JP2001001398A

JP2001001398A - 二軸延伸ポリアミドフィルム及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001001398A
Application number: JP17676199A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Shiba; 智子志波; Yasumasa Fukushima; 康正福島; Takuya Sakaki; 卓也榊
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】二軸延伸ポリアミドフィルムの優れた性質を
損なうことなく、高湿度下での吸湿のび率が低く、かつ
熱水収縮率が小さい二軸延伸ポリアミドフィルム及びそ
の製造法を提供する。【解決手段】フィルムの幅方向（ＴＤ）のすべての位
置で、１００℃で５分間熱水処理したときのＴＤ方向の
熱水収縮率（ＢＳ）が４．０％以下で、かつ下記式で
定義される吸湿不可逆伸び率（ＩＥ）が０．５％以下で
ある二軸延伸ポリアミドフィルム。ＩＥ（％）＝〔（ｌ₂ −ｌ₀ ）／ｌ₀ 〕×１００ここで、フィルムを放置する環境を２０℃４０％ＲＨ→
２０℃６５％ＲＨ→２０℃４０％ＲＨと変化させたと
き、最初の４０％ＲＨのときのフィルム長がｌ₀であ
り、再度４０％ＲＨにしたときのフィルム長がｌ₂ であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばポリエチレ
ンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂シートにラ
ミネートし、食品用包装材料として好適に利用できる二
軸延伸ポリアミドフィルム及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】二軸延伸ポリアミドフィルムは、良好な
機械的特性、光学的特性、寸法安定性、ガスバリア性、
印刷特性等を有することから、食品その他の包装材料用
フィルムとして様々の分野で使用されている。しかし、
これらのポリアミドフィルムは、湿度の高い環境下では
フィルムが吸湿して伸びしわが生じるため、ラミネート
加工後の印刷図柄が歪むという問題があった。また、レ
トルト処理時にフィルムが収縮して製品が変形するとい
う問題があった。

【０００３】吸湿伸び歪みを制御する方法としては、例
えば特開平8-197619号公報には、無定形の未延神ポリア
ミドフィルムを逐次二軸延伸する際に、２段分割してMD
延伸した後、TD延伸し、かつその延伸温度を制御するこ
とにより、延伸応力を低下させ、吸湿図柄歪を低減する
方法が提案されている。しかし、この方法では、その後
熱処理する際のリラックス率が大きいので、吸湿不可逆
伸びが大きくなるという問題があった。

【０００４】また、特開平4-173229号には、未延神ポリ
アミドフィルムをTD延伸及びMD延伸した後、TDリラック
スと熱固定、及びMDリラックスと熱固定し、続いて水蒸
気下で熱固定を行うという方法が提案されている。しか
し、この方法は工程が複雑で、安定した品質のポリアミ
ドフィルムが得られないという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解消するものであり、二軸延伸ポリアミドフ
ィルムの優れた性質を損なうことなく、高湿度下での吸
湿のび率が低く、かつ熱水収縮率が小さい、保存安定性
に優れた二軸延伸ポリアミドフィルム及びその製造法を
提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達
した。すなわち、本発明の要旨は次の通りである。 (1) フィルムの幅方向（TD方向）のすべての位置で、10
0 ℃で５分間熱水処理したときのTD方向の熱水収縮率
（BS）が 4.0％以下で、かつ下記式で定義される吸湿
不可逆伸び率（IE）が 0.5％以下であることを特徴とす
る二軸延伸ポリアミドフィルム。 IE(%) ＝〔（l₂− l₀）／ l₀〕× 100 ここで、フィルムを放置する環境を20℃40％RH→20℃65
％RH→20℃40％RHと変化させたとき、最初の40％RHのと
きのフィルム長がl₀であり、再度40％RHにしたときのフ
ィルム長がl₂である。 (2) 実質的に未配向のポリアミドフィルムを進行方向
（MD方向）及び幅方向（TD方向）に逐次二軸延伸し、定
巾で熱処理した直後に（Tm−30）℃〜（Tm−10）℃の温
度範囲でTD方向に１〜４％リラックスすることを特徴と
する上記(1) 記載の二軸延伸ポリアミドフィルムの製造
方法。ここで、Tmは二軸延伸ポリアミドフィルムの融点であ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【０００８】本発明のポリアミドフィルムは、フィルム
の幅方向（TD方向）のすべての位置で、100 ℃で５分間
熱水処理したときのTD方向の熱水収縮率（BS）が 4.0％
以下で、かつ上記式で定義される吸湿不可逆伸び率
（IE）が 0.5％以下であることが必要である。熱水収縮
率（BS）が 4.0％より大きい場合には、フィルムをレト
ルト処理する際にフィルム収縮が大きくなり、製品が変
形するので好ましくない。また、吸湿不可逆伸び率（I
E）が 0.5％より大きい場合には、湿度の高い環境下で
はフィルムが吸湿して伸びしわが生じるため、ラミネー
ト加工後の印刷図柄が歪む等の問題が生じ好ましくな
い。

