JPH02107370A - 自立シート状構造体およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、支持体層および支持体層の少なくとも１つの
表面上の被膜を有する自立シート状構造体に関する。

更に、本発明は、被膜を有する、本発明によるシート状
構造体の製造法に関する。

従来の技術 高分子量材料のシート状成形品、例えばフィルムおよび
シートの場合には、該材料の製造および後処理の間に不
適当な滑り特性および摩擦特性により多くの望ましくな
い問題が生じる。

この場合には、静電摩擦および滑り摩擦ならびに相互間
での遮断および例えばロールのような案内部材または方
向変換部材に対する遮断を意味する。

この問題を解決するための常用の適当な方法は、支持体
層の材料中に不活性粒子を配合することにあり、この場
合この不活性粒子は、一定の表面構造を生じ、かつこう
して成形品の滑り特性に対して有利な効果を有する。熱
可塑性樹脂の製造の間に配合することもでき、成形品の
製造の間にマスターバッチを介して配合することもでき
るかかる不活性粒子の例は、無機の天然または合成化合
物、例えばＢａＳＯ４、Ｃａｃｏ３、ＴｉＯ２、カオリ
ン、Ｃａ燐酸塩等、または有機粒子、例えば架橋アクリ
レートから構成されているものである。濃度は、広範な
範囲内、例えば０゜００１−１．０重量％の範囲内で変
動する。

既述したように、成形品の滑り特性の実質的な改善は、
これから得られた製品の性能特性に対して有利な作用を
も有する前記方法により達成することができる。

しかし、この場合の欠点は、例えば案内部材等との接触
の際に増大される摩滅のような他の欠点を回避するため
に配合前に不活性粒子に極めて複雑で高価な処理操作を
行わなければならないことにある。更に、支持体の光学
的性質は、幾つかの場合に不利な影響を及ぼされうる。

欧州特許出願公開第１５３８５３号明細書には、磁気テ
ープのための支持フィルムが記載されており、この場合
このフィルムは、微細な粒子を含有しかつ必要な摩擦特
性を支持フィルムに与える網状被膜を有する。この方法
の場合には、例えばコロイド状珪酸塩を含有する高分子
量結合剤のような被膜材料は、−緒に混合されなければ
ならず、この混合物は、個々の延伸工程の間に支持体表
面に施こされる。この方法の欠点の１つは、構造体の形
成が少なくとも１つの延伸工程を必要とすること、すな
わちフィルムの製造法と結び付いていることにある。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、容易に取り扱うことができかつ滑り促
進表面を有し、この場合滑り促進物質およびこの滑り促
進物質から生じる構造体は、製造法とは別に使用するこ
とができかつなお不変に堅固に支持体に支持されている
、シート状構造体、例えばフィルム、ンート等を得るこ
とであった。

課題を解決するための手段 この課題は、被膜が活電極と対向電極との間で起こるコ
ロナ放電により支持体層の少なくとも１つの表面を処理
することによって得られ、この場合高分子量被膜形成剤
を含有するエーロゾルがコロナ放電の間にコロナ放電間
隙中に導入されていることを特徴とする首記した型のシ
ート状構造体によって達成される。

本発明の目的のためには、原理的に、過度に平滑な面、
殊にフィルムまたはシートの形を取ることができるポリ
マーのｊ；めに処理の間に首記した困難を蒙る全部の材
料を使用することができる。

