JP3162734B2 - 高透明難燃性ポリエチレンテレフタレートフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は舞台照明用カラーフィル
ター、光選択吸収フィルター（光学フィルター）等の透
明性と難燃性が特に要求される分野に使用するフィルム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の用途としては透明度がフィ
ルムないしシートの必須条件である上に光源から発する
高熱を直接に受けるために、耐熱性ばかりでなく使用時
の発火への対策も重視される。従って本来であれば無機
ガラスを使用するのが妥当な筈であるが、調色が指定ど
おり自由かつ適確に得られにくく、従って高価につくこ
ともあって透明度の良好で比較的耐熱性の優れた合成樹
脂が専らの使用対象となっている。

【０００３】ポリエチレンテレフタレートフィルムは各
種合成樹脂の中で比較すれば、ほかの材料よりはこの要
求に適応しやすい特性をもつので、実際に使用されてい
る。しかし本来が燃焼性のある上に高温で変質、変形す
る材料なので、高温で長時間使用することは望めない。

【０００４】この材料を難燃化して使用時間を延長しよ
うとするには、該フィルム成型時に成型樹脂中に難燃剤
を添加する方法をとるか、あるいはフィルムに難燃剤を
添加した樹脂を該フィルムに塗布する方法が考えられ
る。

【０００５】該フィルム成型用の樹脂に難燃剤を添加す
る場合、有機系の難燃剤、たとえば含ハロゲン系、リン
系などは、一般に分解温度がポリエチレンテレフタレー
トフィルムの成型温度（約２６０〜３２０℃）よりも低
いため、役に立たない。また分解温度が高い難燃剤とし
て無機系の難燃剤があるが、一般に不透明であるため、
難燃効果が現れる程度に添加した場合に透明度が著しく
損なわれるという欠点があり、一般のポリエチレンテレ
フタレートフィルム、特に透明性を重視する用途表記の
ような用途には使用できない。

【０００６】一方高透明ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムに難燃剤を添加した樹脂を塗布する方法は、フィ
ルムの透明性を損なわないように難燃性を付与でき、現
在もっとも手軽な方法と考えられる。これには有機系難
燃剤（含ハロゲン系、含リン系等）が使用される。しか
し有機系難燃剤は一般に分子量が低く（分子量１００〜
６００）、難燃性を得る程度に樹脂中に添加すると、可
塑剤的な働きをして、樹脂自体の凝集力、表面硬度等を
著しく下げたり、基材のポリエチレンテレフタレートフ
ィルムと樹脂との密着性を阻害したりする。その結果と
してフィルム同志のブロッキング現象や樹脂の脱落等の
外観不良の原因となる。また無機系難燃剤を使用した場
合には、前記と同様に難燃効果を得る程度に添加する
と、その透明性が著しく損なわれるので、好ましくな
い。

