KR102159539B1 - 통기성 미세다공성 열가소성 박막 - Google Patents

통기성 미세다공성 열가소성 박막 Download PDF

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프랑크 에쉔바허
제리 포드
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클로페이 플라스틱 프로덕츠 캄파니, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 15gsm 이하의 평량 및 적어도 약 500그램 H2O/24시간/㎡의 수증기 전달율을 갖는 통기성 열가소성 막, 라미네이트, 및 상기 막의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 막은 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비가 약 10 미만이고, 적어도 약 5g의 기계-방향 노치된 엘멘도르프 인열 강도 또는 적어도 약 15g의 기계-방향 노치된 사다리꼴 인열 강도 중의 적어도 하나를 갖는다.

Description

통기성 미세다공성 열가소성 박막 {BREATHABLE AND MICROPOROUS THIN THERMOPLASTIC FILM}
관련 출원
본 출원은 2014년 5월 13일자 미국 가특허원 제61/992,438호, 2014년 9월 22일자 미국 가특허원 제62/053,385호 및 2014년 12월 16일자 미국 가특허원 제62/092,351호의 우선권의 이익을 주장한다.
기술분야
열가소성 막(film)은 개인 관리 용품에서, 예를 들면, 기저귀 또는 기타 일회용 개인 위생품의 외부 층으로서 광범위하게 사용된다. 비용, 편안함, 자원 보호 및 폐기물 최소화를 포함하는 다양한 이유로, 막의 기타 필요한 특성들을 유지하면서도 가능한 한 박막인 것이 바람직하다.
바람직한 품질의 열가소성 막은 액체 불침투성이고, 증기 투과성(예를 들면, 통기성(breathable))이고, 개인 관리 용품의 다른 층들과의 결합이 가능하고, 최종 제품으로 가공되기에 충분한 물리적 강도를 갖는 것을 포함한다. 강도는, 열가소성 막을 포장용으로 사용하는 경우, 예를 들면, 소비재용 외부 포장재로서 사용하는 경우 중요한 고려사항이다. 충분한 강도 및 평량(basis weight)을 갖는 통기성 막은, 제조 공정으로부터 비롯된 냄새를 방출할 필요가 있는 제품을 위한 포장재로서 특히 유용할 수 있다.
열가소성 막은 용융된 중합체성 조성물을 냉각 롤러(chill roller) 상에서 압출하여 형성될 수 있으며, 여기서 이는 즉시 냉각되어 고체 막을 생성시킨다. 상기 막의 가공은, 최초 두께보다 72배 이하의 두께를 갖는 최종 막 산출물을 제조하기 위한, 가열, 냉각 및 신장(stretching)을 포함하는 다양한 단계를 포함한다. 기계 방향(machine direction)(MD)으로의 신장은 고도로 배향된 얇은 치수의 막(thin gauge film)을 형성하며, 이는 기계 방향 배향(MDO)으로도 지칭된다. MDO는 유용할 수 있지만, 또한 저하된 교차방향(CD) 인장 강도, 충격 강도, 인열 강도, 및 특히 더 얇은 막에서의 느린 내천공성과 같은 품질을 초래할 수도 있다.
얇은 치수의 열가소성 막의 제조를 위한 현재의 방법은 미국 특허 제7,442,332호(칸시오(Cancio) 등)에 기재된 방법을 포함한다. 당해 방법에서, 웹(web)의 신장의 많은(절반이 넘는) 부분이 압출기 다이(die)와 제1 닙(nip) 사이에서(즉, "용융 커튼(melt curtain)"에서) 발생한다. 이러한 캐스트(cast) 방법에서, 2가지 결점으로는 평평하지 않은 막 두께를 초래하는 "연신 공진(draw resonance)"으로 알려진 현상, 및 막에서의 홀(hole)의 형성이 있다. 이들 문제는 생산 속도에 따라 증가하며, 게다가 사용될 수 있는 중합체성 조성물의 타입을 제한시킬 수 있다. 이들 문제를 극복하는 것은 생산을 늦추는 것을 요구하며 이는 결국 비용 증가로 귀결된다.
따라서, 홀의 부재, 우수한 통기능(breathability), 우수한 인장 강도 및 인열 강도 특성과 같은 바람직한 특성 및 제한된 MDO를 갖고 고속 생산 라인에서 경제적이고 효율적으로 제조할 수 있는 열가소성 박막에 대한 필요가 존재한다.
본 발명은 훨씬 더 큰 평량을 갖는 막의 물리적 특성을 가지며 홀이 실질적으로 없고 낮은 평량을 갖는 통기성 열가소성 막을 제공함으로써 상기 언급된 필요들을 충족시킨다. 본 발명의 막은 뛰어난 인장 강도, 인열 강도, 및 통기능을 나타낸다. 인열 강도는 막의 두께에 비례하며 더 두꺼운 막은 일반적으로 더 큰 인열 강도를 나타내지만, 본 발명의 방법에 의해 제조된 막은 유사한 두께의 비교용 막에 대해 기대되는 인열 강도보다 더 큰 인열 강도를 나타낸다. 다시 말해서, 상기 막은 두께에 대한 인열 강도의 개선된 비를 나타낸다.
그 자체로 유례가 없는 것으로 사료되는 본 발명의 열가소성 막은, 유해한 MD 배향을 방지하기에 충분히 높지만 열가소성 중합체의 융점보다는 낮은 온도에서 상기 막이 MD로 신장되는(stretched) 신규한 방법에 의해 제조된다. 상기 방법은, 미국 특허 제7,442,332호에 기재된 바와는 대조적으로, 냉각된 롤러의 하류(downstream)에서 일어난다. 본 발명의 방법은, 압출 공정을 보통의 생산 속도에서 그리고 연신 공진를 저하시키기 위한 추가의 설비에 대한 필요성 없이 수행하는 것을 허용한다. 추가의 이점으로서, 불투명도와 같은 막 품질은 추가의 하류 MD 신장에 의해 제어될 수 있으며, 이는 불투명화제(opacifier) 첨가의 필요성을 줄이거나 제거한다.
아래에는 본 발명의 몇 가지 비제한적인 양태가 기재되어 있다. 하나의 양태에서, 약 15gsm 이하의 평량 및 적어도 약 500그램 H2O/24시간/㎡의 수증기 전달율(water vapor transmission rate)(WVTR)을 갖고, 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비가 약 10 미만이고, 그리고 적어도 약 5g의 기계-방향 노치된(notched) 엘멘도르프(Elmendorf) 인열 강도 또는 적어도 약 15g의 기계-방향 노치된 사다리꼴 인열 강도 중의 적어도 하나를 갖는, 통기성 열가소성 막이 제공된다.
