JP2011190345A - ポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレン樹脂製フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】成形時の発煙やロール汚れを抑制すると共に、紫外線の広い波長範囲で吸収性能を有するポリプロピレン樹脂組成物を提供する。
【解決手段】ポリプロピレン樹脂を９５〜９９．９重量％、分子量が４００以上であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を０．１〜５重量％含むポリプロピレン樹脂組成物（ただし前記ポリプロピレン樹脂とベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の合計を１００重量％とする）。ポリプロピレン樹脂を９４．２〜９９．８５重量％、分子量が４００以上であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を０．１〜５重量％、およびベンゾエート系紫外線吸収剤を０．０５〜０．８重量％含むポリプロピレン樹脂組成物（ただし前記ポリプロピレン樹脂、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤およびベンゾエート系紫外線吸収剤の合計を１００重量％とする）。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレン樹脂製フィルムに関する。

ポリプロピレン樹脂に紫外線吸収性能を付与するために、紫外線吸収剤を添加することは一般的によく知られている。例えば特許文献１のように、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤から選択される１種または２種以上の紫外線吸収剤をポリプロピレン樹脂に添加することが知られている。

特開平１１−２２８７６０

しかしながら、紫外線吸収剤およびポリプロピレン樹脂を含む樹脂組成物を高温で押出し成形すると、紫外線吸収剤の種類や添加量によっては、成形中に紫外線吸収剤が揮発して煙が発生して作業環境が悪化したり、紫外線吸収剤がブリードして冷却ロールに付着し、汚れを生じたりすることがあった。
本発明は、これまでのポリプロピレン樹脂に紫外線吸収剤を添加したときに問題となっていた成形時の発煙やロール汚れを抑制すると伴に、紫外線の広い波長範囲で吸収性能を有するポリプロピレン樹脂組成物を提供することを目的とする。

即ち、本発明の第一の態様は、ポリプロピレン樹脂を９５〜９９．９重量％、分子量が４００以上であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を０．１〜５重量％含むポリプロピレン樹脂組成物（ただし前記ポリプロピレン樹脂とベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の合計を１００重量％とする）。
である。
さらに本発明の第二の態様は、ポリプロピレン樹脂を９４．２〜９９．８５重量％、分子量が４００以上であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を０．１〜５重量％、およびベンゾエート系紫外線吸収剤を０．０５〜０．８重量％含むポリプロピレン樹脂組成物（ただし前記ポリプロピレン樹脂、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤およびベンゾエート系紫外線吸収剤の合計を１００重量％とする）である。

本発明は、成形時の発煙やロール汚れを抑制すると共に、紫外線の広い波長範囲で吸収性能を有するポリプロピレン樹脂組成物である。

本発明のポリプロピレン樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−１−オクテン共重合体、プロピレン−１−ヘプテン共重合体、プロピレン−１−ノネン共重合体、プロピレン−１−デセン共重合体、プロピレン−１−ウンデセン共重合体、プロピレン−１−ドデセン共重合体、プロピレン−１−トリデセン共重合体、プロピレン−１−テトラデセン共重合体、プロピレン−１−ペンタデセン共重合体、プロピレン−１−ヘキサデセン共重合体、プロピレン−１−ヘプタデセン共重合体、プロピレン−１−オクタデセン共重合体、プロピレン−１−ナノデセン共重合体、プロピレン−１−エイコセン共重合体、エチレン−プロピレン−１−オクテン共重合体、エチレン−１−ブテン−１−ヘキセン共重合体等が挙げられるが、好ましくはプロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテン共重合体である。これらポリプロピレン樹脂は、１種でも２種以上併用してもよい。
中でもプロピレン単独重合体が特に好ましい。

