KR102157524B1 - 대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 합지필름 - Google Patents

대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 합지필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대전방지성이 우수하고, 바이러스 방지가 잘되는 기능성 폴리올레핀 필름, 이를 이용한 합지필름 및 이를 이용한 직물을 제공하는 것이다.

Description

대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 합지필름{Lamination film with excellent antistatic and virus blocking properties}
본 발명은 대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 통기성 합지필름 및 이를 이용한 바이러스 차단 통기성 직물에 관한 것이다.
구체적으로는 투습도가 우수하며, 바이러스 및 기타 병원체 등에 대해서는 방어 기능을 가지며, 방역, 의료 분야 등에 사용할 수 있는 바이러스 차단이 우수한 바이러스 방어용 합지 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 영구대전 방지 성능을 가지면서 바이러스 차단성능이 종래보다 더욱 우수한 바이러스 차단용 통기성 합지 필름을 적층하여 제조되는 합지 원단에 관한 것이다.
투습 및 방수원단의 종류는 바이러스 방어력이 있는 원단과 바이러스 방어력이 없는 원단으로 구분 할 수 있다.
종래에는 바이러스 방어력을 가지는 원단으로 탄산칼슘과 폴리에틸렌수지를 베이스로 하는 통기성 필름을 부직포 등으로 합지하여 사용되어왔다. 그러나, 상기 탄산칼슘과 폴리에틸렌 등과 같은 폴리올레핀 수지를 혼합하는 통기성 필름은 통기성은 우수하지만, 바이러스 차단효과는 크게 우수하지 않아, 이를 보완하기 위하여 상기 부직포를 합지 할 때, 특별한 폴리우레탄계 접착제로 도포하여 바이러스 차단성을 보강하는 방법을 주로 사용하여왔다.
따라서, 바이러스 차단성은 통기성 필름을 부직포와 함께 적층할 때, 바이러스 차단성을 증가시키기 위하여 특수 구조를 가지는 폴리우레탄 접착층을 사용하여 바이러스 차단성을 증가시켜야 하는 수고를 해야 하는 문제가 있었고, 또한 고가의 접착원료를 채택하여 상업적 경쟁성에서 문제가 있었다.
또한 합지원단의 대전방지성능을 부여하기 위해 부직포를 인산염계의 화학물질로 대전방지 처리하여 사용하고 있으나 이 경우 저분자량의 대전방지 처리제가 표면에서 서서히 없어져 시간이 지남에 따라 대전방지 성능이 급격히 저하됨은 물론이고 친수 성질로 인해 합지원단의 바이러스 차단 성능도 저하시키는 문제가 있었다.
최근에 들어오면서 전 세계적으로 전염성이 강한 조류 바이러스 인플루엔자에 대한 경각심이 더해지고 있으며, 특히, 중국에서 전염성이 강한 구제역바이러스와 조류바이러스, 코로나바이러스(COVID-19) 등과 같은 병원균들이 사람에게까지 전염되어 사망사고가 발생됨으로 인해 이 분야에 종사하는 사람 및 관련 산업 종사자들이 바이러스의 전염에 대한 불안감을 갖게 되었다.
따라서 본 발명에서는 일회용으로 사용한 후 폐기 할 수 있도록 투습, 방수기능과 영구대전 방지 성능을 가짐과 동시에 바이러스 방어기능을 갖는 방역복, 방제복, 보호복 및 수술가운, 수술복 수술도구를 포장하는 포장재, 환자용 침대 커버, 욕창방지용 시트 등을 제공할 수 있는 보다 우수하게 개선된 필름, 이를 적층한 합지 원단을 제공하고자 한다.
우리나라 등록특허번호 제10-1527146(2015.06.02)
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영구대전방지 특성을 부여하고, 바이러스 차단 및 투습도가 향상된 바이러스 차단 및 통기성 필름인 기능성 폴리올레핀 필름 및 이를 포함하여 제조한 복수의 필름을 합지한 합지원단 및 이를 이용한 직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대전방지 효과를 일회성이 아니라 영구 대전 방지 특성을 가지도록 하여 바이러스 방어능력을 지속적으로 발휘될 수 있도록 하고, 투습 성을 더욱 증가시키고, 동시에 방수능력을 가지도록 한 새로운 기능성 폴리올레핀 필름, 이를 용한 합지 원단 및 이를 이용한 직물을 제공하는 것이다.
본 발명은 반복하여 사용하거나 세탁하거나 또는 재사용하여도 우수한 바이러스 방어용 통기성 필름 및 이를 이용한 합지원단 및 이들의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 평상복과 같은 부드러운 느낌의 질감을 주는 새로운 바이러스 방어용 합지원단을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 무기입자, (b) 에틸렌-아크릴산알카리염 공중합체 또는 폴리에테르-폴리올레핀 블록공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지, (c) 무수말레인산그라프트폴리올레핀 또는 아크릴산그라프트 폴리에틸렌 및 (d) 폴리올레핀 매트릭스 수지를 포함하는 바이러스차단 및 통기성을 가지는 기능성 폴리올레핀 필름 및 이의 제조방법을 제공함으로써 본 발명을 완성하였다.
