JPH09194606A - ポリアミドフィルム及びその製造方法 - Google Patents
ポリアミドフィルム及びその製造方法Info
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- JPH09194606A JPH09194606A JP363796A JP363796A JPH09194606A JP H09194606 A JPH09194606 A JP H09194606A JP 363796 A JP363796 A JP 363796A JP 363796 A JP363796 A JP 363796A JP H09194606 A JPH09194606 A JP H09194606A
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Abstract
機械的性質や寸法安定性に優れたフィルムを提供する。 【解決手段】 ポリアミド90〜99.99 重量%と、膨潤性
フッ素雲母系鉱物10〜 0.01 重量%とからなるポリアミ
ド樹脂組成物を主たる原料として用いた、少なくとも1
方向に2倍以上延伸されたポリアミドフィルム。
Description
のフッ素雲母系鉱物からなる、強度、弾性率、寸法安定
性、ガスバリヤー性、レトルト耐性、易滑性に優れたポ
リアミドフィルムに関するものである。
法安定性、耐熱性、耐油性、耐溶剤性、光学的性質、耐
ピンホール性、ガスバリヤー性が優れており、食品、医
薬品、雑貨等の包装用途に使用されている。しかしなが
ら、近年、ポリアミドフィルムの用途が拡大し、用途に
よっては従来の性質では十分とはいえず、各性能の一層
の向上が望まれている。たとえば、ポリアミドフィルム
はその強靭性を利用してレトルト食品用の包装材料とし
て用いられているが、高温レトルト処理時( 130℃程
度)の寸法安定性に欠け、フィルムが大きく収縮したり
して商品価値が低下する場合がある。近年レトルト処理
の生産性を向上させるために処理温度を高くして処理時
間を短くする傾向にあり、袋体の最表層部に耐熱安定性
に優れたポリエステルフィルムを使用し、内層に強靭な
ポリアミドフィルムを使用したラミネート構造体が使用
されているが、製造コストが高くなり問題であった。ま
た、アワビ、サザエ、伊勢海老、カニ等の海産物や米、
豆等の穀物の包装体として使用する場合、運搬時の強度
が十分といえず、より一層の性能の向上が望まれてい
る。
ポリアミドと層状珪酸塩とからなるフィルムが提案され
ている(特開平2−105856号公報)が、層状珪酸塩をポ
リアミド中に均一に分散させるために、予め層状珪酸塩
を膨潤化剤と接触させて層間隔を拡げる前処理工程が必
要であり、コスト的にも問題があった。また、得られた
フィルムの性能においても、突き刺しピンホール耐性や
レトルト耐性は満足のゆくものではなかった。また、ポ
リアミドと層状珪酸塩とからなる樹脂組成物として、ポ
リアミドに膨潤性フッ素雲母系鉱物を配合した樹脂組成
物が優れた機械的性質や寸法安定性を有することが知ら
れている(特開平6−248176号公報)。
点を解決しようとするものであり、ポリアミドフィルム
の優れた性質を損なわずに、強度、弾性率、寸法安定性
(乾熱、湿熱時)、ガスバリヤー性、レトルト耐性、突
き刺しピンホール耐性、易滑性を向上させた包装袋材料
として好適なフイルムを提供しようとするものである。
を解決するために鋭意検討した結果、ポリアミドと膨潤
性フッ素雲母系鉱物とからなる延伸ポリアミドフィルム
が優れた性能を有することを見出し本発明に到達した。
る。 (1)ポリアミド90〜99.99 重量%と、膨潤性フッ素雲
母系鉱物 0.01 〜10重量%とからなるポリアミド樹脂組
成物を主たる原料として用いた、少なくとも1方向に2
倍以上延伸されたポリアミドフィルム。 (2)ポリアミド樹脂組成物が膨潤性フッ素雲母系鉱物
の共存下にモノマーを重合して得られたものである上記
のポリアミドフィルム。
としては、ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイ
ロン69、ナイロン610 、ナイロン612 、ナイロン116 、
ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6I、ナイロン 6/
66、ナイロン6T/6I、ナイロン66/6T、ポリビス
(4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ナイ
ロンPACM12)、ポリビス(3−メチル−4−アミノ
シクロヘキシル)メタンドデカミド(ナイロンジメチル
PACM12)、ポリメタキシリレンアジパミド(ナイロ
ンMXD6)、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド
(ナイロン11T)、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロ
テレフタルアミド(ナイロン11T(H))等が挙げら
れ、2種以上併用してもよいし、これらの共重合体であ
ってもよい。なお、Iはイソフタル酸成分、Tはテレフ
タル酸成分を表す。これらのうち、特に好ましいもの
は、ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン1
1、ナイロン12、ナイロン610 及びこれらの共重合ポリ
アミド、混合ポリアミドであり、最も好ましいものはナ
イロン6である。
が、溶媒としてフェノール/テトラクロルエタン=60/
40(重量比)の混合物を用い、温度25℃、濃度1g/dlの
条件で求めた相対粘度が 1.5〜5.0 の範囲のものが好ま
しい。相対粘度が 1.5未満のものでは、フィルムの機械
的性能が低下し、5.0 を超えると製膜性が低下するので
好ましくない。
鉱物は次式で示される。 αMF・β(aMgF2 ・bMgO)・γSiO2 (1) ここで、Mはナトリウムまたはリチウムを表し、α,
β,γ,aおよびbは各々係数を表し、0.1 ≦α≦2、
2≦β≦3.5 、3≦γ≦4、0≦a≦1、0≦b≦1、
a+b=1である。
ては、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム
等の酸化物と各種フッ化物を混合し、その混合物を電気
炉あるいはガス炉中で1400〜1500℃の温度範囲で完全に
溶融し、その冷却過程で反応容器内にフッ素雲母系鉱物
を結晶生長させる、いわゆる溶融法がある。また、他の
方法としては特開平2−149415号公報に開示された方法
がある。すなわち、タルクを出発物質として用い、これ
にアルカリイオンをインターカレーションしてフッ素雲
母系鉱物を得る方法である。この方法ではタルクに珪フ
ッ化アルカリあるいはフッ化アルカリを混合し、磁性ル
ツボ内で700 〜1200℃で短時間加熱処理することによっ
てフッ素雲母が得られる。たとえば、インターカレーシ
ョン法では、タルクと混合する珪フッ化アルカリあるい
はフッ化アルカリの量は、混合物の10〜35重量%となる
ようにすることが好ましく、この範囲を外れると膨潤性
フッ素雲母系鉱物の生成率が低下する。
は、珪フッ化アルカリあるいはフッ化アルカリのアルカ
リ金属はナトリウム又はリチウムとすることが必要であ
る。これらのアルカリ金属は単独で用いてもよいし併用
してもよい。アルカリ金属のうち、カリウムの場合には
膨潤性のフッ素雲母系鉱物が得られないので好ましくな
いが、ナトリウム又はリチウムと併用し、かつ限定され
た量であれば膨潤性を調節する目的で用いることも可能
である。また、膨潤性フッ素雲母系鉱物を製造する工程
において、アルミナを少量配合し、生成する膨潤性フッ
素雲母系鉱物の膨潤性を調節することも可能である。
ミノ酸、ナイロン塩、水分子などの極性分子あるいは陽
イオンを層間に吸収することにより、層間距離が拡が
り、あるいは更に膨潤へき開して、超微細粒子となる特
性である。また本発明で用いる膨潤性フッ素雲母系鉱物
は、X線粉末法で測定してC軸方向の層厚みが9〜20Å
である。
ミド90〜99.99 重量%に対して10〜0.01重量%である。
この配合量が0.01重量%未満では本発明の効果が小さ
く、10重量%を超える場合には靭性が低下するので好ま
しくない。
造する方法は公知のいかなる方法も用いることができ
る。例えば押出機を用いてポリアミドと膨潤性フッ素雲
