JPH0723432B2

JPH0723432B2 - 多孔質フイルム

Info

Publication number: JPH0723432B2
Application number: JP61233945A
Authority: JP
Inventors: 敏明中丸; 孝夫吉田
Original assignee: 株式会社新素材総合研究所
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPS6386734A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、高い柔軟性と弾性、および良好な機械的強度
を有し、発水性で透湿性を有する多孔質フィルムに関す
る。詳しくは、低結晶性熱可塑性樹脂と充填剤を主成分
とする組成物からなる、高い柔軟性と弾性、および良好
な機械的強度を有し、発水性で透湿性を有する多項質フ
ィルムに関するものである。

［従来の技術］従来より、ポリプロピレン、ポリエチレン等の結晶性熱
可塑性樹脂に充填剤を配合し、溶融成形して得られたフ
ィルムを一軸ないしは二軸に延伸する試みは、多孔質フ
ィルムを製造する手段として数多く実施されて来た。ま
た、これらの中には、この発水性および透湿性を生かし
た用途に、実用化されているものもある。

しかしながら、これらのフィルムに於いては、多孔質を
達成することにより、強度が弱くなると同時に、柔軟性
が損なわれるという欠点を有しており、多孔性の機能と
強度および柔軟性とは、合い反する傾向にあった。

また、これらのフィルムに於いては、大きな変形または
繰り返しの変形を受けると癖が付きやすく、弾性に乏し
いという欠点を有していた。

強度については、延伸方法の検討および配合組成の検討
等により、限られた分野での実用に耐え得る強度を有し
ている。

しかしながら、柔軟性については、その目安となる初期
弾性率が高く、しなやかさを感じられる多孔質フィルム
は無い。このためフィルムを薄くして使用する場合があ
るが、破れ易くなり、取り扱いに注意を払わねばならな
かった。

然るに、従来の多孔質フィルムは、衣類用等もしくは、
人体の関節部等の運動性を有する部位に、密着させる等
の高度の柔軟性および弾性を要求される用途には、風合
を損ねることとなり、物性面で、充分に満足される物で
はなかった。

［発明が解決しようとする問題点］フィルムに柔軟性を持たせる方法としては、低融点ポリ
マー、ゴム状物質、可塑剤および界面活性剤等を添加す
る方法が考えられる。しかしながら、このような方法で
は、弾性または強度を低下させる傾向にあり、多孔性、
延伸性、強度、柔軟性および弾性等の物性のバランスを
満足したものは未だ見い出されていない。

多孔性の機能の応用範囲を広げる為にも、従来より柔軟
性および弾性が改善された多孔質フィルムが望まれてい
た。

本発明者らは、こうした従来の多孔質フィルムの欠点を
改良し、強度と透湿性のバランスが良好で、なおかつ、
優れた柔軟性と弾性を有する多孔質フィルムを提供する
事を目的に、鋭意検討した結果本発明に到達したもので
ある。

［問題を解決するための手段］すなわち本発明は、結晶化度が30％未満または非晶質性
の熱可塑性樹脂100重量部に対して、充填剤25〜400重量
部を配合してなる組成物フィルム成形し、次いで延伸処
理することにより、空孔率が５〜60％、初期弾性率が4.
5kg/mm²以下、20％伸張時の応力が破断時の応力の0.4倍
以下で、かつ50％の伸張を10分間続けたのち伸張を開放
してから10分後の残留変形量が５％以下とした多孔質フ
ィルムである。結晶性の低い熱可塑性樹脂を特定組成で
配合し、延伸処理することにより、従来相反する物性と
考えられていた多孔性、強度、柔軟性および弾力性等の
物性のバランスを満足させることができる。

