KR930010348B1 - 돌출부를 갖는 부직 웨브 - Google Patents

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KR930010348B1
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엠. 엥겔베르트 스티븐
엘. 와그너 앤
에스. 하퍼 그래고리
로스돈 나네트 제이
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킴벌리-클라크 코포레이션
피. 패트릭 테일러
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Abstract

내용 없음.

Description

돌출부를 갖는 부직 웨브
제1도는 돌출부 및 구멍을 갖는 표면을 사용하여 돌출부를 갖는 부직 웨브를 성형하는, 본 발명에 따른 일방법을 개략적으로 도시한 도면.
제2a도 내지 제4a도는 제1도의 공정에 사용할 수 있는, 돌출부들을 갖는 표면들의 확대 사시도.
제2b도, 제3b도 및 제4b도는 각각의 도면들의 선 2A-2A, 3A-3A 및 4A-4A에 따른 횡단면도.
제5도는 본 발명에 따른 돌출부를 갖는 부직포를 성형하는데 사용할 수 있는 진공 성형 공정의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
제6a도 내지 제8a도는 진공성형 공정에 사용하는 성형면의 개략적인 사시도.
제6b도, 제7b도 및 제8b도는 제6a도 내지 제8a도의 각각의 선 6A-6A, 7A-7A 및 8A-8A에 따른 횡단면도.
제9도 내지 제14도는 제2a도 내지 제4a도의 성형면과 제6a도 내지 제8a도의 성형면 상에서 성형된 웨브들을 도시한 것으로서, 제9도 내지 제11도는 제1도의 공정을 사용하여 성형한 웨브들을 나타내고 제12도 내지 제14도는 제5도의 공정을 사용하여 성형한 웨브들을 나타내는 도면.
제15도는 본 발명에 따라 웨브 다공성을 조절하기 위한 캘린더링 장치의 개략적인 도면.
제16도는 제15도의 장치를 사용하여 성형된 웨브의 개략적인 사시도.
제17도는 본 발명의 일 양태에 따른 타공 장치를 나타낸 도면.
제18도는 제17도의 장치에 의해 성형된 웨브의 개략적인 사시도.
제19도 및 제20도는 본 발명에 따른 타공 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면.
제21도는 또 다른 타공장치를 나타낸 도면.
제22도는 제21도에 도시한 장치에 의해 형성된 천공된 웨브를 나타내는 도면.
제23도는 본 발명에 따라 성형된 생리대를 나타낸 도면.
제24도는 제23도의 선 24-24에 따른 횡단면도.
제25도는 본 발명에 따른 걸레의 개략적인 도면.
제26도는 제25도의 선 26-26에 따른 횡단면도.
제27도는 본 발명에 따른 수건을 개략적으로 도시한 도면.
제28도는 제27도의 선 28-28에 따른 횡단면도.
제29도는 본 발명에 따른 흡수 매트를 개략적으로 나타낸 도면.
제30도는 제29도의 선 30-30에 따른 횡단면도.
제31도는 왁스 성분을 포함하고 캘린더링에 의해 변형되어 성형된, 본 발명에 따른 천공된 돌출부들을 갖는 특정 실시예의 부직포로 얻을 수 있는 구멍 크기 분포를 나타내는 그래프.
제32도는 제31도에 대해 시험한 부직포의 전체 개구면적의 비율을 나타내는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 성형 장치 16 : 성형 벨트
18 : 핀 28 : 웨브
30 : 중공돌출부 34, 40 : 핀
38, 44 : 성형면 42, 82 : 구멍
46 : 돌출부 48 : 벨트
56, 58 : 필라멘트 62 : 흡입박스
64 : 멜트블로잉 다이 66 : 웨브
82, 92, 96, 100, 102, 107 : 돌출부 88 : 중공심재
90, 98 : 만입부 94, 106 : 구멍
111 : 성형면 112 : 돌출부
116 : 캘린더 로울 120 : 구멍
122 : 랜드부분 126, 138 : 안내 로울
130, 32 : 로울 134 : 구멍
144 : 핀 142 : 반송기
146 : 개구부 148 : 브러시로울
150 : 강모 154 : 구멍
156 : 웨브 147 : 반송기
160 : 핀 162 : 개구부
164 : 공기덕트 169 : 구멍
171 : 랜드부분 172 : 돌출부
176 : 돌출부 186 : 중공돌출부
188 : 구멍 198 : 중공돌출부
200 : 구멍 202 : 흡수층
206 : 바닥층 300 : 앤빌
302 : 돌출부 304 : 앤빌
306 : 공기슬로트 308 : 블레이드
312 : 구멍 316 : 지지로울
320 : 피커로울 322 : 치
본 발명은 여러 분야에 사용할 수 있는 부직포에 관한 것이다. 경량이고 다공성인 유연한 웨브 형태의 부직포들은 예컨대 생리대 및 일회용 기저귀등과 같은 개인 위생 용품의 카버층으로 사용된다. 모세관 구조를 갖도록 처리된 부직포들은 예컨대 유체를 분포시키고 누설을 최소로 할 수 있도록 상기 개인 위생 용품들의 중간 전달층으로 사용된다. 기본 중량이 무거운 부직포들은 흡수성이 높아 개인 위생 용품의 흡수매질로 사용되기도 한다. 본 발명은 부직포를 개인 위생 용품에 사용하는 것 이외에도 가정용으로는 세척재 및 걸레, 서비스 제품으로는 수건, 배스매트(bathmat)등, 자동차 및 선박용으로서는 세척, 청소 및 보호목적등으로 사용하고, 병원 및 수의 분야에서는 걸레 및 부착재로 사용할 수 있도록 그 사용 범위를 확장시키기 위함이다. 본 발명의 이러한 부직포의 사용분야는 이후의 설명에 의해 분명해질 것이며, 그중 적합한 실시예는 상세히 설명하였다. 나아가서, 본 발명은 정밀하게 처리되고 3차원 구조를 갖는 웨브를 구성하게 되는 부직포를 제조하는 장치 및 방법에도 관련된다.
부직포 제조기술은 현저하게 발달되었다. 일반적으로, 부직포 제조 과정에는 필라멘트 또는 섬유들을 성형하고 이들을 반송기 상에 적층 시키되 필요한 기본 중량을 갖는 매트로 필라멘트 또는 섬유가 겹쳐지거나 또는 얽혀지도록 적층시키는 단계가 포함된다. 이와 같이 형성된 매트는 필라멘트 또는 섬유들 사이의 얽혀진 상태만에 의해, 또는 접착제의 사용, 열 반응성 섬유의 경우에는 열 및 압력의 인가, 또는 압력만을 인가하여 결합시킨다. 매트 결합 기술은 여러가지가 알려져 있으나, 스펀 결합(spunbonding) 및 벨트블로잉(meltblowing)방법의 두가지가 상용된다. 스펀 결합된 부직 구조는 여러 특허들에 기재되어 있는데, 이에는 1971. 2. 23.자로 하트만(Hartmann)에게 허여된 미합중국 특허 제3,565,729호, 1983. 9. 20.자로 아펠(Appel) 및 모르만(Morman)에게 허여된 미합중국 특허 제4,405,297호, 1972. 9. 19.자로 도슈너(Dorschner), 카두크(Carduck), 및 스토크봄(Storkebaum)에게 허여된 미합중국 특허 제3,692,618호등이 있다. 멘트블로잉 공정은 여러 자료에서 찾아볼 수 있는데, 이에는 1956년 발간된 인더스트리알앤드 엔지니어링 캐미스트리(Industrial and Engineering Chemistry) 48권 8호의 페이지 1342-1346에 게재된 웬트(Wendt)의 "초미세 열가소성 섬유(Superfine Thermoplastic Fibers)"라는 제목의 논문, 및 1976. 8. 31.자로 캘러(Keller) 및 하딩(Harding)에게 허여된 미합중국 특허 제3,978,185호, 1974. 3. 5.자로 프렌티스(Prentice)에게 허여된 미합중국 특허 제3,795,571호, 및 1974. 5. 21.자로 분틴(Buntin)에게 허여된 미합중국 특허 제3,811,957호 등이 있다.
