KR20230164012A

KR20230164012A - 폴리프로필렌 필름

Info

Publication number: KR20230164012A
Application number: KR1020237030329A
Authority: KR
Inventors: 사토시 후지와라; 가즈마 오카다; 마사토시 오쿠라
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2023-12-01
Also published as: JPWO2022210693A1; TW202302732A; CN116829627A; WO2022210693A1; US20240239973A1

Abstract

150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ가 0.25 이하이며, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율이 50MPa 이상인 것을 특징으로 하는, 폴리프로필렌 필름. 내열성, 기계 강도 및 품위가 우수한 폴리프로필렌 필름을 제공한다.

Description

폴리프로필렌 필름

본 발명은, 내열성, 기계 강도, 품위가 우수한, 공업 재료용 필름으로서 적합하게 사용할 수 있는 폴리프로필렌 필름에 관한 것이다.

폴리프로필렌 필름은, 표면의 이형성이나 기계 특성이 우수하므로, 플라스틱 제품이나 건재나 광학 부재 등, 다양한 부재의 이형 필름이나 공정용 필름으로서 적합하게 사용된다. 또한, 전기 특성도 우수하므로 콘덴서 용도에도 적합하게 사용된다.

폴리프로필렌 필름에 요구되는 요구 특성의 하나로 내열성을 들 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌 필름을 열경화성 수지 등의 커버 필름으로서 사용하는 경우에는, 필름과 접합한 후에, 열경화하기 위해서 고온에 노출되는 경우가 있다. 또한, 콘덴서 용도에서는, 모터 내의 고온 환경 하에서 사용된다. 이와 같이, 공업 재료 용도나 콘덴서 용도에서 사용되는 필름에 대해서는, 근년 점점 내열성의 요구 레벨이 높게 되어 있다.

그러나, 종래의 폴리프로필렌 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등과 비교하면 융점이 낮아, 100℃ 이상의 고온의 공정에서는 내열성이 불충분해져서 용도가 제한되어 있었다. 예를 들어, 폴리프로필렌 필름은 일반적으로 융점이 160℃ 정도이므로, 150℃ 등의 융점에 가까운 온도역에서는 수축력이 크고, 또한 기계 강도도 불충분해져서, 고온 환경 하에서의 사용이 상정되는 공정용 필름 등에는 사용할 수 없는 경우가 있었다.

내열성의 지표의 하나로서 열수축 응력을 들 수 있다. 열수축 응력이란, 필름을 일정 길이로 유지한 상태에서 소정의 온도까지 승온했을 때 수축 방향으로 작용하는 응력이며, 열수축 응력이 크면, 소정의 온도에서 필름을 피착체와 접합하여 사용할 때, 휨이나 박리가 생기는 등의 문제가 생기는 경우가 있다. 일반적으로, 열수축 응력을 낮추는 방법으로서, 고온에서 열처리를 실시함으로써 비정질 성분의 배향을 완화시키는 방법이나, 저분자량의 폴리프로필렌 수지를 사용하여 고분자량 성분을 저감하는 방법이 사용된다. 그러나, 고온의 열처리에 의해 비정질 성분을 완화시키면, 열수축 응력은 억제되지만 고온에서의 기계 강도가 저하되는 경우가 있다. 또한, 저분자량의 폴리프로필렌 수지는 가열 연화한 경우의 용융 장력이 낮아, 저분자량의 폴리프로필렌 수지를 사용하면 제막성이 저하되는 경우가 있다. 이상으로부터, 고온에서의 기계 강도나 제막성을 유지하면서, 저열수축 응력을 양립시키는 것은 종래 곤란하였다.

내열성을 향상시킨 폴리프로필렌 필름으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에는, 고결정성의 폴리프로필렌 수지를 사용하여 세로 연신 시의 예열 롤 온도를 조정함으로써, 열수축 응력을 저감한 예가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2, 3에는, 저분자량 성분을 주로 하는 폴리프로필렌 수지를 사용하여 결정성을 높임으로써 열수축률을 저감한 예가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는, 크실렌 중에 용해하고 있는 폴리프로필렌 성분이 낮은 폴리프로필렌 수지를 사용함으로써, 고온에서의 내전압을 향상시키고, 수축 응력을 저감한 예가 기재되어 있다.

국제 공개 제2020/196602호 일본 특허 공개 제2014-55283호 공보 국제 공개 제2020/137791호 일본 특허 공개 제2020-132882호 공보

그러나, 상술한 특허문헌 1, 4에 기재된 방법에서는, 내열성은 향상되지만, 상기 용도에서의 사용을 상정하는 경우, 더욱 내열성의 향상이 필요하다는 과제가 있었다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 고온에서의 영율이 낮아, 필름 융점 가까이의 고온이면서 또한 고장력으로 반송할 때 필름의 평면성이 악화되는 경우나, 필름이 파단하는 경우가 있었다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 폴리프로필렌 필름은, 주 배향 방향의 열수축률이 높아, 고온 하에서 반송할 때 필름이 수축하여, 주름이 생기기 쉬운 점에서 과제가 있었다. 그래서 본 발명의 과제는, 상기한 문제점을 해결하는 데에 있다. 즉, 내열성, 기계 강도 및 품위가 우수한 폴리프로필렌 필름을 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 폴리프로필렌 필름은 이하의 구성을 포함한다. 즉, 본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ가 0.25 이하이며, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율이 50MPa 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 필름이다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 내열성, 기계 강도 및 품위가 우수하므로, 공업 재료용 필름, 표면 보호 필름, 공정용 필름, 이형 필름 및 콘덴서용 필름 등으로서 폭넓게 적합하게 사용할 수 있다.

도 1은 폴리프로필렌 필름의 tanδ의 온도 의존성을 나타내는 그래프의 일 예이다.
도 2는 폴리프로필렌 필름의 결정화 온도(Tc₀)를 나타내는 그래프의 일 예이다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ가 0.25 이하이며, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율이 50MPa 이상인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 필름이다.

폴리프로필렌 필름이란, 필름을 구성하는 전성분을 100질량％로 했을 때, 폴리프로필렌 수지를, 50질량％를 초과하고 100질량％ 이하 포함하는 필름을 말한다. 폴리프로필렌 필름에서의 폴리프로필렌 수지의 함유량은, 필름을 구성하는 전성분을 100질량％로 했을 때, 바람직하게는 70질량％ 이상 100질량％ 이하, 보다 바람직하게는 90질량％ 이상 100질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 95질량％ 이상 100질량％ 이하, 특히 바람직하게는 96질량％ 이상 100질량％ 이하, 가장 바람직하게는 97질량％ 이상 100질량％ 이하이다. 또한, 폴리프로필렌 수지에 해당하는 성분이 복수 포함되는 경우에는, 당해 성분을 합산하여 50질량％를 초과하고 100질량％ 이하이면, 폴리프로필렌 필름에 해당하는 것으로 한다. 또한, 폴리프로필렌 수지란, 수지를 구성하는 전구성 단위에서 차지하는 프로필렌 단위가 50mol％보다 많고 100mol％ 이하인 수지를 말한다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 내열성을 향상시키는 관점에서, 150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ가 0.25 이하인 것이 중요하다. 상기 관점에서 150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ는, 바람직하게는 0.23 이하, 보다 바람직하게는 0.21 이하, 더욱 바람직하게는 0.19 이하이다. tanδ는 손실 정접이라고도 불리며, 필름 중의 분자쇄의 운동성 정도와 상관하여, 일반적으로 도 1에서 도시하는 바와 같이 100℃ 이상의 영역에서는 고온으로 될수록 증가한다. 150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ는, 150℃ 부근에서의 필름 중의 분자쇄의 운동성 정도와 상관하는 지표이며, 발명자들은, 이 값을 작게 하는 것, 바꿔 말하면 고온에서의 분자쇄의 운동을 억제하는 것이, 폴리프로필렌 필름의 고온 하에서의 열수축 응력을 억제하고, 내열성을 높이는 것을 알아내었다. 또한, 150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ는 작을수록 바람직하고, 하한은 특별히 한정되지는 않지만, 실질적으로는 0.01 정도이다.

여기서 본 발명에서의 주 배향 방향이란, 필름면 내에서, 임의의 방향을 0°로 하고, 해당 임의의 방향에 대하여 5° 간격으로 0° 내지 175°의 각도를 이루는 각각의 방향에서 영율을 측정했을 때, 가장 높은 값을 나타내는 방향을 말하며, 주 배향 직교 방향이란, 필름면 내에서 상기한 주 배향 방향과 직교하는 방향을 말한다. 또한, 영율은 인장 시험기를 사용하여 측정할 수 있으며, 측정 방법의 상세는 실시예에 나타낸다. 샘플의 폭이 50㎜ 미만으로 인장 시험기로는 영율을 구할 수 없을 경우에는, 광각 X선에 의한 폴리프로필렌 필름의 α정(110)면의 결정 배향을 다음과 같이 측정하고, 하기의 판단 기준에 기초하여 주 배향 방향으로 한다. 즉, 필름 표면에 대하여 수직 방향으로 X선(CuKα선)을 입사하고, 2θ=약 14°(α정(110)면)에서의 결정 피크를 원주 방향으로 스캔하여, 얻어진 회절 강도 분포의 회절 강도가 가장 높은 방향을 주 배향 방향으로 하고, 그것과 직교하는 방향을 주 배향 직교 방향으로 한다. 또한, 본 발명에서는, 폴리프로필렌 필름을 제막하는 방향에 평행한 방향을 제막 방향, 길이 방향 혹은 MD 방향이라고 칭하고, 필름면 내에서 제막 방향에 직교하는 방향을 폭 방향 혹은 TD 방향이라고 칭한다.

150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ가 0.25보다 큰 경우, 폴리프로필렌 필름의 내열성이 부족하다. 그 때문에, 이러한 폴리프로필렌 필름을 공정용 필름이나 이형 필름으로서 사용하면, 피착체와 접합하여 고온의 공정을 통과시키는 타이밍에 피착체와의 열수축 응력 차에 의해 휨이 생기거나 피착체가 일부 박리하거나 해서, 품위가 손상되는 경우가 있다. 또한, 150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ는, 동적 점탄성을 사용하여 측정할 수 있으며, 측정 방법의 상세는 실시예에 나타낸다.

