KR20230171961A - 흡수 용품에서 서지 보호를 위한 흡수성 웹 - Google Patents

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KR20230171961A
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polymer component
less
nonwoven web
polymer
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KR1020237038740A
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토마스 캐버노
3세 로저 비. 퀸시
Original Assignee
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Publication date
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Abstract

우수한 유체 취급 특성을 갖는 부직포 웹이 개시된다. 부직포 웹은 바인더 섬유와 구조 섬유의 조합으로 만들어진다. 구조 섬유는 다성분 중공 섬유로 제조된다. 구조 섬유는 섬유의 원주 주위에서 제2 중합체 성분 구역과 교번하는 제1 중합체 성분 구역을 포함한다. 제1 중합체 성분 구역은 제2 중합체 성분 구역에 함유된 중합체보다 낮은 용융 온도를 갖는 중합체로 제조된다. 이러한 방식으로, 섬유는 부직포 웹 내에 상당한 공극 부피를 생성하는 3차원 형태를 갖는다.

Description

흡수 용품에서 서지 보호를 위한 흡수성 웹
관련 출원
본 출원은 2021년 4월 16일에 출원된 미국 특허 가출원 일련 번호 제63/175,871호의 우선권을 주장하며, 이것은 본원에 참고로 원용된다.
개인 위생 흡수 제품을 위한 바람직한 성능 목표는 제품으로부터의 낮은 누출 및 착용자에 대한 건조 느낌을 포함한다. 그러나, 제품의 총 흡수 용량이 이용되기 전에 흡수 용품은 일반적으로 실패한다. 실금 의복 및 일회용 기저귀와 같은 흡수성 의복은 종종 다리와 허리에서 누출된다. 누출은 제품의 다양한 단점에 기인할 수 있으며, 그 중 하나는 특히 두 번째 또는 세 번째 액체 배설물 상에서 흡수 시스템에 의한 불충분한 유체 흡수이다.
예를 들어, 종래의 흡수 구조물에 대한 초기 흡수율은, 이들이 그 구조물 내로 액체 서지를 이미 수용하면 열화될 수 있다. 액체 전달과 흡수율 간의 차이는, 액체가 흡수성 코어에 의해 흡수되기 전에 직물의 표면 상에 과도한 고임을 초래할 수 있다. 이 시간 동안, 고인 액체는 기저귀의 다리 개구로부터 누출될 수 있고 착용자의 겉옷 및 침구를 오염시킬 수 있다. 누출을 완화하려는 시도는, 탄성 레그가 모이는 것과 같은 설계 특징부를 갖는 물리적 장벽을 제공하는 것, 및 액체 서지가 통상적으로 발생하는 구조의 구역에서 흡수성 물질의 양 및/또는 구성을 변경하는 것을 포함한다.
카디드 웹 및 스펀본디드 웹과 같은 부직포 물질이 흡수 제품의 신체측 라이너로서 사용되어 왔다. 구체적으로, 매우 개방된 다공성 라이너 구조를 사용하여, 액체가 이를 빠르게 통과할 수 있게 하고, 라이너 아래의 습윤된 흡수 패드로부터 신체 피부가 분리되는 상태를 유지하는 것을 돕는다.
다공체 측면 라이너를 사용하는 것 이외에, 많은 흡수 용품에는 서지층이 추가로 구비된다. 서지층은 상당한 양의 빈 공간을 갖는 두껍고, 로프티한 직물 구조로 제조될 수 있다. 서지층은 신체 측면 라이너와 흡수성 구조 사이에 위치한다. 서지층은 액체를 신체로부터 멀리 이동시켜 흡수 구조에 의해 흡수될 수 있도록 액체를 신속하게 흡수하도록 설계된다. 서지층은 더 빠른 유체 흡입과 더 양호한 건조도를 개인 위생 흡수 제품에 제공할 수 있다.
흡수 용품을 착용하는 동안 건조를 유지하는 것은 증가된 편안함을 포함한 다양한 이유로 중요하다. 건조함을 유지하는 것은 또한 더 양호한 피부 건강을 촉진한다. 다양한 과거의 구성이 당업계에서 큰 진전을 제공하였지만, 건조감을 유지하기 위해 액체가 포착되어 착용자로부터 분리되도록 흡수 용품을 구성함에 있어서 추가적인 개선이 여전히 필요하다. 보다 구체적으로, 우수한 액체 흡수 능력 및 기타 액체 흡수 특성을 갖는 서지 재료를 설계하는 데 개선이 필요하다.
일반적으로, 본 발명은 또한 중공형일 수 있는 다성분 중합체 섬유로 제조된 서지 물질에 관한 것이다. 다성분 섬유는 상이한 열 특성을 갖고 섬유가 나선형 형상을 갖도록 하는 섬유의 단면 주위에 교번하는 중합체 구역을 포함할 수 있어서, 섬유는 액체 흡수성 웹에 사용하기에 매우 적합하다. 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹은, 예를 들어, 높은 로프트 특징을 가지며, 상당한 양의 빈 공간을 가지며, 신체측 라이너로부터 흡수 구조로 액체를 이동시키기 위한 액체를 신속하게 흡수하기에 매우 적합하다.
예를 들면, 일 실시예에서, 본 발명은 신체측 라이너, 외부 커버, 및 신체측 라이너와 외부 커버 사이에 위치된 흡수성 구조를 포함하는 흡수 용품에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 흡수 용품은 신체측 라이너와 흡수 구조 사이에 위치하는 서지층을 더 포함한다. 서지층은 바인더 섬유와 구조 섬유의 배합물을 함유하는 부직포 웹을 포함한다. 구조 섬유는 로프트 및 공극 부피를 제공하도록 설계된다. 바인더 섬유는 구조를 함께 유지하고 강도를 제공하도록 설계된다. 구조 섬유는 다성분 섬유를 포함한다. 보다 구체적으로, 구조 섬유는 제1 중합체 성분을 포함하는 적어도 제1 중합체 성분 구역 및 제2 중합체 성분을 포함하는 제2 중합체 성분 구역을 포함하는 단면을 갖는다. 제1 중합체 성분은 제2 중합체 성분보다 높은 융점을 갖는 제1 중합체를 포함한다. 일 실시예에서, 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분은 모두 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체와 같은 폴리에스테르 중합체를 포함한다. 일 측면에서, 구조 섬유의 단면은 하나 이상의 제2 중합체 성분 구역에 의해 분리된 복수의 제1 중합체 성분 구역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 구조 섬유의 단면은 2 내지 4개의 제1 중합체 성분 구역 및 2 내지 4개의 제2 중합체 성분 구역을 포함할 수 있으며, 여기서 제1 중합체 성분 구역은 섬유의 둘레 또는 원주 주위에서 제2 중합체 성분 구역과 교번한다.
일 측면에서, 구조 섬유는 중공 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 섬유는 나선형 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 구조 섬유는 인치 당 약 1개 초과의 크림프, 예컨대 인치 당 약 1.5개 초과의 크림프, 예컨대 인치 당 약 2개 초과의 크림프, 및 일반적으로 인치 당 약 8개 미만의 크림프, 예컨대 인치 당 약 5개 미만의 크림프, 예컨대 인치 당 약 3개 미만의 크림프를 가질 수 있다.
구조 섬유는 약 20 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로, 예컨대 약 35 중량% 내지 약 45 중량%의 양으로 부직포 웹에 존재할 수 있다. 한편, 바인더 섬유는 약 40 중량% 내지 약 80 중량%의 양으로, 예컨대 약 55 중량% 내지 약 65 중량%의 양으로 부직포 웹에 존재할 수 있다. 일 측면에서, 더 많은 양의 바인더 섬유가 중량% 기준으로 구조 섬유와 관련하여 부직포 웹에 존재한다.
일 측면에서, 바인더 섬유는 상이한 크기의 상이한 바인더 섬유의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부직포 웹은 제1 바인더 섬유 및 제2 바인더 섬유를 함유할 수 있다. 제1 바인더 섬유는 약 3 내지 약 10, 예컨대 약 4 내지 약 8의 데니어를 가질 수 있다. 한편, 제2 바인더 섬유는 제1 바인더 섬유보다 작을 수 있고, 약 0.1 내지 약 3, 예컨대 약 0.5 내지 약 2의 데니어를 가질 수 있다. 일 측면에서, 제1 바인더 섬유는 약 20 중량% 내지 약 75 중량%의 양으로, 예컨대 약 30 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 부직 웹에 포함될 수 있다. 한편, 제2 바인더 섬유는 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로, 예컨대 약 15 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 부직 웹에 존재할 수 있다.
바인더 섬유는, 바인더 섬유가 다른 섬유와 교차하는 교차 위치에서 서지층 내에 접합 부위를 형성한다. 일 측면에서, 바인더 섬유는 이성분 섬유를 포함한다. 바인더 섬유는 하나 이상의 폴리올레핀 중합체로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 바인더 섬유는 폴리에틸렌 중합체로 만들어진 시스에 의해 둘러싸인 폴리프로필렌 중합체로 만들어진 코어를 포함한다.
흡수 용품에 서지층을 형성하는 부직포 웹은 일반적으로 약 20gsm 내지 약 120gsm, 예컨대 약 40gsm 내지 약 100gsm의 평량을 가질 수 있다. 일 측면에서, 부직포 웹은 카디드 웹일 수 있다. 또한, 부직포 웹은, 웹의 압축 없이 바인더 섬유가 교차하는 섬유와 결합되도록 통기 접합될 수 있다.
바인더 섬유 및 구조 섬유는 공극 부피 및 무결성을 제공하는 임의의 적절한 길이를 가질 수 있다. 일 측면에서, 바인더 섬유 및 구조 섬유는 약 30mm 내지 약 65mm, 예컨대 약 32mm 내지 약 60mm의 평균 길이를 가질 수 있다. 서지 물질의 유체 취급 특성을 개선하기 위해, 일 실시예에서, 부직포 웹 내의 섬유는 친수성 마무리로 처리될 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 부직포 웹 또는 서지층은 다양한 유리한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 부직포 웹은 공기 투과성을 측정함으로써 표시될 수 있는 비교적 높은 공극 부피를 가질 수 있다. 부직포 웹의 공기 투과성은, 예를 들어, 약 500cfm/ft2 초과, 예컨대 약 600cfm/ft2 초과, 예컨대 약 650cfm/ft2 초과, 예컨대 약 700cfm/ft2 초과, 예컨대 약 750cfm/ft2 초과일 수 있다. 부직포 웹 또는 서지층의 공기 투과성은 일반적으로 약 1500cfm/ft2 미만이다.