【０００７】以上のように透明性を重要視する用途にポ
リエチレンテレフタレートの難燃性を補強することは困
難視されている。したがってストック中の火災の発生に
よって延焼するのを防止できず、また使用中に光源の高
熱による発火・燃焼の起きる可能性を承知の上で、短時
間使用する度に新品と取り替えながら使用しているのが
実情である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】舞台照明用カラーフィ
ルターや光学フィルター等に使用するフィルム基材とし
ては高透明性が第一条件となるが、第二条件としてスト
ック中の延焼による罹災の危険、使用中の光源の高熱に
よる難燃性が要求されることは前述のとおりである。透
明性と難燃性を両立させようとすれば前述の難点に逢着
する。即ち、塗布する樹脂中に有機系難燃剤を添加した
場合は、凝集力低下によるブロッキング、難燃剤の遊離
飛散による環境汚染の問題、基材のポリエチレンテレフ
タレートフィルムとの密着不良等の問題が起こりやす
い。また無機系難燃剤を難燃効果を得る程度に添加した
場合には、透明性が著しく損なわれることになり、実用
性の乏しいものになる。本発明は高透明難燃性ポリエチ
レンテレフタレートフィルムを製造する場合に見られる
ように幾多の欠点を生じることなく、高透明性と難燃性
を両立させたポリエチレンテレフタレートフィルムとそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の高透明難燃性ポリエチレンテレフタレー
トフィルムは、基材に一般の高透明ポリエチレンテレフ
タレートフィルム（一般にはＴタイプと称されてい
る。）を使用し、このフィルムの両面もしくは片面にイ
ソシアネート化合物を反応当量以上に多量に添加した透
明樹脂を主体とする塗布剤を塗布したものである。特徴
として、基材および塗布剤中の透明樹脂にはいわゆる難
燃剤と称される添加剤は一切使用せずに、該塗布剤中の
透明樹脂の原材料にあらかじめジおよびポリイソシアネ
ート化合物を原材料の樹脂との反応当量以上に過剰に添
加することで難燃性のある該透明樹脂が得られることを
見いだしたものである。つまり燃焼は、加熱→転移→解
重合→分解→酸化などのプロセスに従って進行すること
が分かっているが、この中で燃焼に一番係わっているの
は、分解時に発生する可燃性ガスである所に着目すれ
ば、特に非常に反応性の高いＯＨラジカルの生成に関連
があるという推論も可能であり、このラジカル発生に対
する影響の如何が燃焼性と関連するものという考えも成
り立つ。このような推論の結果が本発明の難燃性向上対
策の成功を導いたことになる。実際にこのような方法を
実施することによって、上記の成果のほかに、ジおよび
ポリイソシアネート化合物はべース樹脂の−ＯＨ，−Ｎ
Ｈ_２，−ＳＨ，−ＣＯＯＨ等の活性水素を有するポリマ
ーと容易に反応して三次元化構造が得られ、樹脂自体の
凝集力を高めると共に耐熱性、耐湿性、耐候性、耐薬品
性等が向上したり、また耐ブロッキング性、耐擦傷性等
が著しく改良され、同時に硬化現象により燃焼時のダレ
落ち（ドリップ性）を阻止する効果もあることも確認し
ている。また、ＮＣＯ基を過剰に添加すればＯＨラジカ
ルの生成を抑えることが出来ることも確認でき、これに
よって燃焼に最も関係が深いとみられる要因を効果的に
抑制する方法を提供しようとするものである。

【００１０】以下図面に従って本発明の高透明難燃性ポ
リエチレンテレフタレートフィルムの構造とその製造方
法を説明する。図１は本発明の高透明難燃性ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの構造の１例を示す縦断面部
分略図、図２は図１と別の構造の１例を示す縦断面略図
である。

【００１１】図１においては、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム１の片面に塗布剤を塗布して塗布剤層２を
形成し、高透明難燃性ポリエチレンテレフタレートフィ
ルムとするものである。また図２においては、ポリエチ
レンテレフタレートフィルム１の両面に塗布剤を塗布し
て塗布剤層２’，２”を形成するものである。図１およ
び図２における塗布剤層２，２’，２”を形成するため
の塗布剤は、その原材料として使用する透明樹脂に対し
てあらかじめジおよびポリイソシアネート化合物を反応
当量以上に添加して難燃化しておく。該塗布剤はこのよ
うに難燃化処理された透明樹脂単独で使用する場合もあ
るが、該透明樹脂の他に必要に応じてさらに透明難燃
剤、染料や顔料、紫外線吸収剤などを一種以上付加混合
して、着色や光波長選択吸収能等の機能を付加すること
も可能である。

