KR20090071675A

KR20090071675A - 고도 통기성 생분해성 필름

Info

Publication number: KR20090071675A
Application number: KR1020067024092A
Authority: KR
Inventors: 로스 티. 코프먼; 바질리 에이. 토폴카라에브; 스티븐 알. 스토퍼; 롭 엘. 제이콥스
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2009-07-02
Also published as: EP2057209A1; US8334327B2; KR101249120B1; BRPI0621962A2; MX2009002159A; AU2006347731A1; CN101506278B; US20100068484A1; WO2008027046A1; AU2006347731B2; BRPI0621962B1; CN101506278A

Abstract

생분해성 중합체 매트릭스 내에 분산된 제1 충전 입자 및 제2 충전 입자를 포함하는 베이스층을 갖는 통기성 필름을 제공한다. 제1 충전 입자는 베이스층의 약 25 wt% 내지 약 75 wt%를 구성하고 제2 충전 입자는 베이스층의 약 0.1 wt% 내지 약 10 wt%를 구성한다. 제1 충전 입자의 평균 크기 대 제2 충전 입자의 평균 크기의 비율은 약 2 내지 약 100이다. 필름은 약 2,000 g/m²/24시간 이상의 수증기 투과율 및 약 800 g-힘/인치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타낸다.

통기성 필름, 수증기 투과율, 기계 방향 피크 로드, 충전제 입자

Description

고도 통기성 생분해성 필름 {HIGHLY BREATHABLE BIODEGRADABLE FILMS}

일회용 흡수제품 (예를 들어, 기저귀, 여성 위생 제품, 요실금 제품 등)은 사용하는 동안 예를 들어 물, 소변, 생리혈 또는 혈액의 1회 이상의 액체 배설에 접하게 된다. 많은 시판 기저귀는 피부에 대해 보유된 습기의 양을 감소시키고 피부 과수화로 인한 피부 자극 및 발진 가능성을 감소시키기 위해 수증기를 기저귀를 통해 환경 내로 방출시킨다. 액체를 보유하면서 수증기를 기저귀를 통해 환경 내로 방출시키기 위해, 필름에 라미네이팅된 부직웹으로 형성된 "통기성" 외부 커버가 종종 사용된다. 필름은 신장될 때 필름 내에 일련의 미세세공을 발생시키는 충전제 (예를 들어, 탄산칼슘)을 함유한다. 미세세공은 종종 필름을 통해 "구불구불한 경로"를 형성한다. 필름의 액체를 접촉하는 한 측면은 필름을 통한 직접 통로를 갖지 않는다. 대신, 필름 내의 미세다공성 채널 네트워크는 액체가 통과하는 것을 방지하지만, 기체 및 수증기가 통과하도록 허용한다.

상기 미세다공성 필름의 한 단점은 이들이 일반적으로 생분해성이 아닌 폴리올레핀 (예를 들어, LLDPE)으로 형성된다는 점이다. 따라서, 생분해성 중합체로부터 미세다공성 필름을 형성하기 위해 많이 시도되었다. 그러나, 고도 통기성을 갖는 미세다공성 생분해성 필름을 형성하는데 있어서 많은 문제에 봉착하였다. 구체적으로, 생분해성 중합체는 보통 밀도가 통상적인 폴리올레핀의 밀도보다 더 크다 (예를 들어, 30% 더 크다). 따라서, 상기 생분해성 중합체와 블렌딩될 때, 충전제는 실제로 폴리올레핀과 동일한 중량 비율로 블렌딩될 때 차지하는 것보다 더 큰 부피를 차지한다. 이러한 보다 큰 상대적 부피 때문에, 바람직하지 않게 필름 모듈러스를 증가시키고 필름 신장성을 감소시키지 않으면서 필름에 첨가될 수 있는 충전제의 "상한 (ceiling)" 또는 최대량이 저하된다. 그러나, 고도 통기성은 보통 고수준의 충전제를 사용함으로써 달성되기 때문에, 충전제의 "상한"이 보다 낮으면 통상적인 기술을 이용하여 생분해성 필름의 통기성이 증가될 수 있는 정도가 제한된다. 다른 복잡한 요인은 많은 생분해성 중합체가 또한 폴리올레핀보다 더 점착성이라는 점이다. 상기 점착성 때문에 중합체는 충전 입자를 방출하거나 그로부터 탈착하는 것이 어렵게 되어 보다 작은 세공을 생성시키고, 이는 통기성을 보다 낮게 만든다. 또한, 증가된 신장에 의해 통기성을 향상시키려는 시도는 일반적으로 필름 결함 (예를 들어, 구멍) 수를 증가시키고, 이는 파괴 및(또는) 감소된 인장 특성을 형성시킨다.

따라서, 생분해성 필름의 통기성을 개선시키는 기술이 현재 필요하다.

<발명의 개요>

본 발명의 실시태양에 따라, 생분해성 중합체 매트릭스 내에 분산된 제1 충전 입자 및 제2 충전 입자를 포함하는 베이스층을 갖는 통기성 필름을 개시한다. 제1 충전 입자는 베이스층의 약 25 wt% 내지 약 75 wt%를 구성하고 제2 충전 입자는 베이스층의 약 0.1 wt% 내지 약 10 wt%를 구성한다. 또한, 제1 충전 입자의 평균 크기 대 제2 충전 입자의 평균 크기의 비율은 약 2 내지 약 100이다. 필름은 약 2,000 g/m²/24시간 이상의 수증기 투과율 및 약 800 g-힘/인치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타낸다.

본 발명의 또다른 실시태양에 따라, 통기성 필름을 형성하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 생분해성 중합체, 제1 충전 입자, 및 제2 충전 입자를 화합(compounding)하여 중합체 조성물을 형성하는 것을 포함한다. 제1 충전 입자는 중합체 조성물의 약 25 wt% 내지 약 75 wt%를 구성하고 제2 충전 입자는 중합체 조성물의 약 0.1 wt% 내지 약 10 wt%를 구성한다. 또한, 제1 충전 입자의 평균 크기 대 제2 충전 입자의 평균 크기의 비율은 약 2 내지 약 100이다. 중합체 조성물은 압출되어 전구체 필름을 형성한다. 전구체 필름은 기계 방향, 횡기계 방향 또는 두 방향으로 신장된다. 신장된 필름은 약 2,000 g/m²/24시간 이상의 수증기 투과율 및 약 800 g-힘/인치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타낸다.

본 발명의 다른 특징 및 측면은 아래에서 보다 상세하게 설명된다.

당업계의 숙련인에 대한 최상의 방식을 포함하는 본 발명의 충분하고 실시가능한 개시내용은 첨부된 도면을 참고로 하여 나머지 명세서에서 보다 구체적으로 설명된다.

도 1은 본 발명의 단층의 신장 박화된 통기성 필름의 한 실시태양의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 다층의 신장 박화된 통기성 필름의 한 실시태양의 단면도 이다.

도 3은 본 발명에 따라 통기성 필름을 부직웹에 라미네이팅시키는 방법의 한 실시태양의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시태양에 따라 형성될 수 있는 흡수용품의 투시도이다.

도 5는 실시예 2에서 형성된 샘플 C (탄산칼슘 충전제만을 함유)의 SEM 현미경 사진 (7kv)이다.

도 6은 실시예 2에서 형성된 샘플 D (탄산칼슘 및 이산화티탄 충전제 함유)의 SEM 현미경 사진 (7kv)이다.

본 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 성분을 나타내고자 한 것이다.

이제 본 발명의 다양한 실시태양에 대해 상세히 언급할 것이고, 그의 하나 이상의 예를 설명한다. 각각의 예는 발명을 한정하는 것이 아니라 본 발명의 설명으로서 제공된다. 실제로, 발명의 범위 또는 취지로부터 벗어나지 않으면서 본 발명에 다양한 변형 및 변동이 이루어질 수 있음이 당업계의 숙련인에게 명백할 것이다. 예를 들어, 한 실시태양의 일부로서 도시되거나 설명된 특징은 다른 실시태양에서 사용되어 추가의 실시태양을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 변형 및 변동을 첨부된 청구의 범위 및 그의 균등물 내에 있는 것으로서 포함하도록 의도된다.

정의

본원에서 사용되는 용어 "생분해성" 또는 "생분해성 중합체"는 일반적으로 천연 미생물, 예를 들어 세균, 진균 및 조류; 환경의 열; 습기; 또는 다른 환경 인자의 작용으로 분해되는 물질을 나타낸다. 물질의 생분해성은 ASTM 시험 방법 5338.92를 사용하여 결정될 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "통기성"은 수증기 및 기체에는 투과성이지만 액체 물에 불투과성인 것을 의미한다. 물질의 "통기성"은 수증기 투과율 (WVTR)의 면에서 측정되고, 보다 큰 값은 보다 통기성이 큰 물질을 나타내고 보다 낮은 값은 통기성이 보다 작은 물질을 나타낸다. "수증기 투과율" (WVTR)은 일반적으로 g/제곱미터/24 시간 (g/m²/24시간) 단위로 측정된, 수증기가 물질을 통해 투과하는 속도를 나타낸다. 물질의 WVTR을 결정하기 위해 사용된 시험은 물질의 성질을 기초로 변할 수 있다. 예를 들어 WVTR을 측정하기 위한 하나의 기술은 모던 컨트롤즈, 인크. (Modern Controls, Inc., 미국 미네소타주 미네아폴리스)로부터 상업적으로 입수가능한 PERMATRAN-W 100K 수증기 투과 분석 시스템을 사용하는 것을 포함한다. 상기 시스템은 WVTR이 약 2,000 g/m²/24시간을 초과하는 것으로 생각되는 물질에 대해 특히 적합하다. 그러나, WVTR을 측정하기 위한 다른 시스템 및 기술이 또한 본 발명에서 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

본원에서 사용되는 용어 "부직웹"은 개별 쓰레드 (thread) (예를 들어, 섬유 또는 필라멘트)가 편성 직물에서와 같이 확인할 수 있는 방식이 아닌 상태로 인터레이잉(interlaying)되어 있는 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직웹은 예를 들어 멜트블로운웹, 스펀본드웹, 카디드웹, 웨트레이드웹, 에어레이드 웹, 코폼웹, 수력 엉킴 (hydraulically entangled) 웹 등을 포함한다. 부직웹의 기초 중량은 일반적으로 변할 수 있지만, 일반적으로 약 5 g/제곱미터 ("gsm") 내지 200 gsm, 일부 실시태양에서 약 10 gsm 내지 약 150 gsm, 일부 실시태양에서 약 15 gsm 내지 약 100 gsm이다.

본원에서 사용되는 용어 "멜트블로운웹"은 일반적으로 용융된 열가소성 물질을 다수의 미세하고 보통 원형인 다이 모세관을 통해 용융된 섬유로서 수렴성 고속 기체 (예: 공기) 스트림 내로 압출시키고, 이 스트림이 용융된 열가소성 물질의 섬유를 가늘게 만들어 그들의 직경을 미세 섬유 직경까지 될 수도 있는 직경으로 감소시키는 공정에 의해 형성된 부직웹을 의미한다. 이어서, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고, 수집표면 상에 침착되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 공정은 예를 들면 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 부틴 (Butin) 등의 미국 특허 제3,849,241호에 기재되어 있다. 일반적으로, 멜트블로운 섬유는 실질적으로 연속성 또는 불연속성인 미세 섬유일 수 있고, 일반적으로 직경이 10 ㎛보다 작고, 일반적으로 수집표면 상에 침착될 때 점착성이다.

본원에서 사용되는 용어 "스펀본드웹"은 일반적으로 실질적으로 연속적인 작은 직경의 필라멘트를 포함하는 웹을 의미한다. 필라멘트는 용융 열가소성 물질을 방사구의 다수의 미세한, 일반적으로 원형의 방사구 모세관을 통해 압출시킨 후, 압출된 필라멘트의 직경을 예를 들면 배출 연신 (eductive drawing) 및(또는) 다른 공지된 스펀본딩 메카니즘에 의해 급격하게 감소시킴으로써 형성된다. 스펀본디드웹의 제조는 예를 들면 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 애펠 (Appel) 등의 미국 특허 4,340,563, 도르쉬너 (Dorschner) 등의 미국 특허 3,692,618호, 마쓰끼 (Matsuki) 등의 미국 특허 3,802,817, 키니 (Kinney)의 미국 특허 3,338,992 및 3,341,394, 하르트만 (Hartmann)의 미국 특허 3,502,763, 레비 (Levy)의 미국 특허 제3,502,538호, 도보 (Dobo) 등의 미국 특허 3,542,615 및 파이크 (Pike) 등의 미국 특허 5,382,400에 설명 및 예시되어 있다. 필라멘트는 예를 들어 그 직경보다 훨씬 큰 길이, 예를 들어 약 15,000 대 1 초과, 몇몇 경우에 약 50,000 대 1 초과의 길이 대 직경비 ("애스펙트비")를 가질 수 있다. 필라멘트의 직경은 때로 약 40 ㎛ 미만일 수 있고, 종종 약 5 내지 약 20 ㎛이다.

