CN107207748B - 触感及剪切变形性优异的膜 - Google Patents

触感及剪切变形性优异的膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种膜,其是包含热塑性树脂的膜,其特征在于,按照KES法测得的剪切刚度为0.1gf/(cm·deg)以上4.0gf/(cm·deg)以下,并且至少一个面的按照KES法测得的摩擦系数为0.15以上0.80以下。本发明提供具有对于作为膜使用而言必要的机械特性、并且触感及作为布的质感的特征之一的剪切变形性优异的膜。

Description

触感及剪切变形性优异的膜
技术领域
本发明涉及具有对于作为膜使用而言必要的机械特性、并且触感及作为布的质感的特征之一的剪切变形性优异的膜。
背景技术
近年来,要求不仅具有对于作为膜使用而言必要的机械特性、而且进一步具有其他功能的单体的膜。例如,医疗、卫生材料的领域中,期望具有对于作为膜使用而言必要的机械特性、并且具有触感及作为布的质感的特征之一的剪切变形性的膜。
此前,为了改善膜的触感,已进行了各种开发。例如,专利文献1中,公开了:通过在烯烃树脂中含有平均粒径为8μm以下的硫酸钡,能够得到具有无噪音性、并且具有柔软性的膜。另外,专利文献2中公开了通过利用压纹加工而在包括透湿性膜的结构体上形成规则的凹凸图样、从而改善穿着时的合身感、柔软性的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭60-063241号公报
专利文献2:日本特开2008-284717号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,对于专利文献1或2中记载的技术而言,虽然能一定程度地改善膜的柔软性、触感,但不能赋予充分的剪切变形性。即,这些技术中,存在无法得到具有对于作为膜使用而言必要的机械特性、并且触感及剪切变形性优异的膜这样的缺点。
本发明的课题在于,改良以往技术的缺点,提供具有对于作为膜使用而言必要的机械特性,并且触感及剪切变形性优异的膜。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明包括下述的构成。
(1)一种膜,其是包含热塑性树脂的膜,其特征在于,按照KES法测得的剪切刚度为0.1gf/(cm·deg)以上4.0gf/(cm·deg)以下,并且至少一个面的按照KES法测得的摩擦系数为0.15以上0.80以下。
(2)根据(1)所述的膜,其特征在于,对于至少一个面而言,前述按照KES法测得的摩擦系数为0.30以上0.80以下。
(3)根据(1)或(2)所述的膜,其特征在于,对于至少一个面而言,按照KES法测得的表面粗糙度的变动(SMD)为1.2μm以上16μm以下,并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.07以下。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的膜,其特征在于,按照KES法测得的接触冷温感(Qmax)为0.02W/cm2以上0.45W/cm2以下。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的膜,其特征在于,按照KES法测得的弯曲刚度为1.0×10-3gf·cm2/cm以上40×10-3gf·cm2/cm以下。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的膜,其特征在于,按照KES法测得的压缩功量为0.01gf·cm/cm2以上0.40gf·cm/cm2以下。
(7)根据(1)~(6)中任一项所述的膜,其特征在于,噪声级为65dB以下。
(8)根据(1)~(7)中任一项所述的膜,其特征在于,在将在树脂100质量%中包含50质量%以上100质量%以下的热塑性树脂A的层记为A层时,包括A层。其中,前述热塑性树脂A为选自乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚氨酯及聚酯系弹性体中的至少一种树脂。
(9)根据(1)~(8)中任一项所述的膜,其特征在于,前述A层的孔隙率为20%以上90%以下。
(10)根据(1)~(9)中任一项所述的膜,其特征在于,前述膜是具有前述A层和包含热塑性树脂的膜B层的层叠膜,前述A层包含纵横比为1以上30以下的填充剂(填充剂A),前述A层为最表层。
(11)根据(10)所述的膜,其特征在于,前述B层包含纵横比为10以上100以下、且纵横比大于前述填充剂A的填充剂(填充剂B)。
(12)根据(10)或(11)所述的膜,其特征在于,将前述A层中的填充剂的含量记为MA、将前述B层中的填充剂的含量记为MB时,MB/MA的值为0.01以上0.60以下。
(13)根据(10)~(12)中任一项所述的膜,其特征在于,在将前述A层的孔隙率记为NA、将前述B层的孔隙率记为NB时,NA-NB≥20%。
(14)根据(10)~(13)中任一项所述的膜,其特征在于,在前述B层中的树脂100质量%中,包含5质量%以上40质量%以下的热塑性树脂B。其中,热塑性树脂B为选自聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚己内酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚琥珀酸己二酸丁二醇酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物中的至少一种树脂。
(15)根据(10)~(14)中任一项所述的膜,其特征在于,以前述A层、前述B层、及前述A层的顺序直接层叠。
(16)一种层叠体,其是(1)~(15)中任一项所述的膜与无纺布的层叠体。
(17)一种膜的制造方法,其特征在于,其是(1)~(15)中任一项所述的膜的制造方法,在制造工序中,使为了得到膜而使用的组合物发泡,使膜中形成孔隙。
(18)一种膜的制造方法,其特征在于,其是(1)~(15)中任一项所述的膜的制造方法,其具有对膜实施摩擦加工的工序。
发明的效果
通过本发明,可提供触感及剪切变形性优异的膜、及该膜与无纺布的层叠体。
附图说明
图1为表示实施例、比较例的膜的一部分、及参考例的布、无纺布的、表面粗糙度的变动(SMD)与摩擦系数的变动(MMD)的关系的图。
图2为用于评价膜的噪声级的装置的俯视图
图3为用于评价膜的噪声级的装置的侧视图
图4为表示各频率的噪声级的图的例子
具体实施方式
对于本发明的膜而言,重要的是,包含热塑性树脂,且按照KES法测得的剪切刚度为0.1gf/(cm·deg)以上4.0gf/(cm·deg)以下,并且至少一个面的按照KES法测得的摩擦系数为0.15以上0.80以下。
以下,对用于实施本发明的优选的方式进行说明,但本发明不受其限制。
(热塑性树脂)
对于本发明的膜而言,只要不损害本发明的效果,可包含任意树脂,但从赋予布那样的静音性、剪切变形性、弯曲柔软性及透湿性等观点考虑,优选包含选自乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚氨酯及聚酯系弹性体中的至少一种热塑性树脂。此处,将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚氨酯及聚酯系弹性体统称为热塑性树脂A。需要说明的是,弹性体是指于25℃具有橡胶弹性的高分子量体。
作为本发明的膜中的热塑性树脂A,除了向膜赋予静音性及布那样的剪切变形性之外,考虑到经济性、获得容易性、制膜稳定性,更优选使用乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。另外,考虑到赋予透湿性,优选使用聚氨酯、或聚酯系弹性体。若考虑上述的全部的方面,更优选将乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物与聚氨酯、或乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物与聚酯系弹性体组合使用。
对于本发明的膜而言,从赋予布那样的静音性、剪切变形性及透湿性的观点考虑,优选的是,在将在树脂100质量%中包含50质量%以上100质量%以下的热塑性树脂A的层记为A层时,包括A层。需要说明的是,属于热塑性树脂A的树脂在A层中存在多种时,包含50质量%以上100质量%以下的热塑性树脂A是指,属于热塑性树脂A的树脂的合计为50质量%以上100质量%以下。
从静音性、剪切变形性的进一步的改良的观点考虑,更优选在A层的树脂100质量%中包含60质量%以上90质量%以下的热塑性树脂A的方式,特别优选包含70质量%以上85质量%以下的方式。