스펀 결합된 웨브 및 멜트블로운 웨브는 전술한 바와 같이 개인 위생 용품을 포함하여 다방면으로 사용되는데, 예컨대 1983. 8. 9.자로 매튜(Matthew), 앨리슨(Allison), 운(Woon), 스티븐스(Stevens) 및 본슬레이저(Bornslaeger)에게 허여된 미합중국 특허 제4,397,644호, 또는 1983. 2. 8.자로 펜드러(Fendler) 및 버나딘(Bernardin)에게 허여된 미합중국 특허 제4,372,312호에는 부직포의 사용분야가 기재되어 있다. 부직포 제조 공정에는 카딩(carding), 웨트레잉(wetlaying) 및 재봉과 같은 공정도 포함되나, 본 발명은 적합한 실시예를 대표하는 멜트블로운 웨브 및 스펀 결합된 웨브에 대해서만 설명하겠다.
부직포를 제조하는 공정이외에도, 섬유들이 기부면으로부터 단일 형태, 몇가지의 형태 또는 상이한 형태들로 돌출되는 기부면을 갖는 웨브를 구성하게 되는 광의로서의 소위 "3차원"구조를 갖는 부직 웨브를 성형하는 방법도 알려져 있다. 예컨대, 1978. 7. 25자로 훔리세크(Humlicek)에게 허여된 미합중국 특허 제4,103,058호에는 멜트블로운 미세 섬유들로 되어진 필로우형(pillowed)웨브가 기재되어 있는데, 여기에서 필로우형 저밀도 부분은 천공된 스크린상에서 포집함으로써 형성되는 고밀도 부분에 의해 분리되어 있다. 1977. 8. 16자로 산포트(Sanford)에게 허여된 미합중국 특허 제4,041,951호에는 착용자의 피부를 흡수층내로 흡수된 수분으로부터 분리할 수 있도록 기저귀 상부 시트에 습윤 탄성을 제공할 수 있는, 다수의 만입된 부분을 갖는 부직 웨브가 기재되어 있다. 1966. 3. 15자로 하이네크(Hynek)에게 허여된 미합중국 특허 제3,240,657호에는 천공된 웨브가 기재되어 있는데, 여기에서 천공부들은 비교적 저밀도인 웨브 부분들 사이에 형성된다. 매트(met)구조를 성형하기 위한 성형기술들도 선행 특허들에 기재되어 있는데, 1984. 6. 12.자로 라센(Rasen), 볼브레트(Vollbrecht) 및 슈네스(Schnesse)에게 허여된 미합중국 특허 제RE31,599호에는 상이한 형태의 돌출부들을 갖는 다양한 표면들을 성형하는 방법이 기재되어 있으며, 1984. 12. 18자로 콘(kon) 및 슈미트(Schmidt)에게 허여된 미합중국 특허 제4,488,928호에는 다양한 와이어(wire) 성형면 또는 벨트 성형면상에 섬유를 충적시키기 위하여 진공 흡입 방식을 사용하는 방법이 기재되어 있다.
상기한 과제에 대한 막대한 투자에도 불구하고, 다양하게 변형시킬 수 있으나 세밀하게 조절할 수 있고, 투수성, 부풀음성, 흡수성, 유체투과성, 가요성 또는 강도, 및 밀도와 같은 적정 특성을 갖는 부직포가 여전히 요구되어 왔다.
본 발명에 따라 전술한 바와 같이 개인 위생 용품, 가정용품, 자동차 및 위생용품등의 분야에 사용할 수 있고 걸레, 배스매트, 수건등의 목적으로 사용할 수 있도록 조절된 상태의 다공성, 유체 투과성, 흡수성 및 다른 물리적 특성을 갖는 개선된 부직포를 제공하게 된다. 본 발명에 따라, 부직포는 상호 결합된 열가소성 섬유들의 열로 구성된다. 본 발명의 부직포는 웨브의 기부면으로부터 연장된 중공 돌출부들을 갖는 형태로서, 섬유 또는 필라멘트들은 돌출부들 사이의 랜드 부분(lard area)보다 이 중공 돌출부들에서 더 큰각으로 배열된다. 본 발명에 따른 돌출부들은 ㎠당 1개 내지 80개가 위치하여, 완전히 신장된 섬유들의 기부면으로부터 측정한 높이는 0.3mm 내지 25mm사이가 된다. 본 발명의 웨브의 평균 부풀음성 밀도는 0.001g/cc 내지 0.11g/cc사이이다. 본 발명에 따른 섬유 직경은 1 마이크론 내지 100마이크론 사이이다. 웨브의 랜드 부분과 돌출부 사이의 섬유 배열 편차로 중요한 변수가 된다. 본 발명에 따르면 돌출부들의 섬유 또는 필라멘트들은 랜드 부분의 필라멘트 또는 섬유들에 비해 최소한 5°이상의 큰 각으로 배열된다. 또한, 본 발명의 웨브의 돌출부들 사이의 체적에 대한 돌출부들의 체적의 체적비는 기부 및 돌출부들의 상부에서 측정한 양 경우에 약 1 내지 250 사이가 된다. 본 발명에 따르면, 웨브를 형성하는 필라멘트 또는 섬유들은 당해 기술에 공지되어 있고 전술한 멜트블로잉 공정 및 스펀결합공정을 포함한 여러 방법으로 제조할 수 있다. 웨브 내의 중공 돌출부는 여러 방법으로 성형한다. 그러나, 돌출부들을 갖는 표면상에 진공을 가하여 성형하거나 또는 필라멘트들을 수납하는 면과 반대되는 면에 진공을 가하여 다공성 면상에서 성형하는 방법을 사용하여 섬유 또는 필라멘트들에 압력 편차를 인가하여 적합한 섬유 배열 및 부풀음성 밀도를 얻는 것이 좋다.
다른 실시예에서 본 발명의 부직포는 섬유를 성형면 내의 돌출부들 위에서 압압하여 형성하거나 또는 섬유를 성형면 내로 압력편차를 이용하여 압압시킴으로써 형성되는 구멍을 갖는다. 다시 예컨대 깎음질과 같은 다양한 후처리를 수행할 수도 있다. 본 발명은 구멍을 갖는, 또는 구멍을 갖지 않는, 중공 돌출부들을 갖는 부직포와 결합된 제품, 예컨대 생리대, 기저귀 및 실금용 의류와 같은 개인 위생 용품 및 걸레, 배스매트, 수건등과 같은 제품도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
이제 본 발명을 적합한 실시예와 관련하여 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다. 첨부된 특허 청구 범위로 정의되는 본 발명의 분야 및 정신에 포함되는 모든 변형, 수정 및 균등물은 본 발명에 속하는 것으로 간주한다.
본문에서 사용하는 특정 용어는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 정의한 것이다. "기부면"이라는 용어는 돌출부들에 대해 반대되는 표면을 따른 면을 말하는 것이거나, 또는 양면에 모두 돌출부들이 마련된 경우에는 돌출부들을 무시한 상태에서 평면인 웨브에 대해 평행한 중심선을 따라 취한 면을 말한다. "부풀음성 밀도"라 함은 돌출부들로부터 반대되는 웨브면과 돌출부들의 평균 높이 사이의 간격인 웨브의 두께를 나타내기 위해 사용하는 웨브의 밀도를 말한다. 양면에 모두 돌출부들을 갖는 웨브의 경우에, 이 두께는 기부면의 중심으로부터 양측의 돌출부들의 평균 돌출높이를 합한 값이 된다. 본문에서 사용하는 "웨브 밀도"는 돌출부들 사이의 랜드 부분내의 밀도를 나타낸다. 본문에서 사용하는 "섬유 배열"이라는 용어는 섬유 또는 필라멘트들이 평행한 방향으로 위치하려는 경향을 나타낸다. 이는 각도로 나타내며 Cambridge 600 SCM 사진 및 Cambridge Instruments Quantimet 900상 분석기를 사용하여 측정한다. 이 장치는 섬유 또는 필라멘트 방위를 나타내는 지시인자로서 섬유 또는 필라멘트 사이의 구멍 방위를 측정하도록 설치한다. 구멍에 사용되는 기준은 다음과 같다. 32페레트(feret)시스템(5.625°의 정밀도를 포함함)구멍들은 10마이크로미터 이상이어야 하고, 구멍들은 형상 계수 L2/4A 2.0으로서 연신되어야 하며, 적절한 사인 값(Sine values)이 0 내지 1.1 사이로서 0°내지 100°사이의 적절한 각으로 되어야 한다(분류 오차를 피하기 위함임).
