JP2004277535A - 塗布フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】優れた機能性の表面を持ちつつ、難燃性をも両立することのできるポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】水溶性または水分散性の樹脂の少なくとも１種と難燃剤とを含有する組成物からなる塗布層をポリエステルフィルムの片面に有することを特徴とする塗布フィルム。前記塗布層は、ポリエステルフィルムの製造工程内で設けられたものであることが好ましく、また用いる難燃剤は水溶性または水分散性のものであることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に優れた機能性が付与され、難燃性を持つポリエステルフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二軸延伸ポリエステルフィルムは、透明性、寸法安定性、機械的特性、耐熱性、電気的特性、ガスバリヤー性、耐薬品性などに優れ、包装材料、電気絶縁材料、金属蒸着材料、製版材料、磁気記録材料、表示材料、転写材料、建材などを始めとして多くの用途で使用されている。近年では、ポリエステルフィルムの使用される条件も多岐にわたり、フィルム本来の性質に加えて各種の機能性を付与するため、フィルム表面にかかる機能性を有する塗布層を設けることが多い。例えば、特許文献１等に開示されるように、他の材料との接着性を改良するため、易接着層を設ける例などがある。
【０００３】
塗布層を有する二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法として、特に、フィルム製造工程中で塗布を行う方法が経済性およびその特性の面から広く行われている。典型的な例としては、縦延伸後横延伸前に塗布を行い、横延伸および熱固定する方法がある。
【０００４】
また一方、ポリエステルフィルムは、その用途によっては難燃性を要求されることがある。難燃性の指標としては、規格ＵＬ９４のフィルムの燃焼性試験が良く知られている。通常、ポリエステルフィルムに高度の難燃性を付与する場合、難燃剤をポリエステルに添加混合または共重合し溶融押出成形するという方法（例えば、特許文献２〜４）、フィルム表面に難燃性樹脂からなる層を塗布する方法が良く知られている。また難燃剤を使用せずとも、さほど高度の難燃性でなければ、ポリエステルフィルム単独であればＵＬ９４のＶＴＭ−２を満たすことも不可能ではない。
【０００５】
しかし前述のように、ポリエステルフィルムに、機能性付与のための塗布層を設けた場合、しばしば塗布層の方が基材であるフィルムよりも燃えやすく、そのためフィルム全体としての難燃性が大いに低下する問題がある。塗布層を設けた状態で難燃性を維持するためには、難燃剤をポリエステルに添加混合または共重合し溶融押出成形するという方法では、フィルム単体の場合と比べて、フィルム中に含有する難燃剤の量を多量とする必要があり、その結果として、機械的強度の低下やフィルムが着色するといった問題を生ずる。また、フィルム表面に難燃性樹脂からなる層を塗布する方法では、そもそもの機能性付与のための塗布層を覆い隠してしまい、意味をなさない。
【０００６】
すなわち、ポリエステルフィルム単体、若しくは内部に難燃剤を含有したポリエステルフィルム、難燃性樹脂を塗布したポリエステルフィルムは、比較的優れた難燃性を示すが、その表面の機能性において不足である。また、表面の機能性を満足するために塗布層を設ければ、難燃性に劣る結果となる。
【０００７】
【特許文献１】特公平１―３０６２２号公報
【特許文献２】特公昭５３−２９１９５号公報
【特許文献３】特開２００１−２０００７７号公報
【特許文献４】特公昭５８−６７３５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その解決課題は、優れた機能性表面を持ちつつ、難燃性をも両立するポリエステルフィルムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題に関して鋭意検討を重ねた結果、ある特定の内容の塗布層を設けることにより、上記課題が解決されることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨は、水溶性または水分散性の樹脂の少なくとも１種と難燃剤とを含有する組成物からなる塗布層をポリエステルフィルムの片面に有することを特徴とする塗布フィルムに存する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステルとは、ジカルボン酸成分とグリコール成分との重縮合により得られるポリエステルである。これらのジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、１，４−シクロヘキシルジカルボン酸等が、グリコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
【００１２】
本発明において用いられるポリエステルとしては、代表的には、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート等が挙げられるが、その他に上記の酸成分やグリコール成分を共重合したポリエステルであってもよく、必要に応じて他の成分や添加剤を含有していてもよい。
【００１３】
