KR20140027228A

KR20140027228A - 다층 탄성 필름

Info

Publication number: KR20140027228A
Application number: KR20137029391A
Authority: KR
Inventors: 숀 이 젠킨스
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2014-03-06
Also published as: EP2707221A4; MX2013012693A; WO2012153215A3; WO2012153215A2; EP2707221A2; US20120288696A1; AU2012252070A1; BR112013027939A2

Abstract

본 발명은, 다수의 교호되는 공압출된 제1 및 제2 미세층을 포함하며, 여기서 제1 미세층은 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물을 포함하고, 또한 여기서 제2 미세층은 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 포함하는 것인 다중-미세층 필름에 관한 것이다. 다중-미세층 필름은 비교적 저비용으로 우수한 탄성 성능을 제공한다.

Description

다층 탄성 필름 {MULTI-LAYER ELASTIC FILMS}

신체의 윤곽에 보다 잘 핏팅(fitting)되도록 제품의 능력을 향상시키기 위해, 탄성 시트 물질이 통상적으로 제품 (예를 들어, 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 가먼트 등) 내에 혼입된다. 예를 들어, 탄성 복합체는 탄성 시트 물질 및 하나 이상의 부직 웹 외장재로부터 형성될 수 있다. 부직 웹 외장재는 그 자체로 연신성일 수 있다. 대안적으로, 부직 웹 외장재는, 부직 웹 외장재가 이완되었을 때 탄성 시트 물질에 접합되는 위치들 사이에서 개더링(gathering)될 수 있도록, 탄성 시트 물질이 신장된 상태에 있는 동안 탄성 시트 물질에 연결될 수 있다. 생성되는 탄성 복합체는 접합 위치들 사이에서 개더링된 부직 웹 외장재가 탄성 필름을 연장시킬 수 있는 정도까지 신장가능하다.

탄성 시트 물질은 바람직하게는, 탄성 시트 물질이 일정 기간에 걸쳐 장력을 유지한다는 점에서 우수한 탄성을 갖는다. 예를 들어, 탄성 허리밴드에서, 허리밴드는 착용 동안 그의 장력을 유지하는 것 (즉, 감소된 장력은 허리밴드 및 제품이 느슨해지기 시작하게 할 수 있음)이 바람직하다. 짐작할 수 있는 바와 같이, 일반적으로 탄성 시트 물질의 제조에 유용한 탄성 중합체의 비용과 성능 사이의 직접적 상관관계가 존재하며, 즉 보다 고성능 물질은 보다 고비용이 든다. 따라서, 저비용을 유지하면서 우수한 탄성 성능 (즉, 고가치)을 달성하는 것이 바람직하다.

따라서, 탄성 성능에 있어 우수한 가치를 제공하는 새로운 탄성 물질에 대한 필요성이 존재한다.

발명의 요약

본 발명은, 다수의 교호되는 공압출된 제1 및 제2 미세층(microlayer)을 포함하며, 여기서 제1 미세층은 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물을 포함하고, 또한 여기서 제2 미세층은 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 포함하는 것인 다중-미세층 필름에 관한 것이다.

한 측면에서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물은 약 40 wt.% 내지 약 95 wt.%의 메탈로센 촉매화된 엘라스토머를 포함한다. 일부 실시양태에서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물은 약 40 wt.% 내지 약 95 wt.%의, 약 0.89 그램/cc 미만의 밀도를 갖는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 다른 알파-올레핀 단독중합체 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체를 포함한다. 다른 실시양태에서, 스티렌계 블록 공중합체 조성물은 약 5 wt.% 내지 약 60 wt.%의 스티렌계 블록 공중합체를 포함한다. 추가의 실시양태에서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물은 다중-미세층 필름의 약 40 wt.% 내지 약 95 wt.%를 구성하고, 스티렌계 블록 공중합체 조성물은 다중-미세층 필름의 약 5 wt.% 내지 약 60 wt.%를 구성한다.

또 다른 측면에서, 각각의 미세층은 약 .05 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터의 두께를 갖는다. 일부 실시양태에서, 다중-미세층 필름은 약 5 내지 약 500 마이크로미터의 두께를 갖는다. 다른 실시양태에서, 다중-미세층 필름은 약 8 내지 약 4,000개의 미세층을 포함한다.

추가의 측면에서, 다중-미세층 필름은 동일한 기본 중량의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 및 스티렌계 블록 공중합체를 갖는 비-적층 필름에 비해 20% 초과로 더 큰 MD 모듈러스를 갖는다. 일부 실시양태에서, 다중-미세층 필름은 동일한 기본 중량의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 및 스티렌계 블록 공중합체를 갖는 비-적층 필름에 비해 20% 초과로 더 큰 CD 모듈러스를 갖는다.

또한 추가의 측면에서, 부직 복합체는 부직 물질 및 부직 물질에 라미네이팅된 상기에 기재된 다중-미세층 필름을 포함한다. 일부 실시양태에서, 흡수성 용품은 외부 커버, 외부 커버에 연결된 신체측 라이너, 및 외부 커버와 신체측 라이너 사이에 배치된 흡수성 코어를 포함하고, 여기서 흡수성 용품은 상기에 기재된 부직 복합체를 포함한다.

또 다른 실시양태에서, 다중-미세층 필름의 제조 방법은,

엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 제공하는 단계;

엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 공압출하는 단계;

엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 다수의 교호 층으로 분할하는 단계; 및

다수의 교호 층을 교호되는 공압출된 미세층을 갖는 다중-미세층 필름으로 형성하는 단계

를 포함한다.

한 측면에서, 방법의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물은 약 10 wt.% 내지 약 50 wt.%의 메탈로센 촉매화된 엘라스토머를 포함한다. 일 실시양태에서, 스티렌계 블록 공중합체 조성물은 약 10 wt.% 내지 약 50 wt.%의 스티렌계 블록 공중합체를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물은 다중-미세층 필름의 약 50 wt.% 내지 약 90 wt.%를 구성하고, 스티렌계 블록 공중합체 조성물은 다중-미세층 필름의 약 10 wt.% 내지 약 50 wt.%를 구성한다.

또 다른 측면에서, 방법의 각각의 미세층은 약 0.05 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터의 두께를 갖는다. 일부 실시양태에서, 다중-미세층 필름은 약 5 내지 약 500 마이크로미터의 두께를 갖는다. 다른 실시양태에서, 다중-미세층 필름은 약 8 내지 약 4,000개의 미세층을 포함한다.

추가의 측면에서, 방법의 다중-미세층 필름은 동일한 기본 중량의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 및 스티렌계 블록 공중합체를 갖는 비-적층 필름에 비해 20% 초과로 더 큰 MD 모듈러스를 갖는다. 일부 실시양태에서, 다중-미세층 필름은 동일한 기본 중량의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 및 스티렌계 블록 공중합체를 갖는 비-적층 필름에 비해 20% 초과로 더 큰 CD 모듈러스를 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시양태에 따른 미세층 중합체 필름의 제조를 위한 공압출 시스템의 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 공압출 시스템에서 이용되는 다중화 다이 부재 및 다중화 방법을 나타내는 개략도이다.
도 3은 다양한 필름의 대표적 단면도를 보여주는 주사 전자 현미경법 (SEM) 현미경 사진이다.
도 4는 다양한 샘플 필름의 인장 특성을 도시한 차트이다.
도 5는 다양한 샘플 필름의 히스테리시스(hysteresis) 특성을 도시한 차트이다.

