KR20020030113A - 가소성 필름 및 비직조 라미네이트의 고속 제조 방법 - Google Patents

가소성 필름 및 비직조 라미네이트의 고속 제조 방법 Download PDF

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Abstract

열가소성 필름, 미공성 필름 및 이 필름의 라미네이트는 약 500fpm 내지 약 1200fpm 정도의 고속으로 제조된다. 필름 및 비직조 라미네이트(12)의 결합 강도는 공냉 장치(3A, 3B)에 의해 효율적으로 제어되는데, 이 공냉 장치는 드로다운(drawdown)동안 압출된 웹(6)과 실질적으로 평행하게 공기를 흐르게 하고 다수의 냉각 공기 소용돌이를 제공하여 상기 웹(6)을 효율적으로 냉각시킨다. 필름 게이지 제어는 또한 이 방법에 의해 성취된다.

Description

가소성 필름 및 비직조 라미네이트의 고속 제조 방법{HIGH SPEED METHOD OF MAKING PLASTIC FILM AND NONWOVEN LAMINATES}
미공성 필름 제품을 제조하는 방법은 또한 꽤 오랫동안 공지되어 왔다. 예를들어, Liu에게 허여된 미국 특허 제3,832,267호는 신장 또는 배향하기 앞서 분산된 비결정질 중합체 상(dispersed amorphous polymer phase)을 갖는 폴리올레핀 필름을 용융-엠보싱(melt-embossing)하여 상기 필름의 개스 및 수증기 투과성을 개선시키는 것을 개시하고 있다. Liu의 '267 특허를 따르면, 분산된 비결정질 폴리프로필렌 상을 갖는 결정질 폴리프로필렌의 필름은 양축으로 끌어당기기(신장) 전에 우선 엠보싱되어 매우 우수한 투과성을 갖는 배향된 무공성 필름(imperforate film)을 제조한다. 분산된 비결정질 상은 미세공극(microvoids)을 제공하여 무공성 필름의 투과성을 향상시켜 수증기 투과성(MVT)을 개선시키는 작용을 한다. 엠보싱된 필름은 엠보싱되고 나서 신장되는 것이 바람직하다.
미공성 기질을 제조하기 위한 중합체 혼합물 및 합성물이 1976년 Schwarz가 발표한 논문에 서술되어 있다(Eckhard C.A. Schwartz(Biax-Fiberfilm), "New Fibrillated Film Structures, Manufacture and Uses",Pap.Synth.Conf.(TAPPI), 1976, pages 33-39). 이 논문을 따르면, 신장될 때, 한 중합체는 연속적인 상을 형성하고 다른 한 중합체는 불연속적인 상을 형성하는 두개이상의 비융화성 중합체(incompatible polymer)로 이루어진 필름은 상 분리됨으로써, 중합체 매트릭스에서 공극을 발생시켜 필름의 다공성을 증가시킨다. 결정화가능한 중합체의 연속적인 필름 매트릭스는 또한 점토, 티타늄 이산화물, 칼슘 카보네이트 등과 같은 무기 충전재로 충전되어 신장된 중합체 기질에서 미공성을 제공할 수 있다.
미공성 열가소성 필름 제품을 제조시의 현상이 다른 많은 특허 및 간행물에서술되어 있다. 예를들어, 유럽 특허 제141592호는 폴리올레핀의 사용, 특히, 신장될 때, 필름의 수증기 투과성을 개선시키는 공극형성된 필름을 제조하는 분산된 폴리스티렌 상을 함유하는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)의 사용을 설명하고 있다. 이 유럽 특허 제141592호는 또한 신장에 앞서 두껍고 얇은 영역을 갖는 EVA 필름을 엠보싱하여, 보다 신장될때 네트형 제품을 제조하는 공극을 갖는 필름을 제공하는 것을 서술하고 있다. 미국 특허 제 4,452,845호 및 4,596,738호는 또한 신장된 열가소성 필름을 서술하는데, 이 필름에서 분산된 상은 신장시 미세공극을 제공하기 위하여 칼슘 카보네이트가 충전된 폴리에틸렌일 수 있다. 그 후의 미국 특허 제4,777,073호; 제4,814,124호 및 4,921,653호는 미공성 제품을 제공하기 위하여 충전재를 함유하는 폴리올레핀 필름을 엠보싱하고 나서 이 필름을 신장시키는 단계를 포함한 서두에 언급된 간행물에 의해 서술된 공정과 동일한 공정을 서술하고 있다.
미국 특허 제4,705,812호 및 제4,705,813호를 참조하면, 미공성 필름은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 평균 입자 직경 0.1-7미크론을 갖는 무기 충전재로서 황산 바륨의 혼합물로부터 제조되었다. 이의 수정으로서, LLDPE 및 LDPE와 Kraton과 같은 열가소성 고무와의 혼합물이 또한 공지되어 있다. 미국 특허 제4,582,871호와 같은 다른 특허는 스티렌과 같은 다른 비융화성 중합체로 미공성 필름을 제조시 열가소성 스티렌 블록 삼중합체(thermoplastic styrene block tripolymers)의 사용을 서술하고 있다. 미국 특허 제4,472,328호 및 제4,921,652호에 서술된 바와같은 종래 기술에 다른 일반적인 기술사항이 개시되어있다.
신장되지 않은 비직조 웹의 압출 라미네이션에 관한 관련 특허로서 미국 특허 제2,714,571호; 제3,058,868호; 제4,522,203호; 제4,614,679호; 제 4,692,368호; 제4,753,840호 및 제 5,035,941호를 들수 있다. 이 특허 '868 및 '368호는 가압 롤러 닙(pressure roller nips)에서 신장되지 않은 비직조 섬유상 웹과 라미네팅하기 앞서 신장 압출된 중합체 필름을 서술하고 있다. 이 특허 '203호 및 '941호는 가압 롤러 닙에서 신장되지 않은 비직조 웹을 갖는 공동-압출한 다중 중합체 필름에 관한 것이다. 이 특허 '840호는 비직조 섬유 및 필름간의 결합을 개선하기 위하여 필름과 압출 라미네이트하기 앞서 사전형성한 비직조 중합체 섬유 재료를 서술한다. 특히, 이 특허 '840호는 밀도가높은(densified) 섬유 영역에 의해 비직조 섬유상 웹 및 필름간의 결합을 개선하기 위하여 압출 라미네이트하기 앞서 비직조 기재 파일(base piles)에 밀도가높은 영역 및 밀도가 높지 않은 영역을 형성하는 종래의 엠보싱 기술을 서술하고 있다. 이 특허 '941호는 또한 한겹의 중합체 필름(single ply polymeric films)과 압출 라미네이트되는 신장되지 않은 비직조 웹이 일반적으로 섬유 기질면으로부터 수직으로 확장하는 섬유에 의해 초래되는 핀홀에 민감하게 된다는 것을 개시하고, 이에 따라서, 이 특허는 다수의 공동-압출된 필름 파일를 사용하여 핀홀 문제를 방지하는 것을 개시하고 있다. 게다가, 비직조 섬유와 중합체 필름을 느슨하게 결합시키는 방법이 미국 특허 제 3,622,422호; 제 4,379,197호 및 4,725,473호에 서술되어 있다.
