JPH02105856A - ポリアミドフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はポリアミドフィルムに関し、さらに詳しくはガ
スバリヤ−性、透明性、滑り性が優れており、かつラミ
ネート、印刷、製袋などの後加工に必要な剛性を有する
ポリアミドフィルムに関するものである。

（従来の技術） ポリアミドフィルムは、透明性、耐ピンホール性、ガス
バリヤ−性、耐熱性および耐油性などの諸特性が優れて
いるために主に食品包装の分野で使用されている。

このポリアミドフィルムは、未延伸フィルムおよび延伸
フィルムに分けられる。ポリアミドフィルムは、水蒸気
バリヤー性およびヒートシール性が劣るため、共押出し
やラミネートなどの手段によりポリオレフィンと積層化
したフィルムとして使用されることが多い。

近年、食品包装ではガスバリヤ−性の一層の向上が要求
されているが、用途によってはポリアミドフィルムのガ
スバリヤ−性は十分とは言えない、特に、高湿度下では
ポリアミドフィルムのガスバリヤ−性は著しく低下する
。このため、ガスバリヤ−性が優れたエチレン−ビニル
アルコール共重合体（ＥＶＯＨ）とポリアミドを共押出
し成形したり、ポリアミドフィルムの表面にガスバリヤ
−性の良好なポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）をコート
することが行われている。しかし、このＥＶＯＨおよび
ＰＶＤＣは高価格であるだけでなく、共押出しフィルム
の層構成の増加やコーティングラインの設置などによる
設備面のコストアップもあり、価格面で要求を満たさな
い場合が多い。

さらに、ポリアミドフィルム、特にナイロン６フィルム
では湿度の高い環境下では吸湿することによりフィルム
の滑り性および腰（剛性）が低下してしまう。このよう
な剛性の低下はラミネート工程、印刷工程、製袋工程な
どの後加工の際にトラブルを招くことになるため、その
改善が強く要望されている。

前記フィルム特性のなかで、滑り性を改善する方法とし
ては、金属石鹸類、ビスアミド類、ポリオレフィン類、
無機粒子などを添加する方法が公知であり、なかでも二
酸化ケイ素、タルク、カオリンなどの不活性無機粒子を
添加することが効果的であり、実用化されている。しか
し、吸湿によるポリアミドフィルムの剛性の低下につい
ては改良が非常に困難である。例えば、タルクやガラス
繊維などの添加は透明性や耐ピンホール性を低下させ、
また吸湿性の低い変性ポリオレフィン、アイオノマー樹
脂の添加はやはり透明性を損なうだけでなく、ガスバリ
ヤ−性や剛性の低下を招く。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、優れたガスバリヤ−性、透明性および滑り性
を有しており、かつラミネート、印刷、製袋などの後加
工に必要な剛性を有するポリアミドフィルムを提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段および作用）本発明のポ
リアミドフィルムは、ポリアミドおよびそれに均一に分
散されている層状珪酸塩を含有する混合物の成形体であ
る６ 本発明のポリアミドフィルムを構成するポリアミドとは
分子中に酸アミド結合（−ＣＯＮＨ−）を有するもので
あり、例えば、ε−カプロラクタム、６−アミノカプロ
ン酸、ε−エナントラクタム、７−アミノへブタン酸、
１１−アミノウンデカン酸、９−アミノノナン酸、α−
ピロリドン、α−ピペリドンなどから得られる重合体ま
たは共重合体；へキサメチレンジアミン、ノナメチレン
ジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレン
ジアミン、メタキシリレンジアミンなどのジアミンとテ
レフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸な
とのジカルボン酸とを重縮合して得られる重合体もしく
は共重合体もしくはこれらのブレンド物を挙げることが
できる。

ポリアミドは、平均分子量が９．０００〜３０．０００
のものが好ましい。

ポリアミドフィルムを構成する層状珪酸塩としては、そ
の厚みが６〜２０人で、−辺の長さが０．００２〜１μ
ｍの平板状のものが好まししＡ。

また、層状珪酸塩はポリアミド中に均一に分散すること
が必要であるが、分散した際にそれぞれが平均的に２０
Å以上の層間距離を保ち、均一に分散されていることが
好ましい。ここで層間距離とは層状珪酸塩の平板の重心
間の距離を言い、均一に分散するとは層状珪酸塩の一枚
一枚が、もしくは平均的に重なりが５層以下の多層物が
、平行にまたはランダムに、もしくは平行とランダムが
混在した状態で、その５０％重量以上が、好ましくは７
０重量％以上が局所的な塊を形成することなく分散する
状態を言う、従って層状珪酸塩とは例えば−辺が０．０
０２〜１μｍ、厚みが６〜２０人の物質の一単位を示す
ものである。

