JPS5929128A - １２ナイロンの二軸延伸フイルムの製造法 - 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】

本発明は異方性が少なく１寸法安定性が良好なＪ２ナイ
ロンの二軸延伸フィルム及びその製造方法に関するもの
である。 ナイロンフィルムの中で６ナイロン及び（１（５ナイロ
ンの無延伸フィルムは国内外で工業的に生産されており
、その二軸延伸フィルムについても、（１ナイロンにつ
いてはよく知られ−こおり、製造方法についてもテンタ
ー法を開示しまた特公昭４１３−＜）３９９、同４４．
−２５９８．チユーブラー法では特公昭４ｇ−４・７２
６９等が公知であり、６６ナイロンの二軸延伸フィルム
も特公昭５５　１　ｆｊ　Ｏり８等に開示されている。 １２ナイロンの無延伸フィルムは以前から工業的に１４
−産されており、耐薬品性、耐摩耗性等の機械的強度を
牛かｉ−だ工業月１途、耐候性、耐熱性及び強靭性を利
用した農業ｊｌ」フィルム、耐油性９強靭性を生かした
。パツキン類、ゴムノートと［店合わせてコンテナー材
料としても利用１されている。特殊なものとｌ〜ては耐
熱性、耐寒性、耐ピンホール＋１を利用した宇宙産業資
材の開発に利用されている。 １２ナイロンの無延伸フィルムＱよそのレジンの舶性か
ら９曲のプラスチックの、ｌ１ｌｊ　１４伸フイルムに
比軸すると１強靭性、耐熱性、低温腸性等に優れており
、上記のように工業的用途を確立しているが。 近年、二軸延伸技術の発展により、多種のプラスチック
フィルムについてアニ輔延伸力］ぼが施さｆ’Ｌるよう
になり１機械的性質が格１役に向上したフィルムが市１
及されるようになってきており、１２ナイロンの無延伸
フィルムも機械的性質での優ｂｒ性はなくなってきた。 いまだ１２ナイロンの二Ｉ′Ｉ′ｉＩＩ延伸フィルムｔ
ｉｔ　川られていない。すなわち９本発明は二１論延伸
加工を施すことによ！７機械的性澗が向上することは原
理的に明らかであるが、無婢呻フィルムの特性を生かし
つつ、異方性が少なく２寸法゛ゲ定性良好な１２ナイロ
ンの二軸延伸フィルムを提供するのが本発明の目的であ
る。 １２ナイロンの二軸延伸フィルムの？９造方法としては
、特許上、　　ｆｔナイロンの二１ｌＱＩ＋延伸とほぼ
同様のプロセス条件にて製造できることが知られていた
が、さらに詳細にみれば、６ナイロンの四時二軸廷伸方
法を開示した特公昭４５−８５６７９゜同４４．−２　
（Ｉ　（１（１号公報等すべて（Ｓナイロンからなるも
のであり、いずれも単に１２ナイロンが分子構造が６ナ
イロンに近いことから想定される推定に基ずく記載にす
ぎず、それらのプロセスにて得られるフィルムの特性は
全く記載されていない。 ６ナイロンについてのチューブラ−法及びテンター法に
よる同時二軸延伸法、改良レジンによる逐次二軸延伸法
、などこれらの公知の技術全１２ナイ・ロンの二軸延伸
に適用・を検討したところ、６ナイロン及び６１５ナイ
ロンとは吸湿性、結晶性等に大きい差があり、同一技術
の適用は困難であり、　１２ナイロンの傷°性に適応し
た特定条件下で延伸及び熱固定を行うことによりはじめ
て機械的性質が優れ２寸法局定性の良好な１２ナイ１０
ン二情延伸フイルムが１％られることを究明し本発明に
到達したものである。 すなわち９本発明は １、実質的に１２ナイロンからなる二軸延伸フィルムに
