KR940000806B1 - 거시적으로 확장된 3차원적 유체처리용 중합체성 웹 - Google Patents

거시적으로 확장된 3차원적 유체처리용 중합체성 웹 Download PDF

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스테펜 알 브라이트 데이비드
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리차드 찰스 위트
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Abstract

내용 없음.

Description

거시적으로 확장된 3차원적 유체처리용 중합체성 웹
제1도는 신체 접촉 최상면으로서 본 발명의 웹을 사용하는 펼친 일회용 기저귀의 간단한 투시도이며, 일부 절단하여 이의 구성요소를 나타내었다.
제2b도는 제1도에 나타낸 바와 같이 일회용 기저귀의 최상면으로 사용하기에 적합한 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹의 일부를 확대, 단순화시킨 투시도이다.
제2b도는 제2a도에 기술된 일반적 형태의 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹의 일부의 확대 투시사진이다.
제3도는 본 발명의 다른 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹을 확대 단순화시킨 투시도이다.
제4도는 본 발명의 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹을 제조하는데 사용할 수 있는 바람직한 공정의 단순화된 도식이다.
제5도는 제4도에 도식적으로 설명한 공정을 사용하여 제3도에 나타낸 바와 같은 중합체성 웹을 제조하기에 적합한 성형 구조물 일부의 확대 투시도이다.
제6도는 본 발명의 다른 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹의 확대 평면 사진이다.
제7도는 제6도에 나타낸 웹을 축로 확대한 사진이다.
본 발명은 유동 침착된 유체와 정체 접촉액 모두를 한쪽면에 다른쪽 면으로 효과적으로 전달시키는 크기가 상이한 모세관 네트워크를 함유하는 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹(web)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 배뇨와 같이 빠르게 유출될 때의 유동 침착된 유체를 전달시키기 위해 비교적 큰 모세관 네트워크를 제공하면서, 비교적 큰 모세관 네트워크가 시작되는 웹의 최상면, 즉, 웹의 신체 접촉부에, 웹은 최상면과 접촉되는 정체액을 모세관 흡인력에 의해 웹의 반대쪽 면으로 전달시키는 다수의 보다 작은 모세관 네트워크를 제공하는 거시적으로 확장된 3차원적 플라스틱 웹에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 큰 모세관 네트워크가 유체의 동적 및 중력 헤드를 사용함으로써 침착된 유체가 옆으로 분산되는 것을 방지하거나 최소화하여 침착된 유체를 큰 모세관 네트워크를 통해서 밑에 댄 흡수 기질로 전달하는 반면, 착용자의 피부에 접촉된 웹의 작은 모세관 네트워크가 착용자의 피부보다 큰 모세관 흡입부를 제공하는 크기를 갖도록 하는, 유체 조절 전달막, 예를 들면, 일회용 기저귀용 최상면(topsheets)으로서의 상기 웹의 용도에 관한 것이다. 보다 작은 모세관 네트워크는 큰 모세관 네트워크와 마주보게 배향되도록 하여 작은 모세관 네트워크가 흡수 기질로부터 외부 방향으로 설계되는 경우, 작은 모세관 네트워크는 소형의 차폐 장치로 작용하는 것으로 생각된다. 차폐 효과는 침착액이 보다 구부러진 경로를 통해 흡수대의 가장자리에 도달하도록 함으로써, 다량의 유체가 흡수대의 가장자리에 도달하기 전에 하나의 큰 모세관 네트워크에 유입될 가능성을 증가시킨다. 웹에 있는 보다 작은 모세관 네트워크에 의해 제공되는 강력한 모세관 흡입력은 착용자의 피부에 잔류하는 그밖의 정체된 습기가 제거되도록 조력하여 향상된 피부건조도를 제공하는 것으로 생각된다.
본 발명은 또한 거시적으로 확장된 3차원 플라스틱 웹에 있는 보다 작은 모세관 네트워크의 모세관 흡입부가 착용자의 피부 및 밑에 댄 흡수 기질의 중간에 놓이는 일회용 흡수대 구조물에 관한 것이다. 이로써, 흡수 기질이 최상면의 보다 작은 모세관 네트워크로부터 습기를 빠르게 제거할 수 있으므로, 지속적인 피부 건조작용을 제공한다.
본 발명은 또한 충분한 Z-방향 두께를 갖고, 착용자의 피부와 밑에 댄 흡수 기질 사이의 접촉이, 상기 웹이 착용자의 일상적인 운동에 의해 발생하는 전형적인 압박 부담감을 받을 경우 거의 감소되는, 공유평면에 대한 내성을 갖는 거시적으로 확장된 3차원 플라스틱 웹에 관한 것이다.
흡수대 구조물의 가장자리로부터 분비물이 빨리 퍼지거나 누출되지 않고 배뇨와 같이 유출이 빠른 분비된 체액을 빠르게 흡수할 수 있는, 일회용 기저귀, 생리용 냅킨, 실금대(incontinent devices), 치료용 붕대(wound dressings)등과 같은 흡수대의 제작이 매우 필요하다는 것은 일회용 흡수대 분야에 오랜동안 공지되어 왔다. 흡수과정이 완결된 후 착용감이 향상되고, 습기에 장기간 노출됨에 따른 좋치 않은 피부상태로의 진행을 최소화하기 위해 일회용 흡수대 구조물은 사용자에게 건조한 표면촉감을 제공하여야함은 일회용 흡수대 분야에 공지되어 있다.
일회용 기저귀와 같은 일회용 흡수대의 착용자 접촉면으로 사용되는 선행기술의 웹 구조물은 기본적으로 두가지, 즉 섬유상 부직포와 같은 고유의 유체-투과성 구조물과 유체를 통과시키는 장치를 통해 어느정도 유체를 투과시키는 중합체성 웹과 같은 유체-불투과성 물질이 있다. 두 종류의 선행기술의 신체 접촉 웹은 모두 평면 형태이며 거시적으로 확장된 3차원 배열로 사용된다.
본 명세서의 3차원 웹, 리본 및 필름을 설명하기 위해 사용된 용어“거시적으로 확장된”은 3차원 성형 구조물의 표면에 일치시켜 이의 양 표면이 상기 성형 구조물의 3차원 형태를 나타내도록 하여, 이 형태를 관찰자의 눈과 웹의 평면사이에 수직거리가 약 12인치 이하일때 통상의 육안으로도 쉽게 식별할 수 있도록한 웹, 리본 및 필름을 의미한다. 이러한 거시적으로 확장된 웹, 리본 및 필름은 전형적으로 성형 구조물이 일차적으로 돌출부로 구성된 형태의 경우 엠보싱(embossing)에 의하거나, 성형구조물의 일차적으로 요부 모세관 네트워크로 구성된 형태인 경우 디보싱(debossing)에 의하거나, 그밖의 형태의 성형구조물의 표면에 직접적으로 수지성 용융물을 압출시킴에 의해 상기 성형구조물의 표면과 일치시킴으로 생성된다. 대표적으로 최대 단면이 약 10mil 이상인 모세관 네트워크는 약 12인치의 수직 거리에서 육안으로 관찰된다고 밝혀졌다. 한편, 본 명세서에서 웹, 리본, 및 필름의 기술에 사용된 용어“편평한”이란 거시적인 규모로 육안으로 관찰하는 경우 웹, 리본 또는 필름의 전체적인 상태를 나타낸다. 본 명세서에서“편평한”웹, 리본 및 필름은 한쪽 또는 양쪽 측면에 미세 규모의 표면 변화를 갖는 웹, 리본 및 필름을 포함하며, 상기 표면 변화는 관찰자의 눈과 웹 평면 사이의 수직거리가 약 12인치 이상인 경우 육안으로는 관찰되지 않는다.
섬유상 부직포 웹의 엉클어진 섬유로 형성된 비교적 작은크기의 무질서한 틈에 기인하여, 특히 침착된 유체가 매우 점성인 경우(예를 들면, 월경액, 설사) 섬유상 부직포 최상면은 유동 침착된 유체를 밑에 댄 흡수기질로 항상 빠르게 전달시킬 수는 없다. 이는 최상면의 착용자 접촉면에 보기싫게 남아있고, 극단적인 경우, 흡수대의 가장자리로부터 상기 물질이 새어나와 착용자의 옷을 더럽히는 경우도 있다. 또한, 선행기술의 섬유상 부직포 최상면은 일반적으로 착용자의 피부로 부터 정체된 습기를 제거하는데는 효과적인 것으로 관찰되기는 하나, 이의 유체 투과성은 보통 압박이 가하여지면 역류를 일으키기도 하여 밑에 댄 흡수 기질에 의해 피부에 다시 젖을 수 있다. 이러한 다시 젖는 경향은 특히 편평한 최상면 구조에서 나타난다. 따라서, 상기의 문제점을 해결하려는 선행기술의 노력이 3차원 엠보싱 섬유상 부직포 최상면의 개발을 유도하였다.
