JP2005271592A - 単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルム及びその製造方法 - Google Patents

単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルム及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 優れた導電性および透明性を示し、機械的特性が良好である単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】
導電性被膜(a)を有する単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムであって、上記導電性被膜(a)は、(1)導電性酸化インジウム錫粒子または酸化アンチモン錫粒子を含有し、他の導電性成分bを含有する層と接しているか、(2)導電性酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子および他の導電性成分bを含有する。
【選択図】 なし

Description

本発明は単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムに関し、詳しくは、優れた導電性および透明性を示し、機械的特性が良好である単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムに関する。本発明は、更に、上記ポリエステルフィルムの製造方法にも関する。
ディスプレイ、太陽光発電などの分野で、さらに、電磁波照射や電極材料の分野における遮蔽材料としても導電性透明基材が必要とされている。このような導電性透明基材としては、一般にガラス等が使用されている。しかしながら、近年、多方面の応用が可能なポリエステルフィルム等の可撓性材料を適用することが望まれている。
工業的に製造されているこの種のフィルムにおいて、フィルムに施される導電性被膜はメタル蒸着である。そのため、通常、この種のフィルムの可視光線透過率は低く(30%未満)、また、真空設備を使用して蒸着を行う必要がある。
透明導電性フィルムとしては、スパッタリングにより形成された酸化インジウム錫(ITO)または酸化アンチモン錫(ATO)被覆を有するフィルムが知られている(例えば、特許文献1)。しかしながら、この種のフィルムにおいて、スパッタリング工程によりフィルム生産量およびフィルムの大きさが制限され、非経済的である。したがって、生産効率のよい被膜形成法が望まれている。その方法の一例として、塗布ロール等を使用して塗布溶液または塗布分散液を塗布することにより被膜を形成する方法が考えられる。この方法を達成するためには、導電性材料を塗布液中に導入する必要がある。導電性材料としては、導電性ポリマー等も使用できる。
また、ナノスケールのITO及びATO導電性被膜も知られている(例えば、特許文献2及び3参照)。しかしながら、この種の被膜は可撓性に乏しいため脆い。そのため、たわみ等の機械的応力を受けた際に導電性が悪化する。
さらに、有機導電性材料を含有する10〜10ohm/cm程度の低導電性被膜も知られている(例えば、特許文献4及び5参照)。しかしながら、この種の被膜は低導電性であり、酸化劣化やUV(波長380nm未満)劣化を起しやすく不安定である。
また、有機導電性材料を含有する10〜1010ohm/cm程度の低導電性被膜も知られている(例えば、特許文献6参照)。この種の被膜は無機金属酸化物を有機導電性材料に混合しており、ポリエステルフィルム上に被膜を形成している。しかしながら、この種のフィルムは低導電性であり、透明性についても問題がある。この種のフィルムにおいて、被膜形成はフィルムの結晶化(配向)が完了する前に行われており、塗膜後に延伸を行い、機械的応力をかける。そのため、特に無機導電性材料が使用されている場合、被膜が脆弱であり、導電性および透明性が悪化する。
上記のように、この種の被膜を有するフィルムにおいて、表面固有抵抗を10ohm/cm未満にすることは難しく、特に10ohm/cm未満にすることは困難である。導電性および透明性に優れ、生産性の優れた可撓性導電性基材が望まれている。
国際公開第2003/12799号パンフレット 特開2000−188432号公報 特開2001−99924号公報 特開2003−154594号公報 欧州特許第1020762号明細書 欧州特許第0962486号明細書
本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、上記の公知のフィルムの欠点を解消し、優れた導電性および透明性を示し、機械的特性が良好である単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ITO粒子および/またはATO粒子を含有する導電性被膜に対し、ITO粒子およびATO粒子以外の導電性成分を有する導電性被膜を設けるか、ITO粒子および/またはATO粒子を含有する導電性被膜にITO粒子およびATO粒子以外の導電性成分を含有させることにより上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の要旨は、導電性被膜(a)を有する単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムであって、上記導電性被膜(a)は、(1)導電性酸化インジウム錫粒子または酸化アンチモン錫粒子を含有し、他の導電性成分bを含有する層と接しているか、(2)導電性酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子および他の導電性成分bを含有することを特徴とする単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムに存する。
本発明の第2の要旨は、上記の単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法であって、スロットダイを介してフィルムの各層を形成する溶融体を押出しシートを得る押出工程、得られたシートの冷却工程、シートの再加熱工程、シートを二軸延伸し、フィルムを得る二軸延伸工程、フィルムの熱固定工程、フィルムの冷却工程、導電性酸化インジウム錫粒子および/または酸化アンチモン錫粒子を含有する導電性被膜(a)を形成する工程、酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子以外の導電性成分を有する導電性被膜(b)を形成する工程から成り、酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子以外の導電性成分が導電性被膜(a)中に存在する及び/又は導電性被膜(a)と導電性被膜(b)とが接していることを特徴とする単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法に存する。
本発明のポリエステルフィルムは、優れた導電性および透明性を示し、機械的特性が良好であり、各種の可撓性導電性基材として使用できる。
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は、単層、または、ベース層Bと外層Aおよび/または外層Cと、必要に応じて中間層とから成る多層構造を有する。多層構造を有する場合、ABC又はABAの3層構造を有することが好ましい。ベース層Bはポリエステルを主成分とする。また、他の外層、中間層などもポリエステルを主成分とすることが好ましい。ポリエステルの含有量は、各層の重量を基準として、通常55〜100重量%、好ましくは70〜100重量%、更に好ましくは90〜100重量%である。
ポリエステルとしては、ホモポリマー、コポリマー及び種々のポリエステルのブレンド体(同種でも分子量や構造の異なるポリエステルの組合せも含む)が使用できる。また、新品のポリエステルであっても、リサイクル品を混合したポリエステルであってもよい。
ポリエステルは、ジカルボン酸(100%)とジオール(100%)とから誘導される繰り返し単位を有する。本発明で使用するポリエステルとしては、ジカルボン酸としてテレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸およびそれらの混合物が好ましく、ジオールとしてはエチレングリコール、1,4−ブタンジオール及びそれらの混合物が好ましい(PET、PBT、PEN等)。特に、ジカルボン酸として、テレフタレート単位10〜100モル%又は2,6−ナフタレート単位10〜100モル%を含有するのが好ましい。
ジカルボン酸の共重合成分としては、主成分がテレフタレート単位の場合、0〜50モル%の2,6−ナフタレート単位、主成分が2,6−ナフタレート単位の場合、0〜50モル%のテレフタレート単位を含有することが好ましい。また、0〜20モル%、好ましくは0.5〜4モル%のイソフタレート単位や、10〜60モル%の4,4’−ジフェニルジカルボン酸単位を含有していてもよい。更に、1,5−ナフタレート単位30モル%未満、好ましくは10モル%未満、更に好ましくは2モル%未満の範囲で含有してもよい。
