JP3103112B2 - 立体的に改良された弾性ラミネート - Google Patents

立体的に改良された弾性ラミネート

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JP3103112B2 JP50503991A JP50503991A JP3103112B2 JP 3103112 B2 JP3103112 B2 JP 3103112B2 JP 50503991 A JP50503991 A JP 50503991A JP 50503991 A JP50503991 A JP 50503991A JP 3103112 B2 JP3103112 B2 JP 3103112B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する分野 本発明はエラストマーフィルム、より詳しくは改良さ
れたエラストマーラミネートに関連する。
背 景 エラストマーフィルムはおむつ製品、たとえば赤ん坊
のおむつ及び成人の失禁用備品におけるそれらの利用に
関連して時折利用され且つ論文に詳細されている。この
ようなエラストマーウェブ又はフィルムは、衣料品の体
を締め付ける部分において主に利用されている。例えば
おむつにおいて、エラストマーバンドは典型的には例え
ば米国特許第4,681,580号(Reisingら)、及び米国特許
第4,710,189号(Lash)に記載の通り、ウェストバンド
部分に用いられる。これらの特許両方には、熱安定性形
態及び熱不安定性形態を有するエラストマー材料の利用
が記載されている。この熱不安定性形態は、材料をその
結晶化又は二次転移温度付近に温めて伸ばし、次いで急
冷して熱不安定的に伸ばされた形態において凍結させる
ことによって作り上げられる。この熱分安定性エラスト
マーフィルムを次に例えばおむつに適用し、次いでこれ
を熱安定性エラストマー形態へと加熱せしめることがで
きる。このことはおむつのウェストバンドに所望のひだ
又はギャザーをもたらすであろう。経費以外でのこれら
の材料の問題は、熱不安定性形態を示すようこの材料を
熱せなければならない温度が、利用する材料の固有且つ
実質的に変えることのできない性質にあることにある。
この極端なる不変性は大きな問題を引き起こしうる。第
1に、このウェストバンドが取付けられる他の材料を操
作して、熱不安定形態を示すようにエラストマー成分を
熱する温度にこの他の材料を適応させるようにすること
はかなり困難である。しばしばこの温度は比較的高く、
従って、エラストマーウェストバンド、又は例えばおむ
つの保護用バックシートもしくはトップシートを取り付
けるために用いる接着剤によって重大な問題が潜在的に
生じうる。更に、このエラストマーは一旦選ばれたら、
ロットの変化に対する不変性、市場性及び原材料(特に
エラストマー)の費用、消費者の要望等を提供する製造
プロセスを拘束するであろう。
他の材料及び方法が提案されている。例えばBergerら
の米国特許第3,694,815号は、伸長せしめて緩めた弾性
リボンを、常用の弾性リボンを伸ばし、次いで直ちにこ
のエラストマー材料を相対的にかなり低い温度(例えば
周囲よりも低い温度)で凍結させることによって衣料品
に取り付けることを提示している。このプロセスは明ら
かに、このエラストマー・ストランドをそのバッキング
に取り付ける際に利用できるプロセス条件及び材料を強
く限定するであろう。英国特許出願第2190406A号は、硬
質性要素によって常用のエラストマーを伸ばした状態に
維持したままでしわ付けする要素(例えばおむつ)にそ
れを取り付け、この硬質性要素をこの取り付け工程の後
に除去する又は破壊することを提示している。記載され
ている通り、このエラストマーをまず伸ばし、次いでそ
の伸ばされた状態においてこの硬質性要素に適用せしめ
る。最後にMatrayら、英国特許第2,160,473号は、高め
の温度(例えば175゜F又は79.4℃以上)で収縮するであ
ろうエラストマーを提示している。記載されているこの
材料の新規なる特徴は、上記した熱収縮性材料と比べ、
伸長工程の際に予備加熱を必要とせず、むしろ差別的な
スピードロールプロセス又は「低温ローリング」によっ
て周囲条件にて伸ばされうることにある。提示されてい
るポリマーは商標名Pebax、特にPebax押し出し成形級25
33及び3533のもとで商業的入手できるポリアミドポリエ
ーテルブロックポリマーの交互のセグメンオを有するコ
ポリマーである。これに代るものとして、この特許出願
は例えば同時押し出しによってエラストマーの上に薄い
EVA(エチレンビニルアセテート)を置くことを提示し
ている。スキン層はブロッキングを防ぐため、又は後に
適用する接着剤と調和するように選ぶ。この層は心地良
い風合を提供するが、熱収縮性の妨げとならないであろ
うことも注目されている。
このようなエラストマーフィルムによる問題は、伸ば
した弾性要素を柔軟な支持体、例えば使い捨ておむつに
取り付ける固有の難しさを含んでいる。提示されている
いくつかのエラストマーは、熱伸長化不安定状態におい
て周囲条件にて取り付けることができる利点を有する
が、その結果としてこの熱不安定状態を緩和せしめて収
縮した熱安定状態へとなるように通常は極端なる加熱を
必要とする。この熱緩和の温度は一般に不変性であり、
それらはエラストマーの分子レベルにて決定される。従
って、このエラストマーに適用する他の材料及びこのエ
ラストマーを用いるプロセス条件はこの加熱段階に適合
するよう慎重に選択しなくてはならない。
エラストマーは、比較的不変の応力/歪特性も示し、
これは活性化温度と独立して選ぶことができない。高い
弾性率を有する材料は着用者にとって不快である。比較
的こわばった、又は弾性率の高い材料の問題は、この材
料が着用者に喰込む又は掴むことを生じせしめるような
エラストマーの摩擦係数及びネッキングによって大きく
なりうる。
共通の譲受人を有する、1989年11月17日に出願された
同時係属米国出願第07/438,593号において、少なくとも
一層のエラストマー中核層及び少なくとも一層の相対的
に非弾性のスキン層を有するエラストマーラミネートで
あって、上記に記載した当業界における一定の問題に向
けられているものが開示されている。更に、このラミネ
ートは非常に有用な、且つ新規なる特性を有する。注型
した場合、又は形成の後、このエラストマーラミネート
は実質的に非弾性となる。弾性は、このラミネートを少
なくとも最小活性化伸長率により引き伸ばすことによっ
て授けることができ、ここでエラストマー材料は瞬時的
に、時間をかけて、又は熱の適用に基づいて形成される
であろう。エラストマー材料が形成されるこの方法は種
々の手段によってコントロールできる。このラミネート
がエラストマーへと変換された後、このエラストマーラ
ミネートに有意なる利点を授ける、(複数の)スキン層
における新しいテキスチャー(模様)が形成される。
この同時係属出願の材料における莫大なる利点にもか
かわらず、いくつかの用途に関して改良の要望がある。
非エラストマーラミネートは、それが回復してエラスト
マーとなることを可能とする状態へと活性化せしめるた
め、相対的に非弾性なスキン層及びエラストマー中核層
に関して有用であると考えられている多数の材料にとっ
ての実質的な程度にこれを伸ばさなければならない。こ
のことは、このラミネートに関して低い活性化伸長比が
所望されているとき、又は特定の領域において弾性を得
ることが所望されているときのいくつかの用途に関して
問題である。
リボン又はテープ状の支持体の特定の領域において弾
性を得ることの所望は、おむつシステムにおいて利用す
るための特定された弾性領域を得るためにデザインされ
た複合材料の利用を開示する米国特許第3,800,769号、
第4,834,820号、第4,778,701号及び第4,227,952号に例
示されてある。しかしながら、これらの複合物は、この
複合物の個々の要素を一緒にするための複雑な組立てメ
カニズム並びに/又はその一般的な有用性を限定せしめ
るそれらの製造及び利用に関する特別なる手法を必要と
する。
発明の概要 本発明は改良された、不粘着性の、マイクロテキスチ
ャー化された、多重層のエラストマーラミネートに関す
る。本発明のラミネートは、エラストマーポリマー中核
層であってこのラミネートにエラストマー特性を授ける
ものと、1もしくは複数のポリマースキン層であってこ
のラミネートの長さに沿う特定の領域にてマイクロテキ
スチャー化されることができるものの両方を含んで成
る。このマイクロテキスチャー化された領域は、非弾性
から弾性状態へと活性化されたラミネートの領域に相当
する。本発明の好ましい態様において、このスキン層は
更に、伸ばされたエラストマーのコントロールされた回
復、このエラストマーラミネートの弾性挙動の改質、及
び/又はこのエラストマーラミネートの形態を安定化せ
しめる(例えば更なるネッキングをコントロールする)
ことを可能とするように機能することができる。ラミネ
ートは、選んだ複数のポリマーの同時押し出しにより、
又は既に形成せしめてある1もしくは複数の層上への1
もしくは複数のエラストマーの適用によって作ることが
できる。同時押し出しが好ましい。新規の、不粘着性の
マイクロテキスチャー化されたラミネートは、スキン層
の予め決められている領域の弾性限界を超えてこのラミ
ネートを伸ばすことによって得られる。これを選択的又
は優先的活性化と呼ぶ。次いでこのラミネートをこのよ
うな予め決められている領域において回復させ、これは
瞬時に、長い時間をかけて(これはスキン層調節性であ
る)又は熱の適用によって(これもスキン層調節性であ
る)回復する。
この選択的又は優先的活性化は、このラミネートの選
ばれた横断面領域の比弾性率の値を、それに隣接する横
断面領域の弾性率の値よりも低くコントロールすること
によって得られる。低い弾性率を有するようにコントロ
ールされた領域は応力がかかったときに優先的に歪むで
あろう。このことは、特定領域の優先的な弾性化又は大
いに歪んだ領域を有する完全に弾性化したラミネートの
いづれかを、低弾性率の領域の位置及び伸長の状態に依
存してもたらすであろう。他方、応力を選ばれた領域に
おいて高める又は集中させるようにこのラミネートを処
理することができる。このことは、低弾性率領域を提供
せしめるのと本質的に同じ結果をもたらすであろう。い
づれの構造によっても、このラミネートは選んだ領域に
おいても、ラミネート全体を活性化せしめるのに通常必
要とされるよりも低めの伸長率にて活性化されうる。
弾性率はこのラミネートの1もしくは複数の層に相対
的に低い及び高い弾性率領域を付与せしめることによっ
てコントロールできる。このことは、1もしくは複数の
層の領域の物理的もしくは化学的性質を選択的に変える
ことにより、又は個々の化学組成の領域を層に施すこと
によって成し遂げられうる。局所的に高められた応力
は、(複数の)層の物理的又は化学的処理、例えばアブ
レーション、スコアリング、コロナ処理等によって誘発
されうる。
図面の簡単な説明 図1は微細構造形成前の本発明の押し出しラミネート
の横断面図である。
図2は本発明のフィルムを一軸方向に伸ばすことによ
って生ずる微細構造化を伴う図1のラミネートの横断面
図である。
図3は本発明のラミネートを同時押し出しするために
用いた代表的なプロセス及び装置の図解である。
図4はラミネート及びその複合層の応力−歪特性を示
す図である。
図5は同時二軸伸長せしめた、ポリエチレンスキンを
有するラミネートサンプルの電子顕微鏡写真(1000X)
である。
図6は、インクで印を付けてある、伸長せしめていな
いラミネートの写真である。
図7は同じインクで印を付けた、伸長せしめた図6の
ラミネートの写真である。
図8(T−N)は一連のラミネートフィルムの応力/
歪曲線である。
図9は逐次的に二軸方向に伸長せしめたラミネートの
表面の走査電子顕微鏡写真(100X)である。
図10はポリプロピレンスキンを有する、同時二軸方向
伸長せしめた本発明のラミネートの走査電子顕微鏡写真
(100X)である。
図11は第2方向一軸伸長せしめたフィルムに関する、
収縮メカニズムと中核/スキン比及び伸長率の関係を示
す図である。
図12は中核/スキン比、全回復のパーセント及び活性
化温度の関係を示す図である。
図13はそれぞれ0%、25%、50%、75%及び100%ア
ニールした一連のラミネートを示す図である。
図14の(A)−(C)はそれぞれ、図13において図示
した25%、50%及び75%のアニール化サンプルについて
の一連応力/歪曲線である。
図15の(A)−(C)はそれぞれ、注型し放し品、伸
長せしめた及び緩和せしめた図13の25%アニール化サン
プルの光学顕微鏡写真である。
図16は規則的に反復したダイヤモンド状のパターンを
伴ってアニールした、緩和せしめたサンプルの光学顕微
鏡写真である。
図17は本発明の優先的に活性化可能なラミネートより
成るおむつテープタブである。
本発明の好ましい態様の詳細な説明 本発明は広くは、少なくとも一枚のエラストマー中核
層及び少なくとも一枚の相対的に非エラストマーのスキ
ン層を含んで成る、新規の、不粘着性の、多重層エラス
トマーラミネートに関する。このスキン層の選ばれた領
域をその弾性限界を超えて伸ばし、そしてその中核層と
一緒に緩和させ、微細構造化スキン層を有する弾性領域
を形成せしめる。微細構造とは、微細構造化される前の
このラミネートの不透明度よりも上昇した不透明度によ
って生ずる、肉眼によって感知されるのに十分に大きい
山と谷のでこぼこ又は折りたたみをこの層が含み、且つ
このでこぼこが人の皮膚にとって滑らかもしくは柔いも
のとして感知されるのに十分に小さいことを意味する。
この微細構造化テキスチャーの詳細を観察するためにこ
のでこぼこの拡大写真は必要である。
該エラストマーは、薄いフィルムへと形成されること
ができ、且つ周囲条件にてエラストマー特性を示すこと
ができるあらゆるエラストマーを概して含む。エラスト
マーとは、伸長された後にその本来の形態へと実質的に
戻りうる材料を意味する。更に好ましくは、このエラス
トマーは変形と緩和の後にわずかな永久歪のみを保持
し、この歪は好ましくは中程度の伸長率、例えば約400
−500%にて、本来の長さの好ましくは20%以下、そし
てより好ましくは10%以下である。一般に、相対的に弾
性でないスキン層に比較的一定の永久変形を生じせしめ
うるぐらいに迄伸長せしめることができるあらゆるエラ
ストマーが有用である。これは50%ぐらいの低い伸長率
でありうる。しかしながら、好ましくはこのエラストマ
ーは室温にて300〜1200%の伸長率迄受けることができ
るもの、そして最も好ましくは室温にて600〜800%の伸
長率迄受けることのできるものである。このエラストマ
ーは純粋なエラストマー及び室温にて実質的にエラスト
マー特性を示すことができるエラストマー相又は含有物
との配合物のいづれであってもよい。
前記した通り、熱収縮性弾性体は製品を加工するその
能力に起因して大いなる注目をあびている。これは周囲
条件にて不安定に伸長せしめたエラストマーを用い、そ
の後これに熱を適用せしめてこの製品にひだをつけるこ
とを用いることにより製作する。このようなエラストマ
ーの利用が本発明における利用に考えられているが、熱
