JPH0628902B2 - 二軸延伸多層フィルムの製造方法 - Google Patents

二軸延伸多層フィルムの製造方法

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JPH0628902B2 JP29839689A JP29839689A JPH0628902B2 JP H0628902 B2 JPH0628902 B2 JP H0628902B2 JP 29839689 A JP29839689 A JP 29839689A JP 29839689 A JP29839689 A JP 29839689A JP H0628902 B2 JPH0628902 B2 JP H0628902B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、二軸延伸多層フィルムの製造方法に関し、食
品包装分野、工業材料分野等において利用することがで
きる。
[背景技術] チューブラー法により同時二軸延伸されて製造されたナ
イロンフィルムは、強度、透明性等の機械的及び光学的
特性が良好であるという優れた特徴と有している。
このようなナイロンフィルムの水分に対するバリヤ性を
向上させた基材として、ナイロン6層/ポリ塩化ビニリ
デン(PVDC)層を有する多層フィルムが従来一般的
に使用されてきた。しかし、この多層フィルムを焼却す
るとボリ塩化ビニリデンに由来する有害な塩素ガスが発
生し、これが延いては酸性雨をもたらして環境破壊につ
ながるという問題点があった。そこで、このような環境
問題を引き起こさず、かつ酸素バリヤ性にも優れた基材
としてナイロン6層/エチレン−酢酸ビニル共重合体け
ん化物(EVOH)層/ナイロン6層の多層フィルムが
提案され、二軸延伸されたこの多層フィルムの安定な製
造方法が要望されている。
[発明が解決しようとする課題] 従来のチューブラー法による二軸延伸ナイロンフィルム
の製造方法によれば、得られたフィルムは、一般に厚さ
精度が低いため、巻き姿が悪化したり、印刷、ラミネー
ト、製袋等の二次加工時における不良が発生したりし
て、その包装用、工業用フィルムとしての使用が制限さ
れていた。これは、延伸用原反フィルムの作製時に、厚
さ精度を押出ダイで調整しても±2〜6%程度の厚さむ
らが発生することに加えて、従来のチューブラー法によ
れば、延伸時にその厚さむらが更に2倍以上に悪化する
ことによるからである。また、従来法によれば、延伸変
形時のバルブが安定しないため、バブルが横揺れを起こ
したり、時には破袋する虞れもあった。
従来、ポリアミド樹脂フィルムの二軸延伸時の成形安定
性を得るため、延伸倍率を規定する方法(特公昭49−
47269号公報)、延伸温度を規定する方法(特公昭
53−15914号公報)等も提案されているが、いず
れの製造方法によっても、良好なフィルムが得られる製
造条件を必ずしも的確に規定することができなかった。
なお、二軸延伸前に予熱を施す方法(特開昭57−41
924)によれば、フィルムがナイロン6層/EVOH
層/ナイロン6層のような多層フィルムの場合、延伸応
力が高くなりすぎて連続成形が不可能になるので好まし
くない。
本発明は、酸素に対するバリヤ性が良好であり、かつ強
度の高いナイロン6層とエチレン−酢酸ビニル共重合体
けん化物(EVOH)層を有する多層フィルムについ
て、二軸延伸時の成形安定性を向上させることができる
と共に、得られるフィルムの厚さ精度を良好にすること
ができる製造方法を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段及び作用] 本発明者は、チューブラー法により二軸延伸された、ナ
イロン6層及びエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物
(EVOH)層を有する多層フィルムの製造方法におい
て、延伸に関与する各種パラメータを実験により確認し
た結果、フィルムの移動方向(M)の最大延伸応力σMD
及びフィルムの幅方向(TD)の最大延伸応力σTDに着
目し、これらのσMDとσTDに基づき製造条件を設定する
ことにより、良好な結果が得られることを見出した。
即ち、本発明においては、σMDとσTDをそれぞれ次のよ
うに条件設定したことを特徴とする。
600kg/cm2≦σMD≦1250kg/cm2 600kg/cm2≦σTD≦1250kg/cm2 但し、前記σMDとσTDは、それぞれ下式で表される。
