KR101190380B1 - 저 밀도, 가요성, 탄성, 흡수성 연속 기포 열가소성 발포체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 이로운 성질을 제공하도록 선택된 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 이오노머, 강성 중합체 및 계면활성제의 조합을 포함하는 저 밀도, 가요성, 탄성, 흡수성 연속 기포 열가소성 발포체에 관한 것이다. 발포체는 개인용 흡수성 물품, 의료용 흡수성 물품, 흡수성 세정 물품 및 각종 기타 적용예에서 유용하다.
열가소성 발포체, 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 이오노머, 강성 중합체, 계면활성제, 연속 기포, 흡수성 물품

Description

저 밀도, 가요성, 탄성, 흡수성 연속 기포 열가소성 발포체{LOW DENSITY, FLEXIBLE, RESILIENT, ABSORBENT OPEN-CELL THERMOPLASTIC FOAM}
본 발명은 가요성 및 탄성인 저 밀도 흡수성 연속 기포 열가소성 발포체에 관한 것이다. 이러한 발포체는 각종 개인 용품, 보건 용품 및 의료 용품의 제조에 유용하다.
열가소성 엘라스토머, 예컨대 스티렌 블록 공중합체를 사용한 열가소성 물질의 발포에 대한 종래의 시도는 종종 저 밀도 연속 기포 형성 소재를 산출하지는 못하였다. 저 밀도의 성질은 압출중에 소재를 가교시키는 가교제를 사용하여 개선되었다. 가교는 실질적으로 발포체를 경화시키며, 추가의 처리 기법을 필요로 한다. 또한, 잔류 가교제의 가능한 존재는 이러한 공정이 사람 피부와 접하는 개인 용품, 보건 용품 및 의료 용품에 사용된 발포체에 대하여 덜 바람직하도록 한다.
PCT 국제 공보 제WO02/18482호에는 4.5-75 중량부의 에틸렌 이오노머 수지, 0.5-3.0 중량부의 융점이 120℃ 초과인 폴리올레핀 수지 및 20-95 중량부의 융점이 120℃ 이하인 에틸렌-프로필렌 고무, 스티렌 엘라스토머 및 폴리에틸렌 수지로 구성된 군에서 선택된 1 이상의 중합체로 이루어진 조성물로 형성된 두꺼운 압출 연속 기포 발포체가 개시되어 있으며, 여기서 상기 중합체의 총합은 100 중량부이다. 발포체는 포장재, 가방, 과일 쟁반 및 기타의 용기에 유용하며, 충격 흡수 성질을 갖는다. 기재된 발포체는 가요성을 지니며, 이들 적용예에 대한 충분한 강성을 갖는다. 또한, 기재된 발포체는 이의 연속 기포 구조로 인하여 일부의 물을 흡수할 수 있지만, 물 흡수는 주요한 기능이 아니다.
개인 용품, 보건 용품 및 의료 용품에 사용하기에 적절한 저 밀도, 가요성, 탄성, 흡수성 연속 기포 열가소성 발포체에 대한 요구 또는 수요가 존재하고 있으며, 상기 용품중 다수는 주요한 특징으로서 연성 및 흡수성을 필요로 한다.
발명의 개요
본 발명은 개인 용품, 보건 용품 및 의료 용품에 사용하기에 적절한 저 밀도, 가요성, 탄성, 흡수성 연속 기포 열가소성 발포체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 발포체를 포함하는 개인 용품, 보건 용품 및 의료 용품에 관한 것이다.
본 발명의 발포체는
A) 약 5 내지 약 70 중량부의 스티렌 블록 공중합체, 올레핀 엘라스토머 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 열가소성 엘라스토머;
B) 약 5 내지 약 70 중량부의 에틸렌 이오노머;
C) 약 15 내지 약 60 중량부의, 폴리스티렌, 고 충격 폴리스티렌, 고 밀도 폴리에틸렌, 선형 저 밀도 폴리에틸렌, 저 밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 강성 중합체; 및
D) 약 0.05 내지 약 5 중량부의, 발포체 기포의 습윤성을 증가시키기에 효과 적인 계면활성제를 포함하는 발포체 조성을 포함하며,
A, B, C 및 D의 총합은 100 중량부이다.
열가소성 엘라스토머는 발포체에 연성, 가요성 및 탄성을 부여하며, 마모 및 파손에 대한 개선된 내성을 비롯한 이의 구조적 보전성을 개선시킨다. 에틸렌 이오노머는 기포 형성중에 기포의 가요성 및 안정화에 기여한다. 강성 중합체는 발포체의 치수 안정성 및 처리에 기여한다. 계면활성제는 발포체가 습윤성을 띠도록 하며, 이의 흡수 용량을 개선시키며, 기포 형성중에 발포체 기포를 안정화시키는 것을 돕는다.
발포체는 후술한 바와 같이 개인 용품, 보건 용품 및 의료용 생성물에 안락감, 흡수성 및 내구성을 부가한다. 발포체는 물품의 반복된 세탁 및 사용후 흡수성을 유지한다.
상기를 고려하여, 본 발명의 특징 및 잇점은 개선된 연속 기포 형성 열가소성 흡수성 발포체 및 이를 포함하는 물품을 제공하는 것이다.
도 1은 포화 용량 테스트기의 부분 파단 상면도를 도시한다.
도 2는 후술한 바와 같은 흡수 용량을 측정하기 위한 포화 용량 테스트기의 측면도를 도시한다.
도 3은 포화 용량 테스트기의 후면도를 도시한다.
정의
"흡수제"라는 것은 후술한 포화 용량 테스트를 사용하여 염화나트륨 수용액(0.9 중량%의 NaCl)을 자체 중량의 100% 이상 흡수할 수 있는 발포체를 지칭한다.
"흡수 물품"이라는 것은 개인용 흡수 물품, 의료용 흡수 물품, 흡수 세정(wiping) 물품뿐 아니라, 필터, 마스크, 포장 흡수제, 쓰레기 봉투, 얼룩 제거제, 국소 조성물, 세탁 오염/잉크 흡수제, 세제 응집제, 친유성 유체 분리제, 세정 장치 등을 비롯한 비-개인용 흡수 물품에 관한 것이지만, 이에 한정되지 않는다.
"흡수 세정 물품"에는 화장지, 타월, 예컨대 키친 타월, 일회용 커팅 시트, 여행용 타월 및 기저귀, 젖은 와이프, 스폰지, 목욕용 타월, 욕실용 휴지 등이 있다.
"기포(cell)"라는 것은 발포체내에 포함된 공동을 지칭한다. 기포는 공동을 둘러싼 기포 막 또는 포위된 개구가 천공되어 있지 않을 경우 폐쇄되며, 모든 막은 무상해 상태가 된다. 기포 연결은 유체 교환이 이웃하는 기포 사이에서 가능하도록 공동을 둘러싼 기포 막의 1 이상의 벽이 이웃하는 기포에 연결되는 오리피스 또는 공극을 갖는 경우 발생한다.
"압축"이라는 것은 물체에 힘을 가하여 프레싱 처리하여 물체의 밀도를 증가시키는 공정 또는 결과를 지칭한다.
"엘라스토머"라는 것은 탄성 또는 고무상 성질을 갖는 물질을 지칭한다. 엘라스토머 소재, 예컨대 열가소성 엘라스토머는 일반적으로 변형력을 제거할 경우 변형후 이의 형상을 복원할 수 있다. 상세하게는, 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 엘라스토머는 연신력의 인가시 이의 이완된 길이보다 약 50% 이상 더 큰 신장된 길이로 신장 가능하도록 하고, 신장시키는 연신력의 이완시 연신의 50% 이상 소재가 복원되도록 하는 임의의 물질의 성질을 의미하고자 한다. X-Y 평면 치수에서의 엘라스토머 소재의 이와 같은 정의를 충족하는 가설의 예로는 1.50 인치 이상 연신 가능하며, 1.50 인치로 연신시키고 이완시킬 경우 1.25 인치 이하의 길이로 복원되는 소재의 1 인치 샘플이 된다. 다수의 엘라스토머 소재는 이의 이완된 길이의 50% 보다 훨씬 더 크게 신장될 수 있으며, 이들의 다수는 신장시키는 연신력의 이완시 실질적으로 이의 초기 이완된 길이로 복원된다. 웹 또는 시트를 비롯한 구조의 상기 설명된 X-Y 평면 치수에서 탄성이 되는 소재 이외에, 소재는 Z 평면 치수에서 탄성이 될 수 있다. 상세하게는, 구조에 압축을 가할 경우, 탄성 성질을 나타내며, 이완시 초기 위치로 거의 복원된다. 압축 세트는 종종 상기의 탄성 복원을 설명하는데 사용된다.
"의료용 흡수 물품"은 고온 또는 저온 요법에 적용하기 위한 제품, 병원 가운, 수술용 드레이프, 붕대, 상처 드레싱, 커버, 용기, 필터, 1회용 의복 및 침대 패드, 의료용 흡수 의복, 가운, 언더패드, 와이프 등을 비롯한 각종 전문용 그리고 소비성 보건 의료 생성물을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.
