KR20190050805A - 비평면 부직포 직물 및 그 제조 방법 - Google Patents

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로라 이. 케크
존 에이치. 콘래드
수잔 이. 쉐버
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은, 직물의 외부 표면들 사이에서 연장되고 공기가 성형 직물을 통해 하방으로 그리고 측방향으로 양쪽으로 통과할 수 있게 하는, 이격된 필라멘트들에 의해 경계를 이루고 있는 오목부들의 패턴을 정의하는, 고다공성 직조 또는 편직 성형 직물 상에 부직포 웹을 형성하는 단계를 포함하는 연속 섬유들의 부직포 직물을 제조하는 방법을 제공한다. 매우 낮은 밀도 및 높은 표면적을 갖는 돌출부들을 갖는 접합된 부직포 웹이 형성된다.

Description

비평면 부직포 직물 및 그 제조 방법
본 출원은 2016년 9월 30일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/402071호의 우선권의 이점을 주장하며, 그 내용은 본원에 참고로 원용된다.
기술분야
본 발명은 내부에 형상 및/또는 3차원 구조를 갖는 비평면 부직포 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
오늘날 사용 중인 광범위한 용품은 부분적으로 또는 전체적으로 부직포 직물로 구성된다. 이러한 제품의 구체적인 예로는 기저귀, 여성용 패드, 아기 와이프, 경질 표면 와이프, 필터, 안면 마스크, 붕대, 방수포 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 용품의 경우, 부직포 직물은 액체 흡입 및 분포, 입자 포획, 강도, 촉감 및 심미성과 같은 하나 이상의 상이한 주요 기능적 특성을 비용 효율적으로 제공한다.
부직포 직물은, 편물 또는 직조 직물에서와 같은 규칙적이고 식별가능한 방식보다는 일반적으로 무작위 방식(random manner)으로 사이사이에 끼워진 개별 섬유들의 물리적 구조를 갖는다. 종래의 부직포 직물은 성형 와이어 또는 드럼에 형성되고 일반적으로 편평한 평면 형상을 갖는다. 그러나, 비평면 형상을 갖는, 예컨대 돌기 패턴을 갖는 부직포 직물을 생성하기 위해서, 일련의 돌출부들 또는 구멍들을 갖는 형성 표면 상에 부직포를 피착해서 웹들이 형성 표면의 형상에 맞춰지고 그 형상을 갖도록 하는 것이 공지되어 있다. 예를 들면, Griesbach 등의 US5575874는, 원하는 표면형태를 갖는 형성 표면 상에 부직포 웹을 형성함으로써 별개의 상승된 리지, 주상 구조 및 기타 형상을 갖는 형상화된 부직포 직물을 제조하는 방법을 설명하고 있다. 그러나, Griesbach 및 기타 이러한 방법은 종종 절단(cut out) 섹션을 갖는 고무 매트 또는 그에 부착된 고형 성분을 갖는 와이어 메쉬를 포함하는 것들과 같은 단순한 성형 구조를 이용했다. 이러한 구조의 사용은, 돌출부들의 사용 가능한 크기 및/또는 형상의 관점에서 제한적이며, 또한 웹 형성 및 폭성에 대하여 상당한 문제를 야기할 수 있다. 또한, 이러한 형성 표면은 종종 강도, 균일성 및/또는 기타 속성이 결여된 비평면 직물의 생성에 시달리게 된다. 예를 들어, 이러한 형성 표면으로 형성된 부직포 웹은 종종, 형성 표면에 의해 야기된 불균일한 기류의 결과로서, 돌출 구조 밖으로 눌러지거나 오목한 구조 내로 당겨지는 과량의 섬유를 초래하였다.
결과적으로, 예를 들어 개선된 균일성, 강도, 연성, 외관 및/또는 기타 속성을 포함하는 물질 특성의 개선된 균형을 갖는 부직포 웹뿐만 아니라 비교적 더 크고 및/또는 더 밀접하게 이격된 비평면 구조를 갖는 부직포 웹을 제공하는 부직포 직물 생산 공정에 대한 필요성이 남아 있다. 또한, 더욱 다양한 직물 형상 및 매우 효율적이고 및/또는 경제적인 그 제조 수단을 가능하게 하는 이러한 비평면 부직포 웹을 제조하는 방법에 대한 필요성이 있다.
본 발명은 복수의 개구부를 정의하는 제1 지면 구역을 포함하는 외부 형성 표면을 갖는 섬유성 성형 직물 상에 연속적인 공기 연행된(air-entrained) 필라멘트들을 피착시키는 단계를 포함하는 부직포 직물을 제조하는 방법을 제공한다. 개구부는 각각 약 12mm2 초과의 최소 면적을 가지며 집합적으로 외부 형성 표면의 총 면적의 적어도 40%를 포함할 수 있다. 제1 지면 구역은, 소정의 실시예들에서, 꼬인 제1 필라멘트를 포함하고 주로 제1 평면으로 연장될 수도 있다. 섬유성 성형 직물은 제2 지면 구역을 포함하는 대향하는 제2 외부 표면을 더 포함한다. 제2 지면 구역은, 유사하게, 꼬인 필라멘트를 포함하고 주로 제1 평면에 평행한 제2 평면으로 연장될 수도 있다. 섬유성 성형 직물은 제1 및 제2 지면 구역들 사이에 위치한 유공성 내부 영역을 더 포함한다. 내부 영역은 2.3 mm 초과의 두께를 가지며, 제1 지면 구역에서 제2 지면 구역으로 하방으로 연장되는 필라멘트를 포함한다. 내부 필라멘트는 제1 및 제2 지면 구역의 필라멘트와 상호 연결되고/되거나 그들과 꼬여 있다. 또한, 내부 필라멘트들의 적어도 일부분은 제1 개구부들에 인접하여 하방으로 연장되어 제1 및 제2 지면 구역 사이에 위치하는 오목부를 정의한다. 내부 필라멘트는 바람직하게는 내부 구역 및/또는 오목부를 통한 공기의 하향 및 측방향 흐름을 둘 다 허용하도록 서로 이격되어 있다. 외부 표면 및 내부 구역은 모두 유공성이고 적어도 500 CFM의 공기 다공도를 갖는 성형 직물을 제공한다.
추가 측면에서, 본 방법은 (a) 복수의 연속 섬유를 공기의 스트림 내에 연행하는 단계; (b) 상기 섬유성 성형 직물을 상기 공기의 스트림 및 연행된 필라멘트 아래에 이동시키는 단계; (c) 인접하는 제2 주 외부 표면으로부터 상기 섬유성 성형 직물을 통해 상기 연행 공기를 흡입하는 단계; (d) 상기 연행된 섬유를 섬유성 성형 직물의 제1 지면 구역 상으로 그리고 상기 오목부 내로 피착시키는 단계; (e) 상기 피착된 섬유들 사이에 섬유-간 접합을 형성하는 단계; 및 그리고 나서 (f) 상기 부직포 웹을 상기 섬유성 형성 표면으로부터 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 적어도 하나의 지면 구역에 의해 분리된 돌출부들의 패턴을 가지고 자가 접합된 연속 섬유를 포함하는 접합된 고-로프트 부직포 웹이 또한 제공된다. 상기 돌출부들은 상기 부직포 웹의 면적의 50% 초과를 포함하고 상기 지면 구역은 상기 부직포 웹의 면적의 50% 미만을 포함하고 상기 돌출부들의 평균 높이는 상기 지면 구역의 평균 두께의 적어도 2배이다. 또한, 각각의 돌출부는 12mm2 초과의 최소 면적 및 0.03 g/cc 미만의 밀도를 갖는다. 또한, 소정의 실시예들에서, 낮은 밀도에도 불구하고, 지면 구역의 평균 평량은 돌출부들의 평균 평량 중 약 40% 보다 적지 않다. 또한, 돌출부들은 각각 약 20 내지 2000mm2의 면적을 가질 수 있고 상기 지면 구역은, 인접하는 돌출부들 사이에서 측정시, 약 5mm 미만의 폭을 가질 수도 있다.
도 1은 본 발명의 비평면 스펀본드 웹을 형성하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 2a는 본 발명에서 사용하기에 적합한 성형 직물의 상면도이다.
도 2b는 도 2a의 성형 직물의 측면도이다.
도 2c는 도 2a의 성형 직물의 저면도이다.
도 3a는 본 발명에서 사용하기에 적합한 성형 직물의 상면도이다.
도 3b는 도 3a의 성형 직물의 측면도이다.
도 3c는 도 3a의 성형 직물의 저면도이다.
도 4a는 본 발명에서 사용하기에 적합한 성형 직물의 부분적으로 상승된 측면도이다.
도 4b는 도 4a의 성형 직물의 측면도이다.
도 4c는 도 4a의 성형 직물의 저면도이다.
도 5a는 본 발명에서 사용하기에 적합한 성형 직물의 상면도이다.
도 5b는 도 5a의 성형 직물의 부분적으로 상승된 측면도를 도시한다.
도 5c는 도 5a의 성형 직물의 측면도이다.
도 5d는 도 5a의 성형 직물의 저면도이다.
도 6a는 도 2의 성형 직물을 사용하여 만들어진 부직포 웹의 직물-면의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 부직포 웹의 공기-면의 사시도이다.
도 7a는 도 4의 성형 직물을 사용하여 만들어진 부직포 웹의 직물-면의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 부직포 웹의 공기-면의 사시도이다.
도 8a는 도 5의 성형 직물을 사용하여 만들어진 부직포 웹의 직물-면의 사시도이다.
도 8b는 도 8a의 부직포 웹의 공기-면의 사시도이다.
명세서 및 청구항 전체에 걸쳐, 물품 및/또는 그 개별 성분들에 대한 논의는 아래에 기술된 점을 포함한다.
용어 "포함하는" 또는 "구비하는" 또는 "가지는"은 포괄적이거나 개방적이며, 추가적인 미인용된 요소, 조성 성분, 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 따라서, "포함하는" 또는 "구비하는" 또는 "가지는"은 더 제한적인 용어 "본질적으로 이루어지는" 및 "로 이루어지는"을 포함하고 있다.
본원에서 사용되는 것과 같이, 용어 "부직포 웹"은 일반적으로 직조 또는 편물에서와 같은 식별가능하고 반복하는 방식이 아니라 사이사이에 끼워진 섬유들의 구조를 가지는 웹을 말한다.
