JP2002544310A

JP2002544310A - フィブリル化表面を有するフィルムおよび製造方法

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Publication number: JP2002544310A
Application number: JP2000616270A
Authority: JP
Inventors: ディー．スワン，マイケル; デイモダラン，サンダラベル; エー．ペレッツ，マリオ
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2002-12-24
Also published as: DE69922265T2; US6331343B1; CA2371180A1; EP1177244A1; EP1177244B1; BR9917290A; CN1352663A; DE69922265D1; AU5905699A; KR20020005739A; WO2000068301A1

Abstract

(57)【要約】流体エネルギーを高延伸でボイドのある溶融処理済みポリマーフィルムの少なくとも１つの表面に与えることにより、繊維およびフィブリル化物品が提供される。このフィルムは、半結晶ポリマー成分とボイド開始成分の溶融処理済み非混和性混合物を含む。繊維およびフィブリル化物品は、テープバッキング、フィルタ、断熱材および防音材およびポリマーまたはコンクリートのような注型建築材料の強化繊維として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野本発明は、繊維状表面を有する高強度の溶融処理済みフィルムおよびその製造
方法に関する。本発明のフィルムは、通常、超音波または高圧ウォータジェット
の形態の流体エネルギーを、半結晶ポリマーとボイド開始成分を含む延伸溶融処
理済みフィルムに与えることにより作製することができる。本発明の繊維状フィ
ルムは、テープバッキング、印刷またはグラフィック用の紙状基材、フィルタ、
繊維状マットならびに断熱材および防音材に用いられる。

【０００２】発明の背景ポリマー繊維は、商業的なポリマーの開発の初期から実質的に知られている。
ポリマーフィルムからポリマー繊維を製造することも周知である。特に、フィル
ムから繊維を作成する（フィブリル化する）容易さは、フィルムを形成するポリ
マーフィブリルの分子配向度と相関させることができる。

【０００３】ポーラスおよびマイクロポーラスフィルムは、熱可塑性ポリマーを押出して、
フィルムを延伸することにより作成されている。米国特許第５，８１１，４９３
号（Ｋｅｎｔ）には、ポリエステル連続相、熱可塑性ポリオレフィン不連続相お
よびポリエステル−ポリエーテルジブロック相容剤を含む組成物を押出し、延伸
することが記載されている。米国特許第４，９２１，６５２号（Ｔｓｕｊｉら）
には、無機微粉末とポリオレフィンのブレンドを溶融鋳造し、伸張することが記
載されている。米国特許第４，３７７，６１６号（Ａｓｃｈｃｒｏｆｔら）には
、マトリックス材料とは相容性のない球状ボイド創出のための中空でない粒子を
含めることによりマトリックス内にボイドの形成されたボイド熱可塑性マトリッ
クス材料を含む二軸延伸ポリマーフィルムが記載されている。

【０００４】半結晶ポリマーフィルムおよび繊維の延伸は、例えば、溶融紡糸、溶融変形（
共）押出し、固体状共押出し、ゲル延伸、固体状圧延、ダイ延伸、固体状延伸お
よびロールトルージョンをはじめとする数多くの方法で行われている。これらの
方法はそれぞれ、延伸済みの高モジュラスのポリマー繊維およびフィルムを作成
するのに成功している。たいていの固体状処理方法の製造速度は制限されており
、数ｃｍ／分と遅い。ゲル延伸を含む方法は早くすることができるが、追加の溶
剤取扱い工程を必要とする。ポリマー片が、２本ロールカレンダーにより二軸で
変形され、さらに長さ（機械方向）が延伸されている固体ポリマーシート、特に
ポリオレフィンシートの圧延と延伸の組み合わせが記載されている。初期のニッ
プまたはカレンダー工程に続いて、機械方向またはフィルム長さの横の両方に伸
張するなど、その他のウェブ取扱い機器に関する方法を用いて分子配向がなされ
ている。

【０００５】発明の概要本発明は、少なくとも１つの繊維状表面を有し、半結晶ポリマー成分とボイド
開始成分の溶融処理済みの非混和性混合物を含む新規な延伸フィルムに関する。
フィルムの繊維状表面は、インク受容基材、ワイプ、紙状フィルムおよびテープ
のバッキングのような用途に特に有用とさせる広い表面積を与える点で有利であ
る。表面積は、約０．２５ｍ²／グラムを超え、一般的には約０．５〜３０ｍ²／
グラムである。

【０００６】本発明はさらに、結晶ポリマー成分とボイド開始成分の非混和性混合物を含む
延伸ポリマーフィルムを提供する工程と、少なくとも一主軸（単軸配向）に沿っ
てフィルムを伸張して、ボイドモルホロジーを与える工程と、任意で、フィルム
を第２の主軸に沿って伸張（二軸延伸）する工程と、十分な流体エネルギーを与
えることによりボイドフィルムをフィブリル化する工程とにより、繊維状表面を
有する延伸フィルムを作製することに係る。

【０００７】フィルムは単軸延伸させて、平均有効直径が２０ミクロン未満、通常、０．０
１〜１０ミクロンのポリマーマイクロファイバーを有し、断面が実質的に矩形で
、横断アスペクト比（幅対厚さ）が１．５：１〜２０：１の繊維状表面を作成し
てもよい。さらに、高延伸モルホロジーのために、単軸配向フィルムから作成さ
れた本発明のマイクロファイバーは、非常に高いモジュラスを有しており、これ
が熱硬化性樹脂およびコンクリートの強化繊維として特に有用とさせている。こ
の代わりに、フィルムは二軸延伸させて、幅と長さに比べて断面が薄く、不規則
形状の繊維状フレークの繊維状表面を形成してもよい。繊維状フレークは、フィ
ルムの表面積を大きくし、ボンディングやファスニングのための被着表面として
特に有用である。

【０００８】本発明の方法は、製造を高速化でき、工業プロセスに好適であり、容易に入手
可能なポリマーを用いる点で有利である。さらに、非混和性混合物を用いること
により、単一成分のポリマーフィルムのフィブリル化に比べて少ないエネルギー
の付与でフィルム表面のフィブリル化を可能とする。極めて小さな繊維直径を有
し、高強度と高モジュラスの両方を有する本発明の繊維および繊維状物品は、テ
ープバッキング、ストラッピング材料、独特の光学特性と広い表面積を持つフィ
ルム、熱硬化のための低密度強化材、衝撃変性材またはコンクリートのようなマ
トリックス中の亀裂伝播防止材、印刷またはグラフィック用の紙状基材および繊
維状形態品（例えば、デンタルフロスまたは不織布）として有用である。

【０００９】詳細な説明非混和性混合物中の第１のポリマー成分として有用な半結晶ポリマーとしては
、溶融処理可能な結晶、半結晶または結晶化可能なポリマーまたはブロック、グ
ラフトおよびランダムコポリマーをはじめとするコポリマーが挙げられる。半結
晶ポリマーは、アモルファス領域と結晶領域の混合物からなる。結晶領域はより
規則性があり、鎖のセグメントが実際に結晶格子に充填されている。結晶領域の
中には他の部分よりもより規則性があるものもある。結晶領域をポリマーの融点
より高い温度に加熱すると、分子はあまり規則性がなくなり、よりランダムとな
る。急冷すると、この規則性の少ない特徴部分が適所で「凍結」し、得られるポ
リマーがアモルファスであると言われている。徐冷すると、これらの分子は再充
填されて結晶領域を形成し、ポリマーは半結晶であると言われている。ポリマー
の中にはアモルファスのままで、結晶化の傾向を示さないものもある。ポリマー
の中には、熱処理、伸張または延伸、そして溶剤導入により半結晶とできるもの
があり、これらのプロセスは真の結晶化度を制御することができる。

【００１０】本発明に有用な半結晶ポリマーとしては、高密度および低密度ポリエチレン、
鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン、ポリ（フッ化
ビニリデン）、ポリ（メチルペンテン）、ポリ（エチレン−クロロトリフルオロ
エチレン）、ポリ（フッ化ビニル）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（エチレ
ンオキシド）、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレー
ト）、ナイロン６、ナイロン６６、ポリブテン、シンジオタクチックポリスチレ
ンおよびサーモトロピック液晶ポリマーが挙げられるが、これに限られるもので
はない。好適なサーモトロピック液晶ポリマーとしては、溶融時に液晶特性を示
し、芳香族ジオール、芳香族カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸およびその他同
様のモノマーから合成される芳香族ポリエステルが例示される。代表例としては
、パラヒドロキシ安息香酸（ＰＨＢ）、テレフタル酸およびビフェノールからな
る第１のタイプと、ＰＨＢと２，６−ヒドロキシナフトエ酸からなる第２のタイ
プと、ＰＨＢ、テレフタル酸およびエチレングリコールからなる第３のタイプが
挙げられる。好ましいポリマーは、低コストで容易に入手でき、高モジュラスお
よび高引張強度といったフィブリル化物品に極めて望ましい特性を与えることの
できるポリプロピレンやポリエチレンのようなポリオレフィンである。

【００１１】半結晶ポリマー成分はさらに、本発明のフィブリル化フィルムに所望の特性を
与えるために、少量の第２のポリマーを含んでいてもよい。かかるブレンドの第
２のポリマーは半結晶またはアモルファスであり、半結晶ポリマー成分の重量に
基づいて３０重量パーセント未満である。例えば、フィブリル化フィルムの柔ら
かさとドレープ性を改善するために、半結晶ポリマー成分として用いるときは、
少量の鎖状低密度ポリエチレンをポリプロピレンに加えてよい。例えば、業界に
知られているように、剛性、亀裂防止、エルメンドルフ引裂強さ、延び、引張強
度および衝撃強さを向上するために、少量のその他のポリマーを加えてもよい。

【００１２】ボイド開始成分は、半結晶ポリマー成分に非混和となるようなものを選ぶ。平
均粒子サイズが約０．１〜１０．０ミクロンの有機または無機固体とし、アモル
ファス形状、スピンドル、プレート、ダイアモンド、立方体および球をはじめと
するいずれの形状であってもよい。ボイド開始成分として有用な無機固体として
は、中空でない、または中空のガラス、セラミックまたは金属粒子、マイクロス
フェアまたはビーズ、ゼオライト粒子、これに限られるものではないが、二酸化
チタン、アルミナおよび二酸化ケイ素のような金属酸化物を含む無機化合物、金
属、アルカリ−またはアルカリ土類炭酸塩または硫酸塩、カオリン、タルクおよ
びカーボンブラック等が挙げられる。無機ボイド開始成分は、半結晶ポリマー成
分に分散したときに、化学的性質か物理的形状のいずれかのために、表面相互作
用を生じないようなものを選ぶ。一般に、無機ボイド開始成分は、半結晶ポリマ
ー成分とルイス酸／塩基相互作用のような化学反応性があってはならず、ファン
デルワールス相互作用が最小である。ボイド開始成分は、半結晶ポリマー成分と非混和性のブレンドを与える、半結
晶ポリマーおよびアモルファスポリマーをはじめとする熱可塑性ポリマーを含む
のが好ましい。非混和性ブレンドは、例えば、複数のアモルファスガラス転移温
度が存在することにより判断される、複数のアモルファス相を示す。本明細書に
おいて「非混和性」とは、溶解度が限られ、界面張力がゼロではないポリマーブ
レンド、すなわち、混合の自由エネルギーがゼロより大きいブレンドのことをい
う。

