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KR101800994B1 - 섬유 및 그를 포함하는 물품 - Google Patents

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KR101800994B1
KR101800994B1 KR1020167031051A KR20167031051A KR101800994B1 KR 101800994 B1 KR101800994 B1 KR 101800994B1 KR 1020167031051 A KR1020167031051 A KR 1020167031051A KR 20167031051 A KR20167031051 A KR 20167031051A KR 101800994 B1 KR101800994 B1 KR 101800994B1
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KR
South Korea
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fibers
region
fibrous web
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component
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KR1020167031051A
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KR20160133568A (ko
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닐라칸단 찬드라세카란
로리-앤 에스 프리올로
리 이 우드
자얀트 차크라바르티
티모시 브이 스태그
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

적어도 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 다성분 섬유. 일부 경우에, 제1 성분의 적어도 일부분은 불투명하고 미세다공성(microporous)이고, 제2 성분은 제1 성분과는 상이하다. 일부 경우에, 제2 성분의 적어도 일부분은 제1 성분의 적어도 일부분을 통해 보일 수 있다. 불투명한 미세다공성 영역 및 더 낮은 다공성의 시스루(see-through) 영역을 갖는 섬유가 또한 개시된다. 그러한 섬유를 포함하는 섬유질 웨브가 또한 개시된다. 일부 경우에, 섬유질 웨브는, 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 적어도 하나의 제1 영역, 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 갖는다. 섬유질 웨브를 포함하는 물품 및 라미네이트(laminate)가 개시된다. 섬유, 섬유질 웨브, 및 물품의 제조 방법이 또한 개시된다.

Description

섬유 및 그를 포함하는 물품 {FIBERS AND ARTICLES INCLUDING THEM}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2014년 4월 10일자로 출원된 미국 특허 출원 제61/978,119호에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
중합체 섬유는 의료 및 위생 제품, 카펫 및 마루 덮개, 의복 및 가정용 텍스타일(textile), 여과 매체, 애그로텍스타일(agrotextile) 및 지오텍스타일(geotextile), 자동차 내장, 슬리핑백, 컴포터(comforter), 베개 및 쿠션용 충전재, 세정 와이프, 연마 물품, 및 수많은 다른 것들을 포함하는 다양한 제품에 유용하다.
필터에 사용하기 위한 다공성 구조를 갖는, 베타-핵제(beta-nucleating agent)를 포함하는 폴리프로필렌 섬유가 2009년 4월 23일자로 공개된 독일 특허 공개 DE 102007050047호에 개시되어 있다.
다양한 다성분 섬유가 공지되어 있다. 예에는 낮은 온도에서 용융되거나 연화되는 시스(sheath)가 더 높은 온도에서 용융되는 코어(core)를 덮고 있는 섬유가 포함된다. 다성분 구조는, 예를 들어 섬유 본딩에 유용할 수 있는데, 여기서 시스는, 예를 들어 용융되거나 연화될 때 본딩제로서 역할을 하여 개별 섬유들을 함께 본딩한다.
다른 기술로는, 상이한 인쇄되고/되거나 착색된 영역들을 포함하는 다양한 상이한 개인 위생 물품들 (예를 들어, 기저귀, 성인용 요실금 제품, 및 생리대와 같은 흡수 물품)이 시장에서 입수가능하다. 그러한 물품 상의 인쇄 또는 착색은 소비자에게 매력적일 수 있으며 소비자가 상이한 브랜드들을 구별하는 데 도움을 줄 수 있다. 흡수 물품의 일부 제조사들은 그들의 브랜드의 시그니처(signature)인 다색 그래픽을 인쇄한다. 다른 제조사들은 물품 상의 단색 인쇄를 사용할 수 있다. 구별되는 제품을 제공하는 데 대한 인쇄 접근법은 일반적으로 잉크, 유색 접착제, 또는 열- 또는 압력-활성화 화학 착색제를 사용하는데, 이들 각각은 제품에 비용을 추가하며 이 비용은 소비자에게 전가된다. 패턴 또는 색을 갖는 흡수 물품의 일부 최근의 예에는 미국 특허 제8,324,444호 (핸슨(Hansson) 등) 및 미국 특허 출원 공개 제2011/0264064호 (아로라(Arora) 등) 및 제2012/0242009호 (물란(Mullane) 등)에 기재된 것들이 포함된다.
본 발명은, 전형적으로 적어도 부분적으로 미세다공성인 섬유, 및 그를 포함하는 섬유질 웨브(web)를 제공한다. 전형적으로 섬유질 웨브는, 섬유의 일부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역 및 섬유의 일부분이 더 낮은 다공성의 적어도 하나의 시스루(see-through) 영역을 형성하는 제2 영역을 갖는다. 더 낮은 다공성의 시스루 영역은 전형적으로 미리 결정된 (다시 말해, 설계된) 형상을 갖는다. 유리하게는, 시스루 영역은 사용자에게 미적으로 보기 좋도록 선택될 수 있는 매우 다양한 패턴, 숫자, 사진, 기호, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 조합의 형태일 수 있다. 시스루 영역은 또한 소비자에 의해 용이하게 확인될 수 있는 회사명, 브랜드명, 또는 로고의 형태일 수 있다. 이러한 섬유질 웨브를 포함하는 개인 위생 물품이 또한 기재된다. 개인 위생 물품은 특정 제품의 요건에 따라 용이하게 커스터마이징될(customized) 수 있다. 시스루 영역은 잉크 또는 다른 고가의 색-제공 화학 물질의 사용 없이 시각적 이미지를 제공한다.
일 태양에서, 본 발명은 적어도 제1 성분 및 제2 성분을 갖는 다성분 섬유를 제공한다. 제1 성분의 적어도 일부분은 불투명하고 미세다공성이고, 제2 성분은 제1 성분과는 상이하다.
다른 태양에서, 본 발명은 적어도 제1 성분 및 제2 성분을 갖는 다성분 섬유를 제공한다. 제2 성분의 적어도 일부분은 제1 성분의 적어도 일부분을 통해 보일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 성분은 폴리프로필렌 및 베타-핵제를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 불투명한 미세다공성 영역 및 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 갖는 섬유를 제공한다.
다른 태양에서, 본 발명은 전술한 태양들 중 임의의 하나의 다수의 섬유를 포함하는 섬유질 웨브를 제공한다.
다른 태양에서, 본 발명은 다수의 섬유의 섬유질 웨브를 제공한다. 섬유질 웨브는 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 적어도 하나의 제1 영역, 및 다수의 섬유의 제2 부분이 제1 부분보다 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 갖는다. 섬유질 웨브는, 예를 들어, 제1 층 및 제2 층을 갖는 라미네이트(laminate)의 제1 층일 수 있고, 제2 층의 일부분은 다수의 섬유의 제2 부분을 통해 보인다.
다른 태양에서, 본 발명은 톱시트(topsheet), 백시트(backsheet), 톱시트와 백시트 사이의 흡수 성분을 갖는 섀시(chassis)와, 전술한 태양들 중 임의의 것의 섬유질 웨브를 갖는 개인 위생 물품을 제공한다.
다른 태양에서, 본 발명은 톱시트, 백시트, 톱시트와 백시트 사이의 흡수 성분을 갖는 섀시를 포함하는 개인 위생 물품을 제공한다. 개인 위생 물품은 섬유의 적어도 일부분이 불투명하고 미세다공성인 섬유를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 상기에 기재된 다성분 섬유를 제조하는 방법을 제공한다. 본 방법은 제1 성분 및 제2 성분을 갖는 다성분 섬유를 방사하는 단계를 포함한다. 제1 성분은 베타-핵제, 희석제, 또는 공동형성제(cavitating agent) 중 적어도 하나를 포함한다. 제2 성분은 제1 성분과는 상이하다. 본 방법은 섬유를 연신(stretching)시켜 적어도 제1 성분 내에 미세다공성을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 상기에 기재된 섬유를 제조하는 방법을 제공한다. 본 방법은, 적어도 일부분이 미세다공성인 섬유를 제공하는 단계, 및 섬유 내의 적어도 일부 기공을 붕괴시켜 적어도 하나의 시스루 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 상기에 기재된 섬유질 웨브를 제조하는 방법을 제공한다. 본 방법은, 적어도 일부분이 미세다공성인 섬유질 웨브를 제공하는 단계, 및 섬유질 웨브 내의 적어도 일부 기공을 붕괴시켜 적어도 하나의 시스루 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 섬유질 웨브는 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 적어도 하나의 제1 영역, 및 다수의 섬유의 제2 부분이 제1 부분보다 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 갖는다.
다른 태양에서, 본 발명은 개인 위생 물품을 제조하는 방법을 제공한다. 본 방법은 상기에 기재된 섬유질 웨브를 개인 위생 물품 내에 포함시키는 단계를 포함한다.
본 출원에서, 부정관사("a", "an") 및 정관사("the")와 같은 용어는 단수의 것만을 지칭하고자 하는 것이 아니라, 일반적인 부류를 포함하며, 그의 특이적인 예가 예시를 위해 사용될 수 있다. 용어 부정관사 및 정관사는 용어 "적어도 하나"와 상호 교환적으로 사용된다. 목록에 뒤따르는 어구, "~ 중 적어도 하나" 및 "~ 중 적어도 하나를 포함한다"는 목록 내의 임의의 하나의 항목 및 목록 내의 2개 이상의 항목들의 임의의 조합을 지칭한다. 모든 수치 범위는, 달리 언급되지 않는다면, 그의 종점(endpoint)들 및 종점들 사이의 정수가 아닌 값들을 포함한다.
용어 "제1" 및 "제2"는 본 발명에서 단지 그들의 상대적 의미로 사용된다. 달리 언급되지 않는다면, 그러한 용어들은 단지 하나 이상의 실시 형태의 설명의 편의상 사용되는 것임이 이해될 것이다.
용어 "미세다공성"은, 평균 치수 (일부 경우에, 직경)가 10 마이크로미터 이하인 다수의 기공을 갖는 것을 지칭한다. 다수의 기공 중 적어도 일부는 가시광의 파장과 비슷하거나 그보다 더 큰 치수를 가져야 한다. 예를 들어, 기공들 중 적어도 일부는 400 나노미터 이상의 치수 (일부 경우에, 직경)를 가져야 한다. 기공 크기는 ASTM F-316-80에 따라 기포점을 측정함으로써 측정된다. 기공은 개방 셀 기공 또는 폐쇄 셀 기공일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 기공은 폐쇄 셀 기공이다.
미세다공성 영역을 갖는 섬유는 그 영역 내의 섬유의 중합체 내에 기공을 갖는 것으로 이해될 것이다. 그러한 미세다공성은 섬유질 웨브의 다수의 섬유의 틈새를 지칭하지 않는다.
용어 "시스루"는 투명한 것 (즉, 광의 통과를 허용하고 물체 너머를 분명하게 볼 수 있는 것), 또는 반투명한 것 (즉, 광의 통과를 허용하나 물체 너머를 분명하게 볼 수 없는 것) 중의 어느 하나를 지칭한다. 시스루 영역은 착색될 수 있거나 무색일 수 있다. "시스루" 영역은 육안에 보이기에 충분히 큰 것으로 이해되어야 한다.
"다성분"은 둘 이상의 별개의 중합체 성분, 중합체 성분의 둘 이상의 별개의 블렌드, 또는 적어도 하나의 별개의 중합체 성분 및 중합체 성분의 적어도 하나의 별개의 블렌드를 포함하는 단면을 갖는 섬유를 지칭한다. "다성분 섬유"는 "2성분 섬유"를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 다성분 섬유는, 예를 들어, 동축 서브섹션(subsection), 동심 코어-시스 서브섹션, 편심 코어-시스 서브섹션, 병렬형(side-by-side) 서브섹션, 해도형(islands-in the sea) 서브섹션, 조각 파이형(segmented pie) 서브섹션 등을 포함하는 임의의 형상 또는 배열의 상이한 성분들의 서브섹션으로 나누어진 전체 단면을 가질 수 있다.
"시스"는 코어 또는 코어들을 실질적으로 둘러싸는 것으로 이해된다. 일부 실시 형태에서, 시스는 코어 또는 코어들의 외부 표면의 75, 80, 85, 90, 95, 97, 또는 99% 이상의 둘레에 연장될 수 있다. 시스는 또한 코어 또는 코어들을 완전히 둘러쌀 수 있다.
용어 "부직"은 섬유 웨브를 지칭할 때 편직 천에서와 같이 식별가능한 방식으로가 아니라 사이사이에 끼워진(interlaid) 개별 섬유 또는 실의 구조를 갖는 것을 의미한다. 부직 천 또는 웨브는 멜트블로잉(meltblowing) 공정, 스펀본딩(spunbonding) 공정, 스펀레이싱(spunlacing) 공정 및 본디드 카디드 웨브(bonded carded web) 공정과 같은 다양한 공정으로 형성될 수 있다.
본 발명의 상기의 개요는 본 발명의 각각의 개시되는 실시 형태 또는 모든 구현 형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 하기 설명은 예시적인 실시 형태를 더욱 구체적으로 예시한다. 따라서, 도면 및 하기의 설명은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범주를 과도하게 제한하는 방식으로 읽혀져서는 안 된다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 본 발명의 다양한 실시 형태의 하기 상세한 설명을 첨부 도면과 관련하여 고려하면 더 완전히 이해될 수 있다:
도 1a는 본 발명에 따른 다성분 섬유의 일 실시 형태의 사시도이고;
도 1b는 다성분 섬유인, 본 발명에 따른 섬유의 다른 실시 형태의 사시도이고;
도 1c는 본 발명에 따른 다성분 섬유의 다른 실시 형태의 사시도이고;
도 2a 내지 도 2d는 본 명세서에 기재된 섬유의 4가지 실시 형태의 개략 단면도이고;
도 3은 다성분 섬유가 아닌, 본 발명에 따른 섬유의 다른 실시 형태의 사시도이고;
도 4는 본 발명에 따른 다성분 섬유의 다른 실시 형태의 사시도이고;
도 5는 본 발명에 따른 섬유질 웨브의 일 실시 형태의 사시도이고;
도 6은 본 발명에 따른 섬유질 웨브가 하나의 층인 라미네이트의 일 실시 형태의 사시도이고;
도 7은 본 발명에 따른 개인 위생 물품의 일 실시 형태의 사시도이고;
도 7a는 도 7의 선 7a-7a에 따라 취한 일 실시 형태의 분해 측단면도이고;
도 7b는 도 7의 표시된 영역의 확대도이고;
도 8은 본 발명에 따른 개인 위생 물품의 다른 실시 형태의 사시도이고;
도 8a는 도 8에 표시된 영역의 확대도이고;
도 8b는 말아서 폐기 준비된 도 8에 나타나 있는 개인 위생 물품의 사시도이다.
본 발명에 따른 섬유의 일 실시 형태가 도 1a에 나타나 있다. 섬유(1a)는 대체로 원통형 형상, 제1 성분으로서의 시스(4a), 및 제2 성분으로서의 코어(6)를 갖는 다성분 섬유이다. 본 발명에 따른 섬유에서, 제1 성분 및 제2 성분은 전형적으로 각각 제1 중합체 조성물 및 제2 중합체 조성물을 포함하며, 여기서 제1 중합체 조성물 및 제2 중합체 조성물은 상이하다. 섬유(1a)에서, 시스(4a)는 불투명하고 미세다공성이며, 코어(6)는, 미세다공성이 아니고 시스(4a)와 상이한 색인 상이한 조성물을 갖는다. 도 1a의 사시도에서는, 섬유의 단부에서 시스(4a) 및 코어(6) 둘 모두가 나타나 있지만, 다른 관찰각에서, 코어(6) 및 그의 색은 불투명한 시스(4a)에 의해 은폐된다.
본 발명에 따른 섬유의 다른 실시 형태가 도 1b에 나타나 있다. 도 1b는, 예를 들어, 섬유(1a)의 시스의 일부분에서 미세다공성 구조가 붕괴될 때 어떻게 되는지를 예시한다. 섬유(1b)에서, 시스(4b)의 일부분은 불투명하고 미세다공성인 영역(7)이지만, 시스(4b)는 또한 더 낮은 다공성의 시스루 영역(9)을 갖는다. 시스루 영역(9)에서, 코어(6) 및 그의 색은 시스(4b)를 통해 보이지만, 미세다공성 영역(7)의 불투명성은 코어(6)를 계속 은폐한다. 따라서, 섬유(1b)는 적어도 제1 성분 및 제2 성분 (각각 시스(4b) 및 코어(6)) - 여기서, 제2 성분 (코어(6))의 적어도 일부분은 제1 성분 (시스(4b))의 적어도 일부분을 통해 보일 수 있음 - 을 포함하는 다성분 섬유의 일 실시 형태이며, 불투명한 미세다공성 영역(7) 및 더 낮은 다공성의 시스루 영역(9)을 포함하는 섬유의 일 실시 형태이다.
본 발명에 따른 섬유의 다른 실시 형태가 도 1c에 나타나 있다. 도 1c는, 예를 들어, 섬유(1b)의 시스의 전체 부분을 따라 미세다공성 구조가 붕괴될 때 어떻게 되는지를 예시한다. 섬유(1c)에서, 코어(6)의 적어도 일부분 (예시된 바와 같이, 전체 코어(6))은 시스(4c)의 적어도 일부분 (예시된 바와 같이, 전체 시스(4c))을 통해 보일 수 있다.