また、本発明は、結晶化度が30％未満または非晶質性の
熱可塑性樹脂100重量部に対して、充填剤25〜400重量部
と液状重合物１〜10重量部を配合してなる組成物をフィ
ルム成形し、次いで延伸処理することにより、空孔率が
５〜60％、初期弾性率が4.5kg/mm²以下、20％伸張時の
応力が破断時の応力の0.4倍以下で、かつ50％の伸張を1
0分間続けたのち伸張を開放してから10分後の残留変形
量が５％以下である多孔質フィルムである。そして、こ
の発明は、前述の多孔質フィルムの組成に液状重合物を
添加することにより、延伸に必要な応力を低下させるこ
とができるので、前述の物性に影響を与えることなく、
延伸操作を安定化させることができる。以下に本発明を
更に詳しく説明する。

本発明に使用される熱可塑性樹脂は、低結晶性であるこ
とが必要である。高い結晶性を有する熱可塑性樹脂は、
延伸処理により多孔化を行うと、分子の配向が進み、柔
軟性は延伸処理により損なわれ、柔軟性の目安となる初
期弾性率が4.5kg/cm²以下にはならない。また20％伸張
時の応力も増加し、破断時の応力が低下するので、20％
伸張時の応力が、破断時の応力の0.4倍以下であるとい
うしなやかさと強度を兼ね備える事が出来ない。また、
添加剤により柔軟性を付与したとしても、強度も低下し
てしまい、実用に耐え得る強度を維持しながら、20％伸
張時の応力が、破断時の応力の0.4倍以下であるという
しなやかさと強度とを兼ね備える事が困難である。ま
た、高い結晶性を有する熱可塑性樹脂を用いると、大き
な変形または繰り返しの変形を受けると癖が付きやすく
なり、50％の伸張を10分間続け、伸長を開放してから10
分間後の残留変形量が５％を越えてしまう。なお、通
常、上記熱可塑性樹脂の融点温度における少なくとも一
軸方向の収縮率は30％以上である。また、本発明におけ
る多孔質フィルムの厚みは通常、10〜500μｍ程度であ
る。

本発明に使用される熱可塑性樹脂の結晶化度は30％未満
であり、好ましくは20％以下である。

結晶化度は高分子固体の諸性質に重要な関係をもってい
るものであり、密度法、融解熱の測定、Ｘ線法、赤外線
法、核磁気共鳴法等により測定される。

本発明の多孔質フィルムは、空孔率が５％〜60％である
ことが必要である。空孔率が５％以下では、防水透湿性
フィルムとして充分な透湿度が得られないからであり、
60％を越えると実用に耐え得る強度を有することが困難
となる。

本発明に使用される熱可塑性樹脂は、30％以上の結晶化
度を有しない低結晶性ポリオレフィン樹脂であり、エチ
レン酢酸ビニル共重合体、エチレンα−オレフィン共重
合体、1,2−ポリブタジエン、高圧法低密度ポリエチレ
ン、直鎖状低密度ポリエチレンの群から得ばれた少なく
とも１種の物質または、２種以上の混合物である。なか
でも結晶化度が20％以下のエチルンα−オレフィン共重
合体が好ましい。

充填剤としては、無機および有機の充填剤が用いられ、
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、マイカ、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、珪酸カルシウ
ム、チタン酸カルシウム等が使用され、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、パルプ粉等のセルロース系
粉末等が使用される。これらは単独または混合して用い
られる。

充填剤の平均粒径としては、30μｍ以下のものが好まし
く、10μｍ以下のものがさらに好ましく、0.1〜５μｍ
のまのが最も好ましい。

粒径が大きすぎると延伸物の緻密性が悪くなり、また粒
径が小さすぎると、樹脂への分散性が悪く、成形性も劣
る。

充填剤の表面処理は、樹脂への分散性、さらには延伸性
の点で、実施されている事が好ましく、脂肪酸またはそ
の金属塩での処理が好ましい結果を与える。

液状重合物は延伸に必要な応力を低下する目的に、また
延伸操作の安定性を向上する目的で使用するものであ
る。液状重合物としては、液状ポリイソプチレン、液状
ポリイソプレン、液状ポリブテン、液状ポリブタジエン
等が使用される。これらは単独または混合して用いられ
る。特に重量平均分子量が5000〜20000の液状ポリイソ
ブチレンが好ましい。特に重量平均分子量が10000〜150
00の液状ポリイソブチレンが延伸性の点から好ましい。

