KR20000071181A - 통기성 다층 박막 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 층 이상으로 이루어지고 방향 의존적 수증기 투과성을 가진 열가소성 폴리우레탄으로 만들어진 박막에 관한 것이다. DIN 53122에 따라 측정된 수증기 투과성이 박막의 총 밀도를 통하여 측정될 때, 각각의 상기 박막의 수증기 투과율은 습기 원천과 접하는 박막의 양쪽 외층에 따라 달라진다. 박막에 사용되는 열가소성 폴리우레탄은 가능하게는 디이소시아네이트와 쇄 연장제로 저분자량 디올로 이루어진 친수화된 경성 세그먼트, 및 고분자량 폴리에테르 및(또는) 폴리에스테르인 이관능성 폴리올로 이루어진 연성 세그먼트로 제조된다.
Description
내수성 필름 또는 코팅에 의한 다공성 시트형 제품을 물의 침입 또는 침투로부터 지키는 가능성은 일반적으로 공지되어 있고 종래 기술의 일부를 형성한다.
예를 들어, 활성적 통기성 물질은 종종 의류 제품에 높은 정도의 착용 안락감을 제공하기 위하여 사용된다. 필름의 활성적 통기성은 일반적으로는 그의 수증기 투과율에 의하여 확인된다. 이런 식으로 완성되는 의류 제품의 착용자 근처에 습기의 축적을 방지하기 위하여, 수증기 투과율이 가능한 한 높아야 한다.
예들 들어, 미국 특허 제4,194,041호에 개시된 바와 같은 2축 신장의 결과로 미공성을 부여함으로써 특정 형태의 필름에 있어서 높은 수증기 투과율을 얻을 수 있다. 이러한 형태의 미공성 필름은 현저히 신장되는 경우가 흔한 곳에 사용되는 경우 문제가 된다. 겉옷의 팔꿈치 부분이 이의 예로 인용될 수 있다. 공극의 확대는 여기에서 용이하게 일어날 수 있고, 이는 인열의 형성과 이에 따른 내수성의 손실을 초래한다.
예를 들어, 유럽 특허 제0 591 782호 등에 개시된 바와 같은, 수증기 투과율이 높은 공극이 없는 필름의 사용으로 이러한 문제점을 피할 수 있다. 유럽 특허 제0 658 581호는 활성적 통기성 시트형 직물 제품의 분야에서 친수성 열가소성 폴리우레탄의 사용을 개시하였다.
열가소적으로 가공 가능한 폴리우레탄은 문헌 [Rubber Chemistry and Technology 62 (1989), 529-54쪽]에 개시된 것과 같은 열가소성 엘라스토머이다. 상업적으로 입수 가능한 열가소성 폴리우레탄은 일반적으로는 넓은 온도 범위에 걸친 고신장성과 함께 양호한 인장 강도 및 내인열전파성의 조합으로 특징지워진다. 열가소성 폴리우레탄에 대한 조사는 문헌 [헵번 (Hepburn, 편집자): Polyurethane elastomers, Applied Science Publishers, Barking (1982) 49-80쪽]에 나타나 있다. 특별하게 압출된 제품을 가공하여 시트 압출 다이 또는 블로운 필름 압출에 의하여 필름을 형성한다. 압출 기술에 관한 추가의 정보는 문헌 [Kirk-Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, Volume 9 (1966) 232-241쪽]에 주어진다. 단층 필름 외에도 유럽 특허 제0 603 680호에 개시된 바와 같이 압출 기술을 사용하여 열가소성 폴리우레탄으로부터 다층 필름을 제조하는 것이 가능하다.
상기에 이미 언급된 바와 같이, 활성적 통기성이 주어지는 의류 제품의 착용 안락감은 그의 수증기 투과율에 의하여 상당한 정도로 좌우된다. 그러나, 목적하는 높은 수증기 투과성은 외부로부터 내부로 습기를 운반해서는 안된다. 그러므로 본 발명의 목적은 내수성이지만 수증기에 대해서는 투과성이며, 필름의 수증기 투과성이 방향 의존적인 고탄성 필름을 제공하는 것이다.
동시압출에 의하여 제조된 열가소성 폴리우레탄 (TPU)을 기재로 하는 필름의 생성에 의하여 본 발명의 목적이 놀랍게도 달성되었다.
