CN100564182C - 聚酰胺类树脂层压薄膜卷及其制造方法 - Google Patents

聚酰胺类树脂层压薄膜卷及其制造方法 Download PDF

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CN100564182C CNB2005100920137A CN200510092013A CN100564182C CN 100564182 C CN100564182 C CN 100564182C CN B2005100920137 A CNB2005100920137 A CN B2005100920137A CN 200510092013 A CN200510092013 A CN 200510092013A CN 100564182 C CN100564182 C CN 100564182C
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Abstract

本发明提供一种能够以良好的成品率流畅地通过层压进行制袋加工,从而高效率地得到没有S型卷曲的包装物的双轴定向聚酰胺类树脂层压薄膜卷。本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷在从薄膜卷卷绕终点开始2m以内设置第一试样切出部,在从薄膜卷卷绕起点开始2m以内设置最终的切出部,同时从第一试样切出部开始每隔约100m设置试样切出部,对于在这些切出部切出的所有试样,调整其沸水收缩率、表面粗糙度或厚度方向的折射率等物性,使其变化幅度在规定的范围内。

Description

聚酰胺类树脂层压薄膜卷及其制造方法
技术领域
本发明涉及将聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来而形成的长度方向上的物性均一的高品质薄膜卷,更详细地,涉及与聚烯烃类树脂薄膜层压后用于蒸煮食品等包装时加工性(特别是高湿度下的加工性)良好的聚酰胺类树脂层压薄膜卷。
背景技术
由于以尼龙为主要成分的双轴定向聚酰胺类树脂薄膜较为强韧,气阻性、耐针孔性、透明性、印刷性等方面优良,因此被广泛地应用于各种液态食品、含水食品、冷冻食品、蒸煮食品、浆状食品、畜肉·水产食品等各种食品的包装材料,特别是近年来,被广泛地应用于蒸煮食品的包装中。这种聚酰胺类树脂薄膜例如与聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃类树脂薄膜等层压,沿着平行于卷动的方向对折,将其3边热熔融接合后切出,形成1边处于开放的开封状态的3边密封袋,向内部填充各种食品等密封后,在沸水中加热杀菌,供应给市场。
另外,在使用双轴定向聚酰胺类树脂薄膜时,加热杀菌处理后在包装袋的角落部分会产生弯曲,发生其4边卷曲成为S形状的现象(以下称为S型卷曲现象),有时会使包装商品的外观显著变差。为此,作为使这种卷曲现象减轻的方法,如专利文献1所示,提出了一种将双轴定向聚酰胺类树脂薄膜的沸水收缩变形率与分子取向角的薄膜宽度方向的变化率的积调整至特定的值的方法,但是在这种方法中,为了提高在沸水处理时的尺寸稳定性,必须将热固定时的温度极端地提高,并且过度地实施延伸后的松弛热处理,产生得到的薄膜的强韧性和耐针孔性受到损害的问题。
因此,如专利文献2所示,申请人等发明并提出了一种通过将薄膜的沸水收缩率和折射率调整至特定的数值范围,可以得到不降低强韧性和耐针孔性、且不产生S型卷曲的双轴定向聚酰胺类树脂薄膜的方法。
专利文献1:特开平4-103335号公报
专利文献2:特开平8-174663号公报
通过上述专利文献2的方法,可以得到强韧且耐针孔性优良,不产生S型卷曲的双轴定向聚酰胺类树脂薄膜。然而,在采用层压的制袋加工中,使其热熔融接合时的压力和时间等的条件要根据每次使用的薄膜卷进行微调,因此,即使卷绕成薄膜卷的薄膜的沸水收缩率和折射率等物性值的平均值在专利文献2的范围内,当对于一条薄膜卷的变化量较大时,在制袋加工中,容易发生层压时在薄膜之间产生褶皱,使成品率变差等的问题。
另一方面,申请人等还提出了一种作为在将混合多种树脂并熔融挤出后双轴延伸的薄膜卷绕起来制造双轴延伸薄膜卷的方法中,使动摩擦系数的变化减小的方法,即通过使原料薄片的形状一致和增大作为对挤压机的原料供应部的漏斗状料斗的倾斜角度,可以减小原料的偏析的方法(特开2004-181777)。然而,作为抑制卷绕成薄膜卷的薄膜的沸水收缩率和折射率等物性的变化和偏差的方法,这种方法还不能说是一种决定性的方法。
因此,申请人在对用于生产高度均一的双轴延伸薄膜卷的生产技术进行了积极的研究开发后的结果,发明了薄膜厚度、沸水收缩率、折射率的物性高度均一,层压时薄膜之间不会产生褶皱并且能够进行成品率高的制袋加工的聚酰胺类树脂薄膜卷(特愿2004-262922)。
根据如上所述的薄膜厚度、沸水收缩率或折射率等物性高度均一的聚酰胺类树脂薄膜卷,不会破坏聚酰胺类树脂薄膜的良好的强韧性或耐针孔性,不产生S型卷曲现象,也能够使层压加工时的加工性良好。但是,发现即使是上述的物性高度均一的聚酰胺类树脂薄膜卷,在夏季等高湿度环境下进行层压加工时,聚酰胺类树脂薄膜在层压加工机械的辊子上有时候没有良好的滑动性,并且未必能得到良好的加工特性。
发明内容
本发明是本申请人在对提高聚酰胺类树脂薄膜在高湿度下的滑动性,并且使其没有变动的生产技术进行了积极的研究开发后而实现的,旨在提供一种可以解除现有的聚酰胺类树脂薄膜卷的问题点、在夏季等高湿度环境下也能够几乎没有障碍地流畅地通过层压进行制袋加工、高效率地得到没有S型卷曲的包装物的双轴定向聚酰胺类树脂层压薄膜卷。此外,还提供在制袋加工等后加工中,可以以较高的成品率得到加工成品的双轴定向聚酰胺类树脂层压薄膜卷。此外,还提供一种可以高效率地制造这种双轴定向聚酰胺类树脂层压薄膜卷的制造方法。
在本发明中,技术方案1记载的发明涉及一种将由多个聚酰胺类树脂薄片层压而成的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕成宽0.2m以上3.0m以下、长300m以上30000m以下而形成的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,在从薄膜的卷绕终点开始2m以内设置第一试样的切出部,此外在从薄膜卷绕起点开始2m以内设置最终的切出部,同时从第一试样切出部开始每隔约100m设置试样切出部,在设置这些切出部时,满足下述要求(1)~(5),
(1)对于从上述各切出部切出的各试样,当测量作为在所有方向的沸水收缩率中为最大值的最大沸水收缩率时,作为这些最大沸水收缩率的平均值的平均沸水收缩率为2%~6%,同时所有试样的最大沸水收缩率的变化率在相对于上述平均沸水收缩率为±2%~±10%的范围内。
(2)对于从上述各切出部切出的各试样,当求出作为相对于长度方向为+45度方向的沸水收缩率和相对于长度方向为-45度方向的沸水收缩率之差的绝对值的沸水收缩率方向差时,作为这些沸水收缩率方向差的平均值的平均沸水收缩率方向差在2.0%以下,同时所有试样的沸水收缩率方向差的变化率在相对于上述平均沸水收缩率方向差为±2%~±20%的范围内。
(3)对于从上述各切出部切出的各试样,当测量时卷曲方向的三维表面粗糙度时,作为这些三维表面粗糙度的平均值的平均表面粗糙度为0.01~0.06μm范围内,同时所有试样的三维表面粗糙度的变化率在相对于上述平均表面粗糙度为±5%~±20%的范围内。
(4)对于从上述各切出部切出的各试样,当测量雾度时,作为这些雾度的平均值的平均雾度为1.0~4.0范围内,同时所有试样的雾度的变化率在相对于上述平均雾度为±2%~±15%的范围内。
(5)沿着卷绕起来的辊筒的长度方向的全长上的厚度变化率在相对于平均厚度为±2%~±10%的范围内。
技术方案2记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,对于从各切出部切出的各试样,当在23、80%RH的氛围下测量动摩擦系数时,作为这些动摩擦系数的平均值的平均动摩擦系数在0.3~0.8范围内,同时所有的试样的动摩擦系数的变化率在相对于上述平均动摩擦系数为±5%~±30%的范围内。
技术方案3记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,对于从各切出部切出的各试样,当测量无机颗粒的含量时,作为这些无机颗粒含量的平均值的平均含量在0.01~0.5重量%范围内,同时所有的试样的无机颗粒含量的变化率在相对于上述平均含量为±2%~±10%的范围内。
技术方案4记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,对于从上述各切出部切出的各试样,当测量厚度方向的折射率时,作为这些折射率的平均值的平均折射率在1.500以上1.520以下,同时所有的试样的折射率变化率在相对于上述平均折射率为±2%以内的范围。
技术方案5记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,在卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜中,包含在芯层上的无机颗粒的平均粒径为表层的厚度以上。
技术方案6记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,构成聚酰胺类树脂层压薄膜卷的聚酰胺的主要成分为尼龙6。
技术方案7记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,将由不同的2种以上聚酰胺树脂的混合物形成的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
技术方案8记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜是与聚烯烃类树脂薄膜层压的薄膜。
技术方案9记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,将熔融的聚酰胺类树脂从T模中挤出,通过使其和金属辊接触冷却,将得到的未定向的薄片状物进行双轴延伸后的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
技术方案10记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,将通过拉幅延伸法延伸的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
技术方案11记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,将逐次双轴延伸的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
技术方案12记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,将在纵向和横向双轴延伸的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
