KR20230038535A - 부직포로부터 형성된 재사용 가능한 외부 커버 - Google Patents

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KR20230038535A
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브렌다 콜그로브
잉롱 천
윌리엄 씨. 글러버
데이비드 엠. 피어슨
스테이시 엘. 페섹
제러미 크리스 레예스
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

재사용 가능한 외부 커버가 제공된다. 재사용 가능한 외부 커버는 흡수성 물품의 커버로 사용하기에 적합하다. 본원에 개시된 실시형태에 따른 재사용 가능한 외부 커버는 단일 층일 수 있다. 이는 폴리에틸렌 재활용 스트림과 완전히 호환될 수 있으며 기존의 상업적으로 입수 가능한 재사용 가능한 외부 커버와 비교하여 개선되거나 유지되거나 바람직한 특성을 나타낼 수 있다. 재사용 가능한 외부 커버는 부직포로부터 형성되며, 부직포는 제1 및 제2 영역을 포함하는 이성분(bicomponent) 섬유를 포함한다.

Description

부직포로부터 형성된 재사용 가능한 외부 커버
본 개시내용의 실시형태는 일반적으로 이성분(bicomponent) 섬유를 포함하는 부직포로부터 형성된 재사용 가능한 외부 커버에 관한 것이다.
서론
기저귀, 성인 요실금 및 여성 위생 제품과 같은 착용 가능한 흡수성 물품은 상이한 층을 포함한다. 예를 들어, 종래의 기저귀는 폴리프로필렌 부직포로 형성된 탑시트, 폴리에틸렌 필름으로 형성된 백시트, 폴리에스테르 부직포로 형성된 획득 분배층, 및 동량의 고흡수성 중합체 재료 및 셀룰로오스 플러프 펄프를 포함하는 흡수성 코어로 이루어질 수 있다. 착용 가능한 물품은 종종 재사용 가능하지 않으며(즉, 물품 및 층은 1회 사용 후 폐기됨), 이는 폐기물을 초래한다. 물품을 재활용할 수 없을 때 폐기물이 더 많이 쌓일 수 있다. 폐기물과 싸우기 위해, 환경 지속 가능성 이니셔티브는 다시 또는 여러 번 사용할 수 있고(즉, 재사용 가능) 수명이 다한 후에도 재활용할 수 있는 물품을 만드는 방향으로 업계를 이끌고 있다. 예를 들어, 종래의 기저귀는 한 번 사용한 후 폐기할 수 있지만 외부 커버는 기존 기저귀의 백시트 또는 다른 층을 대체할 수 있다. 외부 커버가 흡수성 물품(예를 들어, 흡수층, 인서트, 코어 또는 부직포)과 결합되면 재사용 가능하고 지속 가능한 흡수 재료 방식을 제공할 수 있다. 그러나, 편안하고, 통기성이 있고, 부드럽고, 내구성이 있고, 및/또는 재활용 가능한 착용 가능한 흡수성 물품을 위한 재사용 가능한 외부 커버를 생성하는 데 문제가 존재한다.
재사용 가능한 외부 커버가 본원에 제공된다. 재사용 가능한 외부 커버는 흡수성 물품의 커버로 사용하기에 적합하다. 실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 전면 영역, 후면 영역, 및 전면 영역과 후면 영역 사이에 종방향으로 배치된 크로치 영역, 및 의복 대향 표면 반대편에 배치된 착용자 대향 표면을 갖고, 재사용 가능한 외부 커버는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 이성분 섬유를 포함하는 부직포로부터 형성되고; 제1 영역은 제1 중합체를 포함하고; 제2 영역은 제2 중합체를 포함한다.
이들 및 다른 실시형태는 상세한 설명에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 단일 반응기 데이터 흐름도의 개략도이다.
도 2는 이중 반응기 데이터 흐름도의 개략도이다.
도 3은 본원에 개시된 실시형태에 따른 재사용 가능한 외부 커버의 예시 및 예이다.
개시된 재사용 가능한 외부 커버의 양태는 아래에서 더 상세히 설명된다. 재사용 가능한 외부 커버는 기저귀 커버로 사용하기에 적합하고, 예를 들어 성인 요실금용 외부 커버, 여성 위생 제품 및 기타 착용 가능한 흡수성 물품을 포함하는 다양한 응용 분야에 사용될 수 있다. 따라서, 기저귀 커버로서 재사용 가능한 외부 커버는 본원에 개시된 실시형태의 예시적인 구현일 뿐이다. 상기 실시형태들은 상술한 것과 유사한 문제점에 영향을 받기 쉬운 다른 기술에도 적용 가능하다.
본원에서 사용되는 용어 "포함하는(comprising), 포함하는(including)", "갖는(having)", 및 이들의 파생어는 임의의 추가 성분, 단계, 또는 절차의 존재가 구체적으로 개시되는지 여부와 상관없이 임의의 추가 성분, 단계, 또는 절차의 존재를 제외하도록 의도되지 않는다. 의심의 여지를 피하기 위해, 용어 "포함하는(comprising)"의 사용을 통해 청구된 모든 조성물은 달리 명시되지 않는 한, 중합체인지 여부와 상관없이 임의의 추가 첨가제, 보조제, 또는 화합물을 포함할 수 있다. 대조적으로, 용어 "본질적으로 이루어진"은 실시 가능성에 필수적이지 않은 것들을 제외한 임의의 다른 성분, 단계, 또는 절차를 임의의 후속 열거 범주에서 제외한다. 용어 "이루어진"은 구체적으로 기술되거나 나열되지 않은 임의의 성분, 단계, 또는 절차를 제외한다.
본원에서 사용되는 용어 "혼성종합체"는 적어도 2종의 상이한 유형의 단량체의 중합에 의해 제조된 중합체를 지칭한다. 따라서, 용어 혼성중합체는, 공중합체(2종의 상이한 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하도록 사용됨), 및 2종 초과의 상이한 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 포함한다.
본원에서 사용되는, 용어 "중합체"는 동일하거나 상이한 종류의 단량체를 중합하여 제조된 중합성 화합물을 의미한다. 따라서, 용어 중합체는 상기에 정의된 용어 단독중합체(오직 한 가지 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는 데 이용되며, 미량의 불순물이 중합체 구조 내에 혼입될 수 있는 점을 포함함) 및 용어 혼성중합체를 포함한다. 중합체는 단일 중합체 또는 중합체 혼련물일 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "폴리에틸렌"은 에틸렌 단량체 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체로부터 유래되는 단위를 50 중량% 초과로 포함하는 중합체를 지칭한다. 이는 폴리에틸렌 단독중합체 또는 공중합체(2개 이상의 공단량체로부터 유도되는 단위를 의미함)를 포함할 수 있다. 당업계에 알려진 폴리에틸렌의 일반적인 형태는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE); 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE); 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE); 극저밀도 폴리에틸렌(VLDPE); 선형 및 실질적 선형 저밀도 수지(m-LLDPE)를 모두 포함하는 단일 부위 촉매화된 선형 저밀도 폴리에틸렌; 중간 밀도 폴리에틸렌(MDPE); 및 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "폴리프로필렌"은 프로필렌 단량체 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체로부터 유래되는 단위를 50 중량% 초과로 포함하는 중합체를 지칭한다. 이것은 단독 중합체 폴리프로필렌, 랜덤 공중합체 폴리프로필렌, 충격 공중합체 폴리프로필렌, 및 프로필렌계 플라스토머 또는 엘라스토머를 포함할 수 있다("PBE" 또는 "PBPE"). PBE 또는 PBPE 중합체는 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제6,960,635호 및 6,525,157호에 추가로 기재되어 있다. 이러한 중합체는 The Dow Chemical Company로부터 상표명 VERSIFY™로, 또는 ExxonMobil Chemical Company로부터 상표명 VISTAMAXX™로 상업적으로 입수 가능하다.
본원에서 사용되는 용어 "폴리에틸렌 테레프탈레이트"(PET)는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산의 축합에 의해 형성된 폴리에스테르를 지칭한다.
본원에서 사용되는, 용어 "부직포(nonwoven, nonwoven fabric)" 및 "부직 웹"은 본원에서 상호 교환적으로 사용된다. "부직포"는 무작위로, 그러나 편직물의 경우에서와 같은 식별가능한 방식이 아닌 방식으로 겹쳐진 개별적인 섬유 또는 실의 구조를 갖는 웹 또는 직물을 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "멜트블로운"은 일반적으로 다음 단계를 포함하는 공정을 통해 부직포를 제조하는 것을 지칭한다: (a) 방적 돌기로부터 용융된 열가소성 스트랜드를 압출하는 단계; (b) 고속으로 가열된 공기 스트림을 사용하여 방적 돌기 바로 아래의 중합체 스트림을 동시에 급냉 및 감쇠시키는 단계; (c) 인발된 스트랜드를 수집 표면 상의 웹으로 수집하는 단계. 멜트블로운 웹은 하기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 수단으로 결합될 수 있다: 자가 결합, 즉 추가 처리가 없는 자가 결합, 열 캘린더링 공정, 접착 결합 공정, 열풍 결합 공정, 니들 펀치 공정, 하이드로인탱글링 공정 및 이들의 조합.