발명의 상세한 설명

본 발명은, 개인 위생용 흡수 제품과 같은 용도에서 사용하기에 충분한 탄성을 갖는 탄성 다중-미세층 중합체 필름을 포함한다. 미세층 중합체 필름의 공압출 방법을 포함하는 본 발명의 실시양태의 상세한 설명을 하기에 기재하고, 그 후 필름의 용도 및 특성 및 필름의 특정 예를 기재한다.

본 발명은, 용융 압출가능한 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 및 용융 압출가능한 스티렌계 블록 공중합체 조성물의 교호 층의 공압출에 의해 제조되는 탄성 다중-미세층 중합체 필름에 관한 것이다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 중합체는 고체 상태에서 신장가능하다.

본 발명은, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 미세층 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물의 미세층의 다중-미세층 어셈블리로 구성된 다중-미세층 필름을 포함한다. 정의상, "다중-미세층"은, 필름이 제조되는 공정에 기초하여, 각각의 미세층이 미세층의 상부 및 하부의 층과 부분적으로 통합되거나 접착된, 다수의 교호 층을 갖는 필름을 의미한다. 이는, 통상적인 공압출 필름 제조 장비가 단지 몇몇 층을 갖는 필름을 형성하고, 각각의 층이 일반적으로 다중-미세층 필름에서보다 상호 층에 대해 더욱 분리되어 있고 개별적인 "다층" 필름과 대조적인 것이다.

다중-미세층 필름은, 개인 위생용 및 의료용 제품에서 필름 성분으로서 사용하기 위해, 향상된 인성 및 가요성, 감소된 모듈러스, 향상된 인성, 및 향상된 회복성을 갖는 엘라스토머 특징을 갖도록 디자인된다. 이들 필름은 연성이고 엘라스토머인 물품의 생성에 유용하다. 정의상, "엘라스토머" 또는 "향상된 회복성"은, 필름 또는 물품이 신장력에 의해 그의 원래의 길이로부터 신장되는, 또한 신장력의 해제시 대략 원래의 길이로 빠르게 되돌아가는 능력을 의미한다.

본 발명의 다중-미세층 중합체 필름은 라미네이트 구조를 형성하는 다수의 공압출된 미세층을 포함한다. 공압출된 미세층은 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물을 포함하는 다수의 제1 층 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 포함하는 다수의 제2 층을 포함한다. 다수의 제1 층 및 다수의 제2 중합체 층은 일련의 평행한 반복되는 라미네이트 단위로 배열된다. 각각의 라미네이트 단위는 하나 이상의 제1 층 및 하나 이상의 제2 층을 포함한다. 일부 실시양태에서, 각각의 라미네이트 단위는, 공압출된 미세층이 제1 층과 제2 층 사이에서 교호되도록 제1 층에 라미네이팅된 하나의 제2 층 (즉, A/B 배열)을 갖는다. 대안적으로, 라미네이트 단위는 3개 이상의 층, 예를 들어 A/B/A 배열을 가질 수 있다.

A/B 라미네이트 단위의 경우, 생성되는 다중-미세 적층 필름은 A/B/A/B...A/B로서 배열되며, 여기서 한쪽은 항상 A이고 다른 쪽은 항상 B이다.

A/B/A 배열의 경우, 생성되는 다중-미세 적층 필름은 A/B/A/A/B/A/AB/A...A/B/A로서 배열된다. 이 경우, 다중-미세 적층 필름의 양쪽은 항상 A이다. 추가로, 다중-미세 적층 필름 내에 매립된 인접한 A/A 층이 존재한다. 미세층을 계수할 때, 동일한 조성의 인접한 층은 하나의 층으로서 계수된다. 예를 들어, A/A 배열은 단지 하나의 층으로서 계수된다.

신장 동안, 다층 필름은, 신장 방향에 대해 수직 방향으로, 또한 z-방향 (두께 방향)으로 치수가 변할 수 있다. 전형적으로, 이는 신장 방향에 대해 수직 방향으로 수축되고, z-방향으로 수축된다.

중합체 필름에서 각각의 미세층은 약 0.05 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터의 두께를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 각각의 미세층은 약 100 마이크로미터를 초과하지 않는 두께를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 각각의 미세층은 약 50 마이크로미터를 초과하지 않는 두께를 갖는다. 보다 특별하게는, 각각의 미세층은 0.5 마이크로미터 이상의 두께를 갖는다. 또한 또 다른 실시양태에서, 각각의 미세층은 약 1 마이크로미터 이상의 두께를 갖는다. 또한 또 다른 실시양태에서, 필름의 미세층은 약 0.1 마이크로미터 내지 약 90 마이크로미터의 두께를 갖는다. 그러나, 미세층은, 이들이 미세층의 부분 통합 또는 강한 접착으로 인해 미세층 공압출 후에 실질적으로 박리되지 않기 때문에 높은 일체성 및 강도를 갖는 라미네이트 필름을 형성한다. 미세층은 2개 이상의 층이 개개의 층 사이에 강한 커플링을 갖는 단일체 필름으로 조합될 수 있게 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "단일체 필름"은, 서로에게 접착되어 단일 단위로서 기능하는 다중 층을 갖는 필름을 의미한다.

본 발명의 필름 내의 미세층의 수는 약 8 내지 약 4000개의 수, 또한 또 다른 실시양태에서는 약 16 내지 약 2048개의 수로 폭넓게 달라진다. 그러나, 각각의 미세층의 두께에 기초하여, 필름 내의 미세층의 두께는 요망되는 전체 필름 두께에 의해 결정된다. 일 실시양태에서, 다중-미세층 필름은 약 5 내지 약 500 마이크로미터의 두께를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 필름은 약 10 내지 약 300 마이크로미터의 두께를 갖는다. 또한 또 다른 실시양태에서, 필름은 약 40 내지 약 200 마이크로미터의 두께를 갖는다. 필름의 기본 중량은 일부 실시양태에서 약 10 gsm (입방미터 당 그램) 내지 약 100 gsm, 다른 실시양태에서는 약 30 gsm 내지 약 80 gsm의 범위일 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "용융-압출가능한 중합체"는, ASTM D1238에 기초하여, 약 0.1 그램/10분 이상의 용융 유량 (MFR) 값을 갖는 열가소성 물질을 의미한다. 보다 특별하게는, 적합한 용융-압출가능한 중합체의 MFR 값은 약 0.1 g/10분 내지 약 100 g/10분의 범위이다. 또 다른 실시양태에서, 적합한 용융-압출가능한 중합체의 MFR 값은 약 0.2 g/10분 내지 약 50 g/10분의 범위이다. 또한 또 다른 실시양태에서, MFR 값은 요망되는 수준의 가공성을 제공하기 위해 약 .4 g/10분 내지 약 50 g/10분의 범위이다.

