JPH02134228A - 高密度ポリエチレン系フイルムの製造方法 - 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］ 本発明は高密度ポリエチレン系フィルムの製造方法に閃
し、特に、架橋と延伸を行なう架橋ポリエチレン延伸フ
ィルムに関する。

〔従来の技術］および［その解決すべき課題］結晶性の
高いポリエチレンから得られるフィルムは、８種の優れ
た特性を有している一方で、透明性の悪さ、剛性の不充
分さなどが指摘されており、デイスプレィ効果の要求さ
れる用途や食品や医薬品などの軟包装分野での展じ４を
妨げている。

結晶性の高い高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フィルム
の透明性や剛性などを改鍔する為に、電子線照射などに
よる架橋および（または）一軸あるいは＝、軸延伸など
の延伸が試みられている。

スタンディングパウチ、ポーションバックなどの用途で
、フィルムの縦方向（ＭＤ）の直線カット性（包装材と
して直線的にカットできること）が必須とされる用途に
おいては、縦一軸フイルムが使用され、当該縦一軸延伸
フィルムは透明性およびＭＤ直線カット性に特徴をもた
せているが、フィルムのフィブリル化により、カット時
に”ひげ′が発生し易く、切り口がクリアでないという
難点もある。

１ｉ１じ一軸延伸であるが横一軸延伸フィルムも堤案さ
れている。これは延伸方向からＴＤカット性に特徴をも
たせているが、同様に“ひけ”が発生し易いという難点
がある。

一方、フィルム原反を架橋して、その後二輪延伸してな
るポリエチレン系フィルムも提案されており（特公昭３
７−＋８８９３号公報）、フィルム原反に、電子線など
を照射して、架橋させ、その後にＭＤおよび１゛Ｄ両方
向に二輪延伸するという手法がとられている。

この場合の架橋には、厚さ方向全体に均一に架橋を行な
う全層架橋と、片面側のみをＰＲ橘させる片面架橋と、
架橋度が厚さ方向において、中方向に低下させた、例久
ば、架橋層／末架橋層／架橋層よりなる構成の三層架橋
（特開昭６１−７４８１９号公報）とがあり、全層架橋
ではｔとして透明性の改善に特徴をもたせており、片面
架橋ではヒートシール性に特徴をもたせており、さらに
、三層架橋では防湿性に特徴をもたせている。

しかし、これら架橋方法の如何にかかわらず２当鵡架橋
後、二輪延伸させるフィルムの成形技術では、フィルム
原反の段階で電子線照射などによりシートを架橋させ、
次いで、二輪延伸させる際に、ＭＤ延伸倍率を上げると
、ＭＤ収縮率が大きくなり過ぎるという欠点がある。

これは、上記のように原反段階で電子線架橋すると、架
橋部分がゴム弾性的な働きをして、ＭＤ延伸した後に、
延伸残虐型が、未架橋延伸物に比して大きく残る為と考
えられる。

従って、この場合、原反段階で電子線照射して得た）ｌ
　Ｄ　Ｐ　Ｅ縦一軸延伸フィルムも同様であると４太ら
れる。

なお、前記で挙げた特公昭３７−１８８９３号公報には
、ポリエチレンをフィルム状に押出し、このフィルムを
延伸し、架橋させ、架橋フィルムを熱間延伸により二輪
方向に方向させ１次いで冷却するフィルムの製造方法が
記載されているが当註製法における上記押出フィルムの
延伸とは、その発明の詳細な説明の横巾の記載からみて
、押出フィルムを空気のような気体で膨張させることを
意味しており、上述した架橋後、二輪延伸フィルムの製
法と何ら異ならない。

なお、また、特公昭４８−２７９０４号公報には、二軸
配合後に、照射を行なうというフィルムの製法も記載さ
れており、熱収縮性および熱密封性両者を満たすシュリ
ンクフィルムであることを特徴としている。

