TW202409200A - 二軸延伸聚醯胺薄膜 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種二軸延伸聚醯胺薄膜，其係構成具有優良直線切割性及耐開裂性之包裝袋。
本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜，係含有：
70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及
0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物；
從該薄膜之軋卷（mill roll）切取之端部薄膜片及中央薄膜片之長邊方向（MD方向）及寬度方向（TD方向）的120℃蒸氣處理後收縮率皆為2.0%～7.0%，且該端部薄膜片及中央薄膜片之寬度方向（TD方向）的45°方向及135°方向之120℃蒸氣處理後收縮率的差之絕對值為1.0以下；
該端部薄膜片，係各自以寬度2000mm之薄膜軋卷之寬度方向的右端或左端內側300mm之位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片；
中央薄膜，係以軋卷之寬度方向的中央位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片。
Description
本發明係關於一種二軸延伸聚醯胺薄膜，更詳細而言，係關於一種由含有脂肪族聚醯胺、及聚己二醯間苯二甲胺之原料組成物所形成之具有優良直線切割性且不容易開裂之二軸延伸聚醯胺薄膜。
因二軸延伸聚醯胺薄膜具有優良突刺強度及衝擊強度，已使用於食品、藥品、工業製品等之包裝用途，例如已有使用層壓二軸延伸聚醯胺薄膜及可熱封之無配向薄膜之包裝袋。
使用二軸延伸聚醯胺薄膜之包裝袋，係被特別要求耐針孔性與直線切割性，惟因二軸延伸聚醯胺薄膜係一種強韌薄膜，為了賦予二軸延伸聚醯胺薄膜直線切割性，需要對二軸延伸聚醯胺薄膜施以穿孔加工或切割線加工、或加上撕條等加工。
但是，以如此之加工方法賦予之直線切割性並非二軸延伸聚醯胺薄膜本身的特性，故有無法直線撕裂到最後之情形、或在途中卡住導致內容物飛散之問題等發生之情形。
為了解決上述問題，已提出一種層壓薄膜，其係將含有脂肪族聚醯胺及聚己二醯間苯二甲胺（以下亦稱為「MXD6」）以脂肪族聚醯胺／MXD6＝40～85重量份／15～60重量份之比例混合之聚醯胺組成物進行熔融擠壓，並使用充氣法在長邊（MD）方向及寬度（TD）方向上皆延伸2.8倍以上之易撕裂性薄膜作為複數層之1層而形成（專利文獻1、專利文獻2）。
此外，另亦已提出一種易撕裂性薄膜，其係將由脂肪族聚醯胺60～95重量份、聚己二醯間苯二甲胺5～40重量份、及鹼土類金屬之氧化物或氫氧化物0.01～0.50重量份所成之混合聚醯胺組成物進行熔融擠壓，並使用管狀法延伸2倍以上（專利文獻3）。
［先前技術文獻］
［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開平5-220837號公報
［專利文獻2］日本特開平5-200958號公報
［專利文獻3］日本特開2017-193616號公報
［發明所欲解決之技術問題］
藉由在直線切割性優良之二軸延伸聚醯胺薄膜上層壓聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）等密封用薄膜，將聚醯胺薄膜作為外側沿流動方向平行折疊成兩個，並將3邊熱熔接切出，成為1邊為開封狀態之3方密封袋。此時將欲賦予直線切割性之邊朝向流動方向，在此袋填充內容物並密封，供應到市場上。
但是，由包含專利文獻1至3所記載之薄膜之層壓薄膜而成之袋，朝MD方向撕裂時，雖係具有直線切割性，惟非因故意而偏離MD方向撕裂時，有內外側薄膜不會朝同一方向直線切割而發生開裂且難以開封的問題。
如此之問題，係特別容易發生於從靠近軋卷（mill roll）末端之分割卷之薄膜製作袋時。此被認為是起因於在二軸延伸薄膜中，薄膜的分子配向容易發生彎曲成弓形之曲折（bowing）現象，由於此曲折現象，特別是在欲撕裂靠近軋卷末端之分割卷之薄膜時，更容易發生開裂現象。於此之軋卷，係指在薄膜製造步驟中，裁切兩端耳部後捲繞之製膜裝置全寬之薄膜卷；分割卷，係指為了進行印刷加工或層壓加工等而將軋卷分割來縮減寬度之薄膜卷。
本發明係以上述課題為背景所成之發明，目的在於提供一種層壓薄膜，其係可使用於具有優良直線切割性且具有縱使非因故意而偏離MD方向撕裂時也少有開裂之耐開裂性之包裝袋；一種二軸延伸聚醯胺薄膜，其係構成該層壓薄膜；以及一種前述二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法。
［技術手段］
本發明人為了解決上述課題而進行深入研究後，發現含有70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物並具有特定120℃蒸氣處理後收縮率之二軸延伸聚醯胺薄膜，可使用於具有優良直線切割性及耐開裂性之包裝袋之層壓薄膜，進而完成本發明。