σMD=(F×BMD)/A F=T/r ここで、Fは延伸力(kg)、BMDはMD方向の延伸倍
率、Aは原反フィルムの断面積(cm2)、Tはニップロ
ールの回転トルク(kg・cm)、rはニップロールの半径
(cm)である。
σTD=(ΔP×R)/t ここで、ΔPはバブル内圧力(kg/cm2)、Rはバブル
半径(cm)、tはフィルムの厚さ(cm)である。
前記ナイロン6層及びEVOH層を有する多層フィルム
とは、例えばナイロン6層/EVOH層の2層構造、ナ
イロン6層/EVOH層/ナイロン6層の3層構造等よ
り成る多層フィルムである。
σMDとσTDが1250kg/cm2を越える場合には、延伸
途上のバブルの破袋が頻発するため、連続生産ができな
くなる。また、σMDとσTDが600kg/cm2未満の場合
には、延伸途上のバブルが不安定になるため、フィルム
の厚さ精度が悪くなる。σMDとσTDは、いずれも好まし
くは、上限を1100kg/cm2とし、下限を700kg/c
m2とする。
[実施例] 実施例1 押出機より、ナイロン6層(厚さ49μm)/EVOH
層(厚さ49μm)/ナイロン6(厚さ49μm)層の
3層構造を有する多層原反フィルムを共押出成形した
後、この多層原反フィルムを水温15℃の水冷リングで
冷却して厚さ147μmのチューブ状原反フィルムを作
製した。このナイロン6は、UBEナイロン〔商品名、
相対粘度η3.7、宇部興産(株)製〕を使用し、ま
たEVOHは、エチレン含有率が38モル%のものを使
用した。
次に、第1図に示すように、この原反フィルム1を一対
のニップロール2間に送通した後、中に気体を圧入しな
がら310℃のヒータ3で加熱すると共に、延伸開始点
にエアーリング4より風量15m3/分のエアー5を吹
き付けてバブル6に膨張させ、下流側の一対のニップロ
ール7で引き取ることにより、同時二軸延伸を行って二
軸延伸多層フィルム8を得た。この延伸倍率は、フィル
ムの移動方向(MD)に3.0倍及びフィルムの幅方向
(TD)に3.2倍であった。
この同時二軸延伸の際、バブル6内の圧力、バブル6の
半径、ニップロール2,7の回転数、駆動モータの負
荷、回転トルク等を特定の値に設定して、得られるフィ
ルムの移動方向(MD)の最大延伸応力σMD及びフィル
ム幅方向(TD)の最大延伸応力σTDを調整した。
本実施例においては、フィルムのM方向の最大延伸応力
σMDは710kg/cm2、またフィルムのTD方向の最大
延伸応力σTDは750kg/cm2であった。なお、これら
のσMDとσTDは、下式より算出したものである。
σMD=(F×BMD)/A F=T/r ここで、Fは延伸力で97kg、BMDはMD方向の延伸倍
率で3.0、Aは原反フィルムの断面積で0.41c
m2、Tは回転トルクで486kg・cm、rはニップロール
の半径で5cmである。この延伸力Fは、ニップロールの
駆動に要するモータの負荷を読み取り、これから回転ト
ルクTを算出して求めた値である。
σTD=(ΔP×R)/t ここで、ΔPはバブル内圧力で800×10-4kg/c
m2、Rはバブル半径で14.4cm、tはフィルムの厚さ
で15.3×10-4cmである。このバブル内圧力ΔP
は、デジタルマノメータを使用して測定した値である。
また、フィルムの厚さtは、原反フィルムの厚さ/(M
D延伸倍率×TD延伸倍率)より算出した値である。
σMD及びσTDをこのように条件設定した本実施例に係る
二軸延伸多層フィルムの製造において、24時間の連続
製造を行ったところ、延伸変形時のバブル6は横揺れな
どがなく、成形安定性が非常に良好であった。また、得
られた多層フィルム8は、厚さのばらつきが±5.0%
と厚さ精度が良好であった。
実施例2〜12 上記実施例1と同様にして、実施例2〜12に係る二軸
延伸多層フィルム8の製造を行った。但し、EVOHの
エチレン含有率、第1〜3層の厚さの比、MD延伸倍率
とTD延伸倍率、エアーリング4の風量、ヒータ3の設
定温度については、下記の表−1に示すように条件を異
ならせた。なお、実施例12だけは、ナイロン6層/E
VOH層の2層構造を有する二軸延伸多層フィルム8で
あり、各層の厚さの比は2:1である。
また、同時二軸延伸の際、各実施例毎に、フィルムのM
D方向の最大延伸応力σMDとフィルムのTD方向の最大
延伸応力σTDとが略等しい適当な値となるように、バブ
ル6内の圧力、バブル6の半径、ニップルロール2,7
の回転数、駆動モータの負荷、回転トルク等を特定の値
に設定した。
σMD及びσTDをそれぞれ適当な値に条件設定した各実施
