KR860001861B1 - 열가소성 중합체 수지 블렌드 성형 필름 - Google Patents

열가소성 중합체 수지 블렌드 성형 필름 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

열가소성 중합체 수지 블렌드 성형 필름
제1도는 선행기술 및 다른 제품 그리고 본 발명 제품의 소음 수준을 측정하는 암소음(background noise)의 강도 및 주파수 수준을 개략적으로 그래프로 도시한 것이고,
제2도 및 제3도는 선행 기술 및 다른 제품의 강도 및 주파수 수준을 개략적으로 그래프로 도시한 것이며,
제4도는 본 발명에 따라 제조한 전형적인 제품의 강도 및 주파수 수준을 개략적으로 그래프로 도시한 것이다.
본 발명은 주로 염소화 폴리올레핀 블렌드로 부터 성형한 열가소성 필름 적어도 한층은 염소화 폴리올레핀 블렌드를 함유하고 다른 층은 수분과 냄새가 투과할 수 없는 장벽 수지층인 다층 복합 필름 ; 및 오스토미 백과 같은 의료용 주머니, 포장용기 및 보호피복 등에 관한 것이다.
다층복합 필름의 바람직한 용도는 오스토미백(ostomy bag)으로 사용하는 것인데, 이러한 백에 대하여는 사용자가 보다 안락하게 착용할 수 있고 또한 무소음 특성으로 인해 백을 착용하고 있음을 거의 느낄 수 없을 정도로 소음이 발생하지 않을 것이 요망되어 왔다. 때때로 오스토미 백이라고 알려지고 있는 욋과용 배액 주머니는, 미합중국 특허 제3,302,647호에 예시된 바와 같이 신체의 부위로부터의 배액을 가능하게 해주며 환자에 의하여 일시적으로 착용된다. 따라서, 오스토미 백은 착용시 발생하는 소음으로 인하여 착용자가 당황하거나 불편을 느끼는 경우가 종종 있기 때문에 소음이 최초로 발생하거나 전혀없어야 한다. 또한, 그러한 소음이 없으면, 착용자가 자기가 오스토미 백을 착용하고 있다는 사실을 마음에 두지 않도록 하는데 용이하다. 게다가, 오스토미 백을 포함하는 선행의 용기는, 구조적으로 얇은게 바람직하고 또 소음이 거의 없으면서도 적절한 냄새 및 습기 차단 특성을 제공할 수 없었다.
이러한 성질을 갖는 용기에 사용하기 위한 본 발명의 필름은, 일반적으로 폴리에틸렌 필름 또는 보다 고가의 가소화된 폴리비닐 클로라이드필름, 가소화된 폴리비닐덴클로라이드 공중합체 필름, 및 에틸렌 비닐 아세테이트/폴리비닐리덴 클로라이드/에틸렌 비닐 아세테이트 조합필름과 같은 다층 구조로 부터 만들어진다. 다소의 정도차이가 있기는 하지만, 고도의 냄새 및 습기 차단 특성을 갖는 보다 바람직한 박층게이지 용기도 역시 사용자가 착용했을 때 부시럭 거리는 등의 높은 소음 수준을 갖는다. 따라서, 제조에 경제성이 있고 양호한 냄새 및 습기 차단 특성을 가지며 이의 의도된 목적에 충분한 강도를 갖는 거의 소음이 없는 제품이 요망되고 있다.
본 발명의 목적은 특히 의료적 용도로 사용할 수 있는 실용적인 일가소성 필름을 얻는 것인데, 이필름은 고도의 무소음성을 제공하는 물성을 가진다. 이제한 제품은 충분한 부드러움과 안락감, 열 밀봉성, 강도 또는 강인성 예를들어 내천공성을 가지며, 바람직 하거나 필요한 경우, 적절한 증기 예를들어 습기, 개스 및 냄새 차단 특성을 가져야 한다. 상기 바람직한 특성 모두를 갖춘 열가소성 필름 용기는, 폴리비닐리덴 클로라이드 같은 열가소성 수지의 장벽층과 적어도 하나의 층의 염소화 폴리에틸렌 (CPE) 블렌드를 갖는 다층 필름을 사용함으로써 수득할 수 있다는 것을 알았다. 상기 필름을 오스토미 백으로 사용하는 경우, 이는 이의 원하는 목적을 성취하기 위하여는 거의 부시럭거리는 소리가 나지 않고 암소음에 대해 중요하지 않을 정도의 무소음성을 가지지 않으면 안된다. 장벽층과 CPE 블렌드의 층을 다층 배열로 결합하여 강도, 무소음성 및 증기차단 특성을 필요로 하는 오스토미 백이나 다른 목적에 특히 적합한 복합 필름을 제조한다. 무소음도는 본 발명을 위해 개발된 시험법에 의해 측정한다.
좀 더 상세히 말하면, 본 발명은 중합 수지 블렌드의 조성물로부터 성형된, 향상된 낙장충격강도(dart impact strength)를 갖는 열가소성필름에 관한 것인데, 여기서 언급된 제1블렌드 성분은 25 내지 50중량%의 화학적으로 결합된 염소를 갖는 염소화 폴리 올레핀 40 내지 95중량%를 함유하고, 제2블렌드 성분은 2 내지 57중량%의 올레핀계 중합체 또는 공중합체, 및 필름 성형을 위한 압출 온도에서 염소화 폴리에틸렌의 분해를 방지하기 위한 1 내지 3중량%의 안정화제 조성물을 함유한다.