具體而言，本發明係關於［1］～［8］。
［1］一種二軸延伸聚醯胺薄膜，其係含有：70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物；
從該薄膜之軋卷切取之端部薄膜片及中央薄膜片之長邊方向（MD方向）及寬度方向（TD方向）的120℃蒸氣處理後收縮率皆為2.0%～7.0%，且該端部薄膜片及中央薄膜片之寬度方向（TD方向）的45°方向及135°方向之120℃蒸氣處理後收縮率的差之絕對值為1.0以下；該端部薄膜片，係各自以寬度2000mm之薄膜軋卷之寬度方向的右端或左端內側300mm之位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片；中央薄膜，係以軋卷之寬度方向的中央位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片。
［2］如［1］所記載之二軸延伸聚醯胺薄膜，其中，MD方向及TD方向的延伸倍率為2.7倍以上，且MD方向與TD方向的延伸倍率的差為0.2倍以下。
［3］如［1］所記載之二軸延伸聚醯胺薄膜，其中，前述週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物係氫氧化鎂或氧化鎂。
［4］如［2］所記載之二軸延伸聚醯胺薄膜，其中，前述週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物係氫氧化鎂或氧化鎂。
［5］一種層壓薄膜，其係由複數層所成並具有優良直線切割性，且該複數層中至少一層係由如［1］至［4］中任一項所記載之二軸延伸聚醯胺薄膜所成。
［6］一種如［1］至［4］中任一項所記載之二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法，該方法係包含：（A）將含有70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物之原料組成物進行熔融混煉後，冷卻製膜，獲得未延伸薄膜之步驟；及（B）將該未延伸薄膜的長寬各自以2.7倍以上的延伸倍率進行管狀同時二軸延伸之步驟。
［7］如［6］所記載之二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法，其中，在前述（B）管狀同時二軸延伸步驟後，進一步包含（C）將薄膜進行熱處理之熱處理步驟。
［8］如［7］所記載之二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法，其中，前述（C）熱處理步驟係以熱輥進行熱處理之熱處理步驟、或在熱輥後以拉幅烘箱進行熱處理之熱處理步驟。
［發明之效果］
根據本發明，可提供一種層壓薄膜，其係可使用於具有優良直線切割性且具有縱使非因故意而偏離MD方向撕裂時也少有開裂之耐開裂性之包裝袋；一種二軸延伸聚醯胺薄膜，其係構成該層壓薄膜；以及一種前述二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法。
此外，根據本發明，可提供一種用於製作具有優良直線切割性，且縱使非因故意而偏離MD方向撕裂時亦不會發生開裂，防止難以開封之包裝袋之二軸延伸聚醯胺薄膜；以及一種前述二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法。
［二軸延伸聚醯胺薄膜］
本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜，係含有：70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物；
該薄膜之軋卷之端部薄膜片及中央薄膜片之長邊方向（MD方向）及寬度方向（TD方向）的120℃蒸氣處理後收縮率皆為2.0%～7.0%，且
該端部薄膜片及中央薄膜片之寬度方向（TD方向）的45°方向及135°方向之120℃蒸氣處理後收縮率的差之絕對值（以下，亦稱為120℃收縮應變差）為1.0以下；
該端部薄膜片，係各自以寬度2000mm之薄膜軋卷之寬度方向的右端或左端內側300mm之位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片；中央薄膜，係以軋卷之寬度方向的中央位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片。
用於本發明之脂肪族聚醯胺並無特別限制，可使用聚醯胺6（尼龍6）、聚醯胺66（尼龍66）、聚醯胺46（尼龍46）、聚醯胺610（尼龍610）、聚醯胺12（尼龍12）等，此等可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
