JP4104423B2

JP4104423B2 - 二軸延伸ポリアミドフイルム

Info

Publication number: JP4104423B2
Application number: JP2002312988A
Authority: JP
Inventors: 俊史坂本; 敏之藤井; 久志小城
Original assignee: Kohjin Holdings Co Ltd
Current assignee: Kohjin Holdings Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP2004149555A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、高湿下及び高温下における滑り性が優れているとともに、吸湿寸法変化及びフィルムの縦方向（以下、ＭＤと略記する。）のクリープ変形率の小さい二軸延伸ポリアミドフイルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二軸延伸ポリアミドフイルムは、ガスバリア性、強靱性、耐ピンホール性、耐熱性等の諸特性が優れているために、包装用フイルム、特に食品包装用分野を中心に、単層フイルムあるいはラミネートフイルムの基材として、また、他樹脂との共押出による多層フイルムの構成基材として使用されている。近年、特にレトルト食品包装用フイルムとしての需要が増加している。
しかしながら、ポリアミドフィルムは吸湿性が大きいことより、吸湿によるフイルム特性の変化が発現する。例えば、吸湿によりフィルムの滑り性及び剛性の低下が認められる。
吸湿はポリアミドフイルムの非晶領域で発生するため、フイルムの結晶化度を上げるようにフイルム製造条件、すなわち延伸前のベースフイルム成形条件、延伸条件、熱処理条件等の条件を選択することによって改善は認められるものの、製造条件だけでは限界がある。
【０００３】
一方、ポリアミドフィルムは吸湿により耐ピンホール性、耐衝撃強度が向上するように、その特性により、水物あるいは液体包装用にも使用されているが、ポリアミドフィルムの吸湿による寸法変化は、吸湿によるシワ発生或いは、ポリアミドフイルム印刷加工時の吸湿或いは脱湿からくる寸法変化が原因となって発生する印刷見当ズレ等のトラブルを引き起こす。
更に、高湿下での滑り性向上、並びに印刷及びラミ工程におけるＭＤのクリープ変形率の低減が強く望まれることとなる。
【０００４】
従来、ポリアミドフイルムの滑り性を改善させるためには、不活性無機粒子（例えば、シリカ、カオリン、タルク等）を配合することが一般的であり、その配合量を増やすことあるいは粒径を調整することにより、滑り性を向上させることができる。
しかし、これらの配合量を増やすことによって、滑り性は向上するものの、フイルムの透明性を大きく低下させるとともにダイリップ出口に発生する樹脂熱劣化物、いわゆる目ヤニの発生周期が短くなる傾向がある。
【０００５】
ポリアミドフイルムを基材として、他のフイルム例えばポリエチレン等とラミネート加工する際、ＭＤへの伸びが発生する傾向にあり、製袋等のピッチを一定にするには、ＭＤ伸びのトラブルを回避させることが必要である。
ＭＤに於けるクリープ変形率の改善に関しては、延伸倍率を大きくする方法等が有効であるが、延伸倍率を大きくすると延伸工程が不安定になる傾向があり、フイルム破断などのトラブルが増加する。また、延伸倍率に関してはおのずと限界がある。
【０００６】
一方、層状珪酸塩を含有したポリアミド樹脂からなる二軸延伸ポリアミドフイルムが種々知られており、ガスバリヤー性、滑り性、剛性等が改善されることが報告されている（例えば、特開平２−１０５８５６号公報、同４−８０２５９号公報、同４−１１０３４７号公報、同８−５３５７３号公報、同８−３１９４１７号公報、同１１−１８１２７８号公報、同１１−２２８８１７号公報、等）。
しかしながら、層状珪酸塩の配合量を増やすほど、滑り性が向上し、吸湿寸法変化も小さくなる傾向が認められるものの、配合量を増やすことによってフイルムの透明性が低下するとともに、フイルムの剛性が著しく増大し延伸時における延伸性の低下、あるいはフイルムの耐屈曲特性（ゲルボ特性)の低下等の問題が発生する。
【０００７】
また、層状珪酸塩を含む強化ポリアミド樹脂と非強化ポリアミド樹脂とからなる樹脂組成物の報告もある（特開平１１−７１５１７号公報）が、射出成形用等の組成物であるとともに、製造工程が煩雑となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−７１５１７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、食品包装用、特に水物等の包装に好適な、高湿下及び高温下で優れた滑り性を有し、吸湿寸法変化及びＭＤのクリープ変形率の小さい二軸延伸ポリアミドフイルムを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる課題を解決するため研究の結果、ポリアミド樹脂に層状珪酸塩であるモンモリロナイトと不活性無機粒子を同時に配合することにより、これらモンモリロナイトと不活性無機粒子の相乗効果により、課題を解決できることを見いだし、本発明に到達した。
すなわち本発明は
（１）ナイロン６（ポリアミド６）樹脂１００重量部にモンモリロナイトを０．２５〜１．０重量部の範囲で分子状に均一に分散すると共に、シリカを０．０５〜０．５０重量部の範囲で含有するポリアミド樹脂組成物を縦方向横方向共に１．５倍以上チューブラー法により延伸したフィルムであって、２０℃９０％ＲＨでの表面未処理面同士の静摩擦係数が１．０以下、１００℃での表面未処理面同士の静摩擦係数が１．５以下、厚さ２５μｍのフィルムで測定して、吸湿寸法変化が０．４２％以下及びフィルムの縦方向のクリープ変化率が１．０４％以下であることを特徴とする二軸延伸ポリアミドフィルム、