상기의 3차원 엠보싱 섬유상 부직포 최상면 구조물중 하나는 1977년 8월 16일자로 허여되고 본 명세서에서 참고로 도입된 샌포드(Sanford)의 미합중국 특허 제4,041,951호에 기술되어 있다. 샌포드의 특허에는 부드러운 최상면과 내습성 배면 사이에 습기 흡수층을 함유시킨 바람직한 일회용 기저귀 구조물이 기술되어 있다. 부직포 섬유상 최상면은 바람직하게 습기 흡수층의 윗면과 직접 접촉하는 다수의 압축면을 함유하는 연속 구조물로 이루어진다. 최상면의 비압축 부위는 사용시 착용자의 피부와 접촉한다. 특히 바람직한 태양으로, 부직포 섬유상 최상면은 실제로 습윤 탄성을 갖는 비-습윤성 물질로 이루어져 있으므로, 최상면은 착용자의 신체 움직임에 의해 최상면에 대하여 가해지는 압력이 제거되면 실질적으로 3차원적 특성을 다시 찾는 경향이 있다. 샌포드에 의해 교시된 압축면에 의해 제공된 공극 공간은 기저귀의 가장자리에서 빠르게 침착된 유체가 새는 것을 감소시키는 반면, 최상면의 3차원성 및 습윤 탄성에 의해 제공되는 물리적 분리는 대부분의 상황에서 흡수체 코어(core)와 착용자의 피부가 직접 접촉되는 것을 방지한다. 그럼에도 불구하고, 부직포의 유체 투과성에 의해 사용시 최상면의 3차원성을 거의 파괴시키기에 충분한 압축 하중이 가해지는 경우 피부가 다시 젖게 된다.
이러한 다시 젖는 문제를 해결하기 위한 그밖의 시도로서 여러가지 형태의 구멍을 가즌 유체 불투과성 물질로 구성되는 최상면을 사용하는 것이 있다. 예를 들면, 1974년 6월 4일자 코작(Kozak)에게 허여된 미합준국 특허 제3,814,101호는 흡수체 요소로부터 액체가 역류하는 것을 제한하는 다수의 판 슬릿을 갖는 비섬유상 소수성 필름의 최상면을 제안하였다.
1975년 12월 30일자로 톰슨(Thompson)에게 허여된 미합중국 특허 제3,929,135호는 액체 불투과성 물질로 구성된 거시적으로 확장된 3차원적 최상면을 제안하였으나, 최상면의 평면에 개구된 기저 및 일회용 흡수대에 사용된 흡수패드와 밀접하게 접촉되어 개구된, 최상면의 평면에서 떨어져 개구된 정점을 갖는 테이퍼 모세관으로 구성된다. 최상면의 착용자 접촉면에 침착된 유체는 흡수기질로 자유롭게 이동되는 반면, 역류는 테이퍼 모세관의 단면을 감소시킴으로써 방지된다.
일회용 흡수대의 신체 접촉면으로서 사용될 수 있는 다른 물질이 1982년 8월 2일자로 라델(Radel)등에게 허여되고 본 명세서에서 참고로 도입된 미합중국 특허 제4,342,314호에 기술되어 있다. 라델 등의 특허는 웹의 한쪽면에서 시작되고 연장되어 반대쪽 면에 구멍 형태로 종결되는 모세관 네트워크의 규칙적인 연속체로 구성되는 미세규모의 3차원적 거대구조물을 나타내는 거시적으로 확장된 개선된 3차원적 플라스틱 웹을 기술하고 있다. 바람직한 태양에서, 모세관 네트워크는 액체 전달 방향으로 크기가 감소된다. 웹의 섬유-유사 외관은 거의 균일한 U-형 단면을 갖는 섬유-유사 요소의 연속체로 구성되며, 섬유 유사 구성요소의 각 말단부는 적어도 서로 연결되어 있다. 특히 바람직한 태양에 있어서, 서로 연결된 섬유-유사 구성요소는 섬유-유사 외관을 향상시키기 위해 서로에 대해 거의 중립적이다.
상기 톰슨 및 라델 등의 특허에 기술된 일반적인 형태의 거시적으로 확장된 3차원적 플라스틱 웹은 처음에 침착되는 면으로부터 밑에 댄 흡수체 코어 요소로 전달될 뇨와 같이 빠르게 분비되는 체액을 흡수대 구조물의 가장자리에서 거의 또는 전혀 새지 않고 매우 성공적으로 통과시키거나, 착용자의 신체에서 흡수대를 제거하면 착용자의 피부에 아직 습기가 남아 있음을 관찰할 수 있다. 상기 톰슨 및 라델의 특허에 기술된 형태의 거시적으로 확정된 3차원 플라스틱 웹은 분비된 체액이 밑에 댄 흡수 기질로 통과하여 착용자의 피부가 다시 젖는 것을 방지하는데 매우 효과적임을 정량적으로 설명할 수 있으므로, 상기 형태의 최상면을 사용하는 흡수 구조물이 신체로부터 제거될때 착용자의 피부에 잔류하는 많은 수분은 밑에 댄 습기 흡수 코어로부터 다시 젖는 것에 기인하지는 않는다. 오히려, 이 유체는 다량이 분비되는 기간중에 피부에 접촉되며, 대부분의 분비 유체가 웹의 거대 단면 모세관 네트워크를 통하여 흡수기질로 전달된 후에 착용자의 피부에서 간단히 제거되지 않는 것으로 보인다. 이는 착용자의 신체가 갖는 비교적 큰 모세관 흡인력에 비해 웹의 거대 단면 모세관 네트워크가 갖는 모세관 흡인력이 작음에 기인하는 것으로 보인다.
따라서, 본 발명의 주목적은 유체 뿐만이 아니라 사용시 예견되는 유체 상태 범이에 대해 정확히 조절된 유체 전달 특성을 갖는 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 침착된 체액 분비물을 거대 단면의 모세관 네트워크를 통해 밑에 댄 흡수 기질로 빠르게 전달시킬 수 있고, 압축 하중하에 공유 평면화되지 않으며, 대부분의 빠른 분비액이 일단 구조물의 흡수 코어에 전달되면 피부에 접촉하여 착용자의 피부에 잔류하는 습기를 건조시킬 수 있는 거식적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 거대 단면의 모세관 네트워크가 있는 웹의 신체 접촉면이 실질적으로 보다 작은 단면을 갖는 다수의 모세관 네트워크를 제공하고, 이 작은 모세관 네트워크는 웹의 표면과 접촉하는 습기로부터 정체 유체를 모세관 흡인력에 의해 일반적으로 밑에 댄 흡수기질 방향으로 전달시키기에 충분한 모세관 흡인력을 갖는 웹을 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 침착액을 흡수대의 가장자리까지 도달하도록 하는 비틀린 경로를 제공하여 대부분의 침착 유체가 흡수대의 가장자리에 도달하기전 하나 이상의 대형 모세관 네트워크로 유입될 가능성을 증가시키기 위해 상기 보다 작은 모세관 네트워크를 흡수 기질에서 외부 방향으로 배향시킨 웹을 제공함에 있다.