150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ를 0.25 이하로 하기 위해서는, 예를 들어 폴리프로필렌 필름의 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한, 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 분자량 분포(Mz/Mw)가 좁고, 고분자량 성분이 대폭 저감되어 있으며, 또한 냉 크실렌 가용부(CXS)가 낮은 고결정성 수지를 사용하는 것이나, 가로 연신 후에 고온 하에서 폭 방향으로 수축 완화시켜, 주 배향 방향으로 필름을 수축시키는(예를 들어, 이완율 12％ 이상) 것이 효과적이다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 기계 강도를 높이는 관점에서, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율이 50MPa 이상이며, 70MPa 이상이 바람직하고, 90MPa 이상이 보다 바람직하고, 110MPa 이상이 더욱 바람직하다. 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율이 50MPa보다 작은 경우, 기계 강도가 부족하다. 그 때문에, 폴리프로필렌 필름을 공정용 필름이나 이형 필름으로서 사용했을 때, 피착체와 접합하여 고온의 공정을 통과시키는 타이밍에 주 배향 직교 방향으로 고장력이 걸리면, 폴리프로필렌 필름이 변형되어 주름이 생기거나 파단하거나 하는 경우가 있다. 또한, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율은 높을수록 바람직하며, 그 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 실질적으로는 10000MPa 정도이다. 또한, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율은, 고온 가열할 수 있는 오븐을 구비한 인장 시험기를 사용하여 측정할 수 있으며, 측정 방법의 상세는 실시예에 나타낸다.

tanδ를 낮게 하기 위해서 고온 열처리를 실시하여 비정질 성분을 수축 완화시키면, 영율이 저하되는 경우가 있다. 또한, 영율을 높이기 위해서는 높은 연신 배율로 연신하는 것이 일반적이었지만, 고분자량 성분을 저감한 수지는 가열 연화한 경우의 용융 장력이 낮아져, 제막 안정성이 저하되기 때문에, 높은 연신 배율로 연신할 수 없는 경우가 있다. 이러한 사정으로 인해, 폴리프로필렌 필름에 있어서, 특히 고온에서의 저tanδ와 고영율을 양립시키는 것은 종래 곤란하였다. 그러나, 예를 들어, 폴리프로필렌 필름의 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한, 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용함으로써 저tanδ와 고영율을 양립시킬 수 있다. 특히, 냉 크실렌 가용부(CXS)가 낮은 고결정성 수지를 사용하는 것이나, 캐스팅 드럼의 온도를 저온(10℃ 내지 40℃)으로 함으로써 미연신 시트 중의 구정을 균일 미세화한 후에, 세로 연신 시의 연신 구간을 길게 하여, 세로 연신 구간에 있어서 양면을 라디에이션 히터로 충분히 가열하면서 연신함으로써, 연신 응력을 낮추면서 균일하게 필름을 세로 연신하는 것이 효과적이다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 품위의 관점에서, 150℃에서의 주 배향 직교 방향의 tanδ가 0.25 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.23 이하, 더욱 바람직하게는 0.21 이하, 특히 바람직하게는 0.19 이하이다. 150℃에서의 주 배향 직교 방향의 tanδ는, 150℃ 부근에서의 필름 중의 분자쇄의 운동성 정도와 상관하는 지표이며, 이 값을 작게 하는 것이 필름의 내열성을 높인다. 150℃에서의 주 배향 직교 방향의 tanδ가 0.25보다 큰 경우, 폴리프로필렌 필름을 롤로서 권취하여 고온 하에서 보관하는 동안에, 필름이 주 배향 직교 방향으로 수축함으로써 롤에 주름이 생겨서, 품위가 손상되는 경우가 있다. 또한, 150℃에서의 주 배향 직교 방향의 tanδ의 하한은 작을수록 바람직하며 특별히 제한되지는 않지만, 실질적으로 0.01 정도이다. 150℃에서의 주 배향 직교 방향의 tanδ는, 150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ와 마찬가지의 방법에 의해 측정할 수 있다.

150℃에서의 주 배향 직교 방향의 tanδ를 0.25 이하, 또는 상기 바람직한 범위로 하기 위해서는, 폴리프로필렌 필름의 조성이나 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 분자량 분포(Mz/Mw)가 좁고, 고분자량 성분이 대폭 저감되어 있으며, 또한 냉 크실렌 가용부(CXS)가 낮은 고결정성 수지를 사용하는 것이나, 캐스팅 드럼의 온도를 저온(10℃ 내지 40℃)으로 함으로써 미연신 시트 중의 구정을 균일 미세화한 후에, 세로 연신 시의 연신 구간을 길게 하여, 세로 연신 구간에 있어서 양면을 라디에이션 히터로 충분히 가열하면서 연신함으로써, 연신 응력을 낮추면서 균일하게 필름을 세로 연신하는 것, 가로 연신 후에 고온의 롤 상에서 반송 흐름 방향의 반송 장력을 완화시킴으로써 주 배향 직교 방향으로 필름을 수축시키는 것이 효과적이다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 품위의 관점에서, 0℃에서의 주 배향 직교 방향의 손실 탄성률(E")이 3.5×10⁸Pa 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 3.0×10⁸Pa 이하, 더욱 바람직하게는 2.5×10⁸Pa 이하, 특히 바람직하게는 2.0×10⁸Pa 이하이다. 0℃에서의 주 배향 직교 방향의 손실 탄성률(E")의 값은 작을수록 좋고, 그 하한은 특별히 한정되지는 않지만, 실질적으로는 0.1×10⁸Pa 정도이다. 또한, 0℃에서의 주 배향 직교 방향의 손실 탄성률(E")은, 동적 점탄성을 사용하여 측정할 수 있으며, 측정 방법의 상세는 실시예에 나타낸다.

손실 탄성률(E")은 폴리프로필렌 필름 중의 분자쇄의 완화 정도와 상관하고 있으며, 0℃에서의 주 배향 직교 방향의 손실 탄성률(E")이 3.5×10⁸Pa보다 큰 경우, 0℃ 부근에서의 비정질의 완화 정도가 커진다. 그 때문에, 폴리프로필렌 필름을 롤로서 권취하여 실온 하나 그 부근의 온도 하에서 보관하는 동안에, 폴리프로필렌 필름이 주 배향 직교 방향으로 수축하여 롤에 주름이 생겨서, 품위가 손상되는 경우가 있다.

0℃에서의 주 배향 직교 방향의 손실 탄성률(E")을 3.5×10⁸Pa 이하로 하기 위해서는, 예를 들어 폴리프로필렌 필름의 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한, 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 결정화 온도가 높은 수지를 사용하여 캐스트 시에 형성하는 구정을 작게 하는 것, 캐스팅 드럼의 온도를 저온(10℃ 내지 40℃)으로 함으로써 미연신 시트 중의 구정을 균일 미세화한 후에, 세로 연신 시의 연신 구간을 길게 하여, 연신 구간에 있어서 양면을 라디에이션 히터로 충분히 가열하면서 필름을 세로 연신하는 것이 효과적이다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율과 필름의 두께의 곱이 500N/m 이상인 것이 바람직하고, 700N/m 이상이 보다 바람직하고, 900N/m 이상이 더욱 바람직하고, 1100N/m 이상이 특히 바람직하다. 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율과 필름의 두께의 곱은, 130℃에서 필름을 주 배향 직교 방향으로 인장했을 때 생기는 필름 폭당 장력에 상당하며, 이 값이 500N/m보다 작은 경우, 가공 공정에서 고온 하에 노출될 때 문제가 생기는 경우가 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌 필름을 이형 필름으로서 사용했을 때, 특히 변형되기 쉬운 피착체와 접합하여 고온의 공정을 통과시키는 타이밍에 주 배향 직교 방향으로 고장력이 걸리면, 필름의 평면성 악화, 피착체의 변형, 필름의 파단이 생기는 경우가 있다. 상기 관점에서 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율과 필름 두께의 곱의 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 실질적으로는 1000000N/m 정도이다. 또한, 폴리프로필렌 필름의 두께는 공지된 마이크로두께계로 측정할 수 있다.

130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율과 필름의 두께의 곱을 500N/m 이상 혹은 상기 바람직한 범위로 하는 방법으로서는, 예를 들어 폴리프로필렌 필름의 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한, 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 냉 크실렌 가용부(CXS)가 낮은 고결정성 수지를 사용하는 것이나, 캐스팅 드럼의 온도를 저온으로 함으로써 미연신 시트 중의 구정을 균일 미세화한 후에, 세로 연신 시의 연신 구간을 길게 하여, 연신 구간에 있어서 양면을 라디에이션 히터로 충분히 가열하면서 연신함으로써, 연신 응력을 낮추면서 균일하게 필름을 세로 연신하는 것이 효과적이다. 또한, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율과 필름의 두께의 곱은, 두께를 조절하는 것으로도 조정할 수 있다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름의 두께는, 용도에 따라서 적절히 조정되는 것이며 특별히 한정되지는 않지만, 0.5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 핸들링성의 관점에서 바람직하다. 두께의 상한은 60㎛가 보다 바람직하고, 30㎛가 더욱 바람직하고, 16㎛가 특히 바람직하다. 하한은 0.9㎛가 보다 바람직하고, 4.0㎛가 더욱 바람직하다. 폴리프로필렌 필름의 두께는 다른 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서, 압출기의 스크루 회전수, 미연신 시트의 폭, 제막 속도, 연신 배율 등에 의해 조정 가능하다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 강온 속도 10℃/분으로 측정한 결정화 온도(Tc₁₀)(℃)와 강온 속도 40℃/분으로 측정한 결정화 온도(Tc₄₀)(℃)를 사용하여 외삽점법에 의해 구한 강온 속도 0℃/분에서의 결정화 온도를 Tc₀(℃)으로 하고, 필름의 융점을 Tm(℃)으로 했을 때, Tc₀+Tm≥280을 충족하는 것이 바람직하다. Tc₀+Tm의 값은 보다 바람직하게는 285 이상, 더욱 바람직하게는 290 이상이다. Tc₀은 결정화 용이성의 지표이며, Tc₀이 높을수록 보다 결정화하기 쉽다. 또한, Tm은 필름의 융점이며, Tm이 높을수록 필름의 내열성이 높다. Tc₀+Tm의 값의 상한은 특별히 제한되지는 않지만, 실질적으로 350 정도이다.

