JPH0321341B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ポリエチレン複合フイルムに関し、
さらに詳細には防湿性およびヒートシール性に優
れるポリエチレン複合フイルムに関するものであ
る。 従来、中低圧法ポリエチレンから得られるフイ
ルムは透明性が悪いためにデイスプレイ効果の要
求される用途においては、その他の優れた特性を
有しているにもかかわらずほとんど用いられてい
なかつた。従つて、この透明性を改善するため
に、放射線架橋を行つたポリエチレンの延伸フイ
ルムが種々提案されている。 しかしながら、これらの方法による架橋延伸ポ
リエチレンフイルムは、その透明性および強度は
改善されるものの防湿性については十分ではな
く、また透明性の改善される程度に架橋されたポ
リエチレン延伸フイルムは、低温ヒートシール性
が損なわれるという欠点があり、包装材としての
機能は必ずしも十分ではなかつた。 本発明は、従来知られている高密度ポリエチレ
ン架橋延伸フイルムの、このような欠点を改良す
る目的でなされたものであつて、本発明のポリエ
チレン複合フイルムは、高密度ポリエチレンから
なり、フイルムの厚さ方向において、架橋度が中
方向に低下してなる二軸延伸フイルムＡの少くと
も片面が、低密度ポリエチレンまたはエチレン共
重合体からなるヒートシール層Ｂで積層されたも
のである。 本発明における高密度ポリエチレンとしては、
中低圧法で製造された結晶性のポリエチレンで、
密度が0.935ｇ／ml以上、好ましくは0.950ｇ／ml
以上で、メルトインデツクス（JIS K6760により
温度190℃、荷重2.16Kgで測定、以下MIという）
が0.05ｇ／10分以上、好ましくは0.5〜20ｇ／10
分の範囲であるエチレンの単独重合体またはエチ
レンと２モル％以下の他のα−オレフイン、例え
ばプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−
ヘキセン、４−メチル−１−ペプテン、１−オク
テン、１−デセンなどの共重合体があげられる。
また、高密度ポリエチレンの含量が60重量％以上
の、低密度ポリエチレンや他のポリオレフインと
の混合物も使用することができる。なお、これら
高密度ポリエチレンには必要に応じて酸化防止
剤、紫外線吸収剤、滑剤、アンチブロツキング
剤、帯電防止剤、顔料、染料などの公知の添加剤
を加えることができる。 本発明において、ポリエチレン複合フイルムの
基材となる高密度ポリエチレンフイルムは、フイ
ルムの厚さ方向において、架橋度が中方向に低下
してなる未延伸または一軸もしくは二軸延伸フイ
ルムなどである。 本発明における高密度ポリエチレンフイルムの
製造は、通常使用されている押出機に高密度ポリ
エチレンを供給し、溶融押出し冷却固化してシー
ト状またはチユーブ状の原反を成形する。溶融押
出成形は、通常使用されているＴダイから押出し
てフラツトな原反とする方法、環状ダイから押出
してチユーブ状原反とする方法、チユーブ状原反
を切り開いてシート状原反とする方法、またはチ
ユ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。この場
合の各原反の厚さは、原反の厚さ方向において両
側から架橋度が中方向に低下するように架橋でき
る厚さであれば良く、延伸倍率と延伸後のフイル
ムの厚さにより決るものであるが、通常は210〜
2000μ、好ましくは400〜1000μの範囲が取り扱い
および前記の架橋を構成させるうえからも望まし
い。 本発明における高密度ポリエチレンからなるシ
ート状またはチユーブ状の原反の架橋は、原反の