부직포 웹 및 서지층은 또한 재료를 고속 가공에 사용하기에 매우 적합하게 하는 강도 특성 및 신장 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 부직포 웹은 가공 동안 네킹을 방지하는 강도 및 신장 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 부직포 웹의 기계 방향 인장 강도는 약 5,000gf 초과, 예컨대 약 6,000gf 초과, 예컨대 약 7,000gf 초과, 예컨대 약 7,500gf 초과, 예컨대 약 7,800gf 초과, 예컨대 약 8,000gf 초과, 예컨대 약 8,200gf 초과, 예컨대 약 8,400gf 초과, 예컨대 약 8,600gf 초과, 예컨대 약 8,800gf 초과, 및 일반적으로 약 12,000gf 미만일 수 있다. 부직포 웹의 기계 방향 신장률은 일반적으로 약 50% 미만, 예컨대 약 45% 미만, 예컨대 약 40% 미만, 예컨대 약 38% 미만, 예컨대 약 37% 미만, 예컨대 약 36% 미만, 예컨대 약 35% 미만, 및 일반적으로 약 20% 초과, 예컨대 약 25% 초과, 예컨대 약 30% 초과이다.
부직포 웹 또는 서지층의 두께는 특정 응용 분야에 따라 가변될 수 있다. 일 실시예에서, 부직포 웹 또는 서지층의 두께는 약 6mm 미만, 예컨대 약 5.5mm 미만, 예컨대 약 5mm 미만, 예컨대 약 4.5mm 미만, 예컨대 약 4mm 미만, 및 일반적으로 약 2mm 초과, 예컨대 약 3mm 초과, 예컨대 약 3.2mm 초과, 예컨대 약 3.4mm 초과, 예컨대 약 3.6mm 초과, 예컨대 약 3.8mm 초과한다.
흡수 용품에 더하여, 본 발명은 또한 유체 관리 특성을 갖는 부직포 웹에 관한 것이다. 부직포 웹은 전술한 바와 같은 바인더 섬유 및 구조 섬유의 배합물로 제조될 수 있다. 부직포 웹은 흡수 용품뿐만 아니라, 유체 취급 특징이 요구되는 다른 용도에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 부직포 웹은 필터 장치에서 필터 요소로서 사용될 수도 있다.
본 발명의 기타 특징들과 측면들을 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
본 발명을, 첨부 도면을 참조하여 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 완전하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹의 일 실시형태의 사시도이고;
도 2는 본 발명에 따라 제조된 여성 위생 제품의 일 실시형태의 절개된 부분이 있는 사시도이고;
도 3은 본 발명에 따라 제조된 흡수 용품의 다른 실시형태의 사시도이고;
도 4는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 구조 섬유의 일 실시예의 단면 개략도이고;
도 5는 후술되는 실시예에서 얻어진 결과의 일부의 그래프이고;
도 6은 후술되는 실시예에서 얻어진 결과의 일부의 그래프이고;
도 7은 후술되는 실시예에서 얻어진 결과의 일부의 그래프이고;
도 8은 후술되는 실시예에서 얻어진 결과의 일부의 그래프이고;
도 9는 후술되는 실시예에서 얻어진 결과의 일부의 그래프이고;
도 10은 후술되는 실시예에서 얻어진 결과의 일부의 그래프이고;
도 11은 후술되는 실시예에서 얻어진 결과의 일부의 그래프이고;
도 12는 하기 실시예에서 얻어진 결과의 일부의 다른 그래프이고;
도 13은 본 발명의 제품에 포함될 수 있는 구조 섬유의 일 실시예의 평면도이다.
본 명세서와 도면에서 참조 문자를 반복 사용하는 것은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 요소를 나타내려는 것이다.
정의
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "부직 직물 또는 웹"은, 편직물(knitted fabric)에서와 같이 식별 가능한 방식은 아니지만 인터레이드된(interlaid) 개별적인 고분자 및/또는 셀룰로오스 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹을 지칭한다. 부직 직물 또는 웹은 티슈와 타월 등을 만드는 데 사용되는 것들, 예컨대, 멜트블로운 공정, 스펀본드 공정, 본디드 카디드 웹 공정 등의 다수의 공정으로 형성되어 왔다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "스테이플 섬유"라는 용어는 일반적으로 약 0.5 내지 약 150mm 범위의 섬유 길이를 갖는 섬유를 의미한다. 스테이플 섬유는 셀룰로오스 섬유 또는 비-셀룰로오스 섬유일 수 있다. 사용될 수 있는 적절한 비-셀룰로오스 섬유의 일부 예는, 친수성 처리된 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 폴리비닐 아세테이트 섬유, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 친수성 처리는 내구성 표면 처리 및 고분자 수지/혼합물에서의 처리를 포함할 수 있다. 셀룰로오스 스테이플 섬유는, 예를 들어, 펄프, 열기계적 펄프, 합성 셀룰로오스 섬유, 개질된 셀룰로오스 섬유 등을 포함한다. 셀룰로오스 섬유는 이차 공급원 또는 재활용 공급원으로부터 얻을 수 있다. 예컨대, 레이온, 비스코스 레이온 및 리오셀과 같은 합성 셀룰로오스 섬유가 사용될 수 있다. 개질된 셀룰로오스 섬유는, 일반적으로 탄소 사슬을 따라 히드록실기를 적절한 라디칼(예컨대, 카르복실, 알킬, 아세테이트, 질산염 등)로 대체함으로써 형성되는 셀룰로오스의 유도체로 구성된다.　
본원에서 사용되는 바와 같이, "본디드 카디드 웹"은, 관련 분야의 기술자들에게 공지되어 있으며, 예컨대, 참고로 본원에 인용되어 있는 Ali Khan 등의 미국특허번호 제4,488,928호에 추가로 개시되어 있는 바와 같은, 소면 공정에 의해 형성되는 부직 웹을 의미한다. 　 간단히, 소면 공정은, 대체로 균일한 평량을 제공하도록 빗질되거나 달리 처리된 벌키 볼 내에서 바인더 섬유 또는 기타 결합 성분과, 예컨대, 스테이플 섬유의 배합물로 시작하는 단계를 포함한다. 이 웹은 접착제 성분을 활성화하도록 가열되거나 달리 처리되어, 통합된 대체로 로프트(lofty)한 부직 재료를 얻게 된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "친수성"은 일반적으로 섬유 또는 필름, 또는 섬유와 접촉하는 수성 액체에 의해 습윤화될 수 있는 섬유 또는 필름의 표면을 지칭한다. 용어 "소수성"은 정의된 바와 같은 친수성이 아닌 그런 물질을 포함한다. 문구 "자연적으로 소수성"은 소수성에 영향을 미치는 첨가제나 처리 없이 그 화학적 조성 상태에서 소수성인 그런 물질을 지칭한다.
이에 따라, 물질의 습윤 정도는 연관된 액체 및 물질의 접촉각 및 표면 장력 측면에서 설명될 수 있다. 특정 섬유 물질 또는 섬유 물질 배합물의 습윤성을 측정하기에 적합한 장비 및 기술은 Cahn SFA-222 표면력 분석 시스템, 또는 실질적으로 동등한 시스템에 의해 제공될 수 있다. 이 시스템으로 측정될 때, 90 미만의 접촉각을 갖는 섬유는 "젖음성" 또는 친수성인 것으로 지정되고, 90 초과의 접촉각을 갖는 섬유는 "비젖음성" 또는 소수성인 것으로 지정된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "개인 위생 제품" 및 "흡수 용품"은 물 또는 다른 유체를 흡수할 수 있는 임의의 용품을 말한다. 일부 흡수 용품의 예는, 기저귀, 용변 연습용 팬티, 흡수성 팬티, 피팅된 팬티를 포함하는 성인용 실금 제품, 벨트를 단 쉴드, 남성용 보호대, 보호용 속옷, 조정가능 속옷, 여성용 위생 제품(예를 들어, 생리대, 패드, 라이너 등), 수영복 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 흡수 용품들을 형성하는 데 적절한 물질과 공정은 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
일회용 흡수 제품은 일회 사용 후 제거되고 폐기되도록 디자인된다. 일회 사용이란 일회용 실금용 흡수 제품이 일단 사용된 후에는 재사용을 위해, 보통의 천 속옷과 같이 세탁되거나 세정되는 대신 버려질 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 섬유의 dtex는 10 km 당 섬유의 그램이고 선형 밀도의 직접적 측정치이다. 비교하면, 데니어는 9,000m당 섬유의 그램 질량이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 섬유의 "연신" 또는 "연신 비율"은 섬유의 원래 길이에 대한 섬유의 최종 길이의 비로서 정의된다.
섬유의 신장률 및 섬유의 비강도의 척도인 섬유의 인성은 ASTM 테스트 D76 및/또는 ASTM 테스트 D2101에 따라 측정된다.
본원에서 사용되는 바와 같은 공기 투과성은 ASTM 시험 D-737(2022년 현재 시험)에 따라 시험된다. 사용된 시험 파라미터는 20 cm2 헤드 및 125 Pa 압력이다. 시험은 ATI Corporation으로부터 입수 가능한 TEXTEST FX 3300 공기 투과성 시험기를 사용하여 수행될 수 있다.
부직포 웹의 인장 강도 및 신장률은 기계 방향 또는 교차 기계 방향으로 측정될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 인장 강도""는 피크 부하 값, 즉 시편이 당겨져 파열될 때 시편에 의해 생성되는 최대 힘이다. 신장률은 파열시 신장 퍼센트이다. 인장 강도 시험용 샘플은 25mm의 폭과 대략 152mm의 길이로 시험편을 건조 후 다이 절단하여 준비된다. 인장 강도 측정에 사용되는 계측기는 Windows Ver. 4용 MTS Criterian 42 and MTS TestWorks.TM. (노스캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크의 MTS Systems Corp.)일 수 있다. 테스트 중인 샘플의 강도에 따라, 로드 셀이 선택되어서, 피크 부하 값은 로드 셀의 전체 스케일 로드의 10 내지 90%에 있다. 게이지 길이는 76mm이고 조 길이는 76mm이다. 크로스헤드 속도는 305㎜/분이며, 브레이크 감도는 70%로 설정되고, 미리 설정된 구배는 70 및 157g으로 향한다. 샘플을 계측기의 조에 놓고 더 긴 치수가 부하 적용 방향에 평행한 상태로 중심에 놓인다. 테스트가 그후 시작되며 시험편이 파단될 때에 종료된다. 6개의 대표적인 시험편이 테스트되며, 테스트된 모든 개별적인 시험편의 산술 평균은 제품을 위한 인장 강도이다.
