KR20210148190A - 적층 연신 폴리아미드 필름 - Google Patents

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다쿠로 엔도
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도요보 가부시키가이샤
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Abstract

내수 접착성(내수 라미네이트 강도), 내충격성, 내핀홀성이 우수한 적층 연신 폴리아미드 필름을 제공한다. 접착 용이층(B층)/기재층(A층)/이활층(C층)의 순으로 3층으로 구성된 2축 연신 폴리아미드 필름이며, 상기 A층은 폴리아미드 6을 65질량% 이상 함유하고, 상기 B층은 공중합체 중의 공중합 성분의 비율이 3 내지 35질량%인 폴리아미드 6 공중합체를 60 내지 100질량%와 폴리아미드 6을 0 내지 40질량% 함유하고, 상기 C층은 폴리아미드 6을 70질량% 이상과 평균 입자경이 0.1 내지 10㎛인 미립자를 0.05 내지 1질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.

Description

적층 연신 폴리아미드 필름
본 발명은 접착성이 우수한 2축 연신 폴리아미드 필름에 관한 것이다. 특히, 실란트 필름과의 내수 접착 강도가 우수한 2축 연신 폴리아미드 필름에 관한 것이다.
2축 연신 폴리아미드 필름은 인장 강도, 굴곡 강도, 내핀홀성, 내유성, 산소 가스 배리어성 등이 우수하므로, 포장 재료, 특히 식품 포장용 재료로서 사용되고 있다.
2축 연신 폴리아미드 필름은 통상 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 히트 시일 가능한 폴리올레핀 필름(실란트 필름이라고도 함)을 적층(라미네이트라고도 함)하여, 봉투가 되는 에지부를 히트 시일하여 포장 봉투 등으로서 사용된다. 2축 연신 폴리아미드 필름은 식품 포장 재료로서 널리 사용되고 있다.
그러나, 2축 연신 폴리아미드 필름과 실란트 필름의 라미네이트 필름을 액체 스프 봉투나 마실 것용 봉투로 사용한 경우, 라미네이트한 필름간의 접착 강도(라미네이트 강도라고도 함)가 약하여, 라미네이트한 필름이 박리되어 버린다는 문제점이 있었다. 특히, 레토르트 등의 고온에서 열수 처리한 후, 라미네이트된 필름간에 물이 침투하여, 2축 연신 폴리아미드 필름과 실란트 필름 사이의 라미네이트 강도가 극단적으로 저하된다고 하는 결점이 있었다.
라미네이트 강도를 개량하는 방법으로서는, 필름을 제조하는 공정 중에서 필름 표면을 코팅하여 접착 강도를 높이는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 그러나, 이 방법은 생산성이 나빠지고, 생산 비용이 높아지는 문제가 있었다. 또한, 코팅에 의해 블로킹이 발생하는 문제나 줄무늬나 흠집의 결점이 발생하는 문제가 있었다. 그 때문에, 코팅 없이도 라미네이트 강도가 높은 2축 연신 폴리아미드 필름이 요구되고 있었다.
그래서, 표층에 공중합 폴리아미드를 배합한 층을 공압출한 미연신 시트를 2축 연신한 적층 폴리아미드 필름이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 그러나, 이 방법에서는 라미네이트 강도가 향상되지만, 강한 내수 라미네이트 강도를 얻기 위해서는, 필름을 제조하는 공정 중에서 필름 표면을 코팅할 필요가 있었다.
한편, 폴리아미드 6/66 공중합체를 포함하는 축차 2축 연신성을 향상시킨 2축 연신 폴리아미드 필름의 제조 방법이 제안되어 있다(특허문헌 3 참조).
또한, 튜블러법에 의한 두께 정밀도가 양호한 2축 연신 폴리아미드 6/66 공중합체 필름의 제조 방법이 제안되어 있다(특허문헌 4 참조).
이들 폴리아미드 6/66 공중합체를 포함하는 2축 연신 폴리아미드 필름은 폴리아미드 6이나 폴리아미드 66에 비하여 융점이 낮기 때문에, 내열성이나 고온에서의 치수 안정성이 나쁘고, 보일 처리나 레토르트 처리에 사용하는 포장 봉투용의 필름에는 적합하지 않다.
폴리아미드 6이 주성분인 층과 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/66을 포함하는 층과 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 비누화물을 포함하는 배리어층을 적층하여 압출한 5층의 2축 연신 폴리아미드 필름이 제안되어 있다(특허문헌 5 참조). 그러나, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 비누화물을 포함하는 배리어층을 포함하기 때문에, 텐터에서의 클립 파지부의 필름을 회수하여 재사용할 수 없다. 폴리메타크실릴렌아디파미드를 주성분으로 하는 층을 배리어층으로 하는 것도 제안되어 있다(특허문헌 6 참조). 그러나, 이 경우 필름의 내충격성이나 내핀홀성이 나빠진다는 문제가 있었다.