본원에서 사용된 대로, "셀룰로오스"라는 용어는 목재 및 비목재 공급원 양자로부터 유래된 것뿐만 아니라 천연 또는 합성 셀룰로오스를 포함한 셀룰로오스를 포함하거나 그로부터 유도된 물질들을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "연속 섬유"는 10,000:1을 초과하는 높은 종횡비(길이 대 직경) 및 100cm를 초과하는 비수축된 길이를 갖는 연속적이고 중단되지 않는 방식으로 형성된 섬유를 의미한다. 100cm 미만의 치수를 갖는 개인 용품의 맥락에서, 연속 섬유는 용품 내에서 연속적으로 연장되는 섬유를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "스테이플 섬유" 또는 "스테이플 길이 섬유"는 길이로 절단된 연속 합성 섬유 또는 천연 섬유를 의미하고, 이런 섬유는 약 0.5mm 내지 약 90mm의 길이를 갖는다. 이러한 섬유의 길이는 직선형(예를 들어, 비수축된) 섬유의 길이이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기계 방향(machine direction)" 또는 "MD"는 일반적으로 물질이 생산되는 방향을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "교차 기계 방향(cross-machine direction)" 또는 "CD"는 일반적으로 상기 기계 방향에 수직인 방향을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "자가 접합"은 접착제, 땜납, 기계적 체결기구 등과 같은 외부 첨가제와 독립적으로 섬유들의 개별 부분 및/또는 표면 사이의 접합을 지칭한다. 즉, 접합은 섬유 자체를 형성하는 하나 이상의 중합체에 의해 형성된다.
광범위한 열가소성 중합체 조성물이 본 발명과 관련하여 사용하기에 적합한 것으로 여겨진다. 비한정적인 예로서, 적합한 열가소성 중합체는 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리락트산, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등); 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등); 폴리테트라플루오로에틸렌; 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; 및 이들의 배합물과 혼합물을 포함한다. 일 실시예에서, 예를 들어, 열가소성 조성물은 열가소성 조성물의 50 중량% 초과의 폴리올레핀, 예컨대 약 51 내지 99 중량%, 60 내지 98 중량%, 또는 심지어 80 내지 98 중량%를 포함하는 폴리올레핀 조성물을 포함할 수 있다. 적절한 폴리올레핀은, 예를 들어, 에틸렌 (예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 등), 프로필렌 (예를 들어, 교대배열, 혼성배열, 동일배열 등), 부틸렌 등의 단독중합체, 공중합체 및 삼중합체를 포함한다. 중합체 조성물은 2개 이상의 열가소성 중합체의 단독중합체 또는 균질한 또는 비균질한 배합물을 포함할 수 있다. 또한, 당업계에 공지된 바와 같이, 예를 들어, 하나 이상의 점착 부여제, 충전제, 착색제(예를 들어, TiO2, 항산화제, 연화제, 계면활성제, 슬립제 등을 포함하는 하나 이상의 접착제가 열가소성 중합체 조성물에 첨가될 수 있다.
열가소성 중합체 조성물로부터 형성된 섬유는 단일성분, 다구성요소(multiconstituent) 또는 다성분(multicomponent) 섬유를 포함할 수 있다. 다성분 섬유는, 섬유의 단면을 가로질러 실질적으로 일정하게 위치하는 별개의 구역들에 배열될 수 있고 일반적으로 별도의 압출기들로부터 압출되지만 함께 방사된 2개 이상의 중합체 조성물(예를 들어, 이성분 섬유)로 형성되는 중합체 조성물을 포함한다. 성분들은 임의의 바람직한 구성, 예를 들어 외피-코어형(sheath-core), 편심 외피-코어형 (eccentric sheath-core), 나란한 형(side-by-side), 파이형(pie), 해상섬형(island-in-the-sea) 또는 당 기술분야에 공지된 다양한 다른 배열로 배열될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 섬유는 나란한 또는 편심 외피/코어 구성을 갖는 폴리프로필렌/폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌/폴리아미드 다성분 섬유를 포함할 수도 있다. 다구성요소 섬유는 동일한 압출기로부터 혼합물로서 압출된 적어도 두 개의 중합체로 형성된 섬유를 가리킨다. 다구성요소 섬유에서, 다양한 중합체는 일반적으로 섬유의 길이를 따라 연속적으로 위치하지 않으며, 대신에 보통 무작위로 시작 및 종료되는 피브릴이나 프로토피브릴을 형성한다. 단지 예로서, 다성분 및 다구성요소 섬유를 형성하기 위한 다양한 방법은 Krueger 등의 US4795668, Kaneko 등의 US5108820, Hills의 US 5162074, Strack 등의 US5336552, Pike 등의 US5382400 및 Delucia 등의 US2001/0019929에 설명된 것들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 발명과 관련하여 사용하기에 적합한 부직포 직물 형성 공정은 공기를 이용해서 연속 섬유를 연행하고 형성 표면 상에 피착시키는 것을 포함한다. 연행 전에, 섬유를 형성하는 중합체 조성물은 방적돌기, 스핀 팩, 다이 또는 유사한 장치를 통해 용융 및 압출된다. 연속 섬유를 공압식으로 연행하기 위한 다양한 공정이 당 기술분야에 공지되어 있고 본 발명과 관련하여 사용하기에 적절한 것으로 믿어진다. 일 측면에서, 부직포 직물은 일반적으로, 용융된 열가소성 재료가 용융 섬유로서 복수의 미세한, 보통 원형인, 다이 모세관을 통하여 수렴 고속 가스(예를 들어, 공기) 스트림 내로 압출되며 가스 스트림은 용융된 열가소성 재료의 섬유를 약화시켜 섬유의 직경을 감소시키는 공정에 의하여 부직포 웹을 형성하는 것을 지칭하는 멜트블로운 웹 공정에 의해 형성될 수 있다. 그런 다음 멜트블로운 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 위에 쌓여서 무작위 분산된 멜트블로운 섬유 웹이 형성된다. 비제한적인 예로서, 멜트블로운 섬유 부직포 웹 및 이를 제조하기 위한 공정이 Butin 등의 US3849241; Abba 등의 US4775582, Wisneski 등의 US4707398; Haynes 등의 US5652048, Haynes 등의 US6972104 등에 개시되어 있다.
코폼 재료가 또한 본 발명에 사용하기에 특히 적합하다. 코폼 부직포 웹은, 형성 표면 상에 피착되기 전에 공통 기류에서 연속 섬유 및 스테이플 길이 섬유를 혼합함(comingling)으로써 형성된다. 이러한 코폼 시트 재료 및 이를 제조하는 방법들의 예들은 Anderson 등의 US4100324, Georger 등의 US5350624, Harvey 등의 US6972104, Schmidt 등의 US9260808에서 설명된다. 소정의 실시예들에서, 이러한 코폼 시트는 열가소성 폴리올레핀 멜트블로운 섬유 및 스테이플 길이 셀룰로오스 섬유, 예컨대 목재 펄프 섬유의 공기-형성 매트릭스를 포함할 수 있다. 소정의 실시예들에서, 이러한 코폼 시트는 열가소성 폴리올레핀 스펀본드 섬유 및 스테이플 길이 셀룰로오스 섬유, 예컨대 목재 펄프 섬유의 공기-형성 매트릭스를 포함할 수 있다. 성형 직물의 파울링(fouling) 및/또는 부직포 파단을 제한하기 위해서, 코폼 부직포 웹은 주로 연속 열가소성 섬유를 포함하는 외부 표면을 가질 수 있고, 이에 따라 대부분의 스테이플 섬유는 피착된 섬유 매트 및 생성된 밀착성 부직포 웹의 내부 내에 위치된다. 추가 측면에서, 스테이플 섬유는 비-열가소성일 수 있고/있거나 연속 섬유들의 온도보다 상당히 높은, 바람직하게는 연속 섬유의 온도보다 적어도 10℃, 15℃, 20℃ 또는 심지어 30℃ 높은, 용융 온도를 가질 수 있거나, 또는 연속 섬유의 외측 부분을 형성하는 최저 용융 중합체 조성물보다 높은 다성분 연속 섬유의 경우에는 그러하다. 이러한 이종 섬유 웹의 경우, 연속 섬유는 바람직하게는 부직포 웹을 형성하는 섬유의 약 55%, 60%, 65%, 70% 또는 80% 초과를 포함한다.
또 다른 실시예들에서, 부직포 웹을 형성하는 섬유는 용융-방사 부직포 웹 공정을 이용하여 형성되고 피착될 수 있다. 일 측면에서, 스펀본드 섬유 부직포 웹은 본 발명과 관련하여 사용하기에 매우 적합하다. 스펀본드 부직포 웹은 용융된 열가소성 중합체 조성물을 복수의 미세하고 일반적으로 원형인 모세관들로부터 용융된 실로서 수렴 고속 고온 공기 스트림 내로 압출시키며 공기 스트림은 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 약화시켜 그 직경을 감소시키는 것에 의해서 형성되는 연속 섬유를 포함한다. 스펀본드 공정의 이덕티브 연신은 또한 비교적 증가된 강도를 갖는 웹을 제공하는 형성된 중합체 섬유에 결정화도를 부여하는 역할을 한다. 단지 예로서, 스펀본드 웹의 제조는 Appel 등의 US4340563, Pike 등의 US5382400, Conrad 등의 US8246898 및 Lennon 등의 US8333918에 설명되어 있다. 소정의 실시예들에서, 부직포 웹이 권축된 스펀본드 섬유 웹을 포함하도록 섬유에 권축(crimp)이 형성될 수 있다. 또한, 당 분야에 공지된 바와 같이, 순차적인 스펀본드 장치의 뱅크를 성형 직물 위에 채택해서, 보다 높은 평량을 갖고 및/또는 서로 다른 유형의 섬유를 통합하는 부직포 웹을 얻을 수 있다. 이와 관련하여, 성형 직물 위에 섬유를 피착하기 위해 둘 이상의 순차적인 스펀본드 뱅크의 사용이 일반적으로 바람직하다는 것에 유의한다. 소정의 실시예들에서, 부직포 웹 내의 섬유는 연속 섬유로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 부직포 웹을 포함하는 섬유는 전체적으로 스펀본드 섬유로 이루어질 수 있다.