ジオール成分としては、総ジオール単位中10〜100モル%のエチレングリコール単位であることが好ましい。ジオール成分としてジエチレングリコール単位を含有する場合、その含有量は10モル%を超えないことが好ましく、0.5〜5モル%であることがより好ましい。ジオールの共重合成分としては、シクロヘキサンジメタノール単位、1,3−プロパンジオール単位、1,4−ブタンジオール単位などが挙げられ、その含有量は50モル%未満、好ましくは30モル%未満、更に好ましくは10モル%未満である。
本発明のポリエステルフィルムは、主成分とする上記ポリエステル以外に、他のポリマーを通常45重量%、好ましくは30重量%、更に好ましくは20重量%含有していてもよい。他のポリマーとしては、GE Plastics Europe社製「Ultem」1000(登録商標、オランダ)等のポリエーテルイミド、Bayer社製「Makrolon」(登録商標、ドイツ)等のポリカーボネート、Ticona社製「Topas」(登録商標、シクロオレフィン共重合体、ドイツ)などのポリオレフィン、BASF社製「Ultramid」(登録商標、ドイツ)等のポリアミド等が例示される。
上記のポリエステルは、公知の方法により上記のジカルボン酸エステルとジオールから製造される。製造方法としては、亜鉛塩、カルシウム塩、リチウム塩、マンガン塩などのエステル交換反応用触媒を使用してエステル交換反応により製造する方法および直接エステル化反応により製造する方法の何れであってもよい。
本発明のポリエステルフィルムには、充填剤や耐ブロッキング剤を含有させてもよい。充填剤や耐ブロッキング剤としては、二酸化珪素(天然シリカ、沈殿法シリカ、ヒュームドシリカ等)、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸リチウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、二酸化チタン(ルチル型、アナターゼ型など)、カオリン(水素化、焼結型)、酸化アルミニウム、アルミニウムシリケート、LiF、ジカルボン酸のカルシウム、バリウム、亜鉛またはマンガン塩、架橋ポリスチレン粒子や架橋アクリレート粒子などの架橋ポリマー粒子などの無機および/または有機粒子が例示される。
上記粒子は、2種以上組合せて使用してもよく、また、同じ種類で粒径や粒径分布が異なる2種以上を組合せて使用してもよい。上記の粒子は、ポリエステルの溶融開始前に添加することが好ましい。
上記粒子の含有量は、含有される層の重量を基準として、通常10重量%以下、好ましくは5重量%以下、更に好ましくは1重量%以下である。上記粒子の平粒粒径d50は、通常0.01〜10μm、好ましくは0.03〜5μm、更に好ましくは0.05〜1μmである。好ましい態様としては、粒径d50が3μmを超える粒子の含有量が1000ppm以下、更に好ましくは300ppm以下、特に好ましくは100ppm以下である。
特に好ましい態様として、粒子が二酸化珪素粒子であり、含有量が0.1〜2重量%、好ましくは0.5〜1.5重量%であり、二酸化珪素粒子の粒径d50が1μm以下であり、粒径d50が1μmを超え3μm以下の粒子濃度が0〜500ppmである。
本発明のポリエステルフィルムは、更に、紫外線安定剤、難燃剤、耐加水分解剤、酸化防止剤などの他の添加剤を含有してもよい。これらの添加剤は、通常、使用するポリエステルの製造過程、すなわち重縮合過程において、原料グリコールに分散させて添加される。また、フィルムの製造過程において、マスターバッチ法により、押出中のフィルム原料に所定量を添加する方法も好ましい。
オフラインコーティングを施す前のベースフィルム(ベース層B)のヘーズは、通常4%以下、好ましくは3%以下、更に好ましくは2%以下である。上記のヘーズを達成するためには、ポリエステルの製造時に使用される重縮合触媒であるチタン化合物の濃度を、通常50ppm以下、好ましくは20ppm以下とする。さらに、マンガン塩などのエステル交換反応触媒やリン含有安定剤などの添加剤の総含有量が、通常150ppm未満、好ましくは100ppm未満、更に好ましくは75ppm未満とする。
本発明のポリエステルフィルムは、光安定剤として紫外線安定剤を含有することが好ましい。紫外線安定剤は、フィルムの製造過程において、所定量をマスターバッチ法により添加されることが好ましい。紫外線安定剤の含有量は、ポリエステル樹脂の重量を基準として通常0.01〜5重量%である。光に含まれる280〜400nmの波長の紫外線は、有機導電性ポリマーの分解を引き起こすため、導電性被膜に有機導電性ポリマーを含有する場合は、紫外線安定剤を使用することが好ましい。
上記の目的で使用される紫外線安定剤は、好ましくは波長180〜380nm、更に好ましくは波長280〜350nmの紫外線を、好ましくは70%以上、更に好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上吸収する化合物であることが好ましい。さらに、260〜300℃の温度範囲で、熱的に安定で、分解等が起こらず、ガスの発生が無い化合物であることが好ましい。
紫外線安定剤の具体例としては、2−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシベンゾトリアゾール、有機ニッケル化合物、サリチルエステル類、シンナムエステル誘導体、レゾルシノールモノベンゾエート、オキサニリド類、ヒドロキシ安息香酸エステル類、ヒンダードアミン類およびトリアジン類が挙げられ、中でも2−ヒドロキシベンゾトリアゾール及びトリアジン類が好ましい。
好ましい実施態様としては、紫外線安定剤として2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(ヘキシル)オキシフェノール又は2,2’−メチレンビス(6−(2Hベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール)を0.01〜5.0重量%含有するのが好ましい。上記の紫外線安定剤は2種以上を組合せて使用してもよく、紫外線安定剤の総含有量は、ポリマーの重量を基準として、好ましくは0.01〜5.0重量%である。
好ましい実施態様として、本発明のポリエステルフィルムは酸素ガスバリア性を有する。酸素ガスバリア性を付与する方法としては、さらに被膜を形成する方法や、添加剤を添加する方法があり、特開2004−224050号および特開2004−224051号各公報に記載されている。
好ましい実施態様として、本発明のポリエステルフィルムを構成する少なくとも1層が難燃性を有する。ここで、難燃性とは、UL94−VTM法により測定した耐火テストにおいて、少なくともVTM−2の評価を達成できることである。難燃性を付与するために難燃剤を添加するが、ポリエステルフィルムの機械的性質に影響を及ぼさないように、難燃剤がポリエステルに可溶であることが好ましい。
難燃剤としては、有機臭素化合物、有機塩素化合物、有機窒素化合物、金属水酸化物、金属酸化物三水素化物などが例示されるが、ハロゲン化合物は火災の際に有毒で腐食性のハロゲン化水素が発生し、好ましくない。更に、ハロゲン化合物は耐光性に劣る。
他の好ましい難燃剤としては、有機リン化合物が挙げられ、具体的にはカルボキシホスフィン酸およびその無水物やジメチルメチルホスフェートが例示される。特に好ましい難燃剤は、ポリエステル分子に化学結合しているリン化合物であり、以下の化学式で示されるビス(2−ヒドロキシエチル)[(6−オキシド−6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサフォスフォリン−6イル)メチル]ブタンジカルボキシレートが特に好ましい。
Figure 2005271592
難燃剤の含有量はポリエステルフィルムの重量(単層の場合)または添加される層の重量(多層の場合)に対し、通常0.2〜30重量%、好ましくは0.5〜25重量%、更に好ましくは1.0〜20重量%である。上記の好ましい態様では、ポリエステル及び金属化合物以外に、ポリエステル中に溶解する難燃剤としての有機リン化合物を1〜20重量%含有する。
難燃剤は一般的に加水分解を受けやすい。そこで、耐加水分解剤を合わせて使用することが好ましい。通常使用される耐加水分解剤としては、Rheinchemie社製「Stabaxol P(登録商標、ドイツ)等のポリマー性カルボジイミドが例示される。耐加水分解剤の使用量は、添加する層の重量を基準として、通常0.1〜1.0重量%である。上記の難燃剤と耐加水分解剤の使用量の比は、ポリエステルがポリエチレンテレフタレートの場合だけでなく、他のポリエステルにおいても好ましい。
