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二軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法 - ユニチカ株式会社
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発明の名称 二軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−296854
公開日 平成10年(1998)11月10日
出願番号 特願平9−105751
出願日 平成9年(1997)4月23日
代理人
発明者 山岸 健一 / 西本 彰二 / 稲垣 まどか
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ポリアミド(A)85.0〜99.9重量%と、エチレン95〜60重量%、無水マレイン酸 0.1〜10重量%およびn−ブチルアクリレート 4.9〜30重量%からなるエチレン系共重合体(B)15.0〜0.1 重量%を配合した樹脂組成物を原料として用いて製膜した未延伸フィルムを、縦及び横方向に逐次に延伸することにより二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する方法において、延伸倍率として縦方向に 2.7〜3.3 倍、横方向に 3.0〜4.0 倍とし、かつ、横方向の延伸倍率を縦方向の1〜 1.3倍とすることを特徴とする二軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐衝撃性に優れた二軸延伸ポリアミドフィルムを逐次二軸延伸法により製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】二軸延伸ポリアミドフィルムは、機械的特性、光学的特性、熱的特性、ガスバリアー性をはじめとして、耐摩耗性、耐衝撃性、耐ピンホール性などに優れており、食品その他の包装材料用フィルムとして広く利用されている。しかしながら、耐ピンホール性や耐衝撃性は温度依存性が大きく、−5℃以下の低温下で使用される場合、落下や、外部あるいは内容物による突き刺しによりピンホールや破れが発生して内容物の漏れ出しなどのトラブルがおこる場合があり問題であった。
【0003】このような問題を解決するために、ポリアミド95.0〜99.9重量%と、エチレン、無水マレイン酸および不飽和カルボン酸のアルキルエステルからなるエチレン系共重合体 0.1〜5.0 重量%を混合した樹脂組成物を原料として用い、フラット式同時二軸延伸法を用いて製造した耐ピンホール性に優れた二軸延伸ポリアミドフィルムが提案されている(特公平7−15059号公報)。
【0004】ところで、二軸延伸ポリアミドフィルムを製造するための二軸延伸方法としては、チューブラ法、フラット式同時二軸延伸法、およびフラット式逐次二軸延伸法がある。チューブラ法は、機械サイズがコンパクトであり、装置の設備コストが比較的安い点で有利であるが、フィルムの厚み精度を高めることがむずかしい。また、フラット式同時二軸延伸法は、ポリアミドやポリブチレンテレフタレート(PBT)のような結晶化速度の速い樹脂を使用する場合に有効な延伸法であり、パンタグラフ方式のものが実用化されているが、延伸条件を変更しにくいことや生産速度が上げにくいことが問題である。
【0005】上記の前二者の延伸方法に対して、逐次二軸延伸法は、延伸倍率の変更が容易であり、生産速度の高速化が可能であり、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムや二軸延伸ポリプロピレンフィルムなどの製造方法として幅広く利用されている。しかし、ポリアミド樹脂は結晶化速度が速いため、逐次二軸延伸法を用いることは困難であり、ポリアミド樹脂原料を変性することにより実用化されているのが現状であり、上記の特公平7−15059号公報においても逐次二軸延伸法による具体的な製造条件は記載されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、逐次二軸延伸法により、耐衝撃性に優れた二軸延伸ポリアミドフィルムを安定して製造する方法を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリアミドに特定のエチレン系共重合体を配合した原料を用い、逐次二軸延伸法により、特定の延伸条件を採用することにより、優れた耐衝撃性を有する二軸延伸ポリアミドフィルムを製造することができることを見いだし本発明に到達した。
