JPH038659B2

JPH038659B2 -

Info

Publication number: JPH038659B2
Application number: JP59196730A
Authority: JP
Inventors: Kan Nakajima; Yasushi Itaba; Masato Komatsu; Joichi Tabuchi
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1991-02-06
Also published as: JPS6176534A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、ポリエチレンフイルムに関し、さら
に詳細には架橋ポリエチレン系樹脂延伸フイルム
に低温プラズマ処理してなるポリエチレンフイル
ムに関する。従来の技術従来、ポリエチレンは多くの用途に用いられて
いるが、このうち高密度のポリエチレンから得ら
れるフイルムは一般に不透明で、防湿性、表面光
沢などが悪く、特にデスプレイ効果の要求される
用途にはほとんど用いられなかつた。この透明性
や防湿性を改良する方法として、本発明者らは先
に、、架橋度が厚さ方向において、中方向に低下
したポリエチレン系樹脂のシートもしくはチユー
ブ状の成形物を延伸するポリエチレンフイルムの
製造方法を（特願昭58−47108号）を提案した。しかしながら、この方法によつて得られる架橋
延伸ポリエチレンフイルムは、その透明性、防湿
性、剛性などは改善されるものの、高温でヒート
シールを行つた場合に、ヒートシールができるも
ののシート部分近傍が収縮（一般に“ヤセ”と呼
ぶ）する傾向にあり、改良の余地があつた。発明が解決しようとする問題点本発明は、上記ポリエチレン系樹脂延伸フイル
ムの透明性、防湿性などの特性を損うことなく高
温ヒートシールにおけるシート部分近傍の収縮を
改良することを目的とする。問題点を解決するための手段本発明の要旨は、架橋度がフイルムの厚さ方向
において、中方向に低下したポリエチレン系樹脂
延伸フイルムに、低温プラズマ処理してなるポリ
エチレンフイルムである。本発明におけるポリエチレン系樹脂としては、
高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密
度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンの如き
ポリエチレン、またはエチレン含量が50重量％以
上であるエチレンとプロピレン、１−ブテン、１
−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペ
ンテン、１−オクテンなどのα−オレフインもし
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量
体との共重合体などがあげられ、これらポリエチ
レン系樹脂は単独または２種以上の混合物が用い
られる。これらポリエチレン系樹脂のうちでは、
特に密度が0.935ｇ／cm³以上、好ましくは0.950
ｇ／cm³以上でメルトフローインデツクス（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。なお、これらポリ
エチレン系樹脂には必要に応じて酸化防止剤、紫
外線吸収剤、アンチブロツキング剤、帯電防止
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。本発明において、基材となるポリエチレン系樹
脂延伸フイルムは、フイルムの厚さ方向におい
て、中方向に架橋度が低下してなる未延伸フイル
ムまたは一軸もしくは二軸の延伸フイルムであ
る。本発明のフイルムの製造におけるポリエチレン
系樹脂は、通常使用されている押出機に供給し、
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210〜2000μm、好ましく
は400〜1000μm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。本発明におけるポリエチレン系樹脂からなるシ
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。特に、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／架橋層を構成するものが好ましく
この場合は、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、照射は原反シートの表裏もしくは原
反チユーブの内外に同時、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。この場合、原反への照射線量は、原反の表裏
もしくは内外が同一線量であることが特に好まし
い。また、照射はポリエチレン系樹脂の原反が、
押出溶融の状態または押出冷却固化後の状態のい
ずれで行つてもよい。さらに、電子線の透過能の
調整は、原反の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500μmの場合に
は、20μm厚さの25枚の薄いフイルムを緊密に重
ね合せてほゞ500μm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20μm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、架橋剤を配合したポリエチレン系樹脂の
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ポリエチレン系樹
脂に配合したものを、シート状原反においては厚
さ方向の両側外層とし、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をあげら
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、チユーブラー法もしくは圧延
法またはこれらの方法の組合せによつて所定の倍
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、ポリエチレン系樹脂の軟化点以
上、特に軟化点から結晶融点迄の範囲が好まし
い。具体的には70〜150℃、好ましくは70〜135
℃、特に100〜130℃が好ましい。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ない。一方、温度が150℃を
越えると樹脂が過度に溶融するので安定な延伸が
行えず、また得られるフイルムの防湿性の改善が
不十分である。また、延伸倍率は、一方向または縦および横の
両方に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
が不十分で、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、得られる延伸フイル
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。ポリエチレン系樹脂延伸フイルムへの低温プラ
ズマ処理法は、高周波放電、マイクロ波放電など
で低圧の酸化性ガス、例えば酸素またはこれに窒
素、空気、アルゴン、ヘリウムなどを混入させた
ガスを励起して活性ガスを発生させ、これを前記
のフイルムの表面に接触させることによつて行
う。処理条件は、特に限定されないが、通常は圧
力が0.1〜10torr、処理時間は５秒〜15分で、好
ましくは30〜60秒である。発明の効果以上、本発明のフイルムは、高温でのヒートシ
ール部分近傍の熱収縮が改良され、高温でのヒー
トシールが可能となり、ヒートシール時間を短縮
できる。また、比較的低温においてもヒートシー
ル強度を向上させることができる。本発明のフイルムは、透明性、防湿性、剛性な
どを損なうことなくヒートシール性の改良された
もので、包装用基材フイルム、特に防湿性の包装
用、耐熱性の包装用に好適である。実施例以下、本発明の実施例を示す。なお、実施例に
おける試験方法は次の通りである。 (1) ヒートシール強度：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／
分で剥離を行い求めた。 (2) ヤセ：ヒートシール部分近傍の熱収縮を目視
で判定。 (3) 透湿度：JIS Ｚ 0208 Ｂ法（温度40℃、相
対湿度90％で測定）実施例１高密度ポリエチレン（密度0.958ｇ／cm³、MI1.0
ｇ／10分、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
トの厚さ方向の内部の架橋度を知るため、上記
HDPEからなる厚さ20μmの薄いフイルム30枚を
重ねて厚さ0.6mmの試験方とし、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、
横方向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１cm²を実
体顕微鏡で100倍に拡大し、フイルム面を鋭利な
ピンセツトではつると表面の架橋層は柔らかく剥
がれるが、未架層の中部層はフイブリル化した。
また、フイルムの反対面も同様であつた。この延伸フイルムを、マイクロ波プラズマ処理
装置（東芝社製 TMZ 2032型）にて空気を用い
て圧力1.0torr、出力1kWで45秒間処理した。得
られたフイルムのヒートシール特性を表−１に示
した。実施例２実施例１のHDPEを用い、原反シートの架橋構
成比、延伸フイルムの厚さおよびプラズマ処理時
間を表−１に示すように変化させた以外は、実施
例１と同様にしてプラズマ処理フイルムを得た。
得られたフイルムのヒートシール特性を表−１に
示した。比較例１，２実施例１および２において、プラズマ処理を行
わない二軸延伸HDPEフイルムについてヒートシ
ール特性を表−１に併記した。比較例３，４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。このフイルムについて、プラズマ処理を行わな
い場合および行なつた場合のヒートシール特性を
表−１に併記した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１架橋度がフイルムの厚さ方向において、中方
向に低下してなるポリエチレン系樹脂延伸フイル
ムに、低温プラズマ処理してなるポリエチレンフ
イルム。