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KR20180093912A - 3-차원 마이크로-개구를 갖는 하이드로-포밍 필름 - Google Patents

3-차원 마이크로-개구를 갖는 하이드로-포밍 필름 Download PDF

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KR20180093912A
KR20180093912A KR1020187015943A KR20187015943A KR20180093912A KR 20180093912 A KR20180093912 A KR 20180093912A KR 1020187015943 A KR1020187015943 A KR 1020187015943A KR 20187015943 A KR20187015943 A KR 20187015943A KR 20180093912 A KR20180093912 A KR 20180093912A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
web
screen
opening
film
dimensional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020187015943A
Other languages
English (en)
Inventor
파울 유진 토마스
Original Assignee
트레데가르 필름 프로덕츠 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 트레데가르 필름 프로덕츠 코포레이션 filed Critical 트레데가르 필름 프로덕츠 코포레이션
Publication of KR20180093912A publication Critical patent/KR20180093912A/ko
Ceased legal-status Critical Current

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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
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    • D04H1/49—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres in combination with at least one other method of consolidation entanglement by fluid jet in combination with another consolidation means
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D04H18/00—Needling machines
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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
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    • D04H5/02—Non woven fabrics formed of mixtures of relatively short fibres and yarns or like filamentary material of substantial length strengthened or consolidated by mechanical methods, e.g. needling
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    • A61F13/512—Topsheet, i.e. the permeable cover or layer facing the skin characterised by its apertures, e.g. perforations
    • A61F13/5121—Topsheet, i.e. the permeable cover or layer facing the skin characterised by its apertures, e.g. perforations characterised by the vertical shape of the apertures, e.g. three dimensional apertures, e.g. macro-apertures
    • A61F13/5122—Topsheet, i.e. the permeable cover or layer facing the skin characterised by its apertures, e.g. perforations characterised by the vertical shape of the apertures, e.g. three dimensional apertures, e.g. macro-apertures and comprising secondary apertures, e.g. macro-apertures in combination with microapertures
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    • A61F2013/15821—Apparatus or processes for manufacturing characterized by the apparatus for manufacturing
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    • A61F2013/51338—Topsheet, i.e. the permeable cover or layer facing the skin characterised by its function or properties, e.g. stretchability, breathability, rewet, visual effect; having areas of different permeability having improved touch or feeling, e.g. smooth film
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/44—Cutters therefor; Dies therefor
    • B26F2001/4481—Cutters therefor; Dies therefor having special lateral or edge outlines or special surface shapes, e.g. apertures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C2791/004—Shaping under special conditions
    • B29C2791/006—Using vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C2791/007—Using fluid under pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C51/10—Forming by pressure difference, e.g. vacuum
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Abstract

중합체 웨브를 가공하는 방법은 웨브를 지지하고 기계 방향으로 웨브와 함께 이동하도록 구성되는 성형 스크린을 제공하는 단계를 포함한다. 성형 스크린은 복수의 타원형 스크린 개구부를 갖고, 각각의 개구부는 기계 방향에 직각인 장축 그리고 기계 방향에 평행한 단축을 갖는다. 상기 방법은 웨브를 성형 스크린 상으로 연속적으로 피착시키는 단계 그리고 웨브가 스크린 개구부 내로 가압되게 하기에 충분한 압력 수준을 갖는 물 스트림에 웨브 및 성형 스크린을 통과시키는 단계로서, 그에 의해 웨브의 평면형 표면으로부터 연장하는 돌출부를 형성하는, 단계를 포함한다. 각각의 돌출부는 정점부, 정점부에서의 개구부, 및 웨브의 평면형 표면에 평행한 타원형 단면을 갖는다. 타원형 단면은 요구된 돌출부 축 비율을 생성하도록 선택될 수 있는 돌출부 축 비율을 갖는다.

Description

3-차원 마이크로-개구를 갖는 하이드로-포밍 필름
관련출원에 대한 교차-참조
본 출원은 그 내용이 본 명세서에 전체적으로 참조로 포함되는, 2015년 12월 11일자로 출원된, 미국 임시 특허 출원 제62/266,256호로부터의 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 유체의 전달을 위한 흡수 디바이스에 유용한 다공성 중합체 필름에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 연성(softness)을 제공하고 동시에 또한 사용 후의 표면 침윤을 감소시키는 것을 돕는 30 메시 초과의 높은 메시 카운트(mesh count)의 패턴 내의 3-차원 마이크로-개구(micro-aperture)를 갖는 필름에 관한 것이다.
흡수 디바이스의 3-차원 개구형 성형 필름 상부시트, 또는 상부시트와 코어 사이에 개재되는 취득 분배 층(acquisition distribution layer)으로서, 흡수 디바이스의 사용자의 피부 측을 향해 상향으로 향하는 3-차원 마이크로-개구 그리고 3-차원 마이크로-개구의 영역 내에 특정 패턴으로 배치되는 3-차원 매크로-개구(macro-aperture) 둘 모두를 갖고, 매크로-개구는 흡수 코어를 향해 하향으로 향하는, 상부시트 또는 취득 분배 층은 본 기술분야에 널리 공지되어 있다. 3-차원 마이크로-개구는 솜 같이 부드러운, 천-같은 또는 실크 같은 텍스처의 촉감을 제공하고 동시에 또한 사용 후의 표면 침윤의 양의 감소를 향상시키는 것으로 알려져 있다.
그러한 필름은 진공-성형 공정(vacuum-forming process) 및 하이드로-포밍 공정(hydro-forming process)을 포함하는, 여러 개의 방법 중 하나를 사용하여 생성될 수 있다. 이들 방법 둘 모두에서, 필름은 요구된 마이크로-개구 패턴에 대응하는 개구부를 갖는 회전 스크린 상에 피착된다. 진공-성형에서, 상대적인 진공이 스크린을 횡단하여 설정되고 그에 따라 필름은 개구부 내로 흡입되고, 그에 의해 일련의 돌출부를 필름 표면 상에 형성한다. 진공 차이가 충분하면, 개구부가 각각의 돌출부의 정점부(apex)에서 필름 내에 형성된다. 하이드로-포밍에서, 유사한 돌출부가 고압수 스트림을 스크린에 대향하는 필름의 측에 유도함으로써 형성된다. 물 스트림의 압력은 필름을 스크린의 구멍 내로 가압한다. 충분한 압력이 가해지면, 개구부가 각각의 돌출부의 정점부에서 필름 내에 형성된다.
마이크로-개구는 또한 니들 펀칭(needle punching)과 같은 기계적인 방법을 사용하여 형성될 수 있지만, 그러한 방법은 최종 재료의 연성의 인식도를 향상시키는 경향이 있는 3 차원성을 제공하는 데 추가적인 단계를 요구하는 경향이 있다.
큐로(Curro) 등에게 허여된 미국 특허 제4,609,518호("큐로 '518")에서, 중합체 웨브가 하나 이상의 3-차원 성형 구조체, 즉 기본적으로 "하이드로-포밍 공정"에 대한 모 특허를 사용하여 생성될 수 있고, 그 교시내용에 따르면, 높은 메시 카운트의 3-차원 마이크로-개구 패턴이 고압수 스트림에 의해 형성되고, 구체적으로 "각각, 약 3 mil 내지 약 7 mil의 직경[또는 랜드 폭(land width)]의 범위 그리고 약 140 x 140/제곱 인치 내지 약 80 x 80/제곱 인치의 범위 내의 메시 카운트를 갖는 ... 필라멘트[또는 랜드]를 갖는 ... 3-차원 마이크로-개구 패턴은 전형적으로 ... 노즐[들]로부터 방출되는 ... 고압 액체 제트[들]가 가해질 때에 매우 부드러운 느낌의 3-차원 개구형 웨브를 생성할 것이다. 그러한 웨브 내에 생성되는 상대적으로 작은 3-차원 개구는 교차 필라멘트들[또는 랜드들] 사이의 ... 간극 내에 생성되는 보이드 공간[또는 개구부]과 실질적으로 일치한다." 3-차원 매크로-개구가 이어서 제2 단계 공정에서 형성되고, 여기서 그 성형 스크린은 흡수 디바이스의 상부시트를 통한 흡수 코어 내로의 충분한 유체 취득에 적절하도록 설계되는 것과 같이 더 낮은 메시 카운트의 큰 개구부를 갖는다.
프록터 & 갬블 코., 오하(Procter & Gamble Co., OH)에 의해 판매되는, 프리미엄 올웨이즈(Premium ALWAYS)® 상표의 여성용 위생 패드는 실질적으로 큐로 '518의 하이드로포밍 공정에 의해 생성되는 상부시트를 이용한다. 3-차원 마이크로-개구 패턴은 다양한 소매점 중 임의의 소매점으로부터 구매된 패드로부터 계산될 때에, 대체로 약 100 메시이다. 그것은 편안함 및 청결 둘 모두를 사용자에게 제공하는 그 솜 같은 부드러운 촉감을 갖는 것으로 알려져 있다. 3-차원 마이크로-개구를 확대하여 관찰할 때에, 그것들은 기계 방향(machine direction)(MD)으로 신장부, 또는 장축을 갖는다. MD는 여성용 패드의 길이 또는 전방-후방 방향에 해당한다. 많은 것들이 그 장축의 극단 단부에서 약간 예리하다. 그것들은 형상 면에서 '고양이-눈'의 홍채와 매우 유사한 것으로 보이고, 그에 따라 이후에서 그 형상은 '고양이-눈' 형상으로서 지칭될 것이다. 이러한 고양이-눈 형상은 종래 기술의 하이드로포밍 공정에서 형성되는 3-차원 개구에서 통상적이다.
