JPH03243326A - 積層二軸延伸フィルムの製造方法 - 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］ 本発明は優れたガスバリヤ−性を有する積層二軸延伸フ
ィルムをインフレーション方式で製造する方法に関する
。詳しくはエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物層（
以下ＥＶＯＨと記す）を有する、食品包装等に用いて好
適な、ガスバリヤ−性に優れた積層二軸延伸フィルムを
製造する方法に関するものである。

［従来の技術とその問題点］ ＥＶＯＨ層とポリプロピレン系樹脂（以下、ＰＰ系樹脂
と略記する）の層からなり、ＥＶＯＨ層が充分に薄く、
しかもガスバリヤ−性を付与するものとしてよく知られ
たポリ塩化ビニリデンを用いた場合におけるような、特
有の臭いがなく、変色も起こらず、廃棄する場合焼却炉
を痛めるなどという問題もなく、しかもガスバリヤ−性
に優れり積層フィルムを得る目的をもって、インフレー
ション方式により、ＥＶＯＨ層とＰＰ系樹脂とを有する
積層二軸延伸フィルムを製造する方法を提供した（特開
平１−１０８０２８号公報参照）。

この発明は、共押出成形により外側からＥＶＯＨ層、接
着層、ＰＰ系樹脂層の積層順にして、下向きに筒状の積
層体を押出し、外側から冷却水により急冷する事により
無延伸フィルムを得、得られた筒状無延伸フィルムのＥ
ＶＯＨ層の含水率を５〜１５重量％にしてチューブラ二
軸延伸をおこなった後、熱処理固定を行なう積層二軸延
伸フィルムの製造法に係わり、次のような特長を有する
ものである。

（イ）　チューブラ二軸延伸法を選びＥＶＯＨ層とＰＰ
系樹脂との安定延伸倍率のマツチングを図ったこと。

（ロ）　　ＥＶＯＨ層は逐次二軸延伸法での延伸が難し
く、同時二軸延伸法が適しているのでチューブラ二軸延
伸法を選択したこと。

（ハ）　　ＥＶＯＨ層を外層とし、無延伸フィルムを作
る工程で外部水冷方式を選んで急冷すると同時に、ＥＶ
ＯＨ層を含水状態にし、ＥＶＯＨ層の延伸を容易にした
こと。

（ニ）　　ＥＶＯＨ層とＰＰ系樹脂を接着用樹脂で共押
出成形した場合、その接着力は、Ｔダイ成形性で積層無
延伸フィルムを作成するよりも、インフレーション成形
法で外部水冷方式で行なった方がはるかに大きく、延伸
後の接着力もその傾向が残ること。

（ホ）　　ＥＶＯＨ層は薄肉（数ミクロン）で使用する
ので酸素ガスバリヤ−性を上げる必要があり、二軸延伸
処理効果と熱処理効果を組み合わせてバリヤー性を向上
させたこと。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術に示される積層二軸延伸フィルムの製造方
法は、上述の様な有用な特長を備えているが、安定して
厚みムラのない、均一に延伸されたフィルムを得るには
ＥＶＯＨ中の水の分布が均一でなければならず、このコ
ントロールの対策が求められていた。

〔課題を解決するための手段］ 前記のような積層フィルムを製造する場合、安定して厚
みムラがなく、均一に延伸されたフィルムを、さらに効
率よく製造するために種々検討を重ねた結果、延伸前に
特殊な加熱を行なうことにより問題が解決し得ることを
見出し本発明を完成した。

すなわち、本発明の要旨は、共押出しインフレーション
成形方式により、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化
物層を外層とし、ポリプロピレン系樹脂層を内層とした
筒状フィルムを下向きに押出し、押出されてくる筒状フ
ィルムの外側に冷却水を直接接触させて冷却して無延伸
原反フィルムを得、得られた無延伸原反フィルムを延伸
温度に加熱し、チューブラ二軸延伸して積層二軸延伸フ
ィルムを製造する方法において、無延伸原反フィルムを
加熱するに際し、水蒸気を含有する加熱雰囲気中で無延
伸原反フィルムを加熱することにより外層のエチレン−
酢酸ビニル共重合体ケン化物の含水率を５〜１５重景％
とし、次いで延伸することを特徴とする積層二軸延伸フ
ィルムの製造方法に存する。

