JP2001341198A - 二軸延伸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】 フィルムの全幅にわたってボーイング現象が
抑制され、このフィルムを用いて作製した製袋直後の袋
の捻り現象がない二軸延伸ポリアミドフィルム、および
その製造方法を提供する。 【解決手段】フィルムの全幅に渡って、Ｘ線回折により
測定される微結晶サイズが４５〜１００Åの範囲内にあ
り、且つ、音波弾性率が１．６ＧＰａ以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二軸延伸ポリアミド
フィルムおよびその製造方法に関するものである。さら
に詳しくは、Ｘ線回折により測定される微結晶サイズが
特定の範囲内にあり、且つ、音波弾性率が特定値以上で
あるニ軸延伸ポリアミドフィルム、およびこのフィルム
をテンター式逐次二軸延伸方法を用いて製造する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二軸延伸ポリアミドフィルムは、機械的
特性、光学的特性、熱的特性、ガスバリアー性をはじめ
として、耐摩耗性、耐衝撃性、耐ピンホール性などに優
れていることから、食品その他の包装材料用フィルムと
して広く利用されており、特にレトルト食品用袋（熱水
処理用袋）としての利用は多い。このようなレトルト食
品用袋は、通常、基材フィルムとして二軸延伸ポリアミ
ドフィルムを用い、ヒートシール性を有する各種シーラ
ント（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）をラミネー
トした後、折り畳んで３辺を熱融着した、いわゆる３方
シール袋の形態が一般的である。通常、食品等の内容物
は製袋直後に自動充填される場合が多いが、二軸延伸ポ
リアミドフィルムの寸法安定性が悪いために、袋の捻り
やカール現象が発生して、自動充填装置が袋を正確に掴
んで袋口を開口させることができず、食品等の内容物が
漏洩してしまうといったトラブルが発生するという問題
があった。また、充填された袋を高温ボイル殺菌するプ
ロセスを経る際にもカール現象が発生し、商品を売場に
並べた際に外観が著しく損なわれ、さらには印刷部分が
見にくくなったり商品を積み重ねることが難しかった
り、商品価値が大幅に低下するなどのトラブルが生じや
すかった。このような現象は、縦方向に延伸した後、横
方向に延伸して製造する、逐次二軸延伸法では顕著に現
れ、フィルムの端部ほどそのような現象が大きくなるた
め、フィルム端部はもはやこのような用途には用いるこ
とができなかった。

【０００３】このような問題に対して、幅方向に均一な
物性を有する、いわゆるボーイングの抑制されたフィル
ムを製造する方法に関する技術として、たとえば、横延
伸工程と熱固定工程との間に冷却工程を設ける方法（特
公平−２８４１７７５号公報）や、α結晶の配向主軸の
方向がフィルムの縦方向もしくは横方向に対して１４度
以下である２軸配向ポリアミドフィルムが提案されてい
る（特開平−２６７５６９号公報）が、いずれも、フィ
ルムの全幅にわたってボーイングが少なくすることは困
難であり、このフィルムを用いて作製した袋の捻り現象
を完全に防止することは困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、フィルムの
全幅にわたってボーイング現象が抑制され、このフィル
ムを用いて製袋した直後の袋においても捻り現象がない
二軸延伸ポリアミドフィルム、およびその製造方法を提
供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、二軸延伸
ポリアミドフィルムの微結晶サイズ及び音波弾性率を特
定の範囲内とすることにより、製袋直後及び製袋後放置
した後においても袋の捻り現象がないこと、および、こ
のような二軸延伸ポリアミドフィルムは、横延伸倍率、
及び延伸時のフィルム温度をコントロールすることによ
って得られることを見い出し、本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は以下の通りであ
る。 （１）フィルムの全幅に渡って、Ｘ線回折により測定さ
れる微結晶サイズが４５〜１００Åの範囲内にあり、且
つ、音波弾性率が１．６ＧＰａ以上であることを特徴と
する二軸延伸ポリアミドフィルム。 （２）実質的に無定形、無配向の未延伸ポリアミドフィ
ルムを縦延伸し、ついで、テンター式横延伸機で横延伸
して逐次二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する方法に
おいて、横延伸工程における延伸温度を、横延伸倍率が
２．０倍になるまでのフィルム温度（Ｔｉ）をＴｇ≦Ｔ
ｉ≦Ｔｃｐとすることを特徴とする逐次二軸延伸ポリア
ミドフィルムの製造方法。ただし、Ｔｇはポリアミドの
ガラス転移温度、Ｔｃｐはポリアミドの結晶化ピーク温
度を示す。 （３）横延伸機内において、最大横延伸倍率となる部分
のフィルム温度（Ｔｅ）を、Ｔｍ−７０≦Ｔｅ＜Ｔｍ
（Ｔｍは、ポリアミドの融点）とすることを特徴とする
請求項２記載の逐次二軸延伸ポリアミドフィルムの製造
方法。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において用いられるポリアミドとしては、主に配
向結晶性を有するポリアミドであるが特に限定されるも
のではなく、分子内にアミド結合を有する線状高分子化
合物であり、具体的には、ポリε−カプラミド（ナイロ
ン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６
６）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１
０）、ポリウンデカミド（ナイロン１１）、ポリラウラ
ミド（ナイロン１２）、ポリメタキシリレンアジパミド
（ＭＸＤ６）及びそれらの混合物や、共重合物が含ま
れ、コストパフォーマンスに優れるナイロン６が特に好
ましく用いられる。また、これらのポリアミドには必要
に応じてフィルムの性能に悪影響を与えない範囲で、滑
剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、無機微粒子等各
種添加剤を添加することができる。

