CN1143569A - 易撕裂性薄膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

易撕裂性薄膜有1、2、3层,皆含耐纶6(Ny6)、间苯二甲酰己二胺(MXD6)和聚酰胺弹性体(PAE)。(1)上述成分在第1和3层的重量份为60-85、15-40和0.1-10.0。第2层中各为0-40、60-100、0.1-10.0(各层中Ny6+MXD6+PAE=100重量份且第2层的MXD6含量比第1和3层的多);(2)第1-3的层比是1∶8∶1-4∶2∶4,第1层(或第3层)与第2层的层比是1∶8-2∶1、第1与第3层的层比是1∶2-2∶1;(3)薄膜的移动方向和宽度方向同时以2.8倍以上的倍率拉伸。

Description

易撕裂性薄膜及其制造方法
本发明涉及易撕裂性薄膜及其制造方法,所得到的易撕裂性薄膜例如可使用于食品、工业材料、医药品等的包装袋。
以往,作为有气体阻碍性的薄膜,  例如使用涂布偏氯乙烯树脂的双向拉伸耐纶薄膜。但是,像这样的双向拉伸耐纶薄膜,在焚烧时产生氯气,既损伤焚烧炉,又污染环境,所以是不理想的。
因此,作为没有像这样的环境污染担心,所谓环境优化的气体阻挡性薄膜,可以使用乙烯醋酸乙烯共聚物皂化物(EVOH)薄膜。这种EVOH薄膜,具有良好特性的另一面,气体阻挡性的湿度依存性大,有在高湿度下易引起性能降低的缺点。另外,EVOH薄膜,若进行超过100℃的热水处理(干馏处理等),因为产生白化等问题,所以带来用途上的限制。作为弥补这些缺点的薄膜,提出使用耐纶(Ny)和间苯二甲酰己二胺(MXD6),制作Ny/EVOH/Ny、Ny/MXD6/Ny等多层拉伸薄膜的方案。但是,这些薄膜,缺乏易撕裂性,有用手难以开封的实用上的问题。并且,EVOH和MXD6本身刚性高,所以有容易产生针孔的缺点。
关于上述易撕裂性,近年来,以提高内容物的保护为目的,虽然层叠直链状低密度聚乙烯(L-LDPE)系密封材料的多层薄膜的使用有所发展,但与强度提高相反,开密性恶化,因此迫切期望易撕裂性和强度并存的薄膜。
有关本发明的第1发明的易撕裂性薄膜,其特征在于,具有含耐纶6(Ny6)、间苯二甲酰己二胺(MXD6)和聚酰胺弹性体(PAE)的第1层、第2层和第3层,(1)各层的上述成分的含量、(2)各层的层比及(3)拉伸倍率如下:
(1)在上述第1层和第3层中,使Ny6含量是60-85重量份数,MXD6含量是15-40重量份数,PAE含量是0.1-10.0重量份数,在上述第2层中,使Ny6含量是0-40重量份数,MXD6含量是60-100重量份数,PAE含量是0.1-10.0重量份数(但是,在各层中,My6+MXD6+PAE=100,重量份数,而且第2层的MXD6含量多于第1层和第3层的MXD6含量)。
上述PAE是由担当橡胶状弹性的软链段和硬链段组合形成的共聚物。作为软链段,使用聚四亚甲基醚乙二醇、聚丙二醇或者脂肪族聚酯二醇。并且,作为硬链段,使用耐纶12、耐纶6或者芳香族聚酰胺。
在各层中的MXD6含量低于上述范围时,易撕裂性和直线撕开性变差,不易用手撕开。另一方面,在MXD6含量高于上述范围时,冲击强度大幅度降低,因而缺乏实用性。
另外,在各层中的PAE含量低于上述范围时,针孔性的改善不充分。另一方面,在PAE含量高于上述范围时,薄膜的光学特性降低,因而商品价值降低。
再有,上述第1层和第3层的Ny6含量是60-75重量份数,MXD6含量是25-40重量份数是更理想的。并且,上述第2层的Ny6含量是0-30重量份数,MXD6含量是70-100重量份数是更理想的。还有,各层的PAE含量是0.5-8.0重量份数是更理想的。
(2)使上述第1层-第3层的层比是1∶8∶1-4∶2∶4,而且使第1层(或第3层)与第2层的层比是1∶8-2∶1,使第1层与第3层的层比是1∶2-2∶1。
再有,更理想的是,上述第1层-第3层的层比是1∶2∶1-2∶1∶2,而且第1层(或第3层)与第2层的层比是1∶2-2∶1,第1层与第3层的层比是1∶1.5-1.5∶1。
(3)薄膜的移动方向(MD方向)和薄膜的宽度方向(TD方向)同时以2.8倍以上的倍率进行拉伸。
