JPH02122915A - ポリプロレンフィルム製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、逐次二軸延伸法、すなわち未延伸シートをま
ず一軸方向に延伸した後、それと直角方向に延伸する方
法により、ポリプロピレンフィルムを製造する工程の改
良に関するものである。

〔従来の技術〕

二軸配向ポリプロピレンフィルムは、その優れた物理的
特性、電気的特性のゆえに、食品や工業製品、コンデン
リーフイルムなど多量に用いられている。二軸配向ポリ
プロピレンフィルムをこのような用途に使用する場合、
コーティング、ラミネーティング、蒸着などが加えられ
ることが多い。

このような加工処理は普通加熱を伴うものなので、これ
によってフィルムが変形を起こすことは好ましくない。

つまり高温でできるだけ寸法安定性に優れたフィルムが
望まれるのである。

高ヤング率、剛性を付与するために、ポリプロピレンに
低軟化点のテルペン樹脂を添加し、高倍率に多段延伸す
る製造法（例えば特公昭４９−２５１８５号公報）など
が知られている。

（発明が解決しようとする課題〕 従来、プラスチックフィルムの逐次二軸延伸では、長手
方向に延伸して長手方向の配向度を上昇させても、次の
幅方向の延伸によって長手方向の配向度は低下し、寸法
安定性（高温クリープ特性）が劣る。また、長手方向配
向度をさらに高くするために、延伸倍率を大きくすると
、次の幅方向の厚みムラか大幅に悪化し、フィルム破れ
となり延伸性が低下する。

また、ポリプロピレンにテルペン系樹脂を添加し高倍率
に多段延伸する方法は、延伸性は大幅に改善できるもの
の、高温での寸法安定性（クリープ特性及び熱収縮率）
に劣るという問題点がある。

本発明は、高温での寸法安定性すなわちクリープ特性と
熱収縮性が共に優れ、フィルム破れの少ない延伸性の良
好なポリプロピレンフィルムの製法を提供するものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のポリプロピレンフィルムのＨＡＬＬ方法は、ポ
リプロピレン樹脂未延伸シートを長手方向に延伸し、［
長手方向屈折率］−［幅方向屈折率１の１直か０．０１
〜０．０２の範囲にある一軸配向フィルムとし、引続き
該樹脂の結晶化温度以上、融点より低い温度で、長手方
向に少なくとも１．１倍再延伸して、長手方向の総合延
伸倍率を５．０〜９．０倍としたのち、幅方向に延伸す
ることを特徴とする。

本発明の原料として用いられるポリプロピレン樹脂は、
１３５°Ｃテトラリン溶液中で測定した極限粘度が１．
８〜３．Ｏｄｌ／ｑのもので、この中でも結晶性の優れ
た立体規則性、即ちアイソタクチック度（以下Ｎ、ＩＪ
と略す）の高い（Ｉ。

Ｉ：９８．０〜９９．５％程度）ポリマが特に好ましい
。

なお、ポリプロピレン樹脂には、常用される帯電防止剤
、酸化防止剤、滑剤、防曇剤、安定剤、染料、顔料など
を含有していてもよい。

次に、このようなポリプロピレン樹脂から長手方向に延
伸して一輔配向フィルムを作るに際して、分子配向を特
定の範囲としておくことが必要である。分子配向の程度
は、光の屈折率で表示することができる。つまり、屈折
率が高いほど、分子配向の程度が高いわけである。本発
明に用いられる長手方向１段延伸フィルムの配向は、長
手方向に測られた屈折率から、幅方向に測られた屈折率
を差引イタ差（Δｎｂ）が、０．０１〜０．０２、好ま
しくは０．０１２〜０．０１８の範囲にあることが必要
で必る。この屈折率差の値が０．０１、好ましくは０．
０１２より低いと、長手方向に再延伸しても寸法安定性
（高温クリープ特性）が劣ったものとなってしまう。ま
た逆に、この屈折率差が０．０２、好ましくは０．０１
８を越すと、幅方向延伸で破れたり、厚みムラが悪くな
ったりし延伸性が大幅に悪化してしまう。