일본 특허 제04660866호 일본 특허 제04178814호 일본 특허 공고 소57-8647호 일본 특허 공고 평6-37081호 일본 특허 제05068084호 일본 특허 제05383563호
본 발명의 목적은, 종래의 2축 연신 폴리아미드 필름의 상기 문제점을 해결하고, 접착 강도, 특히 내수 라미네이트 강도가 우수한 2축 연신 폴리아미드 필름을 저렴하게 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 폴리아미드 6이 주성분인 기재층에 폴리아미드 6 공중합체가 주성분인 접착 용이층을 적층한 적층 연신 폴리아미드 필름에 의해 과제를 해결할 수 있음을 알아냈다.
본 발명은 이하의 구성으로 이루어진다.
[1] 접착 용이층(B층)/기재층(A층)/이활층(C층)의 순으로 3층으로 구성된 2축 연신 폴리아미드 필름이며, 상기 A층은 폴리아미드 6을 65질량% 이상 함유하고, 상기 B층은 공중합체 중의 공중합 성분의 비율이 3 내지 35질량%인 폴리아미드 6 공중합체를 60 내지 100질량%와 폴리아미드 6을 0 내지 40질량% 함유하고, 상기 C층은 폴리아미드 6을 70질량% 이상과 평균 입자경이 0.1 내지 10㎛인 미립자를 0.05 내지 1질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
[2] 상기 A층은 폴리아미드 6을 70질량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 적층 연신 폴리아미드 필름.
[3] 적층 연신 폴리아미드 필름의 두께가 5 내지 30㎛이며, A층의 두께가 4.0㎛ 이상이며, B층의 두께가 0.5㎛ 이상이며, C층의 두께가 0.5㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 적층 연신 폴리아미드 필름.
[4] 상기 폴리아미드 6 공중합체가 폴리아미드 6/66 공중합체인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 적층 연신 폴리아미드 필름.
[5] A층이 폴리아미드 6/66 공중합체를 0.5 내지 30질량% 포함하는 것을 특징으로 하는 [4]에 기재된 적층 연신 폴리아미드 필름.
[6] 상기 폴리아미드 6 공중합체가 폴리아미드 6/12 공중합체인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 적층 연신 폴리아미드 필름.
[7] A층이 폴리아미드 6/12 공중합체를 0.5 내지 30질량% 포함하는 것을 특징으로 하는 [6]에 기재된 적층 연신 폴리아미드 필름.
[8] 내수 라미네이트 강도가 2.0N/15㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [7] 중 어느 것에 기재된 적층 연신 폴리아미드 필름.
이러한 본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 폴리아미드 6을 65질량% 이상, 바람직하게는 70질량% 이상 포함하는 기재층(A층)에 의해, 2축 연신 폴리아미드 필름이 갖는 우수한 인장 강도, 충격 강도, 굴곡 강도, 내핀홀성, 내유성, 산소 가스 배리어성을 갖는다.
그리고 본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 접착 용이층(B층)에 의해 2축 연신 폴리아미드 필름이 갖는 상기한 우수한 특성에 기여하면서, 실란트 필름과의 라미네이트 강도를 매우 강하게 할 수 있다. 특히 내수 라미네이트 강도를 대폭 향상시킬 수 있다.
그리고 본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 이활층(C층)에 의해 필름의 핸들링성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 2축 연신 폴리아미드 필름이 갖는 우수한 충격 강도, 내핀홀성, 산소 가스 배리어성 등에 더하여, 내수 라미네이트 강도가 강하므로, 스프 포장 봉투나 마실 것의 포장 봉투 등의 수송 중에, 충격이나 진동에 의한 포장 봉투의 파대(破袋) 방지에 유효하다.
또한, 본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 코팅 공정을 생략할 수 있기 때문에, 생산성이 좋고 경제적이며, 흠집 등의 결점이 적다는 이점이 있다. 본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 코팅제가 적층되어 있지 않으므로 위생적이다는 이점이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 폴리아미드 6을 65질량% 이상, 바람직하게는 70질량% 이상 포함하는 기재층(A층) 중 적어도 한쪽 면에, 60 내지 100질량%의 공중합체 중의 공중합 성분의 비율이 3 내지 35질량%인 폴리아미드 6 공중합체와 0 내지 40질량%의 폴리아미드 6을 포함하는 접착 용이층(B층)과, B층과는 반대의 면에 평균 입자경이 0.1 내지 10㎛인 미립자를 0.05 내지 1질량% 함유하는 폴리아미드 6을 주성분으로 하는 이활층(C층)이 적층된 적층 연신 폴리아미드 필름이다.
<적층 폴리아미드 필름의 두께 구성>
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 합계 두께는 5 내지 30㎛이다. 적층 연신 폴리아미드 필름의 합계 두께가 30㎛보다 두꺼운 경우, 강도적으로 성능이 포화된다. 또한, 실란트와 라미네이트하여 포장 봉투로 하였을 때의 유연성이 나빠진다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 기재층(A층)의 두께는 4.0㎛ 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는 4.5㎛ 이상이다. 기재층(A층)의 두께가 4.0㎛보다 얇은 경우, 필름 전체가 지나치게 유연해서 인쇄기나 제대기로 가공할 수 없게 된다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 접착 용이층(B층)의 두께는 0.5㎛ 이상이 바람직하다. B층의 두께가 0.5㎛보다 얇은 경우, 본 발명의 목적인 내수 라미네이트 강도가 얻어지지 않는다. B층의 두께의 상한은 특별히 없다. 단, B층의 두께가 5㎛보다 두꺼워지면 내수 라미네이트 강도는 포화되어 오는 한편, 필름 전체의 강도가 낮아지므로 5㎛ 이하가 바람직하다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 이활층(C층)의 두께는 0.5㎛ 이상이 바람직하다. C층의 두께가 0.5㎛보다 얇은 경우, 미끄럼성의 개선 효과가 약해진다. 또한, 두께 불균일이 증가되는 경향이 있다. C층의 두께의 상한은 특별히 없다. 단, C층의 두께가 두꺼워지면 필름의 투명성이 나빠지는 경향이 있다.
