(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）キャスティング面と、前記キャスティング面と間隔をおいて配置される凝縮面とを提供して、前記キャスティング面と前記凝縮面との間に間隙を形成する工程と、
（ｂ）熱誘導相分離によって微孔性フィルムを形成可能であり、前記微孔性フィルムの形成時に少なくとも１種類の蒸発成分を有する材料を、前記キャスティング面上に押し出す工程と、
（ｃ）前記間隙を通って前記材料を移動させるために、前記凝縮面に対する方向に前記キャスティング面を移動させる工程と、
（ｄ）前記少なくとも１種類の蒸発成分の少なくとも一部を前記凝縮面上で凝縮させるために、凝縮面温度を維持する工程と、を含み、所望により、前記蒸発成分の蒸発速度を調整するために、キャスティング面温度、材料温度、またはそれらの組合せを制御する工程をさらに含む方法。
【請求項２】
（ａ）キャスティング面と、前記キャスティング面と間隔をおいて配置される凝縮面とを提供して、前記キャスティング面と前記凝縮面との間に間隙を形成する工程と、
（ｂ）熱誘導相分離によって微孔性フィルムを形成可能であり、前記微孔性フィルムの形成時に少なくとも１種類の蒸発成分を有する材料を、前記キャスティング面上にキャスティングする工程と、
（ｃ）前記間隙を通って前記材料を移動させるために、前記凝縮面に対する方向に前記キャスティング面を移動させる工程と、
（ｄ）前記少なくとも１種類の蒸発成分の少なくとも一部を前記凝縮面上で凝縮させるために、凝縮面温度を維持する工程とを含む方法。
【請求項３】
前記キャスティング面の温度より高温で前記キャスティング面上に前記材料が押し出され、所望により、前記間隙または前記凝縮面温度が、前記少なくとも１種類の蒸発成分の凝縮速度を変化させるために調整される工程をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記凝縮物を液体状態で維持しながら前記凝縮面から凝縮物を除去する工程をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記材料を押し出す工程の後に、前記材料を前記キャスティング面に固定する工程をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記固定が、帯電ワイヤによって実現される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
（ａ）熱誘導相分離によって微孔性フィルムを形成可能であり、前記微孔性フィルムの形成時に少なくとも１種類の蒸発成分を有し、所望により、熱可塑性ポリマー、希釈剤、および核剤を含むキャスト材料を受容するのに適したキャスティング面と、
（ｂ）前記キャスティング面と間隔をおいて配置され、前記キャスティング面との間に間隙を形成する凝縮面と、を含み、所望により、前記間隙が調節可能であり、前記間隙を通って材料を移動させるために、前記キャスティング面は前記凝縮面に対する方向に移動可能であり、所望により、前記少なくとも１種類の蒸発成分の少なくとも一部を前記凝縮面上で凝縮させる温度に前記凝縮面が維持され、さらに所望により、前記凝縮面が、前記キャスティング面の運動に対して後縁を有し、前記後縁と近接して排出経路が提供され、この排出経路を通って前記間隔を出る排出物が捕捉される、微孔性フィルムの製造装置。
【請求項８】
前記キャスティング面がロール、ベルト、またはホイール上に提供され、前記キャスティング面を移動させる工程が前記ロール、ベルト、またはホイールを回転させる工程を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記凝縮物を液体状態で維持しながら前記凝縮面から前記凝縮物を除去する機構をさらに含み、所望により前記凝縮面が毛管面を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記材料を前記キャスティング面に固定するためのピンニングワイヤをさらに含み、前記凝縮面が、前記ピンニングワイヤの電界に前記材料を曝露するスロットによって分離される２つの凝縮面部分を含む、請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、２０００年９月２４日に出願された米国仮出願第６０／２３５，２２２号（この記載内容全体を本明細書に援用する）に対して優先権を主張する。本発明は一般に、材料の押出方法および装置に関し、より詳細には、押し出した材料の蒸発成分の凝縮および捕集が可能な環境にウェブ（例えばフィルム）を押し出すための押出方法および装置に関する。
