KR20000029557A - 퇴비화가능한지지웹 - Google Patents

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토마스 게르노트
디르크 슐쯔
미첼 스팀
군터 베버
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한스-위르겐마이쓰너,우베드뢰게, 악셀 씨. 하이트만, 리타 채드윅
볼프발스로데에이지
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Abstract

본 발명은 저광택도를 갖는 필름의 외층은 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 평균 입자크기 22μm 미만의 충전제를 1 내지 80%의 비율로 함유하며, 그 중합체-수지 층 구조의 각 층의 기재물질은 I. 지방족 및 부분 방향족 폴리에스테르, II. 지방족 폴리에스테르 우레탄, III. 지방족-방향족 폴리에스테르 탄산염, 및 IV. 지방족 폴리에스테르 아미드로 구성된 군으로부터 선택된 중합체이며, 오그라지는 성질이 적고, 20°의 각에서 DIN 67 530에 따라 측정된 한쪽 면의 광택도가 10 미만인 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 층을 갖는 퇴비화 가능한 필름에 관한 것이다.

Description

퇴비화 가능한 지지 웹 {Compostable Backing Foil}
본 발명은 용융물을 압출시켜 제조되는 생분해성, 특히 퇴비화 가능한 필름에 관한 것이다.
본 발명은 공압출에 의해 제조될 수 있고, 제조공정에서 추가의 처리단계 없이 바로 무광택 필름(matt film)으로서 수득되며, 비대칭 층구조를 갖고 오그라지는 성질이 적은 다층의, 적어도 두 층 필름(two-layer film)에 관한 것이다. 이 필름은 퇴비화 가능한 중합체 또는 공중합체로 구성되고, 외층(outer layer)들 중의 하나에는 비교적 다량의 무기 충전제가 함유되어 있다. 제조공정중에 적어도 두층 필름의 충전 및 비충전된 층은 놀랍게도 유사하게 부피가 수축되기 때문에, 본 발명에 따른 필름은 오그라지는 성질이 극히 적다. 더욱이, 이들은 처리 보조제, 유색 안료 및 안정화제를 일정 비율로 함유할 수 있다. 이들의 매끄럽고-무광택인 표면 특성(silk-matt surface characteristics) 때문에, 상기 필름은 표면의 저광택 커버링에 적합하다. 이들은 예를들어, 반창고(adhesive plaster), 접착용 플라스터(sticking plaster), 또는 플라스터 띠(plaster strip)용의 지지 필름으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 필름은 다양하게 응용될 수 있는데, 본 발명에서는 특히 반창고용 지지 필름으로서의 용도에 중점을 둔다. 반창고는 일반적으로 감압성(pressure sensitive) 접착제가 도포된 지지 재질, 이 지지 재질보다 작은 표면적을 갖는 환부덮개, 및 보관 중 감압성 접착제와 환부 덮개를 보호할 방출 물질로 구성된다. 이러한 용도를 위한 필름은 다양한 요건을 갖추어야 하는데, 특히 기술적 요건 뿐만 아니라 심미적 요건을 충족시켜야 한다.
의료 접착제용 필름은 치수 안정성이 있어야 하고, 프린트 및/또는 피복을 위하여는 화학적 물리적 전처리에 견딜 수 있어야 한다.
심미적 요건으로는 주로 피부와 유사한 외관을 제공하는 매끄럽고-무광택인 표면일 것이 있다. 무광택 표면(matt surface)은 일반적으로 광택에 의해 평가되는데, 최소 광택도(gloss value)를 가질 것이 요망된다. 일반적으로는, 각도 20°에서 DIN 67 530에 따라 측정된 광택도가 10 미만이면 플라스터로서 적합하다고 증명되었다. 플라스터 필름의 촉감 역시 중요한데, 이러한 특성으로는 특히 부드러운 감촉을 들 수 있다.
일정 크기로 잘려진 플라스터 조각을 사용함에 있어서, 감압성 접착제는 예를들어, 실리콘-피복 종이(silicone-coated paper)와 같은 종래의 방출물질 또는 경질 필름에 대해 접착력이 매우 낮기 때문에, 장력으로 인한 하중은 사실상 적다. 이러한 점에서 일정 크기로 잘려진 플라스터 조각은 방출층이 불필요하고 접착층이 플라스터의 외측에 위치하기 때문에 비교적 높은 인장력이 발생할 수 있는 롤형 플라스터와는 다르다.
마찬가지로, 롤형 플라스터 용 필름은 매우 연질인 재료가 아니다. 예를 들어 접착테이프를 롤로부터 떼어내는 동안 발생하는 것과 같은 세로 방향 하중이 가해질 때, 세로방향으로 작게 팽창될 것이 요구되고 또 일반적으로 그렇게 된다.
이 점에서, 일정 크기로 잘려진 플라스터 조각용 지지 필름으로서의 용도에 적합한 필름 재질을 특성화하는데 높은 극단 장력값(ultimate tensile stress values) 또는 파단값(break value)에서의 신장이 중요할 뿐만 아니라, 장력 발생시의 초기 신장값(elongation value)도 평가에 중요한 기준이다.
과거 많은 경우에 무광택으로 윤낸(matt-calendered) 폴리 비닐 클로라이드(PVC) 필름이 지지 필름으로 사용되었다. 비닐 클로라이드 단량체 및 소위 외부 가소제가 건강에 미치는 영향에 대한 공론, 특히 프탈레이트 가소제에 집중되는 비판으로 인해 가소화된 PVC를 대체하라는 압력이 많아졌다.
