WO2014141871A1 - ポリアミド系樹脂フィルム - Google Patents

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WO2014141871A1
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polyamide resin
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義紀 宮口
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東洋紡株式会社
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Definitions

  • the present invention is excellent in laminate strength, impact resistance, pinhole resistance (flexural fatigue resistance), particularly pinhole resistance, transparency and piercing resistance in a low temperature environment, and as a packaging material for food packaging, etc. When used, it is effective in preventing bag breakage during transportation and storage of products, and also in various packaging applications that are effective in preventing falling bag breakage of large heavy bags for business use, and design that makes use of transparency
  • the present invention relates to a biaxially oriented polyamide resin film suitable for a packaging material having a high design and a method for producing the same.
  • unstretched films and stretched films made of aliphatic polyamides typified by nylon 6 and nylon 66 are excellent in impact resistance and pinhole resistance, and are widely used in various packaging materials.
  • a film obtained by mixing an aliphatic polyamide with a polyolefin-based elastomer has good pinhole resistance at room temperature and impact resistance, but pinhole resistance when in a low-temperature environment, There is a problem that impact resistance is deteriorated and pinholes are likely to occur due to bending fatigue during transportation of goods. If pinholes occur in the packaging material of a product, it may cause contamination due to leakage of the content, decay of the content, generation of mold, etc., leading to a reduction in the value of the product.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a film in which a polyamide-based elastomer is mixed with an aliphatic polyamide.
  • the films described in Patent Documents 1 and 2 have good pinhole resistance and impact resistance under a low temperature environment, and pinholes due to bending fatigue hardly occur even under a low temperature environment.
  • Patent Documents 1 and 2 have a problem that the laminate strength is low when a polyethylene film is dry-laminated to impart heat sealability.
  • the dispersion diameter of the polyamide elastomer in the aliphatic polyamide is large, the impact when the bag-making product is dropped propagates the polyamide elastomer particles dispersed with a large particle size in the polyamide film one after another and tears in the thickness direction. It tends to be easier. Therefore, in a large-sized water bag using a pinhole-resistant polyamide film to which a polyamide elastomer is added, there is a tendency that falling bag breakage tends to occur.
  • the thickness of the polyethylene resin layer for imparting heat-sealability is improved for the purpose of imparting the waist of the bag-made product in order to improve the handleability at the time of bag making processing and the workability at the time of filling the contents into the bag.
  • the pinhole is easily opened due to the strength of the bag-made product. For this reason, the polyamide film used for these is required to have higher pinhole resistance.
  • the content of the polyamide elastomer in the film is increased in order to improve the pinhole resistance, the laminate strength is further reduced and the transparency is also deteriorated.
  • the current pinhole-resistant polyamide-based film does not sufficiently satisfy the quality required in the market.
  • JP 2002-179817 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-322974
  • the present invention provides laminate strength, impact resistance, transparency, puncture resistance and pinhole resistance, particularly pinhole resistance in a low temperature environment.
  • a packaging material for food packaging, etc. it is excellent in preventing bag breakage during transportation and storage of products, and is also effective in preventing falling bags from large water bags for business use.
  • An object of the present invention is to provide a biaxially oriented polyamide resin film suitable for various packaging applications that maintains satisfactory adhesive strength and good appearance even after a hot water sterilization treatment, and a method for producing the same.
  • an adhesion-modified layer is formed on the surface of the polyamide resin film, and a sealant layer is provided thereon by a dry lamination method or an extrusion lamination method, whereby a heat sealable polyamide resin film laminate can be obtained.
  • the film laminate is printed as necessary, and then formed into, for example, a bag shape, filled with the contents, and provided as a packaged product.
  • the packaging material for the above-mentioned water use if moisture enters between the layers forming the polyamide resin film laminate having the sealant layer, the adhesion between the layers may be significantly reduced. If used as a packaging bag, it may cause damage. For example, when a food packaging bag using a polyamide resin film laminate having a sealant layer is subjected to boiling water treatment or retort treatment, this problem appears remarkably, and the bag is more easily damaged.
  • the biaxially oriented polyamide resin film according to the present invention has a very high peel strength (laminate strength) against the ingress of moisture after these hydrothermal treatments, and by the hydrothermal treatment and in the subsequent distribution and storage processes. It is an object to provide a biaxially oriented polyamide resin film that is not damaged, and a method for producing the same.
  • a film that solves the above problems is a biaxially oriented polyamide resin comprising a polyamide resin and 1 to 5% by mass of a polyamide block copolymer, wherein an adhesion-modified layer containing a copolymerized polyester is laminated on at least one side.
  • the polyamide-based block copolymer is a polyoxypropylene glycol or polyoxytetramethylene having a hard part composed of cyclic lactam residues having 4 to 10 carbon atoms and a soft part having a number average molecular weight of 500 to 3000.
  • the biaxially oriented polyamide resin film preferably contains 0.05 to 0.30% by mass of ethylenebisstearic acid amide as an organic lubricant, and further has a pore volume of 1.0 to 1.8 ml / g and 0.3 to 0.8% by mass of porous agglomerated silica having an average particle size of 2.0 to 7.0 ⁇ m is more preferable.
  • the layer structure of the biaxially oriented polyamide resin film is a single layer structure or a co-push laminated structure of two or more layers.
  • the adhesion modifying layer is preferably formed by applying a coating solution containing a copolymerized polyester-based aqueous dispersion.
  • the copolymerized polyester aqueous dispersion contains a grafted polyester and water and / or an aqueous organic solvent, and the grafted polyester is grafted with a radical polymerizable monomer having a hydrophilic group on the polyester main chain. Preferably it is.
  • a polyamide resin sheet cooled and solidified by an electrostatic adhesion method is subjected to two-stage stretching in the longitudinal direction, and then temperature difference stretching in the transverse direction so that the stretching end temperature is higher than the stretching start temperature.
  • temperature difference stretching in the transverse direction so that the stretching end temperature is higher than the stretching start temperature.
  • the biaxially oriented polyamide resin film has excellent flexibility, pinhole resistance, and excellent drop-breaking resistance due to high laminate strength, and is also highly transparent and excellent in slipperiness. Workability in processing, bag making processing, etc. is good.
  • the biaxially oriented polyamide resin film is suitable for large-sized water bags because it has high laminate strength and exhibits excellent resistance to dropping bags and water-resistant adhesion.
  • the biaxially oriented polyamide-based resin film is highly transparent, it can be suitably used for a wide range of packaging applications corresponding to highly designable packaging that requires transparency.
  • the biaxially oriented polyamide resin film of the present invention is laminated by dry lamination, extrusion lamination, or the like because an adhesion-modified layer containing a copolymerized polyester is formed on at least one side of the polyamide film substrate.
  • excellent water and water resistant adhesion to sealant materials. Therefore, the packaging bag formed using the biaxially oriented polyamide resin film of the present invention has very few broken bags even when subjected to boiling water treatment or retort treatment. Therefore, as a packaging bag for moisture-containing foods, chemicals, and toiletry products. Can be widely used.
  • the present invention provides a biaxially oriented polyamide resin film comprising a polyamide resin and a polyamide block copolymer (elastomer) of 1 to 5% by mass, wherein an adhesion-modified layer containing a copolymerized polyester is laminated on at least one side.
  • the polyamide block copolymer is a polyoxypropylene glycol or polyoxytetramethylene glycol having a hard part composed of cyclic lactam residues having 4 to 10 carbon atoms and a soft part having a number average molecular weight of 500 to 3000.
  • polyamide resins such as nylon 6, nylon 7, nylon 11, nylon 12, nylon 66, nylon 6T, nylon MXD6 (polymetaxylylene adipamide), nylon 6I, nylon 46, etc. , Copolymers, blends and alloys are used.
  • nylon 6, nylon 6T, nylon 6I, nylon MXD6, or blends thereof are preferably used.
  • the oligomer content of the polyamide resin is preferably 1% by mass or less. When the oligomer content exceeds 1% by mass, the oligomer easily adheres to the cooling roll in the step of winding the molten polyamide resin mixture extruded from the die around the cooling roll and solidifying it into a sheet.
  • the relative viscosity of nylon 6 is preferably 2.5 to 3.6.
  • both ends of the film may be whitened or broken during transverse stretching.
  • the content of the polyamide-based block copolymer in the film needs to be 1 to 5% by mass.
  • the laminate strength of the film is excellent, but pinhole resistance is not exhibited.
  • the content exceeds 5% by mass the pinhole resistance of the film is excellent, but the laminate strength and impact strength are reduced, and the film becomes weak. If it does so, since the fall bag-proof property and rigidity of the bag-making goods using a biaxially oriented polyamide-type resin film will fall, it will become easy to break a bag. Moreover, since transparency of a film will worsen when content rate exceeds 5 mass%, it becomes impossible to apply to the packaging material of the design with high design property which utilized transparency.
  • the polyamide block copolymer is a substance having rubber-like elasticity
  • the hard part is a residue of a cyclic lactam having 4 to 10 carbon atoms
  • the soft part is a polyoxy having a number average molecular weight of 500 to 3000.
  • a compound comprising a residue of propylene glycol or polyoxytetramethylene glycol and having a reactive group for bonding the hard part and the soft part is introduced in the same mole as the polyoxyalkylene glycol constituting the soft part.
  • the compound having a reactive group a compound having an isocyanate group, an epoxy group, a carboxylic acid group or the like is used, and succinic acid, glutaric acid, adipine are used from the viewpoint of productivity in the polymerization process of the polyamide-based block copolymer.
  • an aliphatic dicarboxylic acid such as an acid, an aromatic dicarboxylic acid such as terephthalic acid, isophthalic acid, or orthophthalic acid, or an anhydride thereof, and more preferably an aliphatic dicarboxylic acid.
  • the hard part is a residue of a cyclic lactam having less than 4 carbon atoms, such as ⁇ -propiolactam
  • the pinhole resistance of the film is lowered.
  • the residue is a cyclic lactam having more than 10 carbon atoms, for example, ⁇ -laurin lactam
  • the dispersed particle size of the polyamide block copolymer is large, so that a drop impact is transmitted into the film layer. Propagates between the dispersed particles to cause cohesive failure in the nylon film layer.
  • a film using a block copolymer whose hard part is a residue of ⁇ -laurin lactam exhibits excellent flexibility and pinhole resistance, but has a high lamination strength and resistance required as a heavy water bag. It is impossible to achieve both falling bag breaking properties. Therefore, it is suitable for a small bag such as a small bag for soup, but is not suitable for a large-sized water bag for business use or bag-in-box packaging.
  • the polyamide resin is nylon 6, it is preferable to use ⁇ -caprolactam having a similar structure for the hard part of the polyamide block copolymer.
  • the adhesiveness at the interface between nylon 6 which is the main resin constituting the film and the block copolymer is improved, and even when a large impact is transmitted, the interface is broken. Hateful.
