JP2013099879A - 薄膜防曇性フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
前記エステル層の少なくとも片面上に位置する防曇層と、
を有し、
下記式(1)および式(2)を満たす、防曇性セルロースエステルフィルム。
まず、膜厚計を用いて、セルロースエステルフィルムの膜厚d(T)を測定する。なお、セルロースエステルフィルムの断面が不定形状である場合には、5cm四方(25cm2)あたり5箇所以上の点で膜厚を測定し、その平均値を膜厚d(T)とするものとする。
エステル層11は、セルロースエステル、および必要に応じて、後述する可塑剤、紫外線吸収剤、微粒子、染料、糖エステル化合物、アクリル系共重合体などの添加剤を含んで構成される。
カラム: Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(株)製を3本接続して使用した)
カラム温度:25℃
試料濃度: 0.1質量%
検出器: RI Model 504(GLサイエンス社製)
ポンプ: L6000(日立製作所(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: 標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用した。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いる。
防曇層12は高湿度環境や温度差の大きな環境において発生する水分を吸収して、または付着した水滴を膜状に広げて、曇りを防止する機能を有する。
防曇層12は、上記のようにセルロースエステル膜を親水化処理する方法の他、防曇剤を塗布する方法によっても形成することができる。
フィルム1は、防曇性フィルムの性能をさらに向上させる目的で、エステル層および/または防曇層に、以下(a)可塑剤、(b)紫外線吸収剤、(c)微粒子、(d)染料、(e)糖エステル化合物、(f)アクリル系共重合体等の添加剤を添加することが好ましい。中でも、(a)可塑剤、(b)紫外線吸収剤、(c)微粒子のうち少なくとも1種以上を添加することが好ましく、特に好ましくは(a)可塑剤、(b)紫外線吸収剤、(c)微粒子のすべてを添加する。
フィルム1は、機械強度や耐水特性を向上させる目的で、可塑剤を含有することが好ましい。
可塑剤としては、ポリエステル化合物を使用することが好ましい。
上記一般式(1)において、Bがヒドロキシ基である化合物がポリエステルポリオールに相当し、Bがベンゼンモノカルボン酸残基または脂肪族モノカルボン酸残基である化合物が末端封止ポリエステルに相当する。
(1)2,6−ナフタレンジカルボン酸
(2)2,3−ナフタレンジカルボン酸
(3)2,6−アントラセンジカルボン酸
(4)2,6−ナフタレンジカルボン酸:コハク酸(75:25〜99:1 モル比)
(5)2,6−ナフタレンジカルボン酸:テレフタル酸(50:50〜99:1 モル比)
(6)2,3−ナフタレンジカルボン酸:コハク酸(75:25〜99:1 モル比)
(7)2,3−ナフタレンジカルボン酸:テレフタル酸(50:50〜99:1 モル比)
(8)2,6−アントラセンジカルボン酸:コハク酸(50:50〜99:1 モル比)(9)2,6−アントラセンジカルボン酸:テレフタル酸(25:75〜99:1 モル比)
(10)2,6−ナフタレンジカルボン酸:アジピン酸(67:33〜99:1 モル比)
(11)2,3−ナフタレンジカルボン酸:アジピン酸(67:33〜99:1 モル比)
(12)2,6−アントラセンジカルボン酸:アジピン酸(40:60〜99:1 モル比)
本発明において用いることができるポリエステル化合物としては、上記のポリエステルポリオール以外に、化合物の水溶性や配向性の観点から、オクタノール−水分配係数(logP(B))は0以上7未満の化合物を用いることも好ましい。
カラム: TSKgel G2000HXL(東ソー(株)製を2本接続して使用する)
カラム温度:40℃
試料濃度: 0.1質量%
装置: HLC−8220(東ソー(株)製)
流量: 1.0ml/min
校正曲線: PStQuick F(東ソー(株)製)による校正曲線を使用する。
フィルム1は、上記ポリエステル化合物に代えてまたは加えて、他の可塑剤を含有することができる。好ましくは、(a−1)多価アルコールエステル系可塑剤、(a−2)多価カルボン酸エステル系可塑剤、(a−3)グリコレート系可塑剤、(a−4)フタル酸エステル系可塑剤、(a−5)脂肪酸エステル系可塑剤、(a−6)リン酸エステル系可塑剤等から選択される。