의료 플라스터용 필름으로서의 요구조건들은 예를들어, 독일 실용신안 출원 GM 90 12 161.9 및 GM 93 06 768.2(모두 베이에르스도프)에 개시되어 있다. 플라스터의 분류는 관련 약전, 예를들어 독일 DAB 10(1991)에 의해 규정된다.
어떤 중합체 물질들은 생물적으로 분해될 수 있다는 것이 알려져 있다. 이들로는 주로 천연적으로 생성되는 중합체로부터 직접 또는 개질 후 얻어진 물질들, 예를들어 폴리히드록시부티레이트, 합성 셀룰로스, 셀룰로스 에스테르, 합성 전분, 키틴 및 풀루란(pullulan) 같은 폴리히드록시알카노에이트가 있다. 중합체 조성물 또는 구조의 제어된 변화, 즉 중합체 응용의 관점에서 보아 바람직한 이러한 종류의 변화는 천연 합성 공정의 견지에서 달성하기 어렵고 종종 단지 매우 제한된 정도로만 달성된다.
한편, 많은 합성 중합체들은 미생물의 공격을 극히 서서히 받거나 받지 않는다. 주로 주쇄에 이종원자들이 존재하고 주로 합성된 것인 중합체들은 잠재적으로 생분해 가능하다고 여겨진다. 이들 물질들 중에서 중요한 분류는 폴리에스테르이다. 단지 지방족 단량체만을 함유하는 합성 원료의 경우 생분해성은 비교적 양호하나, 그들의 재질 특성 때문에 극히 제한된 정도로만 사용될 수 있다(참조 Witt et al. in Macrom. Chem. Phys., 195(1994) 793-802 쪽). 한편, 방향족 폴리에스테르는 재질 특성은 양호하나 생분해성은 극히 나쁘다.
다양한 생분해성 중합체가 최근에 알려졌다(DE 44 32 161 참조). 이들은 높은 용융 가공성의 특성을 가지는 한편 생분해성을 가진다. 즉, 전체 중합체 사슬이 미생물(박테리아 및 균류)에 의해 효소로 분해되어, 이산화탄소, 물 및 생체 물질군(biomass)로 완전히 분해된다. 미생물의 작용에 의한 천연 환경에서의 상응하는 테스트, 즉 퇴비 내에서 이러한 종류의 테스트가 DIN 54 900 이다.
본 발명의 목적은 용융 가공될 수 있고, 퇴비에 합성 물질이 전혀 남아 있지 않을 정도로 완전히 생분해되며, 양호한 정도의 기계적 특성, 특히 강도 및 내충격성을 가지는 충전제를 갖는 플라스틱 필름을 제공하는 것이다.
목적하는 바는 필름 제조 공정으로부터 추가의 기계적 처리 단계 없이 얻어질 수 있는 무광택 필름을 제공하는 것이었다. 일정 크기로 잘려진 플라스터 조각용 지지 필름의 간단한 추가 처리를 보장하기 위하여는 필름은 오그라지는 성질이 적어야 한다. 생태학적 견지에서, 본 발명에 따른 필름은 할로겐 화합물 및 비교적 저분자량의 방향족 가소제가 없어야 한다. 이것은 통상의 전이 적층 기기 상에서 감압성 접착제로 인한 곤란없이 코팅될 수 있도록, 적어도 하나의 접착 내성면(adhesive-tolerant side)을 가져야 했다. 또한, 필름은 환부에서 피부의 움직임에 유연하게 맞추어질 수 있도록 탄력적이어야 했다. 필름 판(plane)의 등방성(isopropic property)이 매우 클수록 가능한 한 가장 넓은 규모로 필름을 사용할 수 있다는 장점이 있다.
상기 목적은 열가소성, 생분해성 몰딩 조성물로부터 제조된 다층 필름의 적어도 하나의 층에 무기 충전제(mineral filler)를 혼입하는 것에 의해 달성된다.
따라서 본 발명은 완전 생분해성 중합체에 용융상태로 혼입되는 무기 충전제, 특히 천연원료로 부터 얻은 상기 무기 충전제가 필름의 적어도 하나의 외피의 기재 물질로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 경질이고 여전히 생분해성을 갖는 플라스틱 필름을 제공한다. 따라서, 본 발명은 기계적 및 광학적 특성이 개선된 생분해 및 퇴비화 가능한 필름을 제공한다. 본 발명에서 "생분해성 및 퇴비성인 중합체 또는 필름"이란 용어는 1996 안의 DIN 54 900 테스트에 따라 그 생분해성이 시험된 물질을 의미한다.
본 발명에 따른 필름은 바람직하게는 상기 용융물을 가공함으로써 얻어지고, 여러 층들은 냉각시 그들의 부피 수축에 있어서 사소한 차이 밖에 보이지 않아서 오그라지는 경향이 적은 구조가 얻어진다. 본 발명에 따른 필름은 플라스틱 가공에 통상 사용되는 첨가제를 함유할 수 있다.
또한, 본 발명은 2축 배향성을 가지고, 모두 생분해성 및 퇴비성인 하나 이상의 중합체들로 구성되며, 가공정도를 향상시키기 위해 부가적인 첨가제를 함유할 수 있는 필름을 제공한다. 2축 배향처리는, 무정형 열가소성수지의 경우는 유리전이온도 초과의 온도 범위에서 수행되고, 반결정형 열가소성수지의 경우에는 결정용용점 미만에서 이루어진다.
