JPS5910892B2 - 粗面化ポリプロピレン延伸フイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフィブリル化した粗面を持つポリプロ５ ピレ
ン（以下ＰＰと略す）延伸フィルムおよびその製造方法
を提供するものである。

粗面化されたＰＰフィルムは多くの種類のものがすでに
知られている。

例えば、フィルム表面をサンドブラスト処理またはケミ
カルエッチング処１０理したもの、無機添加剤を多量に
含む未延伸フィルムを２軸延伸して粗面化したもの、お
よび、軟化状態にあるフィルムに細かいエンボス加工を
施こしたもの、マット化剤をコーティングしたものなど
がある。しかし、これらはいずれも表面を単１５に凸凹
にして粗面化しているのであつて、表面がフィブリル化
しているものではない。これらの粗面化フィルムには次
のような欠点がある。（１）多量の無機添加剤とブレン
ドする方法または通常のエンボス加工を行なつた粗面化
プールムラ０ は、絶縁破壊電圧が低く、電気絶縁用途
には不向きである。

（２）無機添加剤を多量に添加した場合には、フィルム
を延伸する際にフィルム破れが起りやすく、製膜安定性
が悪いとともに、延伸フィルムの機フ５ 械的性質が低
下する。

（３）サンドブラストおよびケミカルエッチング処理は
、いずれも製膜工程中では連続して行なえないために、
でき上がつた通常の延伸フィルムにこれら処理を施こす
ので、非常にコスト高で■０ あること、および処理後
水洗する必要があるため、フィルムを乾燥する際に収縮
してシワが入りやすいなどの欠点がある。

またｐｐフィルムの表面に、合成樹脂繊維または合成樹
脂粉末などを積層した複合フィルム■５ も知られてい
るが、これら粗面化複合フィルムは、別々の工程で作ら
れたフィルムと繊維または粉末とを、接着剤または熱融
着によつて、積層するものでぁる。

したがつて繊維の太さ、粉末の粒径の小さいものが得ら
れないために、普通、粗面化層の厚さは２５ミクロンを
越えてしまうので、粗面化層厚みを該フイルム厚みの２
５％以下にしようとすると種々の困難がともなうので、
事実上不可能である。その上、粗面化された面が毛羽立
ちやすく、かつ微粉末が脱離しやすく、粗面化層の厚み
を薄くしようとすると繊維や粉末の密度が小さくなり、
満足すべき粗面が得られない。以上述べた様に従来の粗
面化フイルムは多くの欠点を有している。

これに反し本発明品はこれら欠点を克服したもので、少
なくとも片面が光沢度１００〜２０％、粗面化層厚みが
該フイルム厚みの２５％以下に粗面化され、かつ該粗面
がフィフリル化しており、電気絶縁破壊性に優れている
という特長がある。本発明に於て「フィフリル」とは微
細繊維を意味し、その形状は通常の溶融紡糸された繊維
のようにその表面が滑らかで、円形、楕円形、扁平な断
面をもつ繊維、および繊維表面から多数の不規則な突起
ないしは分枝をもつ、不定形断面を持つ繊維が複雑に交
絡した状態のものも含まれる。

特に含浸性の面から、後者の不定形断面をもつものが良
い。またフィフリルの直径（断面の距離の最大長さをも
つて直径と称す）は、約１．０ミクロン以下、好ましく
は５ミクロン以下であり、本発明のフイルムを油浸型の
コンデンサーなどに用いる場合には、２ミクロン以下の
微細なものが、絶縁油の含浸性および耐電圧の面から特
に好ましい。なお、球晶が著しく成長したＰＰフイルム
を延伸すると、球晶の外輪が盛り土がつて、あたかもフ
ィフリル化したかの如くに見えるが、本発明で云うフィ
フリルと本質的に異なる点は、粗面の表面顕微鏡観察で
容易に判断がつくものである。本発明品は、粗面化のた
めに多量の無機添加物を加えたり、エンボス加工などを
行なわずに粗面化され、延伸後更に熱処理されているの
で、電気特性、特に絶縁破壊電圧の低下はほとんど無視
できる程度に小さくすることができる。すなわち本発明
で「電気絶縁破壊性に優れる」ということは粗面化され
ていない同―厚みのフイルムとその絶縁破壊電圧を比較
した場合、その値の低下が２０％未満（好ましくは１５
％未満）であり、他の方法により粗面化した従来のフイ
ルムに比べてその低下の割合が著しく小さい。そして値
の低下は実質上問題にならない程度ということである。
一方粗面がフィフリル化しているので、絶縁油などの液
体の含浸性が良好である。従来の粗面化フイルム、特に
無機添加によるもの、エンボス加工、ケミカルエツチン
グ加工、コーテイングマツト加工などを施したものでは
ロール巻き内部に包含された空気が逃げにくいので、含
浸性は小さい。

