KR20000069740A - 미공질 탄성 필름/통기성 부직 라미네이트 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배향된 미공질 탄성 필름 및 이 필름에 결합된 1개 이상의 지지체층을 포함하는 통기성 라미네이트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 지지체에 결합시키기 전에 충전된 필름을 연신시켜 미공질 필름을 제조하는 단계를 포함하는 통기성 라미네이트의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

미공질 탄성 필름/통기성 부직 라미네이트 및 그의 제조 방법{Microporous Elastomeric Film/Nonwoven Breathable Laminate and Method for Making the Same}

본 발명은 통기성 탄성 필름 및 이들의 라미네이트에 관한 것이다. 이 재료는 특히 한정된 사용 및 일회용 품목 분야에서 폭넓은 용도를 갖는다.

필름은 한정된 사용 또는 일회용 품목에 차단성을 제공하는데 전통적으로 사용되어 왔다. 한정된 사용 또는 일회용이란, 제품 및(또는) 부품이 단지 적은 횟수 또는 가능하게는 단지 1회 사용 후 폐기되는 것을 의미한다. 이러한 제품의 예로서는, 외과 수술용 및 건강 보호 관련 제품, 예를 들어 외과 수술용 드레이프 및 가운, 일회용 작업복, 예를 들어 커버롤스 및 실험실용 코트 및 신체 보호용 흡수성 제품, 예를 들어 기저귀, 배변 연습용 속팬츠, 실금용 의류, 생리대, 붕대, 와이프 등을 들 수 있으나, 이것으로만 한정되지는 않는다. 유아용 기저귀 및 성인 실금용 제품과 같은 신체 보호용 흡수성 제품에서, 필름은 신체 배설물이 의류, 침구 및 기타 사용 환경 주위의 품목을 오염시키는 것을 막기 위한 목적을 갖는 외부 커버로서 사용된다. 병원 가운을 비롯한 보호용 의류 영역에서 필름은 착용자와 환자 사이의 미생물 교차 교환을 방지하는데 사용된다.

이들 필름은 효과적인 차단층일 수 있지만, 이들은 표면이 평활하고, 매끄럽거나 또는 끈적끈적한 느낌이기 때문에 미관상 만족스럽지는 않다. 또한, 이러한 섬유는 가시적으로 편평하고 "가소성(plasticy)"이어서, 의복 용도 및 이들이 사람의 피부와 접촉하는 다른 용도에서 덜 바람직하게 된다. 이들 품목이 촉각 및 시각적 관점에서 모두 보다 천과 유사한 경우 더욱 바람직할 것이다. 예를 들어, 종래의 천 내의의 촉감 및 외관을 갖는 유아용 기저귀가 뛰어난 제품으로 인식되고, 몇몇 경우에는 이들이 미관상의 이유로 외부 의류로 덮여져야 할 필요가 있다고 여겨지는 경향을 극복할 수 있다. 옷과 유사한 성인 실금용 제품은 실금자 개인의 자기 이미지를 개선시킬 수 있다. 또한, 보다 옷과 유사한 격리 가운은 환자들에게 병원 환경이 보다 덜 이질적이고, 덜 위협적이게 느끼도록 돕고 착용자의 안락함을 증가시킨다. 보다 양호한 착용감 및 안락함을 제공하기 위하여 보다 많은 탄성을 제공하는 외부 커버 재료를 제조할 수 있는 필름을 갖는 것이 또한 바람직하다.

필름의 적층법을 사용하여 불투과성이고 외관 및 질감에 있어서 다소 천과 유사한 재료를 만들어 왔다. 일회용 기저귀 상의 외부 커버는 단지 일례일 뿐이다. 이와 관련하여, 공동 양도된 1989년 4월 4일자 미국 특허 제4,818,600호 및 1988년 2월 16일자 미국 특허 제4,725,473호를 참고할 수 있다. 외과 수술용 가운 및 드레이프는 다른 예이다. 이와 관련하여서는, 공동 양도된 1983년 4월 5일자 미국 특허 제4,379,102호를 참조한다.

상기 적층법에서 필름의 주된 목적은 차단성을 제공하는 것이다. 또한, 상기 라미네이트가 수증기를 투과시킬 수 있는 능력을 갖도록 통기성일 필요가 있다. 이러한 통기성 또는 미공질 필름의 적층법으로부터 제조된 의복은 수증기 농도를 감소시켜 결과적으로 의복 품목 바로 아래의 피부 수화를 감소시킴으로써 착용하기 보다 편안하다.

따라서, 탄성 통기성 필름 및 목적하는 천과 유사한 미관과 착용감 및 안락함을 모두 갖는 필름을 제공하는 방법에 대한 요구가 있다.

<발명의 요약>

본 발명은 1개 이상의 지지체층, 및 탄성 수지 및 필름의 30 중량% 이상의 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제를 포함하는 배향된 미공질 필름을 포함하는 통기성 라미네이트에 관한 것이다.

본 발명의 한 실시태양에서, 탄성 수지는 스티렌을 포함하는 블록 공중합체, 에틸렌 및 프로필렌의 공중합체, 에틸렌 및 프로필렌을 포함하는 삼중합체, 카탈로이 (Catalloy;등록상표) 브랜드 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌-노르말 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 폴리트로프 (Polytrope; 등록상표) 브랜드 에틸렌-프로필렌 엘라스토머 블렌드 및 메탈로센 촉매된 에틸렌 기재의 중합체로부터 선택된 중합체 재료를 포함한다.

또한, 본 발명은 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제 30 중량% 이상 및 실온에서 원래 길이의 적어도 2배로 연신될 수 있고 연신력 제거시에 대략 연신되지 않은 원래 길이로 수축할 수 있는 탄성 중합체 재료를 포함하고, 제1 길이를 갖는 충전된 필름층을 제공하는 단계; 충전된 필름을 연신시켜 제2 길이를 갖는 미공질 필름을 생성하는 단계; 및 1개 이상의 지지체층을 미공질 필름에 결합시켜 라미네이트를 생성하는 단계를 포함하는, 1개 이상의 지지체층 및 배향된 미공질 탄성 필름을 포함하는 라미네이트의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 필름은 (대조용으로 셀가드 (Celgard; 등록상표) 2500을 사용하여 ASTM 시험 E 96-80으로 측정하였을 때) 약 300 g/m²-24시간 이상, 바람직하게는 약 1,000 내지 약 4,500 g/m²-24시간의 수증기 투과도를 갖는다.

이러한 필름 및 그의 라미네이트는 기저귀, 배변 연습용 속팬츠, 생리대, 실금용 기구, 붕대 등을 포함하는 신체 보호용 흡수성 제품을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 응용분야에서 폭넓은 범위의 용도를 갖는다. 이들 동일 필름 및 라미네이트는 또한 외과 수술용 드레이프 및 가운과 같은 품목에서 뿐만 아니라 전체 제품으로서 또는 단지 이들의 성분으로서의 각종 의복 제품에 사용될 수 있다.

본 발명은 1개 이상의 충전된 탄성 필름 및 1개 이상의 섬유 부직 웹과 같은 지지체층으로 이루어진 라미네이트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 라미네이트의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 필름 라미네이트 제조 공정의 개략적인 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 필름/부직 라미네이트의 횡단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 라미네이트를 이용할 수 있는 예시적 신체 보호용 흡수성 제품, 이 경우에는 기저귀의 부분 절취 평면도이다.

본 발명은 충전된 미공질의 배향된 탄성 필름 및 그의 라미네이트에 관한 것이다.

본 발명의 필름은 탄성 수지 및 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제 30 중량% 이상을 포함하는 배향된 미공질 필름이다.

본 발명에 유용한 중합체 재료는 일반적으로 "엘라스토머", "합성 고무" 또는 "고무"로 알려져 있다. 본 발명의 실행에 유용한 엘라스토머는 블록 공중합체, 예를 들어 폴리우레탄, 코폴리에테르 에스테르, 폴리아미드 폴리에테르 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 화학식 A-B-A' 또는 A-B를 갖는 블록 공중합체, 예를 들어 코폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌), 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-스티렌, (폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌, 폴리(스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌) 등으로부터 제조된 것일 수 있다.

