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KR100741946B1 - 비대칭 접합 형태를 가지는 개선된 부직포 - Google Patents

비대칭 접합 형태를 가지는 개선된 부직포 Download PDF

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KR100741946B1
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미카엘 카우쉬케
모르드카이 투리
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퍼스트 퀄러티 논우어번즈, 아이엔씨.
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Publication date
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Abstract

본 발명은 제1 방향(일반적으로 CD(12))에서 인장강도가 낮고 신도가 높으며 제2 방향(일반적으로 MD(14))으로 인장강도가 높고 신도가 낮은 부직포(10)에 관한다. 부직포(10)는 제1 방향쪽(12) 보다 제2 방향쪽(14)으로 총 결합 면적이 더 크도록 여러개의 접합점들(20)을 포함한다. 따라서, 부직포는 비접합 섬유 부분(30) 및 접합 섬유 부분(32)을 포함하며 접합부/비접합부 비율은 제1 방향쪽(12) 보다 제2 방향쪽(14)으로 더 크다. 접합점들(20)은 바람직하게는 평면에서 원형(22) 또는 타원형(24)이다.

Description

비대칭 접합 형태를 가지는 개선된 부직포{IMPROVED NONWOVEN WITH NON-SYMMETRICAL BONDING CONFIGURATION}
관련 출원 참조
본 발명은 1999년 8월 13일자 출원된 미국 특허 출원 제09/374,825호의 일부 계속 출원인, 1999년 12월 13일 출원된 미국 특허 출원 제09/460,660호의 일부 계속 출원이다.
본 발명은 제1 방향(예를들어, CD)으로 고율의 신도 및 저 인장강도를 보이고 제2 방향(예를들어, MD)으로 저율의 신도 및 고 인장강도를 보이는 비대칭성 접합 형태를 가지는 부직포에 관한다.
스펀접합된 부직포는 이동 컨베이어에서 무작위 방향으로 놓여진 연속 섬사 또는 필라멘트로 이루어진다. 일반적인 스펀접합 공정에서, 수지 펠릿은 가열되어 용융된 다음 출사돌기에 유입되어 수백개의 얇은 필라멘트 또는 실을 만들어내도록 가공된다. (공기와 같은) 몇줄기의 유체에 의하여 연신된 실은 이동 웹 상으로 취입되거나 운반되어 이곳에 놓여져 무작위 패턴으로 웹에 흡수되면서 직물이 생성된다. 이후 직물은 접합 스테이션을 통과한다. 필라멘트 또는 실은 함께 직조되지 않으므로 접합이 필요하다.
일반적인 접합 스테이션은 일련의 동률점(접합점)을 규정하는 접합 롤을 포함한다. 이들 접합점은 일반적으로 서로 등거리에 있고 기계 방향(MD) 및 가로 방향(CD) 양쪽으로 확장되는 균일대칭 패턴이다.
이밖의 부직포는 스테이플 섬유, 용융 섬유, 카드 섬유 및 쇼트 컷 섬유를 포함한다. 본원에 사용되는 "스펀 섬유" 및 "섬유"는 스테이플 섬유, 용융 섬유, 카드 섬유 및 쇼트 컷 섬유 뿐만 아니라 상기 기술한 스펀 필라멘트를 포함한다.
비대칭 접합 패턴으로는, 한 방향(예를들어, MD)으로는 예상되거나 표준적인 신도를 보이나 다른 방향(예를들어, CD)으로는 신도가 개선된 직물을 얻을 수 있다. 이것은 기계 방향으로는 최소 신도를 요하나 가로 방향으로는 높은 신도를 요하는 상황에서 바람직한 특성이다. 예를들어, 기계 방향으로 신장시키는 것은 기저귀를 제조하는데 사용되는 컨버팅 머신을 망가뜨리게 될 것이나, 반면 가로 방향으로의 실질적인 신장은 각개의 기저귀가 착용자에 허리 여유를 주도록 하기에 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 비대칭 접합 형태를 가지는 부직포를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제2의 방향(MD)에 비하여 제1의 방향(일반적으로 CD)으로 고도로 연신되는 부직포를 제공한다.
본 발명의 또다른 목적은 제1의 방향(예를들어, CD)으로 고율의 신도 및 저 인장강도를 보이고 제2의 방향(예를들어, MD)으로 저율의 신도 및 고 인장강도를 보이는 부직포를 제공한다.
또한 본 발명의 목적은 간단하면서 제조, 사용 및 유지에 경제적인 부직포를 제공한다.
발명의 요약
본 발명의 상기 및 관련 목적들은, 제1 방향(예를들어, CD)으로 고율의 신도 및 저 인장강도를 보이고 제2 방향(예를들어, MD)으로 저율의 신도 및 고 인장강도를 보이는 부직포에서 얻어짐이 발견되었다. 부직포는 총 접합 면적이 제1의 방향쪽 보다는 제2의 방향쪽에서 더 큰 여러개의 접합점을 가진다. 접합점은 제2 방향으로 연신되는 고리형인데, 바람직하게는 제2 방향축을 따라 평행으로 배향된 고리형, 제2 방향축을 따라 인접한 고리형들과 교차하도록 배향된 고리형 또는 최근접 고리형들과 세트로 배향되어 이들 사이에 제2 방향으로 연신된 폐쇄 형태를 형성하는 고리형으로 이루어지는 그룹에서 선택된다.
바람직한 구체예에서, 제2 방향쪽 총 접합 면적은 제1 방향쪽 보다 1.1-5.0배 더 크다. 부직포는 접합되지 않은 섬유 부분과 접합된 섬유 부분을 가지며 접합된 부분/비접합된 부분 비는 제1 방향쪽 보다 제2 방향쪽이 더 크다. 제1 및 제2 방향은 상호 교차되는데 제1 방향은 바람직하게는 가로-방향(CD)이고 제2 방향은 바람직하게는 기계 방향(MD)이다.
