JPH0732470A - ポリスチレン系延伸フィルム - 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
延伸フィルム、さらに詳しく言えば透明性に優れ、且つ
フィルムの厚みに関係なくハンドリング性に優れ、更に
走行性、耐削れ性が良好なシンジオタクチックポリスチ
レン系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なり、少なくとも片面の三次元表面
粗さSRa と粗さの中心面における単位面積当たりの突起
数PCC 値が PCC 値≦15000 ×SRa+1500 の関係を満足し、且つ空気抜け速さが900 秒以下である
ことを特徴とする延伸フィルム。

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
スチレン系延伸フィルム、さらに詳しく言えば透明性に
優れ、且つフィルムの厚みに関係なくハンドリング性に
優れ、更に走行性、耐削れ性が良好なシンジオタクチッ
クポリスチレン系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延伸
フィルムは耐熱性、電気特性、透明性等に優れ、磁気テ
ープ用、写真・製版用、ラベル用、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。こ
れらのフィルム用として用いられる場合、その走行性、
耐削れ性はフィルムの製造工程及び各用途における加工
工程の作業性の良否、更にはその製品品質の良否を左右
する大きな要因になっている。一方、フィルムの高透明
化や薄手化の要求が高まってきている。しかし、シンジ
オタクチックポリスチレン系延伸フィルムにおいては、
単にフィルムの製造時及び加工時のハンドリング特性
や、フィルムの走行時のガイドロール等との接触におけ
る走行性や、フィルム表面に擦り傷を発生すると言う耐
削れ性を改良するために添加剤を加えると、透明性が低
下し、更にフィルムの厚みが薄くなるとこれらの改良効
果が十分ではなかった。すべり性の良好なフィルムとし
て、無機粒子を添加し、表面粗さRaが特定の範囲にあ
り、静摩擦係数が限定されたものが知られている（特開
平3-74437 号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のす
べり性良好なフィルムでは、低速作業時には良好なハン
ドリング特性が得られるが、作業が高速になるとハンド
リング特性が急激に悪化するという問題があった。また
シンジオタクチックポリスチレン系延伸フィルムにおい
ては、特にフィルムの厚みが薄くなるとハンドリング特
性が悪化する傾向が大きく、上記の無機粒子を添加し、
表面粗さRaと静摩擦係数の範囲を規定したフィルムにお
いても同様の傾向を備えており、そのために良好なハン
ドリング特性が得られたとしても、厚みが変わると所望
のハンドリング特性が得られなくなっていた。また、こ
れらの無機粒子を添加したフィルムでは透明性が低下す
る問題があった。更に、シンジオタクチックポリスチレ
ン系延伸フィルムは脆く、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が発生
しやすく耐削れ性にも問題があった。本発明は透明性に
優れ、且つフィルムの厚みに関係なくハンドリング性に
優れ、更に走行性、耐削れ性が良好なシンジオタクチッ
クポリスチレン系延伸フィルムに関するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも片
面の三次元表面粗さSRa と粗さの中心面における単位面
積当たりの突起数PCC 値が PCC≦15000×SRa+1500 の関係を満足し、且つ空気抜け速さが900 秒以下である
ことを特徴とする、透明性に優れ、且つフィルムの厚み
に関係なくハンドリング性に優れ、更に走行性、耐削れ
性が良好なシンジオタクチックポリスチレン系延伸フィ
ルムを提供するものである。

【０００５】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。

【０００６】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）等のポリ（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）等のポリ（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）等のポリ（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）等の
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）等のポリ（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エーテル）
等のポリ（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）等のポリ（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
ファイト）等が挙げられる。

【０００７】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。

【０００８】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50,0
00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等が生じるため余り好ましくな
い。