단지 예로서, 본 발명과 관련하여 섬유를 형성 및 피착시키기 위한 공압 공정의 일 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 꼭 필요한 것은 아니지만, 도 1에 도시된 공정은 나란한 구성을 갖는 이성분 연속 섬유를 형성하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 중합체 조성물 A 및 B는 초기에 호퍼(12 및 14)로부터 용융 압출기(13, 15) 및 이어서 공통 스핀 팩(16)에 공급되어 이성분 섬유(30)를 형성한다. 2개의 중합체 스트림은 방적돌기 앞이나 내부에 함께 모이게 되고 방적돌기의 동일한 오리피스를 통해 함께 압출되어 단일의 다성분 섬유를 형성한다. 용융된 가닥은 방적돌기를 빠져나가고 섬유(23)는 초기에 송풍기(18)에 의해 켄칭되고 고형화된다. 이어서 섬유(18)는 섬유를 추가로 감쇠하도록 작용하는 섬유 연신 장치(19) 내로 유도된다. 그런 다음 연신된 섬유가 윤전 이동하는 형성 구조(20) 상에 피착될 수 있으며; 상기 형성 구조(20)는 상부 섬유성 성형 부재(20a) 및 하부 지지 부재(20b)를 포함한다. 형성 구조(20)에 관한 추가 세부사항이 아래에 제공된다. 섬유(30)의 피착은 형성 구조(20) 아래에 위치된 흡입 박스(22)에 의해 공급되는 진공에 의해 보조된다. 흡입 박스는 섬유(30)를 성형 직물(20a) 상으로 아래로 당기고, 흡인 공기가 레이드 섬유를 벗어나거나 그렇지 않으면 방해하는 것을 방지하기 위해 이를 제거하는 것을 돕는다. 형성 구조(20)는 다공성이어서 흡입 박스(22)와 연관된 하방 공기 흐름이 섬유가 성형 직물(20a) 위에 피착되고 일반적으로 부합하도록 한다.
스펀본드 섬유 웹의 제조와 관련하는 것과 같은 소정의 실시예들에서, 형성 구조(20) 상에 피착될 때, 섬유(30)는 초기에 구조적 온전성이 거의 없는 느슨한 매트(loose matt)(32)를 형성할 수 있다. 섬유성 매트(32)가 형성 구조(20) 상에 남아 있는 동안, 피착된 섬유(30)의 느슨한 매트(32)는 섬유-대-섬유 접촉 지점에서 부착 또는 접합의 지점을 형성하는 방식으로 처리되어, 이에 의해 추가 가공 및/또는 의도된 용도를 위해 그것의 3차원 형상을 보유하는데 요구되는 온전성을 가진 밀착성 부직포 직물(34)을 제공한다. 일 측면에서, 피착된 섬유는, 인접하는 섬유들과 접합을 형성하도록 노출된 중합체(즉, 섬유의 외측 부분 형성)의 연화 및 흐름을 충분히 유발하기 위해 섬유를 통한 가열된 공기의 통과를 포함하는 통기 접합기(24)에 의해 처리될 수 있다. 그러나, 섬유의 형태 및 형상이 유의미하게 저하되거나 과도한 접합이 연속 섬유와 성형 직물 사이에서 발생되는 정도로 연화를 유발하도록, 이러한 온도 및 지속시간에 가열된 공기를 적용하지 않도록 주의한다. 섬유 형상 및 구조의 손실 없이 섬유 간 접합을 빠르게 형성하기 위해 고속 공기의 집중된 스트림을 전달할 수 있는 특정 장치가 Arnold 등의 US5707468에 설명되어 있다.
간단히 말하면, 통기 접합기는, 가열된 공기의 집중된 스트림을, 피착된 부직포 상으로 높은 선형 유속으로 사용한다. 예를 들면, 가열된 공기의 스트림의 선형 유속은 약 300 내지 약 3000m/분의 범위 내에 있을 수도 있고, 스트림의 온도는 약 90℃ 내지 약 290℃의 범위에 있을 수도 있다. 웹에 존재하는 열가소성 중합체 섬유의 외측 부분 또는 성분으로서 사용되는 중합체의 융점에 따라, 더 높은 온도가 사용될 수도 있다. 가열된 공기의 스트림은, 통상적으로, 약 3 내지 약 25mm의 폭을 가지고 웹의 표면 위로 약 6 내지 약 254mm의 높이에서 실질적으로 웹의 전체 폭 위로 실질적으로 교차 기계 방향으로 배향되는 적어도 하나의 슬롯에 의해 배치되고 유도된다. 복수의 슬롯이 사용될 수 있고, 필요하다면, 서로 옆에 또는 서로 분리되어 배치될 수 있다. 적어도 하나의 슬롯은 연속적이거나 불연속적일 수 있고, 밀접하게 이격된 구멍들로 구성될 수 있다. 통기 접합기는 슬롯을 빠져나가기 전에 가열된 공기를 분배하고 함유하는 플레넘(plenum)을 갖는다. 공기의 플레넘 압력은 보통 약 2 내지 약 22 mm Hg이다. 또한, 공기 온도, 지속 시간 및 속도는 섬유 간 접합을 달성하고 또한 이성분 섬유의 특정 구성으로 일반적으로 달성되는 것과 같이 섬유에 부여되었을 수 있는 임의의 잠재 권축을 활성화하도록 선택될 수 있음을 유의한다.
초기에 성형 직물 상에 접합된 후, 성형된 부직포 웹의 전체 온전성 및/또는 내구성을 증가시키기 위해서 비평면 부직포 웹(34)은 성형 직물로부터 제거 후 별개로 재차 접합될 수 있다. 추가 접합은 또한 웹의 베이스 평면으로부터 연장되는 돌출부들의 탄성을 증가시킬 수 있다. 예로서, 비평면 부직포 웹(34)은, 섬유들 사이에 형성된 접합의 수 및/또는 내구성을 더욱 증가시키는 역할을 하는 통기 접합(36)으로 유도되어, 더욱 강하게 더욱 내구성 있게 접합된 비평면 부직포 웹(40)을 형성할 수 있다. 초기 접합 단계가 제한되는, 다단계 접합은 부직포 웹이 성형 직물에 접합할 수 있고 및/또는 떨어질 위험을 감소시키는 것을 돕는 것으로 여겨진다. 접합 정도는 특정 최종 용도에 따라 달라질 것이다. 이와 관련하여, 당 기술분야에 공지된 바와 같이, 드레이프, 손 및 부드러움과 같은 특성이 특히 바람직한 경우에 과도한 접합이 피해져야 한다.
대안적인 실시예들에서, 섬유-대-섬유 접합은 예를 들면 도포된 접합제 또는 접착제에 의해 본 기술분야에 공지된 다른 수단에 의해 형성될 수도 있다. 예를 들어, 접착제는 분무, 슬롯 코팅, 로토그라비어 등에 의해 적용될 수 있다. 부직포 매트(matt) 및 형성 구조 아래에 적용된 진공은, 원하는 두께의 매트를 통해 접착제를 연신하도록 적용될 수 있다. 그 후, 접착제는 예컨대 열 또는 다른 에너지의 인가에 의해 냉각되거나 활성화될 수 있다. 종래의 라텍스 바인더의 경우, 라텍스는 열의 인가에 의해 건조될 수 있다.
상기에서 나타낸 바와 같이, 성형 구조는 성형 직물 및 선택적으로 지지 부재를 포함한다. 성형 직물은 단독으로 또는 지지 부재와 조합하여, 유공성이고 바람직하게는 유연하며, 즉 반복적으로 쉽게 구부러질 수 있다. 형성 표면은 일반적으로 형성 표면이 공기 연행된 섬유 아래에 위치되고 연속적으로 회전될 수 있도록 연속 루프를 포함할 것이다. 공기 연행된 섬유들의 연속 흐름은 이동하는 형성 표면 상에 피착됨으로써, 섬유들이 일반적으로 MD로 배향된 부직포 매트를 형성하게 된다.
지지 부재를 이용하는 것이 바람직할 수 있는 것은 성형 직물에 대해 선택된 특정 물질 및 특히 그의 상대 인장 강도에 의존할 것이다. 사용시, 상기 지지 부재는 비한정적 예로서, 와이어, 벨트 또는 드럼을 포함하는, 하나 이상의 상이한 재료를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 지지 부재는 그 자체가 실질적으로 평면 부직포 직물의 피착 및 형성에 적합한 종래의 와이어 또는 벨트일 수 있다. 적절한 지지 부재는 미국 뉴햄프셔주의 Albany International으로부터 입수가능한 것을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 지지 부재는 일 측면에서, 직조 또는 스티치 벨트를 포함할 수 있다. 지지 부재는 유공성이며, 사용될 때, 적어도 400 CFM이며 예를 들어 약 400 내지 900 CFM 또는 약 500 내지 700 CFM를 포함하는 공기 투과성을 가질 것이다. 성형 직물 및 지지 부재는, 예를 들어, 바느질, 스티칭, 클램핑, 묶기, 풀칠 등을 포함하는 당 업계에 공지된 하나 이상의 수단에 의해 서로 부착될 수 있다. 바람직하게, 성형 직물은 지지 부재에 해제 가능하게 부착되어, 지지 부재로부터 별개로 쉽게 변경될 수 있거나 교체될 수 있다.
