JP2002529285A - フィルムの延伸方法及びかかるフィルム - Google Patents

フィルムの延伸方法及びかかるフィルム

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JP2002529285A JP2000582218A JP2000582218A JP2002529285A JP 2002529285 A JP2002529285 A JP 2002529285A JP 2000582218 A JP2000582218 A JP 2000582218A JP 2000582218 A JP2000582218 A JP 2000582218A JP 2002529285 A JP2002529285 A JP 2002529285A
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Abstract

(57)【要約】 ポリマーフィルムを過延伸の延伸プロフィルに従って第1の方向の延伸の最終パラメータ及び第2の方向の延伸の最終パラメータまで二軸延伸する方法。この方法は、a)フィルムに十分に高い温度を与えて有意量の二軸延伸を行う工程と、b)フィルムを第1の方向の延伸の最終パラメータ(14)の少なくとも1.2倍である第1の方向の延伸のピークパラメータ(48)まで二軸テンター延伸する工程であって、第1の方向の延伸の最終パラメータが第2の方向の延伸の最終パラメータ以下である工程と、c)工程b)の後に、フィルムを第1の方向の延伸の最終パラメータまで第1の方向に収縮させる工程と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 技術分野 本発明は概して、フィルムを二軸延伸する方法及びかかるフィルムに関し、よ
り詳しくはフィルムを2つの方向に同時に延伸する方法及びかかるフィルムに関
する。
【0002】 背景技術 フィルムを二軸延伸することは本技術分野で周知である。更に、フィルムを2
つの方向に同時に二軸延伸するための方法及び装置が開示されている。例えば、
米国特許第2,618,012号、3,046,599号、3,502,766
号、3,890,421号、4,330,499号、4,525,317号、及
び4,853,602号に記載されている。これらの方法及び装置のいくつかで
有効な延伸プロフィルの変化もまた記載されている。
【0003】 例えば、米国特許第3,890,421号は、その図1にテキスト記載内容を
以下のように例示する。曲線Iが通常の逐次延伸(sequential dr
awing)を表し、横の延伸が長さ方向の延伸の後に続き、曲線IIが逆の逐
次延伸に相当し、長さ方向の延伸が横方向の延伸の後に続き、対角線の曲線II
(原文どおり、曲線III)は、横及び長さ方向の両方の方向の規則的前進の同
時二軸延伸を表す。前記米国特許第3,890,421号はまた、同時延伸を、
その明細書に記載された方法及び装置を用いて曲線IとIIとの間の不定数の曲
線に沿って行なうことができると記載している(第4欄、第14〜31行)。前
記記載された目的を達成するために延伸プロフィルの詳細な説明を提供しないで
、米国特許第3,890,421号は、連続した二軸延伸からの制限因子を避け
るながら、前記記載された方法及び装置の目的が、延伸プロセスを通じて延伸及
びゆるみ張力を制御することによって、二軸延伸フィルムの耐性、引張強さ、弾
性率、収縮及び平面度を調節することであると記載する(第3欄、第34〜39
行目)。
【0004】 米国特許第4,853,602号は、前記記載された方法及び装置で、逐次延
伸が、長さ方向より先に横で、または、横より先に長さ方向で行われてもよいこ
とを記載する(第34欄、第35〜55行目)。この特許はまた、同時延伸のた
めに、フィルムの何れかの望ましい延伸を達成することができると記載する(第
35欄、第17行目以下参照)。
【0005】 より高度の中間延伸を達成した後で1つ以上の方向にフィルムを弛緩すること
を含む延伸プロフィルもまた周知である。例えば、米国特許第4,330,49
9号は、フィルムの収縮は、好ましくはフィルムが横断方向に更に延伸されてい
る間、延伸装置の長さの最後の5〜10%について、前に行われた長さ方向の延
伸の10%まで長さ方向に生じると記載する(要約書を参照のこと)。
【0006】 均一な厚さは、フィルムの性質の均一性の指標であり、不均一な厚さはテープ
ロールの隙間の形成や、または竹の子巻きにつながるため、接着テープの製造に
おいて重要である。
【0007】 市販の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの大多数はフラットフィルムまたはテ
ンター延伸プロセスによって製造される。代表的なテンタープロセスは、主に同
時にまたは主に逐次に二軸フィルムを延伸するのに役立つ。現在、同時にテンタ
ー延伸されたフィルムは、このようなプロセスは長さ方向及び横断方向の両方で
フィルムを連続的に延伸ができるが、それらは高価で、時間がかかり、許容延伸
比に関して融通がきかないと歴史的に判明しているので、フィルム裏材のマーケ
ットのわずかな部分しか占めない。
【0008】 発明の要旨 1つの態様において、本発明は、ポリマーフィルムを延伸プロフィルに従って
第1の方向の延伸の最終パラメータ及び第2の方向の延伸の最終パラメータまで
二軸延伸する方法を提供する。前記方法は、 a)前記フィルムに十分に高い温度を与えて有意(significant)
量の二軸延伸を行う工程と、 b)前記フィルムを第1の方向の延伸の最終パラメータの少なくとも1.2倍
である第1の方向の延伸のピークパラメータまで二軸テンター延伸する工程であ
って、第1の方向の延伸の最終パラメータが前記第2の方向の延伸の最終パラメ
ータ以下である工程と、 c)工程b)の後に、前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメータ
まで第1の方向に収縮させる工程と、を含む。
【0009】 上記の方法の1つの好ましい実施態様において、第1の方向の延伸の有意部分
が第2の方向の延伸の一部分と同時に行われる。前記収縮の有意部分が第2の方
向の延伸の一部分と同時に行われてもよい。
【0010】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、前記収縮の有意部分が第2の方
向の延伸の一部分と同時に行われる。
【0011】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、第1の方向の延伸のピークパラ
メータは第1の方向の延伸の最終パラメータの少なくとも1.3倍である。第1
の方向の延伸のピークパラメータは第1の方向の延伸の最終パラメータの少なく
とも1.4倍であってもよい。第1の方向の延伸のピークパラメータは第1の方
向の延伸の最終パラメータの少なくとも1.5倍であってもよい。
【0012】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、前記第1の方向はMDであり、
前記第2の方向はTDである。
【0013】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、第1の方向の延伸の最終パラメ
ータは一軸自然延伸パラメータより小さい。
【0014】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、第1の方向の延伸の最終パラメ
ータは、比例延伸プロフィルの自然延伸パラメータより小さい。
【0015】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、第2の方向の延伸の最終パラメ
ータは一軸自然延伸パラメータより大きい。
【0016】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、第2の方向の延伸の最終パラメ
ータは、比例延伸プロフィルの自然延伸パラメータより大きい。
【0017】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、前記フィルムは熱可塑性のフィ
ルムを含む。好ましくは、前記フィルムは半結晶質フィルムを含む。より好まし
くは、前記フィルムはポリオレフィンを含む。特に好ましい実施態様において、
前記フィルムはポリプロピレンを含む。
【0018】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、工程b)は更に、前記フィルム
を前記フィルムの対向する端縁に沿って複数のクリップで掴み、前記クリップを
横断方向に分岐するクリップガイド手段に沿って縦方向に進ませる。
【0019】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、工程b)は更に、前記第2の方
向の延伸の最終パラメータの50%以下が達成される前に前記フィルムを前記第
1の方向の延伸の最終パラメータの少なくとも75%まで延伸する工程を有する
。あるいは、工程b)は更に、前記第2の方向の延伸の最終パラメータの50%
以下が達成される前に前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメータの
少なくとも90%まで延伸する工程を有する。