더욱 더 특별하게는, 본 발명에서 사용하기에 적합한 용융-압출가능한 탄성 중합체는 고체 상태에서 신장가능하고 탄성이어서 다중-미세 적층 필름의 신장 및 회복을 가능하게 한다. 고체 상태에서의 신장은 열가소성 중합체의 융점 미만의 온도에서의 신장을 의미한다.

ASTM-D882-02에 따라 기계 방향 배향으로 시험하는, 공학 인장 파쇄 응력 (피크 로드에서의 힘을 원래의 시편의 단면적으로 나눈 것)이 필름의 강도 측정에 유용하다. 일부 실시양태에서 인장 파쇄 응력은 약 250 내지 1000 psi의 범위일 수 있다. 다른 실시양태에서 인장 파쇄 응력은 약 700 내지 1500 psi의 범위일 수 있다. 또 다른 실시양태에서 인장 파쇄 응력은 약 800 내지 약 2500 psi의 범위일 수 있다.

다중-미세층 필름의 일부 미세층은 바람직하게는 열가소성, 용융 압출가능한 엘라스토머 폴리올레핀 중합체로 구성된다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 폭넓게 다양한 용융 압출가능한 엘라스토머 폴리올레핀 중합체가 존재한다. 미세층은 필름 형성에 적합한 임의의 탄성 폴리올레핀 중합체로부터 제조될 수 있다. 단독으로 또는 다른 중합체와 조합하여 본 발명에서 사용하기에 적합한 필름 형성 탄성 폴리올레핀 중합체는, 단지 예로서, "메탈로센", "구속 기하구조" 또는 "단일-위치" 촉매에 의해 제조된 탄성 폴리올레핀을 포함한다. 적합한 올레핀계 엘라스토머는 약 0.89 그램/cc 미만의 밀도를 갖는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 다른 알파-올레핀 단독중합체 및 공중합체를 포함한다. 이러한 촉매 및 중합체의 예는 미국 특허 번호 5,472,775 (Obijeski et al.); 미국 특허 번호 5,451,450 (Erderly et al.); 미국 특허 번호 5,278,272 (Lai et al.); 미국 특허 번호 5,272,236 (Lai et al.); 미국 특허 번호 5,204,429 (Kaminsky et al.); 미국 특허 번호 5,539,124 (Etherton et al.); 및 미국 특허 번호 5,554,775 (Krishnamurti et al.)에 기재되어 있고; 이들의 전체 내용은 본원에 참고로 도입된다. 상기 오비제스키(Obijeski) 및 라이(Lai)의 특허에는, 폴리올레핀 엘라스토머의 예, 및 추가로 저밀도 폴리에틸렌 엘라스토머의 예가 더 다우 케미칼 컴파니(The Dow Chemical Company)로부터 상표명 어피니티(AFFINITY)로, 엑손모빌 케미칼 컴파니(ExxonMobil Chemical Company)로부터 상표명 이그젝트(EXACT)로, 또한 듀폰 다우 엘라스토머즈 엘엘씨(Dupont Dow Elastomers, L.L.C.)로부터 상표명 잉게이지(ENGAGE)로 상업적으로 입수가능하다고 교시되어 있다. 또한, 프로필렌-에틸렌 공중합체 플라스토머 및 엘라스토머의 예는 더 다우 케미칼 컴파니로부터 상표명 베르시파이(VERSIFY)로, 또한 엑손모빌 케미칼 컴파니로부터 상표명 비스타맥스(VISTAMAXX)로 상업적으로 입수가능하다.

본 발명의 필름의 일부 미세층은 바람직하게는 탄성 블록 공중합체 조성물로 구성된다. 적합한 열가소성 블록 공중합체 엘라스토머는 화학식 A-B-A' (여기서, A 및 A'는 각각 스티렌계 모이어티를 함유하는 열가소성 중합체 말단블록, 예컨대 폴리(비닐 아렌)이고, B는 엘라스토머 중합체 중간블록, 예컨대 공액 디엔 또는 저급 알켄 중합체임)를 갖는 블록 공중합체로부터 제조되는 것들이다. 또한, 블록 공중합체의 예는, 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌) 엘라스토머 블록 공중합체와 같은, 실질적으로 폴리(에틸렌-프로필렌) 단량체로 수소화된 이소프렌 단량체 단위를 갖는 A-B-A-B 사블록 중합체를 포함한다. 이러한 스티렌-올레핀 블록 공중합체의 예는, 스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌), 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌, 스티렌-(에틸렌-부틸렌)-스티렌-(에틸렌-부틸렌), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌-(에틸렌-프로필렌), 및 스티렌-에틸렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌을 포함한다. 이들 블록 공중합체는 선형, 방사형 또는 별형 분자 구성을 가질 수 있다. 구체적 예로서, 엘라스토머의 예는, 크라톤 폴리머즈 엘엘씨(Kraton Polymers LLC)로부터 상표명 크라톤(KRATON)으로 입수가능한 (폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌) 블록 공중합체, 또한 미국 특허 번호 4,663,220, 4,323,534, 4,834,738, 5,093,422, 5,304,599, 및 5,332,613에 기재된 것들과 같은 폴리올레핀/크라톤 블렌드를 포함할 수 있으며, 상기한 참고문헌의 전체 내용은 본원에 참고로 도입된다. 또한 다른 적합한 공중합체는, 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 덱스코 폴리머즈(Dexco Polymers)로부터 상표명 벡터(VECTOR)®로 입수가능한 S-I-S 및 S-B-S 엘라스토머 공중합체를 포함한다.

다른 첨가제, 예컨대 용융 안정화제, 가교 촉매, 프로-라드(pro-rad) 첨가제, 가공 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 항산화제, 열 노화 안정화제, 표백제, 블록킹방지제, 접합제, 점착부여제, 점도 조절제 등이 또한 미세층 내에 혼입될 수 있다. 적합한 점착부여제 수지의 예는, 예를 들어, 수소화된 탄화수소 수지를 포함할 수 있다. 레갈레즈(REGALREZ)™ 탄화수소 수지가 이러한 수소화된 탄화수소 수지의 예이며, 이는 이스트만 케미칼(Eastman Chemical)로부터 입수가능하다. 다른 점착부여제는 엑손모빌로부터 에스코레즈(ESCOREZ)™ 명칭으로 입수가능하다. 폴리에틸렌 왁스 (예를 들어, 이스트만 케미칼로부터의 에폴렌(EPOLENE)™ C-10)와 같은 점도 조절제 또한 사용할 수 있다. 포스파이트 안정화제 (예를 들어, 미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)로부터 입수가능한 이르가포스(IRGAFOS), 및 미국 오하이오주 도버 소재의 도버 케미칼 코포레이션(Dover Chemical Corp.)으로부터 입수가능한 도버포스(DOVERPHOS))가 용융 안정화제의 예이다. 추가로, 장애 아민 안정화제 (예를 들어, 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 입수가능한 키마소르브(CHIMASSORB))가 열 및 광 안정화제의 예이다. 또한, 장애 페놀은 미세층 필름의 제조에서 항산화제로서 통상적으로 사용된다. 일부 적합한 장애 페놀은 시바 스페셜티 케미칼즈로부터 상표명 "이르가녹스(Irganox)®", 예컨대 이르가녹스® 1076, 1010, 또는 E 201로 입수가능한 것들을 포함한다. 또한, 접합제를 필름에 첨가하여 추가 물질 (예를 들어, 부직 웹)에 대한 필름의 접합을 촉진시킬 수 있다. 전형적으로, 이러한 첨가제 (예를 들어, 점착부여제, 항산화제, 안정화제 등)는 각각 필름의 약 0.001 wt.% 내지 약 25 wt.%, 일부 실시양태에서는 약 0.005 wt.% 내지 약 20 wt.%, 또한 일부 실시양태에서는 0.01 wt.% 내지 약 15 wt.%의 양으로 존재한다.

