KR20230132459A - 신축 필름 - Google Patents

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KR20230132459A
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케이이치 모리
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다키론 씨아이 가부시키가이샤
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Abstract

신축 필름은, 올레핀계 엘라스토머와 무기 충전제를 함유하고, 오켄식 투기도 시험기에 의해 측정한 투기도가 5000s/100㎖ 이하이고, 적어도 1방향에서의 영구 변형이 20% 이하다.

Description

신축 필름
본 발명은, 신축 필름에 관한 것이다.
신축 필름은, 위생용품, 스포츠 용품, 의료용품 등의 넓은 분야에서, 취급성, 착용감(피팅감) 등을 개선하기 위하여 사용되고 있다. 예를 들어, 속옷 등의 의복, 종이 기저귀의 허리 밴드, 사이드 패널, 레그개더, 실금 용품, 생리대, 붕대, 외과적 드레이프, 조임용 밴드, 모자, 수영바지, 스포츠용 서포터, 의료품 서포터, 및 반창고 등에 이용되고 있다.
이 신축 필름으로는, 예를 들어, 올레핀계 엘라스토머를 포함하는 올레핀계 수지와 충전제를 포함하고, 올레핀계 수지 100중량부에 대하여 충전제의 함유량이 100~300중량부이고, 표면에 공극을 갖는 것이 제안되고 있다. 그리고, 이와 같은 구성에 의하여, 우수한 신축성 및 우수한 통기성을 갖는 신축성 필름을 제공할 수 있다고 기재되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2016-204634호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 신축 필름에서는, 올레핀계 엘라스토머가 신축성을 갖고, 통기성이 떨어지므로, 위생용품 등을 착용할 때에 땀이 차서, 사용감이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 이 신축 필름은, 탄산 칼슘 등의 무기 충전제를 첨가한 재료를 사용하여 미연신 필름을 제작한 후, 당해 미연신 필름에 대하여 연신 처리를 실시함으로써 얻어지는 것이다. 여기서, 일반적으로, 수지에 무기물을 첨가하여 연신하면, 수지와 무기물 사이에서 괴리가 일어나 개공되므로, 통기성을 부여할 수는 있지만, 신축성을 갖는 재료에 마찬가지 처리를 실시하면, 수지가 신장되어, 수지와 무기물과의 사이에서 괴리가 일어나지 않으므로, 통기성이 발현되지 않는다. 그 결과, 통기성과 신축성을 양립시키기가 어려웠다.
이에, 본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 우수한 신축성과 통기성을 양립시킬 수 있는 신축 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 신축 필름은, 올레핀계 엘라스토머와 무기 충전제를 함유하는 신축 필름으로서, 오켄식 투기도 시험기에 의해 측정한 투기도가 5000s/100㎖ 이하이고, 적어도 1방향에서의 하기 영구 변형이 20% 이하인 것을 특징으로 한다.
(신축 필름의 영구 변형)
신축 필름으로부터, 필름의 일방향으로 100㎜, 일방향과 직교하는 방향으로 25㎜의 직사각형 형상 시험편을 잘라내고, 이 시험편을 시험기의 그리퍼에 그리퍼 사이 거리가 25㎜가 되도록 고정하고, 시험편을 길이 방향으로 속도 254㎜/분의 조건으로, 하기 식(1)로 산출되는 신장율(신장 배율)이 100%가 되도록 신장한 후, 즉시 시험편을 동일 속도로 수축시키고, 하기 식(2)로부터 영구 변형[%]을 산출한다.
신장율[%]=(L1-L0)/L0Х100 (1)
영구 변형[%]=(L2-L0)/L0Х100 (2)
단, L0은, 신장하기 전의 그리퍼 사이 거리(㎜)이고, L1은, 신장한 후의 그리퍼 사이 거리(㎜)이며, L2는, 수축시킬 때 시험편의 하중(N/25㎜)이 0이 될 때의 그리퍼 사이 거리(㎜)이다.
본 발명에 의하면, 우수한 신축성과 통기성을 양립시킬 수 있는 신축 필름 및 그 제조 방법을 제공할 수 있게 된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 신축 필름을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 신축 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 신축 필름을 설명하기 위한 평면도이다.
이하, 본 발명의 신축 필름에 대하여 구체적으로 설명한다. 여기서, 본 발명은, 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 적용할 수 있다.
(제1 실시형태)
본 실시형태의 신축 필름은, 올레핀계 엘라스토머와 무기 충전제를 함유하는 필름상의 성형체이다.
<올레핀계 엘라스토머>
본 발명에서 사용하는 올레핀계 엘라스토머는, 탄소수 3 이상의 올레핀을 주성분으로 한 공중합체 또는 단독 중합체, 그리고 에틸렌을 주성분으로 한 탄소수 3 이상의 올레핀과의 공중합체 등을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들어, (1) 입체규칙성이 낮은 프로필렌 단독중합체나 1-뷰텐 단독중합체 등의 α-올레핀 단독중합체, (2) 프로필렌-에틸렌 공중합체, 프로필렌-에틸렌-1-뷰텐 공중합체, 1-뷰텐-에틸렌 공중합체, 1-뷰텐-프로필렌 공중합체, 4-메틸펜텐-1-프로필렌 공중합체, 4-메틸펜텐-1-1-뷰텐 공중합체, 4-메틸펜텐-1-프로필렌-1-뷰텐 공중합체, 프로필렌-1-뷰텐 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 및 에틸렌-옥텐 공중합체 등의 α-올레핀 공중합체, (3) 에틸렌-프로필렌-에틸리덴노보넨 공중합체, 에틸렌-프로필렌-뷰타다이엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-아이소프렌 공중합체 등의 에틸렌-α-올레핀-다이엔 삼원 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 결정성 폴리올레핀의 매트릭스에 전술한 엘라스토머가 분산한 엘라스토머를 사용하여도 된다. 그리고, 올레핀계 엘라스토머는, 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용하여도 된다.
