KR20170106341A - 브릿지형 흡수성 구조체 제조 방법 - Google Patents

브릿지형 흡수성 구조체 제조 방법 Download PDF

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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

흡수성 웹의 제조 방법은 유공성 부재를 기계 방향으로 이동시키는 것을 포함한다. 유공성 부재는 다수의 세그먼트를 한정하는 적어도 하나의 격벽을 포함하는 분할 영역을 갖는 적어도 하나의 가림 판을 가지고 있다. 본 방법은 유공성 부재를 통하여 공기를 흡인하는 것과 유공성 부재 상으로 섬유상 물질을 피착시켜 흡수성 웹을 형성하는 것을 더 포함한다. 흡수성 웹은 가림 판의 분할 영역에 대응하는 감소된 평량을 갖는 브릿지 영역을 갖는다. 브릿지 영역은 수직 경계면들을 적어도 부분적으로 연결시키는 웹 세그먼트와 섬유상 물질을 분리하는 수직 경계면을 가진다.

Description

브릿지형 흡수성 구조체 제조 방법{method of manufacturing bridged absorbent structures}
본 발명의 분야는 일반적으로 트레이닝 팬츠, 기저귀, 요실금 제품, 일회용 속옷, 의료용 의복, 여성 위생 용품, 흡수성 수영복 등과 같은 흡수 용품에 사용하기 위한 브릿지형 흡수성 구조체 및 흡수성 구조체 제조 방법에 관한 것이다.
레이드 섬유상 웹과 같은 섬유상 웹을 형성하는 하나의 일반적 관례에서, 셀룰로오스 또는 다른 적절한 흡수성 재료의 섬유상 시트는 일반적인 섬유화 장치 또는 다른 적절한 파쇄 또는 분쇄 장치에서 섬유화되어 개별 섬유를 형성한다. 또한, 초흡수성 재료의 입자는 가끔 섬유와 혼합된다. 섬유 및 초흡수성 입자는 공기 스트림에 연행되고 적절한 유공성 형성 표면으로 향하게 되며, 유공성 형성 표면 상에서는 섬유 또는 초흡수성 입자가 피착되어 연속 흡수 섬유상 웹 또는 개별 흡수성 구조체를 형성한다.
이러한 시스템에 이용되는 형성 표면은 전형적으로 와이어 또는 스크린 격자로 구성되며 진공 흡입 장치와 같은 적절한 압축 공기 흐름 메커니즘을 이용하여 형성 표면 상에 차압 구역을 한정하고 그 위에 압력 차를 부여한다. 압력 차이는 일반적으로 스크린 또는 형성 표면의 격자 내의 구멍 또는 천공을 통한 공기 흐름을 초래한다. 공기-연행 섬유 흐름을 형성 표면 상으로 흡인하고 공기 흐름을 형성 표면을 통과시기 위하여 진공 흡입을 사용하는 것은 고속 상업 작동에 사용되어왔다.
형성 공정 동안에 다양한 메커니즘이 사용되어 생성 섬유상 웹의 평량(base weight)에 단계적 차이(gradations)를 생성한다. 예를 들어, 형성된 섬유상 웹에 원하는 높은 평량의 형성을 위하여 함몰부 또는 포켓 영역과 함께 적절한 형성 표면이 구성되었다. 포켓 영역이 크고 깊을 때, 원하는 양의 섬유상 물질을 포켓 영역으로 보내는 것이 어려웠다. 다른 장치에서, 차단 구성 요소는 형성 표면 아래에 위치되어 형성 표면을 통하는 공기 흐름을 부분적으로 차단하며, 따라서 에어레이드 섬유가 차단 부분 위에 피착되는 것을 억제한다.
일부 장치는 섬유상 웹의 두께를 관통하여 섬유상 웹에 공극(void)을 형성하며, 섬유상 웹을 따라 평량의 단계적 차이를 생성할 수 있다. 그러나, 섬유상 웹에 형성된 공극은 섬유상 물질이 없으며 섬유상 웹의 전체 깊이를 관통한다. 결과적으로, 공극은 웹의 구조적 완전성에 영향을 미칠 수 있으며 평량의 추가적인 단계적 차이를 허용하지 않는다. 또한, 섬유상 웹을 따라 평량의 단계적 차이를 생성하는 공지된 방법은 섬유상 웹의 낮은 평량 영역을 통하여 평량의 단계적 차이를 제공하지 않는다.
따라서, 평량의 단계적 차이를 갖는 레이드(laid) 섬유상 웹을 형성하기 위한 보다 신뢰성 있고 보다 효율적인 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 레이드 섬유상 웹을 형성하기 위하여 조립된 그리고 변형된 장치를 용이하게 제공하는 것이 더욱 바람직하다.
일 측면에서, 흡수성 웹의 제조 방법은 유공성 부재를 기계 방향으로 이동시키는 것을 포함한다. 유공성 부재는 다수의 세그먼트를 한정하는 적어도 하나의 격벽을 포함하는 분할 영역을 갖는 적어도 하나의 가림 판을 가지고 있다. 본 방법은 유공성 부재를 통하여 공기를 흡인하는 것과 유공성 부재 상으로 섬유상 물질을 피착시켜 흡수성 웹을 형성하는 것을 더 포함한다. 흡수성 웹은 가림 판의 분할 영역에 대응하는 감소된 평량을 갖는 브릿지 영역을 갖는다. 브릿지 영역은 수직 경계면들을 적어도 부분적으로 연결시키는 웹 세그먼트와 섬유상 물질을 분리하는 수직 경계면을 가진다.
다른 측면에서, 흡수 용품에 사용하기 위한 흡수성 구조체를 형성하는 방법은 위에 장착된 적어도 하나의 가림 판을 갖는 형성 표면을 기계 방향으로 이동시키는 것을 포함한다. 공기는 형성 표면 및 형성 표면 상에 장착된 가림 판을 통하여 흡인된다. 가림 판은 형성 표면을 통해 흡인되는 공기를 적어도 부분적으로 차단하기 위하여 1cm 미만의 격벽을 갖는다. 본 방법은 흡수성 웹을 형성하기 위해 형성 표면 상에 섬유상 물질을 피착하는 단계를 더 포함한다. 가림 판의 격벽은 섬유상 물질을 수직 경계면에 의하여 분리된 다수의 세그먼트 내로 변위시킨다. 수직 경계면은 격벽의 위치에 대응하고 있다. 흡수성 웹은 형성 표면으로부터 제거된다.
다른 측면에서, 연결된 흡수성 구조체를 포함하는 흡수 용품을 조립하는 방법은 섬유상 물질의 웹을 형성하는 것을 포함한다. 웹은 연속 영역과 브릿지 영역을 갖는다. 브릿지 영역은 수직 경계면에 의하여 분리된 다수의 세그먼트를 포함한다. 연속 영역은 브릿지 영역보다 더 큰 평량을 갖는다. 웹은 제1 흡수성 구조체와 제2 흡수성 구조체로 나누어진다. 제1 흡수성 구조체는 연속 영역과 브릿지 영역을 포함한다. 본 방법은 외부 커버와 신체측 라이너를 갖는 섀시를 조립하는 것과 외부 커버와 신체측 라이너 사이에 제1 흡수성 구조체를 고정하는 것을 더 포함한다.
도 1은 흡수성 웹을 형성하기 위한 형성 조립체의 한 적절한 실시예의 사시도이다.
도 2는 내부 부분을 나타내기 위하여 부분이 제거된, 도 1의 형성 조립체의 측면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 형성 조립체와 사용하기 위한 체적 감축 라인의 일 부분의 사시도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 형성 조립체를 이용하여 제조된 연결된 흡수성 웹의 도면이다.
도 5는 패터닝된 체적 감축 후의 도 4의 흡수성 웹의 도면이다.
도 6은 흡수성 구조체를 통한 평량의 기본 중량의 단계적 차이를 보여주는 흡수성 구조체의 일련의 x-선 도면이다.
도 7은 흡수성 구조체를 통한 평량 프로파일이다.
도 8 내지 도 12는 적절한 가림 판의 실시예를 도시한 도면이다.
도 13은 연결된 흡수성 웹을 형성하기 위하여 격벽을 갖는 가림 판의 한 적절한 실시예의 측면도이다.
도 14는 흡수성 코어 패드의 종단으로부터의 거리와 비교하여 흡수성 코어 패드의 평량을 나타낸 차트이다.
도 15는 브릿지형 흡수성 구조체의 한 적절한 실시예를 포함하는 흡수 용품의 평면도로서, 흡수 용품은 평평하게 펼친 구성으로 도시되어 있다.
도 16은 도 15의 흡수 용품의 사시도로서, 흡수 용품의 사용 형태로 도시되어 있다.
이제 도면, 특히 도 1 및 도 2를 참고하면, 섬유상 웹을 형성하기 위한 장치가 도시되며 일반적으로 도면 부호 “20”으로 지시된다. 장치(20)는 드럼(26)의 원주 주변에서 연장된 이동 가능한 유공성 형성 표면(24)을 포함한다. 형성 드럼(26)은 베어링(30)에 의하여 지지체(32)에 연결된 샤프트(28) 상에 장착되어 있다. 형성 드럼(26)은 드럼 구동 샤프트(28)에 동작가능하게 연결되고 이에 의하여 회전하는 원형 드럼 벽(미도시)을 포함한다. 샤프트(28)는 적절한 모터 또는 라인 샤프트(미도시)에 의하여 도 2에 도시된 바와 같이 반시계 반향으로 회전 구동된다. 드럼 벽은 일차 하중-지지 부재일 수 있으며, 드럼 벽은 일반적으로 드럼 구동 샤프트(28)를 중심으로 반경 방향으로 그리고 원주 방향으로 연장될 수 있다.
형성 표면(24)의 방사상 내측으로 위치된 진공 덕트(36)는 형성 드럼(26)의 내부의 아크에 걸쳐 연장되어 있다. 형성 표면(24)을 통하여 공기를 흡인하기 위하여 진공 덕트(36)는 형성 표면(24)과 유체 연통 상태이다. 진공 덕트(36)는 진공원(42)에 연결된 진공 공급 도관(40)에 장착되며 유체 연통 상태이다. 진공원(42)은, 예를 들어 배기 팬일 수 있다. 진공 덕트(36)는 진공 공급 도관(40)의 외부 주변 표면을 따라 진공 공급 도관(40)에 연결되어 있고, 진공 공급 도관(40)의 원주 방향으로 연장되어 있다. 진공 덕트(36)는 진공 공급 도관(40)으로부터 형성 표면(24)을 향하여 방사상 외측으로 돌출되어 있으며, 축 방향으로 이격된 측벽(44) 및 각도를 이루며 이격된 말단 벽면(46)을 포함한다.
샤프트(28)는 드럼 벽을 관통하여 진공 공급 도관(40) 내로 연장되어 있으며, 여기서 샤프트는 진공 공급 도관(40) 내에서 지지체(32)에 연결된 베어링(30) 내에 수용되어 있다. 베어링(30)은 진공 공급 도관(40)과 함께 밀봉되어 진공 공급 도관(40)으로 들어가는 샤프트(28) 둘레에서 공기가 흡인되지 않는다.
