KR102640140B1 - 복합 적층체 및 일회용 기저귀 - Google Patents

Abstract

복합 적층은 일회용 기저귀 및 위생 제품들에 사용하기 위한 개선된 외관 미학 및 기능을 구비하여, 언로드 파워(unload power)의 특히 낮은 연신 의존성, 및 부드러운 느낌을 제공한다. 복합 적층체는 두 시트의 천 사이에 개재되는, 일 방향으로 평행하게 배열되는 복수의 탄성 섬유들; 및 탄성 섬유들과 교차하는 일 방향으로 평행하게 정렬되는 복수의 스트랜드들에 제공되는, 탄성 섬유들 및 두 시트의 천을 접합시키기 위한 수지;를 포함하며, 여기서 두 시트의 천 및 탄성 섬유들은 인접한 수지 스트랜드들 및 탄성 섬유들이 탄성 섬유들의 종방향으로 교차하는 위치들 사이에서 분리된다.

Description

복합 적층체 및 일회용 기저귀

본 발명은 복합 적층체 및 복합 적층체를 사용하는 일회용 기저귀에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 피부와 접촉하는 의류, 특히 언더웨어 및 스포츠 웨어 뿐만 아니라, 어린이들 및 성인들을 위한 일회용 기저귀들과 같은 위생 재료들, 및 월경 제품들과 같은 용도에 대해 적합하게 사용될 수 있는 탄성을 구비한 복합 적층체에 관한 것이며, 여기서, 복합 적층체는 사용되는 천(cloth) 및 탄성 섬유들의 형상을 최적화하는 것으로 인해 게더 부분(gather part)에서 뛰어난 주름(fold) 균일성을 구비하는 세련된(beautiful) 외관을 갖고, 여기서 연신 하중(이하, 언로드 파워로서 또한 언급됨)의 해제 시 복귀 응력(return stress)은 낮은 연신 의존성을 갖고, 이는 착용 시 특성인 부드러운 느낌을 갖고, 넓은 사이즈 적응 범위를 갖는다. 본 발명은 또한 이러한 복합 적층체를 사용하는 일회용 기저귀에 관한 것이다.

종래, 신축성을 구비한 재료들은 일회용 기저귀 등과 같은 위생 재료들과 같이 이러한 피부에 접촉하는 용도들에서 착용감 및 착용 안전성을 증대시키기 위해 사용되었다. 예를 들어, 탄성 섬유들이 적층 부직포 재료들 사이에 삽입되는 복합 적층체는 다리 주위, 허리 주위, 및 복부 주위 등의 신체에 대한 핏(fit)을 증대시키고, 소변의 누출을 방지하기 위해 사용된다.

신축성을 갖는 이들 복합 적층체들은 종종 복수의 탄성 섬유들을 미리결정된 드래프트(draft)로 신축시키고, 그 다음, 부직포 재료들 등과 같은 복수의 시트형 천들을 사용하여 이 상태에서 적층시킴으로써 생성되고, 복합 적층체의 구성은 종종 부직포 재료 등등과 같은 시트형 천들에서 탄성 섬유들과 평행한 방향으로 연장되는 핫 멜트 수지(hot melt resin)를 갖고, 이러한 구성을 구비하는 복합 적층체는 종종 일회용 기저귀들에서 사용되고 일반적으로 게더 부재를 형성한다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

더욱이, 게더 부재를 구성할 때, 복수의 탄성적 신축가능 부재들(탄성 섬유들)은 부직포 재료 등과 같은 시트형 천들 사이에 배치되고, 열 융착 섬유들은 탄성적 신축가능 부재들과 교차하는 방향으로 연장되도록 제공되고, 탄성적 신축가능 부재들은 게더 부재를 형성하기 위해 열 융착 섬유들을 열적으로 융착시킴으로써 시트형 천들 사이에 고정된다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조). 더욱이, 다른 공지된 게더 부재는 미리결정된 범위에서 미리결정된 패턴으로 도포하는 설계 코팅으로서 지칭되는 도포 방법을 사용하여 탄성적 신축가능 부재들과 교차하는 방향에서 스트라이프형 패턴으로 열 융착 수지 대신에 핫 멜트 접착제를 도포함으로써 이루어지고, 탄성적 신축가능 부재들은 핫 멜트 접착제에 의해 종방향으로 간헐적으로 천에 고정된다(예를 들어, 특허 문헌 3을 참조). 더욱이, 돌출부들 및 오목부들을 구비한 플레이트를 갖는 설계 롤러를 사용하는 설계 코트 도포 시스템 및 코팅 방법이 또한 공지되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 4).

복합 적층체의 경우, 그리고 특히, 탄성 섬유와 평행한 방향으로 배열 및 연장되는 접착 수지(특히 핫 멜트 접착제)를 갖는 복합 적층체의 경우, 핫 멜트 접착제는 탄성 섬유의 전체 영역에 실질적으로 도포되고 양 측면들 상에서 부직포 재료로 이루어지는 천에 접합됨으로써, 탄성 섬유들은 복합 적층체가 신축될 때 천 및 핫 멜트 접착제를 신축시켜야만 하고, 따라서 복귀 특징들(return properties)은 특히, 신축 부하가 해제될 때 손상되는 문제가 있다. 따라서, 복합 적층에 의해 형성되는 게더 부분의 사이즈 적응 범위는 좁고, 예를 들어, 일회용 기저귀들과 같은 제품들의 다수의 사이즈들을 설정할 필요가 있다. 그러한 다수의 사이즈들을 설정하는 것은 제조업자들에게 큰 부담이다. 사이즈들의 수를 감소시키는 것은 착용될 때 부드러운 느낌과 같은, 제품을 착용할 때의 느낌을 손상시킬 수 있다.

더욱이, 주름들을 구비하는 게더 부분을 갖는 탄성 복합 적층체는 일반적으로 균일한 주름들을 갖고 세련된 외관 및 원하는 게더 부분 성능을 갖도록 요구된다. 복합 적층체가 상술한 바와 같은 일회용 기저귀 등등으로서 사용될 때, 세련된 외관의 요구된 특성 및 뛰어난 착용감의 요구된 특성 둘 다를 만족시키는 것은 어렵다.

특허 문헌 1: 일본 미심사 특허 출원 2005-320636

특허 문헌 2: 일본 미심사 특허 출원 2013-202056

특허 문헌 3: 일본 특허 출원 공개 2017-185336

특허 문헌 4: 일본 미심사 특허 출원 2014-076077

따라서, 본 발명의 목적은 의류 및 고급 일회용 기저귀 제품들에 요구되는 게더 부분들의 외관 미학 및 기능성 둘 다를 제공할 수 있고, 특히 일회용 기저귀 등등에 대한 적합한 특정 성능, 특히 언로드 파워의 낮은 연신(elongation) 의존성을 갖고, 특징적으로 부드러운 착용감을 갖고, 넓은 사이즈 적응 범위를 갖는 복합 적층체를 제공하고, 이 복합 적층체를 사용하는 일회용 기저귀를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 복합 적층체는 두 시트의 천 사이에 개재되는, 일 방향으로 평행하게 배열되는 복수의 탄성 섬유들; 및 탄성 섬유들과 교차하는 일 방향으로 평행하게 정렬되는 복수의 스트랜드들에 제공되는, 탄성 섬유들 및 두 시트의 천을 접합시키기 위한 수지를 포함하는 복합 적층체로서, 두 시트의 천 및 탄성 섬유들은 인접한 수지 스트랜드들 및 탄성 섬유들이 탄성 섬유들의 종방향으로 교차하는 위치들 사이에서 분리되고; 천들을 구성하는 섬유들의 섬도(fineness)에 관한 탄성 섬유들의 섬도의 비율은 0.5 이상 및 300 이하이고; 130% 연신 및 복귀의 두 사이클들이 수행될 때, 다음 공식 1이 만족되며, 여기서 (A)는 제2 사이클에서 30% 연신에서의 복귀 응력이고, (B)는 제2 사이클에서 100% 연신에서의 복귀 응력이다.