또한 상기 기능성 폴리올레핀 필름에 포함되는 상기 무기입자는 나노입자의 무기입자와 마이크로 크기의 무기입자를 혼합하여 포함하는 것일 수 있다.
더욱 구체적으로 1 내지 20 ㎛의 마이크로 크기의 무기입자를 단독으로 사용하거나, 또는 1 내지 20 ㎛의 마이크로 크기의 무기입자와 10 내지 500 nm이 나노크기의 무기입자를 혼합하여 사용할 수 있으며, 혼합하여 사용 시 마이크로 크기의 무기입자 : 나노크기의 무기입자의 혼합비율은 50 ~ 99 : 50 ~ 1 중량%의 비로 사용할 수 있다. 상기 마이크로 크기의 무기입자 단독 또는 혼합된 무기입자를 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부의 함량으로 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 본 발명은 상기 통기성 폴리올레핀 필름의 일면 또는 양면에 기능성 폴리올레핀 필름을 합지한 합지원단 또한 제공하는 것이다. 이하, 본 발명에서 합지원단은 합지필름과 동일한 의미이다.
또한 상기 통기성 폴리올레핀 필름은 마이크로 크기의 무기입자를 포함하는 것일 수도 있고, 나노크기의 무기입자와 마이크로 무기입자를 혼합한 무기입자를 포함하는 것일 수도 있다. 더욱 구체적으로 1 내지 20 ㎛의 마이크로 크기의 무기입자를 단독으로 사용하거나, 또는 1 내지 20 ㎛의 마이크로 크기의 무기입자와 10 내지 500 nm이 나노크기의 무기입자를 혼합하여 사용할 수 있으며, 혼합하여 사용 시 마이크로 크기의 무기입자 : 나노크기의 무기입자의 혼합비율은 50 ~ 99 : 50 ~ 1 중량%의 비로 사용할 수 있다. 상기 마이크로 크기의 무기입자 단독 또는 혼합된 무기입자를 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부의 함량으로 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 상기 기능성 필름 및 합지원단은 공압출에 의해 제조되는 것일 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 기능성 폴리올레핀 필름은 (d) 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 (a) 무기입자를 10 내지 300 중량부, (b) 에틸렌-아크릴산알카리염 공중합체 또는 폴리에테르-폴리올레핀 블록공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지 1 내지 100중량부, (c) 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 또는 아크릴산 그라프트 폴리올레핀 0.1 내지 30중량부를 포함할 수 있지만, 본 발명의 목적을 달성하는 한에서는 상기 조성비에만 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 있어서 상기 기능성 폴리올레핀 필름은 두께가 10 내지 2000 ㎛, 좋게는 10 내지 100 ㎛일 수 있다.
또한 본 발명에서 기능성 폴리올레핀필름 또는 합지원단은 평량 10 ~ 300 g/㎡, 투습도 3,000 ~ 10,000 g/㎡·24hr, 통기도 500 ~ 1,000 sec, 내수압 50 ~ 100 ㎝/H2O 및 EN1149-5에 따른 대전방지특성이 109Ω 이하인 것일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 상기 범위를 만족함으로써 영구대전방지성을 가지며, 바이러스 차단성이나 투습도가 좋고 유연하여 매우 좋으므로 선호된다.
또한 상기 기능성 폴리올레핀 필름은 좋게는 폴리에틸렌의 경우 더욱 우수한 유연성을 제공하고, 우수한 투습도 및 대전방지특성도 가지므로 더욱 좋다.
본 발명에서 상기 통기성 폴리올레핀 필름은 폴리올레핀(주로 폴리에틸렌을 더 선호한다) 수지 100 중량부에 대하여, 무기입자를 10 내지 300 중량부 포함하여 제조되며, 나노입자를 마이크로 입자와 혼합하는 혼합 무기입자를 사용하는 경우, 마이크로 입자와 나노입자를 1~99 내지 99~1중량%로 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 그러나 마이크로 입자와 나노입자의 중량비가 50~99 : 50~1 중량%의 비로 사용하는 것이 투습도와 통기성을 동시에 만족하여 더욱 좋다. 더욱 좋게는 2 내지 5 : 1 중량비로 사용할 수 있다. 나노입자는 특별히 한정하지 않지만, 10 내지 500nm의 무기입자를 사용하는 것을 선호한다.
또한 본 발명은 상기 합지 원단의 최소한 일면에 형성되는 부직포 또는 직포를 접착제로 적층한 바이러스 차단 통기성 직물을 제공할 수도 있다.