紫外線吸収剤のブリードを抑制する観点から、ポリプロピレン樹脂の20℃におけるキシレン可溶分（ＣＸＳ）は、１．５重量％以下であることが好ましい。より好ましくは０．８重量％以下、さらに好ましくは０．５重量％以下である。また同じ観点から、ポリプロピレン樹脂の融点（Ｔｍ）は１５０℃以上であることが好ましく、１６０℃以上であることがより好ましい。特に、ＣＸＳが１．５重量％以下であって、かつＴｍが１５０℃以上であるポリプロピレン樹脂であることが好ましい。
ＣＸＳの測定方法としては、１００ｃｃのキシレンにポリプロピレン樹脂０．５ｇを投入し完全に融解させた後、室温まで徐冷し２０℃の水槽にて１時間維持したものを液体クロマトグラフにて定量分析した値を用いる。また、Ｔｍは示差走査熱量分析機（ＤＳＣ）にてポリプロピレン樹脂を一旦融解させて冷却固化後２回目の融解時に測定した値を用いる。

本発明の分子量４００以上のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、２，２−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール〕（分子量６６４）もしくは２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール（分子量４４７）が好ましい。２，２−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール〕が特に好ましい。分子量が４００未満のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を用いた場合、樹脂温度が２５０℃以上の場合のフィルム製膜加工時に発煙やロール汚れを生じることが考えられ、ロングラン加工が困難となるおそれがある。

本発明のベンゾエート系紫外線吸収剤としては、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、２−ヒドロキシベンゾエート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、４−ｔ−オクチルフェニルサリシレート等が好ましい。より好ましくは２，４−ジ−ｔ−アミルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートである。

本発明の樹脂組成物は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤として２，２−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール〕を、ベンゾエート系紫外線吸収剤として２，４−ジ−ｔ−アミルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートを含むことが好ましい。

本発明の樹脂組成物は、該樹脂組成物に含まれるポリプロピレン樹脂と、分子量４００以上のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤との合計を１００重量％とするとき、ポリプロピレン樹脂を９５〜９９．９重量％、分子量４００以上のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を０．１〜５重量％含む。

分子量４００以上のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量は、０．１〜５重量％が好ましく、０．５〜１重量％がより好ましい。０．１重量％未満の場合は、紫外線吸収性能の発現が不十分である。５重量％を超える場合は、フィルムが着色したり、経時によるブリードが懸念される。また、長時間フィルム製膜を実施する場合には、該紫外線吸収剤が冷却ロールに付着し、汚れを生じるおそれもある。

フィルムにおける波長２５０〜３００ｎｍの紫外線透過率を抑制するために、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤だけでなくベンゾエート系紫外線吸収剤を併用してもよい。ポリプロピレン樹脂、分子量が４００以上であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、およびベンゾエート系紫外線吸収剤を含む本発明のポリプロピレン樹脂組成物において、これらの含有量は、これら３成分の合計を１００重量％として、ポリプロピレン樹脂が９４．２〜９９．８５重量％、分子量が４００以上であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が０．１〜５重量％、ベンゾエート系紫外線吸収剤が０．０５〜０．８重量％である。ベンゾエート系紫外線吸収剤の含有量は、０．１〜０．５重量％であることが好ましい。この場合、ポリプロピレン樹脂の含有量は９４．５〜９９．８重量％である。

本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、本発明の効果を著しく抑制しない範囲で、１種類以上の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、中和剤、酸化防止剤、加工安定剤、造核剤、透明化核剤、帯電防止剤、滑剤、加工助剤、金属石鹸、着色剤（カーボンブラック、酸化チタンなどの顔料）、発泡剤、抗菌剤、可塑剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、高輝度化剤が上げられる。酸化防止剤としては、たとえば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤などが挙げられ、また、１分子中にたとえば、フェノール系の酸化防止機構とリン系の酸化防止機構とを併せ持つユニットを有する複合型の酸化防止剤も用いることができる。

本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して、温度２３０℃、荷重２１．１８Ｎで測定されるメルトフローレイト（ＭＦＲ）が０．１〜２００ｇ／１０分の範囲内であることが好ましく、０．５〜１５ｇ／１０分の範囲内であることがさらに好ましい。ＭＦＲがこの範囲内にあるポリプロピレン樹脂組成物を用いることにより、押出機に大きな負担をかけることなく、均一なポリプロピレン樹脂製フィルムを得ることができる。