以上述べたような特性の分子配向を持つ一軸配向フィル
ムを、長手方向に再延伸するに際して、該樹脂の結晶化
温度以上、融点より低い温度で長手方向に少なくとも１
．１倍以上に延伸し、１段目と２段目以後の総合延伸倍
率を５．０倍から９゜０倍の範囲とする必要がある。こ
のとき再延伸温度が該樹脂の結晶化温度未満では再延伸
時にフィルム切れを起こしやすく、また延伸できたとし
てもフィルム中にボイドを多数含有し、高温での寸法安
定性（クリープ特性、熱収縮率）が劣ったものとなって
しまう。また逆に再延伸温度が融点以上になると、分子
配向が緩和されるためか、高温寸法安定性（クリープ特
性）が劣る。また再延伸倍率が、１．１倍未満でおるか
、又は総合延伸倍率が５．０未満では、高温寸法安定性
（クリープ特性）が改良できない。また総合倍率が９．
０（ａ’を越えると、次の幅方向延伸性か大幅に劣り、
二軸配向フィルムを得ることができなくなる。

次に、本発明を実施するための具体的方法を説明する。

まずポリプロピレン樹脂を押出機に供給して、２２０〜
２８０’Ｃで溶融押出し、冷却固化せしめて、未延伸シ
ートとする。この未延伸シートを、１２０〜１５０’Ｃ
に加熱して、延伸速１１０〜１０５％／分の速度で長手
方向に延伸する。

このとき温度と倍率を適宜選択することにより、［長手
方向屈折率］−［幅方向屈折率］の差（Δｎｂ）が、０
．０１〜０．０２、好ましく　ハＯ。

０１２〜０．０１８の一軸配向フィルムを１７ることが
できる。なおこの１段目延伸はネッキング現象が認めら
れない程度の倍率以上に延伸することが重要である。こ
れによって最終製品の厚みムラを大幅に向上させること
ができる。

次に、この特定の分子配向を持つ一軸配向フィルムを、
該樹脂の結晶化温度以上、融点より低い温度に加熱して
、長手方向に少なくとも１．１倍以上に再延伸する。特
に好ましい延伸倍率は一段目の分子配向の程度にもよる
が、１．２倍〜１゜８倍がよい。また再延伸は、−挙に
この倍率分だけ延伸してもよく、あるいは２段階、３段
階で少しずつ延伸してもよい。なおこの再延伸温度は該
樹脂の結晶化温度以上、融点より低い温度で延伸する必
要があり、かつ１段目延伸より２段目以降の延伸温度は
高い方が、高温寸法安定性が優れるので好ましい。具体
的には２段目以降の延伸温度は融点より５°Ｃ〜２０’
Ｃ低い温度で延伸すると、高温寸法安定性が大幅に向上
できるので好ましい。

１段目延伸によって特定の分子配向としているため、２
段目延伸でフィルム表面の溶融粘着等の問題がなく、前
述したような充分な高温度で延伸できることが本発明の
効果をより向上できるのである。以上のようにして延伸
されたフィルムの長手方向の総合延伸倍率（１段目延伸
×２段目以降の延伸倍率）を５．０倍〜９．０倍の範囲
とする。

上記の様に長手方向に多段延伸されたフィルムは、次い
で幅方向に延伸される。幅方向に温度１５０〜１６７°
Ｃで７倍〜１２倍に延伸、二軸配向ポリプロピレンフィ
ルムとする。所望により１００°Ｃ〜１６５°Ｃで５〜
１５％の弛緩を施して熱固定すると、寸法安定性を向上
させるうえに効果のあることが多い。

本発明において用いた特性の測定方法及び効果の評価方
法は次のとありである。

（１）樹脂の融点（Ｔｍ　＞ パーキン・ニルマー社の示差走査熱量計ＤＳＣ■型を用
い、試料５ｍｑを入れて、これを窒素中で２０’Ｃ／分
の昇温速度で加熱してゆき、融解に伴なう吸熱ピーク温
度をもって融点とする。

（２）結晶化温度（Ｈｍｃ） パーキン・ニルマー社の示差走査熱量計ＤＳＣ−■型を
用い、試料５ｍｑを入れて、２０’Ｃ／分の昇温速度で
２８０’Ｃまで昇温し、２８０℃で５分間放置する。そ
れから２０’Ｃ／分の速度で降温させてゆき結晶化に伴
なう発熱ピークを描かせる。

そのピークの頂上部の温度をＴｍｃとする。なお、ＤＳ
Ｃの試料室は、ポリプロピレン樹脂の分解を防ぐため、
窒素で置換しておく。

（３）同折率 アツベの屈折ｔ１を用いて、フィルムの長手方向及び幅
方向の屈折率を測る。光源はナトリウムランプを用いる
。

（４）高温寸法安定性（クリープ特性）東洋測器株式会
社製の天秤型自動記録クリープ試験機を用い、試長１ｏ
が１３０ｍｍ、幅が１５ｍｍの試料を４０’Ｃのオーブ
ン中にセットし、続いて昇温速度５℃／分で昇温させな
がらＤＣ差動トランスにて試料の伸縮を自動的に記録さ
せ、１３０’Ｃにおける伸縮量ΔＩを有効試艮に対する
百分率（％）で示した。なおこの時の加えた筒中Ｗは試
料断面積ｍｍ２当りのっで計算したものである。