母系鉱物とを溶融混練する方法がある。しかし、最も好
ましい方法は、ポリアミドを形成するモノマーに、膨潤
性フッ素雲母系鉱物を所定量存在させた状態で、モノマ
−を重合することによって製造する方法である。この場
合には膨潤性フッ素雲母系鉱物がポリアミド中に十分細
かく分散し,本発明の目的が最も完全に達成される。
たポリアミドと層状珪酸塩とからなるフィルムにおいて
は、層状珪酸塩をポリアミド中に均一に分散させるため
には、予め層状珪酸塩を膨潤化剤と接触させて層間隔を
拡げる前処理工程が必要であるのに対して、本発明にお
いてはそのような膨潤化処理は必要なく、膨潤性フッ素
雲母系鉱物の存在下にモノマーを重合するだけで、所望
の樹脂組成物が得られる。
れた方法により得られた樹脂組成物を用いて製造したフ
ィルムに比べて、本発明のフィルムは機械的性質や耐レ
トルト性などの性能において、極めて優れた性能を有す
ることは驚くべきことである。
アミド樹脂組成物には、その特性を大きく損なわない限
りにおいて顔料、熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃
剤、可塑剤、離型剤や他の強化材等を添加することも可
能である。このような熱安定剤や酸化防止剤としては、
ヒンダードフェノール類、リン化合物、ヒンダードアミ
ン類、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲ
ン化物を挙げることができる。これらの熱安定剤、酸化
防止剤、耐候剤等の添加剤は、一般に溶融混練時あるい
は重合時に加えられる。
目的で、各種無機系ないし有機系滑剤を配合することも
できる。これら滑剤の具体例としては、クレー、タル
ク、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリ
カ、アルミナ、酸化マグネシウム、珪酸カルシウム、ア
スベスト、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウ
ム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラ
スバルーン、カーボンブラック、酸化亜鉛、三酸化アン
チモン、ゼオライト、ハイドロタルサイド等が挙げられ
る。
アミド樹脂組成物には、その特性を大きく損なわない限
りにおいて必要に応じて他の重合体を配合してもよい。
このような重合体としてはポリブタジエン、ブタジエン
−スチレン共重合体、アクリルゴム、エチレン−プロピ
レン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合
体、天然ゴム、塩素化ブチルゴム、塩素化ポリエチレン
及びこれらを無水マレイン酸等により変性したエラスト
マー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート等がある。
る方法としては、チューブラー法、Tダイ法等の公知の
製造方法を用いることができる。また本発明の延伸フィ
ルムを得る方法としては、たとえばTダイ法では、樹脂
組成物を押出機に投入し、加熱溶融した後、フラット製
膜法におけるTダイのダイオリフィスからシート状に押
し出し、冷却ドラムに捲きつけられて未延伸フイルムを
製造する。次に、この未延伸フィルムを水分率を 1.3重
量%未満に調整し逐次二軸延伸する方法、あるいは、水
分率を 1.3〜10重量%の範囲に調整し、同時二軸延伸す
る方法がある。チューブラー法で延伸する場合には、リ
ング状ダイより押し出した樹脂組成物のチューブを空冷
または水冷して未延伸フィルムを得、その水分率を 1.3
重量%未満に調整し、チューブ内に空気等を圧入し、同
時に二軸に延伸する。
に応じてコロナ放電処理、表面硬化処理、メッキ処理、
清浄処理、着色処理、塗装仕上げ処理やコーティング等
の物理化学的表面処理を付加してもよい。また本発明の
フィルムは単層で用いてもよいし、他の材料と多層にし
て用いてもよい。
が核となってフィルム表面に微細突起が形成されている
ため滑性に優れる。また、膨潤性フッ素雲母系鉱物は、
ポリアミド中に超微細に分散するため、本発明のフィル
ムは膨潤性フッ素雲母系鉱物を比較的高濃度に添加して