【0020】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、工程b)は更に、前記第2の方
向の延伸の最終パラメータの50%以下が達成される前に前記フィルムを前記第
1の方向の延伸の最終パラメータの100%より多く延伸する工程を有する。
【0021】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、工程b)は更に、前記第2の方
向の延伸の最終パラメータの50%以下が達成される前に前記フィルムを前記第
1の方向の延伸のピークパラメータまで延伸する工程を有する。
【0022】 上記の方法の別の好ましい実施態様において、i)ゼロの延伸のパラメータを
画定する点と第1の方向の延伸の最終パラメータ及び第2の方向の延伸の最終パ
ラメータを画定する点との間の直線が比例延伸プロフィルを表すと共に比例延伸
領域を画定し、ii)ゼロの延伸のパラメータを画定する前記点と第1の方向の
延伸の最終パラメータ及び第2の方向の延伸の最終パラメータを画定する前記点
との間の前記延伸プロフィルを表す曲線が前記比例延伸領域の少なくとも1.4
倍の領域を画定する。前記比は代わりに少なくとも1.7であってもよい。
【0023】 前記方法の別の態様は、ポリプロピレンフィルムを延伸プロフィルに従って第
1の方向の延伸の最終パラメータ及び第2の方向の延伸の最終パラメータまで二
軸延伸する方法を提供するものであり、そこにおいて、第1の方向の延伸の最終
パラメータが第2の方向の延伸の最終パラメータ以下であり、第1の方向の延伸
の最終パラメータが、比例延伸プロフィルの自然延伸パラメータより小さい。前
記方法は、a)前記フィルムに十分に高い温度を与えて有意量の二軸延伸を行う
工程と、b)前記フィルムを第1の方向の延伸の最終パラメータの少なくとも1
.2倍である第1の方向の延伸のピークパラメータまで延伸する工程であって、
ピークの第1の方向の延伸の有意部分が第2の方向の延伸の一部分と同時に行わ
れる工程と、c)工程b)の後に、前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終
パラメータまで第1の方向に収縮させる工程と、を含む。
【0024】 本発明はまた、上に記載した方法の何れかによって得られたフィルムを提供す
る。本発明はまた、第1の主面及び前記第1の主面上の接着剤層を有する裏材を
含むテープを提供するものであり、そこにおいて、前記裏材は、上に記載した方
法の何れかによって得られたフィルムを含む。
【0025】 特定の用語が説明及びクレームのおいて用いられ、大部分は周知であるが、若
干の説明を必要とするものもある。フィルムについて記載するために本明細書中
で用いられるとき、「二軸延伸された」は、フィルムの平面において、2つの異
なった方向、第1の方向及び第2の方向、にフィルムが延伸されたことを示す。
常にではないが一般に、前記2つの方向は実質的に垂直であり、フィルムの縦方
向(「MD」)及びフィルムの横断方向(「TD」)にある。二軸延伸されたフ
ィルムは、逐次に延伸、同時に延伸されてもよく、または同時及び逐次の延伸の
或る組合せによって延伸されてもよい。「同時に二軸延伸された」は、フィルム
について記載するために本明細書中で用いられるとき、2つの方向のそれぞれの
延伸の有意部分が同時に行われることを示す。文脈が他の方法で必要としない限
り、「延伸(orient)」、「延伸(draw)」と「延伸(stretc
h)」は、用語「延伸された(oriented)」、「延伸された(draw
n)」、及び「延伸された(stretched)」、用語「延伸(orien
ting)」、「延伸(drawing)」、及び「延伸(stretchin
g)」と同様に、交換可能に全体で用いられる。
【0026】 延伸方法または延伸されたフィルムを説明するために本明細書で用いた用語「
延伸比」は、延伸されたフィルムの所定の部分の線寸法の延伸前の同じ部分の線
寸法に対する比を示す。例えば、5:1のMD延伸比(「MDR」)を有する延
伸されたフィルムにおいて、縦方向に1cmの線測定値を有する延伸されていな
いフィルムの所定の部分が延伸後に縦方向で5cmの測定を有する。5:1のT
D延伸比(「TDR」)を有する延伸されたフィルムにおいて、横断方向に1c
mの線測定値を有する延伸されていないフィルムの所定の部分が延伸後に横断方
向に5cmの測定値を有する。
【0027】 本明細書中で用いた「面積延伸比」は、延伸されたフィルムの所定の部分の面
積の延伸前の同じ部分の面積に対する比を示す。例えば、50:1の全面積延伸
比を有する二軸延伸されたフィルムにおいて、延伸されていないフィルムの所定
の1cm部分は、延伸後に50cmの面積を有する。
【0028】 公称延伸比としても周知の機械延伸比は、全フィルムの延伸されていない及び
延伸された寸法によって求められ、用いられている特定の装置内でフィルムを延
伸するために用いたフィルムの端縁のフィルムグリッパにおいて一般に測定され
得る。大域延伸比(Global stretch ratio)は、グリッパ
の近くにあるため延伸の間にグリッパの存在に影響される部分が考慮して除去さ
れた後のフィルムの全延伸比を指す。投入側の延伸されていないフィルムがその
全幅にわたって一定の厚さを有するとき、及びグリッパに近接していることが延
伸に及ぼす効果が小さいとき、大域延伸比は機械延伸比と等しい場合がある。し
かしながら、より一般的には、投入側の延伸されていないフィルムの厚さは、フ
ィルムの中心におけるよりグリッパの近くでより厚いまたはより薄いように調節
される。このような場合、前記大域延伸比は機械的または公称延伸比と異なる。
これらの大域または機械的比は共に局部延伸比から区別されなければならない。
延伸の前と後にフィルムの特定の部分(例えば1cmの部分)を測ることによっ
て、局部延伸比は求められる。延伸が、端縁のトリミングされた実質的に全フィ
ルムについて均一ではないとき、局部比は大域比と異なっている場合がある。延
伸が(端縁のすぐ近く及び端縁に沿ってグリッパを囲む領域を除く)実質的に全
フィルムについて均一であるとき、局部比は実質的に大域比と等しい。文脈が他
の方法で必要としない限り、第1の方向の延伸比、第2の方向の延伸比、MD延
伸比、TD延伸比、及び面積延伸比は、大域延伸比を説明するために本明細書中
で用いられる。
【0029】 用語「延伸パラメータ」は、延伸比から1を差し引いた値を示すために用いら
れる。例えば、「第1の方向の延伸パラメータ」及び「第2の方向の延伸パラメ
ータ」は、それぞれ、第1の方向の延伸比から1を差し引いた値及び第2の方向
の延伸比から1を差し引いた値を示すために本明細書中で用いられる。同じく、
用語「MD延伸パラメータ」及び「TD延伸パラメータ」は本明細書中で、それ
ぞれ、MD延伸比から1を差し引いた値及びTD延伸比から1を差し引いた値を
示す。例えば、縦方向に延伸されなかったフィルムは、1のMD延伸比を有する
(すなわち、延伸後の寸法が延伸前の寸法と等しい)。かかるフィルムは1マイ
ナス1、またはゼロのMD延伸パラメータを有する(すなわち、フィルムは延伸
されなかった)。同じく、7のMD延伸比を有するフィルムは、6のMD延伸パ
ラメータを有する。
【0030】 同時二軸延伸に関して、用語「比例延伸プロフィル」は、第1の方向の延伸パ
ラメータの第2の方向の延伸パラメータに対する比が延伸プロセスを通じて実質
的に一定に保たれる延伸プロフィルである。この特定例は、MD延伸パラメータ
のTD延伸パラメータに対する比が延伸プロセスを通じて実質的に一定に保たれ
るケースである。図1に示したように、比例延伸プロフィルのMD延伸パラメー
タ(y軸)対TD延伸パラメータ(x軸)は、MD延伸のゼロのパラメータ(ま
たは1のMD延伸比)及びTD延伸のゼロのパラメータ(または1のTD延伸比
)を表す点12からMD延伸の最終パラメータ及びTD延伸の最終パラメータを
表す点14まで直線10を提供する。比例延伸プロフィルのために、この線10
は、MD及びTDの延伸の最終パラメータが等しい場合であれ(「均合のとれた
」延伸)または不均等である場合であれ、この線10は真っ直ぐである。同様に
図1に、比例延伸プロフィルの曲線10の下の領域Aが確認される。
【0031】 用語「MD過バイアス」は、延伸プロセスの有意部分の間のMD延伸比が、同
じ最終MD及びTD延伸比を有する比例延伸プロフィルについてより大きい延伸
プロフィルを指す。1つの代表的なMD過バイアス曲線は、図1の16として表
される。過バイアス延伸プロフィルを確認する別の方法は、曲線16の下の領域
Bが同じMD及びTD延伸の最終パラメータ値で終わる比例延伸プロフィルの領
域Aより大きいということである。MD過バイアスプロフィルは必ずしも、比例
延伸プロフィルの線10の下のプロフィルの或る部分を有することを除外しない
【0032】 多くのフィルムがポリマーの融点より低い温度で、特にフィルムの線延伸温度
より低い温度で一軸または二軸延伸されるとき、前記フィルムが不均一に延伸し
、はっきりした境界が延伸された部分と延伸されていない部分との間に形成され
る。この現象はネッキングまたは線延伸と称される。フィルムが十分に高い度合
いに延伸されるとき、実質的に全フィルムが均一に延伸される。これが生じる延
伸比は、「自然延伸比」(natural stretch ratio)また
は「自然延伸比」(natural draw ratio)と称される。ネッ
キング現象及び自然延伸比の効果は、例えば、米国特許第3,903,234号