또 다른 양태에서, 15gsm 이하의 평량 및 적어도 약 500그램 H2O/24시간/㎡의 수증기 전달율을 갖고, 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비가 약 10 미만이고, 적어도 약 5g의 기계-방향 노치된 엘멘도르프 인열 강도 또는 적어도 약 15g의 기계-방향 노치된 사다리꼴 인열 강도 중의 적어도 하나를 갖는 통기성 열가소성 막을 포함하는 제1 층으로서, 표면을 갖는, 제1 층; 및 상기 막의 표면에 부착된 기재를 포함하는, 라미네이트(laminate)가 제공된다.
또 다른 양태에서, 열가소성 중합체를 포함하는 용융 웹(molten web)을, 상기 열가소성 중합체의 융점보다 낮고 상기 웹을 냉각시켜 막을 형성하는 온도 T1에서 주속(peripheral velocity) V1에서 작동하는 제1 냉각 롤러 상에서, 압출기로부터 압출하고(이때 상기 압출기와 냉각 롤러 사이의 공간은 제1 갭(gap)을 생성시킨다); 상기 막을 V1보다 큰 주속 V2에서 온도 T2에서 작동하는 상기 제1 냉각 롤러로부터 신장 롤러 하류로 전진(advancing)시키고, 상기 막을 기계 방향으로 추가로 신장하여, 실질적으로 균일한 두께 및 제한된 기계 방향 배향을 갖고 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비가 약 10 미만이며 적어도 약 5g의 기계-방향 노치된 엘멘도르프 인열 강도 또는 적어도 약 15g의 기계-방향 노치된 사다리꼴 인열 강도 중의 적어도 하나를 갖는 막을 제조함을 포함하는, 열가소성 막 산물의 제조 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 열가소성 막은 적어도 2.0N/cm의 파단시 MD 부하량 및 적어도 0.7N/cm의 파단시 CD 부하량을 갖는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 열가소성 막 산물의 두께는 약 5gsm 내지 약 20gsm인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 용융 웹은 캐스팅(cast)되거나, 취입(blown)되거나, 캘린더링되거나, 단일압출되거나, 공압출되거나, 냉각 캐스팅(chill cast)되거나, 닙 엠보싱(nip embossing)되거나, 또는 이들이 조합된, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서, 온도 T 및 주속 V에서 작동하는 적어도 하나의 추가의 냉각 롤러를 추가로 포함하는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서, 적어도 약 500그램 H2O/24시간/㎡의 수증기 전달율을 갖는 통기성 열가소성 막 산물을 제조하기 위한 교차방향으로의 상기 막의 신장 단계를 추가로 포함하는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 깍지형 롤러(interdigitated roller)를 사용하여 교차방향으로 점차적으로 신장되는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 온도 T3을 갖는 적어도 하나의 가열된 롤러 및 적어도 하나의 신장 롤러를 포함하는 제1 기계 방향 배향 섹션을 통해 전진하는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 적어도 하나의 가열된 롤러 및 적어도 하나의 신장 롤러를 포함하는 적어도 제2 기계 방향 배향 섹션을 통해 전진하는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 제2 기계 방향 배향 섹션이 교차방향 깍지형 롤러 섹션으로부터 하류에 위치하는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 제2 기계 방향 배향 섹션이 교차방향 깍지형 롤러 섹션으로부터 상류에 위치하는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 T1은 약 80℃ 내지 약 160℃인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 T2는 약 60℃ 내지 약 100℃인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 T3은 약 80℃ 내지 약 150℃인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 T는 T1과 동일한, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 T는 T1과는 상이한, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 V는 V1과 동일한, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 V는 V1과는 상이한, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 냉각 롤러 및 상기 신장 롤러가 약 7.5cm 내지 약 30cm의 제2 갭을 형성하는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 V1에 대한 V2의 비가 약 2 내지 약 8인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 공압출된 다중층 막인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 단일압출된 막인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 취입된 막(blown film)인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 적어도 약 50%의 불투명도를 갖는, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 올레핀 블럭 공중합체를 포함하고 에틸렌계, 프로필렌계, 또는 이들의 조합인, 상기 방법이 제공된다.
또 다른 양태에서, 통기성 열가소성 막으로서, 열가소성 중합체를 포함하는 용융 웹이 온도 T1을 갖는 냉각 롤러에서 압출되어 막을 형성하고, 상기 막이 상기 제1 냉각 롤러로부터의 하류에 온도 T2를 갖는 신장 롤러로 전진하고, 온도 T3을 갖는 적어도 하나의 가열된 롤러와 적어도 하나의 신장 롤러를 포함하는 제1 기계 방향 배향 섹션을 통해 추가로 전진하는 방법에 의해 제조되며, 이때 제한된 기계 방향 배향이 상기 막에 부여되고, 이때 상기 막이 약 15gsm 이하의 평량 및 적어도 약 500그램 H2O/24시간/㎡의 수증기 전달율을 갖고, 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비가 약 10 미만인, 통기성 열가소성 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 기계 방향으로 적어도 5g의 엘멘도르프 인열 강도를 갖는, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 기계 방향으로 적어도 15g의 사다리꼴 인열 강도를 갖는, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 적어도 2.0N/cm의 파단시 MD 부하량 및 적어도 0.7N/cm의 파단시 CD 부하량을 갖는, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 용융 웹이 캐스팅되고, 취입되고, 캘린더링되거나, 단일압출되거나, 공압출되거나, 냉각 캐스팅되거나, 닙 엠보싱되거나, 또는 이들이 조합된, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 공압출된 다중층 막인, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 단일층 막인, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 적어도 200psi의 정수두 압력(hydrohead pressure)을 갖는, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 깍지형 롤러를 사용하여 교차방향으로 점차적으로 신장되는, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
또 다른 양태에서는 상기 막이 적어도 약 50%의 불투명도를 갖는, 상기 방법에 의해 제조된 막이 제공된다.
본 발명은 홀이 실질적으로 없고 낮은 평량을 가지면서도 훨씬 더 큰 평량을 갖는 막의 물리적 특성을 갖는 통기성 열가소성 막을 제공한다.
도 1은 본 발명의 막의 제조에 적합한 장치의 하나의 비제한적인 양태를 도시한다.
본원에서 사용되는:
"활성화 결함(activation defect)", "활성화 홀(activation hole)" 또는 "핀홀(pinhole)"은 막이 형성, 라미네이션, 활성화, 또는 기타 제조 또는 가공 단계들을 겪는 동안 막에 있는 작은 홀(hole) 또는 인열부(tear)를 의미하며, 이는 다시 감소된 인열 강도, 증가된 다공도, 증가된 누출 또는 기타 원치않는 특징들을 초래할 수 있다.
"gsm"은 제곱 미터당 그램을 의미하며 이는 평량의 측정치이고, 이는 막 또는 라미네이트 산물의 두께 또는 단위 질량을 정량화하는 산업 표준 용어이다.
