JPS6055293B2 - 架橋ポリエチレンフイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、架橋ポリエチレン延伸フィルムの製造方法
の改良に関し、その改良点は従来の製造方法に比べて透
明性の高いフィルムが得られる改良技術に関する。

〔従来技術〕

ポリエチレン樹脂を架橋延伸して架橋ポリエチレン樹
脂延伸フィルムにする技術は古く、例えば特公昭３７−
１８８９３号公報に記載されている。

この技術の内容は、例えばポリエチレン樹脂を溶融押
出しし、これに少量の延伸配向を施して、放射線照射の
架橋を施し、更に熱間二軸延伸によ る配向を与え、冷
却してフィルムを得るという製造方法に係るものである
。この方法で得られる架橋ポリエチレン系フィルムは、
無架橋ポリエチレン系フィルムに比べて、透明性、引張
強度、熱収縮応力等の諸特性が著るしく改善されたフィ
ルムである。しカルこの方法で得られる架橋ポリエチレ
ン系フィルムにおいても、使用するポリエチレン系樹脂
の密度が大きくなると、無架橋ポリエチレン系フィルム
に比べれば、透明性は改善されて゜いるものの、２軸延
伸ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルムや
セロハンフィルムに比べると一段と透明性の悪いフィル
ムしか得られない。また密度の小さい低密度ポリエチレ
ン系樹脂を使用する場合においても、架橋割合を示すゲ
ル分率が、低くなるにつれ、透明性が悪くなり、フィル
ムの溶断性やヒートシール性を改善するためにゲル分率
を低くすると、透明性が低下し、目的のフィルムが得ら
れなくなるという欠点があつた。”〔発明は解決しよう
とする問題点〕 本発明はこれ等従来の架橋延伸法を用いた場合も、得
られるフィルムの透明性が不充分になるといるポリエチ
レン樹脂架橋フィルムの製法の問題点を解決する改良技
術で、他の諸特性は従来値を保持したままで（イ）透明
性の高いポリエチレンフィルムが容易に得られる、（ロ
）特には、架橋度の低い（シール性に良い）領域の透明
性の高いポリエチレンフィルムが供給できる、製造方法
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、本発明者等が初めて究明した特異な作用機能
、即ち、樹脂内に含有させたチオジプロピオン酸アルキ
ルエステルが、架橋延伸と相乗して透明性改良効果を発
揮するという作用機能を利用するものて、発明の要旨の
主要部は、１ポリエチレン樹脂にチオジプロピオン酸ア
ルキルエステルを含有させること、２之を架橋延伸に供
して透明性を改質する機能を発揮させる、ことにある。

〔作 用〕

本発明の作用を単的に示すものとして、第３表を挙ける
。

この第３表は、本明細書記載の実験例１，２、実施例２
及ひ比較例２のフィルム評価結果の総合表である。

第３表の結果が示すものとして、実験例１，２間のヘー
ズ及びクロスの値の差の小ささは、本発明に用いられて
いるチオジプロピオン酸エステルの作用そのものが、熱
安定剤的作用機能ではないこと、つまり対象のポリエチ
レン樹脂そのものは押出加工や製膜加工に充分な、熱安
定性が備わつたものであることを示している。

その上で、実験例２と比較例２との間の値の変〔即ち（
ヘーズ１２．６、クロス４８、）と（ヘーズ１．ｇ．ク
ロス１００）との差〕は、架橋延伸そのものが示す透明
性向上の効力、そして実施例２と比較例２との間の差〔
即ちヘーズでは０．７と１．訊クロスで１５０と１００
との各々の値の差〕が架橋延伸下に於けるチオジプロピ
オン酸エステルのフィルムの透明性に与える効果の大き
さとして見ることができるようになつている。

一般にヘーズ値はその値は小さい程、クロス値はその値
が大きい程、透明性に優ることを示す特性であるがヘー
ズ値は、２の値近辺の水準のものと、１以下の値の水準
のものとは、肉眼上大きく相違し、１以下の値のものは
透明と判断しても２近辺水準のものを透明と判断するこ
とはないのである。

クロスの値はそのヘーズの値では評価し切れない透明性
の領域の判断をおぎなうためのものである。従つて上述
、第３表の実施例２と比較例２の間の差即ち、チオジプ
ロピオン酸エステルの添加作用の差は、従来の不透明さ
の程度の大小の改質から脱して不透明（添加なし）のフ
ィルムを透明（添加あり）なフィルムに改良する。

