JP2001505145A - 高い二軸延伸の高密度ポリエチレンフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高い二軸延伸を有する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルムが提供される。該フィルムは、少なくとも０．９４０の密度及び０．５〜１０のメルトインデックスを有するＨＤＰＥを含む。該フィルムは縦方向に５：１〜８：１、好ましくは６：１〜７：１の度合いに伸張される。該フィルムはまた、横方向に６：１〜１５：１、好ましくは９：１〜１３：１の度合いに伸張される。好ましくは該フィルムは、縦延伸よりも横延伸に高い度合い延伸不均衡を有する。ヒートシール層のようなスキン層が与えられる。好ましくは該フィルムは高いゲージHDPEシート(つづいて高度に二軸延伸されてフィルムを与える)のキャスチングを促進するために使用されるキャスチングプロモーターの１以上の層を含む。該フィルムはまた空洞化されるかまたは他の方法で改質されて(例えばコロナ処理、コート処理、金属化等)、特別の用途に適したフィルムを提供する。本発明のフィルムは、より低い水蒸気透過率、より良好な永久折り目、より高い引張強度及び調和のとれたゲージ分布を含む優秀な性質を有する。該二軸延伸フィルムを製造するための方法も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 高い二軸延伸の高密度ポリエチレンフィルム 本発明は、ポリマーフィルムを製造するための方法に関する。詳細には、本発 明は高密度ポリエチレンフィルムを二軸延伸する方法、及びそのような方法によ って製造されたフィルムに関する。 フィルム製造工程の所望の部分は「延伸(配向)」として既知の手順である。ポ リマーの「延伸(配向)」はその分子の組織、すなわち互いに相対する分子の配向 を意味するものである。同様に、「延伸」の工程はそれによって指向性（配向） がフィルム内のポリマー配列に付与される工程である。延伸の工程はキャストフ ィルムをより強靱（より高い引張強度性）にすることを含む、フィルムに望まれ る性質を付与するために使用される。フィルムが平坦フィルムとしてキャスチン グされるかまたは円柱状フィルムとして吹き込みされることによって製造される かに依存して、延伸工程は実質的に異なる手順を必要とする。このことは２つの 慣用のフィルム製造方法：キャスチング及び吹き込みによって製造されるフィル ムによって所有される実質的に異なる性質に関係する。一般に、吹き込みフィル ムはより大きい剛性、靱性及び遮断性を有する傾向がある。対照的に、キャスト フィルムは通常、より大きいフィルムの透明性及び厚さの均一性及び平坦さの利 点を有し、一般に広い範囲のポリマーの使用を許容し、かつより高い品質のフィ ルムを製造する。 延伸は、ポリマーをそのガラス転移温度(Ｔｇ)、またはそれより高い温度であ るが結晶融点（Ｔｍ）未満の温度に加熱すること、及び次にフィルムを迅速に伸 張することによって達成される。冷却すると、伸張によって付与された分子の配 向が結晶化と共に好都合に競争して、そして延伸されたポリマー分子が延伸力の 方向に整列した結晶ドメイン（クリスタライト）を有する結晶ネットワーク内に 凝縮する。一般に、配向の程度は伸張の量に比例し、そして配向が行われる温度 に逆比例的に関連する。例えば、もし基材がそのもとの長さの２倍（２：１）に 高温で伸張されると、生じたポリマー内の配向はこれより低い温度で２：１に伸 張した他のフィルムにおけるよりも小さい傾向がある。さらに、より高い配向は 一般により高いモジュラス、すなわち測定可能により高い剛性及び強度と相関 する。 フィルムを単一方向に伸張すると(一軸延伸)、得られたフィルムは伸張の方向 に沿ってより大きい強度及び剛性を有するが、それは他の方向、すなわち伸張に 対して横方向においては弱く、しばしば曲げられたり引っ張られたりすると繊維 へと割れたり裂けたりする(フィブリル化)。この制限を克服するために、２方向 においてフィルムの強度特性をさらに均質に分布させるために２ウエイ、または 二軸配向が使用され、ここではクリスタライトはフィブリル状でなくシート状で ある。これらの２軸配向されたフィルムはより剛性でより強い傾向があり、そし てまた曲げまたは折り曲げに対するより良好な抵抗を示し、包装用途におけりそ れらのより大きな実用性に通ずる。 実際的な見通しから、フィルムを２つの方向に同時に伸張することによって２ 軸に配向させることは可能ではあるが技術的及び機械的にかなり困難である。こ の目的のための装置は既知であるが、使用するには高価過ぎる傾向がある。結果 として、ほとんどの二軸延伸法は、フィルムを順に、最初に一方向に、そして次 に他方向に伸張する装置を使用する。再度実際的な理由から、典型的な延伸用装 置はフィルムを最初にフィルムが移動する方向、すなわち縦または「機械方向( ＭＤ)」に、そして次に機械方向に直角に、すなわち横方向（ＴＤ）に伸張する 。 フィルムが延伸できる程度もまた、それが製造されるポリマーに依存する。ポ リプロピレン並びにポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、及びナイロン、は高 度に結晶性であり、そして容易に熱安定化されて寸法が安定なフィルムを形成す る。これらのフィルムは寸法の大きい倍率に伸張されることができることが周知 であり、ここではそれらはもともとキャストされる(例えばポリプロピレンにつ いては５倍×８倍)。 高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、ポリプロピレン（例えば約７０％）と比 較して、より高い結晶度（例えば８０〜９５％）を示し、そしてＨＤＰＥを含む フィルムは一般にポリプロピレンフィルムよりも二軸に配向することが困難であ る。米国特許第４，８７０，１２２号及び４，９１６，０２５号は、不均衡に二 軸延伸されたＨＤＰＥ含有フィルムを記述し、それらは縦方向に２倍以下に延伸 され、そして横方向に６倍以上に延伸される。この方法手順は、横方向に比較的 容易に裂けるフィルムを製造する。 英国特許第１，２８７，５２７号は高密度ポリエチレンフィルムを記述し、こ れは均衡のとれた様式で、縦寸法（すなわちＭＤ）及び横寸法（すなわちＴＤ） の両方に６．５倍より大きい程度に二軸延伸されている。この方法は特性範囲内 の延伸温度を必要とする。 米国特許第４，８９１，１７３号及び５，００６，３７８号は各々、フィルム を架橋することを必要とするＨＤＰＥフィルムを製造する方法を開示し、架橋さ れたフィルムは所望によって二軸配向される。フィルムへの照射を必要とする架 橋工程がフィルムの物理的性質を改善することが報告されている。化学的に誘発 される架橋のような他の架橋工程は類似した効果を有し得る。 エチレン−酢酸ビニルヒートシールコーティングを有するＨＤＰＥの吹き込み フィルムが食品用の包装のために使用されるが、そのようなフィルムは、セリア ル類のような乾燥食品のために適切な包装のための水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の 要求に見合うために約２ミルの厚さを有しなければならない。さらに、吹き込み ＨＤＰＥフィルムは食品包装、特に箱内バッグ（bag-in-box）タイプの食品包装 において望ましい永久折り目特性を示さない。 上記の考慮点から、二軸配向ＨＤＰＥフィルムの既存の製造方法は、望まれる 物理性質において不十分な製品を生じることが明らかである。既存のＨＤＰＥフ ィルム製造法は一般にＨＤＰＥ樹脂内に追加の化学成分（例えば架橋剤）及び／ または追加の方法工程（例えば照射）を必要とする。そのような限定は、製造を 複雑にするだけでなく、一般に経費の増大を招く。さらに、架橋はポリマーの結 晶度を低下させ、より高いＷＶＴＲ及びより低い剛性を生じる傾向がある。 従って、とりわけ、二軸に延伸されたＨＤＰＥフィルムの製造における上記制 限を、架橋剤のような化学添加剤の必要性なく、かつフィルムの輻射のような補 足的な処理工程の必要性なく、フィルムに優れた特性を付与する、二軸に配向さ れたフィルムを製造する経済的で比較的複雑でない方法を提供することによって 、克服することが本発明の一つの目的である。 本発明は、二軸に延伸された高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルム及び該 フィルムを製造する方法に関する。