본원에서 사용되는 용어 "스펀본드"는 다음 단계를 포함하는 부직포의 제조를 지칭한다: (a) 방적 돌기라고 지칭되는 복수의 미세한 모세관으로부터 용융된 열가소성 스트랜드를 압출하는 단계; (b) 용융된 스트랜드의 응고를 촉진하기 위해 일반적으로 냉각되는 공기 흐름으로 스트랜드를 켄칭하는 단계; (c) 공기 흐름에서 스탠드를 공압식으로 연행하거나 텍스타일 섬유 산업에서 일반적으로 사용되는 유형의 기계적 드로우 롤 주위에 스탠드를 감음으로써 적용될 수 있는 드로우 장력으로 켄칭 구역을 통해 스탠드를 전진시켜 스탠드를 감쇠시키는 단계; (d) 인발된 스트랜드를 다공성 표면, 예를 들어 이동 스크린 또는 다공성 벨트 상의 웹으로 수집하는 단계; 및 (e) 느슨한 스트랜드의 웹을 부직포에 결합시키는 단계. 본딩은 열-캘린더링 공정, 접착제 본딩 공정, 열풍 본딩 공정, 니들 펀치 공정, 하이드로인탱글링 공정 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 수단에 의해 달성될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "흡수성 물품"은 신체 삼출물을 흡수 및 함유하고 신체로부터 배출되는 삼출물을 흡수 및 함유하기 위해 착용자의 신체에 대해 또는 근접하게 배치되는 물질을 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "재사용 가능한"은 하나 초과의 사용 사이클(예를 들어, 기저귀 교환) 동안 복원되거나 재사용될 수 있는 물질을 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "세탁 가능한"은 구조 또는 기능의 현저한 열화 없이 여러 번(예를 들어, 적어도 5회)의 기계 세척 사이클을 견디도록 구성된 물질을 지칭한다.
재사용 가능한 외부 커버의 부직포의 이성분 섬유
본 개시내용의 실시형태에 따른 이성분 섬유는 상이한 기술, 예를 들어 용융 방사를 통해 섬유로 형성될 수 있다. 용융 방사에서, 제1 영역 및 제2 영역은 용융될 수 있고, 공압출될 수 있고, 금속판, 방적 돌기의 미세한 오리피스를 통해 공기 또는 다른 가스로 가압될 수 있으며, 여기서 공압출된 영역은 이성분 섬유를 형성하기 위해 냉각 및 응고된다. 응고된 필라멘트는 에어 제트, 회전 롤 또는 고데트를 통해 인발될 수 있으며 부직포를 형성하기 위한 웹으로서 컨베이어 벨트에 놓일 수 있다. 본 개시내용의 실시형태에 따른 이성분 섬유는 2개의 영역(즉, 제1 영역 및 제2 영역)을 포함한다. 본 개시내용의 실시형태에 따른 이성분 섬유는 다양한 상이한 구성으로 배열될 수 있다. 이성분 섬유 배열의 예는 코어-시스(core-sheath), 사이드-바이-사이드(side-by-side), 분절된 파이(segmented pie) 또는 바다의 섬(islands-in-the-sea)이다. 일부 실시형태에서, 이성분 섬유는 코어-시스 배열을 가질 수 있으며 섬유의 단면은 다른 영역인 시스에 의해 둘러싸인 하나의 영역인 코어를 나타낸다. 다른 실시형태에서, 이성분 섬유는 사이드-바이-사이드 배열을 가질 수 있다. 추가 실시형태에서, 이성분 섬유는 분절된 파이 구성을 가질 수 있으며, 여기서 섬유의 단면은 상기 단면의 하나의 부분, 예를 들어 단면의 1/4, 1/3, 절반을 차지하는 하나의 영역 및 단면의 나머지 부분을 차지하는 제2 영역을 나타낸다. 추가 실시형태에서, 이성분 섬유는 바다의 섬 구성을 가질 수 있으며, 여기서 제1 영역은 다중 코어 영역(섬이라고도 함)이고 제2 영역은 시스 영역(바다라고도 함)이고 시스 영역 또는 바다는 다중 코어 영역 또는 섬을 둘러싸고 있다.
본원에 개시된 이성분 섬유는 제1 영역 및 제2 영역을 갖는다. 이성분 섬유의 영역은 방적 돌기로부터 압출되는 조성물에 관한 것이다. 예를 들어, 코어-시스 구성에서 제1 영역은 코어일 수 있고 제2 영역은 시스일 수 있다.
실시형태에서, 이성분 섬유는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 제1 영역 대 제2 영역의 중량비는 10:90 내지 90:10이다. 90:10 내지 10:90 비의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시되고 포함된다. 예를 들어, 실시형태에서, 제1 영역 대 제2 영역의 중량비는 80:20 내지 20:80, 70:30 내지 30:70, 60:40 내지 40:60, 또는 55: 45 내지 45:55일 수 있다.
실시형태에서, 이성분 섬유는 50 g/9000 m 미만의 데니어를 갖는다. 50 g/9000 m 미만의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시되고 포함된다. 예를 들어, 이성분 섬유는 40 미만, 30 미만, 20 미만, 10 미만, 5 미만, 3 미만, 2 미만, 1.5 미만, 또는 1.2 g/9000 m 미만의 데니어를 가질 수 있거나, 0.1 내지 50, 0.1 내지 40, 0.1 내지 30, 0.1 내지 20, 0.1 내지 10, 0.1 내지 5, 0.1 내지 2.0, 0.1 내지 1.5, 0.1 내지 1.2, 1 내지 50, 1 내지 40, 1 내지 30, 1 내지 20, 1 내지 10, 1 내지 5, 1 내지 2.0, 1 내지 1.5, 또는 1 내지 1.2 g/9000 m 범위의 데니어를 가질 수 있다.
이성분 섬유의 제1 영역
실시형태에서, 제1 영역은 제1 영역의 총 중량을 기준으로 적어도 75 중량%의 양으로 제1 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 중합체는 제1 영역의 총 중량의 75 내지 100 중량%를 차지할 수 있다. 적어도 75 중량%의 모든 개별값 및 하위 범위가 본원에 포함되고 본원에 기재된다; 예를 들어, 제1 중합체는 제1 영역의 총 중량을 기준으로 하한 75, 80, 85, 90, 또는 95 중량% 내지 상한 80, 85, 90, 95, 100 중량%일 수 있다.
본 개시내용의 실시형태에 따른 제1 중합체는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 이들의 조합 또는 블렌드이다. 일부 실시형태에서, 제1 영역은 하나 이상의 다른 중합체 및/또는 하나 이상의 첨가제와 같은 추가 성분을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 대전 방지제, 색상 강화제, 염료, 윤활제, 충전제, 안료, 1차 항산화제, 2차 항산화제, 가공 보조제, UV 안정화제, 블로킹 방지제, 슬립제, 점착제, 난연제, 항균제, 악취 감소제, 항진균제 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 첨가제의 유효량은 당업계에 알려져 있으며 조성물 내의 중합체의 매개변수 및 이들이 노출되는 조건에 따라 달라진다.
일 실시형태에서, 제1 중합체는 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체이다. 용어 "에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체"는 에틸렌 및 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀을 포함하는 폴리에틸렌을 지칭한다. 실시형태에서, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 (중합성 단량체의 총량을 기준으로) 55 중량% 초과의, 에틸렌으로부터 유도된 단위 및 45 중량% 미만의, 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유도된 단위를 포함한다. 55 중량% 초과의, 에틸렌으로부터 유도된 단위 및 45 중량% 미만의, 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유도된 단위의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 실시형태에서, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 하기를 포함할 수 있다: (a) 55 중량% 초과, 70 중량% 초과, 85 중량% 초과, 90 중량% 초과, 92 중량% 초과, 95 중량% 초과, 97 중량% 초과, 98 중량% 초과, 99 중량% 초과, 99.5 중량% 초과, 또는 55 중량% 내지 99.5 중량%, 55 중량% 내지 95 중량%, 55 중량% 내지 90 중량%, 55 중량% 내지 99.5 중량%, 55 중량% 내지 99 중량%, 55 중량% 내지 97 중량%, 55 중량% 내지 94 중량%, 75 중량% 내지 90 중량%, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 90 중량% 내지 99.5 중량%, 90 중량% 내지 97 중량%, 또는 90 중량% 내지 95 중량%의 에틸렌으로부터 유도된 단위; 및 (b) 45 중량% 미만, 30 중량% 미만, 20 중량% 미만, 18 중량% 미만, 15 중량% 미만, 12 중량% 미만, 10 중량% 미만, 8 중량% 미만, 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만, 또는 0.1 내지 45 중량%, 0.1 내지 25 중량%, 0.1 내지 10 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 0.5 내지 20 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 1 내지 20 중량%, 1 내지 10 중량%, 1 내지 5 중량%, 5 내지 20 중량%, 또는 5 내지 10 중량%의 하나 이상의 α-올레핀 공단량체로부터 유도된 단위. 공단량체 함량은 임의의 적합한 기술, 예컨대, 핵 자기 공명("NMR") 분광학에 기초한 기술 및 예를 들어 본원에 인용되어 포함된 미국 특허 제7,498,282호에 기재된 13C NMR 분석에 의해 측정될 수 있다.
적합한 알파-올레핀 공단량체는 전형적으로 20개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체의 하나 이상의 알파-올레핀은 C3-C20 아세틸렌계 불포화 단량체 및 C4-C18 디올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 알파-올레핀 공단량체는 3 내지 10개의 탄소 원자, 또는 3 내지 8개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 예시적인 알파-올레핀 공단량체는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센 및 4-메틸-1-펜텐을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체의 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체는 예를 들어 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터; 또는 대안적으로 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터, 또는 대안적으로 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 0 중량% 초과 내지 45 중량% 미만의, 1-옥텐, 1-헥센 또는 1-부텐 공단량체 중 하나 이상으로부터 유도된 단위를 포함할 수 있다.
