JPH0665400A - 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透明性及び耐熱
性に優れ、且つフィルム表面の平滑性に極めて優れ、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、更に耐摩耗性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、表面ヘーズと内部ヘーズ（10
μｍ当たり）の和が10％以下で、200 ℃における熱収縮
率が５％以下、少なくとも片面の三次元表面粗さSRa が
0.02μｍ以下であり、更に粗さの中心面における単位面
積当たりの突起数PCC 値が800 個/mm²以上であり、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透明
性及び耐熱性に優れ、且つフィルム表面の平滑性に極め
て優れ、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、更に耐摩耗性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製造工程及び各用途における加工
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、フィルム表面が超
平滑で、透明性が良好または薄手であること等が強く要
求されている。しかし、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、単に表面を超平滑化
し、且つ透明化または薄手化したのでは、フィルムの製
造時及び加工時のハンドリング特性の不良、及びフィル
ムの走行時のガイドロール等との接触による滑り性不良
により、擦り傷や削れによる白紛等が発生すると言う耐
摩耗性が不良となる。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脆く、すべり性を得るため
に添加された滑剤の周りにボイドが発生し易く、透明性
の低下が見られる。また、このボイドの発生及び、耐熱
性を良好にするために熱固定温度を高くすることによ
り、更に脆さが増し、フィルムの走行時の削れが増大す
る。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）。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
ムを用いた、透明性、耐熱性の優れたフィルムが知られ
ている（特開平1-316246、特開平1-168709、特開平2-27
9731) 。

【０００３】

【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。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
ムは脆く、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
く、耐摩耗性不良の問題があった。また、このシンジオ
タクチックポリスチレン系二軸延伸フィルムの脆さが原
因となり、すべり性を良好にするために添加した滑剤の
周りにボイドが発生しやすくなり、その結果透明性の低
下や削れの増加などの問題を生じやすくなっていた。一
方、上記従来の、透明性、耐熱性に優れたフィルムにお
いては、透明性を向上させたためにフィルム表面が平滑
になり易く、その結果、ハンドリング特性が不良にな
る。また、シンジオタクチックポリスチレン系ポリマー
の脆さが原因となり、すべり性を良好にするために添加
した滑剤の周りに、延伸時にボイドを発生しやすくな
り、その結果透明性の低下や削れの増加などの問題を生
じやすくなっていた。更に、シンジオタクチックポリス
チレン系二軸延伸フィルムは、耐熱性を優れたものとす
るために高温で熱固定処理を行なうが、これが脆さを更
に増大させる結果となり、耐削れ性不良の原因となって
いた。

【０００４】本発明は、透明性及び耐熱性に優れ、且つ
フィルム表面の平滑性に極めて優れ、フィルムの厚みに
関係なくハンドリング特性に優れ、更にフィルム表面の
耐摩耗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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】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表面ヘーズと内
部ヘーズ（10μｍ当たり）の和は10％以下、200 ℃にお
ける熱収縮率が５％以下、少なくとも片面の三次元表面
粗さSRa が0.02μｍ以下、粗さの中心面における単位面
積当たりの突起数PCC 値が800 個／mm² 以上であり且つ
空気抜け速さが900 秒以下であることを特長とする、透
明性及び耐熱性に優れ、且つフィルム表面の平滑性が極
めて良好であり、フィルムの厚みに関係なくハンドリン
グ特性に優れ、更にフィルム表面の耐摩耗性に優れたシ
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
張力の増加に伴う破断のなど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。本発
明の、200 ℃における熱収縮率を５％以下にするために
は、この延伸方法の他に、延伸条件の影響が大きい。ま
た、熱固定処理、縦弛緩処理、横弛緩処理などを施すこ
とが必要である。そして、前記の三次元表面粗さSRa 、
粗さの中心面における突起数PCC 値、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SRa、
粗さの中心面における突起数PCC値、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0.01
μｍ以上1.0 μｍ以下、特に0.05μｍ以上0.8 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0.8 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は表面ヘーズと内
部ヘーズ(10μｍ当たり）の和が10％以下、好ましくは7
%以下、更に好ましくは５％以下である。表面ヘーズと
内部ヘーズ(10 μｍ当たり) の和が10％を越えると、特
に写真、製版用では好ましくない。

