JPH0661912B2 - 導電性フイルム - Google Patents

導電性フイルム

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JPH0661912B2
JPH0661912B2 JP63313752A JP31375288A JPH0661912B2 JP H0661912 B2 JPH0661912 B2 JP H0661912B2 JP 63313752 A JP63313752 A JP 63313752A JP 31375288 A JP31375288 A JP 31375288A JP H0661912 B2 JPH0661912 B2 JP H0661912B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は導電性フイルムに関し、更に詳しくは低湿度で
あっても低い表面固有抵抗値を有し、安定した導電性を
呈し、特に磁気記録媒体,一般電子部品等の用途に有用
な導電性フイルムに関する。
〈従来技術〉 ポリエステルフイルム例えばポリエチレンテレフタレー
トフイルム,ポリエチレンナフタレートフイルム等は機
械的特性,耐熱性,電気特性,耐薬品性等に優れ、特に
ポリエチレンテレフタレートフイルムは広い用途に用い
られている。しかし、ポリエステルフイルムは表面固有
抵抗値が1015〜1016Ω/口で帯電しやすく、例えば磁気
記録媒体,電子材料等の素材として用いるとき、異物吸
着のトラブルを起こしがちである。
ポリエステルフイルムの帯電を防止する方法としては、
従来より、帯電防止塗料を塗布する方法やベースポリマ
ーに帯電防止剤を練り込む方法が知られている。そし
て、この帯電防止剤としては界面活性剤等のイオン伝導
性のものと、TCNQ−TTF錯体の如きラジカルのホ
ッピングを利用した電子伝導型のものとがある。しか
し、イオン伝導型の帯電防止剤は湿度依存性が大きく、
低湿度雰囲気下ではその効果が実現しない欠点があり、
また電子伝導型の帯電防止剤はラジカルが空気中の酸素
分子と反応してしまうため塗料のポットライフが短いと
いう欠点がある。
〈発明の目的〉 本発明の目的は、ポリエステルフイルムをベースとする
導電性フイルムであって表面固有抵抗値の湿度依存性が
なく、低湿度であっても低い表面固有抵抗値を有し、安
定した電気伝導性を示す導電性フイルムを提供すること
にある。
〈発明の構成・効果〉 本発明の目的は、本発明によれば、 結晶配向が完了する前のポリエステルフイルムの少なく
とも片面に導電性カーボンブラックとポリウレタンアイ
オノマーとを10/90〜80/20(重量%)の構成比で含有す
る水性塗剤を塗布し、次いで乾燥,延伸,熱処理を施し
て結晶配向を完了させた、塗布層の表面固有抵抗値が1
×104〜1×1012Ω/口である導電性フイルム によって達成される。
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
そのエステル形成性誘導体とジオールまたはそのエステ
ル形成性誘導体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例示でき、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。
かかる線状飽和ポリエステルを溶融押出し、常法でフイ
ルム状となし、配向結晶化及び熱処理結晶化することで
ポリエステルフイルムとすることができる。このポリエ
ステルフイルムとしては結晶融解熱として走査型熱量計
によって窒素気流中[10℃/分の昇温速度において]で
測定した値が通常4cal/g以上を呈する程度に結晶配
向したものが好ましい。
本発明における導電生カーボンブラックとしては、ファ
ーネスブラック,アセチレンブラック,チャンネルブラ
ック,ケッチェンブラック等を例示することができる。
これらのうち導電性の点からケッチェンブラックが特に
好ましい。かかる導電性カーボンブラックの平均粒径と
しては、20〜100mμのものが好ましく、さらに好まし
くは30〜60mμである。導電性カーボンブラックの平均
粒径が20mμ未満の場合凝集粒子が発生しやすく、一方
100mμを超えると塗布層表面が著しく粗れてくるの
で、好ましくない。
本発明においては、かかる導電性カーボンブラックのバ
インダーとしてポリウレタンアイオノマーを用いるが、
該ポリウレタンアイオノマー合成に用いるポリヒドロキ
シ化合物としては、例えばポリエチレングリコール,ポ
リプロピレングリコール,ポリエチレン・プロピレング
リコール,ポリテトラメチレングリコール,ヘキサメチ
レングリコール,テトラメチレングリコール,1,5−ペ
ンタンジオール,ジエチレングリコール,トルエチレン
グリコール,ポリカプロラクトン,ポリヘキサメチレン
アジペート,ポリヘキサメチレンセバケート,ポリテト
ラメチレンアジペート,ポリテトラメチレンセバケー
