JP2615931B2 - フィルムの製造方法 - Google Patents

フィルムの製造方法

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JP2615931B2 JP63271397A JP27139788A JP2615931B2 JP 2615931 B2 JP2615931 B2 JP 2615931B2 JP 63271397 A JP63271397 A JP 63271397A JP 27139788 A JP27139788 A JP 27139788A JP 2615931 B2 JP2615931 B2 JP 2615931B2
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  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

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【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、耐抗張力に優れたフィルムを製
造する方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、樹脂ペレット等の比較的重い物
品を包装するのに適した包装用フィルムを製造する方法
に関するものである。
〔従来の技術及びその課題〕
従来線状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フィルムは剛性、耐抗張力に劣
り重量物の包装用フィルムに使うためには比較的厚いフ
ィルムを使用する必要があった。
そのため、フィルムを延伸して剛性、耐抗張力を付与
する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、二軸
延伸装置は設備コストが高く、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、従来多用されている縦一軸延伸装置は設備コス
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面強
度に問題が残り満足し得るフィルムは得られなかった。
そこで本発明は従来技術の欠点を解消し、線状ポリエ
チレンから強度特性に優れた薄肉フィルムを製造すべく
鋭意検討を重ねた結果、特定の線状ポリエチレン樹脂を
特定の条件下でインフレーション成形した原反を特定の
条件下で縦一軸延伸することにより、今までのインフレ
ーション成形と同じBUR(ブローアップ比)で成形して
も耐引裂き強度のすぐれたフィルムが作れることを見出
し、本発明を完成するに到った。
〔課題を解決するための手段〕
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0.910〜0.965の線状ポリエチレンを50
重量%以上含有する樹脂をインフレーション成形するに
あたり、環状スリットを介して可動ダイリップ及び中子
のいずれか一方が回転させ得るか、両者を相互に反対方
向に回転させ得るようにされたダイを備えたインフレー
ション成形装置を用いて、可動ダイリップ及び中子を同
時に反対方向又は一方のみを下記(I)式で示される回
転指数(S)の値以上の回転数で、且つ回転指数(S)
の10倍以下の回転数で回転させながらインフレーション
成形し、得られたフィルムをフィルム引取方向に延伸温
度が上記樹脂の融点−70〜融点−20℃,延伸倍率1.5〜
8の条件下に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。
但し、G:環状スリットの幅(m/m) MI:上記の樹脂のメルトインデックス(g/10分) t:フィルム厚み(m/m) BUR:ブローアップ比 D:環状スリットの径(m/m) 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる線状ポリエチレンとしては0.91〜
0.95g/cm3の線状低密度ポリエチレン又は0.965g/cm3
下の高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。
また、高密度ポリエチレンとしてはエチレン単独をチ
ーグラー型触媒又はフィリップス型触媒を用いて重合さ
せたエチレンホモポリマーであってその密度が0.965g/c
m3以下のものが用いられる。
上記の線状ポリエチレンはメルトインデックスが2g/1
0分以下、好ましくは1g/10分〜0.001g/10分の範囲のも
のが好適に用いられる。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。さらに上
記線状ポリエチレンは密度0.910〜0.965g/cm3、好まし
くは0.915〜0.940g/cm3の範囲であるのが望ましい。該
密度が上限より高いと耐衝撃性が著しく低下し、下限未
満では剛性及び耐抗張力が低下するので好ましくない。
本発明方法においてメルトインデックスとはJIS K676
0の引用規格であるJIS K7210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106ダイン/cm2(荷重11131
g)と105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 K6760に準拠して測定
した値である。
本発明においては、上述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等を50重量%未満配合して
もよい。
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1g/10分〜0.01g/10分の範囲
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、上記の分岐状低密度ポリエチレンは密度が0.
930g/cm3以下、特に0.915〜0.925g/cm3の範囲であるの
が、面強度の向上の点から望ましい。
上記線状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。
またこの組成物にはラジカル発生剤を0.10重量部以下
程度加えてもかまわない。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。
上記線状ポリエチレン又は線状ポリエチレンと分岐状
低密度ポリエチレンとの混合物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同志が分子カップリ
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ポリエチレン又は線状ポ
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。
