TWI826727B - 積層延伸聚醯胺膜 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供一種雙軸延伸聚醯胺膜,係接著強度優異,尤其是耐水層合強度優異、且在印刷時不易發生點缺失並且機械強度亦優異。
本發明係一種積層延伸聚醯胺膜,特徵在於以依序由易接著層(B層)、基材層(A層)、易滑層(C層)以由聚醯胺樹脂組成物所構成之3層所組成之雙軸延伸膜,且符合下述(1)至(5):(1)前述A層係含有50質量%至90質量%之聚醯胺6、10質量%至50質量%之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%之聚醯胺6共聚物;(2)前述B層係含有60質量%至100質量%之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%之聚醯胺6共聚物以及0質量%至40質量%之聚醯胺6;(3)前述C層係含有70質量%以上之聚醯胺6以及0.05質量%至1質量%之平均粒徑為0.1μm至10μm的微粒;(4)MD方向以及TD方向的拉伸斷裂強度皆為150MPa以上;(5)層合強度為3.3N/15mm以上。
Description
本發明係關於一種接著性優異之雙軸延伸聚醯胺膜。尤其是關於一種相對於密封劑膜之耐水接著強度優異之雙軸延伸聚醯胺膜。
雙軸延伸聚醯胺膜由於拉伸強度、彎曲強度、耐針孔性、耐油性、氧氣阻隔性等優異,故被用作為包裝材料,尤其是食品包裝用材料。
雙軸延伸聚醯胺膜通常係將聚乙烯、聚丙烯等可熱封之聚烯烴膜(亦稱為密封劑膜)進行積層(亦稱為層合),將成為袋之邊緣部加以熱封而作成包裝袋等來使用。雙軸延伸聚醯胺膜係作為食品包裝材料而被廣泛使用。
然而,將雙軸延伸聚醯胺膜與密封劑膜的層合膜用於液體湯汁袋或含水物用袋之情況,有如下之問題點:已層合之膜間的接著強度(亦稱為層合強度)弱,導致已層合之膜剝落。尤其是具有如下缺點:以蒸煮等的高溫經熱水處理之後,水滲透至已層合之膜間,雙軸延伸聚醯胺膜與密封劑膜之間的層合強度會極端地降低。
作為改良層合強度之方法,提案有在製造膜之步驟之中塗佈膜表面來提高接著強度之方法(參照專利文獻1)。然而,該方法存在如下問題:生產性變差、生產成本變高。進而有如下問題:因塗佈而產生黏連或產生條紋或瑕疵的缺點、或是在雙軸延伸聚醯胺膜上施加印刷時有印刷墨水的點漏印等。因此需要即使無塗佈但層合強度亦高之雙軸延伸聚醯胺膜。
因此,提案有一種積層聚醯胺膜,係將在表層共擠出有經調配共聚聚醯胺之層之未延伸片加以雙軸延伸而成(參照專利文獻2)。然而,以該方法雖然層合強度提高,但為了獲得強的耐水層合強度,需要在製造膜之步驟之中對膜表面進行塗佈,前文所列舉之課題並未全然解決。
另一方面,提案有一種雙軸延伸聚醯胺膜的製造方法,提高了由聚醯胺6/66共聚物所構成且提高了逐步雙軸延伸性(參照專利文獻3)。
此外,提案有藉由管式法來製造厚度精度的良好的雙軸延伸聚醯胺6/66共聚物膜的方法(參照專利文獻4)。
由於由這些聚醯胺6/66共聚物所構成之雙軸延伸聚醯胺膜相較於聚醯胺6或聚醯胺66而言熔點低,故耐熱性或在高溫之尺寸穩定性差,並不適用於煮沸處理或蒸煮處理所使用之包裝袋用的膜。此外,存在如下問題:由於聚醯胺6/66共聚物相較於聚醯胺6而言不易配向結晶化,故含有較多之聚醯胺6/66共聚物之聚醯胺膜,即使使用了同樣的延伸方法的情況下仍導致機械強度降低。
提案有如下雙軸延伸聚醯胺膜(參照專利文獻5):將以聚醯胺6為主成分之層、由聚醯胺6與聚醯胺6/66所構成之層、以及含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化物之阻隔層加以積層並擠出而成之5層的雙軸延伸聚醯胺膜。然而,由於包含含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化物之阻隔層,故無法將位於拉幅機之夾具把持部的膜加以回收、再使用。亦提案有以聚間二甲苯己二醯胺作為主成分之層來作為阻隔層(參照專利文獻6)。然而,該情況下存在膜的耐衝撃性或耐針孔性變差的問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第04660866號公報。
[專利文獻2]日本專利第04178814號公報。
[專利文獻3]日本特公昭第57-8647號公報。
[專利文獻4]日本特公平6-37081號公報。
[專利文獻5]日本專利第05068084號公報。
[專利文獻6]日本專利第05383563號公報。