另外,对于本发明的膜而言,从使静音性、剪切刚度、弯曲刚度、压缩功量、摩擦系数及透湿度在前述的优选范围的观点考虑,优选包含作为热塑性树脂A以外的热塑性树脂的选自聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚己内酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚琥珀酸己二酸丁二醇酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物中的至少一种热塑性树脂(以下,有时称为热塑性树脂B),进而,从不仅还维持制膜性、而且还提高透湿度的观点考虑,更优选包含聚乙二醇。
另外,本发明的膜可以是具有前述A层和另外的B层的层叠膜。
本发明的膜为具有A层和B层的层叠结构时,考虑到膜的耐渗出(bleed out)性,优选B层包含热塑性树脂B的方式。B层包含热塑性树脂B时,其含量没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,从静音性、剪切刚度、弯曲刚度、压缩功量、摩擦系数及透湿度的进一步的改良的观点考虑,优选在B层中的树脂100质量%中,包含5质量%以上40质量%以下的热塑性树脂B,更优选包含10质量%以上35质量%以下的热塑性树脂B,特别优选包含15质量%以上30质量%以下的热塑性树脂B。
需要说明的是,属于热塑性树脂B的树脂在B层中存在多种时,热塑性树脂B的含量是将全部热塑性树脂B加和而算出的值。
(剪切刚度)
对于本发明的膜而言,从向膜赋予布那样的剪切变形性的观点考虑,重要的是,按照KES法测得的剪切刚度为0.1gf/(cm·deg)以上4.0gf/(cm·deg)以下。(KES法参考文献川端季雄著,“质感评价的标准化和分析(風合い評価の標準化と解析)”,日本纤维机械学会质感计量与标准化研究委员会,1980年7月,第2版)
剪切变形是经纱与纬纱通过交叉而构成的布最容易受到的变形样式。二维的布能否容易地覆盖三维的曲面,较大程度地取决于所述剪切变形性,剪切变形大、即剪切刚度小时,更容易贴合于人体这样的曲面,穿着感变得良好。即,例如被用于卫生材料等具有穿着于人体的可能性的用途时,优选剪切刚度为0.1gf/(cm·deg)以上4.0gf/(cm·deg)以下的膜。另外,按照KES法测得的剪切刚度低于0.1gf/(cm·deg)时,在制造工序(尤其是在辊间行进时、卷绕时)中,有时膜产生松弛、褶皱。另一方面,按照KES法测得的剪切刚度大于4.0gf/(cm·deg)时,存在以下情况:不易贴合于人体那样的曲面,穿着感差。
所谓按照KES法测得的剪切刚度,是指由按照Kawabata Evaluation System测得的机械方向及宽度方向的剪切应力算出的剪切刚度。此处,所谓机械方向,是指在制造膜时膜行进的方向,所谓宽度方向,是指与膜的搬运面平行、且与机械方向垂直的方向(以下相同)。更具体而言,是指按照下述方式得到的剪切刚度:利用KES法测定剪切变形为-2.5°、-0.5°、0.5°、及2.5°点时的机械方向和宽度方向的剪切应力(以下,有时将各点时的剪切应力分别称为HG-2.5、HG-0.5、HG0.5、HG2.5),对于机械方向及宽度方向,使用式G1算出正方向的剪切刚度(G(+)),使用式G2算出负方向的剪切刚度(G(-)),将机械方向和宽度方向的G(+)和G(-)平均而得到的剪切刚度。需要说明的是,测定剪切应力时的条件为:室温23℃、相对湿度65%、强制负荷10gf、剪切速率0.417mm/sec、以及试样的剪切变形范围-8°~8°。需要说明的是,以下,有时将按照KES法测得的剪切刚度简称为剪切刚度。
式G1:G(+)=(HG2.5-HG0.5)/(2.5°-0.5°)
式G2:G(-)=(HG-2.5-HG-0.5)/(-2.5°-(-0.5°))。
从进一步提高膜的剪切变形性的观点考虑,剪切刚度更优选为0.1gf/(cm·deg)以上3.5gf/(cm·deg)以下,更优选为0.1gf/(cm·deg)以上2.5gf/(cm·deg)以下,更优选为0.1gf/(cm·deg)以上2.0gf/(cm·deg)以下,进一步优选为0.1gf/(cm·deg)以上1.5gf/(cm·deg)以下,特别优选为0.1gf/(cm·deg)以上1.0gf/(cm·deg)以下,最优选为0.1gf/(cm·deg)以上0.8gf/(cm·deg)以下。
用于使本发明的膜的剪切刚度为0.1gf/(cm·deg)以上4.0gf/(cm·deg)以下、或为上述的优选的范围的方法没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,例如,可举出下述方法:调节后述的热塑性树脂的含量的方法;利用发泡剂使膜中形成孔隙的方法;以及对膜表面进行加工的方法;等等。具体而言,通过增加后述的优选的热塑性树脂的含量;增加添加的发泡剂的量从而提高孔隙率;对膜的表面实施摩擦加工,由此可减小剪切刚度。
(摩擦系数)
对于本发明的膜而言,从同时实现膜的生产率和向膜赋予舒适触感的观点考虑,重要的是,至少一个面的按照KES法测得的摩擦系数为0.15以上0.80以下。所有的面的按照KES法测得的摩擦系数均低于0.15时,有时膜不具有舒适触感,另外,有时还会在制造工序中导致膜发生卷偏、弯曲行进。另一方面,所有的面的按照KES法测得的摩擦系数超过0.80时,膜的滑动性不足,在制造工序中将膜卷绕成卷状时,空气脱除变差,因此,有时发生因卷入空气而导致的卷形状不良。
所谓按照KES法测得的摩擦系数,具体而言,是指在下述条件下利用KES法测得的摩擦系数:试样的大小为10cm(机械方向)×10cm(宽度方向),负荷为25gf,滑动件(标准摩擦件(指纹型))的移动速度为1mm/sec,室温为23℃,相对湿度为65%。需要说明的是,以下,有时也将按照KES法测得的摩擦系数简称为摩擦系数。
着眼于提高膜的触感的舒适性时,至少一个面的摩擦系数的下限值优选为0.30,更优选为0.32,更优选为0.34,进一步优选为0.37,特别优选为0.40,最优选为0.45。
另一方面,着眼于提高膜的生产率时,至少一个面的摩擦系数的上限值优选为0.80,更优选为0.76,更优选为0.72,进一步优选为0.68,特别优选为0.64,最优选为0.60。
即,从进一步地同时实现膜的生产率和触感的观点考虑,至少一个面的摩擦系数优选为0.30以上0.80以下,更优选为0.32以上0.76以下,更优选为0.34以上0.72以下,进一步优选为0.37以上0.68以下,特别优选为0.40以上0.64以下,最优选为0.45以上0.60以下。
用于使本发明的膜的至少一个面的、按照KES法测得的摩擦系数为0.15以上0.80以下、或为上述的优选的范围的方法没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,例如,可举出下述方法:对利用后述的制法制造的膜的表面实施喷砂加工或摩擦加工;调节后述列举的优选的热塑性树脂A的含量;作为具有后述的B层的层叠膜而调节填充剂B的含量。
利用摩擦加工的情况下,通过加粗摩擦布孔眼,或增加摩擦加工的次数,可减小摩擦系数。另外,增加后述列举的优选的热塑性树脂A的含量时,可增大摩擦系数。在具有后述的B层的层叠膜的情况下,也可通过增加填充剂B的含量,从而减小摩擦系数。
(表面粗糙度的变动(SMD))
对于本发明的膜而言,从向膜赋予舒适触感的观点考虑,优选的是,至少一个面的按照KES法测得的表面粗糙度的变动(SMD)为1.2μm以上16.0μm以下。
所谓按照KES法测得的表面粗糙度的变动(SMD),具体而言,是指在下述条件下利用KES法测得的表面粗糙度的变动(SMD):在23℃、相对湿度65%的气氛下,负荷为5gf,滑动件的移动速度为1mm/sec。需要说明的是,以下,有时将按照KES法测得的表面粗糙度的变动(SMD)简称为表面粗糙度的变动(SMD)。
着眼于提高膜的触感的舒适性、膜的生产率、制膜稳定性时,至少一个面的表面粗糙度的变动(SMD)更优选为1.3μm以上10.0μm以下,更优选为1.4μm以上9.0μm以下,更优选为1.6μm以上7.0μm以下,更优选为1.8μm以上6.0μm以下,更优选为2.0μm以上5.5μm以下,进一步优选为2.2μm以上5.0μm以下,特别优选为2.4μm以上4.5μm以下,最优选为2.6μm以上4.0μm以下。
(摩擦系数的变动(MMD))
对于本发明的膜而言,从向膜赋予舒适触感的观点考虑,优选的是,至少一个面的按照KES法测得的摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.07以下。