유용한 탄성 수지로서는 화학식 A-B-A' 또는 A-B (여기서, A 및 A'는 각각 폴리(비닐 아렌)과 같은 스티렌계 성분을 함유하는 열가소성 중합체 말단블록이고, B는 공액 디엔 또는 저급 알켄 중합체와 같은 탄성 중합체 중간블록임)를 갖는 블록 공중합체를 들 수 있다. 화학식 A-B-A' 타입의 블록 공중합체는 A 및 A' 블록의 경우에 상이하거나 또는 동일한 열가소성 블록 중합체를 가질 수 있고, 본 발명의 블록 공중합체는 직쇄, 분지쇄 및 방사상 블록 공중합체를 포함한다. 이와 관련하여, 방사상 블록 공중합체는 (A-B)_m-X로 표시될 수 있으며, 이 때 X는 다관능성 원자 또는 분자이고, 각 (A-B)_m-는 A가 말단블록이도록 X로부터 방사상으로 퍼진다. 방사상 블록 공중합체에서 X는 유기 또는 무기 다관능성 원자 또는 분자이고, m은 X에 원래 존재하는 관능기와 동일한 값을 갖는 정수이다. 이것은 일반적으로 3 이상, 주로 4 또는 5이지만, 이들로 한정되지는 않는다. 따라서, 본 발명에서 표현 "블록 공중합체", 특히 "A-B-A'" 및 "A-B" 블록 공중합체란 블록의 수에 대한 제한없이 압출될 수 있는, 상기에서 논의한 바와 같은 고무 블록 및 열가소성 블록을 갖는 모든 블록 공중합체를 포함하기 위한 것이다.

또한, 탄성 중합체는 에틸렌과 예를 들어 비닐 아세테이트, 불포화 지방족 모노카르복실산 및 이러한 모노카르복실산의 에스테르와 같은 1종 이상의 비닐 단량체를 포함한다. 탄성 공중합체 및 이들 탄성 공중합체로부터 탄성 부직 웹의 제조는 예를 들어 미국 특허 제4,803,117호에 개시되어 있다.

본 발명에 유용한 에틸렌 공중합체는 또한 예를 들어 메탈로센-촉매된 에틸렌 기재의 중합체를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "메탈로센-촉매된 에틸렌 기재의 중합체"는 촉매로서 유기금속 착체 분류인 메탈로센 또는 속박된 기하형태 촉매를 사용하여 적어도 에틸렌을 중합시켜 제조한 중합체 물질을 포함한다. 예를 들어, 일반적인 메탈로센은 2개의 시클로펜타디에닐(Cp) 리간드 사이에 샌드위치된 금속과의 착체인, 페로센이다. 메탈로센 과정 촉매로서는 특히 비스(n-부틸시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드, 비스(n-부틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드, 비스(시클로펜타디에닐)스칸듐 클로라이드, 비스(인데닐)지르코늄 디클로라이드, 비스(메틸시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드, 비스(메틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드, 코발토센, 시클로펜타디에닐티타늄 트리클로라이드, 페로센, 하프노센 디클로라이드, 이소프로필(시클로펜타디에닐,-1-플루오레닐)지르코늄 디클로라이드, 몰리브도센 디클로라이드, 니켈로센, 니오보센 디클로라이드, 루테노센, 티타노센 디클로라이드, 지르코노센 클로라이드 히드리드, 지르코노센 디클로라이드를 들 수 있다. 상기 화합물들의 보다 총망라한 목록은 다우 케미칼 캄파니 (Dow Chemical Company)에 양도된 로센(Rosen) 등의 미국 특허 제5,374,696호에 포함되어 있다. 이러한 화합물들은 또한 역시 다우 케미칼 캄파니에 양도된 스티븐스(Stevens) 등의 미국 특허 제5,064,802호에 논의되어 있다.

메탈로센 과정, 및 구체적으로는 촉매 및 촉매 지지계가 많은 특허의 주제이다. 카민스키(Kaminsky) 등의 미국 특허 제4,542,199호는 MAO를 톨루엔에 첨가하고, 화학식 (시클로펜타디에닐)2MeRHal(여기서, Me는 전이금속이고, Hal은 할로겐이고, R은 시클로펜타디에닐 또는 C1 내지 C6 알킬 라디칼 또는 할로겐임)의 메탈로센 촉매를 첨가하고 이어서 에틸렌을 첨가하여 폴리에틸렌을 제조하는 방법을 설명한다. 다우 케미칼 캄파니에 양도된 라포인테(LaPointe) 등의 미국 특허 제5,189,192호는 금속 중심 산화를 통한 부가 중합 촉매의 제조 방법을 기재하고 있다. 엑손 케미칼 페이턴츠, 인크.(Exxon Chemical Patents, Inc.)의 미국 특허 제5,352,749호는 유동층 중의 단량체의 중합 방법을 기재하고 있다. 미국 특허 제5,349,100호는 키랄 메탈로센 화합물 및 거울상 이성질체 선택적 수소화물 전이에 의한 키랄 중심의 생성에 의한 이들의 제조 방법을 기재하고 있다.

조촉매는 메틸알루미녹산(MAO)과 같은 물질로서, 가장 일반적으로는 트리스(펜타플루오로페닐)붕소, 리튬 테트라키스(펜타플루오로페닐)붕소 및 디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)붕소와 같은 붕소 함유 화합물 및 기타 알킬알루미늄이다. 다른 조촉매계 또는 취급 및 제품 오염 문제로 인한 알킬알루미늄의 최소화 또는 심지어는 제거 가능성에 대한 연구가 계속되고 있다. 중요한 점은 메탈로센 촉매가 중합하고자 하는 단량체(들)과의 반응을 위하여 양이온 형태로 이온화되거나 또는 활성되어야 한다는 것이다.

본 발명에 사용된 메탈로센-촉매된 에틸렌 기재의 중합체는 필름에 연신성 및 회복성을 부여한다. 바람직하게는, 메탈로센 촉매된 에틸렌의 기재 중합체는 에틸렌 및 1-부텐의 공중합체, 에틸렌 및 1-헥센의 공중합체, 에틸렌 및 1-옥텐의 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 구체적으로는, 바람직한 재료로서는 두 물질 모두 미국 텍사스주 프리포트 소재의 다우 플라스틱스(Dow Plastics)로부터 구입할 수 있는 에틸렌 및 1-옥텐의 어피니티(Affinity) 브랜드의 탄성 메탈로센 유도 공중합체를 들 수 있다. 특히 바람직한 재료로서는 또한 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 엑손 케미칼 캄파니(Exxon Chemical Company)로부터 구입할 수 있는 에틸렌 및 1-부텐의 이그잭트(Exact; 등록상표) 브랜드의 엘라스토머 메탈로센 유도 공중합체 및 삼중합체 및 에틸렌 및 1-헥센의 공중합체를 들 수 있다.

열가소성 코폴리에스테르 엘라스토머로서는 하기 화학식을 갖는 코폴리에테르에스테르를 들 수 있다:

식 중, "G"는 폴리(옥시에틸렌)-알파,오메가-디올, 폴리(옥시프로필렌)-알파,오메가-디올, 폴리(옥시테트라메틸렌)-알파,오메가-디올로 이루어진 군으로부터 선택되고, "a" 및 "b"는 2, 4 및 6을 포함하는 양의 정수이고, "m" 및 "n"은 1 내지 20의 양의 정수이다. 상기 재료는 일반적으로 ASTM D-638에 따라 측정하였을 때 약 600 내지 750%의 파단점 신장율 및 ASTM D-2117에 따라 측정하였을 때 약 350 ℉ 내지 약 400 ℉(176 내지 205 ℃)의 융점을 갖는다.

본 발명의 한 실시태양에서, 수지는 폴리스티렌, 에틸렌 공중합체, 에틸렌 및 프로필렌의 삼중합체, 카탈로이(등록상표) 브랜드 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트(바람직하게는 약 18 내지 약 35 중량%의 아세테이트), 에틸렌-노르말 부틸 아크릴레이트(바람직하게는 약 18 내지 약 30 중량%의 아크릴레이트), 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트(바람직하게는 약 20 내지 약 30 중량%의 아크릴레이트)를 포함하는 공중합체로부터 선택된 중합체 재료를 포함한다.

본 발명에 유용한 스티렌을 포함하는 블록 공중합체로서는 또한 예를 들어, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 덱스코 폴리머스(Dexco Polymers)로부터 구입할 수 있는 벡터(Vector; 등록상표) 브랜드와 같은 중합체 사슬 중에 불포화 이소프렌을 갖는 스티렌-이소프렌-스티렌 물질을 들 수 있다.

본 발명에 유용한 삼중합체로서는 예를 들어 에틸렌-프로필렌-디엔 삼중합체를 들 수 있다.

카탈로이(등록상표) 브랜드 수지는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 하이몬트 코포레이션(HIMONT Corporation)으로부터 구입할 수 있는 프로필렌의 중합체 또는 프로필렌과 에틸렌과의 중합체 2종 이상의 분자 블렌드를 포함하는 수지이다. 블렌딩은 중합 반응기 중에서 순차적이고 독립적인 단량체들의 중합(소위 "카탈로이" 방법)에 의해 달성되므로, 혼합은 분자 레벨 상에서 일어나고, 이 결과는 중합체 블렌딩(종래의 예비제조된 수지와의 배합)에 의해서는 일반적으로 달성될 수 없다. 카탈로이(등록상표) 브랜드 수지의 적합한 예로서는 카탈로이(등록상표) KS-057, KS-059, KS-075 및 KS-085를 들 수 있다.