Tc₀+Tm의 값을 280 이상으로 함으로써, 필름의 융점이 높아, 예를 들어 150℃ 등의 융점에 가까운 온도역에서도 높은 내열성을 나타내게 된다. 또한, 이러한 양태로 한 경우에는, 결정화가 빨리 진행되어, 캐스트 시에 조대한 구정이 형성되기 어렵다. 그 때문에, 폴리프로필렌 필름의 구조가 보다 균일화하여, 연신 시의 파단이나, 필름의 강도 저하가 경감된다.

Tc₁₀ 및 Tc₄₀은, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여, 이하의 수순으로 측정할 수 있다. 구체적으로는, 질소 분위기 중에서 3mg의 폴리프로필렌 필름을 25℃부터 250℃까지 20℃/min으로 승온하여, 5분간 유지한다. 계속해서 250℃부터 25℃까지 10℃/min으로 강온한다. 이 강온 시에 얻어지는 발열 커브의 피크 온도를, Tc₁₀으로 하고, 폴리프로필렌 필름을 25℃부터 250℃까지 20℃/min으로 승온하여, 5분간 유지한다. 계속해서 250℃부터 25℃까지 40℃/min으로 강온한다. 이 강온 시에 얻어지는 발열 커브의 피크 온도를 Tc₄₀으로 한다. 이어서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 횡축에 강온 속도를, 종축에 각 강온 속도에서 구한 결정화 온도를 플롯하여, Tc₄₀으로부터 Tc₁₀을 향해서 직선을 긋고, 강온 속도가 0℃/min에 외삽되었을 때의 결정화 온도를 Tc₀으로 한다. 또한 복수의 피크 온도를 관측할 수 있는 경우에는 80℃ 내지 130℃의 영역에서 가장 고온의 피크 온도를 폴리프로필렌 필름의 결정화 온도로서 사용하였다. 또한, DSC는 측정이 가능한 것이라면 특별히 제한되지는 않고 공지된 것을 사용할 수 있으며, 구체예로서는 세이코 인스트루먼츠 제조 EXSTAR DSC6220을 사용할 수 있다.

Tc₀+Tm의 값을 280 이상 또는 상기 바람직한 범위로 하기 위해서는, Tc₀이나 Tm을 높이는 방법을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. Tc₀을 높이기 위해서는, 폴리프로필렌 필름의 조성을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 핵제 작용을 갖는 성분을 포함하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 분지쇄상 폴리프로필렌을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, Tm을 높이기 위해서는, 예를 들어 폴리프로필렌 필름의 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한, 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 냉 크실렌 가용부(CXS)가 낮은 고결정성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 고온 환경을 거친 후의 품위 저하를 경감하는 관점에서, 130℃에서 10분간의 가열 처리를 한 후의 정지 마찰 계수(㎲)가 0.80 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.70 이하, 더욱 바람직하게는 0.60 이하, 특히 바람직하게는 0.50 이하이다. 폴리프로필렌 필름을 보호 필름으로서 사용하는 경우, 다양한 고온의 공정을 통과하는 경우가 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌 필름을 열경화성 수지의 이형 필름으로서 사용하는 경우, 열경화성 수지에 접합한 후에 100℃ 이상의 온도역에서 열경화시키는 경우가 있다. 폴리프로필렌 필름은, 공정용 필름으로서 주로 사용되는 폴리에스테르계 필름과 비교하여 일반적으로 내열성이 낮아, 100℃ 이상의 열이 가해지는 경우에 있어서 표면이 연화 혹은 변형되어, 정지 마찰 계수가 과도하게 증가한다. 그 때문에, 이활성이 손상되어, 가열 공정 후에 필름을 권취할 때 권취 어긋남이 생기는 경우가 있다.

보다 고온인 130℃에서의 가열 후의 ㎲이 0.80 이하임으로써, 100℃ 이상의 고온의 공정을 통과하는 타이밍에 반송 롤 상에 주름이 생기기 어려워지고, 또한, 피착체와 함께 권취하는 타이밍에서의 권취 어긋남이 경감된다. 130℃에서 10분간의 가열 처리를 한 후의 정지 마찰 계수(㎲)의 하한은 특별히 제한되지는 않지만, 실질적으로 0.10 정도이다.

130℃에서 10분간의 가열 처리를 한 후의 ㎲을 0.80 이하 또는 상기 바람직한 범위로 하기 위해서는, 예를 들어, 폴리프로필렌 필름의 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한, 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 폴리프로필렌 필름을 적층 구성으로 한 후에, 표층을 폴리4-메틸펜텐-1계 수지 등의 올레핀계 수지를 포함하는 알로이 구조로 함으로써, 표면에 미세 돌기를 형성하는 것이 효과적이다. 또한, 가열 후의 ㎲은 JIS K 7125(1999)에 준하여 측정할 수 있다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 주 배향 방향의 인장 신도가 35％ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 40％ 이상, 더욱 바람직하게는 45％ 이상, 특히 바람직하게는 50％ 이상이다. 주 배향 방향의 인장 신도가 35％ 이상임으로써, 폴리프로필렌 필름을 권취한 롤로부터 풀어내서 사용될 때의, 필름의 파단을 경감할 수 있다. 인장 신도는 기계 강도와 트레이드오프의 관계가 되는 경우가 있어, 기계 강도와의 밸런스의 관점에서, 주 배향 방향의 인장 신도의 상한은, 300％ 이하가 바람직하고, 200％ 이하가 보다 바람직하고, 80％ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 주 배향 방향의 인장 신도는, 인장 시험기를 사용하여 평가할 수 있으며, 측정 방법의 상세는 실시예에 나타낸다.

기계 강도를 높이기 위해서 연신 배율을 높게 하거나, 저온에서 고응력 연신하거나 하면, 일반적으로 인장 신도가 저하되기 쉽다. 또한, 냉 크실렌 가용부(CXS)가 낮은 고결정성 폴리프로필렌 수지의 비율을 높이면, 장력을 가했을 때 응력을 완화시키는 비정질 성분이 부족하여, 더욱 인장 신도가 낮아진다. 그 때문에, 고결정성 원료를 사용하면서, 높은 인장 신도를 유지하는 것은 종래 곤란하였다. 그러나, 예를 들어 폴리프로필렌 필름의 원료 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한, 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용함으로써, 주 배향 방향의 인장 신도를 35％ 이상으로 할 수 있는 것을 알아내었다. 특히, 세로 연신 시의 연신 구간을 길게(예를 들어, 200㎜ 이상) 하고, 연신 구간에 있어서, 필름의 양면을 라디에이션 히터 등으로 충분히 가열하면서 연신함으로써, 연신 응력을 낮추면서 균일하게 세로 연신하는 것이나, 가로 연신 후의 이완 처리에 있어서 이완율을 크게(예를 들어, 12％ 이상) 하고, 걸침을 통과할 때 핫 롤로 가열하는 것이 효과적이다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 필름 양면의 최대 높이(St)가 2.0㎛ 미만인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.5㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 1.0㎛ 미만, 특히 바람직하게는 0.5㎛ 미만이다. 필름 양면의 최대 높이(St)가 2.0㎛를 초과하면, 폴리프로필렌 필름을 피착체에 접합하여 고온의 공정을 통과시키는 타이밍에 고장력이 걸릴 때, St가 큰 개소에서, 피착체가 일부 박리하거나 하여, 품위가 손상되는 경우가 있다. 필름 양면의 최대 높이(St)의 하한은 특별히 한정되지는 않지만, 실질적으로 0.01㎛ 정도이다.

필름 양면의 최대 높이(St)를 2.0㎛ 미만 또는 상기 바람직한 범위로 하기 위해서는, 예를 들어, 폴리프로필렌 필름의 조성을 후술하는 범위로 하고, 또한, 제막 조건을 후술하는 범위로 하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 캐스팅 드럼의 온도를 저온으로 함으로써 미연신 시트 중의 구정을 균일 미세화한 후에, 세로 연신 시의 연신 구간을 길게 하여, 세로 연신 구간에 있어서 양면을 라디에이션 히터로 충분히 가열하면서 연신함으로써, 연신 응력을 낮추면서 균일하게 필름을 세로 연신하는 것이 효과적이다.

이하, 본 발명의 폴리프로필렌 필름에 가장 많이 포함되는 성분으로서 적합한 폴리프로필렌 수지(폴리프로필렌 수지 A라고 하는 경우가 있음)에 대하여 설명한다.

폴리프로필렌 수지 A는, 생산성이나 필름 특성의 관점에서, 직쇄상의 폴리프로필렌 수지인 것이 바람직하다.

폴리프로필렌 수지 A의 분자량 분포(Mz/Mw)의 상한은 4.2가 바람직하고, 3.7이 보다 바람직하고, 3.2가 더욱 바람직하다. Mz/Mw의 하한은 실질 1.2 정도이다. Mz/Mw가 4.2보다 큰 경우, 필름에 열을 가했을 때, 완화되는 고분자량 성분이 많아, 내열성이 손상되는 경우가 있다. 폴리프로필렌 수지 A의 분자량 분포(Mz/Mw)를 상기 값으로 하기 위해서는, 중합 시의 수소 가스 농도를 조정하는 방법이나, 촉매 및/또는 조촉매의 선정, 연속 중합의 각 중합 조의 조성과 중합량의 조정을 적절히 행하는 방법 등이 바람직하게 채용된다.

폴리프로필렌 수지 A의 멜트 플로 레이트(MFR)는, 2.0g/10분 이상 20g/10분 이하(230℃, 21.18N 하중)의 범위인 것이 제막성이나 필름 강도의 관점에서 바람직하다. MFR의 하한은, 2.5g/10분이 보다 바람직하고, 3.0g/10분이 더욱 바람직하다. 상한은, 10g/10분이 보다 바람직하고, 8.0g/10분이 더욱 바람직하고, 6.5g/10분이 특히 바람직하다. 폴리프로필렌 수지 A의 MFR을 상기 값으로 하기 위해서는, 평균 분자량이나 분자량 분포를 제어하는 방법 등이 채용된다. 보다 구체적으로는, 중합 시의 수소 가스 농도를 조정하는 방법이나, 촉매 및/또는 조촉매의 선정, 조성의 선정을 적절히 행하여, 폴리프로필렌 수지의 분자량이나 분자량 분포를 제어하는 방법 등이 바람직하게 채용된다. 고분자량 성분을 저감함으로써 MFR은 높아진다.

