KR100718674B1 - Porous film - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대해 평균입경 1~500nm의 나노 무기입자 20~80중량%와 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체에서 선택된 1종 이상의 공중합체 80~20중량%로 구성된 마스터뱃치가 30~150중량부로 첨가된 조성물로서, 상기 조성물중 나노 무기입자 함량이 50중량% 이하인 것을 특징으로 하는 박막 통기성 필름용 조성물 및 이를 용융 압출하여 얻어진 원판 쉬이트를 유리전이점 이상 용융점 미만의 온도 하에서 적어도 면적연신배율 1.5배로 연신하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 박막 통기성 필름에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 박막 통기성 필름은 우수한 기계적 물성 및 고투습성을 가지고 박막화에 의한 탁월한 경제성을 가지며 기저귀, 배변연습용 속팬츠, 생리대, 생리용 팬티, 실금용 기구, 붕대, 의료용 의류 등 신체보호용 흡수성 제품, 하우스 랩 등 건축자재용 제품 등에 유용하게 사용된다.The present invention is a carboxylic acid copolymer neutralized with 20 to 80% by weight of nano-inorganic particles having an average particle diameter of 1 to 500nm and ethylene-carboxylic acid copolymer or ethylene-carboxylic acid-metal ion with respect to 100 parts by weight of polyolefin resin. The master batch consisting of 80 to 20% by weight of one or more copolymers selected from 30 to 150 parts by weight, wherein the composition of the thin film breathable film, characterized in that the content of the nano-inorganic particles in the composition 50% by weight or less and The thin sheet breathable film according to the present invention is a thin film breathable film, which is obtained by stretching the original sheet obtained by melt extrusion at least 1.5 times the area draw ratio under the temperature of the glass transition point or more and less than the melting point. It has moisture permeability and excellent economy by thin film, diapers, training pants, sanitary napkin, and menstruation It is usefully used in absorbent products for body protection such as panties, incontinence equipment, bandages, medical clothing, and building materials such as house wraps.
폴리올레핀, 나노 무기입자, 박막, 통기성 필름 Polyolefin, Nano Inorganic Particles, Thin Film, Breathable Film
Description
본 발명은 우수한 기계적 물성 및 고투습성을 가질 뿐만 아니라 박막화에 의한 탁월한 경제성을 가진 통기성 필름용 조성물 및 이를 이용한 박막 통기성 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for a breathable film having excellent mechanical properties and high moisture permeability as well as excellent economy by thinning and a thin film breathable film using the same.
현재 통기성 필름은 기저귀, 배변연습용 속팬츠, 생리대, 생리용 팬티, 실금용 기구, 붕대, 의료용 의류 등 신체보호용 흡수성 제품, 하우스 랩 등 결로 방지용 건축자재용 제품 등 다방면에 사용되고 있으며, 그 제조방법으로는 여러 방법이 제시되고 있으나, 가장 경제성이 높은 방법으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지에 무기입자를 특정 배율로 첨가한 후 공지의 방법으로 용융제막하여 얻어진 원판 쉬이트를 1축 또는 2축 연신하여 폴리올레핀계 수지와 무기입자 사이에 미세한 다공을 형성케 함으로써 통기성 필름을 얻는 방법이 다수 제안되어 왔다.(일본특허공개 소58-149303호, 소60-185803호, 소59-69906호 등 참조) 특히 폴리올레핀계 수지에 무기입자 중 가령 매우 값싼 평균입경 수㎛의 탄산칼슘이 약50~60중량% 수준으로 과량 혼합된 조성물을 용융 압출하여 얻어진 원판 쉬이트를 유리전이점 이상 용융점 미만의 온도 하에서 연신비 약 1.5~3배 수준으로 1축 연신 하여 얻어진 두께 30~50㎛ 수준의 통기성 필름이 가장 널리 사용되고 있다.Currently, the breathable film is used in various fields such as diapers, training pants, sanitary napkins, sanitary panties, incontinence equipment, bandages, medical clothing, absorbent products for body protection, and building materials for condensation prevention such as house wraps. Although several methods have been proposed, the most economical method is the monoaxial or biaxial disc sheet obtained by adding inorganic particles to a polyolefin-based resin such as polyethylene or polypropylene at a specific magnification and then melt-forming the film by a known method. Many methods have been proposed to obtain a breathable film by stretching to form fine pores between the polyolefin resin and the inorganic particles. (See Japanese Patent Laid-Open Nos. 58-149303, 60-185803, 59-69906, etc.). In particular, an excessive amount of inorganic carbonate, such as calcium carbonate having a very low average particle diameter of several μm, is mixed at about 50 to 60% by weight. The composition is melt extruded sheet-bit original plate used for the most common is the glass transition point of at least a draw ratio of about 1.5 to 3 times larger than the uniaxial drawing with thickness 30 ~ 50㎛ level obtained at a temperature less than the melting point of the breathable film obtained.
그런데, 상기 통기성 필름은 용도 특성상 통상 사용 후 재활용되지 않고 폐기되고 있는 관계로 커다란 환경부담을 초래하고 있다는 점, 단위면적당 원가절감, 슬림화에 따른 포장 수량의 증가 등 여러 가지 장점으로 최근 통기성 필름의 박막화에 대한 연구개발 열기가 뜨겁게 달아오르고 있다. 즉 기존의 기계적 물성 및 투습성의 손상이 없이 두께 20㎛ 이하의 극히 박막화된 통기성을 얻고자 하는 시도가 급증하고 있다. 그러나 과량 함유된 평균입경 수 ㎛의 탄산칼슘과 같은 무기입자가 원판 쉬이트의 기계적 물성을 심하게 떨어뜨릴 뿐만 아니라 연신 후에는 기공형성에 의해 더욱더 기계적 물성이 열악해지기 때문에 박막화시 형성된 필름이 쉽게 찢어지는 큰 문제가 있어 현재 두께 한계를 극복하지 못하고 있어 획기적인 그 대안의 출현이 절실히 갈망되고 있다. However, the breathable film has a large environmental burden since it is disposed of without being recycled after normal use due to the characteristics of its use, cost reduction per unit area, and increased packaging quantity due to slimming. The R & D enthusiasm for is heating up. That is, attempts to obtain extremely thin breathability of 20 μm or less without increasing existing mechanical properties and moisture permeability are rapidly increasing. However, the inorganic particles such as calcium carbonate with an average particle diameter of several μm excessively drop the mechanical properties of the original sheet severely, and after stretching, the mechanical properties become worse due to the formation of pores. There is a big problem with losing the current thickness limit, so the emergence of a breakthrough alternative is urgently desired.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다. In order to solve the above problems, the present inventors have led to the present invention as a result of intensive studies.