【０００９】吸湿伸びには、不可逆伸びと可逆伸びの２
種類がある。すなわち、不可逆伸びとは、フィルムの吸
湿率を一度上げたときに起る伸びであるが、その後吸湿
率を低減させてもフィルム長が殆ど伸縮しないという伸
びである。一方、可逆伸びとは、フィルムの吸湿率を上
げたときに起る伸びであるが、その後吸湿率を低減する
とフィルム長が短くなり、吸湿率を再度増加させるとフ
ィルム長が再度長くなるという伸びである。吸湿による
伸びを低減するためには、不可逆伸びと可逆伸びのうち
の少なくとも一方、好ましくは両方を低減する必要があ
るが、本発明は不可逆伸びの低減を目的とするものであ
る。

【００１０】なお、吸湿不可逆伸びはフィルムを圧縮し
た際の歪みにともなう残留応力の解放が原因であり、一
方、熱水収縮はフィルムを伸長した際の歪みにともなう
残留応力の解放が原因である。そして、吸湿不可逆伸び
率(IE)を小さくすると熱水収縮率(BS)が大きくなり、熱
水収縮率(BS)を小さくすると吸湿不可逆伸び率(IE)が大
きくなるという相反する性質をもつ。本発明は、これら
の両物性を同時に満足する、高湿度下での寸法安定性に
優れた二軸延伸ポリアミドフィルムを提案するものであ
る。

【００１１】本発明において使用されるポリアミドとし
ては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイ
ロン６９、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン
１１、ナイロン１２、ポリメタキシリレンアジパミド
（ナイロンＭＸＤ６）の単独重合体もしくはこれらの共
重合体又はこれらの混合体が挙げられる。中でもナイロ
ン６、ナイロン６６の単独重合体が好ましく、ナイロン
６の単独重合体が生産性や性能面で特に好ましい。

【００１２】上記のポリアミドの相対粘度は特に制限さ
れるものではないが、溶媒として96％硫酸を用い、温度
25℃、濃度１g/dlの条件で測定した相対粘度が 1.5〜5.
0 の範囲のものが好ましい。この相対粘度が 1.5未満の
ものは、フィルムの力学的特性が著しく低下し、5.0 を
超えるものは、フィルムの製膜性に支障をきたすように
なる。

【００１３】また、二軸延伸ポリアミドフィルムには、
本発明の特性を損なわない範囲において、顔料、熱安定
剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃剤、可塑剤、離形剤、強
化剤等が配合されていてもよい。例えば、熱安定剤や酸
化防止剤としては、ヒンダードフェノール類、燐化合
物、ヒンダードアミン類、硫黄化合物、銅化合物、アル
カリ金属ハロゲン化物等が挙げられる。

【００１４】さらに、フィルムのスリップ性を向上させ
るために各種無機系滑剤や有機滑剤が配合されていても
よい。これらの滑剤としては、クレー、タルク、炭酸カ
ルシウム、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリカ、アルミ
ナ、酸化マグネシウム、珪酸カルシウム、アルミン酸ナ
トリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸マグネ
シウム、ガラスバルーン、カーボンブラック、酸化亜
鉛、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイ
ド等が挙げられる。