본 발명은 특히 바람직하게, 서로 멀리 떨어져 있는 거의 평행인 평면에 위치한 제1 및 제2면을 갖는 거시적으로 확장된 3차원 유체 처리용 중합체성 웹에 관한 것이다. 이 웹은 웹의 제2면에 유동 침착된 유체를 일차적인 추진력으로서 유체의 동적 및 중력 헤드를 사용하여 웹의 제2면으로 빠르게 전달시키기 위해, 거대 단면을 갖는 다수의 유체 처리용 모세관 네트워크를 함유한다. 각각의 거대 단면 모세관 네트워크는 웹의 제1면에서 구성으로서 시작되며 웹의 제2면 방향으로 연장된 연속 연결 측벽을 갖는다.연속 연결 측벽은 웹의 제2면에 한개 이상의 구멍을 형성시키고 종결되어, 다량의 유동 침착된 유체가 거대 단면 모세관 네트워크에 의해 웹의 제1면에서 제2면으로 전달된다. 거대 단면 모세관 네트워크가 시작되는 웹의 제1면은 거대 단면 유체 처리용 모세관 네트워크보다 단면이 작도 전체길이가 통상 작은 다수의 유체 처리용 모세관 네트워크를 추가로 함유한다. 상기의 보다 작은 모세관 네트워크는 흡수 기질로부터 떨어져 흡수기질 내측을 향해 배향될 수 있다. 상기의 보다 작은 유체 처리용 모세관 네트워크는 웹의 제1면과 접촉하는 대상의 표면에 함유된 정체 유체를 모세관 흡인력에 의해 일반적으로 웹의 제2변의 방향으로 전달하기에 충분한 정도의 모세관 흡인력을 나타낸다.
일회용 기저귀와 같은 일회용 흡수대와 관련하여 신체 접촉 최상면으로 사용되는 경우 웹의 제1면의 보다 작은 유체 처리용 모세관 네트워크는 착용자의 피부보다 더 큰 모세관 흡인력을 제공하는 크기이다. 웹의 제1면의 작은 모세관 네트워크보다 더 큰 모세관 흡인력을 갖는 밑에 댄 흡수 기질과 연결시킨 신체 접촉 최상면의 사용은 피부의 정체 습기를 건조시키는 한 방향의 추진력을 제공하는 반면, 웹이 착용자의 신체 움직임에 의해 압축 하중을 받게되는 경우, 웹의 탄력성 3차원적 성질에 의해 피부가 다시 젖는 것이 거의 방지된다. 즉, 본 발명의 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹은 상기 톰슴 및 라델 등의 특허에 기술된 일반적인 형태의 선행기술의 중합체성 웹의 다량 분비처리 및 다시 젖는 것을 방지하는 능력을 보유한다. 그러나, 이 이외에도 선행기술에서는 특정의 섬유상 웹을 경험적으로 선택하여 단지 제한된 정도의 잇점을 얻을 수 있음에 비하여 본 발명의 웹은 완전한 정도의 피부 건조능을 제공한다.
보다 작은 모세관 네트워크가 흡수 기질로부터 외부로 배향된 상기 웹에 있어서, 모세관 네트워크는 침착된 유체를 비틀린 경로로 흡수대의 끝부분까지 도달하도록 하는 작은 차폐물로서 작용한다. 그결과, 대부분의 침착된 유체는 흡수대의 가장자리에 도달되기 전에 큰 모세관 네트워크를 통과한다. 이 결과, 흡수대로부터 새는 것이 감소된다. 보다 작은 모세관 네트워크를 외부 방향으로 배향시킴에 의해 제공되는 다른 장점은 작은 모세관 네트워크의 작은 구멍을 가진 말단이 보다 부드럽고 보다 안락한 착용 접촉면을 제공한다는 것이다.
상기의 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹을 형성시키기 위한 바람직한 방법 및 장치도 본 명세서에 기술한다.
본 명세서는 본 발명의 특히 지적하고 청구하는 특허청구의 범위로 결론되며, 본 발명은 하기 기술로 더 잘 이해될 것으로 생각된다.
본 발명은 일회용 기저귀 또는 이와 유사한 제품 같은 흡수대의 최상면으로 사용하기에 적합한 거시적으로 확장된 3차원적 탄성중합체성 웹을 제공하는 것에 관해 기술할 것이지만, 본 발명은 이러한 용도로 한정되지는 않는다. 본 발명은 유동침착되거나 웹의 한쪽 면에 정적으로 접촉된 유체를 반대면까지 전달시키고, 역류를 방지 또는 국소화하고자 하는 많은 경우에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 바람직한 구조 및 일회용 기저귀의 최상면으로서의 이의 용도에 관한 본 발명의 자세한 설명에 의해 당해 분야의 숙련가들은 본 발명을 다른 용도에 쉽게 적용시킬 수 있을 것이다.
제1도는 펼친 상태의 기저귀를 포함한 일호용 흡수대의 투시도이다. 본 발명의 자세한 구조를 더욱 명백히 나타내기 위해 각 층을 절단하였다. 일회용 기저귀는 일반적으로 (1)로 나타낸다. 본 발명은 유체 통과 최상면은 (2)로 나타내었다. 일회용 기저귀(1)의 다른 두가지 주요 구성요소는 흡수요소 또는 패드(3) 및 유체-불투과성 배면(4)이다. 일반적으로, 배면(4)의 측면 덮개(5)는 흡수 패드(3) 및 최상면(2)의 가장자리를 덮도록 접혀있다. 최상면(2)은 일반적으로 흡수 패드(3)의 말단부를 완전히 감싸게 접혀있다. 제1도의 기저귀(1)의 도면은 일회용 기저귀를 단순하게 나타낸 것이다. 일회용 기저귀의 더욱 자세한 바람직한 태양은 1976년 4월 27일자로 던칸(Duncan)에게 허여된 미합중국 특허 제3,952,745호에 기술되어 있다.
당해 분야의 숙련가에 의해 알 수 있는 바와 같이, 제1도의 일회용 흡수대에 관한 정확한 성능 변수는 이 구조물이 사용될 용도에 따라 좌우될 것이다. 예를 들면, 유아용 기저귀로 사용되는 경우, 보통 6 내지 12ml/초의 배뇨율 및 20 내지 120ml/회의 배뇨량이 관찰된다. 한편, 일회용 흡수대가 성인 실금용으로서 사용되는 경우, 10 내지 25ml/초의 배뇨율 및 100 내지 500ml/회의 배뇨량을 흡수할 수 있어야 한다. 이하 더욱 자세히 설명되겠지만, 다량의 유체를 처리하는 최상면(2)의 특성은 경우에 따라 상승 또는 감소될 수 있어, 유동 침착된 유체가 흡수대의 양 옆으로 세지 않고 밑에 댄 흡수 기질로 빠르게 전달된다.
주어진 유체의 다양한 유속 특성 이외에, 신체 접촉 최상면의 디자인 웹의 한쪽면에서 다른쪽면에서 다른면으로 전달시킬 물질의 형태 및 다른 물질에 대한 상이한 유속을 고려하여야 한다. 예를들면, 뇨는 통상 주위 온도에서 약 1센티포이즈(centipoise)의 점도를 갖는다. 그러나 최상면이 장기간 보유시키기 위해 밑에 댄 흡수 기질내로 액체 배설물을 전달시키는 경우 점도는 50 내지 1400센티포이즈 정도이다. 유아의 경우, 후자 물질의 배뇨율은 15ml/초이며, 배뇨량은 90ml/회이다. 한편, 본 발명의 최상면이 생리용 냅킨(여기서, 흡수될 주요 유체는 월경액이다)과 같은 일회용 흡수체 제품에 사용되는 경우, 통상 이의 점도는 5 내지 50센터포이즈이다. 월경양은 약 3ml/초로 5ml/회이다.
상기 라델 등의 특허의 제6c도에 기술된 일반적 형태의 거시적으로 확장된 3차원 구멍의 중합체성 웹을 유아용 기저귀의 최상면으로 사용하는 경우, 기저귀의 양 옆으로 새는 것은 배뇨시에는 거의 방지될 수 있는 것으로 관찰되었다. 개방면에 나타나는 상기 형태의 예시적인 최상면은 웹의 신체 접촉면의 총 약 35%의 거대 단면 모세관 네트워크에 의해 제공되는데 각각의 상기 모세관 네트워크는 약 30mil의 최대 단면을 갖는 오각형 모양의 거대 단면 모세관 네트워크이다.
다량의 배설물을 처리하는 능력을 가짐에도 불구하고, 상기 최상면을 사용한 기저귀는 착용자의 신체에서 기저귀를 제거할 때 착용자의 피부와 접촉하는 정체 습기가 남아있다. 본 명세서에서 이미 지적한 바와 같이, 착용자의 피부에 잔류하는 습기는 밑에 댄 축축한 흡수 코어로부터 다시 젖은 것은 아니나, 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹에 존재하는 훨씬 큰 거대 단면 모세관 네트워크에 의한 비교적 낮은 모세관 흡인력과 비교할 때, 착용자의 피부에 의해 나타나는 보다 큰 모세관 흡인력에 기인한다. 피부의 보다 큰 모세관 흡인력은 웹의 거대 단면 모세관 네트워크가 배설후 착용자의 피부로부터 수분을 제거하지 못하도록 한다.
