KR20210071084A - 탄성 부직포 시트 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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KR20210071084A
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모르튼 리스 핸슨
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파이버텍스 퍼스널 케어 에이/에스
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Abstract

본 발명은 적어도 2개의 인접한 스펀본디드 부직 웹 층을 포함하는 부직포 시트에 관한 것으로, 그 중 하나는 열가소성 엘라스토머 중합체 재료로부터 형성된 탄성 섬유를 포함하는 스펀본디드 부직 웹 형태의 탄성 층이다. 본 발명은 또한 그러한 부직포를 제조하는 방법 및 그러한 부직포의 용도에 관한 것이다.

Description

탄성 부직포 시트 및 이를 제조하는 방법
본 발명은 탄성 성질을 갖는 부직포 시트, 그러한 부직포를 제조하는 방법 및 그러한 부직포의 용도에 관한 것이다.
위생 산업에서 부직 재료는, 예를 들어, 기저귀 및 성인용 요실금 제품의 제조에 종종 사용되고, 여기서, 부직 재료는, 예를 들어, 백시트(backsheet)로 사용될 수 있다. 스펀본디드(spunbonded) 시트, 또는 스펀본디드 층을 포함하는 다층 시트는 매우 유용하고 경제적으로 실행 가능한 것으로 입증되었다.
일부 응용의 경우, 예를 들어, 오픈형 기저귀의 후방-이어(back-ear) 또는 팬츠형 기저귀의 허리 벨트 부분을 제조할 때, 부직 재료가 탄성 성질을 갖는 것이 매우 바람직할 것이다. 그러나, 이전에 알려진 스펀본디드 부직 재료는 약간의 확장성을 가질 수 있지만, 연신된 후 이들의 원래 상태로 거의 완전히 되돌아간다는 점에서 탄성이 없다.
이러한 이유로, 오픈형 기저귀의 후방-이어와 관련하여, 탄성 재료의 단단한 시트는 종종 외부 부직 층과 함께 접착된 배열 사이에 적층되었다. 예시적인 재료는 WO 2018/183315 A1에 개시되어 있다. 그러나, 접착에는 별도의 제조 공정이 포함되고 라미네이트는 대부분 공기-불투과성이고 뻣뻣한 촉감을 가질 수 있다.
허리 벨트 부분과 관련하여, 탄성 가닥은 종종 제품의 각 부분에서 부직 재료의 두 층 사이에 적층되었다. 더 복잡한 임시 변통 외에도, 그러한 탄성 가닥은 종종 제품을 착용하기 불편하게 만들고 피부에 붉은 자국을 초래할 수 있다.
EP 2 342 075 A1에는 고유한 탄성 성질을 갖는 부직포의 제조 공정이 개시되어 있고, 여기서, 멜트블로운(meltblown) 탄성 섬유의 탄성 층은 카딩(carding) 및 수력-엉킴(hydro-entanglement)에 의해 스테이플 섬유로부터 형성되는 스펀레이스 웹(spunlaced web) 층들 사이에 끼워져 있다. 스펀레이스 웹은 전형적으로 횡-기계 방향에서 우수한 확장성을 갖지만, 생산 비용이 상대적으로 비싸고, 얻을 수 있는 최저 평량 및 공정 속도 측면에서 제한이 있다. 멜트블로운 탄성 엔진은 우수한 탄성 성질을 갖지만 매우 조밀할 수 있고, 얻을 수 있는 가장 높은 섬유 직경, 평량 및 따라서 안정성 측면에서 제한이 있을 수 있다.
본 발명은 생산이 용이하고 탁월한 성질을 갖는 고유 탄성 부직포 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 배경에 대해, 본 발명은 적어도 2개의 인접한 스펀본디드 부직 웹 층을 포함하는 부직포 시트를 제안하고, 여기서, 2개의 층 중 첫 번째 층은 권축된(crimped) 다성분 섬유를 포함하는 스펀본디드 부직 웹 형태의 캐리어 층이고, 2개의 층 중 두 번째 층은 열가소성 엘라스토머 중합체 재료로부터 형성된 탄성 섬유를 포함하는 스펀본디드 부직 웹 형태의 탄성 층이다.
캐리어 층의 웹은 거시적(macroscopic) 본딩 지점의 패턴을 포함하는 반면, 탄성 층의 웹에는 거시적 본딩 지점이 없다. 캐리어 층의 웹은 사전 제작된(prefabricated) 웹으로서 제공될 수 있다. 따라서, 캘린더링과 같은 알려진 본딩 공정에 의한 이러한 웹의 열 본딩은 탄성 층을 또한 동시에 본딩할 필요 없이 개별적으로 수행될 수 있다. 이는 전체 직물을 본딩하면 직물이 더 단단해져서 탄성에 해로울 수 있기 때문에 유리하다.
층을 함께 본딩하는 과정은 이들의 방적된 후 처음 몇 초 동안 탄성 섬유의 고유한 점착성 때문에 생략될 수 있다. 이러한 점착성은 층의 접착력을 우수하게 하고 층을 함께 본딩하지 않음에도 불구하고 직물의 전반적인 안정성을 높인다.
바람직하게는, 이러한 맥락에서, 직물 시트는 또한 캐리어 및 탄성 층을 함께 니들링함으로써 초래되는 임의의 니들링 패턴이 없고, 또한 초음파 본딩, 수력-엉킴 등과 같은 다른 본딩 기술의 결과 패턴 또는 구조가 없다.
바람직하게는, 본 발명의 부직포 시트는 적어도 3개의 인접한 스펀본디드 부직 웹 층을 포함하고, 여기서, 3개의 층 중 세 번째 층은 또한 권축된 다성분 섬유를 포함하는 스펀본디드 부직 웹 형태의 캐리어 층이고, 탄성 층은 2개의 캐리어 층 사이에 끼워져 있다. 이러한 맥락에서, 부직포 직물 시트는 3개 초과의 층을 포함할 수도 있는 것으로 이해된다. 하나의 예는 2개의 탄성 층 및 2개의 스펀본디드 부직 웹 층을 포함하는 부직포 시트인 것으로 이해된다.
캐리어 층(들)에서, 권축된 다성분 섬유의 제1 성분, 바람직하게는 2성분 섬유는 제1 열가소성 중합체 재료로 이루어지고 다성분 섬유의 제2 성분은 제1 열가소성 중합체 재료와 상이한 제2 열가소성 중합체 재료로 이루어진다. 유용한 중합체 재료는 일반적으로 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체(co-PP)와 같은 폴리올레핀이다. 예를 들어, 제1 성분 PP일 수 있고, 제2 성분은 상이한 PP(PP/PP)일 수 있다. 또 다른 예에서, 제1 성분은 PP일 수 있고, 제2 성분은 co-PP(PP/co-PP)일 수 있다. 추가의 또 다른 예에서, 제1 성분은 PP일 수 있고, 제2 성분은 PE(PP/PE)일 수 있다. 어느 경우에서나, 성분의 폴리올레핀의 일부 또는 전부는 전분과 같은 재생 가능한 중합체(예를 들어, 옥수수 또는 사탕수수)로 대체될 수 있다
2개의 성분은 섬유의 단면에 걸쳐 나란히 또는 편심 시스-코어 방식(eccentric sheath-core manner)으로 배열될 수 있다. 상이한 열가소성 중합체 재료의 상이한 거동은 스펀본딩 공정에서 섬유의 켄칭 및 연신 후 권축을 유발한다. 권축된 섬유 그 자체로부터 부직 웹을 제조하는 것은 당업계에 잘 알려져 있고, 예를 들어, US 6,454,989 B1에 개시되어 있다. 매우 부드러운 제품을 유발하는 새로운 기술은, 예를 들어, EP 3054042 A1, EP 3246443 A1, EP 3246444 A1 및 WO 2017/198336 A1에 개시되어 있다.
