KR20040019051A - 개선된 환경 안정성을 갖는 화학적으로 개질된 폴리에틸렌옥시드 조성물로 된 필름, 섬유 및 제품과 이들의 제조방법 - Google Patents

개선된 환경 안정성을 갖는 화학적으로 개질된 폴리에틸렌옥시드 조성물로 된 필름, 섬유 및 제품과 이들의 제조방법 Download PDF

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KR20040019051A KR10-2004-7000313A KR20047000313A KR20040019051A KR 20040019051 A KR20040019051 A KR 20040019051A KR 20047000313 A KR20047000313 A KR 20047000313A KR 20040019051 A KR20040019051 A KR 20040019051A
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바실리 에이. 토폴카라에브
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

일회용 분야에 유용한, 신규의 통기성이고 환경적으로 안정하며 수 약화가능한 필름, 섬유 및 물품과 이들의 제조 방법에 개시된다. 이 필름, 섬유 및 물품은 신규 중합체 블렌드로부터 제조되고, 증가된 습도 및 승온으로 된 환경 조건에 노출될 때 개선된 안정성 및 향상된 강도를 나타낸다. 신규의 중합체 블렌드로부터 제조된, 통기성이고 환경적으로 안정하며 수 약화가능한 필름, 섬유 및 물품은 일회용 제품의 제조에 특히 유용하다.

Description

개선된 환경 안정성을 갖는 화학적으로 개질된 폴리에틸렌 옥시드 조성물로 된 필름, 섬유 및 제품과 이들의 제조 방법 {FILMS, FIBERS AND ARTICLES OF CHEMICALLY MODIFIED POLYETHYLENE OXIDE COMPOSITIONS WITH IMPROVED ENVIRONMENTAL STABILITY AND METHOD OF MAKING SAME}
일회용 제품은 매우 편리하며, 한 번의 위생적인 사용이라는 이점을 제공한다. 이 제품은 개인 위생 용품, 기저귀 및 배변연습용 팬츠, 여성 위생 제품, 성인 실금용 제품, 병원 가먼트, 창상 치유용 제품, 병원 시트와 베갯잇, 수술용 직물, 의료용 직물 등을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는 분야에 유용할 수 있다. 그러나, 전통적인 폐기처리 방법 때문에 이들 제품의 폐기처리에 대한 염려가 있다. 예를 들면, 이들 제품의 소각은 공기 상태에 관한 염려와 버려진 다른 소각될 수 없는 물품으로부터 이들 제품을 분리시키는 것과 관련된 비용 및 어려움을증가시키기 때문에 바람직하지 못하다. 이들 제품을 내다 버리는 것은 제한된 매립지 공간 및 증가하는 토지 비용 때문에 역시 바람직하지 못하다. 결과적으로, 매립 또는 소각 이외의 수단에 의해 신속하게 그리고 편리하게 폐기처리될 수 있는 일회용 제품에 대한 요구가 있다.
이들 제품을 도시의 및 개인의 하수 시스템 중에 버리는 것이 제안되었다. 이상적으로는, 이들 제품은 물에 의해 폐기처리될 수 있으며, 예를 들면 종래의 하수 시스템 중에서 수 약화가능하고 수세가능하게 된다. 종래의 변기를 통해 수세될 수 있는, 하수 시스템 중에 버리기 적합한 물품을 "수세가능한(flushable)" 것으로 부른다. 수세에 의한 폐기처리는 간단하고 편리하며 위생적인 폐기처리 수단을 제공한다는 추가의 이점을 제공한다. 그러나, 모든 일회용 제품, 및 특히 수세가능한 제품은 그들이 사용되게 되는 조건 하에서 기능을 수행할 수 있는 충분한 강도를 가져야 한다. 따라서, 일회용 제품은 사용 동안에 만나게 되는 승온 및 증가된 습도 조건을 견디면서, 또한 예를 들면 변기 중의 물과 접촉시에는 일체성을 상실하는 것이 바람직하다.
이들 일회용 제품은 이들 제품 소비자의 안락함 수준을 증가시키기 위하여 통기성인 것이 또한 바람직하다. 많은 일회용 용품은 사용자의 안락함을 위해 디자인되지 않는다. 이들 용품 중 다수는 높은 수증기 투과율을 갖지 않아서 양호한 통기성을 갖지 못하는 열가소성 중합체를 사용한다. 많은 일회용 제품의 경우, 땀이 차는 것을 피하기 위하여 통기성이 특히 요망된다. 이들 제품을 구성하는 필름의 통기성을 증가시킴으로써, 사용자의 피부 건강도 또한 증가된다. 수증기가 피부에 맞대게 트랩핑되어 가능한 발진 또는 다른 피부 질병을 야기할 수 있게 되기보다는 필름을 통과하여 피부로부터 멀리 이동하는 것이 바람직하다. 그러나, 필름이 수증기에 노출될 때 붕해되는 것은 바람직하지 못하다. 그러므로, 물품은 건조시에는 기계적 일체성을 갖지만, 물 중에 담궈질 때에는 쉽게 수 약화가능하고 통기성인 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 게다가, 필름이 예를 들면 개인 위생 제품의 사용시와 같이 많은 최종 사용 상황에서 종종 경험하게 되는 승온 및 증가된 습도의 환경 조건을 견딜 수 있는 강도 및 안정성을 나타내는 것이 매우 바람직하다.
폴리에틸렌 옥시드(PEO)는 일회용 분야에 바람직한 상업적으로 입수가능한 열가소성 수용성 수지이다. 또한 이들의 독특한 물 및 체액과의 상호작용 때문에 수세가능한 분야용 성분 물질로서도 또한 바람직하다. 화학식 -(CH2CH2O)n-으로 나타내어지는 PEO는 에틸렌 옥시드,의 개환 중합으로부터 제조될 수 있다. PEO는 그의 수 응답 특성(water-responsive property) 때문에, 수세가능한 분야에 바람직하다. 그러나, 상업적으로 입수가능한 PEO 수지는 높은 습도 및 승온에 매우 민감하여, 많은 일회용 제품 중에서의 사용이 제한된다.
오늘날의 전세계적인 판매시장 때문에, 다양한 기후 조건을 포함하는 전세계에 걸쳐서 제품 성분을 제조, 운송 및 보관하고, 제품을 최종 사용할 필요가 있다. PEO 필름은 얻어지는 증가된 수분 흡수성 때문에 약 35 내지 55℃ 사이의 온도에서 및 습도가 약 65% 상대 습도(RH) 이상일 때 강도 및 강성을 극적으로 상실한다.그 결과, PEO 필름은 이들 증가된 습도 및 승온의 조건 하에서 제조 및 보관되는 동안에 보다 많은 파손(failure)을 경험하고, 보다 쉽게 찢어진다. 물질이 노화됨에 따라 증가되는, 응력 유도되고 환경적으로 가속화되는 크랙킹(cracking) 및 인열을 특히 주목할 만하다.
이들 환경적으로 유도된 파손은 일회용의 수세가능한 제품을 제조하고, 배급하고 판매하는데 필요한 가요성을 상당히 제한한다. 수세가능한 제품에 사용되는 필름은 일반적으로 접혀지거나, 롤링되거나 또는 구부려진 다음에, 최종 사용 제품이 제조되도록 계획된 시기까지 창고에 저장된다. 가장 비용 효과적인 보관 공간은 일반적으로 환경 조절되지 않고, 승온 및 증가된 습도에 놓여지게 된다. 이러한 환경은 필름을 종종 제조에 부적합하게 만드는 PEO 필름의 크랙킹 및 인열을 가속화시킨다.
완제품의 운송 및 보관은 또한 최종 사용 제품이 전세계에 걸친 운송 및 다양한 기후에서의 배급 창고내 보관 동안 증가된 습도 및 승온에 노출될 때 환경적으로 유도되는 인열 및 크랙킹을 야기할 수도 있다. 운송 및 보관 환경의 조절은 배급 비용을 상당히 증가시킨다.
증가된 습도 및 승온에 놓여지게 된 제품은 또한 소비자의 불만족을 야기하는, 사용 동안의 파손의 보다 높은 발생률을 경험할 수도 있다. 또한, 이들 문제점들은 모두 제품의 노화에 따라 증가하여, 제품이 사용전에 보관될 수 있는 기간의 길이를 제한시킨다. 이들 환경적으로 유도된 파손은 승온 및 증가된 습도가 종종 이러한 제품의 제조, 배급 및 사용 동안에 경험되어 성능 손실을 초래하기 때문에, PEO의 용도, 특히 수세가능한 제품의 한 성분으로서의 용도를 상당히 제한시킨다.
이러한 난점들을 극복하기 위해 많은 시도들이 이루어졌다. 현 기술 상태는 결정화가능한 연신 폴리에틸렌 기재 필름 및 폴리(에틸렌 옥시드)인 래틀(rattle) 감소 첨가제로 이루어진 액체 불투과성, 증기 투과성 필름으로 이루어진 일회용 용품을 포함한다. 그러나, 이들 액체 불투과성, 증기 투과성 필름은 활석 또는 탄산칼슘으로 기재되는 1종 이상의 핵제를 필요로 한다. 게다가, 다공성, 및 따라서 통기성을 생성시키기 위해서는 신장이 필요하고, 이어서 래틀 감소제의 침출이 요망된다. 이들은 또한, 폴리(에틸렌 옥시드)로 이루어질 수 있는 코팅된 투명 플라스틱 용품이기도 하다. 무기 보호 코팅을 투명 플라스틱 용품 위에 별도의 층으로서 도포하여 표면 경도를 개선시키고, 내스트레치성을 증가시키고, 및 흐려짐방지를 용이하게 한다. 무기 보호 코팅은 다양한 금속 산화물을 포함할 수 있다. 그러나, 코팅은 투명 플라스틱 용품과는 별도의 불연속 유리-유사 층을 형성하여, 생성된 코팅 및 용품은 통기성 또는 수세가능성이지 않다.
