KR20220164731A - 방수-통기성 필름을 위한 폴리머 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기로 이루어지는 조성물에 관한 것이다:
- 조성물의 중량에 대해 75 중량% 내지 98 중량% 의 (a1) 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 코폴리머, (a2) 폴리우레탄 블록 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르 블록을 함유하는 코폴리머 및/또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 친수성 열가소성 엘라스토머 (TPE) 폴리머 A;
- 조성물의 중량에 대해 2 중량% 내지 15 중량% 의 에틸렌에서 유도된 단위체, 알킬 (메트)아크릴레이트에서 유도된 단위체 및 적어도 하나의 산, 무수물 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머에서 유도된 단위체를 포함하는 적어도 하나의 코폴리머 B; 및
- 조성물의 중량에 대해 0 중량% 내지 10 중량% 의 적어도 하나의 첨가제,
상기 코폴리머 A 의 폴리에테르 블록은 폴리에틸렌 글리콜 블록을 포함한다. 본 발명은 또한 필름의 제조 공정 및 상기 필름에 관한 것이다.

Description

방수-통기성 필름을 위한 폴리머 조성물
본 발명은 폴리머 조성물 및 또한 상기 조성물을 사용하여 수득된 방수-통기성 필름에 관한 것이다.
액체 물에 불투과성이고 수증기에 투과성인 필름은 직물, 건설, 농업, 포장 등과 같은 다양한 분야에서 사용된다. 이러한 필름은, 예를 들어, 물품을 덮는 포장으로서 또는 물품 표면에 부착된 코팅으로서 사용될 수 있다.
일반적으로, 통기성 필름은 균일한 외관, 방풍성, 수증기에 대한 높은 투과성, 약간의 탄성, 뿐만 아니라 상이한 기재에 부착하는 능력과 같은 일정한 요건을 만족시켜야 한다. 또한, 이러한 필름은, 특히 압출에 의하는, 생산 동안 필름에 변형을 야기하지 않으면서 용이하게 가공가능해야 한다. 불량한 가공성은 필름 상의 구멍 또는 불규칙한 모서리와 같은 결함에 반영된다.
이러한 필름을 형성하기 위해서 폴리아미드 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 조성물을 사용하는 것은 알려진 관습이다. 그러나, 수증기에 대한 높은 투과성에도 불구하고, 형성되는 필름은 신축성이 적으며, 이는 압출에 의한, 특히 압출 코팅에 의한 그것의 제조 동안 문제를 야기한다.
더욱이, 테르폴리머 조성물, 특히 에틸렌, 아크릴 및 부틸렌 모노머에서 유도된 테르폴리머의 사용은 압출에 의해 용이하게 가공가능한 필름을 얻는 것을 가능하게 만든다. 그러나, 이러한 필름은 매우 낮은 통기성을 갖는다.
US 2004/0 029 467 은 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트 코폴리머 (a1), 선택적으로 중화된 에틸렌/(메트)아크릴산 코폴리머 (a2), 에틸렌/비닐 모노머 코폴리머 (a3), 혼합물 (a1)/(a2), 혼합물 (a1)/(a3), 혼합물 (a2)/(a3) 및 혼합물 (a1)/(a2)/(a3) 을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 폴리머 (a) 를 포함하는, 및/또는 적어도 하나의 관능화된 폴리에틸렌 (b); 및 코폴리아미드 블록 또는 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 적어도 하나의 코폴리머 (c) 를 포함하는 통기성 필름에 관한 것이다.
US 5 614 588 은 30% 내지 60 중량% 의 폴리아미드-12, 폴리아미드-11 및/또는 폴리아미드-12,12 블록 및 70% 내지 40 중량% 의 폴리에틸렌 글리콜 블록으로 이루어지는 폴리에테르 블록 아미드, 65% 내지 85 중량% 의 폴리아미드-12, 폴리아미드-11 및/또는 폴리아미드-12,12 블록 및 35% 내지 15 중량% 의 폴리에틸렌 글리콜 블록으로 이루어지는 폴리에테르 블록 아미드, 및 75% 내지 95 중량% 의 에틸렌, 5% 내지 25 중량% 의 비닐 아세테이트 및 0.1% 내지 2 중량% 의 말레산 무수물로 이루어지는 폴리(에틸렌-코-비닐 아세테이트-g-말레산 무수물) 폴리머를 포함하는 폴리머 블렌드에 관한 것이다. 상기 문헌의 조성물은 수증기에 투과성인 필름의 제조에 사용된다.
US 5 506 024 는 폴리에테르에스테르아미드에 기반하는, 바람직하게는 폴리에테르 블록 아미드에 기반하는 열가소성 엘라스토머로부터 제조되는 수증기에 투과성인 필름에 관한 것이다.
US 5 800 928 은 폴리에테르 블록을 포함하는 적어도 하나의 열가소성 엘라스토머 및 에틸렌 및 적어도 하나의 알킬 (메트)아크릴레이트를 포함하는 적어도 하나의 코폴리머를 포함하는 수증기에 투과성인 필름에 관한 것이다.
수증기에 대한 양호한 투과성 및 그것의 제조 동안 양호한 가공성 둘 모두를 갖는 필름의 제조를 가능하게 하는 조성물을 제공할 필요가 존재한다.
