WO1990003882A1 - Biaxially oriented polyamide film and process for its production - Google Patents

Biaxially oriented polyamide film and process for its production Download PDF

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Tomoji Mizutani
Katuyuki Yokota
Kouichi Misiro
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Definitions

  • the present invention relates to a biaxially stretched polyamide film. More specifically, the anisotropy of the heat shrinkage is small over the entire width of the mill roll, and a bag-made product using this is heated by hot water or retort treatment or the like.
  • the present invention relates to a biaxially stretched polyamide film which is less likely to be twisted when subjected to twisting. Background art
  • Polyamide-based biaxially stretched film represented by nylon-16 has excellent pinhole resistance, heat resistance, cold resistance, and gas-barrier properties, and is combined with a sealant material such as polyethylene to freeze, refrigerate, and retort. Widely used for packaging materials for foods.
  • the production method is obtained by melt-extruding a polyamide-based resin, reheating a cooled and solidified unstretched polyamide-based film, stretching the film in two longitudinal (MD) and transverse (T D) directions, and heat-setting.
  • a stretching method a flat sequential biaxial stretching method, a flat simultaneous biaxial stretching method, and a tubular simultaneous biaxial stretching method are generally known.
  • Polyamide-based film biaxially stretched by such a method is heat-set under tension at a temperature close to the melting point of the film so that it is not easily shrunk during storage or in post-processing steps such as printing and laminating. Is done.
  • the biaxially stretched polyamide film obtained as described above is compounded with a sealant material such as polyethylene or polypropylene via an adhesive, processed into a bag, and used for food packaging.
  • a sealant material such as polyethylene or polypropylene
  • hot water treatment is often performed in 70-8 OT; or more hot water, boiling water, or pressurized heated water.
  • the biaxially stretched polyamide film generally has a large shrinkage ratio due to the hot water treatment even after heat setting, and especially the packaging bag made using the parts near both ends of the heat-fixed film by the conventional method after packing.
  • the packaging bag made using the parts near both ends of the heat-fixed film by the conventional method after packing.
  • twisting occurs, and the appearance is impaired, which has the disadvantage of reducing the commercial value.
  • an automatic filling operation in the automatic filling and packaging process is performed. Often did not go smoothly.
  • the tendency of such packaging bags to twist is anisotropic in the heat shrinkage of the film, that is, the direction in which the shrinkage rate becomes maximum when heat shrunk in hot water or the like is the direction of film advance (MD). Or, it does not correspond to the width direction (TD) and is displaced from MD or TD.
  • MD film advance
  • TD width direction
  • the shrinkage rate is the highest on the front and back sides of the bag. Phenomenon caused by different directions
  • this anisotropy is 45 from the MD to the left. And the degree of difference between the two hot water shrinkages in the 135 ° direction.
  • the above-mentioned twist is likely to occur in a packaging bag mainly using a flat stretched film such as a tenter method, particularly in a portion near both ends thereof. It has been found that such an anisotropic film has almost no such anisotropy, but when this film is heat-set by a tenter method to suppress the shrinkage ratio of hot water, the anisotropic phenomenon also occurs. In particular, in the case of heat setting, this tendency is large because the treatment is performed at a high temperature close to the melting point of the material resin. It is a well-known fact that such a phenomenon is due to the so-called bowing phenomenon.
  • This bowing phenomenon means that when a film is stretched by a tenter method, for example, if a straight line is drawn in the width direction of the film before stretching, after stretching, the straight line is concave in the center in the direction of travel. This is a phenomenon that results in a mold curve. Both ends are forcibly advanced by the gripper, but the portion near the center is pulled from the rear side by the tension in the film plane, and the progress is delayed.
  • the film manufactured with such a bowing phenomenon is shrunk in hot water at 100 ° C, for example, and the shrinkage rate in each direction from the center at that time is displayed in a pie chart form. It does not match MD or TD and becomes oblong and oblong.
  • the anisotropy of the heat shrinkage was examined for a tube stretched film with little anisotropy and heat-fixed in a tube shape with air filled inside. In comparison, it was found that the anisotropy was extremely small.
  • heat-fixing a large-sized tube drawn on an industrial scale in the form of a tube as described above has problems in production stability and workability.
  • a method of heat cutting and heat fixing in a flat shape is generally performed.
  • the anisotropy is increased by the heat-setting treatment as described above, it has been desired to obtain a film having a small anisotropy by a flat heat-setting method, and various measures have been taken. Sufficient results have not yet been obtained. Disclosure of the invention
  • a conventional polyamide film heat-fixed by a single-taper method has a large anisotropy in the heat shrinkage at both ends, so if only a small anisotropy is required, only a part of the central part can be used.
  • a polyamide-based biaxially stretched film which generally has a large hot water shrinkage and is easily affected by its anisotropy
  • both ends thereof are gripped. Keep the film close to the surface of a heated object such as a heated heating jaw or heat belt.
  • a method for heat-setting a biaxially stretched polyamide-based film characterized in that the film is heated to a temperature in the range of (1) and then cooled, preferably immediately, to a temperature that is low enough that the film is not easily deformed.
  • An axially stretched polyamide-based film, with respect to the entire width of the manufactured film, the hot water shrinkage at 100 C in all the plane directions is 5.0% or less, and is calculated by the following equation.
  • the film has an anisotropy H (%) of 30% or less, preferably 20% or less over the entire width of the film, with anisotropy H (%) of more than 30%.
  • the packaging bag produced by using the method has a large twist, and the appearance is extremely impaired, which is not preferable for practical use.
  • the biaxially stretched polyamide film heat-set by the method of the present invention when shrunk in hot water at 100 ° C., has an anisotropy (H) of 30 at all positions in the width direction of the film. % Or less, and the hot water shrinkage ratio is 5.0% or less in all directions, and the film thickness is uniform.
