JP4644656B2 - 弾性製品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、不可逆的機械処理により、より弾性が大きくなり得るフィルム、布及び繊維などの製品に関し、及びその製造方法に関する。また、本発明は製品に弾性を付与する方法に関し、及び当該方法に供した製品に関する。
公知の共押出し方法は、少なくとも2つの分離ポリマー組成物の溶融及び同時押出し及び直後の混合を含む。 押出し物はポリマーが固まるまで冷却でき、機械的にロール上に巻くことができる。冷却ロールに押出し物を巻き付けることにより冷却を速めることができる。押出し物は流れ方向及び/または横方向に制御して配向できる。延伸(drawing)は共押出し物の融点以下の温度で行うことができる。このようにして、種々のポリマー組成物の所望の特性を組み合わせながら製品を作ることができる。
1の実施態様において、本発明は、低結晶性層、及び延伸(elongation)の結果、塑性変形(plastic deformation)ができる高結晶性層を含む製品を含む。低結晶性層は低結晶性ポリマー及び任意で他のポリマーを含む。高結晶性層は、DSCにより測定して低結晶性ポリマーの融点よりも少なくとも25℃高い融点を有する高結晶性ポリマーを含む。
ここで“低結晶性”及び“高結晶性”の語は相対的に用いられ、絶対的な意味として用いるものではない。
本発明の1の実施態様は低結晶性層及び高結晶性層を含む製品を含み、ここで高結晶性層は延伸に対して塑性変形できる。ここで“延伸”の語は、高結晶性層の塑性変形を生じるために十分な程度まで製品を一軸または二軸的に延伸することをいう。塑性変形を生じるために十分な程度の延伸は以下の通り当業者により容易に決定できる。塑性変形されたのが製品またはその一部かは下記の通り当業者により容易に決定することができ、表面粗さ及び曇り値の増加も含む。
低結晶性層は示差走査熱量計(DSC)により検出できるレベルの結晶性を有するが、ゴム状弾性を有する。低結晶性層は、弾性特性の実質的な損失なく、高結晶性層の塑性変形点以上の伸長を可能にする程度に十分に弾性である。
本発明の低結晶性ポリマーは、立体規則性プロピレン配列により中レベルの結晶性を有する、軟らかい、弾性ポリマーである。低結晶性ポリマーは、(A)部位反転などにより多少、立体規則性が崩壊したプロピレンホモポリマー;(B)プロピレン立体規則性が少なくとも一部のコモノマーで崩壊したランダムプロピレンコポリマー;または(C)(A)及び(B)の組み合わせ、が考えられる。
いくつかの実施態様において、低結晶性層は任意で1以上の他のポリマーを含む。任意の他のポリマーは高結晶性層の高結晶性ポリマーと同じまたは異なっていてもよい。特定の実施態様において、他のポリマーは低結晶性ポリマーと高結晶性ポリマーの結晶度の間の結晶度を有する。
高結晶性層は、延伸時に生成及び塑性変形が可能な十分な結晶性レベルを有する。高結晶性層は、顕微鏡で検出できるように流れ方向のみまたは流れ及び横断方向の両方向に配向できる。配向はそのまま高結晶性層の脆性(frangibility)の原因となり得る。
いくつかの実施態様において、低結晶性ポリマー及び高結晶性ポリマーは結晶適合性を有する。結晶適合性は、同じ結晶タイプを有する高結晶性及び低結晶性層のポリマーを用いることにより得られ、すなわち、同じ結晶化配列、例えばエチレン配列またはプロピレン配列、または同じ立体規則性配列、すなわちアイソタクチックまたはシンジオタクチックに基づく。例えば、結晶適合性は十分な長さのメチレン配列を含む2つの層を提供することにより達成でき、エチレン由来単位の結合により達成される。結晶適合性は立体規則性α−オレフィン配列を含むポリマーを用いることによっても達成できる。これは例えば、両方の層をシンジオタクチック配列またはアイソタクチック配列とすることによっても達成できる。
本発明の製品は種々の用途に用いることができる。1の実施態様において、製品は少なくとも2つの層を有するフィルムであり、オムツの背シート及び失禁用衣類などの類似の吸収衣類に用いることができる。
