JP6590157B2 - 連続的に延伸されたポリマーフィルムを製造する方法、そのような方法のために使用される装置及びそれによって得られた製品 - Google Patents

連続的に延伸されたポリマーフィルムを製造する方法、そのような方法のために使用される装置及びそれによって得られた製品 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、円形状又はらせん状の溝付きのローラーの間、又は変更された円形状又はらせん状の溝付きのローラー間における少なくとも一つの連続的な延伸工程を含む方法、及び該方法によって製造された製品に関する。
より詳細には、本発明の実施形態は、そのような円形状又はらせん状の溝付きのローラーの間に少なくとも一つの連続的な延伸工程を含む方法及び該方法によって製造された製品に関し、かつ該連続的な延伸は、ここでより完全に説明される6つの見地のうちの少なくとも一つに従って行われる。
連続的に延伸された製品は良く知られている。それらは、互いにかみ合う溝付きのローラーの間の一つ又は二つ以上の延伸工程の使用の下で得られる。そのようなローラーの溝は、円形状、らせん状、又はローラーの軸と平行であることができる。この溝付きのローラーの前及び/又は続いて、フィルムを、その長手方向及び/又は横方向に均一に延伸することができる。
連続的に延伸された製品は、異なって配向された、互いに分散された領域を含む。このことは、引裂伝播特性及び穿孔特性に重要である。
以下の公開されている特許出願の実施例はそのような技術を取り扱っていて、本発明に関連している。米国特許出願第14023120号明細書(Rasmussen & Rasmussen)(特許文献1);米国特許出願公開第2012/0033900A1号明細書(Fraser et al.)(特許文献2);米国特許出願公開第2012/0039550A1号明細書(McPherson et al.)(特許文献3);国際公開第213/116264A2号パンフレット(Borchardt et al.)(特許文献4);米国特許出願公開第2012/0269466A1号明細書(Dorsey et al.)(特許文献5);及び米国特許出願公開第2013/0209711A1号明細書(Borchardt et al.)(特許文献6)。
上記の米国特許出願第14023120号明細書(特許文献1)による方法では、互いの最上部上の一つのフィルム又はいくつかのフィルムが、それぞれのフィルムにおいて大部分を占める本来の方向から最大で80°異なる方向で溝付きのローラーの間で延伸される。該溝付きのローラーのクレストは、該クレストの間で延伸されるフィルム材料と、延伸されたフィルムの材料のテープとの間で個別の区画を形成するように実質的にシャープであり(その発明ではさらに定義されている)、該テープは、クレストの上に、クレストに従って存在する。後者のシャープな縁部は、これらのテープが延伸するのを防止する。
この従来技術の特許出願は、本来の配向方向と、延伸の方向との間の80°未満の角度を得るための3つの異なる方法を特定している。すなわち:主として長手方向の配向で管形状にフィルムを押し出す。この方向ではさらに延伸させてもさせなくても良い。新たな機械方向に対してある角度下で、概して単軸配向のウェブが形成されるようにそれにはらせん状にスリットが設けられており、最終的に、円形状の溝を備えた溝付きのローラー(リングローラーとも呼ばれる)の間でセグメント状に延伸される。二つ又はより多くのそのようならせん状のスリットが設けられた管は、ここでは、十字の方向又は十字の配向で一緒に“サンドイッチされた“後にリングロールすることができる。(いくつかの文献では、プライが常に一緒に結合した“クロスラミネート”と、プライが一緒に結合していても、結合していなくてもよい“クロスサンドイッチ”とは区別されている。)共通するリングロールプロセスは、通常、剥離伝播抵抗性に適していることが要求される結合/非結合のパターンを形成するのに十分である。
リングロールの前にウェブにおいて角度のある配向を得るためにらせん状のカッティングを用いることに代えて、押し出しダイの出口を回転させて、押し出したフィルムにスパイラル状の融体配向を形成することができる。これは、“クロスサンドイッチ”又は“クロスラミネート”を形成するために崩壊させることができる。
第一に説明する手順によれば、角度のある配向又はクロスサンドイッチを備えた単一のフィルムは、最終的に、シャープなエッジクレストを有するリングローラーの間で延伸される。
第三のオプションによれば、上記の特許出願は、延伸されていないテープの伸びと、延伸の方向との間の80°未満の角度は、互いにかみ合う、スパイラル状の溝を備えた溝付きのローラーを使用することによって得られることをクレームしている。この第三のオプションは、本発明に関連して非常に重要である。本発明は、これらの発明に関連して見られる、セグメント状に延伸させたポリマーフィルムにおける向上に関する。
米国特許出願第14023120号明細書 米国特許出願公開第2012/0033900A1号明細書 米国特許出願公開第2012/0039550A1号明細書 国際公開第213/116264A2号パンフレット 米国特許出願公開第2012/0269466A1号明細書 米国特許出願公開第2013/0209711A1号明細書 国際特許出願PCT/EP2010/056220 国際特許出願PCT/EP/2010/059751
この第三のオプションは、本発明に関連して非常に重要である。本発明は、これらの発明に関連して見られる、セグメント状に延伸させたポリマーフィルムにおける向上に関する。
第一のプロセスの実施形態
本発明の実施形態は、フィルム又はフィルムのアッセンブリをセグメント状に延伸する方法を提供することであり、該方法は、長手方向の張力下で、ローラーの軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度を形成する、第一のらせん状に形成された溝を有する、互いにかみ合って回転する第一の溝付きのローラー(1)と(2)との間のニップにおいてフィルム又はフィルムのアッセンブリを供給し、そしてそれを溝付きのローラー(1)及び(2)を通す工程を含む。該方法はまた、該らせん状に形成された溝付きのローラーのねじれ効果を中和する工程であって、その際、該ねじれ効果は、該フィルム又はアッセンブリが該ローラーを通過する際に、該フィルム又はアッセンブリを第一の側部へ移動させる傾向がある、工程を含む。その際、該中和する工程は、
(a)該溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上に微細な刻み目を提供して、該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立するか、又は
(b)該フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向で移動する傾向を与えるよう適合された微小ならせん状の溝を有するローラーの上で、前記ニップのすぐ前で、前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(c)前記ニップのすぐ前で、固定されたバーの曲面であって、該曲面が、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向に移動する傾向を与えるよう適合された微小に角度傾斜して方向付けられた溝を有する、該曲面の上で前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(d)前記溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上に微細な刻み目を提供して、該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立し、そして、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向で移動する傾向を与えるよう適合された微小ならせん状の溝を有する引っ張りローラーの上で、前記ニップのすぐ前で、前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(e)前記溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上に微細な刻み目を提供して、該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立し、そして、前記ニップのすぐ前で、固定されたバーの曲面であって、該曲面が、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向に移動する傾向を与えるよう適合された微小な角度傾斜して方向付けられた溝を有する、該曲面の上で前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させること、を含む。ある実施形態においては、該刻み目の深さは、前記互いにかみ合うローラー(1)と(2)のクレストの50%以下であり、そして好ましくは、該刻み目の深さが、前記互いにかみ合うローラー(1)と(2)のクレストの25%以下である。別の実施形態において、該刻み目は、該ローラー中の第一の溝に対して実質的に垂直な、該クレスト中に配置された第二の微細な溝を含む。
別の実施形態において、該方法は、前記溝付き延伸ローラー(1)及び(2)に接触する前に、前記フィルム又はアッセンブリを第一の延伸温度に加熱する工程、そして、前記溝付き延伸ローラー(1)及び(2)を、前記第一の延伸温度より実質的に低い維持温度で維持することにより、前記フィルム又はアッセンブリが前記溝付き延伸ローラー(1)及び(2)に接触する領域で前記フィルム又はアッセンブリが冷却される工程、をさらに含む。
別の実施形態において、該方法は、供給する工程の前に、前記フィルムの融点を下回る第二の延伸温度において、前記フィルム又は前記アッセンブリのフィルムの少なくとも一方を均一に又はセグメント状に延伸する工程であって、該第二の延伸温度は、好ましくは、実質的に周囲温度である、工程、をさらに含む。別の実施形態において、該第一の溝付きのローラー上のそれぞれのクレストは、二つの個別の実質的にらせん状の縁部を有する。
第二の方法の実施形態
この発明の実施形態は、互いにかみ合い、回転する溝付きのローラー(1)と(2)との間のニップにおいてフィルム又はフィルムのアッセンブリを供給する工程であり、その際、ローラーの軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度下で、該溝がらせん状に形成されており、そして、その際、一方の溝付きのローラーのクレストの第一の軸の位置が、他方の溝付きのローラーのクレストの第二の位置に対して、変更可能かつ調節可能である、工程、調節可能なモーターにより前記二つのローラーを互いに独立して駆動することにより、それぞれのローラーの速度を独立して調節できる工程、又は前記ローラー(1)及び(2)の一方を、軸的にスライドさせる工程、を含む、フィルム又はフィルムのアッセンブリを連続して延伸する方法を提供する。
ある実施形態において、前記摺動可能なローラーに対して、ばねにより制御可能な手段、油圧式手段又は空気圧式手段により、制御可能な軸方向の力が付与される。ある実施形態において、前記溝付きのローラーのそれぞれのクレストは、二つの個別の、実質的にらせん状の縁部を有する。
第三の方法の実施形態
この発明の実施形態は、長手方向の張力下で、機械方向において、ローラーの軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度を形成する、第一のらせん状に形成された溝を有する、互いにかみ合い、回転する第一の溝付きのローラー(1)と(2)との間のニップにおいて、フィルム又はフィルムのアッセンブリを供給する工程、続いて、該第一の溝付きのローラー(1)及び(2)を通過させる時に、該フィルム又はアッセンブリを延伸する工程、及び該フィルム又はアッセンブリを、機械方向で延伸させる間、該溝付きのローラー(1)及び(2)から引き出す一方で、横方向の実質的な収縮を防ぎ、該機械方向の延伸が、該溝付きのローラーと、該第一の溝付きのローラーに近いが離間している少なくとも一つのローラーとの間において行われる工程、を含む、フィルム又はフィルムのアッセンブリを連続的に延伸する方法を提供する。
ある実施形態において、一つ又は二つ以上の円柱状のセクション内で、前記第一の溝付きのローラーの一方又は両方が、一つ又は二つ以上の長手方向に延在している、該フィルム又はアッセンブリの領域において、溝を用いずに角張って延伸するのを防ぐ。別の実施形態において、前記角張って延伸するのを防ぐことは、前記フィルム又はアッセンブリの片面又は両面を含む。別の実施形態において、前記溝付きのローラー(1)及び(2)の一方又は両方がセグメントからなり、かつ、二つのセグメントが互いに接触する狭いセクションは溝を備えず、かつ、前記溝付きのローラーの内の一つを構成するセグメントは、このローラーのコアに対して軸的に摺動可能に製造される。