【０００９】更に、本発明のシンジオタクチックポリス
チレン系延伸フィルムは、公知の方法、例えば、縦延伸
または横延伸を行なう一軸延伸法、縦延伸及び横延伸を
順に行なう逐次延伸方法のほか、横・縦・縦延伸法、縦
・横・縦延伸法、縦・縦・横延伸法等の延伸方法を採用
することができ、要求される強度や寸法安定性等の諸特
性に応じて選択される。なお、必要に応じて、熱固定処
理、縦弛緩処理、横弛緩処理等を施してもよい。そし
て、前記の三次元表面粗さSRa 、粗さの中心面における
突起数PCC 値、及び空気抜け速さは、フィルムの製膜条
件及び滑剤粒子によって調整される。滑剤粒子の種類及
び添加量は三次元表面粗さSRa 、粗さの中心面における
突起数PCC 値、及び空気抜け速さが所定の範囲内に入る
ならば特に限定されるものではないが、シリカ、二酸化
チタン、タルク、カオリナイト等の金属酸化物、炭酸カ
ルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム等の金属の
塩または架橋ポリスチレン樹脂、架橋アクリル樹脂、シ
リコン樹脂、架橋ポリエステル樹脂等の有機ポリマーか
らなる粒子等のシンジオタクチックポリスチレン系ポリ
マーに対し不活性な粒子が例示される。

【００１０】これらの滑剤は、いずれか一種を単独で用
いてもよく、また２種以上を併用してもよいが、使用す
る滑剤の平均粒子系は0.01μｍ以上2.0 μｍ以下、特に
0.05μｍ以上1.5 μｍ以下が好ましく、粒子径のばらつ
き度（標準偏差と平均粒子径との比率）が２５％以下が
好ましく、添加量はシンジオタクチックポリスチレン系
ポリマー100 重量％に対し0.005 重量％以上2.0 重量％
以下含有することが好ましく、特に0.1 重量％以上1.0
重量％以下が好ましい。また、滑剤粒子の形状は、面積
形状係数が60% 以上のものが１種類以上含まれているこ
とが好ましい。この面積形状係数は次式によって求めら
れる。 面積形状係数＝（粒子の投影断面積／粒子に外接する円
の面積）× 100（％）

【００１１】本発明に用いられるポリスチレン系重合体
には必要に応じて、公知の酸化防止剤、帯電防止剤等を
適量配合したものを用いることができる。配合量は、ポ
リスチレン系重合体100 重量％に対して、10重量％以下
が望ましい。10重量％を越えると延伸時に破断が起こり
易くなり、生産安定性が不良となる。

【００１２】本発明のシンジオタクチックポリスチレン
系延伸フィルムの少なくとも片面の三次元表面粗さSRa
と粗さの中心面における単位面積当たりの突起数PCC 値
は PCC ≦15000 ×SRa+1500 の関係を満足する必要がある。PCC 値とSRa がこの関係
を満足している場合、透明性に優れたフィルムが得られ
る。一方、PCC 値がこの範囲より大きくなると透明性が
低下するために好ましくない。PCC 値の下限については
特に限定されないが、500 個/mm²未満では走行性及び耐
削れ性が不良となる場合があり、あまり好ましくない。
また、SRaは0.01μｍ以上、0.1μｍ以下であることが好
ましい。SRaが0.01μｍ以下の場合、走行性及び耐削れ
性が不良となりやすい。また、SRaが0.1 μｍ以上の場
合、透明性と走行性及び耐削れ性の両方の特性を同時に
満足するフィルムを得ることが困難となる。

【００１３】更に、本発明のシンジオタクチックポリス
チレン系延伸フィルムの空気抜け速さは900 秒以下であ
る必要がある。更に好ましくは700 秒以下である。即
ち、空気抜け速さを900 秒以下、更に好ましくは700 秒
以下にすることにより、高速作業時においても、フィル
ムの厚みや強度とは無関係にハンドリング特性が良好な
シンジオタクチックポリスチレン系延伸フィルムが得ら
れる。反対に、空気抜け速さが900 秒を越えた場合、高
速作業時のハンドリング特性が不良となり、例えばフィ
ルムを高速でロール状に巻き取る場合にフィルムと巻き
取りロールの間に空気が取り込まれしわが生じやすく、
巻姿が不良になったり、フィルムが巻き込む空気層の潤
滑効果によってフィルムが幅方向に蛇行してロールの端
面の不揃いが生じたりする。