【０００８】本発明の二軸延伸ポリアミドフィルムは、
フィルムの全幅に渡って、Ｘ線回折により測定される微
結晶サイズが４５〜１００Å、好ましくは４５〜８０
Å、さらに好ましくは４５〜６０Åの範囲内にあり、且
つ、音波弾性率が１．６ＧＰａ以上である。微結晶サイ
ズが４５Å未満の場合や、音波弾性率が1.6ＧＰa未満の
場合には、ボーイング現象が生じやすく、また、フィル
ムの剛性に乏しいためこのフィルムを用いて作製した包
装袋の腰が弱く、袋の捻りが生じやすくなる。

【０００９】本発明の二軸延伸ポリアミドフィルムを製
造する方法としては、例えばポリアミドを押出機で加熱
溶融してＴダイからフィルム状に押出し、これをエアー
ナイフキャスト法、静電印加キャスト法等公知のキャス
ティング法で回転する冷却ドラム上で冷却固化して急冷
製膜することにより、実質的に無定形、無配向の未延伸
ポリアミドフィルムを得る。この未延伸フィルムが配向
していると、後工程で延伸性が低下することがある。

【００１０】次に、この未延伸フィルムを周速の異なる
加熱ローラ群からなるローラ式縦延伸機で、フィルム延
伸のための予熱を行った後、未延伸フィルムのガラス転
移点以上の温度で、加熱された延伸ロールと、フィルム
冷却のための冷却ロールとの間で縦延伸倍率２．５〜
３．５倍で縦延伸する。

【００１１】ついで、縦延伸フィルムをテンター式横延
伸機にてフィルム延伸のための予熱を行った後、横延伸
するが、横延伸倍率が２．０倍になるまでのフィルム温
度（Ｔｉ）をＴｇ≦Ｔｉ≦Ｔｃｐの範囲とすることが必
要である。ここでＴｇはポリアミドのガラス転移温度を
示し、Ｔｃｐはポリアミドの結晶化ピーク温度を示して
いる。フィルム温度（Ｔｉ）がＴｇより低いと初期延伸
応力（降伏点応力）が高いため、ネックが発生したり、
初期切断が発生する。たとえ延伸されたとしても、後半
の工程の高温部でフィルムが白化し、外観不良のものし
か得られない。また、ＴｉがＴｃｐより高いと弾性変形
段階で結晶化が進行するため、フィルムが白化して外観
不良のものしか得られなかったり、これに起因する切断
が頻発し、操業性が著しく低下する。すなわち、Ｔｉを
上記の温度範囲とすることにより均一な横延伸が可能と
なる。

【００１２】また、本発明の二軸延伸ポリアミドフィル
ムを製造するためには、横延伸工程において最大延伸倍
率となる延伸機部分におけるフィルム温度（Ｔｅ）を、
Ｔｍ−７０≦Ｔｅ＜Ｔｍ（Ｔｍは、ポリアミドの融点）
とすることが好ましい。これは、延伸工程の後半で上記
のような高温、すなわち結晶化温度以上にしてフィルム
の結晶化を進行させながらさらに延伸変形させることに
より、フィルム中の塑性変形比率を上げ、弾性変形比率
を下げることにより、応力緩和歪みに対する変形に対す
る耐性を高めることによりフィルムの剛性が高くなり、
結果的にフィルムのボーイング歪みが小さくなるものと
考えられる。そして、延伸最大倍率点においてフィルム
温度を高温にすることにより微結晶サイズを大きくし、
高い弾性を付与することができ、その結果、熱や水分に
よる変形が抑制されるものと考えられる。

