JP2571612B2 - フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフィルムの製造方法、特に環状原反フィルム
を成形するインフレーション法と該環状原反フィルムを
幅方向に延伸するテンタ法等を組み合わせたフィルムの
製造方法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 フィルムまたはシート（以下「フィルム」で代表す
る）の横延伸または２軸延伸の代表的な方法としては、
従来からテンター法またはフラット法（以下「テンター
法」で代表する）及びチューブラ法（以下「マドレル法
を含む）があり、これらの延伸方法には、それぞれの延
伸方法に適した原反フィルムの成形方法がある。

テンター法によって延伸を行う場合の原反フィルムの
成形には、フラットフィルムを成形するＴダイ法、キャ
スティング法またはフラット法（以下「Ｔダイ法」で代
表する）が用いられ、また、チューブラ法によって延伸
を行う場合の原反フィルムの成形には、環状フィルムを
成形するインフレーション法が用いられている。

テンター法は、広巾のフィルムの両端を把持すること
によってフィルム全体を均一に延伸する方法で、テンタ
ー法によって延伸されたフィルムの優劣は延伸前の原反
フィルムの偏肉精度によって左右されるため、原反フィ
ルムの形成には、フィルムの偏肉精度が非常に高いＴダ
イ法が採用されている。しかし、Ｔダイ法成形装置の設
備コストは、インフレーション成形装置に比較するとか
なり高価なものである。

一方、チューブラ法は、チューブ内に注入するエアー
の封入圧力を利用してインフレーション法による環状の
原反フィルムを延伸する方法で、該チューブラ法には
縦、横の延伸倍率に強い相互関係があって、チューブラ
法によって延伸されたフィルムの縦横の延伸倍率が希望
する任意の倍率に設定しがたいという問題があった。

また、フィルムのうちでも多孔性フィルムまたは多孔
性シート（以下「多孔性フィルム」で代表する）の製造
方法としては、ベースとなる樹脂原料内に無機または有
機の充填剤を分散させて原反フィルムを成形した後、こ
の原反フィルムを延伸することにより、原反フィルムに
充填剤を核としたクラックを生じさせて、メンブレン構
造（連通孔構造）の多孔性フィルムとする方法が、数多
く実用化されている。斯る方法によって多孔性フィルム
を製造する場合、樹脂内に分散させる充填剤の選定やそ
の含有率が多孔性フィルムの製造上の重要な要素とな
り、加えて、原反フィルムの成形方法及びその延伸方法
も極めて重要な要素となっている。従って、多孔性フィ
ルムの製造方法における上記要素の選定が、多孔性フィ
ルムの物性を決定する上で重要になっているとも言え
る。特に、横強度の強い多孔性フィルムを得たい場合に
は、横延伸若しくは２軸延伸による加工が必要となり、
この場合、その原反フィルムの成形方法が特に重要であ
る。

従来、インフレーション法によって原反フィルムを成
形する場合には、その延伸方法が、環状のまま延伸する
チューブラ法またはマンドレル法に限られており、ま
た、Ｔダイ法によってフラット状の原反フィルムを成形
する場合には、その延伸方法が、フラット状で延伸する
テンター法に限られている。

特に、紙オムツ等に用いられている安価な多孔性フィ
ルムでは、横方向により強い強度をもたせるために少な
くとも横方向の延伸を行っており、その場合、その成形
方法と延伸方法との間に相関性がある。そして、充填剤
含有の環状原反フィルム、充填剤含有のフラット原反フ
ィルムについても、上述の成形方法と延伸方法とを組み
合わせて多孔性フィルムを製造するようにしていた。
尚、このことは、特公昭60−26009号公報に記載された
延伸法についても言えることである。

このようにインフレーション法による環状原反フィル
ムにはマンドレル法、Ｔダイ法によるフラット原反フィ
ルムにはテンター法をそれぞれ適用することが従来の製
造技術上の通念であった。

