JPH0380408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱性フイルムに関する。更に詳しく
は、作業性，走行性，電気特性に優れ、磁気記録
用フイルム又はシート（以下フイルム等と略記す
る場合がある）に用いて好適な耐熱性フイルム又
はシートに関する。

未延伸フイルムの２次転移点が120℃以上融点
が280℃以上の結晶性高分子物とりわけポリエー
テルケトン，ポリエーテルエーテルケトン等の高
分子物を少なくとも一方向に延伸し、必要に応じ
て熱固定したフイルム等は、現行使用されている
ポリエステルフイルムと比べた時、ポリエステル
フイルムよりも更に機械的性質，電気的性質，寸
法安定性，耐熱性，温湿度変化に対する耐久性等
に優れている。それ故現行使用されているポリエ
ステルフイルムの各種用途のうち特に高品質を要
求される用途例えば、情報記録用途，電気用途等
において、ポリエステルフイルムに代わるフイル
ム等として期待されており、その製造法、フイル
ム又はシート化処方について精力的に改良が検討
されている。

しかるにかかる高分子物を単に溶融押出し延
伸，熱固定して配向フイルム等を製造したとこ
ろ、上記特性においては優れているが、工業的に
連続生産することは不可能であつた。例えばフイ
ルム等の巻取り、巻出しといつたハンドリングの
観点から見ると、フイルム等とフイルム等相互の
滑り性が悪く、ブロツキング現象を起し、このた
めフイルム等にシワ，傷等が発生し、製品となり
得ないことが判明した。つまり製造時や取り扱い
時ブロツキング現象によつてしわが発生したり摩
擦摩耗のため傷がついたりして、磁気記録用途，
光学的光記録用途においては欠陥の多い製品とな
つてしまうからである。これは、かかるフイルム
等を単に溶融押出しし延伸熱固定しただけでは得
られたフイルム等の表面が平滑すぎて巻取り等の
ためにフイルム等同志が接触状態に置かれるとフ
イルム等同志が結合してしまうためと考えられ
る。以上より基材フイルム等及び製品フイルム等
の取り扱いのためには、フイルム等とフイルム等
の間の滑り性が良好で作業性に優れていること、
即ちフイルム等とフイルム等、フイルム等と金属
ロール等の摩擦係数が小さいことが必要である。

ここで、フイルム等の滑り性を良好にする方法
としては、平滑なフイルム等を延伸，熱固定する
製膜後にフイルム等の表面を機械的，化学的に粗
面化処理する方法とか、フイルム等の製造後もし
くは、縦延伸後骨剤を塗布する方法等が考えられ
るが、これらの処理前にも巻取り、巻出しといつ
たハンドリングが行なわれるのでフイルム等に
傷，シワが発生してしまい改善を要する事が判明
した。そこで傷，シワが入らないように延伸しよ
うと試みたが生産速度が極端に低下するため工業
的には不利であつた。

かかる問題点を解決すべく鋭意検討の結果フイ
ルム等の滑り性を良好にするためには、フイルム
等の原料に用いる高分子物中に粒子を含有させる
ことによりフイルム等の表面に凹凸を付与する方
法がブロツキング現象を防止し、ロール延伸時、
傷，シワの発生もなく最適であることを見い出し
た。しかしながら、ハンドリング性を向上させる
べく無機粒子を添加しすぎると、用途によつて
は、特性をそこなつてしまう。例えばオーデイオ
用，ビデオ用磁気テープでは、凹凸が大きすぎる
と、Ｓ／Ｎ比、出力等が低下し、ドロツプアウト
等も増え、磁気テープとしては不適なものとな
り、又コンデンサー用等では、凹凸が大きすぎる
と巻きずれ等がおこつたり、金属箔との積極時、
空気層が増え耐電圧が低下してしまう等の問題点
が発生した。

本発明者等は、これら二律相反する性質を同時
に満足させるべく該耐熱性フイルム等について鋭
意研究の結果、特定の範囲の表面粗さを満足し、
その際の摩擦係数も特定の範囲を満足させた時、
作業性，用途特性の両特性において優れたフイル
ム等が得られることを見いだし、本発明に到達し
たものである。

すなわち本発明の要旨は二次転移点が120℃以
上、融点が280℃以上の結晶性を有する高分子物
と無機粒子とからなる組成物から未延伸フイルム
又はシートを形成し、該未延伸フイルム又はシー
トを少くとも一方向に延伸し、必要に応じて熱固
定して得たフイルム又はシートの表面粗さを示す
Ra値（単位：μｍ）とフイルム又はシート表面
の動マサツ係数μdが以下の式 0.008≦Ra≦0.090 ……〔〕 0.12≦μd≦0.50 ……〔〕 を満足するものとされた耐熱性フイルム又はシー
トである。