第四の方法の実施形態
この発明の実施形態は、熱可塑性ポリマーフィルムのアッセンブリを共押出しする工程であって、その際、該アッセンブリの一方の側が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルム(A)のグループを含み、かつ、他方の面が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルム(B)を含む、工程、及び
一つ又は複数の延伸工程において、該フィルムのアッセンブリは、該フィルムの融点を下回る温度の範囲で延伸され、その際、少なくとも一つに延伸工程が、少なくとも一つの一連のセグメント(G)及び別の一連のセグメント(F)が製造されるように、円形状、らせん状又は軸上に溝が設けられたローラーを介して連続して行われ、その際、該セグメント(F)は、該セグメント(G)よりも小さい角度に延伸されるか、又は該セグメント(F)は、該連続的な延伸の前に該アッセンブリの配向と実質的に同じ配向のままにされ、その際、該アッセンブリの組成及び製造条件は、最終フィルム製品における(A)及び(B)が、それらを剥離できるよう互いに弱く結合するように選択され、この弱い結合は、フィルム(A)及び(B)のグループそれぞれよりも厚さの小さい結合層又は結合層のグループ(C)を適用することによってもたらされ、その際、(C)の組成は、(A)と(B)の両方に対して接着により結合するが、最終製品の剥離の間に凝集破壊するように選択され、そしてその際、該アッセンブリの組成及び製造条件は、最終フィルム製品において以下の三つの条件:(A)及び(B)が、各セグメント内の各方向において異なる弾性係数(E)を示す、(A)及び(B)が、各(F)セグメント又は各(G)セグメント内、又は各(F)セグメント及び各(G)セグメント内の、異なる方向の主要な配向を示すか、又は、前記連続的な延伸が、一連のセグメント(G)内の結合を全体的に又は部分的に破壊する一方で、フィルム製品を統合製品にするのに十分な一連のセグメント(F)内における結合を残すこと、のうちの少なくとも一つが満たされるように選択される、上記の方法を提供する。ある実施形態において、前記(C)における低い凝集力は、延伸の間に内部空間を形成する微細粒子形成剤の混合によって達成される。ある実施形態において、前記(C)の低い凝集力は、不適合なポリマーの混合によって達成される。ある実施形態において、前記連続的な延伸は、前記(C)を繊維網に変換する。いくつかの実施形態において、前記連続的な延伸は、押出の機械方向に沿って、溶融範囲未満において、実質的に連続して延伸させることによって進行する。
第一のフィルム製品の実施形態
この発明の実施形態は、共押出しされて連続的に延伸された熱可塑性ポリマーフィルムのアッセンブリを含むフィルム製品であり、
その際、該アッセンブリの一方の側が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルムのグループ(A)を含み、かつ、他方の面が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルムのグループ(B)を含み、その際、該連続的な延伸は、少なくとも二つの異なって延伸された、互いに散在した一連のセグメント(F)及び(G)を形成しており、該(G)セグメントは(F)セグメントよりも配向されていて、しかもより薄くなっていて、その際、それぞれのフィルム又はフィルムのグループ(A)及び(B)における各(F)セグメント及び各(G)セグメントは分子配向の主要方向を有し、かつ、各(F)セグメントにける配向の主要方向は、隣接する(G)セグメントにおける配向の主要方向に対して5°〜90°の値を有する角度(u)を形成し、その際、(A)及び(B)は、それらが簡単に剥離できるよう互いに弱く結合し、この結合は、該フィルム又はフィルムのグループ(A)及び(B)のそれぞれよりも小さい厚さの結合層又は結合層のグループ(C)によるものであり、かつ、その際、以下の三つの条件:(A)及び(B)が、各セグメント内の各方向において異なる弾性係数(E)を示すという条件、(A)及び(B)が、各(F)セグメント又は各(G)セグメント内、又は各(F)セグメント及び各(G)セグメント内の、異なる方向の主要な配向を示すという条件、又は、前記連続的な延伸が、一連のセグメント(G)内の結合を全体的に又は部分的に破壊する一方で、フィルム製品を統合製品にするのに十分な一連のセグメント(F)内における結合を残すという条件、の少なくとも一つが満たされる、上記のフィルム製品を提供する。ある実施形態において、前記(C)における凝集破壊は、(C)を繊維網に転換させる。別の実施形態において、一連の(F)におけるセグメントのそれぞれ及び一連の(G)におけるセグメントのそれぞれは線状に延在しており、かつ、互いに平行である。別の実施形態において、前記角度(u)は、15°〜75°の値を有する。さらに別の実施形態において、(A)の55%超はHDPEからなり、かつ、(B)の55%超はLLDPE又はLDPE又はその両方からなる。別の実施形態において、(A)の55%超はPPからなり、かつ、(B)の55%超はポリエチレン種からなる。別の実施形態において、(A)は、該フィルム製品の表面上に低融点ヒートシール層を含むフィルムのグループである。別の実施形態において、(B)は、該フィルム製品の表面上に低融点のヒートシール層を含むフィルムのグループである。
第五の方法の実施形態
この発明の実施形態は、二つの円形状又はらせん状に、互いにかみ合う溝付きのローラー(101)と(102)との間のニップにおいて、又は、クレスト上に刻み目を入れることによって付加的に変更された溝付きのローラーの間のニップにおいてフィルム又はフィルムアッセンブリのセグメントを連続的に延伸することによって配向する方法であって、その際、該フィルム又はアッセンブリが、該ニップへ進入する前か又はその最中に、微細な横振動によって供給されることによって、かつ、連続的に延伸されることによって該ニップ中へ詰め込まれ、これは、該ニップを通過する間に起こり、該振動は、延伸により配向されるようになるセグメント中で完全に又は部分的に除去され、それによって、該振動が本質的に配向されるようにならないセグメント中に維持され、かつ、該延伸されたセグメント中での収縮によって安定化される、上記の方法を提供する。
ある実施形態において、前記詰め込むことは別個の工程で行われる。別の実施形態において、前記の詰め込むことは、前記フィルム又はアッセンブリとかみ合い、長手方向に引っ張られた状態からそれほど引っ張られない状態に収縮するゴムベルト間で起こる。別の実施形態において、前記の詰め込むことが、前記フィルム又はアッセンブリが、適切な摩擦の制御のために変更されたクレストの上に刻み目を有する円形状の溝付きのローラーとして、該溝付きのローラー(101)及び(102)を選択し、かつ、かつ、該他方のローラー(102)の周回速度よりも本質的に速い周回速度で該ローラー(101)のうちの一つを回転させることによってニップに進入する間に行われ、かつ、該ニップの入口では、該フィルム又はアッセンブリが、そのより速いローラー(101)と摩擦的に係合していることで、そのより遅いローラー(102)の速度よりも高い速度で該ニップ中へ該フィルム又はアッセンブリを実質的に供給し、その際、該フィルム又はアッセンブリの速度を実質的に低減させるために、好ましくは、該フィルム又はアッセンブリを、そのより遅いローラー(102)の速度に従わせるために、後者のローラーのクレストには刻み目が設けられている。
前記フィルム又はアッセンブリの、より速いローラー(101)との摩擦による係合は、このローラーのクレストに滑らかな刻み目、好ましくは、詰め込まれたフィルム又はアッセンブリを、刻み目を設けたクレストにわたって害なく摺動させるのに十分な滑らかさの本質的に波形を提供することによって確立される。別の実施形態において、前記溝付きのローラー(101)及び(102)は、70mm以下の径を有する。別の実施形態において、該請求項に記載の工程は、第一、第二、及び第三の方法の実施形態(上述のとおり)のいずれか一つ又に記載の工程、又はそれらの組み合わせによって進行される。さらに別の実施形態において、前記の製造されたフィルムの延伸部分は、微小空洞形成粒子を該ポリマー材料に添加することによって通気性になる。
第二のフィルム製品の実施形態
本発明の実施態様は、機械方向に伸びる、この方向に主要な方向の配向を有する波形状の狭い線状の第一のシーケンスを含むフィルム製品であり、該波形は、この方向における詰めることを確立し、かつ、それらの間に、該機械方向に対して実質的に垂直な配向の主方向の狭い線状の平坦な第二のシーケンスがあり、該第一のシーケンスは、該第二のシーケンスよりも厚く、かつ、該機械方向における少なくとも20%、好ましくは30%の伸び、より好ましくは40%の伸びにおける該波形の深さは、全ての波形を本質的に取り除くことが必要とされている、上記のフィルム製品を提供する。
いくつかの実施形態では、機械方向において本質的に全ての波形を取り除くのに十分な横方向試験の伸びが、前記フィルムが該試験の伸びの前に有していた状態を元に戻すことのできる弾性特性を有する。その他の実施形態において、第一及び第二の線状のシーケンスは、5mmよりも狭く、好ましくは2mmよりも狭く、より好ましくは1mmよりも狭い。さらに別の実施形態において、製品はマイクロポラスである。
第三のフィルム製品の実施形態
本発明の実施形態は、第一及び第二の線状のシーケンスが、5mmよりも狭く、好ましくは2mmよりも狭く、より好ましくは1mmよりも狭いフィルム製品であり、該波形は、この方向における詰めることを確立し、かつ、それらの間に、該機械方向に対して45°〜85°の傾斜角で配向された狭い線状の平坦な第二のシーケンスがあり、これは、各第一のシーケンスのいずれかの側上の配向と比較する場合にジグザグ特性を有する、上記の製品を提供する。いくつかの実施形態において、該製品はマイクロポラスである。
第六の製品の実施形態
本発明の実施形態は、互いにかみ合う第一及び第二の溝付きのローラー間でフィルム又はフィルムアッセンブリを連続的に延伸させることを提供し、該ローラーのいずれも、該ローラーの軸に対して90°〜20°の角度で伸びるらせんによる、円形状の溝又はらせん状の溝を備えており、該方法において、少なくとも第一の溝付きのローラーの径は70mm以下であり、該円形又はらせん状の溝付きのローラー又は複数のローラー上のクレスト上には刻み目が供給され、かつ、該方法において、連続的に延伸させることによって、生じた圧力に対抗するよう、そのような70mm以下の径を有するローラーのいずれも、該溝付きのローラーの一方の側上の少なくとも一つの短い支持ローラー、及び該溝付きのローラーの他方の側上の少なくとも一つの支持ローラーによって支持され、該溝付きのローラーは入れ子に配置されている。いくつかの実施形態では、該短い支持ローラーの少なくとも周囲表面は、摩擦抵抗性のポリマー材料を含んでいる。別の実施形態では、短い支持ローラーは、刻み目が設けられたクレストを備えた円形状の溝付きの延伸ローラーを支持するのに使用され、かつ、該短い支持ローラーは、該延伸ローラーの溝の底部上に支持作用をもたらすよう、該刻み目が設けられたクレストを備えた円形状の溝付きの延伸ローラーの溝内に適合するクレストを備えた対応する溝が設けられた表面を有する。さらに別の実施形態では、それによって製造されたフィルム製品(P)が、別のフィルム製品(O)とラミネートされた後に、好ましくは、クロスラミネートを形成する。
一般的な装置
本発明の他の実施形態は、ここで定義される方法を実行するのに適した装置を提供する。
一般的な製品
本発明の別の実施形態は、ここで定義される方法を使用して製造された製品を提供する
本発明は、添付の例示的図面と一緒に以下の詳細に説明を参照することによってより良好に理解できる。図中の同じ符号は同じ要素を示している。