おいて、あらゆる方向の引張強肝が１５（１（ｌ　Ｋ９
Ａ以上で、かつ１０　（１−Ｃでの熱７ト′収縮率が５
％以下である１２ナイロンの二１咄蝿伸フィルムを提供
することにあり。 ２．１２ナイロンを溶融して押出し、仄いで冷却して肖
だチューブ伏未延伸フィルムを配向ｉｊＪ！ｉ巳温ｎ、
し域でチヱープ内部にガス圧を１．ヌ用して膨張＋１１
伸し１回時二’＋’＋ｈ配向させ更に熱固定を行いニリ
油延伸フィルムを製造するにあたり （］、）膨張開始点のフィルム表面温度を（１０〜８０
゛Ｃとする。 （２）膨張開始点から膨１１侵終了点に至る夕也伸ｊＩ
Ｙ域の帰高温度になるようにｌ晶出勾配をとり温度を８
０〜９　（］　”Ｃとする。 （３）最高温度位置より１膨張終了点に至る延伸帝賊の
フィルム表面温度が最高温度より５〜１０゛Ｃ下降する
ような温度勾配を維持する。 ８１影帳延伸したフィルムを熱固定するにあたり。 縦方向の延伸培率がＸ、横方向の延伸倍率がＹなるフイ
ルノ・金、熱固定時間（ｔｓｅｅ）、熱固定１１腎ＩＪ
Ｔ（Ｔ”Ｃ）を延伸倍率の多寡に応じての範囲内にｊ天
択し、て熱固定を行う。 ４　延伸倍率を縦横それぞれ２，５倍以上で、縦横の倍
率の差が０２倍以下である・ ５　熱固定を行う際のフィルムの縦横の弛緩率をそれぞ
れ１　（１％以下である。 ことよりなる１２ナイロンニｌ１１１ＩＩｒＥ、伸フィ
ルム及びその製造法に関するものである。 本発明に用いられる１２ナイロン樹脂は集屑的に１２ナ
イロンからなる（σ１ｎ旨を用いるものであり、この樹
脂の本来の債性を損わない１ｌｉｉ’ｉ、囲で牛酪のコ
モノマーを倉む共重合体、少鼠の他の樹脂、滑剤。 安定剤、＠刺、染料等の添加物を含むことはさしつかえ
ない。 本発明により得られた１２ナイロンの二輔延坤〕・イル
ムは１２ナイロンの１１１１！？延伸フイルムの引＋ｊ
Ｎ強度が６００〜８００　Ｋｐ、飼であるのにゾ１して
あらゆる方向がＪ、　５　（１（ｌ　Ｖｇ／Ａ匂、上で
あり格１々に１ｉｉｌ　＋Ｌでいるものである。 瀬装フィルムの信幀ｔトに対する・決求は高バＲ１二し
。 よりＩｆｉ靭なフィルムが唯１れてお幌、内耳物を保穫
し、萌品価（直を保持するべく破れ、穴あき等を１１：
弓さないことが心安である。 これらフィルムの強靭性に計画するには引張強伸度、破
裂強度１両撃強Ｉ８．笠の他に突き刺し強度等が関係す
るといわれており、　１２ナイロンの−ＩＩ１１０延伸
フィルムはその無延伸フィルムに叱り佼しで。 引裂きすｇｉさを除いて全ての１頁目でｐｈｉ　Ｊ−し
ており、市販さｉｔているプラスチックフィルムの中で
もっとも強靭性をもつといわれている（１ナイロンの二
軸延伸フィルムに匹敵する機械的＋１．＊−ｉ・イジし
ていた。 芒らに本発明について詳細に１ボベると、実７１！１的
に１２ナイロンからなる樹脂をｐＩＩ出機により溶融混
練しサーキュラ−グイよりａ状に押出す。溶融チューブ
状フィルムはエアーリングにより風冷しても１〈１寸だ
外部より水冷するか、内）？１１と外部から同時に水冷
しても団＜、戊いｌｄ水によって冷却されているマンド
レルの表１１１に摺動させながら冷却−するか、またこ
のマンドレル法において外部Ｖこ１１接冷却水を併用し
て冷却してもよい。いずれかの方法（Ｃまり製ｈφした
チューブ状未延伸フィルムは角、冷されることが望まし
