JP3192442B2 - 帯電防止性ポリエステルフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透明で低湿度での帯電防
止性及び耐水性、耐溶剤性に優れた帯電防止性ポリエス
テルフィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルフィルムは高度の結晶性、
優れた透明光沢性、力学的性質、耐薬品性、耐熱性を有
することから広範囲な用途に使用されている。しかし、
一般のポリエステルフィルムは高度の電気絶縁性を有し
ているため、静電気の発生、蓄積を生じ易く、静電気障
害による種々のトラブルを惹起するという欠点を有して
いる。例えば、製膜工程や印刷、接着、製袋、包装、そ
の他二次加工工程等において、ロールへの巻き付き、人
体への電気ショック、取扱い困難のような作業能率の低
下や、印刷ヒゲの発生、フィルム表面の汚れなど商品価
値の低下をもたらす原因となる。このような静電気障害
防止法として一般に帯電防止剤を樹脂中に練り込み製膜
する方法と、フィルム表面に帯電防止剤を塗布する方法
とがある。ポリエステルフィルムに関しては、このいわ
ゆる練り込み型帯電防止処理法がフィルム内部より帯電
防止剤が表面ににじみ出ることによって帯電防止効果を
発揮するのに対して、ポリエステル樹脂の高い二次転移
温度のためにフィルム製膜後、常温付近の温度では帯電
防止剤のフィルムへのしみ出しが行われず、一方、製膜
温度条件が高いことやポリエステル自体のもつ極性基の
高い反応性のために帯電防止剤の配合によって製膜時に
重合体の劣化を生じたり、着色及び物理的性質の低下を
もたらすなどの問題があった。特に、二軸延伸したポリ
エステルフィルムの場合、延伸工程でフィルム表面上に
ある帯電防止剤が逃散消失するため全く帯電防止効果を
示さない場合が多く、さらに帯電防止剤のうちの多くは
ポリエステルフィルムへの配合によってフィルムの透明
性を極度に低下させるものであるため実用に供し難い。

【０００３】このようなことから、帯電防止剤としてア
ニオン性化合物やカチオン性化合物等を塗布する方法が
二軸延伸ポリエステルフィルムの帯電防止法として広く
とられている。このような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、塗布液を塗布後フ
ィルムを延伸、熱処理する塗布延伸法（インラインコー
ト法）といわれるものがある。この方法は、二軸延伸後
のポリエステルフィルムに塗布液を塗布して塗布層を形
成する方法と比較してフィルムの製膜と塗布を同時に実
施するため、幅広の製品が比較的安価に得られるだけで
なく、塗布層と基材のポリエステルフィルムの密着性が
良いものが得られる等の特徴を有しており有用な方法で
ある。しかしながら、インラインコート法により帯電防
止性ポリエステルフィルムを製造する場合には、一般に
帯電防止剤が熱的に不安定なため延伸、熱処理工程で揮
散あるいは熱分解が生じて期待された帯電防止効果が発
揮されない場合が多い。

【０００４】従って、従来は熱安定性の良好なアニオン
型やノニオン型の化合物をバインダー樹脂と混ぜて塗布
する方法が採用されてきた。しかし、アニオン型やノニ
オン型の帯電防止剤は高湿度下では実用的な帯電防止性
を発現するが、帯電防止性に対する環境の湿度の影響が
大きく低湿度下での帯電防止性が低下するという問題が
あった。また、ポリエステルフィルムは単体で用いるこ
とは極めて稀であり他のフィルムや機能性の化合物を積
層した形で使用されることが多い。従って、上記の帯電
防止剤塗布層は帯電防止性以外にも耐水性や耐溶剤性等
の特性が要求される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の課
題を解決するものであり、その目的とするところは、低
湿度での帯電防止性に優れ、かつ耐水性及び耐溶剤性に
優れたポリエステルフィルムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のポリエステルフ
ィルムは、溶融押し出しされた未延伸ポリエステルフィ
ルム又は一軸延伸ポリエステルフィルムの少なくとも片
面に、側鎖にカチオン型の第４級アンモニウム塩基を有
しかつ末端に重合性の二重結合を有する単量体（Ｘ）、
水酸基を有する単官能ビニル単量体（Ｙ）及びこれらの
単量体と共重合可能な他の重合性ビニル単量体（Ｚ）を
共重合して得られる水溶性イオン導電性樹脂（Ａ）及び
熱架橋性単量体（Ｂ）からなる塗膜形成用組成物を塗布
した後、この塗布フィルムを更に二軸延伸又は一軸延伸
して得られる帯電防止性ポリエステルフィルムである。