図1は、本発明の6つの態様(aspects)の異なる組合せを例示するフローシートを示している。 図2は、押出し及び第一の長手方向の延伸工程が含まれていない、全ての態様を組み合わせた、インライン製造を示す原理の概要を示している。 図3aは、本発明の第五の態様による、より速く動く、円形状の溝付きのローラー(10)のクレスト上の刻み目の一実施形態の形状を示しており、図3aは、図3bにおけるa−aの断面、すなわち、ローラー軸に対して垂直の断面を示している。 図3bは、本発明の第五の態様による、より速く動く、円形状の溝付きのローラー(101)のクレスト上の刻み目の一実施形態の形状を示しており、図3bは、図3aにおけるa−aの断面、すなわち、ローラー軸に平行な断面を示している。 図4aは、図3a及び図3bに示す刻み目と一緒に作用する、より遅く動く、円形状の溝付きのローラー(102)のクレスト上の刻み目の一実施形態の形状を示しており、図4aは、図4bにおけるb−bの断面を示している。 図4bは、図3a及び図3bに示す刻み目と一緒に作用する、より遅く動く、円形状の溝付きのローラー(102)のクレスト上の刻み目の一実施形態の形状を示しており、図4bは、図4aにおけるb−bの断面を示している。 図5aは、配向の元来の方向に対して垂直な連続延伸によって得られた、異なる結果を示す顕微鏡写真である。 図5bは、その配向に対してある角度下での連続延伸によって得られた、異なる結果を示す顕微鏡写真である。 図6は、本発明の第三の態様によって製造された製品の顕微鏡写真であり、第三の手順によって得られた微細なプリーツを示している。 図7aは、本発明の第五の態様によって得られた“詰め込まれた”製品を示す顕微鏡写真であり、フィルムは、その元来の長さの85%まで詰め込まれた。 図7bは、本発明の第五の態様によって得られた“詰め込まれた”製品を示す顕微鏡写真であり、フィルムは、その元来の長さの50%まで詰め込まれた。
本発明者は、円形状の溝付きのローラーの間で長手方向に配向されたフィルムを延伸すると、配向の本来の方向と、連続的な延伸の方向との間の角度が80°未満になる類似する延伸よりも、常に、さらに小さくなることを見出した。このことは、これに関する顕微鏡写真を示す図5a及び図5bに見られる。ある実施形態において、その角度は20°〜70°である。ほとんどの実施形態では、本発明は、少なくとも一つのそのような延伸の工程を含む。
本発明は、6つの異なる形態を有しており、全てが、連続的に延伸したフィルム及びそのようなフィルムの製造に関連している。該6つの態様は、以下から明らかなように、単独で、また様々に組み合わせて行うことができる。6つ全てを一つの技術に組み合わせることができる。これに関しては図1のフローシートを参照されたい。
本発明の第一の態様
互いにかみ合う、らせん状に形成された溝を有する溝付きのローラーの間における延伸にはいくつかの問題があり、これらは、円形状の溝を有する溝付きのローラーに関しては起こらない問題である。一つの問題は、特に、フィルムが最初に遭遇する溝付きのローラーが、該フィルム又はフィルムアッセンブリを一方の側へ引っ張る強い傾向があり、それにより、フィルムが溝付きのローラーに接近すると、バイアスした深いプリーツが形成されることである。この問題は、通常のエッジ制御手段を使用して解決することはできないが、本発明の第一の態様によれば、この問題は、個別に、又は組み合わせて行うことができる二つの異なる手段によって解決できる。該問題を解決する一つの方法は、微細な刻み目を、これらの互いにかみ合う溝付きのローラーの一方又は両方のクレスト上に形成することである。ここで、該クレストの表面及びフィルム又はアッセンブリとの間に実質的な摩擦が生じ、その摩擦は、該クレストの上での望ましくない滑りに対抗して作用する。他方の手段は、該二つの溝付きのローラーの間のニップの直ぐ前で、微細ならせん状の溝を有するローラーの上を、又は、角度を付けて方向付けられた溝を有する湾曲した表面の上を、長手方向に幅出した状態でフィルムを通過させることを含み、いずれの場合も、溝によって、溝付きの延伸ローラーが及ぼす引っ張りに対して、フィルムが横向きに引っ張られる傾向をもたらす。フィルム又はフィルムアッセンブリにおける張力を調節することによって、及び/又はフィルム又はフィルムアッセンブリの通過経路を調節することによって、これらの二つの引っ張り効果を互いに中和することができる。
本発明のこの第一の態様は、本発明の概要における第一の方法に従って、より正確に定義されており、そして、特定の実施形態は後に説明する。
互いにかみ合う、らせん状に形成された溝を有する溝付きのローラーの間における延伸に関する別の問題は、該二つのローラー上の、互いに適合するクレストである。円形状の溝付きのローラーの場合、それは単に軸の調節の問題であるが、スパイラル状の溝を有するローラーの場合には、互いの角度を調節することが同じように重要である。この手段は、少なくとも産業用の延伸機械のために、特別な予防策を採る必要があり、歯車の手段によって確立された、機械によって互いに固定された関係において二つの溝付きのローラーを駆動することはできず、それと同時に、各ローラーは、その軸の位置に固定されている。
本発明の第二の態様
本発明の第二の態様は、該問題に対する二つの解法を与える。それら二つの可能な解法を説明する前に、それぞれのスパイラル状のローラーは、その軸の位置に固定された状態で維持でき、そして、該ローラーの一方だけに、普通の機械的駆動手段を使用できることに言及すべきである。その際、フィルム又はフィルムアッセンブリは駆動するベルトのように作用し、そして他方の溝付きのローラーを駆動するが、その場合のフィルム材料の連続的な延伸は、非常に不均一なものになる。
上述の問題に対する二つの適切な解法のうちの一方は、二つのモーターから互いに独立して二つのローラーを駆動し、各ローラーの駆動作用を調節可能にし、そうすることによって、該二つのモーターは、互いに独立して作動する。上述したように、ローラー間のフィルム又はフィルムアセンブリが、駆動ベルトの一種として働くため、二つのローラーが常に同じ周速度で走行することに留意されたい。
他方の解法は、二つのローラーのうちの一方を自由に軸方向に摺動させることを含む。その場合、その摺動可能なローラーに対して作用する力は、比較的均一に製造するよう自己調節的に作用するが、依然として連続的な延伸には完全ではない。本明細書の中で後に説明する追加の手段によって、完全に均一なものとすることができる。
本発明の第二の態様は、本発明の概要における第二の方法に従って、より正確に定義されており、そして、特定の実施形態は後に説明する。
本発明の第三の態様
本発明の第三の態様は、フィルム又はフィルムアッセンブリが、スパイラル状の溝付きのローラーから、該ローラーの間における角度的な延伸後に取り出されることによる手順に関する。それ自体により、フィルム又はアッセンブリは、プリーツの状態でかつ溝付きのローラー装置の機械方向に対してある角度でローラーを出る傾向があり、それ故、それを取り扱う自然な方法は、スプールアップ又はさらなる加工の前に、それを新たな機械方向に従わせ、そして、バナナローラー又は類似の幅出し手段によってそのプリーツを取り除くことである。しかしながら、本発明の第三の態様によれば、連続的に延伸されたフィルム又はフィルムアッセンブリが、溝付きのローラーから、延伸の間に、それらローラーの機械方向、すなわち、該ローラーの軸に対して垂直な方向に引っ張られる。この機械方向の延伸は、溝付きのローラーと、該スパイラル状の溝付きのローラーに近接して離間している少なくとも一つのローラーとの間で、本質的には、少なくとも、該フィルム又はフィルムアセンブリの横方向の収縮を防止するように行われる。
結果として得られる延伸比は、フィルム又はフィルムアッセンブリがスパイラル状に溝の付いたローラーに入る前の該フィルム又はフィルムアセンブリ上に円を描くこと、そして、追加の機械方向での延伸後に得られる楕円を調べることによって研究することができる。このようにして、フィルム又はフィルムアセンブリは、視覚的により広く成長していないが、延伸の主要方向は機械方向に対して小さな角度で形成されたことがわかる。このことは、フィルムが溝付きのローラーから引き離されたときに起こる引裂によって説明され、そしてそれは、その機械方向の引裂伝播抵抗にいくぶん重要であると考えられる。拡大鏡又は顕微鏡下が最良の、視覚化に近い研究は、延伸されたシーケンスの非常に微細なプリーツを示しており、該プリーツは、ほとんどではあるが、機械方向に完全に平行に伸びていることが示されている(顕微鏡写真の図6参照)。このほとんど目に見えないプリーツは、快適な、比較的暖かい感じを製品にもたらす。実用的な観点から、本発明のこの第三の態様は、機械方向の変化がない、かつ、幅出しレーム又は類似物を必要としないため、それにより、機械のセットアップに少ないスペースしか必要としない、という利点を提供する。
本発明の第四の態様
本明細書の冒頭で言及した従来技術の最初の三つの特許出願は、強い結合/弱い結合又は強い結合/結合なしのパターンを、連続的に延伸されたラミネートに形成することを取り扱うか又はそれに言及しており、そのような結合のパターンが、引裂伝播抵抗に非常に有利であることを請求項に記載し、かつ示している。
本発明の第四の態様は、これに関して更なる有利が存在すると考えられる方法及び製品に関する。ここで、ラミネーションプロセスは、特別な共押出プロセスに置き換えられる。このプロセスは、フィルム、又は互いに強く結合したフィルムのグループ(A)を共押出物の一方の側に形成し、そして、フィルム、又は互いに強く結合したフィルムのグループ(B)を他方の側に形成し、そして、任意に、層又は層のグループ(C)を、(A)と(B)との間の結合制御として作用させる。(C)は、フィルム又はグループ(A)及び(B)のいずれよりも薄い。このフィルム製品は、単一の又は複数の延伸工程で延伸され、その際、少なくとも一つの工程は、連続的に行われる。
共押出における成分は、最終的なフィルム製品において、(A)と(B)とが、それらが剥離できるよう互いに弱く結合するように選択される。その弱い結合は、その最終的なフィルム製品を剥離する間に凝集的に破壊する一方で、(A)と(B)とが接着状態で依然として結合したままであるように(C)を選択することによって得られる。さらに、アッセンブリの構成及び製造条件は、(A)及び(B)が、連続的な延伸によって形成されたそれぞれの領域内のそれぞれの方向において異なる弾性係数(E)を示すか、又は(A)及び(B)が、それぞれのセグメント内で異なる配向の方向を示すものであるか、又は、該組成及び製造条件は、セグメント状の延伸が、完全に又は部分的に、延伸された一連のセグメントのほとんど内の結合を破壊するという効果をもたらすように選択される。いずれの場合においても、分割は、二つのフィルム又はフィルムのグループ(A)及び(B)において異なる方向に伝播する傾向がある。つまり、最終的なフィルム製品は、“偽クロスラミネート”として挙動する。
第三のオプション、すなわち、該組成及び製造条件を、セグメント状の延伸が、延伸された一連のセグメントのほとんど内の結合を破壊するように選択する選択肢もある。その場合もまた、分割は、二つのフィルム又はフィルムのグループ(A)及び(B)において異なる方向に伝播する傾向がある。
該三つの異なるオプションは組み合わせることができる。
本発明の第四の態様は、本発明の第三及び第四の方法の概要において記載した方法の態様、及び本発明の第一のフィルムの概要において記載したフィルム製品においてより正確に定義される。
強い結合/弱い結合、又は強い結合/結合なしを用いてラミネートが製造される公知の技術に比較して、本発明のこの第四の態様は明らかな利点がある、すなわち、製造されたフィルム製品がはるかに薄いものであることができる一方で、より厚い材料であることもできて有利である。一つは、共押出プロセスのインストールと実行後に延伸が行われ、それは、インラインプロセスが、二つの別個のダイプラスラミネーション及び延伸からの押出を含むインライン過程のインストールと実行よりも簡単であるということである。最後に、他の全てのパラメータが一般的であっても、溶融物の配向は請求項に記載の手順において最低になる。これは、非常に一般的に、溶融物の配向が、より大きな分子に制限されて、固化後の延伸の可能性を制限するため、引裂伝播抵抗及び穿孔の深さに対して悪影響を有するという事実によるものである。
第四の態様による方法のための条件の一つとして、最終的な製品におけるフィルム又はフィルムのグループ(A)及び(B)は、それらが剥離できるように互いに弱く結合されている。これを一端から引き剥がそうとすることによって試験した場合、その剥離は、接着テープの使用下で開始できる。二つのテープは、該テープの間で接合されたラミネートの端部により一緒にできる。それから二つのテープを剥がして分離してラミネートの引き剥がしを開始できる。もしそれが起こらなかった場合、二つのプラスチックテープは、ラミネートの端と端の間で互いの上に配置される。それぞれのテープは、ラミネートに対してヒートシール性でなければならない。ヒートシーリングは、二つのテープの間の直接的な結合を防止する間に行われる。その後の剥離は、二つのテープの助けをかりて試される。ラミネートの剥離が依然として不可能だった場合、そのラミネートは剥離可能でないと判定される。
本発明の第五の態様