収縮性の利点を保ちながら、この熱収縮プロセスを実質
的にコントロールする可能性の加えられた重要性を伴う
その他の非熱収縮性エラストマーが利用できる。非熱収
縮性とは、このエラストマーが伸長されたとき、前記し
た通りわずかな永久歪のみを受けながら実質的に回復し
うることを意味する。従って、このエラストマー中核は
非熱収縮性ポリマー、例えばブロックコポリマーであっ
てエラストマーであるもの、例えばA−B又はA−B−
Aブロックコポリマーとして当業者に知られるものから
作られうる。これらのブロックコポリマーは例えば米国
特許第3,265,765号;3,562,356号;3,700,633号;4,116,91
7号及び4,156,673号において詳細されている。スチレン
/イソプレン、ブタジエン又はエチレン−ブチレン/ス
チレン(SIS,SBS又はSEBS)ブロックコポリマーが特に
有用である。その他の有用なエラストマー組成物にはエ
ラストマーポリウレタン、エチレンコポリマー、例えば
エチレンビニルアセテート、エチレン/プロピレンコポ
リマーエラストマー又はエチレン/プロピレン/ジエン
のターポリマーエラストマーが含まれる。これら互いと
の、又は改質非エラストマーとのこれらのエラストマー
の配合体も考えられる。例えば50重量%迄、しかしなが
ら好ましくは30重量%以下のポリマーが剛化剤として
(例えばポリビニルスチレン、ポリスチレン例えばポリ
(アルファーメチル)スチレン、ポリエステル、エポキ
シ、ポリオレフィン例えばポリエチレン、又は一定のエ
チレン/ビニルアセテート、好ましくは高分子量のも
の、又はクマロン−インデン樹脂)加えられうる。上記
のタイプのエラストマー及び配合体の利用の有用性は本
発明のフィルム材料に有意なる柔軟性を提供する。
粘度降下ポリマー及び可塑剤、例えば低分子量ポリエ
チレン及びポリプロピレンポリマー並びにコポリマー、
又は粘着付与樹脂、例えばGoodyear Chemical Company
より入手できる脂肪族炭化水素粘着付与剤、Wingtack
(商標)もこのエラストマーに配合することができる。
粘着付与剤はエラストマー中核層のスキン層への粘着性
を高めるためにも利用できる。粘着付与剤の例には、脂
肪族もしくは芳香族炭化水素液状粘着付与剤、ポリター
ペン樹脂粘着付与剤及び水素化粘着付与樹脂が含まれ
る。脂肪族炭化水素樹脂が好ましい。
添加剤、例えば染料、顔料、酸化防止剤、静電防止
剤、接着剤、粘着防止剤、スリップ剤、熱安定剤、光安
定剤、発泡剤、ガラスバブル、スターチ及び崩壊のため
の金属塩、又はマイクロファイバーもこのエラストマー
中核層において利用されうる。適切な静電防止剤にはエ
トキシル化アミン又は四級アミン、例えば米国特許第4,
386,125号(Shiraki)に詳細されているもの(これには
適切な粘着防止剤、スリップ剤及び潤滑剤も詳細されて
いる)が含まれる。軟化剤、粘着付与剤又は潤滑剤は例
えば米国特許第4,813,947号(Korpman)に詳細され、こ
れにはクマロン−インデン樹脂、ターペン樹脂、炭化水
素樹脂等が含まれている。これらの試薬は粘度降下剤と
しても働きうる。常用の熱安定剤には有機ホスフェー
ト、トリヒドロキシブチロフェノン又はアルキルジチオ
カルボネートの亜鉛の塩が含まれる。適切な酸化防止剤
には立体障害されたフェノールの化合物及びアミン、可
能としてはチオジプロピオン酸又は芳香族ホスフェート
又は第三ブチルクレゾールが含まれる(適切な添加剤及
びパーセンテージについては米国特許第4,476,180号(W
nuk)も参照のこと)。
短いファイバー又はマイクロファイバーは一定の用途
に関して該エラストマー層の補強のために用いられう
る。これらのファイバーはよく知られ、そしてポリマー
ファイバー、ミネラルウール、ガラスファイバー、カー
ボンファイバー、シリケートファイバー等が含まれる。
更に、カーボン及び顔料を含む一定の粒子が利用されう
る。
ガラスバブル又は発泡剤はこのエラストマー層の密度
を下げるために利用され、そしてこれは該エラストマー
含有量を必要なだけ下げることによって価格を下げるの
に利用できる。これらの試薬は該エラストマーのバルク
を増大させるためにも利用できる。適切なガラスバブル
は米国特許第4,767,726号及び第3,365,315号に記載され
ている。該エラストマーにおいて泡を発生させるために
用いられる発泡剤にはアゾカルボナミドが含まれる。充
填剤も価格をある程度下げるのに利用されうる。粘着防
止剤としても機能しうる充填剤には二酸化チタン及び炭
酸カルシウムが含まれる。
このスキン層は任意の半結晶又はアモルファスポリマ
ーであって、該エラストマー中核層よりも弾性でなく、
且つ該エラストマーラミネートが受ける伸長パーセンテ
ージにて永久変形を受けうるものより形成されうる。従
って、わずかに弾性である化合物、例えばいくつかのオ
レフィン系エラストマー、例えばエチレン−プロピレン
エラストマーもしくはエチレン−プロピレン−ジエンタ
ーポリマーエラストマー、又はエチレン系コポリマー、
例えばエチレンビニルアセテートが単独又は配合体のい
づれかにてスキン層として利用されうる。ところで、該
マトリックスは一般にポリオレフィン、例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブチレン又はポリエチレン
−ポリプロピレンコポリマーであるが、しかしながら完
全もしくは部分的にポリアミド、例えばナイロン、ポリ
エステル例えばポリエチレンテレフタレート、ポリビニ
リデンフルオリド、ポリアクリレート例えばポリ(メチ
ルメタクリレート)(配合体においてのみ)等、及びそ
の配合体であってもよい。このスキン層材料は、選ぶエ
ラストマー材料の種類に影響される。もしこのエラスト
マー中核層が該スキン層と直接的に接触しているとき、
該スキン層は容易に離層しないよう該エラストマー中核
の層に対する十分なる接着性を有すべきである。受け入
れることのできるスキンと中核の接触は三通りの状態に
あるものと見い出されている;第1に、中核とマイクロ
テキスチャー化スキンとの完全なる接触;第2に、微細
構造状の折りたたみのもとでの中核の粘着破損(cohesi
ve failure);及び第3に、折りたたみの谷での断続的
なスキン/中核接触を伴った微細構造状の折りたたみの
もとでのスキンと中核の接着破損である。しかしなが
ら、柔軟なポリマースキン層と一緒に高弾性率の中核を
用いるとき、マイクロテキスチャー化された表面が形成
されていなくてもその接合が許容されることがある。
このスキン層はエラストマー中核層と一緒に利用さ
れ、そして外層又は内層(例えば2枚のエラストマー層
の間にはさまれる)のいづれでありうる。外又は内層の
いづれかとして利用することで、このスキン層はエラス
トマーラミネートの弾性特性を変えるであろう。
該スキン層において有用な添加剤には、鉱物油増量
剤、静電防止剤、顔料、染料、粘着防止剤、そして約15
%以下の量を条件として劣化のためのスターチ及び金属
塩、並びに安定剤であって例えば前記エラストマー中核
で詳細のものが含まれるがこれらに限定されない。
その他の層、例えば接着性を高めるための結束層を該
中核層と該スキン層の間に加えることができる。結束層
は、無水マレイン酸改質エラストマー、エチルビニルア
セテート及びオレフィン、ポリアクリル系イミド、ブチ
ルアクリレート、過酸化物、例えば過酸化ポリマー、例
えば過酸化オレフィン、シラン、例えばエポキシシラ
ン、反応性ポリスチレン、塩素化ポリエチレン、アクリ
ル酸改質ポリオレフィン並びにエチルビニルアセテート
であって酢酸及び無水物官能基等を有する、1もしくは
複数のスキン又は中核層において配合体又は混和剤とし
ても利用できるものを含む、このような利用のための典
型的な化合物より作られるか、又はこれらが配合されて
いる。結束層は該スキンと中核の間の結合力が低い場合
に特に有用である。これはしばしばポリエチレンスキン
のケースであり、それはその低表面張力が接着を妨げる
からである。しかしながら、いづれの付加された層もこ
のスキン層のマイクロテキスチャー化に有意なる影響を
及ぼしてはならない。
本発明の一つの独特な特徴は、フィルム形成の条件、
該エラストマー中核層の性質、該ラミネートフィルムを
伸ばした方法、及び該エラストマー中核層と該スキン層
の相対的な厚みに依存する該ラミネートの収縮−回復メ
カニズムのコントロール能力にある。これらの多様性を
本発明の教示に従ってコントロールすることにより、該
ラミネートフィルムは瞬時に回復するもの、時間をかけ
て回復するもの、熱活性化に基づいて回復するものへと
デザインすることができる。
瞬時に収縮回復できるラミネートは、伸ばされたエラ
ストマーラミネートが1秒間に15%以上回復しうるもの
である。時間をかけて回復するラミネートは伸ばした後
に15%の回復点が1秒以上、好ましくは5秒以上、最も
好ましくは20秒以上かかるものであり、そして熱収縮で
きるラミネートは伸ばした後の最初の20秒において、こ
のラミネートに対して15%以下の収縮回復が生ずるもの
である。%回復は、活性化領域の伸ばした長さからもと
の長さを差し引いた収縮値のパーセンテージである。熱
収縮にとって、有意な熱−活性化回復を開始せしめうる
活性化温度が存在する。熱収縮回復のために利用される
活性化温度は一般に、全可能回復の50%(Ta-50)をも
たらす温度であり、そして好ましくはこの温度は全可能
回復の90%(Ta-90)をもたらしうる温度である。全可
能回復は予備活性化収縮の値を含む。
一般に、優先的な活性化ゾーンにおける該ラミネート
のスキン層が比較的薄い場合、このラミネートは伸長後
に瞬時に縮む又は回復する傾向にあるであろう。該スキ
ンの厚みを十分に大きくしたら、このラミネートは活性
化ゾーンにおいて熱収縮性となりうる。この現象は該エ
ラストマー中核層を非熱収縮性材料から作ったときでさ
えも起こりうる。該エラストマー中核層及び該スキン層
の厚みの慎重なる選択により、設定値付近で該ラミネー
トが回復する温度が一定の範囲内にコントロールされる
ようになる。これをスキンコントロール化回復といい、
ここで該スキンの厚み及び組成を変えることにより、エ
ラストマー中核の弾性回復活性化温度を有意な程度に、
一般には少なくとも10゜F(5.6℃)そして好ましくは15
゜F(8.3℃)以上上昇させることができる。有効なるい
かなるスキン厚みを利用してよいが、厚過ぎることは、
このスキンが伸ばされたときにこのラミネートが永久歪
を残すようにすることがある。一般に、一枚のスキンが
このラミネートの30%以下である場合にはこのことは生
じない。ほとんどの熱−又は時間−収縮材料に関して、
このエラストマーラミネートの伸長せしめた且つ活性化
せしめた領域は冷却すべきであり、これによって伸長中
に放出されるエネルギーが瞬時的な熱−活性化弾性回復
を生じせしめないようにする。収縮−回復メカニズムの
細かな調節は、活性化領域を伸長せしめる程度を調整す
ることによって成し遂げられうる。しかしながら、優先
的に活性化される領域を有意に伸ばすことを所望すると
き、隣接する優先的に活性化されないゾーンはこの所望
する程度の伸長にてこの活性化ゾーンの瞬間弾性率より
大きいヤング率を有すべきである。
該ラミネートの領域の活性化に必要とされる伸長の値
をコントロールするための能力と組合せた、上記のエラ
ストマーラミネートの活性化領域の収縮−回復メカニズ
ムを制御する全体的なコントロールは非常に重要な利点
である。このコントロールは製造プロセスの要件に合う
ような該エラストマーラミネートの活性化及び回復メカ
ニズムの調整を可能とし、これによってエラストマーの
収縮−回復メカニズムに合うように製法プロセスを調整
する必要性がなくなる。
スキンによりコントロールされた回復を熱収縮メカニ
ズムと同様に遅い−、即ち、時間−収縮回復メカニズム
のコントロールのためにも利用できる。この収縮−回復
メカニズムは瞬時−と熱−収縮回復の中間として起き
る。スキン層及び伸長比のコントロールは、熱−収縮メ
カニズムにおけるように、該収縮メカニズムをいづれか
の方向、即ち、熱−又は瞬時−収縮エラストマーラミネ
ートへと変える更なる能力によって可能である。
時間−収縮回復ラミネート材料はある程度の熱−収縮
特性及びその反対の特性をも示すであろう。例えば、時
間−収縮ラミネートは例えば伸長せしめた後20秒以内に
熱にかけることによって早急に回復することができう
る。
ほとんどの時間−収縮及びいくつかの低活性化温度熱
収縮回復ラミネートに関して、回復は機械的変形又は活
性化によって開始させることもできる。このケースにお
いて、該ラミネートは筋が付けられる、折りたたまれ
る、しわがつけられる等がされ、該スキンの局在した早
急的な折りたたみを生じせしめる局在した応力破断が生
じ、このことは回復マイクロテキスチャー化ラミネート
の形成を促進せしめる。機械的活性化は任意の適切な方
法、例えばテキスチャーの付いたロール、スコアリング
ホイール、機械的変形等を用いることによって行うこと
ができる。
図11は例27に従って調製したポリプロピレン/スチレ
ン−イソプレン−スチレン(SIS)/ポリプロピレン(P
P)ラミネートに関する収縮メカニズムの図を示す。こ
の図はスキン/中核比及びスキン比による、収縮回復メ
カニズムをコントロールする能力を実証する。
図11は特定の出発材料のセット及び厚みの例示である
が、これは層比及び伸長率と該ラミネートの収縮メカニ
ズムとの一般的な関係を代表する。その他の変更、例え
ばラミネート全体の厚み、結束層の存在並びに任意の接
着層の厚み及び種類は上記の関係に影響を及ぼすであろ
う。しかしながら、中核/スキン比及び伸長率と緩和方
法との一般的な関係は存在し続ける。
上記のエラストマー中核層に対する添加剤はこの収縮
回復メカニズムに大いに影響を及ぼすことがある。例え
ば剛化剤、例えばポリスチレンは熱収縮性ラミネートを
時間−又は瞬時−収縮ラミネートへとシフトさせること
ができる。しかしながら、ポリプロピレン又は線状低密
度ポリエチレン(15%以下)のスチレン/イソプレン/
スチレンブロックコポリマー中核への添加はまさに反対
の効果、即ち、時間−又は瞬時−収縮ラミネートを熱−
収縮又は非−収縮ラミネートへと変換せしめることをも
たらす。しかしながら該エラストマー中核層におけるポ
リオレフィン利用の可能性はオフバッチの限定された再
利用を可能とするプロセスの見地にとって重要であり、
従ってポリオレフィンの添加は押し出し機のトルクを低
めることができる。このような添加剤は本発明の低弾性
領域を提供することにおいて、この添加剤の弾性効果に
依存してこのような領域又はそれに隣接する高弾性領域
に選択的に含ませるときに有用でもある。
本発明の更なる独特な特徴は、エラストマーラミネー
トの活性化領域の摩擦係数(C.O.F.)を有意に下げる能
力にある。マイクロテキスチャー化はこのC.O.F.低下に
役立つ主要なる要因であり、これは前記した通り、該ラ
ミネートを伸長せしめる方法のみによってでなく、伸長
の程度、ラミネート全体の厚み、ラミネート層の組成及
び中核−対−スキンの比によっても調整可能である。微
細なテキスチャーは低C.O.F.値をもたらす。好ましく
は、注型ラミネートと比較して本発明に従って微細構造
化表面を形成せしめた場合、伸長方向において、このC.
