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KR102740852B1 - 다층 폴리에틸렌 필름, 및 이로부터 제조된 물품 - Google Patents

다층 폴리에틸렌 필름, 및 이로부터 제조된 물품 Download PDF

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KR102740852B1
KR102740852B1 KR1020187017622A KR20187017622A KR102740852B1 KR 102740852 B1 KR102740852 B1 KR 102740852B1 KR 1020187017622 A KR1020187017622 A KR 1020187017622A KR 20187017622 A KR20187017622 A KR 20187017622A KR 102740852 B1 KR102740852 B1 KR 102740852B1
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KR
South Korea
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polyethylene resin
multilayer
polyethylene
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Inventor
비벡 칼리하리
파브리시오 알티가 라리오스
자퀘린 에이. 데그루트
Original Assignee
다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
다우 쿠이미카 멕시카나 에스.에이.디이 시.브이.
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=57392048&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR102740852(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Abstract

코어 층, 제1 외부 층 및 제2 외부 층을 포함하는 다층 폴리에틸렌 필름에 관한 것으로서, 상기 코어 층은 제1 외부 층과 제2 외부 층 사이에 위치하고; 상기 코어 층은 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 임의로 제1 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하며, 상기 제1 외부 층과 상기 제2 외부 층은 독립적으로 폴리에틸렌 수지, 및 임의로 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 상기 폴리에틸렌 수지의 밀도 미만이다.

Description

다층 폴리에틸렌 필름, 및 이로부터 제조된 물품
본원의 개시내용의 구현예는 일반적으로 다층 필름 및 예를 들어, 초음파-결합된 라미네이트와 같은 물품을 제조하기 위한 다층 필름의 적용에 관한 것이다.
직물형 백시트 (backsheet)는 예를 들어, 기저귀, 성인 실금 제품 및 여성 위생 물품과 같은 위생 흡수 제품에 사용하기 위한 요구가 날로 증가하게 되었다. 직물형 백시트는 전형적으로 함께 라미네이트된 부직포 기재 및 필름을 포함하고, 여기서, 주요 목적은 각각의 재료의 주요 특성들을 조합하여 양호한 장벽 성질 (주로 유체를 함유하기 위해), 불투명도, 인장 성질 및/또는 햅틱 (예를 들어, 연화)을 제공하는 것이다. 관여하는 라미네이션 기술에 의존하여, 백시트의 상기 언급된 특성들은 다양할 수 있다.
여러 상이한 라미네이션 기술은 필름과 부직포를 연결하기 위해 존재하고 예를 들어, 압출 코팅, 고온 용융 접착제, 용매-부재 접착제 및 초음파 결합을 포함할 수 있다. 각각의 라미네이션 기술은 이 자신의 독창성을 갖는다. 최근 몇년간, 초음파 결합은 백시트를 제조하는데 사용하기 위한 새로운 라미네이션 기술이 되었지만 이는 도전 과제가 없는 것은 아니다. 초음파 결합을 사용하는 경우 관찰된 하나의 주요 도전 과제는 상이한 유형의 또는 비상용성 물질이 부직포 기재 및 필름 (예를 들어, 폴리프로필렌 부직포 기재에 라미네이트된 폴리에틸렌계 필름)에 대해 사용되는 경우, 접착은 역효과를 나타내어 흔히 2개 사이에 불량한 결합을 유도한다. 추가로, 핀홀은 백시트의 액체 장벽 기능성을 파괴할 수 있다. 최종적으로, 폴리에틸렌 필름은 낮은 마찰 계수를 갖고 따라서 초음파 결합 동안에 열화되거나 파괴될 수 있다.
따라서, 부직포 폴리프로필렌 기재에 양호한 접착을 제공할 수 있는 대안적 다층 필름, 및 양호한 결합, 양호한 햅틱, 감소된 핀홀 및/또는 낮은 노이즈를 갖는 다층 필름을 포함하는 물품이 요구될 수 있다.
본원의 구현예는 다층 폴리에틸렌 필름이 기재된다. 다층 폴리에틸렌 필름은 코어 층, 제1 외부 층, 및 제2 외부 층을 포함하고, 여기서: 상기 코어 층은 제1 외부 층과 제2 외부 층 사이에 위치하고; 상기 코어 층은 0.900 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 10 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 임의로 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 제1 저밀도 폴리에틸레 수지를 포함하고; 상기 제1 외부 층 및 상기 제2 외부 층은 독립적으로 0.930 g/cc 내지 0.970 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 폴리에틸렌 수지, 및 임의로, 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고; 여기서, 선형 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 상기 폴리에틸렌 수지의 밀도 미만이다.
또한 본원의 구현예는 다층 폴리에틸렌 필름을 제조하는 방법이 기재된다. 상기 방법은 코어 층, 제1 외부 층 및 제2 외부 층을 공압출하여 다층 폴리에틸렌필름을 형성함을 포함하고, 상기 다층 폴리에틸렌 필름은 제1 외부 층과 제2 외부 층 사이에 위치된 코어 층을 포함하고; 상기 코어 층은 0.900 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 10 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 임의로 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 제1 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고; 상기 제1 외부 층 및 상기 제2 외부 층은 독립적으로 0.930 g/cc 내지 0.970 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 폴리에틸렌 수지, 및 임의로 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고; 여기서, 선형 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 폴리에틸렌 수지의 밀도 미만이다.
추가로, 본원의 구현예는 초음파-결합된 라미네이트가 기재된다. 초음파-결합된 라미네이트는 청구항의 다층 폴리에틸렌 필름 및 상기 다층 필름에 적어도 부분적으로 초음파 결합된 부직포 기재를 포함하여 라미네이트를 형성한다. 다층 폴리에틸렌 필름은 코어 층, 제1 외부 층 및 제2 외부 층을 포함하고, 상기 코어 층은 제1 외부 층과 제2 외부 층 사이에 위치하고; 상기 코어 층은 0.900 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 10 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 임의로 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 제1 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고; 상기 제1 외부 층 및 상기 제2 외부 층은 독립적으로 0.930 g/cc 내지 0.970 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 폴리에틸렌 수지, 및 임의로 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수, I2를 갖는 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고; 여기서, 선형 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 폴리에틸렌 수지의 밀도 미만이다.
구현예의 추가의 특징 및 이점은 하기의 상세한 설명에 제시되고, 부분적으로 상기 기재로부터 당업자에게 자명하거나 첨부된 도면 뿐만 아니라 발명의 상세한 설명 및 실시예를 포함하는 본원에 기재된 구현예를 수행함에 의해 인지된다.
이전 및 하기의 기재 둘 다는 다양한 구현예를 기재하는 것으로 이해되어야만 하고 청구된 청구 사항의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 체제를 제공하는 것으로 의도된다. 첨부된 도면은 다양한 구현예의 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되고 본 명세서의 일부에 혼입되고 이를 구성한다. 도면은 본원에 기재된 다양한 구현예를 설명하고 상기 기재와 함께 청구된 청구 사항의 원리 및 작동을 설명하기 위해 사용된다.
도 1은 현미경 사진으로 본원에 나타내거나 기재된 하나 이상의 구현예에 따라 라미네이트에 대한 핀홀이 실질적으로 없는 결합 영역을 도시한다.
도 2는 현미경 사진으로 본원에 나타내거나 기재된 하나 이상의 구현예에 따라 라미네이트에 대한 핀홀이 실질적으로 없는 결합 영역을 도시한다.