所谓按照KES法测得的摩擦系数的变动(MMD),具体而言,是指在下述条件下利用KES法测得的摩擦系数的变动(MMD):在23℃、相对湿度65%的气氛下,负荷为25gf,滑动件的移动速度为1mm/sec。需要说明的是,以下,有时将按照KES法测得的摩擦系数的变动(MMD)简称为摩擦系数的变动(MMD)。
着眼于提高膜的触感的舒适性、膜的生产率、制膜稳定性时,至少一个面的摩擦系数的变动(MMD)更优选为0.003以上0.06以下,更优选为0.003以上0.05以下,更优选为0.003以上0.04以下,更优选为0.003以上0.03以下,更优选为0.003以上0.025以下,进一步优选为0.003以上0.02以下,特别优选为0.003以上0.015以下,最优选为0.003以上0.013以下。
(表面粗糙度的变动(SMD)与摩擦系数的变动(MMD)的同时实现)
从提高膜的触感的舒适性、膜的生产率、制膜稳定性的观点考虑,对于至少一个面而言,优选表面粗糙度的变动(SMD)为0.8μm以上16.0μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.07以下,更优选表面粗糙度的变动(SMD)为1.3μm以上10.0μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.06以下,更优选表面粗糙度的变动(SMD)为1.4μm以上9.0μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.05以下,更优选表面粗糙度的变动(SMD)为1.6μm以上7.0μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.04以下,更优选表面粗糙度的变动(SMD)为1.8μm以上6.0μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.03以下,更优选表面粗糙度的变动(SMD)为2.0μm以上5.5μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.025以下,进一步优选表面粗糙度的变动(SMD)为2.2μm以上5.0μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.02以下,特别优选表面粗糙度的变动(SMD)为2.4μm以上4.5μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.015以下,最优选表面粗糙度的变动(SMD)为2.6μm以上4.0μm以下、并且摩擦系数的变动(MMD)为0.003以上0.013以下。
另外,图1表示实施例1的膜及参考例的布、无纺布的、表面粗糙度的变动(SMD)与摩擦系数的变动(MMD)的关系。如图1所示那样,对于参考例1(精制纤维素纤维(ユニクロ公司制“テンセル”(注册商标)图1的a1)、参考例2(丝绸样聚酯纤维(東レ制“シルックデュエット”(注册商标)图1的a2)、参考例3(聚丙烯无纺布(旭化成せんい(株)制“エルタス”(注册商标)图1的a3)而言,将表面粗糙度的变动(SMD)的数值记为Y(μm)、将摩擦系数的变动(MMD)的数值记为X时,满足Y≤5.5、0.003≤X≤0.025、及3,000X2+2.0≤Y≤9,000X2+4.0中的全部。即,表面粗糙度的变动(SMD)和摩擦系数的变动(MMD)在图1的b1~b5所包围的范围内。另一方面,对于比较例1的膜(仅由热塑性树脂形成的单层膜图1的a4)而言,仅满足上述要件的一部分,在图1的b1~b5所包围的范围外。为了使膜的触感接近于布,优选使表面粗糙度的变动(SMD)与摩擦系数的变动(MMD)接近于图1的b1~b5所包围的范围。
从使膜的触感接近于布的观点考虑,对于表面粗糙度的变动(SMD)和摩擦系数的变动(MMD)而言,将表面粗糙度的变动(SMD)的数值记为Y(μm)、将摩擦系数的变动(MMD)的数值记为X时,优选满足Y≤16.0、0.003≤X≤0.07、及500X2+1.2≤Y≤1,300X2+10中的全部,更优选满足Y≤10.0、0.003≤X≤0.06、及700X2+1.3≤Y≤8,000X2+6.5中的全部,更优选满足Y≤9.0、0.003≤X≤0.05、及1,500X2+1.4≤Y≤9,000X2+5.5中的全部,进一步优选满足Y≤7.0、0.003≤X≤0.04、及1,500X2+1.6≤Y≤9,000X2+4.5中的全部,特别优选满足Y≤6.0、0.003≤X≤0.03、及1,500X2+1.8≤Y≤9,000X2+4.2中的全部,最优选与布同样地,满足Y≤5.5、0.003≤X≤0.025、及3,000X2+2.0≤Y≤9,000X2+4.0中的全部。
(接触冷温感(Qmax))
对于本发明的膜而言,从向膜赋予舒适触感的观点考虑,按照KES法测得的接触冷温感(Qmax)优选为0.02W/cm2以上0.45W/cm2以下。
所谓按照KES法测得的接触冷温感,是通常对在触碰物体时感觉到凉还是感觉到温进行评价的指标。对于按照KES法测得的接触冷温感(Qmax)的值而言,在触碰物体时,越是感觉到凉,值越大,越是感觉到温,值越小。需要说明的是,以下,有时将按照KES法测得的接触冷温感(Qmax)简称为接触冷温感(Qmax)。通过使接触冷温感(Qmax)为0.45W/cm2以下,从而皮肤接触到膜时将会感觉到温,因此,膜成为能优选用于卫生材料等具有与人的皮肤接触的可能性的用途的膜。对于接触冷温感(Qmax)的下限而言,从适用于卫生材料的观点考虑,为0.02W/cm2左右就足够了。
从进一步提高膜的舒适触感的观点考虑,接触冷温感(Qmax)更优选为0.02W/cm2以上0.42W/cm2以下,更优选为0.02W/cm2以上0.39W/cm2以下,更优选为0.02W/cm2以上0.36W/cm2以下,更优选为0.02W/cm2以上0.33W/cm2以下,更优选为0.02W/cm2以上0.30W/cm2以下,更优选为0.02W/cm2以上0.27W/cm2以下,更优选为0.02W/cm2以上0.24W/cm2以下,进一步优选为0.02W/cm2以上0.21W/cm2以下,特别优选为0.02W/cm2以上0.19W/cm2以下,最优选为0.02W/cm2以上0.17W/cm2以下。
用于使本发明的膜的接触冷温感(Qmax)为0.45W/cm2以下、或上述的优选范围的方法没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,例如,可举出下述方法:以后述的优选的种类及比例配合后述的发泡剂等的方法;添加后述的填充剂B的方法;进行摩擦加工的方法;等等。
更具体而言,通过增加发泡剂的含量;增加填充剂B的含量;实施摩擦加工,从而可减小膜的接触冷温感(Qmax)的数值。
(弯曲刚度)
对于本发明的膜而言,从处理性、后加工性及柔软性的观点考虑,按照KES法测得的弯曲刚度优选为1.0×10-3gf·cm2/cm以上40×10-3gf·cm2/cm以下,更优选为1.0×10- 3gf·cm2/cm以上30×10-3gf·cm2/cm以下,更优选为1.0×10-3gf·cm2/cm以上20×10- 3gf·cm2/cm以下,进一步优选为1.0×10-3gf·cm2/cm以上10×10-3gf·cm2/cm以下,特别优选为1.0×10-3gf·cm2/cm以上5.0×10-3gf·cm2/cm以下,最优选为1.0×10-3gf·cm2/cm以上3.0×10-3gf·cm2/cm以下。按照KES法测得的弯曲刚度低于1.0×10-3gf·cm2/cm时,存在以下情况:作为膜的刚性不足,处理性变差;或者,在实施印刷、贴合等后加工时的后加工适应性下降。反之,按照KES法测得的弯曲刚度超过40×10-3gf·cm2/cm时,有时损害膜的柔软性。
所谓按照KES法测得的弯曲刚度,具体而言,是指在下述条件下利用KES法测得的弯曲刚度:试样的大小为2cm(机械方向)×2cm(宽度方向),曲率的范围为-2.5cm-1~+2.5cm-1,变形速度为0.5cm-1/sec,室温为23℃,相对湿度为65%。需要说明的是,以下,有时将按照KES法测得的弯曲刚度简称为弯曲刚度。用于使本发明的膜的弯曲刚度为1.0×10- 3gf·cm2/cm以上40×10-3gf·cm2/cm以下、或为上述的优选范围的方法没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,例如,可举出调节后述的填充剂、热塑性树脂的含量的方法。具体而言,可通过在后述的优选范围内增加膜中的填充剂的含量;减少后述的优选的热塑性树脂的含量,从而增大弯曲刚度。
(压缩功量)