好ましい多価アルコールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが好ましい。
好ましい多価カルボン酸の例としては、例えば以下のようなものを挙げることができる。フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸のような2価以上の芳香族多価カルボン酸またはその誘導体、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、シュウ酸、フマール酸、マレイン酸、テトラヒドロフタル酸のような脂肪族多価カルボン酸、酒石酸、タルトロン酸、リンゴ酸、クエン酸のようなオキシ多価カルボン酸などを好ましく用いることができる。
フィルム1は、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。紫外線吸収剤は400nm以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としており、特に波長370nmでの透過率が10%以下であることが好ましく、よりさらに好ましくは5%以下である。
フィルム1は、微粒子を含有することが滑り性、保管安定性の観点で好ましい。
フィルム1には、本発明の効果を損なわない範囲内で、色味調整のため染料を添加することもできる。例えば、フィルムの黄色味を抑えるために青色染料を添加してもよい。好ましい染料としてはアンスラキノン系染料が挙げられる。
フィルム1は、加水分解防止を目的として、下記糖エステル化合物を含有してもよい。
フィルム1は、経時耐候性の観点から、重量平均分子量が500以上30000以下であるアクリルポリマーを含有することができる。中でも分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーXaと分子内に芳香環を有さず親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーXbとを共重合して得られた重量平均分子量5000以上30000以下のポリマーX、より好ましくは、分子内に芳香環と親水性基を有しないエチレン性不飽和モノマーXaと分子内に芳香環を有さず親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーXbとを共重合して得られた重量平均分子量5000以上30000以下のポリマーXと、芳香環を有さないエチレン性不飽和モノマーYaを重合して得られた重量平均分子量500以上3000以下のポリマーYとを含有することが好ましい。
本発明の防曇性セルロースエステルフィルム1の製造方法は、特に制限されるものではなく、従来公知の方法を適用して作製することができる。
まず、セルロースエステルを溶液流涎法または溶融流延法により製膜する。以下、溶液流涎法を用いた場合を例に挙げて製膜方法を説明するが、溶融流涎法も従来公知の方法を参照して実施することができる。
まず、セルロースエステルおよび上述した添加剤を溶剤に溶解させてドープを調製する。ドープ中のセルロースエステルの濃度は、大きい方が金属支持体に流延した後の乾燥負荷が低減できて好ましいが、セルロースエステルの濃度が大きすぎると濾過時の負荷が増えて、濾過精度が悪くなる。これらを両立する濃度としては、10〜35質量%が好ましく、さらに好ましくは、15〜25質量%である。
続いて、ドープを金属支持体上に流延(キャスト)する。
続いて、流延したドープをウェブとして乾燥させる。
体温度は0〜40℃であり、5〜30℃がさらに好ましい。温度が高い方がウェブの乾燥速度が速くできるので好ましいが、高すぎるとウェブが発泡したり、平面性が劣化したりする場合がある。
次いで、ウェブを金属支持体から剥離する。
続いて、金属支持体より剥離した直後のウェブを少なくとも一方向に延伸処理することが好ましい。延伸処理することでフィルム内の分子の配向を制御することができる。延伸フィルムは、二軸延伸フィルムであってもよいが、一軸延伸フィルムであることが好ましい。ただし、延伸工程は必須ではなく、セルロースエステルフィルムは未延伸フィルムであってもよい。
上記ウェブは延伸後さらに乾燥されて、残留溶媒量を1質量%以下にすることが好ましく、さらに好ましくは0.1質量%以下であり、特に好ましくは0〜0.01質量%以下である。
最後に、得られたウェブ(仕上がったフィルム)を巻取ることにより、セルロースエステルフィルムが得られる。
次に、上記で得たセルロースエステルフィルムに防曇層を形成する。
