JP4726353B2

JP4726353B2 - ポリアミド系同時二軸延伸積層フィルムの製造方法

Info

Publication number: JP4726353B2
Application number: JP2001250230A
Authority: JP
Inventors: 淳一田中; 哲夫松本
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2021-08-21
Also published as: JP2003053833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアミド系同時二軸延伸積層フィルムを製造する方法に関するものであり、同時二軸延伸するに先立っておこなう調湿処理工程において、フィルムの巾方向の中央部と端部とでフィルムの構造が異なることに起因して生じる、フィルム端部の波うち状タルミ現象を解消し、延伸機のクリップの掴み不良に起因する操業トラブルを防止する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアミドフィルムとエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物（ＥＶＯＨ）フィルムとからなる積層フィルムは、ポリアミドフィルムの優れた耐ピンホール性、透明性、寸法安定性と、ＥＶＯＨフィルムの優れたガスバリア性を併せ持ち、食品、医薬品などの包装材料として幅広く用いられている。
【０００３】
しかし、前記積層フィルムは、高価なＥＶＯＨを使用することに加え、製造する際に発生する副製品を粉砕・ペレット化して原料として再生しようとした場合、これを溶融すると、ポリアミドとＥＶＯＨとが反応し、著しい増粘やゲルが発生することから、原料としてリサイクル使用することが難しく、原料コストが高くなる。
【０００４】
また、二軸延伸フィルムの製造において、延伸機クリップに把持されて製品にならない端部（耳部）が必ず発生し、この耳部が副製品に占める割合は大きい。通常、ポリアミド単層フィルム等の場合、この耳部は、特殊コート処理を施している場合などを除いては、再度ペレット化し、押出機に再投入するなどリサイクル使用されている。
【０００５】
積層フィルムの耳部のリサイクルの問題を解決する手段のひとつとして、積層未延伸フィルムをマルチマニホールド法等にて製膜する方法において、ＥＶＯＨの流路端部に遮蔽版を挿入し、耳部にＥＶＯＨを積層させないエッジエンカプシュレーション処理技術がある。この技術を駆使すれば、図１に示すように、耳部はポリアミド１００％の単層となり、耳部のリサイクル処理が可能となる。
【０００６】
しかし、この技術により得られた未延伸フィルムを、同時二軸延伸に先立ち調湿処理を施した場合、ポリアミド単層とした耳部とＥＶＯＨを含む３層部とでは調湿処理に伴うフィルムの伸び率が異なるため、すなわち、耳部の伸びが大きく、ＥＶＯＨが存在する３層部の伸びが小さいため、伸びの大きい耳部に、波うち状タルミ現象（以下ワカメと略称する）が生じ、フィルム端部の平面性が損なわれるという問題がある。これにより、調湿処理槽内で走行中のフィルムにシワが発生しやすく、フィルムの蛇行により延伸機への供給が困難になったり、ワカメの程度が悪くなると延伸機クリップの掴み不良によるフィルム切断が生じるなど、操業性が悪化する。
【０００７】
一方、調湿処理をおこなわず同時二軸延伸を施すという延伸方法も可能である。しかし、この方法を用いる場合、ポリアミドの結晶化を抑えるため、低温で延伸をおこなう必要があり、その結果、延伸機でのボーイング量の増大のため、延伸フィルムの巾方向の物性の均一性が損なわれるという欠点があり、用途が制限される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記のような問題点を解決しようというものであり、フィルム巾方向の中央部を複層構造、両端部を単層構造としたポリアミド系積層フィルムの製造時において、調湿処理時に端部平面性の悪化に伴うシワの発生や延伸切断の増加を抑制するポリアミド系積層フィルムの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討した結果、調湿処理時に特定の条件を用いることにより、前記課題が解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