JP2603314B2 - ポリアミドフィルム - Google Patents

ポリアミドフィルム

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JP2603314B2 JP63257306A JP25730688A JP2603314B2 JP 2603314 B2 JP2603314 B2 JP 2603314B2 JP 63257306 A JP63257306 A JP 63257306A JP 25730688 A JP25730688 A JP 25730688A JP 2603314 B2 JP2603314 B2 JP 2603314B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はポリアミドフィルムに関し、さらに詳しくは
ガスバリヤー性、透明性、滑り性が優れており、かつラ
ミネート、印刷、製袋などの後加工に必要な剛性を有す
るポリアミドフィルムに関するものである。
(従来の技術) ポリアミドフィルムは、透明性、耐ピンホール性、ガ
スバリヤー性、耐熱性および耐油性などの諸特性が優れ
ているために主に食品包装の分野で使用されている。
このポリアミドフィルムは、未延伸フィルムおよび延
伸フィルムに分けられる。ポリアミドフィルムは、水蒸
気バリヤー性およびヒートシール性が劣るため、共押出
しやラミネートなどの手段によりポリオレフィンと積層
化したフィルムとして使用されることが多い。
近年、食品包装ではガスバリヤー性の一層の向上が要
求されているが、用途によってはポリアミドフィルムの
ガスバリヤー性は十分とは言えない。特に、高湿度下で
はポリアミドフィルムのガスバリヤー性は著しく低下す
る。このため、ガスバリヤー性が優れたエチレン−ビニ
ルアルコール共重合体(EVOH)とポリアミドを共押出し
成形したり、ポリアミドフィルムの表面にガスバリヤー
性の良好なポリ塩化ビニルデン(PVDC)をコートするこ
とが行われている。しかし、このEVOHおよびPVDCは高価
格であるだけでなく、共押出しフィルムの層構成の増加
やコーティングラインの設置などによる設備面のコスト
アップもあり、価格面で要求を満たさない場合が多い。
さらに、ポリアミドフィルム、特にナイロン6フィル
ムでは湿度の高い環境下では吸湿することによりフィル
ムの滑り性および腰(剛性)が低下してしまう。このよ
うな剛性の低下はラミネート工程、印刷工程、製袋工程
などの後加工の際にトラブルを招くことになるため、そ
の改善が強く要望されている。
前記フィルム特性のなかで、滑り性を改善する方法と
しては、金属石鹸類、ビスアミド類、ポリオレフィン
類、無機粒子などを添加する方法が公知であり、なかで
も二酸化ケイ素、タルク、カオリンなどの不活性無機粒
子を添加することが効果的であり、実用化されている。
しかし、吸湿によるポリアミドフィルムの剛性の低下に
ついては改良が非常に困難である。例えば、タルクやガ
ラス繊維などの添加は透明性や耐ピンホール性を低下さ
せ、また吸湿性の低い変性ポリオレフィン、アイオノマ
ー樹脂の添加はやはり透明性を損なうだけでなく、ガス
バリヤー性や剛性の低下を招く。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、優れたガスバリヤー性、透明性および滑り
性を有しており、かつラミネート、印刷、製袋などの後
加工に必要な剛性を有するポリアミドフィルムを提供す
ることを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段および作用) 本発明のポリアミドフィルムは、ポリアミドおよびそ
れに均一に分散されている層状珪酸塩を含有する混合物
の成形体である。
本発明のポリアミドフィルムを構成するポリアミドと
は分子中に酸アミド結合(−CHNH−)を有するものであ
り、例えば、ε−カプロラクタム、6−アミノカプロン
酸、ε−エナントラクタム、7−アミノヘプタン酸、11
−アミノウンデカン酸、9−アミノノナン酸、α−ピロ
リドン、α−ピペリドンなどから得られる重合体または
共重合体;ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジア
ミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジア
ミン、メタキシリレンジアミンなどのジアミンとテレフ
タル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸などの
ジカルボン酸とを重縮合して得られる重合体もしくは共
重合体もしくはこれらのブレンド物を挙げることができ
る。
ポリアミドは、平均分子量が9,000〜30,000のものが
好ましい。
層状珪酸塩とは、一辺が0.002〜1μm、厚みが6〜2
0Åの物質の一単位を示すものである。
層状珪酸塩の層間距離とは、層状珪酸塩の平板の重心
間の距離をいう。そして層状珪酸塩が均一に分散すると
は、層状珪酸塩がポリアミド中に分散した際、その50%
以上が塊を形成することなく一枚一枚に分離し、互いに
平行および/またはランダムに、100Å以上の層間距離
を保って分子状に分散している状態をいう。なお、層状
珪酸塩の70%以上がこのような状態にあれば、更に好ま
しい。
このような層状珪酸塩の原料としては、珪酸マグネシ
ウムまたは珪酸アルミニウムの層から構成される層状フ
ィロ珪酸鉱物を例示することができる。具体的には、モ
ンモリロナイト、サポナイト、バイデライト、ノントロ
ナイト、ヘクトライト、スティブンサイトなどのスメク
タイト系粘土鉱物やバーミキュライト、ハロイサイトな
どを例示することができ、これらは天然のものであって
も、合成されたものであってもよい。これらのなかでも
モンモリロナイトが好ましい。
層状珪酸塩の配合量は、ポリアミドに対して0.05〜15
重量%が好ましく、0.1〜10重量%がさらに好ましい。
層状珪酸塩の配合量が0.05重量%未満であるとガスバリ
ヤー性、滑り性、剛性などの改良効果が低いので好まし
くなく、15重量%を超えると透明性が著しく低下するの
で好ましくない。
本発明のポリアミドフィルムの構成成分としては、そ
のほかにも必要に応じて、滑剤、酸化防止剤、耐熱安定
剤、耐候性付与剤、帯電防止剤、透明性改良剤などを配
合することができる。
ポリアミドに層状珪酸塩を均一に分散させる方法につ
いては特に制限はないが、本発明の層状珪酸塩の原料が
多層状粘土鉱物である場合には、膨潤化剤と接触させ
て、予め層間を拡げて層間にモノマーを取り込みやすく
したのち、ポリアミドモノマーと混合し、重合する方法
(特開昭62−74957号公報参照)を適用することができ
る。また、膨潤化剤に高分子化合物を用い、予め層間を
100Å以上に拡げて、これをポリアミド樹脂もしくはこ
れを含む樹脂と溶融混練して均一に分散させる方法を適
用することができる。さらに、層状珪酸塩を高濃度で含
むポリアミド組成物を予め前記方法で調製し、この組成
物と層状珪酸塩を含まないポリアミドを混合する方法を
適用することができる。
フィルムに成形する方法は特に制限されるものではな
く、本発明のポリアミドフィルムは延伸フィルムまたは
未延伸フィルムのいずれの形態にもすることができる。
未延伸フィルムを成形する方法としては、例えば、層
状珪酸塩を配合したポリアミドを200〜300℃で押出し温
度で押出し機により溶融混練し、Tダイによりフィルム
状に押出し、キャスティングロール面上にキャスティン
グしたフィルムを冷却するキャスティング法(Tダイ
法)、またはリング状ダイにより筒状に押出したものを
空冷または水冷するチューブラー法、の各方向を適用す
ることができる。
延伸フィルムを成形する方法としては、キャスティン
グ法またはチューブラー法で成形した未延伸フィルム
を、50〜180℃の延伸温度で一軸延伸または二軸延伸
し、必要に応じて120℃以上で融点より低い温度で熱固
定する方法を適用することができる。二軸延伸を行う場
合はテンター法二軸延伸法またはチューブラー法二軸延
伸法などの公知の方法を適用することができる。
本発明のポリアミドフィルムは、以上に説明した均一
に分散された層状珪酸塩を含有するポリアミドフィルム
およびそれ以外の高分子フィルムからなる積層体にする
こともできる。
他の高分子フィルムとしては低密度ポリエチレンフィ
ルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフ
ィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、アイ