대표적으로 도시된 바와 같이, 진공 공급 도관(40)은 진공 공급 도관(40)의 치수 및 형상을 제한하는 도관 종단 벽면(48) 및 주변 벽면(50)을 포함 할 수 있다. 진공 공급 도관(40)은 적절한 횡단면 형상을 가질 수 있다. 도시된 구성에서, 진공 공급 도관(40)은 일반적으로 원형 횡단면 형상을 갖는다. 진공 공급 도관(40)은 임의의 적절한 지지 구조체로 제 위치에 작동적으로 유지될 수 있다. 지지 구조체는 또한 드럼 구동 샤프트(28)와 맞물리는, 지지체(32)와 같은 진공 공급 도관(40) 구조의 부분을 작동적으로 지지하는 다른 구성 요소 또는 부재에 합쳐지고 연결될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 실시예에서, 지지체(32) 및 전체 진공 공급 도관(40)은 오버 헤드 마운트(미도시)에 의하여 지지되어 있다.
도시된 실시예에서, 벽면(34)은 진공 공급 도관(40)을 중심으로 대체로 방사상 및 원주 방향으로 연장되어 있다. 드럼 림(52)은 벽면(34)에 결합되어 있고, 드럼 림(52)의 두께를 통해 실질적으로 자유로운 공기 이동을 제공하도록 구성되고 배치되어 있다. 드럼 림(52)은 일반적으로 원통형이며 드럼 축(53)의 방향을 따라 그리고 드럼 축(53)을 중심으로 원주 방향으로 연장되어 있다. 대표적으로 도시된 바와 같이, 드럼 림(52)은 벽(34)에 의하여 지지될 수 있고, 벽면들 사이로 연장될 수 있다. 드럼 림(52)은 진공 덕트(36)를 향하는 내향 표면(55)을 갖는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 형성 표면(24)은 형성 드럼(26)의 외부 원통형 표면을 따라 제공될 수 있으며, 형성 드럼의 축 방향 및 원주 방향 치수를 따라 연장될 수 있다. 원주 방향 치수는 일반적으로 기계 방향(54)이며, 축 방향 치수는 일반적으로 횡기계 방향(56)이다. 형성 표면(24)의 구조는 조립체로 구성될 수 있으며, 형성 드럼(26)에 작동적으로 연결되고 합쳐지는 유공성 부재(58)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 인서트(57)의 시스템은 형성 표면(24) 및 유공성 부재(58)를 형성하고 있다.
형성 표면(24)은 임의의 적절한 부착 기구를 채용함으로써 드럼 림(52) 상에 동작가능하게 유지되고 장착될 수 있다. 대표적으로 도시된 바와 같이, 너트 및 볼트의 시스템이 사용되어 인서트(57)를 장착 링의 작동적인 세트 상에 고정할 수 있으며, 장착 링은 드럼 림(52) 상에 작동적으로 장착되고 고정될 수 있다.
에어레이드(airlaid) 섬유상 웹을 제조하기 위한 적절한 형성 드럼 시스템은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 예를 들어, “APPARATUS AND METHOD FOR FORMING A LAID FIBROUS WEB”이라는 명칭으로 K. Enloe 등에 의해 1987년 5월 19일자로 발행된 미국특허 제4,666,647호; 및 “CONTROLLED FORMATION OF LIGHT AND HEAVY FLUFF ZONES”라는 명칭으로 K. Enloe에 의해 1988년 8월 2일자로 발행된 미국특허 제4,761,258호를 참조하며; 여기서 위 특허의 전체 내용은 본 명세서와 일치하는 방식으로 본 명세서 내에 참고로 원용된다. 다른 형성 드럼 시스템은 “APPARATUS AND PROCESS FOR FORMING A LAID FIBROUS WEB WITH ENHANCED BASIS WEIGHT CAPABILITY”라는 명칭으로 J. T. Hahn 등에 의해 2001년 12월 18일자로 발행된 미국특허 제 6,330,735호에 설명되어 있으며, 이 특허의 전체 내용은 본 명세서와 일치하는 방식으로 본 명세서 내에 참고로 원용된다. 표면을 형성하기 위한 시스템은 “FORMING MEDIA WITH ENHANCED AIR FLOW PROPERTIES”라는 명칭으로 Michael Barth Venturino 등에 의해 2003년 10월 7일자로 발행된 미국특허 제6,3630,088호에 설명되어 있으며, 이의 전체 내용은 본 명세서와 일치하는 방식으로 본 명세서 내에 참고로 원용된다.
다른 실시예에서, 장치(20)는 임의의 형태의 형성 표면(24)을 가질 수 있다. 예를 들어, 형성 표면(24)은 무한 형성 벨트에 의해 제공될 수 있다. 섬유상 웹을 생산하기 위한 형성 벨트 시스템은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 이러한 형성 벨트 시스템의 예는 미국 위스콘신 그린 베이 소재의 페이퍼 컨버팅 머신 컴패니로부터; 그리고 미국 위스콘신 쉬보이간 폴 소재의 커트 지. 인코퍼레이트로부터 상업적으로 구입 가능하다.
적어도 하나의 가림 판(60)이 유공성 부재(58) 상에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 가림 판(60)의 협력 시스템은 유공성 부재(58) 상에 배치되며 형성 드럼(26) 주변에서 원주 방향으로 연장되도록 구성되어 있다. 가림 판(60)은 이하에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 섬유상 웹(22)을 통해 평량의 단계적 차이(gradation)를 형성하는 것을 용이하게 한다. 바람직하게는, 가림 판(60)은 섬유상 웹(22)에서 더 높은 평량의 연속 영역(64)에 대하여 더 낮은 평량의 브릿지 영역(62)을 형성하도록 구성되어 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 평량(basis weight)은 단위 면적당 섬유상 물질의 양을 의미하며, 웹의 다른 영역에서의 섬유상 물질의 상대적 양을 비교하기 위하여 사용된다.
적절한 실시예에서, 가림 판(60)의 시스템은 임의의 수의 상이한 패턴을 가지고 임의의 순서로 배열되어 있는 가림 판(60)을 포함할 수 있다. 도시된 가림 판(60)의 시스템은 형성 드럼(26)의 원주 둘레에 연속적으로 배열되어 있는 실질적으로 동일한 가림 판(60)을 포함한다. 대표적으로 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 부착 또는 장착 메커니즘을 사용함으로써 가림 판(60)은 형성 표면(24)에 연결되고 조립될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 가림 판(60)은 가림 판(60)과 형성 표면(24) 내의 구멍(68)을 통하여 삽입된 복수의 볼트(66)에 의해 형성 표면(24)에 고정되어 있다.
가림 판(60)은 형성 드럼(26) 상의 형성 표면(24)의 방사상 외측 표면 상에 위치되며, 이는 가림 판(60)의 용이한 교체 및/또는 위치 변경을 가능하게 한다. 가림 판(60)은 제조하기에 비교적 저렴하고 설치가 용이하다.
가림 판(60)은 인서트(27) 상에 장착하기에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 예를 들어, 가림 판(60)은 실질적으로 직사각형 형상을 형성하는 외부 주변부를 갖는다. 또한, 가림 판(60)은, 도 12에서 최적으로 보여지는 바와 같이, 기계 방향(54)으로 길이를 따라서 약간의 만곡부를 가지고 원통형 형성 표면(24)에 맞추기 위한 원호를 형성하고 있다. 다른 적절한 실시예에서, 가림 판(60)은 평면의 형성 표면(미도시)에 맞추기 위해 실질적으로 편평할 수 있다. 각 가림 판(60)의 만곡부는 가림 판(60)이 형성 표면(24)에 맞도록 형성 표면(24)의 반경과 실질적으로 동일한 반경을 갖는다. 함께 결합될 때, 일련의 가림 판(60)은 형성 표면(24)의 원주를 완전하게 둘러 쌀 수 있다.
본 장치(20)는 형성 챔버(84)를 더 포함하고 있으며, 형성 표면(24)은 이 형성 챔버를 통하여 이동 가능하다. 형성 챔버(84)는 형성 표면(24)이 실질적으로 섬유상 물질이 없는 챔버로 들어가는 입구(86) 및 형성 표면(24)이 실질적으로 섬유상 물질로 채워져 있는 챔버를 떠나는 출구(88)를 갖는다. 섬유화 장치(미도시)는 형성 챔버(84) 내로 섬유상 물질을 제공하고, 진공원(42)은 형성 챔버(84)의 내부에 대해 진공 덕트(36) 내에 진공 압력을 생성한다. 형성 표면(24)이 형성 챔버(84)로 진입하고 이후 형성 챔버를 가로지름에 따라, 섬유상 웹(22)의 성분 재료는 형성 표면(24)을 통하여 흡인된 연행 공기 흐름에 의하여 작동적으로 운반되거나 이송된다. 형성 표면(24)에 걸친 압력 차는 형성 챔버(84) 내의 유동성 섬유가 형성 표면(24)으로 흡인되게 한다.
선택된 섬유상 물질은 셀룰로오스 섬유(예를 들어, 목재 펄프 섬유)의 배트(batt) 또는 천연 및/또는 합성 섬유의 다른 공급원으로부터 적절하게 얻어질 수 있으며, 이는 당업계에 잘 알려진 방식으로 분해되어 개별적인 루즈 섬유(loose fibers)의 작동적인 양을 제공한다. 따라서, 섬유화 장치(미도시)는 선택된 웹-형성 재료를 작동 가능하게 수용하고, 웹-형성 재료를 개개의 섬유로 변환시키고, 섬유를 형성 챔버(84) 내로 전달할 수 있다. 섬유화 장치는 회전식 해머 밀, 회전 가능한 피커 롤 또는 임의의 다른 적합한 섬유화 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 섬유는 화학적으로 변형된 또는 컬링된 섬유일 수 있다.
섬유상 웹(22)을 생산하기 위한 다른 성분 재료 또한 형성 챔버(84) 내로 전달될 수 있다. 예를 들어, 파이프, 채널, 스프레더, 노즐 등뿐만 아니라 그들의 조합과 같은 일반적인 기구를 사용함으로써 초흡수성 재료의 입자 또는 섬유는 형성 챔버(84) 내에 도입된다. 대표적으로 나타난 구성에서, 도시된 작동 도관 및 노즐 시스템과 같은 전달 시스템(92)을 사용함으로써 초흡수성 재료는 형성 챔버(84) 내로 전달될 수 있다. 도시된 작동 도관과 노즐 시스템은 도관(93)과 노즐(95)을 포함한다. 전달 도관(93)의 도시된 방향은 예시적인 것이며, 또한 전달 도관(93)과 노즐(95)의 임의의 작동 방향이 사용될 수 있다는 점이 쉽게 인식되어야 한다. 섬유, 입자 및 다른 원하는 웹 재료가 임의의 적절한 기체 매체에 연행될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 연행 매체로서의 공기에 대한 임의의 참고는 임의의 다른 작동 연행 기체를 포함하는 일반적인 참고인 것으로 이해되어야 한다. 초흡수성 재료는 본 기술 분야에 잘 알려져 있으며 다양한 공급자로부터 쉽게 입수할 수 있다. 예를 들어, FAVOR 880 초흡수체는 미국 노스 캐롤라이나 그린스보로에 소재의 사무소가 있는 스톡하우젠, 인크.로부터 구입할 있으며; BASF9700은 미국 노스 캐롤라이나 샬럿에 사무소가 있는 BASF 코퍼레이션으로부터 구입할 수 있다.