본 발명에 따른 섬유가 다성분 섬유인 경우, 성분들은 다양한 구성으로 배열될 수 있다. 구성의 예가 도 2a 내지 도 2d에 나타나 있다. 예를 들어, 도 2b 또는 도 2c에 나타나 있는 바와 같은 코어-시스 구성이 유용할 수 있는데, 섬유의 외부 표면이 전형적으로 단일 조성물로부터 제조되기 때문이다. 코어-시스 구성이 다수의 시스를 갖는 것은 본 발명의 범주 내에 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2d에 나타나 있는 바와 같은 다른 구성은 의도하는 응용에 따라 선택될 수 있는 선택 사항(option)을 제공한다. 조각 파이 웨지 구성 (예를 들어, 도 2a 참조) 및 층상 구성 (예를 들어, 도 2d 참조)에서, 전형적으로 외부 표면은 하나를 초과하는 조성물로부터 제조된다.
도 2a를 참조하면, 파이-웨지 섬유(10)는 원형 단면 "10d"를 갖는다. 제2 성분은 영역(16a) 및 영역(16b) 내에 위치되고, 제1 성분은 영역(14a) 및 영역(14b) 내에 위치된다. 섬유 내의 다른 영역들 (18a, 18b)은 제3 성분 (예를 들어, 제3의 상이한 중합체 조성물)을 포함할 수 있거나, 또는 독립적으로 각각 제1 성분 또는 제2 성분에서와 동일한 제1 중합체 조성물 또는 제2 중합체 조성물을 포함할 수 있다.
도 2b에서, 섬유(20)는, 상기에 기재된 섬유들(1a, 1b, 1c)과 유사한, 원형 단면(20d), 제1 성분을 제공하는 시스(24), 및 제2 성분을 제공하는 코어(26)를 갖는다. 도 2c는 원형 단면(30d), 및 제1 성분을 제공하는 시스(34)와 제2 성분을 제공하는 복수의 코어(36)를 구비한 코어-시스 구조를 갖는 섬유(30)를 나타낸다.
도 2d는 적어도 제1 성분 및 제2 성분을 교대로 제공하는 5개의 층상 영역(44a, 44b, 44c, 44d, 44e)을 구비한, 원형 단면(40d)을 갖는 섬유(40)를 나타낸다. 선택적으로, 제3의 상이한 중합체 조성물이 이들 층 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 섬유의 다른 실시 형태가 도 3에 나타나 있다. 섬유(50)는 불투명한 미세다공성 영역(57) 및 더 낮은 다공성의 시스루 영역(59)을 포함한다. 영역(59) 내의 미세기공이 하기에 기재된 임의의 방법에 따라 붕괴되는 경우, 섬유(50)에 나타나 있는 바와 같이 그러한 영역에서 일반적으로 섬유 구조가 붕괴된다. 도 3에 나타나 있는 섬유는, 단일 중합체 재료 또는 중합체의 단일 블렌드로부터 형성되는 1성분 섬유로 여겨질 수 있다. 본 발명에 유용한 1성분 섬유는 중실형 또는 중공형일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유는 중실형이다.
상기에 기재된 섬유(1b, 50)에서는 오직 하나의, 더 낮은 다공성의 시스루 영역(9, 59)이 나타나 있지만, 다른 실시 형태에서, 더 낮은 다공성의 시스루 영역의 패턴이, 예를 들어, 섬유의 길이를 따라 존재할 수 있다. 하나를 초과하는 더 낮은 다공성의 시스루 영역(9, 59)이 불투명한 미세다공성 영역(7, 57) 내에 또한 존재할 수 있으며, 이는 반드시 반복 패턴을 형성하지는 않는다. 예를 들어, 교번하는 불투명한 미세다공성 영역(7, 57)과 더 낮은 다공성의 영역(9, 59)이 섬유의 길이를 따라 만들어질 수 있다. 하기에 기재된 섬유질 웨브의 실시 형태에서, 더 낮은 다공성의 시스루 영역에 기여하는 임의의 개별 섬유의 부분은 (예를 들어, 크기, 형상 및 패턴이) 섬유마다 상이할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 알파벳 문자 형태의 다수의 시스루 영역이 함께 사용되어 단어를 형성할 수 있다. 더 낮은 다공성의 시스루 영역(들)(9, 59), 또는 일부 실시 형태에서, 더 낮은 다공성의 시스루 영역들의 패턴은 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 임의의 조합의 형태일 수 있다. 임의의 이러한 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 조합은 원한다면 회사명, 로고, 브랜드명, 또는 상표 사진의 일부일 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 시스루 영역(59)을 보는 사람은, 영역(57)은 여전히 불투명하지만 시스루 영역 너머의 다른 쪽에 무엇이 놓여 있는지 알 수 있을 것이다. 시스루 영역(59)은, 예를 들어, 하기에 추가로 상세히 논의될 섬유질 웨브 내에 섬유(50)가 위치되는 경우에 유용할 수 있다.
본 발명에 따른 섬유는 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 유용한 섬유에는 원형, 프리즘형, 원통형, 로브형(lobed), 직사각형, 다각형, 또는 도그본형(dog-boned)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 단면 형상을 갖는 것들이 포함된다. 섬유는 중공일 수 있거나 또는 중공이 아닐 수 있으며, 이들은 직선일 수 있거나 파형(undulating shape)을 가질 수 있다. 단면 형상의 차이는 활성 표면적, 기계적 특성, 및 서로의 또는 다른 성분과의 상호작용의 제어를 가능하게 한다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유는 원형 단면 또는 직사각형 단면을 갖는다. 대체로 직사각형 단면 형상을 갖는 섬유는 또한 전형적으로 리본(ribbon)으로 공지되어 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유는 원형 단면 또는 타원형 단면을 갖는다.
본 발명에 따른 섬유의 다른 실시 형태가 도 4에 나타나 있다. 도 4는 대체로 직사각형 단면을 갖는 리본 형상 섬유(60)를 예시한다. 예시된 실시 형태에서, 제1 층 및 제3 층(64)은 제2 성분을 제공하는 제2 층(66)의 양쪽 면 상에 제1 성분을 제공한다. 다른 실시 형태에서, 오직 제1 층(64) 및 제2 층(66)만 존재할 수 있다. 제1 층 및 제3 층(64)은 도 1a에 나타나 있는 바와 같이 미세공극형성(microvoiding)에 의해 완전히 불투명할 수 있거나 도 1c와 관련하여 상기에 기재된 바와 같이 완전히 시스루일 수 있거나, 또는 도 1b와 관련하여 상기에 기재된 바와 같이 제1 층 또는 제3 층(64) 중 적어도 하나 내에 시스루 영역이 존재하고, 그에 의해 제1 층 또는 제3 층(64) 중 적어도 하나를 통해 제2 층(66) 및 그의 색이 보일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 다성분 섬유는 코어-시스 구조를 갖는다. 그러한 구조는 코어를 실질적으로 둘러싸는 미세다공성 시스의 이점을 제공한다. 시스 및 코어가 상이한 색이거나 동일한 색의 상이한 색조인 실시 형태에서, 미세다공성 영역에서의 시스에 의한 코어의 격납(containment)은 미세다공성 영역과 적어도 하나의 시스루 영역 사이의 색 대비(color contrast)가 더욱 뚜렷해지게 한다.
본 발명에 따른 섬유 (일부 실시 형태에서, 다성분 섬유)의 길이 대 폭 형상비는, 예를 들어, 적어도 10:1, 20:1, 25:1, 50:1, 75:1, 100:1, 150:1, 200:1, 250:1, 500:1, 1000:1 이상일 수 있다. 섬유의 단면이 직사각형 또는 장방형인 경우, 길이 대 폭 형상비에서의 폭은 최대 단면 치수로 여겨질 수 있다. 본 발명에 따른 섬유 (일부 실시 형태에서, 다성분 섬유)의 폭 대 두께 형상비는, 예를 들어, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1, 1.5:1, 1.3:1, 또는 1.1:1 이하일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폭 대 두께 형상비는 1.5:1 내지 1.1, 1.4:1 내지 1:1, 1.3:1 내지 1:1, 또는 1.2:1 내지 1:1의 범위일 수 있다.
본 발명에 따른 섬유 (일부 실시 형태에서, 다성분 섬유)는 임의의 원하는 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 섬유는 1 mm 이상의 길이를 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 섬유는 연속적인 것으로 여겨진다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유는 100 mm 또는 60 mm 이하, 일부 실시 형태에서, 2 mm 내지 60 mm, 3 mm 내지 40 mm, 2 mm 내지 30 mm, 또는 3 mm 내지 20 mm의 범위의 길이를 가질 수 있다. 전형적으로, 본 명세서에 개시된 다성분 섬유는 1000 마이크로미터 이하 (일부 실시 형태에서, 900, 750, 500, 250, 200, 150, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 또는 30 마이크로미터 이하)의 최대 단면 치수를 갖는다. 예를 들어, 섬유는 1 마이크로미터 내지 750 마이크로미터, 1 마이크로미터 내지 500 마이크로미터, 1 마이크로미터 내지 200 마이크로미터, 또는 10 마이크로미터 내지 100 마이크로미터의 범위의 평균 직경을 갖는 원형 단면을 가질 수 있다. 다른 예에서, 섬유는 1 마이크로미터 내지 750 마이크로미터, 1 마이크로미터 내지 500 마이크로미터, 1 마이크로미터 내지 200 마이크로미터, 또는 10 마이크로미터 내지 100 마이크로미터의 범위의 평균 폭 (즉, 더 긴 단면 치수)을 갖는 타원형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다.
본 명세서에 기재된 섬유는 일반적으로 섬유 제조 분야에 공지된 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 그러한 기술은 섬유 방사 (예를 들어, 용융 방사)를 포함한다. 용융 방사에서, 중합체는 그의 융점 초과로 가열되며 방사구(spinneret)의 오리피스를 통해 공기 중으로 압출된다. 방사구 아래에서, 냉각 시에 섬유가 고형화된다. 방사구의 변경은 다성분 (예를 들어, 2성분) 섬유를 야기한다. (예를 들어, 미국 특허 제4,406,850호 (힐스(Hills)), 제5,458,972호 (하겐(Hagen)), 제5,411,693호 (우스트(Wust)), 제5,618,479호 (리즈텐(Lijten)), 및 제5,989,004호 (쿡(Cook)) 참조). 본 발명에 따른 섬유는 또한, 직사각형 단면을 갖는 섬유를 제공할 수 있는, 필름의 피브릴화(fibrillation)에 의해 제조될 수 있다.
다양한 방법이 본 발명에 따른 섬유 내에 다공성을 포함시키기 위해 유용하다. 일부 실시 형태에서, 상기 및 하기에 기재된 임의의 실시 형태 및 섬유를 포함하는 섬유질 웨브 또는 물품의 임의의 실시 형태에서의 섬유를 포함하는 섬유에서의 다공성은 베타-핵화에 기인한다. 반결정질 폴리올레핀은 하나를 초과하는 종류의 결정 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 아이소택틱 폴리프로필렌은 적어도 3가지의 상이한 형태: 알파 (단사정계), 베타 (유사육방정계(pseudohexangonal)), 및 감마 (삼사정계) 형태로 결정화되는 것으로 알려져 있다. 용융-결정화된 재료에서, 우세한 형태는 알파 또는 단사정계 형태이다. 소정의 이질성 핵(heterogeneous nuclei)이 존재하거나 결정화가 온도 구배에서 또는 전단력의 존재 하에 일어난 것이 아닌 한, 베타 형태는 일반적으로 단지 수 퍼센트의 수준으로 발생한다. 이질성 핵은 전형적으로 베타-핵제로서 알려져 있으며, 이는 결정화가능한 중합체 용융물 내의 이물질로서 작용한다. 중합체가 그의 결정화 온도 (예를 들어, 60℃ 내지 120℃ 또는 90℃ 내지 120℃의 범위의 온도) 미만으로 냉각되는 때에, 느슨한 코일형 중합체 사슬들이 그 자체로 베타-핵제 둘레에 배향되어 베타-상 영역을 형성한다. 폴리프로필렌의 베타 형태는 준안정(meta-stable) 형태이며, 이는 열적 처리 및/또는 응력 인가에 의해 더욱 안정한 알파 형태로 전환될 수 있다. 폴리프로필렌의 베타-형태가 소정 조건 하에서 연신될 때 미세기공이 다양한 양으로 형성될 수 있다; 예를 들어, 문헌[Chu et al., "Microvoid formation process during the plastic deformation of β-form polypropylene", Polymer, Vol. 35, No. 16, pp. 3442-3448, 1994], 및 문헌[Chu et al., "Crystal transformation and micropore formation during uniaxial drawing of β-form polypropylene film", Polymer, Vol. 36, No. 13, pp. 2523-2530, 1995]을 참조한다. 이러한 방법에 의해 달성되는 기공 크기는 약 0.05 마이크로미터 내지 약 1 마이크로미터, 일부 실시 형태에서, 약 0.1 마이크로미터 내지 약 0.5 마이크로미터의 범위일 수 있다.
일반적으로, 섬유에서의 다공성이 베타-핵제에 의해 발생되는 경우, 섬유는 반결정질 폴리올레핀을 포함한다. 다양한 폴리올레핀이 유용할 수 있다. 전형적으로 반결정질 폴리올레핀은 폴리프로필렌을 포함한다. 폴리프로필렌을 포함하는 반결정질 폴리올레핀은 프로필렌 반복 단위를 함유하는 폴리프로필렌 단일중합체 또는 공중합체일 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 공중합체는 프로필렌과 적어도 하나의 다른 올레핀 (예를 들어, 에틸렌, 또는 4 내지 12 또는 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀)의 공중합체일 수 있다. 에틸렌, 프로필렌 및/또는 부틸렌의 공중합체가 유용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 공중합체는 90, 80, 70, 60, 또는 50 중량% 이하의 폴리프로필렌을 함유한다. 일부 실시 형태에서, 공중합체는 50, 40, 30, 20, 또는 10 중량% 이하의, 폴리에틸렌 또는 알파-올레핀 중 적어도 하나를 함유한다. 반결정질 폴리올레핀은 또한 폴리프로필렌을 포함하는 열가소성 중합체들의 블렌드의 일부일 수 있다. 적합한 열가소성 중합체에는, 통상적인 가공 조건 하에서 전형적으로 용융 가공성인, 결정화가능한 중합체가 포함된다. 즉, 가열 시에, 그러한 중합체는 압출기와 같은 통상적인 장비에서의 가공을 가능하게 하도록 전형적으로 연화되고/되거나 용융되어 시트를 형성한다. 결정화가능한 중합체는, 제어된 조건 하에서 그의 용융물을 냉각할 때, 기하학적으로 규칙적이고 질서 정연한 화학 구조를 자발적으로 형성한다. 적합한 결정화가능한 열가소성 중합체의 예에는 부가중합체, 예를 들어 폴리올레핀이 포함된다. 유용한 폴리올레핀에는 에틸렌의 중합체 (예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌), 알파-올레핀 (예를 들어, 1-부텐, 1-헥센, 또는 1-옥텐)의 중합체, 스티렌의 중합체, 및 둘 이상의 그러한 올레핀의 공중합체가 포함된다. 반결정질 폴리올레핀은 그러한 중합체의 입체이성체들의 혼합물, 예를 들어, 아이소택틱 폴리프로필렌과 어택틱 폴리프로필렌의 혼합물 또는 아이소택틱 폴리스티렌과 어택틱 폴리스티렌의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 반결정질 폴리올레핀 블렌드는 90, 80, 70, 60, 또는 50 중량% 이하의 폴리프로필렌을 함유한다. 일부 실시 형태에서, 블렌드는 50, 40, 30, 20, 또는 10 중량% 이하의, 폴리에틸렌 또는 알파-올레핀 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유는, 반결정질 폴리올레핀을 포함하고 용융 유량(melt flow rate)이 0.1 내지 10 데시그램/분, 예를 들어, 0.25 내지 2.5 데시그램/분의 범위인 중합체 조성물로부터 제조된다.
본 발명에 따른 섬유에서의 다공성이 베타-핵제에 의해 발생되는 경우, 베타-핵제는 폴리올레핀을 포함하는 용융-형성된 시트에서 베타-구정(beta-spherulite)을 생성할 수 있는 임의의 무기 또는 유기 핵제일 수 있다. 유용한 베타-핵제에는 감마 퀴나크리돈, 퀴니자린 설폰산의 알루미늄 염, 다이하이드로퀴노아크리딘-다이온 및 퀴나크리딘-테트론, 트라이페네놀 다이트라이아진, 칼슘 실리케이트, 다이카르복실산 (예를 들어, 수베르산, 피멜산, 오르토-프탈산, 아이소프탈산, 및 테레프탈산), 이들 다이카르복실산의 나트륨 염, 이들 다이카르복실산과 주기율표의 IIA 족 금속 (예를 들어, 칼슘, 마그네슘, 또는 바륨)과의 염, 델타-퀴나크리돈, 아디프산 또는 수베르산의 다이아미드, 상이한 유형의 인디고졸 및 시반틴 유기 안료, 퀴안크리돈 퀴논, N',N'-다이사이클로헥실-2,6-나프탈렌 다이카르복사미드 (예를 들어, 뉴 재팬 케미칼 컴퍼니 리미티드(New Japan Chemical Co. Ltd.)로부터 상표명 "NJ-스타(Star) NU-100"으로 입수가능함), 안트라퀴논 레드, 및 비스-아조 옐로우 안료가 포함된다. 섬유의 특성은 베타-핵제의 선택 및 베타-핵제의 농도에 따라 좌우된다. 일부 실시 형태에서, 베타-핵제는 감마-퀴나크리돈, 수베르산의 칼슘 염, 피멜산의 칼슘 염 및 폴리카르복실산의 칼슘 및 바륨 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 베타-핵제는 퀴나크리돈 착색제 퍼머넌트 레드(Permanent Red) E3B이며, 이는 Q-염료로도 지칭된다. 일부 실시 형태에서, 베타-핵제는 유기 다이카르복실산 (예를 들어, 피멜산, 아젤라산, o-프탈산, 테레프탈산, 및 아이소프탈산) 및 II 족 금속 (예를 들어, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨)의 산화물, 수산화물, 또는 산 염을 혼합하여 형성된다. 소위 2성분 개시제에는 상기에 열거된 임의의 유기 다이카르복실산과 조합된 탄산칼슘 및 피멜산과 조합된 스테아르산칼슘이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 베타-핵제는 미국 특허 제7,423,088호 (매더
Figure 112016108389392-pct00001
등)에 기재된 바와 같은 방향족 트라이-카르복사미드이다.
