JPS5839655B2 - ポリエステルフイルムの製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は帯電防止性の優れたポリエステルフィルムの製
法に関するものである。

周知の如くポリエステルフィルムは高度の結晶性、すぐ
れた透明光抗性、力学的性質、耐薬品性、耐熱性等を有
することから、包装用をはじめとする広範囲な用途に年
々急速に使用されつつある。

しかしこ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。

例えばポリエステルフィルム製膜工程や印刷、製袋、包
装等の工程に於て、ローノへの巻きつき、人体への電撃
、袋の開口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の防止法として、一般にフィルム
の表面に帯電防止剤を塗布する方法と帯電防止剤を樹脂
中に練込み製膜する方法とがある。

フィルム表面に帯電防止剤を塗布する方法はそれだけ余
分な加工工程が必要であり、経済的に不利である上、フ
ィルム表面の摩擦や洗滌（こよって容易に効果が低減す
る欠点があるため工業的手法としては、樹脂中に帯電防
止剤を練込み、製膜する方法が一般に行われる。

しかしポリエステルフィルムに関しては、このいわゆる
練込型帯電防止処理法がフィルム内部より帯電防止剤が
表面に滲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２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
ィルム表面への滲み出しが行われず、一方製膜温度条件
が高いことや、ポリエステル樹脂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
たらすなどのためほとんどの帯電防止剤の使用が困難で
あった。

特に２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くなる場合が多く。

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。

このように通常の練込型帯電防止処理法はポリエステル
フィルムに対して全く帯電防止効果を示さないか、また
は何らかの欠点を有するものであった。

本発明者らは上述のような欠点を有することなく、充分
な帯電防止性を有する２軸延伸ポリエステルフイルムを
得る方法について鋭意研究した結果本発明σこ到達した
ものである。

即ち本発明は二塩基酸（ただし該二塩基酸のうち８０モ
ル％以上がテレフタル酸である）残基とグリコール残基
とからなるポリエステル（以下テレフタル酸系ポリエス
テルと略科することがある）に、該ポリエステルに溶解
性の低分子量ポリアルキレングリコールを０．１〜１０
重量％と下記一般式 ％式％ （ただしＲは炭素数８〜２０のアルキル基、Ａｒは芳香
族残基、Ｍｅはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示
す）で示されるスルホン酸金属塩誘導体を０．０５〜５
重量％配合し、溶融製膜後直角をなす２軸方向に延伸し
、次いで１６０℃以上でありかつ前記ポリエステルの融
点以下の温度の範囲で熱処理することによるものである
。

本発明でいうテレフタル酸系ポリエステルは８０モル％
以上がテレフタル酸である二塩基酸残基とグリコール残
基とから構成されたポリエステルである。

二塩基酸残基は主としてテレフタル酸であるが、２０モ
ル％以下は他の２塩基酸の残基であってもよい。

他の二塩基酸残基としては、イソフタル酸、フタル酸、
アジピン酸、セパチン酸、コハク酸、シュウ酸などの残
基があり、またＰ −ヒドロキシ安息香酸等のオキシ酸
の残基も使用することが出来る。

また、グリコール残基は通常のアルキレングリコール残
基であってエチレングリコール、フロピレンゲリコール
、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール
、シクロヘキサンジメタツール等の残基を例示すること
が出来るが、特に実用的にはエチレングリコールの残基
のものを使用する。

また、本発明で用いられるポリアルキレングリコールは
実質的にテレフタル酸系ポリエステルに溶解性であるこ
とが必要であり、その分子量は比較的小さいものがよい
。

テレフタル酸系ポリエステルに溶解性であるポリアルキ
レングリコールとは特公昭３９−５２１４号公報で説明
されているようにポリエステル中で高度な分散状態をと
るもので、顕微鏡で観察した場合の凝集粒子の直径が０
．０５ミクロン以下又は顕微鏡中で見ることが出来ない
ような細かい分散状態をとるようなものをいう。

テレフタル酸系ポリエステルに実質的（こ不溶の比較的
高分子量のポリアルキレングリコールを用いた場合、得
られるポリエステルフィルムは透明性が悪く、包装用そ
の他の用途に使用するのに不適当である。

高分子量のポリアルキレングリコールはテレフタル酸系
ポリエステルに実質的に不溶であり、該ポリエステル中
で相分離状態をとるためそれらを配合したフィルムは極
度に透明性を悪くする。

本発明で用いられるポリアルキレングリコールは１種又
は２種以上の混合物や共重合体の形で用いることも出来
、これらの具体例としては分子量４０００以下のポリエ
チレングリコール、分子量１０００以下のポリプロピレ
ングリコール、分子量１０００以下のポリテトラメチレ
ングリコール、分子量１０００以下のポリテトラヒドロ
フラン、分子量１５００以下のエチレングリコールとプ
ロピレングリコールの共重合体、分子量１０００．以下
のプロピレングリコールとテトラメチレングリコールの
共重合体及びこれら化合物の２種以上の混合物があげら
れる。

