KR20130106346A - 생분해성 필름 - Google Patents

생분해성 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR20130106346A
KR20130106346A KR1020137001362A KR20137001362A KR20130106346A KR 20130106346 A KR20130106346 A KR 20130106346A KR 1020137001362 A KR1020137001362 A KR 1020137001362A KR 20137001362 A KR20137001362 A KR 20137001362A KR 20130106346 A KR20130106346 A KR 20130106346A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
starch
biodegradable
weight
acid
Prior art date
Application number
KR1020137001362A
Other languages
English (en)
Inventor
보 시
제임스 에이치 왕
Original Assignee
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. filed Critical 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Publication of KR20130106346A publication Critical patent/KR20130106346A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B46/00—Surgical drapes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B46/00—Surgical drapes
    • A61B46/40—Drape material, e.g. laminates; Manufacture thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/15203—Properties of the article, e.g. stiffness or absorbency
    • A61F13/15252—Properties of the article, e.g. stiffness or absorbency compostable or biodegradable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/225—Mixtures of macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/62—Compostable, hydrosoluble or hydrodegradable materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/64—Use of materials characterised by their function or physical properties specially adapted to be resorbable inside the body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016—Plasticisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C08L3/10—Oxidised starch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00004—(bio)absorbable, (bio)resorbable, resorptive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/51—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the outer layers
    • A61F2013/51002—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the outer layers with special fibres
    • A61F2013/51023—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the outer layers with special fibres being polymeric fibres
    • A61F2013/51035—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the outer layers with special fibres being polymeric fibres being biodegradable, e.g. Rayon, polylactate, dioxanone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4825—Polysaccharides or cellulose materials, e.g. starch, chitin, sawdust, wood, straw, cotton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2303/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2303/04—Starch derivatives
    • C08J2303/10—Oxidised starch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2400/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2400/16—Biodegradable polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

시간이 경과함에 따라 통합성을 잃는다는 점에서 생분해성인 필름이 제공된다. 생분해성 필름은 1종 이상의 생분해성 폴리에스테르를 포함하는, 필름의 약 1 중량% 내지 약 49 중량%를 구성하는 매트릭스 상, 및 1종 이상의 산화 전분 및 1종 이상의 가소제를 포함하는, 필름의 약 46 중량% 내지 약 75 중량%를 구성하는 분산상을 포함하며, 분산상은 매트릭스 상 내에 분산되어 있고, 필름 내 매트릭스 상의 중량%가 필름 내 분산상의 중량% 보다 작다. 본 발명에서 필름의 바람직한 특성은 필름 구조의 각종 측면, 예를 들어, 사용되는 성분들의 특성, 각 성분의 상대적인 양 및 필름이 형성되는 방식 등을 선택적으로 조절함으로써 얻어질 수 있다.

Description

생분해성 필름 {BIODEGRADABLE FILMS}
필름은 기저귀, 생리대, 성인 실금자용 의류, 밴드 등과 같은 각종 일회용 제품에 널리 사용된다. 예를 들어, 다수의 생리대는 그것을 착용자의 내의에 부착시켜 신체에 위치 고정될 수 있도록 하기 위해 생리대의 배면 (신체 접촉면 반대쪽의 제품 표면)에 접착제 띠를 갖는다. 사용 전에 접착제 띠는 벗겨내는 형식의 박리형 라이너에 의해 보호되어 있다. 벗겨내는 형식의 박리형 라이너는 일단 제거되면 폐기되어야 한다. 일회용 의류에 유용한 필름의 다른 예는 성인 및 여성용 패드 및 라이너용의 배플 (baffle) 필름, 기저귀 및 배변훈련용 팬츠의 외측커버 필름, 및 일회용 의류 제품의 제품 백 (bag)에 사용되는 포장용 필름을 포함한다. 그러나, 그러한 필름은 생분해성이 아닐 수도 있다. 또는, 그러한 필름이 생분해성이라 할 지라도, 일회용 제품에서 그러한 필름의 유용성을 제한하는 다량의 고가 성분들을 포함할 수 있다.
생분해성 폴리에스테르 및 열가소성 전분을 포함하는 생분해성 필름이 제조되어 왔지만, 그와 같은 필름은 가공상 및/또는 성능상 문제점의 발생을 방지하기 위하여 일반적으로 열가소성 전분보다 많은 양의 폴리에스테르를 포함한다. 그러나, 그와 같은 필름은 생분해성 폴리에스테르가 일반적으로 고가이기 때문에 일회용 제품에 사용하기에는 너무 비싼 것일 수 있다.
이와 같은 이유로, 일회용 제품에 사용하기에 적절한 기계적 특성을 갖는 것으로 덜 고가이고 생분해성인 필름에 대한 계속적인 요구(need)가 있다.
<발명의 요약>
본 발명의 하나의 실시양태에 따라서, 1종 이상의 생분해성 폴리에스테르를 포함하는, 필름의 약 1 중량% 내지 약 49 중량%를 구성하는 매트릭스 상, 및 1종 이상의 산화 전분 및 1종 이상의 가소제를 포함하는, 필름의 약 46 중량% 내지 약 75 중량%를 구성하는 분산상을 포함하며, 분산상은 매트릭스 상 내에 분산되어 있고, 또한 필름 내 매트릭스 상의 중량%가 필름 내 분산상의 중량% 보다 작은 것인 생분해성 필름이 개시되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라서, 액체 투과성 상부시트, 일반적으로 액체 불투과성인 배면시트, 및 배면시트와 상부시트 사이에 개재된 흡수재 코어를 포함하는 본체 부분을 포함하는 흡수 제품이 개시되어 있다. 흡수 제품은 제1 표면과 반대쪽 제2 표면을 한정하며, 제1 표면은 흡수 제품 상에 위치된 접착제에 인접하여 배치되는 것인 박리형 라이너를 추가로 포함한다. 박리형 라이너, 배면시트 또는 이들 모두는, 1종 이상의 생분해성 폴리에스테르를 포함하는, 필름의 약 1 중량% 내지 약 49 중량%를 구성하는 매트릭스 상, 및 1종 이상의 산화 전분 및 1종 이상의 가소제를 포함하는, 필름의 약 46 중량% 내지 약 75 중량%를 구성하는 분산상을 포함하며, 분산상은 매트릭스 상 내에 분산되어 있고, 또한 필름 내 매트릭스 상의 중량%가 필름 내 분산상의 중량% 보다 작은 것인 생분해성 필름을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라서, 생분해성 필름은 필름의 약 1 중량% 내지 약 49 중량%를 구성하는 1종 이상의 생분해성 폴리에스테르, 및 1종 이상의 산화 전분 및 1종 이상의 가소제를 포함하는, 필름의 약 46 중량% 내지 약 75 중량%를 구성하는 열가소성 산화 전분을 포함하며, 필름 내 생분해성 폴리에스테르의 중량%는 필름 내 열가소성 산화 전분의 중량% 보다 작다.
본 발명의 다른 특징 및 측면은 하기에서 더욱 상세히 논의된다.
최상의 실시 방법을 포함하여, 당분야 숙련가들을 위한 본 발명의 보다 상세하고 실용적인 개시는, 이하 발명의 상세한 설명 부분에서 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 주어졌으며, 도면은 다음과 같다:
도 1은 본 발명에 따른 생분해성 필름의 하나의 실시양태를 스타일화로 묘사한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 생분해성 필름 제조 방법의 하나의 실시양태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시양태에 따라서 형성될 수 있는 흡수 제품의 상면도이다.
도 4는 각종 생분해성 필름 샘플에 대한 모듈러스 시험값의 도표이다.
도 5는 각종 생분해성 필름 샘플에 대한 파단점 변형율 값의 도표이다.
도 6은 생분해성 필름 단면의 주사 전자현미경 (SEM) 사진이다.
도 7a는 또 다른 생분해성 필름 단면의 후방 산란 전자 영상이다.
도 7b는 또 다른 생분해성 필름의 이차 전자 영상이다.
도 8a는 또 다른 생분해성 필름 단면의 후방 산란 전자 영상이다.
도 8b는 또 다른 생분해성 필름의 횡방향 단면의 후방 산란 전자 영상이다.
도 8c는 또 다른 생분해성 필름의 기계 방향 단면의 후방 산란 전자 영상이다.
본 명세서 및 도면에서 부호를 중복적으로 사용하는 것은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.
이하, 본 발명의 여러 실시양태에 대해 기재할 것이며, 그들에 대한 한 가지 이상의 예가 주어질 것이다. 각 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 주어지는 것으로, 그를 제한하려는 의도는 없다. 사실상, 본 발명의 범주 및 요지로부터 벗어나지 않으면서 각종 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 예컨대, 한 실시양태의 일부로서 설명되거나 기재된 특징이 다른 실시양태에 사용되어 또 다른 실시양태를 낳을 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 범주에 들거나 그 등가물에 해당하는 한 그와 같은 모든 수정 및 변형을 포함하는 것으로 되어야 한다.
일반적으로, 본 발명은 시간이 경과함에 따라 완전성(integrity)을 잃는다는 점에서 생분해성인 필름에 관한 것이다. 그러한 필름은 생분해성 폴리에스테르, 산화 전분 및 가소제를 함유한다. 본 발명에서 목적하는 필름의 특징은 필름 구성의 각종 측면, 예컨대, 사용되는 성분의 특성, 각 성분의 상대적인 양, 필름이 성형되는 방법 등을 선택적으로 조절하여 달성될 수 있다.
본 명세서에, "생분해성"이란 일반적으로 세균, 진균 및 조류와 같은 천연 미생물; 환경으로부터의 열; 수분; 또는 기타 환경적 요인의 작용에 의해 분해되는 물질을 이르는 것이다. 물질의 생분해성은 ASTM 시험법 5338.92를 사용하여 측정될 수 있다.
도 1을 참조하여, 필름 (10)은 제1 매트릭스 상 (12) 및 제2 분산상 (14)을 포함한다. 제1 매트릭스 상 (12)은 생분해성 폴리에스테르를 포함한다. 제2 분산상 (14)은 가소화된 산화 전분을 포함한다. 특정 실시양태에서, 가소화된 산화 전분은 산화 전분과 가소제를 포함한다. 바람직하게는, 매트릭스 상은 분산상 보다 작은 중량 퍼센트로 필름을 구성한다.
필름 (10)의 특정 실시양태에서, 분산상 (14)은 고도로 연장된 층상 (lamellar-shaped) 분산 구조 (16)로 나타날 수 있다. "고도로 연장된"이란 비율 ("L/W"), 즉, ii) 필름의 두께 방향에서 측정된 분산 구조의 최대 두께 ("W")에 대한, i) 횡방향 또는 기계방향에서 측정된 분산 구조의 최대 길이 ("L")의 비율이 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 30, 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 25, 또한 일부 실시양태에서는 약 10 내지 약 20에 이를 수 있음을 의미한다. 분산 구조의 최대 두께 "W"는 일부 실시양태에서는 약 0.01 μm 내지 약 1 μm, 일부 실시양태에서는 약 0.05 μm 내지 약 0.9 μm, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.1 μm 내지 약 0.8 μm의 범위일 수 있다. 분산 구조 사이의 매트릭스 상의 최대 두께는 일부 실시양태에서는 약 0.01 μm 내지 약 1 μm, 일부 실시양태에서는 약 0.05 μm 내지 약 0.9 μm, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.1 μm 내지 약 0.8 μm 범위일 수 있다. 고도로 연장된 층상 분산 구조 (16)는 가소화된 산화 전분을 포함하는 하나 이상의 브릿지 (bridge) (18)에 의해 서로 연결되어 있을 수 있다. 이와 같은 구조적 배열은 생분해성 폴리에스테르의 미세 분할된 층들이 열가소성 산화 전분의 마이크로층들 사이에 적층되어 있는 마이크로-적층 필름 라미네이트를 흉내낸 것이다. 이론에 구애됨이 없이, 본 발명자들은 상들의 구조적 배열이 필름의 양호한 기계적 특성에 기여한다는 것을 믿는다.
이와 관련하여, 본 발명의 각종 실시양태가 이하 보다 상세히 기재된다.
I. 필름 성분
A. 생분해성 폴리에스테르
"생분해성"이란 세균, 진균 및 조류와 같은 천연 미생물; 환경으로부터의 열; 수분; 또는 기타 환경적 요인의 작용에 의해 분해되는 물질을 이르는 것으로서, ASTM 시험법 5338.92에 따라 측정될 수 있다. 본 발명에 사용되는 생분해성 폴리에스테르는 필름의 강성을 감소시키고 중합체의 가공성을 개선시키기 위하여 전형적으로 비교적 낮은 유리 전이 온도 ("Tg")를 갖는다. 예를 들어, Tg는 약 25 ℃ 이하, 일부 실시양태에서는 약 0 ℃ 이하, 또한 일부 실시양태에서는 약 -10 ℃ 이하일 수 있다. 마찬가지로, 생분해 속도를 개선시키기 위해 생분해성 폴리에스테르의 용융점도 또한 비교적 낮다. 예를 들어, 용융점은 전형적으로 약 50 ℃ 내지 약 180 ℃, 일부 실시양태에서는 약 80 ℃ 내지 약 160 ℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 100 ℃ 내지 약 140 ℃일 수 있다. 용융점과 유리 전이 온도는 당분야에 잘 알려져 있는 바와 같이, ASTM D-3417에 따라 시차 주사 열량측정법 ("DSC")으로 측정될 수 있다. 그러한 시험은 DSC Q100 시차 주사 열량계 (액체 질소 냉각장치가 외부 장착됨) 및 써멀 어드밴티지 (THERMAL ADVANTAGE; 발행판 4.6.6) 분석 소프트웨어 프로그램 (티.에이. 인스트루먼츠 인크. (T.A. Instruments Inc.)로부터 입수 가능, New Castle, Delaware 소재)을 사용하여 수행될 수 있다.
생분해성 폴리에스테르는 또한 약 40,000 내지 약 120,000 g/몰, 일부 실시양태에서는 약 50,000 내지 약 100,000 g/몰, 또한 일부 실시양태에서는 약 60,000 내지 약 85,000 g/몰 범위의 수 평균 분자량 ("Mn")을 가질 수 있다. 마찬가지로, 폴리에스테르는 약 70,000 내지 약 300,000 g/몰, 일부 실시양태에서는 약 80,000 내지 약 200,000 g/몰, 또한 일부 실시양태에서는 약 100,000 내지 약 150,000 g/몰의 중량 평균 분자량 ("Mw")을 가질 수 있다. 중량 평균 분자량 대 수 평균 분자량의 비율 ("Mw/Mn"), 즉, "다분산 지수"도 또한 비교적 낮다. 예를 들어, 다분산 지수는 전형적으로 약 1.0 내지 약 4.0, 일부 실시양태에서는 약 1.2 내지 약 3.0, 또한 일부 실시양태에서는 약 1.4 내지 약 2.0의 범위에 이른다. 중량 및 수 평균 분자량은 당업자에 알려진 방법으로 측정될 수 있다.