  • the improved compatibility between nylon 6 and the block copolymer reduces the dispersed particle size of the polyamide block copolymer, and the destruction of the interface within the film layer causes the dispersion of each polyamide block copolymer. Difficult to propagate to particles. If it does so, a film will have high lamination intensity
  • the dispersed particle size of the polyamide block copolymer is too small, it will be difficult to develop rubber elasticity. To obtain the flexibility and pinhole resistance required for a water packaging bag, a large amount of polyamide block copolymer Coalescence is required.
  • the compatibility with the polyamide resin as the film base is improved, and the polyamide resin and polyamide block copolymer are improved. It is important to improve the adhesion between the interface and the polyamide block copolymer, and in order to improve the rubber elasticity of the polyamide block copolymer, it is important to have a composition in which the dispersed particle size is not reduced. is there. For that purpose, it is important that the content of the soft part and the number average molecular weight are in a suitable range.
  • the soft part is made of a polyoxyethylene glycol residue
  • the film is whitened in a pearl tone when the biaxially oriented polyamide resin film is boiled or immersed in water.
  • the soft part is made of polyoxyhexamethylene glycol residues
  • the strands of the polyamide block copolymer extracted from the polymerization can are too soft, so that cutting failure occurs and the length exceeds 5 cm, or is completely Several to 10 or more chips that are connected without being cut, that is, non-standard shaped chips occur frequently, and the productivity of the polymerization process decreases.
  • the number average molecular weight of polyoxypropylene glycol or polyoxytetramethylene glycol needs to be 500 to 3000, preferably 850 to 2800, more preferably 1000 to 2500, and most preferably 1300 to 2300. .
  • the pinhole resistance of the film is hardly improved.
  • the number average molecular weight exceeds 3000, not only the laminate strength of the film is decreased, but also the transparency of the film is deteriorated. If it does so, it will become impossible to apply a biaxially oriented polyamide resin film to a large-sized water bag for business use, a bag-in-box, or a packaging material with a highly designed design utilizing transparency.
  • the number average molecular weight of the polyoxypropylene glycol or polyoxytetramethylene glycol used in the soft part is small, it is necessary to increase the content of the soft part. .
  • the polyamide block copolymer contains 70 parts by weight or more of the soft part, and when the number average molecular weight is 1000 to 2500, 62 parts by weight. If it contains above, the pinhole resistance of a film will improve to the level requested
  • a strand cut method, an underwater cut method, a dicer cut method, or the like can be used to cut the strands of the polyamide block copolymer into chips.
  • the underwater cutting method is preferable from the viewpoint of suppressing generation of chips having non-standard shapes in the polymerization process and raw material segregation in the film production process.
  • the film contains various additives such as a lubricant, an anti-blocking agent, a heat stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a light-resistant agent, and an impact resistance-improving agent as long as the properties of the film are not impaired.
  • a lubricant such as ethylene bis-stearic acid amide is preferable because the slipping property of the film is further improved.
  • the content is preferably 0.05 to 0.30% by mass in the entire layer or only the surface layer, more preferably when the film has a laminated structure of two or more layers. It is 0.10 to 0.25% by mass, and more preferably 0.15 to 0.20% by mass.
  • the content of ethylenebisstearic acid amide in the film is less than 0.05% by mass, it may not contribute to the improvement of slipperiness.
  • the content exceeds 0.30% by mass the ethylene bis-stearic acid amide bleeds out more than necessary on the film surface, so that the transparency of the film and the adhesion of the film surface may be deteriorated.
  • inorganic fine particles having a predetermined pore volume in the film.
  • Silica, titanium dioxide, talc, kaolinite, calcium carbonate, calcium phosphate, barium sulfate and the like are used as the inorganic fine particles.
  • porous agglomerated silica can maintain good transparency even if the film contains an amount that can easily adjust the pore volume and can impart good slipperiness.
  • the pore volume of the porous agglomerated silica is preferably 1.0 to 1.8 ml / g, more preferably 1.2 to 1.7 ml / g.
  • the pore volume exceeds 1.8 ml / g, when the unstretched film is stretched, the porous agglomerated silica is deformed, so that the height of the surface protrusion is lowered and the slipping property of the film is deteriorated.
  • the pore volume is less than 1.0 ml / g, when the unstretched film is stretched, voids are excessively formed around the porous agglomerated silica, so that the transparency of the film is deteriorated.
  • the average particle diameter of the porous agglomerated silica is preferably 2.0 to 7.0 ⁇ m, more preferably 3.5 to 7.0 ⁇ m.
  • the average particle diameter is less than 2.0 ⁇ m, surface protrusions are difficult to be formed during stretching, and sufficient slipperiness may not be obtained. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 7.0 ⁇ m, the surface protrusions become too large and light is likely to be scattered on the film surface, so that the transparency may be deteriorated. Furthermore, porous agglomerated silica tends to fall off due to contact with a transport roll used in the film production process and processing process.
  • the content of the porous agglomerated silica in the film is preferably 0.3 to 0.8% by mass, and more preferably 0.4 to 0.7% by mass.
  • the content is less than 0.3% by mass, the surface protrusions are insufficient, and the slipperiness of the film under high humidity deteriorates.
  • the content exceeds 0.8% by mass, the transparency of the film is deteriorated.
  • the polyamide-based resin mixture is supplied to an extruder, extruded from a T-die at 240 to 290 ° C., and cooled and solidified with a cooling roll at 20 to 50 ° C. to obtain an unstretched sheet.
  • an electrostatic adhesion method or a liquid application adhesion method in order to improve the adhesion between the sheet and the cooling roll.
  • the sheet is generated by streamer corona discharge generated by applying a DC high voltage of 2 to 30 kV to the electrode in order to make the crystallinity of the sheet uniform and reduce the thickness unevenness after stretching.
  • the electrode is preferably in close contact with the cooling roll, and it is preferable to use an electrode that has a large number of corona discharges, that is, has a specific resistance of 5 ⁇ ⁇ cm or less, such as a needle shape or a saw blade shape.
  • the radius of curvature of the protrusion tip is preferably 0.01 to 0.07 mm.
  • the radius of curvature is less than 0.01 mm, the tip portion is easily damaged when the electrode is handled, and abnormal discharge due to the damage occurs. On the other hand, if it exceeds 0.07 mm, it is necessary to increase the applied voltage, and therefore spark discharge is likely to occur.
  • the polyamide resin film is produced by biaxially stretching an unstretched film obtained by melt extrusion of a mixture containing a polyamide resin and a polyamide block copolymer.
  • the film is stretched 1.3 to 2.0 times at a temperature of 80 to 90 ° C., and then continuously cooled to a temperature of 65 to 75 ° C. without being cooled to a temperature of Tg or less. It is preferable to stretch 2.4 times.
  • the total ratio defined by the product of the first stage draw ratio and the second stage draw ratio is preferably 2.8 to 4.0 times.
  • a heating roll method or an infrared radiation method can be employed as a sheet heating method.
  • the first stage draw ratio is less than 1.3 times or the second stage draw ratio is less than 1.6 times, the distortion when the film is boiled tends to increase.
  • the first stage draw ratio exceeds 2.0 times, the thickness unevenness in the vertical direction tends to increase, and if the second stage draw ratio exceeds 2.4 times, it tends to break in the transverse drawing step.
  • the total magnification is less than 2.8 times, the thickness unevenness in the vertical direction tends to increase, and when the total magnification exceeds 4.0 times, breakage tends to occur in the transverse stretching step.
  • the transverse stretching in the tenter-type stretching machine subsequent to the longitudinal stretching is performed such that the temperature of the stretching start zone is set to the minimum stretching temperature, the subsequent zone temperature is sequentially increased, and the temperature of the stretching end zone becomes the maximum temperature. It is preferable to use such a temperature difference stretching method. If the temperature difference stretching method is used, bowing is reduced, a biaxially oriented polyamide resin film having a small physical property difference in the width direction can be obtained, and further, distortion when the film is boiled is also reduced.
  • the film is stretched 2.8 to 4.5 times in the transverse direction at a temperature of 110 to 170 ° C., preferably 120 to 160 ° C., but different temperature ranges of 2 zones or more, preferably 3 zones or more. It is preferable to stretch by.
  • the heat setting treatment after biaxial stretching is preferably performed at a temperature of 180 ° C. to 220 ° C., preferably at a temperature of 205 ° C. to 215 ° C., gradually from a temperature close to the stretching end temperature. Is more preferable.
  • the maximum temperature of the heat setting treatment is less than 180 ° C., not only the heat shrinkage rate of the film increases, but also the laminate strength decreases.
  • the maximum temperature of the heat setting process exceeds 220 ° C., the impact strength of the film becomes small. In other words, it is important to set the maximum temperature for heat setting so that the laminate strength and impact strength of the film are compatible.
  • the heat shrinkage rate of the film tends to increase.
  • the relaxation rate exceeds 10%, the film comes into contact with the hot air outlet, the film is easily scratched, bowing increases, and the physical property difference in the width direction of the film increases.
  • the relaxation treatment is performed once at a temperature close to the maximum temperature of the heat setting treatment.
  • the rerelaxation treatment is preferably performed at a temperature 20 to 30 ° C. lower than the temperature.
  • the relaxation rate is defined as the sum of the initial relaxation rate and the re-relaxation rate.
  • the lamination method by the co-extrusion method may be die inner lamination using a multi-manifold die or die outer lamination using a feed block.
  • a resin coating solution having slipperiness, easy adhesion, gas barrier properties, etc. may be applied between a roll type stretching machine and a tenter type stretching machine to impart various functions to the film.
  • the film may be subjected to humidity conditioning treatment.
  • the film surface is subjected to corona treatment, plasma treatment, flame treatment, etc. in order to improve the adhesion between the film and printing ink, vapor deposited metal, vapor deposited metal oxide, or adhesive used in lamination. Also good.
  • the recovered raw material prepared by crushing, melting, or pressing and solidifying both ends of the film cut when wound with a film winder, the portion that does not become a product roll when cut into a product roll with a slitter Even if about 50% by mass is contained in the film, problems such as coloring and generation of foreign matters do not occur.
  • the laminate strength when a biaxially oriented polyamide resin film and an unstretched low-density polyethylene film are bonded via an adhesive is 7 N / 15 mm or more, and the gelboflex test at 1 ° C. Since the number of defects is 5 or less, it can be applied not only to small bags such as soups, but also to pickled bags, low-temperature water bags, and large water bags for business use.
  • the impact strength is 0.9 J or more with a thickness structure of 15 ⁇ m, even when a water bag is transported or dropped in a low-temperature environment, a corner portion of the seal portion of the bag or a protrusion other than the bag is stuck. It is hard to open a hole in the bag.
  • the static friction coefficient is 0.8 or less, the bag-making processability is good, and the haze is 4.5% or less, so that it can be applied to a packaging material with a high design that makes use of transparency.
  • graft refers to a polyester having a graft portion made of a polymer different from the polyester with respect to the polyester main chain
  • aqueous solvent is mainly composed of water. , Refers to a solvent containing an aqueous organic solvent as required.
  • aqueous organic solvent those having a solubility in water at 20 ° C.
