KR20190111902A - 2축 배향 폴리프로필렌 필름 - Google Patents

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Abstract

2축 배향 폴리프로필렌 필름의 편면의 최대 높이 거칠기를 Sz1, 다른 한쪽의 면의 최대 높이 거칠기를 Sz2(단, Sz1≤Sz2라고 한다)라고 했을 때 Sz1이 50~500㎚이며, 적어도 편면에 긴 변이 10㎛ 이하, 높이가 50~200㎚인 돌기가 100㎛×100㎛에 5개 이상의 빈도로 존재하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름. 표면 평활성, 투명성이 우수하고, 또한 슬라이딩성이나 핸들링성이나 권취성이 우수한 폴리프로필렌 필름을 제공한다.

Description

2축 배향 폴리프로필렌 필름
본 발명은 표면 평활성, 투명성이 우수하고, 또한 슬라이딩성이나 핸들링성이나 권취성이 우수한 폴리프로필렌 필름 및 그것을 사용한 점착 필름 롤에 관한 것이다.
폴리프로필렌 필름은 투명성, 기계 특성, 전기 특성 등이 우수하기 때문에 포장 용도, 이형 용도, 테이프 용도, 케이블 래핑이나 콘덴서를 비롯한 전기 용도 등 여러 가지 용도로 사용되어 있다. 특히, 표면의 이형성이나 기계 특성이 우수하다는 점에서 플라스틱 제품이나 건재나 광학 부재 등 여러 가지 부재의 이형용 필름이나 공정 필름으로서 적합하게 사용된다.
이형용 필름으로의 요구 특성은 그 사용 용도에 따라 적당히 설정되지만, 최근 기기의 소형화, 고밀도화에 의해 보호하는 대상이 되는 제품에도 박막, 또한 고품위가 요구되는 경우가 있으며, 폴리프로필렌 필름의 표면 평활성이 나쁘면, 예를 들면 광학용 부재의 이형 필름으로서 사용했을 때에 필름의 표면 요철이 광학용 부재에 전사되어 제품의 시인성에 영향을 끼치는 경우가 있다. 또한, 폴리프로필렌 필름의 투명성이 나쁘면 제품과 접합한 후 결점 관찰 등의 공정 검사를 행할 때에 방해가 되는 경우가 있다.
한편, 표면 평활성이나 투명성이 우수한 필름은 일반적으로 슬라이딩성이 나빠 제막 중의 반송 공정이나 권취 공정, 또한 후가공 공정 등에서 주름이 발생하거나 핸들링성이 저하되는 경우가 있었다.
폴리프로필렌 필름의 슬라이딩성을 향상시키는 수단으로서, 예를 들면 특허문헌 1~3에 필름 표층에 이활 입자를 사용하는 예가 기재되어 있다.
이활 입자를 사용하지 않는 예로서 특허문헌 4에는 에틸렌계 수지를 첨가하여 표면에 요철을 형성하는 예가 기재되어 있다.
특허문헌 5~8에 필름 표층이 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지를 사용하는 예가 기재되어 있다.
일본 특허공개 2007-105893호 공보 일본 특허공개 2005-138386호 공보 일본 특허공개 평 11-048335호 공보 일본 특허공개 2002-40667호 공보 일본 특허공개 2015-107612호 공보 일본 특허공개 2004-114419호 공보 일본 특허공개 2008-189795호 공보 일본 특허공개 2005-280125호 공보
특허문헌 1~3에서는 그러나 폴리프로필렌은 이형성이 높기 때문에 입자와의 친화성이 낮아 제막 공정이나 후가공 공정에서 입자가 탈락되거나 이형용 필름이나 공정 필름으로서 사용했을 경우 제품에 입자가 부착되는 경우가 있었다. 또한, 특허문헌 1, 2는 헤이즈가 높아 투명성이 충분하지 않기 때문에 결점 검출을 실시하는 공정에 사용할 수 없는 경우가 있었다. 특허문헌 3은 투명성은 우수하지만 사용하고 있는 입자의 입자 지름이 크기 때문에 표면 평활성이 충분하지 않은 경우가 있었다.
특허문헌 4에서는 배면의 표면 평활성이 불충분하며, 제품과 접합하여 권취했을 때에 배면의 형상이 제품에 전사되는 경우가 있었다. 또한, 슬라이딩성이 불충분하며, 점착층을 도포해서 보호 필름으로서 사용할 때 등 권취가 곤란할 경우에 있어서 에어 엔트레인먼트 등의 결점이 발생하기 쉬워지는 경우가 있었다.
특허문헌 5, 6은 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지의 첨가 농도가 5% 이상으로 높은 점에서 필름 표면의 돌기가 조대해지고, 점착층을 도포해서 보호 필름으로서 사용할 때 등 권취가 곤란할 경우에 있어서 에어 엔트레인먼트 등의 결점이 발생하기 쉬워지는 경우가 있으며, 또한 필름의 헤이즈도 높기 때문에 결점 검출을 실시할 수 없는 경우가 있었다. 또한, 특허문헌 7, 8은 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지의 첨가 농도가 낮지만, 압출 온도나 캐스팅 드럼의 온도가 높아 필름 표면의 돌기가 조대해지고, 제품과 접합하여 권취했을 때에 배면의 형상이 제품에 전사되는 경우가 있었다.
본 발명의 과제는 상술한 문제점을 해결하는 것에 있다. 즉, 표면 평활성, 투명성이 우수하고, 또한 슬라이딩성이나 핸들링성이나 권취성이 우수한 폴리프로필렌 필름을 제공하는 것에 있다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 편면의 최대 높이 거칠기를 Sz1, 다른 한쪽의 면의 최대 높이 거칠기를 Sz2(단, Sz1≤Sz2라고 한다)라고 했을 때 Sz1이 50~500㎚이며, 적어도 편면에 긴 변이 10㎛ 이하, 높이가 50~200㎚인 돌기가 100㎛×100㎛에 5개 이상의 빈도로 존재하는 것을 특징으로 한다.
