JP2785403B2

JP2785403B2 - フィルムの製造方法

Info

Publication number: JP2785403B2
Application number: JP32909489A
Authority: JP
Inventors: 敏雄藤井; 昭彦坂井; 豊光近藤
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH03189124A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はフィルムの縦方向（延伸方向）の耐引裂き強
度及び衝撃強度、剛性、耐抗張力ならびに滑り性に優れ
たフィルム製造法に関するものである。詳しくは線状ポ
リエチレンを主体とする、従来のフィルムよりも薄肉化
が可能で、かつ米穀類、肥料等の比較的重い物品を包装
するのに適した包装袋用フィルムの製造方法に関する物
である。

〔従来の技術〕

エチレンとα−オレフィンの共重合によって製造され
る分岐の少ない線状低密度ポリエチレンは高温高圧下で
ラジカル重合により製造される高圧法低密度ポリエチレ
ンに比べて引張り強さ、衝撃強度、剛性等の強度特性、
耐環境応力亀裂性（ESCR）、耐熱性、ヒートシール性等
に優れた特性を有しており、近年様々な分野で用いられ
ている。特にフィルム分野では、その物性上の優位性か
ら高圧法低密度ポリエチレンから線状低密度ポリエチレ
ンへの代替が急速に進んでいる。

〔発明が解決しようとする課題〕

こうした線状低密度ポリエチレン樹脂をＴダイ法ある
いはインフレーション法で成形した未延伸フィルムまた
はシート（以下「原反」という）は、成形上の制約か
ら、厚さが極端に薄いものを得ることは困難である。さ
らにこうして得た原反は強度が弱い。そのため、従来か
ら延伸処理を行なうことが提案されている。

そこで、原反を二軸延伸することが考えられるが設備
コストが高く、また延伸条件の範囲が狭いため、運転管
理がきびしく、極一部の分野でしか利用されていない。

また今まで公知となっている縦一軸延伸は、設備コス
トが安く、運転管理が容易であるが、フィルム物性の異
方性、特に縦方向（延伸方向）の耐引裂き強度及び表面
強度に問題が残り実用に供せるフィルムは得られなかっ
た。

そこで本発明者等は、線状低密度ポリエチレンを用い
て重包用に適した良好な衝撃強度、剛性、耐引裂き強度
を有するフィルムを得るべく、検討の結果、特定の線状
ポリエチレンに特定の分岐状低密度ポリエチレンを特定
量配合しラジカル発生剤と反応せしめた物を特定の条件
下にインフレーション成形及び延伸することにより、耐
引裂き強度衝撃強度が大幅に改善されたフィルムが得ら
れることを知得し、特願昭62-174527号に提案した。

さらに特願昭62-316443、63-19054、63-151980号にお
いて、特定の樹脂組成、成形条件とすることによりフィ
ルムの衝撃強度、耐引裂き強度の改善を行うことを提案
した。

しかしながら上記の提案方法では、フィルムの強度特
性が大幅に改善されているが、フィルムの滑り性が不十
分なため製袋速度が早くできないという問題があること
が判明した。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明者等は上記した線状低密度ポリエチレン
を用いたフィルムの強度特性を低下させることなく、フ
ィルムの滑り性を改善すべく鋭意検討を重ねた結果、線
状低密度ポリエチレンと特定の高密度ポリエチレンとを
特定の層比で共押出しインフレーション成形及び延伸処
理することにより、強度特性に優れ、且つ滑り性が大幅
に改善された多層フィルムが得られることを見出し、本
発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、メルトインデックスが2g
/10分以下で、且つ密度が0.910〜0.945g/cm³の線状低密
度ポリエチレンを少なくとも50重量％含有する樹脂100
重量部に対してラジカル発生剤0.001〜0.1重量部の範囲
で配合した組成物からなる樹脂Ａとメルトインデックス
が0.5〜10g/10分で、且つ密度が0.945g/cm³より大の高
密度ポリエチレンからなる樹脂Ｂとをその厚み比が樹脂
Ａの厚みを100とした場合の少なくとも一方の面の樹脂
Ｂの厚みを５〜30の割合として共押出し、インフレーシ
ョン成形を行ない、ブローアップ比２〜８、フロストラ
イン高さを環状スリットの直径の２〜50倍としてインフ
レーション成形し、得られたフィルムをフィルムの引取
方向に、延伸温度を上記樹脂Ａの融点−70〜融点−20
℃、延伸倍率を1.5〜８倍として一軸延伸することを特
徴とするフィルムの製造方法に存する。

