JP7209125B1 - 二軸延伸ポリエチレンフィルム、ラミネートフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】積層体のモノマテリアル化に対応した二軸延伸フィルムにおいて、耐ブロッキング性に優れた延伸ポリエチレンフィルムを提供する。【解決手段】少なくとも基材層とその一側に配された表層Ａとを備えた複数層からなる積層フィルムが縦（ＭＤ）方向及び横（ＴＤ）方向の二軸方向に延伸されてなる二軸延伸フィルムであって、前記基材層及び前記表層Ａはポリエチレン系樹脂からなり、前記表層Ａの三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）が１．０よりも大きいことを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、一般包装用途に用いられる積層体に関し、特に、ポリエチレンを主体とする二軸延伸ポリエチレンフィルム、ラミネートフィルムに関する。

一般に、合成樹脂フィルムからなる包装用資材は、印刷加工等が施された基材フィルムとシーラントフィルムとが接着剤等により貼り合わされて積層（ラミネート加工）された積層体で構成される。積層体の基材フィルムには、耐熱性、剛性、耐ピンホール性等の性能が要求され、主にポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレンを成分とした二軸延伸フィルムが使用される。また、積層体のシーラントフィルムには、ポリプロピレン、ポリエチレンを成分とした無延伸フィルムが使用され、特に優れたヒートシール適性からポリエチレン系無延伸フィルムが好ましく用いられる。

上記のように、合成樹脂製の包装資材では、複数種類の樹脂が積層され複合化される傾向がある。しかしながら、近年の環境問題への関心の高まりにより廃プラスチックのリサイクルが望まれているものの、複数種類の樹脂が積層されたフィルムでは樹脂ごとに分けてリサイクルすることが困難であった。そこで、この種の合成樹脂製包装資材では、基材フィルムとシーラントフィルムとが単一素材（モノマテリアル）による構成からなることが求められるようになった。

基材フィルムとシーラントフィルムとを単一素材とした包装資材では、例えばシーラントフィルムとして好ましく採用されるポリエチレン系素材を基材フィルムに使用したポリエチレン系積層体が知られている（特許文献１参照）。このポリエチレン系積層体は、基材フィルムである延伸ポリエチレンフィルムと、シーラントフィルムであるヒートシール性ポリエチレンフィルムとを備え、環境負荷低減の観点から接着層が無溶剤型接着剤を含むように構成される。

また、耐摩耗性に優れたポリエチレン系フィルムが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。当該フィルムは、表面粗さ（ＲａＡ）が４．０～１０．０であり、表面の荒れが小さく、耐ブロッキング性能に劣ると考えられる。

特開２０１９－１８９３３３号公報 特開２０１５－９３８８５号公報

本発明は、上記状況に鑑み提案されたものであり、積層体のモノマテリアル化に対応した延伸フィルムにおいて、耐ブロッキング性に特に優れた二軸延伸ポリエチレンフィルム、ラミネートフィルムを提供する。

すなわち、第１の発明は、少なくとも基材層とその一側に配された表層Ａとを備えた複数層からなる積層フィルムが縦（ＭＤ）方向及び横（ＴＤ）方向の二軸方向に延伸されてなる二軸延伸フィルムであって、前記基材層及び前記表層Ａはポリエチレン系樹脂からなり、前記表層Ａの三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）が１．０よりも大きいことを特徴とする二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第２の発明は、第１の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）が４．０よりも大きい二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第３の発明は、第１の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）が０．０１μｍよりも大きい二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第４の発明は、第３の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）が０．０４μｍよりも大きい二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第５の発明は、第１又は３の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）が１．００μｍよりも大きい二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第６の発明は、第５の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）が１．３０μｍよりも大きい二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第７の発明は、第１又は３の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）が１．００μｍよりも大きい二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第８の発明は、第７の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）が１．７０μｍよりも大きい二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第９の発明は、第１又は３の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける山高さ０．１μｍ以上の山数が１００個以上である二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第１０の発明は、第９の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける山高さ０．１μｍ以上の山数が１７０個以上である二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第１１の発明は、第１の発明において、前記基材層の他側に表層Ｂが配されてなり、少なくとも前記表層Ａにアンチブロッキング剤を含有する二軸延伸ポリエチレンフィルムに係る。

第１２の発明は、第１又は３の発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるラミネートフィルムに係る。

