JPH0925372A - 透湿性フィルム - Google Patents

透湿性フィルム

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JPH0925372A
JPH0925372A JP17586795A JP17586795A JPH0925372A JP H0925372 A JPH0925372 A JP H0925372A JP 17586795 A JP17586795 A JP 17586795A JP 17586795 A JP17586795 A JP 17586795A JP H0925372 A JPH0925372 A JP H0925372A
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寛幸 高田
Toshiaki Takahashi
俊明 高橋
Ryoji Nishijima
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【解決手段】 線状低密度ポリエチレン55〜80重量
部、エチレン−α−オレフィン共重合体5〜30重量
部、及び分岐状低密度ポリエチレン5〜20重量部から
成る樹脂成分100重量部に対し80〜200重量部の
炭酸カルシウムを含有する組成物から成る透湿性フィル
ムであって、上記線状低密度ポリエチレンはエチレンと
炭素数4〜12のα−オレフィンとの共重合により得ら
れ、上記エチレン−α−オレフィン共重合体はエチレン
と炭素数3〜10のα−オレフィンとの共重合により得
られ、上記分岐状低密度ポリエチレンはエチレンを高圧
法で重合させることにより得られる。 【効果】 透湿性、通気性、柔軟性、引張強度、引張伸
度、引裂強度、耐水性、及び成形性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた透湿性、通
気性を有するとともに、柔軟性をも兼ね備えた透湿性フ
ィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレン等の樹脂をフィルム又はシ
ート状に成形、延伸して得られる多孔性フィルムは、優
れた通気性、透湿性、防水性を有するため、透湿性フィ
ルムとして衣料、医療用材料、濾過材料等の広範囲の用
途に使用されている。
【0003】透湿性フィルムは、無孔のフィルムに放電
加工して搾孔する方法、ポリエチレン等の樹脂に炭酸カ
ルシウム粒等を添加し、フィルム状に成形した後に酸処
理することにより、炭酸カルシウムを溶出させる方法等
により製造されるが、一般的には、炭酸カルシウム等の
充填剤を添加した樹脂組成物をフィルム状に成形し、一
軸方向又は二軸方向に延伸してミクロボイド(微細孔)
を形成することにより製造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリエ
チレン系樹脂を主体とする組成物の場合、一般にフィル
ム状の成形物を延伸して透湿性フィルムを製造すると、
透湿性フィルムの剛性が高くなり、柔軟性に欠けたもの
となるとともに、一軸に延伸した場合には延伸方向にお
ける引裂強度、引張破壊伸びが低下するという問題があ
った。又、このような不都合を解消する手段として、延
伸倍率を小さくする方法があるが、この場合、ミクロボ
イドの形成が不十分となり、フィルムに十分な通気性及
び透湿性が付与されないという問題があった。
【0005】さらに、組成物をフィルム状に成形する際
に、ダイスから押し出された溶融体がネッキングやドロ
ーレゾナンスを起こし、透湿性フィルムの厚さが不均一
になるという問題があった。なお、ドローレゾナンスと
は、ダイスより押し出された溶融体を引き取る際に、溶
融体の幅や厚さが周期的に脈動する現象をいう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは上記
の不都合を解消すべく鋭意検討した結果、炭酸カルシウ
ム、及び所定の物性を有する樹脂を所定の割合で含有す
る組成物を用い、かつ、その組成物の溶融張力を所定の
範囲内とすることにより、多孔性フィルムに、優れた透
湿性、通気性、柔軟性、各種強度、及び成形性を付与で
きることを見いだし本発明を完成した。
【0007】即ち、本発明によれば、線状低密度ポリエ
チレン(以下LLDPEと記載する。)55〜80重量
部、エチレン−α−オレフィン共重合体5〜30重量
部、及び分岐状低密度ポリエチレン(以下LDPEと記
載する。)5〜20重量部から成る樹脂成分100重量
部に対し80〜200重量部の炭酸カルシウムを含有す
る組成物を成形加工して成る透湿性フィルムであって、
上記LLDPEはエチレンと炭素数4〜12のα−オレ
フィンとの共重合により得られ、その密度が0.905
〜0.940g/cm3、メルトフローレイトが0.5
〜10g/10min.であり、上記エチレン−α−オ
レフィン共重合体はエチレンと炭素数3〜10のα−オ
レフィンとの共重合により得られ、その密度が0.85
0〜0.900g/cm3、メルトフローレイトが0.