従って、それぞれの方法で得られるフィルムの物性は
それぞれに特徴のあるものである反面、上述の組み合わ
せによる方法では、その性質上、フィルムの目標物性を
自由に設定し難く、それぞれ原反フィルムの成形方法に
より限られた物性範囲のフィルムしか得ることができな
かった。特に、インフレーション法による原反フィルム
の場合には、上述の如く横延伸倍率と縦延伸倍率との相
関性が強く、任意の横延伸倍率を得ることは困難であっ
た。

従って、本発明の目的は、インフレーション法による
フィルム厚が不均一な原反フィルムであっても、そのフ
ィルムをテンター法で均一なフィルム厚で縦横の強度に
バランスのあるフィルムまたは多孔性フィルムの製造を
可能にし、特に紙オムツ等の使い捨ての衛生用品に好適
な素材を安価且つ容易に製造することができるフィルム
の製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、熱可塑性フィルムを形成する組成物を、イ
ンフレーション法により少なくとも２ケ所の厚肉部分を
有する環状原反フィルムに成形し、次いで該環状原反フ
ィルムを、その厚肉部分が実質的に両端部に位置するよ
うに扁平形状となし、且つ扁平形状となした上記環状原
反フィルムを、その厚肉部分を把持して延伸することを
特徴とするフィルムの製造方法を提供することによって
上記目的を達成したものである。

本発明方法は、まず熱可塑性フィルムを形成する組成
物からインフレーション法によって少なくとも２ケ所の
厚肉部分を有する環状原反フィルムを成形するものであ
る。このように少なくとも２ケ所の厚肉部分を成形する
ことにより、フィルムの引取力に対する破断強度を上昇
させると共に、その厚肉部分以外の延伸フィルムとして
得たい部分をフィルムの薄肉部分として成形するように
して、テンター法による延伸を可能にしたものである。
換言すれば、均一なフィルム厚として成形された原反フ
ィルムに対してのみ適用することが製造技術上の通念と
されていたテンター法を、敢えて厚肉部分を設けた原反
フィルムに適用することに本発明の最大の特徴がある。

尚、ここでいう厚肉部分における厚肉とは、薄肉部分
における平均フィルム厚よりも厚く形成されている部分
をいい、厚肉部分の厚さは、好ましくは上記平均フィル
ム厚の少なくとも125％以上、更に好ましくは150〜350
％である。

尚、通常のＴダイ法によって成形されるフィルムの場
合には、厚肉部分は自然に発生するものであり、それが
テンター法による延伸加工に有利とされてきたが、逆に
Ｔダイ法によって積極的に厚肉部分を設けること及びこ
の厚肉部分の形状を制御することが非常に困難であるた
め、テンター法によっても必ずしも安定した延伸をでき
るとは言い難いものであった。

本発明方法は、上記環状原反フィルムを、その厚肉部
分が実質的に両端部に位置するように扁平形状にするも
のである。即ち、インフレーション法によって成形され
た環状原反フィルムを引き取り、扁平形状にする際に、
上記厚肉部分が実質的に両端部に位置するようにするも
のである。ここで「実質的」とは、必ずしも正確に両端
に位置させなくても良く、フィルムの仕上げ処理工程ま
でにおいて、厚肉部分が支障をきたさない程度の両端位
置にあれば良いことを意味する。

本発明方法は、扁平形状にした環状原反フィルムを、
その厚肉部分を把持して延伸するものである。

即ち、扁平形状にした環状原反フィルムを上記テンタ
ー法により延伸する際、上述の如く扁平形状の両端に位
置する厚肉部分を延伸装置の把持部で把持するものであ
る。従って、テンター法によって延伸する部分は、厚肉
部分以外の薄肉部分のみを延伸することになる。

勿論、本発明方法は、上記テンター法によって環状原
反フィルムを延伸する前に、予めロール等によって１軸
延伸を施しておくようにしても良いことは言うまでもな
い。

次に、本発明方法を第１図及び第２図を参照しながら
具体的に説明する。図中、第１図は、本発明方法の一実
施態様に用いられるフィルムの製造装置を示す全体構成
図、第２図はインフレーション成形装置で成形された環
状原反フィルムを示す断面図、第３図は第１図における
テンター法による延伸装置のフィルムの把持部を示す断
面図である。

