２軸延伸ポリプロピレンフィルム
【課題】繊維強化プラスチックの成形時などに、ラッピングテープとして使用される高強度の２軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供する。
【解決手段】フィルムの厚さが15〜40μmであって、常温においてそのフィルムをMD方向に30％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が140〜210MPaであり、MD方向に50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が180〜240MPaである２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【解決手段】フィルムの厚さが15〜40μmであって、常温においてそのフィルムをMD方向に30％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が140〜210MPaであり、MD方向に50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が180〜240MPaである２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、FRP（繊維強化プラスチック、例えば、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック）の成形時などに、ラッピングテープとして使用される高強度の２軸延伸ポリプロピレンフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、FRPをゴルフクラブのシャフトや釣り竿のような円筒状物に成形する方法として、シートワインディング（Sheet Winding）法やフィラメントワインディング（Filament
Winding）法が知られている。
これらの成形方法は、円筒内径を規定するための金属金型（マンドレル）にシート状あるいはフィラメント状のプリプレグ（補強繊維に硬化前の熱硬化性樹脂を含浸、付着させたもの）を巻付けた後、更に、この上にラッピングテープ（以下、テープと略す。）を巻付け、次いで、このテープを巻付けたまま加熱、硬化させた後、マンドレルを引き抜き、テープを剥がすことにより、円筒状物を成形する方法である。上記成形方法は、FRPを切断せずに用いる代表的な成形方法であり、したがって、非常に高い機械的特性を具現することができ、また、生産性の点でも優れている。
【０００３】
上記成形方法において、プリプレグ成形時にテープを使用する理由は、加熱工程でプリプレグがマンドレルから剥がれたり、硬化反応中、樹脂の軟化によって、成形体が変形することを防ぐためである。テープがこの役割を十分に果たすためには、樹脂の硬化反応時の挙動に合わせて、テープが適度に熱収縮を起こし、成形体を常時、適度な力で締め付けていることが必要である。
従来、そのようなテープとして、ポリエステルフィルム、１軸延伸ポリプロピレンフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエステル−ポリプロピレンラミネートフィルムなどを細幅にスリットしたものが使用されている。
【０００４】
しかしながら、従来のテープには以下のような問題があった。
（１）テープ巻付け時の強度
シートワインディング法やフィラメントワインディング法において、マンドレルにプリプレグを巻付けると、多層に巻付けられるプリプレグ層の間に空気が巻込まれることは、ある程度避けられない。しかし、このような空気を含んだままの状態で、プリプレグを加熱、硬化させると、巻込まれた空気が成形体の中でボイドとなって残り、完成した成形体の強度を著しく低下させる結果となる。
こうした結果を避け、完成した成形体の強度を低下させることなく、安定した品質を得るには、テープの巻付け時に、予め巻込まれた空気を搾り出すことが必要である。そのためには、テープ巻付け時の張力は、原則的には高いほどよい。したがって、使用するテープには、この張力に耐え得るだけのテープ強度が要求される。
しかし、従来使用されている２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、引張強度が弱く、テープ巻付け時の張力を高くすると、テープが伸びて、テープ幅が狭くなり、また、ラッピングマシンの機械的張力変動により、テープの巻付け回数が変動して、不良品を発生させる。このため、従来の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、一般的に90MPa（厚さ30μm、15ｍｍ幅テープで約40Nの張力）以上の張力で巻付けることができず、その結果、全体の巻付け力不足を来す。
これに対し、１軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルムは、引張強度が強くて、伸びが少ないので、高強度を要求される成形体あるいは太物に使用される。
しかし、１軸延伸ポリプロピレンフィルムは、伸びが少ないため、機械的張力の変動にフィルムの張力がマッチングせず、成形体表面に凹凸が発生する原因となっている。
一方、ポリエステルフィルムは、100MPaの近傍に降伏点があるため、100MPa以上の張力では巻付けることができず、また、以下に述べる（２）テープの剥離性、及び（４）樹脂漏れの問題がある。
【０００５】
（２）テープの剥離性
シートワインディング法やフィラメントワインディング法では、プリプレグを加熱、硬化させた後、巻付けたテープを取り除かなければならないが、ポリエステルからなるテープは、プリプレグに含浸、付着させている熱硬化性樹脂に接着してしまい、剥離できなくなるという問題がある。この問題を解決する目的で、ポリエステルフィルム表面にシリコーン樹脂を塗布したり、ポリエステルフィルムの片面あるいは両面にポリプロピレンフィルムをラミネートしたものが実用化されている。
しかしながら、ポリエステルフィルム表面にシリコーン樹脂を塗布したテープを使用した場合、成形体表面にシリコーン樹脂の一部が転写され、次の塗装工程で、塗装ムラなどのトラブルを起こす原因となる。
また、ポリエステルフィルムの片面あるいは両面にポリプロピレンフィルムをラミネートしたテープを使用した場合、加熱工程で樹脂粘度が低下すると、成形体にテープが食い込み、スリット断面のラミネートしていないポリエステルフィルム面と前記熱硬化性樹脂とが接着してしまうという問題がある。その結果、硬化反応終了後にテープを剥離させる場合、テープが接着点で切れたり、一部のテープ端が成形体に残留する原因となる。
【０００６】
（３）炉落ち
ゴルフクラブや釣竿のような円筒形状品は、上記したように、マンドレルにプリプレグ、次いでテープを巻付けたものを加熱、硬化させることによって得られるが、この硬化工程では、加熱炉内でマンドレルの一端をフックに掛け、吊り下げる形で加熱を行う。この作業中に、樹脂成形体がマンドレルからずり落ちる、いわゆる、炉落ちと呼ばれる現象がしばしば発生する。この現象が起こる原因は次のように推定される。
すなわち、ポリプロピレンフィルムからなるテープを弱い張力で巻付けた場合、温度が上昇するに従って、該テープの熱収縮力が弱くなるので締付力がなくなり、その結果、成形体の重量を支えられなくなって、マンドレルから成形体がずり落ちると考えられる。
これに対し、ポリエステルフィルムのように、引張り強度の強いフィルムの場合は、巻付け張力としては十分であっても、その弾性限界以下の伸びの範囲内で巻付けたときには、プリプレグ層内の空気が抜けたり、また、樹脂の体積が収縮すると、フィルムの伸び量が少ないため、急激にテープの残留応力が開放され、成形体に対する締付力がなくなることが原因として考えられる。
上記いずれの場合にも、巻付け時の張力を上げれば炉落ちはなくなるが、その場合、１軸延伸ポリプロピレンフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィルムには、上記（１）テープ巻付け時の強度、ポリエステルフィルムには、上記（２）テープの剥離性、及び下記（４）樹脂漏れの問題が発生する可能性があるので、使用条件の範囲は限定される。
【０００７】
（４）樹脂漏れ
前記した加熱、硬化反応工程においては、樹脂漏れと呼ばれる現象が、しばしば発生する。この現象が起こると、プリプレグに巻付けられているテープ表面の一部あるいは全周にわたって、プリプレグに含まれている樹脂の一部が溢れ出し、硬化する。このような状態になった成形体から、表面に巻かれているテープを除去することは極めて困難であり、また、成形体の樹脂量が減少するため、出来上がった成形体の強度も低下する。
