JP2001064415A - 滑り性の改良されたポリアミドフィルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度物性に優れたポリアミドフィルムの透明
性を維持しつつ、特に高湿下および高温下での滑り性に
優れたフィルムとその製造方法を提供することを課題と
する。 【解決手段】 主としてε-カプロラクタムを重合して
得られるポリアミドからなるポリアミドフィルムの製造
において、溶融樹脂を水冷固化させる際の冷却水の温度
を３５℃以上とし、冷却時間を０．２〜５秒とし冷却固
化させた後、ＭＤおよびＴＤにそれぞれ２倍以上延伸す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリアミド組成物に関す
るものである。詳しくは、特定の条件下で冷却固化させ
てなる、滑り性、特に高湿下、高温下での滑り性に優れ
た二軸延伸ポリアミドフィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリアミドフィルムは、二軸延伸ポリプ
ロピレンフィルムや二軸延伸ポリエステルフィルムなど
に比べて優れた酸素バリアー性、強靱な強度と柔軟性、
耐熱性、透明性や広い温度範囲で使用可能なことなどの
特徴があるため、これらの特徴を利用して、主に食品包
装材料として利用されている。

【０００３】かかるポリアミドフィルムにおいては、フ
ィルムの滑り性が悪いと、多色印刷時に印刷ズレが生じ
たり、ポリエチレンフィルム等ラミネート品の製袋時に
フィルムの走行不良が発生したりすることがあるため、
フィルムの滑り性は、フィルムの生産性や品質、商品価
値の点からきわめて重要な特性である。特に、たけの
こ、漬け物などの水分を多量に含む食品の包装材料分野
においては、高湿度下の滑り性が悪いと、製袋品の給袋
不良が発生して、かかる水分を多く含む内容物の充填を
円滑に行うことができず、安定した連続運転が困難とな
る。

【０００４】このようなポリアミドフィルムの滑り性改
良のために、従来から種々の方法が試みられてきた。例
えば、特公昭４８−３３９９１号公報のようにフィルム
表面にタルク等の微粉末を添付する方法、化学薬品など
により表面を粗面化する方法等が挙げられるが、製造工
程が増えたり、光沢度、透明性などの低下が著しいこと
などの欠点があり、いずれの方法も十分ではなかった。

【０００５】また、特公昭４７−５１９４９号公報のよ
うに、Ｔダイから冷却ドラム時にキャストする際、水蒸
気を噴霧しフィルム表面を結晶化させ粗面化する方法が
あるが、この方法では、水蒸気噴霧後にフィルムの延伸
性を得るために再度４０〜１２０℃の蒸気または温水処
理を行い、２％以上含水させる必要があるため、工程が
増えるなどの問題がある。

【０００６】特公昭５１−７７０８号公報のようにＴダ
イキャスト法において、フィルムと冷却ロール間に一定
量の空気層を形成させる方法があるが、フィルムの厚さ
により空気層の厚さを変える必要がある等の問題があ
り、この場合もフィルムの延伸性を得るためにフィルム
に吸水させる工程が必要であるとの問題があった。強度
物性等に優れる二軸延伸ポリアミドフィルムの製造にお
いては、溶融樹脂をダイスより押出し、冷却固化させた
後、逐次あるいは同時に二軸延伸するため、冷却固化し
た原反フィルムには十分な延伸性が要求される。例え
ば、特開平７−３２４４７号公報では、延伸性の向上の
ため２０℃の冷却水を用いて実質的に無定形の未延伸フ
ィルムを得ている。一方で前述の通り、特公昭４７−５
１９４９号公報や特公昭５１−７７０８号公報では滑り
性の向上は認められるものの延伸性を得るためにフィル
ムに含水させる必要があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる状況
に鑑みてなされたもので、強度物性に優れたポリアミド
フィルムの透明性を維持しつつ、特に高湿下および高温
下での滑り性に優れたフィルムとその製造方法を提供す
ることを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】そこで発明者ら
は、ポリアミドフィルムの滑り性、特に高湿度下での滑
り性に優れたフィルムを開発すべく検討を行った結果、
溶融押出したポリアミド樹脂を特定の温度範囲で直接水
冷固化させることで、かかる目的が達成できることを見
いだし、本発明に到達した。

【０００９】すなわち本発明の要旨は、ポリアミド系樹
脂を押出機内で溶融混練し、押出した後冷却固化させる
際、直接水冷で、冷却水の温度を３５℃以上とした未延
伸フィルムを得、該フィルムをＭＤ（延伸時のフィルム
の走行方向）およびＴＤ（ＭＤと直角をなす方向）にそ
れぞれ２倍以上延伸することを特徴とするポリアミドフ
ィルムとその製造方法関するものである。

