JPH0192235A - 配向熱可塑性フイルム - 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】 （ｒｌ、業常の利用分野） 本発明は配向熱可塑性フィルムに関する。更に詳しくは
透明性、滑り性、耐摩耗性に優れかつ粗大突起数の少な
い配向熱可塑性フィルムに関する。

（従来の技術） 熱可塑性樹脂フィルムは機械的強度や透明性、ガスバリ
ヤ性などが優れていることから包装材料、写ｒｔ基材、
グラフィック用基材、磁気記録基材などに広く使用され
ている。ところが、熱可塑性樹脂フィルムを製造する際
および加工する際には、ハンドリングが問題になること
が多い。たとえばフィルムをロール状に巻き取る時にし
わやたるみが発生したり、静電気によるほこりの付着が
起こる。フィルムのハンドリングを容易にするためには
適度の滑り性を与えることが「効であることが知られて
いる。滑り性を与える方法としては、潤滑剤と呼ばれる
脂肪酸エステルや金属石ケンなどを樹脂に含有させる方
法や滑剤と呼ばれる不活性粒子を樹脂に含有させる方法
がとられている。

特に不活性粒子を樹脂に含有させる方法は効果の持続性
にすぐれていることや添加剤によるフィルム表面の汚染
がない等の点で有用であり広く利用されている。

該不活性粒子を樹脂に含有させる方法は、不活性粒子よ
りフィルムの表面に凹凸を付与することにより滑り性を
改善するものであり、添加する不活性粒子の形伏、粒子
径、粒子径分布および樹脂との親和性等により得られる
フィルムの透明性、滑り性、耐摩耗性等が大きく変わる
ことが知られている。

該不活性粒子としては一般に金属の酸化物や塩よりなる
無機性の化合物が多く用いられている。確かにこれらの
無機性の粒子は安価でありかつ多用なものが得られるこ
とにより広く利用されている。しかしながら無機性の不
活性粒子はその硬度が高（、かつ樹脂との親和性が劣る
ため耐摩耗性の点で問題があった。またこれらの欠点を
改良する目的で打機性の高分子化合物よりなる粒子が開
発されているが耐熱性や凝集性の点に問題があり実用的
なレベルに達していない。

特にポリエステルフィルムをオーディオ、ビデオまたは
コンピューター等の磁気テープ用途に応用した時は、リ
ールやカセット等からの引き出し、巻き上げその他の操
作の際に、多くのガイド部、再生ヘッド等との間に摩擦
および摩耗が著しく生じ、擦り傷、歪の発生さらにはポ
リエステルフィルム表面の削れ等による白粉状物質を析
出させる結果、磁気記録信号の欠落、即ちドロップアウ
トの大きな原因となることが多い。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は前記従来技術の欠点を解消し、透明性、滑り性
、耐摩耗性に優れかつ粗大突起数の少ない配向熱可塑性
フィルムに関する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は平均粒径が０，０５μｍ以上５．０μｍ以下で
あるシリコン樹脂よりなる粒子を０．００５重量％以上
１．０重量％以下を含有する配向熱可塑性フィルムであ
る。

本゛発明の好ましい実施聾様は前記発明において走査型
電子顕微鏡で観察して得られる下記式で定義される外接
円に対する面積率が６０％以上であるシリコン樹脂より
なる粒子を用いる配向熱可塑性フィルムである。

本発明の更に好ましい実施Ｇ様は前記発明において走査
型電子顕微鏡で観察して得られる粒子径のばらつき度が
２５％以下である配向熱可塑性フィルムである。

本発明における熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプ
ロビレ／、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド
、ポリエステルなどの延伸可能な熱可塑性樹脂を指す。

またそれらの単独重合体の他、共重合体あるいはそれら
の混合物も含まれる。特にポリエステルとりわけポリエ
チレンテレフタレートは透明性に優れ、かつ機械的強度
、耐熱性、耐薬品性に優れているので好適である。

本発明に用いるシリコン＃−７脂粒子は、主鎖中の主成
分としてシロキサン結合を有したシリコン樹脂よりなる
ものであればいかなる構造のものでもよい。たとえば直
鎖状、はしご伏あるいは架橋構造のいずれでもかまわな
い。耐熱性の点よりはしご状および架ｍ　ＲＷ造のもの
が好ましい。たとえばメチルトリクロルシラ／やメチル
トリアルコキシシラン等の３官能性シランを加水分解お
よび縮合することによりえられるポリメチルミルセスギ
オキサンが好適である。重合法も特に限定はないが、該
３官能性シラン化合物をアルカリ性の水溶液で加水分解
および縮合する方法が好適である。