このような層状珪酸塩の原料としては、珪酸マグネシウ
ムまたは珪酸アルミニウムの層から構成される層状フィ
ロ珪酸鉱物を例示することができる。具体的には、モン
モリロナイト、サポナイト、バイデライト、ノントロナ
イト、ヘクトライト、スティブンサイトなどのスメクタ
イト系粘土鉱物やバーミキュライト、ハロイサイトなど
を例示することができ、これらは天然のものであっても
、合成されたものであってもよい。これらのなかでもモ
ンモリロナイトが好ましい。

層状珪酸塩の配合量は、ポリアミドに対して０．０５〜
１５重量％ｈＳ好マシく、０．１〜１０重量％がさらに
好ましい。層状珪酸塩の配合量が０．０５重量％未満で
あるとガスバリヤ−性、滑り性、剛性などの改良効果が
低いので好ましくなく、１５重量％を超えると透明性が
著しく低下するので好ましくない。

本発明のポリアミドフィルムの構成成分としては、その
ほかにも必要に応じて、滑剤、酸化防止剤、耐熱安定剤
、耐候性付与剤、帯電防止剤、透明性改良剤などを配合
することができる。

ポリアミドに層状珪酸塩を均一に分散させる方法につい
ては特に制限はないが、本発明の層状珪酸塩の原料が多
層状粘土鉱物である場合には、膨潤化剤と接触させて、
予め層間を拡げて層間にモノマーを取り込みやすくした
のち、ポリアミドモノマーと混合し、重合する方法（特
開昭６２−７４９５７号公報参照）を適用することがで
きる。

また、膨潤化剤に高分子化合物を用い、予め層間な１０
０Å以上に拡げて、これをポリアミド樹脂もしくはこれ
を含む樹脂と溶融混練して均一に分散させる方法を適用
することができる。さらに、層状珪酸塩を高濃度で含む
ポリアミド組成物を予め前記方法で調製し、この組成物
と層状珪酸塩を含まないポリアミドを混合する方法を適
用することができる。

フィルムに成形する方法は特に制限されるものではなく
、本発明のポリアミドフィルムは延伸フィルムまたは未
延伸フィルムのいずれの形態にもすることができる。

未延伸フィルムを成形する方法としては、例えば、層状
珪酸塩を配合したポリアミドを２００〜３００℃の押出
し温度で押出し機により溶融混練し、Ｔダイによりフィ
ルム状に押出し、キャスティングロール面上にキャステ
ィングしたフィルムを冷却するキャスティング法（Ｔダ
イ法）、またはリング状ダイにより筒状に押出したもの
を空冷または水冷するチューブラ−法、の各方法を適用
することができる。

延伸フィルムを成形する方法としては、キャスティング
法またはチューブラ−法で成形した未延伸フィルムを、
５０〜１８０℃の延伸温度で一軸延伸または二軸延伸し
、必要に応じて１２０℃以上で融点より低い温度で熱固
定する方法を適用することができる。二軸延伸を行う場
合はテンター法二軸延伸法またはチューブラ−法二軸延
伸法などの公知の方法を適用することができる。

本発明のポリアミドフィルムは、以上に説明した均一に
分散された層状珪酸塩を含有するポリアミドフィルムお
よびそれ以外の高分子フィルムからなる積層体にするこ
ともできる。

他の高分子フィルムとしては低密度ポリエチレンフィル
ム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィ
ルム、ろチレンー酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオ
ノマー樹脂フィルムなどを挙げることができる。

ポリアミドフィルムを積層体にする方法は特に制限され
ず、例えばポリアミドフィルムと他の１種もしくは２種
以上の高分子フィルムを接着剤で接着する方法：または
ポリアミドと１種もしくは２種以上の他の高分子フィル
ムを構成する高分子化合物を、接着性樹脂を介して多層
口金から溶融共押出しする方法を適用することができる
６本発明のポリアミドフィルムは、フィルム中に層状珪
酸塩が均一に分された状態で存在することから、高湿度
雰囲気中においても優れたガスバリヤ−性および剛性を
発揮することができるものである。