[공식1] (A)/(B)×100%≥50%

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 복합 적층체는 탄성 섬유들이 소위 설계 코팅 등에 의해 복합 적층체의 미리결정된 영역에서 미리 결정된 방향으로 요구되는 양만 높은 정밀도로 도포되는 수지에 의해 탄성 섬유들의 간헐적인 원하는 형태에서의 종방향으로 두 측면들 상에서 천들에 접합되는 구성, 및 두 천들 및 탄성 섬유들이 탄성 섬유들의 종방향으로 교차하는 인접한 수지 스트랜드들 및 탄성 섬유들이 높은 규칙성을 갖고 높은 레벨의 신축성을 제공하는 위치들에서 분리되는 구조를 갖고, 따라서 게더 부분들에 뛰어난 핏(fit) 및 뛰어난 착용감을 제공하는 매끄럽고, 규칙적이고, 균일한 주름들을 제공할 수 있는 복합 적층체가 달성된다. 더욱이, 이 유형의 게더 부분을 갖는 복합 적층체의 외관 미학을 증대시키기 위해, 특히, 탄성 섬유들의 존재가 현저하지 않은 외관을 획득하기 위해, 본 발명은 탄성 섬유들의 섬도 대 천을 구성하는 섬유들의 섬도의 비율이 0.5 이상 및 300 이하인 구성을 갖는다. 더욱이, 본 발명은 복합 적층체가 전술한 공식 1을 만족시키는 구성을 갖는다. 이 구성은 연신 부하의 해제 시, 또는 환언하면 언로드 파워 시 복귀 응력의 낮은 연신 의존성을 나타내고, 그것에 의해 특징적으로 부드러운 착용감을 갖고, 넓은 사이즈 적응 범위를 갖는 이 복합 적층체를 사용하는 일회용 기저귀와 같은 제품을 제공할 수 있다. 따라서, 이러한 유형의 복합 적층체를 사용하는 제품들에서, 상술한 바와 같이 사용되는 천 및 탄성 섬유들의 형태를 최적화함으로써, 게더 부분에 뛰어난 균일성을 구비하는 주름들을 갖는 세련된 외관이 달성되고, 뛰어난 착용감 및 넓은 사이즈 적응 범위가 달성된다.

본 발명에 따른 복합 적층체는 바람직하게는 복합 적층체의 제1 사이클 연신 동안 전방 응력(forward stress)이 1000 cN/5 cm 폭일 때 150% 이상의 연신을 갖는다. 환언하면, 복합 적층체가 일회용 기저귀들 등과 같은 제품에 대해 사용될 때, 연신이 적어도 특정 레벨의 연신(특히 150% 이상) 위에서 문제 없이 가능한 것이 바람직하지만, 착용을 위해 연신될 때, 완벽한 착용감, 특히 완벽한 조임력을 달성하기 위해 전술한 특성들을 갖는 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명에 따른 복합 적층체에 따르면, 탄성 섬유들이 너무 두꺼운 경우, 탄성 섬유들이 복합 적층체에서 사용될 때 외관상 쉽게 눈에 띌 것이고, 외관 미학이 손상될 가능성이 있지만, 탄성 섬유의 섬도가 350 dtex(decitex) 이하인 경우, 본 발명의효과를 향상시키는 외관 미학이 보다 현저하게 발휘될 수 있고, 게더 부분 내의 주름들의 균일성이 증대될 것이다. 따라서, 본 발명의효과를 더 증대시키기 위한 요구가 있을 때, 탄성 섬유의 섬도는 바람직하게는 350 dtex 이하이다.

더욱이, 게더부(gather portion)를 갖는 복합 적층의 상품성을 더 증가시키기 위해, 시각적 외관에 관하여, 본 발명에 따른 복합 적층체는 바람직하게는 복합 적층체 내의 탄성 섬유가 보이지 않거나, 탄성 섬유의 존재가 확인되지 않을 수 있거나, 탄성 섬유들이 보기가 매우 어렵거나 탄성 섬유의 존재가 확인하기 매우 어려울 것이라는 요건을 만족시킨다. 이들 요건들을 만족시키기 위해, 본 발명의 복합 적층체는 탄성 섬유들의 섬도 대 전술한 천들을 구성하는 섬유들의 섬도의 비율이 0.5 이상 및 300 이하인 구성을 갖고, 복합 적층체가 탄성 섬유들이 연장되는 방향으로 최대로 신축되는 조건에 있고, 천의 외부 표면의 색상이 L^* 값이 최대인 지점에서의 L^* 값, a^* 값, b^* 값(L^*1, a^*1, b^*1) 및 L^* 값이 최소인 지점에서의 L^* 값, a^* 값, b^* 값(L^*2, a^*2, b^*2)을 사용하는 이하의 공식에서, 탄성 섬유들에 수직인 방향으로 복합 적층체의 외측으로부터 분광비색계(spectrocolorimeter)를 사용하여 측정될 때, ΔE*v에 의해 정의되는 색차 변화는 1.0 이하이다.

이 색차 변화(ΔE*v)는, 복합 적층체가 탄성 섬유들이 연장되는 방향으로 최대로 신축되는 조건에서, 천의 외부 표면의 색상이 탄성 섬유들과 교차하는 방향에서 분광비색계를 사용하여 복합 적층체의 외측으로부터 측정될 때 위의 방정식을 사용하여 색도측정(colorimetry) 방향에서 색상 변화의 정도로서 표현된다. 천 및 탄성 섬유가 동일한 색상을 갖는 경우, 색차 변화(ΔE*v)는 밝기를 나타내는 L*값에서 변화의 정도에 특히 의존하며, 그것에 의해 탄성 섬유의 탄성을 보는 것을 어렵게 만들고, 그 존재를 확인하는 용이성 또는 난이도가 그것에 의해 제어된다. 색차 변화(ΔE*v)가 증가함에 따라, 색차의 변화는 탄성 섬유들과 교차하는 영역들에서 더 커지고, 따라서 외관에 대해 탄성 섬유들은 쉽게 보이지 않을 것이고, 탄성 섬유들의 존재는 쉽게 확인되지 않는다. 색차 변화(ΔE*v)가 1.0 이하이면, 탄성 섬유들은 보기 어렵거나, 탄성 섬유들의 존재는 확인되지 않을 수 있거나, 탄성 섬유들은 보기가 매우 어렵거나 그 존재는 확인하기가 매우 어려울 수 있고, 따라서 요구되는 특성이 만족된다. 따라서, 복합 적층체는 원하는 신축성 성능을 달성하고, 피부에 대한 뛰어난 착용감 및 매끄러운 느낌을 갖는 양호한 규칙성을 구비하는 주름들을 갖고, 특히, 외측으로부터 보일 때 탄성 섬유들의 존재는 특히 눈에 잘 띄지 않을 것이고, 균일한 외관은 미학적으로 뛰어날 것이다.

더욱이, 본 발명의 복합 적층체에 따르면, 일 방향으로 연장되는 수지가 탄성 섬유들과 교차하는 위치에서 복합 적층체의 두께는 바람직하게는 0.1 mm 이상 및 5.0 mm 이하이고, 보다 바람직하게는 0.1 mm 이상 및 2.0 mm 이하이다.

더욱이, 본 발명의 복합 적층체에 따르면, 탄성 섬유들이 일 방향으로 연장하는 수지와 교차하고, 탄성 섬유들에 대해 종방향으로 인접하는 위치들 사이의 복합 적층체의 두께에 대한 최대값은 바람직하게는 1 mm 이상 및 20 mm 이하이다.

더욱이, 본 발명의 복합 적층체에 따르면, 일 방향으로 연장되는 수지의 하나의 스트랜드(strand)의 폭은, 복합 적층체가 탄성 섬유들의 연장 방향으로 최대로 신축된다는 조건에서, 0.2 mm 이상 및 10 mm 이하이다. 이 바람직한 거주(resident) 폭은 설계 코터(design coater)를 사용하여 정밀하게 조정될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 복합 적층체에 따르면, 일 방향으로 연장되는 간격은, 복합 적층체가 탄성 섬유들의 연장 방향으로 최대로 신축된다는 조건에서, 1 mm 이상 및 20 mm 이하이다.

더욱이, 본 발명의 복합 적층체에 따르면, 탄성 섬유의 열 연화점(heat softening point)은 바람직하게는 100℃ 이상 및 240℃ 이하이다. 따라서, 설계 코팅되는 수지에 대한 접합(bonding)이 쉽게 수행될 수 있었다.