【００１０】以下本発明を詳細に説明する。本発明にお
いて使用するポリアミド系樹脂とは、主としてε-カプ
ロラクタムを重合して得られるものであり、ポリアミド
樹脂の相対粘度（η_ｒｅｌ）として、９８％硫酸に濃度
１％で溶解させたものの２５℃での測定値（ＪＩＳ Ｋ
−６８１０）が、２〜５の範囲のものが適している。相
対粘度が高すぎると押出成形が困難となり、フィルムの
結晶性が低下し、目的とする摩擦係数のものを得ること
ができない。また、相対粘度が低すぎると押出成形が困
難となるとともにフィルムの機械的強度が低下する。

【００１１】また、ポリアミド中に、ビスアミド化合物
等の滑剤を添加してもよく、本発明の効果を損なわない
範囲で、酸化防止剤、耐候性改良剤、離形剤、帯電防止
剤、ブロッキング防止剤、染料、顔料などの添加剤を配
合しても良い。さらにポリアミド中には、強度改良のた
めの無機フィラーや他のポリマーなどをブレンドしても
よく、耐ピンホール性を向上させるためのエラストマ
ー、ガス透過度を向上させるためのポリマーなども、本
発明の効果を損なわない範囲でブレンドしてもよい。

【００１２】本発明で使用するポリアミドは、単層で使
用してもよいが、多層フィルムの表層として使用しても
本発明の効果が得られる。その場合も、本発明の効果を
損なわない範囲で、本発明のポリアミド層に添加剤や無
機フィラー、他のポリマーをブレンドしてもよい。

【００１３】本発明のポリアミドフィルムは、公知の方
法で成形することができるが、水を冷却媒体として使用
する必要があるため、環状のダイスから連続的に押出し
冷却する、チューブラ法やインフレーション法が優れて
いる。しかしながらこれらの方法に限るものではない。

【００１４】本発明に適した冷却水の温度は３５℃以上
であるが、好ましくは３５〜８０℃、さらに好ましくは
３５℃〜６０℃である。また、本発明に適した冷却時間
は０．２〜５秒であるが、好ましくは０．４〜３秒であ
る。かかる温度で冷却したフィルム断面を顕微鏡で観察
すると、フィルム表面から厚さ方向に１５〜２０μｍの
範囲の結晶化が進行しており、球晶が密に生成している
ことが確認できた。

【００１５】冷却水の温度が３５℃より低いと、急冷効
果のため、フィルム表面の結晶化が進行せず、得られた
ポリアミドフィルムの摩擦係数が高くなる。また、冷却
水の温度が８０℃より高いと、水中に気泡が発生し冷却
のムラが生じ、得られたフィルムの外観が低下して実質
的な製品価値が無くなる、フィルムが十分に冷却固化さ
れないため、安定な成形が困難になるなどの問題があ
る。冷却時間が０．２秒より短いとフィルムが十分に固
化せず、成形不良となり、表面の結晶化が進行せず、十
分な滑り性を得ることができない。また、冷却時間が５
秒より長いとフィルムの厚み方向の結晶化が進行し、延
伸性の劣ったフィルムとなる、透明性に劣るなどの問題
がある。

【００１６】かかる冷却水温度、冷却時間で冷却固化さ
れたフィルムは、フィルム表面から厚さ方向に１５〜２
０μｍの範囲で結晶化が進行しているが、それより深い
所では結晶化が進行していない為、フィルムに高い滑り
性が付与されると同時に延伸性に優れたフィルムとな
る。

【００１７】また、フィルムのいずれかの表面だけを３
５℃以上の水で冷却することも可能であり、また両表面
を冷却することも可能である。片側だけを３５℃以上の
水で冷却した場合は、その面に効果が現れるため、目的
に応じて温度を設定することができる。さらには一度３
５℃以上の水で冷却した後、再度３５℃以下の冷却ロー
ルや水、空気で冷却することも可能である。再度冷却す
ることでフィルムの中心部分の結晶化をさらに抑制する
ことができるため、延伸工程における安定性を増すこと
ができる。

【００１８】かかる方法によって得られたポリアミドフ
ィルムは、ＭＤおよびＴＤにそれぞれ２倍以上に延伸す
るが、十分な延伸性があるため特に吸水工程等により可
塑化させる必要が無い。得られた延伸フィルムは、テン
ターや熱ロールなどで熱処理して使用することもでき
る。

【００１９】また、本発明におけるポリアミドと、他の
ポリマー例えばガスバリアー性を有するポリマーと共押
出してなる多層フィルムに本発明を適用することもでき
る。３５℃以上の水で冷却することでフィルム表面が粗
面化され摩擦係数が小さくなるため、多層フィルムの表
面層を本発明におけるポリアミドとすることで同様の効
果を得ることができる。また、例えばポリエチレンやポ
リプロピレンフィルムなどと積層して用いることもでき
る。

