JP2006160883A - 易接着ポリエステルフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリエステルフィルムの少なくとも片面に易接着層を有する易接着フィルムであって、易接着層が、4級アンモニウム基とカルボキシル基とを側鎖に有する重合体(A)、2種類以上の架橋剤(B)、界面活性剤(C)、及び分散消泡剤(D)を含有する塗工液を塗布して形成されたものであり、(A)の4級アンモニウム基の対イオンがアルキルサルフェートイオンであり、(A)と(B)の質量比(A/B)が95/5〜70/30であり、(C)が、(A)と(B)の合計100質量部に対し1〜10質量部であり、かつ(D)が塗工液100質量部に対し0.5〜3質量部である。
【選択図】 なし
Description
しかし、一般にプラスチックフィルムやその積層フィルムは、加工工程や製品の使用時に接触摩擦や剥離によって静電気が発生しやすく、そのためチリや小さなゴミが付着しやすいので、食品類、医薬品の包装材料として利用するのに好ましくないことがあり、また、印刷する際に給紙適性や排紙適性が悪化するなどの問題がある。
しかしながら、電荷中和法はそのための装置を必要とし、その効果も持続性に乏しいなどの欠点を有している。また、帯電防止剤をフィルム樹脂に混入ないしは塗布する方法は、フィルム表面にフィルム基材とは異質の化合物である帯電防止剤が存在するために、さまざまな弊害が生じている。例えば、食品類や医薬品の包装材料として用いる場合、帯電防止剤の有害性や食品や医薬品に対する変質などの問題があり、また印刷する際には印字特性に劣るという問題がある。
また、対イオンとしてアルキルサルフェートイオンを用いた、より耐熱性に優れた帯電防止剤が提案されているが、これは生産時に塗工液の安定性や塗膜の均一性に欠けるという問題があった(特許文献4)。
すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
ポリエステルフィルムの少なくとも片面に易接着層を有する易接着フィルムであって、易接着層が、4級アンモニウム基とカルボキシル基とを側鎖に有する重合体(A)、2種類以上の架橋剤(B)、界面活性剤(C)、及び分散消泡剤(D)を含有する塗工液を塗布して形成されたものであり、重合体(A)の4級アンモニウム基の対イオンがアルキルサルフェートイオンであり、重合体(A)と架橋剤(B)の質量比(A/B)が95/5〜70/30であり、界面活性剤(C)が、重合体(A)と架橋剤(B)の合計100質量部に対し1〜10質量部であり、かつ分散消泡剤(D)が塗工液100質量部に対し0.5〜3質量部であることを特徴とする易接着ポリエステルフィルム。
重合体(A)としては、4級アンモンニウム基を側鎖に有するとともに、カルボキシル基も側鎖に有するポリアクリル共重合体が好ましい。ポリアクリル共重合体は架橋剤との架橋反応により、接着性、耐久性、耐熱性などの特性が著しく向上するとともに、重合体の静電分極緩和性能により、ポリエステルフィルムに効果的な帯電防止性を付与することができる。なお、重合体(A)が水溶性又は水分散性であると、有機溶剤を使用せずにポリエステルフィルムに塗工できるので好ましい。
ポリアクリル共重合体を構成する単量体の具体例として、4級アンモニウム塩をもつ単量体としては、対イオンがメチルサルフェートまたはエチルサルフェートのジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート4級化物などが挙げられ、カルボキシル基をもつ単量体としては(メタ)アクリル酸が挙げられ、さらに、その他の単量体として(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、その他のビニル誘導体が挙げられる。
これらの単量体の組成比は広い範囲で変えることができるが、4級アンモニウム基をもつ単量体は、共重合体の全単量体に対して15〜25mol%であることが好ましく、カルボキシル基をもつ単量体は、5〜10mol%であることが好ましく、その他の単量体は、65〜80mol%であることが好ましい。4級アンモニウム基をもつ単量体やカルボキシル基をもつ単量体の共重合量がこの範囲を超えると、得られる重合体(A)を用いた塗工液は、粘度が上昇し、フィルムへの塗工性が低下することがある。
