JPS5852820B2 - 二軸配向フイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二軸配向フィルムに関する。

更に詳しくは、物理的性質、特に接着性及び滑り性が優
れた二軸配向フィルムを提供しようとするものである。

熱可塑性高分子二軸配向フィルムは、フィルム単体とし
てのみならず、コーティング、ラミート等の如き後加工
をして、種々の用途に広く使用されている。

しかるに、二軸配向フィルムを基材として用いた場合、
フィルム面の被覆層や積層されている層と基材フィルム
面との接着力が充分でなく、剥離し易いという欠点があ
る。

コーティング剤の組成やコート条件等によって成る程度
改善できるが、充分な接着力を付与することはできない
。

このような状況は、いわゆる表面被覆のみならず、印刷
、他フィルムとのラミネート、フィルムと他のものとの
接着等の如き、広い意味での接着において、屡々発生す
る。

本発明者は、二軸配向フィルムのこのような欠点につい
て鋭意研究の結果、フィルム中に含有されている無機微
粒子が、前記接着性に大きな影響を与え、平均粒径０．
１〜１０μで比表面積１００ｍ１ｇ以上の無機微粒子を
フィルム中に０．００５〜１．０重量多含有せしめるな
らば、前記欠点が改善されることを見出し、本発明に到
達した。

即ち、本発明は、熱可塑性高分子二軸配向フィルム中に
、平均粒径０．１〜１０μ、比表面積１００ｍ／ｆ１以
上の無機微粒子を０．００５〜１．０重量多含有せしめ
たことを特徴とする二軸配向フィルムである。

本発明の対象とする二軸配向フィルムは熱可塑性高分子
のフィルムであれば何でもよいが、特に線状芳香族ポリ
エステル（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリテ
トラメチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−
ナフタレート、ポリテトラメチレン−２，６−ナフタレ
ート等）、ポリアミド（例えばナイロン６６、ナイロン
６、ナイロン１２等）、ポリプロピレン等（これらはそ
の繰返し構造単位の数の１５φ以下の他成分が共重合さ
れてもよい。

）のフィルムが好ましい。前記熱可塑性高分子はポリマ
ー・ブレンドであってもよい。

該ポリマー・ブレンドは、１種類のポリマーが９０重量
係以上を占めるものが特に好ましい。

本発明にいう二軸配向フィルムは、圧延によっても、二
軸延伸（同時二軸延伸でも遂次二軸延伸でもよい。

）によったものでもよい。配向の程度は、膜厚が原反の
１／４以下になるように、即ち、面積倍率が４倍以上に
なるように二軸に配向せしめるのが好ましい。

縦横二軸延伸の場合には、縦延伸倍率と横延伸倍率との
積（即ち面積倍率）が４倍以上で、縦、横それぞれの延
伸倍率が１．５倍以上のものが特に好ましい。

本発明でフィルム中に含有せしめる無機微粒子は平均粒
径０．１〜１０μ、比表面積１００ｍ’／９以上のもの
である。

平均粒径０．１μ未満のものは（比表面積１００ ｒｒ
ｌ／ｇ以上であっても）滑り性や取り扱い易さが余り改
良されず好ましくない。

かかる観点からは平均粒径が０．１μ以上のものでなけ
ればならないが、０．５μ以上、特に１．０μ以上のも
のが好ましい。

一方、平均粒径が１０μよりも大きいと、フィルム面に
巨大な突起が増加し、該突起部分にはコーティングされ
ないか、被覆層の厚さが薄くなり、従って、被覆層の厚
さにむらが生じ、例えば磁気記録した際の信号の脱落（
ドロップアウト）や、積層の際の局部的品質むら等が生
じるので好ましくない。