즉, 본 발명은 우수한 기계적 물성 및 고투습성을 가질 뿐만 아니라 박막화에 의한 탁월한 경제성을 가진 통기성 필름용 조성물 및 이를 이용한 박막 통기성 필름을 제공하는 것이다.That is, the present invention is to provide a composition for a breathable film and a thin film breathable film using the same as well as having excellent mechanical properties and high moisture permeability, as well as excellent economy by thinning.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대해 평균입경 1~500nm의 나노 무기입자 20~80중량%와 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체에서 선택된 1종 이상의 공중합체 80~20중량%로 구성된 마스터뱃치가 30~150중량부로 첨가된 조성물로서, 상기 조성물 중 나노 무기입자 함량이 50중량% 이하, 보다 구체적으로는 1 ~ 50중량%인 것을 특징으로 하는 박막 통기성 필름용 조성물을 제공하는 것이다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention consists of 20-80 weight% of nano inorganic particles of average particle diameters 1-500 nm with ethylene-carboxylic acid copolymer or ethylene-carboxylic acid-metal ion with respect to 100 weight part of polyolefin resins. 30 to 150 parts by weight of a master batch consisting of 80 to 20% by weight of one or more copolymers selected from neutralized carboxylic acid copolymers, wherein the content of nano inorganic particles in the composition is 50% by weight or less, more specifically Is to provide a composition for thin film breathable film, characterized in that 1 to 50% by weight.
또한 본 발명은 상기 박막 통기성 필름용 조성물 100중량부에 대해 폴리올레핀계 수지와 평균입경 500nm 이상, 보다 바람직하게는 500nm ~ 10㎛의 무기입자로 구성된 조성물이 10~200중량부로 더 첨가되는 것으로서, 폴리올레핀계 수지의 총 함량이 50중량부 이상인 것을 특징으로 하는 박막 통기성 필름용 조성물을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is a polyolefin resin and an average particle diameter of 500nm or more, more preferably 500 to 10㎛ by weight of the composition composed of inorganic particles with respect to 100 parts by weight of the composition for the thin film breathable film is further added to 10 to 200 parts by weight, polyolefin It is to provide a composition for thin film breathable film, characterized in that the total content of the system resin is 50 parts by weight or more.
또한 본 발명은 상기 박막 통기성 필름용 조성물을 용융 압출하여 얻어진 원판 쉬이트를 유리전이점 이상 용융점 미만의 온도 하에서 적어도 면적연신배율 1.5배로, 보다 바람직하게는 1.5 ~ 36배의 범위로 연신하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 박막 통기성 필름을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is obtained by stretching the original sheet obtained by melt-extrusion of the composition for thin-film breathable film at least at an area stretching ratio of 1.5 times, more preferably 1.5 to 36 times at a temperature below the glass transition point or more than the melting point. It is to provide a thin-film breathable film characterized by.
또한 본 발명은 a) 평균입경 1~500nm의 나노 무기입자 20~80중량%와 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체 80~20중량%로 구성된 혼합물을 혼련 분산시켜 마스터뱃치 펠렛을 제조하는 단계;In addition, the present invention is a) 20 to 80% by weight of nano-inorganic particles having an average particle diameter of 1 to 500nm and 80 to 20% by weight of carboxylic acid copolymer neutralized with ethylene-carboxylic acid copolymer or ethylene-carboxylic acid-metal ion. Kneading and dispersing the mixture consisting of a master batch pellet;
b) 상기 마스터뱃치 펠렛과 폴리올레핀계 수지 펠렛을 드라이 블렌딩 또는 용융 혼합하여 박막 통기성 필름용 조성물 펠렛을 제조하는 단계;b) dry blending or melt-mixing the masterbatch pellet and the polyolefin resin pellet to prepare a composition pellet for a thin film breathable film;
c) 상기 박막 통기성 필름용 조성물 펠렛을 용융 압출하여 얻어진 원판 쉬이트를 제조하는 단계;c) preparing an original sheet obtained by melt extruding the composition pellet for the thin film breathable film;
d) 상기 원판 쉬이트를 유리점 이상 용융점 미만의 온도에서 면적연신배율 1.5 ~ 36배의 범위로 연신하여 박막 통기성 필름을 제조하는 단계;d) stretching the disc sheet in a range of 1.5 to 36 times the area stretching ratio at a temperature of less than or equal to the melting point to produce a thin film breathable film;
를 포함하여 이루어지는 박막 통기성 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.It is to provide a method for producing a thin film breathable film comprising a.
본 발명에 있어 우수한 기계적 물성 및 고투습성을 가질 뿐만 아니라 박막화에 의한 탁월한 경제성을 가진 통기성 필름용 조성물 및 이를 이용한 박막 통기성 필름을 얻기 위해 도입한 기술의 핵심은 종래 통기성 필름용 조성물 내 50~60중량% 수준의 과량으로 첨가시킨 평균입경 수㎛의 무기입자 대신에 소량의 첨가만으로도 그 표면적이 극도로 커지기 때문에 폴리올레핀계 수지와 무기입자 사이에서 미세 기공이 보다 효과적으로 발현될 수 있는 평균입경 500nm 이하의 나노 무기입자를 신규로 도입한 것이다. In the present invention, the core of the technology introduced to obtain a composition for a breathable film having not only excellent mechanical properties and high moisture permeability but also excellent economy by thinning and a thin film breathable film using the same is 50 to 60 weight in the composition for a conventional breathable film. Nanoparticles with an average particle diameter of 500 nm or less that can effectively express fine pores between polyolefin-based resin and inorganic particles because the surface area becomes extremely large by adding a small amount instead of inorganic particles having an average particle size of several micrometers Inorganic particles are newly introduced.