3-차원 매크로-개구가 3-차원 마이크로-개구를 연화시키는 패턴을 이미 포함하는 '전구체' 웨브 내로 형성될 수 있다. 제2 단계의 하이드로포밍이 큐로 '518에 사용된다. 다른 방법은 니들, 핀 또는 유사한 돌출부의 패턴을 갖는 롤러를 사용하고, 여기서 돌출부는 전구체 웨브를 통해 가단성의, 용이하게 침입되는 재료 내로, 또는, 이상적으로, 대응하는 패턴의 홈, 슬롯 또는 공동과 같은 오목부 내로 가압된다. 전형적으로, 마이크로-개구의 돌출 방향은 상향이고, 매크로-개구의 돌출 방향은 하향이다.
디 베라르디노(Di Berardino)에게 허여된 미국 특허 제8,168,102호("디 베라르디노 '102")는 하나의 기계적인 펀칭 방법을 개시하고 있다. 그 요약서에서, 그것은 아래의 기계를 설명한다. 즉, "접촉 시에 부드럽고, 탄성이고, 배출 용도로 적절한 필름을 생성 및 제조하는 데 이용되는 기계. 그러한 기계에 의해 생성되는 필름은 적어도, 마이크로-개구부가 비롯되는 표면에 기본적으로 직각의 방식으로 배향되는 3-차원(3D) 마이크로-깔때기(micro-funnel)의 기본적으로 연속적인 패턴을 하나의 표면 상에 제공한다. 그것은 또한 매크로-깔때기(macro-funnel)가 비롯되는 표면에 기본적으로 직각의 방식으로 배향되는 3D 매크로-깔때기에 의해 구성되는, 연속적인 패턴을 대향 표면 상에 제공한다. 용어 "마이크로-깔때기"는 450 mm 이상의 거리에서 인간의 눈으로 식별가능하지 않은 다수의 깔때기를 지칭하도록 의도하고, 반면에 용어 "매크로-깔때기"는 450 mm 초과의 거리에서 인간의 눈으로 명확하게 관찰가능한 깔때기를 지칭하도록 의도한다."
디 베라르디노 '102의 청구항 9는 "매크로 구멍을 갖는 열가소성 필름을 마이크로 구멍을 이미 갖는 필름으로부터 형성하는 디바이스로서, 그 표면 상에 다수의 니들을 갖는 제1 릴(reel); 다수의 홈을 갖는 제2 릴로서, 홈은 제1 및 제2 릴의 회전 중에 니들에 결합되어 매크로 구멍을 획득하는, 제2 릴; 및 천공부를 갖는 제3 릴로서, 천공부는 제1 릴의 회전 중에 제1 릴의 니들과 결합되어 열가소성 필름을 마이크로 구멍을 실질적으로 손상시키지 않으면서 제1 릴로부터 제거하고, 여기서 제3 릴은 정전기를 사용하여 힘을 정전기를 통해 열가소성 필름의 매크로 구멍 상에 가함으로써 열가소성 필름을 제1 릴로부터 제거하는, 제3 릴을 포함하는, 디바이스"와 관련된 방법을 추가로 설명한다.
킴벌리-클라크 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation)에 의해 판매되는, 유 바이 코텍스(U BY KOTEX)® 상표의 여성용 생리대는 이러한 타입의 상부시트 재료를 이용하고, 그것을 엑스프레스 디알아이(Xpress DRI)® 커버로 지칭한다. 3-차원 마이크로-개구 패턴은 다양한 소매점 중 임의의 소매점으로부터 구매된 패드로부터 계산될 때에, 대체로 약 60 메시이다. 그것은 또한 편안함 및 청결 둘 모두를 사용자에게 제공하는 그 솜 같은 부드러운 촉감을 갖는 것으로 알려져 있다. 3-차원 마이크로-개구를 확대하여 관찰할 때에, 그것들은 기본적으로 둥글고, 이것은 진공 성형 공정에서 형성되는 3-차원 개구에서 통상적이다.
또한, 3-차원 마이크로-개구형 웨브의 충분한 개방 면적은 임의의 3-차원 개구형 웨브와 같이, 충분한 연성을 위해, 그리고 또한 사용 후의 표면 청결과 관련된 유체 취득을 돕는 데 요구되는 것으로 알려져 있다. 100 메시 하이드로포밍 패턴은 충분히 부드럽고 청결한 것으로 입증되지만, 100 메시 내지 약 75 메시 패턴은 1의 음의 분위기보다 약간 낮은 즉 약 14.0 PSI의 부압의 그 제한된 최대 압력 차이로 인해 진공 성형 방법에 의해 양호한 3-차원 개구 개구부를 형성하지 못할 것이다. 더 작은 개구부는 하이드로-포밍의 수백 PSI와 같이 개구부를 생성하는 데 더 큰 힘을 요구한다. 따라서, 메시 카운트가 75 메시를 넘어 증가하는 동안에 0%에 실질적으로 접근하는, 진공 성형에 의해 성취가능한 필름의 개방 면적비는 사용 후의 잔류 표면 침윤을 감소시키는 데 있어서 양호한 성능이라고 보기엔 부족하다. 더 작은 개구부 크기 그리고 정점부에서의 얇아진 부분의 부족이 또한 연성의 인식도에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
반대로, 진공 성형 공정에서 충분한 개방 면적을 갖는 양호한 둥근 개구부를 형성하는, 약 40 내지 약 75 메시의 마이크로-개구의 범위 내의 더 낮은 메시 카운트 버전은 하이드로포밍 공정에 의해 생성될 때에 유체 취득과 관련된 역학적 구조를 위한 충분한 개방 면적 또는 충분한 연성을 갖는 개구부를 형성하지 못할 것이다. 논리적으로, 이들 마이크로-개구 메시 카운트 내에서 더 극적으로 증가하는, 그에 따라 성형 스크린은 점진적으로 더 커지는 개구부를 가져야 하는, 하이드로포밍의 고양이-눈 형상은 그 발생된 필름의 개방 면적을 감소시킨다. 원의 장축(즉, 그 직경)은 모든 방향으로 존재하지만, (타원 또는 다른 장원형 도형일 수 있는) 고양이-눈 형상은 하나의 방향으로의 장축 수치 그리고 다른 방향으로의 단축 수치를 갖는다. 따라서, 고양이-눈 형상은 동일한 장축 수치를 갖는 원보다 낮은 개구부 면적비를 갖는다. 하이드로-포밍은 또한 일반적으로 더 작은 개구를 생성하고, 그에 따라 그 장축은 원의 축의 수치보다 작을 것이고, 이것은 개방 면적의 손실을 악화시킨다.
이러한 차이는 주로, 진공 성형 방법에서, 중합체 웨브가 용융된 형태로 제공되고, 그에 따라 충분한 유연성 및 성형성을 갖기 때문에 발생한다. 결과적으로, 진공으로 인한 압력 차이는 용융된 재료가 그 자체를 개구의 벽에 대항하여 성형되게 한다. 용융되어 있는 그 마지막 순간에, 그것은 기본적으로 스크린 개구의 정확한 복제품을 형성한다. 그러나, 그것이 고체 상태로 냉각되는 동안에, 그것은 수축한다. 이러한 수축은 필름 개구 치수를 스크린 개구 치수에만 비례하여 감소시킨다.
반대로, 하이드로-포밍 공정은 고체(즉, 용융되지 않은) 필름 웨브를 성형 스크린 위에 위치시키는 단계를 수반한다. 그러한 웨브는 고체 필름을 비틀어 그 새로운 3 차원 개구 형태로 재-성형하는 데 더 큰 압력 차이를 요구한다. 필름은 진공 성형의 용융된 웨브와 같이, 성형되지 않고, 대신에 압력에 의해 인장되고 비틀리거나 변형되고; 그에 따라, 고양이-눈 형상은 연성을 위해 필요한 더 높은 메시 카운트에서 보이는 것과 같이 발생한다.
하이드로-포밍 필름의 그 발생된 고양이-눈 형상은 또한 불량한 연성의 원인이다.
위의 설명에 비추어, 실질적으로 둥근 개구부를 생성하고, 여기서 일부가 그 정점부에 부드러운 페탈(petal)을 갖고, 그에 따라 충분한 유체 취득 그리고 개선된, 훨씬 우수한, 연성을 성취하는 하이드로포밍 방법에 의해 생성되는 약 40 내지 약 75의 메시 카운트의 더 낮은 마이크로-개구형 범위 내의 3-차원 마이크로-개구형 필름을 발명하여야 하는 요구가 발생된다.
위의 성형 방법의 각각은 최종 제품에 대해 특정 장점을 갖는다. 본 발명의 방법은 이들 장점의 조합을 제공한다.
본 발명의 예시적인 양태는 실질적으로 평면형의 표면을 갖는 중합체 웨브를 가공하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 웨브를 지지하고 기계 방향으로 웨브와 함께 이동하도록 구성되는 성형 스크린을 제공하는 단계를 포함한다. 성형 스크린은 그를 통해 형성되는 복수의 타원형 스크린 개구부를 갖는 스크린 벽을 포함한다. 각각의 스크린 개구부는 기계 방향에 직각인 장축 치수 그리고 기계 방향에 평행한 단축 치수를 갖는다. 상기 방법은 웨브를 성형 스크린 상으로 연속적으로 피착시키는 단계로서, 그에 따라 웨브는 스크린 벽에 의해 지지되고, 웨브 및 성형 스크린 벽은 기계 방향으로 함께 이동하는, 단계를 추가로 포함한다. 웨브 및 성형 스크린 벽은 웨브가 스크린 개구부 내로 가압되게 하기에 충분한 압력 수준을 갖는 물 스트림에 통과된다. 이것은 웨브의 평면형 표면으로부터 연장하는 국부적인 돌출부를 형성하고, 각각의 돌출부는 정점부, 정점부에서의 개구부, 및 웨브의 평면형 표면에 평행한 타원형 단면을 갖는다. 타원형 단면은 돌출부 축 비율(protrusion axis ratio)을 갖는다. 특정 실시예에서, 스크린 개구부 축 비율은 요구된 돌출부 축 비율을 생성하도록 선택된다.
