JP4098564B2 - 手切れ性に優れた積層二軸延伸ポリアミドフィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品をはじめとして、医薬品、日用品、コスメティックスなどの包装材料として有用な手切れ性に優れたポリアミドフィルム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、耐久性、力学的強度、低温ピンホール特性、耐熱性、耐油性が優れており、チューブラー同時二軸延伸法、フラット式同時二軸延伸法、フラット式逐次二軸延伸法などを用いて製造され、各種分野において幅広く使用されている。しかしながら二軸延伸ポリアミドフィルムは、一般的に力学的強度が高いため切断されにくく、たとえば各種包装材料として用いた際に、手で容易に開封、切断ができないという問題点があった。
【０００３】
一方、手切れ性に優れたフィルムとしてセロハンが知られているが、セロハンはポリアミドフィルムに比して耐衝撃性などの力学的特性や低温ピンホール特性などに劣るため、ポリアミドフィルムが好適に用いられる各種包装材料、たとえば液体充填用包装袋やチルド、冷凍食品用包装袋などには用いることができなかった。
【０００４】
二軸延伸ポリアミドフィルムに手切れ性を付与する方法としては、フィルム端部にノッチを付与する方法やフィルム端部に傷を付ける方法が挙げられる。しかしながらノッチをつける方法ではノッチ以外の場所から引裂くことはできないため、開封方法の自由度が低く、またノッチからの引裂きに失敗した場合には手切れ性が失われるという問題点があった。フィルム端部に傷を付ける方法では、傷の付けられた部分では良好な手切れ性が付与されるが、手切れ性があまりに良すぎるため製袋などの二次加工時に切断しやすいといった問題や、加工速度が遅いため生産性が低いという問題があった。
【０００５】
このように従来の技術では、二軸延伸ポリアミドフィルムの優れた特性および二次加工性を具備しつつ、ノッチ加工などを施さずに手切れ性、すなわち易開封性を付与したフィルムを工業的に安定に供給することが困難な状況にあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ノッチ加工や傷加工を施さずに手切れ性、すなわち易開封性を有する二軸延伸ポリアミドフィルムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題点を解決するために検討を行った結果、結晶性ポリアミド樹脂層に非晶性ポリアミド樹脂層を特定の割合で積層することにより上記課題が解決されることを見いだし、本発明に至った。
すなわち本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）非晶性ポリアミド樹脂層と、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、またはこれらの共重合体から選ばれる１種または２種以上のポリアミドからなる結晶性ポリアミド樹脂層とを少なくとも一層ずつ有する積層ポリアミドフィルムであって、非晶性ポリアミド樹脂層の厚みが、積層ポリアミドフィルム全厚みに対し４０〜９５％であることを特徴とする手切れ性に優れた積層二軸延伸ポリアミドフィルム。
（２）フィルムの端裂抵抗が５〜７０Ｎであり、かつ引張強度が４０〜１７０ＭＰａであることを特徴とする（１）記載の積層二軸延伸ポリアミドフィルム。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において用いられる非晶性ポリアミド樹脂とは、実質的に結晶性を示さないポリアミド樹脂のことを指す。すなわちガラス転移温度から融点までの任意の温度領域においてその樹脂を放置した際に、結晶化度が５％以下の樹脂のことをいう。
【０００９】
このような非晶性ポリアミド樹脂として、例えばテレフタル酸、イソフタル酸などのジカルボン酸類と、ヘキサメチレンジアミン、４，４’−ジアミノ−ジシクロヘキシレンプロパン、イソフォロンジアミンなどのジアミン類との反応によって得られるポリアミド類、および、上記成分にさらにラクタム成分や、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネート成分を共重合させたポリアミド類が挙げられる。