第１３の発明は、第５の発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるラミネートフィルムに係る。

第１４の発明は、第７の発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるラミネートフィルムに係る。

第１５の発明は、第９の発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるラミネートフィルムに係る。

第１の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、少なくとも基材層とその一側に配された表層Ａとを備えた複数層からなる積層フィルムが縦（ＭＤ）方向及び横（ＴＤ）方向の二軸方向に延伸されてなる二軸延伸フィルムであって、前記基材層及び前記表層Ａはポリエチレン系樹脂からなり、前記表層Ａの三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）が１．０よりも大きいため、積層体のモノマテリアル化に対応しつつ、耐ブロッキング性に特に優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第２の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第１の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）が４．０よりも大きいため、耐ブロッキング性にさらに優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第３の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第１の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）が０．０１μｍよりも大きいため、耐ブロッキング性により優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第４の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第３の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）が０．０４μｍよりも大きいため、耐ブロッキング性にさらに優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第５の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第１又は３の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）が１．００μｍよりも大きいため、耐ブロッキング性により優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第６の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第５の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）が１．３０μｍよりも大きいため、耐ブロッキング性にさらに優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第７の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第１又は３の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）が１．００μｍよりも大きいため、耐ブロッキング性により優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第８の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第７の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）が１．７０μｍよりも大きいため、耐ブロッキング性にさらに優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第９の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第１又は３の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける山高さ０．１μｍ以上の山数が１００個以上であるため、耐ブロッキング性により優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第１０の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第９の発明において、前記表層Ａの三次元表面粗さにおける山高さ０．１μｍ以上の山数が１７０個以上であるため、耐ブロッキング性にさらに優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第１１の発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムによると、第１の発明において、前記基材層の他側に表層Ｂが配されてなり、少なくとも前記表層Ａにアンチブロッキング剤を含有するため、所望の物性を備え、少なくとも一側において耐ブロッキング性に優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができる。

第１２の発明に係るラミネートフィルムによると、第１又は３の発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるため、モノマテリアルを達成し、既存のラミネートフィルムの代替として有望である。

第１３の発明に係るラミネートフィルムによると、第５の発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるため、モノマテリアルを達成し、既存のラミネートフィルムの代替として有望である。

第１４の発明に係るラミネートフィルムによると、第７の発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるため、モノマテリアルを達成し、既存のラミネートフィルムの代替として有望である。

第１５の発明に係るラミネートフィルムによると、第９の発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるため、モノマテリアルを達成し、既存のラミネートフィルムの代替として有望である。

本発明に係る二軸延伸ポリエチレンフィルムは、少なくとも基材層とその一側に配された表層Ａとを備えた複数層からなる積層フィルムであって、縦（ＭＤ）方向又は横（ＴＤ）方向の二軸方向に延伸されてなる二軸延伸フィルムである。積層フィルムを構成する各層の原料樹脂は、ポリエチレン系樹脂からなることが好ましく、単一素材（モノマテリアル）で構成される二軸延伸ポリエチレンフィルムとされることにより、リサイクルに適するフィルムとなる。該二軸延伸ポリエチレンフィルムは、例えば食品、日用品、部品等の種々の物品の包装用資材として好適に使用される。なお、積層されるフィルムの樹脂原料を限定する趣旨ではなく、所望される物性や用途に応じてポリプロピレン樹脂やポリエステル樹脂からなる他のフィルムが積層されることもある。

本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムに用いられる樹脂原料としてのポリエチレン系樹脂は、石油由来、バイオマス由来、マテリアルリサイクル由来、ケミカルリサイクル由来等のポリエチレン系樹脂から適宜選択され、エチレンの単独重合体又はエチレンと炭素数３以上のα－オレフィン、例えば、プロピレン、１－ブテン、１－ヘプテン、１－ヘキセン、１－オクテン等のα－オレフィンとのランダム共重合体である。ポリエチレン系樹脂は、上記の１種ないし２種以上の混合物を用いることもできる。

ポリエチレン系樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）は特に制限されない。例えば、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準拠し、１９０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定されたＭＦＲが０．１～３０ｇ／１０分、特には０．１～２０ｇ／１０分のポリエチレン系樹脂が好ましく用いられる。使用されるポリエチレン系樹脂のＭＦＲが低すぎる場合、押出機の圧力が過度に高くなり、生産性が低下するきらいがある。ＭＦＲが高すぎる場合、樹脂の溶融粘度が低くなり、延伸時に破断しやすくなり、フィルム化が難しくなるきらいがある。