O.F.はマイクロテキスチャー化されたラミネートのそれ
自体に対して0.5の係数、最も好ましくは少なくとも0.1
の係数下がるであろう。C.O.F.を下げるこの能力はフィ
ルムに関するよりソフトなテキスチャー及び感触に役立
ち、これは医療及び衣料産業における利用のために所望
される。
該ラミネートの活性化ゾーンにおける書き込み性は、
伸長せしめたラミネートが回復したときに得られる微細
構造化表面によっても向上する。有機溶剤又は水をベー
スとするインクのいづれもがこの微細構造化表面の孔の
中へと流れ込み、そしてそこで乾く傾向にある。図6は
伸長せしめていない、テキスチャー化していないラミネ
ートの表面を示し、ここではインクはビーズ状となる。
図7はマイクロテキスチャー化した表面を作り上げるた
めに伸長及び回復せしめた後の図6のラミネートについ
ての書き込み性の向上を示す(例24を参照のこと)。イ
ンクがより粘性なほど、この表面の微細孔に吸われ、従
ってにじみ出る傾向は低い。同様に、スキン層とインク
との間の表面引力がより高いほど、この微細構造化表面
の書き込み特性はより優れるであろう。フィルムのこの
ような書き込み表面特性は、マイクロテキスチャー化を
邪魔しない限り、今日迄の常用の添加剤又は表面処理技
術によって変えられうる。
同時係属出願S.N.07/438,593号のラミネート構造に対
する本発明のそれにおける改善は、このラミネート横断
面の選ばれた領域又はゾーンでの弾性率又は応力のコン
トロールにある。第1に、全体的に低めの弾性を有する
ようにコントロールされたゾーン又は領域は、配向して
いる応力の方向においてそれに隣接する、高弾性領域の
前に優先的に歪むであろう。この弾性率のコントロール
は、ラミネート形成段階の前、形成段階又は特定のラミ
ネートもしくはラミネート中間体の形成後での処理を含
むことができる種々の方法によって成し遂げられる。
同様に、ラミネート全体に適用する応力の局在化は、
このような局在化応力領域を含む領域における優先的伸
長をもたらしうる。この応力のコントロールはこのラミ
ネートの形成における任意の複数の段階における種々の
段階によって影響されることもある。
ラミネート形成後の弾性又は応力処理は、ベース材料
を製造する装置を改造することなくラミネートの改質を
可能にする利点を有する。同一のラインで、横断面にわ
たって相対的に一定の弾性率を有するラミネート、又は
改質された弾性率もしくは応力の値の領域をもたらすよ
うにその後処理するべきラミネートを製造することがで
きる。このラミネート形成後の弾性率処理は、形成後の
アニール化、選択的な架橋又は選択的な可塑化を含むこ
とができる。形成後の応力の局在化は、局在化コロナ処
理、機械的アブレーション、スコアリング、ラミネート
材料の切断、押し込み、コントロールされた局在化伸長
等の処理によって行なわれうる。
コロナ処理において、この処理はパワー密度及び/又
は暴露時間を変更しながら、飽和時点まで行う。飽和時
点にて、この表面の酸化の程度はそれ以上上昇せず、そ
して更なる処理は表面のアブレーションをもたらす。コ
ロナ処理はマスクの利用によって選択的に適用されう
る。飽和時点は処理するラミネートの温度を高めること
によってより早く到達しうる。このラミネートの温度は
全てのアニーリング効果が優先的とならない限り1もし
くは複数の層のガラス転移点より高く高めることさえも
できる。このことは最終製品における利点を有し、なぜ
ならアニーリングは層の接触面にて局在した応力を緩和
せしめるからである。このことは製品の安定性を高める
ことができ、なぜなら応力は一定のエラストマーの崩壊
及び離層を促進することがあるからである。
アブレーションを伴わない低パワーコロナ処理も可能
である。このケースにおいて、このラミネートは飽和時
点以下に処理されうる。優先的応力領域は、例えばコロ
ナ処理の巻取ロール又はその表面からの引取角度を変え
ることによって形成されるであろう。鋭利な巻取角度
は、コロナ処理されたこの表面材料に微小亀裂を作り上
げる。一般に法線から110゜以上の角度で十分である。
これは優先的応力領域を作り上げる。これはコロナ処理
縦断ゾーン(装置進行方向において)によって成し遂げ
られるのが好ましく、鋭利な巻取角度にかけたとき、微
小亀裂を伴うのと伴わない交互のゾーンが作り出される
であろう。
アニーリングは、改質する材料に依存して、任意の適
切なる温度及び任意の適切な時間にわたって行うことが
できる。一般に、この温度はスキン層材料のガラス転移
温度より高い。このスキン層の融点以上に熱したとき、
優先的又は非優先的のいづれかの活性化領域を作り出す
ため、隣接する領域よりも多く又は少なく結晶化を誘発
せしめる速度で冷却することができる。特定の好ましい
アニーリング温度はその材料において既に存在している
結晶度の値及びその材料自体に依存しうる。
弾性又は応力改質を行うには、処理方法は例えば図14
(A)において示す二重歪点を伸長応力のもとで示すで
あろうラミネートを形成することができるべきである。
この図において、第1の歪点DDは低弾性(複数の)領域
又は(複数の)ゾーンにおける伸長配向の開始に相当
し、そして第2の歪点EEは高弾性(複数の)領域又は
(複数の)ゾーンにおける伸長配向の開始に相当する。
この二重歪点は優れ局在化した、弾性率コントロールさ
れたラミネートの弾性活性化にとって本質的である。こ
の2つの点が離れているほど、局在化配向及び弾性活性
化のコントロールの能力がより正確となりうる。歪点が
より離れていることは、高弾性率領域における2次伸長
の開始に先んじて、低弾性率領域におけるより長い伸長
率をも可能にする。この二重歪点は、複雑な複合表面構
造を作り上げるために低弾性率又は応力のパターン配列
を利用したときは本質的でない。このケースにおいて、
多数、でなければ莫大な数の歪点が存在することがあり
うり、なぜなら弾性率は伸長の方向に対して横方向に大
いに変動しうるからである。
形成後のアニーリングに伴い、温度コントロールされ
たアニーリングによって活性化されうる特定のポリマー
の異なる結晶化状態の利点を利用して異なる弾性率領域
が得られる。一般に、有意に異なる弾性率の値を有する
領域及びもしこの領域が伸長方向に対して適切に配向し
ているならば二重歪点を得るために半結晶ポリマーをア
ニーリングさせることもできる。アニーリングは結晶化
の程度、結晶の大きさ及び配置、構造形態並びに/又は
結晶間の結束鎖における変化をもたらすことができ、こ
れらの変化はポリマーの弾性率に影響する。形成後のア
ニーリングに関し、この有効なアニーリング温度は一般
にガラス転移温度よりも有意に高い。押し出しされ、そ
して低温ロール上で注型された材料は、低温ロールの温
度、配向、引落し(drawdown)、押し出し温度等に依存
して一定の程度の結晶度を有するであろう。更なるアニ
ーリングを誘発するため、この温度は一般にはTgより少
なくとも5℃以上、そして一定のポリマー、例えばポリ
プロピレンに関してはTgよりも少なくとも50℃以上であ
ろう。より高いアニーリング温度が一般に好ましく、な
ぜならこのことはアニーリング時間を短く保ち、且つ結
晶度におけるより有意なる変化を一般的に促進せしめう
るからである。
アニーリング又は結晶化改質はラミネートの形成中に
行うこともできる。例えば、キャスティングホイール上
での押し出しがラミネートの形成に利用されるとき、こ
のキャスティングホイールは複数の結晶化状態を有する
ラミネートを形成せしめるための異なった温度のゾーン
を有することができる。類似のアニーリング工程がその
他の押し出し又はラミネート形成プロセスにおいて利用
できる。
アニーリングは特定の層において行うこともできる。
例えば、アニーリングロールとの接触の温度及び時間等
を、アニーリングを特定の層に限定するためにコントロ
ールすることができる。更にアニーリングは特定の層又
は複数の層であって、その後他の層と一緒にされる層に
対して行うことができる(例えば連続押し出し又はラミ
ネーションプロセスにおいて)。
本発明のエラストマーラミネートの関連のスキン及び
/中核層の形成において利用する適切なポリマーは一般
に前記のアニーリング処理に適し、これにはポリオレフ
ィン、例えばポリプロピレンもしくはポリブチレン、ナ
イロン、半結晶ポリエステル、例えばポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレートもしくはポリ
エチレンナフタレート又はポリビニルイデンフルオリド
が含まれる。
図13は変化するアニール化表面パーセンテージを有す
る本発明に従って形成せしめた一連のアニール化構造を
示す。図14の(A)−(C)は図13において示すアニー
ル化構造(濃い影の付いた領域はアニール化領域を示
す)に関する張力−対−歪のプロットである。図14
(A)において、このラミネートの5つの異なる弾性挙
動ゾーンが存在している。このラミネートはアニール化
ストライプに対して横方向に伸ばしてある。ゾーンJは
非アニール化領域における弾性変形に相当する。ゾーン
Kは、非アニール化領域における塑性変形の開始に相当
する。ゾーンLは連続する、非アニール化領域における
配向及びアニール化領域における弾性変形に相当する。
ゾーンMはアニール化領域における塑性変形の開始に相
当し、そしてゾーンQはラミネート全体の配向に相当す
る。点DD及びEEは前記した通り、非アニール化及びアニ
ール化領域それぞれについての弾性と塑性変形の転位点
である。同様のプロット、図14(B)及び(C)は図13
の50%及び75%アニール化構造に関して作成され、ここ
でDD及びEEを同じ転移点を示した。このような点は明確
ではないが、アニール化から非アニール化領域への熱転
移が若干の転移性をもたらすことに基づき、わずかにア
ニール化したゾーンである信じられている。このような
転移ゾーンはプロットせしめた転移点の鋭さを引き下げ
る。
形成せしめたラミネート又は中間層構造は、特定のス
キン又は中核層の一定の領域を選択的に軟化させるため
に適切な可塑剤によって処理することもできる。これは
一般に、このように処理された領域における弾性率を低
め、再び二重歪点ラミネートの生成を可能にしうる。一
般に特定の層を軟化せしめうる任意の可塑剤は、あるレ
ベルにてわずかに機能するであろう。特定のポリマーに
適する可塑剤は一般によく知られ、そして本発明におけ
る利用のために考慮される。この可塑剤は、グラビア、
押し出しコーティング、スプレーコーティング、マイヤ
ーバー(Meyer bar)コーティング又は他の常法を含む
任意の適切なコーティング技術によって特定の領域に適
用されうる。ところで、この可塑剤はこのコーティング
領域から有意に移行(migrate)するべきでなく、さも
なければゾーン分解は失われるであろう。
形成せしめたラミネート又は中間層もしくは複数の中
間層は、ラミネートの選ばれた領域の剛化を可能にする
ために適切な架橋処理にかけることもできる。架橋は任
意の適切な方法、例えば化学的、熱的又は輻射によって
開始されうる。光開始剤には、例えばベンゾインエーテ
ル、ベンジルジアルキルケタール、例えば2,2−ジメト
キシ−2−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノン及
びアセトフェノン誘導体、例えば2,2−ジエトキシアセ
トフェノンが含まれる。一般に架橋すべき層の中に、こ
の架橋の前後にて硬化剤を導入することが必要とされ
る。例えば、照射架橋に関して、架橋剤を例えば押し出
しの前にこの層に導入し、次いでこの層を例えばこのラ
ミネートのある特定の領域を適当なタイプ及び量の輻射
によって選択的に照射せしめることによって選択的輻射
にかけることができる。この照射プロセスは可塑化に関
して前記したラミネートの形成中に同様に行うことがで
きる。架橋剤を、層が形成された後に例えば局所適用
(例えば溶媒キャリヤーと一緒に)によって、又は任意
の適切な方法(例えば本明細書に記載の同時押し出し方
法)によってこのラミネートの選択的な領域に導入する
こともできる。
形成されたフィルムはオンライン局所加熱、その直後
でのラミネートが冷える前の伸長活性化によっても改質
されうる。このケースにおいて、このラミネートは熱せ
られた領域、即ち高温がこの材料を軟化せしめた。それ
故この材料の弾性率が低められた領域にてまず歪むであ
ろう。これはアニーリングを起こした(即ち、熱した領
域を冷却する)ときに一般に得られるのと反対の効果で
ある。アニーリングにより、熱は応力を開放し、そして
配向を誘発せしめる。これは一般により結晶状且つ剛性
のポリマーの形成を可能にする。このようなアニール化
領域は応力のもとに置いたとき、優先的に歪み形成に耐
えうるであろう。
局所的な弾性率改質を、(複数の)層のストリップ同
時押し出しによってこのラミネートに組入れることもで
きる。ストリップ同時押し出しとは、一枚の層が、種々
の弾性率の値を有する複数の領域を形成するように押し
出しされた複数のポリマー流から形成できることを意味
する。この領域の弾性率の値をその後調整するために添
加剤を加えることができる(例えば架橋剤)。この多重