생분해성 폴리에스테르는 또한 약 100 내지 약 1000 Pa·s (파스칼·초), 일부 실시양태에서는 약 200 내지 약 800 Pa·s, 또한 일부 실시양태에서는 약 300 내지 약 600 Pa·s의 겉보기 점도를 가질 수 있으며, 이는 170 ℃ 및 1000 초-1의 전단 속도에서 측정된 값이다. 생분해성 폴리에스테르의 용융 유동 지수는 또한 약 0.1 내지 약 30 g/10분, 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 10 g/10분, 또한 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 5 g/10분의 범위일 수 있다. 용융 유동 지수는 ASTM 시험법 D1238-E에 따라 측정되는 바와 같으며, 특정 온도 (예를 들어, 190 ℃)에서 10분 동안 2160 g의 하중이 가해질 때, 압출 레오미터 오리피스 (0.0825 in 직경)를 통해 빠져나올 수 있는 중합체의 중량 (g)이다.
물론, 생분해성 폴리에스테르의 용융 유동 지수는 궁극적으로는 선택된 필름 성형 공정에 따라서 달라질 것이다. 예컨대, 캐스트 필름으로 압출되는 경우에는 전형적으로 보다 높은 용융 유동 지수의 중합체, 예를 들어, 약 4 g/10분 이상, 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 12 g/10분, 또한 일부 실시양태에서는 약 7 내지 약 9 g/10분의 용융 유동 지수를 갖는 중합체가 바람직하다. 마찬가지로, 블로운 필름으로 성형되는 경우에는, 전형적으로는 보다 낮은 용융 유동 지수의 중합체가 바람직하며, 예컨대, 약 12 g/10분 이하, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 7 g/10분, 또한 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 5 g/10분의 중합체가 바람직하다.
적절한 생분해성 폴리에스테르의 예는 폴리카프로락톤과 같은 지방족 폴리에스테르, 폴리에스테르아미드, 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산 (PLA) 및 그의 공중합체; 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리알킬렌 카르보네이트 (예를 들어, 폴리에틸렌 카르보네이트)를 기재로 하는 삼원중합체, 폴리히드록시알카노에이트 (PHA), 폴리-3-히드록시부티레이트 (PHB), 폴리-3-히드록시발레레이트 (PHV), 폴리-3-히드록시부티레이트-코-4-히드록시부티레이트, 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시발레레이트 공중합체 (PHBV), 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시헥사노에이트, 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시옥타노에이트, 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시데카노에이트, 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시옥타데카노에이트, 및 숙시네이트-기재 지방족 중합체 (예를 들어, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트, 폴리에틸렌 숙시네이트 등); 방향족 폴리에스테르 및 개질 방향족 폴리에스테르; 및 지방족-방향족 코폴리에스테르를 포함한다. 하나의 특정 실시양태에서, 생분해성 폴리에스테르는 지방족-방향족 코폴리에스테르 (예를 들어, 블록, 랜덤, 그래프트 등)이다. 지방족-방향족 코폴리에스테르는 공지된 어느 방법으로나, 예컨대, 폴리올을 지방족 및 방향족 디카르복실산 또는 그의 무수물과 함께 축중합시키는 방법을 통하여 합성될 수 있다. 폴리올은 2 내지 약 12개의 탄소 원자를 함유하는 폴리올 및 2 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 폴리알킬렌 에테르 글리콜로부터 선택되는, 치환 또는 비치환, 선형 또는 분지된 폴리올일 수 있다. 사용될 수 있는 폴리올의 예는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,2-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 폴리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산디올, 티오디에탄올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-시클로부탄디올, 시클로펜탄디올, 트리에틸렌 글리콜 및 테트라에틸렌 글리콜을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직한 폴리올은 1,4-부탄디올; 1,3-프로판디올; 에틸렌 글리콜; 1,6-헥산디올; 디에틸렌 글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 포함한다.
사용될 수 있는 대표적인 지방족 디카르복실산은 2 내지 약 10개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 디카르복실산 및 그의 유도체로부터 선택되는, 치환 또는 비치환, 선형 또는 분지된 비-방향족 디카르복실산을 포함한다. 지방족 디카르복실산의 비제한적인 예는 말론산, 말산, 숙신산, 옥살산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 아젤라산, 세박산, 푸마르산, 2,2-디메틸 글루타르산, 수베르산, 1,3-시클로펜탄디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 디글리콜산, 이타콘산, 말레산 및 2,5-노르보르난디카르복실산을 포함한다. 사용될 수 있는 대표적인 방향족 디카르복실산의 예는 8개 이상의 탄소 원자를 함유하는 방향족 디카르복실산 및 그의 유도체로부터 선택되는, 치환 또는 비치환, 선형 또는 분지된 방향족 디카르복실산을 포함한다. 방향족 디카르복실산의 비제한적인 예는 테레프탈산, 디메틸 테레프탈레이트, 이소프탈산, 디메틸 이소프탈레이트, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 디메틸-2,6-나프탈레이트, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 디메틸-2,7-나프탈레이트, 3,4'-디페닐 에테르 디카르복실산, 디메틸-3,4'-디페닐 에테르 디카르복실레이트, 4,4'-디페닐 에테르 디카르복실산, 디메틸-4,4'-디페닐 에테르 디카르복실레이트, 3,4'-디페닐 술파이드 디카르복실산, 디메틸-3,4'-디페닐 술파이드 디카르복실레이트, 4,4'-디페닐 술파이드 디카르복실산, 디메틸-4,4'-디페닐 술파이드 디카르복실레이트, 3,4'-디페닐 술폰 디카르복실산, 디메틸-3,4'-디페닐 술폰 디카르복실레이트, 4,4'-디페닐 술폰 디카르복실산, 디메틸-4,4'-디페닐 술폰 디카르복실레이트, 3,4'-벤조페논디카르복실산, 디메틸-3,4'-벤조페논디카르복실레이트, 4,4'-벤조페논디카르복실산, 디메틸-4,4'-벤조페논디카르복실레이트, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 디메틸-1,4-나프탈레이트, 4,4'-메틸렌 비스(벤조산), 디메틸-4,4'-메틸렌비스(벤조에이트) 등 및 그의 혼합물을 포함한다.
중합은 촉매, 예컨대, 티타늄계 촉매 (예를 들어, 테트라이소프로필티타네이트, 테트라이소프로폭시 티타늄, 디부톡시디아세토아세톡시 티타늄 또는 테트라부틸티타네이트)에 의해 촉진될 수 있다. 필요에 따라서는, 디이소시아네이트 쇄 연장제를 코폴리에스테르와 반응시켜 분자량을 증가시킬 수 있다. 대표적인 디이소시아네이트는 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, 자일릴렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 ("HMDI"), 이소포론 디이소시아네이트 및 메틸렌비스(2-이소시아나토시클로헥산)을 포함할 수 있다. 이소시아누레이트 및/또는 바이우레아 기를 3개 이상의 관능기로 함유하는 삼관능성 이소시아네이트 화합물을 사용하거나, 디이소시아네이트 화합물을 트리- 또는 폴리이소시아네이트로 부분적으로 대체사용할 수 있다. 바람직한 디이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트이다. 사용되는 쇄 연장제의 양은 중합체의 총 중량을 기준으로 하여 전형적으로는 약 0.3 내지 약 3.5 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 2.5 중량%이다.
코폴리에스테르는 선형 중합체 또는 장쇄 분지된 중합체일 수 있다. 장쇄 분지된 중합체는 일반적으로 폴리올, 폴리카르복실산, 히드록시산 등과 같은 저분자량 분지화제를 사용하여 제조된다. 분지화제로 사용될 수 있는 대표적인 저분자량 폴리올은 글리세롤, 트리메틸롤프로판, 트리메틸롤에탄, 폴리에테르트리올, 1,2,4-부탄트리올, 펜타에리트리톨, 1,2,6-헥산트리올, 소르비톨, 1,1,4,4-테트라키스(히드록시메틸) 시클로헥산, 트리스(2-히드록시에틸) 이소시아누레이트 및 디펜타에리트리톨을 포함한다. 분지화제로 사용될 수 있는 대표적인 고분자량 폴리올 (분자량 400 내지 3000)은 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드와 같은, 2 내지 3개 탄소 원자의 알킬렌 옥시드를 폴리올 개시제와 축합시켜 유도된 트리올을 포함한다. 분지화제로 사용될 수 있는 대표적인 폴리카르복실산은 헤미멜리트산, 트리멜리트(1,2,4-벤젠트리카르복실)산 및 무수물, 트리메스(1,3,5-벤젠트리카르복실)산, 파이로멜리트산 및 무수물, 벤젠테트라카르복실산, 벤조페논 테트라카르복실산, 1,1,2,2-에탄-테트라카르복실산, 1,1,2-에탄트리카르복실산, 1,3,5-펜탄트리카르복실산 및 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실산을 포함한다. 분지화제로 사용될 수 있는 대표적인 히드록시산은 말산, 시트르산, 타르타르산, 3-히드록시글루타르산, 무쓰산, 트리히드록시글루타르산, 4-카르복시프탈산 무수물, 히드록시이소프탈산 및 4-(베타-히드록시에틸)프탈산을 포함한다. 그와 같은 히드록시산은 3개 이상의 히드록실 및 카르복실 기를 조합하여 함유한다. 특히 바람직한 분지화제는 트리멜리트산, 트리메스산, 펜타에리트리톨, 트리메틸롤 프로판 및 1,2,4-부탄트리올을 포함한다.
방향족 디카르복실산 단량체 성분은 코폴리에스테르 중에 약 10 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 15 몰% 내지 약 35 몰%, 또한 일부 실시양태에서는 약 15 몰% 내지 약 30 몰%의 양으로 존재할 수 있다. 지방족 디카르복실산 단량체 성분도 마찬가지로 코폴리에스테르 중에 약 15 몰% 내지 약 45 몰%, 일부 실시양태에서는 약 20 몰% 내지 약 40 몰%, 또한 일부 실시양태에서는 약 25 몰% 내지 약 35 몰%의 양으로 존재할 수 있다. 폴리올 단량체 성분은 또한 지방족-방향족 코폴리에스테르 중에 약 30 몰% 내지 약 65 몰%, 일부 실시양태에서는 약 40 몰% 내지 약 50 몰%, 또한 일부 실시양태에서는 약 45 몰% 내지 약 55 몰%의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 특정 실시양태에서, 예를 들어, 지방족-방향족 코폴리에스테르는 다음과 같은 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00001
상기 식에서,
m은 2 내지 10의 정수, 일부 실시양태에서는 2 내지 4, 또한 어느 한 실시양태에서는 4이고;
n은 0 내지 18의 정수, 일부 실시양태에서는 2 내지 4, 또한 어느 한 실시양태에서는 4이며;
p는 2 내지 10의 정수, 일부 실시양태에서는 2 내지 4, 또한 어느 한 실시양태에서는 4이고;
x는 1 보다 큰 정수이며;
y는 1 보다 큰 정수이다. 그러한 코폴리에스테르의 한 예는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트로서, 에코플렉스 (ECOFLEX)® F BX 7011이라는 상표명으로 바스프 코프. (BASF Corp.)로부터 구입할 수 있다. 방향족 테레프탈산 단량체 성분을 함유하는 적절한 코폴리에스테르의 다른 예는 엔폴 (ENPOL)™ 8060M이라는 상표명으로, IRE 케미컬스 (IRE Chemicals, 대한민국)으로부터 구입할 수 있다. 다른 적절한 지방족-방향족 코폴리에스테르는 미국 특허 제5,292,783호; 제5,446,079호; 제5,559,171호; 제5,580,911호; 제5,599,858호; 제5,817,721호; 제5,900,322호; 및 제6,258,924호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
B. 산화 전분
일반적으로 생분해성인 1종 이상의 산화 전분을 함유한다는 점에서 생분해성인 산화 전분이 또한 사용된다. 전분은 아밀로스와 아밀로펙틴으로 이루어진 천연 중합체이다. 아밀로스는 본질적으로 분자량 범위 100,000 내지 500,000의 선형 중합체인 반면, 아밀로펙틴은 분자량이 최대 수백 만에 이르는 고도로 분지된 중합체이다. 전분이 다종의 식물에서 생산되기는 하지만, 전형적인 공급원은 옥수수, 찰옥수수, 밀, 수수, 쌀 및 찹쌀과 같은 곡류 낟알 종자; 감자와 같은 괴경; 타피오카 (즉, 카사바(cassava) 및 매니옥 (manioc)), 고구마 및 칡과 같은 뿌리 및 소철의 속을 포함한다. 광범위하게 말하자면, 어떠한 천연 (비개질) 및/또는 개질 전분이라도 본 발명에 사용하기 위해 산화될 수 있다. 전분의 산화는 그를 산화제로 처리하여 수행될 수 있다. 이들 산화제는 염산, 차아염소산나트륨, 차아염소산칼슘 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
전분의 화학적 산화는 전분 골격 상에 카르보닐 및 카르복실 관능기를 생성하여 수소 결합을 변화시킨다. 전분 산화가 낮은 강도 수준에 있는 경우라도, 합성 중합체, 특히 지방족 및 방향족 코폴리에스테르와의 개선된 상호작용이 예상되는데, 이는 카르보닐 또는 카르복실 및 반복 글루코스 단위와 코폴리에스테르 중의 에스테르 기 사이의 분자 구조상의 유사성 (극성) 때문이다. 산화 전분 상의 카르보닐 및 카르복실기와 코폴리에스테르 상의 극성 에스테르 기 사이의 극성 상호작용을 통한 개선된 계면 접착의 결과로서, 블렌드 내 물질 응집이 상당히 감소된다. 카르보닐 및 카르복실 기는 또한 낮은 수준의 가교결합을 형성할 수도 있으며, 이로 인해 고수준의 TPOS가 혼입된 경우라도 블렌드의 기계적 성능을 더욱 증진시킬 수 있다.
당분야에 공지된 전형적인 방법 (예를 들어, 에스테르화, 에테르화, 산 가수분해, 효소 가수분해 등)으로 화학적으로 개질된 개질 전분이 종종 산화에 사용된다. 히드록시알킬 전분, 카르복시메틸 전분 등과 같은 전분 에테르 및/또는 에스테르가 특히 바람직할 수 있다. 히드록시알킬 전분의 히드록시알킬 기는, 예를 들어, 2 내지 10개의 탄소 원자, 일부 실시양태에서는 2 내지 6개의 탄소 원자, 또한 일부 실시양태에서는 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 대표적인 히드록시알킬 전분은 히드록시에틸 전분, 히드록시프로필 전분, 히드록시부틸 전분 및 그의 유도체이다. 전분 에스테르는, 예를 들어, 광범위한 종류의 유기산 (예를 들어, 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등), 무수물, 산 클로라이드 또는 기타 에스테르화 반응제를 사용하여 제조될 수 있다. 에스테르화 정도는 전분의 글루코시드 단위 당 1 내지 3개의 에스테르 기와 같이, 필요에 따라 달라질 수 있다.