<기재층(A층)>
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 기재층(A층)은 폴리아미드 6을 65질량% 이상, 바람직하게는 70질량% 이상 포함한다. 폴리아미드 6이 65질량%보다 적은 경우, 충분한 충격 강도, 내핀홀성, 고온에서의 치수 안정성, 투명성이 얻어지지 않게 된다.
기재층(A층)에 사용하는 폴리아미드 6은 통상 ε-카프로락탐의 개환 중합에 의해 제조된다. 개환 중합으로 얻어진 폴리아미드 6은 통상 열수로 ε-카프로락탐 모노머를 제거한 후, 건조시키고 나서 압출기로 용융 압출된다.
폴리아미드 6의 상대 점도는 1.8 내지 4.5인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.6 내지 3.2이다. 상대 점도가 1.8보다 작은 경우에는, 필름의 충격 강도가 부족하다. 4.5보다 큰 경우에는, 압출기의 부하가 커져 연신 전의 시트를 얻기가 곤란해진다.
기재층(A층)은 폴리아미드 6 공중합체를 0.5 내지 30질량% 포함해도 상관없다. A층은 폴리아미드 6 공중합체를 포함함으로써, A층과 B층 사이의 접착 강도를 높일 수 있다. 기재층(A층)에 함유시키는 폴리아미드 6 공중합체는, B층의 폴리아미드 6 공중합체와 공중합 성분이 동일한 것이 바람직하다.
A층은 폴리아미드MXD6(폴리메타크실릴렌아디파미드)을 0.5 내지 30질량% 포함해도 상관없다. 폴리아미드MXD6을 포함함으로써 연신성을 양호하게 할 수 있고, 그 결과 필름의 생산에 있어서의 필름 파단의 억제 효과나 필름 두께 불균일 저감의 효과가 얻어진다.
A층은 폴리아미드 엘라스토머 또는 폴리올레핀 엘라스토머를 0.5 내지 30질량% 포함해도 상관없다. 폴리아미드 엘라스토머 또는 폴리올레핀 엘라스토머를 포함함으로써, 내핀홀성을 양호하게 할 수 있다.
사용하는 폴리아미드 엘라스토머로서는, 나일론 12의 하드 세그먼트와 폴리테트라메틸렌글리콜의 소프트 세그먼트를 포함하는 폴리아미드 엘라스토머 등을 들 수 있다.
사용하는 폴리올레핀 엘라스토머로서는, 폴리올레핀을 하드 세그먼트로 하고, 각종 고무 성분을 소프트 세그먼트로 하는 블록 공중합체 등을 들 수 있다. 하드 세그먼트를 구성하는 폴리올레핀으로서는, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐 등을 들 수 있다. 소프트 세그먼트를 구성하는 고무 성분으로서는, 예를 들어 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM), 폴리부타디엔 등을 들 수 있다.
<접착 용이층(B층)>
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 접착 용이층(B층)은, 공중합체 중의 공중합 성분의 비율이 3 내지 35질량%인 폴리아미드 6 공중합체를 60 내지 100질량% 포함한다.
접착 용이층(B층)의 폴리아미드 6 공중합체의 함유량이 60질량%보다 적은 경우, 충분한 내수 라미네이트 강도가 얻어지지 않게 된다.
상기 폴리아미드 6 공중합체 중의 공중합 성분의 비율은 3 내지 35질량%이다.
공중합 성분의 비율이 3질량% 미만인 경우, 충분한 내수 라미네이트 강도가 얻어지지 않게 된다.
공중합체 중의 공중합 성분의 비율이 35질량%보다 크면, 원료 공급할 때 핸들링하기 어려워지는 경우가 있다.
상기 폴리아미드 6 공중합체의 융점은 170 내지 220℃가 바람직하다. 보다 바람직하게는 175 내지 215℃, 더욱 바람직하게는 180 내지 210℃이다. 폴리아미드 6 공중합체의 융점이 215℃보다 높으면 충분한 내수 접착성이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 폴리아미드 6 공중합체의 융점이 170℃보다 낮으면, 원료 공급할 때 핸들링하기 어려워지는 경우가 있다.
상기 접착 용이층(B층)에 사용하는 폴리아미드 6 공중합체는 ε-카프로락탐 또는 아미노카프로산에 공중합 성분을 3 내지 35질량%의 비율로 공중합하여 얻어진다. 여기서 공중합의 비율은, 공중합 후에 잔존하는 모노머를 열수 등으로 제거한 후의 질량%이다.