樹脂原料には、本発明の目的を損なわない範囲で、エチレン・α－オレフィンランダム共重合体エラストマー等のポリオレフィン系エラストマーが適宜配合されることができる。また、同様に酸化防止剤、中和剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、核剤、着色剤等の添加剤も適宜配合されることができる。

本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムは、耐ブロッキング性に優れたものとするため、表層Ａの各種物性により規定される。その指標としては、三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）、三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）、三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）、三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）、三次元表面粗さにおける山高さ０．１μｍ以上の山数が挙げられ、以下のように特定される。

二軸延伸ポリエチレンフィルムに優れた耐ブロッキング性を付与するため、表層Ａの三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）は１．０よりも大きいと規定される。後述の実施例に示される通り、より好ましくはスキューネス（Ｓｓｋ）は４．０より大きいと耐ブロッキング性はさらに良好となる。

三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）とは、高さ方向のパラメータであって、高さの統計量を数値化したものである。三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）は、二乗平均平方根粗さ（ＳＲｑ）の三乗によって無次元化した基準長さにおけるＺ（ｘ）の三乗平均であって、下記式（ｉ）により導かれる。

次に、二軸延伸ポリエチレンフィルムに優れた耐ブロッキング性を付与するため、表層Ａの三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）は０．０１μｍよりも大きいことが好ましい。後述の実施例に示される通り、より好ましくは、算術平均粗さ（ＳＲａ）は０．０４μｍ以上である。上限は特に規定されないものの、透視感の悪化が懸念されることから、０．１０μｍ以下であることが望ましい。

さらには、二軸延伸ポリエチレンフィルムの耐ブロッキング性は、三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）でも規定されることができ、１．００μｍよりも大きいことが好ましい。後述の実施例に示される通り、より好ましくは、十点平均粗さ（ＳＲｚ）は１．３０μｍ以上である。上限は特に規定されないものの、透視感の悪化が懸念されることから、５．００μｍ以下であることが望ましい。

加えて、二軸延伸ポリエチレンフィルムの耐ブロッキング性は、三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）でも規定されることができ、１．００μｍよりも大きいことが好ましい。後述の実施例に示される通り、より好ましくは、最大高さ（ＳＲｍａｘ）は１．７０μｍ以上である。上限は特に規定されないものの、透視感の悪化が懸念されることから、６．００μｍ以下であることが望ましい。

三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）、三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）、三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）は、以下の通り定義される。各数値は、フィルム表面の凹凸、すなわちフィルム表面がどの程度荒れているかを示す指標である。

三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）は、高さ方向のパラメータであって、粗さ曲面からその中心面上に直行座標軸Ｘ，Ｙ軸をおき、中心面に直行する軸をＺ軸とし、粗さ曲面と中心面で囲まれた部分の体積を測定範囲で除した値である。

三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）は、高さ方向のパラメータであって、曲面の平均面に対し、高い方から５番目までの山頂の平均高さと深い方から５番目までの平均深さの間隔を表す値である。

三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）は、高さ方向のパラメータであって、曲面の平均面に平行な２平面で曲面をはさんだ時の間隔を表す値である。

そして、二軸延伸ポリエチレンフィルムの耐ブロッキング性は、三次元表面粗さにおける山高さ０．１μｍ以上の山数によっても規定されることができ、０．１μｍ以上の山数が１００個以上とされるのが良い。より好ましくは１７０個以上である。上限は特に規定されないものの、透視感の悪化が懸念されることから、３０００個以下であることが望ましい。該山数は、フィルム表面の０．１μｍ以上の山（凸状部）が単位面積（１ｍｍ^２）あたりに存する数を指し、フィルム表面の粗さの指標となる。なお、本発明においては、山数は、実施例に記載の測定方法によって、単位面積に相当する範囲における測定で得られた値である。

表層Ａに対する耐ブロッキング性の付与は、アンチブロッキング剤の添加によりなされる。アンチブロッキング剤の添加量は特に制限されないが、添加量が多すぎる場合にはコストの増大やフィルムの透視感の悪化、フィルム成形後のアンチブロッキング剤の脱落等が生ずるきらいがある。このため、例えば、アンチブロッキング剤の適切な添加量は５００ｐｐｍ以上３００００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍより大きく２００００ｐｐｍ以下の濃度となる程度が良いと考えられる。