本發明的目的在於解決以往的雙軸延伸聚醯胺膜的上述問題點,便宜地提供不僅接著強度優異、尤其是耐水層合強度優異、且印刷時不易產生點漏印(dot missing)、機械強度亦優異之雙軸延伸聚醯胺膜。
本發明人等經深入研究結果發現:藉由在以聚醯胺6為主成分的基材層積層以聚醯胺6共聚物為主成分的易接著層,並在相反側積層易滑層,以特定的延伸條件來製膜而成之積層延伸聚醯胺膜可解決該課題,進而完成本發明。
本發明係由以下的組成所構成。
[1]一種積層延伸聚醯胺膜,係以至少依序由易接著層(B層)、基材層(A層)、易滑層(C層)以由聚醯胺樹脂組成物所構成之3層所組成之雙軸延伸膜,且符合下述(1)至(5)。
(1)前述A層係含有50質量%至90質量%之聚醯胺6、10質量%至50質量%之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%之聚醯胺6共聚物。
(2)前述B層係含有60質量%至100質量%之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%之聚醯胺6共聚物以及0質量%至40質量%之聚醯胺6。
(3)前述C層係含有70質量%以上之聚醯胺6以及0.05質量%至1質量%之平均粒徑為0.1μm至10μm的微粒。
(4)MD方向以及TD方向的拉伸斷裂強度皆為150MPa以上。
(5)層合強度為3.3N/15mm以上。
[2]如[1]所記載之積層延伸聚醯胺膜,其中前述積層延伸聚醯胺膜的面配向度△P為0.20以上。
[3]如[1]或[2]所記載之積層延伸聚醯胺膜,其中前述聚醯胺6共聚物為聚醯胺6/66共聚物。
[4]如[1]或[2]所記載之積層延伸聚醯胺膜,其中前述聚醯胺6共聚物為聚醯胺6/12共聚物。
[5]如[1]至[4]中任一項所記載之積層延伸聚醯胺膜,其中積層延伸聚醯胺膜的厚度為5μm至30μm,A層的厚度為4μm以上,B層的厚度為0.5μm以上,C層的厚度為0.5μm以上。
[6]如[1]至[5]中任一項所記載之積層延伸聚醯胺膜,其中耐水層合強度為2.0N/15mm以上。
本發明的實施態樣之積層延伸聚醯胺膜,藉由含有50質量%至90質量%之聚醯胺6之基材層(A層),而具有雙軸延伸聚醯胺膜所擁有之優異的拉伸強度、衝撃強度、彎曲強度、耐針孔性、耐油性、氧氣阻隔性。
另外易接著層(B層)有助於雙軸延伸聚醯胺膜所擁有之上述優異的特性,且可極度強化相對於密封劑膜之層合強度。尤其是可大幅提高耐水層合強度。
進而,藉由易滑層(C層)含有預定量的平均粒徑0.1μm至10μm的微粒,可減小摩擦係數,在將本發明的積層延伸聚醯胺膜作成袋時,袋彼此的滑動性亦良好,故在填充內容物時袋的運送性優異。
進而,本發明的積層延伸聚醯胺膜藉由設為特定的面配向度,而作成即便包含含有不易配向結晶化(不易提高強度)共聚聚醯胺之層之積層聚醯胺膜,機械強度仍優異。
本發明的積層延伸聚醯胺膜不僅具有雙軸延伸聚醯胺膜所擁有之優異之衝撃強度、耐針孔性、氧氣阻隔性等,且耐水層合強度亦強,故可有效防止在湯汁包裝袋或含水物的包裝袋等在運輸中因衝撃或振動所致之包裝袋的破袋。
此外,本發明的積層延伸聚醯胺膜因可省略改善接著性之塗佈步驟,故有如下優點:生產性佳且經濟,少有在塗佈步驟所產生的損傷等的缺點。本發明的積層延伸聚醯胺膜因未積層塗佈劑而具有衛生的優點。
以下,針對本發明進行詳細說明。
本發明的積層延伸聚醯胺膜,係在含有50質量%至90質量%之聚醯胺6之基材層(A層)其中一方的面積層有易接著層(B層)(含有60質量%至100質量%之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%之聚醯胺6共聚物、以及0質量%至40質量%的聚醯胺6),並於相對於前述B層為相反的面積層有易滑層(C層)(以含有0.05質量%至1質量%之平均粒徑為0.1μm至10μm的微粒的聚醯胺6作為主成分)之積層延伸聚醯胺膜。
[積層聚醯胺膜的厚度構成]
本發明的積層延伸聚醯胺膜的合計厚度為5μm至30μm。在積層延伸聚醯胺膜的合計厚度較30μm更厚的情況下,強度方面的性能飽和。此外,與密封劑層合而作成包裝袋時的柔軟性變差。
本發明的積層延伸聚醯胺膜的基材層(A層)的厚度較佳為4.0μm以上,更佳為4.5μm以上。基材層(A層)的厚度較4.0μm更薄的情況下,可能有膜整體過於柔軟,變得無法以印刷機或製袋機來加工的情況。
本發明的積層延伸聚醯胺膜的易接著層(B層)的厚度較佳為0.5μm以上。在B層的厚度較0.5μm更薄的情況下,無法獲得作為本發明的目的之耐水層合強度。B層的厚度的上限並沒有特別限定。其中,B層的厚度較5μm更厚的話不僅耐水層合強度會趨於飽和且膜整體的強度會降低故較佳為5μm以下。