더욱이, 본 발명의 복합 적층체에 따르면, 일 방향으로 탄성 섬유들과 교차하는 복수의 수지 스트랜드들은 바람직하게는 천 및/또는 탄성 섬유들의 구성 성분들과 동일한 성분을 포함한다. 따라서, 설계 코팅된 수지에 대한 접합이 단순화될 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 복합 적층체를 사용하는 제품을 제공하고, 특히, 게더 부분으로서 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 복합 적층체를 사용하는 일회용 기저귀를 제공한다.

이러한 방식으로, 본 발명에 따른 복합 적층체는 의류 및 고급 일회용 기저귀 제품들에 요구되는 게더 부분의 외관 미학 및 기능 둘 다를 갖고, 특히 일회용 기저귀 등등에 대한 적합한 특정 성능, 특히 언로드 파워의 낮은 연신 의존성을 갖고, 특징적으로 부드러운 착용감을 갖고, 넓은 사이즈 적응 범위를 갖는 복합 적층체를 제공할 수 있고, 이 복합 적층체를 사용하는 일회용 기저귀를 제공할 수 있다.

도 1은 실질적 평면 방향으로부터 취해진, 본 발명에 따른 복합 적층체의 시험편의 일 예의 외관 사진이다.
도 2는 실질적 단면 방향으로부터 취해진, 도 1의 복합 적층체의 시험편의 외관 사진이며, 여기서, A는 탄성 섬유가 일 방향으로 연장되는 수지와 교차하는 위치에서의 두께를 나타내고, B는 탄성 섬유가 일 방향으로 연장되는 수지와 교차하는 위치들 사이의 두께의 최대값의 측정 위치를 나타낸다.
도 3은 실질적 평면 방향으로부터 취해진 도 1의 복합 적층체의 시험편의 외관 사진으로, 탄성 섬유가 연장 방향으로 손에 의해 연신될 때 부분 연신의 상태를 나타낸다.
도 4는 실질적 평면 방향으로부터 취해진 도 3의 복합 적층체의 시험편의 외관 사진으로, 동일한 방향으로 최대 연장의 상태를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 복합 적층체의 측정 샘플의 샘플링 방법을 예시하는 개략적인 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 복합 적층체를 사용하는 일회용 기저귀의 프로토타입(prototype)의 개략적인 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 도 1을 사용하여 상세히 아래에 설명된다.

먼저, 본 발명에 의해 획득되는 복합 적층체의 형태가 설명될 것이다. 도 1은 실질적 평면 방향에서 취해진, 본 발명에 의해 제조되는 복합 적층체의 시험편의 대표적인 예의 외관 사진에 대한 일 예를 도시한다. 도 2는 실질적 단면 방향에서 취해진, 도 1의 복합 적층체의 시험편의 외관 사진에 대한 일 예를 도시하며, 여기서, 도의 A는 탄성 섬유가 일 방향으로 연장되는 수지와 교차하는 위치에서의 두께를 나타내고, B는 탄성 섬유가 일 방향으로 연장되는 수지와 교차하는 위치들 사이의 두께의 최대값의 측정 위치를 나타낸다. 도 3은 실질적 평면 방향에서 취해지는 도 1의 복합 적층체의 시험편의 외관 사진에 대한 일 예를 도시하며, 탄성 섬유가 연장 방향으로 손에 의해 연신될 때 부분 연신의 상태를 나타낸다. 도 4는 실질적 평면 방향에서 취해지는 도 3의 복합 적층체의 시험편의 외관 사진에 대한 일 예를 도시하며, 동일한 방향에서 최대 연장의 상태를 나타낸다.

본 발명의 복합 적층체에서, 폴리우레탄 탄성사(elastic thread)로 이루어지는 복수의 탄성 섬유들은, 예를 들어, 두 천들 사이에서 일 방향으로 평행하게 배열된다. 탄성 섬유들은 직선 또는 곡선 또는 그 조합으로 배열되고, 천들 사이에 샌드위치된다.

본 발명의 복합 적층체에서, 복수의 수지 스트랜드들(strands)은 탄성 섬유들과 교차하는 방향으로 배열되고 일 방향으로 연장된다. 환언하면, 수지 스트랜드들은 탄성 섬유가 삽입되는 방향과 교차하는 방향으로 배열된다. 수지는 두 시트의 천 및 탄성 섬유를 결합하기 위한 수지이며, 이는 소위 설계 코딩 등등에 의해 미리 결정된 방향으로 미리 결정된 영역에 필요한 양만 높은 정밀도로 도포되는 접합용 수지이거나, 초음파들 또는 가열을 사용하여, 천 자체 또는 탄성 섬유 자체(특히 천 자체)로부터 생성되는 수지일 수 있지만 접합용 수지일 수 있다. 2개의 천들 및 탄성 섬유들은 서로 인접하는 탄성 섬유 및 수지가 탄성 섬유의 종방향으로 교차하는 위치들 사이에서 서로 이격된다. 전술한 내용에서, 한 방향으로의 연장은 수지 스트랜드들이 선형이고 전체적으로 일 방향으로 배열되는 것을 의미한다. 선형 형태는 직선 형상 또는 커브 형상 또는 그 조합일 수 있다. 전체적으로 일 방향으로 배열되는 것은 선형 형태가 10 mm의 폭을 갖는 평행선들의 범위 내에 있도록 배열되는 것을 의미하고, 한 방향의 방향은 가상 평행선들의 방향에 있다. 탄성 섬유 및 일 방향으로 연장되는 수지가 교차하는 각도는 특별히 제한되지 않지만, 그것은 바람직하게는 90 ± 20°의 범위 내, 보다 바람직하게는 90 ± 10°의 범위, 및 심지어 더욱 바람직하게는 90 ± 5°의 범위 내에 있다.

본 발명의 새로운 복합 적층체에서, 각각의 천 및 탄성 섬유들은 탄성 섬유 및 일 방향으로 연장되는 수지가 교차하고 탄성 섬유의 종방향으로 서로 인접하는 위치들 사이에서 서로 이격된다.

탄성 섬유가 일 방향으로 연장되는 수지와 교차하는 위치들 사이의 두께는 바람직하게는 0.1 mm 이상 및 2.0 mm 이하, 더 바람직하게는 0.2 mm 이상 및 2.0 mm 이하이다. 두께가 0.1 mm 미만인 경우, 복합 적층체 내의 탄성 섬유들의 존재는 시각적으로 구별가능할 수도 있고, 복합 적층체가 연신될 때, 탄성 섬유들의 존재는 보다 쉽게 구별가능할 것이며, 따라서 복합 적층체의 외관 미학이 열악할 수 있다. 두께가 2.0 mm 초과인 경우, 형성되는 주름들은 쉽게 버클링될 수도 있고, 평활화되고 착용 동안 피팅감을 제공하는 양호한 규칙성을 구비하는 주름감이 불만족스러울 수도 있다.

더욱이, 탄성 섬유의 종방향으로 인접하는 위치들 사이의 두께에 대한 최대값은 바람직하게는 1 mm 이상 및 20 mm 이하, 보다 바람직하게는 2 mm 이상 및 10 mm 이하이다. 두께가 1 mm 미만인 경우, 연신된 복합 적층체 내의 탄성 섬유들의 존재는 명확하게 시각적으로 구별가능할 수도 있고, 복합 적층체가 연신될 때, 탄성 섬유들의 존재는 보다 쉽게 구별가능하게 될 것이며, 따라서 복합 적층체의 외관 미학이 열악할 수 있다. 두께가 20 mm 초과인 경우, 형성되는 주름들은 쉽게 버클링될 수도 있고, 평활화되고 착용 동안 피팅감을 제공하는 양호한 규칙성을 갖는 주름감이 불만족스러울 수도 있다.

일 방향으로 연장되는 수지의 폭은 바람직하게는 최대로 연장될 때 0.2 mm 이상 및 10 mm 이하, 더 바람직하게는 0.4 mm 이상 및 6 mm 이하이다. 수지의 폭이 0.2 mm 미만인 경우, 복합 적층체 내의 탄성 섬유들은 쉽게 이동할 것이고, 신축(stretching)이 반복적으로 수행되는 경우, 주름들의 균일성들이 저하될 수 있고, 인접한 탄성 섬유들은 더 가깝게 될 것이고, 그것의 존재는 시각적으로 구별가능할 수 있고, 따라서, 따라서 복합 적층체의 외관 미학이 열악할 수 있다. 수지의 폭이 10 mm 초과인 경우, 탄성 섬유들의 존재는 복합 적층체가 투과 광으로 관측될 때, 스트리크들(streaks) 또는 스트라이프들(stripes)로서 쉽게 눈에 잘 띌 수 있다. 더욱이, 복합 적층체의 연신(elongation)은 감소할 수도 있고 대체 치수들(replacement dimension)은 증가할 수도 있거나, 착용 동안 매끄럽고 피팅되는 양호한 균일성을 갖는 주름감이 불만족스러울 수도 있다.

