JP6718271B2 - 滑り性と安定生産性の優れたポリアミドフィルム - Google Patents
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Description
包装用途を中心に用いられるフィルムには、印刷、蒸着、ラミネート、製袋及び充填時の作業性に優れたものであることが要求されるが、従来のポリアミド系樹脂フィルムは、特に高湿度環境下で滑り性が悪化するという問題があり、特に梅雨期等の高湿度下環境での加工適性に問題があった。
例えば特許文献1〜3には無機フィラー添加によりフィルム表面に突起を形成させる方法が記載されている。特許文献4〜8には無機フィラーの表面を疎水化処理することにより、延伸時のフィラー界面のボイドによる無機フィラーの脱落やフィルムの白化を防止し滑り性を向上させることが記載されている。特許文献9〜11には更に滑り性を向上させる目的で無機フィラーに加えて滑剤を添加する方法が提案されている。
すなわち、本発明は、
(1)ポリアミド樹脂に対して、0.20〜0.60重量%の表面処理された無機フィラーと、0.03〜0.1重量%の長鎖脂肪酸系ビスアミドとを含有させた二軸延伸ポリアミドフィルムであって、前記無機フィラーは窒素ガス吸着法で測定した細孔容積が0.5ml/g以下の無機フィラーである、二軸延伸ポリアミドフィルム、
(2)前記無機フィラーはBET法で測定した比表面積が200m2/g以下の無機フィラーである上記(1)に記載の二軸延伸ポリアミドフィルム、
(3)前記表面処理がシランカップリング剤によるものである上記(1)または(2)に記載の二軸延伸ポリアミドフィルム、
(4)前記シランカップリング剤の添加量が前記無機フィラーに対して3〜10重量%である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の二軸延伸ポリアミドフィルム、
(5)前記無機フィラーがシリカである上記(1)〜(4)のいずれかに記載の二軸延伸ポリアミドフィルム、
(6)前記ポリアミド樹脂の主成分がナイロン6である上記(1)〜(5)のいずれかに記載の二軸延伸ポリアミドフィルム、
(7)高さ0.1μm以上の表面突起数が800個/mm2以上でありかつ高さ0.2μm以上の表面突起数が250個/mm2以下である上記(1)〜(6)のいずれかに記載の二軸延伸ポリアミドフィルム
に係るものである。
従来技術としてはシリカ微粒子の比表面積や細孔容積が大きい多孔質度の高いものが用いられてきたが、これは多孔質内にポリアミド樹脂が入り込むことによるアンカー効果で、フィルム延伸時のポリアミド樹脂とシリカ界面のボイドを抑制するためであったと考えられる。しかしながら多孔質度の高いシリカは樹脂の押出混練時に破壊され易く、無機フィラーによるフィルム表面の突起状態を制御することが難しいばかりでなく、製膜時にダイ出口での目ヤニやダイラインを生じやすい。また多孔質内にポリアミド樹脂のモノマーやオリゴマーが吸着されることによるモノマー及びオリゴマー除去工程での効率を低下させる恐れがある。本発明者等は、多孔質度の低いシリカに適切な表面処理を施すことにより、製膜時のトラブルが大幅に減少して長時間継続して製膜でき、かつ延伸時のボイドを抑制し、透明性の高いフィルムが得られることを見出した。
以下、より好ましくは100m2/g以下、特に好ましくは50m2/g以下である。
ビスアミド化合物の添加量が0.03重量%未満では、高湿度下の滑り性に効果が出にくく、一方0.10重量%を超えると、得られるフィルムのラミネート強度が低下する。
23℃、湿度90%における動摩擦係数が0.50以下であれば、高湿度下での滑り性は十分良好である。
斜め方向の熱水収縮率の比が1に近い二軸延伸ポリアミドフィルムを得る製造方法としてはチューブラー製膜及びその後のロール熱処理が適している。
(2)静摩擦係数、動摩擦係数:相対湿度50%、温度23℃、および、相対湿度90%、温度23℃の環境下、ASTMD1894に準じコロナ放電処理していないフィルム/フィルム同士の静摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。
(3)表面突起数:三次元表面粗さ測定器(小坂研究所製SE−30KS)を用いX軸測定長さ1.5mm、3μmピッチで100ライン測定し、1mm2当たりの0.1μm以上、0.2μm以上及び0.3μm以上の高さの突起数をそれぞれ測定した
(4)目ヤニ発生時間:ダイリップに付着してくる目ヤニ発生を目視にて運転開始からの目ヤニ発生時間を測定し、12時間未満、12〜18時間、18〜24時間、24時間以上のいずれかを判定した。
(5)熱水収縮率の比:MD、TD、斜め方向(45°、135°)それぞれ5cmにカットした8角形のフィルムを沸騰した熱水に30分間浸漬し、熱水浸漬前のそれぞれの斜め方向の長さを100%としたときの収縮率を求め、以下の式より熱水収縮率の比を求めた。
熱水収縮率の比=45°の熱水収縮率/135°の熱水収縮率
(1)無機微粒子の表面処理方法
無機微粒子1kgと300mlの水で希釈したγ−アミノプロピルトリエトキシシラン50gを容器に入れ80℃で撹拌しながら混合し水を蒸発させ、次いで105℃で乾燥し表面処理された無機微粒子を得た。