本發明的積層延伸聚醯胺膜的易滑層(C層)的厚度較佳為0.5μm以上。在C層的厚度較0.5μm更薄的情況下,滑動性的改善效果變弱。此外,有厚度不均增加的傾向。C層的厚度的上限並沒有特別限定。其中,若C層的厚度變厚則膜的透明性有變差的傾向。
[基材層(A層)]
本發明的積層延伸聚醯胺膜的基材層(A層)中聚醯胺6的比率為50質量%至90質量%。在聚醯胺6少於50質量%的情況下,無法獲得充分的衝撃強度、耐針孔性、以及在高溫的尺寸穩定性、透明性。
基材層(A層)所使用之聚醯胺6,通常係藉由ε-己內醯胺的開環聚合來製造。以開環聚合所獲得之聚醯胺6,通常以熱水除去ε-己內醯胺單體之後,經乾燥後以擠出機進行熔融擠出。
聚醯胺6的相對黏度較佳為1.8至4.5,更佳為2.6至3.2。在相對黏度小於1.8的情況下,膜的衝撃強度不足。在相對黏度大於4.5的情況下,擠出機的負荷變大而難以獲得延伸前的片。
基材層(A層)係含有10質量%至50質量%之聚醯胺6共聚物。A層藉由含有聚醯胺6共聚物而可提高A層與B層之間的接著強度。基材層(A層)所含有之聚醯胺6共聚物較佳係與B層的聚醯胺6共聚物在共聚成分相同。
A層亦可含有0.5質量%至30質量%的聚醯胺MXD6(聚間二甲苯己二醯胺)。藉由含有聚醯胺MXD6,可改善延伸性,結果可獲得膜生產中的膜斷裂的抑制效果、降低膜厚度不均的效果。
A層亦可含有0.5質量%至30質量%的聚醯胺彈性體或是聚烯烴彈性體。藉由含有聚醯胺彈性體或是聚烯烴彈性體,可改善耐針孔性。
作為所使用之聚醯胺彈性體,可列舉如由尼龍12的硬鏈段與聚四亞甲基二醇的軟鏈段所構成之聚醯胺彈性體等。
作為所使用之聚烯烴彈性體,可列舉如以聚烯烴作為硬鏈段且以各種橡膠成分作為軟鏈段之嵌段共聚物等。作為構成硬鏈段之聚烯烴,可列舉例如:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯等。作為構成軟鏈段之橡膠成分,可列舉例如:乙烯-丙烯橡膠(EPR;Ethylene Propylene Rubber)、乙烯丙烯二烯橡膠(EPDM;Ethylene Propylene Diene Monomer)、聚丁二烯等。
[易接著層(B層)]
本發明的積層延伸聚醯胺膜的易接著層(B層)係含有60質量%至100質量%之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%的聚醯胺6共聚物。
在易接著層(B層)的聚醯胺6共聚物的含量少於60質量%的情況下,無法獲得充分的耐水層合強度。
上述聚醯胺6之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%。在共聚成分的比率未達3質量%的情況下,無法獲得充分的耐水層合強度。
若共聚成分在共聚物中的比率大於35質量%,則可能有在原料供給時不易操作的情況。
上述聚醯胺6共聚物的熔點較佳為170℃至220℃,更佳為175℃至215℃,又更佳為180℃至210℃。若聚醯胺6共聚物的熔點高於215℃,則可能有無法獲得充分的耐水接著性的情況。若聚醯胺6共聚物的熔點低於170℃,則可能有在原料供給時不易操作的情況。
上述易接著層(B層)所使用之聚醯胺6共聚物係藉由以3質量%至35質量%的比率將共聚成分共聚於ε-己內醯胺或是胺基己酸而獲得。此處共聚的比率係以熱水等除去共聚後殘留之單體之後的質量%。
作為向ε-己內醯胺共聚之成分,例如可藉由將除了ε-己內醯胺以外的內醯胺或胺基己酸以外的胺基酸或二羧酸與二胺的鹽進行共聚來獲得。作為聚醯胺6共聚物的聚合中與ε-己內醯胺共聚之單體,可列舉例如:十一內醯胺、月桂內醯胺、胺基十一烷酸、胺基月桂酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、己二胺、壬二胺、癸二胺、甲基戊二胺、間苯二甲胺、三甲基己二胺等。
作為上述聚醯胺6共聚物,可列舉例如:聚醯胺6/66共聚物、聚醯胺6/12共聚物、聚醯胺6/6T共聚物、聚醯胺6/610共聚物、聚醯胺6/6I共聚物、聚醯胺6/9T共聚物、聚醯胺6/11共聚物等。
易接著層(B層)所使用之聚醯胺6/66共聚物可藉由由ε-己內醯胺與己二酸六亞甲基二銨鹽進行聚合之方法等來獲得。
亦可使用Ultramid C3301(BASF公司製)、Nylon 5023B(宇部興產股份有限公司製)等市售品。
另外,亦可在A層中含有之0.5質量%至30質量%之聚醯胺6/66共聚物也可使用上述共聚物。
