KR20210132140A

KR20210132140A - 바이오 기반 엘라스토머 조성물 및 이를 이용하여 제조된 필름과 적층물

Info

Publication number: KR20210132140A
Application number: KR1020217030637A
Authority: KR
Inventors: 위웨이 린; 야오젠 우; 동후이 젱; 지지안 얀; 잉보 슈; 취앙 취
Original assignee: 포샨 킹 원더 하이-테크 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-11-03
Also published as: CN109897370A; EP3932991A4; EP3932991A1; CA3131200A1; AU2019431818B2; US11884785B2; WO2020173191A1; AU2019431818A1; US20220169806A1

Abstract

본 발명은 높은 투습 성능을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물 및 이를 이용하여 제조된 바이오 기반 엘라스토머 필름과 적층물을 공개한 것으로서, 상기 조성물은 5% ~ 95%의 바이오 기판 엘라스토머 소재, 0 ~ 80%의 수지 폴리머, 0.01 ~ 90%의 입경이 100μm 이내인 무기 분말 소재 및/또는 분자량이 200 돌턴 이내인 유기 저분자 소재, 및 0 ~ 10%의 유기 블로킹 방지제를 포함하여 구성된다. 본 발명의 바이오 기반 엘라스토머 필름 및 적층물은 우수한 투습 성능과 기계 성능을 가지고, 아웃도어 스포츠 용품, 의류, 의료, 식품 포장, 신발 소재 등 다양한 분야에 광범위하게 적용될 수 있고, 친환경 제품으로서 환경 친화적이다.

Description

바이오 기반 엘라스토머 조성물 및 이를 이용하여 제조된 필름과 적층물

본 발명은 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물 및 이를 이용하여 제조된 필름과 적층물에 관한 것으로서; 더욱 상세하게는 높은 투습 성능을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물 및 이를 이용하여 제조된 필름과 적층물에 관한 것이다.

거의 99%의 고분자 소재는 석유 화학 자원으로부터 유래되고, 석유 화학 자원은 언젠가는 고갈의 위기에 직면하게 될 것이며, 환경 보호 문제도 날이 갈수록 더욱 심각해지게 될 것이다. 이러한 배경 하에, 석유 기반 고분자 소재를 대체할 수 있는 바이오 기반 고분자 소재를 연구 개발해내는 것은 시급한 현실적 의의가 있다.

바이오 기반 열가소성 소재는 석유 비재생 에너지에 대한 요구에 따라 나타난 산물로서, 피마자유, 유채꽃 등으로부터 원재료를 추출하고, 화학 정제를 통하여 제조되는 폴리머이고, 기본적으로 폴리에스테르, 나일론, 폴리에테르, 폴리우레탄 등을 주요 성분으로 한다. 하지만 현재 국내외에서는 주로 폴리우레탄계 및 폴리에스테르계의 기본 성능 및 분자 구조 설계에 대한 연구에 주목하는 바, 바이오 기반 엘라스토머에 대한 연구가 매우 적고, 공기 투과성을 가지는 엘라스토머 조성에 대한 연구는 더욱 적으며, 단지 합성의 관점에서 있어서도 제조된 필름 및 적층물에 대한 연구가 거의 공백 상태이기 때문에, 이는 바이오 기반 제품에 대한 인식과 적용을 방해하게 된다. 종래 기술은 바이오 기반 엘라스토머가 모두 투습 기능이 없고 딱딱한 질감을 가진다고 이해하고 있다.

CN 107556715 A는 폴리올 친수성 변성 폴리에스테르 수지(80 ~ 120분)에 개질 미세 다공성 셀룰로오스 분말을 첨가한 방수 투습막 및 그 제조 방법을 공개한 것으로서, 방수 투습막 중의 고분자가 더욱 쉽게 분자량이 비교적 낮은 폴리머로 분해되도록 함으로써, 방수 투습막이 방직 의류의 물리적 및 화학적 요구사항을 만족하는 동시에 더욱 양호한 생체 분해성을 가지도록 할 수 있다.

CN 105693992 A는 바이오 기반 방수 투습 열가소성 폴리우레탄 수지 및 그 제조 방법을 공개한 것으로서, 20% ~ 100%의 바이오 기반 다이올을 사용하여 폴리우레탄 수지를 합성함으로써, 취득한 폴리우레탄 수지가 방수 투습의 특수한 성능을 가지고, 공기 투과 성능이 우수하며, 방수 성능을 가지고 있기 때문에, 아웃도어 의류 및 용품 등 분야에서 적용할 수 있다. 하지만, 소분자의 다이올에 있어서, 석유 화학 자원 또는 바이오 자원 유래를 불문하고, 그 성능에 현저한 차이가 없다.