제2a도는 본 발명의 거시적으로 확장된 3차원적 구멍을 갖는 중합체성 웹 (20)의 바람직한 태양의 하나이다. 웹(20)은 제1도에 설명된 일회용 기저귀의 최상면(2)용 출발물질로서 특히 적합하다.
거시적으로 확장된 3차원적 구멍을 갖는 중합체성 웹(20)에는 위에서 볼때 거대 단면의 원통형 모세관 네트워크(21) 및 (31)이 다수 존재하며, 이 네트워크는 약 12인치 이하의 수직 거리에서 관찰할때 정상의 육안으로 볼 수 있다. 제2a도에 나타낸 바와 같이, 거시적인 모세관 네트워크(21)는 일반적으로 거시적인 모세관 네트워크(31)보다 크다. 이 크기의 차이는 본 발명의 요구 조건은 아니나, 단지, 모든 거시적인 모세관 네트워크의 크기가 웹(20)의 전체 표면에 동일한 직경을 가질 필요는 없을을 설명하는 것이다. 그러나, 상이한 유체 물질이 함께 배설되는 경우에는 상이한 크기의 거대 단년 모세관 네트워크가 바람직하다.
일반적으로, 모든 특정의 거시적인 모세관 네트워크의 크기는, 웹(20)의 제1면(14)으로부터 제2면(16)으로 유동 침착된 유체를 전달시키기 위한 주요 추진력이 네트워크의 기하학에 의해 생성되는 모세관 흡인력보다 유체의 동적 및 중력 헤드에 의해 제공되기에 충분하도록 커야한다.
제2a도에서 볼수 있는 바와 같이, 각각의 거대 단면 모세관 네트워크(21)는 웹의 제1면(15)에 있는 구멍(23)으로서 생성된다. 각 구멍(23)은 연속적으로 서로 연결된 측벽(24)에 의해 웹의 제2면(16)에 위치한 제2구멍(25)으로 유체가 전달되도록 위치한다. 웹의 제1면(15)의 구멍(33)으로 시작되며 연속적으로 서로 연결된 측벽(32)에 의해 웹의 제3면(116)의 구멍(35)으로 연결되는 거대 단면 모세관 네트워크(31) 각각에 대해서도 그 배열이 유사하다.
본 명세서에서 이미 지적한 바와같이, 거대 단면 모세관 네트워크(21) 및 (31)은 다량으로 한꺼번에 분비되는 때, 즉, 웹의 최상면(15)상에 빠르게 침착된 유체가 보다 큰 네트워크(21) 및 (31)을 통해 흡수대의 가장자리로 거의 새지 않고 최상면 밑에 댄 흡수 기질로 전달되도록 기능한다. 한편, 웹(20)의 제1면(15)에 위치한 보다 작은 모세관 네트워크(41)는 밑에 댄 흡수기질에 직접적으로 다량의 분비유체가 빠르게 전달되도록 하는 다량의 유체 분비 상황에서는 다소 기능을 하지 않는 작은 단면을 갖는다. 오히려 웹의 표면(15)에 있는 비교적 작은 구멍(43)으로 시작되는 모세관 네트워크(41)는 웹(20)의 각각 제2면(16) 및 제3면(116)을 향해 비교적 단거리로 연장된다. 즉, 연속적으로 서로 연결된 측벽(42)은 거시적으로 확장된 3차원적 웹(20)으로 형성시킨 평면 필름 또는 중합체 용융물의 초기 두께보다 총길이(네트워크의 종축을 따라 측정함)가 단지 약간 길뿐이다. 제2a도에서 알 수 있듯이, 모세관 네트워크(41)의 측벽(42)은 웹(20)의 제4면(216)의 구멍(45)을 형성하며 종결된다.
당해 분야의 숙련가에 의해 평가되듯이, 웹(20)의 각각 제1면(15) 및 제2면 (16)은 서로 충분히 떨어져 약 1/2 내지 약 11b/in2의 압축 하중이 웹(20)에 가해질 때에도 착용자의 신체와 밑에 댄 흡수 기질이 접촉되지 않도록함이 바람직하다(경험적으로 상기 크기의 압축 하중은 앉아있는 활동과 같은 착용자 신체의 운동에 기인해 웹에 가해질 수 있다.). 상기 톰슨 및 라델 등의 특허에 기술된 형태의 중합체성 웹과 같이, 공유 평면화에 대한 내성은 흡수 기질에 이미 흡수된 유체에 의해 피부가 다시 젖는 것을 방지하기 위해 본 발명의 웹에서 또한 바람직하다.
그러나, 선행기술의 거시적으로 확장된 3차원적 구멍이 있는 중합체성 웹과는 달리, 본 발명의 중합체성 웹은 웹의 신체 접촉면에 훨씬 작은 모세관 네트워크를 다수 함유하고 있다. 상기의 작은 모세관 네트워크(44)는 보다 큰 모세관 흡인력을 갖는 흡수 기질에 인접하게 위치하고 바람직한 크기를 갖는 경우, 착용자의 피부에 대해 매우 효과적으로 작용하여 피부 표면에 잔류하는 습기를 제거하게 된다.
당해 분야의 숙련가에 의해 평가되듯이, 모세관 네트워크(41)는 원하는 방식으로 기능하도록 하기 위해 제2a도와 같이 원통형일 필요는 없다. 상기의 모세관 네트워크는 규칙적이거나 불규칙적인 모양일 수 있으며, 원하는 방식으로 기능하며, 바람직한 크기, 모양 및 표면화학을 제공한다. 본 발명의 목적을 위해 모세관 네트워크의 단면 모양이 네트워크의 최대 단면인 장축과 이 장축에 대해 직각방향으로 측정한 네트워크의 최소 단면인 단축에 의해 규정되는 경우, 단축은 통상 특정 네트워크의 모세관 흡인력을 결정지을 것이다. 이에 관해, 네트워크의 단축이 약 10mils(0.010inch) 미만인 경우, 모세관 네트워크는 착용자의 피부에 접촉되어 있는 뇨를 매우 효과적으로 흡수할 것이다. 약 10 내지 20mils의 단축인 경우, 네트워크의 모세관 흡인력이 약해진다. 따라서, (41)과 같은 피부 건조용 모세관 네트워크는 약 10mils 이하의 단축을 갖는 것이 바람직한 반면, (21) 및 (31)과 같은 거대 단면 모세관 네트워크는 약 20mils 이상의 단축을 갖는 것이 바람직하다.
거대 모세관 네트워크(21) 및 (31)은 비교적 큰 단축을 가지므로 웹(20)의 최상면(15)에 유동 침착된 유체에 대한 단면 유동 면적이 극대화되는 것을 방지함이 바람직하며, 단축 길이의 최대한도는 일차적으로 다시 젖는 상태를 기준으로 하여 측정한다. 즉, 매우 큰 단축을 갖는 거대 모세관 네트워크의 경우, 웹(20)이 보다 큰 압축 하중을 받기 때문에 밑에 댄 흡수 기질과 착용자의 피부는 서로 접촉할 기회가 더 주어질 것이다. 따라서, 거대 단면 모세관 네트워크의 단축의 최대 한도치는 보통 특정 환경에 대해 예기된 압축 하중 범위하에서 흡수 기질과 착용자의 피부가 접촉되지 않도록 함을 기준으로 선정한다.
유사하게, 서로 관계있는 거대 모세관 네트워크(21) 및 (31)의 밀도 및 간격은 미리 예정된 용도에서의 유동 상태에 따라 일차적으로 좌우된다.
단일 통로에서 보다 작은 모세관 네트워크와 거대 단면 모세관 네트워크의 기능을 조합한 이중 목적의 모세관 네트워크를 제공하여 본 발명을 실시할 수도 있다. 별 모양의 통로도 예로들수 있는데, 여기서, 별의 끝점은 보다 작은 모세관 네트워크와 유사하게 작용하는 반면, 별의 중심부는 거대 단면 모세관 네트워크와 유사하게 작용한다. 상기 이중 목적 통로의 다른 예에는 눈송이 모양의 통로, 개뼈 모양의 통로 등이 포함될 수 있다.