本発明の第五の態様は、セグメント状に延伸された、ナップ状の表面を備えたフィルム又はフィルムのアッセンブリを製造する方法に関する。その主たる課題は、暖かみのある感触でテキスタイルのような外観の製品をもたらすことである。最近の40年間程で、“起毛フィルム(napped film)”を製造するためのいくつかの方法が提案されているが、本発明者の知見によれば、いずれの方法も工業化されていない。本発明の第五の態様によれば、フィルム又はフィルムのアッセンブリは、一対の溝付きのローラー(101)及び(102)の間で連続的に延伸され、その溝は、円形状またはらせん状であり、そして、その重要な実施形態は以下に説明され、クレスト上に刻み目を設けることによって該溝はさらに変更される。この方法では、フィルム又はフィルムアッセンブリは、該二つのローラーの間のニップ中へ詰め込まれる。これは、フィルム又はフィルムアッセンブリが、ニップに進入する前か又は進入する間に、微細な横方向の波形と共に供給されることを意味している。該ニップを通過することにより、延伸によって配向したセグメントにおいて波形が完全又は部分的に除去され、それにより、配向されなかったセグメント中に波形が残る。それ故、真っ直ぐに出てきたセグメントは、他のセグメントの波形を安定化させる。このことは、図7a及び図7bの顕微鏡写真を観察することによって最良に理解される。図7aは、フィルムの元来の長さの85%までを詰め込まれたそのフィルムを示しており、そして、図7bは、フィルムの元来の長さの50%までを詰め込まれたそのフィルムを示している。この詰め込みは、主として横方向に延伸した長手方向に延在している領域によって安定化される(しかしながら、図7bではいく分バイアスしている)。これは、強度特性に害を及ぼすことなく非常に効率良く“起毛(nap)”効果をもたらす。さらに、その製品は、ホーンで穿孔した際に深い穿孔を示す。本発明の第五の態様によって得られる非常に興味深い製品構造物は、第二の製品の実施形態及び第三の製品の実施形態に基づいて説明する。普通に連続的に延伸することによって得られる浮きだし模様(bosses)は、フィルムの残部よりも薄いが、本発明の第五の態様では、その反対であることに留意されたい。それにより、フィルム上の“起毛”が曲げに対してより良好に対抗する。
第二の製品に基づいて言及した弾性特性は、フィルムの機械方向での詰め込みとそれに続く横方向での延伸との組合せの結果得られ、それは、これは、もともと主に機械方向の配向を示した(例えば、押出機から取り出すことによって形成される)。この弾性特性はいくつかの製品において有利である。第三の製品に基づいて言及した“ジグザグ”の構造物は、上述のとおりである。
本発明の第六の態様
本発明の異なる態様の実施形態の多くは、さらにクレスト上に刻み目が供給されている溝付きのローラーが使用される。製造価格を低減するために、小径であることが好ましい。これは、それ自体が簡単で安価である記載したコンベヤシステムによって都合良く実現できる。
工業用機械のために、二つの溝付きのローラーの長さは、通常、少なくとも500mmでなければならず、これは、本発明の第六の態様の実施が、通常、ローラーの長さの一つの部分又は複数の部分に少なくともわたって、ローラーのそのような小径がローラーで支持されていなければならないことが必要であることを意味する。本発明者の知見によれば、ローラー支持の溝付きのローラーは知られていない。
ある実施形態において、支持体は、いくつかの短い支持ローラーからなり、それらは、溝付きのローラーの長さに沿って組み立てられて、該短いローラーの軸が、該溝付きのローラーを入れ子にするよう互いにずれて、支持する。刻み目が設けられたクレストを備える円形状の溝付きの延伸ローラーを支持するのにそのような支持ローラーが使用される場合、該短い支持ローラーは、好ましくは、溝付きの延伸ローラーの溝に嵌まるよう、クレストに対応する溝付きの表面を有するべきであり、該支持体は、延伸ローラーの溝の底部上に作用する。その目的は、支持ローラーに対する摩耗を最小限にすることである。
これに関連して、国際特許出願PCT/EP2010/056220(Rasmussen)(特許文献7)を参照されたい(特に、写真の図2及びそれに関する記載を参照)。
以下の記載は、本発明の6つの態様全てに関する。
例えば、CaCO又はタルクからなる適切な微細粒子を混ぜることによって延伸の間にフィルム中に空隙が形成されることはよく知られている。セグメント状の延伸に関連してそのような技術を用いることは、本明細書の冒頭で挙げた先行技術文献のうちの4つ、すなわち、二つのBorchard等の公報、及びDorsey等の公報、及びRasmussen及びRasmussenの公報における請求項に記載されている。これらの公報のそれぞれにおいて言及されているように、空隙の形成は、フィルム又はフィルムのアッセンブリの全体にわたることができるか、又は、空隙が形成されていない層を組み入れることにより制限することもできる。両方の場合において、フィルム製品の白化作用が起こるため、比較的費用の高い顔料が回避され、そして、延伸された/延伸されていない構造に対応する装飾的なパターンが得られる。空隙の形成が全体にわたる場合、それにより、フィルム製品は通気性を有するようになり、それ故、ある種の衛生用テキスタイルに適する。
同じように、同じような目的で、全体にわたる、又は全体にわたらない空隙の形成は、本発明の6つの態様のいずれかを使用して製造されるフィルムに適用できるという利点を有する。
本明細書の冒頭で挙げた公報は、セグメント状に延伸されたフィルムにも言及しており、強度/重量の有利な関係により、低重量バッグの製造に適している。これに関連して、これらの公報は、ゴミ袋用及び食品用袋のフィルムとしての使用を強調している。というのも、セグメント状に延伸したフィルムは、有利な引裂伝播抵抗特性及び穿孔抵抗特性で製造できるからである。これはまた、本発明の6つの態様のいずれかにしたがって製造されたフィルム及びフィルムアッセンブリについても真実である。
上記の公報はさらに、衛生用製品における使用に言及している。ここで、見た目及び感触、及び−ほとんどの場合における−全体的な多孔性が必須である。これらの特性の全ては、本発明の態様のそれぞれを適切に適合させることによって達成できる。可撓性は、より薄いセグメントによって、暖かみのある感触は、波打つセグメントによって、そして、全体にわたる多孔性は内部クラッキングのための材によって作り出される。
本発明の6つの態様のいずれかによって連続的に延伸された製品は、後にラミネート、特に、クロスラミネートできる。態様のそれぞれは、波形のセグメントを形成する。その場合、クロスラミネーションは、その波形が平らになるのを回避するような方法で好ましく行われる。これを達成するための方法は、国際特許出願PCT/EP/2010/059751(Rasmussen)(特許文献8)に記載され、そして特許請求の範囲に示されている(製品の請求項16、方法の請求項23及び図3)。これらの記載は、参照として本明細書に組み入れられる。
本発明の6つの態様のそれぞれは、事実上、低温延伸可能な熱可塑性ポリマーをベースとするフィルム製品の製造に適しているが、最終製品のほとんどは比較的安価な日用品であり、より安価なポリマー、例えば、LLDPE、HDPE及びPPが特に興味深い。LDPEは、その比較的低い低温延伸性のために適用可能ではあるが、好ましくない。
分解可能なポリマー、例えば、熱可塑性プラスチック変性デンプンもまた、それぞれの態様に関して適用可能であり、本発明に重要となる可能性があり得る。
以下においてさらに説明するように、本発明の第五の態様は、より高価なテキスタイル製品のための使用であり、そしてその場合、ポリアミド及びポリエステルのようなポリマーが、好ましい原材料となる。
本発明の6つの態様のそれぞれの、異なる実施形態を説明する。
スパイラル状の溝付きのローラーが、フィルム又はフィルムアッセンブリを一方の側に引きずるという問題を、溝付きのローラーの少なくとも一方のクレスト中に微細な刻み目を形成するか、又は該溝付きのローラーの前面に引きずり対抗効果を設けるか、又はそれらの両方によって、いかに第一の態様が解決するかについては上記で説明した。
この態様の一実施形態では、該刻み目の深さは、互いにかみ合うローラー(1)及び(2)のクレストの寸法形状の50%以下、好ましくは、互いにかみ合うローラー(1)及び(2)のクレストの寸法形状の25%以下である。好ましくは、これらの刻み目は、クレスト中において、該ローラーの第一の溝に対して実質的に垂直配置された第二の微細な溝を含む。
ポリマー材料の延伸性に依存して、このバイアス延伸は周囲温度で行われるか、又はより高い温度が必要となる場合がある。本発明の第一の方法の概要の態様において説明したように、より高い温度の使用を用いることができる(原請求項4)。したがって、問題のないLLDPEをベースとするフィルムを、周囲温度でバイアス延伸に供することができる一方で、HDPEをベースとするフィルムは、はるかに高い温度、好ましくは約80°〜90℃の温度が必要であることがわかった。
同様に、バイアス延伸に供すべきフィルムは、それが押出によって受け、下方に引っ張られる配向に限定された配向性を示すバイアス延伸に供されるか、又は製造は、バイアス延伸の前に長手方向に延伸する工程を含んでもよい。これは、本発明の第一の方法の概要の態様において説明されている。選択は、高温の引き下ろし(hot draw−down)によって達成される配向の程度に依存する。
好ましくは、第一の溝付きのローラーのクレストは、二つの個別の、実質的にらせん状のエッジを有する。(クレストに刻み目が設けられるとき、該エッジは正確ならせん状になることはできない。)この目的は、延伸と未延伸のシーケンス間の明確な境界線を生成することである。
以下の記載は、第二の態様、すなわち、二つのらせん状の溝付きのローラーの互いの位置を調節する問題を解決することに関する。一つのオプションは、一方のローラーを軸的に摺動できるようにすることであることを上述した。また、さらなる予防措置が取られていない場合、このローラーの自己調整が起こり、連続延伸が比較的均一ではあるが、完全に均一ではないことも上述した。この態様の実施形態によれば、別の手段により、摺動可能なローラーに対する制御可能な軸的な力を確立することができ、それによって、連続的な延伸の均一性が完全に調整できる。これは、本発明の第二の方法の概要においてより正確に定義されている。
本発明のこの態様では、溝付きのローラーのクレストのそれぞれは、好ましくは、二つの個別の、実質的にらせん状のエッジを示すべきである。
上述したように、そして、顕微鏡写真図5a及び図5bによって示すように、円形状の溝付きのローラー間での長手方向に配向したフィルムの延伸は、同様の、延伸本来の方向と連続延伸の方向が実質的に90℃未満の角度での延伸に比べて常に均一ではない。一方、前者の方法は、フィルム又はフィルムアセンブリが通過する溝付きのローラーのいくぶんかの長さにわたって、クレストが互いにかみ合うのを回避することによって、未延伸のフィルム又はフィルムアッセンブリの側部を、該溝付きのローラーを通じて機械に供給することができるという利点を有する。これは、例えば、製造されたフィルム製品が、バッグ(袋)の製造に使用される場合、これに関連してヒートシールしなければならないという重要性がある。
しかしながら、ほぼ同様の利点は、本発明の第三の態様、すなわち、フィルムアッセンブリが、スパイラル状の溝付きのローラーから、機械方向で引っ張られ、それにより、この方向での後延伸が、本質的に横方向の収縮を生ずることなく可能となる態様の使用により達成できる。所望のヒートシール性を得るために、円筒状セクションの一つ又は二つ以上内で、溝付きのローラーの一方又は両方を溝を設けずに作製する。このように、フィルム又はフィルムアッセンブリの一方又は両方の側のセクションの延伸は、溝付きのローラーの通過後、機械方向の延伸に制限でき、そして、この延伸の比は、通常、約1.6:1以下である。
ここで、そのような側部セクションは、フィルムの残部よりも約2%〜4%の間で延伸されることがわかったが、この差は、互いにかみ合うギアローラーの間における、ローカライズされた、非常に穏やかな該側部セクションの後延伸によって排除できると信じられている。
同じ原理は、セグメントから、スパイラル状の溝付きのローラーの一方又は両方を形成するのにも使用できる。したがって、二つのセグメントが互いに接する狭い円筒状のセクションは、溝を設けずに製造でき、そして互いに接するセグメントは、このローラーのコアの上で軸的に摺動可能に製造でき、そして、該コアの回転に追従させる。
本発明の第四の態様は、多くの実施形態を含む。これは、連続延伸溝付きのローラー間で実行した強い結合/弱い結合のラミネーションが、選択された共押出プロセスに続く連続延伸によって置き換えられる態様である。一実施形態において、結合層又は結合層のグループ(C)は、粒子形成添加剤が生成した内部空隙の高い含有量を有する。(C)のためのポリマー材料又は複数のポリマー材料の選択は、好ましくは、内部空隙ではなく結合力のために選択すべきである。
