JP5205044B2 - 二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルム - Google Patents
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Description
このプロテクトフィルムには、保護対象物に容易に密着させることができ、保護対象物の加工時、運搬時あるいは貯蔵期間中に、簡単には剥離しないが、剥がす必要があるときには容易に剥離させることができるという特性が望まれている。
また、特にフィルムを貼り付けたままの状態で製品検査をする用途など、保護対象物が見え易いようにフィルム自体の透明性・透視性が求められる用途もある。
PET系フィルムを用いるものとしては、例えば、リターデーション値1000nm以上の一軸異方性高分子フィルムを用いた表面保護フィルム(例えば、特許文献1参照。)、二軸延伸高分子フィルムを用いた表面保護フィルム(例えば、特許文献2参照。)、特定のコントラスト値、リターデーション値、ヘイズを有する高分子フィルムを用いた表面保護フィルム(例えば、特許文献3参照。)、マイクロ波透過型分子配向計で測定した配向主軸の最大歪みが7度以下の高分子フィルムを用いた表面保護フィルム(例えば、特許文献4参照。)、透明性に優れ、粗大突起の原因となる異物の少ない積層二軸ポリエステルフィルムを用いた偏光板保護フィルム(例えば、特許文献5参照。)、異物、キズが少なく、表面粗さ等の小さい一軸ポリエステルフィルムを用いた表面保護フィルム(例えば、特許文献6参照。)等が提案されている。
また、ポリエチレン系フィルムを用いるものとしては、表面2層がポリエチレンで、中心層がポリプロピレンの積層フィルムを用いる表面保護粘着フィルム(例えば、特許文献7参照。)、軟質ポリオレフィンを用いた表面保護フィルム(例えば、特許文献8参照。)、高熱伝導率フィルム層を有する半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム(例えば、特許文献9参照。)等が提案されている。
また、PETフィルムを用いたプロテクトフィルムは、柔軟性に劣るため貼り付けにくく、PETフィルム自体に十分な粘着力がないため、粘着付与剤を添加したり、粘着剤を塗布したりする必要がある。該プロテクトフィルムは、このような作業がどうしても必要になるうえ、粘着付与剤を添加したものは、剥離した後、保護対象物の表面に粘着剤の糊残りやブリード物による貼り付け跡が残ってしまうことがあり、保護対象物を汚してしまうなどの問題がある。また粘着剤の塗布を必要とするものには、プロテクトフィルムの原反を生産する工程と得られた原反に粘着剤を塗布する工程の2工程が必要となるため生産性が悪くなり、得られた原反を粘着剤塗布工程に移す際、原反にほこりなどの付着物が付かないように作業環境をクリーンに保たなければならないため、生産コストが高くなるという問題を有していた。
(イ):自己粘着層(X)は、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)20〜80重量%、及び水添スチレン系エラストマー(B)80〜20重量%からなる。
[プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、メタロセン系触媒を用いた逐次重合によって得られ、共重合体の重量基準でエチレン含量0〜7重量%のプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)30〜95重量%、及びエチレン含量が成分(a1)よりも3〜20重量%多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)70〜5重量%を含み、メルトフローレート(MFR)が0.1〜30g/10min、かつ固体粘弾性測定(DMA)による温度−損失正接(tanδ)曲線において0℃以下の温度範囲に単一のピークを有すものである]
(ロ):中間層(Y)は、プロピレン系樹脂組成物(C)30〜100重量%、及びプロピレン単独重合体(D)70〜0重量%からなる。
[プロピレン系樹脂組成物(C)は、共重合体の重量基準でプロピレン単位を96〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(c1)55〜80重量%、及びプロピレン単位を60〜95重量%含むプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)45〜20重量%からなり、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)のメルトフローレート(MFRc2)が2.0〜20.0g/10minであり、かつプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(c1)のメルトフローレート(MFRc1)に対するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)のメルトフローレート(MFRc2)の比率(MFRc2/MFRc1)が1.0〜20.0である]
(ハ):非粘着層(Z)は、下記(i)又は(ii)の重合体組成物からなる。
(i)プロピレン単独重合体(E)0〜95重量%、及びプロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)100〜5重量%からなる。
[プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)は、共重合体の重量基準でプロピレン単位を98〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(f1)60〜95重量%と、プロピレン単位を30〜80重量%含むプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)40〜5重量%とからなり、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)のメルトフローレート(MFRf2)が0.005〜0.3g/10minであり、かつ共重合体の重量基準でプロピレン単位を98〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(f1)のメルトフローレート(MFRf1)に対するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)のメルトフローレート(MFRf2)の比率(MFRf2/MFRf1)が0.0005〜0.05である]
(ii)プロピレン単独重合体(G)90〜0重量%、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)10〜100重量%からなる重合体組成物100重量部に対し、0.01〜10重量部のフィルム用アンチブロッキング剤(I)を配合してなる。
[プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)は、融点が145℃以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体又はプロピレン・エチレン・1ブテンランダム共重合体である]
また、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定される、平均分子量5,000以下のブロック共重合体成分量W(Mw≦5,000)が、共重合体(A)に対して0.6重量%以下であることを特徴とする二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムが提供される。
さらに、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、共重合体の重量基準でエチレン含量0.5〜6重量%のプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)を30〜85重量%、及びエチレン含量が成分(a1)よりも6〜18重量%多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)を70〜15重量%含むことを特徴とする二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムが提供される。
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、共重合体の重量基準でエチレン含量1.5〜6重量%のプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)を30〜70重量%、及びエチレン含量が成分(a1)よりも8〜16重量%多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)を70〜30重量%含むことを特徴とする二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムが提供される。
また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、フィルム全体の厚みが20〜80μmであり、全体の厚みに対する自己粘着層(X)/中間層(Y)/非粘着層(Z)の比率がそれぞれ、20〜5%/60〜90%/20〜5%であることを特徴とする二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムが提供される。
さらに、本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明において、JIS Z0237(2000)の方法に準拠して測定したアクリル板へのフィルムの粘着強度が5g/25mm以上であり、ASTM D1893に記載の方法に準拠して測定した自己粘着層(X)と非粘着層(Z)とのブロッキング強度が3000g/4cm2以下であることを特徴とする二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムが提供される。
また、自己粘着層に用いるプロピレン系重合体として、柔軟性に優れ、低分子量成分が少ない、特定のプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)を用いているため、粘着成分として使用する水添スチレン系エラストマー(B)を減量しても十分な粘着強度を持たせることができ、ブリード物による貼り付け跡の発生を効果的に抑えることができる。特に、中間層に用いるプロピレン系樹脂組成物(C)やプロピレン単独重合体(D)と、水添スチレン系エラストマー(B)とは、相溶性が良くないため、水添スチレン系エラストマー(B)を減量させることは、中間層と自己粘着層との親和性向上に効果的であり、保護対象物からの剥離の際に生ずるフィルム層間剥離等の問題を抑制することができ、フィルム剥離後の保護対象物への汚染を極めて減らすのに効果的である。
さらに、非粘着層の表面粗度状態を制御することにより、ブロッキングを防止して、製造時や使用時の安定性に優れた該フィルムの生産性を向上させ、フィルムの透明性を向上させて、該フィルムを貼り付けたままの状態で保護対象物を製品検査でき、従来の製法・加工法では困難であった広幅フィルムの生産を可能にし得る。
本発明の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムは、自己粘着層(X)/中間層(Y)/非粘着層(Z)の順で構成される少なくとも3層の積層フィルムにおいて、各層が下記(イ)〜(ハ)の要件を満たすことを特徴とする。
(イ):自己粘着層(X)は、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)20〜80重量%、及び水添スチレン系エラストマー(B)80〜20重量%からなる。
[プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、メタロセン系触媒を用いた逐次重合によって得られ、共重合体の重量基準でエチレン含量0〜7重量%のプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)30〜95重量%、及びエチレン含量が成分(a1)よりも3〜20重量%多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)70〜5重量%を含み、メルトフローレート(MFR)が0.1〜30g/10min、かつ固体粘弾性測定(DMA)による温度−損失正接(tanδ)曲線において0℃以下の温度範囲に単一のピークを有すものである]
(ロ):中間層(Y)は、プロピレン系樹脂組成物(C)30〜100重量%、及びプロピレン単独重合体(D)70〜0重量%からなる。
[プロピレン系樹脂組成物(C)は、共重合体の重量基準でプロピレン単位を96〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(c1)55〜80重量%、及びプロピレン単位を60〜95重量%含むプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)45〜20重量%からなり、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)のメルトフローレート(MFRc2)が2.0〜20.0g/10minであり、かつプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(c1)のメルトフローレート(MFRc1)に対するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)のメルトフローレート(MFRc2)の比率(MFRc2/MFRc1)が1.0〜20.0である]