제1 및/또는 제2 캐리어 층은 다른 섬유, 예를 들어, 표준 비권축된 단일성분 섬유를 포함하지 않는다는 의미에서 권축된 다성분 섬유에서 전적으로 형성될 수 있거나, 권축된 다성분 섬유와 비권축된 단일성분 섬유의 혼합물로부터 형성될 수 있다. 혼합물의 경우, 권축된 다성분 섬유의 함량은 바람직하게는 50 중량% 초과, 더 바람직하게는 70 중량% 초과, 더욱 더 바람직하게는 90 중량% 초과이다.
일 실시 예에서, 권축된 다성분 섬유의 평균 권축 수는 2 mg/데니어의 프리텐션 하중하에 일본 표준 JIS L-1015-1981에 따라 측정된 바와 같이 섬유에서 cm 당 적어도 5개, 바람직하게는 적어도 8개의 권축 범위이다.
캐리어 층은 텍스타일 촉감의 원인이 되며, 권축된 섬유를 사용하기 때문에 비권축된 단일성분 섬유를 기반으로 한 표준 스펀본디드 웹의 확장성을 넘어서는 특정 확장성을 갖는다. 구체적으로, 비권축된 단일성분 섬유를 기반으로 한 표준 스펀본디드 웹은 전형적으로 WSP 100.4에 따라 측정했을 때 기계 방향에서 약 45 내지 50% 및 횡-기계 방향에서 약 55 내지 65%의 파단 연신율을 갖는 반면, 권축된 다성분 섬유를 기반으로 한 로프트(lofty)한 스펀본디드 부직 웹은 기계 방향에서 100%를 넘어서는 연신율 값, 전형적으로 200% 초과인 횡-기계 방향에서 훨씬 더 높은 값을 가질 수 있다.
스펀본디드 열가소성 엘라스토머(TPE) 섬유의 탄성 층은 넓은 범위에 걸쳐 평량의 상대적으로 쉬운 변화 가능성으로 인해 상대적으로 높은 안정성을 갖는다. 동시에, 섬유는 상대적으로 두껍고 그 결과 안정적이고 상대적으로 오픈형 직물을 생성한다. 탄성 층은 열가소성 엘라스토머 재료로부터 형성된 섬유로만 이루어질 수 있거나, 적어도 열가소성 엘라스토머 재료로부터 형성된 섬유의 상당 부분, 예를 들어, 60 중량% 초과 또는 80 중량% 초과를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 본 발명의 부직포 시트는 2개의 캐리어 층과 그 사이의 탄성 층으로 이루어진다.
캐리어 층 또는 각각의 캐리어 층의 평량(basis weight)은 5 g/m2와 40 g/m²사이, 바람직하게는 8 g/m2와 30 g/m²사이, 더 바람직하게는 8 g/m2와 25 g/m²사이, 더욱 더 바람직하게는 10 g/m2와 20 g/m²사이일 수 있다. 탄성 층의 평량은 10 g/m2와 140 g/m²사이, 바람직하게는 20 g/m2와 120 g/m²사이, 더 바람직하게는 25 g/m2와 100 g/m²사이일 수 있다. 이러한 평량은 직물의 촉감, 탄성 성질 및 안정성 측면에서 유용하다는 것이 입증되었다
부직포 시트의 전체 두께는 바람직하게는 WSP120.6에 따라 결정될 때 1.20 mm 미만이다. 본 발명의 그러한 재료는 전형적으로 기저귀 제품에 추가하기에 충분한 기계적 안정성을 갖는다. 동시에, 얇은 소재는 그러한 제품의 전체적으로 덜 부피가 크고 규칙적인 짧아 보이는 외관에 유리하다.
일 실시 예에서, 두 캐리어 층의 웹은 거시적 본딩 지점의 패턴을 포함한다. 두 캐리어 층의 웹은 사전 제작된 웹으로서 제공될 수 있다.
바람직한 변형에서, 캐리어 층(들)의 본딩 패턴은 상대적으로 개방되어 있는데, 이는 직물 표면의 cm²당 본딩 지점의 수가 30개 미만일 수 있고/있거나 면적 본딩 지점이 차지하는 직물 표면의 총 면적이 18% 미만, 바람직하게는 15% 미만일 수 있음을 의미한다.
캐리어 층에 대한 밀착 구조를 느슨하게 하고 탄성 층의 탄성을 노출시키는 하나의 바람직한 방법은 적어도 2개의 인접한 스펀본디드 부직 웹 층을 포함하는 전체 부직포 시트를 아래에 추가로 본 발명의 방법과 관련하여 더 상세히 설명되는 소위 링-롤링 공정에서 처리하는 단계를 포함한다. 결과적으로, 직물 시트는 직물의 적어도 일부가 활성화되고 상이한 미세 섬유 구성의 교호하는 거시적 구역을 포함하도록 구성될 수 있고, 여기서 구역은 직물 시트의 길이 방향으로 배향된 평행하고 바람직하게는 중단되지 않는 스트라이프 형태이다. 링-롤링에 의해, 직물 시트의 횡-기계 방향에서 파단 연신율은 WSP 100.4에 따라 측정될 때 200%를 넘어서거나 심지어 300%를 넘어서는 값으로 증가될 수 있다. 동시에, 직물 시트의 기계 방향에서 탄성 및 확장성은 거의 영향을 받지 않으며, 기계 방향에서 상대적으로 낮은 확장성은, 예를 들어, 위생 용품 제조시 이의 적용 동안 직물 시트를 변환하는 동안 매우 유용할 수 있다.
캐리어 층에 대한 밀착 구조를 느슨하게 하고 탄성 층의 탄성을 노출시키는 또 다른 바람직한 방법은 적어도 2개의 인접한 스펀본디드 부직 웹 층을 포함하는 전체 부직포 시트를 아래에 추가로 본 발명의 방법과 관련하여 더 상세히 설명되는 교차-블레이딩된(cross-bladed) 밀 활성화를 사용하여 길이 방향 활성화를 위한 공정에서 처리하는 단계를 포함한다. 결과적으로, 직물 시트는 바람직하게는 직물의 적어도 일부가 활성화되고 상이한 미세 섬유 구성의 교호하는 거시적 구역을 포함하도록 구성될 수 있고, 이 경우 구역은 직물 시트의 교차 방향으로 배향된 평행 스트라이프 형태이다. 그러한 길이 방향 활성화에 의해, 직물 시트의 기계 방향에서의 파단 연신율은 WSP 100.4에 따라 측정될 때 150%를 넘어서거나 심지어 200%를 넘어서는 값으로 증가될 수 있다. 동시에, 직물 시트의 교차 방향에서 탄성 및 확장성은 거의 영향을 받지 않는다.
일 실시 예에서, 그에 따라 처리된 직물 시트는 더 높은 탄성의 활성화된 재료의 기계-방향 밴드와 같은 부분과 낮은 탄성을 갖는 비활성화된 재료의 중간 기계-방향 밴드와 같은 다른 부분을 포함할 수 있다. 다시 말해, 직물은 활성화된 재료의 적어도 하나의 기계-방향 밴드와 비활성화된 재료의 적어도 하나의 인접한 기계-방향 밴드, 또는 더 많은 교호하는 기계-방향 밴드 또는 활성화된 및 비활성화된 재료를 포함할 수 있다. 이것은 아래에 추가로 본 발명의 방법과 관련하여 더 상세히 설명되는 바와 같이 직물 시트의 단지 부분적인 활성화로부터 발생할 수 있다.