본 발명이 웨브의 구조를 개선하기 위한 것이기 때문에, 원료는 임의의 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 전술한 일반적인 특성을 제한하지 않는 한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리스티렌을 포함한 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 테레프탈레이트를 포함한 폴리에스터, 및 나일론을 포함한 폴리아미드와 같은 열가소성 중합체를 사용할 수 있다. 탄성 중합체성 폴리우레탄 및 블럭 공중합체를 포함한 탄성 중합체와 같은 다른 열가소성 중합체도 사용할 수 있다. 전기 물질들의 적합한 혼합물도 사용할 수 있다. 부가해서, 이후에 상술하는 바와 같이 왁스, 충진제 등과 같은 첨가제를 섬유 성형 공정에 적정량을 첨가하여 적합한 결과를 얻을 수도 있다. 다른 섬유 또는 필라멘트 성형 물질도 당해 기술에 숙달된 자에 의해 제안될 수 있으며, 예컨대 유리등도 제안될 수 있다. 섬유는 용액으로부터 형성하며, 예컨대 비스코스로부터 형성할 수도 있다. 이들 성분들에 필요한 사항은 이들 성분등이 본 발명의 성형면 상에 적층될 수 있고 성형면에 따른 방법에 의해 상호 결합되거나 또는 열결합 될 수 있는 형태의 필라멘트 또는 섬유들로 방적될 수 있어야 하는 것이다.
상기 대부분의 중합체들이 소수성이기 때문에, 습윤성 표면이 필요한 경우에는 당해 기술에 공지된 방법을 따라 상기 중합체들에 적절한 계면활성제를 첨가한다. 이들 계면활성제로는 예컨대 소디음 디옥틸 술포석 시네이트(American Cynamide에서 발매되는 Aerosol OT), 및 알킬 페녹시 에타놀(Rhom & Haas에서 발매되는 Triton X-100)과 같은 음이온성 또는 비이온성 계면활성제가 포함되나, 이에 국한되지는 않는다. 계면활성제 첨가제의 양은 당해 기술에서 자명한 바와 같이 최종목적에 따라 결정한다. 염료, 충진제, 안정화제등과 같은 다른 첨가제도 첨가할 수 있다. 이들 첨가제들의 사용에 대해서는 예컨대 1983. 2. 22.자로 본슬레저(Bornslaeger)에게 허여된 미합중국 특허 제4,374,888호, 및 1978. 1. 24.자로 웨브(Weber)에게 허여된 미합중국 특허 제4,070,218호를 참조할 수 있다.
본 발명에 의해 제조되는 부직포의 기본 중량은 그 사용 목적에 따라 다양하게 할 수 있다. 예컨대, 기본 중량이 10g/㎡ 내지 50g/㎡사이이거나 또는 이보다 더 가벼운 기본 중량을 갖는 경량 웨브들은 일회용 기저귀의 내층, 또는 생리대와 같은 다른 개인 위생용품의 카버, 내층, 또는 전달층으로 사용할 수 있다. 상기 제품들의 전달층은 흡수층과 내층 사이에 위치하여 내층을 통과하는 유체를 흡수 매질을 최대로 이용할 수 있도록 하는 방법으로 분산시킨다. 보다 무거운 기본 중량을 갖는 웨브들은 수건, 타월 등에 사용할 수 있는데, 이들은 일반적으로 약 20g/㎡ 내지 약 70g/㎡사이의 기본 중량을 갖는다. 기본 중량이 약 70g/㎡ 내지 약 300g/㎡사이, 또는 이보다 더 무거운 기본 중량을 갖는 제품들은 보다 강하게 가공하여 예컨대 자동차 앞유리 걸레 또는 가정용으로 사용할 수 있다. 예컨대 배스매트와 같은 제품의 경우에는 본 발명에 따라 제조되는 중공 돌출부를 갖는 부직포를 흡수제 바닥층으로 적층시켜, 제품에 필요한 흡수성 및 강도를 제공한다. 당해 기술에 숙달된 자는 다른 제품들 및 이들 조합에는 유사한 기본 중량 또는 상이한 기본 중량을 갖는 부직포가 필요함을 용이하게 알 수 있다. 이에 대해서는 도면을 참조로 하여 이후에 설명한다.
본 발명에 따라 제조되는 부직포에 있어서의 돌출부의 수효는 단위 ㎠당 약 1개 내지 80개가 되며, 대부분의 경우에는 ㎠당 약 5개 내지 50개가 적합하다. 개개의 돌출부들의 형태는, 그 성형 방법에 따라 좌우되나, 돌출부들은 중공이어야 하고 그 높이는 약 0.3mm 내지 25mm, 적합하게는 약 0.5mm 내지 약 10mm 사이로 하는 것이 적정특성을 제공할 수 있다. 예컨대, 돌출부들을 너무 높게 하면, 이들은 유체 전달속도를 느리게 하거나, 파손되는 경향이 있거나, 또는 그 자체가 접혀지는 경향이 있는데, 이들 모든 현상들은 사용목적에 따른 웨브의 효율을 감소시키게 된다. 한편 중공 돌출부의 높이를 너무 낮게 하면, 특히 개인 생리 용품에서 요구되는 오염 은폐 효과 및 역류 방지 특성을 증진시키기 위해 필요한, 돌출부들과 접촉된 상태로 위치하는 흡수층 또는 다른 층들과의 필요한 격리 상태를 제공하지 못하게 된다.
본 발명의 또 다른 특성은 돌출부에서의 섬유 또는 필라멘트들이 랜드 부분의 섬유 또는 필라멘트들 보다 고도로 평행한 방향으로 향하는 것이다. 이는 성형면 상의 돌출부들 위에서 섬유 또는 필라멘트들을 당기거나 또는 성형면 내의 구멍들을 통해 인발할 때 섬유에 가해지는 압력편차에 의해 이루어진다. 상기 양자의 경우에 있어서 돌출부에서는 정렬이 랜드 부분에서의 정렬보다 최소한 5°이상 크게 된다. 전술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 임의의 웨브는 45°의 각을 가지나, 각이 증가되었다는 것은 섬유 또는 필라멘트의 정렬 상태가 증진되었음을 나타낸다. 본 발명을 특정 이론에 국한시키는 것은 바람직한 것은 아니나, 본 발명의 웨브의 유체 투과 능력이 증진되는 것은 위와 같이 정렬 상태가 증가된 것도 그 일익을 담당하는 것으로 판단된다. 섬유 또는 필라멘트 사이 및 그 내부의 모세관들은 유체 투과력을 증진시키고 투과 상태를 용이하게 해준다.
전술한 장점을 얻기 위해서는, 대부분의 경우에는 중공 돌출부는 원추형 형태이거나 또는 원추형을 형성하도록 돌출되어야 한다. 본문에서 "원추형"이라는 용어를 사용하나, 당해 기술에 숙달된자는 쉽게 알 수 있듯이 주어진 돌출부의 실제 형태는 다양하게 할 수 있으나, 이들 경우에 있어서 평균적인 돌출부는 그 형태 또는 연장 형태가 원추형과 유사해야 된다. 돌출부의 중공 심재는 일반적으로 돌출부를 성형하는 방법에 의해 결정된다. 예컨대, 핀을 갖는 표면상에 섬유들을 적층시켜 돌출부를 성형하게 되면, 심재 형태는 핀의 대체적인 형태와 유사하게 된다. 한편, 다공성 반송기에 압력 편차를 인가하여 돌출부를 성형하면, 중공심재의 형태는 반송기 내의 개구부에 의해 결정된다. 본문에서 사용하는 "중공"이라는 용어는 돌출부의 심재 부분에 섬유 또는 필라멘트들이 존재하는 것을 완전히 배제하는 것은 아니다. 반대로, 당해 기술에 숙달된 자에게는 자명하듯이, 전술한 성형 공정은 공기 흐름의 가변성, 섬유 특성 및 다른 변수에 의해 심재 내에 섬유들을 잔류시킬 수도 있다. 따라서, 본문에서 사용하는 "중공"이라는 용어는 주어진 돌출부의 심재 또는 중심선이 랜드 부분 또는 돌출부 벽과 비교할 때 섬유 또는 필라멘트들의 밀도가 매우 낮은 통로를 의미한다. 심재의 형태 및 크기를 다양하게 할 수 있으나, 개인 위생용품에 적합한 특정 사용예에서는 중공심재는 심재를 포함한 돌출부의 비율로 나타내어지는 약 0.25 내지 0.75 적합하게는 약 0.3 내지 0.6의 체적을 갖는다. 한편, 적합한 실시예에서는 기부면과 돌출부 상부사이에서 측정한, 돌출부 사이의 체적에 대한 돌출부의 체적의 체적비는 약 1 내지 250사이이다.
