JPS5933131B2 - 導電性の改良されたポリエステルフイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導電性の改良されたポリエステルフィルムの製
造方法に関する。

更に詳しくは、導電性が雰囲気中の湿度により影響され
ず、しかもその耐水性、耐溶剤性、密着性が良好で、フ
ィルムの透光性や滑り性を損なわないような導電層を有
するポリエステルフィルムを製造する方法を提供しよう
とするものである。従来、ポリエステルフィルムはその
高い電気絶縁抵抗のために、静電気による帯電量が大き
く粉塵の吸着による汚損や、フィルム自体の静電吸着等
によつて、特に書写材料として用いる場合にそ５ の取
扱いが困難であつた。

この欠点を補うために種々の導電剤をフィルム表面に塗
布する方法やフィルム中に練り込む方法、あるいはフィ
ルム表面に吹き付けるスプレー法等によつて製造したも
のを、一般に帯電防止用フィルムとして用いている。１
θ 多くの場合、フィルムの表面固有抵抗が１０１２Ω
／Ｃｄ以下であればほぼ目的が達成されるので、通常の
帯電防止フィルムの表面固有抵抗は、常温常温で１０９
〜１０１２Ω／Ｃｄであることが多い。

しかし、エレクトロファックスタイプの電子写真１５用
導電性ベースフィルムとして使用する場合には、光導電
層に保持された電荷の光減衰速度が大きい事が必要なの
で、その表面抵抗は１０９Ω／Ｃｄ以下でなければなら
ない。また、導電剤はできるだけ薄く塗布される事が好
ましいが、その殆んどが２０イオン性導電剤であるため
に、湿度の影響が大きい欠点がある。即ち、高湿度時（
例えばＲＨ６０％以上）では帯電防止性を有するがブロ
ッキングを起し易い傾向があり、低湿度時（例えばＲＨ
４０％以下）では導電性が著しく減少し、帯電量２５止
性が失なわれてしまうことが多い。これは、イオン性伝
導の本質的な特性であるため、導電剤のイオン濃度を大
きくしたり、塗膜を厚くしても解決できる問題ではない
。例えば、塗膜を厚くするとある程度の抵抗値の減少は
認められるが飽和す３０る傾向があり、湿度の影響は尚
大きく、フィルムとの密着性が低下し、高湿度時にブロ
ッキング現象を併発することが多い。マットフィルムに
厚く塗布した場合には、マット面の投捨効果のため、密
着性は保持されるが、湿度の影響は依然として３５大き
く、その上、マット面を埋め尽すことになり、筆記性が
著しく減少するか若しくは損なわれてマットフィルム本
来の効能が失われる。また、密着性を向上させるために
、導電剤に種々の接着剤例えば、ポリエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリ
ル樹脂、アルキツド樹脂等を加えてフイルムに塗布する
ことが知られているが、密着性の向上と共に導電性が著
しく減少する欠点がある。また、フイルム中に導電剤を
練り込む場合には、樹脂マトリツクス中に導電剤が浮遊
分散している状態になり、かなり多量に含有させなけれ
ば効果が現われず、フイルム物性が極度に低下するとい
う欠点がある。

この場合、別種フイルムとの貼合せにより、機械的強度
を保持できるが、一般に、導電剤はフイルム樹脂との相
溶性に劣るため多量に充填して製膜することが不可能で
ある。従つて、練り込む方法で得られたフイルムの表面
抵抗は大きい傾向があり、低湿度での帯電防止能が失な
われ易い。以上の如く、導電剤としてイオン伝導性物質
を従来の方法で用いる限り、湿度の影響が大きい欠点が
あり、低湿度では帯電防止効果が失なわれているのが現
状である。