本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、ポリプロピレン樹脂と紫外線吸収剤を混練して得ることができる。混練方法としては、一軸押出機、二軸押出機、ハンバリーミキサー、熱ロール等の混練機を用いる方法が挙げられる。押出機には、フィルターを装着して使用することが好ましい。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とベンゾエート系紫外線吸収剤は、ポリプロピレン樹脂に比べて融点が低く溶融混練時に揮発減少する可能性があるため、なるべくポリプロピレン樹脂の融点に近い温度（１４０〜１７０℃）で溶融混練することが好ましい。

本発明のポリプロピレン樹脂組成物を使用して、ポリプロピレン樹脂製フィルムを製膜することができる。製膜には、Ｔダイ押出し製膜機、インフレーション製膜機等を使用することができるが、特に指定されるものではない。ポリプロピレン樹脂製フィルムを光学用途に使用する場合には、フィルムに透明性を求められるため、Ｔダイ押出し製膜機による製膜が好ましい。

Ｔダイ押出し製膜機にてポリプロピレン樹脂製フィルムを製膜するときの押出し樹脂温度は、２５０℃以上３１０℃以下が好ましく、２７０℃以上３００℃以下がより好ましい。成形時の冷却ロール温度は低いほど得られるフィルムの透明性は上がる傾向にあるが、作業環境の湿度によりロールへの結露が発生する恐れがあるため、１０℃以上３０℃以下が好ましく、１５℃以上２５℃以下がより好ましい。

本発明のポリプロピレン樹脂組成物からなるポリプロピレン樹脂製フィルムの厚さは、１〜５００μｍが好ましく、２〜２００μｍがより好ましい。

本発明のポリプロピレン樹脂製フィルムを偏光板の保護フィルム、位相差フィルム、視野角拡大フィルム等の光学用途に用いる場合、該フィルムは透明性に優れていることが好ましく、具体的には、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に従って測定される全ヘイズ値が１０％以下、好ましくは７％以下、更に好ましくは２％以下である。

以下、実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

［評価項目］
（発煙）
樹脂温度２７５℃にてＴダイ法で製膜実施したときに、Ｔダイ部（樹脂押し出し出口）にて発煙が目視で見えるかどうか確認した。発煙が無い場合を○、発煙が見えた場合を×とした。
（ロール汚れ）
同じく樹脂温度２７５℃にてＴダイ法にて製膜実施したときに、フィルム加工後チルロール表面を手で触ってみて付着物の無い場合○、ある場合×とした。
（紫外線透過率）
作成したフィルムをＵＶ透過率測定器（島津製作所製ＵＶ３１５０）にて紫外線透過率を測定し、測定結果から波長２５０〜４００ｎｍ間の平均透過率を算出した。

［マスターバッチの作成］
２種類の紫外線吸収剤それぞれについて以下のようにマスターバッチを作成した。
ポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、ＭＦＲ８ｇ／１０ｍｉｎ、Ｔｍ１６３℃、ＣＸＳ０．４重量％）が９０重量％、紫外線吸収剤が１０重量％となるようにこれらを配合し、さらにポリプロピレン樹脂と紫外線吸収剤の合計１００重量部に対して、フェノール系酸化防止剤０．１５重量部を添加した。これら３成分の混合物をシリンダー径５０ｍｍの押出機にて溶融混練してストランドを作成し、冷却、カットして約２ｍｍのマスターバッチペレットを作成した。（マスターバッチの紫外線吸収剤濃度は１０重量％）
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、株式会社ＡＤＥＫＡ製「アデカスタブＬＡ−３１」 （２，２−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール〕 分子量６６４）を用いた。
ベンゾエート系紫外線吸収剤としては、ケミプロ化成（株）社製「ケミソーブ１１３」（２，４−ジ−ｔ−アミルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート）を用いた。