例に係る二軸延伸多層フィルム8の製造において、24
時間の連続製造を行い、延伸変形時のバブル6の成形安
定性を観察、評価し、また得られた二軸延伸多層フィル
ム8の厚さのばらつき、即ち厚さ精度の測定と評価及び
総合評価を行った結果を下記の表−1にまとめて示す。
比較例1〜8 上記実施例と同様にして、比較例1〜8に係る二軸延伸
多層フィルムの製造を行った。但し、EVOHのエチレ
ン含有率、第1〜3層の厚さの比、MD延伸倍率とTD
延伸倍率、エアーリング4の風量、ヒータ3の設定温
度、冷却水の水温については、下記の表−1に示すよう
に条件を異ならせた。なお、比較例7と8については、
二軸延伸前に多層フィルムに80℃の予熱を施した。
また、同時二軸延伸の際、上記実施例と同様に、各比較
例毎に、σMDとσTDとが略等しい適当な値となるよう
に、バブル6内の圧力、バブル6の半径等を特定の値に
設定した。
σMD及びσTDをそれぞれ適当な値に条件設定した各比較
例に係る二軸延伸多層フィルムの製造において、24時
間の連続製造を行い、延伸変形時のバブルの成形安定性
を観察、評価し、また得られた二軸延伸多層フィルムの
厚さ精度の測定と評価及び総合評価を行った結果を下記
の表−1に併せて示す。
下記の表で、成形安定性の欄の◎はバブルの折径変動が
±1%で、バブルの破袋、不安定現象(上下動、横揺れ
等)が発生しない、〇はバブルの折径変動が±3%で、
バブルの破袋、不安定現象が発生しない、×はバブルの
破袋又は不安定現象が生じるため、連続成形が困難、を
それぞれ示す。また、厚さ精度の欄の〇、△及び×は、
それぞれ偏肉が±6%以下、±7〜10%及び±11%
以上を示す。総合評価の欄の◎は工業生産に最適、〇は
工業生産に適、×は工業生産不可能をそれぞれ示す。
この表より、実施例1〜12によれば、フィルムのMD
方向の最大延伸応力σMD及びフィルムのTD方向の最大
延伸応力σTDが、いずれも600〜1250kg/cm2
範囲内にあるため、延伸変形時のバブル6の良好な成形
安定性と共に、二軸延伸多層フィルム8の良好な厚さ精
度が得られることがわかる。また、σMDとσTDをそれぞ
れ700〜1100kg/cm2の範囲内に設定した実施例
1,3,4,6〜9,12によれば、成形安定性と厚さ
精度がより良好になる。
これに対して、比較例1,2,4,6〜8によれば、σ
MDとσTDが1250kg/cm2を越え、また比較例3,5
によれば、σMDとσTDが600kg/cm2未満であるた
め、成形安定性と厚さ精度の少なくとも一つが不良であ
ることがわかる。
[発明の効果] 本発明によれば、ナイロン6層及びEVOH層を有する
多層フィルムの二軸延伸時における良好な成形安定性が
得られるため、連続生産を支障なく行うことが可能にな
る。また、得られる二軸延伸多層フィルムの厚さ精度が
向上するため、品質の良好な製品を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例に係る製造方法で使用する装置の概略図
である。 1……原反フィルム、3……ヒータ、4……エアーリン
グ、6……バブル、8……二軸延伸多層フィルム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チューブラー法により二軸延伸された、ナ
    イロン6層及びエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物
    (EVOH)層を有する多層フィルムの製造方法におい
    て、 前記多層フィルムの移動方向(MD)の最大延伸応力を
    σMD、フィルムの幅方向(TD)の最大延伸応力をσTD
    としたとき、σMD及びσTDをそれぞれ 600kg/cm2≦σMD≦1250kg/cm2 600kg/cm2≦σTD≦1250kg/cm2 に設定したことを特徴とする二軸延伸多層フィルムの製
    造方法。 但し、前記σMDとσTDは、それぞれ下式で表される。 σMD=(F×BMD)/A F=T/r ここで、Fは延伸力(kg)、BMDはMD方向の延伸倍
    率、Aは原反フィルムの断面積(cm2)、Tはニップロ
    ールの回転トルク(kg・cm)、rはニップロールの半径
    (cm)である。 σTD=(ΔP×R)/t ここで、ΔPはバブル内圧力(kg/cm2)、Rはバブル
    半径(cm)、tはフィルムの厚さ(cm)である。
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