형성 챔버(84) 내로 초흡수성 입자를 도입하기 위하여 사용될 수 있는 기술의 예가 “METHOD AND APPARATUS FOR CREATING A GRADUATED DISTRIBUTION OF GRANULE MATERIALS IN A FIBER MAT”라는 명칭으로 R. E. Bryson에 의해 1990년 5월 22일자로 발행된 미국특허 제 4,927,582 호에 설명되어 있으며, 이의 전체 내용은 본 명세서와 일치하는 방식으로 본 명세서 내에 참고로 원용된다
초흡수성 재료의 입자 또는 섬유는 형성 챔버(84) 내로 도입되고 형성 표면(24) 상에 피착될 수 있어 섬유상 웹(22)이 원하는 초흡수성 재료의 비율을 가지고 형성되어 있다. 바람직하게는, 섬유상 웹(22)은 약 0% 내지 90%의 초 흡수성 재료를 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 섬유상 웹(22)은 약 50 % 내지 80 %의 초흡수성 재료를 포함할 수 있다.
적절한 실시예에서, 섬유상 웹(22)은 상이한 위치에 상이한 양의 초흡수성 재료를 가질 수 있다. 예를 들어, 섬유상 웹(22)의 보다 큰 평량 영역은 보다 높은 농도의 초흡수성 재료를 가질 수 있으며, 보다 낮은 평량 영역은 보다 낮은 농도의 초흡수성 재료를 가질 수 있다. 다른 적절한 실시예에서, 초흡수성 재료는 섬유상 웹(22)에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다.
공기 연행 섬유 및 입자의 흐름은 선택된 형성 표면(24) 상으로의 피착을 위해 형성 챔버(84)를 통과할 수 있다. 형성 챔버(84)는 공기-연행 섬유와 입자를 유도하고 집중시키며 그리고 섬유와 입자의 공기-연행 흐름에 원하는 속도 프로파일을 제공하는 역할을 할 수 있다. 통상적으로, 형성 챔버(84)는 적절한 구조 부재(94)에 의해 지지되고 있으며, 이 구조 부재는 형성 챔버(84)를 위한 지지 프레임을 함께 형성하고 있다. 프레임은 필요 또는 요구에 따라, 다른 적절한 구조적 구성 요소에 고정 및/또는 연결될 수 있다.
특정 시점에서 형성 챔버(84)의 경계 내에 위치된 형성 드럼(26)의 부분은 형성 표면(24)의 진공 레이-다운(lay-down) 영역(96)을 한정하거나 그렇지 않으면 제공할 수 있다. 대표적으로 도시된 바와 같이, 진공 레이-다운 구역(96)은 회전 가능한 드럼(26)의 원주 원통형 표면 부분을 구성할 수 있다. 진공원(42)의 작동 하에서 진공 레이-다운 구역(96)의 표면 상에 작동 압력차가 부과된다. 진공원(42)은 진공 펌프, 배기 송풍기 또는 형성 표면(24) 아래에 비교적 낮은 압력을 제공할 수 있는 다른 적절한 메커니즘과 같은 임의의 종래의 진공 발생 메커니즘일 수 있다. 진공원(42)은 진공 덕트(36) 및 진공 공급 도관(40)을 통해 진공 레이-다운 표면(96)과 관련된 형성 드럼(26)의 아치형 세그먼트로부터 공기를 작동적으로 빼낼 수 있다. 따라서, 공기는 형성 챔버(84) 및 형성 드럼(26)을 통하여 화살표(98)의 방향으로 유동한다.
대표적인 작동에서, 연행 기체(entrainment gas)가 형성 표면(24) 내의 개구를 통하여 회전하는 형성 드럼(26) 내로 유동함에 따라 에어레이드 섬유상 웹(22)은 공기-연행 섬유 (및 입자)의 흐름(stream)으로부터 형성될 수 있다. 진공원(42)의 영향 하에서, 운반되는 공기 흐름은 형성 표면(24)을 통하여 형성 드럼(26) 내로 흡인되고, 이어서 진공 공급 도관(40)을 통하여 형성 드럼(26) 밖으로 나아간다. 공기 연행 섬유 및 입자가 형성 표면(24)에 부딪힘에 따라, 공기 성분은 형성 표면(24)을 통과하고, 섬유-입자 성분은 형성 표면(24) 상에 유지되어 그 위에 부직 섬유상 웹(22)을 형성한다. 적절한 실시예에서, (도 4에 도시된) 기재(144)는 형성 표면(24) 상에 위치되어 피착된 섬유-입자 성분을 수용할 수 있다. 기재(144)는 적어도 부분적으로 통기성이며, 따라서, 연행 기체는 기재를 통하여 그리고 형성 표면(24)을 통하여 흐를 수 있다. 적절한 실시예에서, 기재(144)는 부직포 물질일 수 있다.
적절한 실시예에서, 각 가림 판(60)의 적어도 일부분은 형성 표면(24)의 선택된 영역을 통한 공기의 흐름을 차단하거나 그렇지 않으면 폐쇄한다. 그 결과, 가림 판(60)은 가림 판(60)으로 덮인 형성 표면(24)의 영역 상에 피착된 섬유의 양을 편향시키거나 감소시킬 수 있다. 즉, 가림 판(60)은 적어도 부분적으로 섬유상 물질을 대체한다.
예시적인 가림 판(60)은 측벽면(70)과 측벽면(70) 사이에서 연장되어 있는 격벽(72)을 가지고 있어 섬유상 물질을 변위시킨다(도 1). 측벽면(70)은 바깥쪽 측면 에지(74) 및 안쪽 측면 에지(76)를 갖는다. 바람직한 배치에서, 가림 판(60)의 안쪽 측면 에지(76)는 윤곽이 형성될 수 있다. 대표적으로 도시된 배치에서, 가림 판(60)의 측벽면(70)은 기계 방향(54)을 따라 안쪽 측면 에지(76)에 의해 한정된 구불구불한 파형 윤곽을 갖는다. 부가적으로, 가림 판(60)은 형성 표면(24)을 통하여 공기가 흐를 수 있도록 하는 좁은 그리고 넓은 영역들을 형성 표면(24) 위에 교대로 제공하도록 협력적으로 배치되고 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 가림 판(60)은 안쪽 측면 에지(76)들의 윤곽이 서로 실질적으로 거울상이도록 대칭일 수 있다. 가림 판(60)의 안쪽 측면 에지(76)는 선택적으로 기계 방향(54)을 따라 실질적으로 직선형의 구성을 가지고 유공성 부재(58)의 실질적으로 직사각형 리본 형상의 영역을 노출시킬 수 있다.
격벽(72)은 가림 판(60)의 측벽면(70) 사이의 형성 표면(24)을 통한 공기 흐름을 적어도 부분적으로 차단한다. 가림 판(60)은 임의의 방향으로 연장되어 있는 임의의 수의 격벽(72)을 포함할 수 있다는 점이 이해된다. 도시된 실시예에서, 격벽(72)은 측방향 격벽(78) 및 길이 방향 격벽(80)을 포함한다. 측 방향 격벽(78)은 교차 기계 방향(56)으로 적어도 부분적으로 연장되어 있다. 길이 방향 격벽(80)은 적어도 부분적으로 기계 방향(54)으로 연장되어 있다. 도시된 실시예에서, 측방향 및 길이 방향 격벽(78, 80) 중 적어도 일부는 실질적으로 수직이다.
부가적으로, 격벽(72)은 임의의 형상 및 형상의 조합, 예를 들어, 제한없이 만곡 및/또는 직선 형상을 가질 수 있다. 또한, 격벽(72)은 임의의 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 각 격벽(72)은 1cm 미만의 폭을 가지며, 더욱 바람직하게는 1/2cm 미만의 폭을 갖는다. 격벽의 폭은 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 섬유상 물질의 안내를 용이하게 한다.
예시적인 실시예에서, 가림 판(60)은 적어도 하나의 개방 영역(100)을 포함한다. 개방 영역(100)은 형성 표면(24) 상에서의 웹 재료의 피착에 대한 장애 요소를 실질적으로 가지고 있지 않다. 바람직하게는, 개방 영역(100)은 약 10cm2 내지 약 750cm2의 연속 영역을 갖는다. 더 바람직하게는, 개방 영역(100)은 약 200cm2 내지 500cm2의 연속 영역을 갖는다.
격벽(72)은 형성 표면(24)의 일 부분을 통한 공기 흐름을 실질적으로 차단하며, 따라서 형성 표면(24) 상에서의 섬유상 물질의 피착을 억제한다. 가림 판(60)의 패턴 높이(131)로 인해 격벽(72)은 또한 섬유상 물질을 옮기며, 이는 이하에서 더욱 상세하게 설명할 것이다. 격벽(72)들 사이의 영역은 세그먼트(102)를 형성하며, 섬유상 물질은 이 세그먼트를 통하여 형성 표면(24) 상으로 향할 수 있다. 바람직하게는, 각 세그먼트(102)는 약 10mm2 내지 약 2,500mm2의 면적을 갖는다. 더 바람직하게는, 각 세그먼트(102)는 약 25mm2 내지 약 2,000mm2의 면적을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 각 세그먼트(102)는 약 100mm2 내지 약 1,000mm2의 면적을 갖는다.
격벽(72)과 세그먼트(102)는 함께 분할 영역(82)을 한정한다. 바람직하게는, 격벽(72)은 분할 영역(82)의 약 20 % 내지 약 75%를 덮는다. 더욱 바람직하게는, 격벽(72)은 분할 영역(82)의 약 20 % 내지 약 40%를 덮는다. 격벽(72)은 분할 영역(82) 내에서의 섬유상 물질의 피착을 적어도 부분적으로 억제하며, 따라서 섬유상 물질을 개방 영역(100)으로 이동시킨다. 그 결과, 분할 영역(82)은 개방 영역(100)에 의하여 형성된 섬유상 웹(22)의 부분보다 낮은 평량을 갖는 섬유상 웹(22)의 부분을 형성할 것이다.
적절하게는, 가림 판(60)은 섬유상 웹(22)을 통해 평량 프로파일을 갖는 섬유상 웹(22)을 형성하는데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 섬유상 웹(22)은 적어도 1.25:1의 높은 평량 영역 대 낮은 평량 영역의 비율을 갖는다. 보다 바람직하게는, 섬유상 웹(22)은 적어도 1.33:1의 높은 평량 영역 대 낮은 평량 영역의 비율을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 섬유상 웹(22)은 적어도 1.5:1의 높은 평량 영역 대 낮은 평량 영역의 비율을 갖는다.
브릿지 영역(62)은 분할 영역(82)의 위치에 대응하는 섬유상 웹(22)에 형성될 수 있다. 추가적으로, 연속 영역(64)은 개방 영역(100)의 위치에 대응하는 섬유상 웹(22)에 형성될 수 있다. 브릿지 영역(62)은 일반적으로 연속 영역(64)보다 낮은 평량을 갖는다. 따라서, 낮은 평량 브릿지 영역(62)과 높은 평량 연속 영역(64) 사이의 변화로 인하여 섬유상 웹(22)은 섬유상 웹(22)을 통한 평량의 단계적 차이를 갖는다.
