KR20040014533A - 신축성 재료 - Google Patents

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KR20040014533A KR10-2003-7015550A KR20037015550A KR20040014533A KR 20040014533 A KR20040014533 A KR 20040014533A KR 20037015550 A KR20037015550 A KR 20037015550A KR 20040014533 A KR20040014533 A KR 20040014533A
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Abstract

(ⅰ) 성분 (A) 함량은 10 내지 40 질량% 범위이고, 2 이상의 비닐 방향족 중합체 블록 (A) 및 1 이상의 공액 디엔 중합체 블록 (B)를 갖고, 50,000 내지 140,000의 수평균 분자량을 가지는 수소화 블록 공중합체 100 질량부(성분 수소화율은 50% 이상이다); 비방향족 고무 연화제 0 내지 120 질량부; 2.16kg의 하중, 190 ℃ 에서 15g/10분 이상의 MFR을 나타내는 폴리에틸렌 0 내지 80 질량부; 및 5.00kg의 하중, 200 ℃에서 5g/10분 이상의 MFR을 나타내는 폴리스티렌 0 내지 40 질량부를 함유하고, (ii) 25。C에서 150 % 로 신장 시험 후에, 15 % 이하의 잔류 비틀림을 나타내고, (iii) 25。C에서 120 분 동안 100 % 신장 후에, 30분이 지나서 10% 이하의 영구 인장 변형을 나타내고, (iv) 5 내지 15 g/10분의 MFR을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력 시험에서, 15 % 이하의 용융 장력 진폭을 나타내고, (v) 5 내지 15 g/10분의 MFR을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력시험에서, 60m/분 이상의 용융 부분 정격(take-up)속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 신축성 재료.

Description

신축성 재료 {STRETCH MATERIAL}
특정 열가소성 엘라스토머(elastomer)는 그의 제조에 있어서 가황공정이 필요하지 않으나, 여전히 고무 탄성을 나타낸다. 그런 열가소성 엘라스토머는 필름, 밴드, 스트랜드(strand) 및 부직포 등의 신축성 재료를 형성하는데 사용되고, 이어서, 횡팽창성 부직포 또는 주름(pleated) 부직포와 조합하여 신축성 부재(article)를 형성하는데 사용된다. 상기 신축성 재료 또는 부재는 일회용 기저귀, 생리용품 등의 각종 위생용품 및 외과용 붕대 및 외과용 가운 등의 각종 의료용품에 광범위하게 이용된다. 통상적으로, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 또는 수소화 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 상기 용도에 사용된다.
상기 신축성 재료가 전술한 용도에 사용되기 위해서는, 그 재료가 인체에 가할 수 있는 자극 및 압박감을 줄이기 위한 고유연성, 양호한 신축성, 잔류 비틀림(residual strain)을 감소시키기 위한 양호한 응력 완화성 및 양호한 성형가공성 등의 특성을 가지고 있어야 한다. 그러나, 통상의 열가소성 엘라스토머중어느 것도 그것의 품질 및 성형가공성 면에서 만족스럽지 않다.
예를 들면, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는, 고신축성에도 불구하고, 요구되는 유연성이 부족하고, 또한 내수성 및 내후성 면에서 문제가 있다. 이와 유사하게, 수소화 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 상대적으로 높은 내후성, 유연성 및 신축성에도 불구하고 불량한 성형가공성을 가진다.
통상적인 신축 재료의 상기 문제점에 관하여, 본 발명의 목적은 양호한 응력 완화성을 가지고, 적은 잔류 비틀림이 있고, 동시에 가황 고무에 비할 수 있는 신축성과 유연성을 나타내는 열가소성 엘라스토머로 구성된 신축성 재료를 제공하는 것이다. 그러한 신축성 재료는 인체에 원치 않는 자극을 주거나 원치 않는 압박감을 주지 않고 인체에 더 잘 맞도록 용이하게 신축될 수 있다. 추가로, 상기 신축성 재료는 고속 제조 중에 양호한 용융 성형가공성을 나타내어 제조가 용이하다.
본 발명은 고속 제조 중 양질의 용융 성형가공성을 나타내고, 양호한 신축성을 제공하는 신축성 재료에 관한 것이다. 본 발명의 신축성 재료는 위생용품, 의료용품 및 기타 각종 용도의 사용에 유용하다.
본 발명자는 전술한 목적을 달성하기 위한 방법을 찾는데 상당한 노력을 기울였고, 그 결과, 주로 특정 유형의 수소화 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 또는 상기 중합체를 함유한 조성물로 구성되는 일정한 열가소성 중합체가 양호한 성형가공성, 특히, 통상의 열가소성 수지를 형성하는 것과 동일하게 열을 가하여 중합체를 형성/가공할 수 있도록 하는, 고속 제조에 적합한 양호한 용융 성형가공성이 있는 것을 발견하였다. 또한 본 발명자는 상기 열가소성 중합체 또는 그것의 조성물이 양호한 응력 완화성을 가지고, 적은 잔류 비틀림이 있고, 동시에 가황 고무에 비할 수 있는 신축성과 유연성을 가지고 있어, 인체에 원치 않는 자극을 일으키거나 원치 않는 압박감을 주지 않고, 용이하게 신축되어 인체에 더 잘 맞을 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 이유로, 상기 열가소성 수지 또는 이것의 조성물은, 일회용 기저귀, 생리용품을 포함하는 각종 위생용품 및 습포재용 기포, 신축성 테잎, 외과용 붕대 및 수술 가운을 포함하는 각종 의료용품의 사용에 적합한, 필름, 스트랜드, 밴드, 부직포 및 기타 신축성 재료를 만드는데 사용될 수 있다. 궁극적으로, 상기 발견은 본 발명자로 하여금 본 발명을 고안하도록 하였다.
(1) 따라서, 본 발명은 하기의 조건을 만족하는 열가소성 중합체 재료를 함유하는 신축성 재료이다:
(i) 하기를 함유하며:
(a) 수평균 분자량이 50,000 내지 140,000 이고, 주로 비닐 방향족 화합물로 구성된 2 이상의 중합체 블록 (A) 및 주로 공액 디엔 화합물로 구성된 1 이상의 수소화 중합체 블록 (B)를 포함하는 수소화 블록 공중합체 100 질량부(여기서, 중합체 블록 (A) 의 함량은 10 내지 40 질량 % 범위이고, 공액 디엔 화합물로부터 유래된 중합체 블록 (B) 내에 존재하는 이중 결합의 50% 이상이 수소화된다);
(b) 비방향족 고무 연화제 0 내지 120 질량부;
(c) 2.16kg의 하중, 190。C 에서 측정시 15 g/10분 이상의 MFR을 가지는 폴리에틸렌 0 내지 80 질량부; 및
(d) 5.00kg의 하중, 200。C에서 측정시 5 g/10분 이상의 MFR을 가지는 폴리스티렌 0 내지 40 질량부;
(ii) 신축성 시험에서 25。C에서 150 % 로 신장한 후에, 15 % 이하의 잔류 비틀림을 가지며;
(iii) 열가소성 재료를 25。C에서 100 % 신장하여 120 분 동안 유지한 후, 이완하여 30분 간 그 상태로 유지할 때, 10% 이하의 영구 인장 변형을 가지며;
(iv) MFR이 5 내지 15 g/10분을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력 시험에서 측정시, 용융 장력 값의 15 % 이하의 진폭을 나타내고;
(v) MFR이 5 내지 15 g/10분을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력 시험에서, 60 m/분 이상의 권취 속도(winding speed)로 감았을 때 용융 및 파단된다.