인터메싱 롤러(intermeshing rollers)를 사용하여 비직조 섬유상 웹을 신장하여 평량(basis weight)을 감소시키는 것이 또한 공지되어 있고, 이 분야의 특허의 예로서 미국 특허 제 4,153,664호 및 제 4,517,714호를 들수 있다. 이 특허 '664호는 한쌍의 서로맞물린 롤러(interdigitating rollers)를 사용하여 비직조 섬유상 웹을 교차 방향(CD) 또는 기계 방향(MD)으로 신장성을 증가시켜 비직조 웹을 강화시키고 유연하게 하는 방법을 서술하고 있다. 이 특허 '664호는 또한 비직조 섬유상 웹을 인터메시 신장(intermesh stretching)에 앞서 열가소성 필름과 라미네이트하는 또다른 실시예를 서술하고 있다.
액체 투과는 방지하지만 수증기는 투과시킬 수 있는 숨쉴수 있는 비직조 복합물 장벽 섬유(barrier fabric)를 제조하고자 하는 연구가 진행되어 왔다. 이와같은 제조 공정의 일예가 미국 특허 제 5,409,761호에 서술되어 있다. 이 특허 '761호에 따르면, 비직조 복합물 섬유는 미공성 열가소성 필름과 비직조 섬유상 열가소성 재료의 층을 초음파로 결합시킴으로써 제조된다. 비직조되고 열가소성 재료의 숨쉴수 있는 라미네이트를 제조하는 이 방법 및 그외 다른 방법은 제조하는데 있어 비용이 많이들고 값비싼 원료를 사용하는 경향이 있다. 미국 특허 제 5,865,926호는 약 200-500fpm 정도의 고속 제작기로 비직조 웹 및 열가소성 필름의 미공성 라미네이트를 제조하는 방법을 서술하고 있다. 이 특허 '926호에 서술된 방법이 비직조 섬유상 웹 및 열가소성 필름의 천-형 미공성 라미네이트를 매우 만족스럽게 제조할 수 있지만, 압출 라미네이션에 의해 라미네이트를 제조하는 기계를 500fpm을 초과하여 동작시킬때, 만족스러운 결합 강도를 성취하는 것이 어렵다. 특히, 고속에서, 압출 라미네이션에 앞서 만족스러운 결합 강도를 성취하기 위하여 섬유상 웹과 라미네이트된 필름을 형성하기 위하여 연화점을 넘는 닙에서 열가소성 압출물(thermoplastic extrudate)의 온도를 제어하는 것이 상당한 문제로 된다.
미국 특허 제5,865,926호는 약 200-500fpm 정도의 고속 제작기로 비직조 웹 및 열가소성 필름의 미공성 라미네이트를 제조하는 방법을 서술하고 있다. 압출 라미네이션에 의해 라미네이트를 제조하는 기계를 500fpm을 초과하여 동작시킬때 이 특허 '926호에 서술된 방법이 만족스럽지만, 만족스러운 결합 강도를 성취하는 것이 어렵다. 특히, 약 700-1200fpm의 고속에서, 필름을 섬유상 웹에 결합시키기 위하여 닙에서 열가소성 압출물을 온도 제어하는 것이 또한 어렵다.
가소성 필름을 제조하기 위한 기술이 종래 계속적으로 개발되었음에도 불구하고, 액체 투과를 차단하는 특성을 가지면서 공기 및 수증기를 투과시키는 더욱 개선된 숨쉴수 있는 미공성 필름 및 라미네이트가 요구된다. 특히, 드로우 레조넌스(draw resonance) 없이 고속 제작기로 미공성 필름 제품 및 비직조 라미네이트를 제조하는 개선된 기술이 요구된다. 또한, 필름 및 비직조 웹의 압출 라미네이션시, 섬유의 외관 및 유연한 감촉을 유지하면서 고속에서 목표로한 결합 레벨을 성취하는 것이 어렵다.
발명의 요약
본 발명은 가소성 필름, 미공성 열가소성 필름 및 열가소성 필름 및 비직조 섬유상 웹의 라미네이트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 특히, 약 500 또는 700 fpm 보다 빠른 속도, 바람직하게는 약 700-1200fpm 속도로 드로우 레조넌스 없이 고속 제작기를 동작시키는 이점이 있다. 본 발명의 이 방법은 비직조 섬유상 웹과 미공성-형성가능한 열가소성 필름 (microporous-formable thermoplastic film)의 압출에 의한 라미네이션을 포함할때, 필름 및 비직조 섬유상 웹간의 목표로한 결합 레벨, 예를들어 100gms/cm(약 250 grams/inch)이 900 fpm 또는 그 이상의 라인 속도로 성취된다는 것을 알게되었다. 이와같은 결합 강도는 고속으로 라인에서 라미네이트의 신장성을 증가시켜 라미네이트에 대해 파손 및 웹 분리와 같은 나쁜 영향을 미침이 없이 천-형 라미네이트에서 미공성을 생성할 수 있다.
필름의 미공성-형성가능한 열가소성 합성물은 열가소성 중합체 및 무기 충전재(CaCO3)와 같은 기계적인 다공-형성제의 혼합물을 함유할 수 있다. 그리고나서, 라미네이트의 필름에서 다공-형성제는 신장성을 증가시 활성화되어 미공성 필름 또는 섬유상 웹 및 필름의 라미네이트를 형성한다. 이 특정한 방법은 숨쉴수 있는 필름 및 라미네이트의 제조 비용을 절약할 뿐만아니라 약 700-1200 fpm 정도의 고속 기계로 이들을 제조할 수 있게 한다.
이 방법은 미공성-형성가능한 열가소성 합성물을 용융시키는 단계 및 분당 적어도 약 수백 피트(fpm) 속도로 필름을 형성하기 위하여 냉각지대를 통과하는 이 합성물의 웹을 롤러의 닙으로 슬롯-다이(slot-die) 압출하는 단계를 포함한다. 비직조 섬유상 웹과 필름의 라미네이트는 또한 분당 약 700 피트 (fpm) 보다 빠른 속도로 제조될 수 있다. 냉각 개스(공기)의 스트림은 드로다운(drawdown)동안 웹에서 필름으로 향한다. 냉각지대를 통과하는 공기 흐름은 웹의 표면과 실질적으로 평행하여 웹을 냉각하고 드로우 레조넌스 없이 필름 또는 라미네이트를 형성한다.
이 방법의 바람직한 형태에서, 냉각 개스의 효율성은 웹을 냉각시키기 위하여 스트림이 냉각지대를 통과하여 이동할때 다수의 개스 소용돌이를 생성시킴으로써 향상된다. 이 소용돌이는 냉각 개스를 혼합하고 냉각지대에서 냉각 개스를 휘몰아쳐서 흐르게함으로써 냉각 개스의 효율성을 향상시킨다. 냉각 장치는 소용돌이를 생성하여 웹의 이동과 평행한 여러 방향으로 개스 스트림을 이동시키기 위하여 사용된다. 대안적으로, 개스 스트림은 주로 웹 이동과 동일한 방향으로 이동하거나 웹의 이동과 대향되는 방향으로 이동한다.
