JPH09216279A

JPH09216279A - ２軸延伸ポリアミドフイルムの製造方法

Info

Publication number: JPH09216279A
Application number: JP2281596A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kimoto; 敦司木本
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】寸法安定性や機械的特性を低下させることな
く、製袋時のカールの原因となるボーイングを抑制する
ことのできる２軸延伸ポリアミドフイルムの製造方法を
提供する。【解決手段】未延伸ポリアミドフイルムを予熱後、同
時２軸延伸し、延伸温度以上の温度で緊張熱固定し、次
いで、弛緩熱処理して２軸延伸ポリアミドフイルムを製
造するに際し、弛緩熱処理を熱固定温度よりも高くなる
ように勾配をつけた温度で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、寸法安定性を低下
させることなく、製袋時のカールの原因となるボーイン
グを抑制することのできる２軸延伸ポリアミドフイルム
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２軸延伸ポリアミドフイルムは、機械的
特性、光学的特性、熱的特性、バリヤー性、耐摩耗性、
耐衝撃性及び耐ピンホール性等に優れていることから、
包装材料として要求される多くの性能を満足するもので
あるため、特に食品包装分野において広く使用されてい
る。しかしながら、２軸延伸ポリアミドフイルムの諸性
能のうち、寸法安定性、特に熱水中での寸法安定性は、
その親水基を有する分子構造が逆に障害になるためか、
改良が困難であった。すなわち、２軸延伸ポリアミドフ
イルムは、高温雰囲気中、特に高温の水中又は蒸気中に
おいて収縮する傾向を示し、これはボイル殺菌、レトル
ト殺菌用包装材料としては欠点となる。

【０００３】寸法安定性を改良するための最も一般的な
方法は、２軸延伸後のフイルムを熱風あるいは熱ロール
等の加熱手段により高温で熱処理する方法である。例え
ば、特公昭44−2598号公報には、２軸延伸後のナイロン
６フイルムに 180℃程度の温度で緊張熱処理と同時２軸
熱収縮処理とを施す方法が開示されている。寸法安定性
を改良するためにはできるだけ高い温度で熱処理するこ
とが必要となるが、熱処理温度がポリアミドの融点に近
づくとフイルムが溶断したり、またテンション等の応力
がフイルムに作用している場合は、そのわずかな力によ
ってフイルムが切断したりする。したがって、フイルム
が溶断したり、応力によって切断したりしない範囲で、
できるだけ熱処理温度を高くすることにより、高温下の
寸法安定性を改良することになる。

【０００４】一方、同時２軸延伸においては、フイルム
中央部がフイルム両端部よりも遅れるか、先行するボー
イング現象が発生する。ボーイング現象は、延伸部と熱
処理部との境界領域における力の関係によって発生する
ものとされており、ボーイングを小さくするには、延伸
時のフイルム温度を高くして延伸張力をできるだけ低く
し、かつ熱処理温度をできるだけ低くすることが望まし
い。しかし、熱処理温度を低くしたのでは、寸法安定性
を改善することが困難となるので、寸法安定性を重視し
て熱処理温度を高くすると、ボーイングによる幅方向の
延伸斑が生じて、製袋時のカールが問題となるような用
途では、使用できるフイルム幅に制限を受けるという問
題を有していた。

【０００５】特公昭50− 38667号公報には、長さ方向及
び幅方向の延伸倍率がそれぞれ 2.5〜4.0 倍で、両方向
の最終延伸倍率の差が 0.5以下となるように同時２軸延
伸することにより、ボーイングを抑制することができる
旨記載されているが、これだけではボーイングを十分小
さくすることは困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、寸法安定性
に優れ、かつ、製袋時のカールの原因となるボーイング
を抑制することのできるポリアミド２軸延伸フイルムの
製造方法を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討の結果、２軸延伸後のポリ
アミドフイルムに緊張熱固定と弛緩熱処理とを施すに際
し、緊張熱固定の温度はやや低くし、弛緩熱処理の温度
をできるだけ高温とすることにより、この目的が達成さ
れることを見出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明は、未延伸ポリアミドフ
イルムを予熱後、同時２軸延伸し、延伸温度以上の温度
で緊張熱固定し、次いで、弛緩熱処理して２軸延伸ポリ
アミドフイルムを製造するに際し、弛緩熱処理を熱固定
温度よりも高くなるように勾配をつけた温度で行うこと
を特徴とする２軸延伸ポリアミドフイルムの製造方法を
要旨とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１０】本発明におけるポリアミドとしては、ナイ
ロン６、ナイロン６６及びこれらを主体とするポリアミ
ド等が使用できるが、ナイロン６が好ましい。

