JPH0376728A - 帯電防止性ポリアミドフィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はポリアミドフィルムの製造方法に関する。

詳しくは、帯電防止性の改良されたボリア５ドフイルム
を製造する方法に関する。

（従来の技術） ポリアミドの二輪延伸フィルムは機械的特性、光学的特
性、熱的特性、バリヤー性はもちろんの事、耐摩耗性、
耐衝撃性及び耐ピンホール性に優れることから食品包装
分野を中心に広く用いられている。

しかしながら、ポリアミドフィルムはポリアミド樹脂自
体が高度な電気絶縁性を有していることから極めて帯電
し易く、静電気の発生、蓄積により様々な問題を引き起
こしている。

従来より上記欠点を改碑するために帯電防止剤をポリア
ミドフィルムへ添加する方法が検討されており、中でも
ポリエチレングリコールあるいはスルホン酸金属塩誘導
体は優れた帯電防止性改良効果に加え比較的ポリアミド
樹脂との相溶性に優れるため広く用いられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、帯電防止剤は通常その融点がボリア〔ド
樹脂に較べて１００’Ｃ以上低く、またその溶融粘度も
小さいことからシートへの成形加工時に直接添加するこ
とは、押出機で帯電防止剤が早く溶融し喰い込み安定性
を著しく附害し、困難であった。従って、通常帯電防止
剤のマスターペレットを製造し、これをシートへの成形
加工時に所定量添加する方法が用いられている。しかし
ながら、この様な方法では、加工の過程でのポリアミド
の融点以上の熱履歴が長時間となるために、溶融時にお
ける帯電防止剤の熱分解によるポリアミド樹脂との相溶
性の低下に起因するフィルムの透明性の低下、製膜時の
グイからのスジの発生あるいはマスターペレットの乾燥
時における着色等様々な問題を有していた。

（！！！！題を解決するための手段） 本発明者らは、この様な問題点を改再するために鋭意検
討の結果、特定の凝固点を有する帯電防止剤を自己発熱
型の混合機により特定の温度条件下でポリアミド樹脂ペ
レットに添着し、これを用いてボリア箋ドシートを溶融
成形することにより、押出機での安定押し出しが可能で
、かつ加工時の帯電防止剤の熱履歴を大幅に短くするこ
とにより、上記問題点が改善されることを見い出し本発
明に到達したのである。

すなわち、本発明はポリアミド樹脂に帯電防止剤を添加
し、これを溶融押し出しし、シートとなし、ついで二輪
延伸するポリアミド延伸フィルムの製造方法において、
４０℃以上、かつポリアミド樹脂の融点より１００℃以
上低い凝固点を有する帯電防止剤を自己発熱型の混合機
を用いて、その凝固点より１００℃以上高くない温度に
発熱させることによりポリアミド樹脂のペレットに添着
し、これを用いてシートを製造することを特徴とする帯
電防止性ポリアミドフィルムの製造方法を要旨とするも
のである。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明のポリアミドとは、その分子内にアミド結合−Ｃ
ＯＮ）Ｔ−を有する線状高分子化合物であり、ポリカプ
ロラクタム（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパ
ミド（ナイロン６６）、ポリへキサメチレンセバカξド
（ナイロン６１０）、ボリアミノウンデカン酸（ナイロ
ン１１）、ポリラウリンラクタム（ナイロン１２）及び
それらの共重合物などが含まれる。特に本発明に好適な
ポリアミドとしては、ポリカプロラクタム（ナイロン６
）及びポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）
を挙げることが出来る。

また本発明の帯電防止剤であるが、まずその凝固点は４
０℃以上、かつポリアミド樹脂の融点より１００　’Ｃ
以上低い温度である。凝固点が４ｏ℃より低いと、帯電
防止剤を自己発熱型の混合機でポリアミド樹脂のペレッ
トに添着させても、帯電防止剤の凝固点が低すぎるため
に、添着ペレットを押し出し成形に用いる際にスクリュ
ーへの巻き付き等により喰い込み安定性が損なわれる。