複合体又は複合層を次に、同様にストリップ同時押し出
しされたかもしくはされていないその他の(複数の)層
と一緒にさせることができる。ストリップ同時押し出し
に関する好ましいメカニズムを図3において示し、ここ
でD,D′及びD″は例えば米国特許第3,557,265号(Chis
holm)に開示されている多重層フィードブロック又はマ
ニホールドである。この多重層フィードブロックはスト
リップ押し出し層を形成せしめ、そしてストリップ押し
出し層又はフィルムの高さ及び幅を変えるためにトラン
ジションピース(transition pieces)と一緒に利用で
きる。Eは常用の多重層用ダイ又は貼り合わせアダプタ
ーであり、そしてこのダイは例えば米国特許第4,152,38
7号又は第4,197,069号(Cloeren)に開示されている。
示した通り、多重層フィードブロック又はマニホールド
が、多重層ダイEの層通路それぞれ、又はこのようなダ
イの一本の通路のみへの供給のために利用できる。マニ
ホールドDの配置に依存して、各層において、異なる組
成の2種以上のストリップが存在しうる。一般に、交互
に2種のストリップを多重層フィードブロックによって
供給する。しかしながら、例えばWeisnerら、米国特許
第4,435,141号において開示のフィードブロックを用い
ることにより(3種交互のストリップ)、2種より多く
のストリップが形成できる。AA,BB及びCCは押し出し機
である。AA′,BB′及びCC′はフィードブロック又はマ
ニホールドダイに流れ込む可塑性材料の流れである。
Eは3層以上(例えば5層)のフィードブロック及び
ダイであり、Fは加熱キャスティングロールであり、そ
してG及びHはラミネートの引取及び巻取を促進せしめ
るロールである。
利用されるこのダイ及びフィードブロックは一般にポ
リマー流及び層接着を促進するために加熱する。ダイの
温度は利用するポリマー及び任意のその後の処理に依存
する。一般に、ダイの温度は本質的ではないが、しかし
例示したポリマーにとって350−550゜F(176.7−287.8
℃)の温度の範囲が一般的である。
Weisnerらの装備を利用することにより、最大3種の
独立した弾性率領域を有するラミネート層を得ることが
可能である。多重層ラミネートに関して、各層は異なる
潜在的な弾性率の値を有する材料のストリップによって
同様に形成されうる。これを図1において、3層ラミネ
ートに関して示す。
図1において、10〜18は各番号は同一又は同一でなく
てもよく、そして重っていても又はしていなくてもよい
個々のストリップを表わす。3層の態様に関して、スト
リップ10〜12及び16〜18を有する外層2及び4は好まし
くはスキン層である。各ストリップは、ラミネート全体
の選ばれた領域において異なる弾性率の値を付与するよ
うに選ばれた任意の潜在的なスキン材料より成る。他
方、供給マニホールドにおいて1種類のストリップとし
て供給されるポリマーの弾性率を調整するために添加剤
を加えることができ、ここでこのポリマーは隣接するス
トリップのポリマーと同一であってもなくてもよい。こ
れには添加剤、例えば剛化補助剤、例えばポリスチレ
ン;軟化補助剤、例えば可塑剤;充填剤;又は成形加工
後の改質剤、例えば架橋剤が含まれる。これらの添加剤
は、この層のポリマーマトリックスが全体として同一の
ものとして保持されることを可能としながら、スキン又
は中核層の選ばれたストリップを改質するために利用さ
れうる。この手法は、隣接のストリップに供給される材
料が非相容性ポリマーであるときに比べて、考えられる
ストリップ分離又は相容剤の必要性を最小にするのに役
立つ。
中核層(ストリップ13−15)は、種々の弾性率の値の
領域を有するラミネートをもたらすよう、異なる弾性率
を有する弾性材料のストリップより成ることができる。
他方、この中核層は弾性材料と高い弾性率の非弾性材料
の交互のストリップより成りうる。このことは価格の点
において好ましい。しかしながら、もしこの弾性及び非
弾性材料が明らかに非相容性のとき、このストリップは
伸ばしたときに分離しうる。
ラミネートにおける局所領域での応力の集中は既に説
明されている多数の方法のいずれかにおいて成し遂げら
れうる。応力を集中させるために処理された領域は、歪
伸長に関する開始点として働くであろう。例えば、応力
をかけたラミネートは筋を付けられた点にて優先的に歪
むであろう。このラミネートの全体領域にわたっての優
先的な伸長を得るため、この領域は多数の筋を有する領
域を優先的に含むであろう。一般に、ある領域において
筋の集中度が高いほど、その領域における優先的な伸長
はより正確となるであろう。同様に、他の方法、例えば
アブレーション又はコロナ放電によるより集中的且つ限
定した処理は、優先的伸長をより正確にするであろう。
本発明のラミネート又は予備ラミネート構造はあらゆ
る常用の形成プロセス、例えば材料を一緒に圧搾せしめ
ること、層を同時押し出しせしめること又は層の逐次的
押し出しによって形成せしめることができるが、考えら
れるほとんどの弾性率改質処理方法によるラミネートの
形成に関しては同時押し出しが現状好ましいプロセスで
ある。しかしながら、中央のラミネート層を直接的に処
理する弾性率改質処理方法は、直接的な同時押し出し方
法によって利用することはできない。同時押し出し自体
は周知であり、そして例えば米国特許第3,557,265号(C
hisholmら)、第3,479,425号(Leferreら)に詳細され
ている。チューブ式同時押し出し又は二重バルブ押し出
しも可能である。該層は典型的には、ラミネートを形成
しながら種々の材料を接触させるようにする特別のダイ
及び/又はフィードブロックを介して同時押し出しされ
る。
該ラミネートがコーティング、ラミネーション、逐次
的押し出し、同時押し出し又はそれらの組合せによって
作られようと、形成されるこのラミネート及びその層は
このラミネートにわたって実質的に一様な厚みを有する
ことが好ましい。この状態において作られるラミネート
は、例えばカールする、弾性率が変化する、ほつれる等
の最小の縁効果を伴う一般的に一様な特性を有する。
本発明のラミネートは限定されない有用な幅の範囲を
有し、この幅は組立て装置の幅の制限によってのみ限定
される。このことは、広範囲にわたる種々の有用な利用
のためのゾーン活性可能なマイクロテキスチャー化ラミ
ネートの成形加工を可能とする。
優先的活性化ゾーンを有するようになることが可能な
ラミネートを形成せしめた後、このスキン層の、変形す
る、独占的もしくは好適に低弾性率領域又は好ましい応
力領域における弾性限界を超えてこのラミネートを伸ば
す。このゾーン活性化ラミネートは前記した通り、瞬時
に、時間をかけて、又は熱の適用によって回復する。熱
で活性化する回復に関して、熱活性化の固有温度はまず
第1に該ラミネートの弾性層を形成するのに用いた材料
によって決定される。しかしながら、任意の特定のラミ
ネートに関して、その活性化温度、例えばTa-50又はT
a-90のいづれかは、該ラミネートの中核/スキンの比を
変えること、伸長率又はラミネート全体の厚みを調整す
ることによって調整されうる。熱収縮ラミネートのため
に利用する活性化温度は一般に少なくとも80゜F(26.7
℃)、好ましくは少なくとも90゜F(32.2℃)、そして
最も好ましくは100゜F(37.8℃)以上である。熱活性化
せしめた場合、この伸ばしたラミネートを冷却ローラー
上で急冷し、伸長中での活性化領域における早急的活性
化ラミネート回復を防ぐ。この冷却ロールの温度はこの
活性化温度より低く維持する。
図2は一般的なディメンジョンの図であり、これは活
性化領域において一軸伸長し且つ回復したラミネートの
ために様々となる。主たるテキスチャーは一連の規則的
な反復折りたたみである。これらの可変部はA−A′の
総高、B−B′の山から山への距離及びC−C′の山か
ら谷への距離である。これらの可変部は、一連のポリオ
レフィン/スチレン−イソプレン−スチレン/ポリオレ
フィンラミネートに関して測定した。A−A′,B−B′
及びC−C′についての一般的な範囲を記録した。総高
(A−A′)に関して測定された範囲は0.79〜32ミル
(0.02−0.81mm)であった。山から山の距離(B−
B′)又は折りたたみ周期に関して測定された範囲は0.
79−11.8ミル(0.02−0.30mm)であった。山から谷の距
離(C−C′)に関して測定された範囲は0.04〜19.7ミ
ル(0.001−0.5mm)であった。これらの範囲は本発明の
実施によって得られた表面特性の単なる例示にすぎな
い。その他の組成のラミネートは異なる微細構造及び微
細構造寸法を示すであろう。適切なるコア/スキン比、
厚み、伸長率及び層組成の選択によって上記の範囲以外
の寸法を得ることも可能であろう。
活性化は一般に、異なる弾性率又は応力特性のかたよ
ったゾーン又は領域を少なくとも有するこのフィルムの
主要範囲に対して実質的に横方向においてこのラミネー
トを伸ばすことによって達成されうる。このようなゾー
ンは例えば、単独の一様な弾性率領域又は全体的ゾーン
複合弾性率値をもたらす複数の異なる弾性率値の領域を
含んで成りうる。この複合値は、それが含んで成る低及
び高弾性率領域の配列及び位置に依存するであろう。一
定のフィルムに関して、高弾性率領域は、低弾性率領域
であると見い出される連続的なマトリックスを(伸長の
方向において)占めるか、又は低弾性率マトリックスに
おける異った領域に分散されていることができる。高弾
性率ラミネート領域が連続的マトリックスを占めると
き、このフィルムは伸ばされたときにその伸長方向に対
して横断する範囲に沿って (1) σhi=σLi (ここでσhiはこの範囲に沿う高弾性率領域における瞬
間応力であり、そしてσLiは瞬間低弾性率領域応力であ
る)に従って一定の応力を示すであろう。更なる瞬間総
ヤング率(eTi)は一般に以下の式(2)に記載の通り
でありうる。
(2) eTi=eh fh+eL fL ここで、 (3) fh+fL=1であり、そして (4) π=πh fh+πL fLであり、 fは特定の弾性率領域の容積分率であり、πは応力を表
わし、そしてρはこの範囲に関する複合弾性率である。
最も低い弾性率を有する範囲が第1に優先的に歪み、そ
の応力が隣接する最も高弾性率を有する範囲の歪点に勝
るまで歪み続けるであろう。
該ラミネートが応力の方向において連続的な低弾性率
領域を有するとき、その伸長はこのような低弾性率領域
において優先的に広がるであろう。しかしながら応力は
以下の式(5)に従って一定に保たれるであろう。
(5) π=π=π ここで、(6) σ=σh fh+σL fLである。
式(2)は適応され続けられる。このことは、応力が
一定の横断面に沿って一定であり続けるであろうことを
示唆する。しかしながら、この断面において、その弾性
率がこの断面内の材料に伴って変化するに従い(em)、
高又は低弾性率ゾーンのいづれかを形成せしめる材料に
よって感じ取られるこの断面を横切る応力(σ)は、
式(7)に従ってこの材料の弾性率(em)に反比例して
変化するであろう。
以上の説明は、低及び高弾性率領域を変えることによ
る材料挙動の簡単なバージョンを表わす。しかしなが
ら、これは全体的又は局所的なフィルム挙動の優れた近
似を示す。
予め決められた領域のみを伸長方向に対して横方向に
活性化することを所望する簡単な基本的態様、例えば図
17のおむつ用タブに関して、その説明は簡潔にできる。
非優先的に活性化される領域は全部でないにしても主と
して高弾性率材料又は非優先的応力材料であることが理
解されている(図1を参照)。優先的に活性化される領
域において、伸長に対して横方向の範囲は、その長さの
少なくとも20%以上、そしてより好ましくは50%以上
が、低弾性率又は優先的応力材料の領域と交差している
ことが好ましいであろう。このことは、このラミネート
が少なくとも1つの領域又はゾーンにて優先的に活性化
されることを引き起こすであろう。一般に、非優先的に
活性化される領域又はゾーンにおいて、この範囲は優先
的に活性化される領域又はゾーンにおける対応の範囲よ
りも平均して少なくとも20%少なく、そしてより好まし
くは少なくとも50%少なく低弾性率又は優先的応力材料
と公差するであろう。優先的活性化を確実とするため、
この非優先的に活性化されるゾーンにおける範囲はそれ
らの広がりにわたって低弾性率又は優先的応力材料を有
さないことが最も好ましいであろう。同様に、低弾性率
材料領域はこのフィルムの優先的に活性化された領域又
はゾーンの全長にわたって連続的に広がることが好まし
い。製造上及び実用上の理由のために好ましくないが、
前記した通り複数の低弾性率材料領域が単独の優先的活
性化ゾーンを規定できる。
フィルムの特定の材料領域、部分又はゾーンを優先的
に弾性化することが所望されるため、ラミネート全体を
弾性化するほど多軸伸長は所望されていない。多軸伸長
は、少なくとも一枚の連続エラストマー層が用いられて
いるとき、ラミネート全体を活性化せしめる傾向を有す
る。しかしながら、多軸伸長は、少なくともその一次伸
長方向が低弾性率又は優先的応力材料を含む領域又はゾ
ーンを優先的活性化できる長さまで可能であり、従って
