JPH0239974B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はナイロン・フイルム、特にナイロン６
６およびε−カプロラクタムとヘキサメチレンジ
アミンアジペートとの共重合体のフイルムを機械
方向（MD）に配向させる方法に関する。 ナイロン・フイルムを機械方向に配向させる方
法は公知である。カナダ特許第1011052号にはナ
イロン・フイルムを２個の相対する回転ロールの
間で伸張しナイロン・フイルムを機械方向に配向
させる方法が記載されている。第２のロールは第
１のロールよりも速く回転する。フイルムは例え
ばニツプ・ロールにより第２のロールに対して押
しつけられることはない。該カナダ特許第
1011520号には、配向されたフイルムにしわがよ
るのを防ぐためには、第２のロールに圧縮力が働
かないことが重要であると述べられている。 均質重合体又は或種のヘキサメチレンジアミン
アジペートの共重合体から作られるフイルムの機
械方向の配向に関するカナダ特許第1011520号に
例えば、これによつて得られるフイルムはフイル
ムの平らさが均一でないことが知られている。
『フイルムの平らさ』とは、ピンと張られた支持
されていない試料においてたるみ（bagginess）
とか垂下り（sag）がないことを意味する。平ら
さの悪いシート・フイルムには、普通それ以外の
点ではピンと張られた状態にあるフイルムにおい
て、中心のたるみ又は、縁の垂下りが存在する。
精度の良いプリントを行う場合には、ナイロン・
フイルムが実質的に平らであることが重要であ
る。フイルムの平らさは前述のヘキサメチレンジ
アミンアジペートの均質重合体または共重合体の
配向フイルムに対しては特に重要である。何故な
らば、例えばポリエチレン又は注形した、即ち未
配向のナイロン６のフイルムに比べ比較的伸張性
に欠けているからである。 本明細書においては、フイルムの平らさは一定
の長さのフイルムを305cmの間隔の２個のロール
の間に保持することにより測定することができ
る。ロールの片方で静止させてフイルムを保持
し、フイルム試料の他端にウエツプの巾全体にわ
たり均一に分布した689kPaの張力をかけること
により、長手方向に張力をかけてフイルムを保持
する。ロールの中間においてフイルムの最大のた
るみ又は垂下りを測定する。ヘキサメチレンジア
ミンアジペートの均質重合体または共重合体の配
向したフイルムに精度の良いプリントを行うに
は、フイルムの平さは約５cm以下、好ましくは約
３cm以下である。 本発明においては、ヘキサメチレンジアミンア
ジペートの均質重合体、およびヘキサメチレンジ
アミンアジペートと、ヘキサメチレンジアミンセ
バケート、11−アミノウンデカノン酸、ε−カプ
ロラクタム、９−アミノノナノン酸、12−アミノ
デユオデカノン酸、ヘキサメチレンジアミンデユ
オデカンジオイケートからなる群から選ばれたコ
モノマーとの共重合体のフイルムに対しては、圧
縮力を両方の配向ロールにかけ、第１および第２
の配向ロールの間の間隔を最小に保つことが重量
であることが見出だされた。 従つて本発明によれば、第１および第２の反対
方向に回転する配向ロールの間で実質的に未配向
のナイロン・フイルムを配向させる方法におい
て、該第２のロールの周辺速度対該第１のロール
の周辺速度の比を約1.1〜約5.5にし、各配向ロー
ルはそれに附随したニツプ・ロールを有し、該ニ
ツプ・ロールはその巾全体に亘りそれに附随した
配向ロールに実質的に均一な力を及ぼし、それぞ
れのニツプ・ロールにより与えられる力はニツ
プ・ロールの巾１cm当り15〜45N（ニユートン）
になるようにし、配向ロールの間隔は100〜
2050μｍであり、第１の配向ロールの温度は70〜
180℃になるように保たれ、第２の配向ロールの
温度は第１の配向ロールの温度とナイロン・フイ
ルムの熔融温度より20℃低い温度の間の温度にな