접합점이 실질적으로 평면에서 원형, 사각형 또는 다이아몬드 형태일 경우, 각 접합점은 제1 방향에서 보다 제2 방향에서 서로 근접하게 위치된다. 접합점은 제1 방향으로의 인접 접합점들 사이에서 접합되지 않은 부직포의 갭 길이가 제2 방향으로의 인접 접합점들 사이에서 접합되지 않은 부직포의 갭 길이보다 1.1-3.0배 가 되게 한다.
접합접이 실질적으로 평면에서 타원형 또는 직사각형일 경우, 각 접합점들은 연신되어 제2 방향에 대하여 45도 미만의 각으로 확장되고 제1 방향 쪽 보다 제2 방향쪽으로 1.1-10.0배 더 크게 확장된다. 접합점은 제1 방향으로의 인접 타원형 접합점들 사이에서 접합되지 않은 부직포의 갭 길이가 제2 방향으로의 인접 접합점들 사이에서 접합되지 않은 부직포의 갭 길이보다 1.0-3.0배가 되게 한다.
부직포는 실질적으로 무작위로 배향된 섬유로 특정되고 바람직하게는 스펀접합된다. 접합점들은 새김된 접합 롤을 사용하여 생성되어 부직포 상에 형성된다.
본 발명은 또한 부직포의 라미네이트를 포함한다. 부직포 라미네이트는 바람직하게는 상기 특정한 바와 같이 제2 방향으로 연신된 고리형의 패턴을 포함한다. 라미네이팅 스테이션에서, 가열된 새김 하드 롤은 한 부직포에 인접하여 위치되고 가열되지 않은 유연 소프트 롤은 다른 부직포에 인접하여 위치된다. 라미네이팅후, 부직포는 고 MVTR을 가진다.
본 발명의 상기 및 관련 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 바람직한 예시적 구체예에 대한 하기 상세한 설명과 더불어 첨부 도면을 참고로 하면 더 완전히 이해될 것이다.
도1은 접합점이 평면에서 실질적으로 원형인 본 발명 부직포를 위에서 본 부분도이다.
도2는 접합점이 평면에서 실질적으로 타원형인 본 발명 부직포를 위에서 본 부분도이다.
도2A는 새김 접합 롤 상의 타원 접합점을 확대하여 위에서 본 도면이다.
도3은 본 발명 부직포 상의 다른 패턴의 접합점들을 위에서 본 부분도이다.
도4A 및 4B, 5A 및 5B, 6A 및 6B는 타원형 또는 난형 접합점들(확대 도시됨)을 가지는 개 접합 롤 및 이에 의하여 제조된 직물(확대 도시됨)을 위에서 본 부분도이다.
도7A 및 7B는 부직포의 라미네이트를 제조하기 위하여 사용되는 라미네이팅 스테이션의 부분도이다.
도8은 부직포 상에 탄성 필름을 캐스팅하는 공정의 부분도이다.
이제 도면과 관련하여, 특히 도1 및 2에는 일반적으로 참조번호(10)으로 지정되는 본 발명 부직포가 예시된다. 부직포(10)는 바람직하게는 스펀접합된 직물이나, 용융 직물, 카드 부직포 또는 혹종의 기타 형태의 부직포일 수 있을 것이다. 어느 경우에도, 부직포(10)은 일반적으로 무작위로 배향된 스펀 섬유에 의하여 특정된다.
부직포(10)은 제1의 방향(12)(가로 방향 또는 CD로서 이중 헤드 화살표로 예시함)으로 고율의 신도 및 저 인장강도를 보이고 제2의 방향(14)(기계 방향 또는 MD로서 이중 헤드 화살표로 예시함)으로 저율의 신도 및 고 인장강도를 보인다. 제1 및 제2 방향은 바람직하게는 상호교차되며(즉, 서로에 대하여 직각으로 확장됨) 임의로 제1 방향(12)은 가로 방향(CD)이고 제2 방향(14)은 기계 방향(MD)이다. 이러한 부직포는 특히 MD로는 최소 신장이 요구되고 CD로는 고 신장이 요구되는 기저귀-제조 산업에서 바람직하다. 이들 특징은 기저귀의 제조를 용이하게 하면서 착용하는 사람의 허리 부위에 편안함을 제공한다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 부직포의 신장은 (접합점이 아니라) 접합점 사이에서 일어난다.
부직포(10)은 CD(12)쪽 보다 MD(14)쪽으로 총 접합 면적이 더 큰 여러개의 접합점(20)을 가진다. 더 구체적으로, MD(14)쪽 총 접합 면적은 바람직하게는 CD(12)쪽 보다 1.1-5.0배 더 크다.
CD(12)에서 보다 MD(14)에서 서로 더 근접하게 분포되는 접합점(20)들은 CD(12)에서의 인장강도 및 신도에 비하여 MD(14)에서 직물의 신도가 감소되고 인장강도가 증가되게 하여 CD(12)쪽에서의 직물 신장이 MD(14)쪽에서의 직물 신장을 초과할 수 있다.
총 접합비는 다음과 같이 산출할 수 있을 것이다:(a)긴 치수 및 짧은 치수를 가지는 가상의 사각형을 만드는데 긴 치수는 직물의 CD와 나란히 배열되어 CD를 완전히 커버하도록 확장된다 (b)직사각형내 접합점들로 얻어지는 총 접합 면적을 산출한다(이것이 CD쪽 접합 면적을 나타낸다) (c)이제 긴 치수가 직물의 MD와 나란히 배열되도록 직사각형을 90도 재배향시킨다 (d)직사각형내 접합점들로 얻어지는 총 접합 면적을 산출한다(이것이 MD족 접합 면적을 나타낸다). 이후 이들 두 접합 면적 측정을 사용하여 CD 및 MD내 접합 면적 비를 산출할 수 있을 것이다. 직사각형의 긴 치수가 직사각형의 짧은 치수를 반드시 초과하여야 할 것에 유의하는데 바람직하게는 짧은 치수의 두배가 된다.
접합점(20)들은 다른 형태를 사용할 수 있을지라도 바람직하게는 평면에서 실질적으로 원형(도1에서 점(22)로 예시)이거나 타원형(도2에서 점(24)로 예시)이다.