ト,トリメチロールプロパン,トリメチロールエタン,
ペンタエリスリトール,グリセリン等を挙げることがで
きる。ポリイソシアネート化合物としては、例えばヘキ
サメチレンジイソシアネート,ジフェニルメタンジイソ
シアネート,トリレンジイソシアネート,イソホロンジ
イソシアネート,トリレンジイソシアネートとトリメチ
ロールプロパンの付加物,ヘキサメチレンジイソシアネ
ートとトリメチロールエタンの付加物等を挙げることが
できる。
さらにポリウレタンをアイオノマー化する化合物として
は、例えばスルホン酸,カルボン酸含有ポリオール等を
挙げることができる。例として、カルボン酸含有ポリオ
ール,ジメチロールプロピオン酸,ジメチロール酪酸,
ジメチロール吉草酸,トリメリット酸ビス(エチレング
リコール)エステル等を挙げることができる。
ポリウレタンのアイオノマー化の程度は、アイオノマー
化率30〜70%が好ましい。このアイオノマー化が極端に
小さいと架橋密度が低くなり、かつ耐溶剤性が不足とな
り好ましくない。一方このアイオノマー化が大きすぎる
と分散性が悪くなるので、好ましくない。
本発明で用いるポリウレタンアイオノマーとしては乾燥
皮膜の抗張力が300kg/cm2以下のものが好ましい。この
抗張力が300kg/cm2より大となると、乾燥・延伸の工程
で塗膜にクラックを生じて表面抵抗値が大きくなるの
で、好ましくない。
本発明における導電性カーボンブラックとポリウレタン
アイオノマーとの構成比(重量%比)は10〜80:90〜20
であり、好ましくは15〜60:85〜40である。導電性カー
ボンブラックの含有量が10重量%未満では所要の表面抵
抗を達成することができず、一方60重量%を超えると塗
膜のベースフイルムへの密着性が低下し、かつ塗膜の耐
久性能が低下するので、好ましくない。上記構成比から
なる固形分を含有する水性導電塗剤には、必要に応じ、
滑剤,界面活性剤,安定剤、硬化剤,触媒,分散剤等の
如き他の添加剤を添加することができる。水性導電塗剤
における固形分濃度は自由に選択し得るが、5〜30重量
%の範囲内から選択するのが好ましい。
水性導電塗剤は結晶配向が完了する前のポリエステルフ
イルムに塗布する。ここで、結晶配向が完了する前のポ
リエステルフイルムとは、ポリマーを溶融してそのまま
フイルム状となした未延伸状フイルム:未延伸フイルム
を縦方向または横方向の何れか一方に配向させた一軸延
伸フイルム;さらには縦方向および横方向の二方向に低
倍率延伸配向せしめたもの(最終的に縦方向または横方
向に再延伸せしめて配向結晶化を完了せしめる前の二軸
延伸フイルム)等を含むものである。このうち、一軸延
伸フイルムに塗布することが経済性の点及びクリーン性
の点から好ましい。即ち、ポリエステルフイルム製膜工
程内で導電塗剤を塗工するため品質,コストの点で有利
となる。
最終的な塗布層(導電層)の乾燥皮膜の厚さは0.1〜2
μmであることが好ましいが、自由に選定しうる。塗布
はロールコート法,グラビアコート法等で行うのが好ま
しい。
水性導電塗剤を塗布したポリエステルフイルムは、乾
燥,延伸,熱処理(熱固定処理)を施して結晶配向を完
了させる必要があるが、これらの処理は従来から知られ
ている手段,条件等を用いて行うことができる。かくし
て得られるポリエステルフイルム上の導電層表面は中心
線表面粗さは5〜30nmであることが好ましい。また導電
層とポリエステルフイルムとの動摩擦係数は0.5以下で
あることが好ましい。
本発明の導電性フイルムは、導電層面の表面固有抵抗値
が1×104〜1×1012Ω/口、好ましくは1×104〜1×
1010Ω/口である。従ってこの導電性フイルムをベース
フイルムとしかつ導電層面を裏面(バック面)とした磁
気テープ特にビデオテープをつくった場合、この磁気テ
ープの走行中帯電を調節することが可能となり、帯電吸
着によるエラーを防止することができる。また導電層面
を磁性層の下引きとして磁気テープをつくる場合、磁性
層中の導電性フィラーの量を減らすことができ、磁性層
の設計が容易となる。
〈実施例〉 以下、実施例をあげて本発明を更に説明する。なお、例
中の各物性は、次の方法で測定したものである。
1.表面固有抵抗値 23℃×50%RHで導電性フイルムを24hr放置後振動容量
型電位差測定器TR−84M型(タケダ理研社製)で測定
する。
2.ウレタンアイオノマー乾燥皮膜強度 ウレタンアイオノマーをテフロン加工板上で風乾して厚
み約0.3mmの皮膜を作成し、更に80℃のオーブンにて完
全に乾燥してから該皮膜の機械物性を島津製作所オート
グラフにより500mm/分の引張り速度で測定する。
3.中心線表面粗さ(Ra) JIS B0601に準じ、(株)小坂研究所製の高精度表
面粗さ計SE−3FATを使用して、針の半径2μm,
荷重30mgで拡大倍率20万倍,カットオフ0.08mmの条件下
にチャートをかかせ、フイルム表面粗さ曲線からその中
