JP2019089973A - 延伸多孔フィルム - Google Patents
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Description
一方で、これらの多孔フィルムが使用される用途では、更なる使用感の向上が求められているため、柔軟性や風合いなどの触感の更なる改良や、フィルムの擦れ時に生じる不快な音の発生の抑制などが必要となる。しかしながら、特許文献3〜6では、不快音の抑制に関する技術的設計指針に関する言及がない。
本発明の延伸多孔フィルムは、無機充填材(A)を46質量%〜75質量%含むポリオレフィン樹脂組成物からなる延伸多孔フィルムであって、該ポリオレフィン樹脂組成物の動的粘弾性測定から算出される、貯蔵弾性率(E’)と損失弾性率(E’’)の比であるtanδ(=E’’/E’)が、−30℃〜30℃の範囲において0.100以上であり、透気度が100秒/100mL〜5000秒/100mLである延伸多孔フィルムである。
tanδ(=E’’/E’)が、−30℃〜30℃の範囲において0.100以上であることにより、フィルムが擦れる際に生じる不快音を抑制するための吸音率(振動減衰率)や、様々な周波数の不快音が十分に抑制される。
そのため、本発明の延伸多孔フィルムを構成するポリオレフィン樹脂組成物はtanδ(=E’’/E’)が、−30℃〜30℃の範囲において0.100以上であることが、フィルムの擦れ時に生じる不快な音の発生を抑制のために重要となる。
tanδの値は、後に詳述する密度が0.850g/cm3以上0.920g/cm3未満のポリオレフィン系樹脂(C)、及び/又は、可塑剤(D)の量を増やすことにより、大きくすることができる。しかしながら、一般的には、多量のポリオレフィン系樹脂(C)、及び/又は、可塑剤(D)を使用すると、延伸多孔フィルムの強度および耐熱収縮性が実用性に劣るものとなりやすい。本発明の延伸多孔フィルムは、tanδを−30℃〜30℃の範囲において0.100以上に調整することにより、延伸多孔フィルムの柔軟性と強度・耐熱収縮性のバランスを改善したものである。
なお、動的粘弾性測定は、サンプル片の厚みをあらかじめ測定し、サンプル片の厚みとサンプル片の幅の値を測定装置に入力することにより、サンプル片の断面積が計算され、各値が算出される。そのため、サンプル片の厚みがより正確なほど測定精度が向上する。 一方で、本発明の延伸多孔フィルムは、樹脂組成物中に空孔が生じているため、多孔体をそのまま測定した場合、算出される貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E’’)、及び、tanδに誤差が生じやすい。よって、本発明の規定する貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E’’)、及び、tanδは、本発明の延伸多孔フィルムを構成するポリオレフィン樹脂組成物の未延伸フィルムを用いてMD4mm、TD35mmに切り出された短冊状のサンプル片について動的粘弾性測定を行うことにより、または、本発明の延伸多孔フィルムを融点以上に加熱することにより延伸多孔フィルムを融解し空孔を消失した後、プレスサンプルを作製し、該プレスサンプルより短冊状のサンプル片を切り出して動的粘弾性測定を行うことにより、算出される。
ここで、坪量は、サンプル(縦方向(MD):250mm、横方向(TD):200mm)の質量(g)を電子天秤で測定し、その数値を20倍した値を坪量とする。
ここで、透湿度はJISZ0208(防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法))の諸条件に準拠する。吸湿剤として塩化カルシウムを15g用い、温度40℃、相対湿度90%の恒温恒湿環境下で測定した。サンプルは無作為に2点測定し、その算術平均値を求めた。