在拉伸倍率小于2.8倍时,直线撕开性变差,并且冲击强度降低,在实用性上出现问题。另外,拉伸倍率最好是3.0倍以上。
并且,在上述易撕裂性薄膜中可以适当添加必要的添加剂。
作为这样的添加剂,例如可举出抗粘连剂(无机填料等)、抗水剂(乙烯基双硬脂酸酯剂等)、润滑剂(硬脂酸钙等)。
本发明的第2发明是易撕裂性薄膜的制造方法,该薄膜具有含耐纶6(Ny6)、间苯二甲酰己二胺(MXD6)和聚酰胺弹性体的第1层、第2层和第3层,该方法的特征是,使(1)各层的上述原料的配合量、(2)各层的层比及(3)拉伸条件如下。
(1)使用于上述第1层和第3层的Ny6配合量是60-85重量份数,MXD6配合量是15-40重量份数,PAE配合量是0.1-10.0重量份数,用于上述第2层的Ny6配合量是0-40重量份数,MXD6配合量是60-100重量份数,PAE配合量是0.1-10.0重量份数(但是,在各层的配合量中,Ny6+MXD6+PAE=100重量份数,而且第2层的MXD6配合量多于第1层和第3层的MX6配合量)。
(2)使上述第1层-第3层的层比是1∶8∶1-4∶2∶4,而且使第1层(或第3层)与第2层的比是1∶8-2∶1,第1层与第3层的层比是1∶2-2∶1。
(3)将成为第1层-第3层的上述原料熔融混炼,挤出成薄膜状,再层叠后,将冷却的原始薄膜在薄膜的移动方向(MD方向)和薄膜的宽度方向(TD方向)同时以2.8倍以上的倍率进行拉伸。
像这样的拉伸例如利用圆筒法等的同时双向拉伸进行。
附图的说明
图1是有关本发明实施例的易撕裂性薄膜的断面图。
最佳实施方案的详细说明
实施例1
将成为第1层、第2层和第3层的原料混合而形成的混合物分别在3台挤出机(直径40mm)中于270℃熔融混炼后,将熔融物从直径90mm的多层圆形摸头作为圆筒状的3层薄膜(层比1∶1∶1)挤出,连续用水急冷制作成原始薄膜。
上述第1层的原料是耐纶6(Ny6)、间苯二甲酰己二胺(MXD6)和聚酰胺弹性体(PAE)分别以67重量份数、30重量份数和3重量份数的比例的混合物。并且,上述第2层的原料是Ny6、MXD6和PAE分别以0重量份数、97重量份数和3重量份数的比例的混合物。再有,上述第3层的原料是Ny6、MXD6和PAE分别以67重量份数、30重量份数和3重量份数的比例的混合物。
作为上述Ny6使用的是宇部兴产(株)制造的耐纶[UBE耐纶1023FD(商品名),相对粘度ηr=3.6],作为上述MXD6使用的是三菱气体化学(株)制造的间苯二甲酰己二胺[MX耐纶6007(商品名),相对粘度ηr=2.7]。并且,作为PAE使用的是ダィセル·ヒユルス(株)制造的聚酰胺弹性体[二酰胺-PAE(商品名),X40(等级)]。这种二酰胺-PAE是具有聚醚成分的软链段和耐纶12的硬链段的嵌段共聚物的聚酰胺弹性体。
接着,在将该原始薄膜插入一对夹持辊之间后,向其中边压入气体,边用加热器加热,与此同时在拉伸开始点由空气环吹入空气,膨胀成发泡,用下流侧的一对夹持辊引取,进行利用圆筒法的MD方向和TD方向的同时双向拉伸。这种拉伸的倍率,MD方向、TD方向同时是3.0倍。
接着,将该拉伸薄膜放入拉幅式热处理炉中,在210℃进行热固定,得到有关本实施例的易撕裂性薄膜。如图1所示,这种易撕裂性薄膜11具有层叠第1层12、第2层13和第3层14的3层结构。
关于所得的易撕裂性薄膜,测定撕裂强度和冲击强度(薄膜冲击),另外,评价易撕裂性、直线撕开性、耐针孔性、气体阻挡性和光学特性。这些结果示于表1和表2中。
上述的撕裂强度的测定,就薄膜的拉伸方向,按照JIS-Z1702,通过测定爱尔曼多夫撕裂强度(kg/cm)进行。
上述冲击强度的测定,使用薄膜冲击试验机[东洋精机(株)],使半圆球状的振动子(直径1/2英寸,重量30kg)撞击在被固定的环状薄膜上,通过测定打穿薄膜所必要的冲击强度进行测定。
而且,冲击强度的值I,以I≥5000kg·cm/cm作为○,以I<5000kg·cm/cm作为×。若I<5000kg·cm/cm,作为表面基体材料的性能降低,丧失作为液体包装用基体材料的实用性。
