JP5409383B2 - 塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
ポリアミドフィルムからサンプルを採取し、このサンプルを秤量瓶に入れた後、乾燥し、乾燥前後の質量変化から算出した。なお、ポリアミドフィルムに塩化ビニリデン系共重合体混合物層が形成されている場合には、テトラヒドロフラン(THF)を含浸させた脱脂綿にてこの層を拭き取り除去して評価に供した。
ポリアミドフィルムからサンプルを採取し、このサンプルを5×5mm程度の大きさに切り取り、25℃に管理された恒温水槽にn−ヘプタンと四塩化炭素からなる密度勾配管を作成し、試験片を投入して24時間後の読み取り密度dを測定した。ナイロン6の非晶密度1.10および結晶密度1.23を用いて、次の式により算出した。
なお、ポリアミドフィルムに塩化ビニリデン系共重合体混合物層が形成されている場合は、THFを含浸させた脱脂綿にてこの層を拭き取って除去して評価に供した。
示差走査熱量測定計(DSC:PERKIN ELMER社製 DSC−60)を用いて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスの乾燥皮膜2mgを一定速度(10℃/分)で室温から230℃まで昇温した時に得られるチャートの吸熱ピークの頂点から求めた。
基材フィルムであるポリアミドフィルムと塩化ビニリデン系共重合体混合物層との密着性の評価は、以下の方法でサンプルを作成したうえで行った。まず、サンプルフィルムにおける塩化ビニリデン系共重合体混合物層の表面にグラビアロールにて乾燥塗布量が3.0g/m2となるように一般・ボイル用途向けのドライラミネート接着剤(DIC社製 ディックドライ LX401S/SP60)を塗布し、その後に80℃で熱処理を行った。そして、熱処理後のフィルムにおける塩化ビニリデン系共重合体混合物層の表面に、未延伸ポリプロピレンフィルム(東セロ社製、RXC−21、50μm)を、80℃に加熱した金属ロール上で490kPaのニップ圧力でドライラミネートした。さらに接着剤推奨のエージングを施して、ラミネートフィルムを得た。
B:2.5N/cm以上、3N/cm未満
C:2.0N/cm以上、2.5N/cm未満
D:2.0N/cm未満
実用的には2N/cm以上あれば問題なく使用できるが、2.5N/cm以上あればより好ましく、3N/cm以上あれば最も好ましい。
(5)ガスバリア性
酸素ガスバリア性は、モコン社製の酸素バリア測定器(OX−TRAN 2/20)を用いて、温度20℃、相対湿度85%の雰囲気下におけるコーティング二軸延伸フィルムの酸素透過度を測定することで、次のように評価した。
B:70ml/m2・d・MPa以上、90ml/m2・d・MPa未満
C:90ml/m2・d・MPa以上、110ml/m2・d・MPa未満
D:110ml/m2・d・MPa以上
実用的には110ml/m2・d・MPa未満であれば問題なく使用できるが、90ml/m2・d・MPa未満であればより好ましく、70ml/m2・d・MPa未満であれば最も好ましい。
熱固定処理の後に冷却ゾーン通過した直後の2枚の塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムを用い、これらのポリアミドフィルムの塩化ビニリデン系共重合体混合物層同士を重ね合わせ、荷重30kg/10×10cm2にて40℃・24時間の圧着処理を行った。その後、密着したフィルムの端部を口出しして、引張試験機(島津製作所社製AGS−100G)を用いて、引張速度100mm/minにて一方および他方のフィルムをT形をなす状態で引っ張って剥離した。そして、剥離する際の強力、および剥離したのちのフィルムの目視による外観を、次のように評価した。
B:剥離強力が100g/10cm以上かつ150g/10cm未満、剥離後のフィルム外観異常なし
C:剥離強力が150g/10cm以上かつ200g/10cm未満、剥離後のフィルム外観でごく一部分にわずかながらの白化がみられる
D:剥離強力が200g/10cm以上、剥離後のフィルム外観でほぼ全面的に明確な白化がみられる、もしくは、剥離できずにフィルムが切れる
実用的にはCの状態であれば問題なく使用できるが、Bの状態であればより好ましく、Aの状態がもっと好ましい。Dの状態は実用的に使用できない。
(A−1)
常温の状態で、ガラスライニングを施した耐圧反応容器中に、水85質量部と、アルキルスルホン酸ソーダ0.15質量部と、過硫酸ソーダ0.10質量部とを仕込み、脱気した後、内容物の温度を55℃に保った。これとは別の容器に、塩化ビニリデン97質量部と、アクリル酸メチル2質量部と、アクリル酸1質量部とを計量混合して、モノマー混合物を作成した。前記反応容器中にモノマー混合物を10質量部仕込み、攪拌下で反応を進行させた。反応容器の内圧が降下することで反応がほとんど進行したことを確認した後、アルキルスルホン酸ソーダの15質量%水溶液を10質量部圧入し、しかるのち、上記モノマー混合物の残り全量を15時間にわたって連続して定量添加した。 これによりラテックスが得られたが、その得られたラテックスに、20℃における液表面張力が42mN/mとなるように、15質量%水溶液のアルキルスルホン酸ソーダを加えた。なお、このときの重合収率は99.9%であり、得られた塩化ビニリデン系共重合体ラテックスの組成は、仕込み比にほぼ等しいものであった。このラテックスの固形分濃度は51質量%であった。DSCによる結晶融点測定では結晶融点190℃であった。