C. 가소제
가소제는 또한 생분해성 폴리에스테르 및/또는 전분을 용융-가공이 가능하도록 하기 위해 필름에 사용된다. 전분은, 예를 들어, 정상적으로는 더 많은 양의 아밀로스 및 아밀로펙틴 사슬을 과립의 내부에 감싸고 있는 코팅 또는 외막을 갖는 과립의 형태로 존재한다. 가열시, 가소제 (예를 들어, 극성 용매)는 외막을 연화시키고 그를 뚫고 들어가 내부의 전분 사슬이 물을 흡수하여 팽윤하도록 할 수 있다. 이와 같은 팽윤은, 어떤 시점에 이르러서는 외피를 파괴시켜 전분 과립이 비가역적으로 탈구조화되도록 한다. 일단 탈구조화가 일어나면, 처음에 과립 내에 압축되어 있던 아밀로스 및 아밀로펙틴 중합체를 함유하는 전분 중합체 사슬은 펼쳐져서, 중합체 사슬이 일반적으로 불규칙하게 서로 뒤엉켜진 형태로 된다. 그러나, 재고화시킬 때, 사슬은 재배향되어 전분 중합체 사슬의 배향에 따라 달라질수는 여러 가지 강도의 결정질 또는 무정질 고체를 형성한다. (천연 또는 개질된) 전분이 이와 같이 용융 및 재고화할 수 있기 때문에, 일반적으로 "열가소성 전분"이라 한다.
적절한 가소제는, 예를 들어, 다가 알콜 가소제로서, 당 (예를 들어, 글루코스, 슈크로스, 프럭토스, 라피노스, 말토덱스트로스, 갈락토스, 자일로스, 말토스, 락토스, 만노오스 및 에리트로스), 당 알콜 (예를 들어, 에리트리톨, 자일리톨, 말리톨, 만니톨 및 소르비톨), 폴리올 (예를 들어, 에틸렌 글리콜, 글리세롤 (글리세린), 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜 및 헥산 트리올) 등을 포함할 수 있다. 또한, 적절한 것은 히드록시 기를 갖지 않는 수소 결합 형성 유기 화합물로서, 예컨대, 우레아 및 우레아 유도체; 소르비탄과 같은 당 알콜의 무수물; 젤라틴과 같은 동물성 단백질; 해바라기 단백질, 대두 단백질, 면실 단백질과 같은 식물성 단백질; 및 그들의 혼합물이다. 다른 적절한 가소제는 프탈레이트 에스테르, 디메틸 및 디에틸숙시네이트 및 관련 에스테르, 글리세롤 트리아세테이트, 글리세롤 모노 및 디아세테이트, 글리세롤 모노, 디, 및 트리프로피오네이트, 부타노에이트, 스테아레이트, 락트산 에스테르, 시트르산 에스테르, 아디프산 에스테르, 스테아르산 에스테르, 올레산 에스테르 및 기타 산 에스테르를 포함할 수 있다. 지방족 산이 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 말레산, 부타디엔 아크릴산, 부타디엔 말레산, 프로필렌 아크릴산, 프로필렌 말레산 및 기타 탄화수소계 산이 사용될 수 있다. 저분자량, 예컨대, 약 20,000 g/몰 미만, 바람직하게는 약 5,000 g/몰 미만, 보다 바람직하게는 약 1,000 g/몰 미만의 가소제가 바람직하다.
가소제는 각종 공지된 기술 중 어느 것이나 사용하여 필름 내로 혼입될 수 있다. 예를 들어, 전분은 필름 내로 혼입되기 전에 "예비-가소화"될 수 있다. 다른 방법으로는, 성분들 중 하나 이상을 그들을 함께 블렌딩함과 동시에 가소화시킬 수 있다. 방법과 무관하게, 배치 및/또는 연속 용융 블렌딩 기술을 사용하여 성분들을 블렌딩할 수 있다. 예를 들어, 혼합/혼련기, 밴버리 (Banbury) 혼합기, 파렐 (Farrel) 연속 혼합기, 싱글-스크류 압출기, 트윈-스크류 압출기, 롤 밀 등이 사용될 수 있다. 하나의 특히 적절한 용융-블렌딩 장치는 동시 회전, 트윈-스크류 압출기, 예를 들어, 써모 일렉트론 코포레이션 (Thermo Electron Corporation; Stone, England 소재)으로부터의 유에스에이랩 (USALAB) 트윈-스크류 압출기, 또는 베르너-프라이더러 (Werner-Pfreiderer; Ramsey, New Jersey 소재)의 압출기이다. 그와 같은 압출기는 공급 및 배기 포트를 포함할 수 있으며, 고강도의 분배형 및 분산형 혼합을 제공한다. 예를 들어, 전분 조성물은 처음에 트윈-스크류 압출기의 공급 포트로 공급될 수 있다. 이어서, 가소제를 전분 조성물 내로 주입할 수 있다. 다른 방법으로는, 전분 조성물은 압출기의 공급 쓰로트 (throat)로 동시에 공급되거나, 그 길이를 따라 다른 지점에서 분리되어 공급될 수 있다. 용융 블렌딩은 여러 온도에서, 예를 들어, 약 30 ℃ 내지 약 200 ℃, 일부 실시양태에서는 약 40 ℃ 내지 약 160 ℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 50 ℃ 내지 약 150 ℃에서 일어날 수 있다.
본 발명에서 필름에 사용되는 생분해성 폴리에스테르, 산화 전분 및 가소제의 양은 생분해 능력과 기계적 강도 사이의 바람직한 균형을 얻을 수 있도록 조절된다. 예를 들어, 생분해성 폴리에스테르는 필름의 약 1 중량% 내지 약 49 중량%, 일부 실시양태에서는 약 10 중량% 내지 약 46 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 20 내지 약 43 중량%를 구성한다. 가소제는 필름의 약 0.1 중량% 내지 약 40 중량%, 일부 실시양태에서는 약 1 중량% 내지 약 35 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 30 중량%를 구성한다. 또한, 산화 전분은 필름의 약 45 중량% 내지 약 75 중량%, 일부 실시양태에서는 약 45 중량% 내지 약 65 중량 %, 일부 실시양태에서는 약 45 중량% 내지 약 55 중량%, 일부 실시양태에서는 약 47 중량% 내지 약 75 중량%, 일부 실시양태에서는 약 47 중량% 내지 약 65 중량%, 일부 실시양태에서는 약 47 중량% 내지 약 55 중량%, 일부 실시양태에서는 약 50 중량% 내지 약 75 중량%, 일부 실시양태에서는 약 50 중량% 내지 약 65 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 50 중량% 내지 약 55 중량%를 구성한다. 본 명세서에서 언급된 산화 전분의 중량은 다른 성분들과 혼합하기 전에 산화 전분 내에 자연적으로 존재하는 임의의 결합수를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 산화 전분은, 예를 들어, 전형적으로는 전분 중량의 약 5% 내지 약 16%의 결합수 함량을 갖는다.
일부 실시양태에서, 산화 전분과 가소제는 별도로 분산형으로 블렌딩되어 열가소성 산화 전분을 형성한다. 열가소성 산화 전분은 필름의 약 46 중량% 내지 약 75 중량%, 일부 실시양태에서는 약 50 중량% 내지 약 70 중량%, 일부 실시양태에서는 약 50 중량% 내지 약 65 중량%, 일부 실시양태에서는 약 55 중량% 내지 약 70 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 55 중량% 내지 약 65 중량%를 구성할 수 있다.
D. 기타 성분
상기한 성분들 이외에, 본 발명의 필름 내로 기타의 첨가제, 예를 들어, 분산 보조제, 용융 안정화제, 가공 안정화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 항산화제, 열 노화 안정화제, 증백제, 블로킹 방지제, 결합제, 윤활제, 수용성 중합체, 충전제 등이 가해질 수 있다. 분산 보조제는, 예를 들어, 전분/폴리비닐 알콜/가소제 혼합물의 균일한 분산액의 형성을 돕고, 성분 상으로 분리되는 것을 지연 또는 방지하기 위해 사용될 수 있다. 마찬가지로, 분산 보조제는 또한 필름의 수 분산성을 개선시킬 수 있다. 분산 보조제는, 사용되는 경우, 전형적으로는 필름의 약 0.01 중량% 내지 약 15 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%를 구성한다. 본 발명에는 일반적으로 어느 분산 보조제나 사용될 수 있지만, 특정의 친수성/친유성 균형 ("HLB")을 갖는 계면활성제는 조성물의 장기 안정성을 개선시킨다. HLB 지수는 당분야에 잘 알려져 있으며, 화합물의 친수성 및 친유성 용해 성능 사이의 균형을 측정하는 척도이다. HLB 값은 1 내지 대략 50에 이르며, 보다 낮은 값은 고도의 친유성 경향을, 보다 높은 값은 고도의 친수성 경향을 나타내는 것이다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 계면활성제의 HLB가는 약 1 내지 약 20, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 15, 또한 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 10이다. 필요에 따라서, HLB가가 원하는 값의 미만이거나 이를 초과하지만, 이와 함께 원하는 범위 내의 평균 HLB가를 갖는 것인 2종 이상의 계면활성제가 사용될 수 있다.
본 발명에 사용하기에 특히 적절한 계면활성제의 한 부류는 비이온성 계면활성제로서, 이는 전형적으로는 소수성 기 (예를 들어, 장쇄 알킬 기 또는 알킬화 아릴 기)와 친수성 사슬 (예를 들어, 에톡시 및/또는 프로폭시 모이어티를 함유하는 쇄)을 갖는다. 예를 들어, 사용될 수 있는 일부 적절한 비이온성 계면활성제는 에톡실화 알킬페놀, 에톡실화 및 프로폭실화 지방 알콜, 메틸 글루코스의 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 소르비톨의 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 에틸렌 옥시드-프로필렌 옥시드 블록 공중합체, 지방 (C8-C18) 산의 에톡실화 에스테르, 에틸렌 옥시드와 장쇄 아민 또는 아미드의 축합 생성물, 에틸렌 옥시드와 알콜의 축합 생성물, 지방산 에스테르, 장쇄 알콜의 모노글리세라이드 또는 디글리세라이드 및 그들의 혼합물을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 특정 실시양태에서, 비이온성 계면활성제는 지방산 에스테르, 예를 들어, 슈크로스 지방산 에스테르, 글리세롤 지방산 에스테르, 프로필렌 글리콜 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 펜타에리트리톨 지방산 에스테르, 소르비톨 지방산 에스테르 등일 수 있다. 그와 같은 에스테르를 형성하는데 사용되는 지방산은 포화 또는 불포화, 치환 또는 비치환될 수 있으며, 6 내지 22개의 탄소 원자, 일부 실시양태에서는 8 내지 18개의 탄소 원자, 또한 일부 실시양태에서는 12 내지 14개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 특정 실시양태에서, 지방산의 모노- 및 디-글리세라이드가 본 발명에 사용될 수 있다.
1종 이상의 수용성 중합체가 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 수용성 중합체는 필름의 약 0.1 중량% 내지 약 40 중량%, 일부 실시양태에서는 약 1 중량% 내지 약 35 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 30 중량%를 구성한다. 특정 이론에 제한됨이 없이, 본 발명자들은 그와 같은 중합체가 전분과 생분해성 폴리에스테르 사이의 상용성을 개선시킴으로써 사용시 우수한 기계적 및 물리적 특성을 나타내는 필름을 제공할 수 있는 것으로 믿는다. 그러한 중합체는 단량체로부터, 예를 들어, 비닐 피롤리돈, 히드록시에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 (예를 들어, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트), 히드록시프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 아크릴산 또는 메타크릴산, 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르 또는 비닐 피리딘, 아크릴아미드, 비닐 아세테이트, 비닐 알콜, 에틸렌 옥시드, 그들의 유도체 등으로부터 형성될 수 있다. 적절한 단량체의 다른 예는 제임스 (James) 등의 미국 특허 제4,499,154호에 기재되어 있으며, 이 특허는 그 전문이 본 출원에 참고로 포함된다. 생성된 중합체는 단독중합체 또는 상호중합체 (예를 들어, 공중합체, 삼원중합체 등)일 수 있으며, 비이온성, 음이온성, 양이온성 또는 양쪽성일 수 있다. 또한, 중합체는 한 가지 형태이거나 (즉, 균질), 상이한 중합체의 혼합물이 사용될 수 있다 (즉, 비균질).
하나의 특정 실시양태에서, 수용성 중합체는 관능성 히드록실 기를 갖는 반복 단위를 함유할 수 있으며, 예컨대, 폴리비닐 알콜 ("PVOH"), 폴리비닐 알콜의 공중합체 (예를 들어, 에틸렌 비닐 알콜 공중합체, 메틸 메타크릴레이트 비닐 알콜 공중합체 등) 등일 수 있다. 비닐 알콜 중합체는, 예를 들어, 분자 내에 적어도 2개 이상의 비닐 알콜 단위를 가지며, 비닐 알콜의 단독중합체 또는 다른 단량체 단위를 함유하는 공중합체일 수 있다. 비닐 알콜 단독중합체는 비닐 포르메이트, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 등의 비닐 에스테르 중합체를 가수분해하여 수득할 수 있다. 비닐 알콜 공중합체는 비닐 에스테르와 탄소 원자수 2 내지 30의 올레핀, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 등; 탄소 원자수 3 내지 30의 불포화 카르복실산, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산 등, 또는 그의 에스테르, 염, 무수물 또는 아미드; 탄소 원자수 3 내지 30의 불포화 니트릴, 예를 들어, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등; 탄소 원자수 3 내지 30의 비닐 에테르, 예를 들어, 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르 등의 공중합체를 가수분해시켜 제조할 수 있다. 가수분해의 정도는 중합체의 용해도 등을 최적화하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 가수분해의 정도는 약 60 몰% 내지 약 95 몰%, 일부 실시양태에서는 약 80 몰% 내지 약 90 몰%, 또한 일부 실시양태에서는 약 85 몰% 내지 약 89 몰%일 수 있다. 적절한 부분 가수분해된 폴리비닐 알콜 중합체의 예는 셀라네즈 코포레이션 (Celanese Corp.)으로부터 상표명 셀볼 (CELVOL)™ 203, 205, 502, 504, 508, 513, 518, 523, 530 또는 540으로 입수할 수 있다. 다른 적절한 부분 가수분해된 폴리비닐 알콜 중합체는 듀폰 (DuPont)으로부터 엘바놀 (ELVANOL)™ 50-14, 50-26, 50-42, 51-03, 51-04, 51-05, 51-08 및 52-22로 입수할 수 있다.