かかる観点から、平均ね径が１０μ以下のものでなけれ
ばならないが、特に５μ以下のものが好ましい。

また比表面積が１００ ｍｌ ｇよりも少いものはフィ
ルム面と被覆面との接着力が低いので好ましくない。

該比表面積は１５０７ｒｉ’／ ９以上。

特に２００ｍ”／ｇ以上が好ましい。

通常、比表面積１０００ ｒｎ’／ｇ以下の微粒子を入
手できる。

特に７００ｍ”／ｇ以下のものが多い。

かかる平均粒径及び比表面積を有する微粒子が入手でき
る無機物として、シリカゲル、活性白土、ゼオライト、
アルミノケイ酸マグネシウム等が例示される。

密度２ｇ／ｃｒ？ｔの無機物が、稜の長さ１μの立方体
の粉体であると仮定したとき、その比表面積は約３ｒｒ
ｉ’／ｇとなり、稜の長さ０．１μの立方体の粉体であ
ると仮定したとき、その比表面積は約３０ｍ’／ｇとな
るから、本発明で用いる無機微粒子径にくらべ著しく比
表面積の高いものであることが判る。

平均粒径ｏ、ｉ〜１０μ、比表面積１００ ｒｒｌ／ｇ
以上の無機微粒子の含有割合はフィルム全体の重量に対
し、０．００５〜１．ｏ％にする。

該含有割合が０．００５重量饅よりも少いとフィルムの
滑り性が少く、取扱いが困難となるので好ましくない。

かかる観点から、該含有割合はｏ、ｏ２重量φ以上、特
に０．０５重量φ以上が好ましい。

一方、該含有割合が１．０重量係よりも多いと、フィル
ムと被覆層との接着性が不充分となるので好ましくない
。

かかる観点から、該含有率は０．５重量φ以下、特に０
．４重量φ以下が好ましい。

前記無機微粒子の添加時期は、製膜時またはそれ以前の
任意の設層でよく、従って、例えばポリマーの製造原料
に添加しても、ポリマー重合中に添加してもよく、また
重合完了後のポリマー・ペレット表面に散布し必要あれ
ば溶融押出してペレット化しても、高濃度で無機微粒子
を含有するマスター・ペレットを予め製造しておき、こ
れを該微粒子を含有しないペレットと混合して溶融製膜
もしくは溶融押出してペレット化してもよい。

ポリマーと前記微粒子とをよく密着させるためには、前
記微粒子をポリマーの原料中に仕込み、或は重合の初期
段階に添加するのが好ましい。

ポリエステルの場合には、前記微粒子をグリコール中に
分散させて重合に供するのが好ましく、ナイロン６の場
合はラクタム水溶液中に前記微粒子を分散させてこれを
溶融ラクタムに添加してから重合するのが好ましく、ポ
リプロピレンの場合には重合により得られたポリマー粉
末に前記微粒子を添加し均一に分散させてから溶融押出
してペレット化するのが好ましい。

本発明においては、更に前記無機微粒子し外の無機微粒
子を含有せしめることができる。

かかる無機微粒子の含有率は前記無機微粒子との合計が
、フィルム全体の１重量係以内にとどめるのが好ましい
。

かかる無機微粒子としては、比表面積が１〜５０ ｍ′
／ ９の粉体、平均粒径が０．１μよりも小さいホワイ
トカーボン、超微粒子状シリカ、超微粒子状無水ケイ酸
アルミニウム、超微粒子状炭酸化チタン等、或は平均粒
径が１０μよりも大きい炭酸カルシウムやシリカ等が例
示される。

また、本発明のフィルム（或はフィルム原料用ポリマー
）には、必要に応じて、着色剤、酸化防止剤、耐熱安定
剤、耐候安定剤等の如き添加剤を含有せしめることもで
きる。

ポリマーをフィルムに製膜するには常法に従えばよい。

即ち、ポリマーを溶融し、キャスティングドラム面上に
押出して急冷固化し、得られたフィルムを二軸配向させ
ればよい。

二軸配向フイルムの膜厚は通常１〜５００μ程度である
。

配向方法は圧延でも、延伸でも、両者の併用でもよい。

また同時に二軸配向、遂次二軸配向の伺れを採用しても
よい。

配向の程度は二軸配向後のフィルムの厚さが配向処理前
に原反の厚さの１／４以下に薄くなる（即ち、面積倍率
が４倍以上になる。

）ように配向しているものが、本発明の効果が著しいの
で好ましい。

延伸のみで配向せしめる場合、縦及び横方向の延伸倍率
がどちらも１．５倍以上で、しかも縦横両倍率の積が４
以上（即ち面積倍率が４以上）であるのが好ましい。

配向処理後、必要に応じてフィルムをヒートセットして
よいことは言うまでもない。

一方、非配向のフィルムでは、無機微粒子を含有してい
ても表面に凹凸が生じないので、フィルムの滑り性が悪
く、取扱いが易しくないので本発明の目的を遠戚できな
いので好ましくない。