먼저 종래 기술에 의거하여 평균입경 수 ㎛의 무기입자 대신에 나노 무기입자를 첨가한 폴리올레핀계 수지와의 혼합물을 단축 스크류(single screw) 압출기, 2축 스크류(twin screw) 압출기, 니더(kneader), 뱀버리(banbury), 롤밀(roll mill) 등 설비를 이용하여 컴파운딩하여 수지 조성물을 얻었고 이를 이용하여 압출용융하고 연신공정을 통해 통기성 필름을 제조하였다. 그 결과 종래 통기성 필름과 유사한 기계적 물성 및 투습성을 유지하면서도 다소 두께가 얇아진 박막 통기성필름을 얻을 수 있었다. 또한 폴리에틸렌계 왁스 등과 같은 분산제를 사용하는 방법, 지방산 등으로 표면 처리된 나노 무기입자를 사용한 결과 보다 효과적으로 박막 통기성 필름을 얻을 수 있었는데, 이는 나노 무기입자가 소량의 첨가만으로도 그 표면적이 극도로 커지기 때문에 폴리올레핀계 수지와 무기입자 사이에서 미세 기공이 보다 효과적으로 발현된 것에 기인한 것으로 추론된다. 그러나 불행이도 상당량 나노 무기 입자 간에 뭉치는 미분산물이 발생하는 문제로 기대만큼 품질 향상 폭이 크지 않았고, 종래 사용한 평균입경 수 ㎛의 무기입자 대비 상대적으로 비싼 나노 무기입자 자체의 원가 상승효과로 박막에 따른 원가 절감효과가 상호 상쇄하는 결과로 되어 당초 원했던 원가절감 등 목표 달성에 있어 큰 어려움이 초래되었다. First, according to the prior art, a mixture with a polyolefin-based resin in which nano inorganic particles are added instead of inorganic particles having an average particle diameter of several micrometers is replaced with a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader, The resin composition was obtained by compounding using an apparatus such as banbury, a roll mill, etc., and a breathable film was prepared by extrusion melting and stretching. As a result, while maintaining the mechanical properties and moisture permeability similar to the conventional breathable film it was possible to obtain a thin film breathable film somewhat thinner. In addition, as a result of using a dispersing agent such as polyethylene wax or the like, and using nano inorganic particles surface-treated with fatty acids, it was possible to obtain a thin film breathable film more effectively, since the surface area of the nano inorganic particles becomes extremely large even with a small amount of addition. It is inferred to be due to the more effective expression of fine pores between the polyolefin resin and the inorganic particles. Unfortunately, due to the problem of abundant dispersion of nano-inorganic particles, the quality improvement was not as great as expected, and the film price was increased due to the cost increase effect of nano-inorganic particles themselves, which are relatively expensive compared to conventionally used inorganic particles having an average particle diameter of several μm. This resulted in the mutual cost reduction effect, which caused great difficulty in achieving the goals of cost reduction.
이러한 어려움을 해결하는 수단으로 도입된 것이 나노 무기입자를 신규의 고분산성 수지로 분산시킨 마스터뱃치를 제조하고 여기에 폴리올레핀계 수지를 혼합하여 원하는 통기성 필름용 조성물을 제조하고자 한 것으로, 해결의 핵심 열쇠인 상기 고분산성 수지로 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체에서 선택된 1종 이상의 공중합체를 사용한 것이다. 이 방법에 따라 나노 무기 입자 간에 뭉치는 미분산물이 발생하는 문제가 완전히 해결되었고, 이에 따라 형성된 통기성 필름은 우수한 기계적 물성 및 고투습성을 가질 뿐만 아니라 박막화에 의한 탁월한 경제성을 가진 실로 획기적인 박막 통기성 필름을 얻을 수 있게 되어 본 발명을 완성하게 되었다. 이는 에틸렌-카르복 실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체내에 함유된 카르복실산 성분과 친수성을 가진 나노 무기입자 표면간의 수소결합, 금속이온으로 중화된 카르복실산 성분과 친수성을 가진 나노 무기입자 표면간의 정전기적 인력 등 강력한 2차 결합력에 의해 분산성이 획기적으로 개선된 것으로 추론된다. 또한 이러한 고분산성 수지는 일종의 폴리에틸렌계 공중합체로서 조성물에 추가로 첨가되는 폴리올레핀계 수지와의 상용성이 우수하여 기계적 물성을 보다 상승시키는 시너지 효과를 나타낸 것으로 추론된다. Introduced as a means to solve this difficulty is to prepare a masterbatch in which nano inorganic particles are dispersed in a novel highly dispersible resin and to mix the polyolefin-based resin to produce a composition for the breathable film, the key to the solution As the above highly dispersible resin, at least one copolymer selected from ethylene-carboxylic acid copolymer or carboxylic acid copolymer neutralized with ethylene-carboxylic acid-metal ion is used. According to this method, the problem of agglomeration of undispersed particles between nano-inorganic particles is completely solved, and the breathable film thus formed not only has excellent mechanical properties and high moisture permeability, but also has a breakthrough thin film breathable film. The present invention can be obtained, thus completing the present invention. It is a hydrogen bond between the carboxylic acid component contained in the carboxylic acid copolymer neutralized with ethylene-carboxylic acid copolymer or ethylene-carboxylic acid-metal ion and the surface of nano-inorganic particles having hydrophilicity, and the metal ion neutralized with metal ion. It is inferred that the dispersibility is remarkably improved by the strong secondary binding force such as the electrostatic attraction between the acid component and the surface of the hydrophilic nano inorganic particles. In addition, such a highly dispersible resin is a kind of polyethylene-based copolymer is excellent in compatibility with the polyolefin resin additionally added to the composition, it is inferred to exhibit a synergistic effect to further increase the mechanical properties.
본 발명에 사용되는 폴리올레핀계 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐 또는 이들의 혼합물이 사용된다. 상기 폴리올레핀계 수지는 필름을 형성하는 정도의 분자량을 가지는 것이라면 제한을 두지 않지만 본 발명에서는 용융지수(190℃, 2.16Kg)가 1~10g/10min 범위의 폴리올레핀계 수지를 사용하는 것이 기계적 물성과 통기성을 유지하는 용도에 유용하다. As the polyolefin resin used in the present invention, low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, ethylene-based copolymers, polypropylene homopolymers or propylene-based copolymers, polybutenes or mixtures thereof are used. . The polyolefin resin is not limited as long as it has a molecular weight of about to form a film, but in the present invention, it is preferable to use a polyolefin resin having a melt index (190 ° C., 2.16 Kg) in the range of 1 to 10 g / 10 min. Useful for maintaining
본 발명에 사용되는 평균입경 1~500nm의 무기입자로서는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제오라이트, 규산백토 등을 들 수 있고 이들을 단독 또는 이들의 혼합물이 사용된다. 무기 입자의 형태로서는 판상, 침상, 구상 등이 있으나, 구상이 가장 바람직하다. As inorganic particles having an average particle diameter of 1 to 500 nm used in the present invention, calcium carbonate, talc, clay, kaolin, silica, diatomaceous earth, magnesium carbonate, calcium chloride, calcium sulfate, aluminum hydroxide, zinc oxide, magnesium hydroxide, titanium oxide, alumina, mica , Asbestos, zeolite, clay silicate, and the like, and these alone or in a mixture thereof are used. Although the form of an inorganic particle has plate shape, needle shape, spherical shape, etc., spherical shape is the most preferable.