一方、凝固点がポリアミド樹脂の融点よりも１００”Ｃ
以上低くない場合には、ポリアミド樹脂の成形加工時に
直接添加する方法を適用することが可能であり、特に本
発明の方法による必要はない。

本発明に好ましい帯電防止剤としては、スルホン酸塩基
、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基、ホスホン酸
塩基を有する陰イオン性の帯電防止剤、親水基として４
級アンモニウム塩基、ピリジニウム塩基、ポリエチレン
ボリアごン基を有する陽イオン性の帯電防止剤、親水基
としてアミノアルコール基、グリセリン基、ソルビトー
ル基、多価アルコール基、ポリエチレングリコール基を
有する非イオン性の帯電防止剤及び親水基としてアミノ
酸基、ベタイン基、スルホベタイン基、アミノ硫酸エス
テル基を有する両性帯電防止剤等の中から４０℃以上、
かつ用いるボリア５ド樹脂の融点よりも１００℃以上低
い凝固点を有するものを挙げることが出来る。また特に
好ましい帯電防止剤としては、ポリエチレングリコール
及び／又はスルホン酸金属塩誘導体を挙げることが出来
る。

こ１鎖編編島１ヨ 上記ポリエチレングリコールとは０Ｈ（ＣＩＩ□Ｃ１１
ｆｆ）、％Ｈの高分子化合物であり、その重合度ｎは１
０〜５００、好ましくは５０〜３００である。重合度が
１０より小さいとポリアミドとの相溶性が悪くなり、得
られるフィルムの外観が著しく損なわれる。また、重合
度が５００より大きいと、得られるフィルムについて目
的とする帯電防止効果が得られなくなる。

またスルホン酸金属塩誘導体とはＲＳ　Ｏｓ　Ｍｅ。

Ｒ＋　Ｓ　Ｏ、Ｍｅのような構造をもつ化合物である。

ここでＲは炭素数８〜２０のアルキル基であり、オクチ
ル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシ
ルが挙げられる。また、Ｍｅはアルカリ金属またはアル
カリ土類金属であり、リチウム、ナトリウム、カリウム
、カルシウム、バリウム、マグネシウムを挙げることが
出来る。

このようなスルホン酸金属塩誘導体はその１種を単独で
用いてもよいが、通常は炭素数の異なるアルキル基を有
する複数のスルホン酸金属塩誘導体からなる混合物が使
用される。また、本発明の帯電防止剤の添加量は、該フ
ィルム中に０．０５ＷＴ％〜３ＷＴ％、好ましくは０．
１社％〜２ＷＴ％である。

添加量が０．０５ＷＴ％よりも少ない場合には、本発明
の方法により製造しても十分な帯電防止効果が得られず
、また３ＷＴ％よりも多い場合には得られるフィルムの
透明性や機械的性質が損なわれる。

次ぎに、帯電防止剤を自己発熱型の混合機によりボリア
湾ド樹脂ペレ・ットに添着する方法について説明する。

まず、本発明の自己発熱型の混合機とは、高速で回転す
る撹拌混合翼を有するタンクより構成されており、タン
クの容積に対して一定の割合の樹脂ベレットと一定量の
帯電防止剤を該タンク内に投入し、撹拌混合翼を特定の
速度で回転させることにより、該樹脂ベレットと帯電防
止剤とを撹拌混合し、生じる樹脂のＦ！！擦熱により帯
電防止剤を樹脂に溶融添着せしめることを特徴とする混
合機である。