다층 또는 코팅된 기록 시트는 이용가능한 정전 인쇄 방법이다. 기록 시트는 폴리(에틸렌 옥시드)로부터 제조될 수 있는, 대전방지층을 갖는 베이스 시트로 이루어진다. 기록 시트는 무기 산화물, 예를 들면 이산화규소, 이산화티타늄, 탄산칼슘 등으로 이루어진, 추가의 토너-수용층으로 이루어진다. 폴리(에틸렌 옥시드) 및 무기 산화물은 각각 대전방지층 및 토너 수용층의 별도의 층 중에 포함된다. 또한, 기록 시트는 통기성 또는 수세가능성이지 않다.
따라서, 현재 입수가능한 중합체 필름은, 이들이 승온 및 증가된 습도로 된 환경 조건에 노출될 때 개선된 안정성 및 향상된 강도를 나타내지 못하기 때문에 수 약화가능하고 통기성인 분야의 경우에는 실용적이지 못하다. 그러므로, 당 업계에서 요구하는 것은, 승온 및 증가된 습도로 된 환경 조건에 노출될 때 개선된 안정성 및 향상된 강도를 갖는 수 약화가능하고 통기성인 필름, 섬유 및 물품을 제조할 수 있는 중합체이다. 추가로, 당 업계에서 요구하는 것은, 증가된 습도 및 온도로 된 환경 조건에 노출될 때 개선된 강도를 갖는 수 약화가능하고 통기성인 필름, 섬유 및 물품을 제조할 수 있는 중합체를 효율적으로 및 경제적으로 제조하는 수단이다.
<발명의 요약>
본 발명은 승온 및 증가된 습도로 된 환경 조건에 노출될 때 개선된 안정성 및 향상된 강도를 나타내는 환경적으로 안정하고, 수 약화가능하며 통기성인 필름, 섬유 및 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 이 필름, 섬유 및 물품의 제조 공정 및 방법에 관한 것이다. 이 필름, 섬유 및 물품은 개인 위생 용품, 기저귀 및 배변연습용 팬츠, 여성 위생 제품, 성인 실금용 제품, 병원 가먼트, 창상 치유용 제품, 병원 시트와 베갯잇, 수술용 직물, 의료용 직물 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 일회용일 필요가 있는 제품의 제조에 유용할 수 있다. 바람직하게는, 이 필름, 섬유 및 물품은 화학적으로 개질된 PEO 수지 및 열가소성 합성 수지로 된 신규 중합체 블렌드로 이루어질 수 있다.
본 발명의 이들 필름, 섬유 및 물품은 환경적으로 안정하고, 통기성이며, 수약화가능하고, 승온 및 증가된 습도로 된 환경 조건에 노출될 때 개선된 안정성 및 향상된 강도를 나타낸다. 본 발명의 필름은 통기성을 제공하기 위해 신장 및(또는) 충전제의 첨가를 필요로 하지 않는다. 사용되는 신규의 중합체 블렌드는 제조, 운송 및 보관 동안 환경적 응력을 받을 때 크랙킹 및 인열을 막기 위한, 상당히 향상된 인장 항복 하중을 갖는 보다 강한 필름, 섬유 및 물품을 제공할 수 있다. 동시에, 이 필름, 섬유 및 물품은 수 약화가능하여, 이들을 수세가능한 제품과 같은 일회용 분야에 바람직하도록 만든다.
본 발명은 신규의 중합체 블렌드의 환경적으로 안정한 통기성 및 수 약화성 (water weakenable) 필름, 섬유 및 물품과 이들 필름, 섬유 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 증가된 습도 및 승온의 환경 조건에 노출될 때 개선된 안정성 및 향상된 강도를 나타내는 환경적으로 안정한 통기성, 수 약화성 중합체 필름, 섬유 및 물품에 관한 것이다.
도 1은 성분 배합용 2축 스크류 압출기, 수 약화가능한 블렌드를 수거하고 냉각시키기 위한 공기 냉각된 벨트, 및 펠릿화기를 포함하는, 중합체 블렌드를 형성하기 위한 공정 다이어그램을 보여준다.
본 발명은 수 약화가능하고 통기성이며, 증가된 습도 및 온도로 된 환경 조건에 노출될 때 개선된 안정성 및 향상된 강도를 나타내는 필름, 섬유 및 물품에 관한 것이다. 이 필름, 섬유 및 물품을 사용하여 일회용 제품을 제조할 수 있다. 이들 필름, 섬유 및 물품의 구조는 물 중에 놓여질 때 약화되게 되어, 일반 변기 중에서의 수세에 의해 버려질 수 있게 한다. 이들 필름, 섬유 및 물품이 나타내는 승온 및 증가된 습도의 환경 중에서의 향상된 강도 및 개선된 안정성은 이들 조건에 노출된 다른 중합체들과 관련된 인열 및 크랙킹을 상당히 지연시킨다. 또한, 수증기 투과능은 물품의 통기성을 제공하여 소비자의 안락함을 가져온다. 신규 중합체 블렌드의 사용은 통기성을 제공하기 위한 신장 및(또는) 충전제의 첨가를 필요로 하지 않는 통기성 필름을 생성시킨다.
바람직하게는, 본 발명은 수 응답성(water-responsive) 중합체 및 비-수용성 중합체로 된 신규 블렌드를 포함하는 필름, 섬유 및 물품에 관한 것이다. 보다 바람직하게는, 본 발명은 PEO와 비-수용성 열가소성 합성 수지의 블렌드를 포함하는 필름, 섬유 및 물품에 관한 것이다. 가장 바람직한 것은 PEO와 에틸렌 산 공중합체 및 이오노머 수지의 블렌드이다. 본 발명에 사용된 PEO 블렌드로부터 개발된 필름, 섬유 및 물품은 예를 들면, 개인 위생 용품, 기저귀 및 배변연습용 팬츠, 여성 위생 제품, 성인 실금용 제품, 병원 가먼트, 창상 치유용 제품, 병원 시트와 베갯잇, 수술용 직물, 의료용 직물 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 일회용 분야에 특히 유용할 수 있다. 유리하게는, 본 발명은 개인 위생 용품, 일회용 기저귀 및 배변연습용 팬츠, 여성 위생 제품, 성인 실금용 제품 등과 같은 수세가능한 분야에 사용될 수 있다. 신규의 중합체 블렌드 필름을 포함하는 물품은 1개 이상의 필름 층을 포함할 수 있다. 신규의 중합체 블렌드 섬유를 포함하는 물품은 부분적으로 또는 전체적으로 상기 섬유로 구성될 수 있다. 섬유 관련 물품은 직물 또는 부직 섬유 물질을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "수 응답성"은 수용성, 수 분산성, 수 붕해성 또는 수 약화가능한 중합체, 필름, 섬유, 물품 등을 말한다. 용어 "수 약화가능한"이란 중합체, 필름, 섬유 및 물품이 물 속에 5분간 담근 후에 한 조각으로 유지되지만 약화되고, 강성을 상실하여 드레이프성으로 될 수 있는 능력을 말한다. 달리말하면, 물품은 한 모서리를 잡아 수평 위치로 할 때 거기에 인가되는 외부의 힘 없이 구부러진다. 용어 "수 안정성"은 물 속에 5분간 담근 후에 드레이프성으로 되지 않고, 수 응답 시험 후에 한 조각으로 유지되는 중합체, 필름, 섬유 및 물품을 말한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "수 분산성"은 중합체, 필름, 섬유 및 물품이 물 속에 약 30분 동안 담근 후에 용해되거나 또는 20 메쉬보다 작은 조각으로 부서질 수 있는 능력을 말한다. 용어 "수 붕해성"은 중합체 조성물, 필름, 섬유 및 물품이 물 속에 담근 지 30분 이내에 여러 개의 조각들로 부서질 수 있는 능력을 말하는데, 여기서 조각들 중 일부는 20 메쉬 스크린을 통해 미끄러져 나오지 못하고 20 메쉬 스크린에 의해 붙잡힌다. 본 명세서에서 사용된 용어 "환경적으로 안정한"은 필름 또는 섬유가 승온 및 상승된 습도에서 하중 하에 형태 및 강도 특성을 보유할 수 있는 능력을 말한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "승온"은 약 25℃ 내지 약 37℃ 사이의 온도를 말한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "상승된 습도"는 약 50% 초과 내지 약 80%의 상대 습도를 말한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "하중 하"는 표준화 항복 하중(NYL)의 약 15% 내지 약 30% 이하 사이의 임의의 하중을 말한다.