다층 필름 및 초음파-결합된 라미네이트의 양태에 대해 현재 상세하게 참조되고 이의 예는 첨부된 도면에 추가로 기재되어 있다. 다층 필름은 직물형 백시트를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 이것은 단지 본원에 개시된 구현예의 예시적 구현인 것으로 주지된다. 상기 구현예는 상기 논의된 것들과 유사한 문제점에 민감할 수 있는 다른 기술에 적용될 수 있다. 예를 들어, 직물형 와이프, 얼굴 마스크, 수술 가운, 티슈, 밴드 및 상처 드레싱을 제조하기 위해 사용되는 다층 필름은 명백하게 본원의 구현예의 범위내에 있다. 본원에 사용된 바와 같은 "다층 필름"은 적어도 부분적으로 연속성이고 바람직하게 그러나 임의로 동시 연장성인 2개 이상의 층을 갖는 필름을 언급한다.
본원의 구현예에서, 다층 필름은 폴리에틸렌계일 수 있다. 다층 필름을 참조로 본원에 사용된 바와 같이, "폴리에틸렌계"는 상기 다층 필름이 주로 (즉, 다층 필름의 총 중량의 50 % 초과) 폴리에틸렌 수지로 구성됨을 의미한다. "폴리에틸렌"은 에틸렌의 호모폴리머, 또는 에틸렌으로부터 유래된 다수의 이의 폴리머 단위와 함께 하나 이상의 코모노머와의 에틸렌의 코폴리머를 언급한다. 또한 본원에는 다층 필름을 포함하는 초음파-결합된 라미네이트가 기재된다.
다층 필름은 코어 층, 제1 외부 층 및 제2 외부 층을 포함한다. 상기 제1 외부 층 및 제2 외부 층은 임의의 부직포 물질을 함유하지 않는다. 코어 층은 제1 외부 층과 제2 외부 층 사이에 위치한다. 하나의 구현예에서, 상기 코어 층은 2개 이상의 층, 3개 이상의 층 또는 심지어 5개 이상의 층을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 다층 필름은 코어 층과 각각의 외부 층 사이에 위치된, 구조적 장벽 또는 타이층 (tie layer)과 같은 하나 이상의 추가의 층을 포함할 수 있다. 다양한 물질이 이들 층을 위해 사용될 수 있고 염소화된 폴리에틸렌, 에틸렌-알파-올레핀 블록 코폴리머, 초 저밀도 폴리에틸렌 ("ULDPE"), 선형 저밀도 폴리에틸렌 ("LLDPE"), 고밀도 폴리에틸렌 ("HDPE"), 중간 밀도 폴리에틸렌 ("MDPE"), 선형 중간 밀도 폴리에틸렌 ("LMDPE"), 저밀도 폴리에틸렌 ("DPE"), 이오노머, 및 그래프트-변형된 폴리에틸렌 (예를 들어, 말레산 무수물 그래프트된 폴리에틸렌)을 포함할 수 있다.
제1 외부 층과 제2 외부 층에 대한 코어 층 의 두께 비율은 필름에 양호한 초음파 결합 성질을 부여하기에 적합한 비율일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 외부 층과 제2 외부 층에 대한 코어 층의 두께 비율은 50:50 내지 90:10일 수 있다. 다른 구현예에서, 제1 외부 층과 제2 외부 층에 대한 코어 층의 두께 비율은 60:40 내지 90:10일 수 있다. 추가의 구현예에서, 제1 외부 층과 제2 외부 층에 대한 코어 층의 두께 비율은 60:40 내지 85:15일 수 있다. 제1 외부 층과 제2 외부 층에 대한 코어 층의 두께 비율은 또한 백분율에 의해 캡쳐될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 코어 층은 50 % 내지 90 % 초과의 전체 필름 두께를 포함한다. 다른 구현예에서, 코어 층은 60 % 내지 85 %의 전체 필름 두께를 포함한다. 추가의 구현예에서, 상기 코어 층은 65 % 내지 80 %의 전체 필름 두께를 포함한다. 본원의 구현예에서, 제1 외부 층은 제2 외부 층과 동일한 두께를 갖는다. 대안적으로, 제1 외부 층은 제2 외부 층과 상이한 두께를 갖는다.
코어 층
상기 코어 층은 선형 저밀도 폴리에틸렌 ("LLDPE")을 포함한다. LLDPE는 에틸렌 모노머 및 하나 이상의 알파-올레핀 코모노머의 코폴리머화에 의해 제조되고 0.900 내지 0.935 g/cc의 밀도를 특징으로 하는 선형 또는 실질적으로 선형의 폴리에틸렌 폴리머를 포함한다. 수득한 폴리머는 상당 수의 짧은 사슬 분지를 포함한다. LLDPE는 50 중량% 초과의 에틸렌 모노머로부터 유래된 단위, 예를 들어, 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 92중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%의 에틸렌 모노머로부터 유래된 단위; 및 30 중량% 미만, 예를 들어, 25 중량% 미만, 20 중량% 미만, 15 중량% 미만, 10 중량% 미만, 5 중량% 미만, 3 중량% 미만의 하나 이상의 알파-올레핀 코모노머로부터 유래된 단위를 포함한다.
적합한 알파-올레핀 코모노머는 C4-C20 알파-올레핀, C4-C12 알파-올레핀, C3-C10 알파-올레핀, C3-C8 알파-올레핀, C4-C8 알파-올레핀 또는 C6-C8 알파-올레핀을 포함한다. 일부 구현예에서, 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨 및 1-덱센으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구현예에서, 상기 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 추가의 구현예에서, 상기 알파-올레핀은 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 심지어 추가의 구현예에서, 에틸렌계 폴리머는 에틸렌/α-올레핀 코폴리머이고, 상기 알파-올레핀은 1-옥텐이다.
"LLDPE"는 크로뮴, 지글러-나타, 메탈로센, 속박된 기하학적 구조, 또는 단일 부위 촉매를 사용하여 제조될 수 있다. 용어 "LLDPE"는 znLLDPE, uLLDPE, 및 mLLDPE를 포함한다. "znLLDPE"는 지글러-나타 촉매를 사용하여 제조된 선형 폴리에틸렌을 언급하고, "uLLDPE" 또는 "초 선형 저밀도 폴리에틸렌"은 선형 폴리에틸렌을 언급한다. "mLLDPE"는 메탈로센, 속박된 기하학적 구조 또는 단일 부위 촉매를 사용하여 제조된 LLDPE를 언급한다. LLDPE는 당업계에 공지된 임의의 유형의 반응기 또는 반응기 구성, 예를 들어, 유동화 베드 기체상 반응기, 루프 반응기, 교반된 탱크 반응기, 병행, 시리즈 및/또는 이의 조합의 배치 반응기를 사용하여, 기체상, 용액상 또는 슬러리 폴리머화 공정, 또는 이의 임의의 조합을 통해 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, 기체 또는 슬러리 상 반응기를 사용한다.
적합한 LLDPE의 다른 예는 미국 특허 제5,272,236호, 미국 특허 제5,278,272호, 미국 특허 제5,582,923호 및 미국 특허 제5,733,155호에 추가로 한정되어 있고, 이는 실질적으로 선형 저밀도 폴리에틸렌; 미국 특허 제3,645,992호에서의 것들과 같은 동종으로 분지된 선형 에틸렌 폴리머 조성물; 미국 특허 제4,076,698호에 기재된 방법에 따라 제조된 것들과 같은 이종으로 분지된 에틸렌 폴리머; 및/또는 이들의 블렌드 (미국 특허 제3,914,342호 또는 미국 특허 제5,854,045호에 기재된 것들과 같은)를 포함한다. 일부 구현예에서, 선형 저밀도 (LLDPE) 폴리머 또는 실질적으로 LLDPE 폴리머는 ELITE™ 5230G 수지, ATTANE™ 4404 수지, ATTANE™ 4202 수지 또는 AFFINITY™ 1840을 포함하는, 제조원 (The Dow Chemical Company)으로부터 시판되는 AFFINITY™ 수지, ELITE™ 수지, 또는 ATTANE™ 수지; DOWLEX™ 2247 수지; EXCEED™ 3518 수지 또는 EXCEED™ 4518 수지를 포함하는, 제조원 (Exxon Mobil Corporation)에 의해 시판되는 EXCEED™ 수지; 및 EXACT™ 3024를 포함하는, 제조원 (Exxon Mobil Coporation)에 의해 시판되는 EXACT™ 수지를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 LLDPE는 지글러-나타 촉매된 에틸렌 및 알파-올레핀 코폴리머이고, 약 0.900 g/cc 내지 약 0.935 g/cc의 밀도를 갖는다. 또 다른 구현예에서, 상기 LLDPE는 단일-부위 촉매된 에틸렌 및 알파-올레핀 코폴리머이고, 약 0.900 g/cc 내지 약 0.935 g/cc의 밀도를 갖는다.