此外，聚醯胺6（尼龍6）等脂肪族聚醯胺中，可使用其數量平均分子量10,000～30,000者、或可使用22,000～24,000者。藉由使用數量平均分子量10,000以上之脂肪族聚醯胺，可使二軸延伸聚醯胺薄膜具有充分衝擊強度及拉伸強度。此外，數量平均分子量30,000以下之脂肪族聚醯胺，具有適度的分子鏈纏結，可抑制延伸加工時過度的應變，在延伸加工時抑制破裂或穿刺，進而能穩定地生產二軸延伸聚醯胺薄膜。
在本發明使用之聚己二醯間苯二甲胺（MXD6），係藉由間苯二甲胺與己二酸之聚縮合反應而獲得。此外，MXD6亦可藉由間苯二甲胺、己二酸、及可與此等聚合之成分之聚縮合反應而獲得。聚己二醯間苯二甲胺可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜中之樹脂成分，係由70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、及5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺所構成。
含量只要在上述範圍內則無特別限制，脂肪族聚醯胺之含量的下限值，例如為70質量份以上，例如為75質量份以上，例如為80質量份以上，例如為85質量份以上，例如為90質量份以上或例如為95質量份；其上限值，例如為95質量份以下，例如為90質量份以下，例如為85質量份以下，例如為80質量份以下，例如為75質量份以下，或例如為70質量份。此外，聚己二醯間苯二甲胺之含量的下限值，例如為5質量份以上，例如為10質量份以上，例如為15質量份以上，例如為20質量份以上，例如為25質量份以上，或例如為30質量份；其上限值，例如為30質量份以下，例如為25質量份以下，例如為20質量份以下，例如為15質量份以下，例如為10質量份以下，或例如為5質量份。
藉由上述含量，本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜，可具有耐衝擊性及優良直線切割性，且具有耐開裂性。
例如，當聚己二醯間苯二甲胺之含量未滿5質量份時，所獲得之二軸延伸聚醯胺薄膜會有不具有直線切割性及耐開裂性的疑慮。
本發明中，為了使二軸延伸聚醯胺薄膜表現充分直線切割性及耐開裂性，會使用週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物。
週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物並無特別限定，可使用鈹之氧化物或氫氧化物、鎂之氧化物或氫氧化物、鈣之氧化物或氫氧化物、鍶之氧化物或氫氧化物、鋇之氧化物或氫氧化物。
具體而言，可列舉氧化鈹、氫氧化鈹、氧化鎂、氫氧化鎂、氧化鈣、氫氧化鈣、氧化鍶、氫氧化鍶、氧化鋇、氫氧化鋇，特別理想為氧化鎂及氫氧化鎂，更理想為氫氧化鎂。
此等週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物，可單獨使用一種或組合使用兩種以上，且可組合使用兩種以上的同種類但平均粒徑、比表面積相異之粒子。
週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物之含量，相對於二軸延伸聚醯胺薄膜所含有之脂肪族聚醯胺及聚己二醯間苯二甲胺之合計100質量份，理想為0.01質量份～0.20質量份；其下限量，例如為0.01質量份以上，例如為0.03質量份以上，例如為0.06質量份以上，例如為0.10質量份以上，例如為0.12質量份以上，例如為0.15質量份以上，例如為0.18質量份以上，或例如為0.20質量份以上；其上限量，例如為0.20質量份以下，例如為0.18質量份以下，例如為0.15質量份以下，例如為0.12質量份以下，例如為0.10質量份以下，例如為0.06質量份以下，或0.03質量份以下。
週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物之比表面積雖無特別限制，以BET法求得之比表面積，理想為10～500μm
2/g，更理想為20～300μm
2/g。藉由使用以BET法求得之比表面積在500μm
2/g以下之週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物，可抑制週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物急劇吸濕，且在製造薄膜時，容易處理週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物。
週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物之平均粒徑雖無特別限制，理想為5μm以下，更理想為1μm以下。又，平均粒徑，係意指藉由雷射繞射／散射法求得之粒度分布中之粒子個數之累計值為50%之粒徑（D50）。