【００１２】本発明の基材として使用するポリエチレン
テレフタレートフィルム１の材料は、透明性を重視する
限りでは高透明タイプ（Ｔタイプ）を使用することがの
ぞましい。塗布剤層２を構成するベース樹脂である透明
樹脂は、ジおよびポリイソシアネート化合物と相溶性が
良好なものであればいずれも使用可能である。ただし、
基材であるポリエチレンテレフタレートフィルムと塗布
剤層との密着性を考慮すると、飽和ポリエステル樹脂が
望ましい。例えばアクリル系、塩ビ系、塩ビ酢ビ系、ウ
レタン系、メラミン系、シリコーン系、フッ素系等もベ
ース樹脂として使用可能であるが、これらの材料の場合
には該ポリエチレンテレフタレートフィルムに易接着処
理を施すことが必要であるから、当然高価につくことに
なる。

【００１３】原材料透明樹脂の難燃化に使用するイソシ
アネート化合物は芳香族系、脂肪族系のどちらのジおよ
びポリイソシアネートでも使用可能であるが、芳香族系
よりも黄変に耐性のある脂肪族系のイソシアネートの方
が望ましい。イソシアネート化合物は樹脂中の官能基と
の反応当量以上に過剰に添加するほど難燃性には有利に
なるが、その反面、これらのフィルムを重ねたりロール
状に巻き取って保管する場合には硬化の進行に伴ってブ
ロッキングの発生が懸念されるため、樹脂とイソシアネ
ート化合物の混合割合は固形分重量比で１００：０．５
〜１００：５０くらいの範囲が適当である。即ち、これ
以上に添加するとブロッキングの原因となり、これ以下
では難燃効果が損なわれるので好ましくない。

【００１４】塗布剤層中に該透明樹脂以外に透明性の良
い有機系難燃剤（含ハロゲン系、含リン系等）を添加し
て難燃効果を更に高めようとする場合、添加量が多すぎ
ると難燃剤が透明樹脂に対して可塑剤の働きをし、樹脂
の凝集力、表面硬度等を著しく下げたり、基材のポリエ
チレンテレフタレートフィルムと樹脂との密着性を阻害
したりするため、フィルム同志のブロッキング現象や樹
脂の脱落等の外観不良の原因となり好ましくない。した
がって難燃剤の添加量としては樹脂と難燃剤の混合割合
は、固形分重量比で１００：０〜１００：３０くらいの
範囲が適当である。

【００１５】塗布剤層を形成する塗布剤の厚さについて
は、基材ポリエチレンテレフタレートフィルムの厚さに
よって塗布厚も変えないとその難燃効果が失われる。塗
布剤層が薄いとポリエチレンテレフタレートフィルムの
燃焼性に塗布剤層が負けてしまい、難燃効果を失う結果
となり好ましくない。このためにポリエチレンテレフタ
レートフィルムの厚みと塗布剤層の厚みの比は１：１／
５以上に設定する必要がある。なお、図２のようにポリ
エチレンテレフタレートフィルムの両面に塗布剤層を設
ける場合は、両面の塗布剤層の厚さを合算して、この合
算厚が上記比率以上になっていれば問題はない。

【００１６】塗布剤をポリエチレンテレフタレートフィ
ルム面に塗布剤層を形成する塗工方法とこれに使用する
塗工機については特に限定されるものではなく、具体的
にはエアードクターコーター、フレキシブルブレードコ
ーター、ロッドコーター、フローティングナイフコータ
ー、ナイフオーバーブランケットコーター、ナイフオー
バーロールコーター、スクイズコーター、含浸コータ
ー、三本リバースロール四本リバースロールコーター、
トランスファ−ロールコーター、グラビアコーター、モ
スロールコーター、ビードコーター、キャストコータ
ー、カーテンコーター、ファウンテンコーター、カレン
ダーコーター、押出しコーター等が例示される。また上
記以外に、印刷方式によっても塗工が可能である。具体
的には凸版印刷、平版印刷、グラビア印刷、彫刻凹版印
刷、シルクスクリーン印刷、フレキソ印刷等が利用でき
る。

【００１７】

【作用】上記のように構成された高透明難燃性ポリエチ
レンテレフタレートフィルムにおいては、いわゆる難燃
剤を一切使用せず、ジおよびポリイソシアネート化合物
を活性水素基を持った樹脂の反応当量以上に過剰添加す
ることで難燃性と高透明性を両立させたものである。