また塩素イオンのように分解され、塩素ガスが発生して、積層フィルムに接触する金属を腐食するなどの悪影響を及ぼすことがない。具体的には、塩素イオンを対イオンとするプライマー層を有する帯電防止性熱溶融転写インキリボンに、高温のサーマルヘッドが接触した場合、分解して発生した塩素ガスによってサーマルヘッドが腐食することがある。これに対して本発明の熱安定性に優れた対イオンを有する易接着層をもつフィルムからなるインキリボンでは、帯電防止性能を損なうことなく、サーマルヘッドが腐食することもない。例えば、対イオンに塩素イオンを持つトリメチルアミノエチルアクリレート・クロライドの共重合体は150℃に加熱すると1〜2分で分解して塩素ガスを発生し、また帯電防止性能は劣化する。これに対して、対イオンとしてメチルサルフェート塩を使用すると、200℃で1分間加熱しても表面固有抵抗値の上昇は少なく、また帯電防止性能も維持される。
界面活性剤(C)の添加量は、重合体(A)と架橋剤(B)合計100質量部に対して1〜10質量部であることが必要であり、1〜5質量部であることがより好ましい。添加量が1質量部未満であると、帯電防止の効果が十分でなく、10質量部を超えると、接着性を阻害したり、基材フィルムの塗工面の反対面を汚染することがある。
4,7−ジオール、およびこれらにエチレンオキサイドを付加した化合物も有効である。
分散消泡剤(D)の添加量は、塗工液100質量部に対して通常使用される量より多い0.5〜3質量部であることが必要である。
分散消泡剤を塗工液に添加することによって、極性の高い重合体(A)、架橋剤(B)、及び界面活性剤(C)とを混合均一分散して塗工液を調合することが可能となり、またこれにより、塗工時の発泡を押さえることができ、塗膜の均一性に優れた易接着ポリエステルフィルムが得ることができる。
塗工液をフィルムに塗工する方法は、一般的な塗工方法が可能であり、例えばメイヤーバーコート、エアーナイフコート、リバースロールコート、リバースグラビアロールコート、グラビアロールコート、リップコート、ダイコートなどの方法が挙げられる。塗工液塗布量は、1〜10g/m2が好ましい。塗工後の乾燥条件は、50〜90℃、10〜60秒であることが好ましい。塗布、乾燥後に、フィルムを延伸する場合、延伸温度は、110〜130℃、延伸倍率は、3〜4倍であることが好ましい。さらに延伸後に、熱処理する場合、熱処理温度は、220〜240℃、時間は5〜15秒間が好ましい。
なお、塗工液や基材のポリエステルフィルムには、本発明の効果を防げない範囲で、必要に応じて酸化防止剤、滑剤等の添加剤を配合しておいてもよい。
易接着ポリエステルフィルムの易接着層表面に約5〜45°の斜めから白色光線で、塗膜のコート抜けや、コート斑の有無を調べた。
○:全くコート抜け、斑なし。
△:微小なコート抜け、斑あり。
×:多数のコート抜け、斑あり。
帯電防止性は、易接着ポリエステルフィルムの易接着層表面の表面固有抵抗値をもって評価した。易接着ポリエステルフィルムを温度23℃、湿度50%RH下で3時間放置調湿後、同温度、湿度においてダイアインスツルメンツ社製高抵抗計HT−260測定器を用いて、印加電圧500V−10秒後の表面固有抵抗値(Ω/□)を測定(T1)した。
測定した易接着ポリエステルフィルムを金枠に張り、200℃±3℃に調整したオーブンで5分間熱処理した。このフィルムを温度23℃、湿度50%RH下で3時間放置調湿後、同様にして表面固有抵抗値(T2)を測定し、熱処理前後の表面固有抵抗値比(T2/T1)を求めた。
JIS L0849−1996の摩擦試験器II型湿潤試験に準じ、易接着ポリエステルフィルムの易接着層表面を、摩擦用綿布を水でぬらしたもので30回摩擦摩耗した後、易接着層の剥離程度を評価した。
○:まったく剥離していない。
△:極わずか剥離している。
×:かなり剥離している。
易接着ポリエステルフィルムの易接着層表面の上に、紫外線硬化型ハードコート樹脂(大日精化社製 セイカビームPETHC8改)をメイヤーバー#6番で塗布した後、低圧水銀灯UVキュア装置(東芝ライテック社製、40mW/cm、一灯式)でキュアリングを行い、厚さ3μmのハードコート層を形成した。このUVハードコート層に、JIS K5400−1990(塗料一般試験方法)に準拠し、1mm間隔で碁盤目をいれ、ニチバン社製粘着テープ(エルパックLP−24)を手で空気層が入らないように貼り、強く押さえつけ密着させたのち、粘着テープを90°方向に急激に剥離した。接着性は碁盤目の剥離した面積により評価した。
○:全く剥離しない。
△:5〜10%剥離する。
×:10%以上剥離する。
(塗工液調製)