(발명의 효과)
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 표면 평활성, 투명성이 우수하고, 또한 슬라이딩성이나 핸들링성이나 권취성이 우수한 점에서 도포용의 기재 필름이나 커버 필름이나 보호 필름 등의 공업용 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 편면의 최대 높이 거칠기를 Sz1, 다른 한쪽의 면의 최대 높이 거칠기를 Sz2(단, Sz1≤Sz2라고 한다)라고 했을 때 Sz1이 50~500㎚이다. 최대 높이 거칠기란 최대 산 높이와 최대 골 깊이의 합을 나타낸다. Sz1은 보다 바람직하게는 50~400㎚, 더 바람직하게는 100~300㎚, 더 바람직하게는 120~280㎚이다. Sz1이 50㎚ 미만이면 필름 표면이 지나치게 평활하여 제막한 필름을 반송하거나 권취할 때에 핸들링성이나 권취성이 저하되는 경우가 있다. Sz1이 500㎚를 초과하면 기재 필름이나 커버 필름으로서 사용했을 때 제품의 표면에 요철을 전사해버리는 경우가 있다. Sz1을 상기 범위로 하기 위해서는 필름의 원료 조성이나 필름의 적층 구성을 후술하는 범위로 하고, 또한 필름 제막 시의 캐스트(용융 압출한 수지의 시트화 공정) 조건이나 종 연신 조건을 후술하는 범위 내로 해서 캐스트 시트의 β결정을 저감시키는 것이 바람직하다. 또한, 폴리프로필렌 수지와 다른 수지의 블렌드 조건 및 용융 압출 시의 조건을 후술하는 범위 내로 해서 수지의 분산을 컨트롤하는 것이 특히 바람직하다. 단, 양면의 최대 높이 거칠기의 값이 동일할 경우에는 캐스팅 드럼과의 접촉면의 최대 높이 거칠기를 Sz1이라고 했다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 적어도 편면에 긴 변이 10㎛ 이하, 높이가 50~200㎚인 돌기가 100㎛×100㎛에 5개 이상의 빈도로 존재한다. 이에 따라, 필름을 권취할 때의 에어 엔트레인먼트나 에어 릴리스성이 적정하게 제어되어 평활한 필름을 주름 없이 깨끗하게 권취하는 것이 가능해진다. 특히, 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 점착층을 도포하여 이형 필름을 개재하지 않고 필름 롤을 권취할 때에는 마찰 계수가 커지기 때문에 권취 시에 주름이 들어가기 쉬워진다. 폴리프로필렌 필름의 배면은 점착층 표면과 접하기 때문에 배면의 표면 형상이 권취성에 큰 영향을 끼치므로 상기 돌기 밀도로 함으로써 점착층 표면과 배면의 접촉 면적을 작게 할 수 있고, 권취 주름이 들어가기 어려워 권취성이 양호하게 되는 것이 발견되었다. 폴리프로필렌 필름 표면에는 피브릴 등의 조대 돌기부와 평활부가 존재하지만 피브릴 등의 조대 돌기는 장경이 커서 점착층과 면접촉하고, 권취성 개선에 그다지 기여하지 않아 에어 엔트레인먼트 등의 결점이 발생하기 쉬워지는 경우가 있었다. 평활부에 점착층과 점접촉이 가능해지는 특정 돌기 높이, 장경을 갖는 미소 돌기를 수많이 존재시킴으로써 평활성을 유지한 채 권취성을 개선할 수 있는 것이 발견되었다. 돌기의 높이가 50㎚ 미만이면 슬라이딩성 향상에 기여하지 않고, 권취성 향상에 기여하지 않을 경우가 있다. 한편, 돌기의 높이가 200㎚를 초과하면 권취할 때 돌기 사이에 에어가 말려 들어가기 쉬워져 결점이 발생하기 쉬워지는 경우가 있다. 또한, 긴 변이 10㎛를 초과하는 돌기는 권취성 향상으로의 기여가 작아 에어 엔트레인먼트 등의 결점이 발생하기 쉬워지는 경우가 있다. 권취성 향상의 관점으로부터 돌기 빈도는 7개 이상인 것이 보다 바람직하며, 10개 이상인 것이 더 바람직하고, 50개 이상이 특히 바람직하며, 100개 이상이 가장 바람직하다. 돌기 빈도가 5개 미만이면 슬라이딩성 향상에 기여하지 않아 권취성이 저하되는 경우가 있다. 필름 표면의 돌기 상태를 상기 범위 내로 하기 위해서는 필름의 원료의 조성이나 조정 방법, 필름의 적층 구성, 필름 제막 시의 캐스트(용융 압출한 수지의 시트화 공정) 조건이나 종 연신 조건을 후술하는 범위 내로 하는 것이 효과적이다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 편면의 최대 높이 거칠기를 Sz1, 다른 한쪽의 면의 최대 높이 거칠기를 Sz2(단, Sz1≤Sz2라고 한다)라고 했을 때 최대 높이 거칠기 Sz2가 100~1000㎚인 것이 바람직하다. Sz2는 보다 바람직하게는 200~800㎚, 더 바람직하게는 300~700㎚, 더 바람직하게는 500~700㎚이다. Sz2가 100㎚ 미만이면 필름 표면이 지나치게 평활하여 제막한 필름을 반송하거나 권취할 때에 핸들링성이나 권취성이 저하되는 경우가 있다. Sz2가 1000㎚를 초과하면 기재 필름이나 커버 필름으로서 사용했을 때 제품의 표면에 요철이 전사되어버리는 경우가 있다. Sz2를 상기 범위로 하기 위해서는 필름의 원료 조성이나 필름의 적층 구성을 후술하는 범위로 하고, 또한 필름 제막 시의 캐스트(용융 압출한 수지의 시트화 공정) 조건이나 종 연신 조건을 후술하는 범위 내로 해서 캐스트 시트의 β결정을 저감시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 Sz2/Sz1의 값이 1 이상 3 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.5 이상 3 이하이다. Sz2/Sz1의 값이 3을 초과하면 Sz1이 지나치게 작고, 필름 표면이 지나치게 평활하여 제막한 필름을 반송하거나 권취할 때에 핸들링성이나 권취성이 저하되는 경우나, Sz2가 지나치게 커서 기재 필름이나 커버 필름으로서 사용했을 때 제품의 표면에 요철을 전사해버리는 경우가 있다. Sz2/Sz1의 값을 상기 범위로 하기 위해서는 필름의 원료 조성이나 필름의 적층 구성을 후술하는 범위로 하고, 또한 필름 제막 시의 캐스트(용융 압출한 수지의 시트화 공정) 조건이나 종 연신 조건을 후술하는 범위 내로 해서 캐스트 시트의 β결정을 저감시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 피시 아이의 개수가 20개/㎡ 이하인 것이 바람직하다. 피시 아이의 개수는 보다 바람직하게는 10개/㎡ 이하, 더 바람직하게는 5개/㎡ 이하이다. 피시 아이의 개수가 20개/㎡를 초과하면 디스플레이 부재 등 고품위가 요구되는 제품의 보호 필름이나 제조용 기재 필름으로서 사용했을 때에 수율이 저하되는 경우가 있다. 피시 아이의 개수를 상기 범위로 하기 위해서는 원료의 조성이나 조정 방법, 필름의 적층 구성을 후술하는 범위 내로 해서 원료 중의 첨가제 성분이나 열열화되어 피시 아이의 원인이 되는 것 같은 수지의 사용량을 저감시키는 것이 효과적이다. 또한, 필름 제막 시의 조건을 후술하는 범위 내로 하고, 원료를 용융해서 시트화할 때까지 여과에 의해 이물을 제거하는 것이나 수지의 체류부를 저감시키는 것이 효과적이다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 헤이즈가 1% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.9% 이하, 더 바람직하게는 0.8% 이하, 더 바람직하게는 0.7% 이하이다. 헤이즈가 1%를 초과하면 필름 표면의 표면 거칠기가 커서 표면 형상이 피착체에 전사되는 경우가 있다. 또한, 디스플레이 부재 등 고품위가 요구되는 제품의 보호 필름이나 제조용 기재 필름으로서 사용했을 때에 제품과 접합한 상태로 결점 검출을 실시할 수 없는 경우가 있다. 헤이즈는 투명성의 관점으로부터 낮을수록 바람직하지만 실시적으로는 0.05% 정도가 하한이다. 헤이즈를 상기 범위로 하기 위해서는 필름의 원료 조성이나 필름의 적층 구성을 후술하는 범위로 해서 입자 등에 의한 투명성의 악화를 방지하는 것, 또한 필름 제막 시의 캐스트 조건이나 종 연신 조건을 후술하는 범위 내로 해서 캐스트 시트의 β결정을 저감시키는 것이 바람직하다. 또한, 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지의 첨가 농도에 상관없이 필름의 투명 평활성을 향상시키기 위해서 압출 후의 캐스트 드럼의 온도를 30℃ 이하로 급랭시키는 것이나 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지를 폴리프로필렌 수지에 미세하게 분산시키기 위해 미리 2축 압출기에서 혼련시켜서 칩화해 두는 방법이 특히 바람직하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 길이 방향의 영률 EMD가 1㎬ 이상인 것이 바람직하다. 길이 방향의 영률 EMD가 1㎬ 미만이면 표면 보호 필름으로서 사용하여 피착체로부터 박리할 때에 박리 장력으로 필름이 늘어나 찢어지거나 피착체에 박리 자국이 남는 경우가 있다. 또한, 접합할 때의 반송 장력으로 필름이 늘어나 버리는 경우가 있다. EMD는 보다 바람직하게는 1.2㎬ 이상, 더 바람직하게는 1.4㎬ 이상이다. EMD는 강할수록 바람직하지만 실질적으로는 10㎬ 정도가 상한이다. EMD의 값을 상기 범위로 하기 위해서는 필름의 원료 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한 제막 조건을 후술하는 범위로 해서 필름을 고배율로 2축 연신하여 기재 필름을 얻는 것이 바람직하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 폭 방향의 영률 ETD가 1㎬ 이상인 것이 바람직하다. ETD가 1㎬ 미만이면 반송 시에 필름에 주름이 들어가기 쉬워지거나, 피착체인 필름과 접합하여 롤상으로 권취되어 보관했을 때에 필름의 치수 변화에 의해 롤에 주름 등이 발생하는 경우가 있다. ETD는 보다 바람직하게는 1.5㎬ 이상, 더 바람직하게는 2.0㎬ 이상, 더 바람직하게는 2.5㎬ 이상이다. ETD는 강할수록 바람직하지만 실질적으로는 10㎬ 정도가 상한이다. ETD의 값을 상기 범위로 하기 위해서는 필름의 원료 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한 제막 조건을 후술하는 범위로 해서 필름을 고배율로 2축 연신해서 기재 필름을 얻는 것이 바람직하다.