본 발명의 부직포를 제조하는데 사용하는 섬유 또는 필라멘트는 다양한 형태, 직경, 단면, 및 길이를 갖는다. 예컨대, 연속된 스펀결합된 필라멘트를 사용할 수도 있으며, 평균직경이 작은 연속, 또는 불연속의 멜트블로운 미세섬유도 사용할 수 있다. 나아가서, 초흡수제 분말, 액체, 또는 목재 펄프와 같은 자연 섬유등의 첨가제를 필요한 최종 사용 목적에 따라 상이한 중량으로 혼입할 수도 있다.
적합한 일 실시예에 있어서 본 발명의 부직포 내의 구멍크기 분포는 섬유 또는 필라멘트로 방적되는 중합체에 탄화수소 공정 보조제를 첨가함으로써 또한 조절할 수 있다. 이러한 탄화수소 공정 보조제에는 용탕 강도와 같은 중합체 유동 특성을 증진시키는 윤활제 역할을 하는 성분들이 포함되어 있다. 이러한 예로는 파리핀 왁스, 합성 왁스, 산화된 왁스 또는 산화되지 않은 왁스 등이 있다. 예컨대, 중합체가 폴리에틸렌일 경우에는, 중합체에 왁스를 50중량%정도, 적합하게는 약 5 내지 15중량%를 방적전에 첨가한다. 이와 같이 하여 제조된 웨브는 미세섬유들을 갖게 되어, 촉감이 개선되고 이후에 제31도 및 제32도를 참조로 하여 설명하는 바와 같이 작은 구멍크기 분포를 나타내고 큰 구멍의 수효는 보다 적어지게 된다. 사용이 가능한 탄화수소 공정 보조제로는 Frank B. Ross, Jr, Co. 사이에서 발매되는 Ross Wax 165와 같은 파라핀 왁스를 들 수 있다. 제15도를 참조로 하여 이후에 상술하는 바와 같이, 돌출부들 사이에서 캘린더링을 하여도 조절된 구멍 크기 분포를 마찬가지로 얻을 수 있다. 대부분의 경우에는 전술한 바와 같은 미세공 구조뿐만이 아니라 큰 구멍을 갖도록 하는 것이 중요하다. 큰 구멍들은 특정 경우에는 중공 돌출부들 사이의 랜드 부분에 위치하거나, 또는 돌출부들을 개방된 상태로 성형하거나 또는 성형후에 돌출부의 폐쇄된 부분을 제거함으로써 약간의 돌출부 또는 전체 돌출부에 성형할 수도 있다. 이러한 구멍들을 형성하는 방법은 제15도, 제17도 및 제19도 내지 제21도를 참조로 하여 이후에 상술한다.
이제 제1도를 참조하여 본 발명에 다른 중공 돌출부를 갖는 부직포 제조방법의 하나를 설명한다. 도시한 바와 같이, 성형장치(10)은 지지로울(12), (14)주위의 설치되는 연속 순환 벨트인 성형벨트(16)은 포함하는데, 상기 지지로울(12), (14)는 그중 하나 또는 양자 공히 도시되지 않은 모터등의 수단에 의해 구동된다. 성형벨트(16)은 벨트로부터 외측으로 연장된 핀(18)을 포함한다. 이들 핀들의 크기 및 수효는 필요한 목적에 적합한 돌출부들의 형태 및 배열을 갖는 웨브를 제조할 수 있도록 선택한다. 돌출부의 형태는 웨브에 필요한 돌출부의 형태에 따라 가변시킬 수 있다. 제1도에는 섬유 성형 과정도 개략적으로 도시하였는데, 여기에서 멜트블로잉 다이, 스펀 결합다이 또는 분사노즐과 같은 섬유성형 장치(20)은 용융 필라멘트(26)을 압출한다. 압출된 섬유(26)은 대응된 중공 돌출부(30)을 갖는 웨브(28) 형태로 성형벨트(16)상에 적층된다. 웨브(28)은 다른 처리공정으로 향하게 할 수도 있으며, 도시한 바와 같이 로울(32)로 권취할 수도 있다.
제2a도는 제1도의 성형벨트(16)으로 사용할 수 있는 하나의 성형면을 상세하게 사시도로 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예의 성형면은 평면 금속판(80)으로서 금속면으로부터 외측으로 향해 위치하는 원추형 핀(34)를 갖는다. 본 실시예에서 금속판(80)은 또한 구멍(82)도 포함되는데, 이는 필라멘트(26)(제1도)에 가해지는 압력편차를 증가시키기 위해 진공을 인가시키는데 사용된다. 제2b도는 제2a도에 도시한 성형면을 선 2A-2A 따라 취한 횡단면도를 나타낸 것이다. 도면에는 평면판으로 도시하였으나, 이 성형면은 당해 기술에 숙달된 자에게는 자명하듯이 벨트, 와이어 또는 로울의 일부로 할 수도 있다.
제3a도는 다른 성형면(38)을 도시한 것인데, 이 성형면은 외측으로 연장된 절두원추형의 핀(40)과 필라멘트(26)(제1도)이 적층되는 면과 반대되는 면상에 가해지는 진공에 대해 개방되어 있는 구멍(42)를 갖는다. 제3b도는 선 3A-3A를 따라 취한 제3a도의 성형면의 횡단면도이다. 도면에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 본 실시예에서의 핀(40)은 그 연장부가 원추형(84)를 형성할 수 있는 형태로 되어 있다.
제4a도 및 제4b도는 돔(dome)형 구조로 된 돌출부(46)을 갖는 또 다른 성형면(44)를 도시한 제2a도 및 제2b도와 유사한 도면이다.
제5도는 다른 성형공정을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 기계방향 필라멘트(58) 및 기계횡방향 필라멘트(56)으로 되어진 벨트 또는 와이어(48)은 지지로울(50), (52) 주위로 반송되는데, 이들 지지로울(50), (52)는 그중 하나 또는 양자 공히 모터장치(도시안됨)에 의해 구동된다. 필라멘트(60)은 예컨대 1976. 8. 31.자로 분틴(Buntin), 켈러(Keller), 및 하딩(Harding)에게 허여된 미합중국 특허 제3,978,185호에 기재된 방법과 같이(이는 본문에서 참조로 함), 멜트블로잉 다이(64)로부터 압출되어 도관(22), (24)내에서 공기와 접촉되어 형성된다. 이 필라멘트는 다이(64)로부터 방사되어 벨트(48)상에 집적된다. 흡입박스(62)는 불규칙적인 상태로 얽혀져 있는 필라멘트들에 진공을 인가하여 압력편차를 이루는 포킷을 형성하여 웨브 저면으로부터 중공 돌출부를 인발시킨다. 이와같이 하여 제조된 웨브(66)은 돌출부를 갖게 되며, 다음 공정으로 이송된다.
제6a도는 제5도에 도시한 장치에 사용할 수 있는 다른 벨트 구조를 도시한 것이며, 제6b도는 선 6A-6A를 따라 취한 제6a도의 벨트의 횡단면을 도시한 것이다. 이 벨트는 대체로 6각형의 돌출부를 제공하게 된다.
제7a도는 다른 와이어 구조를 도시한 것이며, 제7b도는 선 7A-7A 따라 취한 제7a도의 와이어의 횡단면도이다.
제8a도는 제3의 다른 와이어 구조를 도시한 것이고, 제8b도는 선 8A-8A를 따라 취한 와이어의 횡단면도이다.
제9도 내지 제11도는 제2a도 내지 제4a도에 도시한 성형면 상에서 성형된 웨브를 개략적으로 도시한 것이다.
