(57)【要約】【課題】フィルム製膜時に温調ロールにフィルムが巻きつくといったことがなく、外観および剛性に優れるポリプロピレン系フィルムを得ること。【解決手段】ポリプロピレン系樹脂を含む樹脂組成物からなる溶融膜を、冷却ロール（１）で冷却固化させた後、少なくとも３つの温調ロールによって熱処理を行うポリプロピレン系フィルムの製造方法であって、温調ロール（２）〜（４）の温度Ｔ２（℃）、Ｔ３（℃）およびＴ４（℃）が、Ｔ４（℃）＞Ｔ２（℃）＞Ｔ３（℃）であることを特徴とする、前記ポリプロピレン系フィルムの製造方法（但し、冷却ロール（１）の下流に配置された温調ロール（２）の温度をＴ２（℃）とし、温調ロール（２）の下流に配置された温調ロール（３）の温度をＴ３（℃）とし、温調ロール（３）の下流に配置された温調ロール（４）の温度をＴ４（℃）とする）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン系樹脂を含む樹脂組成物からなる溶融膜を、冷却ロール（１）で冷却固化させた後、少なくとも３つの温調ロールによって熱処理を行うポリプロピレン系フィルムの製造方法であって、温調ロール（２）〜（４）の温度Ｔ２（℃）、Ｔ３（℃）およびＴ４（℃）が、Ｔ４（℃）＞Ｔ２（℃）＞Ｔ３（℃）であることを特徴とする、前記ポリプロピレン系フィルムの製造方法（但し、冷却ロール（１）の下流に配置された温調ロール（２）の温度をＴ２（℃）とし、温調ロール（２）の下流に配置された温調ロール（３）の温度をＴ３（℃）とし、温調ロール（３）の下流に配置された温調ロール（４）の温度をＴ４（℃）とする）。
【請求項２】
Ｔ２（℃）が６０〜Ｔｍ−４０（℃）であり、温度Ｔ３（℃）が５〜Ｔｃ−４０（℃）であり、温度Ｔ４（℃）がＴ２〜Ｔｍ（℃）である、請求項１記載のポリプロピレン系フィルムの製造方法（Ｔｍ（℃）はポリプロピレン系樹脂の融点を示し、Ｔｃ（℃）はポリプロピレン系樹脂の結晶化温度を示す）。
【請求項３】
冷却ロール（１）の温度Ｔ１が５〜４０℃である、請求項１または２記載のポリプロピレン系フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルム加工性と外観、剛性に優れるポリプロピレン系フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレン系樹脂からなるポリプロピレン系フィルムは、透明性や剛性、耐熱性、食品衛生性、ヒートシール適正等、種々性能に優れるため、食品包装フィルムや工業用フィルムとして広く用いられている。
近年、これらのフィルムには、ハンドリング性や二次加工時の寸法変化の改善が望まれており、これらを達成すべく高剛性化の検討が種々行われている。
ポリプロピレン系樹脂を高剛性化する方法としては、熱処理を施す方法等が知られており、例えば、特許文献１には、急冷したポリプロピレンシートを４０℃以上、ポリプロピレンの融点以下で熱処理する方法が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１４２８１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、厚みが薄く製膜速度の速いフィルムの製造においては、十分に剛性が発現するほど熱処理を行うと、フィルム表面が融解してロール表面状態を転写し、外観が悪化したり、酷い場合にはフィルムがロールに巻き付くといったトラブルが発生するため、問題となっている。
本発明の目的は、フィルム製膜時に温調ロールにフィルムが巻きつくといったことがなく、外観および剛性に優れるポリプロピレン系フィルムを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、ポリプロピレン系樹脂を含む樹脂組成物からなる溶融膜を、冷却ロール（１）で冷却固化させた後、少なくとも３つの温調ロールによって熱処理を行うポリプロピレン系フィルムの製造方法であって、温調ロール（２）〜（４）の温度Ｔ２（℃）、Ｔ３（℃）およびＴ４（℃）が、Ｔ４（℃）＞Ｔ２（℃）＞Ｔ３（℃）であることを特徴とする、前記ポリプロピレン系フィルムの製造方法に関する（但し、冷却ロール（１）の下流に配置された温調ロール（２）の温度をＴ２（℃）とし、温調ロール（２）の下流に配置された温調ロール（３）の温度をＴ３（℃）とし、温調ロール（３）の下流に配置された温調ロール（４）の温度をＴ４（℃）とする）。