本発明者はこのような欠点を伴うことなくポリエステル
フイルムの導電性を改良すべく鋭意研究の結果、導電剤
として第４級アンモニウム塩を含有するアクリル系界面
活性剤をフイルム面に塗布する際に、塩化マグネシウム
６水塩、塩化カルシウム含水塩を併用するならば、前記
欠点が改良され、表面抵抗が小さくしかもその値の湿度
による変動が小さく、密着性、耐溶剤性、耐水性がすぐ
れ、その上フイルムの透光性や表面の滑り性を良好に保
ち得ることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、第４級アンモニウム塩を含有するアク
リル系界面活性剤１００重量部当り、塩化マグネシウム
及び／または塩化カルシウム１〜１５重量部を配合した
塗布液をポリエステルフイルムに塗布することを特徴と
する。導電性の改良されたポリエステルフイルムの製造
方法である。本発明で用いるポリエステルフイルムは芳
香族線状ポリエステル（その代表的なものとして、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
、ポリエチレンナフタレート等が例示される。）のフイ
ルムである。該フイルムは、未配向のものでも、一軸ま
たは二軸方向に配向されたものでもよく、表面処理され
ていないものでも、表面処理（例えば表面化学処理、ブ
ライマ一処理、コロナ放電処理、マツト化処理等）を施
したものでもよい。本発明で用いる「第４級アンモニウ
ム塩を含有するアクリル系界面活性剤］とは、一般式〔
但し、Ｒは水素または炭素数４以下のアルキル基。

Ｘは−０Ｒ１、−ＮＨ２、または−ＮＨＲ９。

Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及び
Ｒ９は炭素数１８以下の炭化水素基、ヒドロキシアルキ
ル基またはハロゲン化アルキル基で、特にアルキル基、
アルケニル基またはアラルキル基が好ましく、これらは
同一でも相異つてもよい。Ｙ１及びＹ２は炭素数８以下
の２価の炭化水素基で、特にアルキレン基またはキシリ
レン基が好ましく、両者は同一でも相異つてもよい。ｚ
θはアニオン。〕で表わされる２種類以上の繰り返し構
造単位よりなる重合体であつて、その繰り返し単位の数
のうち、または （但し、両者を併用するときは両者の合計）が２０〜８
０％を占め、しかもＣ ＣＨ２−が１ ０〜８０％を占める ような共重合体である。

該共重合体は更に繰り返し構造単位の数のうち、Ｃ ＣＨ２一 Ｃ ＣＨ２ 及び −Ｃ−ＣＨ２−より成る群より選ばれた成分（２種以上
を用いるときはその合計）を１０％以下含むものが好ま
しい。

該共重合体には、実質的に導電剤としての性能に悪影響
を及ぼさない範囲内で少量の、前記式１で表わされない
繰り返し構造単位を導入してもよい。かかる要件をみた
す共重合体として、例えば商品名エレコンドＰＱ−５０
Ｂ１或はエレコンドＢ−１４６（いずれも綜研化学ＫＫ
製品）のものが知られている。前記アクリル系界面活性
剤の塗膜を形成させるに際し、ポリイソシアネート化合
物（分子内にイソシアネート基を２個以上有するもの）
で変性することができる。

該変性により塗膜の耐水性及びベースフイルムとの密着
性を更に向上せしめることができる。ポリイソシアネー
ト化合物の配合割合は前記アクリル系界面活性剤１００
重量部当り３０重量部以下が好ましい。本発明方法では
、前記アクリル系界面活性剤と共に、塩化マグネシウム
（ＭｇＣｌ２）及び／または塩化カルシウム（ＣａＣｌ
２）を配合してフイルム面に塗布する。

配合割合は、前記アクリル系界面活性剤１００重量部当
り１〜１５重量部（両者を併用するときは両者合計を１
〜１５重量部）にする。塩化マグネシウム及び／または
塩化カルシウムが１重量部よりも少いと導電性が雰囲気
の湿度により影響され易いので好ましくなく、また１５
重量部よりも多いと雰囲気の湿度が高いときに塗膜がプ
ロツキングを起し易くなるので好ましくない。（これら
の塩として結晶水を含有するものを用いるときは、前記
配合割合は結晶水を除いた部分についてのものであるこ
とは言うまでもない。）「前記アクリル系界面活性剤」
に「塩化マグネシウム及び／または塩化カルシウム」を
配合した塗布液を作るには、両者を共に溶解し得るよう
な溶媒に、両者を溶解させればよい。