본 발명의 또 다른 예시적인 양태는 제1 및 제2 대향의, 실질적으로 평면형의 웨브 표면을 갖는 중합체 웨브를 포함하는 필름을 제공한다. 필름은 중합체 웨브를 통한 복수의 3 차원 천공부를 추가로 포함한다. 각각의 3 차원 천공부는 제1 평면형 웨브 표면으로부터 연장하는 중공 돌출부를 포함한다. 각각의 돌출부는 정점부, 복수의 불규칙적으로 성형된 페탈에 의해, 적어도 부분적으로, 한정되는 원주부를 갖는 정점부에서의 개구부, 및 웨브의 평면형 표면에 평행한 타원형 단면을 갖는다. 타원형 단면은 0.65 내지 1.35의 범위 내의 돌출부 축 비율을 갖는다.
하기의 도면의 구성요소는 본 개시내용의 일반적인 원리를 강조하도록 도시되고, 축척에 맞게 작성되지 않아도 된다. 대응하는 구성요소를 지시하는 도면 부호는 일관성 및 명료성을 위해 도면 전체에 걸쳐 필요에 따라 반복된다.
도 1은 수형 측면이 위에 있는 단일의 진공 성형 3-차원 마이크로-개구의 단면도이다.
도 2는 수형 측면이 위에 있는 단일의 진공 성형 3-차원 마이크로-개구의 (그것을 내려다볼 때의) 평면도이다.
도 3은 둥근 마이크로-개구의 패턴을 갖는 종래 기술의 성형 스크린의 세그먼트의 개략도이다.
도 4는 진공 성형 공정에 의해 도 3의 스크린 상에서 형성되는 3-차원 마이크로-개구의 현미경 사진이다.
도 5는 진공 성형 공정에 의해 도 3의 스크린 상에서 형성되는 단일의 진공 성형 3-차원 마이크로-개구의 확대 현미경 사진이다.
도 6은 수형 측면이 위에 있는 단일의 종래 기술의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구의 단면도이다.
도 7은 수형 측면이 위에 있는 종래 기술의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구의 평면도이다.
도 8은 하이드로-포밍 공정에 의해 도 3의 스크린 상에서 형성되는 종래 기술의 하이드로-포밍 마이크로-개구의 현미경 사진이다.
도 9는 하이드로-포밍 공정에 의해 도 3의 스크린 상에서 형성되는 종래 기술의 단일의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구의 확대 현미경 사진이다.
도 10은 본 발명의 마이크로-개구의 형상을 갖는 성형 스크린의 예의 개략도이다.
도 11은 하이드로-포밍 공정에 의해 도 10의 스크린 상에서 형성되는 본 발명의 하이드로-포밍 마이크로-개구의 현미경 사진이다.
도 12는 하이드로포밍 공정에 의해 도 10의 스크린 상에서 형성되는 본 발명의 단일의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구의 확대 현미경 사진이다.
도 13은 단지 60 CSP 메시의 인식도를 갖는 접촉에 의해 인식되는 요구된 연성이 부족한 종래 기술의 60 메시 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구의 254 ㎛ 세그먼트의 단면도이다.
도 14는 87 CSP 메시의 인식도를 갖는 접촉에 의해 인식되는 요구된 연성을 성취하는 본 발명의 43.5 메시 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구의 254 ㎛ 세그먼트의 단면도이다.
"개구"는 평면형 웨브, 및 전형적으로 본 발명의 주요 적용분야에 대해 중합체 필름의 웨브 내의 개구부로서, 그에 따라 필름의 웨브가 흑색이거나 그렇지 않으면 실질적으로 불투명하게 형성되면, 개구부를 통과하는 광을 볼 수 있는, 개구부로서 정의된다. 개구는 상호연결된 필름(랜드)의 암형 평면 내에서 시작하여 개구부의 정점부에서의 제2 평면까지 연장하는 관통 구멍을 갖는 3-차원 개구부이다. 따라서, 패턴 내의 개구 개구부의 집합체는 제곱 단위당 필름 웨브에 대한 '개방 면적'을 가질 것이다. '제곱 인치당'의 면적 단위가 본 명세서에 이용될 것이다.
"3-차원 개구"는 웨브 내의 돌출 개구부로서 정의된다. 3-차원 개구의 본체는 2-차원 개구부와 같이 웨브의 평면 내에 전체적으로 놓이지 않는다. 3-차원 개구는 기부 및 원위 단부, 또는 정점부를 갖고, 그 결과 3-차원 개구는 웨브의 원래의 기부 평면으로부터 멀어지는 Z축 방향으로 돌출하여 제2 평면 내의 그 원위 단부 또는 정점부에서 종료된다. 돌출부의 원위 단부, 또는 정점부에서의 3-차원 개구는 웨브의 원래의 기부 평면 상의 돌출부의 기부 개구부의 치수보다 작은 X-Y 방향으로의 치수를 갖는 개구부를 포함할 것이다. 따라서, 대부분의 3-차원 개구는 적어도 약간은 원뿔형 또는 깔때기형이다.
본 기술분야의 용어 내에서 '3'-차원인 것으로 간주되기 위해, 일반적으로 원위 단부 평면 및 원래의 기부 평면은 적어도 약 40 ㎛의 팽창 거리, 또는 '로프트(loft)'만큼 이격된다. 이러한 거리는 돌출 3-차원 개구를 형성함으로써 유발되는 그 Z축 방향 팽창으로 인해, 원래의 웨브의 상부-저부 Z축 방향 치수, 또는 웨브 두께에 추가된다.
본 발명의 기술분야에 적용가능한 정의 내에서, 예를 들어, 고온 니들 침입, 또는 두꺼워진 그로밋 또는 모여진 단부 또는 플랩 또는 고온 마찰 항력 부분을 웨브로부터 개구의 주변부의 부근 내로 또는 그 상으로 생성할 수 있는 다른 방법, 또는 두꺼워진 주변부를 유발하는 다른 결과에 의해 형성되고 그에 따라 상부-저부 Z축 방향이 40 ㎛에 가까운 수치까지 팽창될 수 있는 3-차원 개구는 그것들이 원뿔형 또는 깔때기형 형상의 측벽을 갖지 않기 때문에 용어 "3-차원 개구"에 대한 본 명세서에서의 정의 내에 속하는 것으로서 간주되지 않는다는 것이 주목되어야 한다.
"3-차원 마이크로-개구"는 미세 스케일 또는 작은 치수의 3-차원 개구로서 정의된다. 작은 또는 미세는 메시에 의해 가장 잘 한정된다. 30 미만의 메시 카운트의 패턴 내의 3-차원 개구는 통상적으로 본 기술분야에서 '3-차원 매크로-개구'로 지칭되고; 그에 따라, 30 초과의 메시의 패턴 내의 3-차원 개구는 통상적으로 본 기술분야에서 '3-차원 마이크로-개구'로 지칭된다. 논리적으로, 더 많은 3-차원 개구를 1 인치의 직선형 길이 내에 끼워 넣기 위해, 그것들은 더 작아야 하고; 그에 따라, 더 높은 메시는 더 작은 3-차원 마이크로-개구를 요구한다. 이어서, 논리적으로, 30 미만의 메시 카운트는 "매크로-개구"의 패턴을 포함하는 데 사용된다. 수학 및 상식이 마이크로-개구 및 매크로-개구 둘 모두를 갖는 성형 필름의 메시 조합의 선택을 안내할 것이다.
"메시" 및/또는 "메시 카운트"는 큐로 '518에 사용된 것과 같은, 직조된 스크린으로부터 비롯되는 용어이다. 3-차원 개구가 일렬로 정렬되는, 선을 따른 1 인치의 거리 내에서 계산될 수 있는 3-차원 개구의 숫자가 메시 카운트이다.
"랜드"는 3-차원 개구의 기부 개구부의 주변부가 개구들 사이의 공간 내에 존재하는 웨브의 상호연결된 부분에 의해 포위되어야 하기 때문에 3-차원 개구들 사이에 발생한다. 랜드의 재료를 포함하는 3-차원 개구들 사이의 공간의 측정치는 '랜드 폭'을 정의한다. 3-차원 개구들 사이의 이들 랜드는 웨브의 원래의 평면 내에서 상호연결된 상태로 유지된다. 그 원위 단부, 또는 정점부에서의 3-차원 개구의 개구부는 주변부를 또한 갖지만; 제2 평면 내에는 상호연결된 웨브가 없다. 랜드는 개구가 돌출하는 웨브의 원래의 기부 평면 내에만 존재한다. 이것은 또한 본 기술분야에서 '암형' 측면으로서 알려져 있다. 연장된 개구부에서의 개구의 돌출 정점부의 기본적으로 공통의 평면은 '수형' 측면으로서 알려져 있다.
3-차원 마이크로-개구의 패턴을 포함하는 필름 웨브가 흡수 디바이스 내의 상부시트로서 사용되어야 하면, 매크로-개구의 패턴이 도입될 수 있다. 이러한 경우에, 각각의 마이크로-개구는 그 주위에 랜드 폭을 갖고, 또한 더 높은 메시 카운트의 마이크로-개구의 패턴은 더 낮은 메시 카운트의 매크로-개구를 포위하는 랜드 폭이 된다.
