KR100254662B1

KR100254662B1 - 조절된 열화 속도를 갖는 압출성 엘라스토머 조성물

Info

Publication number: KR100254662B1
Application number: KR1019920023830A
Authority: KR
Inventors: 잭드레이퍼테일러; 윌리암벨라하프너
Original assignee: 로날드 디. 맥크레이; 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 2000-05-01
Also published as: AU660495B2; JP3322922B2; ZA928057B; JPH05271486A; DE69220335T2; EP0546530B1; EP0546530A2; CA2070214A1; EP0546530A3; KR930012948A; US5308906A; AU2725492A; MX9206652A; ES2104803T3; TW258742B; DE69220335D1

Abstract

본 발명은 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머(여기서, A 및 A'는 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고 B는 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔모노머임): (2) 폴리올레핀: 및 (3) 폴리올레핀과 블럭 코폴리머의 블렌드 중에 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 유효량의 전이 금속 화합물(여기서, 전이 금속 화합물은 전이 금속염, 및 코발트 및 망간의 착물로 이루어지는 군 중에서 선택됨) 1종 이상으로 이루어지고, 열적 산화성 환경에 약 30일 미만의 기간 동안 연속 노출된 후 열화되는 탄성 쉬트를 형성하기에 적합한 압출성 엘라스토머 조성물에 관한 것이다. 전이 금속 화합물은 코발트 및(또는) 망간의 염 또는 착물이며, 압출성 조성물에 약 0.01중량% 이하의 전이 금속을 제공하는 양으로 첨가될 수 있다.

Description

조절된 열화 속도를 갖는 압출성 엘라스토머 조성물

제1도는 전이 금속 화합물 또는 히드로퍼옥사이드가 첨가되지 않은 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입(meltblown) 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적 곡선.

제2도는 히드로퍼옥사이드만이 첨가된 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입(meltblown) 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장에너지를 나타내는 전형적 곡선.

제3도는 제1종의 전이 금속 화합물을 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입(meltblown) 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적 곡선.

제4도는 1종의 전이 금속 화합물을 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입(meltblown) 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적 곡선.

제5도는 2종의 전이 금속 화합물을 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입(meltblown) 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적 곡선.

제6도는 2종의 전이 금속 화합물 및 히드로퍼옥사이드를 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입(meltblown) 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적 곡선.

제7도는 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타낸 제5도 및 제6도의 비교곡선.

제8도는 본 발명의 탄성 부직 웹을 형성시키는데 사용될 수 있는, 용융취입다이(die)를 포함하는 장치의 개략도.

제9도는 명료하게 나타내기 위해 다이를 90°회전시켜 나타낸 제8도의 다이의 저면도.

제10도는 제9도의 A'-A선을 따라 절단한 제9도의 다이의 횡단면도.

제11도는 비탄성 섬유가 용융취입 섬유의 매트릭스에 혼입되는 본 발명의 일실시 태양을 형성하는데 사용될 수 있는 장치의 개략도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 웹 성형 기구 12 : 호퍼

14 : 압출기 16 : 다이

20 : 오리피스 22 : 다이 팁

26,28 : 가스 유입구 38,40 : 쳄버

46,48 : 공기판 52 : 연속 벨트

54 : 로울러 56,88 : 부직 웹

60,62 : 핀치 로울러(pinch roller) 68 : 톱니

70 : 매트(mat), 배트(batt) 72 : 로울러 장치

74 : 노즐 76 : 하우징(housing)

80 : 가스 덕트(gas duct) 82 : 접합부

96 : 복합 스트림

본 발명은 압출성 엘라스토머성 조성물 및 이로부터 제조되는 탄성 쉬트에 관한 것이다.

바람직한 탄성 특성을, 흔히 비교적 저단가로 제공하는 다수의 제품들은 열가소성 엘라스토머성 폴리머로 제조되거나, 각종 탄성 성분 중에 열가고성 엘라스토머성 폴리머를 함유한다. 특히 유용한 한 종류의 열가소성 엘라스토머성 폴리머는, A 및 A'가 각각 열가소성 폴리머의 말단 블럭(endblock)이고, B가 엘라스토머성 폴리머의 중간 블럭(mid-block)인 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머이다.

통상적으로, 엘라스토머성 폴리머의 중간 블럭은 공액 디엔 단량체 단위이다.

그러나, 폴리디엔 중간 블럭을 갖는 폴리머는 현재의 특정 압출 공정에서 직면하게되는 요구 조건들을 그다지 만족시키지 못한다. 이러한 폴리머는 산소 존재 하에 고온에서 장시간의 기간동안 유지할 경우 산화되어 열화될 수도 있다. 또한, 이들 폴리머로부터 제조한 제품들은 폴리머가 화학적으로 파괴될 수 있는 환경 하에 놓여질 수도 있다. 이러한 폴리머의 열안정성 및 내산화성을 증가시키기 위해서, 이들 엘라스토머성 블럭 코폴리머를 수소화시켜 폴리디엔 중간 블럭중의 잔류 에틸렌성 불포화도가 낮은 코폴리머를 제조할 수 있다. 이와 같은 폴리머는 필수적으로 열적으로 안정하며 산화성 열화에 견디는 경향이 있는 포화 올레핀 중간 블럭을 갖는다. 포화 올레핀 중간 블럭을 갖는 엘라스토머성 블럭 코폴리머는 예를 들어, 쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Company)로부터 입수가능한 KratonG 시리즈 고무가 있다.

상기 엘라스토머성 블럭 코폴리머는 종종, 예를 들어, 용융취입 공정과 같은 압출 공정의 심한 조건에 매우 적합한 안정화제 및 산화방지제 첨가된 압출성 조성물로 배합시킬 수 있다. 대량의 이들 압출성 조성물은 탄성 부직 웹으로 가공되어, 예를 들어, 일회용 기저귀, 일회용 작업복 및 기타 일회용 의복과 같은 일회용 개인 위생 용품을 포함하는 각종의 일회용 제품으로 만들어진다.

불행하게도, 열안정성 및 내산화성을 제공하는 폴리머 개질은 또한 제품이 사용된 후 퇴비화 시스템으로 처리될 때 폴리머의 화학적 파괴를 방해한다. 따라서, 일부 압출성 엘라스토머성 재료들은 심한 처리 조건에 견디는 반면에, 일단 제품으로 성형된 후에는 폴리머가 화학적으로 파괴될 수 있어야 하는 환경에서도 파괴되지 않기 때문에, 이러한 요건들을 만족시키며, 또한, 통상적인 퇴비화 조건하에서 파괴될 수 있는 압출성 엘라스토머성 재료가 요구되어 왔다.

일부 전이 금속들은 임의의 폴리머 중에 충분한 양으로 존재할 경우, 적절한 조건 하에서 상기 폴리머의 물리적 특성을 열화시키는 화학 반응을 개시시키는 것으로 알려져 있다. 예컨대, 바론(Baron) 등의 1967년 7월 25일자 미합중국 특허 제3,332,926호는 고분자량의 폴리올레핀을 카르복실산의 금속염과 혼합한 후, 열을 가하여, 저분자량의 폴리올레핀을 제조하는 방법에 대해 기재하고 있다. 이 특허에 따르면, 약 0.075 내지 약 10중량%의 카르복실산의 금속염을 사용할 수 있다. 여기에는, 생성된 혼합물을 약 275℃ 내지 약 450℃의 온도에서 실질적으로 산소가 없는 대기 중에서 가열시킨다고 기재되어 있다. 이 특허에 따르면, 유용한 카르복실산의 금속염에는 스테아르산나트륨, 스테아르산칼슘, 스테아르산 마그네슘, 스테아르산아연, 옥살산나트륨, 시트르산나트륨, 아세트산나트륨, 타르타르산나트륨 및 프탈산칼륨이 포함된다.

테일러(Taylor)등의 1976년 3월 2일자 미합중국 특허 제3,941,759호는 유기 광증감제 및 1종 이상의 전이 금속의 유기 유도체를 함유한 열화성 플라스틱에 대해 기재하고 있다. 이 특허에 따르면, 플라스틱의 조절된 열화는 유기 광증감제의 광산화 반응에 의해 개시된다. 이 광산화 반응은 전이 금속의 유기 유도체에 의해 지속된다. 이 특허에는 거기에 설명된 조성물이 자외선에 초기의 단기간 노출 후에 어둠 속에서 점차로 산화될 것이라고 기재되어 있다. 적합한 유기 광합성제로는 케톤, 예를 들어 아조벤젠과 같은 아조 화합물, 유기 염료, 및 벤조페놀과 같은 기타 화합물이 기재되어 있다. 전이 금속의 유기 유도체로는, 예를 들어 코발트, 크롬, 철, 니켈, 망간 및 기타 전이 금속으로부터 유도된 나프탄산염, 올레산염, 초산염, 스테아르산염, 벤조산염, 시트르산염 및 유사 화합물이 기재되어 있다.

보버그(Boberg)의 1976년 11월 30일자 미합중국 특허 제3,994,855호는 자외선 및(또는) 태양 광선의 작용 하에서 열화될 수 있고, 또한 열분해시킬 수도 있는 폴리머 조성물에 대해 기재하고 있다. 이 특허에 따르면, α-올레핀의 열가소성 폴리머 또는 코폴리머를 1종 이상의 전이 금속 화합물을 사용하여 광증감성 및 열화성으로 제조할 수 있다.

미합중국 특허 제4,931,488호는 열가소성 폴리머 조성물, 특히, 예를 들어 전분, 전이 금속 화합물, 및 지방산 또는 지방산 에스테르와 같은 생분해성 물질을 함유하는 α-올레핀 폴리머에 대해 기재하고 있다. 이러한 폴리머 조성물은 열 및(또는) 자외선의 작용 하에서 열화된다. 이 특허에 따르면, 열화를 촉매시키기 위하여 1종 이상의 다른 전이 금속을 첨가시킬 수도 있다.

토비아스(Tobias) 등의 1982년 11월 23일자 미합중국 특허 제4,360,606호는 광분해성 폴리머 조성물에 대해 기재하고 있다. 이 특허에 따르면, 1종 이상의 광증감성 지방족 또는 방향족 케톤 및 1개 이상의 올레핀기를 함유하는 아민을 갖는 용이하게 자동산화될 수 있는 1종 이상의 올레핀 화합물을 함유한 열화성 폴리머를 제조할 수 있다.

질레드(Gilead) 등의 1984년 7월 24일자 미합중국 특허 제4,461,853호는 2종의 상이한 금속 착물을 함유한 조절가능한 열화성 비닐 폴리머 조성물에 대해 기재하고 있다. 이 특허에 따르면, 철 및 니켈 화합물의 배합이 비닐 필름의 광분해에 있어서의 예기치 못했던 강화를 제공한다.

PCT 국제 특허 출원 공개 제WO 88/09354호는, 통상 안정하고 화학적으로 포화된 폴리머, 보다 덜 안정한 화학적으로 불포화된 폴리머 또는 코폴리머, 한정된 기간 동안만 활성인 산화방지제 및 전이 금속 화합물의 유기염과 같은 잠복성 예비산화제의 블렌드를 함유하는 열화성 폴리머 조성물에 대해 기재하고 있다. 이 특허에 따르면, 통상 안정하고 화학적으로 포화된 폴리머는 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀일 수 있다. 보다 덜 안정한 화학적으로 불포화된 폴리머는 적절한 수준의 자동산화성 불포화기를 제공하는 스티렌/부타디엔 블럭 코폴리머 또는 천연 고무로 기재되어 있다. 전이 금속염은 코발트, 망간 또는 구리와 같은 금속의 유기산 염으로 기재되어 있다. 유기산은 폴리머 블렌드에 가용성인 금속염을 제공할 수 있도록 충분히 고분자량을 갖는 산으로 기재되어 있다.

상기와 같은 선행 기술 문헌들은 다양한 열화성 폴리머에 대해 기재하고 있으나, 이들 문헌은 심한 처리 조건에 견디며, 일단 제품으로 성형된 후, 폴리머를 화학적으로 파괴시킬 수 있는 환경에서는 파괴되지 않으나, 통상적인 퇴비화 조건하에서는 파괴되는 압출성 엘라스토머성 재료를 제공하는 데에 관한 문제들에 대해서는 제시하고 있지 않다.

본 명세서에서 "탄성"이란, 편향력을 가했을 때 신축성인 재료, 즉 그의 이완 및 비편향된 길이의 적어도 약 125%인 연신 및 편향된 길이로 신장될 수 있고, 연신 및 신장력을 제거했을 때에는 그의 신장률의 적어도 40%를 회복하는 임의의 재료를 의미한다. 가령, 예를 들어 약 2.54cm(1 in)의 길이가 적어도 약 3.18cm(1.25 in)가지 신장될 수 있고, 약 3.18cm(1.25 in)까지 신장된 길이가 릴리이스시킨 후, 약 2.79cm(1.10 in) 이하의 길이로 복귀되는 재료일 것이다. 다수의 탄성 재료는 25% 훨씬 이상(즉, 그의 이완 길이의 125% 훨씬 이상), 예컨대, 200% 이상으로 신장시킬 수 있으며, 이들의 대다수는 연신력, 신장력을 릴리이스시킨 후 실질적으로 그의 최초 이완 길이의 105% 이내로 복귀된다.