（５）高温寸法安定性（熱収縮率） Ｊ　ＩＳ−に−６７８２に基づき、ギヤーオーブンにて
１２０°ＣＸ１５分の収縮率を測定した。長手方向２．
５％以下をＱ、２．５％を越え３．５％以下を△、３．
５％を越えるものを×、幅方向＝１％〜１％の範囲を○
、１％を越え２．５％以下をΔ、２．５％を越えるもの
を×とした。

（６）延伸性 １００００ｍのフィルムを幅方向に延伸する際に生ずる
破断回数。

（７）厚みムラ（％） フィルム全幅の中で最も厚いところの厚さをＤｍａｘ　
、最も薄いところの厚さをＤｍｉｎ　、全幅平均の厚さ
を［）　ａｖｅとすると、次式により求められる。

〔実施例〕

本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１〜３ テトラリン１３５℃中の固有粘度２．２ｏ、［１，Ｉ＝
９８．１コのポリプロピレン樹脂（Ｔｍｃ：１０８°Ｃ
，Ｔｍ：１６４°Ｃ）を２６０’Ｃで溶融押出し、２０
’Ｃのキャスティングドラムにて急冷し、未延伸シート
を作った。該シートを第１表に示す温度で予熱ロールに
て予熱し、ロール間周速差を利用して、長手方向に４．
４倍に延伸し、表に示す様な複屈折の一軸延伸フイルム
を得た。

該−軸延伸フィルムを、１５５°Ｃ（実施例１）、１５
０℃（実施例２＞、１４５°Ｃ（実施例３）の温度で１
．２５倍に再延伸しく総合倍率５．５侶）Δｎｂ＝１９
．９のフィルムを１ｑだ。次いでこのシートをステンタ
へ導入し、１６４°Ｃで幅方向に９．３倍延伸し、緊張
状態を保ったままで２秒間、１６０’Ｃの熱風中を通過
させて熱処理し、次いで幅方向に元の幅の１０．９％分
だけ弛緩させて、１５５°Ｃで弛緩熱処理をした。次い
でステンタから出てきたところで掌湿まで冷却して、厚
さ４０μｍのフィルムを作った。

得られたフィルムのクリープ特性は荷重２００ｑ／ｍｍ
２で１．１〜１．２％、荷重２５ＣＩ／ｍｍ２で−０，
４〜−０，６％であり伸縮量はきわめて小さくクリープ
特性は良好であった。また熱収縮率も小さく、高温寸法
安定性に優れることがわかる。ざらに延伸性及び厚みム
ラに優れており、安定した生産性を示した。

実施例４．５ テトラリン１３５°Ｃでの固有粘度２．０５゜［１，１
＝９８．３］のポリプロピレン樹脂（Ｔｍｃ：１０９°
Ｃ，Ｔｍ：１６４°Ｃ）を２５５°Ｃで溶融押出し、１
７°Ｃのキャスティングドラムにて急冷し、未延伸シー
トとした。該シートを１３５℃に加熱されたロール群に
て加熱し、長手方向に５゜０倍延伸した。このフィルム
のΔｎｂ　　（長手方向屈折率−幅方向屈折率）は０．
０１７８であった。

該フィルムを１５５°Ｃにｎ？ａされたオーブンにて加
熱し、長手方向に１．５倍（実施例４＞、１゜２倍（実
施例５）に延伸し一軸配向フイルムとした。次いで実施
例１とまったく同様にして幅方向に延伸、熱処理を施し
、４０μｍのフィルムを１９だ。かくして得られたフィ
ルムの高温寸法安定性（クリープ特性、熱収縮率）は良
好であり、生産性にも優れたものであった。

比較例１．２ 実施例５と同様にして１ｑた１段目延伸フィルムを、１
．２倍に再延伸する時の温度を１ｍｃ以下の１０３°Ｃ
（Ｔｍｃ：１０９℃）（比較例１）、Ｔｍ以上の１６５
°Ｃ（Ｔｍ：’１６４°Ｃ）（比較例２）とした以外は
実施例５とまったく同様にしてフィルムを得た。かくし
て得られたフィルムの特性を第１表に示したが、長手方
向２段目以降の延伸温度が結晶化温度（ＴｍＣ＞未満で
あると、熱収縮率が高く、逆に融点（Ｔｍ　＞以上にな
ると、クリープ特性が大幅に悪化する。ざらに延伸性、
厚みムラが悪く、生産性の劣ったものであった。