本発明のポリエステルフィルムにおいて、多層構造を有する場合は、ベース層Bと、少なくとも1層の外層A及び/又はCとから成り、好ましくはABAまたはABC構造を有する3層フィルムである。また、必要に応じて中間層を有していてもよい。ベース層Bを構成するポリマーと外層A及び/又はCを構成するポリマーの溶融粘度がほぼ同じであることが好ましい。
本発明のフィルムは、更なる機能を付与するため、塗布層を有していてもよい。塗布層としては、接着促進層、滑り性改良層、離型層などが例示される。これらの塗布層は、長手方向の延伸後、横方向の延伸前に、水分散液をインラインコーティングすることによって形成することが好ましい。
好ましい態様として、フィルムの少なくとも片面に、米国特許第5728339号明細書に記載のシリコンコーティングを施す。このシリコンコーティングを設けることにより、導電性層を有するフィルム上の汚染物質を容易に除去することが出来る。特に、ディスプレイや電気製品などに本発明のフィルムを貼着する場合、貼着面に上記シリコンコーティングを設けることが好ましい。
塗布層の形成を確かなものとするために、フィルムの表面に酸を使用して化学処理(エッチング)を施すことが好ましい。上記のエッチング処理に使用する酸としては、短時間(5〜120秒程度)で処理が可能で、エアーナイフにより除去できる点から、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、フッ化水素酸などが好ましい。エッチング処理したフィルム表面は反応性であり、アモルファスである。
機能性外層を使用する好ましい態様としては、外層Cがシール性外層である。シール性外層Cは、好ましくは共重合ポリエステルから成り、共押出し法によりベース層B上に積層される。好ましい共重合ポリエステルとしては、テレフタル酸単位とイソフタル酸単位とを有する共重合ポリエステルA、テレフタル酸単位とナフタレンジカルボン酸単位とを有する共重合ポリエステルBが例示される。
共重合ポリエステルAとしては、ジカルボン酸単位中70〜95モル%がイソフタル酸単位とテレフタル酸単位とで構成され、ジオール単位中70〜95モル%がエチレングリコール単位で構成される。残余のモノマー単位は、ベース層を構成するポリエステルで説明した脂肪族、脂環式、芳香族ジカルボン酸およびジオール単位が挙げられる。共重合ポリエステル中のエチレンテレフタレート単位の割合は、好ましくは40〜95モル%、更に好ましくは50〜90モル%、特に好ましくは60〜85モル%であり、エチレンイソフタレート単位の割合は、好ましくは60〜5モル%、更に好ましくは50〜10モル%、特に好ましくは40〜15モル%である。
共重合ポリエステルBとしては、ジカルボン酸単位中70〜95モル%がナフタレンジカルボン酸単位とテレフタル酸単位とで構成され、ジオール単位中70〜95モル%がエチレングリコール単位で構成される。残余のモノマー単位は、ベース層を構成するポリエステルで説明した脂肪族、脂環式、芳香族ジカルボン酸およびジオール単位が挙げられる。共重合ポリエステル中のエチレンテレフタレート単位の割合は、好ましくは30〜75モル%、更に好ましくは40〜60モル%であり、エチレンナフタレート単位の割合は、好ましくは70〜25モル%、更に好ましくは60〜40モル%である。外層中のエチレンナフタレート単位の割合が低くても、ベース層中にその不足分を補うことによりフィルムの総量として上記範囲を満足すれば、目的を達成することも出来る。例えば、外層にエチレンテレフタレート単位が無くても、フィルムの総量として上記範囲のエチレンテレフタレート単位をベース層Bに含有させてもよい。
上記の共重合ポリエステルAと共重合ポリエステルBとを併用してもよい。その場合は、エチレンイソフタレート単位およびエチレンナフタレート単位の最低必要量を少なくすることも出来る。エチレンテレフタレート単位/エチレンナフタレート単位/エチレンイソフタレート単位から成るシール層において、エチレンナフタレート単位が15重量%以上、エチレンイソフタレート単位が5重量%以上含有されていることが好ましい。
本発明のポリエステルフィルムは、少なくとも片面にアミノシラン塗布層を有することが好ましい。アミノシラン塗布層は、加水分解アミノシラン化合物の水溶液または水分散液を塗布・乾燥することにより形成される。塗布は、フィルム製造工程において行う所謂「インラインコーティング」により行われることが好ましく、特に、横方向の延伸に先立って行うことが好ましい。非常に均一な塗布が可能であることから、塗布装置としてグラヴィアロールコーティング装置を使用することが好ましい。また、塗布厚みが大きい塗布においては、メイヤーロッド法により行うことが好ましい。フィルムに希釈溶液または分散液を塗布し、溶媒または分散剤を蒸発除去させることにより塗布層を形成する。インラインコーティング法により、横方向延伸の前に塗布を行い、横方向延伸の際の熱処理で溶媒または分散剤を蒸発除去させることが出来、乾燥塗布層を得ることが出来る。
アミノシラン塗布層を形成するアミノシランは、非加水分解状態において下記(1)式で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2005271592
式中、Rは少なくとも1つの1級アミノ基を官能基を表し、好ましくは−X−Y−Z−NHで表される化合物であり、式中XはC〜Cアルキレン基またはC〜C10アリレン基を表し、YはO、NH又はXとZの間の結合を表し、ZはC〜Cアルキレン基またはC〜C10アリレン基を表す。Rは炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基およびハロゲン基から成る群より選択される加水分解可能な基を表す。Rは炭素数1〜8のアルキル基およびフェニル基から成る群より選択される加水分解を受けず、非反応性の基を表す。aは1以上の数を表し、bは1以上の数を表し、cは0以上の数を表し、a+b+c=4を満足する。
好ましいアミノシラン化合物としては、下記式で表されるN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランが例示され、Dow Corning社製「Z−6020」(ドイツ)が市販品として入手できる。
Figure 2005271592
アミノシラン塗布層および他の好ましいアミノシラン化合物に関しては欧州特許第359017号明細書に記載されており、参照によって本発明に包含する。
アミノシラン塗布層の塗布量は、乾燥後の加水分解されたアミノシラン化合物として、通常0.5〜100mg/m、好ましくは2〜50mg/m、更に好ましくは10〜25mg/mである。ITO粒子から成る被膜との接着性良好となる。
アミノシラン塗布層は、上記のアミノシラン化合物と共に、以下に示す所定量の有機導電性成分を含有することが好ましく、その場合、接着性に非常に優れる導電性塗布層である。アミノシラン化合物と共に有機導電性成分を含有する塗布層において、純粋なアミノシランの含有量を基準とした乾燥後の残渣の量は、通常10mg/m以下、好ましくは7.5mg/m以下、更に好ましくは5mg/m以下である。
本発明のポリエステルフィルムは、上記の添加物を含有する水分散液を少なくとも片面に塗布し、塗布層を形成することが好ましい。乾燥後の塗布層の厚さは、通常5〜2000nm、好ましくは10〜500nm、更に好ましくは20〜200nmである。
塗布は、通常、インライン法(フィルム製造工程中に行われる)によって行われ、好ましくは横方向の延伸に先立って行われる。好ましくはリバースグラビュア−ロール法によって塗布することが好ましく、100nmの厚さまで極めて均一に塗布できる。より厚い塗布層を形成する場合は、メイヤーロッド法によって塗布するのが好ましい。
水性塗布液としては、溶液、乳化液、分散液の何れであってもよい。塗布層を設けることにより、摩擦係数の低減、製造性の改良、ロール形成の改良、帯電防止効果の改良の他、他の特性を付与することが出来る。例えば、印刷性の向上、芳香のバリヤ性の改良、接着性の改良、写真用エマルジョン等の接着性の無い未被覆層との接着などの特性を付与できる。
塗布層は、通常、ポリエステルフィルムの片面または両面に、希釈溶液、乳化液、分散液から成る塗布液を塗布し、溶媒を蒸発させて形成される。横方向延伸に先立って塗布液をインラインコーティングする場合、横方向の延伸中の熱処理および後続する熱固定処理によって溶媒が蒸発し、乾燥した塗布層が形成される。
水分散液には、固形分としてアクリル系共重合体を含有することが好ましい。アクリル系共重合体としては、50重量%以上のアクリル系および/またはメタクリル系モノマー単位と、1〜15重量%の共重合の際に分子間架橋を行うことが出来、アクリル系および/またはメタクリル系モノマーと共重合性を有するモノマーとから成ることが好ましく、この場合、別途に樹脂タイプの架橋剤を必要としない。