상기 부직포는 폴리에틸렌 스펀본드 부직포와 폴리프로필렌 스펀본드 부직포를 혼합한 바이컴포넌트 바이러스 차단 통기성 직물일 수 있다.
본 발명에서 상기 접착제층은 폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올이 50 : 50 ~ 20 : 80의 중량비로 혼합된 폴리우레탄 접착제수지 50 ~ 90 중량%, 촉진제 0.1 ~ 10 중량%, 용매 1 ~ 20 중량% 및 이소시아네이트계 경화제 5 ~ 40 중량%를 포함하는 것이 추가적인 통기성 향상을 위하여 더욱 좋지만 본 발명에서는 반드시 이러한 접착제를 사용하지 않아도 충분한 바이러스 차단성과 투습도를 가지는 물성을 제공할 수 있다.
본 발명에서 상기 접착제의 점도는 200 ~ 2,000 cps/20℃인 것인 바이러스 차단 통기성 직물일 수 있지만 반드시 이에 한정할 필요는 없다.
또한 본 발명은 상기 양태의 기능성 필름, 이를 이용한 합지원단 및 이를 이용한 직물을 제공한다.
본 발명에 따른 바이러스 방어용 기능성 필름, 합지원단 및 직물은 우수한 대전방지 특성을 통한 정전기 회피 특성이 우수하고, 여러 번 세탁 후에도 대전방지성능을 유지하며, 통기성, 투습 및 방수기능을 갖는 동시에 바이러스에 대한 방어력을 갖는다.
또한, 본 발명의 제품들은 영구 대전방지 특성을 부여하여, 기존의 일회용 방역복, 방제복, 보호복 및 수술복 등을 재사용하여도 바이러스 포집 및 포말 포집능력이 우수하고, 통기성, 방수성 및 바이러스 방어력에서 차이가 거의 없이 제조할 수 있다.
또한 본 발명의 기능성 폴리올레핀 필름(기재필름이라고도 함)은 (b) 에틸렌-아크릴산 알카리염 공중합체 또는 폴리에테르-폴리올레핀 블록공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지를 포함함으로써 영구 대전방지 특성을 가지고, 또한 (c) 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 또는 아크릴산 그라프트 폴리올레핀을 포함함으로써 제조된 기능성 필름 내의 각 성분들 간의 분산성이 우수하고, 또한 필름 제조 시 폴리올레핀 수지와 무기물 입자와의 계면 박리가 조정되어 투습도와 바이러스 차단 성능이 우수한 특성을 가진다.
또한 기능성 필름이나 합지원단이 적어도 하나의 층에 나노 무기입자를 혼합하여 사용하는 경우, 더욱 향상된 바이러스 차단성 및 더욱 우수한 특성의 발수성과 통기성을 나타내며, 또한 기계적 물성이 우수한 특징으로써, 잘 찢어지지 않고, 기계적 물성이 우수하여 가시 등에 걸려도 찢어지지 않으며, 부드러워 장시간 채택하고 있어도, 수분에 의한 축축한 느낌 없이 쾌적하게 착용할 수 있는 옷을 제공할 수 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 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. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 발명에서 단위는 특별히 정의하지 않는 한 중량부이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 무기입자, (b) 에틸렌-아크릴산알카리염 공중합체 또는 폴리에테르-폴리올레핀 블록공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지, (c) 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 또는 아크릴산 그라프트 폴리에틸렌 및 (d) 폴리올레핀 매트릭스 수지를 포함하는 영구대전 방지 성능을 갖고 바이러스차단 및 통기성을 가지는 기능성 폴리올레핀 필름 및 이의 제조방법을 제공함으로써 본 발명을 완성하였다.
또한 본 발명은 상기의 기능성 폴리올레핀 필름을 통기성 필름과 적층하거나또는 통기성 필름의 일면 또는 양면에 적층함으로써, 투습도와 통기도가 매우 우수하며, 내수압도 우수하며, 특히 대전방지 특성의 유지율이 매우 우수하다. 또한 대전방지 유지율이 높고, 내수압 및 투습도와 통기도가 매우 우수한 특성을 가진다.
또한 본 발명의 상기 기능성 폴리올레핀 필름에 포함되는 상기 무기입자는 나노크기의 무기입자와 마이크로 크기의 무기입자를 혼합하여 포함하는 것일 수 있다.
또한 본 발명은 상기 기능성 폴리올레핀 필름의 일면 또는 양면에 적층되는 합지 원단을 제공할 수도 있는데, 이 때는 부직포와 접착력을 제외하는 나머지 특성이 본 발명의 목적하는 효과를 달성하므로 또한 본 발명의 범주에 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 통기성 폴리올레핀 필름은 마이크로 크기의 무기입자를 포함하는 것일 수도 있고, 나노크기의 무기입자와 마이크로 무기입자를 혼합한 무기입자를 포함하는 것일 수도 있다.