実施例を以下のブレンド成分を用いて行った。コモノマーとしてエチレンを含む低結晶性ポリプロピレンコポリマーを表1に示す。これらのコポリマーは、アイソタクチックラン(run)を生成するために統計的にエチレンコモノマーの混合及びプロピレン付加に有利であることが知られるキラルメタロセン触媒を用いて生成した。当該コポリマーは、アイソタクチックポリプロピレン5連子から生じる結晶性を有する熱可塑性エラストマーである。このコポリマーはWO00/69963及びWO00/01766の“Second Polymer Component(SPC)”の記載に従って生成した。
永久歪み=100×(D2−D0)/D0
負荷損失は多層サンプルについて測定し、Instron上で100%伸長まで伸長させ、それから自然に縮ませた。(50%歪みでの)負荷上の応力及び(50%歪みでの)非負荷サイクル上の応力を記録した。損失負荷は以下の通り定義する:
損失負荷=100*(応力負荷−応力非負荷)/応力非負荷
キャストフィルムを表4のフィルム1に従って作った。小片の形態が1”幅のフィルム試験品をInstron試験機で流れ方向(MD)に沿って異なる範囲に配向した。使用した計測器長さは1”であり、使用したクロスヘッド速度は20”/分である。配向の最後に、クロスヘッドを同じ速度で戻した。試験品を回収し、厚さ及び幅を再測定して、それから計測器長さ1”でInstronのグリップ中に再装填した。次に試験品をクロスヘッド速度20”/分で100%の工学歪みまで延伸し、同じ速度で間隔1”で元のグリップに戻した。永久歪み及び負荷損失は前述の通り測定した。
キャストフィルムを表4のフィルム2に従って作った。小片の形態が1”幅のフィルム試験品をInstron試験機で流れ方向(MD)に沿って異なる範囲に配向した。使用した計測器長さは1”であり、使用したクロスヘッド速度は20”/分である。配向の最後に、クロスヘッドを同じ速度で戻した。試験品を回収し、厚さ及び幅を再測定して、それから計測器長さ1”でInstronのグリップ中に再装填した。次に試験品をクロスヘッド速度20”/分で100%の工学歪みまで延伸し、同じ速度で間隔1”で元のグリップに戻した。永久歪み及び負荷損失は前述の通り測定した。
キャストフィルムを表4のフィルム1及びフィルム2に従って作った。面積約5cm×5cmのサンプルを伸長前に元のフィルムから切り取った。試験品をTM Long Biaxialストレッチング・マシンで伸ばした。延伸面積及び条件を表7に示す。延伸後、ASTM D−1708により特定した面積のドッグボーン形状の試験品をフィルムサンプルから打ち抜いた。これらの試験品をクロスヘッド速度20”/分で100%の工学歪みまで延伸し、同じ速度で間隔をあけながら元のグリップに戻した。永久歪み及び負荷損失は前述の通り測定した。
表4に示す類似の手順を用いて表9のフィルム1〜8に従いキャストフィルムを作った。小片の形態が1”幅のフィルム試験品をInstron試験機で流れ方向(MD)に沿って400%延伸に配向した。使用した計測器長さは1”であり、使用したクロスヘッド速度は20”/分である。配向の最後に、クロスヘッドを同じ速度で戻した。試験品を回収し、厚さ及び幅を再測定して、それから計測器長さ1”でInstronのグリップ中に再装填した。次に試験品をクロスヘッド速度20”/分で100%の工学歪みまで延伸し、同じ速度で間隔1”で元のグリップに戻した。永久歪み及び負荷損失は前述の通り測定した。伸長前と後にフィルムの曇り値測定を行い、表11にデータを示した。
表4に示す類似の手順を用いて表9のフィルム1〜8に従いキャストフィルムを作った。小片の形態が1”幅のフィルム試験品をInstron試験機で横断方向(TD)に沿って400%延伸に配向した。使用した計測器長さは1”であり、使用したクロスヘッド速度は20”/分である。配向の最後に、クロスヘッドを同じ速度で戻した。試験品を回収し、厚さ及び幅を再測定して、それから計測器長さ1”でInstronのグリップ中に再装填した。次に試験品をクロスヘッド速度20”/分で100%の工学歪みまで延伸し、同じ速度で間隔1”で元のグリップに戻した。永久歪み及び負荷損失は前述の通り測定した。フィルムの表面粗さを測定し、表13にデータを示した。
表4に示す類似の手順を用いて表14のフィルム1〜8に従いキャストフィルムを作った。小片の形態が1”幅のフィルム試験品をInstron試験機で流れ方向(MD)に沿って400%延伸に配向した。使用した計測器長さは1”であり、使用したクロスヘッド速度は20”/分である。配向の最後に、クロスヘッドを同じ速度で戻した。試験品を回収し、厚さ及び幅を再測定して、それから計測器長さ1”でInstronのグリップ中に再装填した。次に試験品をクロスヘッド速度20”/分で100%の工学歪みまで延伸し、同じ速度で間隔1”で元のグリップに戻した。永久歪み及び負荷損失は前述の通り測定した。伸長前と後にいくつかのフィルムの曇り値及び表面粗さ測定を行い、表16及び17にデータを示した。