제9도에 도시한 웨브에서는 중공 돌출부(86)은 대체로 원추형이고 중공심재(88)을 갖는다. 각각의 돌출부(86)은 핀(34)(제2a도)와 대응된다. 돌출부(86)은 웨브를 성형면으로부터 발출한 후에도 그들의 형태를 유지할 수 있는 상태로 성형된다. 본 실시예에서는 구멍(82)에 대응되게 만입부(90)도 성형된다. 본 실시예에서 기본 중량의 작은 웨브를 사용하거나 또는 웨브상에 고진공을 인가하게 되면, 상기 만입부(90)은 웨브의 랜드 부분내에 위치하는 구멍으로 성형된다. 제10도는 웨브의 핀(40)(제3a도)과 대응되는 형태로 성형된 중공 돌출부(92)를 갖는다. 핀(40)(제3a도)의 연장부와 원추형(84)(제3a도)를 형성하는 것과 마찬가지로, 돌출부(92)의 연장부도 대체로 원추형을 이루게 된다. 본 실시예에서는 증가된 진공을 인가시켜 높은 압력편차를 발생시킴으로써 랜드 부분내의 구멍(94)를 성형한다. 제11도는 제4a도의 성형면 상에서 성형된 웨브를 마찬가지 방법으로 도시한 것이다. 본 실시예에서 중공 돌출부(96)은 원형이나 그 연장부는 원추형을 이루게 된다. 제9도의 실시예에서와 마찬가지로, 성형 조건은 만입부(98)을 형성할 수 있는 상태로 한다.
제12도 내지 제14도는 제6a도 내지 제8a도의 성형면 상에서 성형되는 웨브의 형태를 개략적으로 도시한 것이다. 제12도의 웨브는 대체로 6각형이나 그 연장부는 구멍(61)(제6a도)에 대응되는 원추형을 형성할 수 있는 중공 돌출부(100)을 포함한다. 이 돌출부는 성형면상에 압력편차를 인가함으로써 개구된 구멍형태를 되어 있다. 제13도의 웨브는 구멍(106)을 감싸는 필라멘트 형태(104)에 의해 형성되는 확실하게 형성되지 않는 돌출부(102)를 나타낸다. 마찬가지 방법에 의해 제14도의 웨브도 와이어(63)(제8a도)에 가해지는 진공에 의해 필라멘트 형태(108)에 의해 성형되는 중공 돌출부(107)을 갖게 된다.
제15도는 본 발명의 웨브의 특히 랜드 부분의 다공성을 조절하는 하나의 방법을 개략적으로 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 돌출부(112)를 갖는 웨브(110)은 성형면(111)과 함께 캘린더로울(calender roll)(116,118)사이의 닙(nip)(114)를 통해 도시한 방향으로 이동된다. 상기 로울들은 그 사이에 위치한 웨브 및 성형면에 압력을 가하여 랜드 부분(122)를 주로 압출시킨다. 이 단계는 또한 특히 로울(118)이 중합체 용융점 부근으로 가열될 경우에 느슨해진 섬유들을 제거함으로써 구멍(120)을 변형시키는 역할도 한다. 이 느슨해진 섬유들은 중합체 부분(119)에서 로울(118)에 부착되어 블레이드(121)로 제거된다. 적합한 실시예에서는 양 로울들을 가열하되 하부로울(118)을 더 높은 온도로 가열하여, 중합체(119)가 우선적으로 부착되도록 한다. 필요하면 상기 로울들 중의 하나를 예컨대 제6a도에 도시한 바와 같은 면을 갖고 진공이 가해지는 성형면 역할을 하도록 하여, 웨브를 닙(114) 또는 이에 인접해서 성형할 수도 있다. 상기 경우에 웨브는 닙을 유지하기에 충분한 압력하에 캘린더링 처리된 후에, 랜드 부분(122)에서 압축되어 랜드 부분의 다공성이 감소되어 지게 된다.
제16도는 제15도에 도시한 캘린더링 방법을 사용하여 변형시킨 웨브를 상세히 도시한 것이다. 이 경우에 랜드 부분(122) 사이의 돌출부들은 구멍(124)를 포함하게 된다.
제17도는 고온을 사용하는 다른 천공단계중의 하나를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 돌출부(123)은 웨브(125)로부터 아래로 연장되는데, 상기 웨브는 안내로울(126)을 지나 닙(128)로 향하는데, 닙(128)은 로울(130), (132) 사이의 고정 간극이 된다. 상기 양 로울들은 회전을 하며, 하부로울(132)는 웨브(125)를 형성하는데 사용하는 중합체의 용융점 이상의 온도로 가열한다. 적합한 실시예에서 로울(130)은 시트의 강도를 감소시키기 위해 냉각시킨다. 돌출부들을 덮고 있는 섬유들은 로울(132)에 부착되어 성형된 구멍(134)로부터 발출된다. 로울에 부착된 중합체(133)은 블레이드(136)으로 제거되며, 웨브는 안내로울(138)에 의해 인발된다.
제18도는 제17도에 도시한 방법에 의해 성형된 웨브(125)를 도시한 것이다.
제19도는 제1도에 도시한 것과 같은 공정에 사용하여 천공된 돌출부가 있는 웨브를 성형하는 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 일반적으로, 핀(144) 및 진공이 인가되도록 되어진 개구부(146)을 갖는 반송기(142)상의 웨브(140)은 강모(150)으로 덮혀 있는 외부면을 갖는 브러시 로울(148)과 접촉된다. 강모는 핀사이의 부분내로 약간 연장되어 섬유(152)를 핀(144)의 상부로부터 제거되도록 압압하여 구멍(154)를 형성하게 된다.
제20도는 다른 돌출부 천공장치를 마찬가지 방법으로 도시한 것이다. 본 실시예에서 웨브(156)은 핀(160) 및 개구부(162)를 갖는 반송기(157)상에서 지지되어 슬리트(slit)(166)을 갖는 공기 덕트(164) 하부를 통과하게 되는데, 상기 슬리트는 웨브(156)에 공기를 분사하여 필라멘트(158)이 핀의 상부로부터 제거되도록 하여 구멍(169)를 형성하게 된다.
제21도는 제1도 또는 제5도에 도시한 장치로부터 성형되는 웨브의 사용할 수 있는 다른 천공단계를 도시한 것이다. 본 실시예에서 돌출부(302)를 갖는 웨브(300)은 도시한 방향으로 공기 슬로트(306)을 갖는 앤빌(anvil)(304)위로 이동한다. 블레이드(308)은 피보트(310) 주위에서 회전하여 돌출부(302)의 상부를 깎아 내어 구멍(312)를 형성한다. 슬로트(306)을 통해 분출되는 공기 흐름은 깎여진 섬유(314)와 정렬되어 이들 섬유의 제거를 쉽게 해준다. 깎여진 웨브는 지지로울(316)위로 인발되어 저장되거나 또는 다른 공정으로 반송된다. 적합한 실시예에서는 목재펄프와 같은 흡수재일 수도 있는 부가적인 섬유(318)을 돌출부(302)가 있는 웨브(300)의 면상에 적층시킨다. 이들 섬유는 치(322)를 가지며 피보트(324)를 중심으로 회전하는 피커로울(picker roll)(320)을 사용하여 첨가한다. 제22도는 목재펄프(328)이 첨가된 제21도의 단계로부터 제조된 깎여진 웨브(326)을 개략적으로 도시한 것이다.
제23도는 본 발명에 따른 커버(163), 흡수제(168) 및 배플(170)을 나타내기 위해 부분 절췌한 통상적인 형태의 생리대(161)을 도시한 것이다.
제24도는 제23도의 선 24-24를 따라 취한 제23도에 도시한 생리대(161)의 횡단면을 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 돌출부(172)는 흡수재(168)과 접촉되어 랜드 부분(171)이 접촉되는 것을 제한하여 랜드 부분의 분리상태를 제공하고, 유체의 역류를 방지하는 상태하에서 유체가 흡수재 내로 흡수되는 것을 허용하게 된다.
제25도는 기본 중량이 무거운 본 발명의 재료로 성형한 걸레를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 걸레(173)은 그 외부면이 외측으로 돌출된 중공 돌출부(176)을 갖는 웨브(174)로 되어진 패드로 구성된다. 본 실시예에서, 돌출부(176)들은 천공되지 않는다.