インフレーション成形装置１は、第１図に示す如く、
インフレーション用ダイス11から熱可塑性樹脂を溶融状
態のまま、第２図に示す如く、２ケ所に厚肉部分12A、1
2Aを形成するようにして押し出し、環状原反フィルム12
を成形した後、案内板13を経由させて１対のニップロー
ル14、14によって上記環状原反フィルムを扁平形状にし
て引き出すように構成されている。

而して、インフレーション用ダイス11によって環状原
反フィルム12に厚肉部分12A、12Aを成形する方法として
は、インフレーション用ダイス11におけるリップクリア
ランスを部分的に広くする方法、インフレーション用ダ
イス11を出た樹脂が固化する間に部分的に冷却操作する
方法、または共押出成形する方法などがある。

インフレーション成形装置１の下流側には、予熱ロー
ル２、２、低速ニップロール３、３、高速ニップロール
４、４及び冷却ロール５、５が順次配設されている。

即ちインフレーション成形装置１のニップロール14、
14によって扁平形状に形成された環状原反フィルム12
（以下便宜上「扁平フィルム12」という）は、予熱ロー
ル２、２によって延伸可能な温度に加熱され、更に、１
対の低速ニップロール３、３と１対の高速ニップロール
４、４間でそれぞれの回転速度差によって環状原反フィ
ルム12の流れ方向（縦方向）の１軸延伸が施される。縦
方向の１軸延伸後、扁平フィルム12は、冷却ロール５に
よって冷却されてテンター法延伸装置６に引き渡され
る。

テンター法延伸装置６は、第３図に示す如く、扁平フ
ィルム12を延伸するに適した温度に加熱する加熱部と61
と、加熱された扁平フィルム12を横方向（幅方向）へ延
伸する横延伸部62と、延伸された扁平フィルム12に残留
する応力を除去するため熱処理部63とを順次備え、これ
らの両側には扁平フィルム12を把持する把持部64、64を
備えている。そして該把持部64、64それぞれに配設され
た複数のグリップ64A、64Aによって扁平フィルム12を移
送させるように構成されている。

テンター法延伸装置６の下流側には、熱処理された扁
平フィルム12を引き取り冷却する１対の冷却ロール７、
７と、冷却された扁平フィルム12の両端部を切断して厚
肉部分12A、12Aを除去する刃物８と、厚肉部分12A、12A
が除去された扁平フィルム12を２枚のフィルム12′、1
2′として巻き取る巻取装置９、９とが順次配設されて
いる。

次に、上記フィルムの製造装置を用いた本発明方法の
一実施態様の動作について説明する。

インフレーション成形装置１のインフレーション用ダ
イス11により成形された環状原反フィルム12をインフレ
ーション成形装置１の引取ロール14、14により扁平形状
をなすように折り畳み、該扁平フィルム12を予熱ロール
２、２で適温に予熱してロール延伸機である低速ニップ
ロール３、３と高速ニップロール４、４間で縦方向に１
軸延伸して、冷却ロール５によって冷却する。引き続
き、テンター法延伸装置６における把持部のクリップ64
A、64A等に扁平フィルム12を導入する。この際、本実施
態様で上記ロール延伸工程の前後においてそれぞれ予熱
ロール２、２、冷却ロール５等で予熱、冷却するが、予
熱、冷却条件は扁平フィルム12のベースとなる樹脂原料
に最適な条件を適宜選択すれば良い。

次いで、扁平フィルム12をテンター法延伸装置６のク
リップ64A、64Aでその両端を把持した状態で予熱部61で
延伸に適した温度まで加熱し、次いで延伸部62のクリッ
プ64A、64Aでその両端を把持した状態で、横延伸を行
う。その延伸後、フィルム12を把持した状態のまま熱処
理部63によってその残留応力を除去する。然る後、クリ
ップ64A、64Aから扁平フィルム12を解放して冷却ロール
７、７によって扁平フィルム12を冷却した後、刃物８に
より両端部の厚肉部分12A、12Aを除去して２枚のフィル
ム12′、12′にして巻取装置９、９に分離してそれぞれ
１枚ごとのフィルム12′、12′として巻き取る。また、
この時、除去された厚肉部分12A、12Aを回収することに
よって、インフレーション成形装置１の原料として再使
用することができる。