폴리프로필렌 수지 A는, 바람직하게는 냉 크실렌 가용부(CXS)가 3.5질량％ 이하인 것이 바람직하다. 이것을 충족함으로써, 얻어지는 폴리프로필렌 필름의 치수 안정성이나 내열성이 향상된다.

여기서 냉 크실렌 가용부(CXS)란, 시료를 크실렌으로 완전 용해시킨 후, 실온에서 석출시켰을 때, 크실렌 중에 용해하고 있는 폴리프로필렌 성분을 말하며, 이것은 입체 규칙성이 낮은, 분자량이 낮은 등의 이유로 결정화하기 어려운 성분에 해당하고 있는 것으로 생각된다. 이러한 성분이 많아 폴리프로필렌 수지 A 중에 많이 포함되어 있으면, 폴리프로필렌 필름의 열 치수 안정성이 떨어지는 경우가 있다. 따라서, 상기 관점에서 CXS는 보다 바람직하게는 2.0질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.5질량％ 이하이다. CXS는 낮을수록 바람직한데, 0.1질량％ 정도가 하한이다. CXS를 상기 바람직한 범위로 하기 위해서는, 중합 촉매와 프로세스 중합 조건을 조정하는 방법, 수지를 얻을 때의 촉매 활성을 높이는 방법, 얻어진 수지를 용매 혹은 프로필렌 모노머 자신으로 세정하는 방법을 사용할 수 있다.

겔 투과 크로마토그래프법으로 측정한 분자량 분포 곡선에 있어서, 폴리프로필렌 수지 A의 대수 분자량 Log(M)=6.5일 때의 미분 분포값은, 0.2％ 이상 9.5％ 이하인 것이 바람직하다. 상한은 8.0％ 이하가 보다 바람직하고, 6.5％ 이하가 더욱 바람직하고, 5.0％ 이하가 가장 바람직하다. 대수 분자량 Log(M)이 6.5일 때의 미분 분포값이 0.2％ 이상임으로써, 연신 시에 타이 분자가 되는 고분자량 성분이 충분히 존재하게 되어, 연신 시의 균일성이 높아진다. 한편, 대수 분자량 Log(M)이 6.5일 때의 미분 분포값이 9.5％ 이하임으로써, 폴리프로필렌 필름에 열을 가했을 때 완화되는 분자쇄가 적어져서, 열수축 응력이 낮아진다. 또한, 폴리프로필렌 필름을 롤로서 감아 올린 후, 경시에서의 상온 수축도 억제되어, 필름 롤의 평면성이 유지된다.

폴리프로필렌 수지 A로서는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 다른 불포화 탄화수소에 의한 공중합 성분 등을 함유해도 된다. 이러한 공중합 성분을 구성하는 단량체 성분으로서 예를 들어 에틸렌, 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, 노르보르넨, 5-메틸-2-노르보르넨 등을 들 수 있다. 공중합량은, 폴리프로필렌 필름으로 했을 때의 치수 안정성의 점에서, 폴리프로필렌 수지 A를 구성하는 전구성 단위를 100mol％로 했을 때, 10mol％ 미만으로 하는 것이 바람직하고, 5mol％ 이하가 보다 바람직하고, 3mol％ 이하가 더욱 바람직하고, 1mol％ 이하로 하는 것이 가장 바람직하다.

폴리프로필렌 수지 A의 공중합 성분으로서의 에틸렌 성분의 함유량은, 폴리프로필렌 수지 A를 구성하는 전구성 단위를 100mol％로 했을 때, 5mol％ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 3mol％ 이하, 더욱 바람직하게는 1mol％ 이하이다. 에틸렌 성분의 함유량이 많을수록, 결정성이 저하되어 폴리프로필렌 필름으로 했을 때의 투명성을 향상시키기 쉽지만, 에틸렌 성분의 함유량을 5mol％ 이하로 억제함으로써, 폴리프로필렌 필름으로 했을 때의 강도 저하나 내열성의 저하에 의한 열수축 응력의 악화가 경감된다. 또한, 압출 공정 중에서의 수지의 열화도 경감되어, 이것에 기인하는 폴리프로필렌 필름 중의 피시 아이의 발생도 경감할 수 있다.

폴리프로필렌 수지 A는 직쇄상 폴리프로필렌이며, 상기한 조건을 충족하는 것이 바람직하다. 이러한 폴리프로필렌 수지로서는, 예를 들어, (주)프라임폴리머 제조 폴리프로필렌 수지인, F-704NP, F-704NT, F-300SP, F113G, E-100GPL, E-105GM, E-200GP, E-203GP, Y-400GP, E111G, 스미토모 가가꾸(주) 제조 폴리프로필렌 수지인, FLX80E4, WF836DG3, FS2011DG3, D101, W101 등을 들 수 있다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 직쇄상인 폴리프로필렌 수지 A 이외에, 분지쇄상 폴리프로필렌 수지를 포함할 수 있다. 분지쇄상 폴리프로필렌 수지는 α정 또는 β정의 결정 핵제 효과를 갖는다. 그 때문에, 분지쇄상 폴리프로필렌 수지를 포함함으로써, 그 핵제 효과에 의해, 캐스트 시의 조대한 구정 형성이 억제되기 때문에, 필름의 내열성이나 기계 강도를 향상시킬 수 있다.

분지쇄상 폴리프로필렌 수지의 MFR은, 0.5g/10분 이상 9g/10분 이하(230℃, 21.18N 하중)인 것이 압출 안정성의 관점에서 바람직하다. 분지쇄상 폴리프로필렌 수지의 MFR의 하한은 2g/10분인 것이 보다 바람직하다. 분지쇄상 폴리프로필렌 수지의 MFR의 상한은 8g/10분인 것이 보다 바람직하다. 분지쇄상 폴리프로필렌 수지의 MFR을 상기 값으로 하기 위해서는, 평균 분자량이나 분자량 분포를 제어하는 방법 등이 채용된다. 보다 구체적으로는, 중합 시의 수소 가스 농도를 조정하는 방법이나, 촉매 및/또는 조촉매의 선정, 조성의 선정을 적절히 행하여, 폴리프로필렌 수지의 분자량이나 분자량 분포를 제어하는 방법 등이 바람직하게 채용된다. 분자량을 낮게 함으로써 MFR은 높아지고, 분자량 분포에 있어서 저분자량 성분이 많을수록 MFR은 높아진다.

분지쇄상 폴리프로필렌 수지의 용융 장력은, 3gf 이상 40gf 이하인 것이 연신 균일성의 관점에서 바람직하다. 용융 장력의 하한은 4gf인 것이 보다 바람직하고, 6gf가 더욱 바람직하다. 상한은 30gf가 보다 바람직하고, 25gf가 더욱 바람직하다. 용융 장력을 상기 값으로 하기 위해서는, 평균 분자량이나 분자량 분포, 폴리프로필렌 수지 중의 분지도를 제어하는 방법 등이 채용된다. 특히, 장쇄 분지를 갖는 경우, 용융 장력을 비약적으로 높일 수 있고, 장쇄 분지의 분자쇄나, 분지도를 조정함으로써 바람직한 값으로 조정할 수 있다.

분지쇄상 폴리프로필렌 수지는, 지글러 나타 촉매계나 메탈로센계 촉매계 등, 복수 시판되고 있지만, 폴리프로필렌 수지 A와 조합하여 사용하는 관점에서, 분자량 분포가 넓은 지글러 나타 촉매계 분지쇄상 폴리프로필렌 수지를 소량 첨가함으로써 연신성을 높이는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서, 폴리프로필렌과 다른 다양한 수지를 함유시킬 수 있다. 그 중에서도, 폴리프로필렌 수지와의 친화성이 높고, 폴리프로필렌 수지에의 분산성을 높일 수 있기 때문에, 폴리올레핀계 수지가 바람직하다. 폴리올레핀계 수지로서는, 예를 들어, 폴리4-메틸펜텐-1계 수지(PMP)나, 환상 올레핀 폴리머(COP), 환상 올레핀 코폴리머(COC), α-올레핀계 엘라스토머 등을 함유함으로써, 필름 표면에 미세한 돌기 형상을 형성할 수 있어, 이활성을 높일 수 있다. 그 중에서도, 폴리4-메틸펜텐-1계 수지(PMP)는, 특히 폴리프로필렌 수지와의 친화성이 높으므로 바람직하게 사용된다.

폴리프로필렌과 다른 수지는, 이활성 부여의 관점에서, 적층 필름의 경우에는 표층에 첨가되는 것이 바람직하고, 표층의 폴리프로필렌 수지 전량에 대하여 0.1 내지 20질량부인 것이 바람직하고, 0.1 내지 15질량부가 보다 바람직하고, 0.1 내지 10질량부가 더욱 바람직하고, 0.1 내지 5.0질량부가 특히 바람직하다. 단층 필름의 경우에는, 폴리프로필렌 수지 전량에 대하여 0.1 내지 10질량부인 것이 바람직하고, 0.1 내지 5.0질량부가 보다 바람직하고, 0.1 내지 3.0질량부가 더욱 바람직하고, 0.1 내지 1.0질량부가 특히 바람직하다. 폴리프로필렌과 다른 수지의 첨가량이 너무 많은 경우, 필름의 투명성이 악화되거나, 내열성이나 강성이 저하되거나 하는 경우가 있다. 또한, 첨가량이 너무 적을 경우에는, 이활성 부여의 효과가 떨어지는 경우가 있다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 다양한 첨가제, 예를 들어 결정 핵제, 산화 방지제, 열 안정제, 미끄럼제, 대전 방지제, 블로킹 방지제, 충전제, 점도 조정제, 착색 방지제 등을 포함할 수도 있다. 이들 중에서 산화 방지제의 종류 및 첨가량의 선정은 산화 방지제의 블리드 아웃의 관점에서 중요하다. 즉, 이러한 산화 방지제로서는 입체 장해성을 갖는 페놀계의 것으로, 그 중 적어도 1종은 분자량 500 이상의 고분자량형인 것이 바람직하다. 그 구체예로서는 다양한 것을 들 수 있는데, 예를 들어 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 들어 BASF사 제조 "Irganox"(등록 상표) 1330: 분자량 775.2) 또는 테트라키스[메틸렌-3(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄(예를 들어 BASF사 제조 "Irganox"(등록 상표) 1010: 분자량 1177.7) 등을 병용하는 것이 바람직하다.

