KR20110088447A - 흡수 물품용 이동층 - Google Patents

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리키 제이. 세일러
윌리암 씨. 앤카로우, Iii
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트레데가르 필름 프로덕츠 코포레이션
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Abstract

흡수 물품 내 이동층으로서 사용하기에 특히 적합한 복합재는 복수개의 모세관 크기의 구멍난 돌기와 복수개의 2차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제1 층, 및 상기 모세관 크기의 돌기의 구멍난 말단과 밀접하게 접촉되어 있고 z-방향으로 제1 층으로부터 떨어져 있는, 3차원의 구멍난 성형 필름 또는 부직 웹으로부터 선택되는 제2 층을 포함한다. 제2 층이 3차원의 성형 필름인 실시양태에서, 필름은 제1 층의 돌기에 비해 보다 작은 직경을 갖는 복수개의 모세관 크기의 돌기를 포함하고, 경우에 따라 또한 2차원 또는 3차원, 또는 이들의 조합일 수 있는 복수개의 배수구를 포함한다.

Description

흡수 물품용 이동층{Transfer Layer For Absorbent Article}
본 발명은 흡수 물품 내 이동층으로서 사용하기 위한 복합 웹에 관한 것이다.
흡수 물품은 체액의 일시적인 수집 및 부동화를 위해 1회 또는 제한된 회수만큼 일반적으로 사용되는 물품이다. 이러한 물품에는 기저귀, 성인용 실금 제품, 여성용 위생 제품, 붕대 및 유사 물품이 포함된다. 일반적으로 이들 물품은 사용자의 피부에 인접하여 위치하는 상부시트, 상부시트에 대향되고 사용시에 착용자의 옷에 인접하여 위치할 수 있는 배면시트, 및 상부시트와 배면시트 사이에 위치하는 흡수 코어를 가진다. 대부분의 경우, 상부시트는 체액을 통과시키고 배면시트는 이러한 유체를 통과시키지 않음으로써 착용자의 옷에 새는 것을 방지한다. 흡수 코어는 물품이 버려지고 새로운 물품으로 교체될 수 있을 때까지 체액을 수집하고 보유하도록 설계된다.
당업계에 흡수 분산층 또는 "ADL"로서 또한 공지되어 있는 이동층이 흡수 물품에 사용되어 왔다. 부직(nonwoven) 웹 및 3차원의 성형 필름은 과거에 이동층으로서 사용되었다. 이동층은 전형적으로 상부시트와 흡수 코어 사이에 위치하고, 일반적으로 유체를 흡수하고 보유하는 물품의 능력을 향상시킨다. 예를 들면, 이동층을 사용하여 유체가 코어에 의해 흡수될 수 있을 때까지 유체를 수집하고 보유하는 일시적인 저장소로서 역할을 하는 공극 부피를 제공한다. 뿐만 아니라, 이동층을 사용하여 일반적으로 이동층의 면에 평행한 방향으로 유체의 측방 흐름을 촉진함으로써, 그에 의해 보다 많은 코어가 유체를 흡수하는데 사용되도록 해준다. 예를 들어 미국 특허 제 4,324,247호를 참조한다.
흡수 코어에 대해 유체의 분산을 보다 효과적으로 촉진하여 착용자에게 편안함을 더 제공하고, 상부시트의 표면 습기를 감소시키고, 전반적으로 재습윤을 감소시키거나 또는 제거하는 이동층이 계속 요구되고 있다.
일 실시양태에서, 본 발명은 3차원의 모세관과 2차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제1 층, 및 제1 층의 모세관보다 작은 3차원의 모세관을 갖는 성형 필름을 포함하는 제2 층을 포함하는 이동층 웹을 제공한다.
다른 실시양태에서, 본 발명은 3차원의 모세관과 2차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제1 층, 및 제1 층의 모세관보다 작은 3차원의 모세관과 2차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제2 층을 포함하는 이동층 웹을 제공한다.
다른 실시양태에서, 본 발명은 3차원의 모세관과 2차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제1 층, 및 제1 층의 모세관보다 작은 3차원의 모세관과 상기 3차원의 모세관보다 z-방향으로 더 멀리 뻗어 있지 않는 3차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제2 층을 포함하는 이동층 웹을 제공한다.
다른 실시양태에서, 본 발명은 3차원의 모세관과 2차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제1 층, 및 부직 웹을 포함하는 제2 층을 포함하는 이동층 웹을 제공한다.
이들 실시양태 및 다른 실시양태는 도면을 참고로 하여 상세한 설명, 및 첨부된 청구항으로부터 명백해질 것이다.
재습윤을 최소화하거나 제거하여, 착용자가 느끼는 습도를 낮추고 향상된 편안함을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시양태에 따른 이동층 웹을 갖는 흡수 물품의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시양태에 따른 이동층 웹을 갖는 흡수 물품의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 이동층 웹을 갖는 흡수 물품의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 이동층 웹을 갖는 흡수 물품의 단면도이다.
도 5는 시간 대 액체의 그램수를 나타내는 그래프이다.
도 6은 시간 대 액체의 그램수를 나타내는 그래프이다.
흡수 물품은 일반적으로 상부시트, 흡수 코어 및 배면시트를 포함한다. 상부시트는 흡수 물품의 신체를 향하는 면 상에 위치하고, 전형적으로 인설트(insult)로부터의 액체를 흡수 물품의 신체를 향하는 표면으로부터 흡수 코어로 이동시킬 수 있도록 하는, 액체를 통과시키는 물질을 포함한다. 용어 "인설트"는 일반적으로 액체를 흡수 물품의 상부시트에 첨가하는 행위 또는 액체의 양을 의미한다. 인설트는 제품 사용중 및 완제품 테스트 중에 일어날 수 있다. 결과적으로, 동일한 흡수 물품이 1회 초과 인설트되면 "복수의 인설트"가 일어난다.