該フィルムは、少なくとも約０．９４０(ｇ ／ｃｍ³)、好ましくは少なくとも約０．９５０の密度、及び約０．５〜約１０の メルトインデックスを有するＨＤＰＥを含み、これは固体状態で横方向に約５： １〜約８：１の度合いに、そして横方向に約６：１〜約１５：１の度合いに伸張 されており、そして縦方向よりも横方向により大きい度合いの延伸を含む延伸不 均衡を含む。 好ましくは、二軸延伸されたフィルムは縦方向に約６：１〜約７：１の度合い に伸張され、さらに好ましくはフィルムは縦方向に約６：１〜約６．５：１の度 合いに伸張される。また、二軸配向フィルムが横方向に約６：１〜約１５：１、 好ましくは約９：１〜約１３：１の度合いに伸張されるのが好ましい。高度に好 ましい二軸配向フィルムは、縦方向に約６：１〜約７：１の度合いに、横方向に 約９：１〜約１３：１の度合いに伸張される。 二軸に延伸されたフィルムは好ましくは同一の広がりをもつようにフィルムに 接着されたスキン層を含む。本技術において既知の種々のタイプのスキン層の中 で、フィルムは好ましくはヒートシールスキン層またはインキ受理性スキン層を 含む。 本発明の二軸に延伸されたフィルムは、中央のＨＤＰＥ基層及びさらに、基層 の表面に同一の広がりをもつように接着された、外側のキャスチングプロモータ ー層を含む、積層されたＨＤＰＥフィルムとして製造できる。好ましくは、該フ ィルムはＨＤＰＥ基層の主表面の各々に接着したキャスチングプロモーター層を 含み、３層構造を与える。 二軸に延伸されたフィルムは、コーティング(インラインまたはオフライン)、 火炎またはコロナ処理、または金属化のような本技術において既知の手段によっ て、改質することもできる。さらに、フィルムは、抗酸化剤、充填剤、粒状物、 染料、顔料、光安定剤、熱安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、抗ブロッキング剤 、研磨剤、または他の添加剤を含むことができる。好ましい場合において、該フ ィルムはフィルム製造工程中に空洞化される。 本発明はまた、 固体状態において、ＨＤＰＥシートを二軸に延伸すること、 それによって縦方向よりも横方向に大きな度合いの延伸を含む延伸不均衡を有 する二軸配向ＨＤＰＥフィルムを提供すること を含む、二軸に延伸された高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルムを製造する 方法である。 本方法はさらに、スキン物質をＨＤＰＥシートに、スキン物質がスキン層とし てＨＤＰＥシートの表面に同じ広がりを有するように接着されるように適用して 多層ＨＤＰＥシートを与えることを含むことができる。例えば、本方法は、ＨＤ ＰＥシートの表面上にヒートシール物質のスキン層を付着させてヒートシール性 を有する多層ＨＤＰＥシートを提供することを含むことができる。代わりに、該 方法は、ＨＤＰＥシートの表面にインキ受理物質を適用して、高められたインキ 保持性を有する多層ＨＤＰＥシートを与えることを含むことができる。他のスキ ン層も使用できる。もしキャスチングプロモーターがフィルムの製造において使 用されると、スキン層はキャスチングプロモーター層の表面上に付着させること ができる。本方法は、二軸に配向したフィルムを処理してコーティング類、例え ばインキの湿潤性及び接着性を増すことを含むことができる。 本方法はさらに、 ＨＤＰＥをキャスチングプロモーターと共に同時押し出しして、ＨＤＰＥ層と 少なくとも１つのキャスチングプロモーター層を含むＨＤＰＥ同時押出物を与え ること、ここでキャスチングプロモーターはＨＤＰＥよりも低い結晶度を有する ポリオレフィンを含み；並びに ＨＤＰＥ同時押出物をキャスチングして二軸延伸のためのＨＤＰＥシートを与 えること を含む。 高度に好ましい場合において、この同時押し出しは、ＨＤＰＥをキャスチング プロモーターと同時押し出しして、中央のＨＤＰＥ基層及びＨＤＰＥと同じ広が りを有し、かつＨＤＰＥ層によって分けられた２つの外側キャスチングプロモー ター層を有する多層ＨＤＰＥシートを与えることを含む。 本方法はさらに、ＨＤＰＥフィルムをコーティングすること(イン−ラインま たはオフ−ラインのいずれか)、フィルムを火炎またはコロナ処理すること、ま たは他の方法でフィルムを処理して望まれる特別の性質を得ることを含むことが できる。さらに、ＨＤＰＥはさらに、抗酸化剤、充填剤、粒状物質、染料、顔料 、光安定剤、熱安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、抗ブロッキング剤、研磨剤、 または他の添加剤を含むことができる。 さらに他の態様において、本方法は空洞化された高密度ポリエチレン（ＨＤＰ Ｅ）フィルムを製造することに関する。ここでこの方法は、 ａ）少なくとも約０．９４０の密度及び約０．５〜約１０のメルトインデックス を有し、その中に空洞化剤を含むＨＤＰＥを押し出して、ＨＤＰＥ押出物を与え ること、 ｂ）ＨＤＰＥ押出物をキャスチングしてＨＤＰＥシートを与えること． ｃ）ＨＤＰＥシートを伸張することによって二軸に延伸して、これによって縦方 向よりも横方向に大きな度合いの延伸を含む延伸不均衡を有する、空洞化された 二軸延伸ＨＤＰＥフィルムを与えることを含む。 これらの及び他の目的が、低い水蒸気透過率(ＷＶＴＲ)、優秀なゲージ分布、 高い衝撃強度(一軸延伸されたフィルムと比較して)、高い引張強度特性、高い剛 性、及び吹き込みＨＤＰＥフィルムよりも著しく良好な他の物理的性質を有する 二軸延伸高密度ポリエチレンを与える本発明によって達成できることが発見され た。本フィルムはまた、縦型フォーム充填及びシール（ＶＦＦＳ）機において実 施される箱内バッグ(bag-in-box)操作において食品を包装するためにそれらを十 分に適したものにする永久折り目特性をも有する。他の用途において、本発明の フィルムは、ラベル、例えば感圧ラベル、グラフィックアートの材料、及び一般 に紙の代替品の製造のために該フィルムを有用なものにする性質を有している。 本フィルムは１つ以上のスキン層を有利に備えることができる。例えば、同時押 出または塗布によってヒートシール性を備えたときは、本発明のフィルムは、包 装、殊に乾燥食品の包装における用途に特に適している。該フィルムを製造する ための方法は慣用の装置をさらに有効な方法で使用し、そして化学架橋剤、照射 、または他の複雑な製造手段を必要としない。 図１Ａは、その幅の全域及びその長さに沿った３つの異なる点で測定したバラ ンスのとれた延伸を有するフィルムの層を示す図である。 図１Ｂは、その幅の全域及びその長さに沿った３つの異なる点で測定したバラ ンスのとれていない延伸を有するフィルムの層を示す図である。 本発明は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の二軸延伸フィルムを提供する。 ここで使用する用語「高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)」とは、０．９４０以上の 密度を有するエチレン含有ポリマーを意味するために定義される。一般に、０． ９４０以上の密度を有するＨＤＰＥは使用のために受容できるが、より高い密度 のＨＤＰＥが好ましく、０．９５０以上の密度を有するＨＤＰＥがさらに好まし い。（ＨＤＰＥの密度が０．９４０−０．９６０以上に増加するにつれ、引張強 度が実質的に増加し、そしてＷＶＴＲが実質的に低下する。靭性及び衝撃強さは 高分子グレードにおいてはるかに高い。ＫＲ Ｏｓｂｏｒｎ及びＷＡ Ｊｅｎｋ ｉｎｓ，Ｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｌｍｓ：Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐａｃ ｋａｇｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔｅｃｈｎｏｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓ ｈｉｎｇ Ｃｏ.，Ｉｎｃ.，ペンシルバニア州ランカスター(１９９２年)）密度 はＨＤＰＥを有用に特徴づけるパラメーターであるが、本発明において使用する ために適切なＨＤＰＥは、約２６５°Ｆ（約１３０℃）〜約２８０°Ｆ（約１３ ７℃）の範囲の結晶融点、及び約８０〜９５％の結晶度を有する。 