올레핀계 엘라스토머는, 일반적으로 역학적 성질 등의 기본 물성을 지배하는 하드 세그먼트(hard segment)와, 고무적 성질인 신축성을 지배하는 소프트 세그먼트(soft segment)에 의하여 구성된다. 올레핀계 엘라스토머의 하드 세그먼트가 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 프로필렌계 엘라스토머라고 하며, 하드 세그먼트가 폴리에틸렌으로 이루어진 것을 에틸렌계 엘라스토머라고 한다. 올레핀계 엘라스토머의 소프트 세그먼트로는, EPDM, EPM, EBM, IIR, 수소 첨가 스타이렌 뷰타다이엔 고무(HSBR), NBR, 아크릴 고무(ACM)를 들 수 있다. 프로필렌계 엘라스토머의 경우, 전 단위에 대한 프로필렌 단위 함유율은, 70질량%~95질량%가 바람직하고, 80질량%~90질량%가 보다 바람직하다. 하드 세그먼트인 프로필렌 단위 함유율이 70질량% 이상이면 강도가 향상되므로, 우수한 성형성이 얻어지고, 95질량% 이하면, 소프트 세그먼트의 탄성에 의해, 우수한 신축성이 얻어진다.
또한, 우수한 신축성을 얻는 관점에서, 신축 필름 전체에 대한 올레핀계 엘라스토머의 함유량은, 신축 필름 100질량% 중, 15질량% 이상 50질량% 이하가 바람직하고, 20질량% 이상 40질량% 이하가 보다 바람직하다. 프로필렌계 엘라스토머의 함유량이 상기 범위 내라면, 엘라스토머가 함유하는 소프트 세그먼트의 탄성에 의하여, 우수한 신축성이 얻어진다.
<무기 충전제>
무기 충전제는, 다공화에 의한 관통공 형성을 실시하기 위한 성분이고, 이 무기 충전제를 함유하는 상태에서 연신 처리를 실시함으로써, 본 실시형태의 신축성 필름은, 우수한 통기성을 발현할 수 있다.
이 무기 충전제로는, 탄산 칼슘, 제올라이트, 실리카, 산화 타이타늄, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 아연, 점토, 운모, 황산 바륨, 및 수산화 마그네슘 등을 들 수 있다. 그리고 무기 충전제는, 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용하여도 된다.
또한, 신축 필름 전체에 대한 무기 충전제의 함유량은, 신축 필름 100질량% 중, 50질량% 이상 70질량% 이하가 바람직하고, 60질량% 이상 65질량% 이하가 보다 바람직하다. 무기 충전제의 함유량이 상기 범위 내라면, 연신 처리를 실시함으로써, 다공화가 촉진된다.
또한, 무기 충전제의 평균 입경은, 0.8~15㎛가 바람직하다. 무기 충전제의 평균 입경이 0.8㎛ 이상이면, 무기 충전제의 2차 응집 등을 억제하여, 수지로의 분산성이 양호해지고, 15㎛ 이하면, 압출 시의 드로우다운(drawdown)에 의한 공극 등이 없어 성형성이 우수하다.
또한, 여기서 말하는 "평균 입경"은, 입도 분포계에 의해 측정한 입도 분포에서의 50% 입도의 입경을 말한다.
<다른 성분>
신축 필름에는, 신축 필름의 신축성을 손상시키지 않는 범위에서, 전술한 올레핀계 엘라스토머 이외의 다른 성분이 함유되어도 된다.
다른 성분으로는, 올레핀계 수지, 아마이드계 블로킹방지제(스테아르산 아마이드 등), 가소제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내후안정제, 대전방지제, 착색제, 방담제, 금속비누, 왁스, 곰팡이 방지제, 항균제, 조핵제, 난연제, 활제 등을 들 수 있다. 그리고, 다른 성분은, 마스터 배치화해서 신축 필름용 재료에 첨가하여도 된다.
<올레핀계 수지>
올레핀계 수지로는, 전술한 올레핀계 엘라스토머와 상용성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어, 폴리에틸렌 수지나 폴리프로필렌 수지가 바람직하다. 그리고 올레핀계 수지는, 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용하여도 된다.
예를 들어, 폴리에틸렌 수지로는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 및 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE) 등을 사용할 수 있다.
또한, 구멍의 고정화에 기여함으로써 통기도를 향상시키는 관점에서, 신축 필름 전체에 대한 올레핀계 수지의 함유량은, 신축 필름 100질량% 중, 10질량% 미만이 바람직하다. 이는, 올레핀계 수지의 함유량이 10질량% 이상인 경우는, 통상의 폴리에틸렌 자체에는 신축성이 없으므로 필름의 신축성이 현저히 악화하는 경우가 있기 때문이다.
