JPH0613613B2 - 単層ポリエチレン収縮性フイルム - Google Patents

単層ポリエチレン収縮性フイルム

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JPH0613613B2
JPH0613613B2 JP29540787A JP29540787A JPH0613613B2 JP H0613613 B2 JPH0613613 B2 JP H0613613B2 JP 29540787 A JP29540787 A JP 29540787A JP 29540787 A JP29540787 A JP 29540787A JP H0613613 B2 JPH0613613 B2 JP H0613613B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は線状の低又は中密度ポリエチレン並びに、エチ
レンと酢酸ビニル及びアクリル酸又はそのエステルから
選ばれる単量体との共重合体のブレンドから成る熱収縮
性フイルムに関する。
熱収縮性フイルムの際立った性質は、ある水準の熱に暴
露したときに収縮するか、あるいは、拘束してある場合
には、フイルム内に収縮力を生じるその能力である。こ
の能力は、包装製品を熱風又は熱水収縮トンネル中に通
ずるときに、包装者によって活性化される。このプロセ
スは製品の回りにおけるフイルムの収縮を生じさせて製
品の外形に順応し且つ、たとえば成分の損失、盗難、又
は取扱いと輸送による損傷からの製品の保護のような包
装材料に必要な有用な機能を提供しながら外観的にも具
合が良い、ぴったりした透明な包装を与える。収縮フイ
ルム中に包装する典型的な商品は玩具、ゲーム類、スポ
ーツ用品、文房具、賀状類、金物類及び家庭用品、事務
用品及び用紙類、食品、レコード及び工業部品である。
ある水準の熱への暴露によって収縮すべきフイルムの能
力は、製造中のフイルムに配向によって生じる。通常
は、重合体によって異なるが、一般には室温よりも高く
重合体の溶融温度よりは低い、フイルムの配向温度範囲
に、それを加熱する。次いでフイルムを縦と横の方向に
おいて延伸して、それを配向させる。延伸したのち、フ
イルムを急速に冷却し、それによってフイルムの分子を
その配向状態で凍結させる。加熱すると、配向応力が緩
和し、フイルムが収縮して、その最初の未配向の寸法に
もどり始める。
現在用いられている包装機中の温度は、きわめて異なっ
ている。それ故、広い温度範囲にわたって収縮し且つ当
該包装装置中においてフイルムを暴露する高い温度に耐
えることもできる収縮フイルムを有することが有利であ
る。望ましい広い収縮温度範囲並びにすぐれた靱性及び
透明性を有する唯一の市販の収縮フイルムは、米国特許
第４，５５１，３８０号記載の三層フイルムである。こ
の三層フイルムは、線状低密度ポリエチレン、線状中密
度ポリエチレン及び２０〜３０％エチレン−酢酸ビニル
のブレンドから成る二表面層及び線状低密度ポリエチレ
ンの中心層を有している。
発明の要約 今回、線状の低又は中密度ポリエチレンと少量のエチレ
ン−酢酸ビニル又はエチレン−アクリル酸もしくはその
エステル又はそれらの混合物の共重合体とのブレンドを
単層フイルムに押出しそして架橋を誘発する条件にその
フイルムを曝すことによって、望ましい性質を有するポ
リオレフイン熱収縮性フイルムを製造することができる
ということが見出された。詳細には、本発明の熱収縮性
フイルムは、線状の低又は中密度ポリエチレン９９．５
〜９８．５重量％及びエチレンと酢酸ビニル及びアクリ
ル酸又はそのエステルから選ばれる単量体との一種もし
くはそれ以上との共重合体０．５〜１．５重量％のブレ
ンドから成り、約１〜５メガラドの照射線量によって誘
発される程度に架橋されているものである。本発明のフ
イルムは卓越した光学的性質、良好な加工性及び良好な
物理的強度特性を有する。フイルムの加工特性の中に
は、通常の線状の低又は中密度ポリエチレンフイルムに
おいて認められるよりも広い収縮温度範囲及び加熱した
ときの低い摩擦係数がある。
発明の詳細な説明 本明細書中で用いる「熱収縮性」という用語は、室温より
も高い適当な温度範囲(たとえば約９６℃)に加熱すると