또한, 본 발명은, 25 내지 50중량%의 화학적으로 결합된 염소를 갖는 염소화 폴리 올레핀 40 내지 95중량%를 함유하는 제1블렌드 성분과, 2 내지 57중량%의 올레핀계 중합체 또는 공중합체, 및 필름성형을 위한 압출 온도에서 염소화 폴리에틸렌의 분해를 방지하기 위한 1 내지 3중량%의 안정화제 조성물을 함유하는 제2블렌드 성분으로 이루어진 중합체 수지 블렌드의 층 적어도 하나이상, 및 언급된 층의 적어도 하나의 표면에 부착된 중합체 수지물질의 다른층 적어도 하나이상으로 이루어진 열가소성 다층 복합필름에 관한 것이다.
더 나아가서, 본 발명은, 25 내지 50중량%의 화학적으로 결합된 염소를 갖는 염소화 폴리올레핀 40 내지 95중량%를 함유하는 제1블렌드 성분과, 2 내지 57중량%의 올레핀계 중합체 또는 공중합체, 및 필름성형을 위한 압출 온도에서 염소화 폴리에틸렌의 분해를 방지하기 위한 1 내지 3중량%의 안정화제 조성물을 함유하는 제2블렌드 성분으로 이루어진 중합체 수지 블렌드의 제1층 적어도 하나이상, 및 언급된 제1층의 적어도 하나의 표면에 부착된 중합체 증기 차단물질의 제2층 하나 이상으로 이루어진 다층 복합필름으로부터 제조된 의료용 주머니에 관한 것이다.
본 발명은, 미합중국 특허 제3,524,795호에 예시된 것과 같은 선행오스토미 백 필름에 대한 일종의 개량발명이다. 본 특정 선행 구조에 있어서, 폴리에틸렌 외피를 Saran
Figure kpo00001
(폴리비닐리덴 클로라이드 공중합체)수지 코어상에 성형하게 되는데, 이때 언급된 외피와 코어사이에는 이의 부착을 위한 접착층이 사용된다. 이러한 필름은, 15 또는 20% 감소될 수만 있다면, 이 필름이 실질적으로 부시럭거리는 소리가 나지않게 하여 사용자에게 매우 호감이 가는 것으로 만들 수 잇는 소음 수준을 나타낸다. 본 발명에서는, 제1성분이 염소화 폴리에틸렌이고 제2성분이 저밀조 폴리에틸렌인 수지 블렌드를 도입시킴으로써, 필름에서 바람직한 정도의 무소음성을 수득할 수 있다는 것을 알았다. 또한, 무소음성이 보장될 뿐만 아니라, 염소화 폴리에틸렌 수지의 천연적인 접착 특성으로 인하여 일부용도에서는 허용될 수 있는 외피와 코어간의 접착층이 통상적으로 필요치 않다는 것을 알았다.
본 발명의 바람직한 한 태양에서는 하기 참조문헌에 기술된 염소화 폴리에틸렌 수지를 사용한다〔참조문헌 : "Struture-Property Relationships of Chlorinated Polyethylene", N.K. Kalfoglou 및 H.L.Williams, Polymer Engineering and Science(1972.5), Vol.12, No.3, p224 이후 : U.S.Patent Nos. 3,395,901, 3,454,544 및 3,678,873〕.
좀 더 상세히 말하면, 본 발명의 목적에 유용한 것으로 밝혀진 염소화 올레핀 중합체는, 중합체 분자에 약 90% 이상의 에틸렌과 잔여량의 에틸렌성 불포화 공단량체 1종 이상의 함유하는 바람직하게는 주로 선형 구조의 2원 공중합체(interpolymer) 또는 폴리에틸렌을 불활성 희석제중 현탁액에서 염소화하여 제조하는 것이 바람직하다. 염소화 올레핀 중합체는 25 내지 50중량%, 바람직하게는 약 30 내지 42중량%의 화학적으로 결합된 염스를 함유하여, 약 25중량%의 염소를 함유하는 경우 15 내지 28%의 상대 결정화도를 갖고 약 34중량% 이상의 염소를 함유하는 경우 약 10% 미만의 상대결정화도를 가짐을 특징으로 하는데, 여기서 상대 결정화도는 통상의 X-선 회절방법으로 측정된 무정형과 결정성 피크면적의 비율에 대한 결정성 피크 면적의 비율을 측정한 것이다.
염소화시키려는 폴리올레핀 물질의 바람직 한예는 특이한 화학종이며, 중합체 분자중 약 90몰% 이상의 에틸렌과, 프로필렌, 부텐-1, 부텐-2 및 1,7-옥타디엔 등의 탄소수 3이상의 비-방향족 탄화수소 올레핀, 1,5-시클로펜텐 및 시클로옥타디엔 등의 지환족 올레핀, 아크릴산 및 이의 에스테를와 같은 치환된 올레핀, 부타디엔과과 같은 공액화 디올레핀, 및 스티렌 및 이의 유도체와 같은 알케닐 방향족 화합물중에서 선택된 1종이상의 잔여량의 에틸렌성 불포화 공단량체를 함유하는 다양한 주로 선형 및 비-측쇄 고-다공성 미분중합체이다.