마이크로-개구는 사용 중의 표면 침윤을 감소시킬 수 있지만, 그것들은 상부시트로 유입되는 유체의 체적을 이동시키기에 개구부 크기 면에서 그 자체로 단독으로 충분하지 않고; 그에 따라, 매크로-개구가 그 기능을 위해 추가될 수 있고 반면에 마이크로-개구형 랜드는 주로 편안한 촉감을 제공한다.
웨브의 원래의 평면 내에서 상호연결되는, 이들 랜드는 웨브의 일체성 및 강도를 유지하는 역할을 한다. 좁은 랜드 폭은 랜드 영역을 감소시키고, 이것은 흡수 디바이스의 사용 후의 잔류 침윤을 감소시키는 것을 돕는다. 그러나, 좁은 랜드 폭은 더 약한 필름 강도를 유발할 수 있고, 그에 따라 3-차원 개구형 성형 필름을 형성하는 기술분야의 통상의 기술자라면 성능과 강도 사이의 밸런스가 유지되어야 한다는 것을 이해할 것이다.
성형 필름이 성형 스크린 상에서 형성되므로, 그것은 또한 본 기술분야에서 스크린이 존속가능한 일체성을 가져야 하는 이유이다. 이것은 개구부 면적에 대한 랜드 폭 면적 그리고 스크린 두께를 밸런싱함으로써 성취되어야 하고 그에 따라 스크린은 다양한 성형 필름 공정에 의해 가해지는 다양한 응력 면에서 유용하고 경제적인 수명을 가질 수 있다. 또한, 스크린을 형성하는 다양한 방법은 랜드 폭, 전체 개방 면적 및 두께의 조화를 요구하는 제한을 갖는다.
"패턴"은 3-차원 개구 그리고 그 사이의 랜드의 조합에 의해 발생되는 기하학적 어레이로서 정의된다. 가장 유용한 마이크로-개구 패턴을 위해, 개구 형상은 둥글고, 60˚ 등변 삼각형에 의해 형성되는 어레이 내에 위치설정된다. 정렬된 개구는 횡단 방향(Transverse Direction)(TD)으로 정렬되고 그에 따라 등변 삼각형 어레이는 개구가 기계 방향(MD)으로 교번되게 한다. 정사각형 패턴 또는 본 기술분야에 공지된 다른 패턴이 또한 이용될 수 있다. 개구 형상이 육각형이고, 랜드 폭이 공통의 폭으로 유지되면, 패턴 내의 육각형의 위치설정은 자연스럽게 60˚ 등변 삼각형 구성을 발생시킨다.
더 넓은 범주의 3-차원 매크로-개구 패턴에서, 삼각형, 정사각형, 오각형, 육각형, 다각형, 원, 장원, 타원 등과 같은 기하학적 개구 형상이 이용될 수 있다. 그것들은 어레이 내에 빽빽하게 위치되고, 이것은 대개 최대로 좁은 랜드 폭을 발생시킨다. 가능하다면, 랜드 폭이 패턴 전체에 걸쳐 균일한 것이 또한 바람직하다. 성형 필름 기술분야로부터 기하학적 형상 및 랜드 폭을 조합할 수 있는 전체 범위는 과도하게 방대하여 항목화할 수 없다. 따라서, 3-차원 개구형 필름을 형성하는 기술분야의 통상의 기술자라면 종래 기술로부터 본 발명의 범위를 이해하기 위해 이러한 상세한 교시내용을 요구하지 않을 것이라는 생각에 따라, 본 발명의 패턴과 관련된 세부사항만이 본 명세서에서 논의될 것이다.
성형 필름 기술분야 내의 성형 "스크린" 장치는 전형적으로 고정 슬롯을 통해 회전하는 실린더 또는 벨트이다. 슬롯 영역은 압력 차이가 가해져 필름을 성형 스크린의 개구의 패턴으로 형성하는 영역을 제공한다. 스크린은 다양한 방법에 의해 생성될 수 있다. 이들 방법은 금속 또는 비-금속 재료로부터 사진-식각 및 적층되고, 전기도금되고, 기계적으로 조각되거나 레이저 조각되는, 식각을 포함한다.
성형 필름 공정에 통상적으로 이용되는 대부분의 타입의 스크린에서, 스크린 개구는 스크린의 3-차원 개구 패턴을 비례하여 복제하도록 형성될 웨브의 평면의 X 방향 또는 Y 방향으로 정렬될 것이다. Y 방향은 전형적으로 기계 방향(MD)으로 지칭되고, 반면에 X 방향은 횡단 방향(TD)으로 지칭된다. 이것은 흡수 디바이스를 상호관련시키고, 여기서 MD는 전방 허리-후방 허리 방향일 것이고, TD는 좌측 다리 커프-우측 다리 커프 방향일 것이다.
MD로 정렬되는 3-차원 개구는 본 발명의 기술분야를 위한 대부분의 적용분야를 포함하는, 흡수 디바이스 기술분야에서 상부시트에 거의 사용되지 않는다.
이것은 정렬된 3-차원 개구가 절취 초기 라인을 생성하고 흡수 디바이스를 위한 상부시트 또는 다른 층의 절취가 바람직하지 않기 때문이다. 따라서, 현대의 흡수 디바이스에서는 패턴의 MD로, 3-차원 개구가 정렬되지 않고 교번되는 것이 통상적이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 모든 3-차원 개구, 즉 마이크로-개구 및 매크로-개구 둘 모두는 항상 TD로 정렬되고 MD로 교번되는 것으로 간주되어야 한다.
"압박 감지기 지점(Compression Sensor Point)"(CSP)은 피부가 약간의 크기의 접촉 압력 및 전단 운동으로써 웨브와 접촉할 때에 피부 내의 감각 신경에 의해 검출될 수 있는 웨브 내의 돌출부로서 정의된다. 아(Ahr)에게 허여된 미국 특허 제4,463,045호 즉 필름의 표면 상의 돌출부가 발생되어 부드러운 "천-같은" 촉감을 생성하는 종래 기술의 특허를 인용하면, "훨씬 더 천-같은 또는 섬유-같은 촉감은 표면 이탈부(aberration)가 돌출부 ... 를 포함하는지에 대한 전술된 진폭 기준(amplitude criterion)을 충족시키는 거시적으로 팽창된 3-차원 플라스틱 웨브에서 인식된다는 것이 경험에 의해 입증되었다. 이것은 어느 경우에나 웨브의 표면이 적어도 0.2 mil(즉, 0.0002 인치)의 거리만큼 서로로부터 분리되는 적어도 2개의 별개의 평면으로 분할된다는 사실에 기인하는 것으로 여겨진다. 돌출부의 경우에, 관찰자의 피부 ... 와 접촉하는 것은 이탈부의 상부이다. 상기 분할이 미세한 미시적인 패턴으로 수행되기 때문에, 웨브의 최상부 표면과의 감소된 접촉 면적만이 촉각적으로 인식되고 패턴의 존재는 그렇지 않을 것으로 여겨진다."
종래 기술을 추가로 참조하면, 큐로 등에게 허여된 미국 특허 제4,629,643호("큐로 '643")는 마이크로-개구, 및 이러한 경우에, 하이드로-포밍에 의해 형성되는 마이크로-개구로부터 비롯되는 촉각 기능을 설명한다. 즉, "본 발명은 또한 개별의 표면 이탈부의 미세 스케일 패턴을 나타내는 그러한 웨브에 관한 것이고, 상기 표면 이탈부의 각각은 상기 표면 이탈부가 비롯되는 표면에 실질적으로 직각으로 배향되는 그 진폭을 갖는다. 매우 작은 개구(마이크로-개구)가 각각의 표면 이탈부의 최대 진폭과 실질적으로 일치하여 제공된다. 표면 이탈부의 각각의 피크에서의 개구에 의해 생성되는 불연속부는 각각의 개별의 표면 이탈부의 압박 및 전단 둘 모두에 대한 저항성을 상당히 감소시킨다. 또한, 각각의 마이크로-개구의 주연부에 형성되는 화산-같은 모서리는 전형적으로 사용자의 피부와의 전체 접촉 면적을 감소시키고, 또한 사용자의 피부와의 상대적인 이동이 일어날 때에 용이하게 편향되는, 얇은, 불규칙적으로 성형된 페탈의 형태로 되어 있다. 따라서, 본 발명의 마이크로-개구형 웨브는 상당히 개선된 촉각 응답을 나타낸다. 특히, 사용자의 피부가 각각의 개구 표면 이탈부의 피크에 존재하는 화산-같은 모서리와 접촉할 때에 경험되는 촉각 응답은 전체적으로 개구를 갖지 않는 표면 이탈부의 유사한 미세 스케일 패턴에서 경험되는 것보다 훨씬 부드러운 감각이다. 이러한 촉감 차이는 전단 작용에서, 즉, 웨브의 피부와의 접촉이 피부에 직각인 단순한 압박 운동 대신에 피부에 대한 측방 운동을 수반할 때에 가장 현저하다".
따라서, 용어 CSP는 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 본 교시내용으로부터 비롯된다. 즉, 피부의 감각 신경은 돌출부(이탈부)가 피부와 접촉할 때에 압박력 및 전단력의 조합으로 그것을 검출한다. 따라서, 본 기술분야, 및 임의의 관련된 종래 기술의 3-차원 마이크로-개구형 필름에 대한 요건에 따르면, 팽창을 유발하는 상기 방법의 기구는 또한 일부 부분의 연축(fibrillating)에 따른, 약간의 크기의 얇아진 부분을 3-차원 개구의 그 정점부에서의 원위 단부 개구부의 주변부 주위에 유발한다.