［実施例１］
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤のマスターバッチが１０重量％、ポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体、ＭＦＲ８ｇ／１０ｍｉｎ、Ｔｍ１６３℃、ＣＸＳ０．４重量％）が９０重量％となるようにこれらを混合し、シリンダー径５０ｍｍの単軸押出機へ供給し、樹脂温度２７５℃、引取り速度 ８ｍ／分、冷却ロール１８℃でエアーチャンバーを用いて押出し成形を行い、平均厚さ７５μｍのフィルムを得た。フィルム成形時には、Ｔダイ付近での発煙は認められず、ロール汚れも発生していなかった。得られたフィルムの紫外線透過率は、波長２５０〜４００ｎｍの平均値で１１．１％だった。

［実施例２］
ポリプロピレン樹脂８９重量％、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤のマスターバッチ１０重量％、ベンゾエート系紫外線吸収剤のマスターバッチ１重量％となるようにブレンドした以外は実施例１と同様の方法でフィルムを得た。フィルム成形時には、Ｔダイ付近での発煙は認められず、ロール汚れも発生していなかった。得られたフィルムの紫外線透過率は、波長２５０〜４００ｎｍの平均値で１０．４％だった。

［比較例１］
ポリプロピレン樹脂９５重量％、ベンゾエート系紫外線吸収剤マスターバッチ５重量％となるようにブレンドした以外は実施例１と同様の方法でフィルムを得た。フィルム成形時には、Ｔダイ付近での発煙は認められず、ロール汚れも発生していなかった。得られたフィルムの紫外線透過率は、波長２５０〜４００ｎｍの平均値で７１．５％だった。

［比較例２］
ポリプロピレン樹脂８０重量％、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤マスターバッチ１０重量％、ベンゾエート系紫外線吸収剤マスターバッチ１０重量％となるようにブレンドした以外は実施例１と同様の方法でフィルムを得た。フィルム成形時には、Ｔダイ付近で発煙がはっきりと見られ、加工後チルロール表面にべたつきが見られた。得られたフィルムの紫外線透過率は、波長２５０〜４００ｎｍの平均値で７．８％だった。

［比較例３］
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤として、「アデカスタブＬＡ−３１」にかえて、住友化学（株）製「スミソーブ３４０」（２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール 分子量３２６）を用いた以外は、前記と同様にして紫外線吸収剤マスターバッチを得た。スミソーブ３４０のマスターバッチを用いた以外は実施例１と同様の方法でフィルムを得た。フィルム成形時には、Ｔダイ付近で発煙がはっきりと見られ、加工後チルロール表面にべたつきが見られた。得られたフィルムの紫外線透過率は、波長２５０〜４００ｎｍの平均値で１６．９％だった。

Claims (7)

1. ポリプロピレン樹脂を９５〜９９．９重量％、分子量が４００以上であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を０．１〜５重量％含むポリプロピレン樹脂組成物（ただし前記ポリプロピレン樹脂とベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の合計を１００重量％とする）。
2. ポリプロピレン樹脂を９４．２〜９９．８５重量％、分子量が４００以上であるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を０．１〜５重量％、およびベンゾエート系紫外線吸収剤を０．０５〜０．８重量％含むポリプロピレン樹脂組成物（ただし前記ポリプロピレン樹脂、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤およびベンゾエート系紫外線吸収剤の合計を１００重量％とする）。
3. 前記ポリプロピレン樹脂の融点(Ｔｍ)１５０℃以上であり、且つ２０℃におけるキシレン可溶分（ＣＸＳ）が１．５重量％以下である請求項１または2に記載のポリプロピレン樹脂組成物。
4. 前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が、２，２−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール〕もしくは２−(２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル)−４，６−ビス(１−メチル−１−フェニルエチル)フェノールである請求項１から３のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物。
5. 前記ベンゾエート系紫外線吸収剤が、２，４−ジ−ｔ−アミルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートである請求項１から４のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物からなるポリプロピレン樹脂製フィルム。
7. 光学フィルムである請求項６に記載のポリプロピレン樹脂製フィルム。