또한, 본 발명은 선행기술에 의해 공지된 감압성 접착제로 한 면이 코팅된 접착 테이프의 지지 웹으로 사용될 수 있는 무광택, 퇴비화 가능한 필름을 제공한다. 특히 이것은 더 가공되어 반창고 또는 활성 성분 플라스터로 되는 접착 테이프와 관련이 있다.
본 발명에 따른 층 구조는 퇴비성의 중합체 및/또는 퇴비성의 공중합체 및/또는 그들의 혼합물. 그리고 여기에 임의적으로 유효량의 적합한 착색제 및 안정화제 첨가된 적어도 하나의 층 (1), 및 적어도 하나의 제2무광택층(matt layer) (2)로 형성된다.
상기 층 (2)는 기재로서 즉 상당 부분이 퇴비성 중합체를 가지고 충전제의 부가에 의해 평평해진다는 점에 특징이 있다. 상기 층 (2)에 바람직하게 사용되는 기재 물질은 상기 층 (1)에 대한 것과 같은 중합체이다. 부가 층들 (3)이 상기 층 (1) 및 상기 층 (2) 사이에 임의로 배치될 수 있고, 상기 부가 층들은 바람직하게는 퇴비성의 기재 수지로부터 차례차례로 형성된다.
적합한 중합체는 아래와 같다.
(A) 또는 (B)의 지방족 및 부분 방향족 폴리에스테르, 또는 (A) 및 (B)의 혼합물 또는 공중합체
A) 선형 2가 알콜(예를들어, 에틸렌 글리콜, 헥산 디올 또는 바람직하게는 부탄 디올), 및/또는 임의의 지환족 2가 알콜(예를들어 시클로헥산 디메탄올), 및 추가로, 임의의 소량의 다가 알콜(예를들어, 1, 2, 3-프로판 트리올 또는 네오펜틸 글리콜), 및 선형 2가 산(예를들어, 숙신산 또는 아디프산), 및/또는 임의의 지환족 2가 산(예를들어 시클로헥산 디카르복실산), 및/또는 임의의 방향족 2가 산(예를들어, 테레프탈산 또는 이소프탈산, 또는 나프탈렌 디카르복실산) 및 추가로 임의의 소량의 다가 산(예를들어 트리멜리트산),
B) 산- 및 알콜-기를 가진 구성블록(예를들어, 히드록시부티르산 또는 히드록시발레르산), 또는 이들의 유도체(예를들어 ε-카프로락톤);
(여기서 방향족 산이 산의 총량을 기준으로 50 중량% 이하의 비율을 차지한다.)
이 산들은 예를들어 염화산 또는 에스테르와 같이 유도체의 형태로 사용될 수도 있다.
(C) 또는 (D)의 지방족 폴리에스테르 우레탄, 또는 (C) 및 (D)의 혼합물 또는 공중합체, 및 (E)
(C) 선형 2가 알콜(예를들어, 에틸렌 글리콜, 부탄 디올, 헥산 디올, 바람직하게는 부탄 디올), 및/또는 임의의 지환족 2가 알콜(예를들어 시클로헥산 디메탄올), 및 추가로 임의의 소량의 다가 알콜(예를들어, 1, 2, 3-프로판 트리올 또는 네오펜틸 글리콜), 및 선형 2가 산(예를들어, 숙신산 또는 아디프산), 및/또는 임의의 지환족 및/또는 방향족 2가 산(예를들어 시클로헥산 디카르복실산 및 테레프탈산), 및 추가로 임의의 소량의 다가 산(예를들어 트리멜리트산)의 에스테르 부분,
(D) 산- 및 알콜-기를 가진 구성블록(예를들어, 히드록시부티르산 및 히드록시발레르산), 또는 이들의 유도체(예를들어 ε-카프로락톤)의 에스테르 부분,
(E) (C) 및/또는 (D)와 지방족 및/또는 지환족 2가 이소시아네이트 및 추가로 임의의 다가 이소시아네이트(예를들어 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트) 및 추가로 임의의 선형 및/또는 지환족 2가 및/또는 다가 알콜(예를들어, 에틸렌 글리콜, 부탄 디올, 헥산 디올, 네오펜틸 글리콜, 시클로헥산 디메탄올)과의 반응 산물;
(여기서 (C) 및/또는 (D)의 에스테르 비율은 (C), (D) 및 (E)의 총량을 기준으로 적어도 75 중량%이다.)
(F) 또는 (G)의 지방족-방향족 폴리에스테르 탄산염, 또는 (F) 및 (G)의 혼합물 또는 공중합체, 및 (H)
(F) 선형 2가 알콜(예를들어, 에틸렌 글리콜, 부탄 디올, 헥산 디올, 바람직하게는 부탄 디올), 및/또는 지환족 2가 알콜(예를들어 시클로헥산 디메탄올), 및 추가로 임의의 소량의 다가 알콜(예를들어, 1, 2, 3-프로판 트리올 또는 네오펜틸 글리콜), 및 선형 2가 산(예를들어, 숙신산 또는 아디프산), 및/또는 임의의 지환족 2가 산(예를들어 시클로헥산 디카르복실산), 및 추가로 임의의 소량의 다가 산(예를들어 트리멜리트산)의 에스테르 부분,
(G) 산- 및 알콜-기를 가진 구성블록(예를들어, 히드록시부티르산 또는 히드록시발레르산), 또는 이들의 유도체(예를들어 ε-카프로락톤)의 에스테르 부분,
(H) 방향족 2가 페놀(바람직하게는 비스페놀 A) 및 탄산염 공여체(예를들어 포스겐)로 제조된 탄산염 부분,
(여기서 (F) 및/또는 (G)의 에스테르 비율은 (F), (G), 및 (H)의 총량을 기준으로 적어도 70 중량%이다.)