く、左定した延伸を行うには２５゛Ｃでの密度が１０１
８以下であることが嗜捷しい。 次に価沖工ｒφについて・ボベると、室温１１［傍へ冷
却されＪ斤畳腫れたデーーブ状未延伸フィルムを低速ニ
ップロールを経て高速ニップロールに導かｆｔ　。 チューブ内に適用された空気圧と低、高速の両ニップロ
ールの周速比により二４ｍ＋延伸を行うが、これ迄、６
ナイロンのチューブラ−二軸延伸法とし。 て開示きれている技術（例−特公昭４．０−４．７２６
９）によれば未延伸フィルムの沈水率及び延伸温度が曵
定されている。１２ナイロンについて適用を試みたが１
２ナイロンは吸水率も低く、そのままでは延伸できない
ことがわかり鋭意煉肘しまた結末。 彰脹延伸部のフィルム表面温度を１Ｍ密にコントロール
することにより、Ｉ／′ｉしめて安５げした４ｉ５伸が
続けられることを発見し７た。 すなわち、低速ニップロールを経由して熱風寸たは赤外
線ヒーターによって加熱Ｉ７ながら未延伸フィルムをｊ
ｌｌｉ　９−ｔさせ、膨１浪開始点のフィルム表面温度
を６０〜８（）Ｃの範囲の

【凭る？黒度に保つ膨張開始
点から’Ｉｎ？　１１１１　Ｆ：　’Ｔ点に至る延伸帯
域のフイルノ、に対しでその膨１賎帯１戎の長さの森乃
至弄・用材し７た位置が最高ｒｌｒＡ川（／？＝なるよ
うに＋Ｈｌ／）１７Ａ度勾配をとり、その最高１７ｉム
川を８０〜ｇ　＋１０の軸間の戎るＩ＃Ｒ度に保つ。１
！に最高温度イに１Ｍより）１・）２脹終了点に至る間
に５〜Ｊ−０”Ｃ下！洋するようなで、１濫ｌＩ？勾配
をＡ・１１時し、なかも延伸することが最〕）箸でｂ）
った。 膨張開始点のフィルム表面幅Ｈ＋＋；ｉ　（１（１〜８
　（１”Ｃが！賃適であり、＋＋（１”ｃ＊満でシー１
．チェ−−−グ内のνＦ気圧が高く、膨１模されに＜＜
、パンクが発生ｒイ、。 ８００以上の高温でηよ膨；旧の開始（ｔ、ｔ　’ｄ易
であえ）がバブルの揺動が起りＩｖみムラのハ゛１１因
となる。次に膨張開始点よ・り膨張終了点に至る延伸帯
域の長さ延伸バブルの安定性は向上するがバブル内圧が
高くバンクの発生が多くなり、延伸の持続性がない。 次に最高温昨位置より膨張終了点迄下降勾配をとること
によりバブルの安定性を維持させる。温度勾配を小さく
すると、バブルの揺動が起り、パンク、厚みムラの原因
となり、また温度勾配を大きくすると、延伸されたフィ
ルムに収縮応力、収縮率が残留し、本発明の目的である
寸法安定＋１＝の良好なフィルムを製造することに反す
る条件である。 Ｊ″−１上のように延伸帯域において厳密な温Ｉｌｌコ
ントロール下に縦、横の延伸倍率が２５倍以十で延伸さ
れた。フィルムは下方より上方に吹出す空気流により冷
却され高床ニップロールにより引取られる。 ＋ｊξ伸されたフィルムは熱固定装置に導かれる。 延伸工程でのｌ砧ＩＷ条件、々１ｈ伸倍率により、残留
している収縮応力、収縮率が変化するので寸法安定性の
良好な熱固定フィルムを得るには厳密な条件下での熱固
定が必要と々る。１．に記のような濡出条件にて、縦方
向の延伸倍率Ｘ、ＬＭガ向の延伸倍率Ｙ、縦、横の延伸
倍率の差を０２１ゾ乍にて延伸された延伸フィルムを熱
固定する際、熱固定時間（ｔｓｅｃ）、熱固定ｒ黒度（
１゛Ｃ）を延伸倍率の多寡に応じて次式のような関係式
の範囲内に選択することにより１（）０°Ｃの熱水収縮
率が３％以下である寸法安定性の良好なフィルムが肖ら