市販の非晶性ポリアミド樹脂としては、ＥＭＳ社製の「グリボリーＸＥ３０３８」（商品名）、三井デュポンポリケミカル社製の「シーラーＰＡ３４２６」（商品名）、三菱エンジニアリングプラスチックス社製の「ノバミッドＸ２１」（商品名）、ＥＭＳ−ＣＨＥＭＩＥ社製の「Ｇｒｉｌａｍｉｄ」（商品名）などが挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【００１０】
本発明において用いられる非晶性ポリアミド樹脂には、必要とされる特性が損なわれない範囲において他の高分子成分が含まれていてもよい。これらの高分子成分は分子論的に相溶であっても、非相溶であっても構わない。
【００１１】
本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムにおいて、非晶性ポリアミド樹脂層以外の層は、結晶性ポリアミド樹脂層によって構成される。結晶性ポリアミド樹脂層を用いることにより、非晶性ポリアミド樹脂層のみによっては得られない耐熱性、力学的特性および良好な延伸性、厚み精度が付与される。
【００１２】
本発明において用いられる結晶性ポリアミド樹脂としては、ε−カプロラクタムの開環重合によって得られるポリアミド６、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の縮重合によって得られるポリアミド６６、１１−アミノウンデカン酸の縮重合によって得られるポリアミド１１、ω−ラウロラクタムの開環重合または１２−アミノドデカン酸の縮重合によって得られるポリアミド１２、またはこれらの共重合体などが挙げられる。中でも、ポリアミド６は好適である。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【００１３】
本発明において用いられる結晶性ポリアミド樹脂には、必要とされる特性が損なわれない範囲において他の高分子成分が含まれていてもよい。これらの高分子成分は分子論的に相溶であっても、非相溶であっても構わない。
【００１４】
本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムは、非晶性ポリアミド樹脂層（Ａ）と結晶性ポリアミド樹脂層（Ｂ）とを少なくとも一層ずつ有することが必要である。積層二軸延伸ポリアミドフィルムの具体的な層構成としては、Ａ／Ｂ、Ｂ／Ａ／Ｂ、をはじめ、Ａ／Ｂ／Ａ、Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ等が挙げられる。好ましい構成としては、Ｂ／Ａ／Ｂが挙げられる。また、本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムには、上記非晶性ポリアミド樹脂層と結晶性ポリアミド樹脂層以外に、層間接着性を付与するために、接着剤層等を積層してもよい。
【００１５】
本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムにおいて、非晶性ポリアミド樹脂層の厚み構成比は、全厚みの４０〜９５％であることが必要であり、６０〜９０％であることが好ましい。ここでいう厚み構成比とは、フィルムの全厚みに対する非晶性ポリアミド樹脂層厚みのパーセンテージのことである。非晶性ポリアミド樹脂層の厚みが全厚みの９５％を超えると、結晶性ポリアミド樹脂層の寄与により得られる耐熱性、力学的特性および良好な延伸性、厚み精度が損なわれるため好ましくない。また非晶性ポリアミド樹脂層の厚みが全厚みの４０％未満の場合、目的とする手切れ性が得られにくくなるため好ましくない。
【００１６】
本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムは、ＪＩＳ Ｃ ２３１８ ６．３．４項に準じて測定されたフィルムの端裂抵抗が５〜７０Ｎ、好ましくは１０〜６０Ｎ、さらに好ましくは１５〜５０Ｎであることが好ましい。端裂抵抗がこれより大きい場合、目的とするフィルムの手切れ性が得られにくくなり、これより小さい場合はフィルムの強度が低すぎ、延伸工程や、スリット、印刷、製袋などの２次加工工程において切断トラブルが発生しやすくなるため好ましくない。
