JPH02289631A - 多孔性フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多孔性フィルムに関する。詳しくは衣料用、医
療用、濾過材料用等の通気性シートとして用いた場合に
好適なポリオレフィン樹脂に充填剤を配合した絹成物を
用いてなる多孔性フィルムに間するものである。

（従来の技術） ポリオレフィン樹脂に充填剤を配合し、溶融成形して得
られたフィルム又はシートを一軸延伸する試みは、多孔
性フィルムを製造する手段として従来から数多く実施さ
れている。しかしながら、これらのフィルムでは、フィ
ルム物性の異方性、特に縦方向（延伸方向）と横方向の
引っ張り強度のバランス及び面強度に問題が残っている
。

フィルム物性の異方性及び面強度を改良する一つの方法
としては、できるだけ低倍率で延伸を行い、多孔化を実
現させることであるが、未だ満足し得る結果が得られて
いない。また、原反を二軸延伸することが考えられるが
設備コストが高く、また延伸条件の範囲が狭いために運
転管理が厳しいという問題がある． （発明が解決しようとする課題） 本発明はこのような従来法による多孔性フィルムの欠点
を改良し、一軸延伸において引っ張り強度と透湿性の物
性バランスが良好で面強度が大きく、これがため、従来
のフィルムよりも薄肉化が可能な多孔性フィルムを提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、上述の目的を達成するために鋭意検討し
た結果、特定物性のポリエチレンを樹脂素材とする組成
物を、特定の方法により成形し一軸延伸することにより
得られる特定の物性の多孔性フィルムが上記目的に適合
することを確認し本発明を達成した。即ち本発明の要旨
は、（イ）密度が０．９■〜０．９６５　ｇ／ｃｍ３、
メルトインデックスが２ｇ／１０分以下、流動比が５０
〜１２０の線状ポリエチレン１００〜５０重量部と、（
口）メルトインデックスが２ｇ／１０分以下、流動比が
７０以下の分岐状低密度ポリエチレン０〜５０重量部と
、上記（イ）の線状ポリエチレン及び（口）の分岐状低
密度ポリエチレンの合計ＩＩｋＩＯＯ重量部に対して１
００〜４００重量部の充填剤とを配合してなる配合物を
、ブローアップ比を２〜８、フロストラインの高さをダ
イの環状スリットの直径の２〜５０倍としてインフレー
ション成形し、得られたフィルムをフィルムの引き取り
方向に延伸倍率を１．２〜８倍として一軸延伸すること
により得られた厚さ９０μ以下の多孔性フィルムであフ
て、フィルムの縦方向及び横方向の剛軟度が共に５０　
ａｒｍ以下で、透湿度が１５００　ｇ／　ｍ２・２４ｈ
「以上であり、かつ面強度が次式 面強度［ｋｇｌ≧３５×フィルム厚み［肛］を満足する
ことを特徴とする多孔性フィルムに存する。

以下本発明を詳細に説明する。

本発明における樹脂成分は、（イ）特定の線状ポリエチ
レン単独、あるいはこの線状ポリエチレンと（口）特定
の分岐状低密度ポリエチレンとの混合物からなるもので
ある。

（イ）の線状ポリエチレンとしては、密度が０．９１〜
０．９５　ｇ／ｃｍ３の線状低密度ポリエチレン及び密
度が０．９６５　ｇ／　ｃｍ３以下の高密度ポリエチレ
ンが挙げられる。

上記の線状低密度ポリエチレンは、エチレンと他のα−
オレフィンとの共重合物であり、従来の高圧法により製
造される分岐状低密度ポリエチレンとは相違する。線状
低密度ポリエチレンは、例えばエチレンと、その４〜１
７重量％程度、好ましくは５〜１５重量％程度のブテン
、ヘキセン、オクテン、デセン、４−メチルペンテン−
１等の他のα−オレフィンとを、中低圧法高密度ポリエ
チレン製造に用いられるチーグラー型触媒又はフィリッ
プス型触媒を用いて共重合することにより製造される。

このものは、従来の高密度ポリエチレンを、共重合成分
により短い枝分れ構造とし、密度もこの短鎖枝分れを利
用して適当に低下させて０．旧〜０．９５　ｇ，／　ｃ
ｍ３程度としたものであり、従来の分岐状低密度ポリエ
チレンよりも直鎖性があり、高畜度ポリエチレンよりも
枝分れが多い構造のポリエチレンである。この線状低密
度ポリエチレンは高温高圧下でラジカル重合により製造
される高圧法低密度ポリエチレンに比べて引張り強さ、
衝撃強度、剛性等の強度特性、耐環境応力亀裂性（ＥＳ
ＣＲ）、耐熱性、ヒートシール性等に優れた特性を有し
ており、近年様々な分野で用いられている。特にフィル
ム分野では、その物性上の優位性により高圧法低密度ポ
リエチレンから線状低密度ポリエチレンへの代替が急速
に進んでいる。

