JP3308025B2 - 多孔性ポリエチレンフィルム - Google Patents

多孔性ポリエチレンフィルム

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JP3308025B2
JP3308025B2 JP8463993A JP8463993A JP3308025B2 JP 3308025 B2 JP3308025 B2 JP 3308025B2 JP 8463993 A JP8463993 A JP 8463993A JP 8463993 A JP8463993 A JP 8463993A JP 3308025 B2 JP3308025 B2 JP 3308025B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔性ポリエチレン
ィルムに関し、更に詳細には、衛生材料、医療用材料、
衣料用材料等に有用な、しなやかな風合い、良好な透湿
防漏性及び強度を有する多孔性ポリエチレンフィルムに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリエチレンやポリプロピレン等
のポリオレフィン樹脂を、その製膜時に、40重量%以
上の多量の炭酸カルシウム等の無機物粒子を無機充填剤
として添加・混合した組成物をフィルム状に成形した
後、一軸または二軸方向に延伸することにより得られる
多孔性フィルムが、透湿性あるい透気性フィルムとして
広く用いられている。
【0003】上述の多孔性フィルムは、比較的安価に生
産できるものの、下記〜の問題点がある。 二軸延伸の場合には白化現象、すなわち充填剤と樹脂
マトリックスとの界面剥離現象を均一に行わせる延伸性
及び表面強度に問題が発生する。 充填剤とマトリックス樹脂との接着性が低いため、延
伸による開孔は容易となる反面、無機充填剤が脱落しや
すく、生産環境条件を損なうことがある。 通常、無機充填剤としては、炭酸カルシウムを用いる
のが一般的であるが、炭酸カルシウムの有する親水性の
ため、経時的に防水性が低下する。 前記無機充填剤が大量に含有されているため、該フィ
ルム同士または該フィルムと他の物品とを溶融して接合
する、いわゆるヒートシールや超音波エンボス等による
融着を阻害するおそれがある。 該フィルムに対し、接着剤または粘着剤を用いた場合
に、フィルム表面の無機充填剤の脱落による接着力の低
下が発生することがある。特に、使い捨ておむつの透湿
防漏フィルムの如く、止着テープにより止着テープと共
に止着機能を分担する構成素材として使用される場合に
は、充填剤の脱落により使用中における止着テープの剥
離等の問題が生じ、使用分野が極めて制限される。
【0004】この様な問題を解決するために互いに相溶
性の小さい2種類の樹脂を溶融混練製膜した後、一軸ま
たは二軸に延伸して得られる、樹脂同士の相分離挙動を
用いた多孔性フィルムが種々提案されている。
【0005】例えば、特開昭58−198536号公報
には、熱可塑性樹脂Aと、熱可塑性樹脂Aに対して、相
溶性が小さく且つ溶融点が20℃以上高い熱可塑性樹脂
Bとの混合物を、該熱可塑性樹脂Bの溶融点以上の温度
で溶融混練し、次に熱可塑性樹脂Aの溶融点より高く熱
可塑性樹脂Bの溶融点より低い温度でシート化し、更に
熱可塑性樹脂Aの溶融点以下の温度で延伸して得られる
多孔性フィルムが記載されている。
【0006】また、特開昭62−218428号公報及
び特開昭62−297130号公報には、溶融混練し、
製膜した後の延伸性及び開孔性を分散相の粒子径により
制御するために、マトリックス樹脂の粘度改質剤とし
て、液状あるいはワックス状のポリブタジエン、液状ポ
リイソプレン、エチレン−プロピレンランダム共重合体
等のエラストマーを添加した多孔性フィルムが記載され
ている。
【0007】更に、特開昭64−26655号公報及び
特開平4−142341号公報には、ポリオレフィン系
樹脂、ポリエステル・ポリエーテル型熱可塑性エラスト
マー、固有粘度が0.5以下の熱可塑性ポリエステルを
必須成分とし、特開昭64−26655号公報に記載の
多孔性フィルムは、分散粒子径を調整するためにポリエ
ステル・ポリエーテル型熱可塑性エラストマーを添加し
ており、更に特開平4−142341号公報には、分散
粒子径を調整するためにポリエステル・ポリエーテル型
熱可塑性エラストマーを添加するとともに通気性改良剤
としてエチレン系共重合体を添加している多孔性フィル
ムが記載されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
多孔性フィルムは、何れも、延伸加工を施すことにより
通気性、透湿性は付与されてはいるものの、柔軟性、耐
水圧、臭気、熱接着性等要望する全てを満足するには至
っていない。
【0009】即ち、上述の特開昭58−198536号
公報に記載の多孔性フィルムは、連続相となる熱可塑性