본 명세서에서, "비탄성"이란 상기의 "탄성"의 정의속에 포함되지 않는 임의의 재료를 의미한다.

본 명세서에서, "복귀" 및 "복원성"이란 편향력을 가함으로써 재료를 연신시킨 후에 편향력을 종지시킨 후 연신된 재료의 수축에 관계된다. 예를 들면, 약 2.54cm(1 in)의 이완 및 비편향된 길이를 갖는 재료를 연신시켜서 약 3.81cm(1.5 in)의 길이까지 신장시킬 수 있을 경우, 이 재료는 신장율 50%가 되고, 그의 이완될 길이의 150%에 해당하는 연신 길이를 갖는다. 이 예시적인 연신된 재료가 편향력과 신장력을 릴리이스시킨 후, 수축, 즉 약 2.79cm(1.1 in)의 길이로 복귀되는 경우, 이 물질은 그의 1.27cm(0.5 in) 신장의 80%(약 1.02cm: 0.4 in)를 복귀하게 된다. 복원성은 [(최대 연신 길이 - 최종 시료 길이)/(최대 연신 길이 - 최초 시료 길이)]×100으로 표시될 수도 있다.

본 명세서에서, "쉬트"란 필름 또는 부직 웹 중 한 층을 말한다.

본 명세서에서, 부직 웹(nonwoven web)이란 개개의 섬유 또는 실이 특정할 수 없는 반복된 방식으로 상호 삽입되는 구조를 갖는 웹을 의미한다. 부직 웹은 과거에는 예를 들어 용융취입(meltblowing)법, 스펀본딩(spunbonding)법 및 접촉소면웹(bonded carded web)법과 같은 각종 방법에 의해 성형되어 왔었다.

본 명세서에서, "용융취입 섬유"란 용융 열가소성 재료를 복수개의 미세 모세관, 통상적으로는 원형 다이 모세관을 통해 용융사 또는 필라멘트로서 고속 가스(예를 들면, 기류) 속으로 압출시킴으로써 용융 열가소성 재료를 섬세화(attenuation)시켜서 필라멘트의 직경(미세 섬유의 직경일 수도 있음)을 감소시킴으로써 형성된 섬유를 의미한다. 이후에, 용융취입 섬유는 고속 기류에 의해 운반되며, 수집 표면에 침착되어 랜덤하게 분포된 용융취입 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 방법은 예를 들어, 본 명세서에서 선행 기술 문헌으로 인용되어 있는 부틴(Butin)의 미합중국 특허 제3,849,241호에 기재되어 있다.

본 명세서에서, "미세섬유"란 용어는 평균 직경 약 100 미크론 이하, 적합하기로는 약 0.5 내지 약 50 미크론, 더 구체적으로는 약 4 내지 약 40 미크론을 갖는 직경이 작은 섬유를 의미한다.

본 명세서에서, "열화(degradation)"란 한 시료 물질의 1가지 이상의 물리적 특성이 감소 및 축소되는 것을 의미한다. 한 시료의 열화를 특정화하는데 사용되는 한 물리적 특성은 탄성 쉬트가 약 250%(즉, 그의 최초 길이의 약 350%)로 신장되는 동안 흡수된 인장 에너지이다. 이러한 측정은 예를 들면, 미합중국 메사추세츠주 스토우톤 소재의 신테크 인크.(Sintech Inc.)로부터 입수가능한 재료 시험용 신테크(Sintech) 2 컴퓨터화 시스템과 같은 신장력 시험기를 일정 속도로 사용하여 수행할 수 있다. 본 발명에 있어서, 특수 환경에 노출된 한 시료에 대해 약 250%의 신장시 측정된 인장 에너지 흡수량이 동일한 대조용 시료에 대한 측정된 인장 에너지 흡수량의 약 50% 미만일 경우, 이 재료는 열화된 것으로 간주된다.

본 명세서에 사용된, "열적 산화성 환경"이란 온도가 55℃ 이상인 호기성 퇴비화 조건을 의미한다. 이러한 조건은 용기 및(또는) 윈드로우(windrow), 조직적 통기 및 수화를 사용하는 호기성 퇴비화 시스템에 전형적으로 존재한다. 이 환경(즉, 열 및 호기성 조건)의 필수적인 측면은 55℃ 이상의 온도로 유지된 공기 순환형 오븐에서 재현되었다.

본 명세서에서, "연속 노출"이란 필수적으로 비파괴되거나 또는 영속적인 비보호상태의 접촉을 의미한다.

본 명세서에서, "낮은 잔류 에틸렌성 불포화도"란 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머의 공액 디엔 중간 블럭 중의 잔류 에틸렌성 불포화기의 함량을 의미한다. 바람직하게는, 이러한 폴리머들은 본질적으로 포화된 고무 중간 블럭으로 수소화된다. 예컨대, 미합중국 텍사스주 휴스톤 소재의 쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Company)로부터 입수가능한 KratonG 고무 시리즈는 본질적으로 올레핀성인 중간 블럭(즉, 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도)을 갖는 것으로서 상업용 문헌에 기술되어 있는 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머이다. 공액 디엔 중간 블럭 중에 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 기타 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머에 대해서는 예를 들어 미합중국 텍사스주 휴스톤 소재의 쉘 오일 캄파니에게 양도된 미합중국 특허 제4,970,259호에 기재되어 있다. 통상적으로, 잔류 에틸렌성 불포화기의 함량은 수소화시키기 전의 최초 에틸렌성 불포화기 함량의 약 20%미만, 예컨대 10% 미만 내지 5% 훨씬 미만일 수 있다.

본 명세서에서, "폴리머"란 일반적으로 호모폴리머, 예를 들어, 블럭, 그라프트, 랜덤 및 교대(alternating) 코폴리머와 같은 코폴리머, 터어폴리머 등 및 이들의 블렌드 및 변성물이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 별도의 구체적 제한이 없는 하, "폴리머"란 상기 물질의 가능한 모든 기하 입체 배위가 포함된다. 이러한 배위에는 아이소택틱(isotactic), 신디오택틱(syndiotactic) 및 랜덤 대칭 구조가 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서, "필수적으로 이루어지는" 이란 주어진 조성물 또는 제품의 목적하는 특성에 현저하게 영향을 끼치지 않는 부가 물질의 존재를 배제시키지 않는다. 이러한 종류의 물질로는, 예를 들어, 안료, 계면활성제, 왁스, 유동증진제, 조성물의 가공성을 증가시키기 위하여 첨가되는 입자 및 물질이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 (1) 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머(여기서, A 및 A'는 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고, B는 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머임); (2) 폴리올레핀; 및 (3) 폴리올레핀과 블럭 코폴리머의 블렌드 중에 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 유효량의 전이 금속 산화물로 구성되는 압출성 엘라스토머성 조성물을 제공함으로써 선행 기술의 문제점들을 제시하고 있다. 본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물은, 예를 들어, 일회용 개인 위생 용품과 같은 각종 제품에 탄성을 제공하는데 사용될 수 있는 탄성 쉬트로 압출시킬 수 있도록 배합된다. 통상적인 사용 후에, 상기 쉬트는 열적 산화성 환경에 약 30일 미만 동안의 연속 노출된 후에 열화되기에 적합하다.

본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물에서 활성 성분은 전이 금속 화합물이다. 본 발명자들은 본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물에 2종의 전이 금속이 특히 효과적임을 발견하였다. 전이 금속인 코발트와 망간의 염 및 착물은 압출성 조성물의 요소인 특정 엘라스토머성 블럭 코폴리머에 특히 효과적이다. 코발트 또는 망간의 염은 약 12 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 지방족 카르복실산염일 수 있다. 이러한 금속염으로는, 예를 들어, 스테아르산코발트, 올레산코발트, 스테아르산마그네슘 및 올레산마그네슘이 있다.

전이 금속 화합물이 전이 금속의 착물 형태인 경우, 착화제는 적어도 코발트 및(또는) 망간과 쉽게 결합할 수 있어야만 한다. 이러한 착화제의 예로는, 아세틸아세토네이트, N,N'-비스(살리실리덴)-1,2-알칸디아민, N,N'-비스(살리실리덴)-1,3-알칸디아민 및 N,N'-비스(살리실리덴)-1,2-페닐렌디아민, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 상기 금속 착물의 예로는 코발트(Ⅱ) 아세틸아세토네이트, 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트, 망간(Ⅱ) 아세틸아세토네이트, 망간(Ⅲ) 아세틸아세토네이트, N,N'-비스(살리실린덴)에틸렌디아미노코발트(Ⅱ) 및 N,N'-비스(살리실린덴) 에틸렌디아미노망간(Ⅱ)이 있다.

압출성 조성물에 사용된 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머는 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머 중간 블럭을 함유한다. 유용한 A-B-A' 블럭 코폴리머에는 예를 들어 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌 및 스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-스티렌 엘라스토머성 블럭 코폴리머 및 이들의 혼합물이 있다.

압출성 조성물의 폴리올레핀 성분은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌 코폴리머, 프로필렌 코폴리머, 부틸렌 코폴리머 및 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 성분들은 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머를 함유한 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머 약 60 내지 약 99중량%; 폴리올레핀 약 1 내지 약 40중량%; 및 전이 금속 약 0.01 내지 약 0.1 중량%의 범위 내에서 블렌딩되어 압출성 엘라스토머성 조성물을 형성한다.

필요한 경우, 압출성 엘라스토머성 조성물은 약 30중량%의 점착부여제 수지를 함유할 수도 있다. 점착부여제 수지는 조성물에 첨가되어 탄성 감압 접착제 쉬트를 형성하는데 사용될 수 있다. 유용한 점착부여제 수지로는, 예를 들면, 수소화 탄화수소 수지 및 테르펜 탄화수소 수지가 있다.

본 발명의 한 실시 태양에 있어서, 압출성 조성물은 전이 금속 화합물과 함께 작용하여 열화를 촉진시키는 것으로 보이는 기타 성분들을 함유할 수 있다. 예컨대, 압출성 엘라스토머성 조성물은 약 0.01 내지 약 0.15 중량%의 유기 히드로퍼옥사이드를 함유할 수 있다. 유기 히드로퍼옥사이드는 전이 금속 화합물과 혼합되면, 압출성 조성물로부터 형성되는 탄성 쉬트가 열적 산화성 환경 하에서 열화되는 속도를 증가시키는 것으로 보인다. 유용한 유기 히드로퍼옥사이드로는, 예를 들면, 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드, 큐멘 히드로퍼옥사이드 및 t- 부틸 히드로퍼옥사이드가 있다.

압출성 조성물 중의 전이 금속의 양은 상기에 주어진 일반적인 범위 내에서 가변적일 수 있다. 예컨대, 압출성 엘라스토머성 조성물은 약 0.015 내지 약 0.075중량%의 전이 금속을 함유할 수 있다. 한 예를 더 들면, 압출성 엘라스토머성 조성물은 약 0.02 내지 약 0.05중량%의 전이 금속을 함유할 수도 있다. 마찬가지로, 유기 히드로퍼옥사이드가 압출성 조성물에 첨가될 경우, 이의 사용양은 상기에 주어진 일반적인 범위 내에서 가변적일 수 있다. 예컨대, 압출성 엘라스토머성 조성물은 약 0.02 내지 약 0.125중량%의 유기 히드로퍼옥사이드를 함유할 수 있다.

상기 성분들 중 어느 하나 또는 두 성분 모두의 양을 변화시킴으로써, 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 제조된 탄성 쉬트는 열적 산화성 환경에 약 30일 미만의 기간 동안 연속 노출된 후에 열화되기에 적합해질 수 있다. 예컨대, 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 제조된 탄성 쉬트는 열적 산화성 환경에 약 20일 미만의 기간 동안, 또는 약 10일 훨씬 미만의 기간 동안 연속 노출된 후에 열화되기에 적합해질 수 있다.

압출성 엘라스토머성 조성물은 필름 압출법 및 필름 취입법을 사용하여 탄성쉬트로 성형할 수 있다. 이 조성물은 용융방사 섬유 또는 필라멘트를 집속하여 응집성 웹으로 만들어 탄성 부직 쉬트로 성형할 수 있다. 이러한 섬유 또는 필라멘트는 예를 들어 용융취입법과 같은 방법을 사용하여 성형할 수도 있다. 이와 같은 방법으로부터 제조한 용융취입 섬유는 용융취입 미세섬유를 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시 태양에 있어서, 용융취입 섬유는 상기 조성물을 직경이 작은 모세관 어래이(array)를 통하여 용융사로서 기류 속으로 압출시킴으로써 성형시킨다. 기류는 용융사를 용융취입 섬유 및(또는) 미세섬유의 기체 수반 스트림 속으로 섬세화시킨다. 용융취입 섬유를 운반하는 기류에는, 집속 장치를 사용하여 용융취입 섬유를 집속하기 전에 용융취입 섬유와 기타 물질이 철저하게 엉킨 혼합이 일어나 랜덤하게 분산된 용융취입 섬유 및, 존재할 경우, 첨가될 수도 있는 기타 재료의 응집성 웹이 형성될 수 있도록 입자성 및(또는) 기타 섬유상 재료를 첨가할 수 있다.