画期的な改良であることを意味している。この作用の原
理の解析は今だ充分とは云えないが、延伸時に生じる結
晶構造の結晶の大きさの差によるものと確定できるとこ
ろまでは分つてきている。

本発明において、ポリエチレン系樹脂とは、各種密度の
ポリエチレンをいう。

かかるポリエチレン系樹脂の１種もしくは２種以上の混
合物が使用される。

本発明に使用されるチオジプロピオン酸アルキルエステ
ルは、従来硫黄系酸化防止剤として公知のチオジプロピ
オン酸アルキルエステル、例えばジラウリルチオジプロ
ピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジス
テアリルチオジプロピオネート及びその他のチオジプロ
ピオン酸アルキルエステルが単独又は、２種以上混合し
て使用される。

そして、本発明において、ポリエチレン樹脂１０鍾量部
に対して、チオジプロピオン酸アルキルエステルは、０
．０１〜３重量部、好ましくは、０．０５〜１重量部の
割合で混合される。０．０１重量部未満では照射架橋延
伸との併用による相乗効果がみられず、また３重量部以
上添加しても、効果はそれ以上向上せす、引張特性の低
下を伴なうことより、上記した０．０１〜３重量部好ま
しくは０．０５〜１重量部が適当である。

ポリエチレン樹脂とチオジプロピオン酸アルキルエステ
ルとの混合方法としては、通常使用される混合法、例え
ば、混練押出機パンバリーミキサー、混合ロール等を用
いて常温又は加熱混合すれば良く、特に方法について限
定するものではない。樹脂の押出は、通常の押出機を用
いて行われ、必要な厚さのシート又はチューブが成形さ
れるが、密度の大きなポリエチレン樹脂をチューブ状に
押出する際には、本発明者らによつて、最近発見された
、内マンドレルを使用して、チューブの内外から、急冷
することにより、本発明の効果をさらに発現できる成形
物が得られる。この場合シート又はチューブの厚さは、
イオン化放射線を均一に照射できる厚さであれば良く、
延伸倍率と延伸後のフィルム厚さにより決まるものであ
るが、通常５０ｐ〜１０００ｐの範囲が取り扱い上も、
照射架橋を均一に行う上からも適当である。イオン化放
射線の照射による架橋割合は、ゲル分率で表わすが、本
発明の効果を発現させるためには、３〜８０％の範囲が
適当てある。なおゲル分率は沸とうｐ−キシレンで試料
を抽出し、不溶解部分の割合を次式により表示したもの
である。ゲル分率が、３％未満になると均一な延伸がで
きない。

またゲル分率が８０％を超えると架橋により伸びが小さ
くなり延伸倍率が制限されるため、上記した３〜８０％
の範囲が適当である。延伸加熱温度は樹脂の融点付近か
ら融点以上５０℃程度以下の温度が、均一延伸性及び冷
却効果の点から適当であり、この範囲内で延伸されたフ
ィルムは、架橋ポリエチレンフィルムの特徴である熱収
縮特性が良好である。延伸は、機械方向（以下ＭＤとい
う）と横方向（以下ＣＤという）に行うが、少くとも１
方向に面積延伸倍率で４倍以上行うことにより、本発明
の効果を発現てきる。延伸倍率は、１方向に１５倍程度
までとることができるが、面積延伸倍率としては６０倍
が効果上の限度でシート又はチューブの厚さと目標製品
フィルムの厚さの関係及び、ＭＤ又はＣＤの延伸倍率の
とり方によつて選べば良く、面積延伸倍率で上記した４
倍以上との間の値で目的を達することができる。得られ
るフィルムの機械的物性及び熱収縮性特性は、架橋ポリ
エチレンフィルムの特性を保持しており、未架橋延伸フ
ィルムに比べて格段に良くなる。そして本発明によつて
得られる架橋ポリエチレンフィルムは、低密度ポリエチ
レンフィルムでヘイズ≦０．４％、高密度ポリエチレン
フィルムでヘイズ≦０．６％の極めて透明性の優れたフ
ィルムを得ることができる。また、ゲル分率の低いフィ
ルムにおいても良好な透明性が付与できるため、溶断性
、ヒートシール性が良好でかつ、透明性の良好なフィル
ムを得ることができ、巾広い用途に使用できる。プラス
チック加工で通常用いられるその他少量の添加剤や改質
剤、すなわち防曇剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤
、顔料着色剤、帯電防止剤等は透明性を損わない範囲て
本発明の架橋ポリエチレンフィルムの製造に際して用い
ることができる。次に本発明を実施例により、さらに詳
細に説明するが、これは、発明を限定するものではない
。