重合体(A)として、重合体(A−1)(メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸/ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルサルフェート4級化物を、45/5/5/45の質量比で共重合したもの、固形分濃度30質量%)30kg(固形分9kg)を用い、これに、架橋剤(B)としてポリエチレンイミン(日本触媒社製、P−1000、固形分濃度30質量%)3kg(固形分0.9kg)を加えて、プロペラ攪拌機で強く撹拌した後に、界面活性剤(C)としてアデカミン4MAC−30(旭電化工業社製、固形分濃度30質量%)1kg(固形分0.3kg)を添加し撹拌した。次に分散消泡剤(D)としてオルフインE1004(日信化学工業社製、有効成分100質量%)1kgを添加後、30分間撹拌し、さらに撹拌しながら、2種類目の架橋剤(B)としてエポキシ化合物(ナガセ化成工業社製、デナコールEX1610、固形分濃度100質量%)1kg(固形分1kg)を添加し、60分間撹拌した。次いで純水で希釈して、総固形分濃度を15質量%に調整し、更に30分撹拌後、停止し脱泡して、塗工液を得た。なお、塗工液の調製は20〜25℃で行った。
ポリエステルチップ(相対粘度1.38(20℃、フェノール/テトラクロロエタン=50/50、0.5g/dl))を280℃で溶融押出しし、Tダイ法−静電ピニング方式でキャスティングドラムに密着急冷し、厚さ210μmの未延伸フィルムを成形した。続いてこの未延伸フィルムを90℃に加熱した縦延伸ロールで3.8倍に延伸した。この縦延伸したフィルムの片面に、リバースクラビアコーターを用いて、上記塗工液を5g/m2の塗布量になるように塗工し、58℃オーブンで乾燥した後、横延伸テンターで120℃で4.8倍延伸した。次いで230℃で10秒間熱処理したのち、冷却し巻き取った。得られた易接着ポリエステルフィルムのポリエステルフィルムの厚さは12μmであり、易接着層はおよそ0.15μmであった。このフィルムの性能評価を行い、結果を表1に示した。
塗工液組成を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様の手順で塗工液を調製し、縦延伸フィルムに塗工、乾燥、横延伸、熱処理し易接着ポリエステルフィルムを得た。性能評価結果を表1に示した。なお、重合体(A−2)として、メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸/ジメチルアミノエチルメタクリレート4級塩化物の各モノマーを、45/5/5/45の質量比で共重合したもの(固形分濃度30%)を用い、また、架橋剤(B)としてシランカップリング剤(信越化学工業社製、KBM403、固形分濃度100質量%)も併せて用いた。
Claims (4)
- ポリエステルフィルムの少なくとも片面に易接着層を有する易接着フィルムであって、易接着層が、4級アンモニウム基とカルボキシル基とを側鎖に有する重合体(A)、2種類以上の架橋剤(B)、界面活性剤(C)、及び分散消泡剤(D)を含有する塗工液を塗布して形成されたものであり、重合体(A)の4級アンモニウム基の対イオンがアルキルサルフェートイオンであり、重合体(A)と架橋剤(B)の質量比(A/B)が95/5〜70/30であり、界面活性剤(C)が、重合体(A)と架橋剤(B)の合計100質量部に対し1〜10質量部であり、かつ分散消泡剤(D)が塗工液100質量部に対し0.5〜3質量部であることを特徴とする易接着ポリエステルフィルム。
- 重合体(A)が、4級アンモニウム基とカルボキシル基とを側鎖に有するポリアクリル共重合体であり、架橋剤(B)が、エポキシ化合物、メラミン系樹脂、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミンから選ばれる2種類以上であることを特徴とする請求項1記載の易接着ポリエステルフィルム。
- 易接着層の厚さが0.05〜0.5μmである請求項1又は2記載の易接着ポリエステルフィルム。
- 23℃、50%RHにおける表面固有抵抗値が1×1012Ω/□未満であり、200℃、5分間の熱処理前後の易接着層の表面固有抵抗値の比が100以下であり、かつ耐水性を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の易接着ポリエステルフィルム。
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