가소성 웹 또는 비직조 섬유상 웹과 필름의 슬롯 다이 압출 라미네이션에서, 비직조 섬유상 웹은 롤러의 닙으로 도입되고 라미네이션 온도는 냉각 개스에 의해 제어되어 고속 압출 라미네이션에서 목표 결합 레벨을 제어한다. 예를들어, 가소성 필름 및 비직조 웹간의 목표 결합 레벨은 약 500 또는 700 fpm을 초과하여 심지어 약 1200 fpm 또는 그 이상 까지의 속도에서 성취된다. 예를들어, 필름 및 비직조 웹간의 100gms/cm(약 250 grams/inch)의 목표 결합 레벨은 상업용으로 900 fpm 정도의 라인 속도에서 성취된다. 닙에서 웹 및 필름간의 압축력은 웹의 표면을 결합시켜 라미네이트된 시트를 형성하기 위하여 제어된다. 게다가, 심지어 고속 라인 속도에서, 필름 게이지는 드로우 레조넌스 없이 제어된다. 예를들어, 평방 미터당 약 40grams의 고정된 필름 평량은 900fpm에서 성취된다. 따라서, 이 냉각 방법은 이와같은 조건하에서 통상적으로 부닥칠 수 있는 드로우 레조넌스를 제거한다.
본 발명에 따라서 공기 및 수증기를 투과시킬 수 있지만 액체 투과를 차단하는 숨쉴수있는 필름 및 라미네이트가 또한 제조된다. 이들 숨쉴수있는 제품은 열가소성 중합체 및 충전재 입자를 함유하는 미공성-형성가능한 열가소성 합성물로부터 제조된다. 이와같은 합성물의 슬롯-다이 압출에 이어서 필름 양단 및 이 필름의 깊이에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 라인을 따라서 고속으로 신장력을 필름에 가함으로써, 미공성 필름이 형성된다. 비직조 섬유상 웹이 압출동안 필름과 라미네이트될때, 숨쉴수있는 라미네이트가 제조된다. 냉각 개스의 효율성은 압출 라미네이션동안 웹을 냉각하기 위하여 스트림이 냉각지대를 통과하여 이동할때 다수의 개스 소용돌이를 생성함으로써 향상된다. 그후에, 필름 양단 및 이 필름의 깊이에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 고속으로 증가하는 신장력을 필름 또는 라미네이트에 가하여 필름 및 비직조 웹의 미공성 라미네이트를 제공한다. 라미네이트를 신장하는데 텐터링(tentering)이 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 그외 다른 이점, 장점 및 목적이 이하의 설명으로부터 이해될 수 있을 것이다.
가소성 필름 및 비직조 라미네이트(nonwoven laminates)를 제조하는 방법은 과거 수십년간 개발되어 왔다. 예를들어, 30년 보다 오래 전에 Trounstine등에게 허여된 미국 특허 제3,484,835(1968)호는 소망의 가공 특성을 갖는 엠보싱된 가소성 필름 및 기저귀와 같은 유용한 제품의 제조에 대해서 서술하고 있다. 이 후, 이 분야와 관련된 많은 특허가 출원되어 허여되었다. 1993년 4월 13일에 허여된 미국 특허 제5,202,173호는 호흡성(breathability)을 얻기 위하여 엠보싱된 필름의 신장성을 증가시킴으로써 제조된 대단히 유연한 열가소성 필름에 대해 서술하고 있다. 미국 특허 제5,200,247호 및 제5,407,979호는 신장성을 증가시키는 폴리비닐 알콜(PVOH) 또는 전분 중합체(starch polymer) 및 폴리카프로락톤(PCL)의 중합체 필름이 숨쉴수있는 제품(breathable products)을 제조한다는 것을 서술하고 있다. 최근에 허여된 미국 특허 제5,865,926호는 액체 투과를 차단하는 특성과 함께 수증기 투과성을 갖는 열가소성 필름 및 비직조 섬유상 웹(nonwoven fibrous web)의 천-형 미공성 라미네이트(cloth-like microporous laminate)를 제조하는 방법에 대해 서술하고 있다.
도1은 본 발명의 미공성 라미네이트를 제조하기 위한 라인 압출 라미네이션 및 신장성 증가시키는 장치의 개요도.
도2는 인터메싱 롤러를 개요적으로 도시한 도1의 라인 2-2를 따라서 절취한 단면도.
도3은 다이, 냉각 장치 및 엠보싱 롤러 장치의 확대도이며, 소용돌이를 갖는 실질적으로 평행한 공기 흐름을 도시한 도면.
본 발명의 주 목적은 고속 제작기상에서 가소성 필름, 미공성 필름 및 비직조 섬유상 웹과 이 필름의 라미네이트된 제품을 제조하는 것이다. 본 발명의 방법의 다른 목적은 드로우 레조넌스 없이 표준 게이지(regular gauge)의 숨쉴수있는 라미네이트된 제품 및 필름을 제조하는 것이다. 미공성 제품의 경우에, 숨쉴수있거나 미공성 필름 및 섬유상 웹과의 라미네이트를 제조하는 것이 바람직하다. 또다른 목적은 액체 투과 차단 특성을 갖지만 적절한 수증기 투과율 및 공기 투과율을 갖는 섬유 또는 천의 외관을 유지하면서 만족스러운 결합 강도를 갖는 라미네이트를제조하는 것이다.
비직조 섬유상 웹 및 미공성 열가소성 필름의 라미네이트를 고속으로 제조하는 방법은 열가소성 중합체 합성물을 형성하기 위하여 열가소성 중합체 및 충전재 입자를 용융 혼합하는 단계와, 약 500 또는 700fpm 보다 빠른 속도로 필름을 형성하기 위하여 슬롯 다이로부터 냉각지대를 통과하는 상기 용융된 열가소성 합성물의 웹을 롤러의 닙으로 압출하는 단계 및, 비직조 섬유상 웹을 상기 롤러의 닙으로 도입하고 상기 웹의 표면을 필름과 결합시켜 거의 실온에서 측정될때 상기 필름 및 상기 웹간의 결합 강도가 약 100 내지 약 600 grams/inch인 라미네이트된 시트를 형성하기 위하여 상기 웹 및 상기 필름간의 온도 및 압축력을 상기 닙에서 제어하는 단계를 포함한다. 약 700-1200fpm에서 신장성을 용이하게 증가시켜 미공성 라미네이트를 제공하기 위하여, 결합 강도는 약 200 grams/inch 내지 약 500 grams/inch가 바람직하다. 증가하는 신장력이 라미네이트된 시트 양단에 가해져 웹 대 필름의 결합 강도가 약 100 내지 약 200 grams/inch인 천-형 미공성 라미네이트를 제공한다.
바람직한 양상에서, 미공성 열가소성 필름을 고속으로 제조하는 방법은 :
(a) 약 30 중량% 내지 약 45 중량 %의 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE),
(b) 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및,
(c) 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 약 0.1 내지 1 미크론의 칼슘 카보네이트 충전재 입자를 함유하는 합성물을 용융 혼합하는 단계를 포함한다.