  • H anisotropy
  • a voucher used by laminating the film with a sealant material and making a bag is used.
  • the film using the end of the film has substantially no twist, and should be provided with hot water or retorted packaging material for the entire width of the film.
  • a biaxial rolled film made of a thermoplastic resin other than a polyamide resin and having a generally low hot water shrinkage shows little torsion originally and has little merit of improvement, but has a large hot water shrinkage.
  • a polyamide-based film which is frequently subjected to hot water treatment such as heating with hot water and retort treatment.
  • Polyamide resins used in the present invention include aliphatic polyamide resins such as Nylon-16, Nylon-166, Nylon-12, and Nylon-11, and polyamide-based resins containing a monomer constituting these polyamides as a main component. Copolymer resins, aromatic polyamide resins, and blends containing these as main components are exemplified.
  • the melting point of the resin is measured by the DSC method according to JIS K 7121 (measuring method of plastic transition temperature) standard 3 (2).
  • the melting point of the blended resin is the temperature obtained by weighted averaging the values measured for each component resin to be blended with the blend ratio.
  • the weighted average is determined by the area ratio of the beak.
  • the anisotropy of the heat shrinkage cannot be made smaller than that before the heat setting by the heat setting. %) Is preferable, and therefore, those manufactured by a tube stretching method having low anisotropy are particularly preferable.
  • the heating object used for heat fixing may be any object that can be heated with a smooth surface, and the material is not necessarily limited to metal.
  • the shape is preferably a heat mouth or a heat belt which can be used as an infinite continuous surface for industrial production and continuous production.
  • the surface of the heated object is desirably smooth in order to be in close contact with the film. It may be.
  • the temperature of the heating object is usually set around the target heat setting temperature.
  • the heat fixing temperature must be between 1 O e C or less and 4 or less (TC.) If the temperature is higher than the melting point, the film surface is softened and heat roll or heat belt, etc. Blocking occurs between the film and the surface of the heated object, film separation is poor, and the surface smoothness of the film is lost, impairing transparency (whitening), and the obtained film is not practical. On the other hand, if the heat setting temperature is lower than the melting point by 40, the heat setting effect is not sufficient.
  • the time when the film is brought into close contact with the surface of the heated object may be appropriately selected depending on the type of the polyamide resin, the film thickness, the heat setting degree, and the like. The thinner the film thickness or the higher the heat setting degree, the better. A short time is sufficient, but it is sufficient if the time is about 0.5 seconds or more.
  • a heating object such as a heat roll or a heat belt
  • the film tends to thermally shrink when thermally fixed in the above temperature range, and the intimate contact with the heating object tends to be incomplete. Therefore, in order to suppress shrinkage in the width direction and facilitate contact with the heating object, the film width direction end is gripped.
  • Shrinkage in the width direction increases the thickness of the ears (both ends), which is not practical.
  • Such a heat setting treatment may be repeated in two or more stages in the above temperature range. In that case, the temperature of the preceding stage is preferably lower than the temperature of the subsequent stage.
  • the film is preferably cooled to a low temperature that does not easily deform, for example, a temperature below the melting point and below 135.
  • a glass transition temperature (T g) or less it is more preferable to cool the film to a glass transition temperature (T g) or less.
  • T g glass transition temperature
  • the film When the film is separated from the heat-fixing heated object after the heat treatment, the film has a very high film density. If the film is left in a free state until cooling is concealed, In order to avoid shrinkage in the width direction, place a relatively low-profile object such as a rubber roll in the space created between the heating object and the cooling device, and move it to the cooling device in close contact with the surface. Is preferred.
  • the rubber roll etc. are arranged in a position close to both the heat roll, heat belt, etc., and the cooling roll so that the film does not become free. It is even more preferable to take into account a small or a small number.
  • a pre-heat treatment step as a pre-stage before heat-setting in the above-mentioned specific temperature range.
  • the preheating temperature is performed in a temperature range below the melting point and below 40 ° C and below the melting point of the film and above 135 ° C, but preferably, a temperature above the melting point and above 105 ° C is more effective. If the preheating temperature is below the melting point and less than 135 C, there is almost no preheating effect and it is meaningless.
  • This preheating part is preferably a method in which a heat treatment is performed by providing a preheat treatment step such as a heat roll or heat belt step at a temperature lower than the heat setting temperature range of one or more steps or two or more steps.
  • a preheat treatment step such as a heat roll or heat belt step at a temperature lower than the heat setting temperature range of one or more steps or two or more steps.
  • a tenter method may be used.
  • this preheat treatment step it is preferable to perform rapid cooling immediately after each step.
  • the measuring method of the film characteristic in this invention is as follows.
  • the shrinkage in the direction shifted 45 ° and 135 ° to the left from MD, TD, and MD is represented.
  • the hot water shrinkage S (%) at 100 ° C is calculated by the following formula.From the MD direction, TD direction, and MD, 100 ° C hot water shrink in the direction of 45 ° to the left and 135 ° to the left from the MD The rates were indicated by SnD, STD and S45S S135, respectively.
  • the hot water shrinkage s (%) is
  • the anisotropy ⁇ (%) of the hot water shrinkage was calculated by the following formula ( ⁇ ).
  • the laminated film is folded in half, the folds are slit to form a two-ply stack, and two rows of three-sided seal bags are formed in two rows.
  • Length (MD direction) 250 x width ( (TD direction) Obtain a 200mm three-side sealed bag, fill the bag corresponding to the one near the end of the base film with 150 cc of water, and seal the mouth by heat sealing.