5〜15g/10min.、DSCのピーク温度が10
0℃以下、200%伸張時の応力が10〜80kg/c
2であり、上記LDPEはエチレンを高圧法で重合さ
せることにより得られ、そのメルトフローレイトが0.
5〜10g/10min.であり、上記組成物の溶融張
力が1.5〜4.0gである透湿性フィルムが提供され
る。
【0008】又、本発明によれば、上記の組成物をTダ
イ法等により成形し、さらに延伸処理して成る透湿性フ
ィルムが提供される。上記の透湿性フィルムは、その厚
さが80μm以下、透湿度が1000g/m2・24h
rs.以上、引裂強度が10g以上であることが好まし
い。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の透湿性フィルムは、LL
DPE、エチレン−α−オレフィン共重合体、LDP
E、及び炭酸カルシウムを含有する組成物を成形加工し
て成る。
【0010】LLDPEはエチレンとα−オレフィンと
を、チーグラー系触媒、メタロセン系触媒等の存在下、
低圧で共重合して得られるが、コモノマーであるα−オ
レフィンを起源とする多くの短鎖分岐を有し低密度を示
す。又、従来の分岐状ポリエチレンに比べ、引張強さ、
衝撃強度、ESCR(環境応力破壊抵抗)、ヒートシー
ル性に優れるという特徴を有する。LLDPEは、透湿
性フィルムに特に強度、及び耐久性を付与する。
【0011】本発明の透湿性フィルムにおいて、LLD
PEの含量は、LLDPE、エチレン−α−オレフィン
共重合体、及びLDPEから成る100重量部中、55
〜80重量部であることが好ましく、60〜75重量部
であることがより好ましい。
【0012】又、本発明に用いるLLDPEにおいて
は、α−オレフィンとして炭素数4〜12のものを用い
ることが好ましく、炭素数6〜8のものを用いることが
より好ましい。α−オレフィンの具体例としては、ブテ
ン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、オク
テン等が挙げられる。
【0013】又、LLDPEの密度(JIS K 67
60の方法に従って測定した。以下同様である。)は
0.905〜0.940g/cm3であることが好まし
い。
【0014】メルトフローレイト(JIS K 676
0の方法に従って測定した。以下同様である。)は0.
5〜10g/10min.であることが好ましい。メル
トフローレイトが0.5g/10min.未満の場合に
は、延伸ムラが生じるとともに成形性が不安定となり、
又、10g/10min.を越える場合は、強度に悪影
響を与えるからである。
【0015】エチレン−α−オレフィン共重合体はエチ
レンとα−オレフィンとの共重合により得られ、透湿性
フィルムに柔軟性を付与するとともに、引裂強度、引張
破壊伸びを向上させる。又、延伸時の開孔性を容易にす
ることにより、透湿性フィルムに良好な透湿性を付与す
る。
【0016】本発明の透湿性フィルムにおいて、エチレ
ン−α−オレフィン共重合体の含量は、LLDPE、エ
チレン−α−オレフィン共重合体、及びLDPEから成
る100重量部中、5〜30重量部であることが好まし
く、10〜25重量部であることがより好ましい。5重
量部未満の場合は、柔軟性及び引裂強度、引張破壊伸び
が不足し、30重量部を越える場合は、剛性が不足する
からである。
【0017】本発明に用いるエチレン−α−オレフィン
共重合体においては、α−オレフィンとして炭素数3〜
10のものを用いることが好ましく、炭素数3〜8のも
のを用いることがより好ましい。α−オレフィンの具体
例としては、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、
オクテン−1等が挙げられる。
【0018】又、エチレン−α−オレフィン共重合体の
密度は0.850〜0.900g/cm3であることが
好ましく、0.860〜0.880g/cm3であるこ
とがより好ましい。
【0019】メルトフローレイトは0.5〜15g/1
0min.であることが好ましく、0.8〜8g/10
min.であることがより好ましい。
【0020】DSCのピーク温度は100℃以下である
ことが好ましく、20〜60℃であることがより好まし
い。100℃を越える場合は、柔軟性はエチレン−α−
オレフィン共重合体を入れない場合に比べ向上するもの
の、引裂強度、引張破壊伸び及び透湿性が不足するから
である。なお、DSCピーク温度とは示差走査熱量測定
