(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024047570
(43)【公開日】2024-04-05
(54)【発明の名称】二軸配向ポリオレフィンフィルム
(51)【国際特許分類】
C08J 5/18 20060101AFI20240329BHJP
B32B 7/023 20190101ALI20240329BHJP
C08L 45/00 20060101ALI20240329BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20240329BHJP
B32B 27/32 20060101ALN20240329BHJP
【FI】
C08J5/18 CES
B32B7/023
C08L45/00
G02B5/30
B32B27/32
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023156678
(22)【出願日】2023-09-22
(31)【優先権主張番号】P 2022152220
(32)【優先日】2022-09-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003159
【氏名又は名称】東レ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】藤原 聡士
(72)【発明者】
【氏名】岡田 一馬
(72)【発明者】
【氏名】大倉 正寿
【テーマコード(参考)】
2H149
4F071
4F100
4J002
【Fターム(参考)】
2H149AA00
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4F071AA15X
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(57)【要約】
【課題】 本発明は、光学特性、耐熱性、機械強度、及び品位に優れた二軸配向ポリオレフィンフィルムを提供することをその課題とする。
【解決手段】 主配向直交方向の屈折率が1.498以上1.550以下であり、面内方向の複屈折率が0.000以上0.020以下であり、85℃での主配向直交方向の熱収縮率が-1.0%以上3.0%以下であり、かつ環状オレフィン系樹脂を含む層を少なくとも1層有する、二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主配向直交方向の屈折率が1.498以上1.550以下であり、面内方向の複屈折率が0.000以上0.020以下であり、85℃での主配向直交方向の熱収縮率が-1.0%以上3.0%以下であり、かつ環状オレフィン系樹脂を含む、二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項2】
主配向直交方向-厚み方向断面において、厚み方向1μmあたりの界面数が3個以上1000個以下となる箇所が存在する、請求項1に記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項3】
厚み方向の複屈折率が0.001以上0.013以下である、請求項1または2に記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項4】
動的粘弾性測定により測定した0℃における主配向方向のtanδが0.01以上0.07以下である、請求項1~3のいずれかに記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項5】
主配向方向の配向角ムラが0°以上10°以下である、請求項1~4のいずれかに記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項6】
主配向直交方向の動摩擦係数μdが0.10以上0.70以下である、請求項1~5のいずれかに記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項7】
全光線透過率が85.0%以上である、請求項1~6のいずれかに記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項8】
主配向直交方向の引張強度と厚みの積が300N/m以上である、請求項1~7のいずれかに記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項9】
工業材料用フィルムとして用いられる、請求項1~8のいずれかに記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項10】
光学用途に用いられる、請求項9に記載の二軸配向ポリオレフィンフィルム。
【請求項11】
請求項1~8のいずれかに記載の二軸配向ポリオレフィンフィルムを用いてなる、偏光板。
【請求項12】
請求項1~8のいずれかに記載の二軸配向ポリオレフィンフィルムの少なくとも片面に金属膜を有する、金属膜積層フィルム。
【請求項13】
請求項12に記載の金属膜積層フィルムを用いてなる、フィルムコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学特性、耐熱性、機械強度、及び品位に優れた、工業材料用フィルムとして好適に用いることのできる二軸配向ポリオレフィンフィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
二軸配向ポリオレフィンフィルム、中でも二軸配向ポリプロピレンフィルムは、表面の離型性、機械特性、透明性などに優れることから、保護フィルム、工程用フィルム、及び離型フィルム等の工業材料用フィルムとして好適に用いられる。特に、偏光板等の光学部材の保護フィルムなど、光学用途の工業材料用フィルムとして用いる場合には、干渉色や虹ムラの発生を抑えるために低複屈折であることが要求され、さらに、長期間の使用に際しても寸法の変化が起こらないよう高い耐熱性も要求される。
【0003】
しかしながら、従来の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、延伸時の配向に起因して複屈折性を示し、また、延伸時の残留応力に起因して熱収縮する。そのため、前記の分野への適用に際しては、より高いレベルの光学特性と耐熱性が求められている。二軸配向ポリオレフィンフィルムの光学特性、耐熱性を高めるためには、低複屈折で、高いガラス転移温度を有する原料を用いることが考えられる。そのような原料としては、例えば環状オレフィン系樹脂が挙げられるが、環状オレフィン系樹脂を単体で延伸するのは困難であり、無延伸フィルムでは機械特性に課題があった。
【0004】
そこで延伸性を改善するために、例えば、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂の積層体を形成する際に共押出、共延伸することで耐熱性を向上したフィルムが提案されている(特許文献1)。また、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂をブレンドして製膜及び二軸延伸することによって耐熱性を高めたフィルムも提案されている(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2018-034510号公報
【特許文献2】特表2020-521867号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1のフィルムは積層構成の基層部の環状オレフィン系樹脂の含有量が多く、特に長手方向の延伸倍率を高めることが困難であり、機械特性に課題があった。また、長手方向に対して幅方向に高倍率で延伸するために複屈折率が高く、光学部材の保護フィルムとして用いるには光学特性の観点でも課題があった。特許文献2のフィルムは、耐熱性は高いものの、単に環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂をブレンドしたフィルムのため、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂の非相溶性により透明性が低くなる課題があった。また、長手方向に対して幅方向に高倍率で延伸するために複屈折率が高く、光学部材の保護フィルムとして用いるには光学特性の観点でも課題があった。そこで本発明の課題は、上記した問題点を解決することにある。すなわち、光学特性、耐熱性、機械特性、及び品位に優れた二軸配向ポリオレフィンフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するために、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは以下の構成からなる。すなわち本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、主配向直交方向の屈折率が1.498以上1.550以下であり、面内方向の複屈折率が0.000以上0.020以下であり、85℃での主配向直交方向の熱収縮率が-1.0%以上3.0%以下であり、かつ環状オレフィン系樹脂を含む、二軸配向ポリオレフィンフィルムである。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、光学特性、耐熱性、機械特性、及び品位に優れた二軸配向ポリオレフィンフィルムを提供することができる。本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、光学特性、耐熱性、機械強度、及び品位に優れることから、例えば、保護フィルム、工程用フィルム、及び離型フィルム等の工業材料用フィルムとして、特に光学用途の工業材料用フィルムとして好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明の一実施態様に係る二軸配向ポリオレフィンフィルムの主配向直交方向-厚み方向断面(断面X)を表す模式図である。
【
図2】
図1の態様において、厚み方向と平行な1μmの線分(符号4)に沿って、白色部分を0、黒色部分を1として、厚み方向の長さに対してプロットしたグラフである。
【
図3】
図1とは異なる本発明の一実施態様に係る二軸配向ポリオレフィンフィルムの主配向直交方向-厚み方向断面(断面X)を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、主配向直交方向の屈折率が1.498以上1.550以下であり、面内方向の複屈折率が0.000以上0.020以下であり、85℃での主配向直交方向の熱収縮率が-1.0%以上3.0%以下であり、かつ環状オレフィン系樹脂を含む、二軸配向ポリオレフィンフィルムである。以下、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムについて、具体的に説明する。
【0011】
以下、二軸配向ポリオレフィンフィルムを単にポリオレフィンフィルム、あるいはフィルムと称する場合がある。なお、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、微多孔フィルムではないので、多数の空孔を有していない。すなわち、本発明において二軸配向ポリオレフィンフィルムとは、微多孔フィルム以外の二軸配向ポリオレフィンフィルムを意味する。ここで微多孔フィルムとは、フィルムの両表面を貫通し、JIS P 8117(1998)のB形ガーレー試験器を用いて、23℃、相対湿度65%にて、100mlの空気の透過時間で5,000秒/100mL以下の透気性を有する孔構造を有するフィルムと定義する。また、二軸配向とはフィルム面内で直交する二方向に分子が配向していることを意味し、これは直交する二方向に延伸してフィルムとすることにより実現できる。
【0012】
ポリオレフィンフィルムとは、フィルムを構成する全成分を100質量%としたときに、ポリオレフィン樹脂を、50質量%より多く100質量%以下含むフィルムをいう。ポリオレフィンフィルムにおけるポリオレフィン樹脂の含有量は、フィルムを構成する全成分を100質量%としたときに、好ましくは70質量%以上100質量%以下、より好ましくは90質量%以上100質量%以下、さらに好ましくは95質量%以上100質量%以下、特に好ましくは96質量%以上100質量%以下、最も好ましくは97質量%以上100質量%以下である。なお、ポリオレフィン樹脂に該当する成分が複数含まれる場合においては、当該成分を合算して50質量%を超えて100質量%以下であれば、ポリオレフィンフィルムに該当するものとする。
【0013】
ポリオレフィン樹脂とは、樹脂を構成する全構成単位を100mol%としたときに、オレフィン単位を50mol%より多く100mol%以下含む樹脂をいう。ポリプロピレン樹脂とは、樹脂を構成する全構成単位を100mol%としたときに、プロピレン単位を50mol%より多く100mol%以下含む樹脂であって、以下の環状オレフィン系樹脂の定義を満たさないものをいう。
【0014】
環状オレフィン系樹脂とは、樹脂を構成する全構成単位を100mol%としたときに、環状オレフィン単位を10mol%以上100mol%以下含むポリオレフィン樹脂をいう。なお、環状オレフィン単位に相当する構成単位が複数種含まれる樹脂については、各々の環状オレフィン単位が10mol%に満たなくとも、これらの構成単位の合計が10mol%を超えていれば、環状オレフィン系樹脂に該当するものとする。
【0015】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、光学特性と耐熱性を高める観点から、環状オレフィン系樹脂を含むことが重要である。このような態様とすることで、環状オレフィン系樹脂の有する低複屈折性と高耐熱性の効果により、得られる二軸配向ポリオレフィンフィルムは光学特性と耐熱性に優れたものとなる。環状オレフィン系樹脂は、ポリマー主鎖に対して側鎖の環状オレフィン構造が垂直の分極率楕円体となっており、この構造に由来して分極率異方性が低く、低複屈折性を有する。