、3,995,007号、及び4,335,069号に記載されている。二軸の
延伸プロセスのための自然延伸比の多くの考察は、逐次延伸プロセスに関してで
ある。このようなプロセスにおいて、第1の延伸方向の自然延伸比または第2の
延伸方向の自然延伸比のどちらかについて、この自然延伸比は一軸延伸の自然延
伸比に実質的に類似している。延伸が融点付近の温度で行われるとき、または同
時の等しい二軸延伸(平方延伸とも称される)が行われるとき、ネッキング現象
がそれほど顕著でないことがあり、厳密に延伸された及び延伸されていない部分
ではなく、異なった局部延伸比を有する延伸された領域をもたらす。このような
状態で、及び何れかの同時の二軸延伸プロセスにおいて、所定の方向の「自然延
伸比」は、フィルム上の複数の位置で測定した局部延伸比の相対的な標準偏差が
約15%より小さいその大域延伸比として画定される。自然延伸比を超える延伸
は、厚さ、引張強さ、及び弾性率などの著しくより均一な性質または特徴を提供
すると広く理解される。何れかの所定のフィルム及び延伸条件について、自然延
伸比はポリマーの組成、キャストウェブの急冷条件等によるモフォロジー、及び
温度及び延伸の速度などの因子によって決定される。更に、二軸延伸されたフィ
ルムについて、一方の方向の自然延伸比は、他の方向の、最終延伸比を含めての
延伸条件によって影響を及ぼされる。従って、他方に一定した延伸比が与えられ
たとすると一方の方向に自然延伸比があると言われる場合があり、自然延伸比が
それによって上に画定されている局部延伸の均一性のレベルをもたらす一対の延
伸比(MDの延伸比及びTDの延伸比)があると言われる場合がある。
【0033】 本発明の詳細な説明 図2を参照すると、本発明の1つの好ましい実施態様による一定の長さのテー
プ20が示される。テープ20は、第1の主面24及び第2の主面26を有する
フィルム裏材22を含む。好ましくは、裏材22は、約0.020〜約0.06
4mmの範囲の厚さを有する。テープ20の裏材22は、接着剤28の層を有す
る第1の主面24上に被覆される。接着剤28は、本技術分野で周知の何れの適
した接着剤であってもよい。裏材22は、本技術分野で周知である第2の主面2
6上に被覆された任意の剥離または低粘着バックサイズ層30を有してもよい。
1つの好ましい実施態様において、裏材22は、本明細書に記載したような二軸
延伸された単層フィルムを含む。裏材22は、あるいは、二層、三層、または他
の多層裏材を含んでもよく、それらの層の1つが、本明細書に記載したような二
軸延伸されたフィルムを含む。
【0034】 好ましくは、フィルム裏材22は、ポリマーフィルムを含む。より好ましくは
、フィルム裏材22は熱可塑性ポリマーを含む。1つより多い層を含むフィルム
のために、以下に説明した適した材料が前記層の1つにだけ適用される。本発明
に使用するための適したポリマーフィルム材料には、二軸延伸されたフィルムに
形成され得るすべての熱可塑性物質などが挙げられる。適した熱可塑性ポリマー
フィルム材料には、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリ
アミド、ポリイミド、ポリアミド−イミド、ポリエーテル−アミド、ポリエーテ
ルイミド、ポリアリールエーテル、ポリアリールエーテルケトン、脂肪族ポリケ
トン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリスチレン及びそれらの誘
導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、セルロース誘導体、ポリエチレ
ン、ポリオレフィン、優勢なオレフィンモノマーを有するコポリマー、フッ素化
ポリマー及びコポリマー、塩素化ポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリビニル
アセテート、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、イオノマー樹脂、エラスト
マー、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、及びポリウレタンなどがあるがこれらに
制限されない。上述のポリマーの何れかを含む混和性または非混和性のポリマー
ブレンド、及び上述のポリマーの何れかの成分のモノマーの何れかを含むコポリ
マーもまた、二軸延伸されたフィルムがこのようなブレンドまたはコポリマーか
ら製造されてもよい場合、適している。
【0035】 半結晶質、熱可塑性、ポリマーフィルムが更により好ましい。半結晶質の熱可
塑性物質には、ポリエステル、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアリール
エーテルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド、アイソタクチ
ックまたはシンジオタクチックポリスチレン及びそれらの誘導体、ポリアクリレ
ート、ポリメタクリレート、セルロース誘導体、ポリエチレン、ポリオレフィン
、フッ素化ポリマー及びコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリ
ル、ポリビニルアセテート、及びポリエーテルなどがあるがそれらに制限されな
い。延伸して半結晶質状態から二軸延伸フィルムを形成することができる半結晶
質の熱可塑性物質が更により好ましい。これらには、特定のポリエステル及びポ
リアミド、特定のフッ素化ポリマー、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエ
チレン、及びポリオレフィンなどがあるがこれらに制限されない。ポリエチレン
及びポリプロピレンが更により好ましい。主にアイソタクチックポリプロピレン
が最も好ましい。
【0036】 本発明の目的のために、用語「ポリプロピレン」は、少なくとも約90重量%
のプロピレンモノマー単位を含むコポリマーを含むことを意図している。「ポリ
プロピレン」はまた、少なくとも約75重量%のポリプロピレンを含むポリマー
混合物を含むことを意図している。本発明に用いるためのポリプロピレンは好ま
しくは、主にアイソタクチックである。アイソタクチックポリプロピレンは、少
なくとも約80%の鎖アイソタクチシティ指数、約15%より少ないn−ヘプタ
ン可溶性含有量、及びASTM D1505−96(「密度−勾配技術によるプ
ラスチック密度」)に従って測定した約0.86〜0.92グラム/cmの密
度を有する。本発明に用いるための代表的なポリプロピレンは、230℃の温度
及び21.6Nの力でASTM D1238−95(「押出可塑度計による熱可
塑性物質の流量」)に従って約0.1〜15グラム/10分のメルトフローイン
デックスを有し、約100,000〜400,000の重量平均分子量、約2〜
15の多分散度指数を有する。本発明に用いるための代表的なポリプロピレンは
、示差走査熱量測定を用いて求めたときの融点が約130℃より大きく、好まし
くは約140℃より大きく、最も好ましくは約150℃より大きい。更に、この
発明に有用なポリプロピレンは、4〜8個の炭素原子を有するエチレンモノマー
単位及び/またはアルファ−オレフィンモノマー単位を有する、コポリマー、タ
ーポリマー、クオーターポリマー(quaterpolymers)など、であ
ってもよく、前記コモノマーの含有量は、10重量%より少ない。他の適したコ
モノマーには、1−デセン、1−ドデセン、ビニルシクロヘキセン、スチレン、
アリルベンゼン、シクロペンテン、ノルボルネン、及び5−メチルノルボルネン
などがあるがこれらに制限されない。1つの適したポリプロピレン樹脂は、テキ
サス州、ダラスのフィナオイルアンドケミカルカンパニー製の製品名3374の
、2.5g/10分のメルトフローインデックスを有するアイソタクチックポリ
プロピレンホモポリマー樹脂である。前記ポリプロピレンは、6個までの炭素原
子を有するアルキル基を有するジアルキル過酸化物、2,5−ジメチル−2,5
−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、及びジ−tert−ブチルペル
オキシドなどの有機過酸化物を添加することによって加工の間に意図的に部分的
に分解されることがある。約2〜15の分解係数(degradation f
actor)が適している。例えば、スクラップフィルムまたは端縁トリミング
ズの形状で再循環または再加工されたポリプロピレンを、約60重量%より少な
い量で前記ポリプロピレンに混入することもできる。
【0037】 すでに述べたとおり、少なくとも約75%のアイソタクチックポリプロピレン
及び別のポリマーの多くて約25%を有する混合物もまた、本発明のプロセスに
おいて有利に用いることができる。このような混合物中の適した付加的なポリマ
ーには、プロピレンコポリマー、ポリエチレン、4〜8個の炭素原子を有するモ
ノマーを含むポリオレフィン、及び他のポリプロピレン樹脂などがあるがこれら
に制限されない。
【0038】 本発明に用いるためのポリプロピレンは任意に、約300〜8000の分子量
を有し、約60℃〜180℃の軟化点を有する、合成または天然産の1〜40重
量%の樹脂を含有してもよい。一般に、このような樹脂は、4つのメインクラス
:石油樹脂、スチレン樹脂、シクロペンタジエン樹脂、及びテルペン樹脂、の1
つから選ばれる。任意に、これらのクラスの何れかからの樹脂を部分的にまたは