以下、本発明につきさらに詳細に説明する。

本発明に用いられる樹脂Ａの原料としては密度が0.91
〜0.945g/cm³の線状低密度ポリエチレンが用いられる。

上記線状低密度ポリエチレンとは、エチレンと他のα
−オレフィンとの共重合物であり、従来の高圧法により
製造された分岐状低密度ポリエチレン樹脂とは異なる。
線状低密度ポリエチレンは、例えばエチレンと、他のα
−オレフィンとしてブテン、ヘキセン、オクテン、デセ
ン、４メチルペンテン−１等を４〜17重量％程度、好ま
しくは５〜15重量％程度共重合したものであり中低圧法
高密度ポリエチレン製造に用いられるチーグラー型触媒
又はフィリップス型触媒を用いて製造されたものであ
り、従来の高密度ポリエチレンを共重合成分により短い
枝分かれ構造とし、密度もこの短鎖枝分かれを利用して
適当に低下させ0.91〜0.95g/cm³程度としたものであ
り、従来の分岐状低密度ポリエチレンより直鎖性があ
り、高密度ポリエチレンより枝分かれが多い構造のポリ
エチレンである。

上記線状低密度ポリエチレンは密度が0.91〜0.945g/c
m³、好ましくは0.915〜0.940g/cm³の範囲であり、また
メルトインデックスが2g/10分以下、好ましくは0.1〜1g
/10分以下、さらに好ましくは0.1〜0.5g/10分の範囲で
あり、さらに流動比が70以下、望ましくは10〜50の範囲
のものが用いられる。

上記密度が下限未満では剛性及び耐抗張力が低下し、
上限より高いと耐衝撃性が著しく低下するので好ましく
ない。またメルトインデックスが上限より高いと、面強
度が低下するので好ましくない。さらに流動比が70より
高いと面強度が低下するので望ましくない。

本発明方法においてメルトインデックスとはJIS K 67
60の引用規格であるJIS K 7210の表１の条件４に準拠し
て測定した値であり、流動比とは、上記メルトインデッ
クス測定器を用い、せん断力l0⁶ダイン／cm²（荷重1113
1g）とl0⁵ダイン／cm²（荷重1113g）の押出量（g/10
分）であり、で算出される。また、密度はJIS K 6760に準拠して測定
した値である。

流動比は用いられる樹脂の分子量分布の目安であり、
流動比の値が小さければ分子量分布は狭く、流動比の値
が大きければ分子量分布は広いことを表わしている。

本発明においては、上記した線状ポリエチレンのみを
用いてもよいが、線状ポリエチレンを主成分とし、これ
に分岐状低密度ポリエチレンを特定量配合することによ
り、フィルム成形性及び延伸性が向上するので望まし
い。

上記線状ポリエチレンに配合される分岐状低密度ポリ
エチレンとは、エチレンホモポリマー及びエチレンと他
の共重合成分との共重合体を含むものである。

共重合成分としては酢酸ビニル、エチルアクリレー
ト、メチルアクリレート等のビニル化合物、ヘキセン、
プロピレン、オクテン、４−メチルペンテン−１等の炭
素数３以上のオレフィン類等が挙げられる。共重合成分
の共重合量としては0.5〜18重量％、好ましくは２〜10
重量％程度である。これらの低密度ポリエチレンは通常
の高圧法（1000〜3000kg/cm²）により、酸素、有機過酸
化物等のラジカル発生剤を用いラジカル重合により得た
ものであるのが望ましい。

上記分岐状低密度ポリエチレンはメルトインデックス
が2g/10分以下、好ましくは0.1〜1g/10分の範囲、流動
比が70以下、望ましくは30〜70の範囲のものが用いられ
る。メルトインデックスが上記範囲以上では、フィルム
の面強度が低下するので好ましくない。また、流動比が
上記範囲以上では、フィルムの面強度が低下するので望
ましくない。さらに上記の分岐状低密度ポリエチレンは
密度が0.91〜0.94g/cm³、好ましくは0.91〜0.930g/c
m³、特に好ましくは0.915〜0.925g/cm³の範囲であるの
が、面強度の向上の点から好ましい。