베타-핵제는, 용융된 상태로부터 중합체의 결정화를 유도하고, 중합체의 결정화를 가속하도록 중합체 결정화 부위의 개시를 향상시키는 중요한 기능을 담당한다. 따라서, 핵제는 중합체의 결정화 온도에서 고체일 수 있다. 핵제는 중합체의 결정화 속도를 증가시키기 때문에, 생성되는 중합체 입자 또는 구정의 크기가 감소된다.
본 발명에 따른 섬유를 제조하는 데 유용한 반결정질 폴리올레핀 내에 베타-핵제를 포함시키는 편리한 방식은 농축물의 사용을 통한 것이다. 농축물은 전형적으로 최종 섬유에서 요구되는 것보다 더 높은 농도의 핵제를 함유하는 고도로 로딩된, 펠렛화된 폴리프로필렌 수지이다. 핵제는 0.01 중량% 내지 2.0 중량% (100 내지 20,000 ppm)의 범위, 일부 실시 형태에서 0.02 중량% 내지 1 중량% (200 내지 10,000 ppm)의 범위의 농도로 존재한다. 전형적인 농축물은, 미세다공성 섬유 또는 미세다공성 섬유의 제1 성분의 총 폴리올레핀 함량의 0.5 중량% 내지 50 중량%의 범위 (일부 실시 형태에서, 1 중량% 내지 10 중량%의 범위)의 핵화되지 않은 폴리올레핀과 블렌딩된다. 최종 미세다공성 섬유 또는 성분 내의 베타-핵제의 농도 범위는 0.0001 중량% 내지 1 중량% (1 ppm 내지 10,000 ppm), 일부 실시 형태에서, 0.0002 중량% 내지 0.1 중량% (2 ppm 내지 1000 ppm)일 수 있다. 농축물은 안정제, 안료, 및 가공제와 같은 다른 첨가제를 또한 함유할 수 있다.
반결정질 폴리올레핀 내의 베타-구정의 수준은, 예를 들어 X-선 결정학 및 시차 주사 열량법 (DSC)을 사용하여 결정될 수 있다. DSC에 의해서, 본 명세서에 개시된 미세다공성 섬유 또는 섬유의 제1 성분에서 알파 상 및 베타 상 둘 모두의 융점 및 융해열이 결정될 수 있다. 반결정질 폴리프로필렌의 경우, 베타 상의 융점은 알파 상의 융점보다 (예를 들어, 약 10 내지 15℃만큼) 낮다. 총 융해열에 대한 베타 상의 융해열의 비는 샘플 내의 베타-구정의 백분율을 제공한다. 베타-구정의 수준은 섬유 또는 섬유의 성분 내의 알파 및 베타 상 결정의 총량을 기준으로 10, 20, 25, 30, 40, 또는 50% 이상일 수 있다. 이러한 수준의 베타-구정은 섬유 또는 섬유의 성분이 연신되기 전에 섬유 또는 섬유의 성분에서 발견될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 상기 및 하기에 기재된 임의의 실시 형태 및 섬유를 포함하는 섬유질 웨브 또는 물품의 임의의 실시 형태에서의 섬유를 포함하는, 본 발명에 따른 미세다공성 섬유 또는 섬유의 미세다공성 제1 성분은 열유도 상분리 (TIPS) 방법을 사용하여 형성된다. 이러한 섬유 제조 방법은 전형적으로 결정화가능한 중합체 및 희석제를 용융 블렌딩하여 용융 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 이어서, 용융 혼합물을 섬유로 형성하고, 중합체가 결정화되고 중합체와 희석제 사이에 상분리가 일어나는 온도로 냉각하여, 공극을 형성한다. 이러한 방식으로 결정화된 중합체와 희석제의 집합체(aggregate)를 포함하는 섬유를 형성한다. 공극형성된 섬유는 약간 정도의 불투명성을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 결정화된 중합체의 형성 후에, 적어도 하나의 방향으로 섬유를 연신시키는 것 또는 희석제의 적어도 일부를 제거하는 것 중 적어도 하나에 의해 재료의 다공성을 증가시킨다. 이러한 단계는 서로 연결된 미세기공들의 네트워크를 가져온다. 이러한 단계는 또한 중합체를 영구적으로 세장화하여 피브릴을 형성하여, 섬유에 강도 및 다공성을 부여한다. 희석제는 연신 전에 또는 후에 재료로부터 제거될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 희석제는 제거되지 않는다. 이러한 방법에 의해 달성되는 기공 크기는 약 0.2 마이크로미터 내지 약 5 마이크로미터의 범위일 수 있다.
TIPS 공정을 사용하여 본 발명에 따른 섬유 또는 섬유의 성분을 미세다공성으로 만드는 경우, 섬유 또는 섬유의 제1 성분은 베타-핵화에 의해 제조된 섬유 및 섬유 성분과 관련하여 상기에 기재된 임의의 반결정질 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 또한, 단독으로 또는 조합으로 유용할 수 있는 다른 결정화가능한 중합체에는 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌, 폴리(비닐리딘 플루오라이드), 폴리(메틸 펜텐) (예를 들어, 폴리(4-메틸펜텐), 폴리(락트산), 폴리(하이드록시부티레이트), 폴리(에틸렌-클로로트라이플루오로에틸렌), 폴리(비닐 플루오라이드), 폴리비닐 클로라이드, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리부일텐, 폴리우레탄, 및 폴리아미드 (예를 들어, 나일론-6 또는 나일론-66)가 포함된다. 본 발명에 따른 섬유 또는 섬유의 제1 성분을 제공하기에 유용한 희석제에는 광유, 미네랄 스피릿(mineral spirit), 다이옥틸프탈레이트, 액체 파라핀, 파라핀 왁스, 글리세린, 바셀린(petroleum jelly), 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리테트라메틸렌 옥사이드, 연질 카르보왁스(soft carbowax), 및 이들의 조합이 포함된다. 희석제의 양은 전형적으로, 중합체 및 희석제의 총 중량을 기준으로 약 20 중량부 내지 70 중량부, 30 중량부 내지 70 중량부, 또는 50 중량부 내지 65 중량부의 범위이다.
일부 실시 형태에서, 상기 및 하기에 기재된 임의의 실시 형태 및 섬유를 포함하는 섬유질 웨브 또는 물품의 임의의 실시 형태에서의 섬유를 포함하는, 본 발명에 따른 미세다공성 섬유 또는 섬유의 미세다공성 제1 성분은 미립자 공동형성제를 사용하여 형성된다. 그러한 공동형성제는 중합체 매트릭스 재료와 불상용성이거나 비혼화성이며, 섬유의 형성 및 연신 전에 중합체 코어 매트릭스 재료 내에 분산상을 형성한다. 그러한 중합체 기재가 연신을 거칠 때, 분포된 분산상 모이어티(moiety) 둘레에 공극 또는 공동이 형성되어, 수많은 공동으로 채워진 매트릭스를 갖는 섬유를 제공하며, 이는 매트릭스 및 공동 내에서의 광의 산란으로 인해 불투명한 외관을 제공한다. 이러한 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유 또는 섬유의 제1 성분은 TIPS 필름과 관련하여 상기에 기재된 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 미립자 공동형성제는 무기 공동형성제 또는 유기 공동형성제일 수 있다. 유기 공동형성제는 일반적으로 섬유 매트릭스 재료의 융점보다 높은 융점을 갖는다. 유용한 유기 공동형성제에는 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리부틸렌 테라프탈레이트 또는 나일론, 예를 들어 나일론-6), 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 및 에틸렌 노르보르넨 공중합체가 포함된다. 유용한 무기 공동형성제에는 활석, 탄산칼슘, 이산화티타늄, 황산바륨, 유리 비드(bead), 유리 버블(bubble) (즉, 중공 유리 구체), 세라믹 비드, 세라믹 버블, 및 금속 미립자가 포함된다. 공동형성제의 입자 크기는, 중량 기준으로 입자의 적어도 대부분이, 예를 들어, 약 0.1 마이크로미터 내지 약 5 마이크로미터, 일부 실시 형태에서, 약 0.2 마이크로미터 내지 약 2 마이크로미터의 전체 평균 입자 직경을 포함하도록 하는 크기이다. (용어 "전체"는 3차원에서의 크기를 지칭하며; 용어 "평균"은 애버리지(average)이다.) 공동형성제는, 중합체 및 공동형성제의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 약 4 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 4 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 중합체 매트릭스 내에 존재할 수 있다.
원하는 응용에 따라, 부가적인 성분이 본 발명의 임의의 실시 형태에 따른 섬유 또는 섬유의 제1 성분에 포함될 수 있다. 예를 들어, 계면활성제, 정전기 방지제, 자외 방사선 흡수제, 산화방지제, 유기 또는 무기 착색제, 안정제, 난연제, 방향제, 베타-핵제 이외의 핵제, 및 가소제가 포함될 수 있다. 상기에 기재된 베타-핵제 중 다수가 색을 갖는다. 또한, 착색제가, 예를 들어, 색 농축물 또는 착색된 마스터 배치(master batch)의 형태로 첨가될 수 있다.
상기에 기재된 임의의 방법에 의해 제조되는 미세다공성 섬유의 경우, 섬유가 전형적으로 미세다공성 구조를 형성하거나 향상시키도록 연신된다. 일부 실시 형태에서, 연신은 섬유의 길이 ("L")를 적어도 1.2배 (일부 실시 형태에서, 적어도 1.5, 2, 또는 2.5배) 증가시킨다. 일부 실시 형태에서, 연신은 섬유의 길이 ("L")를 최대 5배 (일부 실시 형태에서, 최대 2.5배) 증가시킨다. 일부 실시 형태에서, 연신은 섬유의 길이 ("L")를 최대 10배 (일부 실시 형태에서, 최대 20배 이상) 증가시킨다. 섬유의 연신은 섬유를 (예를 들어, 컨베이어 벨트 상에서) 속도가 증가하는 롤 위로 추진시킴으로써 또는 하기 실시예에 기재된 방법을 사용함으로써 수행될 수 있다. 섬유의 연신은 승온에서, 예를 들어, 150℃ 이하에서 수행될 수 있다. 섬유의 가열은 섬유가 연신을 위해 더욱 가요성으로 되게 할 수 있다. 가열은 예를 들어 IR 조사, 열풍(hot air) 처리에 의해, 또는 열 챔버 내에서 연신을 수행함으로써 제공될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 섬유의 연신은 50℃ 내지 130℃의 온도 범위에서 수행된다. 일부 실시 형태에서, 섬유의 연신은 실온에서 수행된다.
상기에 논의된 바와 같이, 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유는 미세다공성 필름을 피브릴화하여 제조될 수 있다. 상기에 기재된 섬유 내에 다공성을 제공하는 데 유용한 다양한 첨가제 (예를 들어, 베타-핵제, 희석제, 및 충전제)가 필름 내에 다공성을 형성하는 데 유용하다. 필름은 전형적으로 미세다공성 구조를 형성하거나 향상시키도록 연신된다. 필름의 연신은 웨브 상에서 이축으로 또는 단축으로 수행될 수 있다. 이축 연신은 필름의 평면 내에서 2개의 상이한 방향으로 연신시키는 것을 의미한다. 항상은 아니지만 전형적으로, 하나의 방향은 기계 방향 또는 길이 방향 "L"이고, 다른 상이한 방향은 횡방향 또는 폭 방향 "W"이다. 이축 연신은 필름을, 예를 들어 길이 방향 또는 폭 방향 중 하나의 방향으로 먼저 연신시키고 후속하여 길이 방향 또는 폭 방향 중 나머지 방향으로 연신시킴으로써 순차적으로 수행될 수 있다. 이축 연신은 또한 본질적으로 동시에 양측 방향으로 수행될 수 있다. 단축 연신은 필름의 평면 내에서 오직 하나의 방향으로 연신시키는 것을 지칭한다. 전형적으로, 단축 연신은 "L" 방향 또는 "W" 방향 중 하나의 방향으로 수행되지만, 다른 연신 방향이 또한 가능하다.
필름의 연신은 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 필름이 예를 들어 정해지지 않은 길이의 웨브일 때, 기계 방향으로의 단축 연신은 필름을 속도가 증가하는 롤 위로 추진시킴으로써 수행될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이 용어 "기계 방향" (MD)은 필름의 진행하는 연속적인 웨브의 방향을 나타낸다. 필름의 단축, 순차 이축, 및 동시 이축 연신을 허용하는 다용도의 연신 방법은 평필름 텐터 장치(flat film tenter apparatus)를 이용한다. 그러한 장치는 파지(grasping) 수단을 분기 레일(divergent rail)을 따라 변화하는 속도로 추진시킴으로써 원하는 방향으로의 단축, 순차 이축, 또는 동시 이축 연신이 얻어지는 방식으로, 필름의 마주보는 에지들을 따라 복수의 클립(clip), 그리퍼(gripper), 또는 다른 필름 에지-파지 수단을 사용하여 열가소성 웨브를 파지한다. 기계 방향으로 클립 속도를 증가시키는 것은 일반적으로 기계-방향 연신을 가져온다. 분기 레일과 같은 수단은 일반적으로 폭 방향 연신을 가져온다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이 용어 "횡방향" (CD)은 기계 방향에 본질적으로 수직인 방향을 나타낸다. 단축 및 이축 연신은, 예를 들어 미국 특허 제7,897,078호(페터슨(Petersen) 등) 및 그에 인용된 참고 문헌에 개시된 방법 및 장치에 의해 달성될 수 있다. 평필름 텐터 연신 장치는 예를 들어 독일 직스도르프 소재의 브뤼크너 마쉬넨바우 게엠베하(
Figure 112016108389392-pct00002
)로부터 구매가능하다. 필름의 연신은 전형적으로 승온에서, 예를 들어, 150℃ 이하에서 수행된다. 필름의 가열은 필름이 연신을 위해 더욱 가요성으로 되게 할 수 있다. 가열은 예를 들어 IR 조사, 열풍 처리에 의해, 또는 열 챔버 내에서 연신을 수행함으로써 제공될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 필름의 연신은 50℃ 내지 130℃의 온도 범위에서 수행된다.
연신 후에, 필름은, 예를 들어 절단에 의해 또는 유체 분사(fluid jet)를 사용하여 피브릴화될 수 있다.
본 발명은 임의의 상기 실시 형태에 기재된 바와 같은 다수의 섬유를 포함하는 섬유질 웨브를 또한 제공한다. 섬유질 웨브는, 예를 들어, 편직, 직조, 또는 부직 웨브일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유질 웨브 또는 물품에서 함께 사용되는 섬유의 치수, 및 섬유를 구성하는 성분들은 일반적으로 대략 동일하지만, 조성 및/또는 치수에서 훨씬 상당한 차이를 갖는 섬유들의 사용이 또한 유용할 수 있다. 일부 응용에서, 섬유 또는 다성분 섬유의 둘 이상의 상이한 군 (예를 들어, 적어도 하나의 상이한 중합체 또는 수지, 하나 이상의 부가적인 중합체, 상이한 평균 길이, 또는 달리 구별가능한 구조)을 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 이 경우 하나의 군은 일 태양에서 소정의 이점(들)을 제공하고, 다른 군은 다른 태양에서 소정의 이점(들)을 제공한다.
일부 실시 형태에서, 섬유질 웨브는 부직 웨브이다. 일부 실시 형태에서, 섬유질 웨브는 스펀본딩되거나, 멜트블로잉되거나, 스펀레이싱된 부직물이다. 용어 "스펀본딩된"은, 용융된 열가소성 재료를 방사구의 복수의 미세한, 보통 원형의 모세관으로부터 필라멘트로서 압출함으로써 형성되는 작은 직경의 섬유를 지칭하는데, 이때 압출된 필라멘트의 직경은 이어서 섬유로 급속히 감소된다. 이어서 섬유는 (예를 들어, 공기 스트림을 사용하여) 수집 벨트 상에 랜덤 방식으로 직접 놓인다. 스펀본드 섬유는 대체로 연속적이고, 대체로 약 7 마이크로미터 초과의, 더욱 구체적으로 약 10 내지 약 20 마이크로미터의 직경을 갖는다. 용어 "멜트블로잉된"은, 용융된 열가소성 재료를 복수의 미세한, 보통 원형의 다이 모세관을 통해, 용융된 실 또는 필라멘트로서, 수렴하는 고속의, 보통 고온의 가스 (예를 들어, 공기) 스트림 - 이는 용융된 열가소성 재료의 필라멘트를 세장화하여 그의 직경을 감소시키며, 이는 미세섬유 직경으로 될 수 있음 - 내로 압출함으로써 형성되는 섬유를 의미한다. 그 후에, 멜트블로잉된 섬유는 고속 가스 스트림에 의해 운반되고, 수집 표면 상에 침착되어, 랜덤하게 분포된 멜트블로잉된 섬유의 웨브를 형성한다. 일반적으로 멜트블로잉된 섬유는 일반적으로 10 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 연속적이거나 불연속적일 수 있는 미세섬유이다. 스펀레이싱은 물의 고속 분사를 사용하여 웨브를 타격하여 웨브의 섬유들을 섞는다(intermingle). 스펀레이싱은 또한 하이드로인탱클링(hydroentangling)으로 알려져 있으며, 예를 들어 카디드 웨브 및 에어레이드(air-laid) 웨브를 사용하여 제조되는 섬유질 웨브에 대해 수행될 수 있다. 용어 "코폼"(coform)은 멜트블로잉된 웨브 형성 동안에 적어도 하나의 다른 재료 (예를 들어, 펄프 또는 스테이플 섬유)가 첨가된, 멜트블로잉된 재료를 의미한다.