アクリル系共重合体中のアクリル系成分の含有量は、通常50〜99重量%で、アクリル系成分としてはメタクリル酸エステル、特にメタクリル酸アルキルエステルが好ましい。アルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ヘプチル及びn−オクチル基などの炭素数10以下のアルキル基が好ましい。アクリル系成分として、低級アルキルアクリレート(C−C)、好ましくはエチルアクリレートと、低級アルキルメタクリレートとを共重合して得られるアクリル系共重合体を使用すると、ポリエステルフィルムと艶消し層や複写用の層との接着性が良好となる。このような接着促進性のアクリル系共重合体としては、エチルアクリレート又はブチルアクリレート等のアルキルアクリレートとメチルメタクリレート等のアルキルメタクリレートとの共重合体、特に両者の等モル共重合体が好ましく、そのアクリル系共重合体中の含有量は70〜95重量%であることが好ましい。この場合、アクリル系モノマー/メタクリル系モノマー中のアクリル系モノマーの比率は好ましくは15〜65モル%、メタクリル系モノマーの比率は好ましくは35〜85モル%である。
上記のアクリル系共重合体を含有するアクリル系塗布層は、耐溶媒性を有することが好ましく、そのため、架橋剤であるモノマーを共重合させる。架橋剤である共重合モノマーとしては、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド及びその誘導体であるエーテルモノマー;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート及びアリルグリシジルエーテル等のエポキシモノマー;クロトン酸、イタコン酸およびアクリル酸などのカルボキシ含有モノマー;無水マレイン酸および無水イタコン酸などの酸無水物;アリルアルコール、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有モノマー;アクリルアミド、メタクリルアミド及びマレイミド等のアミド系モノマー;ビニルイソシアナート及びアリルイソシアナート等のイソシアナート系モノマー等が挙げられる。
加熱により縮合反応が生じ、所望の分子間架橋が形成出来る観点から、上記の架橋剤である共重合モノマーの中でもN−メチロールアクリルアミド及びN−メチロールメタクリルアミドが好ましい。また、特に優れた耐溶媒性が必要な場合には、更に、メラミン−ホルムアルデヒド縮合物や尿素−ホルムアルデヒド縮合物などを添加してもよい。耐溶媒性が不要の場合、架橋剤である共重合モノマーを使用しなくてもよい。
具体的な塗布方法については、欧州特許出願公開第0144948号明細書に記載されており、参照によりこの公開公報の内容を本願に含める。この公報には、アクリル系共重合体の組合せについても記載されている。
上記の粒子、紫外線安定剤などの添加剤をポリマー中に導入する方法としては、市販品として入手できる二軸押出機を使用することが好ましい。ポリエステルペレットと粒子や添加剤を押出機に投入し、押出し、水浴中で冷却し、ペレットとする。
また、上記の各種添加剤は、ポリエステルの製造工程において直接添加することも出来る。この場合(DMT(ジメチルテレフタレート)法)、通常エステル交換反応後または重縮合反応に先立って、例えばエステル交換反応容器と重縮合反応容器との間の移送管に、各種添加剤のグリコール分散液を直接添加するが、エステル交換反応前に上記グリコール分散液を添加してもよい。一方、TPA(テレフタル酸)法においては、通常重縮合反応の開始時に、上記グリコール分散液を添加するが、重縮合反応の開始後に添加してもよい。以上の添加方法において、グリコール分散液は、添加前にHayward Ind.社製「PROGAF PGF 57」(米国)などのフィルターを使用して濾過することが好ましい。
本発明のポリエステルフィルムは導電性被膜(a)を有する。導電性被膜(a)は、(1)導電性ITO粒子またはATO粒子を含有し、他の導電性成分bを含有する層と接しているか、(2)導電性ITO粒子およびATO粒子および他の導電性成分bを含有する。すなわち、導電性被膜(a)以外に導電性層を有しない場合は、ITO粒子およびATO粒子に加えて、他の導電性成分b、好ましくは有機導電性成分を有する。なお、上記の導電性被膜(a)以外に、他の導電性被膜を有してもよい。
先ず、導電性被膜(a)について説明する。導電性被膜(a)は、延伸、弛緩処理が行われたフィルムに対し、導電性ITO粒子および/またはATO粒子、ならびに必要に応じて導電性成分bを分散させた分散体を塗布し、形成する。分散体中のITO粒子およびATO粒子の含有量は、通常1〜80重量%、好ましくは10〜60重量%、更に好ましくは20〜40重量%である。分散体の他の成分は、溶媒以外に乳化剤/分散剤などであり、その含有量は、通常4重量%以下、好ましくは1重量%以下である。
導電性被膜(a)を塗布形成するのに使用される導電性ITO粒子および/またはATO粒子の平均粒径d50は、通常100nm以下、好ましくは80nm以下、更に好ましくは60μm以下である。導電性ITO粒子およびATO粒子の製造方法およびその粒径分布の制御に関しては、特開2001−82557号公開公報に記載されている。また、市販品としては、Nanogate社(ザールブリッケン、ドイツ)、Advanced Nano Products社(韓国)より、好ましい分散体、特に水分散体が入手できる。特に「S6N」(ITO粒子を含有する水分散体、Nanogate社製)が好ましい。
導電性被膜(a)は、フィルムの少なくとも片面に設けられ、ITO粒子および/またはATO粒子、ならびに必要に応じて導電性成分b、好ましくは有機導電性成分、更に好ましくは有機導電性ポリマーの分散体から成る。導電性被膜(a)の乾燥状態の厚さは、通常5〜5000nm、好ましくは100〜1500nm、更に好ましくは20〜200nmである。塗布は、通常、公知のオフライン法(フィルムの延伸および弛緩処理工程の後に行われる)によって行われる。リバースグラビュア−ロール法によって塗布することが好ましく、200nmの厚さまで極めて均一に塗布できる。より厚い塗布層を形成する場合は、メイヤーロッド法によって塗布するのが好ましい。
塗布は、溶液、乳化液、分散液の何れを使用して行ってもよく、特に、水溶液、水乳化液、水分散液を使用することが好ましい。また、フィルムの延伸および弛緩処理工程の後に、インライン法によって塗布を行ってもよい。
導電性ITO粒子および/またはATO粒子を含有する導電性被膜(a)の厚さは、通常0.05〜5μm、好ましくは0.1〜3μm、更に好ましくは0.5〜1μmである。
次に、(1)導電性ITO粒子またはATO粒子を含有し、他の導電性成分bを含有する層と接する場合について説明する。他の導電性成分bを含有する層としては、金属から成る層であることが好ましい。金属層はフィルムの少なくとも片面に、好ましくは蒸着法(メタル化)により形成する。金属層としては、アルミニウム、アルミニウム−亜鉛、銅、銀、金などから成る層が好ましく、銅、銀および金から成る層が特に好ましい。金属層の厚さは、フィルムの透明性に影響を及ぼさない範囲に調節することが好ましく、通常フィルムの透明度が30〜80%、好ましくは40〜75%、更に好ましくは50〜70%となるように調節する。例えば、真空蒸着によるアルミニウム層を使用する場合は、厚さを10〜100nmとすることが好ましい。
メタル化は、公知の方法および装置(例えば、Applied Films社製装置(ハナウ、ドイツ))を使用して行うことが出来る。フィルムの透明度を45%を超えるような非常に薄い蒸着層とする場合、フィルムの透明度が45%となるような蒸着条件と比較して蒸着条件は変更しないでフィルムの搬送速度を増加させる方が、蒸着量を減少させるよりも効果的である。
導電性被膜(a)は、金属層上に塗布形成する。なお、金属層は、導電性被膜(a)上に形成してもよく、また、予め形成されている導電性有機ポリマー層上に形成してもよい。
次に、(1)導電性ITO粒子またはATO粒子を含有し、他の導電性成分bを含有する層と接する場合で、他の導電性成分bが金属でない場合、および、(2)導電性ITO粒子およびATO粒子および他の導電性成分bを含有する場合について説明する。これらの場合における他の導電性成分bは、好ましくは有機導電性成分、更に好ましくは有機導電性ポリマーである。
好ましい態様としては、フィルムの少なくとも片面に有機導電性成分から成る層を有し、この層の上に導電性被膜(a)が形成される。導電性成分bを含有する層は、インライン法で形成されても、オフライン法で形成されてもよい。導電性成分bを含有する層は、導電性被膜(a)と異なり、塗布形成した後に延伸処理を行うことが出来る。また、導電性被膜(a)上に導電性成分bを含有する層を設けることも出来る。
導電性成分bを含有する層は、ITO粒子および/またはATO粒子を少量含有していてもよい。ITO粒子および/またはATO粒子の含有量は、通常0.5〜5重量%、好ましくは0.5〜2重量%である。これにより、各層間の接着性が改良される。