따라서, 본 발명은 수증기 투과율이 통상의 표준적인 측정 방법 중 하나에 따라 결정될 경우, 본 발명에 따른 필름의 양쪽 외층의 각각의 층이 습기원에 접할 때 필름이 서로 다른 수증기 투과율을 나타내는 것을 특징으로 하는, 두 층 이상으로 이루어진 TPU 필름 및 수증기에 대하여 방향 의존적 투과성을 나타내는, 활성적 통기성이고, 내수성인 시트형 제품의 제조를 위한 그의 용도에 관한 것이다. 수증기 투과율을 측정하는 통상적인 방법은 DIN53122 또는 ASTM E96 등에 개시되었다. 이러한 측정 방법들은 습기원으로부터 싱크까지 수증기의 침투를 기준으로 한다. 수증기원은 인공기후실, 인공기후액 또는 특정된 증기상 등에 의하여 형성된다. 싱크는 일반적으로는 건조제로 형성된다. 본 발명에 따른 필름은 바람직하게는 다른 층들에서 서로 다른 TPU 수지 배합물로 이루어진다. 본 발명의 본질적인 개념은 수증기에 대하여 고투과율을 나타내는 층으로부터 수증기에 대하여 저투과율이 제공된 층으로 습기를 선택적으로 운반하는 것이다.
본 발명은 필름이 수증기에 대해 방향 의존적 투과성을 나타내는 것을 특징으로 하는, 열가소성 폴리우레탄으로 만들어지고 동시압출로 제조되는 다층의, 내수성인, 활성적 통기성 필름에 관한 것이다.
본 발명은 또한 직물 및 부직 섬유질 웹 등의 시트형 제품의 내수성인, 활성적 통기성 밀봉을 이루기 위한 본 발명에 따른 필름의 용도에 관한 것이고, 구체적으로는 주로 작업복 또는 우천용 의류와 관련된 의류 분야에서, 그로부터 제조된 제품의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 개별적 층들이 선형의, 열가소성으로 가공 가능한 분절된 폴리우레탄 분자로부터 만들어지는 것을 특징으로 하는 다층 필름에 의하여 달성된다. 비교적 친수성인 이 폴리우레탄은 연성 세그먼트가 중합된 에테르 및(또는) 에스테르로부터 합성된 이관능성 폴리올 A)로부터 형성되고, 경성 세그먼트가 저분자량 디올 B), 즉 쇄 연장제와 디이소시아네이트 C)의 반응 생성물로부터 형성된, 연성 및 경성 세그먼트의 교차 블록으로부터 형성된다. 이러한 블록들은 유리하게는 서로 연결되어 경성 세그먼트가 각 경우에서 분자 쇄의 양쪽 말단을 형성하고 선형 분자의 말단에 놓인 반응성 시아네이트기가 임의적으로 알코올 D)에 의하여 캡핑될 수 있다.
열가소성 폴리우레탄은 바람직하게는, 우레탄을 형성하는 반응 중에 발생하는 알로파네이트 형성 2차 반응으로 인해 항상 일정한 비율의 분지를 포함하는 선형 블록 공중합체이다. 적합한 열가소성 폴리우레탄의 평균 분자량은 바람직하게는 10,000 g/mol 내지 250,000 g/mol이다.
이관능성 화합물, 즉 유리하게는 2개의 말단 히드록실기를 포함하는 화합물이 연성 세그먼트 A)에 바람직하게 사용된다. 이에 관해 특히 바람직한 화합물들은 폴리옥시에틸렌 글리콜 및(또는) 폴리에틸렌 옥사이드 글리콜로도 불리어지며, 단량체 단위가 (-O-CH2-CH2-) 구조에 의하여 특징지어지고 그 평균 분자량이 400 g/mol 이상 2800 g/mol 이하인 에틸렌 옥사이드 중합체 및(또는) 공중합체이다. 특히 바람직한 실시양태에서는, 평균 분자량이 800 g/mol과 1200 g/mol 사이이다. 이러한 화합물들의 탄소 대 수소의 중량비는 1.3 이상이고 2.5 이하인 것을 또한 특징으로 한다. 본 발명에 따른 필름을 형성하는 열가소성 엘라스토머에 대한 연성 세그먼트 A)의 중량비는 각 경우에 열가소성 폴리우레탄의 총 중량에 대하여 35 % 내지 60 % 사이이고, 바람직하게는 40 % 내지 50 % 사이이다. 에틸렌 옥사이드과 다른 환형 에테르, 예컨대 산화프로필렌 또는 테트라히드로푸란의 공중합에 의하여 결정화하려는 연성 세그먼트의 경향은 감소될 수 있고, 통기성은 임의적으로 증가될 수 있다.