れることを見出したものである。 すなわち、熱固定を行う前の廷伸フィルムＱ↓延伸工程
での温度条件や延伸倍率により、保有している収縮応力
や、収縮率が異なっており一般的に延伸倍率は高い程、
温度条件は低い俣、残留している収縮性は大きいもので
ある。 また熱固定を行う際、縦方向、）負方向の弛緩率を大き
くすると１件られた熱１・■定フィルムの熱水収縮率は
小さく寸法安定性が良好なフィルムに得ることができる
が、延伸工程で発現しまた分子鎖の配向が緩和され、引
張強度が低くなり伸度が大きいフィルムとなり強靭性を
失〈すことになる。またデユープ！１１Ａ［Ｍ定に於い
てバブルの径が変動する現壕が発生し、厚みムラの原因
にもなり、弛緩率はあまり大きくできない。 本発明は縦、横の弛緩率をそれぞれ１０％以下にして行
う。また熱固定温度を高く、熱処理時間を長くすること
は、得られたフィルムの寸法安定性を良くする効果はあ
るが、上記関係式の範囲を越えると２分子鎖の配向が緩
和され引張強度が低くなり、虹にはバブルの径が変動し
著しい場合は破断が発生する。 本発明によりｒ拝ら汎た１２ナイロンニ軸延伸フイルム
ハ１２ナイロンの無延伸フィルムに比較して破断強度、
ｌ！４撃強度、破裂強度、空刺強度等の機械的性質は２
〜５倍であり強靭性は箸しく向上しており、６ナイロン
の二＠３　、ｆｔ伸フィルムに近い物性を備えていた。 特に空刺強度については第１表に示すよう如、６ナイロ
ン及び６６ナイロンの二軸延伸フィルムの空刺強度がボ
イル処理後の吸湿状態では２０°Ｃ相対湿度６５％の常
態の強度に比較すると６０〜５０％に低下するのに対し
て、１２ナイロン二軸延伸フイルムは８５係の保持率を
示しておシ優れている８すなわち食品包装フィルムとし
て使用するを合食品の充嘆、殺菌」ニイ、？ｉ等でフィ
ルムが高吸湿状態になることは一般的によくあることで
あるが、かかる状態に於いても強靭であることは食品包
装用フィルムとして非常に有用７１　！ｒ；’を性を有
していることになる。Ｊ２ナイロンニ’ｆＱＩＩ　ｊｆ
Ｅ伸フィルムは無延伸フィルムに比較１７−ＣＪ−、Ｍ
＋、：の上うな機械的性質の向上ばかりでなく、酸素透
内’（Ｘ７　、透湿度の低下、すなわちバリヤー１／ト
の向上、耐薬品性についても向上が認められる。無延伸
フィルムと同じ用途に１史川する場合１機械的ｆ’ｌ−
狛の而がらは半分以下の厚みで充分使用可能であり、省
資瞭に効果がある。１２ナイロンはもともと高価なレジ
ンであり、薄膜にして使用できることはコストダウンに
つながり、今後の工業的利用価１直は大きいと考えられ
る。 以下本発明を実Ｍ１１例にもとづいて具体的に説明する
。実施例中に示した測定方法は下記の方法によった。 ■１強伸度 ＡＳ’ｌ’Ｍ　−１）　８８２−６７ ２、実利強度 ０、５　ｍｍ几の曲率をもった１間φのポンチをフィル
ムに対して垂直に１　（１０ｔｎｍ／ｇｉｎの速度で突
刺し、その最大応力を測定する。数値はフィルム厚み（
咽）で除して表示した。 ３、熱水収縮率 縦、横２、（）０祁寸法のフィルムを２０℃６５％１１
、Ｈ中に２４時間調湿しフィルム寸法を精測し原寸とす
る。沸騰水中に８０分間浸漬した後２０“Ｃ（５５％１
もＨに調湿後の寸法を測定し２両辺の寸法の縮み率をも
って表示した。 ４　透湿度 ＪＩＳ　　Ｚ０２０８による。 ５　酸素透過率 モダンコントロール社製　ＯＸ　ｉ’　ＩもＡＮ−［１
