 약 5 내지 10개의 홈 범위일 수 있다. 또한, 홈(385)은 일반적으로 약 0.25 내지 약 1.0 센티미터 및 일부 실시양태에서는 약 0.4 내지 약 0.6 센티미터 범위인 특정 깊이 "D"를 가질 수 있다. 또한, 홈(385) 사이의 피크 대 피크 거리 "P"는 전형적으로 약 0.1 내지 약 0.9 센티미터 및 일부 실시양태에서는 약 0.2 내지 약 0.5 센티미터이다. 또한, 홈(385)과 릿지(383) 사이의 홈 롤 맞물림 거리 "E"는 약 0.05 내지 약 0.8 센티미터, 일부 실시양태에서는 약 0.1 내지 약 0.7 센티미터 및 일부 실시양태에서는 약 0.15 내지 약 0.6 센티미터일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 복합체(80) (도 1)는 하나 이상의 방향으로 연신 전 초기 치수의 약 100％ 내지 약 750％, 일부 실시양태에서는 약 125％ 내지 약 500％ 및 일부 실시양태에서는 약 150％ 내지 약 400％의 치수 (예를 들어, 길이 또는 폭)로 연신될 수 있다. 원할 경우, 점진적 연신의 적용 직전 또는 그 동안 복합체에 열을 가하여 복합체를 다소 이완시키거나 연신을 완화시킬 수 있다. 열은 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법, 예컨대 가열된 공기, 적외선 히터, 가열된 닙핑 롤 또는 라미네이트를 하나 이상의 가열된 롤 또는 스팀 캐니스터 둘레로 부분적으로 감싸기 등에 의해 적용될 수 있다. 또한, 열을 홈이 있는 롤 그 자체에 적용할 수 있다. 또한, 다른 홈이 있는 롤 배열, 예컨대 서로 바로 인접하게 배치된 2개의 홈이 있는 롤이 동등하게 적합하다는 것을 이해하여야 한다.
복합체를 하나 이상의 방향으로 기계적으로 연신시키기 위하여, 상기한 홈이 있는 롤 이외에, 다른 기술이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 복합체는 복합체를 연신시키는 텐터 프레임을 통해 통과할 수 있다. 이러한 텐터 프레임은 당업계에 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 미국 특허 출원 공보 제2004/0121687호 (모르만 등)에 기재되어 있다. 또한, 복합체는 넥킹될 수 있다. 적합한 넥킹 기술은 미국 특허 제5,336,545호, 제5,226,992호, 제4,981,747호 및 제4,965,122호 (모르만), 뿐만 아니라 미국 특허 출원 공보 제2004/0121687호 (모르만 등)에 기재되어 있으며, 이들 모든 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
다시 도 1을 참조하면, 복합체(80)는 형성될 때 이후에 권취 롤(95) 상에서 슬릿, 권취 및 저장될 수 있다. 복합체(80)는 권취 롤(95) 상에서 권취 전 및/또는 그 동안 기계 방향으로 수축시킬 수 있다. 이것은 롤(95)에 대해 느린 선속도를 사용하여 수행될 수 있다. 별법으로, 복합체(80)를 장력하에 롤(95)로 권취시킬 수 있다.
도 1에 도시된 실시양태에서, 상기한 바와 같이, 필름의 탄성 층은 필름의 부직 페이싱과 열가소성 층 사이에 배치된다. 그러나, 이러한 실시양태에서, 열가소성 층은 노출된 상태로 유지되고, 후속 가공 동안, 예컨대 복합체를 홈이 있는 롤로 CD 및/또는 MD 방향으로 연신시킬 때, 손상될 수 있다. 일부 경우에, 손상은 열가소성 층이 목적하는 정도의 강도를 복합체에 부여하지 못하도록 하는 정도일 수 있다. 따라서, 이러한 손상을 최소화하기 위하여, 열가소성 층이 2개 이상의 탄성 층 사이에 위치하여 가공 동안 보호되도록 하나 이상의 추가의 탄성 층이 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 예를 들어, 2개의 탄성 층 사이에 배치된 2개의 열가소성 층을 함유하는 탄성 필름으로부터 복합체를 형성하는 방법의 일 실시양태가 도시되어 있다. 이러한 실시양태에서, 부직 페이싱(130)은 원료를 호퍼(106)로부터 압출기(108)로 공급한 후, 압출된 조성물을 멜트블로운 다이(109)로 공급함으로써 인라인으로 형성된다. 마이크로섬유(111)는 롤(170)의 표면 상에 랜덤하게 침착되어 부직 페이싱(130)을 형성한다. 또한, 제1 탄성 층(121)의 원료를 압출기(114)의 호퍼(112)에 첨가하고, 제1 열가소성 층(123)의 원료를 압출기(124)의 호퍼(122)에 첨가한다. 물질을 롤(170) 상에 배치된 부직 페이싱(130)에 공압출시켜 제1 필름 전구체(241)를 형성한다. 유사하게, 제2 탄성 층(221)의 원료를 압출기(214)의 호퍼(212)에 첨가하고, 제2 열가소성 층(223)의 원료를 압출기(224)의 호퍼(222)에 첨가한다. 이어서, 물질을, 공급 롤(162)로부터 풀리고 제2 롤(270) 상에 배치된 부직 페이싱(131) 상에 공압출시켜 제2 필름 전구체(242)를 형성한다.
상기한 바와 같이, 흡인력을 가하여 제1 필름 전구체(241)를 부직 페이싱(130)의 상부 표면에 대해 편향시켜 제1 복합체 전구체(310)를 형성할 수 있다. 또한, 흡인력을 가하여 제2 필름 전구체(242)를 부직 페이싱(131)의 상부 표면에 대하여 편향시켜 제2 복합체 전구체(320)를 형성할 수 있다. 도 2에 도시된 실시양태에서, 복합체 전구체(310 및 320)를 이어서 CD 및/또는 MD 방향으로 연신시키기 위하여 홈이 있는 롤(190) 사이로 통과시켜 분리된 필름 전구체(241 및 242)로부터 형성된 필름을 함유하는 통합 복합체(180)를 형성한다. 물론, 도 2에 도시된 바와 같이 이후에 서로 합쳐지는 분리된 필름 전구체로부터 필름 및 복합체를 형성하는 것 대신에, 다른 기술이 또한 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 필름은 당업계에 널리 공지된 바와 같이, 단순히 각각의 조성물을 함께 롤 중 하나의 표면 상에 공압출시켜 형성할 수 있다.