るようにし、該ナイロン・フイルムは(a)ヘキサメ
チレンジアミンアジペートの均質重合体、および
(b)ヘキサメチレンジアミンアジペートと、ε−カ
プロラクタム、９−アミノノナノン酸、11−アミ
ノウンデカノン酸、12−アミノデユオデカノン
酸、およびヘキサメチレンジアミンデユオデカン
ジオイケートからなる群から選ばれたコモノマー
との共重合体からなる群からつくられ、共重合体
中のヘキサメチレンジアミンアジペートの含有量
は重合前におけるコモノマーとヘキサメチレンジ
アミンアジペートとの重量の少なくとも10％であ
り、該均質重合体又は共重合体の相対粘度は約40
〜100であることを特徴とする方法が提供される。 重合体の相対粘度（RV）は90重量％のギ酸と
10重量％の水とからなる溶媒の中に重合体を8.4
重量％含む溶液の25℃における粘度を、該ギ酸−
水の溶媒の25℃における粘度と比較することによ
り測定される。 好適な具体化例においては、第２の配向ロール
対第１の配向ロールの周辺速度の比は約2.6〜
4.8、特に約3.0〜4.2である。 他の具体化例においては、第１の配向ロールの
温度は約140〜180℃である。 さらに他の具体化例においては、第２の配向ロ
ールの温度は約190乃至ナイロン・フイルムの熔
融温度より30℃低い温度の間の温度である。 さらに他の具体化例においては、第１および第
２の配向ロールの間の最小間隙の点における一個
の配向ロールの半径と、その配向ロールとそれに
附随したニツプ・ロールとの接触点とのなす角度
は45゜よりも小さい。 好適な具体化例においては、ニツプ・ロール
は、配向ロールおよびニツプ・ロールの直径が許
す限り、第１および第２の配向ロールの間の最小
間隙に近くなるように配置されている。 他の具体化例においてはナイロン・フイルムは
第１の配向ロールの上を通る前に予熱される。好
ましくは予熱は、フイルムを予熱ロールの上を通
過させることにより達成させる。 さらに他の具体化例においては、配向されたフ
イルムは第２の配向ロールと急冷ロールとの間に
置かれた焼鈍ロールの上を通り、該焼鈍ロールの
温度はほぼ第２の配向ロールの温度と同じになる
ように設定される。 さらに他の具体化例においては、フイルムは配
向された後に、機械方向に１〜８％収縮させられ
る。好ましくは、収縮の量は１〜４％である。 さらに他の具体化例においては、未配向のフイ
ルムは、フイルムの含水量が0.5〜2.0重量％にな
るように、水蒸気で処理することができる。 本明細書において、第１の配向ロールの温度は
配向温度と称され、第２の配向ロールの温度およ
びもし存在する場合には焼鈍ロールの温度は焼鈍
温度と言はれる。 第２および第１の配向ロールの周辺速度の比は
屡本明細書では延伸比といはれる。 次に本発明を添付図面を参照して説明する。 添付図面を参照すれば、本発明に用いられる装
置には平らなフイルムを注形する装置１０、配向
装置１１、急冷装置１２、および巻取装置１３が
含まれている。 フイルムの注形装置は、押出機１４及び平らな
フイルムのダイス型１５、急冷ロール１６とそれ
に附随した剥離ロール１７から成つている。配向
装置１１は、予熱ロール１８とそれに付属したレ
イ・オン・ロール１９、第１の配向ロール２０と
それに付属したレイ・オン・ロール２１及びニツ
プ・ロール２２、第２の配向ロール２３とそれに
付属したニツプ・ロール２４、剥離ロール２５、
および急冷ロール２６から成つている。巻取装置
１３は巻取用のマンドレル２７とそれに付属した
駆動張力装置（図示せず）から成つている。急冷
ロール１６、予熱ロール１８、配向ロール２０お
よび２３、および急冷ロール２６はそれぞれ、各
ロールの表面温度を予め設定された温度に保つ装
置（図示せず）を有している。 本発明の方法においては、注形された、即ち実
質的に未配向のフイルムを押出用のダイス型１５
から押出し、固化させ、急冷ロール１６により急
冷する。急冷ロール１６は注形フイルムに望まし