"생리 분비물 모방체"는 "복합 액체"인 생리 분비물의 점탄성 및 기타의 성질을 모사하는 물질이다. 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 용어 "생리 분비물 모방체" 또는 "복합 액체"는 일반적으로 불균질한 물리적 및(또는) 화학적 성질을 갖는 다중 성분을 포함한 점탄성 유체인 것을 특징으로 하는 액체를 나타낸다. 복합 액체의 취급에서 흡수제 또는 흡착제 물질의 효능에 문제를 일으키는 것이 바로 이러한 다중 성분의 불균질한 성질이다. 복합 액체와는 반대로, 단순 액체, 예컨대, 소변, 생리식염수, 물 등은 일반적으로 비교적 낮은 점도를 갖고 그리고 균질한 물리적 및(또는) 화학적 성질을 갖는 1 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다. 균질한 성질을 지님으로 인하여, 단순 액체의 1 이상의 성분은, 특정의 성분이 기타의 성분보다 더욱 용이하게 흡수되거나 또는 흡착될 수 있기는 하지만, 흡수 또는 흡착중에 거의 유사하게 작용한다. 본 명세서에서 복합 액체는 일반적으로 불균질한 성질을 갖는 특정 성분을 포함하는 것을 특징으로 하지만, 복합 액체의 각각의 특정 성분은 일반적으로 균질한 성질을 갖는다. 예를 들면, 3 가지의 특정 성분, 적혈구 세포, 혈액 단백질 분자 및 물 분자를 갖는 대표적인 복합체-액체를 살펴본다. 조사에 의하면, 당업자는 이들의 일반적으로 불균질한 성질에 따라 3 가지 특정 성분 각각을 용이하게 구별할 수 있을 것이다. 또한, 특정 성분, 예컨대 적혈구 세포 성분을 조사할 경우, 당업자는 적혈구 세포의 일반적으로 균질한 성질을 용이하게 인식할 수 있다. 본 발명에 사용된 "생리 분비물 모방체" 테스트 유체는 35%(부피)의 적혈구용적율 수준이 제공되도록 돼지 혈장으로 희석한 돼지 혈액으로 이루어진다. 적혈구용적율 수준을 결정하는데 적절한 장치는 미국 플로리다주 알타몬테 스프링스에 사업부가 소재하는 세퍼레이션 테크놀로지, 인코퍼레이티드로부터 입수한 HEMATOSTAT-2 시스템이다. 또는, 실질적으로 등가인 시스템을 사용할 수 있다.
"연속 기포(open-cell)"라는 것은 막에서 1 이상의 파손되거나 또는 상실된 막 또는 구멍을 갖는 임의의 기포를 지칭한다.
"연속 기포 형성 발포체"라는 것은 ASTM D2856, 방법 C를 사용하여 측정한 연속 기포 함량이 약 50% 이상인 복수의 기포를 포함하는 발포체를 지칭한다.
"개인용 흡수 물품"의 예로는 흡수 물품, 예컨대 1회용 기저귀, 아기용 와이프, 용변 연습용 바지, 어린이 보육용 바지 및 기타의 1회용 의복; 생리대, 와이프, 월경 패드, 팬티 라이너, 팬티 차폐물, 음순간, 탐폰 및 탐폰 애플리케이터를 비롯한 여성용품; 와이프, 패드, 용기, 실금 제품 및 소변 차단물 등을 비롯한 성인용품 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
"가소제"라는 것은 경질 중합체에 가요성을 부가하기 위하여 경질 중합체에 첨가할 수 있는 화학제를 지칭한다. 가소제는 통상적으로 유리 전이 온도를 낮춘다.
"중합체"라는 것은 일반적으로 단독중합체, 블록, 그래프트, 랜덤 및 교호 공중합체를 비롯한 공중합체, 삼원공중합체 등, 이의 혼합물 및 변형체 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 특별하게 한정하지 않는 한, 용어 "중합체"라는 것은 물질의 가능한 모든 분자 기하 구조를 포함한다. 이들 구조는 이소택틱, 신디오택틱 및 어택틱 대칭 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
"강성 중합체"라는 것은 비탄성인, 즉 전술한 바와 같은 "탄성"이 아닌 중합체를 지칭한다.
"계면활성제"라는 것은 유체의 계면 장력에 영향을 미치는 화합물, 예컨대 세제 및 습윤제 등이 있다.
"열가소제"라는 것은 열에 노출시 연화되고(되거나) 유동되며, 실온으로 냉각시 이의 초기 경화된 상태로 실질적으로 복원되는 물질을 나타내는 것을 의미한다.
"점성 유체"라는 것은 생리 분비물, 생리 분비물 모방체, 배설물 유체, 배설물 유체 모방체 등과 같은 유체를 비롯한 물의 점도보다 더 큰 점도를 갖는 유체를 지칭한다.
바람직한 구체예의 설명
본 발명의 발포체는 저 밀도, 가요성, 탄성, 흡수성 연속 기포 열가소성 발포체이다. 발포체는 임의의 압축을 가하기 이전에, 밀도가 약 225 ㎏/㎥ 이하, 적절하게는 약 175 ㎏/㎥ 이하, 특히 약 125 ㎏/㎥ 이하이다. 발포체는 후술한 엣지 압축 테스트 방법을 사용하여 측정한 버클링(굴곡) 압력이 약 500 킬로파스칼(㎪) 이하, 적절하게는 약 250 ㎪ 이하, 특히 약 100 ㎪ 이하인 것을 특징으로 하는 가요성을 갖는다.
발포체는 후술한 포화 용량 테스트를 사용하여 측정한 흡수율이 건조 발포체 1 g당 약 1 g 이상의 수성 액체(0.9 중량%의 NaCl), 적절하게는 건조 발포체 1 g당 약 2 g 이상의 수성 액체, 특히 건조 발포체 1 g당 약 3 g 이상의 수성 액체이다. 발포체는 유체 흡입률 테스트를 사용한 유체 흡입률이 약 5 내지 약 9, 적절하게는 약 7 내지 약 9이다. 발포체는 수직 흡상 테스트 방법을 사용한 수직 흡상 높이가 약 3.5 ㎝ 이상, 적절하게는 약 4.5 ㎝ 이상, 특히 약 5.5 ㎝ 이상이다.
발포체는 ASTM D2856, 방법 C를 사용하여 측정한 연속 기포 함량은 약 60% 이상, 적절하게는 약 70% 이상, 특히 약 80% 이상이다. 사용한 계면활성제의 유형 및 함량 및 연속 기포 함량은 발포체의 흡수 특징에 영향을 미친다.
발포체는 100 중량부의 발포체 조성을 포함한다. 발포체 조성은 A) 약 5 내지 약 70 중량부의 열가소성 엘라스토머, B) 약 5 내지 약 70 중량부의 에틸렌 이오노머, C) 약 15 내지 약 60 중량부의 강성 중합체, 및 D) 약 0.5 내지 약 5 중량부의 계면활성제를 포함한다. 발포체 조성은 약 10 내지 약 50 중량부의 열가소성 엘라스토머, 약 10 내지 약 50 중량부의 에틸렌 이오노머, 약 25 내지 약 60 중량부의 강성 중합체 및 약 1 내지 약 4 중량부의 계면활성제를 포함할 수 있다. 특히, 발포체 조성은 약 20 내지 약 40 중량부의 열가소성 엘라스토머, 약 15 내지 약 40 중량부의 에틸렌 이오노머, 약 35 내지 약 60 중량부의 강성 중합체 및 약 1.5 내지 약 4 중량부의 계면활성제를 포함할 수 있다. A, B, C 및 D의 총합은 100 중량부이다.
열가소성 엘라스토머 A는 스티렌 블록 공중합체, 올레핀 엘라스토머 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것이 적절하다. 스티렌 블록 공중합체 엘라스토머의 예로는 디블록 공중합체, 트리블록 공중합체, 테트라블록 공중합체 및 이의 조합 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 스티렌 디블록 공중합체의 예로는 스티렌-부타디엔에서의 부타디엔 단위의 선택적 수소화에 의하여 형성될 수 있는 스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-이소프렌, 스티렌-부타디엔 및, 스티렌-이소프렌에서의 이소프렌 단위의 선택적 수소화에 의하여 형성될 수 있는 스티렌-(에틸렌-프로필렌) 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 스티렌 트리블록 공중합체의 예로는 스티렌-부타디엔-스티렌의 선택적 수소화에 의하여 형성될 수 있는 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-부타디엔-스티렌 및, 스티렌-이소프렌-스티렌의 선택적 수소화에 의하여 형성될 수 있는 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 스티렌 테트라블록 공중합체의 예로는 스티렌-부타디엔-스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌-스티렌-이소프렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌-(에틸렌-부틸렌) 및 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌-(에틸렌-프로필렌) 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
적절한 스티렌 블록 공중합체는 미국 오하이오주 벨프레에 소재하는 크라톤 폴리머즈 엘엘씨로부터 입수 가능한 상표명 KRATON(등록상표); 미국 텍사스주 휴스턴에 소재하는 덱스코(엑손-모빌 케미칼 컴파니의 부문임)로부터 입수 가능한 상표명 VECTOR(등록상표); 미국 뉴욕주 뉴욕에 소재하는 쿠라레이 어메리카, 인코포레이티드로부터 입수 가능한 상표명 SEPTON(등록상표) 등이 있다. 한 적절한 구체예에서, 열가소성 엘라스토머 A)는 스티렌 블록 공중합체 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된다.
올레핀 엘라스토머의 예로는 약 20-80 중량%의 에틸렌 및 약 20-80 중량%의 프로필렌을 포함하는 랜덤 또는 블록 공중합체인 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)이지만, 이에 한정되지는 않는다. 기타의 올레핀 중합체의 예로는 에틸렌-프로필렌-디엔 중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 및 입체블록 폴리프로필렌 등이 있다. 또한, 밀도가 약 0.89 g/c㎥ 미만인 단일-부위 촉매화 에틸렌 중합체 및 에틸렌-α올레핀 공중합체, 예컨대 미국 미시간주 미들랜드에 소재하는 다우 케미칼 컴파니로부터 상표명 AFFINTYTM으로 입수 가능한 것 등이 있다.