【００１８】

【実施例および比較例】

実施例１ 飽和ポリエステル樹脂のトルエン溶液、エリーテル３２
１０（商品名、ユニチカ（株）製）１００重量部（固形
分３５％）に対し、イソシアネート化合物としてコロネ
ートＨＬ（商品名、日本ポリウレタン（株）製）を１０
重量部添加し、アジター型混練分散機により緊密に混練
溶解し、高透明、難燃性の樹脂溶液からなる塗布剤を作
った。この塗工液をポリエチレンテレフタレートフィル
ム、エンブレットＴタイプ（商品名、ユニチカ（株）
製）厚さ７５μの上に、乾燥後の塗布剤層の厚みが１５
μになるようにロールコーターを使用して一般常法に従
って塗布乾燥し、該ポリエチレンテレフタレートフィル
ム上に１５μの均一な高透明、難燃性樹脂の薄膜からな
る塗布剤層を設けた高透明難燃性ポリエチレンテレフタ
レートフィルムを得た。

【００１９】実施例２ 実施例１の高透明、難燃性の樹脂溶液に更にリン、ハロ
ゲン系難燃剤、アンフラーム３ＰＸ（商品名、日本油脂
（株）製）を３重量部添加し、同様に混練溶解して塗布
剤とし、同様のポリエチレンテレフタレートフィルム、
エンブレットＴタイプに同様に塗布乾燥し、高透明難燃
性ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。

【００２０】実施例３ 実施例１の高透明、難燃性の樹脂溶液に更に染料ダイヤ
レジンブルーＰ（商品名、三菱化成工業（株）製）を４
重量部添加し、ボールミル型混練溶解分散機で混練溶解
し着色高透明の難燃性の塗布剤を得た。これを上記同様
のポリエチレンテレフタレートフィルム、エンブレット
Ｔタイプに同様に塗布乾燥し、着色高透明難燃性ポリエ
チレンテレフタレートフィルムを得た。

【００２１】実施例４ 実施例１の高透明、難燃性の樹脂溶液に更に紫外線吸収
剤、チヌビンＰ（商品名、チバガイギー（株）製）を
１．５重量部添加し、ボールミル型混練溶解分散機で混
練溶解し紫外線吸収高透明の難燃性の塗布剤を得た。こ
れを上記同様のポリエチレンテレフタレートフィルム、
エンブレットＴタイプに同様に塗布乾燥し、紫外線吸収
高透明難燃性ポリエチレンテレフタレートフィルムを得
た。

【００２２】実施例５ 実施例３の着色高透明、難燃性の樹脂溶液を、乾燥後の
塗布剤層の厚みが８μになるようにロールコーターを使
用して上記フィルムの片面に一般常法に従って塗布乾燥
し、さらにそのフィルムの別の片面に、乾燥後の厚みが
８μになるように同方法によって塗布乾燥し、該ポリエ
チレンテレフタレートフィルムの両面にそれぞれ８μの
着色高透明、難燃性樹脂の薄膜からなる塗布剤層を設け
た着色高透明難燃性ポリエチレンテレフタレートフィル
ムを得た。

【００２３】比較例１ 実施例１の飽和ポリエステル樹脂溶液にイソシアネート
化合物を添加せず、飽和ポリエステル樹脂溶液のみから
なる塗布剤を作り、実施例１と同様に該ポリエチレンテ
レフタレートフィルム上に１５μの均一な薄膜からなる
塗布剤層を設けたポリエチレンテレフタレートフィルム
を得た。

【００２４】実施例６ 実施例１のベース樹脂をアクリル樹脂、アクレタンＭ
（商品名、藤倉化成（株）製）１００重量部（固形分３
５％）に変更し、イソシアネート化合物としてコロネー
トＨＬ（商品名、日本ポリウレタン（株）製）を２５重
量部添加し、実施例１と同様に混練溶解し、同法によっ
て該ポリエチレンテレフタレートフィルム上に高透明難
燃性樹脂の１５μの均一な薄膜からなる塗布剤層を設け
た高透明難燃性ポリエチレンテレフタレートフィルムを
得た。

