JPH0149381B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性フイルムの製造に関する。特
に本発明はフイルムの実質的全表面に亘つて規則
的模様状に微細な孔を有する熱可塑性フイルムに
関し、そのフイルムはそれらの孔を通る液体流量
が増大しており、衛生衣服構造物或いは複合品、
特に幼児及び（又は）大人のおむつを作るのに有
用である。

多くの製品のために種々の強度、特徴；色及び
大きさの多くの熱可塑性フイルムが製造されてい
る。有孔フイルムは液体及び空気或は他の流体を
透過させる規則的及び（又は）不規則的に間隔の
あいた孔を多数有する。そのようなフイルムはナ
プキン、おむつの如き衛生着衣を目的とした使い
捨て合成着衣の一部品、或は病院での詰め物、ベ
ツド或は寝袋用裏打等として用いることができ
る。そのような合成構造物では、希望の性質をも
つフイルムの外側層は、複合着衣で皮膚に隣接す
るものとして与えられるであろうし、着衣は吸収
用繊維材料の充填材層（単数又は複数）も含むで
あろう。

フイルムの表面が一層よく接着剤、ペイント、
インク、ラツカーを受けつけることができるよう
に、或は積層工程で他の表面につけることができ
るようにするためにフイルムの表面を処理するこ
とは、プラスチツクフイルム工業全体に亘つて広
く行われている。色々な種類の方法が用いられて
いる。それらの中には、コロナ放電処理、化学的
処理、火炎処理、被覆、電子処理、プラズマ食
刻、イオンメツキ及び照射がある。

化学的処理は静電防止剤、表面の極性を変える
添加剤、接着促進剤及び他の表面変性剤が含まれ
る。可塑化、着色、衝撃緩和、滑り、曇り防止及
び安定化等のための極めて多種類の添加剤を、フ
イルムを作る前にフイルム形成用樹脂に添加して
もよい。そのような化合物はバツチ式に粉未混合
物中に添加してもよく、或はバンバリー混合機或
は調合機の如き混合機への供給混合物へ添加して
もよい。

特別の種類の有孔フイルムが、トムプソン
（Thompson）の米国特許第3929135号（1975年12
月30日公告）に記載されている。トムプソンは或
る大きさの範囲の先細になつた毛細管の形で一連
の規則的に間隔を置いた小孔をもつことを特徴と
する有孔フイルムの上層をもつ吸収性構造体を教
示している。仕上がり物品では、これらは内側に
向いていて、吸収性繊維材料層と緊密に接着する
ようになつている。従つて使用中、有孔フイルム
の滑らかな側は皮膚と接触している。トムプソン
によつて記述されたようなフイルムは、概略述べ
たような着衣構造では、先細になつた毛細管の相
対的長さ及び表面の性質の結果として、吸収と逆
流抵抗とが一緒になつた効果により、吸収材層へ
流体が移動した後でも乾燥した気持のよい状態が
維持される。

一方の側に先細毛細管をもつフイルムを製造す
る一つの方法が、ジンメリル（Zimmerli）によ
る米国特許第3054148号（1961年９月18日公告）
に示されている。この特許では、加熱されたフイ
ルムが有孔網によつて支持され、真空がその有孔
網の下側へ適用される。網の下の真空の方へフイ
ルム中に孔が引張られ、それによつてフイルム中
に先細になつた毛細管が形成される。

先細毛細管を形成するための別の方法がマクダ
ツフ（McDuff）による米国特許第3394211号
（1968年７月23日公告）に記載されている。マク
ダフの方法では、その孔あけ法は加熱した空気を
付けて圧力差を有孔形成表面を横切つて生じさせ
ることからなる。それらの条件は希望の点に破壊
を起させるのに適切なものになつている。

更にフイルムはピン等による機械的孔あけ及び
コロナ放電による孔あけを含む他の種々の方法に
よつて孔をあけることができる。米国特許第
3471597号にはコロナ放電によつてフイルムに孔
をあける方法が記載されており、米国特許第
3880966号にはコロナ放電によつてフイルムの透
過性を増大する方法が記載されている。しかし、
全部ではないにしてもそのようなフイルムの或る
ものは先細になつた毛細管をもつていない。