きに、少なくとも一つの線的方向において５％の自由収
縮を有している材料を意味する。
本明細書中で用いる「線状の低密度」及び「線状の中密度」
ポリエチレンという用語は、その分子が僅かな側鎖枝分
れ又は架橋構造を伴なう高分子鎖から成る、エチレン
と、たとえば、ブテン−１、オクテンなどのようなＣ4
〜Ｃ18アルフアオレフインから選ばれる一つもしくはそ
れ以上のコモノマーとの共重合体を意味する。この分子
構造は、これらの線状重合体よりも高度に枝分れしてい
る従来の低又は中密度ポリエチレンとは対照的である。
線状低密度ポリエチレンは通常は１cc当り約０．９００
g以下から約０．９２５gまでの範囲の密度を有してい
る。線状中密度ポリエチレンは通常は１cc当り約０．９
２６gから約０．９４１gまでの範囲の密度を有してい
る。ポリエチレンのメルトインデツクスは一般に０．５
〜２．０の範囲内にある。好適なポリエチレンはエチレ
ンとＣ８〜Ｃ18アルフアーオレフインから選んだ一つ以
上のコモノマーとの共重合体から成るものであり、且つ
もつとも好適なポリエチレンはエチレンと１−オクテン
の共重合体である。
本明細書中で用いる「エチレン−酢酸ビニル」という用語
は、共重合体中のエチレンに由来する単位が主要量とし
て存在し、酢酸ビニルに由来する単位が比較的少量で存
在しているエチレンと酢酸ビニルモノマーから成る共重
合体を意味する。エチレン−酢酸ビニル共重合体は重量
で３〜２０％の酢酸ビニル、一層好ましくは重量で約１
２％の酢酸ビニルを含有することが好ましい。
本明細書中で用いる場合の「エチレン−アクリル酸又は
そのエステル共重合体」という用語は、共重合体中のエ
チレンに由来する単位が主容量として存在し、共重合体
のアクリル酸又はそのエステルに由来する単位が比較的
少量で存在している、エチレンとアクリル酸又はそのエ
ステルから成る共重合体を意味する。その例は、好まし
くは重量で１０〜２５％のアクリル酸メチルを含有する
エチレン−アクリル酸メチル；好ましくは重量で１０〜
２５％のアクリル酸エチルを含有するエチレン−アクリ
ル酸エチル；及び好ましくは重量で７〜２０％のアクリ
ル酸を含有するエチレン−アクリル酸である。
驚くべきことに、線状の低又は中密度ポリエチレンへの
きわめて僅かな量のエチレン−酢酸ビニル又はエチレン
−アクリル酸あるいはそのエステル共重合体の添加が、
熱収縮性フイルムとして押出し且つ配向させるときは、
このように変性しない場合の通常の線状低又は中密度ポ
リエチレンフイルムよりも広い収縮温度範囲を示すとい
うことが見出された。収縮トンネル中で本発明の変性フ
イルムが弱化又は焼ける温度は、相当する未変性フイル
ムにおける温度よりも２０〜２５゜F高くすることがで
きる。この結果を達成するためにポリエチレンに添加し
なければならないエチレン−酢酸ビニル又はエチレン−
アクリル酸あるいはそのエステル共重合体の量は、重量
で約０．５〜１．５％の範囲にあり、１％が最適である
ことが認められている。しかしながら、それよりも僅か
に多いか又は少ない添加剤量もなお、ポリエチレンフイ
ルムの収縮温度範囲を上昇させることができるというこ
とが認められる。添加剤の最適量は、使用するポリエチ
レン、使用する添加物及びブレンド中のその他の添加物
に依存して異なる。
滑剤(slip agent)と抗プロツキング剤は、取扱いを容易
にするためにポリエチレンフイルムに一般的に添加する
ものであり、本発明の変性フイルムにおいては、商業的
に許容できる摩擦係数を有するフイルムを取得するため
に、相当する未変性フイルムにおけるよりも多量の滑剤
が必要であることが認められている。ポリエチレンフイ
ルム中で一般に用いられる滑剤は、たとえばエルカアミ
ド、ベヘナミド、ステアラミド、Ｎ，Ｎ−エチレン−ビ
ス−ステアラミド、Ｎ，Ｎ−エチレン−ビスオレアミ
ド、ラウラミド及びそれらの混合物のような、脂肪酸ア
ミドを包含する。これらの滑剤はブレンドの２４００〜
３０００ppmの量で用いることが好ましく、好適な滑剤
はエルカミドである。好適な抗ブロツキング剤は珪藻性
シリカ、ＳｉＯ2である。これはブレンドの１２００〜
１５００ppmの量で用いることが好ましい。
エチレン−酢酸ビニル又はエチレン−アクリル酸もしく