그리고, 투기도를 향상시키는 관점에서, 폴리에틸렌 수지로서 저밀도 폴리에틸렌을 사용함과 함께, 신축 필름 전체에 대한 저밀도 폴리에틸렌의 함유량이 10질량% 미만인 것이 바람직하다.
<관통공>
도 1은, 본 실시형태의 신축 필름을 나타내는 평면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 신축 필름(1)에는, 복수의 관통공(2)이 형성된다. 이 관통공(2)은, 후술하는 바와 같이, 다공화 전의 원단 필름에 대하여 연신 처리를 실시함으로써 형성된다.
그리고, 도 1에서는, 필름의 기계축(길이) 방향(이하, "MD"라고 함)에서의 연신 처리를 실시한 경우의 신축 필름을 나타내지만, MD와 직교하는 방향(이하, "TD"라고 함)에서의 연신 처리를 실시한 경우에는, TD에 가로로 긴 관통공(2)이 형성된다.
그리고, 본 실시형태의 신축 필름(1)에서는, 원단 필름이 전술한 무기 충전제(3)를 함유하는 상태에서 연신 처리를 실시함으로써 다공화되는 구성으로 되어 있다.
관통공(2)의 직경은, 1㎛~100㎛가 바람직하다. 직경이 1㎛ 이상이면, 엘라스토머와 같은 신축성이 있는 재료에서도 구멍이 막히지 않고 우수한 통기성을 얻을 수 있고, 100㎛ 이하면, 방수성을 가질 수 있다.
그리고, 관통공(2)의 직경은, 무작위로 선택한 50곳의 관통공(2)의 개구 직경의 평균값이다.
<신축 필름의 제조 방법>
다음으로, 본 실시형태의 신축 필름의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시형태의 신축 필름은, 전술한 올레핀계 엘라스토머와 무기 충전제를 함유하는 원료를, 압출기를 이용하여 필름상으로 성형함으로써 제조된다.
보다 구체적으로는, 먼저, 올레핀계 엘라스토머, 무기 충전제, 및 필요에 따라, 전술한 올레핀계 수지 등의 다른 성분을 소정의 배합 비율로 혼합하고, 이 혼합물을, 스트랜드 다이를 구비한 동방향 이축 압출기 등으로 스트랜드 형상으로 압출하여 커팅하고 펠릿을 얻는다.
다음으로, 이 펠릿을 T다이를 구비한 단축 압출기로 용융압출에 의해 필름상으로 성형하고, 당해 필름을 권취 롤로 권취함으로써, 다공화 전의 원단 필름을 얻는다.
그리고, 원단 필름에 대하여, 일축 연신 처리를 실시함으로써, 원단 필름을 다공화하고, 도 1에 나타내는, 복수의 관통공(2)이 형성된 신축 필름(1)이 제조된다. 또한, 연신 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 롤 연신, 텐터 연신, 기어 연신 등을 들 수 있다.
또, 전술한 일축 연신 처리는, 도 1에 나타내는, MD 또는 TD 중 어느 일방의 방향으로 실시되는 연신 처리를 말한다. 또한, MD, TD의 양방향으로 연신 처리를 실시하는 이축 연신 처리를 실시하여도 된다.
또한, 일축 연신 처리에서의 연신 온도는, 20℃ 이상 70℃ 미만이다. 이는, 연신 온도가 20℃ 미만인 경우는, 올레핀계 엘라스토머의 신축성에 기인하여 형성된 관통공이 막혀, 충분한 투습도를 얻을 수 없는 경우가 있기 때문이다. 또한, 연신 온도가 70℃ 이상인 경우는, 신축 필름이 용융하여 파단하는 경우가 있기 때문이다.
또한, 일축 연신 처리에서의 연신 배율은, 1.8배 이상 6배 이하이다. 이는, 연신 배율이 1.8배 이상이면, 연신 처리에 의한 다공화가 촉진되고, 신축 필름의 투습도가 더욱 향상되지만 6배보다 큰 경우는 필름을 연신한 경우에 파단할 경우가 있기 때문이다. 그리고, 여기서 말하는 "연신 배율"이란, 연신 방향에서의, 연신 전의 필름의 길이에 대한 연신 후의 필름의 길이의 배수를 말한다.
그리고, 전술한 방법에 의해 제조된 본 실시형태의 신축 필름은, 오켄식(王硏式) 투기도 시험기에 의해 측정한 투기도가 5000s/100㎖ 이하가 되므로, 우수한 통기성을 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 실시형태의 신축 필름은, 영구 변형이 20% 이하가 되므로, 우수한 신축성을 얻을 수 있게 된다.
그리고, 여기서 말하는 "영구 변형"이란, 이하의 방법으로 산출되는 것을 말한다.
신축 필름으로부터, 필름의 일방향으로 100㎜, 일방향과 직교하는 방향으로 25㎜의 직사각형 형상 시험편을 잘라내고, 이 시험편을 정밀 만능 시험기(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼제, AUTOGRAPH AG-5000A)의 그리퍼에 그리퍼 사이 거리가 25㎜가 되도록 고정한다. 그리고, 시험편을 길이 방향으로 속도 254㎜/분의 조건으로, 하기 식(1)로 산출되는 신장율(신장 배율)이 100%가 되도록 신장한 후, 즉시 시험편을 동일 속도로 수축시킨다. 그리고, 하기 식(2)로부터 영구 변형[%]을 산출한다.
