(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンジオタクチックポリスチレン系樹脂からなる２軸延伸フィルムにおいて、無機系および／または有機系の表面凹凸形成剤と、分子末端がイミニウムイオンで変成されているポリスチレン系表面改質剤を含有することを特徴とするポリスチレン系２軸延伸フィルム。
【請求項２】
請求項１記載のポリスチレン系表面改質剤の含有量が表面凹凸形成剤に対して０．１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１記載のポリスチレン系２軸延伸フィルム。
【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２軸延伸フィルム、更に詳しくは包装用、コンデンサー用、磁気テープ用ベースフィルム等として好適な、透明性滑り性、耐電圧特性及び耐摩耗性に優れたシンジオタクチックポリスチレン系２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２軸延伸フィルムは、耐熱性、電気特性、透明性などに優れ、磁気テープ、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いる。これらの用途として用いられる場合その滑り性及び耐摩耗性は、フィルムの製造工程や加工工程の作業性の良否を左右する大きな要因になっている。一方これらの用途では、フィルム表面が平滑で透明性が良好または薄手であることが強く要求されている。しかし、シンジオタクチックポリスチレン系２軸延伸フィルムにおいては、単に表面を平滑化し、且つ透明化または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の不良、およびフィルム走行時のガイドロール等との接触による滑り性不良により、擦り傷や削れによる白粉等が発生するという耐摩耗性の不良をおこしていた。また、シンジオタクチックポリスチレン系２軸延伸フィルムは脆く、滑り性付与のために添加された滑剤の周りにボイドが発生しやすく、透明性の低下がみられる。このボイドの発生により滑剤が脱落しやすくなり、フィルム走行時の削れが増大する。
【０００３】
滑り性の良好なフィルムとして、無機滑剤を添加し、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ー７４４３７号）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の滑り性良好なフィルムにおいても、低速作業時において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２軸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、厚みが変われば所望のハンドリング特性が得られなくなっていた。更に、シンジオタクチックポリスチレン系２軸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や白粉等が発生しやすく、耐摩耗性不良の問題があることが分かった。また、このシンジオタクチックポリスチレン系２軸延伸フィルムの脆さが原因となり、滑り性を良好にするために添加した滑剤の周りにボイドが発生し易くなりその結果透明性の低下や削れの増加などの問題を生じやすくなっていた。又、添加した滑剤同士の凝集が起こり、得られたフィルムには粗大突起が多く、それらの粒子は脱落しやすく、耐摩耗性不良の原因となっていた。
【０００５】
本発明は、フィルム中での滑剤粒子の凝集を抑制し、粗大粒子の発生を抑制することによって、無機系および／または有機系の滑剤とシンジオタクチックポリスチレン系重合体の界面での剥離を抑制し、粗大突起がなく、透明性、滑り性、耐電圧特性及び耐摩耗性に優れたシンジオタクチックポリスチレン系２軸延伸フィルムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシンジオタクチックポリスチレン系２軸延伸フィルムは、無機系および／または有機系の表面凹凸形成剤（以下、滑剤ともいう）と、分子末端がイミニウムイオンで変成されているポリスチレン系表面改質剤を含有することを特徴とするポリスチレン系２軸延伸フィルムである。好ましい態様は、前記のポリスチレン系表面改質剤の含有量が表面凹凸形成剤に対して０．１〜１０重量％であることを特徴とする前記のポリスチレン系２軸延伸フィルムである。
【０００７】
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また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。
【０００８】
