KR20060109890A - 생분해성 및 통기성 중합체 필름 - Google Patents

생분해성 및 통기성 중합체 필름 Download PDF

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신 닝
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

생분해성이며 통기성인 필름을 위한 조성물, 및 이 조성물로부터 제조되어 연신된 필름이 개시된다. 필름은 생분해성 코폴리에스테르 약 30중량％ 내지 약 70중량％, 및 충전제 약 70중량％ 내지 약 30중량％를 포함하며, 필름은 공극 형성을 증가시키고, 24시간 당 800g/㎡ 이상, 더욱 특히 24시간 당 1900g/㎡ 초과의 수증기 투과율 (WVTR)을 달성하도록 단축 방향 또는 2축 방향으로 연신된다. 코폴리에스테르는 전형적으로 지방족/방향족 산의 코폴리에스테르이며, 충전제는 전형적으로 탄산칼슘이다. 필름은 개인 위생 제품, 흡수 제품, 의료 제품, 붕대 및 의료용 직물과 같은 1회용 통기성 제품에 사용하기에 적절하다.
생분해성, 통기성, 코폴리에스테르, 충전제, 연신, 수증기 투과율

Description

생분해성 및 통기성 중합체 필름 {Biodegradable and Breathable Polymer Film}
본 발명은 일반적으로 생분해성 중합체 필름 조성물, 더욱 특히 통기성 생분해성 중합체 필름 조성물에 관한 것이다.
중합체 필름은 비교적 저가로 제조되며, 강하고, 내구성이 있으며, 유연하고 부드러우며, 물과 같은 수성 액체를 차단할 수 있으므로, 각종 1회용 물품의 제조에 유용하다. 이러한 1회용 제품 또는 물품의 예는, 의료용 및 의료 제품, 예컨대 외과수술용 휘장, 가운 및 붕대, 보호성 작업복 가먼트, 예컨대 작업복 및 랩 코트, 및 유아, 아동 및 성인용 개인 위생 흡수 물품, 예컨대 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 1회용 수영복, 요실금 가먼트 및 패드, 위생 냅킨, 와이퍼 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 기타 용도의 중합체 필름 물질은 지오텍스타일(geotextile)을 포함한다. 상기 제품 용도로 사용된 중합체 필름은 종종 액체 불투과성 및 통기성 모두를 가질 것이 매우 요망된다.
통기성 필름이 유기 또는 무기 비상용성 충전제와 폴리올레핀 기재 수지를 블렌딩한 다음, 용융하여, 필름 형성하고, 연신함으로써 제조될 수 있음이 공지되어 있다. 이들 필름은 주로, 사용 직후 폐기되는 1회용 개인 위생 제품에서 액체 차단층으로서 사용된다. 그러나, 폴리올레핀 기재 수지로 제조된 통기성 필름은 자연 환경에서 분해될 수 없다.
1회용 제품에 보다 재생가능하며(하거나) 분해가능한 성분들의 혼입, 및 매립지와 같은 고형 폐기물 폐기 기관으로의 합병 외의 방법에 의해 폐기될 수 있는 제품 디자인에 대한 요구가 증가하고 있다. 이와 같이, 일반적으로 사용 중에는 그들의 일체성 및 강도를 유지하며, 사용 후에는 더욱 효과적으로 폐기되는 1회용 흡수 제품을 위한 신규 물질에 대한 요구가 존재한다. 예를 들어, 1회용 흡수 제품은 퇴비화에 의해 쉽고 효율적으로 처리될 수 있다. 대안적으로, 1회용 흡수 제품은 1회용 흡수 제품이 폐기될 수 있는 액체 오물 장치로 쉽고 효율적으로 처리될 수 있다.
중합체 필름의 통기성 및 생분해성을 별도로 강화시키는 것이 가능한 반면, 필름의 통기성을 감소시키지 않으면서 중합체 필름의 생분해성을 증가시키는 것은 어렵다. 예를 들어, 코폴리에스테르로부터 유도된 생분해성 필름이 공지되어 있다. 이들 필름은 높은 파단 신도를 가지며, 매우 유연하고 가소성이 있다. 그러나, 이들 화합물의 큰 가소성으로 인해, 상기 필름에서의 공극 형성이 폴리에틸렌 기재 조성물에 비해 현저히 감소하여, 연신된 필름에서 24시간 당 400g/㎡ 미만의 수증기 투과율 (WVTR)을 생성한다. 이는 폴리에틸렌 조성물 기재의 연신된 필름에서 수득될 수 있는 20,000 WVTR 이하의 통기성 값과 비교가 안된다. 따라서, 이들 코폴리에스테르 필름은 통기성 개인 위생 제품에 부적절하며, 그보다는 쓰레기 봉투, 포장 용도 등으로서 사용하기에 더 적합하다.