상세한 설명

일반적으로, 본 발명은 고도 통기성을 나타내는 생분해성 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 필름은 소정 크기의 2종 이상의 충전제를 사용한다. 예를 들어, 필름은 평균 크기가 제2 충전제의 평균 크기보다 더 큰 제1 충전제를 사용할 수 있다. 즉, 제1 충전제의 평균 크기 대 제2 충전제의 평균 크기의 비율은 약 2 내지 약 100, 일부 실시태양에서 약 5 내지 약 50, 일부 실시태양에서 약 10 내지 약 20일 수 있다. 예를 들어, 제1 충전제는 평균 크기가 약 0.5 내지 약 10 ㎛, 일부 실시태양에서 약 1 내지 약 8 ㎛, 일부 실시태양에서 약 2 내지 약 6 ㎛일 수 있다. 반대로, 제2 충전제는 평균 크기가 약 0.01 내지 약 5 ㎛, 일부 실시태양에서 약 0.05 내지 약 2 ㎛, 일부 실시태양에서 약 0.1 내지 약 1 ㎛일 수 있다.

상이한 크기의 충전제의 사용은 필름을 통한 수증기의 분자 확산을 향상시키는 세공 (pore) 구조를 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 보다 작은 제2 충전제는 보다 큰 제1 충전제에 의해 형성된 큰 세공의 셀 벽 내에 작은 세공을 형성할 수 있다. 따라서, 생성되는 세공 구조는 2가지 이상의 상이한 크기의 세공을 함유할 수 있다. 즉, 세공 구조는 "멀티모드 (multimodal)" 분포를 가질 수 있다. 예를 들어 제1 클래스의 세공은 평균 길이가 약 5 내지 약 100 ㎛, 일부 실시태양에서 약 6 내지 약 50 ㎛, 일부 실시태양에서 약 10 내지 약 30 ㎛인 것을 특징으로 할 수 있다. 마찬가지로, 보다 작은 제2 클래스의 세공은 평균 길이가 약 0.5 내지 약 5 ㎛, 일부 실시태양에서 약 0.8 내지 약 4 ㎛, 일부 실시태양에서 약 1 내지 약 2 ㎛일 수 있다. 특히, 상기 보다 작은 세공은 인접한 큰 세공들을 연결시키는 것을 도울 수 있다. 물론, 필름은 또한 다른 클래스의 세공, 예를 들어 훨씬 더 작은 크기, 예를 들어 약 0.5 ㎛ 이하의 세공을 함유할 수 있다.

그럼에도 불구하고, 필름의 세공 구조는 고도 통기성, 예를 들어 약 2,000 g/m²-24시간 이상, 일부 실시태양에서 약 5,000 g/m²-24시간 이상, 일부 실시태양에서 약 7,000 g/m²-24시간 이상, 일부 실시태양에서 약 10,000 g/m²-24시간 이상의 수증기 투과율 (WVTR)을 나타내도록 허용한다. 필름은 또한 압력 인가시 그를 통해 통과하는 액체 물의 양을 제한할 수 있고, 즉, 액체 물의 통과를 허용하지 않으면서 약 50 밀리바 이상, 일부 실시태양에서 약 70 밀리바 이상, 일부 실시태양에서 약 80 밀리바 이상, 일부 실시태양에서 약 100 밀리바 이상의 정수압 ("하이드로헤드 (hydrohead)")을 견딘다.

상기 고도 통기성을 달성함에도 불구하고, 본 발명의 필름은 여전히 우수한 기계적 특성을 보유할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 필름은 비교적 큰 "피크 로드"를 나타낼 수 있고, 피크 로드는 g-힘/인치 단위로 표현되는 파단시 최대 로드를 나타낸다. 예를 들어, MD 피크 로드는 약 800 g-힘/인치 ("g_f/in") 이상, 일부 실시태양에서 약 1200 g_f/in 이상, 일부 실시태양에서 약 1500 g_f/in 이상일 수 있다. 본 발명의 필름은 또한 기계 방향 ("MD")에서 약 15% 이상, 일부 실시태양에서 약 25% 이상, 일부 실시태양에서 약 40% 이상과 같은 비교적 높은 피크 연장 (즉, 그의 피크 로드에서 연장율)을 나타낼 수 있다.

본 발명에서 달성된 통기성 및 기계적 특성의 독특한 조합은 적어도 부분적으로, 필름의 총 세공 부피가 실질적으로 증가하지 않고 보다 작은 제2 충전제의 첨가시 (일정한 제1 충전제 함량에서) 심지어 감소될 수 있다는 사실에 기인한다. 이론에 의해 제한되는 것을 의도하지 않지만, 보다 작은 제2 충전제는 보통 보다 큰 충전제 주위에 형성된 필름 내의 세공 형성을 잠재적으로 억제하거나 차단할 수 있는 것으로 생각된다. 따라서, 총 세공 부피는 실질적으로 동일하게 유지되거나 심지어 감소한다. 예를 들어, 본 발명의 필름의 총 세공 부피는 보다 작은 제2 충전제를 갖지 않는, 다른 부분은 동일한 필름 (예를 들어, 동일한 제1 충전제 함량, 동일한 중합체 함량, 동일한 기초 중량 등)보다 더 작을 수 있다. 총 세공 부피가 작은 정도는 변할 수 있지만, 약 2% 이하, 일부 실시태양에서 약 4% 이하, 일부 실시태양에서 약 10% 이하일 수 있고, 여기서 백분율은 먼저 보다 작은 제2 충전제를 갖지 않는 필름의 총 세공 부피를 보다 작은 제2 충전제를 갖는 총 세공 부피로 공제하고, 이를 보다 작은 제2 충전제를 갖지 않는 필름의 총 세공 부피로 나눈 다음 100을 곱하여 계산한다.

본 발명의 필름의 유익한 특성은 반드시 총 충전제 함량을 통상적인 수준을 넘어 증가시킬 필요 없이 달성될 수 있다. 즉, 필름 내 총 충전제 함량은 약 30 wt% 내지 약 75 wt%, 일부 실시태양에서 약 35 wt% 내지 약 70 wt%, 일부 실시태양에서 약 40 wt% 내지 약 65 wt%일 수 있다. 예를 들어, 보다 큰 제1 충전제는 필름의 약 25 wt% 내지 약 75 wt%, 일부 실시태양에서 약 30 wt% 내지 약 70 wt%, 일부 실시태양에서 약 40 wt% 내지 약 60 wt%를 구성할 수 있다. 보다 작은 제2 충전제는 필름의 약 0.1 wt% 내지 약 10 wt%, 일부 실시태양에서 약 0.5 wt% 내지 약 6 wt%, 일부 실시태양에서 약 1 wt% 내지 약 4 wt%를 구성할 수 있다. 마찬가지로, 생분해성 중합체는 필름의 약 25 wt% 내지 약 70 wt%, 일부 실시태양에서 약 30 wt% 내지 약 65 wt%, 일부 실시태양에서 약 35 wt% 내지 약 60 wt%를 구성할 수 있다. 또한, 보다 큰 제1 충전제는 필름에 사용된 총 충전제의 약 75 wt% 이상, 일부 실시태양에서 약 85 wt% 이상, 일부 실시태양에서 약 95 wt% 이상을 구성할 수 있는 반면, 보다 작은 제2 충전제는 필름에 사용된 총 충전제의 약 25 wt% 이하, 일부 실시태양에서 약 15 wt% 이하, 일부 실시태양에서 약 5 wt% 이하를 구성할 수 있다.

충전제는 동일하거나 상이한 종류의 입자로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 입자는 탄산칼슘, 다양한 종류의 점토, 실리카, 알루미나, 탄산바륨, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 활석, 황산바륨, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 이산화티탄, 제올라이트, 셀룰로스형 분말, 카올린, 운모, 탄소, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 펄프 분말, 목분, 셀룰로스 유도체, 키틴 및 키틴 유도체, 시클로덱스트린, 합성 중합체 (예를 들어, 폴리스티렌) 등을 포함할 수 있다. 또 다른 적합한 입자는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 6,015,764 및 6,111,163 (맥코맥 (McCormack) 등); 5,932,497 (모먼 (Morman) 등); 5,695,868 (맥코맥); 5,855,999 (맥코맥 등); 5,997,981 (맥코맥 등); 및 6,461,457 (테일러 (Taylor) 등)에 기재되어 있다. 한 특정 실시태양에서, 보다 큰 제1 충전제는 탄산칼슘으로부터 형성되고, 보다 작은 제2 충전제는 비교적 경질 입자, 예를 들어 이산화티탄, 실리카, 폴리스티렌 등으로부터 형성된다.

원하는 경우, 제1 충전제에 사용된 탄산칼슘의 종류는 통기성을 향상시키도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 순도가 적어도 약 95 wt%, 일부 실시태양에서 적어도 약 98 wt%, 일부 실시태양에서 적어도 약 99 wt%인 탄산칼슘 입자가 사용될 수 있다. 상기 고순도 탄산칼슘은 일반적으로 미세하고, 부드러우며 둥글어서, 필름의 통기성을 개선하기 위해 보다 제어되고 좁은 입자 크기를 제공한다. 상기 고순도 탄산칼슘의 예는 카리브해 (Caribbean) (예를 들어, 자메이카)에서 표층 광상으로 종종 발생하는 부드럽고 무른 미분된 백악층 유사 해양 퇴적 광상으로부터 채광한 카리브해 미크라이트 (micritic) 탄산칼슘이다. 상기 탄산칼슘은 일반적으로 평균 입자 크기가 약 10 ㎛ 이하, 바람직하게는 약 6 ㎛ 이하이다. 카리브해 미크라이트 탄산칼슘의 다른 예는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 5,102,465 (라몬드 (Lamond))에 기재되어 있다. 상기 탄산칼슘은 습식 또는 건식 연마되고, 둥근형 또는 구형 입자를 갖는 좁은 입자 크기 분포로 분류될 수 있다. 하나의 특히 적합한 미크라이트 탄산칼슘은 스페셜티 미네랄즈 (Specialty Minerals)로부터 상품명 "MD1517"로 입수가능하다

요구되지는 않지만, 충전제(들)은 임의로 입자의 벌크 자유 유동을 용이하게 하고 생분해성 중합체 내로의 분산 용이성을 위해 개질제 (예를 들어 지방산, 예를 들어 스테아르산 또는 베헤닌산)로 코팅될 수 있다. 또한, 충전제(들)은 또한 수지-충전제 계면에서 커플링을 감소시키고 신장하는 동안 중합체 매트릭스로부터 충전제의 탈결합을 용이하게 하기 위해 액체 첨가제로 코팅될 수 있다. 이는 충전제와 강한 상호작용을 나타내는 극성 생분해성 중합체에 대해 특히 유용하다. 상기 첨가제의 예는 계면활성제, 예를 들어 다우 코닝 코퍼레이션 (Dow Corning Corporation)으로부터 입수가능한 실리콘 글리콜 공중합체를 포함한다. 상기 목적을 위한 다른 적합한 첨가제는 켄리치 페트로케미칼스, 인크. (Kenrich Petrochemicals, Inc., 미국 뉴저지주 베이온)로부터 상품명 Ken-React(등록상표) LICA(등록상표)01, React(등록상표) LICA(등록상표) 12, Ken-React(등록상표) CAPOW(등록상표), Ken-React(등록상표) CAPS(등록상표)로부터 입수가능한 티타네이트 및 켄리치로부터 상품명 Ken-React(등록상표) CAPS NZ 01/L로 입수가능한 지르코네이트를 포함할 수 있다. 충전제(들)은 수지와 혼합하기 전에 상기 첨가제와 예비화합될 수 있거나, 첨가제는 용융-블렌딩 단계에서 수지 및 충전제와 함께 화합될 수 있다.

충전제 외에, 본 발명의 필름은 또한 생분해성 중합체를 포함한다. 적합한 생분해성 중합체의 예는 지방족 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에스테르아미드, 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산 (PLA) 및 그의 공중합체, 폴리락트산에 기초한 삼중합체, 폴리글리콜산, 폴리알킬렌 카르보네이트 (예를 들어 폴리에틸렌 카르보네이트), 폴리히드록시알카노에이트 (PHA), 폴리히드록시부티레이트 (PHB), 폴리히드록시발레레이트 (PHV), 폴리히드록시부티레이트-히드록시발레레이트 공중합체 (PHBV), 폴리히드록시발레레이트, 폴리히드록시부티레이트-히드록시발레레이트 공중합체 및 폴리카프로락톤, 및 숙시네이트계 지방족 중합체 (예를 들어, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트 및 폴리에틸렌 숙시네이트); 방향족 폴리에스테르; 및 지방족-방향족 코폴리에스테르를 포함한다.

한 특정 실시태양에서, 생분해성 중합체는 지방족-방향족 코폴리에스테르 (예를 들어, 블록, 랜덤, 그라프트 등)이다. 지방족-방향족 폴리에스테르는 일반적으로 지방족 및 방향족 디카르복실산 또는 그의 무수물과 함께 폴리올의 축합 중합을 통해 합성된다. 폴리올은 2 내지 약 8개의 탄소 원자를 함유하는 폴리올, 2 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 폴리알킬렌 에테르 글리콜, 및 약 4 내지 약 12개의 탄소 원자를 함유하는 지환족 디올 중에서 선택된, 치환되거나 비치환된 선형 또는 분지형의 폴리올일 수 있다. 치환 폴리올은 일반적으로 할로, C₆-C₁₀ 아릴 및 C₁-C₄ 알콕시 중에서 독립적으로 선택된 1 내지 약 4개의 치환체를 함유한다. 사용될 수 있는 폴리올의 예는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 폴리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산디올, 티오디에탄올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-시클로부탄디올, 트리에틸렌 글리콜 및 테트라에틸렌 글리콜을 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 바람직한 폴리올은 1,4-부탄디올; 1,3-프로판디올; 에틸렌 글리콜; 1,6-헥산디올; 디에틸렌 글리콜; 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 포함한다.

