JPH041010A - ポリオレフィンフイルムの製造方法 - 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、機械的特性及び光学的特性に優れたポリオレ
フィンフィルムの製造方法に関するものである。

ここで、本願においては、特に断わりのない限り、「フ
ィルム」には、一般にシートと呼ばれる厚ものも含むも
のとする。

［従来の技術］ 従来、ポリオレフィンを射出成形あるいは押出成形する
場合、ポリオレフィン自身の吸水率が非常に小さいため
、ポリエステルの様に事前の乾燥工程は必要とはされな
かった。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、ポリオレフィン中に含まれるわずかの水分や
気体、溶剤あるいは各種添加剤中の揮発成分がポリマー
の溶融時に残存すると、ポリマーが分解したり、ポリマ
ーが冷却固化されてもポリマー中に気泡が残ってしまう
ことがある。特に、非晶性ポリオレフィンの場合、結晶
性ポリオレフィンに比べて水分や気体が残りやすく、更
にはポリマーの製造工程で生じた溶剤も残存してしまう
という問題がある。したがって非晶性ポリオレフィンの
場合、ポリマー中に発生する気泡も多く発生し、また残
存する気体や溶剤の影響でポリマーの分解が促進される
こともある。

本発明は本問題点を鑑み、ポリオレフィンを溶融押出す
る時に残存する気体や溶剤による分解を防ぎ、押出した
ポリオレフィン中の気泡の発生を抑えることにより、機
械的特性及び光学的特性に優れたポリオレフィンフィル
ムを提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ポリオレフィン全重量に対して、ポリオレフ
ィンを常温から溶融温度まで加熱した時に発生する低分
子量物を０．０５ｗｔ％以下にしたのち溶融押出するこ
とを特徴とするポリオレフィンフィルムの製造方法に関
するものである。

本発明にかかるポリオレフィンとは、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリブ
テン−１−といった結晶性ポリオレフィンおよびそれら
の共重合体や更にそれらにビシクロアルケンあるいはト
リシクロアルケンなどの環状オレフィンを共重合した非
晶性ポリオレフィンやノルボルネンおよび／またはその
誘導体の開環重合体または開環共重合体といった非晶性
ポリオレフィンなどが挙げられる。

ここで本発明でいう結晶性ポリオレフィンとは、示差走
査熱量計（Ｄ　Ｓ　Ｃ）に観測される明確な結晶融点を
もつポリオレフィンであり、明確な結晶融点が観測され
ないものは、非晶性ポリオレフィンである。

これらのポリオレフィンを溶融押出する際にはポリオレ
フィンの中に含まれる水分や気体、溶剤の量を最小限に
することが望ましく、ポリオレフィン全重量に対して、
ポリオレフィンを常温から溶融温度まで加熱した時に発
生する低分子量は０゜Ｑ　５　ｗ　ｔ％以下がよく、好
ましくは０．０３ｗｔ％以下、更には０．０１ｗｔ％以
下が好ましい。

ここでいう常温とは、室温であり、通常２０〜２５℃で
ある。また、ここでいう溶融温度とは、ポリマーの押出
温度であるが、結晶性ポリオレフィンの場合、ポリマー
の融点Ｔｍ＋１０℃以上であることが好ましく、非晶性
ポリオレフィンの場合、ポリマーが流動を開始する温度
以上のことをいう。

また、ここでいう低分子量物とは、ポリマー中に残存す
る水分、気体、溶剤や、添加剤中の揮発成分であり、更
にはポリマー自身の分解物であり、ポリマーを溶融状態
まで加熱した時にポリマーから発生する物質である。

通常ポリオレフィンの吸水率は０．０］、ｗｔ％以下と
いわれており、ポリマー中に残存する低分子量物はそれ
ほど問題にされてこなかったが、実際にはかなりの水分
や気体、溶剤がポリマー中に溶解しており、これらがポ
リマーの溶融時にポリマーの分解に作用したり、ポリマ
ー中の気泡の発生原因となることがわかった。これら低
分子量物はほとんどポリマーの非晶部に残存するため、
ポリプロピレンやポリ−４−メチルペンテン−１といっ
た結晶性ポリオレフィンのように非晶部が少ないポリマ
ーは残存低分子量物の影響は少なくなるが、結晶性の低
下したポリオレフィンや非晶性ポリオレフィンの場合、
その影響は顕著になってくる。

残存する水分や気体、溶剤を除去する方法としては、ポ
リエステル、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、
ポリカーボネートといったポリマー原料を乾燥する際に
用いられている装置を用いればよく、例えば熱風オーブ
ン、静置式真空乾燥機、マイクロ波加熱式乾燥機、赤外
線加熱式乾燥機、超音波加熱式乾燥機、回転式真空乾燥
機といった装置により乾燥すればよい。