상세한 설명
통상의 기술자라면, 본 논의는 예시적인 실시예들을 설명하는 것일 뿐이며 본 발명의 더욱 넓은 측면들을 한정하려는 것이 아니라는 점을 이해할 것이다.
일반적으로, 본 발명은 우수한 유체 취급 특성을 갖는 섬유상 물질에 관한 것이다. 섬유 재료는 상당한 강도 및 무결성을 가지지만 유체를 흡수하기 위한 상당한 공극 부피를 갖는다. 섬유 재료는 모든 상이한 유형의 용도에 사용될 수 있다. 하나의 특정 실시형태에서, 섬유 물질은 흡수 용품에서 서지층으로서 사용될 수 있다.
탄성 서지층은 더 빠른 유체 흡입 및 더 양호한 건조도를 갖는 개인 위생 흡수 용품을 제공한다. 예를 들어, 유효 서지층은 신속하게 액체를 흡수하고 사용자의 피부로부터 멀리 액체를 저장하도록 설계된 흡수성 코어로 액체를 전달할 수 있다. 서지층은 착용자를 건조한 상태로 유지하고 허리와 다리를 통해 누출이 발생하는 것을 방지하도록 흡수성 코어와 함께 작용한다. 예를 들어, 서지층은 특정 표적 배설 영역에 도달하여 포화시키는 액체를 효과적으로 분산시킬 수 있는 유체 취급 특성을 갖는다. 서지층은 표적 배설 영역으로부터 액체를 멀리 이동시킬 수 있는 흡수 용품의 능력을 증가시켜서 포화를 제한하고 특히 다수의 배설 중 용품의 전체 유체 취급 성능을 개선한다.
일반적으로, 흡수 용품은, 신체측 라이너, 외부 커버, 및 신체측 라이너와 외부 커버 사이에 위치하는 흡수성 코어를 포함한다. 서지층은 통상적으로 유체 취급 이점을 제공하기 위해 흡수성 코어와 신체측 라이너 사이에 위치한다. 과거에는, 유효 서지 재료가 통상적으로 많은 양의 재료를 필요로 하였다. 또한, 과거에 제조된 다양한 서지 재료는 흡수 능력 및/또는 상당한 양의 유체를 신속하게 흡수하는 능력에 관한 한계를 가졌다.
본 발명에 따라 제조된 서지 재료는 우수한 액체 흡수 특성을 갖는다. 또한, 부직포 웹을 구성하는 데 사용하기 위해 선택된 특정 섬유로 인해, 본 발명에 따라 제조된 서지 물질은 과거 물질과 비교하여 감소된 평량에서 동일하거나 더 양호한 흡수 특성을 가질 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 따라 제조된 물질은 액체를 흡수하는 데 매우 효율적이다. 웹을 제조함에 있어서 재료를 덜 사용하는 능력은 제품의 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 재료를 더욱 지속 가능하고 환경 친화적으로 만든다.
본 발명에 따라 제조된 서지 물질은 또한 개인 위생 흡수 용품의 사용자 또는 착용자에게 개선된 건조도를 제공한다.
전술한 바와 같이, 서지층으로서 사용될 수 있는 본 발명의 물질은 부직포 웹 형태의 섬유 물질이다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 단지 예시적인 목적을 위해, 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹 (20) 이 도시되어 있다. 부직포 웹(20)은 적어도 2개의 상이한 섬유 유형을 함유한다. 보다 구체적으로, 부직포 웹(20)은 바인더 섬유와 조합된 구조 섬유를 포함한다. 일 측면에서, 부직포 웹(20)은 전적으로 구조 섬유 및 바인더 섬유로 제조되고 다른 섬유 또는 충전제 물질을 함유하지 않는다. 구조 섬유 및 바인더 섬유는 둘 다 열가소성 중합체로 제조될 수 있다.
일 측면에서, 부직포 웹(20)은 카디드 웹, 특히 본디드 카디드 웹일 수 있다. 이와 관련하여, 부직포 웹(20)은 둘 다 스테이플 섬유인 구조 섬유 및 바인더 섬유로 제조될 수 있다. 카디드 웹을 제조함에 있어서, 섬유의 베일은 섬유를 분리하는 피커와 접촉하도록 선택적으로 위치될 수 있다. 다음에, 섬유는 추가로 스테이플 섬유를 분리하여서 선택적으로 기계 방향(길이 방향)과 같은 일 방향으로 정렬시켜서 섬유상 부직포 웹을 형성하는 정소면 또는 소면 유닛을 통해 이송된다. 웹이 형성되면, 그런 다음 웹이 하나 이상의 접합 방법을 사용해 접합된다. 본 발명에 따르면, 웹은, 웹 무결성과 강도를 제공하기 위해 섬유가 교차하는 곳에서 섬유의 결합을 용이하게 하는 바인더 섬유를 함유한다. 일 측면에서, 예를 들어, 카디드 웹은 통기 접합을 사용하여 접합될 수 있다. 예를 들어, 통기 접합은 접합 공정 동안 부직포 웹의 압축 또는 접힘 수준을 제어한다. 통기 접합에서, 가열된 공기는 웹을 통해 압송되어 웹 내의 적어도 하나의 성분을 용융시켜 접합 부위가 형성되게 한다. 용융되는 성분은 바인더 섬유의 일부일 수 있다. 예를 들어, 바인더 섬유는 폴리에틸렌 중합체 및 폴리프로필렌 중합체를 포함할 수 있으며, 여기서 하부 용융 폴리에틸렌 성분은 폴리프로필렌 코어를 둘러싸는 시스를 형성한다. 시스 중합체는 통기 결합 중에 용융될 수 있고, 바인더 섬유가 다른 섬유와 교차하는 웹 내의 교차 위치에서 바인더 섬유가 다른 섬유에 결합하게 할 수 있다. 통기 접합 동안, 부직포 웹은 형성 와이어 또는 드럼 상에 지지될 수 있다. 또한, 선택적으로 진공은 공정을 더 잘 제어하기 위해 웹을 통해 견인될 수 있다.
전술한 공정을 통해, 웹 내의 구조 섬유는 접합된 바인더 섬유에 끼이거나 얽히고, 액체 흡수를 크게 향상시키는 웹 내에 공극화된 구조를 제공한다.
본 발명의 섬유 재료에 사용하기 위해 선택된 구조 섬유는 나선형 형태를 갖는 섬유를 생성하는 상이한 열 특성을 갖는 중합체로부터 제형화된 다성분 섬유일 수 있다. 예를 들어, 도 13은 본 발명의 부직포 웹에 사용될 수 있는 구조 섬유들(22)의 일 실시예를 나타낸다. 구조 섬유는, 예를 들어, 부직포 웹(20)에 "스프링" 특성을 제공한다. 이러한 방식으로, 웹(20)은 압축력에 탄력적일 뿐만 아니라 압축시 실제로 다시 바운스한다. 이러한 방식으로, 부직포 웹(20)은 압력 하에서 두께와 공극 부피를 유지하여, 재습윤을 방지하기 위해 라이너와 흡수성 코어와 같은 흡수 용품의 다른 구성요소들 사이에 공간을 유지하면서 유체가 부직포 웹에 매우 신속하게 진입할 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 본 발명의 서지 물질의 구조 섬유는 흡수 용품에 통합될 때 개선된 건조를 제공한다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 구조 섬유(22)의 단면의 일 실시예가 도시되어 있다. 본 발명에 따르면, 섬유(22)는 적어도 하나의 제1 중합체 성분 구역(24) 및 적어도 하나의 제2 중합체 성분 구역(26)을 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 중합체 성분 구역은 섬유의 주변부 또는 원주 주위에서 교번할 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서, 섬유(22)는 3개의 제1 중합체 성분 구역(24) 및 3개의 제2 중합체 성분 구역(26)을 포함한다. 제 1 중합체 성분 구역들(24)은 제 2 중합체 성분 구역들(26)과 교번한다. 일반적으로, 섬유(22)는 적어도 1개 및 약 2 내지 약 5개, 예컨대 약 3 내지 약 4개의 제1 중합체 성분 구역(24) 및 적어도 1개 및 약 2 내지 약 5개, 예컨대 약 3 내지 약 4개의 제2 중합체 성분 구역(26)을 포함할 수 있다. 중합체 섬유(22)는 또한 중공형일 수 있고 축방향 통로(28)를 포함할 수 있다.
제1 중합체 성분 구역(24)은 제1 중합체 성분으로 제조되는 반면, 제2 중합체 성분 구역(26)은 제2 중합체 성분으로 제조된다. 예를 들어, 제1 중합체 성분은 제2 중합체 성분보다 낮은 용융 온도 또는 연화 온도를 가질 수 있다. 상이한 용융 특성을 갖는 중합체와 상이한 중합체 구역을 갖는 섬유(22)를 구성하는 것은 섬유가 부직포 웹에 통합될 때, 탄성 및 공극 부피를 생성하는 3차원 형상을 갖게 한다. 예를 들어, 섬유(22)는 나선형 형태를 가질 수 있다. 섬유(22)는, 예를 들어, 인치 당 약 1개 초과의 크림프, 예컨대 인치 당 약 1.5개 초과의 크림프, 예컨대 인치 당 약 1.75개 초과의 크림프를 가질 수 있다. 섬유는 일반적으로 인치 당 약 10개 미만의 크림프, 예컨대 인치 당 약 6개 미만의 크림프, 예컨대 인치 당 약 4개 미만의 크림프를 갖는다. 섬유의 크림프 특성은 ASTM 시험 D3937(2021년 기준 최근의 개정)에 따라 측정될 수 있다.
섬유(22)는, 상이한 중합체 성분이 상이한 용융 온도를 가지고 3차원 형상을 갖는 섬유를 생산할 수 있는 한, 모든 상이한 유형의 중합체로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 섬유(22)는 폴리올레핀 중합체로 배타적으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 제1 중합체 성분은 폴리에틸렌 중합체를 포함할 수 있는 반면, 제2 중합체 성분은 폴리프로필렌 중합체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 섬유(22)는 폴리에스테르 중합체로 제조될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 섬유(22)는 폴리올레핀 중합체와 폴리에스테르 중합체의 조합으로 제조될 수 있다.
