JP5663582B2 - 形状保持フィルム及びその製造方法、積層フィルム・テープ、粘着フィルム・テープ、並びに異方性熱伝導フィルム - Google Patents
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Description
本発明の形状保持フィルムは、特定のエチレン系重合体を含む少なくとも一層の基材層と、その融点が、前記エチレン系重合体の融点に比して低い高分子材料(低融点材料)を含む少なくとも一層の軟質層とを備える。以下、それぞれの構成要件ごとに説明する。
基材層には特定のエチレン系重合体が含まれる。なお、基材層はエチレン系重合体からなる層であることが好ましい。このエチレン系重合体は、エチレン単独重合体、又はエチレン−α−オレフィン共重合体である。エチレンに少量のα−オレフィンを共重合させることで、成形加工性を高めることができる。エチレンに共重合させるα−オレフィンは、炭素数3〜6のα−オレフィンである。炭素数3〜6のα−オレフィンの例には、プロピレン、1−ブテン、及び1−ヘキセン等が含まれ、好ましくはプロピレンである。エチレン−α−オレフィン共重合体に含まれるα−オレフィン単位の割合は2重量%未満であり、好ましくは0.05〜1.5重量%である。
軟質層には高分子材料が含まれる。なお、軟質層は高分子材料からなる層であることが好ましい。
本発明の形状保持フィルムは、前述の基材層と軟質層とを有する。基材層と軟質層は、接着層を介して積層されていてもよく、接着層等の中間層を介在させずに直接積層されていてもよい。なお、接着層等の形状保持性に寄与しない層を介在させることなく、基材層の一方の面上に軟質層が直接積層されていることが、形状保持性が高まるために好ましい。
本発明の形状保持フィルムは、(1)エチレン系重合体を含む少なくとも一層の基材層と、高分子材料を含む少なくとも一層の軟質層と、を備えた原反フィルムを得る第一の工程と、(2)この原反フィルムを延伸倍率が10〜30倍となるように延伸(好ましくは一軸延伸)する第二の工程と、を有する製造方法により製造することができる。
本発明の形状保持フィルムは、前述のように、優れた形状保持性を有する。このため、本発明の形状保持フィルムは、各種包装材、特に食品用の包装材として好ましく用いられる。食品用の包装材は、カップラーメンやプリン等の容器を密閉する蓋材であってもよいし、スナック菓子やレトルト食品等を包装する袋材であってもよい。
また、形状保持フィルムの少なくとも一方の面の一部又は全部に粘着層、接着層、ヒートシール層、断熱層、耐熱層、耐候(耐光)層、耐薬品層、ガスバリア層、クッション層、印刷層、導電層、剥離(離型)層、光反射層、光触媒層、発泡体、紙、木材、不織布、金属、セラミック等、様々な機能を付与した層を配置した積層フィルム・テープとすることも好ましい。
更に、積層フィルム・テープの中でも、特に、粘着層を配置した粘着フィルム・テープは、本発明の形状保持フィルムの優れた形状保持性及び耐縦裂き性を生かし、例えば、シュリンクテープ、梱包用テープ、結束用テープ(ワイヤーハーネス結束用等)、包装用テープ、事務用テープ、生活用品用テープ(紙おむつ用、スポーツ用等)、マスキングテープ(塗装用、養生用等)、表面保護用テープ(光学用、FPC用プロテクトフィルム等)、防食用テープ、電気絶縁用テープ、両面テープ、医療用テープ(絆創膏等)、電気・電子機器用テープ、識別用テープ、装飾用テープ(メディア用、グラフィックディスプレイ用、マーキング用等)、建築・建材用テープ(熱線遮へい用、防音用、ガラス飛散防止用)、自動車用テープ、熱伝導テープ(放熱テープ等)、ラベル、シール等に用いることができる。
本発明の形状保持フィルムは優れた形状保持性及び耐縦裂き性を有するため、例えば食品類や洗剤類等の包装材、各種詰め替え用の包装材として好適である。更に、アルミニウム箔等の金属箔を含まない包装材とすれば、電子レンジでの加熱調理用の包装材としても好適である。
