JPH06100711A - 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】 本発明は耐熱性および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、さら
に詳しく言えば、150 ℃以上での寸法安定性に優れかつ
フィルム走行時の擦り傷や摩耗粉の発生が極めて少ない
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、下記式によって求められる配
向比が0.6 〜1.8 であるとともに広角Ｘ線回折において
20.6゜にある結晶回折ピークを用いて評価した結晶子の
方位角方向における分布が極大値付近で２つに分裂する
ことを特徴とする二軸延伸フィルム。 配向比＝Ax/Ay Ax：赤外光の偏光方向がフィルムの幅方向と一致した時
の1222cm^-1バンド強度 Ay：赤外光の偏光方向がフィルムの長手方向と一致した
時の1222cm^-1バンド強度

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性および耐摩耗性に
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、さらに詳しく言えば、150 ℃以上での寸法安定性
に優れかつフィルム走行時の擦り傷や摩耗粉の発生が極
めて少ない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、コンデンサー用、写真製版用、包装用
等、各種のフィルム用途に展開が期待されてる。特に近
年上記分野においては、表面が超平滑で、かつ高度に耐
熱性が良好なフィルム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、且つ薄手化したので
は、フィルム走行時のガイドロール等との接触において
滑り性不良のため、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、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。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は次のものが知
られている（特開平1-316246、特開平1-168709、特開平
2-279731) 。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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く、耐摩耗性不良の問
題があった。特に、シンジオタクチックポリスチレン系
二軸延伸フィルムにおいては、その耐熱性を優れたもの
とするため、高温で長時間にわたる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。本発明は、耐摩耗性と耐熱性
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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは耐熱性と耐
摩耗性を共に満足させるべく鋭意研究の結果、シンジオ
タクチックポリスチレン分子鎖の配向と結晶子の配向を
或る範囲に在らしめることにより耐熱性と耐摩耗性を共
に満足させることが可能であることを見いだし、本発明
に到達したものである。即ち、本発明は下記式によって
求められる配向比が0.6 〜1.8 であるとともに広角Ｘ線
回折において20.6゜にある結晶回折ピークを用いて評価
した結晶子の方位角方向における分布が極大値付近で2
つに分裂することを特徴とする耐熱性および耐摩耗性に
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。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。

【０００５】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。

【０００６】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。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50,000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
加に伴う破断の発生などが生じるため余り好ましくな
い。本発明の二軸延伸シンジオタクチックポリスチレン
はシンジオタクチックポリスチレンを常法で溶融押し出
しした後、逐次または同時二軸延伸を行い、更に必要に
応じ再度縦または横方向に延伸を行った後150 〜280 ℃
の温度で熱固定することによって得られるものである
が、その最大の特徴は該フィルムの分子配向と結晶配向
がある特定範囲内にあることである。

【０００７】赤外吸収法により求められる分子配向はシ
ンジオタクチックポリスチレン分子鎖の主鎖がトランス
コンフォメーションによりどの程度並び揃っているかを
結晶部・非晶部をあわせた系全体として評価するパラメ
ーターである。この値が１に近づくほど分子鎖は等方的
に存在し、０に近づくほどＴＤ方向に配向し、１より大
きくなるに従ってＭＤ方向に配向していることを表して
いる。発明者らは、この赤外吸収法により求めた分子配
向が熱収縮率と極めて相関が強いことを見いだし、この
値が請求範囲より大きくなると、ＭＤ方向の熱収縮率が
許容範囲を越え高温時の寸法安定性が良好なフィルムが
得られず、またこの値が上記範囲より小さくなると、Ｔ
Ｄ方向の熱収縮率が許容範囲を越え高温時の寸法安定性
が良好なフィルムが得られない。次に、本発明のシンジ
オタクチックポリスチレンフィルムは広角Ｘ線回折にお
いて20.6゜にある結晶回折ピークを用いて評価した結晶
子の方位角方向における分布曲線が極大値付近で２つに
分裂することが必要である。この結晶配向はシンジオタ
クチックポリスチレン結晶子の配向の程度を表してお
り、方位角方向の分布曲線が極大値付近で分裂せずに１
つのピークのみを与えることは、結晶子がその方向に極
度に配向していることを示し、その結果、本来よりもつ
シンジオタクチックポリスチレンの脆さが顕著になり、
配向方向に非常に裂けやすくなるため、耐削れ性等に代
表される耐摩耗性が悪化する。発明者らは該配向分布を
極大値付近で２つに分裂させることによりそのような脆
さに起因する耐摩耗性の改善がはかれることを見いだし
た。