폴리트로프(Polytrope; 등록상표)는 에틸렌 프로필렌-디엔 단량체(EPDM) 삼중합체와 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 블렌드이다.

중합체 재료 외에, 필름층은 또한 필름의 배향 동안에 미세공의 발전을 가능하게 하는 충전제를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "충전제"란 중합체에 첨가될 수 있고, 압출된 필름을 화학적으로 방해하거나 또는 압출된 필름에 역효과를 미치지 않지만 필름 전체에 걸쳐 균일하게 분산될 수 있는 미립자 및 기타 형태의 재료를 포함하는 것을 의미한다. 일반적으로, 충전제는 미립자 형태일 것이고, 보통 약 0.5 내지 약 8 미크론, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5 미크론 범위의 평균 입도를 갖는 어느 정도의 구 형태를 갖게 된다. 본 발명의 필름은 일반적으로 필름층의 총 중량을 기준하여 충전제 30 중량% 이상, 바람직하게는 약 40 내지 약 70 중량%를 함유할 것이다. 보다 바람직하게는, 충전제 약 45 내지 약 60 %가 필름 중에 존재한다. 유기 및 무기 충전제 모두는 이들이 필름 성형 과정, 생성된 필름의 통기성 또는 이들의 다른 층, 예를 들어 섬유 폴리올레핀 부직 웹과 결합할 수 있는 능력을 방해하지 않는 한 본 발명의 영역 내에 속하는 것이다.

충전제의 예로서는 탄산칼슘(CaCO₃), 각종 점토, 실리카(SiO₂), 알루미나, 황산바륨, 탄산나트륨, 활석, 황산마그네슘, 이산화티탄, 제올라이트, 황산알루미늄, 셀룰로스-타입 분말, 규조토, 황산마그네슘, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 카올린, 운모, 탄소, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 펄프 분말, 목재 분말, 셀룰로스 유도체, 중합체 입자, 키틴 및 키틴 유도체를 들 수 있다. 충전제 입자는 임의적으로는 스테아르산과 같은 지방산으로 코팅될 수 있으며, 이것은 입자들(벌크로)의 자유로운 유동을 용이하게 하고 중합체 매트릭스으로의 분산을 용이하게 한다.

대조용으로서 셀가드(Celgard; 등록상표)를 이용한 ASTM 표준 시험 E 96-80에 기준하여 24 시간 당 300 g/평방미터(g/m²-24시간) 이상, 바람직하게는 약 1,000 내지 약 4,500의 수증기 투과도(WVTR)를 갖는 필름을 만드는 것이 가능하였다.

또한, 본 발명의 바람직한 필름은 또한 탄성이다. 용어 "탄성"이란 본 명세서에서 바이어스력을 인가하였을 때 신축성인, 즉 그의 이완되고 바이어스되지 않은 길이의 적어도 약 150%인 신장되고 바이어스된 길이로까지 늘어날 수 있고, 신축, 신장력의 제거시에 그의 신장의 적어도 50%를 회복하게 되는 임의의 재료를 의미하는데 사용된다. 가정적인 예는 1.50 인치 이상으로 늘어날 수 있고 1.50 인치로 신장된 후 이완되었을 때 1.25 인치 이하의 길이로까지 회복하게 되는 재료의 1 인치 크기의 샘플이다. 많은 탄성 재료들은 그들의 이완된 길이의 50% 훨씬 이상, 예를 들어 100% 이상만큼 신장될 수 있고, 이들 중 대다수는 신축력의 제거시에 실질적으로 그들의 원래의 이완된 길이로, 예를 들어 그들의 원래의 이완된 길이의 105% 이내로 회복되게 된다.

이들 특성들은 탄성 수지를 먼저 제조한 다음, 수지를 충전제로 충전시키고, 충전된 수지로부터 필름을 형성한 후, 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 필름을 일반적으로 기계 방향으로 신장시키거나 또는 배향시켜서 생성된 필름이 미공질이고 기계 방향, 즉 필름이 필름 압출 장치로부터 제거될 때 필름의 방향에 평행인 방향으로 증가된 강도 특성을 갖도록 함으로써 얻어질 수 있다.

필름의 형성 방법 및 이들의 배향 방법은 당업계의 통상의 숙련인에게 공지되어 있다. 필름 연신 및 적층 방법의 한 예를 도 1에 나타낸다. 충전된 필름(10)은 로드 아일랜드 프로비던스 소재의 마샬 앤드 윌리엄스 캄파니(Marshall and Williams Company)와 같은 제조업체로부터 시판되는 장치인 기계 방향 배향기와 같은 필름 연신 유닛(44)로 보내진다. 상기 장치(44)는 그 앞에 위치하는 쌍에 비해 점진적으로 더 빠른 속도로 이동하는 다수개의 연신 롤러(46)을 갖는다. 이들 롤러(46)은 일정량의 응력을 인가하여, 도 1에 나타낸 공정 동안에 충전된 필름(10)의 이동 방향인 필름의 기계 방향의 연신 길이로까지 충전된 필름(10)을 점진적으로 신장시킨다. 연신 롤러(46)은 보다 양호한 가공처리를 위하여 가열될 수 있다. 또한, 유닛(44)는 또한 연신 후 필름(10)을 배향시키고(거나) 어닐링(또는 냉각)시키기 전에 필름(10)을 예열시키는데 사용될 수 있는 연신 롤러(46)으로부터 업스트림 및(또는) 다운스트림 롤러(나타나 있지 않음)를 포함할 수 있다.

연신된 길이에서, 다수개의 미세공이 필름(10) 내에 형성된다. 바람직하게는, 연신된 길이는 연신 전의 필름 원래 길이의 약 2 내지 약 6배, 더욱 바람직하게는 약 3 내지 약 4배이다. 이어서 필름(10)은 장치(44)로부터 빠져나가 응력이 제거되어 연신된 필름(10)이 이완된다. 바람직하게는, 연신된 필름(10)이 이완된 후에 원래 길이의 약 1.5 배 이상, 보다 바람직하게는 약 3.0배의 영구 신장 길이가 보유된다. 중합체 재료가 벡터(등록상표) 브랜드 스티렌-이소프렌-스티렌 재료의 경우에서 처럼 고도로 탄성일 때, 보다 바람직한 연신 길이는 원래 길이의 약 5 내지 약 6배이어서 소정의 영구 신장이 보유된다.

종종, 도 2에 나타낸 바와 같이 충전된 필름(10)을 1개 이상의 기판 또는 지지체층(20)에 적층시키는 것이 바람직할 수 있다. 필름의 적층은 필름의 강도, 따라서 내구성을 향상시킬 수 있다. 필요할 경우, 충전된 필름(10)을 1개 이상의 지지체층(30)에 부착시켜 라미네이트(32)를 형성할 수 있다. 다시 도 1을 살펴보면, 종래의 섬유 부직 웹 형성 장치(48), 예를 들어 한 쌍의 스펀본드기를 사용하여 지지체층(30)을 형성한다. 길고, 본질적으로 연속인 섬유(50)을 결합되지 않은 웹(54)로서 성형 와이어(52) 상에 퇴적시키고, 이어서 결합되지 않은 웹(54)를 한 쌍의 결합용 롤(56)에 통과시켜 섬유들을 함께 결합시키고, 생성된 웹 지지체층(30)의 인열 강도를 증가시킨다. 롤들 중의 1개 또는 2개 모두를 종종 가열시켜 결합을 돕는다. 통상적으로는, 롤(56)들 중의 1개를 또한 웹(30)에 소정의 결합 표면적을 갖는 불연속 결합 패턴을 부여하도록 패턴화시킨다. 나머지 1개의 롤은 일반적으로 평활한 앤빌 롤이지만 이 롤도 또한 필요에 따라 패턴화시킬 수 있다. 일단 충전된 필름(10)이 충분히 연신되고 지지체층(30)이 형성되면, 2개의 층들을 함께 하여 한 쌍의 적층용 롤 또는 다른 수단(58)을 사용하여 서로에 대해 적층시킨다. 결합용 롤(56)의 경우에서와 같이, 적층용 롤(58)은 가열될 수 있다. 또한, 롤들 중의 적어도 1개는 생성된 라미네이트(32)에 소정의 결합 표면적을 갖는 불연속 결합 패턴을 생성시키도록 패턴화될 수 있다. 일반적으로, 라미네이트(32)의 한 면 상의 주어진 표면적에 대한 최대의 결합 점 표면적은 전체 표면적의 약 50%를 넘지 않을 것이다. 사용될 수 있는 많은 불연속 결합 패턴이 있다. 예를 들어, 전체 내용이 본 명세서에서 참고로 인용되어 있는 브록(Brock) 등의 미국 특허 제4,041,203호를 참고할 수 있다. 일단 라미네이트(32)가 적층용 롤(58)을 빠져나가면, 후속 공정을 위하여 롤(60)에 권취될 수 있다. 별법으로는, 라미네이트(32)는 추가의 공정 또는 전환을 위하여 계속해서 인-라인(in-line)일 수 있다.