【００１４】

【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。以下に実施例および比較例で作成されたポリスチレ
ン系透明ガスバリアフィルムおよび用いられる不活性粒
子の特性を測定する方法を示す。

【００１５】（１）三次元表面粗さSRa フィルム表面を触針式３次元表面粗さ計（SE-3AK, 株式
会社小坂研究所社製）を用いて、針の半径２μｍ、荷重
30mgの条件化に、フィルムの長手方向にカットオフ値0.
25mmで、測定長1mm にわたって測定し、２μm ピッチで
500 点に分割し、各点の高さを３次元粗さ解析装置（SP
A-11) に取り込ませた。これと同様の操作をフィルムの
幅方向について２μm 間隔で連続的に150 回、即ちフィ
ルムの幅方向0.3mm にわたって行ない、解析装置にデー
タを取り込ませた。次に、解析装置を用いて、SRa(μ
ｍ) を求めた。

【００１６】（２）PCC 値 SRa の算出時における基準高さを有する基準面から0.00
625 μｍ以上の高さをもつ突起数を1mm2当たりについて
表したもの。

【００１７】（３）空気抜け速度 図１に示す測定装置を用意する。即ち、台盤１の上面に
円形の孔１a を設け、この孔1a内に直径70mmのガラス平
板２を固定してガラス平板２を固定してガラス平板２の
外周と孔壁１b との間に溝を形成し、更に上記の孔1bを
囲むリング状の溝孔1cを明け、この溝孔1cを上記ガラス
平板２の外周の溝と連通させ、溝孔1cにパイプ３を介し
て真空ポンプ４の吸引口を接続する。そして、台盤１の
上面に、ガラス平板２を覆う大きさのフィルム試料５を
重ね、その外周を粘着テープ６で台盤１状に密封状に固
定し、真空ポンプ４を駆動し、ガラス平板２の外周部に
干渉縞が出現してからガラス平板２の全面に干渉縞が広
がり、その動きが止るまでの時間（秒）を測定し、この
時間（秒）をもって空気抜け速さとする。

【００１８】（４）フィルムのハンドリング特性 広幅のスリットロールを高速でスリットし、小幅のロー
ルに巻直すに際しロール端部の巻ずれ、しわ、バルブ等
を生じないで問題のないロールが得られるかどうかを４
段階評価し、次のランク付けで評価した。 １級；問題のないスリットロールを得ることは極めて困
難 ２級；低速で問題のないスリットロールが得られる ３級；中速で問題のないスリットロールが得られる ４級；高速で問題のないスリットロールが得られる

【００１９】（５）フィルムの走行性 フィルムを細幅にスリットしたテープ状とし、これを金
属製ガイドロールにこすり付けて高速でかつ長時間走行
させ、このガイドロール擦過後のテープ張力の大小を、
それぞれ以下に示すように５段階評価し、ランク付けし
た。 １級；張力大 ２級；張力やや大 ３級；張力中 ４級；張力やや小 ５級；張力小

【００２０】（６）フィルムの耐削れ性 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フィルム表面に発生
する擦り傷の多少をそれぞれ５段階に評価し次のランク
付けで表す。 １級；擦り傷非常に多い ２級；擦り傷多い ３級；擦り傷ややあり ４級；擦り傷ほとんどなし ５級；擦り傷発生なし