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の製造方法によれば、フィルム製膜時に温調ロールにフィルムが巻きつくといったことがなく、外観および剛性に優れるポリプロピレン系フィルムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂としては、主にプロピレンからなるモノマーを重合して得られる重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン三元共重合体、主にプロピレンからなるモノマーを重合して得られる重合体成分と、プロピレンとエチレンおよび／または炭素原子数４〜１２のα−オレフィンから選択される１種以上のモノマーとを重合させて得られる共重合体成分を少なくとも２段階以上の多段で製造して得られるポリプロピレン系共重合体（ブロック共重合体という事がある。）等が挙げられる。好ましくはプロピレンの単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン三元共重合体である。前記した重合体は単独で用いてもよく、または２種以上を併用してもよい。
【０００８】
前記α−オレフィンとしては、炭素原子数４〜１２のα−オレフィンが挙げられ、例えば、１−ブテン、２−メチル−１−プロペン、１−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、２−エチル−１−ブテン、２，３−ジメチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３，３−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、メチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ペンテン、エチル−１−ペンテン、トリメチル−１−ブテン、メチルエチル−１−ブテン、１−オクテン、メチル−１−ペンテン、エチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ヘキセン、プロピル−１−ヘプテン、メチルエチル−１−ヘプテン、トリメチル−１−ペンテン、プロピル−１−ペンテン、ジエチル−１−ブテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセンなどが挙げられる。好ましくは、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンであり、更に好ましくは共重合特性、経済性などの観点から、１−ブテン、１−ヘキセンである。
【０００９】
共重合体中のエチレンおよびα−オレフィン由来の構成単位の含有量は、通常０．１〜４０重量％であり、好ましくは１〜３０重量％である。
【００１０】
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂の２３０℃で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、流動性や製膜性の観点から好ましくは１〜５０ｇ／１０分であり、さらに好ましくは２〜１５ｇ／１０分である。
【００１１】
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂は、例えばマグネシウム化合物にＴｉ化合物を複合化させた固体触媒成分等からなるＴｉ−Ｍｇ系触媒、この固体触媒成分に、有機アルミニウム化合物および必要に応じて電子供与性化合物などの第３成分を組み合わせた触媒系、及びメタロセン系触媒を用いることで得られることが挙げられ、例えば、特開昭６１−２１８６０６号公報、特開昭６１−２８７９０４号公報、特開平７−２１６０１７号公報等に記載された触媒系である。
【００１２】
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂の重合方法としては、例えば、不活性炭化水素溶媒によるスラリー重合法、溶媒重合法、無溶媒による液相重合法、気相重合法、またはそれらを連続的に行う液相−気相重合法等が挙げられるが、生産性の観点から好ましくは気相重合法、液相−気相重合法などが挙げられる。
【００１３】
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂には、酸化防止剤を配合することが好ましく、例えば酸化防止剤としてフェノール系酸化防止剤やリン系酸化防止剤などが挙げられる。
酸化防止剤の好ましい配合量は、例えばフェノール系酸化防止剤の場合、ポリプロピレン系重合体１００重量部に対して０．０１〜０．２重量％であり、リン系酸化防止剤の場合、ポリプロピレン系重合体１００重量部に対して０．０１〜０．２重量％である。
【００１４】