【0016】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムにおける環状オレフィン系樹脂の含有量は、優れた光学特性と耐熱性を得る観点から、二軸配向ポリオレフィンフィルムの全樹脂成分を100質量%としたときに、好ましくは2.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上、さらに好ましくは7.5質量%以上、特に好ましくは9.0質量%以上である。一方、延伸のしやすさや機械強度の観点から、環状オレフィン系樹脂の含有量は、二軸配向ポリオレフィンフィルムの全樹脂成分を100質量%としたときに、好ましくは50質量%未満、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下、特に好ましくは20質量%以下、最も好ましくは15質量%以下である。
【0017】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、機械強度と光学特性(視認性)を向上させる観点から、主配向直交方向の屈折率が1.498以上1.550以下であることが重要である。上記観点から主配向直交方向の屈折率の下限は、好ましくは1.505、より好ましくは1.510、さらに好ましくは1.515であり、主配向直交方向の屈折率の上限は、好ましくは1.540、より好ましくは1.530、さらに好ましくは1.520である。屈折率はフィルム中の分子鎖の配向の程度と相関し、主配向直交方向への分子鎖の配向が大きくなると同方向の屈折率も大きくなる。また、分子鎖の配向が大きくなると機械強度も高まるため、上記態様とすることで主配向直交方向の機械強度も高くなる。なお、ここでいう屈折率は、ナトリウムD線(波長589nm)を光源として測定したときの屈折率であり、その詳細な測定方法は後述する。
【0018】
主配向方向とはフィルム面内において、任意の方向を0°として、該任意の方向に対して5°刻みに0°~175°の角度をなす各々の方向でヤング率を測定したときに最も高い値を示す方向をいい、主配向直交方向とはフィルム面内において主配向方向と直交する方向をいう。ヤング率とは、長さ150mm(測定方向)×幅10mmの矩形のサンプルを初期チャック間距離50mmでセットし、室温で引張速度300mm/分で引張試験を行い、JIS K7161(2014)に規定された方法に準じて算出したヤング率をいう。なお、ヤング率の測定方法の詳細は後述する。
【0019】
また、上記サイズのサンプルを取得できないが故に上記方法でのヤング率の測定及び算出が不可能な場合においては、広角X線により二軸配向ポリオレフィンフィルムのポリプロピレンα晶(110)面の結晶配向を次のように測定し、下記の判断基準に基づいて主配向方向とする。すなわち、フィルム表面に対して垂直方向にX線(CuKα線)を入射させ、2θ=約14°(α晶(110)面)における結晶ピークを円周方向にスキャンし、得られた回折強度分布の回折強度が最も高い方向を主配向方向とし、それと直交する方向を主配向直交方向とする。また、本発明においては、二軸配向ポリオレフィンフィルムを製膜する方向に平行な方向を長手方向、製膜方向あるいはMD方向と称し、フィルム面内で長手方向に直交する方向を幅方向あるいはTD方向と称する。
【0020】
主配向直交方向の屈折率を1.498以上又は上記の好ましい範囲とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムの長手方向の機械強度が向上する。そのため、このような態様とすることにより、二軸配向ポリオレフィンフィルムを工程用フィルムや離型フィルムとして用いた際に、長手方向に高張力がかかっても、二軸配向ポリオレフィンフィルムが変形したり、破断したりするのを軽減することができる。また、主配向方向直交方向の屈折率を1.498以上1.550以下又は上記の好ましい範囲とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを偏光板等の光学部材の保護フィルムとして用いた場合に、被着体の屈折率と二軸配向ポリオレフィンフィルムの屈折率の整合性を高めることができ、視認性を高めることができる。
【0021】
主配向直交方向の屈折率を1.498以上1.550以下とするには、例えば原料の混練条件や二軸配向ポリオレフィンフィルムの組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法等を適宜組み合わせて用いることができる。特に、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いることや、フィルム中の環状オレフィン系樹脂の含有量を前述する範囲とすること、長手方向に高倍延伸することが効果的である。
【0022】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、光学特性を向上させる観点から、面内方向の複屈折率が0.000以上0.020以下であることが重要である。上記観点から面内方向の複屈折率は、好ましくは0.019以下、より好ましくは0.017以下、さらに好ましくは0.014以下、特に好ましくは0.011以下である。面内方向の複屈折率は小さいほど好ましく、下限は0.000である。なお、ここでいう面内方向の複屈折率とは、波長590nmにおける面内方向の複屈折率をいい、その詳細な測定方法は後述する。
【0023】
面内方向の複屈折率を0.000以上0.020以下又は上記の好ましい範囲とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを偏光板等の光学部材の保護フィルムとして用いた場合に、二軸配向ポリオレフィンフィルムの複屈折性による干渉色や虹ムラの発生を軽減することができ、品位(視認性)を高めることができる。
【0024】
面内方向の複屈折率を0.000以上0.020以下とするには、例えば原料の混練条件や二軸配向ポリオレフィンフィルムの組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法を適宜組み合わせて用いることができる。特に、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いることや、フィルム中の環状オレフィン系樹脂の含有量を前述する範囲とすること、長手方向と幅方向の延伸倍率を後述する範囲として、かつより等方的に延伸することが効果的である。また、同時二軸延伸を行うことも効果的である。
【0025】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、耐熱性を向上させる観点から、85℃での主配向直交方向の熱収縮率が-1.0%以上3.0%以下であることが重要である。上記観点から85℃での主配向直交方向の熱収縮率の上限は、好ましくは2.6%、より好ましくは1.9%、さらに好ましくは1.1%であり、下限は、好ましくは-0.6%、より好ましくは-0.3%、さらに好ましくは0.0%である。ここで熱収縮率が0.0%であることは、加熱によりフィルムが収縮も膨張もしていないことを意味し、負の値であることは、加熱によりフィルムが収縮ではなく膨張していることを意味する。なお、85℃での主配向直交方向の熱収縮率は、85℃に加熱したオーブン中で250時間加熱し、加熱前後のフィルムの主配向直交方向の寸法の変化から算出することができ、その詳細は後述する。
【0026】
85℃での主配向直交方向の熱収縮率を-1.0%以上3.0%以下又は上記の好ましい範囲とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを偏光板等の光学部材の保護フィルムとして用いた場合に、その収縮あるいは膨張を抑えることができる。その結果、二軸配向ポリオレフィンフィルムにおいて反りやシワの発生や、それに伴う品位の低下を軽減することができる。また、被着体と貼り合わせる際の加工性を向上することもできる。
【0027】
従来、二軸配向ポリオレフィンフィルムの主配向直交方向の熱収縮率を低減するためには、長手方向の延伸倍率を低くしたり、延伸温度を高温にしたりすることで、主配向直交方向の分子鎖の配向を緩和する方法が採用されることが一般的であったが、主配向直交方向の分子鎖の配向を緩和すると、主配向直交方向の屈折率は低下するため、フィルム自体の機械強度が低下する場合がある。また、主配向直交方向の分子鎖の配向を緩和すると、主配向方向と主配向直交方向の屈折率の差が増加するため、面内方向の複屈折率が増加する場合がある。このような事情から従来、二軸配向ポリオレフィンフィルムにおいて、低熱収縮率と高屈折率と低面内複屈折率を両立することは困難であった。
【0028】
しかしながら、本発明の発明者らは、原料の混練条件や二軸配向ポリオレフィンフィルムの組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法を適宜組み合わせて用いることにより、低熱収縮率と高屈折率と低面内複屈折率を両立できることを見出した。
【0029】
85℃での主配向直交方向の熱収縮率を-1.0%以上3.0%以下とするには、特に、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いることや、フィルム中の環状オレフィン系樹脂の含有量を前述する範囲とすること、高結晶性のポリプロピレン樹脂を用いること、長手方向の延伸倍率を後述の範囲とすること、二軸延伸後に熱処理と弛緩処理を施すこと等が効果的である。また、フィルムを溶融押出する際に、押出機での溶融温度、フィルターから口金までの短管温度、口金リップ温度の各温度を段階的に低温化することで、ドメインを押出方向に細長く伸長させ、ドメインの厚みを薄くすることも効果的である。他には、縦延伸の延伸区間を広げ、延伸中のフィルムの両面からラジエーションヒーターで加熱しながら、ネックダウンさせることで延伸方向にドメインを細長く伸長させ、ドメインの厚みを薄くすることなども効果的である。
【0030】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、光学特性を向上させる観点から、厚み方向の複屈折率が0.001以上0.013以下であることが好ましい。上記観点から厚み方向の複屈折率の上限は、より好ましくは0.012、さらに好ましくは0.011である。厚み方向の複屈折率は小さいほど好ましく、実質的に下限は0.001である。厚み方向の複屈折率を0.001以上0.013以下とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを偏光板等の光学部材の保護フィルムとして用いた場合に、二軸配向ポリオレフィンフィルムの複屈折性による干渉色や虹ムラの発生を軽減することができる。
【0031】
厚み方向の複屈折率を0.001以上0.013以下とするには、例えば原料の混練条件や二軸配向ポリオレフィンフィルムの組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法を適宜組み合わせて用いることができる。特に、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いることや、フィルム中の環状オレフィン系樹脂の含有量を前述する範囲とすること、長手方向と幅方向の延伸倍率の積(面積延伸倍率)を後述する範囲とすること等が効果的である。
【0032】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは耐熱性を向上させる観点から、動的粘弾性測定により測定した0℃における主配向方向のtanδが0.01以上0.07以下であることが好ましい。上記観点から0℃における主配向方向のtanδは0.06以下がより好ましく、0.05以下がさらに好ましく、0.04以下が特に好ましい。tanδは損失正接とも呼ばれ、フィルム中の分子鎖の運動性の程度と相関しており、0℃における主配向方向のtanδを0.07以下とすることで、0℃付近での非晶の緩和の程度を抑制できる。本発明の発明者らは、この値を小さくすること、すなわち、0℃付近での非晶の緩和の程度を抑制することで、室温下やその付近の温度下で長期間保管した際の寸法安定性を向上し、耐熱性を高められることを見出した。0℃における主配向方向のtanδは小さいほど好ましく、実質的に下限は0.01である。なお、0℃における主配向方向のtanδは、動的粘弾性法により描いた粘弾性-温度曲線より算出することができ、その詳細は後述する。
【0033】
0℃における主配向方向のtanδを0.01以上0.07以下とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを偏光板等の光学部材の保護フィルムとして用いた場合に、その収縮や膨張による反りやシワの発生を低減することができ、品位を高めることができる。
【0034】
0℃における主配向方向のtanδを0.01以上0.07以下とするには、例えば原料の混練条件や二軸配向ポリオレフィンフィルムの組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法を適宜組み合わせて用いることができる。特に、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いることや、フィルム中の環状オレフィン系樹脂の含有量を後述する範囲とすること、横延伸後に高温下で幅方向に収縮緩和させて主配向方向にフィルムを収縮させる(例えば、弛緩率4%以上)こと等が効果的である。
