JPH02117925A - 高分子有機フィルム - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子、電気機器部品、情報記録媒体などに用
いられる高分子基材フィルムに関する。

［従来の技術］ ポリエチレンテレ７タレー１−　（以下ＰＥＴと略称す
る）、ポリプロピレン（以下ＰＰと略称する）、ポリフ
ェニレンスルフィド（以下ＰＰＳと略称する）などの高
分子フィルム（以下単にフィルムという）に金属や無機
物を蒸着、あるいは有機バインダーを介して塗布して、
磁気テープ、フンデンサなどとして広汎に用いられてい
る。

近年、フィルム基材の厚さを薄くし、一定の容積におい
て、表面つまり蒸気又は塗布層の表面をふやし、情報量
の増大、あるいは静電容量をふやす技術的努力が続けら
れている。

しかしながら、フィルムの厚みが薄くなるにつれ、蒸着
や塗料の塗イ５の加工時に受ける熱によってフィルムの
温度が上昇し易くなり、フィルムにかかる張力によって
フ・イルムは一層大きい変形を受けることになる。これ
によって、加工後フィルム表面にたるみヤしわが発生し
たり、あるいは、製品の特性が経時的に変化するなどの
問題が生ずるようになってきた。この技術分野の当事者
間では、このようにフィルムの熱変形による品質上の欠
陥が生ずることを熱負けし称している。

熱負けを防止する方法として、加工時のフィルム温度を
できるだけ下げるために、冷却シリンダー又はドラム温
度を下げる、あるいはフィルムとシリンダー又はドラム
の密着を高める技術改良がなされてきた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、フィルムが薄くなるにつれ、フィルムの
機械的強度が低下し、大きい張力によってフィルムを冷
却シリンダー又はドラムに密着させることが困難なこと
や、フィルムが薄いために走行中にしわが発生したりし
て、フィルムの密着性が不十分となり、その結果熱負け
かが生じるようになってきた。

本発明者らは、フィルムが薄くなった場合、フィルム温
度を下げて熱負けを防止するには限界があり、伯の方法
について鋭意検討した結果、フィルム！！！造の際、フ
ィルムに特定の高分子高次構造を付与するることによっ
て著しく熱負けを低減、または防止することができるこ
とを児出し、本発明に至ったものである。

しかして本発明の目的は、熱負けの少ない、寸法安定性
にすぐれたフィルム基材を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、次のような構成
からなる。すなわち、結晶性ポリマーからなり、該ポリ
マー固有のガラス転移温度ＴＣＩ（’Ｃ）とＴＯ＋３０
（’Ｃ）の間にに高分子鎖組織の再編成を伴うことによ
る吸熱ピークを有することを特徴とする高分子有機フィ
ルム。

本発明でいう結晶性ポリマーは、特に限定されるもので
なく、公知のポリマーを用いることができる。例えば、
ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリプロピレン、ナイロン６又は６６などがあげら
れる。即ち、本発明の目的からして、ｊｑられた高分子
有機フィルムの結晶化度は８０％未満のもの、即ら非晶
化度として２０％以上のものでなくては本発明の効果が
得られないため、結晶化度の高くなるポリマーや、結晶
化速度の速いポリマー、例えばポリエチレン、ポリブチ
レンテレタレートなどには適用しにくい。

また、高分子有機フィルムの使用あるいは加工温度は、
通常室温以上であるため、ポリマー固有のガラス転移温
度ＴＣ）は室温以上であるのがよく、従ってポリエチレ
ンのようにＴＣＩが室温未満のものにも効果は小さい。

更に、本発明を実施するにあたり、温水に浸漬する場合
が多いため、水溶性、水膨潤性のポリビニルアルコール
や、アミノ基澹度の高い脂肪酸ナイロンなどには適用し
にくい場合かある。このような観点から、本発明には、
特にポリエチレンテレフタレー１〜、ポリフェニレンス
ルフィドが好ましい。

フィルムの厚みは、特に限定しないが、１５μｍ以下、
好ましくは１２μｍ以下、更に好ましくは６μｍ以下の
フィルムが特に効果的である。これは、フィルムの厚さ
が１５μｍを超えるとフィルムの熱容量が高まるために
フィルム加工時の熱変形によるトラブル自体がかなり少
ないためである。