(ハ):非粘着層(Z)は、下記(i)又は(ii)の重合体組成物からなる。
(i)プロピレン単独重合体(E)0〜95重量%、及びプロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)100〜5重量%からなる。
[プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)は、共重合体の重量基準でプロピレン単位を98〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(f1)60〜95重量%と、プロピレン単位を30〜80重量%含むプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)40〜5重量%とからなり、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)のメルトフローレート(MFRf2)が0.005〜0.3g/10minであり、かつ共重合体の重量基準でプロピレン単位を98〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(f1)のメルトフローレート(MFRf1)に対するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)のメルトフローレート(MFRf2)の比率(MFRf2/MFRf1)が0.0005〜0.05である]
(ii)プロピレン単独重合体(G)90〜0重量%、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)10〜100重量%からなる重合体組成物100重量部に対し、0.01〜10重量部のフィルム用アンチブロッキング剤(I)を配合してなる
[プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)は、融点が145℃以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体又はプロピレン・エチレン・1ブテンランダム共重合体である]
〔1〕自己粘着層(X)の構成成分
本発明の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムを構成する自己粘着層は、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)20〜80重量%と、水添スチレン系エラストマー(B)80〜20重量%とからなり、好ましくは、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)30〜80重量%と、水添スチレン系エラストマー(B)70〜20重量%とからなり、さらに好ましくは、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)40〜80重量%と、水添スチレン系エラストマー(B)60〜20重量%とからなり、特に好ましくは、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)50重量%を超え80重量%以下と、水添スチレン系エラストマー(B)50重量%未満20重量%以上とからなる。
(1)メタロセン触媒
本発明のプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、メタロセン系触媒によって製造されたものである。
本発明のプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)の製造に際しては、結晶性のプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1) (以降、(a1)成分と表記することがある。)と低結晶性あるいは非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2) (以降、(a2)成分と表記することがある。)が逐次重合されることが必要である。
プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)の代わりに、プロピレンとエチレンとのランダム共重合体を用いると、エチレン含量が少ない場合には柔軟性と耐衝撃性が劣り、これらの物性を向上させるためにエチレン含量を増加させると製造が困難になるばかりでなく、耐熱性が極めて悪化し、フィルムの収縮率にも影響するため、要求品質の全てを満たすことは困難である。
また、本発明は、(a2)成分として分子量が低く単独ではべたつきやすい共重合体を用いる場合があるので、反応器への付着などの問題を防止するために、(a1)成分を重合した後で(a2)成分を重合する方法を用いることが必要である。
本発明における(a1)成分は、ベタツキを抑制し、耐熱性を発現するために、融点が比較的高く、結晶性を有するプロピレン単独重合体、あるいはエチレン含量が7重量%以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体でなければならない。エチレン含量が7重量%を超えると融点が低くなりすぎ耐熱性を悪化させるため、(a1)成分中のエチレン含量E(a1)は7重量%以下であり、6重量%以下が好ましい。
なお、(a1)成分はプロピレン単独重合体でも改良された柔軟性や透明性及び耐熱性を示すが、(a1)成分がプロピレン単独重合体の場合には、透明性を維持しながら十分な柔軟性を発揮させるためには後述する(a2)成分の割合を極端に増加させる必要が生じ、これにより耐熱性やベタツキ、ブロッキングなどの顕著な悪化を招くことが懸念される。
一方、(a1)成分をプロピレン・エチレンランダム共重合体とし、柔軟性を持たせると、(a1)成分自体の融点は低下することで耐熱性は悪化するように見えるが、十分な柔軟性を発揮するために必要な(a2)成分の量を抑制できることで、ブロック共重合体全体としての耐熱性はむしろ向上し、かつ、フィルムのベタツキやブロッキングの悪化が小さいため好ましい。また、結晶性の低いプロピレン・エチレンランダム共重合体の方が、フィルムの粘着強度向上効果が大きく、水添スチレン系エラストマー(B)の配合量低減にも有用である。
これらの観点から、(a1)成分中のエチレン含量E(a1)は、好ましくは0.5重量%以上であり、より好ましくは1.5重量%以上であり、さらに好ましくは2.0重量%以上である。
プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)中に占める(a1)成分の割合が多すぎると、(a1)成分を柔軟化したとしても共重合体(A)の透明性を維持しながら粘着強度を十分に改良することができないため、(a1)成分の割合は95重量%以下であり、好ましくは85重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。一方、(a1)成分の割合が少なくなりすぎるとブロッキングが悪化し、耐熱性が顕著に悪化するといった問題を生じるため、(a1)成分の割合は30重量%以上であり、好ましくは40重量%以上である。
第2工程で製造されるプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)は、(a1)成分の有する柔軟性よりも高い柔軟性を保持させながら、ブロック共重合体(A)に優れた粘着性を付与し、なおかつ透明性およびブロッキング等を悪化させない成分でなければならない。ここで、(a2)成分は、上記効果を十分発揮するために、エチレン含量が共重合体成分(a1)よりも3〜20重量%多いものが必要である。
すなわち、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)において、(a1)成分に対し(a2)成分の結晶性は、さらに低い方が大きな粘着強度向上効果が得られ、水添スチレン系エラストマー(B)の配合量低減にも有用である。結晶性はプロピレン・エチレンランダム共重合体中のエチレン含量で制御されるため、(a2)成分中のエチレン含量E(a2)は、(a1)成分中のエチレン含量E(a1)よりも3重量%以上は多くないとその効果を発揮できず、好ましくは6重量%以上、より好ましくは8重量%以上多いことが望ましい。
ただし、(a2)成分の結晶性を下げるためにエチレン含量を増加させ過ぎると、(a1)成分と(a2)成分のエチレン含量の差E(gap)が大きくなり、マトリクスとドメインに分かれた相分離構造を取り、透明性が低下する。これは、元来ポリプロピレンはポリエチレンとの相溶性が低く、プロピレン・エチレンランダム共重合体においても、エチレン含量が異なるもの相互の相溶性は、エチレン含量の違いが大きくなると低下するためである。E(gap)の上限については、後述する固体粘弾性測定によりtanδのピークが単一になる範囲にあればよいが、そのためにはE(gap)は20重量%以下、好ましくは、18重量%以下、より好ましくは16重量%以下の範囲とされる。
(a2)成分の割合が多すぎるとベタツキが増加して、耐熱性が低下したり、スチレン系エラストマー(B)の添加量を減らしてもブロッキングが悪化したり、(a2)成分がべたついて反応器への付着等の問題が生じるため、現状の製造方法では安定生産がしにくい傾向がある。そのため、定常的な生産性の観点からも(a2)成分の割合は70重量%以下であることが必要であり、好ましくは60重量%以下であることが望ましい。一方、(a2)成分の割合が少なくなりすぎると粘着強度の改良効果が得られない。そのため、(a2)成分の割合は5重量%以上であることが必要であり、好ましくは15重量%以上であることが望ましい。
本発明の二軸延伸自己粘着性フィルムに用いられるプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)のメルトフローレート(MFR)は、0.1〜30g/10minの範囲であることが必要である。
すなわち、本発明において、MFRが低すぎるとフィルムの表面にシャークスキンやメルトフラクチャと呼ばれる表面あれが発生し透明性や外観を著しく損なうばかりでなく延伸成形が困難となる。一方で、MFRが高すぎると収縮率や柔軟性が低下するため好ましくない。
ここで、メルトフローレートは、JIS K7210(1999)「プラスチック―熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」のA法、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定する値である。
本発明の二軸延伸自己粘着性フィルムに用いられるプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、固体粘弾性測定(DMA)により得られる温度−損失正接(tanδ)曲線において、図1のように、0℃以下の位置に単一のピークを有することが必要である。
相分離構造を取っているかどうかは、固体粘弾性測定におけるtanδ曲線において判別でき、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有していれば、成形品の透明性を阻害する相分離構造が回避される。すなわち、本発明においては、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、良好な透明性を発揮するために、固体粘弾性測定におけるtanδ曲線が単一のピークを持つことが必要である。
プロピレン・エチレンランダム共重合体の(a1)成分と(a2)成分の各エチレン含量及び、成分量は、重合時の物質収支(マテリアルバランス)によって特定することも可能であるが、より正確にこれらを特定するためには、以下の温度昇温溶離分別(TREF)を用いることが望ましい。
本発明におけるプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、(a1)成分と(a2)成分各々の結晶性に大きな違いがあり、また、メタロセン触媒を用いて製造されることで各々の結晶性分布が狭くなっていることから両者の中間的な成分は極めて少なく、双方をTREFにより精度良く分別することが可能である。
また、TREF測定温度の下限は、本測定に用いた装置では−15℃であるが、(a2)成分の結晶性が非常に低い、あるいは非晶性成分の場合には本測定方法において、測定温度範囲内にピークを示さない場合がある。(このとき測定温度下限(すなわち−15℃)において溶媒に溶解した(a2)成分の濃度は検出される。)
このとき、T(a2)は測定温度下限以下に存在するものと考えられるが、その値を測定することができないため、このような場合にはT(a2)を測定温度下限である−15℃と定義する。
スペクトルの帰属は、例えばMacromolecules 17 1950 (1984)などを参考にすればよい。
TREF溶出曲線における共重合体成分(a1)の溶出ピーク温度T(a1)が高いほど、(a1)成分は結晶性が高くなるが、このとき、(a1)成分の結晶性が高くなるとプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)の柔軟性を改良するために必要な(a2)成分を多くしなくてはならない。
さらに、溶出ピークから終了までの温度差ΔT(T(a4)−T(a1))は、好ましくは5℃以下、より好ましくは4℃以下、さらに好ましくは3℃以下の範囲にあればよい。
本発明におけるプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、低分子量成分が少ないことを付加的な特徴とする。
ポリプロピレンの絡み合い点間分子量は、Journal of Polymer Science:Part B:Polyer Physics; 37 1023−1033(1999)に記載されるように、約5,000である。