（実施例） 以下において実施例および比較例を掲げて本発明をさら
に詳しく説明する。なお、以下において物性の測定法は
以下のとおりである。

■ポリアミドの分子量 ＪＩＳ　　Ｋ６８１０−１９７０に準じて９８％硫酸を
用いて相対粘度を測定し１分子量（Ｋｉｎ）を求めた。

■透明性 スガ試験機社製直読式ヘーズメーターにより、ＡＳＴＭ
　　Ｄ−１００３に準じてフィルムの曇価（ヘーズ率）
を測定した。

■酸素ガス透過度 モダンコントロール社製ＭＯＣＯＮ　　ＯＸ　　−ＴＲ
ＡＮ　　１００Ａにより、ＡＳＴＭ　　Ｄ−３９８５−
８１に準じてフィルムの酸素ガス透過度を測定した。

測定条件は２３℃、０％ＲＨおよび１００％ＲＨである
。

■水蒸気透過度 ＪＩＳ　　Ｚ−２０８に準じてカップ法により水蒸気透
過度を測定した。

測定条件は４０℃、９０％ＲＨである。

■滑り性 理学工業社製スリップテスターを用い、ＡＳＴＭ　　Ｄ
−１８９４−６３に準じて、２３℃、６５％ＲＨの雰囲
気下で動摩擦係数（μ。）を測定した。

■引張特性 東洋ボールドウィン社製テンシロンＵＴＭ、３によりＡ
ＳＴＭ　　Ｄ−８８２に準じて引張特性を測定した。フ
ィルムの剛性の評価法として引張弾性率を用いた。

■ゲルボッレックステスト（耐ピンホール性）理学工業
社製ゲルポフレックステスターによりＭＩＬ−Ｂ−１３
１ｃに準じてフィルムの耐ピンホール性を評価した。４
０サイクル／ｍｉｎで１．０００サイクルのフレックス
を加えたのちに硬質濾紙を２２０Ｘ１７０ｍｍのフィル
ムの下に置き、インキ浸透法でピンホール数を測定した
。

■ダートインパクトテスト（耐衝撃性）東洋精機社製ダ
ートインパクトテスターによりＡＳＴＭ　　Ｄ−１７０
９に準じてダートインパクトテストを行った。ダートは
直径３８ｍｍで２５０ｇのものを用い、５０％破壊時の
破壊エネルギーを測定した。

なお、引張試験、ゲルボッレックステスト、ダートイン
パクトテストは２３℃、６５％ＲＨの雰囲気下で行った
。

実施例１ 層状珪酸塩の一単位の厚みが平均８人で一辺の長さが約
０．１μｍの原料であるモンモリロナイト１００ｇを１
０１２の水に分散し、これに５１．２ｇの１２−アミノ
ドデカン酸と２４ｍβの濃塩酸を加え、５分間攪拌した
のち、を濾過した。さらにこれを十分洗浄したのち、真
空乾燥した。この操作により、Ｉ２−アミノドデカン酸
アンモニウムイオンとモンモリロナイトの複合体を調製
した。複合体中の層状珪酸塩分は約８０重量％となった
。Ｘ線解析の結果この複合体中の層状珪酸塩の層間距離
は１８．０人であった。

次に、撹拌機付きの反応容器にＬＯｋｇのε−カプロラ
クタム、１ｋｇの水およびｌｏｏｇの乾燥した前記複合
体を入れ、１００℃で反応系内が均一な状態になるよう
に攪拌した。さらに温度を２６０℃に上昇させ、１５ｋ
ｇ／ｃｍ”の加圧下で１時間撹拌した。その後、放圧し
、水分を反応容器から揮散させながら、常圧下、２６０
℃で２時間反応を行い、さらに４００ｍｍＨｇの減圧下
で２６０℃で、１時間反応させた。反応終了後、反応容
器の下部ノズルから、ストランド状に取り出した反応物
を水冷し、カッティングを行い、ポリアミドおよびモン
モリロナイトからなるペレットを得た。このペレットを
熱水中に浸漬し、未反応のモノマー約１０％を抽出、除
去したのち、真空中で乾燥した。