技术方案13记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,将由实质上未定向的聚酰胺类树脂形成的薄片状物在上述聚酰胺类树脂的玻璃化温度+20℃以上的高温下,通过至少2个阶段向纵向延伸3倍以上的倍率后,向横向延伸3倍以上的倍率,将该聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
技术方案14记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,将进行了最终的延伸处理后热固定的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
技术方案15记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,将热固定后进行了松弛处理的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
技术方案16记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,在卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜中,添加润滑剂、防结块剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、耐光剂、耐冲击性改良剂中的至少1种。
技术方案17记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,在卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜中,添加无机颗粒。
技术方案18记载的发明为,在技术方案17记载的发明的基础上,无机颗粒是平均粒径为0.5~5.0μm的二氧化硅颗粒。
技术方案19记载的发明为,在技术方案1记载的发明的基础上,在卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜中,添加高级脂肪酸。
技术方案20记载的发明为,用于制造在技术方案1记载的聚酰胺类树脂层压薄膜卷的制造方法,包括:通过共挤出法从多个挤压机熔融挤压聚酰胺类树脂,从而形成层压多个聚酰胺类树脂薄片的未延伸薄片的薄膜化工序;和将从该薄膜化工序中得到的未延伸层压薄片在纵向和横向双轴延伸的双轴延伸工序,并且满足下述要求(1)~(5)。
(1)上述薄膜化工序,通过利用高浓度原料薄片,将添加0.05~2.0重量%的无机颗粒的表层层压到芯层上。
(2)上述双轴延伸工序,通过纵向延伸二阶段后再横向延伸,并且上述纵向的二阶段延伸中第一阶段的延伸倍率高于第二阶段的延伸倍率。
(3)上述薄膜化工序将使用量最多的由聚酰胺类树脂形成的薄片和1种以上与该聚酰胺类树脂薄片的组成不同的其它聚酰胺类树脂薄片混合后,将其从各挤压机熔融挤出而形成未延伸层压薄片,同时使用的各聚酰胺类树脂薄片的形状为具有含有长径和短径的椭圆截面的椭圆柱状,且将使用量最多的聚酰胺类树脂薄片以外的聚酰胺类树脂薄片的平均长径、平均短径和平均薄片长调整在,使其分别相对于使用量最多的聚酰胺类树脂薄片的平均长径、平均短径和平均薄片长在其±20%以内的范围。
(4)上述薄膜化工序还包括利用具有作为原料薄片供给部的漏斗状料斗的多个挤压机来熔融挤压的工序,上述漏斗状料斗的倾斜角度都调整在65度以上,并且供给到上述漏斗状料斗前的聚酰胺类树脂薄片的水分含量调整在800ppm以上1000ppm以下,此外供给到上述漏斗状料斗前的聚酰胺类树脂薄片的温度调整在80℃以上。
(5)上述薄膜化工序还包括熔融挤出的未延伸层压薄片通过接触冷却辊来进行冷却的工序,在该冷却工序中,熔融树脂和冷却辊的表面接触的部分沿着熔融树脂的整个宽度,在卷曲方向和相反方向上被吸引装置吸引。
技术方案21记载的发明为,在技术方案20记载的发明的基础上,上述薄膜化工序中利用的高浓度原料薄片为添加5重量%以上且小于20重量%的无机颗粒的聚酰胺类树脂薄片。
技术方案22记载的发明为,在技术方案20记载的发明的基础上,上述薄膜化工序中,添加到在最表层层压的聚酰胺类树脂薄片上的无机颗粒的孔隙容积为0.5~2.0ml/g,平均粒径为1.0~5.0μm。
技术方案23记载的发明为,在技术方案20记载的发明的基础上,包含在纵延伸工序之前进行的预加热工序和在纵延伸工序之后进行的热处理工序,在这些纵延伸工序、预加热工序和热处理工序中的任意时刻中,将薄膜的表面温度的变化幅度调整至在沿着薄膜的整个长度上在平均温度±1℃的范围内。
通过本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,在夏季等高湿度下可以几乎没有障碍地流畅地通过层压进行制袋加工、高效率地得到没有S型卷曲的包装物。此外,在制袋加工等后加工中,可以以较高的成品率得到加工成品。此外,若使用本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,通过层压制袋加工后的食品包装用的袋子较为强韧,且耐针孔性优良。
具体实施方式
本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷当通过后述的方法切出试样时,对于所有的试样,在测量作为在所有方向的沸水收缩率中为最大值的最大沸水收缩率时,将作为这些最大沸水收缩率的平均值的平均沸水收缩率调整在2%以上6%以下。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷当通过后述的方法切出试样时,对于所有的试样,当求出作为相对子长度方向为+45度方向的沸水收缩率和相对于长度方向为-45度方向的沸水收缩率之差的绝对值的沸水收缩率方向差时,将作为这些沸水收缩率方向差的平均值的平均沸水收缩率方向差调整至1.5%以下。
本发明中试样的切出操作是,首先在从薄膜的卷绕终点开始2m以内设置第一试样切出部,然后在从薄膜的卷绕起点开始2m以内设置最终的切出部,从第一试样切出部开始每隔约100m设置试样切出部。另外,“每隔约100m”是指可以在100m±1m左右的地方切出试样。
下面对上述试样的切出进行更详细的说明,例如,当把长498m的聚酰胺类薄膜卷绕起来时,从薄膜的卷绕终点开始2m以内的地方切出最初的试样(1)。另外,为了方便起见,试样的切出采用切取为矩形形状的方式(不进行斜向的切取),以便具有沿着薄膜的长度方向的边和沿着垂至于长度方向的边。接着,在距离切取的部分向卷绕起始侧靠近100m处,切取第二个试样(2)。同样地,在向卷绕起始侧靠近200m处,切取第三个试样(3),在向卷绕起始侧靠近300m处,切取第四个试样(4),在向卷绕起始侧靠近400m处,切取第五个试样(5)。当如此切取试样时,由于剩余部分小于100m,第六个(最终)试样(6)在距离薄膜的卷绕起点2m以内任意的部分上切取。然后,对于切取的各试样,通过下述的方法测量沸水收缩率(以下称为BS)、最大沸水收缩率(以下称为BSx)、平均沸水收缩率(以下称为BSax)、沸水收缩率方向差(以下称为BSd)、平均沸水收缩率方向差(以下称为BSad)。
[沸水收缩率(BS)、最大沸水收缩率(BSx)、平均沸水收缩率(BSax)、沸水收缩率方向差(BSd)、平均沸水收缩率方向差(BSad)的测量方法]
将从聚酰胺类树脂层压薄膜卷的各切出部切出的双轴定向聚酰胺类树脂层压薄膜切成正方形,在23℃、65%RH的氛围中放置2小时以上。以该试样的中央为中心画圆(直径约为20cm左右),以纵向(薄膜的拉出方向)作为0°,以15°为间隔顺时针地在0~165°方向上作出通过圆心的直线,测量各方向的直径,作为处理前的长度。然后,将切出的试样在沸水中加热处理30分钟后,将其取出,拭去附着在表面上的水分,风干后在23℃、65%RH的氛围中放置2小时以上,测量如上述在各直径方向上所作的直线的长度,将其作为处理后的长度,通过下式1~5,计算出BS(沸水收缩率)、BSx(最大沸水收缩率)、BSax(平均沸水收缩率)、BSd(沸水收缩率方向差)、BSad(平均沸水收缩率方向差)。
BS=[(处理前的长度-处理后的长度)/处理前的长度]×100(%)…1
BSx=15°为间隔在0~165°方向上测量中的最大的收缩率(%)…2
BSax=所有试样的BSx的总和/试样的数量…3
BSd=|(45°方向的BS)-(135°方向的BS)|…4
BSad=所有试样的BSd的总和/试样的数量…5
另外,构成聚酰胺类树脂层压薄膜卷的聚酰胺类树脂层压薄膜的BSx的值,在确保薄膜成形为袋状进行热水处理时的耐热性(也称为层压强度或耐热层压强度)、同时在提高薄膜自身的强韧性·耐针孔性方面都是重要的,若BSx值不足2%,则强韧性·耐针孔性不充分,另一方面,若超过6%,则层压不良,热水处理时的耐热层压强度不充分,因此不优选。从有利于提高强韧性·耐针孔性和层压性以及耐热层压强度的角度出发,更加优选的BSx的范围是3.5~5.0%。
此外,构成聚酰胺类树脂层压薄膜卷的聚酰胺类树脂层压薄膜的BSd的值对沸水处理时产生的卷曲现象具有较大的影响,BSd值越大,袋子越容易弯曲,卷曲变得显著,若将BSd抑制在2.0%以下,优选在1.5%以下,更优选在1.2%以下,则在沸水处理时袋子的弯曲尽可能地被抑制,可以防止S型卷曲现象。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷必须将切出的所有试样的最大沸水收缩率(BSx)的变化率调整在平均沸水收缩率(BSa)的±2%~±10%(±2%以上±10%以下)的范围内。其中,所有试样的最大沸水收缩率(BSx)的变化率是指,求出在所有试样的最大沸水收缩率(BSx)中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均沸水收缩率之间的差较大者和平均沸水收缩率的差时,该差相对于平均沸水收缩率的比例。
也就是说,在本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,当把试样(1)~(6)的沸水收缩率记作Xn(n=1~6)时,Xn的最大值Xmax与平均沸水收缩率(BSax)的差和最小值Xmin与平均沸水收缩率(BSax)的差中的任何一个都必须要在±10%以内,换言之,任何一个|BSax-Xn|(其中||表示绝对值)都必须要在10%以内。
另外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的最大沸水收缩率(BSx)的变化率优选在平均沸水收缩率(BSa)的±9%以内的范围内,更优选在±8%以内的范围内,进一步优选在±7%以内的范围内。
此外,虽然本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的最大沸水收缩率(BSx)的变化率越小越好,但是考虑到测量的精度,认为该变化率的下限的界限为2%左右。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷必须将切出的所有试样的沸水收缩率方向差(BSd)的变化率调整在平均沸水收缩率方向差(BSad)的±2%~±20%(±2%以上±20%以下)的范围内。其中,所有试样的沸水收缩率方向差(BSd)的变化率是指,求出在所有试样的沸水收缩率方向差(BSd)中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均沸水收缩率方向差的差较大者和平均沸水收缩率方向差的差时,该差相对于平均沸水收缩率方向差的比例。