【００１５】次に、本発明の二軸延伸ポリアミドフィル
ムの製造方法について説明する。すなわち、本発明の方
法においては、まず初めに、実質的に未配向のポリアミ
ドフィルムを、進行方向（MD方向）及び幅方向（TD方
向）に逐次二軸延伸する。この際、延伸倍率は、MD方向
に 2.0〜4.0 倍の範囲、TD方向に 3.0〜5.0 倍の範囲、
かつMD×TDの総延伸倍率で 6.0〜12倍の範囲内で適宣選
択することができる。MD方向又はTD方向の延伸倍率が上
記範囲の倍率より小さい場合や、総延伸倍率が 6.0倍未
満の場合には、得られる延伸フィルムの力学的特性が著
しく劣るものとなる。一方、MD方向又はTD方向の延伸倍
率が上記範囲の倍率より大きい場合や、総延伸倍率が12
倍より大きい場合には、フィルムの延伸切断が発生しや
すくなる。

【００１６】次に、逐次二軸延伸されたポリアミドフィ
ルムの寸法安定性の改善のために定巾で熱処理を行う。
延伸直後に急激に温度を上げすぎると、ボーイング現象
等の異方性が生じるため、通常は複数のゾーンに分かれ
たテンター内の温度を徐々に上げて熱処理が行われてい
るが、本発明の方法においては、熱処理温度は (Tm−8
0) ℃〜(Tm −10) ℃の範囲で順次に温度を上げて行う
ことが好ましい。

【００１７】本発明の方法においては、引き続いて、熱
処理を行った直後のゾーンで（Tm−30）℃〜（Tm−10）
℃の温度範囲でTD方向に１〜４％リラックスすることが
必須要件である。リラックス時の温度が（Tm−30) ℃よ
り低い場合には、リラックスに伴う残留応力が大きく、
吸湿不可逆伸び率(IE)は 0.5％より高くなる。一方、リ
ラックス時の温度が（Tm−10) ℃より高い場合には、ボ
ーイング現象等の異方性が生じる。また、リラックス率
が４％より大きい場合には、リラックスに伴う残留応力
が大きくなり、吸湿不可逆伸び率(IE)は 0.5％より高く
なる。一方、リラックス率が１％未満の場合には、TD方
向の延伸時に発生した応力の緩和が十分でないため、熱
水収縮率(BS)が 4.0％より大きくなる。

【００１８】そして、TDリラックス処理を施した後に、
100 ℃程度で冷却し、目的とする厚みの二軸延伸ポリア
ミドフィルムを得る。フィルムの厚みは特に限定されな
いが、包装用途に使用する場合には、厚みは10μｍ〜25
μｍの範囲のものが好ましい。

【００１９】また、得られた二軸延伸ポリアミドフィル
ムは、必要に応じてコロナ放電処理、メッキ処理、清浄
処理、染色処理、金属蒸着、各種のコーティング等の物
理化学的処理を施してもよいし、他の材料と積層しても
よい。

【００２０】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。なお、実施例及び比較例で用いた測定法は次
の通りである。

【００２１】(a）熱水収縮率（BS）ロール状に巻取られた二軸延伸ポリアミドフィルムを、
20℃65％RHの部屋でその表層部を除去して、内部より全
幅の試料をサンプリングし、３時間調湿した後、フィル
ムのTD方向に対して10cm間隔毎に、TD方向に10cmの評線
（l₀）を入れる。その後、この試料を 100℃の沸騰水で
５分間処理し、再度20℃65％RHの部屋で３時間調湿した
後、各位置での評線の長さl₁を測定した。熱水収縮率
（BS）は、次式より求めた。 BS(%) ＝〔（l₀− l₁）／ l₀〕× 100 (b) 不可逆伸び率（IE）ロール状に巻取られた二軸延伸ポリアミドフィルムを、
20℃40％RHの部屋でその表層部を除去して、内部より全
幅の試料をサンプリングし、３時間調湿した後、フィル
ムのTD方向に対して10cm間隔毎に、TD方向に10cmの評線
（l₀）を入れる。その後、この試料を20℃65％RHの部屋
で３時間調湿した後、再度20℃40％RHの部屋で３時間調
湿し、各位置での評線の長さl₂を測定した。不可逆伸び
率（IE）は、次式より求めた。 IE(%) ＝〔（l₂− l₀）／ l₀〕× 100 (c）融点（Tm）二軸延伸ポリアミドフィルムの中央部付近から１〜２cm
角の範囲でサンプリングを行い、フィルム試料６〜８mg
をＤＳＣサンプルパンに入れ、Perkin Elmer社製 DSC-7
を使用し、窒素中、昇温速度10℃／分で、20℃から 280
℃まで測定を行い、融点を求めた。 (d) 相対粘度ポリアミド樹脂のペレットを、濃度が１g/dlになるよう
に96％硫酸に溶解し、温度25℃の条件で測定した。