또한 본 발명은 상기 기능성 필름 및 합지원단은 공압출에 의해 제조되는 것일 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 기능성 폴리올레핀 필름은 (d) 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 (a) 무기입자를 10 내지 300 중량부, (b) 에틸렌-아크릴산 알카리염 공중합체 또는 폴리에테르-폴리올레핀 블록공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지 1 내지 100중량부, (c) 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 또는 아크릴산 그라프트 폴리올레핀 0.1 내지 30중량부를 포함할 수 있지만, 본 발명의 목적을 달성하는 한에서는 상기 조성비에만 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 있어서 상기 기능성 폴리올레핀 필름은 두께가 10 내지 2000㎛, 좋게는 10 내지 100㎛일 수 있다.
또한 본 발명에서 기능성 폴리올레핀필름 또는 합지원단은 평량 10 ~ 300 g/㎡, 투습도 3,000 ~ 10,000 g/㎡·24hr, 통기도 500 ~ 1,000 sec 및 내수압 50 ~ 100 ㎝/H2O인 것일 수 있으며, 이러한 경우, 바이러스 차단성이나 투습도가 좋고 유연하여 매우 좋지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, EN1149-5에 따른 대전방지특성이 109Ω 이하인 물성을 만족할 수 있으며, 상기 범위에서 영구 대전방지성을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 기능성 폴리올레핀 필름은 좋게는 폴리에틸렌의 경우 더욱 우수한 유연성을 제공하고, 우수한 투습도 및 대전방지특성도 가지므로 더욱 좋다.
본 발명에서 상기 기능성 폴리올레핀 필름(A) 및 통기성 필름(B)은 A/B, A/B/A, B/A/B의 형태로 적층할 수 있으며, 좋게는 A/B/A의 적층체가 부직포와의 접착강도가 매우 우수하여 더욱 선호되지만 본 발명이 이에만 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 상기 통기성 폴리올레핀 필름은 폴리올레핀(주로 폴리에틸렌을 더 선호한다) 수지 100 중량부에 대하여 평균입경 1 내지 20 ㎛의 무기입자를 10 내지 300 중량부 포함하여 제조되며, 나노입자를 마이크로 입자와 혼합하는 혼합 무기입자를 사용하는 경우, 마이크로 입자와 나노입자를 1~99 내지 99~1중량%로 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 그러나 마이크로 입자와 나노입자의 중량비가 50~99 : 50~1 중량%의 비로 사용하는 것이 투습도와 통기성을 동시에 만족하여 더욱 좋다. 나노입자는 특별히 한정하지 않지만, 10 내지 500nm의 무기입자를 사용하는 것을 선호한다.
또한 본 발명은 상기 합지 원단의 최소한 일면에 형성되는 부직포 또는 직포를 접착제로 적층한 것인 바이러스 차단 통기성 직물을 제공할 수도 있다.
상기 부직포는 폴리에틸렌 스펀본드 부직포와 폴리프로필렌 스펀본드 부직포를 혼합한 바이컴포넌트 바이러스 차단 통기성 직물일 수 있다.
본 발명에서 상기 접착제층은 폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올이 50 : 50 ~ 20 : 80의 중량비로 혼합된 폴리우레탄 접착제수지 50 ~ 90 중량%, 촉진제 0.1 ~ 10 중량%, 용매 1 ~ 20 중량% 및 이소시아네이트계 경화제 5 ~ 40 중량%를 포함하는 것이 추가적인 통기성 향상을 위하여 더욱 좋지만 본 발명에서는 반드시 이러한 접착제를 사용하지 않아도 충분한 바이러스 차단성과 투습도를 가지는 물성을 제공할 수 있다.
본 발명에서 상기 접착제의 점도는 200 ~ 2,000 cps/20℃인 것인 바이러스 차단 통기성 직물일 수 있지만 반드시 이에 한정할 필요는 없다.
또한 본 발명은 상기 양태의 기능성 필름, 이를 이용한 합지원단 및 이를 이용한 직물을 제공한다.
본 발명에 있어서 비제한적으로, 상기 마이크로 크기의 무기입자는 평균입경1 내지 20 ㎛의 크기를 가지는 것일 수 있으며, 또한 나노크기의 무기입자는 10 내지 500 nm의 크기를 가질 수 있다. 그 종류로는 모두, 이 분야에 사용할 수 있는 무기입자라면 크게 제한하지 않는데, 예를 들면, CaCO3, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 또는 이들의 혼합물의 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물, 금속수산화물 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있으며, 이를 제한하는 것은 아니다, 본 발명의 경제성을 생각한다면 탄산칼슘 등이 좋지만 이에 한정하지 않는다.
본 발명의 상기 마이크로 무기입자 또는 나노크기의 무기입자는 서로 독립적으로 사용할 수 있으며, 같은 것을 사용할 수도 있으므로 이를 제한하지 않는다.