상부시트는 전형적으로 사용중에 착용자의 피부와 가까이에 근접해 있거나 심지어 직접 접촉되어 있어, 부직 물질, 구멍난 필름, 또는 단일 복합재로 제조된 이들 물질의 조합과 같은 부드러운 물질로 만들어진다. 상부시트는 전형적으로 인설트 후에도 착용자에게 편안하고 마른 느낌이 유지되도록 설계된다.
배면시트는 의복을 향하는 면 또는 흡수 물품의 외측 표면에 위치한다. 배면시트는 액체가 흡수 물품 내로부터 흡수 물품의 외부 표면 또는 착용자의 의복으로 이동되지 않게 액체를 통과시키지 않는 필름일 수 있다. 통기성이 있는 배면시트는 액체는 통과시키지 않지만, 수증기가 흡수 물품으로부터 통과되도록 해준다. 이는 착용자가 느끼는 습도를 낮추고, 그에 따라 착용자에게 향상된 편안함을 준다.
흡수 코어는 흡수 물품이 사용되는 동안에 인설트를 흡수하고 액체를 보유한다. 흡수 코어는 인설트 또는 복수의 인설트를 충분히 흡수하여야 하고 흡수 물품이 제거되어 버려질 때까지 인설트를 충분히 보유해야 한다. 흡수 코어의 보관 능력 및 흡수 코어를 가로지르는 인설트 분산 능력이 흡수 물품 내에 보유될 수 있는 액체의 양을 결정한다. 흡수 코어 내 흡수 물질은 임의의 액체 흡수 물질, 예를 들면 섬유를 비롯한 셀룰로오스 물질, 기포성 스펀지 또는 발포 물질, 초흡수성 물질, 예를 들면 초흡수성 중합체, 히드로콜로이드성 물질, 겔 물질 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 1 이상의 이러한 타입의 흡수 물질이 특정한 실시양태에서 유용하다는 것은 본 발명의 예상되는 범위 내이다. 특히, 특정 실시양태에서, 흡수 물질은 흡수 과립 물질 및 미세하게 자른 셀룰로오스 섬유의 혼합물을 포함할 수 있다.
특히 유용한 흡수 물질은 일반적으로 유체 중에서 그의 중량의 약 10 내지 약 50 배 흡수하는 능력을 가지는 고흡수성 겔-타입 물질이다. 일반적으로 당업계에 공지된 바와 같이, 코어가 액체를 흡수하는 속도는 코어가 흡수된 액체를 보유할 수 있는 능력에 반비례한다. 따라서, 코어에 사용되는 초흡수성 물질은 액체를 매우 잘 보유하나, 액체 흡수에는 상대적으로 느리다. 액체 흡수에 있어서의 지연은 물품 내 보다 많은 흡수되지 않았거나 또는 "자유로운" 유체를 초래하고, 이것은 역습윤(back wetting)을 증가시키고, 따라서 재습윤(rewet)을 증가시킬 가능성을 가진다. 초흡수성 물질은 다른 이점, 예를 들어 코어의 감소된 벌크를 갖기 때문에, 일반적으로 다른 장점들이 이러한 보다 느린 흡수를 능가한다.
실시양태에 따르면, 이동층은 상부시트와 흡수 코어 사이, 또는 배면시트와 흡수 코어 사이에 위치한다. 보다 바람직하게, 이동층은 상부시트와 코어 사이에 위치한다.
이동층은 물품 내 흡수되지 않았거나 또는 "자유로운" 유체가 물품의 사용자와 접촉하는 표면 상에 또는 내에 존재하는 현상인 "재습윤"을 제어하는 기능을 할 수 있다. 재습윤은 표면 습윤 요소 및 역습윤 요소로 이루어진다. 표면 습윤은 인설트 후 상부시트의 표면 상에 또는 상부시트의 구멍 내에 남아있는 액체를 지칭한다. 역습윤은 한 번 상부시트를 통과하였으나 상부시트 표면으로 다시 이동된 유체를 지칭한다. 역습윤은 물품이 부하 또는 가압 하에 있어서 유체가 상부시트를 통해 다시 나가도록 강요되는 때에 일반적으로 보다 확연하다. 가압은 예를 들어, 영아가 기저귀에 배뇨한 후 앉을 때 일어날 수 있다. 어떠한 매커니즘에 의해서이든지, 상부시트의 표면에 또는 그 내에 존재하는 액체는 물품의 사용자에게 불쾌하고 축축한 느낌을 느낌을 준다. 따라서, 재습윤을 최소화하거나 또는 제거하는 것이 소비자가 사용하는데 중요하다. 이동층은 역습윤에 물리적인 제한을 제공함으로써 재습윤을 제어할 수 있다. 특히, 구멍들은 일반적으로 흡수 코어로부터 멀어지도록 액체의 흐름을 제한하도록 형상화되고, 필름 자체는 액체 불투과성이기 때문에, 필름 물질은 물리적 장벽으로 작용한다. 그러나, 부직포 이동층은 일시적인 저장소를 제공하고, 상부시트 표면에 도달하기 전에 유체를 수집한다. 특정한 경우, 이동층은 또한 다르게는 상부시트 상에 남는 경향을 보일 것인, 정적 유체의 이동을 촉진시킴으로써 상부시트 상의 표면 습윤을 감소시킬 수 있다.