有機導電性成分は、好ましくは導電性ポリマー又は導電性ポリマーの混合物である。導電性ポリマーとしては、米国特許第5665498号、第5674654号などの各明細書に記載の置換または無置換ピロールを有するポリマー、米国特許第5300575号、第5312681号、第5354613号、第5370981号、第5372924号、第5391472号、第5403467号、第5443944号、第8985575号、第4987042号、第4731408号などの各明細書に記載の置換または無置換チオフェンを有するポリマー、米国特許米国特許第5716550号、第5093439号などの各明細書に記載の置換または無置換アニリンを有するポリマー、及び、ポリイソチアナフテン類が例示される。
有機導電性ポリマーは、有機溶媒類、水またはそれらの混合物に分散または溶解することが好ましく、環境保護の観点から、水に分散または溶解することが更に好ましい。このような導電性ポリマーとしては、ポリアニオンが好ましい。ポリアニオンとしては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸などのポリカルボン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸などのポリスルホン酸が例示され、ポリスルホン酸が好ましい。ポリカルボン酸およびポリスルホン酸は、2種以上の共重合体、ブレンド体であってもよく、両者の共重合体、ブレンド体であってもよい。このようなポリ酸の分子量は、通常1000〜2000000g/mol、好ましくは200000〜500000g/molである。
上記のポリ酸またはそのアルカリ金属塩は、市販品として容易に入手することが出来、また、公知の方法で製造することも出来る。本発明の目的を達成する上で好ましい導電性ポリマーとしては、米国特許第5674654号に記載のポリピロール/ポリスチレンスルホン酸などのポリピロール−スチレンスルホネート、3,4−ジアルコキシ置換ポリピロール−スチレンスルホネート、3,4−ジアルコキシ置換ポリチオフェン−ポリスルホネートが例示される、特に、ポリ(3,4−エチレンジオキシピロール−スチレンスルホネート)及びポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン−スチレンスルホネート)が好ましい。市販品としては、「Baytron P」(H.C.Starck社(ドイツ)製、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレン−スルホネート)が挙げられる。
上記の導電性ポリマーは、水または有機溶媒に分散または溶解させて使用してもよく、更にこの分散液または溶液をITO粒子及び/又はATO粒子から成る分散体に混合してもよい。しかしながら、本発明の効果を達成するのに更に好ましい方法としては、Bytron P等の導電性ポリマー及び対イオンをITO粒子及び/又はATO粒子から成る分散体に添加するか、若しくは、ITO粒子及び/又はATO粒子の混合体に添加する。特に後者のITO粒子及び/又はATO粒子の混合体に添加する方法が、導電性ポリマー又はその分散体を添加する際に、ナノ粒子の凝集が生じず、安定な分散体が得られるため好ましい。
有機導電性成分を含有する塗布液/塗布分散液は水系塗布液/塗布分散液であることが好ましく、水溶性ポリマーをバインダーとして含有することが好ましい。バインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリスチレンスルホネート、ポリアクリルアミド、ゼラチン等の親水性コロイド、水不溶のラテックス(塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリウレタン等から成ることが好ましい)、水分散ポリマー(ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルアイオノマー、ポリアミド、ポリエポキシド等が好ましい)。
乾燥状態の有機導電性成分の含有量は、通常0.5〜60重量%、好ましくは10〜40重量%、更に好ましくは20〜35重量%である。
導電性被膜(a)の他に導電性層を有する場合、導電性被膜(a)に、ITO粒子及びATO粒子以外の他の導電性成分bを含有させてもよく、含有させなくてもよいが、含有させた方が、フィルム製造過程で応力を負荷した後のフィルムの導電性の悪化が少なくなるため好ましい。
乾燥状態での導電性被膜(a)におけるITO粒子及びATO粒子の総含有量は30〜99.8重量%である。(1)導電性ITO錫粒子またはATO粒子を含有し、他の導電性成分bを含有する層と接している場合において、導電性被膜(a)が上記導電性成分bを実質的に含有せず、ITO粒子及びATO粒子の総含有量が90〜99.8重量%であることが好ましい。導電性被膜(a)が導電性ITO粒子及びATO粒子および他の導電性成分bを含有する場合において、ITO粒子及びATO粒子の総含有量は、通常30〜90重量%、好ましくは60〜85重量%、更に好ましくは70〜80重量%である。
本発明のポリエステルフィルムの全厚さは、1〜500μm、好ましくは8〜200μm、更に好ましくは12〜75μmである。
外層の厚さは、それぞれ独立して決定することが出来、通常0.1〜10μm、好ましくは0.2〜5μm、更に好ましくは1〜3μmである。外層を2つ有する場合は、2つの外層の厚さや組成が同じであっても、異なっていてもよい。なお、ベース層の厚さは、フィルムの全厚さから外層および中間層の厚さを差し引いたものであり、広い範囲から選択することが出来る。
次に、本発明のポリエステルフィルムの製造方法について説明する。本発明の製造方法は、スロットダイを介してフィルムの各層を形成する溶融体を押出しシートを得る押出工程、得られたシートの冷却工程、シートの再加熱工程、シートを二軸延伸し、フィルムを得る二軸延伸工程、フィルムの熱固定工程、フィルムの冷却工程、導電性酸化インジウム錫粒子および/または酸化アンチモン錫粒子を含有する導電性被膜(a)を形成する工程、酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子以外の導電性成分を有する導電性被膜(b)を形成する工程から成る。なお、酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子以外の導電性成分が導電性被膜(a)中に存在する及び/又は導電性被膜(a)と導電性被膜(b)とが接している。
本発明のポリエステルフィルムは、公知の単層または多層ポリエステルフィルムの製造方法により、ポリエステル及び必要であれば他の添加剤を原料として製造できる。押出工程は、公知の押出または共押出法が使用できる。粒子、紫外線安定剤、難燃剤、耐加水分解剤、酸化防止剤などの添加剤は、予備乾燥化または予備結晶化したマスターバッチの形態で、押出し工程に先立って添加しておくことが好ましい。
マスターバッチの粒径および嵩密度は、ポリエステルの粒径および嵩密度にほぼ等しいことが好ましい。これにより、均一に添加剤が分散し、均一なフィルム物性が得られる。
原料成分またはマスターバッチに予備結晶化または予備乾燥化を施す。この予備乾燥は、原料成分またはマスターバッチを撹拌しながら減圧下で(通常20〜80mbar、好ましくは30〜60mbar、更に好ましくは40〜50mbar)徐々に加熱する。必要であれば上昇して一定となった温度で後乾燥してもよい。計量容器からベース層用および/または外層用ポリマー及び必要であれば他の原料のブレンドを必要量だけ室温にてマスターバッチに供給することが好ましい。原料のブレンドの乾燥または滞留時間の間、原料成分またはマスターバッチ容器内の温度を通常10〜160℃、好ましくは20〜150℃、更に好ましくは30〜130℃に、徐々に昇温させる。滞留時間は通常約6時間、好ましくは約5時間、更に好ましくは約4時間であり、通常10〜70rpm、好ましくは15〜65rpm、更に好ましくは20〜60rpmで撹拌することが好ましい。得られた予備結晶化または予備乾燥した原料混合物は、さらに、下向流にある容器内で温度が通常90〜180℃、好ましくは100〜170℃更に好ましくは110〜160℃で、通常2〜8時間、好ましくは3〜7時間、更に好ましくは4〜6時間減圧下で後乾燥する。
好ましい押出方法としては、それぞれの押出機において、フラットフィルムダイを介して対応する溶融物を押出し、冷却ロールで冷却し、アモルファスシートを得る。得られたアモルファスシートは、再加熱され、長手方向および横方向、横方向および長手方向、または長手方向、横方向および再度長手方向および/または横方向に延伸される。一般的に、延伸温度はポリマーのガラス転移温度をTgとした場合、Tg+10〜Tg+60℃で行い、長手方向には通常2.0〜6.0倍、好ましくは3.0〜4.5倍に、横方向には通常2.0〜5.0倍、好ましくは3.0〜4.5倍に延伸する。再度長手方向または横方向に延伸する場合の延伸比は、通常1.1〜5.0倍である。最初の長手方向の延伸において同時に横方向の延伸を行う2軸延伸法(同時二軸延伸)で延伸を行ってもよい。
延伸後、通常180〜260℃、好ましくは220〜250℃で熱固定を行い、冷却後巻取る。
