説明

4−メチルペンテン−1(共)重合体を含む二軸延伸用樹脂フィルム、およびその製造方法

【課題】4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む二軸延伸樹脂フィルムであって、その延伸倍率が比較的低い場合であっても均一に延伸されたフィルムを提供すること、およびそのための延伸用原反を提供すること。
【解決手段】4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む二軸延伸用樹脂フィルムであって:膜厚が65μm以上250μm以下であり、極限粘度〔η〕が0.5dl/g以上2.1dl/g以下であり、波長550nmにおける厚み50μmあたりのレターデーションR50(550)が−7.0〜7.0であり、かつ160℃および190℃においてMDおよびTD方向に引張降伏点を有さない、二軸延伸用樹脂フィルムが提供される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む二軸延伸用樹脂フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
4-メチルペンテン-1(共)重合体は透明性などに優れる。そこで、4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む、透明で均一性に優れた延伸フィルムが望まれていた。ところが、4-メチルペンテン-1(共)重合体は特異な結晶構造を有し、結晶化がおこりやすい。また4-メチルペンテン-1(共)重合体のフィルムは、破断伸度が比較的小さいため延伸ムラが生じやすく、または破断しやすいなどの理由で、均一な延伸フィルムとすることが困難であった。
【0003】
4-メチルペンテン-1(共)重合体の二軸延伸フィルムを作製する技術として、以下の2つが報告されている。1つは、2以下のメルトフローインデックスを有する4-メチルペンテン-1(共)重合体をフィルム状に押出成形して、冷却媒体(水浴)で冷却して得たフィルムを、二軸延伸用フィルム(原反)としている(特許文献1を参照)。もう1つは、メルトフローインデックスが2より大きい4-メチルペンテン-1(共)重合体をフィルム状に押出成形して、回転ドラムで冷却して得たフィルムを、二軸延伸用フィルム(原反)としている(特許文献2を参照)。そして、これらの原反を二軸延伸することで、均一な二軸延伸フィルムを得ることができると報告されている。
【0004】
しかしながら、これらにより得られた原反の厚みは1mm以上である。さらには、これらの原反を均一に二軸延伸するには、延伸温度を樹脂の融点近傍の温度(200〜230℃)にしなければならず、かつ延伸倍率を4倍以上としなければならない。
【0005】
また、上記文献1および文献2の方法では、均一に延伸できないとの記載があり、4-メチルペンテン-1(共)重合体の二軸延伸フィルムを作製する他の技術として、押出成形された樹脂フィルムを静電密着法により冷却ロールに密着させながら得たフィルムを、二軸延伸用フィルム(原反)とすることも報告されている(特許文献3を参照)。これにより、延伸温度を低温化(85〜185℃)することができるとされているが、依然として二軸延伸フィルムの均一性、特に特に低倍率の二軸延伸フィルムの均一性は不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】英国特許出願公開第1249322号明細書
【特許文献2】英国特許出願公開第1317586号明細書
【特許文献3】特開昭58−185226号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記の通り、4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む樹脂フィルムを、均一に、かつ低倍率に延伸することは困難であった。そこで本発明は、4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む二軸延伸樹脂フィルムであって、延伸倍率が比較的低い場合であっても、均一に延伸されたフィルム(つまり厚さ均一性が高いフィルム)を提供する。また、そのための延伸用原反を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち本発明の第一は、以下に示す二軸延伸用樹脂フィルム、および二軸延伸用樹脂フィルムの製造方法に関する。
【0009】
[1] 4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む二軸延伸用樹脂フィルムであって、
膜厚が65μm以上250μm以下であり、極限粘度〔η〕が0.5dl/g以上2.1dl/g以下であり、波長550nmにおける厚み50μmあたりのレターデーションR50(550)が−7.0〜7.0であり、かつ160℃および190℃においてMDおよびTD方向に引張降伏点を有さない、二軸延伸用樹脂フィルム。
[2] 前記4-メチルペンテン-1(共)重合体が、炭素数8以上のα-オレフィンから導かれる繰返し単位を3重量%以上含有する、[1]に記載の二軸延伸用樹脂フィルム。