일 실시 예에서, 탄성 층의 탄성 섬유를 형성하기 위한 열가소성 엘라스토머 중합체 재료는 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머 재료(TPE-o), 바람직하게는 프로-페닐렌-α-올레핀 공중합체를 포함하는 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머 재료이다. 열가소성 재료 내의 프로필렌-α-올레핀 공중합체의 함량은 일 실시 예에서 적어도 80 중량%일 수 있다. 본 발명의 맥락에서 사용하기에 적합한 TPE-o 재료는 EP 2342075 A1에 개시되어 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 혼합물로서, 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머 재료에 대해, 특히 열가소성 폴리우레탄(TPU), 스티렌 블록 공중합체(TPE-s)와 같은 다른 열가소성 엘라스토머 재료가 사용될 수 있음을 의미한다.
일 실시 예에서, 2성분 탄성 섬유는, 예를 들어, 나란히 또는 시스-코어 구성으로 배열된 2개의 상이한 열가소성 엘라스토머로부터 형성될 수 있다. 그러한 배열에서, 2개의 상이한 열가소성 엘라스토머의 탄성 성질은 또한 섬유 내에서 결합될 수 있다. 또한, 구성에 따라, 특정 권축 수준은 원하는 경우 탄성 섬유에 기인 할 수도 있다. 예를 들어, 두 성분 모두 TPE-o, 바람직하게는 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 포함하는 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머 재료로 구성될 수 있다. 열가소성 재료 내의 프로필렌-α-올레핀 공중합체의 함량은 두 성분 간에 상이할 수 있다.
일 실시 예에서, 최대 20 중량%, 바람직하게는 최대 10 중량%의 열가소성 올레핀, 예컨대 호모 폴리프로필렌이 열가소성 엘라스토머에 첨가될 수 있다. 일부 경우에는 이것은 결정화 거동을 변경하여 점착성과 탄성 성능을 변경하는 데 도움이 될 수 있다.
상기 추가로 이미 언급된 바와 같이, 그러한 열가소성 엘라스토머 재료의 방사로부터 생성되는 탄성 섬유는 적어도 방사 직후에 전형적으로 고유한 성질로서 상대적으로 점착성이다. 결과적으로, 탄성 층은 전체적으로 본질적으로 점착성이고, 특히 접착을 추가로 촉진하기 위해 제조 동안 가벼운 사전 압축 단계 등이 사용되는 경우, 임의의 추가 접착제가 필요 없이 캐리어 층(들)에 잘 접착된다. 따라서, 바람직한 실시 예에서, 부직포는 인접한 캐리어와 탄성 층 사이에 임의의 접착제를 포함하지 않는다. 이는 접착제를 추가하면 추가 재료 비용과 공정 단계가 수반되기 때문에 유리하다. 추가로, 휘발성 접착제 성분은 제품에서 냄새가 날 수 있고 접착제는 환경적 측면에서 바람직하지 않다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 부직포 시트를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 다음을 포함한다:(a) 형성될 직물 시트의 캐리어 층에 상응하는 권축된 다성분 섬유를 포함하는 제1 스펀본디드 부직 웹을 제공하는 단계; 및(b) 제1 웹 상에 탄성 섬유를 방사(spinning)하고 레잉(laying)하여 부직포 시트의 탄성 층을 형성하는 단계.
단계(b)의 방사는 스펀본딩 기계에서 탄성 섬유를 압출, 켄칭(quenching) 및 인발하는 것을 포함한다. 제1 웹은 전형적으로 컨베이어 벨트 상의 스펀본딩 기계로 운반된다.
제1 웹은 바람직하게는 사전 제작된 재료의 롤로부터 풀림으로써 제공된다. 웹은 전형적으로 컨베이어 벨트로 풀리고 스펀본딩 기계로 진행된다. 사전 제작된 재료는 권축된 섬유를 포함하는 하나 이상의 스펀본디드 웹 또는 단순히 권축된 섬유를 포함하는 한 층의 스펀본디드 웹을 포함하는 다층 재료일 수 있다. 이것은 전형적으로, 예를 들어, 캘린더링에 의해 본딩되고 거시적 본딩 패턴을 포함한다. 예를 들어, 2개, 3개 또는 4개의 스펀본디드 재료의 개별 층을 포함하는 적합한 다층 재료는 상이한 권축 수준의 층을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 방법은 권축된 다성분 섬유를 포함하는 제2 스펀본디드 부직 웹을 탄성 층의 노출된 면에 중첩시켜 부직포 시트의 또 다른 캐리어 층을 형성하는 단계(c)를 추가로 포함한다. 이 방법의 변형에서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시트가 제공되고, 이는 2개의 캐리어 층 사이에 개재된 탄성 층의 샌드위치 구조를 갖는다.
또한, 제2 웹은 사전 제작된 재료의 롤로부터 풀림으로써 제공될 수 있다. 따라서, 제1 캐리어 층 및 탄성 층을 포함하는 시트가 전형적으로 탄성 층의 형성 직후 컨베이어 벨트 상에서 진행함에 따라 사전 제작된 제2 웹이 탄성 층의 노출된 면 상에 직접 레잉된다. 이 실시 예에서, 캐리어 층을 위해 형성되는 두 웹은 사전 제작된 재료로서 제공될 수 있다.
캐리어 층을 형성하기 위한 사전 제작된 재료는 독립적으로 권축된 섬유를 포함하는 하나 이상의 스펀본디드 웹 또는 권축된 섬유를 포함하는 하나의 스펀본디드 웹 층을 포함하는 다층 재료일 수 있다. 이들은 전형적으로 캘린더링 또는 다성분 섬유 성분의 융점 차이가 허용하는 경우(예컨대 PP/PE 조합의 경우) 공기를 통한 본딩에 의해 본딩된다. 캘린더링의 경우, 이들은 거시적 본딩 패턴을 포함한다. 바람직한 변형에 대한 설명을 위해, 본원 발명자들은 본 발명의 직물 시트의 상기 설명을 참조한다.
대안적인 실시 예에서, 제2 웹은 제2 웹을 형성하기 위해 섬유를 탄성 층의 노출된 면에 직접 방사 및 레잉함으로써 제공될 수 있다. 이 실시 예에서, 제2 웹은 사전 제작된 웹으로서 제공되지 않고 오히려 탄성 섬유를 형성하기 위해 스펀 본딩 기계의 다운스트림에 배열된 또 다른 스펀본딩 기계에서 권축된 2성분 섬유 및 임의로 추가 섬유를 방사, 켄칭 및 인발함으로써 인라인으로 형성된다. 제2 웹의 인라인 형성은 전형적으로 탄성 층의 형성에 바로 이루어진다.