上記のフェノール系酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジーｔ−ブチル−４−メチルフェノール、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、オクタデシル−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、３，９−ビス［２−｛３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５・５］ウンデカン、トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、トリエチレングリコール−Ｎ−ビス−３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、１，６−ヘキサンジオールビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピルネート］、２，２−チオビス−ジエチレンビス［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］、ビタミンＥに代表されるα−トコフェノール類等が挙げられる。
【００１５】
上記のリン系酸化防止剤としては、例えば、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ジステアリル  ペンタエリスリトール  ジホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール  ジホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−メチルフェニル）ペンタエリスリトール  ジホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトール  ジホスファイト、ビス（２，４−ジクミルフェニル）ペンタエリスリトール  ジホスファイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ジフェニレンジホスナイト、２，２’−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）  ２−エチルヘキシルホスファイト、２，２’−エチリデンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）  フルオロホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−メチルフェニル）  エチルホスファイト、２−（２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェニル）−５−エチル−５−ブチル−１，３，２−オキサホスホリナン、２，２’，２’’−ニトリロ［トリエチル−トリス（３，３’，５，５’−テトラ−ｔ−ブチル−１，１’−ビフェニルー２，２’−ジイル）ホスファイト等が挙げられる。
【００１６】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂組成物には、前記ポリプロピレン系樹脂以外に、本発明の目的および効果を損なわない範囲で、必要に応じて、その他の添加剤やその他の重合体を添加してもよい。その他の添加剤としては、例えば高級脂肪酸アミドや高級脂肪酸エステルに代表される滑剤、シリカに代表される抗ブロッキング剤、炭素原子数８〜２２の脂肪酸のグリセリンエステルやソルビタン酸エステル、ポリエチレングリコールエステルなどの帯電防止剤の他、造核剤、粘着剤、防曇剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
【００１７】
その他の重合体としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテンなどのオレフィン系重合体、フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体に代表されるフッ素系重合体が挙げられる。これらは不均一系触媒、またはメタロセン系触媒に代表される均一系触媒で製造されたものでもよい。また、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体やスチレンイソプレン−スチレン共重合体を水添したスチレン系共重合体ゴム、その他のエラストマ−等も挙げられる。
【００１８】