"정수두 압력(hydrohead pressure)"은 방법 AATCC 127-2008에 따라 측정될 수 있으며, 제곱 인치당 파운드 또는 psi의 단위로 나타낼 수 있다. 본 발명의 막은 적어도 200psi의 정수두 압력을 갖는다.
"표피층(skin layer)(들)"은 상기 막의 외부 표면(outer surface)으로서 기능하는 다중층 막의 외부 층(outer layer)들 중의 하나 또는 이들 층 둘 다를 의미한다.
"인열 강도" 또는 "인열력(tear force)"은 막이 찢어질 수 있는 용이성 또는 어려움을 반영하며, 그램의 단위로 나타낸다. 본원에서, 인열 강도는, 인용에 의해 본원에 포함된 엘멘도르프 노치된 인열 시험 ASTM D-1922에 의해 및/또는 본원에 기술된 또는 ASTM D-5587에 따르는 사다리꼴(Trapezoid) 인열 시험("트랩 시험(trap test)")에 의해 측정될 수 있다. 상기 시험은 노치된 또는 노치되지 않은(unnotched) 막에 의해 CD 또는 MD 방향으로 수행될 수 있다. 별다른 언급이 없는 한, 본원에서 인열 강도는 노치된 인열 강도이다. 인열 강도는 막 두께에 관한 것이며, 인열 강도들의 임의의 비교는 비교용 샘플들의 상대적인 평량을 고려해야 하는 것으로 인지된다.
"인장 강도"는 CD 또는 MD로 막에서 파단을 유도하는데 요구되는 부하량("파단시 부하량")을 의미한다. 인장 강도는 N/cm의 단위 또는 이와 동등한 단위로 나타내며, 다음의 파라미터를 사용하여 ASTM 방법 D822-02에 의해 측정된다: 샘플 방향 = MD×CD; 샘플 크기 = 1인치 폭×6인치 길이; 시험 속도 = 20in/min; 그립(grip) 거리 = 2인치. 그립 크기 = 샘플을 균등하게 그립하는, 3인치 폭의 고무질 표면의 그립.
"WVTR"은 "수증기 전달율"을 의미하며 이는 막 통기능의 측정치이다. WVTR은 그램 H2O/24시간/㎡의 단위 또는 이와 동등한 단위로 나타내며, ASTM 방법 D-6701-01에 따라 측정될 수 있다.
막
본 발명의 막은 열가소성 단일층 또는 다중층 막이며 약 5gsm 내지 약 20gsm, 또는 약 5 내지 약 15gsm, 또는 약 10 내지 약 15gsm, 또는 약 8 내지 약 13gsm, 또는 약 10gsm 내지 약 12gsm, 또는 약 15gsm 미만, 또는 14gsm 미만, 또는 약 12gsm 미만, 또는 약 10gsm 미만의 평량을 가질 수 있다. 본 발명의 다중층 막은 적어도 2개 층, 또는 적어도 3개 층, 또는 적어도 5개 층, 또는 적어도 7개 층, 또는 적어도 9개 층, 또는 적어도 11개 층, 또는 2 내지 약 20개 층, 또는 3 내지 약 11개 층, 또는 5 내지 11개 층을 포함할 수 있다. 상기 막은 외부 표면들 중의 하나 또는 이들 둘 다의 점착성(tackiness)을 감소시키기 위한 표피층을 포함할 수 있거나 포함할 수 없다.
본 발명의 막은 0.7N/cm 이상, 또는 약 0.8N/cm 이상, 또는 약 0.9N/cm 이상, 또는 약 0.7N/cm 내지 약 3.0N/cm, 또는 약 0.7N/cm 내지 약 2.0N/cm의 파단시 CD 부하량을 갖는다. 본 발명의 막은 적어도 약 2.0N/cm, 또는 적어도 약 2.5N/cm, 또는 적어도 약 3.0N/cm, 또는 약 2.0N/cm 내지 약 6.0N/cm, 또는 약 3.0N/cm 내지 약 6.0N/cm의 파단시 MD 부하량을 갖는다.
그러나, 본 발명의 중요하고 독창적인 측면은, 이들 특성들 사이의 개선된 밸런스의 측정치이며 이전에 기술된 막에서는 존재하지 않는, 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비이다. 이론에 의해 한정되고자 하지 않으면서, 이러한 유리한 비는 본원에 기재된 방법에 의해 막에서의 기계 방향 배향을 감소시킴으로써 달성되는 것으로 사료된다. 본 발명의 막은 약 1 내지 약 15, 또는 약 1 내지 약 10, 또는 약 1 내지 약 9, 또는 약 1 내지 약 8, 또는 약 1 내지 약 5, 또는 약 10 미만, 또는 약 9 미만, 또는 약 8 미만, 또는 약 5 미만, 또는 약 4 미만, 또는 약 1인, 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비를 갖는다.
본 발명의 막은 추가로 적어도 500그램 H2O/24시간/㎡, 또는 적어도 1,000그램 H2O/24시간/㎡, 또는 적어도 2,000그램 H2O/24시간/㎡, 또는 적어도 3500그램 H2O/24시간/㎡, 또는 적어도 4500그램 H2O/24시간/㎡, 또는 적어도 약 6,000그램 H2O/24시간/㎡, 또는 적어도 약 7,000그램 H2O/24시간/㎡ , 또는 적어도 약 9,000그램 H2O/24시간/㎡, 또는 약 1,000그램 H2O/24시간/㎡ 내지 약 10,000그램 H2O/24시간/㎡의 수증기 전달율(WVTR)를 갖는다.
본 발명의 막은 추가로 적어도 약 5g, 또는 적어도 약 10g, 또는 적어도 약 15g, 또는 약 5g 내지 약 50g, 또는 약 10g 내지 약 45g, 또는 약 15g 내지 약 45g의 엘멘도르프 인열 강도를 기계 방향으로 갖는다.
본 발명의 막은 추가로 적어도 약 15g, 또는 적어도 약 20g, 또는 적어도 약 25g, 또는 약 15g 내지 약 150g, 또는 약 15g 내지 약 100g, 또는 약 15g 내지 약 85g의 사다리꼴("트랩(trap)") 인열 강도를 기계 방향으로 갖는다.