【0035】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、品位を高める観点から、主配向方向の配向角ムラが0°以上10°以下であることが好ましい。上記観点から主配向方向の配向角ムラは8°以下がより好ましく、6°以下がさらに好ましく、4°以下が特に好ましい。主配向方向の配向角ムラは小さいほど好ましく、下限は0°である。主配向方向の配向角ムラを0°以上10°以下とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを偏光板等の光学部材の保護フィルムとして用いた場合に、主配向方向の外観ムラを軽減し、品位を高めることができる。なお、主配向方向の配向角ムラは、位相差測定装置により波長590nmの条件で測定した7枚のサンプルの配向角の、最大値と最小値の差として求めることができる。配向角の詳細な測定方法は後述する。
【0036】
主配向方向の配向角ムラを0°以上10°以下とするには、例えば製膜条件を後述する範囲とする方法を用いることができる。特に、幅方向の延伸倍率を後述する範囲とすることが効果的である。
【0037】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、品位を高める観点から、主配向直交方向の動摩擦係数μdが0.10以上0.70以下であることが好ましい。上記観点から主配向直交方向の動摩擦係数μdの上限は0.60がより好ましく、0.50がさらに好ましく、0.40が特に好ましい。また、同様の観点から下限は0.20がより好ましく、0.30がさらに好ましい。なお、主配向直交方向の動摩擦係数μdは、主配向直交方向同士を合わせ、かつフィルムの異なる面同士が接するように重ねた上で、JIS K 7125(1999)に準じて測定することができる。詳細な測定方法は後述する。
【0038】
主配向直交方向の動摩擦係数μdを0.10以上0.70以下とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを保護フィルムとして用いた場合に、フィルムを被着体とともに搬送する際にシワが入りにくくなり、また、被着体と共に巻き取る際の巻きズレも軽減される。
【0039】
主配向直交方向の動摩擦係数μdを0.10以上0.70以下とするには、例えば二軸配向ポリオレフィンフィルムの層構成や組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法を適宜組み合わせて用いることができる。特に、二軸配向ポリオレフィンフィルムを積層構成とした上で、表層が、その主成分とならない程度に環状オレフィン系樹脂、オレフィン系エラストマー樹脂、またはポリ4-メチルペンテン-1系樹脂などのオレフィン系樹脂を含む態様とすることにより、表面に微細突起を形成することが効果的である。このような表面突起は、上記樹脂が少量含まれることによりアロイ構造が形成されることによるものと推察される。また、キャスティングドラムの温度を後述の範囲とすることで、表面に微細突起を形成する方法を用いてもよく、上記方法と組み合わせてもよい。
【0040】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、品位を高める観点から、全光線透過率が85.0%以上であることが好ましい。ここで、全光線透過率とは、フィルム表面に対し垂直に光を入射させたときの全光線透過率、言い換えればフィルム厚み方向の全光線透過率である。上記観点から全光線透過率は、好ましくは88.0%以上、より好ましくは90.0%以上、さらに好ましくは92.0%以上である。上限は特に限定しないが99.9%とするものである。なお、全光線透過率は公知のヘイズメーターで測定することができ、その詳細な条件は後述する。
【0041】
全光線透過率を85.0%以上とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを偏光板等の光学部材の保護フィルムとして用いた場合に、被着体検査時の視認性が向上し、品位を高めることができる。
【0042】
全光線透過率を85.0%以上とするには、例えば原料の混練条件や二軸配向ポリオレフィンフィルムの組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法を適宜組み合わせて用いることができる。特に、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いることや、フィルム中の環状オレフィン系樹脂の含有量を前述する範囲とすること、長手方向と幅方向の延伸倍率を後述する範囲とすること等が効果的である。
【0043】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、フィルムの加工性を向上する観点から、主配向直交方向の引張強度(MPa)と厚み(μm)の積が300N/m以上であることが好ましい。上記観点から主配向直交方向の引張強度と厚みの積は、好ましくは500N/m以上、より好ましくは700N/m以上、さらに好ましくは1000N/m以上である。
【0044】
主配向直交方向の引張強度と厚みの積は、フィルムを主配向直交方向に引っ張った際に生じるフィルム幅あたりの張力に相当し、この値を300N/m以上とすることで、二軸配向ポリオレフィンフィルムを工程用フィルムや離型フィルムとして用いた際に、主配向直交方向に高い張力がかかった場合でも、二軸配向ポリオレフィンフィルムが変形したり、破断したりするのを抑制することができる。上記観点から主配向直交方向の引張強度と厚みの積の上限は特に限定されないが、実質的には1000000N/m程度である。なお、二軸配向ポリオレフィンフィルムの厚みは公知のマイクロ厚み計で測定することができ、測定方法の詳細は実施例に示す。
【0045】
主配向直交方向の引張強度と厚みの積を300N/m以上とするには、例えば原料の混練条件や二軸配向ポリオレフィンフィルムの組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法を適宜組み合わせて用いることができる。特に、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いることや、フィルム中の環状オレフィン系樹脂の含有量を前述する範囲とすること、長手方向に高倍延伸すること等が効果的である。また、主配向直交方向の引張強度と厚みの積は、厚みを調節することでも調整することができる。
【0046】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムの厚みは、用途によって適宜調整されるものであり特に限定はされないが、0.5μm以上100μm以下であることがハンドリング性の観点から好ましい。厚みの上限は60μmがより好ましく、30μmがさらに好ましい。下限は2.0μmがより好ましく、5.0μmがさらに好ましく、10μmが特に好ましい。二軸配向ポリオレフィンフィルムの厚みは、他の物性を低下させない範囲内で、押出機のスクリュー回転数、未延伸シートの幅、製膜速度、延伸倍率などにより調整可能である。なお、二軸配向ポリオレフィンフィルムの厚みは、公知のマイクロ厚み計で測定することができ、その詳細は後述する。
【0047】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、主配向直交方向-厚み方向断面(以下、断面Xということがある。)において、厚み方向1μmあたりの界面数が3個以上1000個以下となる箇所が存在することが好ましい。ここで、厚み方向とは、フィルム面に垂直な方向をいう。厚み方向1μmあたりの界面数は、より好ましくは5個以上、さらに好ましくは7個以上、最も好ましくは10個以上である。上限は実質的に1000個であり、好ましくは50個である。
【0048】
界面数の測定方法の詳細は後述するが、以下の手順で測定することができる。まず、ミクロトーム法により作製した二軸配向ポリオレフィンフィルムの超薄切片をRuO
4で染色し、断面Xを透過型電子顕微鏡(TEM)により観察する。その後、得られた観察像に二値化処理を施し、断面Xにおける厚み1μmあたりの界面数を決定する。以下、
図1~3を用いて、断面Xにおいて厚み方向1μmあたりの界面数が3個以上1000個以下となる箇所が存在する態様について説明する。
【0049】
図1は、本発明の一実施態様に係る二軸配向ポリオレフィンフィルムの断面Xを表す模式図である。
図1における符号1~4はそれぞれ順に、断面Xの一部、白色部分(相対的に染色の弱い部分)、黒色部分(相対的に染色の強い部分)、厚み方向と平行な長さ1μmの線分を表し、左図が断面Xの一部、右図が厚み方向と平行な1μmの線分(符号4)周辺の拡大図である。なお、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムにおいては、白色部分(相対的に染色の弱い部分)がポリプロピレン樹脂、黒色部分(相対的に染色の強い部分)が環状オレフィン系樹脂となる。
【0050】
図2は、
図1の態様における厚み方向と平行な1μmの線分(符号4)に沿って、白色部分を0、黒色部分を1として、厚み方向の長さに対してプロットしたグラフである。
図2のグラフにおいて、0から1に切り替わる回数と、1から0に切り替わる回数の和を、厚み方向1μmあたりの界面数とする。
図2の例においては、0から1に切り替わる回数が5回であり、1から0に切り替わる回数が5回であるため、断面Xにおける厚み方向1μmあたりの界面数は10個である。
【0051】
図3は、本発明の一実施態様(
図1の態様とは異なるもの。)に係る二軸配向ポリオレフィンフィルムの断面Xを表す模式図である。
図3における符号1~4もそれぞれ順に、断面Xの一部、白色部分(相対的に染色の弱い部分)、黒色部分(相対的に染色の強い部分)、厚み方向と平行な長さ1μmの線分を表し、左図が断面Xの一部、右図が厚み方向と平行な1μmの線分(符号4)周辺の拡大図である。
図3の態様の場合も、前述と同様の方法により厚み方向1μmあたりの界面数を決定することができる。
【0052】
厚み方向1μmあたりの界面数が3個以上となる箇所が存在することで、二軸配向ポリオレフィンフィルムの透明性を保ちながら、環状オレフィン系樹脂の有する低複屈折性と高耐熱性を二軸配向ポリオレフィンフィルムに反映させることができる。このような二軸配向ポリオレフィンフィルムを偏光板等の光学部材の保護フィルムとして用いた場合に、二軸配向ポリオレフィンフィルムの複屈折性による干渉色や虹ムラの発生を軽減することや、収縮や膨張による反りやシワを低減することができ、結果として品位を高めることができる。
【0053】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムにおいて、主配向直交方向-厚み方向断面において、厚み方向1μmあたりの界面数が3個以上1000個以下となる箇所が存在する態様とする方法としては、例えば原料の混練条件や二軸配向ポリオレフィンフィルムの層構成や組成を調整する方法や、製膜条件を後述する範囲とする方法等を適宜組み合わせて用いることができる。特に、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いることや、フィルム中の環状オレフィン系樹脂の含有量を前述する範囲とすることで、環状オレフィン系樹脂ドメインの分散性を高めることが効果的である。製膜プロセスの面では、特に、フィルムを溶融押出する際に、押出機での溶融温度、フィルターから口金までの短管温度、口金リップ温度の各温度を段階的に低温化することで、ドメインを押出方向に細長く伸長させ、環状オレフィン系樹脂ドメインの厚みを薄くすることや、長手方向と幅方向に高倍延伸することで環状オレフィン系樹脂ドメインの厚みを薄くすることが効果的である。また、フィルムの積層数を後述の範囲とすることで、積層数を多くし、環状オレフィン系樹脂層一つ当たりの厚みを薄くする方法を用いてもよい。
【0054】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムの層構成は、前述の通り二軸配向ポリオレフィンフィルムが環状オレフィン系樹脂を含む限り特に制限されず、環状オレフィン系樹脂を含む層(以下A層ということがある。)のみからなる単膜構成、環状オレフィン系樹脂を含む層が厚み方向に合計2層以上積層されてなる積層構成、環状オレフィン系樹脂を含む層とそれ以外の層が厚み方向に合計2層以上積層されてなる積層構成のいずれであってもよい。また、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムが環状オレフィン系樹脂を含む層を複数有する場合、その組成は同一であっても異なっていてもよい。但し、フィルムの延伸性、および加工性を発現する観点から、ポリプロピレン樹脂を主成分とし、かつA層よりもポリプロピレン樹脂を多く含み、環状オレフィン系樹脂の含有量が少ない層をB層としたときに、B層を有することが好ましい。なお、B層は環状オレフィン系樹脂を含んでも、含まなくてもよい。
【0055】
このような態様の具体例としては、A層の片面にB層を有する構成(A層/B層の2層構成)、A層の両面にB層を有する構成(B層/A層/B層の3層構成)、B層をフィルム両表面の最外層とする4層以上の構成が挙げられる。上記観点からは、B層/A層/B層の3層構成やB層をフィルム両表面の最外層とする4層以上の構成がより好ましく、B層/A層/B層の3層構成がさらに好ましい。なお、B層を複数有する場合、B層の組成は、A層よりもポリプロピレン樹脂を多く含み、環状オレフィン系樹脂の含有量が少ない限り、同一であっても異なっていてもよい。
【0056】
なお、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムにおいて、