对于本发明的膜而言,从赋予布那样的缓冲性的观点考虑,按照KES法测得的压缩功量优选为0.01gf·cm/cm2以上0.40gf·cm/cm2以下,更优选为0.02gf·cm/cm2以上0.32gf·cm/cm2以下,更优选为0.04gf·cm/cm2以上0.29gf·cm/cm2以下,更优选为0.06gf·cm/cm2以上0.26gf·cm/cm2以下,进一步优选为0.07gf·cm/cm2以上0.23gf·cm/cm2以下,特别优选为0.09gf·cm/cm2以上0.2gf·cm/cm2以下,最优选为0.10gf·cm/cm2以上0.17gf·cm/cm2以下。
此处,所谓缓冲性,是表示蓬松性和柔软性的指标,可以以压缩膜时的功量(压缩功量)为尺度而表现。另外,所谓按照KES法测得的压缩功量,具体而言,是指在下述条件下利用KES法测得的压缩功量:试样的大小为20cm(机械方向)×20cm(宽度方向),压缩试样的钢板为具有面积为2cm2的圆形平面的钢板,压缩速度为20μm/sec,压缩最大负荷为10gf/cm2,室温为23℃,相对湿度为65%。需要说明的是,以下,有时将按照KES法测得的压缩功量简记为压缩功量。
用于使本发明的膜的压缩功量为0.01gf·cm/cm2以上0.40gf·cm/cm2以下、或为上述的优选范围的方法没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,例如,可举出下述方法:实施用于向利用后述的制法制造的膜表面赋予微细的绒毛的加工;作为具有后述的B层的层叠膜而调节后述的填充剂B的含量;等等。作为用于向膜表面赋予微细的绒毛的加工,可举出通过投射微细的砂(研磨材料)(吹喷),从而向膜表面赋予微细的绒毛的喷砂加工;使用摩擦布,以物理方式对膜的表面进行摩擦的摩擦加工;等等,从通过调节摩擦布的孔眼的大小、摩擦次数而能容易地控制压缩功量的值的观点考虑,优选摩擦加工。利用摩擦加工的情况下,可通过加粗摩擦布的孔眼,或增加摩擦加工的次数,从而增大压缩功量。在具有后述的B层的层叠膜的情况下,也可通过增加后述的填充剂B的含量,从而增大压缩功量。
(静音性)
对于本发明的膜而言,从减小用手触碰、或者将其折弯时产生的刺耳的声音的观点考虑,噪声级优选为65dB以下,更优选为63dB以下,更优选为60dB以下,更优选为57dB以下,更优选为54dB以下,更优选为51dB以下,进一步优选为48dB以下,特别优选为45dB以下,最优选为43dB以下。
所谓噪声级,是通常表示静音性的指标,是指按照下述方式得到的噪声级:利用ゲルボテスター,使用以长边为机械方向的A4尺寸的膜试样,在室温为23℃、相对湿度为65%的气氛下,进行4个循环约5.76秒的反复疲劳试验,针对此时发出的声音,利用在距试样的中心部分2cm的位置设置的1/2英寸电动麦克风(electric microphone)拾音,对将该声音放大而得到的波形数据进行分析而得到的噪声级(dB)。
尤其是在将膜用于有可能用手触碰、或者将其折弯的用途的情况下,要求静音性,对于噪声级为65dB以下的膜而言,刺耳的声音小,成为例如布那样的静音性优异的膜。另外,噪声级越小越优选,不特别地设定下限,但作为能作为膜而实际地制造的水平,为38dB左右。
用于使本发明的膜的噪声级为65dB以下、或为上述的优选范围的方法没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,例如,可举出下述方法:以优选的种类及比例配合后述的热塑性树脂、发泡剂,利用后述的制法制造膜等等。具体而言,通过增加后述列举的优选的热塑性树脂的含量、并且使用发泡剂形成孔隙,从而可减小噪声级。
(膜的透湿度)
在将本发明的膜用于卫生材料等要求透湿性的用途时,其透湿度优选为500g/(m2·天)以上,更优选为700g/(m2·天)以上,更优选为1,000g/(m2·天)以上,更优选为1,500g/(m2·天)以上,更优选为2,500g/(m2·天)以上,进一步优选为3,500g/(m2·天)以上,特别优选为4,200g/(m2·天)以上,最优选为6,000g/(m2·天)以上。另外,膜的透湿度越大越优选,不特别地设定上限,但从应用于卫生材料的观点考虑,认为上限为8,000g/(m2·天)左右就足够了。
需要说明的是,此处所谓膜的透湿度,是指利用已设定为25℃、90%RH的恒温恒湿装置,利用JIS Z0208(1976)中规定的方法测得的透湿度。
为了提高膜的透湿度,例如,作为热塑性树脂,优选使用聚氨酯、聚酯系弹性体。
(发泡剂)
对于本发明的膜而言,从使静音性、剪切刚度、弯曲刚度、压缩功量、摩擦系数及透湿度为前述的优选范围的观点考虑,优选由包含发泡剂的组合物得到。即,本发明的膜优选通过使用于制造膜的组合物中的发泡剂发泡、使膜内形成孔隙而得到。
作为此处所说的发泡剂,只要是能用于使膜发泡而形成孔隙的物质即可,没有特别限制,可使用化学发泡剂、物理发泡剂等。其中,考虑到制膜容易性、制膜稳定性,优选使用化学发泡剂。作为化学发泡剂,可使用碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硝酸铵、N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺、N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺等亚硝基化合物、偶氮二甲酰胺、偶氮双异丁腈、偶氮环己基腈、偶氮二氨基苯、偶氮二羧酸钡等偶氮化合物、苯磺酰肼、甲苯磺酰肼、p,p’-氧基双(苯磺酰肼)、二苯基砜-3,3’-二磺酰肼等磺酰肼化合物、叠氮化钙、4,4’-二苯基二磺酰基叠氮化物、对甲苯磺酰基叠氮化物等叠氮化合物等,从经济性、获得容易性、制膜稳定性的观点考虑,更优选使用碳酸氢钠。需要说明的是,化学发泡剂可以为一种,也可以为多种,此外,作为发泡助剂,可含有水杨酸、苯二甲酸、草酸等有机酸、氧化锌、硬脂酸锌等。
发泡剂的含量没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,从膜的静音性、剪切刚度、压缩功量、摩擦系数及透湿度的进一步的改良的观点考虑,将用于得到膜的组合物中的树脂整体作为100质量份时,发泡剂优选为0.05质量份以上20质量份以下,更优选为0.1质量份以上10质量份以下,进一步优选为0.2质量份以上5质量份以下,特别优选为0.3质量份以上3质量份以下,最优选为0.4质量份以上2质量份以下。
(膜的孔隙率)
在本发明的膜具有A层的情况下,A层优选具有孔隙。而且,从使膜的静音性、剪切刚度、弯曲刚度、压缩功量、摩擦系数及透湿度为前述的优选范围的观点考虑,A层的孔隙率优选为20%以上90%以下,更优选为20%以上60%以下,更优选为25%以上70%以下,更优选为30%以上70%以下,更优选为35%以上70%以下,进一步优选为40%以上70%以下,特别优选为45%以上70%以下,最优选为50%以上70%以下。
此处所谓孔隙率,是指通过以下方式得到的孔隙率:将以500倍~1,500倍的倍率拍摄的样品片的机械方向-厚度方向截面照片读取为数字图像而进行二值化处理,计算孔隙部分的像素数相对于孔隙部分与非孔隙部分的像素数之和的比例而得到的孔隙率。所谓厚度方向,是指与机械方向和宽度方向均垂直的方向。
作为用于使A层的孔隙率为20%以上90%以下、或为上述的优选范围的方法,没有特别限制,可举出使用发泡剂的方法、至少沿单轴方向进行拉伸的方法。使用发泡剂的情况下,可通过增加用于制造膜的组合物中的发泡剂含量,从而增大孔隙率。另外,在对膜进行拉伸的情况下,可通过增大拉伸倍率从而增大孔隙率。
(A层中的填充剂的纵横比)
在本发明的膜为具有前述A层和B层的层叠结构的情况下,A层包含纵横比为1以上30以下的填充剂(填充剂A),从膜的生产率、制膜稳定性的观点考虑,优选A层为最表层。通过向A层中添加填充剂A,从而容易使弯曲刚度、摩擦系数、剪切刚度为优选范围。从使弯曲刚度、摩擦系数、剪切刚度为优选范围的观点考虑,填充剂A的纵横比更优选为1以上20以下,特别优选为1以上10以下。
需要说明的是,所谓填充剂,是指为了改善多种性质而作为基材添加的物质、或以增量、增容、制品的成本降低等为目的而添加的非活性物质。需要说明的是,只要满足上述定义即可,填充剂也可具有抗氧化功能、紫外线吸收功能等其他功能。
作为填充剂A,只要不损害本发明的效果即可,没有特别限制,可使用无机的填充剂及/或有机的填充剂。但从赋予布那样的舒适触感的观点考虑,作为填充剂A,优选无机填充剂,更优选使用碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、硫酸钡、硫酸钙、氧化硅(二氧化硅)、氧化钛、氧化锌、云母、滑石、高岭土、粘土及蒙脱石中的至少1种,特别优选使用碳酸钙。