경성 세그먼트의 성분은 열가소성 폴리우레탄의 필름 원료의 제조를 위하여 공지된 이소시아네이트 및 디올 성분으로부터 선택될 수 있다.
단쇄의 이관능성 물질로서 분자량이 18 내지 350 g/mol인 것을 디올 성분 B)로 사용한다. 2가 알코올 형태인 이들의 예로는 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜로도 알려진 1,4-부틸렌 글리콜, 2,3-부틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올 및 1,8-옥탄디올 뿐만 아니라 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 분자량이 350 g/mol 이하인 고급 폴리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 및 분자량이 350 g/mol 이하인 고급 폴리프로필렌 글리콜이 있고, 디부틸렌 글리콜 및 분자량이 350 g/mol 이하인 고급 폴리부틸렌 글리콜도 있다.
본 발명에 따라 사용된 폴리우레탄의 제조에 적합한, 분자량이 350 g/mol 이하인 다른 저분자량 디올 B)는 다음 화학식의 에스테르 디올, 예컨대 아디프산-비스-(β-히드록시에틸)에스테르 및 테레프탈산-비스-(β-히드록시에틸)에스테르이다.
HO-(CH2)y-CO-O-(CH2)x-OH 및
HO-(CH2)x-O-CO-R-CO-O-(CH2)x-OH
상기 식에서,
R은 탄소 원자가 1 내지 10개, 바람직하게는 2 내지 6개인 알킬렌 라디칼 또는 탄소 원자가 6 내지 10개인 시클로알킬렌 또는 아릴렌 라디칼을 나타내고,
x는 2 내지 6이고,
y는 3 내지 5이다.
적합한 이소시아네이트 C)는 다음 화학식으로 표시되는 지방족, 지환족, 방향족 및 헤테로시클릭 디이소시아네이트를 포함한다.
OCN-Q-NCO
상기 식에서, Q는 탄소 원자가 2 내지 18개, 바람직하게는 6 내지 10개인 지방족 탄화수소 라디칼, 탄소 원자가 4 내지 15개인 지환족 탄화수소 라디칼 또는 탄소 원자가 6 내지 15개, 바람직하게는 6 내지 13개인 방향족 탄화수소 라디칼을 나타낸다.
이러한 디이소시아네이트의 예로는 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 시클로헥산 1,3- 및 1,4-디이소시아네이트 및 이러한 이성질체들의 혼합물, 나프탈렌 1,5-디이소시아네이트, 2,4- 및 2,6-디이소시아네이토톨루엔 및 이러한 이성질체들의 혼합물, 및 디페닐메탄 2,4'- 및(또는) 4,4'-디이소시아네이트가 있다.
캡핑제로 사용될 수 있는 적합한 알코올 D)는 분자량이 32 g/mol 이상이고 100 g/mol 이하인 저분자량 알코올을 포함한다. 적합한 캡핑제는 단일관능성 알코올 뿐만 아니라 디-, 트리- 또는 고급 폴리올도 포함한다. 분자량이 32 g/mol 이상이고 400 g/mol 이하인 지방족 단쇄 알코올이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 서로 다른 정도의 친수성 또는 수증기 투과성을 나타내는 폴리우레탄 엘라스토머가 필름의 개별적 층을 위하여 사용된다. 이는 개별적인 층에 폴리우레탄의 서로 다른 연성 세그먼트 및(또는) 변형된 경성 세그먼트를 사용하여 얻을 수 있다. 예를 들면, 연성 세그먼트에 있어서, 폴리에스테르<폴리테트라히드로푸란<폴리에틸렌 옥사이드의 순서로 친수성이 증가한다.
바이엘 아게 (Bayer AG, Leverkusen)에서 시판되며, 이중 친수성 임프라펌 (Impraperm, 등록상표) 형 (유럽 특허 제0 525 567호 및 독일 특허 제4 236 569호)으로 공지된 것과 같은 변종을 경성 세그먼트에 사용할 수 있다.