본 발명에 있어 나노 무기입자에 대한 고분산성 수지로서 사용되는 에틸렌-카르복실산 공중합체는 산 함량이 2~30중량%인 에틸렌-아크릴산 공중합체 또는 에틸렌-메타크릴산 공중합체를 의미하며, 산 함량이 2중량% 미만일 경우 나노 무기입자에 대한 원하는 분산 효과를 얻기 힘들고, 30중량%를 초과할 경우 마스터뱃치 제조용 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 니더, 뱀버리, 롤밀 등 설비의 금속 표면에 들러붙어 작업성이 열악해 질 우려가 있다. 에틸렌-카르복실산 공중합체는 용융지수(190℃, 하중 2.16Kg)가 0.5~50g/10분의 것이 좋고, 1.0~15g/10분의 것이 더욱 바람직한데, 용융지수가 0.5g/10분 미만일 경우 마스터뱃치 제조 시 작업성 및 가공성이 열악해지고, 50g/10분을 초과할 경우 통기성 필름의 기계적 강도가 취약해질 우려가 있다. 이러한 에틸렌-카르복실산 공중합체의 보다 구체적인 예로서, 에틸렌-아크릴산 공중합체인 ExxonMobil사 Escor 5600, 에틸렌-메타크릴산 공중합체인 DuPont사 Nucrel 0903 등을 들 수 있다. Ethylene-carboxylic acid copolymer used as a highly dispersible resin for nano-inorganic particles in the present invention means an ethylene-acrylic acid copolymer or an ethylene-methacrylic acid copolymer having an acid content of 2 to 30% by weight, If the content is less than 2% by weight, it is difficult to obtain the desired dispersion effect on the nano-inorganic particles. If the content is more than 30% by weight, it is difficult to obtain the master surface in the metal surface of the equipment such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader, a bamboo, a roll mill There is a risk of sticking and poor workability. The ethylene-carboxylic acid copolymer preferably has a melt index (190 DEG C, a load of 2.16 Kg) of 0.5 to 50 g / 10 minutes, more preferably 1.0 to 15 g / 10 minutes, and a melt index of less than 0.5 g / 10 minutes. In this case, the workability and processability of the master batch is poor, and if it exceeds 50g / 10 minutes, the mechanical strength of the breathable film may be weak. More specific examples of such ethylene-carboxylic acid copolymers include ExxonMobil's Escor 5600, an ethylene-acrylic acid copolymer, and DuPont's Nucrel 0903, an ethylene-methacrylic acid copolymer.
본 발명에 있어 또 하나의 나노 무기입자에 대한 고분산성 수지로서 사용되는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체는 산 함량이 2~30중량%인 에틸렌-아크릴산 공중합체 또는 에틸렌-메타크릴산 공중합체에 있어 전체 산의 20~80중량%가 리튬이온(Li+), 나트륨이온(Na+) 등과 같은 알카리금속 또는 아 연이온(Zn+), 마그네슘이온(Mg+) 등과 같은 알카리금속으로 중화된 것을 의미하며, 용융지수가 0.5~10g/10분의 것이 바람직하고, 그 예로서, 에틸렌-메타크릴산-아연이온으로 중화된 메타크릴산 공중합체 구조를 가진 아이오노머인 미국 DuPont사 Surlyn 9945, 에틸렌-아크릴산-나트륨이온으로 중화된 아크릴산 공중합체 구조를 가진 아이오노머인 미국 ExxonMobil사 Iotek 3110 등을 들 수 있다. In the present invention, the carboxylic acid copolymer neutralized with ethylene-carboxylic acid-metal ion used as a highly dispersible resin for another nano-inorganic particle is an ethylene-acrylic acid copolymer having an acid content of 2 to 30% by weight or In the ethylene-methacrylic acid copolymer, 20 to 80% by weight of the total acid is an alkali metal such as lithium ions (Li + ), sodium ions (Na + ), or zinc ions (Zn + ), magnesium ions (Mg + ) It is neutralized with an alkali metal such as, and the melt index is preferably 0.5 ~ 10g / 10 minutes, for example, ionomer having a methacrylic acid copolymer structure neutralized with ethylene-methacrylic acid-zinc ion Suron 9945, DuPont, USA, and Iotek 3110, ExxonMobil, USA, an ionomer having an acrylic acid copolymer structure neutralized with ethylene-acrylic acid-sodium ion.
본 발명에 있어, 나노 무기입자와 고분산성 수지로 구성되는 마스터뱃치는 나노 무기입자 20~80중량%와 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체에서 선택된 1종 이상의 공중합체 80~20중량%로 구성하는 것이 좋고, 바람직하기로는 나노 무기입자 30~50중량%와 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체에서 선택된 1종 이상의 공중합체 50~70중량%로 구성하는 것이 좋다. 나노 무기입자가 20중량% 미만일 경우는 고분산성 수지의 가격이 높아 마스터뱃치 원가가 너무 높아질 우려가 잇고, 80중량%를 초과할 경우는 분산성이 악화될 우려가 있다. In the present invention, the master batch composed of nano inorganic particles and a highly dispersible resin is a carboxylic acid air neutralized with 20 to 80% by weight of nano inorganic particles and an ethylene-carboxylic acid copolymer or ethylene-carboxylic acid-metal ion. It is preferably composed of 80 to 20% by weight of one or more copolymers selected from the copolymers, preferably neutralized with 30 to 50% by weight of nano-inorganic particles and ethylene-carboxylic acid copolymers or ethylene-carboxylic acid-metal ions. It is good to comprise 50 to 70% by weight of at least one copolymer selected from carboxylic acid copolymers. If the inorganic inorganic particles are less than 20% by weight, the price of the highly dispersible resin is high, there is a fear that the cost of the master batch is too high, if the amount exceeds 80% by weight there is a fear that the dispersibility.
본 발명에 있어, 박막 통기성 필름용 조성물은 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대해서 나노 무기입자와 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체에서 선택된 1종 이상의 공중합체로 구성 된 마스터뱃치를 30~150중량부로 첨가하되, 상기 조성물중 나노 무기입자 함량이 50중량% 이하, 바람직하기로는 30중량% 이하, 보다 바람직하기로는 1 ~ 30중량%로 사용하는 것이 좋다. 나노 무기입자 함량이 50중량%을 초과하게 되면 원하는 박막에 따른 원가절감 효과를 기대하기 어려우며, 기계적 물성이 감소하게 된다.In the present invention, the composition for thin film breathable film is selected from carboxylic acid copolymer neutralized with nano inorganic particles and ethylene-carboxylic acid copolymer or ethylene-carboxylic acid-metal ion with respect to 100 parts by weight of polyolefin resin. 30 to 150 parts by weight of a master batch consisting of at least one copolymer is added, and the content of the nano-inorganic particles in the composition is 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, more preferably 1 to 30% by weight. Good to do. When the content of the nano-inorganic particles exceeds 50% by weight, it is difficult to expect a cost reduction effect according to the desired thin film, and the mechanical properties are reduced.