(I) 또는 (K)의 지방족 폴리에스테르 아미드 또는 (I) 및 (K)의 혼합물 또는 공중합체 및 (L) 또는 (M), 또는 아미드 부분으로서 (L) 및 (M)의 혼합물
(I) 선형 및/또는 지환족 2가 알콜(예를들어, 에틸렌 글리콜, 헥산 디올 또는 부탄 디올, 바람직하게는 부탄 디올 또는 시클로헥산 디메탄올) 및 추가로 임의의 소량의 다가 알콜(예를들어, 1, 2, 3-프로판 트리올 또는 네오펜틸 글리콜) 및 선형 및/또는 지환족 2가 산(예를들어, 숙신산, 아디프산, 시클로헥산 디카르복실산, 바람직하게는 아디프산) 및 추가로 임의의 소량의 다가 산(예를들어 트리멜리트산)의 에스테르 부분,
(K) 산- 및 알콜-기를 가진 구성블럭(예를들어, 히드록시부티르산 또는 히드록시발레르산), 또는 이들의 유도체(예를들어 ε-카프로락톤)의 에스테르 부분,
(L) 선형 및/또는 지환족 2가 아민 및 추가로 임의의 소량의 다가 아민(예를들어, 테트라메틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민, 이소포론 디아민) 및 선형 및/또는 지환족 2가 산 및 추가로 임의의 소량의 소량의 다가 산(예를들어, 숙신산 또는 아디프산)의 아미드 부분,
(M) 바람직하게는 ω-라우린락탐 및 특히 바람직하게는 ε-카프로락탐인 산- 및 아민-기를 가진 구성블럭의 아미드 부분,
(여기서, 에스테르 비율 (I) 및/또는 (K)는 (I), (K), (L), (M)의 총량을 기준으로 적어도 30 중량%이다.)
본 발명에 따른 생분해성 및 퇴비성의 원료에는 예를들어, 핵제(예를들어 1,5-나프탈렌 디소디움 설포네이트), 안정화제 또는 윤활제들과 같은 가공보조제 및 첨가물이 첨가될 수 있다.
생분해성 공중합체, 폴리에스테르 우레탄, 폴리에스테르 탄산염 및 폴리에스테르 아미드는 분자량이 최소한 10,000 g/mole이고 이 중합체내에서 출발물질(단량체들)은 랜덤하게 분포되어 있다.
상기 생분해성 중합체는 바람직하게는 폴리에스테르 우레탄 및 폴리에스테르 탄산염 및 특히 바람직하게는 폴리에스테르 아미드이다.
본 발명은 또한 생분해성 및 퇴비성 중합체인 어떤 물질군의 필름 제조용도로의 이용을 제공한다. 여기서 상기 물질군은 폴리에스테르 아미드이다. 본 발명에 따른 필름은 폴리에스테르 아미드 또는 여러 폴리에스테르 아미드의 혼합물로부터 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 필름의 층 (1)에 적합한 플래팅제(flatting agent)는 비-생분해성 열가소성수지에 통상적으로 혼입되는 분말형태의 무기물질이다.
이러한 무기 충전제로서는 예를들면, 바람직하게는 석고, 규회석 및 특히 바람직하게는 분필 및 고령토가 있다. 천연 및 합성 규토도 마찬가지로 적합한 것으로 여겨진다. 층상 규산염(layer silicate)이 특히 적합하다.
본 발명에 따른 층 (1)용 열가소성 몰딩 조성물은 1 중량% 내지 80 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 60 중량%, 특히 바람직하게는 20 중량% 내지 40 중량%의 무기물, 바람직하게는 천연 원료의 무기물을 함유한다.
특히 바람직한 구현예에서는, 현저한 플래팅(flatting)을 얻을 수 있도록, 본 발명에 따른 필름의 무광택 층의 층상 규산염 함량비가 유익하게는 적어도 10 중량%인 반면, 25 중량%를 초과하지 않아야 한다. 놀랍게도, 이 경우 기계적 강도상의 감지할 만한 손상은 일어나지 않는다.
또한 본 발명은 예를들면 반죽기 또는 바람직하게는 압출기에서, 충전제가 생분해성 중합체와 완전히 혼합되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 강화(reinforced) 열가소성 몰딩 조성물의 제조방법을 제공한다.
주로 생태학적 관점에서, 무광택층은 한 쪽 면에 평판화 된(flatted) 필름의 총 층 두께의 작은 비율을 차지하는 것이 일반적으로 좋다. 따라서, 층상 규산염으로 평판화 된 층의 비율이 총 층 두께의 15 내지 40%인 두께 조합이 특히 유리하다.
플래팅(flatting) 층상 규산염의 첨가는 바람직하게는 첨가 마스터배치의 형태로, 특히 바람직한 구현예로는, 30 내지 80 중량%의 층상 규산염 중량비를 가지는 마스터배치의 형태로 수행된다. 더 작은 비율은 경제적 불이익을 가져오는 한편, 마스터배치 내 층상 규산염의 더 높은 비율은 불량한 분산을 초래하여 예를들어 바람직하지 못한 규산염 응집을 형성한다. 그래서 조도(roughness)가 불균일해지고 덜 만족스럽게 된다.
