JPH0657017A - ポリスチレン系二軸配向フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はシンジオタクチックポリスチレン系
二軸配向フィルム、さらに詳しく言えばフィルム表面の
平滑性に優れ、且つフィルムの厚みに関係なくハンドリ
ング特性に優れ、更に走行特性及び耐摩耗性が良好なシ
ンジオタクチックポリスチレン系二軸配向フィルムに関
するものである。 【構成】 実質的にシンジオタクチック構造を有するス
チレン系重合体から成り、少なくとも片面の三次元表面
粗さSRz が1.2 μｍ以下であり、SRmax とSRz の比が1.
5 以下であり、S Δa が0.004 以上0.04以下であり、且
つ空気抜け速さが900 秒以下であることを特徴とするポ
リスチレン系二軸配向フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシンジオタクチックポリ
スチレン系二軸配向フィルム、さらに詳しく言えばフィ
ルム表面の平滑性に優れ、且つフィルムの厚みに関係な
くハンドリング特性に優れ、更に走行特性及び耐摩耗性
が良好なシンジオタクチックポリスチレン系二軸配向フ
ィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シンジオタクチックポリスチレン系二軸
配向フィルムは耐熱性、電気特性、透明性などに優れ、
磁気テープ用、写真・製版用、コンデンサー用、包装用
等、各種のフィルム用途に展開が期待されてる。これら
のフィルム用として用いられる場合、そのすべり性及び
耐摩耗性はフィルムの加工工程の作業性の良否、更には
その製品品質の良否を左右する大きな要因になってい
る。一方、これらの用途に於いては、フィルム表面の平
滑化や薄手化も要求されている。しかしながら、シンジ
オタクチックポリスチレン系二軸延伸フィルムにおいて
は、単に表面を平滑にし、更に薄手化したのでは、フィ
ルムの製造時及び加工時のハンドリング特性が不良にな
り、更にフィルムの走行時にガイドロールとの接触等に
よる擦り傷や削れによる白紛等が発生すると言う問題が
生じる。

【０００３】すべり性の良好なフィルムとして、無機粒
子を添加し、表面粗さRaが特定の範囲にあり、静摩擦係
数が限定されたものが知られている（特開平3-74437
号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のす
べり性良好なフィルムでは、低速作業時には良好なハン
ドリング特性が得られるが、作業が高速になるとハンド
リング特性が急激に悪化するという問題を発生すること
があった。またシンジオタクチックポリスチレン系二軸
配向フィルムにおいては、特にフィルムの厚みが薄くな
るとハンドリング特性が悪化する傾向が大きく、上記の
無機粒子を添加し、表面粗さRaと静摩擦係数の範囲を規
定したフィルムにおいても同様の傾向を備えており、そ
のために良好なハンドリング特性が得られたとしても、
厚みが変わると所望のハンドリング特性が得られなくな
っていた。更に、シンジオタクチックポリスチレン系二
軸配向フィルムは室温では脆いため、フィルムの製造時
及び加工時にロール等との摩擦によりフィルム表面に擦
り傷や白紛等が発生しやすいと言う問題があった。本発
明は、フィルム表面の平滑性に優れ、且つフィルムの厚
みに関係なくハンドリング特性に優れ、更に走行時に擦
り傷の発生や白粉の発生が生じない走行特性及び耐摩耗
性の良好なシンジオタクチックポリスチレン系二軸配向
フィルムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも片
面の三次元表面粗さSRz が1.2 μｍ以下、SRmax とSRz
の比が1.5 以下、S Δa が0.004 μｍ以上0.04μｍ以
下、且つ空気抜け速さが900 秒以下であることを特長と
する、フィルム表面の平滑性に優れ、且つフィルムの厚
みに関係なくハンドリング特性に優れ、更に走行特性及
び耐摩耗性が良好なシンジオタクチックポリスチレン系
二軸配向フィルムを提供するものである。

【０００６】本発明に用いられる立体規則性がシンジオ
タクチック構造であるポリスチレン系重合体は、側鎖で
あるフェニル基又は置換フェニル基が核磁気共鳴法によ
り定量されるタクテイシテイがダイアッド（構成単位が
二個）で85％以上、ペンタッド（構成単位が５個）で50
％以上のシンジオタクチック構造であることが望まし
い。