[3] 前記[1]または[2]に記載の二軸延伸用樹脂フィルムの製造方法であって、(1)4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む樹脂組成物を、ダイから溶融押出しする工程、(2)前記工程により得られた被押出し体を、5℃以上40℃以下の対向する複数の冷却ロール間に進入させる工程、および(3)前記被押出し体を、前記冷却ロール間およびロール上で冷却固化する工程、を有する二軸延伸用樹脂フィルムの製造方法。
【0010】
本発明の第二は、以下に示す二軸延伸樹脂フィルム、およびその二軸延伸樹脂フィルムの製造方法に関する。
【0011】
[4] 前記[1]または[2]に記載の二軸延伸用樹脂フィルムを用いて得られた二軸延伸樹脂フィルム。
[5] 極限粘度〔η〕が0.5dl/g以上2.1dl/g以下であり、かつ炭素数8以上のα-オレフィンから導かれる繰返し単位を3重量%以上含有する4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む樹脂フィルムであって、
膜厚が11μm以上148μm以下であり、かつTMA法で測定した160℃における熱寸法変化率が、MD方向で−50%から0%であり、かつTD方向で−50から0%である、二軸延伸樹脂フィルム。
[6] 前記[5]に記載の二軸延伸樹脂フィルムの製造方法であって、(A)前記[1]または[2]に記載の二軸延伸用樹脂フィルムを、160℃以上190℃以下の温度において、1.3倍以上2.5倍以下の延伸倍率で二軸方向に延伸する工程、および(B)前記工程(A)で得られた延伸フィルムを、ヒートセットする工程、を有する二軸延伸樹脂フィルムの製造方法。
[7] 前記[5]に記載の二軸延伸樹脂フィルムの製造方法であって、(A’)前記[3]の製造方法により得られた二軸延伸用樹脂フィルムを、160℃以上190℃以下の温度において、1.3倍以上2.5倍以下の延伸倍率で二軸方向に延伸する工程、および(B)前記工程(A’)で得られた延伸フィルムを、ヒートセットする工程、を有する二軸延伸樹脂フィルムの製造方法。
【0012】
本発明の第三は、以下に示す離型フィルムに関する。
[8] 前記[4]まはた[5]に記載の二軸延伸樹脂フィルムを含んでなる離型フィルム。
【発明の効果】
【0013】
本発明の二軸延伸用の樹脂フィルム(原反)を二軸延伸することにより、厚さ均一性が高く、かつ一定以上の厚さを有する二軸延伸フィルムを得ることができる。すなわち、本発明の二軸延伸用の樹脂フィルムは、一定以上の厚さを有しつつ、低倍率であっても均一に二軸延伸することができる。低倍率であっても均一延伸が可能であることから、原反の厚みを比較的薄くした場合であっても、比較的厚みのある均一な二軸延伸フィルムを得ることができる。
【0014】
さらに、本発明により得られる二軸延伸フィルムは、二軸方向の熱膨張が抑制され、また弾性率も向上されうる。よって、得られる二軸延伸フィルムは、高温張力条件下で使用されても、皺や伸び変形が抑制されうる。よって、高温条件下において使用される離型フィルム、例えば金型離型フィルムなどとしても好適に用いられる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
1.二軸延伸用の樹脂フィルム
本発明の二軸延伸用の樹脂フィルム(すなわち、「延伸用の原反」)は、4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む。4-メチルペンテン-1(共)重合体とは、4-メチルペンテン-1から導かれる繰返し単位を有していればよく、特にそれ以外の制限はない。つまり、4-メチルペンテン-1(共)重合体とは、4-メチルペンテン-1の単独重合体であっても、他の単量体との共重合体であってもよい。4-メチル-ペンテン-1(共)重合体における、4-メチル-ペンテン-1に由来する構成単位の含有率は、通常、85モル%以上であり、好ましくは90モル%以上である。
【0016】
4-メチル-ペンテン-1(共)重合体における、4-メチル-ペンテン-1との共重合成分は、4-メチル-ペンテン-1と共重合可能な単量体であればよい。4-メチル−ペンテン-1と共重合可能な単量体は、入手の容易さや共重合特性などの観点から、エチレンまたは炭素数3〜20のα-オレフィンが好ましく例示される。炭素原子数3〜20のα-オレフィンの例には、プロピレン、1-ブテン、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-エイコセンなどが含まれる。なかでも、本発明の課題の一つである「均一な二軸延伸可能な樹脂フィルムを得る」という観点から、好ましい共重合成分として、炭素数8以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは12以上のα-オレフィンが挙げられる。
【0017】
4-メチル-ペンテン-1(共)重合体における共重合成分に由来する構成単位の含有率は、通常は3重量%以上であり、好ましくは4重量%以上であり、さらに好ましくは5重量%以上であり;かつ15重量%以下であることが好ましい。