상기 LLDPE는 약 0.900 내지 0.935 g/cc 범위의 밀도를 갖는다. 0.900 내지 0.935 g/cc의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, LLDPE는 0.905 내지 0.925 g/cc의 밀도를 갖는다. 다른 구현예에서, LLDPE는 0.915 내지 0.930g/cc의 밀도를 갖는다. 추가의 구현예에서, LLDPE는 0.915 내지 0.925 g/cc의 밀도를 갖는다. 본원에 개시된 밀도는 ASTM D-792에 따라 결정한다. 본원의 구현예에서, 선형 저밀도 폴리에틸렌의 밀도는 하기된 폴리에틸렌 수지의 밀도 미만이다.
LLDPE는 약 0.1 내지 10 g/ 10 분의 용융 지수를 갖는다. 0.1 내지 10 g/10 분의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, LLDPE는 0.1 내지 8 또는 0.1 내지 6 g/10 분의 용융 지수를 갖는다. 다른 구현예에서, LLDPE는 0.5 내지 6 또는 0.5 내지 5 g/10 분의 용융 지수를 갖는다. 추가의 구현예에서, LLDPE는 1 내지 5 g/10 분의 용융 지수를 갖는다. 에틸렌계 폴리머에 대한 용융 지수 또는 I2는 190 ℃, 2.16 kg에서 ASTM D1238에 따라 결정한다.
LLDPE는 측정가능하거나 입증가능한 긴 사슬 분지가 없는 폴리머 골격을 갖는다. 본원에 사용된 바와 같은 "긴 사슬 분지화"는 코모노머가 혼입된 결과인 임의의 짧은 사슬 분지의 길이 보다 큰 사슬 길이를 갖는 분지를 의미한다. 긴 사슬 분지는 폴리머 골격의 길이와 거의 동일하거나 이만큼 긴 길이일 수 있다. 일부 구현예에서, 에틸렌계 폴리머는 평균 0.01 긴 사슬 분지/1000개 탄소 내지 3 긴 사슬 분지/1000개 탄소, 0.01 긴 사슬 분지/1000개 탄소 내지 1 긴 사슬 분지/1000개 탄소, 0.05 긴 사슬 분지/1000개 탄소 내지 1 긴 사슬 분지/1000개 탄소로 치환된다. 다른 구현예에서, 에틸렌계 폴리머는 평균 1 미만의 긴 사슬 분지/1000개 탄소, 0.5 미만 긴 사슬 분지/1000개 탄소, 또는 0.05 미만 긴 사슬 분지/1000개 탄소, 또는 0.01 미만 긴 사슬 분지/1000개 탄소로 치환된다. 긴 사슬 분지화 (LCB)는 산업에 공지된 통상의 기술, 예를 들어, 13C 핵 자기 공명 (13C NMR) 분광측정기에 의해 결정될 수 있고, 예를 들어, 문헌 (참조: Randall (Rev. Macromol. Chem. Phys., C29 (2 & 3), p. 285-297))의 방법을 사용하여 정량될 수 있다. 사용될 수 있는 2개의 다른 방법은 낮은 각도 레이저 광 산란 검출기 (GPC-LALLS)가 결합된 겔 투과 크로마토그래피, 및 차등 점도측정 검출기 (GPC-DV)가 결합된 겔 투과 크로마토그래피를 포함한다. 긴 사슬 분지 검출 및 근본적인 이론에 대한 이들 기술의 사용은 문헌에서 널리 보고되었다. 예를 들어, 문헌 (Zimm, B. H. and Stockmayer, W. H., J. Chem. Phys., 17, 1301 (1949) and Rudin A., Modern Methods of Polymer Characterization, John Wiley & Sons, New York (1991), pp. 103-112)을 참조한다.
본원의 구현예에서, LLDPE는 코어 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 적어도 50 wt.%의 코어 층을 포함한다. 일부 구현예에서, LLDPE는 코어 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 적어도 55 wt.%의 코어 층, 적어도 60 wt.%의 코어 층, 적어도 65 wt.%의 코어 층, 적어도 70 wt.%의 코어 층, 적어도 75 wt.%의 코어 층, 적어도 80 wt.%의 코어 층, 적어도 85 wt.%의 코어 층, 적어도 90 wt.%의 코어 층, 적어도 95 wt.%의 코어 층, 적어도 99 wt.%의 코어 층, 또는 100 wt.%의 코어 층을 포함할 수 있다.
본원의 구현예에서, 코어 층은 임의의 제1 저밀도 폴리에틸렌 (제1 LDPE)을 추가로 포함할 수 있다. 코어 층은 코어 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 0 내지 40 wt.%의 제1 LDPE를 포함할 수 있다. 0 내지 40 wt.%의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 코어 층은 코어 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 40 wt.%의 제1 LDPE를 추가로 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 코어 층은 코어 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 wt.%의 제1 LDPE를 추가로 포함할 수 있다. 추가의 구현예에서, 코어 층은 코어 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 wt.%의 제1 LDPE를 추가로 포함할 수 있다.
본원의 구현예에서, 코어 층에 존재하는 임의의 제1 LDPE는 약 0.915 내지 0.935 g/cc의 밀도를 가질 수 있다. 0.915 내지 0.930 g/cc의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 LDPE는 0.915 내지 0.925 g/cc의 밀도를 갖는다. 다른 구현예에서, 제1 LLDPE는 0.915 내지 0.920 g/cc의 밀도를 갖는다. 본원의 구현예에서, 코어 층에 존재하는 임의의 제1 LDPE는 0.1 내지 15 g/10 분의 용융 지수를 가질 수 있다. 0.1 내지 15 g/10 분의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 LDPE는 1 내지 12 g/10 분, 또는 2 내지 12 g/10 분의 용융 지수를 갖는다. 다른 구현예에서, 제1 LDPE는 2 내지 10 g/10 분의 용융 지수를 갖는다.
코어 층에 존재하는 상기 임의의 제1 LDPE는 5 cN 초과의 용융 강도를 가질 수 있다. 5 cN 초과의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 임의의 제1 LDPE는 6 내지 25 cN의 용융 강도를 갖는다. 다른 구현예에서, 상기 임의의 제1 LDPE는 6 내지 24, 6 내지 22, 6 내지 20, 6 내지 18, 6 내지 16, 또는 6 내지 14 cN의 용융 강도를 갖는다. 추가의 구현예에서, 상기 임의의 제1 LDPE는 6 내지 12 cN의 용융 강도를 갖는다. 추가의 구현예에서, 상기 임의의 제1 LDPE는 6 내지 10 cN의 용융 강도를 갖는다. 심지어 추가의 구현예에서, 상기 임의의 제1 LDPE는 6 내지 8 cN의 용융 강도를 갖는다.