이들 산화 방지제의 총 함유량은 폴리프로필렌 수지 전량 100질량부에 대하여 0.01 내지 1.0질량부의 범위가 바람직하다. 산화 방지제가 너무 적으면 압출 공정에서 폴리머가 열화되어 필름이 착색되는 경우나, 장기 내열성이 떨어지는 경우가 있다. 한편 산화 방지제가 너무 많으면 이들 산화 방지제의 블리드 아웃에 의해 폴리프로필렌 필름의 투명성이 저하되는 경우가 있다. 상기 관점에서, 산화 방지제의 보다 바람직한 함유량은, 폴리프로필렌 수지 전량 100질량부에 대하여 0.05 내지 0.9질량부이며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.8질량부이다.

또한, 본 발명의 폴리프로필렌 필름에는, 목적에 반하지 않는 범위에서, 결정 핵제를 첨가할 수 있다. 결정 핵제의 구체예로서는, α정 핵제(디벤질리덴소르비톨류, 벤조산나트륨, 인산에스테르계 금속염 등), β정 핵제(1,2-히드록시스테아르산칼륨, 벤조산마그네슘, N,N'-디시클로헥실-2,6-나프탈렌디카르복사미드 등의 아미드계 화합물, 퀴나크리돈계 화합물 등) 등을 들 수 있다. 단, 상기 별종의 핵제의 과잉 첨가는 연신성의 저하나 보이드 형성 등에 의한 투명성이나 강도의 저하를 야기하는 경우가 있기 때문에, 첨가량은 통상, 폴리프로필렌 수지 전량 100질량부에 대하여 0.5질량부 이하, 바람직하게는 0.1질량부 이하, 더욱 바람직하게는 0.05질량부 이하이며, 실질적으로 포함되지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 무기 입자를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 폴리프로필렌 필름의 주성분으로서 바람직하게 사용할 수 있는 폴리프로필렌 수지는, 무기 입자와의 친화성이 낮기 때문에, 제조 공정에서 필름으로부터 무기 입자가 탈락하여 제조 라인이나 제품을 오염시키는 경우가 있다. 또한, 경도가 높은 무기 입자에 의해 조대 돌기가 형성되면, 광학용 부재의 수지층에 요철 전사하는 경우가 있어, 디스플레이 부재 등 고품위가 요구되는 제품의 보호 필름이나 제조용 기재 필름으로서 사용할 때 품질 저하의 원인이 되는 경우가 있다. 상기 관점에서, 본 발명의 폴리프로필렌 필름은 유기 입자 등의 활제도 함유하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름에 있어서, 수지 성분 전량 100질량％에 대하여 폴리프로필렌 수지 A, 분지쇄상 폴리프로필렌 수지가 차지하는 비율은, 이하인 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 수지 A는 50질량％ 보다 많고 99.9질량％ 이하가 필름의 내열성, 기계 강도의 관점에서 바람직하다. 폴리프로필렌 수지 A가 차지하는 비율의 하한은 60 질량％가 보다 바람직하고, 70 질량％가 더욱 바람직하다. 상한은 99 질량％가 보다 바람직하고, 98 질량％가 더욱 바람직하다. 필름 중에, 폴리프로필렌 수지 A에 상당하는 성분이 2종 이상 포함되는 경우에는 이들 성분을 합산하여, 필름 중의 폴리프로필렌 수지 A의 함유량으로 간주한다.

또한, 본 발명의 폴리프로필렌 필름에 있어서, 분지쇄상 폴리프로필렌 수지가 차지하는 비율로서는, 필름 전체 중, 0.1질량％ 이상 30질량％ 이하가 바람직하고, 그 상한은 10 질량％가 보다 바람직하고, 5 질량％가 더욱 바람직하다. 필름 중에, 분지쇄상 폴리프로필렌 수지에 상당하는 성분이 2종 이상 포함되는 경우에는 이들 성분을 합산하여, 필름 중의 분지쇄상 폴리프로필렌 수지의 함유량으로 간주한다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 분자량 분포(Mz/Mw)가 4.5 미만인 것이 바람직하고, 4.0 이하가 보다 바람직하고, 3.5 이하가 더욱 바람직하다. 폴리프로필렌 필름의 Mz/Mw의 하한은 실질 1.5 정도이다. 폴리프로필렌 필름의 Mz/Mw가 4.5 미만인 경우, 열을 가했을 때 완화되는 고분자량 성분이 적어, 폴리프로필렌 필름의 내열성, 평면성이 유지된다. 폴리프로필렌 필름의 분자량 분포(Mz/Mw)를 상기 값으로 하는 방법으로서는, 폴리프로필렌 수지를 중합할 때의 수소 가스 농도를 조정하는 방법이나, 촉매 및/또는 조촉매의 선정, 연속 중합의 각 중합 조의 조성과 중합량의 조정을 적절히 행하는 방법 등이 바람직하게 채용된다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 겔 투과 크로마토그래프법으로 측정한 분자량 분포 곡선에 있어서, 대수 분자량 Log(M)이 6.5일 때의 미분 분포값이 1.0％ 이상 10％ 이하인 것이 바람직하다. 상한은 8.0％ 이하가 보다 바람직하고, 6.0％ 이하가 더욱 바람직하다. 대수 분자량 Log(M)이 6.5일 때의 미분 분포값이 1.0％ 이상임으로써, 연신 시에 타이 분자가 되는 고분자량 성분이 충분해지고, 연신 시의 균일성이 높아진다. 한편, 대수 분자량 Log(M)이 6.5일 때의 미분 분포값이 10％ 이하임으로써, 폴리프로필렌 필름에 열을 가했을 때 완화되는 분자쇄가 과잉으로 되지 않아, 열수축 응력의 상승이 억제된다. 또한, 폴리프로필렌 필름을 롤로서 감아 올린 후의 경시에서의 상온 수축도 억제되어, 필름 롤을 구성하는 폴리프로필렌 필름의 평면성도 유지할 수 있다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 그 층 구성에 대해서는 특별히 제한되지는 않고, 단층, 적층의 어느 구성을 취할 수도 있지만, 내열성, 강성, 이활성 등의 서로 다른 특성을 충족시키는 관점에서, 표층(I) 및 기층(II)를 갖는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 필름이 단층 구성일 경우에는 폴리프로필렌 필름 자체의 주성분이 폴리프로필렌 수지인 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 필름이 적층 구성일 경우에는, 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 층을 적어도 2개 갖는 것이 보다 바람직하다. 「폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 층」이란, 층을 구성하는 전성분을 100질량％로 했을 때, 폴리프로필렌 수지를 50질량％ 보다 많고 100질량％ 이하 포함하는 층을 말한다. 또한, 「폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 층」에 해당하는지 여부의 판단은, 복수의 층을 통합해서가 아니라 하나의 층마다 행하는 것으로 한다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 1종의 폴리프로필렌 수지만을 포함해도 되지만, 2종 이상의 폴리프로필렌 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 층 중에 폴리프로필렌 수지에 상당하는 성분이 2종 이상 포함되는 경우에는, 이들 성분을 합산하여 50질량％ 보다 많고 100질량％ 이하이면, 당해 층을 「폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 층」으로 간주하는 것으로 한다.

「폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 층」에서의 폴리프로필렌 수지의 함유량은, 층을 구성하는 전성분을 100질량％로 했을 때, 보다 바람직하게는 90질량％ 이상 100질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 95질량％ 이상 100질량％ 이하, 보다 한층 바람직하게는 96질량％ 이상 100질량％ 이하, 특히 바람직하게는 97질량％ 이상 100질량％ 이하, 가장 바람직하게는 98질량％ 이상 100질량％ 이하이다. 또한, 본 발명의 폴리프로필렌 필름이 단층 구성일 경우에는, 폴리프로필렌 필름 자체의 주성분이 폴리프로필렌 수지가 된다. 폴리프로필렌 필름이 적층 구성일 경우에는, 후술하는 기층(II)의 주성분이 폴리프로필렌 수지인 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 상술한 수지를 사용하여, 2축 연신하는 것이 바람직하다. 2축 연신의 방법으로서는, 인플레이션 동시 2축 연신법, 텐터 동시 2축 연신법, 롤식 연신기와 텐터에 의한 축차 2축 연신법의 어느 것이어도 된다. 단, 그 중에서도, 제막 안정성, 두께 균일성, 얻어지는 폴리프로필렌 필름의 고강성과 치수 안정성을 제어하는 점에서, 롤식 연신기와 텐터에 의한 축차 2축 연신법을 채용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 폴리프로필렌 필름의 제조 방법의 일 양태를, 2종 3층 구성의 폴리프로필렌 필름을 예로서 설명하지만, 본 발명의 폴리프로필렌 필름은 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 폴리프로필렌 수지 A(95질량부)와 분지쇄상 폴리프로필렌 수지(5질량부)를 드라이 블렌드하여 기층(II)(이하, B층이라고 하는 경우가 있음)용 단축 압출기에 공급하고, 폴리프로필렌 수지 A(98질량부)와 폴리4-메틸펜텐-1계 수지(2질량부)를 표층(I)(이하, A층이라고 하는 경우가 있음)용 단축 압출기에 공급한다. 그 후, 각각 200 내지 280℃, 보다 바람직하게는 220 내지 280℃, 더욱 바람직하게는 240 내지 270℃에서 용융 압출을 행한다. 그리고, 폴리머관 도중에 설치한 필터로 이물이나 변성 폴리머 등을 제거한 후, 멀티 매니폴드형의 A층/B층/A층 복합 T다이로 적층하여, 캐스팅 드럼 상에 토출하여 냉각 고화함으로써, A층/B층/A층의 층 구성을 갖는 미연신 시트를 얻는다.