比較例３ 実施例１と同様にして未延伸シートを作り、予熱ロール
群にて１３５°Ｃに予熱し、長手方向に４゜８倍延伸し
Δｎｂが０．０１７のフィルムを得た。

該延伸フィルムをオーブンで１５５°Ｃに加熱し、長手
方向に１．０５倍再延伸した。次いで実施例１と同様に
して幅方向に延伸、熱処理を実施し、４０μｍのフィル
ムとした。該フィルムの特性を第１表に示したが、■延
伸倍率が１．１倍未満であると、クリープ特性が悪くな
ることがわかる。

比較例４ 実施例１と同様にして未延伸シートを作り、１３５°Ｃ
の予熱ロールで予熱し、長手方向に４．４倍延伸しΔｎ
ｂが０．０１６のフィルムを得た。

この−軸延伸フィルムをオーブンで加熱し１５５°Ｃで
長手方向に１．１２倍で再延伸した。このときの長手方
向総合延伸倍率は４．９２倍である。

次いで実施例１と同様に幅方向に延伸し熱処理を施し４
０μｍのフィルムを１ｑだ。このフィルムの特性を第１
表に示したが、長手方向の総合延伸倍率が５．０未満で
あると、クリープ特性に劣り、また厚みムラの悪いフィ
ルムであることがわかる。

比較例５ 実施例１と同様にして未延伸シートを作り、１３５°Ｃ
で長手方向に５．０倍延伸した。引続いて１５５°Ｃの
オーブンにて長手方向に１．８５倍再延伸した。この時
の長手方向の総合延伸倍率は９゜２５倍であった。次い
で実施例１と同じ条件でステンタにて幅方向に延伸しよ
うとしたが破れてフィルムを採取することができなかっ
た。

比較例６ 実施例１と同様にして未延伸シートを作り、予熱ロール
にて１３０°Ｃに加熱して長手方向に５゜０倍延伸した
。この時のΔｎｂは０．０２１５であった。該フィルム
を１５５°Ｃに加熱されたオーブンにて長手方向に１．
２倍再延伸した。次いで実施例１とまったく同様に幅方
向に延伸熱処理を行ない４０μｍのフィルムを１ｑだ。

１ｑられたフィルムの特性を第１表に示したが、長手方
向の熱収縮率が大きく、延伸性及び厚みムラが悪く生産
性に劣ったものであることがわかる。

比較例７ 実施例１と同様にして未延伸シートを作り、１３９°Ｃ
ｌ、：　ｈＯ熱された予熱ロールで加熱し長手方向に６
．０倍延伸した。このフィルムのΔｎｂは０゜０２１で
あった。このフィルムを再延伸しないでそのまま実施例
１と同様にして幅方向に延伸熱処理を行ない４０μｍの
フィルムを作った。このフィルムの特性を第１表に示し
たが、長手方向に再延伸しないと、クリープ特性が若干
劣り、長手方向の熱収縮率も大きく、また延伸性に劣っ
たものであることがわかる。

比較例８ 実施例１と同様にして未延伸シートを作り、予熱ロール
にて１４１°Ｃに加熱して長手方向に４゜１倍延伸した
。この時のΔｎｂは０．００９６であった。該フィルム
を１５５°Ｃに加熱されたオーブンにて長手方向に１．
２５倍再延伸した。次いで実施例１とまったく同様に幅
方向に延伸熱処理を行ない４０μｍのフィルムを得た。

得られたフィルムの特性を第１表に示したが、クリープ
特性に劣るとともに、厚みムラが著しく悪く生産性に劣
ったものであることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明は、ポリプロピレン未延伸フィルムを、長手方向
に延伸して特定の配向条件としたのら、引続き特定の温
度条件、特定倍率で長手方向に再延伸した製造方法とし
たことにより、ｊｑられたポリプロピレンフィルムは高
温寸法賞定性（クリープ特性と熱収縮率）に優れるとと
もに生産性にも優れる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリプロピレン樹脂未延伸シートを長手方向に延
   伸し、［長手方向屈折率］−［幅方向屈折率］の値が０
   ．０１〜０．０２の範囲にある一軸配向フィルムとし、
   引続き該樹脂の結晶化温度以上、融点より低い温度で、
   長手方向に少なくとも１．１倍再延伸して、長手方向の
   総合延伸倍率を５．０〜９．０倍としたのち、幅方向に
   延伸することを特徴とするポリプロピレンフィルムの製
   造方法。