사용될 수 있는 대표적인 지방족 디카르복실산은 2 내지 약 12개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 디카르복실산 및 약 5 내지 약 10개의 탄소 원자를 함유하는 지환족 디카르복실산 중에서 선택된, 치환되거나 비치환된 선형 또는 분지형의 비방향족 디카르복실산을 포함한다. 치환 비방향족 디카르복실산은 일반적으로 할로, C₆-C₁₀ 아릴 및 C₁-C₄ 알콕시 중에서 선택된 1 내지 약 4개의 치환체를 함유할 것이다. 지방족 및 지환족 디카르복실산의 비제한적인 예는 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 아젤라산, 세박산, 푸마르산, 2,2-디메틸 글루타르산, 수베르산, 1,3-시클로펜탄디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 디글리콜산, 이타콘산, 말레산 및 2,5-노르보르난디카르복실산을 포함한다. 사용될 수 있는 대표적인 방향족 디카르복실산은 1 내지 약 6개의 탄소 원자를 함유하는 방향족 디카르복실산 중에서 선택된, 치환되거나 비치환된 선형 또는 분지형의 방향족 디카르복실산을 포함한다. 방향족 디카르복실산의 비제한적인 예는 테레프탈산, 디메틸 테레프탈레이트, 이소프탈산, 디메틸 이소프탈레이트, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 디메틸-2,6-나프탈레이트, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 디메틸-2,7-나프탈레이트, 3,4'-디페닐 에테르 디카르복실산, 디메틸-3,4'-디페닐 에테르 디카르복실레이트, 4,4'-디페닐 에테르 디카르복실산, 디메틸-4,4'-디페닐 에테르 디카르복실레이트, 3,4'-디페닐 술피드 디카르복실산, 디메틸-3,4'-디페닐 술피드 디카르복실레이트, 4,4'-디페닐 술피드 디카르복실산, 디메틸-4,4'-디페닐 술피드 디카르복실레이트, 3,4'-디페닐 술폰 디카르복실산, 디메틸-3,4'-디페닐 술폰 디카르복실레이트, 4,4'-디페닐 술폰 디카르복실산, 디메틸-4,4'-디페닐 술폰 디카르복실레이트, 3,4'-벤조페논디카르복실산, 디메틸-3,4'-벤조페논디카르복실레이트, 4,4'-벤조페논디카르복실산, 디메틸-4,4'-벤조페논디카르복실레이트, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 디메틸-1,4-나프탈레이트, 4,4'-메틸렌 비스(벤조산), 디메틸-4,4'-메틸렌비스(벤조에이트) 등과 이들의 혼합물을 포함한다.

중합반응은 촉매, 예를 들어 티타늄계 촉매 (예를 들어, 테트라이소프로필티타네이트, 테트라이소프로폭시 티타늄, 디부톡시디아세토아세톡시 티타늄 또는 테트라부틸티타네이트)에 의해 촉매될 수 있다. 원하는 경우, 디이소시아네이트 사슬 연장제가 분자량을 증가시키도록 코폴리에스테르 예비중합체와 반응할 수 있다. 대표적인 디이소시아네이트는 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, 자일릴렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 ("HMDI"), 이소포론 디이소시아네이트 및 메틸렌비스(2-이소시아나토시클로헥산)을 포함할 수 있다. 디이소시아네이트 화합물을 부분적으로 트리- 또는 폴리이소시아네이트로 교체하기 위해, 3 이상의 관능성을 갖는 이소시아누레이트 및(또는) 바이우레아기를 함유하는 삼관능성 이소시아네이트 화합물이 또한 사용될 수 있다. 바람직한 디이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트이다. 사용되는 사슬 연장제의 양은 일반적으로 중합체의 총 중량%를 기준으로 약 0.3 내지 약 3.5 wt%, 일부 실시태양에서 약 0.5 내지 약 2.5 wt%이다.

코폴리에스테르는 선형 중합체 또는 장쇄 분지형 중합체일 수 있다. 장쇄 분지형 중합체는 일반적으로 저분자량 분지제, 예를 들어 폴리올, 폴리카르복실산, 히드록시산 등을 사용하여 제조된다. 분지제로서 사용될 수 있는 대표적인 저분자량 폴리올은 글리세롤, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 폴리에테르트리올, 글리세롤, 1,2,4-부탄트리올, 펜타에리트리톨, 1,2,6-헥산트리올, 소르비톨, 1,1,4,4-테트라키스 (히드록시메틸) 시클로헥산, 트리스(2-히드록시에틸) 이소시아누레이트 및 디펜타에리트리톨을 포함한다. 분지제로서 사용될 수 있는 대표적인 보다 고분자량 폴리올 (분자량 400 내지 3000)은 2 내지 3개의 탄소를 갖는 알킬렌 옥시드, 예를 들어 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드를 폴리올 개시제와 축합시켜 유도된 트리올을 포함한다. 분지제로서 사용될 수 있는 대표적인 폴리카르복실산은 헤미멜리트산, 트리멜리틱 (1,2,4-벤젠트리카르복실)산 및 무수물, 트리메식 (1,3,5-벤젠트리카르복실)산, 피로멜리트산 및 무수물, 벤젠테트라카르복실산, 벤조페논 테트라카르복실산, 1,1,2,2-에탄-테트라카르복실산, 1,1,2-에탄트리카르복실산, 1,3,5-펜탄트리카르복실산 및 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실산을 포함한다. 분지제로서 사용될 수 있는 대표적인 히드록시산은 말산, 시트르산, 타르타르산, 3-히드록시글루타르산, 점액산, 트리히드록시글루타르산, 4-카르복시프탈산 무수물, 히드록시이소프탈산 및 4-(베타-히드록시에틸)프탈산을 포함한다. 상기 히드록시산은 3 이상의 히드록실 및 카르복실기의 조합물을 함유한다. 특히 바람직한 분지제는 트리멜리트산, 트리메식산, 펜타에리트리톨, 트리메틸올 프로판 및 1,2,4-부탄트리올을 포함한다.

방향족 디카르복실산은 지방족-방향족 코폴리에스테르 내에 약 10 몰% 내지 약 30 몰%, 일부 실시태양에서 약 15 몰% 내지 약 25 몰%, 일부 실시태양에서 약 17.5 몰% 내지 약 22.5 몰%의 양으로 존재할 수 있다. 마찬가지로, 지방족 디카르복실산은 지방족-방향족 코폴리에스테르 내에 약 20 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시태양에서 약 25 몰% 내지 약 35 몰%, 일부 실시태양에서 약 27.5 몰% 내지 약 32.5 몰%의 양으로 존재할 수 있다. 2가 알콜은 지방족-방향족 코폴리에스테르 내에 약 30 몰% 내지 약 60 몰%, 일부 실시태양에서 약 45 몰% 내지 약 55 몰%, 일부 실시태양에서 약 47.5 몰% 내지 약 52.5 몰%의 양으로 존재할 수 있다.

특정 종류에 상관없이, 열적 및 기계적 특성의 특정 조합을 갖는 생분해성 중합체는 생성되는 필름에 개선된 가공성 및 강도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 생분해성 중합체의 유리 전이 온도 ("T_g")는 약 25℃ 이하, 일부 실시태양에서 약 0℃ 이하, 일부 실시태양에서 약 -10℃ 이하일 수 있다. 마찬가지로, 생분해성 중합체의 융점은 일반적으로 약 50℃ 내지 약 160℃, 일부 실시태양에서 약 8O℃ 내지 약 160℃, 일부 실시태양에서 약 100℃ 내지 약 140℃이다.

또한, 생분해성 중합체의 분자량은 또한 필름의 특성을 최적화하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 분자량이 너무 큰 생분해성 중합체는 일반적으로 심하게 엉킨 중합체 사슬을 갖고 따라서 가공하기 어려운 열가소성 조성물을 생성시킨다. 반대로, 분자량이 너무 작은 생분해성 중합체는 일반적으로 충분한 엉킴을 갖지 않고, 이는 비교적 약한 용융 강도 및 증가된 점착성을 유발한다. 따라서, 본 발명에 사용된 생분해성 중합체는 일반적으로 수평균 분자량 ("M_n")이 약 30,000 내지 약 18O,OOO 달톤, 일부 실시태양에서 약 50,000 내지 약 100,000 달톤, 일부 실시태양에서 약 60,000 내지 약 90,000 달톤이다. 마찬가지로, 생분해성 중합체는 또한 일반적으로 중량 평균 분자량 ("M_w")이 약 50,000 내지 약 250,000 달톤, 일부 실시태양에서 약 75,000 내지 약 150,000 달톤, 일부 실시태양에서 약 100,000 내지 약 125,000 달톤이다. 선택된 중합체의 분자량 분포는 또한 중합체 가공을 향상시키고 보다 일관된 특성을 제공하기 위해 비교적 좁다. 즉, 중량 평균 분자량 대 수평균 분자량의 비 ("M_w/M_n"), 즉, "다분산성 지수"는 비교적 낮다. 예를 들어, 다분산성 지수는 일반적으로 약 1.0 내지 약 3.0, 일부 실시태양에서 약 1.2 내지 약 2.0, 일부 실시태양에서 약 1.4 내지 약 1.8이다. 중량 및 수평균 분자량은 당업계의 숙련인에게 공지된 방법에 의해 결정할 수 있다.

개선된 가공성을 제공하기 위해, 생분해성 중합체는 또한 용융 유동 지수가 특정 범위 내에 있도록 선택된다. 용융 유동 지수는 190℃에서 10분 내에 2160 g의 힘을 가할 때 압출 유량계 구멍 (0.O825-인치 직경)를 통해 밀어낼 수 있는 중합체의 중량 (g 단위)이다. 용융 유동 지수가 너무 낮은 생분해성 중합체는 일반적으로 가공하기 어려울 것이다. 반면, 용융 유동 지수가 너무 높은 생분해성 중합체는 일반적으로 충분한 강도를 갖지 않는 필름을 생성시킬 것이다. 따라서, 대부분의 실시태양에서, 생분해성 중합체는 ASTM 시험 방법 D1238-E에 따라 측정할 때 용융 유동 지수가 약 1 내지 약 2000 g/10분이다. 물론, 생분해성 중합체의 용융 유동 지수는 결국 선택된 필름 형성 방법에 따를 것이다. 예를 들어, 캐스트 필름으로서 압출될 때, 약 4 g/10분 이상, 일부 실시태양에서 약 5 내지 약 12 g/10분, 일부 실시태양에서 약 7 내지 약 9 g/10분과 같은 보다 높은 용융 유동 지수 중합체가 일반적으로 요망된다. 마찬가지로, 블로운 필름으로서 형성될 때, 약 12 g/10분 이하, 일부 실시태양에서 약 1 내지 약 7 g/10분, 일부 실시태양에서 약 2 내지 약 5 g/10분과 같은 보다 낮은 용융 유동 지수 중합체가 일반적으로 요망된다.

임의의 다양한 생분해성 중합체가 상기한 목적하는 열적 및 기계적 특성을 가질 수 있다. 적합한 생분해성 중합체의 한 특정 예는 바스프 코퍼레이션 (BASF Corp)으로부터 상품명 Ecoflex™ F BX 7011로 입수가능한 방향족 테레프탈산 모노머 (~22 몰%) 성분을 함유하는 코폴리에스테르이다. 방향족 테레프탈산 모노머 (~25 몰%) 성분을 함유하는 적합한 코폴리에스테르의 다른 예는 이래화학 주식회사 (대한민국)로부터 상품명 Enpol™ 8060M으로 입수가능하다. 또다른 실시태양에서, 폴리부틸렌 숙시네이트 코폴리에스테르가 필름에서 중합체로서 사용된다. 적합한 폴리부틸렌 숙시네이트 중합체의 한 구체적인 예는 이래화학 주식회사로부터 상품명 Enpol™ G4500으로 상업적으로 입수가능하다.

상기한 성분 외에, 다른 첨가제, 예를 들어 용융 안정화제, 가공 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 항산화제, 열 노화 안정화제, 증백제, 블로킹 방지제, 결합제 등이 또한 본 발명의 필름에 포함될 수 있다. 포스파이트 안정화제 (예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼스 (Ciba Specialty Chemicals, 미국 뉴욕주 테리타운)으로부터 입수가능한 IRGAFOS 및 도버 케미칼 코퍼레이션 (Dover Chemical Corp., 미국 오하이오주 도버)로부터 입수가능한 DOVERPHOS)가 예시적인 용융 안정화제이다. 또한, 차단된 (hindered) 아민 안정화제 (예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼스로부터 입수가능한 CHIMASSORB)가 예시적인 열 및 광 안정화제이다.

또한, 차단된 페놀이 필름 제조시 항산화제로서 일반적으로 사용된다. 몇몇 적합한 차단된 페놀은 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "Irganox(등록상표)로 입수가능한 것, 예를 들어 Irganox(등록상표) 1076, 1010 또는 E 201을 포함한다. 더욱이, 결합제가 또한 추가 물질 (예를 들어, 부직웹)에 대한 필름의 결합을 용이하게 하도록 필름에 첨가될 수 있다. 상기 결합제의 예는 수소화 탄화수소 수지를 포함한다. 다른 적합한 결합제는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 4,789,699 (키이퍼 (Kieffer) 등) 및 5,695,668 (맥코맥)에 기재되어 있다.

