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KR20010033741A - 향상된 자체-접착성을 갖는 필름 - Google Patents

향상된 자체-접착성을 갖는 필름 Download PDF

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KR20010033741A
KR20010033741A KR1020007007264A KR20007007264A KR20010033741A KR 20010033741 A KR20010033741 A KR 20010033741A KR 1020007007264 A KR1020007007264 A KR 1020007007264A KR 20007007264 A KR20007007264 A KR 20007007264A KR 20010033741 A KR20010033741 A KR 20010033741A
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프랭클린 엠. 씨. 첸
융 흐시앙 후앙
토마스 에이치. 로슬러
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로날드 디. 맥크레이
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 블록 공중합체와 폴리에틸렌 중합체의 혼합물을 포함하는 필름에 관한 것이다. 이와 같은 필름의 한 실시태양은 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌 공중합체) 및 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)공중합체, 및 폴리에틸렌 중합체로 구성된 군에서 선택되는 블록 공중합체를 포함하는 필름이다. 이 필름은 향상된 자체 접착 성질을 나타내며, 혈액과 같은 액체를 흡수하도록 의도된 일회용 흡수 제품에 사용하기에 적절하다.

Description

향상된 자체-접착성을 갖는 필름 {Film with Improved Self-Adhesive Properties}
시판되는 일회용 흡수 용품은 많은 응용품에 널리 사용된다. 예를 들면, 유아 및 어린이 위생 분야, 기저귀 및 배변 연습용 팬츠에서 재사용 가능한 천 흡수 용품을 대부분 대체해왔다. 또다른 전형적인 일회용 흡수 용품으로는 생리대 또는 탐폰 (tampon)과 같은 여성용 위생 용품, 성인 실금용 용품, 및 수술용 커튼 또는 창상 붕대와 같은 위생 용품을 예로 들 수 있다. 전형적인 일회용 흡수 용품은 일반적으로 상부 시트, 배면 시트, 및 상부 시트와 배면 시트 사이의 흡수 구조물을 포함하는 복합 구조물로 이루어진다. 이러한 용품은 착용자에게 용품을 고정시키기 위하여, 보통 접착성 고정 테이프와 같은 몇 가지 유형의 고정 시스템을 포함한다.
시판되는 일회용 유아용 기저귀 및 다른 일회용 흡수 용품이 대중들에게 일반적으로 받아들여지고는 있지만, 이러한 제품들은 여전히 특정 부분에 있어서 개선되어야 할 필요가 있다. 예를 들면, 많은 일회용 흡수 용품에 사용되는 고정 시스템을 더 개선시켜서 사용할 수 있다.
그런 점에서, 접착성 고정 테이프로 유용하며 일회용 흡수 용품에 사용할 수 있는 신규 물질이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 향상된 접착성을 나타내는 필름을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 접착성 고정 테이프로 유용할 수 있는 필름을 용이하면서도 효과적으로 형성할 수 있는, 폴리에틸렌 및 블록 공중합체를 포함하는 조성물을 제공하는 것이다.
＜발명의 요약＞
본 발명은 바람직한 접착성을 나타내고, 일회용 흡수 용품에서 접착성 고정 테이프로 유용한 필름에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면은 제 1 성분과 제 2 성분의 혼합물을 포함하는 필름에 관한 것이다.
이와 같은 필름의 한 실시 태양은 폴리에틸렌과 블록 공중합체의 혼합물을 포함하며, 이 때 필름은 원하는 성질을 나타낸다.
본 발명의 하나의 특정한 실시 태양은 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) -co-폴리(스티렌) 공중합체, 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체, 및 이러한 공중합체의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 블록 공중합체와 폴리에틸렌 중합체의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름이며, 이 때 블록 공중합체는 필름에 약 30 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체는 열가소성 조성물에 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 중량으로 존재하며, 모든 중량%는 필름에 존재하는 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체의 총 중량을 기준으로 하고, 이 때 필름은 필름 너비 1인치 당 약 400 g 이상의 자체-접착 강도 (Auto-Adhesive Strength) 값의 피크 부하 (Peak Load)를 나타낸다.
또다른 측면에서, 본 발명은 본 발명의 필름을 포함하는 일회용 흡수 용품에 관한 것이다.
본 발명은 폴리에틸렌 중합체와 블록 공중합체의 혼합물을 포함하는 필름에 관한 것이다. 이 필름은 향상된 자체-접착성을 나타내며, 체액과 같은 액체를 흡수하도록 의도된 일회용 흡수 용품에 사용하기에 적절하다.
본 발명은 제 1 성분 및 제 2 성분을 포함하는 필름에 관한 것이다. 본 명세서에서 사용하는 용어 "필름"은 동일하지 않는 별개의 섬유 또는 이와 유사한 것으로 된 물질의 실질적으로 부직포인 연속 시트를 설명하려는 의도이다. 부직포 필름은 압출 가공 등과 같은 다양한 가공법으로 제조할 수 있는 것으로 알려져 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어 "포함하는 (comprising)"은 "포함하는 (including)", "지니는 (having)", "함유하는 (containing)" 또는 "특징으로 하는 (characterized by)"과 유사한 것으로 의도되고, 추가의 언급하지 않은 성분이나 방법 단계를 배제하지 않고, 이를 포함하거나 제한하지 않으려는 의도이다.
필름에서 제 1 성분은 블록 공중합체이다. 본 발명의 필름을 제조하는 데 다양한 블록 공중합체를 사용할 수 있다. 이와 같은 블록 공중합체는 일반적으로 탄성의 중간 블록 부분 및 열가소성의 말단 블록 부분을 포함한다. 본 발명에서 사용하는 블록 공중합체는 말단 블록 부분의 유리 전이 온도 (Tg) 이하에서 일반적으로 3차원의 물리적인 가교 구조를 가지며, 탄성이다. 이 블록 공중합체는 (산화 분해의 최소화를 가정하면) 물리적 성질의 변화가 거의 없거나 아예 없이 말단 블록의 유리 전이 온도 이상에서 용융 및 성형될 수 있으며, 여러번 재고상화될 수 있다는 점에서 열가소성이기도 하다.
본 명세서에서 사용하는 용어 "열가소성"은 열에 노출되었을 때 유연해지고, 실온으로 냉각되었을 때에는 원래의 상태로 거의 되돌아가는 물질을 설명하려는 의도이다.