바람직한 한 실시양태에서는, 필름의 모든 층들은 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 기재로 하고, 이의 장쇄 디올 성분은 본질적으로는 폴리에테르로부터 형성된다. 이에 있어서 특히 바람직한 구조는 필름의 모든 층들이 폴리에테르 연성 세그먼트를 만드는 데 사용되는 서로 다른 열가소성 폴리우레탄으로부터 형성되는 구조이다.
특히 바람직한 한 실시양태에서는, 본 발명에 따른 필름의 서로 다른 층들을 형성하는 폴리우레탄 엘라스토머 수지는 서로 다른 쇼어 (Shore) 강도를 가진다. 이에 관하여, 임의적으로는 동일한 연성 세그먼트 구조를 유지하는 한편, 본 발명에 따른 필름을 형성하는 층들의 연성 세그먼트 함량을 변화시켜서 개별적인 층들을 형성하는 수지가 수증기에 대해서 서로 다른 투과율을 나타내게 한다.
사용되는 열가소성 폴리우레탄은 DIN 53 505에 따라서 측정된 바와 같이 바람직하게는 쇼어 경도가 75-95 A, 가장 바람직하게는 85-95 A이다. 본 발명에 따른 적합한 열가소성 폴리우레탄의 예로는 데스모판 (Desmopan, 등록상표), 엘라스톨란 (Elastollan, 등록상표), 에스탄 (Estane, 등록상표), 임프라펌 (등록상표), 펠레탄 (Pellethane, 등록상표), 모르탄 (Morthane, 등록상표) 또는 텍신 (Texin, 등록상표)으로 얻을 수 있는 것들이 있다.
본 발명에 따른 필름의 적합한 실시양태에서는 개별적인 층들은
I. 항블록제, 무기 또는 유기 세퍼레이터,
II. 내부 윤활제 또는 성형품 취출제,
III. 안료 또는 충전제, 및
IV. 안정화제
를 포함하는 군으로부터의 통상적인 첨가제를 더 포함한다.
상기 첨가제 I 내지 IV의 총 함량은 바람직하게는 1 중량% 내지 30 중량%이다.
본 발명에 따른 필름이 포함할 수 있는 통상적인 첨가제는 문헌 [가흐터 (Gachter)와 뮬러 (Muller)의 Kunststoff-Additive, Carl Hanser Verlag Munich, 3판 (1989)] 등에 의하여 개시되었다.
본 발명에 따른 바람직한 필름은 총 두께가 5 ㎛ 내지 500 ㎛, 가장 바람직하게는 5 ㎛ 내지 50㎛ 사이이다. 본 발명에 따르면, 개별적 층들 각각의 두께는 총 두께의 10 % 내지 90 % 범위 안에서 변할 수 있다. 얇은 층이 총 두께의 10 % 내지 49 % 비율인 구조가 특히 바람직하다.
매우 얇은 활성적 통기성 구조에서는, 추가의 백킹층, 예를 들면, 폴리에틸렌을 기재로 하는 층을 본 발명에 따라 사용하여 취급이 더 양호하도록, 에컨대 더 빳빳해지도록 할 수 있다. 이러한 필름에서는, 열가소성 폴리우레탄(들) 층(들)의 두께는 바람직하게는 5 내지 25 ㎛이고, 백킹층 두께는 바람직하게는 5㎛ 내지 100㎛ 이다.
플라스틱을 가공하여 다층 시트형 제품을 형성하는 통상적인 열 성형 과정이 본 발명에 따른 다층 필름의 제조에 특히 적합하다. 본 명세서에서 언급되어야 하는 이러한 과정 중 하나는 바람직하게는 블로운 필름법에 의하여 수행되는 동시압출에 의한 제조이다. 양호한 복합재료 접착을 얻을 수 있기 때문에, 동시압출이 다층 열가소성 시트형 제품의 제조를 위하여 적합한 방법들 중 특히 바람직한 방법이다.
또한, 기계에 1회만 통과시키면 되기 때문에, 동시압출이 당업계에 공지된, 용융액 또는 용액으로부터 코팅 방법에 있어서 바람직하다.
종래 기술에 따르면, 용융액이 슬리브관, 리브드 맨드릴 지지구, 나선형 디스트리뷰터 또는 샌드위치 다이를 포함하는 설계에 의하여 (예, 브램튼 (Bramton) 엔지니어링 설계) 다층 블로운 필름 다이에 원형으로 분배된다. 본 발명에 따르면 나선형 분배 원칙을 바탕으로 하는 용융액의 원형 분배가 바람직하다.