【００１３】上記のような延伸部における温度制御は、
延伸部においてフィルム進行方向に向かって徐々に風量
を上げたり、また、延伸部を２つ以上のゾーンに分割し
て個別に温度制御したり、また、これらを組み合わせる
ことにより行うことができる。

【００１４】次に、テンター内において１５０〜２２０
℃の温度で熱固定し、必要に応じて１０％以下、好まし
くは２〜６％の範囲で熱弛緩処理を施す。引き続いて延
伸フィルムは、クリップから解放して、端部の未延伸残
部をトリミングした後、原反ロールとして巻き取り、ス
リッターにて所望の幅にスリットし、製品として巻き取
る。

【００１５】なお、フィルムに機能性を付与するため
に、各種コート液の塗布を行ってもよい。コーティング
方法は特に限定するものではなく、例えばグラビアロー
ル法、リバースロール法、エアーナイフ法、リバースグ
ラビア法、マイヤーバー法、インバースロール法、また
はこれらの組み合わせによる各種コーティング方式や、
各種噴霧方式などを採用することができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例および比較例の評価に用いた測定方
法、並びに特性値の算出方法は次の通りである。

【００１７】（１）フィルム温度の測定 堀場製作所社製の赤外線放射温度計を延伸部に設置し、
延伸機内を走行するフィルムのＭＤ方向及びＴＤ方向を
走査できるようにして任意の延伸倍率点におけるフィル
ム温度を測定した。 （２）微結晶サイズの測定 Ｘ線回折によりＸ線強度｛（Ａ（０１４０）ピーク｝を
測定し、Ｘ線回折図形における広がりの幅（半値幅β）
を求め、下記Ｓｃｈｅｒｒｅｒの式により微結晶サイズ
（Ｄ）を求めた。 Ｄ＝０．９×λ／（βｃｏｓθ） λはＸ線の波長、βは半値幅（ｒａｄ）、θはＢｒａｇ
ｇ角を示す。 （３）音波弾性率(Ｅ)の測定（単位ＧＰa） 野村商事社製SONIC SHEET TESTER SST-250を用い、フィ
ルムに伝播距離（Ｌ）１５０ｍｍで音波を発受信させて
伝播時間を測定し、下記式より、音波弾性率Ｅを算出し
た。 Ｅ＝ρ×（Ｌ／Ｔ）２ ρは密度であり、ＪＩＳ−Ｋ７１１２により測定した。 （４）製袋直後の捻り 押出ポリサンドラミネート法により、二軸延伸ナイロン
フィルム（１５μｍ）／ポリエチレン（２５μｍ）／直
鎖状ポリエチレン（３０μｍ）の積層構成のラミネート
フィルムを作製した。このラミネートフィルムを用い
て、トタニ技研工業社製の超大型高速三方プレスシール
自動製袋機を使用して、１５０℃の温度で縦横をシール
し、寸法が２４０×１６０（ｍｍ）の三方シール製袋品
を作製した。次に、製袋直後のフィルムを１００枚重
ね、３０秒後に袋の口部の捻り量を測定した。捻り量の
良否判定は、捻り量が０〜５ｍｍの場合は◎、５〜１０
ｍｍの場合は○、１０〜１５ｍｍの場合は△、１５ｍｍ
以上の場合は×とした。

【００１８】実施例１ ナイロン６（融点：２２０℃）を２６０℃で、幅６３０
ｍｍのＴダイよりシート状に溶融押出した後、静電ピニ
ング法により１５℃の回転ドラムに密着させて急冷し、
厚さ１５０μｍの実質的に無定形で配向していない未延
伸ポリアミドフィルムを得た。ついで、この未延伸フィ
ルムを周速の異なる一連の加熱ローラ群からなる縦延伸
機に導き、５５℃の温度で２．８倍縦延伸して縦延伸ポ
リアミドフィルムを得た。続いて、この縦延伸フィルム
をテンター式横延伸機に導いてクリップに把持させ、６
０℃でフィルム延伸のための予熱を行った後、横延伸倍
率が２．０倍に至るまではフィルム温度（Ｔｉ）を７０
℃に調節し、その後、最大横延伸倍率点におけるフィル
ム温度（Ｔｅ）を１８０℃となるよう温調して３．８０
倍まで延伸した。その後、テンター内で１６０〜２２０
℃で定幅熱処理、及び弛緩熱処理を施した。得られた二
軸延伸ポリアミドフィルムのフィルム両端をクリップか
ら解放し、耳部をトリミングして巻き取った。得られた
フィルム原反をスリッターにてスリットし、製品として
巻き取った。得られたフィルム製品の特性値は表１に示
したとおりであり、製袋後の袋口の捻りが小さかった。