なお、低結晶性ポリオレフィン樹脂には、常法に従い、
熱および紫外線安定剤、顔料、帯電防止剤、蛍光剤等を
添加しても差し支えない。

低結晶性ポリオレフィン樹脂と充填剤を配合するに当た
り配合割合は、低結晶性ポリオレフィン樹脂100重量部
に対して充填剤25〜400重量部が好ましい。

充填剤の割合が、25重量部に満たないと、延伸したフィ
ルムに気孔が充分形成されず、多孔化度合いが低くな
る。また、充填剤の割合が400重量部を越えると混練
性、分散性、フィルムまたはシート成形性が劣る。

本発明において、特に好ましい配合割合は、低結晶性ポ
リオレフィン樹脂100重量部に対して充填剤60〜250重量
部である。

延伸性を向上する目的で液状重合物を使用する場合の液
状重合物の配合割合は、１〜10重量部である。10重量部
を越えると低結晶性ポリオレフィン樹脂の持つ特性が薄
れ、液状重合物特有の粘着性により、フイルムまたはシ
ート成形性を損ねることとなる。

低結晶性ポリオレフィン樹脂と充填剤との混練には従来
公知の装置、例えば、通常のスクリュー押出機、二軸ス
クリュー押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサ
ー、二軸型押出機等により適宜実施される。

液状重合物を使用する場合には、充填剤と液状重合物と
をヘンシルミキサー等の高速撹拌型の混合機に入れ、充
分撹拌し、充填剤表面に液状重合物を展着させる。この
状態で粉体としての流動性を有する混合物が得られる。
この混合物と低結晶性ポリオレフィン樹脂との混練には
従来公知の装置、例えば、通常のスクリュー押出機、二
軸スクリュー押出機、ミキシングロール、バンバリーミ
キサー、二軸型押出機等により適宜実施される。

フィルムの成形については、通常のフィルムの成形装置
および成形方法に準じて行えば良く、円形ダイによるイ
ンフレーション成形、ＴダイによるＴダイ成形等を適宜
使用すれば良い。

延伸については、ロール延伸等の一軸延伸、または、同
時延伸、２段延伸等の二軸延伸を適宜使用すれば良い。
延伸温度は常温でも差し支えない。このことは、設備面
での省エネルギーの点で、非常に有利であり、本発明に
おける大きな特徴である。

また、延伸は、一段でも二段以上の多段でも差し支えな
い。

また、一軸延伸、二軸延伸共、延伸後に熱処理を実施す
る事により、フィルム精度を安定化する事が出来る。ま
た、公知のコロナ処理、フルーム処理等の表面処理を施
す事も出来る。

［作用］本発明の多孔質フィルムは次に述べる性能を示す。

連続気孔を有するため、透湿性、カス透湿性にすぐれ
る。また、発水性であるので耐水性も良好である。

高い柔軟性と弾性を有しながら優れた強度を有する。

残留変形が小さく変形による癖が付きにくい。

熱融着、収縮包装、ラップ包装が可能である。

焼却際し有毒ガスを発生しない。

本発明により得られたフィルムは前記性能を生かし、種
々の用途に利用されよう。例えば、発水性と透湿性を生
かした衣料用（防水用品、雨具、スポーツウエアー
等）、濾過材用（空気除塵、ミスト除去、工業排水
等）、医療用（人工皮膚、バンデイジ、エアーベント
等）が挙げられる。

以下、本発明を実施例に基ずいて、さらに詳細に説明す
るが、本発明は実施例に限定されるものではない。

［実施例］実施例１低結晶性ポリオレフィン樹脂であるエチレンα−オレフ
ィン共重合体（三井石油化学工業（株）製タフマーＡ−
4085、表１中「Ｒ−１」で表わす）100重量部に対して1
50重量部の炭酸カルシウム（白石カルシウム工業（株）
製ソフトン＃2200）を二軸スクリュー押出機で混練し、
造粒した。