需要说明的是,本发明中所谓的填充剂的纵横比,是指填充剂的平均长径/平均短径。此处所谓长径,是指能包含填充剂粒子的平面图像的面积最小的长方形(以下,有时称为外切长方形。)的长边的长度,所谓短径,是指外切长方形的短边的长度。所谓平均长径,是指使用扫描型电子显微镜测得的20个填充剂的长径的平均值,所谓平均短径,是指使用扫描型电子显微镜测得的20个填充剂的短径的平均值。
(A层中的填充剂A的含量)
A层中的填充剂A的含量没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可。从使弯曲刚度、摩擦系数及剪切刚度为优选范围的观点考虑,在将A层的树脂整体作为100质量份时,填充剂A的含量(MA)优选为20质量份以上400质量份以下,更优选为50质量份以上200质量份以下,进一步优选为65质量份以上150质量份以下,特别优选为80质量份以上120质量份以下。
(B层中的填充剂B的纵横比)
在本发明的膜为具有前述A层和B层的层叠结构的情况下,B层优选包含纵横比为10以上100以下、且纵横比大于填充剂A的填充剂(填充剂B)。通过在B层中添加填充剂B,从而可容易地使本发明的膜的弯曲刚度、摩擦系数、剪切刚度、压缩功量为优选范围。从使弯曲刚度、摩擦系数、剪切刚度、压缩功量为优选范围的观点考虑,填充剂B的纵横比更优选为20以上80以下,特别优选为30以上70以下。
作为填充剂B,可使用无机的填充剂及/或有机的填充剂。其中,从赋予布那样的舒适触感的观点考虑,作为填充剂B,优选使用石棉、玻璃纤维及渣棉等人造矿物纤维、硅灰石及海泡石等天然矿物纤维、废纸粉碎材料、衣料粉碎材料、纤维素纤维、棉纤维、麻纤维、竹纤维、木材纤维、槿麻(kenaf)纤维、黄麻纤维、香蕉茎纤维、及椰子纤维等植物纤维、丝绸、羊毛、安哥拉毛、开士米羊绒及驼绒等动物纤维、聚酯纤维、尼龙纤维及丙烯酸纤维等合成纤维中的至少1种。这些中,从经济性、获得容易性、制膜稳定性的观点考虑,优选使用无机的填充剂,更优选使用石棉。
(B层中的填充剂B的含量)
B层中的填充剂的含量没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,从同时实现摩擦系数和制膜稳定性的观点考虑,在将A层中的填充剂A的含量记为MA、将B层中的填充剂B的含量记为MB时,MB/MA的值优选为0.01以上0.60以下,更优选为0.1以上0.45以下,进一步优选为0.15以上0.40以下,特别优选为0.17以上0.35以下。需要说明的是,此处所谓填充剂B的含量,是指将B层的树脂整体作为100质量份时的含量(质量份)。
(层叠结构)
在本发明的膜为具有A层和B层的层叠结构的情况下,从同时实现静音性、弯曲柔软性、布那样的缓冲性、及布那样的剪切变形性、和制膜稳定性的观点考虑,将A层的孔隙率记为NA、将B层的孔隙率记为NB时,优选NA-NB≥20%,更优选NA-NB≥25%,进一步优选NA-NB≥30%,特别优选NA-NB≥35%,最优选NA-NB≥40%。通过使A层与B层的孔隙率满足NA-NB≥20%的关系,从而可得到不仅具有静音性、弯曲柔软性、布那样的缓冲性及布那样的剪切变形性,而且制膜稳定性也优异的膜。
需要说明的是,NA-NB的上限值没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,从制膜稳定性的观点考虑,如果是60%左右就足够了。
本发明的膜的层叠结构没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,例如,可举出A层/B层、A层/B层/A层的结构。但从同时实现膜的静音性、布那样的缓冲性、及布那样的剪切变形性、和制膜稳定性的观点考虑,优选A层/B层/A层的结构。另外,A层与B层可直接进行层叠,也可在它们之间设置粘接层而进行层叠,但为了不损害静音性、布那样的缓冲性及布那样的剪切变形性,优选直接进行层叠。即,对于本发明的膜而言,特别优选以A层、B层、及A层的顺序直接层叠。
(膜的厚度)
本发明的膜的厚度没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,从处理性和生产率的观点考虑,优选为3μm以上200μm以下。此处所谓膜的厚度,不管膜是单层结构还是层叠结构,是指膜整体的厚度,可通过利用扫描型电子显微镜观察膜截面的照片而测定。通过使膜的厚度为3μm以上,从而膜的硬挺性增强,处理性优异,另外,卷的卷绕形态、放卷性变得良好。通过使膜的厚度为200μm以下,尤其是在吹胀制膜法中,通过自重而使气泡稳定化。
此外,若还从向本发明的膜赋予优选的静音性、剪切刚度及透湿度的观点考虑,则膜的厚度更优选为5μm以上150μm以下,更优选为6μm以上40μm以下,进一步优选为7μm以上26μm以下,特别优选为8μm以上16μm以下,最优选为9μm以上14μm以下。
(添加剂)
本发明的膜可在不损害本发明的效果的范围内含有前述的成分以外的成分。例如,可包含抗氧化剂、紫外线稳定化剂、防着色剂、消光剂、抗菌剂、除臭剂、耐气候剂、抗氧化剂、离子交换剂、粘合性赋予剂、着色颜料、染料等。
(膜的制造方法)
接下来,对制造本发明的膜的方法进行具体说明,但本发明的膜的制造方法不受其限制。
在得到用于得到本发明的膜的组合物、即含有热塑性树脂A、热塑性树脂A以外的热塑性树脂、发泡剂、填充剂等的组合物时,优选通过将各成分熔融混炼而制造组合物的熔融混炼法。对于熔融混炼方法,没有特别限制,可使用捏合机、辊磨机(roll mill)、班伯里密炼机、单螺杆或双螺杆挤出机等公知的混合机。其中,从生产率的观点考虑,优选使用单螺杆或双螺杆挤出机。
接下来,可使用利用上述的方法得到的组合物,利用吹胀法、管膜法、T模流延法等公知的膜的制造方法,制造未拉伸膜。
此外,从机械特性提高、轻量化、及透湿性提高的观点考虑,优选对得到的未拉伸膜进行单轴或双轴拉伸,进而还考虑到经济性、生产率时,更优选仅沿机械方向进行单轴拉伸。另外,对于此时的拉伸倍率而言,从机械特性提高、轻量化、透湿性提高、经济性、生产率的观点考虑,优选为1.1倍以上,更优选为1.5倍以上8.0倍以下。
在制成膜后,出于提高印刷性、层压适合性、涂覆适合性等的目的,可实施各种表面处理。作为表面处理的方法,可举出电晕放电处理、等离子体处理、火焰处理、酸处理等。虽然任意方法均可使用,但从可进行连续处理、容易对现有的制膜设备进行装置设置方面、处理的简便性考虑,更优选电晕放电处理。
接下来,以下例举实施摩擦加工的方法。通过对利用前述的方法制成的膜实施摩擦加工,使膜起绒,从而可调节膜的压缩功量、剪切刚度、摩擦系数等。摩擦加工可通过利用已知的摩擦装置,向膜按压卷缠有摩擦布的摩擦辊,一边使摩擦辊旋转一边使膜相对移动而进行。需要说明的是,对摩擦加工的次数没有特别限制,可以是1次,根据需要也可以是2次以上。
摩擦的强度可通过与膜表面接触的摩擦布的长度、摩擦辊的转速、膜的移动速度、膜表面的温度等而适当变更。另外,从防止在膜上附着尘埃等的观点考虑,优选在摩擦后利用除静电装置进行除静电。在改变膜的表面温度的情况下,如果是桌上型的摩擦装置,则可通过将加热板安装在台上,从下侧对膜进行加热而进行。另外,在对卷状的膜连续地进行摩擦处理的情况下,可通过利用连续的辊组预先对膜进行加热,然后一边使缠绕有摩擦布的摩擦辊旋转一边使其与行进的膜接触而进行。
作为摩擦的条件的基准,优选在下述式M表示的摩擦距离(mm)成为500mm以上那样的条件下进行摩擦。
M=NL(2πRn/60V±1)
上述式中的N为摩擦的次数,L为与膜表面接触的摩擦布的长度(mm),R为包含摩擦布的厚度的摩擦辊的半径(mm),n为摩擦辊的转速(rpm),V为膜的移动速度(mm/s)。对于式M中的±的符号而言,在使摩擦辊沿与膜的移动方向相反的方向旋转的情况下,记为+;在沿与膜的移动方向相同的方向旋转的情况下,记为-。作为摩擦布,优选使用号数#30~#2,000的砂布。
(用途)
对于本发明的膜而言,由于具有对于作为膜使用而言必要的机械特性、触感及剪切变形性优异,因此,可合适地用于需要触感、剪切变形性的卫生材料这样的用途。此外,根据需要,也可将本发明的膜制成与无纺布的层叠体。
对于本发明的膜而言,只要包含热塑性树脂,且按照KES法测得的剪切刚度为0.1gf/(cm·deg)以上4.0gf/(cm·deg)以下,并且至少一个面的按照KES法测得的摩擦系数为0.15以上0.80以下,则对用途没有特别限制。但从用于需要触感、剪切变形性的卫生材料这样的用途的观点考虑,优选为下述膜:具有A层和B层,A层包含填充剂A并且为最表层,B层包含填充剂B,通过实施摩擦加工而得到。
实施例
以下示出实施例进一步具体地说明本发明,但本发明不受其任何限制。
[测定及评价方法]
实施例中所示的测定、评价在如下所示的条件下进行。
(1)膜的厚度及层叠膜的各层的厚度比