これらのポリアルキレングリコールは必要に応じて末端
が変性されていてもよい。

本発明で用いられる別の構成成分である下記一般式 ％式％ （ここでＲは炭素数８〜２０のアルキル基、Ａｒは芳香
族残基、Ｍｅはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示
す）で示されるスルホン酸金属塩誘導体の例としてはノ
ニルベンゼンスルホン酸ソーダ、デシルベンゼンスルホ
ン酸ソーダ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソータ、ステ
アリルベンゼンスルホン酸ソーダ、オクチルベンゼンス
ルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウ
ム、ステアリルベンゼンスルホン酸カリウム、オクチル
ナフタレンスルホン酸ソーダ、ノニルナフタレンスルホ
ン酸ソーダ、ドデシルナフタレンスルホン酸ソーダ、ノ
ニルナフタレンスルホン酸カリウム、ドデシルナフタレ
ンスルホン酸カリウム、ステアリルベンゼンスルホン酸
カリウム、平均炭素数が１５であるような混合アルキル
ベンゼンスルホン酸ソーダ、平均炭素数が１４であるよ
うな混合アルキルナフタレンスルホン酸ソーダなどがあ
げられる。

このような芳香族残基を含むスルホン酸金属塩誘導体化
合物は適度な耐熱性と前述のポリアルキレングリコール
類と良好な相溶性を有するために後述するような製膜方
法と組み合わせた場合にすぐれた帯電防止性を発揮し、
しかも良好な透明性を有するフィルムを与える。

本発明で用いるポリアルキレングリコールの量は０．１
〜１０重量％、好ましくは０．５〜５重量％であるが、
０．１重量％以下ではスルホン酸金属塩誘導体化合物の
均一な分散を助ける作用をもたず、また、１０重量％以
上では制電効果の増大がないばかりか、逆に製膜時にポ
リエステルの熱劣化を生じたり、物理的性質を低下させ
たりする悪影響を生じる。

一方スルホン酸金属塩誘導体化合物の使用量は０．０５
〜５重量％であり好ましくは０．１〜３重量％である。

本発明においては、比較的少量の帯電防止剤の使用で充
分な帯電防止効果が得られるが、０．０５重量％以下の
場合は効果が乏しく、また５重量％以上配合してもほと
んど効果の増大は見られず、逆にフィルムの透明性を悪
くしたり、テレフタル酸系ポリエステルの熱劣化を促進
したりする悪影響を与えるので、余り多く配合すること
は好ましくない。

ポリアルキレングリコール及びスルホン酸金属塩誘導体
のポリエステルへの添加方法は特に限定はしないが、最
も効果的な方法としてはあらかじめポリアルキレングリ
コール中ｌこ均一（こスルホン酸金属塩誘導体を均一に
混合させた後テレフタル酸系ポリエステルに混合せしめ
る方法が推奨される。

用いるポリアルキレングリコールがテレフタル酸系ポリ
エステルに対し実質的に不溶であり、製膜後ポリエステ
ルフィルム中で分離した状態をとる様な高分子量のもの
は著しくフィルムの透明性を悪化させ実用に供し得ない
。

また、上述したような構造を有するスルホン酸金属塩誘
導体化合物を単独で使用した場合、テレフタル酸系ポリ
エステルへの分散状態を悪くし、未分散物による製膜時
のフィルターづまりやフィッシュアイの生成によるフィ
ルムの物理的性質の低下及びフィルムの透明性を悪くす
る。

一方ポリアルキレングリコールを単独で用いても帯電防
止効果は認められない。

本発明によるポリエステルフィルムはテレフタル酸系ポ
リエステルに実質的に溶解性のポリアルキレングリコー
ルと芳香族残基を有するスルホン酸金属塩誘導体を配合
し、溶融製膜後二軸延伸し、さらに１６０℃以上テレフ
タル酸系ポリエステルの融点以下の温度で熱処理するこ
とによって得られるものであるが、製膜の方法は通常の
ポリエステルフィルム製膜法、例えばＴ−ダイ法、イン
フレーション法等によって未延伸フィルムに製膜出来る
。

本発明の効果はこの未延伸フィルムを直角をなす２軸方
向に延伸することによって得たフィルムにより一層効果
的に発現される。

延伸の温度はテレフタル酸系ポリエステル単独のフィル
ムを延伸する場合とほぼ同様に行えるが、必要に応じて
変更した温度で延伸を行ってもさしつかえない。

延伸倍率は縦方向に１．２〜６倍、横方向に１．２〜６
倍程度で行うことが出来る。

二輪延伸は本発明の効果を発現させるために重要な条件
であり、２軸延伸しない場合、包装材料、その他産業用
製品としての機能に乏しく、透明性、帯電防止性の向上
効果も小さい。