형성되는 특정 방법과 상관없이, 본 발명자들은 생성된 복합체가 고도의 연신성 및 탄성 회복성을 갖는다는 것을 발견하였다. 즉, 복합체는 횡기계 방향, 기계 방향 또는 둘다에서 약 75％ 이상, 일부 실시양태에서는 약 100％ 이상 및 일부 실시양태에서는 약 150％ 내지 약 500％의 피크 하중에서의 신장률 ("피크 신장률")을 나타낼 수 있다. 또한, 복합체는 연신력이 가해졌을 때 하나 이상의 방향으로 연신되고, 연신력이 해제되었을 때 대략 그의 원래 치수로 수축/회복된다는 점에서 탄성일 수 있다. 예를 들어, 연신된 물질은 그의 이완된 비연신된 길이보다 50％ 이상 더 크고, 연신력이 해제되었을 때, 연신된 길이의 50％ 이상이내로 회복되는 연신된 길이를 가질 수 있다. 가상의 예는 1.50 인치 이상으로 연신가능하고, 연신력이 해제되었을 때 1.25 인치 이하의 길이로 회복되는 물질의 1 인치 샘플일 것이다. 바람직하게는, 복합체는 연신된 길이의 50％ 이상, 보다 더 바람직하게는 80％ 이상으로 수축 또는 회복한다.
또한, 복합체는 기계 방향 및/또는 횡기계 방향으로 고도의 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 복합체의 CD 피크 하중은 약 1000 g-힘/인치 ("gf/in") 이상, 일부 실시양태에서는 약 1100 내지 약 3000 gf/in 및 일부 실시양태에서는 약 1200 내지 약 2500 gf/in일 수 있다. 또한, MD 피크 하중은 약 1500 g-힘/인치 ("gf/in") 이상, 일부 실시양태에서는 약 1500 내지 약 6000 gf/in 및 일부 실시양태에서는 약 2000 내지 약 5000 gf/in일 수 있다.
V. 용품
본 발명의 복합체는 광범위한 다양한 응용에 사용될 수 있다. 상기한 바와 같이, 예를 들어, 복합체는 흡수 용품에 사용될 수 있다. "흡수 용품"은 일반적으로 물 또는 다른 유체를 흡수할 수 있는 임의의 용품을 의미한다. 일부 흡수 용품의 예로는 개인 위생 흡수 용품, 예컨대 기저귀, 배변연습용 팬츠, 흡수 언더팬츠, 실금용품, 여성 위생 제품 (예를 들어, 생리대), 수영복, 아기용 와이프 등; 의료용 흡수 용품, 예컨대 가먼트, 천공 물질, 언더패드, 침대 패드, 붕대, 흡수 드레이프 및 의료용 와이프; 음식 서비스 와이퍼; 의류용품 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 흡수 용품을 형성하는 데 적합한 물질 및 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다. 전형적으로, 흡수 용품은 실질적으로 액체 불투과성인 층 (예를 들어, 외부 커버), 액체 투과성 층 (예를 들어, 신체측 라이너, 서지층 등), 및 흡수 코어를 포함한다. 일 특정 실시양태에서, 본 발명의 복합체는 탄성 허리, 다리 커프/가스켓팅, 신축성 귀부, 측부 패널 또는 신축성 외부 커버 용품을 제공하는 데 사용될 수 있다.
이제, 본 발명에 따라 형성될 수 있는 흡수 용품의 다양한 실시양태를 더 상세히 기술할 것이다. 도 3을 참조하면, 예를 들어, 전방 허리 구역(455), 후방 허리 구역(460), 및 전방 허리 구역과 후방 허리 구역을 상호연결하는 중간 구획(465)을 일반적으로 한정하는 일회용 기저귀(450)의 한 실시양태가 도시되어 있다. 전방 허리 구역(455) 및 후방 허리 구역(460)은 사용 동안 각각 착용자의 전방 복부 영역 및 후방 복부 영역 위에서 실질적으로 연신되도록 제작된 기저귀의 일반적인 부분들을 포함한다. 기저귀의 중간 구획(465)은 착용자의 다리 사이의 가랑이 영역을 통해 연신되도록 제작된 기저귀의 일반적인 부분을 포함한다. 따라서, 중간 구획(465)은 기저귀에서 반복된 액체 분출이 전형적으로 일어나는 영역이다.
기저귀(450)는 비제한적으로 외부 커버 또는 배면시트(470), 배면시트(470)와 대면하도록 배치된 액체 투과성 신체측 라이너 또는 상면시트(475), 및 배면시트(470)와 상면시트(475) 사이에 위치하는 흡수 코어체 또는 액체 보유 구조체(480), 예컨대 흡수 패드를 포함한다. 배면시트(470)는 길이 또는 종방향(486), 및 폭 또는 측방향(485)을 한정하고, 이들은 도시된 실시양태에서 기저귀(450)의 길이 및 폭과 일치한다. 액체 보유 구조체(480)는 일반적으로 각각 배면시트(470)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭을 갖는다. 따라서, 기저귀(450)의 주변 부분, 예컨대 배면시트(470)의 주변 구획은 액체 보유 구조체(480)의 말단 연부를 지나서 연장될 수 있다. 도시된 실시양태에서, 예를 들어, 배면시트(470)는 액체 보유 구조체(480)의 말단 주변 연부를 넘어서 바깥쪽으로 연장되어 기저귀(450)의 측부 주변부 및 말단 주변부를 형성한다. 상면시트(475)는 일반적으로 배면시트(470)와 동일 영역을 차지하지만, 원할 경우, 임의로 배면시트(470)의 영역보다 더 크거나 또는 더 작은 영역을 차지할 수 있다.