熱固定処理の際、220〜250℃の温度で、横方向に1%以上、好ましくは2%以上の弛緩処理を行うことが好ましい。他の好ましい態様としては、熱固定処理の際、220〜250℃の温度で、横方向に1%以上、好ましくは2%以上の弛緩処理を行った後に、再度180〜150℃の冷却過程で、横方向に1%以上、好ましくは2%以上の弛緩処理を行うことが好ましい。
他の好ましい態様としては、同一フレームを使用して長手方向および横方向に3.0倍以上の同時延伸を行う。この場合、220〜250℃の温度で熱固定を行うと共に、長手方向および横方向に1%以上、好ましくは2%以上の弛緩処理を行う。
本発明の製造方法で得られるフィルムは優れた機械的性質を有する。長手方向および/または横方向の弾性率は、通常500N/mm以上、好ましくは2000N/mm以上、更に好ましくは4000N/mm以上である。長手方向および/または横方向の引張強度は、通常50N/mm以上、好ましくは100N/mm以上、更に好ましくは150N/mm以上である。長手方向および/または横方向の伸長破断強度は、通常10N/mmを超える。手方向および/または横方向の引張破断伸びは、通常10%以上、好ましくは40%以上、更に好ましくは80%以上である。200℃における長手方向および/または横方向の収縮率は、通常25%を超えず、好ましくは15%以下、更に好ましくは4%以下である。特に好ましい態様では、横方向の収縮率が、通常4%以下、好ましくは2%以下、更に好ましくは1%以下である。
本発明のフィルムは、導電性に優れている。特に、ITO粒子/ATO粒子から成る導電性被膜(a)に他の導電性被膜を組合せた場合、単純にITO粒子/ATO粒子から成る導電性被膜の厚さを増加させた場合よりも導電性に優れる。さらに、ITO粒子/ATO粒子から成る導電性被膜(a)に導電性成分b(特に導電性成分)を添加した場合も、単純にITO粒子/ATO粒子の量を増加させた場合よりも導電性に優れる。本発明のフィルムの表面固有抵抗は、通常10〜10ohm/cm、好ましくは10以上10ohm/cm未満、更に好ましくは10以上10ohm/cm未満である。
本発明のポリエステルフィルムは、透明性に優れており、410〜750nmの波長の光線透過率は、通常25%以上、好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上である。
本発明のポリエステルフィルムは上記の優れた機能を有するため、プリント基板、リボンケーブル、スマートカード(ICカード)、RFIDラベル(スマートラベル)、LCDディスプレイ(液晶ディスプレイ)、膜キーボード(感圧膜キーボード)、フィルム状回路などの幅広い分野で使用することが出来る。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例に於て使用した測定方法を以下に記す。
(1)機械的性質:
フィルムの長手方向および横方向の弾性率、引張強度、伸長破断強度およびF5値は、ISO 527−1−2に従い、引張応力測定装置(Ulm社製「Zwick 010」、ドイツ)を使用して測定した。
(2)収縮率:
熱収縮率は、10cm四方のフィルムについて測定した。サンプルの長さを正確に測定した後(L)、循環オーブン内で所定の温度で15分間加熱した。サンプルを取出し、室温で正確に長さを測った(L)収縮率は以下の式で算出した。
Figure 2005271592
(3)平均粒径d50
平均粒径d50はMalvern Master Sizerを使用したレーザーによる一般的な方法で測定した(Horiba LA 500又はSympathec Helos装置でも基本的に同一の測定である)。水を入れたセルにサンプルを入れ、試験装置にセットする。試験は自動的に行われ、粒径d50の数学的な計算も一緒に行われる。粒径d50の値は、図1に示す累積粒径分布曲線から決定し、50%における横軸の値を粒径d50とした。d50が100nm未満の粒子については、電子顕微鏡による方法でd50を決定した。すなわち、10枚のフィルムについて電子顕微鏡写真を撮影し、写真上のランダムに選択した100粒子について粒径を測定し、平均粒径d50を算出した。
(5)シールシーム強度:
15mm幅の2つのフィルムを重ね合わせてシール温度130℃、シール時間0.5秒、シール圧2barでシールした(使用装置:Brugger Feinmechanik社製「NDS」装置、ドイツ、ミュンヘン、シールジョーは片側加熱で行った)。シールシーム強度は、T−剥離法により、引張応力測定装置(Ulm社製「Zwick 010」、ドイツ)を使用して測定した。フィルムのシールされていない端部を応力測定器の治具に固定し、200mm/分の速度で、シール部分に対して直角方向に応力をかけ、シール部分が剥離する際の応力を測定する。標記は、応力(N)/フィルムの幅(15mm)で表す。
(6)表面固有抵抗:
フィルムの表面固有抵抗は、TP−102−78 AIMCAL法により測定した。平坦表面を有する本発明のサンプルフィルムと、抵抗計(オームメーター)及び幅2cmの2つの電極(電極間距離10cm)とを使用した。サンプルフィルムは少なくとも12×4cmの大きさを有しており、ゴムシート上に設置した。電極はフィルムの導電性表面に上記の距離間に設置し、抵抗計で測定した(単位はohm/cm)。
(7)屈曲応力負荷後の表面固有抵抗:
先ず、上記の方法で、サンプルフィルムの屈曲前の表面固有抵抗を測定する。次に、引張応力測定装置(Ulm社製「Zwick 010」、ドイツ)を使用し、サンプルフィルム(18×4cm)の長さ方向にクランプで把持し(クランプの長さ:15cm、クランプ間距離(被測定部分):14cm)、クランプ間距離が7cmになるようにフィルムを屈曲させた後、元の長さ(14cm)に戻すという操作を50回繰り返した。クランプの移動速度は7cm/分に設定した。屈曲応力負荷を行った後、再度上記の方法で表面固有抵抗を測定した。測定は3フィルムに対して行い、屈曲応力負荷後の表面固有抵抗の平均値と初期値と比較し、5%以下の増加率である場合を合格とした。3フィルム中3フィルムとも合格の場合を◎、3フィルム中2フィルムが合格の場合を○、3フィルム中1フィルム合格の場合を△、3フィルムすべて不合格の場合を×とした。
(8)透過率(透明度)およびヘーズ:
フィルムのヘーズは、図2に示す様なBYK Gardner Hazemeter XL−211を使用して測定した。測定30分前に電源を入れ、光源からの光が開口部の中心を通るように調節した。測定フィルムの大きさを100×100mmに調節し、フィルムのマージン部分に長手方向および横方向のの方向が分かるようにマークを記入した。
具体的な測定方法としては、スイッチ1を「OPEN」とし、スイッチ2を「×10」とする。Zeroつまみを使用して、デジタルディスプレイが0.00を表示するように調節する。スイッチ1を「Reference」とし、スイッチ2を「X1」とする。キャリブレートつまみを使用してデジタルディスプレイが100を表示するように調節する。長手方向にサンプルをセットする。デジタルディスプレイに表示された透過率を記録する。再度キャリブレートつまみを使用してデジタルディスプレイが100を表示するように調節する。スイッチ1を「OPEN」とする。デジタルディスプレイに表示されたヘーズ(長手方向)を記録する。サンプルを回転させて横方向とし、デジタルディスプレイに表示された横方向のヘーズを記録する。5回同じ測定を行い、平均値を透過率およびヘーズとする。
実施例、比較例で使用したポリマー及びマスターバッチを以下に示す。
ポリマーP1:
「RT−94」(ポリエチレンテレフタレート、KoSa社製、ドイツ)。触媒/安定剤の含有量:C94チタニウム触媒(Acordis)由来のTi含有量が20ppm、Mn(Ac)由来のMn含有量が50ppm、リン酸由来のP含有量が20ppm。
ポリマーP2:
「RT−94」(ポリエチレンナフタレート、KoSa社製、ドイツ)。触媒/安定剤の含有量:C94チタニウム触媒由来のTi含有量が20ppm、Mn(Ac)由来のMn含有量が50ppm、リン酸由来のP含有量が20ppm。
ポリマーP3:
「RT−94」(ポリエチレンテレフタレート、KoSa社製、ドイツ)。触媒/安定剤の含有量:Sb触媒由来のSb含有量が300ppm、Mn(Ac)由来のMn含有量が90ppm、リン酸由来のP含有量が50ppm。
マスターバッチMB1:
Fuji社製「Sylysia(登録商標)310」0.4重量%と、Degussa社製「Aerosil(登録商標) OX 50」(ドイツ)0.8重量%と、ポリマーP1(ポリエチレンテレフタレート(PET))98.8重量%とから成るマスターバッチ。
マスターバッチMB2:
Fuji社製「Sylysia(登録商標)340」0.6重量%と、Degussa社製「Aerosil(登録商標) OX 50」(ドイツ)0.8重量%と、ポリマーP3(PET)98.6重量%とから成るマスターバッチ。
マスターバッチMB3:
PET60重量%とポリエチレンイソフタレート40重量%とから成るマスターバッチ。粒子は、重縮合過程において添加されている。触媒/安定剤の含有量:C94チタニウム触媒由来のTi含有量が20ppm、Mn(Ac)由来のMn含有量が50ppm、リン酸由来のP含有量が20ppm。