本発明における最も特徴的な条件は延伸後１６０℃以上
ポリエステルの融点以下の温度で熱処理することにある
。

熱処理の条件は１６０℃以上テレフタル酸系ポリエステ
ルの融点以下の温度で０．１秒〜５分間行えばよいが、
より高温領域で行う方が処理時間が短縮出来るため効率
的である。

熱処理の方法は上記の温度条件に加熱された雰囲気にフ
ィルムをさらすか、またはこの温度に加熱されたローラ
ーに接触させることにより行えるが、これら以外の方法
も採用出来る。

また熱処理は伸張状態、足長状態、収縮状態のいずれで
行ってもよいが収縮熱処理の場合は弛緩率が５０％以内
、伸張熱処理の場合は伸張率が１５０％以内であること
が望ましい。

本発明ｌこおいてポリエステルフィルムを製造する際、
必要に応じて適当な光安定剤、熱安定剤、艶消し剤、染
料、顔料等を添加してもよく、また、延伸熱処理後必要
な処理、例えばコロナ放電処理、火焔処理等を行っても
よい。

本発明によって得られる２軸延伸ポリエステルフィルム
は帯電による作業能率の低下や、ゴミ、ホコリの吸引等
による商品価値の低下が全く認められず、かつ極めて透
明性の良好フィルムを与え、包装用を中心とした多くの
用途に好適である。

以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するがむろ
ん本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない
。

なお本発明における透明性、帯電防止性は下記の方法で
測定した値である。

（１）透明性（ヘイズ）（至）・・・・・・Ｊ Ｉ Ｓ
−に−６７１４法により測定した。

（２）帯電防止性〔静電場帯電圧の半減期制〕宍戸商会
製、スタチツクオネストメーターを用い、２０℃６５％
ＲＨの雰囲気で測定した。

印加電圧１０，０ＯＯＶを試料の上１５７１ｇＩｌから
付与した。

実施例 １ フェノール／テトラクロルエタン＝６／４混合溶液を用
い３０℃で測定した時の極限粘度が０．６２のポリエチ
レンテレフタレートに分子量＊＄２０００のポリエチレ
ングリコール（ＰＥＧ＃２０００）とドデシルベンゼン
スルホン酸ソーダ（Ａｓ）の１：１混合物を１００℃で
よく攪拌した後、種々の割合で添加し、ブレンダーで１
２０℃で混合乾燥した。

次いでＴ−ダイのついたスクリュー径２０ｍの押出機を
用いて２８０℃で溶融押出し、８０℃の冷却ロールで冷
却して厚さ２５０μの未延伸フィルムを得た。

次いで９０℃にて縦方向に３．５倍、引き続き同じ温度
で横方向に３．５倍延伸した後２００℃で３０秒間定長
熱処理を行った。

比較のためにポリエチレンテレフタレートのみ、ポリエ
チレングリコールのみ、スルホン酸金属塩のみを配合し
て同じ条件でフィルムを作成した。

さら（こ比較試料として熱固定を行なわないもの、及び
延伸を行わないフィルムも得た。

これらのフィルムの帯電防止性及び透明性を第１表に示
す。

本発明による方法で得たフィルムのみが優れた透明性及
び帯電防止性を示すものであった。

実施例 ２ 実施例１と同じ方法で種々の化合物をポリエチレンテレ
フタレートに添加し２軸延伸フイルムを作成し熱処理を
行った。

各フィルムの透明性と帯電防止性を第２表に示す。

（４）ＥＯ：エチレンオキサイド 第２表から明らかなように本発明による方法で得たフィ
ルムのみが優れた帯電防止性を有し、且０ つ極めて良好な透明性を有するものであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二塩基酸（ただし該二塩基酸のうち８０モル％以上
   がテレフタル酸である）残基とグリコール残基とから成
   るポリエステルに、該ポリエステルに溶解性の低分子量
   ポリアルキレングリコールを０．１〜１０重量％と下記
   一般式 ％式％ （ただしＲは炭素数８〜２０のアルキル基、Ａｒは芳香
   族残基、Ｍｅはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示
   す）で示されるスルホン酸金属塩誘導体を０．０５〜５
   重量％配合し、溶融成膜後直角方向をなす２軸方向に延
   伸し、次いで１６０℃以上でありかつ前記ポリエステル
   の融点以下の温度の範囲で熱処理することを特徴とする
   ポリエステルフィルムの製法。