개선된 맞음새를 제공하고 기저귀(450)로부터 신체 분비물의 누출을 감소시키는 것을 돕기 위해, 기저귀 측부 주변부 및 말단 주변부는 아래에서 더 설명되는 바와 같이 적합한 탄성 부재로 탄성화될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 대표적으로 도시된 바와 같이, 기저귀(450)는 기저귀(450)의 측부 주변부를 작동적으로 인장하여 착용자의 다리 둘레에 꼭 맞아서 누출을 감소시키고 개선된 편안함 및 외관을 제공할 수 있는 탄성화된 다리 밴드를 제공하도록 제작된 다리 탄성체(490)를 포함할 수 있다. 허리 탄성체(495)는 기저귀(450)의 말단 주변부를 탄성화하여 탄성화된 허리밴드를 제공하는 데 사용된다. 허리 탄성체(495)는 착용자의 허리 둘레에 탄력적이고 편안하게 꼭 맞는 맞음새를 제공하도록 구성된다. 본 발명의 탄성 복합체는 다리 탄성체(490) 및 허리 탄성체(495)로 사용하기에 적합하다. 이러한 물질의 예는 탄성 수축력이 배면시트(470)에 부여되도록 배면시트를 포함하거나 또는 배면시트에 부착된 라미네이트 시트이다.
알려진 바와 같이, 착용자에게 기저귀(450)를 고정하는 데 후크 및 루프 체결도구 같은 체결 수단이 사용될 수 있다. 별법으로, 다른 체결 수단, 예컨대 버튼, 핀, 스냅, 접착 테이프 체결도구, 점착제, 천-및-루프 체결도구 등이 사용될 수 있다. 도시된 실시양태에서, 기저귀(450)는 후크 및 루프 체결도구의 후크 부분으로 표시된 체결도구(402)가 부착된 1 쌍의 측부 패널(400)(또는 귀부)을 포함한다. 일반적으로, 측부 패널(400)은 허리 구역(455, 460) 중 하나에서 기저귀의 측면 연부에 부착되어 그로부터 바깥쪽으로 측방향으로 연장된다. 측부 패널(400)은 탄성화되거나 또는 본 발명의 탄성 복합체를 사용하여 엘라스토머성이 되게 할 수 있다. 탄성화된 측부 패널 및 선택적으로 구성된 체결도구 탭을 포함하는 흡수 용품의 예는 PCT 특허 출원 WO 95/16425호 (로즐러(Roessler)), 미국 특허 제5,399,219호 (로즐러 등), 미국 특허 제5,540,796호 (프라이즈(Fries)) 및 미국 특허 제5,595,618호 (프라이즈)에 기재되어 있으며, 이들 각 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
기저귀(450)는 또한 유체 분비물을 신속하게 받아들이고 유체 분비물을 기저귀(450) 내의 액체 보유 구조체(480)에 분배하기 위해 상면시트(475)와 액체 보유 구조체(480) 사이에 위치하는 서지 조절 층(405)을 포함할 수 있다. 기저귀(450)는 배면시트(470)를 액체 보유 구조체(480)로부터 격리시켜서 통기성 외부 커버 또는 배면시트(470)의 외부 표면에서 가먼트가 축축해지는 것을 감소시키기 위해 액체 보유 구조체(480)와 배면시트(470) 사이에 위치하는 스페이서 또는 스페이서층이라고도 불리는 환기층(도시되지 않음)을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 서지 조절 층(305)의 예는 미국 특허 제5,486,166호 (비숍(Bishop)) 및 미국 특허 제5,490,846호 (엘리스(Ellis))에 기재되어 있다.
도 3에 대표적으로 도시된 바와 같이, 일회용 기저귀(450)는 또한 신체 분비물의 측방 흐름에 대한 장벽을 제공하도록 구성된 1 쌍의 보유 플랩(410)을 포함할 수 있다. 보유 플랩(410)은 액체 보유 구조체(480)의 측면 연부에 인접해서 기저귀의 측방향으로 대향하는 측면 연부를 따라서 위치할 수 있다. 각 보유 플랩(410)은 전형적으로 기저귀(450)의 적어도 중간 구획(465)에서 똑바로 선 수직 형태를 유지하도록 구성되어 착용자 신체에 마주 대어 봉합면을 형성하는 부착되지 않은 연부를 한정한다. 보유 플랩(410)은 액체 보유 구조체(480)의 전체 길이를 따라서 종방향으로 연신될 수 있거나, 또는 액체 보유 구조체 길이의 일부만을 따라서 연신될 수 있다. 보유 플랩(410)이 액체 보유 구조체(480)보다 길이가 더 짧을 때, 보유 플랩(410)은 중간 구획(465)에서 기저귀(450)의 측면 연부를 따라서 어느 곳이든 선택적으로 위치할 수 있다. 이러한 보유 플랩(410)은 일반적으로 당업자에게 잘 알려져 있다. 예를 들어, 보유 플랩(410)을 위한 적합한 구조 및 배열은 미국 특허 제4,704,116호 (엔로(Enloe))에 기재되어 있다.