【００２０】本発明によって得られる２軸延伸ポリアミ
ドフィルムは、実用上問題のない範囲の曇り度（ヘー
ズ）であり、優れた滑り性を有している。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に
説明するが、本発明はその要旨を変えない限り、これら
の実施例に限定されるものではない。また、以下の実施
例における各種物性の評価は以下のように行った。

【００２２】（評価方法） （１）曇度（ヘーズ） ＪＩＳ Ｋ７１０５に記載の測定方法に基づき、日本電
色工業株式会社製の曇り度計ＮＤＨ２０００を用いて測
定した。 （２）滑り性 ＡＳＴＭ Ｄ１８９４に記載の測定方法に基づき、株式
会社東洋精機製作所製の摩擦測定機ＴＲ−２を用いて、
温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨ；温度２０℃、相対湿
度９０％ＲＨ；温度１００℃における静摩擦および動摩
擦を測定した。

【００２３】実施例１〜５ ε-カプロラクタムを重合して得られた相対粘度η
_ｒｅｌ＝３．７のポリアミド樹脂（三菱エンジニアリン
グプラスチックス（株）製 ノバミッド１０２２ＣＡ
Ｓ）を環状ダイより溶融押出し、水冷固化してチューブ
状の直径３５０ｍｍ、フィルム厚さ１３０μｍの未延伸
原反を得た。水による冷却は、チューブの内側（表面
１）と外側（表面２）から行い、 それぞれの温度を別
制御し、いずれの表面も１．５秒の冷却時間で冷却し
た。溶融樹脂を冷却固化する際の水の温度を表１に示し
た。

【００２４】冷却固化させた原反を再加熱し、周速の異
なる２組のニップロールとチューブ内の圧空により、５
０〜１００℃で、ＭＤが３倍、ＴＤが３倍となるように
同時二軸延伸し、フィルム厚さ１４μｍの２軸延伸フィ
ルムを得た。次いで延伸後のフィルムを５〜１０％弛緩
させながら２１０℃で２秒熱処理した後、表面１をコロ
ナ処理し、最終的に１５μｍの２軸延伸ポリアミドフィ
ルムを得た。

【００２５】得られたフィルムについて、ヘーズおよび
摩擦を測定し、評価結果を表３に示した。表３中の摩擦
係数はいずれも表面２の摩擦係数である。表１に記載の
通り、実施例１〜５はいずれも成形性が良好であり、表
３に記載の通り、ヘーズ値も実用上問題がないとされる
３％以下であった。また、２３℃×５０％ＲＨでの動摩
擦係数は、いずれも０．４以下であった。さらに、２０
℃×９０％ＲＨでの動摩擦係数は１．０以下であり、１
００℃での動摩擦係数も１．０以下であった。

【００２６】実施例６〜８ 実施例１〜５と同様にε-カプロラクタムを重合して得
られた相対粘度η_{ｒｅ ｌ}＝３．７のポリアミド樹脂を環
状ダイより溶融押出し、水冷固化してチューブ状の折径
３５０ｍｍ、フィルム厚さ１３０μｍの未延伸原反を得
た。水による冷却は、チューブの内側（表面１）と外側
（表面２）から行い、 それぞれの温度を別制御し、い
ずれの表面も０．５秒の冷却時間で冷却した。この冷却
の直後、再度１８℃の水でフィルムを冷却した。溶融樹
脂を冷却固化する際の水の温度および再冷却した際の水
の温度を表２に示した。

【００２７】冷却固化させた原反は実施例１〜５と同様
に延伸、熱処理、コロナ処理を行い、最終的に１５μｍ
の２軸延伸ポリアミドフィルムを得た。得られたフィル
ムについて、ヘーズおよび摩擦を測定し、評価結果を表
３に示した。表３中の摩擦係数はいずれも表面２の摩擦
係数である。

【００２８】表２に記載の通り、実施例６〜８は成形性
が良好であり、表３に記載の通り、ヘーズ値も実用上問
題がないとされる３％以下であった。また、２３℃×５
０％ＲＨでの動摩擦係数は、いずれも０．４以下であっ
た。さらに、２０℃×９０％ＲＨでの動摩擦係数は１．
０以下であり、１００℃での動摩擦係数も１．０以下で
あった。

【００２９】比較例１〜５ 実施例１〜５と同様に、ポリアミド樹脂を環状ダイより
押し出し、水冷固化した。水冷の際の水の温度を表１に
示した。冷却固化させた原反は、いずれも実施例１〜５
と同じ方法で、同時二軸延伸し、２１０℃で２秒熱処理
を行った後、表面１をコロナ処理した。得られたフィル
ムのヘーズおよび摩擦係数の測定結果を表３に示した。

