JP3567516B2 - ポリスチレン系フィルム - Google Patents
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Description
【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フィルムに関し、より詳しくは、ハンドリング性および均一性に優れ、且つ絶縁破壊電圧に優れたポリスチレン系フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
シンジオタクチックスチレン系重合体を主成分とする樹脂組成物を二軸延伸し、熱固定した二軸延伸フィルムは、耐熱性、電気的特性などに優れ、フィルムコンデンサの誘電体に用途展開されている(例えば、特開平2−143851号公報、特開平3−124750号公報、特開平5−200858号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来のシンジオタクチックポリスチレン系フィルムにおいては、絶縁破壊電圧が不良であったり、またはフィルムの厚みむらが大きいために絶縁破壊電圧のばらつきが生じたり、あるいはこれらフィルムをコンデンサに用いると容量のばらつきが発生するという問題があった。すなわち、絶縁破壊電圧が不良となった場合、フィルム厚を厚くする必要が生じ、その結果コンデンサの体積が大きくなるという問題があり、また、容量や絶縁破壊電圧のばらつきが大きい場合、コンデンサの信頼性が得られないという問題があった。
【0004】
また、コンデンサの小型化、靜電容量の増大の観点から、現在、誘電体の薄手化が強く求められている。しかし、シンジオタクチックポリスチレン系フィルムを単に薄手化したのでは、フィルムの製造時及び加工時のハンドリング特性が不良となる。
【0005】
本発明の目的は、このような実情に鑑み、ハンドリング性および厚み均一性に優れ、且つ絶縁破壊電圧に優れたポリスチレン系フィルムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のポリスチレン系フィルムは、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、複屈折の最大値ΔnMAX と最小値ΔnMIN の差ΔnMAX −ΔnMIN が0.01以下であり、且つ平均屈折率が1.582以上1.590以下であることを特徴とするものである。
【0007】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリスチレン系フィルムの複屈折の最大値ΔnMAX と最小値ΔnMIN の差ΔnMAX −ΔnMIN は0.01以下であり、好ましくは0.008以下であり、更に好ましくは0.007以下である。差ΔnMAX −ΔnMIN が0.01より大きい場合には厚みむらが大きくなるため、フィルムの絶縁破壊電圧の絶対値の変動が大きくなり且つ容量変化が増大するため、コンデンサとしての信頼性が低くなる。
【0008】
本発明のポリスチレン系フィルムの平均屈折率は、下限については1.582以上であり、好ましくは1.584以上である。平均屈折率が1.582未満では絶縁破壊電圧が不良となり、さらにハンドリング性が不良となる。また、平均屈折率の上限については1.590以下であり、好ましくは1.589以下であり、更に好ましくは1.588以下である。平均屈折率が1.590より大きくなると厚みむらが大きくなるため、フィルムの絶縁破壊電圧の絶対値の変動が大きくなり且つ容量変化が増大するため、コンデンサとしての信頼性が低くなる。
【0009】
本発明に用いられるシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体とは、立体化学構造がシンジオタクチック構造、すなわち炭素−炭素結合から形成された主鎖に対して側鎖であるフェニル基や置換フェニル基が交互に反対方向に位置する立体構造を有するものである。本発明において、シンジオタクチック構造スチレン系重合体は、核磁気共鳴法(13C−NMR法)により定量されるタクティシティが、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。
【0010】
本発明におけるスチレン系重合体としては、例えば、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− フロオロスチレン)、ポリ(o− メチル− p− フロオロスチレン)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エーテル)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。
【0011】
本発明においては、前記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スチレン系重合体との混合物や、スチレン系共重合体及びそれらの混合物でもよい。
【0012】
また本発明に用いるスチレン系重合体は、重量平均分子量が好ましくは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フィルムを得られにくくなる。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、1,500,000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。
【0013】
本発明に用いるシンジオタクチック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、滑り性を付与するための微粒子等を適量配合することができる。これら各種添加剤の配合量の合計は、シンジオタクチックスチレン系重合体100重量部に対して10重量部以下が望ましい。10重量部を超えると延伸時に破断を起こしやすくなり、生産安定性不良となるので好ましくない。