厚さ方向において架橋度が中に向つて低下するよ
うに両側から架橋することが必要である。その架
橋度は、ゲル分率で表わされるが、本発明の目的
を達成させるためには、上記の原反の架橋構成に
おいて架橋度最低のゲル分率が０〜５％未満で、
両側各架橋表層のゲル分率が５％以上、特に20〜
70％の範囲であることが好ましい。また、架橋度
最低のゲル分率が０％で、原反の厚さ方向に架橋
層／未架橋層／架橋層を構成する場合は、各層の
構成割合が未架橋層・両側各架橋層＝１：0.1〜
10の範囲であることが望ましく、特に両側各架橋
層の架橋度が同一であることが好ましい。 上記の架橋が、原反の厚さ方向において中方向
に架橋度が低下するように架橋が行われない場
合、特に架橋度最低のゲル分率が５％を越える場
合は、延伸加工は均一に行われ、透明性は改善さ
れるものの本発明の主目的である防湿性の改善さ
れたフイルムは得られない。また、両側各架橋表
層の架橋度は、ゲル分率が20％未満の場合は延伸
加工が均一に行なわれずフイルムの透明性および
防湿性は改善されない。一方、ゲル分率が70％を
越える場合は、延伸加工においてフイルムが破断
し易く円滑な延伸ができない。さらに、原反の厚
さ方向全層に均一に架橋が行われた場合には延伸
加工は均一に行われ透明性は改善されるが防湿性
が改善されず、一方、原反の厚み方向の片側のみ
の架橋では延伸加工においてフイルムが破断しや
すく、また原反の厚さ方向の一方から架橋度が低
下するように全層に架橋した場合は、得られるフ
イルムの防湿性および透明性の改善が十分ではな
く共に好ましくない。 なお、上記のゲル分率は、試料を沸とうｐ−キ
シレンで抽出し不溶部分を示したものである。 このような架橋を行う方法としては、例えば、
原反の両側から電子線を照射する方法、または架
橋剤を配合したポリエチレン樹脂の多層共押出に
よる方法などがあげられる。 電子線を照射する方法は、原反の厚さ、樹脂の
種類、分子量、分子量分布によつても異なるが、
通常は電子線の照射量を５〜50メガラツド
（Mrad）、好ましくは15〜30メガラツドとすれば
よい。また、照射は原反の表裏もしくは内外に同
時、または表裏もしくは内外に分けて、さらには
数回に分けて行つてもよい。照射線量は、表裏も
しくは内外同一線量で行うことが特に好ましい。
さらに、電子線の透過能の調整は、原反厚さに対
する印加電圧の調整、遮へい板によるマスキング
などがあげられる。 次に、電子線照射量を調整する一例をあげる
と、例えば照射する原反の厚さが500μの場合に
は、20μ厚さの25枚の薄いフイルムを緊密に重ね
合せてほヾ500μ厚さの試験片とし、これに厚さ
方向の両側より同量の電子線を照射し、架橋せし
めた試験片を20μの25枚のフイルムに分離し、そ
れぞれの架橋度を測定すれば試験片の厚さ方向の
架橋度の分布状態を知ることができる。この結果
から原反の厚さと電子線照射量による架橋度との
関係を知ることができる。 上記の電子線照射量は、窒素、アルゴン、ヘリ
ウムその他の不活性ガスの雰囲気で行うことが好
ましい。空気の存在下で電子線照射を行うことも
できるが、得られるフイルムの透明性の改善が十
分ではない。 また、架橋剤を配合した高密度ポリエチレンの
多層共押出しにより架橋する方法としては、例え
ば有機過酸化物などの架橋剤を高密度ポリエチレ
ンに配合したものを、シート状原反においては厚
さ方向の量側外層とし、チユーブ状原反において
は厚さ方向の内外層とし、有機過酸化物を配合し
ないか、または前記の最低架橋度以下となるよう
に有機過酸化物を配合したものを原反厚さ方向の
中間層となるように多層共押出機に供給し、樹脂
の融点以上の温度で架橋共押出する方法があげら