따라서, 생분해성 필름이 공지된 반면, 이들 필름은 현재 사용되는 통기성 (그러나 생분해성은 아닌) 폴리에틸렌 필름과 동일 또는 실질적으로 유사한 높은 수증기 투과성을 제공하는 것에는 실패한다.
이와 같이, 1회용 또는 단일 사용 물품 제조에 사용하기 위한 통기성 생분해성 필름을 제조할 수 있는 조성물에 대한 요구가 남아있다.
발명의 개요
본 발명은 생분해성 통기성 필름, 및 생분해성 통기성 필름의 제조 방법을 제공한다. 필름은 생분해성 코폴리에스테르 약 30중량％ 내지 약 70중량％, 및 충전제 약 70중량％ 내지 약 30중량％를 포함하며, 여기서 필름은 24시간 당 약 800g/㎡ 이상의 WVTR을 달성하도록 적어도 단축 방향으로 연신된다. 또다른 구현예에서, 필름은 코폴리에스테르 약 40 내지 약 55중량％ 및 충전제 약 60 내지 약 40중량％를 포함한다. 또다른 구현예에서, 필름은 24시간 당 약 1900g/㎡ 이상의 WVTR을 가질 수 있다.
생분해성 통기성 필름은 코폴리에스테르로서 지방족/방향족 산의 코폴리에스테르 및 충전제로서 탄산칼슘을 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 충전제는 약 0.1 내지 약 7㎛ 범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있으며, 또다른 구현예에서, 충전제는 약 0.8 내지 약 2.6㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
생분해성 통기성 필름은 추가로 상용화제를 포함할 수 있으며, 상용화제는 예컨대 지방산, 불포화 지방산, 그의 아미드, 실란 커플링제, 알킬 티타네이트 등 일 수 있다.
필름은 기계 방향 (MD)으로 약 1배 미만 내지 약 5배의 연신비, 예를 들어 약 200％ 또는 약 250％를 수득하도록 단축 방향으로 연신될 수 있다. 필름은 임의로, 바람직하게는 횡 기계 방향 (CD)으로 1배×1배 미만 내지 약 3배×3배의 범위의 연신비를 수득하도록 2축 방향으로 연신될 수 있다.
생분해성 통기성 필름을 제조하기 위한 방법은, 생분해성 코폴리에스테르 약 30중량％ 내지 약 70중량％ 및 충전제 약 70중량％ 내지 약 30중량％를 용융 블렌딩하여 수지를 형성하고, 수지를 필름 형성하여 필름을 형성한 다음, 24시간 당 800g/㎡ 이상의 수증기 투과율을 달성하도록 필름을 적어도 단축 방향으로 연신하는 것을 포함한다. 구현예에서, 필름은 바람직하게는 2축 연신된다.
또한, 생분해성 통기성 필름을 포함하는 라미네이트 및 1회용 물품, 예컨대 의료용 제품, 보호성 가먼트 및 개인 위생 흡수 물품이 제공된다.
도 1은 본 발명의 통기성 및 생분해성 필름을 포함하는 라미네이트 물질의 부분적인 단면도를 예시한다.
도 2는 본 발명의 통기성 및 생분해성 필름을 포함하는 1회용 기저귀의 투시도이다.
정의
본원 및 청구의 범위에서 사용된 용어 "포함하는(comprising)"은 포괄적이거나 제한이 없으며, 추가의 인용되지 않은 원소, 조성적 성분 또는 방법 단계를 배 제하지 않는다. 따라서, 용어 "포함하는"은 보다 제한적인 용어 "주로 이루어진(consisting essentially of)" 및 "이루어진(consisting of)"을 포괄한다.
본원에서 사용된 용어 "생분해성(biodegradable)"은 물질이 공기 및(또는) 물에 대한 노출, 또는 세균, 균류 및 조류와 같은 자연 발생 미생물의 작용으로부터 분해됨을 의미한다.
본원에서 사용된 용어 "통기율(breathability)"은 필름의 면적의 수증기 투과율 (WVTR)을 말한다. 통기율은 1일 당 ㎡ 당 물의 g으로 측정된다.
본원에서 사용된 용어 "통기성(breathable)"은 1일 당 물 800g/㎡ 이상의 WVTR을 갖는 필름을 말한다.