はそのエステル共重合体の添加による線状の低又は中密
度ポリエチレンの変性のみでは、それから製造したフイ
ルムの収縮温度範囲を十分には広げない。フイルム中に
含まれる高分子鎖の架橋を誘発させるためにフイルムを
処理しなければならない。ある種のフイルム材料の照射
が、このような架橋を生じさせることができること及び
照射は電子線、Ｘ線、ガンマ線、ベータ線などを用いる
高エネルギー照射の使用によって達成することができる
ということは一般に既知である。少なくとも約１０4電
子ボルトエネルギーの電子線の使用が好ましい。約１〜
５メガラドの線量における照射が一般に本発明において
使用するポリエチレンの架橋に対して十分であり、約
２．５メガラドの照射が好適である。
本発明にもつとも好適なフイルムは、線状の低密度ポリ
エチレンと約１重量％のエチレン−酢酸ビニル(１２％
の酢酸ビニルの含有)、約２７００ppmのエルカミド及び
約１３００ppmのシリカとのブレンドから成り、約２．
５メガラドの線量で照射したフイルムである。
本発明のフイルムは、この分野で公知の押出し及び配向
方法によって製造することができる。ブレンド成分は乾
燥又は溶融混合によって調製することができるけれど
も、樹脂のメルトインデツクスを約１．１〜１．０に下
げるために十分な剪断のもとで各成分を溶融混合するこ
とが好適であると認められている。フイルムを配向させ
るための好適方法は、公知の“インフレーシヨン”法で
ある。この方法においては、先ずフイルムを厚い壁の管
状のテープとして押出し、各層の融点よりも低い温度に
冷却し、照射したのち、再加熱し且つバブル状として配
向させて、フイルムを形成させる。最後に、フイルムを
冷却し、バブルをつぶして巻き取る。この方法によるフ
イルムの配向は縦横の両方向で生じる。横方向の延伸は
管中への空気の吸込みによって行なわれ、縦方向の延伸
はフイルムを上方に引っぱるローラーによって達成され
る。
本発明のフイルム及びその製造を以下の実施例に示す。
これらの実施例中のフイルムは以下の方法を用いて製造
し且つ試験した。
フイルムの製造方法 先づ典型的な円形ダイを通じて単層の管を押出すことに
よって試料を調製した。寸法と速度は、試料を中間規模
の製造ラインで調製するか又は工業的なラインで製造す
るかに依存するが、各ラインにおいて用いた異なる寸法
と速度を下記第１表中に示す。押出した管を２０℃に保
った内部的急冷マンドレル上に通じる。管を重合体の融
点以下の温度に再加熱する。加熱と同時に管中に空気を
吹込むことによって管を横方向(ＴＤ)に延伸し且つ管の
速度よりも３．０〜４．０倍速い速度で回転するローラ
ーを用いてフイルムを縦方向(ＭＤ)に延伸する。空気
は、管をその最初の直径の５倍に膨らませ且つ膨らませ
たバブル中に２０００〜２５００psiのフープ応力を生
じさせる圧力で、管中に導入する。バブルをつぶし、方
法２の場合には切り裂き、生じたフイルムを２．５ＭＲ
で照射する。
各試料に対する樹脂原料は、先ず滑剤とアンチブロツク
剤の濃厚物の調製によって用意した。濃厚物は、０．９
２１g／cm2の密度、１．１のメルトインデツクス及び約
１１％のオクテン含量を有する線状低密度ポリエチレン
樹脂[ダウレツクス(Ｄowlex)２０５０又は２０５０Ａ、
ダウ・ケミカル・カンバニー、ミシガン州ミドランド]
を所望の滑剤及びシリカ抗ブロツク剤[ホワイト・ミス
ト(Ｗhite Ｍist)、マンビル・インターナシヨナル・
コーポレーシヨン、コロラド州デンバー]と共に押出す
ことによって調製した。この濃厚物をポリエチレン樹脂
及びエチレン−酢酸ビニル又はエチレン−アクリル酸あ
るいはエステルと共に市販の固体ブレンダー中で乾式ブ
レンドした。別のブレンド方法は全成分を混合押出機中
で混合する方法であった。特に記した実施例中では、こ
の方法を用いた。
スリツプ試験は(１)室温摩擦係数である“冷”スリツプ
を測定し、(２)４９℃おける摩擦係数である“熱”スリ
ツプを測定し、(３)二つの紙のパツドを試験フイルム中
で包み且つ通常の３１０゜Fの収縮トンネル中に通した
のちに両者を相互に対して滑らせるための秒単位の時間
(スリツプに対する回復時間)を測定することによって行