본 발명에 따르면, 엘라스토머성 용융취입 섬유 및 기타 재료의 이러한 복합웹은 약 20중량% 이상의 용융취입 섬유 및 약 0 내지 약 80중량%의 1종 이상의 기타 재료를 함유할 수 있다. 이러한 기타 재료는 예를 들면, 목재 및 비목재 펄프, 셀룰로오스계 섬유, 천연 섬유 또는 입자일 수 있다.

본 발명의 또다른 실시 태양에 있어서, 압출성 엘라스토머성 조성물의 탄성쉬트는 예를 들어, 미합중국 특허 제4,720,415호에 기재되어 있는 연신 접촉 라미네이트와 같은 탄성 복합 재료로 성형화시킬 수 있다.

본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물은 적어도 3종의 성분 즉, (1) 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머 중간 블럭을 함유하는 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머; (2) 폴리올레핀; 및 (3) 폴리올레핀과 블럭 코폴리머의 블렌드 중에 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 유효량의 전이 금속 산화물을 함유한다.

본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물에 예를 들어 코발트 및(또는) 망간과 같은 소정의 전이 금속을 소량 첨가할 경우, 이러한 조성물로부터 제조된 탄성 쉬트는 열적 산화성 환경에 특정 기간 연속 노출되면 열화된다. 이것은 상기 압출성 조성물이 낮은 잔류 불포화도를 갖는 공액 디엔 중간 블럭을 함유하는 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머의 대부분을 함유하기 때문에 중요하다. 통상적으로, 이들 엘라스토머성 블럭 코폴리머는 다수의 열적 산화성 환경에서조차도 비교적 안정한 경향이 있다.

예를 들어, 코발트 및(또는) 망간과 같은 전이 금속은 전이 금속의 염 및(또는) 착물의 형태로 압출성 엘라스토머성 조성물에 첨가된다. 전이 금속염은 약 12 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 지방족 카르복실산염일 수도 있다. 이러한 지방족 카르복실산 염에는 예를 들어 스테아르산염 및 올레산염이 포함된다. 상기 산은 코발트 또는 망간과 결합하여, 예를 들어, 올레산코발트, 스테아르산코발트, 올레산망간 및 스테아르산마그네슘을 형성할 수 있다. 압출성 조성물에는 개개의 염 또는 이들 염의 혼합물을 첨가할 수도 있다.

전이 금속염으로서 유용한 것은, 예컨대, 미합중국 오하이오주 클리블랜드 소재의 무니 케미칼스, 인코포레이티드(Mooney Chemicals, Incorporated)로부터 입수되는 스테아르산코발트(Ⅱ)이다. 이 스테아르산코발트(Ⅱ)는 무니 케미칼스의 제품 정보에 코발트 스테아레이트, MFG 코드 131로 기술되어 있다. 제품 정보에 보고되어 있는 전형적인 특성은 (1) 약 9.5중량%의 코발트를 함유하고, (2) 92℃의 연화점을 가지며, (3) 실온에서 고상이고, (4) 약 1.10의 비중을 가지며, (5) 자주색의 외관을 갖는 것을 들 수 있다. 다른 유효한 전이 금속염으로는 예를 들어 미합중국 오하이오주 신시내티 소재의 쉐퍼드 케미칼 캄파니(Shephard Chemical Company)의 스테아르산망간(Ⅱ)이 있다.

전이 금속 착물은 별도로, 혼합물로서 또는 전이 금속염과 함께 압출성 조성물에 첨가시킬 수 있다. 유용한 착화제로는 예를 들어, 아세틸아세토네이트, N,N'-비스(살리실리덴)-1,2-알칸디아민, N,N'-비스(살리실리덴)-1,3-알칸디아민 및 N,N'-비스(살리실리덴)-1,2-페닐렌디아민, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이러한 전이 금속 착물에는 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트, N,N'-비스(살리실린덴) 에틸렌디아미노-코발트(Ⅱ), 망간(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 및 N,N'-비스(살리실린덴) 에틸렌디아미노 망간(Ⅱ), 코발트(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 및 망간(Ⅱ) 아세틸아세토네이트가 포함된다.

전이 금속 착물로서 유용한 것으로는 예컨대, 미합중국 오하이오주 신시내티 소재의 쉐퍼드 케미칼 캄파니로부터 입수되는 코발트계 아세틸아세토네이트(즉, 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트)이다. 쉐퍼드 케미칼 캄파니가 제공한 정보에 의하면 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트는 (1) 약 16.3 내지 약 17중량%의 코발트를 함유하고, (2) 수분 함량이 최대 0.5%이며, (3) 메틸렌클로라이드에 불용성이고, 즉, 최대로 1.0% 용해되고, (4) 265.6℃(510℉)의 융점을 가지며, (5) 약 1.7(H₂O=1)의 비중을 갖고, (6) 암녹색의 외관을 갖는다. 상기와 동일한 공급원으로부터 제조되는 또다른 유용한 전이 금속 착물은 (1) 약 20.6중량%의 코발트를 함유하고, (2) 물에 용해되지 않으며, (3) 143.3℃(290℉)의 융점을 갖고, (4) 약 1.5(H₂O=1)의 비중을 가지며, (5) 청적색의 외관을 갖는 것으로 기술되어 있는 코발트계 아세틸아세토네이트(즉, 코발트(Ⅱ) 아세틸아세토네이트)이다. 쉐퍼드 케미칼 캄파니로부터 입수되는 전이 금속 착물로서 기타 유용한 것으로는, 예를 들어 망간계 아세틸아세토네이트(즉, 망간(Ⅲ) 아세틸아세토네이트) 및 망간(Ⅱ) 아세틸아세토네이트이다. 알드리히(Aldrich) 케미칼 캄파니로부터 입수되는 전이 금속 착물로는, 예를 들어, N,N'-비스(살리실린덴) 에틸렌디아미노 코발트(Ⅱ)가 있다.

전이 금속의 염 및(또는) 착물은 블럭 코폴리머와 폴리올레핀의 블렌드 중에서 실제로 균일하게 분산되어야만 한다. 예컨대, 전이 금속 화합물은 폴리머의 블렌드 중에 매우 미세하게 분배시키거나 또는 용해시킬 수 있다. 전이 금속 화합물의 실질적인 균일 분포는 압출성 조성물 내에서 전이 금속의 집중 또는 "고온반점"이 생기지 않도록 도와준다. 이러한 전이 금속 화합물의 실질적인 균일 분포는 또한 압출성 조성물의 가공을 용이하게 하고, 이 압출성 조성물로부터 제조된 쉬트의 보다 조절된 열화를 촉진시킨다.

압출성 엘라스토머성 조성물의 엘라스토머성 블럭 코폴리머 성분은, A 및 A'가 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고, B가 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머 단위인 A-B-A' 블럭 코폴리머이다. 이 엘라스토머성 블럭 코폴리머는 이들의 열안정성 및 내산화성을 증가시키기 위하여 수소화시킨다. 코폴리머는 본질적으로 포화된 올레핀 중간 블럭을 생성하는 것으로 간주되는 방법으로 수소화시킨다. 공액 디엔 중간 블럭 중의 잔류 에틸렌성 불포화기의 함량은 통상적으로 수소화시키기 전의 그의 원(原) 에틸렌성 불포화기 함량의 약 20% 미만, 예컨대 약 10% 미만 내지 5% 훨씬 미만이다. 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머의 예로는 미합중국 텍사스주 휴스톤 소재의 쉘 케미칼 캄파니로부터 입수가능한 KratonG 고무 시리즈가 있다. 예컨대, KratonG 1657은 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖고 있으며, 업계 문헌에는 본질적으로 올레핀성 중간 블럭을 갖는 것으로 기재되어 있다.

공액 디엔 중간 블럭 중에 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 다른 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머에 대해서는 미합중국 텍사스주 휴스톤 소재의 쉘 오일 캄파니에 양도된 미합중국 특허 제4,970,259호에 기재되어 있다.

바람직하기로는, 상기의 엘라스토머성 블럭 코폴리머는 안전한 저장, 취급 및(또는) 가공을 위해 요구될 경우 극미량의 안정화제 및(또는) 산화방지제를 함유 해야만 한다. 예컨대, 쉘 케미칼 캄파니의 보고에 의하면 KratonG-1657의 한 시료는 약 0.042중량%의 산화방지제를 함유하고 있다.

압출성 조성물에 사용될 수 있는 폴리올레핀은, 탄성 블럭 코폴리머 또는 엘라스토머성 블럭 코폴리머들의 혼합물과 함께 블렌딩시키고 고압 및 고온 조건의 적절한 조합으로 처리하였을 때, 엘라스토머성 블럭 코폴리머 또는 엘라스토머성 블럭 코폴리머들의 혼합물과 함께 블렌딩된 형태로 압출가능해야만 한다. 특히, 유용한 폴리올레핀 물질로는 폴리에틸렌 코폴리머, 폴리프로필렌 코폴리머 및 폴리부틸렌 코폴리머를 포함하여 폴레에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부틸렌이 포함된다. 2종 이상의 폴리올레핀의 블렌드를 사용할 수도 있다.

특정한 일 폴리에틸렌은 상표면 Petrothene NA 601-00(본 명세서에서는 PE NA 601-00로도 칭해짐)로 시판되고 있는 것으로서 유.에스.아이.(U.S.I.) 케미칼 캄파니로부터 입수가능하다. 유.에스.아이. 케미칼 캄파니로부터 입수된 정보에 의하면, PE NA 601-00는 고용융 접착제 및 피복제의 영역에 적용시키기 위한 저분자량, 저밀도를 갖는 폴리에틸렌이다. U.S.I.사는 PE NA 601-00에 대해 비교적 낮은 농도의 안정화제 및(또는) 산화방지제, 일반적으로 약 0.01 내지 약 0.02 중량%(100 내지 200ppm)의 부틸화 히드록시톨루엔(BHF); 약 0.910 내지 약 0.925g/㎤의 비중; 및 약 100 내지 약 115℃의 융점을 갖는다고 설명하고 있다. PE NA 601-00의 다른 특성들은 일반적으로 유.에스.아이.사에 의해 PE NA 601-4(보다 높은 농도의 안정화제 및(또는) 산화방지제를 함유하는 그의 폴리에틸렌)에 대해 보고된 다음의 공칭 수치: (1) 150℃에서 8,500cP 및 190℃에서 3,300 cP의 브룩필드(Brookfield) 점도(ASTM D 3236에 따라 측정); (2) 200g/10 분의 당량 용융 지수(ASTM D 1238에 따라 측정); (3) 102℃의 링(ring) 및 볼(ball) 연화점(ASTM E 28에 따라 측정); (4) 59.8kg/㎠(850 lb/in²)의 인장 강도(ASTM D 638에 따라 측정); (5) 90%의 신장율(ASTM D 638에 따라 측정); (6) -34℃에서 T_f(45,000)의 전단탄성율; 및 (7) 25℃(77℉)에서 3.6의 침입 강도(×0.1mm)에 대응한다.

물론, 본 발명은 본 명세서에 기술된 상기의 특정 폴리올레핀의 사용만으로 제한되는 것은 아니다. 이와 관련해서는, 본 명세서에 선행 기술 문헌으로 인용되어 있는 미합중국 특허 제4,663,220호 및 동 제4,789,699호에 기술된 내용을 참조. 더 일반적으로, 상기의 특허 제4,663,220호에 기술되어 있는 폴리올레핀의 특정 목적에 주목하면, 본 발명에 사용할 수 있는 각종 폴리올레핀을 쉽게 결정할 수 있다.

적어도 3종의 성분(즉, A-B-A' 블럭 코폴리머, 폴리올레핀 및 전이 금속 화합물)을 블렌딩시켜 본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물을 형성한다. 이들 성분은 적어도 A-B-A' 엘라스토머성 블럭 코폴리머(여기서, A 및 A'는 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고, B는 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머 단위임) 약 60 내지 약 99중량; 폴리올레핀 약 1 내지 약 40중량%; 및 전이 금속 약 0.01 내지 약 0.1 중량%의 일반적 범위로 블렌딩된다. 바람직하기로는, 전이 금속이 약 0.015 내지 약 0.075 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 예컨대, 전이 금속은 약 0.02 내지 약 0.5중량%의 양으로 존재할 수 있다.

