JPH0664037A - シンジオタクチックポリスチレン系二軸延伸フィルム - 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
二軸延伸フィルム、さらに詳しく言えばフィルム表面の
平滑性に優れ、フィルムの厚みに関係なくハンドリング
特性が良好であり、且つ室温から高温領域までの走行特
性が良好であり、更に耐ブロッキング特性に優れたシン
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S Δa が0.004 以上0.04以下であり、更に、空気抜
け速さが900 秒以下であり、摩擦係数μk(23) が0.4 以
下で、且つ摩擦係数温度勾配μk(120)／μk(23) が2.0
以下であることを特徴とする二軸延伸フィルム。

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
スチレン系二軸延伸フィルム、さらに詳しく言えばフィ
ルム表面の平滑性に優れ、フィルムの厚みに関係なくハ
ンドリング特性が良好であり、且つ室温から高温領域ま
での走行特性が良好であり、更に耐ブロッキング特性に
優れた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
延伸フィルムは耐熱性、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。また、シンジオタクチックポリスチレン系二軸
延伸フィルムは高温での熱収縮率が低く耐熱性フィルム
として期待されている。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の表面を単に平滑
化していくと、高温での走行性が著しく低下し、更にフ
ィルムどうしブロッキングするという問題があることが
分かった。

【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
延伸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。また、室温においては良好なすべり性を有し
ていても高温ではすべり性が不良になり、ブロッキング
の発生が見られ、更に、シンジオタクチックポリスチレ
ン系二軸延伸フィルムは脆いため、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。

【０００５】本発明は、フィルム表面の平滑性に優れ、
フィルムの厚みに関係なくハンドリング特性に優れ、且
つ走行時のロール等との接触によるフィルム表面に擦り
傷の発生やロール上に白粉が生じないと言う走行特性が
室温から高温領域まで良好で、更に耐ブロッキング特性
に優れたシンジオタクチックポリスチレン系二軸延伸フ
ィルムを提供することを目的とする。

【０００６】

【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 秒以下であり、摩擦係数μ
k(23) が0.4 以下で、且つ摩擦係数温度勾配μk(120)／
μk(23) が2.0 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、フィルムの厚みに関係なくハンド
リング特性に優れ、且つ室温から高温領域までの走行特
性に優れ、更に耐ブロッキ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延伸フィルムを提供するも
のである。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】更に、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
S Δa 、空気抜け速さは、μk(23) 及び摩擦係数温度勾
配μk (120)/μk(23) 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S Δa、空気抜け速さ、μk(23) 及び摩擦
係数温度勾配μk(120)／μk(23) のそれぞれの値が所定
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1.5 μｍ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（％） 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S Δa は0.004 以上0.04以下であるこ
とが必要である。S Δa が0.004 未満ではハンドリング
特性が不良になり、また耐ブロッキング特性が不良にな
る。SΔa が0.04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。

【００１２】また、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空気抜け
速さは900 秒以下, 更に好ましくは700 秒以下である。
900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延伸フィ
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】更に、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室温にお
ける摩擦係数μk(23) は0.4 以下であり、好ましくは0.
3 以下であり、摩擦係数温度勾配μk(120)／μk(23) は
2.0 以下、好ましくは1.7 以下、更に好ましくは1.5 以
下である。摩擦係数μk(23) が0.4 より大きいと室温で
の走行性が不良となり、摩擦係数温度勾配μk(120)／μ
k(23) が2.0 より大きいと高温領域での走行性が不良と
なり、更に耐ブロッキング特性が不良になる。

【００１４】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、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。

【００１５】（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 （４）フィルムの摩擦係数（μk(23）、μk(120)／μk
(23))、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23℃および120 ℃で走行す
るとき、一定の供給張力に対するガイドロール擦過時の
テープの23℃に於ける摩擦係数μk(23) および120 ℃に
於ける摩擦係数μk(120)を測定した。摩擦係数測定後の
フィルム表面の擦り傷の発生量およびガイドロールに付
着した白紛量を５段階評価し、次のランク付けで表わ
す。 １級；擦り傷多い、または白紛の発生非常に多い ２級；擦り傷かなり多い、または白紛の発生多い ３級；擦り傷ややあり、または白紛発生ややあり ４級；擦り傷ほとんどなし、または白紛の発生ほぼなし ５級；擦り傷発生なし、または白紛発生なし ここで、擦り傷発生量と白紛の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）フィルムのブロッキング特性 フィルムを二枚重ね50g/cm² の荷重をかけ、200 ℃の雰
囲気下で30分放置後のブロッキングの状態を5 段回評価
し、次のランク付けで表す。 １級；剥離不可、全面密着 ２級；剥離一部不可、一部密着 ３級；剥離困難、ブロッキング痕多い ４級；剥離可能、ブロッキング痕ほぼなし ５級；剥離容易に可能、ブロッキング痕なし （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85％の炭酸カルシウム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、70μｍ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95℃に
予熱し、表面温度750 ℃の赤外線加熱ヒーターを４本使
用し、更に加熱し、フィルム温度134 ℃で縦方向に3.5
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 添加した滑剤粒子の、炭酸カルシウムの面積形状係数を
50％とした以外は実施例と同様に行なった。

【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
求の範囲のとおりの構成を採用することにより、フィル
ムの表面の平滑性に優れ、フィルムの厚みに関係なくハ
ンドリング特性が良好であり、且つ室温から高温領域ま
での走行性が良好でり、更に耐ブロッキング特性に優れ
たシンジオタクチックポリスチレン系二軸延伸フィルム
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 (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S Δa が0.004 以上0.04以下であり、更に、空
   気抜け速さが900 秒以下であり、摩擦係数μk(23) が0.
   4 以下で、且つ摩擦係数温度勾配μk(120)／μk(23) が
   2.0 以下であることを特徴とするシンジオタクチックポ
   リスチレン系二軸延伸フィルム。