본 발명의 필름, 섬유 및 물품은 수 응답성 중합체를 갖는 환경적으로 안정한 중합체 블렌드를 포함할 수 있다. 수 응답성 중합체의 선택은 수 용해도, 평균 분자량, 용융 가공성, 강도 및 연성(延性)과 같은 주요 변수들을 고려하여 이루어진다. 바람직하게는, 수 응답성 중합체는 에틸렌 옥시드의 중합체를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "중합체"는 단일중합체, 공중합체, 삼원공중합체 및 이들의 변형을 포함한다. 이러한 수 응답성 중합체는 에틸렌 옥시드의 중합체 및 폴리 비닐 알콜의 중합체를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 가장 바람직한 것은 에틸렌 옥시드의 중합체, 특히 에틸렌 옥시드의 단일중합체 및 개질된 단일중합체이다. 더욱 더 바람직하게는, 수 응답성 중합체는 폴리(에틸렌 옥시드) ("PEO")이다. 바람직하게는, PEO는 고 분자량 PEO 수지 형태로 있다. 본 발명에 유용한 PEO 수지는 바람직하게는 약 100,000 g/몰 초과 내지 약 8,000,000 g/몰의 분자량을 갖는다. 비록 고분자량 PEO가 기계적 및 물리적 특성의 면에서 바람직하지만, 저분자량 PEO 수지는 기계적/물리적 특성과 필름형성 특성 사이에 최상의 균형을 제공한다. 그 결과, PEO 수지의 보다 바람직한 분자량 범위는 약 300,000 g/몰 내지 약 1,000,000 g/몰의 범위이다. 그러나, PEO가 바람직한 수 응답성 중합체이지만, 본 발명의 복합 필름, 섬유 및 물품은 또한 다른 수 응답성 중합체를 포함할 수도 있다.
600,000 g/몰보다 높은 분자량을 갖는 시판되는 PEO 수지는 충전제 배합 및 필름 압출의 면에서 모두 열등한 용융 가공성을 갖는다. 이것은 높은 용융 압력을 야기하여 생성되는 필름이 심각한 용융 파손을 갖는다. 8 밀(mil)보다 얇은 필름은 얻을 수 없다. 그러므로, 개질되지 않은 PEO 수지는 얇은 통기성 필름을 제조하는데 있어서 제한된 유용성을 갖는다. 재료의 보다 양호한 가요성 및 감소된 완제품 중량 및 비용 때문에 개인 위생 제품 분야에서는 얇은 필름이 바람직하다. 이들 문제점들을 해결하기 위하여, 화학적으로 개질된 PEO 수지가 본 발명에 적용될 수 있는 통기성 수세가능한 필름의 경우에 특히 유용하고 바람직함을 발견하였다. 이들 PEO 수지는 극성 비닐 단량체를 PEO상에 그라프팅시킴으로써 개질되었다. 이들 개질된 PEO 수지는 개질되지 않은 고강도 PEO 수지보다 낮은 분자량을 갖는다. 그러나, 개질된 PEO 수지는 개질되지 않은 저강도 PEO 수지보다 낮은 용융 점도, 보다 높은 용융 강도 및 보다 높은 용융 탄성을 가져서, 약 1 밀 두께의 매우 얇은 필름이 형성되게 한다. 본 발명과 함께 사용될 때, 생성되는 조성물은 고도의 통기성, 수세성 및 연성을 갖는 매우 얇은 필름을 제조하는데 사용될 수 있다. 그라프팅 개질 방법은 개질되지 않은 PEO 수지와 비교할 때 PEO 수지에 신축성을 부여한다. 개질된 PEO 수지의 제조 방법 및 이 조성물의 예가, 둘 모두 본 명세서에서 참고문헌으로 인용되는 2001년 1월 9일에 특허된 왕(Wang) 등의 미국 특허 제6,172,177호 및 2000년 9월 12일에 특허된 왕 등의 미국 특허 제6,117,947호에 기재되어 있다.
본 발명에 적합한 PEO 수지는 유니온 카아바이드 앤드 플라스틱스, 인크.(Union Carbide Chemicals & Plastics, Inc.)로부터 상표명 폴리옥스(Polyox) (등록상표) 하에 입수할 수 있다. 유니온 카아바이드로부터 입수할 수 있는 적합한 PEO 수지의 예로는 하기하는 상품 명칭 및 보고된 평균 분자량 하에 판매되는 수지들을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다: 폴리옥스(등록상표) WSR N-80, 200,000 g/mol PEO; 폴리옥스(등록상표) WSR N-750, 300,000 g/mol PEO; 폴리옥스(등록상표) WSR N-3000, 400,000 g/mol PEO; 폴리옥스(등록상표) WSR 205, 600,000 g/mol PEO; 폴리옥스(등록상표) WSR N-12K, 1,000,000 g/mol PEO; 폴리옥스(등록상표) WSR N-60K, 2,000,000 g/mol PEO; 폴리옥스(등록상표) WSR N-301, 4.000,000g/mol PEO; 및 폴리옥스(등록상표) WSR N-308, 8.000,000 g/mol PEO[또한, 본 명세서에서 전체가 참고문헌으로 인용되는 POLYOX(등록상표): Water Soluble Resins, Union Carbide Chemicals & Plastic Company, Inc., 1991 참조]. 모든 PEO 수지는 유니온 카아바이드에 의해 분말 형태로 공급된다. 본 발명의 실시예에서는 PEO 분말 및 PEO 펠릿이 모두 이용되었다.
PEO는 블렌드로부터 생성되는 필름, 섬유 또는 물품에 증가된 습도 및 승온에서 개선된 환경 안정성 및 증가된 강도의 특성을 제공하고, 일회용 분야용 수 약화가능하고 통기성인 필름, 섬유 또는 물품에 이러한 환경 안정성을 부여할 수 있는 임의의 수 불용성 중합체와 블렌딩될 수 있다. 수 불용성인 열가소성 공중합체가 바람직하다. 보다 바람직한 것은 이오노머 수지 및 폴리스티렌 공중합체이다. 가장 바람직한 것은 이오노머 수지 및 폴리스티렌 아크릴로니트릴 수지이다.
가장 바람직하게는, 블렌드는 화학적으로 개질된 PEO 수지 및 비-수용성 이오노머 또는 스티렌 아크릴로니트릴 수지로 이루어질 수 있다. 어떠한 특정 이론으로 성립되길 제시하지는 않지만, 2개의 비-수용성 수지가 모두 PEO와 강한 분자간 상호작용을 제공하여, 고습 및 승온 환경 중에서 이를 안정화시키는 것으로 생각된다. 바람직하게는, 이 블렌드는 중합체 블렌드의 총 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 약 45 중량%의 비-수용성 수지를 포함한다. 약 45 중량%보다 많이 함유하는 블렌드는 너무 안정되어 수 약화가능한 특성을 상실할 수 있다. 약 5 중량% 미만을 포함하는 블렌드는 승온 및 고습에 놓여질 때 충분한 환경 안정성을 제공하지 못한다. 가장 바람직한 것은 중합체 블렌드의 총 중량에 대하여 약 10중량% 내지 약 30 중량%의 비-수용성 수지를 포함하는 블렌드이다. 중합체 블렌드의 총 중량에 대하여 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 비-수용성 수지를 포함하는 블렌드가 보다 바람직하다. PEO 블렌드 기술은 고습 및 승온에서 향상된 강도, 강성도 및 환경 안정성이 요망되는 광범위의 다양한 열 가공처리가능한 PEO 기재 재료에 이용될 수 있다.
증가된 습도 및 승온의 환경에서 PEO 블렌드의 강도를 향상시키고 안정성을 증가시키는 임의의 폴리스티렌 공중합체가 사용될 수 있다. PEO의 융점 이상 및 원하는 압출 가공처리 온도 이하의 유리 전이 온도를 갖는 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(SAN)가 가장 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는, 상품명 타이릴 (Tyril)(등록상표) 하의 다우 케미칼(Dow Chemical) SAN 공중합체가 사용되었다. 본 발명에 사용된 스티렌 아크릴로니트릴 수지는 타이릴(등록상표) 125이었다. 다른 SAN 공중합체 수지, 예를 들면 다우 케미칼 타이릴(등록상표) 880 및 타이릴(등록상표) 990이 사용될 수 있다.
바람직하게는, 산 기가 아연, 나트륨 또는 다른 이온으로 부분적으로 중화된 에틸렌 산 공중합체로부터 제조된 이오노머 수지가 본 발명에 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 사용된 이오노머 수지는 듀퐁(DuPont)으로부터 입수할 수 있는 설린(Surlyn)(등록상표) 1601(나트륨 이온) 및 설린(등록상표) 1652(아연 이온)이었다.
임의적으로, 본 발명의 중합체 블렌드, 필름, 섬유 및 물품에 사용된 PEO 수지는 가소제, 가공 조제, 충전제, 분산제, 고체 상태 개질제, 유동학 개질제, 항산화제, UV광 안정제, 안료, 착색제, 슬립제, 점착방지제, 중합체 에멀젼 등을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는 각종 첨가제들을 포함할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 중합체 블렌드는 충전제를 포함할 수 있다. 충전제 물질의 선택은 입도, 팽창 및 팽윤 효율, 및 중합체와의 상호작용과 같은 주요 파라미터들을 고려하여 이루어진다. 적합한 충전제 물질은 유기 또는 무기일 수 있으며, 바람직하게는 개개의 별도의 입자 형태이다. 적합한 무기 충전제는 금속 산화물, 금속 수산화물, 금속 탄산염, 금속 황산염, 다양한 종류의 점토, 실리카, 알루미나, 분말화 금속, 유리 미소구, 또는 뷰귤라(vugular) 공극 함유 입자를 포함한다. 특히 적합한 충전제 물질은 탄산칼슘, 황산바륨, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 황산마그네슘, 탄산바륨, 카올린, 카본, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 및 이산화티타늄을 포함한다. 또 다른 무기 충전제는 활석, 운모 및 규회석과 같이 보다 높은 종횡비를 갖는 입자를 갖는 것을 포함한다. 적합한 유기 충전제 물질의 예로는 라텍스 입자, 열가소성 엘라스토머의 입자, 펄프 분말, 목재 분말, 셀룰로스 유도체, 키틴, 키토잔 분말, 매우 결정질의 고 용융 중합체의 분말, 매우 가교결합된 중합체의 비이즈, 유기 실리콘 분말, 및 초흡수성 중합체의 분말, 예를 들면 부분적으로 중화된 폴리아크릴산 등, 뿐만 아니라 이들의 혼합물 및 유도체를 들 수 있다. 이들 충전제 물질은 인성, 연도, 불투명도, 증기 전달율(통기성), 수 분산성, 생분해성, 유체 고정화 및 흡수, 피부 건강도, 및 다른 유리한 필름의 속성을 개선시킬 수 있다.