ここで、延伸方向の引張破断伸びは、JISK7127に準拠して、延伸方向100mm×延伸方向と垂直方向25mmに切り出したサンプルを作製し、23℃、相対湿度50%の環境下で、引張速度200m/min、チャック間距離50mmの条件で3連式引張試験機を用いて破断した際の引張破断伸びである。本発明においては、3回測定を行い算出した引張破断伸びの算術平均値とする。
ここで、熱収縮率は、延伸方向200mm×延伸方向と垂直方向10mmに切り出したサンプルを、槽内温度60℃に設定した対流オーブンに1時間静置加熱する。その後、延伸方向の長さL(mm)を測定し、式「(L−200)/200×100(%)」により、算出した値である。本発明においては、3回測定を行い算出した熱収縮率の算術平均値とする。
ここで、全光線透過率は、JISK7361に準拠したヘイズメータを用い、無作為に5点測定し、その算術平均値を求めたものである。
前記ポリオレフィン樹脂組成物は、無機充填材(A)を46〜75質量%含むことが重要である。本発明の延伸多孔フィルムを構成するポリオレフィン樹脂組成物において、無機充填材(A)が最も多い質量比率を占める。
前記ポリオレフィン樹脂組成物は、密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3以下のポリエチレン系樹脂(B)を含むことが好ましい。
密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3以下のポリエチレン系樹脂(B)を含むことにより、延伸多孔フィルムの通気性、透湿性、耐熱収縮性、寸法安定性、耐液漏れ性、隠ぺい性、外観などを満足させることが可能となる。ポリエチレン系樹脂(B)の密度は、0.920g/cm3以上0.937g/cm3以下であることがより好ましく、0.920g/cm3以上0.935g/cm3以下であることが特に好ましい。ここで、密度はピクノメーター法(JIS K7112 B法)により測定した密度である。また、後述する樹脂の密度についても同様に測定したときの値である。
ここで、融点は示差走査熱量計(DSC)を用いて、樹脂約10mgを加熱速度10℃/分で−40℃〜200℃まで昇温し、200℃で1分間保持した後、冷却速度10℃/分で−40℃まで降温し、再度、加熱速度10℃/分で200℃まで昇温したときに測定されたサーモグラムから求めた結晶融解ピーク温度(Tm)(℃)である。また、後述する樹脂の融点についても同様に測定したときの値である。
ここで、MFRはJIS K7219に準拠して測定される値であり、その測定条件は190℃、2.16kg荷重である。
この中でも、耐熱収縮性と寸法安定性の観点から、エチレン単独重合体や、エチレン・(α−オレフィン)共重合体が好ましい。また、前記ポリエチレン系樹脂(B)は、密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3以下であり、かつ、エチレンを主たるモノマー成分とした樹脂であれば、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。前記ポリエチレン系樹脂(B)が2種類以上で構成される場合、その合計が前記ポリエチレン系樹脂(B)の質量となる。
前記ポリオレフィン樹脂組成物は、密度が0.850g/cm3以上0.920g/cm3未満のポリオレフィン系樹脂(C)を含むことが好ましい。密度が0.850g/cm3以上0.920g/cm3以下のポリオレフィン系樹脂(C)を含むことにより、延伸多孔フィルムの柔軟性や風合いを良化させ、触感の満足度を向上できる。また、ポリオレフィン系樹脂(C)の密度は、0.855g/cm3以上0.920g/cm3未満であることが好ましく、0.860g/cm3以上0.920g/cm3未満であることがより好ましい。
さらに、前記無機充填材(A)、前記ポリエチレン系樹脂(B)及び、前記ポリオレフィン系樹脂(C)の混合組成比は、(A)/(B)/(C)=49質量%〜75質量%/15質量%〜48質量%/3質量%〜36質量%(ただし(A)と(B)と(C)の合計質量%を100質量%とする。)であることが好ましく、(A)/(B)/(C)=50質量%〜69質量%/16質量%〜40質量%/6質量%〜35質量%であることがより好ましい。