부직 섬유질 웨브는 또한 본디드 카디드 웨브로부터 제조될 수 있다. 카디드 웨브는 분리된 스테이플 섬유들로부터 제조되는데, 이러한 섬유들은, 일반적으로 기계 방향-배향된 섬유질 부직 웨브를 형성하도록, 기계 방향으로 스테이플 섬유들을 분리하고 정렬하는 코밍(combing) 또는 카딩 유닛을 통과하여 보내진다. 그러나, 랜더마이저(randomizer)를 사용하여 이러한 기계 방향 배향을 감소시킬 수 있다. 일단 카디드 웨브가 형성되었으면, 이어서 몇몇 본딩 방법 중 하나 이상에 의해 웨브를 본딩하여 웨브에 적합한 인장 특성을 제공한다. 한 가지 본딩 방법은 분말형 접착제를 웨브 전반에 분포시키고, 이어서, 보통 웨브 및 접착제를 열풍으로 가열함으로써, 활성화시키는 분말 본딩(powder bonding)이다. 다른 본딩 방법은 가열된 캘린더 롤 또는 초음파 본딩 장비를 사용하여, 보통 국소 본드 패턴으로 섬유들을 함께 본딩하는 패턴 본딩이지만, 원한다면 웨브는 그의 전체 표면에 걸쳐 본딩될 수 있다. 일반적으로, 웨브의 더 많은 섬유가 함께 본딩될수록, 부직 웨브의 인장 특성이 더 크다.
본 발명에 따른 섬유질 웨브는 섬유질 웨브의 원하는 용도에 따라 다양한 평량을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 부직 섬유질 웨브용으로 적합한 평량은, 예를 들어, 200 그램/제곱미터 (gsm) 이하, 7 gsm 내지 70 gsm의 범위, 10 gsm 내지 50 gsm의 범위, 또는 12 gsm 내지 30 gsm의 범위일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 섬유질 웨브의 일 실시 형태를 나타낸다. 섬유질 웨브(100)는, 예를 들어, 도 1a와 관련하여 상기에 기재된 다수의 섬유(1a)로부터 제조될 수 있다. 섬유질 웨브(100)는, 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 적어도 하나의 제1 영역(107), 및 다수의 섬유의 제2 부분이 제1 부분보다 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역(109)을 포함한다. 제2 영역(109)은 예시된 실시 형태에서 알파벳 문자의 형태이다. 그러나, 상기에 기재된 바와 같이, 시스루 영역은 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 임의의 조합의 형태일 수 있다. 임의의 이러한 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 또는 이들의 조합은 원한다면 회사명, 로고, 브랜드명, 또는 상표 사진의 일부일 수 있다. 섬유질 웨브(100)의 일부 실시 형태에서, 다수의 섬유는, 시스(4b)가 영역(7) 내에서 불투명하고 미세다공성이며 코어(6)가 시스(4a)와는 상이한 도 1b에 나타나 있는 섬유(1b)와 동일하거나 유사하다. 코어(6)는 미세다공성일 필요는 없으며 시스(4a)와 상이한 색 또는 동일한 색의 상이한 색조를 가질 수 있다. 제2 영역(109) 내의 섬유의 시스(4b) 내의 미세공극이 하기에 기재된 방법을 사용하여 붕괴되는 경우, 섬유질 웨브에서 이들 섬유의 일부분의 코어(6)가 보이게 된다. 따라서, 상이한 제2 영역(109)은, 상이한 착색된 코어의 노출된 부분 때문에, 적어도 하나의 제1 영역(107)과 상이한 색을 나타낼 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 영역(107)은 백색이고, 코어(6)는 제2 영역(109) 밑에서 용이하게 보일 수 있도록 착색된다. 이러한 실시 형태에서, 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 다수의 섬유의 제2 부분은 다성분 섬유의 오직 제1 성분 내에만 위치되기 때문에, 대부분의 섬유 구조 (예를 들어, 두께)가 유지될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유질 웨브는 제1 층 및 제2 층을 포함하는 라미네이트의 제1 층이며, 제2 층의 일부분은 다수의 섬유의 제2 부분을 통해 보인다. 도 6은 섬유질 웨브가 제1 층(201)인 라미네이트(200)의 사시도이다. 제1 층(201)은 제1 영역(207)을 갖는데, 여기서 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성이다. 제1 층(201)은 또한 다수의 섬유의 제2 부분이 제1 부분보다 더 낮은 다공성의 시스루 영역 - 예시된 실시 형태에서는 더 낮은 다공성의 시스루 영역들의 패턴임 - 을 형성하는 제2 영역(209)을 갖는다. 라미네이트(200)의 제2 층(202)은 다수의 섬유의 제2 부분을 통해 보인다. 라미네이트(200)의 제2 층(202)은 제2 영역(209)에서 보이는 대비되는 색 (예를 들어, 상이한 색 또는 동일한 색의 상이한 색조)을 가질 수 있다. 라미네이트(200)의 일부 실시 형태에서, 제1 층(201) 내의 다수의 섬유는 도 3에 나타나 있는 섬유(50)와 동일하거나 유사하다. 제2 영역(209) 내의 섬유 내의 미세공극이 하기에 기재된 방법을 사용하여 붕괴되는 경우, 라미네이트의 제2 층(202)이 보이게 될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 영역(207)은 백색이고, 착색된 제2 층은 제2 영역(209) 밑에서 용이하게 보일 수 있다.
도 6에 나타나 있는 것과 같은 다층 구조물은 다양한 방식으로 제조될 수 있으며, 제2 층(202) 또는 다른 층은 다양한 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 층 또는 다른 층은 직조 웨브, 부직 웨브 (예를 들어, 스펀본드 웨브, 스펀레이싱된 웨브, 에어레이드 웨브, 멜트블로잉된 웨브, 및 본디드 카디드 웨브), 텍스타일, 플라스틱 필름 (예를 들어, 단층 또는 다층 필름, 공압출된 필름, 측면 라미네이팅된 필름, 또는 폼(foam) 층을 포함하는 필름), 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제2 층(202) 또는 다른 층은 (예를 들어, 인쇄에 의해 및/또는 안료 또는 염료의 포함에 의해) 하나 이상의 색으로 착색될 수 있다. 제2 층(202) 또는 다른 층은 또한 금속화될 수 있다. 임의의 이러한 유형의 재료에 대해, 제1 층 및 제2 층은 압출 라미네이션, 접착제 (예를 들어, 감압 접착제), 또는 다른 본딩 방법 (예를 들어, 초음파 본딩, 열적 본딩, 압축 본딩, 또는 표면 본딩)에 의해 결합될 수 있다.
제2 층(202)이 열가소성 필름인 경우, 제2 층은, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 단일중합체, 에틸렌, 프로필렌 및/또는 부틸렌의 공중합체; 에틸렌 비닐 아세테이트 및 에틸렌 아크릴산과 같은 에틸렌을 함유하는 공중합체; 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리에틸렌 부티레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트; 폴리아미드, 예를 들어 폴리(헥사메틸렌 아디프아미드); 폴리우레탄; 폴리카르보네이트; 폴리(비닐 알코올); 케톤, 예를 들어 폴리에테르에테르케톤; 폴리페닐렌 설파이드; 및 이들의 혼합물을 포함하는 다양한 적합한 열가소성 재료로부터 제조될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 열가소성 필름은 착색제, 예를 들어 안료 또는 염료를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유질 웨브는 열가소성 필름에 결합되며; 섬유질 웨브와 열가소성 필름을 결합시키는 것은, 섬유질 웨브가 이동하는 동안 섬유질 웨브의 제1 표면 상에 가열된 가스상 유체 (예를 들어, 주위 공기, 제습된 공기, 질소, 불활성 가스, 또는 다른 가스 혼합물)를 충돌시키는 것과; 열가소성 필름이 이동하는 동안 열가소성 필름의 표면 상에 가열된 유체를 충돌시키는 것과; 그리고 섬유질 웨브의 제1 표면이 열가소성 필름에 용융-본딩되도록 (예를 들어, 표면-본딩되거나, 로프트-유지 본드(loft-retaining bond)에 의해 본딩되도록), 섬유질 웨브의 제1 표면과 열가소성 필름의 표면을 접촉시키는 것을 포함한다. 가열된 가스상 유체를 섬유질 웨브의 제1 표면 상에 충돌시키는 것 및 가열된 가스상 유체를 열가소성 필름 상에 충돌시키는 것은 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다. 섬유질 재료의 본딩을 언급할 때 용어 "표면-본딩된"은, 표면-본딩된 영역에서, 열가소성 필름의 표면의 본래의 (본딩되기 전의) 형상을 실질적으로 보존하고, 열가소성 필름의 표면의 적어도 일부 부분을 노출된 상태로 실질적으로 보존하도록 하는 방식으로, 섬유의 적어도 일부분의 섬유 표면의 일부가 열가소성 필름의 표면에 용융-본딩되는 것을 의미한다. 정량적으로, 표면-본딩된 섬유의 표면적의 약 65% 이상이, 섬유의 본딩된 부분에서 열가소성 필름의 표면 위에 보인다는 점에서 표면-본딩된 섬유는 매립된 섬유와 구별될 수 있다. 섬유의 전체 표면적을 시각화하기 위해 하나를 초과하는 각도에서의 검사가 필요할 수 있다. 섬유질 재료의 본딩을 언급할 때 용어 "로프트-유지 본드"는, 본딩된 섬유질 재료가, 본딩 공정 전의 또는 본딩 공정의 부재 하의 재료에 의해 나타나는 로프트의 80% 이상인 로프트를 포함함을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이 섬유질 재료의 로프트는, 섬유의 재료가 단독으로 차지하는 부피에 대한 (섬유뿐만 아니라, 섬유가 차지하지 않는 재료의 틈새 공간을 포함하는) 웨브가 차지하는 총 부피의 비이다. 오직 섬유질 웨브의 일부분만이 그에 본딩된 열가소성 필름의 표면을 갖는 경우, 유지된 로프트는, 본딩된 영역 내의 섬유질 웨브의 로프트를 본딩되지 않은 영역 내의 웨브의 로프트와 비교함으로써 용이하게 확인될 수 있다. 예를 들어, 전체 섬유질 웨브가 그에 본딩된 열가소성 필름의 표면을 갖는 경우에, 본딩된 웨브의 로프트를 본딩되기 전의 동일한 웨브의 샘플의 로프트와 비교하는 것이 일부 상황에서 편리할 수 있다. 원하지 않는다면 본딩 영역에서 시스루 영역을 형성하지 않도록 열풍이 제한될 수 있다. 가열된 가스상 유체를 사용하여 연속 웨브를 섬유질 캐리어 웨브에 결합하는 방법 및 장치는 미국 특허 출원 공개 제2011-0151171호 (비글러(Biegler) 등) 및 제2011-0147475호 (비글러 등)에서 찾을 수 있다.
섬유질 웨브는 제1 층(201) 및 제2 층(202)을 포함하는 라미네이트(200)의 제1 층(201)이고 제2 층(202)의 일부분은 제2 영역(209)을 통해 보이며, 섬유의 제2 부분은 더 낮은 다공성의 적어도 하나의 시스루 영역을 형성하는 도 6을 다시 참조하면, 제2 층(202)은 병렬 공압출된 필름일 수 있다. 병렬 공압출된 필름은 유용한 다수의 유용한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,435,141호 (와이즈너(Weisner) 등)는 필름 단면에서 교번하는 세그먼트들의 갖는 다성분 필름을 제조하기 위한 다이 바아(die bar)를 갖는 다이를 기재한다. 미국 특허 제6,669,887호(힐스턴(Hilston) 등)에 기재된 바와 같은 병렬 공압출된 필름의 하나 또는 둘 모두의 면 상에 연속 외부 피층(skin layer)을 공압출하는 단계를 또한 포함하는 유사한 공정이 또한 유용할 수 있다. 병렬 공압출을 달성하는 데 다수의 다이를 필요로 하는 접근법과는 대조적으로, 분포판(distribution plate)을 갖는 단일 매니폴드 다이를 사용하여 병렬 레인(lane) 내로의 상이한 중합체 조성물의 유동의 관리가 또한 수행될 수 있다. 다이 및 분포판에 대한 추가의 상세 사항은, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2012/0308755호 (고맨(Gorman) 등)에서 찾을 수 있다. 병렬 공압출된 필름은, 예를 들어, 국제특허 공개 WO 2011/119323호 (오센(Ausen) 등) 및 미국 특허 출원 공개 제2014/0093716호 (한센(Hanschen) 등)에 기재된 다이와 같은, 복수의 심(shim)을 포함하며 용융된 중합체를 위한 2개의 공동을 갖는 다른 압출 다이에 의해 또한 제조될 수 있다. 병렬 공압출을 위한 압출 다이는 또한 미국 위스콘신주 치페와 폴즈 소재의 노드슨 익스트루전 다이즈 인더스트리즈(Nordson Extrusion Dies Industries)로부터 입수가능하다. 병렬 공압출된 필름은, 제2 영역(209)을 통해 하나를 초과하는 색이 보일 수 있도록, 상이한 레인에서 상이한 색 또는 동일한 색의 상이한 색조를 가질 수 있다.
다양한 응용을 위해 (예를 들어, 하기에 추가로 상세하게 기재되는 바와 같은 개인 위생 물품에서), 제2 층(202)의 하나 이상의 구역은, 힘이 가해질 때 적어도 하나의 방향으로 연장되고 힘이 제거된 후에 대략 그의 본래의 치수로 되돌아가는 하나 이상의 탄성적으로 연장가능한 재료를 포함하는 것이 유용할 수 있다. 용어 "탄성"은 연신 또는 변형으로부터의 복원을 나타내는 임의의 재료를 말한다. 마찬가지로, 연신 또는 변형으로부터의 복원을 나타내지 않는 "비탄성" 재료가 또한 제2 층(202)에 유용할 수 있다. 탄성 필름을 제조하는 데 유용할 수 있는 탄성중합체성 중합체 조성물의 예에는 열가소성 탄성중합체, 예를 들어 ABA 블록 공중합체, 폴리우레탄 탄성중합체, 폴리올레핀 탄성중합체 (예를 들어, 메탈로센 폴리올레핀 탄성중합체), 폴리아미드 탄성중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 탄성중합체, 및 폴리에스테르 탄성중합체가 포함된다. ABA 블록 공중합체 탄성중합체는 일반적으로 A 블록이 폴리스티렌계이고 B 블록이 공액 다이엔 (예를 들어, 저급 알킬렌 다이엔)인 것이다. A 블록은 일반적으로 몰당 약 4,000 내지 50,000 그램의 평균 분자량을 갖는, 치환된 (예를 들어, 알킬화된) 또는 비치환된 스티렌계 모이어티 (예를 들어, 폴리스티렌, 폴리(알파메틸스티렌) 또는 폴리(t-부틸스티렌))로 주로 형성된다. B 블록(들)은 일반적으로 치환되거나 비치환될 수 있는 공액 다이엔 (예를 들어, 아이소프렌, 1,3-부타다이엔 또는 에틸렌-부틸렌 단량체)으로 주로 형성되고, 몰당 약 5,000 내지 500,000 그램의 평균 분자량을 갖는다. A 및 B 블록은, 예를 들어 선형, 방사형 또는 별형(star) 구성으로 구성될 수 있다. ABA 블록 공중합체는 다수의 A 블록 및/또는 B 블록을 함유할 수 있으며, 이들 블록은 동일하거나 상이한 단량체로 제조될 수 있다. 전형적인 블록 공중합체는 A 블록이 동일하거나 상이할 수 있는 선형 ABA 블록 공중합체, 또는 3개 초과의 블록을 가지며 A 블록으로 주로 종결된 블록 공중합체이다. 다중-블록 공중합체는, 예를 들어 더욱 점착성 있는 탄성중합체 필름 세그먼트를 형성하는 경향이 있는 소정 비율의 AB 이중블록 공중합체를 함유할 수 있다. 다른 탄성중합체는, 탄성중합체 특성이 악영향을 받지 않는다면, 블록 공중합체 탄성중합체와 블렌딩될 수 있다. 바스프(BASF)로부터 상표명 "스티로플렉스"(STYROFLEX)로, 쉘 케미칼스(Shell Chemicals)로부터 상표명 "크라톤"(KRATON)으로, 다우 케미칼(Dow Chemical)로부터 상표명 "펠레탄"(PELLETHANE) 또는 "인게이지"(ENGAGE)로, 디에스엠(DSM)으로부터 상표명 "아르니텔"(ARNITEL)로, 듀폰(DuPont)으로부터 상표명 "하이트렐"(HYTREL)로 구매가능한 것 등을 포함하는, 다수의 유형의 열가소성 탄성중합체가 구매가능하다. 미국 특허 제6,669,887호 (힐스턴 등)에 기재된, 사중블록 스티렌/에틸렌-프로필렌/스티렌/에틸렌-프로필렌을 포함하는 열가소성 탄성중합체가 또한 유용할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 제2 층(202)은 다층 열가소성 필름일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 다층 구조물은, 예를 들어, 공압출에 의해 제조되는 다층 필름이다. 적어도 제1 층 및 제2 층의 다층 필름은 임의의 적합한 유형의 공압출 다이 및 임의 적합한 필름 제조 방법, 예를 들어 블로운 필름 압출 또는 캐스트 필름 압출을 사용하여 공압출될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 다층 용융 스트림이 미국 특허 제4,839,131호 (클뢰렌(Cloeren))에 나타나 있는 바와 같은 다층 피드블록(feedblock)에 의해 형성될 수 있다. 공압출에서의 최상의 성능을 위해, 각각의 층을 위한 중합체 조성물은 유사한 특성, 예를 들어 용융 점도를 갖도록 선택될 수 있다. 공압출 기술은 문헌[Progelhof, R. C., and Throne, J. L., "Polymer Engineering Principles", Hanser/Gardner Publications, Inc., Cincinnati, Ohio, 1993]을 포함하는 다수의 중합체 가공 참고 문헌에 나타나 있다.