も透明性が低下しにくく、屈曲耐ピンホール性において
も優れた特性を有する。また、膨潤性フッ素雲母系鉱物
は、ポリアミド樹脂に対する結晶核剤効果が大きいた
め、弾性率、乾熱及び湿熱寸法安定性、ガスバリヤー
性、レトルト耐性が向上する。
説明する。なお、実施例および比較例の評価に用いた原
料および測定法は次の通りである。
たタルクに対し、平均粒径が同じく2μm の表1に示す
珪フッ化物、フッ化物あるいはアルミナを表1に示す割
合(重量部)で混合し、これを磁性ルツボに入れ、電気
炉で1時間 800℃に保持しM−1からM−3のフッ素雲
母を合成した。生成したフッ素雲母は、平均粒径 1.8μ
m であり、また、X線粉末法で測定した結果、M−1か
らM−3は、原料タルクのC軸方向の厚み9.2 Åに対応
するピークが消失し、膨潤性フッ素雲母系鉱物の生成を
示す12〜16Åに対応するピークを示した。
(式(1)においてMがカリウムであるもの) (4) モンモリロナイト(山形県産の天然モンモリロナイ
ト) (5) カオリン(林化成社製) (6) シリカ(水沢科学社製)
を東京電色社製ヘイズメーターを使用して、ASTM D 100
3-61に準じて測定を行った。 (2) 耐屈曲ピンホール性 20℃、65%RHの条件下で調湿した 20.3mm ×27.9mmの
長方形のフィルムをゲルボフレックステスター(理学工
学社製)に装着して、8.9mm 直進中に 440°回転し、さ
らに 6.4mm直進し、その後、逆の行程で元の位置に戻る
までの動きを1回と数えて、10,000回の屈曲テストを行
った。屈曲テスト後のフィルムについて、着色液(三菱
瓦斯化学社製エージレスシールチェック)をフィルムの
片面に塗布し、液が反対面に浸透した個数をピンホール
数として計測した(測定面積は 497mm2 )。 (3) 乾熱収縮率 フィルム長手方向(MD)および巾方向(TD)にそれ
ぞれ標線をいれた短冊試料を切り出し、オーブン内で 1
60℃で5分間処理し、処理後の標線間寸法を20℃、65%
RH平衡状態で測定し、処理による縮み量の処理前寸法
に対する百分率で表した。 (4) 引張強伸度 島津製作所社製オートグラフDSS-500 型を使用し、ASTM
D 882に準じて測定し、MD、TD方向の平均値で表示
した。 (5) 耐ピンホール強度 内径 100mmφの円形型枠に試料フィルムを緊張させて固
定し、この試料の中央部に先端が曲率半径 0.5mmの針を
50mm/分の速度で試料面に垂直に当てて突き刺し、フィ
ルムが破れる際の強度を測定した。測定は、延伸後捲き
取ったフィルムの中央部について実施した。 (6) 静摩擦係数 島津製作所社製オートグラフDSS-500 型を使用し ASTM
D 1894に準じて評価した。 (7) 3次元表面粗さ 小坂研究所社製表面粗さ測定器 SE- 3AK型を使用し、JI
S B 0601-1976 の方法に準じて触針径2μm R、触針圧
10mg、高さ倍率 5,000倍の条件で、SRa 、SRzを測定し
た。 (8) レトルト耐性 5リットルの圧力容器を使用し、130 ℃の熱水中にフィ
ルムを浸漬し30分処理後の寸法変化と力学特性を評価し
た。 (9) ガスバリヤー性(酸素透過度) モダンコントロール社製 MOCON OX-TRAN 100A により、
ASTM D-3985-81に準じて23℃、100 %RHの条件で測定し
た。
M−2およびM−3をそれぞれ表2に掲げた量を配合
し、これを内容量30リットルの反応缶に入れ、ε−カプ
ロラクタムの重合を行った。重合反応は次のように行っ
た。すなわち、攪拌しながら 250℃に加熱し、徐々に水
蒸気を放出しつつ、4kg/ cm2 から15kg/ cm2 の圧力ま
で昇圧した。その後、2kg/ cm2 の圧力まで放圧し、26
0 ℃で3時間重合した。重合の終了した時点で反応缶か
らポリマーを払い出し、これを切断してペレットとし
た。得られたナイロン6ペレットを95℃の熱水で処理し
て精練を行い、乾燥後、押出機に投入し、260 ℃に加熱
溶融した後、フラット製膜法によりTダイのダイオリフ
ィスからシート状に押し出し、表面温度10℃のドラムに
捲きつけて冷却し、厚さ 150μm の未延伸フイルムを調
製した。次に、50℃の温水槽に2分間浸漬した後(吸水
