KR101949220B1 - 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

폴리올레핀 수지와 탄성고분자를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 압출성형하여 시트를 제조하고, 상기 시트의 일면 또는 양면에 부직포를 적층한 후 롤을 통과시켜 제조되는 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

통기성 합지 필름 및 이의 제조방법{GAS-PERMEABLE COMPOSITE FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 폴리올레핀 수지 조성물로 압출성형하여 제조된 시트의 일면 또는 양면에 부직포가 적층된 복합필름에 관한 것이다.
종래의 통기성 필름은 보호복, 일회용 아기 기저귀, 일회용 생리대, 일반 포장자재, 건자재, 자동차 보호용 필름 등으로 널리 사용되고 있다. 종래 통기성 필름의 일반적인 제조 방법은 폴리에틸렌 40 내지 60중량%와 탄산칼슘 60 내지 40중량%를 컴파운딩 하여 무기충전제가 균질 하게 분포된 무기충전제 함유 수지를 얻고, 무기충전제 함유 수지를 두께 40 내지 60㎛로 압출 하여 무기충전제 함유 필름을 성형하고, 무기충전제 함유 필름의 두께를 15 내지 50㎛로 1축 연신 또는 2축 연신시켜 통기성 필름을 얻는다.
상기와 같은 종래의 통기성 필름의 제조방법으로 미국공개특허 제6013151호 무기충전제가 혼가된 플라스틱 폴리머 필름을 일축연신하여 통기성 필름을 제조하는 방법; 대한민국 공개특허 제2001-0012314호 무기충전제 함유 필름을 다수의 홈 영역과 치형 영역을 지닌 제1롤과 제2롤로 구성된 압연롤로 압연하는 기술; 대한민국 공개특허 제1991-0001022호 무기충전제와 폴리올레핀계 수지의 혼합물로 구성된 필름을 엠보스롤과 고무롤로 압연한 후 연신하여 표면에 요철모양을 갖는 다공성 필름 및 그 제조방법이 개시되고 있으나, 이러한 기술들은 부직포와 통기성 필름 합지에 필요한 접착재료가 사용되고, 공정 분리 가공에 의한 로스가 발생하기 때문에 첨예한 가격경쟁 제품인 부직포 합지 통기성 필름의 시장에서 경쟁력을 가질 수 없는 것이었다.
또한 통기성 확보를 위하여 통기성 필름의 연신공정을 거쳐 제조되며, 또는 부직포와 연신 전 통기성 필름(무기충전제 함유필름)을 인라인 합지하여 부직포 합지상태로 연신을 시도하는 공정이 소개되고 있으나 이 경우 연신이 잘 되지 않는 부직포를 연신하기 위하여 더 많은 설비를 부설해야만 하는 것이었다.
미국공개특허 제6013151호 대한민국 공개특허 제2001-0012314호 대한민국 공개특허 제1991-0001022호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 투습도가 우수하여 물 등의 응결을 방지할 수 있는 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 시트 내에 탄성고분자를 포함하여 경도를 낮춤으로써 스크래치와 같은 손상을 방지할 수 있는 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 내산성과 내알카리성 및 내후성이 우수하여 산화 등에 따른 기계적 물성의 급격한 저하를 방지할 수 있고, 필름 간의 박리현상이 적은 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 연구한 결과, 본 발명의 통기성 합지 필름은 폴리올레핀 수지와 탄성고분자를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 압출성형하여 시트를 제조하고, 상기 시트의 일면 또는 양면에 부직포를 적층한 후 롤을 통과시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여, 탄성고분자 1 내지 400중량부 포함할 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지 조성물은 무기충전제 1 내지 150중량부 더 포함할 수 있다.
상기 무기충전제는 탈크, 클라스 버블, 마그네슘, 마이카, 수산화마그네슘, 실리카, 아황산칼슘, 웰라스토나이트, 유리 비드, 유리 섬유, 칼륨 티타네이트 섬유, 칼슘 실리케이트 섬유, 탄산칼슘, 화이트 카본, 황산바륨, 황산칼슘 및 휘스커등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으나, 통상의 무기충전제라면 제한되지 않는다.