이제 도1과 관련하여, 특히 부직포(10A)에서 원형 접합점(22)은 CD(12) 보다 MD(14)에서 서로 더 근접하게 위치된다. 다시 말해서, 원형 접합점(22)들의 중심-대-중심 이격이 MD(14)(ㅿMD 참조)에서 보다 CD(12)(ㅿCD 참조)에서 더 크다. CD(12)에서 보다 MD(14)에서 서로에게 더 근접하는 접합점(22) 분포는 CD(12)에서의 인장강도 및 신도에 비하여 MD(14)에서의 인장강도를 증가시키고 신도를 감소시키는 효과가 있어 CD(12)쪽 부직포의 신도가 MD(14)쪽 부직포의 신도를 초과할 수 있다.
CD(12)쪽 인접 원형 접합점(22)들 사이의 갭(30A)의 길이는 MD(14)쪽 인접 원형 접합점(22)들 사이의 갭(30B) 길이의 1.1-3.0배이다. 갭의 크기는 부직포(10)의 신장 특성을 증가시키므로 CD(12)쪽 신도가 MD(14)쪽 신도를 초과할 수 있다.
바람직한 구체예에서, 원형 접합점(22)들은 치수가 약 0.3-1.0mm이고 CD쪽에서는 직경의 약 2배, MD쪽에서는 직경의 1.5배 중심간 거리를 보인다.
원형 접합점(22)들의 특히 간단하면서 효과적인 분포는 이론적인 균일한 패턴(즉, 원형 접합점(22)들의 중심-대-중심 이격이 MD 및 CD 둘다에서 균일)의 형성을 포함하고 이후 MD쪽으로 확장하는 원형 접합점(22)의 다른 레인들을 제거함으로써 CD쪽 중심-대-중심 이격이 상대적으로 증가하여 최종 직물은 MD에서 보다 CD에 서 신도가 더 커진다. 사각형 또는 다이아몬드 형태의 접합점들로 동일한 기법을 사용할 수 있다.
이제 도2와 관련하여, 특히 부직포(10B)에서 타원형 접합점(24)들은 CD(12)쪽 확장(CDE) 보다 바람직하게는 1.1-10.0배 더 큰 MD쪽 확장(MDE)을 보인다. MD(14)쪽 확장(MDE)이 CD(12)쪽 확장(CDE)를 초과할 경우, 얻어지는 직물은 CD(12)에서의 인장강도 및 신도에 비하여 MD(14)에서는 인장강도가 더 커지고 신도가 더 낮아져 CD(12)쪽 직물의 신도가 MD(14)쪽 직물의 신도를 초과할 수 있다. 타원형 접합점(24)들은 신장되어 바람직하게는 MD(14)에 대하여 45도 미만의 각도로 확장된다. 타원형 접합점들은 CD(12)에서 보다 MD(14)에서 서로 더 근접하게 위치될 수 있으므로 역시 CD(12)쪽 신도가 MD(14)쪽 신도를 초과할 수 있다.
타원형 접합점(24)은 바람직하게는 고리형으로 디자인되는데(중심부(24a)는 고지를 이루고 주변부(24b)는 경사를 이룸), 약 0.0347인치(0.882mm)의 바람직한 길이 또는 주 치수 및 약 0.02인치(0.526mm)의 바람직한 너비 또는 부 치수를 가지도록 특정된다(고리부 포함). 타원형 접합점(24)의 중심은 본원에서 주축 및 부축의 교차점인 것으로 사료된다. MD(14)에서 인접하는 타원형 접합점(24)들의 중심간 거리는 바람직하게는 약 0.0598인치(1.521mm)이고(ㅿMD 참조) CD(12)에서 인접하는 타원형 접합점(24)들의 중심간 거리는 바람직하게는 약 3.5mm이다(ㅿCD 참조).
CD(12)쪽 인접하는 타원형 접합점(24)들 사이의 접합되지 않은 부직포의 갭(30A)의 길이가 MD(14)쪽 인접하는 타원형 접합점(24)들에 의하여 특정된 접합되 지 않은 부직포의 갭(30B)의 길이보다 크다. 접합되지 않은 부직포의 갭의 치수는 부직포(10)의 신장 특성을 증가시키므로 CD(12)쪽 부직포 신도가 MD(14)쪽 부직포의 신도를 초과할 수 있다. 직사각형 형태의 접합점들을 타원형 접합점들 대신 사용할 수 있을 것이다.
본 발명 부직포(10)을 상이한 관점에서 보면, 부직포(10)은 접합점(20)들의 부재를 특징으로 하는 접합되지 않은 섬유 부분(30) 및 접합점(20)들의 존재를 특징으로 하는 접합된 섬유 부분(32)를 가진다. 접합된 부분(32)/접합되지 않은 부분(30)의 비(표면적 기준)는 CD(12)쪽 보다 MD(14)쪽에서 더 크다. 본 발명 부직포는 선행 부직포로서 예상되는 유연성, 벌크성, 섬유 묶임성, 내마모성, 접합 강도 및 전체적인 접합 면적을 보유한다.
이제 특히 도2A와 관련하여, 부직포(10) 상의 접합점(20)들은 바람직하게는 핌플(20')을 가지고 있는 새김된 접합 롤(10')을 사용하여 열접합 방법으로 제조되어 부직포(10) 상에 형성된다. 원형 또는 타원형 접합점(22) 또는 (24)들은 다각 접합점들에 바람직하다. 또한, 각 접합점(20)은 함께 그룹을 형성하는 더 작은 접합점들의 집합일 수 있을 것이다.
스펀접합된 부직포는 일반적으로 스펀 섬유를 접합하는 열융합, 화학적 또는 기계적 접합 기법의 사용을 포함하며 본 발명은 이러한 모든 기법에 적용가능하다. 예를들어, 한 접합 기법에서, 직물은 가열시킨 유연 롤러 및 필요한 접합점 형태 및/또는 패턴을 포함하는 새김 롤 사이를 통과한다. 또다른 접합 기법에서, 직물은 초음파 용접 장치 및 새김 롤 사이를 통과한다. 또다른 방법에서는 접착제를 사용하여 스펀 섬유를 접합점들에서 함께 접합한다.