일부 실시 형태에서, 제2 층(202)은 2개의 피층들 사이의 (상기에 기재된) 탄성 중합체 조성물의 탄성 층의 다층 구조물일 수 있으며, 피층은 탄성 중합체 조성물보다 덜 탄성일 수 있다. 제2 층(202)이 다층 라미네이트인 다른 실시 형태에서, 필름은 하나의 탄성 층 및 하나의 상대적으로 덜 탄성인 피층을 포함한다.
제2 층(202)이 적어도 부분적으로 탄성적으로 연장가능한 일부 실시 형태에서, 라미네이트(200)는 증가하여 연신되거나 달리 기계적으로 활성화되어 전체 라미네이트에 탄성을 제공한다. 그러한 라미네이트는, 바람직하게는 탄성인, (하기에 기재된) 개인 위생 물품의 구성요소 (예를 들어, 연신가능한 귀부(ear portion))에 유용할 수 있다.
도 5에 나타나 있는 것과 같은 섬유질 웨브는, 탄성 부직 라미네이트의 부직 부분으로서 사용될 때, 개인 위생 물품의 탄성 구성요소에 또한 유용할 수 있다.
도 6에 나타나 있는 것과 같은, 본 발명에 따른 다층 라미네이트는, 예를 들어, 상기에 기재된 임의의 방법에 의해 제조된 하나를 초과하는 섬유질 웨브를 가질 수 있다. 예를 들어, 단일 제2 층(202)은 그의 양측 표면 상에 섬유질 웨브 층(201)을 가질 수 있다. 단일 제2 층은 착색될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 상이하게 착색된 다수의 층이 교번하는 방식으로 다수의 섬유질 웨브 층과 교차 배치될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이어서, 더 낮은 다공성의 시스루 영역이 소정의 섬유질 웨브 층 내에 만들어져서, 하나 이상의 시스루 영역에서 상이한 색을 드러낸다.
본 발명에 따른 섬유질 웨브는, 예를 들어 개인 위생 물품의 구성요소로서 유용할 수 있다. 도 7은 본 발명에 따른 개인 위생 물품의 일 실시 형태의 사시도이다. 개인 위생 물품은 본질적으로 모래시계 형상을 갖는 기저귀(300)이다. 기저귀는 착용자의 피부와 접촉하는 액체 투과성 톱시트(361)와 외부로 향하는 액체 불투과성 백시트(362) 사이에 흡수 코어(363)를 포함한다. 기저귀(300)는 기저귀(300)의 2개의 종방향 에지(364a, 364b)에 배열된 2개의 체결 탭(fastening tab; 370)을 갖는 후방 허리 영역(365)을 갖는다. 체결 탭(370)은 기저귀 후방 허리 영역(365)에 고정된 제조자의 단부(370a) 및 사용자의 단부(370b)를 갖는다. 기저귀(300)는 다리 커프(leg cuff)를 제공하기 위해 종방향 측부 에지(364a, 364b)의 적어도 일부분을 따라 탄성 재료(369)를 포함할 수 있다. 기저귀(300)를 착용자의 신체에 부착시킬 때, 체결 탭(370)의 사용자의 단부(370b)가 전방 허리 영역(366)의 백시트(362) 상에 배열된 섬유질 재료(372)를 포함하는 목표 영역(368)에 부착될 수 있다. 개인 위생 물품 (예를 들어, 기저귀(300))의 종방향 "L"은 물품이 사용자의 전방으로부터 후방으로 연장되는 방향을 말한다. 따라서, 종방향은 후방 허리 영역(365)과 전방 허리 영역(366) 사이의 개인 위생 물품의 길이를 말한다. 개인 위생 물품 (예를 들어, 기저귀(300))의 측방향은 물품이 사용자의 좌측으로부터 우측으로 (즉, 도 7의 실시 형태에서 종방향 에지(364a)로부터 종방향 에지(364b)로)(또는 그 반대로) 연장되는 방향을 말한다.
도 7에서 선 7a-7a를 따라 취한 체결 탭(370)의 단면의 실시 형태가 도 7a에 나타나 있다. 체결 탭(370)은 기저귀 후방 허리 영역(365)에 고정된 제조자의 단부(370a) 및 체결 부분을 포함하는 사용자의 단부(370b)를 갖는다. 제조자의 단부(370a)는 기저귀(300)의 제조 동안 기저귀(300)에 고착 또는 고정되는 체결 탭(370)의 일부에 상응한다. 사용자의 단부는 전형적으로 기저귀(300)를 착용자에게 부착할 때 사용자에 의해 파지되며 전형적으로 제조 동안 기저귀에 고착되지 않는다. 체결 탭(370)은 보통 기저귀(300)의 종방향 에지(364a, 364b) 너머로 연장된다.
도 7a에 예시된 실시 형태에서, 체결 탭(370)은 접착제(376)를 갖는 테이프 배킹(375)을 포함한다. 접착제(376)는 선택적인 기계적 체결구(374)를 테이프 배킹(375)에 결합시키고 테이프 배킹(375)을 기저귀의 후방 허리 영역(365)에 결합시킨다. 예시된 실시 형태에서, 노출된 접착제(377)가 기계적 체결구(374)와 기저귀 후방 허리 영역(365) 사이에 존재할 수 있다. 체결 탭(370)은, 사용자의 단부(370b)가 기저귀 후방 허리 영역(365) 상에 접혀 있을 때 (예를 들어, 종방향 에지(364b)에서 체결 탭(370)에 대해 나타나 있는 바와 같이 기저귀(300)의 포장 및 운송 동안) 접착제의 노출된 부분(377)과 접촉하는 이형 테이프(379)를 추가로 포함한다. 도 7a에 나타나 있는 바와 같이, 이형 테이프(379)는 그의 에지들 중 오직 하나를 따라 테이프 배킹(375)에 부착되어 (일부 실시 형태에서, 도시된 바와 같이 직접 부착되어), 반대편 에지는 개인 위생 물품의 제조 동안 기저귀 후방 허리 영역(365)에 결합된 채로 있다. 그러므로 이형 테이프(379)는 일반적으로 체결 탭(370)에 그리고 궁극적으로는 개인 위생 물품에 영구적으로 부착되는 것으로 일반적으로 본 기술 분야에서 이해된다. 이러한 방식으로, 이형 테이프(379)는, 노출된 접착제 위에 일시적으로 배치되고 접착제가 사용될 때 폐기되는 이형 라이너와는 상이한 것으로 이해된다. 이형 테이프(379)는 접착제(376)를 사용하여 테이프 배킹(375) 및 기저귀 후방 허리 영역(365)에 결합될 수 있지만, 일부 실시 형태에서, 열 본딩, 초음파 본딩, 또는 레이저 본딩이 유용할 수 있다. 기저귀(300)에의 체결 탭(370)의 부착의 구성에 따라 이형 테이프(379)의 다른 구성이 가능할 수 있다. 체결 탭(370)의 사용자의 단부(370b)에서의 테이프 배킹(375)은 접착제(376) 및 선택적인 기계적 체결구(374)의 연장부를 넘어설 수 있으며, 그에 의해 핑거리프트(fingerlift)를 제공한다.
도 7a에 나타나 있는 개방 구성에서, 테이프 배킹(375) 및 이형 테이프(379)의 기하학적 형태는 기저귀 에지(365) 주위에 형성되는 Y자형 본드를 생성하는데, 이는 업계에서 Y-본드로 보통 지칭된다. 그러나, 체결 테이프가 기계적 체결구를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있는, 체결 테이프 상의 이형 표면의 다른 구성이 가능하다. 예를 들어, 체결 테이프는 그의 제2 표면 상에 이형 코팅 (예를 들어, 실리콘, 불소화합물, 또는 카르바메이트 코팅)이 부분적으로 코팅될 수 있으며 그의 제1 표면 상에 접착제가 부분적으로 코팅될 수 있다. 체결 탭은 그러한 테이프로부터 절단되고 그의 근위 단부를 통해 기저귀의 에지에 그의 이형 표면이 노출된 채로 부착될 수 있다. 탭의 원위 단부는 접착제가 이형 코팅과 접촉해 있도록 루프로 접힐 수 있다. 그러한 구성이 미국 특허 제3,930,502호 (트리쉬(Tritsch))에 기재되어 있다. 다른 예에서, 체결 테이프는 동일 표면 상에서 이형 코팅으로 부분적으로 코팅되고 접착제로 부분적으로 코팅될 수 있다. 체결 탭은 테이프로부터 절단되고 그의 근위 단부를 통해 기저귀의 에지에 그의 원위 단부 상의 접착제에 의해 기저귀의 에지에 부착될 수 있으며, 탭의 원위 단부는 접착제가 이형 코팅과 접촉해 있도록 되접힐 수 있다. 테이프 배킹은 도 7a에서 75로 나타나 있는 바와 같은 연속 조각일 수 있거나, 또는 연신성 필름이 요구되는 경우, 예를 들어, 국제특허 공개 WO 2004/075803호 (뢰셔(Loescher) 등)에 기재된 바와 같이 탄성 필름에 둘 모두 부착된 2 조각의 배킹이 존재할 수 있다. 체결 탭의 여전히 다른 유용한 구성은 미국 특허 출원 공개 제2007/0286976호 (셀렌(Selen) 등)에 기재되어 있다.
도 7은 동일한 기저귀(300)에서 본 발명에 따른 섬유질 웨브의 다양한 실시 형태를 예시한다. 도 7에 그리고 도 7b에 나타나 있는 체결 탭(370)의 확대도에 예시된 바와 같이, 이형 테이프(379)는, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역(327) 및 다수의 섬유의 제2 부분이 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역(329)을 갖는 섬유질 웨브이다. 이형 테이프(379)는 이형 코팅 (예를 들어, 실리콘, 불소화합물, 또는 카르바메이트 코팅)으로 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다. 또한, 예시된 실시 형태에서, 테이프 배킹(375)은, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역(337) 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역(339)을 갖는 섬유질 웨브이다. 게다가, 목표 영역(368)은, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역(317) 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역(319)을 갖는 섬유질 웨브(372)를 포함한다. 마지막으로, 백시트(362)는, 섬유질 백시트 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역(307) 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역(309)을 포함한다. 기저귀(300)는 이형 테이프(379), 테이프 배킹(375), 목표 영역(368), 및 백시트(362) - 이들 모두는 제1 영역(307, 317, 327, 337)이 불투명한 다수의 섬유의 제1 부분을 포함하고 제2 영역(309, 319, 329, 339)이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 다수의 섬유의 제2 부분을 포함하는 섬유질 재료를 포함함 - 를 포함하지만, 이들 중 어느 하나 또는 이들 중 두 가지의 임의의 조합이 본 발명에 따른 개인 위생 물품에 존재할 수 있다. 또한, 개인 위생 물품의 다른 구성요소가, 단독으로 또는 이형 테이프, 테이프 배킹, 목표 영역, 또는 백시트 중 어느 것과 함께 임의의 조합으로, 본 발명에 따른 섬유질 웨브로부터 형성될 수 있다. 이러한 다른 구성요소의 예에는 톱시트, 획득/분포(acquisition/distribution) 층, 귀부, 또는 사이드 패널이 포함되며, 이들은 하기에 더 상세하게 기술될 것이다.
도 7, 도 7a, 및 도 7b에 나타나 있는 실시 형태를 포함하는, 일부 실시 형태에서, 섬유질 웨브는 그의 적어도 일부분 상에 접착제 층이 배치된다. 사용되는 접착제는 감압접착제 (PSA) 및 비-감압접착제를 비롯하여 임의의 통상적인 접착제일 수 있다. PSA는 하기를 포함하는 특성들을 갖는 것으로 당업자에게 잘 알려져 있다: (1) 강력하면서 영구적인 점착성, (2) 손가락 압력 이하의 압력으로 접착, (3) 피착물 상에의 충분한 유지력, 및 (4) 피착물로부터 깨끗하게 제거될 수 있기에 충분한 응집 강도. PSA로서 양호하게 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 점착성, 박리 접착력(peel adhesion) 및 전단 유지력(shear holding power)의 원하는 균형을 야기하는 필수적인 점탄성 특성을 나타내도록 설계 및 제형화된 중합체들이다. 적합한 갑압접착제는 아크릴 수지 및 천연 또는 합성 고무계 접착제를 포함하며 고온 용융 감압 접착제일 수 있다. 예시적인 고무계 접착제에는 스티렌-아이소프렌-스티렌, 스티렌-부타다이엔-스티렌, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌, 및 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌이 포함되며, 이들은 스티렌 아이소프렌 및 스티렌 부타다이엔과 같은 이중블록 성분을 선택적으로 함유할 수 있다. 접착제는 고온-용융 기술, 용매 기술, 또는 에멀젼 기술을 사용하여 도포될 수 있다. 도 7, 도 7a, 및 도 7b에서, 일반적으로 접착제(376)는 테이프 배킹(375)을 개인 위생 물품의 외부 표면에 영구적으로 부착하기에, 그리고, 일부 실시 형태에서, 기계적 체결구(374)를 테이프 배킹(375)에 영구적으로 부착하기에 충분한 박리 강도를 갖는 접착제로 구성된다. 도 7, 도 7a, 및 도 7b에 나타나 있는 실시 형태를 포함하는 일부 실시 형태에서, 섬유질 웨브는 그의 적어도 일부분에 기계적 체결구 (예를 들어, 후크 스트립(hook strip))가 결합된다.
도 7 및 도 7b에서, 이형 테이프(379), 테이프 배킹(375), 타켓 영역(368), 및 백시트의 각각은 더 낮은 다공성의 시스루 영역들의 패턴으로 포함되는 제2 영역(309, 319, 329, 339)을 포함하지만, 이는 필수적인 것은 아니다. 하나를 초과하는, 더 낮은 다공성의 시스루 영역이 제1 영역 내에 존재할 수 있으며, 이는 반드시 반복 패턴을 형성하지는 않는다. 예를 들어, 알파벳 문자 형태의 다수의 시스루 영역이 함께 사용되어 단어를 형성할 수 있다. 제2 영역(309, 319, 329, 339)은, 일부 실시 형태에서, 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 임의의 조합의 형태의 더 낮은 다공성의 복수의 시스루 영역일 수 있다. 임의의 이러한 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 또는 이들의 조합은 원한다면 회사명, 로고, 브랜드명, 또는 상표 사진의 일부일 수 있다.
팬티 또는 반바지 스타일 요실금 물품(400)을 예시하는, 본 발명에 따른 개인 위생 물품의 다른 실시 형태가 도 8, 도 8a, 또는 도 8b에 나타나 있으며, 이는 유아용 기저귀 또는 성인용 요실금 물품일 수 있다. 그러한 팬티 스타일 요실금 물품의 사용 후에, 이 요실금 물품은 다리 위로 빼낼 필요가 없도록 전형적으로 그의 시임(403) 중 적어도 하나를 따라 뜯은 후에 말아 올린다. 물품(400)은 일회용 테이프(402)를 포함하며, 이는 도 8b에 나타나 있는 바와 같이 사용된 (오염된) 요실금 물품을 시임(403)을 따라 뜯은 후에 말아 올린 구성으로 유지하는 데 사용된다. 다양한 일회용 테이프 구조가 유용할 수 있지만, 예시된 실시 형태에서, 일회용 테이프(402)는 슬릿(436)에 의해 분리된 2개의 인접한 제1 및 제2 테이프 탭 요소(404, 406)를 포함한다. 각각의 제1 및 제2 테이프 탭 요소(404, 406)는, 도 8b에서 볼 수 있는 소성 변형가능한 필름(405)에 접착적으로 부착된다. 이러한 일회용 테이프 구조에 대한 더욱 상세한 사항은 국제특허 공개 WO 2007/032965호 (담(Dahm) 등)에서 찾을 수 있다. 예시된 실시 형태에서, 테이프 탭 요소(404, 406) 각각은 섬유질 웨브의 탭을 포함한다. 섬유질 웨브의 각각의 탭은, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역(407) 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역(409)을 갖는다. 적어도 하나의 제2 영역(409)은 예시된 실시 형태에서 알파벳 문자의 형태이다. 그러나, 상기에 기재된 바와 같이, 시스루 영역은 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 임의의 조합의 형태일 수 있다. 임의의 이러한 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 또는 이들의 조합은 원한다면 회사명, 로고, 브랜드명, 또는 상표 사진의 일부일 수 있다.