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）、（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−またはｏ−クロロスチレン）、ポリ（ｐ−，ｍ−またはｏ−ブロモスチレン）、ポリ（ｐ−，ｍ−またはｏ−フルオロスチレン）、ポリ（ｏ−メチルー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−または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−またはｏ−メトキシスチレン）、ポリ（ｐ−，ｍ−またはエトキシスチレン）、などのポリ（アルコキシスチレン）、ポリ（ｐ−，ｍ−または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）、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。
【０００９】
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。又、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、シンジオタクシティシティー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野、共重合体及びそれらの混合物でもよい。
【００１０】
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５０，０００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２軸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。
【００１１】
本発明に用いられる無機系および／または有機系の滑剤としては、例えばシリカ、二酸化チタン、タルク、カオリナイト、二酸化珪素、アルミナ、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、フッ化カルシウム等の不活性無機化合物粒子、架橋ポリスチレン、架橋ポリメタクリル酸エステル、架橋ポリアクリル酸エステルなどの有機化合物粒子が例示される。更に無架橋高分子、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリフェニレンサファイドなども含まれる。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。
【００１２】
本発明において、シンジオタクチックポリスチレン系重合体に添加される無機系および／または有機系の滑剤の平均粒子径は０．０１μｍ  以上  ２．０μｍ  以下、特に０．０５μｍ  以上  １．５μｍ  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重合体１００  重量％に対し  ０．００５〜２重量％含有することが好ましく、特に０．１  〜０．８  重量％が好ましい。平均粒子径が０．０１μｍ  未満または添加量が  ０．００５重量％以下ではフィルムの滑り性が不十分となるので好ましくない。又、平均粒子径が２μｍ  、または添加量が２重量％を越えると、フィルム表面にボイドが発生し、粗大突起を生じ、フィルムの透明性の低下、走行時の削れによる白粉発生および耐電圧特性の低下等の点で好ましくない。
【００１３】
本発明において、上記滑剤に添加されるポリスチレン系表面改質剤は、例えば平均分子量５，０００  以上のポリスチレン骨格を持ち、その一分子末端がイミニウムイオンで変成されたもので、日本ゼオン（株）製ゼオファインＢＶがあげられる。分子末端にイミニウムイオンの導入により、微粒子の滑剤表面とイミニウムイオンとの間に化学反応が生じ、滑剤同士の凝集を防止して分散をよくすることをができる。該表面改質剤はマトリックス樹脂がシンジオタクチックポリスチレン系重合体であることからポリスチレン骨格をもつ改質剤が特に有効で、その骨格の平均分子量は５，０００  以上が好ましい。平均分子量が５，０００  未満では、フィルムの強伸度特性や耐熱性を損なうおそれがあり好ましくない。該改質剤の添加量は、滑剤に対し０．１〜１０重量％が好ましく、特に０．５〜５重量％が好ましい。０．１重量％以下では、所望の効果が期待できず、また１０重量％以上では効果の増大はない。
【００１４】
本発明に用いられるシンジオタクチック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出来る。配合量はシンジオタクチック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重量部を越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。
【００１５】
更に、本発明のシンジオタクチックポリスチレン系２軸延伸フィルムは、公知の方法、例えば、縦延伸及び横延伸を順に行う逐次２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出来、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。
【００１６】
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、得られたシンジオタクチックポリスチレン系２軸延伸フィルムの評価方法を以下に示す。
（１）表面平滑性