【００１１】本発明の方法を実施するに当たっては、ま
ず、ポリアミドを常法によってＴダイ法で製膜して実質
的に無定形な未延伸フイルムを得る。次いで、この未延
伸フイルムに給湿処理を施した後、予熱ゾーンを通して
高温で短時間予熱処理し、引き続いて、高温の延伸ゾー
ンで長さ方向及び幅方向に同時２軸延伸する。

【００１２】延伸に先立って、未延伸フイルムを高温で
短時間予熱処理し、適度な球晶を形成させることが必要
である（ナイロン６の場合、予熱ゾーンの温度は 208〜
235℃が適当である。）。予熱温度が低すぎると均一な
延伸が困難であり、予熱温度が高すぎたり、予熱時間が
長すぎたりすると高度に球晶が形成されて延伸性が低下
するとともに、フイルムが劣化するので、好ましくな
い。

【００１３】延伸は、延伸時の応力を低く保ち、延伸に
よるボーイングを抑制し、かつ速やかに延伸を完了させ
るために高温で行われる（ナイロン６の場合、延伸ゾー
ンの温度は 188〜197 ℃が適当である。）。延伸温度が
低すぎると均一延伸が困難であり、高すぎるとフイルム
の劣化をもたらし、好ましくない。

【００１４】また、延伸倍率は、ボーイングを抑制する
ため、長さ方向及び幅方向の延伸倍率がそれぞれ 2.5〜
4.0 倍で、かつ両方向の最終延伸倍率の差（絶対値）が
0.5以下となるようにすることが望ましい。強度や透明
性等の優れた２軸延伸ポリアミドフイルムを得るために
は、長さ方向と幅方向の延伸倍率をそれぞれ 2.5倍以上
とすることが必要であるが、あまり高倍率の延伸は不均
一延伸をもたらすと同時にボーイングを助長するという
点から好ましくなく、 4.0倍以下に抑えることが好まし
い。また、延伸中のフイルムの張力バランスを保ち、ボ
ーイングを減少させ、均一な特性を有する満足な延伸フ
イルムを得るためには、両方向の最終延伸倍率の差がで
きるだけ小さくなるようにすることが望ましい。

【００１５】延伸フイルムには、引き続いて緊張熱固定
と弛緩熱処理とを施すが、弛緩熱処理を熱固定温度より
も高くなるように勾配をつけた温度で行うことが必要で
ある。緊張熱固定及び弛緩熱処理は、フイルムの寸法安
定性を向上させるとともに、延伸による内部歪を解消す
るために行うものである。緊張熱固定の温度は、延伸温
度以上とすることが必要であるが、やや低くし、弛緩熱
処理をできるだけ高温とすることにより、寸法安定性を
向上させるとともに、ボーイングを抑制することができ
るのである。（ナイロン６の場合、緊張熱固定ゾーン及
び弛緩熱処理ゾーンの温度を 200〜213 ℃とし、この範
囲で弛緩熱処理ゾーンの温度が緊張熱固定ゾーンの温度
よりも高くなるように設定することが望ましい。）

【００１６】緊張熱固定ゾーン及び弛緩熱処理ゾーン
は、それぞれ温度制御が可能な複数のゾーンに分け、最
初のゾーンの温度を低くすることも好ましい。

【００１７】弛緩熱処理における弛緩率は、幅方向に１
〜10％となるようにするのが適当である。

【００１８】なお、各ゾーンの温度は、フイルムが各ゾ
ーンを通過する時間に応じて調整することが必要である
（通常、各ゾーンの通過時間は、１〜３秒程度であ
る。）。

【００１９】本発明の方法によれば、寸法安定性を低下
させることなく、ボーイングが抑制された２軸延伸ポリ
アミドフイルムを製造することができる。ボーイング現
象が発生すると、フイルムの配向方向が中央部では長
さ、幅の両方向で一致しているが、端部に近づくにつれ
て配向方向の傾きが大きくなり、それによって延伸倍率
が異なって、特にポリアミドフイルムでは重要な性質で
ある熱水収縮率に方向性が現れ、製袋時のカール、ラミ
ネート加工時の蛇行等、最終用途における不都合を生じ
るようになる。