【００１３】

【数１】

【００１４】ポリマーの混和性は、熱力学と運動の両方を考慮して判断される。非極性ポリ
マーについての一般的な混和性予測因子は、溶解度パラメータまたはフローリー
−ハギンズ相互作用パラメータが異なることである。非特定の相互作用のあるポ
リオレフィンのようなポリマーについては、フローリー−ハギンズ相互作用パラ
メータは、係数（Ｖ／ＲＴ）（式中、Ｖは繰り返し単位のアモルファス相のモル
容積、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度である）の溶解度パラメータの差の二乗を乗
算することにより計算することができる。この結果、２種類の非極性ポリマー間
のフローリー−ハギンズ相互作用パラメータは常に正の数である。

【００１５】ボイド開始成分として有用なポリマーには、溶融物から冷却する際に別個の相
を形成するように選択された上記半結晶ポリマーおよびアモルファスポリマーが
ある。有用なアモルファスポリマーとしては、ポリスチレン、ポリメチルメタク
リレート、ポリカーボネート、エチレンノルボルネンコポリマーのような環状オ
レフィンコポリマー（ＣＯＣ）、およびスチレン／ブタジエンゴム（ＳＢＲ）お
よびエチレン／プロピレン／ジエンゴム（ＥＰＤＭ）のような強化ポリマーが挙
げられるが、これに限られるものではない。

【００１６】非混和性ポリマーブレンドの具体的に有用な組み合わせとしては、例えば、ポ
リプロピレンとポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンとポリエチレンテ
レフタレート、ポリプロピレンとポリスチレン、ポリプロピレンと高密度ポリエ
チレン、ポリプロピレンと低密度ポリエチレン、ポリプロピレンとポリカーボネ
ート、ポリプロピレンとポリメチルペンテンおよびポリプロピレンとナイロンが
挙げられる。

【００１７】非混和性ポリマーブレンドを用いるときは、半結晶ポリマー成分とボイド創出
ポリマー成分の相対量は、相互貫入ポリマー網目構造において、第１のポリマー
が連続相を形成し、第２のポリマーが不連続相を形成する、または第２のポリマ
ーが連続相を形成し、第１のポリマーが不連続相を形成する、または各ポリマー
が連続相を形成するように選ぶことができる。各ポリマーの相対量は９９：１〜
１：９９の重量比まで広く可変である。半結晶ポリマー成分が連続相を形成し、
第１のポリマーの連続相中に分散されたボイド開始成分が不連続または別個の相
を形成するのが好ましい。かかる構成においては、ボイド開始成分の量が最終の
フィルム特性に影響する。通常、ボイド開始成分の量が増えるにつれて、最終フ
ィルム中のボイドの量も増える。その結果、フィルムにおけるボイドの量により
影響される機械的特性、密度、光透過率等といった特性は、加えたボイド開始成
分の量により異なることとなる。ボイド開始成分がポリマーであるときは、ブレ
ンド中のボイド創出ポリマーの量を増やすにつれて、ボイド創出ポリマーが分散
または別個の相ともはや容易に識別することのできない組成範囲に到達する。ブ
レンド中のボイド創出ポリマーの量をさらに増やすと、転相してボイド創出ポリ
マーが連続相となる。

【００１８】ボイド開始成分が有機であっても無機であっても、組成物中のボイド開始成分
の量は、好ましくは１重量％〜４９重量％、より好ましくは５重量％〜４０重量
％、最も好ましくは１０重量％〜２５重量％である。これらの組成範囲において
、第１の半結晶ポリマーは連続相を形成し、ボイド開始成分は別個の不連続相を
形成する。

【００１９】さらに、選択したボイド開始成分は、選択した半結晶ポリマー成分と非混和性
でなければならない。本明細書において、非混和性とは、実質的なやり方で別個
の相が溶融して連続相とならない、すなわち別個の相は、連続相により与えられ
るマトリックス内で分離した識別可能な領域を形成しなければならない。

【００２０】各ポリマーの分子量は、ポリマーが処理条件下で溶融処理可能であるように選
択されなければならない。例えば、ポリプロピレンおよびポリエチレンについて
は、分子量は約５０００〜５００，０００、好ましくは約１００，０００〜３０
０，０００である。

【００２１】最大の物理特性を得るために、そしてポリマーフィルムをフィブリル化に順応
可能とするためには、ポリマー鎖を、少なくとも１つの主軸（単軸）に沿って延
伸する必要があり、さらに２つの主軸（二軸）に沿って延伸させてもよい。分子
配向度は、通常、延伸比、すなわち、最終長さ対元の長さの比により定義される
。この配向は、本発明において、カレンダー工程や長さ延伸工程をはじめとする
技術の組み合わせによりなされる。

【００２２】本発明は、非混和性ポリマー混合物を含む溶融処理済みフィルムを提供する。
半結晶ポリマー成分の結晶化度は、注型（キャスティング）と、それに続く、カ
レンダ加工、アニール、伸張および再結晶のような処理の最良の組み合わせによ
り増大させるのが好ましい。フィルムの結晶化度を最大にすることによりフィブ
リル化の効率が増大するものと考えられる。

【００２３】延伸の際に、フィルムにボイドが与えられる。フィルムを伸張すると、２つの
成分の非混和性と２相間の接着が乏しいために２つの成分は分離する。フィルム
が連続相と不連続相を有するとき、不連続相は、連続相のマトリックス中で実質
的に別個で不連続ボイドとして残るボイドを創出する役割を果たす。２つの連続
相が存在するときは、形成されるボイドはポリマーフィルム全体にわたって実質
的に連続している。代表的なボイドは、それぞれ機械方向と横断方向について延
伸度に比例した最大寸法ＸおよびＹを有している。フィルム平面に対して法線の
最小寸法Ｚは、延伸前の別個の相（ボイド開始成分）の断面寸法と実質的に同じ
に維持される。ボイドは、非混和性ブレンドの相間の応力移動が乏しいために生
じる。ブレンド成分間の分子引力が低いことが非混和性相の挙動を生じさせ、延
伸または伸張によりフィルムに応力をかけたときに、界面張力が低いことにより
、ボイドが形成されるものと考えられる。

【００２４】意外にも、単一成分のフィルムにボイドを与えるのに必要とされるよりも厳し
くない条件下で、ボイドが２成分（半結晶およびボイド創出）ポリマーフィルム
に与えられることを知見した。２相の溶解度が限られ、混合の自由エネルギーが
ゼロより大きい非混和性ブレンドが、後のフィブリル化に必要なボイドの形成を
促すものと考えられる。

【００２５】延伸の条件は、フィルムの完全性が維持されるように選択する。このように、
機械および／または横断方向に伸張するとき、連続相の実質的な引裂きまたは切
断が防止され、フィルムの完全性が維持されるように温度を選ぶ。温度が低すぎ
たり、延伸比が高すぎると、フィルムは特に引裂きや致命的な破損に弱い。延伸
温度は連続相のガラス転移温度を超えるのが好ましい。かかる温度条件によれば
、フィルムの完全性を失うことなくＸおよびＹ方向の延伸が最大となり、フィル
ムに最大のボイドが与えられ、従って、表面のフィブリル化が最も容易となる。

【００２６】ボイドは比較的平面な形状で、サイズは不規則であり、明らかな境界がない。
ボイドは、フィルムと同一平面上にあり、機械（Ｘ）および横断（Ｙ）方向（延
伸方向）に主軸を持つ。ボイドのサイズは可変であり、別個の相のサイズおよび
延伸度に比例している。比較的大きな領域の別個の相を有し、かつ／または比較
的高度に延伸されたフィルムは比較的大きなボイドを生成する。別個の相の比率
の高いフィルムは、延伸によるボイドの含量が比較的高いフィルムを生成する。
フィルムマトリックス中のボイドサイズ、分布および量は、小角Ｘ線散乱（ＳＡ
ＸＳ）、共焦顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または密度測定のような技術
により求める。さらに、フィルムを目視検査すると、ボイドの量が多いことによ
る不透明度の向上または銀白色の外観が明らかとなる。

【００２７】通常、ボイドの量が多いと後のフィブリル化が改善され、従って、本発明のプ
ロセスを用いると、単軸延伸フィルムについては繊維の収量が増え、二軸延伸フ
ィルムについては繊維状フレークの収量が増える。少なくとも１つのフィブリル
化表面を有する物品を作成するときは、ポリマーフィルムのボイド含量は、密度
により測定、すなわち、ボイドのあるフィルムの密度と出発フィルムの密度の比
率で好ましくは５％を超える、より好ましくは１０％を超えなければならない。

【００２８】実際、フィルムにまず１つ以上の処理工程を施して所望の程度の結晶化度を半
結晶ポリマー成分に与え、さらに処理してボイドを与えるか、またはボイドは結
晶化度を与えるプロセス工程と同時に与えもよい。このように、ポリマーフィル
ムを延伸し、ポリマーの結晶化度（および延伸）を向上させる同じカレンダ加工
または伸張工程が同時にボイドを与えてもよい。

【００２９】本発明の一実施形態において、ポリマーはダイを通してフィルムまたはシート
の形態の溶融物から押出し、冷却して、冷却速度を遅くする、または最小にする
ことにより、半結晶相の結晶化度を最大にする。半結晶相が溶融物から冷却され
るにつれて、結晶化が始まり、発現する結晶子から球晶が形成される。融点を超
える温度から結晶化温度より十分低い温度まで急冷すると、大きなアモルファス
領域に囲まれた結晶子を含む構造が生成され、球晶のサイズが最小となる。

【００３０】結晶化度を向上するために、フィルムをガラス転移温度を超える温度だが、融
点よりは低い温度に維持された加熱注型ドラム上で急冷してもよい。急冷温度が
高いと、フィルムが徐冷され、アニールによりフィルムの結晶化度が増大する。
急冷は結晶化度を最大するばかりでなく、結晶球晶のサイズを最大にする速度で
生じるのが好ましい。あるいは、温度制御ローラのニップに押出しフィルムを通
すことによりフィルムを急冷してもよい。

【００３１】この代わりに、フィルムを（加熱してもよい）空気または水のような流体中で
急冷して、フィルムをより緩やかに冷却し、半結晶相の結晶化度および球晶サイ
ズを最大とさせてもよい。空気または水による急冷により、フィルムの厚さ方向
の結晶化度および球晶含量が確実に均一となる。

【００３２】押出し物品の厚さ、フィルムを急冷する温度および手段によって、ポリマーの
モルホロジーは物品の厚さについて同じではない。すなわち、２つの表面のモル
ホロジーおよび／または表面とマトリックスのモルホロジーが異なる。加熱注型
ドラムと接触する表面は実質的に結晶であり、注型ドラムから離れた表面は、熱
の移動があまり効率的でない周囲空気に晒されるために異なるモルホロジーを有
している。モルホロジーの小さな差はフィルムのいずれかの主面にフィブリル化
表面を形成するのを妨げるものではないが、物品の両表面にフィブリル化表面が
望ましい場合には、注型ドラムの温度を慎重に制御して、物品の厚さについて確
実に均一な結晶化度とするのが好ましい。