更に、本発明の形状保持フィルムは、X方向(延伸方向)に高い引張弾性率を有することから、X方向に高い熱伝導率を有する。このため、本発明の形状保持フィルムは、異方性熱伝導フィルムとして用いることができる。異方性熱伝導フィルムのX方向(延伸方向)の熱伝導率は、通常、3.0W/mKを超えるので、熱伝導性のフィラー等を添加しなくても高い熱伝導率を達成できる。このため、本発明の形状保持フィルムを用いた異方性熱伝導フィルムは、熱伝導性フィラー等を添加した従来の熱伝導フィルムに比べて柔軟であり、薄くても十分な熱伝導性を有する。
熱伝導率λ=α×ρ×Cp
本発明の形状保持繊維は、エチレン系重合体を含む少なくとも一層の基材層と、高分子材料を含む少なくとも一層の軟質層とを備える。この「エチレン系重合体」は、前述の形状保持フィルムの基材層を構成するエチレン系重合体と同一である。また、「高分子材料」は、前述の形状保持フィルムの軟質層を構成する高分子材料と同一である。
本発明の形状保持繊維の用途の具体例としては、各種衣料(シャツ、スーツ、ブレザー、ブラウス、コート、ジャケット、ブルゾン、ジャンパー、ベスト、ワンピース、ズボン、スカート、作業服、各種ユニフォーム、パンツ、下着(スリップ、ペチコート、キャミソール、ブラジャー)、靴下、足袋、和服、帯地、金襴)、冷感衣料、ネクタイ、ハンカチーフ、テーブルクロス、手袋、サポーター、コルセット、履物(スニーカー、ブーツ、サンダル、草履、パンプス、ミュール、スリッパ、バレエシューズ、カンフーシューズ)、マフラー、スカーフ、ストール、アイマスク、タオル、袋物、バッグ(トートバッグ、ショルダーバッグ、ハンドバッグ、ポシェット、ショッピングバッグ、エコバック、リュックサック、デイパック、スポーツバッグ、ボストンバッグ、ウエストバッグ、ウエストポーチ、セカンドバック、クラッチバッグ、バニティ、アクセサリーポーチ、マザーバッグ、パーティバッグ、和装バッグ)、ポーチ・ケース(化粧ポーチ、ティッシュケース、めがねケース、ペンケース、ブックカバー、ゲームポーチ、キーケース、パスケース、たばこケース、ライターケース)、財布、帽子(ハット、キャップ、キャスケット、ハンチング帽、テンガロンハット、チューリップハット、サンバイザー、ベレー帽)、ヘルメット、頭巾、ベルト、エプロン、テーブルクロス、コースター、リボン、コサージュ、ブローチ、カーテン、壁布、シートカバー、シーツ、布団、布団カバー、毛布、枕、枕カバー、ソファー、ベッド、かご、各種ラッピング材料、室内装飾品、自動車用品、自転車用品、ベビーカー、チャイルドシート、玩具、手芸用品、造花、マスク、ガーゼ、包帯、おむつ、ロープ、傘、レインコート、スポーツ用品、介護用品、乳幼児用品、医療用品、生理用品、各種ネット、魚網、セメント補強材、スクリーン印刷用メッシュ、各種フィルター(自動車用、家電用)、各種メッシュ、敷布(農業用、レジャーシート)、土木工事用織物、建築工事用織物、ろ過布等を挙げることができる。なお、上記具体例の全体を本発明の形状保持繊維で構成してもよいし、形状保持性が要求される部位のみ本発明の形状保持繊維で構成してもよい。また、他素材と貼り合わせたり、縫い合わせたりして、組み合わせて構成してもよい。例えば、布、不織布等と組み合わせて用いることができる。
本発明の形状保持繊維は、(1)エチレン系重合体を含む少なくとも一層の基材層と、高分子材料を含む少なくとも一層の軟質層と、を備えた原反フィルムを得る第一の工程と、(2)この原反フィルムを延伸倍率が10〜30倍となるように、高分子材料の融点Tm2よりも高い温度で延伸(好ましくは一軸延伸)する第二の工程と、(3)延伸して得られた形状保持フィルムをマイクロスリット法と称される手法で裁断する第三の工程と、を有する製造方法により製造することができる。高密度のポリエチレンは溶融紡糸が困難な場合があるため、フィルムを解繊することで繊維化することが好ましい。なお、上記の第一の工程及び第二の工程は、前述の形状保持フィルムの製造方法における第一の工程及び第二の工程と同様である。
本発明の形状保持繊維を一定の規則によって交錯させ、フィルム状に仕上げることによって織物とすることができる。なお、織物を構成する繊維の全部が本発明の形状保持繊維であっても、一部のみが本発明の形状保持繊維であってもよい。織物を構成する繊維の一部又は全部を本発明の形状保持繊維とすることで、織物に形状保持性を付与することができる。