본 발명은 첫째로 하기로 이루어지는 조성물에 관한 것이다:
- 조성물의 중량에 대해 75 중량% 내지 98 중량% 의 (a1) 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 코폴리머 (COPE), (a2) 폴리우레탄 블록 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르 블록을 함유하는 코폴리머 (TPU) 및/또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 친수성 열가소성 엘라스토머 (이하에서 TPE 로서 언급됨) 폴리머 A;
- 조성물의 중량에 대해 2 중량% 내지 15 중량% 의 에틸렌에서 유도된 단위체, 알킬 (메트)아크릴레이트에서 유도된 단위체 및 적어도 하나의 산, 무수물 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머에서 유도된 단위체를 포함하는 적어도 하나의 코폴리머 B; 및
- 조성물의 중량에 대해 0 중량% 내지 10 중량% 의 적어도 하나의 첨가제.
본 발명의 목적을 위해, 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 코폴리머 (이하에서 COPE 또는 코폴리에테르에스테르로서 언급됨) 는 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 코폴리머이다. 그것은 폴리에테르디올에서 유도된 가요성 폴리에테르 블록 및 강성 적어도 하나의 디카르복시산과 적어도 하나의 단쇄-연장 디올 단위체의 반응으로부터 초래되는 폴리에스테르 블록으로 이루어진다. 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록은 디카르복시산의 산 관능기와 폴리에테르디올의 OH 관능기의 반응으로부터 초래되는 에스테르 결합을 통해 연결된다. 폴리에테르와 이산의 연결은 가요성 블록을 형성하지만, 글리콜 또는 부탄디올과 이산의 연결은 코폴리에테르에스테르의 강성 블록을 형성한다. 단쇄-연장 디올은 네오펜틸 글리콜, 시클로헥산디메탄올 및 식 HO(CH2)nOH (식에서 n 은 2 내지 10 의 정수이다) 의 지방족 글리콜로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
유리하게는, 이산은 8 내지 14 개 탄소 원자를 함유하는 방향족 디카르복시산이다. 방향족 디카르복시산의 50 mol% 이하는 8 내지 14 개 탄소 원자를 함유하는 적어도 하나의 다른 방향족 디카르복시산으로 대체될 수 있으며, 및/또는 20 mol% 이하는 2 내지 14 개 탄소 원자를 함유하는 지방족 디카르복시산으로 대체될 수 있다.
방향족 디카르복시산의 예로서, 테레프탈산, 이소프탈산, 바이벤조산, 나프탈렌디카르복시산, 4,4'-디페닐렌디카르복시산, 비스(p-카르복시페닐)메탄, 에틸렌비스(p-벤조산), 1,4-테트라메틸렌비스(p-옥시벤조산), 에틸렌비스(p-옥시벤조산) 및 1,3-트리메틸렌비스(p-옥시벤조산)이 언급될 수 있다.
글리콜의 예로서, 에틸렌 글리콜, 1,3-트리메틸렌 글리콜, 1,4-테트라메틸렌 글리콜, 1,6-헥사메틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,8-옥타메틸렌 글리콜, 1,10-데카메틸렌 글리콜 및 1,4-시클로헥실렌디메탄올이 언급될 수 있다. 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 코폴리머는, 예를 들어, 폴리에테르 폴리에테르디올에서 유도된 단위체 예컨대 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리프로필렌 글리콜 (PPG), 폴리트리메틸렌 글리콜 (PO3G) 또는 폴리테트라메틸렌 글리콜 (PTMG), 디카르복시산 단위체 예컨대 테레프탈산, 및 글리콜 (에탄디올) 또는 1,4-부탄디올 단위체를 함유하는 코폴리머이다. 그러한 코폴리에테르에스테르는 특허 EP 402 883 및 EP 405 227 에 기재되어 있다. 이들 폴리에테르에스테르는 열가소성 엘라스토머이다. 이들은 가소제를 함유할 수 있다. 언급될 수 있는 예는 DSM 에 의해 판매되는 명칭 Arnitel® 의 상품, 또는 DuPont 에 의해 판매되는 명칭 Hytrel® 의 상품을 포함한다.
본 발명의 목적을 위해, 폴리우레탄 블록 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르 블록을 함유하는 코폴리머 (이하에서 TPU 로서 언급됨) 는 폴리에테르디올인 가요성 폴리에테르 블록 및 방향족 디이소시아네이트 (예를 들어 MDI, TDI) 및 지방족 디이소시아네이트 (예를 들어 HDI 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트) 로부터 선택될 수 있는 적어도 하나의 디이소시아네이트와 적어도 하나의 짧은 디올의 반응으로부터 초래되는 강성 폴리우레탄 블록의 축합으로부터 초래되는 폴리에테르우레탄이다. 단쇄-연장 디올은 상기 코폴리에테르에스테르의 설명에서 언급된 글리콜로부터 선택될 수 있다.
폴리우레탄 블록 및 폴리에테르 블록은 이소시아네이트 관능기와 폴리에테르디올의 OH 관능기의 반응으로부터 초래되는 결합을 통해 연결된다.
