KR20010080770A

KR20010080770A - 연속 주름을 가지는 신장 가능한 복합 재료

Info

Publication number: KR20010080770A
Application number: KR1020017007652A
Authority: KR
Inventors: 조셉 패트릭 펠; 매리 죠 마이어; 폴 죠셉 다타; 수잔 마리에 슈모커; 에이미 린 플렛쳐; 데이비드 아서 펠
Original assignee: 로날드 디. 맥크레이; 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-08-22
Also published as: WO2000037003A2; AU1826500A; WO2000037003A3; DE19983822T1; GB2363591A; GB0115503D0; AR021706A1; BR9916297A

Abstract

두 개의 층 및 탄성 재료를 가지는 신장 가능한 복합 재료가 제공된다. 층 및 탄성 재료는 이격된 지역의 부착에 의해 함께 고정된다.

Description

연속 주름을 가지는 신장 가능한 복합 재료 {Stretchable Composite Material Having Continuous Gathers}

탄성 복합 재료는 다양한 용도 및 응용을 갖는다. 예를 들면, 일회용 의복, 어패럴, 기저귀 및 훈련 팬츠, 성인 요실금 제품, 여성 위생용 제품, 수술 가운, 수술 드레이프, 일회용 수영복, 땀 밴드, 페인팅 드레이프, 붕대, 공기 여과기, 장비 커버 및 매트리스 커버와 같은 제품 영역에 사용된다. 본 발명은 또한 상기 영역 뿐 아니라 다른 영역에도 응용될 수 있는 신규 및 유용한 신장가능한 복합재를 제공한다. 예를 들면, 허리띠, 신축 측면 패널, 폐쇄 테이프, 전면 테이프, 배면 패널, 다리 밴드 등으로 일회용 기저귀, 팬츠 및 성인 요실금 용품에 설치되는 것에 적합할 수 있다. 본 복합재는 또한 스웨터의 손목, 바지의 허리띠, 운동복의 탄성 부분 뿐만 아니라 많은 다른 의복 용품과 같은 다른 유형의 의복 부분에 장치에 적합할 수 있다.

본 발명은 다양한 용도 및 응용을 갖는 신장가능하거나 또는 탄성의 복합 재료에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 연속 주름을 갖는 탄성 교차 방향 복합 재료 및 그러한 재료의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 연신가능한 복합재의 개략도이다.

도 2는 부착되는 복합 재료의 개략도이다.

도 3은 팬츠 측면 패널로 형성된 연신가능한 복합재의 개략도이다.

도 4 내지 도 19는 연신가능한 복합 재료 제조에 유용한 기구의 개략도이다.

도 20 a-e는 연신가능한 재료의 개략도이다.

도 21 내지 도 25는 연신가능한 재료의 개략도이다.

<발명의 요약>

본 발명의 한 실시태양에서는 제1층; 제2층; 다수의 탄성 부재; 제1층 및 제2층 사이에 위치하고 제1층 및 제2층과 접촉하는 탄성 부재; 탄성 부재, 제1층 및 제2층을 고정시키는 고정 영역; 및 탄성 부재의 신율의 약 85% 이상의 최대 신율을 갖는 복합재를 포함하는 신장가능한 복합 재료를 제공한다. 본 복합 재료는 평행선에서 약간 떨어진 탄성 부재를 가질 수 있고, 또는 탄성 부재는 대략 평행 또는 평행할 것이다. 본 복합 재료는 단일 스트랜드를 포함하는 다수의 탄성 부재를 더 가질 수 있고, 또한 서로에 대해 대략 동등하게 떨어진 고정 영역을 가질수 있다. 게다가, 본 복합 재료는 탄성 부재의 신율의 약 90% 이상 또는 탄성 부재의 신율의 약95% 이상의 최대 신율을 가질 수 있다. 본 복합 재료는 또한 1 이상의 경직된 모서리를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시태양에서는 제1층, 제2층 및 다수의 탄성 스트랜드를 포함하는 신장가능한 탄성 복합재; 기계 방향 및 교차 기계 방향을 더 갖는 복합재; 길이가 기계 방향에 대략 횡방향인 탄성 스트랜드; 비부착 탄성체 구역 사이에 산재된 부착 탄성체 구역; 복합재의 기계 방향에 대략 평행한 부착 탄성체 구역; 셋 이상의 탄성 스트랜드에 걸쳐 연장되는 부착 탄성체 구역; 및 기계 방향에 대략 평행하고 둘 이상의 탄성 스트랜드를 건너 연장되는 주름을 갖는 복합재를 제공한다. 본 복합 재료는 비통기성 재료, 통기성 재료, 불투수성 재료 또는 투수성 재료로서 1 이상의 층을 가질 수 있고, 또는 이러한 재료들의 임의의 조합으로 제1층 및 제2층을 가질 수 있다. 본 복합 재료는 다소의 탄성을 갖거나, 탄성이 거의 없거나,또는 탄성이 없는 부착된 탄성체 구역을 가질 수 있고, 또는 이는 탄성 스트랜드의 대부분에 걸쳐 늘어나는 부착된 탄성체 구역을 가질 수 있다. 본 복합 재료는 탄성 스트랜드의 대부분에 걸쳐 늘어나는 주름을 더 가질 수 있고, 또한 1 이상의 경직된 모서리를 가질 수 있다.

본 발명의 또다른 실시태양에서는, 제1층 및 탄성 재료를 포함하는 신장가능한 탄성 복합재; 길이 및 폭을 더 갖는 복합재; 길이 및 폭을 더 갖는 탄성 재료; 길이가 복합재의 길이에 대해 대략 횡방향인 탄성 재료; 탄성 복합재의 폭에 교차해 산재되고, 복합재의 길이에 대해 대략 평행한 고정 영역; 셋 이상의 탄성 재료에 걸쳐 늘어나는 고정 영역; 길이에 대략 평행하고, 탄성 재료의 대부분에 걸쳐 늘어나는 주름을 갖는 복합재; 및 탄성 재료의 신율의 약 85% 이상의 최대 신율을 갖는 복합재를 제공한다.

본 발명의 추가적인 실시태양에서는, 상기 실시태양의 연신 가능한 탄성 복합재를 포함하는 어패럴 물품을 제공한다.

본 발명의 또 다른 추가적인 실시태양에서는, 통기성 재료인 제1층, 통기성 재료인 제2층; 둘 이상의 탄성 부재가 제1층 및 제2층 사이에 위치하고, 탄성 부재를 고정시키는 고정 영역, 제1층 및 제2층; 추가적으로 부착된 구역을 포함하는 고정 영역; 탄성 부재의 대부분을 가로질러 연장되는 부착된 구역을 포함하는 연신 가능한 복합 부재를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시태양의 상세한 설명

연신 가능한 복합 재료를 도 1에 나타내었다. 연신 가능한 복합재(1)은 제1층(2), 제2층(3) 및 탄성재료(4)를 가진다. 연신 가능한 복합재(1)은 추가적인 특징으로 대체로 탄성 재료의 세로 방향으로 가로지르는 주름 또는 플리츠(5)를 가진다. 사용시, 도 1에 나타낸 복합재의 조각을 재료에서 잘라내어 의복품에 혼입할 수 있다. 이들 컷아웃은 도 2에 나타낸 것과 같이 복합재로부터 어떠한 크기, 모양 또는 위치로라도 잘라내질 수 있다. 별법으로, 도 3에 나타낸 것과 같이 전체 복합재가 사용될 수 있다.