필요한 경우, 본 발명에는 각종 점착부여제 수지를 사용할 수 있다. 예컨대, 압출성 조성물은 약 30중량%이하의 점착부여제 수지를 함유할 수 있다. 특히, 점착부여제 수지의 목적은 감압 접착제로서, 예를 들면, 탄성 쉬트를 개더링시킬 수 있는 웹으로 결합시키는 접착제로 작용할 수 있는 탄성 웹을 제공하는 것이다. 물론, 각종 점착부여제 수지가 공지되어 있으며, 예를 들면, 점착부여제 수지에 대해 본 명세서에서 선행 기술 문헌으로 인용되어 있는 미합중국 특허 제4,789,699호, 동 제4,294,936호 및 동 제3,783,072호에 논의되어 있다. 탄성 폴리머 및 폴리올레핀과 상용성이고 고온의 처리(예를 들면, 압출) 온도에 견딜 수 있는 점착부여제 수지라면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 일반적으로, 수소화 탄화수소 수지는 보다 양호한 온도 안정성 때문에 점착부여제 수지로 바람직하다.

다음의 단락에는 2종의 특정 점착부여제 수지에 대한 정보가 기재되어 있다. Regalrez시리즈 점착부여제는 수소화 탄화수소 수지의 예이고, ZONATAC501 LITE는 테르펜 탄화수소 수지의 예이다. 물론, 이러한 2종의 점착부여제에 대해 구체적으로 언급하고 있지만, 본 발명이 이러한 특정 점착부여제의 사용만으로 제한되는 것은 아니며, 조성물의 다른 성분들과 상용성이고, 고온의 처리 온도에 견딜 수 있으며, 발명의 목적을 달성할 수 있는 기타 점착부여제 수지라면 어느것이나 사용할 수 있다.

헤르쿨레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated)의 제품인 Regalrez탄화수소 수지는 순수 모노머 탄화수소 공급원을 중합 및 수소화시켜 제조한, 완전히 수소화된 α-메틸 스티렌형 저분자량 탄화수소 수지이다. 등급 1094, 3102, 6108 및 1126은 플라스틱 변성품, 접착제, 피복제, 밀봉제 및 코우킹재의 용도로 제안된 담색의 저분자량을 갖는 비극성 수지이다. 이 수지는 각종 오일, 왁스, 알키드, 플라스틱 및 엘라스토머와 상용성이며, 통상의 유기 용매에 용해된다.

아리조나 케미칼 코.(Arizona Chemical Co.)의 제품인 ZONATAC501 LITE 수지는 105℃의 연화점, 가드너 색 1963(50% 헵탄 함유) 1 및 가드너 색 니트(neat)(순수) 2+; [대략 가드너 색 1에 해당하는(50% 헵탄 함유); APHA 색=70] 무색, 1.02의 비중(25℃/25℃) 및 248.9℃(480℉)의 인화점(밀폐된 컵)을 갖는다.

전이 금속 화합물 뿐만 아니라, 본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물은 조절된 폴리머의 열화 촉진을 돕기 위하여 1종 이상의 유기 히드로퍼옥사이드 화합물을 소량 함유할 수 있다. 각종 전이 금속과 유기 히드로퍼옥사이드의 조합은 조절된 폴리머 열화 시험에서 양호한 성능을 보였던 2종의 전이 금속, 즉 코발트 및(또는) 망간과 동등한 효과를 갖거나 또는 이보다 훨씬 우수한 효과를 가질 수 있다. 유용한 유기 히드로퍼옥사이드로는 예를 들어, 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드, 큐멘 히드로퍼옥사이드 및 t-부틸 히드로퍼옥사이드가 있다. 예컨대, 유기 히드로퍼옥사이드로서 유용한 것은 미합중국 뉴욕주 버팔로 소재의 아토켐 노쓰 아메리카(Atochem North America)로부터 시판중인 상표명 Luperox 2,5-2,5이다. 아토켐 노쓰 아메리카가 제공한 정보에 따르면, Luperox 2,5-2,5는 약 70중량%의 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드 및 약 30중량%의 물을 함유하고 있다. 또한 Luperox 2,5-2,5는 약 102℃의 융점을 갖는 갈색의 입상 고체이다.

유기 히드로퍼옥사이드는 블럭 코폴리머와 폴리올레핀의 블렌드 중에 용해되거나 또는 실질적으로 균일하게 분산되어야만 한다. 이것은 유기 히드로퍼옥사이드가 실질적으로 균일하게 분산되어야 압출성 조성물 및 그로부터 형성된 제품 내에서 히드로퍼옥사이드의 집중 또는 "고온 반점"의 형성을 피할 수 있기 때문에 요구된다.

보다 반응성이 적은 히드로퍼옥사이드 화합물은 심한 처리 조건에서 손상되지 않고 그대로 잔존하여 열적 산화성 환경에 연속 노출시 열화를 더 촉진시키는데 이용가능될 수 있기 때문에 더 바람직한 것으로 간주된다. 압출성 조성물은 약 0.01 내지 약 0.15중량%의 유기 히드로퍼옥사이드 화합물을 함유할 수 있다. 바람직하기로는, 유기 히드로퍼옥사이드 화합물은 약 0.02 내지 약 0.125중량%의 양으로 존재할 수 있다. 예컨대, 유기 히드로퍼옥사이드 화합물은 약 0.04 내지 약 0.1중량%의 양으로 존재할 수 있다.

이제 도면, 특히 제1도를 참조하여, 여기에는 전이 금속 화합물 또는 히드로퍼옥사이드가 첨가되지 않은 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적인 곡선이 나타나 있다. 이러한 부직 웹은 약 63중량%의 KratonG 1657 엘라스토머성 블럭 코폴리머(약 0.042중량%의 산화방지제 함유), 약 20중량%의 PE NA 601-00 폴리에틸렌, 및 약 17중량%의 Regalrez점착부여제 수지를 함유한 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 통상적인 용융취입 장치를 사용하여 형성한다. 생성된 탄성 용융취입 섬유 웹을 측정해 보니 약 76g/㎡(gsm)의 기본 중량을 갖고 있었다. 55℃(즉, 열적 산화성 환경)에서 공기 순환형 오븐을 사용하여 노화시킨 결과, 웹으로부터 절단된 시료는 열화되지 않는 것으로 나타났다.

제2도는 유기 히드로퍼옥사이드만이 첨가된 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적인 곡선이다. 이 부직 웹은 약 65gsm의 기본 중량을 가지며, 약 0.05중량%의 Luperox 2,5-2,5 유기 히드로퍼옥사이드를 함유한 것을 제외하고는, 제1도에서 시험한 웹과 동일한다. 55℃에서 공기 순환형 오븐을 사용하여 노화시킨 결과, 상기와 같이 첨가된 유기 히드로퍼옥사이드의 농도에서는, 웹으로부터 절단된 시료가 열화되지 않는 것으로 나타났다.

제3도는 스테아르산코발트(Ⅱ)를 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적인 곡선이다. 이 부직 웹은 약 76gsm의 기본 중량을 가지며, 약 0.038중량%(즉, 377ppm)의 코발트(Ⅱ)를 함유한 것을 제외하고는, 제1도에서 시험한 웹과 동일하다. 55℃에서 공기 순환형 오븐을 사용하여 노화시킨 결과, 상기와 같이 첨가된 스테아르산코발트(Ⅱ) 농도에서는, 웹으로부터 절단된 시료가 10일 이내에 열화되었음을 알 수 있다.

제4도는 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트를 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적인 곡선이다. 이 부직 웹은 약 74gsm의 기본 중량을 가지며 약 0.038중량%(즉, 377ppm)의 코발트(Ⅲ)를 함유한 것을 제외하고는, 제1도에서 시험한 웹과 동일하다. 55℃에서 공기 순환형 오븐을 사용하여 노화시킨 결과, 상기와 같이 첨가된 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트의 농도에서는, 웹으로부터 절단된 시료가 10일 이내에 열화되었음을 알 수 있다.

제5도는 코발트(Ⅱ) 스테아레이트 및 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이틀 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적인 곡선이다. 이 부직 웹은 약 66gsm의 기본 중량을 가지며, 약 0.0075중량%(즉, 75ppm)의 코발트(Ⅱ) 및 약 0.015중량%(즉, 150ppm)의 코발트(Ⅲ)를 함유하여 측정된 전체 코발트 함량이 약 0.022중량%(즉, 222ppm)인 것을 제외하고는, 제1도에서 시험한 웹과 동일하다. 55℃에서 공기 순환형 오븐을 사용하여 노화시킨 결과, 상기와 같이 첨가된 코발트의 농도에서는, 웹으로부터 절단된 시료가 약 26일 이내에 열화되었음을 알 수 있다.

제6도는 스테아르산코발트(Ⅱ) 및 유기 히드로퍼옥사이드를 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물로부터 형성된 용융취입 섬유의 탄성 부직 웹에 대한 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지를 나타내는 전형적인 곡선이다. 이 부직 웹은 약 0.05중량%의 Luperox 2,5-2,5 유기 히드로퍼옥사이드를 함유하고, 측정된 전체 코발트 함량이 약 0.023중량%(223ppm)인 것을 제외하고는, 제5도에서 시험한 웹과 거의 동일하다. 55℃에서 공기 순환형 오븐을 사용하여 노화시킨 결과, 상기와 같이 첨가된 코발트 및 유기 히드로퍼옥사이드의 농도에서는, 웹으로부터 절단된 시료가 대략 16일 이내에 열화되지 않음을 알 수 있다.

제7도는 제5도와 제6도의 비교 곡선이다. 노화 시간 대 흡수된 인장 에너지의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 전이 금속을 함유하는 조성물에 유기 히드로퍼옥사이드를 첨가하면 열화에 도달하는 데 필요한 노화 시간을 감소시키는 것으로 보인다.

다시 도면, 특히 제8도를 주목해 보면, 여기서 동일한 참조 번호는 동일 또는 동등한 구조를 나타내며, 본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물의 탄성 부직웹을 성형하는 장치는 일반적으로 참조 번호 10으로 개략적으로 나타나 있는 것을 알 수 있다. 탄성 부직 웹의 성형시, 본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물의 펠릿 또는 칩(chip) 및 기타(도시되어 있지 않은)는 압출기(14)의 펠릿 호퍼(hopper)(12)로 도입시킨다.

압출기(14)는 통상적인 구동 모터(도시되어 있지 않음)에 의해 가동되는 압출 스크류(도시되어 있지 않음)를 갖고 있다. 압출성 엘라스토머성 조성물은 구동 모터에 의한 압출 스크류의 회전으로 인해 압출기를 통하여 전방으로 이동하고, 점차로 가열되어 용융 상태가 된다. 엘라스토머성 조성물은 용융 상태로 가열시킬 수 있다. 그것이 압출기(14)의 불연속 가열 대역을 통하여 용융취입 다이(16)쪽으로 진행함에 따라 그의 온도를 점차로 상승시키는 복수개의 불연속 단계로 용융 상태로 가열시킬 수 있다. 그러나, 다이(16)은 열가소성 수지의 온도가 압출에 필요한 상승된 수준으로 유지되는 또다른 가열 대역일 수도 있다. 압출성 엘라스토머성 조성물을 용융 상태로 가열하는데 요구되는 온도는 사용되는 각종 성분에 따라, 다소 가변적일 것이며, 당업자가 쉽게 결정할 수 있다. 그러나, 일반적으로 말하면, 압출성 엘라스토머성 조성물은 약 232℃(450℉) 내지 약 287.8℃(550℉)의 온도 범위 내에서 압출시킬 수 있다. 예컨대, 약 246℃(475℉) 내지 약 260℃(500℉)의 온도 범위에서 압출시킬 수 있다. 압출기(14) 및 용융취입 다이(16)의 각종 대역은 각종의 통상적인 가열 장치(도시되어 있지 않음)중 어느 것으로도 가열시킬 수 있다.

제9도는 통상 절단면이 환형이고, 다이(16)의 팁(22)의 너비(18)을 따라 선형으로 배열된 복수개의 오리피스(20)이 제공되어 있는 다이(16)의 측면 영역을 예시하고 있다. 다이(16)의 오리피스(20)은 약 0.0254cm(0.01 in) 내지 약 0.0508cm(0.02 in)의 직경 및 약 0.127cm(0.05 in) 내지 약 0.508cm(0.20 in)의 길이를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 오리피스는 약 0.0368cm(0.0145 in)의 직경 및 약 0.287cm(0.113 in)의 길이를 가질 수 있다. 약 50.8cm(20 in) 내지 약 152.4cm(60 in) 이상의 길이를 갖는 다이(16)의 팁(22)의 측면 너비(18)에는 2.54cm(1 in) 당 약 5 내지 약 50개의 오리피스가 제공될 수 있다. 제8도는 본 발명의 용융된 압출성 엘라스토머성 조성물이 다이(16)의 오리피스(20)으로부터 용융 스트랜드 또는 용융사(24)로서 배출됨을 예시하고 있다.