기저귀(450)는 다양한 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 기저귀는 전반적인 직사각형 형상, T 형상 또는 대략적인 모래시계 형상을 가질 수 있다. 나타낸 실시양태에서, 기저귀(450)는 일반적으로 I 형상을 갖는다. 본 발명의 흡수 용품에 혼입될 수 있는 다른 적합한 성분은 당업자에게 일반적으로 알려진 허리 플랩 등을 포함할 수 있다. 기저귀에 사용하기에 적합한 다른 성분을 포함할 수 있는 본 발명의 탄성 복합체와 함께 사용하기에 적합한 기저귀 구성의 예는 미국 특허 제4,798,603호 (메이어(Meyer) 등), 제5,176,668호 (버나딘(Bernardin)), 제5,176,672호 (브루머(Bruemmer) 등), 제5,192,606호 (프록스마이어(Proxmire) 등) 및 제5,509,915호 (한슨(Hanson) 등)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
기저귀(450)의 다양한 영역 및/또는 성분은 임의의 공지 부착 메카니즘, 예컨대 접착제, 초음파, 열 결합 등을 사용하여 함께 조립할 수 있다. 적합한 접착제는 예를 들어 핫멜트 접착제, 감압 접착제 등을 포함할 수 있다. 사용될 때, 접착제는 균일 층으로, 패턴화된 층으로, 분사된 패턴으로, 또는 분리된 선, 나선 또는 점 중 어느 것으로 적용될 수 있다. 도시된 실시양태에서, 예를 들어, 상면시트(475) 및 배면시트(470)는 서로 간에 및 액체 보유 구조체(480)에 접착제, 예컨대 핫멜트 감압 접착제의 선을 사용하여 조립될 수 있다. 마찬가지로, 다른 기저귀 성분, 예컨대 탄성 부재(490 및 495), 체결 부재(402) 및 서지층(405)은 상기 부착 메카니즘을 사용함으로써 용품에 조립될 수 있다.
기저귀의 다양한 구성을 위에서 기술하였지만, 다른 기저귀 및 흡수 용품 구성도 또한 본 발명의 범위 내에 포함된다는 것을 이해해야 한다. 추가로, 본 발명은 결코 기저귀에 제한되지 않는다. 사실상, 흡수 용품의 몇몇 예가 미국 특허 제5,649,916호 (디팔마(DiPalma) 등), 제6,110,158호 (키엘피코우스키(Kielpikowski)), 제6,663,611호 (블래니(Blaney) 등)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다. 게다가, 이러한 물질을 혼입할 수 있는 개인 위생 제품의 다른 예는 배변연습용 팬츠 (예컨대, 측부 패널 물질) 및 여성 위생 제품이다. 오직 예시를 위해, 본 발명과 함께 사용하기에 적합한 배변연습용 팬츠 및 배변연습용 팬츠를 제작하기 위한 다양한 물질 및 방법이 미국 특허 제6,761,711호 (플레처(Fletcher) 등), 제4,940,464호 (반 곰펠(Van Gompel) 등), 제5,766,389호 (브랜던(Brandon) 등) 및 미국 특허 제6,645,190호 (올슨(Olson) 등)에 개시되어 있으며, 이들 문헌은 전문이 모든 목적을 위하여 본원에 참고로 포함된다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더 잘 이해할 수 있다.
시험 방법
인장 특성:
스트립 인장 강도 값은 실질적으로 ASTM 표준 D-5034에 따라 측정하였다. 구체적으로, 샘플을 1 인치 (25.4 밀리미터) (폭) x 6 인치 (152.4 밀리미터) (길이)로 측정된 크기 치수를 갖도록 절단하거나 다른 방식으로 제공하였다. 일정 속도 연신 유형의 인장 시험기를 사용하였다. 인장 시험 시스템은 미국 미네소타주 에덴 프레리 소재 엠티에스 코포레이션(MTS Corp.)으로부터 입수가능한 신테크 인장 시험기(Sintech Tensile Tester)였다. 인장 시험기에 엠티에스 코포레이션으로부터의 테스트웍스(TESTWORKS) 4.08B 소프트웨어를 설치하여 시험을 지원하였다. 시험 값이 실물 크기 하중의 10 내지 90％ 범위내에 있도록 적절한 하중 셀을 선택하였다. 샘플을 1 인치 (25.4 밀리미터) x 3 인치 (76 밀리미터)로 측정된 전면 및 배면을 갖는 그립 사이에 유지시켰다. 그립 표면은 고무처리되었으며, 그립의 긴 치수는 인발 방향에 수직하였다. 그립 압력은 60 내지 80 파운드/인치2의 압력하에 공압 유지되었다. 인장 시험은 20 인치/분의 속도하에 4 인치의 게이지 길이 및 40％의 파손 민감성으로 수행되었다. 3개의 샘플을 기계 방향 ("MD")을 따라 시험하고, 3개의 샘플을 횡방향 ("CD")을 따라 시험하였다. 또한, 최고 인장 강도 ("피크 하중") 및 피크 신장률을 기록하였다.
연신 대 중단
테스트웍스 4.08b 소프트웨어 (미국 미네소타주 에덴 프레리 소재 엠티에스 코포레이션)를 사용하여 리뉴 엠티에스 몽구스 박스(Renew MTS mongoose box) (제어기)를 갖는 신테크 일정 속도의 연신 시험기 2/S 상에서 시험을 수행하였다. 2000 g-힘의 하중하에 물질의 신장률을 하기에 기재된 바와 같이 측정하였다. 이러한 측정은 실질적으로 ASTM D5035-95의 설명서에 따른 "스트립 신장 시험"을 사용하여 측정되었다. 시험은 2개의 클램프를 사용하였으며, 각각의 클램프는 각각이 샘플과 접촉하는 페이싱을 갖는 2개의 조오(jaw)를 가졌다. 클램프는 물질을 동일 면에 유지시키고, 특정 연신 속도로 서로 멀어지도록 이동시켰다. 횡기계 방향으로 3 인치 X 기계 방향으로 7 인치의 샘플 크기가 선택되었다. 그립 크기는 폭이 3 인치였으며, 시험 동안 물질이 미끄러지지 않도록 정합 그립이 사용되었다. 그립 간격은 4 인치였다. 샘플은 샘플의 기계 방향이 수직 방향이도록 하중되었다. 약 5 내지 10 g-힘의 예비하중이 설정되었다. 샘플을 20 인치/분의 크로스헤드 속도로 시험하였다. 2000 g-힘의 장력이 생성될 때까지 샘플을 변위시킨 후, 시험을 중단시켰다. 시험은 2000 g-힘의 장력이 생성되었을 때의 신장률％로 보고하였다. 결과는 3개의 시편의 평균으로 보고하였으며, 시편을 사용하여 횡방향 (CD) 및/또는 기계 방향 (MD)으로 수행할 수 있다.