  • the copolymerized polyester aqueous dispersion which is an adhesion-modified layer used in the present invention, contains grafted polyester particles and water and / or an aqueous organic solvent, and exhibits a translucent to milky white appearance.
  • This grafted polyester has a graft portion formed by a radically polymerizable monomer having a polyester main chain and a hydrophilic group.
  • the content of the grafted polyester particles in the copolymerized polyester aqueous dispersion is usually 1% by mass to 50% by mass, preferably 3% by mass to 30% by mass.
  • the polyester that can be used as the main chain of the grafted polyester is preferably a saturated or unsaturated polyester synthesized from at least a dicarboxylic acid component and a diol component, and the resulting polyester is a single polymer or 2 It is a mixture of polymers of more than one species.
  • polyester alone is not dispersed or dissolved in water.
  • the weight average molecular weight of the polyester that can be used in the present invention is from 5,000 to 100,000, preferably from 10,000 to 50,000. When the weight average molecular weight is less than 5000, physical properties of the coating film such as post-processability of the dried coating film are deteriorated. When the weight average molecular weight of the polyester exceeds 100,000, water dispersion becomes difficult. From the viewpoint of water dispersion, it is preferably 100,000 or less.
  • the glass transition temperature of the polyester is 65 ° C. or lower, preferably 30 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower.
  • the graft portion of the grafted polyester that can be used in the present invention is a monomer mixture containing at least one radical polymerizable monomer having a hydrophilic group or a group that can be changed to a hydrophilic group later. Derived polymers are preferred.
  • the polymer constituting the graft portion has a weight average molecular weight of 500 to 50000, preferably 4000 to 30000. When the weight average molecular weight is less than 500, the grafting rate is lowered, and hydrophilicity may not be sufficiently imparted to the polyester.
  • the upper limit of the weight average molecular weight is preferably 50,000 from the viewpoint of solution polymerization.
  • the glass transition temperature of the polymer constituting the graft portion is 30 ° C. or lower, preferably 10 ° C. or lower.
  • the content ratio of the hydrophilic group-containing monomer and the monomer having no hydrophilic group in the polymer constituting the graft portion is determined from the amount of the hydrophilic group to be introduced into the grafted polyester. 95: 5 to 5:95, preferably 90:10 to 10:90, and more preferably 80:20 to 40:60.
  • hydrophilic group containing monomer Although it does not specifically limit as a hydrophilic group containing monomer, for example, a carboxyl group containing monomer, a sulfonic acid group containing monomer, etc. are mentioned, These hydrophilic group containing monomers are 1 type or 2 types. It can be used in combination.
  • Examples of a method for introducing the carboxyl group-containing monomer and / or the sulfonic acid group-containing monomer include copolymerization of a polyvalent carboxylic acid anhydride, a sulfonic acid metal base-containing monomer, or the like during the polyester polymerization.
  • polyvalent carboxylic acid anhydride examples include trimellitic anhydride, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, 1,8-naphthalic anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride , Cyclohexane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid-3,4-anhydride, ethylene glycol bisanhydro trimellitate, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl -3-Cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination.
  • sulfonic acid group-containing monomer examples include sodium 5-sulfonatoisophthalate, potassium 5-sulfonatoisophthalate, sodium 4-sulfonaphthalene-2,7-dicarboxylate, 5 [4-sulfophenoxy ] Sodium isophthalate etc. are mentioned, These 1 type (s) or 2 or more types can be used together.
  • the total acid value of the grafted polyester is 600 to 4000 eq / 10 6 g, preferably 700 to 3000 eq / 10 6 g, and most preferably 800. ⁇ 2500 eq / 10 6 g.
  • the acid value is less than 600 eq / 10 6 g, it is difficult to obtain a copolyester aqueous dispersion having a small particle size when the grafted polyester is dispersed in water and / or an aqueous organic solvent, and the dispersion stability is further lowered. There is a case. If the acid value exceeds 4000 eq / 10 6 g, the water resistance of the adhesion-modified layer formed from the copolymerized polyester aqueous dispersion may decrease.
  • the mass ratio of the polyester main chain to the graft portion in the grafted polyester is 40:60 to 95: 5, preferably 55:45 to 93: 7, and more preferably 60:40 to 90:10.
  • the grafted polyester When the polyester main chain is less than 40% by mass, the grafted polyester may not be able to sufficiently exhibit the excellent processability, water resistance, and excellent adhesion to various substrates. On the other hand, when the amount of the polyester exceeds 95% by mass, the hydrophilic group amount of the graft portion that imparts hydrophilicity to the grafted polyester is insufficient, and a good aqueous dispersion may not be obtained.
  • the grafted polyester used in the present invention is dispersed in water by being charged in an aqueous medium in a solid state or by being dissolved in a hydrophilic solvent and then charged in an aqueous medium.
  • an acidic group such as a sulfonic acid group and a carboxyl group
  • fine particles having an average particle diameter of 500 nm or less are obtained by neutralizing the grafted polyester with a basic compound.
  • a copolyester aqueous dispersion can be prepared as an aqueous dispersion.
  • the adhesion modified layer used in the present invention may be laminated on at least one side of the polyamide resin film substrate, but may be laminated on both sides.
  • the adhesion-modified layer is formed by applying a coating liquid containing the above copolymerized polyester aqueous dispersion onto a polyamide resin film substrate.
  • the above-mentioned copolymerized polyester aqueous dispersion can be used as it is as a coating solution for forming an adhesion-modified layer, but it can be used in an adhesion-modified layer by adding a crosslinking agent (curing resin) and curing. Water resistance can be imparted.
  • Cross-linking agents include phenol formaldehyde resins that are condensates of alkylated phenols, cresols, etc. with formaldehyde; adducts of urea, melamine, benzoguanamine, etc. with formaldehyde, this adduct and the number of carbon atoms.
  • An amino resin such as an alkyl ether compound composed of 1 to 6 alcohols; a polyfunctional epoxy compound; a polyfunctional isocyanate compound; a blocked isocyanate compound; a polyfunctional aziridine compound; an oxazoline compound and the like can be used.
  • These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the crosslinking agent is preferably 5 to 40% by mass with respect to the grafted polyester.
  • Known methods such as gravure method, reverse method, die method, bar method, dip method, etc. are applied as a method of applying a coating liquid containing a copolymerized polyester aqueous dispersion to a polyamide-based resin film substrate in order to form an adhesion modified layer.
  • the application method can be adopted.
  • the application amount of the coating solution is 0.01 to 1 g / m 2 , preferably 0.02 to 0.5 g / m 2 as a solid content. If the coating amount is less than 0.01 g / m 2 , sufficient adhesion strength between the adhesion-modified layer and the other layer may not be obtained. If it exceeds 1 g / m 2 , blocking occurs, which is a practical problem. May occur.
  • the adhesion-modified layer is applied to the biaxially stretched polyamide resin film substrate, or after being applied to the unstretched or uniaxially stretched polyamide resin film substrate, dried, and if necessary, further It can be prepared by uniaxial stretching or heat setting after biaxial stretching.
  • the drying temperature after application of the coating solution is 150 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher, and the coating film becomes strong by drying and heat setting, and the adhesion between the adhesion-modified layer and the polyamide resin film substrate is dramatically improved. To improve.
  • Impact strength A film impact tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. was used, measured 10 times in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 65%, and the average value was evaluated.
  • Polyester adhesive on film (TM-590 (product name) and CAT-56 (product name) manufactured by Toyo Morton Co., Ltd.) mixed in a mass ratio of 6.25 / 1 (solid content concentration 23%)
  • the resin solid content after drying is 3 g / m 2
  • 40 ⁇ m of linear low density polyethylene film (L-LDPE film: manufactured by Toyobo Co., Ltd., Rix (registered trademark) L4102) is dried.
  • L-LDPE film linear low density polyethylene film
  • Rix registered trademark
  • the obtained laminate film is cut into 12 inches ⁇ 8 inches to form a cylindrical shape with a diameter of 3.5 inches.
  • One end of the cylindrical film is fixed to the fixed head side of the gelboflex tester and the other end is fixed to the movable head side.
  • the initial gripping interval was 7 inches.
  • the first 3.5 inches of the stroke gives a twist of 440 degrees, and then 2.5 inches, bending fatigue that completes the whole stroke by linear horizontal movement is performed 1000 times at a speed of 40 times / min.
  • the number of pinholes that occurred was counted.
  • the measurement was performed in an environment of 1 ° C. The said measurement was performed 3 times and evaluated by the average value.
  • Haze (%) [Td (diffuse transmittance%) / Tt (total light transmittance%)] ⁇ 100.
  • Coefficient of static friction were measured in accordance with JIS-K-7125 by combining the surfaces that do not come into contact with the cooling roll in the extrusion process in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 65% RH.
  • Laminate strength In order to grasp the cohesive fracture strength in the thickness direction of the film, the laminate strength was measured.
  • the laminate film described in the description of the evaluation of pinhole resistance is cut into strips having a width of 15 mm and a length of 100 mm, and one end of the laminate film is peeled off at the interface between the biaxially oriented polyamide resin film and the linear low density polyethylene film. Then, using a Tensilon UMTII-500 model manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd., the laminate strength was measured 5 times under the conditions of a temperature of 23 ° C., a relative humidity of 65% RH, a tensile speed of 200 mm / min, and a peel angle of 90 °. Evaluated by value.
  • Laminate strength under water adhesion conditions after hot water treatment The laminate film was immersed in hot water at 90 ° C. for 30 minutes and allowed to stand at room temperature for about 30 seconds, and then a biaxially oriented polyamide resin. While spraying water to the interface between the film and the polyethylene film, the laminate strength was measured 5 times by the same method as described above, and the average value was evaluated.
  • polyester A had a glass transition temperature of 60 ° C. and a weight average molecular weight of 12,000.
  • the composition of the polyester A is Dicarboxylic acid component terephthalic acid 48mol% Isophthalic acid 48mol% 4 mol% fumaric acid Diol component Neopentyl glycol 50 mol% Ethylene glycol 50 mol% It is.
  • polyester aqueous dispersion B was prepared in the same manner as above except that the polyester A obtained above was changed to 90 parts, 7.0 parts of methacrylic acid, 3.0 parts of ethyl acrylate, and 0.48 parts of azobisdimethylvaleronitrile. Got.
  • Polyester B was obtained in the same manner as for polyester A, except that 457 parts of dimethyl terephthalate, 452 parts of dimethyl isophthalate and 7.4 parts of dimethyl-5-sodium sulfoisophthalate were used.
  • the obtained polyester B had a glass transition temperature of 62 ° C. and a weight average molecular weight of 12,000.
  • the composition of the polyester B is Dicarboxylic acid component terephthalic acid 49 mol% Isophthalic acid 48.5 mol% 5-sodium sulfoisophthalic acid 2.5 mol% Diol component Neopentyl glycol 50 mol% Ethylene glycol 50 mol% It is.