い結晶化度に依存して60〜110℃の範囲に保つこ
とができる。当業界の専門家には明らかなよう
に、冷却ロールに低温を用いて迅速な急冷を行う
と、冷却ロールにより高温を用いてゆつくりと冷
却した場合に比べ、無定形性の大きな注形フイル
ムが得られる。 注形フイルム２８を次に予熱したロール１８の
上に通すことにより、ほぼ第１の配向ロール２０
の温度に予熱する。次にこの予熱したフイルム２
９を第１の配向ロール２０、および、第１および
第２の配向ロール２０，２３の間い狭い、即ち
250μｍの配向間隙の中に通す。フイルムが第１
および第２の配向ロールの上を通過する際、フイ
ルムはしつかりとまた均一に、第１の配向ロール
２０とその付属するニツプ・ロール２２との間、
および第２の配向ロール２３とその付属するニツ
プ・ロール２４との間に狭まれている。各ニツ
プ・ロール２２および２４に働く力はニツプ・ロ
ールの巾全体にわたり実質的に均一であり、ニツ
プ・ロールの長さ１cm当り約15〜45Nでなければ
ならない。 ニツプ・ロールを横切る均一な力は、当業界に
公知のように、ニツプ・ロールを中高にし、ニツ
プ・ロールに必要な力をかけることにより得るこ
とができる。ニツプ・ロールにかける力の程度は
ニツプ・ロールを構成する材料の圧縮率および中
高の程度に依存する。ニツプ・ロール２２は機械
方向の配向を行う際、フイルム縁における横方向
のくびれを最小限度に抑制するためには、できる
だけ配向間隙の近くに配置するのが最も良い。 好ましくは、未配向のフイルム２９を、そのフ
イルムが第１の配向ロールと最初に接触しなけれ
ばならない点と、第１の配向ロールおよびそのニ
ツプ・ロール２２との間のニツプ点との間の距離
を最小にするような方法で第１の配向ロールの上
に案内する。これはレイ・オン・ロール２１の位
置を正しく設定することにより達成することがで
きる。このようにレイ・オン・ロール２１を位置
させると、フイルムと第１の配向ロール２０との
間に空気が捕捉されることを最小限度に抑制する
ことができる。 配向されたフイルムは、第１の配向ロール２０
の温度とナイロン重合体の熔融温度より20℃低い
温度との間の温度に保たれた第２の配向ロール２
３の上に通される。 好ましくは、第２の配向ロール２３の周辺速度
より１〜８％低い周辺速度で急冷ロール２６を駆
動することにより、焼鈍工程中に、配向したフイ
ルムを弛緩させる。周辺速度の差は１〜４％であ
ることが好ましい。次に弛緩したフイルム３０を
急冷ロール２６の上に通して急冷した後に、マン
ドレル２７上に巻取つてフイルム・ロール３１に
する。 次に第２図を参照すれば、第１図に示した装置
は、また冷却ロール１６と予熱ロール１８との間
にある水蒸気室３２、および第２の配向ロール２
３と急冷ロール２６との間にある焼鈍ロール３３
を含んでいてもよい。 第２図の装置を用いれば、冷却ロール１６を、
通つた後、未配向のフイルム２８は、水蒸気室３
２の中で水蒸気処理を受ける。水蒸気室から出る
フイルムの水分含有量は、水蒸気室３２の中の水
蒸気の温度とフイルムの滞在時間を調節すること
により0.5〜2.0重量％の範囲にコントロールする
ことができる。 焼鈍ロール３３は典型的には第２の配向ロール
２３の温度と同じ温度に保たれる。 本発明の配向フイルムで最良の寸法安定性を得
るためには、第１および第２の配向ロール２０お
よび２３、並びに随時備えられた焼鈍ロール３３
の温度は、前記の温度範囲の上端に保たなければ
ならない。第１の配向ロール２０の温度は約160
〜170℃に、第２の配向ロール２３および随時存
在する焼鈍ロール３３の温度は、約170℃とフイ
ルムの熔融温度より20℃低い温度との間の温度に
保つことが好ましい。寸法安定性は25.4x 25.4cm
のフイルム試料を160℃で３分間保持した後に測
定されたフイルムの収縮％により表わされる。第
１および第２の配向ロールの温度の影響を下記第
１表を参照して示す。