다음 본 발명의 (b) 에틸렌-아크릴산알카리염 공중합체 또는 폴리에테르-폴리올레핀 블록공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지에 대하여 설명한다. 상기 (b) 수지 성분은 본 발명의 영구대전방지 특성을 부여하면서, 또한 상용성 증대, 바이러스 차단력 증진, 투습도 증진 등의 물성에 영향을 미친다.
본 발명의 상기 (b)수지로서 상업화된 것으로는 Sanyo Chemical Industries, Ltd., PELECTRON PVL 등의 PELECTRION 시리즈나 Dupont사의 Surlyn 계열의 Surlyn8150, Surlyn 9150 등과 같이 상품화되어 있는 것을 예로들 수 있는데, 아크릴산 또는 메타크릴산의 함량에 따라, 카르복실산의 중화되는 정도에 따라, 그리고 Na, Li, K, Mg, Zn 등의 중화 금속의 종류에 따라 얻어지는 물성이 상이하게 제조할 수 있으며, 대전방지 특성의 요구 물성과, 상용성 등에 따라 금속의 종류를 선택할 수 있으며, 본 발명에서는 칼륨을 더 선호하지만 반드시 이에 한정하지 않는다.
상기 (b) 수지는 상기 (d) 폴리올레핀 100중량부에 대하여 1 내지 100중량부 사용할 수 있으며, 좋게는 20 내지 80중량부 사용하는 것이 영구 대전방지 효과를 손상하지 않는다. 또한 본 발명에서 상기 수지성분은 폴리에틸렌과 혼합성이 좋지 않아 분산성이 열세이고, 또한 이를 혼합하는 경우, 무기입자의 분산이 되지 않아 바이러스 방어특성이 현저히 낮아지는 단점을 가지고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 연구를 한 결과, 유사한 화학구조를 가지지만, 금속염 구조가 아닌, (c) 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀을 혼합하는 경우, 본 발명의 혼화성이 증대되어 투습도가 충분하고, 대전방지 특성도 증가되어 바이러서 차단성도 현저히 상승하는 것을 알 수 있었다.
상기 (c) 성분은 폴리에틸렌 수지에 무수말레인산을 그라프트 한 것으로서, 그라프트율이 0.1-3중량% 사이로 하여 고리가 닫힌 상태가 생성되도록 함으로써, 본 발명의 상용화제 역할을 할 수 있다, 본 발명에서 상기 무수말레인산을 그라프트 하는 것에 의해 상용성이 얻어질 수 있지만, 무수말레인산의 고리가 닫힌 상태로 사용하여야 본 발명이 원하는 상용성이 확보되고 따라서 균일한 혼합이 가능하여 영구대전방지 특성이 현저히 상승되는 효과를 얻을 수 있으므로 본 발명에서 더 선호된다. 좋게는 그라프트율이 0.5 중량% 내지 1.5 중량%일 경우 본 발명의 효과가 더욱 현저히 상승하므로 더 이를 더욱 선호한다. 5 몰% 이상의 그라프트율인 것을 사용하는 경우, 개환반응이 일어나므로 선호하지 않는다.
본 발명에서, 상기 (c) 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 또는 아크릴산 그라프트 폴리에틸렌에서 선택되는 어느 하나의 성분은 (d) 폴리올레핀 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30중량부, 좋게는 0.5 내지 5 중량부를 사용하는 것이 대전방지 특성을 떨어뜨리지 않고 통기도 및 투습도를 충분히 가지도록 한다.
본 발명의 상기 양태들에 있어서, 상기 바이러스 방어용 기능성 폴리올레핀 필름, 이를 포함하는 합지원단 및 직물은 호흡기 질환을 방어하는데, 예를들면 기침 등에 의해 나오는 세균이나 바이러스를 포함하는 포말을 대전흡착할 수 있는 효과를 현저히 증가시키며, 상기 효과를 위하여 예를 들면, 평량 10 ~ 200 g/㎡, 투습도 3,000 ~ 10,000 g/㎡·24hr, 통기도 500 ~ 1,000 sec 및 내수압 50 ~ 100 ㎝/H2O인 특성을 가지는 것이 좋지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 부직포층 또는 직포층은 크게 제한되지 않지만 상기 바이컴포넌트의 부직포의 평량이 10 ~ 150 g/㎡으로 하는 경우 본 발명이 목적으로 하는 바이러스 방어능과 감촉의 증대를 도모할 수 있어서 더욱 좋지만 또한 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 크게 제한되지 않지만 폴리우레탄 접착제는 메쉬형태의 그라비아인쇄나 또는 전면 도포 방식의 메쉬 롤인쇄방법을 사용하는 등 메쉬형태로 형성되어 통기성 필름과 부직포층을 접하는 기능을 한다.