임의의 제1 LDPE는 유리-라디칼 개시제, 예를 들어, 퍼옥사이드의 사용으로 14,500 psi (100 MPa) 초과의 압력에서 오토클레이브 또는 관형 반응기에서 부분적으로 또는 전체적으로 호모폴리머화되거나 코폴리머화된 분지형 인터폴리머를 포함할 수 있다 (문헌참조: 예를 들어 본원에 참조로 인용된 미국 특허 제4,599,392호). 적합한 임의의 제1 LDPE의 예는 에틸렌 호모폴리머, 및 예를 들어, 비닐 아세테이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 일산화탄소 또는 이들의 조합으로 인터폴리머화된 에틸렌을 포함하는 고압 코폴리머를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예시적인 임의의 제1 LDPE 수지는 제조원 (The Dow Chemical Company)에 의해 시판되는 수지, 예를 들어, AGILITY™ 1000, LDPE 722, LDPE 5004, 및 LDPE 621i를 포함할 수 있다. 다른 예시적 LDPE 수지는 본원에 참조로 인용되는 WO 제2005/023912호에 기재되어 있다.
상기 코어 층은 임의로 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 항산화제 (예를 들어, 장애 페놀계, 예를 들어, IRGANOX® 1010 또는 IRGANOX® 1076, 제조원 (Ciba Geigy)에 의해 공급됨), 포스파이트 (예를 들어, IRGAFOS® 168, 또한 제조원 (Ciba Geigy)에 의해 공급됨), 클링 첨가제 (예를 들어, PIB (폴리이소부틸렌)), 스탠도스탭 PEPQ™ (제조원 (Sandoz)에 의해 공급됨), 안료, 착색제, 충전제 (예를 들어, 탄산칼슘, 탈크, 운모, 카올린, 펄라이트, 규조토, 백운석, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 황산바륨, 유리 비드, 폴리머성 비드, 세라믹 비드, 천연 및 합성 실리카, 삼수산화알루미늄, 삼수산화마그네슘, 규회석, 휘스커, 목분, 리그닌, 전분), TiO2, 정전기방지 첨가제, 난연제, 살생물제, 항미생물제, 및 정화제/핵형성제 (예를 들어, 제조원 (Milliken Chemical)로부터 시판되는 HYPERFORM™ HPN-20E, MILLAD™ 3988, MILLAD™ NX 8000)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 첨가제는 이들의 요구되는 목적을 성취하기 위해 당업계에서 전형적으로 사용되는 수준에서 LLDPE에 포함될 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 첨가제는 0 내지 10 wt.%의 LLDPE, 0 내지 5 wt.%의 LLDPE, 0.001 내지 5 wt.%의 LLDPE, 0.001 내지 3 wt.%의 LLDPE, 0.05 내지 3 wt.%의 LLDPE, 또는 0.05 내지 2 wt.%의 LLDPE 범위의 양으로 포함된다.
외부 층
제1 외부 층과 제2 외부 층은 부직포 물질을 함유하지 않는다. 제1 외부 층과 제2 외부 층은 독립적으로 폴리에틸렌 수지를 포함한다. 본원의 구현예에서, 제1 외부 층은 제2 외부 층과 동일한 조성을 가질 수 있거나 제1 외부 층은 제2 외부 층과 상이한 조성을 가질 수 있다. 폴리에틸렌 수지는 에틸렌 호모폴리머, 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머, 또는 에틸렌/알파-올레핀 코폴리머일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 "인터폴리머"는 적어도 2개의 상이한 유형의 모노머의 폴리머화에 의해 제조되는 폴리머를 언급한다. 용어 "인터폴리머"는 2개의 상이한 유형의 모노머로부터 제조된 폴리머, 및 2개의 상이한 유형의 모노머로부터 제조된 폴리머를 언급하기 위해 사용되는 코폴리머를 포함할 수 있다. 용어 "에틸렌/α-올레핀 인터폴리머"는 중합된 형태로 다수의 중량% 에틸렌 (인터폴리머의 중량을 기준으로), α-올레핀 코모노머, 및 임의로 하나 이상의 추가의 코모노머를 포함하는 에틸렌계 폴리머를 언급한다.
폴리에틸렌 수지는 동종으로 분지되거나 이종으로 분지될 수 있다. 동종으로 분지된 폴리머는 예를 들어, 단일-부위, 메탈로센, 또는 속박된 기하학적 구조 촉매 시스템에 의해 제조될 수 있고 인터폴리머의 분자 중에서 코모노머의 실질적으로 동종의 분포를 함유한다. 이종으로 분지된 폴리머는 예를 들어, 지글러-나타 또는 크로뮴 유형의 촉매에 의해 제조될 수 있고 폴리머의 분자 중에서 코모노머의 비-동종의 분포를 함유한다. 코모노머는 α-올레핀일 수 있다. 폴리에틸렌 수지는 50 중량% 초과의 에틸렌 모노머로부터 유래된 이의 단위, 예를 들어, 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 92 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 99 중량%, 적어도 99.5 중량%의 에틸렌 모노머로부터 유래된 이의 단위; 및 30 중량% 미만, 예를 들어, 25 중량% 미만, 20 중량% 미만, 15 중량% 미만, 10 중량% 미만, 5 중량% 미만, 3 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만의 하나 이상의 알파-올레핀 코모노머로부터 유래된 단위를 포함한다.
적합한 알파-올레핀 코모노머는 C4-C20 알파-올레핀, C4-C12 알파-올레핀, C3-C10 알파-올레핀, C3-C8 알파-올레핀, C4-C8 알파-올레핀 또는 C6-C8 알파-올레핀을 포함한다. 일부 구현예에서, 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨 및 1-덱센으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 구현예에서, 상기 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 추가의 구현예에서, 상기 알파-올레핀은 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현예에서, 상기 폴리에틸렌 수지는 에틸렌 호모폴리머이다. 다른 구현예에서, 상기 폴리에틸렌 수지는 에틸렌/알파-올레핀 코폴리머이다. 본원의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 바이모달 또는 모노모달일 수 있다. 폴리에틸렌 수지의 분자량 분포가 겔 침투 크로마토그래피 곡선 상에 2개의 피크를 갖는 경우, 또는 폴리에틸렌 수지의 분자량 분포가 개별 분획에 대한 곡선과 비교하는 명백히 폭이 넓어진 경우 (개별 분획이 별도의 반응기에서 제조된 경우), 이것은 바이모달 수지인 것으로 고려된다. 폴리에틸렌 수지의 분자량 분포가 겔 침투 크로마토그래피 곡선 상에 1개의 피크를 갖는 경우, 이것은 모노모달 수지인 것으로 고려된다.　
본원의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 약 0.930 내지 0.970 g/cc의 밀도를 가질 수 있다. 0.930 내지 0.970 g/cc의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 0.935 내지 0.970 g/cc의 밀도를 갖는다. 다른 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 0.935 내지 0.965 g/cc의 밀도를 갖는다. 추가의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 0.935 내지 0.960 g/cc의 밀도를 갖는다. 심지어 추가의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 0.935, 0.937, 0.940, 0.945, 0.947, 또는 0.950의 하한치 내지 0.970, 0.967, 0.965, 0.962, 0.960, 0.957, 0.955, 0.952, 또는 0.950의 상한치의 밀도를 갖는다. 본원의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지의 밀도는 선형 저밀도 폴리에틸렌의 밀도 초과이다.
본원의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 0.1 내지 15 g/10 분의 용융 지수를 가질 수 있다. 0.1 내지 15 g/10 분의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 1 내지 12 g/10 분의 용융 지수를 갖는다. 다른 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 2 내지 10 g/10 분의 용융 지수를 갖는다. 추가의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 3 내지 9 g/10 분의 용융 지수를 갖는다.