从膜的制品卷的宽度方向的中央部切出样品。使用超薄切片机,按照样品片的机械方向-厚度方向截面成为观察面的方式于-100℃制取超薄切片。使用扫描型电子显微镜((株)日立ハイテクノロジーズ公司制S-3400N),以500倍~1,500倍的倍率拍摄膜截面的照片,使用显微镜的测长功能,测定膜的厚度及层叠膜的各层的厚度。改变观察位置,进行10次测定,将得到的值的平均值作为膜的厚度(μm)及层叠膜的各层的厚度(μm),由这些值算出层叠膜的各层的厚度比。需要说明的是,膜的厚度是将小数点后第1位四舍五入而得到的值。
(2)膜的孔隙率、A层及B层的孔隙率(%)
按照与膜的厚度测定同样的方式切出样品,针对样品片的机械方向-厚度方向截面,使用扫描型电子显微镜以1,000倍的倍率进行观察,得到截面照片。
接下来,利用图像分析软件ImageJ(1.47V)(美国国立卫生研究院),将截面照片读取为8位的图像,进行自动二值化处理,用颜色将孔隙部分与非孔隙部分区分。膜为单层结构的情况下,计算孔隙部分的像素数相对于孔隙部分与非孔隙部分的像素数之和的比例,算出膜的孔隙率(%)。
膜为包括A层和B层的层叠结构的情况下,按照同样方式,针对A层和B层的各自的区域,计算孔隙部分的像素数相对于孔隙部分与非孔隙部分的像素数之和的比例,算出A层和B层的孔隙率(%)。
需要说明的是,进行3次测定,将使得到的值的平均值的小数点后第1位四舍五入而得到的值作为膜的孔隙率(%)或A层、B层的孔隙率(%)。
(3)膜的透湿度
利用已设定为25℃、90%RH的恒温恒湿装置,按照JIS Z0208(1976)中规定的方法进行测定。进行3次测定,将使得到的值的平均值的小数点后第1位四舍五入而得到的值作为膜的透湿度(g/(m2·天))。需要说明的是,膜的透湿度从膜的制品卷的卷外表面测定。
(4)利用KES法得到的膜的剪切刚度
将膜切成20cm(机械方向)×20cm(宽度方向)的大小,作为试样,设置于试验台。接下来,使用カトーテック公司制的剪切试验机KES-FB1-A,在室温23℃、相对湿度65%、强制负荷10gf、剪切速率0.417mm/sec的条件下,向试样赋予-8°~8°的剪切变形,测定剪切变形为-2.5°、-0.5°、0.5°及2.5°点时的剪切应力(以下,有时将各点时的剪切应力分别称为HG-2.5、HG-0.5、HG0.5、HG2.5)。分别地,由HG0.5及HG2.5,利用下述式G1,计算正方向的剪切刚度(G(+)),由HG-2.5及HG-0.5,利用下述式G2,计算负方向的剪切刚度(G(-))。对于剪切应力的测定及G(+)、G(-)的计算而言,在机械方向、宽度方向均进行3次(合计6次),将使全部的G(+)、G(-)的值的平均值的小数点后第2位四舍五入而得到的值作为该膜的剪切刚度(gf/(cm·deg))。
式G1:G(+)=(HG2.5-HG0.5)/(2.5°-0.5°)
式G2:G(-)=(HG-2.5-HG-0.5)/(-2.5°-(-0.5°))。
需要说明的是,在测定机械方向的剪切刚度的情况下,以膜的机械方向与剪切变形方向垂直的方式设置试样,在测定宽度方向的剪切刚度的情况下,以膜的宽度方向与剪切变形方向垂直的方式设置试样。
(5)利用KES法得到的膜的弯曲刚度
使用カトーテック公司制的剪切试验机KES-FB2-SH,将膜切成2cm(机械方向)×2cm(宽度方向)的大小,作为试样,设置于试验台,在曲率-2.5cm-1~+2.5cm-1的范围内,以0.5cm-1/sec的变形速度,在室温23℃、相对湿度65%的气氛的条件下,测定膜的弯曲刚度。对机械方向、宽度方向分别进行3次测定(合计6次),将使全部的数据的平均值的小数点后第5位四舍五入而得到的值作为该膜的弯曲刚度(gf·cm2/cm)。
(6)利用KES法得到的膜的压缩功量
将膜切成20cm(机械方向)×20cm(宽度方向)的大小,作为试样,设置于试验台。接下来,使用カトーテック公司制的自动化压缩试验装置KES-FB3-A,在具有面积为2cm2的圆形平面的钢板间,在压缩速度20μm/sec、压缩最大负荷10gf/cm2、室温23℃、相对湿度65%的气氛的条件下,对设置的试样进行压缩,测定膜的压缩功量(gf·cm/cm2)。对膜的制品卷的卷内表面、卷外表面的两面分别进行3次测定(合计6次),将使全部的数据的平均值的小数点后第4位四舍五入而得到的值作为该膜的压缩功量。
(7)利用KES法得到的膜的摩擦系数
将膜切成10cm(机械方向)×10cm(宽度方向)的大小,作为试样,设置于试验台。接下来,使用カトーテック公司制的表面特性试验机KES-SE-SR-U,在负荷25gf、1mm/sec的速度下,使滑动件在样品的表面移动,在室温23℃、相对湿度65%的气氛的条件下,测定膜的制品卷的卷外表面的摩擦系数。对机械方向、宽度方向分别进行3次测定(合计6次),将使全部的数据的平均值的小数点后第3位四舍五入而得到的值作为该膜的摩擦系数。需要说明的是,作为滑动件,使用标准摩擦件(指纹型)。
(8)利用KES法得到的膜的表面粗糙度的变动(SMD)
将膜切成12cm(机械方向)×12cm(宽度方向)的大小,作为试样,以制品卷的卷外表面成为测定面的方式设置于试验台。接下来,使用カトーテック公司制的表面特性试验机KES-SE-SR-U,在室温23℃、相对湿度65%的气氛下,使负荷为5gf、速度为1mm/sec,在测定面上使滑动件与膜机械方向平行地移动,测定膜机械方向的表面粗糙度的变动。然后,同样地使滑动件与膜宽度方向平行地移动,测定膜宽度方向的表面粗糙度的变动。分别测定3次膜机械方向和宽度方向的表面粗糙度的变动,求出全部的值的绝对值的平均值,将所得平均值作为该膜的表面粗糙度的变动(SMD)(μm)。需要说明的是,作为滑动件,使用长度为5mm、直径为0.5mm的钢琴丝。
(9)利用KES法得到的膜的摩擦系数的变动(MMD)
将膜切成12cm(机械方向)×12cm(宽度方向)的大小,作为试样,以制品卷的卷外表面成为测定面的方式设置于试验台。接下来,使用カトーテック公司制的表面特性试验机KES-SE-SR-U,在室温23℃、相对湿度65%的气氛下,使负荷为5gf、速度为1mm/sec,在测定面上使滑动件与膜机械方向平行地移动,测定膜机械方向的摩擦系数的变动。然后,同样地使滑动件与膜宽度方向平行地移动,测定膜宽度方向的摩擦系数的变动。分别测定3次膜机械方向及宽度方向的摩擦系数的变动,求出全部的值的绝对值的平均值,将所得平均值作为该膜的摩擦系数的变动(MMD)。需要说明的是,作为滑动件,使用将20根长度为5mm、直径为0.5mm的钢琴丝无缝隙地平行排列而得到的制品。
(10)利用KES法得到的膜的接触冷温感(Qmax)
使用カトーテック公司制サーモラボKES-F7II,在室温为23℃、相对湿度为65%的气氛的条件下,测定膜的接触冷温感(Qmax)。カトーテック公司制サーモラボKES-F7II具有用于设置膜的试样台、和检测器,在检测器的一面贴有铜薄板,在铜薄板的背面设置有温度传感器。在试样台及检测器上设置有加热器,可各自独立地通过控制装置而设定温度。以膜的卷外表面成为测定面的方式设置在试样台上,通过控制装置将试样台的温度设定为20℃,将检测器的铜薄板的温度设定为30℃。接下来,在负荷为6gf/cm2、接触面积为50mm×50mm的条件下使设置了膜的试样台与检测器接触,同时,记录来自温度传感器的传感器输出。进行10次测定,将得到的值的平均值作为膜的接触冷温感(Qmax)。
(11)膜的剪切变形性评价
以任意选定的30人为对象,实施手触试验,由回答为具有用于内衣的布那样的剪切变形性(以下,有时简称为剪切变形性)的人数,按照以下方式,评价膜的剪切变形性。剪切变形性为10时最优异。
10:回答为具有剪切变形性的人为26人以上
9:回答为具有剪切变形性的人为24人以上25人以下
8:回答为具有剪切变形性的人为22人以上23人以下
7:回答为具有剪切变形性的人为20人以上21人以下
6:回答为具有剪切变形性的人为18人以上19人以下
5:回答为具有剪切变形性的人为16人以上17人以下
4:回答为具有剪切变形性的人为14人以上15人以下
3:回答为具有剪切变形性的人为12人以上13人以下
2:回答为具有剪切变形性的人为10人以上11人以下
1:回答为具有剪切变形性的人为9人以下
(12)膜的缓冲性评价
以任意选定的30人为对象,实施手触试验,由回答为具有用于内衣的布那样的缓冲性(以下,有时简称为缓冲性)的人数,按照以下方式,评价膜的缓冲性。缓冲性为10时最优异。
10:回答为具有缓冲性的人为26人以上
9:回答为具有缓冲性的人为24人以上25人以下
8:回答为具有缓冲性的人为22人以上23人以下
7:回答为具有缓冲性的人为20人以上21人以下
6:回答为具有缓冲性的人为18人以上19人以下
5:回答为具有缓冲性的人为16人以上17人以下
4:回答为具有缓冲性的人为14人以上15人以下
3:回答为具有缓冲性的人为12人以上13人以下
2:回答为具有缓冲性的人为10人以上11人以下
