JPH06107812A - 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、耐熱性に優
れ、且つフィルムの厚みに関係なくハンドリング特性が
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0.2 −1.5 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 ℃での動的弾性率(10Hz)
で割った商が0.01以下で且つ幅及び長手方向の200 ℃で
の動的弾性率(10Hz)が1.0×10⁶dyne/cm²以上であること
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
熱性に優れ、且つフィルムの厚みに関係なくハンドリン
グ特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、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、耐熱性が良好な薄手のフィル
ムが強く要求されている。しかしながら、薄手のシンジ
オタクチックポリスチレン系二軸延伸フィルムに於いて
は、製膜・加工作業時にしわが多く発生し、ハンドリン
グ特性が悪いという問題があった。このため、幅方向の
弾性率を上げてしわの発生を押さえることができるが、
このときは、逆に幅方向に対する高温時での寸法安定性
が悪化するという意味において耐熱性不良をもたらす。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】薄手のシンジオタクチ
ックポリスチレン系二軸延伸フィルムに於いては、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
が高速になるとしわが多く発生し、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。このため、幅方向
の弾性率を上げてしわの発生を押さえることができる
が、このときは、逆に幅方向に対する高温時での寸法安
定性が悪化するという意味において耐熱性不良をもたら
す。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フィルムの厚みに関係
なくハンドリング特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、耐熱性に
優れ、且つハンドリング特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、ハンドリン
グ特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0.2 −1.5 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(10Hz)で割った商が0.1 以下で且つ幅及び長手
方向の200 ℃での動的弾性率(10Hz)が1.0×10⁶dyne/cm
² 以下であることを特徴とする耐熱性、ハンドリング特
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
子配向が耐熱性、ハンドリング特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、
作業時にしわが発生するためハンドリング特性が良好な
フィルムが得られず、またこの値が請求範囲より小さく
なると、耐熱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、耐熱性とハンドリング特性を満足さ
せる為には、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(1
0Hz)で割った商が0.1 以下で且つ幅及び長手方向の200
℃での動的弾性率(10Hz)が1.0×10⁶dyne/cm² 以下であ
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、しわ等を生じな
い、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

【００１０】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、125 ℃に加熱したロールを用いて縦方向に
2.4 倍延伸する。次にテンターで、横方向に135 ℃で1.
3 倍延伸した後さらに120 ℃で2.3 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0.8
で、熱収縮応力は3.1×10⁶dyne/cm² （長手方向）、2.7
×10⁶dyne/cm² （幅方向）であり、また弾性率は1.3×1
0⁹dyne/cm²(長手方向）、1.5×10⁹dyne/cm²( 幅方向）
であった。両者の比は0.0023（長手方向）と0.0018（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、このフィルムの熱収縮
率は長手方向で1.6 ％、幅方向で1.3 ％であり、ハンド
リング特性のランクは４級であった。

【００１１】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
35 ℃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0.5 で、熱収縮応力は18.5×10⁶dyne/cm²（長手
方向）、12.7×10⁶dyne/cm²（幅方向）であり、また弾
性率は0.8×10⁹dyne/cm²(長手方向）、0.7×10⁹ dyne/c
m²( 幅方向）であった。両者の比は0.0023（長手方向）
と0.0018（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15.2％であり、ハンドリ
ング特性のランクは２級であった。

【００１２】

【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、耐熱性に優れ、且つフィルムの厚みに関係なくハン
ドリング特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0.2 −1.5 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 ℃での動的弾性率(1
   0Hz)で割った商が0.01以下で且つ幅及び長手方向の200
   ℃での動的弾性率(10Hz)が1.0×10⁶dyne/cm² 以上であ
   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