これは、本発明のこの態様における要求に応じて、剥離できるよう、最終的な製品の性能を制御するための効率的な手段である。さらに、この実施形態は、該空隙が、ヒートシーリングにより閉じるという利点を有するため、ヒートシールにおける剥離性が排除される。共押出プロセスによって形成された溶融物の配向に依存して、連続的な延伸の前に、溶融する範囲を下回って、実質的に連続的な機械方向の延伸を実行することは有利である。機械方向の延伸は、ここでは押出の機械の方向を意味する。
フィルム又はフィルムアッセンブリのポリマー組成物の適切な選択、及び異なる一連のセグメントにおける適切な配向方向は、第四の方法の実施形態に記載されている。
本発明の第五の態様、すなわち、フィルム又はフィルムアッセンブリが、二つの溝付きのローラーの間のニップ中に詰め込まれる態様は、二つの原理的に異なる手順で実行できる。
一方の手順では、その詰め込みは、例えば、ゴムベルト間において、長手方向において、緊張した状態からより緊張の小さい状態に収縮させながら、別の工程として実行される。それに続く連続的な延伸は、円筒状に溝を設けた又はスパイラル状に溝を設けたローラーの間で行うことができる。
他方の、通常、より好ましい手順では、その詰め込みは、フィルム又はアッセンブリが、溝付きのローラーを選択することによりニップに進入する間に実行され、その場合、円形状の溝付きのローラーとして、それらのうちの一方は、そのクレスト上に刻み目を設けることによって変更し、他方のローラーの周速よりも本質的に高い周速で回転する。そのニップの進入部分では、フィルム又はアッセンブリは、より速度の速いローラーと摩擦により係合することで、より速度の遅いローラーの速度よりも速い速度でフィルム又はアッセンブリをニップ中に供給する。
これを達成するために、後者のローラーのクレストに、フィルム又はアッセンブリの速度を実質的に低減するための刻み目が供給され、そして、任意に、フィルム又はアッセンブリを、そのより遅いローラーの速度に従わせる。
本発明の第五の態様のこの実施形態において、その摩擦によるフィルム又はアッセンブリのより速度の速いローラーとの係合は、好ましくは、このローラーのクレストに、滑らかな刻み目、好ましくは、本質的に波の形状の刻み目を設けることによって確立される。ここでは、その滑らかさは、実質的に、詰め込まれたフィルム又はアッセンブリを、刻み目が設けられたクレストにわたって害無く摺動させなければならない一方で、該詰め込まれたフィルム又はアッセンブリは、横方向の延伸に起因して、強く幅出しされた状態にある。
本発明のこの態様は、特別な利点により、ある種の衛生用テキスタイル製品及び特に、通気性を有する製品等、その他のtestilish特性の製品を製造するのに使用できる。このために、製造したフィルムの延伸された部分は、微小空隙形成粒子、例えば、CaCoをそのポリマー材料に添加することによって通気性にすることができる。
本発明の第五の態様による方法は、多くの場合において、第一〜第三の態様を連続させることで有利に実行できる。
図面に示されている方法のさらなる説明
図1のフローシートに示されているプロセスライン及び原理を示す図2を参照すると、該方法は、押出及び長手方向の延伸の好ましくは低い割合、例えば、1.3:1〜1.6:1の割合で開始することができる。これらの二つ工程は、図中にだけ示されている。その延伸が、セグメントにおける結合だけを引き起こす、ラミネートのセグメント状の延伸の公知の技術に倣い、これを改善するために、この押出は好ましくは共押出であり、その場合、薄い中央の層が、最終的なフィルム製品が、それの二分割部分に剥離できる程度に弱い結合をもたらす。さらなる条件は、一般的な説明中に記載されている。
押出及び長手方向の延伸のラインでは、フィルム(3)は、溝付きのローラー(1)及び(2)の間のバイアス延伸工程に進み、そこでは、溝はらせん状であって、ローラーの軸に対してある角度、例えば、30°〜60°の角度を形成している。いくつかの実施形態では、フィルム(3)は、バイアス延伸の前に加熱され、その一方で、溝付きのローラー(1)及び(2)は、ほぼ周囲の温度に維持される。フィルムの温度の加熱又は制御は、加熱され、駆動されるローラー(4)の手段によって確立され、該ローラーは、その対抗するゴムローラー(5)及び溝付きのローラー(1)及び(2)と一緒に張力を決定し、その張力下で該フィルム(3)は、溝付きのローラー(1)及び(2)と接触する。
溝付きのローラー(1)及び(2)は、フィルム(3)が溝付きのローラー(1)及び(2)のニップに接近する間にフィルム(3)を一方の側にねじる傾向があるが、その傾向は、ローラー(1)及び(2)のそれぞれの上のクレストの浅い刻み目によって一部が、そして、加熱されたバー(6)によって一部が弱められる。バー(6)の湾曲した表面には、浅い、環状の溝が設けられ、該溝は、それらが、フィルム(3)を対向する側に移動させる傾向を有するように設計されている。
溝付きのローラー(1)及び(2)は、互いに機械的な位置で固定されない。それらのベアリングにより、それらが軸的に動くのを回避するが、それらは、歯車又は鎖車で協働しない。代わりに、それらは、二つの別個のモーターから独立して駆動され、そして、一方のモーターの他方のモーターに対する効率は調節可能であり、そして、最も均一な延伸が得られるように調節されるべきである。
本発明の第六の態様に関連して説明したように、ローラー(1)及び(2)は、好ましくは、非常に小さい径を有するように作製される。いくつかの実施形態では、該径は約30mmである。ローラー(7)は短い支持ローラーであり、溝付きのローラーの長さに沿って組み立てられ、短いローラー(7)の軸が、互いにずれて、溝付きのローラーを入れ子にして支持するに該溝付きのローラーを支持する。PCT/EP2010/056220(Rasmussen)(特許文献7)の図2の装置の写真に示す配置に類似している。
フィルム(3)が、バイアス上で延伸されるようになるため、そのフィルム(3)を溝付きのローラー(1)及び(2)から取り出す自然な方法は、見られるように元来の機械方向に対してバイアスの方向に沿ったものとなる。
新たな機械方向を確立して、幅出しフレーム等の手段によって長手方向のプリーツを取り除いた後、フィルムの製造は終了したものと見なされるように行うことができる。フローシートに示すように、フィルム(3)を巻き取るか、又はバッグ(袋)の製造に直接送ることができる。
しかしながら、本発明のいくつかの実施形態によれば、該フィルムは、横方向の収縮を回避する一方で、機械方向の延伸の低い程度の下で、元来の機械方向において連続的に強制される。これは、一般に滑らかな延伸ローラー(8)及びそれに対抗するゴム対抗ローラー(9)を使って行われる。ローラー(8)を補助するさらなる滑らかな駆動ローラーがあっても良い。ローラー(8)は、実際上可能なニップに近い小さい径を有する。“一般に滑らかな”延伸ローラー(8)は、フィルムの軸方向の摺動を回避するために非常に微小で非常に浅い溝を含み得る。
フィルムの製造が今や終了したものと見なされるが、本発明の第五の態様に関連してより詳細に説明したように、詰め込まれたリングロールの工程を追加することに大きな利点がある。これは、二つの円形状の溝付きのローラー(101)及び(102)の間で起こる。フィルム(3)中の張力は、ローラー(10)及びそれに対抗する対抗ニップローラー(11)を使って、適切に低い値に調節される。いくつかの実施形態では、ローラー(9)とローラー(11)との間に張力制御手段がある(図示されていない)。ローラー(10)は、フィルム(3)を延伸に適した温度に加熱するようにも機能する。ローラー(101)及び(102)に接触する前に、フィルム(3)は、湾曲した表面を有するバー(12)を通過する。バー(12)は、加熱されていてもよい。これは、フィルム(3)がローラー(101)及び(102)に接触する前に該フィルムにプリーツが生ずるのを回避するよう作用する。いくつかの実施形態では、その湾曲した表面中の非常に微小な環状の溝がこの効果を増大させる。
ローラー(101)は、ローラー(102)よりも速く、例えば、2倍から4倍速く動く。ローラー(101)の表面には、図3a及び図3bに示されるように、そして、これに関してさらに説明されているように、浅く、むしろ滑らかな刻み目を使った改善された摩擦力がある。ローラー(101)の速度と同じ速度でフィルム(3)を引っ張ることはできなかったことに留意されたい。
より速度の遅いローラー(102)のクレストには、図4a及び図4bに示されるように、そしてこれに関連してさらに説明されているように、刻み目が設けられている。いくつかの実施形態では、フィルム(3)は、ニップを出る時により遅いローラー(102)に追従する。
“詰め込み”によりフィルム(3)は波状になる。ローラー(101)と(102)との間の横方向の延伸により、長手方向のセグメント中のこの波は消失するか、又は、バイアスしてわずか微々たるものになるが、図7a及び図7bの顕微鏡写真に見られるように、その波は、横方向に延伸したセグメント間では維持される。最終的に、フィルム(3)は、ローラー(14)及びゴム対抗ローラー(13)を使って取り出される。フィルム(3)は、今や、本発明の5つの態様の全てに供され、そして巻き上げられるか又はバッグの製造に直接送られる。
図3a、図3b、図4a及び図4bに示されている円形状の溝付きのローラーの表面のプロフィルは、“詰め込みリングロール”を実行するのに有利であることが実験的に見出されたプロフィルである。実施例4、実施例5及び実施例6は、それらに示されているようなローラーを用いて実行された。それぞれの溝の幅は1.6mmである。より遅いローラー上のそれぞれのクレストの幅は1.2mmであり(図4a及び図4b)、一方、より速いローラー上のクレストの幅は0.8mmであり、頂部では0.5mmと狭くなっている。より速いローラー上の先端は、好ましくは、より遅いローラーの先端よりも狭いものであるべきであると信じられている。
より速いローラー上のクレストには、実質的に波形状の、非常に滑らかな刻み目(15)が設けられている。それらは非常に滑らかでなければならず、さもなければ、フィルムよりもはるかに速く動くため、フィルムを引き裂いてしまう。ここで示されているように、頂部の刻み目は平坦であることができ、そしてこの平坦な頂部の両側上で、表面部分は、その平坦な頂部に対して約30°の角度を形成し得る。
図3a及び図3bに示されているのと同じ形状の刻み目をより遅いローラー上に設けることにより、非常に良好な結果が得られたが、フィルム中に最も均一な波のパターンを得るためには、図4a及び図4bに示す形状が好ましい。
したがって、刻み目の深さは0.25mmであり、その刻み目は、本質的に、真っ直ぐなラジアルである。このように、フィルムはより遅いローラーと同じ速度を獲得する。前者の場合、フィルムは、ニップの終端部で、より遅いローラーよりも依然として速く動く。
上述したように、より速い速度のローラーと同じ速度でフィルムをニップ中に引き込むのに、いくつかの方策が試されたが、より速いローラーに、図3a及び図3bに示すような刻み目が設けられた場合であっても、全ての場合において結果は否定的であった。フィルムは、ニップにほとんど接触するまで、より速いローラーに従わせることができるが、その時、より遅いローラーの影響下で、より速いローラーとの接触を失い、非常に深く、そして不規則な横方向のプリーツが形成された。
“詰め込みリングロール”に関する以下の実施例、及びその他の実験では、フィルムは、実際上張力を有さずにニップに接触し、そして、刻み目を設けられた二つのローラーの作用が、該二つのローラーに相対してその速度、及び、詰め込みの程度、すなわち、長手方向の収縮の割合を決定した。この割合は、プロセスの前にフィルム上に円を描くことによって測定した。それ故、詰め込みの強さは、より速いローラーの周速とより遅いローラーの周速との間の割合に依存する。通常の条件下では、互いに相対して動く二つの固体間の摩擦が、それらの相対速度から独立しているため、一見して奇妙に見える。しかしながら、この状況下では、より速いローラー上の先端部分が、より遅いローラー上の先端部分に接触する度に、フィルムが前方の“キック(kick)”を獲得する。ニップの進入部分では、全てのキックがフィルムをある短い距離動かし、これは、1秒毎にフィルムがより多くのキックを獲得し、より遅いローラーの周速に相対してより速く動くことを意味している。