본 발명에서 제2블렌드 성분으로 사용된 올레핀계 중합체 수지에는, 에틸렌과, 1종 이상의 모노에틸렌성 불포화 공단량체 특히 다른 저급 올레핀 또는 카복실산 또는 모노에틸렌성 불포화 카복실산의 알킬 에스테르로 이루어진 저밀도, 선형 저밀도 또는 중밀도 에틸렌 공중합체 또는 폴리에틸렌이 포함된다. 이러한 공중합체의 예에는, 에틸렌-프로필렌, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메틸 메타크릴레이트 및 에틸렌 비닐아세테이트 등이 포함된다. 1종 이상의 이들 에틸렌성 중합체 수지의 블렌드를 제2성분으로 사용할 수도 있다. 전술된 에틸렌성 중합체 수지의 제조방법은 당업계에 널리 공지되어 있다.
본 명세서에서 사용된 "저밀도 폴리에틸렌"이라는 용어는 0.910 내지 0.930g/cc의 밀도와 0.1 내지 10dg/min의 멀트인덱스를 갖는 측쇄 폴리에틸렌을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 "선형 저밀도 폴리에틸렌"이라는 용어는 저압 폴리에틸렌 공정에 의해 제조된 저밀도 폴리에틸렌을 의미한다. "중밀도 폴리에틸렌"은 0.931 내지 0.940의 밀도를 가질 수 있다.
25 내지 50중량% 범위의 염소를 함유하는 염소화 폴리에틸렌 수지는 개선된 블렌드의 층 가공성 및 개선된생성필름의 특성을 제공한다.염소화 폴리에틸렌 블렌드에 의하여 나타나는 필름의 무소음성은 이의 고무성 혹은 탄성에 관련될 수 있다. 바람직한 CPE 수지는 약 36중량%의 염소 함량, 약 2의 멜트 인덱스, 약 1.16의 밀도 및 약 2% 미만의 결정화도를 갖는다.
본 발명의 필름에 바람직한 수지 블렌드는, 예를들어, 70 내지 80중량%의 전술된 염소화 폴리에틸렌, 17 내지 27중량%의 에틸렌비닐 아세테이트(EVA)의 공중합체, 및 약 3중량% 이하의 안정화제를 함유하는 것일 수 있다. 바람직하게는 전술된 블렌드 조성물은 안정화제로서 1 내지 2중량%의 칼슘 스테아레이트와 약 1중량%의 에폭시화 대두유를 함유하는데, 여기서 대두유는 PARAPLEX
Figure kpo00002
G-60 또는 G-62의 상품명으로 시판되고 있다. 안정화제는 통상적으로 매우 소량, 특히 500 내지 3000ppm(0.3%) 양으로 열가소성 물질에 첨가되어 이들 물질이 압출되는 고온에서 열분해되는 것을 방지한다. 블렌드의 분해를 방지할 뿐 아니라 블렌드의 압출중에 유독성 HCl의 발생을 방지하기 위하여는 실질적으로 많은 양의 안정화제가 염소화 폴리에틸렌 블렌드의 압출에 필요하다는 것을 알았다. 1종 이상의 안정화제 1 내지 3중량%의 양이 다양한 CPE 블렌드의 압출에 유효 하다는 것이 입증되었다.
장벽 수지층은 비닐리덴 클로라이드-염화 비닐공중합체, 에틸렌 비닐 알코올(비닐 아세테이트 및 에틸렌의 가수분해된 공중합체) 및 미합중국 특허 제3,549,389호에 예시된 다른 장벽 수지등 일 수 있다. 이와 같은 장벽 수지는 탁월한 개스 및 수증기 차단 특성을 갖는 필름을 제조하도록 설계된다.
다층의 필름의 전체 두께는 0.025 내지 0.25mm(1.0 내지 10.0mils), 바람직하게 0.063 내지 0.15mm(2.5 내지 6.0mils)이다. 특히, 오스토미 주머니용도의 3층 복합 필름 구조에 있어서, 외부 또는 외피층은 약 0.033mm(1.3mils)의 두께이고 장벽 수지 코오층은 약 0.006mm(0.25mils)이며, 복합두께는 0.071mm는 (2.85mils)이다. 물론, 개개의 필름층의 두께는 각 용도에 바람직한 인성 및 차단성에 따라 광범위하게 변화할 수 있다. 본 발명에 사용된 다층 필름 구조는 미합중국 특허 제3,354,506호, 제3,557,265호 및 제3,625,348호에 예시된 공압출 방법 및 장치에 의해 제조할 수 있다.