CN 1032220 C는 폴리에테르아미드를 주요 성분으로 하고, 수증기를 투과할 수 있는 열가소성 필름을 공개한 것으로서, 상기 필름은 제품의 투습율 및 기계 강도를 향상시킬 수 있다. CN 1278839는 폴리에테르아미드의 제조 및 그 제품을 공개한 것이다. CN 101346228는 방수 및 수증기 투과가 가능한 다층막을 공개한 것으로서, 적어도 하나의 제1층과 하나의 제2층이 구비되고, 그 중 모든 층은 모두 폴리에테르에스테르계, 폴리에테르아미드계 또는 폴리에테르우레탄계로부터 선택된 열가소성 폴리머로 구성되고, 서로 연결되어 구성된다.

종래 기술에 있어서, 폴리에스테르 및 폴리우레탄의 바이오 기반 방수 투습막에 대한 연구를 위주로 하고, 폴리에테르아미드계 방수 투습막 및 그 적층물은 비바이오매스 소재를 사용한다.

폴리아미드(나일론)는 독성이 없고 무게가 가벼우며, 우수한 기계 강도, 내마모성 및 비교적 양호한 내부식성을 가지기 때문에 광범위적으로 사용되고 있다. 하지만, 방수 투습 필름 방면에 있어서, 종래 기술은 전통적인 석유 기분 나일론 엘라스토머를 사용하고 있다.

따라서, 바이오 기반 엘라스토머로 제조된 방수 투습 필름을 제공함으로써, 바이오 기반 나일론 엘라스토머로 전통적인 석유 기반 나일론 엘라스토머를 대체하여, 환경 친화적이고 중복 과립 성형을 통하여 재활용이 가능하며, 빠르게 분해되고 환경을 보호할 수 있는 동시에, 석유 자원을 절약하고, 재생이 부가능한 자원의 이용을 줄이며, 환경 보호 이념에 부합되는 필름을 제조해낼 수 있다.

본 발명의 목적은 바이오 기반 엘라스토머 조성물 및 이를 이용하여 제조된 필름과 적층물을 제공하기 위한 것으로서, 상기 필름은 매우 높은 투습 기능을 가진다.

일 방면에 있어서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

5% ~ 95%의 바이오 기반 엘라스토머 소재;

0 ~ 80%의 수지 폴리머;

0.01 ~ 90%의 입경이 100μm 이내인 무기 분말 소재 및/또는 분자량이 20000 돌턴 이내인 유기 저분자 소재; 및

0 ~ 10%의 유기 블로킹 방지제; 를 포함하여 구성되는 높은 투습 성능을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물에 있어서, 바이오 기반 엘라스토머는 바람직하게 바이오 기판 나일론 엘라스토머 수지 소재이고, 하기 바이오 기반 성분 비례의 나일론 수지, 그 유도체 또는 혼합물을 함유할수 있으며, 그 중, 바이오 기반 나일론 엘라스토머 성분 비례는 1 ~ 100%일 수 있고, 바람직하게 1 ~ 95%일 수 있으며, 더욱 바람직하게 10 ~ 80%일 수 있고, 그 혼합물은 2차 재활용 바이오 기반 엘라스토머 또는 본 발명의 바이오 기반 나일론 탄성체 필름 재활용품을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 수지 폴리머는 임의의 고분자 폴리머, 그 유도체 및 그 임의의 혼합물일 수 있고, 바람직하게 폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에테르에스테르 중 하나 이상의 폴리머, 그 유도체 또는 그 혼합물일 수 있다. 수지 폴리머가 본 발명의 조성물에서의 비례는 바람직하게 0 ~ 75%일 수 있고, 더욱 바람직하게 0 ~ 70%일 수 있다. 수지 폴리머는 2차 재활용 수지 폴리머 또는 본 발명의 바이오 기반 엘라스토머 필름 재활용품을 더 포함할 수 있다.

볼 발명의 조성물에 있어서, 무기 분말 소재는 다양한 무기 분말 또는 다양한 무기 분말의 혼합물일 수 있고, 임의 비례로 혼합할 수 있으며, 예를 들면, 무기 분말 소재는 이산화티타늄, 이산화규소, 벤토나이트, 각종 무기 안료, 탄산칼슘, 황산바륨 화이트, 세라믹 분말 및 수산화마그네슘 등으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 무기 분말이고; 그 중, 무기 안료는 단독으로 사용하거나 또는 다양한 무기 안료를 혼합 사용할 수 있고, 임의 비례로 혼합할 수 있으며; 세라믹 분말은 산화 알루미늄, 적외선을 반사하고 음이온을 방출할 수 있는 등 나노 분말일 수 있다. 분말의 입경은 바람직하게 0.1 ~ 30μm이고, 더욱 바람직하게 0.1 ~ 20μm이며, 가장 바람직하게 10μm 이내이다. 무기 분말의 첨가량은 바람직하게 5 ~ 75%이고, 더욱 바람직하게 10 ~ 59%이다.