゛　ＥＶＯＨ層の含水率を、所定の範囲にする手段とし
ては、上述のように、共押出成形に際し水冷し、その結
果、ＥＶＯＨ層の含水率を高くする手段がある。しかし
、この様に原反フィルムを延伸工程前の加熱工程より以
前に含水率を調節しても、延伸工程においてＥＶＯＨ層
中の水分は、延伸可能温度に加熱される間に、蒸発揮散
し減少する。

よって延伸時原反フィルムが、均一延伸するために必要
な含水率になかったり、含水している部分と含水の少な
い部分が発生したりして水分の可塑化効果が失われるた
めに延伸ムラを生じたり、延伸されたフィルムに、厚み
ムラが生じる。

本発明はこのような欠点を解消するもので、延伸可能温
度に達するよう原反フィルムを加熱する工程においても
、原反フィルムのＥＶＯＨ層に水分を供給し蒸発を防ぎ
、さらに必要とあれば積極的に水分を供給することによ
り一１ＥＶＯＨ層の含水率を保ち、厚みムラのない均一
に延伸されたフィルムを安定して製造するものである。

本発明の中でＥＶＯＨ樹脂は、公知の方法で製造された
ものであれば特に制限なく、エチレン含有率２５〜５０
モル％、ケン化度が９０％以上であり酸素バリヤー性が
高いものであれば支障はないが、ゲル含有量が少なく熱
安定性に優れた樹脂であることが特に好ましい。

ＰＰ系樹脂としては、プロピレンのホモポリマーのほか
、ポリプロピレンを優位量（例えば７０重量％以上）と
する混合物、例えばポリプロピレンと他のポリオレフィ
ン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
プロピレンラバーエチレン−α−オレフィン共重合体等
との混合物、又はプロピレンを優位量とする他のモノマ
ー、例えばエチレン、ブテン、ヘキセン等との共重合体
などが挙げられ、ＭＦＩ（２３０°Ｃ）が０．５〜２０
の範囲にある樹脂が好ましい。

接着用樹脂は、ポリオレフィン樹脂を不飽和カルボン酸
でグラフト変性したものが好適に用いられ、特に制限は
ない。グラフト変性に用いる不飽和カルボン酸としては
、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸
、イタコン酸、またはそれらの無水物等が挙げられるが
、この中で無水マレイン酸が好ましい。グラフト変性量
としては、ポリマー１００重量部に対して０．０５〜５
重量部が好適である。

上記ポリマーには、目的に応して各種の添加剤を混入し
て良い。

共押出成形により、ＥＶＯＨ樹脂を外層とした原反フィ
ルムを作製する時のＥ■ＯＨ樹脂層の吸水特性は、冷却
時の冷却水温、冷却水量、冷却水との接触時間に影響さ
れ、急冷されたものは吸水しやすく、結晶化も抑えられ
延伸性が良いため、本発明の場合極力急冷する事が望ま
しい。

二軸延伸においては、ＥＶＯＨの吸水率が重要である。

本発明者らは、二軸延伸する場合のＥＶＯＨ層の含水率
は、延伸開始点で５〜１５重量％が必要で、好ましくは
５〜１０重量％であることを見いだした。この含水率は
延伸直前のフィルムが必要とする値である。この値を得
るため原反成形後、温水あるいは水蒸気を接触させ、含
水率を調節する方法があるが、この方法では二軸延伸時
、延伸可能な温度までフィルムを加熱する間に、水分が
失われることが多く、延伸開始時にＥＶＯＨ層のもつ含
水率を、延伸最適範囲に保つことが困難である。