本発明によって有用なＨＤＰＥのメルトインデックス（ＭＩ）は約０．５〜約 １０の範囲にある。さらに好ましくは、ＨＤＰＥは約０．５〜約２．０の範囲の メルトインデックスを有する。メルトインデックスは一般に、粘度に逆比例し、 そして分子量が増すにつれて減少すると理解される。従って、分子量が高いＨＤ ＰＥほど一般に低いメルトインデックスを有する。メルトインデックスを決定す るための方法は、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８のように、本技術において既知である 。 本発明において使用するために適した高密度エチレン−含有ポリマーはエチレ ンのホモポリマーを含むのみなならず、エチレンとより高いオレフィンとのコポ リマーをも含む。必要な基準に見合う適切な高密度ポリエチレンは商業的に入手 できる。種々の範囲の物理的性質を有するの一連のＨＤＰＥ樹脂が種々の製造元 から入手できる。特に好ましいＨＤＰＥは、テキサス州ホウストンのＬｙｏｎｄ ｅｌｌ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙによってＭ６２１１とし て販売される樹脂である。他の適切なＨＤＰＥ樹脂は、例えば、テキサス州ダラ スのＦｉｎａ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から入手できるＢＤ Ｍ９４−２５及びカナダのオンタリオ州サ−ニアのＮｏｖａ Ｃｏｒｐｏｒａｔ ｉｏｎから入手できる１９Ｃ及び１９Ｆを含む。 本発明に従う有用なＨＤＰＥはエチレンと小量の他のアルファオレフィンとの コポリマーを含む。好ましいアルファオレフィンはＣ₃−Ｃ₈アルファオレフィン を含む。エチレン（例えば約５０％またはそれ以上）と小量の１−プロピレンま たは１−ブテンとのコポリマーがさらに好ましい。適切なコモノマーを選択する ことによって、特別の望まれる物理的性質を有するＨＤＰＥフィルムが製造でき る。例えば、得られるコポリマーの結晶度及び密度はエチレンと共に使用される コモノマーによって制御可能に影響される。 ＨＤＰＥは単一のＨＤＰＥ樹脂のみ、ＨＤＰＥ樹脂の混合物(ブレンドまたは アロイ)、または小比率の他の資源ポリマーを含むＨＤＰＥ（ポリブレンド）か ら成ることができる。例えば、加工性を改善するために、ＨＤＰＥは約１０重量 ％までのミクロクリスタリンワックスを含むことができる。これらのＨＤＰＥは 典型的には、約０．５〜約１０の範囲のメルトインデックスを有し、そしてそれ らは通常、例えば約０．７〜約２の望まれるメルトインデックスを有するブレン ドを生じるように選択される。ＨＤＰＥ樹脂の混合物は一般に、押出機中で、押 出機トルクを減じることによってより良好な加工特性を生じる。 ＨＤＰＥブレンドは２種以上のＨＤＰＥを含むことができ、その各々は０．９ ４０以上の密度を有する。ＨＤＰＥポリマーのブレンドは有利には、主比率（す なわち５０重量％以上）の、０．５〜２のメルトインデックスを有するＨＤＰＥ 、及び異なるメルトインデックスを有する１種以上のポリマーを含む。例えば、 ＨＤＰＥの３成分ブレンドが本発明に従う用途に適切であると見いだされた。適 切な３成分ブレンドは、例えば、０．９４０以上の密度及び０．５〜約２．０の メルトインデックスを有するＨＤＰＥ約５０〜約９８重量％、好ましくは約８４ 〜約９６重量％；０．９４０以上の密度及び０．１〜０．５のメルトインデック スを有するＨＤＰＥ１〜２５重量％、好ましくは３〜８重量％；並びに０．９４ ０以上の密度及び２〜約８のメルトインデックスを有するＨＤＰＥ１〜２５重量 ％、好ましくは３〜８重量％を含む。好ましくは、小量の、第２及び第３のＨＤ ＰＥポリマーがほぼ同じ量で存在する。他のＨＤＰＥブレンド及び３成分ブデン ドも 使用できる。 ＨＤＰＥと小量の１種以上の他のポリマーとのブレンド（アロイ類、ポリブレ ンド類）も、特別の場合に適切である。例えば、得られるフィルムの物理的性質 は、異なる結晶度のポリマーを含めることによって選択できる。従って、ポリプ ロピレンのような高結晶度のポリマーが含まれ得る。代わりに、ポリスチレン、 スチレン−ブタジエンコポリマーまたはポリ酢酸ビニルのような低い結晶度また 非晶質ポリマーが含まれる。例えば、米国特許第４，１９１，７１９号は５種の 異なる成分を含むブレンドであるＨＤＰＥ材料を記述する。この態様において、 基材ＨＤＰＥ物質は少なくとも５０重量％のＨＤＰＥ、好ましくは少なくとも約 ９０重量％のＨＤＰＥを含む。 他の態様において、フィルムは、ＨＤＰＥ及び低密度ＰＥ(ＬＤＰＥ)、超低密 度ＰＥ（ＵＬＤＰＥ）または線状低密度ＰＥ（ＬＬＤＰＥ）のような他のポリエ チレンのブレンドである基材を含み得る。当業者は、特別の目的のために、得ら れるフィルムの物理的性質を調整するために、これらの他のタイプのポリエチレ ンが小量で使用できることを理解する。この態様において、基材は少なくとも約 ５０重量％、好ましくは少なくとも約９０重量％のＨＤＰＥを含む。 本発明のフィルムは以前から可能であった比較的高い程度に、二軸に延伸され ている。ＨＤＰＥの高い程度の二軸延伸は、得られるフィルムに望まれる物理的 性質を付与するために適切な延伸度が見いだされる限りは、本発明の重要な面で ある。詳細には本発明の延伸法は、フィルムに、優秀なＷＶＴＲ特性、屈曲亀裂 抵抗、伸び、引張強度、衝撃強度及び冷強度（これらは全て本技術において標準 的な技術によって測定できる）のような、そのような望まれる性質を導入する。 例えばＡＳＴＭ規格の年度ブック、ペンシルバニア州フィラデルフィア、Ａｍｅ ｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉ ａｌ(１９９４年)；またはＴＡＰＰＩ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ １９９４〜 １９９５年、ジョージア州アトランタのＴＡＰＰＩ Ｐｒｅｓｓ（１９９４年） を参照されたい。本発明のフィルムは、より良好な永久折り目性をも有する。永 久折り目は一般に、質的な手段によって評価されるが、ＡＳＴＭ Ｄ−９２０− ４９によって決定される折り目保持によって示され得る(３０秒後の％折り目保 持)。これらの改善された物理的性質は、本発明のフィルムを包装に、液体を含 む食品及び他の物質の包装にさえ理想的に適したものにする。これらの物理的性 質はまた、フィルムを、ラベル及び他の類似の用途において使用するために十分 に適したものにする。 当業者は、二軸延伸がバランスのとれるように、すなわちＴＤ及びＭＤの両方 で実質的に等しい程度に伸張されるように、ＨＤＰＥフィルムが製造され得るこ とを認識する。しかし、高度に延伸されたＨＤＰＥフィルムがバランスのとれて いない延伸、すなわちＴＤ延伸及びＭＤ延伸が等しくない二軸延伸、から利益を 得ることが予期されずに発見された。さらに詳細には、本フィルムは、フィルム が縦方向よりも横方向に大きな程度に伸張された延伸不均衡から利益を得る。 フィルムの性質はフィルムの伸張比を調節することによって選択的に制御でき 、これは横方向伸張度（ＴＤＸ）の縦方向伸張度（ＭＤＸ）に対する比、すなわ ちＴＤＸ／ＭＤＸ比として定義される。このように、ＭＤに約６：１の度合いに 、そしてＴＤに約９：１の度合いに伸張されたフィルムは約ＴＤＸ／ＭＤＸ＝９ ／６、すなわち１．５の伸張比を有する(バランスのとれたフィルムは約１の伸 張比を有する)。 従って、本発明のフィルムが延伸不均衡を有すること、すなわちそれが横方向 により大きな程度に、縦方向により小さい程度に伸張されることが好ましい。従 って、フィルムは好ましくは、１より大きいＴＤＸ／ＭＤＸ比を有する。例えば 、本発明のフィルムは縦方向に６．５：１までの度合いに伸張され、そして横方 向に約１０．５：１の度合いに伸張されて、約１．６のＴＤＸ／ＭＤＸ比を与え ることができる。 当業者は、ここに与えられる開示から、本発明のフィルムが不均衡な延伸のも のであるだけでなく、不均衡なフィルムが両方向に高い度合いに延伸されること を認識する。従って、本発明のフィルムは、「高い二軸延伸」を有すると言われ る。さらに説明的には、本発明のフィルムは「不均衡に高度な二軸延伸」を有す ると言うことができる。 従って、本発明に従って製造されるフィルムの高い二軸延伸は、フィルムが高 い度合いに寸法的に変えられていることが意味される。