제26도는 제25도의 선 26-26을 따라 취한 제25도의 걸레를 횡단면도로 도시한 것으로서, 중심 스폰지 패드(178)도 도시하고 있는데, 이 패드는 사용할 목적에 적합한 강도를 갖는 예컨대 폴리우레탄을 사용할 수 있다. 제조의 편의를 위해, 카버(174)를 이등분된 상태로 성형한 후 이들을 선(180)을 따라 당해 기술에 공지된 열봉착 또는 접착제들을 사용하여 주연부에서 결합시킨다.
제27도는 중공 돌출부(186) 및 랜드 부분에서는 구멍(188)을 포함하는 카버(184)를 갖는 수건(182)를 도시한 것이다.
제28도는 제27도의 선 28-28에 따라 취한 제27도의 수건의 횡단면도를 나타낸 것이다. 수건은 제25도에 도시한 걸레와 대략 같은 방법으로 성형되나 중심 패드가 보다 얇고 예컨대 티슈, 스펀결합된 부직포 또는 멜트블로운 부직포와 같은 흡수층 또는 강도 보강층(190)을 갖는 것이 다르다. 주연부선(192)를 따라 결합하는 것은 마찬가지이다.
제29도는 본 발명을 배스매트 형태로 성형한 제품을 나타낸 것이다. 배스매트(194)는 외측으로 연장된 중공 돌출부(198) 및 랜드 부분의 구멍(200)을 갖는 본 발명의 부직 웨브를 포함하는, 적층된 보행면(196)을 포함한다. 일실시예에서는 흡수층(202)를 펄프 플러프(fluff)로 성형하는데, 이는 결합되게 되면 배스매트에 적절한 강도를 제공하게 된다. 제29도의 선 30-30을 따라 취한 횡단면도인 제30도를 참조하여 보면, 바닥층(206)은 유체 불투과성 재료 또는 고무형태의 부직재로 구성한다. 어느 경우에도, 노출되는 바닥면은 사용시에 미끄러지지 않도록 충분한 마찰계수를 가져야 한다.
제31도는 빈도에 대한 구멍 크기 분포를 퍼센테이지로 나타낸 것이다. 실선은 실시예 9의 처리되지 않은 웨브를 나타내며, 점선은 캘린더 처리되고 왁스가 없는 실시예 24의 본 발명의 재료를 나타낸다. 파선은 왁스를 포함하는 실시예 21의 재료를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 왁스를 사용하거나 또는 캘린더 처리를 하게 되면 미세공의 빈도를 월등히 증가시켜, 특히 생리대의 내층으로 사용할 경우에 웨브의 은폐력을 강화시키게 된다. 미세공들은 예컨대 월경액의 포집을 방해하여, 청결하고 건조한 카버재료를 제공하게 된다.
제32도는 구멍크기를 전체 개방(개구)면적에 대한 퍼센 테이지로 표시한 것을 제외하고는 동일 재료를 동일 방법으로 표시한 유사한 그래프이다. 다시, 이 그래프는 적절한 미세공들의 큰 집중도를 보여준다.
당해 기술에 숙달된 자에게는 자명하듯이, 본 발명은 다양한 제품형태로 할 수 있으며, 전술한 설명은 단지 몇개의 적합한 실시예만을 도시한 것이다.
이제 본 발명을 특정 실시예들을 참조로 하여 설명하겠다.
[실시예]
[실시예 1]
제1도에 개략적으로 도시한 장치를 사용하여, 제9도에 도시한 바와 같은 중공 돌출부들을 갖는 웨브를 성형하였다. 사용된 중합체는 Dow XV-61800.06으로 표시되는 선형 저밀도 폴리에틸렌이었다. 다이선단의 오리피스들의 직경은 0.3686mm이고, 온도 273℃, 압력 10.82kg/㎠(154psi)로 가동시켰다. 압출된 중합체는 그 양측면에서 온도 288℃, 압력 0.07kg/㎠, 유동비 55SCFM의 주공기와 접촉시켰다. 생산비는 0.429kg/cm-hr(2.41b/in-hr)이었으며 이를 22.86cm의 폭으로 포집하였다. 성형면은 ㎠당 15개의 돌출부가 있는 제2a도에 도시한 성형면을 사용하였으며, 각각의 돌출부는 원추형으로서 기부 직경이 1.5mm이고 높이는 6.25mm이다. 성형면은 기본 중량 30.33g/㎡의 웨브를 제조할 수 있도록 구동시켰다.
[실시예 2]
실시예 1을 반복하되 성형면을 기본 중량 101.1g/㎡의 웨브를 제조할 수 있는 비율로 구동시켰다.
[실시예 3]
실시예 2를 반복하되 통상적인 멜트블로잉 공정을 사용하고 돌출부가 있는 성형면을 사용하지 않고 기본 중량 30.31g/㎡인 웨브를 제조하였다.
[실시예 4]
Exxon 3145로 표시되는 폴리프로필렌을 사용하여 실시예 1을 반복하였다. 본 실시예에서는 다이선단을 온도 234℃, 압력 7.31g/㎠(104psi)로 가동시켰다. 주공기의 온도는 204℃로 하고 유동비 60SCFM로 하였으며, 제조되는 웨브의 기본 중량은 30.33g/㎡이었다.
[실시예 5]
성형면을 기본 중량 101.1g/㎡인 웨브를 제조할 수 있는 비율로 구동시켜 실시예 4를 반복하였다.
[실시예 6]
실시예 3에서의 표준 멜트블로잉 방법을 사용하여 실시예 5를 반복하였다.
[실시예 7]
전기한 실시예들의 가동 상태를 Estane 58887로 표시되는 폴리우레탄으로부터 기본 중량 250g/㎡인 웨브를 0.429kg/cm-hr의 비율로 제조할 수 있도록 변경하였다.
[실시예 8]
제5도에 개략적으로 도시한 공정을 사용하여 제12도에 도시한 바와 같은 개구된 중공 돌출부들을 갖는 웨브를 성형하였다. 성형면은 제6a도에 도시한 형태를 사용하여 ㎠당 63개의 돌출부를 갖고 개구부의 평균직경이 526마이크론인 웨브를 제조하였다. 중합체는 폴리에틸렌(Dow Chemical에서 발매되는 Dow XV 61800.06)을 사용하여 용탕온도 329℃, 공기온도 274℃, 공기 유동비 140SCFM 상태에서 압출하였으며, 7.6cm의 간격으로 포집하였다. 포집면은 기본 중량 59g/㎡의 웨브를 제조할 수 있는 비율로 구동시켰다.
[실시예 9]
구멍크기 721마이크론이고, ㎠당 39개의 개구된 중공 돌출부들을 갖는 웨브를 제조하도록 성형면을 교환하고, 웨브의 중량이 66g/㎡이 되도록 하여 실시예 8을 반복하였다.
[실시예 10]
㎠당 26개가 위치하고 평균직경이 855마이크론인 중공 돌출부를 갖는 웨브를 제조하도록 성형면을 교환하여 실시예 8을 반복하였다.
[실시예 11]
기본 중량이 58g/㎡이고, 평균직경이 1171마이크론인 개구된 중공 돌출부를 ㎠당 20개를 갖는 웨브를 제조하도록 성형면 및 가동조건을 변경시켜 실시예 8을 반복하였다.
[실시예 12]
제7a도에 도시한 성형면을 사용하고, 가동조건을 기본 중량 54g/㎡이고, 평균직경 686마이크론인 개구된 중공 돌출부를 ㎠당 40개를 갖는 웨브를 제조하도록 변경하여 실시예 8을 반복하였다.
[실시예 13]
기본 중량이 84g/㎡이고, 평균직경이 1155마이크론인 개구된 중공 돌출부를 ㎠당 22개를 갖는 웨브를 제조하도록 성형면 및 가동조건을 변경하여 실시예 12을 반복하였다.
[실시예 14]
제8a도에 도시한 성형면을 사용하고, 기본 중량 54g/㎡이고, 평균 구멍폭이 450마이크론이고 개구면적 비율이 5.3%인 개구된 중공 돌출부를 갖는 웨브를 제조하도록 가동조건을 변경시켜 실시예 8을 반복하였다.
[실시예 15]
폴리프로필렌(Exxon 3145로 표시되는)을 사용하여 다음과 같은 성형조건하에서 실시예 9를 반복하였다. 용탕온도 307℃, 공기온도 232℃, 공기 유동비 100SCFM, 성형간격 7.6cm로 하고, 기본 중량 16g/㎡, 평균 구멍크기 721마이크론이 되게 조절하였음.