【０００７】該ポリスチレン系重合体としては、ポリス
チレン、ポリ（p-、m-又はo-メチルスチレン）、ポリ
（2,4-、2,5-、3,4-又は3,5-ジメチルスチレン）、ポリ
（p-ターシャリーブチルスチレン）などのポリ（アルキ
ルスチレン）、ポリ（p-、m-又はo-クロロスチレン）、
ポリ（p-、m-又はo-ブロモスチレン）、ポリ（p-、m-又
はo-フルオロスチレン）、ポリ（o-メチル-p- フルオロ
スチレン）などのポリ（ハロゲン化スチレン）、ポリ
（p-、m-又はo-クロロメチルスチレン）などのポリ（ハ
ロゲン置換アルキルスチレン）、ポリ（p-、m-又はo-メ
トキシスチレン）、ポリ（p-、m-又はo-エトキシスチレ
ン）などのポリ（アルコキシスチレン）、ポリ（p-、m-
又はo-カルボキシメチルスチレン）などのポリ（カルボ
キシアルキルスチレン）ポリ（p-ビニルベンジルプロピ
ル）などのポリ（アルキルエーテルスチレン）、ポリ
（p-トリメチルシリルスチレン）などのポリ（アルキル
シリルスチレン）、さらにはポリ（ビニルベンジルジメ
トキシホスファイド）などが挙げられる。

【０００８】本発明においては、前記ポリスチレン系重
合体のなかで、特にポリスチレンが好適である。また、
本発明で用いるシンジオタクチック構造を有するポリス
チレン系重合体は、必ずしも単一化合物である必要はな
く、シンジオタクティシティが前記範囲内であればアタ
クチック構造やアイソタクチック構造のポリスチレン系
重合体との混合物や、共重合体及びそれらの混合物でも
よい。

【０００９】また本発明に用いるポリスチレン系重合体
は、重量平均分子量が10,000以上、更に好ましくは50,0
00以上である。重量平均分子量が10,000未満のもので
は、強伸度特性や耐熱性に優れた二軸延伸フィルムを得
ることができない。重量平均分子量の上限については、
特に限定されるものではないが1500,000以上では延伸張
力の増大に伴う破断の発生等が生じるため、余り好まし
くない。

【００１０】更に、本発明のシンジオタクチックポリス
チレン系二軸配向フィルムは、公知の方法、例えば、縦
延伸及び横延伸を順に行なう逐次二軸延伸方法のほか、
横・縦・縦延伸法、縦・横・縦延伸法、縦・縦・横延伸
法などの延伸方法を採用することができ、要求される強
度や寸法安定性などの諸特性に応じて選択される。な
お、必要に応じて、熱固定処理、縦弛緩処理、横弛緩処
理などを施してもよい。そして、前記の三次元表面粗さ
SRz 、SRmax 、S Δa 、及び空気抜け速さは、フィルム
の製膜条件及び滑剤粒子によって調整される。滑剤粒子
の種類及び添加量は三次元表面粗さSRz 、SRmax とSRz
の比、S Δa 、及び空気抜け速さが所定の範囲内に入る
ならば特に限定されるものではないが、シリカ、二酸化
チタン、タルク、カオリナイト等の金属酸化物、炭酸カ
ルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属
の塩または有機ポリマーからなる粒子等のシンジオタク
チックポリスチレン系ポリマーに対し不活性な粒子が例
示される。そして、これらの滑剤は、いずれか一種を単
独で用いてもよく、また２種以上を併用してもよいが、
使用する滑剤の平均粒子系は0.01μｍ以上2.0 μｍ以
下、特に0.05μｍ以上1.５μｍ以下が好ましく、粒子径
のばらつき度（標準偏差と平均粒子径との比率）が２５
％以下が好ましく、添加量はシンジオタクチックポリス
チレン系ポリマー100重量％に対し0.005重量％以上2.0
重量％以下含有することが好ましく、特に0.1重量％以
上1.0重量％以下が好ましい。また、滑剤粒子の形状
は、面積形状係数が60% 以上のものが１種類以上含まれ
ていることが好ましい。この面積形状係数は次式によっ
て求められる。 面積形状係数＝（粒子の投影断面積／粒子に外接する円
の面積）× 100（％）