完全に水素化してもよい。石油樹脂は一般に、モノマーの成分として、スチレン
、メチルスチレン、ビニルトルエン、インデン、メチルインデン、ブタジエン、
イソプレン、ペンタジエン、及び/またはペンチレンを有する。スチレン樹脂は
一般に、モノマーの成分として、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、
及び/またはブタジエンを有する。シクロペンタジエン樹脂は一般に、モノマー
の成分として、シクロペンタジエン及び任意に他のモノマーを有する。テルペン
樹脂は一般に、モノマーの成分として、ピネン、アルファ−ピネン、ジペンテン
、リモネン、ミルセン、及びカンフェンを有する。
【0039】 本発明に用いるためのポリプロピレンは任意に、本技術分野に周知の添加剤及
び他の成分を含有してもよい。例えば、本発明のフィルムは、充填剤、顔料及び
他の着色剤、粘着防止剤、潤滑剤、可塑剤、加工助剤、帯電防止剤、核剤、酸化
防止剤及び熱安定剤、紫外線光安定剤、及び他の性質改質剤を含有してもよい。
充填剤及び他の添加剤は好ましくは、本明細書に記載した好ましい実施態様によ
って達成された性質に悪影響を与えないように選択された有効量で添加される。
一般にこのような材料は、延伸されたフィルムに作製される前に、(例えば、フ
ィルムに押出す前に溶融したポリマー中で)ポリマーに加えられる。有機充填剤
には、有機染料及び樹脂、並びに、ナイロン及びポリイミド繊維などの有機繊維
、及びポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリア
ミド、ハロゲン化ポリマー、ポリメタクリル酸メチル、及びシクロオレフィンポ
リマーなどの任意に架橋されたポリマーの混在物、などが挙げられる。無機充填
剤には、顔料、ヒュームドシリカの他、二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウムまた
はケイ酸マグネシウムなどのケイ酸塩、カオリン、タルク、ケイ酸アルミニウム
ナトリウム、ケイ酸アルミニウムカリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム
、ケイソウ土、石膏、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、リン酸カルシウム、酸
化アルミニウム、二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化鉄、炭素繊維、カーボ
ンブラック、グラファイト、ガラスビーズ、ガラス泡、鉱物繊維、粘土粒子、金
属粒子等の他の形が挙げられる。いくつかの適用において、本発明の二軸延伸プ
ロセスの間に前記充填剤粒子の周りにボイドが形成されることが有利であること
がある。有機及び無機充填剤の多くはまた、粘着防止剤として効果的に用いられ
ることがある。あるいは、または更に、ポリジメチルシロキサン油、金属セッケ
ン、ワックス、高級脂肪族エステル、及び高級脂肪族酸アミド(エルカアミド、
オレアミド、ステアルアミド、及びベヘンアミドなど)などの潤滑剤が使用され
てもよい。
【0040】 帯電防止剤もまた、脂肪族第三アミン、グリセロールモノステアレート、アル
カリ金属アルカンスルホネート、エトキシ化またはプロポキシ化ポリジオルガノ
シロキサン、ポリエテレングリコールエステル、ポリエテレングリコールエーテ
ル、脂肪酸エステル、エタノールアミド、モノ−及びジグリセリド、及びエトキ
シ化脂肪アミンなどを含めて、使用されてもよい。ジベンジルソルビトールまた
はその誘導体、キナクリドン及びその誘導体、安息香酸ナトリウムなどの安息香
酸の金属塩、ナトリウムビス(4−tert−ブチル−フェニル)ホスフェート
、シリカ、タルク、及びベントナイトなどの有機または無機核剤もまた、混入さ
れてもよい。酸化防止剤及び熱安定剤もまた、フェノールのタイプ(ペンタエリ
トリチルテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロピオネート]及び1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(
3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼンなど)、及
びアルカリ及びアルカリ土類金属ステアラート及びカーボネートなどを含めて、
有利に用いることができる。難燃剤、紫外線光安定剤、相溶化剤、抗菌物質(例
えば、酸化亜鉛)、電気導体及び熱導体(例えば、酸化アルミニウム、窒化ホウ
素、窒化アルミニウム、及びニッケル粒子)などの他の添加剤もまた、フィルム
を形成するために用いられるポリマー中にブレンドされてもよい。
【0041】 前記ポリマーを、本技術分野で周知であるようなシートの形状に流延して、本
明細書に記載した好ましいフィルムに達する延伸に適したシートを作製すること
ができる。ポリプロピレンフィルムを作製するとき、シートを流延するための適
した方法は、前記樹脂を単一のスクリュー、双スクリュー、カスケード、または
押出機バレル温度が安定性がある均一な溶融体を製造するために調節した他の押
出機システムの供給ホッパー中に供給することである。前記ポリプロピレン溶融
体をシートダイを通して回転冷却金属キャスチングホイール上に押出すことがで
きる。任意に、前記キャスチングホイールを、流体の満たされた冷却浴中に部分
的に浸漬してもよく、または、同様に任意に、前記流延シートを、キャスチング
ホイールから除去した後に流体の満たされた冷却浴に通してもよい。
【0042】 次に、前記シートを、本明細書中に記載した好ましいプロフィルに従って二軸
延伸し、裏材用フィルム22を提供する。すべての延伸方法のうち、テープ裏材
のためのフィルムの商業製造に最も好ましい方法には、フラットフィルムテンタ
ー装置による二軸延伸などがある。このような延伸方法は、本明細書中で二軸テ
ンター延伸と称される。このプロセスは、フィルムが速度を増大させるローラー
上で進ませることによってMDに延伸される従来の逐次二軸延伸装置とは異なっ
ている。二軸テンター延伸は、延伸する間にフィルムの全表面がローラーと接触
するのを避けるので、好ましい。二軸テンター延伸は、フィルムの対向する端縁
に沿って(複数のクリップなどの手段を使用して)フィルムを掴むと共に末広レ
ールに沿っていろいろな速度で掴み手段を進ませるテンター装置上で行われる。
この明細書を通じて、グリッパ及びクリップという語は、他のフィルム−端縁の
掴み手段を包括していることを意図している。クリップ速度をMDに増大させる
ことによって、MDの延伸が行われる。末広レールなどの手段を用いることによ
って、TD延伸が行われる。このような延伸は、例えば、米国特許第4,330
,499号及び4,595,738号に開示されている方法及び装置によって、
より好ましくは米国特許第4,675,582号、4,825,111号、4,
853,602号、5,036,262号、5,051,225号、及び5,0
72,493号に開示されている方法及びテンター装置によって達成され得る。
このような二軸のテンター装置は、逐次及び同時の二軸延伸プロセスが可能であ
り、本発明はいずれかのプロセスを有する。本明細書に記載され、請求された好
ましい延伸プロフィルが同時である実質的な部分を有すると称されるとき、これ
は、各々の方向の最終延伸の副次的な量より多く、好ましくは少なくとも10%
、より好ましくは少なくとも25%、及び更により好ましくは少なくとも40%
が、同時に行われることを意味する。二軸延伸フィルムはチューブ状ブローンフ
ィルム延伸プロセスによって作製され得るが、この発明のフィルムは、テープ裏
材として用いられるとき、厚さの変化を最小にすると共にチューブ状ブローンフ
ィルムのプロセスと一般に結び付いた加工の問題点を避けるためにいま記載した
好ましいフラットフィルムテンター延伸プロセスによって作製されることが好ま
しい。
【0043】 本発明による好ましい延伸プロフィルの1つのクラスは、MD過バイアス延伸
プロフィルのクラスである。MD過バイアス延伸プロフィルにおいて、MD延伸
パラメータは、同じMD及びTD最終延伸比を有する比例延伸プロフィルの場合
にそれが達成するよりも延伸プロセスの有意部分について高い値を達成する。1
つの具体的なMD過バイアス曲線は、図1の16として表される。1つの好まし
いMD過バイアス延伸プロフィルは、TD延伸の最終パラメータの50%以下が
達成される前に、MD延伸の最終パラメータの少なくとも75%が達成されるM
D過バイアス延伸プロフィルである。より好ましいMD過バイアス延伸プロフィ
ルは、TD延伸の最終パラメータの50%以下が達成される前に、MD延伸の最
終パラメータの少なくとも90%が達成されるMD過バイアス延伸プロフィルで
ある。このようなプロフィル16の例を図3に示す。5.4の最終MD延伸比及
び8.5の最終TD延伸比を有するフィルム(一般に5.4×8.5フィルムと
称される)ついては、MD延伸の最終パラメータは4.4に等しく、TD延伸の
最終パラメータは7.5に等しく、図3の点14として確認される。図3の好ま
しいMD過バイアスプロフィルについては、MD延伸の最終パラメータの少なく
とも90%が、(0.9×5.4)=4.86であり、y軸上に点40として示
される。TD延伸の最終パラメータの50%が(0.5×7.5)=3.75で
あり、x軸上の点42がとして示される。このため、前記示された好ましいプロ