(2) 또한, 본 발명은, 열가소성 중합체 재료로 형성된 필름, 스트랜드, 밴드, 또는 부직포 형태로 제공되는, 상기 (1)에 따른 신축성 재료이다.
(3) 추가로, 본 발명은 수소화 중합체 블록 (B)를 구성하는 공액 디엔 화합물이 부타디엔, 이소프렌, 또는 이 둘의 혼합물인, 상기 (1) 또는 (2)에 따른 신축성 재료이다.
본 발명을 수행하기 위한 최선의 형태
본 발명은 하기에 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 신축성 재료를 형성하는데 사용되는 열가소성 중합체 재료(이하, "열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)"이라 함)의 (a) 성분으로서 사용되는 수소화 블록 공중합체(이하, "수소화 블록 공중합체 (a)"로 약칭함)는 수평균 분자량이 50,000 내지 140,000 이고, 주로 비닐 방향족 화합물로 구성된 2 이상의 중합체 블록 (A) 및주로 공액 디엔 화합물로 구성된 1 이상의 수소화 중합체 블록 (B)를 포함한다. 수소화 블록 공중합체 (a)에서 중합체 블록 (A)의 함량은 10 내지 40 질량% 범위이다. 또한 공액 디엔 화합물에서 유래하는 중합체 블록 (B)에 존재하는 이중 결합의 50 % 이상이 수소화된다.
수소화 블록 공중합체 (a) 중의 중합체 블록 (A)를 구성하는 비닐 방향족 화합물의 예는 스티렌, α-메틸스티렌, ο-메틸스티렌, m-메틸스티렌, ρ-메틸스티렌, 1,3-디메틸스티렌, 비닐나프탈렌 및 비닐안트라센을 포함한다. 중합체 블록 (A)는 상기 비닐 방향족 화합물의 단독 또는 2 이상의 조합물로서 형성될 수 있다. 가능한 조합물 중에서, 중합체 블록 (A)는 바람직하게는 스티렌 및/또는 α-메틸스티렌, 특히, 스티렌 단독으로 형성된다.
수소화 블록 공중합체 (a) 중의 중합체 블록 (A)의 함량은 수소화 블록 공중합체 (a)의 질량에 대하여 10 내지 40 질량%, 바람직하게는 13 내지 37 질량% 범위일 필요가 있다. 수소화 블록 공중합체 (a) 내에서 10 질량% 이하의 함량으로 존재할 경우, 중합체 블록 (A)는 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ) 를 위한 목적하는 역학적 강도를 제공할 수 없다. 반대로, 수소화 블록 공중합체 (a) 중의 중합체 블록 (A)의 함량이 40 질량% 를 초과할 때는, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)로 형성된 신축성 재료의 응력 완화성이 저하되어, 신축성 재료의 잔류 비틀림이 증가한다. 그 결과, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 신축성이 떨어진다.
수소화 블록 공중합체 (a) 중의 중합체 블록 (B)는 주로 공액 디엔 화합물로 이루어지고 수소화된다. 중합체 블록 (B)를 구성하는 공액 디엔 화합물의 예는부타디엔, 이소프렌, 1,3-펜타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 및 클로로프렌을 포함한다. 중합체 블록 (B)는 상기 공액 디엔 화합물 중 단독 또는 2 이상의 조합물로 형성될 수 있다. 가능한 조합물 중에, 중합체 블록 (B)가 주로 부타디엔, 이소프렌 또는 이 둘의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 공액 디엔 화합물로부터 유래된 중합체 블록 (B)에 존재하는 이중 결합의 50% 이상이 수소화될 필요가 있다. 중합체 블록 (B)의 수소화율이 50% 미만일 때, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ) 은 재료의 성형가공 중에 열 열화가 발생하기 쉬울뿐만 아니라, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)로 형성되는 신축성 재료의 신축성도 저하된다. 중합체 블록 (B)의 수소화율은 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90 % 이상이다.
충분한 신축성을 보장하기 위하여, 수소화 블록 공중합체 (a)가 2 이상의 중합체 블록 (A) 및 1 이상의 수소화 중합체 블록 (B)를 포함하는 것이 중요하다. 1개의 중합체 블록 (A) 와 1개의 수소화 중합체 블록 (B)가 서로 연결된 디블록 공중합체 및 1개의 중합체 블록 (A) 와 2개의 수소화 중합체 블록 (B)가 서로 연결된 트리블록 공중합체 각각은 상당한 잔류 비틀림을 내포하고 있어서, 본 발명의 사용에 부적절하다는 것을 주의해야 한다. 그러나, 상기 공중합체는 낮은 용융 점도를 가지며, 중합체 재료의 용융 성형가공성을 조절할 목적으로 열가소성 중합체 재료의 신축성에 영향을 주지 않을 정도의 양으로 첨가할 수 있다.
본 발명에 사용되는 수소화 블록 공중합체 (a)는 수평균 분자량이 50,000 내지 140,000, 바람직하게는 55,000 내지 135,000 범위일 필요가 있다. 수평균분자량이 50,000 미만인 수소화 블록 공중합체 (a)는 응력 완화성을 저하시켜, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ) 의 잔류 비틀림을 증가시킨다. 그 결과, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)로 형성되는 신축성 재료의 신축성이 저하될 수 있다. 반대로, 수소화 블록 공중합체 (a)의 수평균 분자량이 140,000을 초과하면, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 성형가공성이 저하된다. 본 명세서에서 사용되는, "수평균 분자량" 용어는 폴리스티렌을 표준으로 사용하는 GPC 기술에 의해 결정되는 수평균 분자량을 말한다.
상기 수소화 블록 공중합체 (a)는 수소화 블록 공중합체 (a)의 특성이 영향받지 않는 한, 분자의 말단 또는 내부에 히드록실기, 카르복실기, 에폭시기 및 할로겐기 등의 극성 기를 포함할 수 있다.