【０００２】
発明の背景
微孔性フィルムは、熱誘導相分離（ＴＩＰＳ）法によって製造することができる。一般にこの方法は、キャスティング面上に材料を押し出すことを含む。例えば、少なくとも１種類の結晶性ポリマー（例えば、ポリエチレン）と混和性希釈化合物（鉱油など）との溶融溶液をより高温のダイ（例えば４００°Ｆ（２０４℃））からより低温のキャスティングロール（例えば１５０°Ｆ（６５．６℃））に押し出す場合、キャストフィルムが微孔性フィルムの前駆体となりうる。得られる均一溶液はキャスティング面上に押し出した後で冷却すると、相分離してポリマーと化合物の２相フィルムを形成する。混和性化合物（例えば、鉱油）は、溶剤抽出などの後の工程で除去可能である。得られたフィルムは、後の工程でテンターにかけて、相互連絡する孔隙の網目構造を形成させることができる。本発明の微孔性材料は、微孔性構造が有用である様々な状況で有用である。微孔性物品は自立型フィルムであってもよいし、あるいは用途に応じてポリマー、織物、不織布、箔、またはフォーム、あるいはそれらの組合せの材料から作製された構造体などの基材に本発明の微孔性層を取り付けた構造を含んでもよい。例えば、これらは、コロイド状物質の限外ろ過、拡散障壁、顔の油の除去材、拡散光反射体、または電気化学セルのセパレーターなどの様々な用途に使用することができる。さらに、これらは、種々の基材に積層することができ、得られた積層体は、レインコートや他の外出着、またはテントや寝袋などのキャンプ用具などの物品の製造に使用することができる。本発明の微孔性シートは、織布または不織布（不織スクリムなど）に積層することができる。このスクリムは、病院、または電子クリーンルーム、または腐食性化学薬品の飛散が問題となりうる他の領域で使用される使い捨て防護服の製造に使用することができる。
【０００３】
さらに本発明の微孔性シート材料は、抗生物質、ビール、油類、細菌培養液の清浄化用、空気分析の試料捕集用、および微生物試料の捕集用のフィルター材料として使用することができる。これらは、外科用ドレッシング、包帯、および他の医療用途の製造に使用することもできる。当業者であれば、本発明により製造された微孔性材料の多くの他の用途が存在することが理解できるであろう。例えば、本願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，７２６，９８９号および第４，５３９，２５６号（これらの記載内容全体を本明細書に援用する）を参照されたい。
【０００４】
この方法では、得られる微孔性フィルムの品質はいくつかの機構によって劣化しうることを発見した。第１に、キャスティングロール上に押し出したフィルムを均一に冷却すると、欠陥のないフィルム製品が得られる。ピンニングワイヤに汚染または損傷が存在すると、フィルムで不均等な帯電が起こり、「ウォーム（ｗｏｒｍ）」として知られるダウンウェブラインなどの欠陥が生じる。
【０００５】
キャスティング面に押出材料を押し付けるために、静電的に帯電したピンニングワイヤーを提供することが、フィルムキャスティングの分野では従来認識されている。ある方法では、ピンニングワイヤはフィルム幅方向を連続的に横断させて新しいピンニングワイヤを供給することで、押出材料上に欠陥のない表面が得られる。しかしながら、微孔性フィルムの製造の場合には、希釈層（例えば鉱油）は、室温で低揮発性である場合でも、押し出される高温では十分に揮発性となり、一部の急激な気化または蒸発が起こる。低揮発性溶剤（一般的に鉱油など）の気化物は、「ウォーム」欠陥が形成しうるのに十分な速度および量でピンニングワイヤ上に凝縮する。
【０００６】
第２に、微孔性フィルムの巨視的外観は、従来のフィルム押出ヘッドに見られる環境によって悪影響を受ける場合がある。これらのヘッドの気流は、制御されない室内型の空気であるか、あるいはさらに悪い条件では、換気または低揮発性希釈剤の気化物の部分的な捕捉のためにも設けられた排気ダクトおよびプレナムなどのより速い気流である。この気流およびその結果生じる不均一な熱伝達によって、大規模な目に見えるパターンが生じ、乾燥コーティングに観察される「木目」または「斑点」のようなパターンが最終フィルムに形成されうる。これは、押出フィルムについて行われる相分離工程または冷却工程の条件が不均一であるために生じる。さらに、不均一な条件によって、微視的な孔隙特性に望ましくないばらつきが生じることが多い。
【０００７】