신장율[%]=(L1-L0)/L0Х100 (1)
영구 변형[%]=(L2-L0)/L0Х100 (2)
단, L0은, 신장하기 전의 그리퍼 사이 거리(㎜)이고, L1은, 신장한 후의 그리퍼 사이 거리(㎜)이며, L2는, 수축시킬 때 시험편의 하중(N/25㎜)이 0이 될 때의 그리퍼 사이 거리(㎜)이다.
또한, 연신 처리 전의 원단 필름의 두께는, 10~80㎛가 바람직하고, 20~60㎛가 보다 바람직하다. 원단 필름의 두께가 10㎛ 이상이면, 권취 시의 주름이나, 슬릿 시의 트리밍의 커팅성 등의 핸들링성을 확보할 수 있다. 또한, 원단 필름의 두께가 80㎛ 이하면, 연신 처리 후의 신축 필름은 충분한 통기성을 얻을 수 있다.
또한, 연신 처리 후의 신축 필름의 두께는, 가열 연신 처리를 실시한 경우에는 원단 필름의 40~60%가 되고, 실온에서 연신 처리한 경우에는 원단 필름의 80~100%가 된다. 또한, 기어 연신의 경우에는 미연신 부분이 원단 필름과 동일한 두께이고, 연신된 부분은 원단 필름의 80~100%가 된다.
이상의 방법으로, 본 실시형태에서는, 우수한 신축성과 통기성을 양립시킬 수 있는 신축 필름을 얻을 수 있다.
또한, 신축 필름은, 단층이거나 2층 이상의 복층이어도 된다. 신축 필름이 복층인 경우, 각층의 조성이나 두께는 동일하여도 되고 상이하여도 된다. 신축 필름이 복층인 경우의 두께란, 이 복층 전체의 두께를 의미한다.
(제2 실시형태)
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 또한, 상기 제1 실시형태와 마찬가지의 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 신축 필름을 나타내는 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 신축 필름(10)은, 전술한 제1 실시형태에서 설명한 올레핀계 엘라스토머와 무기 충전제를 함유하는 신축 필름으로 이루어진 엘라스토머층(5)과, 엘라스토머층(5)의 표면에 적층된 표면층(6, 7)을 구비한다.
또한, 엘라스토머층(5)에는, 신축 필름(10)의 신축성을 손상시키지 않는 범위에서, 전술한 제1 실시형태에서 설명한 다른 성분이 함유되어도 된다.
(표면층)
표면층(6, 7)은, 신축 필름(10)에서의 블로킹의 발생을 억제하기 위한 층이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 표면층(6, 7)은, 엘라스토머층(5)의 제1 면 및 제2 면 중 어느 일방 또는 양방에 형성되지만, 신축 필름(10)의 블로킹의 발생을 충분히 억제하는 관점에서, 엘라스토머층(5)의 제1 면 및 제2 면의 양방에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 표면층(6, 7)은, 동일한 종류의 표면층이어도 되고, 상이한 종류의 표면층이어도 된다.
표면층(6, 7)은, 올레핀계 수지(올레핀계 엘라스토머를 제외함)를 함유하고, 무기 충전제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 표면층(6, 7)은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 필요에 따라 다른 성분을 포함하여도 된다.
<올레핀계 수지>
올레핀계 수지로는, 엘라스토머층(5) 중의 올레핀계 엘라스토머와 상용성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어, 폴리에틸렌 수지나 폴리프로필렌 수지가 바람직하다. 표면층(6, 7)의 신축성을 향상시키는 관점에서, 폴리에틸렌 수지가 바람직하고, 표면층(6, 7)의 통기성을 향상시키는 관점에서, 폴리프로필렌 수지가 바람직하다.
예를 들어, 폴리에틸렌 수지로는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등을 들 수 있다.
또한, 예를 들어, 폴리프로필렌 수지로는, 프로필렌을 단독으로 중합한 호모 폴리프로필렌(H-PP), 에틸렌과 프로필렌을 공중합한 랜덤 폴리프로필렌(R-PP), 및 호모 폴리프로필렌을 중합한 후, 호모 폴리프로필렌의 존재 하에서, 에틸렌과 프로필렌을 공중합한 블록 폴리프로필렌(B-PP) 등을 들 수 있다. 그리고 올레핀계 수지는, 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용하여도 된다.
또한, 우수한 신축성을 얻는 관점에서, 표면층 전체에 대한 올레핀계 수지의 함유량은, 표면층 100질량% 중, 30질량% 이상 60질량% 이하가 바람직하고, 40질량% 이상 50질량% 이하가 보다 바람직하다.
<무기 충전제>
무기 충전제는, 표면층(6, 7)의 표면에 미끄럼성을 부여하여, 신축 필름(10)에서의 블로킹의 발생을 더욱 억제하기 위한 성분이다. 또한, 다공화에 의한 관통공(2) 형성을 실시하기 위한 성분이고, 이 무기 충전제를 함유하는 상태에서 연신 처리를 실시함으로써, 본 실시형태의 신축성 필름은, 우수한 통기성을 발현할 수 있다.
이 무기 충전제로는, 탄산 칼슘, 제올라이트, 실리카, 산화 타이타늄, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 아연, 점토, 운모, 황산 바륨, 및 수산화 마그네슘 등을 들 수 있다. 그리고 무기 충전제는, 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 병용하여도 된다.