を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いられるポリアミド樹脂は、分子中に酸アミド結合を有するものであり、脂肪族系ポリアミド樹脂、芳香族系ポリアミド樹脂あるいはこれらの混合物のいずれでもよい。
【００１２】
本発明において、ポリアミド樹脂にはモンモリロナイト及び不活性無機粒子が配合される。
モンモリロナイトの配合量は、ポリアミド樹脂１００重量部に対して０．２５〜１．０重量部であり、配合量が０．２５％未満であると滑り性、寸法安定性等に劣り、一方、１．０重量部を越えると延伸持続性に劣るほか、フィルムの透明性（ヘーズ）を低下させるとともにフィルムの剛性を増大させるため好ましくない。
モンモリロナイトは、ポリアミド樹脂中に分子状に均一に分散していることが必要であるが、その状態であれば、配合方法は、ポリアミド樹脂の製造時に添加する方法、ポリアミド樹脂に添加混合する方法等のいずれでもよい。
【００１３】
本発明で用いられる不活性無機粒子としては、シリカであり、これらは表面処理がなされているものでもよい。不活性無機粒子の配合量は、ポリアミド樹脂１００重量部に対して０．０５〜０．５０重量部である。
配合量が０．０５重量部未満であると滑り性が十分ではなく、また、０．５０重量部を超えるとフイルムの透明性（ヘーズ）を低下させるので好ましくない。
【００１４】
本発明の二軸延伸ポリアミドフィルムは、上記ポリアミド樹脂組成物を縦横方向共に１．５倍以上チューブラー法により延伸した、２０℃９０％ＲＨでの表面未処理面同士の静摩擦係数が１．０以下、１００℃での表面未処理面同士の静摩擦係数が１．５以下のものである。
ポリアミドフィルムは、印刷時の半調性向上及びラミ接着性向上のため、一般的に片面にコロナ処理が行われている。コロナ処理面はシーラントフィルムと貼り合わせるため、ラミネート後はポリアミド性能が重要となる。
静摩擦係数はフィルムが滑り始めるときの摩擦係数であり、動摩擦係数はフィルムが滑り始めてからの摩擦係数を示す。
ポリアミドフィルムは、通常ラミネート加工及び製袋加工されて袋製品として使用される場合が多く、その製袋時においてはヒートシール加工のためにラミネートフィルムが間欠的に移送されることになり、基材であるポリアミドフィルムの滑り性、特に移送時の滑り始めの摩擦係数である静摩擦係数が低いことが重要となる。
また、製袋品の充填工程においても、袋製品同士の滑り性が悪いと、充填前の製袋品の二重取り等のトラブルが発生しやすく、これらのトラブルを防止するには、ポリアミドフィルム面同士の静摩擦係数が低いことが望まれる。
更に、ラミネートフィルムを供給して充填する、例えばコンニャク・餅などの袋詰め（充填）工程では、高湿下の環境にあることが多く、ポリアミドフィルムの滑りが悪いと製袋時のカットピッチ不良等の問題が発生する。
【００１５】
本発明の二軸延伸ポリアミドフィルムは、チューブラー法により製造することができる。
また、ポリアミド樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、滑剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、透明改良剤などを配合できる。
【００１６】
本発明の特徴は、モンモリロナイトと不活性無機粒子を併用する点にある。
本発明者等は、層状珪酸塩であるモンモリロナイトにより結晶化度の向上、吸湿の減少・阻害、剛性の向上による吸湿寸法変化及びＭＤのクリープ変形率が小さくなると共に、フィルム中に微細分散したモンモリロナイトが表面に多数露出し、また、分散したモンモリロナイトの上に不活性無機粒子が位置することによりフィルム表面により多くの不活性無機粒子が露出するという相乗効果により、滑り性が向上したものと推察している。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例によって、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、実施例に於けるフイルム特性の測定法は以下の通りである。
▲１▼透明性
ＪＩＳＫ７１０５に準じてフイルムの曇価(ヘーズ)を測定した。
▲２▼滑り性
ＡＳＴＭＤ１８９４に準じて、２３℃、６５％ＲＨの雰囲気下で静摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。
▲３▼高湿下の滑り性
温度を２０℃、相対湿度を９０%とした以外は、ＡＳＴＭＤ１８９４に準じて静摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。
▲４▼高温下の滑り性
ＡＳＴＭＤ１８９４で規定された図１ー（ｄ)に相当する測定器を用い、移動テーブルを加温することが出来る機能を付加して使用した。
試料（フィルム）をＭＤ９５ｍｍ×ＴＤ４５ｍｍにカットしスレッドに貼り付ける。２３℃±２℃、５０±５％ＲＨの環境下に測定器を設置し、移動テーブルの温度を１００℃±１℃に昇温した後、以下の条件下で、測定を行う。
スレッド：１００ｇ
ヘッドスピード：１５０ｍｍ／ｍｉｎ
チャートスピード：２００ｍｍ／ｍｉｎ
測定後、ＡＳＴＭＤ１８９４に準じて算出する。
▲５▼吸湿寸法変化
試料（フィルム）をＭＤ２００ｍｍ×ＴＤ２００ｍｍにカットする。これを２０℃４０％ＲＨで２４時間調湿を行い、ＭＤ及びＴＤの寸法を測定し、この寸法を原寸Ａとする。
試料を２０℃９０％ＲＨで、再度、２時間調湿し、調湿後ＭＤ及びＴＤの寸法を測定し、この寸法をＢとする。
数１により、寸法変化（吸湿による伸びの割合）を算出する。
【００１８】
【数１】

