JP3272796B2 - 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。このような静電気障害は、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
い困難の様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。かかる静電気障害の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
ムについてこのいわゆる練り込み型帯電防止処理法を適
用するときは、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が発揮されるのであ
るが、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
ム表面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り実用に供し難い。

【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。塗布層を有する二軸延伸ポエリエステル
フィルムの製造方法として、帯電防止剤の塗布液を塗布
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帯電防止剤の塗布液を塗
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
優れる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）、
水酸基を有する二官能ビニル単量体（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
して得られることを特徴とす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
リエスエルである。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。

【０００８】このポリエステルを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
テルフィルムは得られる。

【０００９】本発明におけるイオン導電性樹脂（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種以上
を使用することができる。

【００１０】一方、水酸基を有する二官能ビニル単量体
（Ｙ）としては、例えばポリグリセロールジアクリレー
ト、ポリグリセロールジメタクリレート、ポリグリセラ
イドプロピレングリコールジアクリレート、ポリグリセ
ライドプロピレングリコールジメタクリレート等が挙げ
られる。

【００１１】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れる。

【００１２】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、水酸基を有する二官能ビニル単量体（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）との共重合割合は、（Ｙ＋Ｚ）／Ｘの重合比率と
して２／１〜５／１の範囲が好ましく、この重合比が５
／１を超えるとイオン導電性樹脂（Ａ）の水溶性が低下
したり、側鎖にカチオン型の第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。

【００１３】また、（Ｘ＋Ｚ）／Ｙの重合比率は、３０
／１〜１００／１の範囲が好ましく、この重合比率が１
００／１を超えると、水酸基を有する二官能ビニル単量
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したり、塗膜の延展性が低下し
インラインコート時に膜切れを起こしてしまう。一方、
重合比率が３０／１未満の場合には、水酸基を有する二
官能ビニル単量体（Ｙ）が多くなり水溶性導電性樹脂
（Ａ）の部分架橋密度が増大し樹脂（Ａ）の水溶性が低
下し水溶液が得られなくなる。

【００１４】本発明における熱架橋性単量体（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
ングリ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。

【００１５】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７０／３０〜９９．５／
０．５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、帯電防止性が低下したり塗膜の延展性が低下す
る。配合比率が９９．５／０．５を超えると、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、耐溶剤性が悪化する。

【００１６】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。

【００１７】本発明における塗膜形成用組成物は液状に
して用いるが、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。この場合、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。さ
らに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。

【００１８】このようにして得られる塗膜形成用組成物
の溶液を塗布するポリエステルフィルムは、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で
あるのが好ましい。特に、キャスト原反あるいは一軸延
伸後に塗布後の塗膜の水分率が１０％以上の状態で延伸
処理を行うほうが好ましい。二軸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層を塗布する
方法としては、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、リバースロールコート
法、キスロールコート法、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。

【００１９】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／ｍ
² 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。

【００２０】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
すなどの前処理を施すことによって、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。なお塗膜形成用組成物を塗布したフィルムは
常法により更に二軸延伸または一軸延伸する。

【００２１】上記の方法によって製造されたコーティン
グポリエステルフィルムは、特に磁気記録媒体、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。

【００２２】

【実施例】次に本発明の実施例及び比較例を示す。なお
これらの例において各種性質の評価は下記の方法により
行った。 （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。

【００２３】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／ポリグリセロールジアクリレート／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４
８／２０／２／３０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２８０〜３００℃
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を周速の異なる８
５℃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、キスロールコート
法で１０ｇ／ｍ² 塗布し、７０℃の熱風で乾燥して塗膜
の水分率を約２５％とし、次いでテンターで９８℃で横
方向に３．５倍延伸し、さらに２００〜２１０℃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。

【００２４】実施例 ２〜８ 実施例１の塗膜形成用組成物の組成を表１の様に変更す
る以外は同様にして行った。

【００２５】実施例 ９ 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ロールコ
ート法で１０ｇ／ｍ² 塗布した。塗布後９０℃の余熱ゾ
ーンに通し塗膜の水分率が約１５％とし、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、２００〜２
１０℃で熱固定し厚さ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。

【００２６】比較例 １〜４、６〜８ 実施例１の塗膜形成用組成物の組成を表１の様に変更す
る以外は同様にして行った。

【００２７】比較例 ５ 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。

【００２８】比較例 ９ 実施例１の塗膜形成用組成物の水溶液を塗布しない他は
同様にして行った。

【００２９】以上の実施例および比較例で得たフィルム
の特性を表２に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】表２に示すように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
はカチオン基がないため、帯電防止性が付与できない。
比較例２，３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４，
５，６は帯電防止性は良好であるが耐水性、耐溶剤性に
劣っている。比較例７は部分架橋反応が進行し、水溶液
が得られなかった。比較例８は耐水性、耐溶剤性は優れ
ているが、低湿度の帯電防止性に劣っている。また比較
例９は表面抵抗が大きく帯電防止性に劣っている。

【００３３】

【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 阿部 和洋 滋賀県大津市堅田２丁目１番１号 東洋 紡績株式会社 総合研究所内 (72)発明者 山田 浩二 滋賀県大津市堅田２丁目１番１号 東洋 紡績株式会社 総合研究所内 (72)発明者 河口 睦行 滋賀県大津市堅田２丁目１番１号 東洋 紡績株式会社 総合研究所内 (72)発明者 鈴木 利武 滋賀県大津市堅田２丁目１番１号 東洋 紡績株式会社 総合研究所内 (72)発明者 山崎 秋雄 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎３番63号 日本純薬株式会社 鶴見工場内 (72)発明者 伊藤 勝 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎３番63号 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５−1164（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）、水酸基を有する二官能ビニル単量体（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た帯電防止性ポリエステルフィル
   ム。