또한 필요 시 상기 박막 통기성 필름용 조성물 100중량부에 대해 폴리올레핀계 수지와 평균입경 500nm 이상, 보다 바람직하게는 500nm ~ 10㎛의 무기입자로 구성된 조성물이 10~200중량부로 더 첨가된 조성물을 사용하여 박막 통기성 필름을 제조할 수 있다. 단, 이 경우 폴리올레핀계 수지의 총 함량이 50중량부 이상, 보다 바람직하게는 60중량부 이상, 더욱 바람직하게는 70중량부 이상일 필요가 있다. 폴리올레핀계 수지의 함량이 50중량부 미만일 경우 기계적 강도가 취약해져 원하는 박막필름을 얻을 수 없다. 조성물 내 함유되는 나노 무기입자와 500nm 이상의 입자사이의 혼합비율은 적용하려는 용도별 차이가 있을 수 있다. 가령 보다 미세한 구멍을 원하는 용도는 나노 무기입자가 더 많이 함유된 것이 유리하고, 상대적으로 큰 구멍을 요하는 경우는 500nm 이상의 입자가 더 포함되는 것이 유리하므로 적절히 조절할 필요가 있다. In addition, if necessary, the composition comprising a polyolefin-based resin and an inorganic particle having an average particle diameter of 500 nm or more, more preferably 500 nm to 10 μm, is further added in an amount of 10 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for thin film breathable film. Thin breathable films can be prepared. In this case, however, the total content of the polyolefin-based resin needs to be 50 parts by weight or more, more preferably 60 parts by weight or more, and even more preferably 70 parts by weight or more. If the content of the polyolefin-based resin is less than 50 parts by weight, the mechanical strength is weak and the desired thin film may not be obtained. The mixing ratio between the nano-inorganic particles contained in the composition and the particles of 500 nm or more may vary depending on the intended use. For example, it is advantageous to use finer pores because it contains more nano inorganic particles, and in the case where relatively large pores are required, it is advantageous to further include 500 nm or more particles.
본 발명에 있어서의 박막 통기성 필름용 조성물에는 통상의 첨가제 예를 들면, 활제, 산화방지제, 가공조제, 백색증진제, 건조제, 열안정제, 형광제 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 배합할 수 있다. In the composition for thin-film breathable films in the present invention, conventional additives such as lubricants, antioxidants, processing aids, white enhancers, desiccants, heat stabilizers, fluorescent agents and the like may be blended in a range that does not impair the object of the present invention. Can be.
이하, 본 발명의 통기성 필름용 조성물 및 박막 통기성 필름의 제조방법을 보다 자세히 설명한다. Hereinafter, the composition for a breathable film of this invention and the manufacturing method of a thin film breathable film are demonstrated in detail.
평균입경 1~500nm의 나노 무기입자 20~80중량%와 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체에서 선택된 1종 이상의 공중합체 80~20중량%로 구성된 혼합물을 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 믹싱롤, 밤바리믹서, 니더 등에 의해 혼련 분산시켜 마스터뱃치 펠렛을 제조한다. 얻어진 마스터뱃치 펠렛과 폴리올레핀계 수지 펠렛을 드라이 블렌딩 또는 용융 혼합하여 박막 통기성 필름용 조성물 펠렛을 제조한다. 이러한 조성물 펠렛을 호퍼에 투입하여 압출가공에 의한 통상의 필름성형장치 및 성형방법에 준하여 원판 시이트를 성형하게 되는데, 원형 다이에 의한 인플레이숀 성형, 티-다이에 의한 압출성형 등을 적절히 채용하여 실시하면 좋다. 다음으로 압출법에 의거 성형된 원판 시이트를 유리전이점 이상, 용융점 이하 사이의 온도에서 1.2배~6.0배 범위로, 바람직하게는 1.5배~5배 범위로 1축 연신한다. 이 때 유리점 미만의 경우에는 신도가 항복점을 넘기 이전에 필름의 파열이 발생하여 연신할 수 없고, 용융점을 넘게 되는 경우는 분자사슬의 유동에 의해 만족할 만한 통기성을 얻는 것이 불가능하다. 또한 연신배율이 1.2배 미만일 경우는 충분한 통기성을 얻을 수 없고, 연신배율을 6배 초과하는 경우는 연신 중 파단현상이 자주 발생하여 안정하게 필름을 얻을 수 없다. 이어서 상기 1축 연신 때와 동일한 연신온도, 연신율 조건 범위 내 에서 2축 연신을 실시하여 2축 연신 통기성 필름을 얻는다. 상기와 같이 2축 연신을 하지 않고 1축연신만 한 1축 연신필름으로도 본 발명의 목적에 부합한 필름을 얻을 수 있다. 즉 본 발명에 의한 통기성 필름은 1축 또는 2축 연신 어느 방식으로도 제조될 수 있고, 총 면적 연신 배율이 1.5~36배의 범위로 되게 연신하는 것이 바람직하다. 면적연신배율 1.5배 미만에서는 충분한 통기성을 얻을 수 없고, 필름이 딱딱해 촉감이 저하되며, 36배를 초과하는 경우는 통기성은 우수하지만, 기계적 강도가 현저히 나빠질 우려가 있다. 연신 후의 필름은 그 치수 안정성을 향상시키기 위해 열고정을 행해도 좋다.20 to 80% by weight of nano-inorganic particles having an average particle diameter of 1 to 500 nm and at least 80 to 20 weights of one or more copolymers selected from carboxylic acid copolymers neutralized with ethylene-carboxylic acid copolymers or ethylene-carboxylic acid-metal ions The mixture consisting of% is kneaded and dispersed by a single screw extruder, a twin screw extruder, a mixing roll, a balbaric mixer, a kneader or the like to prepare a masterbatch pellet. The obtained masterbatch pellet and polyolefin resin pellet are dry blended or melt-mixed, and the composition pellet for thin film breathable films is manufactured. The composition pellets are put into a hopper to form a disc sheet according to a conventional film forming apparatus and a molding method by extrusion processing. Inflation molding by a circular die and extrusion molding by a tee die are appropriately employed. Do it. Next, the original sheet molded by the extrusion method is uniaxially stretched in the range of 1.2 times to 6.0 times, preferably 1.5 times to 5 times, at a temperature between the glass transition point and the melting point or less. At this time, if the elongation point is less than the free point, the film cannot be stretched and elongated before the elongation exceeds the yield point. If the elongation point is exceeded, it is impossible to obtain satisfactory breathability due to the flow of the molecular chain. In addition, when the draw ratio is less than 1.2 times, sufficient air permeability cannot be obtained, and when the draw ratio is more than 6 times, breakage occurs frequently during stretching and a film cannot be stably obtained. Subsequently, biaxial stretching is performed within the same stretching temperature and elongation conditions as in the case of monoaxial stretching to obtain a biaxially stretched breathable film. As described above, even a uniaxially stretched film which is not uniaxially stretched but uniaxially stretched, a film meeting the object of the present invention can be obtained. That is, the breathable film according to the present invention can be produced by either uniaxial or biaxial stretching, and it is preferable to stretch such that the total area stretching ratio is in the range of 1.5 to 36 times. If the area draw ratio is less than 1.5 times, sufficient air permeability cannot be obtained, the film is hard, and the touch is degraded. If the area is over 36 times, the air permeability is excellent, but there is a possibility that the mechanical strength is significantly degraded. In order to improve the dimensional stability, the film after extending | stretching may heat-fix.