본 발명의 조성물에 있어서, 유기 저분자 소재의 분자량은 바람직하게 2000 미만이고, 더욱 바람직하게 1000 미만이며, 하나 또는 그 이상의 광열 안정제 및 항산화제, 안료, 체인증량제 및 향료로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질일 수 있으며; 그 중, 광열 안정제는 벤조페논계, 벤조사지논계, 벤조사졸계 및 벤조트리아졸계 혼합물을 포함하고; 항산화제는 펜타에리트리톨디포스파이트계 항산화제, 트리아진계, 에스테르계, 힌더드 벤조에이트계, 힌더드 아민계, 힌더드 페놀계, 트리케톤계, 아인산에스테르계, 티오에스테르계 및 그 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질이며; 체인증량제는 폴리올계 및 그 유도체, 활성 에폭시기를 가지는 다관능기 유기 저분자 소재 및 그 유도체, 말레산 무수물의 다관능기 유기 저분자 소재 및 그 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질이고, 그 중, 관능기의 수량은 2 ~ 10개이다. 유기 저분자 소재의 첨가량은 바람직하게 5 ~ 75%이고, 더욱 바람직하게 10 ~ 59%이다.

본 발명에 있어서, 무기 소재 및 유기 저분자 소재는 혼합 또는 단독으로 사용할 수 있고, 바람직하게 혼합 사용하며, 임의 비례로 혼합할 수 있고, 바람직하게 40:1 ~ 1:1로 혼합할 수 있다.

본 발명의 조성물에 있어서, 유기 블로킹 방지제는 바람직하게 파라핀, 지방산계, 지방족 아미드계, 에스테르계, 금속 비누계 및/또는 저분자 왁스계 등이다. 더욱 바람직하게, 지방산계, 지방족 아미드계, 에스테르계 및/또는 저분자 왁스계이다. 유기 블로킹 방지제의 비례는 바람직하게 0.1% ~ 4%이고, 더욱 바람직하게 0.4% ~ 3%이다.

본 발명의 구체적인 일 실시방식으로서, 본 발명의 높은 투습 성능을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물은, 5% ~ 90%의 바이오 기반 엘라스토머 수지 소재, 0.1 ~ 45%의 무기 분말 소재 및/또는 유기 저분자 소재 및 0.1 ~ 4%의 분산제를 포함할 수 있다.

본 발명의 구체적인 일 실시방식으로서, 본 발명의 높은 투습 성능을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물은, 8% ~ 95%의 바이오 기반 나일론 엘라스토머 수지 소재, 1 ~ 70%의 수지 폴리머, 0 ~ 45%의 무기 분말 소재 및/또는 유기 저분자 소재 및 0.1 ~ 4%의 분산제를 포함할 수 있다.

본 발명의 구체적인 다른 일 실시방식으로서, 본 발명의 높은 투습 성능을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물은, 35% ~ 95%의 바이오 기반 나일론 엘라스토머 수지 소재, 1 ~ 50%의 수지 폴리머, 10 ~ 45%의 무기 분말 소재 및/또는 유기 저분자 소재 및 0.4 ~ 3%의 분산제를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 높은 투습 성능을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물은 과립 형식을 사용할 수 있는 바, 예를 들면 각 성분을 혼합하여 과립으로 제조할 수 있다. 더 나아가서, 시판되는 바이오 기반 엘라스토머 소재를 바람직하게 과립화를 통하여 개질하되, 반응 개질은 과립화 과정 중에 수행할 수 있다. 예를 들면, 이중 스크류를 통과시킨 다음 수중에서 과립으로 자르고, 혼합할 때 말레산 무수물 함유 폴리올레핀(반응제) 및 기타 엘라스토머를 첨가할 수 있다.

다른 일 방면에 있어서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상기 조성물을 이용하여 제조된 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제공하고, 상기 필름의 두께는 1 ~ 500μm이고, 바람직하게 2 ~ 150μm이며, 더욱 바람직하게 2 ~ 50μm이고, 그 중, 2 ~ 30μm가 더욱 바람직하고, 2 ~ 25μm가 제일 바람직하다. JIS L1099 B1법으로 측정할 때, 본 발명의 필름의 투습율 값은 100,000g/m²*24h 이상이여야 하고, 바람직하게 120,000g/m²*24h 이상이여야 하며, 더욱 바람직하게 150,000g/m²*24h 이상이여야 하고, 그 중 매우 높은 투습은 더욱 바람직하게 160,000g/m²*24h 이상이여야 한다.