도 1에 나타낸 지지체층(30) 및 필름(10)을 열 점 결합을 통해 함께 결합시켰지만, 다른 결합 수단도 또한 사용될 수 있다. 적합한 대체 방법으로서는, 예를 들어 접착제 결합 및 결합제의 사용을 들 수 있다. 접착제 결합에서는 열용융형 접착제와 같은 접착제를 필름과 섬유 사이에 도포하여 필름 및 섬유를 함께 결합시킨다. 접착제는 예를 들어 용융 스프레잉, 인쇄 또는 멜트블로잉에 의해 도포될 수 있다. 무정형 폴리알파올레핀, 에틸렌 비닐 아세테이트 기재의 열용융액 및 핀들리(Findley) 및 내쇼날 스탠다드(National Standard)로부터 구입할 수 있는 스티렌 블록 제제된 접착제로부터 제조된 것들을 포함하는 각종 타입의 접착제들을 이용할 수 있다. 또한, 필름 상에 인쇄되어 경화된 용매 함유 접착제도 또한 결합에 유용하다.

필름 및 지지체층(들)을 결합제로 결합시켰을 때, 결합제는 필름 그 자체 내로 혼입될 수 있다. 결합제의 적합한 예로서는 점착부여제, 카탈로이(등록상표) 브랜드 중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 APAO를 들 수 있다. 결합제는 본질적으로 필름과 섬유층들 사이의 접착성을 증가시키는데 사용된다. 예를 들어, 결합제를 포함하는 필름은 섬유 지지체층과 동시압출되어 접착제를 사용하지 않고서도 라미네이트 생성물을 형성시킬 수 있다. 별법으로, 필름 및 섬유 라미네이트는, 비록 일반적으로는 점착부여제가 필름의 압력 감응성을 증가시켜 어느 정도의 접착제 결합과 같은 결합을 형성할 수 있기 때문에 거의 열을 필요로 하지 않지만, 열 점 결합될 수도 있다.

도 2에 나타낸 바와 같은 지지체층(30)은 섬유 부직 웹이다. 이러한 섬유 부직 웹의 제법은 공지되어 있다. 이 섬유 부직 웹은 보다 부드럽고 천과 유사한 느낌과 같은 추가의 특성을 충전된 필름(10)에 부가할 수 있다. 이것은 충전된 필름(10)이 신체 보호용 흡수성 제품의 외부 커버와 같은 응용분야에서 액체에 대한 차단층으로서 및 예를 들어 외과 수술용 드레이프, 가운 및 기타 형태의 의복과 같은 병원, 수술실 및 청소실 분야의 경우에서의 차단 재료로서 사용될 때 특히 유리하다. 충전된 필름(10)에 대한 지지체층(30)의 부착은 열용융형 및 용매 기재 접착제와 같은 별도의 접착제의 사용에 의해 또는 가열된 결합용 롤의 경우에서와 같이 압력의 사용을 통해(또한 열 결합으로도 알려져 있음) 일어날 수 있다. 충전된 필름(10)이 메탈로센 촉매된 엘라스토머를 포함할 때, 적층은 바람직하게는 접착제로 달성된다.

본 발명의 필름층을 함유하는 라미네이트에서 지지체층은 탄성 수지로부터 제조된 넥킹된 폴리프로필렌 스펀본드, 크림핑된 폴리프로필렌 스펀본드, 본디드 카디드 웹, 탄성 스펀본드 또는 멜트블로운 직물일 수 있다. 특히 유익한 지지체층은 섬유 부직 웹이다. 이러한 웹은 스펀본딩, 멜트블로잉 및 본디드 카디드 웹 공정을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는 많은 방법으로부터 제조될 수 있다. 멜트블로운 섬유는 용융 열가소성 재료를 다수개의 미세한 일반적으로 원형의 모세관들을 통해 용융사 또는 필라멘트로서 고속의 일반적으로 가열된 가스 스트림, 예를 들어 공기 내로, 용융 열가소성 재료의 필라멘트가의 직경이 감소되도록 가늘게 압출시킴으로써 제조된다. 그 후, 멜트블로운 섬유는 고속의 일반적으로 가열된 가스 스트림에 의해 운반되어 수집 표면 상에 모여 무작위로 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 멜트블로운 방법은 공지되어 있으며, 문헌 [NRL Report 4364, "Manufacture of Super-Fine Organic Fibers" by B.A. Wendt, E.L. Boone and D.D. Fluharty]; [NRL Report 5265, "An Improved Device For The Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers" by K.D. Lawrence, R.T. Lukas, J.A. Young]; 1972년 7월 11일에 특허된 프렌티스(Prentice)의 미국 특허 제3,676,242호; 및 1974년 11월 19일에 특허된 번틴(Buntin) 등의 미국 특허 제3,849,241호를 포함하는 각종 특허 및 출판물에 기재되어 있다. 상기한 참고문헌들은 모두 본 명세서에서 그의 전체 내용이 참고로 인용되어 있다.

스펀본드 섬유는 방사구 중의 다수개의 미세한 일반적으로 원형의 모세관으로부터 용융 열가소성 재료를 필라멘트로서 압출시키고, 이어서 압출된 필라멘트의 직경이 예를 들어 비추출적 또는 추출적 유체 인발 또는 기타 공지된 스펀본딩 메카니즘에 의해 급격하게 감소되도록 하여 제조한다. 스펀본드 부직 웹의 제조는 아펠(Appel) 등의 미국 특허 제4,340,563호; 마쯔끼(Matsuki) 등의 미국 특허 제3,802,817호; 도슈너(Dorschner) 등의 미국 특허 제3,692,618호; 키니(Kinney)의 미국 특허 제3,338,992호 및 동 제3,341,394호; 레비(Levy)의 미국 특허 제3,276,944호; 피터슨(Peterson)의 미국 특허 제3,502,538호; 하트만(Hartman)의 미국 특허 제3,502,763호; 도보(Dobo) 등의 미국 특허 제3,542,615호; 및 하몬(Harmon)의 캐나다 특허 제803,714호와 같은 특허들에 예시되어 있다. 상기한 참고문헌 모두는 본 명세서에서 그의 전체 내용이 참고로 인용되어 있다.

다수개의 지지체층(30)도 또한 사용될 수 있다. 상기 재료의 예로서는 전체 내용이 본 명세서에서 참고로 인용되어 있는 브록 등의 미국 특허 제4,041,203호에 교시되어 있는 바와 같은 스펀본드/멜트블로운 라미네이트 및 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 라미네이트를 들 수 있다.

본디드 카디드 웹은 일반적으로 다발로 구입되는 스테이플 섬유로부터 제조된다. 다발을 섬유들을 분리시키는 픽커 중에 위치시킨다. 이어서, 섬유를 코밍(combing) 또는 카딩 유닛을 통과시켜 스테이플 섬유를 추가로 분리시키고 기계 방향으로 정렬시켜 기계 방향으로 배향된 섬유 부직 웹을 형성시킨다. 일단 웹이 형성되면, 이것을 몇 개의 결합 방법 중의 하나 이상에 의해 결합시킨다. 한가지 결합 방법은 분말 접착제를 웹 전체에 분포시킨 다음, 일반적으로 웹 및 접착제를 고온 공기로 가열시킴으로써 활성화시키는 분말 결합이다. 다른 결합 방법은 가열된 칼렌더 롤 또는 초음파 결합 장치를 사용하여, 비록 웹이 경우에 따라 그의 전 표면에 걸쳐 결합될 수는 있지만 일반적으로는 국소화 결합 패턴으로 섬유들을 함께 결합시키는 패턴 결합이다. 2성분 스테이플 섬유를 사용할 때, 많은 응용분야의 경우 통기 결합 장치가 특히 유리하다.