섬유(22)를 구성하는 데 사용될 수 있는 폴리에스테르 중합체는 폴리알킬렌 테레프탈레이트 중합체를 포함한다. 폴리알킬렌 테레프탈레이트 중합체는, 예를 들어, 2 내지 약 10개의 탄소 원자 및 방향족 디카르복실산을 함유하는 지방족 또는 지환식 디올, 또는 이들의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 사용될 수 있는 폴리알킬렌 글리콜의 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체 및/또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중합체를 포함한다.
폴리에스테르 중합체는 공단량체로 제조될 수 있다. 예를 들어, 공단량체 산 또는 공단량체 디올이 폴리에스테르 중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 섬유(22)를 제조하는 데 사용되는 폴리에스테르 중합체는 임의의 공단량체를 함유하지 않는다.
일 측면에서, 제1 중합체 성분은 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 포함하는 반면, 제2 중합체 성분은 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 포함하고, 여기서 제1 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체는 제2 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체보다 낮은 용융 온도를 갖는다. 2개의 중합체 사이의 융점의 차이는 약 5°C 초과, 예컨대 약 10°C 초과, 예컨대 약 15°C 초과, 예컨대 약 20°C 초과, 및 일반적으로 약 150°C 미만, 예컨대 약 100°C 미만, 예컨대 약 70°C 미만일 수 있다.
원하는 경우, 하나 이상의 충전제가 구조 섬유(22)에 혼입될 수 있다. 충전제 입자는, 예를 들어, 제1 중합체 성분, 제2 중합체 성분, 또는 두 중합체 성분 모두에 혼입될 수 있다. 충전제 입자는 약 2μm 미만, 예컨대 약 1μm 미만, 예컨대 약 0.75μm 미만, 예컨대 약 0.5μm 미만, 및 일반적으로 약 0.001μm 초과의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 섬유(22)에 혼입될 수 있는 충전제는 일반적으로 백색 충전제를 포함한다. 예를 들어, 섬유에 혼입될 수 있는 충전제 입자는 이산화티탄 충전제, 황산바륨 충전제 등을 포함한다. 충전제는 약 10 중량% 미만의 양으로, 예컨대 약 5 중량% 미만의 양으로, 예컨대 약 3 중량% 미만의 양으로, 예컨대 약 2 중량% 미만의 양으로 혼입될 수 있다. 섬유를 형성하기 위해 중합체에 첨가될 때, 충전제 입자는 약 0.1중량% 초과의 양으로, 예컨대 약 0.5중량% 초과의 양으로 섬유에 존재할 수 있다.
구조 섬유는 일반적으로 본 발명에 따른 부직포 웹(20)을 제조하는 데 사용하기 위한 비교적 작은 크기를 갖는다. 예를 들어, 구조 섬유는 약 30 데니어(필라멘트 당 데니어) 미만, 예컨대 약 25 데니어 미만, 예컨대 약 20 데니어 미만, 예컨대 약 18 데니어 미만의 크기를 가질 수 있다. 섬유 크기는 일반적으로 약 1 데니어 초과, 예컨대 약 3 데니어 초과, 예컨대 약 5 데니어 초과일 수 있다. 일 측면에서, 구조 섬유는 약 4 데니어 내지 약 15 데니어의 크기, 예컨대 약 6 데니어 내지 약 12 데니어의 크기를 가질 수 있다. 대안적 실시예에서, 섬유는 약 12 데니어 내지 약 18 데니어의 크기를 가질 수 있다.
구조 섬유(22)는 스테이플 섬유이다. 이 점에서, 구조 섬유(22)는 약 30 mm 내지 약 65 mm의 평균 섬유 길이를 가질 수 있으며, 그 사이에 1 mm의 모든 증분을 포함한다. 예를 들어, 구조 섬유(22)는 약 32mm 초과, 예컨대 약 35mm 초과, 예컨대 약 38mm 초과, 예컨대 약 45mm 초과, 예컨대 약 48mm 초과, 일반적으로 약 60mm 미만, 예컨대 약 55mm 미만의 평균 섬유 길이를 가질 수 있다.
구조 섬유는 도 1에 도시된 바와 같이 부직포 웹(20)에 일반적으로 약 20중량% 내지 약 60중량%의 양으로 존재할 수 있으며, 그 사이에 1%의 모든 증분을 포함한다. 예를 들어, 구조 섬유는 약 30 중량% 초과의 양으로, 예컨대 약 35 중량% 초과의 양으로, 예컨대 약 40 중량% 초과의 양으로, 일반적으로 약 60 중량% 미만, 예컨대 약 55중량% 미만, 예컨대 약 50중량% 미만, 예컨대 약 45중량% 미만의 양으로 부직포 웹(20)에 존재할 수 있다. 일 측면에서, 예를 들어, 구조 섬유는 약 42중량% 이하의 양으로 부직포 웹(20)에 존재한다. 구조 섬유의 특성으로 인해, 예를 들어, 부직포 웹을 제조하면서, 충분한 액체 흡수 능력을 제공하는 상당한 공극 공간 및 탄성을 여전히 가지도록 더 적은 구조 섬유가 필요할 수 있다.
전술한 바와 같이, 구조 섬유는 부직포 웹(20)을 구성하기 위해 바인더 섬유와 조합된다. 바인더 섬유는 또한 다수의 중합체로 구성될 수 있다. 일반적으로, 바인더 섬유는 섬유 표면에 열가소성 중합체를 함유하며, 이는 구조 섬유를 생산하는 데 사용되는 중합체의 용융 온도보다 낮은 용융 온도를 갖는다.
구조 섬유와 유사하게, 바인더 섬유는 또한 약 30mm 내지 약 65mm의 평균 섬유 길이를 갖는 스테이플 섬유일 수 있다. 예를 들어, 바인더 섬유는 약 32mm 초과, 예컨대 약 35mm 초과, 예컨대 약 38mm 초과, 예컨대 약 40mm 초과, 예컨대 약 45mm 초과, 일반적으로 약 60mm 미만, 예컨대 약 55mm 미만의 평균 섬유 길이를 가질 수 있다.
일 측면에서, 바인더 섬유는 단일 중합체로 제조된 단일성분 섬유일 수 있다. 예를 들어, 바인더 섬유를 제조하는 데 사용되는 중합체는 폴리에틸렌 중합체일 수 있다.
대안적인 실시예에서, 바인더 섬유는 이성분 섬유이다. 이성분 섬유는, 예를 들어, 병치 배열 또는 시스/코어 배열로 낮은 융점 성분 또는 중합체와 조합된 고 융점 성분 또는 중합체를 가질 수 있다. 시스 및 코어 배열에서, 예를 들어, 더 높은 융점 성분은 섬유의 코어를 형성하는 반면, 더 낮은 융점 중합체 또는 성분은 섬유의 시스를 형성한다. 더 낮은 융점 성분은 섬유를 다른 섬유에 결합시키기 위한 효율적인 수단을 제공하는 반면에, 더 높은 융점 성분은 섬유의 구조적 무결성을 유지하는 데 도움을 준다.
더 낮은 융점 중합체는, 예를 들어 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에스테르 중합체일 수 있다. 폴리에스테르 중합체는, 예를 들어, 공단량체를 포함하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체("CoPET")일 수 있다. 한편, 더 높은 융점 중합체는 폴리프로필렌 중합체 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체와 같은 폴리에스테르 중합체일 수 있다. 사용될 수 있는 바인더 섬유는, 예를 들어 폴리에틸렌/폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 코-폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유, 또는 폴리에틸렌/폴리프로필렌 섬유를 포함한다.
일 실시예에서, 바인더 섬유는 폴리올레핀 섬유로만 제조된다. 예를 들어, 일 측면에서, 더 높은 융점 성분 또는 코어는 폴리프로필렌 중합체로 제조될 수 있다. 폴리프로필렌 중합체는 폴리프로필렌 동종중합체 또는 폴리프로필렌을 함유한 랜덤 공중합체일 수 있다. 랜덤 공중합체는, 예를 들어, 프로필렌과 부틸렌의 공중합체 또는 프로필렌과 에틸렌의 공중합체일 수 있다.
한편, 시스 또는 표면 중합체는 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌 중합체와 같은 폴리에틸렌 중합체를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스 중합체는 에틸렌과 프로필렌의 랜덤 공중합체일 수 있다.
시스 및 코어 배열에서, 코어 중합체는 일반적으로 약 20중량% 내지 약 80중량%의 섬유, 예컨대 약 40중량% 내지 약 60중량%의 양을 포함한다. 유사하게, 시스 중합체는 약 20중량% 내지 약 80중량%의 양으로, 예컨대 약 40중량% 내지 약 60중량%의 양으로 섬유에 존재할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 부직포 웹(20)에 통합된 바인더 섬유도 또한 연신된 섬유일 수 있다. 예를 들어, 바인더 섬유는 약 2 초과, 예컨대 약 2.4 초과, 일반적으로 약 5 미만, 예컨대 약 4 미만, 예컨대 약 3.5 미만의 연신율을 가질 수 있다. 섬유의 dtex는 구체적인 적용 분야에 따라 가변될 수 있다. 일반적으로, dtex는 약 3 내지 약 12.5 dtex일 수 있으며, 이들 사이에 0.5 dtex의 모든 증분을 포함한다. 일 측면에서, 바인더 섬유가 약 6.5 dtex 내지 약 12.5 dtex인 더 높은 dtex 섬유가 사용될 수 있다. 대안적으로, 약 3 dtex 내지 약 6 dtex 또는 약 0.5 dtex 내지 약 2 dtex를 갖는 더 작은 크기의 바인더 섬유가 사용될 수 있다.
바인더 섬유의 크기는 또한 데니어로 측정될 수 있다. 예를 들어, 바인더 섬유는 약 0.1 내지 약 12 데니어를 가질 수 있으며, 그 사이에 0.1 데니어의 모든 증분을 포함한다. 예를 들어, 바인더 섬유의 데니어는 약 0.5 초과, 예컨대 약 1 초과, 예컨대 약 2 초과, 예컨대 약 3 초과, 예컨대 약 4 초과, 예컨대 약 5 초과하고, 일반적으로 약 10 미만, 예컨대 약 9 미만, 예컨대 약 8 미만일 수 있다.
바인더 섬유는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 약 40중량% 내지 약 80중량%의 양으로 부직포 웹(20)에 존재하며, 그 사이에는 1중량%의 모든 증분이 포함된다. 예를 들어, 바인더 섬유는 약 45중량% 초과의 양으로, 예로 약 50중량% 초과의 양으로, 예로 약 55중량% 초과의 양으로, 일반적으로 약 70중량% 미만, 예로 약 65중량% 미만의 양으로 부직포 웹(20)에존재할 수 있다.