용융-혼합된 합성물은 드로우 레조넌스 없이 약 500 또는 700 내지 약 1200fpm 정도의 속도로 필름을 형성하기 위하여 냉각지대를 통과한 웹으로서 롤러의 닙으로 슬롯-다이 압출된다. 웹 표면과 실질적으로 평행하게 냉각 개스의 스트림을 냉각지대로 흐르게하는 장치가 예를들어 미국 특허 제4,718,178호 및 제4,779,355호에 도시되어 있다. 이들 특허의 전체 개시 내용이 본원에 참조되어 있는데, 예를들어, 웹을 냉각시키기 위하여 스트림이 냉각지대를 통해서 이동할때 다수의 개스 소용돌이를 생성함으로써 냉각 개스의 효율성을 향상시키는데 사용되는 장치가 본원에 참조되어 있다. 그후에, 증가하는 신장력은 필름 양단 및 필름의 깊이에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 라인을 따라서 고속으로 필름에 가해져 미공성 필름을 제공한다.
거의 상기 합성물의 범위내에서 LLDPE 및 LDPE의 혼합물은 소정량의 칼슘 카보네이트와 균형을 이룰때 고속으로 미공성 필름을 제조할 수 있다. 특히, LLDPE가 약 30 중량% 내지 약 45 중량%의 양으로 제공되어, 칼슘 카보네이트 충전재 입자를 운반하는데 충분한 양의 매트릭스를 제공함으로써, 필름이 핀홀링 및 파손없이 가공되고 신장되도록 한다. 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 양의 LDPE가 또한 핀홀링 없이 필름을 제조하도록 하고 드로우 레조넌스 없이 고속 제조하도록 한다. 중합체 매트릭스는 바람직하게는 약 1 미크론의 평균 입자 직경을 갖는 칼슘 카보네이트 입자의 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 양과 균형을 이루어 ASTM E96E 방법을 사용하여 측정될때 약 1000 gms/m2/day 내지 4000 또는 4500gms/m2/day의 범위에서 충분한 수증기 투과율(MVTR)을 성취한다. 게다가, 용융 혼합된 합성물은 약 0 중량%내지 약 6 중량%의 양의 트리블록 중합체(triblock polymer)를 함유하여 고속 제조시 파손없이 용이하게 신장시킨다. 약 5 중량%의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 약 1 중량%의 산화방지제/가공 촉진제와 같은 다른 성분이 사용된다. 증가하는 신장력은 필름 양단에 그리고 이 필름에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 라인을 따라서 약 수백 fpm 속도로 주변 조건하에서 또는 상승 온도에서 라인에 형성된 필름에 가해져 미공성 필름을 제공할 수 있다.
상술된 바와같이, 본 발명의 방법은 또한 드로우 레조넌스 없이 미공성이 없는 필름을 제조하는 단계를 포함한다. 이 방식에서, 상기 필름 합성물은 미공성의 역활을 하는 충전재 없이 압출된다. 필름 압출물 또는 미공성-형성가능한 압출물중 어느 하나가 압출동안 비직조 섬유상 웹과 라미네이트될때, 압출 라미네이션은 상기와 동일하게 고속으로 행해진다. 예를들어, 비직조 섬유상 웹은 500 또는 700 내지 1200fpm 으로 미공성-형성가능한 열가소성 압출물과 함께 롤러의 닙으로 도입된다. 섬유상 웹 및 압출물간의 압축력은 웹의 한 표면을 필름에 결합시켜 라미네이트를 형성하기 위하여 제어된다. 그리고나서, 라미네이트의 양단 및 라미네이트 깊이에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 라인을 따라서 라미네이트의 신장성이 증가되어 이 필름이 미공성이 되게 한다. 이 라미네이트는 교차 방향(CD) 및 기계 방향(MD) 둘다에서 신장되어 수증기 및 공기를 투과시킬 수 있는 숨쉴수있는 천-형 액체 투과 차단 장벽을 제공한다.
A. 이 방법을 위한 재료
필름의 열가소성 중합체는 폴리올레핀 타입이 바람직하고, 필름으로 가공될수 있거나 용융 압출에 의해 섬유상 웹상으로 향하는 라미네이션을 위하여 가공될 수 있는 열가소성 폴리올레핀 중합체 또는 공중합체중 어떤 부류일 수 있다. 본 발명을 실시하는데 적합한 다수의 열가소성 공중합체는 필름-형성될 수 있는 전분 중합체 또는 폴리비닐알콜과 혼합되는 폴리(카프로락톤)으로 표현되는 디알카노닐 중합체 또는 통상적으로-고체 옥시알카노닐 중합체이다. 올레핀을 토대로한 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 가장 통상적인 에틸렌 또는 프로필렌을 토대로한 중합체 및 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 에틸렌 메틸 아크릴산염(EMA) 및 에틸렌 아크릴산(EAA) 또는 이와같은 폴리올레핀의 혼합물과 같은 공중합체를 함유한다. 필름으로서 사용하는데 적합한 중합체의 다른 예로서 탄성 중합체(elastomeric polymers)를 들수 있다. 적절한 탄성 중합체는 또한 생물적으로 분해될 수 있고 환경적으로 분해될 수 있다. 필름용으로 적합한 탄성 중합체는 폴리(에틸렌-부텐), 폴리(에틸렌-헥센), 폴리(에틸렌-옥텐), 폴리(에틸렌-프로필렌), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌),폴리(스티렌-이소프렌-스티렌), 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌),폴리(에스테르-에테르), 폴리(에테르-아미드), 폴리(에틸렌-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-메틸아크릴산염), 폴리(에틸렌-아크릴산), 폴리(에틸렌 부틸아크릴산염), 폴리우레탄, 폴리(에틸렌-프로필렌-디엔), 에틸렌-프로필렌 고무를 함유한다. 이 새로운 부류의 고무-형 중합체가 또한 사용될 수 있고 이들은 일반적으로 본원에서 싱글 사이트 촉매(single site catalyst)로부터 발생되는 메탈옥센 중합체 또는 폴리올레핀이라 칭한다. 가장 바람직한 촉매는 메탈옥센 촉매로서 종래 기술에 공지되어 있는데, 이 촉매에 의하여 에틸렌, 프로필렌, 스티렌 및 그외다른 올레핀이 부텐, 헥센, 옥텐 등과 중합되어 폴리(에틸렌-부텐), 폴리(에틸렌-헥센), 폴리(에틸렌-옥텐), 폴리(에틸렌-프로필렌) 및/또는 폴리올레핀 3량체와 같은 본 발명의 원리를 따라서 사용하는데 적합한 엘라스토머를 제공한다.