【0008】すなわち、本発明の要旨は次の通りである。ポリアミド(A)85.0〜99.9重量%と、エチレン95〜60重量%、無水マレイン酸 0.1〜10重量%およびn−ブチルアクリレート 4.9〜30重量%からなるエチレン系共重合体(B)15.0〜0.1 重量%を配合した樹脂組成物を原料として用いて製膜した未延伸フィルムを、縦及び横方向に逐次に延伸することにより二軸延伸ポリアミドフィルムを製造する方法において、延伸倍率として縦方向に 2.7〜3.3 倍、横方向に 3.0〜4.0 倍とし、かつ、横方向の延伸倍率を縦方向の1〜 1.3倍とすることを特徴とする二軸延伸ポリアミドフィルムの製造方法。
【0009】
【発明の実施形態】以下、本発明を詳細に説明する。本発明におけるポリアミドとは、配向結晶性を有するポリアミドが主であるが特に限定されるものではなく、分子内にアミド結合(−CONH−)を有する熱可塑性高分子化合物であり、ポリε−カプラミド(ナイロン6)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリアミノウンデカミド(ナイロン11)、ポリラウリルアミド(ナイロン12)、および、それらの共重合物などが含まれる。これらの中で特に、本発明に好適なポリアミドとしては、コストパフォーマンスに優れるナイロン6を挙げることができる。
【0010】本発明におけるエチレン系共重合体中の無水マレイン酸成分は、 0.1〜10重量%、好ましくは 0.5〜5.0 重量%、最適には 1.0〜2.0 重量%である。
【0011】無水マレイン酸成分が 0.1重量%より少ないと得られる共重合体のポリアミドへの親和性が不十分となり、得られる二軸延伸フィルムの透明性や耐衝撃性が低下する。また、無水マレイン酸成分が10重量%を超えると溶融押出時にゲルが多量に発生しフィルター昇圧速度が速くなり生産性の低下につながる。
【0012】本発明におけるエチレン系共重合体中のn−ブチルアクリレート成分は 4.9〜30重量%、好ましくは10〜20重量%である。
【0013】n−ブチルアクリレート成分が 4.9重量%より少ないと、得られる共重合体の耐衝撃性の改善効果が不十分であり、30重量%を超えて共重合しても耐衝撃性の改善効果が飽和し、かえって透明性が低下するため好ましくない。
【0014】本発明におけるポリアミド(A)とエチレン系共重合体(B)の混合割合は、Aが85.0〜99.9重量%に対して、Bが15.0〜 0.1重量%であり、さらに好ましくはAが95〜99.5重量%に対して、Bが5〜 0.5重量%である。Bが15.0重量%より多い場合には、二軸延伸フィルムの透明性が損なわれ、また、溶融時のゲルの生成量が増加し、フィルター昇圧速度が速くなり生産効率が低下し、Bが 0.1重量%より少ない場合には、ポリアミドとの組成物からなる二軸延伸フィルムの耐衝撃性が不十分となる。
【0015】これらのポリアミドには必要に応じ、フィルムの性能に悪影響を与えない範囲で、滑剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、無機微粒子等の各種添加剤を添加することができる。
【0016】本発明においては、ポリアミドとエチレン系共重合体の混合物を押出機で加熱溶融してTダイより未延伸シートを押し出すが、ポリアミドとエチレン系共重合体の混合方法は特に限定されるものではなく、AとBをブレンドした後、押出機で溶融混練してペレットを得た後、再溶融して押し出す方法や、単にAとBをブレンドした後、押出機で溶融押出する方法など公知の方法を用いることができる。
【0017】本発明において、実質的に無定形、無配向の未延伸シートは、ポリアミドとエチレン系共重合体の混合物を押出機で加熱溶融してTダイからフィルム状に押出し、エアーナイフキャスト法、静電印加キャスト法等の公知のキャスティング法で回転する冷却ドラム上で急冷製膜して得ることができる。
【0018】次に、未延伸シートを周速の異なる加熱ローラ群からなるローラ式縦延伸機で、延伸のための予熱を行った後、未延伸シートのガラス転移点以上の温度に加熱された延伸ロールと、フィルム冷却のための冷却ロールとの間で縦延伸を施し、引き続いて、テンターに導き50〜70℃の温度で予熱を行った後、温度60〜 110℃で横延伸する。
【0019】本発明においては、延伸倍率を縦方向に 2.7〜3.3 倍、好ましくは 2.8〜3.1倍、横方向に 3.0〜4.0 倍、好ましくは 3.2〜3.8 倍とする必要がある。
【0020】縦延伸倍率が 2.7倍より小さいと、縦方向の強度が不十分となり十分な耐衝撃性が得られない。また、縦延伸倍率が3.3 倍を超えると、縦方向の配向結晶化が過度に進行するため、引き続き行われる横延伸が困難となる。また、横延伸倍率が 3.0倍より小さいと、横方向の強度が不十分となり十分な耐衝撃性が得られない。また、横延伸倍率が4.0 倍を超えると、横方向の配向結晶化が過度に進行するため、伸度が極端に低下して耐衝撃性が低下したり、延伸時に破断が頻発し、操業性が低下する。