ε-카프로락탐에 대한 공중합 성분으로서는, 예를 들어 ε-카프로락탐 이외의 락탐이나 아미노카프로산 이외의 아미노산이나 디카르복실산과 디아민의 염을 공중합함으로써 얻어진다. 폴리아미드 6 공중합체의 중합에 있어서 ε-카프로락탐과 공중합되는 모노머로서는, 예를 들어 운데칸락탐, 라우릴락탐, 아미노운데칸산, 아미노라우르산, 아디프산, 피멜산, 아젤라산, 세바스산, 테레프탈산, 이소프탈산, 헥사메틸렌디아민, 노난디아민, 데칸디아민, 메틸펜탄디아민, 메타크실릴렌디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민 등을 들 수 있다.
상기 폴리아미드 6 공중합체로서는, 예를 들어 폴리아미드 6/66 공중합체, 폴리아미드 6/12 공중합체, 폴리아미드 6/6T 공중합체, 폴리아미드 6/610 공중합체, 폴리아미드 6/6I 공중합체, 폴리아미드 6/9T 공중합체, 폴리아미드 6/6I 공중합체, 폴리아미드 6/11 공중합체 등을 들 수 있다.
접착 용이층(B층)에 사용하는 폴리아미드 6/66 공중합체는 ε-카프로락탐과 아디프산헥사메틸렌디암모늄염으로부터 중합하는 방법 등으로 얻어진다.
Ultramid C3301(BASF사제), Nylon 5023B(우베 고산 가부시키가이샤제) 등의 시판되고 있는 것도 사용할 수 있다.
또한, A층에 0.5 내지 30질량% 함유시켜도 되는 폴리아미드 6/66 공중합체도 상기한 것을 사용할 수 있다.
폴리아미드 6/66 공중합체 중의 폴리아미드 6과 폴리아미드 66의 공중합 비율은, 폴리아미드 6/66 공중합체 중의 폴리아미드 66의 비율이 3 내지 35질량%이다. 바람직하게는 5 내지 30질량%이다. 보다 바람직하게는 5 내지 25질량%이다.
폴리아미드 6/66 공중합체 중의 폴리아미드 66의 비율이 3질량%보다 적은 경우, 본 발명의 과제인 접착 용이성이 발현되지 않는다.
폴리아미드 6/66 공중합체 중의 폴리아미드 66의 비율이 35질량%보다 많은 경우, 공중합체의 결정성이 낮아지고, 취급이 곤란해지는 경우가 있다.
폴리아미드 6/66 공중합체의 상대 점도는 1.8 내지 4.5인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.6 내지 3.2이다.
접착 용이층(B층)에 사용하는 폴리아미드 6/12 공중합체는 ε-카프로락탐과 ω-라우릴락탐으로부터 중합하는 방법 등으로 얻어진다.
나일론 수지 7024B(우베 고산 가부시키가이샤제) 등의 시판되고 있는 것도 사용할 수 있다.
또한, A층에 0.5 내지 30질량% 함유시켜도 되는 폴리아미드 6/12 공중합체도 상기한 것을 사용할 수 있다.
폴리아미드 6/12 공중합체 중의 폴리아미드 6과 폴리아미드 12의 공중합 비율은, 폴리아미드 6/12 공중합체 중의 폴리아미드 12의 비율이 3 내지 35질량%이다. 바람직하게는 5 내지 30질량%이다. 보다 바람직하게는 5 내지 25질량%이다.
폴리아미드 6/12 공중합체 중의 폴리아미드 12의 비율이 3질량%보다 적은 경우, 본 발명의 과제인 접착 용이성이 발현되지 않는다.
폴리아미드 6/12 공중합체 중의 폴리아미드 12의 비율이 35질량%보다 많은 경우, 공중합체의 결정성이 낮아지고, 취급이 곤란해지는 경우가 있다.
폴리아미드 6/12 공중합체의 상대 점도는 1.8 내지 4.5인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.5 내지 4.0이다.
본 발명에 있어서의 중요한 점은, 기재층(A층)의 실란트와 라미네이트하는 측의 면에 폴리아미드 6 공중합체를 포함하는 접착 용이층(B층)을 적층시킴으로써 실란트와 라미네이트하는 면의 결정화도를 낮추고, 접착성을 높이고 있는 점이다.
<이활층(C층)>
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 이활층(C층)은, 폴리아미드 6을 70질량% 이상과 평균 입자경이 0.1 내지 10㎛인 미립자를 0.05 내지 1질량% 함유한다.
폴리아미드 6을 70질량% 이상 함유함으로써, 적층 연신 폴리아미드 필름의 강도를 유지할 수 있다.
평균 입자경이 0.1 내지 10㎛인 미립자를 0.05 내지 1질량% 함유함으로써 이활층(C층) 표면에 미소한 돌기가 형성되고, 적층 연신 필름면간의 접촉을 저감시키고, 필름을 미끄러지기 쉽게 한다.