또한, 도 1에 나타낸 방법을 사용하여 3층 라미네이트를 생성시킬 수 있다. 이전에 설명한 방법에 대한 유일한 변형은 제2의 섬유 부직 웹 지지체층(30a)의 공급물(62)를 다른 섬유 부직 웹 지지체층(30)의 것과 대향하는 충전된 필름(10)의 한 면 상의 적층용 롤(58)에 공급하는 것이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 지지체층들 중의 1개 또는 2개 모두는 지지체층(30)과 마찬가지로 직접적으로 인-라인 상태에서 제조될 수 있다. 별법으로는, 지지체층 중의 1개 또는 2개 모두의 공급물은 지지체층(30a)에서 처럼 예비성형된 롤(62)의 형태일 수 있다. 어떤 경우이든지, 제2 지지체층(30a)는 적층용 롤(58) 내로 공급되어 제1 지지체층(30)과 동일한 방식으로 충전된 필름(10)에 적층된다.

앞에서 언급한 바와 같이, 충전된 필름(10) 및 통기성 라미네이트(32)는 신체 보호용 흡수성 제품, 예를 들어 기저귀, 배변 연습용 속팬츠, 실금용 기구 및 여성 위생 용품, 예를 들어 생리대를 포함하는 광범위의 응용분야에서 사용될 수 있다. 이 경우에는 기저귀인 예시적인 제품(80)을 도면의 제3도에 나타낸다. 도 3을 살펴보면, 대부분의 상기 신체 보호용 흡수성 제품(80)은 액체 투과성 표면 시트 또는 라이너(82), 배면 시트 또는 외부 커버(84) 및 표면 시트(82)와 배면 시트(84) 사이에 위치하고 포함되는 흡수 코어(86)을 포함한다. 기저귀와 같은 제품(80)은 또한 의류를 착용자 상의 제 위치에 유지시키기 위하여 몇가지 타입의 체결 수단(88), 예를 들어 접착제 체결 테이프 또는 기계식 후크 및 루프 타입 패스너를 포함할 수 있다. 체결 시스템은 보다 큰 안락함을 위하여 "신축 이어(ear)"를 형성시키는 신축성 재료를 함유할 수 있다.

충전된 필름(10) 그 자체 또는 필름/지지체층 라미네이트(32)와 같은 기타 형태의 충전된 필름(10)을 사용하여 신축 영역(90), 표면 및 배면 시트(84)를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 제품의 각종 부분을 형성시킬 수 있다. 필름 또는 라미네이트가 라이너(82)로서 사용되는 경우, 이것은 천공되거나 또는 다른 방식으로 액체 투과성이도록 제조되기 쉽다. 필름/부직 라미네이트를 외부 커버(84)로서 사용할 때, 부직포 면을 사용자로부터 멀리 향하도록 위치시키는 것이 일반적으로 유리하다. 또한, 상기 실시태양에서, 라미네이트의 부직포 부분을 후크 및 루프 조합물의 루프 부분으로서 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 충전된 필름 및 통기성 필름/지지체층 라미네이트에 대한 다른 용도로서는 차량을 모래, 손상, 기후적 요소로부터 보호하는 자동차 및 보트 커버, 외과 수술용 드레이프 및 가운, 와이퍼, 차단 재료 및 작업복 및 연구실 코트로서의 상기 품목을 비롯한 의복 제품 또는 이들의 일부분을 들 수 있지만, 이들로 한정되지는 않는다.

본 발명의 이점 및 다른 특징들은 하기하는 실시예에 의해 가장 잘 예시된다.

＜실시예 1＞

아래의 표 I에 열거한 조성을 갖는 2개의 필름 샘플을 압출시켰다. 각 샘플은 약 1.5 ㎜ 두께(약 54 g/평방미터 기초 중량)이었고, 하기 상세하게 설명되는 연신 조건 하에서 연신시켰다.

연신된 필름의 수증기 투과도를 하기 상세하게 설명되는 WVTR 방법에 따라 측정하였다. 각 샘플 필름의 조성 및 이 분석의 결과를 표 I에 열거하였다.

연신 조건

샘플을 기계 방향 배향기(MDO), 예열 롤 140 ℉, 저속 닙롤 60 ℉, 고속 닙롤 57 ℉, 제1 어닐링 롤 55 ℉, 제2 어닐링 롤 107 ℉ 상에서 연신시켰다. MDO 배출 속도는 184 fpm이었고, 권취기(winder) 속도는 157 fpm이었고, 공급 속도를 변화시켜 소정의 연신(롤 속도) 비를 얻었다.

수증기 투과 데이타

샘플 재료에 대한 수증기 투과도(WVTR)를 ASTM 표준 E96-80에 따라 계산하였다. 직경이 3 인치로 측정되는 원형 샘플을 각 시험 재료 및 미국 뉴저지주 섬머빌 소재의 획스트 셀라니즈 코포레이션(Hoechst Celanese Corporation)의 셀가드(CELGARD; 등록상표) 2500 필름의 단편인 대조용으로부터 절단하였다. 셀가드(등록상표) 2500 필름은 미공질 폴리프로필렌 필름이었다. 각 재료에 대하여 3개의 샘플을 제조하였다. 시험 접시는 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 드윙-알버트 인스트루먼트 캄파니(Thwing-Albert Instrument Company)가 배급하는 번호 60-1 증기압계(Vapometer) 팬이었다. 물 100 ㎖를 각 증기압계 팬에 붓고 시험 재료 및 대조용 재료의 개개의 샘플을 각 팬의 개방된 상부 상에 걸치도록 위치시켰다. 나사로 연결된 플랜지를 조여서 팬의 연부를 따라 밀폐시켜 관련 시험 재료 또는 대조용 재료가 대략 33.17 평방 센티미터의 노출 면적을 갖는 6.5 센티미터 직경 원 상에서 주위의 대기에 노출되도록 하였다. 팬을 100 ℉(32 ℃)에서 1시간 동안 강제 대기 오븐 중에 위치시켜 평형을 이루도록 하였다. 오븐은 내부의 수증기 축적을 막기 위하여 오븐을 통해 외부 공기가 순환되는 항온 오븐이었다. 적합한 강제 공기 오븐은 예를 들어 미국 일리노이주 블루 아일랜드 소재의 블루 엠 일렉트릭 캄파니(Blue M Electric Company)가 배급하는 블루 M 파워-오-마틱(Power-O-Matic) 60 오븐이다. 평형 완료시에, 팬을 오븐으로부터 꺼내어, 칭량한 즉시 다시 오븐에 넣었다. 24시간 후에 팬을 오븐에서 꺼내어 다시 칭량하였다. 예비 시험 수증기 투과도값을 하기 방정식(I)을 사용하여 계산하였다:

(I) 시험 WVTR = (24시간에 걸쳐 손실된 g 중량) x 315.5 g/m²/24시간

오븐 내의 상대 습도는 구체적으로 조절하지 않았다.

100 ℉(32 ℃) 및 주위의 상대 습도의 미리 결정된 잔류변형 조건 하에서, 셀가드(등록상표) 2500 대조물에 대한 WVTR을 24 시간 동안 5000 g/평방미터인 것으로 정하였다. 따라서, 대조용 샘플을 각 시험과 함께 실험하고, 예비 시험값을 하기 방정식 II를 사용하여 잔류변형 조건에 대해 보정하였다:

(II) WVTR = (시험 WVTR/대조용 WVTR) x (5000 g/m²/24시간)

필름 샘플	샘플의 조성	연신비1	WVTR g/m2- 24 시간	연신된 기초 중량 (g/m2)	잔류변형 %
	충전제(충전된 필름 중의 양)					중합체 수지
1	CaCO3(55 중량%)	카탈로이(등록상표) KS-057P	3.5	1,844	21	39%
2	CaCO3(55 중량%)	카탈로이(등록상표) KS-057P	3.75	2,069	17	39%
3	CaCO3(60 중량%)	벡터(등록상표) 4411	5	2,000	84	60%
1저속 및 고속 닙롤 사이의 속도비

상기에서 나타낸 바와 같이, 벡터 4411로부터 제조된 샘플은 높은 기초 중량을 가졌음에도 불구하고 바람직한 WVTR을 나타냈다. 필름 압출 온도를 증가시키거나 또는 충전된 중합체에 점도 감소제를 첨가함으로써 기초 중량을 추가로 저하시킬 수 있다. 카탈로이로부터 제조된 2개의 필름 샘플은 보다 낮은 기초 중량에서 바람직한 WVTR를 나타냈다.

＜실시예 2＞

실시예 2 및 비교예 1 및 2의 경우, 하기 설명하는 시험 방법을 사용하여 필름 및 라미네이트를 평가하였다.

사이클 시험

샘플 재료의 3 인치 폭 x 6 인치 길이의 스트립을 3 인치의 원 그립 거리의 160% 및 200%의 신장 길이로 끌어당겼다. 샘플을 2회의 사이클 동안 20 인치/분의 속도로 신장시켰다. 제2 사이클 후 복원시에, 하중이 최초로 검출되지 않는 신장율을 기록하였다. 이 값을 아래의 직후 회복율 계산에서 최종 길이로서 사용하였다.