【００１１】本発明に用いられるポリスチレン系重合体
には必要に応じて、公知の酸化防止剤、帯電防止剤など
を適量配合したものを用いることができる。配合量は、
ポリスチレン系重合体100 重量％に対して、10重量％以
下が望ましい。10重量％を越えると延伸時に破断が起こ
り易くなり、生産安定性が不良となる。本発明のシンジ
オタクチックポリスチレン系二軸延伸フィルムの少なく
とも片面の三次元表面粗さSRz は1.2 以下、SRmax とSR
z の比は1.5 以下、且つS Δa は0.004 以上0.04以下で
あることが必要である。SRz が1.2 を越えると、例えば
磁気テープ用途では電磁変換特性が不良になり、写真、
製版用途では透明性が減少するため好ましくなく、フィ
ルムコンデンサー用途では耐電圧特性の低下の問題を生
じる。また、SRmaxとSRz の比が1.5 を越えると、SRz
が1.2 を越えた場合と同様の問題が生じると共に、フィ
ルム走行時に白紛を生じやすくなり、耐摩耗性が不良と
なる問題を発生する。更に、S Δa は0.004 未満ではハ
ンドリング特性が不良となり、また走行特性も不良とな
り、S Δa が0.04を越えるとまた、SRz が1.2 を越えた
場合と同様の問題を生じる。

【００１２】更に、本発明のシンジオタクチックポリス
チレン系二軸配向フィルムの空気抜け速さは900 秒以下
である必要がある。更に好ましくは700 秒以下である。
即ち、空気抜け速さを900 秒以下、更に好ましくは700
秒以下にすることにより、高速作業時においても、フィ
ルムの厚みや強度とは無関係にハンドリング特性が良好
なシンジオタクチックポリスチレン系二軸配向フィルム
が得られる。反対に、空気抜け速さが900 秒を越えた場
合、高速作業時のハンドリング特性が不良となり、例え
ばフィルムを高速でロール状に巻き取る場合にフィルム
と巻き取りロールの間に空気が取り込まれしわが生じや
すく、巻姿が不良になったり、フィルムが巻き込む空気
層の潤滑効果によってフィルムが幅方向に蛇行してロー
ルの端面の不揃いが生じたりする。

【００１３】実施例 以下に実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、
フィルムの評価方法を以下に示す。 （１）三次元表面粗さSRz 、SRmax 、S Δa フィルム表面を触針式３次元表面粗さ計（SE-3AK, 株式
会社小坂研究所社製）を用いて、針の半径２μｍ、荷重
30mgの条件化に、フィルムの長手方向にカットオフ値0.
25mmで、測定長1mm にわたって測定し、２μm ピッチで
500 点に分割し、各点の高さを３次元粗さ解析装置（SP
A-11) に取り込ませた。これと同様の操作をフィルムの
幅方向について２μm間隔で連続的に150回、即ちフィル
ムの幅方向0.3mm にわたって行ない、解析装置にデータ
を取り込ませた。次に、解析装置を用いて、SRz 、SRma
x 、S Δa を求めた。 （２）空気抜け速度 図１に示す測定装置を用意する。即ち、台盤１の上面に
円形の孔１a を設け、この孔1a内に直径70mmのガラス平
板２を固定してガラス平板２を固定してガラス平板２の
外周と孔壁１b との間に溝を形成し、更に上記の孔1bを
囲むリング状の溝孔1cを明け、この溝孔1cを上記ガラス
平板２の外周の溝と連通させ、溝孔1cにパイプ３を介し
て真空ポンプ４の吸引口を接続する。そして、台盤１の
上面に、ガラス平板２を覆う大きさのフィルム試料５を
重ね、その外周を粘着テープ６で台盤１状に密封状に固
定し、真空ポンプ４を駆動し、ガラス平板２の外周部に
干渉縞が出現してからガラス平板２の全面に干渉縞が広
がり、その動きが止るまでの時間（秒）を測定し、この
時間（秒）をもって空気抜け速さとする。

【００１４】（３）フィルムのハンドリング特性 広幅のスリットロールを高速でスリットし、小幅のロー
ルに巻直すに際しロール端部の巻ずれ、しわ、バルブ等
を生じないで問題のないロールが得られるかどうかを４
段階評価し、次のランク付けで評価した。 １級；問題のないスリットロールを得ることは極めて困
難 ２級；低速で問題のないスリットロールが得られる ３級；中速で問題のないスリットロールが得られる ４級；高速で問題のないスリットロールが得られる