EDANA ERT 151.2-99 또는 EDANA ERT 151.3-02와 같은 표준적인 공업용 시험에서, 재습윤은 물품을 측정된 유체의 인설트에 가하고, 10분 기다리고, 그다음 상부시트에 블로터(blotter) 종이와 중량을 적용하여, 블로터 종이가 흡수한 액체 양을 측정함으로써 측정된다. 10분 지연에 대한 이유는 흡수 코어가 액체를 흡수할 수 있게 하기 위해서이다. 그러나 실용적인 문제로서, 물품의 사용자는 젖어있는 느낌이 매우 불쾌한 느낌일 수 있기 때문에 10분 동안 지속되길 원치 않는다. 따라서, 소비자 관점에서는, 인설트 후 거의 즉각적인 건조가 요구된다.
인설트는 동적 또는 정적 유체 둘의 조합을 포함하는 것이 고려될 수 있다. 동적 유체는 인설트시에 상부시트 및 이동층을 통해 흐르는 반면, 정적 유체는 상부시트 및/또는 이동층의 구멍 내에 보유될 수 있다. 정적 유체를 제거하기 위해, 이동층은 z-방향 흡상(wicking) 또는 모세관 작용을 지속할 수 있어야 한다. 이동층이 3차원의 성형 필름인 경우에, z-방향 흡상 또는 모세관 작용은 모세관 현상 또는 모세관 작용을 달성하기에 충분히 작은 직경의 구멍을 적어도 일부분 제공함으로써 이루어진다.
언급한 바와 같이, 필름 및 부직 섬유 웹 둘다가 상부시트 및 이동층 모두로 사용되어 왔다. 부직 웹은 액체를 유인하고 보유할 수 있는, 섬유들 사이의 내부 공극 공간을 가진다. 따라서, 부직 웹은 유체를 위해 일시적 또는 "완충" 저장소를 제공한다. 인설트가 일어나는 경우, 유체는 배출되고/되거나 코어에 의해 흡수될 기회가 생길 때까지, 상부시트로 사용되었든지 이동층으로 사용되었든지, 부직포의 기공 공간에 축적된다. 부직포의 완충 기능은 양 방향으로 작용한다. 구체적으로, 인설트가 일어나는 경우, 부직포는 유체가 배출되고 코어에 의해 흡수될 때까지 유체를 보유하기 위해 완충제로 작용한다. 일단 유체가 배출되면, 부직포는 유체가 상부시트 표면에 도달하기 전에 유체를 축적하기 위해 완충제로 작용할 수 있다. 배출되는 유체의 양, 그렇게 되는 데의 시간, 부직포의 완충 능력은 부직 웹의 섬유들 사이의 기공 크기, 부직포의 상대적 친수성/소수성, 섬유 밀도, 및 다른 인자들에 의존한다. 인설트 직후, 부직포의 공극 용량은 본질적으로 꽉 차있고 코어가 인설트를 흡수하기에 충분한 시간이 흐르지 않았다. 따라서, 상부시트 표면으로 다시 이동하는 유체에 대해 완충제로 작용하는 부직포의 용량은 없다. 부직 웹을 통과하나 아직 흡수되지 않은 인설트의 부분, 및 웹의 기공 내에 일시적으로 보유되는 부분은 재습윤에 기여할 수 있다.
그러나, 구멍들 사이의 랜드 영역에 남을 수 있는 소량의 유체를 제외한 성형 필름에 있어서는, 인설트는 거의 즉각적으로 필름을 통과하고 필름의 하단측 상의 공극 공간에 저장된다. 부하가 이 때 적용되는 경우, 필름은 재습윤에 대해 물리적 장벽으로 작용하고, 유체만이 재습윤에 기여하는 구멍들을 통해 복귀한다. 성형 필름의 구멍들은 전형적으로 한 측면 (즉, "수" 측("male" side))에서 반대 또는 "암" 측("female" side)에 비해 보다 좁은 개구부를 갖도록 가늘어지기 때문에, 필름은 코어를 향해 우선적인 액체 흐름을 보이고 실질적으로 반대 방향으로는 액체 불침투성이다. 그 결과, 성형 필름은 흡수 물품에서 거의 즉각적인 건조를 제공할 수 있는 반면, 부직 웹은 그렇지 않다. 실제로, 특히 인설트 직후에 시험된 경우, 필름이 재습윤 성능에서 부직 웹보다 우수하다는 것이 시험으로 나타났다. 인설트 후 시간이 지남에 따라, 부직포는 배출할 기회를 갖고 코어 영역으로부터 상부시트 표면으로의 유체 이동에 대한 완충제로 다시 기능할 수 있다. 따라서, 부직 웹이 아닌 필름 사용시의 재습윤 성능에 있어서의 차이는 인설트 후의 시간이 증가함에 따라 덜 유의해진다.
표 1에는 인설트 후의 시간의 함수인, 표준 재습윤 시험 절차를 사용하여 얻어진 액체의 그램수가 기록된다.