  • Polyamide resin” Chip A is nylon 6 [manufactured by Toyobo Co., Ltd., Gramide (registered trademark) T-810] obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactam using a batch polymerization can and has a relative viscosity of 20 ° C. The measured value (when using a 96% concentrated sulfuric acid solution) was 2.8. Further, the glass transition temperature Tg, the low temperature crystallization temperature Tc, and the melting point Tm (measured with a differential scanning calorimeter at a heating rate of 10 ° C./min when the chip was melted and rapidly cooled and ground) were 40 ° C., respectively. 68 ° C and 225 ° C.
  • Chip B is a twin-screw vent type extruder and melt kneaded 95.0% by mass of chip A and 5.0% by mass of ethylenebisstearic acid amide (Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Lightamide WE-183 (product name)) And then cut by a strand cutting method.
  • Chip C is a twin screw vent type extruder, chip A 95.0% by mass and porous agglomerated silica [manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., Silicia 350 (product name), pore volume 1.6 ml / g, average particle Diameter 3.9 ⁇ m] 5.0 mass% was melt-kneaded and then cut by a strand cut method.
  • Table 1 shows the characteristics of chips A to C.
  • Polyamide block copolymer (elastomer) Elastomers A to P were polymerized according to the polyamide block copolymer composition table shown in Table 2.
  • adipic acid (product name) manufactured by Ube Industries, Ltd.] Adipic acid [adipic acid (product name) manufactured by Ube Industries, Ltd.] as the bonding part in the same mole as the following polyoxyalkylene glycol, and polyoxytetramethylene glycol, polyoxypropylene glycol, or polyoxyethylene glycol as the soft part
  • the interior of the container was sufficiently purged with nitrogen, and then gradually heated while supplying nitrogen gas at a flow rate of 300 liters / minute. The temperature was raised from room temperature to 230 ° C. over 3 hours, and polymerization was carried out at 230 ° C.
  • the electrostatic adhesion was performed by applying a DC voltage of 8 kV to an electrode in which tungsten needles having a tip radius of curvature of 0.04 mm, a diameter of 2 mm, and a length of 30 mm were embedded at a pitch of 1 mm.
  • the obtained unstretched sheet was guided to a roll-type stretching machine, stretched 1.8 times in the longitudinal direction at 80 ° C. using the difference in peripheral speed of the roll, and further stretched 1.8 times at 70 ° C. Thereafter, each coating solution for forming the above-mentioned adhesion modified layer was continuously applied on one side of the film surface after longitudinal stretching by a gravure method. The coating amount of the coating solution was prepared so that an adhesion modified layer of 0.2 g / m 2 was formed.
  • this uniaxially stretched film was continuously led to a tenter type stretching machine, preheated in a zone of 110 ° C., then 1.2 times in a zone of 120 ° C., 1.7 times in a zone of 130 ° C., 160 times, After stretching 2.0 times in the zone of °C and passing through the zone of 180 °C and zone of 210 °C and heat setting treatment, relaxation treatment of 3% in the zone of 210 °C and 2% in the zone of 185 °C The sample was cooled by passing through a zone of 120 ° C.
  • Table 3 shows the layer constitution ratio of the skin layer A and the core layer B.
  • Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 11 Using the polyamide resin shown in Table 1 and the polyamide-based block copolymer shown in Table 2, mixing as shown in Table 3, and using the film production method described above, Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 11 biaxially oriented polyamide resin films were obtained.
  • the obtained biaxially stretched polyamide resin films were evaluated for laminate strength, pinhole resistance in a gelboflex test, haze, impact strength, static friction coefficient, and whitening after boiling.
  • the evaluation results of Examples 1 to 17 are shown in Table 4, and the evaluation results of Comparative Examples 1 to 11 are shown in Table 5.
  • the films of Examples 1 to 17 show the laminate strength, the laminate strength in the submerged state after the hot water treatment, the pinhole resistance in the gelboflex test, the haze, the impact strength, the static friction coefficient, and the boil. It can be seen that the appearance after treatment is excellent.
  • the films of Comparative Examples 1 to 11 are either incompatible with laminate strength and pinhole resistance, inferior in transparency, or whitened after boiling. Recognize.
  • the biaxially stretched polyamide resin film of the present invention has excellent performance as described above, it is applicable not only to small bags such as soups, but also to pickled bags, large water bags for business use, and bags in boxes. It can also be applied to packaging materials with high design.

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Abstract

 ラミネート強度、熱水処理後の水漬ラミネート強度、耐ピンホール性、耐衝撃性、透明性に優れ、熱水中で殺菌処理を施しても良好な外観を維持する二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを提供するために、少なくとも片面に共重合ポリエステルを含有する接着改質層が積層されており、ポリアミド樹脂とポリアミド系ブロック共重合体1~5質量%とを含む二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムについて、該ポリアミド系ブロック共重合体は、ハード成分が炭素数4~10の環状ラクタムからなり、ソフト成分が数平均分子量500~3000の、ポリオキシプロピレングリコールまたはポリオキシテトラメチレングリコールからなり、かつ前記ハード成分の含有量X、並びに前記ソフト成分の含有量Yおよび数平均分子量Mnが、下記の式(1)及び式(2)を満足するものとする。 X+Y=100(質量部)…(1) 478.74×Mn-0.2989≦Y≦93(質量部)…(2)

Description

ポリアミド系樹脂フィルム
 本発明は、ラミネート強度、耐衝撃性、耐ピンホール性(耐屈曲疲労性)、特に低温環境下における耐ピンホール性、透明性、および耐突き差し性に優れ、食品包装などの包装材料として使用したときに、商品の輸送時、保管時における破袋防止に効果があり、さらに業務用途の大型重量袋の落下破袋防止にも効果がある各種包装用途や、透明性を生かした意匠性の高いデザインの包装材料に適した二軸配向ポリアミド系樹脂フィルム、およびその製造方法に関するものである。
 従来から、ナイロン6やナイロン66に代表される脂肪族ポリアミドからなる未延伸フィルムや延伸フィルムは、耐衝撃性や耐ピンホール性に優れており、各種の包装材料に広く使用されている。