【0021】さらに、本発明においては、横延伸倍率を縦延伸倍率の1〜1.3 倍とすることが重要である。横延伸倍率が縦延伸倍率の1倍未満の場合、横方向の配向が不十分となり十分な耐衝撃性が得られない。また、逆に、横延伸倍率が縦延伸倍率の1.3 倍を超える場合、横方向の配向が過剰になり縦方向の配向が減少するため、縦方向の強度が低下してしまい、耐衝撃性が低下する。
【0022】すなわち、縦、横の強伸度をバランスさせることにより耐衝撃性の向上が可能となり、縦方向の強度が20〜30kg/mm2、好ましくは23〜28kg/mm2、横方向の強度が25〜40kg/mm2、好ましくは28〜35kg/mm2、また伸度が縦横ともに 100〜150 %程度のものを得ることができる。
【0023】上記のようにして得られた二軸延伸フィルムは、テンター内において温度 210〜220 ℃で熱処理及びリラックス処理を施し、その後フィルムをクリップから解放し、未延伸残部をトリミングし、製品として巻き取る。なお、熱処理温度は強度及び透明性を保持するため、あまり高くしないことが望ましい。
【0024】また、二軸延伸ポリアミドフィルムには、ガスバリヤー性、易接着性、帯電防止性、スリップ性などの性能を付与するため、各種の塗液をコーティングしてもよい。
【0025】次に、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明における特性値の測定方法は次の通りである。
【0026】1.衝撃強度東洋精機製作所社製フィルム衝撃試験機を使用し、−5℃の雰囲気下で、振子容量を30kg cm、12.7mmφ( 0.5インチφ)の衝撃頭を用いて測定した。
2.引張強伸度温度20℃、相対湿度65%RHの雰囲気下で2時間以上調湿したフィルムを、長さ150mm、巾10mmの寸法にサンプリングし、島津製作所社製オートグラフAG 100Eを使用し、温度20℃、相対湿度65%RHの条件でチャック間距離 100mm、引張速度500mm/分で測定した。
3.延伸性5時間の連続生産を行い、全く破断が生じない場合を○、時々(1〜2回/1時間)破断が生じた場合を△、しばしば破断が生じ、連続生産性に乏しいものを×と評価した。
【0027】実施例196%濃硫酸中、濃度1g/dl、25℃で測定した相対粘度 3.0のナイロン6(融点220℃)を97重量%と、エチレン系共重合体 3.0重量%(エチレン 83.4 重量%、n−ブチルアクリレート 15.0 重量%、無水マレイン酸 1.6重量%)を混合し、250 ℃に設定した押出機で溶融混練してペレット化した。次に、このペレットを 260℃で、Tダイよりシート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 の未延伸シートを得た。次に、この未延伸シートを周速の異なる加熱ローラ群からなる縦延伸機により、温度55〜62℃、延伸倍率2.8 倍で縦延伸した。次に、この縦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 3.5倍で横延伸した後、210 ℃で熱処理し、厚さ15μm の二軸延伸ポリアミドフィルムを得た。得られた二軸延伸ポリアミドフィルムの物性は表1に示すとおりであり、衝撃強度及び強伸度に優れており、また、操業性も良好であった。
【0028】実施例2〜3延伸倍率を表1に示した条件とした以外は、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。得られた二軸延伸ポリアミドフィルムの物性は表1に示したとおりであり、衝撃強度及び強伸度に優れており、また、操業性も良好であった。
【0029】比較例1エチレン系共重合体を添加しない以外は、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。得られた二軸延伸ポリアミドフィルムは衝撃強度が不充分であった。
【0030】比較例2〜5延伸倍率を表1に示した条件とした以外は、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。得られた二軸延伸ポリアミドフィルムの物性は表1に示したとおりであり、縦、横の強伸度のバランスが悪く、衝撃強度が小さかった。比較例4では横延伸時にフィルムが破断し操業性が著しく乏しかった。
【0031】
【表1】

【0032】
【発明の効果】本発明によれば、操業性に優れ、低温時における耐衝撃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可能となり、ポリアミドフィルムの使用範囲が拡大され、産業上の利用価値は極めて高い。




 

 


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