樹脂漏れ現象は、ポリエステルフィルムを使用したとき発生しやすく、ポリプロピレンフィルムの場合は少ない。この現象の発生メカニズムは次のように説明される。
プリプレグに含浸させた熱硬化性樹脂はオリゴマーの状態であり、加熱されるに従って粘度が下がるが、90〜100℃を過ぎると硬化反応が開始され、粘度が急激に上昇する。更に、温度が上がり、最終的には120〜130℃に達すると硬化反応は終了する。そして、樹脂粘度が最低となる90〜100℃の領域でテープに締付力が必要以上に残留していると、成形体の中から樹脂が搾り出されるのである。
ポリエステルフィルムを用いる場合、巻付け時の張力を高くして、巻込み空気量を減らし、炉落ちを防ごうとすれば、90〜100℃の領域での残留応力が大きくなり過ぎ、樹脂漏れを起こす。したがって、引張強度の大きいフィルムであっても、巻始めの張力には制限が必要となる。
これに対し、ポリプロピレンフィルムの場合は、90〜100℃の領域での残留応力は小さく、したがって、樹脂漏れを起こさせないが、残留応力を若干有するフィルムの方が、より緻密な成形体を得ることができる。
【０００８】
本発明者は、上記（１）〜（４）の問題を解決したFRP成形加工用のフィルムとして、先に、２軸延伸インフレーション法で製造された２軸延伸ポリプロピレンフィルムを、方向を揃えて２層に重ね、更に、加熱ロール延伸機でフィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、かつフィルムを２組のニップロール間で第１ニップと第２ニップの速度比を1.1〜1.6としてMD方向に再延伸することによって得られる２軸延伸ポリプロピレンフィルムを提案している（特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１５０５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載された２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、上記問題を解決した優れたフィルムである。しかし、シートワインディング法やフィラメントワインディング法において使用されるFRP成形加工用のラッピングフィルムとしては、上記（１）〜（４）の問題に加えて、更に、以下の（５）の問題を解決することが求められている。
（５）花模様の発生
前記した加熱、硬化反応工程を経て得られた成形体を観察すると、成形体の所々に花模様と呼ばれる炭素繊維の配列の乱れが発見されることが多い。この花模様は、樹脂漏れと同様、加熱、硬化反応工程において発生するが、炭素繊維１本１本がテープの不規則な動きによって不均一にずれることによって起きる。特に、シートワインディング法やフィラメントワインディング法で製造される成形品は、通常、他の方法で製造される成形品よりもはるかに炭素繊維の含有率が高いため、花模様の問題は深刻である。
なお、花模様の呼び名は、炭素繊維のずれが発生した加熱焼成後の成形体を目視で観察すると、炭素繊維の配列の乱れが反射光によって、ちょうど花模様のように見えることから付けられた。
この花模様は、成形体円周上の弾性強度を不均一化させ、成形体強度のバラつきの原因となり、花模様が発生した成形体は、性能が低下し、時として不良品となる。また、花模様は、成形体表面を研削しても消えないため、製品の歩留まりを低下させることになる。
【００１１】
また、引用文献１に記載された２軸延伸ポリプロピレンフィルムには、花模様の発生という問題のほか、以下に述べるような問題がある。
すなわち、上記２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、シートワインディング法やフィラメントワインディング法において、FRP成形加工用フィルムとして十分に使用可能ではあるが、該フィルムを製造する場合において、原反フィルムを２層に重ねた後、再延伸する時のフィルムの安定性が悪く、連続して延伸することが容易でないため、量産化に向いていないという問題がある。
【００１２】
また、上記２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、硬化前のプリプレグに強く食い込みすぎる傾向があるため、製品表面の平滑性が出にくい場合があり、そのため、強度の均一な製品を安定して得ることが必ずしも容易ではない。そして、その結果、高特性を有する製品の歩留まりが低下する場合があるという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、主にシートワインディング法及びフィラメントワインディング法において、FRPをラッピングする際に使用されるFRP成形加工用フィルムであって、従来のフィルムが抱える各種問題点、すなわち、前記（１）〜（４）の問題点に加え、前記（５）の問題点を解消することができ、また、延伸時のフィルムの安定性に優れ、連続して延伸することができるため、量産化を図ることができ、更に、硬化前のプリプレグに強く食い込むことがなく、強度の均一な製品が得られることを可能とする２軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、花模様を発生させないためには、熱硬化性樹脂の硬化反応時の挙動に応じて、成形体全体にわたって、テープが適度に熱収縮し、成形体を硬化反応工程中、適度な力で締め付けることが必要であることを見出した。
そして、上記課題を解決するのに最も適したフィルムの特性は、次のような５つの項目に集約されると考えた。
１．巻付け作業時（常温）には、ポリエステルフィルム並みの引張強度を有し、加熱時に、90〜100℃の領域では、急激に残留応力が低下しても、なお一部成形体の体積変化には追従できるだけの締付力を残していること。
２．熱硬化性樹脂と接着せず、加熱、硬化後の成形体からフィルムを容易に取り除くことができ、剥離性が良いこと。
３． 90〜100℃の領域で、フィルムに収縮する力はあるが、樹脂を成形体から搾り出すほどの大きい収縮力は有さず、炉落ちや樹脂漏れのないこと。
４．熱硬化性樹脂の硬化反応工程中に適度な締付力を有し、花模様の発生がないこと。
５．延伸時のフィルムの安定性に優れ、また、硬化前のプリプレグに強く食い込むことがないこと。
【００１５】
本発明者らは、これら５つの項目の特性を同時に備えたFRP成形加工用のラッピングフィルムを得るべく鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。以下、本発明に到達するまでの経過を述べる。
２軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造する方法としては、テンター法とインフレーション法がある。両方法の一般的な製造条件で得られるフィルムの特性値を表１に示した。なお、使用樹脂と延伸倍率も表１に併記した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
次に、上記フィルムのMD方向の強度を上げるため、MD方向の延伸倍率を最大にして、高強度２軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造した。得られたフィルムの特性値を表２に示した。
なお、延伸倍率を除いて、使用した樹脂、温度条件等は、表１のそれと同一条件で行った。
【００１８】
【表２】
【００１９】
表１及び表２の結果から、通常の２軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造装置を使用し、その延伸倍率（製造条件）を最大値にして得られたフィルムの応力強度は、原反フィルムの２枚重ねで得られる本発明のフィルムの応力強度に到達することはできなかった。その理由は次のように説明される。
テンター法では、押出機から出された溶融体は、チルドロールで冷却固化され、その後、加熱され、MD方向の延伸を経た後、TD方向に延伸される。したがって、始めにMD方向に進んだ分子配向率は、次のTD方向の延伸工程で低下してしまう。他方、残留するMD方向の分子配向率を上げるために、MD方向の延伸倍率を上げると、TD方向の延伸時にシートの縦裂けが起こり、フィルム化することができなくなる。その結果、テンター法では、表２で示した値を大きく超えたフィルムを得ることはできない。
一方、インフレーション法においては、同時に２軸方向に延伸されるが、TD方向の延伸倍率を５以下にすると、バブル円周方向に延伸ムラが起こり、実用に耐えられなくなる。また、MD方向の延伸倍率が７を超えてくると、バブル切れ現象が頻発してくる。これらの現象を防ぐには、バブル温度を上げなければならないが、バブル温度を高くすると、分子間のファンデルワールス力が弱くなり、ズルズルと延伸され、分子配向度が上がらず、強度の高いフィルムは得ることはできない。