しかしながら、フィルムがニップ中に進行するとき、フィルムはますます延伸し、そしてそれぞれのローラーに対するその摩擦は増大する。それにより、各キックの重要性が低減し、より遅いローラーに対するフィルムの速度もまた低減する、すなわち、フィルムが“詰め込まれる”。“詰め込みリングロール”の実施例全てにおいて、実際上、フィルムは張力なしに溝付きのローラーのニップ中に供給されることは上記で言及している。これは、産業用機械では実際的ではない。ここでは、取扱のために設定された機械よりも若干低い割合の、長手方向の収縮の割合を選択すべきである。顕微鏡写真の図4a及び図4bは、元来の配向方向に対して、垂直な方向で連続的に延伸させることに代えて、急角度で連続的に延伸させることの利点を示している。機械方向で押し出された配向を有し、TiOで着色されたLLDPEをベースとする、0.0.16mmの厚さのフィルム(実施例5〜8で使用されたものと同じ)を、図4aに示されているような構造物を形成するために、鋭角のクレストを備えた円形状の溝付きのローラー間で溶融物の配向に対して垂直に延伸した。別のトライアルでは、同様の延伸の前に、それは45°未満に切断された。これは、図4bに示す構造物をもたらした。
他の全ての点に関して二つのトライアルでは条件が同じであった。顕微鏡分析の間、異なるシーケンス間を十分に区別するために、連続的な延伸の前に、フィルムを二重に置き、そして、交差偏光フィルタ間で顕微鏡分析を行った。鋭角のクレストの幅は0.3mmであり、一方のローラー上のクレストと、他方のローラー上の隣のクレストの距離は0.2mmであった。
これらの顕微鏡写真において、(17)はクレスト上に置かれた0.3mm幅の未延伸のシーケンスであり、(18)及び(19)は延伸されたシーケンスであり、そして、(20)は延伸されたシーケンス(19)と同じ張力下にあった未延伸のシーケンスである。顕微鏡写真は、それらのために語る。
顕微鏡写真図6は、連続的に延伸した領域(21)の微小な波を強調するために、斜光の中で撮影された。これらの微小な波は、製品にテキスタイルのような感触を与え、引裂伝播特性に重要と思われる役割を与える。これは、実施例8で説明するように製造された製品である。シーケンス(22)は、45°のスパイラル状に溝が就いたローラーのクレスト上に置かれ、そして、実施例で説明されているように機械方向で後延伸された最終製品において、該機械方向に対して約30°の角度を形成する。
図6と同様に、図7a及び図7bは、波を強調するために斜光の中で撮影された。図7aは、実施例5で説明するように製造された製品を示している。
より速いローラーの周速は、より遅いローラーの二倍であり、その結果、製品は、その元来の長さの75%に収縮した。図7bは、図7aで示している製品と同様に製造された製品を示しているが、より速いローラーの周速は、より遅いローラーの4倍であり、その結果、製品は、元来の長さの50%に収縮した。
特に図7bから明らかなように、溝付きのローラー間での延伸はバイアスした。これは、ローラーの速度が異なり、そして、両方の溝付きのローラーのクレスト上の刻み目が異なる結果である。結果として得られるバイアスした配向構造は、有利であると考えられる。
実施例1、サンプルA
第一の工程
HDPEベースの管形状のフィルムを共押出しした。中央の層は、全HDPEの70%を含む。頂部の層と底部の層又は表面層はそれぞれ全LLDPEの15%を含む。ブローアップ比は1.2:1であった。フィルムの最終的なフィルム重量は1平方メートル当たり31.2グラム(gsm)であった。
第二の工程
レイ・フラットフィルムを、1.6:1の比で全体にわたって機械方向に連続的に延伸し、そしてこれにより、インラインで幅200mmのいくつかのフィルムに機械方向で切断した。
第三の工程
図2を参照すると、フィルム(3)は、ローラー(4)の上で90℃に加熱され、そして同様に加熱したバー(6)を通過した。バー(6)は、近接して従うスパイラル状のローラー(1)及び(2)から横向きに引きずられるのに対抗するための微細な斜めの溝を有する。ローラー(4)と(6)との間で、フィルム(3)は、張力50グラム/cmを印加された。ローラー(1)のクレストの一部には微細な刻み目が提供されが、ローラー(1)のこの部分を通過したフィルム(3)は試験しなかった。しかしながら、これらの刻み目が、クレストにわたるフィルムの滑りに対抗することが観察された。
ローラー(1)と(2)は、一つのモーターにより一緒に駆動され、そしてローラー(2)は、ローラーが自己調整可能になるよう、軸的に摺動可能にした。
溝は、ローラーの軸に対して45°未満で形成されたスパイラルであった。それぞれのクレストの幅は0.8mmであり、それぞれの溝の幅は1.6mmであり、そして、クレストのかみ合いは1.4mmであった。
溝付きのローラーは、周囲温度に維持した。それらの径は100mmであり、そして、この実験室装置の場合、支持ローラーは必要ではなかった。
図2において、溝付きのローラー(1)と(2)の間での延伸は、ローラー(1)と(8)との間の機械方向における延伸に従うが、この実施例1では、スパイラル状の溝付きのローラーの間での延伸は、最後の工程であった。
以下の実施例に従って製造したサンプルA及びサンプルB〜サンプルHの強度特性を本明細書の最後の表1に記録する。
実施例2、サンプルB
押出フィルムは実施例1におけるものと同じであった。サンプルBの製造は、以下のように実施例1と異なっている。
押出フィルムの機械方向での延伸は、比1.4:1で行った。
90℃のホットローラー(4)と90℃のホットバー(6)の間において、張力は25g/cm(幅)に調節した。
クレスト間のかみ合いは1.6mmであった。
最も重要なのは、フィルムが、スパイラル状の溝付きのローラー(1)と滑らかなローラー(8)との間で、比1.4:1で機械方向で後延伸されたことである。
実施例3、サンプルC
押出フィルムとプロセスは、スパイラル状の溝付きのローラー(1)とローラー(8)との間の後延伸が、若干高い比、すなわち、1.6:1で行われた以外、実施例2におけるものと同じである。
実施例4、サンプルD
実施例3のプロセスは、“詰め込まれたリングローラー”の別個の最終工程が続き、加熱バー(12)で始まり、そして円形リングローラー(101)と(102)後に終わった。円形リングローラー(101)と(102)との間のかみ合いは1.8mmであった。円形リングローラー(101)は、円形リングローラー(102)よりも50%速く走行する。フィルム(3)は、バー(12)の方向へほぼ張力なしで供給され、そして、ニップから出るときに、より遅いローラー(102)からほぼ張力なしに手で取りだした。バー(12)を60℃に加熱した。図3a、図3b、図4a及び図4bに視覚的に示すように、溝の形状及び刻み目を有するクレストは現れる。
ローラー(102)上のクレストの軸的な位置は、ローラー(101)上のクレストの軸的な位置に対して自己調節するようにした。これは、ローラー(102)を軸的に摺動可能にすることによって行った。両方のローラーを駆動した。溝付きのローラーを軸的に摺動可能にするための方法は、本発明の第二の態様に関連して上記で説明したが、その説明は、スパイラル状の溝を有するローラーに限定されていた。しかしながら、この方法は、円形状の溝を有する連続延伸ローラーの対に関しても有利であり、これに関しても発明であると考慮される。
実施例5、サンプルE
押出フィルムは、LLDPEベースの管形状の共押出フィルムであった。中央の層は、全LLDPEの70%を含む。頂部の層及び底部の層又は表面層は、それぞれ、約30%の融点のより低いポリエチレンを共に全LLDPEの15%を含む。ブローアップ比は1.2:1であった。最終的なフィルム重量は14.3gsmであった。
フィルムを、機械方向に対して機械方向に、65℃でそれ自体にラミネートし、28.6gsmのフィルムを得た。高い溶融配向に起因して、予備延伸することなく、これをローラー(4)に送った。製造プロセスの残りは、以下を除いて“詰め込んだリングロール”を含む実施例4におけるものと同じである:
a)スパイラル状の溝付きのローラー(1)と(2)の後に、フィルムを機械方向で延伸しなかった、
b)ローラー(4)、バー(6)、そしてバー(12)の温度はわずか50℃であった、かつ、
c)ローラー(101)のクレストとローラー(102)のクレストとの間のかみ合いは2.2mmであった。
実施例6、サンプルF
次を除いて、実施例5と同じ手順をここで使用した:
a)押出フィルムは、それ自体にラミネートされない、
b)ローラー(4)とバー(6)との間の張力は、12.5g/cm幅であった、
c)バー(12)は周囲温度を有していた、かつ、
d)ローラー(101)のクレストとローラー(102)のクレストとの間のかみ合いは1.8mmであった。
実施例7、サンプルG
開始フィルムは、実施例5で説明したようなそれ自体にラミネートされたLLDPEベースフィルムであり、全重量は28.6gsmであった。
手順は、次を除いて実施例1と同じであった:
a)フィルムの機械方向での予備延伸なし、
b)ローラー(4)とバー(6)の温度は50℃であった、かつ、
c)ローラー(4)とバー(6)との間の張力は25g/cm幅であった。
実施例8、サンプルH
開始フィルムは、実施例5で説明したようなそれ自体にラミネートされたLLDPEベースフィルムであり、全重量は28.6gsmであった。
手順は、次を除いて実施例2と同じであった:
a)フィルムの機械方向での予備延伸なし、
b)ローラー(4)及びバー(6)の周囲温度、かつ、
c)フィルムの両側において、ローラー(1)及び(2)の溝のある部分を超えてフィルムが数cm超えて延長しており、かつ、ローラー(1)と(8)との間において比1.4:1で長手方向の延伸だけを受ける。
比較試験結果
以下の表において、サンプルA乃至サンプルHのそれぞれを、米国の主要製造業者によって製造された、商用のゴミ袋の主要部分から採取した、連続配向フィルムであるサンプルI、サンプルA乃至サンプルDを製造したHDPEを主として含む共押出フィルムであるサンプルJ、及びサンプルE乃至サンプルHを製造したLLDPEを主として含む共押出フィルムであるサンプルKと比較する。
エルメンドルフ引裂試験は、ASTM D1922に準拠して行い、そして、穿孔試験はASTM 1306に準拠して行った。しかしながら、エルメンドルフ引裂値は、比較のための相対値である。装置は較正しなかった。その他の強度の値はニュートンである。穿孔試験は、径3.3mmのホーン及び径10.00mmのホーンで行った。
表1に示すそれぞれの試験結果は、5回の測定の平均である。
Figure 0006590157
ここで引用した参考文献の全ては、参照として組み入れられる。本発明を、その好ましい実施形態を参照して説明したが、本明細書を読むことにより、当業者であれば、上記の説明並びにそれに続く特許請求の範囲に記載した本発明の範囲及び趣旨から逸脱すること無く、変更及び修正できることは理解できるであろう。
本発明の特徴は次の通りである。
1. 長手方向の張力下で、ローラーの軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度を形成する、第一のらせん状に形成された溝を有する、互いにかみ合い、回転する第一の溝付きのローラー(1)と(2)との間のニップにおいてフィルム又はフィルムのアッセンブリを供給する工程、
該フィルム又はアッセンブリを、それが該第一の溝付きのローラー(1)と(2)とを通過する際に延伸する工程、及び
前記らせん状に形成された溝付きのローラーのねじれ効果を中和する工程であり、その際、該ねじれ効果は、該フィルム又はアッセンブリが該ローラーを通過する際に、該フィルム又はアッセンブリを第一の側部へ移動させる傾向がある、工程、
を含み、その際、該中和する工程が、
(a)前記溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上に微細な刻み目を提供して、該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立するか、又は、