수소화 블록 공중합체 (a)는 임의의 공지된 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 음이온 중합법 및 양이온 중합법을 포함하는 이온 중합법, 단일부위(single site) 중합법 또는 라디칼 중합법이, 주로 비닐 방향족 화합물로 이루어지는 2 이상의 중합체 블록 및 주로 공액 디엔 화합물로 이루어지는 1 이상의 블록 공중합체를 가지는 블록 공중합체를 제조하기 위하여 수행될 수 있다. 이어서, 공지된 기술을 사용하여, 생성된 블록 공중합체를 불활성 유기 용매 내에서 수소화 촉매의 존재하에 수소화시킨다.
음이온 중합법의 경우에, 비닐 방향족 화합물 및 공액 디엔 화합물이 알킬리튬 화합물과 같은 중합 개시제를 사용하여, n-헥산 및 시클로헥산 등의 불활성 유기 용매 내에서 순차적으로 중합된다. 이어서 상기 중합은 알콜, 카르복실산물또는 다른 활성 수소 화합물의 첨가에 의해서 정지시켜, 목적한 분자 구조 및 목적한 분자량을 가지며, 주로 비닐 방향족 화합물로 이루어진 2 이상의 중합체 블록 및 주로 공액 디엔 화합물로 이루어지는 1 이상의 중합체 블록을 포함하는 블록 공중합체를 수득한다. 생성된 블록 공중합체는 활성탄, 실리카 또는 알루미나 등의 적절한 담체에 의해 담지되는 백금, 팔라듐 또는 로듐같은 귀금속 촉매; 레니(Raney) 니켈; 유기 니켈 화합물, 유기 코발트 화합물 또는 상기 화합물이 다른 유기 금속 화합물과 형성하는 복합 촉매를 포함하는 수소화 촉매의 존재하에 불활성 유기 용매 내에서 수소화된다. 이와 같은 방식으로, 수소화 블록 공중합체 (a)를 수득할 수 있다. 생성된 수소화 블록 공중합체 (a)는 단독으로 또는 2 이상의 조합으로써 사용될 수 있다.
열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)는 성분 (b)로서 사용되는 비방향족 고무 연화제(이하, "비방향족 고무 연화제 (b)"라고 약칭함)를 함유할 수 있다. 비방향족 고무 연화제 (b)의 예는 파라핀계 공정유, 나프탈렌계 공정유, 백색유, 광물질유, 에틸렌 및 α-올레핀으로부터 형성된 올리고머, 파라핀 왁스 및 액상 파라핀을 포함한다. 이러한 비방향족 고무 연화제는 단독 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 상기의 것들 중에서, 파라핀계 공정유가 특히 바람직하다.
열가소성 중합체 재료 (Ⅰ) 내의 비방향족 고무 연화제 (b)의 함량은, 수소화 블록 공중합체 (a) 100 질량부에 대하여, 통상적으로는 0 내지 120 질량부, 바람직하게는 0 내지 110 질량부 범위이다.
비방향족 고무 연화제 (b)의 함량이 수소화 블록 공중합체 (a) 100 질량부에대하여 120 질량부를 초과하면, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 신축성 재료가 바람직하지 않게도 점성이 된다.
필요한 경우엔, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ) 은, 제 3 성분으로서 (즉, 성분 (c)), 하중 2.16kg, 온도 190 ℃ 에서 측정시 15 g/10분 이상의 MFR을 나타내는 폴리에틸렌을 함유할 수 있다. 폴리에틸렌은 수소화 블록 공중합체 (a) 100 질량부에 대하여 80 질량부 이하의 함량으로 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)에 함유되는 것이 바람직하다. 80 질량부 이하의 함량으로 존재할 경우, 상기 요구를 만족하는 MFR을 가진 폴리에틸렌은 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 성형가공성을 향상시킬 수 있다.
폴리에틸렌의 예는 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 메탈로센 촉매의 사용에 의해서 중합된 폴리에틸렌을 포함한다. 상기 폴리에틸렌은 단독 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이 중, 선형 저밀도 폴리에틸렌이 성분 (c)로서 바람직하게 사용된다.
성분 (c)로서 사용되는 폴리에틸렌이 하중 2.16kg, 온도 190 ℃ 에서 측정시 15 g/10분 미만의 MFR을 가질 경우, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 성형가공성이 저하된다. 폴리에틸렌이 하중 2.16kg, 온도 190℃에서 측정시 15 g/10분 이상의 MFR 을 나타내는 것일 경우조차도, 폴리에틸렌 함량이 수소화 블록 공중합체 (a) 100 질량부에 대하여 80 질량부를 초과하면, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 신축성 재료의 응력 완화성뿐만 아니라 영구 변형도 감소될 것이다. 이러한 특성의 저하는 차례로 잔류 비틀림 및 영구 인장 변형 모두를 증가시킨다. 그 결과, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 신축성이 떨어진다.
필요한 경우, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)는 제 4 성분으로서(즉, 성분 (d)), 하중 5.00kg, 온도 200℃ 에서 측정시 5 g/10분 이상의 MFR을 나타내는 폴리스티렌을 함유할 수 있다. 폴리스티렌은 바람직하게는 수소화 블록 공중합체 (a) 100 질량부에 대하여 40 질량부 이하의 함량으로 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)에 함유된다. 상기 요구를 만족하는 MFR을 가지는 폴리스티렌이 40 질량부 이하의 함량으로 존재할 경우, 열가소성 중합체 수지 (Ⅰ)의 잔류 비틀림 및 영구 인장 변형을 감소시킬 수 있다.
스티렌 단일중합체가 성분 (d)로서 사용되는 폴리스티렌으로서 사용될 수 있다.
성분 (d)로서 사용되는 폴리스티렌이 하중 5.00kg, 온도 200℃ 에서 측정시 5 g/10분 미만의 MFR을 나타내는 것일 경우, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 성형가공성이 감소된다. 폴리스티렌이 하중 5.00kg, 온도 200℃에서 측정시 5 g/10분 이상의 MFR 을 나타내는 것일 경우에도, 수소화 블록 공중합체 (a) 100 질량부에 대하여 폴리스티렌 함량이 40 질량부를 초과하면, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 성형가공성이 상실될 것이다.