このラミネートをこのようなゾーンを優先的に活性化せ
しめるのに十分な程度にまで伸長する。残りの伸長方向
はほとんどの場合において、この一次方向に対して直交
し、これは一般に低弾性率又は優先的応力領域を含むゾ
ーンを優先的に活性化することのできない方向である。
このような二次方向における伸長の程度は、もし上記の
活性化が所望されているとき、その横方向の相対的に高
い弾性率又は非優先的応力の領域又はゾーンを活性化す
るために必要とされるそれよりも小さくなくてはならな
い。
ところでより複雑な微細構造が所望される場合に多軸
伸長が所望されることがある。例えば二軸伸長はラミネ
ートを作り出しながら固有の表面を作り出し、このラミ
ネートは多方向において伸び、そして柔軟な感触性を保
つであろう。
この微細構造化表面の折りたたみ周期はコア/スキン
比に依存することも見い出される。この周期性は表Iに
記載の表面のテキスチャーの指標でもある。これは更
に、本発明のパラメーターの慎重なる選択によって可能
なコントロールの他の指標である。
ラミネートをまず1つの方向に伸ばし、次いでその交
差方向に伸ばした場合、第1の伸長に基づいて形成され
た折りたたみはねじれた折りたたみとなり、そして図9
に示すような交差折りたたみを交えたみみず様の特徴と
なって現れることがある。図9は18のコア/スキン比を
有するPP/スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)/PP
のラミネートである。その他のテキスチャーも、いろい
ろに折りたたまれた又は基本的な規則性折りたたみにし
わのついたバリエーションを提供することが可能であ
る。このフィルムを同時に両方向に伸ばしたとき、図5
(それぞれ5/115/5ミクロンの厚みを有するスキン/中
核/スキンを有する例19Aに通りに作ったラミネート)
又は図10(例23)に示す通り、このテキスチャーはラン
ダムな長さ方向を有する折りたたみとして現れる。任意
の上記の伸長方向を利用しながら、この表面構造は前記
した通り利用した材料、層の厚み、層の厚みの比及び伸
長率に依存する。例えば押し出しした多重層フィルムを
一軸に、逐次的に二軸に、又は同時に二軸に伸長せしめ
ることができ、そして各方法は固有の表面テキスチャー
及び独特のエラストマー特性を提供する。
本発明の固有の連続マイクロテキスチャー化表面は材
料及び処理パラメーターの適切な選択によって変える及
びコントロールすることができる。この層の材料特性に
おける相違は得られるマイクロテキスチャー化スキンを
変えることができるが、層の比、ラミネートフィルムの
全体的な厚み、層の枚数、伸長の程度及び伸長方向の慎
重なる選択は、このラミネート表面の微細構造にわたる
優れた有意なるコントロールを可能とする。
本発明に従って製造されるエラストマーラミネートの
マイクロテキスチャー化の程度はスキン表面積の増大と
しても説明できる。このラミネートが多量のテキスチャ
ーを示すとき、この表面積は有意に増大するであろう。
これは表VIII、例16における線状低密度ポリエチレン
(LLDPE)/SIS/LLDPEラミネートに関して実証されてい
る。この例において、伸長率を大きくするに従い、伸長
せしめていないものから伸長且つ回復せしめたラミネー
トへの、その表面におけるパーセンテージ増加も大きく
なる(伸長率5にて280から、伸長率12にて530まで)。
一般にこのマイクロテキスチャー化は表面積を少なくと
も50%、好ましくは少なくとも100%、そして最も好ま
しくは少なくとも250%増大させるであろう。表面積の
増大はこのラミネート表面の全体的なテキスチャー及び
感触に貢献する。
スキン、それ故ラミネートの不透明度の増大もマイク
ロテキスチャー化に由来する。一般に、マイクロテキス
チャー化は透明なフィルムの不透明度を少なくとも20
%、好ましくは30%上昇させる。不透明度の上昇はラミ
ネートのテキスチャー化に依存し、粗いテキスチャーの
方が細かいテキスチャーよりも不透明度を上昇させる。
不透明度の上昇はまたある程度可逆性であり、即ち再び
伸長せしめたとき、このフィルムは再び透明となる。
適切なスキン及び/又は結束層を間に有する1もしく
は複数のエラストマー中核要素を有することも可能であ
る。このような多重層態様はこのラミネートのエラスト
マー及び表面特性を変えるのに用いることができる。
一定の構造により、このマイクロテキスチャー化スキ
ン層は離層する傾向にあり、そして/又はその下にある
エラストマーは時間をかけて劣化する傾向にありうる。
この傾向は特にABAブロックコポリマーで起こりうる。
エラストマー形態へのこの材料の活性化のための伸長及
び回復段階の最中に生ずる残留応力はこの進行を大いに
促進せしめうる。このような劣化又は離層を受け易い構
造のため、活性化させた後に簡潔な緩和又はアニーリン
グが所望されうる。このアニーリングは一般に該エラス
トマーのガラス転移温度(Tg)より高く、ABAブロック
コポリマーに関するBブロックのTgより高いが、スキン
ポリマーの融点よりは低い。低アニーリング温度で一般
に十分である。このアニーリングはアニーリング温度に
依存して一般に0.1秒より長い。市販されているABAブロ
ックコポリマー(例えばKraton(商標)1107)では、約
75℃のアニーリング又は緩和温度で十分であると見い出
されている。
伸長且つ活性化せしめたフィルムにおけるスキン層と
中核層との接触はこのスキン及び中核組成に依存して変
わることが観察された。一定の好ましい構造により、こ
の中核及びスキンは、図2において示す通り、このスキ
ン層において形成されている折りたたみを占めている中
核材料と完全に接触し続けている。この構造は特に活性
化の後にアニールを行ったとき非常に丈夫であり、そし
て離層しにくい。この連続接触構造のバリエーションは
エラストマーがこのスキンの折りたたみを占めるときに
可能でもあるが、しかしながらの折りたたみのもとで結
合が損われることが観察された。これはより厚みのある
且つ/又はより硬質なスキンにおいて生ずるものと考え
られ、なぜなら下地の弾性体は緩和の際により集中的に
応力を受けるからである。全体的に異なったスキン/中
核接着方法も可能である。即ち、あるケースにおいて中
核は、折りたたみのもとでこのスキンから完全に収縮す
るが、このスキンが離層しないよう十分に結合し続ける
ことができる(例34、接着性破損を参照のこと)。この
構造はそれほど所望されていなく、なぜならその利用の
最中、これはより容易に離層しやすく、従って弾性中核
が外気に暴露されやすく、このことはエラストマーの劣
化を促進せしめうるからである。
本発明の以上の詳細に従って形成されるラミネートか
ら大いに所望されている特性が得られるため、これには
莫大な数の利用性が見い出されている。例えばこのマイ
クロテキスチャーはこのエラストマーラミネートに柔い
且つ絹状の感触を授ける。このラミネートの弾性活性化
部分は更にノンネッキングとなりうる(即ち、再伸長せ
しめたときに薄くならないであろう)。このことはエラ
ストマーラミネートが種々の商業的に重要な利用性、特
に弾性体が単独又は衣料の一部として身体部分に取り付
けられる又は取り巻く衣料産業に特によく適するように
する。このような衣料の例には、使い捨ておむつ、成人
の失禁用衣料、シャワーキャップ、手術用ガウン、帽子
及びブーティ、使い捨てパジャマ、アスレチックラッ
プ、クリーンルーム用衣料、キャップ又は面頬等のため
ヘッドバンド、くるぶしバンド(例えばズボンの折り返
しプロテクター)、リストバンド等が含まれる。
このフィルムは、使い捨ておむつにおいて、例えば、
ウェストの位置にておむつの前もしくは横領域のいづれ
かに位置するウェストバンドとして、脚部ゴムとして、
又は調節可能なスリップオンおむつにおけるこのエラス
トマーフィルムが利用できる箇所において、又はタイト
フィッティング衣料を作り出すために弾性領域を有する
腰の廻りのサイドパネルにおいて等、広く利用されう
る。このフィルムは常用の方法によって連続的又は断続
的な長さとして取り付けることができる。取り付ける場
合、このフィルムの特別なる利点は、高い伸長率を有す
る薄いエラストマーストランド(即ち中核)が利用され
る能力にあり、ここでこのエラストマーフィルムの活性
化はこのエラストマー領域のサイズ、その活性化伸長率
及び弾性挙動に依存して、コントロールされた伸長率で
起こりうる(特に、エラストマーバンドの縦方向に対し
て横方向に伸ばしたとき)。
衣料品にはしばしば良い着ごこちを付与せしめるため
にひだが付けられる。このひだ付けは、不安定的に伸ば
された状態にある熱収縮性フィルム材料を取り付け、次
いで熱の適用によってひだ付けを行うことによって容易
に得られる。
該エラストマーラミネートは、超音波溶融、熱シーリ
ング及び常用の方法による取り付けによって衣料品に取
り付けることができる。本発明のラミネートにおいて、
接着は活性化されていない高い弾性率又は非優先的応力
領域におけることが好ましい。
接着剤の適用は注型ラミネートの一定の領域を優先的
にアニールするために用いることもできる。ホットメル
ト塗布せしめた接着剤は柔いスポットを作り出し、これ
は冷やしたときに硬くなる。接着剤のコートされた不活
性化領域を得るため、次にこのラミネートを例えば低弾
性率領域が連続相となるように優先的に活性化せしめる
ことができる。このことは、支持体への弾性体の結合
を、この支持体の動きによって生ずる過剰の剪断力に接
着剤がさらされることなく、可能にする。
接着剤は活性化前にスキン層面に適用することもでき
る。活性化部分又は領域におけるこのスキン上に形成さ
れたマイクロテキスチャーは、もしこの接着層がほぼ形
成されるマイクロテキスチャーのサイズ(一般には30ミ
クロン以下)であるとき、この活性化領域における接着
剤の粘着性を引き下げることができる。このことは、こ
の活性化弾性領域が図17において示すおむつファスニン
グタブにおけるような支持体に永久的に固定されないこ
とが好ましいときに有利である。
複数のタイプのテキスチャーを有するラミネートを作
り上げる能力は本発明のラミネートに多いなる多角性を
授ける。異なる活性化(即ち、伸長の程度、スキンの厚
み、スキンタイプ他)領域を伴う一般的なフィルム活性
化を可能にする優先的及び非優先的活性化領域のパター
ンを用いることにより、このフィルムに織物様又はバル
ク触感を付与せしめることができる。このことは本質的
に莫大なる種々の表面テキスチャーの作製を可能にす
る。織物様又は類似のテキスチャー化表面がポリマー及
び/又は弾性フィルムの特性を所望する種々の状況にお
いて有用である。
層の比、伸長率及び方向、並びに層の組成を調整する
ことによって得られるコントロールされた緩和は、本発
明のエラストマーラミネートが、高速生産プロセスであ
って熱活性化回復が高温流体、例えば熱風、マイクロウ
ェーブ、UV照射、ガンマー線、摩擦的に発生せしめた熱
及び赤外線照射によって容易にコントロールされるプロ
セスによく適するようにすることができる。マイクロウ
ェーブでは、添加剤例えば鉄ひげ結晶、アルミニウム粉
又はニッケル粉末が、スキンのコントロールされた回復
を及ぼすためにこのスキンの軟化を確実とするのに必要
とされうる。
該エラストマー層の弾性率と該スキン層の耐変形性を
釣合せることは、このラミネートの活性化領域の応力歪
特性も改質する。従ってこのラミネートを衣料品に用い
たとき、より良い着ごこちを提供するよう改質させるこ
とができる。例えば、比較的定常の応力−歪曲線が得ら
れうる。この比較的定常な応力−歪曲線は、予め決定せ
しめた伸長パーセント、即ち、図4のラインYに示す、
スキンが活性化されたときに永久変形する点にて鋭い弾
性率の上昇を示させるようデザインすることもできる。
活性化の前、このラミネートは比較的硬質である(図
4のラインZ)。即ち、このスキン層に基づいて高い弾
性率が授けられている。このような活性化せしめていな
い又は伸長せしめていないラミネートは常用の弾性体よ
りも操作し易く、且つ高速生産プロセスにより適する。
このような利点を得るため、このスキンは内層、外層又
はその両方でありうる。図4において、ラインZZは単独
のスキン層であり、そしてラインXは単独のエラストマ
ー中核層である。
本発明のラミネートに関するその他の利用は、例えば
図17において示す、米国特許第3,800,796号に関する弾
性化おむつファスニングタブとしての利用であろう。非
弾性末端領域7を提供しながら、優先的活性化領域ゾー
ン6を所望の位置に配置させることができる。このタブ
は1もしくは複数の優先的活性化部分、ゾーン又は領域
を含むストックから切り出すことができる。接着剤8を
前記した通り、このラミネート全体を覆う非弾性末端領
域の1もしくは複数の面に適用することができる。
本発明の弾性体のファスニングタブの形成に伴う更な
る利点はその多角的な用途にある。このタブは伸ばして
いない状態で販売でき、そして買手によって容易に活性
化されるか、その代りとしてこのタブは伸ばされ、且つ
活性化されて利用されることができ、いづれの場合にお
いても粘着性ゴムがむき出しになることはないであろ
う。伸ばされ且つ活性化されたタブに伴う更なる利点