、フィルム巾方向の中央部が複層構造であり、両端部が単層構造であるポリアミド系同時二軸延伸積層フィルムを製造する方法において、エッジエンカプシュレーション処理技術により得られたポリアミド単層の耳部とエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物を内層として含む３層部を有する未延伸フィルムを４５〜５３℃で、縦方向に３〜７％の範囲で延伸しながら調湿処理した後、同時二軸延伸することを特徴とするポリアミド系同時二軸延伸積層フィルムの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリアミドとは、その分子内にアミド結合（−ＣＯＮＨ−）を有する線状高分子化合物であり、ナイロン６（ポリε−カプラミド）を主とするが、必要に応じて、ナイロン６６（ポリヘキサメチレンアジパミド）、ナイロン６１０（ポリヘキサメチレンセバカミド）などをブレンドしてもよい。
【００１１】
本発明におけるＥＶＯＨとしては、エチレン成分の含有率が２５〜３５モル％であり、また、酢酸ビニルのけん化度が９６モル％以上、好ましくは９９モル％以上のものが、ガスバリア性や強度が優れている点で好ましい。エチレン含有率が２５モル％未満ではゲルが生成しやすく、また３５モル％を超えると得られるフィルムのガスバリア性等の特性が低下し、好ましくない。
【００１２】
エッジエンカプシュレーション処理をおこなう場合、ＥＶＯＨとポリアミドの溶融張力の差を極力少なくすることが好ましく、原料の溶融粘度あるいは押出機の設定温度などで調整する。両者の溶融張力の差が大きいと巾方向に均一な厚みの未延伸フィルムが得られ難くなり、前述した調湿処理槽でのワカメの程度を悪化させたり、端部製品の厚みの悪化を招く。
【００１３】
本発明において、未延伸フィルムの製膜方法としては、溶融した数種の樹脂をダイス中にて多層構造に重ね合わせて押し出すマルチマニホールド法等が挙げられる。エッジエンカプシュレーション処理をおこなう場合、ポリアミドとＥＶＯＨが合流する直前のＥＶＯＨ流路の端部に完全にＥＶＯＨを遮断するための部材（エンドダム）を挿入する。エンドダムの巾は押出す樹脂の溶融張力やポリアミド単層部の延伸状態に応じて適宜選択すればよい。
ダイスより共押出した樹脂を、冷却ロール上で急冷することにより積層未延伸フィルムが得られる。
【００１４】
つぎに、得られた未延伸フィルムを温水処理槽に導き調湿処理を施すが、温水の温度としては４５℃以上５３℃以下の温度範囲とする必要がある。４５℃未満の場合、ポリアミド単層部と複層部の調湿伸び率の差が小さくワカメの程度は軽減するものの、吸水率の低下に伴い、同時二軸延伸性が悪化しフィルム切断トラブルが増加する。また厚みムラに起因するフィルム白濁が生じやすくなる。
一方、温水温度が５３℃を超えると逆にポリアミド単層部と複層部の吸水伸び率の差が大きくなり、ポリアミド単層部のワカメが悪化し、温水処理槽内でのシワの発生による蛇行トラブル、シワの部分の水切り不良や延伸機クリップの掴み不良によるフィルム切断などが発生しやすくなる。
調湿処理時間はフィルムの厚みと、とりわけポリアミド樹脂層の厚みによって異なるが３０秒から１２０秒の範囲で調節することが好ましい。
【００１５】
さらに調湿処理条件として、温水処理槽内のロール周速比を調節し、走行フィルムを縦方向に延伸倍率３％〜７％の範囲で延伸する必要がある。
延伸倍率３％未満の場合、ワカメの改善は充分図れない。また吸水伸び率が延伸倍率を上回る場合、未延伸フィルムがたるんで蛇行したり、シワが入ったりして操業性が悪化する。一方、延伸倍率が７％を超えると同時二軸延伸でのフィルム切断が生じやすくなる。なお、ワカメの改善効果はフィルムの厚み構成によって適正倍率が異なってくる。
【００１６】
【実施例】
次に本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。
なお、実施例および比較例に用いた原料および評価方法は次のとおりである。
【００１７】
（１）評価方法
（温水槽走行性）
温水槽を通るフィルムの状態を観察し、シワ、蛇行等の発生を目視にて観察した。
○：シワ、蛇行の発生なし
△：若干のシワ、蛇行の発生あり
×：シワ、蛇行により同時二軸延伸機へ供給困難
（ワカメ（波うち状タルミ現象）外観）
温水槽出口にて走行する未延伸フィルムの端部ワカメの状態を目視にて観察した。
○：ワカメなし
△：ワカメやや発現