ポリエチレンテレフタレートまたはこれを主成分とする
ポリエステルフィルムでは、未延伸フィルムを縦横両方
向共、延伸温度７０〜１３０℃、延伸倍率２〜５倍で延
伸し、１３０〜２５０℃で熱処理するのが通例である。

ナイロン６フィルムの場合には、未延伸フィルムを縦横
両方向共、延伸温度７０〜１８０℃、延伸倍率２〜４，
５倍で延伸し、必要に応じて１２０℃以上、融点より１
０℃低い温度以下の温度で熱固定するのが通例である。

テンター法同時二軸延伸、チューブラ−法同時二軸延伸
等が採用されることが多い。

ポリプロピレンフィルムの場合には、未延伸フィルムを
縦横両方向共、延伸温度１００〜１６０℃、延伸倍率２
〜１０倍で延伸し、必要に応じて１３０℃以上、融点よ
り５℃低い温度以下の温度で熱固定するのが通例である
。

テンター法遂次二軸延伸、チューブラ−法同時二軸延伸
等が採用されることが多い。

従来の二軸配向フィルムでは、滑り性を良好にすると被
覆層の接着性が低下し、逆に被覆層の接着性をよくする
と滑り性が低下する傾向にあったが、本発明では前記特
定の粒径及び比表面積を有する無機微粒子を含有せしめ
るので、滑り性が優れて取扱い易く、しかも被覆層との
接着性も優れるので、コーティング、或は積層して使用
する用途、例えば磁気記録材料、写真・ジアゾ感光材料
、金銀糸、トレーシングフィルム、粘着テープ、包装材
料等の基材フィルムとして優れている。

また本発明のフィルムは内部に空隙が少く、コロナ劣化
等が少いので電気絶縁材料に適する。

更に本発明のフィルム？［械的性質、耐摩耗性、透明性
等も優れるという特徴がある。

以下に本発明で測定する主な特性の測定法を示す。

比表面積：物質１ｇ当りの表面積で、不活性ガスを吸着
させ、ＢＥＴの吸着理論を適用して算出する。

測定法としては定圧容量法を採用し、吸着気体としてＮ
を用い、液体窒素浴を用いて測定温度を一１９５℃にす
る。

ＢＥＴ式 〔但し、Ｐｓ・・・・・・測定温度における窒素飽和蒸
気圧、Ｐ・・・・・・吸着平衡時の窒素圧、■・・・・
・・吸着平衡時の吸着量、Ｖｍ・・・・・・単分子層吸
着量、Ｋ・・・・・・定数。

〕引き、その切片と勾配からＶｍ及びＫを算出できる。

Ｖｍから常法により比表面積を計算する。この場合、窒
素分子の占有面積を１６．２Ａ２とする。

なお測定装置の死容積の測定が必要であるが、これには
ヘリウムガスを使用する。

平均粒径：顕微鏡法による。

即ち、微粒子を顕微鏡で観察し、一定方向における最大
径（いわゆるＧｒｅｅｎ径）を採り、その平均値を求め
る。

接着性：次の方法で評価する。

塗料として 東洋紡エステルレジンＡ、３０ １８．７５重量俤カー
ボンブラック ６．２５／／メチルエチルケ
トン ２５ 〃トルエン ２５
〃 酢酸エチル ２５ 〃 を用いてコーターで約６μの厚さにコートし、８０℃に
て乾燥した。

これに粘着テープ、スコッチＡ６００をコート層側に５
□□□貼付はフィルム面と垂直方向に約１ｙ１／ｓｅｃ
、の速度で粘着テープを引剥し、残在したコート層の面
積を測定した。