일반적으로, 밑에 댄 습기 흡수 기질과 착용자의 피부 사이를 물리적으로 적절히 단리시키고 다시 젖는 것을 방지하기 위하여 제1면과 제2면 사이의 물리적인 분리, 즉 웹(20) 및 (16) 사이의 수직거리가 바람직하게는 약 7 내지 10mils, 가장 바람직하게는 15mils 이상이어야 한다. 제2a도를 살펴보면 알 수 있듯이, 면(15)와 (16) 사이는 거대 모세관 네트워크 측벽(24)의 총 길이로 분리되어 있다. 일반적으로, 측벽의 길이는 네트워크의 종축을 따라 측정하여 가장 큰 모세관 네트워크 장축의 1/2 정도이다. 이는 거대 확장 공정시 물질을 얇게 하는 효과가 무시되는 경우, 모세관 네트워크 측벽(24)을 구성하는 물질이 웹이 거시적으로 확장되기전 구멍(23)에 의해 형성된 면적을 점유하기 때문이다. 상기로부터, 보다 작은 장축 및 단축을 갖는 거대 단면 모세관 네트워크, 즉, 모세관 네트워크(31)의 경우, 제3면(116)은 면(15) 및 (16)에 평행으로 배향된 평면이고, 이 사이에 위치한다. 이와 유사하게 훨씬 작은 모세관 네트워크(41)의 경우, 제4면은 (216)은 면(15) 및 (116)에 평행으로 배향된 평면이고 이 사이에 위치한다. 일반적으로, 제1면(15)으로부터 떨어져 있으며 이에 대해 평행인 새로운 면은 별개의 크기 및 모양을 갖는 각각의 모세관 네트워크 세트에 대해 형성된다. 즉, 웹의 면(15)에서는 시작되는 상이한 크기 및 모양의 모세관 네트워크가 존재함에 따라, 웹(20)에는 다수의 중간 면이 존재할 것이다.
제2b도는 제2a도의 일반적인 형태의 실제 웹 샘플(20)을 확대한 투시 사진이다.
제3도는 본 발명의 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹(730)의 다른 태양이다. 제3도에 나타낸 웹(730)은 1982년 8월 3일자로 라델등에게 허여된 미합중국 특허 제4,342,314호의 제6c도에서 일반적으로 설명한 웹과 유사한 섬유-유사 웹이다. 웹 태양(730)은 다수의 구멍, 예를 들면, 일반적으로 U-자형 단면의 섬유-유사 요소[예를 들면, 웹의 제1면(734)에서 서로 연결된 요소(701), (702), (703), (704), (705) 및 (706)]를 다수 교차시켜 각각 형성시킨 구멍(731)을 갖는다. 각각의 섬유-유사 요소는 제1면(734)에 위치한 기저부(base portion), 예를 들면, 기저부(703a)를 함유한다. 각각의 기저부는 각각의 모서리에 연결된 측벽부, 예를 들면, 측벽부(703b)를 갖는다. 측벽부는 일반적으로 웹의 제2면(735)의 방향으로 연장된다. 섬유-유사 요소의 교차 측벽부를 웹의 제1과 제2면 중간에 서로 연결시키고, 제2면(735)에서 서로 동시에 종결시켜 구멍(731')을 형성시킨다. 섬유-유사 요소의 측벽부는 요소의 기저부에 수직적으로 배향될 수 있거나, 기저부에 대해 각을 이루어 웹의 제2면(735)에 웹의 제1면(734)의 구멍(731)보다 작은 구멍(731')을 형성시킨다. 후자의 경우, 서로 연결된 측벽부의 각 세트에 의해 형성된 각 생성 모세관 네트워크(750)는 제2면의 방향으로 단면이 감소된다.
상기 유사성에도 불구하고, 본 발명의 웹(730)은 상기 라델 등의 특허 제6c도에 기술된 섬유-유사 웹과는 중요한 점에 있어서 차이가 있다. 즉, 이의 최상면 (734)은 면(734)의 구멍(743)에서 시작되는 비교적 작은 원통형 모세관 네트워크 (741)를 다수 함유하며, 상기 구멍은 연속적으로 서로 연결된 측벽(742)에 의해 웹의 제3면(736)의 구멍(745)과 서로 연결된다.
제2a도 및 제2b도에 나타낸 웹의 태양에 비해, 웹 태양(730은 섬유 유사 원소(701), (702), (703), (704), (705), (706)등을 교차시켜 형성시킨 다수의 거대 단면 모세관 네트워크(750)를 통해 최상면(734)으로부터 최하면(735)까지 유동 침착된 유체를 전달시킨다. 한편, 보다 작은 모세관 네트워크(741)는 제2a도 및 제2b도에 나타낸 웹 태양(20)의 보다 작은 모세관 네트워크(41)와 유사한 크기를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 이들은 웹 면(734)에 접촉된 물체의 표면에 잔류하는 습기를 효과적으로 제거할 수 있으며, 이 습기를 웹 면(736) 및 모세관 흡인작용에 의해 밑에 댄 흡수 기질로 전달시킬 수 있다.
제2a, 2b도 및 제3도에 나타낸 일반적인 형태의 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹은 본원과 동시에 출원되고 본 명세서에 참고로 도입된 존 제이, 큐로 (John J. Curro), 제임스 씨, 베어드(James C. Barid), 도날드 엘. 거스(Donald L. Gerth), 죠지 엠. 버논(George M. Vernon) 및 이. 켈리 린만(E. Kelly Linman)의 하나 이상의 3차원적 성형구조물의 상과 일치시키기 위해 중합체성 웹을 디보싱하고 관통하기 위한 다상 방법(Multi-Phase precess for debossing and perforating a polymeric web to coincide with the image of one or more three-dimensional forming structures)(변리사 등록번호 제 3402호)이란 명칭의 계류중인 특허출원의 제6, 8 및 9도에 나타낸 방법 태양에 따라 제조할 수 있다.
본 발명의 거시적으로 확장된 3차원적 구멍이 있는 중합체성 웹을 제조하는 바람직한 방법은 제4도에 간단히 도식적으로 설명하였다. 기본적으로, 바람직한 방법은 1982년 8월 3일자로 라델등에게 허여되고 본 명세서에 참조로 도입된 미합중국 특허 제4,342,314호에 교시된 것과 유사한 방법으로 제조한 3차원 성형 구조물상에 통상의 압출기(401)로부터 중합체성 용융물(400)을 압출시킴으로써 개시된다.
3차원적 성형 구조물(405)은 바람직하게는 고정된 진공실(410)을 함유하는 제1유압차등 대역을 가로지른다. 진공실(410)내의 대기압 이하의 압력은 가열된 중합체성 용융물(400)을 성형구조물(405)의 표면에서 3차원적으로 형성시킨 후, 형성된 거대 단면의 모세관 네트워크에 구멍을 낸다. 일단 중합체성 용융물(400)에 구멍이 형성되면, 차폐물(415)은 진공실(410)로 흡수된 공기를 매우 빠르게 이동시키므로써 중합체성 용융물(400)이 흐트러짐을 방지한다. 진공에 의해 부여된 거시적으로 확장된 3차원적 기하학을 웹에서 확실히 유지시키기 위해, 웹의 온도를 급속히 낮추는데, 웹을 형성되는 진공, 바람직하게는 저압, 예를 들면, 약 50psig 미만으로 적용시키고 냉수를 분무한다. 이는 바람직하게는 차폐물(402)과 연결되어, 진공실내의 중력 및 저압에 의해 진공실(410)의 뒷부분으로 흘러들어가는 냉각수의 작은 푸울(pool)을 형성하는 저압 분무노즐(425)에 의해 수행된다. 웹이 진공실(410)의 뒷부분을 통과하기 전 웹의 온도를 낮추는 것은 두께가 감소된 웹의 역탄성을 방지하고 생성된 구멍의 일부를 막는데 도움이 된다. 수-보조 냉각 (water-assisted cooling)은 일반적으로 약 50ft/분 이하의 속도일 필요는 없으나, 이 수-보조 냉각은 역효과 없이 매우 고속으로 공정을 촉진시킨다. 상기 수-보조 냉각 공정은 1983년 11월 4일자 출원되고 본 명세서에서 참고로 도입된 투르만 제이. 코거(Thurman J. Koger) 2세, 테오도르 이. 파링톤 2세(Theodore E. Farrington, Jr) 및 유진 바인센커(Eugene Weinshenker)의“디보싱 및 관통된 열가소성 필름 웹의 고속 제조방법(PROCESS FOR HIGH SPEED PRODUCTION OF WEBS OF DEBOSSED AND PERFORATED THERMOPLASTIC FILM)”이란 명칭의 계류중인 특허원 제549,525호에 상세히 기술되어 있다.