또한 본 발명에 의해 얻어진 통기성 필름은 촉감 및 외관을 개선하기 위해 공지의 엠보싱처리를 할 수도 있고, 폴리프로필렌계 수지와 같은 폴리올레핀계 수지로 된 부직포와 열, 핫멜트 등에 의해 합지된 적층체로 사용될 수 있다.In addition, the breathable film obtained by the present invention may be a well-known embossing treatment to improve the feel and appearance, and may be used as a laminate laminated with a nonwoven fabric made of a polyolefin resin such as polypropylene resin and heat, hot melt or the like. .
이렇게 얻어진 본 발명에 의한 통기성 필름은 가령 기저귀, 배변연습용 속팬츠, 생리대, 생리용 팬티, 실금용 기구, 붕대, 의료용 의류랩 등 신체보호용 흡수성 제품, 하우스 랩 등 결로 방지 건축자재용 제품 등 광범위한 응용분야에서 사용될 수 있다.The breathable film according to the present invention thus obtained has a wide range of applications, such as diapers, training pants, sanitary napkins, sanitary panties, incontinence devices, bandages, absorbent products for body protection such as medical clothing wraps, and products for condensation prevention construction materials such as house wraps. Can be used in the field.
전술한 바와 같이 본 발명에 의한 통기성필름은 폴리올레핀계 수지 100중량부에 대해 평균입경 1~500nm의 나노 무기입자 20~80중량%와 에틸렌-카르복실산 공 중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체에서 선택된 1종 이상의 공중합체 80~20중량%로 구성된 마스터뱃치가 30~150중량부로 첨가된 조성물로서, 상기 조성물중 나노 무기입자 함량이 50중량% 이하인 것을 특징으로 하는 조성물 및 이를 용융 압출하여 얻어진 원판 쉬이트를 유리전이점 이상 용융점 미만의 온도 하에서 적어도 면적연신배율 1.5배로 연신하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 박막 통기성 필름에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 박막 통기성 필름은 우수한 기계적 물성 및 고투습성을 가지고 박막화에 의한 탁월한 경제성을 가지는 실로 획기적인 것이다.As described above, the breathable film according to the present invention has 20 to 80% by weight of nano-inorganic particles having an average particle diameter of 1 to 500 nm and an ethylene-carboxylic acid copolymer or an ethylene-carboxylic acid-metal ion with respect to 100 parts by weight of polyolefin resin. A master batch consisting of 80 to 20% by weight of one or more copolymers selected from neutralized carboxylic acid copolymers is added in an amount of 30 to 150 parts by weight, and the inorganic inorganic content of the composition is 50% by weight or less. A thin film breathable film according to the present invention, the thin film breathable film according to the present invention is obtained by stretching the composition and the disc sheet obtained by melt extrusion to at least 1.5 times the area draw ratio under a temperature of less than the glass transition point or less than the melting point. It is a revolutionary one with mechanical properties and high moisture permeability and excellent economic efficiency by thin film.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 자세히 설명하고자 한다. 하기의 실시예는 하나의 예시일 뿐 실시예에 한정하지 않는다.Through the following examples will be described in more detail the present invention. The following examples are merely examples and are not limited to the examples.
하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 통기성 필름의 인장물성, 투습도를 다음과 같이 측정하였다.Tensile properties and moisture permeability of the breathable film prepared according to the following Examples and Comparative Examples were measured as follows.
(인장물성)(Tension properties)
ASTM D882에 준해 시료의 파단시 강도(kg/in2) 및 신도(%)를 주행방향(MD), 주행방향에 수직인 폭방향(TD)에 대해 각각 측정하였다(시료크기: 100mm 길이 x 25mm 폭, 인장속도 500mm/min, 측정온도 23℃)In accordance with ASTM D882, the strength at break (kg / in 2 ) and elongation (%) were measured in the traveling direction (MD) and in the width direction (TD) perpendicular to the traveling direction, respectively (sample size: 100 mm length x 25 mm). Width, tensile speed 500mm / min, measuring temperature 23 ℃)
(투습도)(Moisture permeability)
ASTM E96-63에 준하여 투습도(g/㎡·24hr)을 측정하였다(23℃, 90%RH) Water vapor permeability (g / m 2 · 24hr) was measured according to ASTM E96-63 (23 ° C., 90% RH)
[실시예 1]Example 1
먼저 나노 무기입자로서 평균입경 80nm의 실리카(Degussa, Aerosil OX50, 나노무기입자 A)를 준비하였고, 나노 무기입자에 대한 고분산성 수지로서 용융지수(190℃, 2.16Kg) 8.4g/10min, 산 함량 11중량%인 에틸렌-아크릴산 공중합체인 ExxonMobil사 Escor 5600(고분산성 수지 A)를 준비하였다. 니더에 나노입자 A 50중량%, 고분산성 수지 A 50중량%의 배합비로 투입하고 혼련 분산시켜 나노 무기입자 마스터뱃치 펠렛 A를 제조하였다. 폴리올레핀계 수지로서 준비된 용융지수(190℃, 2.16Kg) 2.7g/10min, 밀도 0.932g/㎤인 선형저밀도 폴리에틸렌(SK(주), FT811, 폴리올레핀계 수지 A) 100중량부에 상기 얻어진 나노 무기입자 마스터뱃치 펠렛 A 50중량부의 비율로 드라이블랜딩하여 나노 무기입자 함량 16.7중량%의 통기성 필름용 조성물 A를 얻었다. 얻어진 조성물을 호퍼에 투입하여 스크류직경 130mm인 티-다이 성형기를 사용하여 원판 쉬이트를 성형하였다. 성형된 원판 쉬이트를 연신온도 50℃에서 연신비 3.0배로 1축연신하여 두께 15μm의 박막 통기성 필름을 제조하였고, 그 물성을 표 1에 나타내었다.First, silica (Degussa, Aerosil OX50, Nano Inorganic Particles A) having an average particle diameter of 80 nm was prepared as nano inorganic particles, and a melt index (190 ° C., 2.16 Kg) of 8.4 g / 10 min, acid content as a highly dispersible resin for nano inorganic particles. Escor 5600 (highly dispersible resin A) of 11 wt% ethylene-acrylic acid copolymer was prepared. A nano inorganic particle masterbatch pellet A was prepared by adding kneading and dispersing to the kneader at a compounding ratio of 50% by weight of nanoparticles A and 50% by weight of highly dispersible resin A. The nano-inorganic particles obtained as described above in 100 parts by weight of a linear low density polyethylene (SK Corp., FT811, polyolefin resin A) having a melt index (190 ° C., 2.16 Kg) of 2.7 g / 10 min and a density of 0.932 g / cm 3 prepared as a polyolefin resin. Dry blending was carried out at a ratio of 50 parts by weight of the masterbatch pellet A to obtain a composition A for breathable film having a content of nano inorganic particles of 16.7% by weight. The obtained composition was put into a hopper and the disc sheet was shape | molded using the tee-die molding machine of a screw diameter of 130 mm. The molded disc sheet was uniaxially stretched at a draw ratio of 3.0 times at a stretching temperature of 50 ° C. to prepare a thin film breathable film having a thickness of 15 μm, and the physical properties thereof are shown in Table 1 below.