【表】 前述のように、ニツプ・ロールが第１および第
２の配向ロールに及ぼす力は重要である。第２表
には、表面がハイパロン（Hypalon）^aゴムで被覆
され、公称ロール直径の２％の中高になつている
ニツプ・ロールに対し、ニツプ・ロールの力がフ
イルムの平らさに及ぼす影響が示されている。

【表】 ＋ ナイロン Ａはヘキサメチレンジアミンア
ジペートとε−カプロラクタムとの共重合体であ
り、ヘキサメチレンジアミンアジペート対ε−カ
プロラクタムの重合前の比は90：10重量％であつ
て、相対粘度は約52である。 本発明に用いらるヘキサメチレンジアミンアジ
ペートの均質重合体又は共重合体は当業界に公知
の方法でつくることができる。例えば、均質重合
体はヘキサメチレンジアミンアジペート、即ちナ
イロン66塩の水溶液を、溶液中の水が追出され、
かつこのようにして生じたナイロン66が必要な重
合度に達するに十分な反応水が追出されるまで加
熱することによりつくることができる。重合度は
相対粘度（RV）の測定により示される。共重合
体は同様な方法により、ナイロン66塩の水溶液
を、例えばε−カプロラクタムのようなコモノマ
ーの適当量の水溶液と混合し、前記と同様に必要
な重合度が得られるまで加熱することによりつく
ることができる。 これらの均質重合体又は共重合体はバツチ法又
は連続法のいずれでもつくることができ、両方法
共当業界に公知である。通常このような方法によ
りフレーク又はペレツトの形に押出された均質重
合体又は共重合体が得られる。フレーク又はペレ
ツトは押出機中で再熔解した後、細長いダイス型
を通して押出しフイルムのシートにする。このよ
うにして押出されたナイロンは押出機中で『真空
仕上げ』され、即ちベントリー（Bently）、プリ
ーブ（Priebe）、およびウツド（Wood）の1966
年３月15日付カナダ特許第730058号記載のような
方法により、真空でさらに反応水を除去してさら
に重合させることができる。押出して平らなフイ
ルムにした際の均質重合体又は共重合体の相対粘
度は40〜100の範囲内にある。この押出されたフ
イルムをついで急冷し、必要に応じ加湿して、前
述のように配向させる。 本発明の配向フイルムは次に密封性のウエツ
ブ、例えばポリエチレン、エチレン一酢酸ヴイニ
ル共重合体、イオノマーなどと積層品にされ、プ
リントされ、食品、例えばベーコン、ウエイナー
（weiner）等の包装に使用することができる。本
発明のフイルムは機械方向および横方向の引裂き
特性にバランスが保たれているため、食品の包装
に特に適している。注形即ち押出しと、配向との
工程は必ずしも同時に行う必要はない。便利な場
合には、本発明の配向工程を行うまで、注形した
フイルムをロール上に貯蔵することもできる。 下記の実施例により本発明を例示する。最終引
張強さ（UTS）の測定にはASTM法Ｄ−638−
77A、試料タイプIVを用い、グレーヴス
（Graves）引裂き強さの測定にはASTM法Ｄ−
1004を用い、またエルメンドルフ（Elmendorf）
引裂き強さの測定にはASTM法Ｄ−1922−67を
用いた。 実施例 １ 60RVのナイロン66重合体を単一スクリユー押
出機を用い、巾711mmの平らなフイルム用ダイス
型を通して、288℃で27.3Kg／時の速度で押出し
た。熔融したウエツブをそれぞれ125℃および75
℃に設定された２個の直列の急冷ロールに接触さ
せ、0.127ｍ／秒の線速度で128μｍのフイルムを
つくつた。このフイルムを167℃の予熱ロール及
び第１の配向ロールへと進行させ、配向間隙
300μｍ、延伸比3.6、第２の配向ロールの温度200
℃、急冷ロールの温度40℃において配向させる。
ハイパロン合成ゴムで被覆した、公称ロール直径
の２％中高になつた直径４インチのニツプ・ロー
ルにより、第１および第２の配向ロールに対して
フイルムをニツプ・ロールしニツプ・ロールの長
さ１cm当り33Nの力をかける。このフイルムを、
第２の配向ロールと急冷ロールとの間にある焼鈍
区域で1.5％収縮させる。次にフイルムを線速度
0.450ｍ／秒で巻取る。以後この実験を連続法
（in−line process）という。 上記実験を繰返したが、注形フイルムをまず巻
取り、次に別の工程として配向ロールに供給し
た。以後この実験を不連続法（out−of−line
process）と称することにする。 このようにしてつくられた両方のフイルムの物
理的性質を下記表に示す。どのフイルムにもしわ
はなかつた。