聚醯胺6/66共聚物中的聚醯胺6與聚醯胺66之共聚比例,係聚醯胺6/66共聚物中的聚醯胺66的比率為3質量%至35質量%,較佳為5質量%至30質量%,更佳為5質量%至25質量%。
聚醯胺6/66共聚物中的聚醯胺66的比率少於3質量%的情況下,不會表現出作為本發明的課題之易接著性。
聚醯胺6/66共聚物中的聚醯胺66的比率多於35質量%的情況下,可能有共聚物的結晶性降低、難以處理的情況。
聚醯胺6/66共聚物的相對黏度較佳為1.8至4.5,更佳為2.6至3.2。
易接著層(B層)所使用之聚醯胺6/12共聚物可藉由由ε-己內醯胺與ω-月桂內醯胺進行聚合之方法等來獲得。
亦可使用尼龍樹脂7024B(宇部興產股份有限公司製)等市售品。
另外,亦可在A層含有0.5質量%至30質量%之聚醯胺6/12共聚物也可使用上述共聚物。
聚醯胺6/12共聚物中的聚醯胺6與聚醯胺12之共聚比例,係聚醯胺6/12共聚物中的聚醯胺12的比率為3質量%至35質量%,較佳為5質量%至30質量%,更佳為5質量%至25質量%。
聚醯胺6/12共聚物中的聚醯胺12的比率少於3質量%的情況下,不會表現出作為本發明的課題之易接著性。
聚醯胺6/12共聚物中的聚醯胺12的比率多於35質量%的情況下,可能有共聚物的結晶性降低、難以處理的情況。
聚醯胺6/12共聚物的相對黏度較佳為1.8至4.5,更佳為2.5至4.0。
本發明中重要的點在於,藉由在基材層(A層)的與密封劑層合之側的面積層含有聚醯胺6共聚物之易接著層(B層),而降低與密封劑層合之面的結晶度並提高接著性。
[易滑層(C層)]
本發明的積層延伸聚醯胺膜的易滑層(C層)係含有70質量%以上的聚醯胺6以及0.05質量%至1質量%之平均粒徑為0.1μm至10μm的微粒。
藉由含有70質量%以上之聚醯胺6,可維持積層延伸聚醯胺膜的強度。
藉由含有0.05質量%至1質量%之平均粒徑為0.1μm至10μm的微粒,在易滑層(C層)表面形成微小的突起,而減少積層延伸膜面間的接觸,使得膜變得易滑。
作為前述微粒,可由二氧化矽、高嶺土、沸石等的無機潤滑劑、丙烯酸系、聚苯乙烯系等的高分子系有機潤滑劑等之中適當選擇來使用。另外,由透明性與滑動性的方面來看,較佳係使用二氧化矽微粒。
前述微粒的較佳平均粒徑為0.5μm至5.0μm,更佳為1.0μm至3.0μm。若平均粒徑未達0.5μm,為獲得良好的滑動性則需要大量的添加量,若超過5.0μm,則膜的表面粗糙度變得過大使外觀變差等而無法滿足實用特性故不佳。
前述微粒的細孔容積的範圍較佳為0.5ml/g至2.0ml/g,更佳為0.8ml/g至1.6ml/g,若細孔容積未達0.5ml/g,則容易產生間隙(void)使得膜的透明性惡化,若細孔容積超過2.0ml/g,由於不易藉由微粒在表面產生突起而使得膜的滑動性變差故不佳。
本發明的積層延伸聚醯胺膜的易滑層(C層)可基於改善滑動性的目的而含有脂肪酸醯胺以及/或是脂肪酸雙醯胺。作為脂肪酸醯胺以及/或是脂肪酸雙醯胺,可列舉如:芥子酸醯胺、硬脂酸醯胺、伸乙基雙硬脂酸醯胺、伸乙基雙山俞酸醯胺、伸乙基雙油酸醯胺等。
該情況的聚醯胺聚合物中的脂肪酸醯胺以及/或是脂肪酸雙醯胺的含量較佳為0.01質量%至0.40質量%,更佳為0.05質量%至0.30質量%。若脂肪酸醯胺以及/或是脂肪酸雙醯胺的含量未達上述範圍,則滑動性變差、印刷或層合等中之加工適性變得不佳,若超過上述範圍,則可能隨時間經過因滲出至膜表面使得在表面產生不均,品質方面而言不佳。
本發明的積層延伸聚醯胺膜的基材層(A層)、易接著層(B層)以及/或是易滑層(C層)中,在不妨礙耐水層合強度等的特性之範圍內,可含有熱穩定劑、抗氧化劑、抗靜電劑、耐光劑、耐衝撃改良劑、潤滑劑、黏連防止劑等各種添加劑。
[積層延伸聚醯胺膜的特性]
本發明的積層延伸聚醯胺膜表現出耐彎曲疲勞性、耐衝撃性優異之特性,且層合、製袋加工等的加工適性亦良好。因此,本發明的積層延伸聚醯胺膜具有以下的特性。
本發明的積層延伸聚醯胺膜中,將以實施例所記載之方法來測定之密封劑膜進行乾式層合所獲得之層合膜的層合強度在MD方向以及TD方向皆為3.3N/15mm以上,較佳為3.5N/15mm以上。若層合強度為3.3N/15mm以上,可獲得充分不易破袋之包裝袋。
本發明的積層延伸聚醯胺膜的耐水層合強度(在附著水條件下的層合強度)較佳係在MD方向以及TD方向皆為2.0N/15mm以上,更佳為3.0N/15mm以上。若耐水層合強度為2.0N/15mm以上,則可用於醃漬物袋或營業用途的大型的含水物用的袋等。
本發明的積層延伸聚醯胺膜的拉伸斷裂強度在MD方向以及TD方向皆為150MPa以上,較佳為170MPa以上。若拉伸斷裂強度為150MPa以上,可獲得充分不易破袋之包裝袋。