1:回答为具有缓冲性的人为9人以下
(13)制膜稳定性
利用吹胀法,在吹胀比为2.0、膜厚度为20μm的条件下进行制膜,计数在3小时中发生制膜破裂的次数,根据次数,以下述的4级进行评价。制膜稳定性为S时最优异。需要说明的是,以成为表中记载的层叠厚度比的方式制造层叠膜(实施例5~实施例26、比较例3)。
S:制膜破裂的次数为0次
A:制膜破裂的次数为1次
B:制膜破裂的次数为2次
C:制膜破裂的次数为3次以上。
另外,从3小时的评价时间中,将从发生制膜破裂的时间点开始、直至进行膜的接合、再次开始制膜为止的时间排除在外。
(14)膜的噪声级(静音性)
参照用于评价膜的噪声级的装置的俯视图(图2)、侧视图(图3)来说明膜的噪声级的测定、评价方法。
对于膜的噪声级而言,使用リオン(株)制的全向型麦克风式(1/2英寸电动麦克风(UC-53A),前置放大器(NH-22))、FFT分析器(SA-78)、及キャテック(株)制的波形分析软件(CAT-WAVE)、ゲルボテスター(ASTM F-392),利用下述的方法进行测定、评价。
以机械方向成为膜长边方向的方式切出A4样品a,在其短边的两端b贴合两面胶带。以形状成为以其短边为圆周的卷形状的方式,将该A4样品a贴合于ゲルボテスター的样品设置部分,在室温气氛下,进行4个循环约5.76秒的反复疲劳试验。针对此时发出的声音,利用在距A4样品a的中心部分2cm的位置设置的1/2英寸电动麦克风c进行拾音,用放大器d放大,通过FFT分析器e得到其波形数据。用波形分析软件将该波形数据进行FFT转化,采集噪声级(dB)。需要说明的是,为了隔绝来自外部的声音,在隔音室内实施该测定。
另外,测定及分析条件如下所述。
FFT分析器(SA-78)的校正设定
·Calibration mode LIN
·Transfer value(Ach 1 EU=4.31×10-2,Bch 1 EU=1.11×10-3)
·Reference value(Ach 0dB EU=2.0×10-5)。
波形分析软件(CAT-WAVE)的校正设定
·分析模式→FFT&OCT
·触发(trigger)设定→自由(free)
·时间窗函数→矩形(rectangular)
·平均方法→频率〔自动〕
·测定范围→4个循环5.76秒(1个循环约1.44秒计算)
·A特性
·能谱(平均)。
利用以下的方法算出噪声级。
·空运转(在不设置膜样品的状态下进行测定的空运转)
使分析频率为作为人听觉感觉特别敏感的频带的3,000Hz~6,000Hz,每隔12.5Hz地设定分析点,分析点数为241点。测定共计241点的各频率下的空运转的噪声级(dB)。
·膜样品的测定
与空运转同样地,使分析频率为3,000Hz~6,000Hz,每隔12.5Hz地设定分析点,分析点数为241点。测定共计241点各频率下的样品的噪声级,通过对数计算,从各频率下的样品的噪声级(dB)减去空运转的噪声级,算出该样品的各频率下的共计241点的数据。通过对数计算将得到的共计241点的数据加和,将所得结果作为该样品的噪声级。
此处,噪声级的减去、加和并非四则运算,按照下述例子的方式通过对数计算进行。需要说明的是,利用对数计算将共计241点的数据加和而算出样品的噪声级时,在空运转的噪声级高于样品的噪声级的情况下,将该频率的数据排除在外。进行5次同样的测定,将使全部的数据的平均值的小数点后第1位四舍五入而得到的值作为该膜的噪声级(dB)。
(例)80dB与70dB的差按照下述方式计算。
噪声级(dB)=10log10(108-107)=79.5dB
(例)80dB与70dB的和按照下述方式计算。
噪声级(dB)=10log10(108+107)=80.4dB。
另外,图4中记载了表示各频率的噪声级的图的例子。图4的h为比较例1的数据,i为比较例2的数据,j为实施例19的数据。
(15)膜温度
使用辐射温度计(シロ産業社制,型号:MB8R-4110C),从距膜50cm的位置测定。
[热塑性树脂A]
(A1)
聚氨酯(商品名:OP85A10,BASF Japan制)。在使用前,利用旋转式真空干燥机于90℃进行5小时干燥。
(A2)
乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(商品名:“アクリフト”(注册商标)WH303,住友化学工业(株)制)
(A3)
聚酯系弹性体(商品名:“ハイトレル”(注册商标)G3548LN,東レデュポン制),在使用前,使用旋转式真空干燥机于90℃进行5小时干燥。
[热塑性树脂B]
(B1)
聚乙二醇(商品名:PEG‐20000,三洋化成工业(株)制)。
(B2)
乙烯树脂(商品名:NUC8506,日本ユニカー(株)制)。
(B3)
丙烯树脂(商品名:BC06C,日本ポリプロ(株)制)。
[发泡剂(C)]
(C1)
碳酸氢钠(商品名:“セルボン”(注册商标)FE-507,永和化成工业(株)制)。
[填充剂(D)]
(D1)
碳酸钙(商品名:カルテックスR,纵横比2,丸尾カルシウム(株)制)。
(D2)
石棉(商品名:RW-150,纵横比40,(株)ティーディーアイ制)。
(D3)
棉纤维(商品名:コットンパウダー#80,纵横比35,サンヨー化成(株)制)。
[膜的制作]
(实施例1)
以表1中记载的含量,将A1、C1供给至料筒温度为175℃、螺杆直径为44mm的带有真空排气口的双螺杆挤出机,进行熔融混炼,进行均质化后,进行颗粒化,得到组合物。使用旋转式鼓型真空干燥机,于80℃的温度将该组合物的颗粒进行5小时真空干燥。利用吹胀法,将经真空干燥的组合物的颗粒供给至料筒温度为190℃、螺杆直径为60mm的单螺杆挤出机,通过直径为250mm、模唇间隙为1.0mm、已将温度设定为175℃的环状模,以2.0的吹胀比,向上挤出成气泡状,通过冷却环进行空气冷却,一边用模上方的夹辊(nip roll)折叠,一边牵拉而卷绕成卷状。通过调整牵拉速度,得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表1。
(实施例2)
如表1中记载那样地变更发泡剂的含量,除此之外,与实施例1同样地操作,利用吹胀法得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表1。
(比较例1)
如表3中记载那样地变更树脂的种类及含量、发泡剂的含量,将利用吹胀法制作膜时的料筒温度变更为220℃,将环状模的温度变更为200℃,除此之外,与实施例1同样地操作,利用吹胀法得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表3。
(比较例2)
如表3中记载那样地变更树脂的种类及含量、发泡剂的含量,将利用吹胀法制作膜时的料筒温度变更为240℃,将环状模的温度变更为210℃,除此之外,与实施例1同样地操作,利用吹胀法得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表3。
(实施例3、4)
如表1中记载那样地变更树脂的种类及含量、发泡剂的含量、填充剂的含量,将利用吹胀法制作膜时的料筒温度变更为195℃,将环状模的温度变更为180℃,除此之外,与实施例1同样地操作,利用吹胀法得到厚度为80μm的膜。用辊式拉伸机,于85℃的膜温度,将得到的膜沿机械方拉伸至4倍。接着,以恒定长度,在加热辊上,于95℃的膜温度,进行1秒热处理,然后在冷却辊上进行冷却,得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表1。需要说明的是,此处所谓膜温度,是指使用辐射温度计,从距膜50cm的位置进行测定而得到的膜温度。
(实施例5~8)
使树脂的种类及含量、发泡剂的含量为表1中记载的比例,与实施例1同样地操作,得到A层及B层中使用的组合物的颗粒。
而后,以成为表1中记载的层叠厚度比的方式,利用吹胀法,将该组合物的颗粒供给至料筒温度为195℃、螺杆直径为60mm的各自独立的单螺杆挤出机,使环状模的温度为180℃,与实施例1同样地操作,得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表1。
(比较例3)
使树脂的种类及含量、发泡剂的含量为表3中记载的比例,与实施例1同样地操作,得到A层及B层中使用的组合物的颗粒。
而后,以成为表3中记载的层叠厚度比的方式,利用吹胀法,将该组合物的颗粒供给至料筒温度为240℃、螺杆直径为60mm的各自独立的单螺杆挤出机,使环状模的温度为210℃,与实施例1同样地操作,得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表3。
(比较例4)
如表3中记载那样地变更树脂的种类及含量,与实施例1同样地操作,利用吹胀法得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表3。