가림 판(60)은 또한 레이드 섬유상 웹(22) 상에 일련의 키 노치 또는 다른 관통 구멍과 같은 다른 원하는 요소를 형성하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 키 노치(77)를 가지고 있는 흡수성 구조체의 일 예가 도 6에 나타나 있다. 키 노치(77)는, 예를 들어 길이 방향으로 연장되고 있는 섬유상 웹(22)의 후속 절단부를 찾아내고 별개의 섬유 패드로 배치시키기 위한 감지점을 제공할 수 있다. 적절한 실시예에서, 연결을 방지하고 패드의 두께를 관통한 공극(void)을 생성하기에 충분히 큰 폭에 걸쳐 섬유상 물질의 피착을 실질적으로 억제함으로써 키 노치(77)가 형성되어 있다.
도시된 바와 같이, 가림 판(60)은 그 표면을 따라 실질적으로 균일한 깊이를 갖는, 즉 평평한 형성 표면인 형성 표면(24) 상에 평량의 단계적 차이를 갖는 섬유상 웹을 형성하는 것을 용이하게 한다. 그러나, 적절한 실시예에서, 형성 표면(24) 및 특히 유공성 부재(58)는 그것의 깊이 치수를 따라 불균일한 형성 표면 윤곽을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유공성 부재(58)는 높은 평량 영역을 형성하기 위하여 길이 방향으로 이격된 다수의 포켓 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 유공성 부재(58)의 협력하는 비포켓 영역이 포켓 영역들 사이에 개재될 수 있으며, 섬유상 웹(22)의 낮은 평량 영역의 형성을 위해 지정될 수 있다.
에어레이드 섬유상 웹(22)의 형성 후에, 드럼 회전은 그 후 섬유상 웹(22)을 진공 레이-다운 영역(96)에서 스카핑(scarfing) 구역(109)으로 통과시킬 수 있으며, 여기서 섬유상 웹(22)의 과도한 두께는 다듬어지고 스카핑 시스템(108)에 의해 미리 결정된 정도까지 제거된다. 스카핑 시스템(108)은 형성 챔버(84)의 출구 영역(88)에 위치될 수 있다. 스카핑 시스템(108)은 스카핑 챔버(110) 및 이 스카핑 챔버(110) 내에 위치된 스카핑 롤(112)을 포함할 수 있다. 스카핑 롤(112)은 섬유상 웹(22)으로부터 과도한 섬유상 물질을 마모시킬 수 있으며, 제거된 섬유는 본 기술 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 적절한 방출 도관으로 스카핑 챔버(110)로부터 떨어져 이송될 수 있다. 제거된 섬유상 물질은, 예를 들어 필요에 따라 형성 챔버(84) 또는 섬유화 장치 내로 재순환될 수 있다. 부가적으로, 스카핑 롤(112)은 웹의 길이 기계 방향(54)을 따라 및/또는 섬유상 웹(22)의 측면 교차 기계 방향(56)을 따라 웹 재료를 재배치 및 재분배할 수 있다.
섬유상 웹(22)의 형성 동안 가림 판(60)이 섬유상 물질을 옮겨 더 큰 평량의 영역을 형성하기 때문에 섬유상 웹(22)에 더 큰 평량의 영역을 생성하기 위한 스카핑 공정 동안의 추가적인 재분배는 불필요하다. 그러나, 일부 적절한 실시예에서, 스카핑 시스템(108)이 사용되어 평량의 단계적 차이를 더 묘사하도록 섬유상 물질을 재분배할 수 있다.
회전 가능한 스카핑 롤(112)은 적절한 샤프트 부재에 작동적으로 연결되고 결합될 수 있으며, (미도시) 적절한 구동 시스템에 의하여 구동된다. 구동 시스템은 모터 또는 형성 드럼(26)을 회전시키기 위해 사용된 구동 메커니즘에 대한 커플링과 같은 임의의 일반적인 장치를 포함할 수 있다. 스카핑 롤 시스템(108)은 형성 표면(24) 상에 피착된 레이드 섬유상 웹(22)의 임의의 과도한 두께를 제거 또는 재분배시키기 위하여 일반적인 트리밍(trimming) 메커니즘을 제공할 수 있다. 스카핑 롤(112)의 표면이 조절되어 섬유상 웹(22)의 스카핑된 표면을 따라 원하는 윤곽을 제공할 수 있다. 대표적으로 도시된 배치에서, 스카핑 롤(112)은, 예를 들어 섬유상 웹(22)의 스카프된 표면을 따라 실질적으로 편평한 표면을 제공하도록 구성될 수 있다. 스카핑 롤(112)은 비평탄 표면을 제공하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 스카핑 롤(112)은 형성 표면(24)에 근접 이격된 관계로 배치되어 있으며, 형성 표면(24)은 스카핑 롤(112)을 지나 병진된다. 흡입 팬(미도시)과 같은 일반적인 이송 메커니즘은 제거된 섬유상 물질을 형성된 섬유상 웹(22)에서 떨어져 그리고 스카핑 챔버(110)로부터 흡인할 수 있다.
대표적으로 도시된 구성에서, 스카핑 롤(112)은 스카핑 롤(112)의 접촉 표면을 레이드 섬유상 웹(22)의 이동 방향과 반대인 반대 방향으로 이동시키는 방향으로 회전한다. 대안적으로, 스카핑 롤(112)은 롤러 표면에 가장 인접한 형성 드럼(26)의 표면에 대하여 롤러 표면의 동일 방향 이동을 제공하도록 회전될 수 있다. 어느 상황에서도, 스카핑 롤(112)의 회전 속도는 형성된 섬유상 웹(22)의 접촉 표면에 대해 효과적인 스카핑 작용을 제공하도록 적절하게 선택되어야 한다. 임의의 다른 적절한 트리밍 메커니즘이 스카핑 롤 조립체 대신에 사용되어 섬유상 웹(22)과 선택된 트리밍 메커니즘 간의 상대적인 이동에 의하여 레이드 섬유상 웹(22)에 절단 또는 연마 작용을 제공할 수 있다.
스카핑(scarfing) 작동 후, 형성된 섬유상 웹(22)은 형성 표면(24)에서 제거될 수 있다. 제거 작동은 섬유상 웹(22)의 무게에 의하여, 원심력에 의하여 및/또는 양(positive)의 공기 압력에 의하여 의해 제공될 수 있다. 형성 드럼(26)의 회전으로, 에어레이드 섬유상 웹(22)을 운반하는 형성 표면(24)의 부분은 형성 드럼(26)의 임의의 압력 분출(blow-off) 구역으로 이동될 수 있다. 분출 구역에서, 공기는 압력 하에 도입될 수 있으며, 분출 구역과 정렬되는 형성 표면(24)의 부분 상에 섬 섬유상 웹(22)에 대하여 방사상 바깥쪽으로 유도될 수 있다. 기체 압력은 형성 표면(24)으로부터의 섬유상 웹(22)의 준비된 방출(ready release)에 영향을 줄 수 있으며, 섬유상 웹(22)은 형성 표면(24)으로부터 적절한 이송 메커니즘 상으로 제거될 수 있다. 적절한 실시예에서, 기재(144)는 섬유상 웹(22)을 지지하고 형성 표면(24)으로부터 섬유상 웹(22)을 제거하는 것을 용이하게 하는데 사용될 수 있다.
웹 이송기는 형성 드럼(26)으로부터 형성된 섬유상 웹(22)을 받을 수 있고, 추가의 처리를 위하여 섬유상 웹(22)을 운반할 수 있다. 적절한 웹 이송기는, 예를 들어 컨베이어 벨트, 진공 드럼, 이송 롤러, 전자기 서스펜션 컨베이어, 유체 서스펜션 컨베이어 등뿐만 아니라, 그들의 조합을 포함할 수 있다. 대표적으로 도시된 같이, 웹 이송기는 롤러(116) 주위에 배치된 무한 컨베이어 벨트(114)를 포함하는 시스템에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 특정 구성에서, 진공 박스(118)는 컨베이어 벨트(114) 아래에 위치되어 형성 표면(24)으로부터 섬유상 웹(22)을 제거하는 것을 도울 수 있다. 진공 박스(118)가 벨트(114) 상에서 개방되며, 진공 박스(118) 외부 공기의 흡입은 컨베이어 벨트(114) 내의 구멍을 통해 공기 흐름을 흡인할 수 있다. 이 공기의 흐름은, 결과적으로 형성 표면(24)에서 떨어져 섬유상 웹(22)을 흡인하도록 작동할 수 있다. 진공 박스(118)는 분출 구역 내에서 양압(positive pressure)을 사용하거나 사용하지 않고 사용될 수 있다. 제거된 섬유상 웹(22)은 상호 연결된 일련의 패드를 제공할 수 있고, 각 패드는 각각의 개별 패드가 형성되어 있는 형성 표면(24) 및 가림 판(60)의 다양한 대응 부분에 의하여 제공된 윤곽과 실질적으로 일치하는 선택된 표면 윤곽을 가질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 형성 드럼(26)을 떠난 후의 섬유상 웹(22)은 벨트(120) 위를 통과하며, 여기서 감축 압축 롤(122, 124)은 재료를 압축하여 재료에 더 큰 강도를 제공하고 더 용이한 취급을 위하여 재료의 체적을 축소시킨다. 감축(debulking)은 섬유질 엉킴을 강화시켜 섬유상 물질의 보다 강력한 상호 연결이 이루어질 수 있다고 믿어진다. 도시된 실시예에서, 롤(122)은 섬유상 웹(22)의 적어도 하나의 표면에 패턴을 각인시키는 돌출부(126)의 패턴을 갖는다. 돌출부(126)는 일반적으로 단지 약 1.27cm인 롤의 표면 레벨로부터의 비교적 작은 편차이다. 다른 실시예에서, 롤(122 및 124)은 예를 들어 만입부 및/또는 캐비티를 갖는 제한 롤이 없는 임의의 형태의 감축 롤(debulking roll)일 수 있다. 일부 실시예에서, 감축 롤은 매끄러울 수 있고 섬유상 웹(22)에 패턴을 부여하지 않을 수 있다.
감축 롤(122, 124)은 바람직하게는 섬유상 웹(22)의 두께보다 작은 닙(nip)을 한정한다. 한 적절한 실시예에서, 롤(122 및 124) 사이의 거리는 돌출 영역에서 약 0.38 mm이며, 롤의 수평 영역에서는 약 1.65mm이다. 따라서, 감축 롤(122, 124)의 작동에 의해 섬유상 웹(22)이 압축되고 두께가 현저하게 감소된다. 롤(122, 124)의 닙을 통과할 때, 특히 고속 및 상당한 압축 시에 섬유상 웹(22)의 섬유는 많은 변형을 겪는다. 결과적으로, 감축 공정은 웹 세그먼트(103)로부터 수직 경계면(140)으로의 섬유상 물질의 부가적인 변위를 용이하게 하며, 이는 부가적인 연결부(142)를 생성하고 평량의 미세 구배를 확연하게(pronounces)한다. 일부 적절한 실시예에서, 감축 공정은 생략될 수 있다.
섬유상 웹(22)을 더 처리하기 위하여 다양한 종래의 장치 및 기술이 사용될 수 있다는 점이 쉽게 명백할 것이다. 예를 들어, 다양한 종래의 장치 및 기술(미도시)을 사용하여 섬유상 웹(22)을 소정의 길이로 절단하여 선택된 공기 형성 섬유상 패드, 예를 들어 흡수성 구조체를 제공할 수 있다. 절단 시스템은, 예를 들어, 다이 커터, 워터 커터, 회전 나이프, 왕복 나이프, 에너지 빔 커터, 입자 빔 커터 등 뿐만 아니라 이들의 조합을 포함할 수 있다. 절단 후, 별개의 섬유상 패드는 원하는 대로 다른 처리 작동을 위하여 이송되고 전달될 수 있다.