【表】

【表】 実施例 ２ 41RVの90％ヘキサメチレンジアミンアジペー
ト／10％ε−カプロラクタム共重合体（共重合体
Ｂ）を二重スクリユー押出機を用い、平らなフイ
ルム用ダイス型を通して、283℃で550Kg／時の速
度で押出した。最終のフイルムのRVは53であつ
た。熔融したうウエツブを75℃の冷却ロールに、
次に105℃の焼鈍ロールに接触させ、下方にドロ
ーダウンして線速度1.03ｍ／秒で51μｍの未配向
のフイルムを得た。このフイルムを水蒸気処理し
て含水量を1.0％にした。次にこのフイルムを、
予熱ロール及び第１の配向ロールの温度163℃、
第２の配向ロールの温度183℃、急冷ロールの温
度40℃、延伸比3.7、配向間隙250μｍ、第１およ
び第２の配向ロールへフイルムを接触させるニツ
プ・ロールの力をニツプ・ロール１cm当り33Nと
して、本発明の一実施態様である別工程で配向さ
せた。このフイルムを第２の配向ロールと急冷ロ
ールとの間にある焼鈍区域で1.5％収縮させ、線
速度1.20ｍ／秒で巻取る。このフイルムの物理的
性質を、実質的に同じ条件で加工したナイロン66
のフイルム、及び第１の配向ロールの温度154℃、
第２の配向ロールの温度197℃、延伸比4.1、配向
間隙250μｍの条件で加工したナイロン６のフイ
ルムと比較すると、次の通りである。

【表】

【表】

【表】 どのフイルムにもしわはなかつた。
実施例 ３ 実施例２と同じ条件で実施例２のナイロン共重
合体を押出したが、但し冷却ロールおよび焼鈍ロ
ールはそれぞれ60℃および80℃に保ち、線速度
0.686ｍ／秒で76μｍの未配向のフイルムをつくつ
た。ついで、この未配向のフイルムを、予熱ロー
ル及び第１の配向ロールの温度156℃、第２の配
向ロールの温度176℃、急冷ロールの温度40℃、
延伸比3.8、配向間隙250μｍ、第１および第２の
配向ロールフイルムを接触させるニツプ・ロール
の力をニツプ・ロール１cm当り33Nとすること以
外は、実施例１に記載の配向、焼鈍、急冷工程を
用いて配向させた。フイルムは焼鈍区域において
1.5％収縮させ、ついで線速度1.07ｍ／秒で巻取
つた。 さらに、延伸比を4.85にしてこの実験を繰返し
た。 生成したフイルムの物理的性質は次の通りであ
る。