ミト（Mito）その他による米国特許第2763759
号には重合体シート材料又はフイルムに電気的に
孔をあけるための装置が記載されている。そのフ
イルムは先ず針で変形し、次に電気放電処理にか
けてフイルムに孔をあける。

ウオーコウイツツ（Wolkowicz）による米国
特許第3703569号には静電防止剤を含むポリエチ
レンシートをコロナ処理することが記載されてお
り、それによつてシートの静電崩壊速度が増大さ
れている。

コザツク（Kozak）による米国特許第3814101
号にはそのようなフイルムを組み入れた弁状開口
或は間隙をもつ有孔フイルムの或る種類のものが
記載されている。

最近公告されたローサー（Lowther）による米
国特許第4283291号にはコロナ放電を与えるため
の装置が記載されている。

アダムその他によるカナダ特許第766213号及び
第790038号及びトラバー（Traver）による米国
特許第3018189号には、後でフイルムに印刷され
た乾燥した印刷インクの接着を改良するためにポ
リエチレンフイルの表面をコロナ放電処理するた
めの方法及び装置が記載されている。ウオールタ
ー（Walter）による米国特許第3754117号には薄
層又は繊維の表面特性を、同様なインク接着性或
は後の結合を改良するため変性するためのコロナ
放電処理法及びそのための装置の別の型のものが
記載されている。

フーク（Huke）による米国特許第4170304号
には、フイルムの接着特性を改良するためのコロ
ナ放電表面処理を用いたポリエチレン・ポリイソ
ブチレン包装フイルムの製造方法が記載されてい
る。

トーマス（Thomas）及びラレー（Raley）に
よる米国特許第4351784号（1982年９月28日公告）
にはフイルムを通る流体の流量を増大するための
先細毛細管をもつ有孔熱可塑性フイルムのコロナ
放電表面処理が記載されている。

上記トムプソンは細胞の形態即ち先細毛細管の
特定の形が、良好な流体流量即ち流出％を生ずる
主たる要因であることを示唆している。そのよう
な限定された形からずれると流量が減少する。理
想的な形状は最大の流量を与えるかも知れない
が、それらは商業的操作で経済的に得ることは困
難である。

石けん、洗済及び表面活性剤の如き湿潤剤が、
プラスチツクのエマルジヨンの調製及び重合体反
応に広く用いられている。そのような化合物は液
体を他の物質の表面に一層浸透し易くし、その表
面に広がり易くする。表面活性剤或は界面活性化
剤はそれらが溶解した液体の表面張力を変える化
合物である。

表面張力は液体の表面収縮力であり、それによ
つて球形をとり、最小表面積を与えようとする傾
向をもつている。亦、それは二種類の液体の界面
でも働く。一般に、dyne／cmの単位で測定され
る。

一般に、限定された大きさの先細毛細管をもつ
有孔ポリエチレンフイルムを製造するのに溶接さ
れた円筒状網が用いられる。そのような網は高価
で比較的短い寿命しかもたない。それらの網をも
つと安い長寿命の非溶接網で置き換えることによ
り、希望のものよりいくらか異なつた断面形状
と、一層高い流出％をもつ生成物になる。

溶接された網でつくられたフイルムは実質的に
希望の細胞形態をもち、通常零又は零に近い流出
％を有する。非溶接網上で製造されたフイルム
は、それほど望ましい細胞形態はもつていない
が、そのフイルムをコロナ放電でひどく処理した
時だけは、10％位の大きい流出を示す。この流出
％の差は、極めて市場性のある生成物と望ましく
ないものとの間の差になる。

表面活性剤を樹脂に添加するか、又はそれと混
合した化学的表面処理と、コロナ放電処理とを組
み合せることにより零又は零に近い流出％をもつ
有孔ポリエチレンフイルムを値段の低い非溶接網
上でつくることができることが発見された。