상기 탄성고분자는 반응형 올레핀 고무(RTPO), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 고무(SIS), 스티렌-부타디엔-스티렌 고무(SBS), 폴리올레핀 고무(POE) 및 에틸렌프로필렌 고무(EPDM)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
상기 부직포는 천연섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 아크릴 섬유 및 레이온계 섬유에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 섬유를 스펀본드, 열융착, 바이컴퍼넌트, 스펀레이스, 멜트블로운, 건식적층 및 케미칼본드에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제조방법으로 제조한 것일 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지 조성물, 부직포 또는 폴리올레핀 수지조성물과 부직포는 각각 산화방지제 0.01 내지 5중량부, 자외선안정제가 0.01 내지 5 중량부 및 광촉매인 이산화티타늄이 0.1 내지 10 중량부에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 통기성 합지 필름은 ASTM F1249에 의거하여 측정된 투습도가 50g/㎡ㆍ24hr 이상일 수 있다.
본 발명의 통기성 합지 필름 제조방법은 필름압출기에 폴리올레핀 수지와 반응형 올레핀 고무(RTPO), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS), 폴리올레핀 고무(POE) 및 에틸렌올레핀 고무(EPDM)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄성고분자를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 투입하여 혼련시켜 압출하여 시트를 제조하는 단계; 및 상기 시트 일면 또는 양면에 부직포를 적층하여 롤을 통과하여 합지하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여 반응형 올레핀 고무(RTPO), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS), 폴리올레핀 고무(POE) 및 에틸렌프로필렌 고무(EPDM)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄성고분자 1 내지 400 중량부 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 통기성 합지 필름은 투습도가 우수하여 물 등의 응결을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 통기성 합지 필름은 폴리올레핀 수지 조성물로 제조된 시트를 포함함으로써 투습성을 높이고, 낮은 경도에 따라 내스크래치성이 우수하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 통기성 합지 필름은 휘발유, 경유, 산성분등의 침투성이 낮아 내후성이 우수하여 산화 등에 따른 기계적 물성의 급격한 저하를 방지할 수 있고, 필름간의 박리현상이 낮다는 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 참조일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현 될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명을 구체적으로 설명하면,
본 발명의 통기성 합지 필름은 폴리올레핀 수지와 탄성고분자를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 압출성형하여 시트를 제조하고, 상기 시트의 일면 또는 양면에 부직포를 적층한 후 롤을 통과시켜 제조된 것일 수 있다.
본 발명은 일 양태에 있어서, 폴리올레핀 수지 조성물로 제조된 시트 일면에 적층된 부직포를 포함하는 통기성 합지 필름일 수 있다.
또 다른 일 양태에 있어서, 폴리올레핀 수지 조성물로 제조된 시트 양면에 적층된 부직포를 포함하는 통기성 합지 필름일 수 있다. 상기 양면에 적층된 부직포는 서로 동일 또는 상이한 부직포일 수 있다.