このペレットを用い、直径４０ｍｍの押出し機でシリン
ダー温度２６０℃の条件で混練し、３００ｍｍ幅のＴ−
ダイでフィルム状に押出し、８０℃の冷却ロール上で固
化し、厚さ６０μのフィルムを調製した。フィルムに含
有されている層状珪酸塩の層間距離は１００Å以上であ
った。

このフィルムについて各物性の測定を行った。結果を第
１表に示す。

実施例２ 実施例１における反応容器に入れた複合体の量を２００
ｇとしたほかは実施例１と同様にしてフィルムを調製し
、物性を測定した。フィルムに含有されている層状珪酸
塩の層間距離は１００Å以上であった。結果を第１表に
示す。

実施例３ 実施例１における反応容器に入れた複合体の量を３００
ｇとしたほかは実施例１と同様にしてフィルムを調製し
、物性を測定した。フィルムに含有されている層状珪酸
塩の層間距離は１００Å以上であった。結果を第１表に
示す。

比較例１ 反応容器に複合体を仕込まずに、ε−カプロラクタム１
０ｋｇと水１ｋｇのみを仕込んで重合反応を行ったほか
は実施例１と同様にしてフィルムを調製し、物性を測定
した。結果を第１表に示す。

実施例４ 実施例１で得たフィルムを台本製作所社製の研究用高分
子フィルムニ軸延伸装置ＢＩＸ−７０２Ｓ型で、延伸温
度９０℃および縦横の各延伸倍率２．０倍で同時二軸延
伸し、さらに１４０℃で熱固定して厚さ１５ｕの二軸延
伸フィルムを得た。

各物性の測定結果を第２表に示す。

比較例２ 比較例１で得たフィルムを実施例４と同様な方法で二軸
延伸してフィルムを得、物性を測定した。結果を第２表
に示す。

実施例５ 実施例１のペレット（層状珪酸塩１２２６％含有）にエ
チレンビスステアリルアミドを０．０８重量％添加した
。これを用いてブラコー■製水冷３層インフレーション
フィルム成形装置により、ＰＡ６　（外層）／接着性樹
脂（中間層）／ＬＤＰＥ（内層）　　（２０／２０／３
０μ）の３層構造のフィルムを得た。接着性樹脂はＵＢ
Ｅ−ＢＯＮＤ　　Ｆｉｌｏｏ（宇部興産■製）であり、
ＬＤＰＥはＵＢＥポリエチレンＦＯ２３（宇部興産■製
）である。

成形条件は下記のとおりである。

ダイ径：直径１００ｍｍ フィルム折径：　２００ｍｍ　（Ｂ、Ｕ、Ｒ，＝１．２
７）引取速度：　ｌ　Ｏｍ／ｍ　ｉ　ｎ 冷却水温度：２０℃ 成形温度（設定） ＰＡ６　：　２５０℃、接着性樹脂：２００’Ｃ１ＬＤ
ＰＥ　：　２００℃ 得られた３層構造フィルムの各物性値を第３表に示す。

実施例６ 実施例２のペレット（層状珪酸塩２．１６％含有）にエ
チレンビスステアリルアミドを０．０８重量％添加した
ものを用い、実施例５と同様にして３層構造のフィルム
を調製した。得られた３層構造フィルムの各物性値を第
３表に示す。

比較例３ 比較例１で得た層状珪酸塩を含有しないペレットにエチ
レンビスステアリルアミドを０．０８重量％添加したも
のを用い、実施例５と同様にして３層構造のフィルムを
調製した。得られた３層構造フィルムの各物性値を第３
表に示す。

第３表 ［発明の効果］ 本発明のポリアミドフィルムは、ガスバリヤ−性、透明
性、滑り性、耐衝撃性が優れているだけでなく、優れた
剛性を有していることから印刷、ラミネート、製袋など
の後加工が良好であり、特に食品包装用フィルムとして
実用上極めて有用である。

引張特性はＭＤについて測定した。

手続補正書 発明の詳細な説明の欄 平成 １年 ７月１１日 （１）明細書１２頁１ ７行の 「８人」 を 「９゜ 入」 と訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリアミドおよびそれに均一に分散されている層
   状珪酸塩を含有する混合物の成形体であることを特徴と
   するポリアミドフィルム。
2. （２）請求項１記載のポリアミドフィルムおよびそれ以
   外の高分子フィルムからなる積層体であることを特徴と
   するポリアミドフィルム。