상기 폴리에틸렌 수지는 특히 슬러리, 용액 또는 기체상 공정 기술 또는 하이브리드 반응 시스템 (예를 들어, 슬러리 및 기체상 반응기의 조합)을 사용한 시리즈 또는 병행의 2개 이상의 개별 반응기를 포함하는 것들의 다양한 시판되는 연속 반응 공정들에서 제조될 수 있다. 예시적 공정은 본원에 참조로 인용되는 미국 특허 제4,076,698호에서 찾을 수 있다. 대안적으로, 폴리에틸렌 수지는 또한 2개 이상의 상이한 폴리에틸렌 수지의 오프라인 블렌딩에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 멀티-모달 지글러-나타 MDPE 또는 HDPE와 블렌딩된 통상의 모노-모달 지글러-나타 MDPE 또는 HDPE일 수 있다. 그러나, 폴리에틸렌 수지가 대안적 촉매 시스템, 예를 들어, 메탈로센, 포스트-메탈로센 또는 크로뮴계 촉매를 사용하여 제조될 수 있는 것으로 고려된다. 예시적 폴리에틸렌 수지는 상표명 HDPE 5962B, DMDA 8007 NT 7, AGILITY™ 6047G 및 DOWLEX™ 2027G하에 제조원 (Dow Chemical Company)에 의해 시판되는 수지를 포함할 수 있다.
본원의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 독립적으로 제1 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 적어도 50 wt.%의 제1 외부 층을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 제1 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 적어도 55 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 60 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 65 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 70 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 75 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 80 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 85 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 90 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 95 wt.%의 제1 외부 층, 적어도 99 wt.%의 제1 외부 층, 또는 100 wt.%의 제1 외부 층을 포함할 수 있다.
본원의 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 독립적으로 제2 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 적어도 50 wt.%의 제2 외부 층을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리에틸렌 수지는 제2 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 적어도 55 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 60 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 65 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 70 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 75 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 80 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 85 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 90 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 95 wt.%의 제2 외부 층, 적어도 99 wt.%의 제2 외부 층, 또는 100 wt.%의 제2 외부 층을 포함할 수 있다.
본원의 구현예에서, 상기 제1 외부 층 및/또는 제2 외부 층은 추가로 독립적으로 임의의 제2 저밀도 폴리에틸렌 (제2 LDPE)을 포함할 수 있다. 즉, 본원의 구현예에서, 제1 외부 층은 임의의 제2 LDPE를 포함할 수 있고, 제2 외부 층은 임의의 제2 LDPE를 포함할 수 있거나, 제1 외부 층 및 제2 외부 층은 임의의 제2 LDPE를 포함할 수 있다. 제1 외부 층은 독립적으로 제1 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 0 내지 40 wt.%의 제2 LDPE를 포함할 수 있다. 0 내지 40 wt.%의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 외부 층은 제1 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 40 wt.%의 제2 LDPE를 추가로 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 제1 외부 층은 제1 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 wt.%의 제2 LDPE를 추가로 포함할 수 있다. 추가의 구현예에서. 제1 외부 층은 제1 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 wt.%의 제2 LDPE를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제2 외부 층은 또한 독립적으로 제2 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 0 내지 40 wt.%의 제2 LDPE를 포함할 수 있다. 0 내지 40 wt.%의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제2 외부 층은 제2 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 40 wt.%의 제2 LDPE를 추가로 포함할 수 있다. 다른 구현예에서 제2 외부 층은 제2 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 wt.%의 제2 LDPE를 추가로 포함할 수 있다. 추가의 구현예에서. 제2 외부 층은 제2 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 wt.%의 제2 LDPE를 추가로 포함할 수 있다. 임의의 제2 LDPE가 제1 외부 층 및 제2 외부 층 둘 다에 존재하는 경우, 상기 제1 외부 층은 독립적으로 0 내지 40 wt.%의 제2 LDPE를 포함할 수 있고 제2 외부 층은 독립적으로 상기된 바와 같이 0 내지 40 wt.%의 제2 LDPE를 포함할 수 있다.
본원의 구현예에서, 제1 외부 층 및/또는 제2 외부 층에 존재하는 임의의 제2 LDPE는 약 0.915 내지 0.935 g/cc의 밀도를 가질 수 있다. 0.915 내지 0.930 g/cc의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제2 LDPE는 0.915 내지 0.925 g/cc의 밀도를 갖는다. 다른 구현예에서, 제2 LLDPE는 0.915 내지 0.920 g/cc의 밀도를 갖는다. 본원의 구현예에서, 제1 외부 및/또는 제2 외부 층에 존재하는 임의의 제2 LDPE는 0.1 내지 15 g/10 분의 용융 지수를 가질 수 있다. 0.1 내지 15 g/10 분의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제2 LDPE는 1 내지 12 g/10 분, 또는 2 내지 12 g/10 분의 용융 지수를 갖는다. 다른 구현예에서, 제2 LDPE는 2 내지 10 g/10 분의 용융 지수를 갖는다.
코어 층에 존재하는 상기 임의의 제2 LDPE는 5 cN 초과의 용융 강도를 가질 수 있다. 5 cN 초과의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 임의의 제2 LDPE는 6 내지 25 cN의 용융 강도를 갖는다. 다른 구현예에서, 상기 임의의 제2 LDPE는 6 내지 24, 6 내지 22, 6 내지 20, 6 내지 18, 6 내지 16, 또는 6 내지 14 cN의 용융 강도를 갖는다. 추가의 구현예에서, 상기 임의의 제2 LDPE는 6 내지 12 cN의 용융 강도를 갖는다. 추가의 구현예에서, 상기 임의의 제2 LDPE는 6 내지 10 cN의 용융 강도를 갖는다. 심지어 추가의 구현예에서, 상기 임의의 제2 LDPE는 6 내지 8 cN의 용융 강도를 갖는다.
임의의 제2 LDPE는 유리-라디칼 개시제, 예를 들어, 퍼옥사이드의 사용으로 14,500 psi (100 MPa) 초과의 압력에서의 오토클레이브 또는 관형 반응기에서 부분적으로 또는 전체적으로 호모폴리머화되거나 코폴리머화된 분지형 인터폴리머를 포함할 수 있다 (문헌참조: 예를 들어 본원에 참조로 인용된 미국 특허 제4,599,392호). 제1 외부 층 및/또는 제2 외부 층에 존재하는 적합한 임의의 제2 LDPE의 예는 에틸렌 호모폴리머, 및 예를 들어, 비닐 아세테이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 일산화탄소 또는 이들의 조합으로 인터폴리머화된 에틸렌을 포함하는 고압 코폴리머를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예시적인 LDPE 수지는 제조원 (The Dow Chemical Company)에 의해 시판되는 수지, 예를 들어, LDPE 722, LDPE 5004, 및 LDPE 621i를 포함할 수 있다. 다른 예시적 LDPE 수지는 본원에 참조로 인용되는 WO 제2005/023912호에 기재되어 있다.
상기 제1 외부 층 및 제2 외부 층은 독립적으로 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 항산화제 (예를 들어, 장애 페놀계, 예를 들어, IRGANOX® 1010 또는 IRGANOX® 1076, 제조원 (Ciba Geigy)에 의해 공급됨), 포스파이트 (예를 들어, IRGAFOS® 168, 또한 제조원 (Ciba Geigy)에 의해 공급됨), 클링 첨가제 (예를 들어, PIB (폴리이소부틸렌)), 스탠도스탭 PEPQ™ (제조원 (Sandoz)에 의해 공급됨), 안료, 착색제, 충전제 (예를 들어, 탄산칼슘, 탈크, 운모, 카올린, 펄라이트, 규조토, 백운석, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 황산바륨, 유리 비드, 폴리머성 비드, 세라믹 비드, 천연 및 합성 실리카, 삼수산화알루미늄, 삼수산화마그네슘, 규회석, 휘스커, 목분, 리그닌, 전분), TiO2, 정전기방지 첨가제, 난연제, 슬립제, 항블록킹 첨가제, 살생물제, 항미생물제, 및 정화제/핵형성제 (예를 들어, 제조원 (Milliken Chemical)으로부터 시판되는 HYPERFORM™ HPN-20E, MILLAD™ 3988, MILLAD™ NX 8000)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 첨가제는 이들의 요구되는 목적을 성취하기 위해 당업계에서 전형적으로 사용되는 수준에서 제1 외부 층 및 제2 외부 층에 포함될 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 첨가제는 0 내지 10 wt.%의 제1 외부 층 및/또는 제2 외부 층, 0 내지 5 wt.%의 제1 외부 층 및/또는 제2 외부 층, 0.001 내지 5 wt.%의 제1 외부 층 및/또는 제2 외부 층, 0.001 내지 3 wt.%의 제1 외부 층 및/또는 제2 외부 층, 0.05 내지 3 wt.%의 제1 외부 층 및/또는 제2 외부 층, 또는 0.05 내지 2 wt.%의 제1 외부 층 및/또는 제2 외부층 범위의 양으로 포함된다.