또한, 열가소성 엘라스토머 A는 동적 가황 처리된 엘라스토머-열가소성 블렌드; 열가소성 폴리에테르 에스테르 엘라스토머; 이오노머성 열가소성 엘라스토머; 미국 델라웨어주 윌밍턴에 소재하는 이.아이. 듀폰 드 네무아즈로부터 입수 가능한 상표명 LYCRA(등록상표) 폴리우레탄 및, 미국 오하이오주 클라블랜드에 소재하는 노베온, 인코포레이티드로부터 입수 가능한 ESTANE(등록상표)을 비롯한 열가소성 탄성 폴리우레탄; 열가소성 탄성 폴리아미드, 예컨대 미국 펜실베이니아주 필라델피아에 소재하는 아토피나 케미칼즈, 인코포레이티드로부터 입수 가능한 상표명 PEBAX(등록상표) 폴리에테르 블록 아미드를 비롯한 폴리에테르 블록 아미드; 열가소성 탄성 폴리에스테르, 예컨대 이.아이. 듀폰 드 네무아즈로부터 입수 가능한 상표명 HYTREL(등록상표) 및 미국 인디애나주 에반스빌에 소재하는 디에스엠 엔지니어링 플라스틱스로부터의 ARNITEL(등록상표)이 될 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다.
에틸렌 이오노머는 적절하게는 하기 화학식을 갖는 중합체이다:
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(여기서 M은 나트륨, 칼륨, 리튬, 마그네슘, 아연 또는 스트론튬이고, R은 수소 또는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬기이고, m 및 n은 정수이고, m/n의 비는 약 10 내지 약 100이다).
적절한 에틸렌 이오노머의 예로는 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메타크릴산계 열가소성 이오노머, 기타의 에틸렌 알킬아크릴산 공중합체 및 에틸렌 알킬 아크릴레이트 공중합체 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 중화율은 금속 염으로 중화된 카르복실산 결합의 비율이다. 중화율은 약 5 내지 약 100%이고, 적절하게는 약 8 내지 약 85%, 특히 약 10 내지 약 70%가 될 수 있다. 금속 이온의 원자가가 2인 것, 예컨대 아연인 경우, 하나의 금속 이온은 2 개의 중합체 분자를 중화시켜 이들을 서로 결합시킬 수 있다. 적절한 열가소성 이오노머로는 이.아이. 듀폰 드 네무아즈로부터 입수 가능한 상표명 SURLYN(등록상표)이 있다.
강성 중합체는 폴리스티렌, 고 충격 폴리스티렌, 고 밀도 폴리에틸렌, 선형 저 밀도 폴리에틸렌, 저 밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된다. 강성 중합체는 폴리스티렌, 고 충격 폴리스티렌 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것이 적절하다. 폴리스티렌 수지는 ASTM D1238, 조건 G를 사용하여 측정한 용융 흐름 비율이 약 1.5 내지 약 15 g/10 분; ASTM D1525를 사용하여 측정한 Vicat 연화 온도가 약 88-115℃; 중량 평균 분자량이 약 95,000 내지 약 300,000; 수 평균 분자량이 약 70,000 내지 약 130,000인 것이 적절하다. 한 적절한 폴리스티렌 수지의 예로는 미국 미시간주 미들랜드에 소재하는 다우 케미칼 컴파니로부터 입수 가능한 STYRON(등록상표) 685D 등이 있다.
고 충격 폴리스티렌(HIPS)은 소량의 고무를 사용하여 개질된 폴리스티렌이다. 고무는 폴리스티렌을 형성하는데 사용된 단량체 공급물 흐름에 용해된다. 중합 반응은 교반된 타워형 반응기 또는 기타의 적절한 반응기에서 실시될 수 있다. 생성된 폴리스티렌 생성물은 생성물에 유의적인 인성을 부여하는 작은 고무 도메인을 포함한다. 일부의 고무는 폴리스티렌상에서 그래프팅 처리된다. 적절한 고무 소재의 예로는 폴리부타디엔, 스티렌 부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌 엘라스토머 및 에틸렌-프로필렌-디엔 엘라스토머 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
고 밀도 폴리에틸렌은 밀도가 약 0.940-0.965 g/c㎥, 융점이 약 125-132℃ 및 고 선형 쇄 구조 또는 낮은 분지도(즉, 1,000 개의 탄소 원자당 3 개 이하의 메틸 분지)를 갖는 폴리에틸렌이다. 고 밀도 폴리에틸렌은 통상의 저압, 슬러리 상 중합 공정을 사용하여 제조되며, 찌글러-나타 촉매, 단일 부위(예, 메탈로센) 촉매 또는 또다른 적절한 촉매를 사용하여 생성될 수 있다. 적절한 고 밀도 폴리에틸렌은 ASTM D1238을 사용하여 190℃에서 측정한 용융 지수가 약 1.0-15 g/10 분이다.
선형 저 밀도 폴리에틸렌은 통상적으로 에틸렌과 3-20 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀 공단량체의 랜덤 공중합체이다. 선형 저 밀도 폴리에틸렌은 밀도가 약 0.910 내지 0.940 g/c㎥ 미만, 융점은 약 100-125℃이고, 고 밀도 폴리에틸렌과 유사한 고 선형 쇄 구조 또는 낮은 분지도를 지닐 수 있다. 밀도 및 융점은 α-올레핀 공단량체의 유형 및 함량에 의하여 영향을 받으며, 더 중질인 공단량체 및(또는) 더 많은 함량은 더 낮은 밀도 및 융점을 산출한다. 통상의 선형 저 밀도 폴리에틸렌은 약 2-15 중량%의 함량으로 부텐, 헥센 또는 옥텐 공단량체를 포함한다. 선형 저 밀도 폴리에틸렌은 고 밀도 폴리에틸렌과 동일한 공정 및 촉매를 사용하여 생성될 수 있다. 적절한 선형 저 밀도 폴리에틸렌은 ASTM D1238을 사용하여 190℃에서 측정한 용융 지수가 약 1.0-15 g/10 분이다.
저 밀도 폴리에틸렌은 통상적으로 밀도가 약 0.910 내지 약 0.940 g/c㎥ 미만이고, 융점이 약 100-120℃이며, 높은 정도의 단쇄 분지(예, 1,000 개의 탄소 원자당 15-25 개의 메틸 분지)를 갖는 에틸렌 단독중합체이다. 저 밀도 폴리에틸렌은 통상적으로 찌글러-나타 촉매, 단일 부위 촉매 또는 또다른 적절한 촉매를 사용한 통상의 고압 자유 라디칼 중합 공정을 사용하여 생성된다. 적절한 저 밀도 폴리에틸렌은 ASTM D1238을 사용하여 190℃에서 측정한 용융 지수가 약 1.0-15 g/10 분이다.
강성 중합체로서 사용하기에 적절한 폴리프로필렌 중합체의 예로는 프로필렌 단독중합체 및 약 10 중량% 이하의 에틸렌을 포함하는 프로필렌-에틸렌 공중합체를 포함한다. 적절한 폴리프로필렌은 밀도가 약 0.89 내지 약 0.93 g/c㎥이고, 융점은 약 135-165℃이고, ASTM D1238을 사용하여 230℃에서 측정한 용융 흐름 비율은 약 0.4-40 g/10 분이다. 폴리프로필렌은 찌글러-나타 촉매, 단일 부위 촉매 또는 또다른 적절한 촉매를 사용하는 임의의 통상의 공정에 의하여 생성될 수 있다.
발포체 조성을 갖는 계면활성제 성분은 열가소성 발포체내에서의 기포 분포의 균일성을 개선시키며, 발포체내의 수성 액체의 전달을 위한 습윤성 및(또는) 친수성 표면을 생성하여 흡수율을 개선시킨다. 계면활성제 성분은 1 이상의 계면활성제를 포함할 수 있다. 계면활성제 성분은 발포체 처리 조건, 통상적으로 약 200℃ 이하에서 열적으로 안정하여야 한다. 또한, 계면활성제는 열가소성 발포체의 표면상에서 적절하게 배향시키기 위하여 용융된 발포체 조성물중에서 충분하게 가동성이어야 한다. 또한, 계면활성제는 소정의 발포체 성질에 대하여 적절한 분자 구조를 지녀야 한다. 계면활성제 분자량은 최적의 습윤을 제공하기에 충분히 크되, 열가소성 발포체중에서의 기포 치수를 원치 않는 정도로 증가시킬 정도로 크지 않도록 하여야 한다. 분지쇄 중합체 계면활성제는 선형 중합체 계면활성제보다 더 큰 기포를 형성한다.
적절한 계면활성제의 예로는 에톡실화 디메틸실록산 계면활성제, 폴리옥시에틸렌 공중합체 계면활성제, 에틸렌 옥시드와 프로필렌 옥시드의 블록 공중합체, 유기 설페이트, 유기 설포네이트, 알킬 폴리글리코시드, 폴리올레핀 글리콜 유도체 및 이의 조합 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이의 예로는 하기와 같다:
에톡실화 디메틸실록산 계면활성제
1. 바스프 코포레이션으로부터 입수 가능한 MASIL(등록상표) SF-19는 HS-1 또는 TWEEN(등록상표)(후술함)과의 조합에 유용한 저 분자량 계면활성제이다.
2. 실테크로부터 입수 가능한 MMF-184SW는 HS-1(후술함)과의 조합에 유용한 중간 분자량 계면활성제이다.
3. 다우 코닝 컴파니로부터 입수 가능한 Dow Corning 193 유체는 비교적 큰 발포체 기포를 형성하는 고분자량 계면활성제이다.