본 발명의 막은 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함한다. 상기 막을 위한 적합한 중합체는 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌 단독중합체 및 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 단독중합체 및 공중합체, 관능화된 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리(에스테르-에테르), 나일론을 포함하는 폴리아미드, 폴리(에테르-아미드), 폴리에테르 설폰, 플루오로중합체, 폴리우레탄, 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 폴리에틸렌 단독중합체는 저밀도, 중밀도 또는 고밀도의 단독중합체 및/또는 고압 또는 저압 중합에 의해 형성된 단독중합체를 포함한다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 공중합체는 1-옥텐, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸 펜텐을 포함하는 C4-C8 알파-올레핀 단량체와의 공중합체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 폴리에틸렌은 실질적으로 직쇄형 또는 분지형일 수 있으며, 지글러-나타 촉매, 메탈로센 또는 단일면(single-site) 촉매 또는 당해 기술분야에 널리 공지된 기타 촉매들과 같은 촉매를 사용하여 당해 기술분야에 공지된 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 적합한 공중합체의 예는 폴리(에틸렌-부텐), 폴리(에틸렌-헥센), 폴리(에틸렌-옥텐), 및 폴리(에틸렌-프로필렌), 폴리(에틸렌-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-메틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-아크릴산), 폴리(에틸렌-부틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-프로필렌디엔), 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및/또는 이들의 폴리올레핀 삼량체와 같은 공중합체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 하나의 양태에서, 상기 막은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 이들의 조합을 포함한다. 적합한 시판용 폴리에틸렌계 수지의 하나의 예는 엡손(Exxon)에서 제조한 Exceed™ 3527PA이다. 적합한 시판용 폴리프로필렌 공중합체의 하나의 예는 보레알리스(Borealis)에서 제조한 Borealis BD712이다.
적합한 올레핀성 중합체성 조성물의 기타 비제한적인 예는 올레핀성 블럭 공중합체, 올레핀성 랜덤 공중합체, 폴리우레탄, 고무, 비닐 아릴렌 및 공액 디엔, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리이소프렌, 폴리네오프렌, 이들 중 임의의 것들의 공중합체, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 또한, 본 발명의 막, 또는 이들의 층은 취성(brittle) 중합체를 포함할 수 있으며, 이의 비제한적인 예는 미국 특허 제7,879,452호에 기재되어 있다. 하나의 양태에서, 상기 막은 올레핀성 블럭 공중합체를 포함한다.
하나의 양태에서, 상기 올레핀성 블럭 공중합체는 폴리프로필렌계이다. 적합한 폴리프로필렌계 올레핀성 블럭 공중합체의 비제한적인 예는 미국 미시간주 미들랜드에 소재한 더 다우 케미컬 컴퍼니(The Dow Chemical Company)에 의해 상표명 INFUSE™하에, 미국 텍사스주 휴스턴에 소재한 엑손모빌 케미컬 컴퍼니(ExxonMobil Chemical Company)에 의해 상표명 VISTAMAXX®하에, Exxon PD 7623과 같은 상표명 Exxon Impact® 코폴리머로 판매된다. 폴리프로필렌 및 폴리에스테르는 둘 다, 형성된 중합체성 막의 융점을 상승시키고 막의 용락 내성(burn through resistance)을 개선시키는 것으로 알려져 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 막은 에틸렌계 올레핀성 블럭 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 언급된 열가소성 중합체는 막에 또는 상기 막의 개별적인 층들에 0% 내지 약 95%, 또는 약 0% 내지 약 40%, 또는 약 10% 내지 약 50%, 또는 약 35% 내지 약 50%, 또는 약 20% 내지 약 40%, 또는 약 1% 내지 약 10%의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 양태에서, 상기 막, 또는 다중층 막의 하나 이상의 층들은 약 0.1중량% 내지 약 90중량%, 또는 약 1중량% 내지 약 60중량%, 또는 약 20중량% 내지 약 50중량%, 또는 약 20중량% 내지 약 40중량%, 또는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 폴리프로필렌, 폴리프로필렌계 조성물 또는 공중합체, 에틸렌, 에틸렌계 조성물 또는 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 막, 또는 상기 막의 개별적인 층들은 스티렌성 블럭 공중합체, 탄성중합체성 올레핀성 블럭 공중합체 및 이들의 조합을 포함하는 하나 이상의 탄성중합체성 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 스티렌성 블럭 공중합체(SBC)의 비제한적인 예는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌(SEP), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS), 또는 스티렌-에틸렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEEPS) 블럭 공중합체 탄성중합체, 폴리스티렌, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 하나의 양태에서, 상기 막은 스티렌-부타디엔-스티렌, 폴리스티렌, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 SBC 수지는 미국 텍사스주 휴스턴의 KRATON® 폴리머; 미국 로스엔젤레스 플랭크마인의 Dexco™ 폴리머; 또는 미국 텍사스주 컴퍼니 오브 아메리카 오브 패서디나(Company of America of Pasadena)의 Septon™으로부터 용이하게 입수 가능하다.
본 발명의 막은 임의 성분, 예를 들면 탄산칼슘, 가소제, 상용화제(compatibilizer), 드로우 다운(draw down) 중합체, 가공 조제, 차단방지제(anti-blocking agent), 점도-감소 중합체 등과 같은 충전제를 포함할 수 있다. 기타 첨가제들은 안료, 염료, 산화방지제, 대전방지제, 슬립제(slip agent), 발포제, 열 또는 광 안정제, UV 안정제 등을 포함할 수 있다. 적합한 가공 조제 및 차단방지제의 예는 암파세트 코포레이션(Ampacet Corporation)으로부터 입수가능한 Ampacet™를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 하나의 양태에서, 상기 중합체성 조성물은 약 0중량% 내지 약 75중량%, 또는 1중량% 내지 30중량%, 또는 약 30중량% 내지 약 60중량%의 충전제를 포함할 수 있다. 하나의 양태에서, 중합체성 조성물은 약 0중량% 내지 약 15중량%, 또는 약 0중량% 내지 약 10중량%, 또는 약 0.5중량% 내지 약 5중량%의 적합한 가공 조제를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 상기 막은 실질적으로 이산화티탄을 포함하지 않거나, 또는 0.1중량% 미만의 이산화티탄을 포함한다. 상기 막은 50% 이상, 또는 55% 이상, 또는 약 60% 이상의 불투명도를 가질 수 있다.
장치
도 1은 본 발명의 막을 형성하는데 적합한 막 형성 장치(10)의 예시적인 디자인을 도시한다. 막 또는 부직물에 적용되는 "기계 방향"은 막 형성 장치에서 가공되는 바와 같이 막 또는 부직물의 이동의 방향에 평행한 방향을 의미한다. "교차방향(cross direction)"은 기계 방향에 수직인 방향을 의미한다. 하나의 비제한적인 양태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 막 형성 장치(10)는 캐스팅(casting)/연신(drawing) 섹션(12), 기계 방향 배향(MDO) 섹션(14), 및 교차방향 깍지형 롤러(CDI) 섹션(16)을 포함한다. 임의로, 막 형성 장치(10)는 어닐러(annealer) 섹션, 권취기, 추가의 기계 방향 배향 섹션, 및/또는 코로나 처리 섹션과 같은, 당해 기술분야의 숙련가에게 명백한 추가의 섹션들을 포함할 수 있다. 기타 양태에서, 섹션들 또는 이의 부재들의 순서는, 당해 기술분야의 숙련가도 이해하는 바와 같이, 도 1에 도시된 것과 상이할 수 있다.