フィルについては、前記プロフィル上に点44において示されるように3.75
以下のTD延伸パラメータが達成される前に4.86のMD延伸パラメータが達
成した。前記示されたMD過バイアスプロフィル16は、比例延伸プロフィルの
線10の下にある何れの部分も含まない。しかしながら、TD延伸の最終パラメ
ータの50%以下が達成される前に、MD延伸の最終パラメータの好ましくは少
なくとも75%、より好ましくは少なくとも90%を達成するMD過バイアスプ
ロフィルに比例延伸プロフィルの線の下のプロフィルの一部分を含むことは、本
発明の範囲内である。これは、図3のプロフィル16aとして示される。
【0044】 MD過バイアス延伸プロフィルを確認する別の方法は、曲線16の下の領域B
が、図4で示したのと同じMD及びTD延伸の最終パラメータで終わる比例延伸
プロフィルの領域Aより大きいということである。MD過バイアス延伸プロフィ
ル16の1つの好ましい実施態様は、延伸プロフィルの曲線16の下の領域Bが
、比例延伸プロフィルを画定する線10の下の領域Aの少なくとも1.4倍であ
る実施態様である。別の好ましいプロフィルにおいて、領域Bは領域Aの少なく
とも1.7倍である。更に別の好ましいプロフィルにおいて、領域Bは領域Aの
少なくとも2.0倍である。更に別の好ましいプロフィルにおいて、領域Bは領
域Aの少なくとも2.5倍である。そして別の好ましいプロフィルにおいて、領
域Bは領域Aの約2.5倍である。図4に示すプロフィルにおいて、MD過バイ
アス延伸プロフィル16は比例延伸プロフィルの線10の下の一部分を含まない
。しかしながら、図4のプロフィル16bによって示されるように領域Bを特定
量だけ比例領域Aより大きくするMD過バイアスプロフィルに比例延伸プロフィ
ルの線の下のプロフィルの一部分を含むことは、本発明の範囲内である。
【0045】 本発明の別の好ましい延伸プロフィルは、前記プロフィルのMD過延伸、その
後に、縦方向の収縮を含む。図5に示したように、このようなプロフィル46は
、点48でMD延伸のピークパラメータに達し、その後に、点14でMD延伸の
最終パラメータまで縦方向の収縮、を含む。TD方向の延伸なしにこの収縮を行
うことは可能であるが、有意量の過延伸のために、収縮の有意部分が図5のプロ
フィル46のセグメント46aによって示されるようにTD延伸の一部分と同時
に起こるのが好ましい。1つの好ましい実施態様において、過延伸の間に達成さ
れたMD延伸のピークパラメータ48がMD延伸の最終パラメータ14の値の少
なくとも1.2倍である。別の好ましい実施態様において、MD延伸のピークパ
ラメータはMD延伸の最終パラメータの少なくとも1.3倍である。更に別の好
ましい実施態様において、MD延伸のピークパラメータはMD延伸の最終パラメ
ータの少なくとも1.4倍である。更に別の好ましい実施態様において、MD延
伸のピークパラメータはMD延伸の最終パラメータの少なくとも1.5倍である
。別の好ましい実施態様において、MD延伸のピークパラメータはMD延伸の最
終パラメータの約1.5倍である。
【0046】 本明細書に記載した好ましいMD過延伸プロフィルはまた、本明細書に記載し
た好ましいMD過バイアス延伸プロフィルと組み合わせられてもよい。換言すれ
ば、TD延伸パラメータの特定量以下が達成される前に、このような延伸プロフ
ィルは、上に記載した好ましいMD延伸のピークパラメータ及び後続の縦方向の
収縮も達成する間に、所望の量のMD延伸パラメータを達成する。同様に、領域
Aより十分に大きい領域Bを含むMD過バイアス延伸プロフィルの何れについて
も、これらのプロフィルはまた、上に記載した好ましいMD延伸のピークパラメ
ータ及び後続の縦方向の収縮の達成を含むことがある。
【0047】 好ましい実施態様の多くが、実施例として、前記フィルムのMD及びTDに対
して本明細書中で記載される。しかしながら、本明細書中の好ましい延伸プロフ
ィル及び本明細書中に記載した実施例の何れも、第1の方向及び第1の方向と実
質的に垂直な第2の方向に対して説明され得ることが理解される。これは、過バ
イアス延伸プロフィル、過延伸プロフィルの他、最終延伸比、延伸パラメータ、
及び自然延伸比などの前記プロフィルに対して記載されたパラメータの何れにつ
いても同様である。従って、本発明の好ましい過バイアス及び/または過延伸プ
ロフィルは、最終延伸比が第2の方向の最終延伸比以下である第1の方向に対し
て記載されてもよい。第1の方向は、MDまたはTDであってもよい。すなわち
、前記プロフィルは、第1の方向の過バイアスまたは第1の方向の過延伸であっ
てもよく、これらは、MD過バイアス、TD過バイアス、MD過延伸、及びTD
過延伸であってもよいプロフィルを包含する。第1または第2の方向のどちらか
がMDに相当してもよく、他方がTDに相当する。例えばTD過バイアス延伸プ
ロフィルで作製されたフィルムの改善された性質は、MD過バイアス延伸プロフ
ィルで作製されたフィルムの改善された性質から反対の方向に関連することもま
た理解される。
【0048】 本明細書に記載した過バイアスまたは過延伸プロフィルの何れかにおいて、第
1の方向の最終の延伸比が、一軸延伸モードで同じフィルム上で測定した自然延
伸比より小さいことが、時々、好ましい。このようなケースについては、前記過
バイアスまたは過延伸は、最終延伸比が一軸自然延伸比より小さい方向と同じ方
向にある。1つの特に好ましい過バイアスプロフィルにおいて、前記プロフィル
はMD過バイアスであり、最終MD延伸比は一軸自然延伸比より小さい。別の好
ましいプロフィルにおいて、過バイアスでない方向については、最終延伸比が一
軸自然延伸比より大きいことが好ましい。別の好ましいプロフィルにおいて、過
バイアスを有する、第1の方向の最終延伸比が一軸自然延伸比より小さく、第2
の方向の最終延伸比が一軸自然延伸比より大きいことが好ましい。このような好
ましいプロフィルの実施例は、MD過バイアスされたプロフィルであり、最終M
D延伸比は一軸自然延伸比より小さく、最終TD延伸比が一軸自然延伸比より大
きい。上に記載したように、第1の方向の最終延伸比が一軸自然延伸比より小さ
いとき、得られたフィルムは、厚さ及び延伸の均一性などの著しく不均一な性質
をその方向に有すると思われる。驚くべきことに、本明細書中に記載した過バイ
アス及び過延伸プロフィルを用いることによって、性質の均一性が、一軸自然延
伸比より小さい最終延伸比までフィルムを延伸するにもかかわらず所定の方向で
達成されることがある。
【0049】 この意外な利点を説明する別の方法は、同じ最終延伸比またはパラメーターま
で異なった延伸プロフィルに沿って延伸されたフィルムを比較することである。
比例延伸プロフィルが用いられるとき、第1の方向の最終延伸比がその方向につ
いての自然延伸比より小さい場合、均一なフィルムの性質が得られない。フィル
ムが十分な過バイアスを有する延伸プロフィルに沿って同じ最終延伸パラメータ
または比まで延伸されるとき、フィルムは均一な性質を示す。前記過バイアス延
伸プロフィルは、過バイアスが存在している方向の自然延伸比の値を低減させる
と言うことができる。これは、許容範囲内の均一な性質及び特徴を有する延伸さ
れたフィルムをなお達成しつつ、比例延伸プロフィルについて可能であったより
も低い最終延伸比まで過バイアス延伸プロフィルに沿ってフィルムを延伸するこ
とを可能にする。
【0050】 特定の方向に破断までの大きな伸び及び大きな靭性をフィルムに持たせること
が、時々、好ましい。これらの性質は、その方向の低い最終延伸比で達成され得
る。本発明以前に、低い最終延伸比まで延伸することによって均一な厚さ及び性
質を有するフィルムを得ることは難しかった。低い最終延伸比は、本明細書に記
載した過バイアス及び/または過延伸プロフィルで都合よく得られる。これらの
プロフィルはまた、均一な性質及び厚さを有するフィルムを提供する。
【0051】 フィルムの二軸延伸は、樹脂の組成物、フィルムのキャスチング及び急冷パラ
メータ、延伸する前にフィルムを予熱する間の時間−温度履歴、使用した延伸温
度、及び延伸の速度などを含むがこれらに制限されない、多くの作業条件に敏感
である。本明細書に記載した利点によって、当業者は、パラメータの何れかまた
はすべてを調整し、それによって程度が異なる改善を得ることができ、またはそ
れによって前記改善を実現するために必要な延伸プロフィル過バイアスの正確な
レベルを調整することができる場合がある。
【0052】 この発明に有用なフィルムは好ましくは、テープ20のための裏材22として
用いられるとき、約0.020〜0.064mmの最終厚さを有する。より厚い
、及びより薄いフィルムを用いてもよいが、ただし、前記フィルムは、有害なま
でに硬質または剛性であって取り扱いが困難であるほどには厚くないが、過度の
もろさ及び取り扱いの困難さを避けるのに十分に厚くあるべきである。フィルム
の厚さのばらつきは、平均に対する標準偏差によって測定したとき、その端縁領
域を除くフィルムの内幅の全体にわたってウェブの下部まで好ましくは10%よ
り小さい。この内幅は、フィルムの全幅に対するフィルム端縁の相対的な部分に
依存して変化する。概して、フィルムの端縁は二軸延伸されるよりむしろ、二軸
延伸操作においても一軸の傾向がある特徴を示す。このためフィルムの端縁はよ
り厚い。ある場合には、意図的に不均一な厚さのキャストウェブが延伸される。
より厚い端縁がキャストウェブで用いられる場合、延伸されたフィルムのフィル
ム端縁の幅はグリッパの局在化する効果の他に、最初のキャストウェブの厚さの