더욱이, 일 방향으로 연장되는 수지 스트랜드들 사이의 간격은 바람직하게는 1 mm 이상 및 20 mm 이하이며, 복합 적층체의 최대로 연장될 때, 보다 바람직하게는 2 mm 이상 및 15 mm 이하이다. 일 방향으로 연장하는 수지 스트랜드들 사이의 간격은 일 방향으로 연장하는 수지 스트랜드들의 중심들 사이의 거리를 지칭한다. 이 간격이 1 mm 미만인 경우, 복합 적층체 내의 탄성 섬유들의 존재는 명확하게 시각적으로 구별가능할 수도 있고, 복합 적층체가 신축되는 경우, 존재감(presence)은 심지어 더욱 두드러질 것이고, 따라서 복합 적층체의 외관 미학이 열악할 수 있다. 두께가 20 mm 초과인 경우, 형성되는 주름들은 쉽게 버클링될 수도 있고, 평활화되고 착용 동안 피팅감을 제공하는 양호한 규칙성을 갖는 주름감이 불만족스러울 수도 있다.

본 발명의 복합 적층체에 사용되는 천들은 바람직하게는 직물, 편성포(knitted fabrics), 또는 부직포이지만, 부직포가 특히 바람직하고, 부직포 재료는 제지(papermaking) 방법 등과 같은 습식 부직포 재료 제조 방법에 의해, 또는 수지 접합 방법, 열 접합 방법, 니들 펀치 방법, 스펀본드(spunbond) 방법, 스펀 레이스 방법, 용융 블로우 방법, 또는 플래시 스피닝 방법과 같은 건식 부직포 재료 제조 방법에 의해 획득될 수 있다. 부직포의 기본 중량은 바람직하게는 10 g/m² 내지 20 g/m² 이하, 및 보다 바람직하게는 12 g/m² 내지 18 g/m² 이하이다.

직물(fabric)을 직물을 구성하는 섬유들의 재료는 특별히 제한되지 않지만, 합성 섬유들, 예컨대 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 다양한 α-올레핀들의 공중합체들, 예컨대 프로필렌 및 에틸렌, 및 폴리우레탄, 재생 섬유들, 예컨대 레이온 및 아세테이트 등등, 반합성 섬유들, 또는 천연 섬유들, 예컨대 양모, 면화 등을 사용하는 것이 바람직하다.

천을 구성하는 섬유들의 형태는 긴 섬유 필라멘트 또는 짧은 섬유 방적실(spun yarn)일 수 있고, 2 이상의 유형들의 섬유들의 조합(blend), 혼합 섬유들, 주름 섬유들(crimped fibers), 또는 복합 섬유 등등으로부터 다소 선택될 수 있다.

본 발명의 복합 적층체에서, 탄성 섬유들이 적어도 일부에 사용된다.

본 발명에 사용되는 탄성 섬유는 폴리우레탄 탄성 섬유, 폴리에테르-에스테르 탄성 섬유, 폴리아미드 탄성 섬유, 천연 고무, 인조 고무, 반인조 고무로 구성되는 실의 형태인 소위 고무사(rubber thread), 또는 엘라스토머 필름을 섬유 형태로 혼합함으로써 획득되는 섬유, 주로 이들로 구성되는 다른 유기 합성 수지체와 복합 및 혼합함으로써 획득되는 섬유, 주름 섬유 등일 수 있다. 더욱이, 가장 바람직한 것은 복합 적층체의 신축성이 철저하게 입증될 것이라는 관점에서, 폴리우레탄 유형 탄성 섬유(전형적으로, 상술한 바와 같은 폴리우레탄 탄성사(elastic yarn))이다.

본 발명의 복합 적층체에 사용되는 탄성 섬유들은 맨실(bare yarn)일 수 있거나, 다른 탄성 섬유들 또는 비-탄성 섬유들로 코팅(커버)될 수 있다. 맨실은 복합 적층체의 신축성의 관점에서 가장 바람직하다.

폴리우레탄 탄성 섬유는 바람직하게는 연질 세그먼트로서 코폴리에스테르 디올과 같은 장쇄(long-chain) 디올, 경질 세그먼트로서 디페닐메탄-4,4 디이소시아네이트와 같은 디이소시아네이트, 및 체인 연장제(chain extender)로서 2관능성 수소 화합물, 또는 연질 세그먼트로서 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(이하 PTMG으로서 약칭됨)로 주로 구성되는 폴리에테르 탄성 섬유들, 경질 세그먼트로서 MDI 및 체인 연장제로서 저 분자량 2관능성 수소 화합물로 구성된다는 점을 주목한다.

더욱이, 폴리에테르-에스테르 탄성 섬유는 바람직하게는 연질 세그먼트로서 PTMG 및 주성분으로서 폴리부틸 테레프탈레이트 또는 폴리부틸 이소프탈레이트를 갖는 것이다.

본 발명에 따르면, 폴리우레탄 탄성 섬유는 바람직하게는 원하는 신축성을 최종 제품에 제공한다는 관점에서 상술한 바와 같이 사용된다.

본 발명에 사용될 수 있는 폴리우레탄 탄성 섬유들에 사용되는 폴리우레탄 중합체는 바람직하게는 장쇄 폴리에테르 세그먼트, 폴리에스테르 세그먼트 또는 폴리에테르 에스테르 세그먼트 등을 주로 포함하는 연질 세그먼트, 및 이소시아네이트, 및 체인 연장제들인 디아민 또는 디올을 주로 포함하는 경질 세그먼트를 포함한다.

폴리우레탄 중합체의 연질 세그먼트를 구성하는 원료들은: 1) 테트라하이드로퓨란(이하 THF로서 약칭됨), 테트라메틸렌 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 3-메틸테트라하이드로퓨란(이하 3MeTHF로서 약칭됨) 등등으로부터 획득되는 중합체 또는 공중합체, 2) 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 및 이염기산(dibasic acid), 예컨대 아디프산, 숙신산 등으로부터 획득되는 폴리에스테르 세그먼트, 3) 폴리-(펜탄-1,5-카보네이트) 디올, 폴리-(핵산-1,6-카보네이트) 디올 등일 수 있지만, 테트라메틸렌 글리콜로부터 획득되는 PTMG이 바람직하다. 보다 바람직한 것은 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 및 3MeTHF로부터 획득되는 공중합체인 폴리에테르 세그먼트이다.

본 발명의 복합 적층체에 사용되는 탄성 섬유로, 폴리우레탄 중합체는 하이드록실 말단 연질 세그먼트 전구체의 중첨가(polyaddition) 반응에 의해 획득되는 프리폴리머 산물을 디아민 체인 연장제 또는 디올을 사용하여 유기 디이소시아네이트와 반응(캡핑 반응)시킴으로써 획득되거나 체인 연장제를 사용하여 체인 연신에 의해 획득된다. 더욱이, 그것은 또한 프리폴리머 산물을 유기 디이소시아네이트와 더 반응시키고 그 다음 체인 연장제와 반응하도록 야기하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 폴리우레탄 중합체에 대해 사용되는 유기 디이소시아네이트의 예들은 MDI, 톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 비스-(4-이소시아나토시클로헥실)-메탄(PICM), 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 3,3,5-트리메틸-5-메틸렌시클로헥실 디이소시아네이트 등을 포함한다.

다양한 디아민들, 예컨대 에틸렌디아민, 1,3-시클로핵산디아민, 1,4-시클로핵산디아민 등이 바람직하게는 폴리우레탄 우레아를 형성하기 위한 디아민 체인 연장제들로서 사용된다.

디아민 체인 연장제는 한 종류의 디아민에만 제한되지 않고 복수의 유형들의 디아민들로 구성될 수 있다. 체인 종단기(chain terminator)는 폴리우레탄 우레아의 최종 분자량의 조정을 돕기 위해 반응 혼합물에 포함될 수 있다. 일반적으로, 체인 스토퍼로서 활성 수소를 갖는 단기능 화합물, 예컨대 디에틸아민이 사용될 수 있다.