제4도에 설명된 일반적인 방법의 수-보조 냉각상이 완결될 경우, 거시적으로 확장된 3차원 플라스틱 웹은 제5도에 확대하여 설명한 성형 구조물(405)에 상응하는 3차원적 형태를 갖는데, 한가지 중요한 예외에 대해서는 후술한다. 성형 구조물(405)의 구멍(831)에 상응하는 웹(730)의 표면(735)중의 구멍(731')은 진공실(410)의 작용에 의해 형성된다. 그러나, 성형구조물(405)에는 큰 구멍(831) 및 비교적 작은 크기의 구멍(841)이 존재하므로, 진공실(410)에 의한 흡인은 통상 성형 구조물의 구멍(841)과 일치하는 중합체성 웹의 상기 부분을 파괴하기에 충분하지 않다. 따라서, 이러한 점에서 거시적으로 확장된 3차원적 플라스틱 웹은 보다 작은 모세관 네트워크(741)를 함유하지 않는다.
그러므로, 웹은 적어도 두번째 저압 진공실(430)에 도달할 때까지 성형 구조물(405)상에 유지되고, 이의 앞부분과 뒷부분이 각각 차폐물(435) 및 (440)에 일치한다. 차폐물(435)의 (440) 사이에 웹의 너비에 따라 확장되는, 고압 즉, 일반적으로 약 400 내지 약 1200psig의 수제트 노즐(445) 또는 적어도 3차원적으로 확장된 웹의 상당부분에 미세한 구멍이 있는 웹이 제공된다. 특히 진공실(410)에 의해 웹에 적용된 힘과 비교할 때, 수제트의 매우 큰 압력으로 인해 웹은 성형 구조물의 상과 완전히 일치하며 구멍이 형성된다. 즉, 성형구조물(405)의 구멍(841)과 일치하는 웹(730)의 상응부에 구멍이 있는 모세관 네트워크(741)가 제공된다.
필름 두께의 효과가 무시되는 경우, 성형구조물(405)에 함유된 거의 모든 구멍, 즉, 거대한 구멍(831) 및 보다 작은 크기의 구멍(841)은 생성되는 거시적으로 확장된 3차원적으로 구멍을 갖는 중합체성 웹(730)에 유사한 크기 및 모양의 상응하는 모세관 네트워크를 생성시킨다.
중합체성 웹에 미세 규모의 모세관 네트워크(741)를 생성시키기 위해 사용된 물은 바람직하게는 진공실(430)의 내보에 모이게되며 별도의 적합한 장치(도시하지 않았음)에 의해 압력하에 노즐(445)로 물을 다시 보내는 고압 펌프로 재순환된다.
상기 수제트 방법은 1984년 2월 16일자로 출원된 존 제이. 쿠로(John J. Curro), 알란 제이. 트러스티(Alan J. Trusty) 및 죠지 엠. 버논(George M. Vernon)의 고압 액체 스트림을 이용한 고체상태 형성에 의해 제조된 성형물질 (FORMED MATERAL PRODUCED BY SOLID-STATE FORMATION WITH A HIGH PRESSURE LIQUID STREAM)이란 명칭의 계류중이고 본 명세서에서 참고로 도입된 특허원 제580,911호에 더욱 상세히 기술되어 있다.
생성된 거시적으로 확장된 3차원적 중합체성 웹(730)은 추가의 처리공정(도시하지 않았음) 또는 적합한 재권취 공정(도시하지 않았음)을 거친후 아이들러롤 (idler roll)(455)에 공급되어 성형구조물(405)의 표면으로부터 제거된다.
제6도 및 제7도는 말단이 부드러운 느낌을 갖도록 마무리되고 상부로 배향된 구멍이 있는 모세관 네트워크(1011)의 미세 규묘 형태를 나타내는 본 발명의 다른 웹 태양(1010)의 확대 평면 사진이다. 웹(1011)은 일반적으로 본원과 동시에 출원되고 본 명세서에서 참고로 도입된 존 제이. 쿠로(John J. Curro), 제임스 씨. 베어드(James C. Baird), 도날드 엘. 거스(Donald L. Gerth), 죠지 엠. 버논(George M. Vernon) 및 이. 켈리 린만(E. Kelly Linman)의“하나 이상의 3차원적 성형 구조물의 상과 일치시키기 위해 중합체성 웹을 디보싱하고 관통하기 위한 다상방법 (MULTI-PHASE PROCESS FOR DEBOSSING AND PREFORATING A POLYMERIC WEB TO COINCIDE WITH THE IMAGE OF ONE OR MORE THREE-DIMENSIONAL FORMING STRUCTURES)”(변리사 등록번호 제3402호)이란 명칭의 계류중인 미합중국 특허원의 제1도에 나타낸 방법 태양에 따라 제조할 수 있다.
웹의 전표면을 거시적으로 확장시키기 전에 일차적으로 성형구조물상에 미세 규모로 구멍을 내고, 이차 성형구조물 상에 반대방향으로 큰 규모의 구멍을 내기 때문에, 상기 작은 모세관 네트워크(1011)는 거대 단면 모세관 네트워크(1012)의 모세관 측벽 뿐만 아니라 필름의 비-요(
Figure kpo00001
)부 부분에도 존재한다. 작은 모세관 네트워크(1011)의 말단부에 의해 웹에 촉감이 부여되므로, 웹(1010)은 통상 피부에 계속적으로 저촉시키기에 적합하다. 더우기, 거대 단면 모세관 네트워크(1012)와 보다 작은 모세관 네트워크(1011) 사이의 단면 크기가 매우 일치하지 않으므로, 제6도 및 제7도의 일반적인 형태의 필름은 우수한 유체 처리능 및 피부 건조 잇점을 나타낼 수 있다. 즉, 웹의 착용자 접촉면에 침착되는 다량의 유체는 웹의 착용자 비접촉면과 비교적 큰 단면의 모세관 네트워크(1012)를 통해 밑에 댄 흡수 기질로 빠르게 전달되는 반면, 모세관을 통한 피부 건조 잇점은 사용시 착용자의 피부에 접촉하는 비-요(
Figure kpo00002
)부에 존재하는 소규모의 모세관 네트워크(1011)를 통해 제공된다. 또한, 작은 모세관 네트워크(1011)와 연관된 상부의 돌출부는 다량이 한꺼번에 배설될 때 차폐 네트워크로서 작용한다. 즉, 착용자 접촉면의 다량의 침착액은 흡수 구조물의 가장자리에 도달하기 전 다수의 상이한 방향으로 흐르게 됨으로써, 액체가 흡수 구조물의 가장자리에 도달하기 전에 하나 이상의 거대 단면 모세관 네트워크(1012)로 유입될 가능성이 증가된다.
제6도 및 제7도의 거시적으로 확장된 3차원적 구멍이 있는 플라스틱 웹 (1010)은 약 3.7mils의 직경 및 인치당 120개 필라멘트의 메쉬를 갖는 와이어 단일필라멘트로 구성된 미세 규모 메쉬 스크린상에 구멍이 나있는 1mils 두께의 폴리에틸렌으로부터 형성된다. 미세 구멍 웹은 총 두께가 16mils이며, 거의 원형인 구멍들이 규칙적으로 떨어져 있는 형태이며, 구멍들간의 거리가 최대 간격의 정점에서 약 26mils이고, 이 구멍들의 서로의 중심에서 중심까지의 거리가 약 67mils인 거시적 성형구조물에 역으로 감긴다. 웹은 본원과 동시에 출원되고 본 명세서에서 참고로 도입된 존 제이. 쿠로, 제임스 씨. 베어드, 도날드 엘. 거스, 죠지 엠. 버논 및 이. 켈리 린만의 하나 이상의 3차원적 성형구조물의 상과 일치시키기 위해 중합체성 웹을 디보싱하고 관통하기 위한 다상방법이란 명칭의 게류중인 미합중국 특허원의 제1도에 나타낸 일반적인 형태의 2상 형성방법을 사용하여 형성된다. 공정은 제1고압 액체노즐 및 500psig의 압력에서 1000psig의 압력 및 1분에 웹 너비 1인치당 10갤론의 유속 및 제2고압 액체노즐에서 500psig의 압력 및 너비 1인치당 1분에 8갤론의 유속을 적용하여 수행한다. 진공실은 모두 2inch/Hg로 유지시킨다. 생성된 웹(1010)은 하중을 가하지 않고 측정하여, 약 20mils의 총 두께를 가지며, 특히 성형 구조물의 접촉 부위와 일치하는 비-요부에 부드럽고 착용감이 좋은 촉감을 갖는다.