プロフィルによって画定される。
【0053】 アイソタクチックポリプロピレンを含むフィルム裏材22の好ましい実施態様
については、フィルム裏材22は好ましくは、少なくとも110%の破断までの
引張伸び及び少なくとも18,000in−lb/inの破断までの引張容積
エネルギーを有する。
【0054】 裏材22は任意に、本技術分野に周知の上に記載した添加剤及び他の成分を、
好ましくは、好ましい実施態様によって達成された引張性質に悪影響を及ぼさな
いように選択された量で、含有してもよい。
【0055】 接着テープ裏材として使用するのを意図されたフィルムの場合、ストックロー
ルは一般に、フィルムメーカから得られる幅がより広い投入フィルムロールから
切断される。前記ストックロールは、一方の表面に接着剤を、他方の表面に、剥
離被覆または低粘着バックサイズ(LAB)を被覆され、狭い幅に切断され、ロ
ールの形状に捲回される。
【0056】 テープ裏材22の第1の主面24の上に被覆された接着剤28は、本技術分野
に周知である何れの適した接着剤であってもよい。好ましい接着剤は、圧力、熱
またはそれらの組合せによって活性化可能な接着剤である。適した接着剤には、
アクリレート、ゴム樹脂、エポキシ、ウレタンまたはそれらの組合せをベースと
した接着剤などがある。接着剤28は溶液、水性、またはホットメルト被覆方法
によって適用されてもよい。前記接着剤は、ホットメルト被覆調合物、転写被覆
調合物、及びラテックス調合物、並びに積層用、熱活性化、及び水活性化接着剤
及び結合剤を含有することができる。本発明による有用な接着剤には、すべての
感圧接着剤を挙げることができる。感圧接着剤は、攻撃的且つ永久的な粘着性、
指の圧力だけによる付着、及び被着体上にとまる十分な能力などの性質を有する
ことがよく知られている。本発明に有用な接着剤の例には、ポリアクリレート、
ポリビニルエチルエーテル、天然ゴム、ポリイソプレン、及びポリブタジエンな
どのジエンゴム、ポリイソブチレン、ポリクロロプレン、ブチルゴム、ブタジエ
ン−アクリロニトリルポリマー、熱可塑性エラストマー、スチレン−イソプレン
及びスチレン−イソプレン−スチレン(SIS)ブロックコポリマーなどのブロ
ックコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンポリマー、及びスチレン−ブタ
ジエンポリマー、ポリ−アルファ−オレフィン、非晶質のポリオレフィン、シリ
コーン、エチレンビニルアセテート、エチルアクリレート及びエチルメタクリレ
ートなどのエチレン含有コポリマー、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ、ポ
リビニルピロリドン及びビニルピロリドンコポリマー、ポリエステル、及び上記
の混合物またはブレンド(連続または不連続相)などの一般的な組成物をベース
とした接着剤などがある。更に、前記接着剤は、粘着付与剤、可塑剤、充填剤、
酸化防止剤、安定剤、顔料、拡散材料、硬化剤、繊維、フィラメント、及び溶剤
などの添加剤を含有することができる。同様に、前記接着剤は任意に、何れかの
周知の方法によって硬化され得る。
【0057】 有用な感圧接着剤の一般的な説明は、「Encyclopedia of P
olymer Science and Engineering」、Vol.
13、ワイリー−インターサイエンス出版(ニューヨーク、1988年)にみら
れる。有用な感圧接着剤の更に別の説明は、「Encyclopedia of
Polymer Science and Technology」、Vol
.1、インターサイエンス出版(ニューヨーク、1964年)に見いだされる。
【0058】 テープ20のフィルム裏材22は任意に、後続の被覆層の粘着を改善するため
に火炎またはコロナ放電または化学物質の下塗りを含めて他の表面処理にかける
ことによって処理されてもよい。更に、フィルム裏材22の第2の表面26は、
任意の低粘着バックサイズ材料30で被覆され、反対側の表面接着剤層28とフ
ィルム22との間の粘着を制限してもよく、それによって、接着剤の被覆された
テープの作製技術に周知であるように、簡単に巻出すことのできる接着テープロ
ールの製造を可能にする。
【0059】 本発明の操作は、以下の詳細な実施例に対して更に記載される。これらの実施
例は、いろいろな特定の、好ましい実施態様及び技術を更に示すために提供され
る。しかしながら、多くの変型及び改良物を、本発明の範囲内のまま、作製する
ことができると理解されるべきである。
【0060】 実施例 すべての実施例1〜13について、延伸されていないキャストフィルムが以下
のように得られた。エクソンケミカルカンパニー(テキサス州、ヒューストン)
から得られた商品名Escorene 4792の、2.5g/10分の公称メ
ルトフローインデックスを有し、0.3%のエチレンコモノマー含有量を有する
フィルム銘柄アイソタクチックポリプロピレンコポリマー樹脂を、安定性がある
均一な溶融体を製造するように調整された約250℃の押出機バレル温度を有す
る、Barmag AG(ドイツ、レムシャイト)によって製造された、17.
5cmの単一スクリュー押出機及び22.5cmの単一スクリュー押出機を備え
るカスケード押出しシステムに供給した。前記ポリプロピレン溶融体を、約38
℃に維持した回転冷却鋼キャスチングホイール上に91.4cmの単一マニホー
ルドシートダイを通して押出した。前記キャスチングホイールを、20℃に維持
された水槽に高レベルに浸漬されるように取り付けた。前記キャストフィルムを
、まだキャスチングホイールに接触している間に、このように水槽中を移動させ
た。前記延伸されていないキャストフィルムは、約0.13cm の厚さを有し
た。
【0061】 次に、前記キャストフィルムの試験片を、5.4のMD機械延伸比(「MDR
」)及び8.5のTDの機械延伸比(「TDR」)までそれらの2つの直交した
平面内の方向に同時に延伸した。同様な温度及び延伸速度で同じ延伸されていな
いキャストフィルムの一軸モードでの独立の測定値は、この材料の一軸自然延伸
比が約6〜約7であり、従ってすべての実施例においてMDRは一軸自然延伸比
より小さく、TDRは一軸自然延伸比より大きい。延伸は、プログラムできる温
度制御された炉を有する油圧駆動実験室用二軸フィルム延伸装置で行われた。炉
内の2つの直交した延伸サブシステムの位置としたがってフィルム試験片の延伸
比はまた、時間の関数としてプログラムできた。MD及びTDを、フィルム押出
し−キャスティングプロセスの最初のMD及びTDを用いて各々の試験片につい
て画定した。実験室用二軸フィルムそれ自体は、連続加工ではなく、回分式の装
置であるので、固有の「縦」及び「横断」方向を有しないことが明らかに理解さ
れるべきである。すべての実施例において、延伸は、2つの直交した方向の各々
について同時に始まり、終わった。すべての実施例に共通の手順の他の部分は、
次の通りであった。
【0062】 厚さ約0.13cmのキャストフィルムシートを四角形の試験片に切り分けた
。前記試験片を、前記装置の炉室内のフィルム延伸フレームのジョーで縁にそっ
て掴んだ後、2つの平面の方向の各々に約4.6cmの延伸性の寸法を有する掴
まれた試験片をもたらす大きさに切り分けた。各々の試験片を130℃で45秒
、その後に、更に45秒、160℃に予熱した。次に、各々の試験片を、そのテ
ンター炉内で同時二軸延伸することができるフィルムラインの働きをシミュレー
トするようにコンピュータで計算された前もってプログラムした延伸プロフィル
を用いて同時に二軸延伸した。延伸の終了後に、試験片を急速に冷却し、次いで
前記フィルム延伸装置からすみやかに除去した。少なくとも3つの試験片を、各
々の実施例の条件で延伸し、得られた反復試験片フィルムを、延伸挙動の精度に
ついて目視検査した。ところどころみられる、異常に挙動した試験片(例えば、
グリッパにおいてまたはその付近で破れている)を廃棄する。条件の所定のセッ
トでの前記3つの試験片から1つの試験片を、延伸の均一性の測定のために用い
、他方、他の2つを引張試験のために用いた。
【0063】 各々の実施例において、2つの成分(MD及びTD)の時間依存延伸プロフィ
ルを、同一時間において前記2つの成分の時間依存延伸プロフィルの点を対にす
ることによってMD延伸パラメータ対TD延伸パラメータのプロットに組み合わ
せた。このプロットは、以後、延伸プロフィルと称される。このようなプロット
から、次のパラメータを、グラフでまたは数値的に、計算することができる。
【0064】 「25%のTD延伸パラメータでのMD延伸パラメータの%」これは、TD延
伸の最終パラメータの25%が達成されたときにMD延伸の最終パラメータの何
パーセントが達成されたかを表す。
【0065】 「50%のTD延伸パラメータでのMD延伸パラメータの%」TD延伸パラメ
ータの50%が達成されたときにMD延伸の最終パラメータの何パーセントが達
成されたかを表す。
【0066】 「延伸プロフィル面積比」このパラメータは、延伸プロフィル、MD延伸パラ
メータがゼロに等しい軸、及びTD延伸の最終パラメータで引かれた垂直線と境
界を接する領域の、 始点を終点に結合する直線(すなわち、比例延伸プロフィル)、MD延伸パラ
メータがゼロに等しい軸、及びTD延伸の最終パラメータで引かれた垂直線と境
界を接する領域、に対する比を表す。 これは図1の領域Bの領域Aに対する比によって表される。
【0067】 試験方法 延伸の均一性 延伸する前に、1cm間隔でMD及びTDに沿って基準線を有するグリッドを