본 발명에서 상기 접착제층을 형성할 때 메쉬형태의 접착층을 형성한다면 그 방법을 제한하지 않지만, 메쉬로 새겨진 롤을 이용하여 전사하는 방법으로 형성할 수 있다. 보다 구체적으로 예로 들면, 본 발명이 목적으로 하는 충분한 바이러스 방어능을 부여하기 위하여 메쉬형태로서 전면 롤 부식형태나 20 내지 250 메쉬의 크기로 조각하고, 선두께× 선간격 × 선깊이가 0.1 ~1 ㎜× 1 ~ 10 ㎜× 10 ~ 150 ㎛인 격자무늬로 레이져 조각된 그라비어코터의 동판을 이용하여 접착제층을 형성하는 것이 바이러스 방어능에서 우수하며, 접착력이 우수하므로 이를 선호한다. 특히 상기 20 내지 250 메쉬로 하는 경우 바이러스 방어는 최대로 발휘되어 좋다.
본 발명에서 접착제 층의 재료는 폴리우레탄 접착제로서, 폴리에테르폴리올과 폴리에스테르 폴리올을 혼합한 혼합폴리올과 디이소시아네이트 단량체를 포함하는 일액형 또는 이액형 접착제 조성물을 사용하는 것이 본 발명의 발수성, 바이러스 차단성 및 통기성에서 더욱 우수하여 선호된다.
본 발명에 있어서, 상기 접착제 성분의 조성은 본 발명의 목적을 달성하는 한에서는 제한하지 않지만, 예를 들면, 폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올이 50 : 50 ~ 20 : 80의 중량비로 혼합된 폴리우레탄 접착제수지 50 ~ 90 중량%, 촉진제 0.1 ~ 10 중량%, 용매 1 ~ 20 중량% 및 이소시아네이트계 경화제 5 ~ 40 중량%를 포함하여 형성하는 것이 좋다. 본 발명에 따른 상기 접착제층의 접착제 조성물을 제한하지는 않지만 상기 접착제의 점도는 200 ~ 2,000 cps/20℃인 것이 취급하기에 좋다.
본 발명은 또한 상기의 발명의 양태들의 바이러스 방지용 합지 필름 또는 직물을 이용하여 제조되는 바이러스 방어 의류를 또한 포함한다.
이하는 본 발명의 또 다른 양태는 상기 본 발명의 영구대전 바이러스 방지용 기능성 폴리올레핀 필름 및 합지원단을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 기능성 폴리올레핀 필름 및 투과성(통기성) 폴리올레핀 필름 각각의 압출에 의해 제조가능하며, 필요에 연신함으로써 제조될 수 있다.
또한 본 발명의 합지원단은 공압출에 의해 제조될 수도 있고, 각각의 기재필름과 합지층을 제조한 후, 이를 열압착, 핫 멜트 접착 또는 본 발명의 접착제를 사용하여 접착하여 제조할 수 있으므로 그 방법은 특별히 한정하지 않는다.
본 발명의 합지원단을 각각 압출하고 적층하여 제조하는 경우에는 접착제를 이용하여 적층할 수도 있으며, 상기 공압출에 의해 열접착을 할 수도 있다.
본 발명에서 상기 개별 필름을 압출하고 이어서 적층하여 제조하는 경우에는 접착제를 사용하는데 이를 좀 더 살피면 다음과 같다.
a) 수지 조성물을 압출기에서 용융 압출하여 T-다이 또는 원형다이를 통해 기능성 필름을 제조하는 단계,
b) 상기 기능성 필름을 통기성 필름의 일면 또는 양면에 폴리우레탄 접착제를 도포하거나 상기 기능성 필름의 일면 또는 양면에 통기성 필름을 폴리우레탄 접착제로 도포하거나 하는 적층 단계, 및
c) 롤러를 이용하여 압연하는 단계,
를 포함하는 바이러스 방어용 합지 원단을 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명에 있어서 상기 직물을 제조하는 방법으로서는
a) 기능성 폴리올레핀 필름(또는 ‘기능성 필름’이라 할 수도 있다) 및 통기성 폴리올레핀 필름을 공압출기에서 용융 압출하여 T-다이 또는 원형다이를 통해 영구 대전방지성 바이러스 방지성 합지원단을 제조하거나 상기 합지 원단을 구성하는 개별 필름을 제조한 후, 접착제를 사용하여 접착하고 롤압연하여 합지필름을 제조하는 합지필름 제조 단계,
b) 상기 합지 필름의 일면에 폴리우레탄 접착제를 도포하는 단계,
c) 상기 접착제가 도포된 통기성 필름에 폴리올레핀계 부직포를 접착시키는 단계, 및
d) 롤러를 이용하여 압연하는 단계,
를 포함하는 바이러스 방어용 통기성 원단을 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 제조방법에서 상기 접착제층을 형성하는 단계에서 그 방법은 상기에서 설명한 바와 같으며, 상기 접착제는 20 ~ 250 mesh의 크기로 조각하고, 표면의 전면에 선두께× 선간격 × 선깊이가 0.1 ~ 1 ㎜× 1 ~ 10 ㎜× 10 ~ 150 ㎛인 격자무늬로 레이져 조각된 그라비어코터의 동판을 이용하여 도포 부직포층이나 또는 상기 개별 필름에 도포하여 접착제층을 형성하도록 한다.