好ましく用いられる溶媒として水、アルコール類（例え
ばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピル
アルコール等）、グリコール類（例えばエチレングリコ
ール、プロピレングリコール等）、セロソルプ類（例え
ばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ等）、環状エー
テル類（例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン等）、
ケトン類（例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等）が例示される。これらの２種以
上の混合物を溶媒として用いてもよいことは言うまでも
ない。塗布液の濃度は、フイルムに対する液の塗布量を
考慮して決定すべきである。

「前記アクリル系界面活性剤」と「塩化マグネシウム及
び／または塩化カルシウム」の合計が、フイルムの塗布
面１イ当り０．５〜５ｔとなるように塗布液の濃度及び
塗布量を決めるのが好ましい。フイルム面に塗布した後
乾燥する（溶媒を除去する）と、導電性の改良されたフ
イルムが得られる。塗布及び乾燥は常法を採用すればよ
い。またフイルムの片面のみに塗布しても両面に塗布し
てもよい。例えば前記アクリル系界面活性剤１００重量
部当り塩化マグネシウム１重量部を配合した液を、これ
らの有効成分合計が３７／イの割合で付着するようにポ
リエチレンテレフタレートフイルム面に塗布し乾燥する
と、２０℃、ＲＨ５Ｏ％での表面固有抵抗は５．５×１
０８Ω／Ｃｄであるが、２０℃、ＲＨ３Ｏ％になつても
３．０×１０９Ω／Ｃｄであり、余り増加していない。

本発明方法では、前記塗布液に、更に無機微粉末を配合
することができる。

該無機微粉末の配合により、塗膜の滑り性や筆記性が改
善されるのみならず、更に導電性が湿度により影響され
なくなり、低湿度雰囲気下での導電性が著しく改良され
る。該微粉末は塗布液に用いる溶媒に溶解しないもので
あることが大切である。該微粉末は平均粒径７μ以下の
ものが好ましい。また該微粉末の配合割合は前記アクリ
ル系界面活性剤１００重量部当り５重量部以下、特に１
〜２重量部が好ましい。好ましく用いられる微粉末とし
て、合成シリカ（例えば平均粒径２〜７μのもの、平均
粒径１５〜４０ｍμの無定形のもの等が挙げられる。）
、合成珪酸カルシウム、シリカ・アルミナ、霞閃石長石
等の如き酸化珪素と酸化アルミニウムを主成分とする鉱
物、酸化アルミニウム、酸化チタン等が例示される。第
１図に、前記アクリル系界面活性剤をポリエステルフイ
ルムに３７／イの割合で塗布した場合の湿度と表面固有
抵抗値との関係（曲線Ａ）並びに前記アクリル系界面活
性剤１００重量部当り塩化マグネシウム２．０重量部及
び合成微粉末シリカ２．０重量部を添加したものを３７
／Ｍ２の割合で塗布した場合の湿度と表面固有抵抗値と
の関係（曲線Ｂ）を示す。

相対湿度３０％時及び８０％時の表面固有抵抗値の比（
ρ３０／ρ３０）はＡの場合約５００であるのにＢの場
合は約６０と著しく少くなり、湿度依存性が改良されて
おり、しかも相対湿度３０％時の表面固有抵抗値もＢの
場合は約１０９Ω／ＣｒｔｌでＡの場合の約１０１１Ω
／Ｃｄとくらべ著しく小さく、低湿度時の導電性が優れ
ていることが判る。また可視光透過率はＡ，Ｂ共に８５
％以上であつた。一方、滑り性はＢの方が極めて良好で
あつた。本発明方法によつて得られたポリエステルフイ
ルムは導電性が優れ、しかも導電性の湿度依存性が少い
ので、優れた帯電防止効果を有する。

特に、表面固有抵抗が低く、しかも湿度の影響が少いの
で、エレクトロフアツクスタイプの電子写真用導電性べ
―スフイルムに適する。以下、実施例により本発明を詳
述する。