본 발명에 따른 필름의 표면 특성은 코로나, 불꽃, 플라스마 또는 플루오르 처리 등과 같은 공지된 물리적 및 화학적 처리 방법에 의하여 한쪽 또는 양쪽 면에서 변형될 수 있다.
본 발명에 따른 이들의 특성으로 인하여, 본 명세서에서 설명된 필름들은 막 필름, 특히 의류 분야에서 사용되는 막 필름에 특히 적합하다. 이들은 종종 장기간 동안 착용되는 작업복 또는 실용적 의류 분야에서 사용하기에 특히 적합하다. 레저웨어 분야에서, 이들은 방풍 및 내후성, 내우(雨)성 야외 막으로 사용하기에 특히 적합하다.
본 발명에 따른 필름은 의약 및 의료 기술 분야에 적용하기에도 적합하다. 상처의 커버링, 활성 성분 패치, 알레르기방지 매트리스 커버 및 수술실 보호복은 본 명세서에 명백하게 언급되어야 한다.
가장 바람직한 실시양태에서는, 본 발명에 따른 필름은 직물 및 편물 또는 부직 웹, 또는 일반적으로는 직포 및 부직포와 적층된 복합재료로 사용될 수 있다.
다음 실시예 및 비교예에서 설명된 필름들은 블로운 필름 동시압출에 의하여 제조되었다. 열가소성 수지의 침지에 적합한 순환 스크류 툴링 (endless screw tooling)의 구조는 문헌 [워트버그 (Wortberg), 말케 (Mahlke)와 에펜 (Effen)의 Kunststoffe, 84 (1994) 1131-1138], [피어슨 (Pearson)의 Mechanics of Polymer Processing, Elsevier Publishers, New York, 1985] 또는 [Davis-Standard company의 Paper, Film & Foil Converter 64 (1990) 84-90쪽] 등에 개시되었다. 용융액을 필름으로 성형하기 위한 다이는 다른 참고 문헌 중 문헌 [미카엘리 (Michaeli)의 Extrusions-Werkzeuge, Hanser Verlag, Munich, 1991]에 개시되었다.
실시예 1
이층 블로운 필름 압출 다이를 이용하여 필름을 제조하였다. 두께가 20 ㎛인 필름의 층 (1)은 시험 질량 10 kg을 사용하여 190℃에서 측정될 때 MFR이 27 g/10 분을 나타내고, 본질적으로는 경성 세그먼트로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 연성 세그먼트로 폴리에틸렌 옥사이드 및 쇄 연장제로 1,4-부탄디올을 포함하는 성분으로부터 합성되는, DIN 53505에 따른 쇼어 경도가 90A인 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조되었다. 필름 가공에 사용된 성분의 총 중량에 대하여 입자 크기가 3 ㎛ 내지 7 ㎛인 천연 수화 실리카 4 중량%, 및 아미드 왁스 1 중량%를 가하여 가공 특성을 조절하였다.
두께가 10 ㎛인 층 (2)에 사용된 물질은 시험 질량 10 kg을 사용하여 190℃에서 측정될 때 MFR이 25 g/10 분을 나타내고, 본질적으로는 경성 세그먼트로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 연성 세그먼트로 폴리테트라히드로푸란 및 쇄 연장제로 1,4-부탄디올을 포함하는 성분으로부터 합성되는, DIN 53505에 따라서 쇼어 경도가 85A인 열가소성 폴리우레탄을 포함한다. 층 (1)에 사용된 것과 동일한 양의 수화 실리카 및 아미드 왁스를 가하였다.
이 재료를 플랜지가 있는 블로운 필름 압출 다이를 포함하는 단일 스크류 압출기에서 가공하여 필름을 형성시켰다. 지름이 45 mm인 압출기에서 온도를 160-190℃로 상승시켰다. 압출 다이 온도는 190℃였다.
실시예 2
이층 블로운 필름 압출 다이를 이용하여 필름을 제조하였다. 두께가 20 ㎛인 필름의 층 (1)은 시험 질량 10 kg을 사용하여 190℃에서 측정될 때 MFR이 26 g/10 분을 나타내고, 본질적으로는 경성 세그먼트로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 연성 세그먼트로 폴리에틸렌 옥사이드 및 쇄 연장제로 1,4-부탄디올을 포함하는 성분으로부터 합성되는, DIN 53505에 따르면 쇼어 경도가 82A인 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조되었다. 필름 가공에 사용된 성분의 총 중량에 대하여 입자 크기가 3 ㎛ 내지 7 ㎛인 천연 수화 실리카 4 중량%, 및 아미드 왁스 1 중량%를 가하여 가공 특성을 조절하였다.