상기 미립자로서는, 실리카, 카올린, 제올라이트 등의 무기 활제, 아크릴계, 폴리스티렌계 등의 고분자계 유기 활제 등 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 투명성과 미끄럼성의 면으로부터, 실리카 미립자를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 미립자의 바람직한 평균 입자경은 0.5 내지 5.0㎛이고, 보다 바람직하게는 1.0 내지 3.0㎛이다. 평균 입자경이 0.5㎛ 미만이면, 양호한 미끄럼성을 얻기 위해 다량의 첨가량이 요구되고, 5.0㎛를 초과하면, 필름의 표면 조도가 지나치게 커져서 외관이 나빠지는 등의 실용 특성을 충족하지 않게 되므로 바람직하지 않다.
상기 미립자의 세공 용적의 범위는 0.5 내지 2.0㎖/g이면 바람직하고, 0.8 내지 1.6㎖/g이면 보다 바람직하다. 세공 용적이 0.5㎖/g 미만이면, 보이드가 발생하기 쉬워지고 필름의 투명성이 악화되며, 세공 용적이 2.0㎖/g을 초과하면, 미립자에 의한 표면의 돌기가 생기기 어려워지고 필름의 미끄럼성이 악화되기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 이활층(C층)에는, 미끄럼성을 양호하게 할 목적으로 지방산 아미드 및/또는 지방산 비스아미드를 함유시킬 수 있다. 지방산 아미드 및/또는 지방산 비스아미드로서는, 에루크산아미드, 스테아르산아미드, 에틸렌비스스테아르산아미드, 에틸렌비스베헨산아미드, 에틸렌비스올레산아미드 등을 들 수 있다.
이 경우의 폴리아미드 중합체 중의 지방산 아미드 및/또는 지방산 비스아미드의 함유량은 바람직하게는 0.01 내지 0.40질량%이고, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.30질량%이다. 지방산 아미드 및/또는 지방산 비스아미드의 함유량이 상기 범위 미만이 되면, 미끄럼성이 나쁘고, 인쇄나 라미네이트 등에 있어서의 가공 적성이 불량이 되고, 상기 범위를 초과하면, 경시적으로 필름 표면으로의 블리드에 의해 표면에 얼룩이 생기는 경우가 있어 품질상 바람직하지 않다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 기재층(A층), 접착 용이층(B층) 및/또는 이활층(C층)에는, 내수 라미네이트 강도 등의 특성을 저해하지 않는 범위 내에서, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제, 내충격 개량제, 활제, 블로킹 방지제 등의 각종 첨가제를 함유시킬 수 있다.
기재층(A층)에 접착 용이층(B층)과 이활층(C층)을 적층하는 방법으로서는, 피드 블록이나 멀티 매니폴드 등을 사용한 공압출법이 바람직하다. 공압출법 이외에, 드라이 라미네이트법, 압출 라미네이트법 등을 선택할 수도 있다.
공압출법으로 적층하는 경우, A층, B층 및 C층에 사용하는 폴리아미드의 상대 점도는, A층, B층 및 C층의 용융 점도의 차가 적어지도록 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름을 얻기 위한 연신 방법은 축차 이축 연신법, 동시 2축 연신법 중 어느 것이어도 상관없다. 축차 이축 연신법의 쪽이 제막 속도를 높일 수 있기 때문에, 제조 비용적으로 유리하므로 바람직하다. 1축 연신법에 의한 1축 연신 필름이어도 상관없고, 라미네이트 강도가 양호한 1축 연신 폴리아미드 필름이 얻어진다. 그러나, 내충격성, 내핀홀성은 2축 연신 폴리아미드 필름의 쪽이 양호하다.
장치로서는 통상의 축차 2축 연신 장치가 사용된다. 제조 조건으로는, 압출 온도는 200℃ 내지 300℃, 장치의 흐름 방법인 세로 방향(MD로 약칭하는 경우가 있음)의 연신 온도는 50 내지 100℃, 세로 방향의 연신 배율은 2 내지 5배, 장치의 폭 방향(TD로 약칭하는 경우가 있음) 연신 온도는 120 내지 200℃, 폭 방향 연신 배율은 3 내지 5배, 열 고정 온도는 200℃ 내지 230℃의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름의 연신 조건으로서는, 세로 방향 및 폭 방향으로 각각 2.8배 이상 연신하는 것이 바람직하고, 폭 방향은 3.2배 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 열 고정 온도는 높은 쪽이 보다 높은 내수 라미네이트 강도가 얻어지는 경향이 있어서 바람직하다. 열 고정 온도가 200℃보다 낮은 경우, 충분한 내수 라미네이트 강도와 열 치수 안정성이 얻어지지 않는 경우가 있다.
실란트의 접착 강도를 더욱 높이고 싶은 경우에는, 폴리아미드 공중합체를 포함하는 층과 실란트층 사이에 코팅층을 마련해도 상관없다. 이 경우, 내수 라미네이트 강도를 높이기 위해서는, 코팅제는 내수성인 것이 바람직하다. 또한, 실란트의 접착 강도를 높이고 싶은 경우, 코로나 처리나 화염 처리 등을 실시해도 된다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 초과하지 않는 한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 필름의 평가는 다음 측정법에 기초하여 행하였다. 특별히 기재하지 않는 경우에는, 측정은 23℃, 상대 습도 65%의 환경의 측정실에서 행하였다.