[セルロースエステルCE−1の作製]
セルロース(綿花リンター由来)100質量部に、硫酸16質量部、無水酢酸260質量部、酢酸420質量部をそれぞれ添加し、攪拌しながら室温から60℃まで60分かけて昇温し、15分間その温度を保持しながら酢化反応を行った。
重量平均分子量Mwが表1に記載の値となるように、硫酸量を適宜変更したこと以外はセルロースエステルCE−1の作製と同様にして、セルロースエステルCE−2〜CE−5を作成した。
セルロースエステルの置換度及び重量平均分子量Mwが表1に記載の置換度、分子量となるように、セルロースエステルの水酸基残度(DR)、カルシウム量、マグネシウム量、酢酸量及びプロピオン酸量を変更したこと以外は、セルロースエステルCE−1の作製と同様にして、セルロースエステルCE−6〜CE−7を作製した。
[防曇性フィルム101の製造]
(1)ドープ組成物の調製
下記のドープ組成物を調製した。
下記(a)〜(f)を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、ドープ組成物を調製した。
(a)セルロースエステルCE−1:90質量部
(b)可塑剤 トリフェニルホスフェート(TPP)(大八化学工業(株)製):10質量部
(c)紫外線吸収剤 チヌビン928(チバ・ジャパン(株)製):2.5質量部
(d)微粒子分散液 二酸化ケイ素分散希釈液:4質量部
(e)良溶剤 メチレンクロライド:432質量部
(f)貧溶剤 エタノール:38質量部
なお、上記(d)微粒子分散液としての二酸化ケイ素分散希釈液は下記手順で調製した。
アエロジルR812(日本アエロジル(株)製;一次粒子の平均径7nm) 10質量部、および、エタノール 90質量部をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。これにメチレンクロライド 88質量部を撹拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間撹拌混合した。混合液を微粒子分散希釈液濾過器(アドバンテック東洋(株):ポリプロピレンワインドカートリッジフィルターTCW−PPS−1N)で濾過し、二酸化ケイ素分散希釈液を調製した。
上記で得たドープ組成物を、ベルト流延装置を用い、ステンレスバンド支持体(温度:35℃)に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶媒量が100%になるまで溶剤を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。
剥離後、テンターでウェブ両端部を把持し、160℃で幅手(TD)方向の延伸倍率が1.01倍(1%)となるように延伸し、その幅を維持したまま数秒間保持し(熱固定)、幅方向の張力を緩和させた後、幅保持を解放し、更に125℃に設定された第3乾燥ゾーンで30分間搬送させて乾燥を行った。なお、延伸開始時の残留溶媒量は30%であった。
その後、セルロースエステルフィルムを1.65m幅にスリットし、フィルム両端に幅15mm、高さ10μmのナーリング加工を施し、巻芯に巻き取った。得られたセルロースエステルフィルムの残留溶媒量は0.2%であり、膜厚は181μmであり、巻数は6000mであった。
得られたフィルムに下記方法により、防曇処理を施した。
70℃に加温された16重量%の水酸化ナトリウムケン化溶液に60分間浸漬し、次いで90秒間水洗し、80℃の温風にて乾燥した。
セルロースエステルフィルムが表2に記載の膜厚となるようにドープ組成物をステンレスバンド支持体上に流延したこと以外は、防曇性フィルム101の製造と同様にして、防曇性フィルム102、103、105、106、107を製造した。
セルロースエステルフィルムが表2に記載の膜厚となるようにドープ組成物をステンレスバンド支持体上に流延し、かつ、アルカリケン化処理Aに代えて下記の防曇処理を施したこと以外は、防曇性フィルム101の製造と同様にして、防曇性フィルム104、108を製造した。
50℃に加温された16重量%の水酸化ナトリウムケン化溶液に30秒間浸漬し、次いで90秒間水洗し、80℃の温風にて乾燥した。
セルロースエステルフィルムの表面をコロナスキャナー(信光電気計装(株)製 ASA−4)を用いて表面コロナ処理を行った。なお、コロナ処理条件は引加電圧15.0kV、電極−サンプル間距離1.5mmとし、搬送速度20mm/sにて10往復の処理を行った。