또한, 본원에 있어서는 필름의 제막하는 방향에 평행한 방향을 제막 방향 또는 길이 방향 또는 MD 방향이라고 칭하고, 필름 면내에서 제막 방향에 직교하는 방향을 폭 방향 또는 TD 방향이라고 칭한다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 폭 방향의 110℃ 열처리 후의 열수축률이 1.0% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.8% 이하, 더 바람직하게는 0.5% 이하, 더 바람직하게는 0.3% 이하이다. 폭 방향의 열수축률이 1.0%를 초과하면, 예를 들면 보호 필름이나 커버 필름으로서 다른 소재와 접합한 후 열이 가해지는 건조 공정 등을 통과할 때 등에 필름이 변형되어 박리되거나 주름이 들어가는 경우가 있다. 또한, 피착체인 필름과 접합하여 롤상으로 권취되어 보관했을 때에 환경 온도가 오르면 필름의 치수 변화에 의해 롤에 주름 등이 발생하는 경우가 있다. 열수축률의 하한은 특별히 한정되지 않지만 필름이 팽창하는 경우도 있으며, 실질적으로는 -2.0% 정도가 하한이다. 열수축률을 상기 범위로 하기 위해서는 필름의 원료 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한 제막 조건을 후술하는 범위로 해서 특히 2축 연신 후의 열고정, 이완 조건을 후술하는 범위로 하는 것이 효과적이다. 여기에서 열수축률이란 필름의 폭 방향에 대해서 폭 10㎜, 길이 200㎜(측정 방향)의 시료를 5개 잘라내고, 양끝으로부터 25㎜의 위치에 표선으로서 표시를 붙이고, 만능 투영기로 표선 간의 거리를 측정하여 시험 길이(l0)로 하고, 이어서 시험편을 종이에 끼워넣어 하중 0의 상태에서 110℃로 보온된 오븐 내에서 60분 가열 후에 인출하고, 실온에서 냉각 후 치수(l1)를 만능 투영기로 측정하여 하기 식으로 구한 것이며, 5개의 평균값을 열수축률이라고 했다.
열수축률={(l0-l1)/l0}×100(%)
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 두께는 용도에 의해 적당히 조정되는 것이며 특별히 한정은 되지 않지만 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 두께가 5㎛ 미만이면 핸들링이 곤란해지는 경우가 있으며, 100㎛를 초과하면 수지량이 증가해서 생산성이 저하되는 경우가 있다. 본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 두께를 얇게 해도 강도(영률)가 우수하기 때문에 핸들링성을 유지할 수 있다. 이러한 특징을 살리기 위해서는 두께는 5㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 5㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 더 바람직하고, 5㎛ 이상 25㎛ 이하인 것이 가장 바람직하다. 두께는 다른 물성을 악화시키지 않는 범위 내에서 압출기의 스크루 회전수, 미연신 시트의 폭, 제막 속도, 연신 배율 등에 의해 조정 가능하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 상기 특성을 충족하고 있으면 단층의 필름이어도 2층 이상의 적층 필름이어도 상관없지만 투명성과 슬라이딩성의 양립의 관점으로부터 적어도 2층의 적층 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이어서, 본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 원료에 대해서 설명하지만 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌을 주성분으로 하는 필름이다. 여기에서 본 발명에 있어서 「주성분」이란 특정 성분이 전체 성분 중에 차지하는 비율이 50질량% 이상인 것을 의미하고, 보다 바람직하게는 90질량% 이상, 더 바람직하게는 95질량% 이상, 더 바람직하게는 96질량% 이상, 더 바람직하게는 97질량% 이상, 더 바람직하게는 98질량% 이상이다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 사용하는 폴리프로필렌 원료는 상술한 물성을 만족하면 특별히 한정되지 않지만, 강도나 내열성의 관점으로부터 결정성 폴리프로필렌(이하, 폴리프로필렌 원료 A)을 사용하는 것이 바람직하다.
폴리프로필렌 원료 A는 바람직하게는 냉 크실렌 가용부(이하 CXS)가 4질량% 이하이며, 또한 메소펜타드 분율이 0.90 이상인 폴리프로필렌인 것이 바람직하다. 이들을 충족하지 않으면 제막 안정성이 뒤떨어지거나, 필름의 강도가 저하되거나, 치수 안정성 및 내열성의 저하가 커지는 경우가 있다.
여기에서 냉 크실렌 가용부(CXS)란 시료를 크실렌으로 완전 용해시킨 후 실온에서 석출시켰을 때에 크실렌 중에 용해되어 있는 폴리프로필렌 성분을 말하고, 입체 규칙성의 낮고, 분자량이 낮은 등의 이유로 결정화하기 어려운 성분에 해당되어 있는 것으로 생각된다. 이러한 성분이 수지 중에 많이 포함되어 있으면 필름의 열치수 안정성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 따라서, CXS는 4질량% 이하인 것이 바람직하지만, 더 바람직하게는 3질량% 이하이며, 특히 바람직하게는 2질량% 이하이다. CXS는 낮을수록 바람직하지만 0.1질량% 정도가 하한이다. 이러한 CXS를 갖는 폴리프로필렌으로 하기 위해서는 수지를 얻을 때의 촉매 활성을 높이는 방법, 얻어진 수지를 용매 또는 프로필렌 모노머 자신으로 세정하는 방법, 메탈로센 PP를 사용하는 방법 등의 방법을 사용할 수 있다.
마찬가지인 관점으로부터 폴리프로필렌 원료 A의 메소펜타드 분율은 0.90 이상인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 0.94 이상이다. 메소펜타드 분율은 핵자기 공명법(NMR법)으로 측정되는 폴리프로필렌의 결정상의 입체 규칙성을 나타내는 지표이며, 상기 수치가 높은 것일수록 결정화도가 높고, 융점이 높아져 고온에서의 치수 안정성이 높아지므로 바람직하다. 메소펜타드 분율의 상한에 대해서는 특별히 규정하는 것은 아니다. 이렇게 입체 규칙성이 높은 수지를 얻기 위해서는 n-헵탄 등의 용매에서 얻어진 수지 파우더를 세정하는 방법이나 촉매 및/또는 조촉매의 선정, 조성의 선정을 적당히 행하는 방법 등이 바람직하게 채용된다.
또한, 폴리프로필렌 원료 A로서는 보다 바람직하게는 멜트 플로우 레이트(MFR)가 1~10g/10분(230℃, 21.18N 하중), 특히 바람직하게는 2~5g/10분(230℃, 21.18N 하중)의 범위의 것이 제막성이나 필름 강도의 관점으로부터 바람직하다. 멜트 플로우 레이트(MFR)를 상기 값으로 하기 위해서는 평균 분자량이나 분자량 분포를 제어하는 방법 등이 채용된다.