상기 본 발명에 있어서 상기 합지 원단은 쉽게 찢어지지 않고, 대전성이 우수하여, 기침에 의한 포말 등을 잘 흡착하여 세균 및 바이러스 침투성을 현저히 증가시키고, 또한 투습성이 증가되고, 방수능력 또한 우수하다. 본 발명에서 이러한 상기 특성을 유지하기 위하여 합지원단의 평량이 10 ~ 300 g/㎡, 좋게는 20 ~ 150 g/㎡인 것이 바람직하며, 또한, 투습도가 3,000 ~ 10,000 g/㎡·24hr, 통기도가 100 ~ 1,000 sec 및 내수압이 30 ~ 150 ㎝/H2O인 물성을 갖는 것이 본 발명의 목적에 적합하다. 또한, EN1149-5에 따른 대전방지특성이 1010Ω 이하인 물성을 동시에 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 부직포층은 기계적인 물성인 인장강도를 강화시키고, 찢어짐이 발생하지 않으며, 바이러스를 방어하는 역할을 증가하는 기능을 담당할 수 있다. 본 발명의 부직포층은 폴리올레핀계 혼합 부직포인 바이컴포넌트 부직포를 사용하는 것이 본 발명을 달성하기 위하여 더욱 좋지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 바이컴포넌트 부직포는 폴리올레핀계 부직포에서 선택되는 어느 둘 이상의 혼합 부직포를 의미하며, 구체적으로 예를 들면, 우수한 바이러스 방어능력을갖기 위하여, 폴리프로필렌 스펀본드 부직포와 폴리에틸렌 스펀본드 부직포를 혼합한 부직포를 사용할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 폴리프로필렌 스펀본드 부직포와 폴리에틸렌 스펀본드 부직포가 40 ~ 60 : 10 ~ 90의 중량비로 열 압착 또는 접착제로 접착하여 합지된 바이컴포넌트 부직포를 사용하는 경우 원인은 정확하지 않지만 바이러스 차단 효과가 우수한 이유로 상기 범위로 혼합된 혼합 부직포를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 바이컴포넌트 부직포는 폴리프로필렌 스펀본드 부직포를 단일로 사용한 것 대비 통기도는 유지되며, 투습 및 방수기능이 개선되고, 더욱더 부드러운 감촉을 갖는 것과 동시에 바이러스 방어 능력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 부직포층은 기계적인 물성인 인장강도를 강화시키고, 찢어짐 등이 발생되지 않게 하도록 하며, 바이러스 방어 능력을 향상시키기 위하여 평량이 10 ~ 100 g/㎡인 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
본 발명은 상기 바이러스 방어용 합지 필름으로 제조되는 일회용 수영복, 방역복, 보호복 등의 바이러스 방어 의류도 본 발명의 범위에 포함된다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하 물성은 하기의 방법으로 측정하였다.
1) 투습도
투습도는 ASTM E-96, CaCl2법에 의거하여 측정하였다.
2) 통기도
ISO5636/5:Gurley method에 의거하여 측정하였다.
3) 내수압
AATCC127에 의거하여 측정하였다.
4) 바이러스에 대한 방어력
바이러스 방어력은 ASTM F1671 및 ISO16604에 의거하여 측정하였다.(5단계 합격이 바이러스 방어능력이 가장 우수한 것이다.)
5)접착력
합지원단과 부직포의 접착력은 ASTM D5034에 의거하여 측정하였다.
6) 대전방지 특성 측정
합지원단의 대전특성은 EN1149-5에 의거하여 측정하였다.
[실시예 1]
1) 기능성 필름, 통기성 필름 및 합지원단의 제조
메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 (SK 종합화학, SMART 181) 80 중량부, 저밀도 폴리에틸렌(한화케미칼, HANWHA LDPE 955)) 20 중량부에 대하여, 탄산칼슘(평균입경 2 ㎛) 100 중량부, PELECTRON PVL(Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 7중량부, 0.8중량% 무수말레인산 개질된 치환된 MI=1(190℃/2.16kg)의 폴리에틸렌 수지 1.5 중량부를 혼합하여 압출기의 A블록에 투입하여 용융하고,
메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(SK 종합화학, SMART 181) 80 중량부, 저밀도 폴리에틸렌(한화케미칼, HANWHA LDPE 955, MI:7.5, 밀도: 0.913) 20 중량부에 대하여, 탄산칼슘(평균입경 2 nm) 100 중량부를 혼합하여 압출기의 B블록에 투입하여 용융하여, A/B/A가 적층되도록 공압출한 후, 연신하여 합지원단을 제조하였다. 제조된 합지원단의 다양한 물성은 표 1에 수록하였다.