本発明の自己発熱型の混合機の容積に対する樹脂の体積
の割合は１０％〜７０％、好ましくは２０％〜５０％で
ある。混合機の容積に対する樹脂の体積の割合が１０％
より小さいと、撹拌混合を行なっても樹脂の発熱が不十
分となり帯電防止剤の樹脂への添着が行なわれない、一
方、混合機の容積に対する樹脂の体積の割合が７０％を
越えると、帯電防止剤の樹脂への均一な添着および樹脂
の発熱温度のコントロールが難しくなるとともに、撹拌
混合翼への負荷が大きくなりすぎるためオーバーロード
等のトラブルを生じ易い、また、本発明の撹拌混合翼の
回転速度は３００回転回転−３０００回転／分、好まし
くは７００回転回転−２０００回転／分である。

撹拌混合翼の回転速度が３００回転／分より低いと撹拌
混合を行なっても樹脂の発熱が不十分となり、帯電防止
効果の樹脂への添着が行なわれない。一方、撹拌混合翼
の回転速度が３０００回転／分を越えると樹脂の発熱温
度のコントロールが難しくなるとともに、撹拌混合翼へ
の負荷が大きくなりすぎるためオーバーロード等のトラ
ブルを生じ易い。

また、該混合機により樹脂とともに撹拌混合される帯電
防止剤の混合機への投入量は、該ポリアミド樹脂に対し
て１０−１％以下、好ましくは７ＷＴ％以下である。

帯電防止剤の投入量がｌｏＷＴ％を越えると、ポリアミ
ド樹脂に添着されない帯電防止剤の固形物が形成される
ため、押出機によりシートに成形加工する際にトラブル
の原因となる。

さらに本発明の方法では、特に摩擦熱による発熱温度は
該帯電防止剤の凝固点より１００’Ｃ以上高くない温度
でなければならない。発熱温度が該帯電防止剤の凝固点
より１００℃以上高くなると高温下で長時間の熱履歴を
受けることになり、マスターペレットによる方法と同様
に帯電防止剤の熱分解に起因して、ポリアミド樹脂との
相溶性の低下に起因するフィルムの透明性の低下、製膜
時のグイからのスジの発生等の問題が生ずる。

この様にして得られた帯電防止剤が添着されたボリア２
ド樹脂のベレットは、帯電防止剤の凝固点以下に撹拌さ
れながら冷却されなければならない。帯電防止剤の凝固
点以下に冷却する事なく該ベレットを押し出し成形加工
に用いると、スクリューへの巻き付き等によるトラブル
を生じる。また、該ペレットを撹拌する事なく該帯電防
止剤の融点あるいは軟化点以下に冷却するとペレットの
ブロッキングが起こり、押し出し成形加工に使用できな
くなる。

また、該帯電防止剤が添着されたポリアミド樹脂ペレッ
トの冷却方法は特に限定するものではないが、自己発熱
型の混合機で帯電防止剤が樹脂に添着する温度まで撹拌
混合した後、引続き樹脂の１１！擦熱による温度上昇が
生じない程度にまで回転数を落として、該帯電防止剤の
凝固点以下になるまで冷却する方法、冷却装置が装備さ
れた自己発熱型の混合機で帯電防止剤が樹脂に添着する
温度まで撹拌混合した後、引続き冷却装置を作動させな
がら連続的に撹拌し、帯電防止剤の凝固点以下になるま
で冷却する方法、あるいは自己発熱型の混合機で帯電防
止剤のポリアミド樹脂への添着を完了した後、新たに冷
却手段を備えた撹拌混合機に、該ペレットを導入し所定
の温度まで冷却する方法等を用いることが出来る。

この様にして得られたペレットは単独でシートへの押し
出し成形加工に用いることも出来るし、あるいは帯電防
止剤のシート中の濃度が所定量になるように帯電防止剤
が添着されていないペレットで希釈して押し出し成形加
工に用いてもよい。

本発明の帯電防止剤を含むポリアミド樹脂は通常のポリ
アミドの製膜方法、例えばＴ−グイ法、インフレーシラ
ン法等によりシート化できる。

この様にして得られたシートは逐次または回持二軸延伸
される。延伸の温度は通常のポリアミドフィルムの延伸
温度とほぼ同様の温度で行なうことが出来るが、必要に
応じて変更した温度で行なってもかまわない、また延伸
倍率は必要に応じて縦方向に１．２〜６倍、横方向に１
．２〜６倍の範囲で行なうことが出来る。