본 발명의 상기 통기성 합지 필름은 폴리올레핀 수지 조성물로 제조된 시트를 포함하여 우수한 통기성을 발현함으로써 통기성 합지 필름을 통하여 투과되지 못한 물방울 등이 응결되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀 수지 조성물로 제조된 시트 일면 또는 양면에 부직포를 적층함으로써 외부에 오랜 노출로 인한 표면을 손상시키는 것을 획기적으로 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 상기 시트는 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여, 탄성고분자 1내지 400중량부 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 압출성형하여 제조될 수 있다.바람직하게는 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여, 탄성고분자 1 내지 150중량부 포함할 수 있다. 바람직하게는 30 내지 100중량부일 수 있다. 상기의 함량의 폴리프로필렌 수지 조성물을 포함하여 시트 제조 시 시트의 경도를 낮추어 우수한 내스크래치성을 가질 수 있고, 우수한 내열성을 가질 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 폴리올레핀 수지는 저밀도 폴리올레핀, 선형저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 단독 중합체 또는 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분을 한 공중합체 및 폴리부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리올레핀 수지는 필름을 형성하는 정도의 분자량을 가지는 것이라면 제한을 두지 않지만 본 발명에서는 230℃에서 2.16 ㎏ 하중으로 측정된 용융지수(MI)가 1 내지 50 g/10min인 폴리올레핀 수지를 사용하는 것이 탄성고분자를 포함하여도 통기성을 유지하고, 탄성고분자의 혼화성이 높아 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 탄성고분자는 폴리올레핀 수지 내에 분산되어 낮은 경도를 부여할 수 있고, 롤을 통과하여 합지 시 부직포와의 접착력이 우수하여 접착제 등의 접착층 없이도 부직포와 시트간의 박리현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 탄성고분자를 포함하여 폴리올레핀 수지 내에 비결정성 영역을 높임으로써 시트의 수분투과도를 증가시킬 수 있어 바람직하다. 이에 상기 폴리올레핀 수지와 탄성고분자를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물로 시트 제조 시 경도를 낮춤에 따라 시트의 내스크래치성이 향상되어 외부환경에 따른 손상을 방지하여 장기간 사용할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 탄성고분자는 반응형 올레핀 고무(RTPO, reactor made thermoplastic polyolefin), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS, Styrene-Etylene-Butylene-Styrene Block Copolymer), 폴리올레핀 고무(POE, polyolefin elastomer) 및 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM, ethylene propylene diene monomer)등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라. 상기 탄성고분자는 바람직하게는 230℃, 2.16kg에서 측정된 용융지수가 1 내지 30g/10분이고, 밀도는 0.850 내지 0.945 g/㎝3인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 반응형 올레핀 고무는 폴리올레핀 사슬에 고무 성분이 중합되어 형성 된 것일 수 있다. 예를 들면, 폴리프로필렌 사슬에 고무 성분이 중합되어 형성 된 것일 수 있으며, 상기 폴리프로필렌 수지 중량 대비 10 내지 85 중량%의 고무성분을 포함할 수 있다. 상기와 같은 범위로 고무성분을 포함하면 내충격성 및 기계적 물성이 향상되어 바람직하다. 본 발명의 일 양태에 따라 상기 고무성분은 에틸렌-프로필렌계 고무, α-올레핀계 고무, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 상기 반응형고무로 구체적인 예를 들면, Exxon Mobile 사의 VISTAMAXX ™, 폴리미래사의 R-TPO BA238A, EP200R 등에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 탈크, 클라스 버블, 마그네슘, 마이카, 수산화마그네슘, 실리카, 아황산칼슘, 웰라스토나이트, 유리 비드, 유리 섬유, 칼륨 티타네이트 섬유, 칼슘 실리케이트 섬유, 탄산칼슘, 화이트 카본, 황산바륨, 황산칼슘 및 휘스커 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 무기충전제 1 내지 150중량부 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 1 내지 100중량부 더 포함할 수 있다. 상기 범위로 포함할 경우 시트의 강도가 저하되지 않고, 통기도의 조절이 용이하므로 바람직하다. 더 바람직하게는 내부 또는 표면에 기공을 갖는 무기충전제를 포함할 경우 기공에 의해 투습도가 향상되고, 폴리올레핀 수지와의 계면접착력이 더욱 우수하여 적은 탈리현상으로 백화현상이 방지될 뿐만 아니라 연신공정 없이도 통기성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 무기충전제는 평균입경이 제한되지는 않지만, 0.001 내지 100㎛일 수 있다. 바람직하게는 평균입경이 0.1 내지 50㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 평균입경을 가질 경우 시트 물성저하를 방지하고, 시트의 두께 제어에 용이하여 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따라 폴리올레핀 수지 조성물은 이오노머를 더 포함할 수 있다. 상기 이오노머는 아크릴산 또는 메타크릴산 등의 카르복실산기의 일부가 금속 양이온으로 치환되어 폴리올레핀 주쇄에 포획된 것을 의미하며, 상기 이오노머는 가공성 및 기계적 물성의 열세를 극복하여, 원인은 알 수 없지 예측할 수 없지만, 가공성을 크게 향상시킬 뿐만 아니라 기계적 물성을 현저히 높일 수 있는 이점이 있다.