섬유상 패드를 형성하고 처리하기 위한 적절한 시스템이 당업계에 잘 알려져 있다. 예를 들어, “ABSORBENT ARTICLE WITH CORE WRAP”이라는 명칭으로 Patrick Lord 등에 의해 2007년 3월 1일자로 공개된 미국특허출원 공개 제2007/0049892호; 및 “METHOD AND APPARATUS FOR MAKING ABSORBENT ARTICLE WITH CORE WRAP “이라는 명칭으로 Anthony Wisneski 등에 의해 2007년 3월 1일자로 공개된 미국특허출원 공개 제2007/0044903호를 참조하고; 이들이 전체 내용은 본 명세서와 일치하는 방식으로 본 명세서 내에 참고로 원용된다.
적절한 실시예에서, 섬유상 웹(22) 및/또는 섬유 성 패드는 절첩될 수 있다. 예를 들어, 섬유상 웹(22)의 길이 방향 또는 횡 방향 에지는 절단되기 전에 절첩될 수 있다. 적절한 실시예에서, 섬유상 웹(22) 및/또는 섬유상 패드는 절첩선(fold line)을 중심으로 절첩될 수 있어 적어도 브릿지 영역(62)의 일부가 절첩된다. 일부 실시예에서, 절첩선은 수직 경계면(140) 중 적어도 하나와 실질적으로 일치한다. 섬유상 웹(22) 및 섬유상 패드는 임의의 공지된 절첩 시스템, 예를 들어, 절첩 스키(ski), 절첩 보드 및 절첩 바(folding bar)와 같은 기계적 절첩 구조를 포함하는 진공 시스템 및 시스템에 의하여 절첩될 수 있다.
일부 실시예에서, 섬유상 패드의 적어도 한 면은 랩시트(251)(도 15에 도시됨)에 의해 덮일 수 있다. 랩 시트(251)는 섬유상 패드에 감겨질 수 있어 랩시트(251)는 섬유상 패드의 양 면의 측면 에지 및 부분을 덮는다. 랩시트(251)는 섬유상 패드에 고정되어 풀어짐을 방지할 수 있다. 섬유상 패드를 접고 포장하기 위하여 사용될 수 있는 기술의 예가 “WRAPPED ABSORBENT CORE”라는 명칭으로 James George Van Himbergen 등에 의해 2008년 7월 8일자로 발행된 미국특허 제7,396,349호에 설명되어 있으며, 이 특허의 전체 내용은 본 명세서와 일치하는 방식으로 본 명세서 내에 참고로 원용된다.
가림 판(60)은 흡수 용품을 위한 형상을 가지고 설계된 평량의 단계적 차이를 갖는 흡수성 구조체를 제조하는 것을 용이하게 한다. 따라서, 가림 판(60)은 기저귀, 아동용 트레이닝 팬츠, 여성 위생 용품, 성인용 요실금 제품 등과 같은 일회용 흡수 용품에 사용하기 위한 흡수성 구조체를 제조하는 장치에 사용될 수 있다.
바람직하게는, 섬유상 웹(22)은 각각의 형성된 흡수성 구조체가 흡수성 구조체의 전체 영역의 약 20% 내지 약 75%를 덮는 하나 이상의 브릿지 영역(62)을 갖도록 나누어진다. 더욱 바람직하게는, 각각의 형성된 흡수성 구조체에 대한 브릿지 영역(62)은 흡수성 구조체의 전체 영역의 약 30% 내지 약 66 %를 덮는다. 가장 바람직하게는, 각각의 형성된 흡수성 구조체에 대한 브릿지 영역(62)은 흡수성 구조체의 전체 영역의 약 33% 내지 약 60%를 덮는다. 일부 실시예에서, 브릿지 영역(62)의 영역은 흡수성 구조체의 의도된 용도에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 흡수성 구조체가 성 특이적인 개인 위생 용품에서 사용되는 경우, 브릿지 영역(62)은 바람직하게는 흡수성 구조체의 전체 영역의 약 53%를 덮는다. 흡수성 구조체가 기저귀와 같은 성별이 아닌 특정 개인 위생 품목을 위해 의도된 것이라면, 브릿지 영역(62)은 바람직하게는 흡수성 구조체의 전체 영역의 약 42%를 덮는다.
도 4는 위에서 설명된 장치(20)에 의하여 형성된 브릿지 섬유상 웹(22)을 도시하고 있다. 섬유상 물질의 적층(laying) 동안에, 수직 경계면(140)은 격벽(72)에 대응하는 위치에서 섬유상 웹(22) 내에 형성되어 있다. 웹 세그먼트(103)는 수직 경계면(140)들 사이의 섬유상 웹(22)에 형성되어 있다. 도시된 실시예에서, 웹 세그먼트(103)는 실질적으로 직사각형 형상을 갖는다; 그러나, 적절한 실시예에서 웹 세그먼트(103)는 임의의 형상을 가질 수 있다. 수직 경계면(140)의 폭으로 인하여, 일부 섬유상 물질은 수직 경계면(140)을 가로질러 연결부(142)를 형성하며, 즉 일부 섬유상 물질은 웹 세그먼트(103) 사이로 연장되어 있다. 웹 세그먼트(103), 수직 경계면(140) 및 연결부(142)는 섬유상 웹(22)의 브릿지 영역(62)을 통하여 평량 미세-구배를 생성하며, 이는 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.
수직 경계면(140)을 가로지르는 연결부(142)의 양은 격벽(72)의 폭을 제어함으로써 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 더 작은 폭을 갖는 격벽(72)은 더 좁은 수직 경계면을 형성할 것이며, 이는 더 많은 양의 연결부(142)의 형성을 야기한다. 대안적으로, 격벽(72)의 폭을 증가시킴으로써 연결부(142)의 양은 감소될 것이다. 최대 폭에 도달되면, 사실상 모든 연결부(142)가 제거되고 공극이 형성될 것이다. 따라서, 바람직하게는 격벽(72)은 최대 폭보다 작은 폭을 갖는다. 적절한 실시예에서, 격벽(72)은 1cm 미만의 폭을 갖는다. 최대 폭은, 적어도 부분적으로 가림 판(60) 상에 형성된 섬유상 웹(22)의 두께에 좌우된다. 더 두꺼운 섬유상 웹(22)이 더 얇은 섬유상 웹(22)보다 큰 최대 폭을 갖는 격벽(72)을 가질 수 있다. 한 적절한 실시예에서, 섬유상 웹(22)은 압축되거나 그렇지 않으면 처리되기 전에 6.35mm의 두께를 갖는다.
수직 경계면(140)을 가로지르는 연결부(142)의 양은 또한 가림 판(60)의 패턴 높이(131)에 의하여 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 패턴 높이(131)는 섬유상 물질이 격벽(72)에 의해 변위되고 그리고 연결부(142)을 형성하는 것을 용이하게 한다. 바람직하게는, 패턴 높이(131)는 연결부(142)가 수직 경계면(140) 중 적어도 하나의 10 내지 90%를 가로질러 연장되는 것을 허용하도록 구성되어 있다. 더욱 바람직하게는, 패턴 높이(131)는 연결부(142)가 수직 경계면(140) 중 적어도 하나의 25 내지 75%를 가로질러 연장되는 것을 허용하도록 구성되어 있다. 적절한 실시예에서, 1cm보다 작은 패턴 높이(131)는 연결부(142)가 수직 경계면(140) 중 적어도 하나의 10 내지 90% 를 가로질러 연장되는 것을 허용할 것이며, 약 3 내지 약 10mm의 패턴 높이(131)는 연결부(142)가 수직 경계면(140) 중 적어도 하나의 25 내지 75%를 가로질러 연장되는 것을 허용할 것이다.
연결부(142)를 형성하는 재료는 섬유상 웹(22)의 형성 동안에 제어될 수 있다. 예를 들어, 초흡수성 재료의 대부분은 형성 표면(24)에 인접하여 피착될 수 있으며, 다른 입자 및 섬유는 형성 표면(24)으로부터 더 멀리 피착될 수 있다. 결과적으로, 다른 입자 및 섬유는 수직 경계면(140)을 가로질러 실질적으로 모든 연결부(142)를 형성하여, 연결부(142)에 증가된 강도를 제공할 것이다. 적절하게는, 약 66% 내지 약 100 %의 초흡수성 재료가 형성 표면(24)에 근접하여 피착될 수 있다. 바람직하게는, 약 75 %내지 약 100%의 초흡수성 재료가 형성 표면(24)에 근접하여 피착될 수 있다.
도 4에 나타난 섬유상 웹(22)은 기재(144) 상에 형성되었다. 기재(144)는 형성 표면(24)으로부터 섬유상 웹(22)을 제거하는 것을 용이하게 하고 섬유상 웹(22)에 대한 지지를 제공한다. 그러나, 일부 실시예에서, 섬유상 웹(22)은 기재(144)없이 형성 표면(24) 상에 직접 형성될 수 있다. 수직 경계면(140)을 가로지르는 연결부(142)는 기재(144)없이 처리하는 동안 섬유상 웹(22)에 웹 온전함을 유지하기에 충분한 강도를 제공한다. 일부 실시예에서, 섬유상 웹(144)은 처리 전에 형성 표면(24)에서 기재(144)로 이송될 수 있다.
일부 실시예에서, 수직 경계면(140)은 취약선을 한정할 수 있으며, 이 취약선에서 연결된 흡수성 구조체는 보다 유연하고 그리고/또는 용이하게 분리될 수 있다. 유연성이 착용자의 편안함을 증가시키는 개인 위생 용품에 흡수성 구조체가 사용될 때 이 취약선은 특히 유익할 수 있다. 따라서, 브릿지 영역(62) 및 따라서 수직 경계면(140)은 증가된 유연성이 바람직한 흡수성 구조체의 부분에 위치될 수 있다. 또한, 수직 경계면(140)은 유익한 유체 채널링(fluid channeling)을 제공하여 흡수성 구조체를 포함하는 흡수 용품의 성능을 증가시킬 수 있다.
섬유상 웹(22)의 연속 영역(64)은 공극 및 수직 경계면(140)이 없어 연속 영역(64)은 실질적으로 연속적이다. 따라서, 연속 영역(64)은 섬유상 웹(22)의 브릿지 영역(62)보다 큰 평량을 갖는다. 적합한 실시예에서, 연속 영역(64)은 흡수성 구조체의 임의의 부분에 있을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 연속 영역(64)이 흡수성 구조체의 전면 영역에 형성되도록 섬유상 웹(22)이 형성되고 나누어진다. 적합한 실시예에서, 섬유상 웹(22)은 연속 영역(64)이 흡수성 구조체의 중간 영역에 형성되도록 형성되고 나누어질 수 있다.
적절한 실시예에서, 연속 영역(64)은 브릿지 영역(62)에 의하여 덮이지 않은 흡수성 구조체의 부분을 덮는다. 바람직하게는, 각각의 형성된 흡수성 구조체를 위한 연속 영역(64)은 흡수성 구조체의 전체 영역의 약 25% 내지 약 80%를 덮는다. 더욱 바람직하게는, 각각의 형성된 흡수성 구조체를 위한 연속 영역(64)은 흡수성 구조체의 전체 영역의 약 34% 내지 약 70%를 덮는다. 가장 바람직하게는, 각각의 형성된 흡수성 구조체를 위한 연속 영역(64)은 흡수성 구조체의 전체 영역의 약 40% 내지 약 67%를 덮는다.