また、前記無機充填材(A)の混合組成比が上述の好ましい範囲における上限の範囲を超えて逸脱する場合、樹脂組成物の成形が困難となり、生産性に課題を有しやすくなる。
また、前記ポリエチレン系樹脂(B)の混合組成比が上述の好ましい範囲における下限の範囲未満となって逸脱する場合や、前記ポリオレフィン系樹脂(C)の混合組成比が上述の好ましい範囲における上限の範囲を超えて逸脱する場合、耐熱収縮性や寸法安定性が著しく低下しやすくなる。
さらには、前記ポリエチレン系樹脂(B)の混合組成比が上述の好ましい範囲における上限の範囲を超えて逸脱する場合や、前記ポリオレフィン系樹脂(C)の混合組成比が上述の好ましい範囲における下限の範囲未満となって逸脱する場合、柔軟性や風合いといった触感を付与しにくくなるとともに、フィルムが擦れる際に生じる不快音を抑制しにくくなる。
ひまし油類としては、通常のひまし油、精製ひまし油、硬化ひまし油および脱水ひまし油などが挙げられる。また、硬化ひまし油としては、12−ヒドロキシオクタデカン酸とグリセリンからなるトリグリセライドを主成分とする硬化ひまし油などが挙げられる。
本発明の延伸多孔フィルムの製造方法は、特に制限されるものではなく、従来公知の方法によって製造することができるが、少なくとも一軸方向に延伸されることが重要となる。
ここで、「フィルム」とは、厚いシートから薄いフィルムまでを包括した意を有する。フィルムとしては、平面状、チューブ状のいずれであってもよいが、生産性(原反シートの幅方向に製品として数丁取りが可能)や内面に印刷が可能という観点から、平面状が好ましい。平面状のフィルムの製造方法としては、例えば、押出機を用いて前記樹脂組成物を溶融し、ダイからフィルム状に押出し、冷却ロールや空冷、水冷にて冷却固化して得られるフィルム(未延伸フィルム)を、少なくとも一軸方向に延伸した後、巻取機にて巻き取ることによりフィルムを得る方法が例示できる。
上述の方法に従い、延伸多孔フィルムの坪量を算出した。
上述の方法に従い、延伸多孔フィルムの透気度を算出した。透気度測定装置として、旭精工(株)社製 王研式透気度測定機EGO1−55型を用いた。
上述の方法に従い、延伸多孔フィルムの透湿度を算出した。
下記に示す実施例、比較例において、延伸多孔フィルムを構成するポリオレフィン樹脂組成物の未延伸フィルムを用いて、MD4mm、TD35mmに切り出された短冊状のサンプル片を用い、上述の方法に従い動的粘弾性測定を行い、貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E’’)、及び、貯蔵弾性率(E’)と損失弾性率(E’’)の比であるtanδ(=E’’/E’)を算出した。その後、−30℃〜30℃においてtanδがいずれも0.100以上である場合は「○」と判定し、−30℃〜30℃においてtanδが0.100未満となる温度域がある場合は「×」と判定した。また、合わせて、20℃におけるE’(単位:×108Pa)、及び、−30℃、−20℃、−10℃、0℃、10℃、20℃、30℃におけるtanδの値をまとめた。
上述の方法に従い、延伸多孔フィルムの延伸方向(本実施例、比較例ではMD)の引張破断強度を算出した。
上述の方法に従い、延伸多孔フィルムの延伸方向(本実施例、比較例ではMD)の引張破断伸びを算出した。
上述の方法に従い、60℃で1時間加熱したときの延伸多孔フィルムの延伸方向(本実施例、比較例ではMD)における熱収縮率を算出した。
上述の方法に従い、延伸多孔フィルムの全光線透過率を算出した。
下記に示す実施例、比較例において得られた延伸多孔フィルムを、縦方向(MD)1000mm、横方向(TD)20mmに切り出し、手で触ったり、フィルムをこすり合わせて、下記判断基準に従い、評価した。
A+:柔らかい風合いを感じ、こすり合わせた際、Aのものより不快な音がしない。
A:柔らかい風合いを感じ、こすり合わせても不快な音を感じない。