本発明によれば先細毛細管をもつ有孔熱可塑性
フイルムで、約10％より近い流出％をもち、先細
毛細管を通る液体流量が増大しているフイルム及
びそのようなフイルムの製造方法が与えられる。
その方法は二重の表面処理を含んでいる。一つの
表面処理は内部的化学的添加剤即ち表面活性剤を
フイルム形成用ポリオレフイン樹脂に添加するこ
とにより行われる。その添加剤はフイルムを樹脂
から形成する前にその樹脂に配合するか或は他の
方法でその樹脂と混合、混和する。フイルムが形
成された後、別の表面処理が、フイルムをコロナ
放電処理で処理することにより達成され、その放
電処理は化学的添加に作用して有孔フイルムに零
又は零に近い流出％を与える。

理想より近い細胞形態即ち形をもつ先細毛細管
をもつ有孔フイルムをもたらす価格の低い非溶接
網を用いることができる。

本発明に従い作られたフイルムは、化学的添加
剤を用いず、コロナ放電処理のみで処理した先細
毛細管をもつ同様な有孔フイルムより、はるかに
大きな液体透過速度を有する。コロナ放電処理
は、フイルムの形成及び孔あけをしながら、連続
的に用いてもよい。

わずかな量の表面活性剤即ち界面活性剤を、フ
イルムを形成しようとするポリオレフイン樹脂ペ
レツト、好ましくはポリエチレン樹脂ペレツトへ
配合する。表面活性剤即ち化学的添加剤は次の押
し出し中フイルム表面へしみ出る。そのようなし
み出しは、常温度ではその添加剤がポリオレフイ
ンに溶解しないことによる。押し出し中、溶融無
定形塊を半結晶質ウエブへ急冷する。配列した結
晶構造が形成されるにつれて、無定形体積は減少
する。添加分子は結晶構造に対しては相容性がな
く、冷却中の無定形領域には不溶性であるので、
それらはしぼり出されてポリオレフインの表面へ
移動させられる。

表面活性剤は、その表面活性剤が添加されてい
ないポリオレフインフイルムよりも大きな分極可
能性を有するフイルム表面を与える。表面分極性
が高い程、大きな濡れ性を生ずる。化学的に処理
されたフイルムは非処理フイルムより分極性は高
いが、フイルム自体のコロナ放電処理により希望
の最大の濡れ性が与えられる。この分極性を与
え、フイルム表面へ移動する表面活性剤は、どん
なものでも本発明に用いることができる。製造業
者によりモノー及びジ―グリセリドとして表示さ
れ、最低約40重量％のαモノグリセリドと、水、
遊離脂肪酸、及び遊離グリセリンの各々を１重量
％の最大含有量としている商業的にATMUL84
として知られている製品を用いて、優れた結果を
収めることに成功している。添加した表面活性剤
の量は、コロナ放電処理後、製造されたフイルム
の希望の流出％を与えるのに充分は量であるべき
である。前記モノグリセリド製品を約５重量％用
いて、優れた結果が達成されている。

第１図に関し、本発明の方法を実施するための
装置は、静止心軸支持体１２によつて支持された
中心に配置された心軸１１によつて各端に支持さ
れた回転円筒状ドラム１０を含んでいる。ドラム
ロール１０の円筒状表面１３は高度に孔があいて
いて空気が通過できるようになつている。網１４
の成形用部材がドラム１０の表面の周りに取りつ
けられており、ドラム１０と共に回転するように
適用されている。網１４は溶接された円筒状網か
又は安価な非溶接円筒状網でよい。本発明は特に
後者の型の網を使用するのに適している。本発明
は前者の網を用いて実施してもよいが、そのよう
にしても特別の利点は得られない。

部材１４はドラム１０にその端から滑り込ませ
てとりつけた一体的なユニツトとして形成しても
よく、或はドラムの周りに巻きつけ、次に適当な
やり方でそれに固定してもよい。ドラム１０を回
転させるために、ドラム部材にとりつけられた歯
車とかみ合うよに適用された歯車駆動機を用いて
もよく、或はドラムの両端にとりつけたキヤツプ
によつてドラムにプーリー駆動機を結合してもよ
い。第１図に示す如く、真空室１５を用いて熱可
塑性シートの両表面間に圧力差を生じさせ、可塑
化されたシートを成形用部材１４中にあけられた
孔の中に流れ込ませ、それによつてシートに孔を
あける。

