JPS6234928A - 延伸ポリエチレンフイルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、延伸ポリエチレンフィルムの製造方法に関し
、さらに詳細には未延伸ポリエチレンフィルムに電子線
硬化塗料を塗布後、電子線照射および加熱延伸する表面
性能を改良された防湿性、透明性に優れるポリエチレン
フィルムの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、高密度のポリエチレンから得られるフィルムは透
明性、防湿性２表面光沢などが悪いためディスプレイ効
果の要求される用途においてほとんど用いられなかった
。

すでに２本発明者らは特殊な架橋および加熱延伸方法矧
よって、透明性、防湿性の優れたポリエチレンフィルム
の製造方法を提案した（特開昭５９−１７４３２２）が
フィルムの表面性能を改良する場合に、延伸後のフィル
ムへの電子線硬化塗料の塗布。

液状添加剤溶液の塗布など大面積フィルムへの塗布を必
要としていた。

（発明が解決しようとする問題点） 通常電子線硬化塗料は硬化後の延伸が行なえず延伸した
大面積のフィルムへ塗料を塗布し電子線の照射を行なう
ことが必要であり、塗装および電子線照射装置の占有す
る面積、該設備に要する費用、塗装硬化に要する時間、
ラインスピードなどの点で経済的にも、また作業性の面
からも問題を有していた。

また大面積への塗布を必要とする点から均一な薄い塗膜
を得ることが困難とされていた。

また電子線架橋、延伸法による透明性および防湿性の良
いポリエチレンフィルムを得る場合には多数回の電子線
照射を行なう必要があるため樹脂自身の劣化を引き起こ
すなどの問題があった。

〔発明の構成） （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、大面積フィルムへの塗布および電子線照
射を行なうことなく、透明な薄膜構成でより高い防湿性
をもち、さらに電子硬化塗膜によって改良された性能の
表面を有するポリエチレンフィルムを得るために種々の
検討を行なった結果、延伸可能な電子線硬化塗料を未延
伸フィルムに塗布することにより本発明を完成したもの
である。

すなわち２本発明はポリエチレン系樹脂からなるシート
の片面または両面に、添加剤を含有するまたは含有しな
い電子線硬化塗料を塗布し、該シートの厚さ方向におい
て、中方向に架橋度が低下するように両側から電子線を
照射し１次いで加熱延伸することを特徴とする延伸ポリ
エチレンフィルムの製造方法である。

本発明によれば電子線硬化塗料を塗布した未延伸のポリ
エチレンシートに電子線を照射した後、該フィルムを延
伸するので塗布および電子線照射が小面積ですみ、塗布
および硬化のラインスピードをあげることができるとと
もに塗布および硬化のための設備の占める面積および設
備費が小さくなり、延伸後に塗布、電子線照射を行なう
場合と比較して経済的にも作業性の点でもきわめて有利
である。さらに電子線照射において、塗膜を通過した電
子線はポリエチレンシートに作用する。この電子線照射
をシートの両側から行ないその程度を制御することによ
り原反の厚さ方向に架ｌ１層／未架橋層／架橋層を構成
させることにより、防湿性および透明性の良いフィルム
を得ることができ、延伸可能な電子線硬化塗料によって
改良された性能の表面を有する延伸ポリエチレンフィル
ムが得られる。

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ごときポリエチレン、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、■−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−オレフィ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０．９３５　ｇ／−以上、好ましくは
０．９５０　ｇ／ｃＪ以上でメルトフローインデックス
（ＪＩＳ　Ｋ６７６０により温度１９０℃、荷重２．１
６　ｋｇで測定、以下旧という）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、アンチブロッキング剤、滑剤、中和剤
、顔料、染料などの公知の添加剤を加えることもできる
。

本発明のフィルムの製造におけるポリエチレン系樹脂は
１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ューブ状の原反を成形する。

熔融押出成形は１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ューブ状原反とし、これを切り
開いてシート状原反とする方法、またはチューブ状原反
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
のフィルムの厚さにより決めるものであるが２通常は２
１０〜２０００μｍ。

好ましくは４００〜１０００μｍの範囲が取扱いおよび
前記の架橋を構成させるうえからも望ましい。

これらのフィルムにはコロナ放電処理、低温プラズマ処
理、火炎処理、化学薬品による酸化処理１機械的粗化、
プライマー塗布、紫外線照射などの表面処理がなされて
いても良い。