  • Example 1 Measure the thickness of the heat-set film at 120mm from the edge in the width direction at 5 points in the MD direction at 6 Omni pitches, and determine the average value as the thickness of the edge of the original film.
  • the film was wound around the core at a speed of 8 OmZ, and both ends of the film were pressed into the chucks of the tenter to keep the width dimension constant.
  • a tenter open having a length of lm heated to C, it was cooled by a water-cooled roll and subjected to a preliminary heat treatment.
  • the film was guided to the endless heat belt of the endless heated to 180 ° C with a contact length of lm, and was gripped between the end and the heat-resistant endless belt for pressing by pressing the film.
  • the film is heat-treated by being in close contact with the surface of the heat belt while preventing heat shrinkage in the width direction, and then transferred to the surface of the rubber jar which is in contact with both surfaces of the heat belt and the cooling roll described below, and the film is held.
  • the cooling water circulated inside is transferred to the surface of a cooling roll (3OOmm0) with a surface temperature of 40 ° C, contacted for 0.5 seconds, quenched to 80 ° C or less to complete the heat setting, and then
  • the heat set film was wound up.
  • a square film with a side of 12 O mm was cut out from the end of the heat-set film obtained as described above at a position 120 mm from the end in the width direction, and S was obtained by the method described above.
  • the heat-set film wound up was cut into two pieces at 840 oval widths, excluding 60 ends each of which was damaged by gripping with a slitter.
  • Nylon-6 films were prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat fixing heat belts were changed to 190 °, 200, 170, and 210 ° C., respectively. 1 and 2, and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are summarized in Table 11. '' Example 4
  • a heat setting film was obtained in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the preheating part was changed to 160 ° C. in Example 2, and evaluated in the same manner as in Example 1. Table of results Example 5 shown in 1-1
  • Example 6 A heat-fixing film was obtained in the same manner as in Example 2, except that the rubber roll between the heat-fixing roll and the cooling roll was removed in Example 2 and a free portion of about 120 was provided. evaluated. Table 11 shows the obtained results.
  • Example 6 A heat-fixing film was obtained in the same manner as in Example 2, except that the rubber roll between the heat-fixing roll and the cooling roll was removed in Example 2 and a free portion of about 120 was provided. evaluated. Table 11 shows the obtained results.
  • Example 6 A heat-fixing film was obtained in the same manner as in Example 2, except that the rubber roll between the heat-fixing roll and the cooling roll was removed in Example 2 and a free portion of about 120 was provided. evaluated. Table 11 shows the obtained results.
  • Example 6 A heat-fixing film was obtained in the same manner as in Example 2, except that the rubber roll between the heat-fixing roll and the cooling roll was removed in Example 2 and a free portion of about 120 was provided. evaluated. Table 11 shows the obtained results.
  • Example 6 A heat-fixing film was obtained
  • a nylon 16 film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the heat fixing heat belt was set to 200 ° C. without heating the preheating tinter oven, and evaluated in the same manner as in Example 1. Table 11 shows the results. Example? ⁇ 8, Comparative Examples 3 ⁇ 4.
  • Example 7 a non-heat-set biaxially stretched flat nylon film having a width of 18 Q0 mm obtained in the same manner as in Example 1 was cut in half, and the contact length with the film was 1 m. 15 (While passing over the heat-resistant belt of an endless that has been heated to TC and has a pressing endless belt for pressing and fixing the film on both ends, while preventing heat shrinkage in the width direction, Immediately after heating in close contact with the surface, the film was preheat-treated by cooling with a water-cooled roll with a surface temperature of 40 ° C, and then pressing both sides of the film to 2/3 of the circumference!
  • the film was passed through a heat roll having a diameter of 40 Omm0 heated to 190 ° C and equipped with a heat-resistant belt capable of pressing and fixing the film, and then subjected to close heat treatment. Complete the heat setting process through the roll, It was wound Lum.
  • Example 7 the preheating heat belt temperature and the heat setting heat roll temperature were set to 180 ° C., 200 ° C., and 170 ° C., respectively.
  • C, 170. (:, Heat-fixed in the same manner as in Example 5 except that they were set to 180. C and 210 C, respectively, to obtain Example 8, Comparative Example 3, and Comparative Example 4, respectively.
  • Example 7 as heat fixing, the chuck was 200, 210, 220. Except that the hot air tinter of C was passed through for 6 seconds, heat-setting treatments were performed in exactly the same manner as in Example 7 to obtain Comparative Examples 5 to 7, respectively.
  • Example 9 Comparative Examples 8-9
  • Example 2 In the same manner as in Example 1 using a blend resin (melting point: 247 ° C by weighted average) in which nylon-6 (melting point: 215 ° C) and nylon-66 (melting point: 26CTC) were blended in a ratio of 30/70. A biaxially stretched film was obtained.
  • Example 9 130 after preheated at a tenter open ° C, respectively Example 9, except that the heat as the ratio Comparative Examples 8 and Comparative Example 9 at ⁇ 230 e C, 200 C, 240 heat the belt of A heat-set film was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained film was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Table 11 From the results shown in Table 1, after closely heating both ends of the film using a heat roll and holding it in the range of 10 to 40 C below the melting point of the film, immediately raise the temperature below the melting point to below 135 ° C. By quenching and heat setting, a film with 100% hot water shrinkage and small anisotropy of hot water shrinkage can be obtained even at the end of the film.
  • preheating at a temperature lower than the above temperature range is more likely to result in blocking when heat-setting at higher temperature conditions.
  • Example 4 In addition, if the pre-heat treatment is performed by a tenter method and the temperature is high, the heat shrinkage is anisotropic at that stage. (Example 4), which indicates that the preheat treatment with the tinter is not preferable at a very high temperature.