樹脂Aと熱可塑性樹脂Aに対して相溶性が小さい熱可塑
性樹脂Bとの2成分のみであることから、連続相樹脂の
延伸性と(連続相−分散相)界面におけつ部分的な剥離
のコントロールが困難であるため延伸しても通気、透湿
等に必要充分な開孔が得られなかったり、また逆に、開
孔が大きくなりすぎ防漏性が低下する問題がある。
【0010】また、特開昭62−218428号公報及
び特開昭62−297130号公報に記載の多孔性フィ
ルムは、粘度改質剤であるエラストマーを添加すること
により、粒径をある程度コントロールできるものの、フ
ィルムの延伸加工、開孔性を制御するのに必ずしも適正
なものとはならないという問題がある。例えば、低倍率
の延伸においては、均一延伸性を低下させ、外観が悪く
なり、更には、十分な開孔が得られず、また、高倍率の
延伸においては、分散粒子径に関わらず(連続相−分散
相)界面にできる剥離が急激に生じ、必要以上の開孔が
生成して、耐水圧の低下を招く原因となる。更に、前述
のエラストマーは、臭気を発するものが多く、衛生材料
素材として用いることは困難である。
【0011】更に特開昭64−26655号公報及び特
開平4−142341号公報に記載の多孔性フィルム
は、分散粒子径を調整するためのエラストマーを添加す
ることにより、粒径をある程度コントロールできるもの
の、フィルムの延伸加工、開孔性を制御するのに必ずし
も適正なものとはならないという問題がある。
【0012】従って、本発明の目的は、良好な延伸加工
性、透湿性、防漏性、ヒートシール性、表面強度を有
し、衛生材料として用いることが可能な無臭に近い多孔
ポリエチレンフィルムを提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエチレン
樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)、スチレン系熱可
塑性エラストマー又は下記から選択されるエチレン系
重合体(C)、及びオイル成分(D)を、下記及び
に示す配合割合で含有する組成物を、溶融成形して得ら
れたフィルムを延伸処理してなることを特徴とする多孔
ポリエチレンフィルムを提供することにより上記目的
を達成したものである。エチレン系共重合体;エチレン
と(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、
(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル、酢
酸ビニル−(メタ)アクリル酸グリシジル、無水マレイ
ン酸−(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体の1種
又は2種以上の混合物上記ポリエチレン樹脂(A)1
00重量部に対して、上記ポリエステル樹脂(B)が1
0〜130重量部、上記ポリエチレン樹脂(A)と上
記ポリエステル樹脂(B)との混合物100重量部に対
して、上記スチレン系熱可塑性エラストマー又は上記
チレン系共重合体(C)が0.05〜30重量部、上記
オイル成分(D)が1〜30重量部。
【0014】以下、本発明の多孔性ポリエチレンフィル
(以下、単に多孔性フィルムという)について詳細に
説明する。本発明の多孔性フィルムは、特定の組成物を
溶融成形して得られたフィルムを延伸処理してなること
を特徴とする。
【0015】本発明において用いる上記特定の組成物
は、ポリエチレン樹脂(A)を連続相(マトリックス
相)を形成するための必須成分として含有する。上記ポ
エチレン樹脂(A)(以下、「樹脂(A)」という)
としては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエ
チレン、直鎖低密度ポリエチレン又はこれらの変性物も
しくは誘導体等が挙げられ、市販品を用いることもでき
る。
【0016】また、本発明において用いる上記特定の組
成物は、ポリエステル樹脂(B)を分散相を形成するた
めの必須成分として含有する。上記ポリエステル樹脂
(B)(以下、「樹脂(B)」という)としては、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
や、これらの変性物等が挙げられる。上記の変性物とし
ては、例えば分子鎖中のジカルボン酸として、イソフタ
ル酸等の他の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシ
ン酸等の脂肪族ジカルボン酸等を用い、またジオール成
分としてのエチレングリコールとして、1,4−ブタン
ジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等を用い、
これらの種々の組み合わせで重合されたポリエステル等
が挙げられる。また、上記樹脂(B)としては、市販品
を用いることもできる。
【0017】上記樹脂(A)と上記樹脂(B)との配合