乾燥温度は、ポリマー組成や構造によって異なるが、ポ
リマーのガラス転移温度が１００℃以上ならば、９０℃
〜［ガラス転移温度−１０℃コで乾燥することが望まし
い。結晶性ポリオレフィンの場合、原料の段階で既に結
晶化していることがほとんどであり、移動式や回転式乾
燥機を用いてポリマーの結晶部分が融解しない範囲内の
高温で乾燥するのがよい。また、結晶性が低いポリマー
や非晶質ポリマーを乾燥する際には、ガラス転移温度以
下の温度で乾燥することが望ましい。

乾燥温度が９０℃以上の十分高い場合は、熱風オーブン
や静置式真空乾燥機で行なってもよいが、乾燥温度が９
０℃より低い場合や短時間で乾燥する場合は、移動式や
回転式の真空乾燥機で行なうのが好ましい。

以上のような乾燥工程を経た原料ポリオレフィンを常温
から溶融温度まで加熱した時に発生する低分子量は０．
０５ｗｔ％以下、好ましくは０゜０３　ｗ　ｔ％以下、
更に好ましくは０．０１ｗｔ％以下であり、この原料ポ
リオレフィンを押出機に供給すれば良い。

非晶性ポリオレフィンやガラス転移温度や融点が１００
℃よりも十分低い結晶性ポリオレフィンは乾燥するのが
困難であるが、これらのポリオレフィンを押出ししたり
、あるいはポリオレフィンの乾燥工程を省略して押出し
する方法として、ベント式２軸押出機を利用する方法も
ある。ベント式押出機では、ポリオレフィン中に残留し
ている水分や気体や溶媒をポリオレフィンの溶融時に真
空脱気することにより、除去することができる。

この際、真空脱気部にトラップを設けることによって、
除去した水分や溶媒、一部の気体の量を把握することが
できる。原料ポリオレフィン中に残存する水分や気体や
溶媒の量と押出機内に供給されるポリオレフィンの量が
わかれば、真空脱気後の溶融ポリマー中に残存する量が
わかり、この残存低分子量物は、乾燥工程を経たポリオ
レフィンと同様に、ポリオレフィン重量に対してこの残
存低分子量物の重量が０．０５ｗｔ％以下がよく、好ま
しくは０．０３％ｗｔ以下、更に好ましくは０．０１ｗ
ｔ％以下にした状態で押出キャストするのがよい。

実用上、ポリオレフィン中には、着色防止剤、酸化防止
剤、熱安定剤、結晶核剤、すべり剤、ブロッキング防止
剤、粘度調節剤、消泡剤、透明化剤などの各種の添加剤
を添加してもよいが、ポリマーを加熱溶融した時に、添
加剤自身の気化、あるいは分解、添加剤中の揮発性不純
物などから発生する低分子量物が、ポリオレフィン重量
に対して０．０５ｗｔ％以下がよく、好ましくは０．０
３％ｗｔ以下、更に好ましくは０．０１ｗｔ％以下であ
ることが好ましい。

ポリオレフィンは、事前の乾燥工程を経て溶融されたり
、あるいは押出機内の溶融状態で脱気を行ない、口金よ
りフィルム状に押出される。口金は通常Ｔダイか用いら
れるがこれに限定されるわけではない。

ポリオレフィンフィルムを無配向フィルムとして用いる
ためには、押出時の剪断応力を極力小さくするためにド
ラフト比（キャスト線速／押出線速）が上がり過ぎない
ようにすることが好ましく、ドラフト比としては３０以
下であると複屈折Δｎが５Ｘ１０−３以下となるので好
ましい。また、キャスト時の冷却速度を大きくすること
が、フィルムの透明性、成形性を向上するので好ましく
、溶融押出シートを水中に導く方法、冷却ドラム上で付
設の弾性ロールによる圧着やエアー圧などで密着キャス
トする方法などが挙げられる。

また、通常口金より押出したフィルムの表面にはダイラ
インが発生するが、例えばこのフィルムを光学用の透明
フィルムとして利用する場合、このダイラインによって
光線が屈折、散乱してしまうため使用することができな
い。そこで、溶融押出したフィルムを一対のカレンダー
ロール間で加圧冷却することにより、表面を平滑化でき
、透明性を向上させることができる。