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Description

B月細：
二軸延伸ポリアミド系フィルム及びその製造方法 技術分野
本発明は二軸延伸ボリアミド系フィルムに閡し、 更に詳しくはミルロールの 全幅に亘つて熱収縮率の異方性が小さく、 これを用いた製袋品を熱水ないしレ トルト処理等により加熱処理したとき捻れが生じにくい二軸延伸ボリアミド系 フィルムに関するものである。 背景技術
ナイロン一 6に代表されるボリアミド系の二軸延伸フィルムはその優れた耐 ピンホール性、 耐熱性、 耐寒性、 ガスパリヤー性を有しておりポリエチレン等 のシーラント素材と複合され、 冷凍、 冷蔵及びレトルト食品用等の包装材料に 幅広く使用されている。
その製造方法はポリアミド系樹脂を溶融押出し、 冷却固化した未延伸ポリア ミド系フィルムを再加熱し、 縱 (MD ) 、 横 （T D ) 2方向に延伸し、 更に熱 固定することによって得られる。 延伸方法としては通常フラット状逐次ニ軸延 伸法、 フラット状同時二軸延伸法、 及び、 チューブ状同時二軸延伸法が知られ ている。
このような方法で二軸延伸ざれたボリアミド系フィルムは該フィルムの融点 に近い温度で緊張下で熱固定することにより保存中、 あるいは印刷、 ラミネー ト等の後加工工程で収縮しにくいように調整される。
以上のようにして得られた二軸延伸ボリアミド系フィルムはボリエチレン、 ポリプロピレン等のシーラント素材と接着剤を介し複合化され袋に加工されて 食品包装に使用されるが、 食品包装後に食品の殺菌を目的として 7 0〜 8 O T；、 或はそれ以上の熱水、 沸騰水、 加圧加熱水中で熱水処理されることが多い。
しかしながら、 二軸延伸ボリアミド系フィルムは熱固定した後も一般に熱水 処理による収縮率が大きく、 特に従来の方法で熱固定したフィルム原反の両端 に近い部分を用いて作製した包装袋は包装後に前記の様に殺菌その他の目的で 熱水処理すると捻じれが発生し、 外観を損うため商品価値を低下させるという 欠点があった。 又、 このような袋は熱水処理する前でもいわゆる S字カールと いう袋の捻れが発生し易いため、 自動充垴包装する工程において自動充垴作業 が円滑に進まないことが多かった。
このような包装袋の捻じれの発性は、 素材であるフィルムの熱収縮性に異方 性即ち熱水中等で熱収縮させたとき収縮率が最大となる方向がフィルムの進行 方向 （MD ) 又は幅方向 （T D ) と一致せず、 MDまたは T Dから変位してい ることによるものであり、 このような異方性が大きいフィルムを折り返して製 袋すると袋の表側と裏側では収縮率が最大となる方向が違うために生じる現象 める
本発明においては、 この異方性を M Dから左に 4 5。 、 1 3 5 ° の方向の両 熱水収縮率の違いの程度により表わした。
前記の捻れは、 主にテンター方式等のフラット状で延伸したフィルムの、 特 にその両端近くの部分を使用した包装袋が捻れが発生しやすい。 チュープ状延 伸したフィルムはこのような異方性は殆どないことが判ったが、 このフィルム を熱水収縮率を抑えるためにテンター方式で熱固定するとやはり同様に異方性 現象が発生する。 特に熱固定の場合はその処理溫度がその素材樹脂の融点に近 い高い温度で行われるためこの傾向が大きい。 このような現象はいわゆるボー イング現象に依るものであることは周知の事実である。 このボーイング現象と は、 フィルムを例えばテンター方式により延伸する場合、 延伸前のフィルムの 幅方向に一直線を引いておくと、 延伸後にはその直線が進行方向に対して中央 部が凹んだ形の弓型曲線となる現象であり、 両端部は把持具により強制的に進 行するが、 中央部に近い部分はフィルム面内の張力により後側から引張られ進 行が遅れるため生じる現象である。 このようなボーィング現象を伴って製造ざ れたフィルムを例えば 1 0 0 °Cの熱水中で収縮させ、 その時の中心からの各方 向の収縮率を円グラフ式に表示すると最大収縮方向が MDまたは T Dと一致せ ず、 斜め方向に細長い楕円形状になる。
例えば、 広幅のフィルムをチンター方式で熱固定すると前記のようなボーィ ング現象が著しく発生し、 中央部では異方性が比較的小さいが、 両端部では著 しく大きいものとなる。 前記のような製袋用途には異方性が小さいものが必要 であるが、 そのような場合には中央部の異方性が小さい部分のみを用いる必要 があった。 しかし、 その場合、 残りの両端部から異方性が大きいフィルムが大 量に出来てしまい、 歩留りが著しく悪く、 実用性が乏しいものであった。 現実に、 市場に出回っている熱固定したポリアミドフィルムの異方性を評価 したところ異方性が大きいものが多数認められた。 一方、 異方性が殆どないチューブ状延伸したフィルムを内部にエアーを充琅 してチュープ状で熱固定したフィルムについて熱収縮性の異方性を調べたとこ ろ、 いずれもテンター方式のものに比べ異方性が著しく小さことが判った。 し かしながら、 工業的規模で延伸されて大寸法のチューブを前記のようにチュー プ状のままで熱固定することは生産の安定性及び作業性に問題があるので、 折 り畳んで、 又は、 切り閲いてフラット状で熱固定する方法が一般的に行われて いる。 しかし、 従来技術では前記のように熱固定処理により異方性が大きくな るため、 フラット状熱固定方法で且つ異方性が小さいフィルムを得ることが望 まれ、 種々の工夫がなされていたが、 未だ充分な結果は得られていない。 発明の開示