週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物，可使用其表面未經處理者，惟從提升二軸延伸聚醯胺薄膜之透明性之觀點而言，理想係使用表面經處理者。
表面處理方法，並無特別限定，可列舉將表面處理劑加熱溶解於水或醇等溶劑，在其中添加週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物粒子並混合攪拌後，去除溶劑之濕式方法；或將週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物粒子與表面處理劑攪拌混合之乾式方法等。
此外，表面處理劑，並無特別限定，可適當利用矽烷偶合劑、鈦偶合劑、鋁系偶合劑、高級脂肪酸、高級脂肪酸酯、高級脂肪酸金屬鹽等。
本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜之厚度，可根據使用用途適宜調整，例如為8μm～50μm，理想為10μm～30μm。
此外，本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜，在不損及本發明之效果之範圍內，可含有慣用添加劑及改質劑。如此之慣用添加劑及改質劑，可列舉例如耐熱穩定劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、抗氧化劑、抗靜電劑、賦黏劑、密封性改良劑、防霧劑、晶核劑、離型劑、塑化劑、交聯劑、阻燃劑及著色劑（顏料、染料等）。
本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜，該薄膜之軋卷之端部薄膜片及中央薄膜片之長邊方向（MD方向）及寬度方向（TD方向）的120℃蒸氣處理後收縮率皆為2.0%以上，理想為2.5%以上，更理想為3.0%以上；此外，皆為7.0以下，理想為6.5%以下。
長邊方向（MD方向）及寬度方向（TD方向）的120℃蒸氣處理後收縮率比2.0%更小之情形，撕裂使用二軸延伸聚醯胺薄膜之包裝袋時直線切割性降低，容易發生開裂。
此外，120℃蒸氣處理後收縮率比7.0%更大之情形，因印刷步驟時或層壓步驟中之熱產生收縮，印刷步驟時或層壓步驟時亦容易發生間距偏差，故有實用上的問題。
於此，端部薄膜片，係指以寬度2000mm之薄膜軋卷之寬度方向的右端或左端內側300mm之位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片；中央薄膜，係指以寬度2000mm之薄膜軋卷之寬度方向的中央位置為正方形的中央之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片。
又，端部薄膜片及中央薄膜片，係使用對向之1對的邊各自以與薄膜軋卷之TD方向或MD方向平行之方式切割之正方形狀薄膜片。
120℃蒸氣處理後收縮率，係測定將切割為TD方向及MD方向200mm之正方形之薄膜片靜置於23℃、50%RH下2小時並調節濕度後之處理前長度後，將此薄膜片在0.1MPa下、120℃之水蒸氣中處理30分鐘後，測定靜置於23℃、50%RH下2小時並調節濕度後之長度，由此尺寸變化所求得之值，用以下算式算出。
120℃蒸氣處理後收縮率（%）＝（處理前長度－處理後長度）／處理前長度×100
此外，本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜，該薄膜之軋卷之端部薄膜片及中央薄膜片之寬度方向（TD方向）的45°方向及135°方向（即正方形狀薄膜片之對角線）之120℃收縮應變差為1.0以下，理想為0.9以下，更理想為0.8以下，更加理想為0.5以下。
120℃收縮應變差若超過1.0，則撕裂使用二軸延伸聚醯胺薄膜之包裝袋時容易發生開裂。
藉由上述算式算出45°方向及135°方向之120℃蒸氣處理後收縮率，並比較45°方向之120℃蒸氣處理後收縮率與135°方向之120℃蒸氣處理後收縮率，可算出120℃收縮應變差。
120℃收縮應變差＝｜（45°方向之蒸氣處理後收縮率）-（135°方向之蒸氣處理後收縮率）｜
由上述配合含有脂肪族聚醯胺、聚己二醯間苯二甲胺、及週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物之二軸延伸聚醯胺薄膜，係被認為聚己二醯間苯二甲胺以長島狀穩定分散於脂肪族聚醯胺中。並且，當端部薄膜片及中央薄膜片具有2.0%～7.0%之MD方向及TD方向的120℃蒸氣處理後收縮率、及1.0以下之45°方向及135°方向的120℃收縮應變差時，軋卷之端部薄膜片及中央薄膜片中，長島狀的聚己二醯間苯二甲胺係沿MD方向存在，因此使用該二軸延伸聚醯胺薄膜之包裝袋，係被認為具有直線切割性及對MD方向之耐開裂性。
本說明書中，所謂具有優良直線切割性，係指在薄膜末端以手或刀刃等形成切口（缺口），藉由該切口沿薄膜之長邊方向撕裂薄膜時，撕裂傳播端到達與已切出切口之邊對向之邊，例如係指段落［0048］所記載之直線切割性評價試驗中評價值為8以上。