일 실시예에서, 부직포 웹은 상이한 크기를 갖는 바인더 섬유를 포함할 수 있다. 예를 들어, 부직포 웹은 약 3 내지 약 10의 데니어를 갖는 제1 바인더 섬유를 함유할 수 있다. 예를 들어, 제1 바인더 섬유는 약 4 초과, 예컨대 약 5 초과, 약 8 미만, 예컨대 약 7 미만의 데니어를 가질 수 있다. 제1 바인더 섬유는 더 작은 크기를 갖는 제2 바인더 섬유와 조합될 수 있다. 제2 바인더 섬유는, 예를 들어, 약 0.1 내지 약 3, 예컨대 약 0.5 내지 약 2의 데니어를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 바인더 섬유는 약 0.8 초과, 예컨대 약 1 초과, 예컨대 약 1.2 초과, 약 2.5 미만, 예컨대 약 2.3 미만, 예컨대 약 2 미만, 예컨대 약 1.8 미만, 예컨대 약 1.6 미만의 데니어를 가질 수 있다. 제1 바인더 섬유는 약 20중량% 내지 약 70중량%의 양으로 부직포 웹에 존재할 수 있다. 예를 들어, 제1 바인더 섬유는 약 30중량% 초과의 양으로, 예로 약 35중량% 초과의 양으로, 약 50중량% 미만의 양으로, 예로 약 45중량% 미만의 양으로 부직포 웹에포함될 수 있다. 한편, 제2 바인더 섬유는 약 5중량% 초과의 양으로, 예로 약 10중량% 초과의 양으로, 예로 약 15중량% 초과의 양으로, 예로 약 18중량% 초과의 양으로, 약 30중량% 미만의 양으로, 예로 약 25중량% 미만의 양으로, 예로 약 23중량% 미만의 양으로 부직포 웹에 존재할 수 있다.
상이한 크기의 바인더 섬유를 조합하는 것은 다양한 장점 및 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 더 낮은 데니어 섬유는 접합을 위한 더 큰 표면적을 갖는다. 따라서, 웹에 혼입된 저 데니어 바인더 섬유의 양에 기초하여, 저 데니어 바인더 섬유는 웹의 강도 및 신장 특성에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 방식으로, 웹의 강도 및 신장률은 가공하기 쉽고 다른 층에 적층될 때 네킹 문제를 갖지 않는 웹을 제조하기 위해 제어될 수 있다. 또한, 일부 저 데니어 섬유를 부직포 웹에 포함시키는 것은, 특히 웹이 슬릿되거나 절단될 때, 먼지 발생을 방지할 수 있다는 것이 발견되었다.
바인더 섬유는 일반적으로 약 2 Nm/kg 초과, 예컨대 약 2.25 Nm/kg 초과, 및 일반적으로 약 4.5 Nm/kg 미만, 예컨대 약 4 Nm/kg 미만, 예컨대 약 3.5 Nm/kg 미만의 인성을 갖는다. 바인더 섬유는 일반적으로 약 350% 미만, 예컨대 약 325% 미만, 예컨대 약 300% 미만, 예컨대 약 290% 미만, 및 일반적으로 약 150% 초과, 예컨대 약 170% 초과, 예컨대 약 175% 초과, 예컨대 약 180% 초과의 신장율을 갖는다.
구조 섬유와 바인더 섬유는 도 1에 도시된 대로 부직포 웹(20)을 형성하도록 함께 배합될 수 있다. 일 측면에서, 섬유는 부직포 웹(20)이 실질적으로 균질한 섬유 분포를 갖도록 잘 배합될 수 있다. 생성된 부직포 웹(20)의 평량은 구체적인 응용 분야에 따라 가변될 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹은 흡수 용품에서 서지층으로서 사용하는 것을 포함하는 모든 상이한 유형의 응용 분야에서 사용될 수 있거나, 필터 장치에서 필터층으로서 사용될 수 있거나, 다양한 다른 응용 분야에서 사용될 수 있다. 일반적으로, 평량은 약 12 gsm 내지 약 250 gsm일 수 있고, 그 사이에 1 gsm의 증분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서지층으로서 사용될 때, 부직포 웹(20)은 일반적으로 약 30gsm 초과, 예컨대 약 35gsm 초과, 예컨대 약 40gsm 초과하고, 일반적으로 약 110gsm 미만, 예컨대 약 90gsm 미만, 예컨대 약 80gsm 미만, 예컨대 약 70gsm 미만, 예컨대 약 60gsm 미만의 평량을 가질 수 있다.
일 측면에서, 도 1에 도시된 바와 같은 부직포 웹은 웹의 유체 취급 특성을 더욱 개선하기 위해 친수성 처리를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 친수성 처리제는 폴리에틸렌 글리콜 라우레이트, 폴리에틸렌 글리콜 라우릴 에테르, 및 그들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 적절한 폴리에틸렌 글리콜 라우레이트의 예는 폴리에틸렌 글리콜 400 모노라우레이트, 폴리에틸렌 글리콜 600 모노라우레이트, 폴리에틸렌 글리콜 1000 모노라우레이트, 폴리에틸렌 글리콜 4000 모노라우레이트, 폴리에틸렌 글리콜 600 디라우레이트, 및 그들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 적절한 폴리에틸렌 글리콜 라우릴 에테르의 예는 폴리에틸렌 글리콜 600 라우릴 에테르를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
PEG 라우레이트 및 PEG 라우릴 에테르 이외에, 다른 폴리에틸렌 글리콜 유도체가 본원에서 설명되는 개인 위생 제품용 친수성 처리제로서 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "폴리에틸렌 글리콜 유도체"는 폴리에틸렌 글리콜 성분을 포함하는 임의의 화합물을 포함한다. 다른 적절한 PEG 유도체의 예는 PEG 모노스테아레이트, 예를 들어 PEG 200 모노스테아레이트 및 PEG 4000 모노스테아레이트; PEG 디올리에이트, 예를 들어 PEG 600 디올리에이트 및 PEG 1540 디올리에이트; PEG 모노올리에이트, 예를 들어 PEG 600 모노올리에이트 및 PEG 1540 모노올리에이트; PEG 모노이소스테아레이트, 예를 들어 PEG 200 모노이소스테아레이트; 및 PEG 16 옥틸 페닐을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
소정의 측면들에서, 본원에서 설명되는 친수성 처리제, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 600 라우릴 에테르 및/또는 폴리에틸렌 글리콜 600 모노라우레이트는 서로 조합해서 또는 다른 점탄성 물질과 조합해서 사용될 수 있다. 친수성 처리제와 조합해서 사용될 수 있는 추가적인 점탄성 제제의 예는 시트르산나트륨, 덱스트란, 시스테인, Glucopon 220UP(Henkel Corporation으로부터 물 중의 알킬 폴리글리코사이드의 60%(중량 기준) 용액으로서 입수 가능함), Glucopon 425, Glucopon 600, Glucopon 625를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 적절한 점탄성 제제는 미국 특허 제6,060,636호에 기재되어 있다.
친수성 처리제는 원하는 결과 및 적용분야에 따라 양을 가변해서 도포될 수 있다. 통상적으로, 친수성 처리제는 스테이플 섬유의 중량 기준으로, 약 0.1% 내지 약 3%, 약 0.1% 내지 약 2%, 또는 약 0.1% 내지 약 1%의 양으로 스테이플 섬유에 도포된다.
본 발명에 따라 제조된 부직포 웹은 웹을 흡수 용품에서 서지층으로서 사용하기에 매우 적합하게 하는 우수한 특성들의 균형을 갖는다. 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹은, 예를 들어 상당한 양의 공극 부피를 가질 수 있다. 공극 부피의 하나의 표시는 웹의 공기 투과성을 측정하는 것이다. 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹은, 예를 들어, 약 500cfm/ft2 초과의 공기 투과성을 가질 수 있다. 예를 들어, 웹의 공기 투과성은 약 550cfm/ft2 초과, 예컨대 약 600cfm/ft2 초과, 예컨대 약 650cfm/ft2 초과, 예컨대 약 700cfm/ft2 초과, 예컨대 약 750cfm/ft2 초과, 예컨대 약 800cfm/ft2 초과, 예컨대 약 850cfm/ft2 초과, 예컨대 약 900cfm/ft2 초과일 수 있다. 웹의 공기 투과성은 일반적으로 약 1,500cfm/ft2 미만이다.
본 발명에 따라 제조된 부직포 웹은 또한 강도와 신장율의 양호한 균형을 가질 수 있다. 예를 들어, 웹의 기계 방향 강도는 약 5,000gf 초과, 예컨대 약 6,000gf 초과, 예컨대 약 7,000gf 초과, 예컨대 약 7,500gf 초과, 예컨대 약 7,800gf 초과, 예컨대 약 8,000gf 초과, 예컨대 약 8,200gf 초과, 예컨대 약 8,400gf 초과, 예컨대 약 8,600gf 초과, 예컨대 약 8,800gf 초과, 및 일반적으로 약 12,000gf 미만일 수 있다. 부직포 웹의 기계 방향 신장률은 약 50% 미만, 예컨대 약 45% 미만, 예컨대 약 40% 미만, 예컨대 약 38% 미만, 예컨대 약 37% 미만, 예컨대 약 36% 미만, 예컨대 약 35% 미만, 및 일반적으로 약 20% 초과, 예컨대 약 25% 초과, 예컨대 약 30% 초과일 수 있다.
부직포 웹의 두께는 웹을 형성하는 데 사용되는 섬유의 유형 및 특정 용도에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 두께는, 약 2㎜ 초과, 예컨대 약 2.5㎜ 초과, 예컨대 약 3㎜ 초과, 예컨대 약 3.2㎜ 초과, 예컨대 약 3.4㎜ 초과한다. 웹의 두께는 일반적으로 약 8 mm 미만, 예컨대, 약 6 mm 미만, 예컨대, 약 5.5 mm 미만, 예컨대, 약 5 mm 미만, 예컨대 약 4.8 mm 미만, 예컨대, 약 4.5 mm 미만, 예컨대 약 4 mm 미만이다. 일 실시예에서, 웹의 두께는 약 70gsm 내지 약 90gsm, 예컨대 약 75gsm 내지 약 85gsm의 평량에서 약 3.5mm 내지 약 4mm이다.
전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같은 부직포 웹(20)은 흡수 용품에서 서지층으로서 사용하기에 특히 적합하다. 부직포 웹은 기저귀, 훈련용 팬티, 실금 의복, 생리대, 붕대 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 모든 상이한 유형의 개인 위생 흡수 용품에 사용될 수 있다.