【００１９】実施例２ Ｔｅを１６０℃とした他は、実施例１と同様にして二軸
延伸ポリアミドフィルムを得た。得られたフィルム製品
の特性値は表１に示したとおりであり、製袋後の袋口の
捻りが小さかった。

【００２０】実施例３ Ｔｉを１００℃とした他は、実施例１と同様にして二軸
延伸ポリアミドフィルムを得た。得られたフィルム製品
の特性値は表１に示したとおりであり、製袋後の袋口の
捻りが小さかった。

【００２１】実施例４ Ｔｅを２００℃とした他は、実施例１と同様にして二軸
延伸ポリアミドフィルムを得た。得られたフィルム製品
の特性値は表１に示したとおりであり、製袋後の袋口の
捻りが小さかった。

【００２２】実施例５ ポリアミドとしてＭＸＤ６（ポリメタキシリレンアジパ
ミド）を用い、縦延伸温度６５℃、Ｔｉ９０℃、Ｔｅ２
００℃とした他は、実施例１と同様にして二軸延伸ポリ
アミドフィルムを得た。得られたフィルム製品の特性値
は表１に示したとおりであり、製袋後の袋口の捻りが小
さかった。

【００２３】比較例１ Ｔｉを４５℃とした他は、実施例１と同様にして二軸延
伸ポリアミドフィルムを得た。Ｔｉが低いため初期延伸
応力が高くネック延伸となり、外観の不良のものしか得
られなかった。

【００２４】比較例２ Ｔｉを１４０℃とした他は、実施例１と同様にして二軸
延伸ポリアミドフィルムを得た。Ｔｉが高すぎたため、
弾性変形過程で結晶化が急激に進行してフィルムが白化
し、外観不良のものしか得られなかった。

【００２５】比較例３ Ｔｅを９０℃とした他は、実施例１と同様にして二軸延
伸ポリアミドフィルムを得た。Ｔｅが低いため、弾性変
形が主として進行するため、高温セット部で急激に応力
緩和が進行し、結果としてボーイング歪みが大きいもの
しか得られなかった。また、Ｔｅが低いため、フィルム
の結晶化が進行せず、微結晶サイズ、音波弾性率が低く
なり、このフィルムを用いて製袋したところ、製袋直後
に著しい捻りが発生し、自動充填機に供するに値しない
袋しか得られなかった。

【００２６】比較例４ Ｔｅを２４０℃とした他は、実施例１と同様にして二軸
延伸ポリアミドフィルムを得た。Ｔｅが高すぎるため生
成した結晶の融解が進行して結晶化度が低下し、さらに
は延伸直後のフィルム剛性が低下して、結果として微結
晶サイズが小さく、音波弾性率の低いものしか得られな
かった。このフィルムを用いて製袋加工したところ、製
袋直後に著しい捻りが発生し、自動充填機に供するに値
しない袋しか得られなかった。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明の二軸延伸ポリアミドフィルム
は、フィルムの全幅にわたってボーイング現象が抑制さ
れ、このフィルムを用いて作製した製袋直後の袋の捻り
現象がないため、包装用フィルムとしての利用範囲が格
段に拡大する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルムの全幅に渡って、Ｘ線回折によ
   り測定される微結晶サイズが４５〜１００Åの範囲内に
   あり、且つ、音波弾性率が１．６ＧＰａ以上であること
   を特徴とする二軸延伸ポリアミドフィルム。
2. 【請求項２】 実質的に無定形、無配向の未延伸ポリア
   ミドフィルムを縦延伸し、ついで、テンター式横延伸機
   で横延伸して逐次二軸延伸ポリアミドフィルムを製造す
   る方法において、横延伸工程における延伸温度を、横延
   伸倍率が２．０倍になるまでのフィルム温度（Ｔｉ）を
   Ｔｇ≦Ｔｉ≦Ｔｃｐとすることを特徴とする逐次二軸延
   伸ポリアミドフィルムの製造方法。ただし、Ｔｇはポリ
   アミドのガラス転移温度、Ｔｃｐはポリアミドの結晶化
   ピーク温度を示す。
3. 【請求項３】 横延伸機内において、最大横延伸倍率と
   なる部分のフィルム温度（Ｔｅ）を、Ｔｍ−７０≦Ｔｅ
   ＜Ｔｍ（Ｔｍは、ポリアミドの融点）とすることを特徴
   とする請求項２記載の逐次二軸延伸ポリアミドフィルム
   の製造方法。