したがって、本発明におけるプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、低分子量成分が少なく、重量平均分子量が5,000以下の成分量は、0.6重量%以下であり、好ましくは0.4重量%以下であることを特徴とする。
GPC測定により得られた分子量に対する溶出割合のプロットから、分子量5,000以下の成分量も求めることができる。
(1)メタロセン触媒
本発明のプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)を製造するには、上述した理由によりメタロセン系触媒の使用を必須する。
触媒成分(b):下記(b−1)〜(b−4)から選ばれる少なくとも1種の固体成分
(b−1)有機アルミオキシ化合物が担持された微粒子状担体
(b−2)成分(a)と反応して成分(a)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸が担持された微粒子状担体
(b−3)固体酸微粒子
(b−4)イオン交換性層状珪酸塩
触媒成分(c):有機アルミニウム化合物。
触媒成分(a)としては、下記一般式(1)で表される遷移金属化合物から選ばれる少なくとも1種のメタロセン遷移金属化合物を使用することができる。
Q(C5H4−aR1)(C5H4−bR2)MeXY (1)
[ここで、Qは2つの共役五員環配位子を架橋する2価の結合性基を示し、Meはチタン、ジルコニウム、ハフニウムから選ばれる金属原子を示し、XおよびYは水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、窒素含有炭化水素基、リン含有炭化水素基またはケイ素含有炭化水素基を示し、XおよびYは、それぞれ独立に、すなわち同一でも異なっていてもよい。R1、R2は水素、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、ホウ素含有炭化水素基又はリン含有炭化水素基を示す。a 及びb は置換基の数である。]
XおよびYは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、窒素含有炭化水素基、リン含有炭化水素基またはケイ素含有炭化水素基を示し、このうちで好ましいものとしては、水素、塩素、メチル、イソブチル、フェニル、ジメチルアミド、ジエチルアミド基などを例示することができる。X及びYは、それぞれ独立に、すなわち同一でも異なっていてもよい。
R1とR2は、水素、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、ホウ素含有炭化水素基又はリン含有炭化水素基を表す。炭化水素基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、フェニル基、ナフチル基、ブテニル基、ブタジエニル基などが例示される。また、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、ホウ素含有炭化水素基又はリン含有炭化水素基としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、トリメチルシリル基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ピラゾリル基、インドリル基、ジメチルフォスフィノ基、ジフェニルフォスフィノ基、ジフェニルホウ素基、ジメトキシホウ素基などを典型的な例として例示できる。これらの中で、炭素数1〜20の炭化水素基であることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であることが特に好ましい。ところで、隣接したR1とR2は、結合して環を形成してもよく、この環上に炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、窒素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、ホウ素含有炭化水素基又はリン含有炭化水素基からなる置換基を有していてもよい。
Meは、チタン、ジルコニウム、ハフニウムの中から選ばれる金属原子であり、好ましくはジルコニウム、ハフニウムである。
また、触媒成分(b)としては、上述した触媒成分(b−1)〜触媒成分(b−4)から選ばれる少なくとも1種の固体成分を使用する。これらの各成分は公知のものであり、公知技術の中から適宜選択して使用することができる。その具体的な例示や製造方法については、特開2002−284808公報、特開2002−53609号公報、特開2002−69116号公報、特開2003−105015号公報などに詳細な例示がある。
ここで、触媒成分(b−1)、触媒成分(b−2)に用いられる微粒子状担体としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、シリカアルミナ、シリカマグネシアなどの無機酸化物、塩化マグネシウム、オキシ塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化ランタンなどの無機ハロゲン化物、さらには、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、スチレンジビニルベンセン共重合体、アクリル酸系共重合体などの多孔質の有機担体を挙げることができる。
上記触媒成分(b)の中で特に好ましいものは、触媒成分(b−4)のイオン交換性層状珪酸塩であり、さらに好ましい物は、酸処理、アルカリ処理、塩処理、有機物処理などの化学処理が施されたイオン交換性層状珪酸塩である。
必要に応じて触媒成分(c)として用いられる有機アルミニウム化合物の例は、下記一般式で示されるものである。
一般式 AlRaX3−a
(式中、Rは、炭素数1から20の炭化水素基、Xは、水素、ハロゲン、アルコキシ基、aは0<a≦3の数)で示されるトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノメトキシドなどのハロゲンもしくはアルコキシ含有アルキルアルミニウムである。またこの他に、メチルアルミノキサンなどのアルミノキサン類なども使用できる。これらのうち特にトリアルキルアルミニウムが好ましい。
メタロセン系触媒は、上記触媒成分(a)と触媒成分(b)及び必要に応じて触媒成分(c)を接触させて製造される。その接触方法は特に限定されないが、以下のような順序で接触させることができる。また、この接触は、触媒調製時だけでなく、オレフィンによる予備重合時又はオレフィンの重合時に行ってもよい。
1)触媒成分(a)と触媒成分(b)を接触させる
2)触媒成分(a)と触媒成分(b)を接触させた後に触媒成分(c)を添加する
3)触媒成分(a)と触媒成分(c)を接触させた後に触媒成分(b)を添加する
4)触媒成分(b)と触媒成分(c)を接触させた後に触媒成分(a)を添加する
その他、三成分を同時に接触させてもよい。
さらに、上記各成分の接触の際、もしくは接触の後に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの重合体やシリカ、チタニアなどの無機酸化物固体を共存させることも可能である。
本発明に係るプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)を製造するには、結晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)と低結晶性あるいは非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)を逐次重合することが必要である。
逐次重合を行う際には、バッチ法と連続法のいずれを用いることも可能であるが、生産性の観点から連続法を用いることが望ましい。バッチ法の場合には時間と共に重合条件を変化させることにより単一の反応器を用いて、(a1)成分と(a2)成分を個別に重合することが可能である。本発明の効果を阻害しない限り、複数の反応器を並列に接続して用いてもよい。
連続法の場合には、(a1)成分と(a2)成分を個別に重合する必要から2個以上の反応器を直列に接続した製造設備を用いる必要があるが、本発明の効果を阻害しない限り、(a1)成分、(a2)成分のそれぞれについて複数の反応器を直列及び/又は並列に接続して用いても良い。
低結晶性あるいは非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)は炭化水素などの有機溶媒や液化プロピレンに溶けやすいため、(a2)成分の製造に際しては気相法を用いることが望ましい。
結晶性プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体成分(a1)の製造に対してはどのプロセスを用いても特に問題はないが、比較的結晶性の低い(a1)成分を製造する場合には、付着などの問題を避けるために気相法を用いることが望ましい。
したがって、連続法を用いて、まず結晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)をバルク法もしくは気相法にて重合し、引き続き低結晶性あるいは非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)を気相法にて重合することが最も望ましい。
重合圧力は、選択するプロセスによって差異が生じるが、通常用いられている圧力範囲であれば特に問題なく用いることができる。具体的には、0より大きく200MPaまで、より好ましくは0.1MPa〜50MPaの範囲を用いることができる。この際、窒素などの不活性ガスを共存させることもできる。
(3−1)(a1)成分
結晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)については、エチレン含量E(a1)とピーク温度T(a1)を制御する必要がある。本発明では、エチレン含量E(a1)を所定の範囲に制御するためには、第1工程における重合槽に供給するプロピレンとエチレンの量比を、適宜調整すればよい。供給比率と得られるプロピレン−エチレンランダム共重合体中のエチレン含量の関係は、用いるメタロセン触媒の種類によって異なるが、供給比率の調整により必要とするエチレン含量E(a1)を有する(a1)成分を製造することができる。例えば、エチレン含量E(a1)を0〜7w重量%に制御する場合には、プロピレンに対するエチレンの供給重量比を0〜0.3の範囲、好ましくは0〜0.2の範囲とすればよい。
このとき、(a1)成分は結晶性分布が狭く、ピーク温度T(a1)はエチレン含量E(a1)の増加に伴い低下する。そこで、溶出ピーク温度T(a1)が本発明の範囲を満たすようにするためには、エチレン含量E(a1)とこれらの関係を把握し、目標とする範囲を取るよう調整する。
低結晶性あるいは非晶性プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)については、エチレン含量E(a2)と溶出ピーク温度T(a2)を制御する必要がある。本発明では、エチレン含量E(a2)を所定の範囲に制御するためには、エチレン含量E(a1)と同様に、第2工程におけるプロピレンに対するエチレンの供給量比を制御すれば良い。
例えば、エチレン含量E(a2)を5〜20重量%に制御する場合には、プロピレンに対するエチレンの供給重量比を0.01〜5の範囲、好ましくは0.05〜2の範囲とすればよい。このとき、(a2)成分もエチレン含量の増加に伴い若干結晶性分布の増加が見られるものの、(a1)成分と同様に、溶出ピーク温度T(a2)はエチレン含量E(a2)の増加に伴い低下する。そこで溶出ピーク温度T(a2)が本発明の範囲を満たすようにするためには、エチレン含量E(a2)と溶出ピーク温度T(a2)との関係を把握し、エチレン含量E(a2)を所定の範囲になるように制御すればよい。
(a1)成分の量W(a1)と(a2)成分の量W(a2)は、(a1)成分を製造する第1工程の製造量と(a2)成分の製造量の比を変化させることにより制御することができる。
例えば、W(a1)を増やしてW(a2)を減らすためには、第1工程の製造量を維持したまま第2工程の製造量を減らせばよく、それは、第2工程の滞留時間を短くしたり、重合温度を下げたり、重合抑制剤の量を増やしたりすることにより容易に制御することができる。その逆も又同様である。
本発明に用いられるプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)では、前述したガラス転移温度Tgは、単一のピークを持つ必要がある。
Tgが単一のピークを持つためには、(a1)成分中のエチレン含有量E(a1)と(a2)成分中のエチレン含有量E(a2)の差のE(gap)(=E(a2)−E(a1))を20重量%以下、好ましくは18重量%、より好ましくは16重量%以下にし、実際の測定においてTgが単一のピークとなる範囲までE(gap)を小さくすればよい。
結晶性の共重合体成分(a1)のエチレン含有量E(a1)に応じて、低結晶性あるいは非晶性の共重合体成分(a2)のエチレン含量E(a2)を適正範囲に入るよう、(a2)成分の重合時のプロピレンに対するエチレンの供給重量比を設定することで、所定のE(gap)を有する重合体を得ることが可能である。
また、本発明のような相分離構造を取らないブロック共重合体のTgは、(a1)成分中のエチレン含有量E(a1)と(a2)成分中のエチレン含有量E(a2)、及び両成分の量比の影響を受ける。本発明においては、(a2)成分の量は5〜70重量%であるが、この範囲においてTgは(a2)成分中のエチレン含有量E(a2)の影響をより強く受ける。
すなわち、Tgは非晶部のガラス転移を反映するものであるが、本発明のブロック共重合体(A)において、(a1)成分は結晶性を持ち比較的非晶部が少ないのに対し、(a2)成分は低結晶性あるいは非晶性であり、そのほとんどが非晶部であるためである。
したがって、Tgの値は、ほぼE(a2)によって制御され、E(a2)の制御法は前述したとおりである。