なった。摩擦係数はフイルムの両側において測定する。
実際の摩擦係数はＡＳＴＭ Ｄ１８９４に類似の方法に
よって測定する。
収縮温度範囲は、試験すべきフイルム中にプラスチツク
円筒を包み且つ熱針金溶接シールで封じることによって
測定する。次いでこの包装を収縮トンネルのコンベア上
に置く[シヤンクリン(Ｓhanklin)Ｙ−６２シヤンクリン
・コーポレーシヨン、マサチユーセッツ州アイエル
ス]。コンベヤの速度は５０％に設定する。空気速度は
最高に設定する。空気温度は変化させる。フイルム中で
穴が焼き抜ける温度を観測する。最高収縮温度は、フイ
ルム中に焼けすなわち溶融穴が生じない最高温度であ
る。
動的ゼロ強度温度(ＤＺＳＴ)についての試験は、フイル
ムに対する最高収縮温度を測定するためのもう一つの方
法である。ＤＺＳＴはフイルムの融点の尺度であり、さ
らに詳細には、１平方インチの断面積当りに２０ポンド
の荷重を支持している間にプラスチツクフイルムが垂れ
下る温度の尺度である。適切に負荷したフイルム試料を
５０℃／分の一定速度で加熱する清浄な金属加熱棒と接
触させて置く。重りがフイルムを引き離す温度をＤＺＳ
Ｔとして記録する。
実施例中に示すデータを取得するために用いたその他の
試験はＡＳＴＭ Ｄ２４５４(光沢)、ＡＳＴＭ Ｄ１０
０３(曇り)及びＡＳＴＭ Ｄ１７４６(透明度)である。
実施例１ 第２表中に示すフイルムはＬＬＤＰＥ(ダウレツクス２
０５０)及びエチレン−酢酸ビニル[ＥＶＡ、酢酸ビニル
１２％、エルバツクス(ＥＬＶＡＸ)３１３５Ｘ、イー・
アイ・デユポン・デ・ネモアース・アンド・カンパニ
ー、デラウエア州ウイルミントン]から方法２によって
製造した。それらを２．５ＭＲで照射した。これらの試
料はエチレン−酢酸ビニルの添加による熱スリツプの低
下を示し、エルカミド及びシリカの上方への調節を必要
とする。
実施例２ 第３表中のデータは収縮温度範囲に対するエチレン−酢
酸ビニル添加の影響を示す。全試料を、ＥＶＡと滑剤濃
厚物を乾燥混合することによって、ＬＬＤＰＥ(ダウレ
ツクス２０５０樹脂)ＥＶＡ(エルバツクス３１３５Ｘ)
から製造した。全部を２．５メガラドで照射した。フイ
ルムは方法２によって調製した。平均最高温度限界に対
する最良と結果は、この試験において、０．８２重量％
のＥＶＡにおいて得られた。
実施例３ 第４表中のフイルムは、乾燥混合したＬＬＤＰＥ(ダウ
レツクス２０５０樹脂)から方法２によって製造した。
全部を２．５メガラドで照射した。滑剤とアンチブロツ
ク剤の濃度は１２００ppmのエルカミドと９００ppmのシ
リカであった。データは１％のエチレン−酢酸ビニルの
添加における明白な最適平均最高温度限界とＤＺＳＴを
示している。
実施例４ 第５表中のフイルムは、添加剤を乾燥混合したＬＬＤＰ
Ｅ(ダウレツクス２０５０)を用いて製造した。１２％の
ＶＡを含有するＥＶＡはエルバツクス３１３５Ｘであ
り、且つ３％のＶＡを含有するＥＶＡはアラソン(Ａlat
hon)３４４５(イー・アイ・デユポン・デ・ニモアース
・アンド・カンパニー、デラウエア州ウイルミントン)
であった。滑剤と抗ブロツク剤の濃度は１２００ppmの
エルカミドと９００ppmのシリカであった。全部を２．
５メガラドで照射した。
実施例５ 第６表中のフイルムは、乾燥混合したＬＬＤＰＥ(ダウ
レツクス２０５０)とＥＶＡ(エルバツクス３１３５Ｘ)
を用いて方法１によって調製した。これらの試料は上限
収縮温度に対するＥＶＡ％と照射レベルの影響を示す。
１％のＥＶＡの添加が最適と思われ、且つＥＶＡ添加時
には２．５メガラドの照射が適切と思われる。
実施例６ 第７表中のデータはエチレン−酢酸ビニル以外の添加剤
の影響を示す。これらのフイルムは方法１を用い、各成
分の乾燥混合によって製造した。ベース樹脂はダウレツ
クス２０５０であった。全部を２．５メガラドで照射し
た。
実施例７ 第８表中のデータは照射の影響を示す。表中でＬＬＤＰ
Ｅはダウレツクス２０５０樹脂を、ＥＶＡはエルバツク
ス３１３５Ｘを表わす。
実施例８ 第９表中のフイルムは、ＬＬＤＰＥ(ダウレツクス２０
５０Ａ)とエチレン−アクリル酸のブレンドから製造し
た。エチレン−アクリル酸中のアクリル酸含有率は不明
である。