マスターバッチMB4:紫外線安定剤として「Tinuvin(登録商標)1577」(2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(ヘキシル)オキシフェノール、Ciba−Geigy社製、スイス)10重量%とPET90重量%とから成るマスターバッチ。触媒/安定剤の含有量:C94チタニウム触媒由来のTi含有量が20ppm、Mn(Ac)由来のMn含有量が50ppm、リン酸由来のP含有量が20ppm。
フィルムの製造:
流動床乾燥機において155℃で1分間、塔型乾燥機において150℃で3時間、ポリエステルチップを予備結晶化した。得られたポリエステルチップを単軸押出機に投入し、290℃で溶融し、外層を構成するポリマーと共に共押出ダイを介して押出し、引取りロールで引取って冷却固化し(ロール温度:20℃)、アモルファスシートを得た。得られたアモルファスシートを長手方向に116℃(延伸間におけるフィルム温度)で3.5倍に延伸し、横方向に110℃で3.2倍に延伸を行った。次いで、229℃で熱固定を行い、229℃から200℃に降温しながら横方向に1%の弛緩処理を行い、更に、180℃から150℃に降温しながら1.5%の弛緩処理を行った。フィルムの製造速度は300m/分であった。得られたフィルムの厚さは50μmであった。
メタル化:
フィルムに金でメタル化を行った。メタル化装置としては、「TOPBEAM 1100」(Applied Film社製、ハナウ、ドイツ)を使用した。メタル化後の透過率は65%であった。
インラインコーティング:
(a)アミノシランコーティング:
長手方向の延伸後、コロナ処理を行い、リヴァースグラヴィアコーティングにより、フィルムの片面にアミノシラン水分散液を塗布した(塗布液:Dow Corning社製「Z−6020」(ドイツ、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)2.0重量%のイオン交換水分散液、塗布量:2.5g/m(乾燥前)、16mg/m(乾燥後))。
(b)導電性被膜(導電性被膜(a)とは異なる):
長手方向の延伸後、コロナ処理を行い、リヴァースグラヴィアコーティングにより、欧州特許出願公開第1253166号の実施例E5に記載の分散体を塗布した。この分散体は、「Baytron PH」(ポリスチレンスルホン酸0.8%及びポリチオフェン0.5%を含有し、有機溶媒およびポリマーバインダーを含有しない、Bayer社(ドイツ)製)0.6重量%と「Triton X 405」(Union Carbide社製)1.2重量%と「Nalco(登録商標)1034A」(コロイダルシリカ、Narco Chemical Company社製)0.1重量%とを含有する。
オフラインコーティング:
(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティング:
メチルメタクリレート単位60重量%とエチルアクリレート単位35重量%とN−メチルアクリルアミド単位5重量%とから成る共重合体4.5重量%と、「Triton X 100」(Union Carbide社製)0.4重量%とを含有する水混合物40体積%に、ITOナノ粒子を25重量%含有する「SN6」分散体(Nanogate社製)60体積%を激しく撹拌して混合した。得られた塗布液に対し、使用する前まで撹拌を続けた。
(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティング:
メチルメタクリレート単位60重量%とエチルアクリレート単位35重量%とN−メチルアクリルアミド単位5重量%とから成る共重合体4.5重量%と、「Triton X 100」(Union Carbide社製)0.4重量%とを含有する水混合物38体積%に、ITOナノ粒子を25重量%含有する「SN6」分散体(Nanogate社製)60体積%と、「Baytron P」(Bayer社(ドイツ)製)2重量%とを激しく撹拌して混合した。得られた塗布液に対し、使用する前まで撹拌を続けた。
オフラインコーティングにおいては、上記で得られた塗布液(a)及び(b)について、メイヤーロッド法によりポリエステルフィルムに塗布を行った。乾燥後の塗布層の厚みは1μmであった。なお、乾燥は、110℃のオーブンに塗布されたフィルムを通過させた後、170℃の熱風乾燥を行った。
実施例1:
ベース層B、外層A及び外層Cから成る厚さ50μmの3層ABC型フィルムを製造した。外層A及びCの厚さはそれぞれ2μmであった。外層Cは10重量%のMB1及び90重量%のP1から、ベース層Bは70重量%のP1及び30重量%の再生品から、外層Aは2.5重量%のMB1及び97.5重量%のP1からそれぞれ成っていた。得られたフィルムに上記オフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングを行った。なお、導電性被膜(a)、メタル化、コーティング等は外層A上に行った。
実施例2:
実施例1において、(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングを行わず、上記メタル化を行った後に、オフラインコーティングによる(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングを行った以外は実施例1と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわちメタル化とオフラインコーティングによる(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングとを行った。
実施例3:
実施例2において、(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングの代りに(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングを行った以外は実施例2と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわち、メタル化とオフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングとを行った。
実施例4:
実施例2において、メタル化の代りにインラインコーティングにより(b)導電性被膜を形成し、ベース層Bの組成を60重量%のP1、30重量%の再生品および10重量%のMB4に変更した以外は実施例2と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわち、インラインコーティングによる(b)導電性被膜とオフラインコーティングによる(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングとを行った。
実施例5:
実施例4において、オフラインコーティングによる(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングを行う代りに(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングを行った以外は実施例4と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわちメタル化とオフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングとを行った。
実施例6:
実施例1において、インラインコーティングにより(b)導電性被膜を形成し、メタル化を行い、オフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングを行った以外は実施例1と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわち、インラインコーティングによる(b)導電性被膜の形成とメタル化とオフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングとを行った。
実施例7:
実施例2において、メタル化の前にインラインコーティングにより(a)アミノシランコーティングを行った以外は実施例2と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわち、インラインコーティングによる(a)アミノシランコーティングとメタル化とオフラインコーティングによる(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングとを行った。
実施例8:
実施例1において、オフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングを行う前にインラインコーティングによる(a)アミノシランコーティングを行った以外は実施例1と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわち、インラインコーティングによる(a)アミノシランコーティングとオフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングとを行った。