該シリコン樹脂粒子の平均粒径は０．０５μｍ以上５．
０μｍ以下のものが好ましい。０．１μｍから３．０μ
ｍの範囲が特に好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未）
荷では滑り性および耐摩耗性の向上効果が不十分となる
ので好ましくない。逆に５．０μｍを越えるとフィルム
表面に粗大突起を生ずるので好ましくない。

該シリコン樹脂粒子の添加量は熱可塑性樹脂に酎して０
．００５重量％以上１．０重量％以下であることか好ま
しい。０．０１重量％から０．５重量％の範囲が特に好
ましい。添加量が０．００５重量％未満ではポリマー中
の粒子量が少なすぎるためフィルム表面の突起密度が低
くなり、滑り性および耐摩耗性が不十分となる。逆に添
加量が１．０重量％を越える場合は粒子の熱可塑性＆を
脂中での凝集の原因となり粗大突起数の面より不適であ
る。

また該シリコン樹脂粒子の粒子形状も重要であり出来る
だけ真球状に近いものが好ましい。真球状に近いものを
用いた方が滑り性や耐摩耗性のすぐれたフィルムかえら
れる。本発明の目的を達成するには走査型電子顕微鏡で
観察して得られる下記一般式で示される外接円に対する
面積率が６０％以上のものが好ましい。より好ましくは
８０％以上、特に好ましくは９０％以上のものが好適で
ある。

粒子の投影断面積 外接円に対する面積率＝　　　　　　　　　　　　　Ｘ
　　１００粒子に外接する円の面積 更に該シリコン樹脂粒子の粒度分布は出来るだけシャー
プな方が好ましい。粒子の粒度分布がきわめてシャープ
で単分散に近いものであればフィルム表面に形成させる
突起の高さおよび形状が均一に近くなり本発明の８図す
るところに合致する。

このような目的を達成するためには走査型電子顕微鏡で
観察して得られる粒子径のばつき度が２５％以下である
ことが好ましく２０％以下がより好ましい。

該シリコン樹脂粒子はポリマーとのなじみの点や耐熱性
の点ですぐれているだけでな（前記のような真球状でか
つ単分散に極めて近い粒子が工業的に製造できることが
大きな特徴の一つである。

形状を真球状に近づけるためには該シリコン樹脂粒子を
製造する時の重合条件のコントロールにより達成できる
。また粒子径分布のシャープ化は分級等の手段によって
も達成できるが該シリコン樹脂粒子を製造する時の重合
条件のコントロールにより粒子製造時にシャープなもの
を得る方法がより好ましい。

該シリコン樹脂粒子を熱可塑性樹脂に歯打させる方法と
しては重合工程中で行なっても、重合後に押出し機内等
で行なってもよい。たとえばポリエステルやポリアミド
のような縮合系樹脂の場合は重合工程中で行なうのが好
ましい。重合工程中で行なう場合は出来るだけ低粘度の
段階すなわちプレポリマーが生成する前に添加するのが
熱可塑性樹脂中でのシリコン樹脂粒子の分散性をよくす
る点で好ましい。またポリエチレンやポリプロピレンの
ような付加型樹脂の場合は押出し機等で混練し行なうの
が好ましい。押出し機等で混練する場合はマスターバッ
チ方で行なうのが好ましい。

重合工程中で添加する場合はシリコン樹脂粒子を媒体に
分散させて添加するのが好ましい。この場合媒体中にシ
リコン樹脂粒子を分散する方法は特に限定はな（高速撹
拌法、均質高圧分散法、サンドミル法″！Ｆ種々の方法
を任意に選択できる。

また該シリコン樹脂の凝集を防止したり熱可塑性樹脂と
の親和性をより向上させたりするために各種添加剤を併
用することやシリコン樹脂に対して表面処理をほどこす
等の手段を加えることも何ら制限を受けない。