일반적으로, 제1층 및 제2층은 복합재가 사용되는 응용 상황에 따라 동일하거나 상이한 재료일 수 있다. 이들 층은 필름, 부직물, 직물, 합성 및 기타 배합물일 수 있다. 이들은 통기성, 비통기성일 수 있으며, 세공을 가질 수 있다(또한 원하는 크기의 재료가 통과하는 것을 허용하거나 또는 배제하는 세공 크기를 가질 수 있다). 이들은 투수성, 불투수성일 수 있거나, 또는 특이적 투수성을 가질 수 있다. 아울러, 이들은 특정 최종 용도에 요구되는 다른 성질을 가지도록 가공될 수 있다.

탄성 재료는 사실상 사용가능한 모든 탄성형 재료일 수 있다. 이들은 스트립, 리본, 연결된 리본 또는 스트립, 시트, 스트랜드, 트레드, 필라멘트 또는 이들 형태와 당업계에서 알려진 다른 형태의 모든 조합의 형태일 수 있다. 탄성 재료의 신장은 두 개의 층을 함께 고정하는 방식 및 두 개의 층의 조성과 같은 복합재의 구성은 물론, 생산물이 사용되는 최종 용도에 따른다. 탄성 재료는 도 1에 나타난 것과 같이 연속 스트랜드일 수 있거나, 또는 두 개의 층가 교차하지 않도록 평행으로 또는 약간 평행에서 벗어나 달리거나 또는 두 개의 층가 교차하도록 완전히 평행에서 벗어나 달리는 별개의 스트랜드의 시리즈일 수 있다. 아울러, 복합 재료의 모서리는 탄성 재료가 교차하는 영역 또는 단일 스트랜드가 고리를 두르는 영역이 제거되도록 잘라내 질 수 있다. 별법으로, 복합재의 모서리 또는 말단은 점착제, 열, 초음파, 추가적인 재료의 첨가, 또는 당업계에서 모서리의 강도를 강화하는 것으로 알려진 다른 기술에 의해 경직화할 수 있다.

도 1은 연신가능한 복합재의 횡단면도이다. 상기 도면은 탄성 재료(4), 제1층(2), 제2층(3), 구역에 부착된 고정영역(6) 및 플리츠(5)를 나타낸다. 이 도면에 나타난 것과 같이, 플리츠(5)는 부착되지 않은 탄성재료의 구역도 구성할 수 있다.

신장 가능한 복합재는 탄성 스트랜드를 진동시키고 이 스트랜드를 두 대향면 또는 두 층 사이에서 고정시켜 만들 수 있다. 대향면은 서로 부착되어 있고 대략적인 평행 고정영역들에 의해 탄성 스트랜드에 부착되어 있다. 이 대략적인 평행 영역들은 접착제, 또는 아교, 열, 압력, 초음파 또는 당업계에 공지된 다른 기술 및 재료, 또는 이들의 조합(여기에 한정되는 것은 아님)과 같은 다른 결합 수단에 의해 탄성 스트랜드의 세로 치수에 대략 수직으로 형성되어 있다. 접착제 종류의 재료를 제어하여 적용할 수 있는 슬롯 코팅 기술, 제어 분무, 그라비어, 스크린 인쇄 또는 당업계에 공지된 다른 기술을 사용하여 접착제 종류의 재료를 적용할 수 있다. 이러한 고정영역들은 폭이 약 0.8 mm(1/32 인치) 이하 내지 약 90 mm(31/2 인치) 이상이고, 최적으로는 약 3.2 mm(1/8 인치) 내지 약 51 mm( 2 인치)이다. 이들 사이의 공간은 고정 영역의 폭과 같거나 또는 다를 수 있다. 또한, 고정 영역은 다양한 폭을 가질 수 있다.

따라서, 예로써, 도 21 및 22을 참조하면, 이 고정영역들은 연속 주름의 제어된 외관뿐만 아니라 최종 복합재의 바람직한 신장 범위를 산출하도록 변화할 수 있다. 예를 들면, 도 21의 복합재는 복합재의 길이에 달하는, 유사한 외관의 3개의 연속적인 주름을 가질 수 있고, 이 주름은 폭 방향(도면의 상부에서 저부 방향)으로 신장될 수 있다. 도 22에 나타낸 복합재는 복합재의 길이를 펴는 7개의 연속적인 주름을 가질 수 있고, 교대하는 좁은 고정 영역들(1b) 및 넓은 고정 영역들(1a)때문에 하나씩 건너뛴 고정 영역은 다를 수 있다. 또한, 물론 도 21 및 22의 복합재가 제조되었을 때 탄성 스트랜드(26)이 똑같이 신장되었다고 가정하면, 고정 영역의 증가된 숫자 및 면적 때문에 도 22에 나타낸 복합재는 도 21의 복합재보다 덜 신장될 것이다. 물론, 복합재의 원하는 신장 및 연속적인 플리츠의 원하는 외관을 얻기 위해 좁은 고정 영역들, 중간인 고정 영역들 및 넓은 고정 영역들의 임의의 조합 및 갯수를 채택할 수 있다.

신장 가능한 복합 재료를 만들기 위해 사용되는 전형적인 접착제는 위스콘신주 와우와토사 소재 아토 핀들레이 접착제 주식회사로부터 구매할 수 있는 2525A이다. 접착제는 전형적으로 약 5 내지 약 60 g/m², 더 전형적으로는 약 8 내지 약 40 g/m², 가장 전형적으로는 약 14 내지 약 22 g/m²의 범위로 사용된다.

일반적으로, 신장 가능한 복합재는 일반적으로 연속적이고, 일반적으로 고정 영역의 배향을 따르는 주름을 갖는다. 주름은 또한 일반적으로 2개 이상의 탄성스트랜드를, 이상적으로는 탄성 스트랜드의 대부분을, 최적으로는 모든 탄성 스트랜드를 수직으로 가로지른다. 이러한 주름은 적당하게 배치된다면, 이 재료에 플리츠팅된 외관과 같은 훌륭한 외관을 제공할 수 있고, 이러한 외관은 이 재료의 외관을 내구 의류의 깔끔한 제품과 같이 보이게 한다.

이러한 주름은 복합재의 탄성 범위를 증가시킬 뿐 아니라 신장 가능한 복합재를 사용하는 의류의 쾌적함 및 맞음새를 크게 증가시키는 것으로 알려졌다. 이러한 주름을 갖는 복합재는 같은 신장 및 크기의 탄성 필라멘트에 대해 이러한 탄성 주름을 갖지 않은 복합재보다 더 큰 신율을 나타낸다.

예를 들면, 3.2 mm만큼 떨어져 있고, 250% 미만의 신율을 갖는 탄성 스트랜드를 그 내부에 갖는, 3.2 mm(1/8 인치)의 고정 영역을 이용해 만들어진 패널은 최대 약 240%의 신장 길이를 가질 것이다. 따라서, 이 복합재는 탄성 재료 신율의 최대 약 96%의 신율을 가질 것이다. 같은 조건하에서, 통상적인 기술로 만들어진 복합재는 최대 약 212%의 신장 길이를 가질 것이다. 이 통상적인 재료는 탄성 부재 신율의 최대 약 84.8%의 신율을 가질 것이다. 따라서, 본 발명 탄성 복합재는 스트랜드에 주입된 신장의 더 큰 사용을 가능하게 하고 동일한 초기 신장에 대해 실질적으로 더 큰 최대 신율을 나타내는 재료를 제공한다. 예를 들면, 본 발명 복합재는 탄성 재료 신율의 최소 85%, 이상적으로는, 탄성 재료 신율의 최소 약 90%, 최적으로는, 탄성 재료 신율의 최소 약 95%의 신율을 갖는다.

탄성 재료의 유형 및 신장, 층에 사용된 재료의 유형 및 고정 영역에서 층들을 함께 고정하기 위해 사용된 재료의 유형 및 양에 따라서, 이 지역에서 탄성체의탄성 성질은 부분적으로 또는 완전히 가려질 수 있다. 복합재의 이러한 지역을 부착 지대라고 지칭하고, 이것은 그 지대에서 탄성체의 탄성에 관계없이, 그 지대에서 복합체의 탄성이 감소하는 특징이 있다. 이들 복합재의 부착 지대는 비부착 탄성체의 지역 미만인 탄성 내지 탄성이 전혀 없는 범위의 감소된 탄성을 나타낼 수 있다.