本発明において用いられる添加剤を含有するまたは含有
しない電子線硬化塗料のバインダーとしては。

カチオン重合型のもの、ラジカル重合型のもの、あ−６
〜 るいはこれらの混合型のものを用いることができるが、
ラジカル重合型のものを用いる場合には、エチレン性不
飽和二重結合を１個有するモノマーおよび（または）オ
リゴマーを３０重量％以上含有するものを用いることが
好ましい。エチレン性不飽和二重結合を１個有するモノ
マーおよび（または）オリゴマーが、バインダー中に３
０重量％以−ヒ存在することによって、電子線硬化後の
塗膜構成分子が線状構造に近くなり、熱可塑性を呈し、
延伸を可能ならしめてるものと考えられる。

通常、ラジカル重合型の電子線硬化塗料のバインダーの
主成分としては、エチレン性不飽和二重結合を２個以上
含有するモノマーおよび（または）オリゴマー（Ａ）、
および必要に応じてエチレン性不飽和二重結合を１個含
有するモノマーおよび（または）オリゴマー（Ｂ）が用
いられるが、成分（Ａ）のみをバインダーとする塗料、
あるいは成分（Ａ）７０重量部以上と成分（Ｂ）３０重
量部以下とからなるバインダーを用いた塗料では、電子
線照射による分子間架橋に基づく三次元網状結合が発達
し、熱可塑性が乏しく、フィルムの延伸時に塗膜の破断
が生じ易くなる傾向がある。

エチレン性不飽和二重結合を１個含有するモノマーおよ
び（または）オリゴマー（Ｂ）　　としては。

各種の脂肪族アルコールの（メタ）アクリル酸モノエス
テルおよびその置換体、各種の芳香族アルコールの（メ
タ）アクリル酸モノエステルおよびその置換体、各種の
脂環族アルコールの（メタ）アクリル酸モノエステルお
よびその置換体、　（メタ）アクリルアマイドおよびそ
の置換体、スチレンおよびその置換体、モノアリル化合
物、酢酸ビニル、ビニルエーテルなどのモノビニル化合
物などの中から選ばれる１種または２種以上の混合物を
使用することができ、対象とするポリエチレンフィルム
の種類、延伸条件、延伸後に必要とされるフィルム性能
などを勘案して適宜選択または配合することができる。

上記の成分以外のバインダーの成分としては、エチレン
性不飽和二重結合を２個以上含有するモノマーおよびオ
リゴマー（Ａ）１例えば不飽和ポリエステル類、ポリエ
ステルポリ　（メタ）アクリレート類。

エポキシポリ　（メタ）アクリレート類、ポリウレタン
ポリ　（メタ）アクリレート類、ポリオールポリ　（メ
タ）アクリレート頬、ポリアリル化合物、およびエチレ
ン性不飽和二重結合を有さない電子線に対して不活性な
塗料用樹脂１例えば飽和ポリエステル樹脂、ポリオレフ
ィン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリ
ル樹脂、ポリアミド樹脂、ビニル樹脂、エチレン−酢酸
ビニル共重合樹脂、ウレタンエラストマーなどの各種の
熱可塑性樹脂からなる群から選ばれる１種または２種以
上を使用することができる。

必要に応じて電子線硬化塗料に添加される添加剤として
は塗装時の塗液粘度を調節するための水および（または
）有機溶剤２着色のために用いられる染顔料１体質顔料
、マント化剤、プラスチックフィルム用の各種添加剤２
例えば帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、防曇剤などか
ら選ばれる１種または２種以上の所望のものを使用する
ことが可能である。

本発明において用いられる電子線硬化塗料は、スプレー
コーター、ロールコータ−、カーテンフローコーター、
ドクターブレードコーター等１通常の公知の塗装機械を
用いてプラスチックフィルムの片面または両面に適用す
ることができる。

９一 本発明における延伸可能な電子線硬化塗料を塗布したポ
リエチレン系樹脂からなるシート状原反の架橋は、原反
の厚さ方向において架橋度が中に向かって低下するよう
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２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１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Ｎ／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＝１７０．１〜１０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なわれない場合。