본 발명의 신축성 재료를 형성하는 열가소성 중합체 재료 (I) 은 수소화 블록 공중합체 (a) 100 질량부, 비방향족 고무 연화제 (b) 0 내지 120 질량부, 하중 2.16kg, 온도 190℃에서 측정시 15 g/10분 이상의 MFR을 나타내는 폴리에틸렌 (c) 0 내지 80 질량부 및/또는 하중 5.00kg, 온도 200℃ 에서 측정시 5 g/10분 이상의MFR을 나타내는 폴리스티렌 (d) 0 내지 40 질량부로 구성된다. 동시에 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ) 은 하기의 물성을 가져야 한다: 25。C에서 150 % 로 신장한 신축성 시험 후에, 15 % 이하의 잔류 비틀림을 가지며; 열가소성 재료를 25。C에서 100 % 신장하여 120 분 동안 유지한 후, 이완하여 30분 간 그 상태로 유지될 때, 10% 이하의 영구 인장 변형을 가지며; MFR이 5 내지 15 g/10분을 제시하는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력 시험에서 측정시, 용융 장력의 값의 15% 이하의 진폭을 나타내고; MFR이 5 내지 15 g/10분을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력 시험에서 60m/분 이상의 권취 속도로 감았을 때, 용융 및 파단된다.
상기 조건이 충족되면, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)은 고속 제조 중에 양호한 용융 성형가공성을 나타낸다. 예를 들면, 290℃ 의 온도에서 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ) 이 용융 취입(melt-blown) 부직포 제조장치 상에서 가공될때, 균일한 미세 섬유로 이루어진 부직포를 원활하게 제조할 수 있다.
필요할 경우, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)은, 전술한 성분 외에도, 열 안정제, 산화 방지제, 광안정제, 대전 방지제, 윤활제 및 기타 첨가물을 함유할 수 있다.
열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)은 임의의 공지된 기술에 의해 제조될 수 있다. 수소화 블록 공중합체 (a)를 타성분과 함께 함유하는 조성물로서, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 제조를 목적으로 할 때에는, 이축 스크류 압출기(twin screw extruder)로 하기의 성분을 혼합 및 혼련하여 제조할 수 있다: 수소화 블록 공중합체 (a); 및, 임의로, 비방향족 고무 연화제 (b); 상기 특정 조건을 만족하는 MFR을가진 폴리에틸렌 (c); 및/또는 상기 특정 조건을 만족하는 MFR을 가진 폴리스티렌. 선택적으로, 각각 통상의 고무 혼합기/혼련기로 각각 공지된, 밴버리(Banbury) 혼합기 또는 혼련기가 압출기 대신 사용될 수 있다.
열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)로 제조된 신축성 재료는 각각의 용도에 적합한 임의의 목적된 형태로 제공될 수 있고, 그것은 각각의 용도 및 신축성 재료가 사용되는 형태에 따라 다양해질 수 있다. 통상적으로, 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)의 신축성 재료는 필름, 스트랜드, 밴드 또는 부직포의 형태로 제공된다.
신축성 재료가 필름 형태로 제공되는 경우, 그것은 적절히 선택된 임의의 두께 및 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는, 필름은 약 15㎛ 내지 약 200㎛ 의 두께이다. 신축성 재료가 스트랜드 형태로 제공되는 경우, 그것은 원형, 타원형, 방형 또는 기타 적절한 모양의 단면을 가진 스트랜드 또는 실로 형성될 수 있다. 유사하게, 신축성 재료가 밴드 형태로 제공되는 경우, 그것은 적절히 선택된 임의의 두께 및 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는, 밴드는 약 200㎛ 내지 약 2mm 의 두께이다. 또한, 신축성 재료가 부직포의 형태로 제공되는 경우, 상기 직포를 형성하는 섬유의 섬도 및 상기 직포의 기저 중량 같은 직포의 특색이 각 용도에 적합하게 선택된다. 일반적으로, 높은 기계적 강도를 제공할 수 있기 때문에, 부직포를 형성하는 섬유는 균일 섬도를 가진 연속 섬유이다. 또한, 부직포의 기저 중량은 부직포를 취급하는데 있어 용이하다는 점에서 5 내지 200 g/m2의 범위가 바람직하다.
열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)은 신축성 재료의 특정 형태에 따라 적절히 선택된 기술에 의해 신축성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 열가소성 중합체 재료를 필름, 스트랜드 또는 부직포의 형태로 형성하려는 경우에, 각 목적에 통상적으로 사용되는 성형가공 방법을 바람직하게 사용한다. 예를 들면, 필름 및 스트랜드는 단축 또는 이축 스크류 압출기에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들면, 용융 취입 부직포 제조장치 상에서 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)을 용융-방사시키고, 생성된 섬유를 포집면 상의 섬유 직포(web)로 형성하여 부직포를 제조한다. 또한, 부직포와 유사한 신축성 재료는 스펀본드(spunbond) 기술에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 신축성 재료가 임의의 공정 없이 신축성 부재로서 사용될 수 있는 반면, 그것은 한 방향 이상으로 신장될 수 있는 신축성 직물 및 주름 직물(pleated clothes)로부터 선택된 1 이상의 신장성 직물에 적층 및 접착될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 신축성 재료의 형태 안정성을 향상시켜, 상기 재료를 일회용 기저귀, 생리용품 같은 위생용품 및 습포재용 기포, 신축성 테이프, 외과용 붕대 및 외과용 가운 같은 의료용품에 자주 요구되는 복잡한 형태를 지닌 신축성 부재로 형성하는데 적합하게 만들 수 있다.
본 발명은 이제 실시예를 참고로 하여 기술될 것이나, 이것은 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.
하기의 참고예에서, 수평균 분자량은 폴리스티렌을 표준으로 사용하는 GPC기술에 의해 결정된다. 수소화 블록 공중합체의 수소화율, 스티렌 함량 및 결합 비닐기의 함량은1H-NMR에 의해 결정된다.
하기 실시예 및 비교예에서, 신축성 재료를 제조하는데 사용되는 열가소성 중합체 재료의 신축성(즉, 잔류 비틀림 및 영구 인장 변형), 용융 장력 시험에서 측정된 용융 장력 값의 진폭, 재료를 용융 및 파단시키는 권취 속도 및 성형가공성은 하기와 같이 측정되었다:
[열가소성 중합체 재료의 잔류 비틀림]
프레스 성형기 상에서, 열가소성 중합체 재료(열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체 조성물) 칩을 1mm 두께의 판으로 성형하였다. 이 판으로부터, JIS K-6251에 따른 제 2 호 아령 형상의 시험 편을 제작하였다. 시험 편을 70mm 구간 거리로 인스트론 유니버셜 인장 시험기(Instron universal tensile tester) 상에 고정시켰다. 25℃의 주위 온도에서, 시험편을 20 mm/분의 시험 속도로 150% 신장시킨후, 응력이 0 이 될 때 까지 동일 속도로 수축시켰다. 이 때의 변형 양을 측정하였다.