폴리에스테르디올인 가요성 폴리에스테르 블록 및 적어도 하나의 디이소시아네이트와 적어도 하나의 짧은 디올의 반응으로부터 초래되는 강성 폴리우레탄 블록의 축합으로부터 초래되는 폴리에스테르우레탄이 또한 언급될 수 있다. 폴리에스테르디올은 유리하게는 2 내지 14 개 탄소 원자를 함유하는 지방족 디카르복시 이산으로부터 선택되는 디카르복시산 및 상기 코폴리에테르에스테르의 설명에서 언급된 글리콜로부터 선택되는 단쇄-연장 디올인 글리콜의 축합으로부터 초래된다. 그것은 가소제를 함유할 수 있다.
하나의 구현예에 따르면, 친수성 TPE 은 TPE 의 중량에 대해 적어도 10 중량%, 바람직하게는 적어도 20 중량%, 바람직하게는 적어도 30 중량%, 바람직하게는 적어도 40 중량%, 바람직하게는 적어도 50 중량% 의 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 을 포함한다.
특정 구현예에 따르면, 알킬 (메트)아크릴레이트는 1 내지 24 개 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 5 개 탄소 원자를 포함하는 알킬 기를 포함한다.
특정 구현예에 따르면, 알킬 (메트)아크릴레이트는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 및 부틸 (메트)아크릴레이트 및 또한 이들의 조합으로부터 선택된다.
특정 구현예에 따르면, 코폴리머 B 중 알킬 (메트)아크릴레이트에서 유도된 단위체의 몰 함량은 5% 내지 35% 이다.
특정 구현예에 따르면, 코폴리머 B 중 적어도 하나의 산, 무수물 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머의 몰 함량은 0.1% 내지 15% 이다.
특정 구현예에 따르면, 적어도 하나의 산, 무수물 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머는 불포화 카르복실산 무수물로부터 선택되고, 바람직하게는 말레산 무수물이다.
특정 구현예에 따르면, 적어도 하나의 산, 무수물, 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머는 불포화 에폭시드 관능기를 갖고, 바람직하게는 글리시딜 메타크릴레이트이다.
특정 구현예에 따르면, 코폴리머 B 에는 비닐 아세테이트에서 유도된 단위체가 없다.
특정 구현예에 따르면, 첨가제는 불활성 염료 예컨대 이산화 티타늄, 충전제, 계면활성제, 가교제, 조핵제, 반응성 화합물, 무기 또는 유기 난연제, 자외선 (UV) 또는 적외선 (IR) 광 흡수제, UV 또는 IR 형광제, 및 또한 이들의 조합으로부터 선택된다.
본 발명은 또한 상술된 조성물을 사용하는 필름 제조 공정에 관한 것이다.
본 발명에 따른 필름은 상기 친수성 TPE 및 본 발명에 따른 코폴리머 B, 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제를 함유하는 균질 또는 균일 혼합물을 얻는 것을 가능하게 만드는 임의의 방법, 예컨대 용융 배합, 압출, 압축 또는 아니면 롤 밀을 통해 제조될 수 있다.
하나의 구현예에 따르면, 과립 형태의 TPE 및 코폴리머 B 는 필름으로 가공되기 전에 건조 블렌딩될 수 있다.
열가소성 수지 산업의 통상적인 혼합 및 반죽 장치, 예컨대 압출기, 2 축 압출기, 특히 자동 세척식 기어링 동방향 2 축 압출기, 및 반죽 기계, 예를 들어 부스 (Buss) 코-니더 또는 내부 혼합기가 유리하게는 사용된다.
우선적 구현예에 따르면, 필름 제조 공정은 압출 공정이다. 특정 구현예에 따르면, 압출은 100 내지 300℃, 바람직하게는 150 내지 280℃ 의 온도에서 수행된다.
공정은 일반적으로 조성물 인발 단계를 포함한다. 인발 단계는 압출 블로우 성형에 의해 수행될 수 있다.
하나의 구현예에 따르면, 인발 단계는 압출 코팅에 의해 수행된다.
하나의 구현예에 따르면, 인발 단계는 플랫 (flat) 압출에 의해 수행된다.
본 발명은 또한 상술된 공정을 통해 수득된 필름에 관한 것이다.
본 발명은 선행 기술의 단점을 극복하는 것을 가능하게 만든다. 더욱 특히, 본 발명은 수증기에 대한 양호한 투과성 및 그것의 제조 동안 양호한 가공성 둘 모두를 갖는 필름의 제조를 가능하게 하는 조성물을 제공한다.
이는 상술된 바와 같은 적어도 하나의 폴리머 A 및 적어도 세 가지 코모노머: 제 1 에틸렌 코모노머, 제 2 알킬 (메트)아크릴레이트 코모노머, 및 산, 무수물, 또는 에폭시드 기 형태의 적어도 하나의 반응성 관능기를 포함하는 제 3 코모노머에서 유도된 단위체를 포함하는 적어도 하나의 코폴리머 B; 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제로 이루어지는 조성물에 의해 달성된다.
더욱 특히, 75 중량% 내지 98 중량% 의 폴리머 A, 2 중량% 내지 15 중량% 의 코폴리머 B 및 0 내지 10% 의 적어도 하나의 첨가제로 이루어지는 이 조성물은 수증기에 대한 양호한 투과성 및, 특히 압출에 의한, 및 특히 고온 압출에 의한 매우 양호한 가공성을 갖는 필름을 얻는 것을 가능하게 만든다.