【0018】
4-メチル-ペンテン-1(共)重合体の、荷重5kg、温度260℃の条件にてASTM D1238に準じて測定したメルトフローレート(MFR)は、通常、おおよそ1〜400g/10分であり、好ましくは2〜200g/10分であり、さらに好ましくは5〜100g/10分の範囲であるが、特に二軸延伸樹脂フィルムの用途に応じて適宜設定されればよい。4-メチル-ペンテン-1(共)重合体のメルトフローレートが上記範囲内にあると、樹脂フィルムの成形性および延伸樹脂フィルムの外観が良好となる。
【0019】
また4-メチル-ペンテン-1(共)重合体の融点は、通常は100〜240℃であり、好ましくは150〜240℃の範囲にある。
【0020】
4-メチル-ペンテン-1(共)重合体は、従来公知の方法で製造することができ、例えば特開昭59−206418号公報に記載されているように、触媒の存在下に4-メチル-ペンテン-1と、必要に応じてエチレンまたはα-オレフィンとを(共)重合することにより得ることができる。
【0021】
4-メチル-ペンテン-1(共)重合体の極限粘度は、1.0〜4.5dL/gであることが好ましいが、必ずしも必要な要件ではない。一方、後述するように、本発明の二軸延伸用樹脂フィルムの極限粘度は重要な要件であるので、二軸延伸用樹脂フィルムの極限粘度が所望の範囲になるように4-メチル-ペンテン-1(共)重合体の極限粘度を設定することが好ましい。
【0022】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、本発明の目的を損なわない範囲で、4-メチル-ペンテン-1(共)重合体に加えて、各種の添加剤を含有していてもよい。各種の添加剤の例には、可塑剤が含まれる。可塑剤の例には、パラフィン系、ナフテン系、アロマ系等の鉱油類;α-オレフィン類のオリゴマー、コオリゴマー;エステル系可塑剤;各種植物油;動物油などが含まれる。このような可塑剤は、二軸延伸用の樹脂フィルムの延伸時の成形加工性をさらに向上させうる。
【0023】
また、本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、4-メチル-ペンテン-1(共)重合体に加えて、他の樹脂を含有していてもよい。他の樹脂の例には、ポリオレフィン類、ポリアミド類、ポリエステル類などが含まれる。
【0024】
さらに、本発明の二軸延伸用樹脂フィルムには、耐候安定剤、耐熱安定剤、スリップ剤、核剤、顔料、染料などの、通常のポリオレフィンに添加して使用される各種配合剤を、本発明の目的を損なわない範囲で添加されうる。
【0025】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、以下の特徴を有することが好ましい。
1)膜厚が65μm以上250μm以下であること。
2)極限粘度〔η〕が0.5dl/g以上2.1dl/g以下であること。
3)厚み50μmあたりのレターデーションR50(550)が、−7.0〜7.0であること。
4)160℃以上190℃以下の温度範囲で、横方向に引張降伏点を有さないこと。
【0026】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムの膜厚は、65μm以上250μm以下であり、好ましくは70〜220μm、より好ましくは75〜200μmである。二軸延伸用の樹脂フィルムの厚みがこの範囲にあると、所望の延伸倍率で延伸すると、実用上多く用いられる13〜227μm程度の厚みの延伸フィルムを得ることができるからである。所望の延伸とは、二軸方向へ1.3〜2.5倍に延伸することであり;より好ましくは、二軸方向へ1.3〜2.0倍に延伸することである。二軸それぞれの延伸倍率は、互いに同一の倍率であっても、異なる倍率であってもよい。前記倍率に二軸延伸された延伸フィルムは、その機械的諸特性や光学的諸特性が適切に制御されうる。
【0027】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、その極限粘度〔η〕が0.5dl/g以上2.1dl/g以下であることを特徴とする。当該範囲の極限粘度〔η〕を有する樹脂フィルムは、非晶相の比率を上げることで(過剰に結晶化度が高まらずに)、均一な二軸延伸が実現できるからである。二軸延伸用樹脂フィルムの極限粘度〔η〕は、1.0dl/g以上2.1dl/g以下であることが好ましく、1.5dl/g以上2.1dl/g以下であることがより好ましい。
【0028】
樹脂の結晶化度の向上を抑制するためには、従来は、樹脂を構成する高分子の分子量を上げること(つまり、樹脂のMFRを低くしたり、極限粘度〔η〕を高めたりすること)により、結晶化を遅くすることが有効とされていた。一方、本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、比較的小さい分子量の4-メチル-ペンテン-1(共)重合体で構成されるため、その極限粘度が比較的低い。それにも係わらず、本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、均一な二軸延伸が可能である。