本発明のポリエステルフィルムには、易滑性を付与して取扱いを容易にするために粒子を含有させてもよい。このような粒子としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、カオリン、タルク、酸化アルミニウム、酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン等の無機粒子、架橋高分子粒子、シュウ酸カルシウム等の有機粒子、さらに、ポリエステル製造工程時の析出粒子等を用いることができる。
【００１４】
用いる粒子の粒径や含有量は、フィルムの用途や目的に応じて選択されるが、平均粒径に関しては、通常は０．００５〜５．０μｍ、好ましくは０．０１〜３．０μｍの範囲である。平均粒径が５．０μｍを超えるとフィルムの表面粗度が粗くなりすぎたり、粒子がフィルム表面から脱落しやすくなったりすることがある。平均粒径が０．００５μｍ未満では、表面粗度が小さすぎて、十分な易滑性が得られない場合がある。粒子含有量については、ポリエステルに対し、通常０．００１〜３０．０重量％であり、好ましくは０．０１〜１０．０重量％である。粒子量が多くなるとフィルムの機械的特性や透明性が損なわれる傾向があり、少なければ易滑性が劣る傾向がある。
【００１５】
また、必要に応じて上記の粒子のほかにも添加剤を加えてもよい。このような添加剤としては、例えば、帯電防止剤、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、染料、顔料、光線遮断剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。もちろん難燃剤を添加していても構わない。
【００１６】
本発明のポリエステルフィルムは、本発明の要件を満たしていれば多層構造であってもよく、その場合はポリエステルでない層が含まれても構わない。
【００１７】
本発明のフィルムの塗布層に含有する難燃剤としては、塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリフェニル、パークロロシクロデカン、無水クロレンド酸等の塩素化合物、ジブロモフェノール、ジブロモクレゾール、テトラブロモエタン、テトラブロモビスフェノールＡ 、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモビフェニルエーテル、テトラブロモ無水フタル酸、ポリジブロモフェニレンオキサイド、ヘキサブロモシクロデカン、臭化アンモニウムなどの臭素化合物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機化合物、カルボキシホスフィン酸及びその無水物、ジメチルメチルホスフェート、さらにその他のリン酸エステルやリン化合物、メラミンシアヌレート、イソシアヌレート、各種ビニル化合物等、その他種々公知のものを採用することができる。
【００１８】
これらの化合物は、塗布層中の他の成分と、化学的に結合していても、混合されているだけであっても構わなく、当然これら化合物を共重合した樹脂も、難燃剤として使用できる。例えば、リン化合物を共重合したポリエステル系樹脂等であり、これらの１種以上を組み合わせて使用できる。また、本発明において特に好ましい難燃剤は、水溶性または水分散性のものである。
【００１９】
ポリエステルフィルムに塗布層を設ける方法として、本発明においては、特にポリエステルフィルムを製造する工程中で塗布液を塗布する方法が、経済性およびその特性の面から好適に採用される。例えば、未延伸フィルムに塗布した後、逐次または同時に二軸延伸する方法、一軸延伸フィルムに塗布した後延伸する方法、二軸延伸フィルムに塗布した後、再延伸する方法等がある。特に、未延伸または一軸延伸フィルムに塗布液を塗布した後、テンターにおいて乾燥および延伸を同時に行う方法が経済的である。
【００２０】
塗布層を構成する組成物は、塗布層によって付与される機能によって選択される。例えば、易接着性の塗布層を要求される場合は、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等を選択することが多く、また、帯電防止性を要求される場合には、イオン性の高分子・低分子化合物を選択することが多い。しかし、フィルムに機能性を付与するための塗布層であれば、これらに限定されるものではない。
【００２１】
本発明において、塗布層を設けるための塗布液中には、架橋剤、界面活性剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、有機系潤滑剤、有機粒子、無機粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料等の添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤は単独で用いてもよいが、必要に応じて二種以上を併用してもよい。
【００２２】
本発明で用いる塗布液は、取扱い上、作業環境上、水溶液または水分散液であることが望ましいが、水を主たる媒体としており、本発明の要旨を越えない範囲であれば、有機溶剤を含有していてもよい。
【００２３】
塗布液の固形分濃度には特に制限はないが、通常０．３〜６５重量％、好ましくは０．５〜３０重量％、さらに好ましくは１〜２０重量％である。濃度がこれらの範囲より高すぎる場合も低すぎる場合も、機能を十分に発現するために必要な厚さの塗布層を設けることが困難となる傾向がある。
【００２４】