거시적으로 확장된 3차원적 웹(1010)을 제조하고 장치를 사용하는 특정한 공정 조건은 하기 실시예 1과 관련해서 보다 자세히 기술되어 있다.
[실시예 1]
제6도 및 제7도의 거시적으로 확장된 3차원적 구멍이 있는 중합체성 웹(1010)은 일반적으로 본원과 동시에 출원되고 본 명세서에 참고로 도입된 존 제이. 쿠로, 제임스 씨. 베어드, 도날드 엘. 거스, 죠지 엠. 버논 및 이. 켈리 린만의 하나 이상의 3차원적 성형구조물의 상과 일치시키기 위해 중합체성 웹을 디보싱하고 관통하기 위한 디싱방법이란 명칭의 상기 미합중국 특허원의 제1도에 기술된 2단계 방법에 의해 단계적으로 제조된다.
투입된 웹은 1mil 두께의 저밀도 폴리에틸렌이다[압밀된 열가소성 물질, #24765, Harrington, Delaware 19952]. 이 웹을 미세한 와이어 성형구조물상에 500ft/분의 속도로 공급하고 고압의 수제트를 적용시킨다. 수온은 165°F이며, 수압은 약 1000psig이고, 수량은 교차 기계방향의 웹 너비 1인치당 약 10갤론/분이다. 제1성형구조물은 0.0037인치 와이어를 가진 120×120메쉬 스크린의 직조된 외이어이다(Cambridge Wire Cloth Co., Cambirdge, Maryland 21613) 제1단계는 약 0.004인치의 직경, 모든 방향으로 1인치당 120 모세관 네트워크의 밀도를 갖는 다수의 작은 모세관 네트워크(1011)를 함유하는 웹을 생성시킨다. 이어서, 이 미세 구멍의 웹을 권취 롤에 권취시킨다. 제2단계는 상이한 성형구조물상에 상기 미세 구멍의 웹의 6인치×12인치 부분에 두드려 수행한다. 이 성형구조물은 직경이 약 0.026인치이며 중심간의 간격이 0.067인치이고, 60°로 경사진 구멍을 함유한다. 미세고멍 웹을 후자의 성형구조물상에 역으로 감고(작은 모세관 네트워크를 제2의 고압 액체 노즐을 향해 배향시킨다).
약 500ft/분의 웹 속도로 제2의 고압 수제트에 적용시킨다. 수온은 155°F이며, 수압은 약 500psig이고, 수량은 교차 기계방향으로 웹 너비 1인치당 약 8겔론/분이다. 생성된 거시적으로 확장된 3차원적 구멍이 있는 웹은 제6도 및 제7도에 확대하여 나타내었는데, 이는 이의 장축과 거대 단면사이가 약 0.004인치로 측정되는 작은 타원형 모세관 네트워크(1011), 장축들 간의 사이가 약 0.02인치로 측정되는 타원형 거대 단면 모세관 네트워크(1012)를 함유한다. 하중이 없은 연장된 웹의 총 두께는 약 0.015인치이다.
상기로부터, 본 발명의 웹은 상기 톰슨 및 라델의 특허에 기술된 형태의 거시적으로 확장된 3차원적 플라스틱 웹을 사용하여 성취할 수 있는 한꺼번에 다량 배설되는 유체의 처리 특성 및 다시 젖는 것에 대한 내성을 갖는다. 그러나, 선행기술의 웹과는 달리 본 발명의 웹은 또한 임의의 섬유상 기재에 대해서만 단지 수득할 수 있는 소정의 모세관 흡인 압력을 제공할 수 있다. 더우기, 상기의 제조방법에 기인한 무질서한 공극 구조를 갖는 선형기술의 섬유성 웹과는 달리, 본 발명의 중합체성 웹의 다량 분비 처리능 및 모세관 흡인 특성은 반복적인 저부상에서 정확히 조절할 수 있으며, 거대 단면의 크기, 모양 및 양 및 미세 규모의 모세관 네트워크를 조심스럽게 선택하여 목적한대로 상향 또는 하향 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 웹은 매우 바람직한 외관 및 촉감을 제공하도록 제조할 수 있다. 본 발명은 매우 특이한 유체 전달 특성이 사용자에 의해 요구되는 경우, 실제적으로 특히 많은 장점을 제공할 수 있음이 당해 분야의 속련가에 의해 인지될 것이며, 이들 특성은 통상적인 선행기술의 웹의 고유특성과 일치하지 않는다.
본 발명은 일회용 흡수대의 최상면과 관련하여 기재되었으나, 본 발명은 물론 유체 전달 및/또는 분리를 조절하고자 하는 경우, 다수의 다른 용도에도 유리하게 사용할수도 있다. 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는한, 여러가지 변화 및 변형이 이루어질 수 있음은 당해 분야의 숙련가에게 명백하며, 본 발명의 범위에 포함되는 상기의 모든 변형은 특허청구의 범위내에 포함된다.

Claims (30)

  1. 서로 떨어진 평행한 평면에 위치한 제1면(15) 및 제2면(16)을 갖는 웹(web)(20)으로서, 웹(20)의 제1면(15)에 유동 침착된 유체를 일차적으로 추진력으로 유체의 동적 및 중력 헤드를 사용하여 웹(20)의 제2면(16)으로 빠르게 전달시키기 위해 웹(20)의 제1면(15)에서 구멍(23, 33)으로 시작되며 웹(20)의 제2면(15)방향으로 연장되어 웹(20)의 제2면(16)에 하나 이상의 구멍(25, 35)을 형성시키고 종결되는 연속적으로 연결된 측벽(24, 32)를 갖는 유체 처리용 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)을 포함함으로써, 다량의 유동 침착된 유체를 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)에 의해 웹(20)의 제1면(15)에서 제2면(15)으로 전달시키며, 상기 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)가 시작되는 웹(20)의 제1면(15)에 모세관 흡인력에 의해 웹의 제1면(15)에 접촉되는 물체의 표면에 함유된 정체 유체(static fluid)를 웹(20)의 제2면(16)방향으로 전달할 수 있는 모세관 흡인력을 갖는, 상기 거대 단면 유체 처리용 모세관 네트워크(21, 31)보다 단면이 작은 유체 처리용 모세관 네트워크(41)를 추가로 함유하는 거시적으로 확장된 3차원적 유체 처리용 중합체성 웹(20).
  2. 제1항에 있어서, 보다 작은 단면의 모세관 네트워크(41)가 웹의 제1면(15)에서 구멍(43)으로 시작되며, 웹(20)의 반대쪽 제2면(16) 방향으로 연장되고 웹의 제1면(15)과 제2면(16)으로부터 떨어져 있는 제3면(216)에 하나 이상의 구멍(45)을 형성하며 종결되는 연속적으로 연결된 측벽(42)를 갖는 웹(20).
  3. 제2항에 있어서, 웹(20)의 제3면(216)의 구멍(45)이 부드럽고 매끄러운 촉감을 나타내는 화산-형 돌출부를 형성하는 웹(20).
  4. 제1항에 있어서, 웹(20)의 제1면(15)과 제2면(16)의 수직 거리가 7mil 이상인 웹(20).
  5. 제1항에 있어서, 웹(20)의 제1면(15)과 제2면(16)의 수직 거리가 15mil 이상인 웹(2).
  6. 제1항에 있어서, 보다 작은 모세관 네트워크(41) 각각의 단면 모양이 네트워크의 최대 단면 길이와 일치하는 장축 및 네트워크의 장축에 대해 수직으로 측정한 네트워크의 최소 단면 길이의 일치하는 단축에 의해 정해지며, 단축의 최대 길이가 20mil 미만인 웹(20).
  7. 제1항에 있어서, 보다 작은 모세관 네트워크(41) 각각의 단면 모양이 네트워크의 최대 단면 길이와 일치하는 장축 및 네트워크의 장축에 대해 수직으로 측정한 네트워크의 최소 단면 길이와 일치하는 단축에 의해 정해지며, 단축의 최대 길이가 10mil 미만인 웹(20).