特に架橋度最低のゲル分率が５％をこえる場合は。

延伸加工は均一に行なわれ、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ィルムは得
られない。また２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ィ
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％をこえる場合は。

延伸加工においてフィ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ィルムが破断しや
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、得られるフィルムの防湿
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、試料を沸騰ｐ−キシレンで抽
出し不溶部分を示したものである。

本発明における電子線の線源としては、コツククロフト
型、パイプグラフ型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型
、ダイナミドロン型、高周波型などの電子加速器から放
出される１００〜２０００Ｋｅν（好ましくは１００〜
５００ＫｅＶ）の加速エネルギーを持った電子線が用い
られる。電子線の照射は、空気中の酸素による重合阻害
を回避するために、ちっ素などの不活性ガスの雰囲気中
で行なうことが好ましく、また電子線硬化塗料が水およ
び（または）有機溶剤を含有する場合には、電子線照射
に先立って。

風乾、加熱等の手段により、あらかじめ水および（また
は）有機溶剤を塗膜より蒸発除去しておくことが好まし
い。

電子線の照射は、原反の厚さ、杉１脂の種類９分子量２
分子量分布によっても異なるが２通常は電子線の照射線
量を５〜５０　Ｍｒａｄ、好ましくは１５〜３０Ｍｒａ
ｄとすればよい。また、照射は、原反シートの表裏に同
時、または表裏に分けて行なってもよい。この場合、原
反への照射線量は、原反の表裏が同一線量であることが
特に好ましい。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。

遮蔽板によるマスキングなどが挙げられる。

次に、電子線照射量を調整するための方法の一例をあげ
ると１例えば照射する原反の厚さが５００μｍの場合に
は２２０μｍ厚さの２５枚の薄いフィルムを緊密に重ね
合わせてほぼ５００μｍ厚さの試験片とし、この片面ま
たは両面に電子線硬化塗料を塗布し、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枚のフィルムに分離し、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。

延伸は、架橋された原反を加熱し２通常のロール法、テ
ンター法、チューブラ−法もしくは圧延法またはこれら
の方法の組合せによって所定の倍率で一軸または二軸方
向に延伸してフィルムを得る。二輪延伸では、同時また
は逐次延伸のどちらであってもよい。

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なう
ことができない。一方、温度が１５０℃をこえると樹脂
が過度に溶融するので安定な延伸が行なえず、また得ら
れるフィ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１３一 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ィルムを得ることが難しい。

なお、得られる延伸フィルムは、熱収縮性を有するため
に、複合包装用基材フィルムとして用いる場合は、延伸
フィルムの融点以下１例えば１１０〜１４０℃で熱セン
トを行っ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。

（実　施　例） 以下９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）ヘイズ：　　ＡＳＴＭ　０１００３（２）透湿度
：　　ＪＩＳ　Ｚ　０２０８Ｂ法（温度４０℃、相対湿
度９０％で測定） （３）テープ剥離テスト：フィルムに粘着テープにチバ
ン社製セロテープ）を付着して強く引き樹脂層の剥離を
測定 実施例　１ 高密度ポリエチレン（密度０．９５７　ｇ　／ａＪ、　
ＭＩｏ。

８ｇ／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０．６　ｍのシート状原反を成形
した。下記組成の電子線硬化塗料を調製し、コロナ放電
処理を行った前記シート状原反の片面上に３０μｍの厚
さで塗布した後、塗布面および無塗布面にエナジー・サ
イエンス社製の電子線加速器を用い。

ちっ素ガス雰囲気中で加速電圧１６０にνの条件下で電
子線を各々２０　Ｍｒａｄ照射した。

アクリレートオリゴマー「カヤラッドＲ６０４Ｊ（日本
化薬■製）　　　　　　　　　　３０部ジエチレングリ
コールモノアクリレ−）　　　７０部照射両面側のポリ
エチレンシートの架橋後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Ｏ％であった。また、
ポリエチレンシートにおける架橋層および未架橋層の厚
さの構成比は架橋層：未架橋膚：架橋層＝１：２：１で
あった。