実施例 １ 第４級アンモニウム塩を含有するアクリル系界面活性剤
溶液（商品名゛エレコンドＢ−１４６゛綜研化学ＫＫ製
品。

固形分濃度４０重量％）２００７とポリイソシアネート
化合物溶液（商品名゛デスモジユールＮ−７５−バイエ
ル社製品。固形分濃度７５重量％）２４７をメチルエチ
ルケトン２９０７で稀釈して、固形分濃度約２０重量％
の塗布液を調製した（塗布液Ａとする）。塗布液Ａ２５
７７に、平均粒径約４μの合成微粉末シリカ０．９８７
を加え均一に分散せしめた液を塗布液Ｂとする。塩化カ
ルシウム・２水塩（ＣａＣｌ２・２Ｈ２０）１．９６９
を、メチルエチルケトン・トルエン・エチルセロソルブ
の１：１：１（重量比）の混合溶媒２９０７に溶解し、
更に前記のアクリル系界面活性剤溶液（固形分濃度４０
重量％）２００７及び前記のポリイソシアネート化合物
溶液（固形分濃度７５重量％）２４Ｖを加えて均一に混
合した液を塗布液Ｃとする。

塗布液Ｃ２５７７に、前記の合成微粉末シリカ０．９８
７を加え均一に分散せしめた液を塗布液Ｄとする。

これら４種類の塗布液を、厚さ５０μのポリエチレンテ
レフタレートニ軸配向フイルムの片面に、固形分付着量
が１７／Ｍ２となるようにバーコーターで塗布し、１０
０℃で３分間乾燥後、常温常湿中に７日間放置し、導電
剤を硬化させて試料を得た。

この試料の表面抵抗の測定はタケダ理研工業ＫＫ製、振
動容量型微少電流電位計（ＴＲ−８４Ｍ）を使用して、
２０℃、ＲＨ６Ｏ％の雰囲気で行なつた。密着性の評価
は膜面１０ｍｍ×１０龍に１詣間隔のゴバン目の傷を膜
厚より深く１００個つけ、ゼロテープをその面に付着さ
せた後、そのゼロテープを剥し、ゼロテープによつて剥
離せずに残つている塗膜のゴバン目数Ｎを求めＮ／１０
０で判定した。又動マサツ係数の測定はＡＳＴＭ．Ｄｌ
８９４−６３に準じた。

この結果を第１表に示した。尚第１表中ブランクと記し
たのは非処理ポリエステルフイルムの表面抵抗であり、
実験／Ｆ６６はケミカルマツトフイルムにＣ液を固形分
付着量１７／イの割合で塗布した時の値である。実施例
２ 実施例１で用いたと同じアクリル系界面活性剤溶液（固
形分濃度４０重量％）１００７、実施例１で用いたと同
じポリイソシアネート化合物溶液（固形分濃度７５重量
％）１２７、及び塩化マグネシウム６水塩２．４５７を
メチルエチルケトン・エチルセロソルブ・トルエンの１
：１：１（重量比）の混合溶媒１４５７に溶解したもの
を塗布液Ｅとする。

該塗布液を、厚さ５０μのポリエチレンテレフタレート
ニ軸配向フイルム面に、固形分付着量が１７／Ｍ２とな
るようにバーコータ一で塗布し、１００℃で３分間乾燥
して試料を得た（実験滝７）。ポリアミンスルホン３５
重量％水溶液２２．９７、ポリビニルアルコール１．０
ｙ及びアクリル酸エステル樹脂エマルジヨン（固形分濃
度４０重量％）２．５ｙを水１４０．３７に均一に混合
溶解（エマルジヨンのみは分散）せしめたものを塗布液
Ｆとする。

塗布液Ｆ全量に更に塩化マグネシウム６水塩 ※く０．
５７を溶解したものを、塗布液Ｇとする。

コロナ放電処理された厚さ５０μのポリエチレンテレフ
タレートニ軸配向フイルム面に塗布液ＦまたはＧを、固
形分付着量が１７／イとなるように塗布し、１２０℃で
３分間乾燥して試料を得た。（実験Ａ６．８〜９）また
ポリ（ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライ
ド）１０ｙをメタノール９０ｙに溶解したものを塗布液
Ｈとする。