本発明は、架橋と延伸を行なう架ｌ＠ＨＤＰＥ延伸フィ
ルムにおいて、ＭＤ延伸後の残虐型に伴うＭＤ収縮率を
低減し、高結晶性のＨＤＰＥフィルムの透明性や剛性な
どを改善し、当該）ＩＤＰＥフィルムの難点を解消して
、軟包装分野など広範囲での用途展開を可能とするＨ　
Ｄ　Ｐ　Ｅフィルムの製造方法を提供することを目的と
する。

本発明の他の目的および新規な特徴は本明細書全体の記
述からも明らかとなるであろう。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ３以上でメルトフ
ローインデックスが０．１〜２０ｇ／１０分の高密度エ
チレン系重合体よりなるフィルム原反を、縦方向（Ｍｒ
））に当該高密度エチレン系重合体の融点以下の延伸温
度でかつ延伸倍率１１倍以上でＭＤ一軸延伸ないしは圧
延し１次いで当該延伸ないしは圧延後に、架橋を行ない
、次いで、横方向（ＴＤ）に当該高密度エチレン系重合
体の融点±１５℃の範囲の延伸温度でかつ延伸倍率４倍
以」−で］゛１）一軸延伸を行うことを特徴とする高密
度ポリエチレン系フィルムの製造方法に存する。

本発明におけるエチレン系重合体としては、ポリエチレ
ン、エチレン含有憧が５０％以上であるエヂレンとプロ
ピレン、１−ブテン、ｌ−ペンテン、ｌ−ヘキセン、４
−メチル−１−ペンテン。

１−オクテンなどのａ−オレフィンもしくは酢酸ビニル
、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、
アクリルアミド、アクリロニトリルスチレン、塩化ビニ
ルなどのビニル単重体との共重合体などが挙げられ、こ
れらエチレン系重合体は単独または２種以上の混合物が
用いられる。

これらエチレン系重合体のうちでは、特に、密度が０．
９３５１／Ｃｍ３以上好ましくは０．９５＋Ｉｇ／ｃｍ
’以上でメルトフローインデックス（ＪＩＳ　　Ｋ６７
６０により温度１９０℃、侑ｇｌ　２．　＋６にｇで測
定、以下Ｍｌという）が０．１ｇ　／１０分以上、好ま
しくは０．５〜２０　ｇ　／　ｌ　０分の結晶性のポリ
エチレンまたはエチレン共重合体が好ましい、密度が０
．９３５ｇ／ｃｍ’未満では剛性やバリヤ性に難点を生
じる。また、Ｍ丁が０．１ｇ　／Ｉ　０分未満ではフィ
ルム原反のシート化などが難しくなる。

なお、当該エチレン系重合体には必要に応じて酸化防止
剤、紫外線吸収剤、アンチブロッキング剤、滑剤、中和
剤、顔料、染料などの公知の添加剤を加えることができ
る。

本発明のフィルムの’！Ｒ造におけるエチレン系重合体
は、押出機に供給し、溶融押出し冷却固化してシート状
またはチューブ状のフィルム原反を成形する。溶融押出
成形は、１゛ダイから押出してフラットな原反とする方
法、環状ダイから押出してチューブ状原反とする方法、
チューブ状原反を切り開いてシート状原反とする方法、
またはチューブ状原反の両側を切断して二枚のシート状
原反とするなど何れの方法を用いてもよい。

本発明では、この原反段階では電子線照射などによる架
橋を行なわない。

本発明では、ＭＤ延伸後の残溜型を弱めるべく、原反段
階でなく一軸延伸後に電子線照射などにより架橋を行な
いさらに次いで横方向延伸を行なう。

」―記架橋前の一輪延伸（ＮＤ延伸）は、前記エチレン
系重合体の融点（Ｔ　ｍ　）以下の温度で縦方向（ＭＤ
）に延伸倍率１．１倍以上で行う。

望ましくは、１’　ｍ　−１０℃以下、好ましくは７０
〜１２０℃の温度範囲で、ＭＤ力方向圧延ロール　ロー
ル問延伸などを用いて１．１倍以上好ましくは３〜７倍
に延伸する。