본 발명에 있어서, 투습율은 필름의 조성, 두께 등과 모두 관계가 있다. 비투습 바이오 기반 나일론 엘라스토머 성분이 많을 수록, 비투습 수지 폴리머가 많을 수록, 투습율이 더욱 낮고, 무기 분말을 많이 투입할 수록, 투습율이 더욱 낮다. 두께가 엷을 수록, 투습율 값이 더욱 높다.

본 발명에 있어서, 이중 스크류 또는 단일 스크류를 이용하여 상기 조성물을 기계 혼합한 후, 예비 혼합 융용 과립화 또는 직접 압출하여 필름으로 제조할 수 있고, 다양한 조성에 따라 바람직하게 선택할 수 있다. 유기 저분자계 조성일 경우, 바람직하게 직접 압출하여 필름으로 제조할 수 있고, 무기 분말 함유 조성일 경우, 바람직하게 예비 혼합 융용 과립화한 후 필름으로 제조할 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 조성물의 혼합물을 과립화 기기를 이용하여 과립화하여 혼합 과립을 형성한 후, 상기 과립을 플로우 캐스팅 공법을 통하여 플라스틱 필름으로 제조하되, 그 중 플로우 캐스팅의 스크류 온도는 110 ~ 300℃이고, 단일 스크류 또는 복수의 스크류의 조합일 수 있다.

본 발명에 있어서, 다층 공압출 또는 단층 압출 장치를 사용할 수 있고, 다층 공압출일 경우, 각 층의 소재가 동일하다. 바람직하게 단일 스크류 다층 공압출 또는 단층 압출일 수 있고, 더욱 바람직하게 1 ~ 3층 압출일 수 있다.

본 발명에 있어서, 융용 가공 온도는 160 ~ 300℃일 수 있고, 바람직하게 160 ~ 270℃일 수 있으며, 조성에 따라 대응되게 조절할 수 있는 바, 예를 들면 무기 분말 조성일 경우, 온도는 더욱 바람직하게 190 ~ 260℃일 수 있고, 순수한 유기 저분자 조성일 경우, 온도는 더욱 바람직하게 170 ~ 230℃일 수 있다.

본 발명에 있어서, 각 가공 공정은 중간 특수 공정, 트리밍, 롤링 및 분할 등일 수 있고, 바람직하게 그 중 임의의 공정을 결합 또는 단독으로 수행할 수 있으며, 그 중 중간 특수 공정은 표면 처리, 용매 세척, 인쇄, 온라인 숙성, 페인트 코팅 또는 접착제 도포 등일 수 있고, 바람직하게 표면 처리, 인쇄, 사이징 또는 온라인 숙성일 수 있다. 그 중, 표면 처리 방식은 온라인 또는 오프라인일 수 있고, 바람직하게 온라인일 수 있으며, 그 방식으로는 엠보싱 안료, 패턴, 무광 성형을 포함하고; 사이징은 주로 수요에 따라 페인트, 접착액 등의 도포 공정일 수 있으며; 다양한 온라인 숙성 방식으로서, 바람직하게 생산라인 속도에 매칭되는 예를 들면 CN101767465A에 기재된 온라인 방식일 수 있다.

본 발명에 있어서, 중간 특수 공정은 제품의 성능을 개변할 수 있는 바, 특히 투습율, 외관, 강도, 질감, 인성 등 방면일 수 있다.

본 발명의 바이오 기반 나일론 엘라스토머를 이용하여 제조된 필름은 방수 투습 다기능성을 가지고; 이러한 방수 투습 필름은 친환경 제품으로서 환경 친화적이고, 특수한 환경 하에 자가적으로 이산화탄소와 물로 분해될 수 있다.

본 발명의 바이오 기반 나일론 엘라스토머를 이용하여 제조된 방수 투습 필름은 투습 기능이 현저하고, 역학적 성능 방면에서도 전통적인 필름의 역학적 성능에 도달할 수 있다.

본 발명의 필름 제품의 외관은 무광택, 고광택 투명, 유색 투명, 유색 반투명 또는 유색 무광택일 수 있다. 그 중, 투광율(ASTM D1003-2007)은 0.01 ~ 100%일 수 있고, 필름의 외관 및 두께에 의하여 바람직하게 선택할 수 있으며, 투명 필름은 바람직하게 50% ~ 95%일 수 있고, 차폐성 유색 필름은 20% ~ 100%일 수 있으며, 무광택 필름은 바람직하게 30% ~ 100%일 수 있다.