【００２１】（７）平均粒子径 滑剤粒子を（株）日立製作所製S-５１０型走査型電子顕
微鏡で観察し、写真撮影したものを拡大して複写し、滑
剤の外形をトレースし任意に200 個の粒子を黒く塗りつ
ぶした。この像をニコレ（株）製ルーゼックス500 型画
像解析装置を用いて、それぞれの粒子の水平方向のフェ
レ径を測定し、その平均値を平均粒子径とした。また、
粒子径のばらつき度は下記の式により算出した。 ばらつき度＝（粒子径の標準偏差／平均粒子径）× 10
0 （％）

【００２２】（８）面積形状係数 平均粒子径の測定に用いたトレース像から任意に20個の
粒子を選び（６）で用いた画像解析装置を用いて、それ
ぞれの粒子の投影断面積を測定した。また、それらの粒
子に外接する円の面積を算出し、下記の式により算出し
た。 面積形状係数＝（粒子の投影断面積／粒子に外接する円
の面積）× 100（％）

【００２３】（９）光線透過率 JIS-K6714 に準じ日本精密光学株式会社製ポイック積分
球式HTR メータSEP-H2D 形により光線透過率を求めた。

【００２4 】実施例１ シンジオタクチックポリスチレン（重量平均分子量3000
00）100 重量部に対して滑剤として、ばらつき度20％、
面積形状係数80％の炭酸カルシウムの平均粒子径1.0 μ
ｍの物を0.5 重量部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１対９の割合
で混合した後、乾燥し、310 ℃で溶融し、1000μｍのリ
ップギャップのT ダイから押し出し、40℃の冷却ロール
に静電印荷法により密着・ 冷却固化し、140 μｍの無定
形シートを得た。

【００２５】該無定形シートをまずロールにより100 ℃
に予熱し、表面温度700℃の赤外線加熱ヒーターを３本
使用し、更に加熱し、フィルム温度135 ℃で縦方向に3.
5 倍延伸し、ついでテンターで、フィルムを120 ℃に予
熱し、横方向に延伸温度120 ℃で3.3 倍延伸し、260 ℃
で熱固定した。得られたフィルムの厚みは12μｍであっ
た。得られたフィルムの評価結果を表に示す。

【００２６】比較例１、２ 滑剤として、平均粒子0.5 μｍ、ばらつき度20% 、面積
形状係数80% 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5.0 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（比較例1
）、0.2 対9.8 （比較例2 ）の割合で混合した後、乾
燥し、305 ℃で溶融し、1000μｍのリップギャップのT
ダイから押し出し、40℃の冷却ロールに静電印荷法によ
り密着・冷却固化し、140 μｍの無定形シートを得た。

【００２７】該無定形シートをまずロールにより100 ℃
に予熱し、表面温度700 ℃の赤外線加熱ヒーターを３本
使用し、更に加熱し、フィルム温度135 ℃で縦方向に3.
5 倍延伸し、ついでテンターで、フィルムを120 ℃に予
熱し、横方向に延伸温度120℃で3.3 倍延伸し、260 ℃
で熱固定した。得られたフィルムの厚みは12μｍであっ
た。得られたフィルムの評価結果を表に示す。

【００２８】

【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、透明性に優れ、且つフィルムの厚みに関係なくハン
ドリング性に優れ、更に走行性、耐削れ性が良好なシン
ジオタクチックポリスチレン系延伸フィルムが提供さ
れ、従って、本発明の工業的価値は大である。

【００２９】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の空気抜け速さを評価するた
めの装置である。

【図２】図２は、この発明の滑り性及び耐摩耗性を評価
するための装置である。

【符号の説明】

１；台盤 ２；ガラス平板 ３；吸引パイプ ４；真空ポンプ ５；フィルム試料 ６；粘着テープ ７；フィルム ８；キャプスタン ９；張力検査装置 １０；金属固定ピン

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なり、少なくとも片面の三次元
   表面粗さSRa と粗さの中心面における単位面積当たりの
   突起数PCC 値が PCC ≦15000 ×SRa+1500 の関係を満足し、且つ空気抜け速さが900 秒以下である
   ことを特徴とするポリスチレン系延伸フィルム。