０搗ＩＪ酸素透過測定器による。 測定状態　２０　”（”ドライ。 ６、密度 ２５′Ｃ密ＩＷ勾配管による。 ７、フィルム表面温度 直径約１ｍｍ＋露出部長さ約１５−のクロメル−コンス
タンタン型熱霜対（４５Ω）を接続した表面温度言１を
用い、フィルム表面に熱電１対先端を接触させ３０秒後
の指示値をもってフィルム表面温度とした。熱源の輻射
熱が強い場合、その影響をさけるため熱電灯のフィルム
に接しない側をアルミ箔で暖う。 実施例　Ｊ １ｚナイロン（商品名　ｔＪＨｊＪ　ナイロン８　Ｕ　
２４・宇部興産製）を押出機にて２００〜２４　（＋　
’Ｃに溶融混練し、２４０℃に保った環状ダイスより下
向きに押出した。環状ダイスの直径は１０（１ｍｍでス
リットギャップは（１，８４１７７１１である。 押出された溶融デユープ状フィルムをダイス直下に取付
けた外径８５咽で内部に２　（＋　’Ｃの冷却水を循環
１２ている円筒状マンドレルの外表面を摺動させながら
、外側ｄ、水槽内を通過させることにより急冷し、室１
品近傍迄冷却して引取り約８５咽。 この未延伸フィルムを原反（１）としてこれを第１図に
示した２　１１１１＋延伸装置（Ａ）に導き、予熱器（
４）、主熱器（５）の環状赤外線ヒーターの市５圧を調
整して加熱し、主熱器下方の冷却リング（６）よりチュ
ーブに対向する形で空気を供給する中で低速ニップロー
ル（２）及び高速ニップロール（８）の間の管状フィル
ムに加圧空気を入れ、該空気圧と低高速ニップロールの
周速比の調整によって二軸延伸を行った。 この際ｒ熱器及び主熱器の環状赤外線ヒーター各区分の
電圧の調整と下方より供給する空気流の流速及び温度を
調整することによって、延伸開始点（第２図１０１．）
：及び延呻帯域Ｃ）の上から約邪の位置（１０２）、膨
張終了点（Ｊ（１８）のフィルム表面温度を夫々コント
ロールし２て延伸を行った結果を第２表に示す。 このようにして得られた管状延坤フイルノ・は折畳んで
延伸機から引出Δ：ｒ′１．チューブ状熱固定装良熱固
定装置導かれ、チ＝−−ブ状にＩＴ＋び膨ら一チせ加熱
筒（］、ｆｌ）取った。 この際縦方向は前部ニップロール（８）と？＆　ｆ＜Ｉ
Ｉニップロール（１４・）の周速比、横力向Ｑ；１延伸
部（Ａ）での延伸バブルの外洋と熱固定部（Ｉ３）のバ
ブルの外径の比によって弛緩率を変えた。熱固７１ミ時
間、熱固定温度を選択して検討した結果を第３表に示す
。 このよう処して得られた１２−ノーイロン二ｌ＋＋Ｉ＋
延伸フィルムはあらゆる方向の引張強度１１：　１．５
００　Ｒ〆４以上であり、１．００℃の熱水収縮率は：
３係以−１であったｎ実施例により得られた１２ナイロ
ン−ン１１１９」〔伸フィルム及び比較例として１２ナ
イロンの１、明延伸フィルム及び６ナイロンの二’ＩＱ
ＩＩ　ｂｉ伸フィルムの物性を第４表に示す。 実施例　２ 実施例１により傅らｔした厚さ１５μの１２ナイロンニ
軸延伸フイルム及び厚さ２０μの１２ナイロンの無延伸
フィルムにそれぞれシーラントフィルムとして低密度ポ
リエチレンの５０μのフィルムをした。この水包製袋を
沸騰水中に８（）分間ボイル処理を行った後、１．２Ｆ
Ｆｌの高さよりコンクリート床に落す落丁試験を行った
。実施例によりイ＜＋られた】２ナイロンニ軸廷伸フイ
ルムによる水包製袋はサンプル５個全て、５回の繰りコ