【0029】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、そのレターデーションの絶対値が一定以下であることを特徴とする。レターデーションとは、フィルム面内の直行する2つの軸(本発明ではMD方向とTD方向)のそれぞれに沿った屈折率の差異である面内複屈折に、フィルムの厚さd(nm)とを乗じた値である。本発明の二軸延伸用樹脂フィルムのレターデーションR50(550)とは、フィルム厚さdを50nmとしたときの、波長550nmの光に対するレターデーションを意味する。具体的には、波長550nmの光に対する、フィルム長手方向MDの屈折率から、幅方向TDの屈折率を減じた値である面内複屈折△npに、フィルム厚さd(nm)を乗じてレターデーションを得て;得られたレターレーションをd=50(nm)として補正する。
【0030】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムのレターデーションR50(550)は、−7.0〜+7.0であり、好ましくは−4.0〜+4.0である。このように、レターデーションの絶対値を小さくすることで、均一な二軸延伸が促進される。
【0031】
レターデーションR50(550)の絶対値を小さくするには、フィルムを構成する4-メチルペンテン-1(共)重合体の分子配向状態を抑制すればよい。しかしながら、4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む樹脂組成物をダイから溶融押出しする場合に、押出方向(流れ方向)に分子配向が生じやすい。4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む樹脂組成物は、その構造的な特徴から、液晶的な特性があり、融点以上に加熱溶融しても、規則構造が残存しやすいためであると考えられる。そして、分子配向が生じたままに結晶化が進行すると、過度に配向状態が残存した状態で固定化され、その結果、レターデーションR50(550)の絶対値が大きくいフィルムとなる。
【0032】
このようにして得られたフィルムは、特にTD方向(フィルム流れ方向に垂直方向)にネッキングが生じやすく;流れ方向(MD方向)に延伸されにくくなると推定される。つまり、押出成形での上記流れ方向(MD方向)への分子配向を低減することによりレターデーションを小さくすれば、MD方向への延伸性の向上と、TD方向へのネッキング変形を低減させることができる。
【0033】
フィルムの分子配向状態を抑制するには、樹脂原料の分子量を低くして、ダイの出口での分子配向を生じにくくしたり;樹脂原料の極限粘度を低下させて結晶化を抑制したり;延伸用原反の厚さを比較的薄めにして結晶化を抑制したり;ロール温度を低く設定したり、両面から冷却して冷却効果を高めたり、原料に分岐構造を特定量導入したりすることにより結晶化を抑制することが好ましい。
さらに、押出条件(例えば押出温度やダイリップ間隙や引取速度、雰囲気温度等)を調節して分子配向を抑制することもできる。例えば、ダイ出口での押出速度とキャストロールでの引取速度の差を小さくしたり、溶融樹脂温度やダイ出口での雰囲気温度を制御したりして、分子配向を抑制することができる。
【0034】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、160℃および190℃においてMD方向およびTD方向に引張降伏点を有さない。そのため、二軸延伸においてネッキングが生じにくく、低い延伸倍率であっても均一な延伸を行うことができる。
【0035】
二軸方向(好ましくは、MD方向およびTD方向)に引張降伏点を有さない延伸用フィルムは、例えば延伸用樹脂フィルムの非晶化度を高くすることにより実現することができる。延伸用樹脂フィルムの好ましい非晶化度は、分子パラメータや製法によって異なるので一概に規定できないものの、通常37%以上、好ましくは39%以上、より好ましくは41%以上、さらに好ましくは45%以上である。
【0036】
後述の通り、本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、溶融押出しフィルムを冷却ロールで挟み込み、両面から冷却することで得られうるが、このときの冷却条件を適宜設定することで、非晶化度を37%以上とすることができる。
【0037】
フィルムの非晶化度は、試料量約5mg相当に切断した延伸用フィルムを使用し、50ml/minの窒素気流中−80℃〜300℃の間、昇温速度2℃/min、モジュレーション周期60sec、モジュレーション振幅±1℃でDSC測定を行い決定する。
【0038】
前記引張降伏点を有さない二軸延伸用樹脂フィルムは、原料樹脂の非晶化度を高くすることによっても実現することができる。原料樹脂の好ましい非晶化度は、分子パラメータや製法によって異なるので一概に規定できないものの、通常50%以上、好ましくは55%以上、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは65%以上である。
【0039】