【００１７】
また本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ６７３２に準じて測定されたフィルムの引張強度が４０〜１７０ＭＰａ、好ましくは４０〜１６０ＭＰａ、さらに好ましくは４０〜１５０ＭＰａであることが好ましい。引張強度が１７０ＭＰａより大きい場合は目的とする手切れ性が得られにくくなるか、または手切れ性を改良するためにフィルムを薄くしなければならず、二次加工などにおいてハンドリングが困難となるため好ましくない。また引張強度が４０ＭＰａより小さいと延伸工程や、スリット、印刷、製袋などの２次加工工程において切断トラブルが発生しやすくなるため好ましくない。本発明においては、非晶性ポリアミド樹脂層と結晶性ポリアミド樹脂層の厚み構成比により引張強度をコントロールすることによって、強度と厚みのバランスのよいフィルムを得ることができる。その結果、手切れ性と加工性のバランスに優れたポリアミドフィルムを得ることができる点が本発明の特徴である。
【００１８】
本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムの厚みは特に限定されるものではなく、結果的にフィルムの端裂抵抗が本発明に規定された範囲内にあればよい。通常、５〜５０μｍの範囲であり、好ましくは７〜４０μｍ、さらに好ましくは９〜３０μｍの範囲内が好ましい。フィルムが厚すぎると目的とする手切れ性が得られにくく、薄すぎるとハンドリングが困難となるため好ましくない。
【００１９】
本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムは、本発明の効果を阻害しない範囲で、公知の各種添加剤、例えば他の高分子、スリップ剤、無機フィラー、酸化防止剤、帯電防止剤などを含んでいてもよい。スリップ剤はフィルムのアンチブロッキング性、透明性の観点から平均粒子径０．１〜４μｍの不活性粒子、例えばシリカなどを０．００５〜１．０質量％、好ましくは０．０１〜０．５質量％添加することが好ましい。
【００２０】
本発明の積層ポリアミドフィルムには必要に応じて、他の高分子素材、例えば高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、変性ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、および／またはそれらからなるフィルムを、接着剤層の存在下または非存在下に少なくとも一層以上積層してもよい。積層する方法としてはドライラミネート法、押出ラミネート法、熱ラミネート法など任意の公知の方法が挙げられる。
【００２１】
また、本発明の積層ポリアミドフィルムには必要に応じて、無機膜、例えば二酸化珪素、アルミナ、二酸化亜鉛、またはこれらの混合物などからなる層を積層してもよい。積層する方法としては物理蒸着法、化学蒸着法など任意の公知の方法が挙げられる。
【００２２】
さらに、本発明の積層ポリアミドフィルムには必要に応じて、金属膜、例えばアルミニウムからなる層を積層してもよい。積層する方法として例えば蒸着法、ドライラミネート法など任意の公知の方法が挙げられる。
【００２３】
非晶性ポリアミド樹脂層と結晶性ポリアミド樹脂層とを積層する方法として、複数の押出機等の中で、別々に樹脂を溶融し、ダイス出口から押出して成形した未延伸フィルム同士を加温状態でラミネートする方法が挙げられる。別の方法としては一方の未延伸フィルムの表面に、他方の溶融フィルムを溶融ラミネートする方法が挙げられる。さらに別の方法としては共押出法により積層した状態でダイス出口より押出してフィルムを成形する方法が挙げられる。
【００２４】
次に本発明の積層二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する方法の一例を説明する。非晶性ポリアミド樹脂（Ａ）と結晶性ポリアミド樹脂（Ｂ）をそれぞれ別の２台の押出機に供給、溶融押出しし、複合アダプターを通過させ、２種２層（Ａ／Ｂ）または２種３層（Ｂ／Ａ／Ｂ）としてＴダイのダイオリフィスからシート状に押出し吐出する。ダイオリフィスから吐出された軟化状態にあるシートは、冷却ドラムに密着して巻きつけられて冷却される。続いて、得られた未延伸シートをＡ、Ｂのガラス転移温度以上、（Ａの融点−１０℃）以下の温度で、通常、縦横それぞれ３．０〜５．０倍の延伸倍率で二軸延伸する。この際、未延伸フィルムを絶乾状態で延伸してもよいし、１０質量％以下に吸水させてから延伸してもよい。