본 발명은 이제 하기 설명에서 더욱 상세히 비제한적 방식으로 기재된다.
조성물
본 발명에 따른 조성물은 하기로 이루어진다:
- (a1) 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 코폴리머 및 (a2) 폴리우레탄 블록 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르 블록을 함유하는 코폴리머로부터 선택되는 적어도 하나의 폴리머 A;
- 적어도 세 가지 코모노머: 제 1 에틸렌 코모노머, 제 2 알킬 (메트)아크릴레이트 코모노머 및 산, 무수물 또는 에폭시드 기 형태의 적어도 하나의 반응성 관능기를 포함하는 제 3 코모노머에서 유도된 단위체를 포함하는 적어도 하나의 코폴리머 B; 및
- 선택적으로 적어도 하나의 첨가제.
폴리머 A 는 조성물에 조성물의 중량에 대해 75 중량% 내지 98 중량%, 바람직하게는 75 중량% 내지 95 중량 중량% 범위의 함량으로 존재한다. 예를 들어, 폴리머 A 는 조성물에 조성물의 중량에 대해 75 중량% 내지 78 중량%; 또는 78 중량% 내지 80 중량%; 또는 80 중량% 내지 82 중량%; 또는 82 중량% 내지 84 중량%; 또는 84 중량% 내지 86 중량%; 또는 86 중량% 내지 88 중량%; 또는 88 중량% 내지 90 중량%; 또는 90 중량% 내지 92 중량%; 또는 92 중량% 내지 94 중량%; 또는 94 중량% 내지 96 중량%; 또는 96 중량% 내지 98 중량% 의 함량으로 존재할 수 있다.
적어도 세 가지 코모노머에서 유도된 단위체를 포함하는 코폴리머 B 에 관하여, 그것은 조성물의 중량에 대해 2 중량% 내지 15 중량%, 바람직하게는 5 중량% 내지 15 중량% 의 함량으로 존재한다. 예를 들어, 이 코폴리머 B 는 조성물에 조성물의 중량에 대해 2 중량% 내지 3 중량%; 또는 3 중량% 내지 4 중량%; 또는 4 중량% 내지 5 중량%; 또는 5 중량% 내지 6 중량%; 또는 6 중량% 내지 7 중량%; 또는 7 중량% 내지 8 중량%; 또는 8 중량% 내지 9 중량%; 또는 9 중량% 내지 10 중량%; 또는 10 중량% 내지 11 중량%; 또는 11 중량% 내지 12 중량%; 또는 12 중량% 내지 13 중량%; 또는 13 중량% 내지 14 중량%; 또는 14 중량% 내지 15 중량% 의 함량으로 존재할 수 있다.
제 1 코모노머 (이것으로부터 이 코폴리머 B 가 제조된다) 는 에틸렌이다. 에틸렌에서 유도된 단위체는 50% 내지 94.9%, 바람직하게는 58% 내지 79% 의 코폴리머 B 중 몰 함량을 가질 수 있다. 이 몰 함량은 특히 50% 내지 55%; 또는 55% 내지 60%; 또는 60% 내지 65%; 또는 65% 내지 70%; 또는 70% 내지 75%; 또는 75% 내지 80%; 또는 80% 내지 85%; 또는 85% 내지 90%; 또는 90% 내지 94.9% 일 수 있다.
제 2 코모노머 (이것으로부터 이 코폴리머 B 가 제조된다) 는 알킬 (메트)아크릴레이트이다. 용어 "알킬 (메트)아크릴레이트" 는 알킬 아크릴레이트 및 알킬 메타크릴레이트를 지칭한다. 바람직하게는, 알킬 (메트)아크릴레이트의 알킬 기는 1 내지 24 개 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 5 개 탄소 원자를 포함한다. 예를 들어, 그것은 1 내지 2; 또는 2 내지 4; 또는 4 내지 6; 또는 6 내지 8; 또는 8 내지 10; 또는 10 내지 12; 또는 12 내지 14; 또는 14 내지 16; 또는 16 내지 18; 또는 18 내지 20; 또는 20 내지 22; 또는 22 내지 24 개 탄소 원자를 포함할 수 있다.
특정 바람직한 구현예에 따르면, 제 2 코모노머는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 및 또한 이들의 조합으로부터 선택된다. 바람직하게는, 제 2 코모노머는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트 및 부틸 (메트)아크릴레이트로부터 선택된다.
특정 구현예에 따르면, 오직 하나의 제 2 알킬 (메트)아크릴레이트 코모노머가 코폴리머 B 의 제조에 사용된다.
다른 구현예에 따르면, 코폴리머 B 는 하나 초과의 제 2 알킬 (메트)아크릴레이트 코모노머, 예를 들어 2 또는 3 가지 제 2 코모노머로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 코폴리머 B 는 에틸 (메트)아크릴레이트 및/또는 메틸 (메트)아크릴레이트 및/또는 부틸 (메트)아크릴레이트로부터 제조될 수 있다.