本發明的積層延伸聚醯胺膜的衝撃強度較佳為0.9J/15μm以上,更佳為1.0J/15μm以上。若衝撃強度為0.9J/15μm以上,可獲得充分不易破袋之包裝袋。
本發明的積層延伸聚醯胺膜以實施例所記載之方法所測定之面配向度△P較佳為0.20以上至0.40以下。只要面配向度△P為0.20以上即可獲得充分的拉伸斷裂強度或衝撃強度。為了使面配向度△P大於0.40則需要提高延伸倍率,可能使得膜的生產性變差。
本發明的積層延伸聚醯胺膜以實施例所記載之方法所測定之耐彎曲針孔性(彎曲測試後的針孔數)較佳為20個以下,更佳為10個以下。若彎曲測試後的針孔數為20個以下,可抑制運輸時的彎曲所產生之針孔。
本發明的積層延伸聚醯胺膜以實施例所記載之方法所測定之動摩擦係數較佳為1.0以下,更佳為0.7以下。若動摩擦係數大於1.0,則膜的處理變得困難。
[積層延伸聚醯胺膜的製造方法]
針對本發明的積層延伸聚醯胺膜的製造方法說明如下。
首先,使用擠出機將原料樹脂熔融擠出,自T模具擠出成膜狀,澆鑄在冷卻輥上並冷卻,獲得未延伸膜。
作為在基材層(A層)積層易接著層(B層)與易滑層(C層)之方法,較佳係使用了進料塊或多歧管等之共擠出法。除了共擠出法以外,亦可選用乾式層合法、擠出層合法等。
以共擠出法進行積層的情況下,A層、B層以及C層所使用之聚醯胺的相對黏度期望係以使得A層、B層以及C層的熔融黏度之差變少的方式來選擇。
樹脂的熔融溫度較佳為220℃至350℃。若未達上述溫度則可能產生未熔融物等、且產生缺點等外觀不良,若超過上述溫度則可能會觀察到樹脂的劣化等,產生分子量降低、外觀變差。模具溫度較佳為250℃至350℃。
冷卻輥溫度較佳為-30℃至80℃,更佳為0℃至50℃。
將自T模具所擠出之膜狀熔融物澆鑄在旋轉冷卻轉筒而冷卻獲得未延伸膜,較佳可適用例如:使用氣刀之方法或施加靜電荷之靜電密接法等。尤其較佳係使用後者。
此外,較佳係澆鑄出之未延伸膜在冷卻輥的相反面亦進行冷卻。較佳係例如合併使用如下方法:使槽內的冷卻用液體接觸於未延伸膜的冷卻輥
的相反面之方法、以噴霧噴嘴來塗布蒸散之液體之方法、噴塗高速流體進行冷卻之方法等。將如此所獲得之未延伸膜在雙軸方向延伸而獲得本發明的積層延伸聚醯胺膜。
為獲得本發明的積層延伸聚醯胺膜之延伸方法,可為逐步雙軸延伸法、同步雙軸延伸法之任一者。逐步雙軸延伸法因可提高製膜速度而在製造成本方面有利故較佳。亦可是藉由單軸延伸法而成之單軸延伸膜,可獲得層合強度良好的單軸延伸聚醯胺膜。然而,耐衝撃性、耐針孔性則是雙軸延伸聚醯胺膜較良好。
作為裝置可使用通常的逐步雙軸延伸裝置。作為製造的條件較佳如下:擠出溫度為200℃至300℃、裝置的移動方向之長度方向(可能有簡稱為MD或是MD方向的情況)的延伸溫度為50℃至100℃、長度方向的延伸倍率為2倍至5倍、裝置的寬度方向(可能有簡稱為TD或是TD方向的情況)延伸溫度為120℃至200℃、寬度方向延伸倍率為3倍至5倍、熱固定溫度為200℃至230℃的範圍。
作為本發明的積層延伸聚醯胺膜的長度方向(MD)的延伸條件,較佳係延伸3倍以上,更佳為3.16倍以上,尤佳為延伸3.2倍以上。若長度方向的延伸倍率小於3倍,則膜的配向度變小,無法獲得充分的機械強度。
本發明的積層聚醯胺膜的長度方向的延伸倍率較佳為5倍以下,更佳為4倍以下,尤佳為3.5倍以下。若長度方向的延伸倍率過高,則可能有不僅製膜變得不穩定、且所獲得之膜的配向變得過高、相對於密封劑膜之接著性降低之虞。
作為本發明的積層延伸聚醯胺膜的寬度方向(TD)的延伸條件,較佳為3.0倍以上,更佳為3.2倍以上,尤佳為3.5倍以上。
若寬度方向的延伸倍率未達3.0倍,則不僅膜的厚度不均惡化且無法獲得充分的機械強度。
本發明的積層聚醯胺膜的寬度方向的延伸倍率較佳為5倍以下,更佳為4.5倍以下,尤佳為4.2倍以下。若寬度方向的延伸倍率過高,則可能不僅有製膜變得不穩定、且所獲得之膜的配向變得過高、相對於密封劑膜之接著性降低之虞。
本發明的積層聚醯胺膜的熱固定溫度較高者有可獲得更高的耐水層合強度之傾向故較佳。熱固定溫度低於200℃的情況下,可能有無法獲得充分的耐水層合強度與熱尺寸穩定性的情況。
欲更提高相對於密封劑之接著強度的情況下,亦可在含有聚醯胺共聚物之層與密封劑層之間設置塗佈層。該情況下,為了提高耐水層合強度,塗佈劑較佳係具耐水性。此外,欲提高相對於密封劑之接著強度的情況下,亦可實施電暈處理、火焰處理等。
[實施例]
以下,藉由實施例來進行具體地說明本發明,但本發明在不超出該主旨的範圍內並不限定於實施例。
另外,膜的評價係基於如下之測定法來進行。在沒有特別記載的情況下,測定係在23℃、相對濕度65%的環境的測定室進行。