도2A에서 가장 잘 예시된 바와 같이, 새김된 접합 롤(10') 상의 각 핌플(20')은 높아진 중심 부분 또는 고지(24a') 및 롤(10')의 기저 사이에 비교적 유연한 전이가 이루어지도록 경사가 진 고리(24b')에 의하여 둘러싸인 고지(24a')를 이룬다, 바람직하게는 고리(24b')의 경사는 약 22도이다.
도1의 부직포(10)은 원형 접합 핌플의 경사진 고리에 해당하는, 원형 접합점(22)의 일부로서 외부 경사를 가지는 원형 접합점(22)를 나타내지 않는다. 다른 한편, 도2의 부직포(10)은 타원형 접합점(24)의 일부로서 이러한 경사진 고리(24b)를 나타낸다. 실제로, 부직포(10)의 자연 탄력성과 같은 인자에 따라 핌플(20')의 경사진 고리에 해당하는 부분이 있을 수도 없을 수도 있을 것이다. 부직포(10)의 탄력성이 낮을 경우, 부직포(10)을 변형하는데 사용되는 핌플(20')의 형태를 정확히 보유하게 될 것이다(도2에서 예시되는 바와 같음). 다른 한편, 부직포(10)의 탄력성이 높을 경우, 핌플 고리(24b')에 해당하는 부직포내 경사진 영역 또는 고리(24b)가 형성되나 부직포내 고리(24b)는 빠르게 소실되거나 원래의 형태로 돌아가는 핌플 고리(24b')에 의하여 부분적으로만 변형되는 탄성 섬유로서 차단되어 부직포 고리(24b)를 파괴하고 핌플 고지(24a')에 해당하는 완전히 오목한 영역(24a)만을 남기게 된다. 접합점(20)이 원형(22)이든지 또는 타원형(24)이든지에 상관없이 이러한 현상이 일어남을 이해할 것이다. 부직포(10)을 예시하는 나머지 도면은 핌플(20')의 고리(24b')에 해당하는 경사진 영역(24b)을 도시하나 의도하는 바가 아닐 경우 적절한 재료를 사용하여 부분적으로 또는 완전히 이 부분을 제거할 수 있을 것임을 유의하여야 한다.
도3은 본 발명의 대체적 부직포(10C)를 예시한다. 물론 타원형 또는 원형 접합점 대신 사각형 또는 다각형(직사각형, 육각형등) 접합점을 사용할 수 있을 것이다.
도3은 도2에 예시한 것의 변형인, 타원형 접합점(24)들을 사용하는 패턴을 가진 부직포(10C)를 나타낸다. CD(12)에서 인접하는 타원형 접합점(24)들 사이의 부직포내 갭 길이는 MD(14)에서 인접하는 타원형 접합점(24)들 사이의 갭 길이의 1.1-3.0배이다.
본원에서 예시된 각 패턴에서, 부직포는 부직포가 CD에서 높은 인장강도 및 낮은 신도를, MD에서 낮은 인장강도 및 높은 신도를 보이도록 CD쪽 보다 MD쪽 총 접합 면적을 더 크게 하는 여러개의 접합점을 가진다.
부직포(10A-10C)은 일반적으로 비대칭 접합 패턴 형태의 두 카테고리 중 하나에 해당한다. 원형 접합점(22)들을 가지는 도1은 (각 접합점에 대하여) MD 및 CD 양쪽에서 접합점 형태가 동일한 제1 카테고리에 해당하나 접합점의 패턴은 불균일하다(이것은 ㅿCD가 ㅿMD를 초과하기 때문임). 다른 균일한 접합점 형태는 사각형 또는 다이아몬드를 포함한다. 다른 한편, 타원형 접합점(24)들을 가지는 도2 및 3은 접합점 형태가 MD 및 CD에서 불균일하고(MD(14)내 확장(MDE)가 CD(12)내 확장(CDE)를 초과하기 때문) 접합점 패턴이 균일하거나 불균일할 수 있는 제2 카테고리에 해당한다. 타원형 접합점(24)를 가지는 도2는 제2 카테고리에 해당한다. 도2 및 3에서, 접합 패턴은 MD 및 CD에서 불균일하여 CD에서의 신도가 증가 되게 된다. 균일한 접합 패턴에서, 기계 방향(ㅿMD)에서 접합점들 사이의 거리 및 가로 방향(ㅿCD)에서 접합점들 사이의 거리는 동일할 것이다.
구체적으로 CD 접합점들의 중심간 거리가 MD 접합점들의 중심간 거리 보다 3.5배 더 큰, 균일한 접합점 패턴을 가지는 균일한 다이아몬드 접합점 형태를 이용하여, 여러가지 중량(제곱미터당 gsm 또는 그램)의 부직포를 제조하였고 너비 2인치, 길이 5인치의 샘플을 가지고 EDANA 테스트 방법 ERT 20.2-89를 이용하여 인장 강도 및 신도에 대하여 테스트하였다.
Figure 112002004473284-pct00001
새김 롤의 수명을 증대시키기 위하여, 새김 롤이 언제나 접합될 부직포과 접촉하도록 CD 방향으로 중첩하는 패턴이 바람직하다.
보원에서, "신도"이란 파손시 검편의 백분율 신도를 말하고 "인장강도"란 파손시 검편의 극한 인장강도를 말한다.
당업자가 이해하듯이, MD 및 CD 특성을 둘다 변화시키기 위하여, 1차 조성, 접합 변수 및 열동력학적 변수(예를들어, 드로잉, 냉각 및 급냉 변수) 변화를 사용할 수 있을 것이다. 이러한 변수 변화는 MD 및 CD 특성에 모두 영향을 준다. 대조적으로, 배대칭적 접합 패턴만은 한 방향으로의 특성을 최소화하는 반면 다른 방향으로의 특성을 최대화한다.