바람직하게는, 충전제는 필름으로 제조될 수 있는 복합체를 생성시키기에 충분한 양으로 첨가된다. 바람직하게는, 충전제는 필름의 약 10 중량% 내지 약 90 중량%를 구성한다. 보다 바람직하게는, 충전제는 필름의 중량의 약 20 중량% 내지 약 50 중량%를 구성한다. PEO 수지는 용융 압출 공정 동안에 충전제를 효과적으로 분산시키게 되고, 균일하고 평활한 표면으로 된 압출된 기준을 생성시킨다.
적합한 상업적으로 입수가능한 충전제 물질은 다음을 포함한다:
1. 수퍼마이트(SUPERMITE)(등록상표), 미국 조지아주 애틀랜타 소재의 이씨씨 인터내셔날(ECC International)로부터 입수가능한 초미세 분쇄 CaCO3. 이 물질은 약 8 미크론의 상한 입도 및 약 1 미크론의 평균 입도를 갖고, 중합체와 혼합되기 전에 계면활성제, 예를 들면 다우 코닝(Dow Corning) 193 계면활성제로 코팅될 수 있다.
2. 수퍼코트(등록상표), 미국 조지아주 애틀랜타 소재의 이씨씨 인터내셔날로부터 입수가능한 코팅된 초미세 분쇄 CaCO3. 이 물질은 약 8 미크론의 상한 입도 및 약 1 미크론의 평균 입도를 갖는다.
3. 옴야카브(OMYACARB)(등록상표) UF, 미국 버몬트주 프록터 소재의 옴야, 인크.(OMYA, Inc.)로부터 입수가능한 고순도의 초미세 습식 분쇄 CaCO3. 이 물질은 약 4 미크론의 상한 입도 및 약 0.7 미크론의 평균 입도를 갖고, 양호한 가공성을 제공한다. 이 충전제는 또한 중합체와 혼합되기 전에 계면활성제, 예를 들면 다우 코닝 193 계면활성제로 코팅될 수 있다.
4. 옴야카브(등록상표) UFT CaCO3, 옴야, 인크.로부터 입수가능한, 스테아르산으로 표면 코팅된 초미세 안료. 이 물질은 약 4 미크론의 상한 입도 및 약 0.7 미크론의 평균 입도를 갖고, 양호한 가공성을 제공한다.
임의적으로, 충전제 또는 생성되는 필름의 표면 특성을 개선시키는 표면 개질제로 충전제의 표면을 개질시키는 것이 바람직할 수 있다. 충전제는 수지-충전제 계면에서 커플링을 감소시키는 액체 첨가제로 코팅될 수 있다. 데커플링 (decoupling)은 신장 동안 중합체 매트릭스로부터 충전제의 박리를 용이하게 해야 한다. 이것은 충전제와 강한 상호작용을 나타내는, 극성 PEO 매트릭스의 경우에 특히 중요하다. 동시에, 코팅은 개선된 분산 및 해응집을 위해 중합체 수지에 친화성을 제공해야 한다. 이러한 첨가제의 예로는 0 내지 약 12 범위의 상이한 친수성-호지성 균형(Hydrophilic-Lipophilic Balance)(이하, HLB)을 갖는 실리콘 글리콜 공중합체를 들 수 있다. 이러한 실리콘 글리콜 공중합체는 다우 코닝 코포레이션(Dow Corning Corporation)으로부터 입수할 수 있다. HLB 값의 차는 코팅된 충전제와 PEO의 상호작용의 조절을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, FF-400 첨가제(HLB=6.6) 및 193 계면활성제(HLB=12)가 용매-계면활성제 용액 중의 탄산칼슘을 코팅시키는데 사용되어 왔다. 충전제는 또한 PEO 수지와 혼합되기 전에, 계면활성제와 예비배합될 수 있거나, 또는 첨가제가 용융-블렌딩 단계에서 수지 및 충전제와 배합될 수 있다. 후자의 방법은 코팅의 효능을 감소시킨다.
신규 중합체 블렌드 및 충전제 외에, 본 발명에서 제조되는 환경적으로 안정하고 수 약화가능하고 통기성인 필름, 섬유 및 물품은 임의적으로 각종 첨가제, 예를 들면 가소제, 가공 조제, 유동학 개질제, 항산화제, UV 광 안정제, 안료, 착색제, 슬립제, 점착방지제 등을 포함할 수 있으며, 이들은 충전제와의 블렌딩 전 또는 후에 첨가될 수 있다.
또한, 무기 충전제는 황산마그네슘, 아황산나트륨, 아황산수소나트륨, 황산나트륨, 황산수소나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 염화나트륨, 염화칼륨, 및 적용가능할 경우, 이들의 수화물을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 수용성 충전제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수세가능하고 통기성이며 환경적으로 안정하고 수 약화가능한 필름, 섬유 및 물품의 제조 방법은 수 응답성 중합체와 수 불용성 수지를 블렌딩시킴으로써 형성된 복합체의 제조를 포함한다. 비록 하기 실시예에서는 폴리(에틸렌 옥시드)를 사용하여 본 발명을 설명하였지만, 다른 공지된 수 응답성 중합체가 블렌드의 기재 중합체 성분으로 사용될 수 있다. 이들 중합체로는 에틸렌 옥시드의 중합체 및 공중합체, 특히 에틸렌 옥시드의 단일중합체, 개질된 중합체 및 그라프트 공중합체; 비닐 알콜의 중합체; 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리에틸옥사졸린, 및 수 응답성 아크릴산 기재 공중합체를 들 수 있으나, 이들로 제한되지는 않는다. 실시예에서, 수 응답성 중합체는 에틸렌 옥시드의 중합체 또는 공중합체, 보다 구체적으로는 에틸렌 옥시드의 단일중합체이다.
수 응답성 중합체의 선택은 수 응답도, 조절된 분자량, 용융 가공성, 강도 및 연성을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 주요 변수들을 고려하여 행해진다. 하기 실시예에서는, 몇 개의 상업적으로 입수가능한 폴리(에틸렌 옥시드) 수지(이하, PEO로 약칭됨)가 블렌드의 수 응답성 중합체 성분으로 선택되었다. 비록 중합체 성분으로서 PEO를 사용하여 본 발명을 나타냈지만, 본 발명의 영역은 PEO로 제한되지 않고, 극성, 이온 및 양이온 관능기들을 포함하는 다른 수 응답성 중합체들로 확장될 수 있다. 추가로, PEO 수지는 고체 상태에서의 성능 및 용융물 중에서의 가공성을 개선시키기 위해 그라프팅, 반응성 압출, 블록 중합 또는 분지화에 의해 화학적으로 개질될 수 있다. PEO 수지는 본 명세서에서 전체 내용을 참고문헌으로 인용하고 있는 2001년 1월 9일에 특허된 왕 등의 미국 특허 제6,172,177호에 보다 상세하게 기재되어 있는 바와 같이 반응성 압출 또는 그라프팅에 의해 개질될 수 있다.
수 불용성 중합체의 선택은 유리 전이 온도, 용융 가공성, 강도 및 연성을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 주요 변수들을 고려하여 행해진다. 실시예에서는, 열가소성 합성 수지가 사용되었다.
PEO의 융점 이상 또는 원하는 압출 가공처리 온도 이하의 유리 전이 온도를 갖는 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(SAN) 수지가 본 발명에 적용될 수 있다. 다우 케미칼은 SAN 공중합체를 상품명 타이릴(등록상표) 하에 제조한다. 이들 실시예에 사용된 스티렌 아크릴로니트릴 수지는 타이릴(등록상표) 125이었다.
산 기가 아연, 나트륨 또는 다른 이온으로 부분적으로 중화된 에틸렌 산 공중합체로부터 제조된 이오노머 수지가 본 발명에 적용될 수 있다. 다른 용융 가공처리가능한 이오노머 수지가 또한 본 발명에 적절할 수 있다. 이들 실시예에 사용된 이오노머 수지는 듀퐁으로부터 입수할 수 있는 설린(등록상표) 1601(나트륨 이온) 및 설린(등록상표) 1652(아연 이온)이었다.
하기 실시예의 수 약화가능하고 통기성인 중합체 블렌드, 및 필름을 제조하기 위한 공정 장치의 선택은 고 전단 용융 가공처리, 혼합을 위한 충분한 체류 시간 및 고속 가공처리를 위한 잠재력과 같은 주요 요구조건들을 고려하여 이루어진다. 바람직하게는 성분 물질, PEO 수지, 및 열가소성 합성 수지가 적합하게는 용융 전에 상호혼합된다. 사용될 수 있는 장치로는 임의의 적합한 혼합 장치, 예를 들면 브라덴더 플라스티코더(Bradender Plasticorders), 하아케(Haake) 압출기, 1축 또는 다축 스크류 압출기, 또는 중합체를 혼합하고, 배합하고, 가공처리하거나 또는 제조하는데 사용될 수 있는 임의의 다른 기계적 혼합 장치를 들 수 있다. 별법으로는, 본 발명의 조성물의 성분들을 별도로 용융 가공처리 장치에 공급할 수 있다. 본 발명의 조성물을 제조하는데 적합한 별도의 공급기들을 갖는 종래의 압출기가 사용될 수 있다. 압출된 중합체 블렌드의 펠릿화는 예를 들면 콘에어 (Conair) 펠릿화기와 같은 임의의 적합한 펠릿화 장치에 의해 수행될 수 있다.