다층 폴리에틸렌 필름
본원에 기재된 다층 폴리에틸렌 필름은 공압출된 필름일 수 있다. 일부 구현예에서, 다층 폴리에틸렌 필름은 공압출된 필름이고 이에 의해 외부 층의 적어도 하나는 코어 층으로 공압출된다. 다른 구현예에서, 다층 폴리에틸렌 필름은 공압출된 필름이고 이에 의해 외부 층의 하나 (즉, 제1 외부 층)는 코어 층으로 공압출되고 다른 외부 층 (즉, 제2 외부 층)은 코어 층으로 공압출되고, 2개의 공압출된 필름은 함께 라미네이트되어 코어 층은 제1 외부 층과 제2 외부 층 사이에 위치한다. 추가의 구현예에서, 다층 폴리에틸렌 필름은 공압출된 필름이고 이에 의해 제1 외부 층과 제2 외부 층은 코어 층으로 공압출된다. 본원의 일부 구현예에서, 다층 폴리에틸렌 필름을 제조하는 방법은 코어 층, 제1 외부 층 및 제2 외부 층을 공압출시켜 본원에 기재된 바와 같은 다층 폴리에틸렌 필름을 형성함을 포함한다.
필름은 주조 필름을 포함하는 임의의 다수의 공정들을 통해 제조될 수 있고, 상기 폴리머는 플랫 다이를 통해 압출되어 편평한 필름 또는 취입 필름을 생성함에 의해 폴리머는 환상형 다이를 통해 압출되고 필름 튜브를 생성하고 이는 슬릿되어 편평한 필름을 생성할 수 있다.
본원의 구현예에서, 다층 폴리에틸렌 필름은 약 10 내지 25 gsm의 기본 중량을 가질 수 있다. 10 내지 25 gsm의 모든 개별 값 및 서브범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 다층 폴리에틸렌 필름은 약 10 내지 23, 10 내지 21, 10 내지 20, 또는 10 내지 18 gsm의 기본 중량을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 다층 폴리에틸렌 필름은 약 10 내지 16 gsm의 기본 중량을 가질 수 있다. 추가의 구현예에서, 다층 폴리에틸렌 필름은 약 10 내지 14 gsm의 기본 중량을 가질 수 있다.
라미네이트
또한 본원에서 초음파-결합된 라미네이트가 기재된다. 초음파-결합된 라미네이트는 본원에 이전에 기재된 바와 같은 다층 폴리에틸렌 필름 및 상기 다층 폴리에틸렌 필름에 적어도 부분적으로 초음파 결합된 부직포 기재를 포함하여 라미네이트를 형성한다. 본원에 사용된 바와 같은 "부직포 기재"는 부직포 웹, 부직포 섬유 및 개별 섬유 또는 실이 서로 꼬여있지만 규칙적이나 반복적인 방식이 아닌 임의의 부직포 구조를 포함한다. 본원에 기재된 부직포 기재는 예를 들어, 에어 레잉 공정, 용융취입 공정, 회전결합 공정 및 결합된 카드 웹 공정 (carded web process)을 포함하는 카딩 공정과 같은 다양한 공정에 의해 형성될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 "초음파 결합"은 초음파 용접을 포함한다.
부직포 웹은 회전결합 웹, 카드 웹, 에어레이드 웹, 회전레이스 웹 또는 용융취입 웹과 같은 단일 웹을 포함할 수 있다. 그러나, 부직포 섬유를 제조하기 위해 사용되는 상이한 공정 및 물질과 관련된 상대적 강도 및 취약점 때문에, 1층 이상의 혼성 구조는 흔히 성질의 보다 양호한 균형을 성취하기 위해 사용된다. 상기 구조는 흔히 회전결합 층 및 용융취입 층으로 이루어진 2층 구조에 대한 SM, 3층 구조, 또는 보다 일반적으로 SXnS 구조 (여기서, X는 독립적으로 회전결합 층, 카드 층, 에어레이드 층, 회전레이스 층 또는 용융취입 층일 수 있고 n은 임의의 수일 수 있지만 실제 목적을 위해 일반적으로 5 미만이다)에 대한 SMS와 같은 다양한 레이를 지정하는 문자에 의해 확인된다. 상기 혼성 구조의 구조 통합성을 유지하기 위해, 상기 층들은 함께 결합되어야만 한다. 결합하는 통상의 방법은 포인트 결합, 접착 라미네이션, 및 당업자에게 공지된 다른 방법을 포함한다. 이들 구조 모두는 본 발명에 사용될 수 있다. 부직포 웹을 구성하는 섬유는 단일 성분 또는 2개 성분 섬유일 수 있다.
본원의 구현예에서, 부직포 기재는 프로필렌계 물질, 100 % 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌/폴리프로필렌 블렌드로부터 형성될 수 있다. 적합한 프로필렌계 물질의 예는 다수의 중량%의 폴리머화된 프로필렌 모노머 (폴리머화될 수 있는 모노머의 총 양을 기준으로), 및 임의로 하나 이상의 코모노머를 포함하는 물질을 포함한다. 이것은 프로필렌 호모폴리머 (즉, 폴리프로필렌), 프로필렌 코폴리머 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 프로필렌 코폴리머는 프로필렌/올레핀 코폴리머일 수 있다. 적합한 올레핀 코모노머의 비제한적인 예는 에틸렌, C4-C20 α-올레핀, 예를 들어, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 또는 1-도데센을 포함한다. 일부 구현예에서, 부직포 기재는 폴리프로필렌 수지로부터 형성된다.
이전에 언급된 바와 같이, 부직포 기재는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 부직포 기재는 적어도 하나의 회전결합 층 (S) 및 적어도 하나의 용융취입 층 (M)을 포함한다. 다른 구현예에서, 부직포 기재는 적어도 하나의 회전결합 층 (S) 및 적어도 하나의 용융취입 층 (M)을 포함하고 하기의 구조 중 하나를 가질 수 있다: SSS, SM, SMS, SMMS, SSMMS, 또는 SSMMMS. 최외곽 회전결합 층은 회전결합 호모폴리머 폴리프로필렌 (hPP), 회전결합 이종으로 분지된 폴리에틸렌 또는 카드 hPP로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함할 수 있다.
본원에 기재된 초음파-결합된 라미네이트는 약 0.5 lbf/in 초과의 박리 강도를 나타낼 수 있다.
최종 용도
본원에 기재된 필름 또는 초음파-결합된 라미네이트는 다양한 응용에 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 필름 또는 라미네이트는 기저귀, 트레이닝용 팬츠, 및 성인 실금 물품과 같은 위생 응용 또는 다른 유사한 흡수성 의복 응용에 사용될 수 있다. 다른 구현예에서, 필름 또는 라미네이트는 의학적 응용, 예를 들어, 의학적 장식, 가운, 및 수술복과 같은 의학적 응용에서, 또는 다른 유사한 섬유 (직포 또는 부직포) 응용에서 사용될 수 있다.