전술된 염소화 폴리에틸렌 (CPE) 블렌드 제형은 필름 특성과 수지 블렌드의 압출성간의 균형을 유지하도록 개발되어 왔다. 블렌드중에 CPE 수지의 양이 증가할수록, 필름의 무소음성은 더 커지지만, 압출이 더욱 어려워진다. 블렌드중에 염소의 함량이 증가할수록, 수지 블렌드는 압출 온도에서 더 많이 열분해되게 된다. 다른 특성들도 역시 블렌드중의 CPE의 퍼센테이지에 좌ㆍ우 된다. 따라서, CPE 수지는 다른 수지에 비해 비교적 낮은 모듈러스를 갖기 때문에 연화도와 안락도는 블렌드중의 CPE 퍼센테이지의 증가에 따라 증가하게 된다. 더우기, CPE의 염소함량이 증가함에 따라 모듈러스가 저하되어 무소음성과 안락감이 증가할 수 있다. 또한, 본 발명의 CPE 블렌드 필름은 비록 이의 인장 강도 특성이 다른 필름들만큼 높지는 않지만, 낙창충격강도로 표현되는 인성은 높다. CPE는 일반적으로 폴리에틸렌보다 다소 낮은 열밀봉 강도를 갖기 때문에, 블렌드중의 CPE의 퍼센테이지는 필름의 밀봉성에 영향을 미칠수도 있다. 그러나, 블렌드중의 높은 CPE 퍼센테이지는 이의 유전 특성으로 인하여 무선 주파밀봉에 유리하게 작용할 수 있다. 수지 블렌드중의 CPE 퍼센테이지는, 이것이 장벽층에 의하여 근본적으로 제어되기 때문에 산소 및 증기차단특성에 현저한 영향을 미치지 않는다.
본 발명의 CPE 블렌드 외피층을 포함하는 3층 필름을 포함하여 다양한 1층 및 복합라미네이트에 대하여 낙창 충격강도를 시험했다. 낙창충격강도 시험은, 자유낙하하는 창의 충격에 대한 특정 조건하에 필름의 파열을 야기시키는 에너지를 측정하는 것을 내용으로 하는 ASTM D-1709에 따라 수행했다, 에너지는 시료의 50% 파괴를 초래하는 특정한 높이로 부터 낙하하는 창의 질량 중량의 항으로 표현된다. 2가지의 방법이 기술되어 있는데, 방법 A에서는 0.66m의 높이로부터 낙하되는 직경 38mm의 반구형헤드를 갖는 창을 사용한다. 본 방법은 필름을 파열시키기 위한 충격 저항이 약 50g(또는 미만) 내지 약 2kg의 질량을 요하는 필름에 대하여 사용한다. 방법 B는 1.52m의 높이로 부터 낙하되는 직경 51mm의 반구형 헤드를 가진 창을 사용한다. 이의 적용가능한 범위는 약 0.3kg 내지 2kg이다. 시험중에 일정한 미사일 중량 증가를 사용하는 표준 계단식 시험법도 사용하였는데, 미사일 중량은 시료의 측정된 결과(파열되거나 혹은 파열되지 않음)에 따라 각 시료의 시험후 일정한 증가량만큼 감소되거나 증가되었다. 하기표에 수록된 바와 같은 결과들이 관찰되었다.
[표 1]
Figure kpo00003
상기 표로부터, 실험 1의 LDPE의 1층 필름(두께 0.075mm)의 충격 강도가 비교적 낮은 120 내지 190g임을 주목하여야 한다. 동일하게 0.075mm(3mil)의 두께를 갖는 실험 2의 LDPE/EVA 복합 필름의 충격 강도는 EVA 층의 존재로 인하여 190 내지 270g으로 약간 개선되었다. 실험 3의 5층 필름은 SARAN
Figure kpo00004
층이 0.075mm(3mil) 두께 필름의 충격 강도를 130 내지 165g으로 감소시킴을 보여준다. 본 발명에 따른 실험 4는 실험 3의 LDPE 필름을 CPE-EVA 블렌드 필름으로 교체한 것인데, 여기서 0.075mm 두께 필름의 충격 강도가 700g 이상의 창 중량으로 실질적으로 개선된 것을 보여준다. 실험 5는 블렌드중의 CPE양이 증가함에 따라 창 중량이 140(0% CPE) 내지 370g(80% CPE/20% LDPE)으로 증가한 것을 보여준다.
실험 2에서, EVA 층은 약 0.1mm(0.4mil)의 두께를 갖는다. 실험 3에서, 각각의 EVA 층은 0.05mm(0.2mil)의 두께를 가지며, SARAN
Figure kpo00005
층은 0.006mm(0.25mil)의 두께를 갖고 복합 필름의 나머지 두께는 LDPE 층들간에 균등하게 분배된다. 실험4에서 SARAN
Figure kpo00006
층은 0.006mm(0.2mil)의 두께를 가지며 복합 필름의 나머지 두께는 CPE 블렌드 층들간에 균등하게 분배된다.
실험 4 및 5에서, 블렌드중의 CPE 성분은 약 2.5중량%의 안정회제를 함유하고 있는데, 이것중 약 1.5중량%는 칼슘 스테아레이트이고 약 1중량%는 에폭시화 대두유(G-60등급)이다.