図1に示す態様のようにマトリックスにあたる樹脂(符号2の白色部分)に、ドメインにあたる樹脂(符号3の黒色部分)が含まれるケースはマトリックス部分とドメイン部分全体を含めて一つの層とみなす。一方、
図3に示す態様のように、符号2で示す白色部分と符号3で示す黒色部分がそれぞれ別々に層を形成し、これらが交互に配列されているケースは、白色部分と黒色部分をそれぞれ一つの層とみなす。なお、
図3に示す態様の場合、A層を環状オレフィン系樹脂からなる層とし、B層をポリプロピレン樹脂からなる層とすることもでき、このような態様では原料を混ぜ合わせる必要がないため、予備混練を行わなくてもよい。また、このような態様とする場合、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂が一つの層に混在しないため、ドメインによる光の散乱が生じにくく、結果、全光線透過率は高くなる傾向にある。
【0057】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムにおいて用いることができる積層方法としては、例えば、共押出によるフィードブロック方式やマルチマニホールド方式、スタティックミキサー方式、コーティングによる方法などが挙げられるが、生産効率や生産コストの観点から、共押出(例えば溶融共押出)による積層方法が好ましい。
【0058】
二軸配向ポリオレフィンフィルムが積層構成である場合、二軸配向ポリオレフィンフィルムの全厚みに占めるA層(環状オレフィン系樹脂を含む層)の厚みの割合の上限は、製膜性や表面形状を制御する点から、99%であることが好ましく、より好ましくは95%、さらに好ましくは90%、最も好ましくは85%である。また下限は10%であることが好ましく、より好ましくは15%、さらに好ましくは20%である。A層の厚みの割合は、例えば、二軸配向ポリオレフィンフィルムがA層の両表層にB層が直接積層されているB層/A層/B層の3層構成の場合は、両表面のB層の厚みを除いたA層の厚みを二軸配向ポリオレフィンフィルムの厚みで除して百分率で表すことで求めることができる。A層の割合が99%以下であることにより延伸における面積倍率を十分に高めることができ、機械特性を高めることができる。他方、A層の割合が10%以上であることにより、光学特性と耐熱性を高めることができる。
【0059】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムにおけるA層の環状オレフィン系樹脂の含有量の下限は、優れた光学特性と耐熱性を得る観点から、A層の全構成成分を100質量%としたときに、下限は好ましくは5.0質量%、より好ましくは7.5質量%、さらに好ましくは10質量%、特に好ましくは15質量%である。A層の環状オレフィン系樹脂の含有量の上限は、好ましくは100質量%、より好ましくは80質量%、さらに好ましくは60質量%、特に好ましくは40質量%である。なお、A層の環状オレフィン系樹脂の含有量が100質量%であることは、A層が環状オレフィン系樹脂のみからなることを意味し、このような態様が好ましいのは主に
図3のような多層積層構造を有する場合である。
【0060】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムにおけるB層のポリプロピレン樹脂の含有量は、優れた延伸性を得る観点から、B層の全構成成分を100質量%としたときに、95質量%以上が好ましく、より好ましくは96質量%以上、さらに好ましくは97質量%以上である。上限は100質量%が好ましく、99.9%がより好ましい。
【0061】
続いて、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムに好適に用いることができる樹脂について説明する。
【0062】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、直鎖状のポリプロピレン樹脂(以下ポリプロピレン樹脂(A)ということがある。)を主成分とすることが好ましい。ここで主成分とは、二軸配向ポリオレフィンフィルムを構成する全成分のうち、最も質量%の高いもの(含有量の多いもの。)をいう。
【0063】
ポリプロピレン樹脂(A)の数平均分子量(Mn)の下限は、3.0万が好ましく、4.0万がより好ましく、5.0万がさらに好ましく、6.0万が特に好ましい。一方、Mnの上限は9.0万が好ましく、8.0万がより好ましい。ポリプロピレン樹脂(A)が上記特性を備えることで、製膜安定性、フィルムの機械特性、耐熱性を高めることができる。ポリプロピレン樹脂(A)のMnを上記の値とするためには、重合時の水素ガス濃度を調整する方法や、触媒および/または助触媒の選定、連続重合の各重合槽の組成と重合量の調整を適宜行う方法等が好ましく採用される。なお、ポリプロピレン樹脂のMnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法を用いて測定することができ、測定方法の詳細は実施例に示す。
【0064】
ポリプロピレン樹脂(A)のメソペンタッド分率(mmmm)は0.940以上であることが好ましい。より好ましくは0.950以上、さらに好ましくは0.978以上、特に好ましくは0.981以上、最も好ましくは0.984以上である。メソペンタッド分率はポリプロピレンの結晶相の立体規則性を示す指標であり、該数値が高いものほど結晶化度や融点が高くなり、機械特性を高めることができる。また、加熱時に平面性を維持しやすく、二軸配向ポリオレフィンフィルムの耐熱性を向上する観点で好ましい。メソペンタッド分率の上限については特に規定するものではないが、実現可能性の観点から0.999となる。このように立体規則性の高いポリプロピレン樹脂を得るには、例えばn-ヘプタン等の溶媒で得られた樹脂パウダーを洗浄する方法や、触媒および/または助触媒の選定、組成の選定を適宜行う方法等が好ましく採用される。なお、ポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率は核磁気共鳴法(NMR法)を用いて測定することができ、測定方法の詳細は実施例に示す。
【0065】
ポリプロピレン樹脂(A)の融点は、160℃以上であることが好ましい。より好ましくは161℃以上、さらに好ましくは162℃以上、特に好ましくは164℃以上、最も好ましくは167℃以上である。ポリプロピレン樹脂(A)の融点が160℃以上であることで、フィルムとした際に耐熱性を高めることができる。ポリプロピレン樹脂(A)の融点の上限は特に制限されないが、実現可能性の観点から180℃となる。このように、融点の高いポリプロピレン樹脂を得るには、例えば、n-ヘプタン等の溶媒で得られた樹脂パウダーを洗浄する方法や、触媒および/または助触媒の選定、組成の選定を適宜行い、ポリプロピレン樹脂の立体規則性を高める方法を用いることができる。また、プロピレンの共重合体を用いる場合は、プロピレン以外の共重合量を1mol%未満とする方法等が好ましく採用される。
【0066】
樹脂の融点は、測定方法の詳細は後述するが、樹脂を示差走査熱量計DSCで30℃から260℃まで20℃/minで昇温した際に得られる融解ピーク温度とし、その測定方法は後述する。融解ピーク温度が前記温度範囲の中で2つ以上観測される場合や、ショルダーといわれる多段型のピークが観測される場合があるが、このような場合においてはDSCチャートの縦軸熱流(単位:mW)の絶対値が最も大きいピークの温度を樹脂の融点とする。
【0067】
ポリプロピレン樹脂(A)は、主としてプロピレンの単独重合体からなることが好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲で他の不飽和炭化水素を共重合成分として含むプロピレンの共重合体を用いてもよい。プロピレンの共重合体に含まれる共重合成分としては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチルペンテン-1、3-メチルブテン-1、1-ヘキセン、4-メチルペンテン-1、5-エチルヘキセン-1、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、ビニルシクロヘキセン、スチレン、アリルベンゼン、シクロペンテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネンなどが挙げられる。
【0068】
プロピレンの共重合体におけるプロピレン以外の成分の共重合量は、耐熱性の点から、1mol%未満とすることが好ましい。ここでプロピレン以外の成分の共重合量が1mol%未満であるとは、ポリプロピレン樹脂(A)を構成する樹脂の構成成分を100mol%としたときに、プロピレン以外の構成成分が1mol%未満であることを意味する。すなわち、ポリプロピレン樹脂(A)が、共重合量が1mol%未満のポリプロピレン重合体からなる場合や、共重合量が1mol%以上のポリプロピレン重合体とプロピレンの単独重合体(若しくは共重合量が1mol%未満のポリプロピレン重合体)が、全体に占めるプロピレン以外の成分が1mol%未満となるように混合されている場合も、プロピレン以外の成分の共重合量が1mol%未満であるものとする。
【0069】
また、ポリプロピレン樹脂(A)には、プロピレン以外の成分を主たる構成成分とする重合体をブレンドしてもよい。このような重合体における主たる構成成分としては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチルペンテン-1、3-メチルブテン-1、1-ヘキセン、4-メチルペンテン-1、5-エチルヘキセン-1、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、ビニルシクロヘキセン、スチレン、アリルベンゼン、シクロペンテンなどが挙げられる。プロピレン以外の成分を主たる構成成分とする重合体のブレンド量は、機械特性と耐熱性の点から、ポリプロピレン樹脂(A)100質量部に対して1質量部未満とすることが好ましい。
【0070】
ポリプロピレン樹脂(A)としては、前記した好ましい条件を満たせば特に限定されないが、例えば、(株)プライムポリマー製ポリプロピレン樹脂である、F-704NP、F-704NT、F-300SP、F113G、E-100GPL、E-105GM、E-200GP、E-203GP、Y-400GP、E111G、住友化学(株)製ポリプロピレン樹脂である、FLX80H5、FLX80E4、WF836DG3、FS2011DG3、D101、W101等を使用することが好ましい。
【0071】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、直鎖状であるポリプロピレン樹脂(A)の他に、核剤作用を有する成分を含むことができる。核剤作用を有する成分としては、例えば、ソルビトール系核剤、ノニトール系核剤、アミド系核剤、芳香族カルボン酸金属塩、リン酸金属塩、架橋構造を有するポリプロピレン樹脂、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂等が挙げられるが、核剤がフィルム中に相溶あるいは微分散する核剤が好ましく、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂や、溶融型核剤と称されるソルビトール系核剤、ノニトール系核剤が好ましく用いられる。中でも、異物による生産時の破膜を抑制する観点から、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂を用いるのが好ましい。分岐鎖状ポリプロピレン樹脂はα晶またはβ晶の結晶核剤効果を有する。そのため、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂を含むことで、その核剤効果によってキャスト時における粗大な球晶形成が抑制され、二軸配向ポリオレフィンフィルムとしたときの耐熱性を高めることができる。
【0072】
分岐鎖状ポリプロピレン樹脂は、チーグラーナッタ触媒系やメタロセン系触媒系など、複数市販されているが、ポリプロピレン樹脂(A)と組み合わせて用いる観点において、分子量分布の広いチーグラーナッタ触媒系分岐鎖状ポリプロピレン樹脂を少量添加して延伸性を補うことがより好ましい。フィルム全体における分岐鎖状ポリプロピレン樹脂の占める割合は、0質量%以上30質量%以下が好ましく、その上限は10質量%がより好ましく、5質量%がさらに好ましい。下限は1質量%がより好ましく、2質量%がさらに好ましい。フィルム中に、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂に相当する成分が二種以上含まれる場合はこれらの成分を合算して、フィルム中の分岐鎖状ポリプロピレン樹脂の含有量とみなす。なお、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂の占める割合が0質量%であるとは、フィルムが分岐鎖状ポリプロピレン樹脂を含まないことを意味する。
【0073】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムに用いる環状オレフィン系樹脂について具体的に説明する。
【0074】