実施例9:
実施例3において、外層Aの組成を95重量%のP2及び5重量%のMB1に変更した以外は実施例3と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわち、メタル化とオフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングとを行った。
実施例10:
実施例3において、外層Cの組成を95重量%のMB3及び5重量%のMB1に変更し、シール性外層とした以外は実施例3と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわち、メタル化とオフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングとを行った。
実施例1において、(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングを行わず、オフラインコーティングによる(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングを行った以外は実施例1と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。すなわち、オフラインコーティングによる(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングを行った。屈曲応力負荷後の表面固有抵抗のテストでは、2/3のフィルムが不合格となった。
参考例1:
ベース層B及び2つの外層Aから成る厚さ50μmの3層ABA型フィルムを製造した。外層Aの厚さは2μmであった。ベース層Bは70重量%のP3及び30重量%の再生品から、外層Aは40重量%のMB2及び60重量%のP3からそれぞれ成っていた。得られたフィルムに上記インラインコーティングによる(b)導電性被膜の形成およびオフラインコーティングによる(a)導電性ポリマーを含有しないITOコーティングを行った。
比較例2:
実施例1において、オフラインコーティングによる(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティングの代りにインラインコーティングによって(b)導電性ポリマーを含有するITOコーティング行った以外は実施例1と同様の方法でポリエステルフィルムを製造した。
比較例3:
欧州特許出願公開第0962482号の実施例6を追試した。
上記の実施例、参考例、比較例で得られたフィルムの構成および評価結果を表1及び2に示す。なお、上記の各例で「再生品」とは、各実施例におけるフィルムの再生品(フィルム端部)を示す。
Figure 2005271592
Figure 2005271592
平均粒径d50を求めるための累積粒径分布曲線 透過率およびヘーズを測定する装置の概要を示す斜視図
符号の説明
1:BYK Gardner Hazemeter XL−211
10:スイッチ1
11:スイッチ2
12:Zeroつまみ
13:デジタルディスプレイ
14:キャリブレートつまみ
15:サンプル設置部

Claims (15)

  1. 導電性被膜(a)を有する単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムであって、上記導電性被膜(a)は、(1)導電性酸化インジウム錫粒子または酸化アンチモン錫粒子を含有し、他の導電性成分bを含有する層と接しているか、(2)導電性酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子および他の導電性成分bを含有することを特徴とする単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルム。
  2. ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートから成る群より選択される1つ以上である請求項1に記載のポリエステルフィルム。
  3. 酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子の平均粒径d50が100nm以下である請求項1又は2に記載のポリエステルフィルム。
  4. 乾燥状態での導電性被膜(a)における酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子の総含有量が30〜99.8重量%である請求項1〜3の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  5. 上記導電性成分bが有機導電性成分である請求項1〜4の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  6. (1)導電性酸化インジウム錫粒子または酸化アンチモン錫粒子を含有し、他の導電性成分bを含有する層と接している場合において、導電性被膜(a)が上記導電性成分bを実質的に含有せず、乾燥状態での導電性被膜(a)における酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子の総含有量が90〜99.8重量%である請求項1〜5の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  7. (2)導電性酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子および他の導電性成分bを含有する場合において、乾燥状態での導電性被膜(a)における酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子の総含有量が30〜90重量%である請求項1〜5の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  8. 有機導電性成分が有機導電性ポリマーである請求項5〜5の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  9. 有機導電性ポリマーが、置換または無置換ピロール含有ポリマー、置換または無置換チオフェン含有ポリマー、置換または無置換アニリン含有ポリマー及びポリイソチアナフテンから成る群から選択される1つ以上である請求項8に記載のポリエステルフィルム。
  10. 乾燥状態での導電性被膜(a)中の有機導電性成分の含有量が0〜60重量%である請求項5〜9の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  11. 酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子以外の導電性成分が金属である請求項1〜4の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  12. さらに、充填剤、耐ブロッキング剤、紫外線安定剤、難燃剤、耐加水分解剤および酸化防止剤から成る群より選択される添加剤を1種以上含有する請求項1〜11の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  13. さらに、少なくとも片面にシリコン被膜を有する請求項1〜12の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  14. ポリエステルフィルムが外層A及び/又はCとベース層Bとから成り、ABC又はABAの3層構造を有する請求項1〜13の何れかに記載のポリエステルフィルム。
  15. 請求項1〜14の何れかに記載の単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法であって、スロットダイを介してフィルムの各層を形成する溶融体を押出しシートを得る押出工程、得られたシートの冷却工程、シートの再加熱工程、シートを二軸延伸し、フィルムを得る二軸延伸工程、フィルムの熱固定工程、フィルムの冷却工程、導電性酸化インジウム錫粒子および/または酸化アンチモン錫粒子を含有する導電性被膜(a)を形成する工程、酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子以外の導電性成分を有する導電性被膜(b)を形成する工程から成り、酸化インジウム錫粒子および酸化アンチモン錫粒子以外の導電性成分が導電性被膜(a)中に存在する及び/又は導電性被膜(a)と導電性被膜(b)とが接していることを特徴とする単層または多層導電性透明二軸延伸ポリエステルフィルムの製造方法。
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