 また、スープ、調味料などの液体充填包装では、耐ピンホール性、耐衝撃性を向上させるため、単層構成で脂肪族ポリアミドに各種エラストマーを混合し、より柔軟化した耐ピンホール性延伸ポリアミド系フィルムが広く使用されている。
 上記従来の耐ピンホール性フィルムにおいて、脂肪族ポリアミドにポリオレフィン系エラストマーを混合したフィルムは、常温での耐ピンホール性、耐衝撃性は良好であるが、低温環境下になると耐ピンホール性、耐衝撃性は不良化し、商品輸送時における屈曲疲労によりピンホールが起こりやすいという問題がある。商品の包装材料にピンホールが発生すると、内容物の漏れによる汚染、内容物の腐敗やカビの発生などの原因となり、商品価値の低下につながる。
 かかる問題点を解消するために、例えば、特許文献1および2には、脂肪族ポリアミドにポリアミド系エラストマーを混合したフィルムが記載されている。特許文献1および2に記載されたフィルムは、低温環境下での耐ピンホール性、耐衝撃性は良好であり、低温環境下でも屈曲疲労によるピンホールが発生しにくい。
 しかし、特許文献1および2に記載されたフィルムには、ヒートシール性を付与するために、ポリエチレン系フィルムをドライラミネートした場合、ラミネート強度が小さいという問題があった。
 また、脂肪族ポリアミド中でのポリアミドエラストマーの分散径が大きいため、製袋品を落下させたときの衝撃がポリアミドフィルム中に大きな粒径をもって分散したポリアミドエラストマー粒子を次々と伝播し厚み方向で裂け易くなる傾向がある。そのためにポリアミドエラストマーを添加した耐ピンホール性ポリアミドフィルムを用いた大型水物袋では、落下破袋が発生しやすくなる傾向がある。
 さらに、製袋加工時の取扱い性向上、袋への内容物充填時の作業性向上のために製袋品の腰を付与する目的で、ヒートシール性を付与するためのポリエチレン樹脂層の厚みを厚くしたり、またはより硬いポリエチレン樹脂を選択したポリアミド系フィルム/ポリエチレン樹脂構成の製袋品では、製袋品の腰が強くなるためにピンホールが開きやすくなってしまう。そのためこれらに用いられるポリアミド系フィルムには、より一層の耐ピンホール性が要求される。
 しかし、耐ピンホール性を高めるために、フィルム中のポリアミドエラストマーの含有量を増やせば、前記ラミネート強度がさらに小さくなり、透明性も悪化するという問題が発生する。
 また、業務用の1リットル以上の容積である大型水物袋、段ボール箱内に大型プラスティック袋を収納、保管、運搬する包装形態であるバッグ・イン・ボックスの需要も伸びている。これらに用いられるポリアミドフィルムでは、耐ピンホール性、耐衝撃性が大いに必要であり、さらに大容量の液状物を包装するため、強い耐落下破袋性、フィルム厚み方向の強い凝集破壊強度を必要とする。
 さらに、包装袋へ充填後、熱水中にて煮沸することにより殺菌処理を施し、品質保証期間を延長する商品も市場には多く見受けられ、それらには、熱水中での接着強度維持、水付着条件下での接着強度維持、水中で白化などの外観不良が起こらないことが必要とされる。
 このように、現行の耐ピンホール性ポリアミド系フィルムは、市場で要求される品質を十分に満足できるものではなかった。
特開2002-179817号公報 特開平11-322974号公報
 本発明は、上記の現行耐ピンホール性ポリアミド系フィルムの有する問題点に鑑み、ラミネート強度、耐衝撃性、透明性、耐突き刺し性および耐ピンホール性、特に、低温環境下における耐ピンホール性に優れ、食品包装等の包装材料として使用したときに、商品の輸送時、保管時における破袋防止等の効果に優れ、さらに業務用途等の大型水物袋の落下破袋防止にも効果のある、熱水殺菌処理後でも満足する接着強度および良好な外観を維持した各種の包装用途に適した二軸配向ポリアミド系樹脂フィルム、並びにその製造方法を提供することが目的である。
 さらに、上記のポリアミド樹脂フィルムの表面に接着改質層を形成し、その上にドライラミネート法または押出ラミネート法によってシーラント層を設け、ヒートシール性のポリアミド樹脂フィルム積層体とすることができる。このフィルム積層体に必要に応じて印刷を施したうえで、例えば袋状に成形し、そして内容物を充填し包装品として提供される。
 さらに、上記の水物用途の包装材料では、シーラント層を有するポリアミド樹脂フィルム積層体を形成する各層間に水分が侵入すると、層間の接着力が著しく低下することがあり、このポリアミド樹脂フィルム積層体を包装袋として使用すると破損の原因となる。例えば、シーラント層を有するポリアミド樹脂フィルム積層体を用いた食品包装袋を沸水処理あるいはレトルト処理する場合、この問題点は顕著に現れ、袋はいっそう破損しやすくなる。本発明に係る二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムはこれら熱水処理後の水分の浸入に対して極めて高い剥離強度(ラミネート強度)を有し、当該熱水処理により、またその後の流通、保存過程において破損することのない二軸配向ポリアミド系樹脂フィルム、並びにその製造方法を提供することが目的である。
 本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、遂に本発明を完成するに至った。上記課題を解決したフィルムは、少なくとも片面に共重合ポリエステルを含有する接着改質層が積層されており、ポリアミド樹脂とポリアミド系ブロック共重合体1~5質量%とを含む二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムであって、該ポリアミド系ブロック共重合体は、ハード部が炭素数4~10の環状ラクタムの残基からなり、ソフト部が数平均分子量500~3000のポリオキシプロピレングリコールまたはポリオキシテトラメチレングリコールの残基からなり、かつ前記ハード部の含有量X、並びに前記ソフト部の含有量Yおよび数平均分子量Mnが、下記の式(1)および式(2)を満足することを特徴とする二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムである。
  X+Y=100(質量部)・・・(1)
  478.74×Mn-0.2989≦Y≦93(質量部)・・・(2)
 また、前記二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムは、有機滑剤として、エチレンビスステアリン酸アミドを0.05~0.30質量%含有することが好ましく、さらに細孔容積が1.0~1.8ml/g、かつ平均粒子径が2.0~7.0μmの多孔質凝集シリカを0.3~0.8質量%含有することがより好ましい。
 さらに、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムの層構成が、単層構成、または2層以上の共押し積層構成であることが好ましい。
 さらに、前記接着改質層は、共重合ポリエステル系水分散体を含む塗布液を塗布することにより形成されていることが好ましい。前記共重合ポリエステル系水分散体は、グラフト化ポリエステルと水および/または水性有機溶媒とを含み、前記グラフト化ポリエステルは、ポリエステル主鎖に親水性基を有するラジカル重合性単量体がグラフトされていることが好ましい。
 本発明の製造方法は、静電密着法で冷却固化したポリアミド系樹脂シートを、縦方向に二段延伸を行い、次いで延伸開始温度より延伸終了温度が高くなるように、横方向に温度差延伸を行い、次いで熱固定処理を行い、さらに初期緩和温度より低い温度で再緩和処理を行うことを特徴としている。
 本発明では、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムは、優れた柔軟性と耐ピンホール性と高いラミネート強度による優れた耐落下破袋性とを有すると共に、高透明で滑り性にも優れるため、印刷加工、製袋加工等における作業性が良好である。
 また、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムは、高いラミネート強度を有することから優れた耐落下破袋性、耐水接着性を発揮するため、大型水物袋に適している。
 さらに、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムは、高透明であることから透明性を必要とする意匠性の高い包装にも対応した広範囲の包装用途に好適に用いることができる。
 加えて、本発明の二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムは、ポリアミドフィルム基材の少なくとも片面に、共重合ポリエステルを含有する接着改質層が形成されているため、ドライラミネートや押出ラミネート等で積層されるシーラント材との耐水接着性、耐熱水接着性に優れる。従って、本発明の二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを用いて形成される包装袋は、沸水処理やレトルト処理を行なっても破袋が著しく少なく、そのため水分含有食品や薬品、トイレタリー商品の包装袋として広く利用することができる。
 以下、本発明の二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムの実施の形態を詳細に説明する。
 本発明は、少なくとも片面に共重合ポリエステルを含有する接着改質層が積層されており、ポリアミド樹脂とポリアミド系ブロック共重合体(エラストマー)1~5質量%とを含む二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムであって、該ポリアミド系ブロック共重合体は、ハード部が炭素数4~10の環状ラクタムの残基からなり、ソフト部が数平均分子量500~3000のポリオキシプロピレングリコールまたはポリオキシテトラメチレングリコールの残基からなり、かつ前記ハード部の含有量X、並びに前記ソフト部の含有量Yおよび数平均分子量Mnが、下記の式(1)および式(2)を満足することを特徴とする二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムである。
  X+Y=100(質量部)・・・(1)
  478.74×Mn-0.2989≦Y≦93(質量部)・・・(2)
 本発明では、ポリアミド樹脂として、ナイロン6、ナイロン7、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66、ナイロン6T、ナイロンMXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)、ナイロン6I、ナイロン46などのポリアミド樹脂、またはそれらの、共重合体、ブレンド物、アロイが使用される。これらのうち、ナイロン6、ナイロン6T、ナイロン6I、ナイロンMXD6、またはそれらのブレンド物が好ましく使用される。
 また、ポリアミド樹脂のオリゴマー含有率は、1質量%以下であることが好ましい。オリゴマー含有率が1質量%を超えると、ダイから押出した溶融ポリアミド系樹脂混合物を冷却ロールに巻きつけてシート状に固化させる工程で、冷却ロールにオリゴマーが付着しやすい。
 そして、ポリアミド樹脂としてナイロン6を使用する場合、ナイロン6の相対粘度は2.5~3.6であることが好ましい。
 相対粘度が2.5未満であると、二軸延伸後のフィルムの衝撃強度が小さくなる。一方、相対粘度が3.6を超えると、横延伸時に、フィルムの両端部が白化または破断することがある。
 本発明では、フィルム中のポリアミド系ブロック共重合体の含有率は、1~5質量%であることが必要である。
 含有率が1質量%未満であると、フィルムのラミネート強度は優れるが、耐ピンホール性が発現しない。一方、含有率が5質量%を超えると、フィルムの耐ピンホール性は優れるが、ラミネート強度および衝撃強度が小さくなり、フィルムの腰が弱くなる。そうすると、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを使用した製袋品の耐落下破袋性や剛性が低下するため、破袋しやすくなる。また、含有率が5質量%を超えると、フィルムの透明性が悪くなるため、透明性を生かした意匠性の高いデザインの包装材料に適用できなくなる。
 本発明では、ポリアミド系ブロック共重合体は、ゴム状弾性を有する物質であり、ハード部が炭素数4~10の環状ラクタムの残基からなり、ソフト部が数平均分子量500~3000のポリオキシプロピレングリコールまたはポリオキシテトラメチレングリコ-ルの残基からなり、さらにハード部とソフト部とを結合させるための反応基を有する化合物がソフト部を構成するポリオキシアルキレングリコールと同モル導入される。
 この反応基を有する化合物としては、イソシアネート基、エポキシ基、カルボン酸基などを有する化合物が使用され、ポリアミド系ブロック共重合体の重合工程での生産性の点から、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、またはそれらの無水物を使用することが好ましく、脂肪族ジカルボン酸を使用することがさらに好ましい。