この架橋シートを温度１３０’Ｃで縦方向に４倍。

横方向に５倍、逐次二軸延伸してポリエチレンフィルム
の厚さ３０μｍ、塗膜の厚さ１．５μｍの電子線硬化塗
料被覆二軸延伸ＨＤＰ［！フィルムを得た。このフィル
ムのヘイズは３，９％、透湿度は２．４ｇ／ｒｒｒ／２
４ｈｒｓであり、テープ剥離テストは良好であった。

さらにこのフィルムを６５ｇ／−の荷重のもとに１５ｃ
ｍのストロークで市販延伸ポリプロピレンフィルムの上
で１０回往復摩擦を行なった後のヘイズは４゜８％であ
り、透明性は維持された。

実施例　２ 実施例１において、電子線硬化塗料に次の組成物を用い
る以外は実施例１と同様にして電子線照射延伸を行なっ
た。

飽和ポリエステル樹脂［バイロン２００／３００　＝　
１：　ｔ。

混合物Ｊ　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０部
ジエチレングリコールモノアクリレート　　７０部サイ
ロイド１５０　　　　　　　　　　　　　　０．２部得
られた二軸延伸ＨＤＰＥフィルムのヘイズは４．０％、
透湿度は２．４　ｇ／ｎｆ／　２４　　ｈｒｓであり、
テープ剥離テストは良好であった。さらに摩擦後のヘイ
ズは４．７％であった。

比較例　１ 実施例１において電子線硬化塗料を用いなかった以外は
実施例１と同様にして二軸延伸ポリエチレンフィルムを
得た。このフィルムのヘイズは４．１％であり、透湿度
は２．４　ｇ／ｎｆ／２４　　ｈｒｓであったが。

摩擦後のヘイズは８．５％となり外観は優れていなかっ
た。

比較例　２ 実施例Ｉにおいて電子線硬化塗料としてアクリル系オリ
ゴマーのみの電子線硬化塗料［レジトロン８７６０Ｊ　
　（ライコリンポリマー社製）を用いた以外は実施例と
同様にして電子線照射、延伸を行なった。

得られたフィルムの塗膜は剥離して良好な外観を有さな
かった。

比較例　３ 実施例１において電子線加速器の電圧を上げて電子線の
透過能を増大し、原反シートのゲル分率が５５％、原反
シートの厚さ方向の架橋が均一に行なわれているように
する以外は実施例１と同様の操作を行なった。

得られた延伸フィルムの透湿度は４．０ｇ／ｒｒｒ／２
４　　ｈｒｓで防湿性が十分でなかった。

実施例　３ 実施例１において、電子線硬化塗料に次の組成物に用い
た以外は実施例１と同様にして電子線照射を行なった。

イツボルニルアクリレート　　　　　　　１００部帯電
防止剤ｒＫＳ−１１１４（花王石鹸■製）１０部 得られた二輪延伸ＨＤＰＥフィルムのヘイズは３．９％
、水蒸気透過度は２．４ｇ／ｒｒｒ／２　　ｈｒｓであ
り、テープ剥離テストは良好であった。さらに静電圧計
を減期は２８秒であり、「アッシュテスト」による付着
は認められなかった。このように電子線硬化塗料に帯電
防止剤を加えて電子線照射、延伸を行なえば帯電防止性
の良い透明性および防湿性の良い延伸ポリエチレンフィ
ルムが得られることがわかった。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、電子線硬化塗料を付与された透
明性および防湿性の良い延伸ポリエチレンフィルムを小
さい設備面積でかつ高度の生産性で生産可能であり、基
材となるポリエチレン系樹脂フィルムの架橋と電子線硬
化塗料の硬化を同時に行ない。

さらに延伸を効率良く行なうことができる。また塗料の
配合を選択することにより種々の付加価値をもった透明
性および防湿性の良いポリエチレンフィルムの製造が可
能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリエチレン系樹脂からなるシートの片面または両
   面に、添加剤を含有するまたは含有しない電子線硬化塗
   料を塗布し、該シートの厚さ方向において、中方向に架
   橋度が低下するように両側から電子線を照射し、次いで
   加熱延伸することを特徴とする延伸ポリエチレンフィル
   ムの製造方法。 ２、電子線硬化塗料のバインダーの３０重量％以上が、
   エチレン性不飽和二重結合１個を有するモノマーおよび
   （または）オリゴマーからなる電子線硬化塗料である特
   許請求の範囲第１項記載の延伸ポリエチレンフィルムの
   製造方法。