상기 기술한 구체예들은 원형(22) 또는 타원형(24)인 접합점(20)을 이용하나, 광범위한 형태 및 배열을 접합점(20)에 대하여 사용할 수 있을 것이다. 실제로, 상이한 형태 및 배열의 접합점을 단일 직물 상에서 사용할 수 있을 것이다. 마찬가지로, 여러가지 비대칭 접합 형태를 여러가지 구체예에 나타내었으나 다른 비대칭 형태를 대신 사용할 수 있을 것임을 이해할 것이다.
중요한 한계는 접합점들의 형태 및 배열 및/또는 특정 접합 패턴은 본 발명 목적에 부합하는, 즉 제2 방향(일반적으로 MD)에서의 저율 신도에 비하여 제1 방향(일반적으로 CD)에서 고율 신도를 가지는 직물을 생성시키다는 것이다.
이제 도4A 및 4B, 5A 및 5B, 6A 및 6B와 관련하여, "A"도는 새김롤 또는 패턴롤(10')의 접합점(20')을 확대한 규모로 나타낸 것이고 "B"도는 이렇게 얻어진 패턴 직물(10)을 각각 축소된 규모로 나타낸 것이다. 도4A 및 4B에서, 폐쇄된 타원형 또는 타원형(24, 24')은 MD와 실질적으로 나란히 직선으로 배치되고 도5A 및 5B에서는 MD와 실질적으로 나란히 파동선으로 배치되며 도6A 및 6B에서는 실질적으로 MD와 나란하게 다른 도형(100)을 형성하도록 세트별로 배치된다. 각 경우 폐쇄된 도형 부분(24)의 길이는 CD(LCD 참조)에서 보다 MD(LMD 참조)에서 크다.
본 발명 부직포는 바람직하게는 본 발명의 선택적 접합 방법으로 MD 및 CD 특성이 서로 구별이 되도록 처음에 MD 및 CD 둘다에 균일한 섬유 밀도를 제공하는 실질적으로 무작위로 배향된 섬유의 선택적 접합으로 제조된다. 그러나, 본 발명의 선택적 접합 방법은 MD 및 CD 양쪽에서 균일한 섬유 밀도를 가지지 않는 부직포 에도 적용될 수 있을 것이다. "고 CD 신도를 가지는 부직포 및 이의 제조 방법"이라 표제된 1999년 8월 13일자 출원된 본 발명자의 공동계류 미국 특허 출원 제09/373,826호를 참조하시오. 처음 부직포의 불균일 섬유 밀도로 MD에서 보다 CD에서의 신도가 더 클 경우, 선택적 접합 패턴의 사용은 단순히 신도 비를 증대시킨다(즉, MD 신도에 대하여 CD 신도의 비가 증가됨). 처음 부직포의 불균일 섬유 밀도로 CD에서 보다 MD에서의 신도가 더 클 경우, 본 발명의 선택적 접합은 초기 편향을 극복하는데 효과적이어서 직물이 MD에서 보다 CD에서 더 큰 신도를 가지도록 한다.
본 발명의 바람직한 구체예는 스펀 섬유로부터 부직포를 제조하는 방법을 제공하며, 직물내 스펀 섬유의 접합 밀도는 비교적 고 접합밀도의 스트라이프 및 비교적 저 접합밀도의 스트라이프 사이에 차이가 있고 스트라이프는 교차 패턴으로 기계 방향으로 직물의 길이 만큼 확장되는데 고밀도 스트라이프는 저밀도 스트라이프에 의하여 서로 분리되어 있다. 가로 방향으로 고밀도 및 저밀도 스트라이프를 교차시킴으로써 기계 방향에서 보다 가로 방향에서 신도가 더 높은 직물을 얻게 된다.
이 직물의 예상밖의 특성은 대칭적으로 접합된 부직포에 비하여 결과적으로 유연성이 개선되는 벌크 밀도 증가이다. 한 예에서, 대칭적으로 접합된 15gsm 폴리프로필렌 스펀 접합 직물은 비대칭적 패턴으로 접합된 15gsm 폴리프로필렌 스펀 접합 직물에 비하여 1.5배의 두께를 가진다.
특히 도7A와 관련하여, 본 발명 부직포(10)을 사용하여 스펀접합(102)와 더불어 일반적으로 110으로 지시되는 본 발명 부직포의 라미네이트를 얻을 수 있을 것이다. 부직포(10)은 오목 및 볼록의 엠보싱 패턴을 가지는데 이 패턴은 고리형이 제2 방향(예를들어 MD)으로 연신되도록 새김 접합 롤로 만든다. 스펀접합(102) 역시 엠보싱 패턴을 가질 수 있을 것이다. 바람직하게는 일반적으로 104로 지정되는 라미네이팅 스테이션은 하나의 부직포(바람직하게는 본 발명 부직포(10))에 인접하게 가열된 새김 하드 롤(114)을, 다른 부직포(바람직하게는 스펀접합(102))에 인접하게 가열시키지 않은 유연 소프트 롤 또는 "anvil"을 포함하여 라미네이팅 스테이션(104)에서 스펀접합(102)이 연화되어 부직포(10)의 오목부로 들어가게 될 것이다. 라미네이팅후, 부직포(10)(및 실제로 라미네이트(110))은 고 MVTR(수증기 전이 속도)를 가지며 실질적으로 구멍을 가지지 않는다.
이제 특히 도7B와 관련하여, 본 발명 부직포(10)을 사용하여 스펀접합 섬유(102')와 더불어 일반적으로 110'으로 지시되는 본 발명 부직포의 라미네이트를 얻을 수 있을 것이다. 부직포(10)은 오목 및 볼록의 엠보싱 패턴을 가지는데 이 패턴은 고리형이 제2 방향(예를들어 MD)으로 연신되도록 새김 접합 롤로 만든다. 스펀접합 섬유(102')는 미리 접합된 상태이고 단순히 흐트러져, 부직포(10)이 공급 수단(122)을 거쳐 컨베이어(120)로 운반될때 부직포(10) 위에 위치한 공급 수단(122)으로부터 중력에 의하여 배출된다. 일단 스펀접합 섬유(102')가 부직포(10) 상에 위치되면 라미네이팅 스테이션에서의 공정은 도7A에 도시한 바와 유사하여 스펀접합 섬유(102')는 연화되어 부직포(10)의 오목부로 들어간다. 라미네이팅후, 부직포(10)(및 실제로 라미네이트(110'))은 고 MVTR을 가지며 실질적으로 구멍을 가지지 않는다.