オノマー樹脂フィルムなどを挙げることができる。
ポリアミドフィルムを積層体にする方法は特に制限さ
れず、例えばポリアミドフィルムと他の1種もしくは2
種以上の高分子フィルムを接着剤で接着する方法;また
はポリアミドと1種もしくは2種以上の他の高分子フィ
ルムを構成する高分子化合物を、接着性樹脂を介して多
層口金から溶融共押出しする方法を適用することができ
る。
本発明のポリアミドフィルムは、フィルム中に層状珪
酸塩が均一に分された状態で存在することから、高湿度
雰囲気中においても優れたガスバリヤー性および剛性を
発揮することができるものである。
(実施例) 以下において実施例および比較例を掲げて本発明をさ
らに詳しく説明する。なお、以下において物性の測定法
は以下のとおりである。
ポリアミドの分子量 JIS K6810−1970に準じて98%硫酸を用いて相対粘度
を測定し、分子量(n)を求めた。
透明性 スガ試験機社製直読式ヘーズメーターにより、ASTM
D−1003に準じてフィルムの曇価(ヘーズ率)を測定し
た。
酸素ガス透過度 モダンコントロール社製MOCON O X−TRAN 100Aによ
り、ASTM D−3985−81に準じてフィルムの酸素ガス透
過度を測定した。
測定条件は23℃、0%RHおよび100%RHである。
水蒸気透過度 JIS Z−208に準じてカップ法により水蒸気透過度を
測定した。
測定条件は40℃、90%RHである。
滑り性 理学工業社製スリップテスターを用い、ASTM D−18
94−63に準じて、23℃、65%RHの雰囲気下で動摩擦係数
(μ)を測定した。
引張特性 東洋ボールドウィン社製テンシロンUTM−3によりAST
M D−882に準じて引張特性を測定した。フィルムの剛
性の評価法として引張弾性率を用いた。
ゲルボフレックステスト(耐ピンホール性) 理学工業社製ゲルボフレックステスターによりMIL−
B−131Cに準じてフィルムの耐ピンホール性を評価し
た。40サイクル/minで1,000サイクルのフレックスを加
えたちに硬質紙を220×170mmのフィルムの下に置き、
インキ浸透法でピンロール数を測定した。
ダートインパクトテスト(耐衝撃性) 東洋精機社製ダートインパクトテスターによりASTM
D−1709に準じてダートインパクトテストを行った。ダ
ートは直径38mmで250gのものを用い、50%破壊時の破壊
エネルギーを測定した。
なお、引張試験、ゲルボフレックステスト、ダートイ
ンパクトテストは23℃、65%RHの雰囲気下で行った。
実施例1 層状珪酸塩の一単位の厚みが平均9.5Åで一辺の長さ
が約0.1μmの原料であるモンモリロナイト100gを10
の水に分散し、これに51.2gの12−アミノドデカン三と2
4mlの濃塩酸を加え、5分間攪拌したのち、過した。
さらにこれを十分洗浄したのち、真空乾燥した。この操
作により、12−アミノドデカン酸アンモニウムイオンと
モンモリロナイトの複合体を調製した。複合体中の層状
珪酸塩分は約80重量%となった。X線解析の結果この複
合体中の層状珪酸塩の層間距離は18.0Åであった。
次に、攪拌機付きの反応容器に10kgのε−カプロラク
タム、1kgの水および100gの乾燥した前記複合体を入
れ、100℃で反応系内が均一な状態になるように攪拌し
た。さらに温度を260℃に上昇させ、15kg/cm2の加圧下
で1時間攪拌した。その後、放圧し、水分を反応容器か
ら揮散させながら、常圧下、260℃で2時間反応を行
い、さらに400mmHgの減圧下で260℃で、1時間反応させ
た。反応終了後、反応容器の下部ノズルから、ストラン
ド状に取り出した反応物を水冷し、カッティングを行
い、ポリアミドおよびモンモリロナイトからなるペレッ
トを得た。このペレットを熱水中に浸漬し、未反応のモ
ノマー約10%を抽出、除去したのち、真空中で乾燥し
た。
このペレットを用い、直径40mmの押出し機でシリンダ
ー温度260℃の条件で混練し、300mm幅のT−ダイでフィ
ルム状に押出し、80℃の冷却ロール上で固化し、厚さ60
μのフィルムを調製した。フィルムに含有されている層
状珪酸塩の層間距離は100Å以上であった。このフィル
ムについて各物性の測定を行った。結果を第1表に示
す。
実施例2 実施例1における反応容器に入れた複合体の量を200g
としたほかは実施例1と同様にしてフィルムを調製し、