도 5는 패턴화된 감축 후의 브릿지 섬유상 웹(22)을 도시한다. 적절한 실시예에서, 섬유상 웹(22)은 임의의 허용 가능한 방식으로 체적이 축소될 수 있으며, 임의의 적합한 패턴이 각인될 수 있거나 그렇지 않을 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 섬유상 웹(22)은 다이아몬드의 반복 패턴이 각인된다. 패턴화된 감축 처리는, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 섬유상 물질을 웹 세그먼트(103)로부터 수직 경계면으로 더 변위시키는 것과 더 낮은 평량의 영역 내의 미세-구배를 향상시키는 것을 용이하게 한다.
도 6은 설명된 공정을 이용하여 형성된 흡수성 구조체의 등고선 선도(contour plot)를 나타낸다. 등고선 선도는 흡수성 구조체를 통한 섬유상 물질 및 초흡수성 재료의 분포를 도시한 x-선 뷰(x-ray view)이다. 각 흡수성 구조체는 브릿지 영역(62)과 연속 영역(64)을 갖는 섬유상 물질의 층을 포함한다. 각 흡수성 구조체는 브릿지 영역(62)에서의 낮은 평량 그리고 흡수성 구조체를 통해 큰-구배 (macro-gradient)를 형성하는 연속 영역(64)에서의 높은 평량을 갖는다. 또한, 낮은 평량 브릿지 영역(62) 내의 연결부(142)는 큰-구배를 한정하는 평량의 변화를 형성한다.
플롯(plot)은 흡습성 구조체의 높은 평량 영역과 낮은 평량 영역을 나타내며 음영의 짙음에 의하여 영역을 구별한다. 높은 평량 영역과 낮은 평량 영역 사이의 평량 차이는 흡수성 구조체에서 큰-구배를 한정한다. 부가적으로, 낮은 평량 영역은 시각적으로 명백한 미세-구배를 가지고 있으며, 여기에서 평량은 낮은 평량 영역을 통해 달라진다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 큰-구배는 실질적으로 모든 항목을 통하여 증가 및/또는 감소하는 평량의 변화를 의미한다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 미세-구배는 일 부분의 항목을 통하여 증가 및/또는 감소하는 평량의 이차 변화를 의미한다.
수직 경계면(140), 웹 세그먼트(103) 및 연결부(142)는 섬유상 웹(22)의 낮은 평량 브릿지 영역(62)을 통한 평량의 변화, 즉 미세-구배를 형성한다. 섬유상 웹(22)의 형성 중에, 일부 섬유상 물질은 웹 세그먼트(103)에 모이는 대신에 연결부(142)를 형성하는 수직 경계면(140)을 가로질러 연장되거나 연결되어 있다. 따라서, 연결부(142)는 웹 세그먼트(103) 내의 섬유상 물질의 양을 줄인다. 부가적으로, 연결부(142)는 수직 경계면(140) 내에 일부 섬유상 물질을 제공하며, 이는 수직 경계면(140)이 0보다 큰 평량을 갖도록 한다. 따라서, 평량은 미세-구배를 한정하는 브릿지 영역(62)을 통하여 변화한다. 부가적으로, 스카핑 및/또는 감축 단계 동안과 같이 섬유상 웹(22)이 더 처리될 때 섬유상 물질은 재분배된다. 이 재분배는 큰-구배의 확연성(pronouncement)을 야기하는 연결부(142)를 더욱 향상시킨다.
도 7은 흡수성 구조체를 통한 평량 프로파일이다. 압축되기 전의 흡수성 구조체의 평량 프로파일이 실선으로 도시된다. 압축된 후의 흡수성 구조체의 평량 프로파일은 파선으로 도시된다. 예시적인 실시예에서, 흡수성 구조체는 감축 공정에서 압축되었다.
도 8 내지 도 12는 섬유상 웹을 형성하는데 사용하기 위한 가림 판(60)의 예시적인 실시예를 보여주고 있다. 각각의 가림 판(60)은 개방 영역(100)과 분할 영역(82)을 형성하고 있다. 적절한 실시예에서, 가림 판(60)은 임의의 방식으로 구성된 임의의 수의 개방 영역(100) 및 분할 영역(81, 83)을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 분할 영역(82)은 제1 분할 영역(81)과 제2 분할 영역(83)을 포함한다.
도 8 내지도 12에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 분할 영역(81, 83)은 각각 길이(128) 및 폭(130)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 길이(128)는 길이 방향으로 연장되고 가림 판(60)의 에지(132)와 개방 영역(100)의 에지(134) 사이에서 측정된다. 도시된 실시예에서, 폭(130)은 횡 방향으로 연장되어 있으며, 분할 영역(81, 83)의 최대 측방향 범위(136) 사이에서 측정된다.
도 8 내지 도 12에 도시된 가림 판(60) 각각은 누적 패턴 길이를 갖는다. 누적 패턴 길이는 각 가림 판(60)의 세그먼트(102)들의 둘레의 합이다. 바람직하게는, 누적 패턴 길이는 약 12mm 내지 약 254mm이다. 보다 바람직하게는, 누적 패턴 길이는 약 63mm 내지 약 190cm이다.
도 8의 가림 판(60)은 실질적으로 직사각형의 개구 영역(100), 개방 영역(100)의 일측 상의 제 1 분할 영역(81) 및 개방 영역(100)의 대향측 상의 제2 분할 영역(83)을 갖는다. 적절한 실시예에서, 제1 및 제2 분할 영역(82)은 동일할 수 있으며 및/또는 대칭일 수 있다. 또한, 격벽(72)은 적절한 실시예에서 임의의 형상 및 크기의 세그먼트(102)를 한정할 수 있다. 예를 들어, 격벽은 정사각형, 삼각형, 사다리꼴 및 원과 같은 기하학적 형상을 갖는 세그먼트(102)를 한정할 수 있다.
제1 분할 영역(81)은 정렬된 유사한 정사각형 세그먼트(102)를 한정하는 복수의 격자형 격벽(72)을 갖는다. 대조적으로, 제2 분할 영역(83)은 상이한 직사각형 세그먼트(102)를 한정하는 다른 폭 및 길이의 격벽(72)을 갖는다. 상이한 크기 및 형상으로 인하여, 격벽(72)과 세그먼트(102) 중 적어도 일부는 경계 격벽(72)과 세그먼트(102)로부터 오프셋된다. 이러한 오프셋 구성은 더 강한 섬유상 웹(22) 형성을 용이하게 할 수 있는 것으로 믿어진다.
도 9의 가림 판(60)은 또한 실질적으로 직사각형의 개방 영역(100), 개방 영역(100)의 일 측면 상의 제1 분할 영역(81) 및 개방 영역(100)의 대향 측면 상의 제2 분할 영역(83)을 갖는다. 제1 분할 영역(81)은 정렬된 유사한 정사각형 세그먼트(102)를 한정하는 복수의 격자형 격벽(72)을 가지고 있다. 대조적으로, 제2 분할 영역(83)은 오프셋된 다른 직사각형 세그먼트(102)를 한정하는 다른 폭 및 길이의 격벽(72)을 갖는다.
도 10의 가림 판(60)은 개방 영역(100), 개방 영역(100)의 일 측의 제1 분할 영역(81) 및 개방 영역(100)의 반대 측의 제2 분할 영역(83)을 갖는다. 제 1 및 제 2 분할 영역(82, 83)은 오프셋된 상이한 세그먼트(102)를 한정하는 상이한 폭 및 길이의 격벽(72)을 갖는다. 제2 분할 영역(83)의 일부 격벽(72)은 가림 판(60)의 에지에 대해 기울어져 있어 격벽(72)은 사다리꼴 세그먼트(102)를 한정한다. 부가적으로, 측벽면(70)은 개방 영역(100)의 각진 부분을 한정한다.
도 11의 가림 판(60)은 개방 영역(100), 개방 영역(100)의 일 측의 제1 분할 영역(81) 및 개방 영역(100)의 반대 측의 제2 분할 영역(83)을 갖는다. 제1 및 제2 분할 영역(81, 83)은 개방 영역(100)을 통하여 나아가는 중간 선에 대하여 실질적으로 서로 대칭이다. 제1 및 제2 분할 영역(81, 83)은 직사각형 및 사다리꼴 세그먼트(102)를 갖는다.
도 12의 가림 판(60)은 개방 영역(100), 개방 영역(100)의 일 측상의 제1 분할 영역(81) 및 개방 영역(100)의 대향 측 상의 제2 분할 영역(83)을 갖는다. 가림 판(60)의 측벽면(70)은 각각 개방 영역(100)의 폭이 변화하는 단차(138)를 갖는다.
도 13에 도시된 바와 같이, 각 가림 판(60)은 패턴 높이(131)를 갖는다. 패턴 높이(131)는 가림 판(60)의 분할 영역(82)에서의 가림 판(60)의 두께이다. 가림 판(60)은 임의의 패턴 높이(131)를 가질 수 있고 패턴 높이(131)는 분할 영역(82)에 걸쳐 변하거나 일정할 수 있다는 점이 이해된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 가림 판(60)은 제 1 분할 영역(81)에서 일정한 패턴 높이(131)를 가질 수 있으며 제2 분할 영역(83)에서는 변화하는 패턴 높이(131)를 가질 수 있다. 바람직하게는, 패턴 높이(131)는 1cm 미만이다. 더욱 바람직하게는, 패턴 높이(131)는 약 3mm 내지 약 10mm이다.
도 14는 예시적인 공정의 다른 적절한 실시예로 형성된 흡수성 구조체의 평량 분포 차트를 보여주고 있다. 흡수성 구조체는 그의 중간 부분 근처의 높은 평량 영역 및 그의 전면 및 후면 말단 부분 근처의 낮은 평량 영역을 가지고 있다. 이 차트에서 볼 수 있는 바와 같이, 연속 영역(64)의 평균 평량은 브릿지 영역(62)의 평균 평량보다 높다.
도 14에 그래프적으로 도시된 데이터는 본 발명에 따라 형성된 복수의 흡수성 패드 샘플로부터 수집된 분석으로부터 수집되었다. 흡수성 패드의 평량 프로파일은 x-레이 덴시토메트리(densitometry)를 이용하여 측정되었다. 덴시토메트리는 "광에 노출시킴으로 인한 인화지 또는 사진 필름과 같은 감광성 재료의 광학 밀도의 정량적인 측정"으로 정의된다. 사용된 광은 X-선이었으며 광학 밀도는 디지털 x-선 이미지의 그레이 스케일 측정값으로부터 추출되었다(도 6 참조).
각 패드를 위하여 그리고 이미지 분석 소프트웨어를 이용하여 x-레이 이미지를 수집하고 패드 이미지를 2.5mm x 2.5mm 부분으로 나누었다. 사용된 프로그램은 각 부분 내의 모든 픽셀의 그레이 스케일을 질량으로 변환하는 검량선을 가지며 따라서 각 부분에서의 질량을 보고한다.