필름 및 섬유의 압출에 사용될 수 있는 장치는 필름, 섬유 또는 중합체 시트들의 라미네이트를 압출시킬 수 있는 임의의 적합한 용융 가공처리 장치일 수 있다. 보다 바람직하게는, 신규의 중합체 블렌드를 가공처리하는데 사용된 것과 동일한 압출 장치가 필름 또는 섬유를 압출시킬 수 있다.
신규의 중합체 블렌드를 도 1에 나타낸 바와 같이, 2축 스크류 압출 방법에 의해 제조하였다. 제1 단계에서, 확실하게 혼합이 일어나도록 하는 적절한 온도 및 전단/압력 조건 하에서 1축 또는 2축 스크류 압출기와 같은 압출기 중에서 성분들을 블렌딩 또는 혼합하는 것이 바람직하다. 블렌딩 공정은 또한 용융 혼합기 또는 혼련기와 같은 배치식 혼합 장치 중에서 수행될 수 있다. 개질된 PEO 및 SAN, 이오노머, 또는 EVA 수지를 임의의 분해 또는 변색을 최소화하기 위하여 동시에 또는 순차적으로 압출기/혼합기(12) 내로 공급할 수 있다. 임의적으로, 항산화제와 같은 첨가제가 열 분해를 감소시키기 위해 포함될 수 있다. 다음에, 블렌드를 압출시키고, 압출된 용융 스트랜드를 팬-냉각된 컨베이어 벨트(20)를 사용하여 공기 중에서 냉각시킨다. 고화된 스트랜드를 펠릿화시킨다. 이어서 중합체 블렌드 펠릿을 필름으로 압출시킬 수 있다.
본 발명에서는, PEO, 열가소성 수지, 및 첨가제들을 하아케 TW-100 공회전 (co-rotating) 2축 스크류 압출기(10)를 사용하여 수 약화가능하고 통기성인 블렌드로 압출시킨다. 배럴은 각각 약 150℃ 내지 약 200℃ 범위인 4개의 온도 대역을 갖는다. 이어서 블렌드를 콘에어 펠릿화기(30) 중에서 펠릿화시킨다. 이어서, 펠릿(14)을 실시예에서 나타내는 바와 같이 수 약화가능하고 통기성인 필름으로 압출시킨다. 필름 압출 동안, 용융 펌프 속도는 수지의 상이한 흐름 특성에 적합하도록 조절된다. 모든 실시예의 경우에, 각 수지로부터 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
화학적으로 개질된 PEO 기재 수지를 본 발명에 사용하였다. WSR-205 PEO 분말 98.7 중량%, TiO21.3 중량%, 이르가녹스(Irganox)(등록상표) 1010 1000 ppm, 이르가녹스(등록상표) 1076 1000 ppm, 및 이르가포스(Irgafos)(등록상표) 168[시바가이기(Ciba Geigy)가 제조한 항산화제] 2000 ppm을 포함하는 배치를 건식 블렌딩시켰다. 이어서 건식 블렌딩된 분말 배치를 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA) 1.5 중량% 및 과산화물 0.15 중량%와 함께 반응적으로 압출시키고, 실시예에 사용하였다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 예시되는데, 이 실시예는 어떤 면에서든 본 발명의 범위에 제한을 가하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
실시예 1의 경우, 화학적으로 개질된 PEO 수지 100 중량%로부터 대조용 블렌드를 형성하였다. 길이 300 mm의 스크류를 갖는 하아케 TW-100 공회전 2축 스크류 압출기를 사용하여 조성물의 제조 방법을 입증하였다. 배럴 온도는 170℃, 180℃, 180℃, 190℃로 설정되었다. 스크류 속도는 120 rpm으로 설정되었다. 개질된 PEO를 중량계량 공급기를 사용하여 압출기에 첨가하였다. 압출된 용융 스트랜드를 팬 냉각된 컨베이어 벨트를 사용하여 실온에서 공기 중에서 냉각시켰다. 이어서 고화된 스트랜드를 콘에어 펠릿화기를 사용하여 펠릿화시켰다.
펠릿화된 수지를 용융 펌프 및 4" 필름 다이가 구비된 동일한 하아케 압출기 상에서 필름으로 변환시켰다. 필름 주조에 사용된 온도 프로필은 150℃, 160℃, 170℃, 170℃, 170℃이었다. 스크류 속도는 21 rpm으로 일정하게 유지하고, 용융 펌프 속도는 수지의 흐름 특성에 맞도록 조절하였다. 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
실시예 2
실시예 2의 경우, 개질된 PEO 80 중량% 및 설린(등록상표) 1601 20 중량%를 건식 블렌딩시킨 다음, 중량계량 공급기를 사용하여 동시에 압출기에 첨가하였다. 길이 300 mm의 스크류를 갖는 하아케 TW-100 공회전 2축 스크류 압출기로 블렌드를 가공처리하였다. 4개의 대역의 배럴 온도는 170℃, 180℃, 180℃, 190℃로 설정되었다. 스크류 속도는 120 rpm으로 설정되었다. 압출된 용융 스트랜드를 팬 냉각된 컨베이어 벨트를 사용하여 실온에서 공기 중에서 냉각시켰다. 이어서 고화된 스트랜드를 콘에어 펠릿화기를 사용하여 펠릿화시켰다.
펠릿화된 수지를 용융 펌프 및 4" 필름 다이가 구비된 동일한 하아케 압출기 상에서 필름으로 변환시켰다. 필름 주조에 사용된 온도 프로필은 150℃, 160℃, 170℃, 170℃, 170℃이었다. 스크류 속도는 21 rpm으로 일정하게 유지하고, 용융 펌프 속도는 수지의 흐름 특성에 맞도록 조절하였다. 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
실시예 3
실시예 3의 경우, 개질된 PEO 70 중량% 및 설린(등록상표) 1601 30 중량%를 건식 블렌딩시킨 다음, 중량계량 공급기를 사용하여 동시에 압출기에 첨가하였다. 길이 300 mm의 스크류를 갖는 하아케 TW-100 공회전 2축 스크류 압출기로 블렌드를 가공처리하였다. 4개의 대역의 배럴 온도는 170℃, 180℃, 180℃, 190℃로 설정되었다. 스크류 속도는 120 rpm으로 설정되었다. 압출된 용융 스트랜드를 팬 냉각된 컨베이어 벨트를 사용하여 실온에서 공기 중에서 냉각시켰다. 이어서 고화된스트랜드를 콘에어 펠릿화기를 사용하여 펠릿화시켰다. 펠릿화된 수지를 용융 펌프 및 4" 필름 다이가 구비된 동일한 하아케 압출기 상에서 필름으로 변환시켰다. 필름 주조에 사용된 온도 프로필은 150℃, 160℃, 170℃, 170℃, 170℃이었다. 스크류 속도는 21 rpm으로 일정하게 유지하고, 용융 펌프 속도는 수지의 흐름 특성에 맞도록 조절하였다. 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
실시예 4
실시예 4의 경우, 개질된 PEO 80 중량% 및 설린(등록상표) 1652 20 중량%를 건식 블렌딩시킨 다음, 중량계량 공급기를 사용하여 동시에 압출기에 첨가하였다. 길이 300 mm의 스크류를 갖는 하아케 TW-100 공회전 2축 스크류 압출기로 블렌드를 가공처리하였다. 4개의 대역의 배럴 온도는 170℃, 180℃, 180℃, 190℃로 설정되었다. 스크류 속도는 120 rpm으로 설정되었다. 압출된 용융 스트랜드를 팬 냉각된 컨베이어 벨트를 사용하여 실온에서 공기 중에서 냉각시켰다. 이어서 고화된 스트랜드를 콘에어 펠릿화기를 사용하여 펠릿화시켰다. 펠릿화된 수지를 용융 펌프 및 4" 필름 다이가 구비된 동일한 하아케 압출기 상에서 필름으로 변환시켰다. 필름 주조에 사용된 온도 프로필은 150℃, 160℃, 170℃, 170℃, 170℃이었다. 스크류 속도는 21 rpm으로 일정하게 유지하고, 용융 펌프 속도는 수지의 흐름 특성에 맞도록 조절하였다. 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
실시예 5