상업적으로 사용되는 이오노머는 나트륨에 의하여 중화된 등급(grade)으로 SURLYN 8140이 있고, 아연에 의해 중화된 등급으로는 SURLYN 9910 등이 있으나, 이에 제한된 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 이오노머는 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부인 것이 계면 혼화성(compatibility)을 향상시키기 위해 바람직하다.
본 발명의 상기 시트는 쉽게 찢어지지 않고, 투습, 방수능력 및 통기도를 유지하기 위하여 평량 10 내지 300 g/㎡일 수 있다. 바람직하게는 평량 10 내지 50 g/㎡일 수 있다. 상기 시트의 투습도는 50 내지 5,000 g/㎡·24hr인 더 바람직하게는 투습도가 100 내지 5,000 g/㎡·24hr인 일 수 있다.
본 발명의 상기 시트의 두께는 제한되지는 않지만, 예를 들어 10㎛ 내지 1㎜일 수 있다. 바람직하게는 15㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 상기 두께는 본 발명의 시트의 용도에 따라 다양하게 조절 할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 부직포는 천연섬유, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 아크릴 섬유 및 레이온계 섬유 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 섬유를 스펀본드, 열융착, 바이컴퍼넌트, 스펀레이스, 멜트블로운, 건식적층 및 케미칼본드에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제조방법 등으로 제조한 것일 수 있다. 상기와 같은 부직포를 사용함으로써 통기성이 우수한 효과 또한 달성할 수 있다.
상기 부직포는 복합필름의 강도를 보강 역할을 할 수 있고, 투습도와 내후성 향상을 위하여 평량은 제한되지 않지만, 10 내지 200 g/㎡일 수 있다. 바람직하게는 평량 10 내지 100 g/㎡일 수 있다. 상기 부직포의 평량을 가질경우 본 발명의 시트의 용도에 따라 다양하게 조절하여 통기성을 유지하면서, 내구성 및 유연성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 폴리올레핀 수지 조성물, 부직포 또는 폴리올레핀 수지 조성물과 부직포는 각각 산화방지제 0.01 내지 5중량부, 자외선안정제가 0.01 내지 5 중량부 및 광촉매인 이산화티타늄이 0.1 내지 10 중량부에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 산화방지제, 자외선안정제 및 광촉매를 포함하면 태양빛, 공기, 비, 바람 등에 직접적으로 노출되는 통기성 합지 필름을 보호하여 장기간 사용이 가능하고, 오염 등을 방지할 수 있어 바람직하다.
상기 산화방지제는 복합필름의 내열성을 증대시키고, 기계적 물성을 우수하게 유지하기 위하여 폴리올레핀 수지 조성물 및 부직포에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 구성에 각각 100 중량부에 대하여 산화방지제 0.01 내지 5중량부 더 포함될 수 있다. 상기 산화방지제의 구체적인 예를 들면, 1차, 2차 산화방지제를 모두 사용할 수 있으며, 페놀계로서 황함유페놀, 비스페놀, 폴리페놀 등과 방향족아민계, 포스페이트계, 유황에스테르계 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 디브틸하이드록시톨루엔(butylated hydroxy toluene), 노스페닐포스파이트(Tri(nonyl phenyl)phospate) 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 자외선안정제는 태양빛에 노출에 따른 물성저하 방지를 위하여 폴리올레핀 수지 조성물 및 부직포에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 구성에 각각 100 중량부에 대하여 자외선안정제 0.01 내지 5 중량부 더 포함될 수 있다. 상기 자외선안정제의 구체적인 예를 들면, 벤조페놀계, 벤조트리아졸계, 실리실레이트계, 시아노아크릴계, 사닐라이드계, hindered amine(HALS)계, 금속착염계 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용 할 수 있다.