【００３３】他の変形として、フィルムを結晶化温度より低い温度まで急冷してもよく、例
えば、少なくとも２：１の延伸比での延伸による結晶化の応力により結晶化度が
増大する。フロー延伸によるものを超える必要な組成変形を誘導することにより
分子を配列させ、球晶を変形するのに十分な延伸張力としなければならない。

【００３４】結晶化度に与える注型温度および冷却速度の影響は公知であり、Ｓ．Ｐｉｃｃ
ａｒｏｌｏら、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ、４６巻、６２５−６３４頁（１９９２年）を参照のこと。

【００３５】注型（および、もしもあれば、延伸）後、半結晶ポリマー相の結晶化度は比較
的高く、大量の球晶が形成されているという特徴をポリマーは有している。球晶
のサイズおよび数は注型条件に依存している。結晶化度および球晶構造の存在は
、例えば、Ｘ線回折および電子顕微鏡により確認される。

【００３６】フィルムの厚さは、所望の最終用途に応じて選ぶ。これはプロセス条件を制御
することによりなされる。注型フィルムの厚さは１００ミル（２．５ｍｍ）未満
、好ましくは３０〜７０ミル（０．８〜１．８ｍｍ）である。しかしながら、得
られる物品に対して望まれる特徴に応じて、この範囲外の厚さで注型してもよい
。フィルムは、幅と長さに関して薄く、公称の厚さが約０．２５ｍｍ以下と、例
えば、ＭｏｄｅｒｎＰｌａｓｔｉｃＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ（最新プラス
チック百科事典）に定義されている。これより厚い材料は一般にシートと定義さ
れる。本明細書において、「フィルム」にはシートも含まれ、管のようなその他
の構造および形状も、本発明のプロセスを用いた等しい機構によりフィブリル化
表面に与えられるものと考えられる。本発明において、注型フィルムおよびブロ
ーフィルムを用いて本発明のフィブリル化フィルムを作製してもよい。さらに、
本明細書に記載された方法は、同時に二軸伸張させたフィルムに用いても有利で
ある。かかる伸張は、例えば、米国特許第４，３３０，４９９号（Ａｕｆｓｅｓ
ｓら）および第４，５９５，７３８号（Ｈｕｆｎａｇｅｌら）に開示された方法
および装置、より好ましくは米国特許第４，６７５，５８２号（Ｈｏｍｍｅｓら
）、第４，８２５，１１１号（Ｈｏｍｍｅｓら）、第４，８５３，６０２号（Ｈ
ｏｍｍｅｓら）、第５，０３６，２６２号（Ｓｃｈｏｎｂａｃｈ）、第５，０５
１，２２５号（Ｈｏｍｍｅｓら）および第５，０７２，４９３号（Ｈｏｍｍｅｓ
ら）に開示された方法およびテンター装置により実施できる。

【００３７】単軸延伸させるフィルムについては、急冷後、注型フィルムをカレンダ加工す
るのが好ましい。カレンダ加工によって、より高い分子配向がなされ、延伸比が
高くなる。カレンダ加工工程なしだと、延伸工程において自然延伸を超える高い
延伸比が破損の危険なしに得られない。適正な温度でのカレンダ加工により、剪
断による平均結晶サイズおよび交絡の割裂を減少でき、球晶にアスペクト比（横
断方向に平らにし、機械方向に伸ばす）を与える。後に二軸延伸されるフィルム
をカレンダ加工するのは好ましくない。

【００３８】カレンダ加工は、アルファ結晶化温度またはこれより高い温度で実施するのが
好ましい。アルファ結晶化温度、Ｔαｃは、球晶サブユニットが大きなラメラ結
晶単位内で移動できる温度に対応している。この温度より高いと、ラメラの滑り
が生じ、伸張した鎖の結晶が形成されて、ポリマーのアモルファス領域がラメラ
結晶構造へと延伸されるにつれて結晶化度が増大するという効果がある。カレン
ダ加工工程には、元の放射状に延伸された球からフィルムの平面へとフィブリル
を延伸するという効果がある。球晶は剪断力により割裂する。これは広角Ｘ線に
より確認される。このように個々のフィブリルは核形成部位から大きく放射状で
あるが、同じ平面にある。

【００３９】延伸工程において、フィルムは機械方向（Ｘ軸）に伸張され、同時に、または
順次横断方向に伸張してよい。最初に機械方向に伸張するときは、半結晶ポリマ
ーの球晶の個々のフィブリルは、フィルムの機械方向（延伸方向）に実質的に平
衡に、フィルムの面内で伸張される。延伸フィブリルはロープ状の外観を呈して
いるのが目視で分かる。フィルムを後にまたはさらに横断方向に延伸すると、機
械および横断方向の延伸度に応じて、やはりフィルムの面内において、Ｘ、Ｙお
よび中間軸に沿って異なる母集団でフィブリルが再延伸される。図１を参照のこ
と。

【００４０】伸張条件は、フィルムにボイドを与える（密度変化により測定したときに５％
を超える）ように選ぶ。大量のボイドの発生により、欠陥からの光散乱のために
フィルム表面に半透明、乳白色または銀白色の外観が与えられる。逆に、大量の
ボイドのないフィルム表面は透明な外観である。ボイドの存在は、小角Ｘ線また
は密度測定、または顕微鏡により確認される。外観は、延伸フィルムが、フィブ
リル化表面の生成に適しているかどうかの経験的試験として役立つ。大量のボイ
ドのない延伸フィルムは、縦方向に分離できても、繊維状モルホロジーを有する
高延伸ポリマーフィルムの特性にあるように、容易にフィブリル化されないこと
を知見した。

【００４１】急冷フィルムは、半結晶ポリマー連続相のガラス転移温度より高い温度で相互
に垂直の方向に伸張することにより、二軸延伸してもよい。通常、フィルムはま
ず一方向に伸張され、次に最初と垂直な第２の方向に伸張される。しかしながら
、所望であれば、両方向に同時に伸張してもよい。代表的なプロセスにおいて、
フィルムはまず１組の回転ローラまたは２組のニップローラ間で押出される方向
に伸張され、次に、テンター装置により横断方向に伸張される。フィルムは各方
向に、伸張方向の元の寸法の２〜１０倍まで伸張させてよい。

【００４２】第１の延伸（または伸張）の温度がフィルムの特性に影響する。通常、第１の
配向工程は機械方向である。延伸温度は、業界に知られているように、加熱ロー
ルの温度を制御する、または、放射エネルギーの付加を制御する、例えば、赤外
ランプにより制御することができる。様々な温度制御方法を用いることができる
。

【００４３】延伸温度が低すぎると、フィルムの外観にむらができる恐れがある。第１の延
伸温度を増大させると、伸張むらが減じ、より均一な外観の伸張フィルムが得ら
れる。第１の延伸温度はまた、延伸中に生じるボイドの量にも影響する。ボイド
が生じる温度範囲において、延伸温度を下げれば下げるほど、通常、延伸中に生
じるボイドの量が増える。第１の延伸温度を上げるにつれて、ボイドの程度は無
くなるまで減じる。試料の電子顕微鏡写真によれば、ボイドの生じない温度で、
伸張中、別個の相領域が変形しているのが多いのが分かる。これは、極めてボイ
ドの多い延伸試料とは相反しており、ボイドの多い試料の電子顕微鏡写真によれ
ば、別個の相領域は、延伸中、一般に、その形状をほぼ保っていることが分かる
。

【００４４】第１の延伸に垂直な方向の第２の延伸または配向が望ましい。かかる第２の延
伸の温度は、通常、第１の延伸の温度と同じかそれより高い。

【００４５】フィルムを伸張したら、さらに処理を行ってもよい。例えば、半結晶ポリマー
成分をさらに結晶化させるのに十分な温度をフィルムに与え、一方、伸張の両方
向についてフィルムの収縮を抑制することにより、フィルムをアニールまたは熱
硬化してもよい。

【００４６】フィルムの最終厚さは、注型厚さ、延伸度、カレンダ加工のような追加の処理
により一部決まる。たいていの用途について、フィブリル化前のフィルムの最終
厚さは１〜２０ミル（０．０２５〜０．５ｍｍ）、好ましくは３〜１０ミル（０
．０７５〜０．２５ｍｍ）である。

【００４７】繊維（または繊維状フレーク）をポリマーマトリックスから剥すのに十分な流
体エネルギーを表面に与えることにより、延伸ボイドフィルムをフィブリル化す
る。任意で、フィブリル化の前に、フィルムに通常の手段により機械的フィブリ
ル化工程を施して、フィルムから巨視的繊維を生成してもよい。機械的フィブリ
ル化の通常の手段は、可動するフィルムと接触するニードルや刃のような切断要
素を有する回転ドラムまたはローラを用いるものである。刃はフィルムの表面に
完全に、または部分的に貫通して、フィブリル化表面を与える。その他の類似の
マクロフィブリル化処理は公知であり、捻りのような機械的動作、ブラシ研磨（
ポーキュパインローラによる）、例えば、皮パッドによるラビングおよび曲げが
挙げられる。かかる通常のフィブリル化プロセスにより得られる繊維はサイズが
巨視的であり、断面が数百ミクロンである。かかる巨視的繊維は、微粒子フィル
タ、油吸収媒体およびエレクトレットのような様々な製品に有用である。

【００４８】延伸フィルムは、例えば、フィルムの少なくとも一表面の一部を高圧流体と接
触させることにより、十分な流体エネルギーを与えてフィブリル化表面を与える
ことによりフィブリル化する。本発明のフィブリル化プロセスによれば、通常の
機械的フィブリル化プロセスに比べて、比較的大量のエネルギーをフィルム表面
に与えて、マイクロファイバーを剥す。意外にも、説明した２成分混合物から作
成されたフィルムをフィブリル化するのに必要なエネルギーは、単一成分のポリ
マーフィルムに必要とされるエネルギーより少ないことが分かった。

【００４９】フィルム表面をフィブリル化する一つの方法は流体ジェットによるものである
。このプロセスにおいて、細かい流体ストリームの１つ以上のジェットは、スク
リーンまたは可動ベルトにより支持されたポリマーフィルム表面に衝撃を与え、
これにより、単軸延伸フィルムから繊維を、または二軸延伸フィルムから繊維状
フレークを剥す。フィルムの片面または両面がフィブリル化される。フィブリル
化の程度は、フィルムを流体ジェットに露出する時間、流体ジェットの圧力、流
体ジェットの断面積、流体の接触角度、ポリマーブレンドの組成をはじめとする
ポリマーの特性、および、これは影響が少ないが、流体の温度により異なる。異
なる種類およびサイズのスクリーンを用いてフィルムを支持することができる。