본원에서 사용된 용어 "공중합체(copolymer)"는 일반적으로 블록, 그라프트, 랜덤 및 교차 공중합체 및 그의 블렌드 및 변형을 포함하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본원에서 사용된 용어 "충전제(filler)"는 필름 블렌드에 첨가될 수 있으며, 압출된 필름과 화학적으로 간섭하거나 역으로 작용하지 않으며, 필름 전체에 걸쳐 균일하게 분산될 수 있는 미립자 및 기타 형태의 물질을 포함하는 것을 의미한다. 당업계에 공지된 충전제는 미립자 무기 물질, 예컨대 탈크, 탄산칼슘, 탄산바륨, 탄산마그네슘, 황산마그네슘, 이산화티탄, 운모, 점토, 카올린, 규조토 등, 및 유기 미립자 물질, 예컨대 분말화 중합체, 예를 들어 테플론(TEFLON) 및 케블라(KEVLAR), 및 목재 및 기타 셀룰로스 분말을 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "개인 위생 제품(personal care product)"은 개인 위 생 지향 물품, 예컨대 와이퍼, 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 흡수 속바지, 성인 요실금 제품, 여성용 위생 제품 등을 의미한다.
본 발명은 단축 또는 2축 방향으로 연신할 때, 생분해성이며 또한 통기성인 필름 제조에 적절한 조성물인, 생분해성 코폴리에스테르 및 충전제를 포함하는 조성물을 제공한다. 상기 필름은 코폴리에스테르 단독으로 제조된 필름에 비해 우수한 기계적 및 생분해 특성을 갖는다.
기타 첨가제 및 성분들이 필름의 통기성 또는 생분해성과 심각하게 간섭하지 않는 한 필름에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 상용화제, 예컨대 지방산 (예, 스테아르산, 올레산 또는 베헨산), 불포화 지방산, 그의 아미드 (예, 에루카미드 또는 올레아미드), 실란 커플링 화합물, 알킬 티타네이트 등이 필름의 기계적 특성을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. 착색제, 강화제 및 다른 종류의 충전제가 또한 첨가될 수 있다.
적절한 코폴리에스테르는 우수한 물리적 특성 및 생분해성을 갖는 것들이다. 상기 코폴리에스테르는 유럽 특허 제1 106 640호 및 유럽 특허 제1 108 737호 (Chung et al.)에 개시되어 있으며, 여기서 코폴리에스테르는 (i) 300 내지 30,000의 평균 분자량을 갖는 올리고머 유사 방향족-지방족 예비중합체 0.1중량％ 내지 30중량％; (ii) 하나 이상의 지방족 또는 지환족 디카르복실산 또는 무수물 40중량％ 내지 71중량％; 및 (iii) 하나 이상의 지방족 또는 지환족 글리세롤 29중량％ 내지 60중량％의 반응에 의해 제조된다. 적절한 지방족/방향족 코폴리에스테르의 구체적인 예는 엔폴(ENPOL)® G8060 및 이레(IRE)® 8000 (이레 화학, 대한민국 서울 소재), 및 이스타(EASTAR)® (이스트만 케미칼, 미국 테네시주 킹스포트 소재)이다.
일반적으로 충전제는 미립자 형태의 무기 충전제이며, 통상적으로 약 0.1 내지 약 7㎛, 더욱 특히 약 0.5 내지 약 2.6㎛ 범위의 평균 입자 크기의 다소 구형을 가질 것이다. 무기 충전제의 예는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 황산마그네슘, 황산바륨, 황산칼슘, 산화아연, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화티탄, 산화바륨, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 수산화인회석, 실리카, 운모, 탈크, 카올린, 점토, 유리 분말, 석면 분말, 제올라이트 및 산 점토를 포함한다. 특히 바람직한 무기 충전제는 탄산칼슘, 산화마그네슘, 황산바륨, 실리카 및 산 점토이다. 탄산칼슘은 잉글리쉬 차이나 클레이 (이메리스(Imerys)로서 거래, 미국 조지아주 로스웰 소재) 또는 옴야 (미국 버몬트주 플로렌스 소재)로부터 수득될 수 있다.
일반적으로, 건조 중량 기준으로, 조성물은 필름의 전체 중량 기준으로 코폴리에스테르 약 30 내지 70중량％ 및 충전제 약 70 내지 약 30중량％를 포함할 것이다. 더욱 바람직하게는, 조성물은 코폴리에스테르 약 40 내지 약 55중량％ 및 충전제 약 60 내지 약 40중량％를 포함할 것이다. 예를 들어, 코폴리에스테르 및 충전제는 50:50 중량비로 존재할 수 있다.
필름의 수증기 투과율 (WVTR)에 의해 반영된 바와 같은 균일한 통기성을 제공하기 위해, 충전제는 조성물 전반, 결과적으로 필름 그 자체 전반에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분산되어야 한다.