この寸法変更は、フィル ムの表面積の比較的大きな増加として表される。表面積の得られる増加は実質的 に伸張率の結果に等しい。ＭＤに６：１の比に（すなわち５００％増加）伸張し 、そしてＴＤに９：１の比に（すなわち８００％の増加）伸張することによって 延伸されたＨＤＰＥを例にとられたい。この例において、フィルムの表面積はオ リジナルシートの表面積の６×９＝５４倍（オリジナルの５４００％）である。 表面積の増加によって示される寸法変化は一般に、フィルムのゲージ（厚さ） の相伴う減少によって示される。ゲージの減少は生成物の伸張比に直接比例し、 そして通常はその数に実質的に等しい。従って、上記の例において、二軸延伸手 順の後の最終フィルムゲージは一般に、オリジナルのＨＤＰＥシートのゲージよ りも約６×９＝５４倍小さい。従って、６ＭＤ×９ＴＤに延伸された、最終厚さ １．０ミル（２５．４μｍ）を有するフィルムを製造するためには、延伸の直前 のオリジナルの材料は約５４ミルの厚さであるべきである。従って、高度の二軸 延伸によって、延伸されるシートは典型的には高いゲージのものでなければなら ない。本発明の高い二軸延伸法は約３０〜約１２０の寸法変化を許す。従って、 一般に、高いゲージのＨＤＰＥシートは、使用されるＭＤ及びＴＤ伸張比に依存 して、製造されることが意図されるＨＤＰＥフィルムよりも約３０〜約１２０倍 厚いシートである。 本発明のフィルムは、慣用のキャスチング装置を使用して（延伸のための用意 において）製造される。例えば、キャスト押出しは一般に、標準のマルチロール スタックシステムまたは空気キャップを備えたキャストロール（シートの外側に 適用される高い速度の空気）を使用して達成される。キャストロール及び水浴シ ステムのような他のキャスチング装置も有用であるが、このタイプのシステムは フィルムの透明度に影響し、一般により粗く、そしてさらに不透明なフィルムを 生じる。 キャスチングに続いて、キャスト物質、典型的には厚いシートは、慣用の延伸 装置を使用して延伸される。好ましくは、シートは順次延伸され、さらに好まし くは最初に縦方向に伸張され、そして続いて横方向に伸張される。このように、 キャスト物質は典型的には、その延伸温度に加熱され(所望によって予備加熱段 階を含む)、そして２組のロールの間でのＭＤ延伸に付され、ここで２組目は望 まれる延伸比を得るために有効な量で、最初のものよりも大きい速度で回転して いる。次に、一軸に延伸されたシートは、シートをそれがオーブンを通って供給 されているときに加熱（再度、所望によって予備加熱を含む）によって縦方向延 伸され、そしてテンターフレームににおいて横延伸に付される。同時伸張が可能 な装置の使用または最初に横方向に次に縦方向に順次伸張することを含む代替の 横方向伸張も可能であるが、これらの装置は、それらが現在、実施不能または過 剰に高価にそれらをする重大な技術的制限をしばしば被るので、より好ましくな い。 本発明のために、必要な予熱工程並びに延伸工程を含む高い二軸延伸法は、Ｈ ＤＰＥのガラス転移温度（Ｔｇ）〜該ＨＤＰＥの結晶融点（Ｔｍ）の範囲の装置 温度を使用して実施される。さらに具体的には、ＭＤ延伸は約１４０°Ｆ（６０ ℃）〜約３２０°Ｆ(１６０℃)、さらに好ましくは約２３０°Ｆ（１１０℃）〜 約２９５°Ｆ（〜１４６℃）の温度で実施される。ＴＤ延伸は、約２３０°Ｆ（ １１０℃）〜約３２０°Ｆ(１６０℃)、さらに好ましくは約２５５°Ｆ（〜１２ ４℃）〜約２９５°Ｆ（〜１４６℃）の温度で達成される。当業者は、特別の状 況で使用される延伸温度が一般にシートの滞留時間及びロールのサイズに依存す ることを理解している。ＨＤＰＥシートのＴｍよりも高い装置温度は、もし滞留 時間が短ければ適切であり得る。当業者はまた、これらの方法に含まれる温度が ＨＤＰＥ自体の温度（これは一般には直接測定できない）よりも、装置の測定さ れるかまたは設定された温度に関連することを理解している。 二軸延伸されたフィルムの全体厚さは重要でなく、そして約０．２５ミル（〜 ６．３５μｍ）〜約１０．０ミル（２５４μｍ）の範囲であることができる。し かし、得られたフィルムが約１ミル（〜２５．４μｍ）未満の厚さのフィルムに おいてさえ優秀なゲージ分布を有するということが、本発明の方法の他の利点で ある。他の優秀な性質に加えて、優秀なゲージ分布を有する約０．７ミル（〜１ ７．８μｍ）のフィルムが製造される。例えば、約０．２５ミル（〜６．３５μ ｍ）〜約２ミル（５０．８μｍ）の厚さを有する本発明のフィルムは、約０．２ ミル（０．２／２５．４μｍ）未満の優秀なＷＶＴＲ（ｇ−ミル／１００インチ² −２４時−１気圧）を有するが、吹き込みＨＤＰＥフィルムが匹敵するＷＶＴ Ｒを達成するためには幾分大きいゲージ（１．５倍以上厚い）が必要であること が見いだされた。０．９５７以上の密度を有する、より高い密度のＨＤＰＥ樹脂 は、キャスト押出しによって直接薄いフィルムへ製造できるが、カール、不均一 、平坦性及び高いＷＶＴＲの問題が障害として残る。従って、特にＶＦＦＳ用途 のために、最良の性質のバランスを有する約０．８〜１．５ミル（２０〜３８μ ｍ）の薄いＨＤＰＥフィルムが、約１５〜２００ミル（約３８１〜５０８０ミル ）の厚さを有する押出物（これは本発明に従う二軸延伸によって望まれるフィル ムゲージに減じられる）から製造されたとき、本発明の高度に二軸延伸されたフ ィルムにおいて得られる。一般に、実際の厚さにかかわらず、キャスチングと必 要な二軸延伸の完了との間のいずれの段階におけるＨＤＰＥ物質もここではシー トと呼ばれるが、該ＨＤＰＥ物質は二軸延伸の後フィルムと呼ばれる。 本発明の二軸延伸されたＨＤＰＥフィルムは有利には、ＨＤＰＥを含む基材に 同じ広がりを有するように接着された少なくとも１つのスキン層を備えることが できる。５層またはそれ以上の多層を有するフィルムを製造する方法が既知であ る。スキン層はこれらのフィルムにおいて望まれる性質を得るために使用できる 。例えば包装用途のような特別の態様においては、フィルムがヒートシール層を 含むことが好ましいかもしれない。印刷用途またはラベル用途のために、印刷適 性（例えばインキ受理性）を改善するスキン層が望ましいことがあり得る。例え ば、アクリレート層はアクリル系インキに対する受理性を改善するために望まし いことがあり得る。他の層は、酸素のような気体のための望ましい遮断性を有す るポリマーから成ることができる。そのようなフィルムを異なる目的に適合させ るために適切なスキン層物質であるときに、そのようなスキン層をオレフィンフ ィルムに適用する方法は本技術において既知である。 スキン層は種々の方法でＨＤＰＥフィルムに適用できる。スキン層材料は、押 出中、押出後であるが延伸の前に、順次延伸工程の間、または必要な二軸延伸の 完了後でさえ、基材ＨＤＰＥ材料に適用できる。多層フィルム構造体を製造する 方法は、例えば、同時押出しを含み、ここでは２以上のポリマーメルトが有意な 程度にメルトを混合せずに一緒に押し出される。得られた同時押出物は、薄層を なす構造を有する。他の方法は押出し積層であり、ここではコーティング層が予 備形成された基シート上に押し出される。他の方法は同時積層であり、ここでは 基層及びスキン層が挟まれて密接に接触され、そして次に一緒に延伸に付される 。このタイプの方法は基層及びオフラインで製造されたスキン層を使用すること ができる。代わりに、基層は一方向に延伸でき、スキン層が次に、適用され、そ して複合材料が次に他の方向に延伸される。接着積層において、中間の接着材ま たは結合層が基フィルムと望まれるコーティング層との間に与えられる。代わり に、追加の層が前もって押出されたフィルムに追加されたとき、フィルムの表面 は、化学酸化、火炎処理、コロナ放電等を含む既知の方法に従う予備処理によっ て追加された層を受理するたるために調製される。本発明のフィルムに適合でき る積層法は、例えば米国特許第４，９１６，０２５、５，２３３，３４６、５， ３０２，４４２、５，５２７，６０８及び５，５００，２８３号に記述される。 ＨＤＰＥが基層またコア層をなす多層フィルムにおいて、１以上の層またはス キン層がフィルムの一または両表面に適用できる。そのような場合において、Ｈ ＤＰＥ基層は通常、全フィルムの厚さの約７０〜約９５％、またはそれより高い 百分率を示す。普通には、そのような他の層は、その上に同時押出しされること によって適用される。