【０００７】本発明においてポリエステルとは、芳香族
二塩基酸またはそのエステル形成誘導体とジオールまた
はそのエステル形成誘導体とから合成される線状飽和ポ
リエステルである。かかるポリエステルの具体例として
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ（１，４
−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）、ポリ
エチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート等が
あげられる。これらの共重合体またはこれらと小割合の
他の樹脂とのブレンド物なども含まれる。このポリエス
テル中には滑り性を良くするために少量の無機または有
機の微粒子を含むことができる。かかる微粒子として
は、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の無
機フィラー、シリコーン、アクリル樹脂、ベンゾグアミ
ン、テフロン、エポキシ樹脂等の有機フィラーが挙げら
れる。このポリエステルは常法により溶融押し出してフ
ィルム状にし、更に縦及び横方向に二軸延伸による配向
結晶化および熱処理による結晶化により、ポリエステル
フィルムとされる。本発明における塗膜形成用組成物の
塗布は溶融押し出し後の未延伸フィルムまたは一軸延伸
後のフィルムについて行われる。

【０００８】本発明のイオン導電性樹脂（Ａ）中の、側
鎖にカチオン型の第４級アンモニウム塩基及び末端に重
合性の二重結合を有する単官能ビニル単量体（Ｘ）とし
ては、例えばジメチルアミノエチルアクリレート４級化
物、ジメチルアミノエチルメタクリレート４級化物、ジ
エチルアミノエチルアクリレート４級化物、ジエチルア
ミノエチルメタクリレート４級化物、メチルエチルアミ
ノエチルアクリレート４級化物、メチルエチルアミノエ
チルメタクリレート４級化物、ジメチルアミノスチレン
４級化物、メチルエチルアミノスチレン４級化物等が挙
げられ、これらはその１種若しくは２種類以上を使用す
ることができる。一方、水酸基を有する単官能ビニル単
量体（Ｙ）としては、例えば２−ヒドロキシエチルアク
リレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート等が挙
げられる。また、これらの単量体と共重合可能な他の重
合性ビニル単量体（Ｚ）としては、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル等のアクリル酸アルキルエステル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル
酸アルキルエステル、スチレン、ビニルトルエン、酢酸
ビニル等のビニル単量体が挙げらる。

【０００９】本発明のイオン導電性樹脂（Ａ）における
側鎖にカチオン型の第４級アンモニウム塩基及び末端に
重合性の二重結合を有する単官能ビニル単量体（Ｘ）
と、水酸基を有する単官能ビニル単量体（Ｙ）と、これ
らの単量体と共重合可能な他の重合性ビニル単量体
（Ｚ）との共重合割合は、（Ｙ＋Ｚ）／Ｘの重合比率と
して５／１〜２／１の範囲が好ましく、この重合比が５
／１を越えるとイオン導電性樹脂（Ａ）の水溶性が低下
したり、側鎖にカイオン型の第４級アンモニウム塩基を
有し末端に重合性の二重結合を有する単官能ビニル単量
体（Ｘ）の比率が結果的に少なくなるため、帯電防止性
に優れた塗膜が得られない。一方、重合比率が２／１未
満の場合には、塗膜の耐水性が低下する傾向となり得ら
れた塗膜のべたつきやブロッキング性が増加する。

【００１０】また、（Ｘ＋Ｚ）／Ｙの重合比率は、１０
／１〜１５／１の範囲が好ましく、この重合比率が１５
／１を越えると、水酸基を有する単官能ビニル単量体
（Ｙ）が少なくなり熱架橋性単量体（Ｂ）を添加した場
合において結果的に架橋性が不足するため、塗膜の耐水
性及び耐溶剤性が低下する。一方、重合比率が１０／１
未満の場合には、水酸基を有する単官能ビニル単量体
（Ｙ）が多くなり塗膜の耐水性及び耐溶剤性が低下す
る。本発明の、熱架橋性単量体（Ｂ）は、具体的には２
〜４個のグリシジル基を有するエポキシ化合物で、かか
るエポキシ化合物としては、例えばエチレングルコール
グリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシ
ジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエー
テル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グ
リセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプ
ロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグ
リシジルエーテル等が挙げられ、これらの１種若しくは
２種以上を使用することができる。