最後に、微孔性フィルムのキャスティング工程の連続運転では、フィルムから気化した不安定な低揮発性溶剤（例えば鉱油）が再凝縮して、工程の近傍の装置および設備を汚染するという望ましくない結果となる。低揮発性蒸発成分の凝縮物は、最終微孔性フィルム製品も汚染しうる。また、この油／溶剤の一部の空気中および環境中への放出は不可避である。
【０００８】
発明の概要
本発明は、キャスティングロール上へのフィルムキャストにおいて制御された環境を提供することで、熱誘導相分離法における微孔性フィルムキャスティングの欠陥に対処する。環境を制御することによって、欠陥が軽減され、欠陥の原因となる加工装置および加工条件の制御性が向上する。毛管凝縮面技術を使用することによって制御環境が得られる。毛管凝縮面技術を熱誘導相分離法と組み合わせることによって、微孔性フィルム製造方法が改良される。
【０００９】
本発明は、微孔性フィルムの製造方法に関する。本発明の方法は、キャスティング面および凝縮面を利用する。この凝縮面は、キャスティング面との間に間隙が形成されている。間隙を形成するこれらの面の間の距離は比較的短く、好ましくは３ｃｍ未満である。材料はキャスティング面に、好ましくは従来の押出法によってキャストされる。熱誘導相分離によって、この材料から微孔性フィルムを製造可能である。
【００１０】
本発明のキャスティング面は動いており、そのキャスティング面上に材料がキャストされる。間隙を通って材料を移動させるため、キャスティング面は、凝縮面に対する方向に移動する。材料は、微孔性材料の形成時に一般に気化し、凝縮面上で凝縮する少なくとも１種類の蒸発成分を含有する。凝縮面の温度は、材料中の少なくとも１種類の蒸発成分の凝縮速度を調節するために制御することができる。
【００１１】
本発明の方法は、従来方法で発生する蒸発成分の凝縮と関連する欠陥が生じない微孔性フィルムを製造するために好適である。好ましい実施態様では、本発明の方法は、微孔性自立型フィルムに好適であり、あるいは用途に応じてポリマー、織物、不織布、箔、またはフォーム、あるいはそれらの組合せの材料から作製された構造体などの基材に本発明の微孔性相を固定した構造体に好適である。例えば、これらは、コロイド状物質の限外ろ過、拡散障壁、顔の油の除去材、拡散光反射体、または電気化学セルのセパレーターなどの様々な用途に使用することができる。さらに、これらは、種々の基材に積層することができ、得られた積層体は、レインコートや他の外出着、またはテントや寝袋などのキャンプ用具などの物品の製造に使用することができる。本発明の微孔性シートは、織布または不織布（不織スクリムなど）に積層することができる。このスクリムは、病院、または電子クリーンルーム、または腐食性化学薬品の飛散が問題となりうる他の領域で使用される使い捨て防護服の製造に使用することができる。
【００１２】
さらに本発明の微孔性シート材料は、抗生物質、ビール、油類、細菌培養液の清浄化用、空気分析の試料捕集用、および微生物試料の捕集用のフィルター材料として使用することができる。これらは、外科用ドレッシング、包帯、および他の医療用途の製造に使用することもできる。当業者であれば、本発明により製造された微孔性材料の多くの他の用途が存在することが理解できるであろう。
【００１３】
本発明は、熱誘導相分離法で微孔性フィルムを製造するための装置も含む。本発明の装置は、キャスト材料を受容するのに好適なキャスティング面を備える。熱誘導相分離によって、この材料から微孔性フィルムを製造することができる。一般にこの材料は、前記微孔性フィルムの形成時には、少なくとも１種類の蒸発成分を有する。キャスティング面と凝縮面の間で間隙が形成されるように、凝縮面はキャスティング面から間隔をあけて配置される。間隙を通ってキャスト材料を移動させるため、キャスティング面は、前記凝縮面に対する方向で移動可能である。凝縮面は、少なくとも１種類の蒸発成分の少なくとも一部が凝縮面上で凝縮する温度に維持される。
【００１４】
本発明の目的では、本明細書において使用される以下の用語は次のように定義される：
「微孔性」は、間隔があき、不規則に配置され、不均一な形状で、等軸の結晶性熱可塑性ポリマー粒子が多数存在することを特徴とする製品または材料を意味し、
「蒸発成分」は、フィルム形成工程中に大部分を占める相（希釈剤）として存在する成分または材料、またはキャスティング温度で気化する別の成分を意味する。
【００１５】
その他の特徴および利点は、以下の本発明の実施態様の説明および請求項から明らかとなるであろう。
【００１６】
当業者であれば、添付の図面を考慮することで、詳細な説明から本発明の上記の利点およびその他の利点は容易に明らかとなるであろう。
【００１７】
詳細な説明