【００２０】

【作用】本発明においては、２軸延伸後のポリアミドフ
イルムに緊張熱固定と弛緩熱処理とを施すに際し、緊張
熱固定の温度はやや低くし、弛緩熱処理の温度をできる
だけ高温とするので、延伸部と熱処理部との境界領域の
力関係の差を少なくすることができ、フイルム幅方向の
均一性の尺度としてのボーイングを抑制することができ
る。したがって、得られる２軸延伸フイルムは、幅方向
の不均一性が小さくなり、端部に近い部分のフイルムを
用いても、製袋時のカール等の問題が改善される。ま
た、弛緩熱処理ゾーンの温度を上げることにより、寸法
安定性も改善され、ボーイングの低減と寸法安定性の改
善との両立が可能となる。

【００２１】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、ボーイングの度合いは、フイルムの長さ方
向及び幅方向に対する斜め45゜方向の熱水収縮率の差、
すなわち、幅方向からみて斜め45゜と 135゜の方向の熱
水収縮率の差（斜め収縮率差という）を測定して評価し
た。（斜め収縮率差が大きいと配向方向の傾きが大きい
こと、すなわち、ボーイングの度合いが大きいことを意
味する。）ここで、熱水収縮率は、フイルムを幅10mm、
長さ 100mmに裁断した試料を用い、20℃、65％ＲＨの雰
囲気中で、標点間の寸法Ｌ0 を読取顕微鏡によって正確
に測定した後、沸騰水中に５分間浸漬し、沸騰水から引
き上げたフイルムを20℃、65％ＲＨの雰囲気中に放置し
て平衡に達してから標点間の寸法Ｌ1 を測定し、次式で
算出して求めた。熱水収縮率 (％) ＝〔（Ｌ₀−Ｌ₁）／Ｌ₀〕×100

【００２２】実施例１厚さ約 150μm のナイロン６の未延伸フイルムを水分率
２％に調湿した後、165 ｍ／分の速度で、温度 227℃の
予熱ゾーンに導入して予熱した後、温度 196℃の延伸ゾ
ーンで長さ方向に３倍、幅方向 3.3倍に同時２軸延伸
し、引き続いて、緊張熱固定及び弛緩熱処理を行い、厚
さ15μm の２軸延伸フイルムを得た。この際、緊張熱固
定は温度 203℃の第１ゾーンと温度 208℃の第２ゾーン
とを通して定長で行い、弛緩熱処理は温度 211℃の第１
ゾーンと温度 211℃の第２ゾーンとを通して幅方向の弛
緩率が５％となるように行った。なお、各ゾーンの長さ
は、次のとおりとした。

【００２３】実施例２延伸ゾーンの温度を 195℃に変えた以外は、実施例１と
同様にして２軸延伸フイルムを得た。

【００２４】比較例１延伸ゾーンの温度、緊張熱固定ゾーン及び弛緩熱処理ゾ
ーンの温度を表１のように変えた以外は実施例２と同様
にして２軸延伸フイルムを得た。

【００２５】比較例２予熱ゾーンの温度を 224℃とし、緊張熱固定ゾーンの温
度を表１のように変えた以外は比較例１と同様にして２
軸延伸フイルムを得た。

【００２６】上記の実施例及び比較例で得られたフイル
ムの斜め収縮率差を測定した結果を表１に示す。斜め収
縮率差の測定位置の数値は、フイルム幅方向の中心から
左又は右へ進んだ距離を表す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明の方法によれば、寸法安定性や機
械的特性を低下させることなく、製袋時のカールの原因
となるボーイングを抑制でき、それにより、使用できる
フイルム幅を拡大することができるので、コストを低下
させることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未延伸ポリアミドフイルムを予熱後、同
時２軸延伸し、延伸温度以上の温度で緊張熱固定し、次
いで、弛緩熱処理して２軸延伸ポリアミドフイルムを製
造するに際し、弛緩熱処理を熱固定温度よりも高くなる
ように勾配をつけた温度で行うことを特徴とする２軸延
伸ポリアミドフイルムの製造方法。
【請求項２】ポリアミドがナイロン６であり、予熱ゾー
ンの温度が 208〜235 ℃、延伸ゾーンの温度が 188〜19
7 ℃、緊張熱固定ゾーン及び弛緩熱処理ゾーンの温度が
200〜213 ℃である請求項１記載の２軸延伸ポリアミド
フイルムの製造方法。