실시형태에서, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 0.940 내지 0.965 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다. 0.940 내지 0.965 g/cm3 범위의 밀도의 모든 개별 값과 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 0.940 내지 0.965 g/cm3, 0.940 내지 0.960 g/cm3, 0.945 내지 0.965 g/cm3, 0.945 내지 0.960 g/cm3, 0.950 내지 0.965 g/cm3, 또는 0.950 내지 0.960 g/cm3 범위의 밀도를 가질 수 있으며, 여기서 밀도는 ASTM D792에 따라 측정될 수 있다.
실시형태에서, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 10 내지 60 g/10분 범위의 ASTM D1238, 190°C, 2.16 kg에 따라 측정된 용융 지수(I2)를 갖는다. 10 내지 60 g/10분의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 10 내지 60 g/10분, 10 내지 50 g/10분, 10 내지 40 g/10분, 10 내지 30 g/10분, 10 내지 20 g/10분, 20 내지 60 g/10분, 20 내지 50 g/10분, 20 내지 40 g/10분, 20 내지 30 g/10분, 15 내지 60 g/10분, 15 내지 50 g/10분, 15 내지 40 g/10분, 15 내지 30 g/10분, 또는 15 내지 20 g/10분 범위의 용용 지수(I2)를 가질 수 있으며, 여기서 용융 지수(I2)는 ASTM D1238, 190˚C, 2.16 kg에 따라 측정될 수 있다.
실시형태에서, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 1.5 내지 5.0의 중량 평균 분자량 대 수평균 분자량의 비(Mw(GPC)/Mn(GPC))로 표현되는 분자량 분포를 갖는다. 1.5 내지 5.0의 분자량 분포(Mw(GPC)/Mn(GPC))의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시되고 포함된다. 예를 들어, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 1.5 내지 5.0, 1.5 내지 4.0, 1.5 내지 3.0, 1.5 내지 2.5, 2.0 내지 5.0, 2.0 내지 4.0, 2.0 내지 3.0, 또는 2.0 내지 2.5의 분자량 분포(Mw(GPC)/Mn(GPC))를 가질 수 있으며, 분자량 분포는 수평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(Mw(GPC)/Mn(GPC))로 표현될 수 있고 하기 기재된 종래의 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 시험 방법에 따라 측정될 수 있다.
실시형태에서, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 108°C 내지 118°C 범위의 가장 높은 결정화 온도(Tc)를 가지며, 여기서 가장 높은 결정화 온도(Tc)는 아래 설명된 DSC 시험 방법에 따라 측정될 수 있다. 108°C 내지 118°C의 모든 개별 값과 하위 범위가 본원에 개시되고 포함된다. 예를 들어, 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 하기 기재된 DSC 시험 방법에 따라 측정될 때 108°C 내지 118°C, 110°C 내지 118°C, 112°C 내지 118°C, 108°C 내지 116°C, 108°C 내지 115°C, 110°C 내지 116°C, 110°C 내지 115°C, 112°C 내지 116°C, 또는 113°C 내지 115°C 범위의 가장 높은 결정화 온도(Tc)를 가질 수 있다.
이성분 섬유의 제2 영역
실시형태에서, 제2 영역은 제2 영역의 총 중량을 기준으로 적어도 75 중량%의 양으로 제2 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 중합체는 제2 영역의 총 중량의 75 내지 100 중량%를 차지할 수 있다. 적어도 75 중량%의 모든 개별값 및 하위 범위가 본원에 포함되고 본원에 기재된다; 예를 들어, 제2 중합체는 제2 영역의 총 중량을 기준으로 하한 75, 80, 85, 90, 또는 95 중량% 내지 상한 80, 85, 90, 95, 100 중량%일 수 있다.
본 개시내용의 실시형태에 따른 제2 중합체는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 이들의 조합 또는 블렌드이다. 일부 실시형태에서, 제2 영역은 하나 이상의 다른 중합체 및/또는 하나 이상의 첨가제와 같은 추가 성분을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 대전 방지제, 색상 강화제, 염료, 윤활제, 충전제, 안료, 1차 항산화제, 2차 항산화제, 가공 보조제, UV 안정화제, 블로킹 방지제, 슬립제, 점착제, 난연제, 항균제, 악취 감소제, 항진균제 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 첨가제의 유효량은 당업계에 알려져 있으며 조성물 내의 중합체의 매개변수 및 이들이 노출되는 조건에 따라 달라진다.
일 실시형태에서, 제2 중합체는 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체이다. 이러한 실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 (중합성 단량체의 총량을 기준으로) 55 중량% 초과의, 에틸렌으로부터 유도된 단위 및 45 중량% 미만의, 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유도된 단위를 포함한다. 55 중량% 초과의, 에틸렌으로부터 유도된 단위 및 45 중량% 미만의, 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체로부터 유도된 단위의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 하기를 포함할 수 있다: (a) 55 중량% 초과, 70 중량% 초과, 85 중량% 초과, 90 중량% 초과, 92 중량% 초과, 95 중량% 초과, 97 중량% 초과, 98 중량% 초과, 99 중량% 초과, 99.5 중량% 초과, 또는 55 중량% 내지 99.5 중량%, 55 중량% 내지 95 중량%, 55 중량% 내지 90 중량%, 55 중량% 내지 99.5 중량%, 55 중량% 내지 99 중량%, 55 중량% 내지 97 중량%, 55 중량% 내지 94 중량%, 75 중량% 내지 90 중량%, 90 중량% 내지 99.9 중량%, 90 중량% 내지 99.5 중량%, 90 중량% 내지 97 중량%, 또는 90 중량% 내지 95 중량%의 에틸렌으로부터 유도된 단위; 및 (b) 45 중량% 미만, 30 중량% 미만, 20 중량% 미만, 18 중량% 미만, 15 중량% 미만, 12 중량% 미만, 10 중량% 미만, 8 중량% 미만, 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만, 또는 0.1 내지 45 중량%, 0.1 내지 25 중량%, 0.1 내지 10 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 0.5 내지 20 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 1 내지 20 중량%, 1 내지 10 중량%, 1 내지 5 중량%, 5 내지 20 중량%, 또는 5 내지 10 중량%의 하나 이상의 α-올레핀 공단량체로부터 유도된 단위. 공단량체 함량은 임의의 적합한 기술, 예컨대, 핵 자기 공명("NMR") 분광학에 기초한 기술 및 예를 들어 본원에 인용되어 포함된 미국 특허 제7,498,282호에 기재된 13C NMR 분석에 의해 측정될 수 있다.
적합한 알파-올레핀 공단량체는 전형적으로 20개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체의 하나 이상의 알파-올레핀은 C3-C20 아세틸렌계 불포화 단량체 및 C4-C18 디올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 알파-올레핀 공단량체는 3 내지 10개의 탄소 원자, 또는 3 내지 8개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 예시적인 알파-올레핀 공단량체는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센 및 4-메틸-1-펜텐을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체의 하나 이상의 알파-올레핀 공단량체는 예를 들어 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터; 또는 대안적으로 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터, 또는 대안적으로 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 0 중량% 초과 내지 45 중량% 미만의, 1-옥텐, 1-헥센 또는 1-부텐 공단량체 중 하나 이상으로부터 유도된 단위를 포함할 수 있다.
실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체의 밀도보다 작은 밀도를 갖는다. 다른 실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 및 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 동일하고, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체의 밀도와 동일한 밀도를 갖는다.
실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 0.880 내지 0.965 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다. 0.880 내지 0.965 g/cm3 범위의 밀도의 모든 개별 값과 하위 범위가 본원에 개시 및 포함된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 0.880 내지 0.965 g/cm3, 0.880 내지 0.950 g/cm3, 0.880 내지 0.935 g/cm3, 0.890 내지 0.950 g/cm3, 0.890 내지 0.930 g/cm3, 0.890 내지 0.910 g/cm3, 0.890 내지 0.900 g/cm3, 0.900 내지 0.965 g/cm3, 0.900 내지 0.950 g/cm3, 0.900 내지 0.930 g/cm3, 또는 0.900 내지 0.910 g/cm3 범위의 밀도를 가질 수 있으며, 여기서 밀도는 ASTM D792에 따라 측정될 수 있다.
실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 10 내지 60 g/10분 범위의 ASTM D1238, 190°C, 2.16 kg에 따라 측정된 용융 지수(I2)를 갖는다. 10 내지 60 g/10분의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 포함되고 개시된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 10 내지 60 g/10분, 10 내지 50 g/10분, 10 내지 40 g/10분, 10 내지 30 g/10분, 10 내지 20 g/10분, 20 내지 60 g/10분, 20 내지 50 g/10분, 20 내지 40 g/10분, 20 내지 30 g/10분, 15 내지 60 g/10분, 15 내지 50 g/10분, 15 내지 40 g/10분, 15 내지 30 g/10분, 또는 15 내지 20 g/10분 범위의 용용 지수(I2)를 가질 수 있으며, 여기서 용융 지수(I2)는 ASTM D1238, 190˚C, 2.16 kg에 따라 측정될 수 있다.