本発明でいうポリマー固有のガラス転移温度下Ｑとは、
ポリマーを溶融後、すばやく液体窒素中に投入して得た
比較的結晶化度の低い、分子配向がＸ線、光学的、又は
分光学的な観測手段でほとんど認められないか、無視で
きるほどに小ざい、いわゆる無配向試お１から決めたＴ
　ｃｙである。このＴＣＩは測定手段によって若干変動
するが、本発明では、本発明の目的からいって、熱測定
（比熱の変化）から求めたＴＱである。

また、吸熱ピークとは、一定の速度でフィルムを昇温し
たときに、フィルムの内部での分子の再配列に対処する
熱の吸収を示すものであり、実験的には公知の示差走査
型熱量計（以下ＤＳＣと略称する）の測定において、吸
熱ピークの存在を知ることができる。吸熱ピークの発生
は主として、フィルムの非晶領域に形成している微結晶
、又は一種の準規則性構造をもつ凝集組織が、比較的に
熱力学的に不安定であるため、ＴｏからＴｑ＋３０′Ｃ
のポリマー粗大結晶よりかなり低い温度で消失して、−
層安定な構造に変換されるためによるものである。

フィルムのＴｇの近傍での機械特性は、非晶部の構造に
強く依存するが、上述したように準安定な微細組織が非
晶部に形成して、それが結び目となる分子鎖の網目とな
ると、変形に対して強い抵抗を発現できることになるの
である。特にポリマ−のＴｏ近傍の変形に対して、強い
抵抗を示すためには、吸熱ピークの温度がＴＣＩ（’Ｃ
）とＴｏ＋３０（’Ｃ）にあるのが好ましい。Ｔｏ＋３
０　（℃）の温度を越えると、準安定のノ々則性構造は
−ｔ”ｆ）粗大化して、その分不規則な非晶分子鎖は乱
れて、変形に対するフィルムの抵抗は小さくなってしま
い、好ましくない。また、Ｔｑ（℃）以下では、分子の
大きい拡散運動は凍結されているため、分子の移動を伴
う吸熱ピークは発生することがなく、たとえ発生しても
、本発明の効果は１ｑられない。

本発明の高分子有機フィルムは、金属や金属酸化物のコ
ーティングフィルムに顕著な効果が認められる。即ち、
ＡＱ、Ｚｎ、ｌと”ｌｎとの合金、銅などの金属の４〜
１００人の蒸着や、白金、パラジウム、金、銀などの金
属の４〜１００人のスパッタリングや、更にはけい素、
チタン、ジルコニア、スズ、アンチモンなどとの反応性
蒸着で金属酸化物などのコーティングフィルムに特に効
果が顕著に認められる。代表的な用途としては、コンデ
ンサ用途、ガスバリア用途、装飾用途、ソーラーコント
ロールなどの反射用途、帯電防止用途、導電用途などに
有効であるが、本発明の場合、特にフィルム厚さの薄い
（１５μｍ以下、より好ましくは６μｍ以下）用途であ
るコンデンサ用途に顕著な効果が認められる。

次に、本発明のフィルムの製造方法の一例について説明
する。

例えば、ＰＰＳフィルムの場合は、以下のような方法に
よって作ることができる。

繰返し単位の７０モル％以上、好ましくは８５モル％以
上が一般式　→−３？ｘ で示される構成単位からなるポリフェニレンスルフィド
樹脂組成物を、エクストルーダに代表される公知の溶融
押出装置により、溶融し、いわゆるＴダイから連続的に
押出し、冷却された金属ドラム上にキャストして急冷固
化し、未配向非晶質状態のシートとする。該金属ドラム
の表面は、荒らさ０．４３以下の表面に仕上げられてい
ることが好ましい。

次に、このようにして得られたシートを二軸延伸する。

延伸方法としては、逐次二軸延伸法、同時二輪延伸法等
の公知の方法を用いることができろが、ロール群によっ
てシート長手方向に延伸した後に、テンタによって横方
向に延伸する、いわゆる縦横逐次二軸延伸法によるのが
好ましい。延伸温度は縦横共に９５〜１１０℃の範囲と
する。