더욱이, 체인 연장제는 전술한 디아민들에 제한되지 않고, 또한 디올일 수 있다. 특히, 이는 100℃ 내지 180℃의 열 연화점(thermal softening point)을 갖는 탄성 섬유들을 획득하는 데 적합하다. 그 예들은 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-시클로핵산디메탄올, 1,4-시클로핵산디올, 1,4-비스(β-히드록시에톡시) 벤젠, 비스 (β-히드록시에틸) 테라프탈레이트, 파라실릴렌 디올 등을 포함한다. 디올 체인 연장제는 한 종류의 디올에만 제한되지 않고 복수의 유형들의 디올들로 구성될 수 있다. 더욱이, 이소시아네이트기와 반응하는 하나의 히드록실기를 함유하는 화합물은 조합으로 사용될 수 있다. 이 경우, 폴리우레탄을 획득하는 방법은 임의의 유형의 방법, 예컨대 용융 중합 방법, 용액 중합 방법 등일 수 있다. 중합용 제형(formulation)에 관하여, 특별한 제한이 없고, 예를 들어, 폴리올, 디이소시아네이트, 및 디올로 이루어진 체인 연장제를 동시에 반응시킴으로써 폴리우레탄을 합성하는 방법이 채택될 수 있고, 임의의 방법이 사용될 수 있다.

또한, 그것은 또한 본 발명의효과를 손상시키기 않는 범위 내에서 안정제, 열 전도도 개선제(improver), 및 안료를 통합하는 것이 바람직하다.

예를 들어, Sumitomo Chemical Co., Ltd에 의해 제조되는 소위 BHT, "Sumilizer(등록 상표) GA-80"와 같은 장애(hindered) 페놀제 등, BASF에 의해 제조되는 "Tinuvin(등록 상표)"와 같은 벤조트리아졸, 벤조페논제, 인산제, 다양한 장애 아민제, 실리콘 수지 분말 또는 폴리비닐리덴 플루오르기 등을 갖는 플루오르 수지 분말, 금속 비누(metal soap), 예컨대 스테아린산 마그네슘, 은, 아연, 및 그 화합물들을 포함하는 소독약, 방취제, 윤활제, 예컨대 실리콘들 및 미네랄 오일들, 다양한 종류들의 대전방지제, 예컨대 황산 바륨, 산화 세슘, 베타인, 인산염 화합물들, 인산염 에스테르 화합물들 등과 같은 광 안정제, 항산화제 등이 첨가될 수 있거나, 이들은 중합체와 반응함으로써 존재할 수 있다. 더욱이, 광 및 다양한 종류들의 산화 질소 특히, 질소산화물 포집제, 예컨대 Japan Hydrazine Co., Ltd.에 의해 제조되는 HN-150, Clariant Corporation에 의해 제조되는 "Hostanox (등록 상표)" SE 10 등에 대한 내구성을 더 증대시키기 위해, 열 산화 안정제 등이 바람직하게는 함유된다.

알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄, 실리카, 질화규소, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 탄화규소 등은 바람직하게는 용융 및 열 연화(heat softening)를 촉진시키기 위해 열 전도도 개선제로서 첨가된다.

예를 들어, 산화티타늄, 산화아연, 인산지르코늄 등등은 바람직하게는 안료로서 첨가된다. 이들 중, 산화티타늄은 탄성 섬유의 스트리핑으로 인한 눈부심(glare)을 억제하고 탄성 섬유가 눈에 잘 안 띄는 균질한 외관을 갖는 복합 적층체를 획득하는 관점에서 바람직하다. 루틸형(Rutile type) 또는 아나타스형(anatase type)은 바람직하게는 산화티타늄의 경우에 대해 사용된다. 평균 일차 입자 직경은, 광의 반사를 억제하고 폴리우레탄 탄성사를 안정적으로 생산한다는 관점에서, 바람직하게는 0.15 μm 내지 0.3 μm의 범위이다. 더욱이, 폴리우레탄 유형 탄성 섬유에서의 양은, 눈부심 방지의 관점에서, 바람직하게는 질량 당 0.3% 이상이고, 방적돌기 등의 막힘을 방지하고 폴리우레탄 유형 탄성 섬유를 안정적으로 방사하는 관점에서, 질량 당 3% 이하이다.

알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄, 실리카, 질화규소, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 탄화규소 등은 바람직하게는 용융 및 열 연화를 촉진시키기 위해 열 전도도 개선제로서 첨가된다.

N,N-디메틸아세트아미드(이하 DMAc로서 약칭됨), 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈 등은 폴리우레탄 중합체가 용액으로 이루어질 때 용매로서 사용될 수 있지만, DMAc가 가장 통상적으로 사용되는 용매이다.

폴리우레탄 탄성 필라멘트사를 획득하는 건식 방사 방식은 (용액의 총 질량에 기초하여) 질량 당 30% 내지 50%의 폴리우레탄 중합체에 대한 용액 농도에서 바람직하다.

본 발명에 따르면, 폴리우레탄 중합체로부터 폴리우레탄 탄성 섬유를 방사하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 1) 용융 방사 방식, 건식 방사 방식, 습식 방사 방식 등등이 체인 연장제로서 디올을 사용하는 폴리우레탄 탄성 섬유에 대한 방사 방식으로서 채택될 수 있다. 더욱이, 2) 건식 방사 방식은 일반적으로 체인 연장제로서 디아민을 사용하는 폴리우레탄 탄성 섬유들에 대한 방사 방식으로서 채택될 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 폴리우레탄 탄성 섬유의 필라멘트사의 사용은 높은 신축성, 특히 신축 회복 응력(stretch recovery stress)의 관점에서 바람직하지만, 탄성 섬유 자체는 눈에 잘 띄는 경향이 있다. 따라서, 다음 형태들의 섬유 사양들 및 조합들이 바람직하다.

탄성 섬유들의 섬도(fineness) 및 천들을 구성하는 섬유들의 섬도는 의도된 용도(use)에 따라 적절하게 선택될 수 있지만, 바람직하게는 0.1 dtex 내지 5000 dtex의 범위에 있다.

본 발명의 복합 적층을 구성하는 직물의 섬도는 직물의 표면 상에 분포되는 섬유의 최대 섬도를 나타낸다.

더욱이, 직물을 구성하는 섬유들의 섬도는, 높은 균일성을 갖는 주름들을 형성하는 관점에서, 바람직하게는 0.1 dtex 내지 500 dtex, 보다 바람직하게는 0.1 dtex 내지 50 dtex, 및 가장 바람직하게는 0.3 dtex 내지 30 dtex이다. 더욱이, 섬도는, 복합 적층체의 느낌의 관점에서, 바람직하게는 0.2 dtex 내지 5 dtex, 및 가장 바람직하게는 0.2 dtex 내지 2.0 dtex이다.

더욱이, 탄성 섬유의 섬도는 바람직하게는 1 dtex 내지 3000 dtex, 보다 바람직하게는 350 dtex 이하, 및 특히 바람직하게는 10 dtex 내지 350 dtex이다.

1 dtex 미만의 탄성 섬유 섬도를 갖는 탄성 섬유가 사용될 경우, 탄성 섬유가 진행 동안 진행 마찰(running friction)을 견디지 못함으로써, 실(yarn) 파손이 발생하는 경향이 있고, 3000 dtex를 초과하는 탄성 섬유가 사용될 경우, 센서 측면이 제조 동안 진행 마찰로 인해 파손을 견딜 수 없는 경향이 있다.

본 발명의 복합 적층에 따르면, 탄성 섬유의 섬도 대 직물의 표면 상에 분포되는 섬유의 최대 섬도의 비율은, 외관 품질의 관점에서, 0.5 이상 및 300 이하여야만 한다.

복합 적층 내의 탄성 섬유의 존재가 구별하기 어려운 형태를 갖는 복합 적층, 또는 환언하면, 탄성 섬유가 눈에 잘 안 띄는 균질한 외관을 갖는 복합 적층을 획득하기 위해, 표면 반사 광의 영향이 투과 광보다 더 지배적이고, 탄성 섬유들의 섬도와 표면 상에 분포되는 섬유들의 최대 섬도 사이의 섬도 비율이 중요하다.