表4に示す類似の手順を用いて表14のフィルム1〜8に従いキャストフィルムを作った。小片の形態が1”幅のフィルム試験品をInstron試験機で横断方向(TD)に沿って400%延伸に配向した。使用した計測器長さは1”であり、使用したクロスヘッド速度は20”/分である。配向の最後に、クロスヘッドを同じ速度で戻した。試験品を回収し、厚さ及び幅を再測定して、それから計測器長さ1”でInstronのグリップ中に再装填した。次に試験品をクロスヘッド速度20”/分で100%の工学歪みまで延伸し、同じ速度で間隔1”で元のグリップに戻した。永久歪み及び負荷損失は前述の通り測定した。フィルムの表面粗さを測定し、表18にデータを示した。
Claims (12)
- 以下を含む製品:
(a) 弾性特性の実質的な損失なく、(b)の高結晶性層の塑性変形点以上の伸長を可能にする程度の十分な弾性を有し、低結晶性ポリマーを含む低結晶性層であり、当該低結晶性ポリマーが、75%より大きい3連子立体規則性を有するものである、低結晶性層
(b) DSCにより測定して、前記低結晶性ポリマーよりも少なくとも25℃高い融点を有する高結晶性ポリマーを含む高結晶性層であって、延伸により塑性変形できる前記高結晶性層。 - 前記低結晶性ポリマーが、エチレン及びC4−C20α−オレフィンから選択される1以上のコモノマーとプロピレンのコポリマーであり、前記1以上のコモノマーは低結晶性コポリマー中において、低結晶性ポリマーの全重量に基づいて2重量%〜25重量%の量で存在する、特許請求の範囲第1項記載の製品。
- 低結晶性ポリマーが、 狭い組成分布、DSCにより測定して25℃〜110℃の融点、DSCにより測定して3J/g〜75J/gの融解熱、及び/または2.0〜4.5の分子量分布を有する、特許請求の範囲第1項または第2項に記載の製品。
- 前記高結晶性ポリマーが、エチレンまたはプロピレンまたは12以下の炭素原子を有するα-オレフィンのホモポリマーまたはコポリマーである、特許請求の範囲第1項、第2項及び第3項のいずれかの項に記載の製品。
- 以下を含む製品:
(a) シングルサイトメタロセン触媒で製造された低結晶性ポリマーを含む低結晶性層であり、当該低結晶性ポリマーは、その総重量の72重量%から90重量%のプロピレン由来単位、10重量%から28重量%のエチレン由来単位を含み、DSCにより測定して、20℃から110℃の融点、125℃で60以下のムーニー粘度ML(1+4)、DSCで測定して3%から40%のポリプロピレン結晶性、75%より大きい3連子立体規則性、及び1.5から40の分子量分布を有するものである、低結晶性層
(b) ポリプロピレンを含む、DSCにより測定して、前記低結晶性ポリマーよりも少なくとも25℃高い融点、40%より大きく、かつ当該低結晶性ポリマーより高いポリプロピレン結晶性を有する高結晶性ポリマーを含む高結晶性層であって、延伸により塑性変形できる前記高結晶性層。 - 前記製品が、70%より大きいΔ曇り値を有する、特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれかの項に記載の製品。
- 前記製品が70%より小さい負荷損失を有する、特許請求の範囲第1項〜第6項のいずれかの項に記載の製品。
- 前記製品が20%より小さい永久歪みを有する、特許請求の範囲第1項〜第7項のいずれかの項に記載の製品。
- 前記製品が2以上の層を有するフィルムである、特許請求の範囲第1項〜第8項のいずれかの項に記載の製品。
- 衣類基質に接着した特許請求の範囲第1項〜第9項のいずれかの項に記載の製品を含む、衣類部分。
- 特許請求の範囲第1項〜第9項のいずれかの項に記載した製品の製造方法であって、
(1) 前記製品を形成する工程、及び
(2) 前記製品を延伸する工程、
を含む方法。 - 前記延伸工程が、前記製品を少なくとも1の方向において元の長さまたは幅の少なくとも150%伸長まで延伸することを含む、特許請求の範囲第11項記載の方法。
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