サーフコム３００Ａ型表面粗さ計（東京精密）を用い、針径１μｍ  、荷重０．０７ｇ  、測定基準長０．８ｍｍ  、カットオフ０．０８ｍｍの条件で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ  、μｍ  ）で表示した。
【００１７】
（２）フィルム表面の粗大突起数
フィルムにアルミニウムを薄く蒸着した後、二光束干渉顕微鏡を用いて、干渉縞が４重以上の粗大突起数（測定面積１ｍｍ２  当たりの個数）をカウントし、粗大突起数の多少によりランク付けを行った。
１級；１６個／ｍｍ２  以上
２級；１２〜１５個／ｍｍ２  
３級；８〜１１個／ｍｍ２  
４級；４〜７個／ｍｍ２  
５級；０〜３個／ｍｍ２  
【００１８】
（３）フィルムの加工性
フィルムを細幅にスリットしてテープ状とし、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およびガイドロールの表面に発生する白粉量の多少を、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。
（イ）滑り性
１級；張力大（擦り傷多い）
２級；張力やや大（擦り傷かなり多い）
３級；張力中（擦り傷ややあり）
４級；張力やや小（擦り傷ほとんどなし）
５級；張力小（擦り傷発生なし）
（ロ）耐摩耗性
１級；白粉の発生非常に多い
２級；白粉の発生多い
３級；白粉の発生ややあり
４級；白粉の発生ほぼなし
５級；白粉の発生なし
【００１９】
（４）耐久走行性
図１に示した装置を用い、耐久走行性を測定した。図１を参照して、テープの一端には荷重９が取付られ、このテープはフリーロール８、張力検査装置７、およびフリーロール６を通り、市販ＶＴＲガイドピン５に接触し、フリーロール４、張力検査装置３およびフリーロール２を通り、クランク１を回転させて、テープを市販ガイドピンに接触させ、耐久走行性を測定した。
測定条件は、温度２３℃、相対湿度６５％の雰囲気下で行った。フィルムを市販ＶＴＲガイドピンに角度３／４π（単位ラジアン）で接触させ、一定荷重５０ｇの張力を与え、クランクを８．０ｒｐｍ  で回転させ、１００回フィルムを往復させたときの動摩擦係数および静摩擦係数のそれぞれの初期動摩擦係数および静摩擦係数からの増加分（ΔμｋｄおよびΔμｋｓ）を評価し、ランク付けして表した。なお、市販ＶＴＲガイドピンとしては、触針式表面粗さ計で測定した最大突起高さが０．１５μｍ  、中心線平均粗さ０・００８μｍ  のものを用いた。
１級；摩擦係数増加分０．２以上
２級；０．１５〜０．２０
３級；０．１０〜０．１５
４級；０．０５〜０．１０
５級；０．０５未満
【００２０】
（５）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、フィルムの光線透過率を求めた。
（６）耐電圧
ＪＩＳ−Ｃ２３１８に準じて行った。１０ＫＶ直流耐電圧試験機を用い、２３℃、５０％ＲＨの雰囲気下に於いて、１００ｋｖ／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とった。
【００２１】
実施例１および２
滑剤として、１．１μｍ  の球状シリカ（実施例−１）、スチレン、ジビニルベンゼンおよびメタクリル酸からなる１．１μｍ  の架橋ポリスチレン（実施例−２）を用い、これらの滑剤に対し２重量％の表面改質剤（ゼオファインＢＶ、タイプ０２、分子量１７×１０３  、日本ゼオン（株）製）を添加した。また、使用したシンジオタクチックポリスチレンは重量平均分子量３０×１０４  で、ほぼ完全なシンジオタクチック構造であった。
このポリマーを乾燥し、２９５℃で溶融し、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、１２０μｍの無定形シートを得た。
この無定形シートをまずロールにより１００℃に予熱し、表面温度８００℃の赤外線加熱ヒーターを３本使用して更に加熱し、フィルム温度１３５℃で縦方向に３．６倍延伸子、引き続きテンターでフィルムを１２０℃に予熱子、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１０μｍであった。
【００２２】
比較例１
滑剤として、１．１μｍ  の球状シリカを用い、表面改質剤を添加せずに実施例１と同じ方法でフィルムを調整した。実施例と併せ以下に示す。
【００２３】
【発明の効果】
以上、記載の通り、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事により、フィルム中滑剤粒子の凝集が少なく、フィルム表面に粗大突起の少ない、透明性、滑り性及び耐摩耗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が提供され、従って、本発明の工業的価値は大である。
【００２４】
【表１】
0003622863.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、耐久走行性を測定するための装置である。
【符号の説明】
１；クランク
２、４、６、８；フリーロール
３、７；張力検査装置
９；荷重
【図１】
0003622863.tif 000003