接着グレードとして第１表により表示した。摩擦係数：
ＡＳＴＭ Ｄ た。

１８９４により測定し ＊比較例 １〜５ ポリエチレンテレフタレートを常法により酢酸マンガン
をエステル交換触媒、二酸化アンチモンを重合触媒、亜
燐酸を安定剤としてジメチルテレフタレートとエチレン
グリコールより重合した。

一方平均粒径１．５μ、比表面積２０７４７ ｇのカオ
リンをエチレングリコールに分散させたものを用いて前
記同様に重合し、カオリン量の異なるポリマーを得た。

これらのポリマーを常法により製膜し、縦３．５倍、横
３．７倍の倍率で延伸し、２００°Ｃで熱固定し膜厚２
５μの二軸配向フィルムを得た。

（比較例１〜４）このフィルムの特性を第２表に示す。

カオリンを含有させると摩擦係数は低下し、フィルムの
取扱性は向上するが接着性は次第に低下する事が判る。

比較例５は比較例４の未延伸フィルム（厚さ約３２０μ
）を同じ条件で熱固定したものである。

二軸配向していないフィルムにおいてはカオリンを同じ
ように含有していても接着性の悪化は殆んどない。

実施例１〜５及び比較例６ 重合原料用エチレングリコールとして、カオリンの代り
に、平均粒径１．５μ、比表面積２６０ｍ／ｇのシリカ
ゲル微粒末を分散させたエチレングリコールを用いる以
外は比較例２〜４と同様にして重合、製膜、延伸及び熱
固定を行ない厚さ２５μの二軸配向フィルムを得た。

得られたフィルムの特性を第３表に示す。

以上の結果を比較例２〜４の結果とくらべると、本発明
のフィルムは滑り性及び取扱性もよく、シかも接着性も
優れていることが判る。

更に、本発明における含有量よりも多量にシリカゲル微
粉末を含有せしめた比較例６では接着性が悪化している
ことが判る。

実施例 ６〜９ 重合原料用エチレングリコールとして、カオリンの代り
に、平均粒径２，５μ、比表面積２３０ｄ／ｇのシリカ
ゲル微粉末と、平均ね径１．０μ比＊＊表面積２３ ｍ
／ ９のカオリン微粉末を種々の割合に混合して分散さ
せたエチレングリコールを用いる以外は比較例２〜４と
同様にして重合し、得られたポリエチレンテレフタレー
トを常法により製膜し、縦、次いで横方向に、延伸温度
８０〜１２０℃、縦延伸倍率３．５倍、横延伸倍率３．
７倍で延伸し、２１０℃で熱固定して、厚さ３６μの二
軸配向フィルムを得た。

このフィルムの特性を第４表に示す。

比較例 ７ 重合原料用ポリエチレングリコールとして、カオリンの
代りに、平均粒径０．０５μ、比表面積３５０ｍ／ｇの
超微粉子無水シリカを分散せしめたエチレングリコール
を用いる以外は比較例２〜４と同様に重合して該無水シ
リカを０．２０重量多含有するポリエチレンテレフタレ
ートを製造した。

該ポリマーを常法により製膜し、縦次いで横方向に延伸
温度８０〜１２０℃、縦延伸停車３５倍、横延伸倍率３
．７倍で延伸し、２００℃で熱固定して、製膜１２μの
フィルムを得た。

該フィルムの静摩擦係数は０．７で、巻取は困難であり
、巻上げられたロールは多角形状の巻姿の悪いものにな
った。

実施例 １０ 実施例２のフィルムをコロナ放電処理し、放電処理面を
重ね合せ２００℃にてヒートシールした。

これを１（１１７７１巾に切り引剥しくＴ形ビーリング
テスト）荷重を測定した。

荷重は５１０ｇ／ｃｒＩｌであった。

比較例 ８ 比較例３のフィルムを実施例７と同様に処理して引剥荷
重を測定した。

荷重は２５０ｇ／ｃｒｆＬであった。

本発明のフィルムの方が剥離強度が高い事が判る。

実施例 １１ 本発明のフィルムである実施例３のフィルムと、比較例
４のフィルムとを接着剤で貼り合せＴ型の引剥テスト（
ビールテスト）を行った。

接着剤としてエポキシ樹脂、共重合ポリエステル樹脂、
ウレタン系樹脂を用いたが、いずれの場合にも接着剤層
は本発明の実施例３のフィルム側に付着して残り、比較
例４のフィルム側は接着剤層は残らなかった。