【００１９】
▲６▼クリープ変形率
試料（フィルム）を３００ｍｍ×５０ｍｍにカットし、２５０ｍｍ巾に基線をマジックでで入れる。（測定方向の長さを３００ｍｍとする。）
２３℃、５０％ＲＨで２時間調湿し、基線間の距離を測定する。この長さを原寸Ａとする。
試料の両端をクリップで挟み、垂直方向に吊り下げ１０００ｇの荷重をかけ、９０℃のオーブンに６０秒間放置する。荷重を除き、素早く基線間の距離を測定し、この長さをＢとする。
数２により、クリープ変形率を算出する。
【００２０】
【数２】

【００２１】
延伸性の評価試験
ポリアミド樹脂（宇部興産製、１０２４Ｂ）と、ポリアミド樹脂１００重量部に対しモンモリロナイトが１．７０重量部分子状に均一に分散したポリアミド樹脂（宇部興産製、１０２２Ｃ２）とを、表１に記載の各モンモリロナイト含有量になるように混合調整した。
このポリアミド樹脂組成物を押出機にてシリンダー温度２６０℃の条件で押し出し、チューブラー法により縦横共に３．０倍の延伸倍率で同時二軸延伸を行った。
結果を表１に表す。
モンモリロナイトの配合量が１．１重量％では延伸持続性が劣り、特に１．５重量％の場合、延伸バブルの内圧が異常に高くなり、延伸持続性が著しく低下した。
このことより、テューブラー法では、モンモリロナイトの配合量が１重量％以下が好ましいことが分かる。
【００２２】
【表１】

