JPH0278545A - 二軸配向熱可塑性樹脂フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱可塑性樹脂フィルムに関するものである。

［従来の技術］ 二軸配向熱可塑性樹脂フィルムとしては、たとえばポリ
エチレンテレフタレートを主要構成成分とするポリエス
テルからなるフィルムが知られている（たとえば、特開
昭５９−１７１６２３号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の二軸配向熱可塑性樹脂フィルムは、
フィルムの加工工程、たとえば包装用途における印刷工
程、磁気媒体用途における磁性層塗布・カレンダー工程
などの工程速度の増大にともない、表面に多くの傷が入
り製品性能上のトラブルとなるという欠点が、最近、問
題となってきている。

本発明はかかる問題点を改善し、表面に傷がつきにくい
（以下耐スクラッチ性良好という）フィルムを提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、熱可塑性樹脂層の少なくとも片面に、サーモ
トロピック液晶ポリマを主成分とする組成物からなる０
、０１〜５μｍ厚さの層が積層されてなることを特徴と
する二軸配向熱可塑性樹脂フィルムに関するものである
。

本発明における熱可塑性樹脂は特に限定されず、ポリエ
ステル、ポリオレフィン、ポリアミド等公知のものを用
いることができるがポリエステル、特にエチレンテレフ
タレート、エチレン２，６−ナフタレート、エチレンα
、β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン−４，４−
ジカルボキシレート単位を主要構成成分とするポリエス
テルの場合に耐スクラッチ性がより一層良好となるので
特に望ましい。

また、サーモトロピック液晶ポリマの種類も特に限定さ
れず、例えばエチレンテレフタレート／オキシ安息香酸
共重合体、２，６−ナフトエ酸／オキシ安息香酸共重合
体等公知のものを使用することができるがサーモトロピ
ック液晶ポリエステルの場合に耐スクラッチ性がより一
層良好となるので特に望ましい。

本発明の熱可塑性樹脂層中に不活性粒子が含有されてい
る場合に耐スクラッチ性がより一層良好となるので望ま
しい。また、サーモトロピック液晶ポリマ中にも不活性
粒子が含有されていてもよいがもつとも耐スクラッチ性
的に望ましいのは不活性粒子を含有する熱可塑性樹脂の
少なくとも片面に不活性粒子を実質的に含有しないサー
モトロピック液晶ポリマを積層してなるフィルムである
。

熱可塑性樹脂層中の不活性粒子の平均粒径は特に限定さ
れないが、１０〜２０００ｎｍの範囲である場合に耐ス
クラッチ性がより一層良好となるので特に望ましい。ま
た、熱可塑性樹脂層中での不活性粒子の含有量は特に限
定されないが、０゜０１〜２０重量％の範囲である場合
に耐スクラッチ性がより一層良好となるので特に望まし
い。不活性粒子の種類は特に限定されないがコロイダル
シリカに起因するシリカ粒子、α−アルミナ、加熱１０
％手量減量時温度（窒素中）が３６０℃以上の有機高分
子粒子の場合に耐スクラッチ性、サーモトロピック液晶
ポリマとの接着性中がより一層良好となるので特に望ま
しい。また粒子の真球度が１．５以下、特に１．３以下
の場合に耐スクラッチ性がより一層良好となるので特に
望ましい。

本発明を構成する熱可塑性樹脂、サーモトロピック液晶
ポリマは、上記組成物を主要成分とするが、本発明の目
的を阻害しない範面内で、他種ポリマをブレンドしても
よいし、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫外線吸収剤、
核生成剤などの無機または有機添加剤が通常添加される
程度添加されていてもよい。

本発明フィルムは上記熱可塑性樹脂の少なくとも片面に
上記サーモトロピック液晶ポリマを積層してなるフィル
ムであって、熱可塑性樹脂が二軸配向されていることを
特徴とするフィルムでおる。

熱可塑性樹脂が無配向および一軸配向フイルムでは、耐
スクラッチ性が不良となり、また機械的な強度も不十分
であるので好ましくない。、二軸配向の程度は特に限定
されないが配向程度のパラメータであるヤング率が長手
、幅方向ともに、４００ｋｇ／ｍｍ　２以上、好ましく
は５００　ｋｑ／ｍｍ　２以上である場合に耐スクラッ
チ性がより一層良好となるので特に望ましい。