이러한 블록 공중합체를 합성하는 한 가지 방법은 열가소성의 말단 블록 부분을 탄성의 중간 블록 부분과 별도로 중합하는 것이다. 일단 중간 블록 및 말단 블록 부분을 별도로 형성시킨 후 결합시킬 수 있다. 대개, 중간 블록 부분은 부타디엔 및 이소프렌과 같은 디엔, 및 1,3,5-헵타트리엔과 같은 트리엔 등의 디- 및 트리-불포화 C4-C10탄화수소를 중합시켜 얻을 수 있다. 말단 블록 부분 A를 중간 블록 부분 B에 결합시키면, A-B 블록 공중합체 단위가 형성되고, 이 단위는 다양한 기술로, 또는 다양한 커플링제 C를 사용하여 커플링시켜 A-B-A와 같은 구조를 제공하는데, 이것은 꼬리-대-꼬리 (tail-to-tail) A-B-C-B-A 배열로 함께 연결된 두 개의 A-B 블록을 포함하는 것으로 생각된다. 비슷한 기술로, 화학식 (A-B)nC (여기에서, C는 허브 또는 중심의 다관능성 커플링제이고, n은 2 이상의 수임)의 방사상 블록 공중합체를 형성시킬 수 있다. 커플링제 기술을 이용하여 C의 관능성에 따라 A-B 가지의 수가 결정된다.
말단 블록 부분 A는 대개 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 약 60,000인 폴리(비닐아렌), 예컨대 폴리스티렌을 포함한다. 중간 블록 부분 B는 대개 중량 평균 분자량이 약 5,000 내지 약 450,000이고 실질적으로 무정형인 폴리올레핀, 예컨대 폴리이소프렌, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/부틸렌 공중합체, 폴리부타디엔, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 블록 공중합체의 총 중량 평균 분자량은 적절하게는 약 10,000 내지 약 500,000이며, 더 적절하게는 약 200,000 내지 약 300,000이다. 블록 공중합체의 중간 블록 부분에 있는 임의의 잔류 불포화 부분은 선택적으로 수소화시킬 수 있고, 블록 공중합체 내의 올레핀성 이중 결합의 함량을 이롭게는 약 5 퍼센트 이하, 적절하게는 약 2 퍼센트 이하의 잔류비로 감소시킬 수 있다. 이와 같은 수소화는 산화적 분해에 대한 민감도를 감소시키는 경향이 있으며, 탄성 특성에 이로운 영향을 줄 수 있다.
본 발명에서 사용하는 적절한 블록 공중합체는 2 가지 이상의 실질적인 폴리스티렌 말단 블록 부분 및 하나 이상의 실질적인 에틸렌/부틸렌 중간 블록 부분으로 이루어진다. 적절하게는, 본 발명에서 사용하는 블록 공중합체는 폴리(스티렌) -co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체, 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌 -부틸렌) 공중합체, 및 이러한 공중합체의 혼합물로 구성된 군에서 선택된다. 에틸렌/부틸렌은 대개 이러한 블록 공중합체에서 반복단위의 상당량을 이루며, 예를 들면 블록 공중합체의 70 중량%를 구성할 수 있다. 방사상일 경우, 블록 공중합체는 세 개 이상의 팔을 가질 수 있으며, 예를 들면 4, 5 또는 6개의 팔일 때 양호한 결과를 얻을 수 있다. 원할 경우, 중간 블록 부분을 수소화시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시 태양에서, 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리 (스티렌) 공중합체, 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체, 및 이러한 공중합체들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 블록 공중합체에 추가적으로, 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-프로필렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체를 필름에 추가의 성분으로 사용할 수 있다.
A-B-A 또는 A-B-A-B-A와 같은 선형 블록 공중합체는 말단 블록 함량을 기준으로 적절하게 선택하며, 말단 블록 부분이 많은 것이 바람직하다. 폴리스티렌-에틸렌/부틸렌-폴리스티렌 블록 공중합체의 경우, 스티렌의 함량은 약 12 내지 약 30 중량% 정도로 약 10 중량%를 초과하는 것이 적절하다. 스티렌의 함량이 높으면, 폴리스티렌 말단 블록 부분은 일반적으로 비교적 높은 분자량을 갖는다. 상업적으로 시판되는 선형 블록 공중합체의 예는 쉘 케미칼 컴퍼니 (Shell Chemical Company, 텍사스주 휴스톤 소재)사에서 크라톤 (KRATON;상표명) G1659 탄성 수지라는 상품명으로 구매 가능한 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체이다. 크라톤 (KRATON) G1659 탄성 수지는 약 70 중량%의 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체와 약 30 중량%의 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체의 블렌드인 것으로 보고되어 있다. 크라톤 (KRATON) G1659 탄성 수지의 전형적인 성질은 폴리스티렌 블록의 중량%가 약 13 중량% 내지 약 18 중량%이고, 나머지는 폴리(에틸렌-부틸렌) 중간 블록 부분이며, 폴리(에틸렌-부틸렌) 중간 블록 부분의 중량 평균 분자량은 약 100,000 내지 약 130,000의 범위이고, ASTM D-412에 따르면 인장 강도는 제곱 인치당 약 3400 파운드이고, 300% 모듈러스는 제곱 인치당 약 354 파운드이며, 신장율은 약 750인 것으로 보고되어 있다.
블록 공중합체는 일반적으로, 원하는 접착성을 나타내는 필름을 제조하기에 유효한 양으로 필름에 존재하는 것이 좋다. 블록 공중합체가 필름에 너무 적은 양으로 존재하면, 일반적으로 필름의 자체-접착성이 불량하고, 따라서 필름을 일회용 흡수 용품에서 접착성 고정 테이프와 같은 용도에 사용하는 데 제한된다. 블록 공중합체가 필름에 너무 많은 양으로 존재할 경우, 이 필름 역시 일반적으로 자체-접착성이 불량하고, 따라서 일회용 흡수 용품에서의 접착성 고정 테이프와 같은 용도에서는 사용이 제한된다.
블록 공중합체는 일반적으로, 이롭게는 약 30 중량% 내지 약 95 중량%, 더 이롭게는 약 40 중량% 내지 약 95 중량%이고, 적절하게는 약 50 중량% 내지 약 95 중량%, 더욱 적절하게는 약 55 중량% 내지 약 90 중량%, 더더욱 적절하게는 60 중량% 내지 약 85 중량%의 양으로 본 발명의 필름에 존재하고, 여기에서 모든 중량%는 필름에 존재하는 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체의 총 중량을 기준으로 한다. 일반적으로 필름 내 여러가지 성분의 조성비는 필름의 원하는 접착성을 얻는 데 중요하다.