[열가소성 중합체 재료의 영구 인장 변형]
프레스 성형기 상에서, 열가소성 중합체 재료(열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체 조성물) 칩을 1 mm 두께의 판으로 성형하였다. 이 판으로부터, 폭 10mm, 길이 60 mm의 제 2 호 시험 스트립을 제작하였다. 이 시험편에 2cm 간격으로 두 표시선을 새겼다. 이 시험편을 25℃ 의 주위 온도에서 100% 신장시켜,120분간 유지한 후에, 이완하였다. 30 분 후에 표시선 사이의 거리를 측정하고, 하기 식에 의해 영구 인장 변형을 결정하였다.
영구 인장 변형 (%) = [(L-2)/2] x 100
(식중, L 은 시험 후에 표시선 사이의 거리(cm)를 나타낸다)
[열가소성 중합체 재료의 용융 장력 시험]
(a) 용융 장력 값의 진폭 측정
캐피로그래프("lB", Toyo Seiki Co., Ltd.사 제작)를 사용하여, 20 mm/분의 피스톤 속도 및 10 mm/분의 권취 속도로 열가소성 중합체 재료(열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체 조성물)의 용융 장력을 측정하였다. 2.16kg 하중을 적용한 경우, 5 내지 15 g/10분의 MFR을 나타내는 온도 조건 하에서 시험을 수행하였다. 측정 값에서 진폭을 결정하였다.
(b) 재료의 용융 및 파단을 일으키는 권취 속도 측정
캐피로그래프("lB", Toyo Seiki Co., Ltd.사 제작)를 사용하여, 20 mm/분의 피스톤 속도로 열가소성 중합체 재료(열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체 조성물)를 권취하였다. 중합체 재료가 용융 및 파단되는 권취 속도를 측정하였다. 2.16kg 하중을 적용할 경우, 5 내지 15 g/10분의 MFR을 나타내는 온도 조건 하에서 시험을 수행하였다.
[열가소성 중합체 재료의 성형가공성 측정]
(1) 필름
T-금형식 필름 성형기(Φ=90mm, L/D=25, 금형 폭 = 1040mm)를 사용하여, 균일한 필름 두께를 제공하기 위하여 방출 부피를 조절하면서 260 ℃에서 8O ㎛ 두께의 필름을 압출하였다. 상기 공정 중에, 라인(line)속도를 변화시키고, 평가를 하기와 같이 하였다: "Ｏ" 표시는 양호한 성형 가공성을 의미하고, 라인 속도가 50 m/분 이상일 때에도, 필름 두께가 80㎛ 로 유지되는 것을 나타내고; "X" 표시는 불량한 성형 가공성을 의미하고, 50m/분 미만의 라인 속도가 아니면 균일한 필름 두께를 유지하지 못하거나, 필름을 형성하지 못하는 것을 나타낸다.
(2) 밴드
T-금형식 밴드 성형기(Φ=30mm, L/D=18, 금형 폭 = 25mm)를 사용하여, 라인 속도를 변화시키면서, 250℃에서 밴드를 압출하였다. 생성된 밴드를 시각적으로 관찰하였고, 평가를 하기와 같이 하였다: "Ｏ" 표시는 양호한 성형 가공성을 의미하고, 라인 속도가 70m/분 이상일 때에도, 밴드 두께가 300㎛ 로 유지되는 것을 나타내고; "X" 표시는 불량한 성형 가공성을 의미하고, 70m/분 미만의 라인 속도가 아니면 균일한 밴드 두께를 유지하지 못하는 것을 나타낸다.
(3) 부직포
용융 취입 기술을 사용하여, 약 5㎛ 섬도의 미세 섬유로 제조된 부직포를 금형 온도 290℃ 에서 용융 취입 부직포 제조장치 상에서 제조하였다. 평가를 하기와 같이 하였다: "Ｏ" 표시는 양호한 성형 가공성을 의미하고, 균일한 두께를 가진 연속 섬유로 부직포가 형성되었다는 것을 나타내고; "X" 표시는 불량한 성형 가공성을 의미하고, 불균일한 두께를 가진 단섬유로 부직포가 형성되었음을 나타낸다.
<참고예 1>
[수소화 블록 공중합체의 제조]
중합 개시제로서 s-부틸리튬, 스티렌 및 이소프렌을 사용하여, 부타디엔 또는 이소프렌과 부타디엔의 혼합물을 시클로헥산 내에서 음이온 중합하여, 스티렌 중합체 블록이 공액 디엔 화합물로 이루어진 중합체 블록의 각 말단에 결합된 ABA 형 트리블록 공중합체를 수득하였다. 지글러(Ziegler) 촉매를 사용하여, 수득된 트리블록 공중합체를 수소 압력 0.8 MPa의 대기하에, 75℃에서 5 시간 동안 시클로헥산 중에서 수소화하였다. 이 결과, 하기 표 1에 나타난 각각의 물성을 가진 수소화 블록 공중합체 1 내지 5 를 수득하였다.
스티렌 함량 (중량 %) 이소프렌/ 부타디엔 비율(중량 %) 수소화율(%) 수평균 분자량 결합 비닐기 함량(%)
수소화 블록 공중합체 1 18 100/0 98 93,000 8
수소화 블록 공중합체 2 18 0/100 97 103,000 50
수소화 블록 공중합체 3 30 50/50 98 121,000 9
수소화 블록 공중합체 4 30 100/0 97 43,000 8
수소화 블록 공중합체 5 30 50/50 96 153,000 8
<실시예 1>
(1) 참고예 1에서 수득된 수소화 블록 공중합체 1 을 이축 스크류 압출기에 공급하고, 230 ℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 수소화 블록 공중합체 1의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2 에 제시되어 있다.
(2) 용융 취입 부직포 제조장치를 사용하여, 상기 (1) 에서 수득한 수소화 공중합체 1 의 칩을 40 g/m2기저중량에 대하여 포집면 상에서 290 ℃의 온도로 용융 취입 시켰다. 롤러를 사용하여 공중합체 1 을 포집면에 대하여 압착하여, 0.2 mm 두께의 신축성 부직포를 수득하였다. 이 부직포는 섬도 약 5 ㎛ 의 연속 미세 섬유로 형성되었고, 제조시 양호한 성형가공성을 나타내었다("Ｏ" 으로 표시됨).
<실시예 2>
(1) 참고예 1에서 수득된 수소화 블록 공중합체 2 를 이축 스크류 압출기에 공급하고, 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 수소화 블록 공중합체 2의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 제시되어 있다.
(2) T-금형식 밴드 성형기(Φ=30mm, L/D=18, 금형 폭 = 25mm)를 사용하여, 상기 (1)에서 수득된 수소화 블록 공중합체 2 의 칩을 250℃, 라인 속도 70m/분으로 용융 압출하여, 방형의 단면을 가진 두께 300㎛, 폭 20 mm의 밴드를 수득하였다. 상기 밴드를 전술한 방법에 의해 측정하였고, 제조시 양호한 성형가공성을 가지는 것으로 입증되었다("Ｏ"으로 표시됨).