延伸倍率は、樹脂粘度、延伸温度などによ、って異なり
、−ｍには言えないが、およそ３〜８倍の範囲である。

次に、このようにして１ｑられた延伸フィルムを定長熱
処理する。ここにいう定長熱処理とは、熱処理中の幅及
び長さの変化が５％以下になるようにすることを意味す
る。熱処理条件は２００〜２９０’Ｃで３〜２５秒とす
るが、２５０〜２８５℃で４〜２０秒行なうのが好まし
い。定長熱処理の後に、２９０’Ｃ以下、好ましくは１
００’Ｃから２６０℃の温度も、長手方向又は／及び幅
方向に８％以下のリラックスを行なう。

ざらにこの後、１ｄられたフィルムは金属製枠に固定し
て定長状態において、Ｔ　ａ　−３０’ＣからＴｑ＋３
０℃の温水に一定時間浸漬した。フィルムが飽和水分量
に達した後、遠赤外線加熱処理を行ない本発明のフィル
ムを得ることができる。

但し、本発明のフィルムの製造方法は、ここに記載の方
法に限定されるものではない。

［特性の測定方法および評価方法］ （１）　　熱負は フィルムを真空蒸着装置にかけて、表面抵抗が２Ω／口
になるようにアルミニウムを片面蒸着し、１ｑられた蒸
着後のフィルムについて、フィルムに入ったすし状のし
わ及びフィルム全体の状態を観察し、フィルムの幅５０
０ｍ当りすし状のしわが１５本以上あるか又はフィルム
全体にちりめん状のしわが入っている状態を×とし、フ
ィルムの幅５００ｍ当りすし状のしわが５本以下であり
且つちりめん状しわがほとんどみられないものを○とし
、両者の中間のものを△とした。

（２）ガラス転移温度 Ｐｅ　ｒ　ｋ　ｉ　ｎ−Ｅ’ｌ　ｍｅ　ｒ社のＯ８（、
−２型を用いて、Ｎ２気流中で、試料１０ｒｎｇを封入
したパンを、ポリマーの融点より４０℃高い温度まで３
６０’Ｃ／ｍｉｎの昇温速度で昇温した。その温度で５
分間保持した後、パンを加熱炉から取り出しすばやく液
体窒素中に投下した。このようにして作った急冷試お口
よ、再びＤＳＣにおいて昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱
昇温し、常法に従って、温度−比熱曲線から試料のガラ
ス転移温度を決めた。

（３）吸熱ピーク温度 Ｐｅｒｋ　ｉ　ｎ−Ｅ　１ｍｅｒ社のＤＳＣ−２型を用
いて、Ｎ２気流中、２０’Ｃ／ｍｉｎの昇温速度でフィ
ルムの吸熱ピーク温度を求めた。

［発明の効果］ 特定の温度範囲の吸熱ピークを有する基材フィルムを用
いると、次のようなすぐれた効果を生じる。

（１）フィルムを巻取式の蒸着機で金属や酸化物などを
真空蒸着やスパッタリングするとき、蒸着時の「熱負け
」が起こりにくくなり、金属などの蒸着あるいはスパッ
タリングフィルム製品の不良率が低下する。

（２＞　　金属化フィルムでは、寸法精度の高い加工が
可能となる。

（３）磁気テープにおいて、８０〜１００’Ｃといった
比較的に高い温度で使用する場合にも、寸法安定性がよ
くなり、記録再生時の画像歪がほとんど認められない。

［作用］ ポリマーのＴＣＩよりやや高い温度に吸熱ピークがおる
と、力学的特性が向上し、変形し難いフィルムとなる原
因は、フィルム非晶部の構造解析か十分に行なわれてい
ないので明確ではない。しかしながらフィルムの力学特
性、熱特性、密度などの測定結果から、非晶部の形成し
たＱ規則的な構造体が形成され、これが分子鎖網目の結
び目の役割を果していることが推定される。結び目の成
形で非晶分子鎖の変形に対する抵抗は高まり、フィルム
はすぐれた寸法安定性を発現するようになる。