環状オレフィンを得るためのモノマーとしては、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロペンタジエン、1,3-シクロヘキサジエンといった単環式オレフィン、ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-メチル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプタ-2-エン、5,5-ジメチル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-エチル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-ブチル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-エチリデン-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-ヘキシル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-オクチル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-オクタデシル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-メチリデン- ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-ビニル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-プロペニル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エンといった二環式オレフィン、トリシクロ〔4,3,0,12.5〕デカ-3,7-ジエン、トリシクロ〔4,3,0,12.5〕デカ-3-エン、トリシクロ〔4,3,0,12.5〕ウンデカ-3,7-ジエン、トリシクロ〔4,3,0,12.5〕ウンデカ-3,8-ジエン、トリシクロ〔4,3,0,12.5〕ウンデカ-3-エン、5-シクロペンチル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-シクロヘキシル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-シクロヘキセニルビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン、5-フェニル-ビシクロ〔2,2,1〕ヘプタ-2-エンといった三環式オレフィン、テトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-メチルテトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-エチルテトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-メチリデンテトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-エチリデンテトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-ビニルテトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-プロペニル-テトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エンといった四環式オレフィン、および8-シクロペンチル-テトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-シクロヘキシル-テトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-シクロヘキセニル-テトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、8-フェニル-シクロペンチル-テトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エン、テトラシクロ〔7,4,13.6,01.9,02.7〕テトラデカ-4,9,11,13-テトラエン、テトラシクロ〔8,4,14.7,01.10,03.8〕ペンタデカ-5,10,12,14-テトラエン、ペンタシクロ〔6,6,13.6,02.7,09.14〕-4-ヘキサデセン、ペンタシクロ〔6,5,1,13.6,02.7,09.13〕-4-ペンタデセン、ペンタシクロ〔7,4,0,02.7,13.6,110.13〕-4-ペンタデセン、ヘプタシクロ〔8,7,0,12.9,14.7,111.17,03.8,012.16〕-5-エイコセン、ヘプタシクロ〔8,7,0,12.9,03.8,14.7,012.17,113.16〕-14-エイコセン、シクロペンタジエンといった四量体等の多環式オレフィンなどが挙げられる。これらの環状オレフィンモノマーは、それぞれ単独であるいは2種以上組合せて用いることができる。
【0075】
環状オレフィンモノマーとしては、上記した中でも、生産性、表面性の観点から、ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト-2-エン(以下、ノルボルネンとする。)、トリシクロ〔4,3,0,12.5〕デカ-3-エンなどの炭素数10の三環式オレフィン(以下、トリシクロデセンとする。)、テトラシクロ〔4,4,0,12.5,17.10〕ドデカ-3-エンなどの炭素数12の四環式オレフィン(以下、テトラシクロドデセンとする。)、シクロペンタジエン、または1,3-シクロヘキサジエンが好ましく用いられる。
【0076】
環状オレフィン系樹脂は、環状オレフィン系樹脂の重合体100質量%中に、環状オレフィンモノマー由来成分の合計が10質量%を超えて100質量%以下であるポリオレフィン樹脂であれば、上記環状オレフィンモノマーのみを重合させた樹脂(以下、COPということがある。)、上記環状オレフィンモノマーと鎖状オレフィンモノマーとを共重合させた樹脂(以下、COCということがある。)、脂環式構造を有する環状ブロックコポリマー樹脂(以下、CBCということがある。)のいずれの樹脂でも構わない。特に、ポリプロピレン樹脂との相溶性を高め、二軸配向ポリオレフィンフィルムの耐熱性を高める観点から、鎖状オレフィンモノマーを構成単位として有するCOCが好ましい。
【0077】
COPの製造方法としては、環状オレフィンモノマーの付加重合、あるいは開環重合などの公知の方法が挙げられ、例えば、ノルボルネン、トリシクロデセン、テトラシクロデセン、およびその誘導体を開環メタセシス重合させた後に水素化させる方法、ノルボルネンおよびその誘導体を付加重合させる方法、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンを1,2-、1,4-付加重合させた後に水素化させる方法などが挙げられる。これらの中でも、生産性、成型性の観点から、ノルボルネン、トリシクロデセン、テトラシクロデセン、およびその誘導体を開環メタセシス重合させた後に水素化させる方法がより好ましい。本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムに好ましく用いることができるCOPとしては、例えば、日本ゼオン(株)製“ゼオノア”(登録商標) 1020R、1060R、1410R、1420R、1430R、1600、日本ゼオン(株)製“ゼオネックス”(登録商標) 480、480R、280R、490R、E48R、E28R、JSR(株)製“ARTON”(登録商標) F3500、D4000等が挙げられる。
【0078】
COCの場合、好ましい鎖状オレフィンモノマーとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-へキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-へキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-へキセン、3-エチル-1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン等が挙げられる。これらの中でも、生産性、コストの観点から、エチレンもしくはエチレンとプロピレンの両方を特に好ましく用いることができる。また、環状オレフィンモノマーと鎖状オレフィンモノマーとを共重合させた樹脂の製造方法としては、環状オレフィンモノマーと鎖状オレフィンモノマーの付加重合などの公知の方法が挙げられ、例えば、ノルボルネンおよびその誘導体とエチレンを付加重合させる方法などが挙げられる。中でも、生産性、成型性の観点から、ノルボルネンとエチレンを共重合させることがより好ましい。
【0079】
特に、生産性、成型性の観点から、COCの製造方法としては、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、又はこれらの誘導体と、エチレン及び/またはプロピレンを用いた2元重合または3元重合による方法等を好ましく用いることができる。例えば、テトラシクロドデセンの誘導体とエチレンの2元重合や、ノルボルネンとエチレンとプロピレンの3元重合等を好ましく用いることができる。
【0080】
COCを得るための鎖状オレフィンモノマーと環状オレフィンモノマーはそれぞれ1種類ずつであってもよいし、どちらか一方又は両方が2種類以上であってもよい。中でも、エチレンとプロピレンを構成単位として有する環状オレフィンコポリマーを用いることが、ポリプロピレン樹脂との相溶性を高める観点で特に好ましい。環状オレフィンモノマーとしては、二軸配向ポリオレフィンフィルムの耐熱性を高める観点から、ノルボルネン、ノルボルナジエン、およびこれらの誘導体等を単独で又は組み合わせて用いることが好ましい。本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムに好ましく用いることができるCOCとしては、例えば、ポリプラスチックス製“TOPAS”(登録商標) 5013F-04、6013F-04、6015S-04、6017S-04、三井化学(株)製“アペル”(登録商標) APL6011T、APL6013T、APL6015T、APL5014CL、APL5014DP、APL5014CL(04)等が挙げられる。
【0081】
環状ブロックコポリマー樹脂(CBC)については、水素化芳香族ビニルポリマーブロック単位と水素化共役ジエンポリマーブロック単位を有するものを用いることが好ましい。水素化前の芳香族ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン(全ての異性体を含み、特にp-ビニルトルエンが好ましい。)、エチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ビニルビフェニル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン(全ての異性体を含む。)、及びこれらの混合物等が挙げられる。水素化前の共役ジエンモノマーとしては、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3ペンタジエン、イソプレンとその類似化合物、及びこれらの混合物等が挙げられる。
【0082】
CBCの製造方法としては、上記の芳香族ビニルモノマーと共役ジエンモノマーからなるブロックコポリマーの水素化などの公知の方法が挙げられ、中でも、生産性、成型性の観点から、スチレン-ブタジエンコポリマーを水素化する方法が特に好ましい。本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムに好ましく用いることができるCBCとしては、例えば、USI(株)製“ViviOn”(登録商標) 8210、1325、0510、MDP-0011、三菱ケミカル(株)製“テファブロック”(登録商標) CP101、CP102R、CP103R、CP401等が挙げられる。
【0083】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムに用いる環状オレフィン系樹脂は非晶性であることが好ましい。なお、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムにおいて環状オレフィン系樹脂が非晶性であるとは、環状オレフィン系樹脂を示差走査熱量計DSCで30℃から260℃まで20℃/minで昇温した際に得られる融解ピーク温度(Tm)が観察されないことと定義する。さらに非晶性の環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度の下限は、二軸配向ポリオレフィンフィルムとしたときの耐熱性を高める観点から、125℃が好ましく、より好ましくは130℃、さらに好ましくは135℃である。ガラス転移温を上記の好ましい範囲とすることで、フィルムの耐熱性を高めることができる。環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度の上限は、主成分のポリオレフィン樹脂との共延伸性の観点から、好ましくは180℃、より好ましくは175℃、さらに好ましくは160℃、特に好ましくは150℃である。なお、環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度はJIS K7121-1987に準じて測定することができ、詳細は後述する。
【0084】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムに用いる環状オレフィン系樹脂の屈折率は、フィルムとしたときの光学特性を高める観点から、1.510以上が好ましく、より好ましくは1.520以上、さらに好ましくは1.530以上である。上限は特に限定されないが、実質的には1.600である。環状オレフィン系樹脂の屈折率を上記の好ましい範囲とすることで、フィルムとしたときの光学特性を高めることができる。なお、ここでいう屈折率とは、ナトリウムD線(波長589nm)を光源として測定したときの屈折率をいい、測定方法の詳細は後述する。