폴리옥시에틸렌 공중합체 계면활성제
1. 유니케마 케미칼 컴파니로부터 입수 가능한 TWEEN(등록상표) 40은 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 모노팔미테이트를 주성분으로 하며, 미세 기포 형성된 발포체를 형성하는데 유용하기는 하나, (그 자체가) 습윤성을 개선시키지는 않는다.
2. 유니케마 케미칼 컴파니로부터 입수 가능한 TWEEN(등록상표) 60은 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 모노스테아레이트를 주성분으로 하며, 습윤성이며, 중간 크기의 발포체 기포를 형성하는데 유용하다.
3. 유니케마 케미칼 컴파니로부터 입수 가능한 TWEEN(등록상표) 80은 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 모노올레에이트를 주성분으로 하며, 습윤성은 아니나, 습윤성을 개선시키는 계면활성제와 조합되어야 한다.
에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 블록 공중합체
1. 바스프 코포레이션으로부터 입수 가능한 PLURONIC(등록상표) F38은 소분자계 친수성 계면활성제이며, HS-1(후술함)과 조합될 수 있다.
2. 바스프 코포레이션으로부터 입수 가능한 PLURONIC(등록상표) F98은 커다란 분자를 주성분으로 하는 친수성 계면활성제이다.
3. 바스프로부터 입수 가능한 PLURONIC(등록상표) L43은 친수성이 덜하며, 소분자를 주성분으로 하며, HS-1(후술함)과 조합될 수 있다.
4. 바스프로부터 입수 가능한 PLURONIC(등록상표) L92는 친수성이 덜하며, 커다란 분자를 주성분으로 하며, HS-1(후술함)과 조합될 수 있다.
유기 설페이트 및 설포네이트 계면활성제
1. 악조 노벨 컴파니로부터 입수 가능하며, 분자당 14-16 개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 설폰산나트륨을 주성분으로 하는 WITCONATE(등록상표) AOK는 약간 효과적이다.
2. 악조 노벨 컴파니로부터 입수 가능하며, 도데실벤젠 설폰산나트륨을 주성분으로 하는 WITCONATE(등록상표) K Dense는 매우 효과적이다.
3. 악조 노벨 컴파니로부터 입수 가능하며, 옥탄 설폰산나트륨을 주성분으로 하는 WITCONATE(등록상표) NAS-8은 HS-1(후술함)과 조합시 유용하다.
4. 악조 노벨 컴파니로부터 입수 가능하며, 아민 알킬벤젠설포네이트를 주성분으로 하는 WITCONATE(등록상표) P-1059는 습윤성이지만, 다소 더 강성인 발포체를 생성한다.
5. 악조 노벨 컴파니로부터 입수 가능하며, α-올레핀 설폰산나트륨을 주성분으로 하는 WITCONATE(등록상표) AOS-12는 효과적일 수 있다.
6. 악조 노벨 컴파니로부터 입수 가능하며, 12-15 개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 파레쓰(pareth) 설폰산나트륨을 주성분으로 하는 WITCONATE(등록상표) 1050은 효과적일 수 있다.
7. 악조 노벨 컴파니로부터 입수 가능하며, 선형 알킬벤젠 설폰산나트륨을 주성분으로 하는 WITCONATE(등록상표) DS Dense는 효과적일 수 있다.
8. 악조 노벨 컴파니로부터 입수 가능하며, 라우릴 에테르 황산나트륨을 주성분으로 하는 WITCONATE(등록상표) LES-60C는 효과적일 수 있다.
9. 클라리언트 코포레이션으로부터 입수 가능하며, 8-16 개의 탄소 원자를 갖는 알킬설포네이트를 주성분으로 하는 HOSTASTAT(등록상표) HS-1은 미세 발포체 기포를 형성하는데 효과적이다.
알킬 폴리글리코시드
헨켈 코포레이션으로부터 입수 가능하며 알킬 폴리글리코시드를 주성분으로 하는 GLUCOPON(등록상표) 220 USP는 발포체중의 미세한 기포를 형성하는데 효과적이다.
폴리에틸렌 글리콜 유도체
1. 코그니스 코포레이션으로부터 입수 가능하며, 폴리에틸렌 글리콜 400 모노라우레이트를 주성분으로 하는 EMEREST(등록상표) 2650는 습윤성이 아니며, 비교적 커다란 발포체 기포를 형성한다.
2. 코그니스 코포레이션으로부터 입수 가능하며, 폴리에틸렌 글리콜 400 디올레에이트를 주성분으로 하는 EMEREST(등록상표) 2648은 습윤성이 아니며, 커다란 발포체 기포를 형성한다.
3. 코그니스 코포레이션으로부터 입수 가능하며, 폴리에틸렌 글리콜 400 디스테아레이트를 주성분으로 하는 EMEREST(등록상표) 2712는 습윤성이 아니며, 습윤성 계면활성제와 조합되어야 한다.
본 발명의 열가소성 발포체는 약 50 중량% 이상, 적절하게는 약 75 중량% 이상, 특히 약 85 중량% 이상의 전술한 발포체 조성을 포함한다. 전술한 발포체 조성 이외에, 열가소성 발포체는 발포제, 핵제, 기포 안정화제, 대전방지제, 안료 및 기타의 통상의 성분을 포함할 수 있다.
발포제의 예로는 물리적 및 화학적 발포제 등이 있으며, 이는 무기 또는 유기일 수 있다. 무기 발포제의 예로는 물, 질소, 이산화탄소, 공기, 아르곤 및 헬륨 등이 있다. 유기 발포제의 예로는 탄화수소, 예컨대 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산 등이 있다. 또한, 지방족 알콜, 및 할로겐화 탄화수소, 예컨대 FREON(등록상표) 및 HFC-134A를 사용할 수 있기는 하나, 후자의 사용은 일반적으로 환경적인 이유로 인하여 배제되고 있다. 통상적으로 압출기 호퍼에서 첨가되는 흡열 및 발열 화학적 발포제의 예로는 아조디카르본아미드, 파라톨루엔 설포닐 히드라지드, 아조디이소부티로니트릴, 벤젠 설포닐 히드라지드, p-톨루엔 설포닐 히드라지드, 아조디카르복실산바륨, 중탄산나트륨, 탄산나트륨, 탄산암모늄, 구연산, 톨루엔 설포닐 세미카르바지드, 디니트로소-펜타메틸렌-테트라민, 페닐테트라졸 붕수소화나트륨 등이 있다. 각종의 물리적 및 화학적 발포제의 혼합물 및 조합물을 사용할 수 있으며, 종종 기포 구조를 조절하기 위하여 사용된다. 발포제 활성제는 상기 화학적 발포제의 분해 온도/프로파일을 낮추는데 첨가될 수 있다. 이러한 활성제는 염, 산화물 또는 유기금속 착체 형태의 금속을 포함한다. 발포제는 열가소성 발포체 중량의 약 1-10 중량%를 구성할 수 있다.
핵제는 소정의 미세한 연속 기포 구조를 얻기 위하여 사용할 수 있다. 핵제의 함량은 목적하는 기포 구조, 발포 온도, 압력, 중합체 조성 및 사용한 핵제의 유형에 따라 달라질 수 있다. 통상적으로 핵제를 증가시키면, 기포 밀도 및 연속 기포 함량이 증가된다. 핵제의 예로는 탄산칼슘, 구연산과 중탄산나트륨의 혼합물, 코팅된 구연산/중탄산나트륨 입자, 나노점토, 실리카, 스테아르산바륨, 규조토, 이산화티탄, 탈크, 분쇄목, 점토 및 스테아르산칼슘 등이 있다. 또한, 스테아르산, 살리실산, 지방산 및 금속 산화물은 발포 보조제로서 사용될 수 있다. 또한, 기타의 열가소성 중합체는 상기의 목적을 위하여 사용할 수 있다. 이들은 통상적으로 중합체 농축물과 건조 혼합되거나 또는 이와 함께 첨가될 수 있다. 한 적절한 핵제의 예로는 미국 콜로라도주 센테니얼에 소재하는 루제낙 어메리카로부터 입수 가능한 Luzenac MISTRON(등록상표) Vapor 탈크 등이 있다. 또다른 핵제로는 미국 텍사스주 곤잘레스에 소재하는 서던 클레이 프로덕츠, 인코포레이티드로부터 입수 가능한 CLOISTE(등록상표) ZOA 나노점토 등이 있다. 핵제는 열가소성 발포체의 약 0.1-5 중량%를 구성할 수 있다.
연속 기포 형성은 높은 처리 압력 및(또는) 온도 그리고, 기포 밀도 및 기포 구조 모두를 조절할 수 있는 핵제 및 화학적 발포제의 사용에 의하여 조절될 수 있다. 각종 베이스 수지는 종종 연속 기포 발포체를 형성하기 위하여 발포 온도를 확장시키는데 사용된다. 소량의 각종 비혼화성 중합체를 발포체 중합체 조성에 첨가하여, 예컨대 폴리에틸렌 또는 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체를 폴리스티렌계 발포체 시스템에 첨가하여 기포 벽 파열을 야기하는 중간상 도메인을 생성함으로써 연속 기포 수준을 가능하게 할 수 있다. 중합체계 성분 및 결정화 개시 온도를 조절함으로써, 연속 기포 함량 및 미공성 기포 막 균일도를 조절할 수 있다. 에틸렌-스티렌 공중합체는 연속 기포 품질을 조절하고 표면 품질 및 가공성을 개선시키기 위하여 알케닐 방향족 중합체에 첨가할 수 있다. 소량의 폴리스티렌계 중합체는 종종 연속 기포 함량을 증가시키기 위하여 폴리올레핀계 발포체에 첨가한다.