제9도의 다이를 A-A'선을 따라 절단한 단면도인 제10도는 바람직하게는 섬세화 가스원(30 및 32)(제8도 및 9도 참조)에 의해 가열 및 가압시킨 섬세화 가스(도시되어 있지 않음)가 제공되는 섬세화 가스 유입구(26 및 28)을 포함하는 다이(16)을 예시하고 있다. 가열 및 가압시킨 섬세화 기체는 유입구(26 및 28)에서 다이(16)속으로 들어가며, 일반적으로 화살표(34 및 36)로 표시된 경로를 따라 2개의 쳄버(38 및 40)을 통과하고, 계속하여 2개의 협소한 통로 또는 틈(42 및 44)를 통과하여 이들이 다이(16)의 오리피스(20)을 통과할 때 압출사(24)와 접촉한다. 쳄버(38 및 40)은 가열된 섬세화 기체가 이 챔버(38 및 40)을 통과하여 틈(42 내지 44)를 빠져나가 압출사(24)의 양측의 다이(16)에 존재하는 섬세화 기류(도시되어 있지 않음)를 형성하도록 고안된다. 가열된 섬세화 기류의 온도 및 압력은 폭넓게 변화시킬 수 있다. 예컨대, 가열된 섬세화 가스는 약 243.3℃(470℉) 내지 약 304.4℃(580℉), 더 구체적으로는 약 260℃(500℉) 내지 약 287.8℃(550℉)의 온도로 사용할 수 있다. 가열된 섬세화 가스는, 일반적으로 약 351.5kg/㎡(0.5lb/in²) 내지 약 14061.6kg/㎡(20 lb/in²), 더 구체적으로는 약 703.1kg/㎡(1 lb/in²) 내지 약 3515.4kg/㎡(5 lb/in²)의 게이지 압력으로 사용할 수 있다.

챔버(38 및 40) 및 틈(42 및 44)를 한정하는 다이부(50)과 함께 공기판(46 및 48)의 위치는 주어진 기간 동안 공기 통로(42 및 44)를 통과하는 섬세화 가스의 부피를 섬세화 가스의 속도를 변화시키지 않고 변화시킬 수 있도록 섬세화 가스 통로(42 및 44)의 폭을 증가 또는 감소시키기 위하여 다이부(50)에 대해 상대적으로 조정할 수 있다. 또한, 공기판(46 및 48)은 제9도에 예시된 바와 같은 요소(凹所)들을 갖는 다이 팁 배치나 또는 다이부(50)의 팁이 공기판(48)에 의해 형성된 평면 위로 돌출되는 웅형(雄型) 다이 팁(22)를 이루도록 조정할 수 있다. 일반적으로 말해서, 통상 약 0.305cm(0.12 in) 이하의 공기 통로 너비와, 요소(凹所)들을 갖는 다이 팁 배치 및 3515.4kg/㎡(5 lb/in²) 미만의 섬세화 가스 게이지 압력을 사용할 수 있다. 실질적으로 연속적인 용융 섬유 또는 미세 섬유(24)를 얻고자 하는 경우에는 일반적으로 보다 느린 섬세화 가스 속도 및 보다 넓은 공기 통로 틈을 갖는 것이 바람직하다.

섬세화 가스의 양 기류는 집중되어 용융사(24)가 오리피스(20)을 빠져나갈 때, 유세화 정도에 따라 통상 오리피스(20) 직경 미만의 소직경을 갖는 섬유 또는 미세섬유로 용융사(24)를 섬세화시키고 운행시키는 기류를 형성한다. 가스에 의해 생성된 섬유 또는 미세섬유(24)는 제8도에 예시되어 있는 한 태양에서 로울러(54)를 사용하여 통상적으로 가동시키는 다공성 무한 벨트(52)인 집속 장치 상에 섬세화 기체를 작용시켜 취입시킨다. 회전 드럼과 같은 다른 다공성 장치를 사용할 수도 있다. 다공성 벨트(52)의 표면 하부와 로울러(54) 사이에는 1개 이상의 진공 박스(예시되어 있지 않음)를 배치시킬 수 있다. 섬유 또는 미세섬유(24)는 제8도에 화살표로 나타나 있는 방향으로 회전하고 있는 무한 벨트(52)의 표면 상에 섬유의 응집성 매트릭스로 집속된다. 진공 박스는 벨트(52)의 표면 상에 매트릭스가 보유되도록 돕는다. 통상적으로 다이(16)의 팁(22)는 섬유가 집속되는 다공성 벨트(52)의 표면으로부터 약 15.24cm(6 in) 내지 약 35.56(14 in) 떨어져 있다. 이와 같이 집속된, 엉킨 섬유 또는 미세섬유(24)는 응집성이고, 한 쌍의 핀치 로울러(60 및 62)에 의해 벨트로부터 자가 지지형 웹으로서 제거될 수 있으며, 이 한 쌍의 핀치 로울러는 상기 자가 지지형 부직 웹(56)의 섬유를 압축하여 그 웹(56)의 통합성을 증진시키도록 고안될 수 있다.

상기의 용융취입 기술 및 장치는 이미 본 명세서에 선행 기술 문헌으로 인용되어 있는 미합중국 특허 제4,663,220호에 충분히 논의되어 있다.

제11도는 1종 이상의 비탄성 섬유(64)가 열가소성 섬유 또는 미세섬유(24)의 스트림 내에 또는 그 위에 분포되는 한 태양을 예시하고 있다. 섬유(24) 스트림 내의 비탄성 섬유(64)의 분포는 비탄성 섬유(64)가 압출 섬유(24)의 스트림 전체에 걸쳐 일반적으로 균일하게 분포되는 것과 같을 수 있다. 이것은 비탄성 섬유(64)를 함유한 제2기류(도시되어 있지 않음)를 섬유(24)의 스트림과 혼합함으로써 수행할 수 있다. 이러한 혼합 장치는 비탄성 섬유 매트(mat) 또는 배트(bat)(70)을 개개의 비탄성 섬유(64)로 분리시키는데 사용되는 복수개의 톱니(68)을 갖는 통상의 픽커 로울(picker roll)(66)을 포함할 수도 있다. 픽커 로울(66)으로 공급되는 섬유 매트 또는 배트(70)은 펄프 섬유의 쉬트(엘라스토머성 섬유와 펄프 섬유의 2성분 혼합물이 요구되는 경우), 스테이플 섬유의 매트(엘라스토머성 섬유와 스테이플 섬유의 2성분 혼합물이 요구되는 경우), 또는 펄프 섬유의 쉬트 및 스테이플 섬유의 매트 양자(엘라스토머성 섬유, 스테이플 섬유 및 펄프 섬유의 3성분 혼합물이 요구되는 경우)일 수 있다. 예를 들어, 흡수성 재료가 요구되는 태양에서, 비탄성 섬유(64)는 흡수성 섬유이다. 비탄성 섬유(64)는 일반적으로 통상적인 퇴비화 조건 하에서 파괴될 수 있는 1 이상의 섬유를 포함하는 군 중에서 선택될 수 있다. 이러한 섬유로는 예를 들어, 폴리에스테르 섬유, 예를 들어 레이온 섬유 및 목재 펄프 섬유와 같은 셀룰로오스계 유도 섬유, 실크 섬유, 울섬유 또는 면 섬유와 같은 천연 섬유 또는 2종 이상의 이러한 섬유들의 블렌드가 있다. 예를 들어, 초흡수성 입자 및 활성화 탄소와 같은 2종 이상의 다른 유형의 물질 및 다른 유형의 섬유 및(또는) 물질의 블렌드를 사용할 수도 있다.

비탄성 섬유(64)의 쉬트 또는 매트(70)은 로울러 장치(72)에 의해 픽커 로울(66)에 공급된다. 픽커 로울(66)의 톱니(68)에 의해 비탄성 섬유의 매트(70)을 개개의 비탄성 섬유(64)로 분리시킨 후에, 개개의 비탄성 섬유(64)는 노즐(74)를 통하여 압출 섬유 또는 미세섬유(24)의 스트립 쪽으로 운반된다. 하우징(housing)(76)은 픽커 로울(66)을 에워싸며, 하우징(76)과 픽커 로울(66)의 톱니(68)의 표면 사이에 통로 또는 틈(78)을 제공한다. 가스(도시되지 않음), 예컨대 공기는 가스 덕트(duct)(80)에 의해 픽커 로울(66)과 하우징(76)의 표면 사이의 통로 또는 틈(78)에 공급된다. 가스 덕트(80)은 일반적으로 노즐(74)와 틈(78)의 접합부에서 통로 또는 틈(78)속으로 들어갈 수도 있다. 가스는 노즐(74)를 통하여 비탄성 섬유(64)를 운반하기 위한 매체로서 작용하기에 충분한 양으로 공급된다. 덕트(80)으로부터 공급된 가스는 픽커 로울(66)의 톱니(68)로부터 비탄성 섬유(64)를 제거하는데 있어서의 보조물로 작용할 수도 있다. 그러나, 덕트(80)을 통해 공급된 가스는 일반적으로 픽커 로울(66)의 톱니(68)로부터 비탄성 섬유(64)를 제거하기 위해 공급된다. 가스는 예컨대 공기 취입기(도시되어 있지 않음)와 같은 임의의 통상적인 장치를 사용하여 공급할 수도 있다.

일반적으로 말하면, 개개의 비탄성 섬유(64)는 일반적으로 비탄성 섬유(64)가 픽커 로울(66)의 톱니(68)을 이탈하는 속도로 노즐(74)를 통하여 운반된다. 즉, 비탄성 섬유(64)는 픽커 로울(66)의 톱니(68)을 이탈하여 노즐(74)로 들어갈 때, 일반적으로 이들이 픽커 로울(66)의 톱니(68)로부터 이탈되는 지점으로부터의 크기 및 방향에 있어서 그들의 속도를 유지한다. 이러한 장치는 본 명세서에 선행 기술 문헌으로 인용되어 있는 앤더슨(Anderson) 등의 미합중국 특허 제4,100,324호에 보다 상세히 기술되어 있으며, 실질적으로 섬유의 응집을 감소시키는데 도움을 준다.

픽커 로울(66)은 각종 입자를 함유하는 복합 부직 웹(88)을 형성하기 위한 통상적인 입자 사출 시스템으로 대체시킬 수 있다. 통상적인 입자 사출 시스템이 제8도에 예시된 시스템에 덧붙여질 경우, 입자와 비탄성 섬유의 혼합물은 복합 부직 웹이 형성되기 전에 탄성 블럭 코폴리머에 첨가시킬 수 있다. 제8도는 비탄성 섬유(64)를 운반하는 기류가 2개의 스트림이 합쳐지는 지점에서 압출 섬유(24) 스트림의 이동 방향에 일반적으로 수직 방향으로 이동하고 있음을 추가로 예시하고 있다. 2개의 스트림이 합쳐지는 다른 각도를 사용할 수도 있다. 비탄성 섬유(64)의 기류 속도는 통상적으로 그것이 압출 섬유(24) 스트림의 속도 미만이 되도록 조정한다. 이렇게 하면 이들이 합쳐질 때 압출 섬유(24) 스트림의 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 유동하게 된다. 사실, 2개의 스트림은 비탄성 섬유(64)의 스트림을 엘라스토머성 블럭 코폴리머 섬유(24) 스트림 속으로 인발시키는 흡인 효과와 다소 유사한 방법으로 합칠 수 있다. 두 기류간의 속도차는 비탄성 섬유(64)가 압출 섬유(24) 전체에 걸쳐 실질적으로 철저하고 균일하게 혼합되도록 난류 형태로 압출 섬유(24) 속으로 합해지는 것과 같은 형태가 바람직하다. 일반적으로, 생산율을 증가시키기 위해서는, 압출 섬유(24) 스트림을 운행 및 섬세화 시키는 기류가 비교적 높은 초기 속도, 예컨대 약 60.96m/s(200 ft/s) 내지 304.8m/s(1000 ft/s) 이상의 속도를 가져야 하며, 비탄성 섬유(64)를 운반하는 기류는 비교적 낮은 초기 속도, 예컨대 약 15.24m/s(50 ft/s) 내지 60.96 (200 ft/s)의 속도를 가져야만 한다. 압출된 섬유(24)를 운행 및 섬세화시키는 기류는 다이(16)의 틈(42 및 44)를 빠져나간 후에, 즉시 팽창되어 속도가 감소된다.