한 특정 실시태양에서, 필름은 중합체와 충전제 사이의 계면을 형성하는 것을 도와, 통기성을 개선시키도록 발생하는 탈결합 정도를 향상시키는 윤활제를 사용할 수 있다. 윤활제는 또한 가공성을 개선시키기 위해 압출 동안 필름 표면으로 이동할 수 있다. 윤활제는 일반적으로 실온에서 액체이고 실질적으로 물과 비혼화성이다. 상기 윤활제의 비제한적인 예는 오일 (예를 들어, 석유계 오일, 식물계 오일, 광물유, 천연 또는 합성 오일, 실리콘 오일, 라놀린 및 라놀린 유도체, 카올린 및 카올린 유도체 등); 에스테르 (예를 들어, 세틸 팔미테이트, 스테아릴 팔미테이트, 세틸 스테아레이트, 이소프로필 라우레이트, 이소프로필 미리스테이트, 이소프로필 팔미테이트 등); 글리세롤 에스테르; 에테르 (예를 들어, 유칼립톨, 세테아릴 글루코시드, 디메틸 이소소르비시드 폴리글리세릴-3 세틸 에테르, 폴리글리세릴-3 데실테트라데칸올, 프로필렌 글리콜 미리스틸 에테르 등); 알콕시화 카르복실산; 알콕시화 알콜; 지방 알콜 (예를 들어, 옥틸도데칸올, 라우릴, 미리스틸, 세틸, 스테아릴 및 베헤닐 알콜 등) 등을 포함한다. 한 특정 실시태양에서, 윤활제는 알파 토세페롤 (비타민 E) (예를 들어, Irganox(등록상표) E 201)이다. 다른 적합한 윤활제는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 2005/0256562 (윌슨 (Wilson) 등)에 기재되어 있다. 용융-가공 장비의 금속 표면을 코팅하고 가공 용이성을 향상시키는 유기폴리실록산 가공 조제가 또한 사용될 수 있다. 적합한 유기폴리실록산은 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 4,535,113; 4,857,593: 4,925,890; 4.931,492; 및 5,003,023에 기재되어 있다, 특히 적합한 유기폴리실록산은 지이 실리콘즈 (GE Silicones)로부터 상업적으로 입수가능한 SILQUEST(등록상표) PA-1이다.

사용될 때, 첨가제 (예를 들어, 윤활제, 항산화제, 안정화제 등)는 각각 필름의 약 0.001 wt% 내지 약 1 wt%, 일부 실시태양에서 약 0.005 wt% 내지 약 1 wt%, 일부 실시태양에서 0.01 wt% 내지 약 0.5 wt%의 양으로 존재할 수 있다.

본 발명의 미세다공성 필름은 단층 또는 다층일 수 있다. 예를 들어 도 1을 살펴보면, 생분해성 중합체 매트릭스 (12), 제1 충전제 (16) 및 제2 충전제 (17)을 포함하는 통기성 단층 필름 (10)이 도시된다. 필름 신장시, 제1 충전제 (16)으로부터 중합체 파괴의 결과로서 다수의 세공 (14)가 형성된다. 또한, 필름 (10) 내의 제2 충전제 (17)의 존재 때문에, 신장시키면 또한 다른 보다 작은 세공 (15b)의 셀 벽 (19)에 보다 작은 천공 또는 세공 (15a) 및 중합체 매트릭스 (12) 전체에 걸친 세공 (14)를 형성시킨다. 상기 방식에서, 생성되는 필름 (10)은 필름 (10)의 제1 표면 (18)로부터 제2 표면 (20)으로 수증기의 분자 확산을 용이하게 하는 바이모드 (bimodal) 세공 크기 분포를 갖는다.

다층 필름은 층들의 동시압출, 압출 코팅, 또는 임의의 통상적인 적층 공정에 의해 본 발명에 따라 제조될 수 있다. 상기 다층 필름은 보통 적어도 하나의 베이스층 및 적어도 하나의 스킨층 (skin layer)을 함유하지만, 목적하는 임의의 수의 층을 함유할 수 있다. 예를 들어, 다층 필름은 하나의 베이스층 및 하나 이상의 스킨층으로부터 형성될 수 있고, 여기서 베이스층은 본 발명에 따라 생분해성 중합체, 보다 큰 제1 충전제 및 보다 작은 제2 충전제로부터 형성된다. 상기 실시태양에서, 스킨층(들)은 보다 큰 제1 충전제 및(또는) 보다 작은 제2 충전제를 함유할 수 있거나, 층(들)은 충전제를 갖지 않을 수 있다. 스킨층이 충전제를 갖지 않는 경우, 하나의 목적은 충전된 필름의 압출로부터 발생할 수 있는 압출 다이 립 (lip)에서 충전제 축적을 감소시키는 것이다. 스킨층이 충전제를 함유하는 경우, 하나의 목적은 필름의 전체 통기성에 불리하게 영향을 미치지 않으면서 적합한 결합층을 제공하는 것이다.

스킨층(들)은 일반적으로 임의의 필름 형성 중합체로부터 형성될 수 있다. 원하는 경우, 스킨층(들)은 층(들)을 필름을 부직웹에 열 결합시키기 위한 열 밀봉 결합층으로 더 적합하게 만드는, 보다 연질의 보다 저융점의 중합체 또는 중합체 블렌드를 함유할 수 있다. 대부분의 실시태양에서, 스킨층(들)은 상기한 바와 같은 생분해성 중합체로부터 형성된다. 그러나, 다른 중합체가 또한 스킨층(들)에 단독으로 또는 생분해성 중합체, 예를 들어 폴리올레핀 중합체 (예를 들어, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLOPE) 또는 폴리프로필렌)와 함께 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 용어 "선형 저밀도 폴리에틸렌"은 용융 지수 (ASTM D-1238로 측정)가 190℃에서 약 0.5 내지 약 30 g/10분인 에틸렌 및 보다 고급 알파 올레핀 공모노머, 예를 들어 C₃-C₁₂ 및 이들의 조합물의 중합체를 의미한다. 주로 선형 폴리올레핀 중합체의 예는 비제한적으로 모노머인 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐 및 보다 고급 올레핀으로부터 생산된 중합체 및 이들의 공중합체 및 삼중합체를 포함한다. 또한, 에틸렌과 다른 올레핀, 예를 들어 부텐, 4-메틸-펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐, 데센 등의 공중합체가 또한 주로 선형 폴리올레핀 중합체의 예이다. 단독으로 또는 다른 중합체와 조합되어 본 발명에 사용하기에 적합할 수 있는 추가의 필름 형성 중합체는 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 노말 부틸 아크릴레이트, 나일론, 에틸렌 비닐 알콜, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등을 포함한다.

스킨층(들)의 두께는 일반적으로 베이스층을 통한 습기 투과를 실질적으로 손상시키지 않도록 선택된다. 상기 방식에서, 베이스층은 전체 필름의 통기성을 결정할 수 있고, 스킨층은 필름의 통기성을 실질적으로 감소시키거나 차단하지 않을 것이다. 이를 위해, 각각의 스킨층은 개별적으로 필름 총 두께의 약 0.5% 내지 약 15%, 일부 실시태양에서 필름 총 두께의 약 1% 내지 약 10%를 구성할 수 있다. 예를 들어, 각 스킨층은 두께가 약 0.1 내지 약 10 ㎛, 일부 실시태양에서 약 0.5 내지 약 5 ㎛, 일부 실시태양에서 약 1 내지 약 2.5 ㎛일 수 있다. 마찬가지로, 베이스층은 두께가 약 1 내지 약 40 ㎛, 일부 실시태양에서 약 2 내지 약 25 ㎛, 일부 실시태양에서 약 5 내지 약 20 ㎛일 수 있다.

도 2는 다층 신장 박화된 통기성 필름 (111)이 2개의 외부 스킨층 (122 및 124) 사이에 동시압출된 베이스층 (115)를 포함하는 하나의 특정 실시태양을 도시한 것이다. 베이스층 (115)는 생분해성 중합체 매트릭스 (112), 제1 충전제 (116) 및 제2 충전제 (117)을 포함한다. 필름 신장시, 제1 충전제 (116)으로부터 중합체 파괴의 결과로서 다수의 세공 (114)가 형성된다. 또한, 필름 (111) 내의 제2 충전제 (117)의 존재 때문에, 신장시키면 또한 세공 (114)의 셀 벽 (119) 내의 보다 작은 천공 또는 세공 (135a) 및 중합체 매트릭스 (112) 전체에 걸친 다른 작은 세공 (135b)를 형성시킨다. 상기 방식에서, 생성되는 베이스층 (115)는 바이모드 세공 크기 분포를 갖는다. 상기 특정 실시태양에서, 제1 외부 스킨층 (122)는 생분해성 중합체 매트릭스만을 포함하고 임의의 충전제를 갖지 않는다. 제2 외부 스킨층 (124)는 생분해성 중합체 매트릭스 (113), 및 세공 (114)에 의해 둘러싸인 제1 충전제 (116)을 포함한다.

생성되는 필름의 특성은 일반적으로 원하는 대로 변할 수 있다. 예를 들어, 신장에 앞서, 필름은 일반적으로 기초 중량이 약 100 g/제곱미터 이하, 일부 실시태양에서 약 50 내지 약 75 g/제곱미터이다. 신장시, 필름은 일반적으로 기초 중량이 약 60 g/제곱미터 이하, 일부 실시태양에서 약 15 내지 약 35 g/제곱미터이다. 신장된 필름은 또한 총 두께가 약 1 내지 약 100 ㎛, 일부 실시태양에서 약 10 내지 약 80 ㎛, 일부 실시태양에서 약 20 내지 약 60 ㎛일 수 있다.

반드시 요구되지는 않지만, 본 발명의 미세다공성 필름은 부직웹 물질에 라미네이팅될 수 있다. 부직웹을 제조하기 위해 적합한 중합체는 예를 들어 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 클로라이드 아세테이트; 폴리비닐 부티랄; 아크릴릭 수지, 예를 들어, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등; 폴리아미드, 예를 들어, 나일론; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리비닐 알콜; 폴리우레탄; 폴리락트산; 이들의 공중합체 등을 포함한다. 원하는 경우, 상기한 바와 같은 생분해성 중합체가 또한 사용될 수 있다. 셀룰로직 에스테르; 셀룰로직 에테르; 셀룰로직 니트레이트; 셀룰로직 아세테이트; 셀룰로직 아세테이트 부티레이트; 에틸 셀룰로스; 재생 셀룰로스, 예를 들어 비스코스, 레이온 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 합성 또는 천연 셀룰로직 중합체가 또한 사용될 수 있다. 중합체(들)은 또한 다른 첨가제, 예를 들어 가공 조제 또는 섬유에 목적하는 특성을 부여하기 위한 처리 조성물, 잔류량의 용매, 안료 또는 착색제 등을 함유할 수 있음을 알아야 한다.

원하는 경우, 부직 라미네이트를 형성하기 위해 사용된 부직웹 물질은 자체가 다층 구조를 가질 수 있다. 적합한 다층 물질은 예를 들어 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 (SMS) 라미네이트 및 스펀본드/멜트블로운 (SM) 라미네이트를 포함할 수 있다. 적합한 SMS 라미네이트의 다양한 예는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 4,041,203 (브록크 (Brock) 등); 5,213,881 (티몬스 (Timmons) 등); 5,464,688 (티몬스 등); 4,374,888 (본스래거 (Bornslaeger)); 5,169,706 (콜리어 (Collier) 등); 및 4,766,029 (브록크 등)에 기재되어 있다. 또한, 시판 SMS 라미네이트는 킴벌리-클라크 코퍼레이션 (Kimberly-Clark Corporation)으로부터 상품명 Spunguard(등록상표) 및 Evolution(등록상표)으로 입수할 수 있다.

다층 구조의 다른 예는 방적 뱅크 (spin bank)가 섬유를 선행 방적 뱅크로부터 침적된 섬유층 상에 침적시키는 다중 방적 뱅크 기계에서 제조된 스펀본드웹이다. 상기 개별 스펀본드 부직웹은 또한 다층 구조로서 생각될 수 있다. 상기 상황에서, 부직웹 내의 침적된 섬유의 다양한 층은 동일할 수 있거나, 기초 중량 및(또는) 생산된 섬유의 조성, 종류, 크기, 크림프 수준 및(또는) 형태 면에서 상이할 수 있다. 다른 예로서, 함께 결합하여 부직웹을 형성하는 스펀본드웹, 카디드 웹 등의 2개 이상의 개별 제조된 층으로서 단일 부직웹이 제공될 수 있다. 이들 개별 제조된 층은 상기 논의한 바와 같이 생산 방법, 기초 중량, 조성 및 섬유의 측면에서 다를 수 있다.