【0085】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、本発明の目的を損なわない範囲で種々の添加剤、例えば有機粒子、無機粒子、結晶核剤、酸化防止剤、熱安定剤、塩素捕捉剤、すべり剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、充填剤、粘度調整剤、着色防止剤を含有してもよい。
【0086】
これらの中で酸化防止剤を含有させる場合、その酸化防止剤の種類および添加量の選定は、長期耐熱性の観点から重要である。すなわち、かかる酸化防止剤としては立体障害性を有するフェノール系のもので、そのうち少なくとも1種は分子量500以上の高分子量型のものが好ましい。その具体例としては種々のものが挙げられるが、例えば2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール(BHT:分子量220.4)とともに、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン(例えば、BASF社製“Irganox”(登録商標)1330:分子量775.2)、またはテトラキス[メチレン-3(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(例えばBASF社製“Irganox”(登録商標)1010:分子量1,177.7)等を単独で使用する、あるいは併用することが好ましい。
【0087】
分子量500以上の高分子量型の酸化防止剤の総含有量は、二軸配向ポリオレフィンフィルムを構成する樹脂全量を100質量部としたときに0.1~1.0質量部であることが好ましい。上記酸化防止剤が二軸配向ポリオレフィンフィルムを構成する樹脂全量に対して0.1質量部以上であることにより、長期耐熱性が向上する。一方、1.0質量部以下であることにより、上記酸化防止剤のブリードアウトによる高温下でのブロッキングが軽減され、保護フィルムとして用いた場合に品位の低下を抑えることができる。上記酸化防止剤のより好ましい総含有量は、二軸配向ポリオレフィンフィルムを構成する樹脂全量を100質量部としたときに、0.2~0.7質量部であり、さらに好ましくは0.3~0.5質量部である。2層以上の積層構成の場合は、各層において分子量500以上の高分子量型の酸化防止剤の総含有量が、各層を構成する樹脂全量に対して0.3~0.5質量部であることがフィッシュアイなどの欠陥を抑制し、品位を高める観点から好ましい。
【0088】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、本発明の目的を損なわない範囲でポリプロピレン樹脂(A)、環状オレフィン系樹脂以外の樹脂を含んでいてもよい。具体的な樹脂としては、各種ポリオレフィン樹脂を含むビニルポリマー樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などが挙げられ、特に、ポリメチルペンテン、オレフィン系エラストマー樹脂、シンジオタクチックポリスチレンなどが好ましく例示される。ポリプロピレン樹脂(A)、環状オレフィン系樹脂以外の樹脂の含有量は、二軸配向ポリオレフィンフィルムを構成する樹脂成分全体を100質量%とした場合、4質量%未満が好ましく、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。ポリプロピレン樹脂(A)、環状オレフィン系樹脂以外の樹脂の含有量を4質量%未満とすることにより、ドメイン界面の影響を抑え、二軸配向ポリオレフィンフィルムの光学特性や機械特性の低下を軽減することができる。
【0089】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、上述した特性を与えうる原料を用い、ポリオレフィンシートを二軸延伸、熱処理および弛緩処理することによって得ることが可能である。二軸延伸の方法としては、インフレーション同時二軸延伸法、テンター同時二軸延伸法、テンター逐次二軸延伸法のいずれの方法を用いてもよいが、その中でも、フィルムの製膜安定性、結晶・非晶構造、表面特性、特に延伸倍率を高めながら機械特性および熱寸法安定性を制御する点においてテンター逐次二軸延伸法、または、テンター同時二軸延伸法を採用することが好ましい。
【0090】
次に、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムの製造方法について、具体例を挙げて説明する。まず、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを事前に予備混練したコンパウンド樹脂原料を希釈またはそのまま支持体上に溶融押出して未延伸フィルムとする。この未延伸フィルムを長手方向に延伸し、次いで幅方向に延伸して、逐次二軸延伸せしめる。その後、熱処理および弛緩処理を施して二軸配向ポリオレフィンフィルムを製造する。以下、より具体的に説明するが、本発明は必ずしもこれに限定して解釈されるものではない。
【0091】
まず、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムでは環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂(A)との分散状態を良くして高い透明性を得ることで、特にフィルムの光学特性と耐熱性を高める観点から、予め環状オレフィン系樹脂、ポリプロピレン樹脂(A)、及び酸化防止剤を混合してコンパウンドすることが好ましい。コンパウンドには単軸押出機、二軸押出機などを用いることができるが、良好な分散状態と得られるフィルムの高い透明性の観点から、特に二軸押出機を用いることが好ましい。
【0092】
酸化防止剤の量は、コンパウンド樹脂成分100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、より好ましくは0.2質量部以上、さらに好ましくは0.3質量部以上である。上限は、ブリードアウトを防止する観点から、1.0質量部とするものである。
【0093】
次いで環状オレフィン系樹脂とポリオレフィン樹脂とをコンパウンドした樹脂原料を単軸押出機に供給し、溶融して濾過フィルターを通した後にスリット状口金から押し出す。この際、押出機での溶融温度は260~280℃、フィルターから口金までの短管温度は250~270℃、口金リップの温度は240~260℃と段階的に低温化していくことが、環状オレフィン系樹脂のドメインを押出方向に細長く伸長させ、ドメインの厚みを薄くできる観点で好ましい。押出機温度は短管温度よりも、3~15℃高いことが好ましく、より好ましくは5~12℃、さらに好ましくは8~12℃である。また、短管温度は、口金リップ温度よりも、3~15℃高いことが好ましく、より好ましくは5~12℃、さらに好ましくは8~12℃である。
【0094】
なお、後述する延伸工程において、より面積延伸倍率を高める観点から、未延伸ポリオレフィンフィルムを積層構成とすることが好ましい。その場合には、環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予めコンパウンドした樹脂原料を内層(A層)用の単軸押出機に、A層に用いたものと同様のポリプロピレン樹脂(A)を表層(B層)用の単軸押出機にそれぞれ供給し、溶融共押出によるフィードブロック方式B層/A層/B層の3層構成に積層された溶融樹脂の積層体を、スリット状口金から溶融シートとして押し出す。
【0095】
その後、スリット状口金から押し出された溶融シートを、10~110℃、好ましくは15~85℃、より好ましくは15~65℃、さらに好ましくは20~40℃の温度に制御されたキャスティングドラム(冷却ドラム)上で固化させ、未延伸ポリオレフィンフィルムを得る。
【0096】
溶融シートのキャスティングドラムへの密着方法としては、静電印加法、水の表面張力を利用した密着方法、エアーナイフ法、プレスロール法、水中キャスト法、エアーチャンバー法などのうちいずれの手法を単独であるいは組み合わせて用いてもよいが、平面性や表面粗さの制御が可能なエアーナイフ法を用いることが好ましい。また、エアーナイフ法を用いる場合、未延伸ポリオレフィンフィルムの振動を生じさせないために、製膜下流側にエアーが流れるようにエアーナイフの位置を適宜調整することも好ましい。
【0097】
次に、未延伸ポリオレフィンフィルムを二軸延伸し、二軸配向せしめる。二軸延伸方式は逐次二軸延伸方式であっても、同時二軸延伸方式であってもよい。逐次二軸延伸方式を採用する場合は、未延伸ポリオレフィンフィルムを好ましくは100~170℃、より好ましくは120~165℃の温度に保ち、ロールの周速差を利用した縦延伸機で、長手方向に好ましくは4.0~12倍、より好ましくは4.5~11倍、さらに好ましくは5.0~10倍、特に好ましくは5.5~10倍、最も好ましくは5.7~10倍に延伸した後、室温まで冷却する。延伸倍率をこのように設定することで熱寸法安定性が向上するため、得られる二軸配向ポリオレフィンフィルムの85℃での主配向直交方向の熱収縮率を好適な範囲に制御しやすくなり、その結果、耐熱性の指標である加熱時の平面性を高めることができる。
【0098】
ここで、縦延伸機の低速側のロールと高速側のロールの延伸区間距離を広げ、過度にならない程度に強くフィルムをネックダウンすることが、環状オレフィン系樹脂のドメインを延伸方向に伸長させ、ドメインの厚みを薄くできる観点で好ましい。ここで延伸区間距離とは、上流側の延伸ロールとフィルムが接している最も下流側の箇所から、下流側の延伸ロールとフィルムが接している最も上流側の箇所までの区間の距離をいう。上記観点から延伸区間距離は、5~30mmが好ましく、より好ましくは10~28mm、さらに好ましくは、15~25mmである。
【0099】
また、延伸区間距離を広げた際にフィルムの温度を担保するために、延伸中のフィルムの上下にラジエーションヒーター(RH)を設置し、フィルムの両面を加熱することがフィルムを均一延伸し、光学特性を高める上で好ましい。このときのRH出力は、RHとフィルムの距離が100mmである場合において、1.0~5.0kWが好ましく、より好ましくは、2.0~4.0kW、さらに好ましくは、3.0~4.0kWである。また、RHとフィルムの距離は10mm以上200mm以下が好ましい。なお、RHとフィルムの距離を調整する場合は、上記条件と同程度の熱量がフィルムに与えられるようにRHの出力等を調整することができる。
【0100】
次いで長手方向に一軸延伸せしめたフィルムの幅方向両端部を複数クリップで把持して、テンター内に導く。テンター内では最初に幅方向への延伸のための予熱を行うが、当該予熱工程の温度は、好ましくは幅方向の延伸温度~幅方向の延伸温度+15℃、より好ましくは幅方向の延伸温度+4~+12℃、さらに好ましくは幅方向の延伸温度+4~+10℃である。具体的には、予熱温度は好ましくは160~185℃、より好ましくは170~180℃、さらに好ましくは175~180℃である。このような予熱温度条件とすることで、一軸延伸で長手方向に高配向したフィブリル構造をさらに強化でき、最終的に得られる二軸配向ポリオレフィンフィルムの機械特性を高めることができる。また、一軸延伸後に配向が不十分な分子鎖を高温での予熱により安定化させることも、最終的に得られる二軸配向ポリオレフィンフィルムの耐熱性を向上できる点でも好ましい。
【0101】
予熱終了後に、一軸配向ポリオレフィンフィルムの幅方向両端部をクリップで把持したまま幅方向へ延伸する。このときの温度(幅方向の延伸温度)は、好ましくは150~180℃、より好ましくは166~180℃、さらに好ましくは171~180℃である。また、幅方向の延伸倍率は好ましくは5.0~20.0倍、より好ましくは6.0~15.0倍、さらに好ましくは7.0~11.0倍、特に好ましくは7.5~10.0倍である。幅方向の延伸倍率を上記の好ましい範囲とすることで、一軸延伸で長手方向に高配向したフィブリル構造が幅方向に均一に開裂し、主配向方向の配向角ムラを低減して、最終的に得られる二軸配向ポリオレフィンフィルムの品位を高めることができる。
【0102】
一方、同時二軸延伸方式を採用する場合は、未延伸ポリオレフィンフィルムの幅方向両端部を複数のクリップで把持して、同時二軸延伸テンター内に導く。予熱工程の温度は、好ましくは幅方向の延伸温度~幅方向の延伸温度+15℃、より好ましくは幅方向の延伸温度~幅方向の延伸温度~+10℃、さらに好ましくは幅方向の延伸温度~幅方向の延伸温度+5℃である。予熱終了後に、未延伸ポリオレフィンフィルムを長手方向、および幅方向に同時二軸延伸する。具体的には、予熱温度は好ましくは100~180℃、より好ましくは120~170℃である。また、延伸温度は、好ましくは100~180℃、より好ましくは120~170℃である。長手方向および幅方向の延伸倍率は、好ましくは3.0~12倍、より好ましくは4.0~11倍、さらに好ましくは4.5~10倍である。延伸温度、および延伸倍率を上記の好ましい範囲とすることで、面内方向の分子配向を均一にすることができ、主配向方向の配向角ムラを低減して、最終的に得られる二軸配向ポリオレフィンフィルムの品位を高めることができる。
【0103】
逐次二軸延伸方式、または同時二軸延伸方式における延伸倍率の比、(長手方向の延伸倍率)/(幅方向の延伸倍率)の上限は好ましくは2.0、より好ましくは1.5、さらに好ましくは1.2、特に好ましくは1.0であり、下限は好ましくは0.2、より好ましくは0.4、さらに好ましくは0.5、特に好ましくは0.7、最も好ましくは0.8である。延伸倍率の比を上記の好ましい範囲とすることで、長手方向と幅方向の分子鎖の配向がより等方的となるため、得られる二軸配向ポリオレフィンフィルムの面内方向の複屈折率を低減し、光学特性を良好に調節することができる。
【0104】