【表】

【表】

【表】 どのフイルムにもしわはなかつた。
実施例 ４ 42RVのナイロン66重合体を二重スクリユー押
出機を用い、平らなフイルム用ダイス型を通し
て、283℃で600Kg／時の速度で押出した。最終の
フイルムのRVは53であつた。熔融したウエツブ
を75℃の冷却ロールに、次に105℃の焼鈍ロール
に接触させ、下方にドローダウンし、線速度1.12
ｍ／秒で51μｍの未配向のフイルムを得た。フイ
ルムを水蒸気処理し、含水量を0.9％にした。次
に、このフイルムを実施例１記載の配向、焼鈍、
急冷工程を用いて配向させた。処理条件は下記の
通りであるが、ニツプ・ロールの力は33N／cm、
急冷ロールの温度は40℃であり、フイルムを焼鈍
区域で1.5％収縮させた。

【表】

【表】

【表】

【表】 どのフイルムにもしわはなかつた。
実施例 ５ 実施例２および４の方法で51μｍのフイルムを
つくつたが、第２の配向ロールと急冷ロールとの
間に焼鈍ロールを挿入した。配向間隙は381μｍ、
ニツプ・ロールの力は26.3N／cm、急冷ロールの
温度は44℃であつた。このフイルムを焼鈍ロール
と最終の急冷ロールとの間で３％収縮させた。

【表】 どのフイルムにもしわはなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体化例を実施する装置の
摸式図である。第２図は本発明の好適な具体化例
を実施する装置の摸式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１および第２の反対方向に回転する配向ロ
   ールの間で実質的に未配向のナイロン・フイルム
   を配向させる方法において、該第２のロールの周
   辺速度対該第１のロールの周辺速度の比を約1.1
   〜約5.5にし、各配向ロールはそれに附随したニ
   ツプ・ロールを有し、該ニツプ・ロールはそのニ
   ツプ・ロールの巾全体に亘りそれに附随した配向
   ロールに実質的に均一な力を及ぼし、それぞれの
   ニツプ・ロールにより与えられる力はニツプ・ロ
   ールの巾１cm当り15〜45N（ニユートン）になる
   ようにし、配向ロールの間隔は100〜2050μｍで
   あり、第１の配向ロールの温度は70〜180℃にな
   るように保たれ、第２の配向ロールの温度は第１
   の配向ロールの温度とナイロン・フイルムの熔融
   温度より20℃低い温度の間の温度になるように
   し、該ナイロン・フイルムは(a)ヘキサメチレンジ
   アミンアジペートの均質重合体、および(b)ヘキサ
   メチレンジアミンアジペートと、ε−カプロラク
   タム、９−アミノノナノン酸、11−アミノウンデ
   カノン酸、12−アミノデユオデカノン酸、および
   ヘキサメチレンジアミンデユオデカンジオイケー
   トからなる群から選ばれたコモノマーとの共重合
   体からなる群からつくられ、共重合体におけるヘ
   キサメチレンジアミンアジペートの含有量は重合
   前において該コモノマーとヘキサメチレンジアミ
   ンアジペートとの重量の少なくとも10％であり、
   該均質重合体又は共重合体の相対粘度は約40〜
   100であることを特徴とする上記の方法。 ２ 該第２の配向ロールの周辺速度対第１の配向
   ロールの周辺速度の比は約2.6〜約4.8である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 第１の配向ロールの温度は約140〜180℃であ
   る特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 第２の配向ロールの温度は約190℃ないしナ
   イロン・フイルムの熔融温度より30℃低い温度の
   間の温度である特許請求の範囲第２項記載の方
   法。 ５ 配向させた後フイルムを機械方向に１〜８％
   収縮させる特許請求の範囲第２〜４項記載のいず
   れかの方法。