【０００８】

【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）分子配向 シンジオタクチックポリスチレン分子鎖の分子配向の測
定は1222cm^-1にある赤外吸収バンドがトランスコンフォ
メーションに起因する報告に従って行った。パーキンエ
ルマー赤外分光光度計を用いて、偏光赤外に対する試料
の傾きを変え、吸収強度を測定した。1222cm^-1の光で、
入射光の電気ベクトルがフィルムの幅方向と一致した時
の吸収強度を1182cm^-1バンドで規格化した値をAx、フィ
ルムの長手方向と一致した時の吸収強度を1182cm^-1バン
ドで規格化した値をAyとすると、分子配向はAx/Ay で定
義される。

【０００９】（２）結晶配向分布 二軸延伸フィルムを約５００μｍの厚さになるように積
層して、Ｘ線回折用の試料とし、Ｘ線回折装置（理学電
機（株）製 Rotaflex) の試料ホルダーに設置する。フ
ィルム面と垂直にＸ線を入射した場合をθ＝０゜とし、
入射Ｘ線の延長線上に検出器がある場合を２θ＝０゜と
する。まず、走査面とフィルムの幅方向が平行になるよ
うに試料を設置し、この状態を方位角χ＝０゜とする。
この状態で２θをスキャンして２θ＝20.6゜付近にみら
れる結晶回折ピークの極大位置で検出器を固定する。こ
の状態でさらにθをスキャンして回折ピークの強度が極
大値をもつところでθを固定する。このようにしていわ
ゆる結晶面の面だしを行った上で方位角をスキャンし、
このときの結晶回折ピーク強度の方位角依存性を記録す
ると、これを結晶配向分布曲線と呼ぶ。

【００１０】（３）200 ℃における熱収縮率 200 ℃で30分放置後の熱収縮率を測定した。 （４）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。

【００１１】実施例 滑剤として、平均粒子径0.8 μｍ、ばらつき度20％、面
積形状係数75％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 ℃で溶融押し出し冷却固化
し、無定形シートを得た。該無定形シートをまず赤外線
加熱ヒーターを複数個使用して140 ℃で縦方向に1.4 倍
延伸した後、120 ℃に加熱したロールを用いて縦方向に
2.2 倍延伸する。次にテンターで、横方向に120 ℃で3.
0 倍延伸し、240 ℃で熱固定した後、２３０℃で幅方向
に３％リラックスさせた。得られたフィルムは分子配向
が0.8 で、結晶配向分布曲線は図１に示すように２つに
分裂していた。このフィルムの熱収縮率は長手方向で1.
8 ％、幅方向で1.2 ％であり、耐摩耗性のランクは５級
であった。

【００１２】比較例 実施例で用いた無定形シートを130 ℃に加熱したロール
を用いて縦方向に3.1倍延伸する。次にテンターで横方
向に130 ℃で3.5 倍延伸し、270 ℃で熱固定した後、２
３０℃で幅方向に３％リラックスさせた。得られたフィ
ルムは分子配向が0.9 で、結晶配向分布曲線は図２に示
すように分裂せずに１つのピークのみを与えた。このフ
ィルムの熱収縮率は長手方向で5.3 ％、幅方向で2.7 ％
であり、耐摩耗性のランクは２級であった。

【００１３】

【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とによ
り、耐熱性および耐摩耗性に極めて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であると言うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例で得られたフィルムの結晶配向分
布曲線である。

【図２】図２は比較例で得られたフィルムの結晶配向分
布曲線である。

【符号の説明】

Azimuthal angle ：フィルムの方位角 Intensity ：結晶回折強度

───────────────────────────────────────────────────── 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 25:00 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、下記式によって求められ
   る配向比が0.6 〜1.8 であり、且つ広角Ｘ線回折におい
   て20.6゜にある結晶回折ピークを用いて評価した結晶子
   の方位角方向における分布が極大値付近で２つに分裂す
   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。 配向比＝Ax/Ay Ax：赤外光の偏光方向がフィルムの幅方向と一致した時
   の1222cm^-1バンド強度 Ay：赤外光の偏光方向がフィルムの長手方向と一致した
   時の1222cm^-1バンド強度