第１図及び第２図に関し、真空室１５がドラム
１０内にドラム１０の軸に沿つて配置され、ドラ
ムの表面の所で、その外周の限定された部分に亘
つて、ドラム１０の表面１３の内部と接触して開
いている。二枚の枚１５ａと１５ｂがその室を定
めている。室１５の初めと終りの端を効果的に密
封するために、密封材１６が板１５ａと１５ｂ中
に与えられ、表面１３に対する密封部を形成して
いる。密封材はゴム又は他の適当な材料からでき
ていてもよい。板１５ａと１５ｂは心軸１１に対
し動かないように堅く固定されているか、又は室
１５がドラム１０内に固定された即ち静止した位
置に留まつているような他の適当な手段である。
斯様に室１５はドラム１０上の外周の開口を除き
全ての点で密封されており、適当なやり方で室に
結合されたポンプ装置によつて真空或は減圧にす
ることができる。

第１図から分るように、ドラム１０に隣接して
上に押出機(E)があり、それは化学的に処理された
樹脂から作られた熱い熱可塑性シート１７をドラ
ム１０上へ押し出す。シート材料１７が押出機(E)
から下方へ移動していくと、シートは網１４と接
触する。その網は第１図及び第２図ではドラム１
０と共に反時計方向に回転している。回転する網
１４は真空間隙１５上にシート１７を運び、その
真空間隙によつて熱可塑性材料を網１４中の開口
中へ引き込み、それによつて孔をあける。シート
１７は第１図に示す反時計方向にドラム上を周つ
て移動し続け、ロール１９及び２０へ続いて送ら
れる。

シート材料１８はロール２０から上方へロール
２１を越えてコロナ処理ロール２２へ続いてい
く。コロナ処理ロール２２は通常エポキシ、弗素
化ポリエチレン（TEFLON）、塩素化ポリエチレ
ン（HYPALON）又はポリエステル
（MYLAR）の如き適当な誘電体材料で覆われて
いる。電極即ちコロナ棒２３はロールの上約1/16
インチの所にその処理ロールに平行に吊されてい
る。コロナ棒２３はトランス及びコロナ処理電源
２４によつて作動させる。シートは引張りロール
２５を通り、第二の引張りロール２６を通り、巻
き上げロール２７へ行き続ける。

第３図から分るように、フイルムの先細になつ
て毛細管２８は液体又は流体を放出するための孔
２９をその下の所にもつている。フイルムの上側
即ち滑らかな側は、雌側と呼ばれ、フイルムの下
側は雄側と呼ばれている。第３図の好ましい具体
例では側壁は曲つているように示されているが、
それらは真直で毛細管が円錐状をしていてもよ
い。

次の例ではフイルムは先ずそのフイルムを第１
図に示した装置でつくるが、但し樹脂に表面活性
剤を添加しないか又はフイルムのコロナ放電処理
をしないでつくることにより「非処理」状態でつ
くつた。フイルムを第１図の装置で製造し、処理
した時、そのフイルムは表面活性剤処理・コロナ
処理、即ち表面活性剤添加剤及びコロナ放電処理
の両方で処理したものとして言及する。

表面剤処理した試料では、よく知られた市販さ
れている濃厚静電防止剤であるATMUL84を５
重量％標準ポリエチレンフイルム形成用樹脂に添
加し、それと混合した。

上記例で用いたコロナ処理装置は、9.6KHzで
12KVAの出力電力をもつ460V、60サイクル、３
相入力電源を有するピラーソリツドステイト
（Pillar solid state）コロナ処理機であつた。処
理及び非処理フイルムを「流出（run off）」につ
いて試験した。流出試験は10゜の傾斜角に保つた
有孔フイルムの一部を通つて下へ既知の体積の試
験溶液を流し、有孔フイルムの毛細管を通つて吸
収されなかつた溶液の量を測定し、流出％を計算
することからなる。流出％は吸収されなかつた試
験溶液の最初の体積の％として定義する。従つて
流出％が低い程吸収率は大きい、すなわち溶液が
フイルムを通る割合が大きい。