상기 광촉매인 이산화티타늄은 통기성 합지 필름의 오염물질과 세균으로부터의 오염을 방지하기 위하여 폴리올레핀 수지 조성물 및 부직포에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 구성에 각각 100중량부에 대하여 이산화티타늄 0.1 내지 10 중량부 더 포함될 수 있다. 상기 이산화티타늄은 아나타제 또는 루타일형을 사용할 수 있으며, 상기 이산화티타늄을 포함하면 내산성과 내알카리성 등의 내후성이 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 통기성 합지 필름은 ASTM F1249에 의거하여 측정된 투습도가 50g/㎡ㆍ24hr 이상일 수 있다. 구체적으로는 투습도가 50 내지 5,000g/㎡ㆍ24hr일 수 있다. 상기와 같은 투습도를 가질 경우 방수 및 통기성을 가질 수 있어 수분의 투과되지 않으나, 통기성으로 물 등의 응결을 방지할 수 있어 바람직하다.
본 발명은 상기와 같은 방법에 의해 시트 및 부직포를 합지함으로써 이 후 별도의 통기성을 부여하는 과정이 없이도 수분 또는 물방울은 투과되지 않으나 습기는 통과시키는 통기성을 갖는 복합필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 상기한 바의 구성을 갖는 본 발명에 따른 통기성 합지 필름은 적층구성을 모두 포함함에 따라 놀랍게도 우수한 통기성을 가지면서도, 휘발유, 산성분 등의 침투성이 억제되고 방수성이 향상됨에 따라 외부환경에 따른 필름의 박리현상을 방지할 수 있다는 점에 특징이 있는 것이다.
본 발명의 통기성 합지 필름 제조방법은 필름압출기에 폴리올레핀 수지와 반응형 올레핀 고무(RTPO), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS), 폴리올레핀 고무(POE) 및 에틸렌프로필렌 고무(EPDM)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄성고분자를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 투입하여 혼련시켜 압출하여 시트를 제조하는 단계; 및 상기 시트 일면 또는 양면에 부직포를 적층하여 롤을 통과하여 합지하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 통기성 합지 필름은 일 양태에 있어서, 폴리올레핀 수지 조성물을 투입하여 혼련시킨 후 T-다이 압출기를 통해 압출하면서, 상기 압출된 시트의 일면에 부직포를 적층하여 롤을 통과하여 합지(extrusion lamination)하여 제조될 수 있다.
또 다른 일 양태에 있어서, 폴리올레핀 수지 조성물을 압출기에 투입하여 혼련시킨 후 T-다이 압출기를 통해 압출하면서, 상기 압출된 시트의 양면에 부직포를 적층하여 롤을 통과하여 합지(extrusion lamination)하여 제조될 수 있다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물은 일 양태에 따라 제품의 제조 조건에 따라 건조혼합 (Dry Blending) 또는 용융혼합 (Melt Blending)된 후에 압출기로 혼입되어 시트로 제조될 수 있다. 건조혼합의 경우는 텀블러 믹서(Tumbler mixer)와 같은 장비를 사용하여 행할 수 있으며, 용융혼합의 경우는 브라밴더 믹서, 일축- 또는 이축압출기 등의 장비를 사용하여 제조될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물을 압출기에 투입하여 T-다이 압출기를 통해 압출된 시트는 높은 온도의 용융된 상태에서 일면 또는 양면에 부직포와 함께 캘린더링 냉각롤을 통과하며 바로 적층하고, 압착되면서 합지될 수 있다. 이와 같이 합지된 통기성 합지 필름은 시트와 부직포가 높은 온도에 따른 결합으로 박리현상이 전혀 발생하지 않아 바람직하다.