이 신장가능한 복합 재료는 스스로 대량 생산을 부여한다. 예를 들면, 매우 일반적으로 층에 사용되는 재료는 롤(roll)로 이용가능하다. (그럼에도 불구하고, 연신가능한 복합 재료는 수공 또는 개별적인 시트 저장품으로부터 이용가능할 수 있다.) 이러한 롤은 감겨있지 않으므로, 그 재료를 장치에 공급하여 복합재를 조립할 수 있다. 장치 및 장치에 의해 제조된 복합재의 기계 방향은 재료가 장치를 통과하여 움직이는 방향이다. 경-기계 방향은 장치를 통한 운동 방향에 대해 횡축 방향이다.

재료가 장치를 통해 움직일 때, 재료가 장치를 통하여 움직이는 방향, 즉 기계 방향에 대략 평행한 열로 접착제를 적용할 수 있다. 신장하에 있는 탄성 재료는, 이들이 장치를 통하여 움직이고 함께 결합될 때, 두 층 사이에서 경-기계 방향(즉, 기계 방향에 대해 횡축 방향)으로 앞뒤로 진동할 수 있다. 따라서, 탄성재료는 두 층 사이에서 포획 될 수 있다. 이 탄성체는 진동 단계 및 두 층 사이에서 포획될 때 신장하에 있을 수 있다.

복합 재료를 제조할 수 있는 여러 장치들이 공지되어 있다. 이러한 장치들의 예는 PCT WO 96/23464 (출원인: Moelnlyche, 발명자: Gustafsson)에 개시되어있다.

이들 복합 재료를 제조하는데 사용될 수 있는 장치는 또한 본원에 참고문헌으로 포함되어 있는 PCT WO 97/06299 (출원인: E. I. du Pont De Nemours and Co)에 개시되어 있다. 이 PCT 공개문헌에 나타나 있는 유형의 장치는 또한 듀폰 으로부터의 라이센스에 이용가능 할 수 있고, 미국 위스콘신주 소재 아크라 테크(Accra Tec, Appleton, Wisconsin)으로부터 상업적으로 얻을 수 있다. 일반적으로 도 4 내지 19에서와 같이, 듀 폰 PCT 공개문헌에 개시된 유형의 장치는 세 개의 주요 구성요소, 즉 캠-운동성 가이드 하우징(30), 핀 컨베이어 (40), (40') 및 시트 전진 및 지지 유닛 (50)을 포함한다.

이 장치에서, 하우징(30)은 원통형 캠 (32) 스트랜드 횡단 가이드 (36)로 하여금 스트랜드 (10)이 한 쌍의 핀 켄베이어(40), (40')의 핀 (42), (42') 주위에 루프를 형성하여 스트랜드 배열(16)을 형성하게 하는 원통형 캠(32)을 함유한다. 임의의 층 또는 시트 (12)는 시트 지지 유닛 (50)상에 전진되고, 스트랜드 배열(16) 및 임의적으로 커버 시트 (14)와 조립되어 복합재 시트 재료(18)을 형성한 후 감아지거나 또는 다음 공정 처리로 들어간다.

듀폰 PCT 출원에 개시된 방법에 따라, 스트랜드 (10)은 도 4 및 8에 나타난 바와 같이 가이드 아래로부터, 또는 도 7에 나타난 바와 같이 가이드 위로부터 스트랜드 황단 가이드(36)로 공급된다. 스판덱스(하기 기술 참조)를 복합 시트 재료로 혼입되는 스트랜드로 사용할 때, 공급 내지 횡단 가이드의 스트랜드에 대해 실행 가능한 한 적은 아이들러 롤을 가진 간단한 피드 경로가 바람직하다. 한 개의아이들러 롤은 스트랜드를 공급 패키지 (예, 보빈 또는 케이크)로부터 횡단 가이드로 피드하기에 충분하다. 이러한 피드 경로는 스트랜드가 받기 쉬운 마찰 및 신장의 양을 최소화하고, 스트랜드를 더 매끄럽고, 더 균일하게 장치를 피드하게 한다. 전형적으로, 스판덱스는 스판덱스의 이완된 길이를 초월하여 10 내지 400% 확장되어 장치에 공급된다.

도 9, 11, 14a, 14b, 및 15에 도시한 바와 같이, 스트랜드 트래버스 가이드(36)에는 회전 원통형 캠(32)의 홈(33)에 설치된 캠 종동부(follower) 부분(38)이 있다. 스트랜드 가이드(36)가 상부 및 하부 레일 (34) 및 (35) 사이에서 움직인다. 원통형 캠(32)이 회전하면서, 스트랜드 트래버스 가이드(36)가 두 개의 이격된 핀 컨베이어에 의해 이송되는 핀(42, 42')의 경로에 수직하고 그와 교차하는 경로를 오간다. 도면에서, 상기 핀 컨베이어는 핀 컨베이어 휠(40, 40')로 도시하였다. 각 휠에는 그 주위로부터 돌출된 다수의 핀(42 또는 42')이 있다. 휠(40, 40')이 회전하면서, 스트랜드(10)가 스트랜드 트래버스 가이드(36)에 의해 각 핀 주위에서 처음에는 한쪽 핀 컨베이어의 핀 상에서 다음에는 다른쪽 핀 컨베이어 휠의 핀 상에서 고리 모양이 되어 스트랜드 배열(16)을 형성한다. 출입하는 트래버스 가이드의 각 주기 동안, 각각의 핀 컨베이어 휠이 연속하는 핀 사이의 각 거리 만큼 나아간다. 이어서 스트랜드 배열(16)이 회전하는 핀 컨베이어 휠에 의해 이송되어, 공급 롤(13)로부터 시트 지지면으로 공급되고 시트 지지면(도면상에 회전 드럼(50)으로 도시되었다)에 의해 전진되는 전진 시트(12)와 접촉하게 된다. 스트랜드 배열(16)이 전진 시트(12)와 접촉하는 지점의 약간 상류에서, 접착제, 바람직하게는 핫 멜트 접착제를 분무, 적하, 인쇄, 슬롯 코팅, 또는 다른 수단에 의하여 스트랜드 배열 및(또는) 시트에 도포한다. 도 4, 8 및 10에서는, 상기 접착제를 접착제 분무 도포기(20)을 통해 도포한다. 상기 스트랜드 배열은 핀 컨베이어 시트의 연속 회전에 의하여 스트랜드 배열의 각 모서리 근처에 위치한 하나 이상의 닙(nip) 안으로 이송된다. 닙은 구속 벨트(52, 52'), 바람직하게는 V-벨트 및 회전 드럼(50)의 주위면에 의해 형성된다.

이격된 영역의 고정을 얻기 위하여, 즉, 기계 방향에 대략 평행하게 움직이도록 하기 위하여, 상기 접착제를 상기 시트의 폭(기계 횡방향)을 가로질러 분리된 영역에 도포한다. 따라서, 접착제가 줄진 모양으로 도포될 것이고, 이 줄은 기계 방향에 대략 평행하게 움직인다. 여기에는 접착제를 비직선형, 예를 들면, 물결 모양, 또는 사인 곡선 모양으로 도포하는 것도 포함될 것이다. 이것은 듀폰의 PCT 공보에 나타난 바와 같이 접착제를 시트의 폭 전체에 기계 횡방향으로 도포하는 통상의 방법과 대조된다. 최적의 방법은 이 분리된 접착제 영역을 슬롯 코팅법에 의하여 도포하는 것이다. 본원에서 설명한 다른 기술 뿐만 아니라 당업계에서 공지된 다른 본딩 기술도 시트의 기계 횡방향을 가로질러 분리된 고정 영역을 얻는 데 사용할 수 있다.