미공성-형성가능한 필름 합성물은 열가소성 중합체를 적절한 첨가제 및 다공형성 충전재와 포뮬레이팅(formulating) 함으로써 성취되어, 비직조 웹과 라미네이션하기 위한 필름 또는 압출물을 제공한다. 칼슘 카보네이트 및 황산 바륨 입자는 가장 통상적인 충전재이다. 미공성 시트재를 제조하기 위한 폴리올레핀, 무기 또는 유기 다공-형성 충전재 및 그외다른 첨가제의 미공성-형성가능한 합성물이 공지되어 있다. 이 방법은 라인에서 행해지고 라미네이트를 제조하는 공지된 방법을 통해서 제조 비용 및 재료를 절약한다. 게다가, 상술된 바와같이, 미공성-형성가능한 중합체 합성물은 미국 특허 제 5,200,247호에 서술된 바와같은 알카노닐 중합체 및 폴리비닐 알콜의 혼합물과 같은 중합체의 혼합물로부터 얻어질 수 있다. 게다가, 알카노닐 중합체, 비조직화된 전분(destructured starch) 및 에틸렌 공중합체의 혼합물이 미국 특허 제 5,407,979호에 서술된 바와같이 미공성-형성가능한 중합체 합성물로서 사용될 수 있다. 이들 중합체 혼합물과 더불어 신장성을 증가시 미공성을 제공하는데 다공-형성 충전재를 사용할 필요가 있다. 오히려, 필름이 주변 또는 실온에서 신장될때, 필름내의 여러 중합체 상 자체가 미세공극을 발생시킨다.
비직조 섬유상 웹은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 레이온, 셀룰로우스, 나일론의 섬유 및 이와같은 혼합물의 섬유를 포함할 수 있다. 비직조 섬유상 웹에 대해 여러가지의 정의가 이루어져 있다. 본원에 사용되는 바와같은 "비직조 섬유상 웹"은 일반적인 의미로 상대적으로 평탄하며, 유연성 및 다공성이 있고 스테이플 섬유(staple fibers) 또는 연속적인 필라멘트로 이루어진 평면 구조로 정의되어 사용된다. 비직조 섬유상 웹의 상세한 설명에 대해선 "Nonwoven Fabric Primer and Reference Sampler" by E.A.Vaughn, Association of the Nonwoven Fabrics Industry, 3d Edition (1992)을 참조하라.
바람직한 형태에서, 미공성 라미네이트는 약 0.25 및 10 mils 간의 두께 또는 게이지를 갖는 필름을 사용하고, 사용에 따라서 이 필름 두께는 변화할 수 있고, 가장 바람직하게는, 1회용 제품에서는 약 0.25 내지 2mils 두께 정도이다. 라미네이트된 시트의 비직조 섬유상 웹은 통상적으로 평방 야드당 약 5 grams 내지 평방 야드당 75 grams의 중량을 갖는데, 바람직하게는, 평방 야드당 약 20 내지 약 40 grams의 중량을 갖는다. 복합물 또는 라미네이트의 신장성은 교차 방향(CD)으로 증가되어 CD 신장된 복합물을 형성한다. 게다가, CD 신장은 기계 방향(MD)으로 신장하는 것보다 앞서 또는 그 전에 이루어져 CD 및 MD 두 방향으로 신장되는 복합물을 형성할 수 있다. 상술된 바와같이, 미공성 필름 또는 라미네이트는 유체 차단 특성 뿐만아니라 수증기 및 공기 투과 특성이 필요로되는 아기 기저귀, 아기 훈련용 팬티, 생리대 및 의류 등과 같은 많은 다양한 제품에 사용될 수 있다.
B. 미공성-형성가능한 라미네이트용 신장기
다수의 여러 신장기 및 기술은 비직조 섬유상 웹 및 미공성-형성가능한 필름의 최초 또는 원래 라미네이트를 신장하기 위하여 사용될 수 있다. 스테이플 섬유의 비직조 카드화된 섬유상 웹(nonwoven carded fibrous webs) 또는 비직조 스펀-결합된 섬유상 웹(nonwoven spun-bonded fibrous webs)의 이들 라미네이트는 후술되는 바와같은 신장기 및 기술에 의해 신장될 수 있다.
1.대각선 인터메싱 신장기(Diagonal Intermeshing Stretcher)
대각선 인터메싱 신장기는 평행 축상에 한쌍의 좌우 헬리컬 기어-형 소자를 포함한다. 이 축은 두개의 기계측 플레이트(machine side plates)간에 배치되는데, 하부 축은 고정된 베어링에 위치되고 상부 축은 수직으로 슬라이딩가능한 부재의 베어링에 위치된다. 이 슬라이딩가능한 부재는 조정 나사에 의해 동작될 수 있는 웨지 형태의 소자에 (wedge shaped elements)의해 수직 방향으로 조정될 수 있다. 웨지를 안팎으로 나사 조정함으로써 수직으로 슬라이딩가능한 부재를 상하로 각각 이동시켜 상부 인터메싱 롤의 기어-형 이(gear-like teeth)를 하부 인터메싱 롤과 맞물리게 하거나 결합해제시킨다. 측 프레임(side frames)에 설치된 마이크로미터는 인터메싱 롤의 이(teeth)의 맞물림 깊이를 나타내기 위하여 동작될 수 있다.
공기 실린더는 신장된 재료에 의해 가해지는 상향 힘(upward force)과 대향되도록 슬라이딩가능한 부재를 조정 웨지에 대하여 하부 맞물린 위치에 유지시키는데 사용된다. 이들 실린더는 또한 상부 및 하부 인터메싱 롤을 서로로부터 결합해제시키기 위하여 접어넣어져 인터메싱 장비를 통해서 그리고 작동될때 모든 기계 닙 지점을 개방시키는 안전 회로와 결합하여 재료를 쓰레딩(threading)하기 위한 것이다.
구동 수단은 통상적으로 고정적인 인터메싱 롤을 구동하기 위하여 사용된다.상부 인터메싱 롤이 기계 쓰레딩 또는 안전성을 위하여 결합해제되는 경우, 상부및 하부 인터메싱 롤간에 역회전방지 기어 장치를 사용하여 다시 맞물리게할때 하나의 인터메싱 롤의 이(teeth)가 항상 다른 인터메싱 롤의 이 사이에 놓이도록 하고 인터메싱 이의 어덴더(addenda)간의 물리적인 접촉부가 잠재적으로 손상을 입는 것을 피하도록 한다. 인터메싱 롤이 계속해서 맞물려 있는 경우, 상부 인터메싱 롤은 통상적으로 구동되지 않아야 한다. 신장된 재료를 통해서 구동되는 인터메싱 롤에 의해 구동이 이루어질 수 있다.
인터메싱 롤은 정밀한 피치 헬리컬 기어와 매우 유사하다. 본 실시예에서, 이 롤은 5.935" 직경, 45°나선형 각도, 0.100" 수직 피치, 30 직경 피치,14 1/2°가압 각도를 갖고 기본적으로 긴 어덴덤 탑형 기어(long addendum topped gear)이다. 이것은 인터메싱 맞물림을 약 0.090"까지 허용하고 재료 두께를 위하여 이(tooth)의 측상에서 약 0.005"까지의 틈을 허용하는 협소하며, 깊은 이 프로필(narrow, deep tooth profile)을 발생시킨다. 이(teeth)는 회전 토오크를 전달하도록 설계되어 있지 않고 수직 인터메싱 신장 동작시 금속-대-금속 접촉하지 않는다.