또한, 가소제는 연속 기포 형성을 개선시키기 위하여 첨가될 수 있다. 가소제는 가요성, 신장성 및 작업성을 부여하는 화학적 제제이다. 가소제의 유형은 미세한 기포 크기 및 연속 기포의 수를 비롯한 기포 구조, 발포체 겔 성질, 발포제 이동 저항에 영향을 미친다. 통상적으로 가소제는 저 분자량을 갖는다. 가소제의 혼입에 의하여 야기되는 중합체 쇄 이동성 및 자유 부피의 증가는 통상적으로 Tg를 감소시키며, 가소제의 효과는 종종 이의 측정을 특징으로 한다. 석유계 오일, 지방산 및 에스테르가 통상적으로 사용되며, 외부 가소제 또는 용매로서 작용하는데, 이는 이들이 중합체에 화학적으로 결합되지는 않으나 결정화시에 중합체 매트릭스에서 무상해 상태를 유지하기 때문이다.
가소제는 기포 사이에서의 다공성 연결을 생성할 정도로 기포 사이의 막을 얇게 하여 기포 연결성을 증가시키며, 그리하여 가소제는 연속 기포 함량을 증가시킨다. 적절하게는, 가소제는 열가소성 발포체 중량을 기준으로 하여 약 0.5% 내지 약 10% 또는 약 1% 내지 약 10%의 함량으로 포함된다. 지나치게 많은 가소제를 한꺼번에 첨가하면 기포가 불안정해져서 기포 붕괴가 발생하기 때문에, 가소제는 발포 공정중에 발포체 중합체 조성에 농도를 증가시키면서 점진적으로 주의하여 계량(metering)하여 첨가한다.
적절한 가소제의 예로는 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트, 광유, 팜유, 왁스, 알콜과 유기 산계 에스테르, 나프탈렌 오일, 파라핀 오일 및 이의 조합 등이 있다. 적절한 가소제의 시판중인 예로는 에틸렌의 촉매적 중합으로서 생성된 단쇄 폴리에틸렌이 있는데, 이는 분자량이 작기 때문에, 종종 "왁스"로서 지칭된다. 이와 같은 저 밀도, 고 분지 폴리에틸렌 "왁스"는 미국 테네시주 킹스포트에 소재하는 이스트만 케미칼 컴파니로부터 상표명 EPOLENE(등록상표) C-10으로 입수 가능하다.
개인 용품 및 의료용 생성물 적용예 및 다수의 흡수성 세정 물품 및 비-개인 용품 물품에 사용하고자 하는 발포체에 대하여, 발포체는 엄격한 화학적 및 안전상의 가이드라인을 충족하여야만 한다. 다수의 가소제는 포장제에 사용하는 것에 대하여 FDA 승인되어 있다. 이러한 가소제의 예로는 아세틸 트리부틸 시트레이트; 아세틸 트리에틸 시트레이트; p-t-부틸페닐 살리실레이트; 부틸 스테아레이트; 부틸프탈릴 부틸 글리콜레이트; 디부틸 세바케이트; 디-(2-에틸헥실) 프탈레이트; 디에틸 프탈레이트; 디이소부틸 아디페이트; 디이소옥틸 프탈레이트; 디페닐-2-에틸헥실 포스페이트; 에폭시드화 대두유; 에틸프탈릴 에틸 글리콜레이트; 글리세롤 모노올레에이트; 모노이소프로필 시트레이트; 모노-, 디- 및 트리스테아릴 시트레이트; 트리아세틴 (글리세롤 트리아세테이트); 트리에틸 시트레이트; 및 3-(2-제노일)-1,2-에폭시프로판 등이 있다.
특정의 구체예에서, 또한 열가소성 엘라스토머로서 사용된 동일한 물질을 가소제로서 사용할 수 있다. 예를 들면, 전술한 KRATON(등록상표) 스티렌 블록 공중합체를 열가소성 엘라스토머 및 가소제로서 사용할 수 있다.
각종의 첨가제, 예컨대 윤활제, 산 스캐빈저, 안정화제, 착색제, 접착 촉진제, 충전제, 스마트-케미칼, 발포 조절제, 각종 UV/적외선 방사 안정화제, 산화방지제, 난연제, 매연억제제, 수축방지제, 열 안정화제, 고무(열경화제 포함), 대전방지제, 투과성 개질제 및, 이형제와 안티블록킹제를 비롯한 기타의 가공 및 압출 조제 등을 열가소성 발포체에 포함시킬 수 있다.
통상의 기법을 사용하여 열가소성 발포체의 성분을 가열하고, 적절하게는 약 100℃ 내지 약 500℃의 온도에서 또는 성분을 용융시키기에 높은 온도에서 혼합할 수 있다. 중합체 용융물을 통상의 기법을 사용하여 발포시킬 수 있다. 예를 들면, 중합체 용융물을 연속적으로 압출시켜 저 밀도, 가요성, 탄성, 흡수성 연속 기포 열가소성 발포체를 형성한다. 연속 기포 함량은 계면활성제 및 (사용하였을 경우) 가소제의 함량을 변경시키거나 또는 전술한 바와 같은 공정 조건을 변경시켜 조절할 수 있다.
1회용 개인 용품 제품에 대한 열가소성 발포체를 생성하기 위하여, 연속 소성 압출 공정이 통상적으로 사용된다. 또한, 특정의 사출 성형 및 회분 공정을 사용할 수 있다. 연속 기포 발포체를 생성하기 위한 압출 온도의 엄격한 조절에 대한 요구로 인하여 종종 탠덤 스크류형 압출기를 사용한다. 제1의 압출기는 통상적으로 공급 및 이송, 압축, 용융, 계량 및 혼합 구역을 비롯한 여러 개의 구역을 포함한다. 하나의 압출기를 사용하고자 할 경우, 냉각 구역은 중합체 용융 배출물, 발포 및 성형 이전에 사용한다. 1차 압출기는 통상적으로 건조/혼합/계량 장치를 사용하고(하거나) 펠릿화된 중합체 농축물, 예컨대 마스터배취에 혼입한 첨가제(들)을 갖는 수지 및 첨가제가 장입된 호퍼이다. 그후, 수지, 첨가제 및(또는) 마스터배취를 압출기내에서 가열하여 가소화되거나 또는 용융된 중합체계를 형성하며, 종종 압출기 냉각/가열 시스템을 사용한 구역 온도를 조절한다.
통상적으로 용융 온도가 최고 중합체 유리 전이 온도에서 또는 이보다 높은 온도로 또는 용융 온도로 가열하여 발포성 용융물을 형성한 후 물리적 발포제를 첨가한다. 물리적 발포제를 위한 투입구는 통상적으로 계량 및 혼합 구역 사이에 배치된다. 용융물이 팽창되는 것을 방지하기에 충분한 고압에서 발포제를 용융된 중합체와 함께 철저하게 혼합한다. 중합체 용융물중에 혼합된 핵제 및 발포제를 사용하여, 발포성 용융물을 통상적으로 저온으로 냉각시켜 소정의 발포 기포 구조를 조절한다.
탠덤 압출기를 사용하면, 냉각은 가열된 크로스오버 공급 파이프를 통하여 제1의 압출기의 하류에 연결된 제2의 압출기에서 실시된다. 단일 압출기내에서, 냉각은 통상적으로 배출 오리피스의 상류에서 실시된다. 종종 공정 온도 조절 루프를 갖는 냉각/가열 시스템을 혼입시켜 용융물내에서 발포 버블 핵화/성장을 엄격하게 조절한다. 최적의 냉각 온도는 통상적으로 용융물의 유리 전이 온도 또는 융점, 또는 이보다 약간 높다. 그후, 용융물을 저압(통상적으로 대기압 또는 진공)으로 다이를 통하여 압출시켜 열역학적 불안정 및 발포를 야기하며, 그후, 플라스틱을 냉각 및 결정화시켜 발포를 형성하며, 이를 고화시켜 웹 또는 생성물을 형성한다. 종종 커튼 다이 등을 비롯한 원형, 환형 또는 슬릿 다이를 사용하며, 종종 발포 팽창 및 냉각과 함께 맨드렐을 사용하여 웹을 소정의 게이지, 형상 및 배향으로 성형 및 연신시킨다.
상기 압출을 사용한 각종 장치 구조를 사용하여 열가소성 팽창 발포체, 압출된 시이트, 스트랜드 발포체, 봉형, 파이프, 블록, 플랭크, 필름 및 비이드를 제조할 수 있다. 또한, 상기 장치를 사용하여 발포 적층체 및 복합체를 제조할 수 있다. 각종 특수 장치를 특수 디자인된 다이의 상류에서 사용하여 혼합, 냉각, 기포 구조, 계량 및 발포를 개선시킬 수 있으며, 이의 예로는 정적 혼합기, 기어 펌프 및 각종 압출기 스크류 디자인 등이 있다. 롤러 닙, 텐터 및 벨트를 비롯한 신장 장치는 종종 기포 형상을 연장시켜 흡수율을 개선시키기 위하여 배출물의 바로 하류에서 사용한다. 또한, 발포체 성질을 개선시키기 위하여 가교를 위한 극초단파 조사, 발포 활성화 및 기계적 수단의 사용을 이용할 수 있다. 열성형 및 기타의 열 공정을 사용한 발포체 윤곽화, 성형(예, 와이어 메쉬 패턴의 사용) 등은 형상 및 흡수성 팽윤을 조절하는데 사용할 수 있다.