〔実施例〕実施例１ 高密度ポリエチレン（メルトインデツクスニ１．０１密
度＝０．９５０１融点＝１２６℃）１００重量部に対し
て、ジラウリルチオジプロピオネート０．鍾量部を二ー
ダーを用いて、１５０℃て２０分間混練した後、４５順
φ押出機で、ダイ温度２４０℃で２００ｐ厚みのチュー
ブ状フィルムを成形した。

このチューブ状フィルムをフラットにし、電子線照射装
置（日新ハイボルテージ社製）で５００ＫＶ−２５ｍ１
Ａの条件で、ゲル分率６５％になるように照射した、こ
の照射架橋したチューブを、赤外線加熱炉を通して加”
熱し、フィルム温度１３０℃でＭＤ方向に４．４倍、Ｃ
Ｄ方向に４．３倍延伸して架橋ポリエチレンフィルムを
得た。このフィルムは、引張強度、熱収縮応力の優れた
透明性の極めて良好なフィルム（肉厚み約１０μ）であ
つた。諸物性は、第１表のとおりであつた。比較例１ ジラウリルチオジプロピオネートご添加しない以外は、
実施例１と同様の条件で架橋ポリエチレンフィルムを成
膜したが、ヘイズニ２．７％、グロスニ１０５と実施例
１に比べて透明性の悪いフィルムであつた。

実施例２ 低密度ポリエチレン（メルトインデツクスニ０．４、密
度＝０．９２へ融点＝１０７゜Ｃ）と実施例１で使用し
た高密度ポリエチレンを３対１の割合で混合した樹脂１
０鍾量部に、ジステアリルチオジプロピオネート０．踵
量部添加した組成物からなる５００μ厚みのチューブ状
フィルムに電子線照射して、ゲル分率２４％になるよう
に架橋し、延伸温度１３０゜Ｃで、ＭＤ方向に６倍、Ｃ
Ｄ方向に４倍延伸して、架橋ポリエチレンフィルムを得
た。

このフィルムは、ゲル分率が低いにもかかわらず、極め
て透明性の優れたフィルム（肉厚み約２０ｐ）てあつた
。諸物性は、第２表のとおりであつた。比較例２ ジステアリルチオジプロピオネートを添加しないこと以
外は、実施例２と同様の条件て架橋ポリエチレンフィル
ムを製造した。

諸物性は、第２表に示すとおりであつた。実験例１，２ 実施例２と比較例２の各々に用いた同じ組成の樹脂を使
用して押出機で溶融しサーキユラーダイから押出して従
来公知の通称（無架橋）インフレーシヨン成膜法と呼ば
れる方法て約２０ｐの厚みに押出成膜し、各々実験例１
、実施例２の番号を付し、得られたフィルムに付き各々
、ヘイズ、クロスを測定した。

その結果を、実施例２、比較例２の結果と共にまとめた
のが第３表である。

この第３表の結果に対する考案は、本文〔作用〕の項で
詳述したので、ここでは省略する。

〔発明の効果〕本発明は上述の構成をもつことにより透
明性の高いポリエチレン延伸フィルムを容易に得ること
ができる。

この際、本発明に用いるチオジプロピオン酸アルキルエ
ステルは、ポリエチレンの他のポリオレフィン用の酸化
防止剤に用いられる程の化学物質であるので、添加量と
その均質分散に気を配る程度のことで、フィルムの他の
特性を損うことなく、上記透明性の向上が達成される。
特に本発明ては、架橋程度の低い水準で透明性の向上が
著るしいので、シート性に富んだ透明性の高いポリエチ
レン延伸フィルムが容易に供給することができる。従つ
て本発明は、産業界に果す役割の大きい、優れた発明で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエチレン樹脂を架橋延伸するフィルムの製造方
   法に於て、ポリエチレン樹脂１００重量部に対して、チ
   オジプロピオン酸アルキルエステルを０．０１〜３重量
   部添加して組成物を、シート状又はチューブ状に溶融押
   出成形し、得られた成形物をゲル分率が３〜８０％にな
   るようにイオン化放射線照射し、熱間で少なくとも１方
   向に面積延伸倍率で４倍以上延伸し、透明性を改良する
   ことを特徴とする架橋ポリエチレンフィルムの製造方法
   。