캐스팅/연신 섹션(12)은 압출기(24) 및 이어서 그 사이에 제1 갭(26)을 갖는 적어도 하나의 냉각 롤러(28)를 포함한다. 당해 기술분야의 숙련가에 의해 이해되는 바와 같이, 냉각 롤러(28)에 대한 압출기(24)의 위치는, 압출기(24)가 압출체를 포함하는 용융 커튼을 냉각 롤러(28) 상에 침착시키는 위치에 여전히 존재하는, 도시된 것으로부터 약간 더 하류의 위치로 도 1에 도시된 바로부터 가변적일 수 있다. 온도 T1을 갖고 속도 V1으로 회전하는 냉각 롤러(28)의 하류는 온도 T2를 갖고 속도 V2로 회전하는 신장 롤러(30)이다. 냉각 롤러(28)는 제2 갭(32)에 의해 신장 롤러(30)로부터 분리된다. 작동시, 압출기(24)는 갭(26)을 가로질러 냉각 롤러(28)로 압출체를 용융시키고 압출하여, 웹 또는 막(15)을 형성한다. 막(15)은 제2 갭(32)을 가로질러, 슬레이브 롤러(slave roller)(34)와 신장 롤러(30) 사이에 형성된 닙(33)으로 이동한다. 이어서 막(15)은 아이들 롤러(idle roller)(39)를 통해 기계 방향 배향 섹션(14)으로 통과한다.
본 발명의 웹 또는 막은 당해 기술분야의 숙련가에 의해 이해되는 다양한 수단에 의해 형성될 수 있으며, 캐스팅되고, 취입되고, 캘린더링되거나, 단일압출되거나, 공압출되거나, 냉각 캐스팅되거나, 닙 엠보싱되거나, 본원에 기재된 방법과 상용성인(compatible) 막을 생성시키는 임의의 기타 방법이 적용될 수 있다.
하나의 양태에서, 상기 열가소성 중합체성 막 제형은 예를 들면 약 210℃ 내지 약 280℃의 온도에서 압출기(24)에서 블렌드될 수 있다. 정확한 온도는 중합체성 조성물의 형성에 좌우될 것이다. 중합체성 조성물을 포함하는 웹 또는 "용융 커튼"은 냉각 롤러(28) 상에서 압출될 수 있다 (또는 다중층 막이 형성되는 경우 공압출될 수 있다). 냉각 롤러(28)의 온도 T1은, 막(15)이, 냉각 롤러(28)를 떠남에 따라, 상당한 MD 분자 배향 없이 목적하는 두께로 신장될 수 있을 만큼 충분히 높지만 중합체성 조성물의 융점보다는 낮은 온도에 존재하도록 조심스럽게 제어된다. 따라서, 온도 T1 및 T2는 상기 막의 조성에 의존한다. T1은 80℃ 이상, 또는 약 80℃ 내지 약 160℃, 또는 90℃ 내지 약 160℃, 또는 약 100℃ 내지 약 140℃, 또는 약 80℃ 내지 약 120℃, 또는 약 100℃ 내지 약 120℃, 또는 약 160℃ 미만일 수 있다. 신장 롤러(30)의 온도 T2는 40℃ 이상, 또는 약 40℃ 내지 약 100℃, 또는 약 60℃ 내지 약 100℃, 또는 약 60℃ 내지 약 90℃, 또는 약 85℃ 내지 약 90℃, 또는 약 100℃ 미만일 수 있다.
본 발명에서, 냉각 롤러(28)의 온도 T1 및 신장 롤러(30)의 온도 T2는 임의의 사전에 기재된 MDO 공정에서보다 상당히 더 높은 것으로 인지된다. 이전의 적용에서, T1은 통상적으로 약 10℃ 내지 약 60℃이고 T2는 통상적으로 약 10℃ 내지 약 40℃이다. 본 발명은, 막 가공능(processability)에 대한 필요성을 밸런스하고 MDO의 양의 제어를 여전히 허용하는 온도를 사용한다.
하나의 양태에서, 각각 속도 V 및 온도 T를 갖는 냉각 롤러들이 적어도 2개 존재한다. 냉각 롤러 각각의 속도 및 온도는 동일하거나 상이할 수 있지만, 막이 상당한 MD 분자 배향 없이 목적하는 두께로 신장될 수 있을 만큼 충분히 높지만 중합체성 조성물의 융점보다는 낮은 온도에 존재하도록 할 것이다. 비제한적인 예만을 들면, 온도는 5℃, 10℃, 또는 그 이상으로 상이할 수 있다. 냉각 롤러들은 각각 개별적으로 매끄럽거나, 텍스쳐링(texturing)되거나, (예를 들면 배출 처리에 의해) 코팅될 수 있으며, 각각의 롤 위에서 동일하거나 상이할 수 있다.
압출기(24)와 냉각 롤러(28) 사이의 제1 갭(26)의 길이는 압출기(24)와 냉각 롤러(28) 사이의 최소 거리이며, 이는 이전의 캐스트 MDO 공정보다 더 크다. 하나의 양태에서, 제1 갭(26)의 길이는 2.5cm 이상, 또는 약 2.5cm 내지 약 25cm, 또는 약 3cm 내지 약 15cm, 또는 약 3cm 내지 약 7.6cm이다. 압출체는, 갭(26)에서의 10배 내지 약 25배(약 10× 내지 약 25×)의 상응하는 두께 감소를 동반하는 용융 커튼 신장을 견딜 수 있다.
하나의 양태에서, 상기 장치는 미국 특허 제7,442,332호에 기재된 바와 같이 압출기(24)와 냉각 롤러(28) 사이에 추가의 롤러 및 닙을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 장치는 하나 이상의 추가의 냉각 롤러를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 냉각 롤러(28)는 2개의 롤러로 대체될 수 있으며, 이때 상기 롤러는 추가의 닙을 형성한다. 상기 롤러는 금속 롤러 및 고무 롤러일 수 있으며, 상기 금속 롤러는 임의로 엠보싱(embossing)될 수 있다. 닙 내의 막의 온도는 약 120℃ 이하, 또는 약 100℃ 이하이다. 추가의 닙을 통과한 후, 막은 닙(33)을 통해 그리고 추가로 본원에 기재된 프로세스를 통해 전진한다.
롤의 속도의 비 V2/V1은 막이 신장된 상대 길이를 제공한다. 따라서, 1/1(1×)의 비는 막이 신장되지 않았음을 의미한다. 5/1(5×)의 비는 막이 신장 전 이의 길이의 5배 신장되었으며 막 두께가 상응하게 감소하였음, 즉 신장 전 두께의 0.2배로 감소하였음을 의미한다. 하나의 양태에서, V2/V1의 비는 적어도 2, 또는 적어도 5, 또는 약 2 내지 약 8, 또는 약 3 내지 약 8, 또는 5 미만이다.