 ハード部が炭素数4未満の環状ラクタム、例えばβ-プロピオラクタムの残基であると、フィルムの耐ピンホール性が低下する。一方、炭素数が10を越える環状ラクタム、例えばω-ラウリンラクタムの残基であると、ポリアミド系ブロック共重合体の分散粒径が大きいため、落下衝撃などがフィルム層内に伝わったおり、衝撃が各分散粒子間を伝播してナイロンフィルム層内で凝集破壊が発生する。そうすると、ハード部がω-ラウリンラクタムの残基であるブロック共重合体を用いたフィルムは、優れた柔軟性と耐ピンホール性を発揮するが、水物重袋として必要な高いラミネート強度、耐落下破袋性を両立し得ない。従って、スープ用小袋等の小型袋には好適だが、業務用途の大型水物袋、バッグ・イン・ボックス包装などには適さない。
 ポリアミド樹脂がナイロン6である場合、ポリアミド系ブロック共重合体のハード部に、構造が類似したε-カプロラクタムを使用することが好ましい。
 ハード部がε-カプロラクタムの残基であると、フィルムを構成する主要樹脂であるナイロン6とブロック共重合体との界面の接着性が向上し、大きい衝撃が伝わっても界面の破壊が発生しにくい。また、ナイロン6とブロック共重合体との相溶性が向上したことでポリアミド系ブロック共重合体の分散粒径が小さくなり、フィルム層内での界面の破壊が各ポリアミド系ブロック共重合体の分散粒子へと伝播しにくくなる。そうすると、フィルムは、高いラミネート強度を保有し、耐落下破袋性も高くなる。
 ポリアミド系ブロック共重合体の分散粒径が小さくなりすぎると、ゴム弾性を発現しにくくなり、水物包装袋として必要な柔軟性、耐ピンホール性を得るには、多量のポリアミド系ブロック共重合体が必要となる。
 優れたラミネート強度、耐落下破袋性、柔軟性、耐ピンホール性を両立するためには、まずフィルムベースとなるポリアミド樹脂との相溶性を向上させて、ポリアミド樹脂とポリアミド系ブロック共重合体との界面間の接着力を向上させることが重要であり、その上ポリアミド系ブロック共重合体のゴム弾性の発現を向上させるためには、分散粒径が微小化しない組成であることが重要である。そのためには、ソフト部の含有量および数平均分子量を好適な範囲にすることが重要である。
 一方、ソフト部がポリオキシエチレングリコールの残基からなると、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムをボイル処理、または水へ浸漬したりすると、フィルムがパール調に白化する。また、ソフト部がポリオキシヘキサメチレングリコールの残基からなると、重合缶より抜き出したポリアミド系ブロック共重合体のストランドが柔らかすぎるため、切断不良が起こり、長さが5cmを超えるような、または完全に切断されずに数個~10数個つながった、即ち規格外形状のチップが多発し、重合工程の生産性が低下する。
 そして、ポリオキシプロピレングリコールまたはポリオキシテトラメチレングリコ-ルの数平均分子量は、500~3000であることが必要であり、850~2800が好ましく、1000~2500がさらに好ましく、1300~2300が最も好ましい。
 数平均分子量が500未満であると、フィルムの耐ピンホール性がほとんど向上しない。一方、数平均分子量が3000を超えると、フィルムのラミネート強度が小さくなるばかりでなく、フィルムの透明性も悪くなる。そうすると、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを、業務用途の大型水物袋、バッグ・イン・ボックス、透明性を生かした意匠性の高いデザインの包装材料などに適用できなくなる。
 また、フィルムの耐ピンホール性を向上させるためには、ソフト部に用いるポリオキシプロピレングリコールまたはポリオキシテトラメチレングリコ-ルの数平均分子量が小さい場合、ソフト部の含有量を多くする必要がある。一方、数平均分子量が大きい場合、ソフト部の含有量が少なくてもよい。つまり、優れた耐ピンホール性を発現させるには、ハード部の含有量X質量部とソフト部の含有量Y質量部及び数平均分子量Mnとが、X+Y=100を前提とし、478.74×Mn-0.2989≦Y≦93を満たすことが必要である。
 Yが478.74×Mn-0.2989質量部未満であると、ポリアミド系ブロック共重合体の分散粒径が小さくなりすぎるため、フィルムの耐ピンホール性が悪くなる。一方、Yが93質量部を越えると、ポリアミド系ブロック共重合体の重合反応性が低下するばかりでなく、重合缶より抜き出したストランドが柔らかすぎるため、切断不良が起こり、規格外形状のチップが多発し、重合工程の生産性が低下する。さらに、フィルム中のポリアミド系ブロック共重合体の分散粒径が大きくなりすぎるため、フィルムが凝集破壊しやすくなる。そうすると、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムとポリエチレン系フィルムとをラミネートした場合、両者の接着性が十分であっても、優れたラミネート強度が得られない。
 例えば、ソフト部の数平均分子量が650~850の場合には、ポリアミド系ブロック共重合体がソフト部を70質量部以上含有すれば、また数平均分子量が1000~2500場合には、62質量部以上含有すれば、フィルムの耐ピンホール性が、低温流通の水物袋で要求されるレベルまで向上する。
 重合工程で、ポリアミド系ブロック共重合体のストランドを切断してチップ化するには、ストランドカット法、水中カット法、ダイサーカット法などを用いることができる。これらのうち、重合工程での規格外形状のチップの発生や、フィルム生産工程での原料偏析を抑制する点から、水中カット法が好ましい。
 本発明では、フィルムの特性を阻害しない範囲内で、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤などの各種添加剤をフィルムに含有させてもよく、特に、エチレンビスステアリン酸アミドなどの有機滑剤は、フィルムの滑り性が一段と優れたものとなるので好ましい。含有量としては、フィルムの層構成が2層以上の積層構成を有している場合には、全層または表面層のみに0.05~0.30質量%含有させることが好ましく、より好ましくは0.10~0.25質量%であり、さらに好ましくは0.15~0.20質量%である。
 フィルム中のエチレンビスステアリン酸アミドの含有率が0.05質量%未満であると、滑り性の向上に寄与しないことがある。一方、含有率が0.30質量%を超えると、フィルム表面にエチレンビスステアリン酸アミドが必要以上にブリードアウトするため、フィルムの透明性やフィルム表面の接着性が悪くなることがある。
 また、滑り性を向上させるために、フィルム中に所定の細孔容積を有する無機微粒子を含有させることが好ましい。無機微粒子として、シリカ、二酸化チタン、タルク、カオリナイト、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウムなどが使用される。特に、多孔質凝集シリカは、細孔容積を調整しやすく、良好な滑り性を付与できる程度の量をフィルムに含有させても、良好な透明性を維持できる。
 さらに、多孔質凝集シリカの細孔容積は、1.0~1.8ml/gであることが好ましく、1.2~1.7ml/gであることがさらに好ましい。
 細孔容積が1.8ml/gを超えると、未延伸フィルムを延伸した場合、多孔質凝集シリカが変形してしまうため、表面突起の高さが低くなり、フィルムの滑り性が悪くなる。一方、細孔容積が1.0ml/g未満であると、未延伸フィルムを延伸した場合、多孔質凝集シリカの周囲にボイドが過剰に形成されるため、フィルムの透明性が悪くなる。
 そして、多孔質凝集シリカの平均粒子径は、2.0~7.0μmであることが好ましく、3.5~7.0μmであることがさらに好ましい。
 平均粒子径が2.0μm未満であると、延伸時に表面突起が形成されにくいため、十分な滑り性が得られないことがある。一方、平均粒子径が7.0μmを超えると、表面突起が大きくなりすぎて、光がフィルム表面で散乱しやすくなるため、透明性が悪くなることがある。さらに、フィルムの製造工程や加工工程で使用される搬送ロールとの接触により多孔質凝集シリカが脱落しやすくなる。
 また、フィルム中の多孔質凝集シリカの含有率は、0.3~0.8質量%であることが好ましく、0.4~0.7質量%であることがさらに好ましい。含有率が0.3質量%未満であると、表面突起が不十分なものとなり、高湿度下でのフィルムの滑り性が悪くなる。一方、含有率が0.8質量%を超えると、フィルムの透明性が悪くなる。
 本発明では、ポリアミド系樹脂混合物を押出機に供給し、Tダイから240~290℃で押出して、20~50℃の冷却ロールで冷却固化して、未延伸シートを得る。
 未延伸シートの平面性を向上する目的で、シートと冷却ロールとの密着性を高めるために、静電密着法または液体塗布密着法を用いることが好ましい。
 静電密着法を用いる場合、シートの結晶化度を均一にして、延伸後の厚みムラを低減するために、電極に2~30kVの直流高電圧を印加して発生させたストリーマコロナ放電でシートを冷却ロールに密着させることが好ましく、電極として、針状、鋸刃状のように、多数のコロナ放電可能な、即ち比抵抗が5μΩ・cm以下である突起を有するものを使用することが好ましく、突起先端の曲率半径は0.01~0.07mmであることが好ましい。
 印加電圧が2kV未満であると、グロー放電となり、30kVを超えると、火花放電となるため、ストリーマコロナ放電が安定して得られない。
 また、曲率半径が0.01mm未満であると、電極を取り扱う際に先端部が損傷しやすく、損傷に起因した異常放電が発生する。一方、0.07mmを超えると、印加電圧を高くする必要があるため、火花放電が発生しやすい。
 本発明では、ポリアミド系樹脂フィルムは、ポリアミド樹脂とポリアミド系ブロック共重合体とを含有する混合物を溶融押出することによって得られた未延伸フィルムを二軸延伸することによって製造される。
 縦-横の順序で延伸する場合、ロール式延伸機による縦-縦二段延伸方式を用いると、ボーイングが低減し、幅方向の物性差が小さい二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを得ることができる。
 縦-縦二段延伸方式では、80~90℃の温度で1.3~2.0倍延伸した後、Tg以下の温度に冷却することなく、引き続き65~75℃の温度で1.6~2.4倍延伸することが好ましい。また、1段目の延伸倍率と2段目の延伸倍率との積で定義される合計倍率は、2.8~4.0倍であることが好ましい。なお、シートの加熱方法として、加熱ロール方式、赤外線輻射方式を採用することができる。
 1段目の延伸倍率が1.3倍未満、または二段目の延伸倍率が1.6倍未満であると、フィルムをボイルしたときの歪みが大きくなりやすい。一方、1段目の延伸倍率が2.0倍を超えると、縦方向の厚みムラが大きくなりやすく、2段目の延伸倍率が2.4倍を超えると、横延伸工程で破断しやすくなる。また、合計倍率が2.8倍未満であると縦方向の厚みムラが大きくなりやすく、合計倍率が4.0倍を超えると横延伸工程で破断しやすくなる。
 本発明では、縦延伸に引き続いて行うテンター式延伸機での横延伸は、延伸開始ゾーンの温度を最低延伸温度とし、後段のゾーン温度を順次高めて、延伸終了ゾーンの温度が最高温度となるような温度差延伸方式を用いることが好ましい。温度差延伸方式を用いれば、ボーイングが低減し、幅方向の物性差が小さい二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを得ることができ、さらにフィルムをボイルしたときの歪みも小さくなる。
 温度差延伸方式では、110~170℃の温度、好ましくは120~160℃の温度で横方向に2.8~4.5倍延伸するが、2ゾーン以上、好ましくは3ゾーン以上の異なる温度領域で延伸することが好ましい。
 延伸倍率が2.8倍未満であると、横方向の厚みムラが大きくなやすい。一方、4.5倍を超えると、横方向の熱収縮率が大きくなると共に、フィルムの両端部が白化または破断することがある。
 また、最高延伸温度が110℃未満であると、フィルムをボイルしたときの歪みが大きくなりやすい。一方、最高延伸温度が170℃を超えると、横方向の厚みムラが大きくなりやすい。
 本発明では、二軸延伸後の熱固定処理は、延伸終了温度に近い温度から徐々に昇温して、180℃~220℃の温度で行うことが好ましく、205~215℃の温度で行うことがさらに好ましい。
 熱固定処理の最高温度が180℃未満であると、フィルムの熱収縮率が大きくなるばかりでなく、ラミネート強度が小さくなる。一方、熱固定処理の最高温度が220℃を超えると、フィルムの衝撃強度が小さくなる。つまり、フィルムのラミネート強度と衝撃強度とが両立するように、熱固定処理の最高温度を設定することが重要である。
 本発明では、熱固定処理後に、2~10%横方向に緩和処理を行うことが好ましい。
 緩和率が2%未満であると、フィルムの熱収縮率が大きくなりやすい。一方、緩和率が10%を超えると、フィルムが熱風吹き出し口に接触して、フィルムがキズつきやすくなると共に、ボーイングが増大し、フィルムの幅方向の物性差が大きくなる。
 また、ボーイングによるフィルムの幅方向の物性差を大きくさせずに、横方向の熱収縮率を小さくするために、熱固定処理の最高温度に近い温度で一旦緩和処理を行った後、該緩和処理温度より20~30℃低い温度で再緩和処理を行うことが好ましい。なお、この場合の緩和率は、最初の緩和率と再緩和率との和で定義される。
 そして、テンター式延伸機とフィルムワインダーとの間で、縦方向の緩和処理を行えば、ボーイングが低減し、フィルムの幅方向の物性差がさらに小さくなる。