本発明のプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)では、透明性を維持するために結晶性の共重合体成分である(a1)成分と低結晶性あるいは非晶性の共重合体エラストマー成分である(a2)成分が相溶していることを必須とする。
そのため、(a1)成分の粘度[ηa1]、(a2)成分の粘度[ηa2]、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)全体の粘度[ηW]の間には、見かけ上の粘度の混合則が概ね成立する。すなわち、下記の式が概ね成立する。
Log[ηW]={W(a1)×Log[ηa1]+W(a2)×Log[ηa2]}/100
一般にMFRと粘度の間には一定の相関があるから、最初に柔軟性や耐熱性などの観点から、[ηa2]、W(a1)、W(a2)を設定しておけば、上記の式に従って[ηa1]を変化させることによって、MFRを自在に制御することができる。
溶出終了温度T(a4)は、共に結晶性分布を示す指標のひとつである。(a1)成分の結晶性分布が狭いほど溶出終了温度T(a4)は溶出ピーク温度T(a1)に近くなる。一般的には、メタロセン系触媒を用いることにより、チーグラー・ナッタ系触媒を用いる場合より、結晶性分布の狭いポリマーを得ることができる。
一般的に、メタロセン系触媒を用いれば、チーグラー・ナッタ系触媒の場合より分子量分布の狭いポリマーを得ることができる。しかし、本発明のような逐次重合を行う系においては、分子量分布を狭くするためにはメタロセン系触媒を用いるだけでは必ずしも十分ではない。特に、低分子量成分の生成を防ぐためには、第1工程から第2工程へ移送する時間を短くしたり、移送工程に於いて第1工程に対応するモノマーガス混合物を窒素などの不活性ガスで完全に置換したりすることにより、重合条件とは独立に、W(Mw≦5,000)を小さく制御することができる。
本発明に用いる水添スチレン系エラストマー(B)としては、水添スチレン−ブタジエン共重合体(HSBR)、スチレン−エチレン・ブチレン−エチレン共重合体(SEBC)、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体(SEBS)等が例示でき、なかでも水添スチレン−ブタジエン共重合体(HSBR)が好ましい。二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムが十分な粘着強度を有するために、水添スチレン系エラストマー(B)を構成しているスチレン含有量は、30重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがさらに好ましい。スチレン含有量が30重量%を越えると粘着層の柔軟性が劣り、粘着強度が低下する傾向がある。
このような水添スチレン系エラストマー(B)としては、市販の製品を使用することができ、具体的には、JSR(株)社製のダイナロン1320Pを挙げることができる。
本発明の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムを構成する中間層は、プロピレン系樹脂組成物(C)30〜100重量%とプロピレン単独重合体(D)70〜0重量%とからなり、好ましくは、プロピレン系樹脂組成物(C)50〜90重量%とプロピレン単独重合体(D)50〜10重量%とからなる。プロピレン系樹脂組成物(C)が、30重量%より極端に少ない場合、フィルムの柔軟性が低下し良好に貼り付けにくくなる傾向がある。
本発明の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの中間層に使用するプロピレン系樹脂組成物(C)は、プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(c1)(以降、(c1)成分と表記することがある)を55〜80重量%とプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)(以降、(c2)成分と表記することがある)を45〜20重量%の範囲で含むものであり、(c1)成分を60〜80重量%と(c2)成分を40〜20重量%の範囲で含むものが好ましい。
(c1)成分の構成量が、55重量%より極端に少ない場合には、得られる二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの弾性率が低下するため、フィルムの柔軟性が過剰となり製品のブロッキングが悪化する傾向がある。
他方、(c1)成分の構成量が、80重量%より極端に多い場合には得られる二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの弾性率が増大するため、柔軟性が劣り粘着強度が低下する傾向がある。
単純混合する方法としては、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合したプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体や市販のエチレン−プロピレンゴムとプロピレン重合体とを溶融混合する方法が提示できる。溶融混合の方法は限定されず、公知の方法を採用できる。
また、(c1)成分と(c2)成分とを多段重合により連続的に重合する方法としては、複数の重合器を使用し、例えば、第1工程で(c1)成分を製造し、第2工程で(c2)成分を製造する方法が例示できる。この連続重合法は上記した溶融混合法に比べて(c1)成分に(c2)成分が均一に分散したプロピレン系樹脂組成物(C)が得られ、品質の安定化が図れる点で好ましい。多段重合法により連続的に重合する方法については特に限定されず、前述したような公知の方法を採用できる。
α−オレフィンとしては、エチレン、もしくは炭素数4〜18のα−オレフィンを挙げることができ、炭素数4〜18のα−オレフィンの具体例として、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテンなどを例示でき、これらの一種もしくは二種以上を用いることができる。製造コストの面からはエチレン、1−ブテンもしくはその併用が最も好適である。
また、プロピレン系樹脂組成物(C)において、(c2)成分のメルトフローレート(MFRc2)と(c1)成分のメルトフローレート(MFRc1)との比率(MFRc2/MFRc1)は、得られる二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの透明性と成形性の観点から1.0〜20.0の範囲であり、3.0〜15.0であることが好ましい。
ここで、メルトフローレートは、JIS K7210(1999)「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」のA法、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定する値である。
このようなプロピレン系樹脂組成物(C)としては、市販の製品を使用することができ、具体的には、日本ポリプロ(株)社製のNAH6Aを挙げることができる。
本発明に用いるプロピレン単独重合体(D)は、メルトフローレートが1.5〜5.0g/10minの範囲であることが好ましく、さらに好ましくはメルトフローレートが2.0〜4.0g/10minの範囲であるプロピレン単独重合体を例示でき、二種以上の混合物であっても良い。
ここで、メルトフローレートは、JIS K7210(1999)「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」のA法、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定する値である。
本発明の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムを構成する非粘着層は、下記(i)または(ii)の重合体組成物からなる。
本発明において、重合体組成物(i)は、プロピレン単独重合体(E)0〜95重量%と、プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)100〜5重量%とからなる。
本発明に用いるプロピレン単独重合体(E)は、一般的にフィルム用に用いられるポリプロピレン樹脂のメルトフローレートであれば、特に限定されない。
プロピレン単独重合体(E)は、高立体規則性重合触媒を用いることによって得ることができ、高立体規則性重合触媒としては、塩化チタン、アルコキシチタン等を出発材料として調製されたチタン化合物を用いた、いわゆるチーグラー・ナッタ触媒、あるいは、前述したようなメタロセン系触媒を使用することができる。
プロピレン単独重合体(E)は、前記プロピレン単独重合体(D)と同一のものであっても良い。
本発明に用いるプロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)は、プロピレンとα−オレフィンとのランダム共重合体成分を含むブロック共重合体である。
α−オレフィンとしては、エチレン、もしくは炭素数4〜18のα−オレフィンを挙げることができ、炭素数4〜18のα−オレフィンの具体例として、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテンなどを例示でき、これらの一種もしくは二種以上を用いることができる。製造コストの面からはエチレン、1−ブテンもしくはその併用が最も好適である。
(f2)成分のメルトフローレート(MFRf2)は、重合の際、水素の供給量によって調整することができる。
比率(MFRf2/MFRf1)は、(f1)成分と(f2)成分の分散状態を表す尺度である。比率(MFRf2/MFRf1)が0.0005を大きく下回る樹脂は、(f1)成分と(f2)成分のメルトフローレート格差が極端に大きいため、安定生産が難しい傾向があり、製造トラブル等を誘発する恐れがあるため、実用上好ましいとは言えない。一方、比率(MFRf2/MFRf1)が0.05を大きく上回ると、共重合体(f1)と(f2)成分の分散性が良い傾向になるため、表面の粗面化に及ぼす効果が小さくなる傾向がある。
比率(MFRf2/MFRf1)は、第1工程と第2工程の重合の際、それぞれの水素の供給量によって調整することができる。
ここで、メルトフローレートは、JIS K7210(1999)「プラスチック―熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」のA法、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定する値である。
例えば、複数の重合器を使用し、例えば、第1工程で(f1)成分を製造し、第2工程で(f2)成分を製造する方法が例示できる。多段重合法により連続的に重合する方法については特に限定されず、前述のような公知の方法を採用できる。
このようなプロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)としては、市販の製品を使用することができ、具体的には、日本ポリプロ(株)社製のBC6Dを挙げることができる。
これは、プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)における、プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(f1)に対するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)の分散状態を任意に悪化させると、フィルムの構成成分として用いたとき、得られるフィルム表面の粗度状態を適度に荒らし、ブロッキング性を抑制することができるからである。従って、後述するフィルム用アンチブロッキング剤などを使用する必要がなくなる。
プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)の添加量が5重量%より極端に少ない場合、自己粘着層と非粘着層のブロッキングは悪化する傾向がある。
本発明の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムを構成する重合体組成物(ii)は、プロピレン単独重合体(G)90〜0重量%とプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)10〜100重量%とからなる重合体組成物100重量部に対し、フィルム用アンチブロッキング剤(I)0.01〜10重量部を配合したものである。好ましくは、プロピレン単独重合体(G)90〜50重量%とプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)10〜50重量%とからなる重合体組成物100重量部に対し、フィルム用アンチブロッキング剤(I)0.1〜1.0重量部を配合したものである。
本発明に用いるプロピレン単独重合体(G)は、一般的にフィルムに用いられるポリプロピレン樹脂のメルトフローレートであれば、特に限定されない。
プロピレン単独重合体(G)は、高立体規則性重合触媒を用いることによって得ることができ、高立体規則性重合触媒としては、塩化チタン、アルコキシチタン等を出発材料として調製されたチタン化合物を用いた、いわゆるチーグラー・ナッタ触媒、あるいは、前述したメタロセン系触媒を使用することができる。プロピレン単独重合体(G)は、前記プロピレン単独重合体(D)または(E)と同一のものであっても良い。
本発明に用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)は、融点が145℃以下のものである。融点が145℃を超えると、上述したフィルム延伸時の外観不良が発生する恐れがあり、他方、融点が120℃未満のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体は、製造が困難であるため、120℃〜145℃であることが好ましい。