190℃에서 2.16 kg의 시험 부하에서 DIN 53 735에 따라 측정된, 8 내지 24 g/10min의 비교적 높은 용융흐름지수(melt flow indices)를 가지는 퇴비성 중합체 또는 퇴비성 공중합체는 이러한 첨가 마스터배치의 제조에 적합한 것으로 입증되었다. 마스터배치 균질성을 향상시키기 위하여는, 왁스와 같은 가소화 보조제를 임의로 더 포함할 수 있다. 마스터배치의 중합체 성분의 열 손상을 방지하기 위하여, 일반적으로 후자에는 안정화제가 첨가된다.
바람직한 구현예로서, 본 발명에 따른 다층 필름의 각층 또는 모든 층들은 가공 보조제, 충전제, 착색제 및 안정화제의 추가적인 첨가에 의해 개질될 수 있다. 착색제로 인해 특별한 분야에 사용되는 반창고를 생산할 수 있다.
이들 선택된 구현예들 중의 하나로서는, 적어도 하나의 층이 유색 안료를 함유한다. 환부나 환부덮개를 눈에 띄게 하지 않게 하고자 하기 위해, 베이지 색상의 필름이 인기가 있다. 아동용 반창고의 많은 경우에, 밝은 색상 및 프린팅 응용물이 이용된다. 규산염 및 왁스와 같은 추가 첨가제는 응용특성, 특히 표면 미끄럼 성질을 변형시킨다. 안정화제는 본 발명에 따른 필름이 장기간동안 저장될 수 있도록 하고 가공 도중 손상을 방지할 수 있도록 한다. 통상적인 플라스틱용 첨가제는 가터 및 뮬러의 논문[Handbuch der Kunststoff Additive, Hanser Verlag, Munich 1983]에 기재되어 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 필름의 제조 방법들을 제공한다.
상기 방법들은 우선, 열 및 전단력의 영향에 의해 생분해성 및 퇴비성 물질이 먼저 분쇄되고, 용융 유체(melt stream)가 다이(die)내에 겹겹이 쌓인 후, 고화될 때까지 방출되고 냉각된다는 특징을 갖는다. 이것은 평면(flat) 또는 취입(blown)필름 압출법과 같은 통상적인 가공법에 따라 행해진다.
상기 방법들은 예를들어 미셀리의 논문[Extrusionswerkzeuge fur Kunststoffe und Kautschuk, Carl Hanser Verlag, Munich 1991]에 기술되어 있다. 논문[1989년 Munich, Carl Hanser Verlag에서, Hensen, Knappe 및 Potente에 의해 발간된 Handbuch der Kunststoff Extrusionstechnik]에는 추가정보가 기술되어 있다.
필름의 감기(winding), 및 열처리 및/또는 배향처리의 추가적 처리 및/또는 일면 또는 양면의 표면 처리가 바로 후에 행해질 수 있다.
후자의 용도에 관하여, 본 발명에 따른 필름들은 표면 처리 공정으로 그들의 표면특성이 개질될 수 있다. 코로나, 플라즈마 또는 불소 및 화염 처리들이 특히 이 목적에 적합하다. 이러한 공정들은 예를들어 도른 및 와호노의 논문[Maschinenmarkt 96 (1990)의 34-39면] 또는 밀커 및 몰러의 논문[ Kunststoffe 82 (1992)의 978-981면]에 상세히 기술되어 있다. 바람직한 가공처리는 코로나처리이다.
코로나처리공정에 있어서, 필름이 전극으로 작용하는 두 개의 전도 소자들 사이를 지나가고, 고전류(일반적으로 주파수 10 kHz의 약 10 kV의 교류)가 전극들 사이에 가해져, 이에 의해 코로나 방전이 일어날 수 있다. 이러한 방전의 결과로, 필름 표면을 따라 공기가 이온화되어, 필름 표면상에서 반응들이 일어나고, 이 도중에 중합체 기재와 비교하였을 때 극성기가 생성된다. 본 발명에 따른 필름의 전처리에 요구되는 처리 강도는 통상의 범위내이고, 38 내지 50 mN/m의 표면 장력을 만드는 처리강도가 바람직하다.
본 발명에 따른 필름의 한 쪽 면 또는 양면을 전처리할 수 있다. 이러한 처리의 목적은 프린팅 및/또는 코팅 물질에 대한 부착 특성의 견지에서 표면을 개선하고자 하는 것이다. 반창고의 경우, 종래의 프린팅 응용은 아동용 반창고의 바람직하게는 겉면에 프린트된 예를들어 밝은 색상의 동물들 또는 물체(article)들이다. 감압성 접착제로의 코팅은 일반적으로 반창고의 전통적인 공정이고, 바람직하게는 필름의 보다 매끄러운 면에서 일어난다.
배향처리의 경우, 부분 결정형 물질의 경우의 가열은 결정체의 융점 미만에서 일어나고, 무정형 물질의 경우는 유리 전이 온도 초과 범위에서 일어나고, 이어서 하나 이상의 2축 배향 조작이 이어진다. 배향처리단계 후, 각각의 경우 필름의 고정화가 임의적으로 일어날 수 있다. 이렇게 제조된 필름은 배향 공정 및 아마도 우선되는 고정화 단계 후, 임의로 라인에서 표면처리될 수 있다. 이 처리는 코로나, 화염, 플라즈마 또는 산화성 물질 또는 물질들의 혼합물을 가지고 수행되며 이에 의해 필름상의 표면장력이 증가된다.