【００５０】あらゆる種類の液体または気体流体を用いてよい。液体流体は水、またはエタ
ノールやメタノールといった有機溶剤を含んでいてもよい。窒素、空気または二
酸化炭素のような好適な気体、ならびに液体と気体の混合物を用いてよい。かか
る流体は、繊維またはフレークの延伸および結晶化度を下げる非膨潤性である（
すなわち、ポリマーマトリックスに吸収されない）のが好ましい。流体は水であ
るのが好ましい。流体温度は高くしてもよい。ただし好適な結果は、周囲温度の
流体を用いると得られる。ポリマーの中には、室温でエラストマー（ポリウレタ
ンのような）または皮状（ポリプロピレンのような）である材料においてフィブ
リル化を促進するのに、ポリマーのガラス転移温度より低い温度を用いると有利
なものもある。

【００５１】流体の圧力は、フィルムの少なくとも一部にある程度のフィブリル化を与える
のに十分なものとしなければならない。好適な条件は、流体、組成およびモルホ
ロジーをはじめとするポリマーの性質、流体ジェットの構成、衝撃角度および温
度に応じて大きく異なる。一般に、流体は室温で圧力少なくとも３４００ｋＰａ
（５００ｐｓｉ）で水である。ただしこれより低い圧力および長い露出時間を用
いてもよい。かかる流体は通常、流体の不相容性、平滑な表面および摩擦による
損失がないものとして計算に基づいて最低５ワットまたは１０Ｗ／ｃｍ²を与え
る。

【００５２】流体ジェットの構成、すなわち断面形状は、一般に丸いが、他の形状も用いて
構わない。ジェットは、断面を横移動する、またはフィルムの幅を横移動するス
ロットを有していてもよい。ジェットは静置してフィルムをジェットに対して動
かしてもよいし、ジェットを静置したフィルムに対して動かしてもよいし、ある
いはフィルムとジェットの両方を互いに動かしてもよい。例えば、フィルムを供
給ローラにより機械（縦）方向に動かし、ジェットをウェブに対して横断させて
動かす。複数のジェットを用い、フィルムをローラによりフィブリル化チャンバ
ーへと動かし、流体をマイクロフィブリル化表面から流すスクリーンまたはスク
リムがフィルムを支持するのが好ましい。フィルムは一回の通過でフィブリル化
させてもよいし、あるいはジェットを複数回通してフィブリル化させてもよい。

【００５３】ジェットはフィルム表面の全部または一部がフィブリル化されるように構成す
る。あるいは、ジェットはフィルムの選択した領域のみがフィブリル化されるよ
うに構成してもよい。フィルムの特定の領域を通常のマスキング剤を用いてマス
クして、選択した領域がフィブリル化されないようにしてもよい。同様に、フィ
ブリル化表面が、出発フィルムの厚さを部分的にのみ、あるいは完全に貫通する
ようにプロセスを実施してもよい。フィブリル化表面がフィルムの厚さを貫いて
伸張するのが望ましい場合には、物品の完全性が維持され、フィルムが個々のヤ
ーンまたは繊維に切断されないように選択する。

【００５４】フィルムは、所定のパターンおよび／またはメッシュサイズのスクリーンを用
いて支持されるのが好ましい。かかる支持スクリーンを用いると、スクリーンの
パターンに対応するパターンをフィブリル化表面に与えることが分かった。二軸
延伸フィルムおよびメッシュパターン支持スクリーンをフィブリル化するとき、
得られる繊維状フレーク表面は、テキスタイルの縦糸および横糸に似たパターン
を持ち、物品の外観が布状となる。スクリーンはまた、フィブリル化の最中にフ
ィルムと共に動くマスクとして用いるために、ジェットとフィルムの間に配置し
てもよい。フィルムのマスクされた部分はフィブリル化されず、マスクされた領
域においてフィルムの元の特性が保持される。アスペクト比を有するパターン化
スクリーンは、パターンを与えて、与えられた方向にフィルム（手で引裂き可能
なフィルムおよびテープについて）の引裂きを方向づけることができる。有用な
支持スクリーンは、例えば、Ｒｏｎ−Ｖｉｋ社（ミネソタ州、ミネアポリス）か
ら入手可能である。

【００５５】例えば、ヒドロエンタングリング機を用いて、繊維状材料を流体ジェットに露
出することにより、片面または両面をフィブリル化することができる。ヒドロエ
ンタングリング機は、高速ウォータジェットを用いてマイクロファイバーまたは
ヤーンの嵩高性を改善して、ウェブボンディングプロセスにおいて個々のマイク
ロファイバーを包む、または結ぶ。プロセスはまたジェットレーシングまたはス
パンレーシングとも呼ばれる。この代わりに、渦巻きまたは振動ヘッドを備えた
圧力ウォータジェットを用いて、流体ジェットの衝突を手動で制御してもよい。

【００５６】フィブリル化は、試料を高エネルギーキャビテーティング媒体に浸漬すること
により実施される。このキャビテーションを行う一つの方法は、流体に超音波を
適用することによるものである。マイクロフィブリル化の速度はキャビテーショ
ンの強度により異なる。超音波システムは低い音の振幅、低エネルギー超音波ク
リーナー浴、焦点低振幅システムから、高振幅、高強度音プローブシステムまで
ある。

【００５７】超音波エネルギーの適用を含む一つの方法は、繊維状フィルムを浸漬する液体
媒体中でプローブシステムを用いるものである。ホーン（プローブ）は少なくと
も部分的に流体に浸漬させなければならない。プローブシステムについては、繊
維状フィルムを媒体中で振動しているホーンと穿孔された金属またはスクリーン
メッシュの間に配置することにより（他の配置方法も可能である）超音波振動に
さらす。超音波を用いると、フィルムの両主面がマイクロフィブリル化されるの
で有利である。繊維状材料におけるフィブリル化の深さは、キャビテーションの
強度、キャビテーティング媒体中で費やした時間の長さ、ポリマーブレンドの組
成をはじめとする繊維状材料の特性により異なる。キャビテーションの強度は、
印加振幅および振動周波数、液体の特性、流体の温度および印加圧力およびキャ
ビテーティング媒体の位置のような様々な変数の因子である。強度（単位面積当
たりの出力）は、ホーンの下で最も高いが、これは、音波の焦点に影響されるこ
とがある。

【００５８】この方法は、タンクに入れられたキャビテーション媒体中（一般に水）にてフ
ィルムを超音波ホーンとフィルム支持体の間にフィルムを配置するものである。
支持体は、この領域において生じる過剰のキャビテーションのせいで、フィルム
がホーンから動くのを制限する役割を果たす。フィルムは、スクリーンメッシュ
、穿孔してもよい回転デバイスのような様々な手段により、またはフィルムを超
音波浴に供給するテンショニングローラの調整により支持される。あるいはホー
ンに対するフィルムの張力を用いることができるが、正しい配置をすれば良好な
フィブリル化効率が得られる。フィルムの対向面とホーンとスクリーンの距離は
通常、約５ｍｍ（０．２インチ）未満である。フィルムからタンクの下部までの
距離を調整して、フィルム上のキャビテーション出力を最大にする定常波を形成
することもできるし、この代わりに他の焦点技術を用いることもできる。ホーン
からフィルム距離を変えることもできる。フィルムをホーン近傍またはホーンか
ら１／４の波長の距離にすると最良の結果が得られる。しかしながら、これは、
流体容器の形状や用いる放射表面のような因子によって異なる。通常、試料はホ
ーン近傍または第１または第２の１／４波長の距離に配置するのが好ましい。

【００５９】超音波圧力振幅は次のように表される。Ｐ₀＝２πＢ／λ＝（２π／λ）ρｃ²ｙ_max 強度は次のように表される。Ｉ＝（Ｐ₀）²／２ρｃ式中、Ｐ₀＝最大（ピーク）音圧振幅Ｉ＝音の強度Ｂ＝媒体のバルクモジュラス λ＝媒体の波長ｙ_max＝ピーク音振幅 ρ＝媒体の密度、およびｃ＝媒体中の波の速度

【００６０】超音波クリーナー浴システムは１〜１０ワット／ｃｍ²、ホーン（プローブ）
システムは３００〜１０００ワット／ｃｍ²以上とすることができる。通常、こ
れらのシステムについての出力密度レベル（単位面積当たりの出力、または強度
）は、放射表面の表面積で割った送出出力により求められる。しかしながら、実
際の強度は、流体中の波減衰によりやや低くなる。条件は音キャビテーションを
与えるように選ぶ。一般に、振幅および／または印加圧力が高い方が媒体中によ
り多くのキャビテーションを与える。通常、キャビテーション強度が高くなれば
なるほど、マイクロファイバーの生成速度が速くなり、生成されるマイクロファ
イバーがより細かくなる（直径がより小さくなる）。理論に拘束されることは望
むところではないが、高圧衝撃波が、初期キャビテーション泡の崩壊により生成
され、これがフィルムに衝撃を与えてフィブリル化されるものと考えられる。

【００６１】超音波振動周波数は通常２０〜５００ｋＨｚ、好ましくは２０〜２００ｋＨｚ
、より好ましくは２０〜１００ｋＨｚである。しかしながら、音の周波数を用い
ることも本発明の範囲から逸脱するものではない。出力密度（単位面積当たりの
出力）は１Ｗ／ｃｍ²〜１ｋＷ／ｃｍ²以上とすることができる。本発明の方法に
おいて、出力密度は１０ワット／ｃｍ²以上、好ましくは５０ワット／ｃｍ²以上
である。

【００６２】フィルムとホーンの間の間隙は、０．００１〜３．０インチ（０．０３〜７６
ｍｍ）、好ましくは０．００５〜０．０５インチ（０．１３〜１．３ｍｍ）とす
ることができるが、これに限られるものではない。温度は５〜１５０℃、好まし
くは１０〜１００℃、より好ましくは２０〜６０℃とすることができる。界面活
性剤またはその他添加剤を、キャビテーション媒体に加えたり、繊維状フィルム
内に組み込むことができる。処理時間は、試料の初期のモルホロジー、フィルム
の厚さおよびキャビテーション強度に応じて異なる。この時間は、１ミリ秒〜１
時間、好ましくは１／１０秒〜１５分、最も好ましくは１／２〜５分とすること
ができる。

【００６３】本発明のプロセスにおいて、フィブリル化の程度は、単−または二軸延伸フィ
ルムのいずれからであろうと、低度または高度のフィブリル化を制御することが
できる。最小量の繊維またはフレークを表面で部分的に露出し、繊維状テクスチ
ャーをフィルム表面に与えることにより表面積を改善するためには、低いフィブ
リル化が望ましい。表面積が改善されると、表面のボンド性も改善される。かか
る物品は、例えば、研磨コーティングの基材、印刷の受容表面、フック・アンド
・ループファスナー、内部層接着剤およびテープバッキングとして有用である。
逆に、高度の繊維状テクスチャーを表面に与えて、布状のフィルム、絶縁物品、
フィルタ物品とするには、また個々の繊維またはフレークの後の採取を行う（ポ
リマーマトリックスから除去する）には、高度のフィブリル化が必要である。