일반적으로는, 가능한한 간단한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 3층의 CPE 블렌드 외피/폴리비닐리덴 클로라이드 수지 코어/CPE 블렌드 외피 조합이 본 발명의 바람직한 태양인 것으로 생각된다. 통상적으로 외피와 코어층 사이에는 중간 접착층이 필요없을 정도로 충분한 고유의 접착력에 존재한다. 그러나, 3층이상을 갖는 필름의 경우와 같이 중간 접착층이 필요하게 되는 특수한 경우도 있을 수 있다. 예를들어, CPE 블렌드 외피/접착층/폴리비닐리덴 클로라이드 수지 코어/접착층/CPE 블렌드 외피로 이루어진 5층 복합 필름과 같이, 2개의 중간 접착층이 CPE 블렌드의 외피층 보다 낮은 온도에서 압출되어 생산률은 물론이고 필름의 담화상태를 개선하는 CPE 블렌드로 조성되는 복합 필름을 성형할 수 있다. CPE 블렌드 접착층은 CPE 블렌드 외피층과 상이한 조성의 것일 수 있다. 외피 층상의 고온 중합체는 보다 평활한 표면을 제공하여 담화상태 및 가공성을 향상시키게 된다. 낮은 온도의 중간층은 열-민감성 코어층을 보호한다. 외피와 코어층 사이의 중간 CPE 블렌드 층은 접착층으로 대치시킬 수도 있다. 당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 사용된 복합 필름 및 필름 재료에 대하여 요망되는 특성에 따라서 접착 조성물을 접착층으로서 사용할 수 있다. 그러므로, 합성 수지 접착제 조성물은, 에틸렌과 1종 이상의 모노에틸렌성 불포화 공단량체, 특히 다른 저급 올레핀이나 카복실산 또는 모노에틸렌성 불포화 카복실산의 알킬에스테르 등으로 이루어진 저밀도, 선형 저밀도 또는 중밀도 에틸렌 공중합체 또는 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 이러한 공중합체의 예로는, 에틸렌-프로필렌, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메틸 메타크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 등을 들 수 있다. 1종 이상의 에틸렌성 중합체 수지의 블렌드를 접착층 조성물로 사용할 수도 있다. 접착층 물질의 선택은 외피와 코어층의 조성에 따라 좌우된다.
오스토피 주머니 및 유사용기에 사용되는 선행 필름과 본 발명 필름의 무소음성을 측정하기 위하여, 플라스틱 필름을 제어가능하고 반복 가능한 방식으로 요곡시킬 수 있는 장치를 제조했다.
이 장치에서는 8.5cm×8.5cm의 샘플을 사용하는데, 이러한 샘플은 필름 샘플이 실린더를 형성하도록 홀더(holder)에 고정된다. 언급된 홀더는 실린더 필름 샘플의 한쪽 말단이 고정 위치에 위치하도록 한 상태에서 다른 말단이 실린더형 필름의 축 주위를 회전하도록 하는 방식으로 작동된다.
휠 드라이브(wheel drive)가 샘플 홀더의 회전말단과 접촉하여 이를 어느 하나의방향으로 15.3°회전시키고 다른 방향으로 15.3°회전하게 되면, 소음이 발생한다.
반대방향에서의 이 운동의 회수를 1사이클/초로 정한다. 마이크로폰을 사용하여 소음을 청취하며, 이와 같이 발생된 소음은 조화 스펙트럼 분석기(Harmonic spectrum analyzer)에서 그 주파수를 분석 결정한다. 전술된 방법으로 샘플에 의해 만들어진 소리는 샘플 홀더의 고정된 말단에 마이크로폰을 설치하여 측정하면, 제2 내지 4도에 나타난 바와 같은 바람직하게 진행 또는 기록된 전기적 신호가 발생하게 된다.
데시벨 눈금을 측정하기 위해서는, 스펙트럼 분석기의 마이크로폰 대신에 데시벨 판독을 포착할 수 있는 소리 측정기(audiometer)의 마이크로폰을 사용한다. 이 기술에 의하여, 전가층 범위에 걸친 소리 수준의 직접적인 판독을 dBA로 표시되는 단일 도면으로 성취할 수 있다.
dBA 단위는, 이것이 대부분의 권위자들에 의해 사용되는 통례의 데시벨 소음 단위인 것이므로, 본 실험 결과를 제시하는데 있어서도 상기 단위를 채택 사용했다.
저밀도 폴리에틸렌(DLPE) 또는 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 중의 어느 하나와 블렌드된 염소화 폴리에틸렌(CPE) 수지의 다양한 양을 함유하는 필름 샘플에 대해 시험을 행하였다. 소음 수준(또는 무소음도)은, 실내소음 및 운동중 비교적 높은 무소음성을 갖는 필름을 포함하는 현재 시판되고 있는 필름에 의해 발생한 소음을 비교하였다. 처음에는 데시벨(dBA) 판독의 비교가 선행 기술의 필름에 비해 본 발명의 필름으로 수득한 무소음성의 명백하고 인지된 개선을 입증할 것으로 생각했다. 그러나 놀라웁게도, 이는 매경우 마다 발생하지는 않았다. 이 때문에 다양한 필름 샘플의 주파수도 역시 조사해 보았다. 이것은 본 발명의 필름에 의해 수득된 명백하고 인지된 무소음에 대한 개선을 일치되게 확인해 주었다.
표 Ⅱ에 전반적인 시험결과가 요약되어 있다.