此外，本說明書中，所謂具有優良耐開裂性，係指幾乎不會發生開裂、或縱使發生開裂也不易發生在實用上會造成阻礙程度的開裂，例如係指段落［0050］所記載之開裂性評價試驗中偏差之最大寬度為5mm以下。
［層壓薄膜］
本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜與其他薄膜積層而成之由複數層所成之層壓薄膜亦為本發明之對象。由本發明之複數層所成之層壓薄膜，係在複數層中至少1層為上述二軸延伸聚醯胺薄膜即可。
以下，用圖式說明本發明之層壓薄膜之例，惟本發明不限於此。
可列舉：如圖2（a）所示，由二軸延伸聚醯胺薄膜21及密封用薄膜22之2層構造之積層體所成之層壓薄膜201；如圖2（b）所示，由二軸延伸聚醯胺薄膜21、氣體阻隔層23、及密封用薄膜22之3層構造之積層體所成之層壓薄膜202；如圖2（c）所示，由二軸延伸聚酯薄膜24、氣體阻隔層23、二軸延伸聚醯胺薄膜21、及密封用薄膜22之4層構造之積層體所成之層壓薄膜203等。
密封用薄膜，可列舉由未延伸聚乙烯、未延伸聚丙烯、未延伸聚氯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、及離子聚合物樹脂等所成之薄膜。
密封用薄膜之膜厚，可在不損及本發明之效果之範圍內設定，例如為20μm～100μm，理想為30μm～80μm。
氣體阻隔層，可列舉鋁等金屬箔層、或金屬蒸鍍層等氧氣阻隔性二軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯（OPBT）系薄膜（例如氧化鋁蒸鍍OPBT系薄膜或二氧化矽蒸鍍OPBT系薄膜等）等。
氣體阻隔層之膜厚，可在不損及本發明之效果之範圍內設定，例如為5μm～30μm，理想為7μm～25μm。
二軸延伸聚酯薄膜，已有使用二軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜、二軸延伸聚萘二甲酸乙二酯（PEN）薄膜、二軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）薄膜等。
二軸延伸聚酯薄膜之膜厚，可在不損及本發明之效果之範圍內設定，例如為10μm～30μm，理想為12μm～25μm。
用於層壓各層之乾式層壓用接著劑，可使用周知之接著劑，可列舉例如2液硬化型聚胺基甲酸酯等。
層壓薄膜之厚度，可在不損及本發明之效果之範圍內設定，例如為35μm～160μm，理想為50μm～130μm。
具有上述二軸延伸聚醯胺薄膜層之本發明之層壓薄膜，係具有優良長邊（MD）方向之直線切割性及耐開裂性。因此，藉由將本發明之層壓薄膜製袋為二軸延伸聚醯胺薄膜之MD方向為撕裂方向，成為具有直線切割性及耐開裂性之袋體，故本發明之層壓薄膜作為湯、果醬、殺菌調理包等食品、醫藥品、日用品、及盥洗用品（toiletry）等包裝袋用之層壓薄膜係有用的。
［二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法］
本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法亦為本發明之對象。
二軸延伸聚醯胺薄膜，例如可藉由包含（A）將含有70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物之原料組成物進行熔融混煉後，冷卻製膜，獲得未延伸薄膜之步驟、及
（B）將該未延伸薄膜的長寬各自以2.7倍以上的延伸倍率進行二軸延伸之步驟之方法製造。
本發明中，上述將含有70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物之原料組成物進行熔融混煉之方法，可列舉使用一軸擠壓機或二軸擠壓機等周知之熔融混煉機之方法。
在原料組成物中添加上述慣用添加劑及改質劑時，添加劑及改質劑，係可在將原料組成物進行熔融混煉前添加，亦可在將原料組成物進行熔融混煉後添加慣用添加劑及改質劑，再進一步進行熔融混煉。
熔融混煉之溫度，係根據脂肪族聚醯胺及聚己二醯間苯二甲胺而適宜選擇，通常為脂肪族聚醯胺及聚己二醯間苯二甲胺之熔融溫度以上，理想為不出現脂肪族聚醯胺及聚己二醯間苯二甲胺因熱分解而著色之溫度範圍，例如為240℃～300℃，理想為245℃～280℃，更理想為250℃～270℃。
冷卻製膜之方法，可列舉周知之方法。
製膜之方法，可列舉例如T型模法及環狀模法等周知之方法。
將未延伸薄膜進行二軸延伸之方法，可列舉藉由管狀法之同時二軸延伸法或藉由拉幅法之同時二軸延伸法、及逐次二軸延伸法等周知之長寬二軸延伸方法。理想為同時二軸延伸法，更理想為容易長寬均一地延伸且二軸延伸後所獲得之薄膜之等方性優良的管狀同時二軸延伸法。