 本発明では、二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムは、いわゆる共押出法によって製造されても問題ない。共押出法での積層方法は、マルチマニホールドダイを用いるダイ内積層でもよく、フィードブロックを用いるダイ外積層でもよい。
 また、ロール式延伸機とテンター式延伸機との間で、易滑性、易接着性、ガスバリア性などを有する樹脂のコート液を塗布して、フィルムに各種の機能を付与してもよい。
 さらに、寸法安定性を良くするために、フィルムに調湿処理を施してもよい。加えて、フィルムと、印刷インキ、蒸着金属、蒸着金属酸化物、またはラミネートで使用する接着剤などとの接着性を向上させるために、フィルム表面にコロナ処理、プラズマ処理、火炎処理などを施してもよい。
 そして、フィルムワインダーで巻き取る際に切断したフィルムの両端部、スリッターで製品ロールに裁断する際に発生した製品ロールとならない部分などを粉砕した後、溶融して、または押し固めて作製した回収原料を、フィルムに50質量%程度含有させても、着色や異物の発生などの問題は起こらない。
 本発明では、接着剤を介して二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムと無延伸低密度ポリエチレンフィルムとを貼り合せた場合のラミネート強度が7N/15mm以上であり、かつ1℃でのゲルボフレックステストの欠点数が5個以下であるため、スープなどの小袋だけでなく、漬物袋、低温流通の水物袋、業務用途の大型水物袋にも適用できる。
 また、15μmの厚み構成で衝撃強度が0.9J以上であるため、低温環境下での水物袋の運搬、落下において、袋のシール部分の角部や袋以外の突起物が突き刺ささっても、袋に孔が開きにくい。
 そして、静摩擦係数が0.8以下であるため、製袋加工性が良好であり、ヘイズが4.5%以下であるため、透明性を生かした意匠性の高いデザインの包装材料に適用できる。
 次に上記のポリアミド系樹脂フィルムの表面に接着改質層を積層する方法につき説明する。なお、本発明において、「分散体」とは、エマルジョン、分散液または懸濁液のことをいい、「グラフト化」とは、重合体主鎖に、主鎖とは異なる重合体からなるグラフト部分を導入することをいい、「グラフト化ポリエステル」とは、ポリエステル主鎖に対してポリエステルとは異なる重合体からなるグラフト部分を有するポリエステルのことをいい、「水系溶媒」とは、主として水からなり、必要に応じて水性有機溶媒を含む溶媒をいう。ここで、水性有機溶媒とは、20℃における水に対する溶解性が10g/L以上のものが好ましく用いられ、さらに好ましくは20g/L以上、特に好ましくは50g/L以上である。具体的には、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール、n-アミルアルコール、イソアミルアルコール、sec-アミルアルコール、tert-アミルアルコール、1-エチル-1-プロパノール、2-メチル-1-ブタノール、n-ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸-n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸-sec-ブチル、酢酸-3-メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等のエステル類、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のグリコール誘導体、さらには、3-メトキシ-3-メチルブタノール、3-メトキシブタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセト酢酸エチル等が挙げられる。これら水性有機溶媒を1種または2種以上併用して使用することができる。
 本発明に用いられる接着改質層である共重合ポリエステル水系分散体は、グラフト化ポリエステルの粒子と、水および/または水性有機溶媒とを含み、半透明から乳白色の外観を呈する。このグラフト化ポリエステルは、ポリエステル主鎖と親水性基を有するラジカル重合性単量体により形成されるグラフト部分を有する。
共重合ポリエステル水系分散体中のグラフト化ポリエステル粒子の含有量は、通常、1質量%~50質量%、好ましくは3質量%~30質量%である。
 本発明においてグラフト化ポリエステルの主鎖として用い得るポリエステルは、好適には少なくともジカルボン酸成分とジオール成分とから合成される飽和または不飽和ポリエステルであり、得られるポリエステルは、1種の重合体または2種以上の重合体の混合物である。そして、本来ポリエステル単独では水に分散または溶解しないことが好ましい。本発明に用い得るポリエステルの重量平均分子量は5000~100000、好ましくは10000~50000である。重量平均分子量が5000未満であると乾燥塗膜の後加工性等の塗膜物性が低下する。ポリエステルの重量平均分子量が100000を超えると水分散化が困難となる。水分散化の観点からは100000以下が好ましい。
 前記ポリエステルのガラス転移温度は65℃以下、好ましくは30℃以下、より好ましくは10℃以下である。
 本発明に用い得るグラフト化ポリエステルのグラフト部分は、親水性基を有するか、または後で親水性基に変化させることができる基を有するラジカル重合性単量体を少なくとも1種含む単量体混合物由来の重合体が好ましい。
 グラフト部分を構成する重合体の重量平均分子量は500~50000、好ましくは4000~30000である。重量平均分子量500未満の場合、グラフト化率が低下しポリエステルへの親水性の付与が十分に行なわれなくなることがある。重量平均分子量の上限は溶液重合の重合性の点で50000が好ましい。
 前記グラフト部分を構成する重合体のガラス転移温度は30℃以下、好ましくは10℃以下である。
 前記グラフト部分を構成する重合体における親水性基含有単量体と親水性基を有しない単量体の含有比率は、グラフト化ポリエステルに導入する親水性基の量から決定されるが、質量比として95:5~5:95、好ましくは90:10~10:90、更に好ましくは80:20~40:60である。
 親水性基含有単量体としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシル基含有単量体、スルホン酸基含有単量体等が挙げられ、これら親水性基含有単量体を1種または2種以上併用して使用することができる。
 カルボキシル基含有単量体および/またはスルホン酸基含有単量体の導入方法としては、多価カルボン酸無水物やスルホン酸金属塩基含有モノマー等を前記ポリエステル重合時に共重合させることが挙げられる。多価カルボン酸無水物の具体例としては、無水トリメリット酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水1,8-ナフタル酸、無水1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサン-1,2,3,4-テトラカルボン酸-3,4-無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物等が挙げられ、これら1種または2種以上を併用することができる。また、スルホン酸基含有単量体の具体例としては、5-スルホナトイソフタル酸ナトリウム、5-スルホナトイソフタル酸カリウム、4-スルホナフタレン-2,7-ジカルボン酸ナトリウム、5〔4-スルホフェノキシ〕イソフタル酸ナトリウム等が挙げられ、これら1種または2種以上を併用することができる。
 親水性基含有単量体として、カルボキシル基含有単量体を用いる場合、グラフト化ポリエステルの総酸価は、600~4000eq/10g、好ましくは700~3000eq/10g、最も好ましくは800~2500eq/10gである。酸価が600eq/10g未満の場合、グラフト化ポリエステルを水および/または水性有機溶媒に分散させたときに粒子径の小さい共重合ポリエステル水系分散体が得難く、さらに分散安定性が低下する場合がある。酸価が4000eq/10gを超えると、共重合ポリエステル水系分散体から形成される接着改質層の耐水性が低下する場合がある。
 グラフト化ポリエステルにおけるポリエステル主鎖とグラフト部分との質量比は40:60~95:5、好ましくは55:45~93:7、更に好ましくは60:40~90:10である。
 ポリエステル主鎖が40質量%未満の場合、グラフト化ポリエステルの優れた加工性、耐水性、各種基材への優れた密着性を十分に発揮し得ない場合がある。一方、ポリエステルが95質量%を超えると、グラフト化ポリエステルに親水性を付与するグラフト部分の親水性基量が不足して、良好な水性分散体を得ることができない場合がある。
 本発明に用いられるグラフト化ポリエステルは固体状態で水系媒体に投入するか、または親水性溶媒に溶解後、水系媒体に投入することによって水分散化される。特に親水性を有するラジカル重合性単量体として、スルホン酸基およびカルボキシル基のような酸性基を用いた場合、グラフト化ポリエステルを塩基性化合物で中和することによって、平均粒子径500nm以下の微粒子として水に分散し、共重合ポリエステル水系分散体を調製することができる。
 本発明に用いられる接着改質層は、ポリアミド系樹脂フィルム基材の少なくとも片面に積層すれば良いが、両面に積層しても差し支えない。接着改質層は、上記共重合ポリエステル水系分散体を含む塗布液をポリアミド系樹脂フィルム基材上に付与することにより形成される。
 上記共重合ポリエステル水系分散体は、そのままで接着改質層を形成する塗布液として使用し得るが、さらに架橋剤(硬化用樹脂)を配合して硬化を行なうことにより、接着改質層に高度の耐水性を付与することができる。架橋剤(硬化用樹脂)としては、アルキル化フェノール類、クレゾール類等とホルムアルデヒドとの縮合物のフェノールホルムアルデヒド樹脂;尿素、メラミン、ベンゾグアナミン等とホルムアルデヒドとの付加物、この付加物と炭素原子数が1~6のアルコールからなるアルキルエーテル化合物等のアミノ樹脂;多官能性エポキシ化合物;多官能性イソシアネート化合物;ブロックイソシアネート化合物;多官能性アジリジン化合物;オキサゾリン化合物等を用い得る。これら架橋剤を1種または2種以上併用して使用することができる。
 架橋剤の配合量はグラフト化ポリエステルに対し5~40質量%が好ましい。
 接着改質層を形成するために、共重合ポリエステル水系分散体を含む塗布液をポリアミド系樹脂フィルム基材に塗布する方法としては、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式、バー方式、ディップ方式等公知の塗布方式を採用できる。
 塗布液の塗布量は、固形分として0.01~1g/m、好ましくは、0.02~0.5g/mになるよう塗布する。塗布量が0.01g/m未満になると、接着改質層と他層との十分な接着強度が得られない場合があり、1g/mを超えるとブロッキングが発生し、実用上に問題が生じる場合がある。
 接着改質層は、二軸延伸ポリアミド系樹脂フィルム基材に塗布するか、未延伸あるいは一軸延伸後のポリアミド系樹脂フィルム基材に塗布液を塗布した後、乾燥し、必要に応じて、更に一軸延伸、あるいはニ軸延伸後熱固定を行なって調製することができる。塗布液塗布後の乾燥温度としては150℃以上、好ましくは200℃以上で乾燥及び熱固定を行なうことにより塗膜が強固となり接着改質層とポリアミド系樹脂フィルム基材との接着性が飛躍的に向上する。
 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。なお、フィルムの評価は次の測定法によって行った。
(1)衝撃強度
 (株)東洋精機製作所(株)社製のフィルムインパクトテスターを使用し、温度23℃、相対湿度65%の環境下で10回測定し、その平均値で評価した。
(2)耐ピンホール性
 テスター産業(株)社製の恒温槽付ゲルボフレックステスターBE1006を使用し、下記の方法によりピンホール数を測定した。
 フィルムにポリエステル系接着剤〔東洋モートン(株)社製のTM-590(製品名)およびCAT-56(製品名)を質量比で6.25/1に混合したもの(固形分濃度23%)〕を乾燥後の樹脂固形分が3g/mとなるように塗布した後、線状低密度ポリエチレンフィルム(L-LDPEフィルム:東洋紡(株)社製、リックス(登録商標)L4102)40μmをドライラミネートし、40℃の環境下で3日間エージングを行い、ラミネートフィルムを得た。
 得られたラミネートフィルムを12インチ×8インチに裁断し、直径3.5インチの円筒状にし、円筒状フィルムの一端をゲルボフレックステスターの固定ヘッド側に、他端を可動ヘッド側に固定し、初期の把持間隔を7インチとした。
 ストロークの最初の3.5インチで440度のひねりを与え、その後2.5インチは直線水平運動で全ストロークを終えるような屈曲疲労を、40回/minの速さで1000回行い、ラミネートフィルムに発生したピンホール数を数えた。なお、測定は1℃の環境下で行った。上記測定を3回行い、その平均値で評価した。
(3)ヘイズ
 (株)東洋精機製作所社製の直読ヘイズメーターNo.206を使用し、JIS-K-7105に準拠し測定した。