[실시예 2]Example 2
폴리올레핀계 수지 A 100중량부에 대해 나노 무기입자 마스터뱃치 펠렛 A 100중량부의 비율로 혼합한 조성물을 얻은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 박막 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. It carried out similarly to Example 1 except having obtained the composition which mixed in the ratio of 100 weight part of nano inorganic particle masterbatch pellet A with respect to 100 weight part of polyolefin resin A. Table 1 shows the physical properties of the obtained thin film breathable film.
[실시예 3]Example 3
폴리올레핀계 수지 A 100중량부에 대해 나노 무기입자 마스터뱃치 펠렛 A 150중량부의 비율로 혼합한 조성물을 얻은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 박막 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. It carried out similarly to Example 1 except having obtained the composition which mixed in the ratio of 150 weight part of nano inorganic particle masterbatch pellet A with respect to 100 weight part of polyolefin resin A. Table 1 shows the physical properties of the obtained thin film breathable film.
[실시예 4]Example 4
연신비 5.0배로 1축연신한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 박막 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. It carried out similarly to Example 1 except having uniaxially stretched to draw ratio 5.0 times. Table 1 shows the physical properties of the obtained thin film breathable film.
[실시예 5]Example 5
다른 나노 무기입자로서 평균입경 50nm의 탄산칼슘(Vesino, 나노 무기입자 B)를 준비하였고, 나노 무기입자에 대한 고분산성 수지로서 용융지수(190℃, 2.16Kg) 2.5g/10min, 산 함량 9중량%인 메타크릴산-에틸렌 공중합체인 DuPont사 Nucrel 0903(고분산성 수지 B)를 준비하였다. 니더에 나노입자 B 50중량%, 고분산성 수지 B 50중량%로 투입하고 혼련 분산시켜 마스터뱃치 펠렛 B를 제조하였다. 폴리올레핀계 수지 A 100중량부에 대해 마스터뱃치 펠렛 B 50중량부의 비율로 혼합물 을 얻고, 연신비를 5.0배로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 박막 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. Calcium carbonate (Vesino, Nano Inorganic Particles B) having an average particle diameter of 50 nm was prepared as other nano inorganic particles, and a melt index (190 ° C., 2.16 Kg) of 2.5 g / 10 min, acid content of 9 weights was obtained as a highly dispersible resin for the nano inorganic particles. A DuPont company Nucrel 0903 (highly dispersible resin B), which is% methacrylic acid-ethylene copolymer, was prepared. Masterbatch pellets B were prepared by injecting kneader with 50% by weight of nanoparticles B and 50% by weight of highly dispersible resin B. It carried out similarly to Example 1 except having obtained the mixture in the ratio of 50 weight part of masterbatch pellets B with respect to 100 weight part of polyolefin resin A, and extending | stretching ratio 5.0 times. Table 1 shows the physical properties of the obtained thin film breathable film.
[실시예 6]Example 6
다른 폴리올레핀계 수지로서 용융지수(190℃, 2.16Kg) 5.3g/10min, 밀도 0.919g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌(한화석유화학, 961, 폴리올레핀계 수지 B)을 준비하였다. 폴리올레핀계 수지 A 80중량부, 폴리올레핀계 수지 B 중량부에 대해 마스터뱃치 펠렛 B 50중량부의 비율로 혼합물을 얻은 것 이외에는 실시예 5과 동일하게 실시하였다. 얻어진 박막 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. As another polyolefin resin, low density polyethylene (Hanhwa Petrochemical, 961, polyolefin resin B) having a melt index (190 ° C., 2.16 Kg) of 5.3 g / 10 min and a density of 0.919 g / cm 3 was prepared. It carried out similarly to Example 5 except having obtained the mixture in the ratio of 50 weight part of masterbatch pellets B with respect to 80 weight part of polyolefin resin A and weight part of polyolefin resin B. Table 1 shows the physical properties of the obtained thin film breathable film.
[실시예 7]Example 7
다른 나노 무기입자로서 평균입경 20nm의 훈제 실리카(Degussa, 나노 무기입자 C)를 준비하였고, 나노 무기입자에 대한 고분산성 수지로서 용융지수(190℃, 2.16Kg) 4.0g/10min, 에틸렌-메타크릴산-아연이온으로 중화된 메타크릴산 공중합체 구조를 가진 아이오노머인 미국 DuPont사 Surlyn 9945(고분산성 수지 C)를 준비하였다. 니더에 나노 무기입자 C 50중량%, 고분산성 수지 C 50중량%로 투입하고 혼련 분산시켜 나노 무기입자 마스터뱃치 펠렛 C를 제조하였다. 폴리올레핀계 수지 A 70중량부, 폴리올레핀계 수지 B 30중량부에 대해 나노 무기입자 마스터뱃치 펠렛 C 100중량부의 비율로 혼합물을 얻은 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 실시하였다. 얻어진 박막 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. Smoked silica (Degussa, nano inorganic particles C) having an average particle diameter of 20 nm was prepared as other nano inorganic particles, and a melt index (190 ° C., 2.16 Kg) 4.0 g / 10 min, ethylene-methacryl as a highly dispersible resin for the nano inorganic particles. An ionomer with a methacrylic acid copolymer structure neutralized with acid-zinc ions, Surlyn 9945 (highly dispersible resin C) was prepared. 50 weight% of the nano-inorganic particles C and 50 weight% of the highly dispersible resin C were added to the kneader and kneaded to prepare a nano-inorganic particle masterbatch pellet C. It carried out similarly to Example 4 except having obtained the mixture in the ratio of 100 weight part of nano inorganic particle masterbatch pellet C with respect to 70 weight part of polyolefin resin A and 30 weight part of polyolefin resin B. Table 1 shows the physical properties of the obtained thin film breathable film.