또한, 표면층 전체에 대한 무기 충전제의 함유량은, 표면층 100질량% 중, 40질량% 이상 70질량% 이하가 바람직하고, 50질량% 이상 60질량% 이하가 보다 바람직하다. 무기 충전제의 함유량이 상기 범위 내라면, 연신 처리를 실시함으로써, 다공화가 촉진된다.
무기 충전제의 평균 입경은, 0.8~10㎛가 바람직하다. 무기 충전제의 평균 입경이 0.8㎛ 이상이면, 무기 충전제의 2차 응집 등을 억제하여, 수지로의 분산성이 양호해지고, 10㎛ 이하면, 감촉이 좋아진다.
<다른 성분>
다른 성분으로는, 아마이드계 블로킹방지제(스테아르산 아마이드 등), 가소제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내후안정제, 대전방지제, 착색제, 방담제, 금속비누, 왁스, 곰팡이 방지제, 항균제, 조핵제, 난연제, 활제 등을 들 수 있다. 그리고, 다른 성분은, 마스터 배치화해서 신축 필름용 재료에 첨가하여도 된다.
<관통공>
도 3은, 본 실시형태의 신축 필름을 나타내는 평면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 신축 필름(10)에는, 복수의 관통공(2)이 형성된다. 이 관통공(2)은, 후술하는 바와 같이, 다공화 전의 원단 필름에 대하여 연신 처리를 실시함으로써 형성된다. 그리고, 본 실시형태의 신축 필름(10)에서는, 원단 필름이 전술한 무기 충전제(3)를 함유하는 상태에서 연신 처리를 실시함으로써 다공화되는 구성으로 되어 있다.
또한, 도 3에 있어서는, MD에서의 연신 처리를 실시한 경우의 신축 필름을 나타내지만, TD에서의 연신 처리를 실시한 경우에는, TD에 가로로 긴 관통공(2)이 형성된다.
또한, 전술한 바와 같이, 표면층(6, 7)에 무기 충전제를 함유시킴으로써, 연신 처리를 실시할 때에 다공화를 촉진시킬 수 있다. 또한, 관통공(2)의 직경은, 전술한 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 1㎛~100㎛가 바람직하다.
<신축 필름의 제조 방법>
다음으로, 본 실시형태의 신축 필름의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시형태의 신축 필름은, 전술한 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 먼저, 올레핀계 엘라스토머, 무기 충전제, 및 필요에 따라, 전술한 올레핀계 수지 등의 다른 성분을 소정의 배합 비율로 혼합하고, 이 혼합물을, 스트랜드 다이를 구비한 동방향 이축 압출기 등으로 스트랜드 형상으로 압출하여 커팅하고, 엘라스토머층 형성용 펠릿을 얻는다. 또한, 마찬가지로, 올레핀계 수지, 및 필요에 따라, 무기 충전제, 및 다른 성분을 소정의 배합 비율로 혼합하고, 이 혼합물을, 스트랜드 다이를 구비한 동방향 이축 압출기 등으로 스트랜드 형상으로 압출하여 커팅하고, 표면층 형성용 펠릿을 얻는다.
다음으로, T다이를 구비한 압출기를 이용하고, 엘라스토머층 형성용 펠릿, 및 표면층 형성용 펠릿을 소정의 온도로 압출 성형하고, 캐스트 필름 공정법에 의해, 엘라스토머층과, 엘라스토머층의 제1 면에 형성된 제1 표면층과, 엘라스토머층의 제2 면에 형성된 제2 표면층을 갖는 다공화 전의 원단 필름을 얻는다.
그리고, 원단 필름에 대하여, 전술한 제1 실시형태의 경우와 마찬가지의 연신 온도, 및 연신 배율에 의한 일축 연신 처리를 실시함으로써, 원단 필름을 다공화하고, 도 3에 나타내는, 복수의 관통공(2)이 형성된 신축 필름(10)이 제조된다. 또한, 연신 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 롤 연신, 텐터 연신, 기어 연신 등을 들 수 있다.
또, 전술한 일축 연신 처리는, 도 3에 나타내는 MD, 또는 TD 중 어느 일방의 방향으로 실시되는 연신 처리를 말한다. 또한, MD, TD의 양방향으로 연신 처리를 실시하는 이축 연신 처리를 실시하여도 된다.
그리고, 전술한 방법에 의해 제조된 본 실시형태의 신축 필름에서도, 전술한 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 오켄식 투기도 시험기에 의해 측정한 투기도가 5000s/100㎖ 이하가 됨과 함께, 영구 변형이 20% 이하가 되므로, 우수한 신축성과 통기성을 양립시킬 수 있는 신축 필름을 얻을 수 있게 된다.
그리고, 연신 처리 전의 원단 필름의 두께는, 10~80㎛가 바람직하고, 20~60㎛가 보다 바람직하다. 원단 필름의 두께가 10㎛ 이상이면, 권취 시의 주름이나, 슬릿 시의 트리밍의 커팅성 등의 핸들링성을 확보할 수 있다. 또한, 원단 필름의 두께가 80㎛ 이하이면, 충분한 통기성을 얻을 수 있다.
또한, 원단 필름에서의 엘라스토머층(5)의 두께는, 10~70㎛가 바람직하고, 20~50㎛가 보다 바람직하다. 엘라스토머층(5)의 두께가 10㎛ 이상이면, 연신 처리 후의 신축 필름(10)에서, 충분한 신축성을 얻을 수 있다. 또한, 엘라스토머층(5)의 두께가 70㎛ 이하면, 연신 처리 후의 신축 필름(10)에서, 충분한 통기성을 얻을 수 있다.