(I) 직후 회복율 = (최대 길이-최종 길이)/(최대 길이-초기 길이) x 100%

샘플을 이어서 0의 신장율에서 1분 동안 유지시켰다. 이 때, 샘플을 하중이 검출될 때까지 신장시켰다. 이 값을 최종 길이로 사용하여 지연 회복율을 계산하였다.

(II) 지연 회복율 = (최대 길이-최종 길이)/(최대 길이-초기 길이) x 100%

히스테리시스 (Hysteresis) 손실

각 샘플의 3 인치 폭 x 6 인치 길이 스트립을 그의 바이어스되지 않은 길이의 160%로까지 연신시켰다. 연신 장치는 미국 노쓰 캐롤라이나주 27709-4226 리써치 트라이앵글 파크 소재의 엠티에스 시스템스 코포레이션(MTS Systems Corp.)의 신테크 디비젼(Syntech Division) 제품인 신테크(SINTECH) 모델 1/5 또는 모델 2/5이었다. 이 60% 신장율 사이클을 2회 반복하였다. 히스테리시스 손실율%를 하기 방정식 III에 따라 계산하였다.

(III) 히스테리시스 = 100%[(하중 응력/변형 곡선 하의 면적 - 무하중 응력/변형 곡선 하의 면적)/하중 곡선 하의 면적]

인장 시험

각 샘플의 3 인치 폭 x 6 인치 길이 스트립을 파단될 때까지 20 인치/분의 속도로 신장시켰다. 피크 하중 및 피크 하중에서의 신장율을 얻었다. 결과를 아래의 표 II에 나타낸다.

영구 신장율

필름 및 비교용 재료의 영구 신장율의 양을 알아보기 위하여 평가를 수행하였다.

각 샘플의 3 인치 폭 x 6 인치 길이 스트립을 상기한 신테크 장치로 연신시켰다. 각 스트립을 바이어스되지 않은 길이의 160%로 연신시켜 연신된 길이에서 1분 동안 유지시켰다. 장치에 의해 하중이 등록되기 전 제2 사이클의 시작시에 인장 시험 장치의 조(jaw)가 이동하는 거리인 0의 하중 신장 값을 인장 시험 장치로부터 얻었다. 이어서 0의 하중 신장 값을 사용하여 하기 방정식 IV로 잔류변형%를 계산하였다.

(IV) 잔류변형% = (제1 사이클 후의 0의 하중 신장/초기 샘플 게이지 길이) x 100%

제2 사이클 후, 샘플을 60% 신장율에서 1분 동안 유지시켰다. 이어서 샘플을 0의 신장율로 회복시켰다. 이 회복시에, 하중이 최초로 검출되지 않은 길이를 아래의 직후 잔류변형 계산에서 최종 길이로 사용하였다:

(V) 직후 잔류변형 = (최종 길이 - 초기 길이) / 최종 길이

이어서 샘플을 0의 신장율에서 1분 동안 유지시켰다. 이 때 샘플을 하중이 검출될 때까지 신장시켰다. 이러한 하중이 검출될 때의 길이를 사용하여 지연 잔류변형을 계산하였다:

(VI) 지연 잔류변형 = (최종 길이 - 초기 길이) / 최종 길이

회복율을 직후 잔류변형과 지연 잔류변형 사이의 차이로 정의한다. 회복율이 없음은 2개의 값이 동일하였음을 나타낸다.

하기 표 1에 열거한 조성(중량%)의 블로운 필름 (blown film)을 압출시켰다:

55% 수퍼코트(Supercoat; 등록상표) 탄산칼슘,평균 입자 크기 1 미크론, 미국 알라바마주 실라코가 소재의 잉글리쉬 차이나 클레이 캄파니(English China Clay Company)로부터 구입,

45% 어피니티(등록상표) 8200 수지(0.870 g/cc, 5 MI),단일 부위 촉매로 제조된 (에틸렌 1-옥텐) 공중합체, 미국 미시건주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니로부터 구입, 및

항산화제 팩키지 600 ±ppm

이어서 20 인치 폭 1.5 밀 두께 필름을 5.4X의 연신비(고속 닙롤 속도 나누기 저속 닙롤 속도)로 기계 방향(MD)으로 연신시켰는데, 이 때 모든 롤은 실온(65 - 70 ℉)에 있었다. 필름 유입 속도는 30 fpm이었고, 필름 유출 속도는 MDO 상에서 162 fpm이었고, 연신된 필름을 약 98 fpm으로 권취시켜 필름이 가장 낮은 인장 하에서 권취될 수 있도록 하였다. 이것은 권취기에 필름 유입구로부터 MDO까지의 3.25X의 효과적인 연신비를 제공한다. 필름은 다공성을 의미하는, 완전 백화되었고, 1618 g/m²/일의 측정된 WVTR 값을 가졌다. 필름은 CD 및 MD 방향에서 모두 매우 양호한 탄성 거동을 나타냈다.

이렇게 제조된 필름을 상기한 시험을 사용하여 그의 탄성 거동에 대하여 시험하였다. 횡방향(CD), 즉 연신 방향에 대하여 수직으로 샘플을 시험하고, 평균 4개의 시험편에 대하여 시험하여 얻은 값을 하기 표 II에 열거한다:

신장 특성	60% 신장시	100% 신장시
직후 회복율	71.31%	63.92%
직후 잔류변형	17.22%	36.08%
지연 회복율	85.27%	80.59%
지연 잔류변형	08.84%	19.41%
제1 사이클 히스테리시스 손실	59.70%	67.90%
제2 사이클 히스테리시스 손실	39.00%	44.60%
피크(파단) 인장 하중	334.0 g
피크(파단) 신장율	660.4%

＜비교예 1＞

미국 텍사스주 휴스톤 소재의 엑손 케미칼 캄파니로부터 구입한, 시판되는 통기성 필름인 엑사이어(EXXAIRE; 등록상표) XBF-511W를 또한 동일한 시험 방법을 사용하여 시험하였다. 본질적으로 비탄성인 이 필름은 명시되지 않은 양의 충전제를 가졌고, 이것은 상기한 시험 방법으로 측정하였을 때 3840 g/m²/일의 WVTR을 갖는 일축으로 배향된 미공질 LLDPE 필름이었다. 사이클 시험을 배향 방향에 대하여 수직으로 행하였다. 얻은 값을 하기 표 III에 열거한다.

특성	60% 신장시
직후 회복율	39.9%
지연 회복율	73.5%
제1 사이클 히스테리시스 손실	86.7%
제2 사이클 히스테리시스 손실	67.9%
피크(파단) 인장 하중: 975 g
피크(파단) 신장율: 245%

＜비교예 2＞

하기의 조성(중량%)을 갖는 캐스트 필름을 압출하였다:

실시예 1에서와 같은, 60% 수퍼코트(등록상표) 탄산칼슘

40% 엑시드(Exceed; 등록상표) 357C80, 메탈로센 촉매된 (에틸렌 1-부텐) 공중합체 (0.917 g/cc, 3.4 MI), 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 엑손 케미칼 캄파니로부터 구입, 및

항산화제 팩키지 1000 ±ppm.

이어서 압출된 1.5 밀 두께 필름을 4X의 연신비로 기계 방향으로 연신 배향시켰다. 예열 롤 및 저속 및 고속 닙롤을 170 ℉로 설정하고, 어닐링 롤을 200 ℉로 하였다. 필름 유입 속도는 100 fpm이었고, 연신된 필름을 약 400 fpm으로 권취시켰다. 필름은 완전히 백화되었고, 측정된 WVTR은 4590 g/m²/일이었다. 이 필름을 또한 배향 방향에 대하여 수직으로 시험하여, 하기하는 값을 얻었다. 얻은 값을 하기 표 IV에 열거하였다.

특성	60% 신장시
직후 회복율	51.6%
지연 회복율	70.4%
제1 사이클 히스테리시스 손실	79.25%
제2 사이클 히스테리시스 손실	57.4%
피크(파단) 인장 하중: 394 g
피크(파단) 신장율: 269%

비록 이 필름을 메탈로센 타입 공중합체로 제조하였지만, 이것은 공중합체의 보다 높은 밀도 때문에 본질적으로 비탄성이었다.