也就是说,在本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,当把试样(1)~(6)的沸水收缩率方向差记作Yn(n=1~6)时,Yn的最大值Ymax与平均沸水收缩率(BSad)的差和最小值Ymin与平均沸水收缩率方向差(BSad)的差中的任何一个都必须要在±20%以内,换言之,任何一个|BSad-Yn|(其中||表示绝对值)都必须要在20%以内。
另外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的沸水收缩率方向差(BSd)的变化率优选在平均沸水收缩率方向差(BSad)的±15%以内的范围内,更优选在±10%以内的范围内,进一步优选在±8%以内的范围内。
此外,虽然本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的沸水收缩率方向差(BSd)的变化率越小越好,但是考虑到测量的精度,认为该变化率的下限的界限为2%左右。
并且,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,作为切出的所有试样的三维表面粗糙度(SRa)的平均值的平均表面粗糙度(SRaa)必须在0.01~0.06μm范围内,更优选0.02~0.05μm的范围内(此外,在实施例中说明三维表面粗糙度测量方法的一个例子)。平均表面粗糙度低于0.01μm的话,能够获得高湿度下的良好的滑动性,因此优选,相反地,平均表面粗糙度超过0.06μm的话,进行层压加工时与聚烯烃等薄膜之间的粘接性降低,因此不优选。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷必须将切出的所有试样的三维表面粗糙度(SRa)的变化率调整在平均表面粗糙度(SRaa)的±5%~±20%(±5%以上±20%以下)的范围内。其中,所有试样的三维表面粗糙度(SRa)的变化率是指,求出在所有试样的三维表面粗糙度(SRa)中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均表面粗糙度之间的差较大者和平均表面粗糙度的差时,该差相对于平均表面粗糙度的比例。
也就是说,在本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,当把试样(1)~(6)的三维表面粗糙度记作SRn(n=1~6)时,SRn的最大值SRmax与平均表面粗糙度(SRaa)的差和最小值SRmin与平均表面粗糙度的差中的任何一个都必须要在±20%以内,换言之,任何一个|SRaa-SRn|(其中||表示绝对值)都必须要在20%以内。
另外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的三维表面粗糙度(SRa)的变化率优选在平均表面粗糙度(SRaa)的±15%以内的范围内,更优选在±10%以内的范围内,进一步优选在±8%以内的范围内。此外,虽然本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的三维表面粗糙度(SRa)的变化率越小越好,但是考虑到测量的精度,认为该变化率的下限的界限为5%左右。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的作为所有试样的雾度的平均值的平均雾度必须要在1.0~4.0范围内,更优选1.5~3.0的范围内。平均雾度超过4.0时,进行制袋加工时成形的袋的外观不好,因此不优选。并且,虽然平均雾度优选小数值,但是该平均雾度的下限考虑到测量精度其界限为1.0程度。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷必须将切出的所有试样的雾度的变化率调整在平均雾度的±2%~±15%(±2%以上±15%以下)的范围内。其中,所有试样的雾度的变化率是指,求出在所有试样的雾度中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均雾度之间的差较大者和平均雾度的差时,该差相对于平均雾度的比例。
也就是说,在本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,当把试样(1)~(6)的雾度记作Hn(n=1~6)时,Hn的最大值Hmax与平均雾度的差和最小值Hmin与平均雾度(Han)的差中的任何一个都必须要在±15%以内,换言之,任何一个|Han-Hn|(其中||表示绝对值)都必须要在15%以内。
另外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的雾度的变化率优选在平均雾度的±10%以内的范围内,更优选在±8%以内的范围内。此外,虽然本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的雾度的变化率越小越好,但是考虑到测量的精度,认为该变化率的下限的界限为2%左右。
还有,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷必须将沿着长度方向全长的厚度变化率调整至相对于平均厚度为±2%~±10%(±2%以上±10%以下)的范围内。其中,沿着长度方向全长的厚度变化率是指,求出沿着长度方向全长的厚度中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均厚度的差较大者和平均厚度的差时,该差相对于平均厚度的比例。
也就是说,在本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,沿着长度方向全长的厚度的最大值Tmax与平均厚度(沿着长度方向全长的平均厚度Ta)的差和最小值Tmin与平均厚度(Ta)的差中的任何一个都必须要在±10%以内。
另外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷沿着长度方向全长的厚度变化率优选在平均厚度(Ta)的±8%以内的范围内,更优选在±6%以内的范围内。
此外,虽然本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷沿着长度方向全长的厚度变化率越小越好,但是从制膜装置的性能方面出发,认为该变化率的下限的界限为2%左右。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的作为所有试样的23℃×80%RH中的动摩擦系数(μd)的平均值的平均动摩擦系数(μda)优选在0.3~0.8的范围内,更优选0.4~0.6的范围内。23℃×80%RH中的平均动摩擦系数低于0.3时,制袋加工时在辊上产生薄膜偏移而降低加工性,因此不优选,相反地,平均动摩擦系数超过0.8时,不能得到高湿度下的良好的滑动性,因而不优选。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的动摩擦系数(μd)的变化率优选调整在平均动摩擦系数的±5%~±30%(±5%以上±30%以下)的范围内。其中,所有试样的动摩擦系数(μd)的变化率是指,求出在所有试样的动摩擦系数(μd)中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均动摩擦系数的差较大者和平均动摩擦系数的差时,该差相对于平均动摩擦系数的比例。
也就是说,在本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,当把试样(1)~(6)的动摩擦系数记作μn(n=1~6)时,μn的最大值μmax与平均动摩擦系数(μda)的差和最小值μmin与平均动摩擦系数的差中的任何一个都必须要在±30%以内,换言之,任何一个|μda-μn|(其中||表示绝对值)都必须要在30%以下。
另外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的动摩擦系数(μd)的变化率优选在平均动摩擦系数的±20%以内的范围内,更优选在±15%以内的范围内,进一步优选在±10%以内的范围内。此外,虽然本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的动摩擦系数(μd)的变化率越小越好,但是考虑到测量的精度,认为该变化率的下限的界限为5%左右。
并且,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,作为切出的所有试样的无机颗粒含量的平均值的平均含量优选在0.01~0.5重量%范围内,更优选0.05~0.3重量%的范围内(此外,在实施例中说明无机颗粒含量测量方法的一个例子)。平均含量低于0.01重量%时,不能得到高湿度下的良好的滑动性,因而不优选,相反地,平均含量超过0.5重量%时,很难回收再利用制造工序中除去的聚酰胺树脂,因而不优选。
此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的无机颗粒含量的变化率优选调整在平均含量的±2%~±10%(±2%以上±10%以下)的范围内。其中,所有试样的无机颗粒含量的变化率是指,求出在所有试样的无机颗粒含量中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均含量的差较大者和平均含量的差时,该差相对于平均含量的比例。
也就是说,在本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,当把试样(1)~(6)的无机颗粒的含量记作Cn(n=1~6)时,Cn的最大值Cmax与平均含量(Ca)的差和最小值Cmin与平均含量的差中的任何一个都必须要在±10%以内,换言之,任何一个|Ca-Cn|(其中||表示绝对值)都必须要在10%以下。
另外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的无机颗粒的含量的变化率优选在平均含量的±8%以内的范围内,更优选在±6%以内的范围内。此外,虽然本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的无机颗粒含量的变化率越小越好,但是考虑到测量的精度,认为该变化率的下限的界限为2%左右。
进一步的,当本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷通过上述方法切出试样时,对于所有的试样,当求出厚度方向的折射率(Nz)时,优选将作为这些折射率的平均值的平均折射率(Nza)调整至1.500以上1.520以下。另外,平均折射率通过下式6算出。
Nza=所有试样的Nz的总和/试样的数量…6