【００２０】
そこで、本発明者らは種々の検討を重ねた結果、先に、２軸延伸インフレーション法で製造された２軸延伸ポリプロピレンフィルムを、方向を揃えて２層に重ね、更に、加熱ロール延伸機でフィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、かつフィルムを２組のニップロール間で第１ニップと第２ニップの速度比を1.1〜1.6としてMD方向に再延伸することによって得られる２軸延伸ポリプロピレンフィルムを出願した（特許文献１参照）。
そして、本発明は、前記目的を達成するために、このフィルムを基礎として改良を加え、遂に完成するに至ったものである。
【００２１】
すなわち、本発明は、フィルムの厚さが15〜40μmであって、常温においてそのフィルムをMD方向に30％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が140〜210MPaであり、MD方向に50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が180〜240MPaである２軸延伸ポリプロピレンフィルムである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、以下の効果を奏する。
１）剥離性が良いので、加熱、硬化後の成形体から容易に取り除くことができる。
２）巻付け作業時には、従来のポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルムの1.5倍以上の張力を適用させることができ、積層されたプリプレグ層から効率的に空気を排出させることができる。
３）巻付け時の高い張力にもかかわらず、加熱するに従って、急激に残留応力が低下するが、プリプレグに含まれる樹脂粘度が最低となる90〜100℃になっても、なお、一部成形体の体積変化に追従できるだけの締付力を残しており、樹脂漏れを起こすこともないので、繊維強化プラスチック成形加工用などのラッピングテープとして好適である。
４）熱硬化性樹脂の硬化反応工程中に適度な締付力を有し、花模様発生を防止することができる。
５）延伸後のフィルムの安定性に優れるため、量産化が可能であり、また、硬化前のプリプレグに強く食い込むことがない。
６）２層フィルムであるため、単層からなるフィルムと比較して、フィルムのMD方向に存在する厚／薄の差が少なく、製品径が均一で、その結果、表面に凹凸のない均質な円筒状成形品（ゴルフシャフト、釣竿等）の生産が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚さは15〜40μmである。厚さが15μm未満では、フィルムの断面積あたりの強度があったとしても、巻付け時の絶対強度が不足し、実用的でなく、40μmを超えると完成した成形体表面に現れる巻目縞（フィルムの厚さが成形体に転写され縞模様になる）が大きくなる。これを取り除くため、次工程で成形体表面を研削するが、巻目縞が大きすぎると工程数が増加し、時間をロスするばかりでなく、プリプレグを構成している繊維を削り取ることになるため、成形体の強度を低下させ、実用的でない。
【００２４】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、常温でMD方向に30％引き伸ばした時のMD方向の応力強度は、140〜210MPa、好ましくは150〜200 MPaであり、50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度は、180〜240MPa、好ましくは190〜230MPaである。応力強度が上記下限値よりも低いフィルムから得られたテープでは、巻付け時にプリプレグ層間の空気を十分に排出させるだけの張力を成形体に掛けることができない。他方、応力強度が上記上限値を超えるフィルムでは、花模様の発生を十分に防止することができず、前述したような製品の不具合が発生し、実用的でない。
なお、本発明において、MD方向とは、加工機械からフィルムが流れ出る方向であり、したがって、MD方向はフィルムに対して一義的に決定され、一般に縦方向とも呼ばれる方向である。
また、本発明において、常温でMD方向に30％及び50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度は、JIS K7127に基づき、幅15mm、長さ200mmの短冊状の試料について、引張試験機「ストログラフＲ−１」（東洋精機製、商品名）を用い、測定長さ100mm、引張速度200mm／分の条件でチャート用紙にＳ−Ｓ曲線（伸び−引張応力曲線）を記録し、このＳ−Ｓ曲線から、30％及び50％引き伸ばした時の応力強度を求める。
【００２５】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、MD方向と直交するTD方向の常温においての破断強度を160〜200 MPa、特に160〜180 MPaとするのが、成形体の表面に花模様の発生を防止する上で好ましい。本発明において、破断強度は、幅15mm、長さ200mmの短冊状の試料について、引張試験機「ストログラフＲ−１」（同前）を用い、測定長さ100mm、引張速度200mm／分の条件でチャート用紙にＳ−Ｓ曲線を記録し、フィルムが破断した時の値を読んで求める。
【００２６】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムの好ましい製造方法の１例は、通常の２軸延伸インフレーション法で、後に挙げる表３に示すような特性を有する２軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造し、このフィルム２枚を、それぞれの方向を同じにして揃えて２層に重ね、延伸を開始する最前部の遅駆動ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）と延伸を終了させる最後部の速駆動ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）の間に、自由回転できる６つの加熱ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）を適当な間隔で配置した延伸機（遅駆動ロールと速駆動ロールの間の延伸を行う延伸区間の長さ：1.5m）を用い、フィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、最前部ロールの回転数よりも最後部ロールの回転数を上げ、それらの回転数の比を所定の範囲（1.03〜1.45）で変化させて、MD方向に多段階で再延伸するものである。また、テンター法で得られた２軸延伸ポリプロピレンフィルムを２層に重ねて上記と同様の操作を行うことによっても、本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムを得ることができる。
ここで、２軸延伸ポリプロピレンフィルムの加熱温度が140℃未満では、フィルムをスムーズに延伸させることができず、上記フィルムの加熱温度が160℃を超えると、該フィルムの融点に近くなり、分子の配向度が低下し、フィルムの強度が落ちる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２８】
（フィルムの製造例）
公知の同時２軸延伸インフレーション法により、フィルムの厚さ18μmの原反フィルムを製造した。得られた原反フィルム（以下、フィルム１とする。信越フィルム社製、商品名ヘイズイ）の特性値を表３に示した。
【００２９】
【表３】
【００３０】
フィルム１を方向を揃えて２層に重ね、延伸を開始する最前部の遅駆動ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）と延伸を終了させる最後部の速駆動ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）の間に、加熱した自由回転できる６つのロール（幅：2,000mm、直径：300mm）を配置した延伸機（遅駆動ロールと速駆動ロールの間の延伸を行う延伸区間の長さ：1.5m）を用いて、上記フィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、最前部ロールの回転数よりも最後部ロールの回転数を上げ、それらの回転数の比を1.03〜1.45の範囲で適宜変化させて、上記フィルム温度140〜160℃の範囲でMD方向に1.40倍、1.36倍の倍率で再延伸した。再延伸後に得られた２軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚さは、いずれも30μmだった。これらの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（以下、それぞれフィルム２及びフィルム３とする。）の特性値を表４に示した。なお、フィルムの厚さは接触式厚さ計を用いて測定した。