자기 이력
데이터를 기록하기 위하여 테스트웍스 소프트웨어가 설치된 신테크 1/S 장치를 사용하여 탄성 물질의 자기 이력을 측정하였다. 엘라스토머성 물질을, 각각 3 인치의 폭 및 6 인치의 길이를 갖는 스트립으로 절단하였다. 물질의 양 말단을 장치의 대향 조오로 클램핑하여 물질의 각 말단에 대해 1 인치의 길이를 조오내에 유지시키고, 4 인치의 길이를 연신을 위해 사용하였다. 각각의 물질 스트립을 20 인치/분의 속도로 데이터 테이블 중 특정 신장 값으로 연신시키고, 곡선 아래의 면적 (대표적인 힘 X 변위)을 측정하고, "하중 에너지"로 기록하였다. 이어서, 물질 스트립을, 연신력이 0인 길이로 회복하도록 하였다. 수축 동안, 곡선 아래의 면적을 다시 측정하고 기록하였다. 이것은 "비하중 에너지"였다. 자기 이력을 다음의 수학식에 따라 결정하였다:
Figure pct00001
실시예 1
탄성 복합체의 형성 능력을 증명하였다. 복합체에 사용된 필름은 90 중량％의 엘라스토머 조성물 및 10 중량％의 열가소성 조성물을 함유하였다. 엘라스토머 조성물은 86 중량％의 크라톤(등록상표) MD6716 (미국 텍사스주 휴스톤 소재 크라톤 폴리머즈, 엘엘씨), 10 중량％의 스티론(상표명) 666D (다우 케미칼) 및 4 중량％의 스탠드릿지 컬러 코포레이션(Standridge Color Corporation) ("SCC") 4837을 함유하였다. 크라톤(등록상표) MD6716은 약 75 중량％의 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 ("SEBS") 블록 공중합체, 점착성 부여제 및 폴리에틸렌 왁스를 함유하고, 7 g/10분 (200℃, 5 kg)의 표적 용융 유속을 가졌다. 스티론(상표명) 666D는 8 g/10분 (200℃, 5 kg)의 용융 유속을 갖는 폴리스티렌 수지였다. SCC 4837은 폴리에틸렌과 블렌딩된 이산화티타늄을 함유하는 안료였다. 필름의 열가소성 조성물은 59.5％의 PP 3155 (엑손모빌), 31.5 중량％의 다우렉스(상표명) 2517 (다우 케미칼) 및 4 중량％의 SCC 4837을 함유하였다. PP 3155는 36 g/10분 (23O℃, 2.16 kg)의 용융 유속 및 0.9 g/㎤의 밀도를 갖는 폴리프로필렌 단일중합체 수지였다. 다우렉스(상표명) 2517은 25 g/10분 (190℃, 2.16 kg)의 용융 지수, 0.917 g/㎤의 밀도 및 255℉의 융점을 갖는 선형 저 밀도 폴리에틸렌 수지였다.
또한, 복합체는 필름이 개재된 2개의 페이싱을 포함하였다. 페이싱 중 하나는 미국 조지아주 코빙턴 소재 파이버비젼즈(FiberVisions)로부터의 기계 방향 대 횡 방향으로 5:1로 배향된 17 gsm T-133 폴리프로필렌 본디드 카디드 웹이었다. 본디드 카디드 웹은 기계 방향으로 약 1133 g-힘/인치의 피크 하중 및 횡기계 방향으로 약 150 g-힘/인치의 피크 하중을 가졌다. 다른 페이싱은 60 중량％의 메토센(METOCENE; 상표명) MF650W (라이온델 바젤(Lyondell Basell)) 및 40 중량％의 비스타맥스(상표명) 2330 (엑손모빌)으로부터 형성된 17 gsm 멜트블로운 웹이었다. 메토센(상표명) MF650W는 500 g/10분의 용융 유속 및 0.88 내지 0.92 g/㎤의 비중을 갖는 메탈로센-촉매화된 폴리프로필렌 단일중합체였다. 비스타맥스(상표명) 2330은 285 g/10분의 용융 유속 및 0.868 g/㎤의 밀도를 갖는 폴리올레핀 공중합체/엘라스토머였다. 멜트블로운 웹은 횡기계 방향으로 약 273 g-힘/인치의 피크 하중을 가졌다.
필름 및 멜트블로운 층에 대한 중합체는, 각각의 중합체의 펠렛의 적당한 부분을 칭량하고, 이들을 하나의 용기로 합하고, 교반에 의해 함께 혼합함으로써 배합하였다. 배합 후, 엘라스토머성 필름은 폭 20"의 랜드캐슬(Randcastle) 공압출 필름 다이를 사용하여 32 gsm의 기초 중량으로 형성하였다. 필름의 엘라스토머성 성분을 7.96 rpm의 스핀 펌프 속도로 500℉의 호스 및 다이 온도하에 압출기로 공급하였다. 필름의 열가소성 성분을 10.35 rpm의 속도로 380℉의 호스 온도하에 압출기로 공급하였다. 이 경우, 열가소성 층은 필름의 중심에서 압출되고, 엘라스토머 부분은 열가소성 층의 어느 한 면 상에 압출되어 샌드위치 구조 (즉, 열가소성 수지를 층 B로 하고 엘라스토머를 층 A로 할 때 A-B-A 필름)를 형성하였다. 멜트블로운을 4.5 psi의 공기 압력, 17.3 rpm의 스핀 펌프 속도, 10.5 인치의 다이 높이, 630℉의 공기 온도 및 480℉의 다이 온도하에 다이 폭 인치 당 30개의 모세관을 갖는 폭 20"의 멜트블로운 시스템을 사용하여 17 gsm의 기초 중량으로 인라인으로 형성하였다. 본디드 카디드 웹은 롤로부터 공급되고, 복합체 형성 공정으로 풀렸다.