原料樹脂の非晶化度の測定は、2mgのサンプル(サンプルパン内での計算上の膜厚は122μm)を、320℃で溶融した後、液体窒素で急冷した試料について行う。なお、原料樹脂の非晶化度が50%未満である場合には、実成形での冷却速度ではネッキングを伴うフィルムとなる可能性が高いため、より高い非晶化度の樹脂を原料とするか、冷却速度を高めるための処理を講ずることが好ましい。
【0040】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、160℃での破断伸びが600%以上であることが好ましく、700%以上であることがさらに好ましい。また、190℃での破断伸びが400%以上であることが好ましく、500%以上であることがさらに好ましい。破断伸びが上記要件を満たすと、局所的な不均一による破断の発生が有効に抑制され、比較的高倍率での延伸を安定に行うことができる。破断伸びを高めるためには、0.5dl/g以上2.1dl/g以下の範囲内において、できるだけ極限粘度を高めることが好ましい。
【0041】
さらに本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、ヘイズが5%以下であることが好ましい。ヘイズが5%以下であれば、二軸延伸されたフィルムのヘイズも低くすることが容易である。ヘイズの低いフィルムは、外観に優れた包装用フィルムや、光学損失の小さな光学用フィルムとして用いられうる。
【0042】
本発明の二軸延伸用樹脂フィルムは、任意の方法で製造され、製法に特に制限はない。例えば、4-メチル-ペンテン-1(共)重合体と、任意の材料とを含む樹脂組成物を、例えば溶融押出や、溶融流延することによってフィルム成形することにより得ることできる。二軸延伸用樹脂フィルムは、静電密着法などによっても製造されうるが、なかでも好ましい製造方法を以下に説明する。
【0043】
(1)4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む樹脂組成物を、ダイから溶融押出しする工程と、(2)前記工程により得られた被押出し体を、5℃以上40℃以下の対向する複数の冷却ロール間に進入させる工程と、(3)前記被押出し体を前記冷却ロール間およびロール上で冷却固化する工程と、を有する。
【0044】
本製法によれば、被押出し体である樹脂フィルムが、複数の冷却ロール間に狭圧されたまま冷却される。よって、比較的膜厚の大きな樹脂フィルムであっても冷却されやすく、非晶化部の割合が高まり、均一延伸しやすくなる。前記の通り、本発明の二軸延伸用の樹脂フィルムの膜厚は、65μm以上250μm以下であるので、本製法が好ましく採用される。冷却ロールの温度は、5℃〜40℃であればよいが、好ましくは5℃〜30℃、より好ましくは10〜25℃である。
【0045】
樹脂フィルムを狭圧する複数の冷却ロールには、キャストロールとタッチロールとが含まれる。キャストロールは金属キャストロールであることが好ましく;タッチロールは、可撓性を有する薄肉金属外筒を有するフレキシブルロールまたはスリーブタッチロールであることが好ましい。
【0046】
二軸延伸された樹脂フィルムについて
本発明の二軸延伸された樹脂フィルム(二軸延伸樹脂フィルム)は、前述の4-メチル-ペンテン-1(共)重合体を含み、以下の特徴を有することが好ましい。
1)膜厚が11μm以上148μm以下であること。
2)TMA法で測定した160℃における熱寸法変化率が、MD方向で−50%〜0%であり、かつTD方向で−50%〜0%であること。
3)極限粘度〔η〕が0.5dl/g以上2.1dl/g以下であること。
【0047】
本発明の二軸延伸樹脂フィルムは、その用途に応じて所望の膜厚に設定されうる。二軸延伸樹脂フィルムの用途は特に限定されず、包装用、医療用、光学用、電気電子用などの各種用途に適当されうるが、離型フィルムとしても好適に用いられる。4-メチルペンテン-1(共)重合体のフィルムは、一般的に表面張力が非常に小さく、離型性に優れているためである。さらに本発明に二軸延伸樹脂フィルムは、後述のように低熱膨張率を有しうるので、高温条件下において用いられる用途、例えば金型離型フィルムなどとして用いられる。これらの用途に適用するには、通常、膜厚が11μm以上148μm以下であることが好ましい。
【0048】
本発明の二軸延伸樹脂フィルムのTD方向およびMD方向の熱寸法変化率は、−50%〜0%であることが好ましい。熱寸法変化とは、昇温速度5℃/min、試料サイズ3mm幅、測定荷重9.8mNの条件下でTMA法により測定された、160℃における熱寸法変化をいう。熱寸法変化は、延伸条件やヒートセット条件などによって制御される。
【0049】
熱寸法変化率は−50%〜0%であればよいが、0%に近いこと、例えば−25%〜0%であったり、−10%〜0%であったりすると好ましい場合がある。熱寸法変化率が0%に近ければ、高温使用時のフィルム皺を防止でき、さらに高温で長時間使用しても機械的性質が安定する。
【0050】
本発明の二軸延伸樹脂フィルムの極限粘度〔η〕は、0.5dl/g以上2.1dl/g以下であり、延伸前のフィルム(原反)の極限粘度から基本的に変化しない。
【0051】