(b)前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向で移動する傾向を与えるよう適合された微細ならせん状の溝を有するローラーの上で、前記ニップのすぐ前で、前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(c)前記ニップのすぐ前の固定されたバーの曲面であって、該曲面が、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向に移動する傾向を与えるよう適合された微細な角度傾斜して方向付けられた溝を有する、該曲面の上で前記幅だしされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(d)前記溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上に微細な刻み目を提供して、該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立し、そして、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向で移動する傾向を与えるよう適合された微細ならせん状の溝を有する幅出しローラーの上で、前記ニップのすぐ前で、前記幅だしされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(e)前記溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上に微細な刻み目を提供して、該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立し、そして、固定されたバーの曲面であって、該曲面が、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向に移動する傾向を与えるよう適合された微細な角度傾斜して方向付けられた溝を有する該曲面の上で、前記ニップのすぐ前で、前記幅だしされたフィルム又はアッセンブリを通過させること、
を含む、フィルム又はフィルムのアッセンブリをセグメント状に延伸する方法。
2. 前記刻み目の深さが、前記互いにかみ合うローラー(1)と(2)のクレストの寸法の50%以下であり、そして好ましくは、該刻み目の深さが、前記互いにかみ合うローラー(1)と(2)のクレストの寸法の25%以下である、上記の特徴1に記載の方法。
3. 前記刻み目が、前記ローラーの前記第一の溝に対して実質的に垂直な、前記クレスト中に配置された第二の微細な溝を含む、上記の特徴2に記載の方法。
4. 前記溝付き延伸ローラー(1)及び(2)に接触する前に、第一の延伸温度に前記フィルム又はアッセンブリを加熱する工程、そして、
前記溝付き延伸ローラー(1)及び(2)を、前記第一の延伸温度より実質的に低い維持温度に維持することにより、前記フィルム又はアッセンブリが前記溝付き延伸ローラー(1)及び(2)に接触する領域で前記フィルム又はアッセンブリが冷却される工程、
をさらに含む、上記の特徴1に記載の方法。
5. 前記供給する工程の前に、前記フィルムの融点を下回る第二の延伸温度において、前記フィルム又は前記アッセンブリのフィルムの少なくとも一部を均一に又はセグメント状に延伸する工程をさらに含み、該第二の延伸温度が、好ましくは、実質的に周囲温度である、上記の特徴1に記載の方法。
6. 前記第一の溝付きのローラーのそれぞれのクレストが、二つの個別の、実質的にらせん状の縁部を有する、上記の特徴1に記載の方法。
7. 互いにかみ合い、回転する溝付きのローラー(1)と(2)との間のニップにおいてフィルム又はフィルムのアッセンブリを供給する工程であり、その際、ローラーの軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度下で、該溝がらせん状に形成されており、そして、その際、一方の溝付きのローラーのクレストの第一の位置が、他方の溝付きのローラーのクレストの第二の位置に対して、変更可能かつ調節可能である、工程、
調節可能なモーターにより前記二つのローラーを互いに独立して駆動することにより、それぞれのローラーの速度を独立して調節できる工程、又は
前記ローラー(1)及び(2)の一方を、軸方向にスライドさせる工程、
を含む、フィルム又はフィルムのアッセンブリを連続して延伸する方法。
8. 前記スライド可能なローラーに対し、ばねにより制御可能な手段、油圧式手段又は空気圧式手段により、制御可能な軸方向の力が付与される、上記の特徴7に記載の方法。
9. 前記溝付きのローラーのそれぞれのクレストが、二つの個別の、実質的にらせん状の縁部を有する、上記の特徴8に記載の方法。
10. 長手方向の張力下で、機械方向において、ローラーの軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度を形成する、第一のらせん状に形成された溝を有する、互いにかみ合い、回転する第一の溝付きのローラー(1)と(2)との間のニップにおいて、フィルム又はフィルムのアッセンブリを供給する工程、
続いて、該第一の溝付きのローラー(1)及び(2)を通過させる時に、該フィルム又はアッセンブリを延伸させる工程、及び
該フィルム又はアッセンブリを、機械方向に延伸させる間、該溝付きのローラー(1)及び(2)から引き出す一方で、横方向の実質的な収縮を防ぎ、該機械方向の延伸が、該溝付きのローラーと、該第一の溝付きのローラーに近いが離間している少なくとも一つのローラーとの間において行われる工程、
を含む、フィルム又はフィルムのアッセンブリを連続的に延伸する方法。
11. 一つ又は二つ以上の円柱状のセクション内で、前記第一の溝付きのローラーの一方又は両方が、一つ又は二つ以上の長手方向に延在している、該フィルム又はアッセンブリの領域において、溝を用いずに角張って延伸するのを防ぐ、上記の特徴10に記載の方法。
12. 前記角張って延伸するのを防ぐことが、前記フィルム又はアッセンブリの片面又は両面を含む、上記の特徴11に記載の方法。
13. 前記溝付きのローラー(1)及び(2)の一方又は両方がセグメントからなり、かつ、二つのセグメントが互いに接触する狭いセクションが溝を備えず、かつ、前記溝付きのローラーのうちの一つを構成するセグメントが、このローラーのコアに対して軸的に摺動可能に製造される、上記の特徴11に記載の方法。
14. 熱可塑性ポリマーフィルムのアッセンブリを共押出しする工程であって、その際、該アッセンブリの一方の側が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルムのグループ(A)を含み、かつ、他方の面が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルムのグループ(B)を含む、工程、及び
一つ又は複数の延伸工程において、該フィルムのアッセンブリは、該フィルムの融点を下回る温度で延伸され、その際、少なくとも一つの延伸工程が、少なくとも一つの一連のセグメント(G)及び別の一連のセグメント(F)が製造されるように、円形状、らせん状又は軸上に溝が設けられたローラーを介して連続して行われ、その際、該セグメント(F)は、該セグメント(G)よりも小さい角度に延伸されるか、又は該セグメント(F)は、該連続的な延伸の前に該アッセンブリの配向と実質的に同じ配向のままにされ、
その際、該アッセンブリの組成及び製造条件は、最終フィルム製品における(A)及び(B)が、それらを剥離できるよう互いに弱く結合するように選択され、この弱い結合は、フィルム又はフィルムのグループ(A)及び(B)のそれぞれよりも厚さの小さい結合層又は結合層のグループ(C)を適用することによってもたらされ、その際、(C)の組成は、(A)と(B)の両方に対して接着により結合するが、最終製品の剥離の間に凝集破壊するように選択され、及び
その際、該アッセンブリの組成及び製造条件は、最終フィルム製品において以下の三つの条件:
(A)及び(B)が、各セグメント内の各方向において異なる弾性係数(E)を示す、 (A)及び(B)が、各(F)セグメント又は各(G)セグメント内、又は各(F)セグメント及び各(G)セグメント内の、異なる方向の主要な配向を示す、又は、
前記連続的な延伸が、一連のセグメント(G)内の結合を全体的に又は部分的に破壊する一方で、フィルム製品を統合製品にするために一連のセグメント(F)内における結合を残す、
のうちの少なくとも一つが満たされるように選択される、上記の方法。
15. 前記(C)における低い凝集力が、延伸の間に内部空間を形成する微細粒子形成剤の混合によって達成される、上記工程を含む、上記の特徴14に記載の方法。
16. 前記(C)の低い凝集力が、不適合なポリマーの混合によって達成される、上記の特徴14に記載の方法。
17. 前記連続的な延伸が、前記(C)を繊維網に変換する、上記の特徴15又は16に記載の方法。
18. 前記連続的な延伸が、押出の機械方向に沿って、溶融範囲未満において、実質的に連続して延伸させることによって進行する、上記の特徴14〜17のいずれか一つに記載の方法。
19. 共押出しされて連続的に延伸された熱可塑性ポリマーフィルムのアッセンブリを含むフィルム製品であり、
その際、該アッセンブリの一方の側が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルムのグループ(A)を含み、かつ、他方の面が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルムのグループ(B)を含み、
その際、該連続的な延伸は、少なくとも二つの異なって延伸された、互いに散在した一連のセグメント(F)及び(G)を形成しており、該(G)セグメントは(F)セグメントよりも配向されており、かつより薄く、
その際、それぞれのフィルム又はフィルムのグループ(A)及び(B)における各(F)セグメント及び各(G)セグメントは分子配向の主要方向を有し、かつ、各(F)セグメントにける配向の主要方向は、隣接する(G)セグメントにおける配向の主要方向に対して5°〜90°の値を有する角度(u)を形成し、
その際、(A)及び(B)は、それらが簡単に剥離できるよう互いに弱く結合し、この結合は、該フィルム又はフィルムのグループ(A)及び(B)のそれぞれよりも小さい厚さの結合層又は結合層のグループ(C)によるものであり、かつ、その際、以下の三つの条件:
(A)及び(B)が、各セグメント内の各方向において異なる弾性係数(E)を示す、 (A)及び(B)が、各(F)セグメント又は各(G)セグメント内、又は各(F)セグメント及び各(G)セグメント内の、異なる方向の主要な配向を示す、又は、
前記連続的な延伸が、一連のセグメント(G)内の結合を全体的に又は部分的に破壊する一方で、フィルム製品を統合製品にするために一連のセグメント(F)内における結合を残す、
の少なくとも一方、又は他方、又は両方が満たされる、上記のフィルム製品。
20. 前記(C)における凝集破壊が、(C)を繊維網に転換させる、上記の特徴19に記載のフィルム製品。
21. 一連の(F)におけるセグメントのそれぞれ及び一連の(G)におけるセグメントのそれぞれが線状に延在しており、かつ、互いに平行である、上記の特徴19又は20に記載のフィルム製品。
22. 前記角度(u)が、15°〜75°の値を有する、上記の特徴21に記載のフィルム製品。
23. (A)の55%超がHDPEからなり、かつ、(B)の55%超がLLDPE又はLDPE又はその両方からなる、上記の特徴19〜22のいずれか一つに記載のフィルム製品。
24. (A)の55%超がPPからなり、かつ、(B)の55%超がポリエチレン種からなる、上記の特徴19〜22のいずれか一つに記載のフィルム製品。
25. (A)が、該フィルム製品の表面上に低融点のヒートシール層を含むフィルムのグループである、上記の特徴19〜24のいずれか一つに記載のフィルム製品。
26. (B)が、該フィルム製品の表面上に低融点ヒートシール層を含むフィルムのグループである、上記の特徴19〜25のいずれか一つに記載のフィルム製品。
27. 二つの円形状又はらせん状に、互いにかみ合う溝付きのローラー(101)と(102)との間のニップにおいて、又は、クレスト上に刻み目を入れることによって変更された溝付きのローラーの間のニップにおいてフィルム又はフィルムアッセンブリのセグメントを連続的に延伸することによって配向する方法であり、その際、該フィルム又はアッセンブリが、該ニップへ進入する前か又はその最中に、微細な横振動によって供給されることによって、かつ、連続的に延伸されることによって該ニップ中へ詰め込まれ、これは、該ニップを通過する間に起こり、該振動は、延伸により配向されるようになるセグメント中で完全に又は部分的に除去され、それによって、該振動が本質的に配向されるようにならないセグメント中に維持され、かつ、該延伸されたセグメント中での収縮によって安定化される、上記の方法。
28. 前記の詰め込むことが別個の工程で行われる、上記の特徴27に記載の方法。
29. 前記の詰め込むことが、前記フィルム又はアッセンブリとかみ合い、長手方向に引っ張られた状態からそれほど引っ張られない状態に収縮するゴムベルト間で起こる、上記の特徴28に記載の方法。
30. 前記の詰め込むことが、前記フィルム又はアッセンブリが、適切な摩擦の制御のために変更されたクレストの上に刻み目を有する円形状の溝付きのローラーとして、該溝付きのローラー(101)及び(102)を選択し、かつ、かつ、該他方のローラー(102)の周回速度よりも本質的に速い周回速度で該ローラー(101)を回転させることによってニップに進入する間に行われ、かつ、該ニップの入口では、該フィルム又はアッセンブリが、そのより速いローラー(101)と摩擦的に係合していることで、そのより遅いローラー(102)の速度よりも高い速度で該ニップ中へ該フィルム又はアッセンブリを実質的に供給し、その際、該フィルム又はアッセンブリの速度を実質的に低減させるために、好ましくは、該フィルム又はアッセンブリを、そのより遅いローラー(102)の速度に従わせるために、後者のローラーのクレストに刻み目が設けられている、上記の特徴27に記載の方法。