上述易撕裂性,以上述爱尔曼多夫撕裂强度值E≤7kg/cm作为○、7kg/cm<E<9kg/cm作为△,E≥9kg/cm作为×进行评价。若E在9kg/cm以上,易撕裂性显著降低,特别是直线撕开性急剧劣化。
如下述那样评价上述直线撕开性。
即,在20cm宽的薄膜上,以规定间隔Ws,例如2cm间隔,设置裂缝,沿这些裂缝将薄膜撕裂后,测定薄膜片另一端的宽度We,按照下述求出与原间隔Ws的偏差α。
      α=[(Ws-We)/Ws]×100
对10块薄膜进行这种测定,以其平均值的α(%)为±10%以下作为◎(直线撕开性非常良好),±10%≤α≤±30%作为○(直线撕开性良好),α(%)>±30%作为×(直线撕开性不良)进行评价。另外,虽然试验品的8个撕裂以上是±10%≤α≤30%,但以接近2个撕裂是±30%≤α≤±40%作为△(直线撕裂性某些不稳定)进行评价。若α(%)超过±30%,难以笔直撕开薄膜。
上述耐针孔性,使用MIL规模的ゲルボテスタ-(凝胶试验机)评价耐弯曲性。作为试样,使用本实施例的易撕性薄膜(15μm)和直链状低密度聚乙烯(L-LDPE,50μm)的叠层薄膜,将该薄膜在23℃、50%相对湿度下弯曲3000次后,计测在针孔试验液中发生的贯穿孔的数目。而且,其评价以贯穿孔的数目为5个以内作为○,6-19个作为△,20个以上作为×。
上述光学特性的评价,按照ASTM D-1003测定霞度,以7%以下者作为○,超过7%者作为×。
上述气体阻挡性的评价,用モコン公司制造的气体透过试验器,测定在60%相对湿度下的氧气透过度,以15cc/m2、24小时以下作为○,15cc/m2、24小时以上作为×。
综合评价,关于撕裂强度、冲击强度、易撕裂性、直线撕裂性、耐针孔性、气体阻挡性和光学特性,以没有×者作为○,以即使一个×者作为×。
实施例2-16
与实施例1同样进行,得到有关各实施例的易撕裂性薄膜。但是,关于原料的配合比例和拉伸倍率,如表1和表2所示那样,使每个实施例不同。另外,所使用的PAE,在实施例2-15中是二酰胺-PAE(商品名)、X40(等级),在实施例16中是二酰胺-PAE(商品名)、X4442(等级)。
而且,关于这些实施例的易撕裂性薄膜,也和实施例1相同,测定撕裂强度和冲击强度,并评价易撕裂性、直线撕开性等。这些结果示于表1和表2中。
比较例1-8
与实施例1同样进行,得到有关各比较例的薄膜。但是,关于层的构成、原料的配合比例和拉伸倍率,如表3和表4所示那样,使每个比较例不同。
而且,关于这些比较例的易撕裂性薄膜,也和实施例1相同,测定撕裂强度和冲击强度,并评价易撕裂性、直线撕开性等。这些结果示于表3和表4中。
[表1]
                   各层的原料组成(重量份数)     PAE     层比      拉伸倍率
    ①     ②     ③    ①②③   MD   TD
    Ny6   MXD6    Ny6   MXD6    Ny6    MXD6
实施例   1     67     30     0     97     67     30     3     1 1 1   3.0   3.0
  2     67     30     0     97     67     30     3     2 1 2   3.0   3.0
  3     69     30     0     99     69     30     1     2 1 2   3.0   3.0
4 60 30 0 90 60 30 10 2 1 2 3.0 3.0
  5     67     30     17     80     67     30     3     1 1 1   3.0   3.0
6 67 30 37 60 67 30 3 1 1 1 3.0 3.0
  7     67     30     37     60     67     30     3     1 1 1   3.0   3.0