미세층 필름의 통기성은 미세층 필름의 층 내로의 미립자 충전제의 혼입에 의해 달성될 수 있다. 미립자 충전제 물질은 미세층 내에 불연속성을 생성시켜 필름을 통한 이동을 위한 수증기의 통로를 제공한다. 미립자 충전제 물질은 또한, 미세층 필름이 유체를 흡수하거나 고정시키는 능력을 향상시키고, 필름의 생분해를 향상시키고, 다공성-개시 탈결합(debonding) 위치를 제공하여 미세층 필름의 신장시 기공의 형성을 향상시키고, 미세층 필름의 가공성을 개선시키고, 미세층 필름의 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 추가로, 윤활제 및 이형제는 필름의 신장 동안 미세공극의 형성 및 필름 내의 다공성 구조의 발달을 촉진시킬 수 있고, 충전제-수지 계면에서의 접착 및 마찰을 감소시킬 수 있다. 충전제 물질 상에 코팅된 계면활성제와 같은 표면 활성 물질은 필름의 표면 에너지를 감소시키거나, 필름의 친수성을 증가시키거나, 필름 점착성을 감소시키거나, 윤활을 제공하거나, 또는 필름의 마찰 계수를 감소시킬 수 있다.

적합한 충전제 물질은 유기 또는 무기물일 수 있고, 바람직하게는 개개의, 분리된 입자 형태이다. 적합한 무기 충전제 물질은, 금속 산화물, 금속 수산화물, 금속 탄산염, 금속 황산염, 각종 점토, 실리카, 알루미나, 분말화된 금속, 유리 미소구체, 또는 공동 공극(vugular void)-함유 입자를 포함한다. 특히 적합한 충전제 물질은 탄산칼슘, 황산바륨, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 황산마그네슘, 탄산바륨, 카올린, 탄소, 카본 블랙, 흑연, 그래핀, 및 다른 주로 탄소질의 고체, 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 및 이산화티타늄을 포함한다. 또한 다른 무기 충전제는 보다 높은 종횡비를 갖는 입자를 갖는 것들, 예컨대 활석, 운모 및 규회석을 포함할 수 있다. 적합한 유기 충전제 물질은, 예를 들어, 라텍스 입자, 열가소성 엘라스토머의 입자, 펄프 분말, 목재 분말, 셀룰로스 유도체, 키틴, 키토산 분말, 고도 결정질의 분말, 고융점 중합체, 고도 가교된 중합체의 비드, 오르가노실리콘 분말, 및 초흡수성 중합체, 예컨대 폴리아크릴산의 분말 또는 입자 등, 뿐만 아니라 이들의 조합 및 유도체를 포함한다. 초흡수성 중합체 또는 다른 초흡수성 물질의 입자는 미세층 필름 내의 유체 고정을 제공할 수 있다. 이들 충전제 물질은 미세층 필름의 인성, 연성, 불투명성, 증기 수송률 (통기성), 생분해성, 유체 고정 및 흡수, 피부 건강, 및 다른 유익한 특성을 향상시킬 수 있다.

계면활성제는 필름의 친수성 및 습윤성을 증가시키며 필름의 수증기 투과성을 향상시킬 수 있고, 중합체 중의 충전제 분산성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 계면활성제 또는 표면 활성 물질을 중합체와 블렌딩하여 엘라스토머 층을 형성하거나 또는 다르게는 미립자 충전제 물질 상에 혼입한 후 충전제 물질을 엘라스토머 중합체와 혼합할 수 있다. 적합한 계면활성제 또는 표면 활성 물질은 약 6 내지 약 18의 친수-친유 평형 (HLB)수를 가질 수 있다. 바람직하게는, 표면 활성 물질 또는 계면활성제의 HLB수는 수성 유체에 의한 미세층 습윤성이 가능하도록 하기 위해 약 8 내지 약 16의 범위, 또한 보다 바람직하게는 약 12 내지 약 15의 범위이다. HLB수가 지나치게 낮으면, 습윤성이 불충분할 수 있고, HLB수가 지나치게 높으면, 표면 활성 물질이 엘라스토머 층의 중합체 매트릭스에 대해 불충분한 접착을 가질 수 있고, 사용 동안 지나치게 쉽게 세척되어 버릴 수 있다. 미세층 필름 또는 미세층 필름의 성분의 계면활성제 개질 또는 처리는 미세층 필름에 대해 90도 미만의 수 접촉각을 제공할 수 있다. 바람직하게는 계면활성제 개질은 70도 미만의 수 접촉각을 제공할 수 있다. 예를 들어, 필름 성분 내로의 다우 코닝(Dow Corning) 193 계면활성제의 혼입은 약 40도의 수 접촉각을 제공할 수 있다. 많은 상업적으로 입수가능한 계면활성제를 문헌 [McMcutcheon's Vol. 2; Functional Materials, 1995]에서 찾아볼 수 있다.

미세층 필름의 중합체 성분과의 블렌딩 또는 미립자 충전제 물질의 처리에 적합한 계면활성제 및 표면-활성 물질은 실리콘 글리콜 공중합체, 에틸렌 글리콜 올리고머, 아크릴산, 수소-결합 착물, 카르복실화 알콜, 에톡실레이트, 각종 에톡실화 알콜, 에톡실화 알킬 페놀, 에톡실화 지방 에스테르, 스테아르산, 베헨산 등, 뿐만 아니라 이들의 조합을 포함한다.

표면 활성 물질은 적합하게는 미세층의 약 0.5 내지 약 20 중량%의 양으로 각각의 미세층 중에 존재한다. 훨씬 더 특별하게는, 표면 활성 물질은 미세층의 약 1 내지 약 15 중량%의 양으로, 또한 보다 특별하게는 미세층의 약 2 내지 약 10 중량%의 양으로 각각의 미세층 중에 존재한다. 표면 활성 물질은 적합하게는 충전제 물질의 약 1 내지 약 12 중량%의 양으로 미립자 상에 존재할 수 있다. 계면활성제 또는 표면 활성 물질을 적합한 중합체와 블렌딩하여 농축물을 형성할 수 있다. 농축물을 중합체와 혼합하거나 블렌딩하여 교호 미세층을 형성할 수 있다.