図１および２に示されるように、本発明は、キャスティング面１４を有するキャスティングロール１２を含む熱誘導相分離工程１０に関する。キャスティング面１４と近接して凝縮板１６が配置され、キャスティング面１４と凝縮面１８の間に距離Ｈの間隙が形成される。押出機ダイ２６は、キャスティング面１４の上に材料２８をキャストするために使用される。この材料は、熱誘導相分離法によって微孔性フィルムを形成可能な組成物である。キャスティング面１４の上にキャストされた材料は、ポリマーの微孔性フィルムと、ポリマーの結晶化温度でポリマーと混和しない液体とに相分離する。一般的に、この液体の一部は、ポリマーの結晶化温度付近の温度で蒸発する。次に、蒸発成分Ｖの少なくとも一部は凝縮面で凝縮しうる。凝縮面は、凝縮した液体の凝縮面の外縁２２への移動を促進する毛管状の溝２０を任意に有することができる。端板２４は、凝縮板１６の外縁２２から凝縮材料を除去するために利用可能である。工程１０は、キャスト材料２８のキャスティング面１４への固定を補助する帯電ワイヤ２９を任意に有することができる。
【００１８】
一般にキャスティング面は、熱誘導相分離によって微孔性フィルムを形成可能な材料を受容するために好適な任意の従来の基材である。従来の基材としては、例えば、ロール、ベルト、またはホイールが挙げられる。キャスト材料が間隙を通過するようにするため、キャスティング面は凝縮面に対する方向に移動することが好ましい。キャスティング面は、微孔性材料の形成を促進するために温度制御されることが好ましい。特定の材料の加工および最終用途に関して表面特性は重要であることを当業者は認識している。キャスティング面の他の例は、ポリマーフィルムおよび不織基材である。
【００１９】
本発明では、キャスティング面のごく近傍に少なくとも１つの凝縮面が使用される。キャスティング面上にキャストされた材料の露出面と近接して凝縮面が配置される。凝縮面によって凝縮の推進力が得られ、溶剤蒸気が間隙を通って移動する。２つの面の間の間隙を材料が通過するときに、凝縮と同時に蒸発成分の回収が行われる。本発明は、熱誘導相分離の利用と間隙乾燥技術とを組み合わせている。間隙乾燥システムは、米国特許第６，０４７，１５１号、第４，９８０，６９７号、第５，８１３，１３３号、第５，６９４，７０１号、第５，５８１，９０５号、および第６，１３４，８０８号（これらのすべての記載内容全体を本明細書に援用する）に十分に記載されている。凝縮面からキャストフィルム表面までの間隙は好ましくは３ｃｍ未満である。好ましい実施態様では、気流と蒸発成分の捕集をより十分に制御するためには、この間隙は０．３ｃｍ未満である。
【００２０】
本発明の凝縮面は、キャスト材料の露出面に凝縮液体が戻るのを防止するために毛管力を使用する横断方向に開放された溝またはチャネル（以下、「毛管面」と呼ぶ）を任意に有することができる。また毛管力は、凝縮液体を横方向に表面端部まで移動させる。毛管力または毛管圧は、湾曲したメニスカスで作用する表面張力の結果生じると説明することができ、Ｙｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅの式として知られる毛管の基本式によって支配される。Ｙｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅの式は、
【数１】
0004745594.tif 000002
であり、式中、Δｐcは界面における圧力低下であり、σは表面張力であり、Ｒ1およびＲ2は界面の湾曲の主曲率半径である。毛管についてはＡｄａｍｓｏｎ，Ａ．Ｗ「Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔ．ｒｙ  ｏｆ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ，４th  Ｅｄｉｔｉｏｎ」，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ  Ｉｎｃ．（１９８２）に詳細に説明されている。
【００２１】
毛管面の具体的な種類は、Ｃｏｎｃｕｓ−Ｆｉｎｎの不等式α＋θs＜９０°（式中、αは任意の角の夾角であり、θsは気体／液体／固定の静的接触角である）を満たす幾何学的に固有の表面として規定される。静的接触角は、気体中の所与の面に対する液体の表面張力によって決定される。この毛管面の種類は、凝縮した液体が高い表面張力を有する場合に有用である。毛管面については、Ｌｏｐｅｚ  ｄｅ  Ｒａｍｏｓ，Ａ．Ｌ．，「Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｏｆ  ＣＯ2  ｉｎ  Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍｅｄｉａ」，Ｐｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ，  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｕｌｓａ（１９９３）に詳細に説明されている。