ポリマーの例は、殊にポリマーフィルム、例えば天然ポ
リマーおよ、びさ成ポリマーのフィルム、例えばセルロ
ース、セルロースエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスチ
レン、ブタジェンとのスチレン共重合体、ポリカーボネ
ート、オレフィン、例えばエチレン、プロピレン、ブチ
レン、メチルペンテン等のポリマーおよびコポリマー　
ポリスルホン、脂肪族ポリエステルおよび芳香族ポリエ
ステル、ポリイミド、ポリイソブチレン、ポリメチルメ
タクリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタ
ン、ポリアミド、ポリアリールエーテルケトン、ポリア
リールエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテル
スルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等の
フィルムである（　Ｕｌｌｍａｎｎｓ　Ｅｒ１ｃｙｃ１
ｏｐａｄｉｅ　ｄｅｒ　Ｌｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ　Ｃ１
＋ｅｎ＋ｉｅ、　Ｃｈｅｍｉｅ社、Ｗｅｉｎｈｅｉｍ、
第４改訂版（１９７６）、第６７３頁以降；　Ｅｎｃｙ
ｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｒ　Ｐｃｌｙｍｅｒ　５ｃｉｅｎ
ｃｅ　ａｎｄＥｎｇ、＋第７巻、Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ
　＆　５ｏｎｓ　（１９７３）、第７３頁以降）。記載
したポリマーからの配向されたかまたは配向されていな
い自立フィルムの製造は、引用した刊行物中に同様に記
載されているように種々の公知の方法によって実施され
、自立フィルムの用語は、１つの層から構成されている
モノフィルムとしても、ならびに同一かまたは異なる高
分子量材料の複数の層またはプラスナックおよび例えば
紙または金属のような非プラスチックの積層品含有層か
ら構成されている多層フィルムとしても認めることがで
きる。

支持体層上の被膜は、エーロゾルの存在下でコロナ放電
を同時に作用させることによって支持体表面上に形成さ
れる。コロナ放電は、処理した支持体の化学的表面変性
を生じる反応機構を開始させおよび／または促進させる
。コロナ放電の結果として、エーロゾルまｊ；はエーロ
ゾル中に含有された薬剤は、支持体表面に堅固に支持さ
れているものと思われる。

コロナ放電のためには、５０００〜２５０００Ｖの交流
電圧が高電圧発生機により活電極に印加される。活電極
と、アースされた対向電極との間の交流電圧は、処理す
べき支持体がコロナ放電帯域を通過移動する運搬速度に
比例すべきであり、すなわちより高い運搬速度で交流電
圧は高い範囲内にあり、低い運搬速度で５０００〜１８
０００Ｖの範囲内の中電圧ないし低電圧は、同じ程度の
効果を達成するために設けることができる。

エーロゾルは、公知の二物質流ノズルを用いて得ること
ができるかまたは有利に圧電超音波噴霧系を用いて得る
ことができる。エーロゾルは、有機高分子量結合剤の乳
濁液、有利に分散液または溶液を使用することにより得
ることができ、この場合この有機高分子量結合剤は、溶
剤まＩ；は分散剤中に引き取られ、特に有利には、水中
に引き取られる。

プラスチック支持体の表面をコロナ放電により同時にエ
ーロゾルを噴霧しながら処理する方法およびこの方法を
実施する装置は、既に西ドイツ国特許出願第ｐ３７０５
４８２．１号明細書に詳細に記載されている。

高分子量被膜形成剤の例は、アクリル酸もしくはメタク
リル酸まｔ；はそれらの誘導体を基礎とするホモポリマ
ーまたはコポリマー、例えば５−スルホイソフタル酸の
ナトリウム塩のようなアルカリ金属形成ブロックを１〜
５０モル％で含有することができる非結晶性コポリエス
テルまたはコポリエステル、またはこれらの混合物であ
る。また、水中に分散されている、例えばメラミン、ポ
リウレタン、ポリオレフィンもしくはイオノマーと架情
することができるアクリレート含有コポリマーは、適当
な被膜形成剤である。他の例は、二官能性フルオロポリ
エーテル、殊に二官能性誘導体、例えばジオール、ジカ
ルボン酸およびジエステルの水溶液または水性乳濁液で
ある。更に、添加される滑剤は、グリセロールと、長鎖
脂肪酸とのモノカルボン酸エステル、例えばグリセロー
ルモノステアレート、およびオルガノシロキサ′ン、例
えばポリジオルガノシロキサンを包含する。被膜形成剤
の選択により、本発明により望まれている滑り特性だけ
でなく、他の価値のある表面特性、例えば使用した材料
への改善された付着力、シール適性等を付与することが
できる。