폴리프로필렌 원료 A로서는 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 다른 불포화탄화수소에 의한 공중합 성분 등을 함유해도 좋고, 프로필렌이 단독이 아닌 중합체가 블렌드되어 있어도 좋다. 이러한 공중합 성분이나 블렌드물을 구성하는 단량체 성분으로서, 예를 들면 에틸렌, 프로필렌(공중합된 블렌드물의 경우), 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸펜텐-1, 3-메틸부텐-1, 1-헥센, 4-메틸펜텐-1, 5-에틸헥센-1, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 비닐시클로헥센, 스티렌, 알릴벤젠, 시클로펜텐, 노보넨, 5-메틸-2-노보넨 등을 들 수 있다. 공중합량 또는 블렌드량은 내절연 파괴 특성, 치수 안정성의 점으로부터 공중합량에서는 1㏖% 미만으로 하고, 블렌드량에서는 10질량% 미만으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 상술한 폴리프로필렌 원료 A 외에 강도 향상이나 치수 안정성 향상의 관점으로부터 분기쇄상 폴리프로필렌 H를 함유시켜도 좋다. 여기에서 말하는 분기쇄상 폴리프로필렌 H란 카본 원자 10,000개 중에 대하여 5개소 이하의 분기 구조를 갖는 폴리프로필렌이다. 이 분기 구조의 존재는 1H-NMR 스펙트럼의 프로톤비에 의해 확인할 수 있다. 함유시키는 경우에는 0.05~10질량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5~8질량%, 더 바람직하게는 1~5질량% 함유시키는 것이 바람직하다. 상기 분기쇄상 폴리프로필렌 H를 함유시킴으로써 용융 압출한 수지 시트의 냉각(캐스트) 공정에서 생성하는 구정 사이즈를 작게 제어할 수 있고, 투명성이나 강도나 표면 평활성이 우수한 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있다.
상기 분기쇄상 폴리프로필렌 H로서는 제막성의 관점으로부터 멜트 플로우 레이트(MFR)는 1~20g/10분의 범위에 있는 것이 바람직하며, 1~10g/10분의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 용융 장력에 대해서는 1~30cN의 범위에 있는 것이 바람직하며, 2~20cN의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 필름을 구성하는 폴리프로필렌 폴리머 중에 포함되는 에틸렌 성분의 함유량이 10질량% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5질량% 이하, 더 바람직하게는 3질량% 이하이다. 에틸렌 성분의 함유량이 많을수록 결정성이 저하되어 투명성을 향상시키기 쉽지만 에틸렌 성분의 함유량이 10질량%를 초과하면 강도가 저하되거나 내열성이 저하되어 열수축률이 악화되거나 하는 경우가 있다. 또한, 압출 공정 중에서 수지가 열화되기 쉬워져 필름 중의 피시 아이가 발생하기 쉬워지는 경우가 있다. 에틸렌 성분의 함유량은 0%이어도 좋지만, 결정성이 저하되어 투명성을 향상시키기 쉬운 관점으로부터 0.1% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 투명성, 내열성, 강도의 관점으로부터 필름을 구성하는 폴리머 중에 포함되는 폴리프로필렌 폴리머의 함유량이 95질량% 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 96질량% 이상, 더 바람직하게는 97질량% 이상이며, 더 바람직하게는 98질량% 이상이다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 융점이 180℃ 이상인 수지(이하, 고융점 수지)를 함유하는 것이 바람직하다. 융점은 보다 바람직하게는 180℃ 이상 240℃ 이하이다. 필름의 표층에 고융점 수지를 함유시켜 후술하는 조건에서 필름화함으로써 상술한 긴 변이 10㎛ 이하, 높이가 50~200㎚인 돌기를 형성시키는 것이 가능해져 슬라이딩성을 향상시킬 수 있다. 이러한 경우에는 표층(I)과 기층(II)의 적어도 2층으로 이루어지는 필름이며, 표층(I)에는 고융점 수지가 포함되는 것이 바람직하다. 고융점 수지를 표층(I)에 존재시키면 후술하는 용융 압출 공정에서는 융해되어 폴리프로필렌 중에 분산되고, 연신 공정에서는 변형되지 않고 상술한 돌기를 형성시키는 것이 가능해진다. 형성시키는 돌기를 상술한 바와 같은 미세한 것으로 하기 위해서는 용융 압출 공정에 있어서 폴리프로필렌 중에 미분산시키는 것이 필요하며, 폴리프로필렌과의 친화성이 높은 것이 중요하다. 이 관점으로부터 고융점 수지는 올레핀계 수지인 것이 바람직하지만, 올레핀계 수지 중에서도 특히 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 4-메틸펜텐-1단위를 포함하는 수지는 비올레핀계 수지와 비교해서 폴리프로필렌 수지와의 친화성이 높기 때문에 분산성을 높일 수 있다. 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지로서는, 예를 들면 Mitsui Chemicals, Inc.제, "TPX"(등록상표) DX310, "TPX"(등록상표) DX231, "TPX"(등록상표) MX004 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 있어서 표층(I)의 수지 조성물 중 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지의 함유량은 0.1~4.5질량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1~4질량%, 더 바람직하게는 0.1~3질량%, 더 바람직하게는 0.1~2.5질량%이다. 4-메틸펜텐-1단위를 포함해서 이루어지는 올레핀계 수지의 함유량이 5질량%보다 많을 경우 돌기가 길이 방향으로 긴 산맥상이 되는 경우가 있으며, 형성되는 돌기의 긴 변이 10㎛를 초과하는 경우나 돌기의 높이가 200㎚를 초과하는 경우가 있으며, 기재 필름이나 커버 필름으로서 사용했을 때 제품의 표면에 요철이 전사되어버리는 경우나 본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 점착층을 도포해서 보호 필름으로서 사용할 때 등 권취가 곤란한 경우에 있어서 에어 엔트레인먼트 등의 결점이 발생하기 쉬워지는 경우가 있다. 함유량이 0.1질량%보다 적을 경우 형성되는 돌기의 빈도가 지나치게 낮아져 슬라이딩성 향상에 기여하지 않아 권취성이 저하되는 경우가 있다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 표층에 고융점 수지를 함유하는 것이 바람직하지만 필름 표면에 형성시키는 돌기를 미세한 것으로 하기 위해서는 고융점 수지와 폴리프로필렌 수지의 블렌드 조건 및 필름 제막 시의 용융 압출 조건을 제어하는 것이 매우 중요하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 표층에 사용하는 원료는 고융점 수지와 폴리프로필렌 수지를 블렌드하지만 미리 2축 압출기에서 혼련시켜 칩화해 두는 것이 바람직하다. 이때의 혼련 온도는 고융점 수지의 융점보다 높은 편이 분산 균일성의 관점으로부터 바람직하며, 10℃ 이상이 보다 바람직하고, 20℃ 이상이 더 바람직하다. 혼련 온도가 고융점 수지의 융점보다 낮을 경우 분산성이 저하되어 돌기가 조대해지는 경우가 있다. 혼련 온도의 상한은 특별히 정하지 않지만 너무 높을 경우 폴리프로필렌 수지의 열분해가 일어나는 경우가 있어 280℃가 상한이다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 용융 압출할 때의 압출 온도가 고융점 수지의 융점 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10℃ 이하이며, 20℃ 이하가 더 바람직하다. 고융점 수지의 융점 이상의 온도에서 용융 압출을 했을 경우 폴리프로필렌 수지 중에 균일 미세 분산한 고융점 수지가 용융되어 융합 조대화되거나 압출 시의 전단 유동에 의해 길게 늘어나는 경우가 있다. 그 결과, 필름 표면의 돌기가 조대하게 되는 경우나 긴 변이 10㎛를 초과하는 경우가 있다. 용융 온도의 하한은 특별히 정하지 않지만, 너무 낮을 경우 압출 시의 여과 압력 상승이나 폴리프로필렌 수지의 미용융물이 발생하는 경우가 있어 200℃가 하한이다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 사용하는 폴리프로필렌 원료에는 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 여러 가지의 첨가제, 예를 들면 결정핵제, 산화방지제, 열안정제, 활제, 대전 방지제, 블록킹 방지제, 충전제, 점도 조정제, 착색 방지제 등을 함유시킬 수도 있다.