일 실시 예에서, 상기 방법은 시트를 사전 압축하는 단계(d)를 추가로 포함한다. 시트를 사전 압축하는 단계(d)는 단계(b) 이후 또는 추가적으로 또는 대안적으로, 존재하는 경우 단계(c) 후에 발생한다. 바람직하게는 그 사이에 어떠한 단계도 없이 각 단계(들)를 즉시 따른다. 전형적으로, 사전 압축(d) 동안, 스핀벨트와 함께 재료는 바람직하게는 패턴화되지 않은 2개의 사전 압축 롤러 사이를 통과한다. 적용되는 선형 압력은 바람직하게는 3 N/mm와 5 N/mm 사이이다. 롤러 온도는 50℃와 110℃ 사이, 더 바람직하게는 60℃와 100℃ 사이일 수 있다. 온도가 이들 범위의 더 높은 끝에 가까워지면 층들 사이의 적층 강도가 증가하고 직물이 상대적으로 평평하고 텍스타일 촉감을 덜 느끼는 경향이 있다. 그러나, 이것은, 예를 들어, 링-롤링에 의해 재료가 이후에 활성화됨에 따라 어느 정도 보상될 수 있다. 어떤 경우에도, 60 내지 90℃ 및 2 내지 3 N의 사전 압축 롤러의 온도와 압력 수준은 많은 경우에서 가장 유리한 것으로 입증되었고, 부드러운 촉감과 적층 강도 사이의 최적화된 균형을 가진 직물이 생성되었다.
이미 언급된 바와 같이, 본 발명의 시트를 설명할 때, 탄성 섬유는 점착성이고 그 결과 탄성 층은 본질적으로 캐리어 층(들)에 점착된다.
따라서, 사전 압축은 전형적으로 직물의 층을 함께 유지하기에 충분하고 층들 사이의 접착제의 적용은 전형적으로 불필요하다. 따라서, 바람직한 실시 예에서, 본 발명의 방법은 단계(b) 이전에 제1 웹에 또는 단계(b) 이후에 탄성 층에 접착제를 적용하기 위한 임의의 단계가 없다.
동시에, 캘린더링 등과 같은 본딩 단계도 캐리어와 탄성 층 사이의 고유한 접착력으로 인해 불필요하게 된다. 반대로, 추가 본딩은 직물을 더 밀착되게 만들고 탁월한 탄성 성질의 시트를 제공한다는 목표에 반한다. 따라서, 또 다른 바람직한 실시 예에서, 권축된 섬유의 사전 제작된 웹의 제공은 별도로, 본 발명의 방법은 캘린더링과 같은 임의의 본딩 단계가 없다.
일 실시 예에서, 상기 방법은(e) 표면이 맞물리는 환형 그루브 및 크레스트(crest)를 포함하는 한 쌍의 상호작용하는 롤을 포함하는 밀(mill)에서 시트를 기계적으로 활성화하는 단계(e)를 추가로 포함한다. 이러한 소위 링-롤링(e)은 본 발명의 시트와 관련하여 상기 더 상세하게 설명된 바와 같이, 시트의 기계 방향으로 배향된 평행하고 바람직하게는 중단되지 않은 스트라이프의 형태인 상이한 미세 섬유 구성의 교호하는 거시적 구역을 도입한다. 이로써 직물 시트는 특히 횡-기계 방향에서 증가된 탄성을 위해 활성화된다. 특히, 캐리어 층의 구조는 더 큰 확장성을 위해 부분적으로 분해되고 느슨해지는 반면, 탄성 층은 크게 영향을 받지 않는다. 링-롤링에 의한 부직 시트 활성화는 알려져 있고, 예를 들어, EP 3290014 A1에 이전에 개시되어 있다.
대안적인 실시 예에서, 상기 방법은 표면이 맞물리는 횡방향(또는 롤과 관련하여, 축방향) 블레이드를 포함하는 한 쌍의 상호작용하는 롤을 포함하는 밀에서 시트를 기계적으로 활성화하는 단계(e')를 추가로 포함한다. 이 길이 방향 활성화(e')는 본 발명의 시트와 관련하여 상기 더 상세하게 설명된 바와 같이 시트의 횡-기계 방향으로 배향된 평행한 스트라이프 형태인 상이한 미세 섬유 구성의 교호하는 거시적 구역을 도입한다. 이로써 직물 시트는 특히 기계 방향에서 증가된 탄성을 위해 활성화된다. 길이 방향 링 롤링 활성화와 마찬가지로, 또한 교차-활성화 방식에 의해 캐리어 층의 구조가 부분적으로 분해되고 더 큰 확장성을 위해 느슨해지며 탄성 층은 크게 영향을 받지 않는다.
스펀본디드 웹의 평균 섬유 배향은 본질적으로 기계 방향이므로, 규칙적인 비권축 및 비탄성 스펀본디드 웹은 기계 방향으로 상대적으로 낮은 확장성을 갖는다. 그러나, 본 발명과 일치하도록 구성되고 교차-활성화될 때, 파손 전의 확장성을 원래 길이의 150% 또는 심지어 200%까지 높일 수 있다. 위생 산업에서 확장성 요건은 일반적으로 50%와 100% 사이의 범위이므로 이는 아주 매우 충분하다.
링-롤링 단계(e) 또는 길이 방향 활성화 단계(e')는 존재하는 경우 단계(d) 후에 수행될 수 있고, 하나의 변형에서 이들 간의 임의의 단계 없이 단계(d) 직후에 수행될 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 단계(e) 또는(e')는 단계(a)-(b) 및 가능하면(c) 및/또는(d)가 수행되는 부위로부터 멀리 떨어진 부위에서 독립실행형 공정(standalone process)으로서 수행될 수도 있다. 따라서, 상대적으로 더 높은 밀도를 가질 수 있는 비활성화된 재료를 운송할 수 있고, 따라서 운송에 필요한 공간과 따라서 운송 비용을 절약할 수 있다.
일 실시 예에서, 활성화는 직물 시트의 일부에 대해서만 수행될 수 있다. 예를 들어, 링-롤링은 직물 시트의 전체 폭에 걸쳐 수행되지 않고 직물 시트 폭의 특정 분획 또는 특정 분획에 대해서만 수행될 수 있다. 교차-블레이드를 사용하는 활성화에도 동일하게 적용되고, 여기서, 블레이드는 직물 시트 폭의 특정 분획에 걸쳐서만 확장할 수 있다. 이것은 더 높은 탄성의 활성화된 부분과 낮은 탄성의 비활성화된 부분을 갖는 부분적으로 활성화된 직물 시트를 초래할 것이다. 활성화된 부분과 비활성화된 부분은 교호하는 기계-방향 밴드의 형태이다. 그러한 직물 시트는, 예를 들어, 이어(ear)에 탄성이 국부적으로만 요구되는 기저귀와 같은 위생 제품의 제조에 잠재적으로 매우 유용할 수 있다.
본 발명은 또한 위생 용품의 제조를 위한 본 발명에 따른 부직포 시트의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 부직포 시트는, 예를 들어, 아기 기저귀 또는 성인용 요실금 제품의 제조에 사용될 수 있다. 그들은 상당한 정도의 탄성이 요구되는 오픈형 기저귀에서 후방-이어 또는 팬츠형 기저귀에서 허리 벨트 부분을 만드는 데 특히 유용하다.
이러한 맥락에서, 본 발명은 또한 탄성 후방 이어 재료로서 본 발명에 따른 부직포 시트를 포함하는 오픈형/테이프가 부착된 기저귀에 관한 것이다. 그러한 적용에서, 직물 시트 재료는 전체 영역의 일부에서만 활성화되고, 활성화된 부분은 후방 이어의 전체 폭의 30 내지 90%를 덮는 것이 바람직하다.