一方本発明品は毛細管現象により、ロール巻き内部にま
で簡単に浸透していくという特徴があると共に、適度の
滑り性と、すぐれた結束性があるため、ケーブルラツピ
ングなどに適した性質を持つており、この点においてエ
ンボス加フイルムよりもすぐれている。本発明品のフィ
フリルは、あらかじめ形成された繊維をフイルムに貼合
せるのではなく粗面化した後、延伸によりフィフリルを
形成するため、フィフリルの毛羽立ちの心配はないと共
に、粗面化層を非常に薄く、例えば１〜２ミクロン程度
にもすることができる。本発明品は次の方法によつて作
られる。

ポリプロピレンの未延伸または一軸延伸フイルムの表面
温度がＴＥ〜（ＴＥ−８０℃）（ＴＥ：粗面化に次いで
該フイルムを延伸する際の延伸温度）の範囲内で少なく
とも片面を機械的に粗面化し、次いで少なくとも一方向
に温度ＴＥで延伸し、しかる後ＴＥ以下の温度で熱処理
することによつて作られる。

本発明では粗面化後、延伸することによつて、フィフリ
ルが形成されるのである。（従来の概念では、単に粗面
が延伸され拡大されるだけで、フィフリルができるとは
考えられていなかつた。）ただし、粗面化工程で無視し
うる範囲内のフィフリルの形成であれば、つづく延伸工
程で悪影響を与えないのでさしつかえないが、好ましく
は全フィフリルの約１０％以下におさえる。また本発明
は、機械的に粗面化することなしに延伸のみによつてフ
ィフリルが形成されるものでもない点が、従来の粗面化
フイルムと大きく相違する点である。また本発明に使用
するＰＰとは、ＰＰのホモポリマ、プロピレンと他のα
−オレフイン特にエチレン、ブテンなどとのコポリマ、
およびすでに公知のＰＰブレンド物、例えば、ポリエチ
レン、ポリプタジエン、ポリスチレン、エチレン・プロ
ピレンラバ一、石油樹脂、ポリテルペン、エチレン・ア
クリル酸エステルコポリマ、エチレン・アクリル酸（ま
たはその金属塩）コポリマ、エチレン・酢酸ビニルコポ
リマ、ポリオレフインに極性基を持つたモノマをグラフ
トさせた変性ポリマなどを云う。

またＰＰに、その目的に応じて酸化防止剤、無機微粒子
、顔料、可塑剤、有機滑剤などの各種添加剤を加えるこ
とができる。ただし、良好な電気特性が要求される用途
に本発明品を使用する場合には、これら添加剤は必要最
少限にとどめるべきである。本発明で云う「機械的に粗
面化する」とは、表面に無数の針または突起物を植付け
たロール、表面に無数の突起を彫刻したロール（また場
合によつてはサンドブラストロール）、ワイヤーブラシ
、サンドペーパー、ヤスリ、グラインダーなどを単独ま
たは併用してフイルム表面を擦過することにより、細か
い引つかき傷をつけて粗面化するものである。

粗面化に際し、上記粗面化用のロール、ブラシなどの表
面の移動速度または周速度は、フイルムの走行速度より
も速い方が粗面化には有利であり、好ましくは１０倍以
上の移動速度がよい。機械的に粗面化する際の深さは、
フイルムの厚みおよび粗面化後の延伸条件、主として延
伸倍率、延伸温度によつて左右されるので一義的には決
めることができないが、通常該フイルム厚みの２５％以
下（平均値）が好ましい。そして粗面化に供するフイル
ムは単体フイルムでもよいし、特別な性能例えばヒート
シール性、ガスバリヤ性、易カツト性などを持たせるた
めに複合フイルムとしたものであつてもさしつかえない
〜 粗面化する際のフイルム表面温度はＴＥ〜（ＴＥ−８『
Ｃ）、好ましくはＴＥ〜（ＴＥ−５０℃）の範囲内であ
る。