코폴리에스테르 및 충전제는 상기 기재된 범위로 적절한 비율로 혼합된 다음, 배합되고, 캐스팅 및 블로잉을 비롯한 당업자에게 공지된 다양한 필름 제조 공정 중 하나를 사용하여 필름층으로 압출될 수 있다. 필름이 압출기로부터 직접적으로 수득되는 대신, 대안적으로 조성물이 필름 형성 단계 전에 펠렛화될 수 있다. 압출 온도는 바람직하게는 약 180℃ 내지 약 270℃, 더욱 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 250℃, 예를 들어 약 220℃일 수 있다.
이어서, 필름은 다공성으로 하기 위해, 본원에 그 전체가 참고로 인용된 미국 특허 제5,695,868호 및 제5,855,999호 (McCormack)에 더욱 완전히 상세히 기재된 바와 같이, 기계 방향 (MD)으로 약 1배 미만 내지 약 5배, 예를 들어 약 200％ 또는 250％의 연신비를 수득하도록 단축 방향으로 연신될 수 있다. 필름은 또한 횡 기계 방향 (CD)으로 1배×1배 미만 내지 약 3배×3배, 예를 들어 약 64％×64％의 범위의 연신비를 수득하기 위해 2축 방향 (장축 및 횡축 방향)으로 임의로 연신될 수 있다. 연신 온도는 20 내지 약 100℃, 예를 들어 22℃, 30℃ 또는 70℃일 수 있다.
필름의 연신에 의해, 필름 내의 공극 형성이 강화되며, 따라서 필름이 더욱 다공성이며 통기성이 된다. 필름의 2축 연신은 공극 형성을 더욱 크게 하여, 필름의 통기성을 강화한다.
본 발명의 목적을 위해, 하기에 더욱 상세히 기재된 모콘(MOCON)® 시험 방법을 사용하여 계산된 바와 같은 24시간 당 800g/㎡ 이상의 WVTR을 갖는 경우, 필름은 "통기성"이다. 본 발명의 필름의 WVTR은 24시간 당 약 800 내지 약 15,000g/㎡, 더욱 바람직하게는 24시간 당 약 1,900 내지 15,000g/㎡, 더욱더 바람직하게는 24시간 당 약 2,500g/㎡ 이상의 범위 내이다.
일반적으로, 일단 필름이 형성되면, 약 100g/㎡ 미만의 단위 면적 당 중량을 가질 것이며, 연신 및 박리화 후, 그 단위 면적 당 중량 또는 기초 중량은 바람직하게는 약 35g/㎡ 미만일 것이다. 일부 구현예에서, 기초 중량은 바람직하게는 약 25g/㎡ 미만, 더욱 바람직하게는 약 20g/㎡ 미만, 더욱더 바람직하게는 약 17g/㎡ 미만일 것이다.
필름의 두께는 그 용도에 따라 상이할 것이며, 일반적으로 약 10 내지 약 300㎛의 범위일 것이다.
필름은 약 10％ 이상, 더욱 바람직하게는 약 200％ 이상의 파단 신도를 갖는다.
그 결과, 본원에 구체화된 특정 용도에 제한되지 않는 의미로, 본 발명의 필름은 개인 위생 물품, 흡수 제품, 의료 제품, 의료용 직물 등을 위한 배면 물질로서의 특정 용도를 갖는다.
모콘(MOCON)® 수증기 투과율 시험:
물질의 수증기 투과율 (WVTR) 값을 측정하기 위한 적절한 기술이 본원에 참고로 인용된 INDA (부직포 산업 협회)에 의해 표준화된 시험 절차, 제IST-70.4-99호, 명칭 "가드 필름 및 증기압 감지기를 사용한 부직포 및 플라스틱 필름을 통한 수증기 투과율에 대한 표준 시험 방법 (Standard Test Method for Water Vapor Transmission Rate through Nonwoven and Plastic Film Using a Guard Film and Vapor Pressure Sensor)"이다. INDA 절차는 WVTR의 측정의 경우 수증기에 대한 필름의 투과, 및 균질한 물질의 경우 수증기 투과 계수를 제공한다.