において観測される主融解ピーク温度であり、JIS
K 7121の方法に従って測定した。
【0021】さらに、200%伸張時の応力はJIS
K 6301による測定において、10〜80kg/c
2であることが好ましく、15〜70kg/cm2であ
ることがより好ましい。エチレン−α−オレフィン共重
合体はエラストマー成分であり、その引張応力は炭酸カ
ルシウム粒子周囲の応力状態と密接な関係にあるため、
炭酸カルシウム粒子表面でのマトリックスの剥離、及び
フィルムの開孔工程に大きな影響を与える。即ち、20
0%伸張時の応力が10kg/cm2未満の場合は、開
孔状態が不規則となり、粗大な気孔ができることによ
り、フィルムの強度が不足したり、耐水性が低下する。
一方、80kg/cm2を越える場合は、開孔が不十分
となり、通気性及び透湿性が低下するとともに、配向効
果が大きくなり、引裂強度、引張破壊伸びが低下する。
【0022】LDPEはエチレンを高圧法で重合させる
ことにより得られる分岐状低密度ポリエチレンであり、
組成物の溶融張力の増大を通じて、溶融成形性を向上さ
せる働きをする。本発明の透湿性フィルムにおいて、L
DPEの含量は、LLDPE、エチレン−α−オレフィ
ン共重合体、及びLDPEから成る100重量部中5〜
20重量部であることが好ましく、8〜17重量部であ
ることがより好ましい。5重量部未満の場合は成形性に
悪影響を与え、20重量部を越える場合は引裂強度が不
足するからである。
【0023】本発明に用いるLDPEは、メルトフロー
レイトが0.5〜10g/10min.であることが好
ましい。メルトフローレイトが0.5g/10min.
未満の場合は、延伸ムラが生じたり、フィルムの強度バ
ランスに悪影響及ぼし、10g/10min.を越える
場合は、強度が不足するからでる。なお、強度バランス
とは、フィルムの延伸方向(以下MDと略記する。)と
直角方向(以下TDと略記する。)の強度比、即ちMD
の強度/TDの強度をいう。通常は引張強度を用いて表
され、値が大きい程強度バランスが悪くなる。
【0024】本発明において、炭酸カルシウムは、重質
又は軽質のものを用いることができるが、0.8〜4.
0μmの平均粒径を有し、樹脂中への分散性を良くする
ため、表面を脂肪酸で処理したものを用いることが好ま
しい。平均粒径が0.8μm未満の場合は、混練の際に
均一分散させることが困難となり、フィルムに炭酸カル
シウムの凝集物が生じやすくなるとともに、均一な延伸
が困難となり、フィルムに延伸する際に破断を起こしや
すくなるからである。又、平均粒径が4.0μmを越え
る場合は、気孔が大きくなるため、フィルムの耐水性、
強度等が低下する。
【0025】炭酸カルシウムは、LLDPE、エチレン
−α−オレフィン共重合体、及びLDPEから成る樹脂
成分100重量部に対し80〜200重量部加えること
が好ましい。80重量部未満の場合は通気性、透湿性が
不十分となり、200重量部を越える場合は、フィルム
の耐水性、強度及び成形性が低下するからである。
【0026】本発明において、LLDPE、エチレン−
α−オレフィン共重合体、LDPE、及び炭酸カルシウ
ムから成る組成物は、溶融張力が1.5〜4.0gであ
ることが必要であるが、1.7〜3.5gであることが
より好ましく、1.8〜3.2gであることがさらに好
ましい。溶融張力とは、190℃の溶融した組成物を毛
管粘度計(オリフィス径1mm¢)より押し出して成る
ストランドを連続的に引き延ばした際の延伸方向におけ
る張力をいう。溶融張力が1.5g未満の場合は、組成
物をフィルム状に成形する際にネッキングやドローレゾ
ナンスが起き、フィルム状成形物の厚さや幅が不均一と
なる。従って、延伸後の製品の厚さや幅も不均一となり
製品価値を損なうことになる。溶融張力が4.0gを越
える場合は、溶融成形性は良好であるが、延伸の際に延
伸ムラを起こし、製品にまだらの模様が生じる等製品価
値が損なわれる。
【0027】溶融張力は、一般に、組成物中の高分子量
成分の割合が大きい程、即ち、メルトフローレイトが小
さい程大きな値を示す。又、組成物中のポリマーが多く
の長鎖分岐を有する程大きい値を示す。通常、組成物の
溶融張力は、各成分の溶融張力を平均した値となる。従
って、本発明においては、長鎖分岐を有するLDPEが
組成物の溶融張力を調節する上で重要な役割を果たして
いる。
【0028】本発明の透湿性フィルムの厚さを80μm
以下、透湿度を1000g/m2・24hrs.以上、