(1) 필름의 두께
필름의 폭 방향(TD)으로 10 등분하고(폭이 좁은 필름에 대해서는 두께를 측정할 수 있는 폭을 확보할 수 있는 폭이 되도록 등분한다), 세로 방향으로 100㎜의 필름을 10매 겹침으로 잘라내고, 온도 23℃, 상대 습도 65%의 환경 하에서 2시간 이상 컨디셔닝한다.
테스터 산교제 두께 측정기로 각각의 샘플의 중앙의 두께를 측정하고, 그의 평균값을 두께로 하였다.
기재층(A층)과 접착 용이층(B층)과 이활층(C층)의 두께는, 상기 방법으로 측정한 적층 연신 폴리아미드 필름의 합계의 두께를 기재층(A층)의 토출량과 접착 용이층(B층)과 이활층(C층)의 토출량을 측정하고, 토출량의 비를 바탕으로 기재층(A층)과 접착 용이층(B층)의 두께를 산출하였다.
(2) 필름의 운동 마찰 계수
JIS-C2151에 준거하여, 하기 조건에 의해 필름의 C층면끼리의 운동 마찰 계수를 평가하였다.
ㆍ측정 분위기: 23℃, 50% RH(상대 습도)
ㆍ시험편: 폭 130㎜, 길이 250㎜
ㆍ시험 속도: 150㎜/분
(3) 필름의 충격 강도
도요 세이키 세이사쿠쇼 가부시키가이샤제의 필름 임팩트 테스터를 사용하고, 온도 23℃, 상대 습도 65%의 환경 하에서 10회 측정하고, 그의 평균값으로 평가하였다. 충격 구면은 직경 1/2인치의 것을 사용하였다. 단위는 J를 사용하였다.
(4) 필름의 열 수축률
폭 20㎜×길이 250㎜의 치수의 필름 각 5개를 세로 방향(MD) 및 폭 방향(TD)으로부터 잘라내고, 시험편으로 하였다. 각 시험편에는, 시험편의 중앙부를 중심으로 하여 간격 200㎜±2㎜의 표선을 그렸다. 가열 전의 시험편의 표선의 간격을 0.1㎜의 정밀도로 측정하였다. 시험편을 열풍 건조기(에스펙사제, PHH-202) 내에 무하중의 상태로 현수하고, 160℃, 10분의 가열 조건으로 열처리를 실시하였다. 시험편을 항온조로부터 취출하여 실온까지 냉각한 후, 처음에 측정하였을 때와 동일한 부분에 대하여 길이 및 폭을 측정하였다. 각 시험편의 치수 변화율은, 세로 방향 및 가로 방향에 대하여 치수 변화의 초깃값에 대한 백분율로서 계산하였다. 각 방향의 치수 변화율은, 그 방향에서의 측정값의 평균으로 하였다.
(5) 필름의 내핀홀성
테스터 산교 가부시키가이샤제의 항온조 구비 겔보 플렉스 테스터 BE1006을 사용하고, 하기 방법에 의해 핀홀수를 측정하였다.
필름에 폴리에스테르계 접착제[도요 모톤 가부시키가이샤제의 TM-569(제품명) 및 CAT-10L(제품명)을 질량비로 7.2/1로 혼합한 것(고형분 농도 23%)]를 건조 후의 수지 고형분이 3.2g/㎡가 되도록 도포한 후, 선상 저밀도 폴리에틸렌 필름(L-LDPE 필름: 도요 보세키 가부시키가이샤제, 릭스(등록 상표) L4102) 40㎛를 드라이 라미네이트하고, 40℃의 환경 하에서 2일간 에이징을 행하여 라미네이트 필름을 얻었다.
얻어진 드라이 라미네이트 필름을 28.0㎝(11인치)×24.0㎝(9.4인치)의 크기로 절단하고, 절단 후의 필름을, 온도 23℃의 상대 습도 50%의 조건 하에 6시간 이상 방치하여 컨디셔닝하였다. 그 후, 그 직사각형 테스트 필름을 감아서 직경 8.9㎝(3.5인치)의 원통상으로 한다. 그리고, 그 원통상 필름의 일단부를 겔보 플렉스 테스터의 원반상 고정 헤드의 외주에 고정하고, 원통상 필름의 타단부를, 고정 헤드와 19.4㎝(7.6인치) 이격하여 대향한 테스터의 원반상 가동 헤드의 외주에 고정하였다. 그리고, 가동 헤드를 고정 헤드의 방향으로, 평행하게 대향한 양쪽 헤드의 축을 따라 7.6㎝(3.5인치) 접근시키는 동안에 440°회전시키고, 계속해서 회전시키지 않고 6.4㎝(2.5인치) 직진시킨 후, 그들의 동작을 역방향으로 실행시켜 가동 헤드를 최초의 위치로 복귀시킨다는 1사이클의 굴곡 테스트를 1분당 40사이클의 속도로, 연속해서 1000사이클 반복하였다. 실시는 1℃에서 행하였다. 그 후에, 테스트한 필름의 고정 헤드 및 가동 헤드의 외주에 고정한 부분을 제외한 19.4㎝(7.6인치)×25.5㎝(11인치) 내의 부분에 생긴 핀홀수를 계측하였다(즉, 495㎠(77평방 인치)당의 핀홀수를 계측하였다).