れる。 延伸は、架橋された原反を加熱し、通常のロー
ル法、テンター法またはチユーブラー法によつて
所定の倍率で一軸または二軸方向に延伸してフイ
ルムを得る。二軸延伸では、同時または逐次延伸
のどちらであつてもよい。 延伸温度は、高密度ポリエチレンの融点以下、
好ましくは樹脂の軟化点から融点迄の範囲で、具
体的には70〜135℃、好ましくは100〜130℃であ
る。延伸温度が軟化点未満では樹脂の軟化が不十
分で均一で安定な延伸を行うことができず、一
方、融点を越えると延伸は均一に行われるが得ら
れるフイルムの防湿性の改善が十分ではない。 また、延伸倍率は、一方向または縦および横の
両方向に３倍以上、好ましくは４倍以上で行うこ
とが望ましい。延伸倍率が３倍未満では、均一な
延伸が困難で本発明の目的とする防湿性の改善が
不充分で、また透明性に優れる、延伸フイルムを
得ることが難かしい。 なお、得られた延伸フイルムは、熱収縮性を有
するために、複合包装用基材フイルムとして用い
る場合は、延伸フイルムの融点以下、例えば110
〜140℃で熱セツトを行つて横方向の熱収縮率を
1.5％以下、好ましくは1.0％以下とすることが好
ましい。 次に、本発明におけるヒートシール層は、低密
度ポリエチレンまたはエチレン共重合体が用いら
れる。低密度ポリエチレンとしては、密度が
0.935ｇ／ml未満、好ましくは0.910〜0.925ｇ／
ml、MIが１〜20ｇ／10分、好ましくは５〜15
ｇ／10分の範囲の低密度ポリエチレン、線状低密
度ポリエチレンなどがあげられる。またエチレン
共重合体としては、エチレンと30モル％以下の他
のα−オレフインまたはビニル系化合物との共重
合体、例えばエチレン−プロピレン共重合体、エ
チレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピ
レン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレ
ン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ア
イオノマーなどがあげられる。これら低密度ポリ
エチレンおよびエチレン共重合体は、二種以上を
混合して用いることができる。また、低密度ポリ
エチレンおよびエチレン共重合体の融点は、フイ
ルムのヒートシールにおける熱収縮を避けるため
に、二軸延伸フイルムを形成する高密度ポリエチ
レンの融点よりも低いことが望ましく、特に120
℃以下のものが好ましい。なお、これら低密度ポ
リエチレンおよびエチレン共重合体には、前述の
高密度ポリエチレンと同様の公知の添加剤を用い
ることができる。 本発明において、基材となる高密度ポリエチレ
ンフイルムに低密度ポリエチレンまたはエチレン
共重合体（以下単に積層樹脂ともいう）を積層す
る方法としては、(1)積層樹脂を溶融し、基材の未
延伸または一軸もしくは二軸延伸の高密度ポリエ
チレンフイルム上に押出積層する方法、(2)積層樹
脂のフイルムを製造し、基材の未延伸または一軸
もしくは二軸延伸の高密度ポリエチレンフイルム
とを貼合せる方法などがあげられる。なお、これ
らの押出積層または貼合せにおいてはアンカーコ
ート剤を用いてもよい。積層樹脂の厚さは、一般
に0.5〜50μｍが好ましい。 本発明のポリエチレン延伸複合フイルムの製造
は、架橋ポリエチレン延伸フイルムの製造工程に
組込むのが工業的に有利である。このときの積層
樹脂の積層工程は、架橋ポリエチレン延伸フイル
ムの製造工程中の架橋未延伸フイルムと架橋一軸
もしくは二軸延伸フイルムの中間過程、一軸延伸
工程とそれと直角方向の延伸工程の中間過程、あ
るいは架橋二軸延伸工程後に行われる。本発明で