  8     77     20     17     80     77     20     3     1 1 1   3.0   3.0
  9     82     15     37     60     82     15     3     1 1 1   3.0   3.0
  10     67     30     37     60     67     30     3     1 2 1   3.0   3.0
  11     67     30     37     60     67     30     3     1 1 1   2.8   2.8
  12     67     30     17     80     -     -     3     1 1 -   3.0   3.0
  13     69.9     30     0   99.9   69.9     30   0.1     1 1 1   3.0   3.0
  14     69.9     30     16.9   80.0   69.9     30   0.1     1 1 1   3.0   3.0
  15     69.5     30     0   99.5   69.5     30   0.5     1 1 1   3.0   3.0
  16     69.5     30     0   99.5   69.5     30   0.5     1 1 1   3.0   3.0
[表2]
  撕裂强度*1  易撕裂性 直线撕开性 冲击强度(kg·cm/cm) 耐针孔性 气体阻挡性 光学特性 综合评价
  MD      TD
实施例  12345678910111213141516  6.56.06.06.06.36.05.56.57.06.57.06.86.56.36.56.5  6.56.06.06.06.26.05.56.57.06.57.06.66.56.36.56.5 ○○○○○○○○○○○○○○○○ ◎◎◎○◎◎◎◎◎◎○◎◎◎◎◎  6500 ○7000 ○7000 ○7200 ○7500 ○7500 ○7500 ○7800 ○8000 ○7000 ○5500 ○6400 ○6500 ○7500 ○6500 ○6500 ○ ◎◎○◎◎◎◎◎◎◎◎◎△△○△ ○○○○○○○○○○○○○○○○ ○○○△○○○○○○○○○○○○ ○○○○○○○○○○○○○○○○
*1···(kg/cm)
[表3]
                    各层的原料组成(重量份数)     PAE    层比     拉伸倍率
            ①         ②         ③  ①②③   MD   TD
   Ny6   MXD6    Ny6   MXD6     Ny6  MXD6
比较例   1     97     0     -     -     -     -     3  1 0 0  3.0   3.0
  2     87    10     -     -     -     -     3  1 0 0  3.0   3.0
3 97 0 0 97 97 0 3 1 1 1 3.0 3.0
4 100 0 0 100 100 0 0 1 1 1 3.0 3.0
5 67 30 57 40 67 30 3 1 1 1 2.5 2.5
  6     0    100     -     -     -     -     0  1 0 0   3.0   3.0
7 0 97     -     -     -     - 3 1 0 0 3.0 3.0
  8  69.96     97     0  99.95   69.95    30   0.05  1 1 1   3.0   3.0
[表4]
    撕裂强度*1 易撕裂性 直线撕开性 冲击强度(kg·cm/cm) 耐针孔性 气体阻挡性 光学特性 综合评价
   MD         TD