부직웹 물질은 또한 복합재로 간주되도록 추가의 섬유상 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 부직웹은 당업계에 공지된 임의의 다양한 엉킴 기술 (예를 들어, 수력, 공기, 기계적 등)을 이용하여 다른 섬유상 성분과 엉킬 수 있다. 한 실시태양에서, 부직웹은 수력 엉킴을 이용하여 셀룰로직 섬유와 일체형으로 엉킨다. 전형적인 수력 엉킴 공정은 섬유를 엉키게 하여 고도로 엉킨 강화된 섬유상 구조, 예를 들어, 부직물을 형성하기 위해 물의 고압 제트 스트림을 이용한다. 스테이플 길이 및 연속 섬유의 수력으로 엉킨 부직물은 예를 들어 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 3,494,821 (에반스 (Evans)) 및 4,144,370 (볼튼 (Boulton))에 개시되어 있다. 연속 섬유 부직웹 및 펄프층의 수력으로 엉킨 복합 부직물은 예를 들어 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 5,284,703 (에버하트 (Everhart) 등) 및 6,315,864 (앤더슨 (Anderson) 등)에 개시되어 있다. 복합재의 섬유상 성분은 임의의 목적하는 양의 생성되는 기재를 함유할 수 있다. 섬유상 성분은 복합재의 약 50 중량% 초과, 일부 실시태양에서 복합재의 약 60 내지 약 90 중량%를 구성할 수 있다. 마찬가지로, 부직웹은 복합재의 약 50 중량% 미만, 일부 실시태양에서 복합재의 약 10 내지 약 40 중량%를 구성할 수 있다.

요구되지는 않지만, 부직웹 물질은 본 발명의 필름에 라미네이팅되기 전에 하나 이상의 방향으로 네킹(necking)되거나 신장될 수 있다. 별법으로, 부직웹은 필름에 라미네이팅되기 전에 적어도 한 방향에서 비교적 비연장가능하게 유지될 수 있다. 상기 실시태양에서, 부직웹은 임의로 필름에 라미네이팅된 후 하나 이상의 방향으로 신장될 수 있다. 이와 관련하여, 이제 라미네이션 방법의 다양한 실시태양을 보다 상세히 설명할 것이다. 물론, 아래 제시되는 설명은 단지 예시적이고 다른 방법이 본 발명에 의해 고려됨을 이해해야 한다.

예를 들어 도 3을 살펴보면, 생분해성 필름 및 부직웹 물질로부터 라미네이트를 형성하는 방법의 한 실시태양을 도시한다. 도시된 바와 같이, 원료 물질 (예를 들어, 생분해성 중합체, 보다 큰 제1 충전제 및 보다 작은 제2 충전제)을 함께 건식 혼합하고 (즉, 용매 없이), 압출기 (41)의 호퍼 (43)에 첨가할 수 있다. 원료 물질은 별법으로 용매와 함께 블렌딩될 수 있다. 호퍼 (43) 내에서, 물질은 용융물 내에 분산 혼합되고, 예를 들어 Banbury 혼합기, Farrel 연속 혼합기, 단축 압출기, 2축 압출기 등을 사용하는 배치 및(또는) 연속 화합 기술과 같은 임의의 공지된 기술을 이용하여 화합된다. 바람직하게는, 원료 물질은 생분해성 중합체의 부드럽고 민감한 성질 때문에 저전단 공정을 이용하여 화합된다. 예를 들어, 그의 혼합 효율을 개선하기 위해 단축 화합 압출기와 함께 작동하는 혼합기/혼련기 (kneader)가 사용될 수 있다. 혼합기는 스크류 (screw), 배럴 (barrel) 또는 둘 모두 상에 형성되거나 직접 통합될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 6,709,147 (라우웬다알 (Rauwendaal))에서는 압출기의 배럴이 압출기의 고압단 내의 스크류 통로의 내부면, 및 스크류 플라이트 내에 형성된 상보적 형태의 슬롯을 따라 배열된 혼련 부재의 하나 이상의 축열 (axial row)을 포함하는 적합한 혼합기를 설명하고 있다. 작동시, 혼련 부재는 스크류 플라이트의 슬롯을 통해 이동하여 그를 통해 펌핑되는 용융물의 효율적인 혼합 작용을 생성시킨다. 혼련 부재, 티쓰 (teeth) 또는 핀 (pin)은 종종 압출기의 배럴 내로 프레스-피팅 (press-fit)되거나 쓰레딩된다. 상기 혼합기/혼련기 (또한 코페리온 홀딩 게엠베하 (Coperion Holding GmbH)로부터 상품명 "Buss Ko-Kneader"로 입수가능함)가 냉각기 공정 온도을 허용하고 중합체 구조 유지를 돕는 부드러운 "접힘 (folding) 및 이완 (relaxing)" 배치 공정을 통해 물질을 화합시키기 위해 사용될 수 있다.

많은 생분해성 중합체 (예를 들어, 지방족-방향족 코폴리에스테르)가 친수성이기 때문에, 과잉의 습기는 필름 캐스팅 동안 조기 분해 및 감소된 용융 강도를 유발시킬 수 있다. 따라서, 몇몇 경우에 생분해성 중합체 수지는 화합 전에, 예를 들어 약 1000 ppm 이하의 물, 일부 실시태양에서 약 500 ppm 이하의 물, 일부 실시태양에서 약 150 ppm 이하의 물의 함습도로 건조될 수 있다. 원하는 경우, 임의의 과잉의 습기 또는 저분자량 분획을 제거하기 위해 화합 동안 진공압을 공급할 수 있다. 진공압은 약 500 Torr 이하, 일부 실시태양에서 약 200 Torr 이하, 일부 실시태양에서 약 70 Torr 이하일 수 있다.

화합된 물질로부터 필름을 형성하기 위해 임의의 공지된 기술, 예를 들어 블로잉, 캐스팅, 편평 다이 압출 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 특정 실시태양에서, 화합된 물질 (도시하지 않음)은 압출 장치 (40)에 공급된 다음, 닙 롤 (nip roll) (42) 내로 캐스팅되어 단층의 전구체 필름 (10)을 형성한다. 다층 필름을 제조하고자 하는 경우, 다수의 층은 함께 닙 롤 (42) 내로 동시압출된다. 롤 (42)의 하나 또는 둘 모두에는 필름에 패턴을 부여하기 위해 엠보싱 (embossing) 부재가 임의로 제공될 수 있다. 일반적으로, 롤 (42)는 필름 (10)이 형성될 때 필름을 응고시키고 켄칭시키기 위해 충분한 온도, 예를 들어 약 20 내지 60℃에서 유지된다. 원하는 경우, 전구체 필름 (10)을 롤 (42)의 표면 가까이 유지하는 것을 돕도록 진공 박스가 롤 (42)에 인접하게 배치될 수 있다. 추가로, 방적 롤 둘레에서 이동할 때 롤 (42)의 표면에 대해 전구체 필름 (10)을 가압하는 것을 에어 나이프 또는 정전 핀너 (pinner)가 도울 수 있다. 에어 나이프는 필름의 가장자리를 핀닝하기 위해 공기 스트림을 매우 높은 유속으로 집중시키는 당업계에 공지된 장치이다.

일단 캐스팅되면, 전구체 필름 (10)은 필름 내에 세공을 형성하기 위해 하나 이상의 방향으로 신장될 수 있다. 요구되지는 않지만, 필름은 분리된 가공을 위해 필름을 제거할 필요 없이 인-라인 (in-line)으로 신장될 수 있다. 예를 들어, 필름은 필름 내의 하나 이상의 중합체의 융점 미만이지만, 조성물이 연신되거나 신장되도록 하기에 충분히 높은 온도로 즉시 재가열될 수 있다. 순차적인 배향의 경우, "연화된" 필름은 시트가 세로 방향 (기계 방향)으로 목적하는 연신비로 신장되도록 상이한 회전 속도로 회전하는 롤에 의해 연신된다. 이어서 상기 "단축 (uniaxially)" 신장된 필름은 섬유상 웹에 라미네이팅될 수 있다. 또한, 단축 신장된 필름은 또한 횡기계 방향으로 배향되어 "2축 신장" 필름을 형성할 수 있다. 예를 들어, 필름은 체인 클립에 의해 그의 가로 가장자리에서 클램핑되고 텐터 (tenter) 오븐 내로 운반될 수 있다. 텐터 오븐 내에서, 필름은 재가열되고 그의 전방향으로 분기하는 체인 클립에 의해 목적하는 연신비로 횡기계 방향에서 연신될 수 있다.

필름의 목적하는 통기성을 달성하기 위해, 신장 작업의 다양한 파라미터, 예를 들어 연신비, 신장 온도 등은 선택적으로 제어될 수 있다. 연신비는 신장 공정에서 나오는 필름의 선 속도를 신장 공정으로 들어가는 필름의 선 속도로 나누어 결정할 수 있다. 예를 들어 일부 실시태양에서, 필름은 기계 방향으로 약 1.5 내지 약 10.0, 일부 실시태양에서 약 2.0 내지 약 6.0, 일부 실시태양에서 약 2.5 내지 약 5.0의 연신비에서 신장된다. 마찬가지로, 필름은 내부에 함유된 중합체의 융점 미만의 온도, 예를 들어 약 15℃ 내지 약 60℃, 일부 실시태양에서 약 25℃ 내지 약 50℃, 일부 실시태양에서 약 30℃ 내지 약 40℃에서 신장될 수 있다. 신장된 후, 필름은 신장된 필름을 안정화시키기 위해 임의로 열 경화된다. 열 경화는 약 40℃ 내지 약 8O℃, 일부 실시태양에서 약 50℃ 내지 약 70℃의 온도에서 달성될 수 있다. 열 경화 작업은 신장된 필름의 수축을 감소시키고 필름 특성 및 통기성을 개선시킬 수 있다. 열 경화를 위한 당업계에 공지된 임의의 기술, 예를 들어 가열 롤 및 오븐 경화가 사용될 수 있다. 신장된 필름 특성을 개선하기 위해 추가의 처리, 예를 들어 표면 처리, UV 처리, 초음파 처리 및 플라즈마 처리가 적용될 수 있다.

다시 도 3을 살펴보면, 단축 신장된 필름을 형성하기 위한 한 방법이 도시된다. 도시된 바와 같이, 전구체 필름 (10)은 필름 배향 유닛 (44) 또는 기계 방향 배향기 ("MDO"), 예를 들어 마샬 앤드 윌리암스, 컴퍼니 (Marshall and Wiliams, Co., 미국 로드 아일랜드주 프로비던스)로부터 상업적으로 입수가능한 것으로 보내진다. MDO는 필름을 도 3에 도시된 공정을 통한 필름의 이동 방향인 기계 방향으로 점진적으로 신장하고 박화시키는 다수의 신장 롤 (46) (예를 들어 5 내지 15개)을 갖는다. MDO (44)는 5개의 롤을 갖는 것으로 도시되지만, 롤의 수는 요망되는 신장 수준 및 각 롤 사이의 신장 정도에 따라 더 많거나 더 적을 수 있음을 이해해야 한다. 필름은 단일 또는 다수의 분리된 신장 공정으로 신장될 수 있다. MDO 장치 내의 롤의 일부는 점진적으로 보다 더 고속으로 작업될 수 없음을 알아야 한다. 원하는 경우, MDO (44)의 롤의 일부는 예열 롤로서 작용할 수 있다. 존재하는 경우, 이들 제1의 몇몇 롤은 필름 (10)을 실온 이상으로 가열한다. MDO 내의 인접한 롤의 점진적으로 보다 더 빠른 속도는 필름 (10)을 신장시키는 작용을 한다. 마찬가지로, 원하는 경우, MDO (44)의 하나 이상의 롤은 또한 열 경화 롤로서 작용할 수 있다.

신장된 필름 (10)에 라미네이팅하기 위해 부직웹이 또한 사용된다. 예를 들어, 부직웹은 단순히 공급 롤로부터 풀릴 수 있다. 별법으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 부직웹 (30)은 예를 들어, 중합체 필라멘트 (50)을 한쌍의 방사구 (48)로부터 컨베이어 조립체 (52) 상으로 분배하여 매트 (54)를 형성함으로써 인라인으로 형성될 수 있다. 이어서 매트 (54)의 필라멘트 (50)은 한쌍의 닙 롤러 (56)을 사용하여 압축되어 필라멘트간 결합을 형성하여, 스펀본디드 웹 (30)을 생성시킨다. 원하는 경우, 섬유를 컨베이어 조립체 상에 유지시키기 위해 진공 (도시하지 않음)이 이용될 수 있다. 압축 후, 부직웹 (30)은 필름 (10)에 라미네이팅하기 위해 롤 (58) 사이에 규정된 닙에 보내진다.

필름 (10)을 부직웹 (30)에 결합시키기 위해 슬롯 또는 분무 접착 시스템을 통한 것과 같은 접착 결합; 열 결합; 초음파 결합; 마이크로파 결합; 압출 코팅 등을 포함하는 다양한 기술이 이용될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 적합한 접착제의 예는 헌츠만 폴리머스 (Huntsman Polymers, 미국 텍사스주 휴스턴)로부터 입수가능한 Rextac 2730 및 2723, 및 보스틱 핀들리, 인크. (Bostik Findley, Inc, 미국 위스콘신주 와우와토사)로부터 입수가능한 접착제를 포함한다. 접착제의 기초 중량은 약 1.0 내지 3.0 g/제곱미터일 수 있다. 사용된 접착제의 종류 및 기초 중량은 최종 라미네이트 및 최종 용도에서 요구되는 속성에 따라 결정될 것이다. 요구되지는 않지만, 접착제는 필름과 라미네이팅하기 전에 부직웹에 직접 도포할 수 있다. 또한, 개선된 드레이프 (drape)를 달성하기 위해, 접착제를 패턴으로 도포할 수 있다. 도 3에서, 필름 (10)은 그의 다른 측면에서 공급 롤 (62)로부터 공급되는 제2 물질 (30a)에 동시에 결합된다. 제2 물질 (30a)는 제2 부직웹 또는 다른 필름층일 수 있다. 생성되는 라미네이트 (32)는 공급 롤 (60) 상에 감겨 보관된다. 원하는 경우, 라미네이트 (32)는 또한 임의로 그의 연장성을 향상시키도록 횡기계 및(또는) 기계 방향으로 신장될 수 있다.