B:柔らかい風合いを感じるが、こすり合わせるとガサガサと不快な音を感じる。
C:フィルムに硬さを感じるが、こすり合わせても不快な音を感じない。
D:フィルムに硬さを感じ、こすり合わせるとガサガサと不快な音を感じる。
上記(1)〜(9)に示す評価を鑑み、下記基準にて総合評価を行った。
A:柔軟性と風合いといった優れた触感を有するとともに、フィルムの擦れ時に生じる不快な音の発生を抑制した、通気性や透湿性を求められる用途に適したフィルムである。
B:柔軟性と風合いといった優れた触感を有し、通気性と透湿性に優れたフィルムであるが、不快な音の発生を感じるフィルムである。
C:通気性と透湿性に優れたフィルムであるが、柔軟性や風合いといった触感を感じられず、かつ、不快な音の発生を感じるフィルムである。
D:通気性と透湿性などの延伸多孔フィルムに求められる物性が不十分なフィルムである。
<無機充填材(A)>
・備北粉化工業(株)社製、重質炭酸カルシウム「ライトンBS−0」(平均粒子径1.1μm、ステアリン酸表面処理品)、以下、「A−1」と略する。
<ポリエチレン系樹脂(B)>
・日本ポリエチレン(株)社製、直鎖状低密度ポリエチレン「ノバテックLL UF230」(密度0.921g/cm3、MFR1.0g/10分、融点121℃)、以下、「B−1」と略する。
<ポリオレフィン系樹脂(C)>
・日本ポリエチレン(株)社製、分岐状低密度ポリエチレン「ノバテックLD LF441」(密度0.918g/cm3、MFR2.3g/10分、融点113℃)、以下、「C−1」と略する。
・ダウ・ケミカル社製、エチレン・オクテンブロック共重合体「Infuse D9100.05」(密度0.877g/cm3、MFR1.0g/10分、融点120℃)、以下、「C−2」と略する。
・三井化学(株)社製、エチレン・(1−ブテン)共重合体「タフマー A4050S」(密度0.864g/cm3、MFR3.6g/10分、融点45℃)、以下、「C−3」と略する。
・日本ポリエチレン(株)社製、メタロセン系エチレン・(α−オレフィン)共重合体「カーネル KF360T」(密度0.898g/cm3、MFR3.5g/10分、融点90℃)、以下、「C−4」と略する。
<可塑剤(D)>
・ケイエフ・トレーディング(株)社製、硬化ひまし油「HCO−P3」、以下、「D−1」と略する。
・(株)ジェイ・プラス社製、液体ポリエステル系可塑剤「ダイヤサイザー D600」、以下、「D−2」と略する。
<酸化防止剤>
・BASFジャパン(株)社製、酸化防止剤「Irganox B225」、以下、「E−1」と略する。
以下の表1に示される組成物を表1に示す組成比率にて計量した後、ヘンシェルミキサーに投入し、5分間混合、分散させて、同方向二軸押出機を用いて、設定温度200℃にて溶融混練した後、同方向二軸押出機の先端に接続したTダイにて、樹脂組成物を押出し、50℃に設定したキャスティングロールにて引き取り、冷却固化させて未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムに関して、動的粘弾性測定を行った。
その後、得られた未延伸フィルムを、20℃に設定したロール(S)と20℃に設定したロール(T)、及び、60℃に設定したロール(U)間において、(S)−(T)ドロー比100%(延伸倍率2倍)、(T)−(U)ドロー比100%(延伸倍率2倍)を掛けてMDに合計4倍延伸を行った。次いで、90℃に設定したロール(V)にて熱処理・弛緩処理を行うことで、延伸多孔フィルムを得た。得られた延伸多孔フィルムに関して、各種評価を行った。結果を表2に纏めた。
以下の表1に示される組成物を表1に示す組成比率にて計量した後、ヘンシェルミキサーに投入し、5分間混合、分散させて、同方向二軸押出機を用いて、設定温度200℃にて溶融混練した後、同方向二軸押出機の先端に接続したTダイにて、樹脂組成物を押出し、50℃に設定したキャスティングロールにて引き取り、冷却固化させて未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムに関して、動的粘弾性測定を行った。