アンチブロッキング剤の種類は、特に制限されないが、有機系又は無機系の粒子、あるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。有機系粒子は、例えば、乳化重合又は懸濁重合等により得られる。有機系粒子として、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリアミド等が挙げられる。無機微粒子として、例えば、シリカ、ゼオライト、タルク等が挙げられる。これらのアンチブロッキング剤は１種又は２種以上を組み合わせて用いられても良い。フィルムの耐ブロッキング性、透視感の観点から、有機系粒子はポリメチルメタクリレート、また、無機系粒子はシリカ、ゼオライトが好ましく用いられる。アンチブロッキング剤の平均粒径は特に制限されないが、１～１５μｍ、好ましくは１～１３μｍが挙げられる。粒子径が小さすぎると、表面粗さが小さくなり、耐ブロッキング性に劣るきらいがあり、粒子径が大きすぎると、アンチブロッキング剤の脱落の発生や、フィルムの透視感が悪化するきらいがある。

本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにおいて、表層Ａの他側に表層Ｂが配されることも考えられる。アンチブロッキング剤は、少なくとも表層Ａに含有されればよく、また、両表層に含有されてもよい。表層Ｂについて表層Ａと同様の上記物性を備えさせることにより、良好な耐ブロッキング性を付与させることができる。両表層に添加するアンチブロッキング剤の種類や添加量は同じでも、異なっていても良く、所望の物性に応じて適宜種類の選定や添加量の調整が可能である。アンチブロッキング剤の添加方法は特に制限されず、例えば、高濃度のマスターバッチを、フィルムの樹脂原料に混合したり、ドライブレンドで混合する等、公知の方法で添加することができる。

表層Ａないし表層Ｂの厚みは、０．３～５．０μｍ、好ましくは０．４～４．５μｍとされるのが良い。表層が薄すぎる場合には、加工時にフィルムがロールを通過する際に、アンチブロッキング剤の脱落のきらいがあり、厚すぎる場合にはアンチブロッキング剤の添加量が多くなってフィルムの透視感に劣るきらいがある。なお、二軸延伸ポリエチレンフィルムの厚さについては、特に制限されず、需要や用途に応じて適宜決定され、５～１００μｍ、好ましくは１０～７０μｍとされるのが良い。

そして、二軸延伸ポリエチレンフィルムは、透視感の観点から写像性が８０％以上であることが好ましいと考えられる。写像性とはフィルムを通して見られる像の鮮明度を示し、透視感の指標となる。

本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムは、Ｔダイ法やインフレーション法等の公知のフィルムの成形方法により得られる。特には、Ｔダイ法により賦形されたシートが延伸されて成形されることが好ましい。Ｔダイ法によるフィルムの成形では、基材フィルムとして求められる高い厚薄精度が得られる点で優位である。二軸延伸フィルムは、フィルムの縦（ＭＤ）方向及び横（ＴＤ）方向の二軸方向に延伸された二軸延伸フィルムとされる。二軸延伸は逐次二軸延伸又は同時二軸延伸のどちらも良好に用いられる。

例として、縦（ＭＤ）延伸及び横（ＴＤ）延伸の逐次二軸延伸フィルムの製造方法を説明する。ポリエチレン系樹脂を押出機で溶融、混練して、Ｔダイからシート状に押出し、温度１０～７０℃のチルロールで冷却させる。７０～１３０℃の延伸ロールでシートをロール間延伸で縦（ＭＤ）方向に３～８倍延伸させる。次いで、横（ＴＤ）方向に１００～１６０℃の温度で５～１５倍延伸させ、少なくとも一方の表面にコロナ放電処理を施し、ワインダーで二軸延伸ポリエチレンフィルムを巻取る。

縦（ＭＤ）延伸倍率の下限は、おおむね３倍である。３倍未満であると膜厚ムラが生ずるおそれがある。縦（ＭＤ）延伸倍率の上限は８倍であり、好ましくは７倍である。８倍を超えると横（ＴＤ）延伸がし難くなるおそれがある。縦（ＭＤ）延伸温度の下限は７０℃、好ましくは８０℃である。７０℃未満であると均一に延伸されず、膜厚ムラが生ずるおそれがある。縦（ＭＤ）延伸温度の上限は１３０℃である。１３０℃を超えるとシートとロールの密着性が向上し、延伸できなくなるおそれがある。横（ＴＤ）延伸倍率の下限は５倍であり、好ましくは６倍である。５倍未満であると膜厚ムラが生ずるおそれがある。横（ＴＤ）延伸倍率の上限は１５倍であり、好ましくは１４倍、さらに好ましくは１３倍である。１５倍を超えると延伸時に破断が生ずるおそれがある。横（ＴＤ）延伸温度の下限は１００℃である。１００℃未満であると膜厚ムラが生ずるおそれがある。横（ＴＤ）延伸温度の上限は１６０℃である。１６０℃を超えると延伸時にフィルムの破断が生ずるおそれがある。