ここで、融点は、後述する示差走査熱量測定法(DSC法)で測定する値である。
本発明に用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)としては、プロピレン−エチレンランダム共重合体およびプロピレン−エチレン−1ブテンランダム共重合体などを例示できる。
本発明に用いるフィルム用アンチブロッキング剤(I)は、一般的なフィルム用アンチブロッキング剤であれば特に限定されないが、平均粒径は1.0〜10.0μmが好ましく、2.0〜8.0μmであることがさらに好ましい。平均粒径が1.0μmを大きく下回ると、アンチブロッキング効果が低下する傾向があり、一方、平均粒径が10.0μmを大きく上回ると、表面の粗度状態が悪化するだけでなく、フィルムや保護対象物の表面を傷つけたり、フィルムからアンチブロッキング剤が脱落してトラブルが発生したりすることもあり好ましいとは言えない。ここで、平均粒径は、レーザー回折法により測定した値である。
こうしたフィルム用アンチブロッキング剤(I)としては、シリカ微粒子、合成シリカ微粒子、ポリメタクリル酸メチル微粒子等の一般的なアンチブロッキング剤を使用することができる。具体的な市販の製品としては、富士シリシア(株)製サイリシア550等を挙げることができる。
プロピレン単独重合体(G)およびプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)およびフィルム用アンチブロッキング剤(I)の配合量を前記の範囲内で調整することにより、フィルムの透明性及び非粘着層の表面粗度状態を制御することができる。
プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)の添加量が10重量%よりも少ない場合、非粘着層の融点が中間層の融点より高くなるため、非粘着層と中間層の延伸状態が異なり、フィルム延伸ムラによる外観不良が発生する傾向がある。
フィルム用アンチブロッキング剤(I)の配合量は、非粘着層の樹脂100重量部に対して、0.01〜10重量部であり、好ましくは、0.1〜1重量部である。フィルム用アンチブロッキング剤(I)の添加量が0.01重量部よりも少ない場合、自己粘着層と非粘着層のブロッキングは、悪化する傾向がある。他方、フィルム用アンチブロッキング剤(I)の添加量が10重量部より極端に多い場合、脱落や分散不良が起こる場合があり、フィルムの透明性は悪化する傾向がある。
本発明に用いる積層フィルムを構成する各層には、それぞれ通常のポリオレフィン系フィルム材料に使用される酸化防止剤、中和剤等添加剤が配合されていてもよい。
また、中和剤としてはステアリン酸カルシウムなどの高級脂肪酸の金属塩類やハイドロタルサイト類等が例示できる。
本発明の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムは、上記構成成分を有する層を、自己粘着層(X)/中間層(Y)/非粘着層(Z)の順で構成される少なくとも3層の積層フィルムである。なお、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で、自己粘着層(X)と中間層(Y)、中間層(Y)と非粘着層(Z)の間に別の層が含まれていても構わない。
本発明の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの延伸倍率は、縦方向(MD)、横方向(TD)で、それぞれ3〜7倍、4〜10倍が好ましく、それぞれ4〜6倍、4〜9倍がさらに好ましい。以下で述べるが、延伸倍率が上記範囲を外れるとフィルムの弾性率や伸度が、プロテクトフィルム用途に適さなくなる恐れがある。
ここで、弾性率は、JIS−K−7127(2000)に準拠して測定する値である。
ここで、破断伸度は、JIS−K−7127(2000)に準拠して測定する値である。
ここで、アクリル板との粘着強度は、JIS−Z−0237(2000)に記載の方法に準拠して測定する。
ここで、ブロッキング強度は、ASTM−D−1893に記載の方法に準拠して測定する値である。
ここで、ヘイズ値は、JIS−K−7105(1981)に記載の方法に準拠して測定する値である。
1、試験方法
1−1、使用した樹脂の諸物性の測定方法
1)メルトフローレート(MFR)
樹脂のメルトフローレート(MFR)は、JIS K7210(1999) A法 条件M に従い、試験温度:230℃、公称加重:2.16kg、ダイ形状:直径2.095mm 長さ8.00mmの条件で測定した。
樹脂の試料を、まず140℃でo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)に溶解し溶液とした。これを140℃のTREFカラムに導入した後に8℃/分の降温速度で100℃まで冷却し、引き続き4℃/分の降温速度で−15℃まで冷却し、60分間保持した。その後、溶媒であるo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)を1ml/分の流速でカラムに流し、TREFカラム中で−15℃のo−ジクロロベンゼンに溶解している成分を10分間溶出させ、次に昇温速度100℃/時間にてカラムを140℃までリニアに昇温し、溶出曲線を得た。 直径50mm、高さ500mmの円筒状カラムにガラスビーズ担体(80〜100メッシュ)を充填し、140℃に保持した。次に、140℃で溶解したサンプルのo−ジクロロベンゼン溶液(10mg/mL)200mLを前記カラムに導入した。その後、該カラムの温度を0℃まで10℃/時間の降温速度で冷却した。0℃で1時間保持後、10℃/時間の昇温速度でカラム温度をT(a3)まで加熱し、1時間保持した。なお、一連の操作を通じてのカラムの温度制御精度は±1℃とした。
次いで、カラム温度をT(a3)に保持したまま、T(a3)のo−ジクロロベンゼンを20mL/分の流速で800mL流すことにより、カラム内に存在するT(a3)で可溶な成分を溶出させ回収した。その後、10℃/分の昇温速度で当該カラム温度を140℃まで上げ、140℃で1時間静置後、140℃の溶媒のo−ジクロロベンゼンを20mL/分の流速で800mL流すことにより、T(a3)で不溶な成分を溶出させ回収した。
分別によって得られたポリマーを含む溶液は、エバポレーターを用いて20mLまで濃縮した後、5倍量のメタノール中に析出した。析出ポリマーを濾過して回収後、真空乾燥器により一晩乾燥した。
なお、TREF装置として、以下の部材、機能をもつものを用い、溶媒:o−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlのBHTを含む)、試料濃度:5mg/ml、試料注入量:0.1ml、溶媒流速 :1ml/分の測定条件を採用した。
(TREF部)
TREFカラム:4.3mmφ × 150mmステンレスカラム、カラム充填材:100μm 表面不活性処理ガラスビーズ、加熱方式:アルミヒートブロック、冷却方式:ペルチェ素子(ペルチェ素子の冷却は水冷)、温度分布:±0.5℃、温調器:(株)チノー デジタルプログラム調節計KP1000(バルブオーブン)、加熱方式:空気浴式オーブン、測定時温度:140℃、温度分布:±1℃、バルブ:6方バルブ 4方バルブ
(試料注入部)
注入方式:ループ注入方式、注入量:ループサイズ 0.1ml、注入口加熱方式:アルミヒートブロック、測定時温度:140℃
(検出部)
検出器:波長固定型赤外検出器 FOXBORO社製 MIRAN 1A、検出波長:3.42μm 、高温フローセル:LC−IR用ミクロフローセル 光路長1.5mm 窓形状2φ×4mm長丸 合成サファイア窓板、測定時温度:140℃
(ポンプ部)
送液ポンプ:センシュウ科学社製 SSC−3461ポンプ
試料は、下記条件により射出成形した厚さ2mmのシートから、10mm幅×18mm長×2mm厚の短冊状に切り出したものを試験片として用いた。装置はレオメトリック・サイエンティフィック社製のARESを用いた。周波数は1Hzである。測定温度は−60℃から段階状に昇温し、試料が融解して測定不能になるまで測定を行った。歪みは0.1〜0.5%の範囲で行った。
〔試験片の作成〕
規格番号:JIS−7152(ISO294−1)、成形機:東洋機械金属社製TU−15射出成形機、成形機設定温度:ホッパ下から 80,80,160,200,200,200℃、金型温度:40℃、射出速度:200mm/秒(金型キャビティー内の速度)、射出圧力:800kgf/cm2、保持圧力:800kgf/cm2、保圧時間:40秒 、金型形状:平板(厚さ2mm 幅30mm 長さ90mm)
上記分別により得られた(a1)成分と(a2)成分のエチレン含有量は、プロトン完全デカップリング法により測定した、13C−NMRスペクトルを解析することにより求めた。
機種:日本電子(株)製 GSX−400または、同等の装置(炭素核共鳴周波数100MHz以上)、溶媒:o−ジクロロベンゼン/重ベンゼン=4/1(体積比)、濃度:100mg/mL、温度:130℃、パルス角: 90°、パルス間隔:15秒、積算回数:5,000回以上。
スペクトルの帰属は、例えばMacromolecules 17 1950 (1984)などを参考に行った。上記条件により測定されたスペクトルの帰属は表1の通りである。表中Sααなどの記号はCarmanら(Macromolecules 10 536 (1977))の表記法に従い、Pはメチル炭素、Sはメチレン炭素、Tはメチン炭素をそれぞれ表わす。
[PPP]=k×I(Tββ) (1)
[PPE]=k×I(Tβδ) (2)
[EPE]=k×I(Tδδ) (3)
[PEP]=k×I(Sββ) (4)
[PEE]=k×I(Sβδ) (5)
[EEE]=k×{I(Sδδ)/2+I(Sγδ)/4} (6)
ここで[ ]はトリアッドの分率を示し、例えば[PPP]は全トリアッド中のPPPトリアッドの分率である。従って、
[PPP]+[PPE]+[EPE]+[PEP]+[PEE]+[EEE]=1(7)
である。また、kは定数であり、Iはスペクトル強度を示し、例えばI(Tββ)はTββに帰属される28.7ppmのピークの強度を意味する。
上記(1)〜(7)の関係式を用いることにより、各トリアッドの分率が求まり、さらに下式によりエチレン含有量が求まる。
エチレン含有量(モル%)=([PEP]+[PEE]+[EEE])×100
エチレン含有量(重量%)=(28×X/100)/{28×X/100+42×(1−x/100)}×100
ここでXはモル%表示でのエチレン含有量である。
また、ブロック共重合体全体のエチレン含量E(W)は、上記より測定された(a1)成分と(a2)成分それぞれのエチレン含量E(a1)とE(a2)及びTREFより算出される各成分の重量比率W(a1)とW(a2)から以下の式により算出される。
E(W)={E(a1)×W(a1)+E(a2)×W(a2)}/100 (重量%)
重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定した。
保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。なお、GPCの測定条件は以下の通りである。
装置 :WATERS社製 GPC(ALC/GPC 150C)、検出器 :FOXBORO社製 MIRAN 1A IR検出器(測定波長 :3.42μm)、カラム :昭和電工社製AD806M/S(3本)、移動相溶媒 :o−ジクロロベンゼン、測定温度:140℃、流速 :1.0ml/分、注入量 :0.2ml。
試料はo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mLのBHTを含む)を用いて1mg/mLの溶液を調製し、140℃で約1時間を要して溶解させた。GPC測定により得られた分子量に対する溶出割合のプロットから、分子量5,000以下の成分量も求めることができる。
樹脂の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定した。保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行った。使用する標準ポリスチレンは何れも東ソー(株)製の以下の銘柄である。F380,F288,F128,F80,F40,F20,F10,F4,F1,A5000,A2500,A1000。
まず、試料の各々が0.5mg/mLとなるようにo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mLのBHTを含む)に溶解した溶液を0.2mL注入して較正曲線を作成する。
較正曲線は最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。分子量への換算に使用する、粘度式の[η]=K×Mα は以下の数値を用いる。
PS : K=1.38×10−4 α=0.7
PE : K=3.92×10−4 α=0.733
PP : K=1.03×10−4 α=0.78
セイコー社製DSCを用い、試料5.0mgを採り、200℃で5分間保持した後、40℃まで10℃/分の降温速度で結晶化させ、さらに10℃/分の昇温速度で融解させたときの融解ピーク温度をTmとした(単位:℃)。昇温時の吸熱曲線の面積からdHmを求めた。
1)弾性率[単位:MPa]
JIS−K−7127(2000)に記載の方法に準拠して測定した。数値が小さくなれば柔軟である。
2)破断伸度[単位:%]
JIS−K−7127(2000)に記載の方法に準拠して測定した。数値が小さくなれば伸びは小さい。