これは本発明のフィルムと接着剤との接着性が良好な事
を示すものである。

実施例１２及び比較例９ ２．６−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルとエ
チレングリコールとを原料とし、酢酸マンガンをエステ
ル交換触媒、三酸化アンチモンを重合触媒、亜燐酸を安
定剤としてポリエチレン２．６−ナフタレートを製造す
るにあたり原料エチレングリコールは平均粒径３．０μ
、比表面積３１０ｍ″／ｇのシリカゲル微粉末を分散さ
せたものを使用して、ポリマー中にシリカゲルを０．２
０重量係含有させた。

得られたポリマーを常法により溶融押出し製膜し、縦、
次いで横方向に延伸温度１２０〜１６０℃で、縦延伸倍
率４．０倍、横延伸倍率３．５倍で延伸し、２１０℃で
熱固定し、厚さ１２μの二軸配向フィルムを得た（実施
例１２）。

一方、比較のため、前記シリカゲル微粉末の代りに平均
粒径３．０μ、比表面積１５ｒｒｔ／ｇのカオ＊＊リン
を用いる以外は実施例１２と全く同様にして重合、製膜
、延伸及び熱固定し、長さ１２μの二軸配向フィルムを
得た（比較例）。

得られたフィルムの特性を第５表に示す。

実施例１３〜１４及び比較例１０ 重合原料用エチレングリコールとして、カオリンの代り
に、平均粒径３μで比表面積の異なるシリカゲル微粉末
をエチレングリコールに分散させたものを用いる以外は
比較例２〜４と同様にして※※重合、製膜、延伸及び熱
固定を行ないシリカゲル微粉末を０．２０重重量幅有す
る厚さ２５μのポリエチレンテレフタレート二軸配向フ
ィルムラ製造した。

得られたフィルムの特性を第６表に示す。

実施例１５及び比較例１１ 平均粒径４μ、比表面積２７０ｍ”／Ｊのシリカゲル微
粉末をε−カブロラク２ム水溶液に分散させたものを、
溶融ε−カプロラクタムに添加し、常法により重合して
、シリカゲル含有率０．３重量幅のナイロン６を製造し
た。

得られたポリマーを崗押出し、３０℃のキャスティング
ドラムに接触させて未延伸フィルムにした。

該フィルムを、延伸温度１２０℃、縦延伸倍率、横延伸
倍率共に３，５倍で同時二軸延伸し、１９０℃で熱固定
し、厚さ２５μの二軸配向フィルムとした（実施例１５
）。

一方、比較のため、シリカゲルの代りに、平均粒径４μ
、比表面積１ ｔｒｉ’／ ｇのカオリンを用いる以外
は実施例１５と同様にして重合、製膜、延伸及び熱固定
を行ない、カオリンを０．３重量幅含有する厚さ２５μ
の二軸配向フィルムとした（比較例１１）。

得られたフィルムの特性を第７表に示す。

実施例１６及び比較例１２ ポリプロピレン微粉末に、実施例１５に用いたと同じシ
リカゲル微粉末を両者合計に対し０．３重量％混合して
溶融押出しペレットを作成した。

このペレットを用いて常法により溶融押出して製膜し、
これを１２０℃にて縦方向に延伸倍率４倍で、次いで１
３０’Ｃにて横方向に延伸倍率６倍で延伸し、１５０℃
にて熱固定して、厚さ２０μのフィルムを得た。

このフィルムを常法によりコロナ放電処理し、ぬれ張力
４５ｄｙｎｅ／ＣＩｒＬの処理をした。

この処理面の接着グレードは４であった（実施例１６）
。

一方、比較のため、比較例１１で用いたと同じカオリン
を両者合計の０．３重量％添加して、同様に製膜、延伸
、熱固定しコロナ放電処理した場合の接着グレードは２
であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性高分子二軸配向フィルム中に、平均粒径０
   ，１〜１０μ、比表面積１００ｍ／、９以上の無機微粒
   子を０．００５〜１．０重量多含有せしめたことを特徴
   とする二軸配向フィルム。