【００６４】フィブリル化プロセスのいずれかにおいて、たいていの繊維またはフレークは
ポリマーマトリックスから完全に剥がれないため、ウェブに付いたままとなる。
ウェブに固定された繊維またはフレークを有するフィブリル化物品は、フィブリ
ル化物品の取扱い、保管および輸送に便利で安全な手段を提供する点で有利であ
る。多くの用途について、フレークの繊維はウェブに固定されたままであるのが
望ましい。例えば、完全体繊維は、多くのフィルタ用途に極めて有用である−本
発明のフィブリル化物品は、繊維の微視的なサイズのために大きなフィルタ表面
積を与え、フィルムの非フィブリル化表面は完全支持体として作用する。

【００６５】任意で、マイクロファイバーまたはフレークは、ポーキュパインロールのよう
な機械的手段、きさげ仕上げ等によりフィルム表面から採取してよい。採取され
たマイクロファイバーは、個々のマイクロファイバーの高モジュラスのために嵩
高性（ロフト）を保持しており、それ自体で、衣類のような多くの断熱用途に有
用である。必要であれば、溶融マイクロファイバーのロフトを向上させるのに用
いられるような、通常の手段、例えば、ステープルファイバーの添加によりロフ
トを改善してもよい。

【００６６】所望であれば、帯電防止剤や着色剤のような助剤をポリマー溶融物に加えて、
所望の特性を本発明の繊維、繊維状フレークまたはフィルムに与えてもよい。さ
らに、核形成剤を加えて、結晶化度の程度を制御し、ポリプロピレンを用いてい
るときは、結晶フィルム中のβ−相ポリプロピレンの比率を増大させてもよい。
β−相の比率が高いと、結晶フィルムがより容易にマイクロフィブリル化される
と考えられる。β−相核形成剤は公知であり、例えば、ジョーンズら、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，７５巻、１３４−１５８頁（１９６４年）およびＪ．Ｋ
ａｒｇｅｒ−Ｋｏｃｓｉｓ、Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
，ＢｌｅｎｄｓａｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ、１巻、１３０−１３１頁（１
９９４年）に記載されている。かかるベータ核形成剤の一つは、新日本理化（株
）（日本国、大阪府中央区）よりＮＪ−ＳｔａｒＮＵ−１００（登録商標）と
して入手可能なＮ’，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２，６−ナフタレンジカルボキ
サミドである。

【００６７】本発明はまた、本発明のフィブリル化フィルム層を有する少なくとも１つのフ
ィルム層と、少なくとも１つの追加のポーラスまたはノンポーラス層とを含む多
層フィルムも提供する。かかる多層構造において、フィブリル化フィルム層は外
側層であっても内側層であってもよい。多層物品の追加の層は、不織布スクリム
またはウェブ、織布またはスクリム、ポーラスフィルムおよびノンポーラスフィ
ルムを含んでいてもよい。かかる材料は、例えば、フィルムとウェブを合わせて
、平滑ロールと第２のロール（好ましくは表面にエンボス加工パターンを有する
）間のニップに押し込むことにより、本発明のフィルムにボンドまたはラミネー
トして、金属ロールと対向する材料を軟化するのに十分な程度加熱してもよい。
その他のボンディング手段も業界に公知であり、それらを用いてもよい。この代
わりに、材料を感圧接着剤やホットメルト接着剤のような接着剤によりラミネー
トしてもよい。

【００６８】意外なことに、かかる多層構造において、フィブリル化させるためにブレンド
フィルム層を接触させる必要はない。追加のフィルムまたはスクリム層にボンド
するときは、追加のフィルム層に衝突させることにより高圧流体はフィブリル化
も行う。

【００６９】本発明の少なくとも１つのフィブリル化フィルム層を含む多層フィルムは、業
界に周知の様々な装置および様々な溶融処理技術（代表的には、押出し技術）を
用いて作製してよい。かかる装置および技術は、例えば、米国特許第３，５６５
，９８５（Ｓｃｈｒｅｎｋら）、第５，４２７，８４２号（Ｂｌａｎｄら）、第
５，５８９，１２２号（Ｌｅｏｎａｒｄら）、第５，５９９，６０２号（Ｌｅｏ
ｎａｒｄら）および第５，６６０，９２２号（Ｈｅｒｒｉｄｇｅら）に開示され
ている。例えば、所望の層の数や押出された材料の種類に応じて、単−または多
−マニホルドダイ、フルムーンフィードブロック（米国特許第５，３８９，３２
４号（Ｌｅｗｉｓら）に記載されているようなもの）またはその他の種類の溶融
処理装置を用いることができる。

【００７０】例えば、本発明の多層フィルムを製造する技術の一つは、米国特許第５，６６
０，９２２号（Ｈｅｒｒｉｄｇｅら）に記載されているような共押出し技術を用
いるものである。共押出し技術において、様々な溶融ストリームを押出しダイ出
口に搬送し、出口近傍で合わせて結合する。押出し機は、実際のところ、溶融ス
トリームを押出しダイに送出する「ポンプ」である。特別な押出し機は、このプ
ロセスには必要ない。数多くの有用な押出し機が知られており、単および二軸押
出し機、バッチ−オフ押出し機等がある。通常の押出し機が、Ｄａｖｉｓ−Ｓｔ
ａｎｄａｒｄＥｘｔｒｕｄｅｒｓ社（コネチカット州、Ｐａｗｃａｔｕｃｋ）
、ＢｌａｃｋＣｌａｗｓｏｎ社（ニューヨーク州、Ｆｕｌｔｏｎ）、Ｂｅｒｓ
ｔｏｒｆｆ社（ケンタッキー州）、Ｆａｒｒｅｌ社（コネチカット州）およびＭ
ｏｒｉｙａｍａＭｆｒ．Ｗｏｒｋｓ社（日本、大阪）のような様々な業者から
市販されている。

【００７１】図６において、押出し機（１０）は、所定のプロフィールを有する押出し機ニ
ップまたはオリフィスを介して溶融非混和性ポリマー混合物（半結晶ポリマー成
分とボイド開始成分を含む）を供給して、半溶融フィルム（１２）を生成してい
る。フィルムは、フィルムを所望の温度で急冷して、フィルムの半結晶成分の結
晶化度を最大にする温度制御手段を有する注型ドラム（１４）上に注型される。
注型ドラムは、ガラス転移温度を超える温度まで加熱するか、または急冷に適し
た温度に維持してよい。急冷が望ましい場合には、注型フィルムは長さ延伸デバ
イス（図示せず）により直ちに伸張させてもよい。例えば、注型ホイールは中空
でなくても中空であってもよく、循環流体、抵抗ヒータ、空気衝突または熱ラン
プにより加熱してもよい。

【００７２】後に単軸延伸させるフィルムについては、注型フィルムは、テンショニングガ
イドローラ（１６）、（１８）および（２０）によりカレンダ加工装置（図示せ
ず）に供給してよい。このとき、フィルムのプロフィールを減じてある程度の延
伸を与えてもよい。カレンダ加工装置（図示せず）は、所望の変形を与え、結晶
子の割裂を最大にするために温度制御してよい。カレンダ加工されたフィルムを
、供給ローラ（図示せず）により延伸装置（２４）に供給し、フィルムを（単軸
または二軸で）伸張してフィルムにボイドモルホロジーを与える。延伸装置は、
機械方向に張力を与える複数のローラと、横断方向に伸張するテンター装置を含
んでいてよい。通常、ダウンウェブローラは、所望の張力を維持するために、ア
ップウェブローラよりも速い速度で回転する。ローラは、特定の半結晶ポリマー
成分を延伸するのに最適な温度に維持されるのが好ましい。最高の延伸速度が達
成できるようローラの温度を順次下げるのを維持するのがより好ましい。延伸は
単軸としても、または、二軸延伸のテンタリング枠を含んでいてもよい。延伸後
、フィルムを冷却ホイール（図示せず）で冷却し、テイク−オフローラ（図示せ
ず）により装置から取り外す。

【００７３】好ましくは、カレンダ加工装置を用いる場合には、長さ延伸装置は、カレンダ
加工装置のニップローラと、延伸装置のアイドルローラ間に最小間隙を与えるよ
うに配置して、長さ配向前のカレンダ加工フィルムの弛緩を防ぐ。

【００７４】高延伸フィルムを、図面に示すようにフィブリル化装置（３０）に供給しても
、あるいは後の使用のために保管してもよい。好ましくは、フィルムはマイクロ
フィブリル化装置（３０）に直接供給する。フィルムのフィブリル化には、任意
でマクロフィブリル化工程が含まれ、これにより、フィルムが、ポーキュパイン
ローラ（図示せず）により機械的にフィブリル化されて、繊維または繊維束の表
面積が広く露出される。本発明のプロセスにおいて、フィルムを機械的にマイク
ロフィブリル化する必要はない。ただし、後のマイクロフィブリル化が粗面処理
により向上する。

【００７５】フィブリル化装置（３０）は、フィルムに十分な流体エネルギーを与えて、表
面をフィブリル化し、繊維を単軸延伸フィルムから、繊維状フレークを二軸延伸
フィルムから露出させる１つ以上の流体ジェット（３２）を有していてもよい。
フィルムはローラ（３６）により駆動される支持ベルト（３４）上で搬送される
。ベルトは、機械的な支持を与え、流体を流すことのできるスクリーンの形態で
ある。

【００７６】この代わりに、装置は前述したように、キャビテーション流体に浸漬させた超
音波ホーンを有していてもよい。フィルムは、超音波ホーンから所定の距離で支
持スクリーンに対してフィルムを配置するガイドローラ（図示せず）により搬送
される。

【００７７】本発明は、表面積の広いフィルムを提供し、油漏れや油膜のクリーンアップに
用いられる油吸着マットまたはバットのような吸着剤として用いると、性能が向
上する。その他の考えられる用途としては、界面接合力を向上させる複合体材料
の製造における強固な強化繊維、繊維状表面のウィッキング効果を用いて多層接
着または完全性を向上させる多層構造体、ファスナー用途が挙げられる。繊維は
、高表面積（ボンディングを補助する）、高引張強度（亀裂の形成およびマイグ
レーションを防ぐ）、矩形断面積および低弾性のために、コンクリート中での強
化剤として特に有用である。フィブリル化フィルムはまた、フィブリル化フィル
ムの高モジュラスおよび引張強度のために非常に強固なテープを与えるテープバ
ッキングまたはストラップとしても有用である。テープバッキングとして用いる
ときは、フィブリル化フィルムは、フィルムに適用するのに好適な通常のホット
メルト、溶剤コートまたは同様の接着剤でコートすることができる。フィブリル
化表面か、非フィブリル化表面のいずれかをコートするか、または両面をコート
してもよい。本発明の二軸延伸フィブリル化フィルムを用いるときは、それから
作成した接着テープは縦方向か横方向のいずれかに容易に引裂くことができると
いう点で有利である。

【００７８】多くの種類の接着剤を用いることができる。接着剤としては、ホットメルトコ
ート処方、トランスファコート処方、溶剤コート処方、水系およびラテックス処
方、およびラミネーティング、熱活性および水活性接着剤が挙げられる。これら
の接着剤は、リバースロール、ナイフ−オーバー−ロール、グラビア、巻き線ロ
ッド、フローティングナイフまたはエアナイフといった方法による溶剤コーティ
ング、スロットオリフィスコーター、ロールコーターまたはエクストルージョン
コーターといったホットメルトコーティングのような従来の技術を用いて適切な
コーティング重量で適用することができる。