HDPE:高密度ポリエチレン(商品名「ノバッテックHD HB530」、日本ポリエチレン社製)、密度:965kg/m3、Mw/Mn:15.8、MFR(190℃):0.36g/10min
LLDPE(1):直鎖状低密度ポリエチレン(商品名「エボリューH SP4505」、プライムポリマー社製)、
LLDPE(2):直鎖状低密度ポリエチレン(商品名「モアテック 0278G」、プライムポリマー社製)
熱可塑性エラストマー:α−オレフィン共重合体(商品名「タフマーA4090」、三井化学社製)、融点Tm2:77℃
HDPEを基材層(A)及び(B)の原料として用いるとともに、熱可塑性エラストマーを軟質層の原料として用いた。フルフライト型のスクリューを備えた三種三層押出機を使用して、それぞれの層の原料を溶融した。三種類の溶融樹脂を多層ダイ内で、基材層(A)/軟質層/基材層(B)の積層順となるように260℃で共押し出しして積層し、原反フィルムを得た。得られた原反フィルムを、ロール一軸延伸機を使用して120℃で一軸延伸し、延伸倍率15倍、総厚40μmの一軸延伸フィルムを得た。
延伸倍率20倍に原反フィルムを延伸したこと以外は、前述の実施例1と同様にして一軸延伸フィルムを得た。なお、得られた一軸延伸フィルムの延伸方向(X方向)の熱伝導率は7.86W/mKであり、X方向と略直交する方向(Y方向)の熱伝導率は0.289w/mKであった。
HDPEを原料とし、押出機を使用して260℃で溶融混錬した。溶融混練した原料をTダイから吐出させ、厚さ600μmの原反シートを得た。得られた原反フィルムを、加熱ロールを使用して120℃で一軸延伸し、延伸倍率15倍、総厚40μmの一軸延伸フィルムを得た。
100重量部のHDPEに対して3重量部のLLDPE(1)を添加した混合物を原料として用いるとともに、単層の原反フィルムを押し出して得たこと以外は、前述の実施例1と同様にして一軸延伸フィルムを得た。
100重量部のHDPEに対して10重量部のLLDPE(1)を添加した混合物を原料として用いたこと以外は、前述の比較例2と同様にして一軸延伸フィルムを得た。
100重量部のHDPEに対して3重量部のLLDPE(2)を添加した混合物を原料として用いたこと以外は、前述の比較例2と同様にして一軸延伸フィルムを得た。
100重量部のHDPEに対して10重量部のLLDPE(2)を添加した混合物を原料として用いたこと以外は、前述の比較例2と同様にして一軸延伸フィルムを得た。
(1)密度
JIS K7112 D法に準拠し、浸漬液としてエタノール/水を使用して基材層の密度を測定した。
形状保持フィルムをカットして、幅(一軸延伸フィルムの延伸方向と直交する方向)10mm、長さ(一軸延伸フィルムの延伸方向)120mmの短冊状の試料片を得た。JIS K7161に準拠し、引張試験機を用いてチャック間距離100mm、引張速度100mm/分で、得られた試料片の延伸方向の引張弾性率を測定した。5つの試料片について引張弾性率を測定し、平均値を算出した。なお、測定は温度23℃、湿度55%RHの条件下で実施した。
形状保持フィルムをカットして、幅(一軸延伸フィルムの延伸方向と直交する方向)10mm、長さ(一軸延伸フィルムの延伸方向)50mmの試料片を得た。図1(A)に示すように、試料片10を、厚みが1.2mmの板材12の下面、端部及び上面にわたって巻き付けた。このようにして、試料片10を180°に折り曲げて、(手で押さえて、または1kgの重りを載せて)折り曲げ状態を約30秒間保持した。その後、図1(B)に示すように、(手を離してまたは1kgの重りを外して)折り曲げ状態を解除した。折り曲げ状態を解除して30秒間後の、板材の上面12Aと試料片10のなす角θを「戻り角度」として測定した。なお、測定は温度23℃、湿度55%RHの条件下で実施した。
エルメンドルフ引裂き試験機(東洋精機製作所社製、F.S=1000mN)を使用し、寸法:63mm幅×75mm長のフィルム片に長さ20mmのスリットを入れたものを16枚重ねた試験片を、フィルムの延伸方向と平行に引き裂いたときに要する力を測定した。