접합 패턴은, 부직포를 한쌍의 캘린더 롤의 닙에 통과시켜 캘린더링 롤에서 생성되는 열 및 압력을 사용하여 직물을 고온 융합 접합하는 캘린더링으로 얻을 수 있을 것임은 당업자가 이해할 것이다. 다른 한편, 이와는 다르게 부직포를 새김 접합 롤 상에 통과시키고 초음파 에너지 및 압력의 조합으로 섬유의 융합 접합을 일으키는 초음파 방법을 사용할 수 있을 것이다.
이제 특히 도8과 관련하여, 본 발명의 또다른 바람직한 구체예에서, 복합재료 또는 라미네이트(14)는 탄성 필름(142) 및 상기 기술한 부직포(10) 중 하나로 제공된다.
일회용 흡수 제품은 일반적으로 부직포의 다수의 상이한 관능층 또는 부직포 및 탄성 필름-형성 중합체의 복합재료를 포함한다. 이들 층 각각은 이들이 차후의 사용시 뿐만 아니라 조립 또는 제조 라인에서 컨버팅시 응력, 인장 및 변형 조건하에 있으므로 특정 특성 요구조건에 부합하여야 한다. 섬유상 부직포는 복합재료 표면의 최소한 한면에 부드럽고 건조한 직물감 뿐만 아니라 강도를 제공한다. 탄성 중합체 필름은 이를 포함하는 흡수 제품의 컨버팅시 및 차후 사용시 변형후 탄성 및 회복 특성을 준다. 문제는 부직포 및 탄성 필름의 유용한 조합물은 유사하거나 최소한 필적하는 물리적(즉 기계적) 특성을 가지는 것에 한정된다는 것인데; 그렇지 않을 경우, 복합재료의 구조가 컨버팅 또는 사용시 응력 조건하에 파손되거나 탈라미네이팅 -- 즉, 필름 및 부직포 간의 접합점의 파괴 또는 부직포내 풀리거나 망가진 필라민트의 생성이 일어날 것이다.
따라서, 본 방법 변형에서는, 탄성 필름(142)을 바람직하게는 캐스트 필름 생성 방법(즉, 용융 필름-형성 탄성 중합체(142)를 다이(144)에서 직물(40)로 직접 압출)을 사용하여 본 발명 부직포(40) 상에 피복시킨다. 캐스팅에서는, 탄성 필름(142)을 다이(144)에서 부직포(40)로 도포한 다음 복합재료(140)를 닙 롤(146) 및 (필름을 냉각시키기 위하여) 냉각 롤(148) 사이로 통과시킨 후 박리 롤(150)에 의하여 냉각 롤(148)롤부터 냉각된 복합재료(140)를 제거한다. 캐스트 필름은 MD로 분자 배향성을 가진다. 부직포(40) 상으로의 탄성 필름(142)의 직접 캐스팅은 각기 개별적으로 제조된 다음 아교로 부착시키거나 그렇지 않을 경우 아교의 사용에 내재하는 위험(복합재료(140)의 공기소통에 필요한 공극을 봉할 수 있음)을 피하기 위하여 함께 접착시켜 라미네이트를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명 탄성 필름/부직포 복합재료(140)는 최소한 부직포 복합재료 및 탄성 필름의 탈라미네이션화 및 부품 중 어느 것의 파손 없이 한정된 CD 변형에 견딘다. 복합재료(140)는 부서짐 또는 파손 없이 고 충격 미세변형이 일어날 수 있게 하는 내충격 용량을 보인다.
본 발명 탄성 필름/부직포 복합재료(140)는 특히 여러가지 공업 제품(이를테면, 주택 덮개, 표면 보호/저마찰층, 포장, 가구 및 침구, 자동차 커버 및 신발 재료), 여러가지 위생 제품(이를테면 백 시트/외부 커버, 습밴드, 신축 바지 및 탄성 또는 연신성 사이드 밴드) 및 여러가지 의학 제품(이를테면 수술용 시트, 외과용 가운, 제자리 컷팅 가운 및 살균 덮개)에서 사용하기 특히 적당하다.
복합재료(140)가 저 CD 인장강도 및 고 CD 신도를 가지고 변형 에너지 소모 가 적을 경우, 기저귀의 "사이드 패널" 또는 덮개의 "신축 탭"으로서 또는 일회용 기저귀 및 생리대의 밑판 재료로서 사용할 수 있을 것이다. 필름(142)이 액체 투과성 및 증기 투과성일 경우, 복합재료(140)는 일회용 기저귀 및 여성 위생용품(이를테면 생리대)용 백 시트 재료로 사용할 수 있을 것이다. 얻어지는 복합재료는 공기소통을 위하여 연신될 수 있을 것이다.
일반적인 탄성 필름(142)은 폴리우레탄, KRATON, 실리콘, 폴리올레핀 중합체등과 같은 열가소성 탄성중합체를 포함한다.
캐스트 필름 제조 방법을 사용하든 안하든, 탄성 필름(142)의 본 발명 부직포(10) 상으로의 피복은 부직포 및 필름 사이의 접합점의 파손 또는 부직포내 풀리거나 망가진 필라멘트의 생성을 대단히 감소시킨다. 이것은 본 발명 재료가 탄성 필름으로 CD에서 확장이 될 수 있으므로 개선된 CD 신도를 보이기 때문이다. 본 발명 부직포는 MD에서는 감소된 신도를 가지므로 이축 탄성 필름을 연신시키는 것은 여전히 부직포내 풀리거나 망가진 필라멘트 또는 접합점내 파손을 야기할 수 있다. 그러나, 앞서 언급한 바와 같이, CD에서 신도가 높은 것은 기저귀 업계에서 매우 바람직한 반면 MD에서 신도가 높은 것은 그렇지 않다.