필름 또는 라미네이트는 통기성이거나 비통기성일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "통기성"은 수증기에 투과성일 수 있는 물질을 언급한다. 수증기 투과율 (water vapor transmission rate: WVTR) 또는 수증기 전달율 (moisture vapor transfer rate :MVTR)은 24시간 당 제곱미터 당 그램으로 측정하고 통기성의 동등한 지표로 고려된다. 용어 "통기성"은 약 100 g/m2/24 시간 초과의 최소 WVTR (수증기 투과율)을 갖는 수증기에 투과성인 물질을 언급한다. 일부 구현예에서, 상기 통기성은 약 300 g/m2/24 시간 초과이다. 다른 구현예에서, 상기 통기성은 약 500 g/m2/24 시간 초과이다. 추가의 구현예에서, 상기 통기성은 약 1000 g/m2/24 시간 초과이다.
하나의 양상에서 필름 또는 라미네이트의 WVTR은 물품을 착용하기에 얼마나 편안할 수 있는지를 제공한다. 흔히, 통기성 필름 또는 라미네이트의 위생 응용은 바람직하게 보다 높은 WVTR을 갖고 본 발명의 필름 또는 라미네이트는 약 1,200 g/m2/24 시간, 1,500 g/m2/24 시간, 1,800 g/m2/24 시간을 초과하거나 심지어 2,000 g/m2/24 시간을 초과하는 WVTR을 가질 수 있다. 본 발명의 필름 또는 라미네이트 물질의 WVTR (수증기 투과율) 값을 결정하기 위해 적합한 기술은 본원에 참조로 인용된 "STANDARD TEST METHOD FOR WATER VAPOR TRANSMISSION RATE THROUGH NONWOVEN AND PLASTIC FILM USING A GUARD FILM AND VAPOR PRESSURE SENSOR" 표제의 INDA (Association of the Nonwoven Fabrics Industry), number IST-70.4-99에 의해 표준화된 시험 과정이다. 상기 INDA 과정은 WVTR의 결정을 위해, 수증기에 대한 필름의 수행능 및 동종 물질에 대해 수증기 투과성 인자를 제공한다.
통기성 필름은 CaCO3, 점토, 실리카, 알루미나, 탈크 등과 같은 충전제를 가하여 배향 후 공정 (post-orientation process), 예를 들어, 기계 방향 배향 또는 충전제 입자 주변에 공동현상을 생성하기 위한 "링 롤링"으로도 불리우는 인터-디지테이팅 (inter-digitating) 또는 인터-메싱 (inter-meshing) 롤러의 사용을 필요로 하는 높은 WVTR의 수분 통기성 필름을 제조함에 의해 수득될 수 있다 (문헌참조: 예를 들어, WO 제2007/081548호 또는 WO 제1998/004397호, 본원에 참조로 인용됨). 상기 필름에서 증진된 수분 투과율은 미세다공성 형태의 결과이다. 상기 필름은 통상적으로 기저귀 및 성인 실금 백시트 필름에 대한 위생 응용 및 통기성이나 액체 불투과성 수술 가운과 같은 의학적 응용에 사용되고 500 g/m2/24 시간 초과 내지 20,000 g/m2/24 시간 이하의 WVTR 값을 생성할 수 있고 이는 CaCO3의 수준 및 0.2 내지 1.5 mils 두께 범위의 필름에 대한 스트레칭에 의존한다.
시험 방법
달리 진술되지 않는 경우, 하기의 시험 방법이 사용된다. 모든 시험 방법은 본원의 출원일로부터 통용된다.
밀도
에틸렌계 및 프로필렌계 폴리머에 대해 본원에 개시된 밀도는 ASTM D-792에 따라 결정한다.
용융 지수
에틸렌계 폴리머에 대한 용융 지수, 또는 I2는 190 ℃, 2.16 kg에서 ASTM D1238에 따라 결정한다.
용융 유동율
프로필렌계 폴리머에 대한 용융 유동율, 또는 MFR은, 230 ℃, 2.16 kg에서 ASTM D1238에 따라 측정한다.
용융 강도
용융 강도 측정은 Gottfert Rheotester 2000 모세관 점도계에 부착된 Gottfert Rheotens 71.97 (Goettfert Inc.; Rock Hill, SC) 상에서 수행한다. 용융된 폴리머 (약 20 내지 30 그램, 펠렛)는 2.0 mm의 모세관 직경 및 15의 종횡 비 (모세관 길이/모세관 직경)를 갖는 모세관 다이를 통해 편평한 입사각 (180 도)으로 압출된다. 190 ℃에서 10 분 동안 샘플을 평형화시킨 후, 피스톤을 0.265 mm/초의 일정한 피스톤 속도로 동작시킨다. 표준 시험 온도는 190 ℃이다. 샘플은 2.4 mm/초2의 가속과 함께 다이 아래 100 mm에 위치한 가속화 닙 세트로 단축으로 인출된다. 인장력은 닙 롤의 테이크-업 속도의 함수로서 기록한다. 용융 강도는 스트랜드 파단 전 플라토 포스 (plateau force) (cN)로서 보고한다. 하기의 조건은 용융 강도 측정에 사용된다: 플런저 속도 = 0.265 mm/초; 휠 가속화 = 2.4 mm/s2; 모세관 직경 = 2.0 mm; 모세관 길이 = 30 mm; 및 배럴 직경 = 12 mm.
2 % 시컨트 모듈러스/파단시 응력
2 % 변형률에서 시컨트 모듈러스 및 파단시 응력을 포함하는 인장 성질은 ASTM D882에 따라 기계 및 교차 방향에서 결정한다.
스펜서 다트 충격 강도
스펜서 다트 충격 시험은 ASTM D3420, 과정 B에 따라 결정한다.
박리 강도
필름은 부직포에 초음파 결합되어 라미네이트를 형성한다. 표본 크기는 127 mm×25.4 mm이다. 5개의 표본은 라미네이트 당 측정한다. 박리력은 부직포 기재로부터 필름을 분리함에 의해 결정하고 단위 면적 당 층을 분리하기 위해 요구되는 에너지의 척도이다. 표본의 제1 말단에서, 필름의 1 인치를 부직포 기재로부터 수동으로 분리하여 출발 갭을 형성한다. 필름은 CRE 인장 시험기 (Instron)의 이동 가능한 그립에 위치시키고 부직포 기재는 정체된 정상 180 °평면에 위치시킨다. 필름은 약 304.8 mm/분의 속도로 부직포 기재로부터 박리시킨다.
천공 저항
천공은 하기를 제외하고 ASTM D5748에 따라 인장 시험기 상에서 측정한다: 정사각형 표본을 시트로부터 6 인치×6 인치의 크기로 절단하고; 표본은 4인치 직경 환형 표본 홀더에 클램핑하고 천공 프로브를 10 인치/분의 크로스 헤드 속도로 클램핑된 필름의 중앙에 넣고; 프로브는 0.25 인치 지지 막대 상에 0.5 인치 직경의 윤이나는 강철 볼이고; 시험 고정부에 대한 손상을 방지하기 위해 7.7 인치 최대 이동 길이이고; 어떠한 게이지 길이도 없고 - 시험 전, 프로브는 가능한 근접하게 하지만 표본과 접촉하지 않도록 한다. 단일 두께는 표본의 중앙에서 측정한다. 5개의 총 표본을 시험하여 평균 천공 값을 결정한다.
실시예
본원에 기재된 구현예는 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 설명될 수 있다.
3개의 층 필름은 하기 명시된 바와 같이 제조하였다. 필름은 20 m/분의 최대 라인 속도를 갖는 3개의 층 콜린 주조 라인, 230 ℃의 용융 온도, 230 ℃의 다이 온도, 0.8 mils의 다이 갭, 및 8 in의 에어 갭 상에서 제조하였다. 다층 필름은 25 gsm의 기본 중량을 갖는다. 코어 층은 전체 필름 두께의 70 %를 차지한다. 각각의 외부 층은 전체 필름 두께의 15 %를 차지한다.