另外,构成聚酰胺类树脂层压薄膜卷的聚酰胺类树脂层压薄膜的Nz的值对于层压强度和厚度不均等薄膜的品质方面具有较大的影响。因此,当双轴定向聚酯类树脂层压薄膜和聚烯烃类树脂薄膜层压使用时,平均折射率在1.500以上1.520以下的该要求是必须满足的要求。因此,若Nz不足1.500,则与聚烯烃类树脂薄膜等的层压强度不充分,在制袋后的沸水处理等中在层压基材之间容易引起剥离。另一方面,该Nz在对未延伸的聚酰胺类树脂层压薄膜进行双轴延伸的过程中顺次降低。换言之,可以将Nz认为是延伸的指标之一,若Nz较大则表现出延伸不充分,若Nz超过1.520,则由于双轴延伸不充分而引起的厚度不均等显著地发生,得不到令人满意的薄膜的品质。考虑到层压强度和薄膜品质两方面,特别优选的Nz的范围是1.507~1.516。
还有,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷优选将切出的所有试样的折射率(Nz)的变化率调整在相对于这些折射率的平均值(以下称为平均折射率)为±2%以内的范围内。其中,所有试样的折射率(Nz)的变化率是指,求出在所有试样的折射率(Nz)的变化率中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均折射率的差较大者和平均折射率的差时,该差相对于平均折射率的比例。
也就是说,在本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,当把试样(1)~(6)的折射率记作Nz1~Nz6时,Nz1~Nz6的最大值Nzmax与平均折射率的差和最小值Nzmin与平均折射率的差中的任何一个都必须要在±2%以内,换言之,任何一个|平均折射率-Nz1|~|平均折射率-Nz6|都优选在2%以内。此外,本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷更优选将切出的所有试样的折射率(Nz)的变化率调整在相对于平均折射率为±1%以内的范围内。
此外,虽然本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷切出的所有试样的折射率(Nz)的变化率越小越好,但是从测量精度和机械精度的方面出发,认为该变化率的下限的界限为0.1%左右。
如上所述,将1个的聚酰胺类树脂层压薄膜卷的最大沸水收缩率、沸水收缩率方向差、表面粗糙度调整至规定范围的值,同时通过减小这些最大沸水收缩率、沸水收缩率方向差、表面粗糙度等的变化,可以防止在制袋加工和层压加工中外观的恶化,在高湿度下能够以良好的成品率流畅地进行加工。
作为在本发明中使用的聚酰胺树脂,例如可以列举,以ε-己内酰胺为主原料的尼龙6。此外,作为其它的聚酰胺树脂,可以列举3元环以上的内酰胺、ω-氨基酸、由二元酸和二胺等的缩聚得到的聚酰胺树脂。具体地说,作为内酰胺类,除了之前所示的ε-己内酰胺以外,还有庚内酰胺、辛内酰胺、月桂酰胺,作为ω-氨基酸类,可以列举6-氨基己酸、7-氨基庚酸、9-氨基壬酸、11-氨基十一酸。此外,作为二元酸类,己二酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十六烷二酸、二十烷二酸、二十烷二烯二酸、2,2,4-三甲基己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、苯二甲基二羧酸。进而,作为二胺类,可以列举乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、戊二胺、十一烷二胺、2,2,4(或2,4,4)-三甲基己二胺、环己二胺、双-(4,4’-氨基环己基)甲烷、间苯二甲基二胺等。还有,可以使用将其缩聚得到的聚合物或其共聚物,例如尼龙6、7、11、12、6.6、6.9、6.11、6.12、6T、6I、MXD6(间苯二甲基己二酰二胺6)、6/6.6、6/12、6/6T、6/6I、6/MXD6等。此外,在制造本发明的聚酰胺薄膜卷时,可以单独地使用上述聚酰胺树脂,或者混合使用2种以上。
另外,上述聚酰胺类树脂中,本发明特别优选相对粘度为2.0~3.5的范围的树脂。聚酰胺类树脂的相对粘度对制得的双轴延伸薄膜的强韧性和延展性等有影响,对于相对粘度不足2.0的树脂,其冲击强度可能不够,反之,对于相对粘度超过3.5的树脂,由于延伸应力的增大,逐次双轴延伸性具有变差的倾向。另外,本发明中所谓的相对粘度是指,使用将0.5g聚合物溶解于50ml 97.5%硫酸的溶液,在25℃下测量时得到的值。
本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷是通过,将作为原料的聚酰胺树脂薄片熔融挤出得到的未延伸薄膜(未延伸层压薄膜或未延伸层压薄片)沿着纵向(长度方向)和横向(宽度方向)双轴延伸后,卷绕成辊筒状而制成的。
聚酰胺类树脂层压薄膜必须要具有A/B(两种双层)或A/B/A(两种三层)或A/B/C(三种三层)的结构。优选从卷曲点为对称层结构的A/B/A结构。并且,在以下说明中,没有位于构成层压薄膜的各层的内、最外侧的中心部的层(即,A/B/A、或A/B/C的层结构中的B层),以及两种双层结构中的厚层(即,薄A层和厚B层的A/B的层结构中的B层)称为芯层。并且,位于最外侧的层(即,A/B层结构中的A,B层、A/B/A或A/B/C层结构中A,C层),以及两种双层结构中的薄层(即,薄A层和厚B层的A/B的层结构中的A层)称为表层。
聚酰胺类树脂层压薄膜的各层的厚度比率为,A层、或A层和C层优选为5~50%,更优选10~20%,进一步优选为12~18%。两种三层的A/B/A结构中,上述记载的表层的A层的厚度比率意味着两表层的厚度比率的和,三种三层的A/B/C结构中,上述记载的表层的A层和C层的厚度比率意味着两表层的厚度比率的和。A层、或A层和C层的厚度比率不足5%时,厚度不均导致的浊度的变化率很大,因而不优选。此外,A层、或A层和C层的厚度比率超过30%时,耐弯曲疲劳度变差,并且针孔数增加的同时透明性变差,因而不优选。
并且,为了制造上述层压薄膜,可适当采用如下所述的方法(所谓的共挤出法):为了实质性地制膜上述A/B、上述A/B/A、或上述A/B/C的层结构的未定向的聚酰胺薄片,使用各自的挤压机熔融构成各层的聚合物、共挤出,并通过喷嘴在旋转辊上浇铸并急冷凝固而实质性地得到未定向的聚酰胺薄片。
下面对制得本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷的优选制造方法进行说明。本发明者们对薄膜卷纵向的厚度不均(沿着薄膜卷的全长的厚度不均)、沸水收缩率等物性的变化和偏差进行了研究,结果发现,该纵向的厚度不均和物性的变化和偏差主要受到在将熔融的树脂制成未延伸薄膜的浇铸工序中的各种要素的较大影响。也就是说,发现了若当供应到与挤压机直接连接的漏斗状料斗(以下简称为料斗)时树脂的温度降低,或供应给料斗的树脂的水分含量升高,则未延伸薄膜中纵向的厚度不均增大,双轴延伸薄膜中物性的变化和偏差增大。此外,发现当把从T模挤出的树脂卷绕在金属辊上时,当树脂和金属辊的接触点混乱时,未延伸薄膜中纵向的厚度不均增大,双轴延伸薄膜的物性的变化和偏差变大。进而,还发现了若双轴延伸工序中延伸条件不适合,则未延伸薄膜纵向的厚度不均增大,从而促进物性的变化和偏差。
进一步的,基于上述的事实,本发明者等进行了积极的研究,结果发现,在制造薄膜卷时,通过采用以下的方法,可以得到物性的变化较少、并在高湿度下也能保持良好的滑动性的的薄膜卷。
(1)树脂薄片的形状的均一化
(2)料斗形状的适当化
(3)减少树脂薄片干燥时的水分含量
(4)对料斗供给树脂时的温度保持
(5)熔融树脂与金属辊接触时的吸引
(6)延伸条件的适当化
(7)高浓度原料薄片的使用
(8)无机颗粒性质的调整
(9)薄膜层压方式的调整
以下对上述各方法顺次进行说明。
(1)树脂薄片的形状的均一化
在本发明的薄膜卷的制造中,在采用混合方式时,将组成不同的多种原料聚酰胺树脂薄片在料斗内混合后,进行熔融混炼,从挤压机中挤出,薄膜化(并且,对于本发明的薄膜卷得制造,如上所述,使用多个挤压机)。例如,当作为原料的聚酰胺为3种的情况下,在3个料斗中分别连续地或间歇地供给各自的聚酰胺树脂薄片,必要时通过缓冲料斗,最终通过挤压机正前方或正上方的料斗(以下称为“最终料斗”)一边混合3种类的聚酰胺树脂薄片,一边配合挤压机的挤出量定量地向挤压机供给原料薄片,形成薄膜。
此外,关于最终料斗的容量或形状,在最终料斗内的薄片量较多的情况和最终料斗内薄片的残留量变少的情况下,发生原料偏析的现象,即从最终料斗供应到挤压机的薄片的组成不同的现象。此外,这种现象在薄片形状或比重不同的情况下特别显著地出现。进而,由于这种偏析现象,在制造长条的薄膜时,最大沸水收缩率、沸水收缩率方向差、薄膜厚度、厚度方向的折射率变化。
也就是说,若薄片的尺寸不同,当薄片的混合物落下至最终料斗内时,由于较小的薄片容易先落下,若最终料斗内的薄片残留量变少,则较大的薄片的比例增大,这是原料偏析的原因。因此,为了得到物性变化较少的薄膜卷,必须配合所使用的多种聚酰胺树脂薄片的形状,从而抑制在最终料斗(向各挤压机供给的各最终料斗)内的原料偏析现象。
聚酰胺的原料薄片通常在聚合后,在熔融状态下通过聚合装置以线状取出,立刻水冷后,通过线料切粒机切割而形成。因此,聚酰胺的薄片的截面成为椭圆形的椭圆柱状。其中,对聚合物薄片的形状和原料偏析之间的关系进行研究后,通过将混合在使用量最多的聚酰胺薄片的其它聚酰胺薄片的截面椭圆的平均长径(mm)、平均短径(mm)、平均薄片长(mm)分别调整为相对于使用量最多的聚酰胺薄片的截面椭圆的平均长径(mm)、平均短径(mm)、平均薄片长(mm)在±20%的范围内,可以减小上述原料偏析。另外,若将使用量最多的聚酰胺薄片以外的聚酰胺薄片的截面椭圆的平均长径、平均短径、平均薄片长分别调整为相对于使用量最多的聚酰胺薄片的截面椭圆的平均长径、平均短径、平均薄片长在±15%的范围内,则由于偏析防止效果极其显著,因此更优选。
(2)料斗形状的适当化
使用漏斗状料斗作为最终漏斗,通过使其倾斜角在65°以上,可以使大的薄片和小的薄片都容易落下,由于内含物的上端部保持在水平面的同时下降,因此对于原料偏析的降低有效。更优选倾斜角在70°以上。另外,料斗的倾斜角是指,漏斗状的斜边和水平部分之间的角度。可以在最终料斗的上游使用多个料斗,这时必须使任何一个料斗的倾斜角都在65°以上,更优选在70°以上。
此外,为了抑制沸水收缩率的变化,优选将由所使用的原料薄片的切削等引起的细粉体的比例降低。由于细粉体促进了原料偏析的发生,因此优选除去在工序内产生的细粉体,降低料斗内所含的细粉体的比例。在直到原料薄片进入挤压机的贯穿整个工序的过程中,优选将所含的细粉体的比例控制在1重量%以内,更优选控制在0.5重量%以内。作为降低细粉体的比例的具体方法,可以列举当用线料切粒机形成薄片时通过筛子,或当空气运送原料薄片时通过循环式空气过滤器等除去细粉体的方法。
此外,作为降低料斗内的原料偏析的方法,对所使用的料斗的容量进行适当化也是优选的方法。其中,料斗的适宜的容量为,相对于挤压机每1小时的排放量在15~120重量%的范围内,更优选相对于挤压机每1小时的排放量在20~100重量%的范围内。