物性を測定した。フィルムに含有されている層状珪酸塩
の層間距離は100Å以上であった。結果を第1表に示
す。
実施例3 実施例1における反応容器に入れた複合体の量を300g
としたほかは実施例1と同様にしてフィルムを調製し、
物性を測定した。フィルムに含有されている層状珪酸塩
の層間距離は100Å以上であった。結果を第1表に示
す。
比較例1 反応容器に複合体を仕込まずに、ε−カプロラクタム
10kgと水1kgのみを仕込んで重合反応を行ったほかは実
施例1と同様にしてフィルムを調製し、物性を測定し
た。結果を第1表に示す。
実施例4 実施例1で得たフィルムを岩本製作所社製の研究用高
分子フィルム二軸延伸装置BIX−702S型で、延伸温度90
℃および縦横の各延伸倍率2.0倍で同時二軸延伸し、さ
らに140℃で熱固定して厚さ15μの二軸延伸フィルムを
得た。各物性の測定結果を第2表に示す。
比較例2 比較例1で得たフィルムを実施例4と同様な方法で二
軸延伸してフィルムを得、物性を測定した。結果を第2
表に示す。
実施例5 実施例1のペレット(層状珪酸塩1.26%含有)にエチ
レンビスステアリルアミドを0.08重量%添加した。これ
を用いてプラコー(株)製水冷3層インフレーションフ
ィルム成形装置により、PA6(外層)/接着性樹脂(中
間層)/LDPE(内層)(20/20/30μ)の3層構造のフィ
ルムを得た。接着性樹脂はUBE−BOND F1100(宇部興産
(株)製)であり、LDPEはUBEポリエチレンF023(宇部
興産(株)製)である。成形条件は下記のとおりであ
る。
ダイ径:直径100mm フィルム折径:200mm(B.U.R.=1.27) 引取速度:10m/min 冷却水温度:20℃ 成形温度(設定) PA6:250℃、接着性樹脂:200℃、LDPE:200℃ 得られた3層構造フィルムの各物性値を第3表に示
す。
実施例6 実施例2のペレット(層状珪酸塩2.16%含有)にエチ
レンビスステアリルアミドを0.08重量%添加したものを
用い、実施例5と同様にして3層構造のフィルムを調製
した。得られた3層構造フィルムの各物性値を第3表に
示す。
比較例3 比較例1で得た層状珪酸塩を含有しないペレットにエ
チレンビスステアリルアミドを0.08重量%添加したもの
を用い、実施例5と同様にして3層構造のフィルムを調
製した。得られた3層構造フィルムの各物性値を第3表
に示す。
[発明の効果] 本発明のポリアミドフィルムは、ガスバリヤー性、透
明性、滑り性、耐衝撃性が優れているだけでなく、優れ
た剛性を有していることから印刷、ラミネート、製袋な
どの後加工が良好であり、特に食品包装用フィルムとし
て実用上極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 武純 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 岡田 茜 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−109998(JP,A) 特開 昭50−7846(JP,A) 特開 平2−69562(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均分子量が9,000〜30,000のポリアミド
    中に、一単位の一辺が0.002〜1μm、厚みが6〜20
    Å、層間距離が100Å以上の層状珪酸塩を0.1〜10重量%
    含有し、層状珪酸塩は、分子状に均一に分散しているこ
    とを特徴とするポリアミドフィルム。
  2. 【請求項2】前記ポリアミドフィルムが、ポリアミドフ
    ィルム以外の高分子フィルムとの積層体の形成に用いら
    れるフィルムであることを特徴とする請求項1に記載の
    ポリアミドフィルム。
  3. 【請求項3】請求項2に記載のポリアミドフィルムと、
    それ以外の高分子フィルムとの積層体であることを特徴
    とする積層ポリアミドフィルム。
JP63257306A 1988-09-06 1988-10-14 ポリアミドフィルム Expired - Lifetime JP2603314B2 (ja)

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