そこで発明者らは、延伸工程においてもその加熱部分に
おいて、ＥＶＯＨ層の吸水率を調整する（水分の蒸発を
防ぐ）事が、前期原反フィルムの均一延伸を実現する上
で重要であることを見いだした。即ち、前期原反フィル
ムを二軸延伸する場合は、その加熱部分に水蒸気を導入
し、または高温湿潤エアーを導入しながら加熱する方法
が好ましい事を知った。加熱中にフィルムの水分を調節
する上記加熱方法を用いた二軸延伸方法であれば、それ
以外の工程は従来より公知のもので特に制限はない。

第１図に本発明の方法に用いる装置の一例を示す。図中
１はフィルム、２は予熱装置、３は加熱装置、４は冷却
装置を表す。フィルム１を水蒸気などの高温湿潤エアー
で加熱する方法としては、高温湿潤エアーをフィルムの
進行方向に対して向流とする方法が好ましい。そして、
加熱装置３のフィルムの入口にはダクトを設は湿潤エア
ーを回収し、湿潤エアーが加熱部以外に拡散してフィル
ムに接触し、吸水ムラを起こさせない様にするのが良い
。また加熱装置３に入るフィルム１の温度が低いと、加
熱装置３においてフィルムｌの表面に水分が凝結し、加
熱ムラと吸水ムラが起こり、延伸ムラの原因となるので
、フィルムを予熱しておくことが好ましく、予熱装置２
を設けるとよい。

予熱装置２としては、赤外線加熱、高温エアー加熱等が
用いられる。

フィルム１の予熱温度は８０〜１２０　’Ｃ１好ましく
は９０〜１１０℃であり延伸温度より低く設定する。延
伸温度は１１０−１５０°Ｃ１好ましくは１２０〜１４
０°Ｃである。すなわち、加熱部３に供給される水蒸気
はこの温度とされる。水蒸気は飽和水蒸気が良いが、場
合によっては加熱空気と准合し、含水率を調節すること
もできる。

延伸倍率は縦延伸倍率として２．５〜５倍、横延伸倍率
として２．５〜５倍が可能であるが、好ましくは縦延伸
倍率と横延伸倍率の積が９〜２５で、縦延伸倍率と横延
伸倍率の比が、１：１〜１．２：ｌであることが望まし
い。延伸処理後、熱処理を行い固定するのが良いが、こ
のときの温度条件としては１４０−１６０’Ｃが好まし
い。

二軸延伸後の各層の厚みは、用途にもよるが、ＥＶＯＨ
層：接着層：ＰＰ系樹脂層の厚み比が１〜１．５：０．
２〜３：８．８〜５．５で、総厚みが１０〜４０μｍの
積層体であるのがよい。