연성에 대한 또 다른 요건은 집합적으로 느껴질 수 있는 CSP의 숫자이다. 전형적으로, 75 내지 140의 메시 카운트의 하이드로-포밍 마이크로-개구는 고양이-눈 개구 형상을 갖더라도, 집합적으로 느껴진다. 높은 고양이-눈 비율은 개구가 단일의 CSP로서 느껴지게 하지만, 75 메시보다 높은 CSP 카운트에서, 그것들은 집합적인 연성 감각을 생성할 것이다. 그러나, 하이드로-포밍 마이크로-개구가 더 개별적으로 느껴지게 하는 75보다 낮은 CSP 카운트의 고양이-눈 형상에서, 그것들은 거친 또는 더 고르지 않은 촉감을 생성할 것이다.
그러나, 40 내지 75 메시의 3-차원 마이크로-개구가 진공 성형 공정과 같이 둥글게 될 때에, 마이크로-개구의 직경의 간격은 CSP를 개구의 양쪽 측면에 생성한다. 이것은 메시 카운트의 약 2배의 CSP 카운트를 생성하고, 여기서 예를 들어, 60 메시 패턴의 둥근 개구는 실제로 120 메시 CSP 카운트를 생성하고 그에 따라 부드러운 촉감을 부여한다. 예를 들어, 40 메시는 80의 CSP 카운트를 생성하고, 43.5 메시는 87의 CSP 카운트를 생성한다. 이것은 진공 성형 필름으로부터의 40 내지 75 메시의 둥근 구멍이 부드럽게 느껴지는 이유이고, 그 메시 카운트의 하이드로-포밍 필름이 부드럽게 느껴지도록 고양이-눈 형상으로부터 둥근 형상으로 변화되어야 하는 이유이다.
위에 논의된 바와 같이, 3 차원 개구를 갖는 필름의 형성은 본 기술분야에 공지되어 있고, 그러한 필름을 생성하는 주요 방법은 진공-성형 및 하이드로-포밍 공정이다. 이들 방법의 둘 모두는 그 정점부에 개구부를 갖는 작은 표면 돌출부를 생성한다. 그러나, 큐로 '518 및 큐로 '643("큐로 특허")에 설명된 바와 같이, 하이드로포밍은 이들 개구부가 필름의 외관적인 연성을 향상시킬 것으로 여겨지는, 페탈-형상의 모서리를 나타낸다는 추가적인 이익을 갖는다. 그러나, 큐로에 의해 설명된 것과 같은 하이드로-포밍 방법은 횡단 방향(TD)보다 기계 방향(MD)으로 긴 치수를 갖는 장원형 개구를 생성하는 것으로 밝혀졌다. 이것은 실질적으로 원형의 구멍을 생성하는 데 사용될 수 있는, 진공 성형 공정과 다르다.
본 발명은 원형 또는 거의-원형의 3 차원 개구를 갖고 동시에 하이드로-포밍에 의해 생성되는 페탈-형상의 모서리의 촉각과 관련된 장점을 유지하는 필름을 생성하는 방법을 제공한다. 이것은 요구된 비율의 그 MD 및 TD 치수를 갖는 개구를 생성하도록 구성 및 배향되는 타원형 구멍을 갖는 스크린의, 하이드로포밍 공정에서의, 사용을 통해, 적어도 부분적으로, 성취된다.
아래의 문단은 종래 기술의 방법 및 제품을 설명한다.
도 1을 이제부터 참조하면, 대체로 평면형의 웨브 내에 형성되는 단일의 진공 성형 필름 3-차원 마이크로-개구(10)의 단면이 도시된다. 마이크로-개구(10)는 수형 측면 평면(11) 및 암형 측면 평면(12)을 갖는다. 개구(14)가 평면(12)으로부터 평면(11)까지 연속되고 그에 따라 관통-구멍을 형성한다. 수형 측면 평면(11)과 암형 측면 평면(12) 사이의 거리는 성형 필름의 "로프트"로 통상적으로 지칭되는 진공 성형 마이크로-개구의 Z축-방향 높이이다. 진공 성형 필름 3-차원 개구는 암형 평면(12)을 한정하는 인접한 진공 성형 필름 3-차원 마이크로-개구(도시되지 않음)의 랜드에 상호연결될 수 있는 랜드(13)를 갖는다. 랜드(13)의 필름 질량체는 연속되어 개구(14)의 측벽이 된다. 그것들은 연속적으로 더 얇아지고 여기서 가장 얇은 부분(15)은 개구의 평면(11) 상의 그 정점부에서의 개구부에서 종료된다는 것을 주목하여야 한다. 진공 성형 필름 3-차원 개구의 얇아진 부분(15)은 대체로 둥글고 매끄러울 것이다. 진공 성형 공정에서 형성하는 동안의 불충분한 진공 압력 차이 그리고 용융체로부터 고체로의 상 변화로 인해, 얇아진 부분(15)은 연축되지 않고 큐로 특허에 설명된 페탈-형상의 모서리를 형성하지 않는다.
도 2는 수형 측면 평면을 내려다볼 때의 3-차원 마이크로-개구(10)의 평면도를 도시한다. 개구(14)는 MD 상부-저부 방향 및 TD 좌측-우측 방향으로 배향된다. 랜드(13) 그리고 랜드(13)의 필름 질량체는 얇아진 팁(15)까지 연장하고 그에 따라 마이크로-개구의 관통-구멍(14)을 포위한다. 진공 성형 공정에 의해 형성될 때의, 관통-구멍(14)은 일반적으로 형성 후에 MD 및 TD에서 실질적으로 동일한 치수; 즉 기본적으로 원형의 형상을 가질 것이다. 웨브를 기계 방향으로 하류로 이송함으로써 가해지는 응력이 작용하여 관통-구멍 마이크로-개구를 약간 인장 및 신장할 수 있지만; 형성되는 동안에, 그것은 실질적으로 원형이다.
도 3은 마이크로-개구를 형성하도록 설계되는 전형적인 성형 스크린 패턴의 섹션(30)의 개략도를 도시한다. 본 발명을 설명하는 데 사용되는 예에 대해, 이러한 스크린은 60 메시 스크린이다. 스크린 섹션(30)은 마이크로-개구(31)의 60˚ 등변 삼각형 패턴을 갖고, 여기서 정렬된 마이크로-개구는 TD로 정렬되고, MD 마이크로-개구는 교번된다. 마이크로-개구(31)는 랜드(32)에 의해 포위된다. 랜드 폭은 모든 측면 상에서 실질적으로 동일하다. 이러한 예에 대해, 랜드 폭은 152 ㎛이다. TD 개구 직경(33)은 약 250 ㎛이고, MD 개구 직경(34)은 약 250 ㎛와 동일하다. TD로 정렬되는 마이크로-개구의 중심-중심 간격(35)은 424 ㎛이다.
중심-중심 간격(35)의 수치는 '메시'를 결정하는 데 사용될 수 있다. 424 ㎛를 인치로 변환하면 0.0167 인치가 생성된다. 1.0 인치의 직선형 개구 거리를 0.0167 인치의 중심-중심 간격으로 나누면 60 메시 카운트가 생성된다. 60˚ 등변 삼각형 어레이 내에 마이크로-개구를 갖는 도 3의 60 메시 스크린은 약 4,140개의 개구/성형 스크린의 제곱 인치를 생성하고, 이러한 성형 스크린 상에서 형성되는 필름에 대해 대략 동일한 수치의 마이크로-개구/제곱 인치를 생성할 것이다. 스크린 개방 면적비는 약 31%이다.
도 4는 도 3의 스크린으로부터 형성되는 60 메시 진공 성형 3-차원 마이크로-개구형 필름의 평면도의 현미경 사진을 도시한다. 진공 성형 필름의 둥근 개구 형상(41)을 주목하여야 한다. 이러한 진공 성형 마이크로-개구형 필름에 대한 필름 개방 면적비는 약 24.5%이다.
도 5는 도 4의 진공 성형 필름의 단일의 진공 성형 필름 3-차원 마이크로-개구(41)의 확대 현미경 사진을 도시한다. 그것은 MD 및 TD 둘 모두에서 약 202 ㎛의 직경을 갖는다. 진공 성형 공정은 일반적으로 스크린의 개구 직경의 약 60% 내지 85%인 필름 개구 직경을 성취한다. 이러한 예에서, 필름의 마이크로-개구 직경은 스크린의 개구 직경의 약 80%이다. 둥근 개구 직경이 MD 및 TD 둘 모두에서 실질적으로 동등한 반경을 가지므로, 그 반경은 면적과 관련되고(πR2); 그에 따라, 필름의 개구 면적은 또한 스크린의 개구 면적의 약 80%인 것으로 또한 말해질 수 있다.
도 6 및 도 7은 큐로 특허에 설명된 것과 같은 하이드로-포밍 방법을 사용하여 형성되는 단일의 3-차원 마이크로-개구(60)의 단면도 및 평면도를 도시한다. 마이크로-개구(60)는 수형 측면 평면(61) 및 암형 측면 평면(62)을 갖는다. 마이크로-개구(64)가 평면(62)으로부터 평면(61)까지 연속되고 그에 따라 관통-구멍을 형성한다. 수형 측면 평면(61)과 암형 측면 평면(62) 사이의 거리는 성형 필름의 "로프트"로 통상적으로 지칭되는 하이드로-포밍 마이크로-개구의 Z축-방향 높이이다. 하이드로-포밍 필름 3-차원 마이크로-개구는 암형 평면(62)을 형성하는 인접한 하이드로포밍 필름 3-차원 마이크로-개구(도시되지 않음)의 랜드에 상호연결되는 랜드(63)를 갖는다. 랜드(63)의 필름 질량체는 연속되어 개구(64)의 측벽이 된다. 그것들은 연속적으로 더 얇아지고 여기서 가장 얇은 팁(65)은 개구의 평면(61) 상의 개구부 정점부에서 종료된다는 것을 주목하여야 한다. 하이드로-포밍 필름 3-차원 마이크로-개구의 이들 얇아진 팁은 종종 큐로 특허에 의해 밝혀진 바와 같이 종래 기술에서 '페탈'로 지칭되는 연축부(66)를 형성할 것이다.