본 발명의 필름의 바이오 기반 성분(ASTM D6866-2016) 비례는 1 ~ 100%에 도달할 수 있고, 바람직하게 1 ~ 95%에 도달할 수 있다. 더욱 바람직하게 10 ~ 80%에 도달할 수 있고, 바이오 기반 성분의 비례가 높을 수록, 필름의 투습도가 더욱 낮지만, 관건적인 요소는 아니다.

본 발명의 필름의 파단 신장율(ASTM D828)은 300% 이상이고, 바람직하게 350% 이상일 수 있으며, 상기 수치는 필름의 인성을 나타내는 것으로서, 무기 분말이 조성에서의 비례가 높을 수록 파단 신장율이 더욱 낮고; 분산제의 분산이 균일할 수록 파단 신장율이 더욱 높으며; 바이오 기판 나일론 탄성체가 조성에서의 비례가 높을 수록 인성이 더욱 크고, 파단 신장율이 더욱 높으며; 체인증량제가 일정한 범위 내에 있을 경우 조성 소재의 가교 작용을 강화하여 인성을 향상할 수 있지만, 상기 범위를 초과하는 경우, 필름의 인성이 낮아지는 현상이 나타나게 된다.

다른 일 방면에 있어서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

적어도 한 층의 상기 바이오 기반 엘라스토머 필름;

적어도 한 층의 열가소성 수지 제품층; 및

바이오 기반 엘라스토머 필름층 및 열가소성 수지 제품층 사이에 위치하고, 접착제로 형성되는 접착층; 을 포함하여 구성되는 열가소성 수지 필름의 적층물을 제공한다.

그 중, 열가소성 수지 제품층은 열가소성 수지 필름 또는 열가소성 수지 섬유 제품이고, 상기 열가소성 수지 섬유 제품은 방직 섬유 및/또는 부직포(논스펀본드 부직포 또는 스펀본드 부직포 구조를 함유하는 소재)이다.

바람직하게, 상기 바이오 기반 엘라스토머 필름은 바이오 기반 나일론 엘라스토머 필름이다.

본 발명의 적층물을 제조할 때, 우선 혼합 과립을 스크류로 용융 압출한 다음 냉각하여 본 발명의 바이오 기반 나일론 엘라스토머 필름을 취득하고; 이어서 제조된 필름과 열가소성 수지 제품층을 비연속적 접착층을 통하여 복합시킬 수 있다.

상기 본 발명의 적층물에 있어서, 방직 섬유 중의 한 층 또는 복수의 층은 폴리에테르에스테르 및 그 유도체 섬유, 폴리에스테르 및 그 유도체 섬유, 나일론 및 그 유도체 섬유, 스판덱스 및 그 유도체 섬유, 및 폴리프로필렌 및 그 유도체 섬유로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 섬유 소재이고; 부직포 중의 한 층 또는 복수의 층은 폴리올레핀 및 그 유도체 부직포, 폴리에스테르 및 그 유도체 부직포, 나일론 및 그 유도체 부직포, 스펀레이스 및 그 유도체 부직포, 및 분해성 식물 섬유 및 그 유도체 부직포로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 부직포이고, 바람직하게, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포 및 분해성 식물 섬유 및 그 유도체의 부직포이다.

바람직하게, 본 발명의 적층물에 있어서, 접착층은 불연속적인 층상물이고, 바람직하게 불연속적인 점형 층상물, 이격된 스트립형 층상물 또는 격자형 층상물로서, 적층물의 투기, 투습 성능을 향상시킬 수 있다.

바람직하게, 본발명의 적층물은 25,000g/m²*24h 또는 그 이상의 투습율을 가지고(JIS L1099 B1법), 바람직하게 30,000g/m²*24h 또는 그 이상의 투습율, 더욱 바람직하게 30,000 ~ 80,000g/m²*24h 사이의 투습율을 가진다.

본 발명의 적층물에 있어서, 섬유 제품의 평량은 1 ~ 500g/m²일 수 있고, 접착층의 평량은 바람직하게 0.1g/m² 이상일 수 있다.

본 발명의 바이오 기반 나일론 열가소성 엘라스토머 조성물을 이용하여 제조한 필름 및 적층물은. 투습 성능과 기계 성능 방면에서 우수한 성능을 가지고, 아웃도어 스포츠 용품, 의류, 의료, 식품 포장, 신발 소재 등 다양한 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.