【００７９】本発明において有用な接着剤としては、ポリアクリレート；ポリビニルエーテ
ル；天然ゴム、ポリイソプレンおよびポリイソブチレンのようなジエン含有ゴム
；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−イソプレンおよびスチレン−イソプレン−スチ
レンブロックコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンポリマーおよびスチレ
ン−ブタジエンポリマーのようなブロックコポリマー；ポリアルファオレフィン
；アモルファスポリオレフィン；シリコーン；エチレンビニルアセテート、エチ
ルアクリレートおよびエチルメタクリレートのような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およびビニルピロ
リドンコポリマー；の一般的な組成物に基づくものおよびこれらの混合物が例示
される。さらに、接着剤、粘着付与剤、可塑剤、充填剤、酸化防止剤、安定化剤
、顔料、拡散粒子、硬化剤および溶剤のような添加剤を含むことができる。

【００８０】本発明による有用な接着剤は感圧接着剤である。感圧接着剤は、室温で通常粘
着性があり、せいぜい指で軽く押すくらいで表面に接着できる。有用な感圧接着
剤の一般的な記載は、ＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、１３巻、Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅ
ｒｓｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ（ニューヨーク、１９８８年）にある
。有用な感圧接着剤の更なる記載は、ＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１巻、Ｉｎｔｅｒ
ｓｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ（ニューヨーク、１９６４年）にある。

【００８１】感圧接着剤をバッキングの片側にコートし、剥離コーティング（低接着バック
サイズ（ＬＡＢ）コーティング）を任意で逆側にコートすると、パッド形態にあ
るときはロールに巻くとき、または剥離時に、得られるテープを自身から巻き戻
すことができる。

【００８２】用いるときは、剥離コーティング組成物は接着剤組成と相容性がなければなら
ず、接着剤組成物に移ったときなどテープの接着特性を劣化させてはならない。

【００８３】テープのＬＡＢ層の剥離コーティング組成物には、剥離のための成分として、
シリコーン、アルキルまたはフルオロケミカル構成成分またはその組み合わせが
含まれる。本発明に有用な剥離コーティング組成物としては、米国特許第５，２
１４，１１９号、第５，２９０，６１５号、第５，７５０，６３０号および第５
，３５６，７０６号に記載されたようなシリコーンポリウレタン、シリコーンポ
リ尿素およびシリコーンポリウレタン／尿素、および米国特許第５，０３２，４
６０号、第５，２０２，１９０号および４，７２８，５７１号に記載されたシリ
コーンアクリレートグラフトコポリマーといったシリコーン含有ポリマーが挙げ
られる。その他の有用な剥離コーティング組成物としては、米国特許第３，３１
８，８５２号に記載されたようなフルオロケミカル含有ポリマー、米国特許第２
，５３２，０１１号に記載されたポリビニルＮ−アルキルカーバメート（例えば
、ポリビニルＮ−オクタデシルカーバメート）のような長いアルキル側鎖を含有
するポリマー、米国特許第２，６０７，７１１号に記載されたような高級アルキ
ルアクリレート（例えば、オクタデシルアクリレートまたはベヘニルアクリレー
ト）を含有するコポリマー、または米国特許第３，５０２，４９７号および第４
，２４１，１９８号に記載されたようなアルキル側鎖が約１６〜２２個の炭素原
子を含むアルキルメタクリレート（例えば、ステアリルメタクリレート）が挙げ
られる。

【００８４】これらの剥離ポリマーは、互いに、そして熱硬化性樹脂または熱可塑性フィル
ム形成ポリマーとブレンドして、剥離コーティング組成物を形成することができ
る。さらに、充填剤、顔料、湿潤剤、粘度調節剤、安定化剤、酸化防止剤および
架橋剤のような他の添加物を剥離コーティング組成物中に用いてもよい。

【００８５】プライマーのような数多くのその他の層をテープに加えて、接着層のバッキン
グ層に対する接着力を増大させることができる。また、バッキングと接着剤を協
同させて所望の巻き戻し特性を得るために、バッキングの剥離特性を修正するこ
とができる。バッキングの剥離特性は、低表面エネルギー組成物、下塗り、コロ
ナ放電、火炎処理、削り、エッチングおよびこれらの組み合わせを行うことによ
り修正することができる。

【００８６】単軸延伸フィルムから得られる繊維は、機械的手段（ポーキュパインローラの
ような）により得られる繊維の直径より数倍小さく、０．０１ミクロン未満〜２
０ミクロンのサイズである。意外にも、このようにして得られた繊維は、図３お
よび図４に見られるように、約１．５：１〜約２０：１の断面アスペクト比（横
断幅対厚さ）を有し、断面が矩形である。さらに、矩形形状のマイクロファイバ
ーの側部は平滑でなく、断面がスカロップの外観を有している。原子力顕微鏡検
査によれば、本発明の繊維は、凝集体において矩形またはリボン形状のマイクロ
ファイバーを形成する個々または単一フィブリルの束であることが分かる。この
ように、平滑な繊維から予測されるものを表面積は超えており、かかる表面によ
りコンクリートや熱硬化性プラスチックのようなマトリックスにおけるボンディ
ングが改善される。

【００８７】試験手順引張モジュラス、引張強度型番２５１１−１０５（実寸大範囲のアセンブリＡ４０−４１Ａ）５ＫＮの荷
重セルを備えた型番１１２２のインストロン引張試験機（インストロン社、マサ
チューセッツ州、Ｃａｎｔｏｎ）を用いて、引張モジュラスおよび引張強度を測
定した。全ての試験について、クロスヘッドスピード０．３ｍ／分および５ｃｍ
の間隙を用いた。１２．７ｃｍｘ１．２７ｃｍの自立形試料を用いた。特に断り
のない限り、２３℃で試験を行った。

【００８８】動的機械分析（ＤＭＡ）各試料の自立形片を、引張試料固定具を備えたセイコーインスツルメンツＤＭ
Ａ２００流量計（セイコーインスツルメンツ、カリフォルニア州、Ｔｏｒｒａｎ
ｃｅ）のジョーに留めた。２℃／分および１Ｈｚで−６０〜２００℃で試料を試
験した。ジョー間の距離は２０ｍｍであった。

【００８９】油の吸着マイクロフィブリル化試料を秤量し、ＭＰ４０４（登録商標）潤滑油（ヘンケ
ルサーフィステクノロジー、ミシシッピー州、マジソンハイツ）またはＣａｓｔ
ｒｏｌＨｙｐｏｙ（登録商標）ギア油（Ｃａｓｔｒｏｌインダストリアル北ア
メリカ社、イリノイ州、ダウナーズグルーブ）に６０秒間浸漬し、１時間スクリ
ーンで排出し、再秤量した。全ての工程は２３℃で行った。結果を、吸着材料１
グラム当たりに吸収された油のグラムとして記録した。

【００９０】エルメンドルフ紙引裂抵抗マイクロフィブリル化試料の引裂抵抗を、型番６０−１２００ＰｒｏＴｅａｒ
（登録商標）機械引裂き試験機（エルメンドルフ型、Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒ
ｔインスツルメント社、ペンシルバニア州、フィラデルフィア）ＡＳＴＭＤ１
９２２−９４ａおよびＴＡＰＰＩ法Ｔ４１４ｏｍ−８８に実質的に従って測定
した。試料は、示した通り、機械方向および横断ウェブ方向において実施した測
定により６３ｍｍｘ５１ｍｍであった。結果を試料１６プライ当たりのグラム（
力）として記録した。

【００９１】実施例実施例１：二軸延伸ブレンドＰＰ／ＰＢＴフィルムのウォータジェットマイクロ
フィブリル化７５：２５ｗ／ｗ比のポリプロピレン（ＰＰ、ＦＩＮＡ３３７４Ｘ、Ｆｉｎ
ａ社、テキサス州、ダラス）およびポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ、
Ｖａｌｏｘ（登録商標）３１５、ジェネラルエレクトリックプラスチック、マサ
チューセッツ州、ピッツフィールド）を、ＰＢＴについては、Ａｃｒｉｓｏｎフ
ィーダー（Ａｃｒｉｓｏｎ社、ニュージャージー州、Ｍｏｏｎａｃｈｉｅ）を用
いて７７ｒｐｍで動作する直径４．４ｃｍの単軸押出し機から、ＰＰについては
主ホッパーから押出すことにより、不均一な単層フィルムを作成した。ＰＢＴは
ブレンドの前に３時間約７１℃で乾燥させた。押出し機内のゾーン温度は、２３
０℃〜２６０℃であり、フィルタ、首管およびダイは２４９℃に維持した。押出
されたウェブを、１．５ｍ／分で回転する１０７℃に保持された注型ホイールに
エアジェットを用いて注型し、ウェブをホイールに保持した。

【００９２】フィルムを機械方向（ＭＤ）、次に横断方向（ＴＤ）に続けて延伸した。初期
のＭＤ延伸は、直径１５ｃｍの一連の６個の予備加熱されたロール（１１５℃）
を用い、マルチ−ロール長さオリエンターを用いて、フィルムの各側が３本のロ
ール（ＢｒｕｅｃｋｎｅｒＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ社、ドイツ、ジーグスフ
ドルフ）と接触するようにして行い、テンターにおいてＴＤ延伸が生じるように
僅かに伸張させ、次に、リテンシライザーにてさらに延伸して、１３０℃でのＭ
Ｄ延伸比が５：１、１６０℃でのＴＤ延伸比が６：１となるようにした。最終の
フィルム厚さは約０．１２５ｍｍであった。延伸フィルムは銀白色の外観を有し
ていた。これはボイドがあることを示している。

【００９３】延伸フィルムの幅１．２７ｃｍの試料を、１．２ｍ／分で直径０．１３ｍｍの
穴が０．３９ｍｍの間隔を開けて並んだ（ピッチ）６１ｃｍダイを備えた型番２
３０３のヒドロエンタングリング機（ハニカムシステムズ社、メーン州、ブリッ
ジポート）に各側を１．２ｍ／分で通過させた。８２８０ＫＰａ〜９６００ＫＰ
ａの圧力で脱イオン水（２３℃）を開口部が１．２５ｍｍｘ１．２５ｍｍ、ワイ
ヤ直径が０．４６ｍｍ、スクリーンの厚さが１．２ｍｍの比較的開いた支持スク
リーンに用いた。フィブリル化後、フィルムの厚さは約０．２８ｍｍであった。
得られた布状フィルムの特性を第１表に示す。

【００９４】

【表１】

【００９５】第１表のデータによれば、マイクロフィブリル化により、二軸延伸フィルムの
物理的特性が減少していることが分かる。繊維状フレークであることがわかる、
実施例１のフィブリル化フィルムのデジタル画像が図１に見られる。

【００９６】実施例２：高マイクロフィブリル化二軸延伸フィルム試料の各側を二回目のウォータージェットに通すことにより、実施例１の二軸
延伸フィルムにさらにウォータジェットマイクロフィブリル化を施した。得られ
たフィブリル化ウェブのＭＰ４０４油吸着は２７．０ｇ／ｇであった。