使用すべき被膜形成剤の量は、広い範囲内で変動させる
ことができ、かつ有利には特殊な関連的使用に応用され
る。

本発明による方法の場合、被膜形成剤は、まず溶剤また
は分散剤中に分散されるか、乳化されるか、または溶解
され、この場合には、水性溶剤まｔ；は分散剤か有利に
使用され、さらにキャリヤーガス流と一緒になってエー
ロゾルとしてコロナ放電空間中に噴霧される。分散液ま
たは乳濁液は、一般に分散液または乳濁液の全重量に対
して０．５〜２０重量％の固体含量または液滴含量を有
し、溶液は、１〜３０重量％の範囲内の濃度を有する。

分散性または乳化性を改善させるために、キャリヤー液
の温度を上昇させることは、有利である。

最も簡単な場合には、空気がエーロゾルのためのキャリ
ヤーガスとして使用され、窒素または別の不活性ガス、
例えば貴ガスを使用することもできる。他面、特に有利
な支持効果は、例えばハロゲン、二酸化炭素、アンモニ
アまたはホルムアルデヒドのような反応性ガス、必要に
応じて不活性ガスとの混合物で達成することもできる。

本発明による方法の場合、被膜は、支持体層が得られた
後にオフラインで支持体層に施こすことができ：この被
膜は、殊にシート状支持体層を被覆すべき場合に施こさ
れる。しかし、被膜は、まさに同様にインラインで支持
体層の製造過程の間に施こすこともできる。例えば、熱
可塑性樹脂の二軸延伸されるフィルムが、溶融液の押出
し、その後の二軸延伸、引続く熱硬化によって製造され
ることは、公知である。この方法の場合、被膜は、他の
工程の後に１つの工程を行なう個々の延伸工程の前、間
または後に施こすことができるか、或いは熱硬化の前ま
たは後に施こすことができる。

本発明による特殊な施与方法のために、被膜は支持体表
面に対して特に良好な付着力を有する。被膜の層厚は、
通常１　”　１００　ｍ　ｇ　／　ｍ　２のみの範囲内
の単位面積あたりの重量に相応する。

本発明によるシート状構造体に適当な用途は、良好な滑
り特性が望まれるような全ての用途である。例えば、高
速包装機械上の包装用フィルムまたは工業的用途のため
のフィルム、例工ば粘着テープ、磁気テープ用フィルム
、複製または写真に使用するためのコンデンサー用誘ｔ
フィルムまたは支持体用フィルムの使用が殊に挙げられ
る。

実施例 次に、本発明を種々のポリマーフィルムを処理するエー
ロゾル／コロナ放電装置が示されている図面につきより
詳細に説明する。

装置は、コロナ放電装置１１に接続されている発電機５
から構成されている。発電機５は、高電圧の高周波交流
をコロナ放電装置１１の放電電極に印加する。ロールＩ
Ｏの円周被覆３上に被覆すべき自立ポリマーフィルムウ
ェブｌが運搬されるロール１０の金属コア２は、アース
された対向電極として役立つ。ハウジング６はコロナ放
電装置１１の放電電極４を包囲しがつ管路７、例えば可
撓性の管を介して噴霧装置８に接続されており、この噴
霧装置中で水性液体は噴霧され、圧電超音波系を用いて
浮遊可能なエーロゾルを生じる。送風機９は噴霧装置に
接続されかつキャリヤーガス（空気）をエーロゾルのた
めに噴霧装置を通じてコロナ放電装置ｌｌ中に輸送する
。管路７は、噴霧装置８のパイプソケット１３およびハ
ウジング６のパイプソケット１２に接続されている。