신장 롤러(30)에서 냉각 롤러(28)와 닙(33) 사이의 제2 갭(32)의 길이는 냉각 롤러(28)와 신장 롤러(30) 사이의 최단 거리이며, 하나의 양태에서 적어도 약 7.5cm, 또는 약 7.5cm 내지 약 30cm, 또는 약 7.5cm 내지 약 20cm, 또는 약 7.5cm 내지 약 10cm, 또는 약 30cm, 또는 약 20cm, 또는 약 15cm, 또는 약 15cm, 또는 10cm 미만이다. 막(15)은, 냉각 롤러(28)와 신장 롤러(30) 사이에서 신장된 후, 필수적으로 MD에서 제한된 분자 배향을 갖는 비다공성(nonporous) 막이다.
본원에서, "막에 제한된 기계 방향 배향을 부여함"은 막에 적어도 2.0N/cm의 파단시 MD 부하량 및 적어도 0.7N/cm의 파단시 CD 부하량을 제공하기 위해 충분한 MD 배향을 생성시키는 것을 의미한다. 또한, 상기 막은 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비가 약 1 내지 약 15일 것이다. MDO의 양은 직접적으로 정량화될 수는 없지만, MDO의 양은 막의 특성들에 연관성이 있다. 제한된 MDO를 갖는 막은, 특히, 이전에 기재된 막에 비해 개선된 CD 특성들, 예를 들면 CD 엘멘도르프 및 사다리꼴 인열 강도, 파단시 CD 인장 강도, 및 CD 및 MD 인장 강도와의 개선된 밸런스를 갖는다.
캐스팅/연신 섹션(12)으로부터의 하류에서, 막(15)은 신장 롤러(30)로부터 아이들 롤러(39) 주변부로 제1 기계 방향 배향 (MDO) 섹션(14)으로 통과할 수 있다. 이러한 섹션의 목적은, 상당한 MD 배향을 여전히 방지하면서, 상기 막을 기계 방향으로 추가로 신장시키는 것이다. MDO 섹션(14)은 가열된 롤러(35a 및 35b), 및 이어서 신장 롤러(36a 및 36b) 및/또는 냉각 롤러(37)를 포함할 수 있다. 가열된 롤러(35a 및 35b)에서, 막(15)는 온도 T3으로 가열된다. T3은 막의 조성에 의존할 것이며, 상당한 MD 배향을 방지하기에 충분할 것이다. 하나의 양태에서, T3은 약 80℃ 내지 약 150℃, 또는 95℃ 이상, 또는 120℃ 이상이다.
당해 기술분야의 숙련가에 의해 이해되는 바와 같이, 제1 MDO 섹션(14) 내의 신장 롤러, 가열된 롤러 및 냉각 롤러의 개수는 MDO 섹션의 개수만큼 가변적일 수 있다. 따라서, 또 다른 양태에서, 상기 장치는 하나 이상의 추가의 세트의 신장 롤러, 가열된 롤러, 및/또는 냉각 롤러를 포함하여 다공도 및 불투명도와 같은 목적하는 물리적 및 심미적 특징을 부여할 수 있다. 예로서, 가열된 롤러, 신장 롤러 및/또는 냉각 롤러의 제2 세트는 제1 MDO 섹션(14)에 위치하며, 신장 롤러(36a 내지 36b)는 냉각 롤러(37)의 상류에 위치할 수 있다. 또 다른 양태에서, 가열된 롤러, 신장 롤러 및/또는 냉각 롤러의 제2 세트는 제2 MDO 섹션에서 CDI 섹션(16)으로부터 하류에 위치된다.
막(15)은 MDO 섹션(14)으로부터 V3의 속도로 하류로 이동한다. 하나의 양태에서, V3/V1의 비는 1 이상, 또는 2 이상, 또는 25 미만, 또는 약 2 내지 약 25, 또는 약 5 내지 약 15, 또는 약 5 내지 약 25이다. 하나의 양태에서, V3/V2의 비 및/또는 V2/V1의 비는 1 이상, 또는 2 이상, 또는 5 미만, 또는 약 1 내지 약 5, 또는 약 2 내지 약 5이다.
교차방향 깍지형 롤러(CDI) 섹션(16)은, 존재하는 경우, 인장 롤러(tensioning roller)(38) 및 이어서 깍지형 롤러(interdigitating roller)(40, 42)를 포함할 수 있다. 본 발명에서, 깍지형 롤러(40, 42)는 막을 교차방향으로 신장시켜, 추가의 막 활성화를 초래하고 통기능을 부여하도록 고안된다. 하나의 양태에서, 기계 방향 깍지형 롤러는 교차방향 깍지형 롤러(40, 42) 대신에 또는 교차방향 깍지형 롤러(40, 42)에 추가하여 CDI 섹션(16) 이전에 또는 이후에 사용된다. 적합한 교차방향 깍지형 롤러는 미국 특허 제7,442,332호에 기재되어 있다.
MDO 섹션 및 또는 CDI 섹션 대신에 또는 이들 섹션 이외에도, 상기 막은 텐터링 프레임(tentering frame)(도시되지 않음)을 사용하여 신장될 수 있다. 이는 MDO 및 CDO 둘 다를 유효화시키는데 사용될 수 있다.
막(15)은 CDI 섹션(16)으로부터, 코로나 처리 섹션, 어닐링(annealing) 섹션, 제2 MDO 섹션 및/또는 권취기를 포함하지만 이에 한정되지 않는 기타 임의 부재로 이동할 수 있으며, 여기서 이는 이의 의도되는 용도에 준비가 된다. 본 발명의 막은 예를 들면, 일회용 흡수성 제품과 같은 개인 위생품에서의 용도를 포함하는 다양한 목적을 위해 사용된다. 비제한적인 예는 기저귀, 트레이닝 팬츠, 성인용 실금 패드 및 팬츠, 수영복, 생리대, 탐폰, 팬티라이너 등을 포함한다. 하나의 양태에서, 본 발명은 본원에 기재된 막을 포함하는 흡수성 제품에 관한 것이다. 하나의 양태에서, 상기 흡수성 제품은 기저귀이다.
본 발명은 본 발명의 막을 포함하는 라미네이트를 추가로 기재한다. 상기 라미네이트는 본원에 기재된 통기성 열가소성 막을 포함하는 제1 층, 및 상기 막의 한쪽 또는 양쪽 표면에 부착된 기재를 포함한다. 상기 기재는 열가소성 막과 사용하기에 적합한 임의의 직조 또는 부직 물질일 수 있으며, 하나의 양태에서 방사결합된(spunbond) 부직물이다. 상기 기재는 100gsm 이하, 또는 50gsm 이하, 또는 25gsm 이하, 또는 15gsm 이하, 또는 10gsm 이하의 평량을 가질 수 있다. 상기 기재는 접착 라미네이션(adhesive lamination), 초음파 결합, 압출 결합 등과 같은 다양한 방식에 의해 상기 막에 부착될 수 있다.