＜실시예 3＞

하기 표 V에 열거한 조성(중량%)의 블로운 필름을 압출시켰다:

55% 수퍼코트(등록상표) 탄산칼슘,평균 입자 크기 1 미크론, 미국 알라바마주 실라코가 소재의 잉글리쉬 차이나 클레이 캄파니로부터 구입,45% 어피니티(등록상표) 8200 수지(0.870 g/cc, 5 MI),단일 부위 촉매로 제조된 (에틸렌 1-옥텐) 공중합체, 미국 미시건주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니로부터 구입, 및항산화제 팩키지 600 ±ppm

이어서 20 인치 폭 1.5 밀 두께 필름을 5.4X의 연신비(고속 닙롤 속도 나누기 저속 닙롤 속도)로 기계 방향(MD)으로 연신 배향시켰는데, 이 때 모든 롤은 실온(65 - 70 ℉)에 있었다. 필름 유입 속도는 30 fpm이었고, 필름 유출 속도는 MDO 상에서 162 fpm이었고, 연신된 필름을 약 98 fpm으로 권취시켜 필름이 가장 낮은 인장 하에서 권취될 수 있도록 하였다. 이것은 권취기에 필름 유입구로부터 MDO까지의 3.25X의 효과적인 연신비를 제공한다. 필름은 다공성을 의미하는, 완전 백화되었고, 1618 g/m²/일의 측정된 WVTR 값을 가졌다. 필름은 CD 및 MD 방향에서 모두 매우 양호한 탄성 거동을 나타냈다.

이렇게 제조된 필름을 상기한 시험을 사용하여 그의 탄성 거동에 대하여 시험하였다. 횡방향(CD), 즉 배향 방향에 대하여 수직으로 샘플을 시험하고, 평균 4개의 시험편에 대하여 시험하여 하기 표 VI에 열거한 값을 얻었다:

특성	60% 신장시	100% 신장시
직후 회복율	71.31%	63.92%
직후 잔류변형	17.22%	36.08%
지연 회복율	85.27%	80.59%
지연 잔류변형	8.84%	19.41%
제1 사이클 히스테리시스 손실	59.7%	67.9%
제2 사이클 히스테리시스 손실	39.0%	44.6%
피크(파단) 인장 하중	334.0 g
피크(파단) 신장율	660.4%G26GG

＜비교예 3＞

미국 텍사스주 휴스톤 소재의 엑손 케미칼 캄파니로부터 구입한, 시판되는 통기성 필름인 엑사이어(등록상표) XBF-511W를 또한 상기한 시험 방법들 중 몇몇을 사용하여 시험하였다. 본질적으로 비탄성인 이 필름은 명시되지 않은 양의 충전제를 가졌고, 이것은 상기한 시험 방법으로 측정하였을 때 3840 g/m²/일의 WVTR을 갖는 일축으로 배향된 미공질 LLDPE 필름이다. 사이클 시험을 배향 방향에 대하여 수직으로 행하였다. 얻은 값을 하기 표 VII에 열거하였다.

특성	60% 신장시
직후 회복율	39.9%
지연 회복율	73.5%
제1 사이클 히스테리시스 손실	86.7%
제2 사이클 히스테리시스 손실	67.9%
피크(파단) 인장 하중: 975 g
피크(파단) 신장율: 245%

＜비교예 4＞

하기하는 조성(중량%)의 캐스트 필름을 압출하였다:

실시예 3에서와 같은, 60% 수퍼코트(등록상표) 탄산칼슘

40% 엑시드(등록상표) 357C80, 메탈로센 촉매된 (에틸렌 1-부텐) 공중합체 (0.917 g/cc, 3.4 MI), 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 엑손 케미칼 캄파니로부터 구입 및

항산화제 팩키지 1000 ±ppm.

이어서 압출된 1.5 밀 두께 필름을 4X의 연신비로 기계 방향으로 연신 배향시켰고, 예열 롤 및 저속 및 고속 닙롤을 170 ℉로 설정하고, 어닐링 롤을 200 ℉로 하였다. 필름 유입 속도는 100 fpm이었고, 연신된 필름을 약 400 fpm으로 권취시켰다. 필름은 완전히 백화되었고, 측정된 WVTR은 4590 g/m²/일이었다. 이 필름을 또한 배향 방향에 대하여 수직으로 시험하였다. 얻은 값을 하기 표 VIII에 열거하였다.

특성	60% 신장시
직후 회복율	51.6%
지연 회복율	70.4%
제1 사이클 히스테리시스 손실	79.25%
제2 사이클 히스테리시스 손실	57.4%
피크(파단) 인장 하중: 394.0 g
피크(파단) 신장율: 269%

비록 이 필름을 메탈로센 타입 공중합체로 제조하였지만, 이것은 공중합체의 보다 높은 밀도 때문에 본질적으로 비탄성이었다.

＜실시예 4＞

하기 조성(중량%)의 블로운 필름을 압출시켰다:

55% 수퍼코트(등록상표) 탄산칼슘, 평균 입자 크기 1 미크론, 미국 알라바마주 실라코가 소재의 잉글리쉬 차이나 클레이 캄파니로부터 구입,

45% 어피니티(등록상표) 8200 수지(0.870 g/cc, 5 MI), 단일 부위 촉매로 제조된 (에틸렌 1-옥텐) 공중합체, 미국 미시건주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니로부터 구입 및

항산화제 팩키지 600 ±ppm.

이어서 20 인치 폭 1.5 밀 두께 필름을 5.0X의 연신비(고속 닙롤 속도 나누기 저속 닙롤 속도)로 당업계에서 MDO로 흔히 알려져 있는 장치 상에서 기계 방향(MD)으로 연신 배향시켰는데, 이 때 필름을 어닐링시키기 위하여 120 ℉로 설정한 마지막 롤을 제외하고는 모든 롤은 실온(약 70 ℉)에 있었다. 필름 유입 속도는 60 fpm이었고, MDO로부터 유출 속도는 300 fpm이었고, 이어서 필름을 권취기로 보내어, 그의 속도를 필름이 권취기 전에 임의의 늘어짐 또는 처짐없이 이완될 수 있도록 조절하였다. 이어서 넥킹된 스펀본드의 시트(이전에 연신시켜 그의 원 폭의 40%로 넥킹시켜, 0.9 온스/평방 야드의 기초 중량으로 끝남)를 풀어서, MDO와 권취기 사이에 위치하는 스프레이-헤드 아래로 보내고, 여기서 스펀본드를 3 g/m²의 접착제 첨가량으로 용융된 열용융액(미국 텍사스주 오데싸 소재의 렉센 코포레이션(Rexene Corp.)으로부터 구입한 렉스택(Rextac; 등록상표) RT-2330)으로 스프레잉시키고, 이렇게 스프레잉된 스펀본드를 이어서 권취기 직전의 닙롤로 보내어 여기서 필름 및 스펀본드를 접촉시켜 적층을 완성시키고, 라미네이트를 155 fpm의 속도로 권취시켰다. 이렇게 제조된 라미네이트는 한 면 상에서 부드러운 천과 유사한 외관을 가졌고, CD 방향으로 연질이고 탄성(스냅백(snap-back)으로 연장가능함)이어서 층분리없이 반복되는 연신을 견뎌냈다. 라미네이트는 1374 g/m²/일로 측정된 WVTR을 갖는 통기성이었다.

이렇게 제조된 라미네이트를 상기한 시험을 사용하여 그의 탄성 거동에 대하여 시험하였다. 횡방향(CD), 즉 필름 배향 방향에 대하여 수직이고 그의 연장가능한 방향으로 샘플을 시험하고, 평균 4개의 시험편에 대하여 시험하여 얻은 값을 하기 표 IX에 열거한다:

특성	60% 신장시	100% 신장시
직후 회복율	70.73%	66.50%
직후 잔류변형	17.56%	33.50%
지연 회복율	85.64%	82.87%
지연 잔류변형	68.2%	76.6%
제1 사이클 히스테리시스 손실	42.0%	48.2%
제2 사이클 히스테리시스 손실
피크(파단) 인장 하중	2,326.4 g
피크(파단) 신장율	221.7%

그러므로, 본 발명의 필름은 증기 투과성, 액체 불투과성 및 편안한 착용감과 신축성을 포함하는 다양한 기능성을 부여하는 높은 수증기 투과도 및 탄성을 갖는다. 또한 상기 필름은 지지체층에 부착되어 라미네이트를 형성할 수 있다.

물론, 상기한 실시태양에 대한 폭넓은 범위의 변화 및 변형이 행해질 수 있음을 이해해야 한다. 그러므로, 상기한 설명은 본 발명을 제한하기보다는 예시하기 위한 것으로서, 본 발명을 정의하는 것은 모든 등가물들을 포함하는 하기하는 특허청구의 범위이다.