延伸温度が融点を越えるとロール汚れの発生等により実
質的にはフィルムは得られ難い、一方延伸倍率が１．１
倍未満では、ロール間延伸で均一な厚みのフィルムが得
られ難い。

本発明では当該ＭＤ一軸延伸後に、架橋を行なう。

架橋は、例えば電子線を照射することにより行なう。

架橋は全層架橋、片面架橋、架橋度が厚さ方向に異なる
架橋（例えば三層架橋）のいずれであってもよいが、本
発明では当該架橋前に一ヒ記一軸延伸するので、架橋的
原反は薄くなり、架橋を行なうと、その厚みにもよるが
、全層架橋ないしそれに近い構造になる。全層架橋によ
れば透明性が改婢されるので、本発明では透明性を向上
させることができる。従って、三層架橋の二輪延伸フィ
ルムに比して、透明性、ＭＤ熱収縮率が良くなる。

もっとも、三層架橋では防湿性が良く、また片面架橋で
はヒートシール性が良いという特徴があるので製品の用
途などに応じて適宜選択すればよい。

架橋の際の架橋度は、ゲル分率（試料を沸騰したＰ−キ
シレンで押出し、その不溶部分の割合で示される）で表
わされる。

架橋度が厚さ方向において、中方向に低下した例えばｍ
１層／未架橋層／架橋層の三層構成とする場合、両側各
架橋層のゲル分率は１０〜７０％好ましくは２５〜５０
％の範囲であることが好ましい。

ゲル分率が１０％未満の場合は後工程の１’　Ｄ延伸加
工が均一に行なわれずフィルムの透明性を改みし難く、
一方、ゲル分率が７０％を越える場合には当該延伸用］
−においてフィルムが破断し易く円滑な延伸をなし難い
。

又、全層架橋の場合は、ゲル分率が１０〜２５％と三層
架橋と比較して少なくすることが好ましい。

その他、架橋度が厚さ方向に異なる場合の架橋について
は先に挙げた特開昭６１−７４８１９号公報に記載され
た技術を適用することができる。

本発明では当該架橋後に、さらに、一軸延伸を行なう。

この延伸は融点±１５℃の温度で横方向（１゛Ｄ）に４
倍以上好ましくは５〜９倍に引張り延伸する。

このＴ　Ｄ延伸の際の温度が融点−１５℃未満では、エ
チレン系重合体の軟化が不十分で均一で安定な延伸がし
難（、一方、融点＋１５℃を越えると当該重合体の過度
の溶融により安定な延伸をし難い。

延伸倍率が４倍未満では均一な延伸ができず、透明性に
優れるフィルムが得られ難い。

［実施例］ 次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

なお、本発明における試験方法は次の通りである。

（１）へイズ、ＡＳＴＭ　　ＤＩ００３（２）ゲル分率
、ＡＳ］’Ｍ　　Ｄ２７６５　　Ａ法（３）剛性、ＡＳ
”ｌ’Ｍ　　Ｄ８８２実施例り 高密度ポリエチレン（密度０．９５３ｇ／ｃｓ３、Ｍｌ
Ｏ，［１ｇ　／ｌ　０分、ＨＩ−Ｍ　［／Ｍ　Ｉ　２６
．４）を］゛ダイ押出シート成形機により厚さ０．５ｍ
ｍ　　（５００μ）の原反シートを作成し、続いて、１
２０℃でＭＤｈ向に５倍延伸し一軸延伸フイルムを得た
。このフィルムに電子線（ＥＢ）を１５０ＫＶ、１０メ
ガラツＦ　（Ｍｒａｄ）照射し、全層架橋（ゲル分率２
５％）にして、１：３０℃で５倍′「Ｄ延伸して、２０
μのフィルムを得た。

結果を第１表に示す。

実施例２゜ 密度が０．９５７ｇ／ｃｍ’、Ｍ　ｌ　１．Ｏｇ　／Ｉ
　０分、Ｈ１，Ｍ１／ＭＩ４５．６の高密度ポリエチレ
ンを使用し、全層架橋のゲル分率２４％とした以外は実
施例１と同様にしてフィルムを得た。