충전제가 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 충전제는 필름 중합체 압출 블렌드에 가해질 수 있는 입자상 또는 다른 형태이며, 압출된 필름과 화학적으로 간섭하지는 않지만 필름 전체를 통해 균일하게 분산될 수 있는 것이다. 충전제는 여러 가지 목적을 수행할 수 있으며, 예를 들어, 필름 불투명도 및/또는 통기성 (즉, 증기-투과성이지만 실질적으로 액체-불투과성)을 증진시킨다. 예컨대, 충전된 필름은 연신에 의해 통기성으로 될 수 있으며, 이러한 과정은 중합체를 충전제로부터 떼어내어 미세다공성 경로를 생성시킨다. 통기성 미세다공성 탄성중합체 필름은, 예컨대, 맥코맥 (McCormack) 등의 미국 특허 제5,997,981호; 제6,015,764호 및 제6,111,163호, 모먼 (Morman) 등의 미국 특허 제5,932,497호; 및 테일러 (Taylor) 등의 미국 특허 제6,461,457호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 전문이 본원에 참고로 포함된다. 또한, 입체장애된 페놀은 필름의 생산에 항산화제로서 통상적으로 사용된다. 몇몇 적절한 입체장애된 페놀은 시바 스페셜티 케미칼스 (Ciba Specialty Chemicals)로부터 상표명 "이르가녹스 (Irganox)®" 하에, 예컨대, 이르가녹스® 1076, 1010 또는 E 201로 입수할 수 있다. 또한, 추가의 재료 (예를 들어, 부직 웹)에 대한 필름의 결합을 촉진시키기 위해 필름에 결합제를 가할 수 있다. 그러한 결합제의 예는 수소화 탄화수소 수지를 포함한다. 기타 적절한 결합제는 키이퍼 (Kieffer) 등의 미국 특허 제4,789,699호 및 맥코맥 (McCormack)등의 미국 특허 제5,695,868호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 전문이 본원에 참고로 포함된다.
II. 필름 제작
본 발명의 필름은 단층 또는 다층일 수 있다. 다층 필름은 층들을 공압출시키거나, 압출 코팅하거나, 임의의 다른 통상의 적층 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 그러한 다층 필름은 일반적으로 적어도 하나의 베이스 층과 적어도 하나의 표피층을 포함하나, 원하는 바에 따라 어떠한 수의 층이라도 함유할 수 있다. 예를 들어, 다층 필름은 베이스 층과 하나 이상의 표피층으로부터 형성될 수 있으며, 여기서 베이스 층은 생분해성 폴리에스테르, 전분 및 가소제의 블렌드로부터 형성된다. 대부분의 실시양태에서, 표피층(들)은 상기한 바와 같이 생분해성 폴리에스테르, 열가소성 전분 및 가소제로부터 형성된다. 그러나, 폴리올레핀 중합체 (예를 들어, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 폴리프로필렌)와 같은 다른 중합체도 표피층에 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 용어 "선형 저밀도 폴리에틸렌"은 에틸렌과 고급 알파 올레핀 공단량체, 예컨대, C3-C12 및 그의 조합의 중합체로서, 190 ℃에서의 용융 지수 (ASTM D-1238으로 측정)가 약 0.5 내지 약 30 g/10분인 것을 이른다. 주로 선형인 폴리올레핀 중합체의 예는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐 및 고급 올레핀과 같은 단량체로부터 생성된 중합체, 이러한 단량체의 공중합체 및 3원중합체를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 에틸렌과, 부텐, 4-메틸-펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐, 데센 등과 같은 기타 올레핀의 공중합체가 주로 선형인 폴리올레핀 중합체의 예이다. 본 발명에 단독으로 또는 다른 중합체와 조합되어 사용하기에 적절할 수 있는 추가의 필름-형성 중합체는 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트, 나일론, 에틸렌 비닐 알콜, 폴리스티렌, 폴리우레탄 등을 포함한다.
혼련된 재료로부터 필름을 형성하는데는 블로우잉, 캐스팅, 플랫 다이 압출 등을 포함하여 어떠한 공지된 기술이나 사용할 수 있다. 특정 실시양태에서, 필름은 가스 (예를 들어, 공기)를 사용하여 압출된 중합체 블렌드의 버블을 환상 다이를 통해 팽창시키는 것인 블로우 공정으로 형성될 수 있다. 이어서, 버블은 붕괴되어 납작한 필름 형태로 수거된다. 블로운 필름을 제조하는 방법은, 예를 들어, 레일리 (Raley) 등의 미국 특허 제3,354,506호; 쉬퍼즈 (Schippers)의 미국 특허 제3,650,649호; 슈렝크 (Schrenk) 등의 미국 특허 제3,801,429호; 또한 미국 특허 출원 공개 제2005/0245162호 (맥코맥 등) 및 제2003/0068951호 (보그스 (Boggs) 등)에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 전문이 본원에 참고로 포함된다. 그러나, 또 다른 실시양태에서, 필름은 캐스팅 기술로 형성된다.
예를 들어, 캐스트 필름을 형성하는 방법의 한 실시양태가 도 2에 도시되어 있다. 원료 (예를 들어, 생분해성 폴리에스테르, 산화 전분, 가소제 등)는 용융 블렌딩 장치에 개별적으로 또는 하나 이상의 블렌드로서 공급될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 예를 들어, 산화 전분과 가소제는 분리되어 용융 블렌딩 장치에 공급되며, 거기서 상기한 바와 같은 방식으로 분산형 블렌딩되어 열가소성 산화 전분을 형성한다. 예를 들어, 공급 및 배기 포트를 포함하는 압출기가 사용될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 생분해성 폴리에스테르는 트윈-스크류 압출기의 공급 포트로 공급되어 용융될 수 있다. 이어서, 열가소성 산화 전분이 중합체 용융물 내로 공급될 수 있다. 어떠한 방법에 의하던지, 재료들은 충분한 혼합이 일어나도록 높은 전단/압력 및 열 조건하에 블렌딩된다. 예를 들어, 용융 블렌딩은 약 50 ℃ 내지 약 300 ℃, 일부 실시양태에서는 약 70 ℃ 내지 약 250 ℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 90 ℃ 내지 약 180 ℃에서 일어날 수 있다. 마찬가지로, 용융 블렌딩 시의 겉보기 전단 속도는 약 100 초-1 내지 약 10,000 초-1, 일부 실시양태에서는 약 500 초-1 내지 약 5000 초-1, 또한 일부 실시양태에서는 약 800 초-1 내지 약 1200 초-1 범위내일 수 있다. 겉보기 전단 속도는 4Q/πR3에 해당하며, 여기서, Q는 중합체 용융물의 부피 유량 ("m3/초")이고, R은 용융된 중합체가 관통하여 흐르는 모세관 (예를 들어, 압출기 다이)의 직경 ("m")이다.
이어서, 압출된 재료는 즉시 냉각되어 펠렛 형태로 절단될 수 있다. 도 2의 특정 실시양태에서, 혼련된 재료 (도시되지 않음)는 압출 장치 (80)로 공급되어 캐스팅 롤 (90) 상으로 캐스팅되어 단층 전구체 필름 (10a)을 형성한다. 다층 필름이 생산되는 경우, 다수의 층들이 캐스팅 롤 (90) 상으로 함께 공압출된다. 캐스팅 롤 (90)에는 필름에 패턴을 부여하기 위하여 임의로는 엠보싱 요소가 제공될 수 있다. 전형적으로, 캐스팅 롤 (90)은 시트 (10a)가 형성될 때 그를 고화시키고 켄칭하기에 충분한 온도, 예를 들어, 약 20 내지 60 ℃로 유지된다. 원하는 경우, 전구체 필름 (10a)을 롤 (90)의 표면에 가까이 유지시키기 위하여 진공 박스가 캐스팅 롤 (90)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 에어 나이프 또는 정전기 피너 (pinner)는 전구체 필름 (10a)이 스피닝 롤 둘레로 움직일 때 캐스팅 롤 (90) 표면에 대고 누르는 것을 도울 수 있다. 에어 나이프는 필름의 가장 자리를 고정하기 위하여 공기 흐름을 매우 높은 유속으로 집중시키는 당분야에 공지된 장치이다.
일단 캐스팅되면, 필름 (10a)은 추가로, 필름 균질성을 개선시키고 두께를 감소시키기 위하여 임의로 한 방향 이상으로 배향될 수 있다. 배향은 또한 충전제를 함유하는 필름 내에 미세기공을 형성함으로써, 필름에 통기성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 필름은 필름 내 1종 이상의 중합체의 용융점 미만이지만 조성물이 신장 또는 연신되기에 충분히 높은 온도로 즉시 재가열될 수 있다. 순차적 배향의 경우에, "연화된" 필름은 시트가 종방향 (기계 방향)으로 목적하는 연신 비율로 신장되도록 상이한 회전 속도에서 회전하는 롤에 의해 연신된다. 이와 같이 "일축" 배향된 필름은 후속하여 섬유상 웹으로 라미네이팅될 수 있다. 또한, 일축 배향된 필름은 또한 횡-기계 방향으로 배향되어 "이축 배향된" 필름을 형성할 수 있다. 예를 들어, 필름은 그 측면 가장자리에서 체인 클립 (chain clip)에 의해 클램핑되어 텐터 (tenter) 오븐 내로 이송될 수 있다. 텐터 오븐에서, 필름은 재가열되어 전방 이동시 분기되는 체인 클립에 의해 원하는 연신 비율로 횡-기계 방향으로 연신될 수 있다.
도 2와 관련하여, 예를 들어, 일축 배향 필름의 형성 방법이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 전구체 필름 (10a)은 필름-배향 단위 (100) 또는 예컨대, 마샬 앤드 윌리엄스, 컴퍼니 (Marshall and Willams, Co.; Providence, Rhode Island 소재)로부터 구입할 수 있는 기계 방향 배향기 ("MDO")로 보내진다. MDO는 복수 개의 연신 롤 (예컨대, 5 내지 8개)을 가지며, 이들은 필름을 기계 방향, 즉, 도 2에 도시된 공정을 통해 필름이 이동하는 방향으로 점차적으로 연신시키고 가늘게 만든다. MDO (100)가 8개의 롤을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 롤의 수는 원하는 연신의 수준 및 각 롤 사이의 연신의 정도에 따라 더 많거나 작을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 필름은 1회 또는 다수 회의 개별적 연신 공정으로 연신될 수 있다. MDO 장치 중 롤의 일부는 점차적으로 높은 속도에서 가동되지 않을 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 바람직한 경우, MDO (100) 롤 중 일부는 예열 롤로 작용할 수도 있다. 그러한 경우, 이들 처음으로부터 수 개의 롤은 필름 (10a)을 실온을 넘는 온도 (예를 들어, 125°F)로 가열한다. MDO 중 인접한 롤의 점차적으로 빠른 속도는 필름 (10a)을 늘리는 작용을 한다. 연신 롤이 회전하는 속도가 필름 내 연신의 양 및 필름 최종 중량을 결정한다.
생성된 필름 (10b)은 계속해서 테이크-업 롤 (60)에 감겨지고 저장된다. 도시되어 있지는 않지만, 추가의 여러 가지 유력한 공정 및/또는 마무리 단계가 당업계에 공지되어 있으며, 예컨대, 슬릿 형성, 트리트먼트 처리, 천공, 그래픽 인쇄, 또는 필름의 다른 층 (예를 들어, 부직 웹 재료)과의 라미네이션이 본 발명의 요지 및 범주를 벗어나지 않고서 수행될 수 있다.
생성된 생분해성 필름의 두께는 일반적으로 원하는 용도에 따라서 달라질 것이다. 그럼에도 불구하고, 필름 두께는 필름이 생분해되는데 필요한 시간을 단축시키기 위해 최소화되는 것이 일반적이다. 따라서, 본 발명의 대부분의 실시양태에서, 생분해성 필름은 약 50 μm 이하, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 40 μm, 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 35 μm, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 30 μm의 두께를 갖는다.
그와 같이 얇은 두께에도 불구하고, 본 발명의 필름은 사용시 양호한 건조 기계적 특성을 보유할 수 있다. 필름의 상대적 건조 강도를 나타내는 하나의 파라미터는 극한 인장 강도로서, 이는 응력-변형 곡선에서 얻어진 피크 응력과 같다. 바람직하게는, 본 발명의 필름의 기계 방향 ("MD")에서의 극한 인장 강도는 약 10 내지 약 80 MPa (메가파스칼), 일부 실시양태에서는 약 10 내지 약 60 MPa, 또한 일부 실시양태에서는 약 10 내지 약 50 MPa이고, 횡-기계 방향 ("CD")에서의 극한 인장 강도는 약 2 내지 약 40 MPa, 일부 실시양태에서는 약 4 내지 약 40 MPa, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 30 MPa이다. 양호한 강도를 나타내기는 하지만, 필름은 너무 강성 (stiff)이 아닌 것이 바람직하다. (건조시) 필름의 상대적 강성을 나타내는 하나의 파라미터는 탄성의 영율 (Young's modulus)로서, 이는 인장 변형에 대한 인장 응력의 비율과 같으며, 응력-변형 곡선의 기울기로부터 결정된다. 예를 들어, 필름은 전형적으로 기계 방향 ("MD")에서의 영율이 약 50 내지 약 200 MPa, 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 100 MPa, 또한 일부 실시양태에서는 약 60 내지 약 80 MPa이고, 횡-기계 방향 ("CD")에서의 영율은 약 50 내지 약 200 MPa, 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 100 MPa, 또한 일부 실시양태에서는 약 60 내지 약 80 MPa이다. 또한, 필름의 MD 및 CD 신장율은 각각 약 100% 이상, 일부 실시양태에서는 약 200% 이상, 또한 일부 실시양태에서는 약 300% 이상, 일부 실시양태에서는 약 400% 이상, 또한 일부 실시양태에서는 약 500% 이상이다.