このように温度範囲が広いのは、未延伸フイルムと一軸
延伸フイルムとでは、粗面化の温度に差があるためであ
る。一軸延伸フイルムの粗面化温度は未延伸のそれに比
べて高い温度の方が、続く、延伸工程でのフイルム破れ
が少ない。未延伸フイルムでは４０〜１４０℃（好まし
くは６０〜１３０℃）、一軸延伸フイルムでは５０〜１
７０℃（好ましくは７０〜１６『Ｃ）の範囲内で粗面化
する。この温度範囲であれば、粗面化時にポリマがけず
り取られることもないし、延伸工程で延伸ムラやフイル
ム破れのようなトラブルも起らず、かつ含浸性、結束性
に好ましいフィフリルが形成される。一方、（ＴＥ−８
０℃）未満であると、粗面化により、フィルム表面が部
分的にけずり取られ、それが延伸ロールなどに蓄積し、
延伸時のトラブルの原因となつたり、フイルム表面に付
着して、表面欠点となる。ＴＥより高温で粗面化すると
、ワイヤーブラシなどにフイルムが粘着しやすく、粗面
化後延伸しても、フィフリルの形成がほとんど行なわれ
ず、滑らかな凹凸表面を持ち、厚みムラの大きいフイル
ムしか得られない。粗面化を無延伸フイルムまたは一軸
延伸の片面または両面に施す際は、前記のようにフイル
ム表面温度がＴＥ〜（ＴＥ−８０℃）の範囲内であれば
、どの時期に行なうかは特に限定されるものではないが
、好ましくは、無延伸フイルムをタテ延伸する際の予熱
の段階、タテ延伸フイルムを横延伸する際の予熱の段階
などで行なう。

また溶融押出したＰＰをキャストする際、またはフイル
ムを粗面化のためにのみ独立に加熱して粗面化処理して
も無論かまわない。形成されるフィフリルの分布状態の
異方性をなくするため、および耐電圧が特に要求される
場合には無延伸フイルムの段階で粗面化するのが特に好
ましい。本発明で云う延伸後の最終の粗面化層の厚みは
、該フイルム厚みの２５％以下、好ましくは２０％〜１
％である。

通常フィフリルの大きさが一様でないため、大いフィフ
リル部分で測定した粗面化層厚みと、細いフィフリル部
分でのそれとは異なるが、本発明では、あくまで、平均
的な粗面化層厚みを云うので、平均値よりも著しく厚い
所、薄い所がわずか含まれていても、実用上問題がなけ
ればさしつかえない。粗面化層厚みが該フイルム厚みの
２５％を越える場合は、延伸時にフイルム破れが起りや
すく安定した製膜は行えないと共に含浸性、結束性など
の性質は非常に良好であるが、機械的囲質および電気絶
縁性が低下しやすく、特にコンデンサー用途に使用する
２０ミクロン以下の薄手のフイルムの場合には、実用強
度以下になる。

粗面化層が２５％以下であれば、上記諸性質がバランス
するのである。例えば上記コンデンサー用途には粗面化
層厚みが該フイルム層の２０〜５％のものが特に好まし
い。また、電線ケーブル用途の１００ミクロン前後の厚
手の延伸フイルムの場合には５〜１％のものが適してい
る。本発明品の粗面の光沢度は１００〜２０％、好まし
くは９０〜３０％のものが好ましい。

光沢度が１００％を越える場合は、粗面化の程度が小さ
いために含浸性、結束性の特徴が発現しにくい。一方２
０％未満であれば、必要以上に粗面化されているために
滑り性が増し結束性が逆に低下する傾向にある。なお本
発明で云う光沢度とはＪＩＳＺ−８７４１に準じ６０で
鏡面光沢法で測定された値である。以上本発明品につい
て光沢度、粗面化層厚み、フィフリル構造などについて
述べたが、本発明品はこれらの条件がすべて整つてはじ
めてそのすぐれた性能を示すものであつて、その条件の
一つでも欠けていてはその特徴が失われるのである。

本発明品は先に述べた電気用物品の素材Ｑ外つや消しフ
イルムとして包装用材料などに適している。実施例 １
１．Ｉ．（沸騰ｎ−ヘプタン抽出残分）９８％、〔η〕
２・２のＰＰを２８５℃でＴダイから押出し、４０℃で
キヤストして厚さ６００ミクロンの未延伸フイルムを作
つた。

次いでロールの周速差を利用してタテ延伸する工程に導
き、その予熱の過程でフイルム表面温度が８０℃に達し
た時、該フイルム（走行速度２ｍ／ＴｆＵｎ）の片面を
ワイヤーブラシ、グラインダーを用い粗面化を行なつた
。ワイヤーブラシ：直径０．２５１１の無数のワイヤー
を植付けた直径１００ｍ！のワイヤーブラシを高速回転
（２２００ｒｐｍ）し、フイルム表面に押し当て、平均
深さ４０ミクロンに傷を付けた。次にグラインダーにか
けるが、その方法は粒度１００ミクロンの砥石を周速３
０００ｍ／顛で回転させ、平均深さ２０ミクロンに傷を
付けることによつて行なつた。これらの粗面化した未延
伸フイルムを１２０℃でタテ方向に５倍延伸し、引続き
テンタ一に送り込んで横方向に１６０℃で８倍延伸し、
１５０℃で５％弛緩熱処理を行なつて厚さ約１５ミクロ
ンの片面が粗面化された２軸延伸フイルムを得た。