(1)膜的厚度
在膜的寬度方向(TD)10等分(針對寬度窄的膜以確保寬度成為可測定厚度之寬度的方式進行等分),以重疊10片的方式在長度方向切出100mm的膜,在溫
度23℃、相對濕度65%的環境下調整2小時以上。以TESTER產業製的厚度測定器來測定各個樣品之中央的厚度,將平均值設為厚度。
基材層(A層)、易接著層(B層)以及易滑層(C層)的厚度係將以上述方法所測定之積層延伸聚醯胺膜的合計的厚度係基於在製膜時所測定之基材層(A層)、易接著層(B層)、易滑層(C層)各自的吐出量的比來算出基材層(A層)、易接著層(B層)以及易滑層(C層)的厚度。
(2)膜的動摩擦係數
依據JIS-C2151,藉由下述條件來評價膜的C層面彼此的動摩擦係數。
測定氛圍:23℃、50%RH(Relative Humidity;相對濕度)
試驗片:寬度130mm、長度250mm
試驗速度:150mm/分
(3)膜的面配向係數以及面配向係數差
自輥樣品的寬度方向採取10個樣品。針對該樣品藉由JIS K 7142-1996 5.1(A法),將鈉D線作為光源且藉由阿貝折射計來測定膜長度方向的折射率(nx)、寬度方向的折射率(ny)、厚度方向的折射率(nz),並藉由下述式來算出面配向係數(△P)。另外,所獲得之面配向係數的平均值設為面配向係數。
△P=(nx+ny)/2-nz
寬度方向的面配向係數差係設為上述的10個的樣品的最大值與最小值之差。
(4)膜的拉伸斷裂強度
係根據JIS K 7113。將在膜的長度方向(MD)以及寬度方向(TD)為寬度10mm、長度100mm的試料使用剃刀切出而作成試料。在23℃、65%RH的氛圍下放置
12小時之後,測定係在23℃、65%RH的氛圍下、夾頭間距離100mm、拉伸速度200mm/分的條件下進行,使用了5次的測定結果的平均值。作為測定裝置使用了島津製作所公司製AUTOGRAPH AG5000A。
(5)膜的衝撃強度
使用東洋精機製作所股份有限公司製的膜衝撃測試器,在溫度23℃、相對濕度65%的環境下測定10次,以平均值進行評價。衝撃球面係使用了直徑1/2寸的球面。單位係使用了J。
(6)膜的熱收縮率
自長度方向(MD)以及寬度方向(TD)切出寬度20mm×長度250mm的尺寸的膜各5個來作成試驗片。在各試驗片係加上以試驗片之中央部為中心且間隔200mm±2mm的標線。以0.1mm的精度來測定加熱前的試驗片的標線的間隔。將試驗片以無荷重的狀態懸吊在熱風乾燥機(ESPEC公司製,PHH-202)內,並以160℃、10分鐘的加熱條件施加熱處理。將試驗片自恆溫槽取出並冷卻至室溫為止後,針對與初始所測定時相同部分測定長度以及寬度。各試驗片的尺寸變化率係針對長度方向以及寬度方向相對於尺寸變化的初期值之百分率來計算。各方向的尺寸變化率設為在該方向之測定值的平均。
(7)耐針孔性
使用TESTER產業股份有限公司製的附恆溫槽之Gelbo FLex Tester BE1006,藉由下述的方法來測定針孔數。
在膜以乾燥後的樹脂固體成分成為3.2g/m2的方式塗布聚酯系接著劑[將東洋莫頓股份有限公司製的TM-569(製品名)以及CAT-10L(製品名)以質量比計混合為7.2/1而成(固體成分濃度23%)]之後,將作為密封劑膜之線狀低密度聚乙烯
膜(L-LDPE(Low Linear Density Polyethylene)膜:東洋紡績股份有限公司製,RIX(註冊商標)L4102)40μm進行乾式層合,在40℃的環境下熟化2天,獲得了層合膜。
將所獲得之乾式層合膜切斷成28.0cm×24.0cm的大小,並將切斷後的膜在溫度23℃、相對濕度50%的條件下放置6小時以上進行調整。之後,繞組該長方形測試膜而作成直徑8.9cm的圓筒狀。然後,將該圓筒狀膜的一端固定於Gelbo FLex Tester的圓盤狀固定頭的外周,將圓筒狀膜的另一端固定於與固定頭間隔19.4cm呈對向之測試器的圓盤狀可動頭的外周。並且,將如下述之1循環的彎曲測試,以每1分鐘40循環的速度,連續重覆1000循環:該循環係使可動頭朝固定頭的方向沿著平行呈對向的兩個頭的軸來接近7.6cm,在接近之過程中旋轉440°,接著不旋轉而直進6.4cm後,逆向實施這些動作而使可動頭回到至最初的位置。該實施係在1℃進行。之後,計測受測試之膜被固定在固定頭以及可動頭的外周之部分以外之19.4cm×25.5cm內的部分所產生之針孔數(亦即計測了每495cm2的針孔數)。
(8)層合強度