예를 들어, 일회용 흡수 용품은 도 2에 도시된 패드(10)와 같은 여성용 위생 패드를 포함한다. 패드(10) 는 패드 주변부(12)로 연장되는 신체측 라이너(14) 및 배플 또는 외부 커버(15) 를 포함한다. 패드(10) 는 신체측 라이너(14) 와 배플 또는 외부 커버(15) 사이에 배치되는 본 발명에 따라 제조된 흡수성 코어(13) 및 전사 또는 서지층(17)을 포함할 수 있다. 흡수성 코어(13)는 선택적인 코어 랩(16)을 포함할 수있다. 본 발명의 일 측면에서, 패드(10)는 전사 또는 서지층(17) 과 흡수성 코어(13) 사이에 위치된 분산층(40)을 포함할 수 있다. 많은 제품들이 또한 사용 중에 스트립을 사용자의 속옷에 부착시킴으로써 제품이 제자리에 유지되는 것을 보조하기 위해 접착제 스트립 (39)을 가진다.
일회용 흡수 용품은 또한 부분적으로 체결된 상태에서 도 3에 도시된 용변 연습용 팬티와 같은 기저귀 또는 용변 연습용 팬티일 수 있다. 팬티(120) 는 본원에서는 달리 전방 영역(122) 과 후방 영역(124)으로 언급되는 한 쌍의 길이방향 말단 영역과, 본원에서는 달리 전방 및 후방 영역(122, 124)사이에 길이방향으로 뻗어 있고, 이들을 연결시키는 가랑이 영역(126) 으로 언급되는 중심 영역을 규정한다. 팬티(120)는 또한 착용자 쪽으로 배치될 사용 중 맞추어지는 (예컨대 팬티(120)의 다른 구성요소들에 관하여 위치된) 내면(128), 및 내면과 반대쪽의 외면(130) 을 규정한다. 도시된 팬티(120)는 섀시(132)를 포함하고 이 섀시는 외부 커버(140), 및 접착제, 초음파 접합, 열 접합 또는 다른 종래의 기법에 의하여 그것과 겹쳐진 관계로 외부 커버(140)에 결합될 수 있는 신체측 라이너(142)를 포함한다. 섀시(132)는 착용자에 의해 분비되는 삼출체액을 흡수하기 위하여 외부 커버(140) 와 신체측 라이너(142) 사이에 배치된 흡수 구조(미도시됨) 및 본 발명에 따른 서지층(미도시됨)을 추가로 포함할 수 있고, 삼출체액의 측방향 흐름을 억제하기 위하여 신체측 라이너(142)에 고정된 한 쌍의 샘방지 플랩(146)을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 서지층은 도 2 또는 도 3에 도시된 대로 흡수 용품에 빠르게 유입될 수 있는 액체의 서지 또는 분출을 흡수, 감속, 및 확산하는 것을 도울 수 있다. 서지층은 일반적으로 신체측 라이너와 흡수성 코어 사이에 위치한다. 일 측면에서, 서지층은, 흡수성 코어, 신체측 라이너, 또는 흡수성 코어를 둘러쌀 수 있는 랩과 같은 흡수 용품의 다양한 구성요소들 중 하나 이상에 부착될 수 있다.
흡수 용품의 외부 커버는 액체 불투과성 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 측면에서, 외부 커버는 스펀본드 폴리프로필렌 부직포 웹으로 형성될 수 있다.
한편, 신체측 라이너는 액체 투과성이며, 착용자의 피부에 인접하게 배치될 때 적절하게 순응적이고 부드러운 느낌인 물질로 제조될 수 있다. 신체측 라이너는 합성 섬유, 천연 섬유, 천연 및 합성 섬유의 조합, 다공성 폼, 망상 폼, 개구형 플라스틱 필름 등과 같은 매우 다양한 웹 물질로 제조될 수 있다. 다양한 직물 및 부직포가 신체측 라이너용으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 신체측 라이너는 폴리올레핀 섬유의 멜트블로운 또는 스펀본드 웹으로 제조될 수 있다. 신체측 라이너는 또한 천연 및/또는 합성 섬유로 구성된 본디드-카디드 웹일 수도 있다.
적절한 액체 투과성 신체측 라이너는 약 27gsm의 평량을 갖는 부직포 이성분 웹이다. 부직포 이성분 웹은 스펀본드 이성분 웹 또는 본디드 카디드 이성분 웹일 수 있다. 적절한 이성분 단섬유는 폴리에틸렌/폴리프로필렌 이성분 섬유를 포함한다. 이러한 특정 실시예에서, 폴리프로필렌은 코어를 형성하고, 폴리에틸렌은 섬유의 시스(sheath)를 형성한다. 그러나, 다른 섬유 배향이 가능하다.
흡수성 구조를 형성하는 데 사용되는 물질은, 예를 들어, 셀룰로오스 섬유(예를 들어, 목재 펄프 섬유), 기타 천연 섬유, 합성 섬유, 직조 또는 부직포 시트, 스크림 편직 또는 기타 안정화 구조, 초흡수성 물질, 바인더 물질, 계면활성제, 선택된 소수성 물질, 안료, 로션, 냄새 억제제 등, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 흡수성 웹 물질은 셀룰로오스 플러프 및 초흡수성 하이드로겔-형성 입자들의 매트릭스이다. 셀룰로오스 플러프는 목재 펄프 플러프의 배합물을 포함할 수 있다. 한 가지 바람직한 플러프의 유형은, 미국 앨라배마주 쿠사의 US Alliance Pulp Mills에서 입수가능한 CR 1654이라는 상표명으로 식별되며, 주로 연목재 섬유들을 함유하는 표백된 고 흡수성 목재 펄프이다. 일반적인 규칙으로, 초흡수성 물질은 흡수성 웹에 웹의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 90 중량%의 양으로 존재한다. 웹은 약 0.1 내지 약 0.45 그램/cm3 범위 내의 밀도를 가질 수 있다.
초흡수성 물질들은, 당해 기술에 공지되어 있으며, 천연, 합성, 및 개질된 천연 중합체 및 물질로부터 선택될 수 있다. 초흡수성 물질은 무기 재료, 예를 들면 실리카 겔, 또는 유기 화합물, 예를 들면 가교결합된 중합체일 수 있다. 통상적으로, 초흡수성 물질은, 액체 내에서 자신의 중량의 적어도 약 15배를 흡수할 수 있으며, 바람직하게는, 액체 내에서 자신의 중량의 약 25배 초과를 흡수할 수 있다. 적절한 초흡수성 물질은 다양한 공급자들에 의해 용이하게 구입할 수 있다. 예를 들어, FAVOR SXM 880 초흡수체가 미국 노스캐롤라이나주 그린보로 소재 Stockhausen, Inc.로부터 이용 가능하며; 그리고 Drytech 2035가 미국 미시간주 미드랜드 소재 Dow Chemical Company로부터 이용 가능하다.
셀룰로오스 섬유 및 초흡수성 물질 이외에, 흡수성 패드 구조는 또한 적절하게 활성화될 때 안정화 및 부착을 제공하는 접착제 요소 및/또는 합성 섬유를 포함할 수 있다. 접착제와 같은 첨가제는 셀룰로오스 섬유와 동일하거나 상이한 측면을 가질 수 있는데; 예를 들어, 이러한 첨가제는 섬유상, 입자상 또는 액체 형태일 수 있으며; 접착제는 경화성 또는 열-경성 특성을 보유할 수 있다. 이러한 첨가제는 벌크 흡수성 구조물의 무결성을 향상시킬 수 있고, 대안적으로 또는 추가적으로 접힌 구조물의 대면층들 사이에 접착을 제공할 수 있다.
흡수성 물질은, 종래의 다양한 방법과 기술을 채택함으로써 웹 구조에 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡수성 웹은 건식 형성 기술, 에어레잉 기술, 카딩 기술, 멜트블로운 또는 스펀본드 기술, 습식 형성 기술, 폼 형성 기술 등 뿐만 아니라 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 층상 및/또는 적층된 구조들도 적합할 수 있다. 이러한 기술들을 실행하기 위한 방법과 장치는 본 기술 분야에 공지되어 있다.
흡수성 웹 물질은 코폼 물질일 수도 있다. "코폼 물질"이라는 용어는, 일반적으로, 열가소성 섬유들 및 제2 비-열가소성 물질의 혼합물 또는 안정화된 매트릭스를 포함하는 복합 물질을 가리킨다. 한 예로서, 코폼 물질은 적어도 하나의 멜트블로운 다이 헤드가 슈트(chute) 가까이에 배치되고 이를 통해 다른 물질이 웹이 형성되는 동안 웹에 첨가되는 공정에 의해 제조될 수도 있다. 이러한 다른 물질들은, 코튼, 레이온, 재활용지, 펄프 플러프, 또한 초흡수성 입자 또는 섬유 같은 목재 또는 비목재 펄프 같은 섬유성 유기 물질, 무기 흡수성 물질, 처리된 중합체 스테이플 섬유 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 다양한 합성 중합체들 중 임의의 것을 코폼 물질의 멜트스펀 성분으로서 이용할 수 있다.
본 발명은 다음의 예시들을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
실시예 1번
다양한 상이한 본디드 카디드 웹이 흡수 용품에서 서지층으로서 구성되고 시험되었다. 본디드 카디드 웹을 상업용 제품에 함유된 서지층과 비교하였다.
통기 접합된 카디드 웹을 구성하였다. 특히, 바인더 섬유의 60중량%를 구조 섬유의 40중량%와 조합해서 80gsm의 평량을 갖는 본디드 카디드 웹을 생산하였다. 바인더 섬유는 폴리에틸렌 시스에 의해 둘러싸인 폴리프로필렌 코어를 포함하였다.
구조 섬유는 폴리에스테르 중합체로 제조된 다성분 중공 섬유였다. 구조 섬유는 도 4에 도시된 구조 섬유와 유사하였다. 특히, 구조 섬유는 제2 중합체 성분 구역과 교번하는 제1 중합체 성분 구역을 포함하였다. 섬유는 섬유의 원주 주위에 3개의 제1 중합체 성분 구역 및 3개의 제2 중합체 성분 구역을 포함하였다. 제1 중합체 성분 및 제2 중합체 성분은 모두 공단량체를 함유하지 않는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체였다. 제1 중합체 성분은 제2 중합체 성분보다 낮은 용융 온도를 가졌다. 섬유는 이산화티탄 입자를 함유하였다. 부직포 웹은, 웹을 제조하는 스테이플 섬유가 친수성 마감부로 처리되기 때문에 친수성이었다.