（実施例） 次に本発明の実施例および比較例を示す。実施例中の部
は特にことわらないかぎりすべて重全部を意味する。

また、用いた測定法を以下に示す。

（１）　　平均粒子径 不活性粒子を走査型電子顕微鏡（日立Ｓ−５１０型）で
観察、写真撮影したものを拡大コピーし、さらにトレー
スを行なってランダムに２００個の粒子を黒く塗りつぶ
した。この像を画像解析装置にレコ株式会社製ルーゼッ
クス５００型）を用いて、水平方向のフェレ径を測定し
、その平均値を平均粒子径とした。また、粒子径のばら
つき度は下式により算出した。

■　外接円に対する面積率 平均粒子径の測定に用いたトレース像より任意に２０の
粒子を選び、それぞれの粒子について投影、断面積を、
（１）で用いた画像解析袋Ｓで測定した。また、それら
の粒子に外接する円の面積を算出することにより下式を
用いて面積率を求めた。

（３）　　フィルムの透明性 ＪＩＳＫ８７１４１．：準シテ東洋精Ｉａ（ｌ　ｉ！！
積分球式ヘーズメーターでフィルムヘーズを測定した。

（４）　　フィルムの表面平滑性 サーフコム３０Ａ！！表面粗さ計（東京精密袋）ヲ用イ
、針径１　ｔｔ　ｍ　ｓ加ｒｎｏ　、０７　ｇ１ｍｌ定
１１Ｑ長０．８ｍ＋＋、カットオフ０．０８■ｌの条件
で測定した中心線平均粗さ（ＲＡ（μｍ））で表示する
。

（５）　　フィルムの加工性（滑り性および耐摩耗性） フィルムを細幅にスリットしたテープ状ロールを金属製
ガイドロールにこすりつけて高速、長時間走行させると
き、一定の供給張力に対してガイドロール擦過後のテー
プ張力の大小およびガイドロール表面に発生する白粉量
の多少をそれぞれ５段階に評価し次のランク付けで表す
。

（イ）　　　　滑　　　　リ　　　　性１級−−−張力
大（擦り傷多い） ２級−ｍ−張力やや大（ｔａり傷かなり多い） ３級−−−張力中（擦り傷ややあり） ４級−−−張力やや小（擦り傷はとんどなし） ５級−一一張力小（擦り傷まったくなし）（ＣＩ）　　
耐摩耗性 １級−ｍ−白粉発生非常に多い ２級−一一白粉発生多い ３級−ｍ−白粉発生ややあり ４級−ｍ−白粉発生はとんどなし ５級−一一白粉発生まったくなし く６）　　耐久走行性 第１図に示した装置を用い、２３°Ｃ１相対湿度６５％
の雰囲気下で、ポリエステルフィルムの粗正側の面を、
市販家庭用ＶＴＲのガイトビ／（触針式表面粗さ計で測
定した最大突起高さが０．１５、μｍ１中心棟平均粗さ
が０．００８μｍ）に角度３／４π（単位ラジアン）で
接触させ、一定荷重５０グラムの張力を与えクランクを
角速度８゜Ｏｒｐｍで回転させ、１００回フィルムを往
復させた時の動摩擦係数および静摩擦係数のそれぞれ初
期動摩擦係数および初期摩擦係数からの増加分（Δμｋ
ｄおよびΔμｋｓ）を５段階に評価し、次のランク付け
で表す。

１級−ｍ−摩擦係数増加分０．２０以上２級−−−０，
，１５〜０．２０ ３級−−−０，１０〜０．１５ ４級−−−０，０５〜０．１０ ５級−−−０，０５未溝 （カ　フィルム表面の粗大突起数 フィルム表面にアルミニウムを薄く蒸着したのち、二光
束干渉顕微鏡を用いて四重環以上の粗大突起数（測定面
積１■１１当りの個数）をカウントし、粗大突起数の多
数により次のランク付けで表す。

１級−−−１６個以上／冒■７ ２級−−−１２〜１５個／ｌＩ■１ ３級−−−８〜１１個／謹諺８ ４級−一−４〜７個／■璽２ ５級−一一〇〜３個／謹１ （８）　　フィルムの摩擦係数（μＳ１μｄ）ＡＳＴＭ
−Ｄ−１８９４−６３Ｔに準じ、２３℃、６５％ＲＨ１
引張速度２００ｍ／分の条件で測定した。