다중-미세층 필름은 다중-미세층 필름의 외부 표면 상에 1개 또는 2개의 추가의 스킨 층(들)을 추가로 포함할 수 있다. 스킨 층(들)은 통기성을 향상시키거나, 정전기 소산을 부여하거나, 압출 동안 필름을 안정화시키거나, 또는 전체 구조에 다른 이점을 제공할 수 있다. 스킨 층(들)은 일반적으로 임의의 필름-형성 중합체로부터 형성될 수 있다. 요망되는 경우, 스킨 층(들)은, 스킨 층(들)이 부직 웹에 필름을 열 접합시키기 위한 가열 밀봉 접합 층으로서 보다 적합하게 되도록 하는 연화제, 저융점 중합체 또는 중합체 블렌드를 함유할 수 있다. 대부분의 실시양태에서, 스킨 층(들)은 당업계에 공지된 바와 같은 열가소성, 용융 압출가능한 필름-형성 중합체로부터 형성된다.

이러한 실시양태에서, 스킨 층(들)은 상기한 바와 같은 충전제 입자를 함유할 수 있거나, 또는 층(들)은 충전제를 함유하지 않을 수 있다. 스킨 층이 충전제를 함유하지 않는 경우, 하나의 목적은, 충전된 필름의 압출로부터 생성될 수 있는 압출 다이 립에서의 충전제의 축적을 완화시키는 것이다. 스킨 층이 충전제를 함유하는 경우, 하나의 목적은, 필름의 전체적 통기성에 불리한 영향을 주지 않으면서 적합한 접합 층을 제공하는 것이다.

하나의 특정 실시양태에서, 스킨 층(들)은 압출 동안 필름의 표면으로 이동할 수 있는 윤활제를 사용하여 그의 가공성을 향상시킬 수 있다. 윤활제는 전형적으로 실온에서 액체이고, 물과 실질적으로 비혼화성이다. 이러한 윤활제의 비제한적 예는, 오일 (예를 들어, 석유 기재 오일, 식물 기재 오일, 광유, 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); 알콕실화 카르복실산; 알콕실화 알콜; 지방 알콜 (예를 들어, 옥틸도데칸올, 라우릴, 미리스틸, 세틸, 스테아릴 및 베헤닐 알콜 등) 등을 포함한다. 하나의 특정 실시양태에서, 윤활제는 알파 토코페롤 (비타민 E) (예를 들어, 이르가녹스® E 201)이다. 다른 적합한 윤활제는 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0258562 (Wilson, et al.)에 기재되어 있으며, 이는 모든 목적상 그 전문이 본원에 참고로 도입된다. 용융-가공 장비의 금속 표면을 코팅하여 가공 용이성을 향상시키는 오르가노폴리실록산 가공 조제를 사용할 수도 있다. 적합한 폴리오르가노실록산의 예는 미국 특허 번호 4,535,113; 4,857,593; 4,925,890; 4,931,492; 및 5,003,023에 기재되어 있고, 이들은 모든 목적상 그 전문이 본원에 참고로 도입된다. 특히 적합한 오르가노폴리실록산은 지이 실리콘즈(GE Silicones)로부터 상업적으로 입수가능한 실퀘스트(SILQUEST)® PA-1이다.

스킨 층(들)의 두께는 일반적으로, 필름의 탄성을 실질적으로 손상시키지 않도록 선택된다. 따라서, 각각의 스킨 층은 별도로 필름 총 두께의 약 0.5% 내지 약 15%, 또한 일부 실시양태에서는 필름 총 두께의 약 1% 내지 약 10%를 구성할 수 있다. 예를 들어, 각각의 스킨 층은 약 0.1 내지 약 10 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 5 마이크로미터, 또한 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 2.5 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.

미세층 필름은 필름 구조를 안정화시키기 위해 후-가공될 수 있다. 후 가공은 열 포인트 또는 패턴 접합에 의해, 엠보싱에 의해, 열 또는 초음파 에너지를 이용한 필름의 연부 밀봉에 의해, 또는 당업계에 공지된 다른 작업에 의해 수행될 수 있다. 필름의 강도, 그의 감촉 특성, 외관 또는 필름의 다른 유익한 특성을 개선시키기 위해 하나 이상의 부직 웹이 미세층을 갖는 필름에 라미네이팅될 수 있다. 부직 웹은 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 또는 웨트 레이드 웹, 또는 당업계에 공지된 다른 부직 웹일 수 있다.

필름은 신장 전에 또는 신장 후에 천공될 수도 있다. 천공은 유체 접근, 흡수 및 수송을 위한 z-방향 채널을 제공할 수 있고, 증기 수송률을 향상시킬 수 있다. 천공은, 필름의 특정 용도를 위해 요망되는 패턴으로 배열될 수 있는, 다양한 직경, 밀도, 및 구성의 핀을 사용하여 홀을 펀칭함으로써 달성될 수 있다. 홀 펀칭 및 필름 천공을 위한 핀은 임의로 가열될 수 있다. 당업계에 공지된 다른 방법을 이용하여 필름을 천공할 수도 있고; 예를 들어, 고속 및 고강도 워터 젯, 고강도 레이저 빔, 또는 진공 개구 기술을 이용하여 본 발명의 필름 내에 요망되는 패턴의 홀을 생성할 수 있다. 홀 또는 천공 채널은 필름의 전체 두께를 관통할 수 있거나, 또는 필름을 특정 채널 깊이까지 부분적으로 침투할 수 있다.

본 발명의 미세층 필름의 적합한 제조 방법은, 2종 이상의 중합체를 공압출하여 2개 이상의 층을 갖는 라미네이트를 형성하고, 이어서 이 라미네이트를 필름 내의 층 수를 다중화하도록 조작하는 미세층 공압출 방법이다. 도 1은, 미세층 필름 형성을 위한 공압출 장치 (10)을 나타낸다. 이 장치는, 각각의 계량 펌프 (16) 및 (18)을 통해 공압출 블록 (20)에 연결된 한 쌍의 대향하는 단일축 압출기 (12) 및 (14)를 포함한다. 다수의 다중화 부재 (22a-g)가 단일축 압출기 (12) 및 (14)에 대해 수직으로 공압출 블록으로부터 연속하여 연장된다. 각각의 다중화 부재는 공압출 장치의 용융 유동 통로 내에 배치된 다이 부재 (24)를 포함한다. 최종 다중화 부재 (22g)는 배출 노즐 (25), 예를 들어, 필름 다이에 부착되고, 이를 통해 최종 생성물이 압출된다. 단일축 압출기를 나타내었지만, 본 발명에서는 이축 압출기를 사용하여 본 발명의 필름을 형성할 수도 있다.

공압출 장치 (10)에 의해 수행되는 공압출 방법의 개략도를 도 2에 나타내었다. 도 2는 또한 각각의 다중화 부재 (22a-g) 내에 배치된 다이 부재 (24)의 구조를 나타낸다. 각각의 다이 부재 (24)는 용융 유동 통로를 2개의 통로 (26) 및 (28)로 분할하고, 여기서 인접한 블록 (31) 및 (32)는 분기 벽 (33)에 의해 분리된다. 각각의 블록 (31) 및 (32)는 램프 (34) 및 확장 플랫폼 (36)을 포함한다. 각각의 다이 부재 블록 (31) 및 (32)의 램프 (34)는 용융 유동 통로의 반대편으로부터 용융 유동 통로의 중앙을 향해 경사를 이룬다. 확장 플랫폼 (36)은 서로의 상단에서 램프 (34)로부터 연장된다.