2.교차 방향 인터메싱 신장기
CD 인터메싱 신장 장비는 인터메싱 롤 및 후술되는 다른 작은 영역의 설계시에 차이점을 갖는 것을 제외하면 대각선 인터메싱 신장기와 동일하다. CD 인터메싱 소자가 맞물림 깊이를 크게할 수 있기 때문에, 이 장비는 상부 축이 상승 또는 하강중일때 두개의 인터메싱 롤의 축이 평행하게 유지되도록 하는 수단과 협동한다. 이것은 하나의 인터메싱 롤의 이(teeth)가 다른 인터메싱 롤의 이간에 항상 놓이도록 하여 인터메싱 이(teeth)간의 물리적인 접촉부가 잠재적으로 손상받는 것을 피하도록 할 필요가 있다. 이 평행 동작은 랙 및 기어 장치에 의해 보장되는데, 고정적인 기어 랙이 수직으로 슬라이드가능한 부재와 병치하여 양측 프레임에 부착되어 있다. 축은 측 프레임을 가로질러 수직으로 슬라이드가능한 부재 각각의 베어링에서 동작한다. 기어는 이 축의 양단부에 위치되고 소망의 평행 동작을 발생시키기 위하여 랙과 맞물려서 동작한다.
CD 인터메싱 신장기의 구동은 상대적으로 높은 마찰 계수를 갖는 재료를 인터메싱 신장하는 경우를 제외하면 상부 및 하부 인터메싱 롤 둘다를 동작시켜야 만한다. 그러나, 이 구동은 소량의 기계 방향 오정합 또는 구동 편차가 문제를 발생시키지 않기 때문에 역회전을 방지할 필요가 없다. 이에 대한 이유는 CD 인터메싱 소자의 설명으로부터 알 수 있을 것이다.
CD 인터메싱 소자는 고체 재료로부터 가공되지만, 두개의 서로다른 직경의 디스크의 교차 스택으로서 설명될 수 있다. 본 실시예에서, 인터메싱 디스크는 6" 직경, 0.031" 두께일 수 있고 자신의 에지상에서 전체 반경을 갖는다. 인터메싱 디스크를 분리하는 스페이서 디스크(spacer disk)는 5 1/2" 직경 및 0.069" 두께일 수 있다. 이 형태의 두개의 롤은 모든 측상에서 재료를 위하여 0.019" 틈을 남겨두면서 0.231"까지 인터메시될 수 있다. 대각선 인터메싱 신장기 처럼, 이 CD 인터메싱 소자 형태는 0.100" 피치를 갖는다.
3.기계 방향 인터메싱 신장기
MD 인터메싱 신장 장비는 인터페싱 롤의 설계를 제외하면 대각선 인터메싱신장과 동일하다. MD 인터메싱 롤은 정밀한 피치 스퍼 기어(spur gear)와 매우 유사하다. 본 실시예에서, 롤은 5.933" 직경, 0.100" 피치, 30 직경 피치, 14 1/2°가압 각도를 갖고 기본적으로 긴 어덴덤 탑형의 기어이다. 기어 홉 옵셋(gear hob offset) 0.010"를 갖는 이들 롤상에 제2 경로가 설정되어 보다 큰 틈을 협소한 이(teeth)에 제공한다. 약 0.090" 맞물리게 함으로써, 이 형태는 재료 두께를 위하여 측상에서 약 0.010" 틈을 갖을 것이다.
4.신장 증가 기술
상술된 대각선, CD 또는 MD 인터메싱 신장기는 비직조 섬유상 웹 및 미공성-형성가능한 필름의 라미네이트의 신장성을 증가시켜 본 발명의 미공성 라미네이트를 형성하는데 사용될 수 있다. 신장 동작은 통상적으로 스테이플 섬유 또는 스펀-결합된 필라멘트의 비직조 섬유상 웹 및 미공성-형성가능한 열가소성 필름의 압출 라미네이트시에 사용된다. 본 발명의 특정한 양상들중 한 양상에서, 스펀-결합된 필라멘트의 비직조 섬유상 웹의 라미네이트의 신장성은 증가되어 천과 유사한 라미네이트에 매우 유연한 섬유상 완성지료(finish)를 제공한다. 비직조 섬유상 웹 및 미공성-형성가능한 필름의 라미네이트의 신장성은 예를들어 약 200fpm 내지 500fpm 속도 또는 그보다 빠른 속도로 약 0.025 인치 내지 약 0.120 인치의 깊이로 맞물리는 롤러를 갖는 신장기를 통과하는 한 경로를 갖는 CD 및 MD 인터메싱 신장기를 사용하여 증가된다. 이와같이 증가하거나 인터메시 신장으로 인해 우수한 호흡성 및 액체 투과 차단 특성을 갖고 또한, 우수한 결합 강도 및 유연한 천-형 직물을 제공하는 라미네이트를 발생시킨다.
이하의 예는 본 발명의 필름 및 라미네이트를 제조하는 방법을 설명한다. 이 예 및 보다 상세한 설명을 통해서, 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 당업자는 이들의 각종 변형을 행할 수 있다는 것을 알수 있을 것이다..
본 발명을 도면을 참조한 설명으로 부터 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
예
이하의 표Ⅰ에 보고된 합성물을 갖는 LLDPE, LDPE 및 HDPE의 혼합물이 압출되어 필름을 형성하고 나서 이 필름의 신장성이 증가되어 미공성 필름을 제공한다.
표 Ⅰ
포뮬레이션(중량당) :CaCO345LLDPE 41LDPE 5HDPE 5TiO23산화방지제/가공 보조제 1
평량(gms/m2) 40
게이지(mils) 1.2
라인 속도(fpm) 900
ACD No. 1(cfm/foot) 68
ACD No. 2(cfm/foot) 113
웹 안정성 양호함,드로우 레조넌스 없음
표 Ⅰ의 포뮬레이션은 도1에 개요적으로 도시된 바와같은 압출 장치를 사용하여 필름으로 압출된다. 도시된 바와같이, 이 장치는 라미네이션을 갖고 라미네이션 없이 필름 압출을 위하여 사용될 수 있다. 필름 압출하는 경우에, 이 예의 포뮬레이션은 압출기(1)로부터 슬롯 다이(2)를 통해서 공급되어 도면에서 (3A, 3B)로 도시된 두개의 공냉 장치(ACD), ACD No.1 및 ACD No. 2를 갖는 고무 롤러(5) 및 금속 롤(4)의 닙에 압출물(6)을 형성한다. 압출 라미네이션이 실시되는 경우, 롤러(13)로부터 고무 롤(5) 및 금속 롤(4)의 닙으로 또한 도입되는 섬유상 재료(9)의 인입하는 웹이 존재한다. 이 예에서, 열가소성 필름을 제조한 다음 신장성을 증가시켜 미공성 필름을 형성한다. 표 Ⅰ에 도시된 바와같이, 약 1.2 mils 정도 두께의 폴리에틸렌 필름(6)이 약 900fpm 속도로 제조되는데, 이것은 롤러(7)에서 찍어내진다. ACD는 냉각 공기를 전달하는데 충분한 크기의 다기관(manifold)을 가지며, 대략 웹폭의 크기를 갖는다. 이들 ACD는 상술된 제4,718,178호 및 제 4,779,355호 특허에 보다 상세하게 서술되어 있다. ACD(3A)의 노즐을 통해서 그리고 압출물(6)에 대하여 불어지는 공기 속도는 노즐의 출구에서 약 4000fpm이고 공기량은 피트당68 cfm이다. ACD(3B)의 공기 속도는 노즐의 출구에서 약 6800fpm 이고 공기량은 피트당 113 cfm이다. ACD(3A)는 다이로부터 약 3.7인치(95mm) 및 웹(6)으로부터 약 1인치(25mm) 떨어져서 위치된다. ACD(3B)는 다이로부터 약 11.2 인치(2.85mm) 및 웹으로부터 약 0.6인치(15mm) 떨어져서 웹(6)의 대향측상에 위치된다. 고무 롤(5) 및 금속 롤(4)의 닙은 다이로부터 약 29 인치(736mm) 떨어져서 위치된다. 닙 및 ACD에서의 압축력은 제어되어 필름이 핀 홀링 및 드로우 레조넌스 없이 제조되도록 한다. 슬롯 다이 피드 존(slot die feed zone)으로부터 압출기(A 및 B)(도시되지 않음)의 나사 팁까지의 용융 온도가 유지되어 닙에 들어가기 전 웹 온도를 211℃-181℃로 감소시키는 ACD(3A 및 3B)로부터의 냉각 개스와 함께 약 243℃의 압출물 온도를 제공한다.