추가로, 본 발명은 탄성 허리 벨트 재료로서 본 발명에 따른 부직포 시트를 포함하는 아기 또는 성인용 팬츠형 기저귀에 관한 것이다. 그러한 응용에서, 본 발명의 재료로 구성되는 그러한 기저귀의 상부 허리는 접혀서, 예를 들어, 0.5 내지 4.5 cm 또는 더 바람직하게는 1 내지 4 cm의 접힘 폭을 갖는 이중 층을 형성하는 것이 바람직하다. 접힌 부분은 중단되지 않은 스팟, 초음파 본딩 또는 접착으로 열 본딩될 수 있다. 필요한 경우, 성능 향상을 위해 접힌 부분에 탄성 스트랜드를 추가로 도입 할 수 있다.
본 발명의 추가 세부 사항 및 이점은 다음에 설명된 도면 및 실시예로부터 명백해질 것이다. 도면은 다음을 나타낸다:
도 1: 본 발명의 부직포의 개략적인 단면;
도 2: 본 발명의 부직포 시트를 제조하기 위한 예시적인 기계 설정;
도 3: 본 발명의 부직포 시트를 제조하기 위한 또 다른 예시적인 기계 설정;
도 4: 횡방향으로 본 발명의 부직포 시트를 활성화하도록 구성된 링-롤링 밀의 예시;
도 5: 작동 중인 도 4의 밀의 예시;
도 6: 길이 방향으로 본 발명의 부직포 시트를 활성화하도록 구성된 교차-블레이드 밀의 예시;
도 7: 후방 이어가 있는 오픈형/테이프가 부착된 기저귀와 팬츠형의 아기 및 성인용 요실금 기저귀의 생산 예;
도 8: 본 발명의 부직 재료를 사용하여 제조된 오픈형/테이프가 부착된 기저귀의 예시;
도 9: 본 발명의 부직 재료를 사용하여 제조된 성인용 요실금 팬츠의 예시;
도 9a 내지 9h: 작업 예에 따른 상이한 활성화된 샘플에 대한 탄성 히스테리시스 곡선;
도 10: 예 중 하나에 따라 활성화된 샘플의 확대 사진
도 11a 내지 11h: 작업 예에 따른 상이한 활성화된 샘플에 대한 시간 경과에 따른 탄성력 곡선.
도 1에는 샌드위치형 탄성 부직포 시트의 개략적인 단면을 나타낸다. 일반적으로 참조 번호 100으로 표시된 시트는 양측에 각각 캐리어 층(110 및 120)으로 덮인 탄성 중간 층(130)을 포함한다. 두 캐리어 층(110 및 120)은 권축된 다성분 섬유 및 캐리어 층 중 적어도 하나로부터 형성된 스펀본디드 부직 웹이며, 즉 캐리어 층(110)은 캘린더 본딩 지점의 규칙적인 패턴을 갖는다. 중간 층(130)은 탄성 섬유로부터 형성된 스펀본디드 부직 웹이고, 임의의 캘린더 본딩 지점이 없다. 층(110, 120 및 130)은 단순히 중간 층(130)의 탄성 섬유의 고유한 접착 성질로 인해 접착제를 사용하지 않고 서로 접착된다.
도 1에 도시된 부직포 시트(100)를 제조하기 위한 예시적인 기계 설정을 도 2에 나타낸다.
상기 설정은 사전 제작된 캐리어 웹의 제1 공급 롤(20)로부터 제품 롤(80)로 이어지는 컨베이어 벨트(10)를 포함한다. 도중에, 컨베이어 벨트는 방사 기계(30), 사전 제작된 캐리어 웹의 제2 공급 롤(40) 및 한 쌍의 사전-압축 롤러(70)를 통과한다. 방사 기계는 열가소성 엘라스토머 성분을 위해 형성되는 중합체 원료용 저장소(31), 혼합 및 공급 채널(32), 압출 다이(33), 켄칭 및 연신을 위한 채널(34) 및 컨베이어 벨트(10) 아래의 공기 흡입 장치(35)를 포함한다.
작동 중에, 사전 제작된 부직 웹(110)은 제1 공급 롤(20)로부터 연속적으로 풀리고 컨베이어 벨트(10) 상의 방사 기계(30)를 향해 운반된다. 이어서, 탄성 층(130)은 방사 기계(30)에서 웹(110)의 상부에 탄성 중합체 섬유를 증착함으로써 형성된다. 다른 사전 제작된 부직 웹(120)은 제 2 공급 롤(40)로부터 동시에 풀려 새로 형성된 탄성 층(130)의 상부에 레잉된다. 이어서, 3층 직물은 한 쌍의 사전-압축 롤러(70)와 제품 롤(80)에 수집된 생성된 시트(100) 사이에서 약간 압축된다.
도 1에 도시된 부직포 시트(100)를 제조하기 위한 또 다른 기계 설정을 도 3에 나타낸다.
이 설정에서, 제2 공급 롤은 상부 캐리어 층(120)의 동일 반응계에서 형성을 위한 추가 방사 기계(60)로 대체된다. 추가 방사 기계(60)는 2성분 섬유의 중합체 성분을 위해 형성되는 중합체 원료를 위한 저장소(61a 및 61b), 상응하는 혼합 및 공급 채널(62a 및 62b), 압출 다이(63), 켄칭 및 연신을 위한 채널(64) 및 컨베이어 벨트(10) 아래의 공기 흡입 장치(65)를 포함한다. 방사 기계(30)와 추가 방사 기계(60) 사이에 추가적 한 쌍의 중간 사전-압축 롤러(50)가 배치된다.
작동 중에, 사전 제작된 부직 웹(110)은 제1 공급 롤(20)로부터 연속적으로 풀리고 컨베이어 벨트(10) 상의 방사 기계(30)를 향해 운반된다. 이어서, 탄성 층(130)은 방사 기계(30)에서 웹(110)의 상부에 탄성 중합체 섬유를 증착함으로써 형성된다. 이어서, 2층 중간 직물은 한 쌍의 중간 사전-압축 롤러(50) 사이에서 약간 압출된다. 이어서, 추가 방사 기계(60)에서 탄성 층(130)의 상부에 권축된 2성분 섬유를 증착함으로써 상부 캐리어 층(120)이 형성된다. 이어서, 3층 직물은 한 쌍의 사전-압축 롤러(70)와 제품 롤(80)에 수집된 생성된 시트(100) 사이에서 약간 압축된다.
도 4는 도 2 및 3에 나타낸 설정의 사전-압축 롤러(70)와 제품 롤(80) 사이에 인라인으로 또는 원격 독립실행형 설정으로 본 발명의 부직포 시트(100)를 활성화하는 데 사용될 수 있는 링-롤링 밀(90)을 나타낸다. 밀(90)은 한 쌍의 역-회전 롤러(91 및 92)를 포함한다. 환형 디스크(93)는 두 롤러(91 및 92)의 표면에 장착되어 환형 그루브, 즉 디스크와 크레스트 사이의 공간과 크레스트의 표면 구조, 즉 디스크(93)를 얻는다. 디스크(93)는 롤러(91 및 92)에 오프셋으로 장착되고, 하나의 롤러(91 또는 92)의 디스크(93)는 다른 롤러(92 또는 91)의 디스크(93)와 맞물린다. 도 4에서, 디스크(93)의 폭은 문자 "a"로 표시되고, 맞물림 깊이("DOE")는 문자 "b"로 표시되고, 디스크 간격은 문자 "c"로 표시된다.