일반적으로 이러한 블록 공중합체는 블록 공중합체의 고무와 비슷한 성질로 인해 필름에 원하는 접착 강도를 제공하므로, 블록 공중합체는 종종 필름을 제조하는 데 사용된다. 그러나, 본 발명의 개선과 관련된 연구 작업의 일부로, 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체 또는 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체와 같은 열가소성 블록 공중합체를 주로 해서 구성된 것으로 제조된 필름은 일반적으로 제한된 자체-접착성을 나타내고, 따라서 일부 접착 용도에는 이와 같은 필름을 사용하지 못하는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 블록 공중합체를 포함하는 필름의 접착성을 향상시키는 것이 바람직하다. 그래서, 본 발명의 향상과 관련된 연구 작업에서는 블록 공중합체를, 바람직한 접착성, 특히 주로 이 블록 공중합체로 구성된 필름과 비교할 때 향상된 접착성을 나타내는 필름을 생성할 수 있는 첨가제와 혼합시켰다. 그러나, 가능성이 있는 다양한 첨가제와의 혼합에서 한 가지 문제점은 블록 공중합체와 첨가제의 혼합물을 필름으로 가공한 후에, 대개는 수많은 이러한 첨가제들이 블록 공중합체의 탄성 중간 블록 부분 또는 열가소성 말단 부분과 회합하거나, 그렇지 않으면 일반적으로, 제조한 필름의 원하는 접착성에 부정적인 영향을 미친다는 것이다.
블록 공중합체의 첨가제로 폴리에틸렌 중합체를 사용하여 필름이 원하는 접착성을 나타내는, 효과적인 결과를 달성하였다. 블록 공중합체와 폴리에틸렌 중합체를 모두 포함하는 필름의 접착성에서의 향상은, 폴리에틸렌 중합체로부터 제조된 필름은 일반적으로 접착성을 나타내지 않는다는 점을 고려할 때 매우 예상밖의 일이다. 따라서, 본 발명의 향상과 관련된 연구 작업의 결과, 주로 개별 성분으로 구성된 것으로 제조된 필름은 대개 바람직하지 않은 자체-접착성을 나타내지만, 열가소성 블록 공중합체, 예컨대 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체 또는 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체, 및 폴리에틸렌 중합체를 포함하는 것으로 제조된 필름은 대체로 바람직한 자체-접착성을 나타내는 것을 발견하였다. 이로써 제한하는 것은 아니지만, 폴리에틸렌 중합체는 일반적으로 두 가지의 다른 기능을 하는 것으로 생각된다. 첫째, 폴리에틸렌 중합체는 두 성분의 혼합물의 열공정 중에 블록 공중합체를 가소화시켜 이 혼합물로 제조된 필름의 경계면을 가로질러 블록 공중합체 사슬 확산을 위한 자유 부피를 증가시키는 것으로 생각된다. 둘째, 폴리에틸렌 중합체는 일반적으로 추가의 확산 종을 두 성분의 혼합물에 가하여 제조된 필름의 경계면을 가로질러 확산되는 추가의 분자 종이 존재하도록 하여, 필름의 자체-접착성을 향상시킨다.
따라서, 본 발명의 필름 내의 제 2 성분은 폴리에틸렌 중합체이다. 폴리에틸렌 중합체는 고밀도 또는 저밀도 중합체일 수 있으며, 일반적으로 선형 또는 가지 중합체일 수 있다. 폴리에틸렌 중합체를 형성시키는 방법은 당업자에게 공지되어 있다. 적절한 폴리에틸렌 중합체는 공지되어 있으며, 예를 들어, 다우 케미칼 컴퍼니 (Dow Chemical Company, 미시간주 미들랜드 소재)사로부터 다우 (Dow) 503A 폴리에틸렌 중합체라는 상품명으로, 또는 퀀텀 케미칼 컴퍼니 (Quantum Chemical Company, 오하이오주 신시내티 소재)사로부터 퀀텀 (Quantum) NA 601 폴리에틸렌 중합체라는 상품명으로 시판된다.
일반적으로, 폴리에틸렌 중합체는 필름이 바람직한 용융 강도, 필름의 기계적 강도, 섬유 가공 및 접착성을 나타내기에 효과적인 중량 평균 분자량과 수 평균 분자량을 나타내는 것이 좋다. 일반적으로, 폴리에틸렌 중합체의 분자량이 너무 높을 경우, 이것은 중합체의 사슬이 심하게 얽히게 되어 폴리에틸렌 중합체를 포함하는 열가소성 조성물이 가공하기 힘들게 될 수 있음을 나타낸다. 반대로 폴리에틸렌 중합체의 분자량이 너무 낮을 경우, 이것은 중합체 사슬이 충분하게 얽히지 않아서, 폴리에틸렌 중합체를 포함하는 열가소성 조성물이 비교적 약한 용융 강도를 나타내어 고속 공정이 매우 어렵게 될 수 있음을 나타낸다.
본 발명의 한 실시 태양에서, 본 발명에서 사용하기에 적합한 폴리에틸렌 중합체는 중량 평균 분자량이 이롭게는 약 1,500 내지 약 2,000,000이고, 더 이롭게는 약 2,000 내지 약 1,000,000이고, 적절하게는 약 5,000 내지 약 100,000이다. 중합체 또는 중합체 블렌드의 중량 평균 분자량은 당업자에게 공지된 방법을 이용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시 태양에서, 본 발명에서 사용하기에 적합한 폴리에틸렌 중합체는 수 평균 분자량이 이롭게는 약 2,000 내지 약 30,000이고, 더 이롭게는 약 3,000 내지 약 20,000이고, 적절하게는 약 5,000 내지 16,000이다. 중합체 또는 중합체 블렌드의 수 평균 분자량은 당업자에게 공지된 방법을 이용하여 측정할 수 있다.
일반적으로, 본 발명에서 사용하기에 적절한 폴리에틸렌 중합체는 용융 온도가 이롭게는 약 100℃ 내지 약 210℃, 더 바람직하게는 약 110℃ 내지 약 190℃이고, 적절하게는 약 120℃ 내지 약 180℃이다.
일반적으로, 본 발명에서 사용하기에 적절한 폴리에틸렌 중합체는 폴리에틸렌 중합체 내 가지의 수가 이롭게는 1000개의 탄소 원자당 약 3개의 가지 내지 1000개의 탄소 원자당 약 50개의 가지가 있는 사슬 가지 정도를 나타낸다. 각 가지에서 탄소 원자의 수는 이롭게는 1 내지 약 10개이다. 폴리에틸렌 중합체의 사슬 가지 빈도 및 길이는 일반적으로 핵 자기 공명 분광기로 측정할 수 있다.
일반적으로 폴리에틸렌 중합체는 필름에서 원하는 접착성을 내기에 효과적인 양으로 필름 내에 존재하는 것이 좋다. 폴리에틸렌 중합체가 필름에 너무 적은 양으로 존재할 경우, 이 필름은 일반적으로 자체-접착성이 불량하고, 따라서 필름을 일회용 흡수 용품에서 접착성 고정 테이프와 같은 용도에 사용하는 데 제한이 된다. 폴리에틸렌 중합체가 필름 내에 너무 많은 양으로 존재할 경우, 이 필름 역시 일반적으로 자체-접착성이 불량하고, 따라서 필름을 일회용 흡수 용품에서 접착성 고정 테이프와 같은 용도에 사용하는 데 제한이 된다.