본 발명 재료는 광범위한 공업 제품에 유용하다. 예를들어, 본 재료는 공기 여과, 자동차 필터, 액체 필터 및 필터백의 필터로서 유용하다. 본 재료는 또한 청정룸 의복, 숙박시설 소모 의류, 먼지 차단복 및 화학물질 차단복과 같은 공업용 보호 의류에서 유용하다. 본 재료는 또한 청정룸 와이퍼, 오일 흡수 와이퍼, 렌즈 세척 와이퍼 및 저마찰 및/또는 무긁힘 표면의 표면 보호 와이퍼와 같은 공업용 와이퍼로서 유용하다. 본 재료의 기타 공업용 용도는 주택 덮개, 포장, 가구 및 침구, 자동차 커버, 절연, 배터리 분리기, 신발 재료등을 포함한다.
또한, 본 발명 재료는 광범위한 위생 용도로 유용하다. 예를들어, 본 재료는 탑시트, 백시트 또는 외부 커버, 바지단, 허리띠, 신축 탭, 탄성 또는 연신성 사이드 패널 및 포착 또는 분포층으로서 유용하다.
마지막으로, 본 발명 재료는 광범위한 의학 용도로도 유용하다. 예를들어, 본 재료는 수술용 시트, 수술 가운, 제자리 컷팅 가운, 신발 커버, 수술용 캡 및 살균 덮개로서 유용하다.
전술한 특정 용도의 기술은 단지 예로서 언급된 것으로 한정의 의도는 아니다. 전술한 공업적, 위생 및 의학적 용도 이외의 용도들은 본 발명 재료의 물리적 및 화학적 특성에서 자연적으로 도출된다.
본 발명 비대칭 접합 패턴 재료는 위생 용도, 특히 탑시트, 백시트 또는 외부 커버, 신축 탭, 탄성 또는 연신성 사이드 패널 및 포착 또는 분포층으로서 특히 유용하다.
요약하면, 본 발명은 비대칭성 접합 패턴 및 특히 제1 방향(일반적으로 CD)으로 저 인장강도 및 고 신도를, 제2 방향(일반적으로 MD)으로 고 인장강도 및 저 신도를 가지는 부직포를 제공한다. 부직포는 기저귀-제조 산업에 사용하기 적당하고 제조, 사용 및 유지하기에 간편하고 경제적이다.
이제 본 발명의 바람직한 구체예를 도시 및 상세 기술하였으므로 이의 여러가지 변형 및 개선점을 당업자는 용이하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 사상 및 범위는 넓게 이해되어야 하고 전술한 명세서에 의해서가 아니라 첨부하는 청구의 범위만으로 한정되어야 한다.

Claims (42)

  1. 제1 방향으로 신도가 높고 제2 방향으로는 신도가 낮으며, 제1 방향쪽 보다 제2 방향쪽으로 총 접합 면적이 크도록 여러개의 접합점을 가지는 부직포.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 방향쪽 총 접합 면적이 상기 제1 방향쪽 보다 1.1-5.0배 큰 부직포.
  3. 제1항에 있어서, 제1 방향으로 인장 강도가 낮고 제2 방향으로는 인장강도가 높은 부직포.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접합점이 실질적으로 평면에서 타원형인 부직포.
  5. 제4항에 있어서, 상기 타원형 접합점이 제1 방향 보다 제2 방향으로 1.1-10.0배 더 크게 확장된 부직포.
  6. 제4항에 있어서, 상기 타원형 접합점이 연신되어 상기 제2 방향에 대하여 45도 미만의 각도로 확장되어 있는 부직포.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 방향에서 타원형 접합점들 사이의 비접합 부직포의 갭 길이가 제2 방향에서의 그것보다 1.1-3.0배가 되도록 상기 타원형 접합점들이 배치된 부직포.
  8. 제1항에 있어서, 상기 접합점이 평면에서 원형이고 제1 방향에서 보다 제2 방향에서 서로 근접하게 위치되어 있는 부직포.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 방향에서 상기 원형 접합점들 사이의 비접합 부직포의 갭 길이가 제2 방향에서의 그것보다 1.1-3.0배가 되도록 상기 원형 접합점들이 배치된 부직포.
  10. 제1항에 있어서, 접합되지 않은 섬유 부분 및 접합된 섬유 부분을 포함하고 접합된 부분/접합되지 않은 부분의 비가 제1 방향에서 보다 제2 방향에서 더 큰 부직포.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향이 상호 교차하는 부직포.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 방향이 가로-방향(CD)이고 상기 제2 방향이 기계 방향(MD)인 부직포.
  13. 제11항에 있어서, 상기 부직포가 실질적으로 무작위로 배향된 섬유로 특정되 는 부직포.
  14. 제1항에 있어서, 상기 부직포가 스펀접합 섬유, 카드 섬유 및 용융 섬유로 이루어지는 그룹에서 선택되는 부직포.
  15. 제1항에 있어서, 새김 롤을 사용하여 열접합 방법으로 부직포 상에 접합점을 생성시키는 방법, 새김 롤을 사용하여 초음파 분해 방법으로 상기 부직포 상에 접합점을 생성시키는 방법 및 새김롤을 사용하여 접착시키는 방법으로 부직포 상에 접합점을 생성시키는 방법으로 이루어지는 그룹에서 선택된 방법으로 상기 접합점을 생성시키는 부직포.
  16. 제1 방향으로는 인장강도가 낮고 신도가 높으며 제2 방향으로는 인장강도가 높고 신도가 낮은 부직포로서, 제1 방향쪽 보다 제2 방향쪽으로 총 접합 면적이 1.1-5.0배 더 크도록 여러개의 접합점을 가지고; 제1 방향쪽 보다 제2 방향쪽으로 접합 부분/비접합 부분 비가 더 크도록 비접합 섬유 부분 및 접합 섬유 부분을 가지는 부직포.
  17. 제16항에 있어서, 상기 각각의 접합점들이 실질적으로 평면에서 타원형이고, 제1 방향쪽 보다 제2 방향쪽으로 1.1-10.0배 더 크게 확장되며, 연신되어 상기 제2 방향에 대하여 45도 미만의 각도로 확장되는데, 접합점들 사이의 비접합 부직포의 갭 길이가 제1 방향에서 제2 방향에서 보다 1.0-3.0배인 부직포.