は、この活性化領域が、低めの適用圧力にて接着テープ
を解放せしめる傾向にある表面微細構造を有すであろう
ことにある。この特徴は、所望の中心に配置された、低
力学的接着性バックサイズ領域を形成せしめるのに用い
ることができ、これは例えば米国特許第4,177,812号(B
rownら)に開示されているファスニングタブに所望され
ている。
以下の実施例は現状考えられる好ましい態様及び本発
明の実施のための最良の方法を例示するが、その範囲を
限定する意図はない。例1及び4〜29は本発明の教示に
従う形成後処理に適するラミネートの例である。
例1 二枚のポリプロピレンの外層及びスチレン−イソプレ
ン−スチレンブロックコポリマーの中核エラストマー層
を有する三層ラミネートを作るために連続同時押し出し
を行った。2インチ(5.1cm)のスクリュー径のBerlyn
(商標)押し出し機(Berlyn Corporation,Worchester,
MASS)を利用してエラストマー層(Kraton(商標)110
7,Shell Chemical Company,Beaupre,OH)を供給するた
めに用い、そして2枚のポリプロピレン(Escorene(商
標)3085,Exxon Chem.Corporation、Houston,TXより入
手可)をCloeren(商標)フィードブロックに供給する
ためにBrabender(商標)1.25インチ(3.18cm)スクリ
ュー径押し出し機(C.W.Brabender Instruments,Inc.,N
Jより入手可)を用い、単軸マニホールドの幅18インチ
(46cm)のフィルムダイを介して押し出しした。このフ
ィルムを表Iにおいて記載の通り総厚みを変えながら、
14.7ft/分(509cm/分)にて60゜F(16℃)のキャストロ
ール上で注型せしめた。種々の外層の厚みのフィルムが
作られた。
このフィルムを、まず各サンプルを手でその破断点よ
りわずかに短く一軸方向に伸ばし(これは一般に約650
%である)、サンプルを離し、そして任意の回復を観察
することによって緩和について試験した。初期引っ張り
後の回復を瞬間回復(I)、時間をかけてのゆっくりの
回復(T)、回復のために熱を必要とする(H)及び永
久変形(P)、即ち有意なる回復がないものとして分類
した。結果を以下の表に示す。
該ラミネートのテキスチャーを、この回復の後に視覚
的及び触れることによって評価し、そして微細(I)、
中(M)、粗い(C)又は滑らか(テキスチャーが認識
されず)と分類した。このテキスチャーをサンプルB,C
及びEにおいて、サンプルの周期(折りたたみ間の距
離)によって客観的にも調べた。規則的な折りたたみが
粗くなるに従い、それらはより大きく且つより広い間隔
のものとして現れることに注目した。大きい折りたたみ
はよりランダムな山と山の距離を有しやすいが、それら
は比較的規則的な間隔に置かれているままであった。
このサンプルを、サンプルの再伸長に基づく幅の%変
化として表わすネッキング特性についても試験した。こ
れらのサンプルのいづれに関してネッキングは顕著でな
かったが、一般にスキンの厚みは小さくなり、そしてコ
ア対スキンの厚みの比は上がり、ネッキングは増大し
た。
周期及びC.O.F.もサンプルB,C及びDに関して示し、
それらは両方ともコア/スキンの厚みの比に対して反比
例した。このサンプルのもとのC.O.F.は3.8以上であ
り、従ってマイクロテキスチャー化はC.O.F.の有意なる
全体的な低下をもたらした。
例2 モジュールスリーゾーンダイを用いてストリップ同時
押し出しサンプルを調製した。2つの外部ゾーンを1.75
in(4.445cm)のProdex(商標)(Prodex Corp.,Fords,
NJ;現在H.P.M.Corp.,Mt.Gilead,OH)押し出し機によっ
て供給し、そして中央のゾーンは1.25in(3.175cm)のK
illion(商標)(Killion Extruders Inc.,Cedar Grov
e,NJ)押し出し機によって供給した。この2枚のスキン
及び中核の組成並びに押し出し機のスピードは以下に記
載の通りである。
Fina(商標)3576は、Fina Oil and Chem.Co.,Deer P
ark,TX.より入手できる9メルトインデクス(m.i.)の
ポリプロピレンホモポリマーである。Himont(商標)67
23(Himont U.S.A.,Inc.,Wilmington,DEより入手可)は
0.8m.i.のポリプロピレンホモポリマーである。それぞ
れ、28%の酢酸ビニル(VV)(43m.i.)、28%のVA(6
m.i.)、18%のVA(8m.i.)及び9%のVA(7m.i.)であ
るElvax(商標)240,260,450及び750は、Dupont Corp.,
Wilmington,DEより入手できる酢酸エチルビニルであ
る。CBE(商標)41055E及び24811Sはそれぞれポリエチ
レン(55%)及びポリスチレン(52%)担体中の黄色及
び青色染料であり、C.B.Edwards and Co.Inc.,Minneapo
lis,MN.より入手できる。鉱物油は、Amoco Oil Co,Chic
ago,ILより入手できるAmoco(商標)White Oil RM 0009
−8である。
例3 例2由来のストリップ同時押し出し層を三層ラミネー
トへと形成せしめた。
この三層ラミネートに関する構造は以下の表IIにおい
て記載し、層についてのサンプル番号は例2のサンプル
に対応する。
このラミネート構造及び性能を以下に図解する。全て
のサンプルは幅25mmであり、それらの自然延伸比(ND
R)まで伸長せしめた。各ゾーンにおける個々の層の厚
みは光学顕微鏡による250Xで測定した平均値である。ラ
ミネートの全体的な厚みは表示の位置にてカリパーゲー
ジによって測定した。種々のゾーンの長さを初期及び伸
長(天然延伸比)値で示す。
以下に示すこのラミネートの構造的表示(枠内)は、
この枠内において、光学顕微鏡によって250Xで測定した
各ゾーンにおける層の厚みを含ませている。
このラミネートの構造的表示の下に示した値は表示の
位置にてカリパーゲージによって測定した全体的な厚み
である。
サンプルiiiにおいて、このスキン層はこのラミネー
トの両面上のゾーン間の転移領域において分離した。ゾ
ーン1及びゾーン2において伸長をさせたほとんどの場
合において、このことはゾーン2に直接隣接するこのよ
うなゾーンの領域においてほとんど独占的に生じた。こ
のことはこれらの領域において認められる薄めの全体的
な厚みによるものと考えられる。
例4 多重層ラミネートを、ポリプロピレン/Kraton(商
標)1107/ポリプロピレンの注型ラミネートを積層する
ことによって作った。各注型ラミネートの総厚みは2.8m
il(0.062mm)であった。この中核/スキンの比は12:1
であった。この積層したラミネートは、6枚の注型ラミ
ネートから、ホットプレスにおいて200℃にて、1cm2
り140kgの圧力にて5分間かけて形成せしめた。形成し
たフィルムを次に21℃の水浴中で冷やした。ここで得ら
れるラミネートは厚さ6mil(0.15mm)であり、そして注
型フィルムのようであるがやや厚かった。約300%まで
伸ばし、そして瞬間的に回復させた後、このフィルムは
粗いマイクロテキスチャー化されたスキン及びマイクロ
テキスチャー化された内部スキン層を示した。
例5 連続同時押し出しを、70/30の重量配合のポリ(ビニ
リデンフルオリド)(Solef〔商標〕1012,Solvay Co.,F
rance)とポリ(メチルチタクリレート)(VO44.Rohm a
nd Hass Corp.,Bristd,PA)の2枚の外層及びKraton
(商標)1107の中核層を有する三層ラミネートを作るた
めに実施した。Cloeren(商標)フィードブロックにこ
の中核層ポリマーを供給するために径2インチ(5.1c
m)のBerlyn(商標)スクリュー押し出し機を10RPMのス
クリュースピードにて、そしてスキン層ポリマー配合体
を供給するために径2インチ(5.1cm)のスクリューのR
heotec(商標)押し出し機を25RPMにて用い、次いでこ
の溶融ラミネートを幅18インチ(46cm)の単軸マニホー
ルドダイ(Extrusion Dies,Inc.,Chippawa Falls,WI)
を介して420から450゜F(215から232℃)にて、それぞ
れ17.0又は15.3の1分間当りの回転にて78゜F(26℃)
のキャストロールへと押し出しした。得られたこのフィ
ルムラミネートの厚みはそれぞれ5.5及び6.0mil(0.14
及び0.15mm)であり、中核/スキン(一枚)の比は6:1
及び7.5:1であった。
両方のラミネートを400%に伸ばし、そして瞬時に回
復させた。それぞれのケースにおいて、微細な光沢のあ
るマイクロテキスチャー化表面を有するラミネートが得
られた。
例6 50/50の配合比の2種類のポリブチレン樹脂Shell(商
標)0200及びShell 0400の2枚の外層及びKraton 1107
の中核エラストマー層を有する、2種類の異なる三層ラ
ミネートを作るために連続同時押し出しを行った。Krat
on 1107を供給するために径2インチ(95.2cm)のスク
リューBerlyn押し出し機を10RPMのスクリュースピード
にて用いた。2枚のポリブチレン配合量をCloerenフィ
ードブロックに供給するために径1.25(3.18cm)のBrab
erderスクリュー押し出し機を10及び12RPMにて用いた。
このラミネートを幅18インチ(46cm)の単軸マニホール
ドを介して430゜F(221℃)にて、8.8又は7.6ft/分(2.
7又は2.3m/分)のいづれかにてキャストロールに、それ
ぞれのサンプルについて総厚みを0.003インチ(0.076m
m)に維持しながら押し出しした。このことは同じラミ
ネートの総厚みを有しながら外スキン厚みが異なる2種
のフィルムを提供する。中核/スキン比はそれぞれ13:1
及び5:1であった。
更に、同じ装備を、Blabender押し出し機は35RPMに
て、そしてキャストロールスピードは8.6ft/分(2.6m/
分)にて、その他の全ての条件は上記と同じに作動さ
せ、全体的に厚みのあるスキン層を有し且つ中核/スキ
ン比が2.6:1の、厚さ0.005インチ(0.127mm)のラミネ
ート(比較)を得た。
各ラミネートをその破断点よりやや短く、約4:1へと
手によって伸ばし、次いで最初の2種類は瞬間的に、そ
して3番目(比較)は熱により回復させた後に各サンプ
ルに関するテキスチャーを記録した。このデータを以下
に示す。
例7 線状低密度ポリエチレンの2枚の外層、酢酸エチレン
ビニルElvax(商標)260(EVA)(Dupont Corporation,
Wilmington,DEより入手可)の結束層及びスチレン−イ
ソプレン−スチレンブロックコポリマーの中核エラスト
マー層を有する五層ラミネートを作るために連続同時押
し出しを行った。このエラストマー層(Kraton 1107)
を供給するために径2インチ(5.1cm)のスクリューの4
D比のBerlyn押し出し機を用いた。Rheotec径2インチ
(3.18cm)スクリュー押し出し機を2枚のポリエチレン
層を供給するために用い、そして径1インチ(2.54cm)
スクリュー3M製押し出し機を2枚のElvax層をCloerenフ
ィードブロックに供給するために用いた。
このラミネートを幅18インチ(46cm)の単軸マニホー
ルドを介して、375゜F(190℃)にて、表IVに記載の通
りの種々の総厚みにて60゜F(16℃)のキャストロール
に押し出しした。これにより種々の厚みの層が得られ
た。本例はキャスティングロールスピードがどのように
フィルムの厚みに影響を及ぼすかも示す。
このEVA結束層は、LLDPE外層とSIS中核層との間に結
合力を与え、EVAを有さないようなフィルムよりも丈夫
なラミネートをもたらし、しかもこれは表面テキスチャ
ーに関連するこのラミネートの挙動の妨げとならない。
このような結束層はむろん他の層と比べて非常に薄い。
押し出し機の条件は上記の実施全てに関してほとんど
一定であるため、中核の厚みのスキンの厚みに対する比
は上記の全ての実施に関して同じであって約13:1であ
り、中核/結束層比は30:1であった。従って、表IVの総
フィルム厚みの欄は表面テキスチャーの欄にまさに関連
する。値の範囲は超微細なテキスチャーの1.0mil(25ミ
クロン)の総フィルム厚みから粗いテキスチャーの20.0
mil(508ミクロン)であり、全ては5:1の伸長及び瞬間
回復に由来する。それ故、より厚みのある材料はより粗
いテキスチャーを提供し、従って物理的なパラメーター
をコントロールすることにより、このテキスチャーをコ
ントロールすることができることがわかる。
例8 以上の例の通り、三層LLDPE/SIS/LLDPEフィルムを、B
erlyn押し出し機を利用して20RPMのスクリュースピード
にてKraton 1107を、そしてBrabender押し出し機を利用
して17RPMのスクリュースピードにてDow Chemical Co.