이어서 스트랜드 배열(16)을 핀으로부터 제거하고 드럼 표면 상의 전진 시트(12) 꼭대기에서 구속 벨트에 의하여 잡는다. 임의적으로, 공급 롤(15)로부터 공급되는 커버 시트(14)를 막 형성된 스트랜드 배열/시트 어셈블리의 꼭대기에서 도포할 수 있다. 횡단 속도 및 각 핀 컨베이어 상의 핀 간격을 고정하고 핀 컨베이어와 시트 전진 지지체의 상대 속도를 조절함으로써, 제조된 복합 시트 재료의 단위 길이당 횡단 스트랜드의 수를 원하는 대로 변화시킬 수 있다. 모여진 시트 기판(12), 스트랜드 배열(16) 및 최적 커버 시트(14)가 전진함에 따라, 상기 접착제가 경화되고 완전한 시트 재료가 완성된다. 이어서, 상기 복합 시트를 감거나 추가의 처리 공정으로 보낼 수 있다.

사용하는 스트랜드가 탄성 스트랜드(예를 들면, 스판덱스)인 경우, 생성된 복합 시트 재료(18)를 임의적 후속 단계에서 횡단 스트랜드 방향과 실질적으로 평행하게 잘라서 탄성 테이프 또는 견본을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 탄성 테이프 또는 견본을 탄성 허리밴드, 측면 판넬, 폐쇄 테이프, 정면 테이프, 후면 테이프 및 다리 밴드로서 일회용 의복, 예를 들면, 기저귀, 팬티 및 성인용 실금 용품에 부착할 수 있다. Merkatoris 등의 미국 특허 제5,296,080호에 개시된 종류의 고속 장치는 상기 탄성 성분을 부착하는 데 적합하다. 탄성이 아닌 스트랜드로 형성된 복합 시트 재료(18)은 스트랜드 강화 직물, 필름, 적층물 등으로 유용하다. 그러한 용도에서는, 스트랜드(10)를 나일론, 아라미드, 폴리올레핀, 또는 폴리에스테르와 같은 고점착성 섬유 또는 필라멘트, 또는 유리 등으로 제조할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "스트랜드"는 임의의 모노필라멘트, 멀티필라멘트 또는 스테이플사(staple yarn), 쓰레드(thread), 리본 등을 포함하는 용어이다. 스트랜드는 형성되는 복합재 시트 재료에 적용하기 적합한 데시텍스(decitex)를 갖는다. 스트랜드는 합성섬유 또는 천연섬유로부터 제조가능하다. 탄성 복합재의 경우, 스트랜드는 천연 재료 또는 복합 재료, 예를 들면 고무, 스판덱스 또는 기타엘라스토머성 재료를 포함할 수 있다. "스판덱스"란 용어는 통상의 일반적인 의미, 즉 분절 중합체를 85 중량% 이상으로 포함하는 장쇄의 합성 중합체로부터 제조된 섬유를 의미한다. 스판덱스의 표면은 윤활 처리되지 않고, 따라서 스판덱스와 시트사이에 더 우수한 부착성을 얻을 수 있다.

어드밴싱 시트 기재(12)로 사용하기 적합한 시트로는 필름, 부직포, 편물 또는 부직포 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 패브릭은 천연 섬유 또는 합성 섬유, 예컨대 면, 양모, 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리플루오로카본, 폴리아미드, 폴리프로필렌 등을 포함할 수 있다. 필름은 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리플루오로카본, 폴리아미드, 폴리프로필렌 등을 포함할 수 있다.

복합재 시트 재료(18)은 충격, 파열(puncture) 및 인열에 대해 원하는 저항성을 가질 수 있다. 나아가, 복합재 시트의 특성은 복합재 시트 재료를 상기 기계로 처리하여 개선시킬 수 있다. 상기 복합재 시트 재료의 용도로는 방수재, 화물용 커튼(cargo curtain), 가방, 팽창 구조체, 의사 가운, 1회용 커버올 등을 들 수 있다. 일부 용도에서, 엘라스토머성 및 강화 스트랜드를 함께 사용하는 것이 유리할 수 있다.

캠/트래버스-가이드 하우징(30)은 회전가능한 원통형 캠(32)을 둘러싼다. 하우징(30)은 또한 상부 및 하부 가이드 레일(34 및 35)을 지지하며, 이 때 스트랜드 트래버스 가이드(36)는 양 레일사이에 장착된다. 또한, 하우징(30)은 캠상에서 사용되는 윤활유가 작업 영역으로 분무되는 것을 방지한다. 오일 30 중량이 캠을매끄럽게 하는데 적합하다. 도 11은 내부의 원통형 캠(32)를 보여주기 위해 일부분이 절단된 하우징(30)의 정면도이다. 원통형 캠(32)은 그 표면이 절단된 홈(33)을 갖는다. 원통형 캠은 캠축(32)을 통해 되시되지 않은 수단에 의해 회전된다. 도 14a, 14b 및 15에 도시한 바와 같이, 스트랜드 트래버스 가이드(36)는 종동캠(cam-follower)로 작용하는 기재(38) 및 스트랜드를 수용하는 팁(37)을 포함한다. 스트랜드 트래버스 가이드(36)의 기재 또는 종동캠부(38)는 캠홈(33)에 위치하고, 원통형 캠(32)가 회전할 때 홈의 경로를 통해 활주한다. 홈이 있는 원통형 캠(32)이 회전하면, 스트랜드 트래버스 가이드(36)가 상부 가이드 레일(34) 및 하부 가이드 레일(35) 사이를 활주하게 된다. 도 12는 스트랜드 트래버스 가이드의 종동캠(38)이 설치되고 홈(33)이 있는 원통형 캠(32)의 세부 정면도이다. 캠의 홈 및 가이드 레일들사이에 스트랜드 가이드를 편리하게 설치하기 위하여, 가이드 레일들 중 하나에 액세스 나치(access notch)(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 가이드 레일내의 상기 액세스 나치와 정렬될 수 있는 위치에 있고, 캠의 주위 표면의 홈에 연결된 인도 경로(lead-in channel)(도시되지 않음)로 인해 스트랜드 가이드의 설치 및 제거를 편리하게 할 수 있다.

도 13a, 13b 및 13c는 상기 장치에 사용되는 캠의 개선된 표면 또는 "프로파일" 3개를 나타낸다. 각각의 프로파일은 평면에 펼쳐진 원통형 캠의 완전한 표면을 나타낸다. 곡선은 평면에 펼쳐진 원통형 캠의 완전한 표면을 나타낸다. 상기 곡선은 원통형 캠(32)의 홈(33)을 나타낸다. 작동시, 스트랜드 트래버스 가이드의 종동캠은 홈 경로를 따른다. 상기 프로파일은 캠의 1회전을 나타내고, 스트랜드트래버스 가이드 사이를 1회 왕복하는 것을 나타낸다. 별법으로, 적합한 캠은 1 이상의 회전할 수 있고, 이에 따라 스트랜드 트래버스 가이드는 한번에 여러번 왕복(one to-and-fro traverse)할 수 있게 된다. 도 10a에 도시된 캠 프로파일의 홈에서, 스트랜드 가이드는 그 트래버스의 가장 끝에 도달한 즉시 방향을 바꾼다. 상기 캠은 미국특허 제3,675,863호(Alkers 등)에 개시된 캠과 유사하다. 도 13b의 프로파일의 평평한 부분은 프로파일을 평평하게 하여 트래버스의 가장 끝에 체류 시간을 야기한다. 상기 체류 시간은 핀-컨베이어 휠(pin-conveyor wheels)들의 핀주위에서 스트랜드 가이드의 틈새를 증가시키고, 더 높은 프로세스 속도가 얻어지도록 한다. 따라서, 도 13b의 프로파일은 트래버스 반전 시점에서 체류 시간을 제공하지 않는 도 13a의 프로파일보다 바람직하다. 캠 프로파일에서의 추가적인 개선점은 1° 미만의 소각 α가 프로파일의 평평한 체류부와 캠의 모서리부사이에서 형성된 도 13c에 도시되어 있다. 이는 사 가이드상에 낮은 측압을 유지시켜 체류부의 종단에서의 회전부(turn)에 부드럽게 들어가게 하고, 이에 따라 가이드의 마멸을 감소시키고 고속이 가능하게 한다.