또한, 원단 필름에서의 표면층(6, 7)의 두께는, 1~6㎛가 바람직하고, 2~4㎛가 보다 바람직하다. 표면층(6, 7)의 두께가 1㎛ 이상이면, 연신 처리 후의 신축 필름(10)에서의 블로킹의 발생을 충분히 억제할 수 있음과 함께, 신축 필름(10)의 통기성을 향상시킬 수 있다. 또한, 표면층(6, 7)의 두께가 6㎛ 이하면, 신축 필름(10)의 신축성을 충분히 얻을 수 있다. 또한, 표면층(6, 7)은, 동일한 두께여도 되고, 상이한 두께여도 된다.
또한, 연신 처리 후의 신축 필름(10)의 두께는, 가열 연신 처리를 실시한 경우에는 원단 필름의 40~60%가 되고, 실온에서 연신 처리한 경우에는 원단 필름의 80~100%가 된다. 또한, 기어 연신의 경우에는 미연신 부분이 원단 필름과 동일한 두께이고, 연신된 부분은 원단 필름의 80~100%가 된다.
또한, 특히, 신축 필름 전체에 대한 표면층(6, 7)의 두께비가 작은 신축 필름(10)에서도, 신축성을 향상시키는 관점에서, 원단 필름 및 신축 필름(10)의 표면층(6)(또는 표면층(7))과 엘라스토머층(5)의 두께비가, 표면층:엘라스토머층=1:10~1:35인 것이 바람직하다.
또한, 신축 필름은, 단층이거나 2층 이상의 복층이어도 된다. 신축 필름이 복층인 경우, 각층의 조성이나 두께는 동일하여도 되고 상이하여도 된다. 신축 필름이 복층인 경우의 두께란, 이 복층 전체의 두께를 의미한다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다. 또, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것이 아니며, 이들 실시예를 본 발명의 취지에 기초하여 변형, 변경할 수 있고, 이들을 본 발명의 범위에서 제외하는 것이 아니다.
신축 필름의 제작에 사용한 재료를 이하에 나타낸다.
(1) 무기 충전제: 탄산 칼슘(시라이시칼슘 가부시키가이샤제, 상품명: PO-150B-10)
(2) LLDPE: 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌, 밀도: 0.92g/㎤, MFR: 2.3g/10분(Dow Chemical사제, 상품명: Dowlex2047G)
(3) HDPE: 고밀도 폴리에틸렌, 밀도: 0.951g/㎤, MFR: 9.1g/10분(아사히 가세이 가부시키가이샤제, 상품명: Hizex2110JH)
(4) R-PP: 랜덤 폴리프로필렌, 밀도: 0.90g/㎤, MFR: 6.7g/10분(가부시키가이샤 프라임 폴리머제, 상품명: F227)
(5) 프로필렌계 엘라스토머(Vistamaxx(등록상표) 6102FL(ExxonMobil사제, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 에틸렌 단위 함유율: 16질량%)
(6) LDPE: 저밀도 폴리에틸렌, 밀도: 0.922g/㎤, MFR: 0.3g/10분(스미토모가가쿠 가부시키가이샤제, 상품명: SUMIKATHENE, F101-1)
(실시예 1)
<신축 필름의 제작>
먼저, 표 1에 나타내는 각 재료를 혼합하여, 표 1에 나타내는 조성(질량부)을 가진 실시예 1의 재료를 준비하였다. 다음으로, 이 재료를, 200℃ 조건 하에서, 스트랜드 다이를 구비한 동방향 이축 압출기(JSW사제, 상품명: TEX28V-42CW-4V)로 스트랜드 형상으로 압출하여 커팅하고, 펠릿을 얻었다.
다음으로, 이 펠릿을 T다이를 구비한 단축 압출기(가부시키가이샤 나가타세이사쿠쇼제)로, 용융압출(압출 온도: 200℃)에 의해 필름상으로 성형하고, 당해 필름을 권취 롤로 권취함으로써, 다공화 전의 원단 필름을 얻었다.
그리고, 이 원단 필름에 대하여, 표 1에 나타내는 연신 온도와 연신 배율의 조건으로, MD로 일축 연신 처리를 실시함으로써, 원단 필름을 다공화하고, 복수의 관통공이 형성된 신축 필름을 제작하였다.
<투기도 측정>
다음으로, 제작한 연신 필름의 투기도를, 오켄식 투기도계(sec/100cc)(아사히 세이코 가부시키가이샤제, 상품명: EG01-6-1MR)를 이용하여 측정하였다. 또한, 본 측정에 있어서 통기성을 나타내지 않는 것에 관해서는 99999(sec/100cc)로 표기되었다. 이상의 결과를 표 1에 나타낸다.
<영구 변형 측정>
제작한 신축 필름으로부터, 필름의 일방향으로 100㎜, 일방향과 직교하는 방향으로 25㎜의 직사각형 형상 시험편을 잘라내고, 이 시험편을 정밀 만능 시험기(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼제, AUTOGRAPH AG-5000A)의 그리퍼에 그리퍼 사이 거리가 25㎜가 되도록 고정하였다. 그리고, 시험편을 길이 방향으로 속도 254㎜/분의 조건으로, 상기 식(1)로 산출되는 신장율(신장 배율)이 100%가 되도록 신장한 후, 즉시 시험편을 동일 속도로 수축시켰다. 그리고, 상기 식(2)로부터, MD, 및 TD에서의 영구 변형[%]을 산출하였다. 그리고, 시험은, 실온(23℃±2℃)에서 실시하였다. 이상의 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 2~4)
신축 필름의 조성(질량부)과 일축 연신 처리의 조건을 표 1에 나타내는 조건으로 변경한 것 이외는, 전술한 실시예 1과 마찬가지로 하여, 표 1에 나타내는 두께를 가진 원단 필름을 연신 처리하고, 신축 필름을 제작하였다.