성형 직물은 매우 다공성이고 부피가 큰 직조 또는 편직 물질을 포함한다. 도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 성형 직물(100)은 제1 지면 구역(102)을 포함하는 제1 주 외부 표면 또는 형성 표면(101)을 포함한다. 제1 지면 구역(102)은 복수의 꼬인 제1 필라멘트(104)에 의해 형성된다. 제1 지면 구역은 성형 직물의 길이(MD)를 따라, 성형 직물의 폭(CD)을 가로질러, 또는 성형 직물의 길이 및 폭 양쪽을 따라서 이들을 가로질러 연속적으로 연장된다. 도 2a의 성형 직물(100)을 참조하면, 제1 지면 구역은 제1 단일 평면의 길이 방향(또는 MD) 및 폭 방향(또는 CD) 치수를 모두 가로질러 연속적으로 연장된다. 제1 지면 구역(102)은 직물의 제1 평면 내에 개별 개방 구역(106A, 106B)을 한정한다. 성형 직물의 제1 주 외부 표면 내의 개방 구역은 바람직하게는 노출된 표면 구역의 상당 부분을 포함하고, 더욱 더 바람직하게는 노출된 표면 구역의 대부분을 포함한다. 개구부는 제1 주 외부 표면의 적어도 약 40%, 45%, 50%, 55%, 60% 또는 심지어 65%를 포함할 수 있고, 추가 측면에서는 제1 주 외부 표면의 약 95%, 90% 또는 심지어 85% 미만을 포함할 수 있다. 대응해서, 제1 지면 구역은 제1 주 외부 표면의 적어도 약 5%, 10%, 또는 15%를 포함할 수 있고 그리고/또는 제1 주 외부 표면의 약 60%, 55%, 50%, 45%, 40% 또는 심지어 35% 미만을 포함할 수 있다. 제1 지면 구역은 약 0.8mm 내지 약 9mm의 평균 폭(바로 인접하는 개방 구역들 사이에 정의됨)을 가질 수 있다. 소정의 실시예들에서, 지면 구역들은 약 0.8 mm, 1 mm, 또는 심지어 2 mm 초과 및/또는 약 8 mm, 7 mm 또는 심지어 6 mm 미만의 폭을 가질 수 있다. 본 발명은, 유리하게는, 성형 직물에서의 높은 정도의 개방 구역을 이용하여, 그 위에 형성된 부직포에서 대응하는 높은 백분율의 형상화된 요소들을 초래한다. 개별 개방 구역(106)은 약 12 mm2, 20 mm2, 40 mm2, 50 mm2, 75 mm2 또는 심지어 100mm2 초과의 면적을 가질 수 있으며 그리고/또는 약 2000 mm2, 1500 mm2, 1000 mm2, 750 mm2 또는 심지어 500 mm2 미만의 면적을 가질 수 있다. 소정의 실시예들에서, 개구부는 약 3 mm, 5 mm, 8 mm, 10 mm 또는 심지어 15 mm 초과의 최소 치수(개구부를 한정하는 대향하는 지면 구역들 사이에서 측정시)를 가질 수 있고 그리고/또는 약 60 mm, 55 mm, 50 mm, 45 mm, 40 mm, 35 mm, 또는 심지어 30 mm 미만의 최대 치수를 가질 수 있다.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 성형 직물(100)은 제1 주 표면(101)의 평면에 대향하며 실질적으로 평행한 제2 주 외부 표면(111)을 포함한다. 제2 주 외부 표면(111)은 제2 지면 구역(112)을 포함한다. 제2 지면 구역(112)은 복수의 꼬인 제2 필라멘트(114)에 의해 형성되고 실질적으로 제2 주 표면(111)의 평면으로 연장된다. 제2 지면 구역은 성형 직물의 길이(MD), 폭(CD), 또는 길이와 폭 양쪽을 따라서 연속적으로 연장될 수 있다. 도 2c의 성형 직물(100)을 참조하면, 제2 지면 구역(112)은 제1 평면에 평행한 제2 단일 평면에서 길이 방향(MD) 및 폭 방향(CD) 치수를 모두 가로질러 연속적으로 연장된다. 제2 지면 구역(112)은 제2 개방 구역(116)의 패턴을 정의한다. 제2 지면 구역(112) 및 제2 개방 구역(116)은 상부의 반대측인 제1 지면 구역(102) 및 제1 개방 구역(106)과 관련하여 위에서 논의된 것과 유사한 치수를 가질 수 있다. 그러나, 소정의 실시예들에서, 제2 지면 구역(112)은 대향하는 제1 지면 구역보다 더 크고 및/또는 더욱 가깝게 이격될 것이고, 제2 개방 구역(116)은 제1 개방 구역보다 작은 구역과 치수를 가지며, 소정의 실시예들에서, 제1 개구부보다 더 많을 수도 있다.
제1 및 제2 주 외부 표면(101, 111) 사이로 연장되는 것은 성형 직물(100)의 내부 구역(121)이다. 성형 직물(100)의 내부 구역(121)은 주로 개방된다. 제1 및 제2 지면 구역(102, 112) 및 제1 및 제2 주 외부 표면 사이로 연장되는 것은 제3 필라멘트(124)이다. 제3 필라멘트는 제1 지면 구역의 평면에 대해, 45° 내지 135° 또는 약 50° 내지 130° 또는 심지어 약 55° 내지 125°의 각도로 제1 지면 구역으로부터 하향 연장될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 개방 구역에 인접하는 제3 필라멘트는 개방 구역을 향하여 그리고 그 아래에 둔각으로 연장된다 (제1 주 표면의 평면으로부터 그리고 개방 구역의 반대측 필라멘트 측으로부터 측정시). 제3 필라멘트(124)는 성형 직물의 내부에 오목부를 정의하고, 오목부는 제1 지면 구역(112)에 의해 정의된 제1 개방 구역(106)으로부터 성형 직물(100)의 내부(121) 내로 연장된다.
제1 지면 구역의 비교적 작은 폭 및 제3 필라멘트의 각진 배향을 고려하여, 제3 필라멘트는 제1 개방 구역의 적어도 일부분 아래에 직접적으로 연장되고 제1 개방 구역으로부터 보일 것이다. 이와 관련하여, 성형 직물의 내부에 형성된 오목부는 하방으로 연장되는 제3 필라멘트에 의해 부분적으로, 상당히, 또는 전체적으로 형성될 것이다. 소정의 실시예들에서, 제3 필라멘트는 단일 방향으로 실질적으로 균일하게 배향되거나 각진 것일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 제3 필라멘트는 제1 지면 구역에 대하여 상이한 각도로 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 2a와 도 2b를 참조해 보면, 필라멘트들은, 휘어져 있으면서, 실질적으로 MD 방향을 따라 연장되어서, 오목부가 제1 지면 구역의 일부분 아래에서 약간 연장될 것이다. 제3 필라멘트(124)는 제1 및 제2 지면 구역을 형성하는 제1 및 제2 필라멘트(104, 114)와 동일할 수 있고(즉, 계속될 수 있고) 또는 별개일 수 있다. 도 2에 도시된 실시예들을 참조하면, 제3 필라멘트들은 제1 및 제2 필라멘트들과 꼬여 있고 제1 및 제2 지면 구역의 일부를 형성한다.
추가 실시예에서 도 3a, 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 제1 지면 구역(202) 및 제1 개방 구역(206)을 갖는 제1 주 외부 표면(201)을 갖는 성형 직물(200)이 제공되어 있다. 제1 지면 구역(202)은 꼬인 필라멘트(204)에 의해 형성되고, 이러한 필라멘트들은 편직 구성을 갖는다. 지면 구역(202)은 일반적으로 다이아몬드형 형상을 갖는 제1 개구부(206)를 정의하고 있다. 꼬인 제2 필라멘트(214)에 의해 형성된 대향하는 제2 주 표면(211)은 제2 지면 구역(212)을 가지고, 이러한 필라멘트들은 또한 편직 구성을 갖는다. 제2 지면 구역(212)은 제1 주 외부 표면(201)의 제1 지면 구역(202)에 대하여 상당히 더 큰 백분율의 제2 주 외부 표면(211)을 포함하고 있다. 이와 관련하여, 제2 주 외부 표면의 개방 구역(216)은 대향하는 제1 주 외부 표면(201)에서의 제1 개방 구역(206)보다 상당히 작고 더 높은 빈도를 갖는다. 도 3b 및 도 3c를 참조하여 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 제3 필라멘트(224)는 제1 지면 구역(202)으로부터 하방으로 연장되고 대향 표면에 있는 제2 지면 구역(212)과 꼬여 있다. 제3 필라멘트(224)는 상이한 각도들로 하방으로 연장되는데, 즉 지면 구역(202)의 중심에 근접하는 것은 제1 지면 구역(202)의 평면에 실질적으로 수직으로 연장되는 반면에 개방 구역(206)에 인접하는 것은 인접한 개방 구역(206)을 향하여 내측으로 그리고 바로 아래에 기울어져 연장된다. 따라서, 제3 필라멘트(224)는 개방 구역 바로 아래에 놓여 있는 오목부를 한정하는 개구부(206) 아래로 연장되어 있다. 이는, 성형 직물을 통해 당겨지고 있는 공기의 하향 및 측방향으로의 이동 모두를 허용하는 성형 직물 내에 매우 다공성인 내부 오목부 뿐만 아니라 피착될 때 섬유에 점진적인 지지를 제공하며 물질적으로 약해진 영역을 피하도록 충분한 섬유 분포를 갖는 개방 웹 구조의 형성을 더욱 양호하게 유지할 수 있는 점진적으로 감소하는 오목부 깊이를 제공한다.
추가 실시예에서 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하면, 제1 지면 구역(302) 및 제1 개방 구역(306)을 갖는 제1 주 외부 표면(301)을 갖는 성형 직물(300)이 제공되어 있다. 제1 지면 구역(302)은 꼬인 필라멘트(304)에 의해 형성되고, 이러한 필라멘트들은 편직 구성을 갖는다. 지면 구역(302)은 연속 주상 형상을 갖는 제1 개방 구역(306)을 정의하고 있다. 이와 관련하여, 제1 지면 구역(302)은 MD로 연속적으로 연장되어 있고, 이전의 실시예들과 달리, CD 폭에 걸쳐 연장되어 있고 그리고/또는 MD 연장 세그먼트들을 상호 연결하고 있는 지면 구역들이 결여되어 있다. 대향하는 제2 주 표면(311)은 꼬인 제2 필라멘트(314)에 의해 형성된 제2 지면 구역(312)을 가지며, 이러한 필라멘트들은 또한 편직 구성을 갖는다. 제2 지면 구역(312)은 제1 주 외부 표면(301)의 제1 지면 구역(302)보다 상당히 더 큰 백분율의 제2 주 외부 표면(311)을 포함하고 있다. 이와 관련하여, 제2 주 외부 표면(311)의 개방 구역(316)은 대향하는 제1 주 외부 표면(301)에서의 제1 개방 구역(306)보다 상당히 작고 더 높은 빈도를 갖는다. 도 4a 및 도 4b를 참조하여 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 제3 필라멘트(324)는 제1 지면 구역(302)으로부터 하방으로 연장되고 대향 표면의 제2 지면 구역(312)과 꼬여 있다. 제3 필라멘트(324)는 상이한 각도들로 하방으로 연장되는데, 즉 지면 구역(302)의 중심에 근접하는 것은 제1 지면 구역(302)의 평면에 실질적으로 수직으로 연장되는 반면, 개방 구역(306)에 인접하는 것은 개방 구역(306)을 향하여 내측으로 그리고 아래에 기울어져 연장된다. 따라서, 제3 필라멘트(324)는 개구부 아래로 연장되고 개방 구역(306) 바로 아래에 놓여 있는 오목부의 실질적으로 전체 부분을 정의하고 있다. 이는, 전술한 바와 같이 성형 직물을 통해 당겨질 때, 성형 직물의 내부에서 공기의 하향 및 측방향 이동을 모두 가능하게 하는, 성형 직물 내부에 매우 다공성인 내부 오목부를 제공한다. 마찬가지로, 그것은 점진적으로 감소하는 오목부 깊이를 제공하며, 이는 섬유들이 성형 직물 위에 피착될 때 섬유에 점진적인 지지력을 제공할 수 있고 일반적으로 성형 직물 및 그 내부의 오목부에 들어맞을 수 있다. 유공성 지면 구역은 또한 성형 직물에 걸쳐 연신력의 차이를 제한하는 것을 돕고, 지면 구역들 상에서의 섬유의 레이다운 및 보유를 증가시킨다.