作为混合2种以上组成不同的聚酰胺原料薄片的方法,最优选的是一边从挤压机正上方的料斗(最终料斗)将各原料连续地定量供应到挤压机,一边进行混合的方法。此外,也可以是在将原料薄片的尺寸控制在上述范围内的原料薄片预先混合后,通过几个中间料斗(缓冲料斗),而供应到最终料斗和挤压机。在混合多种原料时,可以列举从连续定量供给原料薄片的装置将多种原料供应到料斗内的同时进行混合的方法,或者使用搅拌机或浆式干燥机等事先进行混合的方法等,在采用后者时,为了在混合物排出时不发生原料偏析,优选减小原料薄片的尺寸。
(3)减少树脂薄片干燥时的水分含量
供应到料斗内的薄片通常由搅拌机等装置加热而减少水分。在干燥该薄片时,在制造聚酯薄膜卷或聚丙烯薄膜卷中,一般认为在干燥时将水分含量降得越低,在挤压工序中就可以得到抑制水解的良好的薄膜卷。但是,本发明者们研究的结果是,在制造聚酰胺类树脂层压薄膜卷中,若在干燥时仅仅单纯地降低水分含量,则延伸变得困难,得不到物性均一的薄膜卷,而通过将水分含量控制在规定范围,确保一定程度的水分,在挤压工序中不使其水解而使其适度地可塑化,可以得到物性均一的薄膜卷。也就是说,为了得到本发明的薄膜卷,必须将薄片的水分含量控制在800ppm以上1000ppm以下。若薄片的水分含量超过1000ppm,则在使其熔融时会促进水解,粘度降低,未延伸薄膜纵向的厚度不均恶化,双轴延伸薄膜纵向的厚度不均增加,成为引起物性的变化和偏差的原因。反之,若薄片的水分含量低于800ppm,则在使其熔融时粘度过高,制膜性(延伸的容易程度)变差。另外,供应到料斗中的薄片的最适合的水分含量为850ppm以上950ppm以下。
(4)对料斗供给树脂时的温度保持
如上所述,即使在将薄片的水分含量调整在800ppm以上1000ppm以下,当放置加热干燥后的薄片并降至常温(室温)后再供应到料斗中时,也不能得到物性均匀的薄膜卷。也就是说,为了得到本发明的薄膜卷,必须使通过搅拌机等加热干燥的薄片保持在高温,供应到料斗(向各挤压机供给的各料斗)中。具体地说,必须将通过搅拌机加热干燥的薄片保持在80℃以上供应到料斗中,更优选保持在90℃以上供应到料斗中。若供应到料斗中的薄片温度低于80℃,树脂的啮入变差,成为引起纵向的厚度不均和物性的变化和偏差的原因,得不到本发明的薄膜卷。另外,当通过搅拌机等装置干燥薄片时,干燥温度必须调整在150℃以下。若干燥温度在150℃以上,则干燥时可能引起水解,因此不优选。此外,通过搅拌机加热干燥的薄片的温度低于80℃时,则必须再次升温到80℃以上供应到料斗中。
(5)熔融树脂与金属辊接触时的吸引
在熔融挤出薄片得到未延伸薄膜时,通过各挤压机在200~300℃的温度下使其熔融,从T模中挤出,成形(即浇铸)为层压薄膜状(层压薄片状)后,通过将其卷绕在冷却至规定温度的金属辊等冷却辊上的方法使其急冷。另外,从纵向的厚度不均、物性的变化和偏差的角度出发,优选的熔融挤压温度为240~290度。为了得到本发明的薄膜卷,当把熔融的树脂卷绕金属辊上时,将空气间隙(即从T模喷嘴的出口到激冷轧辊表面的垂直方向的距离)调整到20~60mm,同时利用具有较宽的吸引口的真空箱(真空室)等吸引装置,在沿着熔融树脂的整个宽度上,沿着与卷绕方向相反的方向吸引熔融树脂和冷却辊表面接触的部分,使熔融树脂强制地与金属辊密合。此外,这时吸引口部分的吸引风速必须调整至2.0~7.0m/sec,优选调整至2.5~5.5m/sec。进一步的,真空箱可以是和吸引口连成一体的样式,为了容易地调整吸引口的吸引风速,优选是吸引口在横向划分为规定个数的区域,可以对每个区域的吸引风速进行调整的样式。此外,若增大注塑的速度,则随着金属辊的旋转产生伴随流,阻碍熔融树脂对金属辊的密合,因此,为了更有效地通过吸引装置进行吸引,提高熔融树脂对金属辊的密合程度,优选用特氟纶(注册商标)等软质材料形成宽大的挡板,设置在与吸引装置邻接的上游侧(相对于吸引装置与金属辊的转动方向相反的一侧),以阻断伴随流。进而,为了得到本发明的薄膜卷,必须将真空箱的吸引风速的偏差抑制在平均吸引风速(设定值)的±20%的范围内,更优选抑制在±10%的范围内。此外,为了不让低聚物的粉尘等改变真空箱的吸引风速,优选在真空箱内设置过滤器,同时通过反馈该过滤器前后的压差,以调节吸引力。
此外,为了得到本发明的薄膜卷,在将熔融的树脂卷绕在冷却辊上时,必须用针状电极在2~15kv下对熔融的树脂薄片加以90~105mA的直流负电荷,一边辉光放电一边使其连续地密合在金属辊上使其急冷。另外,若这时将外加的直流负电荷调整在7~14kv的范围内,则可以降低纵向的厚度不均、物性的变化和偏差,因此优选。此外,为了得到本发明的薄膜卷,必须将外加的直流负电荷的偏差抑制在平均负电荷(设定值)的±20%以内,更优选抑制在±10%以内。
(6)延伸条件的适当化
作为对未延伸薄膜进行双轴延伸的方法,必须采用通过辊式延伸机将未延伸薄膜向纵向延伸,通过拉幅式延伸机向横向延伸后,进行热固定处理和松弛处理的纵·横延伸法。进而,为了得到本发明的薄膜卷,作为双轴延伸的方法,必须采用所谓的纵-纵-横延伸方法。该纵-纵-横延伸方法是指,在对实质上未定向的聚酰胺薄膜进行纵延伸时,进行第一阶段的延伸,不冷却至Tg以下,接着进行第二阶段的延伸,然后以3.0倍以上、优选3.5倍以上的倍率进行横延伸,再进行热固定的方法。由此,为了得到本发明的薄膜卷,在进行上述的纵-纵-横延伸方法时,第一阶段的纵延伸倍率必须高于第二阶段纵延伸的倍率。也就是说,通过如此使第一阶段的纵延伸倍率必须高于第二阶段纵延伸的倍率,可以得到沸水收缩率等物性良好,且这些物性的偏差较小的薄膜卷。另外,在进行纵-纵-横延伸时,通常,若使第一阶段的纵延伸倍率低于第二阶段纵延伸的倍率进行延伸,则在第一阶段的延伸时不会产生对辊的粘附,可以容易地进行延伸,但是通过使用特氟纶制的辊等特殊的辊,即使在第一阶段的纵延伸倍率高于第二阶段纵延伸的倍率时,也可以不产生对辊的粘附而容易地进行延伸。
在如上进行纵-纵-横延伸时,第一阶段的延伸优选在80~90℃的温度下延伸2.0~2.4倍。若第一阶段的延伸倍率高出上述范围,则纵向的厚度不均增大,因此不优选。另外,第二阶段的延伸优选在65~75℃的温度下延伸1.3~1.7倍。若第一阶段的延伸倍率低于上述范围,则沸水扭曲增大,成为没有实用性的物质,因此不优选,相反地,若第二阶段的延伸倍率高出上述范围,则纵向的强度(5%伸长时的强度等)降低,成为没有实用性的物质,因此不优选。
此外,当如上进行纵-纵-横延伸时,作为纵延伸的方法,可以采用热辊延伸、红外辐射延伸等。此外,通过如此纵-纵-横延伸方法制造本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷时,不但可以减小纵向的厚度不均、物性的变化和偏差,还可以减小横向的物性的变化和偏差。此外,在进行纵-纵-横延伸时,总纵延伸条件优选是3.0~4.5倍。
此外,在进行纵-纵-横延伸时,横延伸优选在120~140℃的温度下延伸4.0~5.5倍。若横延伸的延伸倍率低于上述范围,则横向的强度(5%伸长时的强度等)降低,成为没有实用性的物质,因此不优选,相反地,若横延伸的延伸倍率高出上述范围,则横向的热收缩率增大,因此不优选。另-方面,若横延伸的温度低于上述范围,则沸水扭曲增大,成为没有实用性的物质,因此不优选,相反地,若横延伸的温度高于上述范围,则横向的强度(5%伸长时的强度等)降低,成为没有实用性的物质,因此不优选。
进而,为了得到本发明的薄膜卷,纵-纵-横延伸后的热固定处理优选在180~230℃的温度下进行。若热固定处理的温度低于上述范围,则纵向和横向的热收缩率增大,因此不优选,相反地,若热固定处理的温度高于上述范围,则双轴延伸薄膜的冲击强度降低,因此不优选。
此外,为了得到本发明的薄膜卷,热固定后的松弛处理优选使其松弛2%~10%。若松弛处理的比例低于上述范围,则纵向和横向的热收缩率增大,因此不优选,相反地,若松弛处理的比例高于上述范围,则纵向和横向的强度(5%伸长时的强度等)降低,成为没有实用性的物质,因此不优选。
此外,对于薄膜卷的宽度没有特别的限制,从容易操作的角度出发,薄膜卷的下限优选在0.35m以上,更优选在0.50m以上。另一方面,薄膜卷的宽度的上限优选在2.5m以下,更优选在2.0m以下,进一步优选在1.5m以下。此外,薄膜卷的辊长也没有特别的限制,从容易卷绕和容易操作的角度出发,薄膜卷的卷长的下限优选在500m以上,更优选在1000m以上。另一方面,薄膜卷的卷长的上限优选在25000m以下,更优选在20000m以下,进一步优选在15000m以下。另外,当薄膜厚度为15μm左右时,特别优选在12000m以下。此外,作为卷绕芯,通常可以使用3英寸、6英寸、8英寸等的纸、塑料芯或金属制芯。
另一方面,构成本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷的薄膜的厚度也没有特别的限定,例如作为包装用聚酰胺类薄膜,优选8~50μm,更优选10~30μm。
此外,在不损害特性的范围内,在构成本发明的薄膜卷的聚酰胺类树脂层压薄膜中,可以使其含有润滑剂、防结块剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、耐光剂、耐冲击性改良剂等各种添加剂。特别是为了改善双轴延伸薄膜的润滑性,优选使其含有各种无机颗粒。此外,若添加能够发挥降低表面能的效果的亚乙基双硬脂酸等有机润滑剂,可以使构成薄膜卷的薄膜的润滑性变得更好,因此优选。
进而,在构成本发明的薄膜卷的聚酰胺类树脂层压薄膜中,根据用途,为了改善尺寸稳定性,可以进行热处理和调湿处理。此外,为了改善薄膜表面的接合性,可以进行电晕处理、涂层处理和火焰处理等,也可以进行印刷、沉积等加工。
(7)高浓度原料薄片的使用
如上所述,为了提高双轴定向薄膜的高湿度下的滑动性,优选使聚酰胺类树脂中包含各种无机颗粒而调整薄膜的表面粗糙度,但是此时通过特定的添加方法添加无机颗粒时能够发现高湿度下的良好的滑动性。即,在聚酰胺类树脂中添加无机颗粒时,优选采用如下方法:不是将粉末无机颗粒添加到挤压机内进行混合,而是预先制成在聚酰胺类树脂中添加高浓度无机颗粒的原批聚合物薄片,然后将该原批聚合物薄片(高浓度原料薄片)与不含无机颗粒的聚酰胺类树脂混合稀释。通过采用这种方法,在熔融线上无机颗粒彼此摩擦而提高无机颗粒的分散性,其结果,对于高湿度下的滑动性产生良好的影响。
此外,制造高浓度原料薄片时,向聚酰胺类树脂添加的无机颗粒的添加量优选5~20重量%,更优选10~15重量%。无机颗粒的添加量超过20重量%时,无机颗粒的分散性降低,薄膜中可能形成异物,因而不优选。相反地,无机颗粒的添加量超过5重量%时,经济效率变差,因而不优选。并且,制成如上所述的高浓度原料薄片时,预先将聚酰胺类树脂在冷却状态下通过粉碎等方法制成粉体微粒子后与无机颗粒混合的话,能够提高无机颗粒在树脂中的分散性,因而优选。
(8)无机颗粒性质的调整