INDA 시험 방법은 공지된 것으로, 본원에서 상세히 설명하지 않는다. 그러나, 시험 절차를 요약하면 하기와 같다. 건조실을 영구적 가드 필름 및 시험될 샘플 물질에 의해, 공지된 온도 및 습도의 습식실로부터 분리한다. 가드 필름의 목적은 한정된 에어 갭을 한정하고, 에어 갭이 특징화되는 동안 에어 갭 내의 공기를 진정시키거나 정지시키는 것이다. 건조실, 가드 필름 및 습식실을 시험 필름이 밀봉된 확산 셀로 보충한다. 샘플 홀더는 모던 컨트롤스, 잉크 (MOCON®) (미국 미네소타주 미네아폴리스 소재)에 의해 제조된 퍼마트란(PERMATRAN)-W® 모델 100K로서 공지된다. 첫번째 시험은 100％ 상대 습도를 발생하는 증발 조립품 사이의 가드 필름 및 에어 갭의 WVTR로 이루어진다. 수증기가 에어 갭 및 가드 필름을 통해 확산한 다음, 수증기 농도에 비례하는 건조 기체 흐름과 혼합한다. 전기 신호가 공정을 위한 컴퓨터로 향한다. 컴퓨터가 에어 갭 및 가드 필름의 투과율을 계산하고, 추가 사용을 위해 그 값을 저장한다.
가드 필름 및 에어 갭의 투과율은 CaIC로서 컴퓨터에 저장된다. 이어서, 샘플 물질을 시험 셀 내에 밀봉한다. 다시, 수증기가 에어 갭을 통해 가드 필름 및 시험 물질로 확산한 다음, 시험 물질을 휩쓸어가는 건조 기체 흐름과 혼합한다. 또한, 다시, 상기 혼합물이 증기 감지기에 운반된다. 이어서, 컴퓨터가 에어 갭, 가드 필름 및 시험 물질의 조합의 투과율을 계산한다.
이어서, 이 정보를 하기 방정식에 따라, 시험 물질을 통해 수분을 투과하는 투과율을 계산하는 데 사용한다:
TR- 1 시험 물질 = TR- 1 시험 물질, 가드 필름, 에어 갭 - TR- 1 가드 필름, 에어 갭
WVTR의 계산은 하기 식을 이용한다:
WVTR = Fρsat(T)RH/Apsat(T) (1-RH)
식 중, F = 수증기 흐름 (cc/분),
ρsat(T) = 온도 T에서 포화 공기 중 물의 밀도,
RH = 셀 중 특정 위치에서 상대 습도,
A = 셀의 단면적, 및
psat(T) = 온도 T에서 수증기의 포화 증기압.
본 발명은 본 발명의 특정 양태를 예시하고, 당업자에게 본 발명을 어떻게 실시하는지를 교시하도록 고안된, 하기 비제한적인 실시예에 의해 더욱 상세히 기재될 것이다.
실시예 1
생분해성 코폴리에스테르 중합체 수지, 엔폴(ENPOL)® G8060을 이레 화학 (대한민국 소재)으로부터 수득하였다. 엔폴® G8060은 127℃의 용융점, 190℃에서 1.4 내지 5g/10분의 용융 지수 및 2160g 하중을 갖는 완전한 생분해성 방향족/지방족 코폴리에스테르이다.
2개의 생분해성 필름 (각각 A 및 B)을 제조하고, 각 필름의 수증기 투과율 (WVTR)을 평가하였다. 필름 A는 잉글리쉬 차이나 클레이로부터 수득한 탄산칼슘을 사용하여 제조하고, 필름 B는 옴야 (OMYACARB® 2SST)로부터 수득한 탄산칼슘을 사용하여 제조하였다.
코폴리에스테르를 2축 압출기를 사용하여 50:50 중량비로 탄산칼슘과 배합하였다. 이어서, 조성물을 약 20㎛ 두께의 필름으로 용융 압출하였다. 압출 온도는 약 180 내지 약 270℃의 범위이며, 더욱 바람직하게는 약 200 내지 약 250℃ 범위이었다.
(a) 필름 A 및 B의 제1 샘플 (각각 샘플 A1 및 B1)을 마샬 앤드 윌리엄스 컴퍼니에 의해 제조된 바와 같은 통상적인 기계 방향 배향 장치 (MDO)에 배치하여, 여기서 250％의 연신율을 수득하도록, 미국 특허 제5,695,868호 및 미국 특허 제5,855,999호 (McCormack)에 기재된 바와 같이 기계 방향 (MD)으로 연신하였다. 연신은 70℃ 온도 오븐에서 행하였다. 연신 후, 공극의 형태 안정성을 강화하기 위해 가열 경화를 행하였다.
연신비는 다음과 같이 정의된다:
연신율 = (최종 필름 길이 - 원래 길이)/원래 길이 × 100
(b) 필름 A 및 B의 제2 샘플 (각각 샘플 A2 및 B2)을 동일한 MDO 장치에 배치하고, 30℃에서 200％의 연신율을 수득하도록 MD 방향으로 연신하였다.