복합체를 형성하기 위하여, 멜트블로운 웹을 63 피트/분의 속도로 이동하는 형성 와이어 상에 형성하였다. 이어서, 필름을 멜트블로운 웹 상에 압출시키고, 강제 흡입하고, 용융 상태일 동안 닙핑하였다. 흡입 적용을 위하여 1"H2O 내지 15"H2O의 진공 압력을 사용하였다. 이어서, 필름이 여전히 용융 상태일 동안 열 본디드 카디드 웹을 필름/멜트블로운 층 상에 닙핑하였다. 이어서, 복합체를 0.252 인치로 맞물린 인치 당 5개의 홈을 갖는 홈 롤 유닛으로 보냈다. 이어서, 물질을 권취시켰다. 표 1은 이러한 물질에 대한 생성된 물질 특성을 나타낸다. 또한, 도 6 및 7은 열가소성 성분을 중심에 도시한 필름 층의 단면의 주사 전자 현미경 사진을 나타낸다.
Figure pct00002
실시예 2
탄성 복합체의 형성 능력을 증명하였다. 복합체에 사용된 필름은 약 90 내지 95 중량％의 엘라스토머 조성물 및 5 내지 10 중량％의 열가소성 조성물을 함유하였다. 엘라스토머 조성물은 86 중량％의 크라톤(등록상표) MD6716, 10 중량％의 스티론(상표명) 666D 및 4 중량％의 SCC 4837을 함유하였다. 열가소성 조성물은 48 중량％의 PP 3155, 48 중량％의 다우렉스(상표명) 2517 및 4 중량％의 SCC 4837을 함유하였다. 또한, 복합체는 필름이 개재된 2개의 페이싱을 포함하였다. 복합체의 두 페이싱은 60 중량％의 발텍(VALTEC; 상표명) HH441 (라이온델 바젤) 및 비스타맥스(상표명) 2330을 함유하는 17 gsm 멜트블로운 웹으로 제조되었다. 발텍(상표명) HH441은 440 g/10분 (230℃, 2.16 kg)의 용융 유속 및 0.902 g/㎤의 밀도를 갖는 초고 용융 유동 폴리프로필렌 단일중합체 수지이다.
필름 및 멜트블로운 층에 대한 중합체는, 각각의 중합체의 펠렛의 적당한 부분을 칭량하고, 이들을 하나의 용기로 합하고, 교반에 의해 함께 혼합함으로써 배합하였다. 배합 후, 엘라스토머성 필름은 폭 20"의 랜드캐슬 공압출 필름 다이를 사용하여 45 gsm의 기초 중량으로 형성하였다. 필름의 엘라스토머성 성분을 8.96 rpm의 스핀 펌프 속도로 500℉의 호스 온도 및 480℉의 다이 온도하에 압출기로 공급하였다. 필름의 열가소성 성분을 10.35 rpm의 속도로 380℉의 호스 온도하에 압출기로 공급하였다. 이 경우, 필름의 엘라스토머성 성분은 필름의 중심에서 압출되고, 열가소성 성분은 엘라스토머성 층의 어느 한 면 상에 압출되어 샌드위치 구조 (즉, 열가소성 수지를 층 A로 하고 엘라스토머를 층 B로 할 때 A-B-A 필름)를 형성하였다. 4.5 psi의 공기 압력, 17.3 rpm의 스핀 펌프 속도, 10.5 인치의 다이 높이, 630℉의 공기 온도 및 480℉의 다이 온도하에 다이 폭 인치 당 30개의 모세관을 갖는 폭 20"의 멜트블로운 시스템을 사용하여 17 gsm의 기초 중량으로 두개의 멜트블로운 페이싱을 제조하였다.
복합체를 형성하기 위하여, 하부 멜트블로운 페이싱을 63 피트/분으로 이동하는 형성 와이어 상에 풀었다. 이어서, 필름을 멜트블로운 웹 상에 압출시키고, 강제 흡입하고, 용융 상태일 동안 닙핑하였다. 흡입 적용을 위하여 1"H2O 내지 15"H2O의 진공 압력을 사용하였다. 이어서, 필름이 여전히 용융 상태일 동안 다른 멜트블로운 웹을 필름/멜트블로운 층 상에 닙핑하였다. 이어서, 복합체를 0.168 인치로 맞물린 인치 당 5개의 홈을 갖는 홈 롤 유닛으로 보냈다. 이어서, 물질을 권취시켰다. 표 2는 이러한 물질에 대한 생성된 물질 특성을 나타낸다.
Figure pct00003
실시예 3
탄성 복합체의 형성 능력을 증명하였다. 복합체에 사용된 필름은 약 90 내지 95 중량％의 엘라스토머 조성물 및 5 내지 10 중량％의 열가소성 조성물을 함유하였다. 엘라스토머 조성물은 59.5 중량％의 크라톤(등록상표) MD6716, 31.5 중량％의 스티론(상표명) 666D 및 4 중량％의 SCC 4837을 함유하였다. 열가소성 조성물은 59.5 중량％의 PP 3155, 31.5 중량％의 다우렉스(상표명) 2517 및 4 중량％의 SCC 4837을 함유하였다. 또한, 복합체는 필름이 개재된 2개의 페이싱을 포함하였다. 페이싱은 실시예 1에서 사용된 것과 동일하였다.