また、本発明フィルムのサーモトロピック液晶ポリマ層
の厚さは０．０１〜５μｍ、好ましくは、０．０３〜３
．５μｍ、さらに好ましくは０．１〜３μｍである必要
がある。サーモトロピック液晶ポリマ層の厚さが上記の
範囲より小さくても逆に大きくても耐スクラッチ性が不
良となるので好ましくない。

また、本発明フィルムのサーモトロピック液晶でリマ層
の厚さａと熱可塑性樹脂層の厚さｂの比、ａ／ｂは０．
０００６〜０．２（７）場合ニ耐スクラッチ性がより一
層良好となるので特に望ましい。

本発明フィルムはサーモトロピック液晶ポリマ層の表面
の表面突起の平均高さが５〜１１０００ｎである場合に
耐スクラッチ性がより一層良好となるので特に望ましい
。

本発明フィルムは、熱可塑性樹脂層中の不活性粒子の平
均粒径をＣ（μｍ）とした時、サーモトロピック液晶ポ
リマ層の厚さが０．１Ｃ〜ｌ０Ｃ１好ましくは、０．２
Ｃ〜８Ｃの範囲である場合に耐スクラッチ性がより一層
良好となるので特に望ましい。

本発明フィルムのサーモトロピック液晶ポリマ層の表面
の幅方向の表面平均粗ざＲａ　（ｎｍ＞とポｌＪＶ層（
７）厚ざｄ　（ｎｍ）の比、Ｒａ／ｄが０゜０１〜０．
５、好ましくは０．０５〜０．５の範囲である場合に耐
スクラッチ性がより一層良好となるので特に望ましい。

次に本発明フィルムの製造方法について説明するが下記
方法がサーモトロピック液晶ポリマ層の厚さ斑をなくし
、熱可塑性樹脂を二軸配向せしめるために極めて有効で
おる。

（Ｉ）熱可塑性樹脂およびサーモトロピック液晶ポリマ
を２または３台の押出し機を用い、口金のマニホールド
で合流させ、口金から２または３層のシートとして押し
出し、キャスティングロールで冷却して未延伸フィルム
を作る。この場合、合流後２００秒以内に口金から吐出
させることおよび両者の溶融粘度の差を１０００ポイズ
以下にしておくことが延伸破れなくサーモトロピック液
晶ポリマ層の厚さ斑をなくし、熱可塑性樹脂を二軸配向
せしめるために極めて有効である。次にこの未延伸フィ
ルムを最初に横方同次に長手方向の延伸を行なう逐次二
軸延伸法が延伸破れなくサーモトロピック液晶ポリマ層
の厚さ斑をなくし、熱可塑性樹脂を二軸配向せしめるた
めに極めて有効である。延伸温度は、ポリマの種類によ
って必ずしも一定ではないが、熱可塑性樹脂のガラス転
移点以上冷結晶化温度以下の範囲の温度で行なうのが一
般的でおる。また、延伸速度は長手、横方向とも１００
０〜５００００％／分、延伸倍率は３．０〜５．０倍の
範囲が好適である。

（ＩＩ）熱可塑性樹脂を長手方向に一軸延伸した後、そ
の−軸配向フィルム上にサーモトロピック液晶ポリマを
溶融積層し、その復横方向に延伸する。

次に、必要に応じて上記（Ｉ＞（ｎ）の延伸フィルムを
熱処理する。この場合の熱処理条件としては、定長下、
微延伸下、弛緩状態のいずれかで、熱可塑性樹脂の融点
〜（融点−１００’Ｃ）の範囲で０．５〜６０秒間が好
適である。

［発明の効果］ 本発明は特殊な！Ｉ！膜方決方法ってナーモトロピック
液晶ポリマと熱可塑性樹脂の二軸配向フィルムとしたの
で熱可塑性樹脂のフレキシビリティとサーモトロピック
液晶ポリマの剛直性、強さを最大限活用できた結果、耐
スクラッチ性に優れたフィルムが得られたものと考えら
れる。特に、熱可塑性樹脂中の不活性粒子によって作ら
れた突起を、実質的に不活性粒子を含有しないサーモト
ロピック液晶ポリマで覆った突起を有するフィルムは両
者の相乗作用によって優れた効果が１ひられたものと推
定される。

また、製法の工夫により、溶融サーモトロピック液晶ポ
リマを溶融状態で同時二軸延伸して作られたフィルムや
２００’Ｃを越える非常な高温で二軸延伸されたフィル
ムに比べて、フィルムの厚さ斑を小さくでき、また、工
業的な生産性（コスト）も有利なため、各種用途に好ま
しく用いられる。