도 14a, 14b 및 15는 스트랜드 트래버스 가이드(36)의 종동캠(38) 및 팁(37)을 더 상세히 도시한다. 상기 종동캠은 원통캠(32)의 홈(33) 내에 활주하도록 놓여 가이드 레일(34 및 35)사이에서 가이드(36)이 활주하도록 한다. 작동시, 도 4 내지 9에 도시한 바와 같이, 원통캠(32)가 회전함에 따라, 스트랜드 트래버스 가이드(36)은 스트랜드(10)을 왕복이동시켜 핀-수송 컨베이어(40, 40')의 핀(42, 42') 둘레에 고리를 형성시킨다. 핀(42, 42')은 (가이드가 통과한 후)스트랜드 트래버스 가이드의 경로를 통해 한 번 휘둘려지는 반구형 경로로 이동하여 스트랜드(10)을 묶는다. 도 9 및 14a는 가이드 레일(34 및 35)을 평평한 것으로 묘사한다. 도 14b는 상부 가이드 레일(34)이 바닥-급송 스트랜드에 바람직하게, 레일(34)에 대해 핀(42, 42')이 가장 근접한 영역에서 그 표면에 좁은 오목부 또는 홈을 가짐을 묘사한다. 이것은 핀이 가이드 레일을 때리지 않고 스트랜드 트래버스 경로를 통해 더 깊게 지나가게 한다. 또한, 도 14a 및 14b에 도시한 바와 같이, 바닥 급송 스트랜드의 경우, 상부 레일(34)이 각 θ만큼(보통 10도 미만) 들어가서, 스트랜드 트래버스 경로에 대한 핀의 밀접하고 지체되지 않은 접근을 더 확보한다. 상기 핀의 가이드 레일의 면에 대한 밀접한 접근으로, 핀이 스트랜드와 접촉함에 따라, 스트랜드가 트래버스 가이드 팁의 노치에 고정되는 것을 확보한다. 스트랜드 가이드의 노치 팁에 대한 설명은 도 15 및 16에서 나타낸다. 상기 노치 가이드 팁은 미국특허 제3,086,722호(Altice 등)에 개시되어 있다. 스트랜드가 상기 장치로부터 공급되면, 핀의 반구형 경로의 중심축은 스트랜드 트래버스 가이드의 경로 약간 아래에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 오목 또는 홈 영역은 하부 가이드 레일에 위치하여 핀의 경로를 수용한다.

시스템의 실시태양에서, 가이드(36)의 팁(37)은 스트랜드 가이드의 기저부 위로 약 0.098인치(2.5mm) 연장되며 깊이 약 0.060인치(1.5mm)의 노치를 갖는다. 물론, 다른 치수의 가이드를 만족할만하게 사용할 수 있다. 도 16은 스트랜드 트래버스 가이드의 팁을 위한 키-홀(key-hole)형 노치를 도시한다. 키-홀 노치 팁은 가이드 내에 스트랜드를 더 잘 보유하기 위해서 바람직하다. 마모 및 마찰을 최소화하기 위해, 팁(37)은 표면 조도가 32 마이크로 인치 RMS 이하인 세라믹 재료로 만들어진다. 플라스틱 가이드를 사용할 경우, 세라믹 팁은 플라스틱과 함께 일체형으로 성형되어 완전한 가이드를 형성할 수 있다. 최상의 평활 작동을 위해, 트래버스 가이드 중량을 최소화한다. 세라믹 팁을 갖는 전형적 플라스틱 트래버스 가이드는 5 내지 10그램의 무게를 가질 수 있다.

도 4 내지 8에 도시한 바와 같이, 왕복 스트랜드 트래버스 가이드(36)에 의해 운송된 스트랜드(10)은 한 쌍의 핀-수송 컨베이어(40, 40')의 핀(42, 42') 둘레에 고리를 형성하여 스트랜드 배열을 형성한다. 도 4 내지 8에 도시한 바와 같이, 상기 핀-수송 컨베이어는 그 표면에 다수의 핀이 돌출된 휠들이다. 핀-수송 컨베이어 휠은 가이드 트래버스 경로의 각 말단 근처에위치한다. 상기 핀-컨베이어 휠은 트래버스 가이드의 전체 왕복운동 거리보다 다소 작은 거리만큼 이격된다. 본 명세서에서 언급한 바와 같이, 트래버스 가이드의 왕복운동 거리는 스트랜드 트래버스 가이드의 전체 왕복 트래버스 길이의 절반에 해당한다. 도 17a 및 17b는 각각 휠로부터 바깥쪽으로 돌출한 다수의 핀(42)을 갖는 전형적 핀-컨베이어 휠(40)을 묘사한다. 상기 휠은 구동축(도시하지 않음)을 탑재하기 위해 중앙 환상 원통형 허브(41)를 갖는다. 상기 핀은 휠 내에 이격된 홀(hole)로 압입, 납땜, 용접 또는 접합될 수 있다. 대체로, 이들은 100 내지 600rpm의 속도로 회전하며, 200rpm이상이 바람직하다.

핀 휠의 또 다른 실시태양에서, 핀으로부터 스트랜드 제거를 용이하게 하기 위해, 예를 들면, 캠 및 스프링 작동기작에 의해 핀을 되돌릴 수 있게 만들 수 있다. 도 4 및 8에 도시한 바와 같이, 바닥-급송 스트랜드의 경우, 핀-컨베이어 휠의 축은 스트랜드 트래버스 가이드 경로의 높이보다 약간 위(예; 약 2.5mm)에 위치하여, 핀이 스트랜드 가이드의 경로를 가로질러 더 깊게 관통하도록 한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 상부-급송 스트랜드의 경우, 핀-컨베이어 휠의 축은 스트랜드 트래버스 가이드의 높이보다 약간 낮게 위치한다. 핀-컨베이어 휠(40, 40')은 트래버스 가이드와 동기화 상태를 나타내지 않는 통상적 수단에 의해 구동된다. 상기 핀-컨베이어 휠은 트래버스 가이드 왕복거리보다 짧지만 충분히 긴 거리로 서로 이격되어, 구속벨트(restraining belt)(52, 52')가 스트랜드의 말단을 붙잡도록 한다. 한 휠의 원주둘레 위의 핀의 각(angular) 위치와 또 다른 휠의 원주둘레 위의 핀의 각 위치는 핀 간격의 절반 만큼 유격(off-set)된다. 핀-컨베이어의 핀 둘레에 스트랜드의 고속 고리 형성을 위해서는, 스트랜드 트래버스 가이드와 핀 컨베이어의 핀 사이의 최소 틈새는 0.040인치(1mm)가 만족스러움을 알았다.