도 5는 작동 중인 도 4의 밀을 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이 구성되고 도 2 또는 3에 도시된 바와 같이 라인 상에서 제조될 수 있고 탄성 중합체 섬유로부터 형성된 탄성 코어 및 두 면에 캐리어 층을 포함하는 본 발명의 적층된 시트(100)는 롤러(91 및 92) 사이의 간격을 통과함으로써 연속 방식으로 기계적으로 활성화된다. 이러한 활성화는 횡-기계 방향으로 시트(100)의 전체적인 연신을 초래한다. 보다 상세하게는, 직물(100)은 주로 응력 구역(101)에서 연신되고 응력이 없는 구역(102)에서는 거의 연신되지 않는다. 연신은 디스크(93)의 충격 프로파일을 따르는 기계 방향의 스트라이프를 따라 캐리어 층(110 및 120)의 미세 섬유 구성을 변경시킬 것이며, 반면 탄성 층(130)의 미세 구조는 그 섬유의 탄성과 열 결합의 결핍으로 인해 크게 영향을 받지 않을 것이다.
단순한 맞물림 깊이를 제외하고 기계적 활성화 수준에 대한 측정으로서, 소위 신장 응력 계수("EFS")는 다음과 같이 정의될 수 있고, 문자 "a", "b" 및 "c"는 상기와 같이 정의된다.
Figure pct00001
(식 1)
도 6은 길이 방향으로 본 발명의 부직포 시트(100)를 활성화하도록 구성된 교차-블레이드 밀(190)의 예를 나타낸다. 밀(90)과 마찬가지로 도 2 및 3에 나타낸 설정의 사전-압축 롤러(70)와 제품 롤(80) 사이에 인라인으로 또는 원격 독립실행형 설정으로 위치될 수 있다. 밀(190)은 한 쌍의 역-회전 롤러(191 및 192)를 포함하고, 둘 다 맞물리는 횡방향 블레이드(193)를 포함한다. 이 밀(190)은 시트의 횡-기계 방향으로 배향된 평행한 스트라이프 형태인 상이한 미세 섬유 구성의 교호하는 거시적 구역을 도입함으로써 시트(100)를 활성화시키는 능력을 갖는다.
횡 방향 및 기계 방향 둘 다에서 연신/활성화될 본 발명의 재료의 능력은 독특하다. 이는 상기 재료를 횡방향 확장성이 필요한 후방 이어로서 그리고 재료의 길이 방향 연신이 필요한 팬츠형 아기 및 성기 요실금 기저귀에서 탄성 허리 패널로서 오픈형/테이프가 부착된 기저귀 둘 다에서 사용되도록 하는데, 이들 제품은 전형적으로 기저귀 라인의 기계 방향에 대해 횡방향으로 생산되기 때문이다.
이것은 도 7에서 가장 잘 볼 수 있는데, 좌측 사진은 전통적인 오픈형/테이프가 부착된 기저귀 구조의 생산을 나타내는데, 재료가 횡 기계 방향으로 활성화된 후방 이어(201)를 가지고 있다. 우측 사진은 탄성이 있는 허리 패널(301)이 기계 방향으로 활성화된 팬츠형 아기 및 성인용 요실금 기저귀의 생산을 나타낸다.
도 8 및 9는 본 발명의 탄성 부직 재료를 사용하여 제조될 수 있는 제품을 도시한다. 도 8은 후방 이어(201)를 갖는 오픈형/테이프가 부착된 아기 기저귀(200)를 나타낸다. 도 9는 보강을 위한 추가 탄성 스트랜드(302)를 갖는 탄성이 있는 허리 패널(301)인 팬츠형 성인용 요실금 기저귀(300)를 도시한다.
실시 예:
탄성 부직포 시트는 도 2에서와 같이 기계 설정에서 준비되었다.
제1 사전 제작된 스펀본디드 캐리어 층(110)으로서, 중량 기준으로 50/50 나란한 구성으로 권축된 2성분 섬유의 스펀본디드 시트가 제공되었다. 마찬가지로, 또한 제2 사전 제작된 스펀본디드 캐리어 층(120)으로서, 중합체 성분 A 및 B의 중량 기준으로 50/50 나란한 구성으로 권축된 2성분 섬유의 스펀본디드 시트가 제공되었다. 중합체 재료는 아래 표 1에 나타낸 바와 같았다. 이러한 맥락에서, Sabic PP511A는 3 내지 5의 상대적으로 좁은 다분산도와 대략 25 g/10분의 용융 유속을 가진 시판중인 폴리프로필렌 재료이다. Sabic QR674K는 상대적으로 넓은 분자량 분포를 가진 시판중인 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체이다. Lyondellbasell Moplen RP3386은 더 좁은 분자량 분포를 가진 시판 중인 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체이다. QR674K와 RP3386의 50 대 50 혼합물은 5보다 약간 더 큰 다분산도 및 대략 약 30 g/10분의 용융 유속을 가진 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체 성분을 초래한다. 시트(110 및 120)는 둘 다 cm²당 24개의 규칙적으로 분포된 원형 본딩 도트로 인해 12%의 본딩 면적을 갖는 오픈형 캘린더링된 본딩 패턴을 가졌다.
탄성 층은 에틸렌 함량이 대략 13 중량%이고 용융 유속이 대략 48 g/10분이고, 연화 온도가 대략 51℃인 프로필렌-기반 열가소성 엘라스토머 공중합체인, ExxonMobil의 단일 시판 중인 TPE-o 재료 VistamaxxTM 7050FL로부터 제조되었다.
달리 나타내지 않는 한, 분자량 분포와 연화점은 제조업체의 지시에 따르며 용융 유속은 230℃와 2.16 kg의 조건으로 ISO 1133에 따라 측정된 바와 같다.
[표 1]
Figure pct00002
방사 기계(30)에서의 압출 온도는 235℃와 245℃ 사이였고, 다이는 선형 미터당 6000개의 구멍과 0.6 mm의 구멍 직경을 가졌다. 사전-압축 롤러(70)는 60℃의 온도로 설정되고 선형 압력은 4 N/mm로 설정되었다. 실시예 2-4의 부직포는 사전-압축으로 생성되었지만 임의의 추가 캘린더링은 없었다. 실시예 1의 부직포는 12% 오픈형 도트 및 24 도트/cm2의 캘린더 패턴으로 추가 캘린더링을 수행하였다.
대면 층(110 및 120)에서 얻은 섬유 직경은 평균 1.71 데니어로 결정되었다. 코어 층(130)에서 얻은 섬유 직경은 평균 3.71 데니어로 결정되었다.
활성화 이전에, 생성된 직물은 다양한 물리적 파라미터에 대해 시험되었다. 결과는 아래 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure pct00003
[표 2](계속)
Figure pct00004
기계 방향(MD) 및 횡-기계 방향(CD)에서의 인장 강도(TS) 및 인장 연신율(TE)은 0.1 N의 예압(preload) 장력에서 WSP 100.4에 명시된 규정에 따라 측정되었다.
굽힘 길이는 WSP 90.5에 따라 측정되었다.
샘플은 도 4 내지 5에 개략적으로 나타낸 바와 같이 밀에서 기계적 밀링(링-롤링)에 의해 후속적으로 활성화되었다.
기계적 활성화를 위한 밀(90)의 구성은 a = 0.8 mm, d(= DOE) = 가변(3 내지 6 mm) 및 c = 3.3 mm였고, 그 결과 DOE = 6에서 상기 식 1에 따른 최대 EFS가 221%였다. 직물 1 내지 3은 임의의 찢어짐(shredding) 없이 DOE = 6 mm로 기계적 활성화를 견뎌냈다. 직물 4는 임의의 찢어짐 없이 DOE = 5 mm로 기계적 활성화를 견뎌냈다.