従来のようなチンタ一方式で熱固定したボリアミド系フィルムは特に両端部 の熱収縮率の異方性が大きいため、 異方性が小さいものが必要な場合には中央 部の一部分しか利用できなかった。
これに対して本発明は一般的には熱水収縮率が大きく、 その異方性の影響が 現れ易いポリアミド系ニ軸延伸フィルムをフラット状で熱固定する際に、 その 両端を把持した状態で加熱したヒート口ール、 ヒートベルトのような加熱物体 の表面に密接ざせてフィルムの融点以下 1 0〜¾点以下4 0。(の範囲の温度に 加熱し、 その後， 好ましくは直ちに、 フィルムが容易に変形しない程度の低い 溫度に冷却することを特徴とする二軸延伸ポリアミド系フィルムの熱固定方法、 及び、 製造された二軸延伸ポリアミド系フィルムであって、 その製造されたフ イルムの全巾について、 全ての平面方向の 1 0 0 Cの熱水収縮率が 5 . 0 %以 下で、且つ、 下記の式により算出した熱水収縮率の異方性 H (%) がフィルム の全幅にわたり 3 0 %以下であり、 好ましくは 2 0 %以下のフイルムに関する。 異方性 H (%) が 3 0 %を超えたものはこれを用いて作製した包装袋の捻れ が大きく外観を極端に損ない実用的に好ましくない。 H (%) が 2 0 %以下の ものは捻れが小さく更に好ましい。
Figure imgf000005_0001
2
(但し、 S 45 S 1 3 5は各々 MDから左に 4 5 ° 1 3 5 ° の方向の 1 0 0 °C熱 水収縮率を示す。 ） 本発明の方法により熱固定された二軸延伸ポリアミド系フィルムは、 1 0 0 °cの熱水中で収縮させた時、 フィルムの幅方向の全ての位置について異方性 （ H) が 3 0 %以下、 熱水収縮率が全ての方向にわたって 5 . 0 %以下となり、 且つ、 フィルムの厚さが均一であるため、 例えば、 該フィルムをシーラント素 材とラミネートし製袋して使用したバウチを熱水或はレトルト処理等の殺菌処 理をしても、 該フィルムの端部を使用したものも実質的に捻れがなく、 フィル ム全幅について熱水或はレトルト処理される包装材料に供することができる。 発明を実施するための最良の形態
本発明の熱固定方法はポリアミド系以外の熱水収縮率が一般に小さい熱可塑 性樹脂からなる二軸延仲フィルムでは元々捻れが現れにくく改良のメリツトは 殆どないが、 熱水収縮率が大きく、 熱水による加熱、 レトルト処理等の熱水処 理に供される頻度が高いボリアミド系フィルムには特に顕著な効果がある。 本発明に用いられるボリアミド系樹脂としてはナイロン一 6、 ナイロン一 6 6、 ナイロン一 1 2、 ナイロン一 1 1等の脂肪族ポリアミド樹脂， これらのポ リアミドを構成するモノマーを主成分とするポリアミド系共重合体樹脂， 芳香 族ボリアミド樹脂， 及びこれらを主成分としたプレンド物が例示される。
樹脂の融点は J I S K 7 1 2 1 (プラスチックの転移溫度測定方法）規格 3 ( 2 ) に準じて D S C法により測定する。
プレンド系樹脂の融点は、 ブレンドする各成分樹脂について測定した値をプ レンド比率で加重平均した温度を採用する。 又、 共重合系樹脂の融点について その値が 2つ以上ある場合は、 そのビークの面積比により加重平均した値とす る。
本発明の熱固定に適用されるポリアミド系ニ軸延伸フィルムとしては、 熱固 定で熱収縮率の異方性を熱固定前より小さくすることが出来ないので、 熱収縮 率の異方性 （％) が小さいものが好ましく、 このため異方性が小さいチューブ 延伸方式により製造したものが特に好ましい。
叉、 本発明において、 熱固定に甩いられる加熱物体としては表面が平滑な加 熱しうる物体であれば良く、 素材は必ずしも金属に限定されない。 形状は工業 生産、 連続生産のためには無限連続表面として用いることができるヒート口一 ル、 ヒートベルト等が好適である。 叉、 加熱物体の表面はフィルムと密接する ためには平滑であるのが望ましいが， 密接を阻害しない範囲で適宜凹凸状をし ていてもよい。
加熱物体の溫度は通常目標とする熱固定温度近辺に設定される。
本発明の熱固定方法において、 熱固定温度は融点以下 1 O eCから融点以下 4 (TCの問でなければならない。 融点以下 1 0てより高いとフィルム表面が軟化 しヒートロールあるいはヒートベルト等の加熱物体表面との間でプロッキング を発生し、 フィルム離れが悪くなり、 又、 フィルムの表面平滑性が失われ透明 性を損ない （白化） やすく、 得られたフィルムは実用に供せないものとなる。 一方、 熱固定温度が融点以下 4 0てより低いと熱固定効果が十分でない。
又、 加熱した物体表面にフィルムを密接させる時問は、 ポリアミド系樹脂の 種類、 フィルム厚及び熱固定溫度等により適宣選択すれば良く、 フィルム厚が 薄いほど、 或は熱固定溫度が高いほど短時間で良いが、 概ね 0 . 5秒程度以上 であればよい。 しかし、 加熱物体であるヒートロールあるいはヒートベルト等 に単に延伸フィルムを接触させるだけでは、 上記温度範囲で熱固定される際に フィルムが熱収縮しやすく、 加熱物体との密接が不完全になり易いため、 幅方 向の収縮を抑制し、 加熱物体との密接しやすくするためにフィルム幅方向端部 を把持する。 幅方向の収縮があると耳部 （両端部） の厚さが大きくなり実用的 でない。 このような熱固定処理は上記温度範囲で 2段以上繰り返しても良いが、 その場合には前の段の温度は後の段の温度より低くするのが好ましい。