두께가 10 ㎛인 층 (2)에 사용된 물질은 시험 질량 10 kg을 사용하여 190℃에서 측정될 때 MFR이 25 g/10 분을 나타내고, 본질적으로는 경성 세그먼트로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 연성 세그먼트로 폴리테트라히드로푸란 및 쇄 연장제로 1,4-부탄디올을 포함하는 성분으로부터 합성되는, DIN 53505에 따르면 쇼어 경도가 85A인 열가소성 폴리우레탄을 포함한다. 층 (1)에 사용된 것과 동일한 양의 수화 실리카 및 아미드 왁스를 가하였다.
이 재료를 플랜지가 있는 블로운 필름 압출 다이를 포함하는 단일 스크류 압출기에서 가공하여 필름을 형성시켰다. 지름이 45 mm인 압출기에서 온도를 160-190℃로 상승시켰다. 압출 다이 온도는 190℃였다.
실시예 3
이층 블로운 필름 압출 다이를 사용하여 필름을 실시예 2에서와 같이 제조하였다. 필름의 층 (1)의 두께는 36 ㎛이고, 층 (2)의 두께는 10 ㎛였다.
실시예 4
3층 압출 다이를 사용하여 필름을 제조하였다. 두께가 10 ㎛인 필름의 층 (1)은 시험 질량 10 kg을 사용하여 190℃에서 측정될 때 MFR이 26 g/10 분을 나타내고, 본질적으로는 경성 세그먼트로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 연성 세그먼트로 폴리에틸렌 옥사이드 및 쇄 연장제로 1,4-부탄디올을 포함하는 성분으로부터 합성되는, DIN 53505에 따르면 쇼어 경도가 82A인 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조되었다. 필름 가공에 사용된 성분의 총 중량에 대하여 입자 크기가 3 ㎛ 내지 7 ㎛인 천연 수화 실리카 4 중량%, 및 아미드 왁스 1 중량%를 가하여 가공 특성을 조절하였다.
두께가 10 ㎛인 층 (2)에 사용된 물질은 시험 질량 10 kg을 사용하여 190℃에서 측정될 때 MFR이 25 g/10 분을 나타내고, 본질적으로는 경성 세그먼트로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 연성 세그먼트로 폴리테트라히드로푸란 및 쇄 연장제로 1,4-부탄디올을 포함하는 성분으로부터 합성되는, DIN 53505에 따르면 쇼어 경도가 85A인 열가소성 폴리우레탄을 포함하였다. 층 (1)에 사용된 것과 동일한 양의 수화 실리카 및 아미드 왁스를 가하였다.
두께가 20 ㎛인 층 (3)에는, 시험 중량 2.16 kg을 사용하여 160℃에서 측정될 때 MFR이 3 g/10 분을 나타내는 폴리에틸렌을 사용하였다.
이 재료를 플랜지가 있는 블로운 필름 압출 다이를 포함하는 단일 스크류 압출기에서 가공하여 필름을 형성시켰다. 지름이 45 mm인 압출기에서 온도를 160-190℃로 상승시켰다. 압출 다이 온도는 190℃였다.
비교예 1
단일 층 압출 다이를 사용하여 필름을 제조하였다. 두께가 50 ㎛인 필름의 층 (1)은 시험 질량 10 kg을 사용하여 190℃에서 측정될 때 MFR이 27 g/10 분을 나타내고, 본질적으로는 경성 세그먼트로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 연성 세그먼트로 폴리에틸렌 옥사이드 및 쇄 연장제로 1,4-부탄디올을 포함하는 성분으로부터 합성되는, DIN 53505에 따르면 쇼어 경도가 90A인 열가소성 폴리우레탄으로부터 제조되었다. 필름 가공에 사용된 성분의 총 중량에 대하여 입자 크기가 3 ㎛ 내지 7 ㎛인 천연 수화 실리카 4 중량%, 및 아미드 왁스 1 중량%를 가하여 가공 특성을 조절하였다.