試験溶液は重量％で次の成分を含んでいた。

98.975重量％ 蒸留水、 1.00 ％ 塩化ナトリウム、 0.025％ ローム・アンド・ハース社製商標名
Triton Ｘ―100のアルキルアリールポリ
エーテルアルコール 試験される有孔フイルムの各シートから11イン
チ×5/12インチの矩形の試料を切り取つた。試験
フイルムを使い捨ておむつに共通の吸収剤材料上
に置き、次に10゜の傾斜、即ち水平より10゜上の角
度でスタンドに取り付けた。25mlの試験溶液を次
に試料上に注ぎ、試料から流出し、試料の孔の中
に吸収されなかつた量を測定した。

表面活性剤処理とコロナ放電処理の両方をした
フイルムの方が、コロナ放電処理か又は表面活性
剤処理だけをしたフイルム又は処理しなかつたフ
イルムよりも、流出％ははるかに低かつた。この
改良は、液体吸収を最大にすることが目的で、望
ましい流出％は零である子供又は大人のおむつの
ような用途にとつて特に重要である。

結果を表示すると次のようになる。

流出％ 非処理フイルム 60 表面活性剤処理単独フイルム 50 コロナ放電処理単独フイルム 40 表面活性剤処理・コロナ放電処理フイルム 0 種々の表面活性剤或は界面活性剤をポリオレフ
イン樹脂に約10重量％迄の量で添加し、それと混
合した。量は少ない方が好ましいが、多量でも用
いることができる。しかしそれらの量は樹脂から
作られたフイルムの品質を不当に低下する程多く
てはいけない。どんな適当な表面活性剤でも用い
ることができるが、分極可能で、フイルムの表面
に移動できるものがよい。便宜上、表面活性剤は
分極可能な移動性表面活性剤として見分ける。

そのような表面活性剤の中には、静電防止剤、
曇り防止剤及び湿潤剤として全体的に言及されて
いる化合物である。静電防止剤は通常長鎖アミ
ン、エトキシル化長鎖脂肪族アミン、長鎖アミン
或は第四級アンモニウ塩例えばステアルアミドプ
ロピルジメチル―２―ヒドロキシエチル硝酸アン
モニウムの如き窒素化合物；スルホン酸及びアル
キルアリールスルホネート；ホスフエートエステ
ル；多価アルコール及びその誘導体；燐酸誘導
体、例えばジドデシル水素ホスフエート；ポリエ
チレングリコール、ポリエチレングリコール誘導
体、例えばヘキサデシルエーテル或はポリエチレ
ングリコール及びポリエチレングリコールエステ
ルからなる。

典型的な曇り防止剤には、アルキルフエノール
エトキシレート、ポリオールモノエステル、オレ
イン酸のポリオキシエチレンエステル、オレイン
酸のポリオキシエチレン ソルビタンエステル及
び脂肪酸のソルビタンエステルが含まれる。

コロナ処理の電圧及び時間の長さは、用いられ
るフイルムの種類によつて変えることができる。
フイルムの組成、フイルムの処理装置を通る速度
及びフイルムの厚さは、処理の結果として記述し
た流出の特別な減少を達成するように変えること
ができる。

好ましくは本発明に従つてつくられたフイルム
は、体積で０％から10％未満の流出を示す。本発
明によつてつくられた最も好ましいフイルムは、
０％〜５％の流出％を有する。