<실시예 3>
(1) 폴리에틸렌 (제품명: UJ480, Japan Polychem corporation 사 제조, MFR = 30 g/l0분 (190℃, 2.16kg)) 20 질량부를 참고예 1에서 수득된 수소화 블록 공중합체 1 의 100 질량부와 혼합하였다. 이축 스크류 압출기를 사용하여, 생성된 혼합물을 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 열가소성 중합체 조성물의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 제시되어 있다.
(2) T-금형식 필름 성형기(Φ=90mm, L/D=25, 금형 폭=1040mm) 상에서, 상기 (1)에서 수득된 열가소성 중합체 조성물 칩을 균일한 두께(두께 80㎛)를 가진 필름으로 제조하였다. 상기 공정은 라인 속도 50m/분, 온도 260℃에서 수행되었다. 상기 필름을 전술한 방법으로 측정하였고, 제조시 양호한 성형가공성을 가지고 있는 것으로 판명되었다("Ｏ" 으로 표시됨).
<실시예 4>
(1) 파라핀계 공정유 (제품명: Diana process oil PW-380, Idemitsu Kosan Co., Ltd. 사 제조) 100 질량부 및 폴리에틸렌(제품명: UJ480., Japan Polychem corporation 사 제조, MFR = 30 g/l0분 (190℃, 2.16kg)) 40 질량부를 참고예 1 에서 수득된 수소화 블록 공중합체 3 의 100 질량부와 혼합하였다. 이축 스크류 압출기를 사용하여, 생성된 혼합물을 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 열가소성 중합체 조성물의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 제시되어 있다.
(2) 용융 취입 부직포 제조장치를 사용하여, 상기 (1) 에서 수득한 열가소성 중합체 조성물 칩을 40g/m2기저중량에 대하여 포집면 상에서 290℃의 온도로 용융 취입 시켰다. 롤러를 사용하여 상기 중합체 조성물을 포집면에 대하여 압착하여, 0.2mm 두께의 신축성 부직포를 수득하였다. 이 부직포는 섬도 약 5㎛ 의 연속 미세섬유로 형성되었고, 제조시 양호한 성형가공성을 나타내었다("Ｏ" 으로 표시됨).
<실시예 5>
(1) 폴리스티렌(제품명: HF77, A & M styrene Co., Ltd. 사 제조, MFR = 7.7 g/l0분 (200℃, 5.00kg)) 20 질량부를 참고예 1 에서 수득된 수소화 블록 공중합체 1 의 100 질량부와 혼합하였다. 이축 스크류 압출기를 사용하여, 생성된 혼합물을 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 열가소성 중합체 조성물의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 제시되어 있다.
(2) T-금형식 밴드 성형기(Φ=30mm, L/D=18, 금형 폭 = 25mm) 상에서, 상기 (1)에서 수득된 열가소성 중합체 조성물의 칩을 260℃, 라인 속도 70m/분으로 용융 압출하여, 방형의 단면을 가진 두께 300㎛, 폭 20mm의 밴드를 수득하였다. 상기 밴드를 전술한 방식에 의해 측정하였고, 제조시 양호한 성형가공성을 가지는 것으로 입증되었다("Ｏ" 으로 표시됨).
<비교예 1>
(1) 참고예 1에서 수득된 수소화 블록 공중합체 4 를 이축 스크류 압출기에 주입하고, 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 수소화 블록 공중합체 4의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3 에 제시되어 있다.
(2) T-금형식 밴드 성형기(Φ=30mm, L/D=18, 금형 폭 = 25mm) 상에서, 상기 (1)에서 수득된 수소화 블록 공중합체 4 의 칩을 200℃, 라인 속도 70m/분으로 용융 압출하였다. 그러나, 상기 공정은 균일한 두께를 가진 목적된 밴드 생성물을 제공하지 못하므로, 블록 공중합체 4의 불량한 성형가공성이 입증되었다("X" 로 표시됨).
<비교예 2>
(1) 파라핀계 공정유(제품명: Diana process oil PW-380, Idemitsu Kosan Co., Ltd.사 제조) 100 질량부 및 폴리프로필렌(제품명: S1O6LA, Grand Polymer Co., Ltd.사 제조, MFR = 15 g/l0분 (230℃, 2.16kg)) 30 질량부를 참고예 1에서 수득된 수소화 블록 공중합체 3 의 100 질량부와 혼합하였다. 이축 스크류 압출기를 사용하여, 생성된 혼합물을 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 열가소성 중합체 조성물의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림,영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3에 제시되어 있다.
(2) 실시예 1과 동일한 용융 취입 부직포 제조장치를 사용하여, 상기 (1) 에서 수득한 열가소성 중합체 조성물 칩을 40g/m2기저중량에 대하여 포집면상에서 290℃의 온도로 용융 취입 시켰다. 롤러를 사용하여 상기 중합체 조성물을 포집면에 대하여 압착하여, 0.2mm 두께의 신축성 부직포를 수득하였다. 상기 수득된 부직포는 균일한 연속 미세섬유보다는, 주로 불균일 섬도를 가진 단섬유로 형성되었다. 그리하여, 상기 열가소성 중합체 조성물은 제조시 불량한 성형가공성을 가지는 것으로 판명되었다("X" 로 표시됨).
<비교예 3>
(1) 파라핀계 공정유(제품명: Diana process oil PW-380, Idemitsu Kosan Co., Ltd.사 제조) 75 질량부 및 폴리에틸렌(제품명: 1520L, Mitsui Chemicals Inc.사 제조, MFR = 2.3g/l0분 (190℃, 2.16kg)) 30 질량부를 참고예 1에서 수득된 수소화 블록 공중합체 3 의 100 질량부와 혼합하였다. 이축 스크류 압출기를 사용하여, 생성된 혼합물을 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 열가소성 중합체 조성물의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3에 제시되어 있다.
(2) T-금형식 필름 성형기(Φ=90mm, L/D=25, 금형 폭=1040mm)를 사용하여,상기 (1)에서 수득된 열가소성 중합체 조성물 칩을 필름으로 형성하기 위한 시도를 하였다. 상기 공정은 라인 속도 50m/분으로 수행되었다. 그러나 형성된 생성물은 중간에 절단되었고, 목적한 필름을 수득하지 못했다.