心線の方向に測定長さLの部分を抜き取り、この抜き取
り部分の中心線をX軸,縦倍率の方向をY軸として、粗
さ曲線Y=(x)で表わしたとき、次の式で与えられた
値をμm単位で表わす。
この測定は基準長を1.25mmとして4個測定し、平均値で
表わす。
4.動摩擦係数 ASTM D1894-63に準じ、東洋テスター社製のスリ
ッパリー測定器を使用し、塗布面とポリエチレンテレフ
タレートフイルム(非塗布面)との動摩擦係数(μs)
を測定する。但し、スレッド板はガラス板とし、荷重は
1kgとする。
実施例1 ケッチェンブラック(ライオンアクゾ(株)ケッチェン
ブラックEC−600JD)をポリウレタンアイオノマー
(大日本インキ(株),ハイドランHW301,抗張力220
kg/cm2)水溶液に混合分散させ、固形分濃度15重量%,
カーボンブラック/バインダー重量比20/80の水性導電
塗剤を調整した。
固有粘度(オルソクロクロロフェノール,35℃)0.66の
ポリエチレンテレフタレートを20℃に維持した回転冷却
ドラム上に溶融押出して未延伸フイルムとし、次に該未
延伸フイルムを機械軸方向に3.6倍延伸した後、フイル
ムの片面に前記塗剤を8g/m2(wet)の量でキスコート
法にて塗布した。引続き105℃で横方向に3.9倍延伸し、
更に205℃で熱処理し厚み14μmの片面皮膜二軸配向ポ
リエステルフイルムを得た。塗布面の表面固有抵抗ρs
=4×106Ω/口,Ra=20nm,塗布層とポリエステル
フイルム間の動摩擦係数が0.32であった。
比較例1 水性導電塗剤を塗布しない以外は実施例1と同様に行っ
て二軸配向ポリエステルフイルムを得た。このフイルム
の表面固有抵抗(ρs)は3.5×1015Ω/口であり、中
心線表面粗さ(Ra)は15nmであり、フイルム面同士の
動摩擦係数は0.52であった。
実施例2 ケッチェンブラックの代わりにファーネスブラックを用
い、かつカーボンブラック/バインダー重量比を40/60
に変更すること以外は実施例1と同様に行った。得られ
たフイルム(導電性フイルム)は表面固有抵抗値ρs=
6×106Ω/口,中心線表面粗さRa=16nm,塗布面と
ポリエステルフイルム面の間の動摩擦係数0.29であっ
た。
後記する方法で調整された磁気塗料を前記導電性フイル
ムの非塗布面に厚み1μmとなるように塗布した。得ら
れた磁気塗料塗布フイルムはビデオテープとして有用で
あった。
[磁気塗料の調整] 塗料用ラッカーシンナーにニトロセルロースRS1/2
(イソプロパノール25%含有フレークス,ダイセル
(株)製]を溶解して40wt%溶液を調製し、該液を43.8
重量部、続いてポリエステル樹脂(デスモフェン1700,
バイエル社製)32.5重量部、二酸化クロム粉末200重量
部、分散剤・湿潤剤として大豆油脂肪酸(レシオンP,
理研ビタミン(株)製)、カチオン系界面活性剤(カチ
オンAB 日本油脂(株)製)及びスクワレン(鮫肝
油)を夫々1重量部,0.5重量部,0.8重量部ボールミル
に投入する。メチルエチルケトン/シクロヘキサノン/
トルエン=3/4/3(重量比)からなる混合溶媒282
重量部をさらに追加混合して充分微粉化して母液塗料
(45wt%)を調製する。この母液50重量部に対し、トリ
メチロールプロパンとトルイレンジイソシアネートの付
反応物(コロネートL:日本ポリウレタン(株)製)48
重量部と酢酸ブチル6.25重量部を加え、最終的に42.75w
t%の磁気塗料を得る。
実施例3 カーボンブラック/バインダー重量比を10/90に変更す
ること以外は実施例1と同様に行った。得られたフイル
ムの片面の表面固有抵抗値ρs=5×108Ω/口,Ra
=11nm,塗布面とフイルム面間の動摩擦係数0.39であっ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05F 1/00 A 7028−5G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結晶配向が完了する前のポリエステルフイ
    ルムの少なくとも片面に導電性カーボンブラックとポリ
    ウレタンアイオノマーとを10/90〜80/20(重量%)の構
    成比で含有する水性塗剤を塗布し、次いで乾燥,延伸,
    熱処理を施して結晶配向を完了させた、塗布層の表面固
    有抵抗値が1×104〜1×1012Ω/口である導電性フイ
    ルム。
  2. 【請求項2】ポリウレタンアイオノマーの乾燥皮膜の抗
    張力が300Kg/cm2以下である請求項1記載の導電性フイ
    ルム。
  3. 【請求項3】塗布層表面の中心線表面粗さ(Ra)が5
    〜30nmであり、かつ塗布層とポリエステルフイルムの動
    摩擦係数が0.5以下である請求項1記載の導電性フイル
    ム。
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