[실시예 16]
기본 중량을 33g/㎡이 되도록 하여 실시예 15를 반복하였다.
[실시예 17]
기본 중량을 37g/㎡으로 하여 실시예 15를 반복하였다.
[실시예 18]
기본 중량을 25g/㎡으로 하고 용탕온도를 316℃로 하여 실시예 9를 반복하였다.
[실시예 19]
중합체에 1중량%의 탄화수소 공정 보조제(파라핀 왁스인 Ross Wsx 165)를 첨가하여, 제조되는 웨브의 기본 중량이 23g/㎡으로 되게 하여 실시예 18를 반복하였다.
[실시예 20]
탄화수소 공정 보조제를 5중량%까지 높이고 이에 의해 제조되는 웨브의 기본 중량을 22g/㎡으로 하여 실시예 19를 반복하였다.
[실시예 21]
탄화수소 공정 보조제를 10중량%까지 증가시키고 이에 의해 제조되는 웨브의 기본 중량을 19g/㎡으로 하여 실시예 19를 반복하였다.
[실시예 22]
탄화수소 공정 보조제를 20중량%까지 상승시키고 이에 의해 제조되는 웨브의 기본 중량을 23g/㎡이 되도록 하여 실시예 19를 반복하였다.
[실시예 23]
본 실시예는 1976. 8. 31.자로 분틴등에게 허여된 미합중국 특허 제3,978,185호에 기재된 방법으로 제조된 기본 중량이 28g/㎡인 통상적인 멜트블로운 폴리에틸렌을 다음 조건하에서 실시한 것이다. 용탕온도 332℃, 공기온도 274℃, 공기 유속 120SCFM, 성형간격 19cm.
[실시예 24]
실시예 9의 웨브를 제15도에 도시한 바와 같이 양면에서 캘린더 처리를 하였다. 캘린더 처리된 웨브의 평균 구멍크기(폭)은 870마이크론이고 개구면적비는 22%이었다.
[실시예 25]
실시예 10의 웨브를 실시예 24에서와 같이 캘린더 처리하여 평균 구멍크기(폭) 961마이크론이고 평균 개구면적비가 18.3%인 웨브를 얻었다.
[실시예 26]
실시예 11의 웨브를 실시예 24에서와 같이 캘린더 처리하여 평균 구멍크기(폭) 1267마이크론이고 평균 개구면적비가 25.9%인 웨브를 얻었다.
[실시예 27]
실시예 9의 웨브를 제15도에서와 같이 캘린더 처리한 후 제21도에 도시한 섬유 첨가 장치를 사용하여 섬유층을 첨가하였다. 첨가된 섬유는 킴벌리-클라크사 제품으로서 펄프CR54이며 30g/㎡으로 첨가하였다.
[실시예 28]
실시예 10의 웨브를 실시예 27에서와 같이 처리하였다.
[실시예 29]
제5도에 도시한 공정으로서 용탕 온도 316℃, 공기 온도 260℃, 공기 유속 145SCFM, 성형간격 9cm로 하고 기본 중량 16.6g/㎡으로 하여, 직경 0.19cm인 엇갈린 원들을 갖고, 1inch2당 직경 0.25cm인 구멍을 115개 갖고 있고, 개구면적비 51%인 표면을 갖는 웨브를 성형하였다.
실시예 1 내지 실시예 23의 재료들을 본 발명에 따라 시험하여 그래브 강도(grab tensile), 연신도, 파단강도, 트랙열단성(trap tear), 부풀음성, 프래지어 다공성(Frazier porosity), 및 드레이프 특성(drape properties) 등을 특정하였다. 이들 시험의 결과를 다음 표에 기술하였다.
[표 1]
Figure kpo00001
실시예 9 내지 12의 재료를 상용으로 구득할 수 있는 생리제품(Always brand)("APA"로 표시)의 천공된 필름, 상용으로 구득할 수 있는 생리용품(Silhovette brand)("APB"로 표시)의 천공된 필름, 13g/㎡의 스펀 결합된 폴리프로필렌("SB"로 표시), 및 결합 및 카드 처리된 웨브("BCW"로 표시)와 함께 시험하여 표면 습도 및 오염 역류(blotter rewet)를 측정한다. 표면 습도는 유체가 가해진 후에 경과된 시간의 함수로서 재료의 표면 습도를 결정하는 도전성 탐짐봉을 사용하여 측정한다. 유체는 젤라틴으로 감싸여지는 기름 방울을 포함하며 표면 장력 55dyne/cm를 갖는다. Delmhorst Instrument Co.의 59E형 도전성 탐침봉이 감싸고 있는 시편에 3㎤를 첨가하였다. 정해진 시간 간격에 따라 도전치를 측정하고, 변환 계수로서 표준 붕괴곡선(decay curve)를 사용하여, 습도 함량%로서 기록하였다. 오염 역류 결과는 8㎤의 성분(1983. 8. 9.자로 Matthews 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,397,644호의 페이지 7, 라인 12이하에 기재된 성분, 단 계면활성제는 첨가안됨)이 시편으로부터 James River에서 구득할 수 있는 기본 중량 54.36Kg의 표준 Veri-Good 오염 물질로 전달되는 상태를 0.018kg/㎠(0.25psi)에서 3분, 0.035kg/㎠(0.5psi)에서 3분, 및 0.07kg/㎠(1psi)에서 3분간 측정하여 결정한다. 표 2는 본 발명에 따라 건조한 카버를 얻을 수 있는 것을 보여준다.
[표 2]
Figure kpo00003
전술한 방법으로 실시예 29의 재료의 랜드 부분과 돌출 부분의 섬유의 방위를 측정하였다.
이 결과를 다음 표 3에 기재하였다.
[표 3]
Figure kpo00004
제21도에 도시한 바와 같이 플러프를 첨가함으로써, 실시예 9, 10, 27 및 28의 흡수비는 계면활성제가 없는 성분을 8cc 첨가한 전술한 1983. 8. 9.자로 Mattews 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,397,644호에서와 같은 결과를 나타냈다.
이 경우에 6cc가 흡수된 시간을 기록하였다. 이 시험 결과는 각각의 실시예들에 대해 120초, 23초, 14.5초 및 11.8초 동안의 결과를 측정하였는데, 그 결과는 플러프층을 첨가하면 흡수비가 빨라짐을 나타내었다.
전술한 자료들이 보여 주듯이, 본 발명의 웨브는 개선된 특성을 나타내며 다양한 형태로 제조할 수 있기 때문에 가용성이 대단히 넓다. 본 발명의 웨브들이 전술한 바와 같이 돌출부들을 갖기 때문에, 개인 위생용품 및 다른 목적에 사용할 수 있는 성분으로서의 매우 유용한 재료를 제공하게 된다.
따라서, 본 발명에 따라 돌출부를 갖는 개선된 부직 웨브 및 전술한 본 발명의 목적, 목표 및 장점을 충족시킬 수 있는 그 제조 방법을 마련하게 된다. 이제까지 본 발명을 특정 실시예를 참조로 하여 설명하였으나, 전술한 설명에 의해 당해 기술에 숙달된 자는 본 발명을 변경, 수정 및 치환할 수 있다. 따라서, 다음에 첨부된 특허 청구 범위로 한정되는 본 발명의 분야 및 정신 내에 속하는 모든 변형, 수정 및 치환은 본 발명에 속한 것으로 간주한다.