こうして延伸されたフィルムは必要に応じて通常のポリ
アミドの熱処理条件で熱処理される。

（作用） 本発明によると、帯電防止剤を自己発熱型の混合機によ
りポリアミド樹脂に添着し、これを用いて押し出し成形
によりシート化することにより、押し出し時の喰い込み
安定性に優れ、かつ帯電防止剤の熱分解に起因する様々
なトラブルを生ずる事なく帯電防止性に優れたポリアミ
ドフィルムを製造することが出来る。

この理由は、自己発熱型の混合機により帯電防止剤をポ
リアミド樹脂に添着し、これを押し出し成形に用いるこ
とにより、押し出し時に帯電防止剤をそのまま添加する
トライブレンド法のようにスクリューへの巻き付き等に
よる喰い込み不良が生じないこと、また練込みマスター
法のように高温下で長時間熱履歴を受けることがないた
め帯電防止剤の熱分解が起こりにくい事によるものと考
えられる。

（実施例） まず、本発明における特性埴の測定方法について説明す
る。

■凝固点 ＪＩＳ−ＫＯ０６５法により測定した。

■オネストメーター半ＮＭＣ帯電防止性）大声商会社製
のスタチックオネストメーターを用い、２０℃１４０％
ＲＨにおける帯電圧の半減期の値で示した。なお、付与
電圧はｌ０ＫＶであり、試料の上１５ｍ５より行った。

■透明性（曇価） ＪＩＳ−に−６７１４法により測定した。

■喰い込み安定性 シリンダー温度が２６０℃に設定された一軸押出機で押
し出した際の押し出し開始後６時間の間に発生する喰い
込み不良（吐出むら）の発生回数で示した。

■Ｔ−グイよりのスジの発生 ２６０℃でＴ−グイより押し出した際の押し出し開始後
６時間の間に発生するＴ−グイ（１２００ｍａ＋幅）の
全幅当りのスジの本数で示した。

本発明をより理解し易くするために、比較例及び実施例
を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
限定されるものではない。第１表に市販の帯電防止剤を
例示する。

第１表 比較例１ ９６％濃硫酸中で２５℃で測定した相対粘度３．０のポ
リカプロラクタム（融点２２０℃）を２６０℃でＴ−グ
イより溶融押し出しし、３０℃のドラム上で冷却して１
７３μｍの未延伸フィルムを得た。続いてこのフィルム
を縦方向に３．３倍、横方向に３．５倍８０℃で同時二
軸延伸し、さらにこれを２００℃で１０秒間熱処理し１
５／７１１１の二軸延伸フィルムを得た。

比較例２ 比較例１のポリカプロラクタム９９．６ＷＴ％と本発明
の帯電防止剤であるドデシルスルホン酸ナトリウム塩（
帯電防止剤Ａ）　０．４　ＷＴ％を混合（トライブレン
ド法）し、２６０℃でＴ−グイより溶融押し出しし、３
０℃のドラム上で冷却して１７３μ−の未延伸フィルム
を得た。続いてこのフィルムを縦方向に３．３倍、横方
向に３．５倍８０℃で同時二軸延伸し、さらにこれを２
００℃で１０秒間熱処理し１５μｍの二軸延伸フィルム
を得た。

比較例３ 比較例１のポリカプロラクタム９８−Ｔ％と比較例２の
帯電防止剤Ａ２ＷＴ％を混合し、２５０℃に設定した押
出機で溶融混練しペレット化した（マスターペレット法
）０次いでこのペレット２０ＷＴ％と比較例１のポリカ
プロラクタム８０ＷＴ％を混合し２６０℃でＴ−グイよ
り溶融押し出しし、３０’Ｃのドラム上で冷却して１７
３μ−の未延伸フィルムを得た。