도 14를 참조하면, 데이터는 전면 및 후면 구역의 평균 질량이 변화될 수 있다는 것과 낮은 평량 영역이 그 구역에서의 패턴 변화를 제안하는 부분의 중량의 높은 변동 계수를 갖는다는 것을 보여주고 있다.
도 15는 설명된 공정으로 제조된 흡수성 구조물을 포함하는 흡수 용품의 일 예를 보여주고 있다. 예시적인 흡수 용품은 미체결된, 펼쳐진 그리고 평평하게 펼친 상태로 도시되고 대체로 도면 부호 220으로 지시된 기저귀 형태이다. 기저귀(220)는 도면 부호 “221”에서 지시된 섀시를 포함하고 있으며, 섀시는 도면 부호 “233”으로 지시된, 대체적으로 사각형의 중앙 패널, 측방향으로 대향된 한 쌍의 전면측 귀(ear; 234) 및 측방향으로 대향된 한 쌍의 후면측 귀(235)를 갖는다. 참고로, 화살표 223 및 225는 기저귀(220)의 길이 방향 축(223)과 횡방향 또는 측방향 축(225)의 방향을 각각 도시한다. 흡수 용품이 본 발명의 일부 측면(예를 들어, 트레이닝 팬츠 및 실금 용품)에서 벗어나지 않고 다른 형태를 가질 수 있다는 것이 고려된다.
기저귀(220)의 중앙 패널(233)은 기저귀(220)의 착용자가 방출하는 삼출물을 함유 및/또는 흡수하도록 구성되어 있다. 도 15에서 보여지는 바와 같이, 중앙 패널(233)은 전면 허리 영역(222), 후면 허리 영역(224) 및 전면과 후면 허리 영역(222, 224) 사이에서 연장되고 이들을 상호 연결하는 가랑이 영역(226)을 갖는다. 중앙 패널(233)은 한 쌍의 측면 에지(236), 전면 허리 에지(238) 및 후면 허리 에지(239)를 더 포함한다. 중앙 패널(233) 및 측면 귀(234, 235)는 별개의 요소를 포함할 수 있거나 일체로 형성될 수 있다.
도시된 중앙 패널(233)은 외부 커버(240), 신체측 라이너(242) 그리고 외부 커버(240)와 신체측 라이너(242) 사이에 배치된 흡수성 구조체(244)를 포함한다. 한 적절한 실시예에서, 외부 커버(240)는 실질적으로 액체 불투과성이고 탄성적일 수 있고, 신장될 수 있는 또는 신장될 수 없는 재료를 포함한다. 외부 커버(240)는 액체 불투과성 재료의 단일 층일 수 있으나, 적절하게는 층들 중 적어도 하나가 액체 불투과성인 다층 적층 구조체를 포함한다. 예를 들어, 외부 커버(240)는, 적층 접착제, 초음파 접합, 압력 접합 등에 의해 함께 연결되는 액체 투과성 외부층과 액체 불투과성 내부층을 포함할 수 있다. 적절한 적층 접착제들은 비드, 스프레이, 병렬 스월(parallel swirl) 등으로서 연속적으로 또는 간헐적으로 도포될 수 있다. 액체 투과성 외부층은 적절한 재료일 수 있으며, 바람직하게는 일반적으로 의류형 텍스처를 제공하는 것이다. 외부 커버(240)의 내부층은 액체 및 증기 불투과성일 수 있거나, 액체 불투과성이고 증기 투과성일 수 있다. 내부층은 얇은 플라스틱 필름으로 제조될 수 있지만, 다른 유연한 액체 불투과성 재료 또한 사용될 수 있다. 내부층 또는 액체 불투과성 외부 커버(240)는, 단일 층일 때 액체 삼출물이 침대 시트와 의류와 같은 용품뿐만 아니라 착용자와 간병인을 적시는 것을 방지한다.
신체측 라이너(242)는 액체 투과성이며 흡수성 구조체(244)와 외부 커버(240) 위에 놓여진다. 한 적절한 실시예에서, 신체측 라이너(242)의 폭은 외부 커버(240)의 폭보다 작다. 그러나, 신체측 라이너(242) 및 외부 커버(240)는 본 명세서 내에 도시된 것 이외의 치수를 가질 수 있다는 점이 이해된다. 예를 들어, 신체측 라이너(242)와 외부 커버(240)는 실질적으로 동일한 치수를 가질 수 있거나 신체측 라이너(242)가 외부 커버(240)보다 넓을 수 있다.
신체측 라이너(242)는 착용자의 피부에 순응적이고 부드러운 촉감이며 무자극성인, 기저귀(220)의 신체 대향 표면을 적절하게 제공한다. 또한, 신체측 라이너(242)는 흡수성 구조체(244)보다 덜 친수성이어서 착용자에게 비교적 건조한 표면을 제공할 수 있으며, 액체 투과성이 되도록 충분히 다공성이어서 액체가 그의 두께를 통하여 용이하게 침투할 수 있게 한다. 적절한 신체측 라이너(242)는 다공성 폼(foam), 망상 폼, 천공형 플라스틱 필름, 천연 섬유(예를 들어, 목질 또는 면 섬유), 합성 섬유(예를 들어, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 섬유), 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 조합 등과 같은 웹 재료의 넓은 선택으로부터 제조될 수 있다. 다양한 직물 및 부직포가 신체측 라이너(242)를 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 신체측 라이너(242)는 폴리올레핀 섬유의 멜트블로운 또는 스펀본드 웹으로 구성될 수 있다. 신체측 라이너(242)는 또한 천연 및/또는 합성 섬유로 구성된 본디드-카디드 웹일 수 있다. 신체측 라이너(242)는 실질적으로 소수성 재료로 구성될 수 있으며, 소수성 재료는 선택적으로 계면 활성제로 처리될 수 있거나, 그렇지 않으면 원하는 수준의 습윤성 및 친수성을 부여하도록 처리될 수 있다. 한 적절한 실시예에서, 예를 들어, 신체측 라이너(242)는 SMS로 알려진 소수성 3층 부직 폴리 프로필렌 재료일 수 있다. SMS는 스펀본드(Spunbond), 멜트블로운(Meltblown), 스펀본드(Spunbond)의 약어이며, 공정에 의하여 3개의 층이 구성되고 함께 적층된다. SMS 재료의 한 예가 Brock 등의 미국특허 제4,041,203호에 설명되어 있다. 신체측 라이너(242)는 적절하게 사용되어 흡수성 구조체(244)에 유지된 액체로부터 착용자의 피부를 격리하는 것을 돕는다.
흡수성 구조체(244)는 일반적으로 압축 가능하고, 순응 가능하며, 착용자의 피부에 자극성이 없으며, 액체 및 특정 체내 노폐물을 흡수 및 보유할 수 있고, 그리고 다양한 크기 및 형태로, 그리고 본 기술 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 매우 다양한 액체 흡수성 재료로 제조될 수 있다. 예시적인 흡수성 구조체(244)는 높은 평량 영역 및 낮은 평량 영역을 갖는 섬유상 물질의 층(243)을 포함한다. 적절한 실시예에서, 랩시트(251)는 흡수성 구조체(244)의 적어도 하나의 면에 감겨진다. 도시된 실시예에서, 랩시트(251)는 흡수성 구조체(244)의 신체면(즉, 흡수 용품이 마모되었을 때 착용자를 향하는 면), 측면 에지 및 의복측 면의 일 부분을 적절하게 덮는다.
도시된 실시예에서, 흡수성 구조체(244)의 폭은 그 길이를 따라서 달라진다. 보다 구체적으로, 도시된 흡수성 구조체(244)는 중앙 패널(233)의 전면 허리 영역(222)에서 약 115mm의 폭과 흡수성 구조체(244)의 후면 허리 영역(224)에서 약 101mm의 폭을 갖는다. 흡수성 구조체(244)의 폭은 전면 허리 영역(222) 및 후면 허리 영역(224)으로부터 가랑이 영역(226)을 향하여 흡수성 구조체(244)의 최소 폭까지 그 길이를 따라 내측으로 테이퍼진다. 중앙 패널(233)의 가랑이 구역(226)인 도시된 흡수성 구조체(244)의 최소 폭은 약 85mm이다. 흡수성 구조체(244)는 임의의 적절한 형상과 크기를 가질 수 있다는 점이 이해된다.
흡수성 구조체(244)는 연속 영역(245) 및 브릿지 영역(246)을 갖는다. 연속 영역(245)은 브릿지 영역(246)보다 큰 평량을 갖는다. 부가적으로, 위에서 논의된 바와 같이, 브릿지 영역(246)에서, 흡수성 구조체(244)는 세그먼트(248)를 분리하는 수직 경계면(247) 및 수직 경계면(247)을 가로질러 연장되고 있는 연결부(249)를 갖는다. 적절한 실시예에서, 흡수성 구조체(244)는 임의의 형상 및 임의의 수의 연속 영역 및 브릿지 영역(245, 246)을 가질 수 있다.
중앙 패널(233)은 또한 흡수성 구조체(244)와 상호 마주하는 표면을 따라 액체를 수용, 일시 저장 및/또는 이송시키도록 주로 설계된 다른 재료를 포함할 수 있으며, 그로 인하여 흡수성 조립체의 흡수 능력을 최대화한다. 하나의 적절한 재료는 서지 관리층(surge management layer; 미도시)으로 지칭되며 흡수성 조립체와 신체측 라이너(242) 사이에 위치될 수 있다. 서지 관리층은, 흡수성 구조체(244) 내로 급속히 도입될 수 있는 액체의 서지 또는 분출을 감속 및 확산시키는 것을 돕는다. 서지 관리층은, 액체를 흡수성 구조체(244)의 저장 또는 보유부 내로 방출하기 전에 액체를 빠르게 수용하고 일시적으로 보유할 수 있다. 적절한 서지 관리층의 예가 미국특허 제5,486,166호 및 제5,490,846호에 설명되어 있다. 다른 적절한 서지 관리 재료는 미국 특허 제5,820,973호에 설명되어 있다.
도 15에 보여지는 바와 같이, 전면 및 후면측 귀(234, 235)는 서로 길이 방향으로 이격된 관계로 중앙 패널(233)의 측 방향 양 측부 상에 배치되어 있다. 도시된 실시예에서, 후면측 귀(235)는 이음새를 따라 각각의 후면 허리 영역(224)의 중앙 패널(233)에 영구적으로 접합되어 있다. 보다 구체적으로, 각각의 후면측 귀(235)는 외부 커버(240)와 신체측 라이너(242)와 사이에 끼워지며, 외부 커버와 신체측 라이너(242) 모두에 영구적으로 접합되어 있다. 전면측 귀(234)는 중앙 패널(233)과 일체로 형성되어 있다. 전면측 귀(234)는 전면 허리 영역(222)에서 중앙 패널(233)의 측면 에지(236)를 지나 횡방향으로 외측으로 연장되어 있으며, 후면측 귀(235)는 후면 허리 영역(224)에서 중앙 패널(233)의 측면 에지(236)를 지나 횡방향으로 외측으로 연장되어 있다.