【００１１】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200 ℃における熱収縮率は
5%以下、好ましくは３％以下、更に好ましくは２％以下
である。200 ℃における熱収縮率が5%を越えると製造時
に平面性の悪化やしわの発生等により、製品収率の低下
が生じる。ここで、熱収縮率を下げるために高温にフィ
ルムを長時間さらすと耐摩耗性が不良になるため、縦延
伸処理後に緩和処理を行うことや、熱固定温度及び時間
を一定範囲に保つこと、更に必要に応じて熱固定処理後
に横及び／又は縦弛緩処理することが好ましい。ここ
で、縦延伸後の縦弛緩処理は延伸温度以上、冷結晶化温
度以下で、縦弛緩処理後のフィルムの150℃の収縮率が
５％以下になるように弛緩処理し、熱固定処理は220 ℃
以上、融点未満の温度で30秒以内、好ましくは10秒以内
で行い、横及び縦方向の弛緩処理は熱固定処理の最高温
度以下で平面性が乱れない程度に弛緩処理することが好
ましい。

【００１２】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
SRa は0.02m μｍ以下である事が必要である。SRa が0.
02μm を越えると、例えば磁気テープ用途では高密度に
記録する高級タイプの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。

【００１３】また、粗さの中心面における単位面積当た
りの突起数PCC値は800 個／mm² 以上であることが必要
である。PCC 値が800 個／mm² 未満では走行特性が不良
となる。PCC 値について特に上限は設けていないが、SR
a が0.02μｍ以下の場合3000個／mm² 以上とすることは
困難である。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。

【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）フィルムヘーズ JIS-K6714 に準じ日本精密光学株式会社製ポイック積分
球式HTR メータSEP-H2D 形により表面ヘーズと内部ヘー
ズを求めた。 （２）200 ℃における熱収縮率 200 ℃で30紛放置後の熱収縮率を測定した。

【００１５】（３）三次元表面粗さSRa 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、SRa を求
めた。 （４）PCC 値 SRa の算出時における基準高さを有する基準面から0.00
625 μｍ以上の高さをもつ突起数を1mm2当たりについて
表したもの。

【００１６】（５）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。 （６）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

【００１７】（７）フィルムの耐摩耗性 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
張力に体してガイドロール擦過後のテープ張力の大小及
びガイドロール表面に発生する白紛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。 １級；擦り傷多い、または白紛発生非常に多い ２級；擦り傷かなり多い、または白紛発生多い 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、または白紛発生ほとんどな
し ５級；擦り傷発生なし、または白紛発生なし ここで、擦り傷と白紛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。

【００１８】（８）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
（％） （９）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（８）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（％）

【００１９】実施例 滑剤として、平均粒子径0.3 μｍ、ばらつき度20% 、面
積形状係数80％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2.0 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、75μｍ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730℃の赤外線加熱ヒーターを４本使
用更に加熱し、フィルム温度135 ℃で縦方向に3.8 倍延
伸し、ついで145 ℃のセラミックロールと40℃の金属ロ
ールの間で12％縦弛緩処理し、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12秒熱固定した。その後、230 ℃で６％横
弛緩処理し、更に215℃のセラミックロールと40℃の金
属ロールの間で2.5％縦弛緩処理した。得られたフィル
ムの厚みは６μｍであった。

【００２０】比較例 押し出し量を変え無定形シートの厚みを60μｍとし、縦
方向の延伸において、金属ロールによりフィルム温度を
110 ℃に加熱し、3.0 倍延伸し、熱固定を270℃で30秒
行い、熱固定処理後の弛緩処理を行わなかった以外は実
施例と同様の操作を行なった。得られたフィルムの厚み
は６μｍであった。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【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記載を採用することによ
り、透明性及び耐熱性に優れ、且つフィルム表面の平滑
性に極めて優れ、フィルムの厚みに関係なくハンドリン
グ特性が良好で、更にフィルム表面の耐摩耗性に優れた
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 (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 25:06 9166−4Ｊ (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、表面ヘーズと内部ヘーズ
   （10μｍ当たり）の和が10％以下で、200 ℃における熱
   収縮率が５％以下、少なくとも片面の三次元表面粗さSR
   a が0.02μｍ以下であり、更に粗さの中心面における単
   位面積当たりの突起数PCC 値が800 個/mm²以上であり、
   且つ空気抜け速さが900 秒以下であることを特徴とする
   シンジオタクチックポリスチレン系二軸延伸フィルム。