탄성 섬유의 섬도 대 천의 표면 상에 분포되는 섬유의 최대 섬도의 비율이 300을 초과하는 경우, 탄성 섬유들의 존재가 매우 눈에 잘 띄고, 외관 품질이 손상된다.

탄성 섬유의 섬도 대 천의 표면 상에 분포되는 섬유의 최대 섬도의 비율이 0.5 이상 및 300 이하인 경우, 탄성 섬유들의 존재가 쉽게 시각적으로 관측되지 않을 것이고, 외관 품질이 특히 뛰어날 것이다.

효과는 직물의 표면 상에 분포되는 섬유의 최대 섬도가 0.2 dtex 내지 2.2 dtex의 범위 내에 있을 때 더욱 현저하고, 최대 섬도가 0.5 dtex 내지 2.0 dtex일 때 더욱 현저한 것으로 나타난다. 천의 표면 상에 분포되는 섬유들의 최대 섬도에 대한 탄성 섬유들의 섬도의 비율이 300 초과인 경우, 복합 적층체 내의 탄성 섬유들의 존재는 명확하게 시각적으로 구별가능할 수도 있고, 복합 적층체가 신축되는 경우 존재가 심지어 더욱 쉽게 시각적으로 구별될 것이고, 따라서 복합 적층체의 외관 미학이 열등할 것이다. 섬도 비율이 0.5 미만인 경우, 탄성 섬유들이 탄성은 실질적으로 불충분할 것이고, 주름들은 쉽게 형성되지 않을 것이고, 신축성은 입증되지 않을 것이다.

더욱이, 본 발명의 방법에 따르면, 상술한 바와 같이 정의되는 색차 변화(ΔE*v)는, 탄성 섬유가 보이지 않거나 눈에 잘 안 띄는 균질한 외관을 갖는 복합 적층체를 획득하기 위해, 바람직하게는 특정 값 이하(1.0 이하)이다. 색차 변화(ΔE*v)는, 나중에 설명되는 방정식을 사용하여, 나중에 설명될, 비-접촉 유형 분광비색계(spectrocolorimeter)에 의해 Lab 색상 사양 시스템에서 L^* 값, a^* 값, 및 b^* 값의 값들로부터 계산되는 값이다. Lab 색상 사양 시스템에서의 L^* 값은 밝기를 나타내는 인덱스이고, a^* 값은 빨간색과 녹색 사이의 위치이고, b^* 값은 노란색과 파란색 사이의 위치를 나타내는 인덱스라는 점을 주목한다. 색차 변화(ΔE*v)가 증가함에 따라, 색차의 변화는 탄성 섬유들과 교차하는 영역들에서 더 커지고, 따라서 외관에 대해, 탄성 섬유들은 쉽게 보이지 않을 것이고, 탄성 섬유들의 존재는 쉽게 확인되지 않는다. 색차 변화(ΔE*v)가 1.0 이하인 경우, 탄성 섬유들은 보기 어렵거나, 탄성 섬유들의 존재는 확인되지 않을 수 있거나, 탄성 섬유들은 보기가 매우 어렵거나 그 존재는 확인하기가 매우 어려울 수 있고, 따라서 요구되는 특성이 만족된다.

본 발명에서, 탄성 섬유는 본래 연신사(drawn yarn)일 수 있고, 천 및 천을 구성하는 섬유들은 예비적으로 착색될 수 있다는 점을 주목한다. 천 및 천을 구성하는 섬유들을 착색하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 탄성 섬유와 동일한 색상을 착색한다는 관점에서, 색상을 조정할 수 있는, 치이즈 염색(cheese dyeing) 등등에 의해 착색하는 것이 또한 바람직하다.

본 발명에 사용되는 탄성 섬유들은, 공정 투과성(process permeability)을 포함하는 실제적인 문제들을 갖지 않고 일 방향으로 연장되는 수지 및 탄성 섬유들이 서로 교차하는 위치들에서 형태가 우수한 섬유들을 획득하는 관점에서, 바람직하게는 100℃ 이상 및 240℃ 이하의 범위에서 열 연화점을 갖는다. 열 연화점이 100℃ 미만일 경우, 형태는 텀블러에서 건조할 때 또는 복합 적층체를 제조할 때 일 방향으로 연장되는 수지로부터의 열의 영향으로 인해 파손될 수 있고, 연화점이 240℃ 초과일 경우, 일 방향으로 연장되는 수지와 탄성 섬유 사이의 호환성은 낮을 것이고, 주름들의 형성에 부적적인 영향이 있을 수 있다. 열 연화점의 범위는 보다 바람직하게는 110℃ 이상 200℃ 이하이고, 가장 바람직하게는 120℃ 이상 및 160℃ 이하이다. 이 범위는 탄성 섬유 및/또는 천을 구성하는 재료가 열간 롤러(hot roller), 초음파 용접기, 고주파 용접기, 전자기 유도 용접기, 또는 그 복합 용접기와 같은 공지된 기술을 사용하여 탄성 섬유와 교차하는 일 방향으로 연장되는 복수의 수지 스트랜드들에 연화 및 융착되도록 이루어질 수 있기 때문에 바람직하다.

탄성 섬유들과 교차하는 일 방향으로 연장되는 수지의 복수의 스트랜드들은 본 발명의 복합 적층체에 사용되는 천에 존재하고, 수지는 핫 멜트 접착제, 용매 기반 접착제 등등과 같은 임의의 유형의 접착제일 수 있는 수지이거나, 탄성 섬유들 및/또는 천을 구성하는 재료들은 연화되거나 융착된다.

직물을 구성하는 재료가 열-연화되거나 융착되는 경우, 열 엠보싱 및 초음파 융착과 같은 다양한 잘-알려진 방법들이 채택될 수 있다.

또한 니들 펀칭 또는 워터 제트 등과 같은 기계적 얽힘 방법이 일 방향으로 연장되는 수지의 영역에 적용되는 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명의효과를 증대시키기 위해, 일 방향으로 연장되는 수지로서 바람직하게 사용되는 수지는 천 및 탄성 섬유와 동일한 종류의 재료를 포함하는 수지이고, 보다 바람직하게는 천 또는 탄성 섬유의 성분을 포함한다. 그러한 천 또는 탄성 섬유의 성분을 포함하는 수지가 일 방향으로 연장하는 수지로서 사용될 경우, 일 방향으로 연장되는 수지를 형성하기 위해 천 또는 탄성 섬유를 열-연화 또는 용융하는 것이 또한 바람직하고, 가장 바람직한 것은 직물 및 탄성 섬유들 둘 다가 열 연화 또는 용융에 의해 형성되는 경우이다.

본 발명의 복합 적층체는 신축성을 갖는 복합 적층체이고, 바람직하게는 피부에 가까이 부착하는 의복, 보다 구체적으로, 언더웨어, 스포츠웨어 또는 어린이들 및 성인들을 위한 일회용 기저귀들, 월경 제품들, 마스크들, 의료복, 위생 재료들 예컨대 외과용 의복들, 붕대들, 지지체들, 의료용 재료들 등이다. 더욱이, 복합 적층체는 뛰어난 미학적 특성들을 가지므로, 그것은 또한 인테리어 제품들 예컨대 커튼들, 가구들, 침구들, 라이닝들, 거들들, 브래지어들, 사적 제품들(intimate good), 의류용 허리밴드들, 신축가능 스포츠 웨어들, 신축가능 아웃 웨어 등에 적용될 수 있다. 물론, 본 발명의 복합 적층체는 일회용 기저귀들에서 사용하기에 특히 적합하다.

실시예

본 발명의 복합 적층체의 평가는 실시예들을 사용하여 아래에 설명된다. 먼저, 본 발명의 설명에 사용되는 각각의 특성에 대한 측정 및 평가 방법들이 설명될 것이다.

연화점(Softening point)

열 연화점은 탄성 섬유의 내열성의 하나의 인덱스로서 측정되었다. 동적 저장 탄성 계수(E')의 온도 분산은, Rheometrics Co., Ltd에 의해 제조되는 동적 계수 측정 디바이스 RSA II를 사용하여 10℃/min의 가열 속도에서, 탄성 섬유에 대해 측정되었다. 열 연화점은 E' 곡선의 평탄역(plateau) 영역에서 접선, 및 E'가 열 연화로 인해 강하하는 E' 곡선의 접선의 접점으로부터 결정되었다. E'는 로그 축이고 온도는 선형 축이라는 점을 주목한다.