이하, 구체적인 실시방식을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 하지만 상기 구체적인 실시방식은 단지 본 발명의 일부 구체적인 특정 실시방식에 대한 설명일 뿐, 본 발명에 대한 한정은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시방식의 단층 압출 신장 공법의 예시도이다.
도 2은 본 발명에 따른 다른 일 실시방식의 이층 또는 다층 압출 신장 공법의 예시도이다.

이하, 각 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그 중, 사용된 바이오 기반 엘라스토머 소재의 원재료 공급업체는 Arkema의 Pebax 또는 EMS로서, 예를 들면 바이오 기반 나일론 엘라스토머 소재일 수 있다.

실시예 1 ~ 10 :

표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 10의 조성을 계량하여 혼합한 후, 열분석기기 DSC를 이용하여 상기 혼합물의 용융점을 측정하고, 직접 이층 공압출 용융 성형 필름(도 2 참조)에 투입하되, 가공 온도는 160℃ ~ 290℃이고, 표면 처리 가공 공정, 트리밍 및 롤링을 거쳐, 최종 20μm의 무광택 필름 완성품으로 제조하고, 제막 속도는 30m/min이다. 조성 7은 20μm의 무광택 흰색 필름 완성품이고, 조성 5, 6, 8, 10은 20μm의 향기 무광택 흰색 필름 완성품이며, 표 2에 기재된 바와 같이 구체적인 성능 시험을 수행하였다. 각 실시예는 서로 다른 용융점을 나타내었고, 그 중 실시예 1 내지 실시예 4의 용융점은 기타 조성보다 낮으며, 실시예 5 내지 실시예 7은 모두 실시예 8 내지 실시예 10보다 높다. 실시예 1과 2는 적절한 광열 안정제가 열 안정성, 인성 등 방면에서 향상 작용이 있음을 증명하였다. 실시예 3 및 실시예 4를 비교할 경우, 실시예 4의 투습율이 현저하게 높아졌지만, 파단 산장율과 탄성 회복율이 낮아졌다. 실시예 6의 외관은 실시예 5보다 현저하게 우수하고, 파단 신장율이 약간 높아졌지만, 여전히 기타 실시예 조성에 비하여 많이 낮고, 열 안정성이 더욱 우수하며며 탄성 회복율이 낮아졌다. 실시예 7의 파단 신장율은 정상 수준과 유사하고, 열 안정성은 실시예 6과 유사한 수준을 유지하며, 투습율은 기타 실시예에 비하여 높고, 탄성 회복율은 약간 낮아졌다. 실시예 8 내지 실시예 10은 모두 향기 필름으로서, 향기의 도입이 제품의 투습율에 영향을 미치지는 않았으나, 탄성 계수가 약간 높아졌다. 그 중, 실시예 10은 체인증량제를 첨가하였기 때문에, 실시예 8 및 9에 비하여 투습율이 약간 높아지고, 파단 신장율이 높아였으며, 탄성 계수도 약간 높아졌고, 열 안정성도 높아졌다.

실시예 11 ~ 12 :

표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 7의 조성을 계량하여 혼합한 후, 열분석기기 DSC를 이용하여 상기 혼합물의 용융점을 측정하고, 우선 가공온도 160℃ ~ 290℃에서 과립화한 다음 실시예 11을 이층 공압출 용융 성형 필름(도 2 참조)에 투입하고, 실시예 12를 단층 압출 융용 성형 필름에 투입하되, 가공 온도는 190℃ ~ 230℃이고, 표면 처리 가공 공정, 트리밍 및 롤링을 거쳐, 최종 20μm의 무광택 필름 완성품으로 제조하고, 제막 속도는 35m/min이다. 이어서, 표 3에 기재된 바와 같이 구체적인 성능 시험을 수행하였고, 실시예 7과 비교하였다. 실시예 7과 실시예 11 및 실시예 12를 비교할 때, 파단 신장율이 약간 낮아지고, 탄성 회복율도 약간 낮아졌는 바, 이는 무기 분말이 과립화를 거쳐 양호하게 분산되었음을 증명하였다.

실시예 13 ~ 15

표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 10의 조성을 계량하여 혼합한 후, 열분석기기 DSC를 이용하여 상기 혼합물의 용융점을 측정하고, 우선 과립화를 수행한 후 모두 단층 압출 용융 성형 필름(도 1 참조)에 투입하되, 가공 온도는 160℃ ~ 290℃이고, 표면 처리 가공 공정, 트리밍 및 롤링을 거쳐, 최종 실시예 13은 20μm의 무색 무광택 필름 완성품으로 제조하고, 실시예 14는 20μm의 광택 흰색 필름으로 제조하며, 실시예 15는 5μm의 무광택 필름으로 제조하고, 제막 속도는 30m/min이다. 이어서, 표 3에 기재된 바와 같이 상기 구체적인 성능 시험을 수행하고, 비교 결과 투습율은 실시예 14 < 실시예 13 < 실시예 15 순이고, 파단 신장율은 실시예 14 > 실시예 13 > 실시예 15 순이며, 탄성 회복율은 실시예 14 > 실시예 13 > 실시예 15 순이다.