본 발명의 막 및/또는 라미네이트는 기저귀 백시트(backsheets) 또는 이어(ears)(클로저 탭(closure tabs))로서 사용하기에 적합하며, 위생 용품과 같은 제품 및 샌드위치, 과일, 야채 등과 같은 식품의 포장재, 래핑(wrapping)을 위한 파우치, 통기성 기저귀 폴리 백(poly bag)과 같은 통기성 폴리 백 내에 형성될 수 있다. 본 발명의 라미네이트가 사용될 수 있는 제품의 기타 비제한적인 예는 건물 용도, 예를 들면 루핑(roofing) 및 벽 라이닝(wall lining), 및 플로어링(flooring) 및 카펫팅(carpeting)용 백시트를 포함한다.
본 발명은 아래 기재된 실시예를 고려하여 추가로 인지될 것이다.
불투명도
상기 막의 불투명도는 다음과 같이 측정하였다: 당해 방법은, 흑색 배경(black backing)과 조합된 샘플의 반사율에 대한, 백색 배경(white backing)과 조합된 동일한 샘플의 반사율의 비를 사용한다. 헌터랩(Hunterlab) 비색계(colorimeter) D25A는 제조업자의 사양에 따라 교정되고 표준화된다. 샘플들은 비색계의 포트홀(porthole) 개구부를 커버할 정도로 충분히 크게 절단한다. 샘플을 고무 롤 면(rubber roll side) 또는 컬 면(curl side up)을 갖는 포트(port)에 놓는다. 샘플을 보정되지 않은 백색 타일(white tile)로 덮는다. "Read" 및 "xyz"를 가압시킨다. 백색 타일을 제거한다. 샘플을 흑색 유리 타일(black glass tile)로 덮는다. 100%를 가압시킨다. 샘플의 "y" 값이 불투명도 값과 함께 퍼센트로 표시될 것이다. 모든 예에서, 샘플은 CD 점차적으로 신장(incremental stretching)(CDI)되었다.
또는, 막 불투명도는 ASTM D1746에 따라 측정될 수 있다.
정수두 압력
정수두 압력은 AATCC 127-2008에 기재된 방법에 따라 측정할 수 있다. 구체적으로는, Textest Instrument FX 3000 Hydrotester III, 05/07 s/n 597 또는 그 이상의 것을 사용할 수 있다. 표준 시험 구배는 60mbar/min이며, 70gsm 방사결합(spunbond)/패턴 결합 폴리프로필렌 부직물이 지지체로서 사용된다. 상기 시험 종점은 제3 액적이며, 압력(mbar)은 제1, 제2 및 제3 액적이 샘플을 관통할 때 기록하고/하거나 샘플이 파열할 때의 압력을 기록한다. 물 관통이 관찰되지 않으면, 최대 시험 압력을 기록한다.
트랩 인열 강도
샘플 템플레이트(template)는 크기 3"×6"의 조각이다. 이러한 템플레이트로부터, 4"의 긴 면, 1"의 평행한 짧은 면, 및 3"의 높이(상기 면들에 수직으로 측정된, 평행면들 사이의 거리)를 갖는 사다리꼴 템플레이트를 표시한다. 상기 짧은 면의 가장자리의 중간에서 시작하여, 상기 짧은 면에 수직으로, 슬릿을 5/8"의 길이를 갖도록 절단한다. 인스트론 모델(Instron Model) 1122, 4301 또는 일정 속도의 연장(extension)을 갖는 동등한 인장 시험 유닛의 클램프(clamp)들에 템플레이트를 놓는다. 클램프들 사이의 거리는 1"로 설정한다. 지시사항에 따라 상기 부하 셀(load cell)을 조정하고 표준화시킨다. 시리즈 IX 소프트웨어가 장착된 인장 시험기를 위해, 당해 소프트웨어의 "방법" 메뉴로부터 적절한 시리즈 IX 시험 방법을 선택한다.
전체 부하량(full-scale load)의 85%에서 최대 부하가 발생하도록, 상기 시험 유닛의 부하 범위를 설정한다. 1분당 12인치(12")에서 크로스헤드(crosshead) 이동을 설정한다. 상기 사다리꼴의 표시된 비평행면과 함께 상부 및 하부 클램프에서 템플레이트를 보장하여, 상기 클램프들 중의 하나의 말단 가장자리가 상기 사다리꼴의 1인치(1") 면과 일직선을 이루고 상기 컷이 상기 클램프들 사이에 중간에 위치시킨다. 상기 시험 유닛을 개시하고 시편의 인열력(tearing force)을 기록한다.
실시예 1:
상기 기재된 방법에 따라 막을 형성하였다. 중합체성 제형은 48중량% 폴리에틸렌, 45중량% 탄산칼슘, 6중량% 폴리프로필렌 및 1중량% 가공 조제를 포함하였다. 이러한 제형을 약 260℃의 온도에서 용융 블렌드시키고 단일막으로서 압출시키고, 대략 45.7미터/분에서 116℃의 온도에서 회전하는 냉각 롤러 상에서 압출시켰다. 막을, 149미터/분의 속력 V2 및 88℃의 온도에서 작동하는 신장 롤러에서 신장시켰다. 이어서 이를 278미터/분의 속도 및 95℃ 미만의 온도에서 작동하는 MDO에서 신장시켰다. 상기 형성된 막은 11.4gsm의 평량 및 1.14뉴턴/cm의 파단시 CD 부하량을 가졌다. 파단시 교차방향 연신율은 446%이었다. 기계 방향으로, 파단시 부하량은 3.16뉴턴/cm이었다. 파단시 기계 방향 연신율은 269%이었다. 불투명도는 59.4%이었고, TiO2를 첨가하지 않았다. 수증기 전달율(WVTR)은 9,083그램 H2O/24시간/㎡이었다. 이들 데이터 포인트는 모두, 물질의 감소에 의해 16gsm 평량 막에 대한 기재사항을 초과하였다.
실시예 2 내지 실시예 11:
실시예 1에 기재된 방법을 사용하여, 추가의 캐스트 막을 형성하였다. 샘플들은 아래 기재된 바와 같이 1중량% 가공 조제, 폴리프로필렌 및 충전제를 함유하였고, 상기 조성물의 나머지는 폴리에틸렌을 포함하였다. 상기 막의 물리적 특징은 표 1에 나타내었다. 별도의 언급이 없는 한, 막은 50중량%의 탄산칼슘을 포함하였으며 이산화티탄은 함유하지 않았다.