本発明の二軸延伸樹脂フィルムの23℃での機械物性は、MD方向、TD方向ともに破断強度が20MPa以上、引張弾性率が500MPa以上、破断伸びが50%以上であることが好ましい。上記要件を満たすと、使用の際の破断が有効に抑制され、特に応力がかかる箇所での使用に好適である。
【0052】
本発明の二軸延伸樹脂フィルムのヘイズは、4%以下であることが好ましい。ヘイズが4%以下であれば、外観に優れた包装用フィルムや、光学損失の小さな光学用フィルムとして使用することができる。
【0053】
前述の二軸延伸用の樹脂フィルム(原反)は、二軸延伸をしたときにネッキング延伸を生じさせにくいため、二軸延伸用の樹脂フィルムの膜厚分布にほぼ対応した膜厚分布を有する二軸延伸樹脂フィルムを得ることができる。そのため、二軸延伸用の樹脂フィルムの厚さ均一性を高めることにより、二軸延伸樹脂フィルムの膜厚の均一性も高くすることができる。また、本発明の二軸延伸フィルムは、低倍率の延伸フィルムであるため、原反が比較的薄くても、厚みのあるフィルムとなる。
【0054】
本発明の二軸延伸樹脂フィルムは、所定の素材、膜厚、熱寸法変化が所定の条件を満たしていればよく、その製造方法に特に制限はない。例えば、前述の二軸延伸用の樹脂フィルムを二軸延伸して得ることができ、
(A)前述の二軸延伸用の樹脂フィルムを、160℃以上190℃以下の温度において、1.3倍以上2.5倍以下の延伸倍率で二軸方向に延伸する工程、および
(B)前記工程(A)で得られた二軸延伸フィルムを、ヒートセットする工程、を有する製法で製造されうる。
【0055】
前記工程(A)において用いられる二軸延伸用の樹脂フィルムは、前記工程(1)〜(3)を有する製法により製造された樹脂フィルムでありうる。
【0056】
延伸温度が低すぎると、ネッキング延伸が発生することがある。ネッキング延伸が発生すると、延伸フィルムの膜厚が不均一となることがあり好ましくない。一方、延伸温度が高すぎると、所定の延伸倍率が得られなくなるだけでなく、膜厚分布が大きくなる恐れがあり、好ましくない。延伸温度は160℃〜190℃であればよいが、好ましくは160℃〜180℃である。
【0057】
延伸倍率が低すぎると、二軸延伸樹脂フィルムの熱膨張率を低減したりすることができず、かつ機械特性も改善されにくいため好ましくない。延伸倍率が高すぎると、不均一延伸となったり、破断したりしやすくなるため好ましくない。延伸フィルムの厚さが薄くなり実用的なフィルムが得られないことがある。
【実施例】
【0058】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。しかしながら、本発明の範囲はこれによって何ら制限を受けない。
【0059】
各実施例および比較例で使用した4-メチルペンテン-1(共)重合体を、表1に示す。表1に示された4-メチルペンテン-1(共)重合体は、4-メチルペンテン-1と1-ドデセン・1-テトラデセン混合物との共重合体であるか(原料No1);4-メチルペンテン-1とヘキサデセン・オクタデセン混合物との共重合体であるか(原料No2,3);4-メチルペンテン-1とデセン-1との共重合体である(原料No4)。共重合体はランダム共重合体であり、かつ共重合成分の含有率は表1に示された通りである。
【0060】
4-メチルペンテン-1(共)重合体の特性が、表1に示される。各特性は、特に別段の記載が無い限り、以下の方法で評価した。
【0061】
(1)極限粘度[η]:デカリン溶媒中、135℃で測定した。
【0062】
(2)結晶化度Xc:DSC法で測定した。
測定装置は、Q2000(TA Instruments社製)を用いた。パウダー状またはペレット状の原料を測定試料として、320℃で溶融後、液体窒素にて冷却固化した後、50ml/minの窒素気流中−80℃〜300℃の間、昇温速度10℃/minでDSC測定を行った。試料量は約2mg(サンプルパン内での計算上の膜厚は122μm)、および約5mg(サンプルパン内での計算上の膜厚は305μm)とした。
得られた測定チャートより、融解熱量ΔHを読み取った。4-メチルペンテン-1の単独重合体の完全結晶物の結晶融解熱量を、118.35J/gとして、「結晶化度Xc(%)=ΔH/118.35×100」の計算式にあてはめて、結晶化度Xc(%)を求めた。
【0063】
(3)非晶化度Xa:温度変調DSC法で測定した。
結晶化度と同様に、測定装置はQ2000(TA Instruments社製)を用いた。パウダー状またはペレット状の原料を測定試料として、320℃で溶融後、液体窒素にて冷却固化した後、50ml/minの窒素気流中−80℃〜300℃の間、昇温速度2℃/min、モジュレーション周期60sec、モジュレーション振幅±1℃でDSC測定を行った。試料量は約2mg(サンプルパン内での計算上の膜厚は122μm)、および約5mg(サンプルパン内での計算上の膜厚は305μm)とした。
可逆成分から、ガラス転移温度の中心温度(Tg)と、Tgにおける比熱差(ΔCp)を読み取った。4-メチルペンテン-1の単独重合体の完全非晶物の比熱差を、0.400J/g℃として、「非晶化度Xa(%)=ΔCp/0.400×100」の計算式にあてはめて、非晶化度Xa(%)を求めた。
【0064】
【表1】