【００２２】
毛管力によって、面１８上で凝縮した液体は溝に引き寄せられて、横方向に流れて端板６６まで移動する（図１〜３に示される）。液体が溝２０の端まで到達すると、液体は端板２４と凝縮面１８の間の角度で交差する。液体のメニスカスによって圧力の低い領域が生じ、その領域が毛管面から少なくとも１つの端板２４まで液体を引き寄せる。メニスカスの毛管力よりも重力が強くなると、液体は膜または液滴として端板面から落下する。凝縮液体は、分析、再利用、排気などのために端板６６から回収することができる。板から落下する凝縮液体のこのような流れが形成されるため、材料の露出面上に凝縮液体が落下して戻ることなく、気化した材料は凝縮板表面上で連続的に凝縮する。
【００２３】
凝縮面の溝は、三角形、長方形、円形、または他のより複雑な形状であってよい。溝の材料、配置、および寸法は、凝縮物の分離速度および物理的性質、主に、表面張力、粘度、および密度によって決定される必要な質量流に対応するように設計される。長方形および三角形の溝については概略的に後述する。
【００２４】
例えば多孔性媒体などの他の種類の材料を毛管凝縮面として使用することができるが、横方向の溝は液体移動速度が速く、ダウンウェブでの溶剤の除去が不要であるので、板の長さに対する要求がない。
【００２５】
好ましい実施態様では、凝縮板が複数のゾーンに設けられてもよい。複数のゾーンとは、キャスティング面周囲に２つ以上の凝縮板が配置されることを意味する。各ゾーンは、工程制御のための任意のパラメーター（例えば、間隙距離、凝縮板の温度など）の独立した設定値を有することができる。このため、工程作業パラメータを変動させることでより高い生産性および製品品質を得るために工程をより十分に制御することができる。
【００２６】
本発明の別のある実施態様では、凝縮板の後縁で蒸気捕集装置を使用する。この装置は、凝縮板上に凝縮しなかった蒸気を捕集するために、材料表面のごく近傍に配置される。一般に、材料表面の気相部分の付近のウェブの移動によって蒸気が運ばれる。この目的に好適な蒸気捕集システムは、本出願と同時に提出された米国特許出願第60／274,050号（代理人整理番号第５６０２１ＵＳ００２号）（この記載内容全体を本明細書に援用する）に十分に記載されている。
【００２７】
微孔性フィルムの具体的な成分は、結晶性ポリマー、希釈剤、および核剤である。好適な結晶性ポリマー、核剤、および希釈剤の例は、先に引用した米国特許第４，７２６，９８９号に詳細に記載されるものが挙げられる。さらに別の核剤としては、γ−キナクリドン、キニザリンスルホン酸アルミニウム塩、ジヒドロキナクリジン−ジオンおよびキナクリジン−テトロン、トリフェネノールジトリアジン、２成分開始剤、例えば炭酸カルシウムと有機酸またはステアリン酸カルシウムとピメリン酸、ケイ酸カルシウム、周期表の第２主族の金属のジカルボン酸塩、δ−キナクリドン、アジピン酸またはスベリン酸のジアミド、スベリン酸またはピメリン酸のカルシウム塩、異なる種類のインジゴゾールおよびカルバンチン（ｃａｒｂａｎｔｉｎｅ）有機顔料、キナクリドンキノン、Ｎ’，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２，６−ナフタレンジカルボキサミド、ならびにアントラキノンレッドおよびビスアゾイエロー顔料が挙げられる。好ましい核剤としては、γ−キナクリドン、スベリン酸カルシウム塩、ピメリン酸カルシウム塩、ならびにポリカルボン酸のカルシウム塩、亜鉛塩、およびバリウム塩が挙げられる。
【００２８】
あるいは、材料に追加成分を使用してもよい。追加成分の非限定的な例としては、界面活性剤、表面活性剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、逆防止剤、有機または無機着色剤、安定剤、難燃剤、芳香剤、可塑剤、抗菌剤、忌避剤、および防汚化合物が挙げられる。
【００２９】
作業中、毛管凝縮面の温度は、押出ダイの温度よりも低く設定すべきである。また毛管凝縮面の温度は、微孔性フィルム中の溶剤／油の沸点または煙点よりも低く設定すべきである。望ましくない水の「発汗」が装置状に生じるのを防止するために、好ましくは、毛管凝縮面の温度は、周囲環境中の水の露点よりも高温に設定される。当業者であれば、系の具体的な条件および材料を決定することができる。