本発明フィルムの用途は特に限定されないが、加工工程
でのフィルム表面が削られることによって発生した傷が
製品性能上特に問題となる磁気記録媒体用ベースフィル
ムとして特に有用である。

また、本発明フィルムのうち２層構造のものはサーモト
ロピック液晶ポリマ面が走行面（磁気記録媒体用では磁
性層を塗布しない面、その伯の用途では印刷やその地塗
材の塗布などの処理がほどこされない面）として用いる
ことが必要である。

また、サーモトロピック液晶ポリマの′ＦＪスる特性、
例えば、ガス、水蒸気遮断性を生かした用途にももちろ
ん用いることができる。

［物性の測定方法ならびに効果の評価方法］本発明の特
性値の測定方法並びに効果の評価方法は次のとおりであ
る。

（１）不活性粒子の平均粒径 フィルムからポリエステルをプラズマ低温灰化処理法（
たとえばヤマト科学製ＰＲ−５０３型）で除去し粒子を
露出させる。処理条件はポリエステルは灰化されるが粒
子はダメージを受けない条件を選択する。これをＳＥＭ
　（走査型電子顕微鏡）で観察し、粒子の画像（粒子に
よってできる光の濃淡）をイメージアナライザー（たと
えばケンブリッジインストルメント％ｕＱＴＭ９００）
に結び付け、観察箇所を変えて粒子数５０００個以上で
次の数値処理を行ない、それによって求めた数平均径り
を平均粒径とする。

Ｄ＝ΣＤｉ　／Ｎ ここで、Ｄｉは粒子の円相当径、Ｎは個数である。

（２）不活性粒子の含有量 ポリエステルを溶解し不活性粒子は溶解させない溶媒で
粒子を遠心分離し、粒子の全体重量に対する比率（重量
％）をもって粒子含有量とする。

（３）ガラス転移点Ｔｇ、冷結晶化温度ＴＣＣおよび融
点 パーキンエルマー社製のＤＳＣ（示差走査熱Ｍｉｆ）Ｉ
Ｉ型を用いて測定した。ＤＳＣの測定条件は次の通りで
ある。ずなわら、試料１０ｍ（ｌをＤＳＣ装置にセット
し、３００　’Ｃの温度で５分間溶融した後、液体窒素
中に急冷する。この急冷試お１を１０　’Ｃ／分で昇温
し、ガラス転移点ＴＣＩを検知する。

ざらに昇温を続け、ガラス状態からの結晶化発熱ピーク
温度をもって冷結晶化温度ＴＣＣとし、ざらに昇温を続
けた時の融解吸熱ピークをもって融点とした。ここでＴ
ＣＣとＴｇの差（Ｔ　ｃ　ｃ　−Ｔｑ）を結晶化パラメ
ータΔＴＣ６と定義する。

（４）加熱１０％重量重量減温度 島津製作所製の熱重量分析装＠ＴＧ３０Ｍ型を用いて、
窒素中、昇温速度１０℃／分で測定した。

なお、試料重量は５ｍＣＪとした。

（５）表面平均粗ざＲａ 小板研究所製の高精度薄膜段差測定器ＥＴ−１０を用い
て測定した。条件は下記のとおりであり、２０回の測定
の平均値をもって値とした。

・触針先端半径二０．５μｍ ・触針荷重　　：　５ｍｑ ・測定長　　　：１ｍｍ ・カットオフ１直：０．０８ｍｍ なあ、Ｒａ、突起の平均間隔３ｍの定義は、たとえば、
奈良治部著「表面粗さの測定・評価法」（総合技術セン
ター、１９８３）に示されているものである。

（６）突起高さｈ ２検出器力式の走査型電子類＠鏡［ＥＳＭ−３２００、
エリオニクス（株）製］と断面測定装置［ＰＭＳ−１、
エリオニクス（株）製］においてフィルム表面の平坦面
の高さをＯとして走査した時の突起の高さ測定値を画像
処理装置［Ｉ　ＢＡＳ２０００、カールツ？イス（株）
製］に送り、画像処理装置上にフィルム表面突起画像を
再構築する。次に、この表面突起画像で突起部分を２値
化して１ｑられた個々の突起の面積から円相当径を求め
これをその突起の平均径とする。また、この２値化され
た個々の突起部分の中で最も高い値をその突起の高さｈ
とし、これを個々の突起について求める。この測定を場
所をかえて５００回繰返し、測定された突起についてそ
の高さを把握する。