추가 실시예에서 도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d를 참조하면, 제1 지면 구역(402) 및 제1 개방 구역(406)을 갖는 제1 주 외부 표면(401)을 갖는 성형 직물(400)이 제공된다. 지면 구역(402)은 제1 개방 구역(406)을 정의하고 함께 일반적으로 벌집 패턴을 제공한다. 대향하는 제2 주 표면(411)은 꼬인 제2 필라멘트(314)에 의해 형성된 제2 지면 구역(412)을 갖는다. 제2 지면 구역(412)은 더 작은 폭을 갖는 더 미세한 구조를 제공하고, 또한 실질적으로 더 작은 치수를 갖는 개방 구역(416)을 제공한다. 이와 관련하여, 제2 주 외부 표면(411)의 개방 구역(416)은 대향하는 제1 주 외부 표면(401)에서의 제1 개방 구역(406)보다 상당히 작고 더 높은 빈도를 갖는다. 도 5b 및 도 5c를 참조하여 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 제3 필라멘트(424)는 제1 지면 구역(402)으로부터 하방으로 그리고 대향 표면(411)의 제2 지면 구역(412) 내로 연장된다. 상부 개구부(406)에 인접한 제3 필라멘트(424)는 둔각(필라멘트가 연장되는 방향을 따라 형성된 두 각들 중 더 큰 것을 취함)으로 하방으로 연장되고 개구부(406) 아래로 연장되고 개방 구역(306) 바로 아래에 놓이는 실질적으로 오목부들의 일부분을 한정한다.
성형 직물 필라멘트는 비교적 높은 융점 및 인장 강도를 갖는 필라멘트를 형성할 수 있는 중합체를 포함한다. 적합한 중합체의 예는 폴리에스테르, 폴리아미드 및 다른 필라멘트 형성 중합체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 성형 직물 필라멘트를 형성하는 중합체는 바람직하게는 적어도 피착되고 그 상부에 처리될 섬유의 외측 부분을 형성하는 중합체보다 상당히 높은 융점을 가질 것이다. 또한, 필라멘트는 적어도 약 0.01mm 및 예를 들어 약 0.01mm, 0.05mm, 0.08mm, 또는 심지어 0.1mm 초과 및/또는 약 1mm, 0.8mm, 0.5mm, 03mm 또는 심지어 0.25mm 미만을 포함하는 직경을 갖는다. 또한, 성형 직물의 내부 영역을 형성하는 필라멘트들은, 매우 다공성인 내부 영역을 제공하도록, 서로 상당히 접촉하지 않고 그리고/또는 서로 이격된 대향 지면 구역들 사이에서 독립적으로 연장될 수 있다. 성형 직물은 또한 약 500 CFM 초과의 공기 투과성을 갖는 고다공성이어야 한다. 소정의 실시예들에서, 성형 직물은 약 600 CFM, 750 CFM, 900 CFM 또는 심지어 1000 CFM을 초과하는 통기성을 가질 수 있고 및/또는 약 2000 CFM, 1750 CFM 또는 심지어 1600 CFM 미만의 공기 투과성을 가질 수 있다. 소정의 측면들에서, 성형 직물을 포함하는 필라멘트는 모노필라멘트, 얀 및/또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 내부 구역의 두께, 즉 제1 및 제2 지면 구역의 내부 표면들 사이의 거리(L)는, 바람직하게는 약 2.3 mm, 2.5 mm, 3 mm, 5 mm, 7 mm, 10 mm 또는 심지어 15mm 초과 및/또는 약 35mm, 30mm, 25mm 또는 심지어 20mm 미만이다. 또한, 상부 및 하부 지면 구역들의 두께는 각각 내부 영역의 두께보다 작은 두께를 가질 것이고, 더욱 바람직하게는, 각각 내부 구역의 두께의 약 50%, 40%, 35%, 30% 또는 25% 미만의 두께를 가질 것이다. 성형 직물의 전체 두께는 약 2.5 mm, 3 mm, 5 mm, 7 mm, 10 mm 또는 심지어 15 mm 초과 및/또는 약 35 mm, 30 mm, 25 mm 또는 심지어 20 mm 미만일 수 있다.
본원에 기술된 방법 및 시스템에 의해 형성된 부직포 웹은 특성 및 구조의 독특한 조합을 달성할 수 있다. 부직포 웹은, 전체적으로 분포된 자가 섬유-대-섬유 접합을 가질 것이며, 이에 의해 탄성적으로 압축될 수 있고, 즉 사용시 일시적으로 변형된 후에 원래의 형상으로 복귀할 수 있는 성형된 구조를 제공한다. 또한, 생성된 부직포 웹은 제1 주요 외부 표면의 성형 직물의 지면 구역에 일반적으로 대응하는 베이스 평면 또는 지면 구역을 가질 것이다. 부직포 웹은 또한, 제1 주요 외부 표면 내의 개방 구역에 일반적으로 대응하는 돌출부들의 시리즈 또는 패턴, 및 내부 구역 내의 하부 오목부들을 가질 것이다. 따라서, 지면 구역들 및 돌출부들은, 성형 직물의 대응하는 요소들과 관련하여 전술한 것들과 동일한 치수를 가질 수 있다.
예로서, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 성형 직물을 사용하여 제조된 로프트 부직포 웹이 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다. 성형 직물 위에 직접적으로 형성된 부직포 웹의 측면을 본원에서 '직물 면'으로 지칭하며, 형성될 때 공기에 노출된 부직포 웹의 측면을 '공기 면'으로 지칭한다. 부직포 웹(500)의 직물 면은 도 6a에 도시되어 있고, 지면 구역들 또는 베이스 평면(502) 위로 연장되는 크고 작은 돌출부들(506)의 패턴을 갖는다. 돌출부들 및 지면 구역들의 형상은 도 2a에서 가장 잘 보여지는 바와 같이 성형 직물(100)의 개구부(116A, 116B) 및 지면 구역(102)에 대응한다. 돌출부들은, 베이스 평면 또는 지면 구역의 것보다 상당히 큰 높이를 갖지만, 공기 면으로부터, 돌출부의 아래쪽은, 일반적으로 오목한 형상을 갖기 때문에 섬유 분포는 과도하게 왜곡되지 않는다.
또 다른 예로서, 도 8a 및 도 8b의 부직포 웹은 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같은 성형 직물을 사용하여 제조되었다. 접합된 부직포 웹(500)의 직물 면은 성형 직물(400)의 개구부(406)에 대응하는 크기 및 형상의 돌출부(506) 및 또한 성형 직물(400)의 지면 구역(402)의 크기 및 형상에 대응하는 지면 구역(502)을 포함한다. 도 8b에 도시된 부직포를 참조하면, 돌기들의 위치가 웹을 통해 보일 수 있는 한편, 부직포 웹의 공기-면은 일반적으로 평면 표면을 제공한다.
또 다른 예로서, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같은 성형 직물을 사용하여 접합된 부직포 웹을 제조하였고, 생성된 부직포 웹은 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있다. 이러한 특정 실시예에서, MD로 연속적으로 연장되고 성형 직물(300)의 정의된 개구부(306)의 주상 형상에 대응하는 저밀도 돌출부들(506)을 갖는 접합된 부직포 웹(500)이 형성된다. 도 7b에 도시된 바와 같이 부직포 웹의 공기-면은 다른 실시예에서와 같이 평평하지 않으며, 돌출부들 바로 아래에 위치하는 공기-면으로부터 상방으로 연장되는 작은 터프트(tuft)들을 제공한다. 부직포의 직물-면은, 도 7a에서, 대향하는 터프트보다 크기 및 높이가 상당히 큰 돌출부들(506)을 나타낸다.
소정의 실시예들에서, 부직포 웹 내의 돌출부는 부직포 웹의 적어도 약 40%, 45%, 50%, 55%, 60% 또는 심지어 65%를 포함할 수 있고, 추가 측면에서는, 부직포 웹의 약 95%, 90% 또는 심지어 85% 미만을 포함할 수 있다. 돌출부들은 약 12 mm2, 20 mm2, 40 mm2, 50 mm2, 75 mm2 또는 심지어 100 mm2 초과의 면적을 각각 점유할 수 있고 그리고/또는 약 2000 mm2, 1500 mm2, 1000 mm2, 750 mm2 또는 심지어 500 mm2 미만의 면적을 점유할 수 있다. 또한, 소정의 실시예들에서, 돌출부의 최소 치수는 약 3 내지 약 60㎜, 약 5 내지 약 55㎜, 약 8 내지 약 50㎜, 약 10 내지 약 45㎜ 또는 약 15 내지 약 40㎜일 수 있다. 돌출부들은 약 1 mm 내지 약 8 mm, 약 2 mm 내지 약 7 mm, 약 2 mm 내지 약 6 mm, 또는 약 3 mm 내지 약 5 mm의 평균 높이를 가질 수 있다. 또한, 돌출부들은 약 1 mm 내지 약 7 mm, 약 2 mm 내지 약 7 mm, 약 2.5 mm 내지 약 6 mm, 또는 약 3 mm 내지 약 5 mm의 평균 두께를 가질 수 있다.
또한, 웹의 지면 구역 또는 베이스 평면은 부직포 웹의 적어도 약 5%, 10%, 또는 15%를 포함할 수 있고 그리고/또는 부직포 웹의 약 60%, 55%, 50%, 45%, 40% 또는 심지어 35% 미만을 포함할 수 있다. 또한, 베이스 평면은 약 0.8 mm, 1 mm, 1.5 mm 또는 심지어 2mm 초과 및/또는 약 9mm, 8mm, 7mm 또는 심지어 6mm 미만의 평균 폭(바로 인접하는 돌출부들 사이에 정의됨)을 가질 수 있다. 본 발명은, 유리하게는, 성형 직물에서의 높은 정도의 개방 구역을 이용하여, 그 위에 형성된 부직포에서 대응하는 높은 백분율의 형상화된 요소들을 초래한다. 베이스 평면 또는 지면 구역들은 적어도 약 0.5mm, 예를 들어, 약 0.5mm 내지 약 3mm, 약 0.5 내지 약 2,5mm, 0.5 내지 약 2mm, 0,5mm 내지 약 1.8mm의 평균 두께를 가질 수 있다.