기포 배향, 미학 및 연화를 조절하기 위한 연신, 버핑/샌딩, 기계적 니들링, 신장, 브러쉬 처리, 스카프 처리를 비롯한 유사한 성질, 흡수율 및 맞춤(fit)을 추가로 개선시키도록 2차 후처리 공정을 실시한다. 또한, 기포 막을 연화 및 파쇄시키기 위하여 캘린더링 및 크레이핑을 사용하여 기포 연결성을 개선시킬 수 있으며, 열성형을 사용하여 발포체 흡수제를 성형시킬 수 있다. 종종, 발포체 표면 스킨은 압출중에 형성될 수 있으며, 차후에 차단체를 제거하기 위하여 스카이빙(skiving), 슬라이스 오프, 니들-펀치, 브러쉬 처리, 스크레이핑, 버핑, 스카빙(scarving), 샌딩 처리 또는 천공시킬 수 있다. 기계적, 유압, 열적 또는 레이저 천공을 사용하여 발포체를 연화시키고, 연속 기포 함량을 추가로 증가시킬 수 있다.
압출후 발포체 구조의 후-치밀화를 사용하여 작용성을 개선시킬 수 있다. 본 발명의 발포체를 다른 층에 적층시켜 다양한 작용성을 갖는 구조체를 생성할 수 있다.
실시예
전술한 바와 같은 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 이오노머, 강성 중합체 및 계면활성제의 혼합물을 사용하여 열가소성 발포체를 생성하였다. 모든 발포체는 이산화탄소 가스의 직접 투입을 위하여 장착된, 미국 뉴저지주 섬머빌에 소재하는 어메리칸 라이스트리츠 익스트루더 코포레이션으로부터 입수 가능한 27 ㎜ LEISTRITZ(등록상표) 동시회전 트윈 스크류 압출기를 사용하여 생성하였다. 발포 중합체 조성을 압출기내에서 약 200℃로 가열한 후, 발포제로서 이산화탄소(발포체 중합체 조성의 6 중량%로 첨가함)를 사용하여 발포시켰다. 최적의 발포 팽창 및 연속 기포 연속성을 위하여 압출 온도 및 압력을 조절하였다. 각각의 발포체 샘플을 후술하는 테스트 절차를 사용하여 벌크 밀도, 버클링, 압력, 연속 기포 함량, 유체 흡입률 및 수직 흡상 높이에 대하여 테스트하였다.
실시예 1
가스 투입계가 장착된 Leistritz 27 ㎜ 동시회전 트윈 스크류 압출기를 사용하여 발포체 샘플 1A 내지 1E를 압출시켰다. 중합체 100 부당 약 2 부의 비율로 이산화탄소를 투입하였다. 각각의 압출은 2 ㎏/h의 속도로 실시하고, 각각의 발포체를 직경이 2 ㎜인 3 개의 구멍을 갖는 다이를 통하여 압출시켰다. 최적의 발포체 성질을 위하여 압출 온도를 조절하였다. 발포체 조성 및 성질을 하기 표 1에 기재하였다.
조성 A B C D E
유형 A:
엘라스토머
(중량부)		 Kraton G1657
SEBS(38.8)		 Kraton G1657
SEBS(29.0)		 Kraton G1657
SEBS(9.7)		 Kraton D1119P SIS(29.1) Kraton G1657
SEBS(29.2)
유형 B:
이오노머
(중량부)		 없음 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(9.8)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(29.1)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(9.8)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(29.1)
유형 C:
강성 중합체
(중량부)		 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (58.2) 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (58.4) 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (58.3) 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (58.2) 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (38.8)
유형 D:
계면활성제
(중량부)		 클라리언트 Hostastat HS-1(3.0) 클라리언트 Hostastat HS-1(2.8) 클라리언트 Hostastat HS-1(2.9) 클라리언트 Hostastat HS-1(2.9) 클라리언트 Hostastat HS-1(2.9)
기타 첨가제
(중량부)		 Luzenac Mistron Vapor 탈크 (1.1) Luzenac Mistron Vapor 탈크 (1.0) Luzenac Mistron Vapor 탈크 (1.0) Luzenac Mistron Vapor 탈크 (1.0) Luzenac Mistron Vapor 탈크 (1.0)
밀도(㎏/㎥) 195 201 218 139 179
버클링 압력
(㎪)		 602 644 >684 384 221
연속 기포
(%)		 71 72 62 75 72
유체 흡입률 7.3 9.0 8.0 9.0 6.7
수직 흡상
높이(㎝)		 4.4 5.9 5.9 5.4 6.0
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1E는 실시예 1A 내지 1D에 비하여 개선된 흡상 높이 및 감소된 버클링 압력을 산출하는 본 발명의 구체예를 나타낸다.
실시예 2
실시예 2A 내지 2D의 발포체는 실시예 1에 대하여 기재된 방법에 의하여 생성하였다. 조성 및 테스트 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
조성 A B C D
유형 A:
엘라스토머
(중량부)		 Kraton D1119P
SIS(29.1)		 Kraton G1657
SEBS(24.3)		 Kraton G1657
SEBS(29.2)		 Kraton G1657
SEBS(29.2)
유형 B:
이오노머
(중량부)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(29.1)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(48.5)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(38.8)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(29.1)
유형 C:
강성 중합체
(중량부)		 다우 Styron
685D
폴리스티렌 (38.8)		 다우 Styron
685D
폴리스티렌
(24.3)		 다우 Styron
685D
폴리스티렌
(29.1)		 다우 Styron
685D
폴리스티렌
(38.8)
유형 D:
계면활성제
(중량부)		 클라리언트 Hostastat HS-1(3.0) 클라리언트 Hostastat HS-1(2.9) 클라리언트 Hostastat HS-1(2.9) 클라리언트
Hostastat HS-1(2.9)
기타 첨가제
(중량부)		 Luzenac Mistron
Vapor 탈크(1.1)		 Luzenac Mistron
Vapor 탈크(1.0)		 Luzenac Mistron
Vapor 탈크(1.0)		 Luzenac Mistron
Vapor 탈크(1.0)
밀도(㎏/㎥) 119 117 123 179
버클링 압력
(㎪)		 52 79 113 221
연속 기포
(%)		 84 78 81 72
유체 흡입률 8.3 5.0 4.3 6.7
수직 흡상
높이(㎝)		 3.4 3.2 5.5 6.0
실시예 1의 발포체에 비하여, 실시예 2A 내지 2C의 발포체는 밀도 및 버클링 압력이 감소되었으며, 연속 기포 함량은 높다. 실시예 2D는 실시예 1E를 반복하였다. 실시예 2A 내지 2C 중 어느 것도 흡상 높이가 실시예 2D에서 관찰된 6.0 ㎝ 정도로 높지 않았다.
실시예 3
실시예 1에 대하여 기재한 방법에 의하여 실시예 3A 및 3B의 발포체를 생성하였다. 실시예 1 및 2에서와 같이 강성 중합체로서 스티렌을 사용하는 대신에, 실시예 3에서는 선형 저 밀도를 사용하였다. 실시예 3A는 엘라스토머를 제거한 효과를 예시한다. 하기 표 3에 기재한 바와 같이, 실시예 3B(엘라스토머 함유)는 더 낮은 밀도, 훨씬 더 낮은 버클링 압력, 훨씬 더 높은 연속 기포 함량 및 훨씬 더 높은 유체 흡입률을 갖는 발포체를 생성한다.
조성 A B
유형 A:
엘라스토머(중량부)		 없음 Kraton G1657 SEBS
(24.3)
유형 B:
이오노머(중량부)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(63.1)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(48.5)
유형 C:
강성 중합체(중량부)		 다우 Dowlex 2036G LLDPE (34.0) 다우 Dowlex 2036G LLDPE (24.3)
유형 D:
계면활성제(중량부)		 클라리언트 Hostastat HS-1
(2.9)		 클라리언트 Hostastat HS-1
(2.9)
기타 첨가제
(중량부)		 Luzenac Mistron Vapor 탈크
(1.0)		 Luzenac Mistron Vapor 탈크
(1.0)
밀도(㎏/㎥) 198 156
버클링 압력(㎪) 207 125
연속 기포(%) 37 77
유체 흡입률 3.7 7.5
수직 흡상 높이(㎝) 2.0 1.9
실시예 4
실시예 4A 및 4B의 발포체는 실시예 1에 기재된 방법에 의하여 생성하였다. 조성 및 테스트 결과를 하기 표 4에 기재하였다. 결과는 특정의 계면활성제 조합 대 단일 계면활성제의 사용 효과를 나타낸다.
조성 A B
유형 A:
엘라스토머(중량부)		 Kraton D1119P SIS (29.1) Kraton D1119P SIS (28.9)
유형 B:
이오노머(중량부)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(29.1)		 듀폰 Surlyn
E-100672-126
(28.9)
유형 C:
강성 중합체(중량부)		 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (38.8) 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (38.7)
유형 D:
계면활성제(중량부)		 클라리언트 Hostastat HS-1
(3.0)		 클라리언트 Hostastat HS-1
(1.4) + 바스프 Masil SF-19 (1.0)
기타 첨가제
(중량부)		 Luzenac Mistron Vapor 탈크
(1.1)		 Luzenac Mistron Vapor 탈크
(1.1)
밀도(㎏/㎥) 119 163
버클링 압력(㎪) 52 157
연속 기포(%) 84 74
유체 흡입률 8.3 4.8
수직 흡상 높이(㎝) 3.4 4.4
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 4B의 발포체는 실시예 4A에 비하여 밀도 및 버클링 압력이 증가되었으며, 연속 기포 및 유체 흡입률은 감소되었다. 버클링 압력의 증가는 밀도 증가에 의하여 설명되는 것보다 더 크다. 통상적으로 용인되는 관계는 밀도의 제곱의 비가 버클링 압력의 비에 해당한다는 것이다. 이는 기포 구조가 동일하게 유지될 경우에 해당한다. 연속 기포 함량에서의 감소는 상이한 기포 구조를 나타내며, 버클링 압력의 변화를 설명한다. 감소된 유체 흡입률은 기포가 덜 습윤성이거나 또는 기포 사이의 연결이 작다는 것을 나타낸다. 상기 설명 모두에 의하여 감소된 흡상 높이를 초래하여야 한다. 실시예 4B의 증가된 흡상 높이는 기포 구조에서의 차이를 추가로 강조한다. 이러한 증거에 의하면, 계면활성제는 단지 습윤제가 아니라 발포 공정의 필수적인 부분임이 명백하다.