[표 Ⅱ]
Figure kpo00007
* PVC=폴리비닐 클로라이드 ; CPE=염소화 폴리에틸렌 ; LDPE=저밀도 폴리에틸렌 ; LLDPE=선행저밀도 폴리에틸렌 ; EVA=듀퐁 케미칼 캄파니에서 제조하는 Elvax 상표 수지와 같은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 수지 ; PVDC=더 다우 케미칼 캄파니에서 제조하는 Saran 수지와 같은 폴리비닐리덴 공중합체. 개략적인 조성은 알려져 있다. 샘플 B-1 내지 샘플 H는 CPE 블렌드 외에 약 2.5%의 안정화제를 함유한다. 샘플 B-1 내지 G-2의 각 필름은 PVDC 코어층을 갖는 다층 필름이며, 외피층의 재료는 표에 수록되어 있다.
** 근사치(반올림) 판독
표 Ⅱ에서 측정된 바와 같이, 필름의 기록된 데시벨 소음 수준에는 다양한 차이가 있다. 선행기술 샘플 Ⅰ 및 Ⅲ와 샘플 A-1 내지 G-2의 필름 그룹은 모두 72 내지 87dBA 범위인데, 이는 다소 상대적인 무소음성을 의미한다. 그러나, 샘플 D-1 내지 G-2를 선행 기술 샘플 C-1 및 C-2와 비교할 때 유사한 dBA 판독으로써 무소음성에 인식할 수 있는 차이가 있음을 알 수 있다. 이 인식할 수 있는 차이는 주파수 판독에 나타나는데, 샘플 D-1 내지 G-2 모두가 4000헤르쯔 미만의 주파수를 나타내는 반면, 나머지 샘플은 4000헤르쯔를 상당히 초과하는 주파수를 나타낸다. 이 주파수 판독은 모두 약 600헤르쯔의 암소음 수준에 필적한다.
본 발명의 개선점의 의미와 중요성을 더욱 명확히 이해하기 위해서는 도면을 참조할 수 있다.
제1도는 시험을 행한 실내에서의 암소음의 강도와 주파수를 도표에 톱니모양의 선으로 도시한 것이다.
이 경우 암소음의 주파수 수준은 약 600헤르쯔 였다.
전형적인 선행 기술의 필름 및 다른 샘플을 시험했을 때, 제2 및 3도에 각각 도시되어 있는, 샘플 Ⅰ및 C-1은 600헤르쯔의 실내 암소음 수준을 상당히 상회하여 실내의 관찰자가 명확히 청취할 수 있는 약 5800헤르쯔의 주파수를 나타낸다. 비교하여 보면, 본 발명의 필름 샘플은 주파수 판독이 4000헤르쯔 미만이며, 제4도에 도시된 샘플 E-1의 경우는 최소 약 2000헤르쯔 정도이다.
제4도의 그래프 형상은 제2 및 3도의 형상보다는 제1도의 암소음의 그래프 형상에 휠씬 가깝다.
샘플 E-1 및 E-2는 이의 낮은 소음 수준으로 인하여 바람직하기는 하지만, 샘플 D-1,D-2,F-1 및 F-2가 본 발명에 따라 제조된 적절한 무소음성 필름들이다.
본 발명의 필름은 무소음성이 극히 클뿐 아니라, 압출 용이하고 열 또는 유전적으로 밀봉시킬 수 있고 탁월한 수증기 및 냄새 차단 특성을 갖는다.
선행기술의 샘플Ⅱ 및 샘플 H의 필름은 dBA 및 주파수 판독 모두에 있어서 본 발명의 필름에 비해 낮은 무소음 수준을 보이고 있다. 그러나, 선행기술 샘플Ⅱ는 폴리비닐클로라이드 1층 필름으로서 본 발명의 필름보다 두께가 약 3배나 두껍다. 이 필름은, 폴리에틸렌 또는 폴리비닐리덴 클로라이드필름 등의 다른 필름에 비해 부드럽고, 무소음성도 좋지만, mm(mil), 두께당의 수증기 차단특성이 극히 나쁘다. 그러므로, 폴리비닐 클로라이드 수지를 사용하는 적합한 증기 차단 특성에 근접하기 위해서는 극히 두꺼운 필름을 만드는 것은 필수적이다.
샘플 H는 무소음성은 크지만, 비교적 고가의 염소화 폴리에틸렌 수지를 다량 함유한다. 이 때문에 염소화 폴리에틸렌과 배합 상태로 폴리에틸렌의 블렌드를 사용하는 다른 필름 샘플에 비해 제조비용이 고가이다. 또한, 염소화 폴리에틸렌의 함량이 크면 클수록, 전술된 바와 같이 필름을 제조하는 것이 휠씬 더 어려워진다.
본발명의 3층 복합 필름의 최종 인장강도 및 열밀봉 특성을 포함하는 다양한 특성을 선행 기술의 샘플들과 비교하여 그 결과를 표 Ⅲ에 수록했다. 열가소성 필름의 최종 인장 특성은, 일종의 정지 평량-그립 분리의 항률 시험(static weighing-constant-Rate of Grip Separation Test)인 ASTM D-882방법 A에 따라서 시험하였다.