本発明における（イ）の線状ポリエチレンとしては、上
記の線状低密度ポリエチレンの外、線状の高密度ポリエ
チレンも使用できるが、その密度は０．９６５　ｇ／ｃ
ｍ３以下であることを要する。

即ち、上記（イ）の線状ポリエチレンの密度は、０．９
１〜０．９６５　３／　ｃｍ３であることが必要であり
、好ましくは０．１〜０．９５　ｇ／ｃｍ３、さらに好
ましいのは０．９１５　〜０．９４０　３／　ｃａ３の
範囲である。密度が上記範囲よりも高いと耐衝撃性及び
柔軟性が著しく低下し、逆に密度が上記範囲よりも低い
と多孔性及び耐抗張力が低下する。また、これら線状ポ
リエチレンのメルトインデックスは２ｇ／１０分以下、
好ましくは０．１〜Ｉｇ／１０分の範囲であり、メルト
インデックスが上記よりも高いと引張り強度及び面強度
が低下するので好ましくない。

更に線状ポリエチレンとしては、その流動比が５０〜１
２０、好ましくは６０〜９０の範囲の比較的分子量分布
の広いものが使用される。流動比が上記範囲よりも高い
と面強度が低下し、また上記範囲よりも低いと成形性が
低下するので好ましくない。

このような流動比の線状ポリエチレンを製造するには、
周知の方法に従い、例えば２以上の重合槽を用いて分子
量の異なるボリマーを順次重合してブレンド物を製造す
る方法が採用される。

なお、本発明におけるメルトインデックスは、ＪＩＳ　
Ｋ　６７６０の引用規格であるＪＩＳ　Ｋ　７２１０の
表１の条件４に準拠して測定した値である．また流動比
とは上記メルトインデックス測定器を用い、せん断力１
０６ダイン／ｃｍ３（荷重１１１３１　ｇ）と１０５ダ
イン／ｃｍ３（荷ｆｆｉｌｌ１３　ｇ）の押出量（ｇ／
１０分）の比であり、で算出される．更に、密度はＪＩ
Ｓκ６７６０のに準拠して測定した値である。

流動比は使用される樹脂の分子量分布の目安であり、流
動比の値が小さければ分子量分布は狭く、流動比の値が
大きければ分子量分布は広いことを表わしている． 本発明においては、上記（イ）の線状ポリエチレンのみ
を樹脂成分として用いてもよいが、線状ポリエチレンを
主成分とし、これに前記く口）の分岐状低密度ポリエチ
レンを特定量配合すると、フィルム成形性及び延伸性が
向上するので望ましい。

分岐状低密度ポリエチレンは、エチレンホモボリマー及
びエチレンと他の共重合成分との共重合体を包含する。

共重合成分としては酢酸ビニル、エチルアクリレート、
メチルアクリレート等のビニル化合物、ブロビレン、４
−メチルペンテン−１、ヘキセン、オクテン等の炭素数
３以上のオレフィン類が挙げられる．共重合成分の共重
合量とじては、０．５〜１８重量％、好ましくは２〜１
０重量％程度である。これらの分岐状低密度ポリエチレ
ンは通常の高圧法（１０００〜３０００　ｋｇ／　ｃｍ
２）により、酸素、有機過酸化物等のラジカル発生剤を
用いてラジカル重合させることにより得られたものであ
るのが望ましい。

分岐状低密度ポリエチレンはメルトインデックスが２ｇ
／１０分以下であることが必要であり、好ましいのは０
．１〜Ｉｇ／１０分の範囲である。またその流動比が７
０以下であることが必要であり、好ましいのは３０〜７
０の範囲である。メルトインデックス及び流動比が上記
よりも高い場合にはフィルムの面強度が低下するので好
ましくない。

更に分岐状低密度ポリエチレンの密度は、０．９１〜０
．９４　ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．９１〜０．９３０
　ｙ，／　ｃｍ３、特に好ましくは０．９１５　〜０．
９２５　ｇ／　ｃｍ３の範囲であるのが面強度の向上の
点から好ましい。