III. 제품
본 발명의 생분해성 필름은 광범한 각종 분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기한 바와 같이, 필름은 흡수 제품에 사용될 수 있다. "흡수 제품"이란 일반적으로 물 또는 기타 유체를 흡수할 수 있는 제품을 이른다. 일부 흡수 제품의 예는 개인 위생 흡수 제품, 예를 들어, 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 흡수성 내의, 실금자용 제품, 여성 위생 제품 (예를 들어, 생리대, 팬티라이너 등), 수영복, 유아용 와이프 (wipe) 등; 의료용 흡수 제품, 예를 들어, 의류, 외과 천공용 재료, 언더패드 (underpad), 침대패드, 붕대, 흡수 드레이프 및 의료용 와이프; 주방용 와이프; 의류 제품 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 그와 같은 흡수 제품의 몇 가지 예는 미국 특허 제5,649,916호 (디팔마 (DiPalma) 등); 제6,110,158호 (키엘피코브스키 (Kielpikowski)); 제6,663,611호 (블라니 (Blaney) 등)에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 또 다른 적절한 제품들은 미국 특허 출원 공개 제2004/0060112 A1 (펠 (Fell) 등); 및 미국 특허 제4,886,512호 (다미코 (Damico) 등); 제5,558,659호 (셰로드 (Sherrod) 등); 제6,888,044호 (펠 (Fell) 등); 및 제6,511,465호 (프라이버커(Freiburqer) 등)에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 그러한 흡수 제품을 형성하는데 적절한 재료 및 공정은 당분야에 숙련인에게 잘 알려져 있다.
당업계에 잘 알려져 있는 바와 같이, 흡수 제품에는 제품을 내의류의 가랑이 부분에 제거가능하게 고정시키거나 제품을 폐기를 위해 싸는 것을 돕는 접착제 (예를 들어, 감압성 접착제)가 제공될 수 있다. 적절한 감압성 접착제는, 예를 들어, 아크릴 접착제, 천연 고무 접착제, 점성화 블록 공중합체 접착제, 폴리비닐 아세테이트 접착제, 에틸렌 비닐 아세테이트 접착제, 실리콘 접착제, 폴리우레탄 접착제, 열경화성 감압성 접착제, 예컨대, 에폭시 아크릴레이트 또는 에폭시 폴리에스테르 감압성 접착제 등을 포함할 수 있다. 그와 같은 감압성 접착제는 당업계에 공지되어 있으며, 문헌 [Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Satas (Donatas), 1989, 2nd edition, Van Nostrand Reinhold]에 기재되어 있다. 감압성 접착제는 또한 가교결합제, 충전제, 가스, 팽창제, 유리 또는 중합체 구, 실리카, 탄산칼슘 섬유, 계면활성제 등과 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 목적하는 특성에 영향을 주는데 충분한 양으로 포함된다.
흡수 제품 상의 접착제의 위치는 결정적인 것은 아니며, 제품의 의도되는 용도에 따라서 광범위하게 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 여성 위생용품 (예를 들어, 생리대)은 중앙 흡수재 코어의 측면으로부터 나와, 착용자 팬티의 가랑이 부분 가장자리를 싸고 돌아 접혀지도록 의도된 윙 (wing) 또는 플랩 (flap)을 가질 수 있다. 플랩에는 그를 착용자 팬티의 아래쪽에 고정시키기 위한 접착제 (예를 들어, 감압성 접착제)가 제공될 수 있다.
그러나, 접착제의 위치와 무관하게, 박리형 라이너가 사용되어 접착제를 덮음으로써, 접착제가 오염되거나, 왼전히 말라버리거나 사용전에 미리 접착되는 것을 막을 수 있다. 박리형 라이너는 라이너가 접착제로부터 벗겨내어지는 능력을 촉진시키는 박리 코팅을 함유할 수 있다. 박리 코팅은 소수성 중합체와 같은 이형제를 함유한다. 소수성 중합체의 예는, 예를 들어, 실리콘 (예를 들어, 폴리실록산, 에폭시 실리콘 등), 퍼플루오로에테르, 플루오로카본, 폴리우레탄 등을 포함한다. 그러한 이형제의 예는, 예를 들어, 미국 특허 제6,530,910호 (팜런 (Pomplun) 등); 제5,985,396호 (커린스 (Kerins) 등); 및 제5,981,012호 (팜런 (Pomplun) 등)에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 하나의 특히 적절한 이형제는 190 ℃에서의 용융 점도가 약 400 내지 약 10,000 cps인 무정형 폴리올레핀으로서, 예컨대, 유에스 렉센 컴퍼니 (U.S. Rexene Company)로부터 상표명 렉스탁 (REXTAC)® (예를 들어, RT2315, RT2535 및 RT2330)으로 제조되는 것이다. 박리 코팅은 또한 점착감소제, 예컨대, 저분자량의 고도로 분지된 폴리올레핀을 함유할 수 있다. 특히 적절한 저분자량의 고도로 분지된 폴리올레핀은 바이바르 (VYBAR)® 253으로서, 페트로라이트 코포레이션 (Petrolite Corporation)으로부터 제조된 것이다. 다른 첨가제, 예컨대, 상용화제, 가공 조제, 가소제, 증점제, 슬립제 및 항미생물제 등도 박리 코팅에 사용될 수 있다. 박리 코팅은 라이너의 한쪽 또는 양쪽 표면에 도포될 수 있으며, 표면의 전체 또는 단지 일부를 덮을 수 있다. 어떠한 적절한 기술이라도 박리 코팅을 도포하는데 사용할 수 있으며, 예를 들어, 용매계 코팅, 고온 용융 코팅, 무용매 코팅 등을 사용할 수 있다. 용매계 코팅은 전형적으로는 롤 코팅, 나이프 코팅, 커튼 코팅, 그라비아 코팅, 감은 막대 코팅 등의 방법으로 박리형 라이너에 도포될 수 있다. 이어서, 용매 (예를 들어, 물)가 오븐 중에서 건조되어 제거되며, 코팅은 임의로는 오븐 중에서 경화된다. 무용매 코팅은 실리콘 또는 에폭시 실리콘과 같은 고체 조성물을 포함할 수 있으며, 이들은 라이너 상으로 코팅된 다음, 자외선에 노출되어 경화된다. 임의의 단계는 라이너를 코팅 전에 프라이밍하거나, 코로나 처리 등에 의해 라이너를 표면 개질하는 것을 포함한다. 폴리에틸렌 또는 퍼플루오로에테르와 같은 고온 용융 코팅은 가열된 다음 다이를 통해 또는 가열된 나이프로 도포될 수 있다. 고온 용융 코팅은 코팅 편리 및 공정 효율을 위하여 이형제 및 박리형 라이너를 블로운 필름 또는 시트 압출기 중에서 공압출시켜 도포될 수 있다.
쉽게 폐기되는 능력을 촉진시키기 위하여, 흡수 제품의 각종 부품들은 본 발명에 따른 생분해성 필름으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 생분해성 필름으로 제조된 필름은 성인 및 여성용 패드 및 라이너의 배플 (baffle) (배면시트) 필름으로, 기저귀 및 배변훈련용 팬츠의 외부커버 필름으로, 일회용 의류 제품을 함유하는 제품 백의 표장용 필름 등으로 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 생분해성 필름을 사용할 수 있는 생리대의 하나의 구체적 실시양태를 이하 보다 상세히 설명하고자 한다. 단지 설명의 목적으로, 도 3에서는 흡수 제품 (20)을 여성 위생용 생리대로 도시하고 있다. 그러나, 상기한 바와 같이, 본 발명은 다른 형태의 흡수 제품, 예컨대, 실금자 제품, 기저귀, 기저귀 팬츠, 유아용 배변훈련용 팬츠 등으로 구현될 수 있다. 도시된 실시양태에서, 흡수 제품 (20)은 상부시트 (40), 외부 커버 또는 배면시트 (42), 배면시트 (42)와 상부시트 (40) 사이의 흡수재 코어 (44)를 함유하는 본체 부분 (22)과, 본체 부분 (22)의 종방향 측선 (22a) 각각으로부터 연장되는 한 쌍의 플랩 (24)을 포함한다. 상부시트 (40)는 흡수 제품 (20)의 신체 대향 표면을 한정한다. 흡수재 코어 (44)는 흡수 제품 (20)의 외측 가장자리로부터 안쪽으로 배치되며, 상부시트 (40)에 인접하여 배치된 신체 대향측과 배면시트 (42)에 인접하여 배치된 의류 대향측을 포함한다.
상부시트 (40)는 일반적으로 사용자의 신체에 접촉하며, 액체-투과성으로 설계된다. 상부시트 (40)는 흡수 제품 (20)을 완전히 감싸도록 흡수재 코어 (44)를 둘러쌀 수 있다. 다른 방식으로는, 상부시트 (40)와 배면시트 (42)가 흡수재 코어 (44)를 넘어 연장되어, 가장자리가 공지된 기술에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 함께 결합될 수 있다. 전형적으로는, 상부시트 (40)와 배면시트 (42)는 접착제 결합, 초음파 결합, 또는 당업계에 공지된 기타 적절한 결합 방법으로 결합된다. 상부시트 (40)는 위생적이고, 외관이 청결하며, 흡수재 코어 (44)에 의해 모아지고 흡수된 체외 배설물을 가리기 위해 어느 정도 불투명하다. 상부시트 (40)는 또한 체외 배설물이 상부시트 (40)를 급속하게 통과하여 흡수재 코어 (44)에 이르도록 하나, 체액이 상부시트 (40)를 통해 착용자의 피부로 역류하지 않게 하는 양호한 순간 통과 (strike-through) 및 재습윤 특성을 갖는다. 예를 들어, 상부시트 (40)에 사용될 수 있는 일부 적절한 재료는 부직물, 천공 열가소성 필름 또는 그의 조합을 포함한다. 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이성분 재료, 나일론, 레이온 또는 유사 섬유로 제조된 부직포가 사용될 수 있다. 예를 들어, 백색의 균질한 스펀본디드(spunbonded) 재료가 특히 바람직한데, 그러한 색상이 통과된 생리혈을 감추는 양호한 차폐 특성을 나타내기 때문이다. 다타 (Datta) 등의 미국 특허 제4,801,494호 및 수키에닉 (Sukiennik) 등의 미국 특허 제4,908,026호는 본 발명에 사용될 수 있는 여러 가지 다른 재료를 교시하고 있다.
상부시트 (40)는 또한 체액이 흡수재 코어 (44) 내로 보다 빠르게 침투하도록 그를 관통하여 형성된 다수의 구멍 (도시되지 않음)을 갖는다. 개공은 상부시트 (40) 전체를 통하여 불규칙적으로 또는 균일하게 배열되거나, 흡수 제품 (20)의 세로축 X-X를 따라 배열된 좁은 세로 방향 밴드 또는 띠 모양 안에만 배치될 수 있다. 개공은 체액이 아래쪽 흡수재 코어 (44) 내로 신속하게 통과되도록 한다. 개공의 크기, 형태, 직경 및 수는 제품의 특정 필요에 따라 달라질 수 있다.
상기한 바와 같이, 흡수 제품은 또한 배면시트 (42)를 포함한다. 본 발명에 따라 형성될 수 있는 배면시트 (42)는 일반적으로 액체-불투과성이며, 안쪽 표면, 즉, 내의의 가랑이 부분 (도시되지 않음)을 향하도록 되어 있다. 배면시트 (42)는 흡수 제품 (20)의 바깥으로 공기 또는 증기가 통과하도록 하는 반면, 액체의 통과는 여전히 차단한다. 액체-불투과성 재료는 어느 것이나 배면시트 (42)를 형성하는데 일반적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용될 수 있는 적절한 재료의 하나는 본 발명에 따라 제조된 미세엠보싱된 생분해성 필름이다. 특정 실시양태에서, 두께가 약 0.2 mil 내지 약 5.0 mil, 특히 약 0.5 내지 약 3.0 mil 범위인 필름이 사용된다.
흡수 제품 (20)은 또한 상부시트 (40)와 배면시트 (42) 사이에 배치된 흡수재 코어 (44)를 함유한다. 흡수재 코어 (44)는 단일 흡수 부재 또는 분리되고 구별되는 흡수 부재를 함유하는 복합재로부터 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명에는 어떠한 갯수의 흡수 부재라도 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서, 흡수재 코어 (44)는 상부시트 (40)와 전달 지연 부재 (도시되지 않음) 사이에 위치된 흡입 부재 (도시되지 않음)를 함유할 수 있다. 흡입 부재는 상부시트 (40)에 전달된 체액을 z-방향으로 급속히 전달할 수 있는 재료로 제조될 수 있다. 흡입 부재는 일반적으로 원하는 어떠한 형태 및/또는 크기를 가져도 무방하다. 하나의 실시양태에서, 흡입 부재는 장방형으로서, 길이는 흡수 제품 (20)의 전체 길이와 같거나 그 보다 짧으며, 폭은 흡수 제품 (20)의 폭 보다 좁다. 예를 들어, 약 150 mm 내지 약 300 mm의 길이 및 약 10 mm 내지 약 60 mm의 폭을 사용할 수 있다.
상기한 기능을 수행하기 위해, 각종 상이한 재료가 흡입 부재에 사용될 수 있다. 재료는 합성 또는 셀룰로오스 재료, 또는 합성과 셀룰로오스 재료의 복합재일 수 있다. 예를 들어, 에어레이드 (airlaid) 셀룰로오스 티슈가 흡입 부재에 사용하기에 적절할 수 있다. 에어레이드 셀룰로오스 티슈는 약 10 gsm (평방미터당 그램) 내지 약 300 gsm, 일부 실시양태에서는 약 100 gsm 내지 약 250 gsm의 기초 중량을 갖는다. 하나의 실시양태에서, 에어레이드 셀룰로오스 티슈는 약 200 gsm의 기초 중량을 갖는다. 에어레이드 티슈는 경질 목재 및/또는 연질 목재 섬유로부터 제조될 수 있다. 에어레이드 티슈는 미세 기공 구조를 가지며, 특히 생리혈에 대한 우수한 흡입 (wicking) 기능을 갖는다.
원하는 경우, 전달 지연 부재 (도시되지 않음)는 흡입 부재 밑에 수직으로 배치될 수 있다. 전달 지연 부재는 다른 흡수 부재보다 덜 친수성인 재료를 함유할 수 있으며, 일반적으로는 실질적으로 소수성인 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 전달 지연 부재는 비교적 소수성 물질, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 등으로 이루어진 부직 섬유상 웹일 수 있고, 또한 그러한 재료의 블렌드로 이루어질 수 있다. 전달 지연 부재에 적절한 재료의 한 예는 폴리프로필렌, 다엽형 섬유로 이루어진 스펀본디드 웹이다. 적절한 전달 지연 부재 재료의 또 다른 예는 횡단면이 원형, 3엽형 또는 다엽형일 수 있고, 구조상 중공 또는 조밀형일 수 있는 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 스펀본디드 웹을 포함한다. 전형적으로, 웹은 결합되어 있으며, 예컨대, 웹 면적의 약 3% 초과 내지 약 30%에 걸쳐 가열 결합되어 있다. 전달 지연 부재에 사용될 수 있는 적절한 재료의 다른 예는 메이어 (Meyer) 등의 미국 특허 제4,798,603호, 및 서비악 (Serbiak) 등의 미국 특허 제 5,248,309호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 본 발명의 성능을 조정하기 위하여, 전달 지연 부재는 또한 초기 습윤성을 증가시키기 위해 선택된 양의 계면활성제로 처리될 수 있다.