本發明之二軸延伸聚醯胺薄膜中之MD方向及TD方向各自的延伸倍率，皆為2.7倍以上，更理想為2.9倍以上。藉由延伸倍率為2.7倍以上，可獲得具有期望之強度物性、且直線切割性、耐開裂性良好之薄膜。此外，藉由延伸倍率為6.0倍以下，可確保延伸穩定性及抑制薄膜切斷等問題。
而且，本發明之二軸聚醯胺薄膜之製造方法中，為了使尺寸穩定性良好，可對經由二軸延伸步驟所獲得之二軸延伸薄膜進行熱處理。
將二軸延伸薄膜進行熱處理之方法，可使用周知之方法，理想上可列舉使用熱輥之輥熱處理，惟亦可組合輥熱處理與拉幅機熱處理。通常進行拉幅機熱處理時，在薄膜軋卷末端與中央會受到曲折現象影響，容易在薄膜寬度方向上產生物性偏差。輥熱處理中，因係使薄膜與加熱後之輥接觸而進行熱處理，薄膜被均一地熱處理。
從生產穩定性之觀點而言，會使薄膜鬆弛並進行熱處理。
熱處理之溫度，例如為180℃～220℃，更理想為190℃～215℃。
熱處理時之鬆弛率，例如為0%～10%，更理想為0%～8%，更加理想為0%～5%。
參照圖1更詳細地對本發明之二軸聚醯胺薄膜之製造方法進行說明。但是，本發明不限定於以下。
將上述原料組成物在擠壓機進行熔融混煉，由環狀模擠壓成管狀，暫時冷卻後，獲得管狀之未延伸薄膜。將此管狀薄膜插通於一對捏輥2之間後，在管狀薄膜內部吹入空氣使其膨脹，在用加熱器3加熱的同時，藉由冷卻環4吹出空氣而冷卻，以導輥5折疊後，由一對捏輥6接手，獲得藉由連續同時二軸延伸管狀法之二軸延伸聚醯胺薄膜。
［實施例］
以下，藉由實施例具體說明本發明，惟本發明不限於此等實施例。
又，實施例中，縮寫表示以下意義。
・OPET：二軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯薄膜（東洋紡股份有限公司製，E5102，厚度12μm）
・AL：鋁箔（東洋鋁股份有限公司製，1N30，厚度9μm）
・CPP：未延伸聚丙烯薄膜（東洋紡股份有限公司製，P1146，厚度50μm）
實施例1
（二軸延伸聚醯胺薄膜之製作）
將相對黏度3.5的脂肪族聚醯胺［尼龍6：宇部興產股份有限公司製］（PA6）70質量份與相對黏度2.7的聚己二醯間苯二甲胺［芳香族聚醯胺：三菱瓦斯化學股份有限公司製］（MXD6）30質量份混合，進一步添加氫氧化鎂［KISUMA 5B：協和化學工業股份有限公司製］0.03質量份，調製原料組成物。
接著，將調製之原料組成物，使用環狀模進行熔融擠壓，以內外水冷心軸冷卻，獲得厚度150μm之管狀未延伸薄膜（半徑750mm）。在圖1所示之構造之管狀同時二軸延伸裝置中，將該管狀未延伸薄膜藉由低速捏輥與高速捏輥之速度差及存在於其間之空氣壓在MD方向及TD方向上同時二軸延伸。之後將管狀薄膜摺疊，在兩端部切開成2枚，將薄膜以最大210℃進行熱輥處理數秒，獲得寬度2400mm、厚度15μm之二軸延伸聚醯胺薄膜，將其兩耳切除使其成為平面薄膜，捲繞於2支輥製作寬度2000mm之薄膜軋卷。原料組成及製造條件示於表1。
（120℃蒸氣處理收縮試驗）
從薄膜軋卷拉出薄膜，以薄膜中央、及面對薄膜軋卷從右端內側300mm之位置各自作為正方形的中心，並以對向之1對的邊與薄膜之TD方向平行之方式切取1邊200mm之正方形狀之薄膜片作為（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜片。
將（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜片在23℃、50%RH環境下調節濕度2小時。對調節濕度後之（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜片以通過中心點之方式，TD方向為0°，計測TD（0°）方向、45°方向、MD（90°）方向、及135°方向之薄膜片長至小數點第2位，作為處理前長度。計測後，使用高壓釜（平山製作所股份有限公司製，HVE-50）將（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜片在0.1MPa下、120℃水蒸氣中進行處理30分鐘後，取出（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜片，在23℃、50%RH環境下調節濕度2小時。對調節濕度後之（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜片以通過中心點之方式，TD方向為0°，計測TD（0°）方向、45°方向、MD（90°）方向、及135°方向之薄膜片長至小數點第2位，作為處理後長度。
藉由下述算式，各自算出（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜片之TD（0°）方向、45°方向、MD（90°）方向、及135°方向之120℃蒸氣處理後收縮率以及（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜之120℃收縮應變差。
又，120℃蒸氣處理收縮率試驗中，（A）中央薄膜片及（B）端部薄膜片各製作2個薄膜片進行測定，將其平均值示於表1。