本発明の新規な製品を製造するのに、可撓性フ
イルム又はシートに形成できるどんな熱可塑性材
料でも用いてよい。例としての熱可塑性材料に
は、セルロースエステル、例えば酢酸セルロー
ス、プロピオン酸セルロース、セルロースブチレ
ート；セルロースの混合エステル；セルロースエ
ーテル、例えばエチルセルロース；ナイロン及び
重合体材料、例えばポリビニルアルコールアセタ
ール、ポり塩化ビニル、ポリ塩化酢酸ビニル、ポ
リスチラル、メチルメタクリレート、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン及び他のポリオレフインで、
可撓性フイルム或はシート等に形成できるものが
含まれる。特に好ましい有孔フイルムはポリエチ
レン及びポリプロピレンである。フイルムは低密
度ポリエチレンでもよい。そのような材料から作
られたシート或はフイルムは、適当な可塑剤で可
塑化してもよく、希望の物理的特性を達成するの
に、当分野で既知の他の添加剤を添加してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本方法を遂行するのに行いられる装置
の原理的部分の相関関係を示す概略的立面図であ
る。第２図は本方法で用いられる成形用表面の一
部を示す拡大断面図である。第３図は理想の形で
はないが、先細になつた毛細管を有するある型の
有孔フイルムの概略的拡大断面図である。 １０―ドラム、１１―心軸、１４―網、１５―
真空室、２３―コロナ棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先細になつた毛細管を有する有孔熱可塑性フ
   イルムを通る液体流を増大する方法において、 (a) 非溶接網上に、ポリオレフイン樹脂で、その
   ポリオレフイン樹脂の10重量％迄の少量ではあ
   るが効果的な量の分極可能な移動性表面活性剤
   を入れたポリオレフイン樹脂から先細になつた
   毛細管を有する孔のあいた熱可塑性フイルムを
   形成し、そして (b) 前記先細になつた毛細管を有する表面活性剤
   処理有孔熱可塑性樹脂を、コロナ放電処理で、
   そのコロナ放電処理後、表面活性剤で処理して
   ない有孔熱可塑性フイルムの液体通過流量より
   は大きな増大した液体通過流量をもつ有孔フイ
   ルムを与えるのに充分なコロナ放電処理にか
   け、然も前記表面活性剤処理・コロナ放電処理
   フイルムは０％から10％未満の流出％を有する ことからなる、有孔熱可塑性フイルムを通る流体
   通過流量増大法。 ２ 有孔熱可塑性フイルムの先細になつた毛細管
   が曲つた側壁を有する前記第１項に記載の方法。 ３ 表面活性剤処理・コロナ放電処理フイルムが
   ０％〜５％の流出％を有する前記第１項に記載の
   方法。 ４ ポリオレフイン樹脂が低密度ポリエチレンで
   ある前記第１項に記載の方法。 ５ ポリオレフイン樹脂がポリプロピレンである
   前記第１項に記載の方法。 ６ 分極可能な移動性表面活性剤が主にモノグリ
   セリドからなる前記第１項に記載の方法。 ７ 分極可能な移動性表面活性剤が約５重量％で
   ポリオレフイン樹脂に配合されている前記第１項
   に記載の方法。 ８ 理想的な大きさより小さな先細になつた毛細
   管を有する有孔熱可塑性フイルムの製造方法であ
   つて、熱可塑性材料から熱いフイルムを形成し、
   その熱いフイルムを移動している非溶接有孔網へ
   適用し、該非溶接網の一部の方へフイルムを横切
   る空気圧力差で、フイルムを孔の中へ変形して入
   れ、フイルムの破壊を起させるに充分な空気圧力
   差を適用することからなる製造方法において、ポ
   リオレフイン樹脂を、その樹脂から熱可塑性材料
   の熱いフイルムを形成する前にポリオレフイン樹
   脂の約10重量％迄の少量ではあるが効果的な量の
   分極可能な移動性表面活性剤と混合し、そして孔
   のあいたフイルムを、コロナ放電のみによつて処
   理され表面活性剤では処理されていない有孔熱可
   塑性フイルムの液体通過流量より大きい増大した
   液体通過流量を有する有孔フイルムを与えるのに
   充分なコロナ放電処理にかけ、然も前記表面活性
   剤で処理されコロナ放電で処理されたフイルムが
   ０％〜10％未満の流出％を有する改良有孔熱可塑
   性フイルム製造方法。 ９ 有孔熱可塑性フイルムの先細になつた毛細管
   が曲つた側壁をもつている前記第８項に記載の方
   法。 １０ 表面活性剤処理・コロナ放電処理フイルム
   が０％〜５％の流出％を有する前記第８項に記載
   の方法。 １１ 表面活性剤処理・コロナ放電処理フイルム
   が低密度ポリエチレンから製造される前記第８項
   に記載の方法。 １２ フイルムがポリエチレン樹脂から作られて
   いる前記第８項に記載の方法。 １３ 分極可能な移動性表面活性剤が主にモノグ
   リセリドからなる前記第８項に記載の方法。 １４ 添加された分極可能移動性表面活性剤の％
   が樹脂の約５重量％である前記第８項に記載の方
   法。