일반적으로 압출 섬유(24) 스트림 전체에 걸쳐 비탄성 섬유(64)를 균일하게 분포시키기 위해 압출 섬유(24)와 스트림 속으로 비탄성 섬유(64)의 스트림을 합할 경우, 열가소성 섬유(24)의 비탄성 섬유(64)의 복합 스트림(96)이 형성된다. 비탄성 섬유(64)를 압출 섬유(24) 속에 합칠 때에 압출 섬유(24)는 통상 반정도만 용융되어 있고 끈적끈적하다는 사실에 기인해 볼 때, 비탄성 섬유(64)는 통상 압출 섬유(24)에 의해 형성된 매트릭스 내에 역학적으로 얽혀져 있을 뿐만 아니라 압출 섬유(24)에 열적으로 결합되어 있거나 또는 집합되어 있다. 압출 섬유(24)와 비탄성 섬유(64)의 복합 스트림(96)을 일반적으로 균일하게 분포되어 있는 비탄성 섬유를 함유하는 압출 섬유(24)의 응집성 매트릭스로 구성된 복합 탄성 부직웹 또는 매트(88)로 전환시키기 위해서, 복합 스트림(96)의 진행 경로에 집속 장치가 배치된다. 집속 장치는 제8도의 무한 벨트(52)일 수도 있으며, 그 위에서 복합 스트림(96)이 충격을 받아 복합 부직 웹(56)을 형성한다. 벨트(52)는 통상 다공성이고, 통상 벨트(52)의 외표면 상에 복합 스트림(96)을 보유할 수 있도록 돕는 통상의 진공 장치(도시되어 있지 않음)가 존재한다. 기타 집속 장치는 당업자에게 공지되어 있으며, 무한 벨트(52) 대신에 사용될 수도 있다. 예컨대, 다공성 회전 드럼 장치를 사용할 수 있다. 복합 탄성 부직 웹(88)은 제8도에 나타낸 로울러(60 및 62)와 같은 로울러의 작용에 의해 스크린으로부터 제거된다.

[실시예]

1종 이상의 전이 금속 화합물 및(또는) 유기 히드로퍼옥사이드를 함유하는 상이한 압출성 엘라스토머성 조성물을 용융취입시켜 다음 실시예 A-G의 탄성 부직쉬트를 제조하였다.

각각의 압출성 조성물은 크라톤(Kraton) G 1657 엘라스토머성 블럭 코폴리머 약 63중량%(약 0.042중량%의 산화방지제 함유); PE NA 601-00 폴리에틸렌 약 20중량%; 및 리갈레쯔(Regalrez) 점착부여제 수지 약 17중량%의 블렌드이다. 각 블렌드에 사용된 1종 이상의 첨가제를 그램 중량으로 소규모의 헨쉘(Henschel) 블렌더를 사용하여 리갈레쯔 점착부여제 수지 2.268kg(5 lb)부와 혼합하였다. 블렌드를 리갈레쯔 점착부여제 수지 2.268kg(5 lb)로 다시 세척하였다. 모든 성분들을 통상의 열가소성 수지 혼합 장치를 사용하여 건식 블렌딩시킨 후에, 2축 압출기 및 통상의 수중 펠릿화 장치를 사용하여 펠릿으로 성형하였다. 펠릿은 미합중국 밀리노이주 투스콜라 소재의 유.에스.아이. 케미칼 코.로부터 입수가능한 마이크로심(Microtheme^TM) FA 750-00(저밀도 폴리에틸렌) 분진제를 사용하여 산포시켰다.

통상의 용융취입 장치의 펠릿 호퍼에 펠릿화된 블렌드를 첨가하고, 다이 팁의 길이 2.54cm(1 in)당 30개의 압출 모세관이 서로 엇갈리게 배열된 용융취입 다이를 통하여 압출성 조성물을 압출시켰다. 각각의 모세관은 약 0.046cm(0.018 in)의 직경 및 약 0.366cm(0.144 in)의 길이를 갖는다. 엘라스토머성 블렌드는 약 248.9℃(480℉)의 온도에서 1분에 1개의 모세관 당 약 0.503g의 비율로 모세관을 통과시켰다. 다이 팁의 용융 블렌드에 가해진 압출 압력(게이지 압력)을 측정한 결과, 210.924kg/㎡(300 lb/in²)이었다. 다이 팁의 배치는 그것이 약 0.3048cm(0.12 in)의 총 공기 틈을 제공하는 모세관의 어느 한쪽 면 상에 공기 통로를 형성하는 공기판의 립(lip)의 외표면의 평면으로부터 약 0.376cm(0.148 in)정도 패이도록 조정할 수 있다. 블렌드를 용융취입시키기 위하여 형성된 공기는 약 260℃(500℉)의 온도 및 약 632kg/㎡(0.9 lb/in²)의 게이지 압력에서 공기 통로에 공급하였다. 이렇게 하여 형성된 용융취입 섬유는 다이 팁으로부터 약 35.56cm(14 in) 떨어진 성형 스크린 상에 취입시킨다. 용융취입 섬유는 성형스크린 상에 집속되어 응집성 부직 웹으로 된다.

각 웹으로부터 15.24cm(6 in), 7.62cm(3 in) 크기의 일련의 시료를 50개 가량 절단하였다. 시료는 원(原)웹으로부터 15.24cm(6 in) 길이 방향에서 시료의 축이 원(原) 웹의 종방향(즉, 용융취입 다이 팁 하부의 이동 벨트 상에 원(原) 웹이 형성됨에 따라 이를 운송하는 방향)이 되도록 절단하였다. 7.62cm(3 in)너비 방향에서 시료의 축은 횡방향(즉, 종방향에 수직인 방향)이었다.

실리콘 박리지로 분리시켜 판지 스트립으로 절단한 4개가 한 조인 시료는 미합중국 일리노이주 블루 아일랜드 소재의 블루 엠(Blue M)(일반적인 기호 단위)으로부터 입수가능한 Blue M^RStabil-Therm 기계 대류 오븐 모델 제OV490A-3호 중에 있는 선반에 걸어 두었다. 오븐은 55℃의 온도로 유지시키고, 시료가 순환되는 공기 중에서 불규칙하게 움직이도록 시료와 교차되게 공기를 순환시켰다. 4개의 시료를 한 조로 하는 각 시료들을 카드보드 스트립에 부착하였다. 카드보드 스트립 부근의 시료는 이 스트립의 반대 방향의 공기 순환이 다른 시료에 대한 순환과 상이한 것으로 보였기 때문에 시험하지 않았다. 일부 시료는 이 실험에 대한 대조용으로 사용하기 위해 오븐에 넣지 않았다.

오븐 노화용 시료 및 대조용 시료에 대한 그랩(Grab) 인장 시험을 수행하여 미합중국 메사추세츠주 스토우톤 소재의 신테크, 인크.로부터 입수가능한 재료 시험용 신테크 2 컴퓨터화 시스템으로 데이타화하였다. 시험기의 조오(jaw)면은 2.54cm(1 in), 7.62cm(3 in) 크기였다. 7.62cm(3 in) 게이지 길이를 사용하였다. 챠트 및 크로쓰헤드(crosshead) 속도를 약 500mm/분으로 조정하고, 단위를 0점으로 맞춘 뒤에 표준 방법에 따라 검정하였다. 제1-7도는 신테크 2 시스템으로부터 공급된 데이타로부터 얻어진 것이다.

오븐 노화를 개시하기 전에(즉, 오븐 노화 0일째 되는 날) 세개의 시료를 시험하였다. 각 시험은 시료를 약 250% 신장시키고, 조오 면을 원래의 7.62cm(3 인치)게이지 길이로 되돌아가게 함으로써 시료를 완화시킨 후, 시료가 파손될 때까지 신장(즉, 극한 신장)시키는 것으로 이루어진다. 250%의 신장 및 후속하는 완화 동안에 흡수되는 인장 에너지를 측정하였다. 250% 신장에서의 인장을 측정하였다. 이 시험은 한 조가 세개의 시료로 된 각 조에 대하여 수 일 간격(대표적으로 약 3 내지 15일)으로 반복하였다(상기한 바와 같이, 카드보드에 인접해있는 시료에 대해서는 시험하지 않음). 세개의 시료로 된 한 조의 시료에 대해서 오븐 노화를 개시한 후 각 시험을 수행한 실제 일수를 표에 나타내었다. 시료들은 약 90일 이하 동안 시험하거나 또는 시료가 열화될 때까지 즉, 250% 신장에서 시료에 의해 흡수된 인장 에너지가 동일한 대조 시료에 대해서 흡수된 인장 에너지의 약 50% 미만으로 측정될때까지 시험하였다. 실시예 및 관련 표에서 사용되는 흡수된 인장 에너지(TEA)는 측정 사이클 부분이 시작에서부터 끝날 때까지 측정된 변형 대 응력 곡선 밑의 적분으로서 계산하여, 시험 개시점에서 그립 사이의 시료 면적(즉, 시료의 폭 × 게이지 길이)으로 나눈다. 각 시료에 대한 흡수된 인장 에너지(TEA)는 g_힘·cm/cm²(시료) 단위로 기록하였다. 각 시료에 대해서 250% 신장에서의 인장(또한 "하중"이라고도 부름)을 측정하여 g_힘단위로 기록하였다. 극한 신장은((최종 길이-초기 길이)/초기 길이)×100%로서 나타내었다.

[실시예 A]

압출성 엘라스토머성 조성물은 크라톤 G 1657 엘라스토머성 블럭 코폴리머(약 0.07중량%의 황산화제 함유함) 약 63중량%; PE NA 601-00 폴리에틸렌 약 20중량%; 및 리갈레쯔 점착부여제 수지 약 17중량%로 이루어진 블렌드로부터 제조하였다. 이 블렌드의 일부를 펠릿으로 만들어서 대조군으로 보관하였다. 이 블렌드의 나머지 부분을 상기한 전이 금속 화합물 1종 이상과 혼합시킨 후, 펠릿으로 만들어서 여러 농도의 전이 금속을 함유하는 시료를 제공하였다. 이와 같이 펠릿으로 만든 시료들 각각을 상기한 바와 같이 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹으로 형성하였다. 열적 산화성 환경에의 노출 효과를 측정하기 위해 웹 시료의 오븐 노화에 관한 연구를 수행하였다. 하기 표 1에는 블렌드에 첨가한 전이 금속 화합물, 이들의 대략적인 농도, 부직 웹의 기본 중량, 및 신장 사이클 동안 흡수된 인장 에너지(TEA); 수축 사이클 동안 흡수된 인장 에너지(TEA); 약 250% 신장에서의 인장; 및 극한 신장(파손될 때까지의 신장)에 대해서 지정된 간격으로 시험한 인장 강도 시험의 결과를 나타내었다,

실시예 A1(대조군)은 전이 금속 화합물을 함유하지 않는 기본 엘라스토머성 조성물은 열적 산화성 환경에서 적어도 약 9일 동안은 안정하다는 것을 나타내었다.

실시예 A2,A3,A4 및 A5는 코발트(Ⅱ) 또는 코발트(Ⅲ)을 독립적으로 또는 병용해서 약 0.01중량% 이하로 함유하는 엘라스토머성 조성물은 열적 산화성 환경에서 적어도 약 9일 동안 안정하다는 것을 나타내었다. 실시예 A2에서는, 45일 이후에는 열적 산화성 환경에 대한 안정성을 시험하지 않았다.

실시예 A6 및 A7은 약 0.01중량% 이하의 구리(Ⅱ)를 함유하는 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 적어도 약 9일 동안 안정하다는 것을 나타내었다.

실시예 A8 및 A9는 약 0.01중량% 이하의 아연(Ⅱ) 또는 철(Ⅲ)을 함유하는 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 적어도 약 9일 동안 안정하다는 것을 타내었다.

[실시예 B]

실시예 A의 블렌드에서 크라톤 G 1657이 약 0.042 중량%의 항산화제를 함유한다는 것을 제외하고는 실시예 A에 기재된 바와 같이 블렌드를 제조하였다. 이 블렌드의 일부를 펠릿으로 만들어서, 대조군으로서 보관하였다. 이 블렌드의 나머지 부분을 상기한 바와 같이 전이 금속 화합물 1종 이상과 혼합시킨 후, 여러 농도의 전이 금속(들)을 함유하는 시료를 제공하도록 펠릿으로 만들었다. 이와 같이 펠릿으로 만든 시료들 각각을 상기한 바와 같이 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹으로 형성하였다. 열적 산화성 환경에의 노출 효과를 측정하기 위해 웹 시료의 오븐 노화에 관한 연구를 수행하였다. 표 2에서는 시료 및 시험 결과에 대한 설명을 표 1의 양식을 이용하여 나타내었다.

실시예 B1(대조군)에서는 실시예 B의 다른 물질과 동일 조건 하에서 시험한 결과, 전이 금속 화합물을 함유하지 않은 기본 엘라스토머성 조성물은 적어도 약 9일 동안 열적 산화성 환경에 안정하다는 점을 확인하였다.

놀랍게도, 실시예 B2는 N,N'-비스(살리실린덴)에틸렌디아미노코발트(Ⅱ)로서 존재하는 코발트(Ⅱ)를 약 0.01중량% 함유하는 엘라스토머성 조성물은 열적 산화성 환경에서 약 26일 경과 후에 열화된다는 점을 나타내었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간에 대한 그래프로부터 측정). 중요한 것은, 실온에서 34일 동안 보관한 실시예 B2의 물질을 시험한 결과, 이 물질의 탄성 특성들이 열적 산화성 환경에 노출시키기 전 즉, 열적 산화성 환경에의 노출 기간이 0일인 때의 실시예 B2 물질의 탄성 특성들과 거의 동일하다는 점이다.