제 2 코모노머(들)에서 유도된 단위체는 5% 내지 35%, 바람직하게는 20% 내지 30% 의 코폴리머 B 중 몰 함량을 가질 수 있다. 이 몰 함량은 특히 5% 내지 10%; 또는 10% 내지 15%; 또는 15% 내지 20%; 또는 20% 내지 25%; 또는 25% 내지 30%; 또는 30% 내지 35% 일 수 있다.
제 3 코모노머는 산, 무수물 또는 에폭시드 기 형태의 적어도 하나의 반응성 관능기를 포함한다.
특정 구현예에 따르면, 제 3 코모노머는 이의 불포화 카르복실산 또는 카르복실산 무수물 유도체로부터, 바람직하게는 이의 불포화 디카르복실산 또는 디카르복실산 무수물 유도체로부터 선택된다.
불포화 디카르복실산 무수물의 예는 특히 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물, 및 테트라히드로프탈산 무수물이다. 말레산 무수물이 바람직하게는 사용된다.
불포화 모노카르복실산 또는 디카르복실산 모노머 예컨대 (메트)아크릴산이 또한 사용될 수 있다.
대안적으로, 제 3 코모노머는 불포화 에폭시드 유형 관능기를 포함할 수 있다.
주목할 만한 예는 하기를 포함한다:
- 지방족 글리시딜 에스테르 및 에테르, 예컨대 알릴 글리시딜 에테르, 비닐 글리시딜 에테르, 글리시딜 말레에이트 및 이타코네이트, 글리시딜 메타크릴레이트 (GMA) 및 아크릴레이트; 및
- 지환식 글리시딜 에스테르 및 에테르, 예컨대 글리시딜 2-시클로헥스-1-엔 에테르, 디글리시딜 4,5-시클로헥센 카르복실레이트, 글리시딜 4-시클로헥센 카르복실레이트, 글리시딜 5-노르보르넨-2-메틸-2-카르복실레이트 및 디글리시딜 엔도시스-바이시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복실레이트.
제 3 코모노머에서 유도된 단위체는 코폴리머 B 에 0.1% 내지 15%, 바람직하게는 1% 내지 12% 의 몰 함량으로 존재할 수 있다. 이 몰 함량은 특히 0.1% 내지 1%; 또는 1% 내지 3%; 또는 3% 내지 5%; 또는 5% 내지 7%; 또는 7% 내지 9%; 또는 9% 내지 11%; 또는 11% 내지 13%; 또는 13% 내지 15% 일 수 있다.
특정 구현예에 따르면, 오직 하나의 제 3 알킬 (메트)아크릴레이트 코모노머가 코폴리머 B 의 제조에 사용된다.
다른 구현예에 따르면, 코폴리머 B 는 하나 초과의 제 3 코모노머, 예를 들어 2 또는 3 가지 제 3 코모노머에서 유도된 단위체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 조성물은 말레산 무수물로부터의 및 글리시딜 메타크릴레이트로부터의 단위체를 포함할 수 있다.
이러한 경우에, 제 3 코모노머에서 유도된 단위체의 함량은 다양한 제 3 코모노머의 총량에 대해 제시된다.
바람직하게는, 코폴리머 B 는 상술된 제 1, 제 2 및 제 3 코모노머 이외의 코모노머에서 유도된 단위체를 포함하지 않는다.
바람직하게는, 코폴리머 B 는 테르폴리머이며, 즉 그것은 오직 3 가지 코모노머에서 유도된 단위체를 포함한다.
바람직한 코폴리머 B 의 예는 하기이다: 에틸렌, 메틸 아크릴레이트 및 말레산 무수물로부터 유도된 테르폴리머; 에틸렌, 에틸 아크릴레이트 및 말레산 무수물로부터 유도된 테르폴리머; 에틸렌, 부틸 아크릴레이트 및 말레산 무수물로부터 유도된 테르폴리머; 에틸렌, 메틸 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트로부터 유도된 테르폴리머; 에틸렌, 에틸 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트로부터 유도된 테르폴리머; 에틸렌, 부틸 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트로부터 유도된 테르폴리머.
코폴리머 B 는 바람직하게는, 특히 고압 라디칼 유형의, 다양한 코모노머의 공중합에 의해 제조된다. 예를 들어, 제 2 및 제 3 코모노머는, 특히 고압 라디칼 중합에 의해, 에틸렌과 직접 공중합될 수 있다.
특정 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물, 및 더욱 특히 코폴리머 B 에는 비닐 아세테이트에서 유도된 단위체가 없다. 그 이유는 상기 모노머가 독성 특성을 가질 수 있기 때문이다. 더욱이, 이 모노머에서 유도된 단위체를 포함하는 조성물로부터 필름을 형성하는 것이 곤란하거나 또는 심지어는 불가능하므로, 그것은 고온 압출에 적합하지 않다.
첨가제에 관하여, 그것은 0 내지 10%, 바람직하게는 0 내지 5% 의 중량 함량으로 선택적으로 존재한다. 예를 들어, 하나 이상의 첨가제는 0 내지 0.5%; 또는 0.5% 내지 1%; 또는 1% 내지 2%; 또는 2% 내지 3%; 또는 3% 내지 4%; 또는 4% 내지 5%; 또는 5% 내지 6%; 또는 6% 내지 7%; 또는 7% 내지 8%; 또는 8% 내지 9%; 또는 9% 내지 10% 의 중량 함량으로 존재할 수 있다.