실시예 5
실시예 5A 및 5B의 발포체는 실시예 1에 기재된 방법에 의하여 생성하였다. 조성 및 테스트 결과를 하기 표 5에 기재하였다. 실시예 5A는 열가소성 발포체로부터 이오노머를 제거한 효과를 예시한다.
조성 A B
유형 A:
엘라스토머(중량부)		 Kraton G1657 SEBS (67.1) Kraton G1657 SEBS (57.7)
유형 B:
이오노머(중량부)		 없음 듀폰 Surlyn E-100672-126 (9.6)
유형 C:
강성 중합체(중량부)		 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (28.8) 다우 Styron 685D 폴리스티렌 (28.8)
유형 D:
계면활성제(중량부)		 클라리언트 Hostastat HS-1 (3.1) 클라리언트 Hostastat HS-1 (2.9)
기타 첨가제
(중량부)		 Luzenac Mistron Vapor 탈크 (1.0) Luzenac Mistron Vapor 탈크(1.0)
밀도(㎏/㎥) 616 191
버클링 압력(㎪) 705 139
연속 기포(%) 테스트하지 않음 80
유체 흡입률 테스트하지 않음 9.0
수직 흡상 높이(㎝) 테스트하지 않음 4.0
실시예 5A는 유형 A, C 및 D의 블렌드가 저 밀도로 발포되지 않는다는 것을 나타낸다. 실시예 5A의 연속 기포 및 흡수성 성질은, 실시예 5A가 흡수성 물품으로서 적절할 정도로 충분히 낮은 밀도가 아니었기 때문에 테스트하지 않았다. 실시예 5B는 소량의 에틸렌 이오노머(유형 B 물질)의 첨가가 저밀도로 상기 블렌드를 발포시킬 수 있으며, 개인 위생을 위한 흡수성 물품에 필요한 모든 성질을 개선시킨다는 것을 나타낸다.
테스트 절차
발포체 밀도
발포체 밀도를 측정하기 위하여, 기본 중량을 우선 ASTM D1622-98에 의하여 측정하였다. 두께는 발포체를 압축시키지 않고 핸드 마이크로미터를 사용하여 측정하였다. 그후, 벌크 밀도는 기본 중량을 두께로 나누어 측정하였다.
버클링 압력
버클링(굴곡) 압력은 2 개의 판 사이에서 발포체 샘플의 압축에 의하여 측정하였다. 길이가 1 인치이고 직경이 0.2-0.4 인치인 각각의 발포 샘플을 배치하고, 장축 치수가 압축판에 수직으로 배치되도록 중심을 맞췄다. 사용한 압축판은 직경이 2 인치이고 Lexan(등록상표)로 이루어진 상부판 그리고, 직경이 6 인치이고 스틸로 이루어진 하부판으로 구성된다. 판은 5 ㎜/분의 일정한 속도로 압축시키고, 이러한 속도를 달성하는 힘을 기록하였다. 판의 이동 및 힘 측정은 미국 미네소타주 이든 프레이리에 소재하는 엠티에스 시스템즈 코포레이션이 제조한 Sintech 2 테스트 유닛, Model 3108.129를 사용하여 실시하였다. 힘을 압축판과 접하는 샘플의 단면적으로 나누어 압력의 단위를 산출하였다. 최대 압력으로 나타난, 샘플을 굴곡시키는데 필요한 압력이 버클링 압력이다.
흡수율
흡수율 또는 포화 용량은 하기의 기재에 필적하는 Magnahelic 진공 게이지 및 라텍스 댐을 갖는 포화 용량(SAT CAP) 테스트기를 사용하여 측정하였다. 도 1 내지 도 3을 살펴보면, 포화 용량 테스트기 진공 장치(110)는 4 개의 다리부(114)에 지지된 진공 챔버(112)를 포함한다. 진공 챔버(112)는 전면 벽 부재(116), 후면 벽 부재(118) 그리고 2 개의 측면 벽(120 및 121)을 포함한다. 벽 부재는 예상 진공 압력을 견디기에 충분히 두꺼우며, 길이가 23.5 인치, 폭이 14 인치 및 깊이가 8 인치인 외부 치수를 갖는 챔버를 제공하도록 구성 및 배열된다.
진공 펌프(도시하지 않음)는 적절한 진공 라인 도관 및 진공 밸브(124)를 통하여 진공 챔버(112)에 작동 연결된다. 또한, 적절한 공기 배출 라인은 공기 배출 밸브(126)를 통하여 진공 챔버(112)에 연결된다. 행거 어셈블리(128)는 후면 벽(118)에 장착되는 것이 적절하며, S-굴곡 단부의 형태를 지녀서 진공 장치(110)의 상부로부터 편리한 위치로 이격된 라텍스 댐 시이트(130)를 지지하는 편리한 정착 위치를 제공한다. 적절한 행거 어셈블리는 0.25 인치 직경의 스테인레스 스틸 봉으로 구성될 수 있다. 라텍스 댐 시이트(130)는 도웰 부재(132)의 주위에서 루프를 형성하여 잡기 편하게 하며, 라텍스 댐 시이트(130)의 간편한 이동 및 배치를 가능케 한다. 예시한 위치에서, 도웰 부재(132)는, 진공 챔버(112)의 상부로부터 이격된 개방 위치에 라텍스 댐 시이트(130)를 배치하도록 행거 어셈블리(128)에 지지되는 것으로 도시되어 있다.
라텍스 댐 시이트(130)의 하부 엣지는 적절한 고정 수단, 예컨대 토글 클램프(140)에 의해 후면 엣지 지지 부재(134)에 대하여 조여진다. 토글 클램프(140)는 소정의 작동을 위한 토글 클램프(140)의 적절한 배향 및 정렬을 제공하는 적절한 스페이서(141)를 갖는 후면 벽 부재(118)에 장착된다. 3 개의 지지 샤프트(142)는 직경이 0.75 인치이고, 지지 브라켓(144)에 의하여 진공 챔버(112)내에 제거 가능하도록 장착된다. 지지 브라켓(144)은 일반적으로 전면 벽 부재(116) 및 후면 벽 부재(118)를 따라 동일 간격으로 이격되어 있으며, 협동 쌍으로 배열된다. 또한, 지지 브라켓(144)은 지지 샤프트(142)의 최상위 위치를 진공 챔버(112)의 전면, 후면 및 측면 벽 부재의 상부와 같은 높이에 적절하게 배치되도록 구성 및 배열된다. 그래서, 지지 샤프트(142)는 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 배치되며, 일반적으로 측면 벽 부재(120 및 121)와 함께 정렬된다. 후면 엣지 지지 부재(134) 이외에, 진공 장치(110)는 전면 지지 부재(136) 및 2 개의 측면 지지 부재(138 및 139)를 포함한다. 각각의 측면 지지 부재는 폭이 약 1 인치이고, 높이가 약 1.25 인치이다. 지지 부재의 길이는 진공 챔버(112)의 개방 상부 엣지의 둘레를 적절하게 둘러싸도록 구성되며, 약 0.5 인치의 거리로 챔버 벽 부재의 상부 엣지의 위로 돌출되도록 배치된다.
달걀 바구니형 소재의 층(146)은 진공 챔버(112)의 벽 부재의 상부 엣지 및 지지 샤프트(142) 위에 배치된다. 달걀 바구니 소재는 23.5 인치×14 인치의 일반적인 직사각형 부위에 연장되며, 깊이는 약 0.38 인치이다. 달걀 바구니 구조의 개개의 기포는 약 0.5 인치의 정사각형이며, 달걀 바구니를 포함하는 얇은 시이트 소재는 적절한 소재, 예컨대 폴리스티렌으로 이루어진다. 예를 들면, 달걀 바구니 소재는 맥매스터 서플라이(McMaster Supply) 카타로그 제162 4K 14의 반투명 확산기 패널 소재가 될 수 있다. 미국 위스컨신주 애플턴에 소재하는 이글 서플라이 앤 플라스틱스, 인코포레이티드로부터 입수 가능하고 크기가 23.5 인치×14 인치인 6 ㎜(0.25 인치) 메쉬 TEFLON(등록상표)-코팅된 스크리닝(148)의 층을 달걀 바구니 소재(146)의 상부에 배치하였다.
적절한 배수 라인 및 배수 밸브(150)는 진공 챔버(112)의 바닥판 부재(119)에 연결되어 진공 챔버(112)로부터의 액체를 배수시키기 위한 간편한 메카니즘을 제공한다. 진공 장치(110)의 다양한 벽 부재 및 지지 부재는 적절한 비부식성 방습성 소재, 예컨대 폴리카보네이트 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 각종 어셈블리 연결부는 용매 용접에 의하여 고정될 수 있으며, 테스트기의 최종 어셈블리는 방수성이 되도록 구성된다. 진공 게이지(152)는 진공 챔버(112)에 도관을 통하여 작동 연결된다. 적절한 압력 게이지는 0-100 인치의 물의 진공을 측정할 수 있는 Magnahelic 차동 게이지, 예컨대 미국 인디애나주 미시간 시티에 소재하는 드와이어 인스트루먼트 인코포레이티드로부터 입수 가능한 2100번 게이지 등이 있다.