상기 및 하기에 기재된 개인 위생 물품의 일부분의 임의의 실시 형태에 대해, 섬유질 웨브는 도 5의 실시 형태에 나타나 있는 바와 같은 1층 구조체, 또는 도 6에 나타나 있는 바와 같은 2층 라미네이트일 수 있다.
본 발명에 따른 개인 위생 물품에서, 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역 및 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역의 상대적인 면적은 상이한 실시 형태에서 상이할 수 있다. 적어도 하나의 제2 영역은 백시트, 톱시트, 이형 테이프, 체결 탭 배킹, 루프 테이프, 랜딩 구역 영역(landing zone area), 획득 층, 일회용 테이프, 사이드 패널 또는 귀부의 주어진 면적의 5, 10, 20, 25, 50, 75, 또는 90% 이상을 구성할 수 있다. 일부 패턴 (예를 들어, 마름모 또는 다른 기하학적 형상의 패턴)의 경우, 제1 영역은 제2 시스루 영역들을 분리하는 스트랜드로서 나타날 수 있다. 다른 패턴의 경우, 제2 영역들은 연속적인 불투명한 배경 상에 더 넓게 이격되어 나타날 수 있다.
개인 위생 물품의 다양한 구성요소, 예를 들어 도 7, 도 7a, 도 7b, 도 8, 도 8a, 및 도 8b와 관련하여 상기에 기재되 것들은, 다양한 적합한 재료로부터 제조될 수 있으며 다양한 방식으로 함께 조립될 수 있다. 직조 웨브, 편직 웨브, 및 부직 웨브 (예를 들어, 스펀본드 웨브, 스펀레이싱된 웨브, 에어레이드 웨브, 멜트블로잉된 웨브, 및 본디드 카디드 웨브)일 수 있는, 본 발명에 따른 섬유질 웨브에 더하여, 개인 위생 물품의 다양한 구성요소의 적합한 재료는 또한 텍스타일, 플라스틱 필름 (예를 들어, 단층 또는 다층 필름, 공압출된 필름, 측면 라미네이팅된 필름, 또는 폼 층을 포함하는 필름), 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유질 웨브는, 멜트블로잉된 부직물의 적어도 하나의 층 및 스펀본딩된 부직물의 적어도 하나의 층, 또는 부직 재료들의 임의의 다른 적합한 조합을 포함하는, 부직 재료의 다수의 층 중 하나 이상으로서 유용할 수 있다. 예를 들어, 스펀본드-멜트본드-스펀본드, 스펀본드-스펀본드 또는 스펀본드-스펀본드-스펀본드 다층 재료가 유용할 수 있다. 부직물 층 및 조밀한 필름 층의 임의의 조합을 포함하는 복합 웨브가 또한 유용할 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이, 상이한 층은 상이한 색을 가질 수 있다. (예를 들어, 도 5 또는 도 6에 나타나 있는 것과 같은) 본 발명에 따른 섬유질 웨브는 본 발명에 따른 섬유 (예를 들어, 다성분 섬유)를, 천연 섬유 (예를 들어, 목질, 레이온, 또는 면 섬유), 다른 합성 섬유 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체, 부틸렌 공중합체, 및 이들 중합체의 공중합체 및 블렌드, 폴리에스테르 및 폴리아미드로부터 제조되는, 예를 들어, 열가소성 섬유), 또는 천연 및 다른 합성 섬유의 조합일 수 있는 다른 상이한 섬유와 함께 포함할 수 있다. 개인 위생 물품의 구성요소는 접착 본딩, 열 본딩, 초음파 본딩, 레이저 본딩, 압축 본딩, 또는 표면 본딩을 포함하는 다양한 방법에 의해 조립될 수 있다.
도 7에 나타나 있는 것과 같은 본 발명에 따른 개인 위생 물품에서, 톱시트(361)는 전형적으로 액체에 투과성이며 착용자의 피부와 접촉하도록 설계되고, 외부로 향하는 백시트(362)는 전형적으로 액체에 불투과성이다. 전형적으로 톱시트와 백시트 사이에 넣어져 있는 흡수 코어(363)가 존재한다. 다양한 재료가, 본 발명에 따른 흡수 물품에서의 톱시트(361), 백시트(362), 및 흡수 코어(363)를 위해 유용할 수 있다.
톱시트(361)를 위해 유용한 재료의 예에는 개구 형성된 플라스틱 필름, 직조 천, 부직 웨브, 다공성 폼, 및 망상 폼이 포함된다. 본 발명에 따른 개인 위생 물품의 일부 실시 형태에서, 톱시트의 적어도 일부분은, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 갖는 본 발명에 따른 섬유질 웨브로부터 제조된다. 일부 이러한 실시 형태에서, 섬유질 웨브는 부직물이다. 섬유질 웨브는, 톱시트로서의 사용을 위해 요구되는 수준의 습윤성 및 소수성을 부여하도록, 계면활성제로 표면 처리되거나 달리 가공될 수 있다.
백시트(362)는 때때로 외부 커버로 지칭되며, 사용자로부터 가장 먼 층이다. 백시트(362)는 흡수 코어 내에 수용된 신체 삼출물이 착용자의 의류, 침구류, 또는 기저귀와 접촉하는 다른 재료를 적시거나 오염시키는 것을 방지하는 기능을 한다. 본 발명에 따른 개인 위생 물품의 일부 실시 형태에서, 백시트의 적어도 일부분은 미세다공성 필름으로부터 제조된다. 그러한 필름은 증기 또는 가스에는 투과성이고 액체에는 실질적으로 불투과성인 이점을 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 백시트(362)의 적어도 일부분은 다른 열가소성 필름 (예를 들어, 폴리(에틸렌) 필름)을 포함할 수 있다. 열가소성 필름은 더욱 미적으로 보기 좋은 외관을 제공하도록 엠보싱되고/되거나 무광택 마감될 수 있다. 본 발명에 따른 개인 위생 물품의 일부 실시 형태에서, 백시트의 적어도 일부분은, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 갖는 본 발명에 따른 섬유질 웨브로부터 제조된다. 섬유질 웨브는, 예를 들어, 열가소성 필름에 라미네이팅되거나, 또는 심지어 열가소성 필름의 부재 하에서도 원하는 수준의 액체 불투과성을 부여하도록 구성되거나 처리된, 직물 또는 부직물일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 백시트(362)의 적어도 일부분은, 착색된 열가소성 필름 또는 착색된 부직 층에 또한 라미네이팅될 수 있는 본 발명에 따른 부직 섬유질 웨브 (예를 들어, 도 6과 관련하여 상기에 기재된 구조)이다.
적합한 흡수 코어(363)는 액체 (예를 들어, 수성 액체)를 흡수하고 보유할 수 있는 천연, 합성, 또는 개질된 천연 중합체를 포함한다. 그러한 중합체는 (예를 들어, 물리적인 얽힘(entanglement), 결정질 도메인, 공유 결합, 이온성 복합체 및 회합, 친수성 회합, 예를 들어 수소 결합, 및 소수성 회합 또는 반 데르 발스 힘에 의해) 가교결합되어 수불용성이지만 팽윤성으로 될 수 있다. 그러한 흡수성 재료는 보통 액체를 빠르게 흡수하고 일반적으로 방출 없이 그를 보유하도록 설계된다. 본 명세서에 개시된 흡수 물품에 유용한 적합한 흡수 재료의 예에는 목재 펄프 또는 다른 셀룰로오스 재료 및 초흡수성 중합체 (super absorbent polymer; SAP)가 포함된다.
본 발명에 따른 일부 개인 위생 물품은 획득 층을 포함하며, 이는 유입 배설물을 빠르게 수용하고 액체를 흡수, 보유, 전달(channel) 또는 달리 관리하여 용품 외부로 누출되지 않게 하기 위해 유용할 수 있다. 획득 층은, 예를 들어, 획득/분포 층(ADL), 서지(surge) 층, 흡입 층, 전달 층, 또는 수송 층으로 또한 지칭될 수 있다. 일반적으로 획득 층은, 예를 들어 유아의 경우 약 5 내지 20 mL/초의 배설물 부피 유량으로 약 60 내지 100 밀리리터(mL)의 유입 배설물을 취급할 수 있다. 획득 층은 일반적으로 사용자의 피부의 반대편의 표면에서 톱시트 아래에 있다. 다양한 직조 및 부직 웨브 및 폼이 획득 층을 구성하는 데 사용될 수 있다. 획득 층은 실질적으로 소수성인 재료로 구성될 수 있으며, 소수성 재료는 선택적으로 원하는 수준의 습윤성 및 친수성을 부여하도록 계면활성제로 처리되거나 또는 달리 가공될 수 있다. 본 발명에 따른 개인 위생 물품의 일부 실시 형태에서, 획득 층은, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 갖는 본 발명에 따른 섬유질 웨브로부터 제조된다. 이러한 실시 형태에서, 섬유질 웨브는 도 5에 나타나 있는 것과 유사한 직조 또는 부직 웨브 (일부 실시 형태에서, 부직물)일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 섬유질 웨브는 (예를 들어, 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양의) 계면활성제로 표면처리될 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이, 계면활성제 처리는 섬유질 웨브가 톱시트 또는 획득/분포 층으로서 사용되는 경우에 유용할 수 있다. 계면활성제는 임의의 통상적인 수단 (예를 들어, 분무, 인쇄, 침지, 또는 브러시 코팅)에 의해 본 발명에 따른 섬유질 웨브에 도포될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 갖는, 본 발명에 따른 섬유질 웨브의 섬유의 적어도 일부분은 루프를 형성한다. 그러므로, 섬유질 웨브는, 예를 들어, 개인 위생 물품에서 암형(female) 기계적 체결 요소로서 유용할 수 있으며, 목표 영역 또는 랜딩 구역일 수 있다. 루프는 직조, 편직, 경편(warp knitting), 위사 삽입 편직(weft insertion knitting), 환편(circular knitting), 또는 부직 구조체 제조 방법과 같은 임의의 몇몇 방법에 의해 섬유질 웨브 내에 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 루프는 부직 웨브 또는 편직 웨브 내에 포함된다. 다시 도 7을 참조하면, 수형(male) 기계적 체결구를 수용하기 위해 적합한 섬유질 웨브(372)를 제공하도록 목표 영역(368)에 적합하게 적용될 수 있는 루프 테이프의 예는, 예를 들어, 미국 특허 제5,389,416호 (모디(Mody) 등) 및 제5,256, 231호 (고맨 등) 및 유럽 특허 EP 0,341,993호 (고맨 등)에 개시되어 있다. 미국 특허 제5,256,231호 (고맨 등)에 기재된 바와 같이, 일부 실시 형태에 따른 루프 재료 내의 섬유질 층은 열가소성 필름 배킹 상의 이격된 앵커 부분들로부터 동일한 방향으로 돌출되는 아치형 부분을 포함할 수 있다. 임의의 섬유질 루프 재료는 열가소성 필름 배킹에 압출-본딩, 접착제-본딩, 및/또는 초음파-본딩될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 백시트(362)는, 수형 체결 요소의 스트립을 포함하는 테이프 탭(370)의 사용자의 단부(370b)와 상호작용할 수 있는 직조 또는 부직 섬유질 층을 포함한다. 그러한 백시트(362)의 예는, 예를 들어, 미국 특허 제6,190,758호 (스토퍼(Stopper)) 및 제6,075,179호 (맥코맥(McCormack) 등)에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 개인 위생 물품 (예를 들어, 요실금 물품 및 기저귀)은 직사각형 형상, 문자 I와 같은 형상, 문자 T와 같은 형상, 또는 모래시계 형상과 같은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 개인 위생 물품은 또한 팬티 스타일 기저귀, 또는 각각의 종방향 에지를 따라 체결 탭(370)을 사용하여 재차 체결가능한 팬티 스타일 기저귀일 수 있다. 도 7에 나타나 있는 실시 형태를 포함하는 일부 실시 형태에서, 톱시트(361) 및 백시트(362)는 서로 부착되며, 양쪽의 제1 및 제2 종방향 에지(364a, 364b)까지 모두 함께 섀시를 형성한다. 일부 실시 형태에서, 톱시트(361) 또는 백시트(362) 중 오직 하나만이 양쪽의 제1 및 제2 종방향 에지(364a. 364b)까지 연장된다. 다른 실시 형태에서, 섀시는, 흡수 물품의 제조 동안 적어도 톱시트(361), 백시트(362), 및 흡수 코어(363)의 샌드위치에 부착되어, 예를 들어, 귀부를 형성하는 별도의 사이드 패널을 포함할 수 있다. 사이드 패널은 톱시트(361) 또는 백시트(362)와 동일한 재료로 제조될 수 있거나, 상이한 재료 (예를 들어, 본 발명에 따른 섬유질 웨브일 수 있는 상이한 부직물)로 제조될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 사이드 패널은 또한 섀시의 일부를 형성한다. 또한, 흡수 물품은 도 7에 나타나 있는 대형 목표 구역(368) 대신에 백시트의 종방향 에지를 따라 루프 재료의 2개의 목표 구역을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 개인 위생 물품은 또한 생리대를 포함한다. 생리대는 전형적으로 착용자의 속옷에 인접하게 배치되도록 의도되는 백시트를 포함한다. 생리대를 착용자의 속옷에 부착하기 위해 접착제 또는 기계적 체결구가 백시트 상에 제공된다. 생리대는 전형적으로 톱시트 및 흡수 코어를 또한 포함하며 획득 층을 포함할 수 있다. 백시트, 톱시트, 획득 층, 및 흡수 코어는, 기저귀 또는 요실금 물품에서의 이러한 구성요소에 대해 상기에 기재된 임의의 재료로부터 제조될 수 있다. 생리대는 모래시계, 열쇠 구멍, 또는 대체로 직사각형 형상과 같은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 톱시트 및/또는 백시트는 또한 착용자의 속옷의 반대편 면까지 둘러싸도록 의도된 플랩을 포함할 수 있다. 생리대의 백시트, 톱시트, 획득 층, 또는 다른 구성요소 중 적어도 하나는, 섬유질 웨브 내의 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 제1 영역 및 다수의 섬유의 제2 부분이 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 갖는, 본 발명에 따른 섬유질 웨브를 포함한다. 더 낮은 다공성의 시스루 영역, 또는 일부 실시 형태에서, 더 낮은 다공성의 시스루 영역들의 패턴은 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 임의의 조합의 형태일 수 있다. 임의의 이러한 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 조합은 원한다면 회사명, 로고, 브랜드명, 또는 상표 사진의 일부일 수 있다.
본 발명에 따른 섬유질 웨브 내의 적어도 하나의 제2 영역을 구성하는 임의의 개개의 시스루 영역의 크기는 0.3 ㎟, 0.4 ㎟, 0.5 ㎟, 또는 0.7 ㎟ 이상일 수 있다. 일반적으로, 제1 영역과, 적어도 하나의 제2 영역을 구성하는 임의의 개개의 시스루 영역 밑의 가시적 코어 또는 층 사이의 색 대비가 비교적 큰 경우, 더 작은 개개의 시스루 영역 (예를 들어, 0.3 ㎟ 내지 0.6 ㎟)이 용이하게 육안에 보일 수 있다. 그러나, 제1 영역과, 적어도 하나의 제2 영역을 구성하는 임의의 개개의 시스루 영역 밑의 가시적 코어 또는 층 사이의 색 대비가 비교적 작은 경우, 더 큰 개개의 시스루 영역 (예를 들어, 0.6 ㎟ 초과)을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 비교적 큰 평량 (예를 들어, 12 gsm 초과 또는 15 gsm 초과)을 갖는 섬유질 웨브의 경우, 더 작은 개개의 시스루 영역 (예를 들어, 0.3 ㎟ 내지 0.6 ㎟)이 용이하게 육안에 보일 수 있는 반면, 더 작은 평량 (예를 들어, 15 gsm 미만 또는 12 gsm 미만)의 경우 다소 더 큰 개개의 시스루 영역 (예를 들어, 0.6 ㎟ 초과)을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 미세다공성을 형성하거나 향상시키기 위해 본 발명에 따른 섬유를 연신시키는 것은 섬유 또는 섬유의 제1 성분의 불투명성의 10, 15, 20, 25, 또는 30% 이상의 증가를 제공한다. 불투명성 증가는, 예를 들어, 100, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 또는 50% 이하일 수 있다. 초기 불투명성은, 예를 들어, 섬유 또는 섬유의 제1 성분의 두께, 조성, 및 임의의 충전제 또는 희석제의 존재에 의해 영향을 받는다. 연신은 전형적으로 두께의 감소를 가져오며, 이는 전형적으로 불투명성의 감소로 이어질 것이다. 그러나, 응력 백화(stress whitening) 및 미세기공 형성은 불투명성의 증가로 이어진다. 본 발명의 목적상, 불투명성은 분광광도계를 사용하여 측정될 수 있는데, 각각 흑색 배경 및 백색 배경에 대비하여 개별적으로 "L" 값이 측정된다. 불투명성은 ((흑색 배경에 대비하여 측정된 L)/(백색 배경에 대비하여 측정된 L)) × 100으로 계산된다. "L" 값은 국제 조명 위원회(International Commission on Illumination)에 의해 확립된 CIELAB 색공간에서의 3가지 표준 파라미터 중 하나이다. "L"은 0 (흑색) 내지 100 (최고 강도)의 범위의 휘도(brightness) 값이다. 연신으로 인해 생기는 불투명성의 변화 백분율은 [(연신 후 불투명성 - 연신 전 불투명성)/)연신 전 불투명성)] × 100으로 계산된다.