一方、ポリオレフィンフィルムを配向フィルムとして用
いる場合には、チューブラ−延伸法、ロール延伸及び／
またはステンター法による延伸法が挙げられる。ロール
延伸及び／またはステンター法は厚みの均一性の優れた
フィルムが得られるので好ましく、冷却固化された未延
伸シートを周速差を設けたロール間で長手方向に延伸し
、必要に応じて引き続きステンターに導き幅方向に延伸
し、必要に応じて引き続き熱処理やリラックスを併用し
た熱処理をするのがよい。

また、本発明においては、目的に応じて、エンボス加工
、押出ラミネーション加工、他の樹脂フィルム、紙、ア
ルミ、布帛などとの張り合わせ加工などを行ない用いる
ことができる。

［物性の評価方法］ （１）低分子量物の発生量 水分検出器（ＭＥＡ　二Ｍｏ１ｓｔｕｒｅ　Ｅｖｏｌｕ
ｔｉｏｎ　Ａｎａ−１ｙ！ｅｒ、デュポン製　９０２Ｈ
型）を用いて、サンプルを窒素気流下で室温より昇温速
度１０℃／分にて昇温し、サンプルが融解する温度まで
に発生する水分量の積算値をサンプル中から発生する水
分量とした。

サンプル中から発生する水分、気体、溶剤といった低分
子量物の総量については、熱天秤（ＴＧＡ　：　Ｔｈｅ
ｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　Ａｎａ１７ｘｅｒ、島
津製作所製ＴＧ−３０Ｍ型）を用いて、サンプルを窒素
気流下で室温より昇温速度１０℃／分にて昇温し、サン
プルが融解する温度までに減少した重量から求めた。

（２）熱特性 示差走査熱量計ＤＳＣ−ｎ型（パーキンエルマー社製）
を用いて、サンプル５ｍｇを窒素気流下で室温より昇温
速度２０℃／分にて昇温し、該サンプルの融解に伴う吸
熱ピークを融点（Ｔ　ｍ　）とする。ここで、ピークが
複数観測される時には、最も高温のピークを融点とする
。

また、サンプル１０ｍｇを、液体窒素温度より１０℃／
分の昇温速度で昇温しでいき、ベースラインが偏奇し始
める温度と、新たなベースラインに戻る温度との平均値
をもってガラス転移温度（Ｔ　ｇ）とするベースライン
が偏奇せず、吸熱ピークとなってあられれる場合は、そ
の頂上温度を用いる。

（３）複屈折 フィルム面内の複屈折の測定はナトリウムＤ線（５８９
ｎｍ）を光源として直行ニコルを備えた偏光顕微鏡に試
料フィルム面が光軸と垂直となるように置き、試料の複
屈折によって生じた光路差ｒをコンペンセーターの補償
値から求め、ｒ／ｄをもって複屈折とした。ここでｄは
試料フィルムの厚さであり、厚み測定はダイヤルゲージ
（ＪＩＳ　　Ｂ　　７５０９）を用いた。

（４）　　透明性（ヘイズ） フィルムのヘイズをＪＩＳ　　Ｋ６７８２に準じて測定
し、透明性の指標とした。

無配向フィルムとして用いる場合、トータルヘイズが５
％／１００μｍ以下を○、２０％／１００μｍ以上を×
とし、その中間を△とした。

（５）機械的強度 厚み４００μｍの試料を９０°、１８０°折曲げた時、
１８０°まで完全に折曲げることのできたものを○、９
０〜１８０°で割れてしまったものを△、９０°以下で
割れてしまったものを×とした。

［実施例コ 次にこの発明の実施例及び比較例を示し、この発明の効
果をより具体的に説明する。

実施例１ ポリ−４−メチルペンテン−１（“ＴＰＸ″Ｄｘ８２０
、三井石油化学工業製）を回転式真空乾燥器をもちいて
、温度１８０℃、真空度３Ｔｏ　ｒｒで二時間乾燥した
後、原料の一部を取出し、低分子量物の残存量を測定し
たところ、０．００７ｗｔ％であった。乾燥した原料は
そのまま常法により押出機内で２８０℃で溶融しＴ型口
金より押出して、７０℃のドラム上にエアー圧によって
密着、固化させ厚み１００μｍのフィルムを成形した。