실시예 5의 경우, 개질된 PEO 70 중량% 및 설린(등록상표) 1652 30 중량%를 건식 블렌딩시킨 다음, 중량계량 공급기를 사용하여 동시에 압출기에 첨가하였다.길이 300 mm의 스크류를 갖는 하아케 TW-100 공회전 2축 스크류 압출기로 블렌드를 가공처리하였다. 4개의 대역의 배럴 온도는 170℃, 180℃, 180℃, 190℃로 설정되었다. 스크류 속도는 120 rpm으로 설정되었다. 압출된 용융 스트랜드를 팬 냉각된 컨베이어 벨트를 사용하여 실온에서 공기 중에서 냉각시켰다. 이어서 고화된 스트랜드를 콘에어 펠릿화기를 사용하여 펠릿화시켰다. 펠릿화된 수지를 용융 펌프 및 4" 필름 다이가 구비된 동일한 하아케 압출기 상에서 필름으로 변환시켰다. 필름 주조에 사용된 온도 프로필은 150℃, 160℃, 170℃, 170℃, 170℃이었다. 스크류 속도는 21 rpm으로 일정하게 유지하고, 용융 펌프 속도는 수지의 흐름 특성에 맞도록 조절하였다. 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
실시예 6
실시예 6의 경우, 개질된 PEO 80 중량% 및 타이릴(등록상표) 125 20 중량%를 건식 블렌딩시킨 다음, 중량계량 공급기를 사용하여 동시에 압출기에 첨가하였다. 길이 300 mm의 스크류를 갖는 하아케 TW-100 공회전 2축 스크류 압출기로 블렌드를 가공처리하였다. 4개의 대역의 배럴 온도는 170℃, 180℃, 180℃, 190℃로 설정되었다. 스크류 속도는 120 rpm으로 설정되었다. 압출된 용융 스트랜드를 팬 냉각된 컨베이어 벨트를 사용하여 실온에서 공기 중에서 냉각시켰다. 이어서 고화된 스트랜드를 콘에어 펠릿화기를 사용하여 펠릿화시켰다. 펠릿화된 수지를 용융 펌프 및 4" 필름 다이가 구비된 동일한 하아케 압출기 상에서 필름으로 변환시켰다. 필름 주조에 사용된 온도 프로필은 150℃, 160℃, 170℃, 170℃, 170℃이었다. 스크류 속도는 21 rpm으로 일정하게 유지하고, 용융 펌프 속도는 수지의 흐름 특성에맞도록 조절하였다. 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
실시예 7
실시예 7의 경우, 개질된 PEO 70 중량% 및 타이릴(등록상표) 125 30 중량%를 건식 블렌딩시킨 다음, 중량계량 공급기를 사용하여 동시에 압출기에 첨가하였다. 길이 300 mm의 스크류를 갖는 하아케 TW-100 공회전 2축 스크류 압출기로 블렌드를 가공처리하였다. 4개의 대역의 배럴 온도는 170℃, 180℃, 180℃, 190℃로 설정되었다. 스크류 속도는 120 rpm으로 설정되었다. 압출된 용융 스트랜드를 팬 냉각된 컨베이어 벨트를 사용하여 실온에서 공기 중에서 냉각시켰다. 이어서 고화된 스트랜드를 콘에어 펠릿화기를 사용하여 펠릿화시켰다. 펠릿화된 수지를 용융 펌프 및 4" 필름 다이가 구비된 동일한 하아케 압출기 상에서 필름으로 변환시켰다. 필름 주조에 사용된 온도 프로필은 150℃, 160℃, 170℃, 170℃, 170℃이었다. 스크류 속도는 21 rpm으로 일정하게 유지하고, 용융 펌프 속도는 수지의 흐름 특성에 맞도록 조절하였다. 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
실시예 8
많은 물질들이 PEO의 환경 안정성의 개선 없이 SAN 또는 이오노머 수지와 유사한 양으로 PEO와 블렌딩될 수 있다. 실시예 8의 경우, 비교예로서 바이엘 (Bayer)로부터 입수할 수 있는 레바프렌(Levapren)(등록상표) 600 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 공중합체 수지 30 중량%를 개질된 PEO 30 중량%와 블렌딩시켰다. 개질된 PEO 및 레바프렌(등록상표) 600을 건식 블렌딩시킨 다음, 중량계량 공급기를 사용하여 동시에 압출기에 첨가하였다. 길이 300 mm의 스크류를 갖는 하아케TW-100 공회전 2축 스크류 압출기로 블렌드를 가공처리하였다. 4개의 대역의 배럴 온도는 170℃, 180℃, 180℃, 190℃로 설정되었다. 스크류 속도는 120 rpm으로 설정되었다. 압출된 용융 스트랜드를 팬 냉각된 컨베이어 벨트를 사용하여 실온에서 공기 중에서 냉각시켰다. 이어서 고화된 스트랜드를 콘에어 펠릿화기를 사용하여 펠릿화시켰다. 펠릿화된 수지를 용융 펌프 및 4" 필름 다이가 구비된 동일한 하아케 압출기 상에서 필름으로 변환시켰다. 필름 주조에 사용된 온도 프로필은 150℃, 160℃, 170℃, 170℃, 170℃이었다. 스크류 속도는 21 rpm으로 일정하게 유지하고, 용융 펌프 속도는 수지의 흐름 특성에 맞도록 조절하였다. 1 밀의 목표 두께를 갖는 필름을 수거하였다.
하아케 압출기 상에서 배합된 블렌드 조성을 표 1에 나타낸다.
실시예 # 중량%
개질된 PEO 이오노머 수지 SAN 수지 EVA 수지
설린(등록상표) 1601 설린(등록상표) 1652 타이릴(등록상표) 125 레바프렌(등록상표) 600
1(대조용) 100 0 0 0 0
2 80 20 0 0 0
3 70 30 0 0 0
4 80 0 20 0 0
5 70 0 30 0 0
6 80 0 0 20 0
7 70 0 0 30 0
8(비교예) 70 0 0 0 30
실시예 1 내지 8로부터 얻은 필름을 인장 특성, 환경 응력 크랙킹, 수증기 투과 및 수 응답도에 대하여 시험하였다.
인장 특성
실시예 1 내지 8에서 제조된 필름의 인장 특성을 ASTM 시험 방법 D 638-91에 따라 신테크(Sintech) 1/D 인장 시험기 상에서 평가하였다. 표 2는 필름의 기계 방향 인장 특성을 나타낸다. 실시예 2 내지 5의 이오노머수지와의, 및 실시예 6 및 7의 SAN 수지와의 블렌드는 상당히 향상된 인장 항복 하중을 갖는 보다 강한 필름을 제공할 수 있다. 실시예 6 및 7의 PEO/SAN 블렌드는 3배 이상의 인장 모듈러스 향상을 갖는 상당히 더 강성인 필름을 나타낸다.
실시예 # 두께 파단 응력 파단점 변형률% 모듈러스(MPa) 파단 에너지 항복 하중
1 1.15 20.1 878.6 168.6 121.5 115.2
2 1.68 17.0 147.9 214.2 24.7 206.0
3 1.25 32.4 70.3 286.3 18.4 208.7
4 1.38 21.2 238.4 205.2 44.5 171.1
5 1.25 26.6 182.7 252.3 42.9 203.7
6 1.35 28.0 101.3 620.6 25.8 278.7
7 1.28 37.2 58.0 909.0 19.8 377.5
8 1.20 16.6 1266.0 131.5 146.4 85.4
환경 응력 크랙킹 시험
실시예 1-8에 따른 방법에 의해 제조된 필름을 변형된 형태의 ASTM 방법 D 5397에 따라 환경 응력 크랙킹에 대해 평가하였다. 이 시험을 위해, 각각의 필름으로부터 64 mm의 길이, 3.18 mm의 폭, 및 18 mm의 게이지 길이를 갖는 개뼈형 시험 편을 절단해냈다. 이어서 개뼈 상의 시험 영역 중 좁은 부분을 가로지르게 1 mm 노치를 만들었다. 노치의 목적은 국소화 파손 영역을 생성시키고, 필름의 환경 응력 파손을 가속화시키기 위한 것이었다. 이어서 제조된 샘플을 시험 장치에 클립핑하여 클립에서만을 제외하고는 장치와 닿지 않게 자유로이 매달리게 하였다.약 15 g 중량의 다른 클립을 개뼈형 샘플의 바닥으로부터 매달았다. 후크가 있는 시험 중량 그램의 놋쇠를 클립에 가하고, 샘플을 80% RH 및 37℃로 설정된 환경 챔버 중에 넣었다. 샘플 파손 전의 경과 시간을 기록하였다. 샘플이 파손되지 않을 경우, 증가된 하중 힘을 가하였다.
필름을 그들의 건조, 실온의 인장 항복 하중 값보다 상당히 낮은 중량에서 시험하였다. 필름에 인가되는 항복 하중%를 알아보기 위해서는 표준화 계산을 할 필요가 있었다. 각 샘플에 대하여, 인장 특성 분석에 사용된 샘플과 비교한 임의의 두께 차이 및 시험 편의 노치가 있는 폭에 대한 조절에 의해 표준화 항복 하중(NYL)을 계산하였다. 이어서 시험 하중을 NYL 값으로 나누어 시험한 NYL의 %를 결정하였다. 이 값은 동일한 그램 중량이 일부 필름에서는 나머지에 비하여 훨씬 더 높은 항복 하중%를 생성시킬 수 있음을 보여주기 때문에 중요하다. 표 3은 시험한 하중, 시험한 시험 편의 평균 표준화 항복 하중 및 샘플이 파손되기 전에 경과된 시간을 포함하여, 환경 응력 크랙킹 시험의 결과를 열거한다.