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法としては、公知の方法が挙げられる。例えば、ポリプロピレン系樹脂のパウダーと各種添加剤とをヘンシェルミキサー等の混合装置を用いて配合した後、直接ペレット化する方法や、比較的高濃度の添加剤マスターバッチを二軸造粒機等の高混練押出機を用いてペレット化した後、ポリプロピレン系重合体に配合する方法、溶融させたポリプロピレン系樹脂に添加剤を添加する方法等が挙げられる。
【００１９】
本発明で用いるポリプロピレン系フィルムを製造するための装置は、押出機、Ｔダイ、冷却ロール、および少なくとも３本の温調ロールを備えるＴダイフィルム製造装置である。図１に、一例として、Ｔダイフィルム製造装置の該略図を示す。前記押出機には、ホッパー、フィルター、またはエアーチャンバーが備えられていてもよい。また、フィルムの引取装置として、温調ロールとは異なる複数の引取ロールやフィルム巻取機を備えることができる。
特に上記の温調ロールには、フィルム外観や、フィルム加工適性を悪化させずに剛性を大幅に向上させる必要があるため、冷却ロールの下流に設置する少なくとも３本の温調ロール（２），（３），（４）の温度は、Ｔ４＞Ｔ２＞Ｔ３の順に制御する必要がある。
【００２０】
上記の温調ロール（２）は、冷却ロール（１）の下流に配置しており、温度Ｔ２は、フィルム外観やフィルム加工適性を悪化させない範囲で剛性を向上させる観点から、好ましくは、６０〜Ｔｍ−４０℃であり、より好ましくは、８０〜Ｔｍ−６０℃である。
【００２１】
また上記温調ロール（３）は、温調ロール（２）の下流に配置しており、温度Ｔ３は、温調ロール（４）部でのフィルム耐熱性を付与する観点から、好ましくは５〜Ｔｃ−４０℃であり、より好ましくは、２０〜５０℃である。
【００２２】
更に上記温調ロール（４）は、温調ロール（３）の下流に配置しており、温度Ｔ４は、フィルム外観の観点や、フィルム加工適性を悪化させない範囲で剛性を向上させる観点から、好ましくはＴ２〜Ｔｍ℃であり、より好ましくはＴ２＋２０〜Ｔｍ−２０℃である。
【００２３】
本発明のポリプロピレン系フィルムの製造方法では、温調ロール（４）の下流側に更に温調ロールを設置することができる。温調ロール（４）の下流ｎ本目の温調ロール温度をＴｎとすると、下記（１），（２）を満たす条件が、フィルム加工適性、外観および剛性の観点から好ましい。
（１）    ｎが偶数の場合、Ｔｎは、Ｔ４〜Ｔｍ℃
（２）    ｎが奇数の場合、Ｔｎは、５℃〜Ｔｃ−４０℃
【００２４】
本発明のポリプロピレン系フィルムの製造方法において、冷却ロール（１）の温度Ｔ１は、５℃〜１００℃以下であることが好ましく、透明性の観点から１０〜４０℃であることがより好ましい。
【００２５】
本発明で製造するポリプロピレン系フィルムの好ましい厚みは１０〜１５０μｍであり、より好ましくは２０〜１００μｍである。また生産性の観点から成形速度は３０〜３００ｍ／ｍｉｎの範囲が好ましく、より好ましくは１００〜３００ｍ／ｍｉｎである。ダイのリップ間隙や、押出機先端の樹脂温度など、他の製造条件に関しては公知の条件とすることができ、例えば、ダイリップの間隙は０．３〜３．０ｍｍ、押出機先端の樹脂温度は１８０℃〜３００℃である。
【００２６】
本発明で製造するポリプロピレン系フィルムは、単層フィルムであってもよく、ポリプロピレン系樹脂からなる層を少なくとも１層以上含む積層フィルムであってもよい。積層フィルムの場合、上記ポリプロピレン系樹脂からなる層は、フィルム最表面に構成されることが好ましい。
【実施例】
【００２７】
実施例および具体例によって本発明を説明する。
実施例および比較例の各項目の測定値は、下記の方法で測定した。
【００２８】
（２）フィルム加工適正（目視）
フィルム製膜時、温調ロールへのフィルムの巻きつき状況について目視評価した。
○  …  ロールからフィルムがスムーズに剥がれ、全く巻きつきそうな様子がみられない。
△  …  フィルムがロールに粘着しており、時々巻きつきそうな様子がみられる。
×  …  フィルムのロールへの巻きつきが発生した。
【００２９】
（３）剛性（ヤング率）（ｋｇ／ｃｍ２）
巾２０ｍｍの試験片を縦方向（ＭＤ方向）より採取し、引張試験機によりチャック間隔６０ｍｍ、引張速度５ｍ／ｍｉｎでＳ−Ｓ曲線をとり、初期弾性率を測定した。
【００３０】
（４）フィルム外観（目視）
温調ロール表面形状の転写状況を目視で評価した。
５点  …  フィルム表面には、温調ロール表面形状の転写が見られない。
４点  …  局所的に、温調ロール表面形状の転写が見られるが、白濁した様子は認められない。