120℃蒸氣處理後收縮率（%）＝（處理前長度－處理後長度）／處理前長度×100
120℃收縮應變差＝｜（45°方向之蒸氣處理後收縮率）－（135°方向之蒸氣處理後收縮率）｜
TD方向及MD方向之蒸氣處理後收縮率為2.0%～7.0%時判斷為良好，超過7.0%時判斷為不佳。
此外，45°方向及135°方向之120℃收縮應變差為1.0以下時判斷為良好，超過1.0時判斷為不佳。
（層壓薄膜之製作）
以OPET 12μm、AL 9μm、藉由上述二軸延伸聚醯胺薄膜之製作而獲得之二軸延伸聚醯胺薄膜15μm、CPP 50μm之順序，塗布乾式層壓用接著劑（DIC Graphics股份有限公司製：LX-703VL及KR90（溶劑：乙酸乙酯））並乾燥溶劑使其固體成分達到3.5g/m
2，貼合製作MD方向400mm、TD方向300mm、厚度96.5μm之由4層而成之層壓薄膜。
使用於層壓薄膜之製作之二軸延伸聚醯胺薄膜，係從薄膜軋卷拉出薄膜，以薄膜中央、及面對薄膜軋卷從右端內側300mm之位置各自作為長方形的中心，以對向之1對的邊與薄膜之TD方向平行之方式切取MD方向400mm、TD方向300mm之（A'）中央薄膜片及（B'）端部薄膜片。
（直線切割性評價試驗）
從包含所製作之（A'）中央薄膜片或（B'）端部薄膜片之層壓薄膜切出MD方向205mm、TD方向20mm之長方形狀薄膜片，製作在此薄膜片一側之TD邊中央部切出長度5mm之切口之樣品10份（參照圖3）。接著，從切口用手沿MD方向撕裂，如圖4（a）所示，將撕裂傳播端到達與已切出切口之邊對向之短邊之樣品份數作為評價值（評價值：0～10）。評價值示於表1。又，表1中，將包含直線切割性評價試驗中之（A'）中央薄膜片之層壓薄膜略記為（A'）中央薄膜片，將包含（B'）中央薄膜片之層壓薄膜略記為（B'）中央薄膜片。
（層壓包裝袋之製作）
從包含在上述層壓薄膜之製作獲得之（A'）中央薄膜片或（B'）端部薄膜片之層壓薄膜，切出MD方向130mm、TD方向160mm之矩形薄膜片2枚，以CPP層在內側之方式疊合2枚薄膜片，將兩側TD邊及1側MD邊以密封寬度5mm接著而製作3方袋。
（開裂性評價試驗）
以將3方袋之1側TD邊4等分之距離間隔，製作在TD邊的3個位置切出長度5mm之切口之樣品（參照圖5）。接著，沿以MD方向為0°時之30°方向，從切口用手撕裂，使撕裂傳播端到達與已切出切口之邊對向之TD邊。如圖6（a）及（b）所示，撕裂位置在2枚層壓薄膜上產生之偏差（開裂）31、32的最大寬度作為評價值。評價值示於表1。又，表1中，將包含開裂性評價試驗中之（A'）中央薄膜片之層壓薄膜的3方袋略記為（A'）中央薄膜片，將包含（B'）中央薄膜片之層壓薄膜的3方袋略記為（B'）中央薄膜片。
（實施例2～實施例10）及（比較例1～比較例13）
除了將原料組成物所含有之各成分的質量份、延伸倍率、熱固定方法、及最大熱處理溫度照表1變更以外，其餘以與實施例1同樣之操作，進行二軸延伸聚醯胺薄膜之製作及120℃蒸氣處理後收縮試驗、層壓薄膜之製作及直線切割性評價試驗、以及層壓3方袋之製作及開裂性評價試驗，將其試驗結果示於表1。但是，比較例1～比較例13，係未進行包含（A'）中央薄膜之層壓3方袋之製作及開裂性評價試驗。
（比較例14及比較例15）
除了將實施例1之二軸延伸聚醯胺薄膜變更為市售之具有直線切割性之薄膜（［UNITIKA股份有限公司製：製品名NCBC］或［出光Unitech股份有限公司製：製品名TB1010］）以外，其餘以與實施例1同樣之操作，進行120℃蒸氣處理後收縮試驗、層壓薄膜之製作及直線切割性評價試驗、以及層壓3方袋之製作及開裂性評價試驗，將其試驗結果示於表1。
［表1］
根據表1所示之結果，藉由使用含有70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物，中央薄膜片及端部薄膜片之MD方向及TD方向的120℃蒸氣處理後收縮率為2.0%～7.0%，且45°方向及135°方向的120℃收縮應變差為1.0以下之實施例1至10之二軸延伸聚醯胺薄膜，無論使用（A'）中央薄膜或（B'）端部薄膜，皆可獲得直線切割性優良之層壓薄膜。並且使用該層壓薄膜，可獲得層壓3方袋，其係即使從MD方向沿30°方向撕裂時，仍可使內外側薄膜的偏差在2mm以下地朝同一方向直線撕裂，可防止因開裂而造成之問題。
另一方面，已確認到：使用含有70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物，中央薄膜片及端部薄膜片之MD方向及TD方向的120℃蒸氣處理後收縮率為2.0%～7.0%，45°方向及135°方向的120℃收縮應變差超過1.0之比較例1至6及10至13之二軸延伸聚醯胺薄膜時，無論使用（A'）中央薄膜或（B'）端部薄膜，皆可獲得直線切割性優良之層壓薄膜，惟在含有（B'）端部薄膜之層壓薄膜之3方袋，從MD方向沿30°方向撕裂時，內外側薄膜的偏差為5mm以上，有容易發生開裂之情形。