【００１５】（４）フィルムの走行特性 フィルムを細幅にスリットしたテープ上ロールを金属製
ガイドロールにこすり付けて走行するとき、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及
び擦り傷の発生量を５段階評価し、次のランク付けで表
わす。 １級；張力大、または擦り傷多い ２級；張力やや大、または擦り傷かなり多い ３級；張力中、または擦り傷ややあり ４級；張力やや小、または擦り傷ほとんどなし ５級；張力小、または擦り傷発生なし ここで、張力と擦り傷発生量の得られた結果のランクが
異なる場合、悪いほうのランクを採用する。

【００１６】（５）耐摩耗性 （４）と同様の操作を行ない、ガイドロールに付着した
白紛量を５段階評価し、次のランク付けで表した。 １級；白紛の発生非常に多い ２級；白紛に発生多い ３級；白紛の発生ややあり ４級；白紛の発生ほぼなし ５級；白紛の発生なし （６）平均粒子径 滑剤粒子を（株）日立製作所製S-５１０型走査型電子顕
微鏡で観察し、写真撮影したものを拡大して複写し、滑
剤の外形をトレースし任意に200 個の粒子を黒く塗りつ
ぶした。この像をニコレ（株）製ルーゼックス500 型画
像解析装置を用いて、それぞれの粒子の水平方向のフェ
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記の式により算出した。 ばらつき度＝（粒子径の標準偏差／平均粒子径）×100
（％）

【００１７】（７）面積形状係数 平均粒子径の測定に用いたトレース像から任意に２０個
の粒子を選び（６）で用いた画像解析装置を用いて、そ
れぞれの粒子の投影断面積を測定した。また、それらの
粒子に外接する円の面積を算出し、下記の式により算出
した。 面積形状係数＝（粒子の投影断面積／粒子に外接する円
の面積）× 100（％）

【００１８】実施例 滑剤として、平均粒子径1.0 μｍ、ばらつき度25％、面
積形状係数80％のシリカをシンジオタクチックポリスチ
レン（重量平均分子量300000）100 重量％に対して3.0
重量％添加したポリマーチップと、滑剤の添加されてい
ないポリマーチップを重量比で１対９の割合で混合した
後、乾燥し、295 ℃で溶融し、200 μｍのリップギャッ
プのT ダイから押し出し、40℃の冷却ロールに静電印荷
法により密着・冷却固化し、71μｍの無定形シートを得
た。該無定形シートをまずロールにより100 ℃に予熱
し、表面温度750 ℃の赤外線加熱ヒーターを3 本使用
し、更に加熱し、フィルム温度137℃で縦方向に3.6倍延
伸し、ついでテンターで、フィルムを120℃に予熱し、
横方向に延伸温度120 ℃で3.3 倍延伸し、260 ℃で熱固
定した。得られたフィルムの厚みは6 μｍであった。

【００１９】比較例 滑剤粒子のシリカのばらつき度を４０％とした以外は実
施例と同様の操作を行なった。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】以上、記載のとおり、本発明は前記特許
請求の範囲に記載のとおりの構成を採用するここによ
り、フィルム表面の平滑性に優れ、且つフィルムの厚み
に関係なくハンドリング特性に優れ、更に走行性に優れ
たシンジオタクチックポリスチレン系二軸配向フィルム
が提供され、従って、本発明の工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の空気抜け速さを測定するための装置
の断面図である。

【符号の説明】

１：台盤 ２ ガラス平板 ３ 吸引パイプ ４ 真空ポンプ ５ フィルム試料 ６ 粘着テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 25:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ (72)発明者 奥平 正 滋賀県大津市堅田二丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的にシンジオタクチック構造を有す
   るスチレン系重合体から成り、少なくとも片面の三次元
   表面粗さSRz が1.2 μｍ以下であり、SRmaxとSRz の比
   が1.5 以下であり、S Δa が0.004 以上0.04以下であ
   り、且つ空気抜け速さが900 秒以下であることを特徴と
   するポリスチレン系二軸配向フィルム。