は積層樹脂の積層は、架橋未延伸フイルム、架橋
一軸延伸フイルムあるいは架橋二軸延伸フイルム
のいずれに積層してもよいが、架橋一軸延伸フイ
ルムまたは架橋二軸延伸フイルムに積層すること
が好ましい。これは延伸フイルムに積層する方
が、積層樹脂層の厚さの調整が容易であり、また
積層後の延伸工程を１工程かまたは無くするため
に、積層樹脂層に延伸工程でのロールなどによる
損傷や、積層樹脂層を必要以上に配向させるなど
の弊害を避けるために好ましい。 上記の方法によつて得られた積層フイルムを高
密度ポリエチレンフイルムの融点以下、好ましく
は軟化点以上の温度範囲で、高密度ポリエチレン
フイルムが未延伸である場合は、逐次または同時
に二軸延伸するか、また高密度ポリエチレンフイ
ルムが一軸延伸フイルムの場合は、一軸方向と直
角の方向に一軸延伸することによつてポリエチレ
ン延伸複合フイルムを得ることができる。得られ
たフイルムは、熱収縮性を改良するために必要に
応じて延伸温度または延伸温度以上で熱処理を行
う。上記の延伸または熱処理の温度範囲は、積層
樹脂層の分子配向を緩和するために、積層樹脂の
軟化温度以上、好ましくは融点以上であることが
望ましい。 なお、本発明のポリエチレン複合フイルムに、
コロナ放電処理、火焔処理、帯電防止処理、その
他公知の表面処理を施すことは商品価値を高める
うえで推奨される。 以上、本発明のポリエチレン複合フイルムは、
従来の架橋ポリエチレン延伸フイルムに比べて、
防湿性および低温ヒートシール性に優れ、イメー
ジクラリテイーも良好なものである。 以下、本発明の実施例を示す。なお、実施例に
おける％および部は重量を表わし、試験方法は次
の通りである。 (1) 透湿度：JIS Ｚ 0208 Ｂ法 (2) ヘイズ：JIS Ｋ 6714 (3) ヒートシール温度：熱板ヒートシーラーを用
いて、フイルムのヒートシール面同志を所定の
温度で、巾15mm、圧力２Kg／cm²、１秒間圧着し
て得たヒートシール部分を、剥離速度500mm／
分で剥離を行い、剥離強度が500ｇ／15mmに達
するときの温度をヒートシール温度とした。 (4) イメージクラリテイー：JIS Ｋ 7105 (5) ゲル分率：ASTM Ｄ 2765 Ａ法 実施例 １ 高密度ポリエチレン（密度0.957ｇ／ml、MI0.8
ｇ／10分、融点134℃、以下HDPEという）をＴ
ダイ押出シート成形機により厚さ0.6mmのシート
状原反を成形した。 このシート状原反に、電子線照射装置（ESI社
製）を用い、窒素ガス雰囲気下で表裏それぞれに
165KV−45ｍＡの条件下で20メガラツドの電子
線を照射した。この架橋シートの照射面およびシ
ートの厚さ方向内部の架橋度を知るため、上記高
密度ポリエチレンからなる厚さ20μｍの薄いフイ
ルム30枚を重ねて厚さ0.6mmの試験片とし、同一
条件で電子線を照射して各々の薄いフイルムの架
橋度を調べたところ、照射面両側の薄いフイルム
の架橋度はゲル分率50％、厚さ方向内部の最低架
橋はゲル分率０％であつた。また、架橋している
層および未架橋層の厚さの構成比は、架橋層：未
架橋層：架橋層＝１：２：１であつた。 この架橋シートを温度130℃で、縦方向に４倍
に延伸して一軸延伸フイルムを得た。 この一軸延伸フイルムに、55mmφ押出機により
温度300℃で低密度ポリエチレン（密度0.920ｇ／
ml、MI6ｇ／10分、融点110℃、以下LDPEとい
う）を厚さ25μで押出積層して未延伸LDPE／一
軸延伸HDPEの積層フイルムを得た。 この積層フイルムを温度130℃で一軸延伸方向
とは直角の方向に５倍に延伸して厚さ35μｍ
（LDPE5μｍ／HDPE30μｍ）のポリエチレン複合