도 18a 및 18b의 상세 도면에는, 휠(40)의 평면에서 β의 각으로 비스듬히 되어 있으며, 핀-컨베이어 휠의 표면으로부터 돌출된 핀(42)가 나타나 있다. 전형적인 핀은 상기 표면으로부터 0.25 in(6.4 mm) 돌출될 수 있다. 상기 핀은, 스트랜드를 휠 상의 제 위치에 견고하게 고정시키는 핀의 능력을 개선시키기 위하여, 스트랜드 횡로(traverse path)의 중심으로부터 약간 떨어진 곳을 향하고 있다. 각 β는 최대 45 ˚이지만 보통은 그 보다 작다. 도 18b에 예시한 바와 같이, 핀은

핀이 휠에 고정된 위치로부터 핀의 노출된 말단부까지의 거리의 2/3 지점에 숄더를 가지고 있다. 상기 거리의 0.4 및 0.8 사이에 위치한 숄더는 보통, 스트랜드가 만족스럽게 루핑되도록 한다.

도 19a 및 19b 각각에서, 핀-컨베이어 휠들(40, 40')이 서로를 향하여 또는 서로로부터 멀어지도록 경사진 것을 대략적으로 보였다. 이렇게 배열하면, 엘라스토머성 스트랜드를 사용할 때 특히 유용하다. 도 19a에 보였듯이, 스트랜드(10)은 핀-컨베이어 휠들 상에 루핑된 스트랜드 배열로 만들어지고, 경사진 휠들은 스트랜드가, 시트 지지 드럼(50)에 의해 운반된 시트 기재 상에 스트랜드가 놓여지기 전에, 원위치할(retract) 수 있게 한다. 도 19b에서 스트랜드(10)은 핀-컨베이어 휠들의 핀들 상에 루핑된 배열로 만들어지고, 이어서 이동하는 시트 상에 놓여지기 전에 경사진 휠들에 의해 신장된다. 후자의 형상의 경우, 더 작은 횡 스트로크 따라서 더 높은 속도를 사용할 수 있다. 핀들 상에 있을 때, 스판덱스 스트랜드는 전형적으로 그것의 릴랙스된 길이를 넘어서 10 내지 400 %의 범위로 신장될 수 있다.

도 4-8에 예시한 바와 같이, 시트(12)(이것은 생산될 복합재 시트 재료(18)의 기재가 된다)는 시트 지지 드럼(50)의 표면상에서 전진한다. 드럼(50)의 위치는 적어도 그의 둘레 표면의 일부분이 핀-컨베이어 휠들(40, 40') 사이에 존재하도록 되어 있다. 상기 핀-컨베이어 휠들 사이로 그것이 통과할 때 시트를 지지하는 용도로 의도된 다른 시트 지지 표면들은, 예를 들어 끝없는 평평한 벨트 또는 스크린을 포함한다. 끝없는 벨트는, 접착제가 고착되는 동안 스트랜드 배열 및 시트 조합(assembly)이 억제된(restrained) 상태에서 유지되는 데 추가적인 시간이 요구되는 경우에 유리하다. 놓여진 스트랜드 배열(16)을 진행하는 시트 기재(12)의 상부의 위치에 유지시키기 위하여, 한 쌍의 억제 벨트들(52, 52')을 채택하였다. 억제 벨트(52)는 4 개의 아이들러 롤들(54, 55, 56 및 57)의 세트의 주위의 이동하는 시트 지지 드럼과의 접촉에 의해 구동되며; 벨트(52')는 상응하는 아이들러 롤들(54', 55', 56' 및 57')의 주위에서 동일한 방식으로 구동된다. 아이들러 롤들(54, 54')의 위치는, 핀-컨베이어 휠들(40, 40')의 핀들(42, 42')의 둘레에 루핑된 스트랜드가 핀들로부터 제거되기 전에, 롤들(54, 54') 및 회전하는 시트 지지 드럼(50)의 둘레를 지나는 벨트들 사이의 닢(nip)에서 스트랜드 배열(16)이 초기에 잡히도록 되어 있다. 드럼(50)은 진행하는 스트랜드 배열 및 시트를 드럼 상의 제 위치에 고정시키는 점에서 벨트들을 돕기 위한, 억제 벨트들을 따라서 정렬된, 둘레의 그루브들을 가질 수 있다. 아이들러 롤들(54, 54')의 직경은 작은데, 억제 벨트들에 의해서 스트랜드가 접촉되는 점과 벨트들 및 드럼의 사이의 닢에서 스트랜드가 완전히 잡히는 점 사이의 거리가 실시할 수 있는 한 작도록 하기 위함이다. 접착제 도포기(20)(접착제를 스트랜드 및/또는 진행하는 시트에 도포한다)은 억제 벨트들 및 드럼의 사이의 닢들의 바로 윗쪽에 위치하고 있다. 수많은 종류의 접착제들, 예를 들어 고온 용융 분무 접착제들이 상기 장치에 사용하기에 적합하다. 시트의 전체 너비는 스트랜드 및/또는 시트에 도포된 접착제에 의해 영향을 받을 수 있으며 도 2에 "W"라고 표시되어 있으며, 억제 벨트들 사이의 거리보다 약간 작을 수 있다. 추가로, 접착제들, 초음파 또는 다른 결합 유형 수단들을 사용하여 상기 복합재의 모서리들을 경화시킬 수 있다.

억제 벨트들(52, 52')는 V-벨트인 것이 바람직하고, 그루브된 V-벨트인 것이더욱 바람직하다. 이러한 벨트들은, 둥글거나 평평한 단면의 벨트들 보다 스트랜드와 시트를 시트 지지 드럼 상에 더 견고하게 고정한다. 이 벨트들은 가장 작은 직경의 아이들러 롤들(즉, 54, 54')의 주위로 벨트가 적절하게 지나갈 수 있도록 가요성 재질로 만든다. 억제 벨트들(52, 52')는 시트 지지 드럼(50)의 둘레 속도와 동일한 선속도로 운전된다. 직전에 묘사한 벨트/드럼 닢들의 바로 아래쪽에 절삭기들(60, 60')이 드럼(50)의 각 측면에 위치한다(도 5 및 10에 잘 나타나있다). 여러가지 유형의 절삭기들, 예를 들어 날카로운 모서리들, 고온 와이어 절삭기들(즉, 전기적으로 가열되는 저항 요소들) 또는 절삭되는 특정 종류의 스트랜드에 적합한 다른 수단들이 사용될 수 있다. 절삭기를 사용하는 대신에, 스트리핑 핑거들을, 스트랜드가 억제 벨트에 의해서 맞물려진 후에 상기 핀들로부터 스트랜드의 루프들을 들어올리도록 위치시킬 수 있다. 스트리핑 핑거들을 사용하면, 최종 복합재 시트 제품의 단편에서 루프들을 남기게 된다. 도포된 접착제가 고착되기 전에, 조합이 아직 지지 드럼 상에 있는 동안 스트랜드 배열(16)의 억제된 조합의 상부에 롤(15)로부터 공급되는 커버 시트(14) 및 시트 기재(12)를 프레스하기 위하여 임의적으로 프레스 롤(58)을 사용할 수 있다. 제거(takeoff) 롤(65)를 사용하여 완료된 복합재 시트 소재를 드럼으로부터 적절한 회수 수단 또는 후속 처리 단계로 유도할 수 있다. 스트랜드의 조합, 시트 및 접착제는 충분한 시간(또는 드럼 상의 거리) 동안 드럼 상에 억제되어 스트랜드 및 시트에 도포된 접착제가 고착되도록 한다.