따라서, 폴리에틸렌 중합체는 이롭게는 5 중량% 내지 약 70 중량%, 더 이롭게는 약 5 중량% 내지 약 60 중량%, 적절하게는 약 5 중량% 내지 약 50 중량%, 더욱 적절하게는 약 10 중량% 내지 약 45 중량%, 더더욱 적절하게는 약 15 중량% 내지 약 40 중량%의 중량으로 본 발명의 필름에 존재하고, 여기에서 모든 중량%는 필름 내에 존재하는 폴리에틸렌 중합체 및 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로 한다. 일반적으로 이 필름 내 여러가지 성분의 조성비는 필름의 원하는 접착성을 얻는 데 중요하다.
본 발명의 필름의 주요한 성분이 상기에서 서술되었지만, 이러한 필름은 여기에 제한되지 않고 필름의 원하는 성질에 유해한 영향을 미치지 않는 다른 성분을 포함할 수 있다. 추가 성분으로 사용될 수 있는 물질의 예로는 비제한적으로 무정형 폴리(알파 올레핀), 안료, 항산화제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 유동 촉진제, 고상 용매, 가소제, 기핵제, 입상화제, 및 필름의 가공성을 향상시키기 위해 첨가하는 물질을 들 수 있다. 이러한 추가의 성분을 필름에 포함할 경우, 일반적으로 이러한 추가 성분은 이롭게는 약 5 중량% 이하, 더 이롭게는 약 3 중량% 이하, 적절하게는 약 1 중량% 이하이며, 여기에서 모든 중량%는 필름 내에 존재하는 폴리에틸렌 중합체 및 블록 공중합체의 총 중량을 기준으로 한다.
일반적으로 본 발명의 필름은 단순하게 블록 공중합체와 폴리에틸렌 중합체, 및 사용한다면, 임의의 추가 성분의 가공된 혼합물이다. 본 발명의 필름에서 원하는 성질을 획득하기 위해서는, 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체가 상당량 서로 반응하지 않은 채로 남아 있어서, 이러한 성분의 임의의 것을 포함하는 공중합체가 형성되지 않는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 그러므로, 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체가 개별적으로 필름의 구분된 성분으로 존재한다. 여러 성분이 대부분 반응하지 않은 채로 남아 있는지를 측정하기 위해서, 핵 자기 공명 및 적외선 분석과 같은 기술을 이용하여 최종 제조된 필름의 화학적 특성을 평가할 수 있다.
일반적으로 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체는 각각 이 성분들로부터 제조된 필름 내에서 별도의 구간 또는 영역을 형성한다. 그러나, 여러가지 개별 성분의 사용되는 상대적인 양에 따라, 열가소성 조성물에 비교적 많은 양으로 존재하는 성분으로부터는 거의 연속적인 상이 형성될 수 있다. 반대로, 필름에 비교적 적은 양으로 존재하는 성분은 거의 불연속적인 상을 형성하여, 더 지배적인 성분의 연속적인 상 중에 별도의 구간 또는 영역을 형성할 수 있고, 더 지배적인 성분의 연속적인 상은 그 구조 내에 덜 지배적인 성분을 실질적으로 둘러싸고 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "둘러싸다 (encase)", 및 이와 관계된 용어는 더 지배적인 성분의 연속적인 상이 덜 지배적인 성분의 별도의 구간 및 영역을 실질적으로 에워싸거나 둘러싸는 것을 의미하려는 의도이다.
본 발명의 한 실시 태양에서, 블록 공중합체와 폴리에틸렌 중합체를 건식 혼합하여 건조한 혼합물을 만든 후, 이 건조한 혼합물을 이롭게는 흔들거나 교반시키거나, 아니면 블렌드시켜 성분들을 효과적으로 균일하게 혼합하여 거의 균질하고 건조한 혼합물을 형성시킨다. 그런 다음, 건조한 혼합물을 압출기 등에서 용융 블렌드시켜 효과적으로 균일하게 혼합하여 거의 균질한 용융 혼합물을 형성시킬 수 있다. 거의 균질한 용융 혼합물을 냉각시켜 펠렛화시킬 수 있다. 이와는 달리, 거의 균질한 용융 혼합물을 필름으로 형성시키거나 곧바로 필름을 형성시키는 다른 장치로 보낼 수 있다. 본 발명의 성분들을 함께 혼합시키는 또다른 방법이 가능할 수 있으며, 당업자들은 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 성분들을 혼합시키는 또다른 방법은 먼저 블록 공중합체를 압출기에 넣은 후, 폴리에틸렌 중합체를 그 압출기에 가하여, 두 성분이 압출기 내에서 효과적으로 혼합되는 것을 포함한다. 또한, 애초에 두 성분을 동시에 혼합 용융시키는 것도 가능하다. 본 발명의 성분들을 혼합시키는 또다른 방법이 가능할 수 있으며, 당업자들은 쉽게 알 수 있을 것이다.
압출된 열가소성 조성물을 필름 형태에서 주변 온도로 냉각시키는 공정은 일반적으로, 그대로 두거나 주변 온도 또는 대략 주변 온도의 공기를 압출된 필름 상에 불어주어 압출된 필름이 냉각되도록 함으로써 달성된다.
일반적으로 블록 공중합체 또는 폴리에틸렌 중합체를 포함하는 열가소성 조성물의 용융 또는 연화 온도는 전형적으로 대부분의 공정을 행하는 범위 내에 있는 것이다. 따라서, 일반적으로 열가소성 조성물의 용융 또는 연화 온도는 이롭게는 약 25℃ 내지 약 350℃, 더욱 이롭게는 약 50℃ 내지 약 300℃, 적절하게는 약 60℃ 내지 200℃이다.
블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체는 각각 용융 가공 가능한 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체는 각각 용융 흐름 속도가 이롭게는 약 1 g/10분 내지 약 600 g/10분, 적절하게는 약 5 g/10분 내지 약 200 g/10분이며, 더욱 적절하게는 약 10 g/10분 내지 약 150 g/10분을 나타내는 것이 바람직하다. 재료의 용융 흐름 속도는 ASTM 테스트 방법 D1238-E와 같은 테스트 방법으로 측정할 수 있다.
열가소성 조성물을 열적으로 가공하기 위한 전형적인 조건은 이롭게는 약 100 초-1내지 약 50000초-1이고, 더 이롭게는 약 500초-1내지 약 5000초-1, 적절하게는 약 1000초-1내지 약 3000초-1, 가장 적절하게는 약 1000초-1의 전단율을 사용하는 것을 포함한다. 또한, 이 성분들을 열적으로 가공하기 위한 전형적인 조건은 이롭게는 약 100℃ 내지 약 500℃, 더 이롭게는 약 150℃ 내지 약 300℃, 적절하게는 약 175℃ 내지 약 250℃이고 적절하게는 약 200℃의 온도를 사용하는 것을 포함한다.