이들 중에서 산화방지제의 종류 및 첨가량의 선정은 산화방지제의 블리드 아웃의 관점으로부터 중요하다. 즉, 이러한 산화방지제로서는 입체 장해성을 갖는 페놀계의 것이며, 그 중 적어도 1종은 분자량 500 이상의 고분자량형의 것이 바람직하다. 그 구체예로서는 여러 가지의 것을 들 수 있지만, 예를 들면 2,6-디-t-부틸-p-크레졸(BHT: 분자량 220.4)과 함께 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠(예를 들면, BASF Ltd.제 "Irganox"(등록상표) 1330: 분자량 775.2) 또는 테트라키스[메틸렌-3(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄(예를 들면, BASF Ltd.제 "Irganox"(등록상표) 1010: 분자량 1177.7) 등을 병용하는 것이 바람직하다. 이들 산화방지제의 총함유량은 폴리프로필렌 원료 전량에 대하여 0.03~1.0질량%의 범위가 바람직하다. 산화방지제가 지나치게 적으면 압출 공정에서 폴리머가 열화되어 필름이 착색되거나 장기 내열성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 산화방지제가 지나치게 많으면 이들 산화방지제의 블리드 아웃에 의해 투명성이 저하되는 경우가 있다. 보다 바람직한 함유량은 0.05~0.9질량%이며, 특히 바람직하게는 0.1~0.8질량%이다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 사용하는 폴리프로필렌 원료에는 본 발명의 목적에 반하지 않는 범위에서 결정핵제를 첨가할 수 있다. 상술한 바와 같이 분기쇄상 폴리프로필렌(H)은 이미 그 자체로 α결정 또는 β결정의 결정핵제 효과를 갖는 것이지만, 별종의 α결정핵제(디벤질리덴소르비톨류, 벤조산 나트륨 등), β결정핵제(1,2-히드록시스테아르산 칼륨, 벤조산 마그네슘, N,N'-디시클로헥실-2,6-나프탈렌디카르복사마이드 등의 아미드계 화합물, 퀴나크리돈계 화합물 등) 등이 예시된다. 단, 상기 별종의 핵제의 과잉한 첨가는 연신성의 저하나 보이드 형성 등에 의한 투명성이나 강도의 저하를 야기하는 경우가 있기 때문에 첨가량은 통상 0.5질량% 이하, 바람직하게는 0.1질량% 이하, 더 바람직하게는 0.05질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름에는 유기 입자 및 무기 입자를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌은 유기 입자나 무기 입자와의 친화성이 낮기 때문에 2축 연신 필름에 사용하면 연신 공정에서 보이드를 발생시켜 투명성이 악화되거나 입자가 탈락해서 공정이나 제품을 오염시키는 경우가 있기 때문에 디스플레이 부재 등 고품위가 요구되는 제품의 보호 필름이나 제조용 기재 필름으로서 사용할 때에는 유기 입자나 무기 입자 등의 윤활제를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 상술한 원료를 사용하고, 2축 연신됨으로써 얻어진다. 2축 연신의 방법으로서는 인플레이션 동시 2축 연신법, 스텐터 동시 2축 연신법, 스텐터 축차 2축 연신법 중 어느 하나에 의해서도 얻어지지만, 그 중에서도 제막 안정성, 두께 균일성, 필름의 고강성과 치수 안정성을 제어하는 점에 있어서 스텐터 축차 2축 연신법을 채용하는 것이 바람직하다.
이어서, 본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 제조 방법을 일실시형태를 예로 하여 설명하지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
우선, 폴리프로필렌 원료 A를 90질량부와 4-메틸-1-펜텐계 중합체를 10질량부 2축 압출기에 투입하고, 230~280℃, 보다 바람직하게는 240~280℃, 더 바람직하게는 250~280℃에서 용융 혼련하여 마스터 원료를 제작한다. 마스터 원료 20질량부와 폴리프로필렌 원료 A 80질량부를 드라이 블렌드해서 A층(표층(I))용의 단축 압출기에 공급하고, 폴리프로필렌 원료 A를 B층(기층(II))용의 단축 압출기에 공급하여 200~260℃, 보다 바람직하게는 200~230℃, 더 바람직하게는 200~220℃에서 용융 압출을 행한다. 그리고 폴리머 관의 도중에 설치한 필터에서 이물이나 변성 폴리머 등을 제거한 후 멀티 매니폴드형의 A층/B층/A층 복합 T다이로 적층하고, 캐스팅 드럼 상에 토출하여 A층/B층/A층의 층구성을 갖는 적층 미연신 시트를 얻는다. 이때 적층 두께비는 1/8/1~1/50/1이 바람직하다. 또한, 캐스팅 드럼은 표면 온도가 10~40℃인 것이 투명성의 관점으로부터 바람직하다. 또한, A층/B층의 2층 적층 구성으로 해도 상관없다.
캐스팅 드럼으로의 밀착 방법으로서는 정전 인가법, 물의 표면 장력을 이용한 밀착 방법, 에어 나이프법, 프레스 롤법, 수중 캐스트법 등 중 어느 하나의 방법을 사용해도 좋지만 평면성이 양호하며, 또한 표면 거칠기의 제어가 가능한 에어 나이프법이 바람직하다. 에어 나이프의 에어 온도는 0~50℃, 바람직하게는 0~30℃이며, 분출 에어 속도는 130~150m/s가 바람직하다. 또한, 필름의 진동을 발생시키지 않기 위해서 제막 하류측에 에어가 흐르도록 에어 나이프의 위치를 적당히 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 캐스팅 드럼에 밀착시킨 후에 필름의 비캐스팅 드럼면을 더 강제적으로 냉각시킴으로써 비캐스팅 드럼면의 β결정 생성을 억제할 수 있어 필름의 평활성이나 투명성을 향상시킬 수 있다. 비캐스팅 드럼면의 냉각 방법은 에어에 의한 공랭, 프레스 롤법, 수중 캐스트법 등 중 어느 하나의 방법을 사용해도 좋지만 설비로서 간이하며, 표면 거칠기의 제어가 쉽고, 평활성이 양호한 에어에 의한 공랭이 바람직하다.
얻어진 미연신 시트는 종 연신 공정에 도입된다. 종 연신 공정에서는 우선 복수의 120℃ 이상 150℃ 미만, 바람직하게는 140℃ 이상 150℃ 미만, 더 바람직하게는 144℃ 이상 149℃ 미만으로 유지된 금속 롤에 미연신 시트를 접촉시켜서 예열하여 연신 온도까지 승온되고, 주속차를 형성한 롤 사이에서 길이 방향으로 3~8배로 연신한 후 실온까지 냉각한다. 예열 온도가 120℃ 미만이면, 연신 온도가 150℃ 이상이면 필름의 배향이 약해져 강도가 저하되는 경우가 있다. 또한, 연신 배율이 3배 미만이면 필름의 배향이 약해져 강도가 저하되는 경우가 있다. 또한, 이때 주속차를 형성한 롤 내 하류측의 속도가 빠른 롤의 온도는 상류측의 롤의 온도보다 10℃ 이상 낮은 것이 바람직하다. 온도차가 10℃ 미만이면 필름 표면에 형성되는 돌기가 길이 방향으로 긴 산맥상이 되고, 형성되는 돌기의 긴 변이 10㎛를 초과하는 경우가 있으며, 기재 필름이나 커버 필름으로서 사용했을 때 제품의 표면에 요철을 전사해버리는 경우나 본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 점착층을 도포해서 보호 필름으로서 사용할 때 등 권취가 곤란한 경우에 있어서 에어 엔트레인먼트 등의 결점이 발생하기 쉬워지는 경우가 있다. 상술한 관점으로부터 상류측의 롤의 온도는 120℃ 이상 150℃ 미만인 것이 바람직하며, 하류측의 롤의 온도는 30℃ 이상 100℃ 미만인 것이 보다 바람직하다.
이어서, 종 1축 연신 필름을 텐터에 유도해서 필름의 단부를 클립으로 파지하여 140~165℃의 온도에서 폭 방향으로 7~13배로 횡 연신한다. 연신 온도가 낮으면 필름이 파단되거나 투명성이 저하되는 경우가 있으며, 연신 온도가 지나치게 높으면 필름의 배향이 약해 강도가 저하되는 경우가 있다. 또한, 배율이 높으면 필름이 파단되는 경우가 있으며, 배율이 낮으면 필름의 배향이 약해 강도가 저하되는 경우가 있다.