３点  …  局所的に、温調ロール表面形状の転写が見られ、フィルムが白濁する。
２点  …  全面的に温調ロールの表面形状が転写し、フィルムが白濁する。
１点  …  フィルムがロールに巻きついて破断する。
【００３１】
実施例および比較例で用いた重合体は、以下のとおりであった。
［ポリプロピレン系樹脂（１）］
住友化学（株）製プロピレン単独重合体（商品名ＦＬＸ８０Ｅ４，Ｔｍ＝１６４℃，Ｔｃ＝１１９℃）を用いた。
【００３２】
実施例１
ポリプロピレン系樹脂（１）を、ろ過精度６０μｍの金属焼結フィルターを使用した９０ｍｍφ押出機、および、２台の６５ｍｍφ押出機でそれぞれ２４０℃で溶融混練し、これら押出機が接合されたフィードブロック型のＴダイ（ダイ幅１２５０ｍｍ、リップ開度０．８ｍｍ）に導入して、該Ｔダイから溶融膜を押出した。Ｔダイの温度は２４０℃とした。
前記溶融膜を、４０ｍ／分で回転する冷却水温度Ｔ１＝３０℃の冷却ロール（１）に巻回し、該冷却ロールに近接して設けられたエアーチャンバーより空気を吹き出して前記溶融膜を前記冷却ロールに押し付けながら冷却固化させ、厚さ４０μｍの未延伸フィルムを得た。
温調ロール（２）の温度Ｔ２を１００℃、温調ロール（３）の温度を３０℃、温調ロール（４）の温度を１２０℃で制御した。
【００３３】
実施例２
ポリプロピレン系樹脂（１）を、ろ過精度６０μｍの金属焼結フィルターを使用した９０ｍｍφ押出機、および、２台の６５ｍｍφ押出機でそれぞれ２４０℃で溶融混練し、これら押出機が接合されたフィードブロック型のＴダイ（ダイ幅１２５０ｍｍ、リップ開度０．８ｍｍ）に導入して、該Ｔダイから溶融膜を押出した。Ｔダイの温度は２４０℃とした。
前記溶融膜を、４０ｍ／分で回転する冷却水温度Ｔ１＝３０℃の冷却ロール（１）に巻回し、該冷却ロールに近接して設けられたエアーチャンバーより空気を吹き出して前記溶融膜を前記冷却ロールに押し付けながら冷却固化させ、厚さ４０μｍの未延伸フィルムを得た。
温調ロール（２）の温度Ｔ２を８０℃、温調ロール（３）の温度を３０℃、温調ロール（４）の温度を１２０℃で制御した。
【００３４】
比較例１
ポリプロピレン系樹脂（１）を、ろ過精度６０μｍの金属焼結フィルターを使用した９０ｍｍφ押出機、および、２台の６５ｍｍφ押出機でそれぞれ２４０℃で溶融混練し、これら押出機が接合されたフィードブロック型のＴダイ（ダイ幅１２５０ｍｍ、リップ開度０．８ｍｍ）に導入して、該Ｔダイから溶融膜を押出した。Ｔダイの温度は２４０℃とした。
前記溶融膜を、４０ｍ／分で回転する冷却水温度Ｔ１＝３０℃の冷却ロール（１）に巻回し、該冷却ロールに近接して設けられたエアーチャンバーより空気を吹き出して前記溶融膜を前記冷却ロールに押し付けながら冷却固化させ、厚さ４０μｍの未延伸フィルムを得た。
温調ロール（２）の温度Ｔ２を１００℃、温調ロール（３）の温度を１２０℃、温調ロール（４）の温度を３０℃で制御した。
【００３５】
比較例２
ポリプロピレン系樹脂（１）を、ろ過精度６０μｍの金属焼結フィルターを使用した９０ｍｍφ押出機、および、２台の６５ｍｍφ押出機でそれぞれ２４０℃で溶融混練し、これら押出機が接合されたフィードブロック型のＴダイ（ダイ幅１２５０ｍｍ、リップ開度０．８ｍｍ）に導入して、該Ｔダイから溶融膜を押出した。Ｔダイの温度は２４０℃とした。
前記溶融膜を、４０ｍ／分で回転する冷却水温度Ｔ１＝３０℃の冷却ロール（１）に巻回し、該冷却ロールに近接して設けられたエアーチャンバーより空気を吹き出して前記溶融膜を前記冷却ロールに押し付けながら冷却固化させ、厚さ４０μｍの未延伸フィルムを得た。
温調ロール（２）の温度Ｔ２を３０℃、温調ロール（３）の温度を３０℃、温調ロール（４）の温度を３０℃で制御した。
【００３６】
表１
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【００３７】
本発明の要件を満足する実施例１〜２は、フィルム加工適性、フィルム外観および剛性に優れるポリプロピレン系フィルムの製造方法であることがわかる。
これに対して、本発明の要件を満足しない比較例１〜２は、フィルム外観または剛性の改良効果が不十分であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】Ｔダイフィルム製造装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ：  冷却ロール（１）
２  ：  温調ロール（２）
３  ：  温調ロール（３）
４  ：  温調ロール（４）
【図１】
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