熱固定の最後ではフィルムは容易に変形しない程度の低い塭度， 例えば融点 以下 1 3 5 より低い塭度以下に冷却されるのが好ましい。 フィルムの変形を より小ざくするためにはフィルムのガラス転移溫度 （T g ) 以下に冷却するの が更に好ましい。 その際， 水冷ロール等冷却物体表面に接触させる等冷却装匿 により急冷するのが実用的である。 以上のような温度に冷却されないと工程中 フィルムに掛かる張力によりフィルムが変形しやすく、 叉， 工程の制御を円滑 に行なうことが困難である。 加熱処理が終わって、 熱固定用の加熱物体からフ イルムが離れる際にはフィルム溫度が非常に高くなつているので、 冷却装匿に 至るまでの間そのままでフリー状態に置かれるとその間にも幅方向の収縮が起 こるのでこれを避けるため、 加熱物体と冷却装置の間に生ずるスペースにゴム ロール等の比較的低溫の物体を設置し、 その表面に密接させた状態で冷却装置 に移動させるのが好ましい。
この際、 ゴムロールなどはヒートロール、 ヒートベルトなどと、 冷却ロール の両方に密接するような位置に配設してフィルムがフリ一状態にならないよう に、 あるいは少なくなるように配慮するのが更に好ましい。
叉、 上記の特定の温度範囲で熱固定する前段階として予熱処理工程を設ける のが好ましい。 予熱処理を行なうことによりフィルムが高温の熱固定用高温物 体に接触してもブロッキング、 白化などのトラプルを避けることができ、 高温 による熱固定処理を効率的に行なうことができる。 予熱溫度は融点以下 40 °C 未満且つフィルムの融点以下 135°Cより高い温度の範囲で行なわれるが， 好 ましく、 融点以下 105°Cより高い温度がより効果的である。 予熱処理温度が 融点以下 135 C未満では予熱効果が殆どなく無意味である。 この予熱パート は 1段又は 2段以上の前記熱固定溫度範囲よりも低温のヒ一トロール又はヒ一 トベルト工程などの予熱処理工程を設けて熱処理する方法が好適であり、 2段 以上の予熱処理を行なう場合は段毎に予熱溫度を高くしていくのが好ましい。 予熱溫度が比較的低温の段階ではテンター方式でもよい。 この予熱処理工程に おいてもそれぞれの直後に急冷するのが好ましい。 実施例
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、 本発明はこれらに限定され るものではない。
尚、 本発明におけるフィルム特性の測定法は次の通りである。
1) 10CTC熱水収縮率、 異方性及び端部の厚さ
尚、 本発明においては、 全方向の収縮率の代わりに MD、 TD、 MDから左 に 45°及び 135° ずらした方向の収縮率で代表する。
フィルム幅方向の所定の位置を中心に一辺が 120 nunの正方形のフィルム片 を切取り、 該フィルム片の中心に直径 100麵の円を描き、 更に MD方向、 T D方向と、 MD方向から左に 45。 及び 135。 回転した方向 （以後、 MD方 向から 45。 、 135。 の方向と称す。 ） に円の中心を通る 100画長の標線 を各々記入し、 2CTC、 65%RH環境下に 1日放置後、 各々の標線長を精確 に測定した。
このフィルム片を 100。Cの熱水に 30分間浸漬した後、 フィルム表面の付 着水を拭き取り 20T：、 65%RH環境下に 1曰放置後、 再び標線長を各々精 確に測定した。 各方向について、 浸漬前の標線長を M0、 浸漬後の標線長を M とし、 100°C熱水収縮率 S (%) を下記の式により算出し、 MD方向、 TD 方向、 MDから左に 45° 、 MDから左に 135° の方向の 100°C熱水収縮 率を各々 SnD、 STD、 S45S S135で示した。
熱水収縮率 s (%) は
,。ハ Μ0— Μ
S (%) = X 1 00
Μ0
熱水収縮率の異方性 Η (%) を下記 (^式により算出した。
,〜、 i S 45 t 35 I
H (%) = ― ~~― X 100
S 45 + 135
2
2) 包装品の熱水処理による捻れ試験
試料フィルムと厚さ 40 um、 片面コロナ処理した LLDPE (融点 126 、 密度 0 935) フィルムとを、 LLDPEフィルムのコロナ処理面を内 側にして、 接着剤としてウレタン樹脂 （東洋モートン製、 商品名： AD— 30 5/AD-355 WET比 1 ： 1 ) を用いてドライラミネートした。
次に、 ラミネートしたフィルムを半折し、 折り目の部分をスリットして二枚 重ね状にし、 更に三方シールの 2面付けの製袋を二列行い、 長さ （MD方向） 250關 X幅 （TD方向） 200mmの三方シール袋を得、 2面付けのうち、 基 材フィルムの端部に近い方に相当する袋について、 水を 1 50 c c充填し、 口 部をヒートシールにより密封して包装品とした。 この包装品を 1 00。Cの熱水 に 30分間浸潰し熱水処理した後、 包装品の熱水処理による捻れを下記の基準 により目視判定した。
◎ 捻れが認められない。
〇 捻れがほとんど認められない。
△ 若干捻れが認められる。
X 捻れがひどい。
3) 端部の厚さ
熱固定フィルムの幅方向端部から 120mmの位置を MD方向に 6 Omniピッチ で 5点、 厚さを測定しその平均値を原フィルムの端部の厚さとする。 実施例 1