此外，已確認到：使用45°方向及135°方向的120℃收縮應變差超過1.0之市售拉幅機熱處理薄膜（NCBC）、或MD方向的120℃蒸氣處理後收縮率超過7.0%之拉幅機熱處理薄膜（TB1010）製作之層壓3方袋，從MD方向沿30°方向撕裂時，內外側薄膜的偏差為5mm以上，有容易發生開裂之情形。
此外，已確認到：使用含有70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物，45°方向及135°方向的120℃收縮應變差為1.0以下，中央薄膜片及端部薄膜片之MD方向及TD方向的120℃蒸氣處理後收縮率其中一方或雙方超出2.0%～7.0%之範圍外之比較例7至9之二軸延伸聚醯胺薄膜時，無論使用（A'）中央薄膜或（B'）端部薄膜皆無法獲得直線切割性優良之層壓薄膜；此外，在包含（B'）端部薄膜之層壓薄膜之3方袋，從MD方向沿30°方向撕裂時，內外側薄膜的偏差為5mm以上，有容易發生開裂之情形。
1:未延伸薄膜
2:捏輥
3:加熱器
4:冷卻環
5:導輥
6:捏輥
7:二軸延伸薄膜
21:二軸延伸聚醯胺薄膜
22:密封用薄膜
23:氣體阻隔層
24:二軸延伸聚酯薄膜
201:層壓薄膜
202:層壓薄膜
203:層壓薄膜
31、32:開裂性評價試驗的偏差
〔圖1〕圖1係管狀法同時二軸延伸裝置之概略圖。
〔圖2〕圖2係表示本發明之一實施態樣之層壓薄膜之構成之剖面圖［（a）表示由2層構造之積層體所成之層壓薄膜之構成之剖面圖。（b）表示由3層構造之積層體所成之層壓薄膜之構成之剖面圖。（c）表示由4層構造之積層體所成之層壓薄膜之構成之剖面圖。］。
〔圖3〕圖3係表示用於直線切割性評價之試驗片之形狀之圖。
〔圖4〕圖4係表示直線切割性評價後之試驗片之圖［（a）表示直線切割性良好之試驗片之圖。（b）表示直線切割性不佳之試驗片之圖。］。
〔圖5〕圖5係表示用於開裂性評價之試驗片之形狀之圖。
〔圖6〕圖6係表示開裂性評價後之試驗片之圖［（a）表示開裂性良好之試驗片之圖。（b）表示開裂性不佳之試驗片之圖。］。
Claims (8)
- 一種二軸延伸聚醯胺薄膜，其係含有： 70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及 0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物； 從該薄膜之軋卷（mill roll）切取之端部薄膜片及中央薄膜片之長邊方向（MD方向）及寬度方向（TD方向）的120℃蒸氣處理後收縮率皆為2.0%～7.0%，且 該端部薄膜片及中央薄膜片之寬度方向（TD方向）的45°方向及135°方向之120℃蒸氣處理後收縮率的差之絕對值為1.0以下； 該端部薄膜片，係各自以寬度2000mm之薄膜軋卷之寬度方向的右端或左端內側300mm之位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片； 中央薄膜，係以軋卷之寬度方向的中央位置為正方形的中心之方式切取之1邊200mm之正方形狀之薄膜片。
- 如請求項1所述之二軸延伸聚醯胺薄膜，其中，其係在MD方向及TD方向上延伸2.7倍以上而成，且MD方向與TD方向的延伸倍率的差為0.2倍以下。
- 如請求項1所述之二軸延伸聚醯胺薄膜，其中，該週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物係氫氧化鎂或氧化鎂。
- 如請求項2所述之二軸延伸聚醯胺薄膜，其中，該週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物係氫氧化鎂或氧化鎂。
- 一種層壓薄膜，其係由複數層所成，且該複數層中至少一層係由如請求項1至請求項4中任一項所述之二軸延伸聚醯胺薄膜所成。
- 一種如請求項1至請求項4中任一項所述之二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法，該方法係包含： （A）將含有70質量份～95質量份的脂肪族聚醯胺、5質量份～30質量份的聚己二醯間苯二甲胺、及0.01質量份～0.20質量份的週期表第2族元素之氧化物或氫氧化物之原料組成物進行熔融混煉後，冷卻製膜，獲得未延伸薄膜之步驟；及 （B）將該未延伸薄膜的長寬各自以2.7倍以上的延伸倍率進行管狀同時二軸延伸之步驟。
- 如請求項6所述之二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法，其中，在該（B）管狀同時二軸延伸步驟後，進一步包含（C）將薄膜進行熱處理之熱處理步驟。
- 如請求項7所述之二軸延伸聚醯胺薄膜之製造方法，其中，該（C）熱處理步驟係以熱輥進行熱處理之熱處理步驟、或在熱輥後以拉幅烘箱進行熱處理之熱處理步驟。
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