그리고, 전술한 실시예 1과 마찬가지로 하여, 투기도, 및 영구 변형을 측정하였다. 이상의 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
<신축 필름의 제작>
먼저, 표 1에 나타내는 각 재료를 혼합하여, 표 1에 나타내는 조성(질량부)을 가진 실시예 5의 엘라스토머층 형성용 재료와 표면층 형성용 재료를 준비하였다. 다음으로, 이들 각 재료를, 200℃ 조건 하에서, 스트랜드 다이를 구비한 동방향 이축 압출기(JSW사제, 상품명: TEX28V-42CW-4V)로 스트랜드 형상으로 압출하여 커팅하고, 엘라스토머층 형성용 펠릿과 표면층 형성용 펠릿을 얻었다.
다음으로, T다이를 구비한 압출기(스미토모 중기계 모던 가부시키가이샤제)를 이용하고, 엘라스토머층 형성용 펠릿 및 표면층 형성용 펠릿을 200℃로 압출 성형하고, 캐스트 필름 공정법에 의해, 엘라스토머층과, 엘라스토머층의 제1 면에 형성된 제1 표면층과, 엘라스토머층의 제2 면에 형성된 제2 표면층을 갖는 필름을 성형하고, 당해 필름을 권취 롤로 권취함으로써, 다공화 전의 원단 필름을 얻었다.
그리고, 이 원단 필름에 대하여, 표 1에 나타내는 연신 온도와 연신 배율의 조건으로, MD로 일축 연신 처리를 실시함으로써, 원단 필름을 다공화하고, 복수의 관통공이 형성된 신축 필름을 제작하였다.
그리고, 전술한 실시예 1과 마찬가지로 하여, 투기도 측정 및 영구 변형 측정을 실시하였다. 이상의 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 6~16)
표면층의 조성(질량부), 엘라스토머층의 조성(질량부), 표면층과 엘라스토머층의 두께비, 및 일축 연신 처리의 조건을 표 1~표 2에 나타내는 조건으로 변경한 것 이외는, 전술한 실시예 5와 마찬가지로 하여, 표 1~표 2에 나타내는 두께를 가진 원단 필름을 연신 처리하고, 신축 필름을 제작하였다.
그리고, 전술한 실시예 1과 마찬가지로 하여, 투기도, 및 영구 변형을 측정하였다. 이상의 결과를 표1~표 2에 나타낸다.
(비교예 1~비교예 9)
표면층의 조성(질량부), 엘라스토머층의 조성(질량부), 표면층과 엘라스토머층의 두께비, 및 일축 연신 처리의 조건을 표 3에 나타내는 조건으로 변경한 것 이외는, 전술한 실시예 5와 마찬가지로 하여, 표 3에 나타내는 두께를 가진 원단 필름을 연신 처리하고, 신축 필름을 제작하였다.
그리고, 전술한 실시예 1과 마찬가지로 하여, 투기도, 및 영구 변형을 측정하였다. 이상의 결과를 표 3에 나타낸다.
또한, 비교예 8에서는, 원단 필름의 표면층과 엘라스토머층의 두께비가, 표면층:엘라스토머층=1:38이므로, 원단 필름을 제작할 때에, 엘라스토머층에 대하여 표면층이 피복하지 않는 부분이 발생하고, 신축 필름을 얻을 수 없었다.
또한, 비교예 9에서는, 엘라스토머층에 배합된 무기 충전제의 양이 많으므로, 엘라스토머층 형성용 펠릿을 제작할 수 없었다.
따라서, 비교예 8~9에서는, 투기도 및 영구 변형의 측정을 실시할 수 없었다.
표 1~표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 1~16의 신축 필름에서는, 오켄식 투기도 시험기에 의해 측정한 투기도가 5000s/100㎖ 이하이고, MD, TD 중 적어도 1방향에서의 영구 변형이 20% 이하이므로, 우수한 신축성과 통기성을 양립시킬 수 있음을 알 수 있다.
한편, 표 3에 나타내는 바와 같이, 비교예 1의 신축 필름에서는, 원단 필름의 표면층과 엘라스토머층의 두께비가, 표면층:엘라스토머층=1:8이므로, 표면층의 비율이 커져 엘라스토머성이 낮은 수지 성분량의 비율이 커져, 신축성이 부족함(영구 변형이 20%보다 커짐)을 알 수 있다.
또한, 비교예 2의 신축 필름에서는, 일축 연신 처리에서의 필름 성형 시의 연신 온도가 70℃ 이상이므로, 신축 필름이 용융하여 파단하였다.
또한, 비교예 3의 신축 필름에서는, 원단 필름의 표면층과 엘라스토머층의 두께비가, 표면층:엘라스토머층=1:8이므로, 표면층의 비율이 커져 엘라스토머성이 낮은 수지 성분량의 비율이 커져, 신축성이 부족함(영구 변형이 20%보다 커짐)을 알 수 있다. 또한, 연신 배율이 낮으므로, 충분히 개공이 진행되지 않아, 통기성이 부족함(투기도가 5000s/100㎖보다 커짐)을 알 수 있다.