  8. 제1항에 있어서, 각각의 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)가 네트워크의 최대 단면 길이와 일치하는 장축 및 네트워크의 장축에 대해 수직으로 측정한 네트워크의 최소 단면 길이와 일치하는 단축에 의해 정해지며, 단축의 최소 길이가 20mil 이상인 웹(20).
  9. 제1항에 있어서, 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)가 불규칙적인 모양인 웹(20).
  10. 제1항에 있어서, 보다 작은 모세관 네트워크(41)의 단면이 불규칙적인 웹(20).
  11. 제1항에 있어서, 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)들의 단면적이 서로 상이한 웹(20).
  12. 제1항에 있어서, 보다 작은 모세관 네트워크(41)들의 단면적이 서로 상이한 웹(20).
  13. 서로 7mil 이상 떨어져 있는 평행한 평면에 위치한 제1면(15) 및 제2면(16)을 갖는 웹으로서, 웹(20)의 제1면(15)에 유동 침착된 유체를 일차적으로 추진력으로 유체의 동적 및 중력 헤드를 사용하여 웹(20)의 제2면(16)으로 빠르게 전달시키기 위해 웹(20)의 제1면(15)에서 구멍(23, 33)으로 시작되어 웹(20)의 제2면(16)방향으로 연장되어 웹(20)의 제2면(16)에 하나 이상의 구멍(25, 35)을 형성시키고 종결되는 연속적으로 연결된 측벽(24, 32)을 가지며, 단축이 20mil 이상인 유체 처리용 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)을 포함함으로써, 다량의 유동 침착된 유체를 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)에 의해 웹(20)의 제1면(16)에서 제2면(15)으로 전달시키며, 상기 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)가 시작되는 웹(20)의 제1면(15)에 모세관 흡인력에 의해 웹(20)의 제1면(15)에 접촉되는 물체의 표면에 함유된 정체 유체를 웹(20)의 제2면(16)방향으로 전달할 수 있는 모세관 흡인력을 갖는, 상기 거대 단면 유체 처리용 모세관 네트워크(21, 31)보다 단면이 작은 유체 처리용 모세관 네트워크(41)를 추가로 함유하는 거시적으로 확장된 3차원적 유체 처리용 중합체성 웹(20).
  14. 제13항에 있어서, 보다 작은 단면의 모세관 네트워크(41)가 웹(20)의 제1면(15)에서 구멍(43)으로 시작되며, 상기 웹(20)의 반대쪽 제2면(16) 방향으로 연장되고 웹의 제1면(15)과 제2면(16)으로부터 떨어져 있는 제3면(216)에 하나 이상의 구멍(45)을 형성하며 종결되는 연속적으로 연결된 측벽(42)를 갖는 웹(20).
  15. 제13항에 있어서, 웹(20)의 제3면(216)의 구멍(45)이 부드럽고 매끄러운 촉감을 나타내는 화산형 돌출부를 형성하는 웹(20).
  16. 제13항에 있어서, 보다 작은 모세관 네트워크(41) 각각의 단면 모양이 네트워크의 최대 단면 길이와 일치하는 장축 및 네트워크의 장축에 대해 수직으로 측정한 네트워크의 최소 단면 길이의 일치하는 단축에 의해 정해지며, 단축의 최대 길이가 20mil 미만인 웹(20).
  17. 제13항에 있어서, 보다 작은 모세관 네트워크(41) 각각의 단면 모양이 네트워크의 최대 단면 길이와 일치하는 장축 및 네트워크의 장축에 대해 수직으로 측정한 네트워크의 최소 단면 길이와 일치하는 단축에 의해 정해지며, 단축의 최대 길이가 10mil 미만인 웹(20).
  18. 제13항에 있어서, 각각의 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)가 원통인 모양인 웹(20).
  19. 제13항에 있어서, 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)가 불규칙한 모양인 웹(20).
  20. 제13항에 있어서, 보다 작은 모세관 네트워크(41)들의 단면이 불규칙적인 웹(20).
  21. 제13항에 있어서, 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)들의 단면적이 서로 상이한 웹(20).
  22. 제13항에 있어서, 보다 작은 모세관 네트워크(41)들의 단면적이 서로 상이한 웹(20).
  23. 서로 떨어진 평행한 평면 위치한 제1착용자 접촉면(15) 및 제2흡수체 요소 접촉면(16)을 갖는 웹(20)으로서, 웹(20)의 제1면(15)에 유동 침착된 유체를 일차적인 추진력으로서 유체의 동적 및 중력 헤드를 사용하여 웹의 제2면(16)으로 빠르게 전달시키기 위해 웹(20)의 제1면(15)에서 구멍(23, 33)으로 시작되어 웹(20)의 제2면(16)방향으로 연장되어 웹(20)의 제2면(16)에 하나 이상의 구멍(25, 35)을 형성시키고 종결되는 연속적으로 연결된 측벽(24, 32)을 갖는 유체 처리용 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)를 포함함으로써, 다량의 유동 침착된 유체를 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)에 의해 웹(20)의 제1면(15)에서 제2면(16)으로 전달시키며, 상기 거대 단면 모세관 네트워크(21, 31)가 시작되는 웹(20)의 제1면(15)에 모세관 흡인력에 의해 웹의 제1면(15)에 접촉되는 물체의 표면에 함유된 정체 유체를 웹(20)의 제2면(16)방향으로 전달할 수 있는 모세관 흡인력을 갖는, 상기 거대 단면 유체 처리용 모세관 네트워크(21, 31)보다 단면이 작은 유체 처리용 모세관 네트워크(41)를 추가로 함유하는 거시적으로 확장된 3차원적 유체 처리용 중합체성 웹(20)을 포함하는 착용자와 접촉하는 최상면(2)이 포개어져 놓인 흡수체 요소(3)로 이루어진 흡수대.
  24. 제23항에 있어서, 흡수체 요소(3)가 보다 작은 모세관 네트워크(41)보다 모세관 흡인력이 커서, 정체유체가 보다 작은 모세관 네트워크(41)를 통해 상기 흡수 요소(3)로 유입되는 흡수대.
  25. 제23항에 있어서, 상기 최상면(2) 맞은편의 상기 흡수체 요소(3)의 표면에 인접하게 놓인 수분-불투과성 배면(4)을 포함하는 흡수대.
  26. 서로 떨어져 있는 평행한 평면에 위치한 제1면(734) 및 제2면(735)을 갖는 웹(730)으로서, 웹의 제1면(734)에 유동 침착된 유체를 일차적으로 추진력으로서 유체의 동적 및 중력 헤드를 사용하여 웹의 제2면(735)으로 빠르게 전달시키기 위해 웹(730)의 제1면(734)에서 구멍(731)으로 시작되고 웹(730)의 제2면(735)방향으로 연장되어 웹(730)의 제2면(735)에 하나 이상의 구멍[731]을 형성시키고 종결되는 연속적으로 연결된 측벽(730b)을 갖는, 거대 단면부를 갖는 이중목적의 유체 처리용 모세관 네트워크(750)를 함유함으로써, 다량의 유동 침착된 유체를 이중목적의 모세관 네트워크(750)의 거대 단면부에 의해 웹(730)의 제1면(734)에서 제2면(735)으로 전달시키며, 각 이중목적의 모세관 네트워크(750) 주위에, 모세관 흡인력에 의해 웹의 제1면(734)에 접촉되는 물체의 표면에 함유된 정체 유체를 웹의 제2면(735)방향으로 전달할 수 있는 모세관 흡인력을 갖는, 상기 거대 단면부 보다 단면이 작은 하나 이상의 유체 처리용 모세관 네트워크(741)부를 추가로 함유하는, 거시적으로 확장된 3차원적 유체 처리용 중합체성 웹(730).
  27. 제26항에 있어서, 이중 목적의 모세관 네트워크(750)가 별모양의 단면을 갖는 웹(730).
  28. 제26항에 있어서, 이중 목적의 모세관 네트워크(750)가 눈송이 모양의 단면을 갖는 웹(730).
  29. 제26항에 있어서, 이중 목적의 모세관 네트워크(750)가 개뼈모양의 단면을 갖는 웹(730).
  30. 제26항에 있어서, 별의 끝점이 보다 작은 유체 처리용 모세관 네트워크 부분을 포함하는 웹(730).
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