【0014】
微粒子としては、例えば、シリカ、二酸化チタン、タルク、カオリナイト、ゼオライト等の金属酸化物、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属の塩、シリコーン樹脂、架橋ポリスチレン等の有機重合体からなる粒子等が挙げられる。これら微粒子は、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。使用する微粒子の平均粒子系は、0.01μm以上2.0μm以下が好ましく、特に0.05μm以上1.5μm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%以下であることが好ましい。これら微粒子の添加量は、シンジオタクチックスチレン系重合体100重量部に対して0.005重量部以上2.0重量部以下とすることが好ましく、特に0.01重量部以上1.0重量部以下が好ましい。
【0015】
本発明のポリスチレン系フィルムの前記平均屈折率は、フィルムの製膜条件により調整される。すなわち、一般に、延伸倍率を大きくすると平均屈折率が大きくなり、延伸温度を高くすると平均屈折率が小さくなり、熱固定温度を高くすると平均屈折率が大きくなる。
得られたフィルムの平均屈折率および複屈折の最大値ΔnMAX と最小値ΔnMIN の差ΔnMAX −ΔnMIN が前記所定の範囲に入るならば製造条件は特に限定されないが、公知の方法、例えば、縦延伸及び横延伸を順に行なう逐次二軸延伸方法のほか、横・縦・縦延伸法、縦・横・縦延伸法、縦・縦・横延伸法など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などの諸特性に応じて選択される。また、熱固定処理、縦弛緩処理、横弛緩処理などを施すことができる。また、蒸着層の接着特性等を向上するために、インラインコートやオフラインコートにより接着層を設けたり、コロナ処理や火炎プラズマ処理等を行なうことができる。
【0016】
【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。
まず、フィルムの評価方法を以下に示す。
【0017】
(1) 平均屈折率、複屈折の最大値と最小値の差ΔnMAX −ΔnMIN
図1に示すように、各実施例で得られたフィルム(F) から、フィルム(F) 長手方向に10cmごとに4cm×2cmの10コの測定用サンプル(1)(2)(3)(4)……(10)を切り出した。
アタゴ光学社製アッベ屈折計4Tを用いて、上記各測定用サンプルそれぞれについて、屈折率をフィルム(F) 長手方向、幅方向および厚み方向について測定し、これら3方向の屈折率を平均し屈折率n1 、n2 、n3 、n4 、……、n10を求めた。これら10コの屈折率の平均値(n1 +n2 +n3 +n4 +……+n10)/10を平均屈折率とした。
また、各測定用サンプルそれぞれについて、幅方向の屈折率と長手方向の屈折率の差の絶対値を算出し、それらの最大のものΔnMAX と最少のものΔnMIN の差ΔnMAX −ΔnMIN の差を複屈折の最大値と最小値の差とした。
【0018】
(2) 絶縁破壊電圧
JIS C−2318に準じて行なった。10KV直流耐電圧試験機を用い、23℃、50%RHの雰囲気下において、100V/secの昇圧速度で、フィルムが破壊し短絡したときの電圧を読み取った。
【0019】
(3) 厚みむら
ミクロン計測器社製連続厚さ測定器により、フィルムの幅方向の中央部を長手方向に沿って測定し、次式により算出した。
厚みむら=[(最大厚さ−最少厚さ)/平均厚さ]×100(%)
得られた厚みむらの値から、次のように評価した。
1級:厚みむら≧10%
2級:8%≦厚みむら<10%
3級:6%≦厚みむら<8%
4級:4%≦厚みむら<6%
5級:厚みむら<4%
【0020】
(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
【0021】
(5) 平均粒子径
微粒子を(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、微粒子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)×100(%)
【0022】
[実施例1]
滑剤として、平均粒子径0.5μm、ばらつき度20%、面積形状係数80%のシリカを、シンジオタクチックポリスチレン(重量平均分子量250,000)100重量部に対して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前記シンジオタクチックポリスチレンの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、290℃で溶融し、800μmのリップギャップのTダイから押し出し、50℃の冷却ロールに靜電印荷法により密着・冷却固化し、60μmの無定形シートを得た。
該無定形シートをまず金属ロールにより95℃に予熱し、表面温度140℃のセラミックロールを用い縦方向に3倍延伸した後冷却し、更に120℃の金属ロールを用い縦方向に1.2倍延伸した。次いで、テンターでフィルムを110℃に予熱し、横方向に延伸温度120℃で2倍延伸し、更に150℃で1.6倍延伸した後、260℃で10秒熱固定処理した。その後、220℃で3%横弛緩処理した。得られたフィルムの厚みは5.3μmであり、走行性、ハンドリング性が良好であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0023】
[実施例2]
縦延伸を140℃のセラミックロールにおいて2.4倍延伸した後、一度冷却し、更に120℃の金属ロールで1.5倍延伸した以外は、実施例1と同様に行なった。得られたフィルムの厚みは5.3μmであった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0024】