実施例１ 撹拌装置、分縮器、原料仕込口および生成物取り出し口
を設けた２段の完全混合槽よりなる連続エステル化反応
Ｖｚａを用い、その第１エステル化反応缶のエステル化
反応生成物が存在する系へテレフタル酸（ＴＰＡ）に対
するエチレングリコール（ＥＧ）のモル比１．７に調整
し、かつ三酸化アンチモンをアンチモン原子としてＴＰ
Ａ単位当り２８９　ｐｐｒａを含むＴＰＡのＥＧスラリ
ーを連続的に供給した。

同時にＴＰＡのＥＧスラリー供給口とは別の供給口より
酢酸マクネシウム四水塩のＥＧ温溶液反応１缶内を通過
する反応生成物中のポリエステル単位ユニット当りＭ　
ｇ原子として１００　ｐｐｍとなるように連続的に供給
し、常圧にて平均滞留時間４．５時間、温度２５５℃で
反応させた。

この反応生成物を連続的に系外に取り出して、第２エス
テル化反応缶に供給した。第２エステル化反応缶内を通
過する反応生成物中のポリエステル単位ユニットに対し
て０．５重量部のＥＧ、）リメチルホスフェートのＥＧ
温溶液Ｐ原子として６４　ｐｐｍ　ｓ酢酸ナトリウムの
ＥＧ温溶液Ｎａ原子として１０　ｐｐｍおよび平均粒径
が２．０μｍ１外接円に対する面積率が９６％、粒径の
ばらつき度が１４％のシリコン樹脂ビーズをＥＧに分散
した分散液をシリコン樹脂量として５００　ｐｐｍとな
るようにそれぞれ別個の供給口より連続的に供給し、常
圧にて平均滞留時間５．０時間、温度２６０°Ｃで反応
させた。ｔｊｃ１エステル化反応缶の反応生成物のエス
テル化率は７０％であり、第２エステル化反応缶の反応
生成物のエステル化率は８８％であった。

該エステル化反応生成物を撹拌装置、分縮器、原料仕込
口および生成物取り出し口を設けた２段の連続型相合反
応装置に連続的に供給して重縮合を行ない、固存粘度０
．６２０のポリエステルを得た。該ポリマーを２９０°
Ｃで溶融押出しし、１１０℃で縦方向に３．５倍、１３
０″Ｃで横方向に３．５倍延伸した後２２０°Ｃで熱処
理して得られた１２μｍのフィルム特性を第１表に示し
た。

本実施例で得られたポリエステルフィルムは透明性、滑
り性、耐摩耗性に優れ、かつ粗大突起数の少ない高品質
のものであった。

比較例１ 実施例１の方法においてシリコン樹脂ビーズに替え、平
均粒径２．０μｍ１外接円に対する面積率３２％、粒径
のばらつき度６０％より大きいＣａＣＯ５を用い、かつ
酢酸ナトリウムに替えトリポリリン酸ナトリウムを用い
る以外実施例１と同じ方法でポリエステルフィルムを得
た。得られたポリエステルフィルムの特性値を第１表に
示ず。本比較例で得られたポリエステルフィルムは透明
性、耐摩耗性および粗大突起数の点で劣り低品質であっ
た。

実施例２ 実施例１の方法においてシリコンｍ１ｌｌビーズを平均
粒径が１．３８ｍ１外接円に対する面積率が９６％、粒
径のばらつき度が１７％であるものとし、かつその添加
量を１０００　ｐｐｍに替える以外実施例１と同じ方法
でポリエステルフィルムを得た。

得られたポリエステルフィルムの特性値を第１表に示す
。本実施例で得られたポリエステルフィルムは透明性、
滑り性、耐摩耗性に優れ、かつ粗大突起数の少ない高品
質のものであった。

比較例２ 比較例１の方法においてＣａＣＯ５を平均粒径１．３８
ｍ１外接円に対する正積率３５％、粒径のばらつき度が
６０９Ａより大であるものとし、かつその添加量を１０
００　ｐｐｍとする以外比較例１と同じ方法でポリエス
テルフィルムを得た。得うれたポリエステルフィルムの
特性値を第１表に示す。本比較例で得られたポリエステ
ルフィルムは透明性、耐摩耗性および粗大突起数の点で
劣り低品質であった。