【0065】
各実施例および比較例において、表1に示された4-メチルペンテン-1(共)重合体(原料No1〜4)を用いて溶融押出しフィルムを作製し;作製した溶融押出しフィルムを同時二軸延伸して、延伸フィルムを得た。溶融押出しフィルムや、延伸フィルムの各物性を、以下の方法で評価した。各評価結果を、表2(実施例)および表3(比較例)に示す。
【0066】
(1)フィルム膜厚:延伸用のフィルムおよび延伸フィルムの膜厚を、YMABUN製 TOF−4R厚み計を使用して1cm間隔で測定し、測定値の平均を求めた。
【0067】
(2)フィルムのヘイズ:延伸用のフィルムおよび延伸フィルムのヘイズを、東京電色製オートマチックヘイズメータMODEL:Tc−HIIIDRKを使用し、JIS K7105−1981に準拠し測定した。
【0068】
(3)フィルムの極限粘度[η]およびフィルムの非晶化度:4-メチルペンテン-1(共)重合体と同様の手法で求めた。非晶化度の測定サンプル量は、5mgとした。溶融押出しフィルム(原反)および延伸フィルムの両方の極限粘度[η]は、同一であったため、延伸フィルム極限粘度[η]は表2および表3には不記載とした。
【0069】
(4)レターデーションR50(550):波長550nmにおける厚み50μmあたりのレターデーションをR50(550)とした。レターデーションは、フィルム複屈折△nにフィルムの厚さd(nm)を乗じた値である。
具体的には、フィルム長手方向MDの屈折率から幅方向TDの屈折率を減じた値を面内複屈折△npとし、これにフィルム厚さd(nm)を乗じて求めた。屈折率および面内複屈折の測定は、20mm×20mmのサイズのサンプルを用意し、大塚電子株式会社製リターデーション測定装置 型式RETS−100を使用して行った。
【0070】
(5)引張試験:引張試験では、恒温槽付き引張試験機オリエンテック製RTG−1250を使用し、各測定温度(130℃、160℃、190℃)にて、試料幅5mm、チャック間30mm、試験速度30mm/minの条件で、引張降伏点の有無と、引張破断伸度を測定した。破断伸びは、n=3で測定し、その平均値(%)とした。MD方向およびTD方向のそれぞれについて試験をした。
【0071】
(6)延伸倍率:バッチ延伸機(岩本製作所製およびブルックナー社製)の設定延伸倍率を、延伸倍率とした(MD方向の倍率×TD方向の倍率)。
【0072】
(7)延伸可否:各延伸倍率で延伸した場合に、ネッキング延伸を生じなかった場合を「○」とし;ネッキング延伸が生じた場合および一部に穴あき、破断した場合を「×」とした。
【0073】
(8)延伸フィルムの外観:得られた延伸フィルムの10cm角の範囲内に、シート成形時の気泡の同伴に伴う欠点が目視で観察されない場合を「○」、目視で気泡の同伴による欠点が一部に観察される場合を「×」とした。
【0074】
(9)熱寸法変化:TMA法により、昇温速度5℃/min、試料サイズ3mm幅、チャック間10mm、測定荷重9.8mNの条件下で、160℃における熱膨張率(+)または熱収縮率(−)を測定した。装置は、セイコーインストルメンツ社製 TMA/SS6000を使用した。
【0075】
各実施例および比較例における二軸延伸用フィルムおよび二軸延伸フィルムの作製は、以下の手順で行った。
【0076】
[実施例1および2]
表1のペレット形状の原料No1を使用し、40mmφ単軸押出機にて、押出温度320℃で押出し、スリーブタッチロール(千葉機械工業製)で、キャストロールおよびスリーブタッチロールを15℃に設定し、135μm(実施例1)および200μm(実施例2)のフィルムを得た。
【0077】
得られたフィルムを延伸原反(延伸用のフィルム)として、岩本製作所製バッチ二軸延伸機で同時二軸延伸を行った。延伸条件は、予熱温度160℃、予熱時間1分、チャック間距離140mm、延伸温度160℃、延伸速度10mm/sec;ヒートセット条件は、チャッキングしたまま、160℃で3分間保持後冷却して行った。
【0078】
[実施例3〜5]
ペレット形状の原料No4を使用し、65mmφ単軸押出機にて、押出温度300℃(実施例3,4),320℃(実施例5)、ダイス温度300℃、押出量20kg/hr(実施例4),35kg/hr(実施例3,5)で、幅1600mm、リップ間0.3mmのTダイから押出した。押出樹脂を、ただちに15℃(実施例3,4),40℃(実施例5)に冷却したフレキシブルロールとキャストロール間で密着固化させて、引取り速度を3.0m/min(実施例4),5.0m/min(実施例3,5)で巻き取り、80μ厚さの延伸前フィルムを得た。
【0079】
得られたフィルムを延伸原反(延伸用のフィルム)として、ブルックナー社製バッチ二軸延伸機で同時二軸延伸を行った。延伸条件は、予熱温度160℃、予熱時間1分、チャック間距離85mm、延伸温度160℃、延伸速度12%/sec;ヒートセット条件は、165℃で1分間行った。
【0080】
[実施例6]
表1の原料No3の4-メチルペンテン-1(共)重合体を樹脂原料とした。