필름 및 멜트블로운 층에 대한 중합체는, 각각의 중합체의 펠렛의 적당한 부분을 칭량하고, 이들을 하나의 용기로 합하고, 교반에 의해 함께 혼합함으로써 배합하였다. 배합 후, 엘라스토머성 필름은 폭 20"의 랜드캐슬 공압출 필름 다이를 사용하여 44 gsm의 기초 중량으로 형성하였다. 필름의 엘라스토머성 성분을 7.96 rpm의 스핀 펌프 속도로 500℉의 호스 온도 및 480℉의 다이 온도하에 압출기로 공급하였다. 필름의 열가소성 성분을 10.35 rpm의 속도로 380℉의 호스 온도하에 압출기로 공급하였다. 이 경우, 엘라스토머성 층은 필름의 중심에서 압출되고, 열가소성 성분은 엘라스토머성 층의 어느 한 면 상에 압출되어 샌드위치 구조 (즉, 엘라스토머를 층 B로 하고 열가소성 수지를 층 A로 할 때 A-B-A 필름)를 형성하였다. 본디드 카디드 웹은 롤로부터 공급되고, 복합체 형성 공정으로 풀렸다. 2 psi의 공기 압력, 17.3 rpm의 스핀 펌프 속도, 10.5 인치의 다이 높이, 630℉의 공기 온도 및 480℉의 다이 온도하에 다이 폭 인치 당 30개의 모세관을 갖는 폭 20"의 멜트블로운 시스템을 사용하여 17 gsm의 기초 중량으로 멜트블로운을 형성하였다.
복합체를 형성하기 위하여, 멜트블로운 웹을 63 피트/분의 속도로 이동하는 형성 와이어 상에 형성하였다. 이어서, 필름을 멜트블로운 웹 상에 압출시키고, 강제 흡입하고, 용융 상태일 동안 닙핑하였다. 흡입 적용을 위하여 1"H2O 내지 15"H2O의 진공 압력을 사용하였다. 이어서, 필름이 여전히 용융 상태일 동안 다른 멜트블로운 웹을 필름/멜트블로운 층 상에 닙핑하였다. 이어서, 복합체를 0.168 인치로 맞물린 인치 당 5개의 홈을 갖는 홈 롤 유닛으로 보냈다. 이어서, 물질을 권취시켰다. 표 3은 이러한 물질에 대한 생성된 물질 특성을 나타낸다.
Figure pct00004
실시예 4
탄성 복합체의 형성 능력을 증명하였다. 복합체에 사용된 필름은 100 중량％의 엘라스토머 조성물을 함유하였다. 엘라스토머 조성물은 86 중량％의 크라톤(등록상표) MD6716, 10 중량％의 스티론(상표명) 666D 및 4 중량％의 SCC 4837을 함유하였다. 또한, 복합체는 필름이 개재된 2개의 페이싱을 포함하였다. 페이싱 중 하나는 실시예 1의 본디드 카디드 웹이었다. 다른 페이싱은 60 중량％의 DNDA 1082 NT-7 (다우 케미칼) 및 40 중량％의 비스타맥스(상표명) 2330으로부터 형성된 17 gsm 멜트블로운 웹이었다. DNDA 1082 NT-7은 155 g/10분 (190℃, 2.16 kg)의 용융 유속, 0.933 g/㎤의 밀도 및 257℉의 융점을 갖는 선형 저 밀도 폴리에틸렌 수지이다. 멜트블로운 웹은 약 113 g-힘/인치의 횡기계 방향으로 피크 하중을 가졌다.
필름 및 멜트블로운 층에 대한 중합체는, 각각의 중합체의 펠렛의 적당한 부분을 칭량하고, 이들을 하나의 용기로 합하고, 교반에 의해 함께 혼합함으로써 배합하였다. 배합 후, 엘라스토머성 필름은 폭 20"의 랜드캐슬 공압출 필름 다이를 사용하여 46 gsm의 기초 중량으로 형성하였다. 엘라스토머성 필름을 7.96 rpm의 스핀 펌프 속도로 500℉의 호스 온도 및 480℉의 다이 온도하에 압출기로 공급하였다. 본디드 카디드 웹은 롤로부터 공급되고, 복합체 형성 공정으로 풀렸다. 4.5 psi의 공기 압력, 17.3 rpm의 스핀 펌프 속도, 10.5 인치의 다이 높이, 630℉의 공기 온도 및 480℉의 다이 온도하에 다이 폭 인치 당 30개의 모세관을 갖는 폭 20"의 멜트블로운 시스템을 사용하여 17 gsm의 기초 중량으로 멜트블로운 웹을 형성하였다.
복합체를 형성하기 위하여, 멜트블로운 웹을 63 피트/분의 속도로 이동하는 형성 와이어 상에 형성하였다. 이어서, 필름을 멜트블로운 웹 상에 압출시키고, 강제 흡입하고, 용융 상태일 동안 닙핑하였다. 흡입 적용을 위하여 1"H2O 내지 15"H2O의 진공 압력을 사용하였다. 이어서, 필름이 여전히 용융 상태일 동안 열 본디드 카디드 웹을 필름/멜트블로운 층 상에 닙핑하였다. 이어서, 복합체를 0.224 인치로 맞물린 인치 당 5개의 홈을 갖는 홈 롤 유닛으로 보냈다. 이어서, 물질을 권취시켰다. 표 4는 이러한 물질에 대한 생성된 물질 특성을 나타낸다.
Figure pct00005
실시예 5
탄성 복합체의 형성 능력을 증명하였다. 필름은 실시예 1에 기재된 바와 같이 형성되었다. 또한, 복합체는 필름이 개재된 2개의 페이싱을 포함하였다. 두 페이싱은 실시예 1에 기재된 바와 같은 본디드 카디드 웹이었다. 필름 및 멜트블로운 층에 대한 중합체는, 각각의 중합체의 펠렛의 적당한 부분을 칭량하고, 이들을 하나의 용기로 합하고, 교반에 의해 함께 혼합함으로써 배합하였다. 배합 후, 엘라스토머성 필름은 폭 20"의 랜드캐슬 공압출 필름 다이를 사용하여 49 gsm의 기초 중량으로 형성하였다. 필름의 엘라스토머성 성분을 8.96 rpm의 스핀 펌프 속도로 500℉의 호스 온도 및 480℉의 다이 온도하에 압출기로 공급하였다. 필름의 열가소성 성분을 10.35 rpm의 속도로 380℉의 호스 온도하에 압출기로 공급하였다. 이 경우, 엘라스토머성 층은 필름의 중심에서 압출되고, 열가소성 성분은 엘라스토머성 층의 어느 한 면 상에 압출되어 샌드위치 구조 (즉, 엘라스토머를 층 B로 하고 열가소성 수지를 층 A로 할 때 A-B-A 필름)를 형성하였다. 본디드 카디드 웹은 롤로부터 공급되고, 복합체 형성 공정으로 풀렸다.