將與耐針孔性評價的說明中所記載之方法同樣的方式所製作之層合膜切斷成寬度15mm×長度200mm的長條狀,將層合膜的一端在雙軸延伸聚醯胺膜與線狀低密度聚乙烯膜之界面剝離,使用AUTOGRAPH(股份有限公司島津製作所製),在溫度23℃、相對濕度50%、拉伸速度200mm/分、剝離角度90°的條件下,測定3次上述長條狀層合膜的層合強度,以平均值進行評價。
(9)耐水層合強度(在附著水條件下的層合強度)
將與耐針孔性評價的說明中所記載之方法同樣的方式所製作之層合膜切斷成寬度15mm×長度200mm的長條狀,將層合膜的一端在雙軸延伸聚醯胺膜與線狀低密度聚乙烯膜之界面剝離,使用AUTOGRAPH(股份有限公司島津製作所製),在溫度23℃、相對濕度50%、拉伸速度200mm/分、剝離角度90°的條件下,一邊以滴管在上述長條狀層合膜的剝離界面將水滴落,一邊測定層合強度共3次,以平均值進行評價。
(10)原料聚醯胺的相對黏度
將0.25g的聚醯胺在25ml的量瓶中以成為1.0g/dl的濃度的方式以96%硫酸進行溶解而成之聚醯胺溶液在20℃測定相對黏度。
(11)原料聚醯胺的熔點
依據JIS K7121,使用精工儀器公司製,SSC5200型示差掃描熱量測定器,在氮氛圍中,以試料質量:10mg、升溫開始溫度:30℃、升溫速度:20℃/分進行測定,求出吸熱峰溫度(Tmp)作為熔點。
(實施例1)
使用由A層用的口徑60mm擠出機1台、B層用以及C層用的口徑25mm的擠出機2台以及380mm寬的共擠出T模具所構成之裝置,熔融擠出基材層(A層)(將聚醯胺6(相對黏度2.8、熔點220℃)與聚醯胺6/66共聚物(聚醯胺66的比率為25質量%、相對黏度2.8、熔點198℃)以質量比計70/30的比例所調配而成)、易接著層(B層)(將聚醯胺6(相對黏度2.8、熔點220℃)與聚醯胺6/66共聚物(聚醯胺66的比率為25質量%、相對黏度2.8、熔點198℃)以質量比計15/85的比例所調配,並添加使之含有二氧化矽微粒0.54質量%、伸乙基雙硬脂酸醯胺0.15質量%的方式而成)以及易滑層(C層)(將聚醯胺6(相對黏度2.8、熔點220℃)與聚醯胺MXD6以質量比
計95/5的比例所調配,並添加使之含有二氧化矽微粒0.54質量%、伸乙基雙硬脂酸醯胺0.15質量%的方式而成),以進料塊積層成為易接著層(B層)/基材層(A層)/易滑層(C層)的構成並自T模具擠出成片狀,並密接至調溫成20℃之冷卻輥而獲得了200μm的積層未延伸片。
另外,所使用之原料係以水分率成為0.1質量%的方式進行乾燥來使用。
此外,二氧化矽微粒係使用了細孔容積1.6ml/g、平均粒徑3.9μm的微粒。
將所獲得之積層未延伸片導至輥式延伸機,利用輥的圓周速度差,以70℃在長度方向延伸1.7倍之後,以70℃進而延伸了1.91倍(MD延伸倍率3.25倍)。接著,將該單軸延伸膜連續地導至拉幅式延伸機,以110℃預熱之後,在寬度方向以130℃延伸3.9倍,以210℃進行熱固定處理之後,以210℃、進行5%弛緩處理,獲得了依序積層有B層/A層/C層之3種3層的積層雙軸延伸聚醯胺膜。
另外,積層延伸聚醯胺膜的厚度,係以合計厚度成為15μm、基材層(A層)的厚度成為12μm、表裡的易接著層(B層)以及易滑層(C層)的厚度各自成為1.5μm的方式來調整進料塊的構成與擠出機的吐出量。
(實施例2至實施例6)
除了將前述之實施例1的製膜方法中各層的樹脂比率、製膜條件變更為如表1所示之條件以外,係以與實施例1同樣的方式製作了積層雙軸延伸聚醯胺膜。
(實施例7)
除了替代聚醯胺6/66共聚物而改為使用聚醯胺6/12共聚物(宇部興產股份有限公司製7024B:相對黏度2.6、熔點201℃)以外,係與實施例1同樣的方式製作了積層雙軸延伸聚醯胺膜。
(實施例8至實施例12)
除了將前述之實施例7的製膜方法中各層的樹脂比率、製膜條件變更為如表1所示之條件以外,係以與實施例1同樣的方式製作了積層雙軸延伸聚醯胺膜。
(比較例1至比較例7)
除了將前述之實施例1的製膜方法中各層的樹脂比率、製膜條件變更為如表2所示之條件以外,係以與實施例1同樣的方式製作了積層雙軸延伸聚醯胺膜。
(比較例8)
使用由A層用的口徑60mm擠出機1台、B層用的口徑25mm的擠出機1台以及380mm寬的共擠出T模具所構成之裝置,熔融擠出基材層(A層)(聚醯胺6(相對黏度2.8、熔點220℃))以及易接著層(B層)(將聚醯胺6(相對黏度2.8、熔點220℃)與聚醯胺6/66共聚物(聚醯胺66的比率為25質量%、相對黏度2.8、熔點198℃)以質量比計15/85的比例所調配,並添加使之含有二氧化矽微粒0.54質量%、伸乙基雙硬脂酸醯胺0.15質量%的方式而成),以進料塊積層成為表層(B層)/基材層(A層)/表層(B層)的構成並自T模具擠出成片狀,並密接至調溫成20℃之冷卻輥而獲得了200μm的積層未延伸片。