[비교예 1]Comparative Example 1
폴리올레핀계 수지 A 100중량부에 고분산성 수지를 첨가하지 않고 단지 평균입경 1.7μm의 탄산칼슘(오미야제, 일반 무기입자 A) 33.3중량부를 첨가한 조성물을 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. It carried out similarly to Example 1 except having used the composition which added 33.3 weight part of calcium carbonate (made by Omiya, general inorganic particle A) with an average particle diameter of 1.7 micrometer, without adding a highly dispersible resin to 100 weight part of polyolefin resin A. . The physical properties of the obtained breathable film are shown in Table 1.
[비교예 2]Comparative Example 2
폴리올레핀계 수지 A 80중량부, 폴리올레핀계 수지 B 20중량부에 고분산성 수지를 첨가하지 않고 일반 무기입자 A 100중량부를 첨가 배합한 조성물을 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. It carried out similarly to Example 1 except having used the composition which added and mixed 100 weight part of general inorganic particle A without adding highly dispersible resin to 80 weight part of polyolefin resin A and 20 weight part of polyolefin resin B. The physical properties of the obtained breathable film are shown in Table 1.
[비교예 3]Comparative Example 3
폴리올레핀계 수지 A 100중량부에 고분산성 수지를 첨가하지 않고 단지 나노 무기입자 A 33.3중량부를 첨가 배합한 조성물을 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 통기성 필름의 물성을 표 1에 나타내었다. It carried out similarly to Example 1 except having used the composition which added and added only 33.3 weight part of nano-inorganic particle A without adding highly dispersible resin to 100 weight part of polyolefin resin A. The physical properties of the obtained breathable film are shown in Table 1.
[표 1] 실시예 1~7 및 비교예 1~3에 따라 얻어진 조성물의 조성 및 필름 물성평가 결과 TABLE 1 Composition and film properties evaluation results of compositions obtained according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3
상기 실시예로부터 본 발명에 의한 박막 통기성 필름은 기존의 기계적 물성을 유지한 채 6,000g/㎡·24hr 이상 우수한 투습성을 발휘함을 알 수 있는데, 이는 나노 무기입자에 대한 고분산성 수지로 도입된 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체내 함유된 카르복실산 성분과 친수성을 가진 나노 무기입자 표면간의 수소결합, 금속이온으로 중화된 카르복실산 성분과 친수성을 가진 나노 무기입자 표면간의 정전기적 인력 등에 의해 분산성이 획기적으로 개선된 것으로 추론된다. 또한 이러한 고분산성 수지는 일종의 폴리에틸렌계 공중합체로서 추가로 첨가하는 폴리올레핀계 수지와의 상용성이 우수하여 기계적 물성을 보다 상승시키는 시너지 효과를 나타낸 것으로 추론된다. 실시예 2에서와 같이 동일한 무기입자 함량을 가졌음에도 불구하고 종래 평균입경 수㎛인 일반 무기입자가 사용되어 제조된 비교예 1의 박막 통기성 필름 경우 투습성이 매우 열악함을 알 수 있고, 일반 무기입자 함량을 2배로 증가한 비교예 2의 박막 통기성 필름 경우 투습도는 다소 개선되었으나 기계적 물성은 극도로 나빠짐을 알 수 있다. 또한 고분산성 수지가 도입되지 않고 나노 무기입자만이 사용된 비교예 3의 박막 통기성 필름 경우 일반 무기입자를 사용한 박막 통기성 필름 대비 기계적 물성 및 투습성은 양호하나 본 발명에 의한 실시예 경우와는 달리 원하는 목표 물성은 달성하지 못함을 알 수 있다.From the above examples, it can be seen that the thin film breathable film according to the present invention exhibits excellent moisture permeability of 6,000 g / m 2 · 24hr or more while maintaining the existing mechanical properties, which is ethylene introduced as a highly dispersible resin for nano inorganic particles. Hydrogen bond between the carboxylic acid component contained in the carboxylic acid copolymer or the carboxylic acid copolymer neutralized with ethylene-carboxylic acid-metal ion and the surface of the nano-inorganic particles having hydrophilicity, the carboxylic acid component neutralized with the metal ion It is inferred that the dispersibility is greatly improved by the electrostatic attraction between the surface of the nano-inorganic particles having hydrophilicity and hydrophilicity. In addition, such a highly dispersible resin is a kind of polyethylene-based copolymer, it is inferred to exhibit a synergistic effect of further improving mechanical properties due to excellent compatibility with the additional polyolefin-based resin. Despite having the same inorganic particle content as in Example 2, it can be seen that the thin film breathable film of Comparative Example 1 prepared by using general inorganic particles having a conventional average particle diameter of several μm was very poor in moisture permeability, and general inorganic particles. In the case of the thin film breathable film of Comparative Example 2, the content of which doubled, the moisture permeability is slightly improved, but it can be seen that the mechanical properties are extremely bad. In addition, in the case of the thin film breathable film of Comparative Example 3 in which only the high molecular weight resin is not introduced and the nano inorganic particles are used, the mechanical properties and the moisture permeability are better than those of the thin film breathable film using the general inorganic particles. It can be seen that the target properties are not achieved.
본 발명은 폴리올레핀계 수지에 대해 나노 무기입자와 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 에틸렌-카르복실산-금속이온으로 중화된 카르복실산 공중합체로 구성된 마스터뱃치가 적정량 첨가된 조성물로서 상기 조성물중 나노 무기입자 함량이 50중량% 이하인 것을 특징으로 하는 조성물 및 이를 용융압출하여 얻어진 원판 쉬이트를 유리전이점 이상 용융점 미만의 온도하에서 적어도 면적연신배율 1.5배로 연신하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 박막 통기성 필름에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 박막 통기성 필름은 우수한 기계적 물성 및 고투습성을 가지고 박막화에 의한 탁월한 경제성을 가지는 실로 획기적인 것으로서 기저귀, 배변연습용 속팬츠, 생리대, 생리용 팬티, 실금용 기구, 붕대, 의료용 의류 등 신체보호용 흡수성 제품, 하우스 랩 등 건축자재용 제품 등에 유용하게 사용될 것으로 전망된다.The present invention relates to a polyolefin-based resin comprising a nanobatch and a masterbatch composed of nano-inorganic particles and an ethylene-carboxylic acid copolymer or a carboxylic acid copolymer neutralized with ethylene-carboxylic acid-metal ions. A composition characterized in that the inorganic particle content is 50% by weight or less, and the original sheet obtained by melt extrusion is obtained by stretching at least 1.5 times the area draw ratio at a glass transition point or more below the melting point at a thin film breathable film As the thin film breathable film according to the present invention has excellent mechanical properties and high moisture permeability, and has an excellent economical efficiency by thinning, diaper, training training pants, sanitary napkin, sanitary panties, incontinence apparatus, bandage, medical clothing, etc. Absorbent products for body protection, house wraps, etc. It is expected to be useful materials such products.
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