본 발명의 필름은 일반적으로, 필름이 본 명세서에 기재하는 바와 같은 원하는 접착성을 나타내는 한 임의의 크기 또는 치수일 수 있다.
일반적으로 본 발명의 필름은, 특히 블록 공중합체만 포함하는 필름 또는 폴리에틸렌 중합체만 포함하는 필름과 비교할 때 향상된 접착성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 특히, 본 발명의 필름은 자체-접착 강도의 피크 부하에서 증가를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하가 너무 낮을 경우, 필름은 일반적으로 일회용 흡수 용품에서 접착성 고정 테이프와 같은 특정의 원하는 접착 용도에 적절하지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 자체-접착 강도의 피크 부하는 그 자체로부터 필름을 분리하는 데 필요한 힘을 나타내려는 의도이다. 필름을 접착 물질로 사용한다면, 자체-접착 강도의 피크 부하는 특정 용도에서의 필요한 접착 강도를 충족시켜야 한다. 예를 들어, 이 필름을 일회용 흡수 용품에서 접착성 고정 시스템으로 사용할 경우, 자체-접착 강도의 피크 부하는 사용하는 동안 패스너의 흔히 팝-열림 (pop-open)이라 칭하는 열림을 방지할 만큼 충분히 높아야 한다.
따라서, 일반적으로 필름은 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 이롭게는 필름 너비 1 인치당 약 400 g (필름 너비 1 cm 당 약 157 g) 이상, 더욱 이롭게는 필름 1 인치당 약 450 g (필름 너비 1 cm 당 약 177 g) 이상, 적절하게는 필름 너비 1 인치당 약 500 g (필름 너비 1 cm 당 약 197 g) 이상, 더욱 적절하게는 필름 너비 1 인치당 약 550 g (필름 너비 1 cm 당 약 217 g) 이상에서 필름 너비 1 인치당 약 2000 g (필름 너비 1 cm 당 약 787 g)까지이다. 필름 샘플의 자체-접착 강도의 피크 부하 값을 측정하는 방법은 하기에 실시예를 통해 설명한다.
본 발명의 한 실시태양에서, 필름은 자체-접착 강도의 피크 부하 값이, 대부분 블록 공중합체로 구성된 것을 제외하고는 거의 동일한 필름이 나타내는 자체-접착 강도의 피크 부하 값의 이롭게는 약 1.5 배, 더 이롭게는 약 1.75 배, 및 적절하게는 약 2.0 배를 나타낸다.
본 명세서에서 사용하는 용어, "대부분 블록 공중합체로 구성된 것을 제외하고는 거의 동일한 필름" 및 기타 비슷한 용어는 본 발명의 필름과 비교할 때, 본 명세서에 기재된 폴리에틸렌 중합체를 포함하지 않거나, 이와 함께 제조되지 않고, 대신에 본 발명의 필름에서 사용되는 폴리에틸렌 중합체의 양과 거의 동일한 양의 블록 공중합체를 추가로 포함하는 것을 제외하고는, 거의 동일한 물질 및 거의 동일한 공정으로 제조된 대조 필름을 지칭하려는 의도이다. 따라서, 임의의 폴리에틸렌 중합체가 들어 있지 않은 것을 제외하고는 거의 동일한 필름, 및 본 발명의 필름은 대체로 거의 동일한 기본 중량을 갖는다. 폴리에틸렌 중합체를 포함하지 않으므로, 이 점을 제외하고는 거의 동일한 필름은 일반적으로, 본 발명의 필름과 비교할 때 본 명세서에 기재된 원하는 접착성을 나타내지 않는다.
본 발명의 필름은 일반적으로, 특히 블록 공중합체만을 포함하는 필름과 비교할 때 증가된 결정성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 필름의 결정성이 너무 높을 경우, 일반적으로 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 낮아서, 이 필름은 일회용 흡수 용품에서 접착성 고정 테이프와 같은 특정의 원하는 접착 용도에 적절하지 않다.
따라서, 일반적으로 필름의 결정성 백분율 값이 이롭게는 약 0% 내지 약 15%, 더 이롭게는 약 1% 내지 약 15%, 적절하게는 약 2% 내지 약 10%이고, 더욱 적절하게는 약 3% 내지 약 10%인 것이 바람직하다. 필름 샘플의 결정성 백분율 값을 측정하는 방법은 하기에 실시예를 통해 설명한다.
본 발명의 필름은 바람직하게는 필름을 일회용 흡수 용품에 사용하는 데 유효한 탄성 모듈러스와 같은 탄성 성질을 나타내는 것이 좋다. 필름의 탄성 모듈러스 값은 필름을 연신 (stretch)시키기 위해 필요한 초기 힘의 양을 나타내는 것이며, 따라서 일반적으로 필름의 강성도를 나타낸다. 필름의 탄성 모듈러스가 너무 낮지 않아서 사용자가 느끼기에 필름이 매우 부드러운 것이 좋다. 또한, 필름의 탄성 모듈러스가 너무 높지 않아서 사용하는 동안 필름이 변형되는 데 필요한 초기 힘이 큰 것이 좋다. 양호한 자체-접착성을 지닌 필름에 있어서, 필름의 탄성 모듈러스가 제곱 센티미터당 약 1×104다인 (dyne) 내지 제곱 센티미터당 약 1×107다인인 것이 바람직하다.
본 발명의 필름은 기저귀, 성인 실금용 용품, 및 침대 패드와 같은 일회용 흡수 용품; 생리대 및 탐폰과 같은 생리 용품; 및 와이프, 턱받이, 및 수술용 케이프 또는 커튼과 같은 다른 흡수 용품을 비롯한 일회용 제품에 사용하기에 적합하다. 따라서, 또다른 측면에서, 본 발명은 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체로부터 제조된 본 발명의 필름을 포함하는 일회용 흡수 용품에 관한 것이다. 일회용 흡수 용품에 사용할 경우, 일반적으로 필름은 본 명세서에 기재한 바와 같은 원하는 접착성을 나타내는 것이 좋다.
본 발명의 한 실시 태양에서, 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체는 다성분 필름을 형성시킨다. 단지 예시할 목적으로, 본 발명은 두 개의 성분만을 포함한 다성분 필름에 대해 기재할 것이다. 그러나, 본 발명의 범위는 두 개 이상의 성분을 함유하는 필름을 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 한 실시 태양에서, 본 발명의 필름은 접착성 고정 테이프를 형성시키는 데 사용할 수 있다.