比較例１ 実施例１と同様のポリマーを用い、低分子量物量を測定
したところ、０．０５１．ｗｔ％であった。

この原料を事前乾燥を行なわないで、溶融押出し、実施
例１と同様に厚み１００μｍのフィルムを得た。

実施例１においては透明性、機械特性に優れたフィルム
が得られたが、比較例１においてはフィルム中に気泡が
残存し、透明性、機械的特性が低下した。

実施例２ 非晶性ポリオレフィン（ゼオネックス６００、日本ゼオ
ン製）を熱風オーブン中で、温度１２０℃で１２時間乾
燥した後、原料の一部を取出し、低分子量物の残存量を
測定したところ、０．０１ｗｔ％であった。乾燥した原
料はそのまま常法により押出機内で３００℃で溶融しＴ
型口金より押出して、１００℃のドラム上に付設の弾性
ロールによって密着、固化させて厚み４００μｍのフィ
ルムを成形した。

実施例３ 実施例２と同様のポリマーを用い、事前乾燥を行なわな
いで、ベント式２軸押出機内で３００°Ｃで溶融し、真
空脱気部より脱気を行い、カラス口のＴ型口金より押出
し、８０℃の一対のカレンダーロール間で線圧１００ｋ
ｇ／ｃｍで加圧冷却をおこなって、厚み４００μｍのフ
ィルムを成形した。なお、真空脱気部にトラップをもう
けて、ポリマーより除去した低分子の量を測定したとこ
ろポリマー１００ｇに対して０．０９ｇであり、また原
料ポリマー中に残存する低分子量物が０．０９４ｇであ
ったことから、押出時にポリマーに残存する低分子量物
はＯ，０１ｗｔ％以下と判断した。

比較例２ 実施例２と同様のポリマーを用い、低分子量物量を測定
したところ、０．０９４ｗｔ％であった。

この原料を事前乾燥を行なわないで、溶融押出し、実施
例２と同様に厚み４００μｍのフィルムを得た。

実施例２においては、透明性、機械的特性に優れたフィ
ルムが得られ、また実施例３においては透明性、機械的
特性だけでなく、表面平滑性の優れたフィルムが得られ
た。しかし、比較例２においては、気泡が大量に発生し
、またフィルムがやや黄色い色調を帯び、フィルムがか
なり脆くなった。

実施例４ ２−メチル−１，４，５，８−ジメタノ−１゜２、　３
．　４．　４ａ、　　５．　８．　８ａ、−オクタヒド
ロナフタレン４７モル％とエチレン５３モル％からなる
共重合ポリオレフィンを作成し、静置式真空乾燥機を用
いて、温度１００℃、真空度３Ｔ。

ｒｒで１２時間乾燥した後、原料の一部を取出し、低分
子量物の残存量を測定したところ、０．０１２　ｗ　ｔ
％であった。乾燥した原料はそのまま常法により押出機
内で３００℃で溶融しＴ型口金より押出して、７０℃の
ドラム上にエアー圧によって密着、固化させ厚み４００
μｍのフィルムを成形した。

比較例３ 実施例１と同様のポリマーを用い、低分子量物量を測定
したところ、０．１１０ｗｔ％であった。

この原料を事前乾燥を行なわないで、溶融押出し、実施
例１と同様に厚み４００μｍのフィルムを得た。

実施例４においては透明性、機械的特性に優れたフィル
ムが得られたが、比較例３においては、フィルム中に気
泡が発生し、またフィルムがやや黄色い色調を帯び、フ
ィルムがかなり脆くなった。

実施例１〜４、比較例１〜３について表に示す。

［発明の効果］ 本発明は、ポリオレフィンを溶融押出するに際し、原料
ポリマー中に含まれる水分や気体、溶剤を除去しておく
ことにより、透明性、機械的特性に優れたポリオレフィ
ンフィルムを形成せしめる方法を見出したものであり、
その効果としては、（１）フィルム中における気泡の発
生を抑えることができ、透明性に優れたフィルムを得る
ことができる。

（２）溶融押出時にポリマー中に水分や溶剤が残存する
とそれによってポリマーが分解し、フィルムが着色した
り、機械的特性を低下することがあるが、これらを防止
することができる。

（３）結晶性ポリオレフィンにおいては、溶融押出〜冷
却固化の間で結晶化が進行するが、結晶核剤となり得る
残存低分子を予め除去することによって、結晶化を抑制
することができ、透明性に優れたフィルムを得ることが
できる。

（４）非晶性ポリオレフィンの場合、残存する水分や気
体、溶剤の量が多いため上記（１）　、（２）の効果は
顕著であり、これらによって、フィルムは光学用などに
利用することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオレフィン全重量に対して、ポリオレフィン
   を常温から溶融温度まで加熱した時にポリオレフィンよ
   り発生する低分子量物を０．０５ｗｔ％以下にしたのち
   溶融押出することを特徴とするポリオレフィンフィルム
   の製造方法。
2. （２）ポリオレフィンが非晶性であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のポリオレフィンフィルムの
   製造方法。