  18. 제16항에 있어서, 상기 각각의 접합점들이 평면에서 원형이고 제1 방향쪽 보다 제2 방향쪽으로 서로 근접하게 위치되어 있으며, 상기 원형 접합점들 사이의 비접합 부직포의 갭 길이가 제1 방향에서 제2 방향에서 보다 1.1-3.0배인 부직포.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향이 상호 교차하고, 상기 부직포가 실질적으로 무작위로 배향된 섬유로 특정된 스펀접합인데, 상기 접합점들은 새김 롤을 사용하는 열접합 방법으로 부직포 상에 생성된 부직포.
  20. 제1 방향으로는 인장강도가 낮고 신도가 높으며 제2 방향으로는 인장강도가 높고 신도가 낮은 부직포로서, 제1 방향쪽 보다 제2 방향쪽으로 총 접합 면적이 더 크도록 여러개의 접합점을 가지고, 상기 접합점들 사이의 비접합 부직포의 갭 길이가 제2 방향쪽 보다 제1 방향쪽으로 더 큰 부직포.
  21. 제1 방향으로는 신도가 높고 제2 방향으로는 신도가 낮은 부직포로서, 제2 방향쪽 보다 제1 방향쪽으로 중심간 거리가 더 크도록 여러개의 접합점을 가지는 부직포.
  22. 제21항에 있어서, 접합점들이 원형, 사각형, 타원형 및 다이아몬드형으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 형태를 평면에서 가지는 부직포.
  23. 제21항에 있어서, 각각의 결합점들이 함께 그룹을 이루는 작은 접합점들의 집합으로 형성되는 부직포.
  24. 제1 방향으로는 인장강도가 낮고 신도가 높으며 제2 방향으로는 인장강도가 높고 신도가 낮은 부직포로서, 각 접합점들이 제2 방향쪽 보다 제1 방향쪽으로 더 크게 확장되도록 평면에서 비대칭적인 여러개의 접합점을 가지는 부직포.
  25. 제24항에 있어서, 접합점들이 제2 방향쪽 보다 제1 방향쪽으로 중심간 거리가 더 큰 부직포.
  26. 제1 방향으로 신도가 높고 제2 방향으로는 신도가 낮은 부직포로서, 제2 방향쪽 보다 제1 방향쪽으로 총 결합 면적이 크도록 여러개의 접합점들을 포함하고, 상기 접함점들은 상기 제2 방향으로 연신된 고리형으로서 (A) MD축을 따라 평행으로 배향된 고리형; (B) MD축을 따라 인접한 고리형들과 교차하도록 배향된 고리형; (C) 최근접 고리형들과 세트로 배향되어 MD로 연신된 폐쇄 형태를 형성하는 고리형;으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 부직포.
  27. 제26항에 있어서, 제2 방향으로 연신된 고리형들이 MD 축에 대하여 평행으로 배향된 부직포.
  28. 제26항에 있어서, 제2 방향으로 연신된 고리형들이 MD축을 따라 인접해 있는 고리형들과 교차하는 부직포.
  29. 제26항에 있어서, 제2 방향으로 연신된 고리형들이 최근접 도형들과 세트를 이루도록 배향되어 이들 사이에 MD로 연신된 폐쇄 형태를 이루는 부직포.
  30. 제26항의 부직포 및 제2 부직포를 포함하는 라미네이트로서, 상기 부직포는 오목부 및 볼록부의 엠보싱 패턴을 가지고 상기 제2 부직포는 상기 부직포의 오목부에 들어가 제2 방향으로 연신된 고리형들로 이루어지는 패턴이 되는 라미네이트.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제2 방향으로 연신된 고리형들이
    (A) MD축을 따라 평행으로 배향된 고리형;
    (B) MD축을 따라 인접한 고리형들과 교차하도록 배향된 고리형;
    (C) 최근접 고리형들과 세트로 배향되어 MD로 연신된 폐쇄 형태를 형성하는 고리형
    으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 라미네이트.
  32. 제30항에 있어서, 하나의 부직포에 인접하게 가열시킨 새김 하드 롤 및 다른 부직포에 인접하게 가열시키지 않은 유연 소프트 롤을 포함하는 라미네이팅 스테이션에서 생성되는 라미네이트.
  33. 제30항에 있어서, 라미네이팅후에 고 MVTR을 가지면서 실질적으로 구멍이 존재하지 않는 라미네이트.
  34. 제30항에 있어서, 상기 제2 부직포가 스펀접합인 라미네이트.
  35. 제34항에 있어서, 상기 부직포가 스펀접합인 라미네이트.
  36. 제30항에 있어서, 상기 부직포가 스펀접합인 라미네이트.
  37. 제26항의 부직포 및 탄성 필름을 포함하는 라미네이트로서, 상기 부직포가 오목 및 볼록의 엠보싱 패턴을 가지며 상기 탄성 필름이 상기 부직포의 오목부에 들어가 상기 제2 방향으로 연신된 고리형을 이루는 패턴이 되는 라미네이트.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제2 방향으로 연신된 고리형들이
    (A) MD축을 따라 평행으로 배향된 고리형;
    (B) MD축을 따라 인접한 고리형들과 교차하도록 배향된 고리형;
    (C) 최근접 고리형들과 세트로 배향되어 MD로 연신된 폐쇄 형태를 형성하는 고리형
    으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 라미네이트.
  39. 제37항에 있어서, 상기 부직포에 인접하여 닙 롤 및 상기 탄성 필름에 인접하여 냉각 롤을 포함하는 피복 스테이션에서 제조되는 라미네이트.
  40. 제37항에 있어서, 상기 부직포 및 탄성 필름이 응력하에서 필적하는 물리적 특성을 가지는 라미네이트.
  41. 제37항에 있어서, 상기 탄성 필름이 상기 부직포 상에 피복되는 라미네이트.
  42. 제37항에 있어서, 상기 탄성 필름이 상기 부직포 상에 캐스트 피복되는 라미네이트.
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