실시예 16 ~ 17

표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 10의 조성을 계량하여 혼합한 후, 열분석기기 DSC를 이용하여 상기 혼합물의 용융점을 측정하고, 우선 과립화를 수행한 후 모두 이층 압출 용융 성형 필름(도 1 참조)에 투입하되, 실시예 16의 가공 온도는 160℃ ~ 290℃이고, 실시예 17의 가공 온도는 200℃ ~ 250℃이며, 표면 처리 가공 공정, 트리밍 및 롤링을 거쳐, 실시예 16은 5μm의 흰색 무광택 필름으로 제조하고, 제막 속도는 40m/min이며, 실시예 17은 8μm의 흰색 무광택 필름으로 제조하고, 제막 속도는 40m/min이다. 이어서, 표 3에 기재된 바와 같이 상기 구체적인 성능 시험을 수행하고, 실시예 15와 비교할 때, 파단 신장율과 탄성 회복율이 모두 약간 낮아졌다. 실시예 17에 있어서, 두께가 현저히 높아졌고, 파단 신장율이 높아졌으며, 투습율이 낮아졌다.

실시예 18 ~ 19

표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1의 조성을 계량하여 혼합한 후, 열분석기기 DSC를 이용하여 상기 혼합물의 용융점을 측정하고, 우선 과립화한 후, 실시예 18을 이층 압출 용융 성형 필름(도 2 참조)에 투입하고, 제막 속도는 35m/min이며, 실시예 19를 삼층 압출 융용 성형 필름(도 2 참조)에 투입하되, 제막 속도는 40m/min이며, 가공 온도는 모두 160℃ ~ 290℃이고, 표면 처리 가공 공정, 트리밍 및 롤링을 거쳐, 20μm의 무색 무광택 필름으로 제조하였다. 실시예 1의 시험결과와 비교할 때, 표 3에 기재된 바와 같이, 실시예 1의 조성으로 과립화한 후, 파단 신장율이 약간 낮아졌지만, 실시예 18 및 실시예 19의 제막 속도가 높아져야만 동일한 두께의 필름을 취득할 수 있고, 실시예 18의 제막 속도가 실시예 19보다 낮음을 증명하였다.

실시예 20 ~ 23

표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1의 조성을 계량하여 혼합한 후, 열분석기기 DSC를 이용하여 상기 혼합물의 용융점을 측정하고, 모두 직접 이층 압출 용융 성형 필름(도 2 참조)에 투입하되, 가공 온도는 모두 160℃ ~ 290℃이고, 실시예 20은 표면처리 가공 공정, 130℃ 고온 숙성 공법, 트리밍 및 롤링을 거쳐 20μm의 무광택, 높은 인성, 높은 투습율, 높은 회복 탄성을 가진 필름으로 제조하되, 제막 속도는 30m/min이고; 실시예 21은 표면처리 가공 공정, 뒷면 접착제 공법, 130℃ 고온 숙성 공법, 트리밍 및 롤링을 거쳐, 20μm의 무광택, 용매 접착제 전체 접착제형 뒷면 접착제, 높은 인성의 뒷면 접착제 필름으로 제조하되, 제막 속도는 30m/min이다. 실시예 22의 제막 공정 및 조성은 실시예 20과 동일하지만, 제막 속도는 40m/min이다. 실시예 23은 실시예 21과 동일하지만, 뒷면 접착제 공정은 용매 접착제 점(dot) 접착제형 뒷면 접착제이다. 실시예 1의 시험 결과와 비교한 결과는 표 4에 기재된 바와 같다. 실시예 20 및 실시예 22의 투습율은 실시예 1에 비하여 현저히 높고, 탄성 회복율 및 인성도 모두 현저하게 높아졌다. 실시예 22의 성능은 실시예 20보다 약간 낮은 바, 이는 속도가 필름의 중간 특수 공정의 성능에 대하여 일정한 영향을 미친다는 것을 증명하였다. 실시예 21 및 실시예 23은 모두 뒷면 접착제 필름이고, 투습율이 현저하게 낮아졌으며, 질감히 현저하게 딱딱해졌고, 특히 실시예 21은 거의 투습율을 상실하였다.