実施例1及び比較例1〜5の形状保持フィルムについて、引張弾性率、戻り角度、及び引裂強度を測定した。結果を表1に示す。また、フィルム中の低融点材料の割合(重量%)に対して引裂強度(mN)をプロットしたグラフを図8に示す。更に、フィルム中の低融点材料の割合(重量%)に対して戻り角度(°)をプロットしたグラフを図9に示す。
12 板材
12A 板材の上面
15 包装材
15A 開口部
20 放熱装置
22 熱源
24,34,34A,34B 異方性熱伝導フィルム
26,36 放熱体
31 プリント基板
32,32A,32B,32C,32D 熱源
30,30’ 放熱構造
40 基材層(A)
42 基材層(B)
45 軟質層
50,52 フィルム表面
54,56 治具
62 鋼材
12A,12B 面
Claims (13)
- 密度が900kg/m3以上であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が5〜20であるエチレン系重合体を含む少なくとも一層の基材層と、
高分子材料を含む少なくとも一層の軟質層と、を備え、
前記エチレン系重合体は、エチレン単独重合体又は炭素数3〜6のα−オレフィン単位の含有量が2重量%未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体であり、
前記高分子材料の融点Tm2は、前記エチレン系重合体の融点Tm1よりも低く、
引張弾性率が10〜50GPaであり、180°曲げ試験による戻り角度が65°以下である、形状保持フィルム。 - 前記基材層の一方の面上に前記軟質層が直接積層された積層体である、請求項1に記載の形状保持フィルム。
- 前記基材層を二層有するとともに、二層の前記基材層の間に前記軟質層が挟持された積層体である、請求項1に記載の形状保持フィルム。
- 前記高分子材料の融点Tm2が、前記エチレン系重合体の融点Tm1よりも5℃以上低い、請求項1に記載の形状保持フィルム。
- 前記高分子材料の融点Tm2が125℃以下である、請求項1に記載の形状保持フィルム。
- 前記高分子材料が、炭化水素系プラスチック、ビニル系プラスチック、及び熱可塑性エラストマーからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項1に記載の形状保持フィルム。
- 前記軟質層の厚さの総和が、前記基材層の厚さの総和の5〜40%である、請求項1に記載の形状保持フィルム。
- 一軸延伸フィルムである、請求項1に記載の形状保持フィルム。
- 延伸方向における引張弾性率が10〜50GPaであり、前記延伸方向と略直交する方向における引張弾性率が6GPa以下である、請求項8に記載の形状保持フィルム。
- 厚さが20〜100μmである、請求項1に記載の形状保持フィルム。
- 請求項1に記載の形状保持フィルムの製造方法であって、
密度が900kg/m3以上であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が5〜20であるエチレン系重合体を含む少なくとも一層の基材層と、
高分子材料を含む少なくとも一層の軟質層と、を備え、
前記エチレン系重合体は、エチレン単独重合体又は炭素数3〜6のα−オレフィン単位の含有量が2重量%未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体であり、
前記高分子材料の融点Tm2は、前記エチレン系重合体の融点Tm1よりも低い原反フィルムを得る第一の工程と;
前記原反フィルムを延伸倍率が10〜30倍となるように延伸する第二の工程と;
を含む、形状保持フィルムの製造方法。 - 請求項1に記載の形状保持フィルムと、
前記形状保持フィルムの少なくとも一方の面の一部又は全部に配置された粘着層と、を備えた、積層テープ。 - 請求項1に記載の形状保持フィルムを含む、異方性熱伝導フィルム。
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