引裂強度を10g以上とすると、蒸れの恐れが無く、肌
ざわりが良く、縦横の強度バランスが良好な、衣料用、
医療用等の用途に適した透湿性フィルムとなる。
【0029】又、本発明の透湿性フィルムは、一般的な
添加剤、例えば酸化防止剤、難燃剤、帯電防止剤、滑
剤、分散剤等を必要に応じて含んでもよいことはいうま
でもない。
【0030】次に本発明の透湿性フィルムの製造方法に
ついて説明する。透湿性フィルムの製造方法としては、
無孔のフィルムに放電加工して搾孔する方法、組成物を
フィルム状に成形した後に酸処理することにより炭酸カ
ルシウムを溶出させる方法、あるいは、フィルム状に成
形した組成物を一軸、又は二軸に延伸する方法等があ
る。本発明の透湿性フィルムは、これらのいずれの方法
を用いて製造してもよいが、一般的に用いられるのは、
組成物をフィルム状に成形した後、一軸に延伸する方法
である。そこで、この方法について詳しく説明する。ま
ず、各構成成分、その他の配合組成物を押出機により均
一に溶融、混練しペレットを作製する。次に、このペレ
ットをフィルム状に成形した後、一方向に延伸を行い透
湿性フィルムを得る。
【0031】ペレットを作製する工程では、樹脂、炭酸
カルシウム及びその他の配合組成物を、コーンブレンダ
ー、リボンブレンダー等の通常のブレンダーあるいはヘ
ンシェルミキサー等の混合機を用いて混合した後、単軸
スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、バンバリー
ミキサー、ミキシングロール等の混練機を用いて混練し
ペレット化する。
【0032】次に、このペレットを用いフィルム状に成
形する。具体的には、インフレーション法、Tダイ法の
両成形法が可能であるが、Tダイ法の方がフィルム状成
形物の厚み精度が良好である。即ち、均一な厚みのフィ
ルム状成形物を延伸することによって各種物性値のばら
つきの少ない良好な透湿性フィルムが得られる。
【0033】フィルム状成形物の延伸には、通常のロー
ル延伸機を用い、縦一軸方向に延伸後、弛緩させて熱固
定を行う。フィルム状成形物を延伸することにより、炭
酸カルシウムと樹脂との間に、物理的にミクロボイドが
生じるため、フィルムに通気性及び透湿性が付与される
のである。フィルム上にこのようなミクロボイドを生じ
させるためには、使用用途にもよるが、約120〜50
0%の延伸を行うことが適当であり、又、微細孔の大き
さは、0.1〜100μmであることが好ましい。微細
孔の大きさが0.1μm以下の場合には、通気性、透湿
性が悪くなり、100μm以上の場合には、防水性に悪
影響を与えるからである。
【0034】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。ただし、本発明は下記実施例により制限されるもの
ではない。
【0035】(実施例1)メルトフローレイトが2.5
g/10min.、密度が0.915g/cm3である
LLDPE65重量部、メルトフローレイトが3.5g
/10min.、密度が0.87g/cm3、DSCの
ピーク温度が38℃、200%伸張時の応力が60kg
/cm2であるエチレン−α−オレフィン共重合体20
重量部、及びメルトフローレイトが2.0g/10mi
n.であるLDPE15重量部から成る100重量部に
対し、平均粒径が2.0μmである炭酸カルシウムを1
20重量部加え、2.5gの溶融張力を有する組成物を
調製した。この組成物を、先端にTダイ(ダイス幅、7
00mm、ダイリップ、1.0mm)を設置した押出機
(50mm¢)を用いて、成形温度220℃、引き取り
速度25m/min.にてフィルム状に成形した。この
成形物をロール延伸機を用いて、40℃にて、流れ方向
に2.0倍に延伸し、その後、95℃で10%弛緩させ
て熱固定し、38μmの厚さを有する透湿性フィルムを
製造した。
【0036】得られた透湿性フィルムの透気度、透湿
度、耐水度、引裂強度、引張破壊伸び、3%伸張時の荷
重について以下の方法により評価を行い、又、溶融成形
安定性、及び延伸ムラの発生について観察を行った。結
果を表1に示す。 透気度 Gurley法により測定を行った。 透湿度 JIS Z 0208に従い40℃、90%R.H.にて 測定を行った。 耐水度 JIS L 1092に準じて測定を行った。 引裂強度 JIS L 8116に従い縦方向に測定を行った。 引張破壊伸び JIS K 7127に従い縦、及び横方向に測定を行った 。 3%伸張時の荷重 JIS K 7127に準じて縦方向に測定を行った。