×：強ワカメ発現
（掴み不良切断回数）
４８時間の運転において、延伸機クリップの掴み不良に起因するフィルム切断回数を調査した。
（その他の切断回数）
４８時間の運転において、延伸機クリップの掴み不良に起因する以外のフィルム切断回数を調査した。
（フィルム白濁）
同時二軸延伸後のフィルム外観から白濁の有無を調査した。
【００１８】
（２）原料
ポリ−ε−カプラミド（ナイロン６）：ユニチカ社製Ａ１０３０ＢＲＦ
ＥＶＯＨ：クラレ社製エバールＥＰ−Ｆ１０３Ｂ
【００１９】
実施例１〜５
２種３層用共押出Ｔダイを用いて、第１押出機よりナイロン６を２５０℃で押出し（Ｙ層）、第２押出機よりＥＶＯＨを、温度２１５℃で（Ｘ層）押出し、マルチマニホールドタイプのダイスにてＹ／Ｘ／Ｙの順に積層したシートを、表面温度１８℃に温調した冷却ドラム上に密着させて急冷し、各層の厚みがＹ／Ｘ／Ｙ＝５０／５０／５０μｍで総厚み１５０μｍの未延伸フィルムを得た。なお、エッジエンカプシュレーション処理により得られた未延伸フィルムの断面を模式的に示すと図１のような構成である。
次に、未延伸フィルムを温水槽に導き、表１に示した温度、延伸倍率で５０秒間調湿処理を施した。
その後、１３０ｍ／ｍｉｎの速度で温度１８０℃の予熱ゾーンを通過させた後、温度１７５℃で、縦方向に３．０倍、横方向に３．３倍で同時二軸延伸し、次いで熱処理２１０℃に調整した熱処理ゾーンにおいて横方向に５％の弛緩処理を施し、厚み１５μｍの二軸延伸積層フィルムを得た。
表１に示したように、実施例１〜５の条件ではワカメの発現を抑制でき、温水槽内でのシワの発生や蛇行も発生せず、安定した操業状態であった。
【００２０】
比較例１
温水槽内での延伸倍率を下げた以外は実施例１と同様に実施した。ワカメの発現が抑制できず、温水槽内でのフィルムの蛇行も見られた。結果、延伸機のクリップへの掴み不良による延伸切断が発生しやすくなった。
【００２１】
比較例２
温水槽内での延伸倍率を上げた以外は実施例１と同様に実施した。ワカメの発現は抑制でき、掴み不良による切断は発生しなかったが、温水槽内での引っ張りすぎによる微細なシワが発生しやすく、シワ部分の水切り不良部等や、その他、フィルムの微細欠点による延伸切断が多発した。
【００２２】
比較例３
温水の温度を下げた以外は実施例１と同様に実施した。吸水伸び率の低下にともない温水槽内で引張り気味によるシワが発生しやすくなるもののワカメの発現は全くなかった。しかしながら同時二軸延伸後のフィルムが白濁し、商品価値がないため、操業安定性の評価は実施しなかった。
【００２３】
比較例４
温水の温度を上げた以外は実施例１と同様に実施した。ワカメの程度が悪化し、温水槽内で著しいシワ入りと蛇行が発生した。
【００２４】
比較例５
温水の温度を上げ、延伸倍率を上げた以外は実施例１と同様に実施した。比較例４に比べ、やや改善でき、同時二軸延伸機への供給が可能となったが、延伸切断が多発した。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリアミド系積層フィルムの中央部を複層構造、両端部を単層構造とした、同時二軸延伸フィルムを製造するに際し、先立っておこなう調湿処理時に問題となる端部平面性の悪化に伴うシワの発生や延伸切断の増加を抑制でき、同時二軸延伸フィルムの製造が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エッジエンカプシュレーション処理により得られた未延伸フィルムの断面を模式的に示した図である。

Claims

フィルム巾方向の中央部が複層構造であり、両端部が単層構造であるポリアミド系同時二軸延伸積層フィルムを製造する方法において、エッジエンカプシュレーション処理技術により得られたポリアミド単層の耳部とエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物を内層として含む３層部を有する未延伸フィルムを４５〜５３℃で、縦方向に３〜７％の範囲で延伸しながら調湿処理した後、同時二軸延伸することを特徴とするポリアミド系同時二軸延伸積層フィルムの製造方法。
フィルム巾方向の中央部の複層構造が、Ｙ／Ｘ／Ｙからなる３層構造であることを特徴とする請求項１記載のポリアミド系同時二軸延伸積層フィルムの製造方法。ただし、Ｙは脂肪族ポリアミド、Ｘはエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物である。