ベし、客玉テストで全く破袋しなかった。Ｊ２ナイロン
の無延伸フィルムによる袋は５個の中８１η１１の袋を
よ８回の繰り返し落丁で破袋し、残り２個は４回の繰り
返し落下で破袋した。このように格段に強靭性が改良さ
れでいるフィルムであった。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図はオ発明実施の具体的−態様を示す説明断面
図である。 Ａ・・・廷沖装置　　　　Ｂ・・・熱固定装置Ｃ・・延
伸帯域　　　　し・・・延伸帯域の長さ１・・・未延伸
フィルム　２・・低速ニップロール８・・・高速ニラグ
ロール　　４・・・予熱器５・・主熱器　　　　　６・
・・冷却エアーリング７・・・折りたたみロール群 ８・・・前部ニップロール ９・・・アンカラプサロール群　１０・・・加熱筒１．
１・・・熱）虱噴出孔群　　１２・・・玲却筒１３・・
・折りたたみロール群 １４・・後部ニラグロール　１０１・・・ｊ膨張開始点
１０２・・１宵高県黒耐点　　　１０８・・・延伸終ｒ
点特許出願人　　株式会ｒ１　　興人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、実質的に１２ナイロンからなる二軸延伸フィルムに
   おいて、あらゆる方向の引張強度が１５　（１０Ｋ□以
   上でかつ１．００℃での熱水収縮率が８％以下である１
   ２ナイロンニ軸延伸フイルム。 ２１２ナイロンを溶融して押出し１次いで冷却して得た
   チューブ状未延伸フィルムを配回可能温度賊でチューブ
   内部にガス圧を適用し７て膨張延伸し、同時二軸配回さ
   せ、更に熱固定を行い二軸延伸フィルムを製造するにあ
   たり（Ｊ）＃脹開始点のフィルム表面温度を６０°〜８
   （１”Ｃとする。 （２）彬脹開始徹から膨張終了点に至る延伸帯域の十乃
   至＋進行した位置のフィルム表面温度が最高温度になる
   ように（黒度勾配をとり。 温度を８（ｌ°〜９　（＋　”Ｃとする。 （８）嫂高温Ｉｆ位置より膨張終了点に至る延伸’：ｆ
   Ｆ域ノフイノフィルム表面温度温ｍ゛より５〜１０　’
   Ｃ下降するような温１８′勾配ヲ・維持ｒる。 ことを特徴とする１２ナイロンニ’Ｉｌｌ延伸フイルム
   の製造方法ｎ ３　膨張延伸したフィルムを熱固定するにあ／Ｃす、縦
   方向の延伸倍率がＸ、横１５回の娯ｆｌＴ’倍率がＹな
   るフィルムを、熱固定時間（ｔｓｅｃ）熱固定温度（’
   ［”　’Ｃ）を延伸倍率の多寡に応じて Ｘ−１−Ｙ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　　Ｘ斗Ｙ１２（１４−２１）　Ｘ　−−＋　１　
   ｏｇ　ｔ≦′［≦ｌ−Ｗ　＋　２（ｌ　Ｘ　　ｚ−の範
   囲内に選択して、熱固定を行うことを７ｉ４徴とするｔ
   Ｆｒ許請求の範囲第１項の１２ナイロン二軸延伸フイル
   ムの製造方法。 ４　延伸倍率が縦横それぞれ２５倍以上で、縦横の延伸
   倍率の差が０．２倍以下である。牛′ＩＡ１′請求の範
   囲第１項の１２ナイロン二１１１１１砥伸フイルムの製
   造方法。 ５、熱固定を行う際フィルムの弛緩率が縦、横それぞれ
   １０％旬下である特、ｉ′ｒ請求の範囲第１頃の１２ナ
   イロンニｉｉｌ＋　ｊｒＥ−伸フイルノ・のｌ！！！造
   方法。