以下本発明を更に詳細に説明する。

本発明の耐熱性高分子フイルム等は、二次転移
点が120℃以上でかつ融点が280℃以上である結晶
性の高分子物と無機粒子とからなる組成物から形
成されたフイルム等を少くとも一方向に延伸し、
必要に応じて熱固定したフイルム等である。該高
分子物は上記要件すなわち特定の二次転移点及び
融点を満足する限り特に限定さえるものではない
が、押出，成形の容易さ等から考えて、ポリエー
テルケトン，ポリエーテルエーテルケトン及びそ
れらの共重合体、もしくはそれらのベンゼン環に
置換基の入つたもの等が特に好ましい。

つまり例えばポリエーテルケトン等は一般式 で示される。又上式に一般式 で示される成分を共重合する事も好適である。

一方例えばポリエーテルエーテルケトン等は一
般式 で示され同様に(2)式を共重合することも可能であ
る。

上記式中₁〜R₈は水素原子，ハロゲン原子又は
アルキル基等の炭化水素基等，置換基として用い
ることが可能であればいかなるものであつても良
い。

本発明の耐熱性フイルム等を製造する方法はＴ
ダイ成形，インフレーシヨン成形等通常用いられ
る方法が任意に用いられるが例えば添加無機粒子
の粒度分布，粒径，添加量を変える事により表面
粗さRa値を調整することが好ましい。

本発明の耐熱性フイルム等の素材である結晶性
高分子物に無機粒子を添加する時期は、任意であ
るが、結晶性高分子物の重合工程における触媒洗
浄後溶融押出してペレツト化する際行なう事が好
ましい。更にフイルム又はシート状に溶融押出す
る際結晶生高分子物に添加し、押出機中で分散し
て押出しても良い。又無機粒子を所定量以上に添
加したペレツトをマスターバツチとして原料の結
晶性高分子物にブレンドする事も好適である。

本発明の耐熱性フイルム等は、一軸又は二軸配
向フイルム等を対象とするがそれを得る方法とし
ては例えば無機粒子を含有する高分子材料を融点
（Tmとあらわす）以上、Tm＋100℃以下の温度
で溶融押出し、固有粘度〔η〕が0.40〜1.5程度
の未延伸フイルム等をまず作成する。その際フイ
ルターを選択したり、静電密着法等を併用する事
も好適である。更に該未延伸フイルム等を、耐熱
性高分子物の二次転移点（Tgと表わす）以上210
℃以下の温度で延伸する。ここで延伸法が一軸延
伸の場合には、縦もしくは横方向に3.0倍以上8.0
倍以下二軸延伸の場合には、縦あるいは横方向に
2.5〜5.0倍の延伸倍率で延伸し、次いで前記延伸
方向と直角方向に（前記延伸方向が縦方向である
ならば今度は横方向）二次転移点以上210℃以下
で2.5〜5.0倍の延伸倍率で延伸する（延伸はこの
ような逐次二軸延伸であつても良く、又同時二軸
延伸であつてもよくその製造法は特に限定されな
い。）ことによつて得られる。更に該二軸延伸フ
イルム等を更に縦強度をあげるべく再度縦方向に
延伸したり、縦，横方向の強度アツプの為再度
縦，横方向に延伸することも好ましい。又縦及
び／又は横延伸を多段に分けて延伸する事も可能
である。

このようにして得られた二軸配向フイルム等は
Tg＋50℃以上Tm以下で１〜100秒間熱固定する
のが良い。又熱固定を２段階に分けて行なう事も
ある。

本発明の耐熱性フイルム等は、形状がフイルム
又はシート状で厚さは用途に応じ適宜設定される
が通常１ミクロン以上１ミリメートル以下好まし
くは、３ミクロン以上500ミクロン以下である。
この高分子成形物は、180℃10分の熱収縮率が実
質的に無荷重の条件下で10％以下、好ましくは４
％以下であることが望ましい。

又、長手方向の引張弾性率は、オーデイオ用，
コンピユーター用等の長手記録用としては、400
以上10000Kg／mm²以下、好ましくは500以上5000
Kg／mm²以下が好ましい。又フロツピーデイスク
用，コンデンサー用等は、両方向の引張弾性率は
500以上10000Kg／mm²以下が好ましい。