[実施例3]
テンターでフィルムを125℃に予熱し、横方向に延伸温度120℃で2倍延伸し、更に150℃で1.6倍延伸した以外は、実施例1と同様に行なった。得られたフィルムの厚みは5.3μmであった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0025】
[比較例1]
縦延伸143℃のセラミックロールにおいて2.4倍延伸した後冷却せず、更に120℃の金属ロールで1.5倍延伸した以外は実施例1と同様に行なった。得られたフィルムの厚みは5.3μmであった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0026】
[比較例2]
テンターでフィルムを130℃に予熱し、横方向に延伸温度130℃で2倍延伸し、更に150℃で1.6倍延伸した以外は、実施例1と同様に行なった。得られたフィルムの厚みは5.3μmであった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0027】
[比較例3]
滑剤として、平均粒子径0.5μm、ばらつき度20%、面積形状係数80%のシリカを、シンジオタクチックポリスチレン(重量平均分子量250,000)100重量部に対して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前記シンジオタクチックポリスチレンの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、290℃で溶融し、800μmのリップギャップのTダイから押し出し、50℃の冷却ロールに靜電印荷法により密着・冷却固化し、48μmの無定形シートを得た。
無定形シートをまず金属ロールにより95℃に予熱し、表面温度140℃のセラミックロールを用い縦方向に3倍延伸した。次いで、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2倍延伸し、更に150℃で1.5倍延伸した後、260℃で10秒熱固定処理した。その後、220℃で3%横弛緩処理した。得られたフィルムの厚みは5.3μmであった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】
表1より、実施例1、2、3で得られたフィルムはフィルム製造時のハンドリング性および厚み均一性に優れ、且つ絶縁破壊電圧に優れたものであることが分かる。一方、比較例1で得られたフィルムは平均屈折率が1.581と小さく、ハンドリング性に劣る。比較例2で得られたフィルムは複屈折の最大値と最小値の差ΔnMAX −ΔnMIN が0.011と大きく、厚み均一性に劣る。また、比較例3で得られたフィルムは平均屈折率が1.591と大きく、やはり厚み均一性に劣る。
【0030】
【発明の効果】
本発明のポリスチレン系フィルムは、上述のように構成されており、ハンドリング性および厚み均一性に優れ、且つ絶縁破壊電圧に優れるものである。従って、本発明のポリスチレン系フィルムは、特にコンデンサ用として有用であり、工業的価値は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】フィルムの平均屈折率および複屈折の測定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
(F) …フィルム
(1)(2)(3)(4)…測定用サンプル
Claims (1)
- 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、複屈折の最大値ΔnMAX と最小値ΔnMIN の差ΔnMAX −ΔnMIN が0.01以下であり、且つ平均屈折率が1.582以上1.590以下であることを特徴とするポリスチレン系フィルム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4304995A JP3567516B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | ポリスチレン系フィルム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4304995A JP3567516B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | ポリスチレン系フィルム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08238672A JPH08238672A (ja) | 1996-09-17 |
JP3567516B2 true JP3567516B2 (ja) | 2004-09-22 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4304995A Expired - Lifetime JP3567516B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | ポリスチレン系フィルム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3567516B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP4304995A patent/JP3567516B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH08238672A (ja) | 1996-09-17 |
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