例えばフラットシート台を通して通常の押出機から同時押 し出しされ、メルト流れはアダプター及び／またはマルチキャビティダイ内で押 出前に結合される。ダイから押し出されると、構造体は冷却急冷され、そして次 に高い二軸延伸工程に付される。最後に、フィルムの端はトリムされ、そしてそ れは次にロール上に巻かれる。 ヒートシール層が望まれるのであれば、該層はこの目的のために使用される慣 用の材料のいずれからでもポリオレフィン、特にポリエチレンフィルムと組み合 わせて製造できる。例えば、エチレン−酢酸ビニルコポリマーまたはエチレン− メタクリル酸塩イオノマー（例えばＳＵＲＬＹＮの商品名でデュポンから入手で きる）が使用できる。ヒートシール層がエチレン−メタクリル酸塩イオノマーで あるフィルムは、ＶＦＦＳ用途に適しているフィルムを製造する場合に特に有用 であることが見いだされた。ヒートシール層はそのようなヒートシール樹脂を含 むことができ、または小量の他の物質を含むことができる。例えば、比較的高価 なＳＵＲＬＹＮイオノマーは小量の、低密度ポリエチレンのようなより安価な材 料と混合できる。 種々のスキン層が、他の用途のための要求を満足するために適用できる。例え ば、ラベル及び紙代替物を製造するために有用な高められた印刷適性を有するフ ィルムのような、印刷における用途のために適合するフィルムを製造するための 方法が既知である。水系インキを含むインキ受理性、またはインキの保持を改善 し、そしてラベル（不透明または半透明）の製造において使用するために適切な スキン層が南アフリカ特許出願番号ＳＡ９４／９７１２号に記述されており、そ の開示はその全体において参照によってここに組み入れられる。アクリレートの スキン層が、アクリル系インキの保持を改善するために使用できる。 本発明のフィルムはまた、本技術における既知の方法によって金属化できる。 そのような金属化フィルムは多くの用途において金属フォイルを置換できる。 添加剤も、ＨＤＰＥ基材内またはスキン層（もしあれば）内のいずれかで、フ ィルムのポリマー材料中に組み込まれ得る。多数のそのような材料が既知であり 、そしてそれらのフィルムへの組み込みのための多数の方法も既知である。適切 な添加剤は、限定されずに、抗酸化剤、充填剤、粒状物、染料、顔料、光安定剤 、熱安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、抗ブロッキング剤、研磨剤等を含む。 不透明化剤が本発明の二軸延伸ＨＤＰＥフィルム内に含まれることができる。 そのような薬剤は、典型的には約１０重量％まで、好ましくは少なくとも約１重 量％の比率で含まれる。そのような薬剤は、押出前にＨＤＰＥ樹脂内に含まれる ことができる。適切な不透明化剤は、酸化鉄、カーボンブラック、アルミニウム 、酸化アルミニウム、二酸化チタン及びタルクを含む。 特に好ましい態様において、空洞化剤または空隙誘導粒子がフィルムに約２５ 重量％までの量で含まれる。そのような薬剤は典型的には押出前にＨＤＰＥメル トに加えられ、フィルム製造工程中にフィルムの構造内で空洞（空隙）を生じる ことができる。空洞化剤によってＨＤＰＥ内にもたらされた小さな異質部分はシ ート内に弱さの点を生じると考えられる。二軸延伸法は次にＨＤＰＥ内に小さな 裂けをもたらし、処理フィルム内に空洞を生じる。適切な空洞化剤は、例えば、 微細に粉砕された無機物質を含む。一つの好ましい空洞化剤は炭酸カルシウム（ ＣａＣＯ₃）である。有機空洞化剤も既知であるが、それらの限定された操作温 度 範囲によってより好ましくない。しかし、そのような有機空洞化剤は、もしそれ らが極端に微細に分割されており、かつ操作温度において溶融抵抗性であるかま たはＨＤＰＥ材料内に適切な異質部分をつくるのであれば、有用である。出願Ｗ Ｏ９４／１４６０６号（その全体が参照によってここに含められる）に記述され るもののような本技術において既知の方法を使用する空洞化剤が含まれる。従っ て、空洞化剤が使用される本発明の方法において、ＣａＣＯ３、ポリスチレン、 または他の空洞化剤がＨＤＰＥのコア内に約５重量％〜約２５重量％の量で含ま れ得る。出願人は二軸延伸された、空洞化されたＨＤＰＥフィルムを製造するた めの商業的に実施可能な方法があることを現在知らない。従って、実質的に以前 に可能なものよりも良好な物理的性質（例えば改善されたゲージ制御）を示す空 洞化フィルムを製造するための方法が有用であることは、本発明の他の利点であ る。 本フィルムは、その湿潤性及びインキのようなコーティングへの接着性を改善 するために処理できる。フィルムをコロナ放電、火炎処理等ににさらすような、 そのような処理は慣用的であり、かつ本技術において既知である。 上記したように、本発明において使用される高い二軸延伸は、一軸延伸のため に現在使用される、実質的により大きな厚さを有するキャストＨＤＰＥシートの 使用を必要とする。例えば、６：１の度合いにＭＤ伸張され、１０：１の度合い にＴＤ伸張されたフィルムについて、該フィルムは、ＭＤ伸張及びＴＤ伸張の結 果、または〜６０に比例した寸法比によって厚さが減じられる。この例において 、キャストシートは二軸延伸されたフィルムの望まれる厚さの約６０倍の厚さを 有するべきである。従って、フィルムが約１ミル（２５．４μｍ）の厚さである ことが望まれる場合には、キャストシートは約６０ミル（１５２４μｍ）の厚さ でなければならない。対照的に、約１ミル（２５．４μｍ）の厚さを有する１０ 倍の一軸延伸フィルムについては、キャストシートは１０倍の厚さまたは約１０ ミル（２５４μｍ）であるべきであるだろう。 そのような高いゲージのＨＤＰＥシートは、その製造において特別の操作問題 を提示する。特に、高いゲージのＨＤＰＥシートは、キャストロール上での冷却 が効率的に達成されるのが困難な程厚い。比較的低いキャストロール温度、例え ば約１４０〜１６０°Ｆ（６０〜７１℃）の使用、これは他の場合にはより厚い シートを取り扱うために受容できるのであるが、はキャストロールから離れたよ り厚いシートのカールを生じる。また、そのような低い温度はしばしば粗くなっ たそしてでこぼこした端部を生じ、裂けの問題に通じる。そのような問題にもか かわらず、キャスチング工程が有利に修正されて二軸延伸手順のための望まれる 特性を有するシートを与えることができることが予期されずに発見された。 出願人は、はるかに高いキャストロール温度、例えば約２００°Ｆ（９３℃） 以上、が、カールが避けられ、かつ適切な端部が形成され、それによってその後 の延伸手順を実行可能にするように、シートをキャストロールに付着させておく ために使用できるという、驚くべき観察を行った。しかし、このアプローチは高 い二軸延伸法における使用に適切な高いゲージのシートを製造するが、高いキャ スチング温度はキャスチング方法それ自体に実際的な困難性を導入する。例えば 、高いキャストロール温度はキャストロールとフィルムとの間の正味温度差を減 少させ、それによってフィルムからの熱転移の速度を減じる。さらに、より高い キャストロール温度は、フィルムを冷却するための水浴の使用における不利点を 提示する。なぜなら、水はロールから大量の熱を除去し、キャストロール温度の 維持を困難にするからである。また、より高い温度は、水浴からの蒸発水による 機械上に残された鉱物付着物（そして潜在的にフィルムに移り得る）の有意な増 加を生じる。 代わりに、ＨＤＰＥシートのカールが、より低い温度のキャストロールが使用 されたときでさえ、キャストされるＨＤＰＥがキャスチングプロモーター材料の 外側層を備えていれば、避けられることが予期されずに発見された。キャスチン グプロモーターはここに記述されたいくつかのまたは全ての問題を避けるために ＨＤＰＥ材料のキャスチング特性を実質的に改善することによって、キャスチン グ方法を促進する物質である。例えば、他のもののなかでもキャスチングプロモ ーターの使用は、シートのカールを減じるかまたは排除し、そしてキャスチング 中の端部不均一性を改善し、同時に、実質的にキャストロール温度の使用を許容 する。そのようなキャスチングプロモーター物質は、カール等の欠点を生じるこ となく、シートからの熱移動の速度の最適化を許容することによって、シートの ための加工能力を明らかに改善する。従って、高いゲージのＨＤＰＥシートのキ ャスチングを促進するどうような物質もキャスチングプロモーターとしての用途 に適切である。 