本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムでは、基材フィルムとしての利用範囲を広げるために、少なくとも一方の表面が表面処理される。表面処理された表面は、３６ｍＮ／ｍ以上のぬれ張力を備えることが好ましい。表面処理としては、例えば、大気圧プラズマ処理、火炎処理、コロナ放電処理等が挙げられる。また、ぬれ張力は、ＪＩＳ Ｋ ６７６８（１９９９）に準拠したぬれ張力試験方法により測定される。ぬれ張力が３６ｍＮ／ｍ未満の場合、印刷不良やラミネート不良の原因となるため、好ましくない。

本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムはフィルム表面に印刷加工がされることがある。二軸延伸ポリエチレンフィルム表面への印刷は、公知のスクリーン印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷やグラビア印刷等の方法が用いられる。また、本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムに印刷が行われる場合には、印刷に先立ちフィルム表面をコロナ放電処理等で上述した表面処理がなされてインキのなじみや密着性の向上が図られる。

また、水蒸気や酸素等へのバリア性を付与する目的で、表面層上に直接又はアンカーコート層を介してガスバリア層を配しても良い。本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムにガスバリア層を配する場合には、フィルム表面をコロナ放電処理等で予め表面処理がなされることによりアンカーコート層やガスバリア層に対するぬれ性、密着性の向上が図られる。

アンカーコート層は特に制限されず、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。ガスバリア層も特に制限されず、金属薄膜層や無機酸化物層等が挙げられる。金属薄膜層はアルミニウム、金、銀、銅、クロム等の公知の金属からなる薄膜層であり、これら金属の酸化物、硫化物、窒化物の薄膜層とされても良い。また、金属箔層は１層や、異種又は同種の２種以上の複数層とされても良い。無機酸化物層は、酸化アルミニウム、酸化珪素、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム等の公知の無機酸化物からなり、１種又は２種以上の無機酸化物が用いられた薄膜層とされる。

また、本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムには、ポリエチレン樹脂よりなるシーラント層が配されてラミネートフィルムとされることができる。基材フィルムとなる二軸延伸ポリエチレンフィルムと同じくポリエチレン樹脂からなるシーラント層とすることにより、単一素材（モノマテリアル）を達成してリサイクルを容易としつつ、耐ブロッキング性を向上させたラミネートフィルムを得ることができる。さらに、該ラミネートフィルムを用いた包装体とすることもできる。これにより既存のラミネートフィルムや包装体につき、リサイクルが容易に可能なフィルムや包装体としての代替品として有望である。

［二軸延伸ポリエチレンフィルムの作製］
後述の各材料を配合して溶融、混練して、Ｔダイ法により３層（表層Ａ、基材層及び表層Ｂ）に押出し、二軸延伸して製膜して、表層Ａにコロナ放電処理により表面処理を施して、試作例１～１１及び比較例１の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。なお、各試作例１～１１及び比較例１において、樹脂の配合割合は、基材層又は表層の各層ごとに１００重量％となるように配合した。

［使用材料］
・ポリエチレン樹脂１（ＰＥ－１）：直鎖状低密度ポリエチレン（ダウ・ケミカル製；ＴＦ８０）、密度０．９２６ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（１９０℃／２．１６ｋｇ）：１．７ｇ／１０ｍｉｎ
・ポリエチレン樹脂２（ＰＥ－２）：高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン株式会社製；ＨＹ４３０）、密度０．９５６ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（１９０℃／２．１６ｋｇ）：０．８ｇ／１０ｍｉｎ
・ポリエチレン樹脂３（ＰＥ－３）：エチレン・α－オレフィンランダム共重合体エラストマー（三井化学株式会社製；Ａ－４０８５Ｓ）、密度０．８８５ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（１９０℃／２．１６ｋｇ）：３．６ｇ／１０ｍｉｎ、コモノマー炭素数４
・アンチブロッキング剤１（ＡＢ－１）：富士シリシア化学株式会社製；ＳＹＬＹＳＩＡ４３０、平均粒子径４．１μｍ、かさ密度５５ｍＬ／５ｇ
・アンチブロッキング剤２（ＡＢ－２）：富士シリシア化学株式会社製；ＳＹＬＹＳＩＡ３５０、平均粒子径３．９μｍ、かさ密度９０ｍＬ／５ｇ
・アンチブロッキング剤３（ＡＢ－３）：富士シリシア化学株式会社製；ＳＹＬＹＳＩＡ５５０、平均粒子径３．９μｍ、かさ密度３０ｍＬ／５ｇ

［試作例１］
表層Ａの使用材料を樹脂（ＰＥ－１）を９９．９重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）を０．１重量％とし、基材層に樹脂（ＰＥ－１）１００．０重量％とし、表層Ｂの使用材料を樹脂（ＰＥ－１）を９９．９重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）を０．１重量％とし、表層Ａ：基材層：表層Ｂ＝１：１８：１の比率で２０μｍの厚さとなるよう押出成形されて縦（ＭＤ）方向及び横（ＴＤ）方向の二軸延伸により製膜されたものであって、表層Ａにコロナ処理による表面処理が施されて試作例１の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例２］
表層Ａに樹脂（ＰＥ－１）を９９．７重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）を０．３重量％を使用し、表層Ｂに樹脂（ＰＥ－１）を９９．７重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）を０．３重量％を使用した以外は試作例１と同様とし、試作例２の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例３］
表層Ａに樹脂（ＰＥ－１）を９９．５重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）を０．５重量％を使用し、表層Ｂに樹脂（ＰＥ－１）を９９．５重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）を０．５重量％を使用した以外は試作例１と同様とし、試作例３の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例４］
表層Ａ：基材層：表層Ｂ＝３：１４：３の比率とした以外は試作例２と同様とし、試作例４の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例５］
表層Ａ及び表層Ｂに添加するアンチブロッキング剤（ＡＢ－１）を（ＡＢ－２）とした以外は試作例２と同様とし、試作例５の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例６］
表層Ａ及び表層Ｂに添加するアンチブロッキング剤（ＡＢ－１）を（ＡＢ－３）とした以外は試作例２と同様とし、試作例６の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例７］
表層Ａに樹脂（ＰＥ－１）８４．７重量％、（ＰＥ－２）１５．０重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）０．３重量％を使用した以外は試作例２と同様とし、試作例７の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例８］
表層Ａに樹脂（ＰＥ－１）７９．７重量％、（ＰＥ－３）２０．０重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）０．３重量％を使用した以外は試作例２と同様とし、試作例８の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例９］
表層Ａ及び表層Ｂに樹脂（ＰＥ－１）９９．８重量％、アンチブロッキング剤（ＡＢ－１）０．２重量％を使用した以外は試作例１と同様とし、試作例９の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例１０］
表層Ａ：基材層：表層Ｂ＝２：１７：１の比率とした以外は試作例９と同様とし、試作例１０の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［試作例１１］
表層Ｂに樹脂（ＰＥ－１）１００重量％を使用した以外は試作例２と同様とし、試作例１１の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

［比較例１］
表層Ａ及び表層Ｂにアンチブロッキング剤を添加せず、それぞれ樹脂（ＰＥ－１）１００．０重量％とした以外は試作例１と同様とし、比較例１の二軸延伸ポリエチレンフィルムを得た。

各試作例及び比較例の二軸延伸ポリエチレンフィルムの評価として、ヘーズ（％）、写像性（％）、三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）、三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）（μｍ）、三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）（μｍ）、三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）（μｍ）、三次元表面粗さにおける山数（個）、ブロッキング強度（Ｎ／４ｃｍ^２）を測定ないし算出した。

［ヘーズの測定］
ヘーズ（％）は、ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）に準拠し、「ＮＤＨ－５０００（日本電色工業株式会社製）」を用いて測定した。値が低いほど、フィルムの透視感が優れていることを示す。

［写像性の測定］
写像性（％）は、ＪＩＳ Ｋ ７３７４（２００７）に準拠し、「ＩＣＭ－１Ｔ（スガ試験機株式会社製）を」用い、光学くし幅０．１２５ｍｍとして測定した。値が高いほど、フィルムの透視感が優れていることを示す。

［スキューネス（Ｓｓｋ）、各種粗さ（ＳＲａ，ＳＲｚ，ＳＲｍａｘ）、山数の測定］
スキューネス（Ｓｓｋ）、各種粗さ（ＳＲａ，ＳＲｚ，ＳＲｍａｘ）（μｍ）及び山数（個）は、三次元表面粗さ測定器「ＳＥ３５００Ｋ（株式会社小坂研究所製）」及び解析装置「ＴＤＡ－２２（株式会社小坂研究所製）」を使用し、以下の測定条件で測定を行った。スキューネス（Ｓｓｋ）、各種粗さ（ＳＲａ，ＳＲｚ，ＳＲｍａｘ）、山数は、それぞれＪＩＳ Ｂ ０６０１の測定規格を参照した。山数は、粒子解析（複数レベル）を使用し、ヒステリシス幅０μｍ、スライスレベル等間隔０．１μｍの条件にて算出した。
測定方向：縦（ＭＤ）方向
Ｘ測定長さ：２ｍｍ
Ｘ送りピッチ：４μｍ
Ｘ送り速さ：０．２ｍｍ／ｓ
Ｙ測定長さ：０．５ｍｍ
Ｙ送りピッチ：１０μｍ
Ｚ倍率：２００００
極性：正
レベリング：最小二乗法
低域カットオフ：０．２５０ｍｍ
高域カットオフ：０．０００ｍｍ
位相特性：ガウシャン
Ｙライン数：５１
検出器：ＰＵ－ＤＪ２Ｓ
触針先端半径：２μｍ
触針の頂角：６０℃
測定力：０．７ｍＮ以下

［ブロッキング強度の測定］
ブロッキング強度（Ｎ／４ｃｍ^２）は、各二軸延伸ポリエチレンフィルムの表層同士を重ね合わせ、試験片４ｃｍ^２に荷重１ｋｇｆを加えて３０℃で２４時間放置した。その後、引張試験機「オートグラフＡＧＳ－Ｘ ５０Ｎ（株式会社島津製作所製）」を用いて剪断剥離強度を測定し、ブロッキング強度とした。このブロッキング強度は、フィルムが引張試験機の引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎによって剪断剥離した際の最大強度をいう。表中「－」は、試験片の重ね合わせ箇所が剪断剥離する前に別の箇所が破断したため測定不能であったことを示す。

試作例１～１１及び比較例１の二軸延伸ポリエチレンフィルムの樹脂及びアンチブロッキング剤の種類とその重量比、アンチブロッキング剤（表中、「ＡＢ剤」と表記する。）の濃度、厚みを各層ごとに表１及び２に示し、さらには測定ないし算出結果について、表３及び４に示した。

［結果と考察］
各表に示される比較例１及び試作例１～３に示されるように、アンチブロッキング剤の添加量が増加すると、スキューネス（Ｓｓｋ）や各種粗さ（ＳＲａ，ＳＲｚ，ＳＲｍａｘ）、山数の値が大きくなり、それに伴いブロッキング強度が低下し、耐ブロッキング性に優れたフィルムとなることがわかった。また、アンチブロッキング剤の添加量の増加に比例して、ヘーズが高くなり写像性が低くなって透視感に劣ることとなるため、二軸延伸ポリエチレンフィルムを透明フィルムとする場合においては、アンチブロッキング剤の添加量を多くしすぎない方が良いことが示された。

表層Ａ，Ｂの厚みを変化させた試作例２及び４とを比較すると、表層Ａ，Ｂが厚い試作例４の方が、各表層中に存するアンチブロッキング剤の総量が多くなるため、スキューネス（Ｓｓｋ）や各種粗さ、山数の値が大きくなったと考えられる。このため、ヘーズが高くなり写像性が低下して透視感には劣るものの、ブロッキング強度が小さくなって耐ブロッキング性により優れたフィルムとなることが示された。

表層Ａの厚みを変化させた試作例９及び１０とを比較すると、表層Ａの厚みが厚いほど、表層Ａ中に存するアンチブロッキング剤の総量が多くなり、スキューネス（Ｓｓｋ）や各種粗さ、山数の値が大きくなり、それに伴うブロッキング強度が低下し、耐ブロッキング性に優れたフィルムとなることがわかった。また、表層Ａの厚みが厚いほど、ヘーズが高くなり写像性が低くなって透視感に劣ることとなるため、二軸延伸ポリエチレンフィルムを透明フィルムとして用いる場合においては、表層の厚みを厚くしすぎない方が良いことが示された。

アンチブロッキング剤の種類を変化させた試作例２，５及び６とを比較すると、アンチブロッキング剤のかさ密度が小さい方がスキューネス（Ｓｓｋ）や各種粗さ、山数が大きくなる傾向があることが分かった。また、表面の粗さの程度の指標となるスキューネス（Ｓｓｋ）や各種粗さ、山数におおよそ比例して、写像性が低くなる傾向があること、ブロッキング強度が低くなって耐ブロッキング性が向上する傾向があることが理解される。