실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 1.5 내지 5.0의 중량 평균 분자량 대 수평균 분자량의 비(Mw(GPC)/Mn(GPC))로 표현되는 분자량 분포를 갖는다. 1.5 내지 5.0의 분자량 분포(Mw(GPC)/Mn(GPC))의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시되고 포함된다. 예를 들어, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 1.5 내지 5.0, 1.5 내지 4.0, 1.5 내지 3.0, 1.5 내지 2.5, 2.0 내지 5.0, 2.0 내지 4.0, 2.0 내지 3.0, 또는 2.0 내지 2.5의 분자량 분포(Mw(GPC)/Mn(GPC))를 가질 수 있으며, 분자량 분포는 수평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(Mw(GPC)/Mn(GPC))로 표현될 수 있고 하기 기재된 종래의 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 시험 방법에 따라 측정될 수 있다.
실시형태에서, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 90°C 내지 118°C 범위의 가장 높은 결정화 온도(Tc)를 가지며, 여기서 가장 높은 결정화 온도(Tc)는 아래 설명된 DSC 시험 방법에 따라 측정될 수 있다. 90°C 내지 118°C의 모든 개별 값과 하위 범위가 본원에 개시되고 포함된다. 예를 들어, 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 90°C 내지 118°C, 90°C 내지 110°C, 90°C 내지 105°C, 95°C 내지 100°C, 95°C 내지 118°C, 95°C 내지 110°C, 또는 95°C 내지 100°C 범위의 가장 높은 결정화 온도(Tc)를 가질 수 있으며, 여기서 가장 높은 결정화 온도(Tc)는 아래 설명된 DSC 시험 방법에 따라 측정될 수 있다.
제1 또는 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체의 합성
전술한 제1 또는 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체를 제조하기 위해 임의의 종래의 중합 공정을 사용할 수 있다. 이러한 통상적인 중합 공정은 하나 이상의 종래의 반응기, 예를 들어 루프 반응기, 등온 반응기, 교반식 탱크 반응기, 배치식 반응기를 병렬, 직렬, 및/또는 이들의 임의의 조합으로 사용하는 용액 중합 공정을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 종래의 중합 공정은 또한 당업계에 알려진 임의의 유형의 반응기 또는 반응기 구성을 사용하는 기상, 용액상 또는 슬러리 중합 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
실시형태에서, 용액상 중합 공정은 115 내지 250°C; 예를 들어, 155 내지 225°C 범위의 온도에서, 및 300 내지 1000 psi; 예를 들어 400 내지 750 psi 범위의 압력에서 하나 이상의 루프 반응기와 같은 하나 이상의 잘 교반된 반응기에서 일어난다. 이중 반응기에 있어서의 일 실시형태에서, 제1 반응기의 온도는 115 내지 190°C, 예를 들어, 115 내지 150°C의 범위이며, 제2 반응기 온도는 150 내지 200°C, 예를 들어, 170 내지 195°C의 범위이다. 단일 반응기의 또 다른 실시형태에서, 반응기의 온도는 115 내지 250°C, 예를 들어, 155 내지 225°C의 범위이다. 용액상 중합 공정에서의 체류 시간은 전형적으로 2 내지 30분; 예컨대, 10 내지 20분의 범위이다. 에틸렌, 용매, 하나 이상의 촉매 시스템, 선택적으로 하나 이상의 공촉매, 선택적으로 하나 이상의 불순물 스캐빈저 및 선택적으로 하나 이상의 공단량체를 하나 이상의 반응기에 연속적으로 공급한다. 예시적인 용매는 이소파라핀을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 이러한 용매는 텍사스주 휴스턴 소재의 ExxonMobil Chemical Co.로부터 명칭 ISOPAR E 하에 상업적으로 입수할 수 있다. 이어서, 제1 또는 제2 폴리에틸렌 조성물과 용매의 생성된 혼합물을 반응기로부터 제거하고 제1 또는 제2 폴리에틸렌 조성물을 단리한다. 용매는 전형적으로는 용매 회수 유닛, 즉 열 교환기 및 기액 분리기 드럼을 통해 회수된 다음, 중합 시스템으로 다시 재순환된다.
일 실시형태에서, 제1 또는 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 이중 반응기 시스템, 예를 들어 이중 루프 반응기 시스템에서 용액 중합 공정을 통해 제조될 수 있으며, 여기서 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 a-올레핀은 하나 이상의 촉매 시스템의 존재 하에 중합된다. 추가적으로, 하나 이상의 공촉매가 존재할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 제1 또는 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체는 단일 반응기 시스템, 예를 들어 단일 루프 반응기 시스템에서 용액 중합 공정을 통해 제조될 수 있으며, 여기서 에틸렌 및 선택적으로 하나 이상의 a-올레핀은 하나 이상의 촉매 시스템의 존재 하에 중합된다.
제1 또는 제2 에틸렌/알파 올레핀 혼성중합체를 제조하는 데 적합한 촉매 시스템의 예는 하기 화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 전구 촉매 성분을 포함하는 촉매 시스템일 수 있다:
Figure pct00001
(I)
화학식 (I)에서, M은 티타늄, 지르코늄 또는 하프늄으로부터 선택된 금속이고, 금속은 +2, +3 또는 +4의 형식 산화 상태에 있고; n은 0, 1 또는 2이고; n이 1일 때, X는 한자리 리간드 또는 두자리 리간드이고; n이 2일 때, 각각의 X는 한자리 리간드이고 동일하거나 상이하고; 금속-리간드 착물은 전체적으로 전하-중성이고; 각각의 Z는 -O-, -S-, -N(RN)- 또는 -P(RP)-로부터 독립적으로 선택되며, 여기서 각각의 RN 및 RP는 독립적으로 (C1-C30)하이드로카빌 또는 (C1-C30)헤테로하이드로카빌이고; L은 (C1-C40)하이드로카빌렌 또는 (C1-C40)헤테로하이드로카빌렌이고, (C1-C40)하이드로카빌렌은 (L이 결합되는) 화학식 (I)의 2개의 Z기를 연결하는 1-탄소 원자 내지 10-탄소 원자 링커 골격을 포함하는 부분을 갖거나, (C1-C40)헤테로하이드로카빌렌은 화학식 (I)의 2개의 Z기를 연결하는 1-원자 내지 10-원자 링커 골격을 포함하는 부분을 갖고, (C1-C40)헤테로하이드로카빌렌의 1-원자 내지 10-원자 링커 골격의 1개 내지 10개의 원자 각각은 독립적으로 탄소 원자 또는 헤테로원자이고, 각각의 헤테로원자는 독립적으로 O, S, S(O), S(O)2, Si(RC)2, Ge(RC)2, P(RC) 또는 N(RC)이고, 독립적으로 각각의 RC는 (C1-C30)하이드로카빌 또는 (C1-C30)헤테로하이드로카빌이고; R1 및 R8은 독립적으로 -H, (C1-C40)하이드로카빌, (C1-C40)헤테로하이드로카빌, -Si(RC)3, -Ge(RC)3, -P(RP)2, -N(RN)2, -ORC, -SRC, -NO2, -CN, -CF3, RCS(O)-, RCS(O)2-, (RC)2C=N-, RCC(O)O-, RCOC(O)-, RCC(O)N(RN)-, (RN)2NC(O)-, 할로겐, 및 화학식 (II), 화학식 (III), 또는 화학식 (IV)을 갖는 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00002
(II)
Figure pct00003
(III)
Figure pct00004
(IV)
화학식 (II), (III), 및 (IV)에서, R31-35, R41-48, 또는 R51-59는 각각 독립적으로 (C1-C40)하이드로카빌, (C1-C40)헤테로하이드로카빌, -Si(RC)3, -Ge(RC)3, -P(RP)2, -N(RN)2, -N=CHRC, -ORC, -SRC, -NO2, -CN, -CF3, RCS(O)-, RCS(O)2-, (RC)2C=N-, RCC(O)O-, RCOC(O)-, RCC(O)N(RN)-, (RN)2NC(O)-, 할로겐, 또는 -H로부터 선택되나, 단 R1 또는 R8 중 적어도 하나는 화학식 (II), 화학식 (III), 또는 화학식 (IV)를 갖는 라디칼이며, 여기서 RC, RN, 및 RP는 상기에서 정의된 바와 같다.
화학식 (I)에서, R2-4, R5-7, 및 R9-16은 각각 독립적으로 (C1-C40)하이드로카빌, (C1-C40)헤테로하이드로카빌, -Si(RC)3, -Ge(RC)3, -P(RP)2, -N(RN)2, -N=CHRC, -ORC, -SRC, -NO2, -CN, -CF3, RCS(O)-, RCS(O)2-, (RC)2C=N-, RCC(O)O-, RCOC(O)-, RCC(O)N(RN)-, (RC)2NC(O)-, 할로겐, 및 -H 로부터 선택되며, 여기서 RC, RN, 및 RP는 상기에서 정의된 바와 같다.
화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템은 올레핀 중합 반응의 금속계 촉매를 활성화하기 위한 당업계에 알려진 임의의 기술에 의해 촉매적으로 활성화될 수 있다. 예를 들어, 화학식 (I)의 금속-리간드 착물은 상기 착물을 활성화 공촉매에 접촉시키거나, 또는 상기 착물을 활성화 공촉매와 조합함으로써 촉매적으로 활성화될 수 있다. 본원에서 사용하기에 적합한 활성화 공촉매는 알킬 알루미늄; 중합체성 또는 올리고머성 알루목산(알루미녹산으로도 알려짐); 중성 루이스산; 및 비중합체성, 비배위성의 이온-형성 화합물(산화 조건 하에서의 이러한 화합물의 사용을 포함)을 포함한다. 적합한 활성화 기술은 벌크 전기분해이다. 상기 활성화 공촉매 및 기술 중 하나 이상의 조합이 또한 고려된다. "알킬 알루미늄"이라는 용어는 모노알킬 알루미늄 디하이드라이드 또는 모노알킬알루미늄 디할라이드, 디알킬 알루미늄 하이드라이드 또는 디알킬 알루미늄 할라이드, 또는 트리알킬알루미늄을 의미한다. 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 예는 메틸알루목산, 트리이소부틸알루미늄-개질된 메틸알루목산, 및 이소부틸알루목산을 포함한다.