천 섬도(Cloth fineness)

주사 전자 현미경을 사용하여 천의 표면 상의 섬유들을 관측하여, 10개의 무작위로 선택된 섬유들의 직경에 대한 최대값(α)이 측정되었고 천을 구성하는 재료의 밀도(ρ) g/m³는 다음 공식을 사용하여 결정되었다.

섬도(dtex)=ρ×π×(α/2)²×10000

탄성 섬유의 섬도(Fineness of elastic fiber)

본 발명에서, 탄성 섬유의 섬도는 ISO 2060에 따라 측정되는 겉보기 섬도(apparent fineness)이고, 측정 방법은 다음과 같다. 겉보기 섬도의 측정을 위해 사용되는 탄성 섬유의 샘플은 20℃ 및 65% 상대 습도의 환경에서 24 시간 동안 대기 후에 사용되었다. 탄성 섬유는 무-부하 조건 하에서 길이(d)(단위: m)로 절단되었고 겉보기 섬도(dtex)는 길이(d)(m) × 10000 ÷ d의 실 질량(g)으로부터 소수 첫째자리까지 결정되었다. 여기서, 길이(d)는 일반적으로 0.1 m일 수 있지만, 하나의 연속 섬유일 필요는 없고, 복수의 섬유들의 총 길이(d')는 0.1 m일 수 있다. 이 경우, 복합 적층체로부터 탄성 섬유의 한 샘플을 취출할 때, 각각의 천으로부터 떨어진 위치로부터 2개의 천들 사이에 배열되는 탄성 섬유를 샘플링하는 것만이 필요하다. 예를 들어, 복합 적층체는 한 쌍의 가위를 사용하여 탄성 섬유와 교차하는 일 방향으로 연장되는 수지 스트랜드를 따라 절단되었고, 양호한 선형 형상 및 0.1 ± 0.01 m의 총 길이를 갖는 탄성 섬유 피스들은 복수의 탄성 섬유 피스들을 선택하고, 총 길이(d')를 획득하기 위해 광학 현미경을 사용하여 치수들에 대해 측정되었다. 다음으로, 복수의 선택된 탄성 섬유 피스들의 총 질량은 정밀 저울(precision balance)에 의해 측정되었고, 탄성 섬유 피스들의 총 질량(g) × 10000 ÷ d'는 탄성 섬유의 섬도를 결정하기 위해 계산되었다.

복합 적층체의 색차 변화의 측정

측정될 복합 적층체는 최대로 신축되어 연장의 방향으로 고정되었고, 그 다음 검은색 배경을 갖는 보드 상에 배치되었다. 비-접촉 유형 분광비색계로서 컬러 마스터(D 25 DP-9000 유형 신호 프로세서)를 사용하여, L^*a^*b^* 컬러 시스템의 L^* 값, a^* 값, 및 b^* 값이 비색 직경(colorimetric diameter) φ = 1 mm를 사용하여 측정되었다. 값들은 복합 적층체의 폭 방향으로 0.5 mm의 간격들의 40개의 포인트들에서 측정되었다. 측정 결과들로부터, 색차 변화(ΔE*v)는, 다음 방정식을 사용하여, L^*1, a^*1, b^*1으로서 L^*의 최대값을 갖는 포인트들에서, 그리고 L^*2, a^*2, 및 b^*2로서 L^*의 최소값을 갖는 포인트들에서 계산되었다.

측정 샘플의 샘플링 및 샘플의 연신 동안 응력 측정

(1) 측정 샘플의 샘플링

먼저, 도 5a에 예시되는 바와 같이, 복합 적층체(10)는 MD 방향(머신 방향, 환언하면 복합 적층체(10)의 스트립을 제조하는 방향)으로 5 cm의 폭으로 절단된다. 다음으로, 도 5b에 예시된 바와 같이, 절단된 복합 적층체는 느슨함이 없는 상태로 당겨지고, MD 방향으로 20 cm의 간격들에서 마크된다. 다음으로, 도 5c에 예시된 바와 같이, 복합 적층체는 전술한 마커들의 외측 상의 위치에서 절단되고 마크의 외측 상의 위치에서 스테이플링함으로써 체결된다. 이 스테이플러(stapler) 체결은 탄성 섬유들의 해어짐(fraying)을 방지한다. 다음으로, 도 5d에 예시된 바와 같이, 복합 적층체는 MD 방향으로 이완되고, 마크들 사이의 링크는 측정되고 이 길이는 시험 길이로서 사용된다.

(2) 연신 동안 응력 측정

이는 인스트론(Instron) 인장 시험기를 사용하여 측정된다. 전술한 (1)에서 수집되는 복합 적층체의 마크들 사이의 길이는 시험 길이로서 취해진다. 130%의 반복 연신의 두 사이클들이 수행되었고, 연신 동안의 전방 응력 및 복귀 응력, 그 시간에서의 연신(elongation)이 측정되었다. 반복 연신의 속도는 500 mm/분이었다.

일회용 기저귀 프로토타입의 제작

성인 일회용 기저귀의 게더 부분(gather part)에 대한 상업적으로 이용가능한 방법은 절단이었고, 복합 적층체는 예 1 내지 예 5에서 제조되고 비교예 1 내지 비교예 4는 게더 부분(101)이 12 cm의 폭의 관형 형상을 갖고 허리 주변 영역에서 연장되는 일회용 기저귀의 프로토타입(100)을 제작하기 위해 면사(cotton thread)로 바느질되었다.

적합성: 일회용 기저귀의 사이즈 적응성

전술한 게더 부분을 갖는 일회용 기저귀의 프로토타입은 허리 둘레에서 3개의 사이즈로 제작되었다(3개의 사이즈 S: 40 cm, M: 45 cm, L: 50 cm). 일회용 기저귀들의 프로토타입들은 신축 방향이 허리 부분이 연장되는 방향인 12 cm의 관형의 폭으로 제작되었고, 이들 프로토타입들은 착용감에 대해 10명의 심사위원들에 의해 평가되었다. 이때 피험자의 허리 사이즈는 80 cm ± 5 cm이었다. 판단 결과들은 다음의 기준들에 의해 도시된다.

◎: 완벽한 사이즈의 편안한 느낌

○: 완벽한 사이즈의 느낌

△: 사이즈가 다소 작거나 다소 큰 느낌

Х: 사이즈가 상이하고 느낌이 불편함

복합 적층체의 주름들의 외관 형상의 평가(주름 균일성의 외관의 판단)

복합 적층체는 MD 방향으로 20% 신축되었고, 30 cm의 길이의 양 단부들에 고정되었고, 20℃의 온도 및 65%의 상대 습도에서 24시간 동안 방치되었고 그 다음 주름들의 형상이 시각적으로 관찰되었고 다음의 판단들이 이루어졌다.

주름들의 평가

◎: 주름들에서 0개의 장애(disturbances)