次の実施例は、本発明の記載および本発明により達成す
ることができる再現可能な利点をより明確にすることを
意図するものである。

種々のポリマーフィルムは、第１図に相応するエーロゾ
ル／コロナ放電装置を用いて処理された。別記しない限
り、自立ポリマーフィルムの運搬速度は、２０ｍ／ｍｉ
ｎである。コロナ電力は、そのつと１００ＯＷであった
（５５゜Ｏｖの設定に相応する）。

表面荒さは、ＤＩＮ４７６８による測定方法によって測
定された。被膜の滑り特性は、Ｄ！Ｎ５３３７５による
測定方法によって測定されこの場合摩擦力は、全体のフ
ィルム幅に亘って分布された５つの測定点で測定された
。

支持体層を形成させるために、！１！化値８１０を有す
る顔料不含のポリエステル原料は、溶融され、かつスロ
ットダイによりフィルムに形成され、次にこのフィルム
は冷却され、無定型のフィルムを高い光沢に研磨された
冷却ロール上で生じた。無定型の予備フィルムは、９５
°Ｃで縦方向に延伸され、次いでｌｌＯ′ｃで横方向に
延伸され、この場合単位面積あたりの延伸比は１３であ
った。次に、生じる厚さ１５μｍのフィルムは２３０℃
で熱硬化された（フレーム温度）。次に、フィルムは記
載した装置を使用して被覆された。

例１ フィルムを、本発明によれば、架橋可能なアクリレート
を含有しかつ固体含量４重量％を有する分散液で処理し
た。アクリレートの正確な組成は次のとおりでおった：
メチルメタクリレート４３モル％およびメタクリルアミ
ド５モル％　。アクリレートをメラミン／ホルムアルデ
ヒドを基礎とする架橋剤と４：Ｉの割合で混合した。第
２図は、生じるフィルムの表面を走査電子顕微鏡により
３００倍の倍率で示す写真である。この顕微鏡写真は、
如何にして月面のクレータ−に類似した表面組織が形成
されたかを明示し、この表面組織の場合には、大小の多
少とも閉鎖された構造は、そのつどより小さいかまたは
より大きいエーロゾルの液滴との衝突に相応して全く任
意の配置で支持体層の全面１ご亘って分布されている。

フィルムの静電摩擦係数および滑り摩擦係数（Ｄ［Ｎ５
３３７５）は３３であった。フィルムの曇り度は１％で
あり、この場合この曇り度は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１００３
−６１、方法Ａにより測定された。

例２ 例１を繰り返したが、エーロゾルをイン７タル酸単位お
よび５−スルホイソフタル酸単位（３５モル％）からな
るコポリエステルを含有する水性分散液を用いて形成さ
せた。第３図は、例２により得られた被膜表面を走査電
子顕微鏡により３００倍の倍率で示す写真である。月面
のクレータ−に類似した構造を同様に認めることができ
るが、架橋が不足しているために個々の構造要素は背景
との色が対比していない。例２による被膜の曇り度は０
．５％であった。

例３ 例１をポリヒニルアルコールの水溶液（濃度＝４重量％
）を使用することにより繰り返した。走査電子顕微鏡に
よる検査方法により、表面組織は、こうして得られたフ
ィルム表面上には検出することができなかった。

例４ 支持体を形成させるために、５ｉ０２　１１０００ｐｐ
を遮断防止剤として含有するポリエチレンテレフタレー
ト原料物質を押出機中で溶融し、スロットダイを用いて
フィルムに形成させ、かつ冷却し、無定形の予備フィル
ムを生じる。次に、この子＠フィルムを９５°Ｃで縦方
向に延伸し、かつ１１０°Ｃで横方向に延伸し、この場
合単位面積あたりの延伸比は約１３に維持されている。