복합체를 형성하기 위하여, 하부 열 본디드 카디드 웹 페이싱을 63 피트/분으로 이동하는 형성 와이어 상에 형성하였다. 이어서, 필름을 웹 상에 압출시키고, 강제 흡입하고, 용융 상태일 동안 닙핑하였다. 흡입 적용을 위하여 1"H2O 내지 15"H2O의 진공 압력을 사용하였다. 이어서, 필름이 여전히 용융 상태일 동안 다른 열 본디드 카디드 웹을 필름/본디드 카디드 층 상에 닙핑하였다. 이어서, 복합체를 0.168 인치로 맞물린 인치 당 5개의 홈을 갖는 홈 롤 유닛으로 보냈다. 이어서, 물질을 권취시켰다. 표 5는 이러한 물질에 대한 생성된 물질 특성을 나타낸다.
Figure pct00006
본 발명을 그의 특정 실시양태에 관해서 상세히 기술하였지만, 상기 내용을 이해할 때 당업자는 이들 실시양태에 대한 변경, 변화 및 등가물을 쉽게 생각해낼 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위 및 그의 임의의 등가물의 범위로 평가되어야 한다.

Claims (23)

  1. 엘라스토머성 조성물을 함유하는 탄성 필름; 및
    탄성 필름에 인접하게 배치되고 그에 적층된 부직 페이싱을 포함하며, 부직 페이싱은 약 45 g/㎡ 이하, 바람직하게는 약 2 내지 약 20 g/㎡의 기초 중량 및 횡기계 방향으로 약 350 g-힘/인치 이하, 바람직하게는 약 50 내지 약 300 g-힘/인치의 피크 하중을 갖는 것인, 기계 방향, 횡기계 방향 또는 둘다로 약 75％ 이상의 피크 신장률을 나타내는 탄성 복합체.
  2. 제1항에 있어서, 부직 페이싱이 기계 방향으로 약 3000 g-힘/인치 이하의 피크 하중을 갖는 탄성 복합체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기계 방향, 횡기계 방향 또는 둘다로 약 150％ 내지 약 500％의 피크 신장률을 나타내는 탄성 복합체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 부직 페이싱이 폴리올레핀을 함유하는 조성물로부터 형성된 탄성 복합체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 엘라스토머성 조성물의 중합체 함량의 약 55 중량％ 이상이 1종 이상의 실질적으로 비결정성인 엘라스토머로 구성된 탄성 복합체.
  6. 제5항에 있어서, 엘라스토머가 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌), 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌-(에틸렌-프로필렌) 및 스티렌-에틸렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 탄성 복합체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 필름이 탄성 층에 인접하게 배치된 열가소성 층을 포함하고, 상기 탄성 층이 엘라스토머성 조성물로부터 형성되고, 상기 열가소성 층이 열가소성 조성물로부터 형성되며, 부직 페이싱이 탄성 층에 인접하게 배치되고 그에 적층된 탄성 복합체.
  8. 제7항에 있어서, 폴리올레핀이 열가소성 조성물의 중합체 함량의 약 55 중량％ 이상을 구성하는 탄성 복합체.
  9. 제7항에 있어서, 필름이 추가의 탄성 층을 더 포함하는 탄성 복합체.
  10. 제9항에 있어서, 열가소성 층이 탄성 층들 사이에 배치된 탄성 복합체.
  11. 제7항에 있어서, 탄성 층이 약 20 내지 약 200 마이크로미터의 두께를 갖고, 열가소성 층이 약 0.5 내지 약 20 마이크로미터의 두께를 갖는 탄성 복합체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 부직 페이싱이 멜트블로운 페이싱인 탄성 복합체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 필름이 부직 페이싱과 추가의 부직 페이싱 사이에 배치된 탄성 복합체.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 탄성 복합체를 포함하는 흡수 용품.
  15. 엘라스토머성 조성물을 부직 페이싱의 표면 상에 직접 압출시켜 탄성 필름을 형성하는 단계; 및
    필름을 부직 페이싱과 결합시켜 복합체를 형성하는 단계
    를 포함하며, 부직 페이싱은 약 45 g/㎡ 이하, 바람직하게는 약 2 내지 약 20 g/㎡의 기초 중량 및 횡기계 방향으로 약 350 g-힘/인치 이하, 바람직하게는 약 50 내지 약 300 g-힘/인치의 피크 하중을 갖고, 복합체는 기계 방향, 횡기계 방향 또는 둘다로 약 75％ 이상의 피크 신장률을 나타내는 것인 복합체의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 부직 페이싱이 폴리올레핀을 함유하는 조성물로부터 형성된 것인 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 엘라스토머성 조성물을 열가소성 조성물과 함께 공압출시켜, 엘라스토머성 조성물이 부직 페이싱의 표면에 인접하게 배치된 탄성 층을 형성하고, 열가소성 조성물이 탄성 층에 인접하게 배치된 열가소성 층을 형성하는 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 흡인력을 가하여 필름을 부직 페이싱의 표면으로 편향시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 공압 진공 압력을 사용하여 예컨대 약 0.3 내지 약 5 킬로파스칼의 흡인력을 가하는 방법.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 복합체를 기계 방향, 횡기계 방향 또는 둘다로 예를 들어 연신 전 폭의 약 100％ 내지 약 750％로 연신시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 복합체를 횡기계 방향으로 점진적으로 연신시키는 홈이 있는 롤을 통해 복합체를 통과시키는 방법.
  22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 부직 페이싱이 멜트블로운 페이싱인 방법.
  23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 추가의 부직 페이싱을 필름에 적층하여 필름을 부직 페이싱과 추가의 부직 페이싱 사이에 배치하는 단계를 더 포함하는 방법.
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