【0037】(実施例2〜4)実施例1と同様の方法に
より透湿性フィルムを作製した。表1に使用したLLD
PE、エチレン−α−オレフィン共重合体、LDPE、
及び炭酸カルシウムの物性、製造した透湿性フィルムの
厚さ、及び延伸の倍率を示す。製造した透湿性フィルム
について、実施例1と同様に各種の評価を行った。結果
を表1に示す。
【0038】(比較例1〜5)実施例1と同様の方法に
より透湿性フィルムを作製した。表1に使用したLLD
PE、エチレン−α−オレフィン共重合体、LDPE、
及び炭酸カルシウムの物性、製造した透湿性フィルムの
厚さ、及び延伸の倍率を示す。製造した透湿性フィルム
について、実施例1と同様に各種の評価を行った。結果
を表1に示す。
【0039】
【表1】 LLDPE、エチレン−α−オレフィン共重合体、及び
LDPEの添加量は、これらの3成分から成る100重
量部中の値である。又、炭酸カルシウムの添加量は、L
LDPE、エチレン−α−オレフィン共重合体、及びL
DPEから成る100重量部に対する値である。
【0040】実施例の透湿性フィルムは、透気度、透湿
度、耐水度、引裂強度、引張破壊伸び、3%伸張時の荷
重、溶融成形安定性、及び延伸ムラのいずれについても
良好な結果を示した。一方、比較例1の透湿性フィルム
には、200%伸張時の応力が80kg/cm2を越え
るエチレン−α−オレフィン共重合体が用いられている
が、引裂強度、引張破壊伸びにおいて低い値を示した。
又、比較例2の透湿性フィルムには、200%伸張時の
応力が10kg/cm2未満であるエチレン−α−オレ
フィン共重合体が用いられているが、耐水度において低
い値を示した。比較例3の透湿性フィルムは、LDPE
を含有せず、従って、溶融張力が1.5gに満たない
が、溶融成形安定性が低かった。比較例4の透湿性フィ
ルムには、メルトフローレイトが0.5g/10mi
n.に満たないLDPEが用いられているため、溶融張
力が4.0gを越え、延伸ムラの発生が見られた。比較
例5の透湿性フィルムは、エチレン−α−オレフィン共
重合体を含有せず、3%伸張時の荷重が大きく、引裂強
度、引張破壊伸びにおいて低い値を示した。
【0041】
【発明の効果】本発明の透湿性フィルムは、炭酸カルシ
ウム、及び所定の物性を有する樹脂を所定の割合で含有
する組成物から成り、かつ、その組成物の溶融張力を所
定の範囲内としているため、透湿性、通気性、柔軟性、
引張強度、引張伸度、引裂強度、耐水性、及び成形性に
優れる。
フロントページの続き (72)発明者 高橋 俊明 千葉県市原市西広314−2 (72)発明者 西島 良司 千葉県佐倉市春路2−15−6

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線状低密度ポリエチレン55〜80重量
    部、エチレン−α−オレフィン共重合体5〜30重量
    部、及び分岐状低密度ポリエチレン5〜20重量部から
    成る樹脂成分100重量部に対し80〜200重量部の
    炭酸カルシウムを含有する組成物を成形加工して成る透
    湿性フィルムであって、 該線状低密度ポリエチレンはエチレンと炭素数4〜12
    のα−オレフィンとの共重合により得られ、その密度が
    0.905〜0.940g/cm3、メルトフローレイ
    トが0.5〜10g/10min.であり、 該エチレン−α−オレフィン共重合体はエチレンと炭素
    数3〜10のα−オレフィンとの共重合により得られ、
    その密度が0.850〜0.900g/cm3、メルト
    フローレイトが0.5〜15g/10min.、DSC
    のピーク温度が100℃以下、200%伸張時の応力が
    10〜80kg/cm2であり、 該分岐状低密度ポリエチレンはエチレンを高圧法で重合
    させることにより得られ、そのメルトフローレイトが
    0.5〜10g/10min.であり、 該組成物の溶融張力が1.5〜4.0gであることを特
    徴とする透湿性フィルム。
  2. 【請求項2】 該組成物をTダイ法により成形加工して
    成る請求項1に記載の透湿性フィルム。
  3. 【請求項3】 厚さが80μm以下、透湿度が1000
    g/m2・24hrs.以上、引裂強度が10g以上で
    ある請求項1又は2に記載の透湿性フィルム。
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