、基準線の2つが正確なフィルムの中心で交差するように配置されるように切取
り四角形のキャストフィルム試験片上に引いた。延伸後に、これらの基準マーキ
ングの分離を測定して局部延伸比を確認した。隣接した対のフィルムグリッパの
間の端縁のスカラップ形成による端縁効果を除外するために、縦及び横断方向の
各々に走る中心の3つの基準線だけを用いて測定を行った。更に、基準線の移動
を、垂直な基準線に沿ってだけ測定した。従って、MDの基準線の移動を、TD
に沿って走る中心の基準線とどちらかの側に隣接した基準線との間で測定し、M
Dに沿って走る中心の基準線及びどちらかの側に隣接した基準線だけに沿って測
定し、合計6回の測定を行った。TDの移動の測定を同様に行った。
【0068】 このようにして測定した、フィルムの局部延伸比は、延伸方向の一方または両
方のネッキングまたは線延伸(line−drawing)のため1つの試験片
内で著しく異なることがある。同時二軸延伸のケースについては、線延伸は通常
、延伸比がその方向の自然延伸比より小さい延伸方向に実質的に垂直に配列され
た、フィルム上のバンドとして表れ、そこにおいて、このようなバンドはフィル
ムのその他の部分ほど実質的に高度に延伸されない。このような不均一性は、6
つの局部MDR測定値の標準偏差の6つの局部MDR測定値の平均値に対する比
として表された、MDRの相対的な標準偏差を計算することによって、実施例1
〜13について定量化された。均一な厚さの延伸されていないキャストフィルム
が出発材料として使用されるとき、相対的に大きな局部延伸比が局在の薄い場所
をもたらし、他は全て等しいので、MDRの相対的な標準偏差もまた、完成フィ
ルム厚さの均一性の間接的な定性的な尺度になることは容易に理解されよう。他
の直接及び間接的な測定方法がフィルムの不均一性を定量化するために存在する
こともまた理解されよう。ここで用いられた方法は説明に役立てることを意図す
るものであり、制限するものと見なされるべきではない。
【0069】 引張の性質 引張試験の試験片を実施例の各々の延伸されたフィルム試験片から切り分け、
シンテック引張試験機(マサチューセッツ州、ストートン)で試験した。各々の
引張試験の試験片は幅1.25cm、長さ14cmであった。5.08cmの初
期のジョー分離、またはゲージ長さ、2.54cm/分の初期クロスヘッド速度
を用いた。3%の歪みの変形が達せられた後、50.8cm/分の第2の速度を
用いた。すべてフィルムのMDに沿って切断された、10個の引張試験の試験片
を、1つの延伸されたフィルム試験片から取り、各々の延伸されたフィルムの実
施例について、試験した。同様な測定をTDで行ったが、ただし、10回ではな
く、7回だけであり、縦方向の延伸されたフィルム試験片の寸法ほうが小さいた
め、引張試験片を各々のフィルム試験片から切り分けることができた。引張試験
片の初期ゲージ長さに基づいた破断までの引張の伸びの値を記録した。更に、引
張応力‐歪み曲線の下の領域を、破断までの容積引張エネルギーとして記録した
。全ての記録された引張の値は、10(MD)または7つの(TD)の引張試験
片の平均である。
【0070】 比較例は先頭につけた記号「C」を有する数によって明示される。
【0071】 比較例C1: MDに不足バイアスされた延伸(MD−Under−Biase
d Stretching) 延伸を160℃の炉温度で行った。比較例C1の時間による大域MDR及びT
DRの漸進を記載する時間依存成分の延伸プロフィルを図6に示し、延伸プロフ
ィルを図7に示した。延伸プロフィルのパラメータ値及び延伸の均一性及び引張
試験の結果を表1に示した。これは、MDに不足バイアスされた延伸のケースで
ある。
【0072】 比較例C2:近−比例延伸 延伸を160℃の炉温度で行った。比較例C2の時間による大域MDR及びT
DRの漸進を記載する時間依存成分の延伸プロフィルを図8に示し、延伸プロフ
ィルを図9に示した。
【0073】 実施例3:MDに過バイアスされた延伸 延伸は160℃の炉温度で行った。実施例3の大域のMDR及びTDRの漸進
を記載する延伸プロフィルを図10に示した。
【0074】 実施例4:MDに過バイアスされた延伸 延伸を160℃の炉温度で行った。実施例4の時間による大域MDR及びTD
Rの漸進を記載する時間依存成分の延伸プロフィルを図11に示し、延伸プロフ
ィルを図12に示した。
【0075】 実施例5:MDに過バイアスされた延伸 延伸を160℃の炉温度で行った。実施例5の大域MDR及びTDRの漸進を
記載する延伸プロフィルを図13に示した。
【0076】 実施例6:MD過延伸の延伸 延伸を160℃の炉温度で行った。実施例6の大域のMDR及びTDRの漸進
を記載する延伸プロフィルを図14に示した。
【0077】 実施例7〜10:MD過延伸の延伸 延伸を160℃の炉温度で行った。実施例7〜10の大域MDR及びTDRの
漸進を記載する延伸プロフィルを、それぞれ、図15、17、18、及び19に
示した。説明に役立てるために、実施例8の時間による大域MDR及びTDRの
漸進を記載する相当する時間依存成分の延伸プロフィルを図16に示す。
【0078】 実施例11:異なった温度での延伸 延伸を155℃の炉温度で行ったことを除き、実施例11は実施例7と同じに
行った。
【0079】 実施例12〜13:別のプロフィル 実施例12を、155℃の炉温度及び等しいMD延伸の最終パラメータ、TD
延伸の最終パラメータで実施例11と同様に行い、50%のTD延伸パラメータ
で同じパーセントのMD延伸パラメータを達成した。しかしながら、実施例12
は、延伸プロフィルの領域Bの比例延伸プロフィルの領域Aに対する比において
実施例11とは異なった。大域MDR及びTDRの漸進を記載する延伸プロフィ
ルを図20に示した。
【0080】 実施例13を、160℃の炉温度及び等しいMD延伸の最終パラメータ、TD
延伸の最終パラメータで実施例9と同様に行い、50%のTD延伸パラメータで
同じパーセントのMD延伸パラメータを達成した。しかしながら、実施例13は
、延伸プロフィルの領域Bの比例延伸プロフィルの領域Aに対する比において実
施例9とは異なった。大域MDR及びTDRの漸進を記載する延伸プロフィルを
図21に示した。
【0081】 実施例の延伸プロフィル及び条件に関する詳細を、延伸の均一性、破断までの
伸び、及び破断までのエネルギーを示す結果と共に、表1に記録する。
【0082】
【表1】 表1(MD)
【0083】
【表2】 表1(TD)
【0084】 破断までのMD伸び及び破断までのMDエネルギーの値の顕著な改善が、延伸
プロフィル曲線の下の領域の比例延伸プロフィルの下の領域に対する比が少なく
とも約1.4で、TD延伸の最終パラメータの50%が達成される前にMD延伸
の最終パラメータの少なくとも約75%以上が達成される延伸プロフィルで生じ
ることが、結果から知ることができる。MD延伸の均一性の顕著な増大が、延伸
プロフィル曲線の下の領域の比例延伸プロフィルの下の領域に対する比が少なく
とも約1.7で、TD延伸の最終パラメータの50%が達成される前にMD延伸
の最終パラメータの少なくとも約90%以上が達成される延伸プロフィルで生じ
ることもまた、結果からわかる。延伸の均一性がフィルムの性質及び特徴の均一
性を提供すると思われる。
【0085】 上に記載した試験及び試験結果は予示的ではなく、もっぱら説明に役立つよう
に意図され、試験手順の変型が異なった数値の結果を生じることを予想すること
ができる。
【0086】 本発明は、そのいろいろな実施態様に対して記載された。前述の詳細な説明及
び実施例は理解を明快にするためにだけ提供された。不必要な制限条件をそれら
から理解するべきではない。多くの変更が、本発明の範囲から外れずに記載され
た実施例に加えうることは、当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲
は本明細書に記載した正確な詳細及び構造体に制限されるべきではなく、クレー
ムによって記載された構造体、及びそれらの構造体の同等物によって制限される
べきである。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付した図に対して更に説明され、そこにおいて、同じ構造体は、
いろいろな図にわたって同じ数字によって言及される。
【図1】 比例延伸プロフィルと代表的なMDの過バイアス延伸プロフィル
のプロットである。
【図2】 本発明による好ましいテープの等角投影図である。
【図3】 本発明による好ましい過バイアス延伸プロフィルのプロットであ
る。
【図4】 本発明による別の好ましい過バイアス延伸プロフィルのプロット
である。
【図5】 本発明による好ましい過延伸プロフィルのプロットである。
【図6】 比較例C1の時間依存成分の延伸プロフィルのプロットである。
【図7】 比較例C1の延伸プロフィルのプロットである。
【図8】 比較例C2の時間依存成分の延伸プロフィルのプロットである。
【図9】 比較例C2の延伸プロフィルのプロットである。
【図10】 実施例3の延伸プロフィルのプロットである。
【図11】 実施例4の時間依存成分の延伸プロフィルのプロットである。
【図12】 実施例4の延伸プロフィルのプロットである。
【図13】 実施例5の延伸プロフィルのプロットである。
【図14】 実施例6の延伸プロフィルのプロットである。
【図15】 実施例7の延伸プロフィルのプロットである。