접합된 부직포 웹은 약 240 g/m2 미만의 평량을 가질 수 있다. 소정의 실시예들에서, 부직포 웹은 약 150 g/m2, 120 g/m2, 100, 90 g/m2, 60 g/m2, 45 g/m2, 35 g/m2, 또는 25 g/m2 미만의 평량을 가질 수 있고 또한, 소정의 실시예들에서, 약 8 g/m2, 10 g/m2, 12 g/m2 또는 15 g/m2 초과의 평량을 가질 수 있다. 웹 자체를 형성하는 시점에 돌출부들을 형성함에도 불구하고, 부직포 웹은 개선된 섬유 분포를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 지면 구역들의 평균 평량에 대한 돌출부들의 평균 영역 평량은 약 2.1:1 내지 약 1.2:1, 약 2:0:1 내지 약 1.3:1, 약 1.9:1 내지 약 1.3:1, 또는 약 1.8:1 내지 약 1.5:1일 수 있다.
성형 직물과 점진적인 지지부의 개방 또한 매우 부드럽고 개방된 구조를 갖는 돌출부의 형성을 촉진한다. 이와 관련하여, z 방향(즉, MD와 CD에 수직인 방향) 전체에 걸쳐 더욱 균일하게 분포된 섬유들을 갖는 돌출부가 형성된다. 본 발명의 부직포 웹의 돌출부들은 약 0.04 g/cc, 0.035 g/cc, 0.03 g/cm3 (g/cc), 0.029 g/cc, 0.028 g/cc, 0.025 g/cc. 0.023 g/cc, 0.020 g/cc, 또는 0.019 g/cc 미만의 밀도를 가질 수 있다. 또한, 부직포 웹의 돌출부들은 약 0.008 g/cc, 0.009 g/cc, 0.001 g/cc 또는 0.014 g/cc 초과의 밀도를 가질 수 있다.
또한, 독특한 형성 표면 및 개방된 섬유성 구조는 증가된 정규화된 표면적, 즉 단위 면적당 증가된 표면적을 갖는 웹의 형성을 추가로 제공한다. 이와 관련하여, 본 발명의 부직포 웹의 직물 면은 약 2, 3, 4, 5 또는 7 초과의 정규화된 표면적을 가질 수 있고 소정의 실시예들에서 약 20, 18, 15 또는 12 미만의 정규화된 표면적을 가질 수 있다.
섬유 간 접합의 형성 후, 이어서 부직포 웹은 성형 구조로부터 제거될 수 있다. 일단 성형 구조로부터 제거되면, 밀착성 부직포 웹은 권취 롤 상에 감겨질 수 있거나, 추가 공정 및/또는 처리를 거치기 위해 유도될 수 있다. 원하는 경우, 부직포 웹은 또한 당 업계에 공지된 바와 같은 하나 이상의 기술에 의해 추가로 처리될 수 있다. 소정의 실시예들에서 섬유성 시트는, 선택적으로 예컨대, 신축, 바느질, 크레이핑 등의 다양한 다른 공지된 기술에 의해 처리될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 밀착성 부직포 웹은 선택적으로 부직포의 표면 특성을 향상시키기 위해 하나 이상의 국소 처리 또는 적용으로 적용될 수도 있다. 예를 들어, 부직포 웹은 계면활성제, 세제, 정전기 방지, 분리제(sequestrant), 플라즈마장(예컨대 습윤성 개선 목적), 전기장(예컨대 일렉트릿(electret) 형성 목적), 용매, 항미생물제, pH 조절제, 바인더, 향료, 잉크 등으로 처리될 수 있다. 또한, 부직포 웹은 선택적으로 하나 이상의 추가 물질 또는 직물로 겹쳐져서 다층 적층체를 형성할 수도 있다.
당 기술분야에 숙련된 자라면, 본 발명에 따라 제조된 형상화된 부직포가, 예를 들어 기저귀, 성인용 실금 의복, 요실금 패드/라이너, 생리대, 팬티 라이너 등을 포함하는 흡수성 개인 위생 용품에 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이와 관련하여, 흡수성 개인 위생 용품은 통상적으로 액체 불투과성 외부 커버, 외부 커버에 대해 대면 관계로 위치된 액체 투과성 상면시트, 및 외부 커버와 상면시트 사이의 흡수성 코어를 포함한다. 또한, 흡수성 개인 위생 용품은 또한 통상적으로 상면시트와 흡수제 사이 또는 외부 커버와 흡수성 코어 사이에 하나 이상의 액체 전달층 위치를 포함한다. 본원에서 만들어지고 제공된 독특한 부직포 웹은 상면시트, 흡수성 코어, 중간 액체 전달층 또는 외부 커버용 페이싱 물질로서 또는 그 구성요소로서 사용하기에 매우 적합하다. 단지 예로서, 다양한 개인용 위생 흡수 용품이 Ellis 등의 US4701177, Latimer 등의 US5364382, Kirby 등의 US5415640, Mercer 등의 US8986273; Kirby 등의 US2014/0121621에 설명되어 있다. 추가 측면에서, 본원에서 제공되는 형상화된 부직포 웹은 또한 예를 들어, 습식 또는 건식 경질 표면 와이퍼를 포함하는 와이퍼 또는 예를 들어 아기 와이프를 포함하는 개인용 위생 와이퍼로서 사용될 수 있다. 또한, 본원에서 제공되는 형상화된 부직포를 포함할 수 있고 사용될 수 있는 다른 용품은, 아기 턱받이 및 교체용 패드, 침대 패드, 음식 트레이 라이너, 땀 패드, 붕대, 보호용 의복, 에어 필터, 걸레 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
시험 방법
본원에서 사용되는 바와 같이, 125 Pa의 시험 압력 및 38 cm2의 시험 헤드 면적을 사용하는 Textest AG 사의 TEXTEST FX 3300 공기 투과성 시험기를 사용하여 공기 투과성을 결정한다.
부직포 웹의 돌출부 또는 베이스 평면 영역의 두께 또는 높이는 캘리퍼를 사용하여 결정하며; 평균은 적용 가능한 영역의 15개의 시험편을 측정함으로써 얻는다. 높은 로프트 물질의 경우 부직포 웹을 절단하는 것은 통상적으로 인접 물질을 어느 정도 압축할 것이고, 따라서 시험편들이 더 큰 웹으로부터 절단되고 제거되어야 하는 경우에 웹이 절단 동작에 의해 압축되지 않는 것을 보장하기 위해 측정 지점에 대하여 충분히 먼 곳에서 절단된다. 높이는 베이스 평면의 피크와 바닥 사이의 거리를 측정하고, 두께는 선택된 위치에서 공기 면 표면과 직물 면 표면 사이에서 측정되는 실제 치수를 측정한다. 돌출부와 관련하여, 측정은 통상적으로 돌출부의 중심에서 가장 높은 지점에서 수행한다. 캘리퍼에 의해 가해지는 압력은 단지 캘리퍼 내에 제 위치에, 시험편의 상당한 압축 없이, 시험편을 고정하기에 충분한 것이다.
돌출부들 및 베이스 평면 영역의 평량은 아래의 방법에 의해 결정한다. 적용 가능한 영역보다 약간 작은 크기의 15개의 원형 시험편을, 접합된 부직포 웹의 각각의 영역들 각각으로부터 절단해 낸다. 각 시험편의 질량을 측정한다. 측정한 질량은 평량을 얻기 위해 면적으로 나눈다.
밀도는 15개의 시험편의 평균으로부터 계산한다. 선택된 영역들을 먼저 위에 제공된 방식으로 두께에 대해 측정한다. 평량을 결정하기 위해 부직포로부터 절단한 시험편들을 높이 측정을 행한 곳에 중심을 위치시킬 것이다. 그런 다음, 시험편의 높이, 면적 및 평량을 사용하여 밀도를 계산한다.
본원에서 사용되는 정규화된 표면적은 표면적/면적의 측정치를 지칭하고, 15개의 샘플의 평균으로부터 계산한다. 725mm2의 면적을 갖는 샘플을 절단하고 Keyence VK-X 100 3D 레이저 스캐닝 공초점 현미경 (3DLSCM) 및 Keyence VK 뷰어 버전 2.8.0.0 소프트웨어를 사용하여 스캔한다. 면적 스캔은 2.5x 대물 렌즈를 사용하여 취한 9x9 매트릭스의 스캔을 함께 스티칭하여 수행한다. 이 대물 렌즈의 전체 z 축 범위 (~7mm)는 0.048mm의 z 축 스텝 크기로 스캔된다. 스캔 데이터를 Keyence MultiFile Analyzer 버전 1.3.0.116 소프트웨어를 사용하여 분석하였다. 각 샘플에 대해, 이미지 처리는 선형 프로파일에 이어서 데이터로부터의 노이즈를 제거하기 위해 절단한 “강한” 높이를 사용하여 기준 평면을 확립하는 것으로 구성하였다. 피쳐 볼륨 및 면적 정보는 소프트웨어의 볼륨 & 면적 기능을 사용하여 각 샘플에 대해 계산한다.
실시예
아래의 예들과 관련하여, 권축된 나란한 폴리에틸렌/폴리프로필렌 이성분 스펀본드 섬유를 Pike 등의 US5382400에 따라 제조하였다. 적용 가능한 성형 직물을 전통적인 윤전식 성형 와이어에 부착하였다. 이성분 스펀본드 섬유를 성형 직물 아래에 놓인 진공의 도움으로 성형 직물 상에 피착시켰다. 성형 직물에 있는 동안, 피착된 이성분 스펀본드 섬유들을 Arnold 등의 US5707468에 기술된 것과 같은 고속 통기 접합기 하에 통과시켜서, 밀착성 부직포 웹을 형성하였다. 이어서, 부직포 웹을 후속하여 추가로 가열하고 통기 접합기에 의해 자가 접합시켜 인접한 이성분 섬유들 사이에서와 같은 접합 정도를 더욱 증가시켰다.