실시예 2에 따라, 3개 층 막을 형성하였으며, 이때 표피층은 폴리에틸렌과 4% 폴리프로필렌을 포함하였으며 코어 층(core layer)은 폴리에틸렌과 33중량% 폴리프로필렌을 포함하였다. 층 A/B/A의 두께의 퍼센티지는 15/70/15이었다.
실시예 3에서, 폴리에틸렌, 11중량% 폴리프로필렌 및 47중량% 탄산칼슘 충전제를 포함하는 단일층 막이 형성되었다.
실시예 4에서, 9중량% 폴리프로필렌을 포함하는 단일층 막이 형성되었다. V2/V1의 비는 2.2이고 V3/V2의 비는 2.0이었다.
실시예 5에서, 16중량% 폴리프로필렌을 포함하는 단일층 막이 형성되었다. V2/V1의 비는 3.2이고 V3/V2의 비는 2.5이었다.
실시예 6 및 7에서, 33중량% 폴리프로필렌을 포함하는 단일층 막이 형성되었다. V2/V1의 비는 각각 4.0 및 3.5이고 V3/V2의 비는 각각 1.5 및 1.3이었다.
실시예 8에서, 3개 층을 포함하는 다중층 막이 형성되었으며, 이때 외부 층은 0중량% 폴리프로필렌을 포함하고 내부 층은 33중량% 폴리프로필렌을 포함하였다. V2/V1의 비는 3.2이고 V3/V2는 2.0이었다. 층 A/B/A의 두께의 퍼센티지는 15/70/15이었다.
실시예 9 및 10에서, 33중량% 폴리프로필렌 및 고무 첨가제를 포함하는 단일층 막이 형성되었다. V2/V1의 비는 3.5이고 V3/V2의 비는 실시예 9에서 1.3이고 실시예 10에서 1.5이었다.
실시예 11에서, 21중량% 폴리프로필렌 및 46중량% 탄산칼슘을 포함하는 단일층 막이 형성되었다. V2/V1의 비는 3이고 V3/V2의 비는 2이었다.
Figure 112020044260912-pat00001
본 발명의 모든 양태에서, 모든 범위는 포함되며 조합 가능하다. 수치로 나타낸 양은 모두 별도의 언급이 없는 한 단어 "약"에 의해 변형될 수 있음이 이해된다. 용어 "포함하다", "포함하는(inculding)", "함유하다" 또는 "함유하는(containing)"이 명세서 또는 청구범위에서 사용되는 한, 이들 용어는 용어 "포함하는(comprising)"과 유사한 방식으로 포함되는 것으로 의도되는데, 상기 용어는 청구범위에서 전이어(transitional word)로서 사용되는 경우 해석되기 때문이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용된 모든 문헌들은, 연관 부분에서, 인용에 의해 본원에 포함되며; 임의 문헌의 인용은, 본 발명에 대한 선행 기술이라는 승인으로서 이해되지 않아야 한다. 당해 문헌에서 용어의 임의의 의미 또는 정의가 인용에 의해 포함된 문헌의 동일한 용어의 임의의 의미 또는 정의와 모순되는 한, 당해 문헌의 용어에 할당된 의미 또는 정의는 지배적이여야 한다.
본 발명의 특정한 양태들이 예시 및 기재되어 있지만, 당해 기술분야의 숙련가에게는, 다양한 기타 변화 및 변형이 본 발명의 정신 및 요지로부터 벗어나지 않고도 수행될 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 청구범위에서는 본 발명이 범주내에 있는 이러한 모든 변화 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (19)

  1. 평량이 8gsm 내지 13gsm이고, 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비가 8 미만이고, 기계-방향 노치된 사다리꼴 인열 강도가 ASTM 방법 D-5587에 따라 측정시 적어도 25g인, 통기성 열가소성 막(breathable thermoplastic film).
  2. 제1항에 있어서, 상기 막이 ASTM 방법 D-6701-01에 따라 측정시 500그램 H2O/24시간/㎡ 내지 10,000그램 H2O/24시간/㎡의 수증기 전달율을 갖는, 통기성 열가소성 막.
  3. 제1항에 있어서, 상기 파단시 MD 부하량이 ASTM 방법 D822-02에 따라 측정시적어도 2.0N/cm이고, 상기 파단시 CD 부하량이 ASTM 방법 D822-02에 따라 측정시 적어도 0.7N/cm인, 통기성 열가소성 막.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 50%의 불투명도를 갖는, 통기성 열가소성 막.
  5. 제4항에 있어서, 상기 막이 0.1 중량% 미만의 이산화티탄을 포함하는, 통기성 열가소성 막.
  6. 제1항에 있어서, 상기 막이 프로필렌계 중합체성 조성물, 에틸렌계 중합체성 조성물, 올레핀 블럭 공중합체, 또는 이의 배합물을 포함하는, 통기성 열가소성 막.
  7. 제1항에 있어서, 상기 막이 30중량% 내지 60중량%의 충전제를 포함하는, 통기성 열가소성 막.
  8. 제1항에 있어서, 상기 막이 공압출된 다중층 막인, 통기성 열가소성 막.
  9. 제1항에 있어서, 상기 막이 단일층 막인, 통기성 열가소성 막.
  10. 부직 기재 (nonwoven substrate), 및
    평량이 12gsm 미만이고, 파단시 CD 부하량에 대한 파단시 MD 부하량의 비가 8 미만이고, 기계-방향 노치된 사다리꼴 인열 강도가 ASTM 방법 D-5587에 따라 측정시 적어도 25g인, 통기성 열가소성 막(breathable thermoplastic film)
    을 포함하는 라미네이트 (laminate).
  11. 제10항에 있어서, 상기 막이 ASTM 방법 D-6701-01에 따라 측정된 500그램 H2O/24시간/㎡ 내지 10,000그램 H2O/24시간/㎡의 수증기 전달율을 갖는, 라미네이트.
  12. 제10항에 있어서, 상기 막이 프로필렌계 중합체성 조성물, 에틸렌계 중합체성 조성물, 올레핀 블럭 공중합체, 또는 이의 배합물을 포함하는, 라미네이트.
  13. 제10항에 있어서, 상기 막이 10중량% 내지 60중량%의 폴리프로필렌을 포함하는, 라미네이트.
  14. 제10항에 있어서, 상기 라미네이트가 접착제를 포함하는, 라미네이트.
  15. 제10항에 있어서, 상기 라미네이트가 초음파 결합을 포함하는, 라미네이트.
  16. 제1항에 따른 막을 포함하는, 제조 물품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 물품이 개인 위생품을 위한 포장재인, 제조 물품.
  18. 제10항에 따른 라미네이트를 포함하는, 제조 물품.
  19. 제18항에 있어서, 상기 물품이 백시트(backsheets) 또는 클로저 탭 (closure tab)인, 제조 물품.
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