이 재료를 플랜지가 있는 블로운 필름 압출 다이를 포함하는 단일 스크류 압출기에서 가공하여 필름을 형성시켰다. 지름이 45 mm인 압출기에서 온도를 160-190℃로 상승시켰다. 압출 다이 온도는 190℃였다.
| 단위 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | |
| 필름 두께 | ㎛ | 30 | 30 | 45 | 20 | 50 |
| 수증기 투과율 (습기원이 층 (1)과 대면) | g/(m2d) | 130 | 720 | 650 | 1400 | 350 |
| 수증기 투과율 (습기원이 층 (2)와 대면) | g/(m2d) | 90 | 700 | 470 | 1200 | 350 |
본 발명에 따른 필름이 수증기에 대한 방향 의존적 투과성을 나타내는 반면, 비교예의 필름에 있어서는 이러한 투과성이 관찰되지 않는 것이 표 1에서 나타났다. 수증기 투과율의 방향 의존성 정도는 층 두께의 본 발명에 따른 변화에 의하여 목표된 방식으로 조절될 수 있다는 것이 특히 실시예 2 및 실시예 3의 비교로부터 나타날 수 있다.
수증기 투과율의 측정:
수증기 투과율은 DIN 53122에 따라서 측정하였다. 측정은 23℃의 온도 및 상대 습도 85 %에서 수행하였다. 실시예 4에서는, 층 (3), 즉 PE 백킹 필름을 분리한 후에 수증기 투과율을 측정하였다.
Claims (21)
- 열가소성 폴리우레탄으로 만들어지고 방향 의존적인 수증기 투과율을 나타내며, 수증기 투과율을 DIN 53122에 따라, 두 층 이상으로 이루어진 필름의 총 두께에 대하여 측정하는 경우 두 층 이상으로 이루어진 필름의 양쪽 외층의 각각의 층이 습기원에 접할 때 필름이 상이한 수증기 투과율을 나타내고, 사용된 열가소성 폴리우레탄이 쇄 연장제인 저분자량 디올과 함께 디이소시아네이트로 이루어지는 임의적으로는 친수화된 경성 세그먼트 및 고분자량 폴리에테르 및(또는) 폴리에스테르를 포함하는 이관능성 폴리올을 포함하는 연성 세그먼트로 구성된 것을 특징으로 하는 두 층 이상으로 이루어진 필름.
- 제1항에 있어서, 각각의 층들이 서로 다른 수지 배합으로 된 열가소성 폴리우레탄으로부터 합성된 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 또는 2항에 있어서, 모든 층들이 폴리에테르를 기재로 하는 연성 세그먼트를 포함하는 열가소성 폴리우레탄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 다른 종류의 에테르가 서로 다른 층의 연성 세그먼트에 사용된 것을 특징으로 하는 필름
- 제1 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 수증기 투과율이 가장 높은 층이 에틸렌 옥사이드를 기재로 하는 연성 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 친수화된 경성 세그먼트가 한 층 이상에서 사용된 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 필름을 이루는 층들의 경도가 서로 다른 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 필름의 두께가 5 ㎛ 내지 500 ㎛인 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 필름의 두께가 5 ㎛ 내지 50㎛ 범위 내인 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 필름의 개별 층들의 두께가 서로 다르고 얇은 층의 두께가 총 두께의 10% 내지 49%인 것을 특징으로 하는 필름.
- 제10항에 있어서, 얇은 층의 흡수능이 더 낮은 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 가박성 백킹 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 동시압출 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 동시압출 방법에 의하여 블로운 필름으로 제조되는 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서,I. 항블록제, 무기 또는 유기 세퍼레이터,II. 내부 윤활제 또는 성형품 취출제,III. 안료 또는 충전제, 및IV. 안정화제를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제가 하나 이상의 층에서 1% 내지 30%의 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 필름.
- 제1 내지 15항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한쪽 면이 물리적으로 또는 화학적으로 전처리된 것을 특징으로 하는 필름.
- 막 필름으로서 제1 내지 16항 중 어느 한 항에 따른 필름의 용도.
- 의류 분야에서 제1 내지 16항 중 어느 한 항에 따른 필름의 용도.
- 작업복 분야에서 제1 내지 16항 중 어느 한 항에 따른 필름의 용도.
- 우천용 의류 분야에서 제1 내지 16항 중 어느 한 항에 따른 필름의 용도.
- 의료 분야에서 제1 내지 16항 중 어느 한 항에 따른 필름의 용도.
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