【００９７】実施例３：二軸延伸ブレンドＰＰ／ＰＢＴフィルムのウォータジェットマイクロ
フィブリル化ポリプロピレン（ＦＩＮＡ３３７４Ｘ）およびポリ（ブチレンテレフタレー
ト）（Ｖａｌｏｘ３１５）の９５：５ｗｔ％ブレンドから実施例１に記載したよ
うに注型フィルムを作成した。フィルムを、１１５℃のマルチ−ロール長さオリ
エンターおよび１３０℃のリテンシライザーにて６ＸＭＤ延伸比、および１６
５℃のテンターにて６ＸＴＤ延伸比で延伸した。延伸フィルムの最終厚さは０
．０４ｍｍであった。実施例１に記載したように、１０，３５０ＫＰａのウォー
タジェットおよび線速度５１ｃｍ／分を用いたウォータジェットフィブリル化に
より、厚さ０．２３ｍｍのフィブリル化フィルムが生成された。フィルムの特性
を第２表に示す。

【００９８】

【表２】

【００９９】実施例４：二軸延伸ブレンドＰＰ／ＰＢＴフィルムのウォータジェットマイクロ
フィブリル化ポリプロピレン（ＦＩＮＡ３３７４Ｘ）およびポリ（ブチレンテレフタレー
ト）（Ｖａｌｏｘ３１５）の９５：５ブレンドから実質的に実施例１に記載した
ように注型フィルムを作成した。フィルムを、１２０℃のマルチ−ロール長さオ
リエンターにて５ＸＭＤ延伸比、および１６８℃のテンターにて８ＸＴＤ延
伸で延伸した。実施例１および３とは対照的に、追加の長さ配向にテンターもリ
テンシライザーも用いなかった。配向後、フィルムの厚さは０．０４ｍｍであっ
た。

【０１００】延伸フィルムに、実施例１に記載したように、１０３５０ＫＰａの水圧、０．
６ｍ／分でヒドロエンタングラーにおいてフィブリル化を施した。得られたフィ
ルムの厚さは０．２３ｍｍであった。フィブリル化前後のフィルムの特性を第３
表に示す。

【０１０１】

【表３】

【０１０２】実施例５：二軸延伸ブレンドＰＰ／ＰＢＴフィルムのウォータジェットマイクロ
フィブリル化厚さ約０．０７ｍｍの専売品二軸延伸ブレンドポリプロピレンフィルム、ＬＡ
ＢＥＬ−ＬＹＴＥ（登録商標）１５０ＬＬ３０２（モービルケミカル社、バージ
ニア州、Ｆａｉｒｆａｘ）に、実施例１に記載したようにウォータジェットマイ
クロフィブリル化を施した。フィブリル化後、フィルムの厚さは約０．８ｍｍで
あった。フィブリル化前後のフィルムの特性を第４表に示す。

【０１０３】

【表４】

【０１０４】実施例６：二軸延伸共押出し（二層）フィルムのフィブリル化２層のフィルムを共押出しにより注型し、通常のフィルム延伸技術を用いて延
伸した。第１の層は、メルトフローインデックスが１．６（ＡＳＴＭＤ−１２
３８により条件「Ｌ」で判断）の約２８重量％のＦｉｎａ３２３０（登録商標）
ポリプロピレン（Ｆｉｎａ社、テキサス州、ダラス）および固有粘度（Ｉ．Ｖ．
）約０．５８ｄＬ／ｇの約７２重量％の乾燥押出し等級ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ、３Ｍ、ミネソタ州、セントポール）のブレンドであった。このブ
レンドを、容積式フィーダーを用いて２０ｃｍの押出し機の入口に供給し、ポリ
プロピレンの添加速度を制御した。第１（ブレンド）層の総供給速度は約５８５
ｋｇ／ｈｒであった。第２の層は、固有粘度（Ｉ．Ｖ．）が約０．５８ｄＬ／ｇ
で乾燥した押出し等級のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であった。これ
を９ｃｍの押出し機の入口に供給した。第２（ＰＥＴ）層の総供給速度は約１６
６ｋｇ／ｈｒであった。微粒子制御用フィルタおよび流量制御用ギアポンプは、
両押出し機について押出し機のゲートの後に取付けた。第１および第２の層を、
ダイギャップが約０．１４ｃｍの幅９４ｃｍのシートダイに取付けられた２層Ｃ
ｌｏｅｒｅｎフィードブロックを用いて結合した。ダイにより形成されたシート
を、約１６℃の温度に維持された温度制御注型ホイールに注型した。シートは、
第２の（ＰＥＴ）層が注型ホイールに押し付けられるようにして注型された。注
型シートは静電ピニングにより適所に保持された。仕上がりフィルムを、通常の
ポリエステル二軸延伸装置を用いて作成し、フィルムを機械方向（ＭＤ）に約８
３℃の温度で約３．２倍伸張し、次に、横断方向（ＴＤ）に約１０３℃の温度で
約３．７倍伸張した。伸張したフィルムを固定しながら、約２５２℃の熱硬化温
度を与えた。仕上がりフィルムの厚さは約０．１３ｍｍであった。

【０１０５】注型ウェブの電子顕微鏡検査によれば、第１（ブレンド）層中のポリプロピレ
ンが、第１（ブレンド）層中に連続ＰＥＴマトリックスの独立した領域を形成し
たことが分かった。記載した処理条件下で、フィルムの延伸中、第１の（ブレン
ド）層において、独立したポリプロピレン領域と連続ＰＥＴマトリックス間の界
面でボイドが形成された。仕上がりフィルムの密度は、第１の（ブレンド）層中
に存在するボイドの量の尺度であった。仕上がり（延伸）フィルムの密度は約０
．８３ｇ／ｃｍ³であった。

【０１０６】フィルム試料のフィブリル化を実施例１に記載した通りに、ポリマーブレンド
側をウォータジェットに向けて実施した。非常に平滑な繊維構造が得られた。Ｐ
ＥＴ層は影響されなかった。実施例６のフィブリル化フィルムのデジタル画像が
図５に見られる。この画像によれば、連続相がポリエチレンテレフタレートで、
不連続相がポリプロピレンである紙状の外観を有する表面であることが分かる。

【０１０７】実施例７：充填二層フィルムの作成およびフィブリル化２層のフィルムを共押出しにより注型し、通常のフィルム延伸技術を用いて延
伸した。第１の層は、２０ｗｔ％のタルク充填ポリプロピレン（ＲＴＰ（登録商
標）１２８、ＲＴＰ社（ミネソタ州、Ｗｉｎｏｎａ）より入手可能）および未充
填ポリプロピレン（メルトインデックスが２．５ｄｇ／分（２．１６ｋｇ／２３
０℃、Ｅｓｃｏｒｅｎｅ４７９２Ｅ−１（登録商標）としてエクソンケミカル（
テキサス州、ヒューストン）より入手可能なフィルム等級のアイソタクチックポ
リプロピレン）の１：１ブレンドであった。材料を手で混合し、ホッパーに加え
、直径１¹／₄”（３．１８ｃｍ）の単軸押出し機（Ｃ．Ｗ．Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ
、ニュージャージー州、ＳｏｕｔｈＨａｃｋｅｎｓａｃｋ）により２４５℃で
押出した。第２のストリームは２４５℃で１³／₄”（４．４５ｃｍ）の単軸押出
し機（ＨＰＭ社、オハイオ州、ＭｏｕｎｔＧｉｌｉａｄ）により押出されたＥ
ｓｃｏｒｅｎｅ４７９２Ｅ−１であった。２つのストリームをＹアダプタにおい
て集中させ、幅７”（１７．８ｃｍ）の単一マニホルドシートダイに供給し、５
０℃に維持された直径４５ｃｍの注型ホイールに１．８８ｍ／分の速度で注型し
、第２のストリームが注型ホイールに押し付けられるようにした。注型シートを
、エアナイフを用いて注型ホイールにピニングし、２層フィルムを周囲温度に維
持された水翼列および浴に通すことにより、さらに急冷した。

【０１０８】フィルムを機械方向（ＭＤ）、次に横断方向（ＴＤ）に続けて延伸した。ＭＤ
延伸前、注型シートを１２５℃に維持された直径１５ｃｍの６個の予備加熱ロー
ルに１．８８ｍ／分の速度で通すことにより、予備加熱した。ロールは、注型シ
ートの各側が３個のロール（ＢｒｕｅｃｋｎｅｒＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ社
、ドイツ、ジーグスフドルフ）と接触するように構成した。注型シートを１２５
℃の温度に維持され、１ｃｍのギャップで分離された直径７ｃｍの２個のロール
に通すことにより、ＭＤに延伸する。ＭＤ延伸比が５：１となるように、第１の
ロールは、１．８８ｍ／分の速度で操作され、第２のロールは１１ｍ／分の速度
で操作された。ＭＤ延伸フィルムをテンター枠（ＢｒｕｅｃｋｎｅｒＭａｓｃ
ｈｉｎｅｎｂａｕ社、ドイツ、ジーグスフドルフ）に入れた。ＭＤ延伸フィルム
を１６９〜１７２℃で予備加熱し、ＴＤ延伸比が９：１となるまで、拡散レール
により１７０℃でＴＤに伸張した。約０．００３１ｍｍ（．１２ミル）のタルク
充填層を含めた最終のフィルム厚さは約０．０３ｍｍ（１．２ミル）であった。
延伸フィルムは銀白色の外観を有していた。これはボイドがあることを示してい
る。

【０１０９】延伸フィルムの幅１．２７ｃｍの試料を、１．２ｍ／分で直径０．１３ｍｍの
穴が０．３９ｍｍの間隔を開けて並んだ（ピッチ）６１ｃｍダイを備えた型番２
３０３のヒドロエンタングリング機（ハニカムシステムズ社、メーン州、ブリッ
ジポート）に各側を１．２ｍ／分で通過させた。５５１６ＫＰａ〜１０，３４３
ＫＰａ（８００〜１５００ｐｓｉ）の圧力で脱イオン水（２３℃）を開口部が１
．２５ｍｍｘ１．２５ｍｍの比較的開いた支持スクリーンに用いた。約７５００
ｋＰａを超える圧力がこの試料には特に有効であった。フィブリル化後、フィル
ムの厚さは約０．２８ｍｍであった。

【０１１０】実施例８：８０：２０ＰＰ：ＰＢＴフィルムの作成およびフィブリル化ポリプロピレン（ＦＩＮＡ３３７４Ｘ）およびポリ（ブチレンテレフタレー
ト）（Ｖａｌｏｘ３１５）の８０：２０ブレンドから実質的に実施例１に記載し
たように注型フィルムを作成した。押出し機内のゾーン温度は、２２９−２３８
−２５７および２６０℃であり、首管およびダイは２６０℃に維持した。フィル
タは用いなかった。押出されたウェブを、０．８９ｍ／分で回転する１０７℃に
保持された注型ホイールにエアジェットを用いて注型し、ウェブをホイールに保
持した。フィルムを、１３０℃のマルチ−ロール長さオリエンターにて５：１Ｍ
Ｄ延伸比、および１７０℃のテンターにて９：１ＴＤ延伸比で延伸した。フィル
ムの最終厚みは０．０９８ｍｍであった。