フイルムを得た。このフイルムの特性を表−１に
示した。 実施例 ２〜４ 実施例１において、架橋シートを温度130℃で
縦方向に４倍、横方向に５倍に延伸して厚さ30μ
ｍの二軸延伸HDPEフイルムを得た後、この延伸
フイルムにLDPEを各々の厚さ15μｍ、20μｍ、
30μｍで押出積層した以外は同様にして各々の厚
さ45μｍ、50μｍ、60μｍの未延伸LDPE／二軸延
伸HDPEの複合フイルムを得た。このフイルムの
特性を表−１に併記した。 実施例 ５〜８ 実施例３において、積層樹脂層のLDPEに代り
線状低密度ポリエチレン（密度0.920ｇ／ml、
MI2ｇ／10分、融点120℃、以下LLDPEという）
とLDPEとの混合物（LLDPE：LDPE＝90：10
部）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（密度0.930
ｇ／ml、MI5ｇ／10分、酢酸ビニル５％、融点
100℃、以下EVAという）、エチレン−アクリル
酸エチル共重合体（密度0.930ｇ／ml、MI6ｇ／
10分、アクリル酸エチル18％、融点75℃、以下
EEAという）およびアイオノマー（密度0.940
ｇ／ml、MI4.4ｇ／10分、Zn型、融点95℃）を用
いた以外は同様にしてポリエチレン複合フイルム
を得た。このフイルムの特性を表−１に併記し
た。 実施例 ９ 実施例２において、二軸延伸HDPEフイルムに
ポリエチレンイミン系のアンカーコート剤（東洋
モートン社製、商品名EL420、以下Ａ／Ｃ剤）を
塗布した後にLDPEを押出積層した以外は同様に
してポリエチレン複合フイルムを得た。このフイ
ルムの特性を表−１に併記した。 比較例 １ 実施例２における、LDPEを押出積層しない二
軸延伸HDPEフイルム単独についての特性を表−
１に併記した。 比較例 ２ 実施例１で得られたシート状原反に、電子線照
射装置の印加電圧を上げて電子線の透過能を増大
して照射し、ゲル分率が55％で、シートの厚さ方
向の架橋度が均一に行われている架橋シートを得
た。この架橋シートを温度138℃で縦方向に４倍、
横方向に５倍に延伸して厚さ30μｍの二軸延伸
HDPEフイルムを得た。この延伸フイルムに
LDPEを厚さ20μｍで押出積層して厚さ50μｍの複
合フイルムを得た。このフイルムの特性を表−１
に併記した。 比較例 ３ 実施例１で得られたシート状原反に、電子線の
照射をシートの厚さ方向片側から行い、照射面側
および非照射面側の架橋度が、それぞれゲル分率
50％と０％で、シートの厚さ方向の架橋層および
未架橋層の比がそれぞれ４：１である架橋シート
を得た。この架橋シートを、温度132℃で縦方向
に４倍、横方向に５倍に延伸して厚さ30μｍの二
軸延伸HDPEフイルムを得た。このフイルムの特
性を表−１に併記した。 比較例 ４ 比較例３で得られた二軸延伸フイルムにLDPE
を厚さ20μｍで押出積層して厚さ50μｍの複合フ
イルムを得た。このフイルムの特性を表−１に併
記した。 実施例 10 実施例３において架橋構成を１：１：１とした
以外は実施例３と同様にして複合フイルムを得
た。このフイルムの特性を表−１に示した。 比較例 ５ 実施例10においてLDPEを押出積層しない二軸
延伸HDPEフイルム単独についての特性を表−１
に併記した。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高密度ポリエチレンからなり、フイルムの厚
   さ方向において、架橋度が中方向に低下してなる
   二軸延伸フイルムＡの少くとも片面が、低密度ポ
   リエチレンまたはエチレン共重合体からなるヒー
   トシール層Ｂで積層されたポリエチレン複合フイ
   ルム。