도 20a-e는 고착 부분의 다양한 패턴 및 제조될 수 있는 층 또는 시트상의탄성 스트랜드를 위한 패턴을 도시한다. 이들 패턴은 실시예로 제공되나 개시된 것들로만 제한되지 않는다. 도 20a는 단일 탄성 스트랜드(10)로부터 제조된 다수의 탄성 부재를 사용하고, 동일한 폭을 갖고 고착 부분(27)로부터 고르게 떨어져 배치된 복합재를 도시하고, 고착 부분(27)은 또한 상기 복합재의 모서리에 위치된다. 도 20b는 탄성 스트랜드(10)를 사용하고, 동일한 폭을 갖고 고착 부분(27)로부터 고르게 떨어져 배치된 복합재를 도시하고, 고착 부분(27)은 상기 복합재의 모서리로부터 떨어져 위치된다. 도 20c는 2개의 탄성 스트랜드(10)을 사용하고, 고착 부분(27)과 동일한 폭을 갖는 복합재를 도시하고, 고착 부분(27)은 상기 복합재의 폭을 가로질러 고르게 떨어져 배치된다. 도 20d는 더 넓은 고착 부분(27), 2개의 탄성 스트랜드(10)을 도시하고, 상기 고착 부분이 고르게 배치되어 있음을 도시한다. 도 20e는 다양한 폭을 갖는 고착 부분(27)로부터 고르게 떨어져 배치된 탄성 스트랜드(10)를 위한 또다른 패턴을 도시한다. 고착 부분으로부터 고르게 또는 고르지 않게 떨어져 배치된, 다수 또는 단일 탄성 스트랜드의 조합, 동일하거나 또는 상이한 폭을 갖는 고착 부분, 또는 탄성 스트랜드 패턴이 사용될 수 있다.

더욱이, 이들 파라미터의 변화는 패턴에 배열될 수 있는 플리츠(pleats)을 제공하거나 또는 공간 및 크기를 변화시킬 수 있다. 이는 도 23에 도시한 바대로 동일한 라미네이트에 상이한 고착 부분(27) 사이에 거리 또는 비부착 부분(28)을 가짐으로써 또는 동일한 라미네이트에 상이한 고착 부분 폭을 가짐으로써 이루어질 수 있다. 또한 몇몇 고착 부분(27)은 도 24에 도시한 바대로 비연속적일 수 있다.

실시예 1

이 실시예는 고속으로 탄성 복합 재료를 제조하기 위해 듀퐁 PCT 출원에 개시된 방법 및 기구의 적합성을 설명하는 시험을 기술한다. 이 탄성 복합 재료 제조용 기구는 실질적으로 도 4에 도시된 바와 같다. 방법은 또한 본원에 제시된 다른 실시양태를 사용하여 또는 다른 형태의 기구 상에서 수행될 수 있다.

출발재료는 하기와 같다. A 620-dtex LYCRAXA스판덱스(spandex)(델라웨어주 윌밍턴에 소재하는 이.아이. 듀퐁 드 네모아 & Co.에 의해 판매됨)를 탄성 스트랜드로서 사용한다. A 23.3-g/m²유형 6700의 열결합된 폴리프로필렌 부직포 직물(노스캐롤라이나 심프손빌에 소재하는 파이어웹 그룹 Inc.에 의해 판매됨)을 기판 시트 또는 층으로 사용한다. 0.001 인치(0.025 mm) 두께의 폴리에틸렌 필름(텍사스주 달라스에 소재하는 콘실레이티드 터모플라스틱스 Co.에 의해 판매됨)을 커버 시트 또는 제2층으로 사용한다.

핀들리 2276 고온 용융 부착제(위스콘신주 와우와토사에 소재하는 아토 핀들리 어드헤시브스, Inc.에 의해 판매됨)를 기판 시트상에 약 15 gsm에서 1/2 인치(12.7 mm)씩 고르게 떨어져 배치된, 1/2 인치(12.7 mm) 스트라이프(stripe)로 슬롯(slot) 코팅한다.

2,000 rpm에서 회전하는 실린더형 캠(cylindrical cam)에 의해 작동되는 왕복 스트랜드 유도장치에 대해 신장시키면서 스트랜드를 공급한다. 스트랜드는 이완된 길이에 대해 약 300% 신장되어 공급된다. 스트랜드 선회 유도장치는 9.5 인치(23.5 cm) 스트로크를 갖고 분당 앞뒤로 2,000회를 왕복한다. 8.75 인치(22.2 cm) 떨어져 있고(즉, 각각의 휠상에 있는 핀 기재의 중심에 의해 형성된 상상의 원사이의 최소 거리) 각각 6.37 인치(16.2 cm) 직경을 갖는, 한쌍의 평행 핀-컨베이어 휠(pin-conveyor wheel)은 200 rpm으로 회전한다. 각각의 핀-컨베이어 휠은 2.0 인치(5 cm)의 원주 거리에 의해 균등히 떨어져 있는 10개의 핀을 갖는다. 이 핀은 휠 원주 표면으로부터 20도씩 밖으로 기울어져 있다. 캠 프로파일은 도 13b에 제공된 바와 같다. 핀 휠 및 스트랜드 선회 유도장치의 위치는 각각의 선회 스트로크의 말단 근처에 있는 스트랜드 선회 유도장치 및 핀 사이에 0.04 인치(1 mm) 이상의 틈새를 제공하도록 정해진다. 핀-컨베이어 휠의 축은 선회 유도장치 통로의 상승축 위 0.15 인치(3.8 mm)에 위치된다. 도 18b는 핀 및 핀-컨베이어 휠을 위해 사용되는 형상을 도시한다. 각각의 핀은 원형 단면이고 도 18b에 도시된 디자인의 쇼울더를 갖는다. 핀은 휠 표면상에 돌출한다. 핀 쇼울더는 핀의 노출된 팁으로부터 0.07 인치(1.8 mm) 떨어져 위치된다. 핀의 큰 직경 부분은 0.060인치(1.5 mm)이고 작은 직경 부분(즉, 핀의 노출된 팁에 가장 가까운 부분)은 0.038 인치(1 mm)이다. 시트 지지 드럼은 9.5 인치(23.5 cm) 직경을 갖고 25 rpm으로 회전한다. 생성되는 복합재 시트 재료는 분당 약 19 미터의 선속도로 드럼으로부터 제거된다.

실시예 2

본 발명의 복합 재료의 여러 사용예 중 한가지는 1회용 흡수 의류의 측면 패널에서 이다. 이러한 탄성 측면 패널에 대한 최적의 재료는 통기성이며 도2에 나타난 바와 같이 그들 사이에 접착된 탄성 스트랜드를 갖는 2층의 스펀본드 폴리프로필렌으로 구성된 재료이다. 상기 도면에 나타난 바와 같이, 탄성 측면 패널(7)은 2층의 스펀본드된 폴리프로필렌 사이에 접착된 탄성 스트랜드(26)들을 갖는다. 상기 탄성 스트랜드들은 패널의 폭방향 치수내에서 연장된다. 이들은 평행하지는 않지만, 대신에 패널의 말단방향으로 서로 근접하게 이동하여, 지그 재그 패턴으로 특성지워질 수 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 탄성 스트랜드가 지그 재그 패턴으로 위치된 단일 필라멘트인 것이 이상적이다. 그러나, 별법으로, 다수의 탄성 스트랜드들은 평행 스트랜드를 포함하도록 사용될 수 있다. 상기 탄성 스트랜드(26)은 접착제 또는 초음파결합을 사용하여 스펀본드 층 사이에 고정된다. 접착제는 본원에 개시된 타입 또는 본 기술분야에 공지된 것들 중 임의의 것일 수 있다. 임의로, 그리고 의도되는 부착 부위 중의 탄성 특성을 차폐하는 부착재의 양에 따라, 접착제는 경화될 때 탄성 특성을 가질 수 있다(이러한 접착제는 예를 들면, 내셔날 스타치 & 케미칼 컴파니(National Starch & Chemical Company;Bridgewater, NJ) 및 아토 핀들리 어드헤시브즈(Ato Findley Adhesives; Wauwatosa, WI)으로부터 상업적으로 구입할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다). 접착제는 슬롯(slot) 코팅 기술을 사용하여 패널의 길이 방향(폭 방향 치수(19)를 가로지르는 방향)으로 위치된, 대략 평행하게 이격된 접착선(27)들로 적용된다. 상기 접착 선들은 3.2 mm(1/8 인치)의 폭을 갖고, 이들 접착 선 사이의 간격은 3.2mm(1/8 인치)이다. 접착제는 약 15.2 gsm으로 적용된다. 상기 패널은 패널에 전체 길이를 차지하고 모든 탄성재를 가로지르는 주름(pleat 및 gather)을 갖는다. 본 실시예에서, 복합 재료의 모서리는 패널의 측면의 전체 길이를 차지하고 패널 내로 약 3/4 인치 연장된 도트(dot) 패턴으로 초음파 결합을 사용하여 강성화될 수 있다.