(6) 내수 라미네이트 강도(물 부착 조건 하에서의 라미네이트 강도)
내핀홀성 평가의 설명에 기재한 방법과 마찬가지로 하여 제작한 라미네이트 필름을 폭 15㎜×길이 200㎜의 직사각형으로 절단하고, 라미네이트 필름의 일단부를 2축 연신 폴리아미드 필름과 선상 저밀도 폴리에틸렌 필름의 계면에서 박리하고, (가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼제, 오토그래프)를 사용하고, 온도 23℃, 상대 습도 50%, 인장 속도 200㎜/분, 박리 각도 90°의 조건 하에서, 상기 직사각형 라미네이트 필름의 박리 계면에 물을 스포이트로 흘리면서 라미네이트 강도를 3회 측정하고, 그의 평균값으로 평가하였다.
(7) 원료 폴리아미드의 상대 점도
0.25g의 폴리아미드를 25ml의 메스플라스크 중에서 1.0g/dl의 농도가 되도록 96% 황산으로 용해한 폴리아미드 용액을 20℃에서 상대 점도를 측정하였다.
(8) 원료 폴리아미드의 융점
JIS K7121에 준하여 세이코 인스트루먼츠사제, SSC5200형 시차 주사 열량 측정기를 사용하여, 질소 분위기 중에서, 시료 중량: 10㎎, 승온 개시 온도: 30℃, 승온 속도: 20℃/분으로 측정하고, 흡열 피크 온도(Tmp)를 융점으로서 구하였다.
(실시예 1)
A층용의 구경 60㎜ 압출기 1대와 B층 및 C층용의 구경 25㎜의 압출기 2대와 380㎜ 폭의 공압출 T 다이를 포함하는 장치를 사용하고, 기재층(A층)으로서 폴리아미드 6(상대 점도 2.8, 융점 220℃)을, 접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6(상대 점도 2.8, 융점 220℃)과 폴리아미드 6/66 공중합체(폴리아미드 66의 비율이 7질량%, 상대 점도 2.8, 융점 198℃)를 질량비로 9/91의 비율로 배합하고 실리카 미립자 0.54질량%, 에틸렌비스스테아르산아미드를 0.15질량% 포함되도록 첨가한 것, 이활층(C층)으로서 폴리아미드 6(상대 점도 2.8, 융점 220℃)에 실리카 미립자 0.54질량%, 에틸렌비스스테아르산아미드를 0.15질량% 포함되도록 첨가한 것을 용융 압출하고, 피드 블록으로 접착 용이층(B층)/기재층(A층)/이활층(C층)의 구성으로 적층하여 T 다이부터 시트상으로 압출하고, 20℃로 온도 조절한 냉각 롤에 밀착시켜 200㎛의 적층 미연신 시트를 얻었다.
또한, 사용한 원료는 수분율이 0.1질량%가 되도록 건조하고 나서 사용하였다.
또한, 실리카 미립자는 세공 용적 1.6㎖/g, 평균 입자경 3.9㎛를 사용하였다.
얻어진 적층 미연신 시트를 롤식 연신기로 유도하고, 롤의 주속차를 이용하여 80℃에서 세로 방향으로 1.7배 연신한 후, 70℃에서 추가로 1.85배 연신하였다. 이어서, 이 1축 연신 필름을 연속적으로 텐터식 연신기로 유도하고, 110℃에서 예열한 후, 폭 방향(MD)으로 120℃에서 1.2배, 130℃에서 1.7배, 160℃에서 2.0배 연신하고, 210℃에서 열 고정 처리한 후, 210℃에서 3% 및 185℃에서 2%의 완화 처리를 행하고, 계속해서 접착 용이층(B층)의 표면을 코로나 방전 처리하여 B층/A층/C층의 순으로 적층된 3종 3층의 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 얻었다.
또한, 적층 연신 폴리아미드 필름의 두께는 합계의 두께가 15㎛, 기재층(A층)의 두께가 12㎛, 표리의 접착 용이층(B층) 및 이활층(C층)의 두께가 각각 1.5㎛씩이 되도록, 피드 블록의 구성과 압출기의 토출량을 조정하였다.