〔実施例〕

以下に、本発明の詳細な説明するが、本発明はその要旨
を越えない限り、この実施例によって制約されるもので
はない。

実施例１ 積層フィルムの作成条件（共押出多層水冷インフレフィ
ルム） 〔押出機］ 外層押出機（ＥＶＯＨ層）：３５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ−２２
、圧縮比−３，０ 中間層押出機（接着性樹脂層）：４０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝
２６、圧縮比−３，５ 内層押出機（ＰＰ層）　　　：４０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２
６、圧縮比−３，５ 〔ダイス〕 ３層ダイス＝７５閣φ、クリアランス−１，２ｍ、トミ
ー機械工業ＫＫ製 〔冷却方式］ アウトサイドマンドレルによる直接水冷とインサイドマ
ンドレルによる間接水冷 ［原料樹脂〕 外層：　ＥＶＯＨ樹脂・・・日本合成■製、商品名「ソ
アノールＥＴＪ 中間層：接着用樹脂・・・三菱化成■製、商品名「ノバ
テンク　ＡＰ１９６Ｐｊ 内層：ＰＰ樹脂・・・三菱化成■製、商品名ｒＮＯＶＡ
ＴＥｃ−Ｐ　１２２０　ＦＪ〔成形条件］ 水冷インフレーション成形法 成形温度２３０″Ｃ 押出量　　外層：中間層：内層＝１ｋｇ／ｈｒ；　１ｋ
ｇ／　ｈ　ｒ　：　８）ｃｇ／　ｈ　ｒ冷却温度　アウ
トサイド冷却水：１０°Ｃインサイドマンドレル冷却水
： １０″Ｃ フィルム折径、厚み：１１０ａａ、２００μダイから冷
却装置までの距離＝４０園 〔チューブラ二軸延伸条件］ 送りだし速度（低速側）　　　　４．５ｍ／分引き取り
速度（高速側）　　　　１５．７５ｍ／分子熱方式：熱
風エアーリング方式 予熱筒　　　２００Ｗφ　　高さ　１ｍ風　１　　　６
ｍ’／分 熱風温度　　１１０°Ｃ 予熱筒出口でのフィルム温度 １００°Ｃ（測定値） 加熱方式：湿潤熱風エアーリング方式 加熱筒　　　２００臘φ　　高さ　０．５ｍ風量　６ｍ
３／分 熱風温度　　１３５°Ｃ（飽和蒸気） 加熱筒出口でのフィルム温度 １２８°Ｃ（測定値） 加熱筒出口でのＥＶＯＨ層含水量 ６．０％（測定値） 延伸倍率：縦３．５倍、横３．５倍 〔熱処理〕 熱処理温度　　１６０　’Ｃ 熱処理時間　　　１０秒 以上のようにして得られたフィルムは透明性がよく、延
伸性も安定しており、厚みムラは小さく、かつ酸素バリ
ヤー性に優れていた。得られたフィルムの物性評価を第
１表に示す。

これらの物性評価は次の方法によった。

光学的性質ヘイズ：ＪＩＳ　　Ｋ６７１４に準した。（
２３°Ｃ１６５％ＲＨ） 引張強伸度：ＪＩＳ　　Ｋ６７８２に準した。

（２３°Ｃ１６５％ＲＨ） 酸素透過度：ＪＩＳ　　Ｚ１７０７に準した。

（２３°Ｃ，Ｏ％ＲＨ） また厚みムラを示すパラメターのＶ（％）を次のように
定義した。

（フィルム平均厚み） なお、フィルム平均厚みは、円周方向１　ｃｍおきに厚
みを測定し、その平均をとった。

比較例１ チューブラ延伸機の加熱熱風を乾燥エアー（１３５°Ｃ
）とした他は、実施例と同様にして積層二軸延伸フィル
ムを得た。ＥＶＯＨ層の含水率は予熱装置の人口で５％
、延伸開始点では１．５％であった。結果は表−１に示
した通りで、厚みムラが大きく、また延伸ムラが存在し
、包装用フィルムとして不適当であった。

〔発明の効果〕

本発明の製造方性によって得られたフィルムは、厚みム
ラがなく、均一に延伸され、ガスバリヤ−層としてＥＶ
ＯＨ層が積層されてガスバリヤ−性に優れた積層二軸延
伸フィルムである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる装置の一例を示す。 図中■はフィルム、２は予熱装置、３は加熱装置、４は
冷却装置を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）共押出しインフレーション成形方式により、エチ
   レン−酢酸ビニル共重合体ケン化物層を外層とし、ポリ
   プロピレン系樹脂層を内層とした筒状フィルムを下向き
   に押出し、押出されてくる筒状フィルムの外側に冷却水
   を直接接触させて冷却して無延伸原反フィルムを得、得
   られた無延伸原反フィルムを延伸温度に加熱し、チュー
   ブラ二軸延伸して積層二軸延伸フィルムを製造する方法
   において、無延伸原反フィルムを加熱するに際し、水蒸
   気を含有する加熱雰囲気中で無延伸原反フィルムを加熱
   することにより外層のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケ
   ン化物の含水率を５〜１５重量％とし、次いで延伸する
   ことを特徴とする積層二軸延伸フィルムの製造方法。