이때, 적층 두께비는, A층/B층/A층의 적층 두께비를 1/X/1로 나타냈을 때, X는 8 이상 60 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 이상 55 이하, 더욱 바람직하게는 20 이상 50 이하이다. 상기 범위로 함으로써, 폴리4-메틸펜텐-1계 수지에 의한 균일 미세한 돌기가 필름 표면에 형성되어, 이활성을 부여할 수 있다. 또한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않으면, 층 구성은 A층/B층의 2종 2층 적층 구성으로 해도 상관없다. A층/B층의 층 구성을 갖는 경우에는, A층/B층의 적층 두께비를 1/X로 나타냈을 때, X는 4 이상 60 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 이상 55 이하, 더욱 바람직하게는 10 이상 50 이하이다.

또한, 캐스팅 드럼은 표면 온도가 10 내지 40℃이며, 바람직하게는 15 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 15 내지 25℃이며, 특히 바람직하게는 20 내지 25℃이다. 캐스팅 드럼의 온도를 상기 바람직한 범위로 함으로써, 미연신 시트 중의 구정을 균일 미세화하여, 연신 시의 균일성을 향상시킬 수 있다. 캐스팅 드럼에의 밀착 방법으로서는 정전 인가법, 물의 표면 장력을 이용한 밀착 방법, 에어 나이프법, 프레스 롤법, 수중 캐스트법 등 중 어느 것의 방법을 사용해도 되지만, 평면성이 양호하고 또한 표면 조도의 제어가 가능한 에어 나이프법이 바람직하다. 캐스팅 드럼 상의 시트의 비냉각 드럼면측을 냉각하는 관점에서, 에어 나이프의 에어 온도를 저온화하는 것이 바람직하다. 에어 나이프의 에어 온도는, 바람직하게는 10 내지 40℃이며, 바람직하게는 15 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 15 내지 25℃이며, 특히 바람직하게는 20 내지 25℃이다. 분출 에어 속도는 130 내지 150m/s이 바람직하다. 또한, 시트의 진동을 생기지 않게 하기 위해서 제막 하류측에 에어가 흐르도록 에어 나이프의 위치를 적절히 조정하는 것도 바람직하다. 또한, A층/B층의 2종 2층 적층 구성의 경우에는 B층 측을 캐스팅 드럼측으로 하는 것이 바람직하다.

얻어진 미연신 시트는, 세로 연신 공정에 도입된다. 세로 연신 공정에서는 110℃ 이상 150℃ 이하, 바람직하게는 120℃ 이상 150℃ 이하, 더욱 바람직하게는 130℃ 이상 150℃ 이하로 유지된 금속 롤에 미연신 시트를 접촉시켜서 예열시키고, 주속차를 마련한 롤간에서 길이 방향으로 4.6 내지 7.0배, 보다 바람직하게는 5.2 내지 6.8배, 더욱 바람직하게는 5.5 내지 6.5배로 연신하여, 실온까지 냉각한다. 이때, 세로 연신 시의 연신 구간은 200㎜ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 250㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 300㎜ 이상이다. 또한, 연신 구간의 상한은 1000㎜가 바람직하다. 세로 연신은, 2개의 금속 롤의 주속차를 이용하여 연신되는데, 연신 전후 각각의 금속 롤을 반송 중인 필름은 닙롤을 사용하여 금속 롤에 압박함으로써, 금속 롤 상에서 필름이 미끄러지기 어렵게 된다. 상기 연신 구간이란, 연신 전 금속 롤의 닙 위치로부터, 연신 후의 금속 롤의 닙 위치의 사이의 거리를 나타낸다.

주속차를 마련한 롤의 온도(세로 연신 온도)는 80℃ 이상 130℃ 이하로 해서 연신하는 것이 바람직하다. 세로 연신 온도는 보다 바람직하게는 80℃ 이상 125℃ 이하, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상 120℃ 이하이다. 또한, 주속차를 마련한 2개의 롤의 상면측 및 하면측에 라디에이션 히터를 배치하여, 시트를 양면으로부터 가열하면서 연신하는 것이 바람직하다. 라디에이션 히터의 출력은, 상하 어느 쪽이든 1.0kW 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0kW 이상, 더욱 바람직하게는 2.6kW 이상이다. 또한, 라디에이션 히터의 열원과 시트면의 거리는 10㎜ 이상 200㎜ 이하가 바람직하다. 세로 연신의 예열 공정의 롤 및 주속차를 마련하는 롤은, 저온으로 설정하여, 폴리프로필렌 수지의 분자쇄의 완화를 가능한 한 억제하고, 라디에이션 히터로 단숨에 가열해서 동시에 연신함으로써, 고분자량 성분이 적은 본 처방에 있어서도 보다 균일하게 연신을 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 연신 구간을 길게 함으로써, 연신 시의 네크 다운이 커져, 필름이 균일하게 고배향화된다. 그 때문에, 얻어지는 폴리프로필렌 필름의 주 배향 직교 방향의 영율의 향상에 효과적이다.

이어서, 폭 방향 양단부를 클립으로 파지하여 1축 연신 필름을 텐터에 유도하고, 예열한 후, 폭 방향으로 8.5 내지 14.0배, 바람직하게는 9.0 내지 13.0배, 보다 바람직하게는 9.5 내지 12.0배로 가로 연신한다. 예열 온도는 165 내지 180℃이며, 바람직하게는 168 내지 180℃, 보다 바람직하게는 170 내지 180℃이다. 또한, 연신 온도는 148 내지 165℃이며, 바람직하게는 148 내지 160℃이며, 더욱 바람직하게는 148 내지 155℃이다. 연신 온도에 대하여 예열 온도를 5℃ 이상, 바람직하게는 8℃ 이상, 보다 바람직하게는 10℃ 이상, 더욱 바람직하게는 16℃ 이상 높게 함으로써, 필름 전체 폭에 걸쳐서 균일하게 연신이 가능하게 되어, 두께 불균일이 경감되고, 주름이 생기기 어려운 평면성이 좋은 필름 롤을 채취 가능하게 된다. 1축 연신 필름은, 네크 다운이 크므로, 필름 폭이 좁아, 통상의 텐터 레일 패턴으로 가로 연신해도 가로 연신 배율을 높게 할 수 있다. 이러한 방법은, 폴리프로필렌 필름의 내열성 향상의 관점에서 바람직하다.

계속되는 열처리 및 이완 처리 공정에서는 클립으로 폭 방향 양단부를 긴장 파지한 채 폭 방향으로 12 내지 25％, 바람직하게는 14 내지 20％, 보다 바람직하게는 16 내지 20％의 이완율로 이완을 부여하면서, 165℃ 이상 180℃ 미만, 바람직하게는 168℃ 이상 180℃ 미만, 보다 바람직하게는 170℃ 이상 180℃ 미만의 온도에서 열 고정한다. 그 후, 클립으로 폭 방향 양단부를 계속하여 긴장 파지한 채, 80 내지 100℃의 냉각 공정을 거쳐서 텐터의 외측으로 유도하여 폭 방향 양단부의 클립을 해방한다. 이어서, 와인더 공정에서 필름 에지부를 슬릿하고, 폴리프로필렌 필름을 롤상으로 권취한다. 열처리 온도는 가로 연신 온도에 대하여 5℃ 이상, 바람직하게는 8℃ 이상, 보다 바람직하게는 10℃ 이상 높은 온도로 함으로써, 필름 내의 잔류 응력을 완화하여 열수축 응력을 저하시킬 수 있다.

또한, 텐터로부터 배출된 폴리프로필렌 필름이 걸침을 통과할 때, 핫 롤로 가열하는 것도 얻어지는 폴리프로필렌 필름의 내열성 관점에서 바람직하다. 핫 롤의 온도는, 80 내지 120℃가 바람직하다. 핫 롤의 온도를 80℃ 이상으로 함으로써, 핫 롤과 폴리프로필렌 필름의 사이의 이활성이 확보되어, 폴리프로필렌 필름에서의 주름의 발생이나 평면성의 악화가 경감된다. 핫 롤로의 가열 시간은, 0.2초 이상이 바람직하고, 0.4초 이상이 보다 바람직하고, 0.5초 이상이 더욱 바람직하다. 가열 시간의 상한은 특별히 제한되지는 않지만, 생산성의 관점에서 2.0초 정도이다.

이상과 같이 하여 얻어진 본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 포장용 필름, 표면 보호 필름, 공정용 필름, 위생 용품, 농업 용품, 건축 용품, 의료 용품이나, 콘덴서용 필름 등 다양한 공업 용도로 사용할 수 있지만, 특히 내열성, 기계 강도, 품위가 우수하다는 점에서, 표면 보호 필름, 공정용 필름, 이형 필름, 포장용 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

여기서, 표면 보호 필름이란, 성형체나 필름 등의 대상물에 첩부하여, 가공 시나 운반 시에 발생하는 흠집이나 오염 등으로부터 방지하는 기능을 갖는 필름을 말한다. 공정용 필름이란, 성형체나 필름 등의 대상물에 첩부하여 제조 시나 가공 시에 발생하는 흠집이나 오염 등으로부터 방지하고, 최종 제품으로서의 사용 시에는 파기되는 필름을 말한다. 이형 필름이란, 이형성이 높아, 성형체나 필름 등의 대상물에 첩부하여 가공 시나 운반 시에 발생하는 흠집이나 오염 등으로부터 방지하고, 최종 제품으로서의 사용 시에는 용이하게 박리하여 파기할 수 있는 기능을 갖는 필름을 말한다. 또한, 포장용 필름이란 식품이나 다양한 상품을 포장하기 위해서 사용되는 필름을 말한다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 특성은 이하의 방법에 의해 측정, 평가를 행하였다.

(1) 필름 두께

마이크로두께계(안리쓰사 제조)를 사용하여 측정하였다. 필름을 10㎝ 사방 사이즈로 샘플링하고, 임의로 선정한 5점에서 두께를 측정하여 얻어진 값의 평균값을 필름 두께(㎛)로 하였다.

(2)tanδ(손실 정접), E"(손실 탄성률)

폴리프로필렌 필름으로부터 측정 방향을 긴 변으로 해서 잘라낸 직사각형 형상의 시험편(폭 5㎜×길이 20㎜)을 23℃ 분위기 하에서 장치 척부에 설치하여, -100℃까지 저온 냉각하고, 승온 개시 후 -100℃로부터 180℃에 도달할 때까지의 tanδ, E"를 측정하였다. 동적 점탄성법에 의해 점탄성-온도 곡선을 그려서, 각 온도에서의 tanδ를, E"를 산출하였다. 시험은 n=3으로 행하여 얻어진 값의 평균값을 당해 측정 방향에서의 tanδ, E"로 하였다. 또한, 측정 장치 및 조건은 하기와 같다.