실시예 1
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 이중 뱅크 스펀본드 공정 및 성형 직물을 이용하여 실시예 1의 부직포 웹을 제조하였다. 생성된 부직포 웹은 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다. 더 큰 개방 구역(106A)은 24 mm의 MD 치수, 14 mm의 CD 치수를 가졌고 더 작은 개방 구역(106B)은 14 mm의 MD 치수 및 12 mm의 CD 치수를 가졌다. 성형 직물은 20mm의 총 높이를 가졌다. 이 실시예에서, 성형 직물에 있는 동안 제2 통기 접합 단계 웹을 부직포 웹 상에서 수행하였다. 부직포 웹을 성형 직물로부터 제거하기 전에 부직포 웹이 수행되는 동안 제2 통기 접합 단계를 수행하였다. 생성된 부직포 웹은 55 g/M2의 평량을 가진 반면 돌출부들은 67 g/M2 의 평균 평량을 가졌고 지면 구역은 30 g/M2의 평균 평량을 가졌다. 돌출부들은 6.4mm의 평균 높이, 6mm의 평균 두께 및 0.015g/cc의 평균 밀도를 가졌다. 또한, 부직포 웹은 10.4의 정규화된 표면적(SA/A)을 가졌다.
실시예 2
도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같은 단일 뱅크 스펀본드 공정 및 성형 직물을 이용하여 실시예 2의 부직포 웹을 제조하였으며; 생성된 부직포 웹은 도 8a 및 도 8b에 도시되어 있다. 더 큰 개방 구역(406)은 5mm의 MD 치수, 7mm의 CD 치수를 가졌고 성형 직물은 3mm의 총 높이를 가졌다. 이 실시예에서, 부직포 웹이 성형 직물로부터 제거되고 종래의 와이어에 의해 지지된 후에 제2 통기 접합 단계 웹을 수행하였다. 이 실시예에서, 부직포 웹이 성형 직물로부터 제거되고 종래의 와이어에 의해 지지된 후에 제2 통기 접합 단계 웹을 수행하였다. 도 8a 및 도 8b를 참조하여 나타낸 바와 같이, 한정된 개방 구역(406) 및 성형 직물(400) 내의 오목부의 형상에 대응하는 저밀도 돌출부를 갖는 부직포 웹이 형성된다. 부직포 웹의 직물-측(도 8a)은 다수의 이산된 돌출부들이 그로부터 연장되는 (성형 직물의 제1 지면 구역들에 대응하는) 대략 평면 섹션을 제공한다. 부직포 웹의 공기-측(도 8b)은 일반적으로 편평한 평면 물질을 제공한다. 생성된 부직포 웹은 55 g/M2의 평량을 가진 반면 돌출부들은 79 g/M2 의 평균 평량을 가졌고 지면 구역은 31 g/M2의 평균 평량을 가졌다. 돌출부들은 1.9 mm의 평균 높이 및 1.9 mm의 평균 두께를 가졌다. 또한, 부직포 웹은 1.3의 정규화된 표면적(SA/A)을 가졌다.
비교예 3
이중 뱅크 스펀본드 공정 및 내부에 원형 구멍들의 패턴을 갖는 고무 매트(rubber matt)를 이용하여 비평면 부직포 웹을 제조하였다. 구멍들은 8.3mm의 직경을 가졌고, MD로 9 mm, CD로 9 mm, 대각선으로 4mm의 에지-대-에지 간격을 가졌다. 고무 매트는 3 mm의 두께를 가졌다. 이 실시예에서, 부직포 웹을 성형 직물로부터 제거하기 전에 부직포 웹을 수행하는 동안 제2 통기 접합 단계를 수행하였다. 매트 내의 구멍들에 대응하는 돌출부들을 갖는 부직포 웹을 형성하였다. 생성된 부직포 웹은 55 g/M2의 평량을 가진 반면 돌출부들은 101 g/M2의 평균 평량을 가졌고 지면 구역은 28 g/M2의 평균 평량을 가졌다. 돌출부들은 3.6mm의 평균 높이, 3.6mm의 평균 두께 및 0.03g/cc의 평균 밀도를 가졌다. 접합된 부직포 웹은 1.6의 정규화된 표면적(SA/A)을 가졌다.
비교예 4
단일 뱅크 스펀본드 공정 및 내부에 5.5mm 직경의 원형 구멍들의 패턴을 갖는 고무 매트를 이용하여 비평면 부직포 웹을 제조하였다. 고무 매트는 3 mm의 두께를 가졌고, 구멍들은 MD로 12 mm, CD로 12 mm, 대각선으로 7mm의 에지-대-에지 간격을 가졌다. 이 실시예에서, 부직포 웹이 성형 직물로부터 제거되고 종래의 와이어에 의해 지지된 후에 제2 통기 접합 단계 웹을 수행하였다. 매트 내의 구멍들에 대응하는 돌출부들을 갖는 부직포 웹을 형성하였다. 생성된 부직포 웹은 g/M2의 평량을 가진 반면 돌출부들은 112 g/M2의 평균 평량을 가졌고 지면 구역은 24 g/M2의 평균 평량을 가졌다. 돌출부들은 1.8mm의 평균 높이, 1.8mm의 평균 두께 및 0.06g/cc의 평균 밀도를 가졌다. 부직포 웹은 1.6의 정규화된 표면적(SA/A)을 가졌다.
본원에서 설명된 부직포 및 그 제조 방법은, 선택적으로, 당 업계에 공지된 바와 같은 하나 이상의 추가 요소들 또는 성분들을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명이 그의 특정 실시예 및/또는 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 다양한 변경, 변형 및 기타 변화가 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고 본 발명에 대하여 이루어질 수 있다는 사실이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 청구범위는 이러한 수정, 변경, 및/또는 변화 전부를 다루거나 포함하려는 것이다.

Claims (32)

  1. 부직포 직물의 제조 방법으로,
    적어도 500 CFM의 공기 다공도를 가지고,
    (a) 꼬인 제1 필라멘트로부터 형성되고 주로 제1 평면으로 연장되는 제1 지면 구역을 포함하는 제1 주 외부 표면으로, 여기서 상기 제1 지면 구역은 각각 적어도 12mm2의 상기 제1 평면 내 최소 면적을 가지며 집합적으로 상기 제1 주 외부 표면의 총 면적의 적어도 40%를 포함하는 복수의 제1 개구부를 정의하는, 상기 제1 주 외부 표면;
    (b) 상기 제1 주 외부 표면의 원위에 있는 대향하는 제2 주 외부 표면으로, 꼬인 제2 필라멘트로부터 형성되고 주로 상기 제1 평면에 실질적으로 평행한 제2 평면으로 연장되는 제2 지면 구역을 포함하는, 상기 제2 주 외부 표면; 및
    (c) 상기 제1 지면 구역과 상기 제2 지면 구역 사이에 위치한 유공성 내부 구역으로, 상기 내부 구역은 2.3mm 초과의 두께를 가지고 추가로 상기 제1 지면 구역에서 상기 제2 지면 구역으로 하방으로 연장되어 있는 제3 필라멘트를 가지되, 상기 제3 필라멘트는 상기 제1 지면 구역 내의 상기 제1 필라멘트 및 상기 제2 지면 구역 내의 상기 제2 필라멘트로 꼬여 있고, 추가로 여기서 상기 제3 필라멘트 중 적어도 일부는 상기 제1 개구부들에 인접하여 하방으로 연장되고 상기 제1 지면 구역과 상기 제2 지면 구역 사이에 위치한 오목부를 적어도 부분적으로 정의하고 추가로 여기서 상기 내부 구역은 공기가 하방으로 그리고 측방향으로 통과하여 흐를 수 있게 하는, 상기 유공성 내부 구역을 가지는, 섬유성 성형 직물을 제공하는 단계;
    상기 섬유성 성형 직물을 윤전하는 단계;
    복수의 연속 섬유를 공기 스트림 내에 연행하는 단계;
    상기 인접하는 제2 주 외부 표면으로부터 상기 섬유성 성형 직물을 통해 상기 공기를 흡입하는 단계;
    상기 연행된 섬유를 상기 섬유성 성형 직물의 제1 지면 구역 상으로 그리고 상기 오목부를 정의하는 제3 필라멘트 상으로 피착시키는 단계;
    상기 피착된 섬유와 비평면 부직포 웹 사이에 섬유 간 접합을 형성하는 단계; 그리고
    상기 부직포 웹을 상기 섬유성 성형 직물로부터 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제2항에 있어서, 상기 섬유는 다성분 섬유를 포함하고 여기서 상기 섬유-간 접합은 가열된 공기를 상기 성형 직물 및 섬유를 통해 유도함으로써 형성되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 부직포 웹을 상기 섬유성 형성 표면으로부터 제거하기 전에 상기 섬유 내에 잠재 권축을 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3 필라멘트는 상기 제1 및 제2 지면 구역들 사이에서 개별적으로 배치되고 독립적으로 연장되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부에 근접한 상기 제3 필라멘트는 상기 제1 평면에 대해 45° 내지 135°의 각도로 하방으로 연장되고, 추가로 여기서 상기 제3 필라멘트는 상기 제1 개구부 바로 아래에 연장되고 상기 제1 개구부에 의해 노출되는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 필라멘트는 약 0.1mm 내지 약 0.8mm의 평균 직경을 갖는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 개별 제1 개구부는 약 20 내지 약 2000mm2의 제1 팬 내의 면적을 갖는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 개구부는 집합적으로 상기 제1 주 외부 표면의 약 55% 내지 약 95%의 면적을 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 내부 구역은 3mm 초과의 두께를 갖는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지면 구역은 유공성인, 방법.