(Rolling Meadows,IL)61800線状低密度ポリエチレン
をCloerenフィードブロックに供給することによって作
った。このラミネートを幅18インチ(46cm)のフイルム
ダイを介してキャスティングロールに、85゜F(29℃)
及び13.7ft/分(4.18m/分)のスピードで押し出しし、
中核/スキン比が15.6:1であり、総厚みが125ミクロン
のラミネートを得た。このフィルムを一軸に4:1で伸ば
し、そして瞬間的に回復させ、このフィルムのそれ自身
に対する摩擦係数をこの伸ばして且つ回復せしめたフィ
ルムから測定し、そして伸長していないフィルムと比べ
た。そのデーターを表Vに示す。MDは装置方向を示し、
そしてTDはその横方向を示す。 表 V サンプル 静COF 動COF 伸長させてないMD 4.5 4.2 伸長させてないTD 4.6 3.7 伸長させたMD 0.4 0.3 伸長させたTD 0.5 0.5 このデーターは、伸長したフィルムのその伸長してい
ない先駆体に対する摩擦係数の大いなる低下の指標であ
り、更に本発明の固有のマイクロテキスチャー化された
ラミネートの表面の指標でもある。
例9 例8の装備を利用して本発明の三層ラミネートを作っ
た。ポリウレタン(Pellethane(商標)2102−5A;Dow C
hemical Co.,Midland,MIより入手可)中核材料を供給す
るために、10RPMのスクリュースピードで作動させたBer
lyn押し出し機を利用した。Cloerenフィードブロックに
Amoco(商標)(Amoco Oil Co.,Chicago,ILL)3150B高
密度ポリエチレン(HDPE)とKraton 1107の95:5の比に
おける配合物を供給するために、7RPMのスクリュースピ
ードで作動させたBrabender押し出し機を用いた。スキ
ン層の中核層に対する接着性を高めるために少量のKrat
on 1107をスキン層に加えた。このラミネートを幅18イ
ンチ(46cm)の単軸マニホールドフィルムダイを介し
て、70゜F(21℃)の温度及び21ft/分(6.4m/分)のス
ピードにてキャスティングロールに押し出しし、13.7:1
の中核/スキン比を有する69ミクロンのラミネートを得
た。このラミネートは600%の伸長及び瞬間回復の後に
マイクロテキスチャー化された表面を示した。
例10 本発明の三層ラミネートを例8の装備を用いて作っ
た。中核材料としてのスチレン−ブタジエン−スチレン
(SBS)(Kraton 1101)のトリブロックコポリマーエラ
ストマーを供給するために60RPMのスクリュースピード
で作動させたBerlyn押し出し機を用い、そしてCloeren
三層ダイにDow(商標)3010 LLDPE材料を供給するため
にKillion(商標)押し出し機を用いた。この押し出し
品をキャスティングロール上で、85゜F(29℃)の温度
及び41ft/分(12.5m/分)のスピードで注型した。ここ
で得られた8.9:1の中核/スキン比を有する厚さ5mil
(0.127mm)のフィルムは7.5:1の比に容易に伸長し、そ
して瞬間回復に基づいて微細なテキスチャー化ラミネー
トが形成された。
例11 例4の装備を利用して本発明の三層ラミネートを作
り、ここでBerlyn押し出し機は20RPMのスクリュースピ
ードにてKraton G 2703スチレン−エチレンブチレン−
スチレン(SEBS)ブロックコリマーを供給し、そしてBa
rbender押し出し機はCloerenフィードブロックにExxon
(商標)PP−3014ポリプロピレンを5RPMのスクリュース
ピードにて供給した。この材料を次に幅18インチ(46c
m)のフィルムダイを介して34゜F(1.1℃)の温度での
キャスティングロールに押し出しした。作られたフィル
ムは容易に600%に伸び、そして瞬間回復させた後に微
細なテキスチャー化表面を形成した。光学顕微鏡のもと
で測定した層の厚みは、スキン/中核/スキンのそれぞ
れが15/162/12ミクロンであった。
例12 本例はスキン及び中核材料を変えることの利用を示
す。全ての実施において、ライン条件は同一であり、そ
してCloerenフィードブロックは400゜F(204℃)で用い
た。中核押し出し機は上記のBrabenderであり、ゾーン
1〜4の温度はそれぞれ178,210,210及び216℃とした。
ダイは400゜F(204℃)とし、そしてキャスティングホ
イールは51゜F(11℃)とした。
表VIにおける12Aは、115ミクロンのフィルムに関し
て、より弾性な中核が用いられ且つ適切な伸長が伴うと
き、このスキンにエラストマーが利用できることを示
す。12Bは120ミクロンのフィルムにおけるポリエステル
スキンの利用を示す。12Bで示すこのラミネートは比較
的大きい中核対スキンの比にもかかわらず、このスキン
は比較的微細なテキスチャーであり且つ瞬間収縮回復性
であった。これは主としてポリエステルの低弾性率に基
づく。FA−300はEastman Chem.Co.,Kingsport,TNより入
手可能である。
例13 アジピン酸とヘキサメチレンジアミンの縮合生成物で
あるナイロン66(Monsanto Co.,St.Louis,MOのVydyne
(商標)21)を例8に説明した工程に従ってスキンとし
て用いた。中核はSIS(Kraton 1107)ブロックコポリマ
ーとした。このナイロン及びKratonを525゜F(274℃)
及び450゜F(232℃)にてそれぞれ500゜F(260℃)のダ
イへと押し出しした。厚さ4mil(0.1mm)のフィルムを1
8:1の中核対スキンの比によって形成せしめた。4:1の伸
長及び瞬間回復の後にマイクロテキスチャー化表面が形
成された。
例14 中核の粘着性を高めるため及び中核層弾性率を低める
ため、そしてその粘度を下げるため、固形粘着付与ロー
ジンWingtack(商標)(Goodyear Chem Co.,Akron,OH)
をKraton 1107と、10/90,20/80及び30/70の比において
配合し、それぞれ91,114及び165ミクロンのフィルム
に、先の例の装置を用いて利用した。ダイ温度は380゜F
(193℃)であり、Kraton配合物を18.5ポンド/時間
(例14kg/分)の速度にて供給し、そしてポリエチレン
スキン(LLDPE;Dowlex(商標)2500,Dow Chemical)を
6ポンド/時間(2.72kg/hr)の速度にて供給した。中
核対スキンの比は6.2:1であった。3種全てのKraton配
合物に関して、6:1の伸長を利用し瞬間収縮回復を与え
たときにこのラミネートに微細なマイクロテキスチャー
化表面が得られた。
例15 スキンの厚みと伸長パーセントの表面テキスチャー
(周期により測定)との関係を、SEBS中核(Kraton G16
57)及びポリプロピレンスキン(Exxon 3085)を用いて
表わした。中核のためにはBerlyn押し出し機を用い、そ
してスキンのためにはRheotec押し出し機を用い、Cloer
enフィードブロックに供給した。単層ドロップダイを42
0゜F(216℃)で用い、キャスティングロールは38.9ft/
分(11.9m/分)及び50゜F(10℃)にて作動させた。そ
の結果を表VIIに示す。
各サンプルについて伸長%が増大するに従い、周期は
小さくなり、より微細なマイクロテキスチャー化が得ら
れることを示す。このことは、伸長%がこのラミネート
の表面構造を変えるのに利用できることを示す。
更に、スキンの厚みが小さくなるに従っても、周期は
小さくなる。全てのサンプルにおいて、この中核の厚み
はほぼ85μで一定であった。定常な中核に基づくスキン
の厚みは従って得られうる表面テキスチャーに直接関係
する。上記の表IVにおいて示した通り、相対的に一定の
伸長%に関して、スキンの厚みが大きくなるに従い周期
も大きくなった。従って厚みのあるスキンのサンプルは
粗いテキスチャーを提供する。これはむろんスキン、そ
れ故ラミネート特性を操作するために用いられうる。
例16 試験したサンプルは例8において作ったものであり、
伸長率を2:1から13:1へと変化させた。
伸長率 周期(μ) 面積増大% 2 (ランダムなしわ) 3 30 4 12 5 10 280 6 8 7 7 8 6.5 390 9 6 10 5.5 11 5 12 4 530 13 3 表VIIIからわかる通り、例15において実証した伸長率
と周期との関係はこのLLDPE/SIS/LLDPEラミネートにあ
てはまる。伸長率を大きくするに従い、この周期は実質
的に指数関数的にまず急速に、次いでゆっくりと小さく
なる。更に、面積における増大は伸長率の増大に伴う。
例17 伸長、中核/スキン比及び収縮メカニズムの関係を、
ポリプロピレン/Kraton 1657(SEBS)/ポリプロピレン
ラミネートに関して、例4及び例15の工程を利用して実
証した。この材料を5cm/秒の速度にて伸長し、そして15
秒間保持した。このフィルムを20秒間収縮させ、その後
160゜F(71.1℃)の湯浴中で5秒間にわたに熱収縮させ
た。
次に収縮後のこのフィルムの長さを、20秒の保持時間
後のフィルムの長さ及び伸長後の長さと比較し、操作に
おける収縮メカニズムを調べた。この比較の結果を以下
の表IXに示す。 表 IX 中核/スキンの比 伸長率 収縮メカニズム 6.0 3.8/5.3/6.2 I 5.3 4.6/5.3 S 6.5 I 5.1 4.3/5.0 H 5.5 S 6.8 I 4.8 4.2/4.0 H 6.0 T 6.5 F 4.0 4.0/5.2/6.0 H 3.7 4.2−6.8 H 3.4 4.0 N 4.7−6.0 H N=なし、H=熱、S=ゆっくり、T=時間、F=迅
速、I=瞬時。
迅速は15%以上の回復が5秒で起こるときである。中
程度の時間は15%以上の回復が20秒にて起こるときであ
る。ゆっくりとは15%以上の回復が伸長して60秒後まで
記録されなかったときである。
例18 ポリプロピレン(Exxon 3145)を中核材料のための改
質剤としてKraton 1107(SIS)エラストマーに加えた。
利用したスキンはExxon 3014ポリプロピレン(PP)とし
た。調製した中核は5及び10重量%のExxon 3145ポリプ
ロピレンを含んだ。伸長、収縮メカニズム及びテキスチ
ャーとの関係を試験した。その結果を以下の表に示す。
以上からかわる通り、中核へのPPの添加はこのラミネ
ートの収縮性を減少させる。ポリプロピレンは中核の弾
性を下げるようであり、従ってこのスキンの拘束力が変
形した弾性中核より受ける弾性応力をより容易に支配す
ることができることを可能とする。
例19 剛化剤、ポリスチレンをエラストマー中核材料に加え
た効果を試験した。このスキンは線状低密度ポリエチレ
ン(Dowlex 6806)を含んで成る。この中核はSIS(Krat
on 1107)とポリスチレン(500PI又は685W;共にDow Che
mical Co.由来)の配合物である。全てのサンプルは三
層構造(スキン/中核/スキン)であり、4.5mil(0.11
mm)の総厚み及び8:1の中核/スキン比を伴った。全て
のサンプルを次に400%伸長し、そして瞬間回復させ
た。次いで張力曲線を作成し、これはポリスチレンの含
有量を高めることによってこのラミネートが剛性となる
ことを実証した(図8(T−N)において示す;以下の
表XIにおいても示す)。
例20 本例において、Wingtack(商標)粘着付与剤の中核エ
ラストマーへの添加の効果を調べた。例14のラミネート
・材料を、LLDPE/Kraton 1107/LLDPEを含んで成る三層
ラミネート(20)と比べた。両サンプルとも総厚みにお
いて4mil(0.10mm)であり、中核/スキン比は約8:1で
あった。これらの材料は4:1〜13:1に伸ばしたときに瞬
時収縮型であった。 表 XII 例20 5%ヤング率 20(比較) 109 kg/cm2 14 47.9 〃 表XIIからわかる通り、粘性低下助剤/粘着付与剤の
利用は、ポリスチレン剛化剤の添加のように、反対の効
果を有していた。
例21 中核及び一枚のスキン層の二層ラミネートをKraton 1
107(SIS)/Exxonポリプロピレン3014より作った。6RPM
で作動させたBerlyn押し出し機をポリプロピレン関し
て、そして125RPMで作動させたKillion押し出し機をKra
tonに関して用いた。このポリマーを一軸マニホールド
シャットダウンを有する、18インチ(45.7cm)、440゜F
(227℃)のCloerenダイに供給した。ここで得られるフ
ィルムをロール上で60℃にて、35.2RPMで回転させなが
ら注型した。形成されたラミネートは厚み2mil(0.051m
m)であり、中核/スキン比が2.5:1であり、そして5:1
に伸ばし且つ瞬間回復させたときに粗いマイクロテキス
チャーを示した。その後の再伸長に基づくネッキングは
わずか2.5%であった。
例22 異なる組成のスキンを有するラミネートを作った。こ
の弾性中核はKraton 1107であり、一枚のポリエチレン
(Dow LLDPE 61800)及び一枚のポリプロピレン(Exxon
3085)スキンを有する。中核をBerlyn押し出し機によ
って押し出しし、そしてスキンはそれぞれRheotec及びB
rabender押し出し機によって押し出しした。Cloerenダ
イは350゜F(177℃)とし、そしてキャスティングロー
ルは60゜F(16℃)にした。2種類のフィルムが作れ
た。第1のフィルムに関しては、押し出し機をそれぞれ
20,8及び26RPMにて作動させ、そしてキャストロールは1
7.3RPMで作動させ、18:1の中核/スキン比を有するラミ
ネートを作った。形成されたサンプルは5:1の伸長で瞬
時に収縮し、微細なマイクロテキスチャーを有してい
た。第2のフィルムに関しては、押し出し機をそれぞれ
10,16及び26RPMにて作動させ、キャストロールを14.2RP
Mで作動させ、18:1の中核/スキン比を有するラミネー
トを作った。この第2のラミネートも5:1の伸長で瞬時
回復したが、粗い表面テキスチャーを示した。両方のラ
ミネートの厚みは4.0mil(0.1mm)であった。
例23 例1Aのラミネートを第1方向において4:1、次いでそ
の横方向において4:1に伸ばすのと、4:1対4:1で同時二
軸方向に伸ばした。このラミネートは瞬時収縮型であっ
た。形成されたテキチャーをそれぞれ図9及び10に示し
た。
例24 例17に用いたポリプロピレン/SEBS(Kraton 1657)/
ポリプロピレンの三層ラミネートをその書き込み性につ
いて試験した。中核/スキン比は5:1であり、全ラミネ
ート厚みは5mil(0.13mm)であった。このフィルムを5:
1に伸ばし、回復させた。伸長する前後の書き込み性を
それぞれ図6及び7に示す。
例25 一連のLLDPE/SIS/LLDPE ラミネートを、そのノンネ
ッキングについて試験した(以下の表XIII示す)。
比較目的のためにSISを試験した。C/S(中核/スキ
ン)比及び伸長率が上昇するに従い、ネッキングに関す
る問題が大きくなった。
例26 接着性中核の利用を示す。最初の2例においてはイソ
オクチルアクリレート(IOA)及びアクリル酸(AA)の9
0/10のモノマー比におけるコポリマーをまず中核として
用い、ポリプロピレン(Exxon 3014)及びPET(固有粘
度0.62)をスキンとして用いた。IOA/AAコポリマーは米
国特許第4,181,752号に従って製造した。PPおよびPETの
例それぞれに関する積層前の中核/スキン比は20及び10
そして全厚みは22mil(0.56mm)及び6mil(0.15mm)で