전달 지연 부재는 일반적으로 어떠한 형태, 예를 들어, 약 150 mm 내지 약 300 mm의 어떠한 길이이어도 무방하다. 전형적으로, 전달 지연 부재의 길이는 대략 흡수 제품 (20)의 길이와 같다. 전달 지연 부재는 폭이 흡입 부재의 폭과 같을 수 있으나, 전형적으로는 더 넓다. 예를 들어, 전달 지연 부재의 폭은 약 50 mm 내지 약 75 mm, 특히 약 48 mm일 수 있다. 전달 지연 부재는 전형적으로는 다른 흡수 부재 보다 적은 기초 중량을 갖는다. 예를 들어, 전달 지연 부재의 기초 중량은 전형적으로는 약 150 gsm 미만, 일부 실시양태에서는 약 10 gsm 내지 약 100 gsm이다. 특정 실시양태에서, 전달 지연 부재는 기초 중량 약 30 gsm의 스펀본디드 웹으로 형성된다.
상기한 부재 외에, 흡수재 코어 (44)는 또한 코폼 (coform) 재료와 같은 복합 흡수 부재 (도시되지 않음)를 포함한다. 이 경우, 유체는 전달 지연 부재로부터 복합 흡수 부재 내로 빨아들여질 수 있다. 복합 흡수 부재는 흡입 부재 및/또는 전달 지연 부재와 분리되어 형성되거나, 그와 동시에 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서, 복합 흡수 부재는 상기 코폼 공정에서 캐리어로서 작용하는 전달 지연 부재 또는 흡입 부재 상에 형성될 수 있다.
특정 구조와는 무관하게, 흡수 제품 (20)은 전형적으로는 내의에 고정시키기위한 접착제를 함유한다. 접착제는 흡수 제품 (20)의 어느 곳에나, 예컨대, 배면시트 (42)의 아래쪽 표면에 제공될 수 있다. 이와 같은 특정 실시양태에서, 배면시트 (42)는 사용 전에는 벗겨내는 방식의 박리형 라이너 (58)에 의해 덮혀져 있는 세로축 중앙의 의류 접착제 스트립 (54)을 함유하며, 라이너 (58)은 본 발명에 따라 제조된 생분해성 필름일 수 있다. 각각의 플랩 (24)은 또한 플랩 (24)의 원위 말단 (34)에 인접하게 배치된 접착제 (56)를 함유할 수 있다. 벗겨낼 수 있는 박리형 라이너 (57)도 또한 본 발명에 따라 형성될 수 있으며, 사용 전에 접착제 (56)를 덮을 수 있다. 따라서, 위생용 흡수 제품 (20)의 사용자가 접착제 (54) 및 (56)를 노출시켜 흡수 제품 (20)을 내의의 안쪽에 고정시키고자 할 때, 사용자는 간편히 라이너 (57) 및 (58)를 벗겨내어 휴지통에 버리면 된다.
박리형 라이너의 각종 구조가 상기 기재되어 있지만, 본 발명의 범주에는 다른 박리형 라이너 구조가 또한 포함된다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명은 어떠한 의미에서건 박리형 라이너로 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 생분해성 필름은 흡수 제품의 각종 상이한 부품에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 도 3과 관련하여, 생리대 (20)의 배면시트 (42)는 본 발명의 생분해성 필름을 포함할 수 있다. 그러한 실시양태에서, 필름은 단독으로 배면시트 (42)를 형성하거나, 부직 웹과 같은 하나 이상의 추가의 재료에 라미네이트될 수 있다. 본 발명의 생분해성 필름은 또한 흡수 제품이 아닌 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 필름은 개별 포장 (wrap), 포장용 파우치, 또는 각종 제품, 예컨대, 식품, 흡수 제품 등의 폐기용 백 등으로 사용될 수 있다. 흡수 제품을 위한 여러 가지 적절한 파우치, 포장, 또는 백 구조는, 예를 들어, 소레보 (Sorebo) 등의 미국 특허 제6,716,203호, 및 모더 (Moder) 등의 미국 특허 제6,380,445호, 또한 소레보 (Sorebo) 등의 미국 특허 출원 공개 제2003/0116462호에 개시되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
본 발명은 하기 실시예로부터 더욱 잘 이해될 것이다.
시험 방법
인장 특성:
스트립 인장 강도 값은 실질적으로 ASTM 스탠더드 D-5034에 따라 측정하였다. 일정 신장속도형의 인장 시험기를 사용하였다. 인장 시험기 시스템은 신테크 (Sintech) 1/D 인장 시험기로서, 신테크 코포레이션 (Sintech Corp.; Cary, North Carolina 소재)으로부터 구입할 수 있는 것이었다. 인장 시험기에는 시험을 보조하기 위하여 테스트웍스 (TESTWORKS) 4.08B 소프트웨어 (MTS 코포레이션)이 장착되어 있있다. 시험값이 전체 스케일 로드의 10 내지 90% 내에 떨어지도록 적절한 하중 셀을 선택하였다. 필름 샘플을 시험 전에 먼저 중심 폭이 3.0 mm인 개뼈다귀 형태로 절단하였다. 샘플을 25.4 mm x 76 mm의 전면 및 후면을 갖는 그립 (grip) 사이에 걸었다. 그립면은 고무화되었으며, 그립의 보다 긴 쪽을 끌어당기는 방향에 수직으로 하였다. 그립 압력은 40 psi로 유압으로 유지시켰다. 인장 시험은 게이지 길이 18.0 mm, 파단 감도 40%로 가동하였다. 5개의 샘플은 시험 하중을 기계 방향으로 걸어 시험하고, 다른 5개의 샘플은 시험 하중을 횡방향으로 걸어 시험하였다. 시험 도중에, 샘플을 파단이 일어날 때까지 크로스헤드 속도 약 127 mm/분에서 신장시켰다. 모듈러스, 피크 응력, 피크 변형율 (즉, 피크 하중에서의 % 변형율) 및 신장율을 측정하고 기록하였다.
주사 전자 현미경:
플라즈마 에칭법을 사용하여 SEM에 의한 구조 프로파일용 샘플을 제작하였다. 습식 에칭과 유사하게, 이 방법은 물질의 상이한 에치 속도를 통해 표면 형태를 전개한다. 샘플을 얼음 위에 놓여진 알루미늄 디스크 위에 놓은 다음, 필름의 두께를 관통하여 맬릿(mallet)으로 새로운 외면도날을 움직여 실온에서 절단하였다. 박편은 압출 방향 (ED) (즉, 기계 방향 MD) 또는 압출 방향에 수직하게 (즉, 횡방향 CD) 절단하였다. 이들 시료를 전형적이고 독특한 특징에 대해 검사하고, 이들 관찰 사항을 묘사하는 현미경사진을 디지털 캡쳐링하였다.
추정되기로는, 에코플렉스와 산화 전분 사이에 명확한 대비가 관찰되어야 하는 것으로 예상되었다. 필름 박편을 추가의 처리없이 전도성 탄소 페인트를 사용하여 알루미늄 스텁 (stub)에 장착하였다. 일단 건조되면 박편 표면을 제외하고 장착된 필름을 다시 페인팅하여 두 개의 전도성 접지 경로를 제공하였다. 장착된 박편을 후방 산란 전자 영상을 얻기 위하여 고진공하에 마이크로채널 플레이트를 사용하거나 부분 진공하에 고체 상태 검출기를 사용하여 영상화하였다 (자연 BEI). 영상화 조건을 명암비 및 해상도에 대해 최적화하고, 대표적인 영상을 디지털 캡쳐링하고, 영상을 선택하였다.
또 다른 필름 샘플을 벨 자 (bell jar) 중에서 0.5 g의 오스뮴 테트라옥시드로 48시간 동안 염색하고 4일 동안 탈기시켰다. 염색되고 탈기된 필름을 박편화하여, 상기한 바와 같이 영상화하였다 (OS BEI).
데코레이팅된 2차 전자 영상 (SEI)
절단된 필름을 에미텍 (Emitech) K1050X 배럴 반응기 (에너지 빔 사이언시즈, 인크. (Energy Beam Sciences, Inc.), East Granby, Connecticut 소재)를 사용하여 산소-플라즈마 데코레이팅하였으며, 40-W, 50 ml/분의 산소 유속은 산소-풍부 플라즈마를 나타내는 청-백 플라즈마를 생성하는데 충분하였다. 데코레이팅된 박편을 양측에 구리 테이핑되고, 금으로 스퍼터링-코팅된 알루미늄 스텁에 장착하고, 에버하트-쏜리 (Everhart-Thornley) 검출기를 2차 전자 수집 모드로 가동하여 영상화하였다. 영상화 조건을 명암비 및 해상도에 대해 최적화하고, 대표적인 영상을 디지털 캡쳐링하였다.
재료
카길 검 (Cargill Gum)™ 03460은 천연 (비산화) 옥수수 전분이다. 슈퍼필름 (Superfilm)® 235D는 산화된 옥수수 전분이다. 이들 전분은 모두 카킬 (Cargill; Minneapolis, MN 소재)로부터 구입하였다.
천연 (비산화) 밀 전분인 미드솔 (Midsol) 50, 및 개질 (산화) 밀 전분인 프리젤 어드히어 (Pregel Adhere) 2000은 MGP 인그레디언츠 인크, (MGP Ingredients, Inc.; Atchison, KS)로부터 구입하였다.
산화 전분을 pH가 알칼리 영역으로 유지되는 현탁액 중에 차아염소산 나트륨을 사용하여 처리하였다.
에코니어 (ECONEER) 수지, EBP 203 (EBP)은 에코니어 컴퍼니, 리미티드 (ECONEER Co., Ltd.; Costa Mesa, CA)로부터 구입하였다. EBP 203 수지는 콘도락스 (Kondorax) 및 에코펠 (Ecopel) 생분해성 중합체 수지의 블렌드이다. 콘도락스 수지는 비제한적으로는 사탕수수, 볏짚, 보리짚, 갈대, 옥수수대, 코코넛 및 목초 등을 포함하는 고분자량 섬유로 이루어진다. 에코펠은 생분해성인 열가소성 지방족 폴리에스테르 공중합체이다. 에코니어 수지의 분해 시간은 최소 15일에서 12개월이다. 에코니어 수지는 값싸고 풍부한 재생 성분을 함유한다.
에코플렉스 (Ecoflex)® F BX 7011 수지는 BASF (Mount Olive, NJ 소재)로부터 구입하였다. 에코플렉스® F BX 7011 수지는 부탄디올, 아디프산 및 테레프탈산의 3가지 단량체로 이루어진 지방족-방향족 코폴리에스테르이다. 에코플렉스® F BX 7011 수지는 생분해성이고, 상업적으로 입수할 수 있지만, 재생 성분을 함유하지 않는다. 에코플렉스® F BX 7011은 필름의 전체적 기능을 향상시키는데 사용되었다.
폴리부틸렌 숙시네이트 (PBS), GS-Pla AD92W를 미쯔비시 케미칼 코포레이션 (Mitsubishi Chemical Corporation; Tokyo, Japan)으로부터 구입하였다.
글리세린과 같은 가공 보조제는 코그니스 코포레이션 (Cognis Corporation; Cincinnati, OH)으로부터 구입하였다. 모노-디-글리세라이드 계면활성제 (엑셀 (Excel) P-40S)는 카오 코포레이션 (Kao Corporation; Tokyo, Japan)으로부터 구입하였다. 이들 모두를 가공 조제로 사용하였다.
열가소성 전분 제조
실시예1
프리젤 어드히어 2000 산화된 밀 전분을, 표 1에 주어진 퍼센트에 따라 글리세린을 가소제로서, 엑셀 P-40S를 계면활성제로 사용하여 열가소성 산화된 밀 전분으로 전환시켰다. 써모 프리즘 (Thermo Prism)™ USLAB 16 트윈 스크류 압출기 (써모 일렉트론 코포레이션 (Thermo Electron Corporation); Stone, England 소재)를 사용하여 가공을 완료하였다. 압출기는 11개의 구역을 가지며, 구역 0은 공급 구역으로서 K-트론 공급기 (K-Tron North America, Pitman, NJ)로부터의 공급물이 수용되어 구역 1, 2 등을 통해 구역 9까지 이동된다. 이들 구역은 트윈 스크류의 혼련 구간이고, 구역 10은 압출기 말단에 배치된 다이이다. 실시예 1에서의 온도 설정은 구역 1로부터 9에 대하여 90, 100, 115, 125, 130, 130, 130, 125 및 120 ℃였다. 다이 온도는 115 ℃였다. 스크류 회전 속도는 150 rpm이었다. 산화된 밀 전분을 엑셀 P-40S과 혼합한 후에 1.5 lb/시간으로 공급하였다. 글리세린을 기어 펌프 (보딘 일렉트릭 컴퍼니 (Bodine Electric Company), Grand Island, NY)를 사용하여 구역 1로 펌핑하였다. 이들 조건하에, 토크는 82 내지 86%였으며, 압력은 10 내지 11 바였다. 이들 가공 조건은 표 1에 실시예 1로서 요약되어 있다. 스트랜드가 형성되었을 때, 컨베이어 벨트 (Bondie Electric Company, Chicago, IL)를 통해 냉각시켰다. 펠렛화기 (에머슨 인더스트리얼 콘트롤즈 (Emerson Industrial Controls), Grand Island, NY)를 사용하여 스트랜드를 절단하여 열가소성 산화된 밀 전분 펠렛을 생성하였으며, 이를 플라스틱 백 속에 모아서 밀봉하였다.
실시예 2
천연 밀 전분 미드솔 50을 실시예 1에서와 동일한 장치로 유사하게 가공하였다. 공정 파라미터는 표 1에 주어져 있다.
실시예 3
산화된 옥수수 전분 슈퍼필름® 235D를 실시예 1에서와 동일한 장치를 사용하여 열가소성 산화 전분으로 전환시켰다. 공정 파라미터는 표 1에 주어져 있다.
실시예 4
천연 옥수수 전분을 실시예 2에서와 동일한 장치를 사용하여 열가소성 전분으로 전환시켰다. 공정 파라미터는 표 1에 주어져 있다.
필름 제조
에코플렉스® F BX 7011 수지 대조 필름을 실시예 5로서 써모 프리즘 ™ USLAB 16 트윈 스크류 압출기 (써모 일렉트론 코포레이션; 영국 스톤 소재)에 4" in 필름 다이를 장착시킨 후에 캐스팅하였다. 필름 캐스팅에 대한 온도 프로파일은, 용융 압력, 토크 및 스크류 회전 속도와 같은 다른 공정 조건을 포함하여 표 2에 주어져 있다. 대조 필름 두께는 각각 약 1.5 및 2 mil이었다. 실시예 6 내지 19는 각종 생분해성 수지와 열가소성 전분 블렌드를 사용한 필름 블렌드이며, 그의 조성과 그에 대한 가공 조건은 표 2 및 3에 상세 기재되어 있다.