필름의 WVTR을 상기 기재된 모콘® 방법에 따라 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
필름 샘플의 단축 연신
필름 샘플 연신비 연신 온도 WVTR
A1 250％ 70℃ 1900
A2 200％ 30℃ 2232
B1 250％ 70℃ 2553
B2 200％ 30℃ 2477
실시예 2
실시예 1에서 제조된 필름 A 및 B로부터의 각각의 샘플 (각각 샘플 A3 및 B3)을 2축 연신하였다. 필름을 주위 온도 (약 22℃)에서 일련의 맞물린 홈 롤을 통해 공급하였다. 롤의 맞물림이 횡 기계 방향 (CD) 팽창을 생성하고, 그 정도를 CD 방향으로 길이 증가분에 의해 측정하였다. 이어서, 연신된 필름을 대략 90° 회전하고, 다시 홈 롤을 통해 공급하여, 필름이 2축으로 팽창 또는 연신되도록 제2 방향 팽창 또는 연신을 행하였다. 연신 후, 공극의 형태 안정성을 강화하기 위해 가열 경화를 행하였다.
연신비를 양 방향으로 길이 증가분 ％에 의해 정의하였다.
WVTR 측정을 다시 상기 기재된 모콘®에 의해 결정하였으며, 결과는 표 2와 같다.
필름 샘플의 2축 연신
필름 샘플 연신비 연신 온도 WVTR
A3 64％×64％ 22℃ 2792
B3 64％×64％ 22℃ 3501
상기 실시예는 생분해성 필름이 우수한 WVTR 값 및 우수한 통기성을 갖도록 생성될 수 있음을 나타낸다. 또한, 필름의 통기성은 필름이 2축으로 연신될 때 현저히 강화된다. 상기 통기성 및 생분해성 필름은 단일 용도 또는 1회용 물품, 및 유체 불투과성 차단층이 요구되면서 차단층은 또한 바람직하게는 통기성인 제품에 매우 유용하다. 상기 제품의 예는, 예컨대 의료용 및 의료 제품, 예컨대 외과수술용 휘장, 가운 및 붕대, 보호성 작업복 가먼트, 예컨대 작업복 및 랩 코트, 및 유아, 아동 및 성인 개인 위생 흡수 물품, 예컨대 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 1회용 수영복, 요실금 가먼트 및 패드, 위생 냅킨, 와이퍼 등을 포함하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 통기성 및 생분해성 중합체 필름 물질에 대한 기타 용도는 지오텍스타일을 포함한다. 본원에 상세히 기재되지는 않았으나, 당업계에 공지된 추가의 각종 잠재적 공정 및(또는) 마무리 단계, 예컨대 천공, 슬리터링, 추가 연신, 처리, 또는 기타 필름 또는 부직 웹층과 통기성 및 생분해성 필름 물질의 적층이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 행해질 수 있다.
기타 필름 또는 부직 층과 통기성 및 생분해성 중합체 필름 물질의 적층은 2개 이상의 층을 갖는 라미네이트 물질, 예컨대 도 1에 나타낸 예시적 2층 라미네이트 물질을 포함한다. 부직포 또는 웹은 많은 공정, 예컨대 멜트블로잉 공정, 스펀본딩 공정, 에어레잉 공정 및 카디드 웹 공정으로부터 형성되었다. 도 1은 부직 웹 층, 예컨대 필름에 결합된 스펀본드 웹 층과 통기성 및 생분해성 중합체 필름의 라미네이트인 라미네이트 물질을 나타낸다. 스펀본드 부직 웹은 당업계에 공지되어 있으며, 본원에 상세히 기재되지 않는다. 간략하게, 스펀본드는 방적기의 다수의 모세관으로부터 필라멘트로서 용융 열가소성 중합체를 압출함으로써 형성된 작은 직경의 필라멘트의 부직 섬유 또는 필라멘트 물질을 말한다. 압출된 필라멘트는 추론적이거나 기타 공지된 연신 메카니즘에 의해 연신하면서 냉각된다. 연신된 필라멘트는 일반적으로 무작위 방법으로 형성 표면 상에 배치되거나 놓여, 느슨하게 엉킨 필라멘트 웹을 형성한 다음, 놓여진 필라멘트 웹은 결합 공정을 거쳐 물리적 일체성 및 치수 안정성을 부여한다. 스펀본드 직물의 제조는, 예를 들어 본원에 그 전체가 참고로 인용된 미국 특허 제4,340,563호 (Appel et al.), 제3,692,618호 (Dorschner et al.), 및 제3,802,817호 (Matsuki et al.)에 개시된다. 전형적으로 스펀본드 섬유 또는 필라멘트는 약 1 데니어 내지 약 6 데니어 이상의 단위 길이 당 과잉의 중량을 갖지만, 더 가늘고 무거운 스펀본드 필라멘트가 제조될 수 있다. 필라멘트의 직경 측면에서, 스펀본드 필라멘트는 종종 각각 7미크론 초과의 평균 직경, 및 더욱 특히 약 10 내지 약 25미크론, 및 약 30미크론 이하의 평균 직경을 갖는다.