【００３１】
【表４】
【００３２】
表４より、30μmと同じ厚さのフィルムでありながら、フィルム１の２枚重ねで得られた本発明のフィルム２及びフィルム３のMD方向の強度は、明らかに表２の高強度２軸延伸単層フィルムより大きいことが理解できる。
【００３３】
（実施例１）
フィルム２をラッピングテープとして用いて、以下に示すシートワインディング法により、ゴルフクラブ用シャフトを製造し、これを評価した。
テーパー0.2°、長さ1.4mの鉄製マンドレルに、シリコーン離型剤を薄く塗布した。その上にエポキシ樹脂含有量30％のプリプレグを炭素繊維の並び方向の角度を45°になるように交互に５層に巻きつけ、更に、その上に厚さ30μｍ、幅15mmの本発明に係るフィルム２をラッピングテープとして用い、40Ｎの張力で巻付けた。
次いで、これをフックの付いた吊台車に乗せ、空気循環式加熱炉に入れ、加熱硬化させた。熱硬化の条件は、常温から80℃まで２℃／分で昇温させ、80℃で30分間保持し、その後、再び２℃／分で昇温させ、130℃に達した時点で、昇温を停止した。130〜140℃で１時間保持した後、ヒーターを切り自然冷却し、加熱炉から取り出して、ゴルフクラブ用シャフトを作製した。
フィルム２の製造安定性、及び該フィルムのFRP用ラッピングテープとしての評価（締付力、強度の均一性、平滑性、樹脂漏れ、花模様、剥離性、炉落ち）を下記の基準で行った。なお、巻付張力を50N、60Nに上げて、上記と同様にしてゴルフクラブ用シャフトを作製し、それらの場合の評価を同様に行い、結果を表５に記した。
なお、フィルムの各特性値は、幅15mm、長さ200mmの短冊状の試料について、引張試験機「ストログラフＲ−１」（東洋精機製、商品名）を用い、測定長さ100mm、引張速度200mm／分の条件でチャート用紙にＳ−Ｓ曲線を記録して求めた。
【００３４】
（各評価の基準）
［製造安定性］
◎：フィルム製造時の安定性の点で特に優れている（良好）。
○：フィルム製造時の安定性の点で通常のレベルである（可）。
×：フィルム製造時の安定性の点で一部に不都合なものが発生する（不可）。
［締付力］
◎：90〜100℃の領域において、成形体の締付力の点で特に優れている（良好）。
○：90〜100℃の領域において、成形体の締付力の点で通常のレベルである（可）。
×：90〜100℃の領域において、成形体の締付力の点で一部に不都合なものが発生する（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［強度の均一性］
◎：ゴルフクラブ用シャフトの強度の均一性の点で特に優れている（良好）。
○：ゴルフクラブ用シャフトの強度の均一性の点で通常のレベルである（可）。
×：ゴルフクラブ用シャフトの強度の均一性の点で一部に不都合なものが発生する（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［平滑性］
◎：ゴルフクラブ用シャフトの平滑性の点で特に優れている（良好）。
○：ゴルフクラブ用シャフトの平滑性の点で通常のレベルである（可）。
×：ゴルフクラブ用シャフトの平滑性の点で一部に不都合なものが発生する（不可）
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである
［樹脂漏れ］
◎：樹脂漏れの発生がなく特に優れている（良好）
○：樹脂漏れの発生が通常のレベル以下である（可）。
×：樹脂漏れの発生が通常のレベル以上である（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［花模様］
◎：花模様の発生がなく特に優れている（良好）。
○：花模様の発生が通常のレベル以下である（可）。
×：花模様の発生が通常のレベル以上である（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［剥離性］
◎：ゴルフクラブ用シャフトからフィルムを剥離する際の剥離性の点で特に優れている（良好）。
○：ゴルフクラブ用シャフトからフィルムを剥離する際の剥離性の点で通常のレベルである（可）。
×：ゴルフクラブ用シャフトからフィルムを剥離する際の剥離性の点で一部に不都合なものが発生する（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［炉落ち］
◎：炉落ちの発生がなく特に優れている（良好）。
○：炉落ちの発生が通常のレベル以下である（可）。
×：炉落ちの発生が通常のレベル以上である（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
【００３５】
（実施例２）
フィルム２をフィルム３に替えた以外は全て実施例１と同様に行い、ゴルフクラブ用シャフトを製造し、前記と同様に評価し、結果を表５に記した。
【００３６】
（比較例１）
フィルム２をフィルム４（フィルム１を方向を揃えて２層に重ね、更に、加熱ロール延伸機でフィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、該フィルムを２組のニップロール間で第１ニップと第２ニップの速度比を1.1〜1.6としてMD方向に再延伸することによって得られた特許文献１に係る２軸延伸ポリプロピレンフィルム）に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブ用シャフトを製造し、前記と同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００３７】
（比較例２）
フィルム２をフィルム５［２軸延伸ポリプロピレンフィルム、インフレーション法による強延伸品（信越フィルム社製、商品名プレーン）］に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブ用シャフトを製造し、前記と同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００３８】
（比較例３）
フィルム２をフィルム６［２軸延伸ポリプロピレンフィルム、テンター法による強延伸品（信越フィルム社製、商品名PT−30）］に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブ用シャフトを製造し、同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００３９】
（比較例４）
フィルム２をポリエステルフィルム（東レ製、商品名ルミラー）に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブのシャフトを製造し、同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００４０】
（比較例５）
フィルム２をフィルム７［１軸延伸ポリプロピレンフィルム（信越フィルム社製、商品名PT−30G］に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブのシャフトを製造し、同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００４１】
【表５】
【００４２】
表５より、本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、前記した本発明の課題を解決できるものであり、FRP成形加工用のラッピングテープとしては最適の性質を有するフィルムであることが理解できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、FRP（繊維強化プラスチック、例えば、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック）の成形時などに、ラッピングテープとして使用される高強度の２軸延伸ポリプロピレンフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、FRPをゴルフクラブのシャフトや釣り竿のような円筒状物に成形する方法として、シートワインディング（Sheet Winding）法やフィラメントワインディング（Filament
Winding）法が知られている。