실시예 5 내지 10은 가공이 잘 되었다. 20 중량%, 30 중량%, 40 중량% 및 45 중량%의 열가소성 산화 전분을 함유하는 열가소성 산화 전분과 코폴리에스테르의 블렌드로부터 얇은 필름이 성공적으로 생성되었다. 놀랍게도, 60 중량%의 주성분 열가소성 산화 전분을 함유하는 블렌드로부터도 얇은 필름이 성공적으로 생성되었다 (실시예 10).
실시예 11에 있어서, 4 내지 5 mil 또는 그 이상의 두께의 필름이 용융 캐스팅될 수 있었지만, 실시예 11의 필름의 기계적 완전성은 실시예 6 내지 10에서 제조된 필름과 같이 양호한 것은 아니었다. 따라서, 실시예 11의 필름에 대해서는 인장 시험을 실시하지 않았다.
실시예 12 및 13은 필름 캐스팅에 천연 옥수수 열가소성 전분과 에코플렉스® F BX 7011 수지의 블렌드를 사용하였다. 천연 열가소성 옥수수 전분의 비율이 블렌드 중 50 또는 60%를 넘을 때, 가요성 필름이 형성될 수 없었다. 실시예 10과 비교하여, 실시예 12 및 13은 밀 전분의 산화가 블렌드 중에서 주성분 열가소성 산화 전분을 포함하는 필름-형성 조성물을 제공한다는 것을 증명한다.
실시예 14 및 15에 있어서, 조성물이 열가소성 천연 밀 전분을 35 중량%를 넘는 양으로 포함할 때 필름을 형성하기가 매우 어려웠다.
실시예 16 및 17은 필름을 캐스팅하기 위하여 카킬 인크.로부터의 산화된 옥수수 전분을 사용하였다. 필름은 에코플렉스® F BX 7011 수지가 주성분일 때에만 형성될 수 있었다. 산화된 옥수수 전분이 50%를 넘는 경우, 얇고 가요성인 필름이 형성될 수 없었다.
실시예 18은 55%의 에코니어 EBP 203과 45%의 실시예 1의 열가소성 산화 전분의 블렌드였다. 형성된 필름의 두께는 3 mil 보다 컸다.
실시예 19는 60%의 PBS와 40%의 실시예 1의 열가소성 산화 전분의 블렌드였다. 용융 캐스팅을 통하여 얇은 필름이 수득되었으며, 이는 실시예 18에서 얻어진 것 보다 훨씬 우수하였다.
필름의 기계적 특성
표 4는 시험을 할 수 없었던 실시예 11을 제외하고, 실시예 5 내지 19로부터의 모든 열가소성 필름의 인장 특성을 기재하고 있다. 실시예 5 내지 10에 대한 필름 모듈러스 및 신장율 데이터는 각각 도 4 및 5에 플롯팅되어 있다. 오차 막대는 표준 편차를 나타낸다. 필름 모듈러스는 도 4에 나타난 바와 같이 열가소성 산화 전분의 양이 증가함에 따라 필름 강성의 열화없이 안정한 것으로 나타났으며, 이는 블렌드가 완전히 혼화성이라는 것을 나타내는 것이다. 다른 한편, 필름 신장율은 열가소성 산화 전분의 양이 증가함에 따라 모든 필름에서 기본적으로 비교적 높은 신장율이 유지되었다. 열가소성 산화 전분을 포함하는 필름은 전반적으로 보다 좋은 신장율을 나타냈으며, 예외적으로 40/60 블렌드는 순수한 에코플렉스® F BX 7011 수지 필름과 그다지 다르지 않았다.
실시예 12 및 13은 천연 옥수수 열가소성 전분을 사용하였으며, 필름 모듈러스는 블렌드 중 에코플렉스® F BX 7011 수지의 양과 무관하게 실시예 5 내지 10으로부터의 필름의 모듈러스보다 높았는데, 이는 실시예 12 및 13으로부터의 필름이 보다 덜 가요성이라는 것을 나타낸다. 피크 응력 및 신장율 또한 실시예 13의 필름에 있어서 특히 감소되었다.
실시예 14 및 15는 천연 밀 열가소성 전분을 사용하였으며, 생성된 필름의 모듈러스는 실시예 5 내지 10의 경우와 유사하였으나, 블렌드 중 전분의 양은 비교적 낮았다.
실시예 16 및 17은 산화된 옥수수 전분을 사용하였다. 이들은 상응하게 각각 실시예 9 및 8과 비교되며, 여기서 에코플렉스® F BX 7011 수지와 TPOS 비율은 동일하였다. 산화된 옥수수 전분은 필름 모듈러스 및 얇은 필름 가공성에 있어서 산화된 밀 전분 만큼 성능을 나타내지는 않았다.
실시예 18은 에코니어 EBP 203과 산화된 밀 전분의 블렌드 (55/45)로서, 두꺼운 필름을 생성하였다. 필름 인장 강도도 또한 보다 낮은 편이었다.
실시예 19는 PBS와 산화된 밀 전분의 블렌드 (60/40)였다. 필름 인장 강도 값은 실시예 18에서 보다는 좋았으나, 실시예 6 내지 10에서 입증된 바와 같은 에코플렉스® F BX 7011 수지와 산화된 밀 전분의 블렌드 보다는 불량하였다.
도 6은 실시예 6의 필름 (20% 열가소성 산화 전분)의 SEM 사진이며, 여기서 에코플렉스® F BX 7011 수지는 연속상을 형성하고, 열가소성 산화 전분은 필름 전체를 통해 균일하게 분포되어 있다.
도 7a는 실시예 8의 필름 (40% 열가소성 산화 전분)의 후방 산란 전자 영상 (BEI)이며, 여기서 에코플렉스® F BX 7011 수지는 여전히 연속 (매트릭스) 상으로 작용하며, 전분은 분산상으로 작용한다. 어두운 부분은 에코플렉스® F BX 7011 수지를 나타내고, 밝은 부분은 열가소성 산화 전분을 나타내며, 이 SEM은 오스뮴-염색된 BEI 기술을 이용하여 수득된 것이다.
도 7b는 실시예 8의 필름의 2차 전자 영상이다. 필름은 플라즈마로 4분간 에칭되었다. 플라즈마 처리 동안, 에코플렉스® F BX 7011 수지는 열가소성 산화 전분상 보다 높은 속도로 에칭되었다. 에칭된 공극의 존재는 연속상이 에코플렉스® F BX 7011 수지상이고, 분산상이 열가소성 산화 전분상이라는 것을 확인시켜 주었다. 이와 같은 횡방향 (CD) 영상에서, 분산상의 크기는 마이크론 이하 크기에서 수 마이크론까지 매우 광범위하다. 도 7b에서 일부 분산된 열가소성 산화 전분 구조의 거의 원형의 횡단면은, 횡방향에서 리본-유사 구조로서 나타나는 일부 열가소성 산화 전분 부분이 또한 있기는 하지만, 분산된 열가소성 산화 전분상의 일부가 거의 원형의 섬유-유사 구조를 가질 수 있다는 것을 시사한다.
도 8a는 실시예 10의 필름 (60% 열가소성 산화 전분, 40% 에코플렉스® F BX 7011 수지)의 후방 산란 전자 영상 (BEI)이다. 블렌드 중의 주된 물질은 열가소성 산화 전분 60%이었다. 열가소성 산화 전분상은 고도로 연장된 층상의 분산된 구조로서 서로 연결되어 있었다. 필름은 마이크론 이하의 미세 두께를 갖는 코폴리에스테르의 미세하게 분할된 층들이, 마이크론 이하 내지 수 마이크론에 이르는 두께의 열가소성 산화 전분의 미세층들 사이에 라미네이트된 미세적층 필름 라미네이트를 흉내낸 미세구조상 특징을 갖는다. 이러한 유형의 독특한 미세구로조 인하여 필름이 양호한 기계적 특성을 갖는 것으로 여겨지며, 이는 열가소성 산화 전분이 블렌드 중에 우세할지라도 도 8a에 나타난 바와 같이 에코플렉스® F BX 7011 수지가 여전히 연속 매트릭스 상으로 작용하기 때문이다. 이 SEM은 오스뮴-염색된 BEI 기술을 이용하여 수득된 것이다.
도 8b는 실시예 10의 필름의 횡방향 단면의 2차 전자 영상이다. 필름은 플라즈마로 4분간 에칭되었다. 플라즈마 처리 동안, 에코플렉스® F BX 7011 수지는 열가소성 산화 전분상 보다 높은 속도로 에칭되었다. 에칭된 공극의 존재는 연속상이 에코플렉스® F BX 7011 수지상이고, 분산상이 열가소성 산화 전분상이라는 것을 확인시켜 주었다. 분산상이 횡단면적의 대부분을 구성한다는 것이 명백하였다. 도 8b에서 다수의 분산된 열가소성 산화 전분 구조의 신장된 횡단면은, 횡방향에서 리본-유사 구조로서 나타나는 일부 열가소성 산화 전분 부분이 또한 있기는 하지만, 분산된 열가소성 산화 전분상의 일부가 리본-유사 구조를 가질 수 있다는 것을 시사한다.
도 8c는 실시예 10의 필름의 기계-방향 단면의 2차 전자 영상이다. 필름은 플라즈마로 4분간 에칭되었다. 플라즈마 처리 동안, 에코플렉스® F BX 7011 수지는 열가소성 산화 전분상 보다 높은 속도로 에칭되었다. 에칭된 공극의 존재는 연속상이 에코플렉스® F BX 7011 수지상이고, 분산상이 열가소성 산화 전분상이라는 것을 확인시켜 주었다. 분산상이 횡단면적의 대부분을 구성한다는 것이 명백하였다. 도 8c에서 다수의 분산된 열가소성 산화 전분 구조의 신장된 횡단면은 분산된 열가소성 산화 전분상의 일부가 층상 구조를 가질 수 있으며, 일부 층상 구조는 길이가 5 마이크론을 넘고, 일부는 심지어 10 마이크론을 넘는다는 것을 시사한다. 열가소성 산화 전분 구조 사이에서, 에코플렉스® F BX 7011 수지는 상당히 얇아졌으며, 이는 필름의 전체적 연성에 기여하였다.
전분 분자량 분포는 표 5에 나타나 있다. 산화된 밀 또는 옥수수 전분에 대한 다분산 지수 (Mw/Mn)는 천연 밀 또는 옥수수 전분의 지수 보다 높았다. 높은 다분산 지수는 산화 전분의 분자량 분포가 천연 전분에 비하여 훨씬 넓다는 것을 의미한다. 이론에 얽매임이 없이, 다분산 지수의 증가는 전분이 얇고 가요성인 필름을 형성할 수 있는 능력을 개선시키는 것일 수 있다.
본 발명이 그의 특정 실시양태와 관련하여 상세하게 지재되었지만, 당업자가 상기 사항들을 이해하고 난 후에 이들 실시양태의 수정, 변경 및 균등물을 용이하게 고안해낼 수 있으리라는 것이 인식되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 특허청구항의 범위 및 그의 균등물로서 평가되어야 한다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006

Claims (20)

1종 이상의 생분해성 폴리에스테르를 포함하는, 필름의 약 1 중량% 내지 약 49 중량%를 구성하는 매트릭스 상, 및
1종 이상의 산화 전분 및 1종 이상의 가소제를 포함하는, 필름의 약 46 중량% 내지 약 75 중량%를 구성하는 분산상을 포함하며,
분산상은 매트릭스 상 내에 분산되어 있고, 또한 필름 내 매트릭스 상의 중량%가 필름 내 분산상의 중량% 보다 작은 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 생분해성 폴리에스테르가 지방족 폴리에스테르, 지방족-방향족 폴리에스테르 또는 그들의 조합인 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 생분해성 폴리에스테르가 필름의 약 20 중량% 내지 약 43 중량%를 구성하는 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 산화 전분이 필름의 약 45 중량% 내지 약 75 중량%를 구성하는 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 가소제가 필름의 약 5 중량% 내지 약 30 중량%를 구성하는 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 산화 전분이 개질된 산화 전분인 것인 생분해성 필름.
제6항에 있어서, 개질된 산화 전분이 전분 에스테르, 전분 에테르, 가수분해 전분 또는 그들의 조합인 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 가소제가 다가 알콜인 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 필름이 약 50 μm 이하의 두께를 갖는 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 필름이 기계 방향에서 약 50 내지 약 100 MPa의 건조 탄성 모듈러스를 나타내는 것인 생분해성 필름.
제1항에 있어서, 필름이 기계 방향에서 500%를 넘는 파단점 신장율을 나타내는 것인 생분해성 필름.
제1항의 생분해성 필름 및 그의 표면상으로 코팅된 이형제를 포함하는 박리형 라이너.
액체 투과성 상부시트, 일반적으로 액체 불투과성인 배면시트, 및 배면시트와 상부시트 사이에 배치된 흡수재 코어를 포함하는 본체부를 포함하는 것으로서, 제1항의 생분해성 필름을 포함하는 흡수 제품.
제13항에 있어서, 배면시트가 생분해성 필름을 포함하는 것인 흡수 제품.
제13항에 있어서, 제1 표면 및 반대쪽의 제2 표면을 한정하며, 제1 표면은 흡수 제품 상에 위치된 접착제에 인접하게 놓여져 있는 것으로서, 생분해성 필름을 포함하는 박리형 라이너를 추가로 포함하는 흡수 제품.
제1항의 생분해성 필름을 포함하는 파우치 (pouch), 랩 (wrap) 또는 백 (bag).
액체 투과성 상부시트, 일반적으로 액체 불투과성인 배면시트, 및 배면시트와 상부시트 사이에 배치된 흡수재 코어를 포함하는 본체부를 포함하고; 추가로, 제1 표면 및 반대쪽의 제2 표면을 한정하며, 제1 표면은 흡수 제품 상에 위치된 접착제에 인접하게 놓여져 있는 박리형 라이너를 포함하며; 여기서 박리형 라이너, 배면시트 또는 이들 모두가, 1종 이상의 생분해성 폴리에스테르를 포함하는, 약 1 중량% 내지 약 49 중량%의 매트릭스 상, 및 1종 이상의 산화 전분 및 1종 이상의 가소제를 포함하는, 약 46 중량% 내지 약 75 중량%의 분산상을 포함하며, 분산상은 매트릭스 상 내에 분산되어 있고, 또한 매트릭스 상의 중량%가 분산상의 중량% 보다 작은 것인 흡수 제품.