도 1은 의도된 라미네이트의 일종을 도시적으로 간략히 예시한다. 일반적으로 상기 다층 부직 필름 라미네이트 물질은 약 3 내지 약 400g/㎡, 더욱 특히 약 15 내지 약 150g/㎡의 기초 중량을 갖는다. 도 1에 나타난 바와 같이, 2층 라미네이트 물질은 일반적으로 10으로 지정하며, 부직 웹 층(20)이 부착된 통기성 및 생분해성 중합체 필름 층(30)을 포함한다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 상기 라미네이트는 예를 들어 접착 결합, 초음파 결합 또는 열 결합, 예컨대 열 점 또는 "스폿(spot)" 결합에 의해 결합된 라미네이트일 수 있다. 도 1에 추가로 나타난 바와 같이, 결합점(40)이 열 스폿 결합 공정에 의해 이루어질 수 있으며, 이는 스폿의 패턴으로 간격이 있는 위치에서 라미네이트의 2개의 물질을 함께 결합 또는 짝지운다. 당업계에 공지된 바와 같이, 접착 결합은 함께 결합될 라미네이트의 성분 층들을 열적으로 함께 결합하지 않으며, 성분들이 용융점 또는 연화 온도가 다르다는 점에서 특히 유리하다. 또한, 통기성 및 생분해성 필름이 3층 라미네이트 물질, 예컨대 부직/필름/부직 라미네이트 물질의 일부로서 적층될 수 있다. 상기 3층 라미네이트 물질은 특히 1회용 의료용 직물과 같은 용도에 바람직하며, 통기성 차단 필름 층의 양면에 더욱 천 같은 층을 갖도록 하는 데에 유용하다.
언급한 바와 같이, 본 발명의 통기성 및 생분해성 중합체 필름 물질은 또한 개인 위생 흡수 물품에 사용하기에 매우 적절하다. 도 2에, 예시적인 개인 위생 물품, 예컨대 기저귀(60)를 나타낸다. 가장 전형적인 개인 위생 흡수 물품인 기저귀(60)는 액체 투과성 신체측 라이너(64), 즉 신체접합 또는 내측, 및 액체 불투과성 외부 커버(62), 즉 비신체 접합 또는 외측을 포함한다. 각종 직물 또는 부직포, 예컨대 폴리올레핀 섬유의 스펀본드 부직 웹, 또는 천연 및(또는) 합성 섬유의 본디드 카디드 웹이 신체측 라이너(64)에 사용될 수 있다. 라이너(64)는 또한 유리하게는 본 발명의 다중성분 섬유를 포함하는 스펀본디드 웹 또는 카디드 웹 물질일 수 있다. 외부 커버(62)는 본 발명의 통기성 및 생분해성 중합체 필름 물질과 같은 얇은 액체 차단 물질로 형성된다. 상기 중합체 필름 물질 외부 커버는 엠보싱되고(되거나) 매트 처리되어 미적으로 보다 좋은 외관을 제공할 수 있거나, 또는 상기 기재된 바와 같은 통기성 및 생분해성 필름, 및 직물 또는 부직 웹 물질로 형성된 라미네이트로 미적으로 보다 좋은 감촉 및 소리 또는 더욱 "천 같은" 특성을 제공할 수 있다.