【００３０】比較例１は、表面１、表面２ともに１８℃
の水で１．５秒の冷却時間でで水冷固化させたものであ
り、成形性は良好であり、また、ヘーズが１．７％で、
実用上問題なかった。しかしながら、２３℃×５０％Ｒ
Ｈでの動摩擦係数は０．４８であり、０．４よりも大き
く、さらに２０℃×９０％ＲＨでの動摩擦係数は、１．
２２で１．０以上であり、１００℃での動摩擦係数は
５．０よりも大きい値となった。

【００３１】比較例２は、表面２の冷却水温度を９０℃
とし、表面１の冷却水温度を１８℃としていずれも１．
５秒の冷却時間で水冷固化させたものであり、成形性は
良くないが延伸可能であったため、延伸、熱固定したフ
ィルムを得た。表３に記した通り、ヘーズが４．５％で
あり、実用上問題のない値の上限値である３％を超えて
いた。

【００３２】比較例３は、表面１、表面２ともに冷却水
温度を９０℃とし、１．５秒の冷却時間で水冷固化させ
たものであるが、成形性が不良となり、延伸可能な原反
を得ることはできなかった。

【００３３】比較例４は、表面１、表面２ともに冷却水
温度を６０℃とし、０．１秒の冷却時間で水冷したもの
であるが、フィルムが十分に固化しないため、成形不良
となり延伸可能なフィルムを得ることはできなかった。

【００３４】比較例５は、表面１、表面２ともに冷却水
温度を６０℃とし、７秒の冷却時間で水冷固化させたも
のであり、成形性、摩擦係数ともに良好なフィルムを得
ることができたが、延伸工程でフィルムが破断するなど
延伸性に劣るフィルムであり、ヘーズも３．４％とな
り、実質的に問題となる３％を超えていた。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【発明の効果】本発明の製造方法により、強度物性に優
れたポリアミドフィルムの透明性を維持しつつ、滑り
性、特に高湿下および高温下での滑り性に優れたフィル
ムを得ることができた。本発明は、水分を多く含む食品
等を内容物とする包装材料分野において非常に有用な技
術である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｃ 55/26 Ｂ２９Ｃ 55/26 Ｂ６５Ｄ 65/40 Ｂ６５Ｄ 65/40 Ｄ Ｃ０８Ｌ 77/02 Ｃ０８Ｌ 77/02 // Ｂ２９Ｋ 77:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｆターム(参考） 3E086 AD01 BA02 BA04 BA15 BB22 BB55 BB62 CA01 4F071 AA54 AF22 AF30 AH04 BB06 BB08 BC01 4F207 AA29 AE08 AE09 AF15 AG01 AK01 AK02 AR06 KA01 KA17 KA19 KK54 KK66 KL63 KL88 KW41 4F210 AA29 AE08 AE09 AF15 AG01 AK01 AK02 AR06 QC07 QD13 QD31 QG02 QG18 QK12 QK33 QW12 QW34 4J002 CL011 FD170 GG02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルムのヘーズが３以下であり、かつ
   ２３℃、５０％ＲＨでの動摩擦係数が０．４以下、２０
   ℃、９０％ＲＨ（高湿下）および１００℃（高温下）で
   の動摩擦係数が１．０以下である滑り性に優れた包装用
   ポリアミドフィルムフィルム。
2. 【請求項２】 主としてε-カプロラクタムを重合して
   得られるポリアミドを溶融し、ダイスから押し出した
   後、水冷固化したフィルムを得、さらにそれを延伸する
   ことにより強度物性等の優れたフィルムを得る方法にお
   いて、溶融樹脂を水冷固化させる際の冷却水の温度を３
   ５℃以上とし、０．２秒以上５秒以下の時間冷却した
   後、ＭＤおよびＴＤにそれぞれ２倍以上延伸することを
   特徴とする請求項１の滑り性に優れた包装用ポリアミド
   フィルムの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２のフィルムの製造方法におい
   て、溶融樹脂を水冷固化させる際の冷却水の温度を３５
   ℃以上とし、０．２秒以上５秒以下の時間冷却した後、
   再度３５℃以下に冷却し、ＭＤおよびＴＤにそれぞれ２
   倍以上延伸することを特徴とする、滑り性に優れた包装
   用ポリアミドフィルムの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２、３のフィルムの製造方法にお
   いて、溶融樹脂を管状ダイスより押出し、水冷固化さ
   せ、管状の未延伸フィルムを得た後、該フィルムをチュ
   ーブラ法によりＭＤおよびＴＤに２倍以上延伸すること
   を特徴とする滑り性に優れた包装用ポリアミドフィルム
   の製造方法。