제17항에 있어서, 산화 전분이 필름의 약 45 중량% 내지 약 75 중량%를 구성하는 것인 흡수 제품.
제17항에 있어서, 가소제가 필름의 약 5 중량% 내지 약 30 중량%를 구성하는 것인 흡수 제품.
필름의 약 1 중량% 내지 약 49 중량%를 구성하는 1종 이상의 생분해성 폴리에스테르, 및
필름의 약 46 중량% 내지 약 75 중량%를 구성하는, 1종 이상의 산화 전분 및 1종 이상의 가소제를 포함하는 열가소성 산화 전분을 포함하며,
필름 내 생분해성 폴리에스테르의 중량%가 필름 내 열가소성 산화 전분의 중량% 보다 작은 것인 생분해성 필름.
KR1020137001362A 2010-07-19 2011-06-16 생분해성 필름 KR20130106346A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/839,074 US20120016328A1 (en) 2010-07-19 2010-07-19 Biodegradable films
US12/839,074 2010-07-19
PCT/IB2011/052636 WO2012010991A2 (en) 2010-07-19 2011-06-16 Biodegradable films

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130106346A true KR20130106346A (ko) 2013-09-27

Family

ID=45467505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137001362A KR20130106346A (ko) 2010-07-19 2011-06-16 생분해성 필름

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20120016328A1 (ko)
EP (1) EP2596054B1 (ko)
KR (1) KR20130106346A (ko)
CN (1) CN103003338A (ko)
AR (1) AR082116A1 (ko)
AU (1) AU2011281265B2 (ko)
BR (1) BR112013001250A2 (ko)
CO (1) CO6670535A2 (ko)
MX (1) MX2013000498A (ko)
WO (1) WO2012010991A2 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102120870A (zh) * 2011-02-28 2011-07-13 殷正福 一种可降解塑料及其生产方法
EP2781551A4 (en) * 2011-11-15 2015-07-01 Showa Denko Kk BIODEGRADABLE RESIN COMPOSITION AND BIODEGRADABLE FILM
CN103906805B (zh) * 2011-11-15 2017-02-15 昭和电工株式会社 生物降解性树脂组合物和生物降解性膜
GB201217207D0 (en) * 2012-09-26 2012-11-07 Biome Bioplastics Ltd Bio-resins
GB201217209D0 (en) * 2012-09-26 2012-11-07 Biome Bioplastics Ltd Biodegradable material
CN104494261B (zh) * 2014-12-11 2016-08-17 昆山市张浦彩印厂 可降解evoh高阻隔复合薄膜
JP7023232B2 (ja) 2015-09-29 2022-02-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 乳酸ポリマーフィルム
CN105694402B (zh) * 2016-03-23 2019-01-29 江苏豪悦实业有限公司 除异味透气防渗可降解聚乳酸卫生巾底膜及其制备方法
KR101784221B1 (ko) 2017-03-20 2017-10-11 박민규 생분해성 수지 조성물 및 그로부터 제조되는 생분해성 필름
WO2018176054A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Scholle Ipn Corporation Flexible packaging having microembossing
GB201801978D0 (en) * 2018-02-07 2018-03-28 Csir Biodegradable plastic
CN109535490B (zh) * 2018-11-26 2021-01-12 四川理工学院 一种用于填充改性可降解高分子材料的淀粉母料及其制备方法
US20200352162A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-12 Silver Defender, Corp. Antimicrobial Adhesives
USD932866S1 (en) 2020-05-15 2021-10-12 Silver Defender Corp Antimicrobial adhesive for a D-handle
USD932868S1 (en) 2020-05-15 2021-10-12 Silver Defender Corp Antimicrobial adhesive for a l-handle
USD932865S1 (en) 2020-05-15 2021-10-12 Silver Defender Corp Antimicrobial adhesive for a fridge handle
USD932867S1 (en) 2020-05-15 2021-10-12 Silver Defender Corp Antimicrobial adhesive for a paddle handle
USD960377S1 (en) 2020-05-17 2022-08-09 Silver Defender Corp Antimicrobial adhesive tape
USD959681S1 (en) 2020-05-17 2022-08-02 Silver Defender Corp Antimicrobial adhesive tape
USD960376S1 (en) 2020-05-17 2022-08-09 Silver Defender Corp Antimicrobial adhesive tape
US20220333309A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-20 Celanese International Corporation Coated Film For Laminating Substrates Made From Biodegradable Materials
CN113426499B (zh) * 2021-07-08 2022-10-14 成都齐碳科技有限公司 微结构、生物芯片、成膜方法、基因测序装置及其应用
CN113913001B (zh) * 2021-11-25 2023-01-31 杭州人民环保科技有限公司 隔热材料及其制备方法、防烫层和可降解防烫手纸杯

Family Cites Families (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4499154A (en) 1982-09-03 1985-02-12 Howard L. Podell Dipped rubber article
US4886512A (en) 1983-04-04 1989-12-12 Kimberly-Clark Corporation Incontinent garment with elasticized pouch
US4789699A (en) 1986-10-15 1988-12-06 Kimberly-Clark Corporation Ambient temperature bondable elastomeric nonwoven web
US4798603A (en) 1987-10-16 1989-01-17 Kimberly-Clark Corporation Absorbent article having a hydrophobic transport layer
US5584829A (en) * 1991-05-21 1996-12-17 The Procter & Gamble Company Absorbent articles having panty covering components that naturally wrap the sides of panties
US5248309A (en) 1990-07-19 1993-09-28 Kimberly-Clark Corporation Thin sanitary napkin having a central absorbent zone and a method of forming the napkin
US5292783A (en) 1990-11-30 1994-03-08 Eastman Kodak Company Aliphatic-aromatic copolyesters and cellulose ester/polymer blends
ATE199383T1 (de) 1990-11-30 2001-03-15 Eastman Chem Co Aliphatisch-aromatische copolyester
US5217803A (en) * 1991-06-26 1993-06-08 Tredegar Industries, Inc. Disposable absorbent articles with biodegradable backsheets
US5254607A (en) * 1991-06-26 1993-10-19 Tredegar Industries, Inc. Biodegradable, liquid impervious films
MA22660A1 (fr) * 1991-10-01 1993-04-01 Procter & Gamble Article absorbant comportant des rabats et des zones d'extensibilite differentielle .
CA2079537C (en) * 1991-10-01 1999-01-05 Bruce William Lavash Absorbent article having flaps and zones of differential extensibility
JP3242658B2 (ja) * 1992-06-26 2001-12-25 ザ、プロクター、エンド、ギャンブル、カンパニー 生分解性液体不浸透性多層フィルム組成物
US5939467A (en) * 1992-06-26 1999-08-17 The Procter & Gamble Company Biodegradable polymeric compositions and products thereof
US5703160A (en) * 1992-07-15 1997-12-30 Solvay S.A. Biodegradable moulding compositions comprising a starch, a biodegradable polyester, and a salt of a hydroxycarboxylic acid
US5844023A (en) * 1992-11-06 1998-12-01 Bio-Tec Biologische Naturverpackungen Gmbh Biologically degradable polymer mixture
US5330461A (en) * 1992-12-22 1994-07-19 The Procter & Gamble Company Absorbent article having folded side flaps
US5462983A (en) * 1993-07-27 1995-10-31 Evercorn, Inc. Biodegradable moldable products and films comprising blends of starch esters and polyesters
US5558659A (en) 1993-12-09 1996-09-24 Kimberly-Clark Corporation Incontinence article for males
CA2116081C (en) 1993-12-17 2005-07-26 Ann Louise Mccormack Breathable, cloth-like film/nonwoven composite
US5500465A (en) * 1994-03-10 1996-03-19 Board Of Trustees Operating Michigan State University Biodegradable multi-component polymeric materials based on unmodified starch-like polysaccharides
US5669896A (en) 1994-06-16 1997-09-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent garment comprising dual containment flaps
KR100382178B1 (ko) 1994-08-31 2003-08-19 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. 위킹성 및 내분쇄성을 갖는 얇은 흡수용품
DE4440850A1 (de) 1994-11-15 1996-05-23 Basf Ag Biologisch abbaubare Polymere, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung zur Herstellung bioabbaubarer Formkörper
DE4440837A1 (de) 1994-11-15 1996-05-23 Basf Ag Biologisch abbaubare Polymere, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung zur Herstellung bioabbaubarer Formkörper
ATE242295T1 (de) * 1995-04-07 2003-06-15 Biotec Biolog Naturverpack Biologisch abbaubare polymermischung
EP0863931A2 (de) 1995-12-01 1998-09-16 Ciba SC Holding AG Poly(9,9'-spirobisfluorene), deren herstellung und deren verwendung
US5852078A (en) * 1996-02-28 1998-12-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Biodegradable polyester compositions with natural polymers and articles thereof
US6168857B1 (en) * 1996-04-09 2001-01-02 E. Khashoggi Industries, Llc Compositions and methods for manufacturing starch-based compositions
DE19624641A1 (de) * 1996-06-20 1998-01-08 Biotec Biolog Naturverpack Biologisch abbaubarer Werkstoff, bestehend im wesentlichen aus oder auf Basis thermoplastischer Stärke
EP0947559B1 (en) * 1996-11-05 2004-10-27 NOVAMONT S.p.A. Biodegradable polymeric compositions comprising starch and a thermoplastic polymer
US6111163A (en) 1996-12-27 2000-08-29 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Elastomeric film and method for making the same
US6015764A (en) 1996-12-27 2000-01-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Microporous elastomeric film/nonwoven breathable laminate and method for making the same
US5997981A (en) 1997-09-15 1999-12-07 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Breathable barrier composite useful as an ideal loop fastener component
US5932497A (en) 1997-09-15 1999-08-03 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Breathable elastic film and laminate
US5985396A (en) 1997-11-25 1999-11-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Flushable release liners and methods of making the same
US5981012A (en) 1997-11-25 1999-11-09 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Flushable release liner comprising a release coating on a water-sensitive film
US6530910B1 (en) 1997-12-31 2003-03-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Flushable release film with combination wiper
ITTO980524A1 (it) * 1998-06-17 1999-12-17 Novamont Spa Composizioni contenenti amido aventi elevata resistenza all'invecchiam ento.
US6461457B1 (en) 1999-06-30 2002-10-08 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Dimensionally stable, breathable, stretch-thinned, elastic films
US6511465B1 (en) 1999-08-23 2003-01-28 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent article having a refastenable mechanism
US6663611B2 (en) 1999-09-28 2003-12-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Breathable diaper with low to moderately breathable inner laminate and more breathable outer cover
US6605657B1 (en) * 1999-12-27 2003-08-12 Polyvalor Societe En Commandite Polymer compositions containing thermoplastic starch
US6231970B1 (en) * 2000-01-11 2001-05-15 E. Khashoggi Industries, Llc Thermoplastic starch compositions incorporating a particulate filler component
WO2001074555A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Holy Norman L Compostable, degradable plastic compositions and articles thereof
ITTO20010058A1 (it) * 2001-01-25 2002-07-25 Novamont Spa Miscele ternarie di poliesteri biodegradabili e prodotti da queste ottenuti.
ITTO20010060A1 (it) * 2001-01-25 2002-07-25 Novamont Spa Miscele ternartie di poliesteri alifatici biodegradabili e prodotti da queste ottenuti.
US7094817B2 (en) * 2001-04-18 2006-08-22 Plantic Technologies Ltd. Biodegradable polymer
US6824734B2 (en) 2001-10-09 2004-11-30 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of producing latent elastic, cross-direction-oriented films
US7077994B2 (en) * 2001-10-19 2006-07-18 The Procter & Gamble Company Polyhydroxyalkanoate copolymer/starch compositions for laminates and films
US20030116462A1 (en) 2001-12-20 2003-06-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Pouch configuration for wrapped absorbent articles
US6716203B2 (en) 2001-12-18 2004-04-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Individual absorbent articles wrapped in a quiet and soft package
US20040060112A1 (en) 2002-09-27 2004-04-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Bed pad
US6888044B2 (en) 2002-12-23 2005-05-03 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. High capacity absorbent structure and method for producing same
WO2005052056A1 (ja) * 2003-11-25 2005-06-09 Asahi Kasei Life & Living Corporation 艶消しフィルム
TWI248957B (en) * 2004-06-25 2006-02-11 Ming-Tung Chen Composition of biodegradable plastic and production method thereof
TW200632018A (en) * 2005-01-11 2006-09-16 Asahi Kasei Life & Living Corp Matt film or sheet
ITMI20050452A1 (it) * 2005-03-18 2006-09-19 Novamont Spa Poliestere biodegradabile alifatico-aromatico
ITMI20061845A1 (it) * 2006-09-27 2008-03-28 Novamont Spa Composizioni biodegradabili polifasiche a base di amido
ITMI20061844A1 (it) * 2006-09-27 2008-03-28 Novamont Spa Composizioni biodegradabili a base di amido nanoparticellare
US8592641B2 (en) * 2006-12-15 2013-11-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Water-sensitive biodegradable film
US8329977B2 (en) * 2007-08-22 2012-12-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Biodegradable water-sensitive films
US7998888B2 (en) * 2008-03-28 2011-08-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Thermoplastic starch for use in melt-extruded substrates
CN101600312A (zh) * 2008-06-06 2009-12-09 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 便携式电子设备
US8188185B2 (en) * 2008-06-30 2012-05-29 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Biodegradable packaging film
US8329601B2 (en) * 2008-12-18 2012-12-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Biodegradable and renewable film
US8907155B2 (en) * 2010-11-19 2014-12-09 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Biodegradable and flushable multi-layered film

Also Published As

Publication number Publication date
US20120016328A1 (en) 2012-01-19
RU2013104502A (ru) 2014-08-27
BR112013001250A2 (pt) 2016-05-17
CN103003338A (zh) 2013-03-27
AR082116A1 (es) 2012-11-14
EP2596054B1 (en) 2016-03-02
WO2012010991A2 (en) 2012-01-26
EP2596054A2 (en) 2013-05-29
MX2013000498A (es) 2013-02-07
CO6670535A2 (es) 2013-05-15
EP2596054A4 (en) 2013-12-04
AU2011281265A1 (en) 2013-01-31
AU2011281265B2 (en) 2015-06-11
WO2012010991A3 (en) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2596054B1 (en) Biodegradable films
US8598404B2 (en) Biodegradable water-sensitive films
US9056967B2 (en) Water-sensitive biodegradable film
US7998888B2 (en) Thermoplastic starch for use in melt-extruded substrates
AU2010337977B2 (en) Natural biopolymer thermoplastic films
KR101586514B1 (ko) 열가소성 폴리우레탄을 함유하는 수감응성 필름
US20140005620A1 (en) Biodegradable and Flushable Multi-Layered Film
RU2575265C2 (ru) Биоразлагаемые пленки

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid