JPH02128841A - ３層架橋フィルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、多層架橋フィルム及びその製造方法に関する
ものである。

また、該フィルムは収縮包装に好適に利用しうる。

〈従来の技術〉 従来、エチレン系架橋フィルムの製造方法は例えば特公
昭３７−１８８９３号公報により公知である。この方法
で得られる電子線架橋フィルムは無架橋のフィルムに比
べて、強度・熱収縮特性に優れているが、ヒートシール
性に乏しく、包装作業に劣るという欠点を有している。

そこで、フィルムを多層化することにより、ヒートシー
ル性・透明性・（ｉｉ　％！強度等を改良する方法が堤
案されている。例えば、■特開昭５７−１１３０６６号
公報、特開昭５７−１９７１６１号公報、特開昭５７１
９９６２６号公報に示されているように、架橋効率の異
なる樹脂を積層する方法である。具体的には、架橋効率
の低い直鎖状ポリエチレン等をヒトシール層または表面
層に、架橋効率の高いエチレン−酢酸ビニル共重合体（
以下ＥＶＡと称す）、エチレン−アクリル酸エチル共重
合体等を耐熱層又は芯層に用いることにより、ヒートシ
ール性を得ようとするものである０例えば、■特開昭５
９−１５８２０５４号公報に示されているように、ＥＶ
＾からなる表面層と直鎖状ポリエチレン等からなる芯層
の３層の低温収縮性フィルムであり、透明性・衝撃強度
等を改良しようとするものである。

また、融点の異なる樹脂からなる多層フィルムを架橋・
延伸する方法としては、上記■、■で示されているよう
に、フィルムの主体となる樹脂の融点近傍、または使用
樹脂の融点の中間温度で、面積延伸倍率２０倍以下の低
倍率延伸が行われている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、上記■のフィルムは２層フィルムとした場合、
フィルムがカールしやすく、包装を円滑に行うことが難
しく、ヒートシール及び包装形態が一方向に限定される
という欠点を有しており、また、対称３層フィルムとし
た場合は、表面層に高結晶性樹脂が配されるため、透明
性が低下するという欠点を有している。

また、上記■のフィルムは、透明性、フィルムのタフネ
ス等が優れているものの、フィルムの主体となる直鎖状
ポリエチレンは単体では延伸性が必ずしも良好とはいえ
ず、特に高温延伸性に乏しく、融点付近の低温で延伸が
行われる。

このため、（ａ）ヒートシール時に、ヒートシール温度
域と収縮温度域が一致するために、シール部で収縮が起
こり、シール不良が発生する。

（ｂ）フィルムが低温収縮性を有するために、気温の高
い夏期の保管に耐えられず、フィルムロールが幅収縮を
起こす。

（ｃ）ルーズな包装を行う際に、被包装物の周辺部にト
ングイヤーと呼ばれる収縮不足の突起が残りやすく、外
観上劣るというような問題点ををしている。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は； ■エチレンー酢酸ビニル共重合体を主体とする樹脂の２
つの表面層と、高圧法低密度ポリエチレ７５０＝１０ｗ
ｔχ、低圧法低密度ポリエチレン５０〜９０ｗｔχから
なる混合樹脂の芯層を有する３層フィルムであって、９
０℃自由収縮率１５％以下、１４０℃自由収縮率７０％
以上の値を有する３層架橋フィルムである。

また、■ＥＶ＾を主体とする樹脂の２つの表面層と、高
圧法低密度ポリエチレン（以下、ＩＩＰ−ＬＤＰＲと称
す）５０−１０ｗｔχ、低圧法低密度ポリエチレン（以
下、ＬＰ−ＬＤＰＲと称す）５０〜９０ｗｔχからなる
混合樹脂の芯層とを共押出しし、冷却固化せしめた後、
電離性放射線により架橋させ、これを延伸機で延伸開始
点温度１３０〜１６０℃に加熱し、延伸終了点までの温
度差が４０〜６０℃となるよう冷却しつつ、面積延伸倍
率２０〜５０倍に延伸することを特徴とする、９０℃自
由収縮率１５Ｘ以下、１４０℃自由収縮率７０％以上の
値を有する３層架橋フィルムの製造方法である。

以下、図面、表等を用いて本発明の詳細な説明する。第
１図は本発明の製造方法で本発明フィルムを製造するの
に便利な装置のＶ式的表示である。

第１図に従って、具体的にこのプロセスを説明する。

（１）、（１）゛　の２台の押出機を用意し、うち１台
に表面層用樹脂、他の１台に芯層用樹脂を供給し、環状
グイ（２）内で、表面層／芯層／表面層に重ね合せ、チ
ェープ状に共押出しし、水冷リング（３）により急冷し
、ピンチロール（４）により折り畳んで、フラント状の
原反を得る。原反を電子線照射室（５）に導き、千鳥型
のロール（６）を通しつつ、電子線発生装置（７）から
電子ビームを照射し、架橋せしめる。

さらに、原反を延伸機に導き、ピンチロール（８）より
送り出し、赤外線加熱炉（９）により加熱し、延伸開始
点（以下Ｓ点と称す）からエアの内圧により膨張させ、
バブルを作り、ニアリング０ω、（１０）’で冷却しつ
つ、延伸終了点（以下Ｆ点と称す）まで延伸を行い、デ
フレータ−で折り畳み、ピンチロール０１）で引き、フ
ィルム０２１を得る。

本発明の内容の理解を深めるために、まず本発明の製造
方法の方から先に説明する。第１図において、（１）の
押出機に表面層用樹脂としてＥＶ＾を、（１）’　（Ｄ
ｔｌｉ［ニ芯層用樹脂（！：　ＬテＨＰ−ＬＤＰＨ５０
〜１０ｉｉｔχ、ＬＰ−［、ＤＰＥ５０〜９０−ｔχの
混合樹脂を供給し、環状３Ｎグイ（２）内で、表面層／
芯層／表面層となるよう共押出しする。ここで、上記の
樹脂構成を持つことが重要であり、その必要性を第１表
（実施例１に対応）を用いて説明する。

実験Ｎα１〜３は、本発明の樹脂構成のものであり、ヘ
イズが２．０ｚ以下と極めて透明性に優れており、包装
作業の安定性を得るために必要である弾性率が２０ｋｇ
／　ｍｍ”以上と高く、さらにヒートシール強度も１．
０ｋｇ以上と実用上、十分である。さらに高温延伸の安
定性も裔く、総合的に優秀な樹脂構成である。

一方、実験Ｎα４は単層フィルムであり、透明性ヒート
シール性に乏しいものである。

実験Ｎα５は従来技術■に対応するものであり、ヒート
シール性は優れているものの、透明性・弾性率の劣った
ものである。

実験Ｎα６は従来技術■に対応するものであり、吻性埴
は一応のレベルに達しているものの、高温延伸性に極め
て乏しく、偏肉の著しく悪いフィルムがかろうじて得ら
れる程度のものである。

以上のことから、本発明の樹脂構成が総合的に卓越した
ものであることは明らかである。

上記記載の共押出されたチューブ状原反は、急冷固化せ
しめた後、電子線照射により架橋される。

この際の照射線量は樹脂構成、フィルムの用途等により
変わるものであり、特に限定するものではないが、フィ
ルムの°ゲル分率で５〜６０χとすることが好ましく、
ゲル分率１０〜４０χとすることが更に好ましい。

この後、原反は延伸時に導かれ、赤外線加熱炉（９）に
よりＳ煮湯度１３０〜１６０　℃に過熱し、Ｆ点までの
温度差が４０〜６０℃となるようニアリング０■、頓′
で冷却しつつ、縦方向は駆動ピンチロール（８）、（１
１）間の速比で４〜７倍に、横方向はエア内圧により折
中で４〜７倍に、つまり面積延伸倍率２０〜５０倍に延
伸を行う。

この延伸の温度、倍率の条件が重要なポイントであり、
その必要性を第２表（実施例２に対応）を用いて説明す
る。

第２表 第２表において、実験Ｎα７．９．１０は実験隘１と同
一樹脂構成を用いて、延伸条件を異にしたものである。

実験Ｎα８は実験ＮＱ６の樹脂構成で低温延伸したもの
である。

実験階１、及び実験Ｎα７は本発明の延伸条件である高
温での高倍率延伸を行ったものであり、高温時に７０％
以上の高い収縮率を、低温時に寸法安定性を有し、また
、延伸性においても１０％以下の偏肉精度と高度な安定
性を有するものであった。

これに対して、実験Ｎα８は融点近傍の低温で、２０倍
以上の低延伸倍率の延伸を行ったものであり、その収縮
率は最大でも６０χ程度であり、保管時の安定性に劣る
ものであった。

実験随９は高温で延伸しているものの、延伸終了までの
温度差が広すぎるものであり、寸法安定性に劣り、延伸
性においても特にフィルムの偏肉が著しく悪いものであ
った。

実験Ｎａ１Ｏは、延伸開始点温度が高すぎ、また延伸終
了までの温度差が狭すぎるものであり、延伸性に劣り、
特に安定性のお乏しいものであった。

以上のことにより、本発明の延伸条件はフィルム特性か
らも延伸性゛からも総合的に極めて優れたものであると
言える。このようにして本発明は完成される。

次に、上記製法によって得られた本発明のフィルムにつ
いて説明する。

本発明フィルムは、ＥＶＡを主体とする樹脂の２つの表
面層と、ＨＰ−ＬＤＰＥ５０〜１０ｗｔ％、ＬＰ−Ｌ［
１ＰＥ５０〜９０ｗｔχの混合樹脂からなる芯層を有す
る３７！！フイルムという構成と、９０℃自由収縮率１
５％以下、１４０℃自由収縮率７０％以上という特性を
有するものである。

第２図として、実施例１及び２に対応するフィルムの自
由収縮率と温度の関係を示し、本発明フィルムの優れた
特徴を説明する。

実験Ｎ１１ｌ及び７は本発明のフィルムであり、その収
縮曲線は９０℃以下では殆んど収縮せず、構成樹脂の融
点以上の温度域で収縮率が高まり、最大７０％以上の高
収縮を持つという特徴を有している。

これに対して、実験Ｎｏ、　８は４０　℃という低温か
ら収縮が開始し、１００　℃前後で６０χ程度の最大収
縮率となるものであり、実験Ｎα９もＮｏ、８と同様の
低温収縮性を有した収縮挙動を示し、実験Ｎα１０はそ
の収縮が高温の狭い領域に限られている。

以上のように、本発明のフィルムは特徴的な収縮特性を
有している。また、この収縮特性を樹脂構成による特性
が相乗的に働いて、該フィルムは収縮包装に対して極め
て高い適性を有するものである。この有用性について、
第３表（実施例３に対応）を用いて説明する。

第３表は実施例１．２の各種フィルムについて、自動包
装機を用いて収縮包装を行い、機械包装適性と包装の仕
上がりという観点から総合的な評価をした結果である。

実験８１ｍ１，３．及び７は、本発明のフィルムであり
、自動包装機械による包装の安定性、ヒートシールによ
る完全な密封性に優れ、また、仕上がりの包装物のフィ
ルムの張り、外観、透明性も優れており、総合評価１０
点以上という素晴らしいものであった。

一方、実験８１１５は、包装時の不良がしばしば発生し
、また、仕上がりの透明性に劣るものであった。

実験Ｎａ８及び９は第２図で明らかなように使用樹脂の
融点付近で高い収縮率を持つために、ヒートシール時に
フィルムが優勢的に収縮し、十分なシール性が得られな
かった。

実験８１１８は、包装物の仕上がりにおいて、被包装物
の周辺部にドッグイア−と呼ばれる突起が生じ、外観を
損なうものである。

実験Ｎ［Ｌｌｏは、収縮後に包装物にタイトさかなく、
ゆるみの見られるものであった。

以上のように、本発明のフィルムは抜群の収縮包装性を
有し、穫めて有用性の高いものである。

本発明でいうＥＶＡとは高圧ラジカル重合法で一般に得
られる共重合体であり、酢酸ビニル含量５〜１５ｗｔχ
のものが好−ましい。また、ＩＰ−Ｌ［ｌＰＥとは高圧
ラジカル重合法により得られるもので、長鎖分岐を有す
るものである。　）？！　１．０以下のものが好ましく
、長鎖分岐が２個／１０００　Ｃのものが更に好ましい
。ＨＰ−ＬＤＰＥには酢酸ビニル含有５％以下のＥＶＡ
も含むものである。

一方、ＬＰ−ＬＤＰＩ！とは、エチレン、ブテン、ヘキ
セン、しメチルペンテン、オクテン等の低圧イオン重合
法による共重合体であり、長鎖分岐を有さない低密度ポ
リエチレンである。これには密度が０．９１５ｇ／　ｃ
ｄ以上の通常直鎖状低密度ポリエチレンと呼ばれている
もの、密度が０．９１５ｇ／　ｃｄ以上の超低密度ポリ
エチレンが含まれる。

なお、プラスチック加工で通常用いられる添加剤、すな
わち防暑剤、熱安定剤、ブロッキング防止剤、スリップ
剤、架橋調節剤等を本発明のフィルムに用いてもよい、
架橋調節剤を用いて、各層間の架橋度を変えることによ
り、ヒートシール性等の特性を更に高めることは好まし
い例である。

実施例に使用した樹脂のリストを以下に記す。

ＥＶＡ−ａ：（ＶＡＣ＝Ｌ３χ、Ｍｌ−１，０）ＥＶＡ
−ｂ：　（ＶＡＣ−１０χ、Ｍｌ、１．０）ＥＶＡ−ｃ
：（ＶＡＣ−３Ｘ、Ｍｌ−０，３））ＩＰ−ＬＤＰＨ−
ａ：　（密度０．９２．ＭＩ−０，４）ＬＰ−ＬＩＩＰ
Ｅ−ａ：　（コモノマー１４−メチルペンテン密度０．
９３．　Ｍｌ−２，１） １、Ｐ−ＬＤＰＥ−ｂ　：　（コモノマー二オクテン、
密度０．９３゜旧・２．０） ＬＰ−ＬＤＰＥ−ｃ：　（コモノマー二オクテン、密度
０．９１２、旧・３．３） 以下に本発明に使用される測定方法をまとめて記す。

（１）収縮後のヘイズ １５０℃熱風を用い、フィルムを面積収縮率で３０２収
縮させた後、ＡＳＴＩ’１−Ｄ−１００３法にて測定し
た。

（２）引張り弾性率 ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２−８１法にて測定した。

（３）　　ヒートシール法 センチネルヒートシーラーで、１３０℃、Ｑ、５ｓｅｃ
の条件でシールしたものを１５閤巾の試験片として、引
張試験機で測定した剥離強度の値である。

（４）　　自由収縮率 ＾ＳＴＭ−Ｄ−２７３２法にて測定した値の縦方向（Ｍ
Ｄ）と横方向（ＴＤ）の平均値として示す。

（５）フィルム偏肉 フィルムの周方向に２０−間隔で厚みを測定し、これを
流れ方向に３回繰り返したとき、その平均厚みが５の厚
薄を±Ｘχとして表した。

（６）延伸安定性 ４時間の延伸テストを行った結果、以下の基準で定義し
た。

◎　平均バブル持続時間２時間以上で、かつバブルのゆ
れないもの。

Ｏ平均バブル持続時間２時間以上だが、バブルのゆれの
あるもの。

Δ　平均バブル持続時間１時間以上２時間未満。

×　平均バブル持続時間１０分以上１時間未満。

××　平均バルブ持続時間１０分以上未満のもの。

（７）寸法安定性 ３００閣巾、　１０００＋ｇ巻のフィルムロールを、４
０℃のオープンで３０日間の保管テストを行い、巾寸法
の減少分として表したものである。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明を限定するものではない。

実施例Ｉ ＥＶＡ−ａを表面層樹脂として、ＬＰ−Ｌ［１ＰＥ−ａ
　７５ｗｔχ。

ＨＰ−ＬＤＰＨ−ａ　２５ｗｔχの混合物を芯層用樹脂
として用意し、第１図のプロセスに従い、本文記載の製
法によりフィルムを得た。この際、原反の厚み構成は表
面層／芯層／表面層・１０／８０／１０で合計４５０　
μであった。電子線照射線量は６　Ｍｒａｄであり、延
伸のＳ点部度１４０　”Ｃ，Ｆ煮湯度１００℃１温度差
４０℃の条件下で縦方向７．０倍、横方向６．０倍の延
伸を行い、１０μのフィルムを得た。これを実験Ｎα１
とする。

また、第１表に示す樹脂の種類・比率を変えた構成で、
実験Ｎ（Ｌｌと同一の延伸を行った。これを実験隘２〜
６とする。実験隘ｌ〜６のフィルムの物性及び延伸安定
性を第１表に併せて記した。

実験Ｎα１〜３は本°発明の実施例であり、これらは、
通常低下しがちな収縮後の透明性であるヘイズ値２．０
％以下と優れており、包装作業の安定度に寄与する弾性
率も２０ｋｇ／ａｓ”以上と高く、ヒートシール強度も
１．０　ｋｇ以上と優れ、さらに本条件下での延伸安定
性の優れたものであった。

実験Ｎα４〜６は比較例であり、阻４は透明性・シール
強度・延伸性に劣り、連５は透明性・弾性率に、Ｎ１１
６は延伸性という・ように欠点を有しており、総合的に
は評価の低いものである。

つまり、本発明の樹脂構成は総合的に卓越したものであ
る。

実施例２ 実験ＮＣＬＩと同一の樹脂構成を用いて、第２表に示し
た延伸条件に従って、第１図のプロセスでフィルムを得
た。これを実験Ｎ（Ｌ７１９，１０とした。また、実験
Ｎａ６と同一の樹脂構成で延伸条件を変えることにより
、実験８１１８を得た。実験Ｎ１１ｌ及び７〜１０のフ
ィルムの収縮特性及び延伸性を第２表に併せて記した。

実験Ｎ１１ｌ、７は本発明の実施例であり、これらはは
１４０℃で７０％以上という抜群の高収縮性を存してお
り、寸法安定性を有し、また、延伸の安定性及び偏肉も
良好であった。

実験石８〜１０は比較例であり、Ｎｔ１８は収縮率・寸
法安定性に劣り、隘９は寸法安定性と偏肉に、Ｎ１１１
０は収縮率と延伸安定性に欠点を有していた。

総合的に見て、本発明の延伸条件は非常に優れたもので
あった。

実施例３ 実施例１，３，５，７，９．　ｔｏの各サンプルについ
て、自動包装機械による包装テストを行った。

自動シュリンク包装機（茨城精機■製法：５Ｐ−３００
）を用い、次の３種の被包装物をランダムに包装し、下
記の尺度により評価した。

■安定走行性 ◎：　安定して包装の行えたもの。

Ｏ：　やや包装の不安定なもの。

八−包装形状にバラフキがあるもの。

×；　包装時に破れ、詰りなどが発生するもの。

■ヒートシール性 ◎：　完全な密封シールが行えたもの。

Ｏ：　部分的にしっかりシールされているもの。

Δ：　シール部がカール気味のもの。

×：　シール部でカールが起こり、実質的に、シールし
ていないもの。

■透明性 ◎：光沢があり、デイスプレィ効果の高いもの。

Ｏ：やや光沢に乏しいもの。

Δ：フィルムが白化気味のもの。

×：フィルムが白化し、内容物がくすんで見えるもの。

■収縮性 ◎：張りが強く、均一な収縮が行えたもの。

Ｏ：やや張りの弱いもの。

Δ：小シワが部分的に残るもの。

×；包装物に緩み、ドッグイア−があるもの。

■総合評価 上記の■〜■について、◎・３点、０・２点、Δ・１点
、×・０点で採点した結果。

■〜■の評価の結果を第３表に記した。

実験ｋ１．３．７は本発明の実施例であり、収縮包装に
おける総合評価は１０点以上と満足に近いものであった
。

一方、　実験Ｎ１１５，８〜１０は比較例であり、それ
ぞれ欠点を有しており、総合評価の低いものであった。

本発明のフィルムは収縮包装に対して極めて優れた適性
を有しており、有用性の高いものであった。

〈発明の効果〉 本発明の製造方法によって得られる本発明フィルムは、
透明性、ヒートシール性、寸法安定性、厚みの均−性及
び生産性に優れており、収縮包装に対して掻めて高い適
性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフィルムを製造するために便利な装
置の図式的表示である。 第２図は、各種フィルムの温度に対応する自由収縮率の
関係を示す実験図である。 ｌ　・・・表面層用樹脂押出機 ｌ゛・・・芯層用樹脂押出機 ２　・・・環状グイ ３　・・・水冷リング ４．８．１１・・・・ピンチロール ５　・・・電子線照射室 ６　・・・ロール ７　・　・ ９　・　・ １２・　・ ３点・ Ｆ点・ 電子線発生装置 赤外線加熱炉 ・　・　ニアリング フィルム ・延伸開始点 ・延伸終了点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン−酢酸ビニル共重合体を主体とする樹脂
   の２つの表面層と、高圧法低密度ポリエチレン５０〜１
   ０ｗｔ％、低圧法低密度ポリエチレン５０〜９０ｗｔ％
   からなる混合樹脂の芯層を有する３層フィルムであって
   、９０℃自由収縮率１５％以下、１４０℃自由収縮率７
   ０％以上の値を有する３層架橋フィルム。
2. （２）エチレン−酢酸ビニル共重合体を主体とする樹脂
   の２つの表面層と、高圧法低密度ポリエチレン５０〜１
   ０ｗｔ％、低圧法低密度ポリエチレン５０〜９０ｗｔ％
   からなる混合樹脂の芯層とを共押出しし、冷却固化せし
   めた後、電離性放射線により架橋させ、これを延伸機で
   延伸開始点温度１３０〜１６０℃に加熱し、延伸終了点
   までの温度差が４０〜６０℃となるよう冷却しつつ、面
   積延伸倍率２０〜５０倍に延伸することを特徴とする、
   ９０℃自由収縮率１５％以下、１４０℃自由収縮率７０
   ％以上の値を有する３層架橋フィルムの製造方法。