上記線状低密度ポリエチレンと分岐状低密度ポリエチ
レンとの配合量は線状低密度ポリエチレン100〜50重量
部、好ましくは90〜70重量部に対し分岐状低密度ポリエ
チレン０〜50重量部、好ましくは10〜30重量部の範囲内
で用いられる。

次に線状低密度ポリエチレン及び分岐状低密度ポリエ
チレンに配合するラジカル発生剤としては、半減期１分
となる分解温度が130℃〜300℃の範囲のものが好まし
く、例えばジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−
2,5ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、2,5−ジメチ
ル−2,5ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、
α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）
ベンゼン、ジベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチ
ルパーオキサイド等が挙げられる。

ラジカル発生剤の配合量は、上記線状低密度ポリエチ
レン及び分岐状低密度ポリエチレンの合計量に対し0.00
01〜0.1重量部の範囲内から選ばれるが、この配合量が
0.0001重量部より少ない場合には得られるフィルムの面
強度が無添加のものと殆んど変らず、また、0.1重量部
より多い場合には、メルトインデックスが低くなりすぎ
てフィルム成形時に膜切れが起り易く、且つ該フィルム
の表面に肌あれを生起するので好ましくない。

本発明において上記線状低密度ポリエチレン及び分岐
状低密度ポリエチレンにラジカル発生剤を配合して、ラ
ジカル発生剤を分解し該ポリエチレンと反応せしめる方
法としては特に制限を設けるものではなく、例えば以下
の方法で実施することができる。

（１）インフレーション成形時に上記線状低密度ポリ
エチレン、分岐状低密度ポリエチレン及びラジカル発生
剤を同時または順次にフィードして溶融押出する。

（２）押出機、バンバリーミキサー等の混練機を使用
して上記線状低密度ポリエチレン、分岐状低密度ポリエ
チレン及びラジカル発生剤を混練して反応せしめた後ペ
レット化し、該ペレットを使用してインフレーション成
形する。

（３）ラジカル発生剤を多量に含んだマスターバッチ
すなわち、線状低密度ポリエチレン、分岐状低密度ポリ
エチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレンに多量
のラジカル発生剤（通常5000〜10000ppm程度）を配合
し、ポリエチレンの融点以上でラジカル発生剤がポリエ
チレンとほとんど反応を起さない温度下に溶融混練して
ペレット状としたマスターバッチをあらかじめ作り、こ
のマスターバッチと上記線状低密度ポリエチレン及び分
岐状低密度ポリエチレンをブレンドしインフレーション
成形する。

また、ラジカル発生剤そのものはそのままあるいは溶
剤に溶かして使用される。

上記線状低密度ポリエチレン及び分岐状低密度ポリエ
チレンをラジカル発生剤と反応させることにより上記ポ
リエチレンが分子カップリングを生起して高分子量成分
が増加し、且つメルトインデックスが低下した変性ポリ
エチレンが得られる。該変性ポリエチレンは未変性の線
状低密度ポリエチレンと分岐状低密度ポリエチレンとの
配合物に比べ、インフレーション成形時に横方向の配向
がかかりやすく、このようにして得たフィルムは延伸処
理した場合、縦裂け強度及び衝撃強度が著しく向上す
る。

一方、樹脂Ｂとして用いられる高密度ポリエチレンと
しては、チーグラー型触媒又はフィリップス型触媒を用
いてエチレンを単独重合又はエチレンと他のα−オレフ
ィン、例えばプロピレン、ブテン−１等とを共重合させ
て得られるものであって、その密度が0.945g/cm³より
大、好ましくは、0.95〜0.965g/cm³の範囲で、且つメル
トインデックスが0.5〜10g/10分、好ましくは0.5〜5g/1
0分の範囲のものが用いられる。該密度が下限以下では
フィルムの滑り性が不十分であり、さらにメルトインデ
ックスが下限未満では共押出成形時のフィルム厚みが均
一な層比とならず、また上限より高いとフィルム物性が
低下するので好ましくない。