  11. 부직포 직물의 제조 방법으로,
    적어도 500 CFM의 공기 다공도를 가지고,
    (a) 주로 제1 평면으로 연장되는 유공성 제1 지면 구역을 포함하는 제1 주 외부 표면으로, 여기서 상기 제1 지면 구역은 각각 적어도 12mm2의 상기 제1 평면 내 최소 면적을 가지며 집합적으로 상기 제1 주 외부 표면의 총 면적의 50% 초과를 포함하는 복수의 제1 개구부를 정의하는, 상기 제1 주 외부 표면;
    (b) 상기 제1 주 외부 표면의 원위에 있는 대향하는 제2 주 외부 표면으로, 제2 개구부를 정의하는 유공성 제2 지면 구역을 포함하는, 상기 제2 주 외부 표면; 및
    (c) 상기 제1 지면 구역과 상기 제2 지면 구역 사이에 위치한 유공성 내부 구역으로, 상기 내부 구역은 적어도 2.3mm의 두께를 가지고 상기 제1 개구부들에 인접하여 상기 제1 지면 구역에서 상기 제2 지면 구역으로 하방으로 연장되는 개별 내부 필라멘트를 포함하고, 여기서 상기 내부 필라멘트는 상기 제1 지면 구역과 상기 제2 지면 구역 사이 및 상기 제1 개구부들 밑에 위치한 오목부를 적어도 부분적으로 정의하고, 추가로 여기서 공기가 상기 내부 필라멘트를 통과하여 하방으로 그리고 측방향으로 주행할 수 있는, 상기 유공성 내부 구역을 가지는, 섬유성 성형 직물을 제공하는 단계;
    상기 섬유성 성형 직물을 윤전하는 단계;
    상기 복수의 연속 섬유를 공기 스트림 내에 연행하는 단계;
    상기 섬유성 성형 직물을 통해 상기 공기를 흡입하는 단계로, 여기서 상기 흡입된 공기는 상기 제1 주 표면을 향하여, 상기 섬유성 성형 직물을 통과한 다음 상기 제2 주 표면으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는, 단계;
    상기 연행된 섬유를 상기 섬유성 성형 직물의 제1 지면 구역 상으로 그리고 상기 오목부에 인접한 내부 필라멘트 상으로 피착시키는 단계;
    상기 증착된 섬유들 사이에 섬유-간 접합을 형성하여 접합된 부직포 웹을 형성하는 단계; 그리고
    상기 접합된 부직포 웹을 상기 섬유성 형성 표면으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 섬유는 다성분 섬유를 포함하고 여기서 상기 섬유-간 접합은 통기 접합에 의해 형성되는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 내부 필라멘트들은 상기 제1 지면 구역과 상기 제2 지면 구역 사이에 이산적으로 위치되는, 방법.
  14. 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 제1 개구부는 각각 약 20 내지 약 2000mm2의 제1 평면 내 면적을 점유하는, 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 내부 필라멘트는 0.1mm 내지 0.25mm의 평균 직경을 가지는, 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 필라멘트는 상기 제1 평면에 대하여 둔각으로 하향으로 연장되고 상기 제1 개구부 밑의 대부분의 면적 아래로 연장되는, 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 내부 구역은 상기 제1 지면 구역과 상기 제2 지면 구역 사이에서 측정시, 3 mm 내지 약 35 mm의 두께를 갖는, 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제1 지면 구역은 상기 제1 주 외부 표면 및 상기 성형 직물의 약 5% 내지 약 40%를 포함하는, 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제1 지면 구역은 상기 기계 방향으로 연속적으로 연장되는, 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 접합된 부직포 웹이 상기 성형 직물로부터 제거된 후에 상기 부직포 웹을 접합시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 부직포 직물로서,
    자가 섬유-대-섬유 접합을 갖는 연속 섬유들의 부직포 웹을 포함하되, 상기 부직포 웹은 적어도 하나의 지면 구역에 의해 분리된 돌출부들의 패턴을 더 가지고;
    상기 지면 구역은 높이 및 평량을 가지고 상기 돌출부들은 높이 및 평량을 가지고; 그리고
    여기서 상기 돌출부들은 상기 부직포 웹의 면적의 50% 초과를 포함하고 상기 지면 구역은 상기 부직포 웹의 면적의 50% 미만을 포함하고 상기 돌출부들의 평균 높이는 상기 지면 구역의 평균 두께의 적어도 2배이고; 그리고
    추가로 여기서 각각의 돌출부는 12mm2 초과의 최소 면적 및 0.03 g/cc 미만의 밀도를 가지는, 부직포 직물.
  22. 제21항에 있어서, 상기 지면 구역의 평균 평량은 상기 돌출부들의 평량의 약 40% 보다 적지 않은, 부직포 웹.
  23. 제22항에 있어서, 상기 돌출부들은 각각 약 20 내지 2000mm2의 면적을 가지는, 부직포 직물.
  24. 제21항에 있어서, 상기 지면 구역은, 인접하는 돌출부들 사이에서 측정시, 약 5mm 미만의 폭을 가지는, 부직포 직물.
  25. 제21항에 있어서, 상기 돌출부들은 상기 직물의 면적의 약 60 내지 약 95%를 포함하고, 추가로 여기서 상기 지면 구역은 상기 부직포 직물의 면적의 약 5 내지 40%를 포함하는, 부직포 직물.
  26. 제21항에 있어서, 상기 돌출부들은 약 2 mm 내지 7 mm의 두께 및 0.029 g/cc 내지 0.009 g/cc의 밀도를 가지는, 부직포 직물.
  27. 제21항에 있어서, 상기 돌출부들의 평균 평량 및 상기 지면 구역의 평균 평량의 비는 2:1 내지 1.3:1인, 부직포 직물.
  28. 제21항에 있어서, 상기 지면 구역은 상기 돌출부를 완전히 둘러싸고 여기서 상기 지면 구역은 기계 및 교차 방향 양쪽에 걸쳐 연속적으로 연장되는, 부직포 웹.
  29. 제21항에 있어서, 상기 지면 구역 및 돌출부들은 기계 방향으로 연속적으로 연장되는, 부직포 웹.
  30. 제21항에 있어서, 상기 섬유는 다성분 중합체 섬유를 포함하는, 부직포 웹.
  31. 제30항에 있어서, 상기 연속 섬유는 권축 섬유를 포함하는, 부직포 웹.
  32. 제1항에 있어서, 상기 돌출부들은 탄성적으로 압축가능한, 부직포 웹.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210014595A (ko) * 2019-07-30 2021-02-09 라이펜호이저 게엠베하 운트 코. 카게 마쉬넨파브릭 권축 필라멘트로부터 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11547613B2 (en) 2017-12-05 2023-01-10 The Procter & Gamble Company Stretch laminate with beamed elastics and formed nonwoven layer
EP3810057A1 (en) 2018-06-19 2021-04-28 The Procter & Gamble Company Absorbent article with function-formed topsheet, and method for manufacturing
RU2757890C1 (ru) 2018-06-19 2021-10-22 Дзе Проктер Энд Гэмбл Компани Растягивающийся слоистый материал с навитыми эластичными элементами и формованным слоем нетканого материала
US11819393B2 (en) 2019-06-19 2023-11-21 The Procter & Gamble Company Absorbent article with function-formed topsheet, and method for manufacturing
CN114025729A (zh) 2019-06-19 2022-02-08 宝洁公司 具有功能成形的顶片的吸收制品及制造方法
JP2022535606A (ja) 2019-06-19 2022-08-09 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 機能形成されたトップシートを有する吸収性物品、及び製造方法
EP3771764B1 (de) * 2019-07-30 2022-02-09 Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines vliesstoffes
EP4106701A1 (en) * 2020-02-18 2022-12-28 The Procter & Gamble Company Apertured substrate and absorbent articles thereof
CN116234525A (zh) 2020-10-02 2023-06-06 宝洁公司 具有改善的性能的吸收制品
WO2024026090A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Patterned nonwoven substrates made from forming surface with regions of high porosity and low porosity

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100322360B1 (ko) * 1993-04-29 2002-06-20 로날드 디. 맥크레이 형상화된부직포및그의제조방법
KR20130097648A (ko) * 2012-02-24 2013-09-03 하임바흐 게엠베하 운트 콤파니 카게 엠보싱 표면을 갖는 종이 웹을 형성하기 위한 직물

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5385036A (en) 1993-05-24 1995-01-31 Guilford Mills, Inc. Warp knitted textile spacer fabric, method of producing same, and products produced therefrom
GB2292526B (en) 1994-07-16 1999-01-06 Smith & Nephew Sanitary products
DE19654246B4 (de) 1996-12-23 2014-03-06 Eldra Kunststofftechnik Gmbh Innenausstattungsteil für Kraftfahrzeuge
DE19926379A1 (de) 1999-06-10 2000-12-14 Inst Textil & Faserforschung Verbundmaterial
JP2004232098A (ja) 2003-01-28 2004-08-19 Ichikawa Woolen Textile Co Ltd 抄紙用プレスフェルト及びその製造方法
ES2582936T3 (es) 2003-07-11 2016-09-16 Nonwovens Innovation & Research Institute Limited Tela espaciadora no tejida
US20050159065A1 (en) 2003-12-18 2005-07-21 Anders Stralin Composite nonwoven material containing continuous filaments and short fibres
US7276275B2 (en) 2004-04-22 2007-10-02 Highland Industries, Inc. Laminated spacer fabric
GB2425131B (en) 2005-03-22 2010-09-08 Mothercare Uk Ltd Improvements in or relating to spacer fabrics
US20070207691A1 (en) 2006-03-03 2007-09-06 Thomas Cobbett Wiles Needled three layered composite
CN101405443B (zh) * 2006-03-10 2011-12-28 美商艾斯登强生股份有限公司 具有袋口增加体积的双层造纸工织物
DE102008027856A1 (de) 2008-06-11 2009-12-24 W. L. Gore & Associates Gmbh Schuh mit Belüftung im unteren Schaftbereich und dafür verwendbares luftdurchlässiges Abstandsgebilde
GB2468905B (en) 2009-03-27 2013-12-11 Brightwake Ltd Wound packing material
BR112013000281A2 (pt) * 2010-07-07 2016-05-24 3M Innovative Properties Co mantas fibrosas não tecidas produzidas por deposição a ar (airlaid) dotadas de um padrão e métodos de preparo e uso das mesmas
DE202012000426U1 (de) 2012-01-18 2012-03-13 Söll Gmbh Filtereinheit
DE102012007894A1 (de) 2012-04-23 2013-11-07 GM Global Technology Operations LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Filtermodul für eine Spritzphosphatieranlage und Spritzphosphatieranlage

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100322360B1 (ko) * 1993-04-29 2002-06-20 로날드 디. 맥크레이 형상화된부직포및그의제조방법
KR20130097648A (ko) * 2012-02-24 2013-09-03 하임바흐 게엠베하 운트 콤파니 카게 엠보싱 표면을 갖는 종이 웹을 형성하기 위한 직물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210014595A (ko) * 2019-07-30 2021-02-09 라이펜호이저 게엠베하 운트 코. 카게 마쉬넨파브릭 권축 필라멘트로부터 부직포를 제조하기 위한 방법 및 장치

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Publication number Publication date
US20210277557A1 (en) 2021-09-09
US11427942B2 (en) 2022-08-30
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