또한, 본 발명의 시트와 부직포를 적층 시 폴리올레핀 수지 조성물의 구성에 따라 부직포와 접착력이 높기 때문에 따로 접착층 등의 접착공정 필요없이 합지할 수 있다. 또한, 시트의 일면 또는 양면에 적층되는 부직포의 부드러운 감촉을 거의 그대로 보존하고, 시트의 외면에 부직포의 감촉이 발현되고, 복합필름의 박리강도를 현저히 증대시키고 있으며, 제조장치가 간결해질 수 있어 바람직하다. 상기 냉각롤의 온도는 0℃ 내지 80℃일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 60℃일 수 있다. 상기 온도범위에서 고온에서 압출된 시트와 부직포가 합지되면서 합성섬유의 용융 침투성이 양호하여 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따라 상기 폴리올레핀 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여 반응형 올레핀 고무(RTPO), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS), 폴리올레핀 고무(POE) 및 에틸렌프로필렌 고무(EPDM)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄성고분자 1 내지 400 중량부 포함할 수 있다. 바람직하게는 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여, 탄성고분자 1 내지 150중량부 포함할 수 있다. 바람직하게는 30 내지 100중량부일 수 있다. 상기의 함량의 폴리프로필렌 수지 조성물을 포함하여 시트 제조 시 압출가공성이 용이하고, 시트의 경도를 낮추어 우수한 내스크래치성을 가질 수 있고, 우수한 내열성을 가질 수 있어 바람직하다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물로 제조된 시트의 경우 연신공정 없이도 통기성을 발현할 수 있어, 무기 충전제를 더 포함하더라도 무기 충전제 입자가 탈리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 통기성 합지 필름은 강제로 연신공정을 거치지 않기 때문에 휘발유, 경유 등의 유류성분, 산성분 및 알칼리 성분이 침투할 수 없어 내유성, 내산성, 내알칼리성 등을 발현할 수 있다. 이에 따라 산화 등에 따른 기계적 물성의 급격한 저하를 방지할 수 있고, 필름간의 박리현상을 방지할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 상기한 바의 구성을 갖는 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 통기성 합지필름은 무접착제 통기성 합지 필름이고, 적층구성을 모두 포함함에 따라 놀랍게도 우수한 통기성을 가지면서도, 연신공정이 없어 휘발유, 산성분 등의 침투성이 억제되고 방수성이 향상됨에 따라 외부환경에 따른 필름의 박리현상을 방지할 수 있다는 점에 특징이 있는 것이다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[물성측정방법]
1) 투습도
ASTM F1249에 의거하여 투습도(g/㎡·24hr)을 측정하였다(38± 1℃, 100%RH)
2) 백화현상
제조된 필름을 스테인레스 기재에 장착한 후 비가 내린 후 벗겨 기재표면에 흰가루가 오염되는지를 육안으로 확인하였다.
3) 인장강도
인스트론(Instron)사의 만능재료 시험기를 사용하여, 너비 25㎜, 길이 100㎜의 필름 조각을 300㎜/min의 인장속도에서 시험하였다. 파단시의 강도를 기계방향(MD)와 가로 방향(CD)에 대하여 측정하였다.
4) 스크래치
스테인레스 기재에 부착시키고, 1m 높이에서 축구공을 자유낙하시켰다. 이 과정을 10회 반복한 후 필름을 벗겨내어 도막을 육안으로 스크래치 발생여부를 관찰 하였다.
5) 내후성
내후 시험기를 이용하여 시간의 경과에 따른 물성변화를 평가하였다. 측정방법은 ASTM G154 method를 사용하여 측정하였다. 복합필름이 고분자특성을 상실하는 시점을 한계시간으로 계산하였으며 자외선광에 노출되는 경우 260시간은 1년에 해당한다.