본 발명의 필름은 단독으로 사용하거나, 다른 필름 또는 부직 탄성 구조물과 같은 다른 재료와 혼합하여 본 발명의 필름을 더 큰 복합 구조물 내에서 별도 층 또는 개별 구역 또는 영역으로 사용할 수 있다. 본 발명의 필름은 접착체를 사용하거나, 또는 단순히 다른 재료를 함께 적층시켜 복합 재료를 스티칭 (stitching)하여 함께 묶거나, 열 또는 압력을 가하는 등 당업자에게 공지된 방법으로 다른 재료와 결합할 수 있다. 본 발명의 필름은 또한 일회용 흡수 용품에 사용하기 위한 복합 필름의 코팅되거나 공-압출되는 성분으로도 사용할 수 있다.
본 발명의 한 실시 태양에서, 액체-투과성 상부 시트, 액체-투과성 상부 시트에 부착된 배면 시트, 및 액체-투과성 상부 시트와 배면 시트 사이에 위치하는 흡수 구조물로 이루어지고, 본 발명의 필름은 일회용 흡수 용품을 착용자에게 또는 주변에 고정시키기 위한 고정 테이프로서의 용도를 위해서 배면 시트에 부착되는 일회용 흡수 용품을 제공한다.
일반적으로 사용하는 동안 본 발명의 모든 측면에 따른 일회용 흡수 용품에, 체액이 여러번 배출될 수 있다. 따라서, 사용하는 동안에, 일회용 흡수 용품은 바람직하게는 노출되는 여러번 배출되는 양을 흡수할 수 있어야 한다. 이러한 배출물은 일반적으로는 일정한 시간을 두고 서로 분리된다.
＜테스트 방법＞
자체-접착 강도의 피크 부하
필름 샘플을 길이 약 6.0 인치 (약 15.2 cm), 너비 약 1 인치 (약 2.5 cm), 및 두께 약 10 밀 (약 250 μm)로 제조하였다. 이 필름 샘플을 반으로 접어서, 그 자체 상에서 배열하여, 길이 약 3.0 인치 (약 7.6 cm), 너비 약 1 인치 (약 2.5 cm), 및 두께 약 20 밀(mil) (약 500 μm)의 두 층의 필름 복합재를 만들었다.
필름 복합재의 접은 말단으로부터 약 0.125 인치 (약 0.32 cm) 거리에서, 선 B를 필름 상부에 그린다. 선 B로부터 필름 복합재의 접히지 않은 말단 C 쪽으로 약 1.0 인치 (약 2.5 cm) 거리에 접히지 않은 말단 C의 끝에서부터 약 1.875 인치 (약 4.8 cm) 위치에 있도록 선 A를 그린다. 가위를 사용하여 필름 복합재를 선 B를 따라 절단하여, 길이 약 2.875 인치 (약 7.3 cm), 너비 약 1 인치 (약 2.5 cm), 및 두께 약 20 밀 (약 500 μm)인 두 층의 필름 복합재를 얻는다.
기계적으로 작동되는 4.5 파운드 (약 2.0 kg)의 롤러로 필름 복합재 샘플의 길이를 따라 각 종방향으로 한 번씩 필름 복합재 샘플 상에서 감는다. 필름 복합재의 접히지 않은 말단 C에 있는 두 개의 필름 층을 손으로 나누어 두 층의 분리된 곳이 선 A에 닿게 하여, 필름 층은 여전히 서로 선 A와 선 B 사이에서 길이 약 1.0 인치 (약 2.5 cm)가 접촉되어 있도록 한다.
MTS 시스템 코퍼레이션 (MTS System Corporation, 미네소타주 에덴 프래리 소재) 사로부터 신테크 (SINTECH;상표명) 모델 M 4011 인장 테스터라는 상품명으로 시판되는 인장 테스터를 사용하여 필름 복합재의 접착성을 평가하였다. 인장 테스터의 상부와 하부 클램프를 약 2 인치 (약 5.1 cm) 떨어뜨려 놓았다. 필름 복합재의 별도의 층 중 하나를 인장 테스터의 상부 클램프에 고정시키고, 필름 복합재의 나머지 별도의 층을 인장 테스터의 하부 클램프에 고정시켰다. 그런 다음, 표준 T-필 (peel) 테스트를 필름 복합재 상에서 행하고, 인장 테스터를 분당 약 12 인치 (약 30.5 cm)의 클램프 분리 속도에서 작동시켰다. 측정하는 동안에 필름 샘플에 의해서 나타나는 힘의 피크 부하 (필름 샘플의 단위 너비 당 힘 (g))를 기록하였다. 평가 동안 필름 샘플에 의해 나타난 힘의 피크 부하를 필름 샘플의 자체-접착 강도의 피크 부하 값 (필름 샘플의 단위 너비 당 힘 (g))으로 기록하였다.
결정성 백분율
필름 샘플의 결정성 백분율은 TA 인스트루먼츠 인크 (TA Instruments Inc., 델라웨어주 뉴 캐슬 소재)사로부터 열 분석 모델 2100 시차 주사 열량기라는 상품명으로 구매 가능하고 액체 질소 냉각 부속품을 장치한 시차 주사 열량기와 함께 열 분석 2200 분석 소프트웨어 (버전 8.10) 프로그램을 사용하여 측정하였다. 시차 주사 열량계를 사용하는 원리는 당업자에게 공지되어 있으며, 적절한 설명을 문헌 [L. H. Sperling, "Introduction to Physical Polymer Science", John Wiley ＆ Sons, Inc., 1992, pp 320-323]에서 찾아볼 수 있다.
필름 샘플의 시차 주사 열량 곡선을 질소 대기하, 약 -120℃ 내지 약 150℃의 온도 범위에서 기록하였다. 평가한 필름 샘플은 두께 약 10 밀 (약 250 μm), 길이 약 0.25 인치 (약 0.63 cm), 및 너비 약 0.125 인치 (약 0.31 cm)였다. 필름 샘플을 직접 취급하는 것보다는 핀셋 및 기타 도구를 사용하여 결과에 오차를 가져올 만한 임의의 것이 가해지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 필름 샘플을 알루미늄 팬에 놓고, 정확도 0.01 mg으로 분석 저울에서 칭량하였다. 필요할 경우, 팬 상의 필름 위로 덮개를 수축시켰다. 시차 주사 열량계 안내서에 기재된 대로 시차 주사 열량계를 인듐 금속 표준으로 보정하고 기준선을 수정하였다. 테스트를 위하여 필름 샘플을 시차 주사 열량계의 테스트 챔버에 놓고, 비어 있는 팬을 기준으로 사용하였다. 모든 테스트는 테스트 챔버 상에서 55 입방 센티미터/분의 속도로 질소 (공업용 등급) 퍼징하면서 행하였다.