【００１１】本発明の塗膜形成用組成物中の、イオン導
電性樹脂（Ａ）と熱架橋性単量体（Ｂ）との配合比率
は、重量比で（Ａ）／（Ｂ）が７０／３０〜９７／３の
範囲が好ましい。配合比率が７０／３０未満の場合、熱
架橋性単量体（Ｂ）が過剰になるため得られる塗膜の耐
水、耐溶剤性は向上するが、帯電防止性が悪化したり、
塗膜の延展性が低下する。配合比率が９７／３を越える
と、熱架橋性単量体（Ｂ）の量が減少し架橋反応性が低
下するため塗膜の耐水、耐溶剤性が悪化したり、原因は
不明であるが塗膜の延展性が低下し帯電防止性が悪化す
る。なお本発明の塗膜形成用組成物を使用して塗膜を形
成する場合、熱架橋性単量体（Ｂ）を構成しているエポ
キシ化合物の架橋反応を促進させるために、有機もしく
は無機のアルカリ性化合物、例えば、アミン、ポリアミ
ン、アミドアミン、ポリアミドアミン、イミダゾール、
及びアルカリ金属炭酸塩、ならびにこれらの誘導体から
なる架橋硬化剤等を少量使用することが望ましい。本発
明における塗膜形成用の溶液はイオン導電性樹脂（Ａ）
が水溶性であるので水溶液で用いるのが好適であるが、
ポリエステルとの濡れ性を改良する等の目的でアルコー
ル等の有機溶剤を併用しても良い。また、必要に応じて
さらに他の架橋剤、触媒、濡れ剤等を加えることができ
る。また、本発明の目的を阻害しない限り紫外線吸収
剤、顔料、有機フィラー、無機フィラー、潤滑剤、ブロ
ッキング防止剤等を併用してもよい。また他のバインダ
ー樹脂を併用し、接着性やブロッキング性等の特性の改
良を行っても良い。

【００１２】このようにして得られる塗膜形成用組成物
の溶液をポリエステルフィルムの少なくとも片面に塗布
するのは、ポリエステルが溶融押し出しされた未延伸フ
ィルム、あるいは一軸延伸フィルムに対して行うのが好
ましい。二軸延伸フィルムに塗布するのは、フィルムが
広幅になっており、かつフィルムの走行速度が速くなっ
ているため均一に塗布しにくいので好ましくない。ポリ
エステルフィルム上に塗布液を塗布するには、公知の方
法が適用できる。例えばスプレーコート法、エアーナイ
フ法、リバーコート法、キスコート法、グラビヤコート
法、マイヤーバー法、ロールブラッシュ法等が適用でき
る。ポリエステルフィルムに塗布される塗膜形成用組成
物の水溶液の塗布量は、二軸延伸後のフィルム上に存在
する量として固形分として０．０１〜５ｇ／ｍ² であ
る。塗布量が０．０１ｇ／ｍ² 未満の場合は、十分な帯
電防止性が得られない。５ｇ／ｍ² 以上塗布するとブロ
ッキングが問題となる。

【００１３】上記塗膜形成用組成物の溶液を塗布する前
に、例えばポリエステルフィルムにコロナ放電処理を施
すなど、溶液の塗布性を改良したりポリエステルフィル
ムと塗膜との間の接着性を改善する等のための手段を採
用することができる。またインラインコート後あるいは
二軸延伸後の塗膜層にコロナ放電処理、窒素雰囲気下で
のコロナ放電処理、紫外線照射処理などを施すことによ
ってフィルム表面の濡れ性や接着性を向上させることが
できる。

【００１４】上記の方法によって製造されたポリエステ
ルフィルムは、特に磁器記録媒体、例えばビデオテー
プ、オーディオテープ、コンピューターテープ、フロッ
ピィディスク等の基材として有用である。また、一般工
業用フィルム、例えばメンブレン、テレホンカード、ラ
ベル、マイクロフィルム、ジアゾフィルム、ＯＨＰフィ
ルム等の基材としても有用である。

【００１５】

【実施例】次に本発明の実施例及び比較例を示す。なお
各種評価は以下に示す方法によった。 (1) 表面抵抗 タケダ理研社製固有抵抗測定器で印加電圧５００Ｖ、２
３℃、４０％ＲＨの条件下で測定した。 (2) 耐水性、耐溶剤性の評価 各溶剤にフィルムを浸漬し、室温（２６℃）で１６時間
放置後の表面抵抗を測定した。