（イ）の線状ポリエチレンと、（口）の分岐状低密度ポ
リエチレンとの配合割合は、線状ポリエチレン１００〜
５０重量部好ましくは９５〜８０重量部に対して、分岐
状低密度ポリエチレン０〜５０重量部、好ましくは５〜
２０重量部である。

次に本発明に使用される充填剤としては、無機及び有機
の周知の充填剤が使用される。無機充填剤としては炭酸
カルシウム、タルク、クレー、カオリン、シリカ、珪藻
土、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸マグネシウ
ム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウ
ム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイ力、ア
スベスト粉、ガラス粉、シラスバルーン、ゼオライト、
珪酸白土等が挙げられ、特に炭酸カルシウム、タルク、
クレー、シリカ、珪藻土、硫酸バリウム等が好適である
。有機充填剤としては、木粉、パルブ等のセルロース系
粉末が挙げられ、単独又は混合して使用される。充填剤
は平均粒径が３０μ以下のものが好ましく、ｌＯμもの
が更に好ましく、０．８〜５μのものが最も好ましい。

粒径が過大の場合は、延伸フィルムの気孔の緻密性が悪
くなり、また粒径が過小の場合は、樹脂への分散性が悪
く、成形性も劣る。なお、充填剤を脂肪酸又はその金属
塩で表面処理することは、樹脂への分散性及びフィルム
の延伸性の点で望ましい。

充填剤の配合割合は、上記（イ）の線状ポリエチレン及
び（口）の分岐状低密度ポリエチレンの合計量１００重
量部に対して充填剤１００〜４００重ｊ１部の範囲から
選ばれ、特に好ましい配合割合は１２０〜３００重量部
である。上記範囲より少ない場合には得られる延伸フィ
ルムに気孔が充分に形成されず多孔化度合が低くなる。

一方充填剤の配合量が上記の範囲よりも多い場合は、混
練性、分散性及びフィルム成形性が劣り、更に延伸フィ
ルムの表面強度が低下する。なお、以上の配合成分の他
に、所望により周知の酸化防止剤、滑剤、熱及び紫外線
安定剤、顔料、帯電防止剤、蛍光剤等を配合することが
できる。

本発明の多孔性フィルムを製造するには、先ず前述の線
状ポリエチレン、分岐状低密度ポリエチレン及び充填剤
を前記の割合で混合し、次いで混練してペレット化した
後インフレーション成形して未延伸フィルムとする。

線状ポリエチレン、分岐状低密度ポリエチレン及び充填
剤を混合するには、ドラム、タンブラー型混合機、リボ
ンブレンダー、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサー等
が使用ざれるが、ヘンシェルミキサーのような高速攪拌
型の混合機が望ましい。ポリエチレンは通常ｌＯ〜１５
０メッシュの粉状として使用されるが、均一性及び取扱
いの点から特に２０〜６０メッシュのものが更に好まし
い。次に上記で得られた混合物の混練は、例えばスクリ
ュー押出機、二軸スクリュー押出機、ミキシングａ−ル
、バンバリーミキサー、二輪型混練筬等の周知の混練装
置を用いて実施される。

本発明においては、上記で得た配合物をインフレーショ
ン法により未延伸フィルムを成形し、次いでこの未延伸
フィルムを延伸処理する。

インフレーション成形は、ブローアップ比を２〜訳好ま
しくは３〜６、フロストラインの高さをダイの環状スリ
ットの直径の２〜５０倍、好ましくは５〜２０倍の範囲
の条件下で行なわれる。ブローアップ比が上記の範囲よ
りも低いとフィルムの引っ張り強度及び衝撃強度が低下
し、上記範囲よりも高いとバブルの成形安定性が低下す
るので好ましくない。また、フロストラインの高さが上
記範囲よりも低いとフィルムの引っ張り強度が低下し、
一方上記範囲よりも高いとバブルの成形安定性が低下す
るので好ましくない。

インフレーション法により成形された未延伸フィルムは
、次いで縦方向（フィルムの引き取り方向）に一軸延伸
される。一軸延伸には通常ロール延伸法が採用されるが
、チューブラー延伸法で一軸方向く引き取り方向）を強
調させた形であってもよい。また、延伸処理は一段でも
二段以上の多段でも差支えない。

延伸処理は通常、樹脂組成物の融点より１００℃低い温
度から融点より２０℃低い温度の範囲、特に樹脂別成物
の融点より９０℃低い温度から融点より５０℃低い温度
の範囲で実施するのが好ましく、この範囲よりも低い温
度ではフィルムに延伸斑が発生し易く、またこの範囲よ
りも高い温度ではフィルムの多孔性が低下する傾向があ
る。