시간 (인설트 후로부터의 분)
샘플 0 2 4 6 8 10
부직포 이동층을 갖는 크기 4의 기저귀 (첫번째 인설트) 16.32 0.51 0.50 0.30 0.24 0.32
필름 이동층을 갖는 크기 4의 기저귀 (첫번째 인설트) 1.37 0.29 0.34 0.32 0.22 0.21
부직포 이동층을 갖는 크기 4의 기저귀 (세번째 인설트) 48.65 32.71 22.31 17.68 20.05 12.97
필름 이동층을 갖는 크기 4의 기저귀 (세번째 인설트) 24.59 14.25 9.17 5.43 5.34 4.77
표 1의 데이터를 플롯팅하고 도 5 및 6에 시간 대 유체의 그램수를 나타내는 그래프로 나타내었다. 보다 구체적으로, 도 5는 첫번째 인설트의 흡수 후 재습윤을 측정시에 얻어진 결과를 도시한다. 곡선 (100)은 필름을 사용한 물품을 나타내고 곡선 (200)은 부직포를 사용한 물품을 나타낸다. 도 5에 나타난 바와 같이, 필름의 사용은 부직포를 사용한 것과 비교하여, 인설트 직후에 상당히 보다 적은 재습윤을 야기한다. 시간이 지나면 필름과 부직포 사이의 차이는 무시해도 될 정도이나, 필름은 확실히 보다 즉각적인 건조 느낌을 제공한다. 이러한 데이터는 첫번째 인설트 직후, 부직포 이동층을 사용한 유아용 기저귀는 성형 필름을 사용한 동일한 물품과 비교하여 재습윤 시험에서 6 내지 16 그램의 액체를 더 만들어 낼 수 있음을 나타낸다.
도 6과 관련하여 세번째 인설트 후 재습윤 시험에 대한 시간 대 액체의 그램수의 곡선을 나타낸다. 데이터는 이동층으로 성형 필름을 사용한 물품 (곡선 (300))이 이동층으로 부직포를 사용한 물품 (곡선 (400))과 비교하여 상당히 보다 적은 표면 액체를 보임을 나타낸다. 그 차이는 도 5에 대한 조건에서 나타난 것과 유사하고, 즉, 성형 필름을 사용한 물품은 부직 웹을 사용한 물품에 비해 6 내지 26 그램의 액체를 덜 가졌다.
실시양태에 따른 이동층은 필름 및 또다른 필름 또는 부직 웹의 복합재이다. 필름/필름 조합은 상기 언급된 바와 같이 이중 장벽 기능성을 제공한다. 필름/부직포 실시양태는 장벽/완충 기능성을 제공한다. 부직 웹이 사용되는 경우, 부직 웹이 흡수 코어에 가장 가깝도록 이동층이 배향되는 것이 바람직하다. 이러한 배향은 필름 이동층의 물리적 장벽 기능과 부직포 이동층의 완충 능력을 완전히 활용한다. 어떠한 실시양태에서도, 흡수 물품에서의 재습윤 성능은 상당해 개선된다.
본 명세서에서 사용된 "필름"은 얇은 중합체 시트 또는 웹을 지칭한다. 필름은, 예를 들면 캐스트 내 용융된 열가소성 중합체의 압출에 의하거나, 또는 블로운 압출(blown extrusion) 공정에 의해 생성할 수 있고, 롤러들 사이에서 추가로 가공하고 냉각하여 웹을 형성할 수 있다. 예를 들면, 필름은 단일층 필름, 동시압출된 필름일 수 있다.
용어 "중합체"는 단독중합체, 예를 들어, 블록, 그래프트, 랜덤 및 교대 공중합체와 같은 공중합체, 3원 공중합체 등, 및 이들의 블렌드 및 변형물을 포함한다. 또한, 특별히 달리 제한되지 않는 한, 용어 "중합체"는 물질의 모든 가능한 기하학적 배위, 예를 들면 이소택틱, 신디오택틱 및 어택틱 또는 랜덤 대칭을 포함하는 것을 의미한다.
부직 웹은 랜덤 또는 비반복적인 패턴으로 배열된 중합체성 섬유로 이루어지는 섬유 웹이다. 부직 웹은 일반적으로 연속 또는 스테이플 섬유 웹으로 분류될 수 있다. 연속 섬유 웹의 예는 멜트블로운 및 스펀본드 웹을 포함한다. 스테이플 섬유를 갖는 웹의 예는 카디드 웹을 포함한다. 개개의 섬유는 예를 들어 열 결합 (캘린더링), 히드로엔텡글링, 수지 결합, 또는 당업계에 공지된 다른 방법과 같은 다양한 공정 중 임의의 하나 이상에 의해 점착성 웹으로 성형된다. 웹을 제조하는데 사용된 섬유는 당업계에 공지된 바와 같이, 단일 성분이거나 또는 이성분 섬유일 수 있다.
용어 "멜트블로운 섬유"는 용융된 열가소성 물질을 복수개의 미세한, 일반적으로 원형인, 다이 모세관을 통해, 용융된 실 또는 필라멘트로, 용융된 열가소성 물질의 필라멘트를 가늘게하여 직경을 감소 (마이크로섬유 직경일 수 있음)시키는 고속의 기체 (예를 들어, 공기) 스트림으로 압출함으로써 성형된 섬유를 지칭한다. 용어 "마이크로섬유"는 평균 직경이 약 100 마이크로미터를 초과하지 않는 작은 직경의 섬유를 지칭한다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속의 기체 스트림으로 운반되고 수집 표면 상에 침착되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유 웹을 형성한다.
용어 "스펀본드 섬유"는 용융된 열가소성 물질을 방사구의 복수개의 미세한, 일반적으로 원형인, 모세관으로부터 필라멘트로 압출하고, 압출된 필라멘트의 직경이 그다음 급속히 예를 들어 환원성 연신 또는 다른 공지된 스펀본딩 매커니즘에 의해 감소됨으로써 성형된 작은 직경의 섬유를 지칭한다.