건조 생성물 또는 기타의 흡수성 구조체를 평량한 후, 과량의 0.9% NaCl 염수 용액에 넣고, 20 분간 침지시켰다. 20 분의 침지 시간 후, 흡수성 구조체를 포화 용량 테스트기 진공 장치(110)의 달걀 바구니 소재 및 메쉬 TEFLON(등록상표)-코팅된 스크리닝에 배치하였다. 라텍스 댐 시이트(130)를 흡수성 구조체(들) 및 전체 달걀 바구니 격자에 배치하여 진공이 진공 장치(110)에 가해질 경우 라텍스 댐 시이트(130)가 밀봉을 형성하도록 한다. 평방 인치당 0.5 파운드(psi)의 진공을 5 분간 포화 용량 테스트기 진공 장치(110)에서 유지시켰다. 진공은 흡수성 구조체(들)상에서 압력을 생성하며, 이는 약간의 액체가 배수되도록 한다. 0.5 psi 진공에서의 5 분후, 라텍스 댐 시이트(130)를 권취시켰으며, 흡수성 구조체(들)를 평량하여 습윤 중량을 생성하였다.
각각의 흡수성 구조체의 전체 용량은 상기 절차의 시점에서 측정한 흡수제의 습윤 중량으로부터 각각의 흡수제의 건조 중량을 감산하여 얻는다. 흡수성 구조체의 0.5 psi SAT CAP 또는 SAT CAP는 수학식
Figure 112010033984013-pct00002
에 의하여 결정되며, 여기서 SAT CAP 값은 유체의 g/흡수제의 g의 단위를 갖는다. 총 용량 및 SAT CAP 모두의 경우, 각 샘플의 최소 4 개의 시험체를 테스트하고, 그 결과의 평균값을 구하였다. 흡수성 구조체가 낮은 보전성을 지니거나, 침지 또는 전달 절차중에 붕해될 경우, 흡수성 구조체는 봉쇄 소재, 예컨대 종이 타월, 예를 들면 미국 위스컨신주 니나에 소재하는 킴벌리-클락 코포레이션에서 제조한 SCOTT(등록상표) 종이 타월로 포장할 수 있다. 흡수성 구조체는 겉포장이 있는 상태에서 테스트할 수 있으며, 겉포장의 용량은 습윤 흡수제 중량을 얻기 위하여 총 포장된 흡수성 구조체의 습윤 중량으로부터 감산하였다.
유체 흡입률
발포체 염수 유체 흡입률은 하기와 같은 방법으로 측정하였다. 형성의 종방향의 길이를 갖는 발포체 시험체는 0.25 인치의 폭으로 절단하고, 절단된 엣지가 중력에 대하여 수직이 되도록 배치하였다. 즉, 절단된 엣지가 상부 수평면이 되도록 샘플을 수직 배치하였다. 절단된 엣지는 표면적이 0.04 in2가 되어야 한다. 0.9% NaCl 염수 용액의 액적 하나를 상기 절단된 엣지에 배치하였다. 액적은 중량이 0.038-0.041 g이었으며, 적절한 피펫 또는 기타의 장치를 사용하여 전달할 수 있다. 액적을 직접 흡수할 경우, 시험체의 흡입률은 9이다. 액적이 1초 이내에 흡수되나 표면에 메니스커스가 형성될 정도로 충분히 느린 경우, 시험체의 흡입률은 5로 하였다. 액적이 5 초 이내에 흡수될 경우, 시험체의 유체 흡입률을 3으로 하였다. 상당량의 유체가 발포체에 흡수되나, 액적이 5 초 이내에 완전하게 흡수되지 않을 경우, 시험체의 흡입률을 1로 하였다. 액적이 5초 이내에 발포체에 의하여 거의 흡수되지 않거나 전혀 흡수되지 않을 경우, 시험체 흡입률을 0으로 하였다. 보고한 값은 12 개 이상의 테스트 시험체의 평균값이다. 고유량 흡수성 적용예, 예컨대 기저귀에 사용하기에는 5 이상의 유체 흡입률이 바람직하다.
수직 흡상 테스트 방법
발포체의 샘플을 절단하고, 노출된 발포체 엣지가 실질적으로 수평인 배향으로 중력에 대하여 수직 배향으로 매달려 있도록 장착한다. 0.9% NaCl 염수 테스트 용액의 충분히 큰 저장소를 표준 실험실 잭을 사용하여 들어올려 발포체의 수평 엣지가 염수의 표면 아래로 약 2 ㎜ 연장되도록 하였다. 발포체가 염수에 침투되는 것과 동시에 타이머를 작동시켰다. 15 분후, 염수의 표면에 대한 발포체중의 유체의 높이를 측정하였다. 필요할 경우, 염수는 비-표면 활성, 비-크로마토그래피 염료를 포함하여 발포체중의 테스트 유체의 침투 및 흡상을 확인하는 것을 돕는다. 또는, 유체의 표면을 발포체에 표시하고, 유체 저장소를 내려 발포체와의 추가의 접촉을 제거할 수 있다. 수화시 가능한 발포체 팽창을 보정하기 위하여, 흡상 시간 이후 유체 표면을 발포체에 표시할 수 있다. 초기 발포체 치수를 이용하여 발포체중의 유체 높이의 측정은, X선 영상화, 광학 측정, 또는 0.9% NaCl 염수 테스트 용액이 슬라이스에서 뚜렷할 때까지의 발포체 단편의 슬라이싱을 비롯한 적절한 수단에 의하여 실시할 수 있다.
본 명세서에서 개시한 본 발명의 구체예는 바람직한 예이며, 각종 변형예 및 개선은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다. 본 발명의 범위는 하기의 청구의 범위에 의하여 나타나며, 균등의 의미 및 범위에 포함되는 모든 변경은 본 발명에 포함시키고자 한다.

Claims (21)

  1. A) 스티렌 블록 공중합체 엘라스토머, 올레핀 엘라스토머 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 5 내지 70 중량부의 열가소성 엘라스토머;
    B) 5 내지 70 중량부의 에틸렌 이오노머;
    C) 15 내지 60 중량부의, 폴리스티렌, 고 충격 폴리스티렌, 고 밀도 폴리에틸렌, 선형 저 밀도 폴리에틸렌, 저 밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 강성 중합체; 및
    D) 0.5 내지 5 중량부의 계면활성제를 포함하는 발포체 조성을 포함하고,
    A, B, C 및 D의 총합은 100 중량부인, 연속 기포(open-cell), 흡수성 열가소성 발포체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머가 스티렌 디블록 공중합체, 스티렌 트리블록 공중합체, 스티렌 테트라블록 공중합체 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 스티렌 블록 공중합체 엘라스토머를 포함하는 것인 열가소성 발포체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌 이오노머가 하기 화학식을 갖는 열가소성 이오노머를 포함하는 것인 열가소성 발포체.
    Figure 112010033984013-pct00007
    (여기서, M은 나트륨, 칼륨, 리튬, 마그네슘, 아연 또는 스트론튬이고, R은 수소 또는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬기이고, m 및 n은 정수이고, m/n의 비는 10 내지 100이다)
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에틸렌 이오노머가 부분 중화된 에틸렌 아크릴산, 부분 중화된 에틸렌 알킬 아크릴산, 부분 중화된 에틸렌 알킬 아크릴레이트 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 부분 중화된 중합체를 포함하는 것인 열가소성 발포체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이오노머의 중화도가 5% 내지 100%인 열가소성 발포체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강성 중합체가 폴리스티렌, 고 충격 폴리스티렌 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 것인 열가소성 발포체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계면활성제가 에톡실화 디메틸실록산으로 구성된 군에서 선택된 화합물을 포함하는 것인 열가소성 발포체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계면활성제가 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 화합물을 포함하는 것인 열가소성 발포체.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계면활성제가 알킬 설포네이트, 아릴 설포네이트, 알킬아릴 설포네이트, 에테르 설포네이트 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 화합물을 포함하는 것인 열가소성 발포체.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밀도가 125 ㎏/㎥ 이하인 열가소성 발포체.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 100 ㎪ 이하의 버클링 압력, 4.5 ㎝ 이상의 수직 흡상 높이 및 7 내지 9의 유체 흡입률 중 하나 이상을 갖는 열가소성 발포체.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연속 기포 함량이 70% 이상인 열가소성 발포체.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발포체 조성이
    A) 10 내지 50 중량부의 열가소성 엘라스토머;
    B) 10 내지 50 중량부의 에틸렌 이오노머;
    C) 25 내지 60 중량부의, 폴리스티렌, 고 충격 폴리스티렌 및 이의 조합으로 구성된 군에서 선택된 강성 중합체; 및
    D) 0.5 내지 5 중량부의 계면활성제를 포함하는 것인 열가소성 발포체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 발포체 조성이
    A) 20 내지 40 중량부의 열가소성 엘라스토머;
    B) 15 내지 40 중량부의 에틸렌 이오노머;
    C) 35 내지 60 중량부의 강성 중합체; 및
    D) 2 내지 4 중량부의 계면활성제를 포함하는 것인 열가소성 발포체.
  15. 제1항 또는 제2항의 열가소성 발포체를 포함하는 흡수성 물품.
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