도 7의 평면도는 수형 측면 평면(61)을 내려다볼 때의 3-차원 마이크로-개구(40)를 도시한다. 마이크로-개구(64)는 기계 방향(MD) 상부-저부 방향 및 횡단 방향(TD) 좌측-우측 방향으로 배향된다. 랜드(63) 그리고 랜드(63)의 필름 질량체는 얇아진 팁(65)까지 연장하고 그에 따라 마이크로-개구의 관통-구멍(64)을 포위한다. 이후에 입증되는 바와 같이, 종래 기술의 하이드로-포밍 공정에 의해 형성될 때의, 관통-구멍(64)은 MD 및 TD에서 실질적으로 동일하지 않은 치수; 즉, 장원형 또는 "고양이-눈" 형상을 가질 것이다.
도 8은 도 3의 스크린을 사용하여 형성되는 종래 기술의 60 메시 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구형 필름의 세그먼트의 현미경 사진을 도시한다. 필름 개구(81)는 훨씬 더 작고, TD 축보다 큰 MD 축을 갖는다는 것을 주목하여야 한다. 이것은 고양이-눈 형상이다. 고양이-눈 형상은 더 작은 축이 더 큰 축으로 나뉘는 "축 비율"을 생성한다. 도시된 하이드로-포밍 필름은 약 9%의 개방 면적비 그리고 약 1.85 내지 2.12의 축 비율의 범위를 갖지만, 그것은 도 4에 도시된 진공-성형 필름과 동일한 스크린 상에서 형성된다.
고양이-눈 개구 개구부 면적은 그 반경과 또한 관련된다(π[Ra x Rb]). 하이드로-포밍은 성형 스크린의 개구 면적의 약 25% 내지 45%만을 갖는 필름 개구 면적을 생성할 것이고; 그에 따라, 하이드로-포밍 개구는 동일한 스크린 상에서 생성되는 진공-성형 필름의 대응하는 개구보다 상당히 작다는 것이 성형 필름의 생성의 기술분야에 공지되어 있다. 면적의 감소는 TD 반경 치수의 손실을 갖는 고양이-눈 형상에 부분적으로 기인하고, 또한 개구가 전체적으로 대체로 더 작기 때문이다.
고양이-눈 마이크로-개구 형상의 이러한 협소화 효과는 약 40 내지 75 메시의 메시 카운트에 대한 요구된 연성 인자의 손실에 대한 주요 원인이다. 이것은 도 13 및 도 14를 사용하여, 이후에 더 상세하게 논의될 것이다.
3 차원 개구의 축 비율은 웨브의 평면형 표면에 평행한 돌출부를 통한 단면에 대해 일정한 경향이 있다는 것이 이해될 것이다. 이것은 특히 피부와 접촉할 때의 촉감에 영향을 미치는 영역인, 돌출부의 정점부에서의 실제 천공부까지 그리고 그것을 포함하는 화산-형상의 돌출부의 상부 부분에 적용된다.
도 9는 도 3의 스크린 상에서 하이드로-포밍 공정에 의해 형성되는 도 8로부터의 단일의 종래 기술의 마이크로-개구(81)의 확대 현미경 사진을 도시한다. 그것은 약 195 ㎛의 MD 축 치수 및 약 95 ㎛의 TD 축 치수를 갖는다. 이것은 약 2.05의 축 비율을 생성한다. 종래 기술의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구의 축 비율은 다양한 스크린 패턴 및 런 조건에 따라 변할 것이다.
더 낮은 메시 카운트 수치의 더 큰 마이크로-개구는 필름 개구를 형성할 성형 스크린 개구 내에 더 큰 공간을 갖는 것으로 인해 더 낮은 축 비율을 갖는다는 것이 하이드로-포밍의 기술분야의 통상의 기술자에 의해 공지되어 있다. 어떤 분포를 갖는 데이터로부터 비롯되는 일반화로부터 출발하면, 하이드로-포밍 마이크로-개구의 종래 기술의 공정의 40 메시 축 비율은 약 1.45 정도로 낮을 수 있고, 140 메시 축 비율은 2.35 정도로 높을 수 있다.
또한, 수압, 수온, 스크린 회전 속도, 이용된 중합체 혼합물 등과 같은 하이드로-포밍 공정 조건 중 많은 다른 변수가 변화를 생성할 것이지만; 이들 조건 조작은 고양이-눈 형상 그리고 그 발생한 축 비율을 성공적으로 없애지 못하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 40 메시 내지 140 메시의 종래 기술의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구에 대한 전체 축 비율 범위는 약 1.45 내지 대체로 약 2.35이다. 진공 성형의 유사한 둥근 개구를 성취하기 위해 그리고 하이드로-포밍 공정으로부터 비롯되는 페탈로부터의 추가된 연성의 장점을 획득하기 위해, 본 발명의 단계가 하이드로-포밍 마이크로-개구의 고양이-눈 형상을 실질적으로 없애는 데 요구된다.
본 발명은 신규한 변화를 하이드로포밍 공정에 제공한다. 이러한 변화에서, 3 차원 개구를 형성하는 데 사용되는 스크린 내의 개구부는 구체적으로 이전의 방법의 고양이-눈 문제에 대처하도록 조정된다.
전형적인 하이드로포밍 공정에서와 같이, 본 발명의 방법은 이동하는, 천공된 성형 스크린 상으로의 필름의 연속적인 배치를 제공한다. 성형 스크린은 전형적으로 스크린의 천공된 벽이 고정 슬롯(또는 슬롯들)을 지나가도록 구성되는 회전가능 중공 실린더 또는 벨트이다. 스크린 상으로의 배치 후에, 필름은 일련의 정렬된 고압수 노즐 아래를 지나가고, 여기서 노즐에 대한 압력은 고압수 펌프 시스템에 의해 공급된다. 노즐은 약간 고른 분무 패턴을 전달하도록 설계되고, 각각의 노즐의 분무 패턴의 모서리는 인접한 노즐의 모서리와 약간 중첩하고 그에 따라 가해진 압력의 차이가 상기 시스템의 길이를 따라 존재하지 않도록 이격된다.
고압수 스트림은 필름이 스크린 내의 개구부 내로 그리고 그를 통해 가압되게 하고, 그에 따라 그것들은 천공부의 3 차원 형상을, 어느 정도까지, 취한다. 이것이 일어나는 동안에, 필름은 인장되고 그에 따라 그것은 얇아지고 결국 파열되어 천공부를 변형부의 정점부에 형성한다. 필름은 이어서 스크린으로부터 제거되고 여기서 돌출부는 그대로 유지된다. 필름은 이어서 (예컨대, 추가적인 마이크로 또는 매크로-천공부의 추가를 통해) 추가로 처리되거나 저장 또는 운반을 위해 권취될 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 이러한 타입의 이전에 사용된 하이드로포밍 방법은 긴 고양이-눈 형상의 개구를 웨브 내에 생성하고, 이들 개구의 장축은 필름 웨브 및 성형 스크린의 운동 방향과 정렬된다. 긴 형상은 규칙적인(전형적으로 원형의) 스크린 개구부의 사용으로부터 비롯되는 것으로 생각된다.
본 발명의 방법은 스크린 천공부의 구성이 공정 및 필름 재료의 특성에 맞게 조정되어 신장 효과를 감소시키거나 없앤다는 점에서 이전의 하이드로포밍 방법과 상이하다. 일반적으로, 이것은 스크린 개구부를 그 단축이 기계 방향으로 정렬되고 그 장축이 횡단 방향으로 정렬되는 타원형(또는 유사한 장원형 형상)으로 형성하는 단계를 수반한다. 단축에 대한 장축의 정확한 비율은 재료, 제조 라인의 속도, 수압 및 수온 등의 함수이다.
수온은 전형적으로 필름을 용융시키지 않고 부드럽게 하도록 180℉까지 상승되지만; 120-200℉의 범위 내의 온도가 또한 실용적일 수 있다. 수압 노즐은 회전 스크린 실린더로부터 약 4-5 인치만큼 이격되어 위치되지만, 2-10 인치의 거리가 또한 적용될 수 있다. 필름 웨브 캘리퍼는 두께가 12-70 ㎛의 범위 내에 있을 수 있고 여기서 통상적인 게이지는 22-24 ㎛의 범위 내에 있다. 웨브는 단층 또는 공압출된 다중 층으로 되어 있는 다양한 올레핀 중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 방법에는 임의의 적절한 중합체로부터 형성되는 필름이 사용될 수 있다. 특히 적절한 중합체는 폴리에틸렌, 저밀도 및 초-저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 선형 저밀도 및 중밀도 폴리에틸렌, 메탈로센, 블록 공중합체, 비닐 아세테이트 공중합체, 및 다양한 탄성중합체를 포함하지만, 그에 제한되지 않는다. 이들은 필름 압출의 기술분야의 통상의 기술자가 다양한 필름 속성 요건을 충족시키도록 설계할 수 있는 것과 같이, 단층 필름들로 혼합되거나, 독립적으로 압출되거나, 2개의 층 내지 5개의 층 또는 그 이상을 갖는 공압출된 필름으로 형성되어 사용될 수 있다.