キャスチングプロモーターは好ましくは、ポリオレフィン物質、すなわち、ア ルファオレフィンのホモポリマー、コポリマー若しくはターポリマー、または主 比率の１種以上のポリオレフィンを含むポリマー物質のブレンフォである。キャ スチングプロモーターが、冷却工程中にシートの収縮を減じることによってキャ ストロール上にシートを維持するために働き得ると考えられる。収縮の速度は、 キャスチングプロモーターポリマー内の結晶化の速度及び結晶度の程度と関連す ると考えられる。このようにあキャスチングプロモーターはＨＤＰＥよりも低い 収縮を示すポリオレフィン物質である。従って、キャスチングプロモーターはＨ ＤＰＥよりも低い結晶化速度及び結晶度の程度を有するべきである。ポリオレフ ィンの結晶度は一般にその密度と相関するので、キャスチングプロモーターの密 度は典型的には、ＨＤＰＥのものより低い。好ましくは、キャスチングプロモー ター物質の密度は約０．９４５未満である。例えば、中密度ポリエチレン物質( 例えばミシガン州ミドランドのＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．からのＤｏｗ ｌｅｘ２０２７(ｄ＝０．９４２))が本発明に従うキャスチングプロモーターと して使用できる。代わりに、低密度ポリエチレンとＨＤＰＥのブレンドが使用で きる。例えば、約２重量％〜約５０重量％のＨＤＰＥ．好ましくは約５重量％〜 約２５重量％のＨＤＰＥを含むＬＤＰＥ／ＨＤＰＥブレンドがキャスチングプロ モーター物質として機能できることが証明された。 好ましいキャスチングプロモーター物質は、主比率のプロピレンと小比率の少 なくとも１種の他のアルファオレフィンとのコポリマーまたはターポリマーを含 む。さらに好ましくは、プロピレンとエチレンとのコポリマー、またはプロピレ ン、エチレン及びブチレンのターポリマーの使用が本発明に従う高品質フィルム を生じる。少なくとも８０％のプロピレン及び約２０％までのエチレン、好まし くは約２％〜約２．５％のエチレン、さらに好ましくは約２％のエチレンを含む エチレン−プロピレンコポリマーは優秀なキャスチングプロモーター品質を有す る。一つの好ましいコポリマーは、約９８％のプロピレン及び約２％のエチレン を含む。この物質は、フィルムの透明度（より低い曇り）及び光沢性を実質的に 改善することが見いだされた。少なくとも８０％のプロピレンを含み、好ましく は約２％〜約７％のエチレン、さらに好ましくは３％のエチレンを含み、そして 約２％から７％のブチレン、好ましくは約４％のブチレンを含むエチレン−プロ ピレン−ブチレンターポリマーもまた優れたキャスチングプロモーターである。 一つの好ましいターポリマーは、約３％のエチレン、約９３％のプロピレン及び 約４％のブチレンを含む。これらの物質はまた、有用であり、そして光学的性質 に有利な改善を付与することが発見された。 記述されたプロピレンのコポリマーまたはターポリマーはまたブレンドされた 、フィルムの熱安定性を改善する物質を提供する。そのような物質は、例えばＬ ＤＰＥまたはエチレン−酢酸ビニル(ＥＶＡ)、並びに他の同等の物質を含む。そ のような２つの機能ブレンドは、キャスチングプロモーターとして働くだけでな く、ヒートシール性を有すフィルムを与え、それによってヒートシールスキン層 を別に適用する必要を避ける。例えば、出願人は、プロピレン／エチレンコポリ マーと、約３５重量％までのＬＤＰＥまたは約２０重量％のＥＶＡのブレンドを 使用して有利な結果を得た。 キャスチングプロモーターは一般に、同時押出によるキャスチングの前に、Ｈ ＤＰＥ材料の少なくとも１表面上の層として与えられる。好ましくは、同時押出 物は、少なくとも８０重量％のＨＤＰＥ基材、及び約２０重量％以下のキャスチ ングプロモーター層（一または複）を含む。得られるキャストシートにおいて、 ＨＤＰＥ物質（所望によって１以上の結束層を含む）はシートの厚さの少なくと も８０重量％を構成し、残りがキャスチングプロモーター層である。さらに、キ ャスチングプロモーターのために観察された有利な効果を最適化するために、キ ャスチングプロモーターは好ましくはＨＤＰＥ物質のいずれかの側上の層として 与えられ、キャスチングプロモーターの外側層及びＨＤＰＥの内側コア層（例え ば構造式ＡＢでＡがキャスチングプロモーターであり、そしてＢがＨＤＰＥ基材 である）を与える。高度に好ましい態様において、キャスチングプロモーターの 各外側層は、シートの厚さの約１％〜約１０％を構成する。当業者は、シートの 側の各々の異なる性質が必要であれば、異なるキャスチングプロモーター物質及 び／または異なる量のキャスチングプロモーター物質を同じ用途に使用できるこ とを認識している。 １以上のキャスチングプロモーター層を有する多層フィルムを製造するために 使用される方法において、最も外側の組成物はスキン層かまたはキャスチングプ ロモーター層であることができることが観察された。例えば、シートがキャスチ ング後にスキン層を備えると、最も外側の層はキャスチングプロモーター層の外 側表面に適用されたスキン層である。このアプローチは構造ＣＡＢＡＣを有する フィルムを製造するために使用でき、ここでＣはスキン層であり、Ａはキャスチ ングプロモーター物質であり、そしてＢは基ＨＤＰＥ物質である。代わりに、フ ィルムが同時押出によって製造でき、ここで最も外側の層はキャスチングプロモ ーターの層であるが、中間層、例えば結束層が顔料を含む。このアプローチはＡ ＣＢＣＡを有するフィルムを製造するために使用でき、ここでＡはキャスチング プロモーターであり、Ｃは結束層であり、そしてＢが基ＨＤＰＥ物質である。当 業者は、特別の目的のために多層を配合するうえで、他の順序が可能であること を認識している。実施例１ 一連のフィルム製造の試みが、二軸延伸されたＨＤＰＥフィルムの能力を決定 するために実施された。０．９５８の密度、１．１のメルトインデックスを有す るＨＤＰＥ（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ Ｍ６２１１）が、通常の方法を使用してキャス ト物質を製造するために使用されたが、比較的厚い（＜４０ミル／＜１１６０μ ｍ）のキャスト物質の操作を可能にするために高い温度（２０５°Ｆ／９６℃） のキャストロール（すなわちロール内の水冷却剤の温度）のキャストロールが使 用されたことを除く。延伸条件の組み合わせが、不均衡の二軸延伸の効果を検査 するために試験された。詳細には、延伸は、キャスト物質を縦方向に４．０：１ 〜７．０：１の度合いに、２５５°Ｆ（１２４℃）〜２７５°Ｆ（１３５℃）の 温度で、そして横方向に７．０：１〜９．５：１の度合いに、２５０°Ｆ（１２ １℃）〜３２０°Ｆ（１６０℃）の温度で伸張することによって実施された。い くつかの試験を表Ｉに記述する。 試料Ａのフィルムを、不透明延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルムを製造す るために一般に非常に良好である延伸条件（すなわち４ＭＤＸ及び７ＴＤＸに伸 張）を使用して製造した。しかし、得られたフィルムは、非常に乏しいゲージ分 布を有することを含む、非常に乏しい品質のものであった。特に、ＭＤ延伸シー トは横方向に配列された厚い材料のストリップ（ＴＤバンド）を有し、そしてＴ Ｄオリエンター出口でのフィルムがその中心に降りる非常に厚い物質の幅広のス トリップ（ＭＤバンド）と一緒にこれらのストリップを有した。二軸延伸のこの 度合いでのフィルムへ均一なゲージを付与できることが証明された温度は見いだ されなかった。 しかし、ＭＤＸの増加がＴＤバンドの厳密性を少なくすることに役立つことが 予期されずに見いだされた。（ＭＤＯ温度は、基材上のより大きな応力と関連し た滑りを減じるために増加された。）従って、一連の試験を行い、ここでＭＤＸ は変えたが、ＭＤ延伸温度は２７５°Ｆ(１３５℃)、ＴＤ延伸比(ＴＤＸ＝９． ５)、及びＴＤ延伸温度２９４／２５０°Ｆ（１４６／１２１℃）は一定に保持 された。これらの試験から、表Ｉ中の試料Ｂ〜Ｄが得られた。５．７のＭＤＸに おいてＴＤバンドが減少したが(試料Ｂ)、均一なゲージが６．６のＭＤＸを使用 して得られた（試料Ｃ)ことがみとめられた。しかし、ＭＤＸを７．０以上に増 すことによって、延伸工程は、ＴＤ伸張を許容するにはあまりに裂けやすいので 実行不可能となる。 試料Ｃの延伸フィルムは優秀なゲージ分布を示すのみならず、当業者に既知の 慣用の方法によって試験されるように、それらと関連する優秀な引張性及び剛性 をも有する。