【０１１１】直径６０マイクロメートルのオリフィスを０．４７ｍｍのピッチで有し、２０
ＭＰａの水圧で動作する単一ヘッドのウォータジェットを用いて、フィルムをフ
ィブリル化した。フィブリレータのフィルム速度は、３ｍ／分であった。実施例
８のフィブリル化フィルムの断面のデジタル画像が図２に見られる。ポリブチレ
ンテレフタレートの不連続相が、ポリプロピレンの連続相内に小球領域として見
られる。

【０１１２】実施例９：単軸延伸９５：５ＰＰ：ＰＢＴフィルムの作成およびフィブリル化ポリプロピレン（ＦＩＮＡ３３７４Ｘ）およびポリ（ブチレンテレフタレー
ト）（Ｖａｌｏｘ３１５）の９５：５ブレンドから実質的に実施例１に記載した
ように注型フィルムを作成した。フィルムを１１５℃でマルチ−ロール長さオリ
エンターにおいて、次に１３０℃でテンターにおいて、そして１３０℃でリテン
シライザーにより延伸して、最終ＭＤ延伸が１１．５Ｘとなるようにした。試料
に横断延伸は行わなかった。得られたフィルムに、２４８ＭＰａ（３６，０００
ｐｓｉ）で７．６ｘ１０^-3ｍ³（２ガロン）の水を生成するよう調整された３個
の軸コントロールを備えたジェットエッジウォータ切断テーブルに取り付けられ
た１０ｃｍの３つのオリフィスの中立平衡渦巻きヘッドを用いて、ウォータジェ
ットにより、マイクロフィブリル化を施した。静置渦巻きヘッドを通過するフィ
ルム速度１．３ｍ／分で、実際の水圧は１０３．５ＭＰａ（１５，０００ｐｓｉ
）であった。実施例９の単軸延伸フィブリル化フィルムのデジタル画像が図３に
見られる。

【０１１３】実施例１０：単軸延伸７０：３０ＰＰ：ＰＥブレンドの作成およびフィブリル化７０：３０ｗ／ｗ比のポリプロピレン（ＰＰ、ＦＩＮＡ３３７４Ｘ、Ｆｉｎ
ａ社、テキサス州、ダラス）およびポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＢ８３２０００
（登録商標）、Ｅｑｕｉｓｔａｒケミカルズ、ＬＰ、テキサス州、ヒューストン
）を、ＨＤＰＥについては、Ａｃｒｉｓｏｎフィーダー（Ａｃｒｉｓｏｎ社、ニ
ュージャージー州、Ｍｏｏｎａｃｈｉｅ）を用いて７７ｒｐｍで動作する直径４
．４ｃｍの単軸押出し機から、ＰＰについては主ホッパーから押出すことにより
、不均一な単層フィルムを作成した。押出し機内のゾーン温度は、２３５−２４
１−２４６−２４９および２５７℃であり、フィルタ、ネックチューブおよびダ
イは２５４℃に維持した。押出されたウェブを、０．８７ｍ／分で回転する９３
℃に保持された注型ホイールにエアジェットを用いて注型し、ウェブをホイール
に保持した。

【０１１４】注型フィルムを、実施例１に記載したようにマルチ−ロール長さオリエンター
を用い（９０℃で６：１延伸）機械方向に延伸し、次にテンター（１．２：１、
クロスウェブ延伸なしで全てのゾーンが１３０℃）において僅かに延伸し、１３
０℃のリテンシライザーにて２：１延伸し、試料の総延伸が１４．４：１となる
ようにした。

【０１１５】延伸したフィルムを、実施例１に記載したようにヒドロエンタングラーを用い
てフィブリル化した。実施例１０のフィブリル化フィルムのデジタル画像が図４
に見られる。図面から見られるように、フィルムの厚さを実質的に貫いてフィブ
リル化が広がっている。

【０１１６】実施例１１：接着テープの作製接着テープを次のようにして作成した。テープバッキングは、実施例４に記載
され二軸延伸フィルブリル化フィルムであった。フィルムの表面エネルギーを修
正して、Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｔｅｃｈｎｉｃプロダクツ社４６４２、イリノイ州、
シカゴ、ＮｏｒｔｈＲａｖｅｎｓｗｏｏｄ、６０６４０製の型番ＢＤ−２０高
周波発生器実験室規模のコロナ処理機を用いてコロナ処理により感圧接着剤の定
着を促した。コロナ処理機を、１秒当たり１インチの速度でフィルム表面に手で
かざした。処理機ヘッドとフィルム表面のギャップは約１／８インチであった。
コロナ処理は、フィルムの非フィブリル化側にのみ行った。

【０１１７】ブロックコポリマー感圧接着剤処方を次のようにして作成した。Ｋｒａｔｏｎ
Ｄ１１０７エラストマー（４２．５グラム、シェルケミカル社より入手可能）、
Ｅｓｃｏｒｅｚ１３１０粘着付与剤（エクソンケミカル、テキサス州、ヒュース
トンより入手可能）３９．０グラムおよびＺｏｎａｒｅｚＡ−２５可塑剤（ア
リゾナケミカル、オハイオ州、クリーブランドより入手可能）１８．５グラムを
トルエン１００グラムに溶解し、５０％固体の溶液とした。封止した容器を、シ
ェーカー（Ｅｂｅｒｂａｃｈ社、ミシシッピ−州、ＡｎｎＡｒｂｏｒ）により低
速で１６時間振とうし、溶解の補助とした。

【０１１８】感圧接着剤処方を、フィルムのコロナ処理表面に適用した。幅５インチ（１２
．７ｃｍ）×長さ３フィート（．１ｍ）のフィルム試料を、コーティングギャッ
プ３．０ミル（７．６ｍｍ）に設定された幅６インチ（１５，２ｃｍ）のノッチ
バーコーターを用いてコートした。これにより、約１．５ミル（３．８ｍｍ）の
厚さの湿潤感圧接着剤コーティングとなる。コーティング後、フィルム／接着剤
試料を板に固定し、１６０°Ｆ（７１℃）で５分間強制空気オーブンにて乾燥さ
せた。乾燥感圧接着剤コーティングの厚さは約０．７５ミル（１．９ｍｍ）であ
った。

【０１１９】剃刀ナイフを用いてマスターシートから幅２インチ（５ｃｍ）のテープ片を切
り取った。テープ試料は布状の外観を有しており、これは特にダクトテープバッ
キングに必要とされるものである。フィブリル化プロセスにより、フィルムにト
ポグラフィーを与え、縦糸および横糸から構成されているような外観とする。テ
ープは二方向の引裂き特性を有しており、横断方向および縦方向に手で引裂かれ
る。テープ試料を、これらの基材によく馴染む不規則表面（輪郭のついた、丸み
を帯びた角）に適用した。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の二軸延伸フィブリル化フィルムの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）のデ
ジタル画像である。

【図２】実施例８の二軸延伸フィブリル化フィルムの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）のデ
ジタル画像である。

【図３】実施例９の単軸延伸フィブリル化フィルムの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）のデ
ジタル画像である。

【図４】実施例１０の単軸延伸フィブリル化フィルムの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の
デジタル画像である。

【図５】実施例６の二軸延伸２層フィブリル化フィルムの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
のデジタル画像である。

【図６】本発明方法の実施形態の概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者デイモダラン，サンダラベルアメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427，セントポール，ピー．オー．ボックス 33427 (72)発明者ペレッツ，マリオエー．アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427，セントポール，ピー．オー．ボックス 33427 Ｆターム(参考） 4F074 AA17 AA18 AA20 AA24 AA26 AA32 AA38 AA42 AA57 AA66 AA70 AA71 AA76 AC01 AC02 AC17 AC25 AC26 AC30 AC34 AC35 AC36 CA01 CA03 CB91 CC02Y CC22X 4F100 AA01B AA17B AA37B AB01B AC00B AG00B AK01A AK02B AK05B AK06B AK07B AK12B AK42B AK45B AK48B AL05B BA02 CA23B DC11A DC11B DE01B DG06A DG12A DG15A EJ37B 4J002 BB03W BB03X BB04W BB12W BB15X BB17W BB17X BC03W BC03X BD13W BD14W BE02W BG06X CB00W CF06W CF06X CF07W CF07X CG00X CH02W CL00X CL01W CL03W DA036 DA066 DE046 DE226 DE236 DG046 DJ006 DJ036 DJ046 DL006 FD206 GC00 GF00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半結晶ポリマー成分とボイド開始成分とを含む溶融処理済み
非混和性混合物を含み、少なくとも１つのフィブリル化表面を有する、延伸フィ
ルム。
【請求項２】前記フィルムが２つのフィブリル化表面を有する請求項１記
載のフィルム。
【請求項３】少なくとも１つの層が請求項１記載のフィルムと少なくとも
１つの追加の層を含む多層フィルム。
【請求項４】前記追加の層が、不織布スクリムまたはウェブ、織布または
スクリム、多孔性フィルム、非多孔性フィルム、接着層および低接着バックサイ
ズ層から選ばれる、請求項３記載の多層フィルム。
【請求項５】前記ボイド開始成分が、中空でない、または中空のガラス、
セラミックまたは金属粒子、マイクロスフェアまたはビーズ、ゼオライト粒子、
金属酸化物、金属、アルカリ−またはアルカリ土類炭酸塩または硫酸塩、カオリ
ン、タルクおよびカーボンブラックからなる群より選択される無機ボイド開始成
分である、請求項１記載のフィルム。
【請求項６】前記ボイド開始成分が、前記半結晶ポリマー成分と非混和性
ブレンドを形成するポリマーである請求項１記載のフィルム。
【請求項７】前記ポリマーブレンドが、ポリプロピレンとポリブチレンテ
レフタレート、ポリプロピレンとポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン
とポリスチレン、ポリプロピレンと高密度ポリエチレン、ポリプロピレンと低密
度ポリエチレン、ポリプロピレンとポリカーボネート、ポリプロピレンとポリメ
チルペンテンおよびポリプロピレンとナイロンの群より選択される、請求項６記
載のフィルム。
【請求項８】ａ）半結晶ポリマー成分とボイド開始成分とを含む溶融処理
済み混合物を含むフィルムを提供する工程と、ｂ）前記フィルムを延伸して、ボイドモルホロジーを与える工程と、ｃ）前記フィルムの少なくとも１つの表面に十分な流体エネルギーを与えるこ
とにより、前記フィルムをフィブリル化する工程と、を含む繊維状表面を有するフィルムを製造する方法。
【請求項９】前記フィルムが二軸延伸される請求項９記載の方法。
【請求項１０】前記溶融処理済み半結晶ポリマーが、高密度および低密度
ポリエチレン、鎖状低密度ポリエチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ポ
リプロピレン、ポリオキシメチレン、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（ビニル
アルコール）、ポリ（メチルペンテン）、ポリ（エチレン−クロロトリフルオロ
エチレン）、ポリ（フッ化ビニル）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（エチレ
ンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ナイロン６、ナイロン
６６、ポリブテンおよびサーモトロピック液晶ポリマーの群より選択される、請
求項１記載のフィルムまたは請求項８記載の方法。