이 방법은 시료의 단부를 고정시키는 그립의 분리 항률을 사용한다. 샘플 1,2 및 3은, 외피가 70중량%의 CPE, 27중량%의 EVA 및 표 Ⅰ의 실험 4에서 정의된 안정화제 혼합물 3중량%의 블렌드로 각각 조성된 3층 구조물을 사용한다. 샘플 4는 PE/EVA/PVDC/EVA/PE의 5층 구조의 선행기술 샘플이다.
[표 Ⅲ]
Figure kpo00008
MD-기계방향 TD-횡방향 bg-암소음
샘플 1,2 및 3의 복합필름의 소음수준은 0.07mm(2.8mils)의 두께를 갖는 복합 필름 샘플 4의 소음 수준에 비해 전두께에 걸쳐 개선을 보여주고 있다. 필름 샘플 1의 주파수 판독은 910 헤르쯔의 암소음을 가지는 1800헤르쯔 미만의 바람직한 범위내에 있는 것으로 나타났다. 낙창 시험이 선행기술 필름에 비해 실질적인 개선을 나타내는 반면에, 기계방향의 최종 인장 강도는 선행 기술 샘플에 필적할만하다. 마찬가지로, 열밀봉 시험도 샘플 4에 필적하는 것이었다.
염소화 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 블렌드의 외피층 및 SARAN
Figure kpo00009
의 코어층으로 이루어진 3층 필름에 대하여 최종 인장강도, 열밀봉성 및 낙창충격 강도를 포함하는 여러가지 성질을 시험하였다.
중합체 블렌드는 0% 내지 80%의 비율로 변화시켰다. CPE 성분은, CPE 100부당 안정화제인 칼슘 스테아레이트 1.5부 및 PARAPLEX
Figure kpo00010
G-60 1.0부를 함유한다.
CPE100부당 3.5부의 블럭킹 방지제(SiO2)를 가한다. 실험결과는 하기표 Ⅳ 및 Ⅴ에 수록되어 있다.
[표 Ⅳ]
Figure kpo00011
Figure kpo00012
암소음(56.0)-dBA, ²암소음〔570〕-헤르쯔,
Figure kpo00013
낙하높이 66cm(26인치), MD-기계방향, TD-횡방향
[표 Ⅴ]
Figure kpo00014
모두는 CPE＋LDPE/SARAN
Figure kpo00015
/CPE＋LDPE의 3층구조이다.
Figure kpo00016
암소음(56.0)-dBA, ²암소음〔570〕-헤르쯔,
Figure kpo00017
낙하높이 66cm(26인치), MD-기계방향, TD-횡방향
Figure kpo00018
등록상표
필름의 최종 인장강도가 블렌드중 CPE함량이 증가함에 따라 감소하기는 하였지만, CPE 80%-LLDPE 20% 블렌드의 인장강도는 아주 불충분한 것으로 나타났다. 열밀봉 강도 및 낙창 충격강도는 모두 블렌드중 CPE 함량이 증가함에 따라 강도가 실질적으로 증가하였다. 블렌드중 CPE 함량이 증가함에 따라서 필름재료의 무소음성도 역시 개선되었음이 관찰되었다.
본 발명의 필름은, 아직까지 고도의 무소음성을 유지하고 있는 기존 제품과 비교할 때, 적합한 실용성을 제공할 수 있는 우수한 제품이므로, 부시럭거리는 소리가 나지 않는 특성이 가장 중요한 오스토미 백과 같은 용기 형태의 제품에 응용이 가능하다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 몇 가지 대표적인 태양 및 상세한 설명이 제공되었지만, 본 발명의 원리와 대표적인 태양 및 상세한 설명이 제공되었지만, 본 발명의 원리와 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화 및 응용이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서는 자명할 것이다. 예를들어, 염소화 폴리에틸렌 블렌드로 부터 제조된 필름은 금속 또는 발포체와 같은 기판을 라미네이트화 하기 위하여 에틸렌/아크릴산 또는 에틸렌/비닐 아세테이트의 공중합체와 같은 접착성 수지층과 결합시킬 수 있다. 에틸렌/비닐 아세테이트와 같은 접착성 수지도 역시 염소화 폴리에틸렌 수지와 블렌드시킬 수 있다. 필름 두께, 색상 또는 투명도 및 인성은 개개용도에서의 필요성에 따라 마찬가지로 변화될 수 있다.
필름으로 부터 제조되는 제품은 욋과용 또는 다른 의료용 필름 주머니 뿐만 아니라, 의복, 기저귀 또는 포장지 및 다른 포장 용도와 같이 무소음성이 중요한 요소로 되는 많은 다른 제품들에도 응용할 수 있다.

Claims (22)

  1. 25 내지 50중량%의 화학적으로 결합된 염소를 갖는 염소화 폴리올레핀 40 내지 95중량%를 함유하는 제1블렌드 성분과, 올레핀계 중합체 또는 공중합체 2 내지 57중량% 및 필름 성형을 위한 압출 온도에서 언급된 염소화 폴리에틸렌의 분해를 방지하기 위한 안정화 조성물 1 내지 3중량%를 함유하는 제2블렌드 성분으로 조성된 중합체 수지 블렌드 조성물로 부터 성형됨을 특징으로 하는, 개선된 낙창충격 강도를 갖는 열가소성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 언급된 제1블렌드 성분이 30 내지 42중량%의 화학적으로 결합된 염소를 갖는 염소화 폴리에틸렌 55 내지 80중량%를 함유하고, 언급된 제2블렌드 성분이 올레핀계중합체 또는 공중합체 17 내지 42중량%를 함유하는 필름.