ドープ組成物の調製の際にセルロースエステルCE−1を表3に記載のセルロースエステルCE−2〜CE−7に変更し、かつ、セルロースエステルフィルムが表3に記載の膜厚となるようにドープ組成物をステンレスバンド支持体上に流延したこと以外は、防曇性フィルム106の製造と同様にして、防曇性フィルム201〜206を製造した。
ドープ組成物の調製の際に可塑剤としてのトリフェニルホスフェートをポリエステルAに変更したこと以外は、防曇性フィルム106の製造と同様にして、防曇性フィルム204を製造した。
1,2−プロピレングリコール251g、無水フタル酸278g、アジピン酸91g、安息香酸610g、エステル化触媒としてテトライソプロピルチタネート0.191gを、温度計、撹拌器、緩急冷却管を備えた2Lの四つ口フラスコに仕込み、窒素気流中230℃になるまで、撹拌しながら徐々に昇温する。15時間脱水縮合反応させ、反応終了後200℃で未反応の1,2−プロピレングリコールを減圧留去することにより、本発明のエステル化合物Aを得た。酸価0.10、数平均分子量450であった。
セルロースエステルフィルムが表4に記載の膜厚となるようにドープ組成物をステンレスバンド支持体上に流延し、かつ、幅手(TD)方向の延伸倍率を表4に記載の倍率としたこと以外は、防曇性フィルム106の製造と同様にして、防曇性フィルム301〜304を製造した。
ドープ組成物の調製の際にセルロースエステルの種類および/または可塑剤の種類を表4に記載のものに変更し、セルロースエステルフィルムが表4に記載の膜厚となるようにドープ組成物をステンレスバンド支持体上に流延し、かつ、幅手(TD)方向の延伸倍率を表4に記載の倍率としたこと以外は、防曇性フィルム106の製造と同様にして、防曇性フィルム305〜307を製造した。
得られた防曇性フィルムを下記方法により評価した。
得られた防曇性フィルムを30mm×30mmのサイズに裁断し、23℃55%RH雰囲気下にて、24時間以上静置した。このフィルムサンプルの厚さを膜厚計(ニコン製接触式膜厚計「DIGIMICRO MH−15M」)にて測定し、防曇性セルロースエステルフィルムの膜厚d(T)を得た。
得られた防曇性フィルムをA3サイズ(297mm×420mm)に裁断し、23℃55%RH雰囲気下にて、24時間以上静置した。その後、同雰囲気下にて未通電状態の冷凍ショーケース(ホシザキ電機製 リーチイン冷凍ショーケース FS−120XT3−1)のガラス扉の内側に25μmの両面接着テープ(リンテック社製、基材レステープ MO−3005C)を介して貼り、庫内設定温度を−25℃となったのを確認した後、60分以上放置したのち、扉を開けたときの防曇特性を下記の評価基準に基づいて評価した。なお、扉を開けた時の庫外設定温度は23℃、相対湿度55%であった。
(防曇性評価基準)
5:全く結露が見られない
4:結露するが、数秒で消える
3:結露が消えるまで10秒以内
2:結露が消えるまで30秒以内
1:30秒以上、結露が消えない
結果を表2〜4に示す。
得られた防曇性フィルムをA3サイズ(297mm×420mm)に裁断し、23℃55%RH雰囲気下にて、24時間以上静置した。その後、裁断したフィルムを、25μmの両面接着テープ(リンテック社製 基材レステープ MO−3005C)を介し、表面を予めエタノールで洗浄したガラス板(厚さ1.2mm)の片面に貼合し、サンプルを作製した。
(しわ、剥がれの評価基準)
5:しわ、剥がれが全くない
4:四隅に剥がれが発生し始めているが、許容できる
3:僅かにしわ、剥がれが発生しているが、許容できる
2:しわ、剥がれがはっきりと分かる
1:フィルムが前面に波打ち、しわ、剥がれが発生している
結果を表2〜4に示す。
11 エステル層、
12 防曇層。
Claims (5)
- 前記エステル層は、重量平均分子量が75,000〜300,000のセルロースエステルを含む、請求項1に記載の防曇性セルロースエステルフィルム。
- 前記エステル層は、幅手方向に1.05〜1.40倍の延伸条件で一軸延伸処理されてなる、請求項1または2に記載の防曇性セルロースエステルフィルム。
- 前記防曇層は、セルロースエステルフィルムの製膜後に、製膜されたフィルムの表面をアルカリケン化処理することにより形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の防曇性セルロースエステルフィルム。
- 前記エステル層は、アシル基置換度2.0〜3.0のセルロースエステルを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の防曇性セルロースエステルフィルム。
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