タフマーＡ−4085の結晶化度は、Ｘ線法での測定により
20％以下であった。また、ソフトン＃2200の平均粒径は
1.0μｍであった。

これをφ40の押出機によりＴダイ成形し、厚さ100μｍ
のフィルムに製膜した。得られたフィルムを、ロール延
伸機により一軸延伸を行った。

押出条件および延伸条件は下記のとおり。

シリンダー温度:150−170−170℃ ヘッド、ダイス温度:170℃ 引取速度:8m/分延伸温度：常温延伸倍率:5倍延伸速度:10m/分延伸したフィルムは、多孔化され充分白化したものであ
り、延伸むらもなく、滑らかな表面の多孔質フィルムで
あった。

このフィルムの性能を（表−１）に示す。

尚、（表−１）の性能評価項目の測定方法は下記のとお
り。（以下の実施例、比較例においても同様）（１）空孔率：下式により、フィルムの密度から計算し
た。

d:未延伸フィルムの密度（g/cm） s:延伸フィルムの密度（g/cm）（２）初期弾性率：下式により、引張試験の結果より算
出した。

初期弾性率:W・1₀/1₁・Ａ W:荷重（kg） 1₀:元の長さ（mm） 1₁:伸び（mm） A:断面積（mm²）（３）破断時の応力:JIS Ｐ−8113に準ずる（４）20％伸張時:JIS Ｐ−8113に準ずるの応力（５）残留変形：下式により、引張試験の結果より計算
した。

L₀:元の長さ（mm） L₁:50％の伸張を10分間続けた後、伸張を開放してから1
0分後の長さ（mm）（６）透湿度:JIS Ｚ−0208に準ずる実施例２エチレンα−オレフィン共重合体（三井石油化学工業
（株）製タフマーＡ−4085）100重量部に対して、170重
量部の炭酸カルシウム（神島化学工業（株）製カルシー
ズＰ）を、二軸スクリュー押出機でエチレンα−オレフ
ィン共重合体と混練し、造粒した。カルシーズＰの平均
粒径は0.12μｍであった。

これを実施例１と同様に成形、延伸した。

得られたフィルムの性能を（表−１）に示す。

実施例３低結晶性ポリオレフィン樹脂であるエチレン酢酸ビニル
共重合体（三菱油化（株）製EVA Ｖ−505、表１中「Ｒ
−２」で表わす）100重量部にたいして、150重量部の炭
酸カルシウム（神島化学工業（株）製カルシーズＰ）
と、８重量部の液状ポリイソブチレン（エクソン化学
（株）製ビスタネックスLM−MS）とを予めヘンシルミキ
サー中で撹拌混合を行った。得られた混合物を、二軸ス
クリュー押出機でエチレン酢酸ビニル共重合体と混練
し、造粒した。EVA Ｖ−505の結晶化度は、Ｘ線法での
測定により25％以下であった。これを実施例１と同様に
成形、延伸した。

得られたフイルムの性能を（表−１）に示す。

押出条件および延伸条件は下記のとおり。なお、原料エ
チレン酢酸ビニル共重合体成形物の引張強度は約2kg/mm
²であった。

シリンダー温度:130−150−150℃ ヘッド、ダイス温度:150℃ 引取温度:8m/分延伸温度：常温延伸倍率:5倍延伸速度:10m/分比較例１低結晶性ポリオレフィン樹脂の替わりに、直鎖状低密度
ポリエチレン（三井石油化学工業（株）製ウルトゼック
ス 3021F、表１中「Ｒ−３」で表わす）を用いて以下
の条件で実施例１と同様にフィルムを作製し、一軸延伸
を行った。この場合常温での延伸では良好な多孔質フィ
ルムが得られなかったので80℃で延伸した。ウルトゼッ
クス3021Fの結晶化度は、Ｘ線法での測定により約35％
であった。