結果を第１表に示す。

実施例：３ 原反シート厚を８４０μとし、Ｍ　ｌ）延伸倍率を６倍
とし、１’　ｌ）延伸温度１３７℃および延伸倍率７倍
とした以外は実施例１と同様にした。

結果を第１表に示す。

実施例４ Ｍｌが１．ｏｇ　／Ｉ　０分の高密度ポリエチレンを使
用し、原反シートを１３５０μとし、各層構成比が架搗
層・末案橋層・架＋ｃ４層＝　Ｉ　：　（１，２５：ｌ
で、同ゲル分率を２５０・２５とし、１’　Ｄ延伸温度
を１３５℃とし、］゛Ｄ延伸倍率を９倍とし、フィルム
厚みを３０μとした以外は実施例１と同様にした。

結果を第１表に示す。

実施例５゜ 密度がＬｌ、９５７ｇ／ｃｍＪ、　Ｍ　ｌ　１．ｏｇ　
／Ｉ　０分、ＩＩ　１．　Ｍ１／ＭＩ４５．６の高密度
ポリエチレンを使用し、原反シートを８１０μとし、ゲ
ル分率を２３：Ｏ：２３とし、ＭＤ延伸倍率を３倍とし
、Ｔ　Ｄ延伸温度を１３３℃とし、１’　Ｄ　ｉ伸倍率
を９倍とし、フィルム厚みを３０μとした以外は実施例
４と同様にした。

結果を第１表に示す。

比較例１゜ 電子線照射による架橋後に、第１表に示す条件でＭＤ及
びＴＤ二軸延伸を行った以外は、実施例１と同様にした
。

結果を第１表に示す。

比較例２゜ 実施例１と同様にして原反シートを作成した。

この原反シートに電子線を照射し、各層構成比が１・０
５　ｌで、ゲル分率が５０％、０％５０％の上層架橋シ
ートを得た。

当詠架橋後に、Ｍ　ｌ）およびｉ’　Ｄ延伸条件を実施
例１と同様にして、フィルムを（４だ。

結果を第１表に示す。

比較例：３ 実施例３で使用の高密度ポリエチレンを用い、Ｊマみ８
４０μの原反シートを作成した。

この原反シートに電子線を照射し、各層構成比がＩ　：
　１．５　：　Ｉで、ゲル分率が４８％　０％。

４８％の三層架橋シートを得た。

当該架橋後に、Ｍ　ｌ）延伸温度１２５℃、同倍率６倍
でＭＤ一軸延伸し、次いで、延伸温度１３７℃、延伸倍
率７倍で１゛Ｄ延伸し、２０μのフィルムを得た。

結果を第１表に示す。

［発明の効果］ 本発明によれば、一軸延伸後に電子線照射などによる架
橋を行い、］°Ｄ延伸１−るので、ＭＤでの＋１１ｆｉ
？歪が小さく。ＭＤ熱収縮率の小さいフィルムを（する
ことができた。

また、架橋に先１′Ｌも一軸延伸するので、味反厚が薄
（なり、架橋に際し、全層架橋ないしそれに近い構造に
なるので透明性も向トした。

本発明によれば高結晶性のＩＩ　Ｄ　Ｐ　Ｅにおける透
明性やＧｌｌ性の難点を解消することができ、軟包装分
野での用途展開を広げることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 密度が０．９３５ｇ／ｃｍ＾３以上でメルトフローイン
   デックスが０．１〜２０ｇ／１０分の高密度エチレン系
   重合体よりなるフィルム原反を、縦方向（ＭＤ）に当該
   高密度エチレン系重合体の融点以下の延伸温度でかつ延
   伸倍率１．１倍以上でＭＤ一軸延伸ないしは圧延し、次
   いで当該延伸ないしは圧延後に、架橋を行ない、次いで
   、横方向（ＴＤ）に当該高密度エチレン系重合体の融点
   ±１５℃の範囲の延伸温度でかつ延伸倍率４倍以上でＴ
   Ｄ一軸延伸を行うことを特徴とする高密度ポリエチレン
   系フィルムの製造方法。