【００１６】実施例 １ 常法によりメチルメタアクリレート／エチルアクリレー
ト／２−ヒドロキシエチルメタクリレート／ジメチルア
ミノエチルメタクリレート４級化物を、重量組成比とし
て４７／２１／７／２５の割合で共重合して共重合体水
溶液を得た。この共重合体水溶液に、エポキシ化合物と
してグリセロールポリグリシジルエーテルを共重合体の
固形分に対して４重量％添加し、さらに架橋硬化剤とし
て２−メチルイミダゾールを前記グリセロールポリグリ
シジルエーテルに対して２．５重量％添加混合して固形
分７重量％塗膜形成用組成物の水溶液を得た。極限粘度
０．６５のポリエチレンテレフタレートを２８０〜３０
０℃で溶融押し出して、１５℃の冷却ロールで冷却して
未延伸フィルムを得、この未延伸フィルムを周速の異な
る８５℃の一対のロール間で縦方向に３．５倍延伸した
後、前記の塗膜形成用組成物の水溶液を、キスコート法
で１０ｇ／ｍ² 塗布し、７０℃の熱風で乾燥し、次いで
テンターで９８℃で横方向に３．５倍延伸し、さらに２
００〜２１０℃で熱固定し厚さ１００μｍの二軸延伸コ
ーティングポリエステルフィルムを得た。得られたフィ
ルムの特性を表２に示す。

【００１７】実施例 ２〜５ 実施例１の塗膜形成用組成物の組成を表１に記載のよう
に変更する以外は同様にして行った。 実施例 ６ 極限粘度０．６５のポリエチレンテレフタレートを２８
０〜３００℃で溶融押し出して、１５℃の冷却ロールで
冷却して未延伸フィルムを得、この未延伸フィルムに実
施例１と同じ塗膜形成用組成物の水溶液をキスコート法
で１０ｇ／ｍ²塗布した。塗布後９０℃の余熱ゾーンに
通し、１００℃で横方向に３．２倍延伸し、更に周速の
異なる８５℃の一対のロール間で縦方向に４．２倍延伸
した後、２００〜２１０℃で熱固定し圧さ７μｍの二軸
延伸コーティングポリエステルフィルムを得た。

【００１８】比較例 １〜３ 実施例１の塗膜形成用組成物の組成を表１に記載のよう
に変更する以外は同様にして行った。 比較例 ４ 表１の比較例２の樹脂（Ａ）とスルホン酸ナトリウム塩
よりなる市販のアニオン系帯電防止剤を８／２の割合で
混合溶液を塗布液とする以外は実施例１と同様にして行
った。

【００１９】比較例 ５ 実施例１の塗膜形成用組成物の水溶液を塗布しない以外
は同様にして行った。表２に示すように本発明の実施例
の帯電防止性フィルムは低湿度でも表面抵抗が小さく帯
電防止性に優れ、かつ耐水性、耐溶剤性にも優れてい
る。一方、比較例１は塗膜の延展性に乏しく均一な塗膜
ができず、帯電防止性を付与することができない。比較
例２は帯電防止性は良好である耐水性、耐溶剤性に劣っ
ている。比較例３は表面抵抗が大きく帯電防止性に劣
る。比較例４は帯電防止性に劣りかつ耐水性や耐溶剤性
にも劣っている。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】以上より本発明の帯電防止性ポリエステ
ルフィルムは、低湿度での帯電防止性に優れ、かつ耐水
性、耐溶剤性にも優れているので、磁気記録媒体の基
材、一般工業用フィルム、及び各種包装用フィルム等に
広く好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 勝 神奈川県横浜市鶴見区江崎３−63 日本 純薬株式会社 鶴見工場内 (56)参考文献 特開 昭60−248745（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−133639（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−203438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−115747（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 7/04 - 7/06 B32B 27/00 - 27/42 B29C 55/00 - 55/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融押し出しされた未延伸ポリエステル
   フィルム又は一軸延伸ポリエステルフィルムの少なくと
   も片面に、側鎖にカチオン型の第４級アンモニウム塩基
   を有し且つ末端に重合性の二重結合を有する単量体
   （Ｘ）、水酸基を有する単官能ビニル単量体（Ｙ）及び
   これらの単量体と共重合可能な他の重合性ビニル単量体
   （Ｚ）を共重合して得られる水溶性イオン導電性樹脂
   （Ａ）及び熱架橋性単量体（Ｂ）からなる塗膜形成用組
   成物を塗布した後、この塗布フィルムを更に二軸延伸又
   は一軸延伸して得た帯電防止性ポリエステルフィルム。