【００２５】比較例２ 実施例６のアクリル樹脂溶液にイソシアネート化合物を
添加せず、アクリル樹脂溶液のみからなる塗布剤を作
り、実施例１と同様に該ポリエチレンテレフタレートフ
ィルム上に１５μの均一な薄膜からなる塗布剤層を設け
たポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。

【００２６】比較例３ 厚さ７５μの市販の難燃ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムＮＢ２（商品名、帝人（株）製）。

【００２７】比較例４ 厚さ７５μの市販の難燃ポリエチレンテレフタレートフ
ィルム、ルミラーＺ２１０（商品名、東レ（株）製）。

【００２８】以上の実施例１，２，３，４，５，６およ
び比較例１，２，３，４について透明性（ヘイズ値）、
全光線透過率および難燃性（ＵＬ９４）を測定したとこ
ろ、表１のような結果となった。

【００２９】

【表１】

【００３０】表から明らかなように、本発明の高透明難
燃性ポリエチレンテレフタレートフィルムおよびその製
造方法によって得られる試料（実施例１〜６）は、透明
性を損なうことなく難燃性にすぐれている。これに対し
て、比較例１および２はイソシアネート化合物を添加し
ないために難燃性を示さず、比較例３と４では市販の難
燃性ポリエチレンテレフタレートフィルムが透明性にお
いて劣ることを示した。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３２】請求項１における高透明難燃性のポリエチ
レンテレフタレートフィルムが、イソシアネート化合物
を反応当量以上に多量に添加混合した透明樹脂を主体と
する塗布剤を使用するものであるために、いわゆる難燃
剤と称せられる添加剤を使用しなくても塗布剤を主体を
なす透明樹脂に高透明性と難燃機能を両立、保有させる
事が可能になり、該フィルム貯蔵中ならびに使用中に火
災事故の防止に役立ち、舞台照明用カラーフィルター、
光選択吸収フィルター等に幅広くかつ安価に供給できる
商品が得られる。

【００３３】請求項２においては、前記塗布剤を前記透
明樹脂自体で構成する以外にも染料、顔料、紫外線吸収
剤などを随時付加することによって透明樹脂自体の特性
を損なうことなく着色したりあるいは紫外線吸収効果を
付与することが可能となり、また必要に応じては透明難
燃剤も付加することによって透明樹脂の保有する難燃性
をさらに増強することも可能になる。

【００３４】従って本発明の高透明難燃性ポリエチレン
テレフタレートフィルムの利用の多様性をさらに拡大す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高透明難燃性ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの構造の一例を示した縦断面部分略図であ
る。

【図２】図１に示したフィルムとは別の高透明難燃性ポ
リエチレンテレフタレートフィルムの構造の一例を示す
縦断面部分略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−217043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−273233（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−182345（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86539（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 7/04 - 7/06 B32B 27/00 - 27/42

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエチレンテレフタレートフィルムの両
   面または片面に、透明樹脂に対してイソシアネート化合
   物を活性水素を持った樹脂の反応当量以上、かつ、透明
   樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部を添加混合し
   た透明樹脂を主体とする塗布剤を塗布してなり、難燃性
   がＵＬ規格のＶ−０を充足し、ヘイズ値が２.６以下で
   あり、かつ、舞台照明用カラーフィルター若しくは光選
   択吸収フィルターとして使用することを特徴とする高透
   明難燃性ポリエチレンテレフタレートフィルム。
2. 【請求項２】塗布剤が透明樹脂を主体として透明難燃
   剤、染料、顔料及び紫外線吸収剤のいずれか一種ないし
   数種を随時付加配合した混合物であることを特徴とする
   請求項１記載の高透明難燃性ポリエチレンテレフタレー
   トフィルム。