실시예 3

복합 재료의 가능한 적용의 예가 도 3에 나타나 있는데, 도 3은 그 모서리 둘레에 복합재 탄성 재료를 갖는 대형 커버 또는 드레이프를 나타낸다. 복합재 탄성 재료는 탄성 재료(2), 주름(도 3에 도시되어 있지 않음) 및 부착 부위(3)을 갖는다.

실시예 4

신장성 복합재의 예가 제공되는데, 여기서 접착 선(27) 및 고정 부위(27)은 도 25에 나타난 바와 같이 복합재의 횡-기계(cross-machine) 방향에 대략 평행하다. 본 실시예에서, 탄성 스트랜드(10)은 복합재의 기계 방향에 대략 평행하다. 이들 고정 부위들은 스크린 인쇄 기술을 사용하여 적용되는 접착 선을 사용하여 제조할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 복합재는 기계 방향으로 신장될 수 있는(즉, 신장성) 반면에, 실시예 1의 복합재는 횡-기계 방향으로 신장될 수 있다.

Claims

a) 제1층,

b) 제2층,

c) 다수의 신장된 탄성 부재들,

d) 상기 제1층과 제2층 사이에 위치하고 제1층 및 제2층과 접촉하는 상기 탄성 부재들,

e) 상기 탄성 부재들, 제1층 및 제2층들을 고정하는 고정 영역들, 및

f) 최대 신율이 탄성 부재 신율의 약 85% 이상인 복합재

를 포함하는, 신장 가능한 복합 재료.
제1항에 있어서, 상기 탄성 부재들이 평행 상태로부터 약간 벗어나 있는 복합 재료.
제1항에 있어서, 상기 탄성 부재들이 대략 평행 상태인 복합 재료.
제1항에 있어서, 상기 다수의 탄성 부재들이 단일 스트랜드를 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 상기 고정 영역들이 대략 동일한 크기이고 서로 대략 동일한 간격으로 떨어져 있는 복합 재료.
제1항에 있어서, 상기 복합재의 최대 신율이 탄성 부재 신율의 약 90% 이상인 복합 재료.
제1항에 있어서, 상기 복합재의 최대 신율이 탄성 부재 신율의 약 95% 이상인 복합 재료.
제1항에 있어서, 하나 이상의 경직된 모서리를 추가로 포함하는 복합 재료.
제1항에 있어서, 상기 제1층이 통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 상기 제1층이 비통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제10항에 있어서, 상기 제2층이 통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제10항에 있어서, 상기 제2층이 비통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합재료.
제10항에 있어서, 상기 제2층이 비통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제1항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1층이 불투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제1항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1층이 투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제1항, 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2층이 불투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제1항, 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2층이 투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제1항에 있어서, 부착 구역을 추가로 포함하는 복합 재료.
제1층, 제2층 및 다수의 탄성 부재들을 포함하는 신장 가능한 탄성 복합재로서, 상기 복합재는 또한 기계 방향 및 기계 가로 방향을 가지며, 상기 탄성 부재들의 길이는 대략 기계 방향에 대해 수직이고, 부착된 탄성소재 구역들이 부착되지 않은 탄성소재 구역들 사이에 산재하며, 상기 부착된 탄성소재 구역들은 상기 복합재의 기계 방향과 대략 평행이고, 상기 부착된 탄성소재 구역들은 2 이상의 상기 탄성 부재들을 건너 연장되며, 상기 기계 방향에 대략 평행이고 2 이상의 상기 탄성 부재들을 건너 연장되는 주름들을 갖는 복합재료.
제19항에 있어서, 제1층이 통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제19항에 있어서, 제1층이 비통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제20항에 있어서, 제2층이 통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제21항에 있어서, 제2층이 비통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제19항, 제20항 또는 제21항에 있어서, 제2층이 비통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제19항, 제20항 또는 제21항에 있어서, 제1층이 불투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제19항, 제20항 또는 제21항에 있어서, 제1층이 투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제19항, 제22항 또는 제23항에 있어서, 제2층이 불투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제19항, 제22항 또는 제23항에 있어서, 제2층이 투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제19항에 있어서, 부착된 탄성체의 구역에서 복합 재료가 탄성을 나타내지 않는 것인 복합 재료.
제19항에 있어서, 부착된 탄성체의 구역에서 복합 재료가 최소한의 탄성을 나타내는 것인 복합 재료.
제19항에 있어서, 부착된 탄성체의 구역이 대부분의 탄성 부재를 건너 연장되는 것인 복합 재료.
제19항에 있어서, 부착된 탄성체의 구역이 접착제를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제19항에 있어서, 플리츠가 대부분의 탄성 부재를 건너 연장되는 것인 복합 재료.
제19항에 있어서, 하나 이상의 경직된 모서리를 추가로 포함하는 복합 재료.
제1층 및 탄성 부재를 포함하는 신장 가능한 탄성 복합재로서, 복합재는 길이 및 폭을 추가로 가지고, 탄성 부재는 길이 및 폭을 추가로 가지며, 탄성 부재의 길이는 복합재의 길이에 대략 직각이고, 고정 영역은 탄성 복합재의 폭을 가로질러 산재하고 복합재의 길이에 대략 평행하며, 고정 영역은 탄성 부재를 가로질러 연장되고, 복합재는 복합재의 길이에 대략 평행하고 대부분의 탄성 부재를 가로질러 연장되는 플리츠를 가지며, 복합재는 복합재의 폭방향의 치수로 탄성 부재의 신율의 약 85% 이상의 최대 신율을 가지는 것인 탄성 복합재.
제35항에 있어서, 복합재의 최대 신율이 탄성 부재의 신율의 약 90% 이상인 복합 재료.
제35항에 있어서, 복합재의 최대 신율이 탄성 재료의 신율의 약 95% 이상인 복합 재료.
제35항에 있어서, 제1층이 통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제35항에 있어서, 제1층이 비통기성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제35항에 있어서, 통기성 재료를 추가로 포함하는 제2층을 추가로 포함하는 복합 재료.
제35항에 있어서, 비통기성 재료를 추가로 포함하는 제2층을 추가로 포함하는 복합 재료.
제38항에 있어서, 비통기성 재료를 추가로 포함하는 제2층을 추가로 포함하는 복합 재료.
제35항, 제38항 또는 제39항에 있어서, 제1층이 불투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제35항, 제38항 및 제39항에 있어서, 제1층이 투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제40항, 제41항 또는 제42항에 있어서, 제2층이 불투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제40항, 제41항 또는 제42항에 있어서, 제2층이 투수성 재료를 추가로 포함하는 것인 복합 재료.
제35항에 있어서, 부착 구역을 추가로 포함하는 복합 재료.
통기성 재료인 제1층; 통기성 재료인 제2층; 제1층 및 제2층 사이에 위치한 둘 이상의 탄성 부재; 탄성 부재, 제1층 및 제2층을 고정하는 고정 영역들; 부착 구역을 추가로 포함하는 고정 영역들; 대부분의 탄성 부재를 가로 및 세로로 건너 연장되는 부착 구역을 포함하는 신장 가능한 복합 재료.
제48항에 있어서, 경직된 모서리를 추가로 포함하는 복합 재료.
제1항, 제19항, 제35항 또는 제48항의 복합 재료를 포함하는 어패럴 제품.