라이너(64) 및 외부 커버(62) 사이에, 예를 들어 친수성 셀룰로스 목재 펄프 보풀 섬유 및 매우 흡수성인 겔 입자 (예, 초흡수 물질)의 블렌드로 형성된 흡수 코어(66)가 배치된다. 흡수 코어(66)는 당업계에 공지된 열가소성 결합제 섬유를 추가로 포함할 수 있다. 기저귀(60)는 신체측 라이너(64)로 제조되거나 그에 부착된 임의의 속박 플랩(72)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 속박 플랩의 적절한 구성 및 배열은, 예를 들어 본원에 그 전체가 참고로 인용된 미국 특허 제4,704,116호 (Enloe)에 기재되어 있다. 또한, 기저귀(60)는 당업계에 공지된 추가 구성요소, 예컨대 탄성 다리 커프스, 탄성 허리 밴드 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
착용자 주위에 기저귀(60)를 고정하기 위해, 기저귀는 그에 부착된 몇몇 종류의 고정 수단을 가질 것이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 고정 수단은 기저귀(60)의 배면 허리 밴드 영역 중 외부 커버(62)의 내부 및(또는) 외부 표면에 부착된 후크 구성요소(74), 및 기저귀(60)의 전면 허리 밴드 영역 중 외부 커버(62)의 외부 표면에 부착된 하나 이상의 루프 구성요소 또는 패치(76)를 포함하는 후크와 루프 고정계이다. 루프 패치(76)를 위한 루프 물질은 직물, 부직 또는 직조 루프 물질일 수 있으며, 예컨대 접착제, 열 결합, 초음파 결합 또는 상기 수단의 조합(이에 한정되지 않음)을 포함한 공지된 부착 수단에 의해 기저귀(60)의 외부 커버(62)에 고정될 수 있다. 대안적인 구현예에서와 같이, 부직 루프 물질이 외부 커버(62)의 외부 표면을 모두, 또는 실질적으로 모두 덮을 수 있다.
각종 특허 및 기타 참고문헌이 인용된 문헌 및 명세서 간에 임의의 불일치가 존재할 수 있는 정도로 본원에 참고로 인용되는 한편, 명세서는 조절될 수 있다. 또한, 본 발명이 그의 특정 구현예에 대해 상세히 기재되었지만, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형, 수정 및 기타 변화가 본 발명에 대해 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 하기 청구의 범위는 상기 수정, 변형 및(또는) 변화를 모두 포함 또는 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 생분해성 코폴리에스테르 약 30중량％ 내지 약 70중량％, 및 충전제 약 70중량％ 내지 약 30중량％를 포함하며, 24시간 당 약 800g/㎡ 이상의 수증기 투과율 (WVTR)을 달성하도록 적어도 단축 방향으로 연신된 생분해성 통기성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 약 2배 내지 약 5배의 기계 방향 연신 비를 수득하도록 단축 방향으로 연신된 필름.
  3. 제1항에 있어서, 2축으로 연신된 필름.
  4. 제3항에 있어서, 약 1배×1배 내지 약 3배×3배의 횡 기계 방향 연신 비를 수득하도록 연신된 필름.
  5. 제1항에 있어서, 생분해성 코폴리에스테르가 지방족/방향족 산의 코폴리에스테르를 포함하는 것인 필름.
  6. 제1항에 있어서, 충전제가 탄산칼슘인 필름.
  7. 제1항에 있어서, 충전제가 약 0.1 내지 약 7㎛ 범위의 평균 입자 크기를 갖 는 미립자 물질인 필름.
  8. 제1항에 있어서, 충전제가 약 0.8 내지 약 2.6㎛ 범위의 평균 입자 크기를 갖는 미립자 물질인 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상용화제를 더 포함하는 필름.
  10. 제9항에 있어서, 상용화제가 지방산, 지방산 아미드, 실란 화합물 및 알킬 티타네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 필름.
  11. 제9항에 있어서, 상용화제가 필름의 약 0.02중량％ 내지 약 2중량％로 포함되는 것인 필름.
  12. 제1항에 있어서, 생분해성 코폴리에스테르 약 40중량％ 내지 약 55중량％ 및 충전제 약 45중량％ 내지 약 60중량％를 포함하는 필름.
  13. 제1항에 있어서, 24시간 당 약 1900g/㎡ 초과의 수증기 투과율을 갖는 필름.
  14. 제12항에 있어서, 그에 결합된 하나 이상의 추가 층을 더 포함하는 필름.
  15. 제1항에 따른 필름을 포함하는 1회용 제조 물품.
  16. 제15항에 있어서, 의료용 제품, 보호성 가먼트 및 개인 위생 흡수 물품으로 이루어진 군으로부터 선택된 1회용 물품.
  17. 생분해성 코폴리에스테르 약 30중량％ 내지 약 70중량％, 및 충전제 약 70중량％ 내지 약 30중량％를 용융 블렌딩하여 수지를 형성하는 단계;
    수지를 필름 형성하여 필름을 형성하는 단계; 및
    24시간 당 800g/㎡ 이상의 수증기 투과율을 달성하도록 적어도 단축 방향으로 필름을 연신하는 단계를 포함하는, 생분해성 및 통기성 필름의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 2축 방향으로 필름을 연신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 무기 충전제가 탄산칼슘인 방법.
  20. 제17항에 있어서, 생분해성 코폴리에스테르가 지방족/방향족 산의 코폴리에스테르를 포함하는 것인 방법.
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