尚、ロール延伸の予熱ロール２、２からテンター法延
伸装置６の熱処理部61に至る過程における扁平フィルム
12の温度は、フィルムのベースとなる樹脂原料によって
その最適温度が異なるが、一般に、原料樹脂の融点より
20℃以上低い温度にすることが好ましい。

而して、本発明方法用いられる熱可塑性フィルムを成
形する組成物としては、ポリオレフィン系の樹脂が挙げ
られ、該樹脂は、エチレン、プロピレン、ブテン、スチ
レン等のモノオレフィン重合体及び共重合体を主成分と
するものをいい、例えば、高密度ポリエチレン、線状低
密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピ
レン共重合体、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、
ポリアミド及びこれらの混合物などの一般的な熱可塑性
樹脂が挙げられる。尚、特に多孔性フィルムを製造する
場合に線状低密度ポリエチレンを用いるとしなやかで強
靭な多孔性フィルムとして得ることができる。

また、多孔性フィルムを製造する場合には、樹脂原料
に充填剤を添加し、更にそのフィルムに柔軟性等の機能
を付与する第３成分を添加する。

好ましい充填剤としては、無機及び有機の充填剤が用
いられ、無機充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸バ
リウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネ
シウム、石膏、タルク、クレー、カオリン、シリカ、珪
藻土、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、マイカ、ゼオ
ライト、カーボンブラック等が使用され、有機充填剤と
しては、木粉、パルプ粉や、ベースとして使用する上記
で示したポリオレフィン樹脂原料より融点の高い樹脂パ
ウダー、例えば、線状低密度ポリエチレンをベース樹脂
とする場合には、ポリエチレンテレフタレートのパウダ
ー等が使用される。これらは単独でまたは混合して使用
してもよい。

充填剤の平均粒径は30μ以下のものが好ましく、さら
に好ましくは、10μ以下で、0.5〜5.0μのものが最も好
ましい。

充填剤の表面処理は、樹脂内へ均一に分散させる上で
重要であり、その表面処理剤としては脂肪酸またはその
金属塩等、表面を疎水化できるものが好ましい。尚、こ
の表面処理は、既に表面処理された充填剤を用いても良
いし、また原料を均一分散させる工程において上記表面
処理剤との混練等により、インライン処理することも可
能である。また、充填剤を含有させて多孔性フィルムを
得ようとする場合における、熱可塑性樹脂及び充填剤の
配合割合は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、充填剤3
0〜500重量部あり、好ましくは、熱可塑性樹脂100重量
部対して、充填剤100〜300重量部である。充填剤の配合
割合の上限が強度、下限がメンブレン構造を作り出すこ
とに深く関係し、この範囲にあれば、延伸により容易に
メンブレン構造を作り出せるとともに、製造時及び製品
としてのフィルムの強度を保つことができる。

更に、多孔性フィルムに柔軟性やカサツキ音を防止す
る等の機能を付与するために好ましい第３の成分として
は、特公昭57−47334号公報記載の水添ポリブタジエン
やイソプレン等、特開昭62−280233号公報記載の多塩基
酸と多価アルコールとから得られるポリエステル等の化
合物、また特開昭62−280234号公報、特開昭62−280235
号公報記載の化合物やゴム状樹脂その他の成分を必要に
応じて添加することができ、各成分は、目的とするフィ
ルムの用途に応じて適宜選択して用いることができる。
尚、その添加量も目的に応じて、通常、熱可塑性樹脂10
0重量部に対して第３成分は50重量部以下で用いること
が好ましい。

〔実施例〕

次に、下記実施例に基づいて本発明方法について具体
的に説明する。特に、本実施例としては、一般的にテン
ター法延伸が適さないとされるポリエチレンによるもの
を示した。