2) 직물의 제조
상기 제조된 합지원단은 접착제 도포장치로 유입되어 도포롤러에 의해 접착제(삼호화성, SPU-7385)를 도포하였다. 이때 도포 롤러는 격자무늬로 레이져 조각된 210 메쉬의 그라비어코터의 동판을 사용하여 전사 도포하였다.
상기 접착제가 도포된 통기성 필름은 바이컴포넌트 스펀본드 부직포(폴리프로필렌 스펀본드 부직포 ㈜대명화학, LPN-30과 폴리에틸렌 스펀본드 부직포 Alstrom, Bicomponent가 50 : 50중량비로 합지된 평량 25g/㎡)와 함께 합지 장치로 이송되면서 상기 통기성 필름의 일면에 공급되고, 압축롤러에 의해 상호 압착(175℃) 되어 접착 및 합지하고 바이러스 방어와 접착강도를 측정하였다. 이를 표 1에 수록하였다.
[실시예 2]
상기 실시예1에서 1중량% 개환 무수말레인산 개질된 수지 MI=1의 폴리에틸렌 수지를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 3]
상기 실시예1에서 탄산칼슘 100중량부 대신에(A블록, B블록 모두), 평균입경 2 ㎛ 탄산칼슘 90중량부 및 평균입경 50㎚ 탄산칼슘 30중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서, 무수말레인산 개질 폴리에틸렌수지를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 실시하였다.
[비교예 2]
실시예 1에서, PELECTRON PVL을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
투습도
(g/㎡·24hr)		 4200 5700 3100 8900 9800
통기도
(sec)		 790 550 860 160 90
내수압
(㎝/H2O)		 67 51 73 28 18
접착강도
(g)		 53 56 55 45 39
10회 물로 충분히 씻은 후, 대전방지특성 109Ω 109Ω 109Ω 1012Ω 1012Ω
바이러스방어 ISO 16604 6단계합격 5단계합격 5단계합격 3단계합격 3단계 합격
ASTM F1671 합격 합격 합격 불합격 불합격
상기 표에서 보는 바와 같이, 본 발명의 조성의 경우, 투습도와 통기도가 매우 우수하며, 내수압도 우수하며, 특히 대전방지 특성의 유지율이 매우 우수하다.
또한 본 발명은 특히 대전방지 유지율이 높고, 내수압 및 투습도와 통기도가 매우 우수한 특성을 가짐을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 ㎛ 크기의 마이크로 무기입자와 10 내지 500 nm 크기의 나노 무기입자가 혼합된 무기입자 10 내지 300 중량부, 에틸렌-아크릴산알카리염 공중합체 또는 폴리에테르-폴리올레핀 블록공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지 1 내지 100중량부, 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 또는 아크릴산 그라프트 폴리올레핀 0.1 내지 30중량부를 포함하는 기능성 폴리올레핀 필름; 및
    폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 ㎛ 크기의 마이크로 무기입자와 10 내지 500 nm 크기의 나노 무기입자가 혼합된 무기입자를 10 내지 300 중량부를 포함하는 다공성 폴리올레핀 통기성 필름의 일면 또는 양면에, 상기 기능성 폴리올레핀 필름을 적층한 대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 합지필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 합지필름은 공압출에 의해 제조되는 것인 대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 합지필름.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 합지필름은 평량 10 ~ 300 g/㎡, 투습도 3,000 ~ 10,000 g/㎡·24hr, 통기도 500 ~ 1,000 sec, 내수압 50 ~ 100 ㎝/H2O 및 EN1149-5에 따른 대전방지특성이 109Ω 이하인 대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 합지필름.
  5. 제 1항, 제 2항 및 제 4항에서 선택되는 어느 한 항의 합지필름의 일면 또는 양면에 부직포를 적층하여 제조되는 직물.
  6. 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 ㎛ 크기의 마이크로 무기입자와 10 내지 500 nm 크기의 나노 무기입자가 혼합된 무기입자 10 내지 300 중량부, 에틸렌-아크릴산알카리염 공중합체 또는 폴리에테르-폴리올레핀 블록공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 수지 1 내지 100중량부, 무수말레인산 그라프트 폴리올레핀 또는 아크릴산 그라프트 폴리올레핀 0.1 내지 30중량부를 포함하는 대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 기능성 폴리올레핀 필름.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기능성 폴리올레핀 필름은 평량 10 ~ 300 g/㎡, 투습도 3,000 ~ 10,000 g/㎡·24hr, 통기도 500 ~ 1,000 sec, 내수압 50 ~ 100 ㎝/H2O 및 EN1149-5에 따른 대전방지특성이 109Ω 이하인 대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 기능성 폴리올레핀 필름.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 기능성 폴리올레핀 필름은 두께가 10 내지 2000 ㎛인 대전방지성 및 바이러스 차단성이 우수한 기능성 폴리올레핀 필름.
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