<비교예 4>
(1) 폴리에틸렌(제품명:UJ480, Japan Polychem corporation사 제조, MFR = 30 g/l0분 (190℃, 2.16kg)) 100 질량부를 참고예 1에서 수득한 수소화 블록 공중합체 1 의 100 질량부와 혼합하였다. 이축 스크류 압출기를 사용하여, 생성된 혼합물을 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 열가소성 중합체 조성물의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3에 제시되어 있다.
(2) T-금형식 밴드 성형기(Φ=30mm, L/D=18, 금형 폭 = 25mm) 상에서, 상기 (1)에서 수득된 열가소성 중합체 조성물의 칩을 250℃, 라인 속도 70m/분으로 용융 압출하여, 방형의 단면을 가진 두께 300㎛, 폭 20mm의 밴드를 수득하였다. 이 밴드는 열가소성 중합체 조성물처럼, 상대적으로 불량한 신축성을 나타내었다.
<비교예 5>
파라핀계 공정유(제품명: Diana process oil PW-380, Idemitsu Kosan Co., Ltd.사 제조) 100 질량부 및 폴리에틸렌(제품명: UJ480., Japan Polychem corporation사 제조, MFR = 30 g/l0분 (190℃, 2.16kg)) 40 질량부를 참고예 1에서 수득된 수소화 블록 공중합체 5 의 100 질량부와 혼합하였다. 이축 스크류 압출기를 사용하여, 생성된 혼합물을 230℃에서 융용 혼련하고, 압출한 후, 절단하여 열가소성 중합체 조성물의 칩을 제작하였다. 상기 수득된 칩의 잔류 비틀림, 영구 인장 변형, 용융 장력값의 진폭 및 재료를 용융/파단시키는 권취 속도를 전술한 방법으로 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3에 제시되어 있다.
(2) 용융 취입 부직포 제조장치를 사용하여, 상기 (1) 에서 수득한 열가소성 중합체 조성물 칩을 40g/m2기저중량에 대하여 포집면상에서 290℃의 온도로 용융 취입 시켰다. 그러나 상기 공정은 목적된 부직포를 생성하지 못하였다.
열가소성 중합체 재료 성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
수소화 블록 공중합체 1 100 100 100
수소화 블록 공중합체 2 100
수소화 블록 공중합체 3 100
수소화 블록 공중합체 4
수소화 블록 공중합체 5
파라핀계 공정유1) 100
PE-12) 20 40
PE-23)
PS4) 20
PP5)
열가소성 중합체 재료의 특성
MFR(g/10분)(측정 온도) 6(230℃) 4(230℃) 10(230℃) 12(200℃) 8(250℃)
잔류 비틀림(%) 8 7 10 11 7
영구 인장 변형 (%) 7 7 7 7 5
용융 장력 값의 진폭 (%) 4 6 5 7 10
재료를 용융 및 파단시키는 권취 속도 (m/분) 141 104 160 94 70
신축성 재료 형성시 성형가공성
신축성 재료의 형태 부직포 밴드 필름 부직포 밴드
평가 결과 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
1) 파라핀계 공정유: Diana process oil PW-380, Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조2) PE-1: 폴리에틸렌 (UJ480, Japan Polychem corporation사 제조, MFR = 30 g/l0분 (190℃, 2.16kg))3) PE-2: 폴리에틸렌 (1520L, Mitsui Chemicals Inc.사 제조, MFR = 2.3 g/l0분 (190℃, 2.16kg))4) PS: 폴리스티렌 (S103LA, A & M styrene Co.사, Ltd. 제조, MFR = 7.7g/l0분 (200℃, 5.00kg))5) PP: 폴리프로필렌 (S1O6LA, Grand Polymer Co.사, Ltd. 제조, MFR = 15 g/l0분 (230℃, 2.16kg))
열가소성 중합체 재료 성분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
수소화 블록 공중합체 1 100
수소화 블록 공중합체 2
수소화 블록 공중합체 3 100 100
수소화 블록 공중합체 4 100
수소화 블록 공중합체 5 100
파라핀계 공정유1) 100 75 100
PE-12) 100 40
PE-23) 30
PS4)
PP5) 30
열가소성 중합체 재료의 특성
MFR(g/10분)(측정 온도) 10(180℃) 15(200℃) 5(200℃) 15(190℃) 5(280℃)
잔류 비틀림(%) 10 6 14 42 8
영구 인장 변형 (%) 15 5 6 33 5
용융 장력 값의 진폭 (%) 25 8 4 9 -
재료를 용융 및 파단시키는 권취 속도 (m/분) 41 46 13 130 <10
신축성 재료 형성시 성형가공성
신축성 재료의 형태 밴드 부직포 필름 밴드 부직포
평가 결과 X X X Ｏ X
1) 파라핀계 공정유: Diana process oil PW-380, Idemitsu Kosan Co.사, Ltd. 제조2) PE-1: 폴리에틸렌 (UJ480, Japan Polychem corporation사 제조, MFR = 30 g/l0분 (190℃, 2.16kg))3) PE-2: 폴리에틸렌 (1520L, Mitsui Chemicals Inc.사 제조, MFR = 2.3 g/l0분 (190℃, 2.16kg))4) PS: 폴리스티렌 (S103LA, A & M styrene Co., Ltd.사 제조, MFR = 7.7 g/l0분 (200℃, 5.00kg))5) PP: 폴리프로필렌 (S1O6LA, Grand Polymer Co., Ltd.사 제조, MFR = 15 g/l0분 (230℃, 2.16kg))
상기 표 2에 제시된 결과를 통해서 알 수 있듯이, 실시예 1∼5 의 신축성 재료 각각은 양호한 신축성을 나타내고, 각각의 열가소성 중합체 재료로부터 신축성 재료의 제조시 요구되는 특성인, 양호한 성형가공성을 제공한다. 특히, 신축성 재료 각각은 재료를 고속 제조에 적합하게 하는 양호한 용융 성형가공성을 가지고 있는 것으로 판명되었다. 이것은 실시예 1∼5의 신축성 재료 각각이 하기의 조건을 만족하는 열가소성 중합체 재료(열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체 조성물)로 이루어진 것이기 때문이다: 각각 a) 수평균 분자량이 50,000 내지 140,000 이고, 스티렌으로 이루어진 2 개의 중합체 블록 및 이소프렌 및/또는 부타디엔으로 이루어진 1 개의 수소화 중합체 블록을 포함하는 수소화 블록 공중합체 1, 2 또는 3 의 100 질량부(스티렌 중합체 블록의 함량이 10 내지 40 질량% 범위이다), b) 비방향족 고무 연화제 0 내지 120 질량부, c) 15 g/10분 이상(190℃, 2.16kg)의 MFR 을 가진 폴리에틸렌 0 내지 80 질량부 및 d) 5 g/10분 이상(200℃, 5.00kg)의 MFR 을 가진 폴리스티렌 0 내지 40 질량부로 이루어지고; 각각 25。C에서 150 % 로 신장한 신축성 시험 후에 15 % 이하의 잔류 비틀림을 가지며; 각각 열가소성 재료를 25。C에서 100 % 신장하여, 120 분 동안 유지한 후 이완하여, 30분 간 그 상태로 유지할 때, 10% 이하의 영구 인장 변형을 가지며; 각각 MFR이 5 내지 15 g/10분을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력 시험에서 측정될 때, 용융 장력의 값의 15 % 이하 진폭을 나타내며; 그리고 각각 MFR이 5 내지 15 g/10분을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력 시험에서 60m/분 이상의 권취 속도로 감았을 때, 용융 및 파단된다.