続いてこのフィルムを縦方向に３．３倍、横方向に３．
５倍８０℃で同時二軸延伸し、さらにこれを２００℃で
１０秒間熱処理し１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。

実施例１ 比較例１のポリカプロラクタムのペレット４０Ｋｇと比
較例２の帯電防止剤Ａ　８００ｇを１５０リツトルの容
積を有する本発明の自己発熱型の混合機である（株）カ
ワタ社製のスーパーごキサ−に投入し、撹拌混合翼の速
度１４００回転／回転用脂の温度が１６０℃の温度にな
るまで撹拌混合した−０ こうして得られたペレットを直ちに水冷装置の付いた撹
拌機に投入し、樹脂の温度が１００℃になるまで撹拌・
しながら冷却した（添着法）。こうして得られたドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩２ＷＴ％が添着され
たペレット２０−Ｔ％と、比較例１のポリカプロラクタ
ム８０−Ｔ％を混合し、２６０℃でＴ−グイより溶融押
し出しし、３０℃のドラム上で冷却して１７３μ−の未
延伸フィルムを得た。

続いてこのフィルムを縦方向に３．３倍、横方向に３．
５倍８０℃で同時二軸延伸し、さらにこれを２００℃で
１０秒間熱処理し１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。

実施例２ 比較例１のポリカプロラクタムのペレット４０Ｋｇと本
発明のスルホン酸金属塩誘導体である市販のケミスタッ
ト３０３３（三洋化或社製）（帯電防止剤Ｂ　）　８０
０ｇを１５０リツトルの容積を有する本発明の自己発熱
型の混合機である（株）カワタ社製のスーパーミキサー
に投入し、撹拌混合翼の速度１４００回転／回転用脂の
温度が１５０℃の温度になるまで撹拌混合した。

こうして得られたペレットを直ちに水冷装置の付いた撹
拌機に投入し、樹脂の温度が１００℃になるまで撹拌し
ながら冷却した。こうして得られたケミスタット３０３
３．２ＷＴ％が５Ｆ−着されたペレット２０−Ｔ％と、
比較例１のポリカプロラクタム８０ＷＴ％を混合し、２
６０℃でＴ−グイより溶融押し出しし、３０℃のドラム
上で冷却して１７３μｍの未延伸フィルムを得た。続い
てこのフィルムを縦方向に３．３倍、横方向に３．５倍
８０℃で同時二軸延伸し、さらにこれを２００℃で１０
秒間熱処理し１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。

比較例４ 比較例１のポリカプロラクタム９９．５ＷＴ％と本発明
のポリエチレングリコールである市販のＰＥＧ−６００
０（第一工業ａ！薬社製）（帯電防止剤Ｃ）０．５　Ｗ
Ｔ％を混合し、２６０℃でＴ−グイより溶融押し出しし
、３０℃のドラム上で冷却して１７３μｍの未延伸フィ
ルムを得た。続いてこのフィルムを縦方向に３．３倍、
横方向に３．５倍８０℃で同時二輪延伸し、さらにこれ
を２００℃で１０秒間熱処理し１５μ陽の二輪延伸フィ
ルムを得た。

比較例５ 比較例１のポリカプロラクタム９７．５ＷＴ％と比較例
４の帯電防止剤Ｃ２，５ＷＴ％を混合し、２５０℃に設
定した押出機で溶融混練しペレット化した。

次いでこのペレット２０−Ｔ％と比較例１のポリカプロ
ラクタム８０−Ｔ％を混合し、２６０℃でＴ−グイより
溶融押し出しし、３０℃のドラム上で冷却して１７３　
μｍの未延伸フィルムを得た。続いてこのフィルムを縦
方向に３．３倍、横方向に３．５倍８０℃で同時二軸延
伸し、さらにこれを２００℃で１０秒間熱処理し１５μ
ｍの二軸延伸フィルムを得た。