또한 본 발명은 상기 필름의 배향처리 방법을 제공한다. 2축 배향성은 동시 연신(stretching) 공정 또는 2단계 순차공정(종축 연신 후 횡축 연신, 및 횡축 연신 후 종축 연신 모두 일어날 수 있다), 또는 3단계 순차공정(종축 후 횡축, 마지막으로 종축 연신, 및 횡축 후 종축, 마지막으로 횡축 연신 모두 일어날 수 있다), 또는 4단계 순차공정(종축 이어서 횡축 이어서 종축, 마지막으로 횡축의 연신, 및 횡축 이어서 종축 이어서 횡축, 마지막으로 종축 연신 모두 포함될 수 있다)에 의해 수행될 수 있다.
각 개별적 배향처리 후에는 임의적으로 필름의 고정화가 이어질 수 있다. 이 경우 종횡방향으로의 개별적 배향처리는 1단계 이상 일어날 수 있다.
본 발명에 따른 필름의 바람직한 태양에서는, 2축 배향처리가 종축 연신으로 시작하는 순차적 공정인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필름의 더 바람직한 태양에서는, 2축 배향처리가 종방향으로의 총 연신비가 1:1.5 내지 1:10이고 횡방향으로의 총 연신비가 1:2 내지 1:20인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필름의 더 바람직한 태양에서는, 2축 배향처리가 종방향으로의 총 연신비가 1:2.8 내지 1:8이고 횡방향으로의 총 연신비가 1:3.8 내지 1:15인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필름의 더 바람직한 태양에서는 상기 필름의 두께는 500 μm 미만이다.
본 발명에 따른 필름의 특정 구현예는 필름이 최소 30 μm 및 최대 200 μm 사이의 총 두께를 가지는 것을 특징으로 한다. 최소 50μm 및 최대 100 μm의 두께를 가지는 필름이 특히 적합하다.
또한 본 발명은 본 발명에 따른 필름의 용도를 제공한다. 적합한 응용은 전처리 또는 비-전처리 및 프린트된 또는 비프린트된 형태로 솔로필름(solo film)으로서 상기 필름을 감압성 접착제로 코팅하는 용도이다. 이렇게 코팅된 필름은 예를들어 라벨 또는 접착 띠로서 적합하다. 추가적인 마무리 단계는 반창고에 통상적으로 사용되는 환부덮개 또는 활성 물질 배출 기능을 제공하는 것이다.
프린팅 접착력 또는 접착제의 부착력을 개선시키기 위하여, 필름 표면은 제조 도중 및/또는 이후의 추가 처리중에 표면장력이 증가되도록, 코로나, 화염, 플라즈마 또는 또다른 산화성 물질 또는 이들의 혼합물로 전처리할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 필름의 특히 바람직한 용도에서는, 생분해성 및 퇴비성의 물질들만이 반창고 구조물 제조에 사용되어져, 전체 조성물이 생분해 및 퇴비화가능하다.
또한, 본 발명은 고 수증기 투과성을 가지는 반창고 또는 접착테이프의 제조를 위한 출발물질로의 본 발명에 따른 필름의 용도를 제공한다. 상기 필름은 냉 또는 가열된 스파이크 롤러로 구멍이 나져있다. 상기 필름의 의도된 용도는 위생학분야에서의 보호용 필름 및 환부 덮개이다.
이하, 실시예들과 비교예들에 기초하여 본 발명을 좀 더 자세히 설명하고,표 1에 도시된 관련 특성들의 요약에 기초하여 실시예들간의 비교 및 실시예와 비교예를 비교하였다.
＜실시예 1＞
실시예 1의 범주내에서는 취입 필름 단위(blown film unit)로 공압출에 의해 2층 필름을 제조하였다. 용융에 사용된 압출기들은 130 -145℃ 온도프로그램에서 작동시켰고, 취입 필름 다이의 온도는 145℃로 하였다.
형성된 필름의 층 두께순은 20μm, 60μm이었다. 본 발명에 따라, 층상 규산염의 부가로 인한 거칠음효과로 인하여 기계적 스캐닝에 의해 결정되는 두께의 부정확성의 견지에서 보면, 상기 두께들은 실제로는 거칠고 무광택인 면을 매끈한 표면이라는 가정하의 계산으로 결정되는 공칭(nominal) 층 두께이다. 원료 물질들의 밀도 및 원료 물질 혼합물의 평균화된 밀도를 기초로, 각 층들에 대해 얻어진 값들을 합하여 이들 공칭 층 두께들 및 총 공칭 층 두께를 계산할 수 있다.
필름 생성 도중 필름 버블의 외층(1)을 형성하는 비-매트(non-matt) 60μm 두께 층은 퇴비성의 폴리에스테르 아미드로부터 제조하였다. 사용된 폴리에스테르 아미드는 부탄 디올, 아디프산 및 카프로락탐의 구성블럭으로 구성된다. 이것은 190℃에서 250 Pas의 용융 점도(DIN 54811-B에 따라 측정됨) 및 ISO 3146/C2에 따라 측정된 125℃의 융점을 가졌다. 폴리에스테르 아미드의 밀도는 ISO 1183에 따라 측정할 때 1.07 g/cm³이었다.