이동층은 기계 방향, 교차 방향, 및 z-방향을 가지는 것으로 치수적으로 기술될 수 있다. 기계 방향은 필름이 제조 공정을 통과하는 방향에 의해 정의된다. 전형적으로, 필름은 폭보다 훨씬 긴 길이를 갖는 긴 시트 또는 웹으로 생성된다. 이러한 경우에, 기계 방향은 일반적으로 시트의 길이이다(x-방향으로도 지칭됨). 기계 방향에 수직인 것은 시트의 교차 방향 또는 횡 방향이다 (y-방향 또는 폭으로도 지칭됨). 필름의 두께 (때때로 특정한 실시양태에서 필름의 로프트 또는 캘리퍼로도 지칭됨)는 z-방향으로 측정된다.
3차원의 성형 필름은 필름의 공칭 두께를 형성하는 기준 면을 포함하고, 필름의 표면에서 생겨나 z-방향으로 외부로 튀어나온 구조물을 포함한다. 이들 구조물의 치수는 필름의 공칭 두께를 초과하는 z-방향 치수를 필름에 제공한다. 이들은 또한 표면 구조물에 의해 형성되고 z-방향에서 필름의 기준 면으로부터 떨어져 있는 제2 면을 필름에 제공한다. 3차원의 성형 필름의 3차원적 형상은, 예를 들면 엠보싱(embossing) 공정, 히드로포밍(hydroforming) 공정, 또는 진공 성형 공정으로 생성될 수 있다. 이러한 모든 공정은 당업계에 공지되어 있다.
"다면 필름"은 필름의 기준 면 및 임의의 제2 면(들) 모두에서부터 생기는 추가적인 표면 구조물을 갖는 3차원의 성형 필름이다. 예를 들면, 다면 구조물을 갖는 성형 필름은 필름의 표면으로부터 뻗어있는 복수개의 평평한 부분을 포함할 수 있고, 상기 평평한 부분은 기준 표면 위 또는 아래에 적어도 하나의 추가적인 필름 면을 형성한다. 다면 3차원의 성형 필름의 특정 실시양태에서, 임의의 또는 모든 가능한 면 상에 돌기가 형성될 수 있다.
3차원의 구멍난 성형 필름은 단순히 3차원의 구조물에 개구부 또는 구멍을 가지는 성형 필름이다. 3차원의 구멍난 구조물의 크기, 간격 및 기타 특성들은 3차원의 구멍난 성형 필름을 만드는데 사용된 구체적인 장치에 기초한다. 예를 들어, 진공 성형 공정, 히드로포밍 공정, 및 일부 기계적 공정에서, 구멍의 크기, 형상 및 간격은 필름에 진공 압력, 가압 물 스트림, 또는 기계적 천공 디바이스, 예를 들어 핀을 가하는 동안 필름을 지지하는 성형 구조물에 의해 결정된다. 예를 들어 미국 특허 제 4,456,570호 및 미국 특허 제 3,929,135호 참조.
구멍난 성형 필름에 대해, 3차원의 구조물의 z-방향 치수는 3차원의 구조물의 직경의 함수이고, 이는 다시 성형 구조 내 구멍의 직경 또는 천공 핀의 직경의 함수이다. 예를 들면, 보다 작은 직경의 구조물이 보다 큰 직경의 구조물에 비해 전형적으로 보다 작은 z-방향 치수를 가진다. 다른 공정 조건 및 장치-관련 인자뿐만 아니라 필름 조성, 필름의 기초 중량, 구멍이 생기는 동안 필름의 온도와 같은 기타 인자들 또한 3차원의 형상의 z-방향 높이에 기여한다.
예를 들면, 3차원의 성형 필름은 폴리올레핀(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 C2-C10 올레핀); 폴리에스테르; 플라스토머; 폴리아미드(예를 들면, 나일론), 폴리스티렌; 폴리우레탄; 비닐 중합체; 아크릴계 및/또는 메타크릴계 중합체; 엘라스토머(예를 들면, 스티렌 블록 공중합체 엘라스토머); 자연적으로 재생될 수 있는 공급원으로부터의 중합체; 생분해성 중합체; 및 이들의 혼합물 또는 블렌드로부터 선택되는 1 이상의 중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 중합체는 열가소성 중합체이다.
추가적으로, 임의의 다양한 첨가제가 중합체에 첨가될 수 있고, 조도, 정전기 축적의 감소, 내마모성, 인쇄적성, 기록성(writeability), 불투명성, 친수성, 소수성, 가공성, UV 안정성, 색상 등을 비제한적으로 포함하는 특정의 요망되는 특징을 제공할 수 있다. 이러한 첨가제는 산업에 공지되어 있고, 예를 들면 탄산칼슘 (내마모성), 이산화티타늄 (색상 및 불투명성), 이산화규소 (조도), 계면활성제 (친수성/소수성), 가공 보조제/플라스토머 (가공성) 등을 포함한다.
이동층 웹은 적층물(laminate) 또는 복합재 구조물을 포함한다. 용어 "적층물" 및 "복합재"는 동의어이고, 단일 웹을 형성하기 위해 표면 대 표면 관계로 함께 결합되는 2 이상의 시트-유사 부재 또는 웹을 지칭한다. 용어 "단일(unitary)웹"은 단일 웹으로 취급, 처리, 또는 다르게는 이용되도록 예를 들어, 열 결합 수단에 의해 충분히 결합된, 비부직 웹을 포함한 2 이상의 물질의 웹을 포함하는 층상 웹을 지칭한다.
적층물은 동시압출 성형, 또는 열 적층, 접착 적층, 초음파 적층, 압력 적층, 압출 코팅, 진공 적층 및 당업계에 알려진 다른 적층 기법 및 이들의 조합을 비롯한 많은 수의 적층 공정에 의해 형성될 수 있다.