일부 실시 형태에서, 미세다공성을 형성하거나 향상시키기 위해 본 발명에 따른 섬유를 연신시키는 것은 섬유 또는 섬유의 제1 성분의 그레이스케일 값의 20% 이상의 감소를 제공한다. 일부 실시 형태에서, 연신은 그레이스케일 값의 25, 30, 40, 또는 50% 이상의 감소를 제공한다. 그레이스케일 값의 감소는, 예를 들어, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 또는 60% 이하일 수 있다. 본 발명의 목적상, 그레이스케일 값은, CMOS (상보성 금속 산화물 반도체) 이미지 센서 및 임팩트(IMPACT) 소프트웨어 스위트(Software Suite)가 구비된 임팩트 A20 디지털 카메라 (미국 미네소타주 블루밍턴 소재의 피피티 비전(PPT Vision))를 사용하여 투과(transmission) 모드에서 측정된다. 섬유의 연신은 전형적으로 두께의 감소를 가져오며, 이는 전형적으로, 투과 모드에서 측정되는 그레이스케일 값의 증가로 이어질 것이다. 그러나, 응력 백화 및 미세기공 형성은 투과 모드 그레이스케일 값의 감소로 이어진다. 섬유의 연신으로 인해 생기는 그레이스케일 값의 변화 백분율은 [(연신 후 그레이스케일 값 - 연신 전 그레이스케일 값)/(연신 전 그레이스케일 값)] × 100으로 계산된다. 일부 실시 형태에서, 미세다공성 섬유 또는 이의 제1 성분은 40 이하 (일부 실시 형태에서, 35, 30, 25, 20 또는 15 이하)의 그레이스케일 값을 갖는다. 본 명세서에 개시된 미세다공성 섬유의 그레이스케일 값은 유사한 조성이지만 통상적인 양의 IR 차단제, 예를 들어 이산화티타늄을 포함하는 폴리올레핀 필름에 대해 달성되는 것에 필적하거나 그보다 우수할 수 있다.
미세다공성 섬유의 불투명성 및 그레이스케일 측정치는 광을 투과하는 그의 능력과 관련된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "광"은, 인간의 육안에 보이든 보이지 않든, 전자기 방사선을 지칭한다. 자외광은 약 250 나노미터 (nm) 내지 380 nm의 범위의 파장을 갖는 광이다. 가시광은 380 나노미터 (nm) 내지 700 nm의 범위의 파장을 갖는 광이다. 적외광은 약 700 nm 내지 300 마이크로미터의 범위의 파장을 갖는다. 본 발명을 실시하는 데 유용한 미세다공성 섬유는 연신된 후에 자외광, 가시광 및 적외광에 대한 투과성이 감소될 수 있다. 연신된 섬유 내의 미세기공은 자외선, 가시광선 및 적외선 영역의 광을 산란시키는 경향이 있다.
상기에 기재된 바와 같이, 열, 압력, 또는 이들의 조합이 시스루 영역을 제공하기 위해 유용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 더 낮은 다공성의 적어도 하나의 시스루 영역은 미세다공성 섬유 내의 열가소성 물질의 용융 온도까지 가열되었다. 반결정질 중합체의 경우, 가열은 결정질 영역을 용융시키는 온도에서 수행될 수 있다. 적어도 하나의 시스루 영역 내의 미세다공성 섬유 또는 섬유질 웨브의 용융은 시스루 영역 내의 섬유의 구조의 영구적인 변화를 가져오며, 이는 그러한 영역에서의 약간의 수축을 수반할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 중합체를 연화시키기에 충분한 열이 가해질 수 있으며, 기공을 붕괴시키기 위해 압력이 사용될 수 있다. 적어도 하나의 시스루 영역의 양각 이미지를 갖는 프레스 또는 가열된 닙(nip)에서 가열이 수행되어 압력이 상기 가열에 수반되어 미세다공성 구조를 붕괴하게 할 수 있다. 압력 단독은 일부 경우에 미세다공성 섬유 또는 섬유질 웨브의 미세다공성 구조의 일시적인 변화를 제공할 수 있다. 정적 프레스를 사용할 때, 가열된 양각 이미지에 노출된 면의 반대편의 필름 면 상에 고무 표면을 사용하는 것이 유용할 수 있다. 고무 표면은, 시스루 영역이 만들어지는 동안, 프레스의 2개의 경질 표면이 섬유 또는 섬유질 웨브에 구멍을 형성하는 것을 방지할 수 있다. 닙에서는, 프레스가 섬유 또는 섬유질 웨브에 구멍을 형성하는 것을 방지하도록 압력 및 간극뿐만 아니라 라인 속도가 조정될 수 있다.
가열은 또한 열풍 또는 레이저와 같은 지향성 방사선원(directed radiation source)을 사용하여 수행될 수 있다. 다양한 상이한 유형의 레이저가 유용하다. 예를 들어, 이산화탄소 레이저가 유용할 수 있다. 자외선 레이저 및 다이오드 레이저가 또한 유용할 수 있다. 레이저에 적합한 파장은 200 nm 내지 11,000 nm의 범위일 수 있다. 레이저 파장과 재료의 흡수 특성은 재료의 가열을 생성하기 위해 정합되거나 거의 정합되도록 선택될 수 있다. 당업자는, 원하는 가열을 달성하도록 적합한 레이저 출력, 재료 상의 빔 크기, 및 재료를 가로지르는 빔 이동 속도를 조정할 수 있다. 레이저와 재료의 이러한 정합은, 예를 들어, 섬유질 웨브가 다층 구조를 갖는 층인 경우에 유리할 수 있다. 레이저에 의한 가열은 다층 구조를 갖는 섬유질 웨브 (예를 들어, 다층 필름)의 위치로 조정될 수 있다. 가열은 표면을 가로질러 방사선을 지향시켜 재료의 영역을 노출시킴으로써 소정 패턴으로 이루어질 수 있거나, 또는 패턴화된 영역이 방사선에 노출되도록 방사선이 적합한 마스크의 표면을 가로질러 지향될 수 있다. 가열 수준을 조정하기 위해 섬유 또는 섬유질 웨브가 레이저의 초점면 밖에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 섬유질 웨브 내의 미세다공성 영역은, 섬유질 웨브 하부의 섬유 또는 층의 하부 구성요소에서 상이한 색 또는 상이한 색의 상이한 색조를 드러낼 수 있는, 미세다공성 영역과 적어도 하나의 시스루 영역 사이의 대비 이외의 이점을 제공할 수 있다. (예를 들어, 산란에 의해) 광의 투과를 차단하는 미세다공성 섬유의 능력은, 기재 상에 광을 비추고 조사된(irradiated) 기재의 영역으로부터 수광되는 광의 양을 검출하는 것에 의존하는 검사 시스템에서 그들이 검출되게 할 수 있다. 예를 들어, 개인 위생 물품의 제조에 있어서, 본 명세서에 개시된 섬유질 웨브, 또는 물품에 포함된 그의 일부분의 존재 또는 위치는, 자외광, 가시광, 및/또는 적외광을 차단하는 그의 능력 때문에 검출될 수 있다. 자외광, 가시광, 또는 적외광 중 적어도 하나의 조사에 대한 미세다공성 부분을 갖는 섬유질 웨브의 반응이 평가된다. 후속하여, 제조 동안 개인 위생 물품이 조사될 수 있으며, 조사된 개인 위생 물품으로부터 수광되는 자외 방사선, 가시 방사선, 또는 적외 방사선 중 적어도 하나가 미세다공성 부분을 갖는 섬유질 웨브의 미리 정해진 반응에 대해 검출 및 분석될 수 있다. 섬유질 웨브의 위치는, 예를 들어, 미세다공성 부분을 갖는 섬유질 웨브 및 다른 구성 요소의 위치에 상응하는, 그레이스케일 값의 미리 정해진 변화를 검출할 수 있는 이미지 분석기를 사용하여 결정될 수 있다. 본 명세서에 개시된 미세다공성 섬유 또는 섬유질 웨브의 적외광 산란 능력은, 심지어 복합 물품 내의 재료들의 다른 층들 사이에 있을 때에도, 검출되게 할 수 있다. 복합 물품에서 미세다공성 구성요소를 검출하는 방법에 관한 더 많은 정보에 대해서는, 미국 특허 출원 공개 제2013/0147076호 (찬드라세카란(Chandrasekaran) 등)를 참조한다.
게다가, 미세다공성 섬유는 그의 비-미세다공성 대응물보다 낮은 밀도를 갖는 경향이 있다. 적어도 부분적으로 미세다공성인 섬유로부터 제조되는 저밀도 부직물은 유사한 두께지만 더 큰 밀도를 갖는 부직물보다 감촉이 더 부드럽게 느껴질 수 있다. 부직물의 밀도는 통상적인 방법을 사용하여, 예를 들어, 비중병 내의 헬륨을 사용하여 측정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 베타-구정을 함유하는 섬유의 연신은 3% 이상의 밀도 감소를 제공한다. 일부 실시 형태에서, 이러한 연신은 5 또는 7.5% 이상의 밀도 감소를 제공한다. 예를 들어, 연신은 3 내지 15% 또는 5 내지 10%의 범위의 밀도 감소를 제공한다. 섬유의 연신으로 인해 생기는 밀도의 변화 백분율은 [(연신 전 밀도 - 연신 후 밀도)/(연신 전 밀도)] × 100으로 계산된다. 섬유질 웨브의 부드러움(softness)은, 예를 들어, 걸리 강성(Gurley stiffness)을 사용하여 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 섬유 및 섬유질 웨브는 상기에 기재된 개인 위생 물품 이외의 응용을 위해 유용할 수 있다. 상기에 기재된 응용에 더하여, 본 발명에 따른 섬유질 웨브는, 예를 들어, 의료용 (예를 들어, 수술용) 드레이프(drape) 및 가운, 테이프용 배킹 (의료적 응용을 포함함), 지오텍스타일 응용 (예를 들어, 침식 제어 텍스타일), 필터, 호흡기, 방음재, 단열재, 세정 와이프, 광학 확산기, 연마 물품, 의료용 랩 (예를 들어, 압축 랩), 및 상처 드레싱 및 붕대용 배킹에 유용할 수 있다. 본 발명에 따른 섬유 또는 섬유질 웨브는, 예를 들어, 탬퍼(tamper) 검출기 또는 열 검출기로서 또한 유용할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 섬유질 웨브는 전기적으로 하전된다. 일렉트릿 처리(electret treatment)는, 예를 들어, 다수의 상이한 기술 (예를 들어,미국 특허 제5,401,446호(차이(Tsai) 등); 제4,215,682호(쿠빅(Kubik) 등); 제4,375,718호(워즈워스(Wadsworth)); 제4,592,815호(나카오(Nakao)); 및 제4,874,659호(안도(Ando)에 기재된 것들)에 의해 수행될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 섬유는 절연 재료이다 (예를 들어, 음향적으로 또는 열적으로 절연성임). 예를 들어, 섬유는, 미국 특허 제4,118,531호 (하우저(Hauser))에 기재된 바와 같은, 마이크로섬유와 권축 스테이플 섬유의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부의 이러한 실시 형태에서, 섬유질 웨브는 재료의 2개 이상의 층을, 예를 들어 패드의 형태로 포함할 수 있다.
연마 물품의 경우, 본 발명에 따른 섬유질 웨브는 그 상에 또는 그 전반에 분산된 연마 입자를 포함할 수 있다. 유용한 연마 입자는 사실상 임의의 크기의 규칙적인 또는 불규칙적인 형상의 과립일 수 있으며, 천연 또는 합성의 연마용 광물 미립자, 예를 들어 탄화규소, 산화알루미늄 (예를 들어, 세라믹 산화알루미늄, 열처리 산화알루미늄, 및 백색-용융 산화알루미늄), 입방정 질화붕소, 세라믹 비드 또는 그레인, 예를 들어 미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 "쿠비트론(CUBITRON)"으로 입수가능한 연마 재료, 알루미나 지르코니아, 다이아몬드, 세리아 (즉, 산화세륨), 가넷(garnet), 플린트(flint), 실리카, 부석(pumice), 탄산칼슘, 플라스틱 연마 그레인 (예를 들어, 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드, 메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 멜라민, 및 폴리스티렌으로 제조됨), 파쇄된 식물 재료 (예를 들어, 호두 껍질과 같은 껍질 및 살구, 복숭아 및 아보카도 씨와 같은 씨), 및 이들 재료 중 하나 이상의 혼합물의 광범위한 다양한 부류로부터 선택될 수 있다. 연마 물품의 최종 용도에 따라 어떤 연마 입자가 가장 적합한지 결정될 것이다.
여과 응용의 경우, 본 발명에 따른 섬유질 웨브는 그 상에 또는 그 전반에 분산된 활성탄 입자를 포함할 수 있다. 다른 입자가 또한 여과 응용을 위한 섬유질 웨브와 함께 유용할 수 있다. 예를 들어, 금속 이온 교환 제올라이트 수착제(sorbent), 이온 교환 수지, 항미생물제, 활성 알루미나, 및 미립자 여과 매체 (예를 들어, 모래)가 유용할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태
제1 실시 형태에서, 본 발명은 적어도 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 다성분 섬유를 제공하며, 여기서, 제1 성분의 적어도 일부분은 불투명하고 미세다공성이고, 제2 성분은 제1 성분과는 상이하다.
제2 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태의 다성분 섬유를 제공하며, 여기서, 제1 성분은, 불투명하고 미세다공성인 부분보다 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 추가로 포함한다.
제3 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태의 다성분 섬유를 제공하며, 여기서, 제2 성분의 적어도 일부분은 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 통해 보일 수 있다.
제4 실시 형태에서, 본 발명은 적어도 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 다성분 섬유를 제공하며, 여기서, 제2 성분의 적어도 일부분은 제1 성분의 적어도 일부분을 통해 보일 수 있다.
제5 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유를 제공하며, 여기서, 다성분 섬유는 코어-시스 섬유이고, 시스는 제1 성분을 포함하고, 코어는 제2 성분을 포함한다.
제6 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유를 제공하며, 여기서, 제1 성분과 제2 성분은 상이한 색이거나, 동일한 색의 상이한 색조이다. 예를 들어, 제1 성분은 백색일 수 있고 제2 성분은 백색이 아닐 수 있다.
제7 실시 형태에서, 본 발명은 불투명한 미세다공성 영역 및 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 포함하는 섬유를 제공한다.
제8 실시 형태에서, 본 발명은 제7 실시 형태의 섬유를 제공하며, 여기서, 섬유는 중실형이다 (다시 말해, 중공형이 아니다).
제9 실시 형태에서, 본 발명은 제7 실시 형태 또는 제8 실시 형태의 섬유를 제공하며, 여기서, 섬유는 코어-시스 섬유이고, 시스는 불투명한 미세다공성 영역 및 더 낮은 다공성의 시스루 영역 둘 모두를 포함한다.
제10 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제9 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유 또는 섬유를 제공하며, 여기서, 제1 성분 또는 섬유는 베타-핵제를 포함한다.
제11 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제10 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유 또는 섬유를 제공하며, 여기서, 제1 성분 또는 섬유는 충전제 또는 희석제 중 적어도 하나를 포함한다.
제12 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제11 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유 또는 섬유를 제공하며, 여기서, 제1 성분 또는 섬유는 프로필렌 단일중합체, 프로필렌과 다른 올레핀의 공중합체, 또는 폴리프로필렌 단일중합체와 상이한 폴리올레핀의 블렌드 중 적어도 하나를 포함한다.
제13 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태 및 제5 실시 형태 내지 제12 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유 또는 섬유를 제공하며, 여기서, 불투명한 미세다공성 영역은 폐쇄 셀 기공을 포함한다.
제14 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제13 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유 또는 섬유를 제공하며, 여기서, 섬유는 용융 방사에 의해 제조된다.
제15 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제14 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유 또는 섬유를 제공하며, 여기서, 섬유는 1.5:1 내지 1:1의 범위의 폭 대 두께 형상비를 갖는다.
제16 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나의 다수의 섬유를 포함하는 섬유질 웨브를 제공한다.
제17 실시 형태에서, 본 발명은 다수의 섬유를 포함하는 섬유질 웨브를 제공하며, 섬유질 웨브는 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 적어도 하나의 제1 영역, 및 다수의 섬유의 제2 부분이 제1 부분보다 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 포함한다.
제18 실시 형태에서, 본 발명은 제17 실시 형태의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 다수의 섬유는, 적어도 하나의 제1 영역 및 적어도 하나의 제2 영역을 포함하는 제1 성분, 및 제2 성분을 포함하는 다성분 섬유이며, 제2 성분의 적어도 일부분은 제1 성분 내의 더 낮은 다공성의 시스루 영역을 통해 보일 수 있다.
제19 실시 형태에서, 본 발명은 제18 실시 형태의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 제1 성분과 제2 성분은 상이한 색이거나, 동일한 색의 상이한 색조이다. 예를 들어, 제1 성분은 백색일 수 있고 제2 성분은 백색이 아닐 수 있다.
제20 실시 형태에서, 본 발명은 제17 실시 형태 또는 제18 실시 형태의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 섬유질 웨브는 제1 층 및 제2 층을 포함하는 라미네이트의 제1 층이고, 제2 층의 일부분은 다수의 섬유의 제2 부분을 통해 보인다.
제21 실시 형태에서, 본 발명은 제20 실시 형태의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 제1 층과 제2 층은 상이한 색이거나, 동일한 색의 상이한 색조를 갖는다.