[실시예 1]
폴리프로필렌(SK, R680S, 30℃, 2.16kg에서 측정된 용융지수 28g/10분, 밀도 0.9g/㎤) 100중량부에 반응형 올레핀 고무(RTPO, Lyondellbasell 사의 X100G) 30중량부를 혼합하여 필름 성형기에 투입하여 250℃에서 용융한 후, 티다이를 통해 필름으로 성형하면서 10℃인 캘린더링 냉각롤에 투입한 부직포와 압착합지하여 평량이 60g/㎡인 시트를 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 반응형 올레핀 고무를 대신하여 스티렌-부틸렌-에틸렌-스티렌 고무(크라이톤 사, SEBS G1651) 30중량부를 혼합한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 반응형 올레핀 고무 30중량부를 대신하여 반응형 올레핀 고무 5중량부와 스티렌-부틸렌-에틸렌-스티렌 고무(크라이톤 사, SEBS G1651) 50중량부를 혼합한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서 폴리프로필렌을 대신하여 폴리에틸렌(2.16kg에서 측정된 용융지수 3.0g/10분, 밀도 0.919g/㎤, 분자량 분포도 = 5)을 혼합한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 5]
상기 실시예 1에서 일면에 부직포를 적층한 것을 양면에 적층하여 합지한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 6]
상기 실시예 1에서 조성물에 산화방지제(송원산업, 21B) 1 중량부, 자외선안정제(사이텍(Cytec)사, Cyasorb UV 3346) 1 중량부, 평균입경이 5㎛인 루타일형 이산화티타늄 6중량부를 더 혼합한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 7]
상기 실시예 1에서 부직포에 부직포 100중량부에 대하여 산화방지제(송원산업, 21B) 1 중량부, 자외선안정제(사이텍(Cytec)사, Cyasorb UV 3346) 1 중량부, 평균입경이 5㎛인 루타일형 이산화티타늄 6중량부를 포함하여 제조된 것을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 8]
상기 실시예 6에서 부직포에 부직포 100중량부에 대하여 산화방지제(송원산업, 21B) 1 중량부, 자외선안정제(사이텍(Cytec)사, Cyasorb UV 3346) 1 중량부, 평균입경이 5㎛인 루타일형 이산화티타늄 6중량부를 포함하여 제조된 것을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 9]
상기 실시예 1에서 조성물에 탄산칼슘 20중량부를 더 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 10]
상기 실시예 1에서 조성물에 이오노머(SURLYN 8140) 20중량부를 더 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 11]
상기 실시예 1에서 조성물에 반응형 올레핀 고무(RTPO, Lyondellbasell 사의 X100G)를 대신하여 반응형 올레핀 고무(RTPO, Exxon Mobile 사의 VISTAMAXX ™) 30중량부를 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 12]
상기 실시예 1에서 조성물에 반응형 올레핀 고무(RTPO, Lyondellbasell 사의 X100G) 100중량부를 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 13]
상기 실시예 1에서 조성물에 반응형 올레핀 고무(RTPO, Lyondellbasell 사의 X100G) 300중량부를 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 8로 제조된 시트를 연신시킨 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 상기 연신은 실시예 8로 제조된 시트를 기계방향으로 1.5배 일축연신하여 평량이 100 g/㎡인 시트를 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 제조된 상기 시트의 일면에 상기 압출된 시트의 일면에 평량이 35 g/㎡인 부직포(삼양사 부직포)를 폴리우레탄계 접착제(삼호화성, SPU-7835)를 사용하여 합지시켜 2층 구조의 통기성 합지 필름을 제조하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서 조성물을 폴리프로필렌(SK, R680S, 30℃, 2.16kg에서 측정된 용융지수 28g/10분, 밀도 0.9g/㎤) 100중량부에 탄산칼슘 20중량부를 포함하여 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
투습도
(g/㎡·24hr)		 백화현상 내후성 스크래치 인장강도(kgf/25㎜).
CD MD
실시예 1 500 무 1.5년 무 5.00 8.50
실시예 2 490 무 1.5년 무 4.88 8.32
실시예 3 550 무 2년 무 5.84 9.01
실시예 4 500 무 1.5년 무 4.99 8.56
실시예 5 600 무 2년 무 6.21 9.23
실시예 6 510 무 2.5년 무 5.12 8.76
실시예 7 510 무 2.5년 무 5.23 8.80
실시예 8 525 무 2.7년 무 5.26 8.86
실시예 9 530 무 1.5년 무 5.31 8.84
실시예 10 540 무 2.0년 무 5.79 8.88
실시예 11 600 무 2.5년 무 6.25 9.33
실시예 12 650 무 2.5년 무 6.35 9.54
실시예 13 450 무 2.5년 무 4.01 6.74
비교예 1 510 유 0.5년 유 1.72 2.61
비교예 2 480 무 0.5년 유 2.01 3.22
비교예 3 15 유 0.5년 유 1.72 2.58
상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 통기성 합지 필름은 우수한 투습도 및 내후성을 가질 뿐만 아니라 연신에 따른 백화현상이 없으며, 스크래치도 나타나지 않는 것을 확인하였다.