得られたフィルムの性能を（表−１）に示す。

押出条件および延伸条件は下記のとおり。

シリンダー温度:150−180−180℃ ヘッド、ダイス温度:180℃ 引取速度:8m/分延伸温度:80℃ 延伸倍率:5倍延伸速度:10m/分比較例２直鎖状低密度ポリエチレン（三井石油化学工業（株）製
ウルトゼックス3021F）100重量部に対して、150重量部
の炭酸カルシウム（白石カルシウム工業（株）製ソフト
ン＃2200）と、25重量部の液状ポリイソブチレン（エク
ソン化学工業（株）製ビスタネックスLM−MS）とを予め
ヘンシルミキサー中で撹拌混合を行った。得られた混合
物を、二軸スクリュー押出機で直鎖状低密度ポリエチレ
ンと混練し、造粒した。これを実施例１と同様に成形、
延伸した。

得られたフィルムの性能を（表−１）に示す。

押出条件および延伸条件は下記のとおり。

シリンダー温度:150−180−180℃ ヘッド、ダイス温度:180℃ 引取速度:8m/分延伸温度:80℃ 延伸倍率:2.5倍延伸速度:10m/分比較例３低結晶性ポリオレフィン樹脂であるエチレンα−オレフ
ィン共重合体（三井石油化学工業（株）製タフマーＡ−
4085）100重量部に対して、170重量部の炭酸カルシウム
（神島化学工業（株）製カルシーズＰ）と、15重量部の
液状ポリイソブチレン（エクソン化学（株）製ビスタネ
ックスLM−MS）とを予めヘンシルミキサー中で撹拌混合
を行った。得られた混合物を、二軸スクリュー押出機で
エチレンα−オレフィン共重合体と混練し、造粒した。
実施例１と同様の方法でフィルムを成形したが、巻き取
ったフィルムはブロッキングが激しく、延伸機にかける
ことは出来なかった。

［発明の効果］以上の結果から明らかなように、低結晶性ポリオレフィ
ン樹脂に充填剤を配合した組成物から得た多孔質フィル
ムは、常温でも延伸性に優れ、発水性、透湿性、および
柔軟性に富む等の利点を有する。

また、弾性を有する多孔質フィルムまたはシートとして
広範囲な用途が期待される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結晶化度が30％未満または非晶質性の熱可
塑性樹脂100重量部に対して、充填剤25〜400重量部を配
合してなる組成物をフィルム形成し、次いで延伸処理す
ることにより、空孔率が５〜60％、初期弾性率が4.5kg/
mm²以下、20％伸張時の応力が破断時の応力の0.4倍以下
でかつ50％の伸張を10分間続けたのち伸張を開放してか
ら10分後の残留変形量が５％以下であることを特徴とす
る多孔質フィルム。
【請求項２】低結晶性熱可塑性樹脂が、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体、エチレンα−オレフィン共重合体、1,2
−ポリブタジエン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状
低密度ポリエチレンの群から選ばれた少なくとも１種の
物質または、２種以上の混合物である特許請求の範囲第
１項記載の多孔質フィルム。
【請求項３】結晶化度が30％未満または非晶質性の熱可
塑性樹脂100重量部に対して充填剤25〜400重量部と液状
重合物１〜10重量部を配合してなる組成物をフィルム成
形し、次いで延伸処理することにより、空孔率が５〜60
％、初期弾性率が4.5kg/mm²以下、20％伸張時の応力が
破断時の応力の0.4倍以下でかつ50％の伸張を10分間続
けたのち伸張を開放してから10分後の残留変形量が５％
以下であることを特徴とする多孔質フィルム。
【請求項４】低結晶性熱可塑性樹脂が、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体、エチレンα−オレフィン共重合体、1,2
−ポリブタジエン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状
低密度ポリエチレンの群から選ばれた少なくとも１種の
物質または、２種以上の混合物である特許請求の範囲第
３項記載の多孔質フィルム。
【請求項５】液状重合物が、液状ポリイソブチレン、液
状ポリブテン、液状ポリブタジエンの群から選ばれた少
なくとも１種の物質または、２種以上の混合物である特
許請求の範囲第３項または第４項記載の多孔質フィル
ム。