実施例３ 比較例１のポリカプロラクタムのペレット４０Ｋｇと、
比較例４の帯電防止剤ＣＩＫｇを１５０リツトルの容積
を有する本発明の自己発熱型の混合機である（株）カワ
ク社製のスーパーミキサーに投入し、撹拌混合翼の速度
１４００回転／分で樹脂の温度が１００℃の温度になる
まで撹拌混合した。

こうして得られたペレットを直ちに水冷装置の付いた撹
拌機に投入し、樹脂の温度が４５℃になるまで撹拌しな
がら冷却した。こうして得られた帯電防止剤Ｃ２，５Ｗ
Ｔ％が添着されたペレット２０ＷＴ％と、比較例１のポ
リカプロラクタム８０−Ｔ％を混合し、２６０℃でＴ−
グイより溶融押し出しし、３０℃のドラム上で冷却して
１７３μ園の未延伸フィルムを得た。続いてこのフィル
ムを縦方向に３．３倍、横方向に３．５倍８０℃で同時
二輪延伸し、さらにこれを２００℃で１０秒間熱処理し
１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。

実施例４ 比較例１のポリカプロラクタムのペレット４０Ｋｇと、
本発明のノニオン系の帯電防止剤である市販のレジスタ
ッ）ＰＥ１３２　（第−工業製薬社！！り（帯電防止剤
Ｄ）ＩＫｇを、１５０リツトルの容積を有する本発明の
自己発熱型の混合機である（株）カワタ社製のスーパー
ミキサーに投入し、撹拌混合翼の速度１４００回転／分
で樹脂の温度が１００℃の温度になるまで撹拌混合した
。

こうして得られたペレットを直ちに水冷装置の付いた撹
拌機に投入し、樹脂の温度が４５℃になるまで撹拌しな
がら冷却した。こうして得られた帯電防止剤Ｄ　２．５
ＷＴ％が添着されたベレッ）　２０１１Ｔ％と、比較例
１のポリカプロラクタム８０ＷＴ％を混合し、２６０℃
でＴ−グイより溶融押し出しし、３０℃のドラム上で冷
却して１７３μ−の未延伸フィルムを得た。続いてこの
フィルムを縦方向に３．３倍、横方向に３．５倍８０℃
で同時二軸延伸し、さらにこれを２００℃で１０秒間熱
処理し１５μ麟の二輪延伸フィルムを得た。

以上の比較例及び実施例のフィルムの特性値を第２表に
示した。

第２表 この表から明らかなように、本発明のフィルムのみが帯
電防止性、透明性、喰い込み安定性に優れるとともにＴ
−グイからのスジの発生もない。

（発明の効果） 本発明の方法によると、従来のトライブレンド法が有し
ていた喰い込み安定性の問題、またマスターペレット法
が有していた透明性の低下およびＴ−グイからのスジの
発生等の問題が改善され、帯電防止性および透明性に優
れた帯電防止性ボリア砧ドフィルムを優れた操業安定性
のもとに提供することが可能となった。

また、本発明の方法は、マスターペレット法のように余
分な溶融成形加工および乾燥工程を必要としないため上
記のような優れたフィルムを安価に製造することが可能
であり、その経済的効果も大きい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリアミド樹脂に帯電防止剤を添加し、これを溶
   融押し出しし、シートとなし、ついで二軸延伸するポリ
   アミド延伸フィルムの製造方法において、４０℃以上、
   かつポリアミド樹脂の融点より１００℃以上低い凝固点
   を有する帯電防止剤を自己発熱型の混合機を用いて、そ
   の凝固点より１００℃以上高くない温度に発熱させるこ
   とによりポリアミド樹脂のペレットに添着し、これを用
   いてシートを製造することを特徴とする帯電防止性ポリ
   アミドフィルムの製造方法。
2. （２）帯電防止剤が、ポリエチ レングリコール及び／又はスルホン酸金属塩誘導体であ
   る請求項（１）記載の帯電防止性ポリアミドフィルムの
   製造方法。