사용된 수지
하기의 수지: 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)은 0.918 g/cc의 밀도 및 8.0 g/10 분의 용융 지수 (LDPE 722 (제조원: The Dow Chemical Company, USA))를 갖는 오토클레이브 반응기에서 제조된 고압 저밀도 폴리에틸렌; 0.917 g/cc의 밀도 및 2.3 g/10 분의 용융 지수를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 1 ("LLDPE 1") (DOWLEX™ 2247 (제조원: The Dow Chemical Company, USA)); 0.916 g/cc의 밀도 및 4.0 g/10 분의 용융 지수를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 2 ("LLDPE 2") (ELITE™ 5230 (제조원: The Dow Chemical Company, USA)); 0.947 g/cc의 밀도 및 6.0 g/10 분의 용융 지수를 갖는 폴리에틸렌 수지 (AGILITY™ 6047G (제조원: The Dow Chemical Company, USA)); 및 0.900 g/cc의 밀도 및 20 g/10 분의 용융 유동율을 갖는 이소택틱 폴리프로필렌 호모폴리머인 폴리프로필렌 수지 (Polypropylene 6231, 제조원 (LyondellBasell Industries, USA)으로부터 시판됨).
필름 구조
라미네이트의 제조
본 발명의 필름 및 비교 필름을 18 gsm의 기본 중량을 갖는 회전결합 폴리프로필렌 부직포로의 초음파 결합을 사용하여 결합시킨다. 필름은 HiQ DIALOG 초음파 장치를 사용하여 초음파로 결합시킨다. 가압력은 800-2300 N이고, 주파수는 20 kHz이고, 증폭은 25 마이크로미터이고, 결합 시간은 300 msec였다.
결과
본 발명의 라미네이트 1 및 2는 외부 층에서 폴리프로필렌을 사용하는, 비교 라미네이트 1 및 2에 상응하는 박리 강도 수행능을 갖는다. 비교 라미네이트 3 및 4는 또한 본 발명의 라미네이트 1 및 2와 같이 박리 강도에 대해 수행하지 않는다. 바꿔 말하면, 100 % 폴리에틸렌 다층 필름을 사용하는 본 발명의 라미네이트는 놀랍게도 비교 라미네이트 3 및 4 보다 폴리프로필렌 부직포와 보다 양호한 결합을 보여주고, 외부 층에서 폴리프로필렌을 갖는 다층 필름을 사용하는 비교 라미네이트 1 및 2 만큼 효율적이다. 도 1은 본 발명의 1 라미네이트의 현미경사진을 도시하고 도 2는 본 발명의 2 라미네이트의 현미경사진을 도시한다. 2개의 도면에서, 라미네이트의 결합 영역은 양호한 결합을 갖고 실질적으로 핀홀이 없는 것으로 나타난다.
본원에 개시된 차원 및 값은 엄격하게 언급된 정확한 수치적 값으로 제한되는 것으로 이해되지 말아야 한다. 대신, 달리 특정되지 않는 경우, 각각의 상기 차원은 언급된 값 및 상기 값 주변의 기능적으로 등가 범위 둘 다를 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, "40 mm"로서 개시된 차원은 "약 40 mm"를 의미하는 것으로 의도된다.
본원이 우선권 또는 이의 이득을 주장하는 임의의 상호 참조 또는 관련 특허 또는 출원 및 임의의 특허 출원 또는 특허를 포함하는, 본원에 인용된 모든 문헌은 어떠한 경우라도 달리 명백히 배제되지 않는 경우 또는 달리 제한되지 않는 경우 이의 전문이 참조로 인용된다. 임의의 문헌의 인용은 본원에 개시되거나 청구되거나, 또는 단독의 또는 임의의 다른 문헌 또는 문헌들과 조합된 임의의 발명과 관련과 함께 선행 기술이거나 임의의 상기 발명을 교시하거나, 시사하거나 기재하고 있음을 인정하는 것이 아니다. 추가로, 상기 문헌에서 용어의 임의의 의미 또는 정의가 참조로 인용된 문헌에서 동일한 용어의 임의의 의미 또는 정의와 충돌하는 정도로, 본 문헌에서 상기 용어에 할당된 의미 또는 정의가 지배한다.
본 발명의 특정 양태가 설명되고 기재되었지만, 다양한 다른 변화 및 변형이 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나는 것 없이 만들어질 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서. 본 발명의 범위내에 있는 모든 상기 변화 및 변형을 첨부된 청구항에서 보호하는 것으로 의도된다.

Claims (10)

  1. 코어 층, 제1 외부 층 및 제2 외부 층을 포함하는 다층 폴리에틸렌 필름으로서,
    상기 코어 층은 상기 제1 외부 층과 상기 제2 외부 층 사이에 위치하고;
    상기 코어 층은 0.900 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 10 g/10 분의 용융 지수 I2를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수 I2를 갖는 제1 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고;
    상기 제1 외부 층과 상기 제2 외부 층은 각각 0.930 g/cc 내지 0.970 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수 I2를 갖는 폴리에틸렌 수지, 및 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수 I2를 갖는 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고, 상기 제1 외부 층이 상기 제1 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 wt.% 내지 40 wt.%의 상기 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고;
    상기 선형 저밀도 폴리에틸렌의 상기 밀도는 상기 제1 외부 층 및 상기 제2 외부 층의 폴리에틸렌 수지의 상기 밀도 미만인, 다층 폴리에틸렌 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 코어 층이 상기 코어 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 wt.% 내지 40 wt.%의 상기 제1 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는, 다층 폴리에틸렌 필름.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제2 외부 층이 상기 제2 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 wt.% 내지 40 wt.%의 상기 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는, 다층 폴리에틸렌 필름.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 코어 층 대 상기 제1 및 제2 외부 층의 두께 비가 50:50 내지 90:10의 범위인, 다층 폴리에틸렌 필름.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제1 외부 층이 상기 제2 외부 층과 동일한 두께를 갖는, 다층 폴리에틸렌 필름.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제1 외부 층이 상기 제2 외부 층과 동일한 조성물을 갖는, 다층 폴리에틸렌 필름.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1 또는 2의 다층 폴리에틸렌 필름을 제조하는 방법으로서,
    코어 층, 제1 외부 층 및 제2 외부 층을 공압출시켜 다층 폴리에틸렌 필름을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 다층 폴리에틸렌 필름이 상기 제1 외부 층과 상기 제2 외부 층 사이에 위치된 코어 층을 포함하고;
    상기 코어 층은 0.900 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 10 g/10 분의 용융 지수 I2를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수 I2를 갖는 제1 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고;
    상기 제1 외부 층과 상기 제2 외부 층은 각각 0.930 g/cc 내지 0.970 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수 I2를 갖는 폴리에틸렌 수지, 및 0.915 g/cc 내지 0.935 g/cc의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 15 g/10 분의 용융 지수 I2를 갖는 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고, 상기 제1 외부 층이 상기 제1 외부 층에 존재하는 폴리머의 총 중량을 기준으로 5 wt.% 내지 40 wt.%의 상기 제2 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고;
    상기 선형 저밀도 폴리에틸렌의 상기 밀도는 상기 제1 외부 층 및 상기 제2 외부 층의 폴리에틸렌 수지의 상기 밀도 미만인, 방법.
  9. 초음파-결합된 라미네이트로서,
    청구항 1 또는 2의 다층 폴리에틸렌 필름; 및
    라미네이트를 형성하기 위해 상기 다층 폴리에틸렌 필름에 적어도 부분적으로 초음파 결합된 부직포 기재를 포함하는, 초음파-결합된 라미네이트.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 부직포 기재가 폴리프로필렌 수지로 형성된, 라미네이트.
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