実施例９ 第１０表中のフイルムは、方法２を用いて製造し且つ溶
融及び乾燥混合した材料の間の相違を示す。実施例Ａは
溶融混合し且つ実施例Ｂは乾燥混合した。両試料は共に
ＬＬＤＰＥ(ダウレツクス２０５０Ａ)中に１％のエチレ
ン−酢酸ビニル(エルバツクス３１３５Ｘ)、２７００pp
mのエルカミド及び１３００ppmのシリカを含有した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 23:08） Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】線状の低又は中密度ポリエチレン９９．５
    〜９８．５重量％及びエチレンと酢酸ビニル及びアクリ
    ル酸又はそのエステルから選ばれる単量体との一種もし
    くはそれ以上の共重合体０．５〜１．５重量％のブレン
    ドから本質的に成り、約１〜５メガラドの照射線量によ
    って誘発された程度まで架橋されていることを特徴とす
    る熱収縮性フイルム。
  2. 【請求項２】該線状の低又は中密度ポリエチレンがエチ
    レンとＣ8〜Ｃ18アルフアーオレフインとの共重合体で
    ある特許請求の範囲第２項記載のフイルム。
  3. 【請求項３】該線状の低又は中密度ポリエチレンがエチ
    レンと１−オクテンとの共重合体である特許請求の範囲
    第２項記載のフイルム。
  4. 【請求項４】該エチレン共重合体が約３〜２０重量％の
    酢酸ビニル含量を有するエチレン−酢酸ビニル共重合体
    である特許請求の範囲第１項記載のフイルム。
  5. 【請求項５】ブレンド中のエチレン−酢酸ビニル共重合
    体の量が約１重量％である特許請求の範囲第４項記載の
    フイルム。
  6. 【請求項６】該エチレン共重合体がエチレン−アクリル
    酸メチル、エチレン−アクリル酸エチル及びエチレン−
    アクリル酸共重合体である特許請求の範囲第１項記載の
    フイルム。
  7. 【請求項７】ブレンド中のエチレン−アクリル酸又はエ
    ステル共重合体の量が約１重量％である特許請求の範囲
    第６項記載のフイルム。
  8. 【請求項８】約２４００〜３０００ppmの脂肪酸アミド
    滑剤を含有する特許請求の範囲第１項記載のフイルム。
  9. 【請求項９】該滑剤がエルカミドである特許請求の範囲
    第８項記載のフイルム。
  10. 【請求項１０】約１２００〜１５００ppmのシリカ抗ブ
    ロツキング剤を含有する特許請求の範囲第１項記載のフ
    イルム。
  11. 【請求項１１】該線状の低又は中密度ポリエチレンがエ
    チレンと１−オクテンとの共重合体であり、該エチレン
    の共重合体がエチレン−酢酸ビニル共重合体であり、そ
    してブレンド中のエチレン−酢酸ビニル共重合体の量は
    約１重量％である特許請求の範囲第１項記載のフイル
    ム。
  12. 【請求項１２】エチレン−酢酸ビニル共重合体中の酢酸
    ビニルの量が約１２％である特許請求の範囲第１項記載
    のフイルム。
  13. 【請求項１３】約２４００〜３０００ppmの脂肪酸アミ
    ド滑剤と約１２００〜１５００ppmのシリカを含有する
    特許請求の範囲第１１項記載のフイルム。
  14. 【請求項１４】線状の低又は中密度ポリエチレン９９．
    ５〜９８．５重量％及びエチレンと酢酸ビリル及びアク
    リル酸又はそのエステルから選ばれる単量体との一種も
    しくはそれ以上の共重合体０．５〜１．５重量％のブレ
    ンドを調製し、該ブレンドをフイルムに押出しそして該
    フイルムを該１〜５メガラドの線量で照射することを特
    徴とする熱収縮性フイルムの製造方法。
  15. 【請求項１５】該ブレンドがポリエチレンとエチレン共
    重合体を溶融混合することによって調製する特許請求の
    範囲第１４項記載の方法。
  16. 【請求項１６】該フイルムを約２．０〜３．２メガラド
    の線量で照射する特許請求の範囲第１４項記載の方法。
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