또한, 비교예 4의 신축 필름에서는, 일축 연신 처리에서의 필름 성형 시의 연신 배율이 1.8배보다 작으므로, 일축 연신 처리에 의한 다공화가 촉진되지 않고, 통기성이 부족함(투기도가 5000s/100㎖보다 커짐)을 알 수 있다.
또한, 비교예 5의 신축 필름에서는, 원단 필름의 표면층과 엘라스토머층의 두께비가, 표면층:엘라스토머층=1:8이고, 엘라스토머층에 LDPE가 배합되어 있지 않으므로, 수지와 무기 충전제와의 사이의 괴리가 일어나기 어렵고, 통기성이 부족함(투기도가 5000s/100㎖보다 커짐)을 알 수 있다.
또한, 비교예 6의 신축 필름에서는, 엘라스토머층에 LDPE가 배합되어 있지 않으므로, 수지와 무기 충전제와의 사이의 괴리가 일어나기 어렵고, 통기성을 전혀 나타내지 않음(투기도가 99999s/100㎖로 표시됨)을 알 수 있다.
또한, 비교예 7의 신축 필름에서는, 엘라스토머층에 LDPE가 배합되어 있지 않으므로, 수지와 무기 충전제와의 사이의 괴리가 일어나기 어렵고, 통기성이 부족함(투기도가 5000s/100㎖보다 커짐)을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 예를 들어, 속옷 등의 의복, 종이 기저귀의 허리 밴드, 사이드 패널, 레그개더, 실금 용품, 생리대, 붕대, 외과적 드레이프, 조임용 밴드, 모자, 수영바지, 스포츠용 서포터, 의료품 서포터, 반창고 등에 이용되는 신축 필름 및 그 제조 방법에 적합하다.
1 : 신축 필름
2 : 관통공
3 : 무기 충전제
5 : 엘라스토머층
6, 7 : 표면층
10 : 신축 필름

Claims (8)

  1. 올레핀계 엘라스토머와 무기 충전제를 함유하는 신축 필름으로서,
    오켄식 투기도 시험기에 의해 측정한 투기도가 5000s/100㎖ 이하이고,
    적어도 1방향에서의 하기 영구 변형이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 신축 필름.
    (신축 필름의 영구 변형)
    신축 필름으로부터, 필름의 일방향으로 100㎜, 일방향과 직교하는 방향으로 25㎜의 직사각형 형상 시험편을 잘라내고, 이 시험편을 시험기의 그리퍼에 그리퍼 사이 거리가 25㎜가 되도록 고정하고, 시험편을 길이 방향으로 속도 254㎜/분의 조건으로, 하기 식(1)로 산출되는 신장율(신장 배율)이 100%가 되도록 신장한 후, 즉시 시험편을 동일 속도로 수축시키고, 하기 식(2)로부터 영구 변형[%]을 산출한다.
    신장율[%]=(L1-L0)/L0Х100 (1)
    영구 변형[%]=(L2-L0)/L0Х100 (2)
    단, L0은, 신장하기 전의 그리퍼 사이 거리(㎜)이고, L1은, 신장한 후의 그리퍼 사이 거리(㎜)이며, L2는, 수축시킬 때 시험편의 하중(N/25㎜)이 0이 될 때의 그리퍼 사이 거리(㎜)이다.
  2. 제1항에 있어서,
    저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 것을 특징으로 하는 신축 필름.
  3. 올레핀계 엘라스토머와 무기 충전제를 함유하는 엘라스토머층과, 엘라스토머층의 적어도 일방의 면에 적층된 표면층을 구비하고,
    오켄식 투기도 시험기에 의해 측정한 투기도가 5000s/100㎖ 이하이고,
    적어도 1방향에서의 하기 영구 변형이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 신축 필름.
    (신축 필름의 영구 변형)
    신축 필름으로부터, 필름의 일방향으로 100㎜, 일방향과 직교하는 방향으로 25㎜의 직사각형 형상 시험편을 잘라내고, 이 시험편을 시험기의 그리퍼에 그리퍼 사이 거리가 25㎜가 되도록 고정하고, 시험편을 길이 방향으로 속도 254㎜/분의 조건으로, 하기 식(3)으로 산출되는 신장율(신장 배율)이 100%가 되도록 신장한 후, 즉시 시험편을 동일 속도로 수축시키고, 하기 식(4)로부터 영구 변형[%]을 산출한다.
    신장율[%]=(L1-L0)/L0Х100 (3)
    영구 변형[%]=(L2-L0)/L0Х100 (4)
    단, L0은, 신장하기 전의 그리퍼 사이 거리(㎜)이고, L1은, 신장한 후의 그리퍼 사이 거리(㎜)이며, L2는, 수축시킬 때 시험편의 하중(N/25㎜)이 0이 될 때의 그리퍼 사이 거리(㎜)이다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 엘라스토머층이 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 것을 특징으로 하는 신축 필름.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 표면층과 상기 엘라스토머층의 두께비가, 표면층:엘라스토머층=1:10~1:35인 것을 특징으로 하는 신축 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 1방향으로 연신되는 것을 특징으로 하는 신축 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 올레핀계 엘라스토머가, 프로필렌계 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 신축 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 신축 필름.
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