面積延伸倍率の下限は、好ましくは25.0倍、より好ましくは30.0倍、さらに好ましくは35.0倍、特に好ましくは40.0倍、最も好ましくは45.0倍であり、上限は好ましくは90.0倍、より好ましくは80.0倍、さらに好ましくは70.0倍、特に好ましくは60.0倍である。面積延伸倍率を25.0倍以上とすることにより、フィルム面内の分子鎖緊張が高まってドメイン構造が小さく又は薄くなるため、フィルムの光学特性と耐熱性を両立することができる。また、面積倍率を90.0倍以下とすることで、面内方向の分子鎖の配向を適度に抑え、二軸配向ポリオレフィンフィルムの厚み方向の複屈折率を低減し、光学特性を良好に調節することができる。本発明において、面積延伸倍率とは、長手方向の延伸倍率に幅方向の延伸倍率を乗じたものである。
【0105】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムの製造においては、二軸延伸後(逐次二軸延伸の場合は幅方向の延伸後)に熱処理と弛緩処理を行う。続く熱処理および弛緩処理工程では、クリップで幅方向両端部を把持したまま幅方向に2~20%の弛緩を与えつつ、150℃以上190℃以下の熱処理を行うことが、フィルムの耐熱性を高める観点から好ましい。上記観点から、熱処理温度は160℃以上185℃以下がより好ましく、170℃以上185℃以下がさらに好ましい。上記観点から、弛緩処理率は4~18%がより好ましく、7~15%がさらに好ましく、9~15%が最も好ましい。二軸延伸後の熱処理を上記範囲とすることで延伸時に生じるドメイン界面での微小ボイドを減少または、消失させ、最終的に得られる二軸配向ポリオレフィンフィルムの透明性を高めることができる。
【0106】
熱処理および弛緩処理を経た後は、弛緩処理後の二軸配向ポリオレフィンフィルムをテンターの外側へ導き、室温雰囲気にて幅方向両端部のクリップを解放する。その後、ワインダ工程にてフィルムエッジ部をスリットし、得られた二軸配向ポリオレフィンフィルムを製品ロールとして巻き取る。ここで二軸配向ポリオレフィンフィルムを巻き取る前に、空気中、窒素中、炭酸ガス中あるいはこれらの混合気体中でコロナ放電処理を行ってもよい。
【0107】
なお、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムを得るため、着眼される主な製造条件を具体的に挙げると、例としては以下のとおりである。なお、これらの製造条件を全て満たすことが好ましいが、必ずしも全て備える態様とはせずに適宜組み合わせてもよい。
・数平均分子量Mnが3.0万以上9.0万以下であるポリプロピレン樹脂(A)を主成分とすること。
・メソペンタッド分率が0.940以上のポリプロピレン樹脂(A)を主成分とすること。
・ガラス転移温度が125~180℃の環状オレフィン系樹脂を添加すること。
・屈折率が1.510~1.600の環状オレフィン系樹脂を添加すること。
・環状オレフィン系樹脂とポリプロピレン樹脂とを予備混練したコンパウンド樹脂原料を用いること。
・二軸配向ポリオレフィンフィルムにおける環状オレフィン系樹脂の含有量が2.0質量%以上50質量%未満であること。
・溶融押出温度、短管温度、口金リップ温度を段階的に低温化すること。
・長手方向の延伸倍率が4.0倍以上であること。
・長手方向の延伸時に、フィルムの両面からラジエーションヒーターで加熱し、5~30mmに延伸区間距離を広げ、延伸すること。
・(長手方向の延伸倍率)/(幅方向の延伸倍率)が0.5~1.5であること。
・横延伸時の予熱温度は、延伸温度に対し、4~15℃高いこと。
・二軸延伸後に熱処理と弛緩処理が施されていること。
【0108】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、光学特性、耐熱性、機械特性、品位に優れることから、工業材料用フィルムとして好適に用いることができる。ここで工業材料用フィルムとは、保護フィルム、工程用フィルム、離型フィルム等をいう。保護フィルムとは、成形体やフィルム等の対象物に貼り付け、加工時や運搬時に発生するキズや汚染等から防止する機能を有するフィルムをいう。工程用フィルムとは、成形体やフィルム等の対象物に貼り付けて製造時や加工時に発生するキズや汚染等から防止し、最終製品としての使用時には破棄されるフィルムをいう。離型フィルムとは、離型性が高く、成形体やフィルム等の対象物に貼り付けて加工時や運搬時に発生するキズや汚染等から防止し、最終製品としての使用時には容易に剥離して破棄することのできる機能を有するフィルムをいう。
【0109】
本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、光学特性、耐熱性、機械特性、品位に優れることから、工業材料用フィルムの中でも、特に光学用途に好適に用いることができる。ここで光学用途とは、光の透過や反射等の光学特性を調節する用途、または当該用途に用いられる部材(光学部材)の保護や製造の用途をいう。また、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、包装用フィルムとしても好適に用いることができ、さらには衛生用品、農業用品、建築用品、医療用品などの用途でも好適に用いることができる。ここで、包装用フィルムとは食品や様々な商品を包装するために使用されるフィルムをいう。
【0110】
また、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、光学特性に優れることから、偏光板用途に用いることもできる。本発明の偏光板は、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムを用いてなり、その具体例としては特定方向に偏光、又は偏波した光だけに限って通過させる部材の表面に、当該部材を保護するために本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムが積層された偏光板等がある。
【0111】
また、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、耐熱性が高い特徴を有することから、特に高温で用いられるフィルムコンデンサ用誘電体フィルムとしても好ましく用いることが出来る。なお、同用途に用いる場合は、二軸配向ポリオレフィンフィルムの少なくとも片面に金属膜を有する、金属膜積層フィルムとすることとなり、これを用いてフィルムコンデンサとすることができる。すなわち、本発明の金属膜積層フィルムは、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムの少なくとも片面に金属膜を有してなり、本発明のフィルムコンデンサは、本発明の金属膜積層フィルムを用いてなる。
【実施例0112】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、特性は以下の方法により測定、評価を行った。
【0113】
(1)フィルム厚み
マイクロ厚み計(アンリツ社製)を用いて測定した。フィルムを10cm四方サイズにサンプリングし、任意に選定した5点で厚みを測定して得られた値の平均値をフィルム厚み(μm)とした。
【0114】
(2)フィルムの屈折率
主プリズムの上にマウント液(ヨウ化メチレン)を滴下し、その上にフィルムを置き、フィルム上にマウント液(ヨウ化メチレン)を滴下し、その上にガラス板(屈折率1.74)を置いた。ナトリウムD線(波長589nm)を光源とし、25℃にてアッベ屈折計4T(アタゴ(株)製)を用いてフィルム主配向方向の屈折率n1、主配向直交方向の屈折率n2、および厚み方向の屈折率n3をJIS K7142(2014)A法に準拠して測定した。
【0115】
(3)面内方向の複屈折率、配向角
位相差測定装置(王子計測機器(株)製KOBRA-21ADH)を用いた。フィルムを3.5cm四方サイズにサンプリングし、フィルムの主配向方向が本測定装置にて定義されている角度0°となるように装置に設置した。その後、波長590nmにおける面内方向の位相差(nm)を測定し、下記式に従って面内方向の複屈折率(単位無し)を算出した。フィルム厚みは上記(1)項に記載の方法にて測定した値を用いた。また、同じ装置を用いて面内方向の配向角(-90~90°)を測定した。なお、面内方向の複屈折率の算出におけるフィルム厚み(μm)は、(1)に記載の方法で測定した値を用いた。
面内方向の複屈折率(単位無し)=[面内方向の位相差(nm)/フィルム厚み(μm)]/1000。
【0116】
(4)主配向方向の配向角ムラ
主配向方向の長さが400mm以上のフィルムにおいて、フィルムの主配向方向中央部から主配向方向に沿って、中心位置が主配向方向と平行かつ50mm間隔となるように、上記(3)項に記載の方法にて7点サンプリングした。その後、それぞれのサンプルの配向角を測定し、配向角の最大値と最小値の差を主配向方向の配向角ムラとした。
【0117】
(5)85℃での主配向直交方向の熱収縮率
フィルムの熱収縮率は、フィルムの主配向方向と主配向直交方向を各辺とする10cm四方サイズに切り出したフィルムを、厚さ0.1mmの紙で両面を挟んだ状態で、85℃に加熱したオーブン中で250時間加熱し、加熱前のフィルムの主配向直交方向の寸法L0(cm)と、加熱後のフィルムの主配向直交方向の寸法L1(cm)から、下記式に従って85℃での主配向直交方向の熱収縮率(%)を算出した。なお、寸法については、10cm四方サイズのフィルムの向かい合う各辺の中心位置を結んだ線の長さを測定箇所とした。以上の測定を同じフィルム中の異なる箇所で5回行い、その平均値を主配向直交方向の熱収縮率(%)とした。
熱収縮率(%)=[(L0-L1)/L0]×100。
【0118】
(6)厚み方向の複屈折率
上記(2)項に記載の方法にて測定した、主配向方向の屈折率n1、主配向直交方向の屈折率n2、厚み方向の屈折率n3から、下記式に従って厚み方向の複屈折率を算出した。
厚み方向の複屈折率=(n1+n2)/2-n3 。
【0119】
(7)tanδ(損失正接)
二軸配向ポリオレフィンフィルムより測定方向を長辺として切り出した試験片(幅5mm×長さ20mm)を23℃雰囲気下で装置チャック部に取付け、-100℃まで低温冷却し、昇温開始後-100℃から180℃に到達するまでのtanδ、E”を測定した。動的粘弾性法により粘弾性-温度曲線を描き、各温度でのtanδを算出した。測定はn=3で行い得られた値の平均値を当該測定方向におけるtanδとした。なお、測定装置及び条件は下記のとおりである。
・装置 :Rheogel-E4000(UBM製)
・ジオメトリー :引張
・チャック間距離:10mm
・周波数 :10Hz
・歪み :0.1~0.2%
・温度範囲 :-100~180℃
・昇温速度 :5℃/分
・測定雰囲気 :窒素中。
【0120】
(8)室温での引張強度、ヤング率、主配向方向の特定
二軸配向ポリオレフィンフィルムより長さ150mm(測定方向)×幅10mmの矩形のサンプルを切り出した。その後、引張試験機(オリエンテック製“テンシロン”(登録商標)UCT-100)に、当該サンプルを初期チャック間距離50mmでセットし、室温で引張速度を300mm/分としてフィルムの引張試験を行った。その後、JIS K7161(2014)に規定された方法に準じて、引張強度、ヤング率を算出した。測定は各サンプル5回ずつ行い、その平均値を当該サンプルの引張強度、ヤング率とした。幅方向を0°として、幅方向に対して5°刻みに0°~175°の角度をなす各々の方向で同様にヤング率を測定し、最も高い値を示す方向を主配向方向とした。
【0121】
(9)ポリプロピレン樹脂のメソペンタッド分率(mmmm)
ポリプロピレン樹脂を凍結粉砕にてパウダー状にし、60℃のn-ヘプタンで2時間抽出し、ポリプロピレン中の不純物・添加物を除去した後、130℃で2時間以上減圧乾燥したものをサンプルとした。該サンプルを溶媒に溶解し、13C-NMRを用いて、以下の条件にてメソペンタッド分率(mmmm)を求めた。
【0122】
測定条件
・装置:Bruker製DRX-500
・測定核:13C核(共鳴周波数:125.8MHz)
・測定濃度:10質量%
・溶媒:ベンゼン:重オルトジクロロベンゼン=1:3混合溶液(体積比)
・測定温度:130℃
・スピン回転数:12Hz
・NMR試料管:5mm管
・パルス幅:45°(4.5μs)
・パルス繰り返し時間:10秒
・データポイント:64K
・積算回数:10000回
・測定モード:complete decoupling
解析条件
LB(ラインブロードニングファクター)を1としてフーリエ変換を行い、mmmmピークを21.86ppmとした。WINFITソフト(Bruker製)を用いて、ピーク分割を行った。その際に、高磁場側のピークから以下のようにピーク分割を行い、更にソフトの自動フィッテイングを行い、ピーク分割の最適化を行った上で、mmmmのピーク分率の合計をメソペンタッド分率(mmmm)とした。
(a)mrrm
(b)(c)rrrm(2つのピークとして分割)
(d)rrrr
(e)mrmr
(f)mrmm+rmrr
(g)mmrr
(h)rmmr
(i)mmmr
(j)mmmm
同じサンプルについて同様の測定を5回行い、得られたメソペンタッド分率の平均値を当該サンプルのメソペンタッド分率とした。
【0123】
(10)動摩擦係数μd
二軸配向ポリオレフィンフィルムを幅6.5cm(フィルム主配向方向)、長さ12cm(フィルム主配向直交方向)に2枚切り出して試験片とし、東洋精機(株)製スリップテスターを用いて、JIS K 7125(1999)に準じて、25℃、65%RHにて試験片の主配向直交方向の動摩擦係数(μd)を測定した。なお、測定は主配向直交方向同士を合わせた上で、かつフィルムの異なる面同士が接するように重ねて行った。同じ測定を一つのサンプルにつき5回行い、得られた値の平均値を算出して当該サンプルの動摩擦係数(μd)とした。
【0124】
(11)全光線透過率