·장치: Rheogel-E4000(UBM 제조)

·지오메트리: 인장

·척간 거리: 10㎜

·주파수: 10Hz

·변형: 0.1 내지 0.2％

·온도 범위: -100 내지 180℃

·승온 속도: 5℃/분

·측정 분위기: 질소중

(3) 130℃에서의 영율

폴리프로필렌 필름으로부터 길이 150㎜(측정 방향)×폭 10㎜의 직사각형의 샘플을 잘라냈다. 인장 시험기(오리엔테크 제조 "텐실론"(등록 상표) UCT-100)에, 당해 샘플을 초기 척간 거리 50㎜로 세트하고, 130℃로 가열된 오븐 중에 척과 함께 투입하여, 1분간 가열하였다. 그 후, 인장 속도를 300㎜/분으로 해서 필름의 인장 시험을 행하여, JIS K7161(2014)에 규정된 방법에 준하여 영율을 산출하였다. 측정은 각 샘플 5회씩 행하고, 그 평균값을 당해 샘플의 130℃에서의 영율로 하였다.

(4) 실온에서의 인장 신도, 영율

폴리프로필렌 필름으로부터 길이 150㎜(측정 방향)×폭 10㎜의 직사각형의 샘플을 잘라냈다. 인장 시험기(오리엔테크 제조 "텐실론"(등록 상표) UCT-100)에, 당해 샘플을 초기 척간 거리 50㎜로 세트하고, 실온에서 인장 속도를 300㎜/분으로 해서 필름의 인장 시험을 행하여, JIS K7161(2014)에 규정된 방법에 준해서, 인장 신도, 영율을 산출하였다. 측정은 각 샘플 5회씩 행하고, 그 평균값을 당해 샘플의 인장 신도, 영율로 하였다. 폭 방향을 0°로 하고, 폭 방향에 대하여 5° 간격으로 0° 내지 175°의 각도를 이루는 각각의 방향에서 마찬가지로 영율을 측정하여, 가장 높은 값을 나타내는 방향을 주 배향 방향으로 하였다.

(5) 외삽점법에 의해 구한 결정화 온도(Tc₀)

시차 주사 열량계(세이코 인스트루먼츠 제조 EXSTAR DSC6220)를 사용하여, 질소 분위기 중에서 3mg의 폴리프로필렌 필름을 25℃로부터 250℃까지 20℃/min으로 승온하여, 5분간 유지하였다. 이어서 250℃로부터 25℃까지 10℃/min으로 강온하고, 이 강온 시에 얻어지는 발열 커브의 피크 온도를 Tc₁₀으로 하였다. 그 후, 폴리프로필렌 필름을 25℃로부터 250℃까지 20℃/min으로 승온하여, 5분간 유지하였다. 이어서 250℃로부터 25℃까지 40℃/min으로 강온하고, 이 강온 시에 얻어지는 발열 커브의 피크 온도를 Tc₄₀으로 하였다. 다음으로, 도 2에 도시하는 바와 같이, 횡축에 강온 속도를, 종축에 각 강온 속도에서 구한 결정화 온도를 플롯하여, Tc₄₀으로부터 Tc₁₀을 향해서 직선을 긋고, 강온 속도 0℃/min에 외삽했을 때의 결정화 온도를 Tc₀으로 하였다. 또한, Tc₁₀이나 Tc₄₀의 측정에 있어서 복수의 피크 온도가 관측된 경우에는, 80℃ 내지 130℃의 영역에서 가장 고온의 피크의 온도를 폴리프로필렌 필름의 결정화 온도로서 사용하였다. 측정은 각 샘플 3회씩 행하고, 그 평균값으로 평가를 행하였다.

(6) 융점(Tm)

시차 주사 열량계(세이코 인스트루먼츠 제조 EXSTAR DSC6220)를 사용하여, 질소 분위기 중에서 3mg의 폴리프로필렌 필름을 25℃로부터 250℃까지 20℃/min으로 승온하고, 이 승온 시에 얻어지는 흡열 커브의 피크 온도를 Tm으로 하였다. 측정은 각 샘플 3회씩 행하고, 그 평균값으로 평가를 행하였다.

(7) 130℃에서 10분간 가열 처리한 후의 주 배향 직교 방향의 정지 마찰 계수(㎲)

폴리프로필렌 필름을 폭 6.5㎝(필름 주 배향 방향), 길이 12㎝(필름 주 배향 직교 방향)로 2매 잘라내서 시험편으로 하고, 이것들을 종이 사이에 끼워 넣고, 하중 제로의 상태에서 130℃로 보온된 오븐 내에서 10분간 가열하여 꺼낸 후, 실온에서 냉각하였다. 그 후, 도요 세이키(주) 제조 슬립 테스터를 사용해서, JIS K 7125(1999)에 준하여, 25℃, 65％RH에서 시험편의 주 배향 직교 방향의 정지 마찰 계수(㎲)를 측정하였다. 또한, 측정은 주 배향 직교 방향끼리를 맞춘 후에, 또한 필름의 다른 면끼리 접하도록 겹쳐서 행하였다. 동일한 측정을 하나의 샘플에 대하여 5회 행하고, 얻어진 값의 평균값을 산출하여 당해 샘플의 정지 마찰 계수(㎲)로 하였다.

(8) 최대 높이(St)

측정은 (주)료카시스템 "VertScan"(등록 상표) 2.0 R5300GL-Lite-AC를 사용해서 행하고, 부속된 해석 소프트웨어에 의해 촬영 화면을 다항식 4차 근사로 면 보정하여 표면 형상을 구하였다. 또한, 최대 높이(St)란, 측정 영역 내의 높이 최댓값(Peak)과 높이 최솟값(Valley)의 차를 나타낸다. 측정 조건은 하기와 같다. 측정은, 필름의 양면에 대해서, 각각 n=3(측정 횟수=3회)으로 행하여, 각각의 면의 평균값을 구함으로써, 각 면의 St로서 채용하였다. 또한, 표에는 필름 양면의 St의 값 중 큰 쪽의 값을 기재한다.

·장치: "VertScan"(등록 상표) 2.0 R5300GL-Lite-AC((주)료카 시스템 제조)

·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 Version5.5.1

·해석 소프트웨어: VS-Viewer Version5.5.1

·측정 영역: 1.252㎜×0.939㎜

(9) 용융 장력

JIS K 7199(1999)에 준한 장치를 사용하여, 이하의 조건에서 측정을 행하였다.

·장치: 용융 장력 테스터 구비 캐필로그래프 1BPMD-i((주)도요 세이키 제조)

·온도: 230℃(보온 챔버 사용)

·다이스: L=8(㎜), D=2.095(㎜)

·압출 속도: 20㎜/분

·인취 속도: 15.7m/분

·샘플 질량: 15 내지 20g

(10) 필름 가열 시의 평면성 평가

500㎜ 폭의 폴리프로필렌 필름의 St의 값이 낮은 면에 코로나 처리를 실시하고, 처리면에 아크릴 에멀션 점착제(E테크사 제조, EX243)를 도공 후, 130℃의 건조로에 유도하여, 200N의 반송 장력으로 60초간 반송하고, 도포제 중의 용매를 제거해서 점착층 두께 1㎛의 점착층을 갖는 필름을 얻었다. 그 후, 이 점착 필름을 권취 길이 200m의 롤로서 권취하여 점착 필름 롤로 하였다. 이어서, 500㎜ 폭의 점착 필름을 1m만 풀어내어 프리 텐션(필름의 자중에 의해 수직 방향으로 늘어뜨린 상태), 필름 폭 전체에 불균일 없이 균일하게 1kg/m 및 3kg/m의 텐션을 부가하여 주름이나 움푹 파인곳 등의 평면성 불량 개소 유무를 눈으로 보아 확인하였다. 얻어진 값을 사용해서 하기 기준으로 평면성 평가를 행하였다.

S: 프리 텐션에서 평면성 불량의 개소가 없었음

A: 프리 텐션에서는 평면성 불량의 개소가 보였지만, 1kg/m폭의 텐션에서는 평면성 불량의 개소가 소실됨

B: 1kg/m폭의 텐션에서는 평면성 불량의 개소가 보였지만, 3kg/m폭의 텐션에서는 평면성 불량의 개소가 소실됨

C: 3kg/m폭의 텐션에서도 평면성 불량의 개소가 보였음

(11) 피착체 접합 시의 휨 평가

상기 (10)에서 얻어진 점착 필름 및 두께 40㎛의 닛폰 제온 가부시키가이샤 제조 "제오노아 필름"(등록 상표)을 폭 방향으로 20㎝, 길이 방향으로 30㎝로 잘라내고, 점착 필름의 점착층과 "제오노아 필름"(등록 상표)이 접촉하도록 겹쳐서, 길이 방향이 정렬되도록 접합하여, 접합 샘플을 얻었다. 접합 샘플을 150℃의 오븐 중에서 60초간 가열한 후, 실온까지 방랭하여, 접합 샘플의 폭 방향의 휨을 측정하였다. 휨의 측정은, 접합 샘플을 "제오노아 필름"(등록 상표)이 하측으로 되도록 수평면 상에 놓고, 긴 변 중점의 수평면을 기준으로 한 높이를 측정함으로써 실시하였다. 동일한 측정을 2변의 긴 변에 대하여 행하고, 그 평균값을 당해 샘플의 휨으로 하였다. 평가는 하기 기준으로 행하였다.

S: 휨이 1㎜ 미만

A: 휨이 1㎜ 이상 5㎜ 미만

B: 휨이 5㎜ 이상 10㎜ 미만

C: 휨이 10㎜ 이상, 또는 폴리프로필렌 필름과 "제오노아 필름"(등록 상표)이 박리

(12) 대수 분자량 Log(M)=6.5일 때의 미분 분포값, 분자량 분포(Mz/Mw)

폴리프로필렌 필름을, 1,2,4-트리클로로벤젠을 용매로 해서, 165℃에서 30분간 교반하여 용해시켰다. 그 후, 0.5㎛ 필터를 사용해서 여과하고, 여액의 분자량 분포를 겔 투과 크로마토그래프법으로 측정하였다. 하기 표준 시료를 사용하여 작성한 분자량의 검량선을 사용하여 분자량을 보정하고, 시료의 대수 분자량 Log(M)이 6.5일 때의 미분 분포값, 중량 평균 분자량(Mw) 및 Z 평균 분자량(Mz)을 구하였다. 또한, 측정 장치 및 조건은 하기와 같다.