먼저, 필름 샘플을 시차 주사 열량계에 놓고, 약 -120℃의 온도에서 평형을 이루도록 냉각시켰다. 그런 다음, 필름 샘플을 약 20℃/분의 가열 속도로 약 150℃까지 가열하였다. 그런 후, 필름 샘플을 약 150℃에서 약 1분 동안 유지하였다. 필름 샘플을 분당 약 20℃의 냉각 속도로 약 -120℃까지 냉각시켰다. 필름 샘플을 약 -120℃에서 약 1분 동안 유지하였다. 그런 다음, 필름 샘플을 약 10℃/분의 가열 속도로 약 150℃까지 가열하고, 그 동안 시차 주사 열량법의 열분석 곡선을 컴퓨터와 컴퓨터 프린터를 사용하여 기록하였다.
필름 샘플의 용융 (ΔHm)의 흡열 (필름 샘플 1 그램당 줄의 단위)을 약 110℃의 온도에서 측정하였다. 필름 샘플의 용융의 흡열을 흡열 피크의 면적을 적분하여 측정하였다. 그 값은 흡열 면적을 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 J/g의 단위로 환산하여 측정하였다. 필름 샘플의 결정성 백분율은, 약 110℃에서의 필름 샘플의 용융의 흡열 값을, 100% 결정성을 갖는, 주로 폴리에틸렌 중합체로 구성된 필름 샘플의 약 110℃에서의 용융의 흡열 값으로 취한 293 J/g으로 나누어서 측정하였다. 각 필름 샘플에 대해서, 두 번씩의 시차 주사 열량법 평가를 행하고, 얻은 두 개의 결정성 백분율 값을 평균하였으며, 그 평균 결정성 백분율 값을 하기 실시예에 제시하였다.
＜실시예 1＞
스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 쉘 케미칼 컴퍼니 (Shell Chemical Company, 텍사스주 휴스턴 소재)사로부터 상품명 크라톤 (KRATON) G1659 탄성 수지를 구입하였다. 크라톤 (KRATON) G1659 탄성 수지는 약 70 중량%의 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체와 약 30 중량%의 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체의 블렌드인 것으로 보고되어 있다. 크라톤 (KRATON) G1659 탄성 수지의 전형적인 성질은 폴리스티렌 블록의 중량%가 약 13 중량% 내지 약 18 중량%이고, 나머지는 폴리(에틸렌-부틸렌) 중간 블록 부분이며, 폴리(에틸렌-부틸렌) 중간 블록 부분의 중량 평균 분자량은 약 100,000 내지 약 130,000의 범위이고, ASTM D-412에 따르면 인장 강도는 제곱 인치당 약 3400 파운드이고, 제곱 인치당 약 354 파운드의 300% 모듈러스를 가지며, 신장율은 약 750인 것으로 보고되어 있다.
폴리에틸렌 중합체는 퀀텀 케미칼 컴퍼니 (Quantum Chemical Company, 오하이오주 신시내티 소재)사로부터 수평균 분자량이 약 7,100이고, 중량 평균 분자량이 약 26,700이며, 150℃에서의 브루크필드 (Brookfield) 점도가 약 8,500 센티포아즈 (ASTM D 3236에 따라 측정함)이고, 190℃에서의 브루크필드 점도가 약 3300 센티포아즈 (ASTM D 3236에 따라 측정함)이며, 밀도가 약 0.903 g/cm3(ASTM D 1505에 따라 측정함)이고, 등가 용융 지수가 약 2000 g/10분 (ASTM D 1238에 따라 측정함)이고, 고리-및-볼 연화점이 약 102℃ (ASTM E 28에 따라 측정함)이고, 인장 강도가 제곱 인치당 약 850 파운드 (약 597,600 kg/m2) (ASTM D 638에 따라 측정함)이고, 신장율이 약 90% (ASTM D 638에 따라 측정함)인 것으로 보고된 상품명 퀀텀 (Quantum) NA 601 폴리에틸렌 중합체를 구입하였다.
다양한 중량%의 블록 공중합체와 폴리에틸렌 중합체의 혼합물을 제조하고, 하크 컴퍼니 (Haake Company, 뉴저지주 파라무스 소재)사로부터 구매한 상품명 하크 TW 100 이축 압출기를 사용하여 필름으로 압출하였다. 두께가 약 10 밀 (약 250 μm)의 압출된 필름을 제조하였다. 필름 샘플을 제조하는 데 사용된 가공 조건은 압출기를 따라 제조자에 의해 표시된 위치 1, 2, 3, 4를 각각 약 170℉ (77℃), 180℉ (82℃), 180℉ (82℃), 및 190℉ (88℃)의 온도에 맞추어 사용하는 것을 포함한다. 이 필름에 대해 자체-접착 강도의 피크 부하값 및 결정성 백분율 값을 측정하였다. 제조한 필름 샘플의 조성 및 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 번호 블록 공중합체의중량% 폴리에틸렌 중합체의중량 % 자체-접착 강도의 피크 부하 값(g) 결정성 백분율
* 샘플 1 100% 0% 277.0 0
샘플 2 90% 10% 405.1 1.81
샘플 3 80% 20% 524.4 3.82
샘플 4 70% 30% 553.7 7.91
샘플 5 65% 35% 597.0 --
샘플 6 60% 40% 617.4 7.93
* 본 발명의 실시예 아님.
＜실시예 2＞
스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 쉘 케미칼 컴퍼니 (Shell Chemical Company, 텍사스주 휴스턴 소재)사로부터 상품명 크라톤 (KRATON) G1659 탄성 수지를 구입하였다. 크라톤 (KRATON) G1659 탄성 수지는 약 70 중량%의 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체와 약 30 중량%의 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체의 블렌드인 것으로 보고되어 있다. 크라톤 (KRATON) G1659 탄성 수지의 전형적인 성질은 폴리스티렌 블록의 중량%가 약 13 중량% 내지 약 18 중량%이고, 나머지는 폴리(에틸렌-부틸렌) 중간 블록 부분이며, 폴리(에틸렌-부틸렌) 중간 블록 부분의 중량 평균 분자량은 약 100,000 내지 약 130,000의 범위이고, ASTM D-412에 따르면 인장 강도는 제곱 인치당 약 3400 파운드이고, 300% 모듈러스는 제곱 인치당 약 354 파운드이고, 신장율은 약 750인 것으로 보고되어 있다.
폴리에틸렌 중합체를 다우 케미칼 컴퍼니 (Dow Chemical Company, 미시간주 미들랜드 소재)사로부터 수평균 분자량이 약 15,600, 중량 평균 분자량이 약 68,500, 브루크필드 점도가 약 150℃에서는 약 8500 센티포아즈이고 약 190℃에서는 약 3300 센티포아즈 (ASTM D 3236에 따라 측정함), 밀도가 약 0.903 g/cm3(ASTM D 1505에 따라 측정함)이고, 용융 흐름 지수가 약 2000 g/10분 (ASTM D 1238에 따라 측정함)이고, 고리-및-볼 연화점이 약 102℃ (ASTM E-28에 따라 측정함), 인장 강도가 제곱 인치당 약 850 파운드 (ASTM D-638에 따라 측정함)이고, 신장율이 약 90% (ASTM D-638에 따라 측정함)인 것으로 보고되어 있는 상품명 다우 503A 폴리에틸렌 중합체를 구입하였다.