실시예 # 10g(클립포함 25g) 20g(클립포함 35g) 30g(클립포함 45g) 40g(클립포함 55g) 50g(클립포함 65g)
평균 표준화 항복 하중% 시간(분) 평균 표준화 항복 하중% 시간(분) 평균 표준화 항복 하중% 시간(분) 평균 표준화 항복 하중% 시간(분) 평균 표준화 항복 하중% 시간(분)
1 30.3% 1.87 42.3% 0.70 시험안함 시험안함 시험안함
2 19.3% 4.37 29.0% 1.90 36.6% 0.87 시험안함 시험안함
3 15.3% DNF 19.7% DNF 27.1% DNF 30.6% 3.00 37.3% 3.20
4 23.6% 2.93 33.9% 1.67 43.8% 0.87 시험안함 시험안함
5 17.0% DNF 24.5% DNF 29.2% DNF 35.7% DNF 42.2% 4.03
6 14.6% 4.57 20.7% 2.43 24.8% 2.33 시험안함 시험안함
7 9.0% DNF 13.9% DNF 15.8% DNF 18.9% DNF 21.8% 5.13
8 42.7% 0.43 63.2% 0.53 81.3% 0.57 시험안함 시험안함
DNF = 80% RH, 37℃에서 24시간 내에 파손되지 않았음
실시예 1의 개질된 PEO 대조용 필름은 고습도(80% RH) 및 승온(37℃)의 환경에서 매우 불안정하였다. 단지 25 그램의 시험 하중, 또는 30.3%의 NYL로, 개질된 PEO 필름은 2분 이내에 파손되었다. 동일한 시험 하중 값 하에서, 실시예 2, 4 및 5는 1분 이상 더 길게 지속되었다. 실시예 3, 5 및 7은 모든 25 그램 하중 하에서 파손되지 않았다. 비교용 실시예 8은 1분 이내에 파손되었다. 실시예 3, 5 및 7의 성능은 개질된 PEO에 30%의 SAN 또는 이오노머 수지를 첨가하면 낮은 하중 값에서 증가된 온도 및 고습도에서 필름의 안정성을 크게 개선시킨다는 것을 입증한다. 게다가, 실시예 2-7의 SAN 및 이오노머 필름은 실시예 1 및 8보다 낮은 습도 및 실온 조건에서 훨씬 더 높은 인장 하복 하중 값을 가졌다.
이 때문에, 비록 동일한 그램의 하중 힘이 인가되었더라도, 이들은 실시예 1 및 8보다 훨씬 적은 응력 하에 놓이게 되었다. SAN/이오노머 필름이 실시예 1 및 8보다 더 높은 항복 하중%를 견딜 수 있는지 알아보기 위하여, 추가의 실험을 수행하였다. 70/30 개질된 PEO/설린 1652 필름인 실시예 5가 가장 잘 수행되었다. 파손없이, 55 그램 하중, 35.7% NYL을 견딜 수 있었다. 이것은 얻어진 블렌딩된 필름이 파손없이 보다 큰 하중 값을 지탱할 수 있고, 이들은 또한 고습도 및 승온의 환경에 노출될 때 개질된 PEO 대조용 필름보다 더 높은 항복 하중%를 견딜 수 있음을 보여준다.
임의의 특정한 이론이 되도록 제시하지는 않지만, PEO 사슬을 고정화시킬 수 있는 PEO/이오노머 및 PEO/SAN 블렌드 중에서의 강한 분자간 상호작용이 그 블렌드중에서 입증된 개선된 환경 안정성, 보다 높은 인장-항복 하중 및 인장 모듈러스의 원인이 됨을 제시하였다. 예로서, PEO와 설린(등록상표) 1652 이오노머 수지의 블렌드 중에서의 강한 분자간 상호작용은 FT-IR 분광분석법을 사용하여 입증되었다. 이오노머 수지의 Zn2+배출된 원자와 PEO 분자의 C2H4O 극성기 사이에서의 강한 이온-쌍극자 상호작용의 결과로서, 카르복실레이트 이온(COO-)의 비대칭적인 신장 파동에서의 상당한 변위가 측정되었다. 강한 상호작용을 가능하게 한 이오노머 수지 중의 아연 함량은 단지 약 0.63%인 것으로 밝혀졌다. 이오노머 수지 중의 아연 함량의 증가는 분자간 상호작용의 강도에 있어서의 추가적인 증가를 제공할 수 있고, 더욱 더 높은 환경 안정성을 갖는 블렌드의 형성을 가능하게 할 수 있다.
수증기 투과 특성
본 발명에 따른 조성물의 통기성을 알아보기 위하여, ASTM 시험 방법 E 96-80에 따라 필름의 수증기 투과율(WVTR)를 시험하였다. 직경이 3 인치로 측정되는 원형 샘플을 각 시험 물질로부터 및 획스트 셀라니이즈 코포레이션(Hoechst Celanese Corporation)으로부터 입수할 수 있는 셀가드(CELGARD)(등록상표) 2500 미공질 필름으로 된 대조물로부터 절단해냈다. 시험 물질의 개별 샘플 및 대조용 물질을 증류수 100 밀리리터를 포함하는 각각의 증기압계 컵의 개방된 상부를 가로지르게 위치시켰다. 나사조임식 플랜지로 기밀화시켜 컵의 연부를 따라 시일을 형성시켰다. 컵을 100℉로 설정된 대류형 오븐 중에 넣었다. 오븐 내에서의 상대 습도는 구체적으로 조절하지 않았다. 컵을 먼저 칭량한 다음, 즉시 오븐 내에 넣었다. 24시간 후, 컵을 오븐으로부터 꺼내어 다시 칭량하였다. 각 물질의 WVTR은 대조용 필름의 WVTR 및 중량 손실량에 기초하여 계산하였는데, 이 때 셀가드(등록상표) 2500 미공질 필름의 WVTR은 소정의 설정 조건 하에서 5000 g/m2/24hr으로 가정하였다. WVTR 기록 값을 표준화시켜서 필름 두께에서의 변화가 가능하도록 하기 위하여, WVTR에 밀 단위의 필름 두께를 곱한다. 표준화된 WVTR을 g/m2/24hr/mil 단위로 기록하였다. 1 밀(mil)은 0.001 인치로 정의된다. 필름들에 대한 WVTR값을 표 4에 열거한다.
실시예 # 두께(밀) WVTR(g/m2/24hr) 표준화 WVTR(g/m2/24hr/mil)
1 1.28 2632.0 3369.0
2 1.75 1715.1 3001.4
3 1.55 1195.8 1853.5
4 1.30 1610.1 2093.1
5 1.79 877.3 1570.4
6 1.33 1898.3 2524.7
7 1.53 1490.8 2280.9
8 1.15 2504.3 2879.9
1000 이상의 WVTR 값은 필름이 "통기성"으로 간주됨을 의미한다. 실시예 5만을 제외하고는, 모든 필름이 통기성이었다. 결과는 실시예 5가 시험한 샘플의 두께에 의해 영향을 받았을 수도 있음을 나타내고, 동일한 물질로부터 제조된 보다 얇은 필름은 통기성일 수 있을 것으로 생각된다. 따라서, 개선된 환경 안정성을 갖는 필름은 또한 허용가능한 수준의 통기성을 보유하였다.
수 응답 시험
필름의 수 응답도를 변형된 스내그(snag) 시험으로 평가하였다. 용어 "스내그 시험"은 필름 샘플을 직선 금속 막대 상에 위치시켜 수욕 중에 넣는 스내그 시험을 위해 내셔날 새니테이션 파운데이션(National Sanitation Foundation)이 개발한 시험 방법을 말한다. 물을 명시한 속도로 교반하였다. 필름 샘플이 분산되는데 걸린 시간의 양을 기록하였다. 본 발명의 필름을 시험하기 위하여 스내그 시험에 하기하는 변형을 주었다: 1) 갈고리 형태의 막대를 사용하였다. 2) 시험 동안에 필름이 느슨하게 부유하지 않도록 확실히 하기 위하여, 필름 샘플을 후크를 지나 그 자신에게 철쇠로 고정시켰다. 3) 증류수를 사용하였다. 4) 물을 대략 500 rpm(동일한 셋팅에서 교반 바의 건조 속도에 의해 측정됨)에서 교반하였다. 변형된 스내그 시험의 결과를 표 5에서 찾아볼 수 있다.
필름의 물 중에서의 거동을 설명하기 위해 하기하는 용어들을 사용한다. 용어 "수 분산성"은 조성물이 용해되거나 또는 20 메쉬 스크린보다 작은 조각들로 부서지는 것을 의미한다. 용어 "수 붕해성"은 조성물이 5분 이내에 여러 개의 조각들로 부서지며, 이 조각들 중 일부는 20 메쉬 스크린에 의해 붙잡히게 되는 것을 의미한다. 용어 "수 약화가능함"은 조성물이 5분 후에 한 조각으로 유지되지만 약화되고 강성을 상실하여 드레이프성으로 될 수 있음을, 즉 한 모서리를 잡아 수평 위치로 할 때 필름에 인가되는 외부의 힘 없이 구부러짐을 의미한다. 용어 "수 안정성"은 조성물이 5분 후에 드레이프성으로 되지 않고, 수 응답 시험 후에 한 조각으로 유지됨을 의미한다.
실시예 # 수 응답 설명/관찰
1 수 분산성 수분 내에 완전히 분산된다.
2 수 약화가능함 즉시 드레이프성; 침지 후에는 필름의 연부가 늘어나게 됨. 물로부터 꺼낸 후 필름은 매우 약하고 쉽게 변형될 수 있다.
3 수 약화가능함 즉시 드레이프성; 형태를 유지한다.
4 수 약화가능함 즉시 드레이프성으로 됨. 침지 후, 형태를 유지하지만 힘에 의해 쉽게 떨어지게 된다(잡아당겼을 때 늘어난 구조).
5 수 약화가능함 즉시 드레이프성으로 됨. 필름은 물 중에서 반짝거리는 외관을 갖는다. 80% 조성물보다 더 양호하게 형태를 유지하지만, 여전히 힘에 의해 떨어지게 된다.
6 수 약화가능함 즉시 드레이프성; 침지 동안 물이 혼탁해짐. 생성된 필름은 매우 늘어나지만 여전히 형태를 갖는다.