JIS−Z−0237(2000)の記載の方法に準拠して、SUS304の代わりに鏡面状のアクリル板(三菱レイヨン(株)製『アクリライトL001』3mm板)を用いて次のように測定した。幅25mm、長さ200mmに切り取った二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの自己粘着層をアクリル板に合わせ、荷重2kgのゴムローラーを用いて一定の圧力で均一に密着させたあと、23℃・50RH%の雰囲気下で24時間保持した後、アクリル板を固定し、フィルムの一端を300mm/minの一定速度で180度剥離するときの強度を測定した。数値が大きくなれば粘着強度は大きい。
4)ブロッキング強度[g/4cm2]
ASTM−D−1893に記載の方法に準拠して測定した。数値が小さくなればフィルム同士のブロッキングは小さくなり、製品フィルムの巻き姿は良好である。
5)ヘイズ[単位:%]
JIS−K−7105(1981)に記載の方法に準拠して測定した。数値が小さくなれば曇り度が小さくなり透明性は高い。
本発明において重合体組成物(ii)を用いたとき、前述のようにフィルム延伸ムラによる外観不良が発生することがある。こうした外観不良はヘイズ値には反映されないため、重合体組成物(ii)を用いたフィルムに関しては、実際の目視状態を判断することにより、ヘイズ値に反映されないこのような現象の影響を透視性として評価した。
評価においては保護対象物にフィルムを貼り付けた状態でのフィルム透視性を、目視にて、下記基準で判定した。
○:ヘイズ値が低く(8%以下とする)、かつ、延伸ムラによる外観不良も発生しないため、フィルム透視性は良好であり、保護対象物はよく見える。
×:ヘイズ値が高い(8%を超えるとする)、又は延伸ムラによる外観不良が発生している、このどちらか、又は両方の理由により、フィルム透視性は不良であり、保護対象物は見えにくい。
7)クリーン性評価:
フィルムを剥離した際、保護対象物の表面を目視で確認し、粘着剤による糊残り・自己粘着層の層間剥離・低分子量成分のブリード物によるフィルム貼り付け跡といった保護対象物への非汚染性(クリーン性)を評価するため、下記基準において判定した。
○:フィルム貼り付け跡・層間剥離・糊残りは見られない
△:わずかにフィルム貼り付け跡が生じる
×:フィルム貼り付け跡が生じる、もしくは、部分的に自己粘着層が中間層から層間剥離して保護対象物に残る、もしくは、部分的に糊残りが生じる
××:自己粘着層が中間層から層間剥離して保護対象物に残る、もしくは、糊残りが生じる
なお、評価においては以下条件でフィルムの貼り付け・保管・剥離を行い、その直後の保護対象物の表面状態を確認した。
JIS−Z−0237(2000)の記載の方法に準拠して、SUS304の代わりに鏡面状のアクリル板(三菱レイヨン(株)製『アクリライトL001』3mm板)を用い、幅25mm、長さ200mmに切り取った二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの自己粘着層をアクリル板に合わせ、荷重2kgのゴムローラーを用いて一定の圧力で均一に密着させたあと、80℃・20RH%の雰囲気下で720時間保持した後、アクリル板を固定し、フィルムの一端を300mm/minの一定速度で180度剥離した。
実施例、比較例に用いたプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)、プロピレン系樹脂組成物(C)、プロピレン単独共重合体(D)、プロピレン単独共重合体(E)、プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)、プロピレン単独重合体(G)、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)、プロピレン・エチレン・1ブテンランダム共重合体をPP−1〜PP−13の略号を用いて示す。なお、PP−1〜3、PP−5、8〜10、12,13は、後記の製造例により製造し、その製造条件を表3、4、表6、7に示した。
また、水添スチレン系エラストマー(B)をHSBR−1、スチレン・イソプレン系エラストマーをSIS−1の略号を用いて示す。さらにフィルム用アンチブロッキング剤(I)をAB−1の略号を用いて示す。
メタロセン触媒を用いて逐次重合した(a1)成分47重量%と(a2)成分53重量%からなる共重合体:MFRWhole;9.4g/10min、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有している。
(a1)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量;1.9重量%
(a2)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量;10.7重量%
(2)PP−2(プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A))
メタロセン触媒を用いて逐次重合した(a1)成分49重量%と(a2)成分51重量%との共重合体:MFRWhole;5.8g/10min、tanδ曲線が0℃以下に単一のピークを有している。
(a1)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量;5.1重量%
(a2)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量;8.5重量%
(3)PP−3(プロピレン系樹脂組成物(C))
(c1)成分65重量%と(c2)成分35重量%との多段重合体:MFRWhole;2.8g/10min
(c1)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:プロピレン含有量;99.2重量%、MFRc1;1.4g/10min
(c2)プロピレン・エチレン・1ブテンランダム共重合体成分:プロピレン含有量;75重量%、MFRc2;10g/10min
(4)PP−4(プロピレン単独共重合体(D)および(E))
プロピレン単独共重合体である日本ポリプロ(株)製FL1175NA(商品名)。
(5)PP−5(プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F))
(f1)成分86重量%と(f2)成分14重量%とのブロック共重合体:MFRWhole;2.5g/10min
(f1)プロピレン単独重合体成分:MFRf1;6.5g/10min
(f2)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:プロピレン含有量;51重量%、MFRf2;0.05g/10min
(6)PP−6(プロピレン単独重合体(G)):
プロピレン単独重合体である日本ポリプロ(株)製FL1175NA(商品名)のベースパウダー
(7)PP−7(プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H))
融点143℃のプロピレン・エチレンランダム共重合体である日本ポリプロ(株)製FG4(商品名)
(8)PP−8(プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体)
メタロセン触媒を用いて逐次重合した(a1)成分15重量%と(a2)成分85重量%との共重合体:MFRWhole;10g/10min
(a1)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量; 3重量%
(a2)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量;10重量%
(9)PP−9(プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体)
メタロセン触媒を用いて逐次重合した(a1)成分50重量%と(a2)成分50重量%との共重合体:MFRWhole;10g/10min
(a1)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量;3重量%
(a2)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量;5重量%
(10)PP−10(プロピレン・エチレンランダム共重合体)
メタロセン触媒を用いて(a2)成分を重合せずに第1重合工程のみで製造した(a1)成分100%のプロピレン・エチレンランダム共重合体:MFR;7g/10min
(a1)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:エチレン含有量;3重量%
(11)PP−11(プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体)
融点127℃のプロピレン・エチレン・1ブテンランダム共重合体である日本ポリプロ(株)製FX4G(商品名)、前記特許文献10の(B)に相当する。
(12)PP−12(プロピレン系樹脂組成物)
(c1)成分52重量%と(c2)成分48重量%との多段重合体:MFRWhole;2.5g/10min
(c1)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:プロピレン含有量;100重量%、MFRa1;1.5g/10min
(c2)プロピレン・エチレン・1ブテンランダム共重合体成分:プロピレン含有量;64重量%、MFRa2;3.5g/10min
(13)PP−13(プロピレン系樹脂組成物)
(c1)成分85重量%と(c2)成分15重量%との多段重合体:MFRWhole;2.3g/10min
(c1)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:プロピレン含有量;99重量%、MFRa1;2.3g/10min
(c2)プロピレン・エチレンランダム共重合体成分:プロピレン含有量;75重量%、MFRa2;2.3g/10min
(14)HSBR−1
水添スチレン−ブタジエン系エラストマー(B):JSR(株)製ダイナロン1320P(商品名)
(15)SIS−1
スチレン・イソプレン系エラストマー:日本ゼオン(株)製クインタック3280(商品名)
(16)AB−1:
フィルム用アンチブロッキング剤(I):富士シリシア(株)製サイリシア550(商品名;平均粒径3.9μm)
3−1.プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)の製造例
〔製造例PP−1〕
(1)重合触媒成分の調製
(珪酸塩の化学処理) 10リットルの撹拌翼の付いたガラス製セパラブルフラスコに、蒸留水3.75リットル、続いて濃硫酸(96%)2.5kgをゆっくりと添加した。50℃で、さらにモンモリロナイト(水澤化学社製ベンクレイSL;平均粒径=50μm)を1kg分散させ、90℃に昇温し、6.5時間その温度を維持した。50℃まで冷却後、このスラリーを減圧濾過し、ケーキを回収した。このケーキに蒸留水を7リットル加え再スラリー化後、濾過した。この洗浄操作を、洗浄液(濾液)のpHが、3.5を越えるまで実施した。回収したケーキを窒素雰囲気下110℃で終夜乾燥した。乾燥後の質量は710gであった。化学処理した珪酸塩をキルン乾燥機で乾燥した。
(触媒の調製) 内容積3リットルの撹拌翼のついたガラス製反応器に上記で得た乾燥珪酸塩200gを導入し、混合ヘプタン1160ml、さらにトリエチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.60M)840mlを加え、室温で撹拌した。1時間後、混合ヘプタンにて洗浄し、珪酸塩スラリーを2.0リットルに調製した。次に、調製した珪酸塩スラリーにトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.71M/L)9.6mlを添加し、25℃で1時間反応させた。並行して、〔(r)−ジクロロ[1,1´−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム〕(合成は特開平10−226712号公報実施例に従って実施した)2180mg(3mmol)と混合ヘプタン870mlに、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.71M)を33.1ml加えて、室温にて1時間反応させた混合物を、珪酸塩スラリーに加え、1時間撹拌した。
(予備重合/洗浄) 続いて、窒素で十分置換を行った内容積10リットルの撹拌式オートクレーブに、n−ヘプタン2.1リットルを導入し、40℃に保持した。そこに先に調製した珪酸塩/メタロセン錯体スラリーを導入した。温度が40℃に安定したところでプロピレンを100g/時間の速度で供給し、温度を維持した。4時間後プロピレンの供給を停止し、さらに2時間維持した。予備重合終了後、残モノマーをパージし、撹拌を停止させ約10分間静置後、上澄み約3リットルをデカントした。続いてトリイソブチルアルミニウム(0.71M/L)のヘプタン溶液9.5ml、さらに混合ヘプタンを5.6リットル添加し、40℃で30分間撹拌し、10分間静置した後に、上澄みを5.6リットル除いた。さらにこの操作を3回繰り返した。最後の上澄み液の成分分析を実施したところ有機アルミニウム成分の濃度は、1.23ミリモル/L、Zr濃度は8.6×10−6g/Lであり、仕込み量に対する上澄み液中の存在量は0.016%であった。続いて、トリイソブチルアルミニウム(0.71M/L)のヘプタン溶液17.0mlを添加した後に、45℃で減圧乾燥した。この操作により触媒1g当たりポリプロピレン2.0gを含む予備重合触媒が得られた。
撹拌羽根を有する横型重合器(L/D=6,内容積100リットル)に前記の方法で予備活性化処理した重合触媒成分を0.98g/hr、有機アルミ化合物としてトリイソブチルアルミニウムを15.0mmol/hrで連続的に供給した。エチレン−プロピレンの混合ガスを反応温度70℃、反応圧力2.2MPa、撹拌速度35rpmの条件を維持しながら連続供給し、さらに反応器の気相中のエチレン/プロピレンモル比を0.048、水素濃度150molppmに維持するように水素ガスを循環配管より連続的に供給し、生成ポリマーであるエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(a1)の分子量を制御してメルトフローレートを調整した。