○: 주름들에서 1 내지 3개의 장애

△: 주름들에서 4 내지 10개의 장애

Х: 주름들에서 10개 이상의 장애

실시예 1

표 1에 예시된 바와 같이, 탄성 섬유들로서 156 dtex 탄성 폴리우레탄사(열 연화점: 220℃)의 18개의 스트랜드들이 천들 사이의 삽입 동안 3.5배의 드래프트에서 6 g/m2의 밀도로 삽입되었다. 3층 적층 구조(표 1에서 "SMS"로서 지칭됨)를 갖는 부직포 재료, 즉 스펀본드 층/용융 블로우 층/폴리프로필렌(PP) 스펀본드 부직포 재료를 구비하는 스펀본드 층이 1.5 dtex의 표면 섬유 섬도 및 17 g/m2의 기본 중량을 갖는 복합 적층체로서 사용되었고, 전술한 폴리우레탄 탄성사는 두 천들 사이에 삽입되었고, 접합용 수지는 설계 롤러를 사용하는 설계 코팅에 의해 도포되었고(일 방향으로 연장되는 수지, 환언하면 핫 멜트 수지의 스트랜드 당 도포 폭은 1 mm이고, 일 방향으로 연장되는 수지 스트랜드들 사이의 간격은 6 mm임), 탄성 섬유들 및 천들은 간헐적으로 접합되었다. 탄성 섬유 대 본 발명의 천들을 구성하는 가장 미세한 섬유의 섬도의 비율은 104 이었다. 고무-기반 핫 멜트 접착제(제조사: Bostic Nitta Co., Ltd., 제품 번호: AFX-162)는 탄성 폴리우레탄사 및 천으로서의 부직포 재료를 접합시키기 위한 수지로서 20 g/m2의 코팅 양으로 사용되었다. 표 1의 평가 결과에 의해 예시된 바와 같이, 색차 변화(ΔE*v)는 0.4 및 1.0 미만이고, 여기서 (A) 반복적인 연신 사이클의 제2 사이클의 30% 연신에서의 복귀 응력은 44 cN이고, (B) 제2 사이클의 100% 연신 동안의 복귀 응력은 68 cN이고, [공식 1]에서 (A)/(B)x100%의 값은 50%보다 더 큰 65%이고, 따라서 조건들은 본 발명의 모든 목표들을 충족시킨다. 더욱이, 일회용 기저귀의 사이즈 적응성 평가로서의 적합성은 모든 3개의 사이즈들 S, M, 및 L에 대해 ◎로서 판단되었다. 더욱이, 주름 균일성의 외관 판단은 복합 적층체의 주름들의 외관 형상 평가로서 ◎로서 평가되었다. 결과들은 복합 적층체가 높은 균일성 및 규칙성, 세련된 심미적 외관, 일회용 기저귀로서 사용될 때 뛰어난 핏(fit), 모드 파워(mode power)의 낮은 연신 의존성, 특징적으로 부드러운 착용감을 갖고, 광범위한 사이즈 적응성을 갖는 세련된 주름들과 함께 획득될 수 있다는 것을 보여준다.

실시예 2 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 4

표 1에 도시된 바와 같이, 다양한 조건들이 실시예 1과 비교해서 변경되었다(폴리우레탄 탄성사의 열 연화점은 모든 경우들에서 220℃ 이었음). 표 1의 용어 "콤 건(comb gun)"은 핫 멜트 수지를 표준 콤 건(comb gun)을 사용하여 탄성 섬유들에 연속적이고 직접적으로 도포하고, 핫 멜트 수지를 사용하여 탄성 섬유들 및 천들을 적층함으로써 복합 적층체를 형성하는 방법을 지칭한다는 점을 주목한다. 설계 코팅 동안, 복합 적층체는 탄성 섬유들에 직교인 방향으로 배열 및 연장되는 수지로 형성되는 반면, 콤 건으로, 복합 적층체는 탄성 섬유들과 평행한 방향으로 배열 및 연장되는 수지의 스트랜드들을 갖는다.

표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 5는 본 발명에 진술되는 조건들을 만족시키고, 따라서 외관이 탄성 섬유들의 존재가 눈에 잘 띄지 않는 뛰어난 미학을 갖는, 장애(disturbances)가 거의 없는 높은 규칙성 및 균일성을 갖고, 뛰어난 핏 특성들, 착용감, 및 넓은 사이즈 범위에 대한 적응성을 갖는 주름들의 구비한 복합 적층체를 제공할 수 있다. 다른 한편, 비교예 1 내지 비교예 4는 본 발명에 진술된 모든 조건들을 만족시키지 못했고, 따라서 주름들의 목표 성능은 만족되었고, 핏 특성들 및 큰 사이즈 범위에 걸친 적응성은 일회용 기저귀로서 사용될 때 우수한, 탄성 섬유들의 존재가 눈에 잘 안 띄는 미학을 갖는 복합 적층체를 제공할 수 없었다. 환언하면, 비교예 1 및 비교예 2는 특히 둘 다 제2 사이클에서 30% 연신 동안의 복귀 응력, 및 (B) 제2 사이클에서 100% 연신 동안의 복귀 응력 둘 다에 대해 불충분하였고 측정될 수 없었던 연신을 가졌다. 따라서, 주름들의 적합성 및 균일성 둘 다 열등하였다. 비교예 3 및 비교예 4에서, 천들을 구성하는 섬유들의 섬도에 관한 탄성 섬유들의 섬도의 비율이 특히 너무 커서, 색차 변화(ΔE*v)가 1.0을 초과하였고, 탄성 섬유들이 눈에 잘 띄어서, 뛰어난 외관 미학은 획득될 수 없었고 일회용 기저귀로서 평가될 때의 적합성은 일부 사이즈들에 대해 수용될 수 없었다.

본 발명에 따른 복합 적층체는 뛰어난 착용감을 갖고 언더웨어, 스포츠웨어 또는 위생 용품들, 예컨대 어린이들 및 성인들을 위한 일회용 기저귀들을 위한 재료들과 같은 용도에 적합하고, 특히, 일회용 기저귀로서 사용하기에 적합한 신축가능 게더 부분들을 구비하도록 요구되는 임의의 복합 적층체에 적용될 수 있다.

10 복합 적층체
11 시험 재료
100 일회용 기저귀 프로토타입
101 게더 부분

Claims (11)

1. 복합 적층체로서,
   두 시트의 천 사이에 개재되는, 일 방향으로 평행하게 배열되는 복수의 탄성 섬유들; 및
   상기 탄성 섬유들과 교차하는 일 방향으로 평행하게 배열되는 복수의 스트랜드들에 제공되는, 상기 탄성 섬유들 및 두 시트의 천을 접합시키기 위한 수지
   를 포함하며;
   상기 두 시트의 천 및 상기 탄성 섬유들은 인접한 수지 스트랜드들 및 탄성 섬유들이 상기 탄성 섬유들의 종방향으로 교차하는 위치들 사이에서 분리되고,
   상기 탄성 섬유들의 섬도는 350 dtex 이하이고,
   상기 천들을 구성하는 섬유들의 섬도에 대한 상기 탄성 섬유들의 섬도의 비율은 0.5 이상 및 300 이하이고,
   130% 연신 및 복귀의 두 사이클들이 수행될 때, 다음 공식 1이 만족되며, 여기서
   (A)는 제2 사이클에서 30% 연신에서의 복귀 응력이고,
   (B)는 제2 사이클에서 100% 연신에서의 복귀 응력인, 복합 적층체.
   [공식 1] (A)/(B)×100%≥50%
2. 제1항에 있어서, 상기 복합 적층체는 제1 연신 동안 전방 응력이 1000 cN/5 cm 폭일 때 150% 이상의 연신을 갖는, 복합 적층체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복합 적층체가 상기 탄성 섬유들이 연장되는 방향에서 최대로 신축되는 상태에 있고, 상기 천의 외부 표면의 색상이, L^* 값이 최대인 포인트에서의 L^* 값, a^* 값, b^* 값(L^*1, a^*1, b*1) 및 L^* 값이 최소인 포인트에서의 L^* 값, a^* 값, b^* 값(L^*2, a^*2, b^*2)을 사용하는 다음 공식에서, 상기 탄성 섬유들에 수직인 방향으로 상기 복합 적층체의 외측으로부터 분광비색계를 사용하여 측정될 때, ΔE*v에 의해 정의되는 색차 변화는 1.0 이하인, 복합 적층체.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일 방향으로 연장되는 상기 수지가 상기 탄성 섬유들과 교차하는 위치에서 상기 복합 적층체의 두께는 0.1 mm 이상 및 2.0 mm 이하인, 복합 적층체.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일 방향으로 연장되는 상기 수지가 상기 탄성 섬유들과 교차하고 상기 탄성 섬유들의 종방향에 인접하는 위치들 사이의 상기 복합 적층체의 두께에 대한 최대값은 1 mm 이상 및 20 mm 이하인, 복합 적층체.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일 방향으로 연장되는 수지의 하나의 스트랜드의 폭은, 상기 복합 적층체가 상기 탄성 섬유들이 연장되는 방향에서 최대로 연장되는 상태에서, 0.2 mm 이상 및 10 mm 이하인, 복합 적층체.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일 방향으로 연장되는 수지의 스트랜드들 사이의 간격은, 상기 복합 적층체가 상기 탄성 섬유들이 연장되는 방향에서 최대로 연장되는 상태에서, 1 mm 이상 및 20 mm 이하인, 복합 적층체.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성 섬유의 열 연화점은 100℃ 이상 및 240℃ 이하인, 복합 적층체.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일 방향으로 연장되는 상기 수지는 상기 천들 또는 상기 탄성 섬유들을 구성하는 성분들과 동일한 성분을 포함하는, 복합 적층체.
10. 제1항 또는 제2항에 따른 상기 복합 적층체를 게더 부분으로서 사용하는 일회용 기저귀.
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