Claims (77)

  1. 부직웨브로부터 외측으로 연장되고 랜드 부분에 의해 분리되는 중공 돌출부들의 열을 형성하는 섬유 또는 필라멘트로 구성되고, 섬유 또는 필라멘트들의 평균 각도가 랜드 부분에서 보다는 돌출부들에서 더 큰 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  2. 제1항에 있어서, 섬유 또는 필라멘트가 열가소성 수지로서 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 이들의 혼합물 및 혼성물로 구성되는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  3. 제2항에 있어서, 열가소성 수지를 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 이들의 혼합물과 혼성물로 구성되는 그룹에서 선택하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 돌출부들의 높이가 약 0.3 내지 25mm이고 돌출부들의 열이 ㎠당 약 1 내지 80개의 돌출부들로 구성되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 돌출부들의 높이가 약 0.5 내지 10mm이고 돌출부들의 열이 ㎠당 약 5 내지 50개의 돌출부들로 구성되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  6. 제4항에 있어서, 돌출부들에서의 섬유 또는 필라멘트의 평균각도가 랜드 부분에서의 섬유 또는 필라멘트에 비해 5°이상 큰 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  7. 제5항에 있어서, 돌출부들에서의 섬유 또는 필라멘트 정렬 각도가 랜드 부분에서의 섬유 또는 필라멘트의 정렬각도 보다 최소한 5°이상 큰 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  8. 제6항에 있어서, 부풀음성 밀도가 약 0.001 내지 0.11g/㎤ 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  9. 제7항에 있어서, 부풀음성 밀도가 약 0.001 내지 약 0.11g/㎤ 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  10. 제8항에 있어서, 기본 중량이 약 20 내지 300g/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  11. 제9항에 있어서, 기본 중량이 약 20 내지 300g/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  12. 제8항에 있어서, 기본 중량이 약 20 내지 70g/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  13. 제9항에 있어서, 기본 중량이 약 20 내지 70g/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  14. 제10항에 있어서, 돌출부들 사이의 체적에 대한 돌출부들의 체적비가 약 1 내지 250 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  15. 제11항에 있어서, 돌출부들 사이의 체적에 대한 돌출부들의 체적비가 약 1 내지 250 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  16. 제4항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  17. 제5항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  18. 제6항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  19. 제7항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  20. 제8항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  21. 제9항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  22. 제10항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  23. 제11항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  24. 제12항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  25. 제13항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  26. 제14항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  27. 제15항에 있어서, 돌출부들을 천공하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  28. 제4항에 있어서, 돌출부들이 원추형인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  29. 제5항에 있어서, 돌출부들이 원추형인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  30. 제6항에 있어서, 돌출부들이 원추형인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  31. 제7항에 있어서, 돌출부들이 원추형인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  32. 제16항에 있어서, 돌출부들이 연장에 의한 원추형인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  33. 제17항에 있어서, 돌출부들이 연장에 의한 원추형인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  34. 제4항에 있어서, 상기 돌출부들을 덮도록 그 위에 적층되는 흡수 섬유층과 결합되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  35. 제5항에 있어서, 상기 돌출부들을 덮도록 그 위에 적층되는 흡수 섬유층과 결합되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  36. 제16항에 있어서, 상기 돌출부들을 덮도록 그 위에 적층되는 흡수 섬유층과 결합되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  37. 제17항에 있어서, 상기 돌출부들을 덮도록 그 위에 적층되는 흡수 섬유층과 결합되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  38. 제4항에 있어서, 전체 돌출부의 평균체적에 대한 중공심재의 평균 체적비가 약 0.5 내지 0.75 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  39. 제5항에 있어서, 전체 돌출부의 평균체적에 대한 중공심재의 평균 체적비가 약 0.25 내지 0.75 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  40. 제16항에 있어서, 전체 돌출부의 평균체적에 대한 중공심재의 평균 체적비가 약 0.25 내지 0.75 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  41. 제17항에 있어서, 전체 돌출부의 평균체적에 대한 중공심재의 평균 체적비가 약 0.25 내지 0.75 사이인 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  42. 제4항에 있어서, 랜드 부분이 조밀처리되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  43. 제5항에 있어서, 랜드 부분이 조밀처리되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  44. 제16항에 있어서, 랜드 부분이 조밀처리되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  45. 제17항에 있어서, 랜드 부분이 조밀처리되는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  46. 제4항에 있어서, 섬유 또는 필라멘트를 탄화수소 공정 보조제를 포함하는 혼합물로부터 성형하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  47. 제5항에 있어서, 섬유 또는 필라멘트를 탄화수소 공정 보조제를 포함하는 혼합물로부터 성형하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  48. 제16항에 있어서, 섬유 또는 필라멘트를 탄화수소 공정 보조제를 포함하는 혼합물로부터 성형하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  49. 제17항에 있어서, 섬유 또는 필라멘트를 탄화수소 공정 보조제를 포함하는 혼합물로부터 성형하는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  50. 흡수층, 유체불투과성 배면층, 및 내층으로 구성되되, 내층은 기본 중량이 약 20 내지 70g/㎠ 사이인 특허청구범위 제4항의 부직웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 위생 제품.
  51. 흡수층, 유체불투과성 배면층, 및 내층으로 구성되되, 내층은 기본 중량이 약 20 내지 70g/㎠ 사이인 특허청구범위 제5항의 부직웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 위생 제품.
  52. 흡수층, 유체불투과성 배면층, 및 내층으로 구성되되, 내층은 기본 중량이 약 20 내지 70g/㎠ 사이인 특허청구범위 제16항의 부직웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 위생 제품.
  53. 흡수층, 유체불투과성 배면층, 및 내층으로 구성되되, 내층은 기본 중량이 약 20 내지 70g/㎠ 사이인 특허청구범위 제17항의 부직웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 위생 제품.
  54. 특허청구범위 제4항의 부직웨브의 외측면으로 감싸여지는 패드로 구성되는 것을 특징으로 하는 걸레.
  55. 특허청구범위 제5항의 부직웨브의 외측면으로 감싸여지는 패드로 구성되는 것을 특징으로 하는 걸레.
  56. 특허청구범위 제16항의 부직웨브의 외측면으로 감싸여지는 패드로 구성되는 것을 특징으로 하는 걸레.
  57. 특허청구범위 제17항의 부직웨브의 외측면으로 감싸여지는 패드로 구성되는 것을 특징으로 하는 걸레.
  58. 가요성 보강층의 양면에 결합되는 특허청구범위 제4항의 부직웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 수건.
  59. 가요성 보강층의 양면에 결합되는 특허청구범위 제5항의 부직웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 수건.
  60. 가요성 보강층의 양면에 결합되는 특허청구범위 제16항의 부직웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 수건.
  61. 가요성 보강층의 양면에 결합되는 특허청구범위 제17항의 부직웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 수건.
  62. 흡수층의 일측면에 결합된 특허청구범위 제4항의 부직웨브인 보행면, 및 상기 흡수층의 반대면에 위치하는 유체 불투과성 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 흡수 매트.
  63. 흡수층의 일측면에 결합된 특허청구범위 제5항의 부직웨브인 보행면, 및 상기 흡수층의 반대면에 위치하는 유체 불투과성 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 흡수 매트.
  64. 흡수층의 일측면에 결합된 특허청구범위 제16항의 부직웨브인 보행면, 및 상기 흡수층의 반대면에 위치하는 유체 불투과성 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 흡수 매트.
  65. 흡수층의 일측면에 결합된 특허청구범위 제17항의 부직웨브인 보행면, 및 상기 흡수층의 반대면에 위치하는 유체 불투과성 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 흡수 매트.
  66. 제4항에 있어서, 상기 랜드 부분에서 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  67. 제5항에 있어서, 상기 랜드 부분에서 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  68. 제16항에 있어서, 상기 랜드 부분에서 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  69. 제17항에 있어서, 상기 랜드 부분에서 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 부직웨브.
  70. 다공성의 성형면상에 섬유 또는 필라멘트를 웨브로 적층시키는 단계, 상기 성형면상에 위치하는 섬유 또는 필라멘트에 압력편차를 인가하여, 상기 성형면과 대응되는 열의 돌출부 및 랜드 부분을 성형하는 단계, 돌출부분에서 상기 섬유 또는 필라멘트의 정렬 상태를 증가시키는 단계, 및 상기 웨브를 상기 성형면으로부터 발출하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 부직웨브 제조 방법.
  71. 제70항에 있어서, 상기 압력 편차를 상기 다공성 면상의 돌출부에 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  72. 제70항에 있어서, 상기 압력 편차를 상기 다공성면 내의 돌출부 성형 구멍에 인가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  73. 제70항, 제71항 또는 제72항에 있어서, 상기 돌출부를 천공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  74. 제70항, 제71항 또는 제72항에 있어서, 상기 랜드 부분을 천공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  75. 제73항에 있어서, 상기 랜드 부분을 천공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  76. 제71항에 있어서, 상기 랜드 부분을 조밀처리하는 부가적인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  77. 제70항, 제71항 또는 제72항에 있어서, 상기 돌출부를 흡수 섬유층으로 덮는 부가적인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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