割合は、樹脂(A)100重量部に対して、樹脂(B)
が10〜130重量部、好ましくは40〜110重量部
である。上記樹脂(B)が、10重量部未満であると、
分散相の量が少なくフィルムに貫通微細孔が発生せず、
良好な透湿性が得られない。一方、100重量部を超え
ると、マトリックス相であるべき樹脂(A)と分散相で
あるべき樹脂(B)とが相反転を起こし易くなり、本発
明の目的とする多孔性フィルムを形成しにくいので上記
範囲内とする必要がある。
【0018】本発明において用いる上記特定の組成物
は、上記熱可塑性エラストマー又はオレフィン共重合体
(C)を、必須の第3成分として含有する。上記の必須
の第3成分として用いる上記熱可塑性エラストマー
(C)と上記オレフィン共重合体(C)とは、分散相で
ある樹脂(B)の分散状態、及び樹脂(B)による分散
相と樹脂(A)による連続相との界面で起こる剥離の度
合いをコントロールするための成分であり、分散相であ
る樹脂(B)対するに相溶性が高いことが要求される。
【0019】上記熱可塑性エラストマー(C)として
は、ハードセグメントとしてポリスチレン、ソフトセグ
メントとして、ブタジエンゴム、水素添加ブタジエンゴ
ム若しくはイソプレンゴムを有するブロック共重合体で
あるスチレン系熱可塑性エラストマー等が好ましく挙げ
られ、市販品を用いることもできる。
【0020】また、上記エチレン系共重合体(C)は、
連続相である上記樹脂(A)と相溶性の大きいセグメン
トを有するブロック共重合体であり、エチレン−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合
体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタ
クリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸−ア
クリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸−
アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−
メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン−無水マレ
イン酸−アクリル酸エステル共重合体から選ばれる1
種または2種以上の混合物からなるエチレン系共重合
が挙げられ、市販品を用いることもできる。
【0021】さらに、本発明において用いる上記特定の
組成物は、必須の第4成分として、オイル成分(D)を
含有する。上記オイル成分(D)は、軟化剤としての成
分であり、該オイル成分(D)としては、流動パラフィ
ン、エチレン−α−オレフィン共重合体等のα−オレフ
ィン共重合体オイル、プロセスオイル等が好ましく挙げ
られ、市販品を用いることもできる。
【0022】本発明において、上記特定の組成物におけ
る必須の第3成分として用いる上記熱可塑性エラストマ
ー又は上記オレフィン共重合体(C)、及び必須の第4
成分として用いる上記オイル成分(D)の配合割合は、
上記樹脂(A)及び上記樹脂(B)の混合物100重量
部に対して、熱可塑性エラストマー又はオレフィン共重
合体(C)が0.05〜30重量部、オイル成分(D)
が1〜30重量部である。上記熱可塑性エラストマー又
は上記オレフィン共重合体(C)の配合割合が、0.0
5重量部未満であると、均一延伸性が低下するため目的
のシートが得られず、30重量部を超えると、コスト高
になることと、マトリックスの性質が変化する。また、
上記オイル成分(D)の配合割合が、1重量部未満であ
ると、均一延伸性が低下するため目的のシートが得られ
ず、30重量部を超えると、オイル成分がブリードアウ
トするためべたつきが生じる。
【0023】本発明の多孔性フィルムは、上記樹脂
(A)、上記樹脂(B)、上記熱可塑性エラストマー又
は上記オレフィン共重合体(C)、及び上記オイル成分
(D)を上記配合割合で含有する組成物を、溶融成形し
て得られたフィルムを延伸処理してなるものである。
【0024】前記組成物を溶融させて混練すると、マク
ロ的には混合されるが、ミクロ的には相分離して海島
(連続相−分散相)構造を呈する状態となり、これを成
形(製膜)して得られるフィルムを適当な温度で延伸す
ると、相分離した樹脂界面の一部が剥離しフィルムの表
面から裏面に対して微細な連続孔が発生し、これにより
透湿性を有した多孔性フィルムが得られる。この際、上
記樹脂(A)及び上記樹脂(B)のうち体積分率の大き
い成分が海相(連続相)となる傾向を示し、また、溶融
粘度の高い成分が島相(分散相)になる傾向がある。従
って、上記樹脂(B)として、溶融粘度の高い樹脂
(B)を選定することにより分散相の割合を多くするこ
とができるので、必要な透湿度及び耐水圧に応じて種々
の樹脂を用いることができる。
【0025】前記組成物を溶融成形してフィルムを得る