【００３０】
得られる微孔性製品は、間隔があき、不規則に配置され、不均一な形状で、等軸の結晶性熱可塑性ポリマー粒子が多数存在することを特徴とする。かかるポリマー粒子は希釈材料によって取り囲まれて互いに分離されて、微小線維で互いに連絡する微細孔隙の網目構造が形成される。微細孔隙の寸法および形状は、先に概要を示したキャスティング法によって制御される。得られるフィルムを一軸または二軸延伸して、孔径を調節することができる。さらに、希釈剤を除去することによって、同様に孔隙構造を制御することもできる。
【００３１】
ピンニングワイヤを配置するための間隙または空間が形成されるように、これらの凝縮板を作製することができる。静電ピンニング工程の望ましくないアーク放電または干渉を防止するために、任意に毛管凝縮面装置の表面は、電気絶縁材料で作製したり電気絶縁材料で覆ったりすることができる。あるいは、静電ピンニングワイヤ近傍で少量の空気またはガスのパージを行って、低揮発性油または溶剤がほぼ不飽和である環境を維持することができる。これを図１および３に示している。不均一な気流によってキャストフィルム表面の熱伝達が不均一になるために、ＴＩＰＳ材料に望ましくないパターンが形成されるのを最小限にするために、気流が均一となるように制御する必要がある。１ｍ／秒（２００ｆｐｍ）未満の気流が望ましく、０．１５ｍ／秒未満のより弱い気流が好ましい。気流は、可能な限りで均一であり層流であるべきである。
【００３２】
図３を参照すると、本発明の装置３０は一般に、キャスティング面３２、凝縮板３４および３６、ならびに間隙パージ装置３８を備える。材料４２は凝縮板３４および３６の下を通過する。蒸発性材料は凝縮面４４上で凝縮し、前述のように毛管面４６によって運搬される。キャスティング面３２上に材料を押しつけるためにピンニングワイヤ４８が使用される。ガスパージ装置３８によって、ピンニングワイヤ４８を通り過ぎるように気流Ｆが向けられることによって、ピンニングワイヤ４８上の蒸発材料の凝縮が防止される。均一な気流を得るために、気流分配媒体４０が任意に使用される。
【００３３】
この弱い気流を実現するための手段の１つは、多孔性媒体を使用することである。多孔性板は、焼結金属、焼結プラスチックまたはセラミック、紙または合成フィルター媒体、スクリーン、穴あき板、またはそれらの任意の組合せなどの種々の材料から製造して、層流の気流を得るために必要な気流に対する均一な抵抗を得ることができる。毛管凝縮面の間にピンニングワイヤ用のガスパージが配置される場合、金属接地面はピンニングワイヤから放出される荷電イオンを不都合に消費して有効性が低下しうるので、凝縮板の縁端部の保護、ならびにマニホールド組立体自体のコーティングまたは構成のために電気絶縁コーティングを使用することができる。これは、ポリマーまたはセラミックのコーティング、電気絶縁体の薄板、または電気絶縁材料の構造体によって実現可能である。ガスは、キャスト材料または装置で望ましくない化学反応が起こらず、望ましくない粒子状または凝縮性汚染物質を含有しない任意のガス流であってよい。かかるガスとしては、空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、その他の不活性ガスなどを挙げることができる。
【００３４】
ダイと近接する凝縮面は、好ましくは、溶剤／油含有蒸気を伴ったガスの不都合な流出を防止するためにダイへの均一なシールを備える。この流出は、加熱ダイ自体による自然対流の煙突効果によって促進される。このシールは、凝縮面とダイ前面との間隔を正確かつ均一にするか、金属箔、ＴｅｆｌｏｎTM、発泡ＴｅｆｌｏｎTMガスケット材料（例えばＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ  ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ製）、セラミックおよびセラミック繊維シーティングまたはロープなどの適切な温度および油耐性シール材料を使用するかによって形成される。冷却凝縮毛管板とダイを直接接触させると、ダイの冷却と板の加熱が起こるため、接触は望ましくない。このため、シールには熱伝導率の低い材料が好ましい。あるいは、この位置に追加の減圧捕集スロットを設けることもできる。
【００３５】
実施例
実施例１
この実施例は、ＴＩＰＳ微孔性フィルムの製造における制御されたキャスティング方法の効果を示す。
【００３６】