계속되는 열처리 및 이완 처리 공정에서는 클립으로 폭 방향을 긴장 파지한 채 폭 방향으로 2~20%의 이완율로 이완을 부여하면서 100℃ 이상 160℃ 미만의 온도에서 열고정하고, 클립으로 폭 방향을 긴장 파지한 채 80~100℃에서의 냉각 공정을 거쳐 텐터의 외측으로 유도하여 필름 단부의 클립을 해방하고, 와인더 공정에서 필름 에지부를 슬릿하여 필름 제품 롤을 권취한다.
이상과 같이 해서 얻어진 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 포장용 필름, 표면 보호 필름, 공정 필름, 위생 용품, 농업 용품, 건축 용품, 의료 용품 등 여러 가지 용도로 사용할 수 있지만, 특히 표면 평활성이 우수한 점에서 표면 보호 필름, 공정 필름, 이형 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 점착 필름용의 도포 기재(기재 필름)로서 사용할 경우의 예에 대해서 설명한다.
점착층에 사용하는 점착제는 특별히 한정되지 않고, 고무계, 비닐 중합계, 축합 중합계, 열경화성 수지계, 실리콘계 등을 사용할 수 있다. 이 중에서 고무계의 점착제로서는 부타디엔-스티렌 공중합체계, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체계, 이소부틸렌-이소프렌 공중합체계 등을 들 수 있다. 비닐 중합계의 점착제로서는 아크릴계, 스티렌계, 아세트산 비닐-에틸렌 공중합체계, 염화비닐-아세트산 비닐 공중합체계 등을 들 수 있다. 또한, 축합 중합계의 점착제로서는 폴리에스테르계를 들 수 있다. 또한, 열경화 수지계의 점착제로서는 에폭시 수지계, 우레탄 수지계 등을 들 수 있다.
이들 중에서도 투명성이 우수하고, 내후성, 내열성, 내습열성, 기재 밀착성 등을 고려하면 아크릴계 점착제가 적합하게 사용된다. 이러한 아크릴계 점착제의 구체예로서는 Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.제 "SK Dyne"(등록상표) 1310, 1435, SK Dyne 1811L, SK Dyne 1888, SK Dyne 2094, SK Dyne 2096, SK Dyne 2137, SK Dyne 3096, SK Dyne 1852 등이 적합한 예로서 들 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 점착제에는 경화제를 함께 사용하는 것이 바람직하다. 경화제의 구체예로서는, 예를 들면 이소시아네이트의 경우 톨루엔디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 1,3-크실릴렌디이소시아네이트, 1,4-크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-4-4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄-2-4'-디이소시아네이트, 3-메틸디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4-4'-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-2-4'-디이소시아네이트, 리신이소시아네이트 등을 들 수 있다. 경화제의 혼합 비율은 점착제 100질량부에 대하여 0.1~10질량부, 바람직하게는 0.5~5질량부이다. 0.1질량부보다 적으면 건조로 내에서 점착제층의 경화가 불충분하게 되어 이면 분리가 발생하는 경우가 있다. 10질량부를 초과하면 잉여가 된 경화제가 기판에 이행되거나 고온 시에 가스화되어 오염 원인이 되는 것이 있다.
또한, 아크릴계 점착제에는 피착체(유리나 기능 필름)의 재질에 따라 산화방지제나 자외선 흡수제, 실란 커플링제, 금속 불활성제 등을 적당히 첨가 배합해도 좋다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 사용한 점착 필름은 점착층의 두께 d가 1.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.8㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.6㎛ 이하, 더 바람직하게는 400㎚ 이하이다. 점착층의 두께 d가 1.0㎛를 초과하면 기재 필름의 배면과 점착층 표면의 슬라이딩성이 악화되어 권취가 곤란하게 되는 경우가 있다. 또한, 점착층의 이면 분리가 발생하는 경우가 있다. 이면 분리란 기재 필름의 편면에 점착층의 용액을 도포 후 건조로 내에서 건조·경화해서 본 발명의 점착 필름을 이형 필름을 개재하는 일 없이 롤상으로 권취한 후 사용 시에 점착 필름을 권출할 때 기재 필름의 배면에 점착층의 일부가 이행되어버리는 현상을 가리킨다. 점착층의 두께 d가 1.0㎛를 초과하면 건조로에서의 점착층의 건조가 불충분하게 되어 이면 분리가 발생하는 경우가 있다. 점착층의 두께를 상기 범위로 하는 방법은 공지의 기술을 사용할 수 있고, 점착층의 용액의 고형분 농도나 각종 도포 방법에 있어서의 도포 두께 조정에 의해 제어 가능하다. 점착층의 두께는 지나치게 얇으면 안정된 도포가 곤란하거나 접착력이 지나치게 낮아서 피착체에 점착되지 않는 경우가 있기 때문에 0.1㎛ 정도가 하한이다.
본 발명의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 사용한 점착 필름은 유리판에 접합한 후의 180° 박리력이 1N/25㎜ 이하인 것이 바람직하다. 박리력은 보다 바람직하게는 0.5N/25㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.2N/25㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.05N/25㎜ 이하이다. 박리력이 1N/25㎜를 초과하면 기재 필름의 배면과 점착층 표면의 슬라이딩성이 악화되어 권취가 곤란하게 되는 경우나 이면 분리가 발생하는 경우가 있다. 박리력을 상기 범위로 하기 위해서는 점착층의 조성이나 두께를 후술하는 범위로 하는 것, 또한 필름의 원료 조성이나 제막 조건을 후술하는 범위로 해서 기재 필름의 표면 거칠기를 제어하는 것이 효과적이다. 박리력이 0.01N/25㎜ 미만이면 피착체와의 접합 후 반송 중 등에 점착 필름이 벗겨져버리는 경우가 있기 때문에 하한은 0.01N/25㎜ 정도이다.
이어서, 점착층의 제조 방법을 설명하지만 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
우선, 점착층용의 도포제를 준비한다. 도포제는 상술한 점착제나 경화제 등의 첨가제를 용매에 녹여 사용할 수 있다. 용제는 코터에서의 건조 온도나 도포제의 점도 등에 의해 적당히 조정해서 사용할 수 있고, 구체예로서는 메탄올이나 에탄올, 이소프로필알코올, n-부탄올, tert-부탄올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 1-메톡시-2-프로판올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 시클로헥산온, 톨루엔, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 이소프로필아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디 아세틸아세톤, 아세틸아세톤으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 용제를 사용할 수 있다.
도포제 중의 고형분 농도는 도포제의 점도나 점착층의 두께에 의해 적당히 선택되는 것이지만, 5~20질량%인 것이 바람직하다.
이어서, 코터에 상술한 기재 필름을 반송시켜 점착층용의 도포제를 도포한다. 여기에서 점착층을 도포하는 면은 기재 필름 중 어느 쪽의 면이어도 상관없지만, 도포면에는 미리 코로나 처리 등의 사전 처리에 의해 도포제와의 젖음성을 향상시켜 두는 것이 바람직하다. 한편, 기재 필름의 배면은 이형성을 향상시키기 위해 코로나 처리 등의 사전 처리를 실시하지 않는 것이 바람직하다. 도포 방식(도공 방식)은 특별히 한정되지 않고, 메타바 방식, 닥터 블레이드 방식, 그라비어 방식, 다이 방식, 나이프 방식, 리버스 방식, 딥 방식 등 기존의 도포 방식을 채용할 수 있다. 단, 상술한 바와 같이 점착층 두께는 1.0㎛ 이하로 박막이며, 박막의 도포층을 안정되게 얻어지는 관점으로부터 그라비어 방식이나 리버스 방식이 바람직하다.