도 1에 나타낸 공압출 장치 (10)을 사용하여 미세층 필름을 제조하기 위해서는, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물을 제1 단일축 압출기 (12)를 통해 공압출 블록 (20)으로 압출한다. 또한, 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 제2 단일축 압출기 (14)를 통해 동일한 공압출 블록 (20)으로 압출한다. 공압출 블록 (20)에서, 스티렌계 블록 공중합체 조성물의 층의 상단에 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물이 층을 형성한, 도 2에서 단계 A에 나타낸 것과 같은 용융 라미네이트 구조 (38)이 형성된다.

공압출 블록 (20)은, 2개의 압출기 (12), (14)로부터 "비대칭"의 나란한 구성 (즉, A/B 구성)의 중합체 또는 "대칭"의 스킨/코어/스킨 구성 (즉, A/B/A)을 제공하도록 구성될 수 있다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 다른 출발 구조가 공급블록으로부터 공압출될 수 있다. 예를 들어, 또 다른 실시양태에서는, 제3 타이 층 "C" (도시되지 않음)가, A/C/B 배열, 또는 대안적으로, A/C/B/C 배열을 제공하도록 구성된 압출 블록을 통해 "A" 및 "B" 층 사이에서 제3 압출기 (도시되지 않음)에 의해 압출될 수 있다. A/B와 같은 "비대칭" 유동을 제공하도록 구성된 공압출 블록은 또한 "비대칭" 미세-다층 필름을 생성할 것이다. 즉, 하나의 외부 (말단) 표면은 항상 "A"로 구성되고, 다른 말단 표면은 항상 "B"로 주로 구성될 것이다. 마찬가지로, "비대칭" A/B/A 유동 부재를 제공하도록 구성된 압출 블록은 "대칭" 미세-다층 필름을 생성할 것이다. 즉, 양쪽 말단 층이 "A"로 구성될 것이다.

이는, 중합체 A 또는 B가 일부 바람직한 표면 특성, 예컨대 습윤성, 정전기 방전, 표면 점착성, 또는 탄성 필름 라미네이트에서 중요한 일부 다른 특성을 갖는 경우에 사용될 수 있다.

이어서, 용융 라미네이트를 다중화 부재 (22a-g)의 시리즈를 통해 압출하여 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물 사이에서 교호되는 층을 갖는 다층 마이크로라미네이트를 형성한다. 2층 용융 라미네이트를 제1 다중화 부재 (22a)를 통해 압출함에 따라, 다이 부재 (24)의 분기 벽 (33)이 용융 라미네이트 (38)을, 각각 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물의 층 (40) 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물의 층 (42)를 갖는 2개의 절반부 (44) 및 (46)으로 분할한다. 이는 도 2에서 단계 B에 나타내었다. 용융 라미네이트 (38)이 분할됨에 따라, 각각의 절반부 (44) 및 (46)은 각각의 램프 (34)를 따라, 또한 각각의 확장 플랫폼 (36)을 따라 다이 부재 (24)의 외부로 유도된다. 이러한 용융 라미네이트의 재구성을 도 2에서 단계 C에 나타내었다. 용융 라미네이트 (38)이 다이 부재 (24)로부터 배출되면, 확장 플랫폼 (36)이 분할된 절반부 (44) 및 (46)을 서로의 상단에 배치하여, 평행 적층 배열로 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 층, 스티렌계 블록 공중합체 조성물의 층, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 층 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물의 층을 라미네이트 형태로 갖는 4층 용융 라미네이트 (50)을 형성한다. 용융 라미네이트가 각각의 다중화 부재 (22b-g)를 통해 진행됨에 따라 공정이 반복된다. 용융 라미네이트가 배출 노즐 (25)를 통해 배출되면, 용융 라미네이트는, 다중화 부재의 수에 따라, 약 4 내지 약 1000개의 미세층을 갖는 필름을 형성한다.

상기 미세층 공압출 장치 및 방법은 문헌 [Mueller et al., entitled Novel Structures By Microlayer Extrusion-Talc-Filled PP, PC/SAN, and HDPE-LLDPE, Polymer Engineering and Science, Vol. 37, No. 2, 1997]에 보다 상세히 기재되어 있다. 유사한 방법이 미국 특허 번호 3,576,707 및 미국 특허 번호 3,051,453에 기재되어 있으며, 이들의 개시내용은 명백히 본원에 참고로 도입된다. 당업계에 공지된 다른 다중-미세층 필름 형성 방법, 예를 들어 문헌 [W. J. Schrenk and T. Ashley, Jr., "Coextruded Multilayer Polymer Films and Sheets, Polymer Blends", Vol. 2, Academic Press, New York (1978)]에 기재된 공압출 방법을 이용할 수도 있다.

상기 방법에 의해 제조된 필름의 미세층의 상대적 두께는 압출기 내로의 중합체의 공급 비율을 변화시킴으로써, 따라서 구성성분 부피 분율을 조절함으로써 조절할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 압출기를 공압출 장치에 첨가하여 미세층 필름 내의 상이한 중합체의 수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제3 압출기를 첨가하여 필름에 타이 층을 추가할 수 있다.

임의의 층에 충전제가 사용되는 경우, 미세층 필름은, 필름을 소정의 다수의 신장 작업, 예컨대 단일축 신장 작업 또는 이축 신장 작업에 적용함으로써 통기성을 갖도록 제조될 수 있다. 신장 작업은 특이한 다공성 미세 적층 모폴로지를 갖는 미세다공성 미세층 필름을 제공할 수 있고, 필름을 통한 수증기 수송을 향상시킬 수 있으며, 물 접근을 향상시킬 수 있고, 필름의 분해성을 향상시킬 수 있다. 제1 실시양태에서는, 필름을 그의 원래의 길이의 약 100 내지 약 1500 퍼센트로 신장시킨다. 또 다른 실시양태에서는, 필름을 그의 원래의 길이의 약 100 내지 약 500 퍼센트로 신장시킨다.

신장 작업 동안 파라미터는 신장 연신비, 신장 변형률, 및 신장 온도를 포함한다. 신장 온도는 약 15℃ 내지 약 100℃의 범위일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 신장 온도는 약 25℃ 내지 약 85℃의 범위일 수 있다. 신장 작업 동안, 다중-미세층 필름 샘플을 임의로 가열하여 요망되는 신장 효율을 제공할 수 있다.

본 발명의 하나의 특정 측면에서, 연신 또는 신장 시스템은 기계 방향 및/또는 횡방향으로 약 2 이상인 연신비를 생성하도록 구성되고 배열될 수 있다. 연신비는 신장 방향을 따라 미세층 필름의 최종 신장 길이를 미세층 필름의 원래의 신장되지 않은 길이로 나눔으로써 결정되는 비율이다. 기계 방향 (MD)으로의 연신비는 약 2 이상이어야 한다. 또 다른 실시양태에서, 연신비는 약 2.5 이상이고, 또한 또 다른 실시양태에서는 약 3.0 이상이다. 또 다른 측면에서, MD로의 신장 연신비는 약 16 이하이다. 또 다른 실시양태에서, 연신비는 약 7 이하이다.