【００２２】実施例１相対粘度 3.0のナイロン６を乾燥後、押出機に投入し、
260 ℃に加熱したシリンダー内で溶融後、Ｔダイよりフ
ィルム状に溶融押出した後、エアーナイフキャスト法に
より表面温度10℃の回転ドラムに密着させて急冷し、厚
さ 150μｍの未延伸フィルムを得た。次に、この未延伸
フィルムを周速の異なる加熱ローラ群からなるMD延伸機
により、温度53〜62℃、延伸倍率 2.7倍でMD延伸した。
次に、このMD延伸フィルムをテンターに導入し、予熱部
にて60℃でフィルム延伸のための予熱を施した後、温度
90℃で延伸倍率 3.8倍でTD延伸して、Tm 222℃の二軸延
伸ポリアミドフィルムを得た。この後、複数に分かれた
テンター内で徐々に温度を上げて最高到達温度 211℃で
熱処理した後、引き続いて 210℃でTD方向に２％のリラ
ックスを施し、100 ℃冷却して、厚さ15μｍの二軸延伸
ポリアミドフィルムを得た。この二軸延伸ポリアミドフ
ィルムの熱水収縮率（BS）及び不可逆伸び率（IE）の値
を表１に示す。

【００２３】実施例２ TD方向のリラックス率を４％にした以外は、実施例１と
同様にして二軸延伸ポリアミドフィルムを得た。

【００２４】実施例３ 200 ℃でTD方向に４％のリラックスを施した以外は、実
施例１と同様にして二軸延伸ポリアミドフィルムを得
た。

【００２５】比較例１ TD方向のリラックス率を０％にした以外は、実施例１と
同様にして二軸延伸ポリアミドフィルムを得た。

【００２６】比較例２ TD方向のリラックス率を５％にした以外は、実施例１と
同様にして二軸延伸ポリアミドフィルムを得た。

【００２７】比較例３ 185 ℃でTD方向に４％のリラックスを施した以外は、実
施例１と同様にして二軸延伸ポリアミドフィルムを得
た。

【００２８】実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた
二軸延伸ポリアミドフィルムの熱水収縮率（BS）及び不
可逆伸び率（IE）の値を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、操業性に優れ、高湿度
下での寸法安定性が改善された二軸延伸ポリアミドフィ
ルムを得ることができる。そのため、レトルト食品用の
包装材料として特に好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3E086 BA04 BA15 BA33 BB01 BB41 BB62 BB68 CA03 4F210 AA29 AD08 AG01 AH81 QC06 QG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルムの幅方向（TD方向）のすべての
位置で、100 ℃で５分間熱水処理したときのTD方向の熱
水収縮率（BS）が 4.0％以下で、かつ下記式で定義さ
れる吸湿不可逆伸び率（IE）が 0.5％以下であることを
特徴とする二軸延伸ポリアミドフィルム。 IE(%) ＝〔（l₂− l₀）／ l₀〕× 100 ここで、フィルムを放置する環境を20℃40％RH→20℃65
％RH→20℃40％RHと変化させたとき、最初の40％RHのと
きのフィルム長がl₀であり、再度40％RHにしたときのフ
ィルム長がl₂である。
【請求項２】実質的に未配向のポリアミドフィルムを
進行方向（MD方向）及び幅方向（TD方向）に逐次二軸延
伸し、定巾で熱処理した直後に（Tm−30）℃〜（Tm−1
0）℃の温度範囲でTD方向に１〜４％リラックスするこ
とを特徴とする請求項１記載の二軸延伸ポリアミドフィ
ルムの製造方法。ここで、Tmは二軸延伸ポリアミドフィ
ルムの融点である。