31. 前記フィルム又はアッセンブリの、より速いローラー(101)との摩擦による係合が、このローラーのクレストに滑らかな刻み目、好ましくは、詰め込まれたフィルム又はアッセンブリを刻み目をつけたクレストにわたって害なく摺動させるのに十分な滑らかさをもたらす本質的に波形を供給することによって確立される、上記の特徴30に記載の方法。
32. 前記溝付きのローラー(101)及び(102)が、70mm以下の径を有する、上記の特徴27〜31のいずれか一つに記載の方法。
33. 上記の特徴に記載の工程が、上記の特徴1、7又は10のいずれか一つに記載の工程又はそれらの組み合わせによって進行される、上記の特徴27〜32のいずれか一つに記載の方法。
34. 前記製造されたフィルムの延伸された部分が、微細空隙形成粒子を該ポリマー材料に添加することによって通気性になる、上記の特徴27〜32のいずれか一つに記載の方法。
35. 機械方向に伸びて、この方向に主要な方向の配向を有する波形状の狭い線状の第一のシーケンスを含むフィルム製品であり、該波形は、この方向における詰め込むことを確立し、かつ、それらの間に、該機械方向に対して実質的に垂直な配向の主方向の狭い線状の平坦な第二のシーケンスがあり、該第一のシーケンスは、該第二のシーケンスよりも厚く、かつ、該機械方向における少なくとも20%、好ましくは30%の伸び、より好ましくは40%の伸びにおける該波形の深さは、全ての波形を本質的に取り除くことが必要とされている、上記のフィルム製品。
36. 前記機械方向において本質的に全ての波形を取り除くのに十分な横方向試験の伸びが、前記フィルムが該試験の伸びの前に有していた状態を元に戻すことのできる弾性特性を有する、上記の特徴35に記載の製品。
37. 前記第一及び第二の線状のシーケンスが、5mmよりも狭く、好ましくは2mmよりも狭く、より好ましくは1mmよりも狭い、上記の特徴35又は36に記載の製品。
38. 機械方向に伸びる、この方向に主要な方向の配向を有する波形状の狭い線状の第一のシーケンスを含むフィルム製品であり、該波形は、この方向における詰めることを確立し、かつ、それらの間に、該機械方向に対して45°〜85°の傾斜角で配向された狭い線状の平坦な第二のシーケンスがあり、これは、各第一のシーケンスのいずれかの側上の配向と比較する場合にジグザグ特性を有する、上記の製品。
39. マイクロポラスである、上記の特徴35〜38のいずれか一つに記載の製品。
40. 互いにかみ合う第一及び第二の溝付きのローラー間でフィルム又はフィルムアッセンブリを連続的に延伸させる方法であり、該ローラーのいずれも、該ローラーの軸に対して90°〜20°の角度で伸びるらせんによる、円形状の溝又はらせん状の溝を備えており、該方法において、少なくとも第一の溝付きのローラーの径は70mm以下であり、該円形又はらせん状の溝付きのローラー又は複数のローラー上のクレスト上には刻み目が提供され、かつ、該方法において、連続的に延伸させることによって、生じた圧力に対抗するよう、そのような70mm以下の径を有するローラーのいずれも、該溝付きのローラーの一方の側上の少なくとも一つの短い支持ローラー、及び該溝付きのローラーの他方の側上の少なくとも一つの支持ローラーによって支持され、該溝付きのローラーは入れ子に配置されている、上記の方法。
41. 前記短い支持ローラーの少なくとも周囲表面が、摩擦抵抗性のポリマー材料を含んでいる、上記の特徴38に記載の方法。
42. そのような短い支持ローラーが、刻み目が設けられたクレストを備えた円形状の溝付きの延伸ローラーを支持するのに使用され、かつ、該短い支持ローラーは、該延伸ローラーの溝の底部上に支持作用をもたらすよう、該刻み目が設けられたクレストを備えた円形状の溝付きの延伸ローラーの溝内に適合するクレストを備えた対応する溝が設けられた表面を有する、上記の特徴40又は41に記載の方法。
43. それによって製造された前記フィルム製品(P)が、別のフィルム製品(O)とラミネートされた後に、好ましくは、クロスラミネートを形成する、上記の特徴1〜42のいずれか一つに記載の方法。
44. 前記製造されたフィルム製品(P)が波形のシーケンスを含み、かつ、前記フィルム製品(O)が形成されて、押出コーティングプロセスにより該フィルム製品(P)にラミネートされ、それにより、該ラミネーションが、該波形シーケンスの幾つか又は全ての最高部分又は最低部分に局在しているスポット結合として確立される、上記の特徴40〜43のいずれか一つに記載の方法。
45. 上記の特徴40〜44のいずれか一つの方法を実行するのに適した装置。
46. フィルム又はフィルムのアッセンブリを連続的に延伸させる装置であり、該装置は、
ローラー軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度を形成する、第一のらせん形状の溝を有する、互いにかみ合う、回転する一対の、ニップを形成する第一の溝付きのローラー(1)及び(2);
長手方向の張力下で、該フィルム又はフィルムのアッセンブリを該ニップへ供給する手段;
該フィルム又はアセンブリが前記第一の溝付きのローラー(1)及び(2)を通過する時にそれを延伸させる手段;
前記らせん状の溝付きのローラーのねじれ効果を中和する手段であって、これは、該フィルム又はアッセンブリを、それが該ローラーを通過する時に第一の側に移動させる傾向があり、該中和する手段が、
(a)該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立する前記溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上の微細な刻み目、又は、
(b)前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向で移動する傾向を与えるよう適合された微細ならせん状の溝を有するローラーの上で、前記ニップのすぐ前で、前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(c)前記ニップのすぐ前の固定されたバーの曲面であって、該曲面が、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向に移動する傾向を与えるよう適合された微細な角度傾斜して方向付けられた溝を有する、該曲面の上で前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(d)前記溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上に微細な刻み目を提供して、該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立し、そして、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向で移動する傾向を与えるよう適合された微細ならせん状の溝を有する引っ張りローラーの上で、前記ニップのすぐ前で、前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させるか、又は
(e)前記溝付きのローラー(1)及び(2)のいずれか一方又は両方のクレスト上に微細な刻み目を提供して、該ねじれ効果に対する摩擦抵抗を確立し、そして、前記ニップのすぐ前で、固定されたバーの曲面であって、該曲面が、前記フィルム又はアッセンブリに前記第一の側部に対向する方向に移動する傾向を与えるよう適合された微細な角度傾斜して方向付けられた溝を有する、該曲面の上で前記幅出しされたフィルム又はアッセンブリを通過させること、
を含む、上記の装置。
47. フィルム又はフィルムのアッセンブリを連続的に延伸させる装置であり、該装置は、
ローラー軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度を形成する、第一のらせん形状の溝を有する、互いにかみ合う、回転する一対の、ニップを形成する第一の溝付きのローラー(1)及び(2)であって、その際、該溝付きのローラーのいずれか一方上のクレストの、他方の溝付きのローラーの第二の位置に対する第一の位置が可変かつ調節可能である、該ローラー(1)及び(2);
該フィルム又はフィルムのアッセンブリを該ニップへ供給する手段;
該二つのローラーを、それぞれのローラーの速度が独立して調節できるよう、互いに独立して駆動する調節可能なモーター、又は該ローラー(1)及び(2)のいずれか一方を軸的に摺動させる手段、
を含む、上記の装置。
48. フィルム又はフィルムのアッセンブリを連続的に延伸させる装置であり、該装置は、
ローラー軸に対して10度(10°)〜75度(75°)の角度を形成する、第一のらせん形状の溝を有する、互いにかみ合う、回転する一対の、ニップを形成する第一の溝付きのローラー(1)及び(2);
長手方向の張力下で、該フィルム又はフィルムのアッセンブリを該ニップへ供給する手段;
該フィルム又はアセンブリが前記第一の溝付きのローラー(1)及び(2)を通過する時にそれを延伸させる手段;
該第一の溝付きのローラーの近くでそれから離間している少なくとも一つのローラーを含む、該溝付きのローラー(1)及び(2)から該フィルム又はアッセンブリを引き出し、そして、該フィルム又はアッセンブリを機械方向で延伸する手段;及び
横方向の収縮を実質的に防ぐ手段、
を含む、上記の装置。
49. フィルム製品を製造するための装置であり、該装置は、
熱可塑性ポリマーフィルムを共押出しする手段であって、その際、該アッセンブリの一方の側が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルム(A)を含み、かつ、他方の面が、フィルム又は互いに強固に結合したフィルム(B)を含む、手段、及び
一つ又は複数の延伸工程を行う手段であって、該フィルムのアッセンブリが、該フィルムの融点の範囲を下回る温度で延伸され、その際、少なくとも一つの延伸手段は、少なくとも一つの一連のセグメント(G)及び別の一連のセグメント(F)が製造されるように、円形状、らせん状又は軸方向に溝が設けられたローラーを含み、その際、該セグメント(F)は、該セグメント(G)よりも小さい角度に延伸されるか、又は該セグメント(F)は、該連続的な延伸の前に該アッセンブリの配向と実質的に同じ配向により放置され、該連続的な延伸が、一連のセグメント(G)ト内の結合を完全に又は部分的に破壊する一方で、一連のセグメント(F)内の結合は、フィルム製品を統合製品にするために一連のセグメント(F)内における結合を残す、該手段、
を含む、上記の装置。
50. フィルム又はフィルムアッセンブリを連続的に延伸するための装置であり、該装置は、 互いにかみ合う第一及び第二の溝付きのローラーであって、それらのいずれか一方は、円形状の溝、又は該ローラーの軸に対して90°〜20°の角度下で伸びるスパイラルによるスパイラル状の溝を有する、該ローラーを含み、
その際、該第一の溝付きのローラーの径は70mm以下であり、円形状又はスパイラル状の溝付きのローラーのクレスト上には刻み目を供給することができ、そして、その際、連続的な延伸によって生じる圧力に対抗して、70mm以下の刑を有するそのようなローラーのいずれも、該溝付きのローラーの一方の側上の少なくとも一つの短い支持ローラー及び該溝付きのローラーの他方の面上の一つの短い支持ローラーにより支持され、該溝付きのローラーは入れ子に配置されている、上記の装置。
51. 方法の上記の特徴のいずれか一つの使用によって製造された製品。

Claims (1)

  1. 二つの円形状又はらせん状に、互いにかみ合う溝付きのローラー(101)と(102)との間のニップにおいて、又は、クレスト上に刻み目を入れることによって変更された溝付きのローラーの間のニップにおいて、フィルム又はフィルムアセンブリのセグメントを連続的に延伸することによってそのセグメントを配向する方法であって、
    フィルム又はアセンブリを、ニップへ進入する前か又はその最中に、横方向の波形をつけて供給することで、ニップ中へ詰め込み、
    連続的に延伸して、横方向の波形を、延伸により配向されるようになるセグメント中で完全に又は部分的に除去し、
    横方向の波形は、配向されないセグメント中では維持され、かつ、延伸されたセグメント中の収縮によって安定化される、上記の方法。
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