비교할 때, 표 3 의 결과에서 알 수 있듯이, 비교예 1에서 신축성 재료를 제조하는데 사용된 수소화 블록 공중합체 4 는, 본 발명에 명시된 범위 밖의 43,000의 수평균 분자량을 가지므로, 바람직하지 않은 영구 인장 변형 및 감소된 성형가공성을 가진다.
반면에, 비교예 2 에서 사용된 열가소성 중합체 조성물은, 본 발명에서 명시된 범위 밖의 폴리프로필렌을 사용하므로, 신축성 재료의 제조에 요구되는 충분한성형가공성을 제공할 수 없다.
비교예 3에서, 열가소성 중합체 재료를 제조하는데 사용된 폴리에틸렌은, 본 발명에서 명시한 범위 밖인 2.3 g/10분(190℃, 2.16kg)의 MFR을 가진다. 그리하여, 열가소성 중합체 조성물로부터 신축성 재료를 제조하는데 요구되는 충분한 성형가공성을 또한 제공할 수 없다.
비교예 4에서, 열가소성 중합체 조성물을 제조하는데 사용된 폴리에틸렌 또한, 본 발명에서 명시한 범위 밖인, 수소화 블록 공중합체 2 의 100 질량부에 대하여 100 질량부의 함량으로 부가된다. 그리하여, 상기 실시예의 열가소성 중합체 조성물은 과도하게 큰 잔류 비틀림 및 영구 인장 변형을 가지고, 그 결과 신축성 재료의 신축성이 상당히 감소된다.
비교예 5에서, 열가소성 중합체 조성물을 제조하는데 사용된 수소화 블록 공중합체 5 는, 본 발명에 의해 명시된 범위 밖인, 153,000의 수평균 분자량을 가지고 있어, 상기 재료는 신축성 재료의 제조에 요구되는 충분한 성형가공성을 제공하지 못한다.
본 발명의 신축성 재료는 양호한 응력 완화성 및 적은 잔류 비틀림을 제공하고, 가황 고무와 근사한 신축성 및 유연성이 있다. 이런 이유로, 본 발명의 신축성 재료는 각종 용도에 효과적으로 이용될 수 있다. 특히, 일회용 기저귀 등의 위생용품 및 습포재의 기포, 신축성 테이프, 외과용 붕대 및 외과용 가운 등의 의료용품에 사용시, 본 발명의 신축성 재료는 인체에 원치 않는 자극을 야기하거나원치 않는 압박감을 가하지 않고, 인체에 더 잘 맞도록 용이하게 신축 또는 수축된다.
양호한 성형가공성, 특히, 고속 제조에 적합한 양호한 용융 성형가공성을 가지고 있어서, 본 발명의 신축성 재료에 사용되는 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)은 양호한 생산성을 가지고, 효과적으로 제조되거나 형성될 수 있다. 이어서, 상기 생성된 신축성 재료는 열봉합 또는 기타 결합 기술에 의해 신축성 피복에 부착이 가능하다. 이 같은 방식으로, 각종 신축성 부재가 단순하고 확실한 방법으로 제조될 수 있다.
열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)로 형성된 본 발명의 신축성 재료뿐만 아니라, 본 발명의 신축성 재료에 사용되는 열가소성 중합체 재료 (Ⅰ)은 임의의 잠재적 환경오염 물질을 함유하지 않고, 매우 안전하고 위생적이다. 그래서 상기 재료는 광범위한 용도에 적용될 수 있고, 특히 일회용 기저귀, 생리용품 등의 위생용품 및 습포재의 기포, 신축성 테이프, 외과용 붕대 및 외과용 가운 등의 의료용품를 포함하는 전술한 용도에 사용하는데 적합하다.

Claims (3)

  1. 하기의 조건을 만족하는 열가소성 중합체 재료를 함유하는 신축성 재료:
    (i) 하기를 함유하며:
    (a) 수평균 분자량이 50,000 내지 140,000 이고, 주로 비닐 방향족 화합물로 구성된 2 이상의 중합체 블록 (A) 및 주로 공액 디엔 화합물로 구성된 1 이상의 수소화 중합체 블록 (B)를 포함하는 수소화 블록 공중합체 100 질량부(여기서, 중합체 블록 (A) 함량은 10 내지 40 질량 % 범위이고, 공액 디엔 화합물로부터 유래된 중합체 블록 (B) 에 존재하는 이중 결합의 50% 이상이 수소화된다);
    (b) 비방향족 고무 연화제 0 내지 120 질량부;
    (c) 2.16kg의 하중, 190 ℃ 에서 측정시 15 g/10분 이상의 MFR을 가지는 폴리에틸렌 0 내지 80 질량부; 및
    (d) 5.00kg의 하중, 200 ℃에서 측정시 5 g/10분 이상의 MFR을 가지는 폴리스티렌 0 내지 40 질량부;
    (ii) 신축성 시험에서 25。C에서 150 % 로 신장한 후에, 15 % 이하의 잔류 비틀림을 가지며;
    (iii) 열가소성 재료를 25。C에서 100 % 신장하여 120 분 동안 유지한 후, 이완하여 30분 간 그 상태로 유지할 때, 10% 이하의 영구 인장 변형을 가지며;
    (iv) MFR이 5 내지 15 g/10분을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력 시험에서 측정시, 용융 장력 값의 15 % 이하의 진폭을 나타내고;
    (v) MFR이 5 내지 15 g/10분을 나타내는 온도 조건 하에서 수행된 용융 장력시험에서 60m/분 이상의 권취 속도로 감았을 때, 용융 및 파단된다.
  2. 제 1 항에 있어서, 열가소성 중합체 재료로 형성된 필름, 스트랜드, 밴드, 또는 부직포 형태로 제공되는 신축성 재료.
  3. 제 1 항에 있어서, 수소화 중합 블록 (B)를 구성하는 공액 디엔 화합물이 부타디엔, 이소프렌, 또는 이 둘의 혼합물인 신축성 재료.
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