  3. 제1 또는 2항에 있어서, 언급된 제2성분이 저밀도, 선형 저밀도 또는 중밀도 P.E로 부터 선택되고, 제2공중합체 성분이 에틸렌과 1종 이상의 에틸렌성 불포화 공단량체를 함유하는 필름.
  4. 제1항에 있어서, 약 600헤르쯔의 암소음에 대해 측정할 때 4000헤르쯔 미만의 소음수준을 갖는 필름.
  5. 제1항에 있어서, 0.25 내지 0.25mm(1.0 내지 10.0mils)의 두께를 갖는 필름.
  6. 제5항에 있어서, 필름 두께가 0.063 내지 0.15mm(2.5 내지 6.0mils)인 필름.
  7. 제1항에 있어서, 언급된 안정화 조성물이 약 1 내지 2중량%의 칼슘 스테아레이트 및 약 1중량%의 에폭시화 대두유를 함유하는 필름.
  8. 전술된 항들중 어느 하나의 항의 필름층 적어도 하나 이상, 및 이러한 적어도 하나의 필름층의 적어도 한 표면에 부착된 중합체 수지물질의 다른층 하나 이상으로 이루어짐을 특징으로 하는 열가소성 다층 복합 필름.
  9. 제8항에 있어서, 언급된 다른층이 증기 차단층이고, 언급된 복합 필름의 총 두께가 0.025 내지 0.25mm(0.1 내지 10.0mils)인 복합 필름.
  10. 제9항에 있어서, 언급된 증기 차단층이 비닐리덴 클로라이드-비닐 클로라이드 공중합체로 부터 선택되는 복합 필름.
  11. 제9 또는 10항에 있어서, 언급된 적어도 하나의 층이 언급된 증기 차단 층의 반대면에 부착된 복합 필름.
  12. 제9 또는 10항에 있어서, 언급된 적어도 하나의 층이 언급된 증기 차단층 사이에 위치한 합성수지 접착층 적어도 하나 이상을 포함하는 복합 필름.
  13. 제12항에 있어서, 언급된 적어도 하나의 층의 적어도 하나 이상의 표면상에 또는 언급된 증기 차단층상에 위치한 합성수지 접착층 하나이상을 포함하는 복합 필름.
  14. 제8항에 있어서, 언급된 필름이 기판상에 라미네이트화되거나 공압출되는 복합 필름.
  15. 제8항에 있어서, 의료용 주머니 또는 포장 필름으로 사용되는 복합 필름.
  16. 25 내지 50중량%의 화학적으로 결합된 염소를 갖는 염소화 폴리올레핀 40 내지 95중량%를 함유하는 제1블렌드 성분과, 올레핀계 중합체 또는 공중합체 2 내지 57중량% 및 필름을 성형하기 위한 압출 온도에서 염소화 폴리에틸렌의 분해를 방지하기 위한 안정화 조성물 1 내지 3중량%를 함유하는 제2블렌드 성분으로 조성된 중합체 수지 블렌드의 제1층 적어도 하나 이상, 및 이러한 제1층의 적어도 하나이상의 표면에 부착된 중합체 증기차단 물질의 제2층 적어도 하나 이상으로 구성된 다층 복합필름으로 부터 제조된 의료용 주머니.
  17. 제16항에 있어서, 언급된 증기 차단물질이 비닐리덴 크로라이드/비닐 클로라이드 공중합체이고, 언급된 제1층이 언급된 제2층의 반대면에 부착된 의료용 주머니.
  18. 제16항 또는 17항에 있어서, 언급된 제1층과 언급된 제2층 사이에 위치한 합성 수지 접착층을 적어도 하나 이상 포함하는 의료용 주머니.
  19. 제16항 또는 17항에 있어서, 언급된 제1층의 적어도 하나의 표면 상에 또는 언급된 제2층상에 부착된 합성수지 접착층을 적어도 하나 이상 포함하는 의료용 주머니.
  20. 제16항에 있어서, 언급된 다층 필름이 0.025 또는 0.25mm(0.1 내지 10mils)의 두께를 가지며, 약 600헤르쯔의 암소음에 대해 측정할 때 4000헤르쯔 미만의 소음 수준을 갖는 의료용 주머니.
  21. 제16항에 있어서, 언급된 제2블렌드 성분이 저밀도, 선형 저밀도, 중밀도 폴리에틸렌 ; 에틸렌과 1종 이상의 모노에틸렌성 불포화 공량단체로 이루어진 에틸렌 공중합체 ; 또는 1종 이상의 에틸렌계 중합체수지의 블렌드 중에서 선택된 에틸렌계 중합체 수지인 의료용 주머니.
  22. 제16항에 있어서, 언급된 제1블렌드 성분이 30 내지 42중량의 화학적으로 결합된 염소를 갖는 염소화 폴리에틸렌 55 내지 80중량%를 함유하고, 언급된 제2블렌드 성분이 올레핀계 중합체 또는 공중합체 17 내지 42중량%를 함유하는 의료용 주머니.
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