（７）粒子の真球度 上記（１）の測定において、下式で求められる個々の粒
子の長径（平均値）／短径（平均値）の比である。

長径−Σ［）ｌｉ／Ｎ 短径＝ΣＤ２ｉ／Ｎ ［）ｌｉ、　［）２ｉはそれぞれ個々の粒子の長径（最
大径）、短径（最小径）、Ｎは総個数である。

（８）溶融粘度 高化式フローテスターを用いて、温度２９０℃、ずり速
度２００　Ｓ　ｅ　Ｃ−１で測定した。

（９）耐スクラッチ性 ２０’Ｃ相対湿度６０％の雰囲気で、外形６ｍｍφのガ
イドピンに１７２インチ幅のテープ状フィルムを角度θ
＝π／２（ｒａｄ）、デンションＴ１　＝２００Ｃ］、
１０００ｍ／分の速さで３０回走行させた摂のフィルム
表面をアルミ蒸着して、傷の本数、幅の大きさ、白粉の
発生状態を微分干渉顕微鏡で観察した。全く傷が見られ
ずかつ白粉の発生がほとんどないものを耐スクラッチ性
：５、傷が３本未満でかつ白粉の発生がほとんどないも
のを耐スクラッチ性：４、傷が３〜１０本で幅が細いも
ののみでおり、かつ白粉の発生が若干見られるものを耐
スクラッチ性＝３、傷が３〜１０本で幅が太いものもあ
り、かつ白粉の発生が見られるものを耐スクラッチ性：
２、傷が１０本以上でで幅の大きいものもあり、かつ白
粉の発生が激しく見られるものを耐スクラッチ性：１と
判定した。

耐スクラッチ性が５〜３であれば実用上問題なく使用で
きる。

（１０）ヤング率 インストロンタイプの引張り試験機を用いて、ＡＳＴＭ
−Ｄ−８８２に規定された方法に従って、２５℃、６５
％ＲＨで、引張り速度３００％／分で測定した。

［実施例］ 本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１〜６、比較例１〜３ 平均粒径の異なる架橋ポリスチレン粒子（スチレン／ジ
ビニルベンゼン共重合体粒子）を含有する熱可塑性樹脂
を押出機１に供給し３１０℃で溶融し、実質的に不活性
粒子を含有しないサーモトロピック液晶ポリマおよび不
活性粒子を含有するサーモトロピック液晶ポリマを押出
機２に供給、２９０℃で溶融し、これらのポリマを３層
口金を用いて合流積層し、静電印加キャス１〜法を用い
て表面温度３０℃のキャスティング・ドラムに巻きつけ
て冷却固化し、３層構造（サーモトロピック液晶ポリマ
／熱可塑性樹脂／サーモトロピック液晶ポリマ）の未延
伸フィルムを作った。この時、それぞれの押出機の吐出
量を調節しサーモトロピック液晶ポリマの厚さを調節し
た。この未延伸フィルムをステンタで温度１２０℃にて
横方向に延伸した。延伸速度は２０００％／分で行なっ
た。

この−軸延伸フィルムを２組のロールの周速差で長手方
向に延伸速度２００００％／分で１．６倍延伸し、定長
下で、２００℃にて５秒間熱処理し、総厚さ１５μｍで
サーモトロピック液晶ポリマ層厚さを変えた二軸配向熱
可塑性樹脂フィルムを１ｑだ（第１表）。これらのフィ
ルムの本発明のパラメータ、性能は第１表に示したとお
りであり、本発明のパラメータが範囲内の場合は耐スク
ラッチ性が良好であったが、そうでない場合は耐スクラ
ッチ性を満足するフィルムは得られなかった。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂層の少なくとも片面に、サーモトロ
   ピック液晶ポリマを主成分とする組成物からなる０．０
   １〜５μｍ厚さの層が積層されてなることを特徴とする
   二軸配向熱可塑性樹脂フィルム。
2. （２）サーモトロピック液晶ポリマを主成分とする組成
   物からなる層の表面の表面突起の平均高さが５〜１００
   ０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の二
   軸配向熱可塑性樹脂フィルム。
3. （３）熱可塑性樹脂およびサーモトロピック液晶ポリマ
   がポリエステルであることを特徴とする請求項１または
   ２記載の二軸配向熱可塑性樹脂フィルム。
4. （４）熱可塑性樹脂が平均粒径１０〜２０００ｎｍの不
   活性粒子を含有し、サーモトロピック液晶ポリマが実質
   的に不活性粒子を含有しないことを特徴とする請求項１
   〜３のいずれかに記載の二軸配向熱可塑性樹脂フィルム
   。