JPH06107813A - 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、耐摩耗性と耐
熱性に優れ、且つスリット性が良好であるシンジオタク
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0.3 〜3.0 の範囲であるとともに幅及び長手方向
の200 ℃での熱収縮応力を200 ℃での弾性率(10Hz)で割
った商が0.015 以下で且つ幅及び長手方向の200 ℃での
熱収縮応力が15×10⁶dyne/cm²以下であることを特徴と
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、耐
摩耗性と耐熱性に優れ、且つスリット性が良好であるシ
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、透明性などに優れた
ものが開発され（特開平１−１１０１２２号、同１−１
６８７０９号、同１−１８２３４６号、同２−２７９７
３１号、同３−７４４３７号、同３−１０９４５３号、
同３−９９８２８号、同３−１２４４２７号、同３−１
３１６４４号など）、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。近年上記分野においては、耐熱性が良好
なフィルムが強く要求されている。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は、本
質的に脆い特性を有しており、単に耐熱性を優れたもの
とするために、高温で長時間にわたる熱固定処理を行な
うと、これが脆さを更に増大させる結果、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なる為の、耐摩耗性不
良、さらには、スリット時にスリット点が安定せず、幅
方向に裂けたりするため破断が生じる為のスリット性不
良の問題が生じる。

【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本質的に脆いため、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なる耐摩耗
性不良の問題、及び、スリット時にスリット点が安定せ
ず、幅方向に裂けたりするため破断が生じやすくなるス
リット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、耐熱性を
優れたものとするために、高温で長時間にわたる熱固定
処理を行なうと、これが脆さを更に増大させる為、上
記、耐摩耗性・スリット性はますます悪化する傾向にあ
る。本発明は、150 ℃以上での寸法安定性に優れるとい
う意味において耐熱性に優れかつ耐摩耗性・スリット性
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、耐熱性に
優れ、且つ耐摩耗性とスリット性が良好なるシンジオタ
クチックポリスチレン２軸延伸フィルムを開発すべく鋭
意研究の結果、シンジオタクチックポリスチレン分子鎖
の配向および200 ℃における熱収縮応力と弾性率の値を
或る範囲に在らしめることにより、上記耐熱性、耐摩耗
性、スリット性を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0.3 〜3.0 の範囲、
好ましくは、1.4 〜2.5 の範囲であるとともに幅及び長
手方向の200 ℃での熱収縮応力を200 ℃での弾性率(10H
z)で割った商が0.1 以下で且つ幅及び長手方向の200 ℃
での熱収縮応力が20×10⁶dyne/cm²以下であることを特
徴とする耐熱性、耐摩耗性、スリット性に優れた二軸延
伸フィルム。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
２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。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および200
℃における熱収縮応力と弾性率の値がある特定範囲内に
あることである。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
子配向がスリット性、耐摩耗性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、耐摩
耗性が許容範囲を越え、またこの値が請求範囲より小さ
くなると、スリット性が良好なフィルムが得られない傾
向にある。しかしながら、更に耐熱性を満足させた上で
スリット性・耐摩耗性が良好なるシンジオタクチックポ
リスチレン２軸延伸フィルムを得るためには赤外吸収よ
り求めた分子配向を上記の範囲にあらしめるだけでは不
十分であり、高温領域での熱収縮応力および弾性率をあ
る特定範囲、すなわち、幅及び長手方向の200 ℃での熱
収縮応力を200 ℃での弾性率(10Hz)で割った商が0.1 以
下で且つ幅及び長手方向の200 ℃での熱収縮応力が20×
10⁶dyne/cm²以下にすることが必要である。発明者ら
は、高温領域での寸法安定性は延伸によって引き伸ばさ
れた分子鎖がエントロピー弾性的に復元する力、熱収縮
応力、とその時分子鎖を変形するために必要な力、弾性
率、の比と非常に相関が高いことを見いだし、更に、そ
の200 ℃における熱収縮応力と弾性率を上記範囲にあら
しめることにより、高温領域での寸法安定性に優れかつ
スリット性・耐摩耗性が良好なシンジオタクチックポリ
スチレン２軸延伸フィルムが得られることを明らかにし
た。

【０００７】

【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。

【０００８】（２）熱収縮応力 二軸延伸フィルムを幅および長手方向に幅５mm、長さ20
mmに切り出し、試料を位置熱機械分析装置（理学電機
（株）製）の試料ホルダーに設置する。この試料に荷重
４mgを加え、１０℃/minで昇温させながらその収縮応力
を測定する。200℃における応力を試料の断面積で割っ
た値を200 ℃の熱収縮応力とする。 （３）弾性率 二軸延伸フィルムを幅および長手方向に幅５mm、長さ20
mmに切り出し動的粘弾性測定装置に設置する。初期荷重
10g 、変位10mm, 周波数10Hzの条件下で弾性率e ’を２
℃/minの昇温速度下で測定する。評価には200 ℃での値
を用いる。

【０００９】（４）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。 （５）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。

【００１０】（６）スリット性 シェアーカッター方式のスリッター（西村製作所製）で
スリットし、そのときの破断の回数よりスリット性を次
のように判断した。ただし、スリッターの運転はライン
スピード１００m ／min で行った。 １０分間運転したとき 破断が０回 １級 破断が３〜１回 ２級 破断が９〜４回 ３級 破断が１９〜１０回 ４級 破断が２０回以上 ５級

【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1.5 倍
延伸した後、テンターで、横方向に135 ℃で3.0 倍延伸
する。さらに、125 ℃に加熱したロールを用いて再度、
縦方向に2.2 倍延伸する。このフィルムを240 ℃で熱固
定した後、220 ℃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2.1 で、熱収縮応力は2.9
×10⁶dyne/cm² （長手方向）、2.4×10⁶dyne/cm² （幅
方向）であり、また弾性率は1.1×10⁹dyne/cm²(長手方
向）、1.0×x10⁹ dyne/cm²( 幅方向）であった。両者の
比は0.0026( 長手方向）と0.0023( 幅方向）であった。
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級であり且つスリ
ット性のランクは１級であった。

【００１２】比較例 実施例で用いた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1.5 倍延伸した後、1
30 ℃に加熱したロールを用いて縦方向に2.8倍延伸す
る。次にテンターで、横方向に130 ℃で3.3 倍延伸す
る。このフィルムを260 ℃で熱固定した後、220 ℃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1.6 で、熱収縮応力は18×10⁶dyne/cm²（長手方
向）、16×10⁶dyne/cm²（幅方向）であり、弾性率は0.7
5×10⁹dyne/cm²（長手方向）、0.9×10⁹ dyne/cm²( 幅
方向）であった。両者の比は0.024(長手方向）と0.018
(幅方向）であった。このフィルムの熱収縮率は長手方
向で18.8％、幅方向で12.2％であり、耐摩耗性のランク
は５級であり且つスリット性のランクは１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、耐摩耗性と耐熱性に優れ、且つスリット性が良好で
あるシンジオタクチックポリスチレン系二軸延伸フィル
ムであると言うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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、下記式によって求められ
   る配向比が0.3 〜3.0 の範囲であるとともに幅及び長手
   方向の200 ℃での熱収縮応力を200 ℃での弾性率(10Hz)
   で割った商が0.015 以下で且つ幅及び長手方向の200 ℃
   での熱収縮応力が15×10⁶dyne/cm²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。 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