管状ダイからナイロン一 6レジン （融点 215。C) を溶融押出し急冷固化し て得られたチューブ状の折径 600mm、 フィルム厚 150 mの未延伸原反 を再加熱し、 周速の異なる 2組のニッブロールの問のチューブ部を内圧により, 80〜100 Cで縱橫同時に 3X3倍に二軸延伸を行い、 折径 1800mm、 フィルム厚 17 /zmの 2軸延伸フィルムを得た。 このフィルムの両端部をカツ ターにて切り開き、 2つの別のコア一に巻き取った。
コア一に巻き取ったフィルムを 8 OmZ分の速度でフィルム両端を夫々テン ターのチャックに摑ませて巾方向の寸法を一定に保った状態で、 雰囲気温度が 120。Cに加熱された長さ lmのテンターオープン内に通過させた後直ちに水 冷ロールにて冷却して予備熱処理した。 引続きフィルムを接触長さが lm、 1 80°Cに加熱されたェンドレスのヒートベルト部に導き、 端部でフィルムを押 圧により把持する耐熱性押圧用ェンドレスベルトとの間に把持させてフィルム を巾方向の熱収縮を防止しながらヒートベルトの表面に密接させ熱処理し、 次 いでヒートベルト及び後記冷却ロールの両表面に接したゴム口ール表面に移し、 該フィルムを抱かせた状態で通過した後、 内部に冷却水を循環させた表面温度 が 40 °Cの冷却ロール （3OOmm0) 表面に移し 0. 5秒間接触させて 80°C 以下に急冷して熱固定を完了し、 次いで該熱固定フィルムを巻き取った。 . 以上のようにして得られた熱固定フィルムの幅方向端部から 120mmの位置 を中心にして一辺 12 Ommの正方形のフィルムを切取り、 既述の方法により S
HDs STD. S45及び S135を測定した。
次に、 巻き取った熱固定フィルムをスリツターにて把持により傷ついた両端 を各々 60誦除いて 840隱幅に 2裁して巻き取った。
2裁したロールのうち MD方向に向かって右側のロールを基材フィルムとし て前記の包装品の熱水処理による捻れ試験方法に準じて包装袋を作製し、 熱水 処理し、 袋の捻れ試験を行った。 以上の結果をまとめて表— 1に示す。 実施例 2〜3、 比較例 1〜2
熱固定用のヒートベルトの溫度を各々 190、 200、 170、 210°C に変えた以外は、 実施例 1と同様にしてナイロン— 6フィルムを作製したもの を各々実施例 2〜3及び比較例 1〜2とし、 実施例 1と同様にして評価した。 結果をまとめて表一 1に示す。 ' 実施例 4
実施例 2において予熱パートの溫度を 160°Cに代えた他は実施例 2と全 く同様にして熱固定フィルムを得、 実施例 1と同様にして評価した。 結果を表 一 1に示した 実施例 5
実施例 2において熱固定ロールと冷却ロール間のゴムロールを取り外し約 1 2 0隱のフリー部分を設けた他は実施例 2と同様にして熱固定フィルムを得、 実施例 1と同様にして特性を評価した。 得られた結果を表一 1に示した。 実施例 6
予熱用チンターオーブンを加熱しないで熱固定用ヒートベルトの温度を 2 0 0 °Cとした以外は実施例 1と同様にしてナイロン一 6フィルムを作製し、 実 施例 1と同様にして評価し、 その結果を表一 1に示す。 実施例？〜 8、 比較例 3〜4 .
実施例 7として、 実施例 1と同様にして得られた巾 1 8 Q 0 mmの熱固定を していない二軸延伸フラットナイロンフィルムを半裁したフィルムを、 フィル ムとの接触長さが 1 mで 1 5 (TCに加熱され且つ両端部上にフィルムを押圧に より固定するための押圧用ェンドレスベルトを具備したェンドレスの耐熱ベル ト上を通過させて巾方向の熱収縮を防止しながら表面に密接して加熱したのち 直ちに表面溫度が 4 0 °Cの水冷ロールにて冷却して予熱処理した。 次いで、 両 端表面部にフィルムを円周の 2 / 3に！:つて押圧してフィルムを押圧固定し得 る耐熱ベルトを具備した 1 9 0 °Cに加熱された直径 4 0 Omm0のヒートロール 上を通過させて密接加熱処理した。 その後は実施例 1と同様にしてゴムロール、 冷却ロールを経て熱固定処理を完了し、 熱固定フィルムを巻き取った。
又、 実施例 7において、 予熱のヒートベルト溫度及び熱固定用ヒートロール 温度を夫々 1 8 0 °C、 2 0 0 C、 夫々 1 7 0。C、 1 7 0。 (：、 夫々 1 8 0。C、 2 1 0 Cとした以外は実施例 5と全く同様にして熱固定したものをそれぞれ実施 例 8、 比較例 3及び比較例 4とした。
得られた熱固定フィルムについて実施例 1と同様にして評価し、 その結果を 表一 1に示した。 比較例 5〜7
実施例 7において、 熱固定としてチンターの両端チャックに把持して各々 200、 210、 220。Cの熱風チンターを 6秒通過させた以外は実施例 7と 全く同様にして熱固定処理したものをそれぞれ比較例 5〜 7とした。
得られたフィルムは実施例 1と同様にして評価し、 その結果をまとめて表一 1に示した。 実施例 9、 比較例 8〜9
ナイロン一 6 (融点 215°C) とナイロン一 66 (融点 26CTC) とを 3 0 / 70の比にブレンドしたブレンド系樹脂 （加重平均による融点 247 °C) を用いて実施例 1と同様にして二軸延伸フィルムを得た。