도 10을 이제부터 참조하면, 본 발명의 방법에 사용하는 예시적인 성형 스크린(100)의 일부가 도시된다. 예시적인 스크린(100)은 43.5 메시 스크린이다. 스크린(100)의 개구(101)는 약 1.35의 비율(즉, 축 비율)만큼 단축(104)보다 큰 장축(103)을 갖는다. 스크린(100)은 랜드(102)에 의해 포위되는 개구(101)를 갖는다. 랜드 폭은 바람직하게는 모든 측면 상에서 동일하다. 이러한 예에 대해, 랜드 폭은 102 ㎛이다. TD 개구 직경(103)은 약 483 ㎛이고, MD 개구 직경(104)은 약 345 ㎛이다. TD로 정렬되는 개구의 중심-중심 간격(105)은 585 ㎛이다.
도시된 예의 축 비율은 1.35이지만, 약 1.15 내지 2.50의 축 비율을 갖는 스크린이 이용될 수 있다는 것이 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다.
이들 변화는 단층 필름 및/또는 공압출된 필름을 위한 다양한 메시 카운트, 패턴 어레이, 또는 중합체 혼합물에 필요할 수 있다. 공압출된 필름은 2개 내지 5개의 층을 효과적으로 이용할 수 있고, 그 결과 각각의 층의 특징부는 하이드로-포밍 개구 형성 또는 최종 사용 요건 또는 둘 모두에서 특정 기능을 위해 설계된다.
중심-중심 간격(105)은 '메시'를 결정하는 데 사용될 수 있다. 585 ㎛를 인치로 변환하면 0.023 인치가 생성된다. 1.0 인치의 직선형 개구 거리를 0.023 인치의 중심-중심 간격으로 나누면 약 43.5 메시 카운트가 생성된다. 도 10의 43.5 메시 스크린은 TD로 정렬되고 MD로 교번된 어레이로 되어 있는 개구를 갖는다. 균일한 랜드 폭에서, 이것은 약 2,414개의 개구/성형 스크린의 제곱 인치를 생성한다. 그 결과 스크린은 43.5개의 개구/TD로의 인치 그리고 약 55.5개의 개구/MD로의 인치를 갖고, 43.5 x 55.5 = 2,414개의 개구/제곱 인치이다. 스크린 개방 면적비는 약 50%이다. 하이드로-포밍 마이크로-개구형 필름이 도 10의 성형 스크린(100) 상에서 생성될 때에, 그것은 필름을 비틀어 개구를 TD로 약간 더 빽빽하게 충전할 수 있는 기계 방향 흡입에 따라, 대략 동일한 수치의 개구/제곱 인치를 생성할 것이다.
약 50%의 높은 개방 면적비 그리고 비교적 높은 카운트의 개구/제곱 인치를 갖고 동시에 또한 102 ㎛의 좁은 랜드 폭을 갖는 바람직한 실시예의 본 발명의 스크린을 생성하기 위해, 도 10의 성형 스크린(100)은 적층된 층이 비교 목적을 위해 수직으로 또는 오프셋 각도로 적층되는 것을 제외하면, 본 명세서에 참조로 포함되는, 리커(Rieker)에게 허여된 미국 특허 제5,562,932호에 의해 교시된 바와 같이 사진-식각 및 적층 방법에 의해 형성되었다. 본 발명에 요구되는 바와 같이 성형 스크린을 형성하는 또 다른 바람직한 기술은 고무 같은 열경화성 재료를 레이저 조각하는, 본 명세서에 참조로 포함되는, 토마스(Thomas) 등에게 허여된 미국 특허 제8,460,778호에 의해 개시되는 방법이다. 고무 스크린 위의 니켈 도금 코팅의 마감부가 이들 고무 레이저 조각 스크린의 강도 및 열 성질을 향상시킨다. 금속 스크린의 레이저 조각 방법이 또한 적절하게 조작되면 스크린 형성 방법 중 임의의 방법과 같이, 적절할 수 있다.
도 11은 도 10의 본 발명의 스크린 상에서 하이드로-포밍 공정에 의해 형성되는 3-차원 마이크로-개구(111)의 43.5 메시 하이드로-포밍 필름의 일부를 도시한다. 개구는 실질적으로 둥글다는 것을 주목하여야 한다. 본 발명의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구형 필름의 개방 면적비는 약 25%이고; 그에 따라, 하이드로-포밍 공정은 성형 스크린 개구의 크기 및 개방 면적비의 약 50%의 개구(111)를 생성하고; 특별히, 그것들은 식별가능한 고양이-눈 형상을 갖지 않고 대신에 기본적으로 동등한 MD 및 TD 축을 갖는 실질적으로 둥근 형상인 것으로 보인다.
도 12는 도 11로부터의 단일의 마이크로-개구(111)의 확대 현미경 사진이다. 개구(111)는 약 292 ㎛의 MD 축 그리고 292 ㎛의 대략 동일한 측정치의 TD 축을 갖는다. 그것은 1.00의 축 비율을 갖는 둥근 구멍을 생성한다. 도 11에 도시된 개구 중 소수의 개구는 약 292 ㎛의 MD 축 그리고 약 255 ㎛의 TD 축을 갖고 그에 따라 약 1.15의 상당히 감소된, 실질적으로 둥근, 축 비율을 생성한다. 측정치가 도 11에 도시된 것보다 훨씬 많은 숫자의 개구로부터 취해지더라도, 이러한 방법에 의해 행해지는 측정은 1.35 초과의 마이크로-개구 축 비율을 제공하지 않는다.
기본적으로 둥근 개구를 형성하는, 종래 기술의 진공 성형에 대해 더 이전에 언급된 바와 같이, 진공 성형 3-차원 마이크로-개구는 약 40 내지 75의 메시 카운트 내에서 상당한 정도의 연성을 성취할 수 있지만, 그것들이 연축된 페탈의 특징부를 갖지 않기 때문에 '우수한' 연성을 갖지는 않는다.
종래 기술에서 진공 성형 3-차원 마이크로-개구의 60 메시 필름이 현재 부드러운 필름으로서 성공적으로 출시되었고, 100 메시의 종래 기술의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구형 필름이 연성을 갖는 필름으로서 성공적으로 출시된 것으로 밝혀졌다. 그러나, 60 메시의 다양한 하이드로-포밍 마이크로 개구형 필름은 예를 들어, 필요한 연성을 갖지 않는다. 도 13은 그 관찰의 설명에 이용될 것이고, 도 14는 비교 목적을 위해 둥근 형상 또는 고양이-눈 형상을 갖는 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구를 생성하는 이유를 보여줄 것이고, 하이드로-포밍 마이크로-개구형 필름이 부드럽게 느껴지게 하는 본 발명의 단계이다.
도 13을 이제부터 참조하면, 종래 기술의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구형 필름의 세그먼트(130)의 단면을 관찰할 수 있다. 세그먼트(130)는 길이가 약 254 ㎛이고, 60 메시 패턴 스크린으로부터 비롯된다. 세그먼트(130)는 수형 측면 평면(131) 및 암형 측면 평면(132)을 갖는다. 마이크로-개구(134)는 평면(132)으로부터 평면(131)까지 연속되고 그에 따라 관통-구멍을 형성한다. 수형 측면 평면(131)과 암형 측면 평면(132) 사이의 거리는 성형 필름의 "로프트"로 통상적으로 지칭되는 하이드로-포밍 개구의 Z축-방향 높이이다. 하이드로-포밍 필름 3-차원 마이크로-개구는 암형 평면(132)을 형성하는 인접한 하이드로-포밍 필름 3-차원 마이크로-개구의 랜드에 상호연결되는 랜드(133)를 갖는다. 랜드(133)의 필름 질량체는 연속되어 개구(134)의 측벽이 된다. 그것들은 연속적으로 더 얇아지고 여기서 가장 얇은 팁(135)은 개구의 평면(131) 상의 개구부 정점부에서 종료된다는 것을 주목하여야 한다. 이들 하이드로-포밍 필름 3-차원 마이크로-개구는 고양이-눈 형상을 갖고, 도 13에 도시된 개구(134)의 좁은 축 폭은 도 13의 좌우 방향의, TD로의 축 폭이다. MD로의 장축은 도 13의 관찰자로부터 멀어지는 방향을 향한다. 하이드로-포밍되므로, 일부의 마이크로-개구는 페탈(146)을 가질 수 있지만, 그 연성 효과는 다른 압도적인 인자에 의해 무효화된다.
위에 한정된 바와 같이, 피부의 신경에 의한 감각 인식을 생성하는 돌출부가 "압박 감지기 지점(CSP)"이다. 여러 개의 종래 기술의 교시내용(일부가 위에 언급됨)에서 마이크로-개구로부터 비롯되는 CSP는 CSP가 과도하게 멀리 이격되면 그것들이 개별적으로 감지되고 감각이 거칠거나 고르지 않은 감각으로 바뀌기 때문에 빽빽하게 충전되어야 하는 것으로 밝혀졌다. 연성의 감각을 가장 잘 검출하기 위해, 피부는 피부 접촉 순간 중에 압박 및 벤딩될 수 있는 돌출부 팁의 집합적인 효과를 검출하여야 한다. 그 정점부에서의 얇아진 개구부, 및 가끔씩 있는 페탈은 그것들이 연성을 생성하는 CSP 카운트의 범위 내에 있으면 연성의 감각을 가장 잘 제공하는 CSP의 압박 및 벤딩 기구를 제공하는 역할을 한다. 연성이 처음으로 발생하는 부드러운 CSP 카운트는 일반적으로 약 80인 것으로 여겨진다.