には、例えば、前記組成物をヘンシェルミキサー等によ
りドライブレンドした後、2軸混練機等を用いて、上記
樹脂(A)及び樹脂(B)の双方の融点以上の温度で溶
融させて混練して、ペレットとし、次いで、得られたペ
レットをインフレーション押出機等により成形(製膜)
する等して得ることができる。
【0026】上述の如く、上記樹脂(A)及び樹脂
(B)を双方の融点以上の温度で溶融させ混練すること
により、樹脂(A)中に樹脂(B)が分散してエマルジ
ョン形態をとる。樹脂(A)及び樹脂(B)の相溶性が
良好の場合は、分散相である樹脂(B)が形成する島の
大きさが小さくなり、数が増えることとなる。
【0027】上記延伸処理するには、溶融形成して得ら
れた上記フィルムを、ロール縦一軸延伸等により延伸す
る等して行うことができる。この際、上記延伸は、延伸
温度を30〜140℃、延伸倍率を1.2〜10の範囲
として行うのが好ましい。
【0028】上記組成物は、溶融成形した後、上記の延
伸処理されることにより、連続相と分散相との界面で一
部分が剥離して微細孔を形成するが、その際、平均孔径
が、0.1〜100μ、特に0.1〜20μとなるよう
に調製することが好ましい。平均孔径が0.1μ未満で
あると、透湿性が小さく、逆に100μを超えると、透
湿性は大きくても防漏性が不十分であるので好ましくな
い。
【0029】上記の平均孔径として、分散粒子の脱落を
抑制するには、分散相の平均粒径を0.5〜30μにな
るように調製することが好ましい。0.5μ未満の場
合、開孔径が小さくなる傾向にあり大きな孔を得ようと
すると分散粒子が脱落する恐れがある。一方、30μを
超える場合、開孔径が大きくなる恐れがあり防漏性が悪
化する可能性があるので好ましくない。
【0030】尚、本発明においては、前記組成物に、熱
安定剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、着色剤、
帯電防止剤等を添加して、多孔性フィルムとすることも
できる。
【0031】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。
【0032】〔実施例1〕直鎖低密度ポリエチレン(L
LDPE/三井石油化学工業(株)製、「ウルトゼック
ス」、MI=2)50重量部、1,4−シクロヘキサン
ジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート(PET
G/イーストマン・コダック(株)製)45重量部、第
3成分としてエチレン−無水マレイン酸−アクリル酸エ
ステル共重合体(E−EA−MAH/住友化学(株)
製、「ボンダイン」)2.5重量部、及び第4成分とし
て流動パラフィン(中央化成製、「350S」)9.5
重量部からなる組成物をヘンシェルミキサーでドライブ
レンドした後、2軸混練押出機(池貝鉄工(株)製、
「PCM−45」、L/D=26)を用い200℃で溶
融混練した後ペレットとした。該ペレットをスクリュー
径50mm、L/D=28のインフレーション押出機で製
膜してフィルムを得た。次いで、得られたフィルムをロ
ール縦一軸延伸により延伸し多孔性フィルムを得た。
【0033】〔実施例2〕実施例1で用いた第3成分を
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(S
IS/シェル化学(株)製)とした以外は実施例1と同
様に製膜・延伸して多孔性フィルムを得た。
【0034】〔実施例3〕実施例1で用いた第4成分を
エチレン−α−オレフィン共重合体オイル(三井石油化
学工業(株)製)とした以外は実施例1と同様に製膜・
延伸して多孔性フィルムを得た。
【0035】〔実施例4〕実施例1で用いた第4成分を
プロセスオイル(シェル化学(株)製、「シェルフレッ
クス」)とした以外は実施例1と同様に製膜・延伸して
多孔製フィルムを得た。
【0036】〔実施例5〕実施例1で用いた第3成分を
エチレン−アクリル酸エステル共重合体(EEA/日本
石油化学(株)製、「レクスロン」)とした以外は実施
例1と同様に製膜・延伸して多孔性フィルムを得た。
【0037】〔比較例1〕直鎖低密度ポリエチレン(L
LDPE/三井石油化学工業(株)製、「ウルトゼック
ス」、MI=2)50重量部、1,4−シクロヘキサン
ジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート(PET
G/イーストマン・コダック(株)製)45重量部、及
び第3成分として液状水添ポリイソプレン(クラレ
(株)製、「クラプレンLIR−290」)2.5重量
部からなる組成物をヘンシェルミキサーでドライブレン
ドした後、2軸混練押出機(池貝鉄工(株)製、「PC
M−45」、L/D=26)を用い200℃で溶融混練
した後ペレットとした。該ペレットをスクリュー径50
mm、L/D=28のインフレーション押出機で製膜して
フィルムを得た。得られたフィルムをロール縦一軸延伸