또한, 실시예 4와 같이 수지 종류가 변경되더라도 우수한 물성을 나타냄을 알 수 있었다.
또한, 비교예 1의 경우 연신하여 제조됨에 따라 무기충전제가 표면에 드러나 백화현상이 나타나고, 내후성 및 인장강도가 낮은 것을 확인할 수 있었다. 비교예 2의 경우 접착제를 통하여 통기성 합지 필름을 합지함에 따라 접착제로 고정된 부분에서 현저히 떨어지는 내후성 및 인장강도와 스크래치 생성으로 인한 손상에 따라 부직포와 시트가 박리되는 현상이 나타나는 것을 확인하였다. 비교예 3의 경우 종래에 폴리올레핀에 무기충전제로 구성된 조성물을 사용함에 따라 통기성이 발현되지 않을 뿐만 아니라 내후성, 내스크래치성 및 인강강도도 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 통기성 합지 필름은 내후성, 내스크래치성 및 인강강도가 향상될 뿐만 아니라 우수한 통기성을 가짐에 따라 통기성을 목적으로 하는 자동차 보호용 필름, 보호복, 성인용 기저귀, 매트리스커버, 방수시트 등에 적용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 통기성 합지 필름 및 이의 제조방법이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 폴리올레핀 수지, 탄성고분자 및 카르복실산기의 일부가 금속 양이온으로 치환되어 폴리올레핀 주쇄에 포획된 이오노머를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 압출성형하여 시트를 제조하고,
    상기 시트의 일면 또는 양면에 부직포를 적층한 후 롤을 통과시켜 제조되는 무연신 통기성 합지 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여, 탄성고분자 1 내지 400중량부 포함하는 무연신 통기성 합지 필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여, 무기충전제 1 내지 150중량부 더 포함하는 무연신 통기성 합지 필름.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 무기충전제는 탈크, 클라스 버블, 마그네슘, 마이카, 수산화마그네슘, 실리카, 아황산칼슘, 웰라스토나이트, 유리 비드, 유리 섬유, 칼륨 티타네이트 섬유, 칼슘 실리케이트 섬유, 탄산칼슘, 화이트 카본, 황산바륨, 황산칼슘 및 휘스커로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 무연신 통기성 합지 필름.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성고분자는 반응형 올레핀 고무(RTPO), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS), 폴리올레핀 고무(POE) 및 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 무연신 통기성 합지 필름.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 부직포는 천연섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 아크릴 섬유 및 레이온계 섬유에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 섬유를 스펀본드, 열융착, 바이컴퍼넌트, 스펀레이스, 멜트블로운, 건식적층 및 케미칼본드에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 제조방법으로 제조한 것인 무연신 통기성 합지 필름.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지 조성물, 부직포 또는 폴리올레핀 수지조성물과 부직포는 각각 산화방지제 0.01 내지 5중량부, 자외선안정제가 0.01 내지 5 중량부 및 광촉매인 이산화티타늄이 0.1 내지 10 중량부에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함하는 무연신 통기성 합지 필름.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 통기성 합지 필름은 ASTM F1249에 의거하여 측정된 투습도가 50g/㎡ㆍ24hr 이상인 무연신 통기성 합지 필름.
  9. 필름압출기에 폴리올레핀 수지; 반응형 올레핀 고무(RTPO), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS), 폴리올레핀 고무(POE) 및 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄성고분자; 및 카르복실산기의 일부가 금속 양이온으로 치환되어 폴리올레핀 주쇄에 포획된 이오노머를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물을 투입하여 혼련시켜 압출하여 시트를 제조하는 단계; 및
    상기 시트 일면 또는 양면에 부직포를 적층하여 롤을 통과하여 합지하는 단계;를 포함하는 무연신 통기성 합지 필름 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 100중량부에 대하여 반응형 올레핀 고무(RTPO), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무(SEBS), 폴리올레핀 고무(POE) 및 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄성고분자 1 내지 400 중량부 포함하는 무연신 통기성 합지 필름 제조방법.
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