7 수 약화가능함 즉시 드레이프성으로 됨; 필름은 물 중에서 반짝거리는 외관을 갖는다. 형태를 유지. 가벼운 힘에 의해 떼어놓을 수 있다
8 수 붕해성 즉시 드레이프성으로 됨. 침지 후, 구조는 매우 약한 거미줄처럼 보인다.
비록 개선된 환경 안정성을 갖는 필름이 수 분산성은 아니더라도, 이들은 수 약화가능하다.
당 업계의 통상의 숙련인들은 본 발명의 본질 또는 첨부된 특허청구의 범위의 영역에서 벗어나지 않고서도 본 발명의 각종 다른 실시태양, 변형 및 등가물들을 제시할 수 있을 것이다.

Claims (53)

  1. 폴리(에틸렌 옥시드) 또는 개질된 폴리(에틸렌 옥시드)인 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지를 포함하는 중합체 블렌드를 포함하는 통기성이고 수 약화가능하며 환경적으로 안정한 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 합성 수지가 이오노머 수지인 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이오노머 수지가 에틸렌 산 공중합체를 포함하는 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 에틸렌 산 공중합체가 아연, 나트륨 및 칼슘으로 구성되는 군으로부터 선택된 이온으로 부분적으로 중화된 산 기를 포함하는 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 합성 수지가 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체인 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체가 상기 수 응답성 중합체의 융점 초과의 유리 전이 온도를 갖는 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 합성 수지가 폴리스티렌 공중합체인 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체가 약 100,000 g/몰 내지 약 8,000,000 g/몰 사이의 분자량을 갖는 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체가 약 300,000 g/몰 내지 약 1,000,000 g/몰 사이의 분자량을 갖는 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 합성 수지가 전체 블렌드의 중량의 약 5 중량% 내지 약 45 중량%를 구성하는 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 합성 수지가 전체 블렌드의 중량의 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 구성하는 필름.
  12. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 합성 수지가 전체 블렌드의 중량의 약 10 중량% 내지 약 20 중량%를 구성하는 필름.
  13. 제1항에 있어서, 약 400 g/m2/24 hr/mil 내지 약 3500 g/m2/24 hr/mil의 수증기 투과율을 갖는 필름.
  14. 제1항에 있어서, 약 1000 g/m2/24 hr/mil 내지 약 3500 g/m2/24 hr/mil의 수증기 투과율을 갖는 필름.
  15. 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지를 혼합 장치에 공급하는 단계,
    수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지를 혼합하여 중합체 블렌드를 형성하는 단계,
    중합체 블렌드를 압출시키는 단계,
    압출된 블렌드를 냉각시키는 단계,
    블렌드를 펠릿으로 펠릿화시키는 단계, 및
    펠릿을 필름으로 압출시키는 단계
    를 포함하는, 폴리(에틸렌 옥시드) 또는 개질된 폴리(에틸렌 옥시드)인 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지를 포함하는 통기성이고 환경적으로 안정하며 수 약화가능한 필름의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 혼합 장치가 압출기인 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 혼합 장치가 배치식 혼합 장치인 방법.
  18. 제15항에 있어서, 첨가제 조성물을 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지가 동시에 첨가되는 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지가 순차적으로 첨가되는 방법.
  21. 폴리(에틸렌 옥시드) 또는 개질된 폴리(에틸렌 옥시드)인 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지를 포함하는 중합체 블렌드를 포함하며, 그로부터 구성되는 물품이 통기성이고 수 약화가능한 것인, 환경적으로 안정하고 수 약화가능한 섬유.
  22. 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지를 혼합 장치에 공급하는 단계,
    수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지를 혼합하여 중합체 블렌드를 형성하는 단계,
    중합체 블렌드를 압출시키는 단계,
    압출된 블렌드를 냉각시키는 단계,
    블렌드를 펠릿으로 펠릿화시키는 단계, 및
    펠릿을 섬유로 압출시키는 단계
    를 포함하는, 폴리(에틸렌 옥시드) 또는 개질된 폴리(에틸렌 옥시드)인 수 응답성중합체 및 열가소성 합성 수지를 포함하며, 그로부터 구성되는 물품이 통기성이고 수 약화가능한 것인, 환경적으로 안정하고 수 약화가능한 섬유의 제조 방법.
  23. 폴리(에틸렌 옥시드) 또는 개질된 폴리(에틸렌 옥시드)인 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지를 포함하는 통기성이고 환경적으로 안정하며 수 약화가능한 일회용 물품.
  24. 제23항에 있어서, 기저귀, 배변연습용 팬츠, 개인 위생 제품, 성인 실금용 제품, 병원 가먼트, 창상 치유용 제품, 병원 시트와 베갯잇, 와이프 및 수술용 직물로 구성되는 군으로부터 선택되는 물품.
  25. 제23항에 있어서, 1개 이상의 필름 층을 포함하는 물품.
  26. 제23항에 있어서, 섬유를 포함하는 물품.
  27. 수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체의 중합체 블렌드를 포함하는 통기성이고 환경적으로 안정하며 수 약화가능한 필름.
  28. 제27항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체가 폴리(에틸렌 옥시드) 또는 개질된 폴리(에틸렌 옥시드)인 필름.
  29. 제27항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체가 약 100,000 g/몰 내지 약 8,000,000 g/몰 사이의 분자량을 갖는 필름.
  30. 제27항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체가 약 300,000 g/몰 내지 약 1,000,000 g/몰 사이의 분자량을 갖는 필름.
  31. 제27항에 있어서, 상기 수 불용성 중합체가 전체 블렌드의 중량의 약 5 중량% 내지 약 45 중량%를 구성하는 필름.
  32. 제27항에 있어서, 상기 수 불용성 중합체가 전체 블렌드의 중량의 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 구성하는 필름.
  33. 제27항에 있어서, 상기 수 불용성 중합체가 전체 블렌드의 중량의 약 10 중량% 내지 약 20 중량%를 구성하는 필름.
  34. 제27항에 있어서, 수증기 투과율이 약 400 g/m2/24 hr/mil 내지 약 3500 g/m2/24 hr/mil인 필름.
  35. 제27항에 있어서, 수증기 투과율이 약 1000 g/m2/24 hr/mil 내지 약 3500 g/m2/24 hr/mil인 필름.
  36. 제27항에 있어서, 상기 수 불용성 중합체가 이오노머 수지인 필름.
  37. 제36항에 있어서, 상기 이오노머 수지가 에틸렌 산 공중합체를 포함하는 필름.
  38. 제37항에 있어서, 상기 에틸렌 산 공중합체가 아연, 나트륨 및 칼슘으로 구성되는 군으로부터 선택된 이온으로 부분적으로 중화된 산 기를 포함하는 필름.
  39. 제27항에 있어서, 상기 수 불용성 중합체가 폴리스티렌 공중합체인 필름.
  40. 제27항에 있어서, 상기 수 불용성 중합체가 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체인 필름.
  41. 제40항에 있어서, 상기 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체가 상기 수 응답성 중합체의 융점 초과의 유리 전이 온도를 갖는 필름.
  42. 수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체를 혼합 장치에 공급하는 단계,
    수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체를 혼합하여 중합체 블렌드를 형성하는 단계,
    블렌드를 압출시키는 단계,
    압출된 블렌드를 냉각시키는 단계,
    블렌드를 펠릿으로 펠릿화시키는 단계, 및
    펠릿을 필름으로 압출시키는 단계
    를 포함하는, 수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체를 포함하는 통기성이고 환경적으로 안정하며 수 약화가능한 필름의 제조 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 혼합 장치가 압출기인 방법.
  44. 제42항에 있어서, 상기 혼합 장치가 배치식 혼합 장치인 방법.
  45. 제42항에 있어서, 첨가제 조성물을 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  46. 제42항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지가 동시에 첨가되는 방법.
  47. 제42항에 있어서, 상기 수 응답성 중합체 및 열가소성 합성 수지가 순차적으로 첨가되는 방법.
  48. 수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체를 포함하는 통기성이고 환경적으로 안정하며 수 약화가능한 일회용 물품.
  49. 제48항에 있어서, 기저귀, 배변연습용 팬츠, 개인 위생 제품, 성인 실금용 제품, 병원 가먼트, 창상 치유용 제품, 병원 시트와 베갯잇, 와이프 및 수술용 직물로 구성되는 군으로부터 선택되는 물품.
  50. 제48항에 있어서, 1개 이상의 필름 층을 포함하는 물품.
  51. 제48항에 있어서, 섬유를 포함하는 물품.
  52. 수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체를 포함하는 중합체 블렌드를 포함하며, 그로부터 제조된 재료가 통기성이고 환경적으로 안정하며 수 약화가능한 것인, 환경적으로 안정하고 수 약화가능한 섬유.
  53. 수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체를 혼합 장치에 공급하는 단계,
    수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체를 혼합하여 중합체 블렌드를 형성하는 단계,
    블렌드를 압출시키는 단계,
    압출된 블렌드를 냉각시키는 단계,
    블렌드를 펠릿으로 펠릿화시키는 단계, 및
    펠릿을 섬유로 압출시키는 단계
    를 포함하는, 수 응답성 중합체 및 수 불용성 중합체를 포함하는 환경적으로 안정하고 수 약화가능한 섬유의 제조 방법.
KR10-2004-7000313A 2001-07-12 2002-07-03 개선된 환경 안정성을 갖는 화학적으로 개질된 폴리에틸렌옥시드 조성물로 된 필름, 섬유 및 제품과 이들의 제조방법 KR20040019051A (ko)

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