これらの成形方法は、円筒内径を規定するための金属金型（マンドレル）にシート状あるいはフィラメント状のプリプレグ（補強繊維に硬化前の熱硬化性樹脂を含浸、付着させたもの）を巻付けた後、更に、この上にラッピングテープ（以下、テープと略す。）を巻付け、次いで、このテープを巻付けたまま加熱、硬化させた後、マンドレルを引き抜き、テープを剥がすことにより、円筒状物を成形する方法である。上記成形方法は、FRPを切断せずに用いる代表的な成形方法であり、したがって、非常に高い機械的特性を具現することができ、また、生産性の点でも優れている。
【０００３】
上記成形方法において、プリプレグ成形時にテープを使用する理由は、加熱工程でプリプレグがマンドレルから剥がれたり、硬化反応中、樹脂の軟化によって、成形体が変形することを防ぐためである。テープがこの役割を十分に果たすためには、樹脂の硬化反応時の挙動に合わせて、テープが適度に熱収縮を起こし、成形体を常時、適度な力で締め付けていることが必要である。
従来、そのようなテープとして、ポリエステルフィルム、１軸延伸ポリプロピレンフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエステル−ポリプロピレンラミネートフィルムなどを細幅にスリットしたものが使用されている。
【０００４】
しかしながら、従来のテープには以下のような問題があった。
（１）テープ巻付け時の強度
シートワインディング法やフィラメントワインディング法において、マンドレルにプリプレグを巻付けると、多層に巻付けられるプリプレグ層の間に空気が巻込まれることは、ある程度避けられない。しかし、このような空気を含んだままの状態で、プリプレグを加熱、硬化させると、巻込まれた空気が成形体の中でボイドとなって残り、完成した成形体の強度を著しく低下させる結果となる。
こうした結果を避け、完成した成形体の強度を低下させることなく、安定した品質を得るには、テープの巻付け時に、予め巻込まれた空気を搾り出すことが必要である。そのためには、テープ巻付け時の張力は、原則的には高いほどよい。したがって、使用するテープには、この張力に耐え得るだけのテープ強度が要求される。
しかし、従来使用されている２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、引張強度が弱く、テープ巻付け時の張力を高くすると、テープが伸びて、テープ幅が狭くなり、また、ラッピングマシンの機械的張力変動により、テープの巻付け回数が変動して、不良品を発生させる。このため、従来の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、一般的に90MPa（厚さ30μm、15ｍｍ幅テープで約40Nの張力）以上の張力で巻付けることができず、その結果、全体の巻付け力不足を来す。
これに対し、１軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルムは、引張強度が強くて、伸びが少ないので、高強度を要求される成形体あるいは太物に使用される。
しかし、１軸延伸ポリプロピレンフィルムは、伸びが少ないため、機械的張力の変動にフィルムの張力がマッチングせず、成形体表面に凹凸が発生する原因となっている。
一方、ポリエステルフィルムは、100MPaの近傍に降伏点があるため、100MPa以上の張力では巻付けることができず、また、以下に述べる（２）テープの剥離性、及び（４）樹脂漏れの問題がある。
【０００５】
（２）テープの剥離性
シートワインディング法やフィラメントワインディング法では、プリプレグを加熱、硬化させた後、巻付けたテープを取り除かなければならないが、ポリエステルからなるテープは、プリプレグに含浸、付着させている熱硬化性樹脂に接着してしまい、剥離できなくなるという問題がある。この問題を解決する目的で、ポリエステルフィルム表面にシリコーン樹脂を塗布したり、ポリエステルフィルムの片面あるいは両面にポリプロピレンフィルムをラミネートしたものが実用化されている。
しかしながら、ポリエステルフィルム表面にシリコーン樹脂を塗布したテープを使用した場合、成形体表面にシリコーン樹脂の一部が転写され、次の塗装工程で、塗装ムラなどのトラブルを起こす原因となる。
また、ポリエステルフィルムの片面あるいは両面にポリプロピレンフィルムをラミネートしたテープを使用した場合、加熱工程で樹脂粘度が低下すると、成形体にテープが食い込み、スリット断面のラミネートしていないポリエステルフィルム面と前記熱硬化性樹脂とが接着してしまうという問題がある。その結果、硬化反応終了後にテープを剥離させる場合、テープが接着点で切れたり、一部のテープ端が成形体に残留する原因となる。
【０００６】
（３）炉落ち
ゴルフクラブや釣竿のような円筒形状品は、上記したように、マンドレルにプリプレグ、次いでテープを巻付けたものを加熱、硬化させることによって得られるが、この硬化工程では、加熱炉内でマンドレルの一端をフックに掛け、吊り下げる形で加熱を行う。この作業中に、樹脂成形体がマンドレルからずり落ちる、いわゆる、炉落ちと呼ばれる現象がしばしば発生する。この現象が起こる原因は次のように推定される。
すなわち、ポリプロピレンフィルムからなるテープを弱い張力で巻付けた場合、温度が上昇するに従って、該テープの熱収縮力が弱くなるので締付力がなくなり、その結果、成形体の重量を支えられなくなって、マンドレルから成形体がずり落ちると考えられる。
これに対し、ポリエステルフィルムのように、引張り強度の強いフィルムの場合は、巻付け張力としては十分であっても、その弾性限界以下の伸びの範囲内で巻付けたときには、プリプレグ層内の空気が抜けたり、また、樹脂の体積が収縮すると、フィルムの伸び量が少ないため、急激にテープの残留応力が開放され、成形体に対する締付力がなくなることが原因として考えられる。
上記いずれの場合にも、巻付け時の張力を上げれば炉落ちはなくなるが、その場合、１軸延伸ポリプロピレンフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィルムには、上記（１）テープ巻付け時の強度、ポリエステルフィルムには、上記（２）テープの剥離性、及び下記（４）樹脂漏れの問題が発生する可能性があるので、使用条件の範囲は限定される。
【０００７】
（４）樹脂漏れ
前記した加熱、硬化反応工程においては、樹脂漏れと呼ばれる現象が、しばしば発生する。この現象が起こると、プリプレグに巻付けられているテープ表面の一部あるいは全周にわたって、プリプレグに含まれている樹脂の一部が溢れ出し、硬化する。このような状態になった成形体から、表面に巻かれているテープを除去することは極めて困難であり、また、成形体の樹脂量が減少するため、出来上がった成形体の強度も低下する。
樹脂漏れ現象は、ポリエステルフィルムを使用したとき発生しやすく、ポリプロピレンフィルムの場合は少ない。この現象の発生メカニズムは次のように説明される。
プリプレグに含浸させた熱硬化性樹脂はオリゴマーの状態であり、加熱されるに従って粘度が下がるが、90〜100℃を過ぎると硬化反応が開始され、粘度が急激に上昇する。更に、温度が上がり、最終的には120〜130℃に達すると硬化反応は終了する。そして、樹脂粘度が最低となる90〜100℃の領域でテープに締付力が必要以上に残留していると、成形体の中から樹脂が搾り出されるのである。
ポリエステルフィルムを用いる場合、巻付け時の張力を高くして、巻込み空気量を減らし、炉落ちを防ごうとすれば、90〜100℃の領域での残留応力が大きくなり過ぎ、樹脂漏れを起こす。したがって、引張強度の大きいフィルムであっても、巻始めの張力には制限が必要となる。
これに対し、ポリプロピレンフィルムの場合は、90〜100℃の領域での残留応力は小さく、したがって、樹脂漏れを起こさせないが、残留応力を若干有するフィルムの方が、より緻密な成形体を得ることができる。
【０００８】
本発明者は、上記（１）〜（４）の問題を解決したFRP成形加工用のフィルムとして、先に、２軸延伸インフレーション法で製造された２軸延伸ポリプロピレンフィルムを、方向を揃えて２層に重ね、更に、加熱ロール延伸機でフィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、かつフィルムを２組のニップロール間で第１ニップと第２ニップの速度比を1.1〜1.6としてMD方向に再延伸することによって得られる２軸延伸ポリプロピレンフィルムを提案している（特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１５０５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載された２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、上記問題を解決した優れたフィルムである。しかし、シートワインディング法やフィラメントワインディング法において使用されるFRP成形加工用のラッピングフィルムとしては、上記（１）〜（４）の問題に加えて、更に、以下の（５）の問題を解決することが求められている。