微粒子A:沈降タイプの不定形シリカ。平均粒子径2.4μm、比表面積40m2/g、細孔容積0.1ml/g
微粒子B:ゲルタイプの不定形シリカ。平均粒子径3.8μm、比表面積330m2/g、細孔容積1.2ml/g
微粒子C:球状の合成ゼオライト。平均粒子径2.0μm、比表面積9m2/g、細孔容積0.0ml/g
微粒子D:ゲルタイプ不定形シリカ。平均粒子径2.5μm、比表面積380m2/g、細孔容積1.9ml/g
(方法1)相対粘度2.5のパウダーレジン10kgと無機微粒子600gをドライブレンドし、二軸押出機で混練しながらストランド状に押し出し、水槽で冷却した後、カッティングして、無機微粒子のポリアミド樹脂マスターバッチを作成した。
(方法2)内容積50リットルの攪拌機付きオートクレーブに10kgのε−カプロラクタム、1kgの水、および600gの無機微粒子を投入し、100℃に加熱し、この温度で反応系内が均一な状態になるように攪拌した。引き続き、さらに温度を260℃まで昇温させ、15kg/cm2 Gの圧力下で1時間攪拌した。その後、放圧して水分を反応容器から揮散させながら常圧下、260℃で2時間重合反応を行い、さらに400mmHgの減圧下に260℃の温度で1時間重合反応させた。反応終了後、ストランド状に取り出して水槽で冷却した後、カッティングして、無機微粒子のポリアミド樹脂マスターバッチを作成した。
無機微粒子マスターバッチおよび長鎖脂肪酸系ビスアミドを含む相対粘度3.5の6ナイロン樹脂を混練しリングダイより溶融押出し、内外水冷マンドレルで冷却して厚さ150μmのチューブ状フィルムを得た。該チューブフィルムを低速ニップロールと高速ニップロールの速度差及びその間に存在する空気圧によりMDとTDに同時に各々3.2倍の倍率で二軸延伸した。その後205℃に加熱した金属ロール上で加熱し、直ちに32℃の金属ロール上で冷却した。これを4回繰り返した。更に加熱したテンターオーブンにて210℃で5秒間熱処理し、厚さ15μmのフィルムを得、片面にコロナ放電処理してロールに巻き取った。得られたフィルムを物性測定に供した。その結果を表1に示した。
実施例1で得られた二軸延伸ポリアミドフィルムの熱水収縮率を測定したことろ、MD(0℃)=4.9%、45°=5.0%、TD(90%)=5.1%、135°=5.0%、斜め熱水収縮率の比は1.0であった。このフィルムと80μmのLLDPEとドライラミネートした後、縦25cm、横15cmの横両端部と底部をヒートシールし、3方袋を作成、100枚を重ね合わせたところ、反りも無く綺麗に重ね合わせることができた。これを液体充填包装機の供給部に装着し環境を23℃、90%の高湿度下環境として、液体充填機を稼働させ、自動供給部の安定性を観察した。結果100枚の自動供給でトラブルは生じなかった。
実施例1と同じ無機フィラー及びエチレンビスステアリン酸アミド配合量のナイロン6レジンを押し出し機で溶融しTダイから押し出し25℃の冷却ロールで引き取り、170μの未延伸原反を得た。その後50℃に加熱したロール間で縦方向に3.2倍延伸した後、150℃に加熱したテンター式延伸機で横方向に3.7倍延伸した。加熱したテンターオーブンにて210℃で5秒間熱処理し、厚さ15μmのフィルムを得、片面にコロナ放電処理してロールに巻き取った。
この二軸延伸ポリアミドフィルムの23℃、90%の静摩擦係数及び動摩擦係数はぞれぞれ0.32、0.35であり、滑り性は優れていた。この二軸延伸ポリアミドフィルムの熱水収縮率を測定したところ、MD(0℃)=5.0%、45°=5.2%、TD(90%)=2.7%、135°=2.8%、斜め熱水収縮率の比は1.9であった。
Claims (7)
- ポリアミド樹脂に対して、0.20〜0.60重量%の表面処理された無機フィラーと、0.03〜0.1重量%の長鎖脂肪酸系ビスアミドとを含有させた二軸延伸ポリアミドフィルムであって、
前記無機フィラーは窒素ガス吸着法で測定した細孔容積が0.5ml/g以下の無機フィラーである、二軸延伸ポリアミドフィルム。 - 前記無機フィラーはBET法で測定した比表面積が200m2/g以下の無機フィラーである請求項1に記載の二軸延伸ポリアミドフィルム。
- 前記表面処理がシランカップリング剤によるものである請求項1または2に記載の二軸延伸ポリアミドフィルム。
- 前記シランカップリング剤の添加量が前記無機フィラーに対して3〜10重量%である請求項1〜3のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリアミドフィルム。
- 前記無機フィラーがシリカである請求項1〜4のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリアミドフィルム。
- 前記ポリアミド樹脂の主成分がナイロン6である請求項1〜5のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリアミドフィルム。
- 高さ0.1μm以上の表面突起数が800個/mm2以上でありかつ高さ0.2μm以上の表面突起数が250個/mm2以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載の二軸延伸ポリアミドフィルム。
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