具体的には、ＭＤ引張モジュラスは、４４００００ｐｓｉ（３×１ ０⁶ｋＰａ）であると決定され、ＴＤ引張モジュラスは８６００００ｐｓｉ（５ ．９×１０⁶ｋＰａ）−２４であると決定され、そしてＷＶＴＲは１００°Ｆ（ ３８℃）及び９０％相対湿度で、０．１４ｇ／１００インチ²−２４時間（０． １４ｇ／６４５１６ｍｍ²−２４時間）であると決定された。試料Ｃのフィルム の永久折り目もまた主観的な評価によって優秀であった。 これらの結果から、ＨＤＰＥフィルムの高い二軸延伸は、望ましい性質を有す るフィルムを得るためには、特定の条件を必要とするとが明らかである。詳細に は、もし縦方向延伸（ＭＤＸ）があまりに高いかあるいはあまりに低いと、望ま しくない性質がつくりだされ、そして完全に不用なフィルムでさえ得られ得る。 しかし、本発明のフィルムの性質がＭＤＸ延伸に高度に選択的であるとしても、 フィルムは実質的にＴＤＸにより感受性でなく、そしてより高いＴＤＸ、例えば 実質的に９：１を超えるＴＤＸ（示さず）において有用な特性を保持する。実施例２〜７ 表ＩＩは本発明の特徴と利点を示す一連の試験を要約する。各々の場合に、シ ートは慣用の押出及びキャスチング装置を使用して製造され、そして延伸は慣用 の延伸装置を使用して実施された。全ての試験において、ＨＤＰＥポリマーはＬ ｙｏｎｄｅｌｌ Ｍ６２１１であった。コポリマー（ＣＰ）がキャスチングプロ モーターとして使用されるとき、コポリマーは、テキサス州ダラスのＦｉｎａ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から得たエチレン−プロピレンコポ リマー６５７３ＸＨＣ（２％エチレン及び９８％プロピレン）であり、ターポリ マー（ＴＰ）が使用されるときは、ターポリマーは日本東京のチッソ社から得た エ チレン−プロピレン−ブチレンターポリマー７５１０（３％エチレン、９３％プ ロピレン及び４％ブチレン）であった。 実施例２ 表ＩＩ中の試料Ｅ及びＦは、本発明によって解決される従来技術の重要な問題 を例示する。詳細には、試料Ｅは、従来技術の二軸または一軸延伸法において使 用するために適したより薄いＨＤＰＥシートを製造するために使用されるものに 類似した温度である１９０°Ｆ（８８℃）未満に設定されたキャストロールを使 用して製造された。しかし、得られたシートは実施不可能、すなわちそれがキャ ストロールを離れてカールし、そして不均一な端部を有したので、本発明の高二 軸延伸方法において使用できなかった。対照的に、試料Ｆは２０６°Ｆ（９７℃ ）の温度に設定されたキャストロールを使用してキャストされた。得られたシー トは、それがキャストロールに付着しそして均一な端部を有する良好な品質のシ ートを製造したので、本発明の延伸方法において十分に操作可能であった。この シートは縦方向に６．６：１の度合いに、そして横方向に９．４：１の度合いに 伸張された。得られたフィルムは良好なＷＶＴＲ性及びゲージ分布（０．８ミル ／２０．３μｍ）を示した。明らかに、より高い温度のキャストロールの使用は 、本発明の二軸高延伸法において使用するために適切な寸法及び品質のシートを 得る問題に対する有効な解決策である。実施例３ 試料Ｆ、Ｇ及びＨは、ＨＤＰＥシートをキャスチングする際に、キャスチング プロモーター物質を使用することによって使用される特定の予期されない利点を 一緒に示した。実施例２において上述した試料Ｆはキャスチングプロモーターを 含まず、そして高温キャストロール、すなわち２０６°Ｆ（９７℃）の使用を必 要とした。試料Ｇ及びＨは、トリルアミネート(trilaminate)シートとしてキャ ストされ、各々はＨＤＰＥコア物質のそれぞれの側上にキャスチングプロモータ ーの層を含む。各キャスチングプロモーター層はシートの全重量の２％を構成し ている。詳細には、試料Ｇはターポリマーキャスチングプロモーターの層を含む 、試料Ｈはコポリマーキャスチングプロモーターの層を含んでいた。それぞれの 場合、キャスチングプロモーター層は、６０°Ｆ（１５℃）より大きい温度減少 である１４０°Ｆ（６０℃）でのＨＤＰＥシートのキャスチングを許容した。 キャスチングプロモーター物質の両方は本発明に従う高い二軸延伸が可能なシ ートを生じた。さらに、キャスチングプロモーター物質のいずれかをシートに加 えることは、最終延伸フィルムにさらなる予期されない有利な性質（改善された 曇り及び光沢）を与えた。試料Ｇにおいて使用されたターポリマーキャスチング プロモーターは、試料Ｆにおける７９％の曇りと比較してわずか１３％の曇り、 及びわ試料Ｆにおけるずか６％の光沢と比較して６４％の光沢を有するフィルム の製造を許容した。曇りはＡＳＴＭ Ｄ−１００３−９２によって評価し、光沢 はＡＳＴＭ Ｄ−２４５７−９０によって４５°の角度で評価した。コポリマー キャスチングプロモーターは、フィルムの光学的性質と関連してさらに良好であ り、曇りがわずか５％に減少し、そして光沢が９０％に増加したフィルム（試料 Ｈ）を与えた。実施例４ 実施例３に上述した試料Ｆ、Ｇ及びＨに類似の３つの追加のフィルムを、異な る物理的寸法を有する他の装置を使用して製造した。試料Ｉは試料Ｆに匹敵し、 再度、良好なＷＶＴＲ性及びゲージ分布を有するＨＤＰＥフィルムの製造をより 高いキャスチング温度が許容することを示した。試料Ｊ及びＫは試料Ｇ及びＨに それぞれ匹敵するが、キャスチングプロモーターの３％が前の試料における２％ と異なり、各層において使用されたことを除く。この装置において、キャスチン グプロモーターは、試料Ｅについての２１５°Ｆ（１０２℃）のキャスチング温 度と比較して１２０°Ｆ（４９℃）程度に低いキャスチング温度の使用、すなわ ち９５°Ｆ（３５℃）の温度減少、を許容した。 再度、キャスチングプロモーターはまた、フィルムの光学的性質をも改善する 。詳細には、ターポリマーキャスチングプロモーターは、試料Ｉにおける４０％ と比較して試料Ｊにおける曇りをわずか２６％に減じ、そして光沢を、試料Ｉに おける２７％から３２％に増加した。（これらの利点は多分、キャストシートを 冷却するための水浴の使用によって、一般に光学的性質を劣化させる傾向がある 方法を、ある程度まで妥協させる。）試料Ｋにおいて使用されるコポリマーキャ スチングプロモーターは曇り及び光沢をさらに、曇りをわずか７％へ減じ、そし て光沢を８５％へ増加させて、改善する。実施例５ 表ＩＩ中に記述される試料Ｌは、本発明に従って製造される空洞化フィルムの 例である。５つの層を有する多積層ＨＤＰＥシートが同時押出された。コア層は ９重量％の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）を空洞化剤として含むＨＤＰＥであっ た。フィルムのそれぞれの側の上の外側層はターポリマーキャスチングプロモー ターの２％層であった。コア層と２つの外側キャスチングプロモーター層の間は 白化剤として４％のＴｉＯ₂を含むＨＤＰＥの結束層（各々１８％）であった。 多積層シートは次に本発明に従って、６．０のＭＤＸ及び１１のＴＤＸの度合 いに伸張することによって、二軸に高延伸された。従って、このフィルムを製造 するための方法パラメーターは上述の試料Ｊのものに匹敵する。得られた空洞化 フィルムは、２６０００インチ²／ポンド（３．７ｍｍ²／ｈｇ）の収量を与え、 そして１８％の光透過を示した。このフィルムの光沢は高く、すなわち５０％で あり、一方ＷＶＴＲは非空洞化フィルムについてのものよりもいくぶん高かった 。実施例６ 試料Ｍは、本発明に従って製造された顔料着色フィルムの例である。多積層フ ィルムを、同時押し出しして構造ＡＣＢＣＡを有する５層を有するように製造し た。コアまたは基層（Ｂ＝８３％）及び２つの外側層（各Ａ＝２．５％）は同じ ＨＤＰＥのものであった。コアといずれかの表面上の外側層の間の結束層（各Ｃ ＝６％）は、低密度ポリエチレン（密度＝０．９１４、メルトインデックス＝７ ）（ニュージャージー州、タリタウンのＡｍｐａｃｅｔ Ｃｏｒｐ．から得た製 品番号１１１７１）中に５０％ＴｉＯ₂の混合物１０％を含むＨＤＰＥのもので あった。着色されたシートを、６．６ＭＤＸ及び９．５ＴＤＸに伸張することに よって二軸延伸して、本発明に従う二軸高延伸フィルムを得た。得られたフィル ムは優秀なＷＶＴＲ特性を有し、そして８２％の光透過性を示した。