但し、本発明方法は下記実施例に限定されるものでな
いことは言うまでもない。

尚、下記実施例及び比較例には下記表１に示すポリエ
チレン樹脂、充填剤、第３成分を用いた。

尚、第３成分についての補足事項を表２に示した。

また、表１に示す原料を本実施例、比較例に用いた場
合の組成物の配合比を表３に示した。

実施例１ 上記表３に示す配合組成物No.1をインフレーション法
により溶融成形し、通常の厚さ部分の平均厚さが70μ、
厚肉部分が110μの環状原反フィルムを得る。このフィ
ルムを第１図に示す逐次２軸延伸法によって下記の延伸
条件で２軸延伸した。

フィルム巾（延伸後） 800mm×２枚 巻取速度:30m/分 縦延伸（＝ロール延伸）条件 予熱温度:90゜，延伸温度:85℃ 延伸倍率:1.5倍 横延伸（＝テンター延伸）条件 予熱温度:90゜，延伸温度:90℃ 延伸倍率:4.0倍 上記条件によって得られたフィルムの性能を表４に示
した。

実施例２ 上記配合組成物No.2を均一混練後、実施例１と同様の
方法によりフィルムを得た。但し、この場合の横延伸倍
率を2.8倍とし、得られたフィルムは多孔性フィルム
で、その多孔性フィルムの性能を表４に示した。

実施例３ 実施例２における縦延伸を行なわず、縦延伸倍率を1.
0倍とし、横延伸倍率を4.8倍として多孔性フィルムを
得、得られた多孔性フィルムの性能を表４に示した。

実施例４ 配合組成物No.3に変更し、縦延伸における予熱温度80
℃、延伸温度60℃にし、また横延伸における予熱温度80
℃、延伸温度65℃とし、横延伸倍率を2.5倍にし、その
他の条件は実施例１と同様にして多孔性フィルムを得、
得られた多孔性フィルムの性能を表４に示した。

実施例５ 実施例４における縦延伸を行なわず、縦延伸倍率を1.
0倍とし、横延伸倍率を4.0倍にして多孔性フィルムを
得、得られた多孔性フィルムの性能を表４に示した。

実施例６ 配合組成物No.4に変更し、縦延伸倍率を1.3倍、横延
伸倍率を2.8倍とした以外は実施例４と同じ条件で多孔
性フィルムを得、得られた多孔性フィルムの性能を表４
に示した。

実施例７ 実施例６における縦延伸を行なわず、縦延伸倍率を1.
0倍とし、横延伸倍率を4.0倍にして多孔性フィルムを
得、得られた多孔性フィルムの性能を表４に示した。

比較例１ 厚肉部分を設けないで、平均厚さが70μの通常のイン
フレーション成形フィルムを原反として用いることを除
いて、実施例１と全く同様にして延伸フィルムを得よう
とした。

比較例２ 比較例１と同様に配合組成物No.1から成形した原反を
用いて横延伸倍率を1.8とすること以外、実施例１と同
じ条件で多孔性フィルムを得た。得られた多孔性フィル
ムの性能を表４に示した。

比較例３ 配合組成物No.2に変更し、均一混練後、平均厚さが70
μの通常のインフレーション成形フィルムを原反として
用いることを除いては、実施例２と全く同様にして延伸
フィルムを得ようとした。

比較例４ 横延伸倍率を1.8とすること以外、実施例３と全く同
様にして多孔性フィルムを得、得られた多孔性フィルム
の性能を表４に示した。

比較例５ 原反フィルムを比較例３と同じ条件で形成し、延伸条
件を実施例３と全く同じ条件にして多孔性フィルムを得
ようとした。

比較例６ 配合組成物No.3に変更し、原反フィルムを比較例３と
同じ条件で形成し、実施例４と全く同じ条件で延伸し、
多孔性フィルムを得ようとした。

比較例７ 横延伸倍率を1.7とした以外、比較例６と全く同様に
して多孔性フィルムを得、得られた多孔性フィルムの性
能を表４に示した。

比較例８ 原反フィルムを比較例６と同じ条件で形成し、延伸条
件を実施例５と全く同じ条件で多孔性フィルムを得よう
とした。

尚、表４のうち透湿度、縦裂け及び横裂け強度、柔軟
性、延伸ムラについての試験方法は次の条件で行った。
但し、実施例１、比較例１、２については、充填剤を含
有しないため多孔性フィルムが得られず、透湿度の測定
を行わなかった。