スガ試験機(株)製ヘイズメーター(HGM-2DP)を用いた。二軸配向ポリオレフィンフィルムを6.0cm×3.0cmで切り出し、二軸配向ポリオレフィンフィルム表面に対し垂直に光を入射させて測定した際の測定値から、フィルム厚み方向の全光線透過率の値を得た。なお測定は5回行い、その平均値を全光線透過率とした。
【0125】
(12)樹脂の融解ピーク温度(Tm)
示差走査熱量計(リガク製Thermoplus EVO2 DSCvesta)を用いて、窒素雰囲気中で3mgの樹脂を30℃から260℃まで20℃/分の条件で昇温(1回目の昇温)し、次いで、260℃で5分間保持した後、20℃/分の条件で30℃まで降温し、次いで30℃から260℃まで20℃/分の条件で再度昇温(2回目の昇温)した。2回目の昇温過程で得られる吸熱ピーク温度を樹脂の融解ピーク温度(融点、Tm)とした。本実施例ではn=3の測定を行った平均値からTmを算出した。ピーク温度が170℃を超えて200℃以下の範囲の中で2つ以上観測される場合や、ショルダーといわれる多段型のDSCチャートに観測できるピーク温度(2つ以上のピークが重なり合ったチャートの場合に観測される。)がでる場合があるが、本実施例においてはDSCチャートの縦軸熱流(単位:mW)の絶対値が最も大きいピークの温度をTm(℃)とした。
【0126】
(13)環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度(Tg)
JIS K7121-1987に準じて測定した。示差走査熱量計(リガク製Thermoplus EVO2 DSCvesta)を用いて、窒素雰囲気中で3mgのフィルムあるいは樹脂を30℃から260℃まで20℃/分の条件で昇温し、次いで、260℃で5分間保持した後、20℃/分の条件で30℃まで降温した。さらに、20℃で5分間保持した後、再昇温として30℃から260℃まで20℃/分の条件で昇温した。再昇温過程で得られたDSC曲線から、ガラス転移温度(Tg)を下記式により算出した。
ガラス転移温度=(補外ガラス転移開始温度+補外ガラス転移終了温度)/2 。
【0127】
(14)環状オレフィン系樹脂の屈折率
ナトリウムD線(波長589nm)を光源とし、マウント液としてヨウ化メチレンを用い、25℃にてアッベ屈折計4T(アタゴ(株)製)を用いて環状オレフィン系樹脂の屈折率をJIS K7142(2014)B法に準拠して測定した。
【0128】
(15)ポリプロピレン樹脂の数平均分子量(Mn)
ポリプロピレン樹脂を1,2,4-トリクロロベンゼンを溶媒とし、165℃で30分間攪拌し、溶解させた。その後、0.5μmフィルターを用いてろ過し、ろ液の分子量分布をゲルパーミエーションクロマトグラフ法で測定した。下記の標準試料を用いて作成した分子量の検量線を用いて分子量を補正し、試料の数平均分子量Mnを求めた。なお、測定装置及び条件は下記のとおりである。
・装置:Agilent社製高温GPC装置PL-GPC220
・検出器:Agilent社製示差屈折率検出器(RI検出器)
・カラム:Agilent製PL1110-6200(20μm MIXED-A)×2本
・流速:1.0mL/min
・カラム温度:145℃
・注入量:0.500mL
・試料濃度:0.1wt%
・標準試料:東ソー製単分散ポリスチレン、東京化成製ジベンジル。
【0129】
(16)ポリプロピレン樹脂の溶融張力
JIS K 7199(1999)に準じた装置を用い、以下の条件で測定を行った。
・装置:メルトテンションテスター付きキャピログラフ 1BPMD-i((株)東洋精機製)
・温度:230℃(保温チャンバー使用)
・ダイス:L=8(mm)、 D=2.095(mm)
・押出速度:20mm/分
・引取速度:15.7m/分
・サンプル質量:15~20g。
【0130】
(17)厚み方向1μmあたりの界面数
ミクロトーム法を用い、二軸配向ポリオレフィンフィルムの主配向直交方向-厚み方向に断面を有する超薄切片を採取した。採取した切片をRuO4で染色し、下記条件にて透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて断面を観察した。なお、この時、環状オレフィン系樹脂は、ポリプロピレン樹脂よりも相対的に黒く染まる。
・装置:(株)日立製作所製 透過型電子顕微鏡(TEM)HT7700
・加速電圧:100kV
・観察倍率:2,000倍
前記観察で採取した像に、二値化処理を施した後、厚み1μmあたりの界面数を以下の手順に従って決定した。厚み方向と平行な1μmの線分に沿って、白色部分(相対的に染色の弱い部分)を0、黒色部分(相対的に染色の強い部分)を1として、厚み方向の長さに対してプロットしたグラフを作成し、0から1に切り替わる回数と1から0に切り替わる回数の和を厚み方向1μmあたりの界面数とした。
【0131】
(18)85℃加熱時の平面性
500mm幅の二軸配向ポリオレフィンフィルムを巻長200mのロールとして巻き取ってフィルムロールとし、85℃に加熱したオーブン中で250時間加熱した。加熱後のフィルムロールから、500mm幅のフィルムを1mだけ巻き出してフリーテンション(フィルムの自重により垂直方向に垂らした状態)、フィルム幅全体にムラ無く一様に1kg/m、及び3kg/mのテンションを付加してシワやヘコミ等の平面性不良箇所の有無を目視にて確認した。評価は下記基準で行った。
S:フリーテンションで平面性不良の箇所がなかった。
A:フリーテンションでは平面性不良の箇所が見られたが、1kg/m幅のテンションでは平面性不良の箇所が消失した。
B:1kg/m幅のテンションでは平面性不良の箇所が見られたが、3kg/m幅のテンションでは平面性不良の箇所が消失した。
C:3kg/m幅のテンションでも平面性不良の箇所が見られた。
【0132】
(19)視認性テスト
ポリビニルアルコール(PVA)中にヨウ素を吸着・配向させて作製した偏光度99.9%の偏光板の一方の面に、フィルムの幅方向中央部分から幅方向に420mm、長手方向に310mmのサイズで切り出したサンプルに貼り合わせてテストピースとした。作製したテストピースとフィルムを貼り付けていない偏光板とをクロスニコルの配置にて重ね合わせ白色LED光源(トライテック製 A3-101)上においた場合の視認性を確認した。
S:光漏れが少なく、干渉色が殆どみられない。
A:光漏れはあるが、干渉色は殆どみられない。
B:干渉色が若干見られるものの実用に問題ない。
C:干渉色がはっきりみられる。
【0133】
(ポリプロピレン樹脂等)
実施例、比較例の二軸配向ポリオレフィンフィルムの製造に、下記の表1に示すメソペンタッド分率、融点、Mnを有するポリプロピレン樹脂を使用した。これらの値は、樹脂ペレットの形態で評価した値である。また、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂、環状オレフィン系樹脂、その他の原料としては以下のものを使用し、一部の実施例及び一部の比較例においては、二軸配向ポリオレフィンフィルムを製造するための原料として予め以下のとおり調整したものを使用した。
【0134】
<ポリプロピレン樹脂>
ポリプロピレン樹脂1(PP1):(株)プライムポリマー製
ポリプロピレン樹脂2(PP2):(株)プライムポリマー製
ポリプロピレン樹脂3(PP3):(株)プライムポリマー製
ポリプロピレン樹脂4(PP4):住友化学(株)製 FLX80H5。
【0135】
【0136】
<分岐鎖状ポリプロピレン樹脂>
分岐鎖状ポリプロピレン樹脂1(分岐PP1):チーグラーナッタ触媒系分岐鎖状ポリプロピレン樹脂(PF-814、Basell社製、溶融張力:15gf)。
【0137】
<環状オレフィン系樹脂>
環状オレフィン系樹脂1(COC1):ポリプラスチックス製“TOPAS”(登録商標)6013F-04(エチレンとノルボルネンを共重合させた樹脂)。ガラス転移温度:138℃、屈折率:1.533
環状オレフィン系樹脂2(COC2):三井化学(株)製“アペル”(登録商標)APL5014CL(04)。ガラス転移温度:135℃、屈折率:1.544
環状オレフィン系樹脂3(COP3):日本ゼオン(株)製“ゼオノア”(登録商標)1420R。ガラス転移温度:136℃、屈折率:1.530。
【0138】
<その他の原料>
4-メチル-1-ペンテン系重合体1:三井化学(株)製 MX004
酸化防止剤:BASF社製“Irganox”(登録商標)1010。
【0139】
<ポリオレフィン原料>
ポリオレフィン原料1:ポリプロピレン樹脂1が70質量部、環状オレフィン系樹脂1が30質量部、酸化防止剤が0.5質量部となるように計量ホッパーから二軸押出機に供給し、260℃で溶融混練を行い、溶融した樹脂組成物をストランド状にダイから吐出して25℃の水槽にて冷却固化してチップ状にカットしたもの。
ポリオレフィン原料2:ポリプロピレン樹脂2が75質量部、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂1が5質量部、環状オレフィン系樹脂2が20質量部、酸化防止剤が0.5質量部となるように計量ホッパーから二軸押出機に供給し、260℃で溶融混練を行い、溶融した樹脂組成物をストランド状にダイから吐出して25℃の水槽にて冷却固化してチップ状にカットしたもの。
ポリオレフィン原料3:ポリプロピレン樹脂2が37質量部、ポリプロピレン樹脂3が50質量部、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂1が3質量部、環状オレフィン系樹脂2が10質量部、酸化防止剤が0.5質量部となるように計量ホッパーから二軸押出機に供給し、260℃で溶融混練を行い、溶融した樹脂組成物をストランド状にダイから吐出して25℃の水槽にて冷却固化してチップ状にカットしたもの。
ポリオレフィン原料4:ポリプロピレン樹脂1が90質量部、4-メチル-1-ペンテン系重合体1が10質量部、酸化防止剤が0.5質量部となるように計量ホッパーから二軸押出機に供給し、260℃で溶融混練を行い、溶融した樹脂組成物をストランド状にダイから吐出して25℃の水槽にて冷却固化してチップ状にカットしたもの。
ポリオレフィン原料5:ポリプロピレン樹脂2が80質量部、分岐鎖状ポリプロピレン樹脂1が20質量部、酸化防止剤が0.5質量部となるように計量ホッパーから二軸押出機に供給し、260℃で溶融混練を行い、溶融した樹脂組成物をストランド状にダイから吐出して25℃の水槽にて冷却固化してチップ状にカットしたもの。
ポリオレフィン原料6:ポリプロピレン樹脂1が90.5質量部、環状オレフィン系樹脂3が9.5質量部、酸化防止剤が0.5質量部となるように計量ホッパーから二軸押出機に供給し、260℃で溶融混練を行い、溶融した樹脂組成物をストランド状にダイから吐出して25℃の水槽にて冷却固化してチップ状にカットしたもの。
【0140】
(実施例1)
ポリプロピレン樹脂1とポリオレフィン原料1を50:50(質量比)でドライブレンドして基層(A層)用の単軸の一軸押出機に供給した。ポリプロピレン樹脂1とポリオレフィン原料4を80:20(質量比)でドライブレンドして表層(B層)用の単軸の一軸押出機に供給した。それぞれの樹脂混合物について、溶融押出温度265℃、短管温度255℃、口金リップ温度245℃で溶融押出を行い、20μmカットの焼結フィルターで異物を除去後、フィードブロック型のB/A/B複合Tダイにて、表層(B層)/基層(A層)/表層(B層)が1/10/1の厚み比となるように積層し、30℃に表面温度を制御したキャスティングドラムに吐出してエアーナイフによりキャスティングドラムに密着させて冷却固化し、未延伸シートを得た。続いて、該未延伸シートをセラミックロールで150℃に予熱し、周速差を設けた150℃のロール間で、フィルムとの距離が100mmとなるように設置したラジエーションヒーター(RH)により両面を加熱しつつ長手方向に6.4倍の延伸を行って一軸延伸フィルムを得た。このとき、縦延伸区間距離は20mm、RH出力は3.5kWとした。次に、得られた一軸延伸フィルムを、幅方向両端部をクリップで把持させてテンター式延伸機に導入し、180℃で予熱後、175℃で幅方向に8倍に延伸し、幅方向に10%の弛緩を与えながら170℃で熱処理を行った。その後、100℃の冷却工程を経てテンターの外側へ導き、フィルム幅方向両端部のクリップを解放し、コアに巻き取って厚み20μmの二軸配向ポリオレフィンフィルムを得た。得られたフィルムの物性および評価結果を表2に示す。
【0141】
(実施例2~5、比較例1~5)
各層の組成、製膜条件を表2のとおりとした以外は実施例1と同様に二軸配向ポリオレフィンフィルムを得た。このとき、厚みの調節は押出時の吐出量の調整やキャスティングドラムの速度調整にて行った。得られたフィルムの物性および評価結果を表2に示す。なお、原料の混合については、実施例2のA層においては、ポリオレフィン原料2を用い、実施例2のB層においては、ポリオレフィン原料5とポリオレフィン原料2を25:75(質量比)でドライブレンドして用いた。実施例4のA層においては、ポリオレフィン原料6を用いた。実施例5のA層においては、ポリオレフィン原料3を用い、実施例5のB層においてはポリプロピレン樹脂1とポリオレフィン原料4を80:20(質量比)でドライブレンドして用いた。また、比較例4については、長手方向の延伸時に破膜したため二軸配向ポリオレフィンフィルムが得られず、二軸配向ポリオレフィンフィルムに関する各測定は実施しなかった。
【0142】
【0143】
表中、各層の成分については、酸化防止剤の量は考慮せず、樹脂全体を100質量%として記載した。
上述のとおり、本発明の二軸配向ポリオレフィンフィルムは、保護フィルム、工程用フィルム、離型フィルム、包装用フィルム、衛生用品、農業用品、建築用品、医療用品や、フィルムコンデンサ用誘電体フィルムなど様々な工業用途で用いることができるが、特に光学特性、耐熱性、機械強度、品位に優れることから、偏光板等の光学部材の保護フィルムなど、光学用途の工業材料用フィルムとして好ましく用いることができる。