도 13에서 주목하여야 하는 주요 요소는 개구가 비교 목적을 위해 좁은 또는 넓은, 높은 축 비율을 갖는 큰 고양이-눈 형상을 가지므로, 그것들이 "개별적인" CSP(137)가 된다는 것이다. 424 ㎛의 중심-중심 간격(138)에서, 이들 CSP(137)는 60 메시의 CSP 카운트로 이격되고 그에 따라 피부는 그것들을 비교 목적을 위해 단일의 CSP 유닛으로서 또는 다수의 유닛의 집합체로서 느낄 수 있고; 종래 기술에서 밝혀진 바와 같이, CSP 카운트가 80보다 낮으므로, 이러한 감각은 연성 촉감을 잃고, 대신에, 거친 또는 고르지 않은 감각으로 바뀐다.
진공 성형 공정이 동일한 60 메시 카운트의 둥근 3-차원 마이크로-개구를 생성할 때에, CSP는 측벽들 사이의 거리의 확대로 인해 개구의 양쪽 측면 상에서 측벽이 된다. 따라서, 60 메시 진공 성형 3-차원 마이크로-개구형 필름은 약 120 메시의 CSP를 생성할 것이고 그것은 그에 따라 100 메시 하이드로-포밍이 부드럽게 느껴지는 것과 같이, 부드럽게 느껴지는데, CSP 카운트 둘 모두가 연성을 위한 약 80의 최소 카운트보다 높기 때문이다.
도 14를 이제부터 참조하면, 본 발명의 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구형 필름의 세그먼트(140)가 도시된다. 이러한 세그먼트(140)의 길이는 또한 약 254 ㎛이다. 필름 세그먼트(140)는 수형 측면 평면(141) 및 암형 측면 평면(142)을 갖는다. 마이크로-개구(144)가 평면(142)으로부터 평면(141)까지 연속되고 그에 따라 관통-구멍을 형성한다. 수형 측면 평면(141)과 암형 측면 평면(142) 사이의 거리는 성형 필름의 "로프트"로 통상적으로 지칭되는 하이드로-포밍 마이크로-개구의 Z축-방향 높이이다. 하이드로-포밍 필름 3-차원 마이크로-개구는 암형 평면(142)을 형성하는 인접한 하이드로-포밍 필름 3-차원 마이크로-개구의 랜드에 상호연결되는 랜드(143)를 갖는다. 랜드(143)의 필름 질량체는 연속되어 개구(144)의 측벽이 된다. 그것들은 연속적으로 더 얇아지고 여기서 가장 얇은 팁(145)은 개구의 평면(141) 상의 개구부 정점부에서 종료된다는 것을 주목하여야 한다. 일부의 얇아진 팁(145)이 페탈(146)을 갖는다.
마이크로-개구(144)는 약 585 ㎛의 TD 정렬된 중심-중심 간격(148)을 갖고 그에 따라 약 43.5 메시의 메시 카운트를 생성한다. 마이크로-개구(144)는 약 292 ㎛의 MD 및 TD 직경을 갖고; CSP(147)가 이러한 경우에 마이크로-개구(144)의 얇아진 측벽이므로, CSP 간격, 즉 개구 개구부(149)를 횡단하는 간격 그리고 개구(149') 사이의 간격 둘 모두는 약 292 ㎛이고, 이것은 모두 훨씬 더 가깝다. 43.5 메시에서, 본 발명의 필름의 CSP(147) 카운트는 연성을 위한 80의 최소 수치보다 높은 약 87이다. 하이드로-포밍 페탈(146)의 추가로써, 더 큰 연성이 성취될 수 있다. 또한, 15% 초과의 개방 면적비의 마이크로-개구형 필름은 사용 후의 잔류 유체의 충분한 제거를 제공할 것이다. 따라서, 25% 개방 면적비를 갖는, 도 11 및 도 14에 도시된 본 발명의 필름의 바람직한 실시예는 상부시트로서 이용되면 충분한 건조성을 제공할 것이다.
따라서, 본 발명은 특히 매크로-개구의 패턴이 그에 추가될 때에, 특히 여성용 생리대, 팬티 라이너, 유아용 기저귀, 성인용 기저귀, 실금 삽입체, 붕대 등과 같은 흡수 디바이스 내의 상부시트를 포함하지만, 그에 제한되지 않는 구성요소로서 유용할 정도로, 충분히 부드럽고, 또한 잔류 유체의 제거를 향상시키기에 충분한 개방 면적을 갖는, 하이드로-포밍 3-차원 마이크로-개구형 필름을 제공한다.
본 발명은 폭넓은 이용성 및 적용성을 가능케 한다는 것이 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해될 것이다. 본 명세서에 설명된 것 이외의 본 발명의 많은 예시 및 조정, 그리고 또한 많은 변화, 변형 및 등가 배열이 본 발명의 실체 또는 범주로부터 벗어나지 않고도, 본 발명 및 그 위의 설명으로부터 명백하거나 그에 의해 합리적으로 제안될 것이다.
따라서, 본 발명이 본 명세서에서 그 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명되었지만, 본 개시내용은 본 발명의 예증 및 실증일 뿐이고, 본 발명의 완전하고 합법적인 개시내용을 제공할 목적으로 의도될 뿐이라는 것이 이해되어야 한다. 위에 설명된 실시예에 대한 많은 변형이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고도 행해질 수 있다. 따라서, 위의 개시내용은 추론되거나 본 발명을 제한하거나 그렇지 않으면 어떤 다른 그러한 예시, 조정, 변화, 변형 및 등가 배열을 배제하도록 의도되지 않는다.

Claims (16)

  1. 실질적으로 평면형의 표면을 갖는 중합체 웨브를 가공하는 방법이며,
    웨브를 지지하고 기계 방향으로 웨브와 함께 이동하도록 구성되는 성형 스크린을 제공하는 단계로서, 성형 스크린은 그를 통해 형성되는 복수의 타원형 스크린 개구부를 갖는 스크린 벽을 포함하고, 각각의 스크린 개구부는 기계 방향에 직각인 장축 치수 그리고 기계 방향에 평행한 단축 치수를 갖는, 단계;
    웨브를 성형 스크린 상으로 연속적으로 피착시키는 단계로서, 그에 따라 웨브는 스크린 벽에 의해 지지되고, 웨브 및 성형 스크린 벽은 기계 방향으로 함께 이동하는, 단계; 및
    웨브가 스크린 개구부 내로 가압되게 하기에 충분한 압력 수준을 갖는 물 스트림에 웨브 및 성형 스크린 벽을 통과시키는 단계로서, 그에 의해 웨브의 평면형 표면으로부터 연장하는 국부적인 돌출부를 형성하고, 각각의 돌출부는 정점부, 정점부에서의 개구부, 및 웨브의 평면형 표면에 평행한 타원형 단면을 갖고, 타원형 단면은 돌출부 축 비율을 갖는, 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 스크린 개구부 축 비율은 요구된 돌출부 축 비율을 생성하도록 선택되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 스크린 개구부 축 비율은 0.65 내지 1.35의 범위 내의 돌출부 축 비율을 생성하도록 선택되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 스크린 개구부 축 비율은 약 0.9 내지 1.1의 범위 내의 돌출부 축 비율을 생성하도록 선택되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 스크린 개구부 축 비율은 약 1.0의 돌출부 축 비율을 생성하도록 선택되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 스크린 개구부 축 비율은 약 1.15 내지 약 2.50의 범위 내에 있는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 국부적인 돌출부는 약 40 내지 약 75의 범위 내의 최대 메시 카운트를 갖는 2-차원 패턴으로 웨브 내에 형성되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 필름은 적어도 약 80의 압박 감지기 지점 카운트를 갖는, 방법.
  9. 제7항에 있어서, 2 차원 패턴은 국부적인 돌출부가 횡단 방향으로 정렬되고 기계 방향으로 교번되도록 구성되는, 방법.
  10. 제1 및 제2 대향의, 실질적으로 평면형의 웨브 표면을 갖는 중합체 웨브; 및
    중합체 웨브를 통한 복수의 3 차원 천공부로서, 각각의 3 차원 천공부는 제1 평면형 웨브 표면으로부터 연장하는 중공 돌출부를 포함하고, 각각의 돌출부는 정점부, 복수의 불규칙적으로 성형된 페탈에 의해, 적어도 부분적으로, 한정되는 원주부를 갖는 정점부에서의 개구부, 및 웨브의 평면형 표면에 평행한 타원형 단면을 포함하고, 타원형 단면은 0.65 내지 1.35의 범위 내의 돌출부 축 비율을 갖는, 복수의 3 차원 천공부
    를 포함하는, 필름.
  11. 제10항에 있어서, 복수의 3 차원 천공부는 하이드로포밍 공정을 사용하여 형성된, 필름.
  12. 제10항에 있어서, 스크린 개구부 축 비율은 약 0.9 내지 1.1의 범위 내의 돌출부 축 비율을 생성하도록 선택되는, 필름.
  13. 제10항에 있어서, 스크린 개구부 축 비율은 약 1.0의 돌출부 축 비율을 생성하도록 선택되는, 필름.
  14. 제10항에 있어서, 국부적인 돌출부는 약 40 내지 약 75의 범위 내의 최대 메시 카운트를 갖는 2-차원 패턴으로 웨브 내에 형성되는, 필름.
  15. 제14항에 있어서, 필름은 적어도 약 80의 압박 감지기 지점 카운트를 갖는, 필름.
  16. 제14항에 있어서, 2 차원 패턴은 국부적인 돌출부가 횡단 방향으로 정렬되고 기계 방향으로 교번되도록 구성되는, 필름.
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