その後、得られた未延伸フィルムを、20℃に設定したロール(S)と20℃に設定したロール(T)、及び、60℃に設定したロール(U)間において、(S)−(T)ドロー比100%(延伸倍率2倍)、(T)−(U)ドロー比100%(延伸倍率2倍)を掛けてMDに合計4倍延伸を行った。次いで、90℃に設定したロール(V)にて熱処理・弛緩処理を行うことでフィルムを得た。得られたフィルムに関して、各種評価を行った。結果を表2に纏めた。
一方、比較例1で得られたフィルムは、本発明の規定する前述のtanδの規定を満たしていない。このフィルムは、柔軟性や風合いといった触感を感じられず、かつ、不快な音の発生を感じるフィルムであった。
また、比較例2で得られたフィルムは、前記無機充填材(A)の混合組成比が本発明の規定する下限の範囲未満となって逸脱しており、通気性や透湿性が不十分なフィルムとなった。
さらには、比較例3、4の場合、−30℃〜30℃におけるtanδが0.100未満となる温度域があり、不快音の抑制には不十分であった。すなわち、先行技術文献等に見られるような軟質樹脂の添加だけでは、不快音の抑制には不十分であり、延伸多孔フィルムを構成するポリオレフィン樹脂組成物のtanδが、−30℃〜30℃において0.100以上であることが最も重要であることが分かる。
Claims (12)
- 無機充填材(A)を46質量%〜75質量%含むポリオレフィン樹脂組成物からなる延伸多孔フィルムであって、
該ポリオレフィン樹脂組成物の動的粘弾性測定から算出される、貯蔵弾性率(E’)と損失弾性率(E’’)の比であるtanδ(=E’’/E’)が、−30℃〜30℃の範囲において0.100以上であり、
透気度が100秒/100mL〜5000秒/100mLである延伸多孔フィルム。 - 前記ポリオレフィン樹脂組成物は、密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3以下のポリエチレン系樹脂(B)、及び、密度が0.850g/cm3以上0.920g/cm3未満のポリオレフィン系樹脂(C)をそれぞれ有する請求項1に記載の延伸多孔フィルム。
- 前記無機充填材(A)、前記ポリエチレン系樹脂(B)及び、前記ポリオレフィン系樹脂(C)の混合組成比が(A)/(B)/(C)=49質量%〜75質量%/15質量%〜48質量%/3質量%〜36質量%(ただし(A)と(B)と(C)の合計質量%を100質量%とする。)である請求項2に記載の延伸多孔フィルム。
- 60℃で1時間加熱したときの延伸方向の熱収縮率が5.0%未満である請求項1〜3のいずれかに記載の延伸多孔フィルム。
- 透湿度が1000g/(m2・24h)〜15000g/(m2・24h)である請求項1〜4のいずれかに記載の延伸多孔フィルム。
- 前記ポリオレフィン樹脂組成物の動的粘弾性測定から算出される貯蔵弾性率(E’)が、20℃において8.0×108Pa以下である請求項1〜5のいずれかに記載の延伸多孔フィルム。
- 延伸方向の引張破断強度が7N/25mm以上である請求項1〜6のいずれかに記載の延伸多孔フィルム。
- 延伸方向の引張破断伸びが50%〜400%である請求項1〜7のいずれかに記載の延伸多孔フィルム。
- 前記ポリオレフィン系樹脂(C)の少なくとも1種類が分岐状低密度ポリエチレンである請求項1〜8のいずれかに記載の延伸多孔フィルム。
- 可塑剤(D)を0.1質量%〜8.0質量%含む請求項1〜9のいずれかに記載の延伸多孔フィルム。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の延伸多孔フィルムを用いた衛生用品。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の延伸多孔フィルムを用いた衣服。
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