上記樹脂には必要に応じて抗酸化剤、紫外線吸収剤、
帯電防止剤、滑剤等通常ポリエチレンに使用される公知
の添加剤を添加してもよい。
また、本発明に使用されるインフレーションフィルム
成形装置としては通常、用いられる形式のものならいづ
れでも使用可能であるが、成形ダイは通常のサーキュラ
ダイとは異なり、環状ダイと中子のいずれか一方が回転
可能であるか、両者が相互に反対方向に回転できる回転
ダイが用いられる。本発明で用いられるダイの一例を第
1図に示す。
第1図において、該ダイは環状スリット(1)を介し
て相互に反対方向に回転させ得る可動ダイリップ(2)
及び中子(3)を有し、更に該環状スリット(1)に樹
脂を供給する樹脂流路(4)を具備している。
本発明においては、上記した樹脂を上記した回転ダイ
を装着したインフレーションフィルム成形装置を用い
て、特定の成形条件で成形する。
まず、インフレーションフィルム成形装置において、
可動ダイリップ(2)と中子(3)の一方又は両方を互
いに逆方向に回転させているため環状スリット(1)か
ら押出されたフィルムは押出方向と回転方向の複合され
た方向に配向することとなるので、フィルム全体として
は斜めに分子配向したフィルムが得られる。このフィル
ムの分子配向の程度は可動ダイリップ及び中子の回転
数、樹脂の押出速度及び引取速度等を調節することによ
り、適宜選択決定される。
本発明においては、フィルムの衝撃強度と縦方向の引
裂強度に優れたフィルムを製造するために、可動ダイリ
ップ(2)及び中子(3)の回転数(可動ダイリップ、
及び中子を同時に反対方向に回転させる場合には両者の
回転数の和、あるいはいずれか一方のみを回転させると
きはその回転数)を、下記(I)式で示される回転指数
(S)の値以上で、且つ、S値の10倍以下好ましくはS
値の1.2倍〜10倍の範囲内に調節して行う。
ここで、S:回転指数 G:環状スリットの幅(m/m) MI:上記樹脂のメルトインデックス(g/10分) t:フィルムの厚み(m/m) BUR:ブローアップ比 D:環状スリットの径(m/m) を表す。
なお、上記の回転指数(S)は本発明の成形操作条件
の重要な指数であり、使用樹脂の流動性(MI)、フィル
ム厚み(t)、ブローアップ比(BUR)、使用ダイのス
リット幅(G)及びスリット径(D)により、必要な最
低トータル回転数(r.p.m)を規定するものである。
上記に規定した回転数が回転指数(S)よりも小さな
回転数の場合には得られるフィルムの強度は、従来の高
ブローアップ比での成形品と大差がなく、本発明の効果
を十分発揮し得ない。また、該回転数が回転指数(S)
の10倍より多い場合には、得られるフィルムの物性面で
のデメリットはないものの、成形装置の耐久性の点から
やや問題となる恐れがあり好ましくない。
また、樹脂の押出速度及び引取速度は通常インフレー
ション成形で行われる程度の速度とされる。
該インフレーション方法を用いることにより、いまま
でのインフレーション方法を用いる時よりも低BURで横
配向を付与することが可能となり、原反成形時のバブル
の安定性も大幅に向上する。
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。
実施例中における評価方法は以下の通りである。
(イ) 得られたフィルムの強度 エルメンドルフ引裂強度−JIS P8116 ダートドロップインパクト(DDI)−ASTM D1709 (ロ) 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に(フィルム幅が狭い場合は重ね部が10mmとなるよ
う、貼合せて1000mm幅とする)切断し、横方向にまるめ
重ね部分が10mm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の同じくヒ
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 結果を表1に示す。
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}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重量部ドライブ
レンドし、これをモダンマシナリー社製デルサー(商品
名)65φ型押出機に環状スリット径:250mmφ、環状スリ
ット幅(ダイリップのギャップ):4.0mmで且つダイリッ
プ及び中子を環状スリットを介して相互に反対方向に回
転できるスパイラル状の回転ダイ(図1に示す形状の回
転ダイ)を取付けたインフレーション成形機を用い、成
形温度:190℃、ブローアップ比(BUR):1.7及び第1表
に示す回転数の条件下で200μのインフレーションフィ
ルムを得た。
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。評価結果を第1表に示す。
実施例2,3、比較例1〜4 第1表に示すように、成形条件、樹脂組成等を変えた
以外は実施例1と同様にしてフィルムを得、評価した。
結果を第1表に示す。
〔発明の効果〕 本発明の方法によって得られたフィルムは耐引裂強
度、衝撃強度、剛性、耐抗張力に優れ、薄肉化が可能
で、重量物の包装用袋等に用いて好適なフィルムであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明で用いるダイの一例の縦断面図である。 図中1は環状スリット、2はダイリップ、3は中子をそ
れぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−158221(JP,A) 特開 昭63−173620(JP,A) 特開 昭52−37983(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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0.910〜0.965の線状ポリエチレンを50重量%
    以上含有する樹脂をインフレーション成形するにあた
    り、環状スリットを介して可動ダイリップ及び中子のい
    ずれか一方が回転させ得るか、両者を相互に反対方向に
    回転させ得るようにされたダイを備えたインフレーショ
    ン成形装置を用いて、可動ダイリップ及び中子を同時に
    反対方向又は一方のみを下記(I)式で示される回転指
    数(S)の値以上の回転数で、且つ回転指数(S)の10
    倍以下の回転数で回転させながらインフレーション成形
    し、得られたフィルムをフィルム引取方向に延伸温度が
    上記樹脂の融点−70〜融点−20℃、延伸倍率1.5〜8の
    条件下で一軸延伸することを特徴とするフィルムの製造
    方法。 但し、G:環状スリットの幅(m/m) MI:上記樹脂のメルトインデックス(g/10分) t:フィルム厚み(m/m) BUR:ブローアップ比 D:環状スリットの径(m/m)
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