도 1의 실시양태와 관련하여, 흡수 물품 (10)은 상부시트 (12), 코어 (14), 배면시트 (16), 및 코어 (14)와 상부시트 (12) 사이에 위치하는 이동층 (15)를 포함한다. 물품 (10)은 사용중에 사용자의 피부에 인접하여 위치하거나, 또는 다르게는 가까이에 근접해 있는 신체를 향하는 표면 (13)을 가진다. 또한 물품 (10)은 신체를 향하는 표면 (13)과 대향되는 의복을 향하는 표면 (17)을 가진다. 흡수 물품이 붕대, 상처 드레싱, 외과용 드레이프(surgical drape) 등인 경우에, 의복을 향하는 표면 (17)은 사용중에 사용자의 의복 또는 환경에 근접해 있다.
상부시트 (12)는 유체가 흡수 물품 (10)으로 들어올 수 있도록 유체를 통과시키는 물질을 포함한다. 상부시트 (12)는 일반적으로 구멍난 필름, 예를 들어 구멍난 성형 필름, 부직 웹 또는 복합재이다. 예시된 실시양태에서, 상부시트 (12)는 부직 웹을 포함한다. 배면시트 (16)은 일반적으로 흡수 물품으로부터 유체가 새는 것을 방지하기 위해 유체를 통과시키지 않는다. 필름, 부직 웹 및 복합재가 전형적으로 배면시트에 사용된다. 나타난 실시양태에서, 배면시트 (16)은 액체 불침투성 블로운 또는 캐스트 필름을 포함한다. 흡수 코어 (14)는 상부시트 (12)와 배면시트 (16) 사이에 위치하고, 물품이 버려질 때까지 상부시트를 통과하는 유체를 흡수하고 보유할 수 있는 물질을 포함한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 이동층 (15)는 제1 층 (18) 및 제2 층 (19)를 포함한다. 여기에서 그리고 모든 다른 실시양태에서, 제1 층은 수측 (20) 및 암측 (21)을 갖는 3차원의 구멍난 성형 필름을 포함한다. 제1 층 (18)은 필름 (18)의 암측 (21)로부터 z-방향 (도 1에 화살표 "Z"로 표시됨)으로 뻗어있는 측벽 (23)을 갖는 원뿔-형상의 구조물을 포함하는 복수개의 돌기 (22)를 가진다. 돌기 (22)는 필름 (18)의 수측 (20) 상의 구멍 (24)에서 끝난다. 제1 층 (18)은 추가로 배수구 (25)를 포함한다.
배수구 (25) 및 돌기 (22) 모두가 유체 관리를 제공하지만, 이것들은 상이한 방식으로 작동한다. 배수구 (25)는 돌기 (22)의 직경에 비해 보다 큰 직경을 가진다. 따라서, 배수구 (25)는 유체의 대량의 인설트를 취급할 수 있고 제1 층 (18)을 통한 유체 흐름에 상당한 저항을 제공하지 않거나 또는 거의 제공하지 않는다. 또한, 배수구 (25)는 필름의 공칭 두께를 넘어서는 임의의 z-방향 치수가 없다는 점에서 2차원이다.
대조적으로, 돌기 (22)는 모세관 작용을 통해 유체 전달을 제공하고 지속적인 z-방향 흡상을 제공함으로써 상부시트 표면 상에 또는 상부시트의 구멍 내에 보유된 인설트의 정적인 부분의 제거를 촉진하기 위한 크기로 된다. z-방향 흡상은 표면 습윤 요소 또는 역습윤 요소, 또는 양쪽 모두를 감소시킴으로써 재습윤 성능을 개선시킨다. 이 z-방향 흡상은 모세관 현상을 달성하기에 충분히 작은 직경을 갖는 돌기 (22)를 제공함으로써 이루어진다.
지속적인 모세관 작용이 일어나기 위해서, 돌기 (22)의 배출 측 (즉, 구멍 (24))으로부터 유체를 제거하는 어떤 매커니즘을 제공하는 것이 필요하다. 흡수 물품에서 하나의 편리한 매커니즘은 모세관의 배출 측을 다른 물질과 밀접하게 접촉되도록 두는 것이다. 그러나, 선행 기술의 이동층, 특히 직경이 큰 돌기를 또한 포함하는 이동층에서는 이를 수행하는 것이 어려웠다. 구체적으로, 인설트의 동적 부분의 빠른 흡수를 제공하는데 필수적인, 직경이 큰 돌기는 일반적으로 작은 직경의 모세관보다 z-방향으로 더 큰 치수를 가진다. 따라서, 모세관을 코어와 밀접하게 접촉시키기 위해, 보다 큰 돌기를 평평하게 하거나 또는 z-방향으로 가압할 필요가 있을 수 있다. 이는 큰 돌기의 목적을 이루지 못하게 하는 것이기 때문에, 물론 금기된다. 따라서, 선행 기술의 필름에서, 모세관은 공극 공간 내의 흡수 코어 위에 떠있을 것이고, 따라서 액체의 지속적인 제거를 하는데 실패한다. 배수구 (25)는 2차원이기 때문에, 돌기 (22)의 구멍난 말단이, 상부시트 (12)로부터 멀어지게 유체를 흡상시킴에 있어서 지속적인 모세관 작용을 유지하는데 필요한 매커니즘을 제공하는 제2 층 필름 (19)와 직접적으로 접촉하는 것을 방해하지 않는다.
배수구 (25)는 임의의 요망되는 크기일 수 있다. 예를 들어, 특정한 실시양태의 배수구 (25)는 0.2 mm2 초과의 평균 단면적 및 0.55 mm 내지 1.2 mm의 평균 수력 직경(hydraulic diameter)을 가질 수 있다. 이와는 대조적으로 돌기 (22)는 돌기 (22)의 암측 (21)에서 측정했을 때 50 마이크로미터 내지 400 마이크로미터의 평균 직경을 가진다. 돌기 (22)에 대한 배수구 (25)의 수력 반경의 비율은 일반적으로 3:1을 초과할 것이고, 대부분의 경우 4 또는 5:1 이상일 것이다. 10:1 이상의 비율 또한 일반적이다.