比较例  12345678  8.57.58.08.09.06.56.76.5  8.57.58.08.09.06.57.06.5 △△△△×○○○ ×××××××○  8000 ○8000 ○7000 ○7000 ○5000 ○3000 ×3500 ×6500 ○ ○○○××××× ××○○×○○○ ○○○○○○○○ ××××××××
*2···(kg/cm)
由表1、2可看出,有关本实施例的易撕裂性薄膜,因为是具有含Ny6、MXD6和PAE的第1层、第2层和第3层,(1)各层的上述成分含量、(2)各层的层比和(3)拉伸倍率在本发明的规定范围内,所以易撕裂性、直线撕开性、耐针孔性、气体阻挡性和光学特性是良好的。
另外,有关本实施例的易撕裂性薄膜,由于不含氯系树脂,所以在焚烧时没有产生氯气的担心,环境是优良的。
另一方面,从表3、4可看出,按照比较例1,由于仅仅是含有PAE的Ny6层,所以直线撕开性和气体阻挡性差。
按照比较例2,由于仅增加含有Ny6和MXD6的第1层,MXD6含量小于10%,所以直线撕开性和气体阻挡性差。
按照比较例3,虽然具有含PAE的第1层-第3层,但是由于在各层中Ny6和MXD6不是以有关本发明的比例含有,所以直线撕开性差。
按照比较例4,虽然具有第1层-第3层,但因为Ny6和MXD6不是以有关本发明的比例含有,所以直线撕开性差,而且因为在各层中不添加PAE,所以耐针孔性也差。
按照比较例5,虽然具有有关本发明的第1层-第3层,但是因为拉伸倍率低于2.5倍,所以易撕裂性、直线撕开性、耐针孔性和气体阻挡性不良。
按照比较例6,因为只有MXD6的1层,所以直线撕开性、冲击强度和耐针孔性差。
按照比较例7,因为只有含有PAE的MXD6的1层,所以直线撕开性、耐针孔性和冲击强度差。
按照比较例8,虽然具有含PAE的第1层-第3层,但由于各层的PAE含量低于有关本发明的比例,所以耐针孔性不良。

Claims (2)

1.易撕裂性薄膜,其特征在于,它具有含耐纶6(Ny6)、间苯二甲酰己二胺(MXD6)和聚酰胺弹性体(PAE)的第1层、第2层和第3层,(1)各层的上述成分的含量、(2)各层的层比和(3)拉伸倍率如下:
(1)在上述第1层和第3层中,使Ny6含量是60-85重量份数、MXD6含量是15-40重量份数、PAE含量是0.1-10.0重量份数,在上述第2层中,使Ny6含量是0-40重量份数、MXD6含量是60-100重量份数、PAE含量是0.1-10.0重量份数(但是,在各层中,Ny6+MXD6+PAE=100重量份数,而且第2层的MXD6含量多于第1层和第3层的MXD6含量),
(2)使上述第1层-第3层的层比是1∶8∶1-4∶2∶4,而且第1层(或第3层)与第2层的层比是1∶8-2∶1,第1层与第3层的层比是1∶2-2∶1,
(3)薄膜的移动方向(MD方向)和薄膜的宽度方向(TD方向)同时以2.8倍以上的倍率进行拉伸。
2.具有含耐纶6(Ny6)、间苯二甲酰己二胺(MXD6)和聚酰胺弹性体(PAE)的第1层、第2层和第3层的易撕裂性薄膜的制造方法,其特征在于,(1)各层的上述原料的配合量、(2)各层的层比和(3)拉伸条件如下:
(1)使用于上述第1层和第3层的Ny6配合量是60-85重量份数、MXD6配合量是15-40重量份数、PAE配合量是0.1-10.0重量份数,使用于上述第2层的Ny6配合量是0-40重量份数、MXD6配合量是60-100重量份数、PAE配合量是0.1-10.0重量份数(但是,在各层的配合量中,Ny6+MXD6+PAE=100重量份数,而且第2层的MXD6配合量多于第1层和第3层的MXD6配合量),
(2)使上述第1层-第3层的层比是1∶8∶1-4∶2∶4,而且第1层(或第3层)与第2层的层比是1∶8-2∶1,第1层与第3层的层比是1∶2-2∶1,
(3)将成为第1层-第3层的上述原料熔融混炼,挤出成薄膜状,进行层叠后,将冷却的原始薄膜在薄膜的移动方向(MD方向)和薄膜的宽度方向(TD方向)同时以2.8倍以上的倍率进行拉伸。
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