기재 필름에 점착층용의 도포제를 도포 후 건조로에 유도하여 도포제 중의 용매를 제거해서 점착 필름을 얻는다. 여기에서의 건조 온도는 기재 필름의 내열성이나 용제의 비점에 의해 적당히 설정되는 것이지만 60~170℃인 것이 바람직하다. 60℃ 미만이면 점착층의 경화가 충분히 진행되지 않아 이면 분리가 발생하는 경우가 있다. 170℃를 초과하면 기재 필름이 변형되어 평면성이 악화되는 경우가 있다. 또한, 건조 시간은 15~60초인 것이 바람직하다. 15초 미만에서는 점착층의 경화가 충분히 진행되지 않아 이면 분리가 발생하는 경우가 있다. 60초를 초과하면 생산성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.
건조 후의 점착 필름을 그 점착면에 이형 필름 등을 접합하지 않고, 권취기로 권취, 점착 필름 롤을 얻는다. 본 발명의 점착 필름은 상술한 구성으로 함으로써 점착층의 경화가 충분히 진행되고, 기재 필름의 배면과 점착층 표면의 슬라이딩성도 양호한 점에서 이형 필름을 개재하는 일 없이 권취해도 이면 분리나 권취 시의 주름 발생 등의 문제가 없고, 품위가 좋은 점착 필름 롤을 얻을 수 있다.
이상과 같이 해서 얻어진 본 발명의 점착 필름은 포장용 필름, 표면 보호 필름, 공정 필름, 위생 용품, 농업 용품, 건축 용품, 의료 용품 등 여러 가지 용도로 사용할 수 있지만, 특히 표면 평활성이 우수한 점에서 표면 보호 필름, 공정 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 특성은 이하의 방법에 의해 측정, 평가를 행했다.
(1) 필름 두께
마이크로 두께계(ANRITSU CORPORATION제)를 사용하여 측정했다. 필름을 10㎝×10㎝로 샘플링하고, 임의로 5점 측정하여 평균값을 구했다.
(2) 점착층의 두께
Filmetrics Japan, Inc.의 「막두께 측정 시스템」 형번 F20을 사용해서 측정했다. 필름을 10㎝×10㎝로 샘플링하고, 임의로 15점 측정하여 평균값을 구했다.
(3) 최대 높이 거칠기(Sz)
측정은 Ryoka Systems Inc. Vert Scan 2.0 R5300GL-Lite-AC를 사용해서 행하고, 부속의 해석 소프트에 의해 촬영 화면을 다항식 4차 근사에서 면보정하여 표면 형상을 구했다. 측정 조건은 하기와 같다. 측정은 필름의 양면에 대해서 각각 n=3으로 행하고, 그 평균값을 각 면의 Sz로서 채용했다.
제조원: Ryoka Systems Inc.
장치명: Vert Scan 2.0 R5300GL-Lite-AC
측정 조건: CCD 카메라 SONY HR-57 1/2인치
대물 렌즈: 5x
중간 렌즈: 0.5x
파장 필터: 530㎚ white
측정 모드: Wave
측정 소프트웨어: VS-Measure Version 5.5.1
해석 소프트웨어: VS-Viewer Version 5.5.1
측정 영역: 1.252㎜×0.939㎜
(4) 표면 돌기의 개수
2축 배향 폴리프로필렌 필름의 최대 높이 거칠기 Sz의 값이 높은 필름 표면(조면)에 대하여 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여 장소를 바꿔 10시야 측정을 행했다. 샘플 세팅은 캔틸레버의 주사 방향에 대하여 수직 방향(Y축 방향)이 샘플 필름의 길이 방향(길이 방향이란 필름의 제조 공정에 있어서 필름이 주행하는 방향)이 되도록 샘플을 피에조로 세팅하여 측정했다. 얻어진 화상에 대해서 Off-Line 기능의 Roughness Analysis에서 각 화상의 돌기 높이를 구한 후 장경이 10㎛ 이하, 또한 돌기 높이가 50~200㎚인 돌기의 개수를 카운트했다. 상기 작업을 n=12로 실시하고, 그 평균값(50㎛×50㎛의 돌기 개수)을 4배로 해서 100㎛×100㎛당 표면 돌기 개수라고 했다. 또한, 장경은 돌기 높이가 상기 돌기에 대하여 돌기의 길이 방향에 단면 프로파일을 표시시켜 단면 프로파일 곡선과 평균 높이 선인 높이 0㎚의 선이 교차한 2점간의 거리로서 판독했다.
측정 장치: Nano Scope (R)IIIa AFM
(Digital Instruments Corporation제)
캔틸레버: 실리콘 단결정
주사 모드: 태핑 모드
주사 범위: 50㎛
주사 속도: 0.7978Hz
Flatten Auto: 오더 3
(5) 필름의 헤이즈
필름을 헤이즈 미터(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.제, NDH-5000)를 사용하고, JIS K7136(2000)에 준해서 23℃에서의 헤이즈값(%)을 3회 측정하여 평균값을 사용했다.
(6) 피시 아이의 개수
A4판으로 잘라낸 필름을 흑색의 지상(紙上)에 두고, 형광등 아래에서 육안에 의해 광의 투과 정도가 약한 부분을 마킹했다. 그들의 부분을 광학 현미경으로 관찰하여 최대 길이가 50㎛ 이상의 부분을 피시 아이라고 하고, 피시 아이의 개수를 카운트했다. 평가는 A4샘플로 8장분 실시하고, 1m×1m당으로 환산했다.
(7) 권취성 평가
2축 배향 폴리프로필렌 필름의 최대 높이 거칠기 Sz의 값이 낮은 필름 표면(평활면)의 편면에 아크릴계 점착제(Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.제, "SK Dyne"(등록상표) 1310)를 아세트산 에틸, 톨루엔, 메틸에틸케톤(MEK)으로 희석하고, 점착제의 고형분 100질량부에 대하여 경화제(Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.제, 코로네이트 D-90) 2.0질량부를 혼합한 도포제를 그라비어 코터를 사용하여 도포하고, 80℃의 오븐 중에서 30초간 건조하여 점착층 두께 300㎚의 점착 필름을 그대로(이형 필름을 개재하는 일 없이) 2,000m 권취하여 점착 필름 롤이라고 하고, 이하의 기준에서 평가했다.
A: 롤 권취 시의 주름이나 에어 엔트레인먼트 등은 없이 외관은 양호
B: 권취 중에 작은 주름이나 에어 엔트레인먼트가 보이지만 계속해서 권취하면 해소된다
C: 주름이나 에어 엔트레인먼트가 발생하여 권취 곤란
(8) 피착체로의 전사 평가
2축 배향 폴리프로필렌 필름 및 두께 40㎛의 Zeon Corporation제 "ZEONOR FILM"(등록상표)을 폭 100㎜, 길이 100㎜의 정방형으로 샘플링하여 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 조면과 "ZEONOR FILM"이 접촉하도록 겹치고, 그것을 2장의 아크릴판(폭 100㎜, 길이 100㎜)에 끼워 2㎏의 하중을 가하여 23℃의 분위기하에서 24시간 정치했다. 24시간 후에 "ZEONOR FILM"의 표면(2축 배향 폴리프로필렌 필름이 접하고 있었던 면)을 육안으로 관찰하고, 이하의 기준에서 평가했다.
A: 깨끗하며, 하중을 가하기 전과 동등
B: 약한 요철이 확인된다
C: 강한 요철이 확인된다
(실시예 1)
결정성 폴리프로필렌(PP(a))(Prime Polymer Co., Ltd.제, TF850H, MFR: 2.9g/10분, 메소펜타드 분율: 0.94) 90질량부, 4-메틸-1-펜텐계 중합체(Mitsui Chemicals, Inc.제, MX004, 융점: 230℃) 10질량부가 이 비율로 혼합되도록 계량 호퍼로부터 2축 압출기에 원료 공급해서 260℃에서 용융 혼련을 행하고, 스트랜드상으로 다이로부터 토출하여 25℃의 수조에서 냉각 고화하고, 칩상으로 커팅하여 A층용의 폴리프로필렌 원료(1)를 얻었다.