延伸倍率は１．２〜８倍であることが必要であり、好ま
しくは１．５〜４倍である。延伸倍率が１，２倍未満で
は延伸による効果が不充分で、フィルムの多孔性及び引
っ張り強度が充分でない。また延伸倍率が８倍を超える
と、フィルムは縦方向への過度の分子配向を有するもの
となり、フィルムの面強度が低下し好ましくない。なお
、一軸延仲後に熱処理すればフィルムの寸法精度を安定
化することができ、また公知のコロナ処理、フレーム処
理等の表面処理を施すこともできる。

本発明のフィルムは、以上の方法によって得られるもの
であって、しかもその厚さが９０μ以下の多孔性フィル
ムであり、フィルムの縦方向及び横方向の剛軟度が共に
５０　ｍｍ以下であり、透湿度が１５００　ｇ／　ｙｘ
２−　２４　ｈｒ以上であり、かつ面強度［ｋｇ］≧３
５×フィルム厚み［＋＋ｕｓｌのものである。更にこの
フィルムには、平均孔径０．０５〜５μの微小空孔が、
単位容積−１　ｃｍ３当り空孔容積として０．１　ｃｃ
以上形成されている。

（実施例） 以下本発明を実施例について更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を超えない限りこれ等の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例１ マグネシウムエチラート５ｇと四塩化チタン５０ＣＣと
を１３０℃で反応させて得た固体触媒を使用し、エチレ
ン及びブテンー１を共重合させることにより、ブテンー
１含量が４，５重量％でメルトインデックス（Ｍｌ）が
２００ｇ／１０分の線状ポリエチレンと、ブテンー１含
量が４．５重量％て旧が０．０５５　ｇ／　１０分の線
状ポリエチレンとを調製した。上記で得られた２種類の
線状ポリエチレンを夫々等量宛混合して、旧：０．３　
ｇ／　１０分、流動比：７０１密度：０，９３０　ｇ／
　ｃｍ”の線状ポリエチレンを得た．この線状ポリエチ
レン１００重量部に、炭酸カルシウム（く平均粒径１．
２μ、脂肪酸処理）２００重量部、２．６−ジターシャ
リープチルーバラクレゾール（酸化防止剤）０．０５重
量部及びステアリン酸カルシウム（滑剤）０．０５重量
部をヘンシェルミキサー中で攪拌下混合した。得られた
混合物（融点１２０℃）を二軸混ＩＩ機ＤＳＭ−６５（
Ｄｏｕｂｌｅ　Ｓｃｒｅｗ　Ｍｉｘｅｒ日本製鋼所社製
）を用いて混練し造粒した。

この造粒物を４０　＋ｗｍφの押出機により次の条件で
インフレーション成形して厚さ６５μのフィルムに製膜
した。

［押　　出　　条　　件］ シリンダー温度　　：　１７０−　１９０−　２１０−
　２３０℃ヘッド、ダイ温度　　　　＝２００℃ ダイの環状スリ ットの直径（Ｄ）　　　　　　：　１００　ＩＩｌｍ引
取速度　　　　：　８　ｎ＋／ｍｉｎ．ブロー比（ＢＵ
Ｒ）　　　：　３．０ フロストライン高さ（ＦＬＨ）　：　７００　ｍｍ折り
径　　　　　：４７１ｎｏ＋ 上記の方法により得られたフィルムを引き取り方向にス
リットしたものを、ロール延伸機により次の条件で一軸
延伸した。

［延　　伸　　条　　件］ 延　　伸　　温　　度　：　５０℃ 延　　伸　　倍　　率　：　２．５倍 延　　伸　　速　　度　：　　１１．０　　ｗ／ｗｉｎ
．延伸したフィルムは、厚さ４５μのもので多孔化され
充分白化したものであり、延伸ムラもなく、表面美麗な
多孔性フィルムであった。このフィルムの性能を後記の
表１に示した。

なお、表１における性能評価項目の測定方法は次の通り
である。

（ａ）引張り強伸度：　ＡＳＴＭ　８Ｂ２−　６４７に
準ずる．２Ｏ　ｎｕｎ幅×５０１ｌｌｌ＋１長さ、引張
り速度：５０　１ｉｎ／ｆｆｌＩｎ． （ｂ）透　湿　度：　ＡＳＴＭ　Ｅ２６−　６６（Ｅ）
に準ずる。