上記した別の容器における配合量を、塩化ビニリデン96.2質量部と、アクリル酸メチル2.3質量部と、アクリル酸1.5質量部とに変更した。それ以外は前記と同様の方法にて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスを得た。このラテックスの固形分濃度は51質量%であった。DSCによる結晶融点測定では結晶融点180℃であった。
上記した別の容器における配合量を、塩化ビニリデン95質量部と、アクリル酸メチル3質量部と、アクリル酸2質量部とに変更した。それ以外は前記と同様の方法にて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスを得た。このラテックスの固形分濃度は51質量%であった。DSCによる結晶融点測定では結晶融点170℃であった。
上記した別の容器における配合量を、塩化ビニリデン98.9質量部と、アクリル酸メチル0.6質量部と、アクリル酸0.5質量部とに変更した。それ以外は前記と同様の方法にて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスを得た。このラテックスの固形分濃度は51質量%であった。DSCによる結晶融点測定では結晶融点210℃であった。
上記した別の容器における配合量を、塩化ビニリデン94.5質量部と、アクリル酸メチル3.5質量部と、アクリル酸2.0質量部とに変更した。それ以外は前記と同様の方法にて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスを得た。このラテックスの固形分濃度は51質量%であった。DSCによる結晶融点測定では結晶融点166℃であった。
上記した別の容器における配合量を、塩化ビニリデン99.5質量部と、アクリル酸0.5質量部とに変更した。それ以外は前記と同様の方法にて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスを得た。このラテックスの固形分濃度は51質量%であった。DSCによる結晶融点測定では結晶融点213℃であった。
上記した別の容器における配合量を、塩化ビニリデン90質量部と、アクリル酸メチル9質量部と、アクリル酸1質量部とに変更した。それ以外は前記と同様の方法にて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスを得た。このラテックスの固形分濃度は51質量%であった。DSCによる結晶融点測定では結晶融点140℃であった。
上記した別の容器における配合量を、塩化ビニリデン86質量部と、アクリル酸メチル13質量部と、アクリル酸1質量部とに変更した。それ以外は前記と同様の方法にて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスを得た。このラテックスの固形分濃度は51質量%であった。DSCによる結晶融点測定では結晶融点120℃であった。
上記した別の容器における配合量を、塩化ビニリデン90質量部と、アクリル酸メチル6質量部と、アクリル酸1質量部と、グリシジルメタクリレート3質量部とに変更した。それ以外は前記と同様の方法にて、塩化ビニリデン系共重合体ラテックスを得た。このラテックスの固形分濃度は52.5質量%であった。この塩化ビニリデン系共重合体ラテックスには、エポキシ基由来の熱架橋剤が3質量部共重合されていた。DSCによる結晶融点測定では結晶融点142℃であった。
ラテックスA−1とB−1とを攪拌混合して混合ラテックスを得た。ここで、A−1の塩化ビニリデン系共重合体量が、混合ラテックスに含まれる塩化ビニリデン系共重合体全量100質量部に対して25質量部となるようにした。
用いる塩化ビニリデン系共重合体ラテックスの種類と樹脂比率、および熱風固定処理温度を、表2に記載のように変更した。それ以外は参考例1と同様にして、塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムを得た。得られたフィルムのガスバリア性、耐ブラッシング性、および基材フィルムと塩化ビニリデン系共重合体混合物層との密着性の評価を行った。その結果を表2に示す。
参考例1で得られた塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムにおける塩化ビニリデン系共重合体混合物の皮膜面に、グラビアロールにて、乾燥塗布量が1.0g/m2となるように、一液型のウレタン系ラミネートインキ(東洋インキ製造社製 ファインスターR631白)を塗布した。そののち、60℃で熱処理を行った。それ以外は参考例1と同様にして、塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムを得た。得られたフィルムのガスバリア性、耐ブラッシング性、および基材フィルムと塩化ビニリデン系共重合体混合物層との密着性の評価を行った。その結果を表2に示す。