윤활제의 첨가로 폴리에스테르 아미드 수지로부터 형성된 외층은 필름형성 후 코로나 처리를 하여, 35 mN/m의 표면장력을 얻었다.
60 ㎛ 두께 층을 위하여 사용되었던 폴리에스테르 아미드 수지 70 중량% 및 층상 규산염 마스터배치 30 중량%로 이루어진 혼합물로부터 필름의 20 ㎛ 두께의 내층(2)을 제조하였다. 상기 마스터배치는 탈크 비율이 50 중량%이다. 탈크 입자 크기는 22 ㎛ 미만이다. 다이 통과 후 측정된 용융 온도는 152℃ 였다.
＜실시예 2＞
190℃에서 250 Pas의 용융 점도(DIN 54 811-B에 따라 측정됨) 및 ISO 3146/C2에 따라 측정된 125℃ 융점을 가지는 총 두께 51 ㎛ 의 생분해성 폴리에스테르 아미드를 갖는 2층 필름 구조물을 다음의 공정 기준하에서 2축으로 배향시켰다. 최대 압출 온도는 205℃ 이었다.
따라서, 압출기 가열부위는 최대 182℃ 까지, 다이는 최대 205℃ 까지 가열시켰다. 용융물은 롤 온도 20℃의 냉각롤 상에서 2층 평판 필름(flat film)으로 냉각시켰다. 경질의 두꺼운 필름이 얻어지면, 이것을 다음 공정 단계에서 65℃의 온도를 가지는 가열 롤를 가지고 배향 온도로 가열시켰다. 매끄러운 층 (1)은 윤활제가 첨가된 폴리에스테르 아미드로 구성되었다. 이것의 두께는 39 ㎛이다.
두께 12 ㎛를 갖는 매트 층 (1)은 39 ㎛ 두께 층에 사용된 폴리에스테르 아미드 수지 80 중량% 및 규토 마스터배치 20 중량%로 구성된 혼합물로부터 제조하였다. 마스터배치의 규토 비율은 40 중량%이었다. 규토 입자의 크기는 15 ㎛ 미만이었다.
실제 연신 스트레치 롤은 70℃의 온도에서 조작하였다. 우선 평판 필름을 1단계로 1:1.5의 비로, 그 다음에는 1:2.5의 비인 2단계로 종축으로 연신하였다. 따라서 총 1:3.75의 종방향 연신 비를 얻는다. 그 위로 필름이 지나가는 포스트히팅롤(post-heating roll)의 온도는 85℃이었다. 횡방향 연신 오븐의 예비가열부(pre-heating zone)를 100℃로 가열하였다. 실제 횡축 연신 부위의 온도는 95℃이었다. 여기서, 필름을 횡방향으로 1:5의 비로 신장하였다. 따라서 계산에 의하면, 표면 연신비는 1:18.75이었다. 횡축 연신후 필름을 105℃의 온도에서 고정화시켰다. 횡축 연신의 출구에서의 생산 속도는 32.0 m/min이었다.
＜비교예 A＞
실시예 1에서와 같이 취입(blown) 필름 다이로 두께 100 ㎛의 단층 필름을 만들었다. 사용된 폴리에스테르 아미드 수지에는 윤활제를 첨가하였다.
＜비교예 B＞
폴리에스테르 아미드의 단층 평판 필름을 실시예 2에서와 같이 배향시켰다. 폴리에스테르 아미드 수지에 윤활제를 첨가하였다. 필름의 두께는 46 ㎛이었다.
생성된 샘플에 대하여 다음의 물리적 특성 및 퇴비성을 다음과 같이 측정하였다.
기계적 특성:
기계적 가변 극단 장력 및 파단(break)에서의 신장도는 DIN 53 455에 따라 종방향 및 횡방향의 양방향에서 샘플들에 대하여 측정하였다. 종방향 및 횡방향에서의 E-모둘러스는 DIN 53 457에 따라 측정하였다. 각 샘플의 두께는 DIN 53 370에 따라 측정하였다.
광학적 특성:
필름의 광학적 특성은, 20°의 시험각도에서 DIN 67 530에 따른 표면 광택도로 측정하였다. 광택도 측정은 필름의 양면에 대해 각기 별도로 행하였다.
퇴비성:
퇴비성은 DIN 표준안(1996년도 DIN 54 900 제3부)의 시험 설명서에 따라 수행하였다. 시험결과에 기초하여 DIN 지시사항에 따라 필름 샘플의 적합한 군으로의 분류를 수행하였다.
실시예 1 및 2 및 비교예 1 및 2로부터의 샘플에 대한 시험결과를 표 1에 보인다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
기계적 특성
두께[μm] 80 51 100 46
종축 E-모둘러스[MPa] 280 255 270 226
횡축 E-모둘러스[MPa] 323 305 350 292
종축 극단 장력[MPa] 54 92 55 90
횡축 극단 장력[MPa] 42 111 40 109
종축 파단에서의 연신[%] 390 186 412 224
횡축 파단에서의 연신[%] 630 98 654 111
광학적 특성
무광택층의 광택도[GU] 0.8 5 3.1 105
매끈한 층의 광택도[GU] 3.0 78 3.2 116
퇴비성 생분해성 yes yes yes yes
본 발명의 실시예에 따른 모든 필름은 비교예에 따른 필름들과 비교시 광택도가 감소된 것을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. 저광택도를 갖는 필름의 외층은 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 평균 입자크기 22μm 미만의 충전제를 1 내지 80%의 비율로 함유하며, 그 중합체-수지 층 구조의 각 층의 기재물질은 I. 지방족 및 부분 방향족 폴리에스테르, II. 지방족 폴리에스테르 우레탄, III. 지방족-방향족 폴리에스테르 탄산염, 및 IV. 지방족 폴리에스테르 아미드로 구성된 군으로부터 선택된 중합체이며, 오그라지는 성질이 적고, 20°의 각에서 DIN 67 530에 따라 측정된 한쪽 면의 광택도가 10 미만인 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 층을 갖는 퇴비화 가능한 필름.