루이스 산 활성화제(공촉매)는 본원에서 기술되는 바와 같은 1 내지 3개의 (C1-C20)하이드로카빌 치환기를 함유하는 13족 금속 화합물을 포함한다. 13족 금속 화합물의 예는 트리((C1-C20)하이드로카빌)-치환된-알루미늄 또는 트리((C1-C20)하이드로카빌)-보론 화합물; 트리(하이드로카빌)-치환된-알루미늄, 트리((C1-C20)하이드로카빌)-붕소 화합물; 트리((C1-C10)알킬)알루미늄, 트리((C6-C18)아릴)붕소 화합물; 및 그의 할로겐화(과할로겐화 포함) 유도체이다. 추가의 예에서, 13족 금속 화합물은 트리스(플루오로-치환 페닐)보란, 트리스(펜타플루오로페닐)보란이다. 활성화 공촉매는 트리스((C1-C20)하이드로카빌 보레이트(예를 들어, 트리틸 테트라플루오로보레이트) 또는 트리((C1-C20)하이드로카빌)암모늄 테트라((C1-C20)하이드로카빌)보란(예를 들어, 비스(옥타데실)메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보란)일 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "암모늄"은 ((C1-C20)하이드로카빌)4N+, ((C1-C20)하이드로카빌)3N(H)+, ((C1-C20)하이드로카빌)2N(H)2 +, (C1-C20)하이드로카빌N(H)3 +, 또는 N(H)4+인 질소 양이온을 의미하며, 여기서 각각의 (C1-C20)하이드로카빌은 2개 이상 존재할 때 동일하거나 상이할 수 있다.
중성 루이스 산 활성화제(공촉매)의 조합은, 트리((C1-C4)알킬)알루미늄 및 할로겐화 트리((C6-C18)아릴)보론 화합물, 특히 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 조합을 포함하는 혼합물; 또는 이러한 중성 루이스 산 혼합물과 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 조합, 및 단일 중성 루이스 산, 특히 트리스(펜타플루오로페닐)보란과 중합체성 또는 올리고머성 알루목산의 조합을 포함한다. (금속-리간드 착물) : (트리스(펜타플루오로-페닐보란):(알루목산) [예를 들어, (4족 금속-리간드 착물) :(트리스(펜타플루오로-페닐보란):(알루목산)]의 몰수비는 1:1:1 내지 1:10:30, 또는 1:1:1.5 내지 1:5:10이다.
화학식 (I)의 금속-리간드 착물을 포함하는 촉매 시스템은 하나 이상의 공촉매, 예를 들어, 양이온 형성 공촉매, 강한 루이스산, 또는 이들의 조합과 조합함으로써 활성 촉매 조성물을 형성하도록 활성화될 수 있다. 적합한 활성화 공촉매는 중합체성 또는 올리고머성 알루미녹산, 특히 메틸 알루미녹산뿐만 아니라 불활성, 상용성, 비배위성 이온 형성 화합물을 포함한다. 예시적인 적합한 공촉매는 개질된 메틸 알루미녹산(MMAO), 비스(수소첨가된 탈로우 알킬)메틸, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(1-)아민, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
전술한 활성화 공촉매 중 하나 이상은 서로 조합하여 사용될 수 있다. 하나의 바람직한 조합은 트리((C1-C4)하이드로카빌)알루미늄, 트리((C1-C4)하이드로카빌)보란, 또는 암모늄 보레이트와 올리고머성 또는 중합체성 알루목산 화합물과의 혼합물이다. 하나 이상의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 총 몰수 대 하나 이상의 활성화 공촉매의 총 몰수의 비는 1:10,000 내지 100:1이다. 이러한 비는 적어도 1:5000, 또는 적어도 1:1000일 수 있으며, 10:1 이하 또는 1:1 이하일 수 있다. 활성화 공촉매로서 알루목산이 단독으로 사용되는 경우, 바람직하게는 사용되는 알루목산의 몰수는 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 몰수의 적어도 100배일 수 있다. 활성화 공촉매로서 트리스(펜타플루오로페닐)보란이 단독으로 사용되는 경우, 사용되는 트리스(펜타플루오로페닐)보란의 몰수 대 하나 이상의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 총 몰수의 비는 0.5:1 내지 10:1, 1:1 내지 6:1, 또는 1:1 내지 5:1일 수 있다. 나머지 활성화 공촉매는 일반적으로는 하나 이상의 화학식 (I)의 금속-리간드 착물의 총 몰량과 대략 동등한 몰량으로 사용된다.
부직포 및 재사용 가능한 외부 커버
전술한 이성분 섬유를 포함하는 부직포로부터 형성된 재사용 가능한 외부 커버가 본원에 개시된다. 이성분 섬유를 포함하는 부직포는 상이한 기술을 통해 형성될 수 있다. 본원에 개시된 부직포를 형성하기 위한 이러한 기술은 멜트 스피닝, 멜트 블로운 공정, 스펀본드 공정, 스테이플 공정, 카디드 웹 공정, 에어 레이드 공정, 써모-캘린더링 공정, 접착 본딩 공정, 열풍 본딩 공정, 니들 펀치 공정, 하이드로인탱글링 공정 및 전기방사 공정을 포함한다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 개시된 실시형태에 따른 이성분 섬유를 포함하는 스펀본드 부직포로부터 형성된다. 다른 실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 본원에 개시된 실시형태에 따른 이성분 섬유를 포함하는 멜트블로운 부직포로부터 형성된다.
실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버를 형성하는 데 사용되는 부직포는 코팅된 부직포이다. 예를 들어, 실시형태에서, 부직포는 폴리우레탄 분산 코팅을 수용할 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 이러한 코팅은 재사용 가능한 외부 커버가 마모될 때 액체 또는 인설트(insult)의 누출 또는 투과를 방지하기 위해 적용될 수 있다.
실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버를 형성하는 데 사용되는 부직포는 재사용 가능한 외부 커버의 전체 중량을 기준으로 적어도 90 중량% 폴리에틸렌, 또는 적어도 95 중량% 폴리에틸렌, 또는 적어도 99 중량% 폴리에틸렌, 또는 적어도 99.5 중량% 폴리에틸렌, 또는 적어도 99.9 중량% 폴리에틸렌을 포함한다.
실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 전면 영역, 후면 영역, 및 전면 영역과 후면 영역 사이에 종방향으로 배치된 크로치 영역, 및 의복 대향 표면 반대편에 배치된 착용자 대향 표면을 갖는다. 실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버(및 재사용 가능한 외부 커버의 영역)는 재사용 가능한 외부 층을 형성하는 데 사용되는 부직포의 단일 층이다. 다른 실시형태에서, 재사용 가능한 외부 층은 이중층, 부직포의 한 층, 및 본원에 개시된 실시형태에 따른 동일하거나 상이한 부직포의 또 다른 층이다.
이제 일반적으로 도 3을 참조하여, 재사용 가능한 외부 커버(10)의 예가 도시되어 있다. 재사용 가능한 외부 커버(10)는 착용자 대향 표면(16)이 위를 향하도록 도시되어 있다. 의복 대향 표면은 도 3에 도시되어 있지 않다. 재사용 가능한 외부 커버(10)는 단층 부직포이다. 재사용 가능한 외부 커버(10)는 세로 중심선(52)과 가로 중심선(54)을 갖는다. 재사용 가능한 외부 커버(10)는 전면 영역(22), 크로치 영역(20) 및 후면 영역(18)을 갖는다. 재사용 가능한 외부 커버(10)를 착용했을 때, 전면 영역(22)은 착용자의 전방에 해당하고, 크로치 영역(20)은 착용자의 다리 사이 영역에 상응하고, 후면 영역(18)은 착용자의 후방에 해당한다. 재사용 가능한 외부 커버(10)는 후면 패널(12)을 가질 수 있고 전면 패널(14)을 가질 수 있다. 재사용 가능한 커버(10)는 한 쌍의 횡방향으로 대향되고 종방향으로 연장되며 만곡될 수 있는 측면 에지(30)를 가질 수 있다. 종방향으로 연장되는 각각의 측면 에지(30)는 착용자의 다리를 위한 커프스로서 기능하도록 탄성 밴드를 포함할 수 있다. 재사용 가능한 외부 커버(10)는 종방향으로 대향되고 측면으로 연장되는 한 쌍의 측면 에지(34)를 가질 수 있고, 종방향으로 대향되고 측방향으로 연장되는 각각의 측면 에지(34)는 착용자를 위한 허리밴드로서 기능하도록 탄성 밴드를 포함할 수 있다. 재사용 가능한 외부 커버(10)는 흡수성 물품 또는 구성요소의 적어도 일부를 부착하기 위한 부착 지점(들)(46)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부착 지점(들)(46)은 인설트 또는 액체 삼출물(예컨대 소변 또는 대변)을 흡수할 수 있는 흡수성 천, 기저귀, 기저귀 코어, 삽입물 또는 부직포와 같은 흡수성 물품의 적어도 일부의 고정 또는 부착을 위한 전면 영역, 후면 영역 및/또는 크로치 영역에서 플랩, 포켓 또는 패스너(fastener)(들)(예를 들어, Velcro®, 스냅 또는 버튼)일 수 있다. 재사용 가능한 외부 커버(10)는 재사용 가능한 외부 커버(10)가 착용자에 의해 착용될 때 후면 패널(12)을 전면 패널(14)에 부착하기 위해 후면 패널(12) 또는 전면 패널(14) 중 하나 또는 둘 다에 패스너(42)(예를 들어, 버튼, 스냅 또는 Velcro®)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 후면 패널(12) 상의 패스너(42)는 의복 대향 표면 상의 전면 패널(14) 상의 패스너에 연결될 수 있다(도 3에 도시되지 않음).