적절한 실시예에서, 전면 및 후면측 귀(234, 235)는 접착, 열 또는 초음파 접합과 같은, 당업자에게 공지된 임의의 부착 수단을 이용하여 중앙 패널(233)에 접합될 수 있다. 도시된 실시예에서, 예를 들어, 후면측 귀(235)는 외부 커버(240)와 신체측 라이너(242) 모두에 접착체 접합되어 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 전면 및 후면측 귀(234, 235)는 중앙 패널(233)의 구성 요소의 일체형 부분으로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 전면 및 후면측 귀(234, 235)는 외부 커버(240) 및/또는 신체측 라이너(242)의 대체로 넓은 부분을 포함할 수 있다.
한 적절한 실시예에서, 전면 및 후면측 귀(234, 235)는 기저귀(220)의 횡방향 축(225)에 대체로 평행한 방향으로 신장될 수 있는 탄성 재료를 포함한다. 구체적인 실시예에 있어서, 탄성 재료는 신장-열적 라미네이트(STL), 네크-접합 라미네이트(NBL), 가역성 네크 라미네이트, 또는 신장-접합 라미네이트(SBL) 재료를 포함한다. 이러한 재료를 제조하는 방법은 당업자에게 공지되어 있으며, Wisneski 등에게 1987년 5월 5일 발행된 미국특허 제4,663,220호; Morman에게 1993년 7월 13일 발행된 미국특허 제5,226,992호; 및 Taylor 등의 이름으로 1987년 4월 8일에 공개된 유럽특허출원번호 제EP 0 217 032호에 설명되어 있다. 대안적으로, 측면 패널 재료는 외부 커버(240) 또는 신체측 라이너(242)에 적합한 것으로서 전술한 것과 같은, 다른 직물 또는 부직포 재료, 기계적으로 예비 변형된(pre-strained) 복합체, 또는 신장 가능하지만 비탄성인 재료를 포함할 수 있다.
도시된 기저귀(220)는 기저귀(220)를 착용자의 허리 둘레에 재체결 가능하게 고정하기 위한 체결 시스템(280)을 포함한다. 도시된 체결 시스템(280)은 대응하는 제2 체결 구성 요소(282)에 재체결 가능하게 결합하도록 맞추어진 제1 체결 구성 요소(284)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제1 체결 구성 요소(284)는 복수의 돌출 결합 요소를 포함한다. 제1 체결 구성 요소(284)의 결합 요소는 제2 체결 구성 요소(282)의 결합 요소를 반복적으로 결합 및 분리하도록 맞추어져 있다.
체결 구성 요소(284, 282)는 측면 귀(234, 235)에 접합된 별개의 요소를 포함할 수 있거나, 측면 귀(234, 235)와 일체로 형성될 수 있다. 도시된 구성예에서, 예를 들어, 제1 체결 구성 요소(284)는 전면측 귀(234)와 별개로 형성되며 그에 접합되어 있다. 한편, 제2 체결 구성 요소(282)는 후면측 귀(235)와 일체로 형성되어 있다. 제 1 체결 구성 요소(284)는 접착제 접합, 초음파 접합 또는 열 접합과 같은 당업자에게 공지된 임의의 수단에 의하여 각각의 전면측 귀(234)에 접합될 수 있다.
체결 구성 요소(284, 282)는, 접착 체결기구, 점착 체결기구, 기계적 체결기구 등과 같은, 흡수 용품에 적합한 임의의 재체결 가능한 체결기구를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 체결 구성 요소(284, 282)는 기계적 체결 요소를 포함한다. 적절한 기계적 체결 요소는 후크, 루프, 벌브, 머시룸, 화살촉, 볼 온 스템(balls on stem), 암수 정합 부품, 버클, 스냅 등과 같은 기하학적 형상 재료들을 상호 체결함으로써 제공될 수 있다.
도 16에 도시된, 착용 준비의 기저귀(220)의 입체 구성에서, 전면 및 후면측 귀(234, 235)는 함께 고정되어 허리 개구(250) 및 한 쌍의 다리 개구(252)를 갖는 입체 착용 구성을 한정한다. 전면 허리 영역(222)은 착용 시 착용자의 앞에 위치되는 기저귀의 부분을 포함하는 한편, 후면 허리 영역(224)은 착용 시에 착용자의 뒤에 위치되는 기저귀의 부분을 포함한다. 기저귀(220)의 가랑이 영역(226)은 착용시 착용자의 다리 사이에 위치되고 착용자의 하부 몸통을 커버하는 기저귀의 부분을 포함한다. 전면 및 후면측 귀(234, 235)는 착용시, 착용자의 엉덩이 상에 위치되는 기저귀(220)의 부분을 한정하고 있다. 기저귀 섀시(221)의 허리 에지(238, 239)들은 착용시 착용자의 허리를 둘러싸고 허리 개구(250)를 함께 한정하도록 구성되어 있다.
도 16에서 보여지는 바와 같이, 착용 준비의 기저귀(220)의 입체 구성에서, 제1 체결 구성 요소(284)가 제2 체결 구성 요소(282)와 결합될 때, 후면측 귀(235)는 전면측 귀(234)와 중첩하고 있다. 그러나 기저귀(220)는 대신에 전면측 귀(234)가 후면측 귀(235)와 중첩되도록 구성될 수 있다는 점이 이해된다.
본 발명 또는 그의 바람직한 실시예(들)의 구성 요소를 소개할 때, "한", "하나", 그", "상기" 등은 하나 이상의 요소가 있다는 것을 의미하기 위한 것이다. 용어 "포함하는", "구비하고 있는", "갖는"은 포괄적인 것으로 의도된 것이며, 열거된 요소 이외의 다른 추가 요소가 있을 수 있다는 것을 의미한다. 또한, "상부", "하부", "위", "아래" 및 이 용어들의 변형은 편의를 위해 이루어지며, 구성 요소의 임의의 특정 방향을 필요로 하지 않는다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 위의 내용에서 다양한 변경이 이루어질 수 있으므로, 상기 설명에 포함되고 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 제한적인 의미가 아닌, 예시적인 것으로 해석되어야 한다.

Claims (28)

  1. 흡수성 웹의 제조 방법으로, 상기 방법은
    유공성 부재를 기계 방향으로 이동시키는 단계로, 상기 유공성 부재는 다수의 세그먼트를 한정하는 적어도 하나의 격벽을 포함하는 분할 영역을 갖는 적어도 하나의 가림 판을 가지는, 단계;
    상기 유공성 부재를 통하여 공기를 흡인하는 단계; 그리고
    상기 유공성 부재 상으로 섬유상 물질을 피착시켜서 상기 가림 판의 분할 영역에 대응하는 감소된 평량을 갖는 브릿지 영역을 갖는 흡수성 웹을 형성하는 단계로, 상기 브릿지 영역은 수직 경계면들을 적어도 부분적으로 연결시키는 웹 세그먼트와 섬유상 물질을 분리하는 수직 경계면을 가지는, 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 유공성 부재를 이동시키는 단계는 드럼을 회전시키는 것을 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 다수의 가림 판이 상기 형성 드럼의 원주 둘레에 연속적으로 배열되어 있는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 초흡수성 재료를 상기 섬유상 물질에 전달하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 섬유상 물질이 상기 유공성 부재에 전달되기 전에 상기 초흡수성 재료가 상기 섬유상 물질과 혼합되는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 감소된 평량을 갖는 상기 브릿지 영역은 상기 흡수성 웹의 다른 영역에 비해 낮은 농도의 초흡수성 재료를 가지는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 초흡수성 재료를 상기 유공성 부재 상으로 피착시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 초흡수성 재료의 대부분은 상기 섬유상 물질의 대부분 보다 상기 유공성 부재에 더 인접하여 피착되는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 가림 판의 적어도 하나의 격벽은 1cm 미만의 폭을 갖는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 격벽은 1/2cm 미만의 폭을 갖는, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 가림 판의 적어도 하나의 격벽은 1cm 미만의 패턴 높이를 갖는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 격벽은 약 3mm 내지 10mm의 패턴 높이를 갖는, 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 가림 판의 적어도 하나의 격벽은 약 12mm 내지 약 254mm의 누적 패턴 길이를 갖는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 격벽은 약 63mm 내지 약 190cm의 누적 패턴 길이를 갖는, 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 가림 판의 격벽은 상기 형성 표면의 선택된 영역을 통한 공기의 흐름을 폐쇄하는, 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 가림 판 내의 적어도 하나의 격벽은 측방향 격벽 및 길이 방향 격벽을 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 측방향 및 길이 방향 격벽 중 적어도 일부는 실질적으로 수직인, 방법.
  18. 흡수 용품에 사용하기 위한 흡수성 구조체를 형성하는 방법으로, 상기 방법은
    적어도 하나의 가림 판이 위에 장착된 형성 표면을 기계 방향으로 이동시키는 단계;
    상기 형성 표면 및 상기 형성 표면 상에 장착된 가림 판을 통하여 공기를 흡인하는 단계로, 상기 가림 판은 상기 형성 표면을 통해 흡인되는 공기를 적어도 부분적으로 차단하기 위하여 1cm 미만의 격벽을 가지는, 단계;
    상기 형성 표면 상에 섬유상 물질을 피착시켜 흡수성 웹을 형성하는 단계로, 상기 가림 판의 격벽은 상기 섬유상 물질을 수직 경계면에 의하여 분리된 다수의 세그먼트 내로 변위시키고, 상기 수직 경계면은 상기 격벽의 위치에 대응하는, 단계; 그리고
    상기 흡수성 웹을 상기 형성 표면으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 섬유상 물질을 변위시켜서 적어도 부분적으로 상기 수직 경계면을 연결하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 가림 판은 상기 형성 표면 상에서의 웹 재료의 피착에 대한 장애 요소를 실질적으로 가지고 있지 않은 적어도 하나의 연속 개방 영역을 포함하는, 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 섬유상 웹에 적어도 하나의 공극을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 가림 판의 개방 영역은 약 10cm2 내지 약 750cm2의 연속 영역을 갖는, 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 가림 판의 개방 영역은 약 200cm2 내지 약 500cm2의 연속 영역을 갖는, 방법.
  24. 제18항에 있어서, 상기 섬유상 웹을 스카핑(scarfing) 시스템으로 통과시키는 단계를 더 포함하고, 여기서 섬유상 물질은 상기 섬유상 웹으로부터 스카핑되는, 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 스카핑 시스템은 상기 섬유상 웹의 섬유 중 일부를 재분배하는, 방법.
  26. 제18항에 있어서, 상기 섬유상 웹을 한 쌍의 감축 롤 사이로 통과시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  27. 제18항에 있어서, 상기 섬유상 웹을 상기 수직 경계면 중 적어도 하나를 중심으로 절첩시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  28. 브릿지형 흡수성 구조체를 포함하는 흡수 용품을 조립하는 방법으로, 상기 방법은
    섬유상 물질의 웹을 형성하는 단계로, 상기 웹은 연속 영역과 브릿지 영역을 가지되, 상기 브릿지 영역은 수직 경계면에 의하여 분리된 다수의 세그먼트를 포함하고, 상기 연속 영역은 상기 브릿지 영역보다 더 높은 평량을 가지는, 단계;
    상기 웹을 제1 흡수성 구조체와 제2 흡수성 구조체로 나누는 단계로, 상기 제1 흡수성 구조체는 상기 연속 영역과 상기 브릿지 영역을 포함하는, 단계;
    외부 커버와 신체측 라이너를 갖는 섀시를 조립하는 단계; 그리고
    상기 외부 커버와 상기 신체측 라이너 사이에 상기 제1 흡수성 구조체를 고정하는 단계를 포함하는, 방법.
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