표 1 실시예 1 내지 실시예 23의 조성표

표 2 실시예 1 내지 실시예 10의 성능표

표 3 실시예 11 내지 실시예 19의 성능표

표 4 실시예 20 내지 실시예 23의 성능표

Claims

5% ~ 95%의 바이오 기반 엘라스토머 소재;
0 ~ 80%의 수지 폴리머;
0.01 ~ 90%의 입경이 100μm 이내인 무기 분말 소재 및/또는 분자량이 2000 돌턴 이내인 유기 저분자 소재; 및
0 ~ 10%의 유기 블로킹 방지제; 를 포함하여 구성되는 높은 투습 성능을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름을 제조하기 위한 조성물.
제1항에 있어서,
상기 바이오 기반 엘라스토머 소재 중에 함유되는 바이오 기반 성분의 비례가 1 ~ 100%이고, 바람직하게 1 ~ 95%이며, 더욱 바람직하게 10 ~ 80%인 조성물.
제1항에 있어서,
상기 수지 폴리머는 임의의 고분자 폴리머, 그 유도체 및 그 임의의 혼합물이고, 바람직하게 폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에테르에스테르 중 하나 이상의 폴리머, 그 유도체 또는 그 혼합물인 조성물.
제1항에 있어서,
상기 무기 분말 소재는 이산화티타늄, 이산화규소, 벤토나이트, 각종 무기 안료, 탄산칼슘, 황산바륨 화이트, 세라믹 분말 및 수산화마그네슘로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 무기 분말이고; 유기 블로킹 방지제는 파라핀, 지방산계, 지방족 아미드계, 에스테르계, 금속 비누계 및 저분자 왁스계로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 유기 소재인 조성물.
제1항 내지 제4항 중의 임의 항에 따른 조성물을 이용하여 제조된 바이오 기반 엘라스토머 필름에 있어서,
상기 필름의 두께는 1 ~ 500μm이고, 바람직하게 2 ~ 150μm이며, 더욱 바람직하게 2 ~ 50μm이고, 상기 필름은 공압출을 통하여 형성된 다층 구조이거나 단층 구조일 수 있고; 그 중, 상기 필름은 100,000g/m²*24h 또는 그 이상의 투습율을 가지고(JIS L1099 B1법), 바람직하게 120,000g/m²*24h또는 그 이상의 투습율을 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름.
제5항에 있어서, 상기 플름은 300% 이상의 파단 신장율과 500Mpa 미만의 탄성 계수를 가지는 바이오 기반 엘라스토머 필름.
적어도 한 층의 제5항 내지 제6항 중의 임의 항에 따른 바이오 기반 엘라스토머 필름;
적어도 한 층의 열가소성 수지 제품층; 및
상기 바이오 기반 엘라스토머 필름층 및 상기 열가소성 수지 제품층 사이에 위치하고, 접착제로 형성되는 접착층; 을 포함하여 구성되되,
그 중, 상기 열가소성 수지 제품층은 열가소성 수지 필름 또는 열가소성 수지 섬유 제품이고, 상기 열가소성 수지 섬유 제품은 방직 섬유 및/또는 부직포(논스펀본드 부직포 또는 스펀본드 부직포 구조를 함유하는 소재)인 열가소성 수지 필름의 적층물.
제7항에 있어서,
상기 방직 섬유 중의 한 층 또는 복수의 층은 폴리에테르에스테르 및 그 유도체 섬유, 폴리에스테르 및 그 유도체 섬유, 나일론 및 그 유도체 섬유, 스판덱스 및 그 유도체 섬유, 폴리프로필렌 및 그 유도체 섬유, 및 상기 임의 수지의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 섬유 소재이고;
상기 부직포 중의 한 층 또는 복수의 층은 폴리올레핀 및 그 유도체 부직포, 폴리에스테르 및 그 유도체 부직포, 나일론 및 그 유도체 부직포, 스펀레이스 및 그 유도체 부직포, 및 분해성 식물 섬유 및 그 유도체 부직포로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 부직포이고, 바람직하게, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스테르 부직포 및/또는 분해성 식물 섬유 및 그 유도체의 부직포인 적층물.
제7항에 있어서,
상기 접착층은 불연속적인 층상물이고, 바람직하게 불연속적인 점형 층상물, 이격된 스트립형 층상물 또는 격자형 층상물인 적층물.
제7항에 있어서,
상기 적층물은 25,000g/m²*24h 또는 그 이상의 투습율을 가지고, 바람직하게 30,000g/m²*24h 또는 그 이상의 투습율, 더욱 바람직하게 30,000 ~ 80,000g/m²*24h 사이의 투습율을 가지는 적층물.