原料No3(融点226.7℃,直径約200μmの樹脂粉末粒子)100重量部に、耐熱安定剤であるヒンダードフェノール系化合物のテトラキス〔メチレン-3(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン(チバガイギー(株)製、商品名:イルガノックス1010)0.89重量部、およびステアリン酸カルシウム0.3重量部を添加した。得られた樹脂組成物を、減圧下窒素置換後、窒素気流下で二軸押出機(株式会社日本製鋼所製:TEX65α−42BPW)に供給し、押出温度250℃、ダイス温度300℃、押出量30kg/hrで幅1170mm、リップ間0.5mmのTダイから押出した。
【0081】
押出樹脂を、ただちにロール温度25℃に冷却されたキャストロールに、静電密着法により密着固化させて、引取り速度を16.5m/minで巻き取った。作製したフィルムの厚さは、TD方向の平均で84μmであった。フィルムの極限粘度は1.9dl/gであった。
【0082】
得られたフィルムを延伸原反(延伸用のフィルム)として、岩本製作所製バッチ二軸延伸機で同時二軸延伸を行った。延伸条件は、予熱温度160℃、予熱時間1分、チャック間距離140mm、延伸温度160℃、延伸速度10mm/sec、チャッキングしたまま、槽内温度を5℃上げた後、3min間保持して行った。
【0083】
[比較例1]
表1の原料No2を使用し、押出温度300℃、幅を350mm、リップ間を1.1mm、300mmφの金属ロール間で成形し、引取速度を7m/minにした以外は、比較例1と同様な方法で実施した。得られたフィルムを延伸原反として、比較例1と同様にして延伸を行った。
【0084】
【表2】

【0085】
【表3】

【産業上の利用可能性】
【0086】
本発明により、4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む、低倍率の二軸延伸樹脂フィルムが提供される。均一に延伸されているので、機械特性や光学特性に優れており、離型フィルムのほか、種々の用途に適用されうる。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む二軸延伸用樹脂フィルムであって、
膜厚が65μm以上250μm以下であり、
極限粘度〔η〕が0.5dl/g以上2.1dl/g以下であり、
波長550nmにおける厚み50μmあたりのレターデーションR50(550)が−7.0〜7.0であり、かつ
160℃および190℃においてMDおよびTD方向に引張降伏点を有さない、二軸延伸用樹脂フィルム。
【請求項2】
前記4-メチルペンテン-1(共)重合体が、炭素数8以上のα-オレフィンから導かれる繰返し単位を3重量%以上含有する、請求項1に記載の二軸延伸用樹脂フィルム。
【請求項3】
請求項1または2に記載の二軸延伸用樹脂フィルムの製造方法であって、
(1)4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む樹脂組成物を、ダイから溶融押出しする工程、
(2)前記工程により得られた被押出し体を、5℃以上40℃以下の対向する複数の冷却ロール間に進入させる工程、および
(3)前記被押出し体を、前記冷却ロール間およびロール上で冷却固化する工程、を有する二軸延伸用樹脂フィルムの製造方法。
【請求項4】
請求項1または2に記載の二軸延伸用樹脂フィルムを用いて得られた二軸延伸樹脂フィルム。
【請求項5】
極限粘度〔η〕が0.5dl/g以上2.1dl/g以下であり、かつ炭素数8以上のα-オレフィンから導かれる繰返し単位を3重量%以上含有する4-メチルペンテン-1(共)重合体を含む二軸延伸樹脂フィルムであって、
膜厚が11μm以上148μm以下であり、
TMA法で測定した160℃における熱寸法変化率が、MD方向で−50%から0%であり、かつTD方向で−50から0%である、二軸延伸樹脂フィルム。
【請求項6】
請求項5に記載の二軸延伸樹脂フィルムの製造方法であって、
(A)請求項1または2に記載の二軸延伸用樹脂フィルムを、160℃以上190℃以下の温度において、1.3倍以上2.5倍以下の延伸倍率で二軸方向に延伸する工程、および
(B)前記工程(A)で得られた延伸フィルムを、ヒートセットする工程、を有する二軸延伸樹脂フィルムの製造方法。
【請求項7】
請求項5に記載の二軸延伸樹脂フィルムの製造方法であって、
(A’)請求項3の製造方法により得られた二軸延伸用樹脂フィルムを、160℃以上190℃以下の温度において、1.3倍以上2.5倍以下の延伸倍率で二軸方向に延伸する工程、および
(B)前記工程(A’)で得られた延伸フィルムを、ヒートセットする工程、
を有する二軸延伸樹脂フィルムの製造方法。
【請求項8】
請求項4まはた5に記載の二軸延伸樹脂フィルムを含んでなる離型フィルム。

【公開番号】特開2011−88339(P2011−88339A)
【公開日】平成23年5月6日(2011.5.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−242959(P2009−242959)
【出願日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【出願人】(000005887)三井化学株式会社 (2,318)
【Fターム(参考)】