次に、生じる厚さ５０μｍのフィルムを２３０°Ｃでフ
レーム中で熱硬化させる。

次に、熱硬化させたフィルムを４つの変法で後処理する
。

本発明による変法 熱硬化性フィルムに本発明方法に相応してコロナ放電処
理および同時にエーロゾル処理ヲ行なう。エーロゾルを
式： ％式％ ［式中、ＲＦはポリフルオロポリエーテルである１で示
される二官能性ポリフルオロポリエーテルの水溶液０．
Ｉ２１［１１％から得る。フィルム幅に亘って５つの点
で測定された、ＤＩＮ５３３７５による滑り摩擦は、著
しく不変でありかつ０．１４〜０．１５である。

得られたフィルムは、支持体に対して滑りを改善する被
膜の強力な支持を示す。長期使用の間の安定性または機
械的負荷下での被膜の支持は、１〜５ｋＰａの範囲内の
接触圧力下でコツｉ・シウール玉で１０回フィルム表面
を拭うことによって試験される。次に。測定された新た
な滑り摩擦は、最初に測定した滑り摩擦係数と比較して
何らの変化も示さない。

比較例１ 熱硬化性フィルムにコロナ放電処理もエーロゾル処理も
行なわない。滑り摩擦は、前記例の場合と同じ高さで約
２倍であり、かつ０．２８〜０．３２の範囲内であり、
この場合フィルム幅に亘って一１定されＩ；滑り摩擦の
変動は少なく、或いはフィルム幅に亘っての摩擦の良好
な不変性は存在する。

比較例２ 熱硬化性フィルムにエーロゾル処理なしにコロナ放電処
理を行なう。滑り摩擦は、本発明による実施例の値の約
２．６〜２．７倍であり、かつ０．３７〜＋３．４０の
範囲内である。フィルム幅に亘って測定された滑り摩擦
の変動は少なく、すなわちフィルム幅に亘っての摩擦の
不変性は良好である。

比較例３ 熱硬化性フィルムにコロナ放電処理なしに工−ロゾル処
理を行なう。滑り摩擦は、比較例１および２の場合より
も低い。この滑り摩擦は、本発明による実施例の値の約
１．６〜２．１倍であり、かつ０．２２〜０．２９の範
囲内である。

それ故、フィルム幅に亘って測定された滑り摩擦の変動
は大きく、シたがってフィルム幅に亘っての摩擦の不変
性は僅かであると認めざるを得ない。

本発明による実施例および比較例１〜３の滑り摩擦の測
定結果を下記の表に総括する。

第２図は、生じるフィルム表面の粒子構造を走査電子顕
微鏡により３００倍の倍率で示す写真、かつ 第３図は、例２により得られた被膜表面の粒子構造を走
査電子顕微鏡により３００倍の倍率で示す写真である。

ｌ・・・自立ポリマーフィルムウェブ、２・・・金属コ
ア、３・・・円周被覆、４・・・放電電極、５・・・発
電機、６・・・ハウシング、７・・・管路、８・・・噴
霧装置、９・・・送風機、ＩＯ・・・ロール、１１・・
・コロナ放電装置、１２．１３・・・バイプソケッ　　
ト