- 次に、 130°Cのテンターオープンにて予熱処理した後、 各々実施例 9、 比 較例 8及び比較例 9として溫度 230eC、 200 C、 240 のヒートベルト にて熱固定した以外は実施例 1と同様にして熱固定フィルムを作製し、 得られ たフィルムは実施例 1と同様にして評価した。 結果をまとめて表一 1に示す。 表一 1の各結果より、 ヒートロールを使用してフィルムの両端を把持した状 態でフィルムの融点以下 10〜40 Cの範囲に密接加熱した後、 直ちに融点以 下 135 °Cより低い溫度に急冷して熱固定することにより、 フィルムの端部に ついても 100 熱水収縮率及び熱水収縮率の異方性が小さいフィルムが得ら れ、 その結果、 フィルムの端部を使用しても熱水処理による捻れの小さい袋が 得られることが明らかである。 従来の様に熱風チンターを使用して熱固定する と熱水収縮率の異方性が大きく、 捻れが大きいことが明らかである （比較例 5 〜6)。
熱固定溫度がフィルムの融点以下 40 より低いと 100°C熱水収縮率が 5. 0 %を超える方向があり熱固定が不十分であり、 捻れ試験をおこなうと全体の 縮みが大きかった （比較例 1、 3及び 8)。 一方、 熱固定温度がフィルムの融 点以下 10 より高いと HRにブロッキングした （比較例 2、 4及び 9)。 テ ンターの場合は白化した （比較例 7)。
また、 樹脂の融点以下 10〜40°Cの範囲で熱固定する前に、 該温度範囲よ り低い温度で予熱処理した方が、 該温度範囲の高い温度条件で熱固定する場合、 ブロッキング気味にならないためより好ましい'ことも明らかである （実施例 4) 又、 予熱処理がテンター方式で温度が高いと、 'その段階で熱収縮率の異方性 が大きくなり （実施例 4 ) 、 チンターによる予熱処理はあまり高い温度では好 ましくないことが判る。 参考例
市場より入手した幅が広いロール 1 (ロール巾 8 6 O mm) 、 及びロール 2 ( ロール巾 7 0 0画） の 2つの二軸延伸ポリアミドフィルムについて各々巾方向 の 3箇所 （仮左端、 中央、 仮右端） についての熱水収縮率を測定し、 これらの 値から次に示す式により各点における異方性 （Η ' ) を求め'その結果を表一 2 に示した。 -
Η， (¾) = ^57Sl35 X I O O
45 + S 1 35
2
(但し、 S 、 S 1 35は各々 MDから左に 4 5。 、 1 3 5。 の方向の 1 0 0 熱 水収縮率を示す。 〉
この結果から、 これらのロールは熱水収縮率の異方性が大きく、 ロール 1は 仮左端と中央との問にミルロールの中心があつたと推定され、 又、 ロール 2は 仮右端より更に右方向にミルロールの中心があつたと推定ざれる。 即ち、 ロー ル 1は比較的ミルロールの中心部から得られたものであり、 ロール 2はミル口 ールのかなり端に近いところから得られれたものであると思われる。
Figure imgf000014_0001
HR：ヒ一トロール， HB：ヒートベルト， T0：テン夕一オープン
• -
表一 2
α—ル 1 aール 2 フィルム幅 860圓 70 Onun 蝠方向位！： 仮左端 中央 仮 -b端 仮左端 中央 仮右端
1 oo°c 3. 4 3. 5 3. 5 3. 2 3. 4 熱水 2. 9 3. 3 3. 8 3. 3 3. 3 収縮率 2. 3 2. 0 2. 0 2. 0 1. 9 (%)
Figure imgf000015_0001
qD CMO C C «* 2. 4 2. 0 】 . 6 1. 9 2. 1 異方性 H' (%) 一 1 19 49 81 54 44

Claims

請求の範囲
" 1. 熱固定後のフィルムの幅方向の全ての位置について、 全ての平面方向の 100°Cの熱水収縮率が 5. 0%以下で、 且つ、 下記の式により算出した熱水 収縮率の異方性 H (%) がフィルムの全幅にわたり 30%以下である二軸延伸 ボリアミド系フィルムのミルロール。
H (¾) = ' ^5-^35 1 X 100
45 + S 135
2
(但し、 S S135は各々 MDから左に 45 135。 の方向の 10 (TC熱 水収縮率を示す。 ）
2. 熱固定後のフィルムの幅方向の全ての位 gについて、 全ての平面方向の 100 の熱水収縮率が 5. 0%以下で、 且つ、 下記の式により算出した熱水 収縮率の異方性 H (%) がフィルムの全幅にわたり 30%以下である二軸延伸 ポリアミド系フィルムのミル口ールから寸法取りされた二軸延伸ボリアミドフ イルム。
I ^ 45— S 135 I
H (%) =― X 100
45 + S 135
2
(但し、 、 S1 35は各々 MDから左に 45 135。 の方向の 100 C熱 水収縮率を示す。 ）
3. 二軸延伸フィルムをフラット状で熱固定する際に、 その両端を把持した 状態で該フィルムを加熱した物体の表面に密接固定させた状態でフィルムの融 点以下 10 40 の温度範囲に加熱処理した後冷却することを舍むニ軸延伸 ポリアミド系フィルムの熱固定方法。
4. 二軸延伸フィルムを熱固定する前に、 あらかじめその両端を把持した状 態で融点以下 135 C以上且つフィルムの融点以下 40 C未満の溫度に加熱し た後直ちに急冷する予熱処理を 1段または 2段以上含むことを特徴とするクレ ーム 3の二軸延伸ボリアミド系フィルムの熱固定方法。
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