(실시예 2)
기재층(A층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/66 공중합체를 질량비로 70/30의 비율로 배합하여 용융 압출하고, 접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/66 공중합체를 15/85 질량비의 비율로 배합하고 실리카 미립자(세공 용적 0.8㎖/g, 평균 입자경 2.7㎛)를 0.03질량% 포함되도록 첨가한 것을 용융 압출하고, 이활층(C층)으로서 폴리아미드 6과 MXD를 중량비로 95/5의 비율로 배합하여 용융 압출한 것 이외는, 실시예 1과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(실시예 3)
기재층(A층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/66 공중합체를 질량비로 95/5의 비율로 배합하여 용융 압출하고, 접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/66 공중합체를 30/70 질량비로 용융 압출하고, 이활층(C층)으로서 폴리아미드 6과 MXD를 중량비로 95/5의 비율로 배합하여 용융 압출한 것 이외는, 실시예 1과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(실시예 4)
접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/66 공중합체를 40/60 질량비로 용융 압출한 것 이외는, 실시예 3과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(비교예 1)
접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/66 공중합체의 비율을 질량비로 65/35의 비율로 배합한 것을 용융 압출한 것 이외는, 실시예 3과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(비교예 2)
접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/66 공중합체를 질량비로 50/50의 비율로 배합한 것을 용융 압출한 것 이외는, 실시예 3과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(실시예 5)
폴리아미드 6/66 공중합체(폴리아미드 66의 비율이 7질량%, 상대 점도 2.8, 융점 198℃) 대신에 폴리아미드 6/12 공중합체(우베 고산 가부시키가이샤제 7024B: 상대 점도 2.6, 융점 201℃)를 질량비로 9/91의 비율로 배합한 것 이외는, 실시예 1과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(실시예 6)
기재층(A층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/12 공중합체를 질량비로 95/5의 비율로 배합하여 용융 압출하고, 접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/12 공중합체를 15/85 질량비의 비율이 되도록 용융 압출하고, 이활층(C층)으로서 폴리아미드 6과 MXD를 중량비로 95/5의 비율로 배합하여 용융 압출하였다. 그 이외는 실시예 5와 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(실시예 7)
기재층(A층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/12 공중합체를 질량비로 80/20의 비율로 배합하여 용융 압출하고, 접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/12 공중합체를 30/70 질량비로 용융 압출한 것 이외는, 실시예 6과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(실시예 8)
접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/12 공중합체를 40/60 질량비로 용융 압출한 것 이외는, 실시예 6과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(비교예 3)
접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/12 공중합체의 비율을 질량비로 65/35의 비율로 배합한 것을 용융 압출하고, 이활층(C층)으로서 폴리아미드 6과 MXD를 중량비로 95/5의 비율로 배합하여 용융 압출한 것 이외는, 실시예 6과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(비교예 4)
접착 용이층(B층)으로서 폴리아미드 6과 폴리아미드 6/12 공중합체를 질량비로 50/50의 비율로 배합한 것을 용융 압출한 것 이외는, 실시예 6과 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
(실시예 9)
폴리아미드 6/66 공중합체(폴리아미드 66의 비율이 7질량%, 상대 점도 2.8, 융점 198℃) 대신에 폴리아미드 6/66 공중합체(폴리아미드 66의 비율이 25질량%, 상대 점도 2.8, 융점 187℃)를 사용한 것 이외는, 실시예 2와 같이 적층 2축 연신 폴리아미드 필름을 제작하였다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 4에 있어서 제작한 2축 연신 폴리아미드 필름의 내수 라미네이트 강도 및 그 밖의 물성을 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1의 결과로부터 명백한 바와 같이, 접착 용이층(B층)에 폴리아미드 6/66 공중합체 또는 폴리아미드 6/12 공중합체를 60질량% 이상 포함하는 실시예 1 내지 실시예 9의 경우에는, 충분한 내수 라미네이트 강도가 얻어짐을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1 내지 4는 접착 용이층의 폴리아미드 6/66 공중합체 또는 폴리아미드 6/12 공중합체의 함유량이 적기 때문에, 충분한 내수 라미네이트 강도가 얻어지지 않는다.
이상, 본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름에 대하여 복수의 실시예에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 기재한 구성에 한정되는 것은 아니며, 각 실시예에 기재한 구성을 적절히 조합하는 등, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 그 구성을 변경할 수 있는 것이다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 내열성, 내충격성, 내핀홀성이 우수하고, 또한 내수 접착성(내수 라미네이트 강도)도 우수하다. 이 때문에, 액체포장 등의 포장 재료의 용도에 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 적층 연신 폴리아미드 필름은 절임 식품 봉투, 업무 용도의 대형의 마실 것용 봉투 등에 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 접착 용이층(B층)/기재층(A층)/이활층(C층)의 순으로 3층으로 구성된 2축 연신 폴리아미드 필름이며, 상기 A층은 폴리아미드 6을 65질량% 이상 함유하고, 상기 B층은 공중합체 중의 공중합 성분의 비율이 3 내지 35질량%인 폴리아미드 6 공중합체를 60 내지 100질량%와 폴리아미드 6을 0 내지 40질량% 함유하고, 상기 C층은 폴리아미드 6을 70질량% 이상과 평균 입자경이 0.1 내지 10㎛인 미립자를 0.05 내지 1질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 A층은 폴리아미드 6을 70질량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적층 연신 폴리아미드 필름의 두께가 5 내지 30㎛이며, A층의 두께가 4.0㎛ 이상이며, B층의 두께가 0.5㎛ 이상이며, C층의 두께가 0.5㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리아미드 6 공중합체가 폴리아미드 6/66 공중합체인 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
  5. 제4항에 있어서, A층이 폴리아미드 6/66 공중합체를 0.5 내지 30질량% 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리아미드 6 공중합체가 폴리아미드 6/12 공중합체인 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
  7. 제6항에 있어서, A층이 폴리아미드 6/12 공중합체를 0.5 내지 30질량% 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 내수 라미네이트 강도가 2.0N/15㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 적층 연신 폴리아미드 필름.
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