표층(A)용의 폴리프로필렌 원료로서 상기 폴리프로필렌 원료(1) 20질량부와 상기 결정성 PP(a) 80질량부를 드라이 블렌드하여 A층용의 단축의 용융 압출기에 공급하고, 코어층(B)용의 폴리프로필렌 원료로서 상기 결정성 PP(a) 100질량부를 B층용의 단축의 용융 압출기에 공급하고, 220℃에서 용융 압출을 행하여 20㎛ 커팅의 소결 필터로 이물을 제거 후 피드 블록형의 A/B/A 복합 T 다이에서 1/22/1의 두께비로 적층하고, 25℃로 표면 온도를 제어한 캐스팅 드럼에 토출하여 에어 나이프에 의해 캐스팅 드럼에 밀착시켰다. 그 후 캐스팅 드럼 상의 시트의 비냉각 드럼면에 온도 30℃, 압력 0.3㎫의 압공 에어를 분사시켜서 냉각하여 미연신 시트를 얻었다. 계속해서 상기 시트를 세라믹 롤을 사용하여 145℃로 예열하고, 주속차를 형성한 롤 사이에서 필름의 길이 방향으로 4.2배 연신을 행했다. 이때 주속차를 형성한 롤 내 상류측의 롤의 온도는 140℃, 하류측의 속도가 빠른 롤의 온도는 70℃로 했다. 이어서, 텐터식 연신기에 단부를 클립으로 파지시켜서 도입하고, 170℃에서 3초간 예열 후 165℃에서 8.0배로 연신하고, 폭 방향으로 10%의 이완을 부여하면서 150℃에서 열처리를 행하고, 그 후 100℃의 냉각 공정을 거쳐 텐터의 외측으로 유도하여 필름 단부의 클립을 해방하고, 필름을 코어에 권취하여 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 2)
실시예 1에 있어서 A층용의 단축의 용융 압출기에 폴리프로필렌 원료(1) 40질량부와 상기 결정성 PP(a) 60질량부를 드라이 블렌드해서 공급하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
실시예 1에 있어서 A층용의 단축의 용융 압출기에 폴리프로필렌 원료(1) 10질량부와 상기 결정성 PP(a) 90질량부를 드라이 블렌드해서 공급하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
실시예 2에 있어서 종 연신의 주속차를 형성한 롤 내 하류측의 롤의 온도를 125℃로 하고, 그 이외에는 실시예 2와 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
실시예 1에 있어서 A층용의 단축의 용융 압출기 및 B층용의 단축의 용융 압출기의 스크루 회전수를 내려서 필름의 최종 두께를 6㎛로 하고, 또한 캐스팅 드럼의 온도를 20℃로 하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 6㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 6)
실시예 1에 있어서 캐스팅 드럼의 온도를 35℃로 하고, 또한 종 연신의 주속차를 형성한 롤 내 상류측의 롤의 온도를 143℃로 하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 7)
실시예 1에 있어서 표층(A)용의 폴리프로필렌 원료로서 상기 폴리프로필렌 원료(1) 20질량부와 상기 결정성 PP(a) 40질량부, 및 자기 회수 PP 원료 40질량부를 드라이 블렌드하여 A층용의 단축의 용융 압출기에 공급하고, 코어층(B)용의 폴리프로필렌 원료로서 상기 결정성 PP(a) 100질량부를 B층용의 단축의 용융 압출기에 공급하여 220℃에서 용융 압출을 행하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 이때 자기 회수 PP 원료란 실시예 1의 필름을 생산할 때에 발생한 로스분을 리사이클한 원료를 나타낸다.
(실시예 8)
실시예 1의 필름의 권취성 평가에 있어서 점착층 두께를 1.2㎛로 하여 점착 필름을 채취하고, 그대로(이형 필름을 개재하는 일 없이) 2,000m 권취하여 점착 필름 롤을 채취했다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 기재 필름의 배면과 점착층 표면의 슬라이딩성이 나빠 주름이 발생했다.
(비교예 1)
실시예 1에 있어서 A층용의 단축의 용융 압출기에 공급하는 원료를 폴리프로필렌 원료(1) 100질량부로 하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 필름 표면에 돌기는 관찰되지 않아 권취성 평가가 악화됐다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 2)
실시예 1에 있어서 A층용의 단축의 용융 압출기에 공급하는 원료를 폴리프로필렌 원료(1) 50질량부와 상기 결정성 PP(a) 50질량부를 드라이 블렌드해서 공급하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 필름 표면의 돌기가 MD 방향으로 10㎛를 초과해서 산맥상으로 이어진 형상이 되어 권취성 평가가 악화됐다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 3)
실시예 1에 있어서 A층용의 단축의 용융 압출기에 공급하는 원료를 4-메틸-1-펜텐계 중합체(Mitsui Chemicals, Inc.제, MX004) 2질량부와 상기 결정성 PP(a) 98질량부를 드라이 블렌드해서 공급하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 필름 표면의 돌기가 MD 방향으로 10㎛를 초과해서 산맥상으로 이어진 형상이 되어 권취성 평가가 악화됐다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 4)
실시예 2에 있어서 종 연신의 주속차를 형성한 롤 내 하류측의 롤의 온도를 140℃로 하고, 그 이외에는 실시예 2와 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 필름 표면의 돌기가 MD 방향으로 10㎛를 초과해서 산맥상으로 이어진 형상이 되어 권취성 평가가 악화됐다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 5)
실시예 1에 있어서 캐스팅 드럼의 온도를 45℃로 하고, 또한 종 연신의 상류측의 롤의 온도를 145℃로 하고, 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 필름 표면이 거칠어 전사 평가가 악화됐다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 6)
실시예 1에 있어서 필름 제막 시 250℃에서 용융 압출을 행한 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 필름 표면의 돌기가 MD 방향으로 10㎛를 초과해서 산맥상으로 이어진 형상이 되어 권취성 평가가 악화됐다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 7)
실시예 1에 있어서 결정성 폴리프로필렌(PP(a))(Prime Polymer Co., Ltd.제, TF850H, MFR: 2.9g/10분, 메소펜타드 분율: 0.94) 90질량부, 4-메틸-1-펜텐계 중합체(Mitsui Chemicals, Inc.제, MX004, 융점: 230℃) 10질량부가 이 비율로 혼합되도록 계량 호퍼로부터 2축 압출기에 원료 공급하여 220℃에서 용융 혼련을 행하고, 스트랜드상으로 다이로부터 토출하여 25℃의 수조에서 냉각 고화하고, 칩상으로 커팅하여 A층용의 폴리프로필렌 원료(1)를 얻었다. 그 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 두께 24㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 필름 표면의 돌기가 MD 방향으로 10㎛를 초과해서 산맥상으로 이어진 형상이 되어 권취성 평가가 악화됐다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001

Claims (10)

  1. 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 편면의 최대 높이 거칠기를 Sz1, 다른 한쪽의 면의 최대 높이 거칠기를 Sz2(단, Sz1≤Sz2라고 한다)라고 했을 때, Sz1이 50~500㎚이며, 적어도 편면에 긴 변이 10㎛ 이하, 높이가 50~200㎚인 돌기가 100㎛×100㎛에 5개 이상의 빈도로 존재하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    최대 높이 거칠기 Sz2가 100~1000㎚인 2축 배향 폴리프로필렌 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    Sz2/Sz1의 값이 3 이하인 2축 배향 폴리프로필렌 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    피시 아이의 개수가 20개/㎡ 이하인 2축 배향 폴리프로필렌 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    헤이즈가 1% 이하인 2축 배향 폴리프로필렌 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    융점이 180℃ 이상인 수지를 함유하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    점착 필름용의 도포 기재로서 사용되는 2축 배향 폴리프로필렌 필름.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 적어도 편면에 점착층을 형성해서 이루어지는 점착 필름.
  9. 제 8 항에 있어서,
    점착층의 두께가 1.0㎛ 이하인 점착 필름.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 기재된 점착 필름을 이형 필름을 개재하지 않고 권취한 필름 롤.
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