실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 50 내지 150 gsm의 평량(basis weight)을 갖는다. 50 내지 150 gsm의 모든 개별 값이 본원에 개시 및 포함된다; 예를 들어, 재사용 가능한 외부 커버는 50, 60, 70, 80 또는 90 gsm만큼 낮은 평량과 150, 140, 130, 120 또는 110 gsm만큼 높은 평량을 가질 수 있다.
실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 세탁 가능하다. 예를 들어, 실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 세탁될 수 있고 적어도 5회, 적어도 10회 또는 적어도 15회 세탁 사이클 후에 재사용될 수 있다.
본원에 개시된 실시형태에 따른 재사용 가능한 외부 커버는 횡방향(CD)에서 50% 변형에서의 신장력의 상당한 부분을 유지할 수 있다. 실시형태에서, 예를 들어, 재사용 가능한 외부 커버는 15회의 세척 사이클 후 110 gsm의 부직포에서 적어도 13.0 N, 110 gsm의 부직포에서 적어도 15.0 N, 110 gsm의 부직포에서 적어도 17.0 N, 110 gsm의 부직포에서 적어도 19.0 N, 또는 110 gsm의 부직포에서 적어도 21.0 N의 CD의 50% 변형에서의 신장력을 가질 수 있으며, 여기서 신장력은 하기 기재된 시험 방법에 따라 측정될 수 있다. 재사용 가능한 외부 커버는 세탁 후 신장력을 유지할 수 있으며, 즉, 세탁 전과 세탁 후 재사용 가능한 외부 커버의 신장력은 비슷하다. 예를 들어, 실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 15회 세탁 후 CD의 50% 변형에서의 신장력의 적어도 80%, 적어도 82%, 적어도 84%, 적어도 86% 또는 적어도 88%를 유지한다.
실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 흡수성 물품 또는 구성요소의 적어도 일부에 부착되도록 구성된 재사용 가능한 외부 커버의 착용자 대향 표면 상의 부착 지점을 추가로 포함한다. 예를 들어, 실시형태에서, 부착 지점은 흡수 물품(예를 들어, 흡수 코어(들), 층(들) 또는 기저귀의 삽입물(들))의 적어도 일부에 맞을 수 있는 포켓일 수 있다.
실시형태에서, 부직포로부터 형성된 재사용 가능한 외부 커버는 최적의 수증기 투과율(WVTR)과 50% 변형에서의 신장력을 가질 수 있다.
실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 부직포의 110 gsm에서 적어도 8,000 g/m2/24시간의 WVTR을 가지며, 여기서 WVTR은 아래에 설명된 시험 방법에 따라 측정될 수 있다. 적어도 8,000 g/m2/24시간의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 공개되고 포함된다; 예를 들어, 재사용 가능한 외부 커버는 적어도 8,000 g/m2/24시간, 적어도 10,000 g/m2/24시간, 적어도 12,000 g/m2/24시간, 적어도 16,000 g/m2/24시간, 적어도 20,000 g/m2/24시간, 적어도 24,000 g/m2/24시간, or 적어도 28,000 g/m2/24시간의 WVTR을 가질 수 있고, 40,000 g/m2/24시간의 상한을 가질 수 있으며, 여기서 WVTR은 아래 설명된 시험 방법에 따라 측정될 수 있다.
실시형태에서, 재사용 가능한 외부 커버는 110 gsm의 부직포에서 13.0 N보다 큰 가로 방향(CD)의 50% 변형에서의 신장력을 가지며, 여기서 50% 변형에서의 신장력은 아래에 설명된 시험 방법에 따라 측정될 수 있다. 13.0 N보다 큰 CD의 50% 변형에서의 신장력의 모든 개별 값 및 하위 범위가 본원에 개시되고 포함된다; 예를 들어, 재사용 가능한 외부 커버는 13.0 N 초과, 17.0 N 초과, 21.0 N 초과, 25.0 N 초과의 CD의 50% 변형에서의 신장력을 가질 수 있고, 110 gsm의 부직포에서 40.0 N의 상한을 가질 수 있으며, 여기서 CD의 50% 변형에서의 신장력은 아래에 설명된 시험 방법에 따라 측정될 수 있다.
시험 방법
밀도
밀도는 ASTM D-792에 따라 측정하며, 그램/cm3(g/cm3)으로 나타낸다.
용융 지수(I2)
용융 지수는 섭씨 190도 및 2.16 kg에서 ASTM 1238에 따라 측정되며, 10분 당 용리된 그램(g/10분)으로 표시된다.
시차 주사 열량 측정법(DSC)
시차 주사 열량계는 ASTM D3895-14에 따라 최고 피크 용융 온도(Tm) 및 최고 결정화 온도(Tc)를 측정하는 데 사용된다. 대략 0.5 g의 샘플을 25,000 psi 및 190˚C에서 10 내지 15초 동안 필름으로 압축 성형한다. 5 내지 8 mg 샘플을 칭량하고 뚜껑이 팬에 주름진 상태로 DSC 알루미늄 팬에 넣어 밀폐된 분위기를 보장한다. 냉각 및 2차 가열 정보를 위해 샘플을 10˚C/분의 속도로 150˚C까지 가열하고 5분 동안 등온으로 유지한다. 그런 다음 샘플을 10˚C/분의 속도로 -40˚C까지 냉각하고 5분 동안 등온으로 유지한 후 10˚C/분의 속도로 150˚C까지 가열한다.
종래의 겔 투과 크로마토그래피(종래의 GPC)
크로마토그래피 시스템은 내부 IR5 적외선 검출기(IR5)를 구비한 PolymerChar GPC-IR(스페인 발렌시아) 고온 GPC 크로마토그래프로 이루어진다. 오토샘플러 오븐 격실은 160°C로 설정하고, 컬럼 격실은 150°C로 설정한다. 사용된 컬럼은 4개의 Agilent "Mixed A" 30 cm 20-미크론 선형 혼합층 컬럼이다. 사용된 크로마토그래피 용매는 1,2,4-트리클로로벤젠으로, 200 ppm의 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT)을 함유한다. 용매 공급원은 질소 스파징한다. 사용된 주입 부피는 200 마이크로리터이고, 유량은 1.0 밀리리터/분이다.
GPC 컬럼 세트의 보정은 580 내지 8,400,000 g/mol 범위의 분자량을 갖는 적어도 20개의 좁은 분자량 분포 폴리스티렌 표준물로 수행하고, 개별 분자량들 간 적어도 10배 간격을 둔 6개의 "칵테일" 혼합물에 배열된다. 상기 표준물은 Agilent Technologies로부터 구입한다. 폴리스티렌 표준물은 1,000,000 g/mol 이상의 분자량의 경우에는 용매 50 밀리리터 중 0.025 그램으로 제조하고, 1,000,000 g/mol 미만의 분자량의 경우에는 용매 50 밀리리터 중 0.05 그램으로 제조한다. 폴리스티렌 표준물을 30분 동안 부드럽게 교반하면서 80°C에서 용해시킨다. 폴리스티렌 표준물 피크 분자량은 (문헌[Williams and Ward, J. Polym. Sci., Polym. Let., 6, 621 (1968)]에 기술되어 있는 바와 같은) 하기 식을 이용하여 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 분자량으로 전환한다:
Figure pct00005
(식 1)
상기 식에서, M은 분자량이고, A는 0.4315의 값을 가지며, B는 1.0 이다.
5차 다항식을 이용하여 각각의 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체-당량 보정점에 정합시킨다. NIST 표준 NBS 1475를 52,000 g/mol의 분자량으로 수득하도록 컬럼 분해능 및 대역 확장 효과(band-broadening effects)를 보정하기 위해 A로 약간 조정한다(대략 0.39 내지 0.44).
GPC 컬럼 세트의 총 플레이트 카운트는 에이코산(Eicosane)(50 밀리리터의 TCB 중 0.04 g으로 제조되고, 부드럽게 교반하면서 20분 동안 용해시킴)을 사용하여 수행한다. 플레이트 카운트(식 2) 및 대칭(식 3)을 하기 식에 따라서 200 마이크로리터 주입에서 측정한다:
Figure pct00006
(식 2)
상기 식에서, RV는 보유 부피를 밀리리터 단위로 나타낸 것이고, 피크 폭은 밀리리터 단위이고, 피크 최대치는 피크의 최대 높이이며, 절반 높이는 피크 최대치의 1/2 높이이다.
Figure pct00007
(식 3)
상기 식에서, RV는 체류 체적을 밀리리터 단위로 나타낸 것이고, 피크폭은 밀리리터 단위이며, 피크 최대는 피크의 최대 위치이며, 1/10 높이는 피크 최대의 1/10 높이이고, 후미 피크(Rear Peak)는 피크 최대 이후의 체류 체적에서의 피크 테일(peak tail)을 의미하며, 선두 피크(Front Peak)는 피크 최대 이전의 체류 체적 앞의 피크를 지칭한다. 크로마토그래피 시스템을 위한 플레이트 카운트는 22,000보다 커야 하며, 대칭도는 0.98 내지 1.22여야 한다.