생성된 활성화된 직물은 다양한 물리적 파라미터에 대해 다시 시험되었다. 결과는 아래 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00005
[표 3](계속)
Figure pct00006
다시 말해, 기계 방향(MD) 및 횡-기계 방향(CD)에서의 인장 강도(TS) 및 인장 연신율(TE)은 0.1 N의 사전 로딩된 장력에서 WSP 100.4에 명시된 규정에 따라 측정되었다.
공기 투과도는 200 Pa의 델타 압력과 20 cm²시험 헤드에서 WSP 70.1에 따라 측정되었다.
다시 말해, 굽힘 길이는 WSP 90.5에 따라 측정되었다.
또한, 활성화된 샘플에 대해 소위 Martindale 시험(WSP 20.5)이 수행되었다. Martindale 시험은 재료가 기계적 마모를 견딜 수 있는 능력을 알려주는 문지름(rub) 시험이다. 이 시험은 실시예 4-3 및 4-5에서 수행되었다. 실시예 4-3의 경우, 등급은 16회 문지름에서 1.6이고, 60회 문지름에서 2.0이다. 실시예 4-3의 경우, 등급은 16회 문지름에서 1.7이고 60회 문지름에서 2.0이다. 등급은 1 내지 5 규모이고 이때 1은 최고이고 5가 최저이다.
본 발명의 부직 시트의 주요 성질은 이들의 탄성 성능이다. 예를 들어, 시트가 아기 기저귀 팬츠의 벨트 구조로서 사용되는 경우, 기저귀를 당겨 올바른 위치에 맞출 때 시트가 과하게 연신된다. 이어서, 기저귀를 움직이고 소변과 대변으로 무거울 경우에도 아기의 기저귀 위치를 유지하기에 충분한 반응력을 나타내야 한다. 시트가 오픈형 기저귀의 후방 이어의 제조에 사용되는 경우에도 마찬가지로 연신 후에도 탄성 성능이 유지되는 것이 중요하다.
다음에 제시된 활성화된 시트의 탄성 성능을 평가하기 위한 시험은 횡-기계 방향에서 수행되었다. 링 롤링 활성화로 인해, 재료는 특히 이 방향에서 매우 우수한 탄성 성질을 가질 것으로 예상된다.
WSP 110.4에 설명된 인장 시험기를 사용하여 활성화된 시트에 대한 히스테리시스 곡선을 얻었다. 50 mm 폭의 본 발명의 샘플을 시험하였다. 시험기의 클램프 속도는 위쪽 방향으로 200 mm/분, 아래쪽 방향으로 100 mm/분으로 설정되었고, 예압 장력은 0.1 N으로 설정되었다. 제1 사이클에서, 시트는 200%(100% 확장에 상응함)로 연신된 다음, 즉시 100 mm/min의 속도로 이완되었다. 제2 사이클에서, 시트는 다시 200%(100% 확장에 상응함)로 연신되었다. 각 사이클에서, 탄성 복원력은 시트 확장의 함수로 기록되었다.
기록된 물리적 파라미터는 아래 표 4에 제시된다.
[표 4]
Figure pct00007
[표 4](계속)
Figure pct00008
활성화된 샘플에 대한 히스테리시스 곡선은 도 10a 내지 10h에 표시되어 있다. 3개의 시편은 표 4의 값을 얻기 위해 평균을 낸 3개의 동일한 샘플에 대한 3개의 측정에 해당한다.
표 4의 데이터와 도 10a 내지 10h의 곡선에서 명백한 바와 같이,(캘린더링된) 실시예 1의 시트는 실시예 2-4의 영구 변형(permanent set)에 비해 상대적으로 높은 영구 변형을 나타낸다. 낮은 영구 변형이 이상적이다. 캘린더링된 재료의 활성화는, 어떠한 탄성도 국소적으로 사용할 수 없을 정도로 본딩이 면 층(face layer)과 탄성 코어 층의 섬유 둘 다로부터의 섬유를 국소적으로 통합하므로 재료에 구멍을 일으킬 수 있다.
캘린더링되지 않은 최종 제품과 캘린더링된 최종 제품 간의 차이는 도 11에 나타낸 확대 사진으로부터 분명해진다. 좌측에는, 캘링더링되지 않은 샘플 2-6의 제품을 나타낸다. 명백한 바와 같이, 매우 가혹한 활성화 조건에도 불구하고, 직물에 구멍이 관찰되지 않는다. 우측에는, 캘링더링된 샘플 1-6의 제품을 나타낸다. 명백히, 이 재료에서는 활성화는 구멍을 만들었다.
표 4의 데이터와 도 10a 내지 10h의 곡선으로부터 더 분명한 바와 같이, 더 깊은 활성화는 향상된 탄성 거동을 초래한다. 구체적으로, 활성화가 더 깊은 예는 0 내지 100% 연신율에서 얼룩 거리에 대해 더 균일하고 고른 힘을 나타낸다. 또한, 더 깊은 활성화는 100% 변형율에서 최대 힘을 감소시킨다. 다시 말해, 특정 변형율 수준에서 필요한 최대 힘과 활성화시 설정에 의해 특정 변형율 수준에서 힘을 제어할 수 있다.
실시예 1-4의 활성화된 시트의 성능을 평가하기 위해 수행된 또 다른 평가는 시간 경과에 따라 주어진 변형률에서 특정 탄성력을 유지하는 이들의 능력에 대한 재료의 시험이다.
이러한 맥락에서, 히스테리시스 시험의 시험 샘플은 인장 시험기의 클램프에서 장착된다. 0.1 N의 예압이 적용된다. 샘플은 200 mm/분의 속도로 50% 변형율로 당겨진다. 이 수준에 도달하면, 10분의 기간에 걸쳐 힘을 측정하고 인장력의 강하를 기록한다. 강하가 낮을수록 좋다.
활성화된 샘플에 대해 얻은 측정 곡선은 도 12a 내지 12h에 묘사되어 있다. 다시, 3개의 시편은 3개의 동일한 샘플에 대한 3개의 측정에 상응한다.
본 발명의 재료의 추가 이점은 다음으로부터 명백해질 것이다.
요실금을 앓고 있는 많은 사람들은 현재 사용 가능한 팬츠가 너무 두껍고 따라서 너무 눈에 띈다는 사실 때문에 요실금 보호 팬츠를 착용하지 않기를 원했다. 표 5는 시판중인 성인용 요실금 제품의 탄성 허리 패널의 캘리퍼스/두께 측정을 요약한 것이다. 모든 측정은 WSP120.6에 따라 수행되었다.
[표 5]
Figure pct00009
허리 부분의 두께는 기저귀가 가장 잘 보이는 곳이기 때문에 상기 고려사항에서 중요하다.
"Sloggi Basic" 제품은 현재 유럽에서 가장 많이 팔린 여성 브리프이다. 이는 95% 면과 5% 엘라스테인을 기본으로 한 직조 텍스타일로부터 만들어졌다. 허리 아래 영역의 두께는 0.60 mm로 측정되었고 허리 위 영역의 두께는 1.50 mm로 측정되었다. 허리 위 영역의 증가된 두께는 더 높은 탄성 성능을 위해 추가 직물을 레잉하여 발생한다.