本発明においては、上記変性ポリエチレン（樹脂Ａ）
と高密度ポリエチレン（樹脂Ｂ）とを用いて共押出しイ
ンフレーション法によって未延伸フィルムを成形し、次
いで未延伸フィルムを縦方向（フィルムの引き取り方
向）に延伸して延伸フィルムを製造する。

該共押出インフレーション成形はインフレーション成
形に用いられる円筒状の丸型多層ダイを用いて、溶融し
たそれぞれの樹脂を２種２層（樹脂B/樹脂Ａ）又は２種
３層（樹脂B/樹脂A/樹脂Ｂ）の構成でチューブ状に共押
出すると同時に、その内部に空気を吹込んで通常のイン
フレーション成形法によって多層未延伸フィルムを成形
する。

該多層未延伸フィルムの厚み層比は樹脂Ａの厚みを10
0とした場合、樹脂Ｂの厚みは少なくとも一方の面で５
〜30、好ましくは10〜30の範囲である。該樹脂Ｂの層比
が下限未満では内、外層の樹脂Ｂのフィルム厚みが均一
な層比とならず、フィルムの滑り性が不十分となり、ま
た、上限より大きくなると内、外層の樹脂Ｂの影響によ
りフィルムの衝撃強度と引裂強度が低下するので好まし
くない。

該多層フィルムの構成としては（樹脂B/樹脂A/樹脂
Ｂ）の構成、すなわち、内、外層を樹脂Ｂとする構成が
フィルムの内、外側の滑り性改善の点から望ましい。

該多層未延伸（以下、未延伸と称す）フィルムはイン
フレーション成形法を用いて、ブローアップ比を２〜
８、好ましくは３〜８、フロストライン高さをダイス直
径（環状スリットの直径）の２〜50倍、好ましくは５〜
50倍の範囲の条件下で行なう。上記ブローアップ比が下
限未満ではフィルムの縦方向の耐引裂強度及び衝撃強度
が低下し、上限より高いとバブルの成形安定性が低下す
るので好ましくない。また、フロストライン高さが下限
未満ではフィルムの縦方向の耐引裂強度が低下し、上限
より高いとバブルの成形安定性が低下するので好ましく
ない。

上記未延伸フィルムは次いで延伸温度を上記樹脂組成
物（変性ポリエチレン）の融点−70〜融点−20℃、延伸
倍率を1.5〜８倍の条件下に縦方向に一軸延伸を行う。

延伸温度は融点−20℃以下、融点−70℃以上、好まし
くは融点−30℃〜融点−60℃が望ましい。範囲以下では
フィルムに延伸斑が発生し、また範囲以上ではフィルム
の衝撃強度が大きく低下する。

延伸倍率は1.5倍以上８倍以下で、好ましくは２倍以
上〜５倍以下で延伸するのが望ましい。延伸倍率が1.5
倍未満では延伸による効果が不充分であり、フィルムの
剛性および耐抗張力は充分なものとはならない。また８
倍以上では延伸フィルムは縦方向への過度の分子配向を
有するものになり、フィルムの縦裂け強度が低下し好ま
しくない。

［実施例］以下に実施例を示し本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例１（１）線状低密度ポリエチレン｛メルトインデックス
（MI）:0.5g/10分，流動比:20,密度:0.921g/cm³，共重
合成分：ブテン−1,共重合量:10重量％，融点118℃｝を
80重量部と高圧法分岐状低密度ポリエチレン（MI:0.4g/
10分，流動比:45,密度:0.922g/cm³）を20重量部とをド
ライブレンドしたもの（混合物の融点118℃）と2,5−ジ
メチル−2,5−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−
３を0.03重量部混合したものを65φ型押出機より、また
高密度ポリエチレン（MI:1.0g/10分，密度:0.960g/c
m³）を45mmφ型押出機よりそれぞれ、ダイ内共押出イン
フレーション成形機（環状スリット径250mmφ，スリッ
ト幅4mmのインフレーション共押出ダイ及び冷却用エア
ーリングを取付けた成形機）の共押出ダイより成形温度
220℃で同時押出し、押出量（合計）80kg/hr、ブローア
ップ比３、FLH/D＝８の条件下でインフレーション成形
し、200μの積層フィルム（内層（高密度ポリエチレ
ン）20μ及び外層（変性ポリエチレン）180μ）を得
た。このフィルム原反をフィルムの引き取り方向にスリ
ットしたものをロール延伸装置を用いて延伸温度80℃、
延伸倍率（縦方向３倍）の条件下で、80μの厚さの縦一
軸延伸フィルムを製造した。