在聚酰胺类树脂中添加无机颗粒时,使得添加到构成表层的聚酰胺类树脂中的无机颗粒成为特定的性状后,发现在高湿度下具有良好的滑动性。此外,作为所添加的无机颗粒,优选具有0.5~5.0μm的平均粒径(即平均颗粒直径)的颗粒,特别优选二氧化硅颗粒。若平均粒径低于0.5μm,则得不到良好的润滑性,相反地,若平均粒径高于5.0μm,透明性不良,印刷时产生所谓的“脱色”,因此不优选。另外,平均粒径的测量可以采用根据通过库尔特计数器得到的粒度分布计算出重量平均粒径的方法,可以对在向聚酰胺类树脂添加之前的颗粒进行测量,也可以对通过用酸溶解聚酰胺树脂层压薄膜而析出的颗粒进行测量。此外,无机颗粒的孔隙容积优选0.5~2.0ml/g,更优选0.8~1.5ml/g。孔隙容积低于0.5ml/g时,由于薄膜的透明性变差,因而不优选,孔隙容积超过2.0ml/g时,由于薄膜的滑动性变差,因而不优选。此外,不仅在构成表层的聚酰胺树脂中添加无机颗粒,构成芯层的聚酰胺树脂中也添加0.001~0.005重量%的少量的无机颗粒时,显著地提高高湿度下的滑动性,因而优选,更优选添加0.002~0.004重量%的无机颗粒。此外,当添加到芯层的无机颗粒的粒径大于表层的厚度时,高湿度下的滑动性更加稳定,因而优选。此外,使上述高湿度下的滑动性稳定的原因还不明确,但是可能芯层中的无机颗粒薄膜表面的波动作用对高湿度下的滑动性产生良好的影响。
(9)薄膜层压方式的调整
如上所述,通过在聚酰胺类树脂中添加无机颗粒、并且薄膜表面上形成凹凸,发现滑动性,此时,通过调整薄膜的层压方式,发现在高湿度下具有良好的滑动性。即,在本发明的薄膜卷的制造中,如上所述,利用共挤出法从多个挤压机熔融挤出而形成具有多个层结构的层压薄膜(层压薄片),此时,优选调整作为表层熔融挤出的树脂的吐出量而使延伸后的最终的表层的厚度成为0.5~4.0μm,更优选调整后使成为1.0~3.0μm。
另外,在形成未延伸层压薄膜时,使用了(1)~(4)和(7)~(9)的方法,在未延伸层压薄膜的延伸工序中使用了(5)、(6)的方法,因而能够减少构成层压薄膜的各层的厚度不均,进而能够减少层压薄膜整体的厚度不均。并认为由此,能够非常有效地减少薄膜卷的物性变化。此外我们认为上述(1)~(9)的方法中不是只有特定的一个可以有效地降低薄膜卷的物性变化,而是通过组合使用(1)~(9)的方法,可以非常有效地降低薄膜卷的物性变化。
实施例
下面,通过实施例对本发明进行详细的说明。本发明不限定于该实施例的方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,可以适当地进行变化。在实施例和比较例中使用的原料薄片A~E的性状、实施例和比较例中使用的原料薄片的组成、实施例和比较例中的薄膜卷的制膜条件分别如表1~3所示。并且,薄片A由94.85重量%的尼龙6(相对粘度=2.8,Tg=41℃)、5重量%的聚间苯二甲基己二酰二胺(相对粘度=2.1)、0.15重量%的亚乙基双硬脂酸酰胺形成;薄片B由99.85重量%的尼龙6(与薄片A相同物性)、0.15重量%的亚乙基双硬脂酸酰胺形成。并且,薄片C,E,都由85.00重量%的尼龙6(与薄片A相同物性)、15.0重量%的平均粒径为2.0μm并且孔隙容积为1.2ml/g的二氧化硅粒子形成;薄片D由95.00重量%的尼龙6(与薄片A相同物性)、5.0重量%的平均粒径为2.0μm并且孔隙容积为1.6ml/g的二氧化硅粒子形成;。此外,薄片A~E的形状任何一个都是椭圆柱状,薄片A~D的截面长径、截面短径和薄片长都是相同的。
Figure C20051009201300381
表3
Figure C20051009201300391
[实施例1]
利用共挤出法,从三个挤压机(第一~第三挤压机)熔融挤出聚酰胺类树脂(在压模内层压挤出),通过卷绕在冷却至17℃的旋转的金属辊上进行急冷,得到厚257μm并两种三层结构的未延伸薄膜(聚酰胺类树脂层压薄片)。未延伸薄膜的各层的形成方法(至熔融挤出的工序),如下所述。并且,在以下说明中,从聚酰胺类树脂层压薄片的表层开始顺次地称为第一层、第二层、第三层(即,第三层的表面为金属辊接触面)。
·第一层(外层)的形成
将上述薄片A、C分别用15kl的搅拌装置经过约8.0小时一边升温至约120℃一边进行预干燥。从搅拌机内收集一定量的各薄片,测量其水分含量,薄片A、C的水分含量均为800ppm。其中,水分含量的测量使用卡尔-费舍尔水分计(KYOTO Electronics公司制造的MKC-210),在试样重量1g,试样加热温度为230℃的条件下进行。
然后,通过定量螺旋加料器连续地将各搅拌机内的薄片A、C分别供应到挤压机(第一挤压机)正上方的料斗中。其中,薄片A的供应量为99.5重量%,薄片C的供应量为0.5重量%。料斗具有可以放入原料薄片150kg的容量。此外,将料斗的倾斜角调整为70°。
此外,将薄片A、C供应到料斗中时,在从干燥开始的短时间内供应到料斗中,以不使各搅拌机内的薄片温度降得过低。供应到料斗之前薄片A、C的温度均为91℃。将供应的薄片A、C在料斗内混合后,通过单轴式第一挤压机在270℃从T模中熔融挤出。
·第二层(中间层)的形成
通过定量螺旋加料器连续地将上述干燥的各搅拌机内的薄片A、C分别供应到挤压机(第二挤压机)正上方的料斗中。其中,薄片A的供应量为99.97重量%,薄片C的供应量为0.03重量%。料斗具有可以放入原料薄片150kg的容量。此外,将料斗的倾斜角调整为70°。
此外,将薄片A、C供应到料斗中时,在从干燥开始的短时间内供应到料斗中,以不使各搅拌机内的薄片温度降得过低。供应到料斗之前薄片A、C的温度均为91℃。将供应的薄片A、C在料斗内混合后,通过单轴式第二挤压机在270℃从T模中熔融挤出。
·第三层(内层)的形成
通过定量螺旋加料器连续地将上述干燥的各搅拌机内的薄片A、C分别供应到挤压机(第三挤压机)正上方的料斗中。其中,薄片A的供应量为99.5重量%,薄片C的供应量为0.5重量%。料斗具有可以放入原料薄片150kg的容量。此外,将料斗的倾斜角调整为70°。
此外,将薄片A、C供应到料斗中时,在从干燥开始的短时间内供应到料斗中,以不使各搅拌机内的薄片温度降得过低。供应到料斗之前薄片A、C的温度均为91℃。将供应的薄片A、C在料斗内混合后,通过单轴式第三挤压机在270℃从T模中熔融挤出。
另外,在实施例1的各挤压机中,将使用量最多的聚酰胺类树脂薄片以外的聚酰胺类树脂薄片(薄片C)的平均长径、平均短径和平均薄片长调整为,使其分别相对于使用量最多的聚酰胺类树脂薄片(薄片A)的平均长径、平均短径和平均薄片长在其±20%以内的范围内。此外,未延伸薄膜的形成中的第一~第三挤压机的吐出量调整为第一层/第二层/第三层厚度比为2/11/2。
此外,当熔融的树脂卷绕在金属辊上时,将空气间隙调整为40mm,通过针状电极在11±1.1kv下对熔融薄膜加以100mA的直流负电荷,通过使其辉光放电,使熔融的树脂静电密合在金属辊上。进一步的,当熔融的树脂卷绕在金属辊上时,在沿着熔融树脂的全宽上,利用真空箱,对熔融的树脂与金属辊接触的部分沿着与树脂卷绕相反的方向吸引,促进熔融的树脂对金属辊的密合。另外,将真空箱的吸引风速调整为在吸引口的整个宽度(即熔融树脂的整个宽度)上为5.0±0.5m/sec。
然后,用特氟纶(注册商标)制的辊在约85℃的延伸温度下将得到的未延伸薄膜纵延伸(第一纵延伸)至约2.1倍后,用陶瓷制的辊在约70℃的延伸温度下纵延伸(第二纵延伸)至约1.6倍。进而,将纵延伸的薄片连续地导入拉幅机,在约130℃下横延伸至约4.0倍,在约210℃下热固定,进行5.0%的横松弛处理后冷却,通过裁断两边缘部分,连续地制膜制出2000m以上约15μm的双轴延伸薄膜,制成未加工卷。将得到的双轴延伸后的层压薄膜在厚度方向上切薄片后用电子显微镜观察时,第一层、第二层、第三层的厚度分别为约2μm、约11μm、约2μm。
另外,连续2000m制造薄膜时薄膜的表面温度的变化幅度为,在预热工序中在平均温度±0.8℃,在延伸工序中在平均温度±0.6℃,在热处理工序中在平均温度±0.5℃的范围内。进而,将得到的未加工卷切为宽400mm、长2000m,卷绕在3英寸纸管上,得到2条聚酰胺类树脂层压薄膜卷(切分卷)。然后,使用得到的2条切分卷(即从同一根未加工卷得到的卷),通过以下的方法进行特性的评价。另外,在以下的BS(沸水收缩率)、BSx(最大沸水收缩率)、BSd(沸水收缩率方向差)、折射率的测量中,从薄膜的卷绕终点开始2m以内设置第一试样的切出部,从第一试样切出部开始每隔约100m设置第二到第二十试样切出部,从薄膜的卷绕起点开始2m以内设置第二十一试样切出部,从这些第一至第二十一的各试样切出部切出试样薄膜。评价结果如表4~7所示。在表示评价结果时对于冲击强度、层压强度,表示出了测量的各试样样品数值的平均值和各式样样品数值的变动范围。此外,对于S型卷曲,表示出了各评价级别的试样样品的个数和所有试样样品的综合评价级别。
[沸水收缩率]
将从一个切分卷的各切出部切出的双轴定向聚酰胺类树脂层压薄膜(试样薄膜)上切出边长21cm的正方形,在23℃、65%RH的氛围中放置2小时以上。以该试样的中央为中心画出直径为20cm的圆,以纵向(薄膜的拉出方向)作为0°,以15°为间隔顺时针地在0~165°方向上作出通过圆心的直线,测量各方向的直径,作为处理前的长度。然后,将切出的试样在沸水中加热处理30分钟后,将其取出,拭去附着在表面上的水分,风干后在23℃、65%RH的氛围中放置2小时以上,测量如上述在各直径方向上所作的直线的长度,将其作为处理后的长度,通过上式1~5,计算出BS(沸水收缩率)、BSx(最大沸水收缩率)、BSax(平均沸水收缩率)、BSd(沸水收缩率方向差)、BSad(平均沸水收缩率方向差)。
然后,求出在所有试样的最大沸水收缩率(BSx)中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均沸水收缩率(BSax)之间的差较大者和平均沸水收缩率的差,计算出该差相对于平均沸水收缩率(BSax)的比例(%),由此求出最大沸水收缩率(BSx)相对于平均沸水收缩率(BSax)的变化率。另外,求出在所有试样的沸水收缩率方向差(BSd)中的最大·最小值,求出这些最大·最小值内与平均沸水收缩率方向差(BSad)之间的差较大者和平均沸水收缩率方向差的差,计算出该差相对于平均沸水收缩率方向差(BSad)的比例(%),由此求出沸水收缩率方向差(BSd)相对于平均沸水收缩率方向差(BSad)的变化率。
[三维表面粗糙度]
在一方的切分卷的各切出部切出的双轴定向聚酰胺类树脂层压薄膜(试样薄膜)的表面中,使用触针式三维表面粗糙度计(株式会社小坂研究所社制、SE-3AK),在针的半径2μm、载荷30mg、针的速度0.1mm/s的条件下,在薄膜的长度方向上以切断值0.25mm,测量长度1mm测量,并以2μm间隔分割500点,并且,在薄膜的宽度方向上,在与上述相同的条件下以测量长度0.3mm测量,并以2μm间隔分割150点。对于所得到的分割点中各点的三维方向的高度,利用三维粗糙度解析装置(株式会社小坂研究所社制、TDA-21)进行解析而得出三维平均表面粗糙度(nm)。
[高湿度下的动摩擦系数μd]
利用从切分卷的各切出部切出的双轴定向薄膜,根据JIS-C2151,通过下述条件评价外层之间的动摩擦系数。
·测量氛围:23℃、80%RH
·试验片:宽130mm、长250mm
·试验速度:150mm/分
[雾度]
对于从切分卷的各切出部切出的双轴定向薄膜,根据JIS K7136,利用雾度计(日本电色工业株式会社制、300A)来测量。并且,进行2次测量后,求出其平均值。
[无机颗粒的含量]
求出从切分卷的各切出部切出的双轴定向薄膜在800℃下燃烧时残渣的重量,作为无机颗粒的含量计算该残渣重量相对燃烧前的薄膜重量的比例(百分比)。此外,对于无机颗粒的含量的测量,可以采用如下方法:求出从切分卷的各切出部切出的双轴定向薄膜溶解在硫酸等溶剂时残渣的重量,计算该残渣重量相对初期的薄膜重量的比例(百分比)。