二軸延伸されたフィルムは、続いて、結晶性ポリアミド樹脂層の融点以下の温度で熱処理される。熱処理温度が高すぎるとフィルムが溶断するため好ましくない。
なお、二軸延伸方法としては、テンター同時二軸延伸法、ロールとテンターによる逐次二軸延伸方法、あるいはチューブラー法のいずれでもよい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
なお、実施例及び比較例の評価に用いた測定方法は、次の通りである。
〔端裂抵抗の測定〕
端裂抵抗は、ＪＩＳ Ｃ ２３１８ ６．３．４項に準じ、フィルムのＭＤ方向について測定した。
〔引張強度の測定〕
引張強度はＪＩＳ Ｋ ６７３２に準じ、フィルムのＭＤ方向について測定した。
〔手切れ性の評価〕
１００ｍｍ角に切り出されたフィルムサンプルの端部を両手で引き裂くことによりフィルムのハンドカット性能を３段階で評価した。容易に手で引き裂けたものを○、やや抵抗が高かったが引き裂きは可能なものを△、手で引き裂くのが非常に困難であったものを×とした。
【００２６】
実施例１〜５、比較例１〜３
非晶性ポリアミド樹脂層を構成する樹脂（Ａ）として、ＥＭＳ−ＣＨＥＭＩＥ社製Ｇｒｉｖｏｒｙ Ｇ２１（商品名）（ガラス転移点１２５℃、融点無し）を、また結晶性ポリアミド樹脂層を構成する樹脂（Ｂ）として、平均粒子径３μｍの無定形シリカ粒子を８００ｐｐｍ含むユニチカ社製ナイロン６（Ａ１０３０ＢＲＦ、ガラス転移温度４０℃、融点２２４℃）を各々２４０℃の温度で別々の押出機により溶融した。この溶融体を複合アダプターで合流させた後にＴダイより押出し、静電ピニング法により冷却ドラムで急冷して、Ｂ／Ａ／Ｂ構成の３層の未延伸積層フィルムを得た。この時、最終的なポリアミドフィルムにおいて（Ａ）と（Ｂ）の厚み構成が表１の割合になるように各押出機の吐出量を調整した。
得られた未延伸積層フィルムを５０℃の吸水槽中で２分間吸水処理した後、テンター同時二軸延伸機に供給し、延伸温度１７０℃で縦３．０倍、横３．３倍に同時二軸延伸した。続いて温度２１０℃で熱処理、さらに室温まで冷却後巻き取り機にてロール状に巻き取り、積層二軸延伸ポリアミドフィルムを作製した。得られたフィルムの評価結果を表１に示した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
実施例１〜５では、手切れ性に優れたフィルムが得られたのに対し、非晶性ポリアミド樹脂層の厚み比率が４０％以下である比較例１〜３のフィルムは手切れ性に劣り、手で引き裂くのが非常に困難であった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明においては、非晶性ポリアミド樹脂層と結晶性ポリアミド樹脂層の厚み構成比により引張強度をコントロールすることができ、強度と厚みのバランスのよいフィルムを得ることができる。その結果、手切れ性と加工性のバランスに優れたポリアミドフィルムを得ることができる。本発明によれば、食品をはじめとする、医薬品、日用品、コスメティックスなどの包装材料として有用な手切れ性に優れたフィルムを工業的かつ容易に提供することが可能である。

Claims (2)

1. 非晶性ポリアミド樹脂層と、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、またはこれらの共重合体から選ばれる１種または２種以上のポリアミドからなる結晶性ポリアミド樹脂層とを少なくとも一層ずつ有する積層ポリアミドフィルムであって、非晶性ポリアミド樹脂層の厚みが、積層ポリアミドフィルム全厚みに対し４０〜９５％であることを特徴とする手切れ性に優れた積層二軸延伸ポリアミドフィルム。
2. フィルムの端裂抵抗が５〜７０Ｎであり、かつ引張強度が４０〜１７０ＭＰａであることを特徴とする請求項１記載の積層二軸延伸ポリアミドフィルム。