特に、上述したフィルムの熱負けに関しては、フィルム
の長手方向の伸びが大きいと、金属蒸着時にフィルムが
冷却キャン上を通過する際に、フィルムにかかる張力で
フィルムが局部的に伸びてしわになり冷却キャンとの接
触が不良となり、その上に、金属蒸気が飛来してきた時
に、その凝集潜熱をキャンに逃がすことができなくなり
、−層フィルムの変形むらが生じ、しわの発生となるが
、本発明にかかるフィルムではフィルムの伸びが著しく
抑制されるため、熱負は等の現象は起りにくくなると考
えられる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を挙げて、ざらに詳細に説明する。

実施例１ 東しフィリップ■製のＰＰＳ樹脂を３１０’Ｃで溶融し
、Ｔダイから押出し、表面を２５℃に保った金属ドラム
上にキャストして冷却固化し、厚さ約３０μｍの未延伸
フィルムを得た。

このフィルムを、ロールｉｆからなる経延伸装置によっ
て、フィルム温度９８℃、延伸速度３０００％／分で３
．６倍延伸し、続いてテンタを用いて、温度１０２℃、
延伸速度１０００％／分で３゜６倍横延伸し、ざらに同
一テンタ内の後続する熱処理室で、２６０’Ｃで５秒間
熱処理した侵、２４０℃で幅方向に２％リラックスして
、厚さ約２μｍの二軸延伸ＰＰＳフィルムを１ｑた。こ
のロール状に巻き取ったフィルムを７０℃の温水に１時
間浸漬後、それを遠赤外線オーブン（波長１〜２５μ）
中に７０’Ｃで３０分間加熱処理した。

得られたフィルムは９５℃に吸熱ピークが観測された。

このフィルム−１に、日本真空技研■製の連続巻取式片
面蒸着機を用いて、幅５００７！２１１１のフィルム試
料にアルミニウムを蒸着した。この時、冷却キャン内循
環の冷媒温度は一３０’Ｃとし、９ｓ幅の蒸着部と１Ｍ
幅の非蒸着部が交互に繰り返されるストライブ状に蒸着
した。このとき冷却キャン上の平均張力を１．０〜２．
５Ｋｇ／ｍＴｌ１に変更して、金属化ＰＰＳフィルムを
得た。表１から、本発明に規定したフィルムは「熱巻け
」が良好であることがわかる。

実施例２〜４．比較例１〜３ 実施例１における熱処理温度、リラックス率、温水浸漬
温度、時間、遠赤外加熱温度、時間を各種変更させ、吸
熱ピークか田川する温度を変えた。

それらフィルムの熱負けの評価結束を表１に示す。

実施例５ ポリエチレンテレフタレート樹脂を溶融し、Ｔダイから
押出し、表面を冷却した金属ドラム上にキャストして冷
却固化し、厚さ約２５μｍの未延伸フィルムを１ｑだ。

このフィルムを、ロール群からなる縦延伸装置ににつて
、９０’Ｃで長手方向に３．４倍に縦延伸し、続いてテ
ンタを用いて、１ｏｏ′ｃで幅方向に３．３倍に横延伸
した俊、２０７℃で５秒間熱処理し、１５０’Ｃで幅方
向に６％のリラックスを行ない、厚さ２μｍの二軸延伸
ポリエステルフィルムをｊｑた。このロール状に巻き取
ったフィルムを７０’Ｃの温水に１時間浸漬後、それを
遠赤外線オーブンで７０℃、３０分間加熱処理を行なっ
た。

得られたフィルムは８２℃に吸熱ピークが観測された。

このフィルムを実施例１と同様の条件で蒸着実験を試み
た結果、フィルムにはシワの発生は認められず、「熱負
け」は良好であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結晶性ポリマーからなり、該ポリマー固有のガラス転移
   温度Ｔｇ（℃）とＴｇ＋３０（℃）の間に、高分子鎖組
   織の再編成を伴うことによる吸熱ピークを有することを
   特徴とする高分子有機フィルム。