により延伸し多孔性フィルムを得た。
【0038】〔比較例2〕直鎖低密度ポリエチレン(L
LDPE/三井石油化学工業(株)製、「ウルトゼック
ス」、MI=2)37重量部、炭酸カルシウム(白石工
業(株)製、「ライトン」)58重量部、及び流動パラ
フィン(中央化成製、「350S」)10重量部からな
る組成物をヘンシェルミキサーでドライブレンドした
後、2軸混練押出機(池貝鉄工(株)製、「PCM−4
5」、L/D=26)を用い200℃で溶融混練した後
ペレットとした。該ペレットをスクリュー径50mm、L
/D=28のインフレーション押出機で製膜してフィル
ムを得た。得られたフィルムをロール縦一軸延伸により
延伸し多孔性フィルムを得た。
【0039】上記各実施例及び比較例で得られた多孔性
フィルムについて、下記の各試験を行い、評価した。そ
の結果を〔表1〕及び〔表2〕に示す。尚、各性能項目
の試験方法は次の通りである。 ・透湿度:JIS Z−0208 ・耐水圧:JIS L−1092 ・引張強度:JIS K−7113 ・ヒートシール性:3mm幅の加熱板を用い118℃で
0.2秒間、5kg/cm2 の圧力をかけてヒートシールさ
せたサンプルをT剥離したときの強度により評価した。
サンプルは30mm幅でヒートシール線に垂直になるよう
に切断し調製した。なお、本試験は、同一フィルム同士
の接着強度を測定したものである。 ・分散相脱落:粘着テープを多孔性フィルム表面に接着
させ引き剥がすことにより多孔性フィルム表面に存在す
る分散相粒子の粘着テープへの移行を測定した。測定に
際してはFT−IRを用いてATR法により粘着テープ
の表面分析を行い決定した。評価は以下の通りである。 ○:分散相粒子特有の吸収ピークが検出されない。 ×:分散相粒子特有の吸収ピークが検出される。 ・外観・臭い 10人のモニターによる官能試験により以下の基準で評
価した。 ○:外観・臭いが気にならない人が8人以上。 △:外観・臭いが気にならない人が5人以上8人未満。 ×:外観・臭いが気にならない人が4人以下。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】
【発明の効果】本発明の多孔性フィルムは、良好な延伸
加工性、透湿性、防漏性、ヒートシール性、表面強度を
有し、衛生材料としても用いることが可能な無臭に近
く、特におむつや生理用ナプキン等の衛生材料のバック
シート等として有用なものであり、具体的には、下記
〜に示す効果を奏する。 無機充填剤を含有しないため無機充填剤が脱落して環
境条件を損なったり、使用する無機充填剤の親水性によ
り経時的に防水性が低下することがない。 2次加工において、本発明のフィルム同士または本発
明のフィルムと他の物品とを溶融して接合する、いわゆ
るヒートシールや超音波エンボス等による融着を可能と
するため、ホットメルト等の接着剤及び接着剤塗工装置
が不要となりコスト低減になるのと同時に、加工設備の
トラブルが減少しメンテナンス等が簡潔になる等の利点
がある。 本発明の多孔性フィルムに対し接着剤または粘着剤を
用いた場合にフィルム表面の分散粒子の脱落が起こりに
くい為、感圧粘着剤等の接着力の低下を抑えることがで
きる。 本発明の多孔性フィルムにおいて第3成分として用い
る成分は無臭であり、また、安定した延伸性と開孔性を
制御できるので使用分野が限定されない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 9/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエチレン樹脂(A)、ポリエステル
    樹脂(B)、スチレン系熱可塑性エラストマー又は下記
    から選択されるエチレン系共重合体(C)、及びオイル
    成分(D)を、下記及びに示す配合割合で含有する
    組成物を、溶融成形して得られたフィルムを延伸処理し
    てなることを特徴とする多孔性ポリエチレンフィルム。
    エチレン系共重合体;エチレンと(メタ)アクリル酸、
    (メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸−
    (メタ)アクリル酸エステル、酢酸ビニル−(メタ)ア
    クリル酸グリシジル、無水マレイン酸−(メタ)アクリ
    ル酸エステルとの共重合体の1種又は2種以上の混合物
    上記ポリエチレン樹脂(A)100重量部に対して、
    上記ポリエステル樹脂(B)が10〜130重量部、 上記ポリエチレン樹脂(A)と上記ポリエステル樹脂
    (B)との混合物100重量部に対して、上記スチレン
    熱可塑性エラストマー又は上記エチレン系共重合体
    (C)が0.05〜30重量部、上記オイル成分(D)
    が1〜30重量部。
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