[纵向厚度不均]
沿着切分卷长度方向全长将其切为约3cm的宽度,制成厚度不均测量用的切分卷。然后用安立公司制造的厚度不均测量装置(广范围高敏感度电子测微计K-313A),求出沿着长度方向全长上的平均厚度、最大厚度、最小厚度。然后通过下式7,计算出这些最大厚度·最小厚度中与平均厚度之差较大者与平均厚度的差,计算出该差相对于平均厚度的比例(%),由此计算出沿着长度方向在全长上厚度的变化率。
厚度变化率=|最大厚度或最小厚度-平均厚度|/平均厚度…7
[折射率]
使用爱宕(ATAGO)公司制造的“阿贝折光仪4T型”,将从各试样切出部切出的各试样薄膜在23℃、65%RH的氛围中放置2小时以上后,测量厚度方向的折射率(Nz)。然后,计算出所有试样薄膜平均的平均折射率,如表6所示,计算出所有试样中最大或最小的Nz和平均折射率之差,同时计算出该差相对于平均折射率的比例,将其作为变化率。
[冲击强度]
将从各试样切出部切出的各试样薄膜在23℃、65%RH的氛围中放置2小时以上后,使用东洋精机制作所制造的“薄膜冲击试验机TSS型”,通过直径12.7mm的半球形撞子,测量断裂强度,将其作为冲击强度。另外,还计算出所有试样的平均冲击强度。
[层压加工性]
使用与测量了上述沸水收缩率、纵向厚度不均、折射率和冲击强度的切分卷不同的切分卷(来自于同一个未加工卷的卷),在构成该切分卷的双轴定向聚酰胺类树脂层压薄膜上涂敷聚氨酯类AC剂(东洋モ-トン公司制造的“EL443”)后,使用モダンマシナリ-公司制造的单个试验层压机(single test laminator)装置,在315℃下挤出厚15μm的LDPE(低密度聚乙烯)薄膜,进而,在其上连续地层压厚40μm的LLDPE(直链状低密度聚乙烯)薄膜,得到由聚酰胺类树脂/LDPE/LLDPE构成的3层层压结构的层压薄膜卷。此外,制造层压薄膜卷时的加工性通过下述的3个阶段进行评价。此外,评价层压加工性时的温度约为25℃,湿度约为75%RH。
○:在卷上没有发生褶皱,不需要调整条件
△:通过调整条件卷的褶皱消除
×:不论怎样调整条件,在卷上产生褶皱
[层压强度]
将从该层压薄膜卷上切出的层压薄膜切成宽15mm、长200mm的试验片,用东洋ボ-ルドウイン公司制造的“テンシロンUMT-II-500型”,在温度23℃、相对湿度65%的条件下测量聚酰胺类聚酯层压薄膜层和LDPE层之间的剥离强度。另外,使拉伸速度为10cm/分钟,使剥离角度为180度,使水附着在剥离部分上进行测量。此外,层压强度的测量是从层压薄膜卷的卷绕终点开始2m以内切出第一试样片,从第一试样片切出部开始每隔约100m切出第二到第二十试样片,从薄膜的卷绕起点开始2m以内切出第二十一试样片,从这些第一至第二十一的各试样片进行测量。此外,还计算出这些测量值的平均值。
[S型卷曲现象]
用西部机械公司制造的试验密封机,将如上的以层压薄膜卷的形式卷绕起来的层压薄膜沿着平行于卷绕的长度方向对折,在纵向上,于150℃将各两端20mm的部分连续地热封,在与之垂直的方向上间隔150mm间断地将10mm的部分热封,得到宽200mm的半成品。在卷绕的长度方向上将其切断,使得两边缘部被热封的部分成为10mm,然后在与之垂直的方向上在热风部分的边界处将其切断,制成3边密封袋(密封宽度:10mm)。在这些3边密封袋中,将从层压薄膜卷的卷绕终点开始2m以内的部分制成的3边密封袋作为第一样品,将从该第一样品的制作部分开始偏离约100、200、…1800、1900m的部分制作的3边密封袋分别作为第二~第二十样品,将从层压薄膜卷的卷绕起点开始2m以内的部分制成的3边密封袋作为第二十一样品。然后,将这些21个3边密封袋在沸水中热处理30分钟后,在23℃、65%RH的氛围下保持一昼夜,进而将这些21个3边密封袋重叠,在这些袋子的整个上方加以1kg的负重,保持1昼夜后除去负重,如下评价除去负重后袋子的弯曲程度(S型卷曲)。
◎:完全没有弯曲
○:发现微小的弯曲
×:发现明显的弯曲
××:弯曲严重
[实施例2]
对于第一层和第三层的形成,将各搅拌机内的薄片A、C向第一挤压机和第三挤压机正上方的料斗供应时,使薄片A的供应量为99.0重量%、薄片C的供应量为1.0重量%,对于第二层的形成,将各搅拌机内的薄片A、C向第二挤压机正上方的料斗供应时,使薄片A的供应量为99.94重量%、薄片C的供应量为0.06重量%,此外与实施例1相同地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[实施例3]
在第一~第三挤压机熔融挤出原料薄片时,调整第一~第三挤压机的吐出量,使得第一层/第二层/第三层的厚度比为1/13/1,此外与实施例1相同地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。将得到的双轴延伸后的层压薄膜在厚度方向上切薄片后用电子显微镜观察时,第一层、第二层、第三层的厚度分别为约1μm、约13μm、约1μm。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[实施例4]
除了用原料薄片B代替原料薄片A外,与实施例1相同地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷(即,在实施例4中,在构成第一~第三层的聚酰胺类树脂中不包含聚间苯二甲基己二酰二胺。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[实施例5]
在形成未延伸的层压树脂薄片时,不形成第三层,并且调整第一、第三挤压机的吐出量,使得第一层/第二层的厚度比为2/13,此外与实施例1相同地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。将得到的双轴延伸后的层压薄膜在厚度方向上切薄片后用电子显微镜观察时,第一层(外层)、第二层(内层)的厚度分别为约2μm、约13μm。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[实施例6]
作为用于形成第一层和第三层的原料,用原料薄片D代替原料薄片C、并使得形成第一层和第三层时供应到第一挤压机和第三挤压机的薄片A的供应量为94.0重量%、薄片D的供应量为6.0重量%的同时,使形成第二层时供应到第二挤压机的薄片A的供应量为99.6重量%、薄片C的供应量为0.4重量%,此外与实施例1相同地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[实施例7]
用特氟纶(注册商标)制的辊在约90℃的延伸温度下将通过与实施例1同样的方法得到未延伸薄膜(层压薄膜)纵延伸(第一纵延伸)至约2.2倍后,用陶瓷制的辊在约70℃下纵延伸(第二纵延伸)至约1.5倍。进而,将纵延伸的薄片与实施例1同样地,连续地导入拉幅机,在约130℃下横延伸至约4.0倍,在约210℃下热固定,进行5%的横松弛处理后冷却,通过裁断两边缘部分,连续地制膜制出2000m以上约15μm的双轴延伸薄膜。另外,连续制造薄膜时薄膜的表面温度的变化幅度与实施例1相同。通过将得到的双轴延伸薄膜按照与实施例1同样的方法切割后卷绕起来,由此得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[实施例8]
与实施例1同样地将通过与实施例1同样的方法得到的未延伸薄膜(层压薄膜)进行二阶段的纵延伸。然后将纵延伸的薄片连续地导入拉幅机,在约130℃下横延伸至3.6倍,在约215℃下热固定,进行3.0%的横松弛处理后冷却,通过裁断两边缘部分,连续地制膜制出2000m以上约15μm的双轴延伸薄膜。另外,连续制造薄膜时薄膜的表面温度的变化幅度与实施例1相同。通过将得到的双轴延伸薄膜按照与实施例1同样的方法切割后卷绕起来,由此得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[实施例9]
除了当搅拌器内的原料薄片供应给第一~第三挤压机正上方的料斗时将各料斗的倾斜角变为65°以外,其余与实施例1同样地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[比较例1]
形成未延伸的树脂薄片时,不形成第二层和第三层而形成单层结构,除了作为用于形成第一层的原料只使用原料薄片A以外,与实施例1相同地得到聚酰胺类树脂薄膜卷。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[比较例2]
除了用原料薄片E代替原料薄片C以外,其余与实施例1相同地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。另外,在比较例2中,将使用量最多的聚酰胺类树脂薄片以外的聚酰胺类树脂薄片(薄片E)的平均长径、平均短径和平均薄片长调整为,使其分别相对于使用量最多的聚酰胺类树脂薄片(薄片A)的平均长径、平均短径和平均薄片长在其±20%以内的范围内。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[比较例3]
除了当搅拌器内的原料薄片供应给第一~第三挤压机正上方的各料斗时将料斗的倾斜角变为45°以外,其余与实施例1同样地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[比较例4]
在预干燥原料薄片A、C后将其供应到第一~第三挤压机正上方的各料斗之前,除了在各搅拌机内放置约5小时以外,其余与实施例1相同地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。另外,供应到各料斗之前的薄片A、C水分含量均为800ppm,供应到各料斗之前的薄片A、C的温度均约为30℃。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[比较例5]
除了将原料薄片A、C的预干燥条件变为经过约4.0小时升温至约100℃以外,其余与实施例1相同地,得到聚酰胺类树脂层压薄膜卷。另外,预干燥后,当从搅拌机内收集一定量的各薄片测量水分含量时,薄片A、C的水分含量均为1500ppm,供应到料斗之前的薄片A、C的温度均约为85℃。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
[比较例6]
用特氟纶(注册商标)制的辊在约90℃的延伸温度下将通过与实施例1同样的方法得到的未延伸薄膜纵延伸(第一纵延伸)至约1.5倍后,用陶瓷制的辊在约70℃下纵延伸(第二纵延伸)至约2.2倍。进而,将纵延伸的薄片连续地导入拉幅机,与实施例1同样地,进行横延伸,进行热固定和横松弛处理后冷却,通过裁断两边缘部分,连续地制膜制出2000m以上约15μm的双轴延伸薄膜。另外,连续制造薄膜时薄膜的表面温度的变化幅度与实施例1相同。然后,通过将得到的薄膜按照与实施例1同样的方法切割后卷绕起来,由此得到聚酰胺类树脂层压薄膜。然后通过与实施例1同样的方法对得到的薄膜卷的特性进行评价。评价结果如表4~7所示。
Figure C20051009201300511
Figure C20051009201300521