Claims (50)

1. 탄성 중합체 수지 및 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제 30 중량% 이상을 포함하고,

   원래 길이를 갖고 원래 길이의 적어도 약 2배인 실온 신장 길이 및 상기 원래 길이와 본질적으로 동일한 제거 직후 길이를 가질 수 있고,

   약 300 g/m²-24시간 이상의 수증기 투과도를 갖는 배향된 미공질 필름층을 포함하는 통기성 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 필름층이 약 1,000 내지 약 4,500 g/m²-24시간의 수증기 투과도를 갖는 필름.
3. 제1항에 있어서, 상기 탄성 중합체가 에틸렌 공중합체, 스티렌을 포함하는 블록 공중합체, 에틸렌 및 프로필렌의 삼중합체, 프로필렌의 중합체 또는 프로필렌과 에틸렌의 중합체 2종 이상의 분자 블렌드, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌-노르말 부틸 아크릴레이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트 중 1종 이상을 포함하는 필름.
4. 제1항에 있어서, 상기 중합체 수지가 스티렌 및 1종 이상의 에틸렌, 부틸렌 및 이소프렌을 포함하는 블록 공중합체를 포함하는 필름.
5. 제3항에 있어서, 상기 중합체가 아세테이트 약 26%를 포함하는 에틸렌-비닐 아세테이트를 포함하는 필름.
6. 제3항에 있어서, 상기 중합체가 아크릴레이트 약 20%를 포함하는 에틸렌-노르말 부틸 아크릴레이트를 포함하는 필름.
7. 제3항에 있어서, 상기 중합체가 아크릴레이트 약 20%를 포함하는 에틸렌 메틸 아크릴레이트를 포함하는 필름.
8. 제1항에 있어서, 상기 탄성 중합체 수지가 메탈로센 촉매된 엘라스토머를 포함하는 필름.
9. 제1항에 있어서, 상기 충전제가 약 0.5 내지 약 8 미크론의 입도를 갖는 필름.
10. 액체 투과성 표면 시트 및 배면 시트와 이들 사이에 위치하는 흡수 코어를 포함하고, 상기 배면 시트 및 표면 시트 중 적어도 하나가 제1항의 필름을 포함하는 것인 신체 보호용 흡수성 제품.
11. 제10항에 있어서, 상기 표면 시트 및 상기 배면 시트의 주변에 위치한 신축 영역을 추가로 포함하고, 상기 신축 영역, 상기 배면 시트 및 상기 표면 시트 중 적어도 하나가 제1항의 필름을 포함하는 것인 제품.
12. 제10항에 있어서, 상기 제품이 기저귀인 제품.
13. 제10항에 있어서, 상기 제품이 배변 연습용 속팬츠인 제품.
14. 제10항에 있어서, 상기 제품이 생리대인 제품.
15. 제10항에 있어서, 상기 제품이 실금용 기구인 제품.
16. 제10항에 있어서, 상기 제품이 붕대인 제품.
17. 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제 30 중량% 이상 및 원래 길이를 갖고 원래 길이의 적어도 약 2배인 실온 신장 길이 및 상기 원래 길이와 본질적으로 동일한 제거 직후 길이를 가질 수 있는 중합체 재료를 포함하고, 제1 길이를 갖는 충전된 필름층을 제공하는 단계, 및

    상기 충전된 필름을 연신시켜 제2 길이를 갖는 미공질 필름을 제조하는 단계

    를 포함하는 통기성 필름의 제조 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 제2 길이가 상기 제1 길이의 약 2배 내지 약 6배인 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 제2 길이가 상기 제1 길이의 약 3배 내지 약 4배인 방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 제2 길이가 상기 제1 길이의 약 5배 내지 약 6배인 방법.
21. 제17항에 있어서, 상기 필름층이 약 300 g/m²-24시간 이상의 수증기 투과도를 갖는 방법.
22. 제17항에 있어서, 상기 필름층이 약 1,000 g/m²/24시간 이상의 수증기 투과도를 갖는 방법.
23. 탄성 수지 및 상기 수지의 30 중량% 이상의 양으로 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제를 포함하는 배향된 미공질 필름을 포함하는 의료용 의류.
24. 탄성 중합체 수지 및 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제 30 중량% 이상을 포함하고, 원래 길이를 갖고 원래 길이의 적어도 약 2배인 실온 신장 길이 및 상기 원래 길이와 본질적으로 동일한 제거 직후 길이를 가질 수 있고, 약 300 g/m²-24시간 이상의 수증기 투과도를 갖는 배향된 미공질 필름층, 및

    상기 필름층에 결합된 1개 이상의 지지체층

    을 포함하는 통기성 라미네이트.
25. 제24항에 있어서, 상기 수증기 투과도가 약 1,000 내지 약 4,500 g/m²-24시간인 라미네이트.
26. 제24항에 있어서, 상기 탄성 중합체가 에틸렌 공중합체, 스티렌을 포함하는 블록 공중합체, 에틸렌 및 프로필렌의 삼중합체, 프로필렌의 중합체 또는 프로필렌과 에틸렌의 중합체 2종 이상의 분자 블렌드, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌-노르말 부틸 아크릴레이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트 중 1종 이상을 포함하는 라미네이트.
27. 제24항에 있어서, 상기 탄성 중합체가 스티렌 및 1종 이상의 에틸렌, 부틸렌 및 이소프렌을 포함하는 블록 공중합체를 포함하는 라미네이트.
28. 제26항에 있어서, 상기 중합체가 아세테이트 약 26%를 포함하는 에틸렌-비닐 아세테이트를 포함하는 라미네이트.
29. 제26항에 있어서, 상기 중합체가 아크릴레이트 약 20%를 포함하는 에틸렌-노르말 부틸 아크릴레이트를 포함하는 라미네이트.
30. 제26항에 있어서, 상기 중합체가 아크릴레이트 약 20%를 포함하는 에틸렌 메틸 아크릴레이트를 포함하는 라미네이트.
31. 제24항에 있어서, 상기 탄성 중합체가 메탈로센 촉매된 엘라스토머를 포함하는 라미네이트.
32. 제24항에 있어서, 상기 충전제가 약 0.5 내지 약 8 미크론의 입도를 갖는 것인 라미네이트.
33. 제24항에 있어서, 상기 지지체층이 섬유 부직 웹인 라미네이트.
34. 액체 투과성 표면 시트 및 배면 시트와 이들 사이에 위치하는 흡수 코어를 포함하고, 상기 배면 시트 및 표면 시트 중 적어도 하나가 제24항의 라미네이트를 포함하는 것인 신체 보호용 흡수성 제품.
35. 제34항에 있어서, 상기 표면 시트 및 상기 배면 시트의 주변에 위치한 신축 영역을 추가로 포함하고, 상기 신축 영역, 상기 배면 시트 및 상기 표면 시트 중 적어도 하나가 제24항의 라미네이트를 포함하는 제품.
36. 제34항에 있어서, 상기 제품이 기저귀인 제품.
37. 제34항에 있어서, 상기 제품이 배변 연습용 속팬츠인 제품.
38. 제34항에 있어서, 상기 제품이 생리대인 제품.
39. 제34항에 있어서, 상기 제품이 실금용 기구인 제품.
40. 제34항에 있어서, 상기 제품이 붕대인 제품.
41. 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제 30 중량% 이상 및 원래 길이를 갖고 원래 길이의 적어도 약 2배인 실온 신장 길이 및 상기 원래 길이와 본질적으로 동일한 제거 직후 길이를 가질 수 있는 중합체 재료를 포함하고, 제1 길이를 갖는 충전된 필름층을 제공하는 단계,

    상기 충전된 필름을 연신시켜 제2 길이를 갖는 미공질 필름을 제조하는 단계, 및

    상기 미공질 필름에 1개 이상의 지지체층을 결합시켜 라미네이트를 제조하는 단계

    를 포함하는 통기성 라미네이트의 제조 방법.
42. 제41항에 있어서, 상기 제2 길이가 상기 제1 길이의 약 2배 내지 약 6배인 방법.
43. 제41항에 있어서, 상기 제2 길이가 상기 제1 길이의 약 3배 내지 약 4배인 방법.
44. 제41항에 있어서, 상기 제2 길이가 상기 제1 길이의 약 5배 내지 약 6배인 방법.
45. 제41항에 있어서, 상기 지지체가 접착제로 상기 필름에 결합된 방법.
46. 제41항에 있어서, 상기 지지체가 상기 필름에 열 결합된 방법.
47. 제41항에 있어서, 상기 지지체가 섬유 부직 웹인 방법.
48. 제41항에 있어서, 상기 필름층이 약 300 g/m²-24시간 이상의 수증기 투과도를 갖는 방법.
49. 제41항에 있어서, 상기 필름층이 약 1,000 내지 약 4,500 g/m²/24시간의 수증기 투과도를 갖는 방법.
50. 탄성 수지 및 상기 수지의 30 중량% 이상 양으로 기공 형성에 기여하는 입도를 갖는 충전제를 포함하는 배향된 미공질 필름, 및

    1개 이상의 지지체층

    을 포함하는 의료용 의류.