未延伸フィルムを処理するための水分調節層の条件を調整して、混合ラテックス塗布前の未延伸ナイロン6フィルムの水分率を6.2質量%、混合ラテックス塗布後の未延伸シートの水分率を4.7質量%、その結晶化度を19.9%とした。それ以外は参考例1と同様にして、塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムを得た。得られたフィルムのガスバリア性、耐ブラッシング性、および基材フィルムと塩化ビニリデン系共重合体混合物層との密着性の評価を行った。その結果を表2に示す。
未延伸フィルムを処理するための水分調節層の条件を調整して、混合ラテックス塗布前の未延伸ナイロン6フィルムの水分率を5.1質量%、混合ラテックス塗布後の未延伸シートの水分率を3.7質量%、その結晶化度を23.1%とした。それ以外は参考例1と同様にして、塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムを得た。得られたフィルムのガスバリア性、耐ブラッシング性、および基材フィルムと塩化ビニリデン系共重合体混合物層との密着性の評価を行った。その結果を表2に示す。
ナイロン6チップを押出機に投入して、温度270℃に加熱したシリンダー内で溶融し、Tダイオリフィスよりシート状に押し出し、10℃に冷却された回転ドラムに密着させて急冷した。これにより、厚さ150μmの未延伸ナイロン6フィルムを得た。
(比較例1〜7)
用いる塩化ビニリデン系共重合体ラテックスの種類と樹脂比率、および熱風固定処理温度を、表2のように変更した。それ以外は参考例1と同様にして、塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムを得た。なお比較例5に関しては、熱固定処理温度が、結晶融点が170℃以上210℃以下の塩化ビニリデン系共重合体の結晶融点との温度差において50℃を超えたため、フィルム延伸工程中に切断が発生し、サンプリングできなかった。
Claims (6)
- 二軸延伸ポリアミドフィルムの少なくとも片面に、熱架橋剤が共重合されていない塩化ビニリデン系共重合体混合物層がプライマー層を介さずに塗布形成され、
前記塩化ビニリデン系共重合体混合物は2種の塩化ビニリデン系共重合体の混合物であり、
そのうちの1種の塩化ビニリデン系共重合体は、塩化ビニリデンの比率が95〜99質量%でありかつその結晶融点が170℃以上210℃以下であるとともに、塩化ビニリデン系共重合体混合物100質量部に対し35〜45質量部含まれ、
他の塩化ビニリデン系共重合体は、塩化ビニリデンの比率が80〜95質量%であることを特徴とする、塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルム。 - ポリアミドフィルムと塩化ビニリデン系共重合体混合物層との層間の密着強力が、常態、95℃30分熱水処理後ともに2N/cm以上であることを特徴とする請求項1記載の塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルム。
- 請求項1に記載の塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムにおける、塩化ビニリデン系共重合体混合物層に直に、または塩化ビニリデン系共重合体混合物層との間に印刷インキ層を介して、ラミネート接着剤層とヒートシール層とが順に積層されていることを特徴とする積層物。
- 請求項1に記載のポリアミドフィルムを製造するための方法であって、塩化ビニリデン系共重合体混合物のラテックスを未延伸ポリアミドフィルムに塗布してから二軸延伸を行った後に、もしくは第1の方向に一軸延伸されたポリアミドフィルムに前記ラテックスを塗布してから前記第1の方向と直交する第2の方向に一軸延伸した後に、150〜250℃の温度範囲で熱固定処理することを特徴とする塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムの製造方法。
- 熱固定処理温度が、[(塩化ビニリデン系共重合体Aの結晶融点)+50℃]以下の温度であることを特徴とする請求項4記載の塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムの製造方法。
- 請求項1に記載のポリアミドフィルムを製造するための方法であって、塩化ビニリデン系共重合体混合物のラテックスを未延伸ポリアミドフィルムに塗布してから、未延伸ポリアミドフィルムの水分率が2〜10質量%かつその結晶化度が30%以下となるように調整し、その後に二軸延伸を行うことを特徴とする塩化ビニリデン系共重合体混合物がコーティングされたポリアミドフィルムの製造方法。
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