샘플은 PolymerChar "기기 제어(Instrument Control)" 소프트웨어를 사용하여 반자동 방식으로 제조하며, 이때 샘플을 2 mg/ml로 중량 표적화하고, 질소로 미리 스파징된 격벽 마개를 갖는(septa-capped) 바이알에 용매(200 ppm BHT를 함유함)를 PolymerChar 고온 오토샘플러를 통해 첨가한다. 샘플을 "저속" 진탕 하에 160°C에서 3시간 동안 용해시킨다.
Mn(GPC), Mw(GPC), 및 Mz(GPC)의 계산은 PolymerChar GPCOne™ 소프트웨어, 각각 등간격을 갖는 데이터 수집점 i(IR i )에서 기준선-차감된 IR 크로마토그램 및 식 1로부터 상기 점 i(M 폴리에틸렌,i , g/mol 단위)에 대해 좁은 표준물 보정 곡선으로부터 수득된 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 등가 분자량을 이용하여, 식 5a 내지 5c에 따라, PolymerChar GPC-IR 크로마토그래프의 내부 IR5 검출기(측정 채널)를 이용한 GPC 결과에 근거하였다. 이어서, GPC 분자량 분포(GPC-MWD) 플롯(wtGPC(lgMW) 대 lgMW 플롯, 여기서 wtGPC(IgMW)는 IgMW의 분자량을 갖는 혼성중합체 분자의 중량 분율임)을 얻을 수 있다. 분자량은 g/mol 단위이고, wtGPC(lgMW)는 식 4에 따른다.
Figure pct00008
(식 4)
수평균 분자량(Mn(GPC)), 중량 평균 분자량(Mw(GPC)) 및 z-평균 분자량(Mz(GPC))은 하기 식으로부터 계산될 수 있다.
Figure pct00009
(식 5a)
Figure pct00010
(식 5b)
Figure pct00011
(식 5c)
시간 경과에 따른 편차를 모니터링하기 위하여, PolymerChar GPC-IR 시스템으로 제어되는 마이크로펌프를 통해 유량 마커(데칸)를 각각의 샘플 내에 도입한다. 이 유량 마커(FM)는 샘플 내의 각각의 데칸 피크(RV(FM 샘플))를 데칸 피크의 RV 정렬에 의해 각각의 샘플에 대한 펌프 유량(유량(공칭))을 좁은 표준 보정(RV(FM 보정됨)) 내의 데칸 피크의 것으로 선형으로 교정하는 데 사용된다. 이어서, 데칸 마커 피크 시간의 모든 변화를 전체 실행 동안의 유량의 선형 이동(유량(유효))과 관련이 있다고 가정한다. 흐름 마커 피크의 RV 측정값의 최고 정확도를 용이하게 하기 위해, 최소-자승 피팅법(least-squares fitting routine)이 사용되어 흐름 마커 농도 크로마토그램의 피크를 2차 방정식에 피팅시킨다. 2차 방정식의 1차 도함수가 이후 사용되어 실제 피크 위치를 얻는다. 유량 마커 피크에 기초하여 시스템을 보정한 후, (좁은 표준물 보정에 대한) 유효 유량은 식 6으로 계산한다. 유량 마커 피크의 처리는 PolymerChar GPCOne™ 소프트웨어를 통해 수행한다. 허용 가능한 유량 보정은 유효 유량이 공칭 유량의 0.5% 이내가 되도록 해야 한다.
Figure pct00012
(식 6)
신장력
외부 커버 복합재 신장력은 측정된 힘이 셀 한계의 10% 내지 90% 이내인 로드 셀을 사용하는 컴퓨터 인터페이스가 있는 일정한 속도의 신장 인장 시험기(적합한 기기는 미네소타주 에덴 프레리 소재의 MTS Systems Corp.에서 입수 가능한 Testworks 4.0 소프트웨어를 사용하는 MTS Alliance임)에서 측정된다. 이동식(상부) 및 고정식(하부) 공압 턱에는 시편 너비보다 넓은 고무 표면 그립이 장착되어 있다. 게이지 길이는 25.4 mm이고 데이터 수집 속도는 100 Hz이다.
인장 시험기를 프로그래밍하여 시편을 254 mm/분의 크로스헤드 속도에서 110% 변형으로 신장한 다음 원래 크로스헤드 위치로 되돌린다. 50% 변형 및 100% 변형에서의 힘(N)을 보고하도록 소프트웨어를 프로그래밍한다.
JDC 정밀 절단기(Thwing Albert)를 사용하여 외부 커버의 종방향 축을 따라 외부 커버의 종방향으로 길이 3"인 폭 1" 스트립을 절단한다. 외부 커버의 여러 층이 있는 경우 시편은 모든 층을 통해 절단되어야 한다. 복합재는 전체적으로 그리고 또한 개별 층으로 시험되어야 한다. 모든 단일 시편(복합재 또는 단일 층)은 한 번만 시험해야 한다.
게이지 길이를 25.4 mm로 설정하고 크로스헤드를 0으로 설정하고 로드 셀을 0으로 설정한다. 시편을 상부 그립에 삽입하고 상부 및 하부 턱 내에서 수직으로 정렬하고 상부 그립을 닫는다. 시편을 하단 그립에 삽입하고 닫는다. 시편은 느슨함을 제거하기에 충분한 장력을 받지만 로드 셀에 가해지는 힘은 0.05 N 미만이다. 인장 시험기의 프로그램을 시작하고 데이터를 수집한다. 복합(다층) 시편에 대한 50% 신장에서의 힘(N)을 ±0.01 N으로 보고한다. 단층 시편 각각에 대한 100% 신장에서의 힘(N)을 ±0.01 N으로 보고한다.
수증기 투과율(WVTR)
수증기 투과율(WVTR)은 Permatran-W 모델 100K(MOCON, 미네소타주 미네소타 소재)를 사용하여 EDANA/INDA Worldwide Strategic Partners Method WSP 70.4(08)에 따라 측정된다. 시험 방법은 37.8C의 시험 장치 온도, 120SCCM의 질소 유량 및 2 사이클 및 5분 시험 시간의 표준 모드를 사용하여 WSP 표준 시험에 따라 실행된다. 각 셀은 60%±1.5%의 상대 습도(RH)로 개별적으로 조정된다. 표준 참조 필름(MOCON의 S/N 1008WK089)은 장비가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 샘플을 시험하기 전에 실행된다. 표준 참조 필름 결과는 MOCON에서 보고한 값의 ±10% 이내이다.
가위 또는 다이를 사용하여 직경 35 mm의 시편을 절단한다. 일반적으로 피부를 향하는 외부 커버의 측면은 물을 향하여 시험한다. WVTR을 g/m2/24시간으로 1 g/m2/24시간 단위로 보고한다.
실시예
에틸렌/알파-올레핀 혼성 중합체의 제조
에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체인 중합체 1(Poly. 1) 및 중합체 2(Poly. 2)는 하기 공정 및 표에 따라 제조된다.
모든 원료(단량체 및 공단량체) 및 공정 용매(좁은 비등 범위 고순도 이소파라핀 용매 Isopar-E)는 반응 환경에 도입되기 전에 분자체로 정제된다. 수소는 고순도 등급으로 가압되어 공급되며 추가로 정제되지 않는다. 반응기 단량체 공급물 스트림을 기계적 압축기를 통해 반응 압력 초과로 가압한다. 상기 용매 및 공단량체(존재하는 경우) 공급물은 펌프를 통해 반응 압력 초과로 가압된다. 개별 촉매 성분은 정제된 용매로 수동으로 배치(batch) 희석되고, 상기 반응 압력으로 가압된다. 모든 반응 공급물 흐름은 질량 유량계로 측정되고, 컴퓨터 자동화 밸브 제어 시스템으로 독립적으로 제어된다.
반응기 구성은 표 2에 명시된 바와 같이 단일 반응기 작동 또는 이중 직렬 반응기 작동이다.
직렬 구성의 단일 반응기 시스템 또는 2개의 반응기 시스템이 사용된다. 각각의 반응기는 열이 제거된 연속 교반 탱크 반응기(CSTR)를 모방한 액체가 가득 찬, 비-단열, 등온, 순환, 루프 반응기로 이루어진 연속 용액 중합 반응기이다. 모든 새로운 용매, 단량체, 공단량체(존재하는 경우), 수소 및 촉매 성분 공급물은 독립적인 제어가 가능하다. 각각의 반응기에 대한 총 새로운 공급물 스트림(용매, 단량체, 공단량체[존재하는 경우] 및 수소)은 공급물 스트림을 열 교환기를 통해 통과시켜 일반적으로 15 내지 50°C로 온도 제어되어 단일 용액 상이 유지된다. 각 중합 반응기에 대한 모든 새로운 공급물은 2개의 위치에서 반응기로 주입되며, 각각의 주입 위치 사이의 반응기 부피는 대략 동일하다. 신규 공급물은 총 신규 공급물 질량 흐름의 절반을 수용하는 각각의 주입기로 제어한다. 촉매 성분은 주입 노즐을 통해 중합 반응기에 주입되어 성분을 반응기 흐름의 중심으로 도입한다. 1차 촉매 성분 공급물은 반응기 단량체 전환율을 명시된 값에서 유지하도록 컴퓨터로 제어된다. 공촉매 성분(들)은 일차 촉매 성분에 대한 계산된 특정 몰비에 기초하여 공급한다. 각각의 반응기 공급물 주입 위치를 따른 직후, 공급물 스트림을 정적 혼합 요소를 사용하여 순환형 중합 반응기 내용물과 혼합한다. 등온 반응 환경을 유지하는 역할을 하는 냉각제 측의 온도를 명시된 온도에서 유지하면서, 반응열의 많은 부분을 제거하는 역할을 하는 열 교환기를 통해 각각의 반응기 내용물을 연속적으로 순환시킨다. 반응기 루프 주위의 순환은 펌프에 의해 제공된다.