다양한 중량%의 블록 공중합체와 폴리에틸렌 중합체의 혼합물을 제조하고, 하크 컴퍼니 (Haake Company, 뉴저지주 파라무스 소재)사로부터 구매한 상품명 하크 TW 100 이축 압출기를 사용하여 필름으로 압출하였다. 두께 약 10 밀 (약 250 μm)의 압출된 필름을 제조하였다. 필름 샘플을 제조하는 데 사용된 가공 조건은 압출기를 따라 제조자에 의해 표시된 위치 1, 2, 3, 4를 각각 약 170℉ (77℃), 180℉ (82℃), 180℉ (82℃), 및 190℉ (88℃)의 온도에 맞추어 사용하는 것을 포함한다. 이 필름에 대해 자체-접착 강도의 피크 부하 값 및 결정성 백분율 값을 측정하였다. 제조한 필름 샘플의 조성 및 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 번호 블록 공중합체의중량% 폴리에틸렌 중합체의중량 % 자체-접착 강도의 피크 부하 값(g) 결정성 백분율
* 샘플 7 100% 0% 277.0 0
샘플 8 90% 10% 474.2 2.82
샘플 9 80% 20% 510.0 7.32
*샘플 10 70% 30% 261.4 9.90
*샘플 11 60% 40% 29.2 11.09
* 본 발명의 실시예 아님.
당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 본 발명이 많은 개질 및 변형이 가능함을 알 것이다. 따라서, 상기의 상세한 설명 및 그에 이은 실시예는 단지 예시하기 위한 것이고, 본 발명의 범위는 하기의 특허 청구의 범위를 어떤 방식으로든 제한하려는 의도는 없다.

Claims (24)

  1. a. 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체, 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체, 및 이러한 공중합체의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 블록 공중합체와
    b. 폴리에틸렌 중합체
    의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하고, 여기에서 블록 공중합체는 필름 내에 약 30 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체는 필름 내에 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 중량으로 존재하고, 모든 중량%는 필름 내에 존재하는 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체의 총 중량을 기준으로 하며, 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 필름 너비 1 인치당 약 400 g 이상인 접착성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 필름 너비 1 인치당 약 450 g 이상인 접착성 필름.
  3. 제2항에 있어서, 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 필름 너비 1 인치당 약 500 g 이상인 접착성 필름.
  4. 제1항에 있어서, 블록 공중합체가 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체와 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체의 혼합물인 접착성 필름.
  5. 제1항에 있어서, 블록 공중합체가 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체인 접착성 필름.
  6. 제1항에 있어서, 블록 공중합체가 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체인 접착성 필름.
  7. 제1항에 있어서, 폴리에틸렌 중합체의 중량 평균 분자량이 약 1,500 내지 약 2,000,000인 접착성 필름.
  8. 제1항에 있어서, 블록 공중합체가 필름 내에 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체가 필름 내에 약 5 중량% 내지 약 60 중량%의 중량으로 존재하는 접착성 필름.
  9. 제8항에 있어서, 블록 공중합체가 필름 내에 약 50 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체가 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 중량으로 존재하는 접착성 필름.
  10. 제1항에 있어서, 폴리에틸렌 중합체의 중량 평균 분자량이 약 1,500 내지 약 2,000,000이고, 블록 공중합체가 필름 내에 약 50 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체가 필름 내에 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 중량으로 존재하며, 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 필름 너비 1 인치당 약 400 g 이상을 나타내는 접착성 필름.
  11. 제1항에 있어서, 필름의 결정성 백분율 값이 0% 내지 약 15%인 접착성 필름.
  12. 제10항에 있어서, 필름의 결정성 백분율 값이 0% 내지 약 15%인 접착성 필름.
  13. 액체-투과성 상부 시트, 액체-투과성 상부 시트에 부착된 배면 시트, 액체-투과성 상부 시트와 배면 시트 사이에 위치하는 흡수 구조물, 및 배면 시트에 부착된 접착성 필름을 포함하고, 여기에서 접착성 필름이
    a. 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체, 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체, 및 이러한 공중합체의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 블록 공중합체와
    b. 폴리에틸렌 중합체
    의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하고, 여기에서 블록 공중합체가 필름 내에 약 30 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체가 필름 내에 약 5 중량% 내지 약 70 중량%의 중량으로 존재하고, 모든 중량%는 필름 내에 존재하는 블록 공중합체 및 폴리에틸렌 중합체의 총 중량을 기준으로 하며, 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 필름 너비 1 인치당 약 400 g 이상인 일회용 흡수 용품.
  14. 제13항에 있어서, 접착성 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 필름 너비 1 인치당 약 450 g 이상인 일회용 흡수 용품.
  15. 제14항에 있어서, 접착성 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 필름 너비 1 인치당 약 500 g 이상인 일회용 흡수 용품.
  16. 제13항에 있어서, 블록 공중합체가 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체와 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체의 혼합물인 일회용 흡수 용품.
  17. 제13항에 있어서, 블록 공중합체가 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌)-co-폴리(스티렌) 공중합체인 일회용 흡수 용품.
  18. 제13항에 있어서, 블록 공중합체가 폴리(스티렌)-co-폴리(에틸렌-부틸렌) 공중합체인 일회용 흡수 용품.
  19. 제13항에 있어서, 폴리에틸렌 중합체의 중량 평균 분자량이 약 1,500 내지 약 2,000,000인 일회용 흡수 용품.
  20. 제13항에 있어서, 블록 공중합체가 접착성 필름 내에 약 40 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체가 접착성 필름 내에 약 5 중량% 내지 약 60 중량%의 중량으로 존재하는 일회용 흡수 용품.
  21. 제20항에 있어서, 블록 공중합체가 접착성 필름 내에 약 50 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체가 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 중량으로 존재하는 일회용 흡수 용품.
  22. 제13항에 있어서, 폴리에틸렌 중합체의 중량 평균 분자량이 약 1,500 내지 약 2,000,000이고, 블록 공중합체가 접착성 필름 내에 약 50 중량% 내지 약 95 중량%의 중량으로 존재하고, 폴리에틸렌 중합체가 접착성 필름 내에 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 중량으로 존재하며, 접착성 필름의 자체-접착 강도의 피크 부하 값이 필름 너비 1 인치당 약 400 g 이상을 나타내는 일회용 흡수 용품.
  23. 제13항에 있어서, 접착성 필름의 결정성 백분율 값이 0% 내지 약 15%인 일회용 흡수 용품.
  24. 제22항에 있어서, 접착성 필름의 결정성 백분율 값이 0% 내지 약 15%인 일회용 흡수 용품.
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