透湿度:JIS Ｚ−0208に準じた測定した。

単位は、g/100m²・hr 縦裂け及び横裂け強度:JIS Ｐ−8115に準じて測定し
た。

g/50μ厚さ（フィルム厚さを50μとした場合に換算した
強度） 柔軟性： 官能評価Ａ＝著しく柔らか、 Ｂ＝柔かい、 Ｃ＝硬い 延伸ムラ： 外観評価Ａ＝均一、 Ｂ＝細かいムラ有り Ｃ＝著しいムラ 上記表４に示す結果から次のことが判る。

厚肉部分を成形することにより、インフレーション法
による原反フィルムをテンター法で均一延伸することを
可能にしていることは明白である。通常のインフレーシ
ョン法による環状原反フィルムを延伸すると、フィルム
が破断することになるか（比較例１参照）、あるいはそ
の破断する以前に延伸を抑制するためフィルムに延伸ム
ラが残ることとなり（比較例２参照）、製造されたフィ
ルムにポリエチレン樹脂を用いたにも拘わらず、その特
徴である柔軟性が損なわれ、またこのようにムラの残っ
たフィルムでは製品としての使用には耐えられないもの
である。

これに対して、本発明方法における厚肉部分を設けた
環状原反フィルムは、上述の如き問題がなく、製品とし
て十分に使用可能なフィルムとして製造されており、ま
た、ポリエチレン樹脂のしなやかな風合いも残している
（実施例１参照）。特に、多孔性フィルムは、使い捨て
紙オムツ等のバックシート等として最適なフィルムであ
る。（実施例２〜７参照）。

即ち、縦方向のみの強度を強くした多孔性フィルムを
得ることは１軸ロール延伸法等により容易に可能である
が、本発明方法は、縦横強度バランスをとることに有効
な方法で（実施例１参照）、特に、横方向の強度を強く
することに有効性を発揮する。具体的には、使い捨て紙
オムツ等でテープの付替えを行なう場合には、フィルム
の横強度、即ち表４で示す実施例３、５及び７に示す如
く、縦裂け強度が強いことが好ましく、結果として縦横
強度バランスのとれた多孔性フィルムを製造することが
好ましい。従って本発明方法は、縦裂け強度を容易に大
きな値にし得ることを鑑みれば、多孔性フィルムを製造
方法として重要な用途を有している。

尚、使い捨て紙オムツ等の衛生用品で用いられる透湿
防漏シートにおいては、JIS Ｚ−0208に準じて測定し
た透湿度が、1.0g/100cm²・hr以上ある多孔性フィルム
であれば、この多孔性フィルムは、使用時のハレ防止の
効果が認められるものであり、このような衛生用品のバ
ックシートの用途として本実施例に示す多孔性フィルム
は十分に満足のできるフィルムである。

〔発明の効果〕

本発明のフィルムの製造方法によれば、インフレーシ
ョン法によるフィルム厚が不均一な原反フィルムであっ
ても、そのフィルムをテンター法で均一なフィルム厚で
縦横の強度にバランスのあるフィルムまたは多孔性フィ
ルムの製造を可能にし、特に紙オムツ等の使い捨ての衛
生用品に好適な素材を安価且つ容易に製造することがで
きる

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の一実施態様に用いられるフィル
ムの製造装置を示す全体構成図、第２図はインフレーシ
ョン成形装置で成形された環状原反フィルムを示す断面
図、第３図は第１図におけるテンター法による延伸装置
のフィルムの把持部を示す断面図である。 1:インフレーション成形装置 6:テンター法延伸装置 12:環状原反フィルム、12A:厚肉部分

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性フィルムを形成する組成物を、イ
   ンフレーション法により少なくとも２ケ所の厚肉部分を
   有する環状原反フィルムに成形し、次いで該環状原反フ
   ィルムを、その厚肉部分が実質的に両端部に位置するよ
   うに扁平形状となし、且つ扁平形状となした上記環状原
   反フィルムを、その厚肉部分を把持して延伸することを
   特徴とするフィルムの製造方法。