【図面の簡単な説明】

第１図は、種々のポリマーフィルムを処理するためのエ
ーロゾル／コロナ放電処理装置を示す略図、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体層および支持体層の少なくとも１つの表面上
   の被膜を有する自立シート状構造体において、該被膜が
   活電極と対向電極との間で起こるコロナ放電により支持
   体層の少なくとも１つの表面を処理することによって得
   られており、この場合高分子量被膜形成剤を含有するエ
   ーロゾルがコロナ放電の間にコロナ放電間隙中に導入さ
   れていることを特徴とする、自立シート状構造体。 ２、支持体層として熱可塑性プラスチックフィルム、殊
   に二軸延伸されたポリエステルフィルムまたは二軸延伸
   されたポリプロピレンフィルムを有する、請求項１記載
   のシート状構造体。 ３、支持体が例えば紙、発泡ポリマーを基礎とするシー
   ト、ポリマーを基礎とするフィルムおよび織物のような
   材料である、請求項１記載のシート状構造体。 ４、支持体が天然ポリマーおよび合成ポリマー、例えば
   セルロース、セルロースエステル、ポリ塩化ビニル、ポ
   リスチレン、ブタジエンとのスチレン共重合体、ポリカ
   ーボネート、オレフィン、例えばエチレン、プロピレン
   、ブチレンまたはメチルペンテンのポリマーおよびコポ
   リマー、ポリスルホン、脂肪族ポリエステルおよび芳香
   族ポリエステル、ポリイミド、ポリイソブチレン、ポリ
   メチルメタクリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポ
   リウレタン、ポリアミド、ポリアリールエーテルスルホ
   ン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のフィル
   ムからなる、請求項３記載のシート状構造体。 ５、支持体がポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポ
   リアミド、ビスコースを基礎とする人造繊維からの織物
   または該織物相互の混合物もしくは該織物と、天然繊維
   との混合物からなる、請求項３記載のシート状構造体。 ６、適当な高分子量被膜形成剤がアクリル酸もしくはメ
   タクリル酸またはそれらの誘導体を基礎とするホモポリ
   マーまたはコポリマー、例えば５−スルホイソフタル酸
   のナトリウム塩のようなアルカリ金属含有形成ブロック
   を１〜５０モル％の量で含有することができる非結晶性
   コポリエステルもしくはコポリエステルエーテルまたは
   これらの混合物、例えばメラミン、ポリウレタン、ポリ
   オレフィンもしくはイオノマー、または二官能性フルオ
   ロポリエーテル、殊に二官能性誘導体、例えばジオール
   、ジカルボン酸およびジエステルとの架橋可能なアクリ
   レート含有コポリマーである、請求項１から５までのい
   ずれか１項に記載のシート状構造体。 ７、グリセロールと長鎖脂肪酸とのモノカルボン酸エス
   テル、例えばグリセロールモノステアリン酸エステルお
   よび有機シロキサン、例えばポリジオルガノシロキサン
   が他の滑剤として添加されている、請求項６記載のシー
   ト状構造体。 ８、被膜が１〜１００ｍｇ／ｍ＾２の範囲内の単位面積
   あたりの重量に相当する層厚を有する、請求項１記載の
   シート状構造体。 ９、請求項１から８までのいずれか１項に記載のシート
   状構造体を製造する方法において、コロナ放電を５００
   ０〜２５０００Ｖの交流電圧で操作し、高分子量被膜形
   成剤を溶剤または分散剤中に分散させるかまたは乳化し
   、分散液または乳濁液をキャリヤーガスと一緒にエーロ
   ゾルとしてコロナ放電帯域中に噴霧することを特徴とす
   る、自立シート状構造体の製造法。 １０、処理すべき支持体をコロナ放電帯域に通過させる
   運搬速度はコロナ放電を操作する交流電圧のレベルに比
   例する、請求項９記載の方法。 １１、エーロゾルを二物質流噴霧ノズルまたは圧電超音
   波噴霧系を用いてコロナ放電帯域中に導入する、請求項
   ９または１０に記載の方法。 １２、分散液または乳濁液は分散液または乳濁液の全重
   量に対して０．１〜２０重量％、有利に０．５〜１０重
   量％の高分子量被膜形成剤の含量を有する、請求項９か
   ら１１までのいずれか１項に記載の方法。 １３、溶液は溶液の全重量に対して１〜３０重量％、有
   利に５〜２０重量％の高分子量被膜形成剤の含量を有す
   る、請求項９から１１までのいずれか１項に記載の方法
   。 １４、使用したキャリヤーガスは不活性ガス、例えば空
   気、窒素ガスまたは貴ガスである、請求項９記載の方法
   。 １５、使用したキャリヤーガスは反応性ガス、例えばハ
   ロゲン、二酸化炭素、アンモニアまたはホルムアルデヒ
   ド、または反応性ガスと不活性ガスとの混合物である、
   請求項９記載の方法。