실시예 B3은 전체 코발트 약 0.04중량%를 함유하는 엘라스토머성 물질이며; 이 코발트 중, 약 0.02중량%는 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트로서 존재하는 코발트(Ⅲ)이고, 약 0.02중량%는 코발트(Ⅱ) 스테아레이트로서 존재하는 코발트(Ⅱ)이다. 실시예 B3은 전체 코발트 약 0.04중량%를 함유하는 본 발명에 따른 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 약 8일 이내에 열화된다는 점을 나타내었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간 그래프로부터 측정함). 중요한 것은, 실온에서 34일 동안 보관한 실시예 B3의 물질을 시험한 결과, 이 물질의 탄성 특성들이 열적 산화성 환경에 노출시키기 전 즉, 열적 산화성 환경에의 노출 기간이 0일인 때의 실시예 B3 물질의 탄성 특성들과 거의 동일하다는 점이다.

실시예 B4, B5 및 B6은 약 0.025중량% 이하의 구리(Ⅱ)를 함유하는 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 적어도 약 9일 동안 안정하다는 점을 나타내었다.

[실시예 C]

실시예 A에 기재된 바와 같이 블렌드를 제조하였다. 이 블렌드의 일부를 펠릿으로 만들어서, 대조군으로서 보관하였다. 이 블렌드의 나머지 부분을 상기한 바와 같이 전이 금속 화합물 1종 이상과 혼합시킨 후, 여러 농도의 전이 금속(들)을 함유하는 시료를 제공하도록 펠릿으로 만들었다. 이와 같이 펠릿으로 만든 시료들 각각을 상기한 바와 같이 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹으로 형성하였다. 열적 산화성 환경에의 노출 효과를 측정하기 위해 웹 시료의 오븐 노화에 관한 연구를 수행하였다. 표 3에서는 시료 및 시험 결과에 대한 설명을 표 1의 양식을 이용하여 나타내었다. 표 3에 나타낸 각 블렌드에 대한 전이 금속(들)의 농도는 용융취입 섬유 웹을 형성하는데 사용된 펠릿을 원소 분석함으로써 측정하였다.

실시예 C1(대조군)은 실시예 C의 다른 항목의 물질과 동시에 만들어서 시험하였다. 이는 전이 금속 화합물을 함유하지 않은 기본 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 적어도 약 65일(실시예 C의 물질들의 열적 산화성 환경에의 최장 노출 기간임) 동안 안정하다는 점을 입증하였다.

실시예 C2 및 C3은 약 0.032중량% 이하의 구리(Ⅱ)를 함유하는 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 적어도 약 64일 동안(즉, 시험을 중단했을 때) 안정하다는 점을 나타내었다.

실시예 C4 및 C5는 약 0.051중량% 이하의 아연(Ⅱ)를 함유하는 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 적어도 약 64일 동안(즉, 시험을 중단했을 때)안정하다는 점을 나타내었다.

실시예 C6 및 C7은 약 0.027중량%이하의 철(Ⅲ) 또는 크롬(Ⅲ)을 각각 함유하는 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 적어도 약 64일 동안(즉, 시험을 중단했을 때) 안정하다는 점을 나타내었다.

놀랍게도, 실시예 C8의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 9일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함). 실시예 C8의 엘라스토머성 물질은 망간(Ⅱ) 아세틸아세토네이트로서 망간(Ⅱ)를 약 0.026중량% 함유하였다. 실온에서 20일 동안 보관한 실시예 C8의 물질을 시험한 결과, 이 물질의 탄성 특성들은 열적 산화성 환경에 노출시키기 전 즉, 열적 산화성 환경에의 노출 기간이 0일인 때의 실시예 C8의 물질의 탄성 특성들과 거의 동일하다는 점을 나타내었다.

실시예 C9의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 25일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함). 실시예 C9의 엘라스토머성 조성물은 망간(Ⅱ) 스테아레이트로서 존재하는 망간(Ⅱ)를 약 0.034중량% 함유하였다. 실온에서 55일 동안 보관한 실시예 C9의 물질을 시험한 결과, 이 물질의 탄성 특성들은 열적 산화성 환경에 노출시키기 전 즉, 열적 산화성 환경에의 노출 기간이 0일인 때의 실시예 C9의 물질의 탄성 특성들과 거의 동일하다는 점을 나타내었다.

[실시예 D]

실시예 A에 기재된 바와 같이 블렌드를 제조하였다. 이 블렌드의 일부를 펠릿으로 만들어서, 대조군으로서 보관하였다. 이 블렌드의 나머지 부분은 상기한 바와 같이 전이 금속 화합물 1종 이상과 혼합시킨 후, 여러 농도의 전이 금속(들)을 함유하는 시료를 제공하도록 펠릿으로 만들었다. 이 시료들 중 일부는 상이한 농도의 전이 금속(들)을 함유하는 펠릿화한 블렌드를 혼합하여 제조하였다.

실시예 D는 고농도의 에틸렌성 불포화 잔기를 함유하는 (예: 상대적으로 불포화된) 고무가 전이 금속 화합물을 함유하지 않는 압출성 조성물에 미치는 영향을 측정하기 위해, 이러한 고무를 함유하는 두개의 블렌드를 포함하였다. 실시예 D5는 상기한 바와 같이 크라톤 D 1107 엘라스토머성 블럭 코폴리머(말단 블럭으로서 스티렌, 중앙 블럭으로서 이소프렌을 가짐) 약 15.75중량%; 크라톤 G 1657 엘라스토머성 블럭 코폴리머(약 0.042중량%의 항산화제를 함유함) 약 47.25중량%; PE NA 601-00 폴리에틸렌 약 20중량%; 및 리갈레쯔 점착부여제 수지 약 17중량%를 함유하는 블렌드를 만들었다. 이 물질을 상기한 바와 같이 펠릿으로 만들었다.

실시예 D6은 크라톤 D 1107 엘라스토머성 블럭 코폴리머 약 6.3중량%; 크라톤 G 1657 엘라스토머성 블럭 코폴리머 약 56.7중량%; PE NA 601-00 폴리에틸렌 약 20중량%; 및 리갈레쯔 점착부여제 수지 약 17중량%를 함유하는 블렌드를 만들었다. 이 물질을 상기한 바와 같이 펠릿으로 만들었다.

이와 같이 펠릿화한 시료들 각각을 상기한 바와 같이 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹으로 형성하였다. 열적 산화성 환경에의 노출 효과를 측정하기 위해 웹 시료의 오븐 노화에 관한 연구를 수행하였다. 표 4에서는 시료 및 시험 결과에 대한 설명을 표 1의 양식을 이용하여 나타내었다.

실시예 D1 내지 D4는 코발트(Ⅱ) 아세틸아세토네이트로서 존재하는 Co(Ⅱ) 및 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트로서 존재하는 Co(Ⅲ)의 여러가지 혼합물로 인해 본 발명의 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 열화되게 하는 기간(일 수로 측정함)을 나타내었다.

실시예 D1의 엘라스토머성 물질은 약 0.015중량%의 코발트를 함유하였다. 실시예 D1의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 55일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함).

실시예 D2 및 D3의 엘라스토머성 물질은 각각 약 0.0225중량%의 코발트를 함유하였다. 실시예 D2 및 D3의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 32일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함).

실시예 D4의 엘라스토머성 물질은 약 0.03중량%의 코발트를 함유하였다.

실시예 D4의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 34일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함).

실시예 D5 및 D6은 고농도의 에틸렌성 불포화 잔기를 함유하는 고무, 예를 들면 크라톤 D1107-0이 압출성 엘라스토머성 조성물의 안정성에 미치는 영향을 나타내었다. 전이 금속 화합물이 존재하지 않는 경우, 크라톤 D1107-0은 열적 산화성 환경에서 압출성 엘라스토모성 조성물의 안정성에 영향을 미치지 않았다.

[실시예 E]

실시예 A에서 기재된 바와 같이 블렌드를 제조하였다. 이 블렌드의 일부를 펠릿으로 만들어서, 대조군으로서 보관하였다. 이 블렌드의 나머지 부분을 상기한 바와 같이 전이 금속 화합물 1종 이상과 혼합시킨 후, 여러 농도의 전이 금속(들)을 함유하는 시료를 제공하도록 펠릿으로 만들었다. 이와 같이 펠릿으로 만든 시료들 각각을 상기한 바와 같이 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹으로 형성하였다. 열적 산화성 환경에의 노출 효과를 측정하기 위해 웹 시료의 오븐 노화에 관한 연구를 수행하였다. 각 블렌드에 대한 전이 금속(들)의 농도는 대응하는 용융취입 섬유 웹 시료를 원소 분석함으로써 측정하였다. 표 5에서는 시료 및 시험 결과에 대한 설명을 표 1의 양식을 이용하여 나타내고, 하나의 난을 추가해서 원소 분석 결과를 나타내었다.

실시예 E1(대조군) 및 실시예 E2 내지 E6은 동시에 만들어서 시험하였다. 이들 실험을 수행함으로써 전이 금속 화합물을 함유하지 않은 기본 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 시험 기간 동안 안정하다는 점이 입증되었다.

코발트(Ⅱ) 및 코발트(Ⅲ)의 백만불율(ppm)을 난의 상단에 기록하였으며, "항목"은 블렌딩시키는 동안 각 조성물에 첨가한 양이다. "원소 분석(PPM)"이라는 제하의 난에 기록된 각 ppm은 최종 용융취입 웹 시료에서 실제로 측정된 전체 코발트의 백만불율이다.

실시예 E2 내지 E6은 코발트(Ⅱ) 스테아레이트로서 존재하는 Co(Ⅱ) 및 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트로서 존재하는 Co(Ⅲ)의 여러가지 혼합물로 인해 본 발명의 엘라스토머성 조성물이 열적 산화성 환경에서 열화되는 기간(일수로 측정함)을 나타내었다.

실시예 E2의 엘라스토머성 물질은 약 0.013중량%의 코발트를 함유하였다. 실시예 E2의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 38일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함).

실시예 E3 및 E4의 엘라스토머성 물질은 각각 약 0.22중량%의 코발트를 함유하였다. 실시예 E3 및 E4의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 각각 약 26일 및 29일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함).

실시예 E5 및 E6의 엘라스토머성 물질은 각각 약 0.03중량%의 코발트를 함유하였다. 실시예 E5 및 E6의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에 노출된지 약 21일 후에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함).

[실시예 F]

실시예 A에 기재된 바와 같이 블렌드를 제조하였다. 이 블렌드의 일부를 펠릿으로 만들어서, 대조군으로서 보관하였다. 이 블렌드의 나머지 부분을 상기한 바와 같이 전이 금속 화합물 1종 이상과 혼합시킨 후, 여러 농도의 전이 금속(들)을 함유하는 시료를 제공하도록 펠릿으로 만들었다. 이와 같이 펠릿으로 만든 시료들 각각을 상기한 바와 같이 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹으로 형성하였다. 열적 산화성 환경에의 노출 효과를 측정하기 위해 웹 시료의 오븐 노화에 관한 연구를 수행하였다. 표 6에서는 시료 및 시험 결과에 대한 설명을 표 1의 양식을 이용하여 나타내었다.

실시예 F1(대조군) 및 실시예 F2 내지 F6의 물질들은 동시에 만들어서 시험하였다. 이들 시험으로부터, 전이 금속 화합물을 함유하지 않는 기본 엘라스토머성 조성물 즉, 실시예 F1(대조군)은 열적 산화성 환경에서 시험 기간 동안 안정하다는 점이 입증되었다.

실시예 F2 내지 F6의 엘라스토머성 물질들은 모두 약 0.04중량%의 코발트를 함유하였다. 실시예 F2 내지 F4 및 실시예 F4의 엘라스토머성 물질은 모두 열적 산화성 환경에서 약 10일 미만 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함).

실시예 F5의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 17일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함). 실시예 F5에서 코발트(Ⅱ)는 프로필렌 중에 코발트(Ⅱ) 스테아레이트를 미리 블렌드시킨 농축액으로서 첨가하였다.

실온에서 13일 동안 보관한 실시예 F2 내지 F5의 물질들을 시험한 결과, 이들 물질의 탄성 특성들은 열적 산화성 환경에 노출시키기 전 즉, 열적 산화성 환경에의 노출 기간이 0일인 때의 실시예 F2 내지 F6의 물질의 탄성 특성들과 거의 동일하다는 점을 나타내었다.

[실시예 G]

압출성 엘라스토머성 조성물의 제1기본 블렌드를 실시예 A에 기재된 바와 같이 제조하였다. 이 블렌드는 크라톤 G 1657 엘라스토머성 블럭 코폴리머(약 0.042중량%의 항산화제를 함유함) 약 63중량%; PE NA 601-00 폴리에틸렌 약 20중량%; 및 리갈레쯔 점착부여제 수지 약 17중량%를 함유하였다.