評価方法（イ）指抜け強度試験フィルムの耐抗張力を調べるため、指抜け強度試験を
行なった。

試験法は上記で得られた縦延伸フィルムを、延伸方向
に760mmに切断し、横方向（フィルムの幅方向）に1000m
m幅に切断し、横方向にまるめ、重ね部分が60mmとなる
ようにし、該重ね部にホットメルト接着剤（新田ゼラチ
ン社製グレードHX-960）を塗布して重ね部分をホットガ
ンにて加熱接着させて、筒状体とし、該筒状体の上下の
いずれかをニューロング社製HS 22B−Ｚ型ヒートシーラ
を用いヒートシールした後、得られた袋に20kgの肥料を
充填し開口部を前記と同じくヒートシールした試験用包
装袋を得、上記20kgの肥料袋のヒートシール部が床面と
平行になるように手で持ち上げ、袋のフィルム面に指が
喰い込む状況を観察した。

評価 A:全く指が喰い込まず、全く問題なし B:やや指が喰い込むが、特に問題なし C:大きく指が喰い込み、問題あり（ロ）落袋試験上記（イ）で得られた包装袋（20kgの肥料袋）の胴部
が床面と平行になるように手で持ち上げ、室温（25℃）
で、高さ1.5mから落下させ、破袋した時の回数を20袋の
平均値で表示した。

（ハ）滑り性東洋精機社製フリクションアングルテスターを用い、
6.3cm×10cmの底面を有するスレッドにとりつけ、斜面
上に同一フィルムを固定し、斜面をかたむけてスレッド
の滑り出す角度θを求め、タンゼント（tangent）θの
値で示す。

（ニ）製袋スピード第１図に示す製袋装置を用い、幅1160mmの紙（秤量84
g/m²のセミクルパック紙）と上記フィルムとを製袋機に
導入し、製袋可能スピード（m/min）を調べた。なお、
上記フィルムは製袋板の面に高密度ポリエチレン層が接
するようにした。

実施例２実施例１において、外層用の45φ型押出機を一台増設
し、（高密度ポリエチレン／変性ポリエチレン／高密度
ポリエチレン）の層構成としたこと以外は同様にして行
った。

実施例３〜４実施例１において表１のように条件を変えて行ったこ
と以外は同様にして行った。

比較例１実施例１において変性ポリエチレン単独で行なったこ
と以外は同様にして行った。

比較例２〜３実施例２において表１のように条件を変えて行ったこ
と以外は同様にして行った。

実施例及び比較例の評価結果を表１に示した。

［発明の効果］本発明の方法によればフィルムの滑り性が改善され、
かつ強度に優れたフィルムが得られ、重量物を包装する
ための袋等を構成するのに適したフィルムが得られる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】メルトインデックスが2g/10分以下で、且
つ密度が0.910〜0.945g/cm³の線状低密度ポリエチレン
を少なくとも50重量％含有する樹脂100重量部に対して
ラジカル発生剤0.001〜0.1重量部の範囲で配合した組成
物からなる樹脂Ａとメルトインデックスが0.5〜10g/10
分で、且つ密度が0.945g/cm³より大の高密度ポリエチレ
ンからなる樹脂Ｂとをその厚み比が樹脂Ａの厚みを100
とした場合の少なくとも一方の面の樹脂Ｂの厚みを５〜
30の割合として共押出し、インフレーション成形を行な
い、ブローアップ比２〜８、フロストライン高さを環状
スリットの直径の２〜50倍としてインフレーション成形
し、得られたフィルムをフィルムの引取方向に、延伸温
度を上記樹脂Ａの融点−70〜融点−20℃、延伸倍率を1.
5〜８倍として一軸延伸することを特徴とするフィルム
の製造方法。