該延伸フイルムの粗面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭと略
す）で観察したところ、不規則な多数の分枝をもつ複雑
な形状のフィフリルから成り立つていることがわかつた
。

粗面化のみの未延伸フイルムの粗面は単に細かい傷だけ
でフィフリルの形成はなかつた。表１に２軸延伸フイル
ムの特性を示す。また比較のために、粗面化を行なわな
い２軸延伸フイルムを同一延伸条件で作つたものを表１
の洗３に示す。

表１の試料滝１、２、３のフイルムを幅６０ｍｍにスリ
ツトし、外径７０ｊ！ｌのガラス管に長さ１００ｍ巻き
つけ、ＰＰ繊維でしばつた。

これらのロール巻きを絶縁油（ＪＩＳ２号油）中に２４
時間浸漬した後、取り出した。次にロール巻きをほどい
て、油の含浸状態を調べたところ、本発明品のＳ）．１
、２はロール巻きの内部にまで完全に含浸していた。こ
のことから本発明品は油浸型コンデンサーの絶縁層とし
てすぐれていることが判明した。一方、粗面化していな
い従来のＰＰ延伸フイルム（／Ｖ）．３）の方は、内部
には油がほとんど含浸しておらず、ロールの縁の部分だ
け油でぬれているだけであつた。表１（下記表２におい
ても同じ）における含浸性の表示において◎印は１００
％の含浸性を示し、○印は９０％まで、Δ印は９０〜５
０％、×印は５０％未満の含浸性を示す。比較実施例
１ 実施例１の粗面化フイルムを作る方法で１５０℃、５％
弛緩熱処理のみを行わない粗面化フイルムを作り、絶縁
破壊電圧（ＪＩＳＣ２３ｌ８−６６に準する）を測定し
た。

表１″の測定結果から明らかな様に、延伸後に熱処理を
行なうことによつて、絶縁破壊電圧が著しく向上する。

一方粗面化を行なつていない通常のフイルム７Ｆ６．３
に比べれば絶縁破壊電圧は粗面化されているので若干低
いが、実用上特に問題はない。むしろ、油含浸性に優れ
ているので、油浸状態での絶縁破壊電圧は、／Ｆ６．ｌ
、２の方がすぐれている。実施例 ２実施例１で用いた
ＰＰを溶融押出し、厚さ１０５０ミクロンの未延伸フイ
ルムを作つた。

キャストの際にポリマが固化する過程で、非ドラム面の
表面温度が５０℃の地点で実施例１で用いたワイヤーブ
ラシを用い、フイルム面への接触圧を変えることによつ
て、粗面化の程度を変えた未延伸フイルムを作つた。次
いで１２５℃でタテ方向に５倍延伸し、テンタ一で１６
０℃で横方向に７倍延伸して１５５℃で８％弛緩熱処理
して表面がフィフリル化した厚さ３０ミクロンのフイル
ムを巻取つた。本発明の範囲外である粗面化の程度が※
く一番大きい表２の滝４は、横延伸中にフイルム破れが
起りやすく、製膜が安定しなかつた。また表２に示すよ
うに、強度が小さく、フイルム切れが起りやすく実用的
でなかつた。一方本発明品滝５、６は絶縁油の含浸性が
良く、機械的強度も実用範囲内であつた。実施例 ３ １．Ｉ．９７％、〔η〕２．０のＰＰにエチレン・プロ
ピレンラバ一（ＥＰＲ、〔η〕１．９、エチレン含量８
０モル％）を１３％ブレンドし、２８０℃で溶融押出し
、厚さ７００ミクロンにキヤストした。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも片面が光沢度１００〜２０％、粗面化層
   厚みが該フィルム厚みの２５％以下に粗面化され、かつ
   該粗面がフィブリル化していることを特徴とする電気絶
   縁破壊性に優れた、熱処理された粗面化ポリプロピレン
   延伸フィルム。 ２ ポリプロピレンの未延伸または一軸延伸フィルムの
   表面温度がＴＥ〜（ＴＥ−８０℃）の範囲内で少なくと
   も片面を機械的に擦過せしめて粗面化し、次いで少なく
   とも一方向に温度ＴＥで延伸し、しかる後ＴＥ以下の温
   度で熱処理することにより、少なくとも片面が光沢度１
   ００〜２０％、粗面化層厚みが該フィルム厚みの２５％
   以下に粗面化され、かつ該粗面がフィブリル化している
   ことを特徴とする電気絶縁破壊性に優れて粗面化ポリプ
   ロピレン延伸フィルムの製造方法。