試料１Ａの場合、（１）４５部の結晶性ポリマー（ポリプロピレンＤＳ  ５Ｄ４５、メルトフローインデックス０．６〜０．８、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．（Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）より入手可能）、（２）５５部の希釈剤（Ｗｈｉｔｅ  Ｍｉｎｅｒａｌ  Ｏｉｌ  ＃３１として入手可能な鉱油、Ｃｈｅｖｒｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）より入手可能）、および（３）１００部の結晶性ポリマーに対して０．２部の核剤を含有する溶融混合物（Ｍｉｌｌｉｋｅｎ  ＣｈｅｍｉｃａｌよりＭｉｌｌａｄ  ３９８８として入手可能なジベンジリジンソルビトール）を、２５ｍｍ共回転型二軸スクリュー押出機（Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）よりモデルＺＥ  ２５Ａとして入手可能）に加えることで、溶融組成物を調製した。希釈剤は注入口から押出機に供給した。この溶融混合物は、９７．５部の担体ポリマー（ポリプロピレンＤＳ  ５Ｄ４５、メルトフローインデックス０．６〜０．８、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．（Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）より入手可能）と２．５部の核剤とをあらかじめ溶融混合することによって調製したマスターバッチであった。すべての成分の全体の供給速度は６．８ｋｇ／時であった。押出機のゾーン１〜３の温度はそれぞれ約２０４℃、２７１℃、および２７１℃に維持した。押出機のゾーン４〜９の温度はそれぞれ２２７℃に維持した。スクリュー速度は１５０ｒｐｍであった。
【００３７】
次に、組成物をフィルターに通し、２２７℃に維持した３８１ｍｍフィルムダイから、約４．３ｍｐｍで回転するパターン形成された９３℃のキャスティングホイール上に押し出して、溶融組成物を微孔性フィルムに成形した。これによって厚さ約１１４μｍのフィルムが得られた。
【００３８】
フィルムダイを出た後で、再結晶化される前に、キャスティングホイール表面から約３ｃｍ離れた位置にある毛管凝縮面構造の下をフィルムが通過する。その位置から鉱油蒸発物が流出しないように、毛管凝縮面構造はフィルムダイに対して直接シールされる。毛管凝縮面構造は、静電ピンニング組立体のための８ｃｍの間隔が開けられた２枚の板からなる。静電ピンニングワイヤはこの実施例では使用せず、そのため、その位置から鉱油蒸発物が流出しないようにするため透明ポリエステルフィルムの５０μｍのシートを使用して毛管凝縮面板の間の空間を覆った。
【００３９】
毛管凝縮面構造は、プラントの循環水を使用して冷却した。毛管凝縮面板の温度は１０℃であった。
【００４０】
毛管凝縮面板の温度を３４℃に上昇させたことを除けば、試料１Ａのように試料１Ｂを作製した。
【００４１】
毛管凝縮面板の温度を５７℃に上昇させたことを除けば、試料１Ａのように試料１Ｃを作製した。
【００４２】
微孔性フィルム中のキャスティング中に毛管凝縮面板を使用しなかったことを除けば、試料１Ａのように比較例１（Ｃ１）を作製した。すなわち、キャスティングホイール上の空間には全く装置が存在しなかった。
【００４３】
試料Ｃ１と比較すると、試料１Ａ〜１Ｃの鉱油の蒸発による流出はより少なかった。キャスティングホイール領域周囲の気流量は、毛管凝縮面板が存在すると減少した。これによって蒸発した鉱油はキャスティングホイールの方向に進み、毛管凝縮面板上で捕集される。全処理量が少なく、対応する鉱油の蒸発量が少ないため、フィルムダイに最も近い毛管凝縮面構造の最初の２つの溝は鉱油が満たされたが、その他の溝には鉱油凝縮物がほとんど存在しなかった。
【００４４】
鉱油蒸発物の減少は、毛管凝縮面板温度が上昇した後に見られた。これは、温度が上昇するほど、より多くの鉱油が板上で凝縮することを示している。
【００４５】
フィルムの冷却を示す「フロストライン」は、「フロストライン」がダイ（１時の位置）に近い比較例１と比較すると、管凝縮面板が存在する場合にはキャスティングホイール上のさらにダウンウェブ（５時の位置）に移動した。試料１Ａ〜１Ｃで製造した微孔性フィルムは現在の基準で許容される。
【００４６】
実施例２
この実施例は、別の微孔性フィルム添加剤を凝縮させる毛管凝縮面構造の能力を示す。
【００４７】