Figure C20051009201300531
Figure C20051009201300541
[实施例的薄膜的效果]
从表4~7中,可以看出实施例的薄膜卷中的任何一个在沿着卷整体的纵向上的厚度不均非常小,沸水收缩率、折射率、高湿度下的动摩擦系数等物性的变化也很小。此外,这种沸水收缩率和折射率等物性的变化很小的实施例的薄膜卷中的任何一个都没有发生S型卷曲的现象,可以看出即使在高湿度下其层压加工性也很好。此外,还可以看到,构成实施例的薄膜卷的薄膜,其冲击强度(强韧性、耐针孔性)良好,层压强度较高。与之相对的是,可以看出比较例的薄膜卷在沿着辊整体的纵向上的厚度不均、沸水收缩率、折射率、高湿度下的动摩擦系数等物性的变化较大,可以看到,层压加工性不好,或者雾度变得极端地大,或者出现S型卷曲的现象。
工业实用性
由于本发明的聚酰胺类树脂层压薄膜卷具有如上所述的优良的加工特性,可以很好地用于食品的袋装加工的用途中。

Claims (23)

1.一种将由多个聚酰胺类树脂层压而形成的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕成宽0.2m以上3.0m以下、长300m以上30000m以下而形成的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,在从薄膜的卷绕终点开始2m以内设置第一试样的切出部,此外在从薄膜卷绕起点开始2m以内设置最终的切出部,同时从第一试样切出部开始每隔约100m设置试样切出部,在设置这些切出部时,满足下述要求(1)~(5),
(1)对于从上述各切出部切出的各试样,当测量作为在所有方向的沸水收缩率中为最大值的最大沸水收缩率时,作为这些最大沸水收缩率的平均值的平均沸水收缩率为2%~6%,同时所有试样的最大沸水收缩率的变化率相对于上述平均沸水收缩率为在±2%~±10%的范围内,
(2)对于从上述各切出部切出的各试样,当求出作为相对于长度方向为+45度方向的沸水收缩率和相对于长度方向为-45度方向的沸水收缩率之差的绝对值的沸水收缩率方向差时,作为这些沸水收缩率方向差的平均值的平均沸水收缩率方向差在2.0%以下,同时所有试样的沸水收缩率方向差的变化率相对于上述平均沸水收缩率方向差为在±2%~±30%的范围内,
(3)对于从上述各切出部切出的各试样,当测量切出的所有试样的三维表面粗糙度时,作为这些三维表面粗糙度的平均值的平均表面粗糙度在0.01~0.06μm范围内,同时所有试样的三维表面粗糙度的变化率相对于上述平均表面粗糙度为在±5%~±20%的范围内,
(4)对于从上述各切出部切出的各试样,当测量雾度时,作为这些雾度的平均值的平均雾度为1.0~4.0范围内,同时所有试样的雾度的变化率相对于上述平均雾度为在±2%~±15%的范围内,
(5)沿着卷绕起来的辊筒的长度方向的全长上的厚度变化率相对于平均厚度为在±2%~±10%的范围内。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,对于从各切出部切出的各试样,当在23℃、80%RH的氛围下测量动摩擦系数时,作为这些动摩擦系数的平均值的平均动摩擦系数在0.3~0.8范围内,同时所有的试样的动摩擦系数的变化率相对于上述平均动摩擦系数为在±5%~±30%的范围内。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,对于从各切出部切出的各试样,当测量无机颗粒的含量时,作为这些无机颗粒含量的平均值的平均含量在0.01~0.5重量%范围内,同时所有的试样的无机颗粒含量的变化率相对于上述平均含量为在±2%~±10%的范围内。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,对于从所述各切出部切出的各试样,当测量厚度方向的折射率时,作为这些折射率的平均值的平均折射率在1.500以上1.520以下,同时所有试样的折射率变化率相对于所述平均折射率为在±2%以内的范围内。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,在卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜中,包含在芯层上的无机颗粒的平均粒径为表层的厚度以上。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,构成聚酰胺类树脂层压薄膜卷的聚酰胺的主要成分为尼龙6。
7.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,将由不同的2种以上聚酰胺树脂的混合物形成的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
8.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜是与聚烯烃类树脂薄膜层压的薄膜。
9.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,将熔融的聚酰胺类树脂从T模中挤出,通过使其和金属辊接触冷却,将得到的未定向的薄片状物进行双轴延伸后的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
10.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,将通过拉幅延伸法延伸的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
11.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,将逐次双轴延伸的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
12.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,将在纵向和横向双轴延伸的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
13.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,将由实质上未定向的聚酰胺类树脂形成的薄片状物在超过所述聚酰胺类树脂的玻璃化温度+20℃的温度下,通过至少2个阶段向纵向延伸3倍以上的倍率后,向横向延伸3倍以上的倍率,将该聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
14.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,将进行了最终的延伸处理后热固定的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
15.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,将热固定后进行了松弛处理的聚酰胺类树脂层压薄膜卷绕起来。
16.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,在卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜中,添加润滑剂、防结块剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、耐光剂、耐冲击性改良剂中的至少1种。
17.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,在卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜中,添加无机颗粒。
18.根据权利要求17所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,无机颗粒是平均粒径为0.5~5.0μm的二氧化硅颗粒。
19.根据权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,在卷绕起来的聚酰胺类树脂层压薄膜中,添加高级脂肪酸。
20.一种聚酰胺类树脂层压薄膜卷的制造方法,用于制造权利要求1所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷,其特征在于,包括:通过共挤出法从多个挤压机熔融挤压聚酰胺类树脂,从而形成层压多个聚酰胺类树脂薄片的未延伸薄片的薄膜化工序;将从该薄膜化工序中得到的未延伸层压薄片在纵向和横向双轴延伸的双轴延伸工序,并且满足下述要求(1)~(5),
(1)上述薄膜化工序中,通过利用高浓度原料薄片,将添加0.05~2.0重量%的无机颗粒的表层层压到芯层上,
(2)上述双轴延伸工序,通过纵向延伸二阶段后再横向延伸,并且上述纵向的二阶段延伸中第一阶段的延伸倍率高于第二阶段的延伸倍率,
(3)上述薄膜化工序将使用量最多的由聚酰胺类树脂形成的薄片和1种以上与该聚酰胺类树脂薄片的组成不同的其它聚酰胺类树脂薄片混合后,将其从各挤压机熔融挤出而形成未延伸层压薄片,同时使用的各聚酰胺类树脂薄片的形状为具有含有长径和短径的椭圆截面的椭圆柱状,且将使用量最多的聚酰胺类树脂薄片以外的聚酰胺类树脂薄片的平均长径、平均短径和平均薄片长调整为,使其分别相对于使用量最多的聚酰胺类树脂薄片的平均长径、平均短径和平均薄片长在其±20%以内的范围,
(4)上述薄膜化工序还包括利用具有作为原料薄片供给部的漏斗状料斗的多个挤压机来熔融挤压的工序,上述漏斗状料斗的倾斜角度都调整为65度以上,并且供给到上述漏斗状料斗前的聚酰胺类树脂薄片的水分含量调整为800ppm以上1000ppm以下,此外供给到上述漏斗状料斗前的聚酰胺类树脂薄片的温度调整为80℃以上,
(5)上述薄膜化工序还包括熔融挤出的未延伸层压薄片通过接触冷却辊来进行冷却的工序,在该冷却工序中,熔融树脂和冷却辊的表面接触的部分沿着熔融树脂的整个宽度,在卷曲方向和相反方向上被吸引装置吸引。
21.根据权利要求20所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷的制造方法,其特征在于,上述薄膜化工序中利用的高浓度原料薄片为添加5重量%以上且小于20重量%无机颗粒的聚酰胺类树脂薄片。
22.根据权利要求20所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷的制造方法,其特征在于,上述薄膜化工序中,添加到在最表层层压的聚酰胺类树脂薄片上的无机颗粒的孔隙容积为0.5~2.0ml/g,平均粒径为1.0~5.0μm。
23.根据权利要求20所述的聚酰胺类树脂层压薄膜卷的制造方法,其特征在于,包含在纵延伸工序之前进行的预加热工序和在纵延伸工序之后进行的热处理工序,在这些纵延伸工序、预加热工序和热处理工序中的任意时刻中,将薄膜的表面温度的变化幅度调整至在沿着薄膜的整个长度上在平均温度±1℃的范围内。
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