かくして得られたフイルム等が用途特性をそこ
なわないで作業性，易滑性に優れたフイルム又は
シートであるためにはフイルム等の表面粗さを示
すRa値（単位：μｍ）及びフイルム等の表面の
動摩擦係数μdが下記の二式 0.008≦Ra≦0.090 ……〔〕 0.12≦μd≦0.5 ……〔〕 を満足することが必要であり、このためには、無
機粒子の種類，粒径，添加量等を上記二式を満足
するように設定して添加する事が必要である。

すなわち、〔〕，〔〕式を満足する表面性状
は添加する無機粒子の種類，粒径，粒径分布，添
加量等を目的に応じ組合わせることにより得られ
る。

粒径は、無機粒子の種類，目的によつて異なる
が通常平均粒径0.5〜10μ程度のものが用いられ
る。添加量は、粒径分布，粒径等に依存し一般的
には決められないが通常0.01〜２重量％が好まし
い。又無機粒子としては、熱可塑性樹脂に対し、
不溶性でありかつ反応しない、すなわち、不活性
無機粒子であれば特に限定するものではない。添
加される物質としては例えば酸化マグネシウム，
酸化亜鉛，炭酸マグネシウム，炭酸カルシウム，
燐酸カルシウム，硫酸カルシウム，硫酸バリウ
ム，酸化アルミニウム，二酸化ケイ素，酸化チタ
ン，カオリン，ケイ藻土等の無機酸化物，無機塩
類，アルミノ珪酸塩等やカーボンブラツク等が挙
げられる。

ここでRaが0.008より低いと、作業性，走行性
を改良するのに不十分であり、Raが0.090より高
いと、磁気テープにおける電気特性、コンデンサ
ーにおける耐電圧等用途特性に劣り不適である。
但しRaの適正値は用途により変化する。例えば
ビデオ用途では0.008≦Ra≦0.030が好ましい。又
オーデイオ用途では0.015≦Ra≦0.050が好まし
い。コンデンサー用途では0.020≦Ra≦0.070、他
の包装用途等では、0.050≦Ra≦0.090が好まし
く、各用途により使い分ける事が好適である。

一般にはRaが大きい程動マサツ係数μaは低く
なるのであるが、同じRaでも粒径の分布，大き
さ等によりμdは異なる場合がある。それ故Raの
範囲と共にμdは0.12以上0.5以下を満足しなけれ
ばならない。μdが0.5より大では滑り性が悪く、
作業性の改善は望めず、0.12より小では逆に滑り
すぎて製膜巻取り時や、製品巻き出し巻き取り時
において巻きずれ等がおこり、好ましくない。

本発明によるフイルム等は、更にポリエステル
フイルム等とは異なり、オリゴマー等の低分子量
体の析出を伴わないことから、特に磁気記録用
途，電気絶縁用途，コンデンサー用途等に最適で
ある。

以上のごとく、本発明により、各種用途特性に
すぐれかつ走行性，作業性に優れたフイルム又は
シートを得ることが出来る。

以下実施例により、本発明を説明するが、本発
明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限
定されるものではない。

フイルム等の諸性質の測定方法は以下の通りで
ある。

(1) 中心線平均粗さ（CLA） JIS B0601に準じ測定した。

小坂研究所社製表面粗さ測定器（SE−3FK）
によつて次のように求めた。触針の先端半径はμ
ｍ、荷重は30mgである。フイルム等の断面曲線か
らその中心線の方向に基準長さＬ（2.5mm）の部分
を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸、
縦倍率の方向をＹ軸として、粗さ曲線ｙ＝ｆ(x)で
表わしたとき、次の式で与えられた値をμｍで表
わす。但し、カツトオフ値は80μｍである。Raは
縦方向に５点、横方向に５点の計10点の平均値を
求めた。

１／Ｌ∫^L ₀ー ｆ(x)ー dx (2) 摩擦係数（μd） 固定した硬質クロムメツキ金属ロール（直径６
mm）に、フイルム等を巻き付角135°（θ）で接触
させ、53ｇ（T₂）の荷重を一端にかけて１ｍ／
minの速度でこれを走行させて他端の抵抗力（T₁
（ｇ））を測定し、次式により走行中の摩擦係数を
求めた。

μd＝１／θln（T₁／T₂）＝0.424ln（T₁／53） (3) F₅値 1/2インチ幅、チヨツク問50mm長の試料フイル
ム等を東洋ボールドウイン社製テンシロン
（UTH−）により、20℃、65％RHにて50mm／
minで引張り、５％伸張時の荷重を初期の断面積
で割り、Kg／mm²単位で表わした。