이중 직렬 반응기 구성에서 제1 중합 반응기의 유출물(용매, 단량체, 공단량체[존재하는 경우], 수소, 촉매 성분 및 중합체 포함)은 제1 반응기 루프를 빠져나와 제2 반응기 루프에 추가된다. 모든 반응기 구성에서 최종 반응기 유출물(이중 직렬의 경우 제2 반응기 유출물 또는 단일 반응기 유출물)은 적절한 시약(물)의 첨가 및 반응으로 비활성화되는 구역으로 들어간다. 이 동일한 반응기 출구 위치에서 중합체 안정화를 위해 다른 첨가제가 추가된다(예를 들어, 압출 및 제조 동안 안정화에 적합한 항산화제는 옥타데실 3,5-디-Tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트, 테트라키스(메틸렌(3,5-디-Tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트))메탄, 및 트리스(2,4-디-Tert-부틸-페닐) 포스파이트를 포함한다).
촉매 불활성화 및 첨가제 첨가 이후, 반응기 유출물은 탈휘발화 시스템으로 도입되고, 이 곳에서 중합체는 비중합체 스트림으로부터 제거된다. 단리된 중합체 용융물을 펠렛화하고 수집한다. 비-중합체 스트림은 시스템으로부터 제거되는 대부분의 에틸렌을 분리하는 다양한 장치를 통해 통과한다. 대부분의 용매 및 미반응 공단량체(존재하는 경우)는 정제 시스템을 통해 통과한 후 반응기로 다시 재순환시킨다. 소량의 용매와 공단량체(존재하는 경우)는 공정에서 제거한다.
중합체를 생산하는 데 사용되는 표 2의 값에 상응하는 반응기 스트림 공급 데이터 흐름은 도 1 및 도 2에 그래픽으로 설명되어 있다. 데이터는 용매 재순환 시스템의 복잡성이 고려되고 반응 시스템이 플로우 다이어그램을 통해 한 번에 더 간단하게 처리될 수 있도록 제시된다.
[표 1]
Figure pct00013
Figure pct00014
[표 2A]
Figure pct00015
[표 2B]
Figure pct00016
아래 표 3은 중합체 1 및 중합체 2의 용융 지수(I2), 밀도, Mw(GPC)/Mn(GPC) 및 최고 결정화 온도(Tc)를 제공한다.
[표 3]
Figure pct00017
섬유 및 부직포의 형성
스펀본드 부직포는 이성분 섬유로부터 형성되고 50:50(중량%) 동심 코어:시스 구성의 단일 빔 Reicofil 4 스펀본드 라인에서 생산된다. 이성분 섬유의 시스는 중합체 1(상기 기재됨)이고, 이성분 섬유의 코어는 중합체 2(상기 기재됨)이다. 기계(Reicofil 4 스펀본드 라인)에는 7022개의 홀(6861개의 홀/m) 및 0.6 mm의 각각의 홀의 출구 직경을 가진 방적 돌기가 장착되어 있다. 구멍의 L/D 비는 4이다. 중합체 용융 온도는 대략 230°C로 설정된다. 섬유는 안정적인 섬유 방사를 유지하면서 지속 가능한 최대 캐빈 공기압에서 수집되어 부직포로 변환된다. 70 daN/cm의 닙 압력으로 조각된 롤과 부드러운 롤 사이에서 웹 접합이 이루어진다. 음각 롤의 오일 온도는 롤에 부직포를 오버랩핑하지 않고 최상의 본딩을 달성하도록 조정된다. 부드러운 롤의 오일 온도는 음각 롤의 오일 온도보다 2°C 낮게 유지된다. 캐빈 압력은 5400 Pa, 필라멘트 속도는 4582, 처리 속도는 0.56 그램/홀/분, 최적화된 음각 롤 온도는 124°C이다. 110 gsm의 평량을 갖는 스펀본드 부직포는 재사용 가능한 외부 커버를 형성하는 데 사용하도록 형성된다.
재사용 가능한 외부 커버의 형성
재사용 가능한 외부 커버는 110 gsm의 평량을 갖는 스펀본드 부직포로 구성되며 발명예 1로 지정된다. 발명예 1은 도 3에 도시된 재사용 가능한 외부 커버의 예시에 대한 양태에 상응하는 구성을 갖는다. 발명예 1은 전면 영역, 후면 영역, 및 전면 영역과 후면 영역 사이에 종방향으로 배치된 크로치 영역, 및 의복 대향 표면 반대편에 배치된 착용자 대향 표면을 갖도록 스펀본드 부직포를 절단함으로써 형성되고, 전면 패널과 후면 패널을 갖는다. 발명예 1은 횡방향으로 대향되고 종방향으로 연장되는 한 쌍의 만곡된 측면 모서리를 갖도록 절단되고, 각각의 종방향으로 연장되는 측면 가장자리에는 착용자의 다리용 커프스로　기능하도록　탄성 밴드가 꿰매어져 있다. 발명예 1은 종방향으로 대향되고 측면으로 연장되는 한 쌍의 측면 에지를 갖도록 절단되고, 각각의 종방향으로 대향하고 측면으로 연장되는 측면 가장자리에는 착용자를 위한 허리 밴드로 기능하도록 탄성 밴드가 꿰매어져 있다. 발명예 1은 흡수성 물품의 적어도 일부를 고정 또는 부착하기 위한 전방 영역에 플랩을 포함하고, 착용자가 착용할 때 후면 패널을 전면 패널에 부착하기 위한 패스너로 후면 패널에 Velcro®를 포함한다.
발명예 1은 모든 폴리에틸렌(구체적으로, 전술한 바와 같은 2개의 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체)을 포함하는 부직포로부터 형성되고, 따라서 폴리에틸렌 재활용 스트림에서 완전한 호환성을 위해 설계된 재사용 가능한 외부 커버이다. 발명예 1은 단층 부직포이다.
비교예 1은 콜로라도주 러브랜드 소재의 Thirsties, Inc.에서 입수 가능한 Thirsties Baby Duo Wrap Diaper CoverTM, 사이즈 2이다.
실시예는 WVTR 및 횡방향(CD) 및 기계 방향(MD)의 50% 변형에서의 신장력에 대해 시험되었다. 결과를 표 4에 보고한다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 발명예 1은 상당히 그리고 놀랍게도 더 높은 WVTR 및 CD의 50%에서의 신장력을 갖는다. 실시예를 세탁하고 15회 세척 사이클(차가운 물에서 5회, 따뜻한 물에서 5회, 뜨거운 물에서 5회)을 수행한 다음 CD의 50% 변형에서의 신장력에 대해 다시 시험한다. 신장력의 유지가 계산된다. 결과를 표 5에 보고한다. 도시된 바와 같이, 발명예 1은 비교예 1보다 세탁 후 신장력의 유지력이 더 높다.
[표 4]
Figure pct00018
[표 5]
Figure pct00019
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본 발명의 특정 실시형태들이 예시되고 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 다른 변화 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위 내에 속하는 이러한 모든 변화 및 변형은 첨부된 청구범위에 포함되도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 흡수성 물품의 커버로 사용하기에 적합한 재사용 가능한 외부 커버로서, 전면 영역, 후면 영역, 및 전면 영역과 후면 영역 사이에 종방향으로 배치된 크로치 영역, 및 의복 대향 표면 반대편에 배치된 착용자 대향 표면을 갖고, 하기를 포함하는 부직포로부터 형성되는, 재사용 가능한 외부 커버:
    제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 이성분(bicomponent) 섬유;
    제1 중합체를 포함하는 제1 영역; 및
    제2 중합체를 포함하는 제2 영역.
  2. 제1항에 있어서, 제1 중합체가 제1 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체인, 재사용 가능한 외부 커버.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 중합체가 제2 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체인, 재사용 가능한 외부 커버.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이성분 섬유가 코어-시스 구성으로 배열되고, 제1 영역이 코어 영역이고 제2 영역은 시스 영역이고, 시스 영역이 코어 영역을 둘러싸는, 재사용 가능한 외부 커버.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 부직포가 코팅된 부직포인, 재사용 가능한 외부 커버.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 특성 중 적어도 하나를 갖는 재사용 가능한 외부 커버: 110 gsm의 부직포에서 13.0 N보다 큰 횡방향으로의 50% 변형에서의 신장력; 및 110 gsm의 부직포에서 적어도 8,000 g/m2/24시간의 WVTR.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 흡수성 물품의 적어도 일부에 부착되도록 구성된 재사용 가능한 외부 커버의 착용자 대향 표면 상의 부착 지점을 추가로 포함하는, 재사용 가능한 외부 커버.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 50 내지 150 gsm의 평량(basis weight)을 갖는, 재사용 가능한 외부 커버.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 110 gsm의 부직포에서 10.0 N 초과의 15회 세탁 사이클 후에 횡방향으로 50%에서의 신장력을 갖는, 재사용 가능한 외부 커버.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 110 gsm의 부직포에서 52.0 N 초과의 15회 세탁 사이클 후에 기계 방향으로 50%에서의 신장력을 갖는, 재사용 가능한 외부 커버.
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