본 발명의 통기성 필름은 매우 다양한 용도에서 사용될 수 있다. 예를 들어 상기한 바와 같이, 통기성 필름은 흡수용품에서 사용될 수 있다. "흡수용품"은 일반적으로 물 또는 다른 유체를 흡수할 수 있는 임의의 용품을 의미한다. 몇몇 흡수용품의 예는 개인 위생 흡수용품, 예를 들어 기저귀, 배변연습용 팬티, 흡수 속바지, 요실금용품, 여성 위생 제품 (예를 들어, 생리대), 수영복, 베이비 와이프 (wipe) 등; 의료용 흡수용품, 예를 들어 가먼트, 천공 물질, 언더패드, 침대 패드, 밴드, 흡수성 드레이프 및 의료용 와이프; 식품 서비스 와이퍼; 의복 용품 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 상기 흡수용품 형성에 적합한 물질 및 방법은 당업계의 숙련인에게 공지되어 있다. 일반적으로, 흡수용품은 실질적으로 액체 불투과층 (예를 들어, 외부 커버), 액체 투과층 (예를 들어, 신체측 라이너, 서지층 등) 및 흡수 코어를 포함한다. 한 특정 실시태양에서, 본 발명의 통기성 필름은 부직웹 물질에 라미네이팅되어 흡수용품의 외부 커버를 형성하기 위해 사용될 수 있다.

이제 본 발명에 따라 형성될 수 있는 흡수용품의 다양한 실시태양을 보다 상세히 설명할 것이다. 단지 설명의 목적으로, 흡수용품은 도 4에 기저귀 (201)로서 도시된다. 그러나, 상기한 바와 같이, 본 발명은 다른 종류의 흡수용품, 예를 들어 요실금용품, 생리대, 기저귀 팬티, 여성용 냅킨, 아동 배변연습용 팬티 등에서 실현될 수 있다. 예시된 실시태양에서, 기저귀 (201)은 비체결 형상에서 모래시계 형태를 갖는 것으로 도시된다. 그러나, 전체적으로 직사각형, T자형 또는 I자형과 같은 다른 형태도 물론 이용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 기저귀 (201)은 외부 커버 (217), 신체측 라이너 (205), 흡수 코어 (203) 및 서지층 (207)을 포함한 다양한 컴포넌트에 의해 형성된 섀시 (202)를 포함한다. 그러나, 다른 층도 본 발명에 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 마찬가지로, 도 4에서 언급된 하나 이상의 층이 본 발명의 특정 실시태양에서 배제될 수 있다.

외부 커버 (217)은 일반적으로 실질적으로 액체 불투과성 물질로 형성된다. 예를 들어, 외부 커버 (217)은 얇은 플라스틱 필름 또는 다른 가요성 액체 불투과성 물질로 형성될 수 있다. 한 실시태양에서, 외부 커버 (217)은 증기는 흡수 코어 (203)으로부터 빠져나가도록 허용하지만, 액체 삼출액은 외부 커버 (217)을 통해 통과하는 것을 계속 방지하는 본 발명의 통기성 필름으로 형성된다. 보다 천과 같은 감촉이 요망되면, 라미네이팅된 통기성 필름은 상기한 바와 같이 부직웹에 라미네이팅될 수 있다.

기저귀 (201)은 또한 신체측 라이너 (205)를 포함한다. 신체측 라이너 (205)는 일반적으로 착용자 피부를 흡수 코어 (203)에 보유된 액체로부터 차단하는 것을 돕기 위해 사용된다. 예를 들어, 라이너 (205)는 착용자 피부에 일반적으로 유순하고 감촉이 부드럽고 비자극성인 신체 대면 표면을 제공한다. 일반적으로, 라이너 (205)는 또한 표면이 착용자에게 비교적 건조한 상태로 유지되도록 흡수 코어 (203)보다 친수성이 더 작다. 라이너 (205)는 액체가 그의 두께를 통해 쉽게 관통하도록 액체 투과성일 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 라이너는 본 발명에 따라 형성된 부직웹을 포함한다. 부직웹을 포함하는 예시적인 라이너 구조는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 5,192,606; 5,702,377; 5,931,823; 6,060,638; 및 6,150,002과 미국 특허 출원 공개 2004/0102750, 2005/0054255 및 2005/0059941에 기재되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 기저귀 (201)은 또한 흡수 코어 (203) 내로 신속하게 도입될 수 있는 액체 서지 또는 분출을 감속시키고 확산시키는 것을 돕는 서지층 (207)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 서지층 (207)은 흡수 코어 (203)의 보관 또는 체류 부분 내로 방출시키기 전에 액체를 신속하게 수용하여 일시 보유한다. 예를 들어 예시된 실시태양에서, 서지층 (207)은 신체측 라이너 (205)의 안쪽 대면 표면 (216)과 흡수 코어 (203) 사이에 개재된다. 별법으로, 서지층 (207)은 신체측 라이너 (205)의 바깥쪽 대면 표면 (218) 상에 놓일 수 있다. 서지층 (207)은 일반적으로 액체 투과성이 큰 물질로 제조된다. 적합한 물질은 다공성 제직물, 다공성 부직물 및 천공 필름을 포함할 수 있다. 적합한 서지층의 다른 예는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 5,486,166 (엘리스 (Ellis) 등) 및 5,490,846 (엘리스 등)에 기재되어 있다.

상기 언급된 컴포넌트 이외에, 기저귀 (201)은 또한 당업계에 공지된 바와 같이 다양한 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기저귀 (201)은 또한 흡수 코어 (203)의 섬유상 구조의 완전성을 유지하는 것을 돕는, 실질적으로 친수성의 티슈 랩시트 (도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 티슈 랩시트는 일반적으로 흡수 코어 (203) 둘레에 그의 적어도 2개의 주요 대면 표면 위에 배치되고, 흡수성 셀룰로직 물질, 예를 들어 크레이핑된 충전솜 또는 고습윤 강도 티슈로 이루어진다. 티슈 랩시트는 액체를 흡수 코어 (203)의 흡수성 섬유 덩어리 위로 신속하게 분포시키는 것을 돕는 위킹 (wicking)층을 제공하도록 하는 형상일 수 있다. 흡수성 섬유 덩어리의 한 측면 상의 랩시트 물질은 흡수 코어 (203)을 효과적으로 잡기 위해 섬유 덩어리의 마주보는 측면에 놓인 랩시트에 결합될 수 있다.

기저귀 (201)은 또한 흡수 코어 (203)과 외부 커버 (217) 사이에 배치된 통풍층 (도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 사용될 때, 통풍층은 외부 커버 (217)을 흡수 코어 (203)로부터 격리시키는 것을 도와, 외부 커버 (217)에서 습기를 감소시킬 수 있다. 상기 통풍층의 예는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 6,663,611 (블래니 (Blaney) 등)에 기재된 바와 같은 통기성 필름에 라미네이팅된 부직웹을 포함할 수 있다. 상기 통기성 필름은 본 발명에 따라 형성될 수 있다.

기저귀 (201)은 또한 기저귀 (201)의 측면 엣지 (232)로부터 허리 구역 중 하나로 연장하는 한쌍의 이어 (ear) (도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 이어는 선택된 기저귀 컴포넌트와 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이어는 외부 커버 (217)과 함께 또는 상단 표면을 제공하도록 사용된 물질로부터 일체형으로 형성될 수 있다. 별도의 형상에서, 이어는 외부 커버 (217), 상단 표면, 외부 커버 (217)과 상단 표면 사이, 또는 다른 다양한 형상으로 연결되고 조립된 부재에 의해 제공될 수 있다. 도 4에 대표적으로 도시된 바와 같이, 기저귀 (201)은 또한 장벽을 제공하고 신체 삼출액의 가로 유동을 보유하도록 형성된 한쌍의 보유 플랩 (212)를 포함할 수 있다. 보유 플랩 (212)는 흡수 코어 (203)의 측면 엣지에 인접한 신체측 라이너 (205)의 가로로 마주보는 측면 엣지 (232)를 따라 놓일 수 있다. 보유 플랩 (212)는 흡수 코어 (203)의 전체 길이를 따라 세로로 연장할 수 있거나, 흡수 코어 (203)의 길이를 따라 단지 부분적으로 연장할 수 있다. 보유 플랩 (212)가 흡수 코어 (203)보다 길이가 더 짧을 때, 이들은 가랑이 구역 (210)에서 기저귀 (201)의 측면 엣지 (232)를 따라 어디에나 선택적으로 배치될 수 있다. 한 실시태양에서, 보유 플랩 (212)는 신체 삼출액을 보다 잘 보유하도록 흡수 코어 (203)의 전체 길이를 따라 연장한다. 상기 보유 플랩 (212)는 당업계의 숙련인에게 일반적으로 잘 공지되어 있다. 예를 들어, 보유 플랩 (212)에 대한 적합한 구성 및 배열은 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 4,704,116 (엔로 (Enloe))에 기재되어 있다.

기저귀 (201)은 신체 삼출액의 누출을 추가로 방지하고 흡수 코어 (203)을 지지하기 위해 다양한 탄성 또는 신장가능 물질, 예를 들어 측면 엣지 (232)에 부착된 한쌍의 다리 탄성 부재 (206)을 포함할 수 있다. 또한, 한쌍의 허리 탄성 부재 (208)은 기저귀 (201)의 세로로 마주보는 허리 엣지 (215)에 고정될 수 있다. 다리 탄성 부재 (206) 및 허리 탄성 부재 (208)은 일반적으로 착용자와 적극적 접촉 관계를 유지하고 기저귀 (201)로부터 신체 삼출액의 누출을 효과적으로 감소시키거나 제거하기 위해 사용시 착용자의 다리 및 허리 둘레에 밀접하게 맞도록 채택된다. 본원에서 사용되는 용어 "탄성" 및 "신장가능"은 신장된 후 이완시 그의 본래 형태를 회복할 수 있는 임의의 물질을 포함한다. 상기 물질의 형성을 위해 적합한 중합체는 폴리스티렌, 폴리이소프렌 및 폴리부타디엔의 블록 공중합체; 에틸렌. 천연 고무 및 우레탄의 공중합체 등을 포함하고 이로 제한되지 않는다. 크라톤 폴리머스 (Kraton Polymers, 미국 텍사스주 휴스턴)에서 상표명 Kraton(등록상표)으로 시판하는 스티렌-부타디엔 블록 공중합체가 특히 적합하다. 다른 적합한 중합체는 비제한적으로 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산, 신장가능 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 조합물을 포함하는 에틸렌의 공중합체를 포함한다. 또한, 상기 물질의 동시압출된 복합재, 및 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 면 및 다른 물질의 스테이플 섬유가 엘라스토머성 멜트블로운웹에 통합된 엘라스토머성 스테이플 통합 복합재가 적합하다. 특정 엘라스토머성 단일 부위 또는 메탈로센-촉매된 올레핀 중합체 및 공중합체도 또한 측면 패널에 적합하다.

기저귀 (201)은 또한 하나 이상의 패스너 (fastener) (230)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 착용자 둘레에 허리 구멍 및 한쌍의 다리 구멍을 생성시키기 위해서 허리 구역의 대향하는 측면 엣지 상에 2개의 가요성 패스너 (230)이 도 4에 예시된다. 패스너 (230)의 형태는 일반적으로 다양할 수 있지만, 예를 들어 전체적으로 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 타원형, 선형 등을 포함할 수 있다. 패스너는 예를 들어 후크 물질을 포함할 수 있다. 한 특정 실시태양에서, 각각의 패스너 (230)은 가요성 백킹의 내부면에 고정된 별개의 후크 물질의 부분을 포함한다.

기저귀 (201)의 다양한 영역 및(또는) 컴포넌트는 임의의 공지된 부착 메카니즘, 예를 들어 접착제, 초음파, 열 결합 등을 사용하여 함께 조립될 수 있다. 적합한 접착제는 예를 들어 고온 용융 접착제, 감압 접착제 등을 포함할 수 있다. 사용될 때, 접착제는 균일한 층, 패턴형성된 층, 분무된 패턴, 또는 임의의 분리된 선, 소용돌이 또는 점으로 도포될 수 있다. 예를 들어 예시된 실시태양에서, 외부 커버 (217) 및 신체측 라이너 (205)는 접착제를 사용하여 서로 및 흡수 코어 (203)에 조립된다. 별법으로, 흡수 코어 (203)은 통상적인 패스너, 예를 들어 버튼, 후크 및 루프형 패스너, 접착형 패스너 등을 사용하여 외부 커버 (217)에 연결될 수 있다. 유사하게, 다른 기저귀 컴포넌트, 예를 들어 다리 탄성 부재 (206), 허리 탄성 부재 (208) 및 패스너 (230)이 또한 임의의 부착 메카니즘을 사용하여 기저귀 (201)에 조립될 수 있다.

다양한 형상의 기저귀를 상기 설명하였지만, 다른 기저귀 및 흡수용품 형상이 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨을 이해해야 한다. 또한, 본 발명은 기저귀로 제한되지 않는다. 실제로, 흡수용품의 몇몇 예는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 5,649,916 (디팔마 (DiPalma) 등); 6,110,158 (키엘피코브스키 (Kielpikowski)); 6,663,611 (블래니 등)에 기재되어 있다. 또 다른 적합한 용품은 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 2004/0060112 A1 (펠 (Fell) 등) 및 미국 특허 4,886,512 (다미코 (Damico) 등); 5,558,659 (쉐로드 (Sherrod) 등); 6,888,044 (펠 등); 및 6,511,465 (프라이버거 (Freiburger) 등)에 기재되어 있다.