比較例３ 実施例１の方法においてシリコン樹脂を粒径のばらつき
度が６０％より大で、外接円に対する面積率が３０％の
ものとする以外実施例１と同じ方法でポリエステルフィ
ルムを得た。得られたポリエステルフィルムの特性値を
第１表に示す。

本比較例・で得られたポリエステルフィルムは滑す性、
粗大突起数の点で劣り低品質でった。

実施例３ 原料仕込口、圧力調圧弁を付した放圧口、撹拌機および
加熱ＨＥの付いたステンレス製の反応缶に、平均粒径が
２．０μｍ１外接円に対する面積率が９６％、粒径のば
らつき度が１４％のシリコン樹脂ビーズ０．０５部をε
−カブロラククムと水との１＝１の混合液に強制撹拌に
より分散して得たスラリー２０部およびε−カプロラク
タム９０部とを仕込み、撹拌をしながら昇温する。内温
が２２５°Ｃになるまでは内圧は１０　ｋｇ　／　ｃｄ
に保つ。内温が２２５℃に達したら放圧を開始し、約１
時間を要し常圧にもどす。この間に内温を２６０°Ｃま
で昇温する。常圧、２６０”Ｃで更に１時間加熱、撹拌
をし重縮合を進め相対粘度２．６０のポリアミドを得た
。このポリアミドを２９０℃で溶融押出し、７５°Ｃで
縦方向に３．５倍、９０　”Ｃで横方向に３．６倍延伸
した後２００″Ｃで熱処理して１５μｍのフィルムを得
た。得られたフィルムのヘーズは１．０％でありμＳお
よびμｄは０゜６および０．５であり、透明性および易
滑性にすぐれたものであった。

比較例３ 実施例３の方法でシリコン樹脂ビーズに替え平均粒径が
２，８μｍの不定形のシリカ０．１０部にする以外実施
例３と同じ方法でポリアミドを得た。得られたポリアミ
ドを用い実施例と同じ方法でフィルムを製造した。得ら
れたフィルムのへ一ズは１．５％、μＳおよびμｄはど
ちらも０．８であり透明性および易滑性が劣っている。

以　　下　　余　　白 （発明の効果） 本発明によれば透明性、滑り性、耐摩耗性に優れ、かつ
粗大突起数の少ない配向熱可塑性フィルムが得られる。

本フィルムは加工性に優れており広い分野に応用するこ
とができる。また粗大突起数が少ないことより磁気デー
ブ分野等の高精密な表面特性が要求される分野にも応用
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルム粗面の繰り返し走行性能を測定するテ
ープ試験機の模式図である。以下各部の説明を簡単に行
う。 １：クランク ２．４，６，８：フリーロール ３．７：張力検出装置 ５：市販ＶＴＲ用がイドピン ９：荷重 特許出願人　　東洋紡績株式会社 第　１　図 」 １　：　フランク ２．４，５．８−フリーロール ３．７　：　５長カセ釦青装置 ５：弔夏及Ｖ　Ｔ　Ｉ＜　７７”イドピ／９：荷重 手続補正口（自発） 昭和６３年６月２３日 １、　事件の表示 昭和６２年特許朝第７２５３８号 ２　発明の名称 配向熱可塑性フィルム ＆　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 大阪市北区堂島浜二丁目２番８号 （３１Ｂ）東洋紡績株式会社 明細書の発明の詳細な説明の欄 ＆　補正の内容 「酎して」を「対して」と訂正する。 、■　同第１９行目第１４行目 「比較例３」を「比較例４」と訂正する。 昭和６３年１０月６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）平均粒径が０．０５μｍ以上５．０μｍ以下である
   シリコン樹脂よりなる粒子を０．００５重量％以上１．
   ０重量％以下を含有することを特徴とする配向熱可塑性
   フィルム。２）走査型電子顕微鏡で観察して得られる下
   記式で定義される外接円に対する面積率が６０％以上で
   あるシリコン樹脂よりなる粒子を用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の配向熱可塑性フィルム。 外接円に対する面積率＝粒子の投影断面積／粒子に外接
   する円の面積×１００ ３）走査型電子顕微鏡で観察して得られる粒子径のばら
   つき度が２５％以下であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項および第２項記載の配向熱可塑性フィルム。