実施例 １ 常法により得られたポリエーテルケトンのパウ
ダーを溶融し、その際平均粒径0.8μのカオリンを
0.05重量％を添加してペレツト化した。

このペレツトを溶融押出して、厚さ185μｍの
未延伸フイルムを作成した。この未延伸フイルム
の二次転移点は154℃融点は367℃であつた。この
未延伸フイルムをまず縦方向に170℃3.6倍、横方
向に180℃3.4倍で逐次２軸延伸を行ない、320℃
で熱固定を行なつて15μｍのフイルムを作成し
た。このようにして得られたフイルムのF₅値は
16Kg／mm²で180℃10分での熱収縮率は1.5％と極め
て低く高強力，耐熱フイルムである事が判明し
た。該フイルムのRaは0.015μdは0.32であつた。

該フイルムはフイルム製造時、傷，シワの発生
もなく巻き取りも順調で何ら作業性に問題がなか
つた。

更に該フイルムに従来公知の磁性粒子とバイン
ダーからなる磁性薄膜層を形成せしめて磁気記録
テープとなし、市販のビデオデツキにかけた所、
走行性，電特（Ｓ／Ｎ比，出力，エンベロープ
等）共に優れたものであつた。

実施例 ２ 常法により得られたポリエーテルエーテルケト
ンのパウダーを溶融し、平均粒径0.53μの炭酸カ
ルシウム0.20重量％添加してペレツト化した。こ
のペレツトを溶融押出して155μの未延伸フイル
ムを作成した。この未延伸フイルムの２次転移点
は138℃融点は320℃であつた。この未延伸フイル
ムをまず、縦方向に160℃3.6倍延伸し次いで横方
向に3.5倍延伸した後温度295℃で熱処理し12μの
フイルムを得た。このようにして得たフイルムの
縦方向のF₅値は16.5Kg／mm²であり、180℃10分で
の熱収縮率は2.0倍と極めて低くこのフイルムも
高強力耐熱フイルムであつた。この時のRaは
0.035μdは0.23であつた。

該フイルムも又フイルム製造時何ら問題なく良
好なものであつた。

このようにして得られたフイルムをアルミニウ
ム蒸着1.20mm巾にスリツトし、素子に巻回、プレ
スして素子を偏平につぶした。この時の絶縁破壊
電圧は350KV／mmと、同一の粒子を添加して常
法により作成したポリエステルフイルムより作ら
れたコンデンサーと比較して格段に優れたもので
あつた。又素子端面の不揃いもなく良好なもので
あつた。

比較例 １，２ 添加粒子の平均粒径0.5μのシリカ0.008重量％
及び平均粒径0.8μのカオリン0.003重量％を添加
した以外は実施例１と同様に押出，延伸熱固定し
て15μのフイルムを得た。

この時のRaは0.007μdは0.48であつた。（比較例
１）、該フイルムはマスターロールに巻いたフイ
ルムをスリツトして巻きかえる際つぶ跡が出た。
このようにして得られたフイルムの表面を検査し
た所スリ傷，シワが入つておりいかなる用途にも
使用不可なものであつた。又添加粒子の平均粒径
0.8μのカリオン0.012重量％及び平均粒径1.3μの炭
酸カルシウム0.001重量％を添加した以外は実施
例１と同様にして15μのフイルムを得た。（比較
例２） この時のRaは0.0082μdは0.52であつた。このフ
イルムも比較例１のフイルムと同様作業性が悪く
使用不可であつた。

比較例 ３ 平均粒径2.10μのシリカ0.50重量％と平均粒径
3.8μの炭酸カルシウム0.50重量％添加した以外は
実施例２と同様にして12μのフイルムを得た。こ
の時のRaは0.092μdは0.12であつた。製造時該フ
イルムを巻きとろうとした所巾方向にずれてしま
つて端面をそろえて巻く事が不可能であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二次転移点が120℃以上、融点が280℃以上の
   結晶性を有する高分子物と無機粒子とからなる組
   成物から未延伸フイルム又はシートを形成し、該
   未延伸フイルム又はシートを少なくとも一方向に
   延伸し、必要に応じ熱固定して得た、フイルム又
   はシートの表面粗さを示すRa値及びフイルム又
   はシート表面の動摩擦係数μdが以下の式 0.008≦Ra≦0.090 ……（） 0.12≦μd≦0.50 ……（） を満足するものとされた耐熱性フイルム又はシー
   ト。 ２ 高分子物が、ポリエーテルケトン又はポリエ
   ーテルエーテルケトンである特許請求の範囲第１
   項に記載の耐熱性フイルム又はシート。