 ヘイズ(%)=〔Td(拡散透過率%)/Tt(全光線透過率%)〕×100で算出した。
(4)静摩擦係数
 押出工程で冷却ロールと接触しない面どうしを合わせて静摩擦係数をJIS-K-7125に準拠し、温度23℃、相対湿度65%RHの環境下で測定した。
(5)ラミネート強度
 フィルムの厚み方向の耐凝集破壊強度を把握するために、ラミネート強度を測定した。
 耐ピンホール性評価の説明に記載したラミネートフィルムを幅15mm×長さ100mmの短冊状に切断し、ラミネートフィルムの一端を二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムと線状低密度ポリエチレンフィルムとの界面で剥離し、東洋ボールドウィン(株)製テンシロンUMTII-500型を用い、温度23℃、相対湿度65%RH、引張り速度200mm/分、剥離角度90°の条件下でラミネート強度を5回測定し、その平均値で評価した。
 (6)熱水処理後の水付着条件下でのラミネート強度
上記ラミネートフィルムを90℃の熱水中に30分間浸漬させた後、室温下に約30秒放置した後、 二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムと上記ポリエチレンフィルムとの界面に水を噴射しつつ、上記同様の方法をもってラミネート強度を5回測定し、その平均値で評価した。
(7)ボイル後の白化
 耐ピンホール性評価の説明に記載したラミネートフィルムから、12cm×12cm(各辺のシール幅1cm)を2枚切り出し、三方をシールした後、水100mlを充填し、さらにシールして四方シール袋を作製した。95℃×30分の条件で煮沸した後、冷水中に漬け置きフィルムの外観を観察した。
 「接着改質層形成用の塗布液(共重合ポリエステル水系分散液)の調製」
 <ポリエステルAの調製>
 攪拌機、温度計、部分環流式冷却器を具備したステンレススチール製オートクレーブにジメチルテレフタレート466部、ジメチルイソフタレート466部、ネオペンチルグリコール401部、エチレングリコール443部、及びテトラ-n-ブチルチタネート0.52部を仕込み、160~220℃で4時間かけエステル交換反応を行なった。次いでフマール酸23部を加え、200℃から220℃まで1時間かけ昇温し、エステル化反応を行なった。次いで255℃まで昇温し、反応系を徐々に減圧した後0.2mmHgの減圧下で1時間30分攪拌しながら反応させてポリエステルAを得た。得られたポリエステルAのガラス転移温度60℃、重量平均分子量は12000であった。
 上記ポリエステルAの組成は、
ジカルボン酸成分
テレフタル酸 48モル%
イソフタル酸 48モル%
フマール酸 4モル%
ジオール成分
 ネオペンチルグリコール 50モル%
 エチレングリコール 50モル%
である。
 <ポリエステル水系分散体Aの調製>
 攪拌器、温度計、環流装置、定量滴下装置を備えた反応器に、上記ポリエステルA75部とメチルエチルケトン56部、イソプロピルアルコール19部とを入れ65℃で加熱、攪拌し樹脂を溶解した。樹脂が完溶した後、メタクリル酸17.5部とアクリル酸エチル7.5部の混合物と、アゾビスジメチルバレロニトリル1.2部とを25部のメチルエチルケトンに溶解した溶液を0.2ml/分でポリエステル溶液中に滴下し、滴下終了後更に2時間攪拌した。反応溶液から分析用のサンプリング(5g)を行った後、水300部とトリエチルアミン25部を反応溶液に加え、1時間攪拌してグラフト化ポリエステルの分散体を調製した。その後得られた分散体の温度を100℃に上げ、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、過剰のトリエチルアミンを蒸留により留去してポリエステル水系分散体Aを得た。
 <接着改質層形成用の塗布液Aの調製>
 しかる後、上記の分散体Aを固形分濃度5%になるよう水で希釈して接着改質層形成用の塗布液(ポリエステル水系分散液)Aを得た。
 <ポリエステル水系分散体Bの調製>
 上記で得られたポリエステルAを90部、メタクリル酸7.0部、アクリル酸エチル3.0部、アゾビスジメチルバレロニトリル0.48部と変更した以外は上記同様の調製によりポリエステル水系分散体Bを得た。
 <接着改質層形成用の塗布液Bの調製>
 しかる後、分散体Bを固形分濃度5%となるように水で希釈して接着改質層形成用の塗布液Bを得た。
 <ポリエステルBの調製>
 ジメチルテレフタレート457部、ジメチルイソフタレート452部、ジメチル-5-ナトリウムスルホイソフタレート7.4部に変更した以外は上記ポリエステルAと同様の方法でポリエステルBを得た。得られたポリエステルBはガラス転移温度62℃、重量平均分子量12000であった。
上記ポリエステルBの組成は、
ジカルボン酸成分
テレフタル酸 49モル%
イソフタル酸 48.5モル%
5-ナトリウムスルホイソフタル酸 2.5モル%
ジオール成分
 ネオペンチルグリコール 50モル%
 エチレングリコール 50モル%
である。
 <接着改質層形成用の塗布液Cの調製>
 このポリエステルBを100部として、メタクリル酸やアクリル酸エチル、アゾビスメチルバレロニトリル等の成分を添加していない共重合ポリエステル水系分散体Cを塗布液Aと同様の方法により得た後、分散体Cを固形分濃度5%になるように水で希釈して接着改質層形成用の塗布液Cを得た。
 「ポリアミド樹脂」
 チップAは、回分式重合缶を用い、ε-カプロラクタムの開環重合によって得られたナイロン6〔東洋紡(株)社製、グラマイド(登録商標)T-810〕であり、相対粘度は、20℃の測定値(96%濃硫酸溶液使用時)で2.8であった。また、ガラス転移温度Tg、低温結晶化温度Tc、および融点Tm(チップを溶融急冷し、粉砕したものを、昇温速度10℃/分とした示差走査型熱量計で測定)は、それぞれ40℃、68℃、および225℃であった。
 チップBは、二軸ベント式押出機で、チップA95.0質量%およびエチレンビスステアリン酸アミド〔共栄社化学(株)社製ライトアマイドWE-183(製品名)〕5.0質量%を溶融混練した後、ストランドカット法で切断して作製した。
 チップCは、二軸ベント式押出機で、チップA95.0質量%および多孔質凝集シリカ〔富士シリシア化学(株)製、サイリシア350(製品名)、細孔容積1.6ml/g、平均粒子径3.9μm〕5.0質量%を溶融混練した後、ストランドカット法で切断して作製した。
 チップA~Cの特性を表1に示す。
[表1]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 「ポリアミド系ブロック共重合体(エラストマー)」
 エラストマーA~Pは、表2に示すポリアミド系ブロック共重合体組成表に順じて重合した。攪拌機、温度計、トルクメーター、圧力計、窒素ガス導入口、圧力調整装置およびポリマー取り出し口を備えた70リットルの圧力容器に、ハード部としてε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン、またはω-ラウリルラクタム、結合部としてアジピン酸〔宇部興産(株)社製アジピン酸(製品名)〕を下記のポリオキシアルキレングリコールと同モル、ソフト部としてポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、またはポリオキシエチレングリコールを仕込み、容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを流速300リットル/分で供給しながら徐々に加熱を行った。3時間かけて室温から230℃まで昇温し、230℃で6時間重合を行った。加熱を始めてから容器内の圧力は0.05MPaに調整した。
[表2]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 次に、攪拌を停止しポリマー取出し口から溶融状態のポリマーをストランド状に抜き出し、水中カット法で切断して、エラストマーA~Pを作製した。
 「フィルムの製造方法」
 ダブルコーン型減圧ブレンダーで水分率が0.09質量%となるように調整したポリアミド系樹脂混合物を、コア層用単軸押出機およびスキン層用単軸押出機に供給して溶融させた後、フィードブロックでスキン層A/コア層B/スキン層Aの構成に積層してTダイからシート状に押出し、静電密着法で40℃に温調した冷却ロールに密着させて約200μmの未延伸シートを得た。
 なお、静電密着は、先端曲率半径0.04mm、直径2mm、長さ30mmのタングステン製の針を1mmピッチで埋め込んだ電極に8kVの直流電圧を印加して行った。
 得られた未延伸シートを、ロール式延伸機に導き、ロールの周速差を利用して、80℃で縦方向に1.8倍延伸した後、70℃でさらに1.8倍延伸した。しかる後、縦延伸後のフィルム表面の片面に、上記の接着改質層形成用のそれぞれの塗布液をグラビア方式で連続的に塗布した。塗布液の塗布量は、0.2g/mの接着改質層が形成されるように調製した。
引き続き、この一軸延伸フィルムを連続的にテンター式延伸機に導き、110℃のゾーンで予熱した後、横方向に120℃のゾーンで1.2倍、130℃のゾーンで1.7倍、160℃のゾーンで2.0倍延伸して、180℃のゾーンおよび210℃のゾーンを通過させて熱固定処理した後、210℃のゾーンで3%および185℃のゾーンで2%の緩和処理を行い、120℃のゾーンおよび60℃のゾーンを通過させて冷却し、フィルムワインダーに導き、両端部を切断除去して巻き取り、厚みが15μmの二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを得た。スキン層Aおよびコア層Bの層構成比率を表3に示す。
[表3]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
 実施例1~17、比較例1~11
 表1に示したポリアミド樹脂と、表2に示したポリアミド系ブロック共重合体とを用い、表3のように混合して、上記のフィルム製造方法により、実施例1~17および比較例1~11の各二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムを得た。
 そして、得られた各二軸延伸ポリアミド系樹脂フィルムを用い、ラミネート強度、ゲルボフレックステストでの耐ピンホール性、ヘイズ、衝撃強度、静摩擦係数、ボイル後の白化を評価した。実施例1~17の評価結果を表4に示し、比較例1~11の評価結果を表5に示す。
[表4]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
 表4より、実施例1~17のフィルムは、ラミネート強度、熱水処理後の水漬状態でのラミネート強度、ゲルボフレックステストでの耐ピンホール性、ヘイズ、衝撃強度、静摩擦係数、およびボイル処理後の外観に優れることが分かる。一方、表5より、比較例1~11のフィルムは、ラミネート強度と耐ピンホール性とが両立しないか、透明性が劣るか、またはボイル処理後に白化してしまうかのいずれかであることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 本発明の二軸延伸ポリアミド樹脂フィルムは、上記のごとく優れた性能を有しているので、スープなどの小袋だけでなく、漬物袋、業務用途の大型水物袋、バッグ・イン・ボックスに適用でき、さらに意匠性の高いデザインの包装材料にも適用できる。

Claims (4)

  1.  少なくとも片面に共重合ポリエステルを含有する接着改質層が積層されており、ポリアミド樹脂とポリアミド系ブロック共重合体1~5質量%とを含む二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムであって、該ポリアミド系ブロック共重合体は、ハード部が炭素数4~10の環状ラクタムの残基からなり、ソフト部が数平均分子量500~3000のポリオキシプロピレングリコールまたはポリオキシテトラメチレングリコールの残基からなり、かつ前記ハード部の含有量X、並びに前記ソフト部の含有量Yと数平均分子量Mnとが、下記の式(1)および式(2)を満足することを特徴とする二軸配向ポリアミド系樹脂フィルム。
      X+Y=100(質量部)・・・(1)
      478.74×Mn-0.2989≦Y≦93(質量部)・・・(2)
  2. 前記二軸配向ポリアミド系樹脂フィルムが、エチレンビスステアリン酸アミドを0.05~0.30質量%含有し、細孔容積が1.0~1.8ml/g、かつ平均粒子径が2.0~7.0μmの多孔質凝集シリカを0.3~0.8質量%含有することを特徴とする請求項1に記載の二軸配向ポリアミド系樹脂フィルム。
  3. 前記二軸配向ポリアミド樹脂フィルムの層構成が、単層または2層以上の積層構成を有し、有機滑剤を0.05~0.30質量%含有してなることを特徴とする請求項1または2に記載の二軸配向ポリアミド系樹脂フィルム。
  4. 前記接着改質層が、共重合ポリエステル系水分散体を含む塗布液を塗布することにより形成されていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の二軸配向ポリアミド樹脂フィルム。
     
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