필름(6)이 비직조 웹(9)과 라미네이트되어 라미네이트(12)를 형성하는 경우, 통상적으로 스펀결합 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌은 비직조된 것으로서 사용된다. 이 예에서, 비직조는 스펀결합 폴리프로필렌이다. 이하의 표 Ⅱ는 약 191 내지 약 324 grams/inch 범위내에서 약 256grams/inch의 만족스러운 평균 결합 강도를 발생시키기 위하여 상기 조건하에서 약 900fpm으로 제조된 라미네이트의 롤(1-5)의 결과를 보고한다. 다른 특성이 표 Ⅱ에 또한 기록되어 있다.
표 Ⅱ
롤1 롤2 롤3 롤4 롤5 평균
필름 평량(gsm) 44.86 42.66 42.15 43.50 42.91 43.22
라미네이트 평량(gsm) 62.96 60.96 61.46 62.44 65.88 62.74
결합(grams/inch) 191 324 226 299 238 256
필름 인장 특성
브레이크 MD 1721 1522 1529 1475 1247 1499
(grams/inch) CD 1075 968 973 779 813 922
20% MD 743 786 751 785 781 769
(grams/inch) CD 639 595 588 584 592 600
40% MD 727 763 733 767 764 751
(grams/inch) CD 601 589 574 553 580 579
신장 MD 523 488 492 476 405 477
(%) CD 606 574 571 493 495 548
충격 강도 F50(grams)
ASTM D 1709 108 168 170 178 210 180
결합 강도는 이하의 표Ⅲ의 박리 결합 강도(peel bond strength) 방법에 의해 측정된다.
표 Ⅲ
박리 결합 강도 측정
박리 결합 강도 측정은 다음의 널리 공지된 종래 기술에 따라서 행해진다.
1. 1" 폭에서 6" 스트립은 기계 방향을 따라서 절단된다.
2. 초기 박리(분리)는 손으로 행해져 프리커서 필름 및 비직조 웹을 분리시킨다.
3. 프리커서 필름 부분은 인스트론 테스터(instron tester)의 한 턱(jaw)에 부착되고 비직조 웹은 인스트론 테스터의 다른 턱에 부착된다.
4. 인스트론은 프리커서 필름 및 비직조 웹을 박리시키기 위하여 교차 헤드 속도의 12"/min으로 설정된다.
5. 박리 힘(grams)은 1" 스트립을 박리하는 동안 기록된다.
도1에 개요적으로 도시된 바와같이, 주변 온도에서 인입하는 필름(6) 또는 라미네이트(12)가 CD 및 MD 증가하는 신장 롤러(10 및 11, 10' 및 11')전 온도 제어된 롤러(20 및 21)를 통과하는 경우, 맞물린부의 온도 및 깊이가 제어될 수 있다. 요약하면, 약 1200-2400 gms/m2/day 정도의 엠보싱된 필름 또는 라미네이트를 위한 수증기 투과율(MVTRs)이 성취된다. 미공성 필름의 MVTR은 또한 신장 동안 웹 온도에 의해 제어될 수 있다. 필름이 CD 신장 전 상이한 온도로 가열될때, 상이한 MVTR이 발생될 수 있다. 엠보싱된 필름 또는 라미네이트는 인치당 약 165-300 라인을 갖는 CD 및 MD 라인의 직사각형 조각(rectangular engraving)을 갖는 금속 엠보싱 롤러에 의해 제조된다. 이 패턴은 예를들어 본원에 참조되어 있는 미국 특허 제 4,376,147호에 서술되어 있다. 이 마이크로 패턴은 마트 완성지료(matte finish)를 필름에 제공하지만 육안으로 검출할 수 없다.
도3은 다이(2), ACDs(3A, 3B) 및 엠보싱 롤러 장치의 확대도이며, 웹의 양측상에서 다수의 소용돌이를 갖는 웹 표면과 실질적으로 평행한 웹의 양측상에서 공기 흐름(30)을 도시한 것이다. 냉각 장치(3A 및 3B)의 약간의 옵셋은 냉각을 제공하기 위하여 도시되었지만, 다른 장치가 사용될 수 있다.
웹 표면에 걸쳐서 소용돌이를 갖는 실질적으로 평행한 냉각 공기 흐름을 제공하는 도시된 타입의 ACDs가 웹을 효율적으로 냉각시킨다는 발견하였다. 놀랍게도, 종래 기술에서 통상적으로 부닥칠 수 있는 웹 드로우 레조넌스가 제거되거나 웹의 약 500-1200fpm의 빠른 속도로 제어된다. 게다가, 필름 및 비직조 웹의 라미네이트가 제조될때, 결합 강도는 다른 공지된 냉각 방법으로 가능하지 않은 목표에서 매우 효율적으로 성취되며, 동시에 심지어 웹 고속도에서 필름 게이지 제어를 유지한다.