塗布液Ｈ全量に更に塩化マグネシウム６水塩０．５７を
溶解したものを塗布液１とする。

厚さ５０μのポリエチレンテレフタレートニ軸配向フイ
ルム面に塗布液Ｈまたはを、固形分付着量が１７／Ｍ゜
となるように塗布し、１００℃で３分間乾燥して試料を
得た。（実験洗１０〜１１）。これらの試料の表面固有
抵抗、及び密着性を実施例１と同様にして測定し、更に
耐水性を、処理フイルム面に水１〜２滴滴下後、ガーゼ
で払拭することによりテストした。以上の結果から、本
発明のものは表面固有抵抗、密着性、耐水性共に優れて
いるのに対し、他のものは、これら三者のうち少くとも
一つがよくないことが判る。

実施例 ３ 塩化マグネシウム６水塩２．４５７をメチルエチルケト
ン・トルエン・エチルセロソルブの１：１：１（重量比
）１４５ｔに溶解させ、更に実施例１で用いたと同じ合
成微粉末シリカ０．９８７を分散させた後、実施例１で
用いたと同じアクリル系界面活性剤溶液（固形分濃度４
０重量％）１００７、実施例１で用いたと同じポリイソ
シアネート化合物溶液（固形分濃度７５重量％）１２ｆ
の混合物に加えて塗布液を調製した（塗布液Ｊとする）
。

該塗布液を、厚さ５０μのポリエチレンテレフタレート
ニ軸配向フイルム面に固形分付着量３ｙ／イの割合で塗
布して試料を調製した（実験／Ｆ６ｌ２）３−ー方、比
較のため、実施例１で用いた塗布液Ａをフイルム面に固
形分付着量３７／ｗｌの割合で塗布して試料を調製した
（実験滝１３）。これらの試料を、タケダ理研工業ＫＫ
製：超高抵抗測定用試料箱（ＴＲ−４２）にセツトし、
横河電機製：テラオームメータ一ＲＭ−２１Ａで表面抵
抗の湿度特性を２０℃で測定した。

この結果を第３表に示した。／Ｆ６．ｌ２の試料はＡ６
ｌ３の試料に較べて低い表面抵抗を有し、且つ湿度の影
響が無視され得る高導電性を低湿度時まで保持した。

またＲＨ６Ｏ％以上で腐１３の試料はプロツキングの傾
向が大であつたが、滝１２の試料はプロツキングせず、
２４時間水に浸漬しても塗膜の変化は認められなかつた
。実施例 ４第４級アンモニウム塩を含有するアクリル
系界面活性剤溶液（商品名゛エレコンドＰＱ−５０Ｂ”
、綜研化学ＫＫ製品。

固形分濃度４０重量％）１０ｙをイソプロピルアルコー
ル３０ｙに溶解せしめ、更に平均粒径１６ｍμの無定形
合成シリカ微粉末０．０８７を均一に分散せしめて塗布
液を調製した（塗布液Ｋとする）。塗布液Ｋの全量に更
に塩化マグネシウム６水塩を０，０８ｙ加えて溶解せし
めたものを塗布液Ｌとする。

同様に塗布液Ｋの全量に、塩化マグネシウム６塩水０．
２７を加えたものを塗布液Ｍ、塩化マグネシウム６水塩
０．４７を加えたものを塗布液Ｎ、塩化マグネシウム６
水塩０．６７を加えたものを塗布液０、塩化マグネシウ
ム６水塩０．８ｆ７を加えたものを塗布液Ｐとする。コ
ロナ放電処理した厚さ５０μのポリエチレンテレフタレ
ートニ軸配向フイルム面に固形分付着量０．５７／Ｃｄ
の割合で塗布し、８０℃で３分間乾燥して、試料を作り
、その表面抵抗を２０℃、ＲＨ６Ｏ％で測定した。

結果を第４表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、フイルムの表面固有抵抗と湿度との関係の一
例を示す図で、曲線Ａは第４級アンモニウム塩を含有す
るアクリル系界面活性剤のみを塗布した場合、曲線Ｂは
該界面活性剤に塩化マグネシウム及び微粉末シリカを添
加したものを塗布した場合（本発明）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第４級アンモニウム塩を含有するアクリル系界面活
   性剤１００重量部当り、塩化マグネシウム及び／または
   塩化カルシウム１〜１５重量部を配合した塗布液をポリ
   エステルフィルムに塗布することを特徴とする、導電性
   の改良されたポリエステルフィルムの製造方法。