（５）花模様の発生
前記した加熱、硬化反応工程を経て得られた成形体を観察すると、成形体の所々に花模様と呼ばれる炭素繊維の配列の乱れが発見されることが多い。この花模様は、樹脂漏れと同様、加熱、硬化反応工程において発生するが、炭素繊維１本１本がテープの不規則な動きによって不均一にずれることによって起きる。特に、シートワインディング法やフィラメントワインディング法で製造される成形品は、通常、他の方法で製造される成形品よりもはるかに炭素繊維の含有率が高いため、花模様の問題は深刻である。
なお、花模様の呼び名は、炭素繊維のずれが発生した加熱焼成後の成形体を目視で観察すると、炭素繊維の配列の乱れが反射光によって、ちょうど花模様のように見えることから付けられた。
この花模様は、成形体円周上の弾性強度を不均一化させ、成形体強度のバラつきの原因となり、花模様が発生した成形体は、性能が低下し、時として不良品となる。また、花模様は、成形体表面を研削しても消えないため、製品の歩留まりを低下させることになる。
【００１１】
また、引用文献１に記載された２軸延伸ポリプロピレンフィルムには、花模様の発生という問題のほか、以下に述べるような問題がある。
すなわち、上記２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、シートワインディング法やフィラメントワインディング法において、FRP成形加工用フィルムとして十分に使用可能ではあるが、該フィルムを製造する場合において、原反フィルムを２層に重ねた後、再延伸する時のフィルムの安定性が悪く、連続して延伸することが容易でないため、量産化に向いていないという問題がある。
【００１２】
また、上記２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、硬化前のプリプレグに強く食い込みすぎる傾向があるため、製品表面の平滑性が出にくい場合があり、そのため、強度の均一な製品を安定して得ることが必ずしも容易ではない。そして、その結果、高特性を有する製品の歩留まりが低下する場合があるという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、主にシートワインディング法及びフィラメントワインディング法において、FRPをラッピングする際に使用されるFRP成形加工用フィルムであって、従来のフィルムが抱える各種問題点、すなわち、前記（１）〜（４）の問題点に加え、前記（５）の問題点を解消することができ、また、延伸時のフィルムの安定性に優れ、連続して延伸することができるため、量産化を図ることができ、更に、硬化前のプリプレグに強く食い込むことがなく、強度の均一な製品が得られることを可能とする２軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、花模様を発生させないためには、熱硬化性樹脂の硬化反応時の挙動に応じて、成形体全体にわたって、テープが適度に熱収縮し、成形体を硬化反応工程中、適度な力で締め付けることが必要であることを見出した。
そして、上記課題を解決するのに最も適したフィルムの特性は、次のような５つの項目に集約されると考えた。
１．巻付け作業時（常温）には、ポリエステルフィルム並みの引張強度を有し、加熱時に、90〜100℃の領域では、急激に残留応力が低下しても、なお一部成形体の体積変化には追従できるだけの締付力を残していること。
２．熱硬化性樹脂と接着せず、加熱、硬化後の成形体からフィルムを容易に取り除くことができ、剥離性が良いこと。
３． 90〜100℃の領域で、フィルムに収縮する力はあるが、樹脂を成形体から搾り出すほどの大きい収縮力は有さず、炉落ちや樹脂漏れのないこと。
４．熱硬化性樹脂の硬化反応工程中に適度な締付力を有し、花模様の発生がないこと。
５．延伸時のフィルムの安定性に優れ、また、硬化前のプリプレグに強く食い込むことがないこと。
【００１５】
本発明者らは、これら５つの項目の特性を同時に備えたFRP成形加工用のラッピングフィルムを得るべく鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。以下、本発明に到達するまでの経過を述べる。
２軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造する方法としては、テンター法とインフレーション法がある。両方法の一般的な製造条件で得られるフィルムの特性値を表１に示した。なお、使用樹脂と延伸倍率も表１に併記した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
次に、上記フィルムのMD方向の強度を上げるため、MD方向の延伸倍率を最大にして、高強度２軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造した。得られたフィルムの特性値を表２に示した。
なお、延伸倍率を除いて、使用した樹脂、温度条件等は、表１のそれと同一条件で行った。
【００１８】
【表２】
【００１９】
表１及び表２の結果から、通常の２軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造装置を使用し、その延伸倍率（製造条件）を最大値にして得られたフィルムの応力強度は、原反フィルムの２枚重ねで得られる本発明のフィルムの応力強度に到達することはできなかった。その理由は次のように説明される。
テンター法では、押出機から出された溶融体は、チルドロールで冷却固化され、その後、加熱され、MD方向の延伸を経た後、TD方向に延伸される。したがって、始めにMD方向に進んだ分子配向率は、次のTD方向の延伸工程で低下してしまう。他方、残留するMD方向の分子配向率を上げるために、MD方向の延伸倍率を上げると、TD方向の延伸時にシートの縦裂けが起こり、フィルム化することができなくなる。その結果、テンター法では、表２で示した値を大きく超えたフィルムを得ることはできない。
一方、インフレーション法においては、同時に２軸方向に延伸されるが、TD方向の延伸倍率を５以下にすると、バブル円周方向に延伸ムラが起こり、実用に耐えられなくなる。また、MD方向の延伸倍率が７を超えてくると、バブル切れ現象が頻発してくる。これらの現象を防ぐには、バブル温度を上げなければならないが、バブル温度を高くすると、分子間のファンデルワールス力が弱くなり、ズルズルと延伸され、分子配向度が上がらず、強度の高いフィルムは得ることはできない。
【００２０】
そこで、本発明者らは種々の検討を重ねた結果、先に、２軸延伸インフレーション法で製造された２軸延伸ポリプロピレンフィルムを、方向を揃えて２層に重ね、更に、加熱ロール延伸機でフィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、かつフィルムを２組のニップロール間で第１ニップと第２ニップの速度比を1.1〜1.6としてMD方向に再延伸することによって得られる２軸延伸ポリプロピレンフィルムを出願した（特許文献１参照）。
そして、本発明は、前記目的を達成するために、このフィルムを基礎として改良を加え、遂に完成するに至ったものである。
【００２１】
すなわち、本発明は、フィルムの厚さが15〜40μmであって、常温においてそのフィルムをMD方向に30％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が140〜210MPaであり、MD方向に50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が180〜240MPaである２軸延伸ポリプロピレンフィルムである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、以下の効果を奏する。
１）剥離性が良いので、加熱、硬化後の成形体から容易に取り除くことができる。
２）巻付け作業時には、従来のポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルムの1.5倍以上の張力を適用させることができ、積層されたプリプレグ層から効率的に空気を排出させることができる。
３）巻付け時の高い張力にもかかわらず、加熱するに従って、急激に残留応力が低下するが、プリプレグに含まれる樹脂粘度が最低となる90〜100℃になっても、なお、一部成形体の体積変化に追従できるだけの締付力を残しており、樹脂漏れを起こすこともないので、繊維強化プラスチック成形加工用などのラッピングテープとして好適である。