본 발명은 하기 실시예를 참고로 보다 잘 이해될 수 있다.

시험 방법

통기성:

WVTR (수증기 투과율)값은 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 INDA [(Association of the Nonwoven Fabrics Industry), number IST-70.4-99, entitled "STANDARD TEST METHOD FOR WATER VAPOR TRANSMISSION RATE THROUGH NONWOVEN AND PLASTIC FILM USING A GUARD FILM AND VAPOR PRESSURE SENSOR"]에 표준화된 시험 절차를 사용하여 결정하였다. INDA 시험 절차를 아래에 요약한다. 건조 챔버는 영구적 가드 필름 및 시험될 샘플 물질에 의해 공지의 온도 및 습도의 습윤 챔버로부터 분리된다. 가드 필름의 목적은 한정된 공기 갭을 규정하고, 공기 갭이 특성화되는 동안 공기 갭 내의 공기를 가라앉히거나 정치시키기 위한 것이다. 건조 챔버, 가드 필름 및 습윤 챔버는 시험 필름이 밀봉되는 확산 셀을 구성한다. 샘플 홀더는 모콘/모뎀 컨트롤즈, 인크. (Mocon/Modem Controls, Inc., 미국 미네소타주 미네아폴리스)에서 제조된 Permatran-W Model 100K로 알려져 있다. 제1 시험은 가드 필름, 및 100% 상대 습도를 생성하는 증발기 조립체 사이의 공기 갭의 WVTR로 이루어진다. 수증기는 공기 갭 및 가드 필름을 통해 확산한 후, 수증기 농도에 비례하는 건조 기체 유동과 혼합된다. 전기 신호는 처리를 위해 컴퓨터에 전달된다. 컴퓨터는 공기 갭 및 가드 필름의 투과율을 계산하고 추가 사용을 위해 값을 저장한다.

가드 필름 및 공기 갭의 투과율은 컴퓨터에 CalC로서 저장된다. 이어서 샘플 물질은 시험 셀 내에 밀봉된다. 다시, 수증기는 공기 갭을 통해 가드 필름 및 시험 물질로 확산한 후, 시험 물질을 제거하는 건조 기체 유동과 혼합된다. 또한, 상기 혼합물은 다시 증기 센서로 운반된다. 이어서, 컴퓨터는 공기 갭, 가드 필름 및 시험 물질의 조합물의 투과율을 계산한다. 이어서 상기 정보는 하기 식에 따라 습기가 시험 물질을 통해 투과되는 투과율을 계산하기 위해 사용된다:

TR^- ¹ _시험 _물질 = TR^- ¹ _시험 _{물질, 가드 필름, 공기 갭} - TR^- ¹ _가드 _{필름, 공기 갭}

이어서, 수증기 투과율 ("WVTR")은 다음과 같이 계산된다.

WVTR = Fρ_sat(T)RH/AP_sat _(T)(1-RH)

여기서, F = 수증기의 유동 (cm³/분);

ρ_sat(T) = 온도 T에서 포화 공기의 물 밀도;

RH = 셀의 지정 위치에서 상대 습도;

A = 셀의 단면적;

P_sat _(T) = 온도 T에서 수증기의 포화 증기압.

정수압 (" 하이드로헤드 "):

정수압 시험은 낮은 정수압 하에서 물의 관통에 대한 샘플을 저항을 측정한다. 시험 절차는 그 전부가 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된 Method 5514 -- 미연방 시험 방법 표준 (Federal Test Methods Standard) No. 191A, AATCC Test Method 127-89 및 INDA 시험 방법 80.4-92에 따른다. 각 시료에 대한 정수압 저항 결과를 평균하고 밀리바 (mbar) 단위로 기록하였다. 보다 높은 값은 물 관통에 대한 보다 큰 저항을 나타낸다.

인장 특성:

인장 특성은 실질적으로 ASTM Standard D-882에 따라 결정하였다. 구체적으로, 필름 샘플을 절단하거나 다른 방식으로 25.4 mm (~1 인치) x 100 mm (~4 인치)의 치수 크기를 제공하였다. 정속 인장식 인장 시험기를 사용하였다. 인장 시험 시스템은 엠티에스 시스템즈 코퍼레이션 (MTS Systems Corporation, 미국 미네소타주 에덴 프레리)로부터 입수가능한 MTS SYNERGY 200 인장 시험기였다. 시험을 지원하기 위해 인장 시험기에 엠티에스 코퍼레이션의 TESTWORKS 4.08B 소프트웨어를 설치하였다. 적합한 로드 셀은 시험된 값이 전체 스케일 로드의 10-90% 범위 내에 있도록 선택하였다. 샘플을 25.4 mm x 50 mm (~1 인치 x 2 인치) 크기의 정면 및 후면을 갖는 그립 (grip) 사이에 유지시켰다. 그립 면은 고무 처리하였고, 그립의 보다 긴 치수는 당기는 방향에 수직이었다. 그립 압력은 공기압으로 40 파운드/제곱인치 압력에서 유지시켰다. 인장 시험은 50 mm (~2 인치)의 게이지 길이 및 40%의 파괴 감도로 200-mm/분 속도 (~8 인치/분)으로 실행하였다.

3개의 샘플은 시험 로드를 기계 방향을 따라 적용하여 시험하고, 3개의 샘플은 시험 로드를 횡 방향을 따라 적용하여 시험하였다. 피크 로드 (샘플 폭 1 인치당 기록됨) 및 피크 연신 (즉, 피크 로드에서의 연신%)을 측정하였다. 시험된 각 시료로부터 피크 스트립 인장 로드를 산술 평균하여 MD 또는 CD 인장 강도를 결정하였다.

세공 크기 및 부피:

샘플의 세공 특성은 실질적으로 문헌 [Analytical Methods in Fine Particle Technology, by Webb, Paul & Orr, Clyde]에 기재된 바와 같이 "수은 세공 측정법"을 이용하여 결정하였다. 수은 세공 측정법은 수은 (비습윤화 액체)을 확실하게 제어된 압력 하에 다공성 구조 내로 강제로 유입시키는 것을 포함한다. 수은은 대부분의 기질을 적시지 않고 모세관 작용에 의해 세공을 자발적으로 투과하지 않을 것이기 때문에, 외부 압력을 통해 샘플의 공극 내로 강제로 유입시켜야 한다. 공극을 채우기 위해 요구되는 압력은 세공 크기에 역비례한다. 즉, 큰 공극을 채우기 위해 단지 소량의 힘 또는 압력이 요구되는 반면, 매우 작은 세공의 공극을 채우기 위해 다량의 힘 또는 압력이 요구된다. 시험을 수행하기 위해, 414 MPa (또는 60,000 psi)의 최대 압력을 얻을 수 있는 AutoPore IV (파티클 앤 서피스 사이언시즈 피티와이., 엘티디. (Particle & Surface Sciences Pty., Ltd., 미국 뉴 사우쓰 웨일즈주 고스포드)로부터 입수가능함)를 사용하였다. 시험하는 동안, 샘플을 금속 코팅을 갖는 유리 모세관 대에 결합된 침투계에 넣었다. 수은은 샘플 내 및 샘플 주변에서 공극에 침투하기 때문에, 모세관 대 아래로 이동한다. 모세관 대로부터 수은 손실은 전기 용량의 변화를 일으킨다. 실험 동안 용량 변화는 침투계의 공지된 대 부피를 이용하여 수은 부피로 전환된다. 시험이 완료된 후, 차동 침입 부피 (mL/g/㎛) 대 세공 직경을 플로팅하는 그래프가 얻어진다. 실험 동안 침입된 수은의 총 부피가 "총 침입 부피" (mL/g)로서 정의된다. "중앙 세공 직경"은 누적 부피 그래프 상의 50째 백분위수에서 크기 (㎛)로서 정의된다. 마지막으로, "평균 세공 직경"은 총 세공벽 면적을 총 세공 부피로 나눈 값 (4V/A)으로 정의된다.

실시예 1

생분해성 필름은 바스프로부터 상품명 "Ecoflex(등록상표) F BX 7011"으로 입수가능한 지방족-방향족 코폴리에스테르를 사용하여 제조하였다. 2군의 필름 샘플을 제조하였다. 구체적으로, 1군의 필름 샘플 ("샘플 A")는 Ecoflex(등록상표) 코폴리에스테르 및 오미야 인크. (Omya, Inc.)로부터 상품명 "Omyacarb™ 2sst"로 입수가능한 탄산칼슘 충전제를 함유하였다. 다른 군의 필름 샘플 ("샘플 B")는 Ecoflex(등록상표) 코폴리에스테르를 Omyacarb™ 탄산칼슘 충전제, 듀퐁 (DuPont)으로부터 상품명 "R101"로 입수가능한 이산화티탄 충전제, 및 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상품명 Irganox(등록상표) E 201로 입수가능한 알파-토세페롤과 함께 함유하였다. 각 군의 샘플의 조성은 표 1에 상세하게 제시된다.

필름 샘플을 형성하기 위해, Ecoflex(등록상표) 코폴리에스테르를 처음에 200 ppm으로 건조시키고 적외선 중량 손실 습기 분석기를 사용하여 측정하였다. 이어서, 각 군의 원료 물질을 워너 앤 플라이더러 (Werner & Pfleiderer, 미국 뉴저지주 램지) 90 mm 2축 화합 압출기를 사용하여 화합하였다. 탄산칼슘은 물질을 압출기의 대략 1/2 아래쪽에서 압출기 내로 공급하는 2개의 측면 공급기를 사용하여 첨가하였다. 이산화티탄은 제1 측면 공급기의 공급 포트 내로 공급된 표준 단축 공급기를 사용하여 공급하였다. 기어 펌프를 사용하여, 알파-토세페롤을 압출기의 협구 (throat) 내로 떨어지도록 배열하였다. 온도 프로필은 285 RPM의 스크류 속도로 380℉의 용융 온도를 달성하도록 이용하였다. 진공을 다이 축적을 일으킬 수 있는 습기 및(또는) 저분자량 물질을 제거하기 위해 압출기의 단부 부근에 인가하였다. 물질은 수중 펠렛화 시스템을 사용하여 펠렛화하였다. 생성되는 용융 유동 지수는 7 내지 9 g/10분이었다 (2.16 kg 추를 이용하여 Dynisco 용융 지수 시험기로 측정함). 화합시킨 후, 필름 샘플을 3.5 인치 단축 압출기 및 46-인치 다이를 사용하여 압출시켰다. 압출기는 7개 온도 대역, 제어된 온도의 용융물 펌프, 및 제어된 온도의 다이를 갖는다. 온도 프로필은 용융 온도 348℉ 및 스크류 속도 16 RPM이 달성되도록 배열되었다. 캐스팅을 위해 사용된 온도 프로필은 다음과 같았다: 270℉, 300℉, 310℉, 330℉, 330℉, 330℉, 330℉ (압출기 온도); 340℉ (용융물 펌프 온도); 및 320℉ (다이 온도).

필름을 캐스팅 롤 상에 놓고, 이어서 필름을 신장될 기계 방향 배향기 (MDO) 내에 넣었다. MDO는 120℉의 신장 온도를 갖는 3개 신장 대역이 약 4.0의 신장비를 생성시키도록 하는 형상이었다. 이어서 필름을 160℉ 온도에서 MDO를 떠나기 전에 어닐링시켰다. 이어서 신장된 필름의 다양한 특성을 시험하였다. 결과를 하기 표 1 및 2에 나타낸다.

액체/습기 투과 및 기계적 특성

샘플	필름 조성		WVTR (g/m²/24시간)	MD 연신 (%)	피크 MD 로드 (g_f/in)	하이드로헤드 (밀리바)
A	Ecoflex(등록상표)	50.00 wt%	6000	70	1750	96.6
	Omyacarb™ 2sst	50.00 wt%
B	Ecoflex(등록상표)	47.95 wt%	7500	60	1600	88.7
	Omyacarb™ 2sst	50.00 wt%
	TiO₂	2.00 wt%
	Irganox(등록상표) E 201	0.05 wt%
C	Ecoflex(등록상표)	45.95 wt%	8600	62	1765	-
	Omyacarb™ 2sst	50.00 wt%
	TiO₂	4.00 wt%
	Irganox(등록상표) E 201	0.05 wt%

세공 크기 및 부피 특성

샘플	총 침입 부피^* (mL/g)	중앙 세공 직경^* (㎛)	평균 세공 직경^* (㎛)
A	0.1684	2.8129	2.7244
B	0.1610	3.0334	2.9627
C	0.1293	3.5374	3.1339

나타낸 바와 같이, 샘플 B (일차 및 이차 충전제를 함유함)는 통기성이 샘플 A (일차 충전제만을 함유함)보다 더 컸다. 또한, 충전제 총량이 보다 작은 입자의 첨가에 의해 증가될 때, 세공의 총 부피는 감소하였다. 그러나, 이와 반대로, 평균 세공 크기는 증가하였고, 이는 세공 구조가 공극 대 공극 연결성에 의해 또는 세공 크기의 증가를 통해 보다 효과적으로 되었음을 나타낸다. 추가로, 인장 특성은 충전제 총량이 증가되었다는 사실에도 불구하고 일정하게 유지되었다.