（ｃ）柔　軟　性：手の感触で次の基準により判定した
。

◎：極めて柔らかい。

Ｏ：柔らかい。

△：少し硬い。

Ｘ：硬い。

（ｄ）フィルムパンクチャー強度（面強度）：フィルム
を１ｏｏ　ｍｍＸ　１００　ｍｍの正方形に切断して試
験用フィルムを採取し、このフィルムを内径８０剛票の
押えリングで上下より固定する。

直径２０　ｎ＋ａφの丸棒状で先端が半径１０　ｍｍの
半球状のブランジャーを引っ張り試験機に取り付け、こ
れをクロスヘッド速度５００　ｍｍ／分にて、上記のよ
うに固定した試験用フィルムに押し付け、このときの抗
張力をもって面強度の大小を判断する．なお、抗張力は
最高強度を示し、破断時の伸度はフィルムに当ってから
のブランジャーの進行距離で表わした。

（ｅ）剛　軟　度（ｍｍ）　：　ＪＩＳ　ＬＩ０１８　
−　１９７７の４５°力ンチレバ法により測定した．測
定は温度２０℃、相対湿度６５％で行なった。

実施例２ 実施例１において用いた旧：０．３　ｇ／　１０分、流
動比＝７０、密度：０．９３０　ｇ／ｃｒａ３の線状ポ
リエチレン８０重量部と、ＭＩ：０．４　ｇ／　１０分
、流動比：４ｏ、密度＝０．９２２　ｇ／ｃｍ３の分岐
状低密度ポリエチレン（４０メッシュ）２０重量部との
混合物を樹脂成分として使用し、その他は、実施例ｌと
全く同様にして多孔性フィルムを製造し性能を評価した
。その結果を表１に示す。

比較例１〜６ 実施例ｌにおける樹脂成分の組成、インフレーション成
形条件及び延伸条件を表１に示す通りに変更した以外は
、実施例１と同様に処理して多孔性フィルムを製造した
．但し比較例１の場合は原反フィルムの厚さを１５０μ
とし表１の条件で延伸した結果、延伸後のフィルムの厚
さは３０μとなった。

得られた多孔性フィルムの性能評価結果を表１に示す。

（発明の効果） 本発明の多孔性フィルムは、以下に述べる優位性を有す
る。

ｌ）フィルム物性：一軸延伸後のフィルムの異方性が、
従来の一軸延伸フィルムよりも大幅に改良され、これが
ため縦、横のバランスが向上する。

とくに横方向（延伸方向と直交する方向）の引張り強度
が大きくなる。

２）多孔性二延伸ムラが少なく、かつ均一連続気孔を有
するため、透湿性、ガス透過性が従来の一軸延伸フィル
ムよりも格段に優れる。また耐水性も良好である。

３）加工性：ヒートシール強度が向上する。

４）経済性：液状またはワックス状炭化水素重合体の配
合量の低下及び薄肉化が可能であることにより、大幅ナ
コストダウンが図れる。

５）焼却性：易焼却性であり、有害ガスを発生しない。

以上に列挙した性質に基づき、本発明の多孔性フィルム
は、例えば透湿性を生かした衣料用（防水用品、雨具等
）、電池セパレーター用、濾過材料用（空気除塵、ミス
ト除去、工業廃水）、医療用等の用途に好適に使用され
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （イ）密度が０．９１〜０．９６５ｇ／ｃｍ＾３、メル
   トインデックスが２ｇ／１０分以下、流動比が５０〜１
   ２０の線状ポリエチレン１００〜５０重量部と、（ロ）
   メルトインデックスが２ｇ／１０分以下、流動比が７０
   以下の分岐状低密度ポリエチレン０〜５０重量部と、上
   記（イ）の線状ポリエチレン及び（ロ）の分岐状低密度
   ポリエチレンの合計量１００重量部に対して１００〜４
   ００重量部の充填剤とを配合してなる配合物を、ブロー
   アップ比を２〜８、フロストラインの高さをダイの環状
   スリットの直径の２〜５０倍としてインフレーシヨン成
   形し、得られたフィルムをフィルムの引き取り方向に延
   伸倍率を１．２〜８倍として一軸延伸することにより得
   られた厚さ９０μ以下の多孔性フィルムであって、フィ
   ルムの縦方向及び横方向の剛軟度が共に５０ｍｍ以下で
   あり、透湿度が１５００ｇ／ｍ＾２・２４ｈｒ以上であ
   り、かつ面強度が次式面強度［ｋｇ］≧３５×フィルム
   厚み［ｍｍ］を満足することを特徴とする多孔性フィル
   ム。