実施例７ 試料Ｎ及びＯは、本発明のフィルム内に延伸不均衡を与えることによって得ら れる利点を示す。試料Ｎはバランスのとれた延伸を有するように、すなわち６． ５ＭＤＸ及び６．５ＴＤＸに製造したフィルムである。試料Ｏは試料Ｎのために 使用したものと同一のシートから製造されたフィルムであるが、延伸の不均衡、 すなわち６．０ＭＤＸ及び９．５ＴＤＸを有するように製造された。（２つのフ ィルムをキャスチング及び延伸するための方法条件は実質的に同一であった。） バランスのとれたフィルム（試料Ｎ）は、ゲージにおける広い変動を生じ、そし てフィルムとしての実際的な実用性を妨害するその中心へ下降するＭＤバンドを 示した。縦方向におけるゲージは、典型的な幅出し条件がバランスのとれた延伸 を有するフィルムを製造するために使用されるときには、均一にできないことが 観察された。対照的に試料Ｏは、ゲージの均一性が、機械的延伸を変更すること によって得られて、不均衡な延伸を与えることを示した。試料Ｏは、１．０ミル の厚さを与え、そして高度に均一なゲージ分布を有した。 試料Ｎ及びＯのゲージ分布における差異は、図１Ａ（試料Ｎ）及び１Ｂ（試料 ０）の比較を通して示される。横寸法のゲージ分布は、フィルムの中心において ２４”（６０９ｍｍ）の区画に沿って離れた、１”（２５４ｍｍ）の空間をあけ た２５の測定の組をとることによってマイクロメーターによって測定された。図 １Ａ及び１Ｂは、フィルムの長さに沿って３つの異なる位置でとったゲージ測定 の組を示す。試料Ｎのフィルムは３６”（９１４ｍｍ）の幅であるが、試料Ｏの フィルムは５５”（１３９７ｍｍ）幅であった。明らかに、バランスのとれた延 伸（試料Ｎ：図１Ａ）を有するフィルムは、ゲージにおいて広い変動性を示し、 一方不均衡な延伸を有するフィルム（試料Ｏ：図１Ｂ）は、本発明の方法を通し て得られた他の利点を示す、実質的に均一なゲージを示した。実施例８ 二軸延伸フィルム（実施例３の試料Ｈ）は、本発明の方法に従って、次のよう に製造された。ＨＤＰＥ（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ Ｍ６２１１）を２．５”（６３． ５ｍｍ）直径の主押出機を通して、４９０°Ｆ（２５４℃）１３０ｒｐｍのいて 押し出した。４６０°Ｆ（２３２８℃）及び２２ｒｐｍで操作する２つの１．５ ”（３８．１ｍｍ）直径のサテライト押出機が、プロピレン及びエチレンのコポ リマー（Ｆｉｎａ６５７３ＸＨＣ）を押し出した。押出物を、いずれも４８０° Ｆ（２４９℃）に設定された３層メルトアダプターを通してダイ中に供給し、３ 層（すなわちＡＢＡ構造）同時押出物を得た。同時押出物を次に１４０°Ｆ（６ ０°）で操作される冷却ロール上に水浴なしでキャストした。キャストシートを 次に、予熱伸張及びアニールロールから成るＭＤ延伸装置内に供給した。ＭＤ延 伸は、２９０°Ｆ（１４３℃）の予熱温度及び同じく２９０°Ｆ（１４３℃）の 伸張温度を使用して達成された。ＭＤ延伸の後、アニールを２３０°Ｆ（１１０ ℃）で実施した。テンターフレーム装置におけるＴＤ延伸を、３０８°Ｆ（１５ ３℃）の予熱温度及び２６０°Ｆ（１２７℃）の伸張温度を使用して実施した。 ＴＤドライブは６７フィート／分（２０ｍ／分）で操作された。ＴＤ伸張に直ぐ に続いて、アニールを２４０°Ｆ（１１６℃）において実施した。延伸に続いて 、フィルムの厚い端部（これはテンタークリップによって掴まれたところ）をト リムして除いた。簡便のため、ウエブを５７−１／２”（１４６０．５ｍｍ）の 幅から２６−１／８”（６６３ｍｍ）の幅にトリムした。フィルムを次に、一の 側上を３６ダイン／ｃｍ²の湿潤張力にコロナ処理し、そしてロール上に巻いた 。実施例９ 二軸延伸されたフィルムを、キャスチングプロモーターとしていくつかのＬＤ ＰＥ含有物質を使用して本発明に従って製造した。ＨＤＰＥ（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ Ｍ−６２１１）をいくつかのＬＤＰＥ含有物質と同時押出し、そして得られたシ ートを、ＭＤに６．６の度合いに、そしてＴＤに９．４の度合いに伸張すること によって延伸に付した。キャスチングプロモーター物質は、ＨＤＰＥコアのそれ ぞれの側上の層として含まれており、各層はキャストシートの全厚さの３％を構 成する。これらの試験から得られる物理的データは表ＩＩＩにまとめてある。 キャスチングプロモーター物質の配合は、異なる比率（０〜２５重量％）のＨＤ ＰＥ（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ Ｍ−６２１１）と混合した、ＬＤＰＥ（テキサス州ホ ウストンのＣｈｅｖｒｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から得た、Ｃｈｅｖｒｏ ｎ １０１７：密度＝０．９１８；メルトインデックス＝６．９）を使用した。 さらに、試料Ｐ〜Ｒは、ＨＤＰＥコア中に空洞化剤として１６％のポリスチレン （ニュージャージー州．マウントオリーブのＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．から得たＢＡ ＳＦ１８００）を含んでいた。ポリスチレンの存在は、キャスチング性能及び伸 張均一性上に負の効果を有するのみであった。 試料Ｐ〜Ｓは、低密度ポリエチレン物質をキャスチングプロモーターとして使 用して、シートがキャストできることを示す。試料Ｐ〜Ｒは特に、小量のＨＤＰ ＥのＬＤＰＥへの添加が優秀なキャスチング増進を生じ、わずか１５０°Ｆ（６ ６℃）でのキャスチングを許容することを証明する。試料Ｐ〜Ｒにおいて得られ たフィルムは優秀なゲージ分布及び良好な物理的性質を有した。１００重量％の ＬＤＰＥを使用したとき(試料Ｓ)、縦方向延伸温度は、縦方向延伸ロールにシー トが固着するのを防止するために幾分低く保持すべきであることが見いだされた 。これらの低い温度において、フィルムを均一に伸張することはさらに困難であ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも０．９４０の密度及び０．５〜１０のメルトインデックスを有 するＨＤＰＥを含む、二軸延伸された高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルム であって、縦方向に５：１〜８：１の度合いに、そして横方向に６：１〜１５： １の度合いに固体状態で伸張されており、そして縦方向におけるよりも横方向に 大きな度合いの延伸を含む延伸不均衡を含む、前記のフィルム。 ２．フィルムが縦方向に６：１〜７：１の度合いに伸張されている、請求項１ に記載の二軸延伸フィルム。 ３．フィルムが横方向に９：１〜１３：１の度合いに伸張されている、請求項 １に記載の二軸延伸フィルム。 ４．フィルムが少なくとも１つのヒートシールスキン層またはインキ受理スキ ン層を含む、請求項１に記載の二軸延伸フィルム。 ５．フィルムが、ＨＤＰＥの基層及び少なくとも１つのキャスチングプロモー ター層を含むＨＤＰＥラミネートであって、該キャスチングプロモーター層が該 ＨＤＰＥよりも低い結晶速度及び結晶度を有するポリオレフィンを含む、請求項 １に記載の二軸延伸フィルム。 ６．キャスチングプロモーター層が、少なくとも８０％のポリプロピレンと、 少なくとも１つの他のアルファオレフィンとを含むプロピレンコポリマーまたは ターポリマーを含む、請求項５に記載の二軸延伸フィルム。 ７．キャスチングプロモーター層が、ヒートシール性を改善する物質をさらに 含み、そしてヒートシール性を改善する該物質が低密度ポリエチレンまたはエチ レン−酢酸ビニルである、請求項５に記載の二軸延伸フィルム。 ８．キャスチングプロモーター層が中密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチ レンと高密度ポリエチレンとのブレンドである、請求項５に記載の二軸延伸フィ ルム。 ９．ＨＤＰＥが空洞化されている、請求項１に記載の二軸延伸フィルム。 １０．少なくとも０．９４０の密度を有する高密度ポリエチレンを含む二軸延 伸フィルムであって、縦方向及び横方向に延伸されており、そして縦方向におけ るよりも横方向に大きな度合いの延伸を含む延伸不均衡を含み、１００°Ｆ（３ ８℃)、９０％相対湿度において．０．１３〜０．７１ｇ／１００インチ²−２４ 時間（ｇ／６４５１６ｍｍ²−２４時間）の水蒸気透過率を有する、前記のフィ ルム。