실시예 2

생분해성 필름은 바스프로부터 상품명 "Ecoflex(등록상표) F BX 7011"으로 입수가능한 지방족-방향족 코폴리에스테르를 사용하여 제조하였다. 4군의 필름 샘플을 제조하였다. 제1 군의 필름 샘플 ("샘플 C")은 Ecoflex(등록상표) 코폴리에스테르 및 오미야 인크.로부터 상품명 "Omyacarb™ 2sst"로 입수가능한 탄산칼슘 충전제를 함유하였다. 제2 군의 필름 샘플 ("샘플 D")은 Ecoflex(등록상표) 코폴리에스테르, "Omyacarb™ 2sst" 탄산칼슘 충전제 및 듀퐁으로부터 상품명 "R101"로 입수가능한 이산화티탄 충전제를 함유하였다. 제3 군의 필름 샘플 ("샘플 E")은 Ecoflex(등록상표) 코폴리에스테르 및 스페셜티 미네랄즈, 인크로부터 상품명 "MD1517"로 입수가능한 미크라이트 탄산칼슘 충전제를 함유하였다. 마지막으로, 제4 군의 필름 샘플 ("샘플 F")은 Ecoflex(등록상표) 코폴리에스테르, "MD1517" 미크라이트 탄산칼슘 충전제 및 "R101" 이산화티탄 충전제를 함유하였다. 각 군의 샘플의 조성은 표 3에 상세하게 제시된다.

필름 샘플을 형성하기 위해, Ecoflex(등록상표) 코폴리에스테르를 처음에 콘에어 (ConAir) 데시칸트 건조기를 사용하여 100 ppm으로 건조시키고 애리조나 인스트루먼츠 (Arizona Instruments) Computrac Vapor Pro 습기 분석기를 사용하여 측정하였다. 이어서, 각 군의 원료 물질을 워너 앤 플라이더러 ZSK-30 2축 화합 압출기를 사용하여 화합하였다. 온도 프로필은 용융 온도 200℃ 및 스크류 속도 150 RPM을 생성시키도록 이용하였다. 4-홀 스트랜드 다이는 스트랜드를 펠렛화되기 전에 냉각 벨트 상에 놓았다. 생성되는 용융 유동 지수는 5 내지 7 g/10분 (2.16 kg 추를 이용하여 Tinius Olson 용융 지수 시험기로 측정함)이었다. 화합시킨 후, 필름 샘플은 8-인치 다이를 갖는 HAAKE (써모 일렉트론 코퍼레이션 (Thermo Electron Corporation, 미국 매사추세츠주 워번) Rheocord 90 벤치탑 (benchtop) 단축 압출기를 사용하여 압출하였다. 압출기는 3개 온도 대역, 제어된 온도의 용융물 펌프, 및 제어된 온도의 다이를 가졌다. 온도 프로필은 용융 온도 175℃ 및 스크류 속도 85 RPM이 달성되도록 배열되었다. 캐스팅을 위해 사용된 온도 프로필은 다음과 같았다: 160℃, 170℃ 및 170℃ (압출기 온도); 170℃ (용융물 펌프 온도); 및 160℃ (다이 온도).

이어서, 각각의 필름을 폭 약 14.0 cm, 길이 약 16.0 cm의 시트로 절단하였다. 필름을 840 mm/분의 속도로 그 원래 길이의 약 470% (스트레인)로 신장시켜, 2200%/분의 신장 및 350%의 연신을 일으켰다. 신장된 필름은 두께가 1.0 내지 2.0 mil (즉, 약 25 내지 약 50 ㎛)이었다. 신장된 필름의 다양한 특성을 시험하였다. 결과를 하기 표 3에 제시한다.

신장된 필름 샘플의 특성

샘플	필름 조성		WVTR (g/m²/24시간)
C	Ecoflex(등록상표)	50.00 wt%	6020
C	Omycarb™ 2sst	50.00 wt%	6020
D	Ecoflex(등록상표)	50.00 wt%	6318
	Omycarb™ 2sst	48.00 wt%
	TiO₂	2.00 wt%
E	Ecoflex(등록상표)	50.00 wt%	7150
E	MD1517	50.00 wt%	7150
F	Ecoflex(등록상표)	50.00 wt%	8974
	MD1517	48.00 wt%
	TiO₂	2.00 wt%

나타낸 바와 같이, 샘플 D (일차 및 이차 충전제를 함유함)는 통기성이 샘플 C (일차 충전제만을 함유함)보다 더 컸다. 마찬가지로, 샘플 F (일차 및 이차 충전제를 함유함)는 통기성이 샘플 E (일차 충전제만을 함유함)보다 더 컸다. 샘플 C 및 D의 SEM 사진이 각각 도 5-6에 제시된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플 C는 그 내부에 큰 세공 (314) (그 중 하나를 세공 둘레에 그려진 원으로 표시한다)이 형성된 생분해성 중합체 매트릭스 (316)을 포함하였다. 그러나, 큰 세공 (314)의 셀 벽 (317)에서는 세공 형성이 거의 또는 전혀 존재하지 않았다. 이와 반대로, 도 6에 도시된 바와 같이, 샘플 D는 그 내부에 작은 세공 (315)와 큰 세공 (314) (그 중 하나를 세공 둘레에 그려진 원으로 표시한다)가 형성된 생분해성 중합체 매트릭스 (316)을 포함하였다. 작은 세공 (315)는 큰 세공 (314)의 셀 벽 (317)에 형성되어, 수증기 투과를 위한 추가의 통로를 제공한다. 도시된 바와 같이, 에워싸인 큰 세공 (314)는 길이가 약 15 ㎛인 반면, 작은 세공 (315)는 길이가 약 5 ㎛이었다.

본 발명은 그의 구체적인 실시태양에 관하여 상세히 설명되지만, 상기 내용을 이해하면 당업계의 숙련인은 이들 실시태양에 대한 변경, 변동 및 균등물을 쉽게 알 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위 및 그에 대한 임의의 균등물의 범위로서 평가되어야 한다.

Claims

생분해성 중합체 매트릭스 내에 분산된 제1 충전 입자 및 제2 충전 입자를 포함하는 베이스층을 갖는 통기성 필름으로서, 제1 충전 입자는 베이스층의 약 25 wt% 내지 약 75 wt%를 구성하고 제2 충전 입자는 베이스층의 약 0.1 wt% 내지 약 10 wt%를 구성하고, 여기서 제1 충전 입자의 평균 크기 대 제2 충전 입자의 평균 크기의 비율은 약 2 내지 약 100이고, 필름은 약 2,000 g/m²/24시간 이상의 수증기 투과율 및 약 800 g-힘/인치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타내는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제1 충전 입자의 평균 크기 대 제2 충전 입자의 평균 크기의 비율이 약 5 내지 약 50인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제1 충전 입자의 평균 크기 대 제2 충전 입자의 평균 크기의 비율이 약 10 내지 약 20인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제1 충전 입자의 평균 입자 크기가 약 0.5 내지 약 10 ㎛이고, 제2 충전 입자의 평균 크기가 약 0.01 내지 약 5 ㎛인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제1 충전 입자의 평균 입자 크기가 약 2 내지 약 6 ㎛이고, 제2 충전 입자의 평균 크기가 약 0.1 내지 약 1 ㎛인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제1 충전 입자 및 제2 충전 입자가 함께 베이스층의 약 30 wt% 내지 약 75 wt%를 구성하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제1 충전 입자 및 제2 충전 입자가 함께 베이스층의 약 40 wt% 내지 약 65 wt%를 구성하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제1 충전 입자가 베이스층의 약 40 wt% 내지 약 60 wt%를 구성하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제2 충전 입자가 베이스층의 약 1 wt% 내지 약 4 wt%를 구성하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제1 충전 입자가 탄산칼슘을 함유하는 것인 통기성 필름.
제10항에 있어서, 탄산칼슘의 순도가 적어도 약 95 wt%인 통기성 필름.
제10항에 있어서, 탄산칼슘이 카리브해 (Caribbean) 미크라이트 (micritic) 탄산칼슘인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 제2 충전 입자가 이산화티탄을 함유하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 생분해성 중합체 매트릭스가 지방족 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르, 지방족-방향족 코폴리에스테르 또는 이들의 조합물로부터 형성되는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 생분해성 중합체 매트릭스가 유리 전이 온도가 약 0℃ 이하인 중합체를 함유하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 생분해성 중합체 매트릭스가 융점이 약 80℃ 내지 약 160℃인 중합체를 함유하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 생분해성 중합체 매트릭스가 수평균 분자량이 약 50,000 내지 약 100,000 달톤이고 중량 평균 분자량이 약 75,000 내지 약 150,000 달톤인 중합체를 함유하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 생분해성 중합체 매트릭스가 베이스층의 약 25 wt% 내지 약 70 wt%를 구성하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 생분해성 중합체 매트릭스가 베이스층의 약 35 wt% 내지 약 60 wt%를 구성하는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 윤활제를 추가로 포함하는 통기성 필름.
제1항에 있어서, 필름의 수증기 투과율이 약 5,000 g/m²-24시간 이상인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 필름의 수증기 투과율이 약 7,000 g/m²-24시간 이상인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 필름이 약 1200 g-힘/인치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타내는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 필름이 약 1500 g-힘/인치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타내는 것인 통기성 필름.
제1항에 있어서, 필름의 세공 부피가, 제2 충전 입자를 갖지 않고 다른 부분 은 동일한 필름의 세공 부피보다 더 작은 통기성 필름.
제1항의 필름에 라미네이팅된 부직웹 물질을 포함하는 통기성 라미네이트.
실질적으로 액체 불투과층과 액체 투과층 사이에 배치된 흡수 코어를 포함하는 흡수용품으로서, 실질적으로 액체 불투과층은 제26항의 통기성 라미네이트를 포함하는 것인 흡수용품.
제27항에 있어서, 실질적으로 액체 불투과층이 흡수용품의 외부 커버를 형성하는 것인 흡수용품.
생분해성 중합체, 제1 충전 입자 및 제2 충전 입자를 화합하여 중합체 조성물을 형성하는 단계로서, 제1 충전 입자는 중합체 조성물의 약 25 wt% 내지 약 75 wt%를 구성하고, 제2 충전 입자는 중합체 조성물의 약 0.1 wt% 내지 약 10 wt%를 구성하고, 여기서 제1 충전 입자의 평균 크기 대 제2 충전 입자의 평균 크기의 비율은 약 2 내지 약 100인 단계;

중합체 조성물을 압출시켜 전구체 필름을 형성하는 단계; 및

전구체 필름을 기계 방향, 횡기계 방향 또는 두 방향으로 신장시키는 단계로서, 신장된 필름은 약 2,000 g/m²/24시간 이상의 수증기 투과율 및 약 800 g-힘/인 치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타내는 단계

를 포함하는, 통기성 필름을 형성하는 방법.
제29항에 있어서, 생분해성 중합체를 화합 전에 약 500 ppm 이하의 함습도로 건조시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
제29항에 있어서, 화합이 코-니더 (Ko-Kneader) 압출기를 사용하여 달성되는 것인 방법.
제29항에 있어서, 전구체 필름이 약 2.0 내지 약 6.0의 연신비에서 기계 방향으로 신장되는 것인 방법.
제29항에 있어서, 전구체 필름이 약 15℃ 내지 약 60℃의 온도에서 신장되는 것인 방법.
제29항에 있어서, 신장된 필름이 부직웹 물질에 결합시켜 라미네이트를 형성하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제29항에 있어서, 제1 충전 입자의 평균 크기 대 제2 충전 입자의 평균 크기의 비율이 약 5 내지 약 50인 방법.
제29항에 있어서, 제1 충전 입자의 평균 입자 크기가 약 0.5 내지 약 10 ㎛이고, 제2 충전 입자의 평균 크기가 약 0.01 내지 약 5 ㎛인 방법.
제29항에 있어서, 제1 충전 입자의 평균 입자 크기가 약 2 내지 약 6 ㎛이고, 제2 충전 입자의 평균 크기가 약 0.1 내지 약 1 ㎛인 방법.
제29항에 있어서, 제1 충전 입자 및 제2 충전 입자가 함께 중합체 조성물의 약 30 wt% 내지 약 75 wt%를 구성하는 것인 방법.
제29항에 있어서, 제1 충전 입자가 중합체 조성물의 약 40 wt% 내지 약 60 wt%를 구성하는 것인 방법.
제29항에 있어서, 제2 충전 입자가 중합체 조성물의 약 1 wt% 내지 약 4 wt%를 구성하는 것인 방법.
제29항에 있어서, 생분해성 중합체가 지방족 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르, 지방족-방향족 코폴리에스테르 또는 이들의 조합물인 방법.
제29항에 있어서, 필름의 수증기 투과율이 약 5,000 g/m²-24시간 이상인 방법.
제29항에 있어서, 필름의 수증기 투과율이 약 7,000 g/m²-24시간 이상인 방법.
제29항에 있어서, 필름이 약 1200 g-힘/인치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타내는 것인 방법.
제29항에 있어서, 필름이 약 1500 g-힘/인치 이상의 기계 방향 피크 로드를 나타내는 것인 방법.
제29항에 있어서, 필름의 세공 부피가, 제2 충전 입자를 갖지 않고 다른 부분은 동일한 필름의 세공 부피보다 더 작은 방법.