【００２３】
実施例１
モンモリロナイトがポリアミド樹脂１００重量部に対し０．２５重量部分子状に均一に分散し、更に滑り剤として二酸化珪素（シリカ）を０．１重量部配合したポリアミド樹脂組成物（宇部興産製、１０２４ＦＤＸ２１）を、押出機にてシリンダー温度２６０℃の条件で押し出し、チューブラー法により、縦横の各延伸倍率３．０倍で同時二軸延伸し、更に２００℃で熱処理を行い、厚さ１５μｍの二軸延伸ポリアミドフィルムを得た。
このフィルムについて各特性を測定した。結果を表２に示す。
なお、使用したポリアミド樹脂組成物（１０２４ＦＤＸ２１）に含有されているモンモリロナイトの層間距離をＸ線解析した結果、十分に分散していることを確認した。
【００２４】
実施例２
実施例１において、得られる二軸延伸ポリアミドフィルムの厚みが２５μｍとなるようにした以外は実施例１と同様に実施し、厚さ２５μｍの二軸延伸ポリアミドフィルムを製造した。
このフィルムについて各特性を測定した。結果を表３に示す。
【００２５】
実施例３
実施例１において、ポリアミド樹脂組成物として、モンモリロナイトの配合量をポリアミド樹脂１００重量部に対し０．５０重量部、シリカの配合量をポリアミド樹脂１００重量部に対して０．１重量部としたポリアミド樹脂組成物（宇部興産製、１０２４ＦＤＸ２１）を用い、かつ、得られるフィルムの厚みを２５μｍとした以外は実施例１と同様に実施し、厚さ２５μｍの二軸延伸ポリアミドフィルムを製造した。
このフィルムについて各特性を測定した。結果を表３に示す。
なお、使用したポリアミド樹脂組成物（１０２４ＦＤＸ２２）に含有されているモンモリロナイトの層間距離をＸ線解析した結果、十分に分散していることを確認した。
【００２６】
比較例１
実施例１において、ポリアミド樹脂組成物として、モンモリロナイトを配合していない樹脂組成物（宇部興産製、１０２４ＦＤＸ８）を用いた以外は、実施例１と同様に実施し、二軸延伸フイルムを製造した。
このフィルムについて各特性を測定した。結果を表２に示す。
【００２７】
比較例２
比較例１において、得られる二軸延伸ポリアミドフィルムの厚みが２５μｍとなるようにした以外は比較例１と同様に実施し、二軸延伸ポリアミドフィルムを製造した。
このフィルムについて各特性を測定した。結果を表３に示す。
【００２８】
比較例３
実施例１において、ポリアミド樹脂組成物として、モンモリロナイトを配合することなく、かつ、シリカの配合量をポリアミド１００重量部に対し０．６重量部としたポリアミド６（分子量２４，０００）を用いた以外は実施例１と同様に実施し、二軸延伸フィルムを製造した。
このフィルムについて各特性を測定した。結果を表２に示す。
【００２９】
比較例４
ポリアミド樹脂（宇部興産製、１０２４Ｂ）と、ポリアミド樹脂１００重量部に対しモンモリロナイト１．７重量部を分子状に均一に分散したポリアミド樹脂（宇部興産製、１０２２Ｃ２）とを混合し、モンモリロナイトの配合量が０．５重量部となるように調整したポリアミド樹脂組成物を用い、他は実施例１と同様に実施し、二軸延伸フィルムを製造した。
このフィルムについて各特性を測定した。結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】

【００３１】
表２（二軸延伸ポリアミドフイルム１５μｍ）から、モンモリロナイト配合品（実施例１）は未配合品（比較例１）と比較し、
▲１▼ヘーズ(フイルムの曇価)は若干の悪化が見られるが、十分実用範囲内である。
▲２▼表面未処理面同士の摩擦係数は、高湿下摩擦及びホットスリップを含めて滑り性の改善が顕著である。
▲３▼ＭＤでの吸湿による寸法変化が大巾に低下している。
▲４▼ＭＤのクリープ変形率も改善される。
ことが分かる。
又、シリカ配合量が多くなると（比較例３）、ヘーズの増大が顕著となり、一方、シリカ無配合（比較例４）では、高湿下に於ける摩擦係数の改善が困難であることが分かる。
【００３２】
【表３】

【００３３】
表３（二軸延伸ポリアミドフイルム２５μｍ）から、モンモリロナイト配合品（実施例２、３）は未配合品（比較例２）と比較し、
▲１▼ヘーズ(フイルムの曇価)は若干の悪化がみられるが、十分実用範囲内である。
▲２▼表面未処理面同士の高湿下摩擦及びホットスリップの滑り性の改善が顕著である。
▲３▼ＭＤでの吸湿による寸法変化はかなりの改善が見られる。
▲４▼ＭＤのクリープ変形率も改善される。
ことが分かる。
【００３４】
本発明の二軸延伸ポリアミドフィルムは、チューブラー法において良好な延伸持続性で得られ、高湿下及び高温下の滑り性に特に優れまた、吸湿寸法変化並びにＭＤに於けるクリープ変形率が小さく、食品包装用、特に水物等の包装材料として良好な加工性を示し実用上極めて有用である。

Claims

ナイロン６（ポリアミド６）樹脂１００重量部にモンモリロナイトを０．２５〜１．０重量部の範囲で分子状に均一に分散すると共に、シリカを０．０５〜０．５０重量部の範囲で含有するポリアミド樹脂組成物を縦方向横方向共に１．５倍以上チューブラー法により延伸したフィルムであって、２０℃９０％ＲＨでの表面未処理面同士の静摩擦係数が１．０以下、１００℃での表面未処理面同士の静摩擦係数が１．５以下、厚さ２５μｍのフィルムで測定して、吸湿寸法変化が０．４２％以下及びフィルムの縦方向のクリープ変化率が１．０４％以下であることを特徴とする二軸延伸ポリアミドフィルム。