상술된 설명으로부터 당업자는 재료 및 조건에 따라서 본 발명의 원리를 사용시에 제조될 수 있는 변형을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (32)

  1. 열가소성 필름을 고속 제조하는 방법으로서,
    열가소성 합성물을 용융시키는 단계와,
    적어도 약 수백 fpm 속도로 필름을 형성하기 위하여, 슬롯 다이로부터 냉각 지대를 통과하는 상기 용융된 열가소성 합성물의 웹을 롤러의 닙으로 압출하는 단계 및,
    상기 웹을 냉각시키고 드로우 레조넌스 없이 필름을 형성하기 위하여, 냉각 개스 스트림이 상기 웹의 표면과 실질적으로 평행하게 상기 냉각 지대를 통과하여 흐르도록 하는 단계를 포함하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트림이 상기 웹을 냉각시키기 위하여 상기 냉각지대를 통해서 이동할때, 다수의 개스 소용돌이를 생성시킴으로써 냉각 효율성을 향상시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 개스 스트림은 상기 웹 이동과 동일한 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 개스 스트림은 상기 웹의 이동과 평행하게 여러 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 개스 스트림은 상기 웹의 이동과 대향되는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 웹 표면을 결합시켜 라미네이트된 시트를 형성하기 위하여, 비직조 섬유상 웹을 상기 롤러의 닙으로 도입하고 상기 닙에서 상기 웹 및 상기 필름간의 온도 및 압축력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 합성물은 열가소성 중합체 및 충전재 입자를 용융 혼합함으로써 형성되어, 미공성 형성가능한 열가소성 중합체 합성물을 형성하고,
    상기 필름 양단 및 상기 필름의 깊이에 걸쳐서 실질적으로 그리고 균일하게 라인을 따라서 상기 속도로 신장력을 상기 필름에 가하여, 미공성 필름을 제공하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름은 드로우 레조넌스없이 적어도 약 500 fpm 내지 1200 fpm 속도로 형성되는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성물은 :
    (a) 약 30 중량% 내지 약 45 중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌과,
    (b) 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 저밀도 폴리에틸렌 및,
    (c) 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 칼슘 카보네이트 충전재 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 용융 혼합된 합성물은 약 41 중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌, 약 5 중량%의 저밀도 폴리에틸렌, 약 45 중량%의 칼슘 카보네이트 충전재 입자 및 약 5 중량%의 고밀도 폴리에틸렌으로 본질적으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 용융 혼합된 합성물은 또한 약 3 중량%의 티타늄 이산화물 및 약 1 중량%의 산화방지제/가공 보조제를 함유하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러의 닙은 금속 엠보싱 롤러 및 고무 롤러를 포함하고 상기 롤러간의 압축력은 엠보싱 필름을 형성하기 위하여 제어되는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 웹의 표면을 상기 필름에 결합시켜 라미네이트된 시트를 형성하기 위하여, 비직조 섬유상 웹을 상기 롤러의 닙으로 도입하고 상기 닙에서 상기 웹 및 상기 필름간의 압축력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 용융 혼합된 합성물은 무기 충전재 및 유기 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 분산된 입자 상을 함유하는 열가소성 중합체를 함유하는데, 상기 방법은 라미네이트된 미공성 시트를 형성하기 위하여 상기 필름을 신장시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    미공성 필름을 제공하기 위하여 상기 속도로 필름을 신장시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 섬유상 웹은 폴리올레핀 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 섬유는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 셀룰로우스, 레이온, 나일론 및 2이상의 이와같은 섬유의 공압출 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 섬유상 웹은 약 5 내지 약 70 gms/yd2까지의 중량을 갖고 상기 미공성 필름은 약 0.25 내지 약 10mils 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 웹은 스테이플 섬유 또는 필라멘트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  20. 제 7 항에 있어서,
    상기 증가하는 신장 단계는 주변 온도에서 실행되는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  21. 제 7 항에 있어서,
    상기 증가하는 신장 단계는 상승된 온도에서 실행되는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 합성물은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 합성물은 탄성 중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 탄성 중합체는 폴리(에틸렌-부텐), 폴리(에틸렌-헥센), 폴리(에틸렌-옥텐),폴리(에틸렌-프로필렌), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌),폴리(스티렌-이소프렌-스티렌),폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌),폴리(에스테르-에테르), 폴리(에테르-아미드), 폴리(에틸렌-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-메틸아크릴산염), 폴리(에틸렌-아크릴산), 폴리(에틸렌 부틸아크릴산염), 폴리우레탄, 폴리(에틸렌-프로필렌-디엔), 및 에틸렌-프로필렌 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름 고속 제조 방법.
  25. 미공성 열가소성 필름의 라미네이트를 고속 제조하는 방법으로서,
    충전재 입자를 함유하는 열가소성 합성물을 용융 혼합시키는 단계와,
    적어도 약 700 fpm 내지 약 1200 fpm 속도로 필름을 형성하기 위하여, 냉각지대를 통과하는 상기 용융 혼합된 합성물의 웹 및 비직조 섬유상 시트를 롤러의 닙으로 압출하는 단계와,
    상기 섬유상 시트의 표면을 결합시켜 상기 필름 및 상기 섬유상 시트간의 결합 강도가 거의 실온에서 약 200 내지 약 500 grams/inch인 라미네이트된 시트를 형성하기 위하여, 상기 섬유상 시트 및 상기 필름간의 온도 및 압축력을 상기 닙에서 제어하는 단계 및,
    섬유상 시트 대 필름의 결합 강도가 약 100 내지 약 200 grams/inch인 미공성 라미네이트를 제공하기 위하여, 상기 라미네이트된 시트 양단 및 상기 시트의깊이에 걸쳐서 실질적으로 그리고 균일하게 라인을 따라서 상기 속도로 상기 라미네이트된 시트에 증가하는 신장력을 가하는 단계를 포함하는 미공성 열가소성 필름의 라미네이트 고속 제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    미공성 필름을 제공하기 위하여, 상기 필름 양단 및 상기 필름의 깊이에 걸쳐서 실질적으로 그리고 균일하게 라인을 따라서 상기 속도로 상기 필름에 증가하는 신장력을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미공성 열가소성 필름의 라미네이트 고속 제조 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 용융 합성물은 또한 고밀도 폴리에틸렌 및 티타늄 이산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 미공성 열가소성 필름의 라미네이트 고속 제조 방법.
  28. 제 28 항에 있어서,
    5 중량% 양의 상기 고밀도 폴리에틸렌이 함유되고 약 3 중량% 양의 티타늄 이산화물이 함유되는 것을 특징으로 하는 미공성 열가소성 필름의 라미네이트 고속 제조 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 폴리(에틸렌-부텐), 폴리(에틸렌-헥센), 폴리(에틸렌-옥텐), 폴리(에틸렌-프로필렌), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌),폴리(스티렌-이소프렌-스티렌), 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌),폴리(에스테르-에테르), 폴리(에테르-아미드), 폴리(에틸렌-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-메틸아크릴산염), 폴리(에틸렌-아크릴산), 폴리(에틸렌 부틸아크릴산염), 폴리우레탄, 폴리(에틸렌-프로필렌-디엔), 및 에틸렌-프로필렌 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 미공성 열가소성 필름의 라미네이트 고속 제조 방법.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 섬유는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 셀룰로우스, 레이온, 나일론 및 2이상의 이와같은 섬유의 공압출 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 미공성 열가소성 필름의 라미네이트 고속 제조 방법.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 증가하는 신장 단계는 주변 온도에서 실행되는 것을 특징으로 하는 미공성 열가소성 필름의 라미네이트 고속 제조 방법.
  32. 제 25 항에 있어서,
    상기 증가하는 신장 단계는 상승된 온도에서 실행되는 것을 특징으로 하는 미공성 열가소성 필름의 라미네이트 고속 제조 방법.
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