【図16】 実施例8の倍に依存する成分の延伸プロフィルのプロットであ
る。
【図17】 実施例8の延伸プロフィルのプロットである。
【図18】 実施例9の延伸プロフィルのプロットである。
【図19】 実施例10の延伸プロフィルのプロットである。
【図20】 実施例12の延伸プロフィルのプロットである。
【図21】 実施例13の延伸プロフィルのプロットである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 アンソニー・ピー・ファーガソン アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ウィリアム・ダブリュー・メリル アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 フレッド・ジェイ・ロスカ アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ジェフリー・エヌ・ジャクソン アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 Fターム(参考) 4F210 AA03 AA11 AG01 QA02 QC07 QD31 QG01 QG18

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリマーフィルムを延伸プロフィルに従って第1の方向の延
    伸の最終パラメータ及び第2の方向の延伸の最終パラメータまで二軸延伸する方
    法であって、 a)前記フィルムに十分に高い温度を与えて有意量の二軸延伸を行う工程と、 b)前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメータの少なくとも1.
    2倍である第1の方向の延伸のピークパラメータまで二軸テンター延伸する工程
    であって、前記第1の方向の延伸の最終パラメータが前記第2の方向の延伸の最
    終パラメータ以下である工程と、 c)工程b)の後に、前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメータ
    まで第1の方向に収縮させる工程と、を含む方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の方向の延伸の有意部分が前記第2の方向の延伸の
    一部分と同時に行われる、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記収縮の有意部分が前記第2の方向の延伸の一部分と同時
    に行われる、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記収縮の有意部分が前記第2の方向の延伸の一部分と同時
    に行われる、請求項2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記第1の方向の延伸のピークパラメータが、前記第1の方
    向の延伸の最終パラメータの少なくとも1.3倍である、請求項1に記載の方法
  6. 【請求項6】 前記第1の方向の延伸のピークパラメータが、前記第1の方
    向の延伸の最終パラメータの少なくとも1.4倍である、請求項5に記載の方法
  7. 【請求項7】 前記第1の方向の延伸のピークパラメータが、前記第1の方
    向の延伸の最終パラメータの少なくとも1.5倍である、請求項6に記載の方法
  8. 【請求項8】 前記第1の方向がMDであり、前記第2の方向がTDである
    、請求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記第1の方向の延伸の最終パラメータが、一軸自然延伸パ
    ラメータより小さい、請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記第1の方向の延伸の最終パラメータが、比例延伸プロ
    フィルの自然延伸パラメータより小さい、請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記フィルムが熱可塑性フィルムを含む、請求項1に記載
    の方法。
  12. 【請求項12】 前記フィルムが半結晶質フィルムを含む、請求項11に記
    載の方法。
  13. 【請求項13】 前記フィルムがポリオレフィンを含む、請求項12に記載
    の方法。
  14. 【請求項14】 前記フィルムがポリプロピレンを含む、請求項13に記載
    の方法。
  15. 【請求項15】 工程b)が、前記フィルムを前記フィルムの対向する端縁
    に沿って複数のクリップで掴み、前記クリップを横断方向に分岐するクリップガ
    イド手段に沿って縦方向に進ませることを更に含む、請求項1に記載の方法。
  16. 【請求項16】 工程b)が、前記第2の方向の延伸の最終パラメータの5
    0%以下が達成される前に前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメー
    タの少なくとも75%まで延伸する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
  17. 【請求項17】 工程b)が、前記第2の方向の延伸の最終パラメータの5
    0%以下が達成される前に前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメー
    タの少なくとも90%まで延伸する工程を更に含む、請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項18】 工程b)が、前記第2の方向の延伸の最終パラメータの5
    0%以下が達成される前に前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメー
    タの100%より多く延伸する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
  19. 【請求項19】 工程b)が、前記第2の方向の延伸の最終パラメータの5
    0%以下が達成される前に前記フィルムを前記第1の方向の延伸のピークパラメ
    ータまで延伸する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
  20. 【請求項20】 請求項1に記載の方法であって、 i)ゼロの延伸のパラメータを画定する点と前記第1の方向の延伸の最終パラ
    メータ及び前記第2の方向の延伸の最終パラメータを画定する点との間の直線が
    比例延伸プロフィルを表すと共に比例延伸領域を画定し、 ii)ゼロの延伸のパラメータを画定する前記点と前記第1の方向の延伸の最
    終パラメータ及び前記第2の方向の延伸の最終パラメータを画定する前記点との
    間の前記延伸プロフィルを表す曲線が前記比例延伸領域の少なくとも1.4倍の
    領域を画定する、方法。
  21. 【請求項21】 ゼロの延伸のパラメータを画定する前記点と前記第1の方
    向の延伸の最終パラメータ及び前記第2の方向の延伸の最終パラメータを画定す
    る前記点との間の前記延伸プロフィルを表す前記曲線が前記比例延伸領域の少な
    くとも1.7倍の領域を画定する、請求項20に記載の方法。
  22. 【請求項22】 請求項1に記載の方法によって得られたフィルム。
  23. 【請求項23】 第1の主面及び前記第1の主面上の接着剤層を有する裏材
    を含むテープであって、前記裏材が請求項22に記載のフィルムを含む、テープ
  24. 【請求項24】 ポリプロピレンフィルムを延伸プロフィルに従って第1の
    方向の延伸の最終パラメータ及び第2の方向の延伸の最終パラメータまで二軸延
    伸する方法であって、前記第1の方向の延伸の最終パラメータが前記第2の方向
    の延伸の最終パラメータ以下であり、前記第1の方向の延伸の最終パラメータが
    、比例延伸プロフィルの自然延伸パラメータより小さく、 a)前記フィルムに十分に高い温度を与えて有意量の二軸延伸を行う工程と、 b)前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメータの少なくとも1.
    2倍である第1の方向の延伸のピークパラメータまで延伸する工程であって、前
    記第1の方向の延伸のピークの有意部分が前記第2の方向の延伸の一部分と同時
    に行われる工程と、 c)工程b)の後に、前記フィルムを前記第1の方向の延伸の最終パラメータ
    まで第1の方向に収縮させる工程と、を含む方法。
  25. 【請求項25】 請求項24に記載の方法によって得られたフィルム。
  26. 【請求項26】 第1の主面及び前記第1の主面上の接着剤層を含む裏材を
    含むテープであって、前記裏材が請求項25に記載のフィルムを含むテープ。
  27. 【請求項27】 前記第2の方向の延伸の最終パラメータが一軸自然延伸パ
    ラメータより大きい、請求項1に記載の方法。
  28. 【請求項28】 前記第2の方向の延伸の最終パラメータが、比例延伸プロ
    フィルの自然延伸パラメータより大きい、請求項1に記載の方法。
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