·장치: Agilent사 제조 고온 GPC 장치 PL-GPC220

·검출기: Agilent사 제조 시차 굴절률 검출기(RI 검출기)

·칼럼: Agilent 제조 PL1110-6200(20㎛ MIXED-A)×2개

·유속: 1.0mL/min

·칼럼 온도: 145℃

·주입량: 0.500mL

·시료 농도: 0.1wt％

·표준 시료: 도소 제조 단분산 폴리스티렌, 도쿄 카세이 제조 디벤질

(13) 냉 크실렌 가용부(CXS)

원료의 경우에는 폴리프로필렌 수지에 대해서, 0.5g을 135℃의 크실렌 100ml에 용해하여 방랭 후, 20℃의 항온 수조에서 1시간 재결정시킨 후에 여과액에 용해하고 있는 폴리프로필렌계 성분을 액체 크로마토그래피법으로 정량하였다. 여과액에 용해하고 있는 폴리프로필렌계 성분의 양을 X(g), 시료 0.5g의 정량값을 X₀(g)으로 해서 하기 식으로부터 산출하였다.

식: CXS(질량％)=(X/X₀)×100

(폴리프로필렌 수지 등)

실시예, 비교예의 폴리프로필렌 필름의 제조에, 하기 표 1에 나타내는, 분자량 분포(Mz/Mw), CXS, MFR, Log(M)=6.5일 때의 미분 분포값을 갖는 폴리프로필렌 수지를 사용하였다. 이들 값은, 수지 펠릿의 형태에서 평가한 값이다. 폴리프로필렌 수지 A로서 3종류, 기타 폴리프로필렌 수지로서 2종류의 수지를 사용하였다. 또한, 분지쇄상 폴리프로필렌 수지, 폴리프로필렌 이외의 수지로서는 이하의 것을 사용하고, 일부 실시예 및 일부 비교예에서는, 폴리프로필렌 필름을 제조하기 위한 원료로서 미리 이하와 같이 조정한 것을 사용하였다.

<폴리프로필렌 수지 A>

폴리프로필렌 수지 1(PP1): (주)프라임폴리머 제조

폴리프로필렌 수지 2(PP2): (주)프라임폴리머 제조

폴리프로필렌 수지 3(PP3): 스미토모 가가꾸(주) 제조

<기타 폴리프로필렌 수지>

폴리프로필렌 수지 4(PP4): (주)프라임폴리머 제조

폴리프로필렌 수지 5(PP5): (주)프라임폴리머 제조

<분지쇄상 폴리프로필렌 수지>

분지쇄상 폴리프로필렌 수지 1(분지 PP1): 지글러 나타 촉매계 분지쇄상 폴리프로필렌 수지(PF-814, Basell사 제조, 용융 장력: 15gf, MFR: 3.0g/10분)

분지쇄상 폴리프로필렌 수지 2(분지 PP2): 메탈로센 촉매계 분지쇄상 폴리프로필렌 수지("WAYMAX"(등록 상표) MFX6, 니혼 폴리프로(주) 제조, 용융 장력: 13gf, MFR: 3.0g/10분)

<폴리프로필렌 이외의 수지>

4-메틸-1-펜텐계 중합체 1: 미쓰이 가가쿠(주) 제조 MX004

<폴리프로필렌 원료>

폴리프로필렌 원료 1: 폴리프로필렌 수지 2와 4-메틸-1-펜텐계 중합체 1을, 90:10(질량비)이 되도록 계량 호퍼로부터 2축 압출기에 공급하여, 260℃에서 용융 혼련을 행하고, 용융한 수지 조성물을 스트랜드상으로 다이로부터 토출하여 25℃의 수조에서 냉각 고화하여 칩상으로 커트한 것.

폴리프로필렌 원료 2: 폴리프로필렌 수지 3과 4-메틸-1-펜텐계 중합체 1을, 90:10(질량비)이 되도록 계량 호퍼로부터 2축 압출기에 공급하여, 260℃에서 용융 혼련을 행하고, 용융한 수지 조성물을 스트랜드상으로 다이로부터 토출하여 25℃의 수조에서 냉각 고화하여 칩상으로 커트한 것.

(실시예 1)

폴리프로필렌 수지 2와 폴리프로필렌 원료 1을 80:20(질량비)으로 드라이 블렌드하여 표층(I)층용의 단축의 1축 압출기에 공급하였다. 폴리프로필렌 수지 1과 분지쇄상 폴리프로필렌 수지 1을 95:5(질량비)로 드라이 블렌드하여 기층(II)용의 단축의 1축 압출기에 공급하였다. 각각의 수지 혼합물에 대하여 260℃에서 용융 압출을 행하고, 20㎛ 커트의 소결 필터로 이물을 제거 후, 피드 블록형의 A/B/A 복합 T다이로, 표층(I)/기층(II)/표층(I)이 1/30/1의 두께비로 되도록 적층하고, 25℃로 표면 온도를 제어한 캐스팅 드럼에 토출하여, 에어 나이프에 의해 캐스팅 드럼에 밀착시켰다. 그 후, 캐스팅 드럼 상의 시트의 비냉각 드럼면에, 20℃의 압공 에어를 분출해서 에어 속도 140m/s으로 분사시켜서 냉각하여, 시트를 고화시켜서 미연신 시트를 얻었다. 계속해서, 해당 미연신 시트를 세라믹 롤로 140℃로 예열하고, 주속차를 마련한 120℃의 롤간에서 라디에이션 히터에 의해 시트를 양면으로부터 가열하면서 길이 방향으로 5.7배의 연신을 행하여 1축 연신 필름을 얻었다. 이때, 라디에이션 히터의 열원은 시트면으로부터의 거리가 90㎜인 위치에 고정하였다. 주속차를 둔 롤간의 거리(연신 구간)는 320㎜이며, 라디에이션 히터의 출력은 2.8kW로 설정하였다. 이어서, 얻어진 1축 연신 필름을, 폭 방향 양단부를 클립으로 파지시켜서 텐터식 연신기에 도입하고, 176℃에서 3초간 예열 후, 155℃에서 폭 방향으로 9.8배로 연신하여, 폭 방향으로 20％의 이완을 부여하면서 178℃에서 열처리를 행하였다. 그 후, 100℃의 냉각 공정을 거쳐서 텐터의 외측으로 유도하여, 필름 폭 방향 양단부의 클립을 해방하고, 걸침에서 115℃의 핫 롤로 1.0초간 가열한 후, 코어에 권취하여 두께 25㎛의 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 2 내지 5, 비교예 1 내지 5)

각 층의 조성, 제막 조건을 표 2와 같이 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 이때, 두께의 조절은 압출 시의 토출량의 조정이나 캐스팅 드럼의 속도 조정으로 행하였다. 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 원료의 혼합에 대해서는, 비교예 2, 5의 표층(I)에서는, 실시예 1의 표층(I)과 마찬가지로 폴리프로필렌 수지 2와 폴리프로필렌 원료 1을 80:20(질량비)으로 드라이 블렌드함으로써, 실시예 4와 비교예 4의 표층(I)에서는, 폴리프로필렌 수지 3과 폴리프로필렌 원료 2를 70:30(질량비)으로 드라이 블렌드함으로써 행하였다. 다른 실시예의 표층(I) 및 기층(II)에서는, 각 수지 성분을 표 2의 비율로 드라이 블렌드하였다.

또한, 실시예 3, 비교예 1은 단층 구성이기 때문에, 표층은 없는 것으로서 취급하여, 기층(II)의 항에 조성을 기재하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 폴리프로필렌 필름은, 포장용 필름, 표면 보호 필름, 공정용 필름, 위생 용품, 농업 용품, 건축 용품, 의료 용품이나, 콘덴서용 필름 등 다양한 공업 용도로 사용할 수 있지만, 특히 내열성, 기계 강도, 품위가 우수하다는 점에서, 표면 보호 필름, 공정용 필름, 이형 필름, 콘덴서용 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

150℃에서의 주 배향 방향의 tanδ가 0.25 이하이며, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율이 50MPa 이상인 것을 특징으로 하는, 폴리프로필렌 필름.

제1항에 있어서, 150℃에서의 주 배향 직교 방향의 tanδ가 0.25 이하인, 폴리프로필렌 필름.

제1항 또는 제2항에 있어서, 0℃에서의 주 배향 직교 방향의 손실 탄성률(E")이 3.5×10⁸Pa 이하인, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 130℃에서의 주 배향 직교 방향의 영율과, 필름의 두께의 곱이 500N/m 이상인 것을 특징으로 하는, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 강온 속도 10℃/분으로 측정한 결정화 온도(Tc₁₀)(℃)와 강온 속도 40℃/분으로 측정한 결정화 온도(Tc₄₀)(℃)를 사용하여 외삽점법에 의해 구한 강온 속도 0℃/분에서의 결정화 온도를 Tc₀(℃)으로 하고, 필름의 융점을 Tm(℃)으로 했을 때, Tc₀+Tm≥280을 충족하는, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 130℃에서 10분간의 가열 처리를 한 후의 정지 마찰 계수(㎲)가 0.80 이하인, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 주 배향 방향의 인장 신도가 35％ 이상인 것을 특징으로 하는, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 양면의 최대 높이(St)가 2.0㎛ 미만인, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 겔 투과 크로마토그래프법으로 측정한 분자량 분포 곡선에 있어서, 대수 분자량 Log(M)=6.5일 때의 미분 분포값이 1.0％ 이상 10％ 이하인, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 분자량 분포(Mz/Mw)가 1.5 이상 4.5 미만인, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 층을 적어도 2개 갖는, 폴리프로필렌 필름.

제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 폴리프로필렌 필름을 갖는, 공정용 필름.

제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 폴리프로필렌 필름을 갖는, 이형 필름.

제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 폴리프로필렌 필름을 갖는, 보호 필름.