あった。このラミネートは中核を硬化させるため、15ワ
ットのUV光を用いて5分間硬化させた。このPPスキン態
様は500%の伸長にて瞬時収縮性であり、そしてPETスキ
ン態様は400%の伸長にて熱収縮ラミネートであった。
PETを、Kraton 1107(56部)、Wingtack Plus(商
標)(35部)及びWingtack 10(9部)中核のためのス
キン層としても用い、中核/スキン比は83.1であり、そ
して積層化前の総厚みは25.6mil(0.65mm)であった。
このラミネートは400%の伸長で瞬間収縮型であった。
例27 本例は熱収縮性領域におけるスキンコントロールされ
た緩和並びに%伸長率及び中核/スキン比による熱収縮
メカニズムのコントロールを示す。一連の5mil(0.12m
m)のラミネートは、Kraton 1107(89部)、ポリ(アル
ファーメチル)スチレン(PAMS)(10部)及びIrganox
(商標)(Ciba−Geigy Corp.,Hawthorne,NY)(1部−
酸化防止剤)の中核より成る。このスキンはポリプロピ
レン(Exxon 3085)とした。中核のためにはBerlyn押し
出し機を用い、そしてRheotec押し出し機はスキンのた
めに用い、Cloeren三層フィードブロック及び18インチ
(45.7cm)のフィルムダイを用いた。キャストホイール
温度は80゜F(27℃)とし、そのスピードは中核/スキ
ン(C/S)比及びスキン押し出し機のスピードより決定
した。C/Sの比及び%伸長の関数としての収縮メカニズ
ムを図11に示す。迅速は15%以上の回復が5秒で起きた
ときである。中程度の時間は15%以上の回復が20秒で起
きたときである。ゆっくりは15%以上の回復が伸長の後
60秒迄記録されなかったときである。
熱収縮性材料に関する活性化温度のスキンコントロー
ルを図12に示す。活性化の温度は得られうる回復の50%
又は90%が達せられるのに必要とする温度として定義す
る。ラインV及びWはそれぞれ4.71及び4.11の中核/ス
キン比を有するサンプルを示す。ここでわかる通り、中
核/スキン比が下がるに従い、活性化の温度(Ta-90
びTa-50の両方)は上がり、スキンコントロールされた
緩和が示唆される。この図において、100%の値は160゜
F(71℃)での%収縮として定義し、これはほとんどの
実用的な目的に関して得られる回復の上限値である。80
゜F(27℃)より下の点は各サンプルについての活性化
前の収縮の値である。
以下の表XIVにおいて示す通り、伸長せしめてない透
明なフィルムからの不透明度における上昇に関して3種
類のサンプルをも試験した。
例28 発泡した中核三層フィルムを作った。このスキンはDo
w LLDPE 6806であり、この中核は99.5%のKraton 1107
と0.5%のAZNP 130発泡剤(Uniroyal Chemical Co.,Nau
gatuck,Conn)であった。総フィルム厚みは20mil(0.5m
m)であった。このスキンはそれぞれ厚み2.0mil(0.05m
m)であった。発泡中核の比重は0.65であり、それに対
して発泡させてないKratonの比重は0.92である。三層同
時押し出しダイを用いた。これは約300%の伸長にて、
粗いテキスチャーを示す瞬時収縮シートであった。
例29 6:1の中核/スイン比を有するフィルムを、その伸ば
していない及び伸ばした弾性率に関して特徴付けし、そ
の結果を図4に示す。XはKraton 1107エラストマー単
独であり、ZZはポリエチレンスキン単独であり、Zは注
型し放し品としてのラミネートであり、そしてYは500
%伸長且つ回復後のラミネートである。
例30 例27に類似の、8.28のスキン/中核比を有し、瞬時収
縮型であるラミネートサンプルをアニール化した。サン
プルを白と黒の交互のゾーンを有する白紙のシート上に
載せた。このように載せたサンプルをオーバーヘッド透
明マーカー3M型4550 AGA(3M Co.,St.Paul,MNより入手
加)に、設定値2(サンプルがこの装置を通過するスピ
ードに関連する)で置き、そして暴露せしめた。このサ
ンプルを1350ワットの電球に暴露し、この設定値(T>
185℃)にてスキン層は溶けた。透明マーカーは暗い線
の隣りのラミネート表面を熱し、これによってこのサン
プルをアニーリングさせた。このサンプルを図13に示す
通り、25%、50%、75%及び100%の全体的アニーリン
グを付与するようアニールさせた。幅1インチ(2.54c
m)のストライプをASTM D 882に従って張力試験した。
ジョーギャップ(jaw gap)は4インチ(10.15cm)と
し、クロスヘッドスピードを20インチ(50.8cm)/分と
した。張力曲線を図14の(A)−(C)に示す。このデ
ーターのまとめを以下の表XVに記載した。
このサンプルはダイヤモンド型のパターンによって低
い設定値(4.5−速い)にてアニールした。この装置に
沿う温度計はこの設定値にて180℃を示した。このサン
プルを伸長且つ緩和せしめ、そして図16に示す複雑な繰
返しマクロテキスチャー化表面を形成した(この図の下
部に示すマークはミリメーターを表わす)。
図15の(A)−(C)は注型し放し品の25%アニール
化させたサンプルであってその自然延伸比まで伸ばして
緩和せしめたものの走査電子顕微鏡写真である。このサ
ンプルは前記の4.5の設定値にて調製した。この一連の
図面はアニールしていないゾーンにおける優先的な伸長
を示す。この優先応力も以下の表XVIにまとめた。
上記のサンプルを、この結晶材料がまさに伸長する点
にまで伸ばした。このパーセンテージは各領域及び全体
構造物がこの点で伸長した値を示す。
比較例1 Dow LLDPE 2517(ポリエチレン)/Pebax(商標)(Au
tochem Co.,Franceより入手)3533/Dow LLDPE 2417の三
層フィルムを作った。このフィルムは三枚の先駆体フィ
ルムを400゜F(204℃)及び約2000ポンドの圧力(140kg
/cm2)にて互いに5分間圧搾せしめることにより形成せ
しめた。形成したフィルムは12.7の中核/スキン比を有
し、厚さ5mil(0.13mm)であった。このラミネートを40
0%伸ばした(1から5cmへと)。この伸長したラミネー
トを次に室温にて3.2cm(伸長した長さの36%)まで収
縮させた。緩和したラミネートを次に180゜F(80℃)の
空気によって熱収縮させ、そしてこれは1.5cm(緩和さ
れた長さの53%)まで収縮した。次にこのサンプルの縁
を切り取り、そしてマイクロテキスチャー化について観
察した。1000Xの拡大にて折りたたみは観察されなかっ
た。おそらくカバー層の再圧搾によって形成された微細
な突起及びスキン離層が観察された。キャストラミネー
トについてのCOF及び不透明度は0.901及び2.77%であ
り、そして緩和活性化したラミネートのそれはそれぞれ
0.831及び12.4%であった。
例31 例15由来の材料を鈍い刃のローラーを用いて手によっ
て数回筋を付けた。このことはこのラミネートに刻み目
を付与する。このラミネートを100%伸長して瞬間的に
回復させたとき、この筋のまわりの領域において弾性活
性化が生じた。このことは有効であり、なぜなら通常こ
の材料は均一な延伸及び活性化されるには300%以上に
伸長しなくてはならないからである。
例32 PP(EXXON 3085)/SIS(Kraton 1107)/PPのフィルム
ラミネートをコロナ放電によって処理した。このSIS中
核は1%の顔料、1%のIrganox 1076(Ciba Geigy In
c.,Hawthorne,NY)及び10%の(エラストマー及びPAMS
に基づいて)Exxon PAMS 18−210を含んだ。このラミネ
ートの全体的な厚みは3.6mil(0.0914mm)であり、中核
/スキン比は5.1:1であった。このラミネートを100゜F
(37.8℃)及び53%の相対湿度にてコロナ処理した。一
面当り1.86KWで作動させたコロナを、1分間当り10フィ
ート(3.05m)以下で流れるラミネートの処理のために
用いた。強いコロナ処理及び軽いコロナ処理の領域を作
り出すためにこのラインスピードを手によって遅めた
(約7フィート/分(2.13m/分))。強くコロナ処理さ
れた領域が優先的に活性化された。
例33 例32のフィルムラミネートを、アブレーションが生ず
るようこのラインを遅めることなく、同じライン上で処
理した。この温度は上記の通りでありそして相対湿度は
90%とした。このラミネートをこのラインに対し法線に
て、及び微小亀裂を作り上げるために鋭角(約110℃)
にて引取った。このラミネートは伸ばしたとき、微小亀
裂が生じた領域において優先的に活性化された。
例34 ある例のフィルムラミネートを、そのスキンと中核層
の接触メカニズムを調べるために試験した。伸長且つ活
性化せしめたサンプルを固い面上でレーザー刃によって
切断した。次にこのサンプルを走査電子顕微鏡によって
その切断縁にて調べた。次にこの中核スキン接触を目視
によって調べ、その結果を以下の表にまとめた。
新しいサンプルAは例27に関連する。サンプルAは例
27のサンプルの厚みを有し、5.1の中核/スキン比を有
し、そして熱収縮ラミネートであった。
例35 例27の層組成(中核において1%のブルー顔料を有す
る)を有するサンプルを、2.98mil(0.076mm)の全体的
厚み及び5.14の中核/スキン比によって形成せしめた。
このフィルムをゴムニップを有するクロムキャスティン
グホイール上で注型した。60゜の光沢がGardner Instru
ments(Bethesda,MD)の60゜グロステクターを用いるAS
TM D 2457−70を用いて測定された。注型し放し品及び
3種のマイクロテキスチャー化フィルム(異なる伸長率
による)に関して以下の表XVIIIにおいてその結果を示
す。
本発明の種々の改良は本発明の範囲を逸脱することな
くなされることができ、そして本発明を例示の目的で記
載したものに拘束するべきでない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クルーガー,デニス エル. 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 カープ,グレゴリー ピー. 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 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 EPAT(QUESTEL) WPI/L(QUESTEL)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一枚の非エラストマースキン層
    及び少なくとも一枚の中核層を含んで成る少なくとも1
    つの優先的活性化ゾーン及び少なくとも1つ非優先的活
    性ゾーンを有する多重層エラストマーラミネートであっ
    て、前記少なくとも一枚の非エラストマースキン層及び
    少なくとも一枚の中核層が少なくとも1つの前記優先的
    活性化ゾーンを形成しており、ここで当該少なくとも一
    枚の中核層は実質的に弾性であり、前記少なくとも一枚
    の非エラストマースキン層及び少なくとも一枚の中核層
    は実質的に一緒に伸長し、且つ当該優先的活性化ゾーン
    及びその隣りの少なくとも1つの当該非優先的活性ゾー
    ンにわたって相対的に一定の平均厚みを有し、前記少な
    くとも一枚の非エラストマースキン層及び/又は少なく
    とも一枚の中核層は、この多重層エラストマーラミネー
    トを伸長せしめたときに前記少なくとも1つの優先的活
    性化ゾーンが優先的に伸長し且つ前記優先的活性化ゾー
    ンにおいて回復できて当該多重層エラストマーラミネー
    トの弾性領域となるよう当該多重層ラミネートエラスト
    マーに施されており、そして隣接する前記非優先的活性
    化ゾーンは優先的に伸長せずに実質的に非弾性領域を供
    するものである、ことを特徴とする多重層エラストマー
    ラミネート。
  2. 【請求項2】少なくとも一枚の非エラストマースキン層
    及び少なくとも一枚の中核層を含んで成る少なくとも1
    つの優先的活性化ゾーン及び少なくとも1つの非優先的
    活性ゾーンを有する多重層エラストマーラミネートであ
    って、前記少なくとも一枚の非エラストマースキン層及
    び少なくとも一枚の中核層は前記優先的活性化ゾーン及
    び前記非優先的活性化ゾーンを形成せしめ、ここで当該
    少なくとも1枚の中核層は実質的に弾性であり、そして
    前記少なくとも一枚の非エラストマースキン層及び/又
    は前記少なくとも一枚の中核層はこの多重層エラストマ
    ーラミネートが伸長されたときに前記優先的活性化ゾー
    ンがその伸長された領域において伸長且つ回復して弾性
    状態となることができるように施されている、多重層エ
    ラストマーラミネート。
  3. 【請求項3】前記の少なくとも1つの優先的活性化ゾー
    ンが、その伸長方向に対して横方向において、平均し
    て、その範囲の50%以上にわたって低弾性率の領域を有
    し、そして前記非優先的活性化ゾーンが、前記の少なく
    とも1つの優先的活性化ゾーンに対応する範囲に比べ
    て、その伸長方向に対して横方向において、平均してそ
    の範囲にわたって少なくとも20%以下の低弾性率領域を
    有する第2のゾーンを含んで成る、請求項1又は2に記
    載の多重層エラストマーラミネート。
  4. 【請求項4】前記多重層エラストマーラミネートが伸長
    されたとき、少なくとも一枚の非エラストマースキン層
    の非弾性変形限界を超えて前記優先的活性化ゾーンにお
    ける低弾性率領域が優先的に伸長し、この非エラストマ
    ースキン層がこの多重層エラストマーラミネートの回復
    に基づいてマイクロテキスチャー化された表面を形成せ
    しめる、請求項3に記載の多重層エラストマーラミネー
    ト。
  5. 【請求項5】少なくとも部分的に弾性である中核層がA
    −B−Aブロックコポリマーを含んで成り、そしてこの
    A−B−Aブロックコポリマーがスチレン−イソプレン
    −スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン又はスチ
    レン−エチレンブチレン−スチレンブロックコポリマー
    を含んで成る、請求項1又は2に記載の多重層エラスト
    マーラミネート。
  6. 【請求項6】請求項1に記載の多重層エラストマーラミ
    ネートを含んで成り、少なくとも1つの優先的活性化ゾ
    ーンの外側の領域が接着層を更に含んで成る、弾性体接
    着性テープ。
  7. 【請求項7】優先的活性化ゾーンを有するようになるこ
    とが可能な非エラストマーラミネートを形成せしめる方
    法であって、エラストマー中核層及び熱可塑性スキン層
    を含んで成る多重層ラミネートを用意し、次いで前記ラ
    ミネートを一もしくは複数の層における一定の予備決定
    した領域にて優先的活性化ゾーンとなるように処理する
    段階を含んで成り、ここで前記優先的活性化ゾーンは優
    先的に伸長且つ回復して弾性ゾーンを形成するものであ
    る、前記方法。
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