복합 이동층 웹 (15)의 제2 층 (19)는 수측 (26) 및 암측 (27)을 갖는 3차원의 구멍난 성형 필름을 포함한다. 제2 층 (19)는 필름 (19)의 암측 (27)로부터 z-방향으로 뻗어있는 측벽 (29)를 갖는 원뿔-형상의 구조물을 포함하는 복수개의 돌기 (28)을 가진다. 돌기 (28)은 필름 (19)의 수측 (26) 상의 구멍 (30)에서 끝난다. 제2 층 (19)의 돌기 (28)의 직경은 제1 층 (18)의 돌기 (22)의 직경 이하이다. 특히 바람직한 실시양태에서, 구멍 (28)은 모세관 크기이고 돌기 (22)의 직경 미만이여서, 부직포 상부시트 (12)로부터 잔류 정적 유체를 계속해서 '펌핑'하는 모세관 구배를 만들어낸다. 또한, 구멍 (30)은 z-방향 흡상을 지속시키기 위해 (질량 제거 매커니즘으로 작용하는) 코어와 접촉해 있어야 한다.
도 2의 실시양태와 관련하여, 흡수 물품 (110)의 상부시트 (12), 코어 (14) 및 배면시트 (16)은 모두 앞선 실시양태의 것과 동일하고, 따라서 동일한 참고 번호를 공유한다. 유사하게, 이동층 웹 (115)의 제1 층 (18)은 앞선 실시양태의 것과 동일하고, 따라서 동일한 참고 부호를 공유한다. 그러나, 이동층 웹 (115)의 제2 층 (119)는 앞선 실시양태의 것과 다르다.
도 2에 나타난 실시양태에서, 이동층 (115)의 제2 층 (119)는 수측 (126) 및 암측 (127)을 갖는 3차원의 구멍난 성형 필름을 포함한다. z-방향으로 암면(female surface) (127)로부터 뻗어있는 측벽 (129)를 갖는 복수개의 돌기 (128)은 수측 (126) 상의 구멍 (130)에서 끝난다. 앞선 실시양태에서와 같이, 돌기 (128)의 직경은 제1 층 (18)의 돌기 (22)의 직경 이하이다.
도 2의 실시양태에서, 이동층 (115)의 제2 층 (119)는 추가로 배수구 (131)을 포함한다. 배수구 (131)은 제1 층 (18)의 배수구 (25)와 같이, 이차원이고 필름의 공칭 두께를 넘어서는 z-방향 치수가 없거나 거의 없다. 배수구 (131)은 제2 층 (119)의 암측 (127)로부터 수측 (126)으로의 빠른 유체의 배출을 제공하기 위한 크기로 된다. 따라서, 이것들은 배수구 (25)와 관련하여 상기 기재된 파라미터를 갖는 크기로 된다. 돌기 (22) 및 (128)과는 달리, 배수구 (131)은 배수구 (25)보다 크거나 또는 작을 필요가 특정하게는 없다. 그러나, 배수구 (131)이 사실 배수구 (25)보다 다소 작은 경우, 돌기 (22)들 사이의 공극 부피 (즉, 빈 공간)를 사용하여, 표면 (127)에 걸쳐 증가된 유체 분포의 측정이 있을 것이다. 이는 인설트에 보다 많은 코어의 노출을 유발하는 바람직한 결과이다.
이제 도 3과 관련하여, 흡수 물품 (210)은 앞선 실시양태와 동일한 상부시트 (12), 코어 (14) 및 배면시트 (16)을 포함한다. 마찬가지로, 이동층 (215)의 제1 층 (18)은 앞선 실시양태의 것과 동일하다. 따라서, 이러한 형상들은 추가로 기술되지 않을 것이다.
도 3의 실시양태에서, 이동층 (215)의 제2 층 (219)는 수측 (226) 및 암측 (227)을 갖는 3차원의 구멍난 성형 필름을 포함한다. z-방향으로 암면 (227)로부터 뻗어있는 측벽 (229)를 갖는 복수개의 돌기 (228)은 수측 (226) 상의 구멍 (230)에서 끝난다. 앞선 실시양태에서와 같이, 돌기 (228)의 직경은 제1 층 (18)의 돌기 (22)의 직경 이하이다.
도 3의 실시양태에서, 이동층 (215)의 제2 층 (219)는 추가로 배수구 (231)을 포함한다. 도 2의 실시양태와는 달리, 이 실시양태의 배수구 (231)은 3차원이고, 암측 (227)에 의존하고 z-방향으로 뻗어서, 필름 (219)의 수측 (226) 상의 구멍 (233)에서 끝나는 측벽 (232)를 포함한다. 배수구 (231)은 빠른 유체 흡수와 분포를 제공하기 위해 앞선 실시양태의 배수구 (25) 및 배수구 (131)과 동일하게 직경을 고려한다. 상기 나타난 바와 같이, 돌기 (228)에 의한 계속된 모세관 흡상을 보장하기 위해, 구멍 (230)이 흡수 코어 (14)와 같은 유체 제거층과 접촉하는 것이 중요하다. 따라서, 배수구 (232)의 z-방향 치수가 돌기 (228)의 z-방향 치수 이하인 것이 중요하다.