제22 실시 형태에서, 본 발명은 제21 실시 형태의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 제1 층의 제1 부분은 백색이고 제2 층은 백색이 아니다.
제23 실시 형태에서, 본 발명은 제16 실시 형태 내지 제22 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 적어도 하나의 제1 영역은 베타-핵제를 포함한다.
제24 실시 형태에서, 본 발명은 제16 실시 형태 내지 제23 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 적어도 하나의 제1 영역은 충전제 또는 희석제 중 적어도 하나를 포함한다.
제25 실시 형태에서, 본 발명은 제16 실시 형태 내지 제24 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 적어도 하나의 제1 영역은 프로필렌 단일중합체, 프로필렌과 다른 올레핀의 공중합체, 또는 폴리프로필렌 단일중합체와 상이한 폴리올레핀의 블렌드 중 적어도 하나를 포함한다.
제26 실시 형태에서, 본 발명은, 적어도 일부분 상에 배치된 이형 코팅을 갖는, 제16 실시 형태 내지 제25 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제공한다.
제27 실시 형태에서, 본 발명은, 적어도 일부분 상에 배치된 접착제 층을 갖는, 제16 실시 형태 내지 제26 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제공한다.
제28 실시 형태에서, 본 발명은, 적어도 일부분에 결합된 기계적 체결구를 갖는, 제16 실시 형태 내지 제27 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제공한다.
제29 실시 형태에서, 본 발명은 제16 실시 형태 내지 제28 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 다수의 섬유의 적어도 일부분은 루프를 형성한다.
제30 실시 형태에서, 본 발명은 제16 실시 형태 내지 제29 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 섬유질 웨브는 부직 웨브이다.
제31 실시 형태에서, 본 발명은 제30 실시 형태의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 부직 웨브는 스펀본드 웨브를 포함한다.
제32 실시 형태에서, 본 발명은 제30 실시 형태 또는 제31 실시 형태의 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 부직 웨브는 멜트블로잉된 웨브를 포함한다.
제33 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제32 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유, 섬유, 또는 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 더 낮은 다공성의 시스루 영역은 적어도 하나의 제1 영역 내에 더 낮은 다공성의 시스루 영역들의 패턴으로 포함된다.
제34 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제33 실시 형태 중 어느 하나의 다성분 섬유, 섬유, 또는 섬유질 웨브를 제공하며, 여기서, 더 낮은 다공성의 시스루 영역은 숫자, 사진, 기호, 기하학적 형상, 알파벳 문자, 바코드, 또는 이들의 조합의 형태이다.
제35 실시 형태에서, 본 발명은 톱시트, 백시트, 톱시트와 백시트 사이의 흡수 성분을 갖는 섀시를 포함하는 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 개인 위생 물품은 제16 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 포함한다.
대안적인 제35 실시 형태에서, 본 발명은 톱시트, 백시트, 톱시트와 백시트 사이의 흡수 성분을 갖는 섀시를 포함하는 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 개인 위생 물품은 섬유를 포함하고, 섬유의 적어도 일부분은 불투명하고 미세다공성이다.
제36 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태의 개인 위생 물품을 제공하며, 개인 위생 물품은 기저귀 또는 요실금 물품이다.
제37 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태의 개인 위생 물품을 제공하며, 개인 위생 물품은 생리대이다.
제38 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태 내지 제37 실시 형태 중 어느 하나의 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 백시트는 섬유질 웨브 또는 섬유를 포함한다.
제39 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태 내지 제38 실시 형태 중 어느 하나의 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 톱시트는 섬유질 웨브 또는 섬유를 포함한다.
제40 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태 내지 제38 실시 형태 중 어느 하나의 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 개인 위생 물품은 톱시트와 흡수 코어 사이에, 흡수 코어와 백시트 사이에, 또는 흡수 코어 내에 획득 층을 추가로 포함하고, 획득 층은 섬유질 웨브 또는 섬유를 포함한다.
제41 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태 내지 제40 실시 형태 중 어느 하나의 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 개인 위생 물품은 후방 허리 영역으로부터 반대편의 전방 허리 영역으로 연장되는 양쪽의 제1 및 제2 종방향 에지, 및 후방 허리 영역 또는 전방 허리 영역에서 제1 또는 제2 종방향 에지를 따라 부착된 체결 탭을 추가로 포함하고, 체결 탭은 섬유질 웨브 또는 섬유를 포함한다.
제42 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태 내지 제41 실시 형태 중 어느 하나의 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 개인 위생 물품은 후방 허리 영역으로부터 반대편의 전방 허리 영역으로 연장되는 양쪽의 제1 및 제2 종방향 에지, 및 후방 허리 영역 또는 전방 허리 영역에서 제1 또는 제2 종방향 에지를 따라 부착된 사이드 패널을 추가로 포함하고, 사이드 패널은 섬유질 웨브 또는 섬유를 포함한다.
제43 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태 내지 제41 실시 형태 중 어느 하나의 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 개인 위생 물품은 후방 허리 영역으로부터 반대편의 전방 허리 영역으로 연장되는 양쪽의 제1 및 제2 종방향 에지, 및 후방 허리 영역 또는 전방 허리 영역에서 제1 또는 제2 종방향 에지를 따라 부착된 귀부를 추가로 포함하고, 귀부는 섬유질 웨브 또는 섬유를 포함한다.
제44 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태 내지 제43 실시 형태 중 어느 하나의 개인 위생 물품을 제공하며, 여기서, 개인 위생 물품은 일회용 테이프 또는 루프 테이프 중 적어도 하나를 추가로 포함하고, 일회용 테이프 또는 루프 테이프 중 적어도 하나는 섬유질 웨브 또는 섬유를 포함한다.
제45 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나에 따른 다성분 섬유를 제조하는 방법을 제공한다. 본 방법은 제1 성분 및 제2 성분을 갖는 다성분 섬유를 형성하는 단계를 포함한다. 제1 성분은 베타-핵제, 희석제, 또는 공동형성제 중 적어도 하나를 포함한다. 제2 성분은 제1 성분과는 상이하다. 본 방법은 섬유를 연신시켜 적어도 제1 성분 내에 미세다공성을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
제46 실시 형태에서, 본 발명은 제1 실시 형태 내지 제15 실시 형태 중 어느 하나의 섬유를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은
섬유 - 이의 적어도 일부분은 미세다공성임 - 를 제공하는 단계; 및
섬유 내의 적어도 일부 기공을 붕괴시켜 적어도 하나의 시스루 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
제47 실시 형태에서, 본 발명은 제46 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유를 제공하는 단계는 베타-핵제, 충전제, 또는 희석제 중 적어도 하나를 포함하는 섬유를 연신시키는 단계를 포함한다.
제48 실시 형태에서, 본 발명은 제46 실시 형태 또는 제47 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유를 제공하는 단계는 결정화가능한 중합체 및 희석제를 용융 블렌딩하는 단계 및 중합체가 결정화되고 희석제로부터 상분리되는 온도로 냉각하는 단계를 포함한다.
제49 실시 형태에서, 본 발명은 제46 실시 형태 내지 제48 실시 형태 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유 내의 일부 기공을 붕괴시키는 단계는 섬유를 가열하여 기공을 붕괴시켜 더 낮은 다공성의 적어도 하나의 시스루 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
제50 실시 형태에서, 본 발명은 제49 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유를 가열하는 단계는 가열된, 패턴화된 롤러를 사용하여 수행된다.
제51 실시 형태에서, 본 발명은 제49 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유를 가열하는 단계는 열풍을 사용하여 수행된다.
제52 실시 형태에서, 본 발명은 제49 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유를 가열하는 단계는 레이저를 사용하여 수행된다.
제53 실시 형태에서, 본 발명은 제16 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은
섬유질 웨브 - 이의 적어도 일부분은 미세다공성임 - 를 제공하는 단계; 및
섬유질 웨브 내의 적어도 일부 기공을 붕괴시켜 적어도 하나의 시스루 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
제54 실시 형태에서, 본 발명은 제53 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유질 웨브 내의 일부 기공을 붕괴시키는 단계는 섬유질 웨브를 가열하여 기공을 붕괴시켜 더 낮은 다공성의 적어도 하나의 시스루 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
제55 실시 형태에서, 본 발명은 제54 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유질 웨브를 가열하는 단계는 가열된, 패턴화된 롤러를 사용하여 수행된다.
제56 실시 형태에서, 본 발명은 제54 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유질 웨브를 가열하는 단계는 열풍을 사용하여 수행된다.
제57 실시 형태에서, 본 발명은 제54 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유질 웨브를 가열하는 단계는 레이저를 사용하여 수행된다.
제58 실시 형태에서, 본 발명은 제57 실시 형태의 방법을 제공하며, 여기서, 섬유질 웨브는 다층 라미네이트 내의 층이며, 레이저에 의한 가열은 다층 라미네이트 내의 섬유질 웨브의 위치로 조정된다.
제55 실시 형태에서, 본 발명은 제35 실시 형태 내지 제44 실시 형태 중 어느 하나의 개인 위생 물품을 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 제16 실시 형태 내지 제34 실시 형태 중 어느 하나의 섬유질 웨브를 개인 위생 물품 내에 포함시키는 단계를 포함한다.
본 발명을 더욱 완전히 이해할 수 있도록, 하기 실시예를 설명한다. 이들 실시예는 단지 예시적 목적이며, 어떤 방식으로도 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안 된다는 것을 이해해야 한다.
실시예
재료
폴리프로필렌 충격 공중합체인 필름 등급 폴리프로필렌 (PP) 공중합체는, 미국 텍사스 휴스턴 소재의 토탈 페트로케미칼스(Total Petrochemicals)로부터 상표명 "폴리프로필렌 5571"으로 입수하였다. 중합체 밀도는 ASTM D1505에 따라 측정할 때 0.905 g/cc인 것으로 보고되었으며, 용융 유동 지수 (MFI)는 ASTM D1238에 따라 측정할 때 (230℃에서 2.16 ㎏의 하중 하에) 7인 것으로 보고되었다. 베타 핵화 마스터배치는 미국 조지아주 알파레타 소재의 메이조 코포레이션(Mayzo Corporation)으로부터 상표명 "MPM 1114"로 입수하였다. 베타 핵화 마스터배치는 펠렛화된 것이었으며, 폴리프로필렌 단일중합체 수지 중에 분산된 고성능 베타 핵제 제형을 함유하였다. 청색 마스터배치는 미국 미네소타주 미니애폴리스 소재의 클래리언트 코포레이션 마스터배치즈 디비전(Clariant Corporation Masterbatches Division)으로부터, PP 33:1 PAN 295C 다크 블루(dark blue)로 기재된 상표명 "PP54643692"로 입수하였다.
실시예 1
하기를 제외하고는, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제4,406,850호 (힐스)의 실시예 1에 일반적으로 기재된 바와 같이 다성분 섬유를 제조하였다: (a) 다이를 표 1에 열거된 바와 같은 온도로 가열하였고; (b) 압출 다이는 하나의 열 상에 놓인 인치당 13개의 오리피스를 가졌으며, 이때 다이는 330.2 mm (13.0 인치)의 횡방향 길이를 가졌고; (c) 구멍 직경은 0.794 mm (0.031 인치)였고; (d) 2개의 스트림의 상대 압출 속도 (그램/구멍/분 단위)는 표 1에 보고되어 있고;. (e) 섬유를 표 1에 보고된 거리로 하향으로 이송하고 압축 공기로 공기 급랭시키고 코어에 감았고; (f) 방사 속도는 견인 롤(pull roll)에 의해 표 1에 보고된 속도로 조정하였다.
[표 1]
Figure 112016108389392-pct00003
코어는 대략 500 마이크로미터 두께였고 95%의 폴리프로필렌 5571과 5%의 PP54643692로 이루어졌다. 시스는 대략 60 마이크로미터 두께였고 97%의 폴리프로필렌 5571과 3%의 MPM 1114로 이루어졌다. 코어 재료는 1" 단축 압출기를 사용하여 용융 및 펌핑한 반면, 시스 재료는 3.4" 단축 압출기를 통해 용융 및 펌핑하였다. 섬유의 개별 스트랜드를 주위 공기 중에서 냉각되게 하고 나일론 부직 웨브 사이에 수집하였다. 코어의 청색이 섬유의 시스를 통해 보였다.
20개의 개별 섬유를 4인치 길이로 절단하였다. 인스트론 시험기(Instron tester)(인스트론 모델 1122 범용 시험기, 미국 매사추세츠주 캔턴 소재의 인스트론 엔지니어링 코포레이션(Instron Engineering Corporation))에서 조(jaw)들 사이의 표점 거리(gauge length)를 3인치로 설정하였다. 섬유를 150% 변형률(strain)로 연신시켰다. 일단 150% 변형률에 도달하였으면, 크로스 헤드 이동을 중단시키고 섬유가 느슨해지도록 조들 중 하나를 개방하여 섬유로부터의 하중을 제거하였다. 장력을 제거한 후에, 어떠한 하중도 없이 섬유를 조들 사이에 팽팽하게 유지하였다. 실온에서 연신을 행하였다.
섬유가 연신됨에 따라, 시스 내에 형성되는 미세다공성 때문에 섬유의 청색이 사라졌고, 결국 섬유는 대체로 백색으로 보이게 되었다. 일단 모든 섬유가 백색으로 변하였을 때, 헤어 드라이어를 사용하여 열풍을 송풍하였고, 이로 인해 섬유가 다시 청색으로 보이게 되었다.
실시예 2
실시예 1에 기재된 장치 및 방법을 사용하여 섬유를 압출하였다. 다이를 빠져나오는 섬유를 공기 중에서 급랭시키고 이어서 80℃의 설정점을 갖는 열수조(hot water bath)에 통과시켰다. 섬유를 상이한 속도로 작동하는 2개의 롤 위에 통과시켜, 섬유를 자유 스팬(free span) 내에서 그의 본래의 길이의 4배로 연신시켰다. 이는 섬유의 시스가 미세다공성으로 되어 코어의 청색을 은폐하게 하였다. 이어서, 섬유를 공통 스풀 상에 권취하였다.
섬유를 공통 스풀로부터 풀고 스터핑 박스(stuffing box) 내에서 권축하여 물결 형상을 제공하였다. 모델 번호 CL-05를 갖는 권축기(crimper)를 미국 노스캐롤라이나주 셸비 소재의 디엠앤드이 코포레이션(DM&E Corporation)으로부터 입수하였다. 스터핑 박스 내에서의 권축에 대한 추가 정보는, 예를 들어, 미국 특허 제5,276,083호 (카와우치(Kawauchi))에서 찾을 수 있다. 이어서, 권축된 섬유를 절단하여 스테이플 섬유를 1인치 (2.54 cm) 길이로 만들었다. 모델 번호 83-351을 갖는 절단기(cutter)를 미국 조지아주 콜럼버스 소재의 루머스 인더스트리즈, 인크.(Lummus Industries, Inc.)로부터 입수하였다. 스테이플 섬유를 코밍 유닛에 통과시켜 스테이플 섬유를 분리 및 정렬시켰고, 이어서, 에어레잉하여 매트를 형성하였다. 스테이플 섬유를 에어레잉하는 데 대한 추가적인 정보는 미국 특허 제5,298,694호 (톰슨(Thompson))에서 찾을 수 있다. 이어서, 매트를 고온 니들로 니들-펀칭하여 얽힘을 제공하였고, 따라서 섬유질 웨브를 형성하였다. 펀치-지점에서 드러난, 섬유질 웨브의 부분은 코어의 청색을 나타내었다.
실시예 3
표시를 갖는 가열된 엠보싱 롤에 실시예 2의 섬유질 웨브를 통과시킬 수 있다. 섬유질 웨브는, 엠보싱 롤이 섬유질 웨브와 접촉하는 위치에서 청색 코어 색이 드러나는 표시를 생성하였다.
본 발명은 그의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정을 취할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술된 실시 형태로 제한되지 않고, 하기 청구범위 및 그의 임의의 등가물에 기술된 제한에 의해 한정된다. 본 발명은 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소의 부재 시에도 적합하게 실시될 수 있다.

Claims (16)

  1. 제1 중합체 조성물 및 제2 중합체 조성물을 각각 포함하는 제1 성분 및 제2 성분을 적어도 포함하며, 제1 성분의 적어도 일부분은 불투명하고 미세다공성(microporous)이고, 제2 중합체 조성물은 제1 중합체 조성물과는 상이한, 다성분 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 제1 성분은, 불투명하고 미세다공성인 부분보다 더 낮은 다공도의 시스루(see-through) 영역을 추가로 포함하는, 다성분 섬유.
  3. 불투명한 미세다공성 영역 및 더 낮은 다공도의 시스루 영역을 포함하는, 섬유.
  4. 다수의 섬유를 포함하는 섬유질 웨브로서, 다수의 섬유의 제1 부분이 불투명하고 미세다공성인 적어도 하나의 제1 영역, 및 다수의 섬유의 제2 부분이 제1 부분보다 더 낮은 다공도의 시스루 영역을 형성하는 적어도 하나의 제2 영역을 포함하는, 섬유질 웨브.
  5. 톱시트(topsheet), 백시트(backsheet), 톱시트와 백시트 사이의 흡수 성분을 갖는 섀시(chassis)를 포함하는 개인 위생 물품으로서, 제4항의 섬유질 웨브를 포함하는, 개인 위생 물품.
  6. 톱시트, 백시트, 톱시트와 백시트 사이의 흡수 성분을 갖는 섀시를 포함하는 개인 위생 물품으로서, 개인 위생 물품은 섬유를 포함하고, 섬유의 적어도 일부분은 불투명하고 미세다공성인, 개인 위생 물품.
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