另外,所使用之原料係以水分率成為0.1質量%的方式進行乾燥來使用。
此外,二氧化矽微粒係使用了細孔容積1.6ml/g、平均粒徑3.9μm的微粒。
將所獲得之積層未延伸片以與實施例1同樣的條件來製膜,獲得了依序積層有B層/A層/B層之2種3層的積層雙軸延伸聚醯胺膜。
(比較例9)
使用由A層用的口徑60mm擠出機1台、B層用的口徑25mm的擠出機1台以及380mm寬的共擠出T模具所構成之裝置,熔融擠出基材層(A層)(聚醯胺6(相對黏度2.8、熔點220℃)以及易滑層(C層)(以於聚醯胺6(相對黏度2.8、熔點220℃)添加含有二氧化矽微粒0.54質量%、伸乙基雙硬脂酸醯胺0.15質量的方式而成),以進料塊積層成為表層(C層)/基材層(A層)/表層(C層)的構成而自T模具擠出成片狀,並密接至調溫成20℃之冷卻輥而獲得了200μm的積層未延伸片。
另外,所使用之原料係以水分率成為0.1質量%的方式進行乾燥來使用。
此外,二氧化矽微粒係使用了細孔容積1.6ml/g、平均粒徑3.9μm的微粒。
將所獲得之積層未延伸片以與實施例1同樣的條件來製膜,獲得了依序積層有C層/A層/C層之2種3層的積層雙軸延伸聚醯胺膜。
實施例1至實施例12以及比較例1至比較例10中所製作之雙軸延伸聚醯胺膜的製膜條件以及各物性如表1以及表2所示。
由表1以及表2的結果明確可知:於易接著層(B層)含有60質量%以上之聚醯胺6/66共聚物或是聚醯胺6/12共聚物的實施例1至實施例12的情況下,可獲得充分的層合強度且具有良好的印刷性。
進而實施例1至實施例12的情況,係藉由將面配向度設成特定的範圍,而同時具有優異之拉伸斷裂強度。
另一方面,由於比較例1中基材層(A層)中的聚醯胺6/66共聚物的含量少,因相對於易接著層(B層)在聚醯胺6/66共聚物的含量差大造成層間的接著強度弱,故層合強度降低。
另外在比較例2,由於基材層(A層)中的聚醯胺6/66共聚物的含量過多,故延伸所致之配向變弱且拉伸斷裂強度低。
在比較例3由於易接著層(B層)中的聚醯胺6/66共聚物的含量少,故密封劑與聚醯胺膜間的接著性弱且層合強度弱。
在比較例4由於MD方向的延伸倍率低,故膜的面配向度變低且拉伸斷裂強度低。
在比較例5由於MD方向的延伸倍率高,故面配向度變得過高,結果B層/A層以及A層/C層間的接著強度降低且層合強度降低。
在比較例6中由於熱固定溫度低,無法給予充分的熱來提高接著層(B層)的接著性,故層合強度低。此外,熱收縮率高且尺寸穩定性差。
在比較例7中由於熱固定溫度過高,故膜脆化而拉伸斷裂強度降低。
在比較例8中由於未積層易滑層(C層),故摩擦係數高且滑動性不充分。此外,由於全層中的聚醯胺6/66共聚物比率變多,故不易附加配向且拉伸斷裂強度降低。
在比較例9中,因表層不含聚醯胺6/66共聚物,結果耐水層合強度差。
在比較例10中,雖藉由設置塗佈層而提高了接著性,但印刷性差。
[產業可利用性]
本發明的積層延伸聚醯胺膜,係耐熱性、耐衝撃性、耐針孔性優異、且耐水接著性(耐水層合強度)亦優異。因此可合適用於液體包裝等的包裝材料的用途。
本發明的積層延伸聚醯胺膜可適用於醃漬物袋、營業用途的大型的含水物用的袋等。
Claims (3)
- 一種積層延伸聚醯胺膜,係以至少依序由易接著層(B層)、基材層(A層)、易滑層(C層)之聚醯胺樹脂組成物所構成之3層所組成之雙軸延伸膜,且符合下述(1)至(6):(1)前述A層係含有50質量%至90質量%之聚醯胺6、10質量%至50質量%之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%之聚醯胺6共聚物;(2)前述B層係含有60質量%至100質量%之共聚成分在共聚物中的比率為3質量%至35質量%之聚醯胺6共聚物以及0質量%至40質量%之聚醯胺6;(3)前述C層係含有70質量%以上之聚醯胺6以及0.05質量%至1質量%之平均粒徑為0.1μm至10μm的微粒;(4)長度方向(MD方向)以及寬度方向(TD方向)的拉伸斷裂強度皆為150MPa以上;(5)層合強度為3.3N/15mm以上;(6)前述B層所含有之聚醯胺6共聚物為聚醯胺6/66共聚物或聚醯胺6/12共聚物。
- 如請求項1所記載之積層延伸聚醯胺膜,其中積層延伸聚醯胺膜的厚度為5μm至30μm,A層的厚度為4μm以上,B層的厚度為0.5μm以上,C層的厚度為0.5μm以上。
- 如請求項1或2所記載之積層延伸聚醯胺膜,其中耐水層合強度為2.0N/15mm以上。
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