이들 첨가제는, 예를 들어, 불활성 염료 예컨대 이산화 티타늄, 충전제, 계면활성제, 가교제, 조핵제, 반응성 화합물, 무기 또는 유기 난연제, 자외선 (UV) 또는 적외선 (IR) 광 흡수제, 및 UV 또는 IR 형광제를 포함할 수 있다. 전형적인 충전제는 탈크, 칼슘 카르보네이트, 클레이, 실리카, 미카, 월라스토나이트, 펠드스파, 알루미늄 실리케이트, 알루미나, 수화 알루미나, 유리 미소구체, 세라믹 미소구체, 열가소성수지 미소구체, 중정석, 및 목분을 포함한다.
이들 첨가제는 조성물의 하나 이상의 물리적 특성을 변경하는 것을 가능하게 만든다.
필름
본 발명은 또한 상술된 조성물을 사용하여 수득된 필름에 관한 것이다.
이 필름은 바람직하게는 압출에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, 압출은 100 내지 300℃, 바람직하게는 150 내지 300℃, 예를 들어 180 내지 280℃ 범위의 온도에서 수행된다.
특정 구현예에 따르면, 필름은 본 발명에 따른 조성물을 기재 상에 압출 코팅하여 제조된다. 이 경우에, 압출 온도는, 예를 들어, 250 내지 300℃ 일 수 있다. 기재는 알루미늄, 종이, 보드, 셀로판, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드 (PVDC) 또는 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 수지에 기반하는 필름 (이들 필름은 선택적으로 배향, 선택적으로 금속화, 선택적으로 물리적 또는 화학적 수단에 의해 처리된다), 및 얇은 무기 장벽 층으로 코팅된 필름, 예컨대 폴리에스테르 (PET SiOx 또는 AlOx) 및 우븐 또는 논우븐 패브릭으로부터 선택될 수 있다. 필름이 우븐 또는 논우븐 패브릭이 아닐 때, 그것은 바람직하게는 천공, 특히 미세천공된다.
다른 구현예에 따르면, 필름은 본 발명에 따른 조성물의 플랫 필름 압출 ("압출 주조") 에 의해 제조될 수 있다. 이 경우에, 압출 온도는, 예를 들어, 180 내지 230℃ 일 수 있다.
본 발명에 따른 필름은 방수-통기성 필름이다. 용어 "방수-통기성" 은 수증기에 투과성이고 액체 물에 불투과성임을 의미한다.
본 발명에 따른 필름은 2 내지 100 ㎛, 바람직하게는 10 내지 50 ㎛ 의 두께를 가질 수 있다.
하나의 구현예에 따르면, 방수-통기성 필름은 50 ㎜ 이하, 바람직하게는 40 ㎜ 이하, 30 ㎜, 또는 25 ㎜, 바람직하게는 5 내지 25 ㎜ 의 두께를 갖는다.
상술된 두께는 수증기에 대한 투과성의 면에서 양호한 특성을 제공한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 필름은 필름 두께 30 ㎛ 의 경우에, 상대 습도 50% 에서, 23℃ 에서, 24 시간 당 적어도 700 g/㎡ 의 수증기에 대한 투과성 (MVTR, "수증기 투과율 (Moisture Vapor Transmission Rate)") 을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 필름의 수증기에 대한 투과성 MVTR 은 필름 두께 30 ㎛ 의 경우에, 상대 습도 50% 에서, 23℃ 에서 적어도 800 g/㎡/24 h 이다. 특히, MVTR 막 투과성은 필름 두께 30 ㎛ 의 경우에, 상대 습도 50% 에서, 23℃ 에서 700 내지 800 g/㎡/24 h, 또는 800 내지 900 g/㎡/24 h, 또는 900 내지 1000 g/㎡/24 h, 또는 1000 내지 1200 g/㎡/24 h, 또는 1200 내지 1500 g/㎡/24 h, 또는 1500 내지 2000 g/㎡/24 h, 또는 2000 내지 2500 g/㎡/24 h, 또는 2500 내지 3000 g/㎡/24 h, 또는 3000 내지 3500 g/㎡/24 h, 또는 3500 내지 4000 g/㎡/24 h, 또는 4000 내지 4500 g/㎡/24 h, 또는 4500 내지 5000 g/㎡/24 h 범위일 수 있다. 필름 두께 30 ㎛ 의 경우에, 상대 습도 50% 에서, 23℃ 에서 필름의 수증기에 대한 투과성 (MVTR) 은 표준 ASTM E96A 에 따라 측정될 수 있다.
본 발명은 또한 의료, 위생, 수하물, 제조, 의복, 가사 또는 가정용 장비, 가구, 카페트, 자동차, 산업, 특히 산업용 여과, 농업 및/또는 건설 부문에 있어서의 본 발명에서 기술된 바와 같은 필름의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 물질 및 적어도 하나의 본 발명에 따른 방수-통기성 필름을 포함하는 적층물 (이하 라미네이트) 에 관한 것이며, 상기 물질은, 예를 들어, 직물, 건축 물질, 포장 또는 코팅으로부터 선택될 수 있다.