신장이 횡방향으로 배열되는 경우, 횡방향 (TD)으로의 신장 연신비는 일반적으로 약 2 이상이다. 또 다른 실시양태에서, TD로의 연신비는 약 2.5 이상이고, 또한 또 다른 실시양태에서는 약 3.0 이상이다. 또 다른 측면에서, TD로의 신장 연신비는 약 16 이하이다. 또 다른 실시양태에서, 연신비는 약 7 이하이다. 또한 또 다른 실시양태에서, 연신비는 약 5 이하이다.

이축 신장은, 이용되는 경우, 동시에 또는 순차적으로 달성될 수 있다. 순차적 이축 신장에서, 초기 신장은 MD 또는 TD로 수행될 수 있다.

본 발명의 미세층 필름은 후속 신장 작업을 위한 필름 제조를 위해 전처리될 수 있다. 전처리는, 필름을 승온에서 어닐링(annealing)함으로써, 필름에 표면-활성 유체 (예컨대 충전제 물질의 표면-개질을 위해 또는 필름 성분의 개질을 위해 사용되는 표면-활성 물질로부터의 액체 또는 증기)를 분무함으로써, 자외선 처리, 초음파 처리, e-빔 처리, 또는 고에너지 방사선 처리로 미세층 필름의 물리적 상태를 개질함으로써 수행될 수 있다. 전처리는 또한 필름의 천공, 필름 두께를 관통하는 다양한 크기 및 형상의 z-방향 채널의 생성을 포함할 수 있다. 추가로, 미세층 필름의 전처리에는 소정의 2종 이상의 기술의 조합이 도입될 수 있다. 적합한 신장 기술은 미국 특허 번호 5,800,758에 개시되어 있고, 그의 개시내용은 그 전문이 본원에 도입된다.

미세층을 갖는 필름은 후처리될 수 있다. 후처리는 필름의 포인트 접합에 의해, 필름의 캘린더링에 의해, 필름 연부 밀봉에 의해, 또한 필름의 천공 (필름 두께를 관통하는 채널의 생성 포함)에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 미세층 필름은 하나 이상의 부직 웹에 라미네이팅될 수 있다. 부직 웹은 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹, 에어레이드 또는 웨트 레이드 웹, 또는 당업계에 공지된 다른 부직 웹일 수 있다.

따라서, 본 발명의 미세층 필름은, 기저귀, 성인 실금자용 제품, 여성 위생용 흡수 제품, 배변훈련용 팬츠, 및 상처 드레싱과 같은 의료용 제품을 비롯한 개인 위생용 흡수 품목에서 탄성 구성요소로서 사용하기에 적합하다. 본 발명의 미세층 필름은 또한 수술용 드레이프 및 수술용 가운 및 다른 일회용 가먼트 제조에 사용될 수 있다.

라미네이션은 당업계에 공지된 바와 같은 열 또는 접착 접합을 이용하여 달성될 수 있다. 열 접합은, 예를 들어 포인트 접합에 의해 달성될 수 있다. 접착제는, 예를 들어 용융 분무, 프린팅 또는 멜트블로잉에 의해 적용될 수 있다. 무정형 폴리알파올레핀 및 에틸렌 비닐 아세테이트-기재의 고온 용융물로부터 제조된 것들을 비롯한 다양한 유형의 접착제가 입수가능하다.

본 발명을 하기 실시예에 의해 추가로 설명하지만, 하기 실시예는 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위에 대한 제한을 부여하도록 해석되어선 안된다. 반면, 본원의 설명을 읽은 후, 본 발명의 사상 및/또는 첨부된 특허청구범위의 범주로부터 벗어나지 않는 이들의 다양한 다른 실시양태, 변형 및 등가물의 이용이 당업자에게 그 자체로 시사될 수 있음을 명백히 이해하여야 한다.

실시예

상기에 언급된 바와 같이, 공학 인장 피크 힘 및 응력 (파괴 피크 로드에서의 힘을 원래의 시편의 단면적으로 나눈 것)을 ASTM-D882-02에 따라 기계 방향 배향으로 시험한다. 엠베코(EMVECO) 200-A 마이크로게이지(Microgage) 자동화된 마이크로미터 (미국 오리건주 소재의 엠베코 인코포레이티드(EMVECO, Inc.))를 사용하여 하나의 시트로서 "단일 시트 캘리퍼"를 측정한다. 마이크로미터는 2.22 인치 (56.4 밀리미터)의 앤빌(anvil) 직경 및 평방인치 당 (6.45 평방센티미터 당) 132 그램 (2.0 kPa)의 앤빌 압력을 갖는다. 히스테리시스는, 샘플을 0%와 150% 연장 사이에서 순환시킴으로써 얻었다. MTS 신테크(Sintech) 1/S 스크류 구동 프레임을 사용하여 히스테리시스 데이터를 얻었다. 크로스-헤드를 20 in./min.의 속도로 변위시켰다. 샘플을 3회 순환시켰다. 데이터는 주기 당 100 데이터 포인트의 속도로 얻었다. 각각의 곡선 하의 면적을 적분하여 로딩 및 언로딩 에너지를 계산하였다. 이어서, 백분율 히스테리시스를 "(로딩 곡선 하의 면적 - 언로딩 곡선 하의 면적) / 로딩 곡선 하의 면적"으로서 계산하였다.

기본 중량은 필름의 단위 면적 당 질량이며, 이는 일반적으로 입방미터 당 그램 단위로 나타내어진다.

영상화 업계에 널리 공지되어 있는 통상적인 기술에 의해 전자 현미경 사진이 생성될 수 있다. 추가로, 샘플을 널리 공지된 통상적인 제조 기술을 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 단면 표면의 영상화를 제올(JEOL) 6400 SEM을 이용하여 수행할 수 있다.

본 발명자들은, 다층 다이 어셈블리 (즉, "분할기"로서 지칭됨)에 의해, 2종의 엘라스토머 수지의 적층이, 동등한 조성 (즉, 동등한 수지 중량 백분율)을 갖는 필름을 건식 블렌딩하는 것 비해 더 높은 모듈러스, 강도 및 더 낮은 히스테리시스를 갖는 필름을 제공할 수 있다는 것을 발견하였다. 추가로, 주어진 필름 게이지에서 층 수가 증가함에 따라 상기 특성이 더욱 개선된다는 것이 발견되었다.