４）熱硬化性樹脂の硬化反応工程中に適度な締付力を有し、花模様発生を防止することができる。
５）延伸後のフィルムの安定性に優れるため、量産化が可能であり、また、硬化前のプリプレグに強く食い込むことがない。
６）２層フィルムであるため、単層からなるフィルムと比較して、フィルムのMD方向に存在する厚／薄の差が少なく、製品径が均一で、その結果、表面に凹凸のない均質な円筒状成形品（ゴルフシャフト、釣竿等）の生産が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚さは15〜40μmである。厚さが15μm未満では、フィルムの断面積あたりの強度があったとしても、巻付け時の絶対強度が不足し、実用的でなく、40μmを超えると完成した成形体表面に現れる巻目縞（フィルムの厚さが成形体に転写され縞模様になる）が大きくなる。これを取り除くため、次工程で成形体表面を研削するが、巻目縞が大きすぎると工程数が増加し、時間をロスするばかりでなく、プリプレグを構成している繊維を削り取ることになるため、成形体の強度を低下させ、実用的でない。
【００２４】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、常温でMD方向に30％引き伸ばした時のMD方向の応力強度は、140〜210MPa、好ましくは150〜200 MPaであり、50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度は、180〜240MPa、好ましくは190〜230MPaである。応力強度が上記下限値よりも低いフィルムから得られたテープでは、巻付け時にプリプレグ層間の空気を十分に排出させるだけの張力を成形体に掛けることができない。他方、応力強度が上記上限値を超えるフィルムでは、花模様の発生を十分に防止することができず、前述したような製品の不具合が発生し、実用的でない。
なお、本発明において、MD方向とは、加工機械からフィルムが流れ出る方向であり、したがって、MD方向はフィルムに対して一義的に決定され、一般に縦方向とも呼ばれる方向である。
また、本発明において、常温でMD方向に30％及び50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度は、JIS K7127に基づき、幅15mm、長さ200mmの短冊状の試料について、引張試験機「ストログラフＲ−１」（東洋精機製、商品名）を用い、測定長さ100mm、引張速度200mm／分の条件でチャート用紙にＳ−Ｓ曲線（伸び−引張応力曲線）を記録し、このＳ−Ｓ曲線から、30％及び50％引き伸ばした時の応力強度を求める。
【００２５】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、MD方向と直交するTD方向の常温においての破断強度を160〜200 MPa、特に160〜180 MPaとするのが、成形体の表面に花模様の発生を防止する上で好ましい。本発明において、破断強度は、幅15mm、長さ200mmの短冊状の試料について、引張試験機「ストログラフＲ−１」（同前）を用い、測定長さ100mm、引張速度200mm／分の条件でチャート用紙にＳ−Ｓ曲線を記録し、フィルムが破断した時の値を読んで求める。
【００２６】
本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムの好ましい製造方法の１例は、通常の２軸延伸インフレーション法で、後に挙げる表３に示すような特性を有する２軸延伸ポリプロピレンフィルムを製造し、このフィルム２枚を、それぞれの方向を同じにして揃えて２層に重ね、延伸を開始する最前部の遅駆動ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）と延伸を終了させる最後部の速駆動ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）の間に、自由回転できる６つの加熱ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）を適当な間隔で配置した延伸機（遅駆動ロールと速駆動ロールの間の延伸を行う延伸区間の長さ：1.5m）を用い、フィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、最前部ロールの回転数よりも最後部ロールの回転数を上げ、それらの回転数の比を所定の範囲（1.03〜1.45）で変化させて、MD方向に多段階で再延伸するものである。また、テンター法で得られた２軸延伸ポリプロピレンフィルムを２層に重ねて上記と同様の操作を行うことによっても、本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムを得ることができる。
ここで、２軸延伸ポリプロピレンフィルムの加熱温度が140℃未満では、フィルムをスムーズに延伸させることができず、上記フィルムの加熱温度が160℃を超えると、該フィルムの融点に近くなり、分子の配向度が低下し、フィルムの強度が落ちる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２８】
（フィルムの製造例）
公知の同時２軸延伸インフレーション法により、フィルムの厚さ18μmの原反フィルムを製造した。得られた原反フィルム（以下、フィルム１とする。信越フィルム社製、商品名ヘイズイ）の特性値を表３に示した。
【００２９】
【表３】
【００３０】
フィルム１を方向を揃えて２層に重ね、延伸を開始する最前部の遅駆動ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）と延伸を終了させる最後部の速駆動ロール（幅：2,000mm、直径：300mm）の間に、加熱した自由回転できる６つのロール（幅：2,000mm、直径：300mm）を配置した延伸機（遅駆動ロールと速駆動ロールの間の延伸を行う延伸区間の長さ：1.5m）を用いて、上記フィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、最前部ロールの回転数よりも最後部ロールの回転数を上げ、それらの回転数の比を1.03〜1.45の範囲で適宜変化させて、上記フィルム温度140〜160℃の範囲でMD方向に1.40倍、1.36倍の倍率で再延伸した。再延伸後に得られた２軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚さは、いずれも30μmだった。これらの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（以下、それぞれフィルム２及びフィルム３とする。）の特性値を表４に示した。なお、フィルムの厚さは接触式厚さ計を用いて測定した。
【００３１】
【表４】
【００３２】
表４より、30μmと同じ厚さのフィルムでありながら、フィルム１の２枚重ねで得られた本発明のフィルム２及びフィルム３のMD方向の強度は、明らかに表２の高強度２軸延伸単層フィルムより大きいことが理解できる。
【００３３】
（実施例１）
フィルム２をラッピングテープとして用いて、以下に示すシートワインディング法により、ゴルフクラブ用シャフトを製造し、これを評価した。
テーパー0.2°、長さ1.4mの鉄製マンドレルに、シリコーン離型剤を薄く塗布した。その上にエポキシ樹脂含有量30％のプリプレグを炭素繊維の並び方向の角度を45°になるように交互に５層に巻きつけ、更に、その上に厚さ30μｍ、幅15mmの本発明に係るフィルム２をラッピングテープとして用い、40Ｎの張力で巻付けた。
次いで、これをフックの付いた吊台車に乗せ、空気循環式加熱炉に入れ、加熱硬化させた。熱硬化の条件は、常温から80℃まで２℃／分で昇温させ、80℃で30分間保持し、その後、再び２℃／分で昇温させ、130℃に達した時点で、昇温を停止した。130〜140℃で１時間保持した後、ヒーターを切り自然冷却し、加熱炉から取り出して、ゴルフクラブ用シャフトを作製した。
フィルム２の製造安定性、及び該フィルムのFRP用ラッピングテープとしての評価（締付力、強度の均一性、平滑性、樹脂漏れ、花模様、剥離性、炉落ち）を下記の基準で行った。なお、巻付張力を50N、60Nに上げて、上記と同様にしてゴルフクラブ用シャフトを作製し、それらの場合の評価を同様に行い、結果を表５に記した。
なお、フィルムの各特性値は、幅15mm、長さ200mmの短冊状の試料について、引張試験機「ストログラフＲ−１」（東洋精機製、商品名）を用い、測定長さ100mm、引張速度200mm／分の条件でチャート用紙にＳ−Ｓ曲線を記録して求めた。