압출성 엘라스토머성 조성물의 제2기본 블렌드를 실시예 A에 기재된 바와 같이 제조하였다. 이 블렌드는 크라톤 G 1657 엘라스토머성 블럭 코폴리머(약 0.042중량%의 항산화제를 함유함) 약 61중량%; 폴리프로필렌 HH441(미합중국 델라웨어주 윌밍톤 소재 Himont U.S.A 사로부터 입수함) 약 19중량%; 리갈레쯔 점착부여제 수지 약 16중량%; 및 루페록스(Luperox) (미합중국 뉴욕주 소재 Atochem North America of Buffalo로부터 입수가능한 자유 유동형 분말) 2,5-2,5 형태로서 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드 약 4중량%를 함유하였다. 제조업체에서 제공하는 정보에 의하면, 루페록스 2,5-2,5는 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드 약 70중량% 및 물 약 30중량%를 함유한다.

상기 제1 및 제2기본 블렌드를 혼합해서 약 0.05중량%의 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드를 함유하는 압출성 엘라스토머성 조성물 대조군을 만들었다. 이들 기본 블렌드의 다른 부분들은 전이 금속 화합물을 함유하는 블렌드 1종 이상과 혼합시켜서 전이 금속(들)을 여러 농도로 함유하고 또한 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드를 약 0.05중량% 함유하는 시료를 제공하였다.

이들을 펠릿으로 만들고 이 펠릿화한 시료들 각각을 상기한 바와 같이 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹으로 형성하였다. 열적 산화성 환경에의 노출 효과를 측정하기 위해 웹 시료의 오븐 노화에 관한 연구를 수행하였다. 표 7에서는 시료 및 시험 결과에 대한 설명을 표 1의 양식을 이용하여 나타내었다.

대조군인 약 0.05중량%의 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드를 함유하는 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹을 상기한 바와 같이 제조하였다. 이 엘라스토머성 부직 웹은 열적 산화성 환경에 적어도 약 60일 이상 동안 연속적으로 노출시킨 후에도 열화되지 않았다.

실시예 G2의 용융취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹은 대조군인 실시예 G1과 동일한 조성물로부터 제조하되, 단 실시예 G2의 물질은 0.015중량%의 코발트를 코발트(Ⅱ) 스테아레이트 및 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트로서 함유하였다. 실시예 G2의 엘라스토머성 웹은 열적 산화성 환경에서 약 24일 이내에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함).

과산화수소 및 코발트를 첨가한 실시예 G2의 물질은 코발트를 첨가하고 과산화수소를 첨가하지 않은 실시예 E2의 물질(열화되는데 약 38일이 필요함)보다 훨씬 더 짧은 기간 이내(약 24일 이내)에 열화되었다(인장 에너지 흡수량-노화 기간의 그래프로부터 측정함). 놀랍게도, 과산화수소와 코발트의 혼합물은 열적 산화성 환경에서의 열화 기간을 38일에서 24일로 단축시키는 것처럼 보인다. 실시예 G1의 엘라스토머성 조성물에서, 코발트가 존재하지 않은채 과산화수소가 단독으로 존재하면, 이 과산화수소는 열적 산화성 환경에서 엘라스토머성 조성물을 열화시킴에 있어서 적어도 약 60일 동안은 효력이 없다.

마찬가지로, 약 0.05중량%의 과산화수소 및 약 0.023중량%의 코발트를 함유하는 실시예 G3의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 16일 이내에 열화되었다. 약 0.022중량%의 코발트를 함유하지만 과산화수소를 함유하지 않는 실시예 E3의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 26일 이내에 열화되었다.

또한, 약 0.05중량%의 과산화수소 및 약 0.023중량%의 코발트를 함유하는 실시예 G4의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 15일 이내에 열화되었다. 그러나, 약 0.023중량%의 코발트를 함유하지만 과산화수소를 함유하지 않은 실시예 E4의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 29일 동안 열화되었다.

또한, 약 0.05중량%의 과산화수소 및 약 0.03중량%의 코발트를 함유하는 실시예 G5의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 15일 이내에 열화되었다. 그러나, 약 0.03중량%의 코발트를 함유하지만 과산화수소를 함유하지 않은 실시예 E5 및 E6의 엘라스토머성 물질은 열적 산화성 환경에서 약 21일 이내에 열화되었다.

본 발명의 압출성 엘라스토머성 조성물에 대한 각종 전이 금속 화합물의 영향을 간단히 요약하며 다음 표 8에 나타낸다.

본 발명을 소정의 바람직한 태양과 결부시켜 설명하였지만, 본 발명의 주제는 이와 같은 특정 태양에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 주제는 첨부되는 청구 범위의 범위와 사상 내에 포함될 수 있는 모든 대안, 변형 및 동의어를 포함한다.

Claims

약 60 내지 약 99중량%의 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머(여기서, A 및 A'는 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고 B는 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머 단위임); (2) 약 1 내지 약 40중량%의 폴리올레핀; 및 (3) 폴리올레핀과 블럭 코폴리머의 블렌드 중에 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 유효량의 전이 금속 화합물(여기서, 전이 금속 화합물은 전이 금속염, 및 코발트 및 망간의 착물로 이루어지는 군 중에서 선택됨) 1종 이상으로 이루어지며, 열적 산화성 환경에 약 30일 미만의 기간 동안 연속 노출된 후 열화되는 쉬트를 형성하기에 적합한 압출성 엘라스토머 조성물.
제1항에 있어서, 전이 금속염이 약 12 내지 약 22개의 탄소 원자를 갖는 지방족 카르복실산염 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택된 염을 함유하는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
제1항에 있어서, 전이 금속 착물이 아세틸아세토네이트, N-알킬 살리실알디민, N-페닐 살리실알디민, N,N'-비스(살리실리덴)-1,2-알칸디아민, N,N'-비스(살리실리덴)-1,3-알칸디아민, N,N'-비스(살리실리덴)-1,2-페닐렌디아민 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 착화제를 함유하는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
제2항에 있어서, 전이 금속염이 스테아르산코발트, 올레산코발트, 스테아르산망간, 올레산망간 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 압출성 조성물.
제3항에 있어서, 전이 금속 착물이 코발트(Ⅱ) 아세틸아세토네이트, 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트, 망간(Ⅱ) 아세틸아세토네이트, 망간(Ⅲ) 아세틸아세토네이트, N,N'-비스(살리실리덴)에틸렌다아미노코발트(Ⅱ), N,N'-비스(살리실린덴)에틸렌디아미노망간(Ⅱ) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 압출성 조성물.
제1항에 있어서, 조성물로부터 형성된 탄성 쉬트가 열적 산화성 환경에 약 20일 미만의 기간 동안 연속 노출된 후에 열화되는 압출성 엘라스토머 조성물.
제1항에 있어서, 조성물로부터 형성된 탄성 쉬트가 열적 산화성 환경에 약 10일 미만의 기간 동안 연속 노출된 후에 열화되는 압출성 엘라스토머 조성물.
제1항에 있어서, 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머(여기서, A 및 A'는 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고, B는 사실상 포화 올레핀으로 수소화된 공액 디엔 모노머 단위임) 약 60 내지 약 99 중량%; 폴리올레핀 약 1 내지 약 40중량%; 및 전이 금속 약 0.01 내지 약 0.1 중량%를 제공하는 양의 전이 금속 화합물로 이루어지는, 압출성 엘라스토머 조성물.
제8항에 있어서, 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머가 스티렌-폴리(에틸렌-프로필렌)-스티렌 및 스티렌-폴리(에틸렌-부틸렌)-스티렌 엘라스토머성 블럭 코폴리머 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
제8항에 있어서, 폴리올레핀이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌 코폴리머, 프로필렌 코폴리머, 부틸렌 코폴리머 및 이들의 혼합물을 포함하는 군 중에서 선택되는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
제8항에 있어서, 압출성 엘라스토머성 조성물이 약 30중량% 이하의 점착부 여제 수지를 더 포함하는 압출성 엘라스토머 조성물.
제11항에 있어서, 점착부여제 수지가 수호화 탄화수소 수지 및 테르펜 탄화수소 수지로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
제1항에 있어서, 압출성 엘라스토머성 조성물이 약 0.01 내지 약 0.15중량%의 유기 히드로퍼옥사이드를 더 포함하는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
제13항에 있어서 유기 히드로퍼옥사이드가 2,5-디메틸헥산-2,5-디히드로퍼옥사이드, 큐멘 히드로퍼옥사이드 및 t-부틸 히드로퍼옥사이드로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
제8항에 있어서, 전이 금속이 약 0.015 내지 약 0.075 중량%의 양으로 존재하는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
제8항에 있어서, 전이 금속이 약 0.02 내지 약 0.05중량%의 양으로 존재하는 것인 압출성 엘라스토머 조성물.
(1) 약 60 내지 약 99 중량%의 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머(여기서, A 및 A'는 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고 B는 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머 단위임); (2) 약 1 내지 약 40중량%의 폴리올레핀; 및 (3) 폴리올레핀과 블럭 코폴리머의 블렌드 중에 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 유효량의 전이 금속 화합물(여기서, 전이 금속 화합물은 전이 금속염, 및 코발트 및 망간의 착물로 이루어지는 군 중에서 선택됨)로 이루어지며, 열적 산화성 환경에 약 30일 미만의 기간 동안 연속 노출된 후 열화되기에 적합한 탄성 쉬트.
제17항에 있어서, 쉬트가 유기 히드로퍼옥사이드를 더 포함하는 것인 탄성 쉬트.
제17항에 있어서, 쉬트가 점착부여제 수지를 더 포함하는 것인 탄성 쉬트.
제17항에 있어서, 쉬트가 용융취입 섬유의 탄성 부직 웹인 탄성 쉬트.
제20항에 있어서, 용융취입 섬유의 웹이 용융취입 미세섬유를 함유하는 것인 탄성 쉬트.
(1) 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머(여기서, A 및 A'는 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고 B는 사실상 포화 올레핀으로 수소화된 공액 디엔 모노머 단위임) 약 60 내지 약 99중량%; (2) 폴리올레핀 약 1 내지 약 40중량%; 및 (3) 폴리올레핀과 블럭 코폴리머의 블렌드 중에 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 전이 금속 약 0.01 내지 약 0.1 중량%를 제공하는 양의 전이 금속 화합물(여기서, 전이 금속 화합물은 전이 금속염, 및 코발트 및 망간의 착물로 이루어지는 군 중에서 선택됨)로 필수적으로 이루어지며, 열적 산화성 환경에 약 30일 미만의 기간 동안 연속 노출된 후 열화되기에 적합한 탄성 쉬트.
(1) 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 코폴리머(여기서, A 및 A'는 각각 열가소성 폴리머 말단 블럭이고 B는 낮은 잔류 에틸렌성 불포화도를 갖는 공액 디엔 모노머 단위임) 약 60 내지 약 99 중량%; (2) 폴리올레핀 약 1 내지 약 40중량%; 및 (3) 폴리올레핀과 블럭 코폴리머의 블렌드 중에 실질적으로 균일하게 분산되어 있는 전이 금속 약 0.01 내지 약 0.1중량%를 제공하는 양의 전이 금속 화합물(여기서, 전이 금속 화합물은 전이 금속염, 및 코발트 및 망간의 착물로 이루어지는 군 중에서 선택됨)로 이루어지는 용융취입 섬유의 섬유상 부직 웹 약 20중량% 이상; 및 섬유상 부직 웹 전체에 걸쳐 일반적으로 균일하게 분포되어 있는 1종 이상의 다른 열화성 물질 약 0중량% 초과 내지 약 80중량%로 이루어지는, 열적 산화성 환경에 약 30일 미만의 기간 동안 연속 노출된 후 열화되기에 적합한 코포움(coform) 탄성 부직 웹.
제23항에 있어서, 다른 열화성 물질이 목재 펄프, 셀룰로오스계 섬유, 및 천연 섬유로 이루어지는 군 중에서 선택된 것인 코포움 탄성 웹.
제23항에 있어서, 용융취입 섬유를 함유하는 웹이 유기 히드로퍼옥사이드를 더 함유한 것인 코포움 탄성 웹.
제23항에 있어서, 상기 웹이 점착부여제 수지를 더 함유하는 용융취입 섬유를 함유한 것인 코포움 탄성 웹.
제17항에 따른 탄성 쉬트 및 1개 이상의 개더링 자재층으로 이루어지고, 이 개더링 자재층은 이격된 위치 사이에서 개더링되도록 탄성 쉬트의 이격된 위치에 접합되는 복합 탄성 재료.
제23항에 따른 코포움 탄성 부직 웹 및 1개 이상의 개더링 자재층으로 이루어지고, 이 개더링 자재층은 이격된 위치 사이에서 개더링되도록 코포움 탄성 웹의 이격된 위치에 접합되는 복합 탄성 재료.