塗布層の厚さは乾燥厚さで、通常０．００３〜１．５μｍ、好ましくは０．００５〜０．５μｍ、さらに好ましくは０．０１〜０．３μｍである。塗布層の厚さが０．００３μｍ未満の場合は、十分な性能が得られない恐れがあり、１．５μｍを超えるとフィルム同士のブロッキングが起こりやすくなる傾向がある。
【００２５】
ポリエステルフィルムに塗布液を塗布する方法としては、通常用いられる塗布方式が適用できる。例えば、１９９９年、技術情報協会発行、「コーティング技術」に示されるような、具体的には、グラビアコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ダイコーター、スプレイコーター、カーテンコーター等、あるいはその他の塗布技術が挙げられる。
なお、塗布剤のフィルムへの塗布性、接着性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理やコロナ放電処理、プラズマ処理等を施してもよい。また、塗布層は、フィルムの片面のみに設けていても、両面に設けていても、本発明の概念に当然含まれるものである。
【００２６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例における評価方法は下記のとおりである。
【００２７】
（１）接着性
フィルムの塗布層に紫外線硬化インクを塗布、硬化し接着性を判定した。条件は以下のとおりである。
・インク：東洋インキ社製オフセットインク“ＦＤカルトンＰ”藍色
・塗布条件：明製作所製オフセット印刷テスト機“ＲＩテスター ＲＩ−２”にて約２μｍ厚さに塗布した
・硬化条件：ウシオ電機社製ＵＶ照射装置“ＵＶＣ−４０２／１ＨＮ：３０２／１ＭＨ”にて、水銀灯出力１２０Ｗ／ｃｍ、ラインスピード１５ｍ／分、ランプ〜フィルム間隔１５０ｍｍの条件で硬化させた。
・接着性判定：インク層にセロテープ（登録商標）を押しつけて貼り付け、急速剥離テストを実施し、剥離面積によりその密着性を評価した。判定基準は以下のとおりである。
○：良好（剥離部分がない）
△：普通（一部剥離箇所あり）
×：不良（全面が剥離）
【００２８】
（２）難燃性
難燃性評価は、プラスチック材料の燃焼性試験規格ＵＬ９４の垂直燃焼性試験方法に準じ、ＵＬ９４ＶＴＭランクを判定した。
【００２９】
実施例および比較例において、塗布組成物として以下の化合物を用いた。
・バインダー樹脂（Ａ−１）：カルボン酸アンモニウム塩水分散型ポリエステル樹脂（日本合成化学工業製 ポリエスター）
・バインダー樹脂（Ａ−２）：アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステルを共重合した、Ｔｇが約４０℃のアクリル樹脂水分散体（日本カーバイド工業製 ニカゾール）
・難燃剤（Ｆ−１）：臭素含有率が約６０％のジブロモクレゾールの、水／メタノール混合溶媒への分散体
・難燃剤（Ｆ−２）：１０−［２，３−ジ（２−ヒドロキシエトキシ）カルボニルプロピル］−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０フォスファフェナンスレン−１０−オキサイドとポリエステルの共重合体（全体におけるリン元素量が３％）の水分散体
【００３０】
比較例１
固有粘度０．６５のポリエチレンテレフタレートのチップを充分に乾燥した後、２８０〜３００℃に加熱溶融し、Ｔ字型口金よりシート状に押し出し、静電密着法を用いて表面温度４０〜５０℃の鏡面冷却ドラムに密着させながら冷却固化させて、未延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを作成した。このフィルムを８５℃の加熱ロール群を通過させながら長手方向に３．７倍延伸し、一軸配向フィルムとした。この一軸配向フィルムをテンター延伸機に導き、順次余熱した後、１００℃で幅方向に４．０倍延伸し、さらに２３０℃で熱処理を施し、フィルム厚みが１００μｍの二軸延伸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
このようにして得られたフィルムの難燃性を試験したところ、ＶＴＭ−２ランクを満たしたが、接着性は甚だ不足であった。
【００３１】
実施例１〜３、比較例２〜３
比較例１と同様の工程の中で、長手方向への延伸後の一軸配向フィルムの片面に、下記表１に示すとおりの塗布組成物を塗布した。次いでこのフィルムをテンター延伸機に導き、その熱を利用して塗布組成物の乾燥を行い、以降は参考例１と同様にし、フィルム厚みが１００μｍの基材フィルムの上に０．０５ｇ／ｍ^２の量の塗布層を設けた積層二軸延伸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムをそれぞれ得た。
これらのフィルムの特性を評価した結果をまとめて下記表２に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【表２】

【００３４】
実施例のフィルムに関しては、優れた接着性を示しながら、難燃性もＶＴＭ−２ランクを維持した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、機能性の塗布層を設けていても、燃焼しにくいポリエステルフィルムを提供することができ、その工業的な利用価値は高い。

Claims (1)

1. 水溶性または水分散性の樹脂の少なくとも１種と難燃剤とを含有する組成物からなる塗布層をポリエステルフィルムの片面に有することを特徴とする塗布フィルム。