특정 구현예에 따르면, 물질은 직물 물질이며, 상기 필름은 직물 물질의 적어도 하나의 표면에 0.5 내지 50 N, 바람직하게는 0.5 내지 10 N 범위 내의 박리력으로 접착되어 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 필름은 특히 임의의 알려진 공정을 통해, 바람직하게는 필름과 직물 사이에 접착제를 사용하지 않고 직물 물질에 적용된다.
언급될 수 있는 예는 직물 상에 조성물의 필름의 압출 코팅, 또는 필름이 직물 섬유를 함침 및 포착하기에 충분한 온도에서 직물 상에 또는 두 개의 직물 사이에 필름의 고온 압축 (열-라미네이션 또는 라미네이션 결합) 을 포함한다.
대안적 구현예 또는 선행하는 구현예와 조합된 구현예에 따르면, 접착 시일, 바람직하게는 수성 접착 시일 (즉 접착 시일 조성물에 5 중량% 미만의 용매를 포함함) 을 사용하는 결합이 언급될 수 있다.
바람직하게는, 필름은 5 내지 50 ㎜, 바람직하게는 약 5 내지 10 ㎜ 의 두께를 갖는다. 유리하게는, 압출-코팅 적용에서, 10 내지 50 g/㎡ 의 열가소성 필름이 직물에 적용된다.
본 발명의 본 명세서에서, 하기 정의가 적용된다:
- 용어 "직물 물질" 또는 "직물" 은 섬유 또는 필라멘트로 구성된 임의의 물질 및 또한 적어도 300 의 길이/두께 비를 특징으로 하는 다공성 막을 형성하는, 종이 및 판지를 포함하는, 임의의 물질을 의미한다;
- 용어 "섬유" 는 적어도 300 의 길이/직경 비를 특징으로 하는 임의의 합성 또는 천연 물질을 의미한다;
- 용어 "필라멘트" 는 무한 길이의 임의의 섬유를 의미한다.
직물 중에서, 특히, 섬유 랩 (드레싱, 필터, 펠트), 로빙 (드레싱), 얀 (바느질, 편직 또는 직조의 경우), 편직된 패브릭 (직선, 원형, 풀 패션 (fully-fashioned)), 패브릭 (전통, 자카드 (Jacquard), 복합, 양면, 다축, 2.5D, 3D), 및 많은 다른 것이 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 적어도 하나의 직물 물질은 다공성 막, 우븐 직물 또는 논우븐 직물의 형태이다.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 직물 물질은 합성 섬유, 특히 생물기반 원료로부터 수득된 합성 섬유, 천연 섬유, 천연 원료로부터 제조된 인공 섬유, 광물 섬유 및/또는 금속 섬유를 포함한다.
유리하게는, 상기 직물은 생물기반 원료, 예컨대 폴리아미드 섬유, 특히 폴리아미드 11 로부터 수득된 합성 섬유를 포함한다. 유리하게는, 상기 직물은 또한 천연 섬유, 예컨대 면, 울 및/또는 실크, 천연 원료로부터 제조된 인공 섬유, 및 광물 섬유, 예컨대 탄소, 유리, 실리카 및/또는 마그네슘 섬유를 포함한다.
직물은 특히 패브릭 또는 직물 표면, 예컨대 우븐, 편직, 논우븐 또는 카페트 표면으로부터 선택된다. 이들 물품은, 예를 들어, 카페트, 러그, 덮개, 표면 피복, 소파, 커튼, 침구, 매트리스 및 베개, 의복 및 의료 직물 물질일 수 있다.
본 발명에 따른 직물은 유리하게는 펠트, 필터, 필름, 가제, 천, 드레싱, 층, 패브릭, 편직 패브릭, 의류 물품, 의복, 침구 물품, 가구 물품, 커튼, 승객실 피복, 기능성 기술 직물, 지오텍스타일 및/또는 농업직물을 구성한다.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 한정하지 않으면서 설명한다.
필름의 수증기에 대한 투과성 및 안정성 한계 (가공성) 를 평가하도록 상이한 조성물 (A 내지 G) 로부터 하기 두 방식으로 필름을 제조했다.
수증기에 대한 투과성의 평가를 위해:
하기 파라미터를 갖는 압출기를 사용하여 플랫 필름 압출 공정 ("압출 주조") 을 통해 다양한 조성물 (A 내지 G) 로부터 필름을 제조했다:
- 축 직경: 30 ㎜;
- L/D 비: 25;
- 프로파일: 축-장벽;
- 다이: T-형상, 250 ㎛ 너비 및 300 ㎛ 에어 갭.
압출 온도는 180℃ 내지 230℃ 였고, 코폴리머의 등급에 따라 적응시켰다.
수증기에 대한 투과성 MVTR 을 23℃ 에서, 50% 상대 습도에서, 표준 ASTM E96A 에 따라 측정했다.
수득된 필름은 50 ㎛ 의 두께를 갖는다.
가공성의 평가를 위해:
하기 파라미터를 갖는 콜린 (Collin) 압출 코팅 라인을 사용하여 알루미늄 (37 ㎛)/폴리머 지지체 상에 압출 코팅에 의해 다양한 조성물 (A 내지 G) 로부터 필름을 제조했다:
- 에어 갭: 70 ㎜;
- 축 속도 : 80 rpm;
- 다이 갭 : 300 ㎛.
압출 온도는 280℃ 였다.