反応熱は供給される原料プロピレンの気化熱によって除去した。重合器から排出される未反応ガスは配管を通して反応器系外で冷却、凝縮させて重合器に還流した。本重合で得られたエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(a1)は、重合体の保有レベルが反応容積の50容量%となるように配管を通して重合器から連続的に抜き出し、第2重合工程の重合器に供給した。このとき、配管からエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(a1)の一部を間欠的に抜き出して、メルトフローレート、エチレン含有量を分析した。
撹拌羽根を有する横型重合器(L/D=6,内容積100リットル)に第1重合工程からのエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(a1)およびエチレン−プロピレン混合ガスを連続的に供給し、プロピレンとエチレンとの共重合を行った。反応条件は撹拌速度25rpm、温度70℃、圧力2.0MPaであり、気相のガス組成をエチレン/プロピレンモル比0.47、水素濃度を500molppmに調整した。エチレン−プロピレンランダム共重合体成分(a2)の重合量を調整するために重合活性抑制剤として酸素を供給した。
反応熱は供給される原料プロピレンの気化熱によって除去した。重合器から排出される未反応ガスは配管を通して反応器系外で冷却、凝縮させて第2重合工程に還流した。第2重合工程で得られたプロピレン−エチレンランダムブロック共重合体(A)は、重合体の保有レベルが反応容積の50容量%となるように重合器から連続的に抜き出した。プロピレン−エチレンランダムブロック共重合体(A)(PP−1)の生産速度は21kg/hrであった。
こうして得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)を分析したところ、活性は21.4kg/g−触媒、MFRは9.2g/10分、エチレン含有量は10.7wt%であった。
得られたプロピレン−エチレンランダムブロック共重合体(A)のパウダー100重量部に対し、酸化防止剤としてテトラキス[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]メタンを0.15重量部、中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.10重量部の比率で配合し、ヘンシェルミキサー(商品名)を用いて均一に混合した後、得られた混合物を押出機で溶融混練したのち、ストランドダイから押し出された溶融樹脂を、冷却水槽で冷却固化させながら引き取り、ストランドカッターで切断することによりプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)の原料ペレット(PP−1)を得た。
得られたPP−1ペレットを用いて、TREF、エチレン含量、DSC、GPC、固体粘弾性の測定を行った。測定により得られた各データを表5に示す。
ここで、TREF測定結果について、各パラメータの位置づけを示すために、図3に溶出曲線を例示する。また、固体粘弾性測定結果について、各パラメータの位置づけを示すために、図1に温度に対する貯蔵弾性率G’、損失弾性率G’’と損失正接tanδの変化を例示する。
製造例PP−1と同様にして重合条件を変化させプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)を製造した。重合条件及び重合結果を表3に示す。
得られた重合体パウダーを用いて、製造例PP−1と同様に造粒してPP−2,9のペレットを得た。各種分析結果を表5に示す。
(第1重合工程)
内容積200リットルの攪拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分に置換した後、十分に脱水した液化プロピレン45kgを導入した。これにトリイソブチルアルミニウム0.12mol、エチレン1.89kg、水素2.0リットル(標準状態の体積として)を加え、内温を30℃に維持した。次いで、製造例PP−1と同様の方法で予備活性化された重合触媒0.31g(固体触媒成分として)をアルゴンで圧入して重合を開始させ、62℃に昇温し、15分間その温度を維持した。温度を再び30℃まで冷却しながら、残ガスをパージし、窒素ガスにてオートクレーブ内を置換した。このとき、得られたエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(a1)の一部を抜き出して、メルトフローレート、エチレン含有量を分析した
(第2重合工程)
続いて、反応器の温度を65℃、圧力を2.0MPaに保ち、且つ反応器内気相部のエチレン/プロピレンモル比が0.46、水素濃度が500ppmになるように、モノマー混合ガスを連続的に反応器内に流通させ、240分間、気相重合を行った。こうして得られたプロピレン−エチレンランダムブロック共重合体(A)は、21.1kgであった。
内容積200リットルの攪拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分に置換した後、十分に脱水した液化プロピレン45kgを導入した。これにトリイソブチルアルミニウム0.12mol、エチレン2.16kg、水素2.0リットル(標準状態の体積として)を加え、内温を30℃に維持した。次いで、製造例PP−1と同様の方法で予備活性化された重合触媒0.79g(固体触媒成分として)をアルゴンで圧入して重合を開始させ、62℃に昇温し、120分間その温度を維持した。ここでエタノール100mlを添加して反応を停止させた後、残ガスをパージし、エチレン−プロピレンランダム共重合体成分(a1)20.2kgを得た。
〔製造例PP−3〕
(1)重合触媒成分の調製
窒素置換したステンレス製反応器中において、四塩化チタン360mlおよびトルエン240mlを装入して混合溶液を形成させた。次いで平均粒径42μmのジエトキシマグネシウム120g、トルエン500mlおよびフタル酸−ジ−n−ブチル43.2mlを用いて形成させた懸濁液を、10℃の液温に保持した前記混合液中に添加した。その後、10℃〜90℃まで80分かけて昇温し、2時間撹拌しながら反応させた。反応終了後、得られた固体生成物を90℃のトルエン1000mlで4回洗浄して、新たに四塩化チタン360mlおよびトルエン800mlを加え、112℃に昇温し、2時間攪拌させながら反応させた。反応終了後、40℃のn−ヘプタン1000mlで10回洗浄して、オレフィン重合触媒成分を得た。得られたオレフィン重合触媒成分の平均粒径は42μmであり、その分析値(原子吸光法による)は、Mg:18.9重量%、Ti:2.2重量%、Cl:61.6重量%であった。
内容積20リットルの傾斜羽根つきステンレス製反応器を窒素ガスで置換したあと、ヘキサン17.7リットル、トリエチルアルミニウム100.6mmol、ジイソプロピルジメトキシシラン15.1mmol、前記の方法で調整したオレフィン重合触媒成分120.4gを室温で加えたあと、30℃まで加温した。次いで撹拌しながらプロピレン240.8gを3時間かけて供給し、予備活性処理を行った。分析の結果、オレフィン重合触媒成分1gあたりプロピレン1.9gが反応していた。
撹拌羽根を有する横型重合器(L/D=6,内容積100リットル)に前記の方法で予備活性化処理した重合触媒成分を0.4g/hr、有機アルミ化合物としてトリエチルアルミニウムおよび有機ケイ素化合物としてジイソプロピルジメトキシシランをモル比で、Al/Mgモル比6、Al/Siモル比6となるように連続的に供給した。エチレン−プロピレンの混合ガスを反応温度60℃、反応圧力2.1MPa、撹拌速度35rpmの条件を維持しながら連続供給し、さらに反応器の気相中のエチレン/プロピレンモル比を0.005、水素/プロピレンモル比0.007に維持するように水素ガスを循環配管より連続的に供給し、生成ポリマーであるエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(c1)の分子量を制御してメルトフローレートを調整した。
反応熱は供給される原料プロピレンの気化熱によって除去した。重合器から排出される未反応ガスは配管を通して反応器系外で冷却、凝縮させて重合器に還流した。本重合で得られたエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(c1)は、重合体の保有レベルが反応容積の50容量%となるように配管を通して重合器から連続的に抜き出し、第2重合工程の重合器に供給した。このとき、配管からエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(c1)の一部を間欠的に抜き出して、メルトフローレート、エチレン含有量、触媒単位重量あたりの重合体収量を分析した。
撹拌羽根を有する横型重合器(L/D=6,内容積100リットル)に第1重合工程からのエチレン−プロピレンランダム共重合体成分(c1)およびエチレン−プロピレン−1−ブテン混合ガスを連続的に供給し、プロピレンとエチレンと1ブテンとの共重合を行った。反応条件は撹拌速度25rpm、温度55℃、圧力1.9MPaであり、気相のガス組成を水素/エチレンモル比0.62、エチレン/プロピレンモル比0.14、および1−ブテン/プロピレンモル比0.06に調整した。エチレン−プロピレン−1−ブテンランダム共重合体成分(c2)の重合量を調整するために重合活性抑制剤として一酸化炭素、およびエチレン−プロピレン−1−ブテンランダム共重合体成分(c2)の分子量を調節するため水素ガスをそれぞれ供給した。
反応熱は供給される原料プロピレンの気化熱によって除去した。重合器から排出される未反応ガスは配管を通して反応器系外で冷却、凝縮させて第2重合工程に還流した。第2重合工程で得られたプロピレン系樹脂組成物(C)は、重合体の保有レベルが反応容積の50容量%となるように重合器から連続的に抜き出した。プロピレン系樹脂組成物(C)(PP−3)の生産速度は8〜15kg/hrであった。
抜き出されたプロピレン系樹脂組成物(C)(PP−3)は、未反応モノマーを除去し、一部はメルトフローレートの測定、赤外線吸収スペクトル分析によるエチレン重合単位及び1ブテン重合単位含有量の測定、ならびにICP法によるエチレン−プロピレン−1−ブテンランダム共重合体成分(c2)の含有量の測定に使用した。
得られたプロピレン系樹脂組成物パウダーにブレンダーにより、酸化防止剤、中和剤を添加し、ヘンシェルミキサーにより高速混合した後、押出機にて溶融混練したのち、ストランドダイから押し出された溶融樹脂を、冷却水槽で冷却固化させながら引き取り、ストランドカッターで切断することによりプロピレン系樹脂組成物(C)の原料ペレット(PP−3)を得た。
製造例PP−3の条件を表6、表7のように変更してプロピレン・α−オレフィンブロック共重合体もしくはプロピレン系樹脂組成物(C)PP−5、PP−12〜13を得た。得られた重合体パウダーを用いて、製造例PP−3と同様に造粒してPP−5、PP−12〜13のペレットを得た。
(実施例1)
自己粘着層、中間層、非粘着層として表8に示す成分を用い、ペレット状にしたPP成分及びスチレン系エラストマー成分を表8に記載した割合でブレンドしたものを多層フィルム成形機の中間層用押出機(口径60mm)または2つの表面層用押出機(口径30mm)にそれぞれ供給して、250℃のTダイから押し出し、30℃の冷却ロールで冷却して原反シートを得た。
次に、得られた原反シートを110℃の加熱ロールで縦方向(MD)に5倍延伸し、引き続き150℃のテンターオーブンで横方向(TD)に8倍延伸してフィルムを作成した。
得られたフィルムを所定の試験片に調整し、所定の試験法に準拠して、弾性率、破断伸度、粘着強度、ブロッキング、トータルヘイズを測定し、フィルム透視性、クリーン性を評価した。その結果を表8に示す。
表8に示す成分割合、フィルム厚みにする以外は実施例1と同様にしてフィルムを作成した。得られたフィルムの測定値の結果を表8に示す。
表9に示す成分割合にする以外は実施例1と同様にしてフィルムを作成した。
得られたフィルムの測定値の結果を表9に示す。
比較例1は、粘着強度は十分であるが、ブロッキングが悪化していることに加えて、部分的に層間剥離が生じてクリーン性に劣っていることが分かる。
比較例2は、自己粘着層の柔軟性が不足しており、十分な粘着強度を有していないことがわかる。
比較例3〜5は、本発明の範囲外であるプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)を用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。
比較例3は、プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)の構成比率が、本発明の範囲外であるプロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)を用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより自己粘着層のベタツキがひどく、ブロッキングが悪化していることがわかる。
比較例4は、成分(a1)と成分(a2)とのエチレン含有量の差が、本発明とは異なるプロプレン−エチレンランダムブロック共重合体を自己粘着層に用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより自己粘着層の柔軟性が不足しており、十分な粘着強度を有していないことがわかる。