제1 실험 세트에서, 전술한 바와 같은 부직포 웹을 상업 자산으로 제조된 흡수 용품에 포함시켰다. 특히, 상업 자산으로 제조된 흡수 용품은 서지 물질을 함유하였다. 상업적으로 제조된 흡수 용품 내의 서지 물질을 전술한 바와 같은 부직포 웹으로 교체하였다. 부직포 웹을 신체측 라이너와 흡수성 코어 사이에 배치하였다. 상업적으로 제조된 흡수 용품을 유체 흡입 및 재습윤에 대해 시험하고, 전술한 바와 같이 부직포 웹을 포함하도록 변형된 흡수 용품과 비교하였다.
유체 흡입 및 재습윤을 결정하기 위해 다음 시험을 수행하였다.
요약서
이 테스트는 배설 직후 기저귀의 표면 근처에 남아 있는 유체의 양을 분류할 뿐만 아니라, 더 긴 대기 및 다수의 배설 후에 고압 하에 초흡수제에 의해 고정되지 않은 유체의 양을 정량화한다. 성공적인 사용을 위해, 제품은 유체가 고압을 받을 때 역류하지 않도록 보장하기 위해 유체를 유지하는 것 외에도, 흡수성 코어의 층을 통해 신속하게 유체를 흡입해야 한다. 로딩 부피 및 유체 전달 속도는 제품에 대한 이전의 소비자 연구에 기초하여 미리 정의된다. 이들 값은 제품마다 다를 수 있다.
1.0 장비 및 공급물
1.1 0.001 그램을 판독할 수 있는 상부 로딩 전자 저울.
1.2 식염수 용액, 0.9 + 0.005% (w/w) 수성 등장성 식염수.
1.3 0.1초까지 판독 가능한 카운트다운 타이머,
1.4 판의 중앙 영역에 위치된 개방 실린더를 포함하는 직사각형 플렉시글라스 판(치수 길이 = 300 mm 및 폭 = 100 mm) (실린더의 내경은 38 mm이고 높이는 125 mm임)
1.5 각각 4 kg의 중량 2개
1.6 Blotter Paper Verigood 재종, 흰색, 100 lb, 475 x 600 mm (19 x 24 인치) 길이 스톡, 확공 당 250매, 88 x 300 mm +/- 13 mm의 지정된 크기로 절단(3 5 x 12 인치)
1.7 114 mm 폭 x 432 mm 길이(4 5 x 17 인치)로 절단되고 177 그램의 중량을 갖는 폴리카보네이트 플레이트(3 675 mm 두께).
1.8 폴리에틸렌 깔때기, 4온스 용량
1.9 표면에 제품을 평평하게 고정하기 위한 저점착성 양면 테이프 또는 부착 재료.
1.10 스톱워치, 0.1초까지 판독 가능
1.11 자(Ruler)
2.0 샘플 제조
2.1 제품 크기에 따라 아래 표에서 배설 크기와 비율을 결정한다.
2.2 제품의 무게를 0.01g 가까이 재고, 기록, 해당되는 경우 요청자가 결정한 중량 범위 밖의 시편 폐기
3.0 설정 절차
3.1 식염수가 실온인지 확인한다.
3.2 30초, 2분 및 15분 동안 3개의 카운트다운 타이머를 설정한다.
4.0 테스트 절차
4.1 제품을 평평한 평면에 놓고, 제품이 신장되고 흡수성 코어가 평평하게 놓이도록 상단 및 하단 단부를 양면 테이프에 고정시킨다.
4.2 플레이트의 상단 에지가 흡수성 코어의 에지와 정렬되도록, 개방된 실린더를 갖는 보드를 신축된 제품 상에 배치한다. 깔때기를 플레이트의 열린 실린더 상단에 배치한다.
4.3 소수점 이하 세 자리까지 읽을 수 있는 저울에 블롯터 페이퍼 한 장의 무게를 잰다. 페이퍼의 무게를 기록한다.
4.4 아래 표의 지시에 따라 테스트 중인 제품의 크기에 따라 지정된 양의 식염수를 깔때기에 붓는다. 스톱워치를 동시에 작동한다.
4.5 액체가 실린더에서 제품 내로 완전히 들어가는 즉시 스톱워치를 정지시킨다(제품의 표면에 액체가 없음). 30초로 설정된 타이머와 15분으로 설정된 타이머를 시작한다.
4.6 흡입 시간을 기록한다.
4.7 30초를 기다린 후, 열린 실린더로 플레이트를 제거한다. 미리 칭량한 블롯터 페이퍼를 제품에 놓고 폴리카보네이트 보드를 그 위에 놓는다.
4.8 타이머 설정을 2분으로 시작한다.
4.9 2분 동안 기다린 후, 폴리카보네이트 보드와 블롯터 페이퍼를 꺼낸다. 열린 실린더를 갖는 플레이트를 제품 위에 다시 놓고 대기 시간 동안 제품 위에 그대로 둔다.
4.10 블롯터 페이퍼의 무게를 1/1000까지 재고, 무게를 기록한다.
4.11 유체가 연장되는 블롯터 페이퍼의 길이 아래로 두 말단을 표시한다. 길이방향으로 블롯터 페이퍼 아래로 및 너비 방향으로 센티미터 단위로 해당 거리를 측정한다. 이 두 거리를 곱하여 유체의 면적(확산)을 얻는다. 확산을 기록한다.
4.12 15분 대기 후, 보드 상의 실린더의 양쪽에 하나의 추를 놓는다. 아래 표에 따라 지정된 양의 식염수를 실린더 안에 위치한 깔때기에 붓는다. 스톱워치를 동시에 시작하고 15분으로 설정된 카운트다운 타이머를 시작한다.
4.13 액체가 실린더를 통해 제품 내로 완전히 통과하는 즉시 스톱워치를 중단한다(액체는 제품의 표면에 있지 않다). 두 번째 흡입 시간을 기록한다. 대기 시간 동안 제품에 추와 열린 실린더를 갖는 플레이트를 그대로 둔다.
4.14 블롯터 페이퍼 2장을 달고, 무게를 소수점 이하 3자리까지 기록한다.
4.15 15분 기다렸다가 실린더로 추와 직사각형 보드를 제거합니다. 미리 칭량한 블롯터 페이퍼를 제품에 놓은 다음 폴리카보네이트 보드와 두 개의 추를 그 위에 놓는다. 타이머를 2분으로 설정하여 시작한다.
4.16 2분 동안 기다린 후, 추, 폴리카보네이트 보드 및 블롯터 페이퍼를 제거한다. 블롯터 페이퍼를 소수점 이하 3자리까지 판독 가능한 저울에서 즉시 칭량하고, 중량을 기록한다.
4.17 유체가 연장되는 블롯터 페이퍼의 길이 아래로 두 말단을 표시한다. 길이방향으로 블롯터 페이퍼 아래로 및 너비 방향으로 센티미터 단위로 해당 거리를 측정한다. 이 두 거리를 곱하여 유체의 면적(확산)을 얻는다. 확산을 기록한다.
4.18 표면에서 제품을 꺼낸다. 제품의 무게를 달고 무게를 기록한다.
제1 실험 세트에서, 다음의 샘플을 구성하였다:
샘플 번호 1: HUGGIES 브랜드 SNUG & DRY 기저귀;
샘플 번호 2: HUGGIES 브랜드 SNUG & DRY 기저귀로, 여기서 상기 서지 물질은 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹으로 대체되었다;
샘플 번호 3: HUGGIES 브랜드 LITTLE MOVERS 기저귀;
샘플 번호 4: HUGGIES 브랜드 LITTLE MOVERS 기저귀가 변형되었으며, 여기서 상기 서지 물질은 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹으로 대체되었다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 유체 흡입 및 재습윤 시험으로부터 얻어진 결과를 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 부직포 웹으로 변형된 기저귀는 극적으로 개선된 유체 취급 특성을 가졌다.
기저귀가 상이한 서지 재료를 갖는 파일럿 라인 상에서 제조된 다음 실험 세트를 수행하였다. 특히, 본 발명에 따라 제조된 상술한 바와 같은 부직포 웹을 상업적으로 이용 가능한 서지 물질과 비교하였고, 또한 100% 중공, 단일성분 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 제조된 서지 물질과 비교하였다. 다음의 샘플을 구성하였다:
샘플 번호 5: HUGGIES 브랜드 SNUG & DRY 기저귀;
샘플 번호 6: 본 발명의 서지 재료를 포함하는 HUGGIES 브랜드 SNUG & DRY 기저귀;
샘플 번호 7: 100% 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 제조된 서지 재료를 함유하는 HUGGIES 브랜드 SNUG & DRY 기저귀;
샘플 번호 8: HUGGIES 브랜드 LITTLE MOVERS 기저귀;
샘플 번호 9: 본 발명의 서지 재료를 포함하는 HUGGIES 브랜드 LITTLE MOVERS 기저귀;
샘플 번호 10: 100% 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 제조된 서지 재료를 함유하는 HUGGIES 브랜드 LITTLE MOVERS 기저귀;
샘플 번호 11: 본 발명의 서지 물질을 함유하는 COZY 라이너로 제조된 기저귀;
샘플 번호 12: 100% 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 제조된 서지 물질을 함유하는 COZY 라이너로 제조된 기저귀.
도 7 내지 도 12는 샘플 번호 5 내지 샘플 번호 12에 대한 유체 흡입 및 재습윤 시험으로부터 수득된 결과를 도시한다. 그래프로부터 나타낸 바와 같이, 40중량%의 폴리에스테르만을 함유하는 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹은 100%의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유로 제조된 서지 물질과 유사한 재습윤 결과를 제공하였다.
실시예 2번
다양한 상이한 본디드 카디드 웹을 본 발명에 따라 구성하고, 서지층으로서 사용된 상업적 부직포 웹과 비교하였다. 본 실시예에서, 웹을 구성하고 공기 투과성에 대해 시험하였다.
다음의 본디드 카디드 웹을 시험하였다:
샘플 번호 13: 30중량%의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유(6 데니어), 35중량%의 바인더 섬유(1.5 데니어), 및 35중량%의 바인더 섬유(5.3 데니어)를 함유하는 비교 부직포 웹;
샘플 번호 14: 실시예 번호 1(9 데니어)에 기재된 40중량%의 구조 섬유, 실시예 번호 1(5.3 데니어)에 기재된 60중량%의 바인더 섬유;
샘플 번호 15: 실시예 번호 1(9 데니어)에 기술된 40중량% 구조 섬유, 실시예 번호 1(5.3 데니어)에 기술된 40중량% 바인더 섬유, 및 더 작은 크기(1.5 데니어)를 갖는 20중량% 바인더 섬유.