필름은 50 ㎛ 의 초기 두께를 갖는다 (이는 라인 속도가 증가함에 따라 감소한다).
따라서, 필름의 안정성 한계를 평가하기 위해서, 불안정성이 관찰될 때까지 라인 속도를 5 m/분으로부터 점진적으로 증가시켰다. 이 불안정성은 필름의 파손, 필름 상에 형성된 하나 이상의 구멍 또는 필름 너비의 불안정성일 수 있다. 이들 관찰을 3 회 수행하여 결과를 확인하고, 평균 값을 구했다.
필름 안정성 한계는 불안정성이 그 속도 이상에서 나타나는 속도에 해당한다.
두 경우에:
사용된 테르폴리머 (폴리머 적어도 세 가지 코모노머에서 유도된 단위체를 포함하는) 는 하기이다:
[표 1]
Figure pct00001
비교 목적을 위해 사용된 코폴리머는 하기이다:
[표 2]
Figure pct00002
조성물 A 내지 G 의 특색은 하기 표에 제시되어 있다:
[표 3]
Figure pct00003
실시예 (A-G) 에서 사용된 TPE 폴리머는 DSM 에 의해 판매되는 브랜드명 Arnitel® VT 3108 의 COPE 상품이다.
실시예 H 및 I 에서 사용된 TPE 폴리머는 Covestro 에 의해 판매되는 브랜드명 Dureflex® 의 방향족 폴리에테르 폴리우레탄 상품이다.
조성물 A 내지 C 및 H 는 본 발명에 따른 조성물이고, 조성물 D 내지 G 는 비교 실시예 (조성물 D 는 본 발명에 따른 코폴리머 B 를 포함하나 청구된 조성물보다 더 높은 함량으로 포함하고, 조성물 G 는 오직 Arnitel 코폴리머를 포함한다) 에 해당한다.
조성물 A 내지 G 로 수득된 필름 (A 내지 G) 의 수증기에 대한 투과성 및 또한 안정성 한계의 결과가 아래 제시되어 있다:
[표 4]
Figure pct00004
본 발명에 따른 필름 (A 내지 C, H) 은 높은 수증기에 대한 투과성 및 양호한 가공성 (필름의 안정성 한계) 둘 모두를 갖는 것으로 관찰된다.

Claims (15)

  1. 하기로 이루어지는 조성물:
    - 조성물의 중량에 대해 75 중량% 내지 98 중량% 의 (a1) 폴리에스테르 블록 및 폴리에테르 블록을 함유하는 코폴리머, (a2) 폴리우레탄 블록 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르 블록을 함유하는 코폴리머 및/또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 친수성 열가소성 엘라스토머 (TPE) 폴리머 A;
    - 조성물의 중량에 대해 2 중량% 내지 15 중량% 의 에틸렌에서 유도된 단위체, 알킬 (메트)아크릴레이트에서 유도된 단위체 및 적어도 하나의 산, 무수물 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머에서 유도된 단위체를 포함하는 적어도 하나의 코폴리머 B; 및
    - 조성물의 중량에 대해 0 중량% 내지 10 중량% 의 적어도 하나의 첨가제.
  2. 제 1 항에 있어서, 알킬 (메트)아크릴레이트는 1 내지 24 개 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 5 개 탄소 원자를 포함하는 알킬 기를 포함하는 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 알킬 (메트)아크릴레이트는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 및 부틸 (메트)아크릴레이트 및 또한 이들의 조합으로부터 선택되는 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 코폴리머 B 중 알킬 (메트)아크릴레이트에서 유도된 단위체의 몰 함량은 5% 내지 35% 인 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 코폴리머 B 중 적어도 하나의 산, 무수물 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머의 몰 함량은 0.1% 내지 15% 인 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 산, 무수물 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머는 불포화 카르복실산 무수물로부터 선택되고, 바람직하게는 말레산 무수물인 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 산, 무수물, 또는 에폭시드 관능기를 포함하는 코모노머는 불포화 에폭시드 관능기를 갖고, 바람직하게는 글리시딜 메타크릴레이트인 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 코폴리머 B 에는 비닐 아세테이트에서 유도된 단위체가 없는 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제는 불활성 염료 예컨대 이산화 티타늄, 충전제, 계면활성제, 가교제, 조핵제, 반응성 화합물, 무기 또는 유기 난연제, 자외선 (UV) 또는 적외선 (IR) 광 흡수제, UV 또는 IR 형광제, 및 또한 이들의 조합으로부터 선택되는 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 압출을 포함하는 필름, 바람직하게는 방수-통기성 필름의 제조 공정.
  11. 제 10 항에 있어서, 압출이 100 내지 300℃ 의 온도에서 수행되는 공정.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 압출이 압출 코팅 또는 압출 주조인 공정.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 공정을 통해 수득된 필름.
  14. 제 13 항에 있어서, 2 내지 100 ㎛, 바람직하게는 10 내지 50 ㎛ 의 두께를 갖는 필름.
  15. 의료, 위생, 수하물, 제조, 의복, 가사 또는 가정용 장비, 가구, 카페트, 자동차, 산업, 특히 산업용 여과, 농업 및/또는 건설 부문에 있어서의 제 14 항에 따른 필름의 용도.
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