도면에는 나타나지 않았지만, 제2 층 (219)는 2차원의 및 3차원의 배수구 모두를 포함하도록 제조될 수 있고, 그 중 하나만이 이동층의 제2 층에 사용될 필요는 없다는 것이 이해될 것이다.
이제 도 4와 관련하여, 흡수 물품 (310)은 이전의 실시양태에서와 같은 상부시트 (12), 코어 (14) 및 배면시트 (16), 및 이동층 (315)를 포함한다. 이 실시양태의 이동층 (315)는 앞선 실시양태에서와 같은 성형 필름인 상부층 (18)을 포함한다. 이 실시양태의 이동층 (315)의 제2 층 (319)는 부직 웹이다. 이러한 실시양태의 부직 웹은 코어로의 빠른 흡상을 지속시키기 위해 유체로 습윤되어야 한다. 따라서, 이것은 적어도 반소성(semi-phobic)이어야 하고, 친수성인 것이 바람직하다. 기준 중량은 현실적인 고려사항을 위한 것 외에는 특별히 중요하지 않다. 특히, 부직 웹은 배수구를 통해 재습윤을 줄이도록 돕기에 충분한 기준 중량을 가져야 하나, 이동층이 너무 벌키해지거나, 뻣뻣해지거나, 또는 비싸질 정도로 많은 기준 중량을 가져서는 안된다. 일부 실시양태에서, 기준 중량 8 내지 24 g/㎡, 보다 구체적으로 8 내지 18 g/㎡, 가장 바람직하게 12 내지 16 g/㎡를 갖는 부직 웹이 적합하다.
도 1 내지 4에 나타난 실시양태에서, 3차원의 구조물 (22), (28), (128), (228), (231)은 일반적으로 원뿔형이다. 그러나, 이동층의 실시양태에서 3차원의 구조물의 형상은 유의하지 않다는 것이 이해되어야 한다. 특히, 3차원의 구조물은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 또는 임의의 다른 요망되는 형상을 가질 수 있다. 유사하게, 2차원의 배수구 (25), (131)의 형상은 특별히 중요하지는 않다.
이동층은 수측 또는 암측이 흡수 코어를 향하도록 흡수 물품 내 배향될 수 있다. 많은 용도에서, 이동층의 수측이 흡수 코어를 향할 것이나, 일부 용도에서는 암측이 코어를 향하는 것이 바람직할 수 있다.
이동층의 실시양태를 생성하는데 임의의 설계 또는 패턴이 형성될 수 있다. 모세관 크기의 돌기에 대한 배수구의 임의의 비율이 사용될 수 있다. 용도에 따라서, 도면에 예시된 실시양태에 비해 보다 많거나 보다 적은 모세관 크기의 구조물이 바람직할 수 있다.
본 명세서에서 몇몇 실시양태를 기술하지만, 본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위에 기술된 발명으로부터 벗어나지 않고 당업자에게 명백한 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 복수개의 모세관 크기의 구멍난 돌기와 복수개의 2차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제1 층, 및 상기 모세관 크기의 돌기의 구멍난 말단과 밀접하게 접촉되어 있고 z-방향으로 제1 층으로부터 떨어져 있는, 3차원의 구멍난 성형 필름과 부직 웹으로부터 선택되는 제2 층을 포함하는 복합재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 층이 성형 필름인 복합재.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 층이 상기 제1 층의 모세관 크기의 구멍보다 작은 직경을 갖는 복수개의 모세관 크기의 돌기를 가지는 복합재.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 층이 추가로 복수개의 배수구를 포함하는 복합재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 배수구가 2차원의 배수구를 포함하는 복합재.
  6. 제4항에 있어서, 상기 배수구가 3차원의 배수구를 포함하는 복합재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 3차원의 배수구가 상기 모세관 크기의 돌기의 z-방향 치수 이하인 z-방향 치수를 가지는 복합재.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 층이 부직 웹인 복합재.
  9. 상부시트, 코어, 및 복수개의 모세관 크기의 구멍난 돌기와 복수개의 2차원의 배수구를 갖는 성형 필름을 포함하는 제1 층 및 상기 모세관 크기의 돌기의 구멍난 말단과 밀접하게 접촉되어 있고 z-방향으로 제1 층으로부터 떨어져 있는, 3차원의 구멍난 성형 필름과 부직 웹으로부터 선택되는 제2 층을 포함하는 이동층을 포함하는 흡수 물품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 층이 3차원의 구멍난 성형 필름인 물품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 층의 3차원의 구멍난 성형 필름이 상기 제1 층의 모세관 크기의 돌기보다 작은 직경을 갖는 복수개의 모세관 크기의 돌기를 가지는 물품.
  12. 재11항에 있어서, 상기 제2 층의 3차원의 성형 필름이 추가로 복수개의 배수구를 포함하는 물품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 배수구가 2차원의 배수구를 포함하는 물품.
  14. 제12항에 있어서, 상기 배수구가 3차원의 배수구를 포함하는 물품.
  15. 제14항에 있어서, 상기 3차원의 배수구가 상기 모세관 크기의 돌기의 z-방향 치수 이하인 z-방향 치수를 가지는 물품.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제2 층이 부직 웹인 물품.
  17. 제9항에 있어서, 상기 이동층이 상부시트와 코어 사이에 위치된 물품.
  18. 제17항에 있어서, 상기 이동층의 제1 층이 상기 제2 층보다 상부시트에 더 가까이 있는 물품.
  19. 제17항에 있어서, 상기 이동층의 제2 층이 상기 제1 층보다 상부시트에 더 가까이 있는 물품.
  20. 제9항에 있어서, 추가로 배면시트를 포함하고, 상기 이동층이 코어와 배면시트 사이에 위치된 물품.
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