比較例5は、プロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)を逐次重合していない、本発明とは異なるプロプレン−エチレンランダム共重合体を、プロプレン−エチレンランダムブロック共重合体(A)の代わりに自己粘着層に用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより自己粘着層の柔軟性が不足しており、十分な粘着強度を有していないことがわかる。
比較例6〜9は、プロピレン・エチレン・1ブテンランダム共重合体を、プロプレン−エチレンランダムブロック共重合体(A)の代わりに自己粘着層に用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これらは自己粘着層のブリード物によりフィルム貼り付け跡が生じてクリーン性に劣っていることが分かる。
比較例10は、本発明とは異なるスチレン・イソプレン系エラストマーを、水添スチレン系エラストマー(B)の代わりに自己粘着層に用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより自己粘着層の柔軟性が不足し、十分な粘着強度を有していないことがわかる。
比較例11は、プロピレン系樹脂組成物(C)の配合量が、本発明の範囲外である二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これによりフィルムの弾性率が高く柔軟性が劣るため、良好な粘着強度を有していないことがわかる。
比較例12および13は、本発明の範囲外であるプロピレン系樹脂組成物(C)を用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。
比較例12は、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)の構成比率の過剰な、本発明の範囲外であるプロピレン系樹脂組成物(C)を用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより柔軟性が高過ぎてブロッキングが悪化していることがわかる。
比較例13は、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)の構成比率が不足する、本発明の範囲外であるプロピレン系樹脂組成物(C)を用いた二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより柔軟性に劣り良好な粘着強度を有していないことがわかる。
比較例14は、非粘着層の重合体組成物(i)が、プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)を配合されていない、本発明の範囲外である二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより非粘着層の表面が平滑となり、ブロッキングが悪化していることが分かる。
比較例15は、非粘着層の重合体組成物(ii)が、フィルム用アンチブロッキング剤(I)を配合されていない、本発明の範囲外である二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより非粘着層の表面が平滑となり、ブロッキングが悪化していることが分かる。
比較例16は、非粘着層の重合体組成物(ii)における、プロピレン単独重合体(G)およびプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)の構成比率が、本発明の範囲外である二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これにより中間層と非粘着層の融点差が大きく、ヘイズは良好であるがフィルム外観が悪化しているため、透視性が劣っていることが分かる。
比較例17および18は、自己粘着層を両表面層に有する、本発明の範囲外の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。
比較例17は、両面粘着性二軸延伸フィルムであるため、ロール状に巻き取ったフィルムを使用時に剥がす際、自己粘着層同士が粘着しあい、ブロッキングが極端に悪化し、使用に耐えないことがわかる。また、比較例18は、他方の粘着層の粘着強度を下げたものであるが、それでもブロッキングは改善されないことがわかる。
比較例19は、本発明に用いられる非粘着層を使用せず、本発明に用いられる中間層を代用した、本発明の範囲外の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムである。これによりブロッキングが悪化していることがわかる。
図4および図5には、同様に、自己粘着層に本発明の範囲内であるPP−2を用いて得た二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの評価結果を示す実施例6〜10のデータ、および自己粘着層に本発明の範囲外であるPP−11を用いて得た二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの評価結果を示す比較例6〜9のデータをプロットして示す。
また、図4、5を基に読み取った値を用い、横軸に粘着強度[g/25mm]、縦軸にHSBR−1の添加量[重量%]をプロットしたグラフを図6(粘着強度0〜200g/25mm)及び図7(弱粘着領域5〜20g/25mm)に示す。
図4、5から明らかなように、本発明によれば、水添スチレン系エラストマー(B)の添加量は同じでも、自己粘着層に使用するプロピレン系重合体の構造によって、得られる二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの粘着強度に大きな差が生じることがわかる。
これは、特定の粘着強度を必要とする分野において、従来用いている二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルムの粘着層に用いられる材料である水添スチレン系エラストマー(B)の添加量を低減させる効果を有するということでもあり(図6および7参照)、それにより水添スチレン系エラストマー(B)を使用することにより危惧される層間剥離を抑制することに効果的である。特に、この効果は、弱粘着(5〜20g/mm程度の領域)を要望される分野において特に有望であり、20重量%程度の水添スチレン系エラストマー(B)の低減効果を有する(図7参照)
Claims (7)
- 自己粘着層(X)/中間層(Y)/非粘着層(Z)の順で構成される少なくとも3層の積層フィルムにおいて、各層が下記(イ)〜(ハ)の要件を満たすことを特徴とする二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルム。
(イ):自己粘着層(X)は、プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)20〜80重量%、及び水添スチレン系エラストマー(B)80〜20重量%からなる。
[プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、メタロセン系触媒を用いた逐次重合によって得られ、共重合体の重量基準でエチレン含量0〜7重量%のプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)30〜95重量%、及びエチレン含量が成分(a1)よりも3〜20重量%多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)70〜5重量%を含み、メルトフローレート(MFR)が0.1〜30g/10min、かつ固体粘弾性測定(DMA)による温度−損失正接(tanδ)曲線において0℃以下の温度範囲に単一のピークを有すものである]
(ロ):中間層(Y)は、プロピレン系樹脂組成物(C)30〜100重量%、及びプロピレン単独重合体(D)70〜0重量%からなる。
[プロピレン系樹脂組成物(C)は、共重合体の重量基準でプロピレン単位を96〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(c1)55〜80重量%、及びプロピレン単位を60〜95重量%含むプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)45〜20重量%からなり、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)のメルトフローレート(MFRc2)が2.0〜20.0g/10minであり、かつプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(c1)のメルトフローレート(MFRc1)に対するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(c2)のメルトフローレート(MFRc2)の比率(MFRc2/MFRc1)が1.0〜20.0である]
(ハ):非粘着層(Z)は、下記(i)又は(ii)の重合体組成物からなる。
(i)プロピレン単独重合体(E)0〜95重量%、及びプロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)100〜5重量%からなる。
[プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体(F)は、共重合体の重量基準でプロピレン単位を98〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(f1)60〜95重量%と、プロピレン単位を30〜80重量%含むプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)40〜5重量%とからなり、但し、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)のメルトフローレート(MFRf2)が0.005〜0.3g/10minであり、かつ共重合体の重量基準でプロピレン単位を98〜100重量%含むプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(f1)のメルトフローレート(MFRf1)に対するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体成分(f2)のメルトフローレート(MFRf2)の比率(MFRf2/MFRf1)が0.0005〜0.05である]
(ii)プロピレン単独重合体(G)90〜0重量%、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)10〜100重量%からなる重合体組成物100重量部に対し、0.01〜10重量部のフィルム用アンチブロッキング剤(I)を配合してなる。
[プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(H)は、融点が145℃以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体又はプロピレン・エチレン・1ブテンランダム共重合体である] - 自己粘着層(X)は、粘着付与剤を含有しないことを特徴とする請求項1に記載の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルム。
- プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定される、平均分子量5,000以下のブロック共重合体成分量W(Mw≦5,000)が、共重合体(A)に対して0.6重量%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルム。
- プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、共重合体の重量基準でエチレン含量0.5〜6重量%のプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)を30〜85重量%、及びエチレン含量が成分(a1)よりも6〜18重量%多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)を70〜15重量%含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルム。
- プロピレン・エチレンランダムブロック共重合体(A)は、共重合体の重量基準でエチレン含量1.5〜6重量%のプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a1)を30〜70重量%、及びエチレン含量が成分(a1)よりも8〜16重量%多いプロピレン・エチレンランダム共重合体成分(a2)を70〜30重量%含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルム。
- フィルム全体の厚みが20〜80μmであり、全体の厚みに対する自己粘着層(X)/中間層(Y)/非粘着層(Z)の比率がそれぞれ、20〜5%/60〜90%/20〜5%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルム。
- JIS Z0237(2000)の方法に準拠して測定したアクリル板へのフィルムの粘着強度が5g/25mm以上であり、ASTM D1893に記載の方法に準拠して測定した自己粘着層(X)と非粘着層(Z)とのブロッキング強度が3000g/4cm2以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の二軸延伸自己粘着性プロテクトフィルム。
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