さらに、表層を構成するポリエチレン系樹脂の種類ないし配合量を変化させた試作例２，７及び８とを比較すると、配合される樹脂の種類ないし量により、アンチブロッキング剤の粒子が表層Ａの表面からの露出する程度が変化したと考察される。このため、それぞれの例により、スキューネス（Ｓｓｋ）や各種粗さ、山数は変化し、透視感、耐ブロッキング性に多少の変化があったと考えられる。多少の変化はあったものの、これらはすべて良好な耐ブロッキング性を備えたフィルムであるといえることから、表層を構成するポリエチレン系樹脂の種類や配合量等よりもアンチブロッキング剤の添加量や濃度の方が、耐ブロッキング性への影響は大きいと考えられる。

試作例２と表層Ｂにアンチブロッキング剤が添加されていない試作例１１とを対比する。フィルム製膜における巻取り時にスキューネス（Ｓｓｋ）や各種粗さの小さい表層Ｂから表層Ａへの粗さ転写が小さくなることにより、試作例１１の表層Ａのスキューネス（Ｓｓｋ）が高くなり、三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）が小さくなったと考えられる。よって、試作例２と比較して算術平均粗さ（ＳＲａ）が小さい試作例１１の方がブロッキング強度が高くなったと考えられる。

また、各試作例のスキューネス（Ｓｓｋ）とブロッキング強度をみると、おおよそスキューネス（Ｓｓｋ）が４以上とすると、ブロッキング強度が大きく変化する閾値があると考えることができるため、フィルム表層のスキューネス（Ｓｓｋ）が４．０よりも大きくすることにより、ブロッキング強度が一定以下となり、耐ブロッキング性に優れた二軸延伸ポリエチレンフィルムとすることができると考えられる。

［ラミネートフィルムの作製］
試作例１，２，７，８の二軸延伸ポリエチレンフィルムを用いてラミネートフィルムを作製した。コロナ処理面に２液硬化型のポリエステル系接着剤を約３ｇ／ｍ^２を塗布し、ポリエチレン系無延伸フィルム（フタムラ化学株式会社製；ＬＬ－ＸＭＴＮ♯５０）とドライラミネーション法により貼着し、ラミネートフィルムをそれぞれ作製した。各ラミネートフィルムの外観を目視で確認したところ、シワ等はなく、良好であった。

以上のとおり、本発明の二軸延伸ポリエチレンフィルムは、積層体のモノマテリアル化に対応しつつ、耐ブロッキング性に優れたフィルムとして好適に使用することができる。

Claims (15)

1. 少なくとも基材層とその一側に配された表層Ａとを備えた複数層からなる積層フィルムが縦（ＭＤ）方向及び横（ＴＤ）方向の二軸方向に延伸されてなる二軸延伸フィルムであって、
   前記基材層及び前記表層Ａはポリエチレン系樹脂からなり、
   前記表層Ａの三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）が１．０よりも大きい
   ことを特徴とする二軸延伸ポリエチレンフィルム。
2. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおけるスキューネス（Ｓｓｋ）が４．０よりも大きい請求項１に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
3. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）が０．０１μｍよりも大きい請求項１に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
4. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおける算術平均粗さ（ＳＲａ）が０．０４μｍよりも大きい請求項３に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
5. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）が１．００μｍよりも大きい請求項１又は３に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
6. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおける十点平均粗さ（ＳＲｚ）が１．３０μｍよりも大きい請求項５に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
7. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）が１．００μｍよりも大きい請求項１又は３に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
8. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおける最大高さ（ＳＲｍａｘ）が１．７０μｍよりも大きい請求項７に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
   
9. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおける山高さ０．１μｍ以上の山数が１００個以上である請求項１又は３に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
10. 前記表層Ａの三次元表面粗さにおける山高さ０．１μｍ以上の山数が１７０個以上である請求項９に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
11. 前記基材層の他側に表層Ｂが配されてなり、少なくとも前記表層Ａにアンチブロッキング剤を含有する請求項１に記載の二軸延伸ポリエチレンフィルム。
12. 請求項１又は３の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるラミネートフィルム。
13. 請求項５の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるラミネートフィルム。
14. 請求項７の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるラミネートフィルム。
15. 請求項９の二軸延伸ポリエチレンフィルムにポリエチレン樹脂からなるシーラントフィルムが積層されてなるラミネートフィルム。