(实施例10、12、14、16、18、20、24、25、26)
如表2或表3中记载那样地变更树脂的种类及含量、发泡剂的含量、填充剂的含量,除此之外,与实施例5同样地操作,得到A层及B层中使用的组合物的颗粒。而后,以成为表2或表3中记载的层叠厚度比的方式,利用吹胀法,将该组合物的颗粒供给至料筒温度为185℃、螺杆直径为60mm的各自独立的单螺杆挤出机,使环状模的温度为170℃,与实施例5同样地操作,得到厚度为20μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表2或表3。
(实施例9、11、13、15、17、19、21)
如表1、表2或表3中记载那样地变更树脂的种类及含量、发泡剂的含量、及填充剂的含量,除此之外,与实施例5同样地操作,得到A层及B层中使用的组合物的颗粒。而后,以成为表1、表2或表3中记载的层叠厚度比的方式,利用吹胀法,将该组合物的颗粒供给至料筒温度为185℃、螺杆直径为60mm的各自独立的单螺杆挤出机,使环状模的温度为170℃,与实施例5同样地操作,得到厚度为20μm的膜。
接下来,使用设置在热台上的ニュートム公司制的摩擦装置(NR‐10Type3),对制作的膜的卷外表面进行均匀地摩擦。将台的温度设定为45℃,使用砂布(理研コランダム(株)制研磨布#400)作为摩擦布,在前述式M表示的摩擦距离成为600mm的条件下,即,将与膜表面接触的摩擦布的长度L设定为10mm,将包含摩擦布厚度的摩擦辊的半径R设定为45mm,将摩擦辊的转速n设定为720rpm,将膜的移动速度V设定为120mm/s,使摩擦辊沿与膜的移动方向相反的方向旋转,进行2次摩擦加工。对作为另一面的卷内表面也进行2次同样的摩擦加工。将得到的膜的物性及评价结果示于表1、表2或表3。
(实施例22、23)
使树脂的种类及含量、发泡剂的含量、及填充剂的含量为表3中记载的比例,与实施例10同样地操作,得到A层及B层中使用的组合物的颗粒。
而后,以成为表3中记载的层叠厚度比的方式,利用吹胀法,将该组合物的颗粒供给至料筒温度为185℃、螺杆直径为60mm的各自独立的单螺杆挤出机,使环状模的温度为170℃,与实施例10同样地操作,得到厚度分别为15μm、10μm的膜。将得到的膜的物性及评价结果示于表3。
(参考例1~3)
利用前述的方法,针对以下的布及无纺布,测定厚度、剪切刚度(G)、表面粗糙度的变动(SMD)、摩擦系数的变动(MMD)、压缩功量及接触冷温感(Qmax)。将其结果示于表3。
(参考例1)
将构成布的全部成分作为100%时,包含95%精制纤维素纤维(“テンセル”(注册商标))、5%聚氨酯纤维的布((株)ユニクロ制ボクサーブリーフ(黑)レギュラー)
(参考例2)
商品名:丝绸样聚酯纤维(“シルックデュエット”(注册商标),東レ(株)制)
(参考例3)
商品名:聚丙烯无纺布(“エルタス”(注册商标)),旭化成せんい(株)制单位面积重量20g/m2
[表1]
Figure BDA0001376360310000341
[表2]
Figure BDA0001376360310000351
[表3]
Figure BDA0001376360310000361
对于各表中的“热塑性树脂A”的项目的“质量%”及“热塑性树脂B”的项目的“质量%”而言,作为将各层的树脂整体作为100质量%的情况下的值而算出。
对于各表中的“发泡剂”的项目的“质量份”及“填充剂”的项目的“质量份”而言,作为将各层的树脂整体作为100质量份时的值而算出。
产业上的可利用性
通过使用本发明的膜,从而在需要触感及剪切变形性的用途中,可提供高品质的膜。对于本发明的膜而言,具体而言,可优选用于床用床单、枕套、卫生巾、纸尿布等吸收性物品的背片之类的医疗、卫生材料、雨天用衣物、手袋等的衣料材料、垃圾袋、堆肥袋、或蔬菜、水果等的食品用袋、各种工业制品的袋等包装材料、大厦、住宅、化妆板之类的建材、铁道车辆、船舶、航空器之类的运输工具内的内部装饰材料、建筑用材料等。
附图标记说明
a1:表面粗糙度的变动(SMD)与摩擦系数的变动(MMD)(参考例1)
a2:表面粗糙度的变动(SMD)与摩擦系数的变动(MMD)(参考例2)
a3:表面粗糙度的变动(SMD)与摩擦系数的变动(MMD)(参考例3)
a4:表面粗糙度的变动(SMD)与摩擦系数的变动(MMD)(比较例1)
b1:Y=5.5
b2:X=0.003
b3:X=0.025
b4:Y=3,000X2+2.0
b5:Y=9,000X2+4.0
c A4样品
d A4样品的短边的两端
e 1/2英寸电动麦克风
f 前置放大器
g FFT分析器
h 比较例1的各频率的噪声级的图
i 比较例2的各频率的噪声级的图
j 实施例19的各频率的噪声级的图

Claims (14)

1.一种膜,其是包含热塑性树脂的膜,其特征在于,
在将在树脂100质量%中包含50质量%以上100质量%以下的热塑性树脂A的层记为A层、将包含热塑性树脂的膜记为B层时,具有A层和B层,
所述A层包含纵横比为1以上30以下的填充剂即填充剂A,且为最表层,
所述B层包含纵横比为10以上100以下、且纵横比大于所述填充剂A的填充剂即填充剂B,
按照KES法测得的接触冷温感即Qmax为0.02W/cm2以上0.39W/cm2以下,
按照KES法测得的剪切刚度为0.1gf/(cm·deg)以上4.0gf/(cm·deg)以下,并且至少一个面的按照KES法测得的摩擦系数为0.15以上0.80以下,
其中,所述热塑性树脂A为选自乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚氨酯及聚酯系弹性体中的至少一种树脂。
2.根据权利要求1所述的膜,其特征在于,对于至少一个面而言,所述按照KES法测得的摩擦系数为0.30以上0.80以下。
3.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,对于至少一个面而言,按照KES法测得的表面粗糙度的变动即SMD为1.2μm以上16μm以下,并且摩擦系数的变动即MMD为0.003以上0.07以下。
4.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,按照KES法测得的弯曲刚度为1.0×10- 3gf·cm2/cm以上40×10-3gf·cm2/cm以下。
5.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,按照KES法测得的压缩功量为0.01gf·cm/cm2以上0.40gf·cm/cm2以下。
6.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,噪声级为65dB以下。
7.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,所述A层的孔隙率为20%以上90%以下。
8.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,将所述A层中的填充剂A的含量记为MA、将所述B层中的填充剂B的含量记为MB时,MB/MA的值为0.01以上0.60以下。
9.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,在将所述A层的孔隙率记为NA、将所述B层的孔隙率记为NB时,NA-NB≥20%。
10.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,在所述B层中的树脂100质量%中,包含5质量%以上40质量%以下的热塑性树脂B,其中,热塑性树脂B为选自聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚己内酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚琥珀酸己二酸丁二醇酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物中的至少一种树脂。
11.根据权利要求1或2所述的膜,其特征在于,以所述A层、所述B层、及所述A层的顺序直接层叠。
12.一种层叠体,其是权利要求1或2所述的膜与无纺布的层叠体。
13.一种膜的制造方法,其特征在于,其是权利要求1或2所述的膜的制造方法,在制造工序中,使为了得到膜而使用的组合物发泡,使膜中形成孔隙。
14.一种膜的制造方法,其特征在于,其是权利要求1或2所述的膜的制造方法,其具有对膜实施摩擦加工的工序。
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