  2. 제 1항에 있어서, 생분해 가능한 중합체 또는 중합체들이 다음의 공중합 에스테르인 것을 특징으로 하는 필름.
    I. (A) 또는 (B)의 지방족 및 부분 방향족 폴리에스테르 또는 (A) 및 (B)의 혼합물 또는 공중합체
    A) 선형 2가 알콜 및/또는 임의의 지환족 2가 알콜 및 추가로 임의의 소량의 다가 알콜, 및 선형 2가 산 및/또는 임의의 지환족 2가 산 및/또는 임의의 방향족 2가 산 및 추가로 임의의 소량의 다가 산,
    B) 산- 또는 알콜- 기를 가진 구성블럭 또는 그들의 유도체;
    (여기서, 방향족 산은 산들의 총량을 기준으로 할 때 50 중량% 이하의 비율을 차지한다.)
    II. (C) 또는 (D)의 지방족 폴리에스테르 우레탄 또는 (C) 및 (D)의 혼합물 또는 공중합체, 및 (E)
    (C) 선형 2가 알콜 및/또는 임의의 지환족 2가 알콜 및 추가로 임의의 소량의 다가 알콜 및 선형 2가 산 및/또는 임의의 지환족 및/또는 방향족 2가 산 및 추가로 임의의 소량의 다가 산의 에스테르 부분,
    (D) 산- 및 알콜- 기를 갖는 구성블럭 또는 그들의 유도체의 에스테르 부분,
    (E) (C) 및/또는 (D)와 지방족 및/또는 지환족 2가 이소시아네이트 및 추가로 임의의 다가 이소시아네이트 및 추가로 임의의 선형 및/또는 지환족 2가 및/또는 다가 알콜과의 반응산물,
    (여기서, (C) 및/또는 (D)의 에스테르비율은 (C), (D), 및 (E)의 총량을 기준으로 최소한 75 중량%이다.)
    III.(F) 또는 (G)의 지방족- 방향족 폴리에스테르 탄산염 또는 (F) 및 (G)의 혼합물 또는 공중합체, 및 (H)
    (F) 선형 2가 알콜 및/또는 지환족 2가 알콜 및 추가로 임의의 소량의 다가 알콜의 및 선형 2가 산 및/또는 임의의 지환족 2가 산 및 추가로 임의의 소량의 다가 산,
    (G) 산- 및 알콜- 기를 갖는 구성블럭 또는 그들의 유도체의 에스테르 부분,
    (H) 방향족 2가 페놀 및 탄산염 공여체로부터 생성된 탄산염 부분,
    (여기서, 에스테르 비율 (F) 및/또는 (G)는 (F), (G), 및 (H)의 총량을 기준으로 최소한 70 중량%이다.)
    IV. (I) 또는 (K)의 지방족 폴리에스테르 아미드 또는 (I) 및 (K)의 혼합물 또는 공중합체 및 (L) 또는 (M), 또는 아미드 부분으로서 (L) 및 (M)의 혼합물,
    (I) 선형 및/또는 지환족 2가 알콜 및 추가로 임의의 소량의 다가 알콜 및 선형 및/또는 지환족 2가 산 및 추가로 임의의 소량의 다가 산의 에스테르 부분,
    (K) 산- 및 알콜- 기를 갖는 구성블럭 또는 그들의 유도체의 에스테르 부분,
    (L) 선형 및/또는 지환족 2가 및 추가로 임의의 소량의 다가 아민 및 선형 및/또는 지환족 2가 및 추가로 임의의 소량의 다가 산의 아미드 부분,
    (M) 산- 및 아민- 기를 갖는 구성블럭의 아미드 부분;
    (여기서, 에스테르 비율 (I) 및/또는 (K)는 (I), (K), (L), (M)의 총합을 기준으로 최소한 30 중량%이다.)
  3. 제1항 및/또는 제2항 중의 어느 한항에 있어서, 충전제로서 규토 및/또는 규산염이 사용되는 것을 특징으로 하는 필름.
  4. 제1항 및/또는 제2항에 있어서, 필름의 각 층들은 바람직한 첨가물로서는 규산염, 왁스, 착색제를 포함하는 가공보조제를 더 함유할 수 있는 것을 특징으로 하는 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한항에 있어서, 생분해성 및 퇴비성 중합체 또는 중합체(들)은 폴리에스테르 아미드인 것을 특징으로 하는 필름.
  6. 압출에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제5항에 따른 필름의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 필름이 제조과정에서 2축 배향처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 종방향 총 연신비가 1:1.5 내지 1:10이며, 횡방향 총 연신비가 1:2 내지 1:20인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 라벨, 접착테이프 및/또는 반창고용 지지필름으로서 추가적인 부착제가 제공되어 전처리되거나 또는 비전처리된 상태 및 프린트되거나 또는 비프린트된 형태로 솔로 필름으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제5항에 따른 필름의 용도.
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