【００３４】
（各評価の基準）
［製造安定性］
◎：フィルム製造時の安定性の点で特に優れている（良好）。
○：フィルム製造時の安定性の点で通常のレベルである（可）。
×：フィルム製造時の安定性の点で一部に不都合なものが発生する（不可）。
［締付力］
◎：90〜100℃の領域において、成形体の締付力の点で特に優れている（良好）。
○：90〜100℃の領域において、成形体の締付力の点で通常のレベルである（可）。
×：90〜100℃の領域において、成形体の締付力の点で一部に不都合なものが発生する（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［強度の均一性］
◎：ゴルフクラブ用シャフトの強度の均一性の点で特に優れている（良好）。
○：ゴルフクラブ用シャフトの強度の均一性の点で通常のレベルである（可）。
×：ゴルフクラブ用シャフトの強度の均一性の点で一部に不都合なものが発生する（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［平滑性］
◎：ゴルフクラブ用シャフトの平滑性の点で特に優れている（良好）。
○：ゴルフクラブ用シャフトの平滑性の点で通常のレベルである（可）。
×：ゴルフクラブ用シャフトの平滑性の点で一部に不都合なものが発生する（不可）
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである
［樹脂漏れ］
◎：樹脂漏れの発生がなく特に優れている（良好）
○：樹脂漏れの発生が通常のレベル以下である（可）。
×：樹脂漏れの発生が通常のレベル以上である（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［花模様］
◎：花模様の発生がなく特に優れている（良好）。
○：花模様の発生が通常のレベル以下である（可）。
×：花模様の発生が通常のレベル以上である（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［剥離性］
◎：ゴルフクラブ用シャフトからフィルムを剥離する際の剥離性の点で特に優れている（良好）。
○：ゴルフクラブ用シャフトからフィルムを剥離する際の剥離性の点で通常のレベルである（可）。
×：ゴルフクラブ用シャフトからフィルムを剥離する際の剥離性の点で一部に不都合なものが発生する（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
［炉落ち］
◎：炉落ちの発生がなく特に優れている（良好）。
○：炉落ちの発生が通常のレベル以下である（可）。
×：炉落ちの発生が通常のレベル以上である（不可）。
▲：テープの伸びが大きく評価に値しないレベルである。
【００３５】
（実施例２）
フィルム２をフィルム３に替えた以外は全て実施例１と同様に行い、ゴルフクラブ用シャフトを製造し、前記と同様に評価し、結果を表５に記した。
【００３６】
（比較例１）
フィルム２をフィルム４（フィルム１を方向を揃えて２層に重ね、更に、加熱ロール延伸機でフィルム温度を140〜160℃の範囲で加熱、融着させながら、該フィルムを２組のニップロール間で第１ニップと第２ニップの速度比を1.1〜1.6としてMD方向に再延伸することによって得られた特許文献１に係る２軸延伸ポリプロピレンフィルム）に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブ用シャフトを製造し、前記と同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００３７】
（比較例２）
フィルム２をフィルム５［２軸延伸ポリプロピレンフィルム、インフレーション法による強延伸品（信越フィルム社製、商品名プレーン）］に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブ用シャフトを製造し、前記と同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００３８】
（比較例３）
フィルム２をフィルム６［２軸延伸ポリプロピレンフィルム、テンター法による強延伸品（信越フィルム社製、商品名PT−30）］に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブ用シャフトを製造し、同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００３９】
（比較例４）
フィルム２をポリエステルフィルム（東レ製、商品名ルミラー）に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブのシャフトを製造し、同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００４０】
（比較例５）
フィルム２をフィルム７［１軸延伸ポリプロピレンフィルム（信越フィルム社製、商品名PT−30G］に替えた以外は、全て実施例１と同様の条件でゴルフクラブのシャフトを製造し、同様の方法で評価し、結果を表５に記載した。
【００４１】
【表５】
【００４２】
表５より、本発明の２軸延伸ポリプロピレンフィルムは、前記した本発明の課題を解決できるものであり、FRP成形加工用のラッピングテープとしては最適の性質を有するフィルムであることが理解できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの厚さが15〜40μmであって、常温においてそのフィルムをMD方向に30％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が140〜210MPaであり、MD方向に50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が180〜240MPaである２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【請求項２】
MD方向と直交するTD方向の常温における破断強度が160〜200 MPaである請求項１記載の２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【請求項３】
MD方向と直交するTD方向の常温における破断強度が160〜180 MPaである請求項１記載の２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【請求項４】
繊維強化プラスチック成形加工用である請求項１〜３のいずれか１項に記載の２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【請求項１】
フィルムの厚さが15〜40μmであって、常温においてそのフィルムをMD方向に30％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が140〜210MPaであり、MD方向に50％引き伸ばした時のMD方向の応力強度が180〜240MPaである２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【請求項２】
MD方向と直交するTD方向の常温における破断強度が160〜200 MPaである請求項１記載の２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【請求項３】
MD方向と直交するTD方向の常温における破断強度が160〜180 MPaである請求項１記載の２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【請求項４】
繊維強化プラスチック成形加工用である請求項１〜３のいずれか１項に記載の２軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【公開番号】特開２００７−１１８３６２（Ｐ２００７−１１８３６２Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１３０５０（Ｐ２００５−３１３０５０）
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（５９７１６５９５１）信越フィルム株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（５９７１６５９５１）信越フィルム株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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