추가 제품은 허리 영역에 더 두꺼운 재료를 갖는다. "Tena Silhouette"의 탄성이 있는 허리는 2개의 외부 부직포 층과 중앙 층으로서 하나의 탄성 필름을 기반으로 한 라미네이트이다. "Kao Relief" 요실금 팬츠는 부직포와 마이크로 탄성 필라멘트의 바깥층을 중심 층으로하는 라미네이트이다. "Unicharm Lifree" 요실금 팬츠는 2개의 외부 부직포 층과 중앙에 탄성 스트랜드가 있는 보다 전통적인 구조로, 필요한 탄성 성능을 제공한다. 이 모든 제품은 이완된 상태에서 허리 영역의 두께가 2 mm 초과이다.
본 발명의 부직 재료는 직조-기반 "Sloggi Basic" 여성 브리프에 필요하거나 허리 두께를 가진 제품을 얻을 수 있도록 한다. 상기 표 3으로부터 명백한 한 바와 같이, 본 발명의 활성화된 재료는 평량에 따라 0.6 내지 0.9 mm 크기의 캘리퍼를 갖는다. 이미 상기 추가로 논의된 도 9에 나타낸 예시적인 요실금 팬츠(300)에서 보이는 것처럼 접힐 때, 평량 대략 90 gsm인 그러한 재료는 기계적 관점으로부터 성인용 요실금 팬츠의 탄성 요건을 충족하기에 충분할 것이며 그러한 재료는 약 0.75 mm의 두께를 갖는 것으로 결정되었다. 이어서, 이중 접힌 재료 층으로 만들어지고 약 1 내지 4 mm의 수직 치수를 갖는 허리 벨트(301)는 직조-기반 "Sloggi Basic"여성 브리프와 같이 약 1.50 mm의 크기를 가질 것이며, 이는 제품의 규칙적인 브리프 스타일 룩의 대부분을 허용한다. 기저귀 제품의 두께를 규칙적인 브리프 제품의 두께로 감소시킬 수 있다면 고객에게 큰 이점이 된다. 추가적인 탄성력을 위해, 탄성 스트랜드(302)는 도 9의 확대된 부분에 나타낸 바와 같이 임의로 접힌 부분에 통합될 수 있다.

Claims (24)

  1. 적어도 2개의 인접한 스펀본디드 부직 웹 층을 포함하는 부직포 시트로서,
    상기 2개의 층 중 첫 번째 층은 권축된 다성분 섬유를 포함하는 스펀본디드 부직 웹 형태의 캐리어 층이고,
    상기 2개의 층 중 두 번째 층은 열가소성 엘라스토머 중합체 재료로부터 형성된 탄성 섬유를 포함하는 스펀본디드 부직 웹 형태의 탄성 층이고;
    상기 캐리어 층의 웹은 거시적(macroscopic) 본딩 지점의 패턴을 포함하고, 상기 탄성 층의 웹에는 거시적 본딩 지점이 없는, 부직포 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부직포 시트는 적어도 3개의 인접한 스펀본디드 부직 웹 층을 포함하고, 여기서 상기 3개의 층 중 세 번째 층은 또한 권축된 다성분 섬유를 포함하는 스펀본디드 부직 웹 형태의 캐리어 층이고, 상기 탄성 층은 2개의 상기 캐리어 층들 사이에 끼워져 있는, 부직포 시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 2개의 캐리어 층의 웹은 거시적 본딩 지점의 패턴을 포함하는, 부직포 시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 권축된 다성분 섬유의 평균 권축 수는 상기 섬유에서 cm 당 적어도 5개, 바람직하게는 적어도 8개의 권축 범위 내에 있는, 부직포 시트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어 층 또는 각각의 캐리어 층의 평량은 5 g/m2와 40 g/m²사이이고, 바람직하게는 8 g/m2와 30 g/m²사이이고/이거나, 상기 탄성 층의 평량은 10 g/m2와 140 g/m²사이이고, 바람직하게는 20 g/m2와 120 g/m²사이인, 부직포 시트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부직포 시트의 전체 두께가 1.20 mm 미만인, 부직포 시트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 캐리어 층 및 바람직하게는 두 캐리어 층의 상기 웹은 그 자체로 스펀본디드 재료의 2개 이상의 층을 포함하고, 평균 권축 수준은 상기 층들 간에 상이할 수 있는, 부직포 시트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부직포의 적어도 일부는 활성화되고 서로 상이한 미세 섬유 구성의 거시적 구역을 교대로 포함하고,
    상기 구역은 상기 시트의 길이 방향으로 배향된 평행하고 바람직하게는 중단되지 않은 스트라이프 형태, 또는 상기 시트의 교차 방향으로 배향된 평행한 스트라이프 형태인, 부직포 시트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부직포는 활성화된 재료의 적어도 하나의 기계-방향 밴드 및 비활성화된 재료의 적어도 하나의 인접한 기계-방향 밴드를 포함하는, 부직포 시트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 층의 탄성 섬유를 형성하기 위한 열가소성 엘라스토머 중합체 재료는 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머 재료(TPE-o), 바람직하게는 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 포함하는 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머 재료인, 부직포 시트.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 층의 탄성 섬유의 적어도 일부는 상이한 성질의 열가소성 엘라스토머의 2개의 별개의 구역을 포함하는 2성분 섬유인, 부직포 시트.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    호모 폴리프로필렌과 같은 최대 20 중량%, 바람직하게는 최대 10 중량%의 열가소성 올레핀은 상기 탄성 층의 탄성 섬유의 열가소성 엘라스토머에 첨가될 수 있는, 부직포 시트.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부직포는 인접한 상기 캐리어 층과 상기 탄성 층 사이에 어떠한 접착제도 포함하지 않는, 부직포 시트.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 부직포 시트를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
    (a) 형성될 부직포 시트의 캐리어 층에 상응하는 권축된 다성분 섬유를 포함하는 제1 스펀본디드 부직 웹을 제공하는 단계; 및
    (b) 상기 제1 웹 상에 탄성 섬유를 방사하고 레잉(laying)하여 상기 부직포 시트의 탄성 층을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 웹은 사전 제작된(prefabricated) 재료의 롤로부터 풀림으로써 제공되는, 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 방법은,
    (c) 권축된 다성분 섬유를 포함하는 제2 스펀본디드 부직 웹을 상기 탄성 층의 노출된 면에 중첩시켜 상기 부직포 시트의 또 다른 캐리어 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 웹은 사전 제작된 재료의 롤로부터 풀림으로써 제공되는, 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 웹은 상기 제2 웹을 형성하기 위한 섬유를 상기 탄성 층의 노출된 면에 직접 방사 및 레잉함으로써 제공되는 것인, 방법.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, (d) 상기 시트를 사전 압축하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은,
    (e) 표면이 맞물리는 환형 홈 및 크레스트(crest)를 포함하는 한 쌍의 상호작용하는 롤을 포함하는 밀(mill)에서 상기 시트를 기계적으로 활성화하는 단계를더 포함하는, 방법
  21. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은,
    (e') 표면이 맞물리는 횡방향 블레이드를 포함하는 한 쌍의 상호작용하는 롤을 포함하는 밀에서 상기 시트를 기계적으로 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  22. 위생 용품의 제조에 대한 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 부직포 시트의 용도.
  23. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 부직포 시트를 탄성 후방 이어(back ear) 재료로서 포함하는 밴드형(taped) 기저귀.
  24. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 부직포 시트를 탄성 허리(elastic waist) 재료로서 포함하는 기저귀 팬츠.
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