70 wt% 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 (더 다우 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 어피니티 엘라스토머 또는 엑손모빌 케미칼 컴파니로부터 입수가능한 비스타맥스 엘라스토머) 및 크라톤으로부터 입수가능한 30 wt% SEBS 스티렌계 블록 공중합체 조성물로 구성된 필름을 조사하였다. 분할기의 존재 하에 (도 3 의 우측 상단 참조), 또한 분할기의 부재 하에 (도 3의 좌측 상단 참조), 표적 조성의 2종의 수지의 블렌드를 사용하여 대조군 필름을 제조하였다. 분할기 없이 (도 3의 좌측 하단 참조), 5개의 분할기 및 6개의 분할기를 사용하여 (도 3의 우측 하단 참조) (각각 2-층, 64-층, 및 128-층 필름을 생성함), 2종의 조성물로 적층된 필름을 제조하였다. 모든 경우에, 40 gsm의 필름 기본 중량을 표적으로 하였다. 생성된 필름을 MD 및 CD 피크 응력, 모듈러스, 및 파단 변형률 (단순 장력 하에)에 대해 시험하였다 (도 4에 나타냄). 적층 필름의 경우에 모든 측정 특성에서 보다 높은 값이 얻어졌다는 것이 주목된다. 히스테리시스는 도 5에 나타낸 바와 같이 3-주기 시험에 의해 측정하였다. 특히, 미세층의 수가 증가함에 따라 히스테리시스가 향상된다는 것이 주목된다.

다우 어피니티 수지를 사용한 필름의 경우, MD 및 CD 모듈러스는, 2종의 수지를 적층시킴으로써 수지를 블렌딩한 경우에 비해 증가되는 것으로 나타났다 (>95% 신뢰도의 유의성). 또한, MD 모듈러스 및 피크 응력은 층 수가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다 (>80% 신뢰도의 유의성). 주기적 장력 하에서의 적층 필름의 히스테리시스는 블렌딩된 필름의 경우에 비해 지향적으로 더 낮은 것으로 나타났다. 또한, 층 수가 증가함에 따라, 히스테리시스가 더욱 감소하였다. 따라서, 엘라스토머 폴리올레핀 조성물과 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 적층 방식으로 조합하는 것은, 동등량의 2종의 성분을 블렌딩하는 경우에 비해, 통계적으로 구별가능한 기계적 성능을 제공하였다.

엑손모빌 수지를 사용한 필름의 경우, MD 및 CD 모듈러스는, 2종의 수지를 적층시킴으로써 수지를 블렌딩한 경우에 비해 증가되는 것으로 나타났다 (>95% 신뢰도의 유의성). 또한, MD 모듈러스 및 CD 모듈러스는 층 수가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다 (각각 95% 및 80% 신뢰도의 유의성). MD 피크 응력 또한 층 수에 따라 증가하는 것으로 나타났다 (80% 신뢰도의 유의성). 히스테리시스는 적층 대 블렌딩에서 변화가 없었다. 따라서, 엘라스토머 폴리올레핀 조성물과 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 적층 방식으로 조합하는 것은, 동등량의 2종의 성분을 건식 블렌딩하는 경우에 비해, 통계적으로 구별가능한 기계적 성능을 제공하였다.

얻어진 실험 결과는, 올레핀계 엘라스토머 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물의 교호 층을 갖는 열가소성 중합체의 미세층 필름은, 올레핀계 엘라스토머 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물의 블렌드로 제조된 유사한 필름에 비해 개선된 기계적 특성을 나타낸다는 것을 입증한다.

본 발명을 그의 특정 실시양태에 대해 상세히 설명하였지만, 당업자는, 상기 내용을 이해함에 따라, 이들 실시양태에 대한 변경, 변화, 및 등가물을 용이하게 고려할 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위 및 그에 대한 임의의 등가물의 범위로서 평가되어야 한다.

Claims

다수의 교호되는 공압출된 제1 및 제2 미세층을 포함하며, 여기서 제1 미세층은 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물을 포함하고, 또한 여기서 제2 미세층은 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 포함하는 것인 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물이 약 40 wt.% 내지 약 95 wt.%의 메탈로센 촉매화된 엘라스토머를 포함하는 것인 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물이, 약 40 wt.% 내지 약 95 wt.%의, 약 0.89 그램/cc 미만의 밀도를 갖는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 다른 알파-올레핀 단독중합체 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체를 포함하는 것인 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 스티렌계 블록 공중합체 조성물이 약 5 wt.% 내지 약 60 wt.%의 스티렌계 블록 공중합체를 포함하는 것인 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물이 다중-미세층 필름의 약 40 wt.% 내지 약 95 wt.%를 구성하고, 스티렌계 블록 공중합체 조성물이 다중-미세층 필름의 약 5 wt.% 내지 약 60 wt.%를 구성하는 것인 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 각각의 미세층이 약 0.05 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터의 두께를 갖는 것인 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 약 5 내지 약 500 마이크로미터의 두께를 갖는 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 약 8 내지 약 4,000개의 미세층을 포함하는 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 동일한 기본 중량의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 및 스티렌계 블록 공중합체를 갖는 비-적층 필름에 비해 20% 초과로 더 큰 MD 모듈러스를 갖는 다중-미세층 필름.
제1항에 있어서, 동일한 기본 중량의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 및 스티렌계 블록 공중합체를 갖는 비-적층 필름에 비해 20% 초과로 더 큰 CD 모듈러스를 갖는 다중-미세층 필름.
부직 물질 및 부직 물질에 라미네이팅된 제1항의 다중-미세층 필름을 포함하는 부직 복합체.
외부 커버, 외부 커버에 연결된 신체측 라이너, 및 외부 커버와 신체측 라이너 사이에 배치된 흡수성 코어를 포함하며, 제10항의 부직 복합체를 포함하는 흡수성 용품.
엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 제공하는 단계;
엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 공압출하는 단계;
엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물 및 스티렌계 블록 공중합체 조성물을 다수의 교호 층으로 분할하는 단계; 및
다수의 교호 층을 교호되는 공압출된 미세층을 갖는 다중-미세층 필름으로 형성하는 단계
를 포함하는, 다중-미세층 필름의 제조 방법.
제12항에 있어서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물이 약 10 wt.% 내지 약 50 wt.%의 메탈로센 촉매화된 엘라스토머를 포함하는 것인 방법.
제12항에 있어서, 스티렌계 블록 공중합체 조성물이 약 10 wt.% 내지 약 50 wt.%의 스티렌계 블록 공중합체를 포함하는 것인 방법.
제12항에 있어서, 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 조성물이 다중-미세층 필름의 약 50 wt.% 내지 약 90 wt.%를 구성하고, 스티렌계 블록 공중합체 조성물이 다중-미세층 필름의 약 10 wt.% 내지 약 50 wt.%를 구성하는 것인 방법.
제12항에 있어서, 각각의 미세층이 약 0.05 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터의 두께를 갖는 것인 방법.
제12항에 있어서, 다중-미세층 필름이 약 5 내지 약 500 마이크로미터의 두께를 갖는 것인 방법.
제12항에 있어서, 다중-미세층 필름이 약 8 내지 약 4,000개의 미세층을 포함하는 것인 방법.
제12항에 있어서, 다중-미세층 필름이 동일한 기본 중량의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 및 스티렌계 블록 공중합체를 갖는 비-적층 필름에 비해 20% 초과로 더 큰 MD 모듈러스를 갖는 것인 방법.
제12항에 있어서, 다중-미세층 필름이 동일한 기본 중량의 엘라스토머 폴리올레핀 중합체 및 스티렌계 블록 공중합체를 갖는 비-적층 필름에 비해 20% 초과로 더 큰 CD 모듈러스를 갖는 것인 방법.