異なる溶融組成物および供給速度を使用したことを除けば、実施例１Ａと同様の方法で試料２Ａを作製した。キャスティングホイール速度および得られたフィルム厚さも実施例１Ａとは異なった。試料２Ａの場合、（１）６３部の結晶性ポリマー（ポリプロピレンＤＳ  ５Ｄ４５、メルトフローインデックス０．６〜０．８、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．（Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）より入手可能）、（２）３５部の希釈剤（Ｗｈｉｔｅ  Ｍｉｎｅｒａｌ  Ｏｉｌ  ＃３１として入手可能な鉱油、Ｃｈｅｖｒｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）より入手可能）、（３）０．０２部の核剤を含有する溶融混合物（Ｃｌａｒｉａｎｔ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）よりＨｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｅ３Ｂ  Ｒｅｄ  ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｐｉｇｍｅｎｔとして入手可能なγ−キナクリドン）、および（４）１００部の結晶性ポリマーに対して２．０部の溶融添加剤（Ｒｕｇｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｉｒｖｉｎｇｔｏｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）よりＳｐａｎ−２０として入手可能）を、２５ｍｍ共回転型二軸スクリュー押出機（Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）よりモデルＺＥ  ２５Ａとして入手可能）に加えることで、溶融組成物を調製した。希釈剤は注入口から押出機に供給した。この溶融混合物は、９６部の担体ポリマー（ポリプロピレン、メルトフローインデックス２．５、Ｆｉｎａ  Ｏｉｌ  ＆  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｄａｌｌａｓ，Ｔｅｘａｓ）よりＦｉｎａ  ３３７４として入手可能）と４．０部の核剤とをあらかじめ溶融混合することによって調製したマスターバッチであった。すべての成分の全体の供給速度は４．５ｋｇ／時であった。試料２Ａのキャスティングホイール速度は２．３ｍｐｍであり、これによって厚さ１７８μｍの微孔性フィルムが得られた。毛管凝縮面構造の温度は１０℃に維持した。
【００４８】
毛管凝縮面板の温度を３６℃に上昇させたことを除けば、試料１Ａのように試料２Ｂを作製した。
【００４９】
毛管凝縮面板の温度を５６℃に上昇させたことを除けば、試料１Ａのように試料２Ｃを作製した。
【００５０】
微孔性フィルム中のキャスティング中に毛管凝縮面板を使用しなかったことを除けば、試料２Ａのように比較例２を作製した。すなわち、キャスティングホイール上の空間には全く装置が存在しなかった。
【００５１】
従来、Ｓｐａｎ−２０の添加によって、キャスティング領域周囲の揮発成分量が約７５〜１００％増加している。毛管凝縮面構造の温度が上昇すると揮発成分の凝縮量が増加するという実施例１に見られた傾向は、実施例２でも見られた。実施例１と同様に、押出機の全処理量によって、揮発成分の回収量が制限された。したがって、流出した鉱油量に対して回収されたＳｐａｎ−２０の量を定量的に求めることは困難であった。しかしながら、毛管凝縮面板出口に存在する煙の増加は観察されなかった。これから、板によって余分な揮発性物質を効果的に凝縮すると考えることができる。
【００５２】
本発明の一般的な原理に関する上記の開示および上記の詳細な説明から、当業者であれば、本発明で許容される種々の変形形態を理解できるであろう。したがって、本発明の範囲は請求項およびそれらの同等物によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の概略図である。
【図２】  図１の線２−２に沿った本発明の他の概略図である。
【図３】  本発明のある実施態様の部分断面図である。
【図１】
0004745594.tif 000003
【図２】
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【図３】
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