率 2.8重量%)、175 ℃で縦方向に3倍、横方向に 3.3
倍に同時二軸延伸し、次いで5%の弛緩処理を施し、続
いて 210℃で熱処理し、厚さ15μm の延伸フイルムを得
た。得られた延伸フイルムの性能を評価し、その結果を
表2に示した。
母、モンモリロナイト、カオリンおよびシリカを、それ
ぞれ表3に掲げた量を配合した以外は、実施例1と同様
にして、厚さ15μm の延伸フイルムを得た。得られた延
伸フイルムの性能を評価し、その結果を表3に示した。
に掲げた量を配合し、これを内容量30リットルの反応缶
に入れ、ナイロン66塩の重合を行った。重合反応は次の
ように行った。すなわち、230 ℃で攪拌しながら、内圧
が18kg/cm2になるまで加熱した。その圧力に到達後、徐
々に水蒸気を放出しつつ加熱し、その圧力を保持した。
280 ℃に達した時点で,常圧まで放圧し、さらに2時間
重合を行った。重合が終了した時点でナイロン66を払い
出し、これを切断してペレットとした。得られたナイロ
ン66ペレットを乾燥後、押出機に投入し、280 ℃で加熱
溶融した後、フラット製膜法によりTダイのダイオリフ
ィスからシート状に押し出し、表面温度10℃のドラムに
捲きつけて冷却し、厚さ 150μm の未延伸フィルムを調
製した。次に、50℃の温水槽に2分間浸漬した後(吸水
率 2.7重量%)、180 ℃で縦方向に3倍、横方向に 3.3
倍に同時二軸延伸し、次いで5%の弛緩処理を施し、続
いて 220℃で熱処理し、厚さ15μm の延伸フィルムを得
た。得られた延伸フィルムの性能を評価し、その結果を
表4に示した。
合した以外は、実施例6と同様にして、厚さ15μm の延
伸フィルムを調製した。得られた延伸フィルムの性能を
評価し、その結果を表4に示した。
15μm の延伸フィルムを調製した。得られた延伸フィル
ムの性能を評価し、その結果を表4に示した。
モリロナイトの膨潤化処理を行い、12−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との複合体を
得た。この複合体 180g を配合した他は実施例1と同様
にして重合し、ポリアミド樹脂組成物を得た。得られた
樹脂組成物中のモンモリロナイトの含有量は 2.0重量%
であった。次に、この樹脂組成物を用いて実施例1と同
様にして延伸フィルムを製造し、性能を評価した。その
結果を表4に掲げた。
る以外は、実施例1〜5と同様にして延伸したが、いず
れの場合もフィルムは切断し、安定生産ができなかっ
た。なお、延伸前のフィルムの水分率は、0.08重量%で
あった。
ール強度やレトルト処理後の機械的性質や耐熱寸法安定
性に優れたポリアミドフィルムが提供される。
Claims (6)
- 【請求項1】 ポリアミド90〜99.99 重量%と、膨潤性
フッ素雲母系鉱物10〜 0.01 重量%とからなるポリアミ
ド樹脂組成物を主たる原料として用いた、少なくとも1
方向に2倍以上延伸されたポリアミドフィルム。 - 【請求項2】 ポリアミド樹脂組成物が膨潤性フッ素雲
母系鉱物の共存下にモノマーを重合して得られたもので
ある請求項1記載のポリアミドフィルム。 - 【請求項3】 160 ℃、5分間の乾熱収縮率が、1.3 %
未満である請求項1又は2記載のポリアミドフィルム。 - 【請求項4】 ポリアミドがナイロン6である請求項1
〜3のいずれかに記載のポリアミドフィルム。 - 【請求項5】 ポリアミド90〜99.99 重量%と、膨潤性
フッ素雲母系鉱物10〜 0.01 重量%とからなるポリアミ
ド樹脂組成物を主たる原料として用いた未延伸フィルム
の水分率を 1.3重量%未満に調整した後、チューブラー
法又は逐次二軸延伸法で延伸することを特徴とするポリ
アミドフィルムの製造方法。 - 【請求項6】 ポリアミド90〜99.99 重量%と、膨潤性
フッ素雲母系鉱物10〜 0.01 重量%とからなるポリアミ
ド樹脂組成物を主たる原料として用いた未延伸フィルム
の水分率を 1.3〜10重量%に調整した後、同時二軸延伸
法で延伸することを特徴とするポリアミドフィルムの製
造方法。
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