상기 3개의 샘플을 공기 투과성에 대해 시험하고, 다음의 결과를 얻었다:
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 부직포 웹은 비교 샘플에 비해 극적으로 개선된 공기 투과성을 가졌다. 공기 투과성은 공극 부피 및 액체 흡수 용량과 직접적으로 관련된다.
기계 방향 인장 강도 및 기계 방향 신장률도 상기 샘플 번호 15에 대해 측정하였다. 부직포 웹은 웹이 네킹 문제 없이 처리하기 쉬울 것임을 나타내는 우수한 특성들의 조합을 나타냈다. 특히, 샘플 번호 15는 8,877gf의 기계 방향 인장 강도 및 34%의 기계 방향 신장율을 가졌다.
통상의 기술자라면, 청구범위에 더욱 구체적으로 기재되어 있는 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고서 본 발명의 이러한 예들 및 기타 수정예들과 변형예들을 실시할 수 있다. 또한, 다양한 실시예들의 측면들을 전체적으로 또는 부분적으로 상호 교환할 수 있다는 점을 이해하기 바란다. 게다가, 통상의 기술자라면, 위 설명은, 예를 든 것일 뿐이며, 이러한 청구범위에 더 설명되어 있는 본 발명을 한정하려는 것이 아님을 인식할 것이다.

Claims (29)

  1. 흡수 용품으로,
    신체측 라이너;
    외부 커버;
    상기 신체측 라이너와 상기 외부 커버 사이에 위치된 흡수성 구조체; 및
    상기 신체측 라이너와 상기 흡수성 구조체 사이에 위치한 서지층을 포함하되, 상기 서지층은 바인더 섬유와 구조 섬유의 배합물을 포함하는 부직포 웹을 포함하고, 상기 구조 섬유는 다성분 섬유를 포함하고, 상기 구조 섬유는 단면을 가지고, 여기서 상기 구조 섬유의 단면은 제1 중합체 성분을 포함하는 적어도 제1 중합체 성분 구역 및 제2 중합체 성분을 포함하는 제2 중합체 성분 구역을 포함하고, 여기서 상기 제1 중합체 성분은 상기 제2 중합체 성분보다 낮은 용융 온도를 가지고, 상기 바인더 섬유는 상기 서지층 내에 접합 부위를 형성하는, 흡수 용품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구조 섬유는 하나 이상의 제2 중합체 성분 구역에 의해 분리된 복수의 제1 중합체 성분 구역을 포함하는, 흡수 용품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분은 제1 폴리에스테르 중합체를 포함하고 상기 제2 중합체 성분은 제2 폴리에스테르 중합체를 포함하는, 흡수 용품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 중합체 성분 및 상기 제2 중합체 성분은 모두 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 포함하는, 흡수 용품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 섬유는 크림프된 섬유를 포함하되, 상기 섬유는 인치당 약 1 내지 약 10개의 크림프를 포함하는, 흡수 용품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 섬유는 중공 섬유를 포함하는, 흡수 용품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 섬유는 충전제 입자를 함유하는, 흡수 용품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조 섬유는 약 20중량% 내지 약 60중량%의 양으로, 예컨대 약 35중량% 내지 약 45중량%의 양으로 상기 부직포 웹에 존재하고, 상기 바인더 섬유는 약 40중량% 내지 약 80중량%의 양으로, 예컨대 약 55중량% 내지 약 65중량%의 양으로 상기 부직포 웹에 존재하는, 흡수 용품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더 섬유는 이성분 섬유를 포함하는, 흡수 용품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 이성분 섬유는 폴리올레핀 중합체로 제조되는, 흡수 용품.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 이성분 섬유는 코어를 둘러싸는 시스 층을 포함하되, 상기 시스 층은 폴리에틸렌 중합체를 포함하고, 상기 코어는 폴리프로필렌 중합체를 포함하는, 흡수 용품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포 웹은 약 20gsm 내지 약 120gsm, 예컨대 약 40gsm 내지 약 100gsm의 평량을 가지는, 흡수 용품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포 웹은 카디드 및 통기 접합 웹을 포함하는, 흡수 용품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더 섬유 및 상기 구조 섬유는 약 30mm 내지 약 65mm, 예컨대 약 35mm 내지 약 60mm의 평균 섬유 길이를 가지는, 흡수 용품.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더 섬유는 제1 바인더 섬유 및 제2 바인더 섬유를 포함하되, 상기 제1 바인더 섬유는 약 3 내지 약 10, 예컨대 약 4 내지 약 8의 데니어를 가지고, 상기 제2 바인더 섬유는 약 0.1 내지 약 3, 예컨대 약 0.5 내지 약 2의 데니어를 갖는, 흡수 용품.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 바인더 섬유는 약 20중량% 내지 약 75중량%의 양으로, 예컨대 약 30중량% 내지 약 50중량%의 양으로 상기 부직포 웹에 존재하고, 상기 제2 바인더 섬유는 약 5중량% 내지 약 40중량%의 양으로, 예컨대 약 15중량% 내지 약 25중량%의 양으로 상기 부직포 웹에 존재하는, 흡수 용품.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포 웹은 약 500cfm/ft2 초과, 예컨대 약 600cfm/ft2 초과, 예컨대 약 650cfm/ft2 초과, 예컨대 약 750cfm/ft2 초과, 및 약 1500cfm/ft2 미만의 공기 투과성을 갖는, 흡수 용품.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포 웹은 약 5000gf 초과, 예컨대 약 7,500gf 초과, 예컨대 약 8,000gf 초과, 예컨대 약 8,400gf 초과, 예컨대 약 8,800gf 초과, 및 약 12,000gf 미만의 기계 방향 인장 강도를 갖는, 흡수 용품.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포 웹은 약 50% 미만, 예컨대 약 45% 미만, 예컨대 약 40% 미만, 예컨대 약 38% 미만, 예컨대 약 37% 미만, 예컨대 약 36% 미만, 예컨대 약 35% 미만, 및 약 20% 초과의 기계 방향 신장율을 갖는, 흡수 용품.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포 웹은 약 2.5mm 내지 약 5.5mm의 두께를 갖는, 흡수 용품.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서지층은 상기 부직포 웹에 함유된 섬유에 적용된 친수성 마감부를 더 포함하는, 흡수 용품.
  22. 유체 관리 특성을 갖는 부직포 재료로서,
    바인더 섬유와 구조 섬유의 배합물을 포함하는 부직포 웹을 포함하고, 상기 구조 섬유는 다성분 섬유를 포함하고, 상기 구조 섬유는 단면을 가지고, 여기서 상기 구조 섬유의 단면은 제1 중합체 성분을 포함하는 적어도 제1 중합체 성분 구역 및 제2 중합체 성분을 포함하는 제2 중합체 성분 구역을 포함하고, 상기 제1 중합체 성분은 제1 폴리에스테르 중합체를 포함하고 상기 제2 중합체 성분은 제2 폴리에스테르 중합체를 포함하고, 상기 바인더 섬유는 스테이플 이성분 섬유를 포함하고, 상기 바인더 섬유가 다른 섬유와 교차하는 교차 위치에서 상기 바인더 섬유는 상기 부직포 웹 내에 접합 부위를 형성하고, 상기 부직포 웹은 약 20gsm 내지 약 120gsm의 평량을 갖는 카디드 웹을 포함하는, 부직포 재료.
  23. 제22항에 있어서, 상기 구조 섬유는 하나 이상의 제2 중합체 성분 구역에 의해 분리된 복수의 제1 중합체 성분 구역을 포함하고, 상기 제1 중합체 성분 및 상기 제2 중합체 성분은 모두 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 포함하고, 상기 제1 중합체 성분은 상기 제2 중합체 성분보다 낮은 용융 온도를 가지고, 상기 구조 섬유는 중공 섬유를 포함하는, 부직포 재료.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 이성분 섬유는 코어를 둘러싸는 시스 층을 포함하되, 상기 시스 층은 폴리에틸렌 중합체를 포함하고, 상기 코어는 폴리프로필렌 중합체를 포함하는, 부직포 재료.
  25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더 섬유 및 상기 구조 섬유는 약 30mm 내지 약 65mm, 예컨대 약 32mm 내지 약 60mm의 평균 섬유 길이를 가지는, 부직포 재료.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서지층은 상기 부직포 웹에 함유된 섬유에 적용된 친수성 마감부를 더 포함하는, 부직포 재료.
  27. 제22항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더 섬유는 제1 바인더 섬유 및 제2 바인더 섬유를 포함하고, 상기 제1 바인더 섬유는 약 3 내지 약 10, 예컨대 약 4 내지 약 8의 데니어를 가지고, 상기 제2 바인더 섬유는 약 0.1 내지 약 3, 예를 들어 약 0.5 내지 약 2의 데니어를 가지고, 상기 제1 바인더 섬유는 약 20중량% 내지 약 75중량%의 양으로, 예컨대 약 30중량% 내지 약 50중량%의 양으로 상기 부직포 웹에 존재하고, 상기 제2 바인더 섬유는 약 5중량% 내지 약 40중량%의 양으로, 예컨대 약 15중량% 내지 약 25중량%의 양으로 존재하는, 부직포 재료.
  28. 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포 웹은 약 500cfm/ft2 초과, 예컨대 약 600cfm/ft2 초과, 예컨대 약 650cfm/ft2 초과, 예컨대 약 750cfm/ft2 초과, 및 약 1500cfm/ft2 미만의 공기 투과성을 갖는, 부직포 재료.
  29. 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부직포 웹은 약 5000gf 초과, 예컨대 약 6000 gf 초과, 예를 들어 약 7,500 gf 초과, 예를 들어 약 8,000 gf 초과, 예를 들어 약 8,400 gf 초과, 예를 들어 약 8,800 gf 초과, 및 약 12,000 gf 미만의 기계 방향 인장 강도를 가지고, 상기 부직포 웹은 약 50% 미만, 예컨대 약 40% 미만, 예컨대 약 38% 미만, 예컨대 약 37% 미만, 예컨대 약 36% 미만, 예컨대 약 35% 미만, 약 20%를 초과하는 기계 방향 신장율을 가지는, 부직포 재료.
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