JPS633895B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は制電性と滑り性とにすぐれたポリエス
テルフイルムに関する。 ポリエステルフイルムは一般に高い結晶性と高
い融点を示し、耐熱性、耐薬品性、強度、弾性率
等において優れた性質を有することが知られてお
り、磁気テープ用、製図用、電気用、包装用等多
くの用途を有している。 しかし、ポリエステルフイルムは帯電しやす
く、静電気の蓄積によつて、製膜工程、加工工程
および使用時にさまざまな障害を起すことが多
い。たとえば製膜、加工工程でのフイルムのロー
ルへの巻きつき、作業者への電撃、ごみやほこり
の吸引によるフイルム面の汚れ、印刷不良、フイ
ルム同志のまつわりつきなどが問題となつてい
る。 また、ポリエステルフイルムは摩擦係数が大き
く、滑り性に乏しいために製膜、加工工程におけ
る巻取りの困難さや作業性の悪さ、磁気テープと
して使用する際の走行性不良などの問題を起こし
ている。 ポリエステルフイルムの帯電防止法としては、
フイルムの表面に帯電防止剤を塗布する方法が一
般に行われているが、この方法は塗布工程が必要
なため加工が煩雑となり経済的に不利であるばか
りか、フイルム表面の摩擦によつて帯電防止剤が
脱落し、帯電防止効果が低減しやすいという欠点
がある。 一方、フイルムの原料であるポリエステルに帯
電防止剤を配合する方法も多数試みられている
が、未だ満足すべき制電性を付与する手段は見出
されていない。たとえば特開昭52−47071号公報
にはポリエステルに溶解性のポリアルキレングリ
コールとアルキル化芳香族スルホン酸の塩との組
合せが示されているが、この方法では実用上充分
な制電性は得られない。また特開昭52−41072号
公報には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とアルキルスルホン酸の塩と
の組合せが示されているが、この方法は制電性は
良好となるものの、滑り性をも同時に満足させる
ことはできない。 ポリエステルフイルムに滑り性を付与する方法
としては、原料ポリエステルに無機物粒子を配合
したり、あるいは重合工程中にポリエステルに不
溶性の粒子を析出せしめる方法が一般に行われて
いる。これらの方法によれば、フイルムの表面が
粒子によつて粗面化し、そのため滑り性が改良さ
れるのであるが、充分な滑り性を与えようとする
とフイルム表面の突起が大きくなり、磁気テープ
としたときの電気特性が悪化する等の障害を伴う
傾向がある。 本発明者は、ポリエステルフイルムの制電性と
滑り性を同時に解決すべく検討を重ねた結果、特
定分子量のポリエチレングリコール、アルキルス
ルホン酸のアルカリ金属塩および、ポリエステル
に不溶性の粒子の３者を特定量配合することによ
つて、充分な制電性を有し、かつ、極めて滑り性
の優れたフイルムが得られることを見出し、本発
明に到達したものである。 すなわち、本発明は、エチレンテレフタレート
単位を主たる繰返し単位とするポリエステル100
重量部に対し、 (a) 平均分子量5000ないし50000のポリエチレン
グリコール0.1ないし５重量部、 (b) アルキルスルホン酸のアルカリ金属塩0.1な
いし３重量部、および (c) 該ポリエステルに不溶性の粒子0.01ないし１
重量部 が配合され、二軸配向され熱固定されたポリエス
テルフイルムである。 本発明のポリエステルフイルムの基体となるポ
リエステルは、ジカルボン酸の85モル％以上がテ
レフタル酸であり、グリコール成分の85モル％以
上がエチレングリコールであるポリエステルが好
ましい。テレフタル酸以外のジカルボン酸とし
て、たとえばこはく酸、アジピン酸、セバシン
酸、ドデカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボ
ン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、１・３−アダ
マンタンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン
酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジ
フエニルジカルボン酸、ジフエニルスルホンジカ
ルボン酸、ベンゾフエノンジカルボン酸などの芳
香族ジカルボン酸を共重合してもよい。またエチ
レングリコール以外のグリコール成分として、
１・３−プロパンジオール、１・４−ブタンジオ
ール、１・６−ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコール、１・４−シクロヘキサンジメタノー
ル、Ｐ−キシリレングリコールなどを共重合して
もよい。 ポリエステルフイルムに配合するポリエチレン
グリコール平均分子量は、5000ないし50000、好
ましくは8000ないし20000である。平均分子量が
5000未満であると帯電防止効果が充分でない上、
滑り性も殆んど改良されない。一方、配合するポ
リエチレングリコールの分子量が50000を超える
と滑り性が低下する上、製膜工程が不安定になる
場合がある。また、ポリエチレングリコール配合
量はポリエステル100重量部あそり0.1ないし５重
量部、好ましくは0.5ないし４重量部、特に好ま
しくは１ないし３重量部である。ポリエチレング
リコールの配合量が0.1重量部未満であると制電
性および滑り性の改良効果が殆んど現われない
し、５重量部を超えるとポリエステルフイルムの
物理的、化学的性質が低下する。 本発明に使用されるアルキルスルホン酸のアル
カリ金属塩は、通常、リチウム、ナトリウムまた
はカリウムの塩であり、またアルキル基の炭素数
は８以上であることが好ましい。通常、炭素数８
ないし20の混合物で平均炭素数14程度のものが用
いられることが多い。 また、ポリエステルフイルムに配合するアルキ
ルスルホン酸のアルカリ金属塩の量は、ポリエス
テル100重量部あたり0.1ないし３重量部、好まし
くは0.2ないし２重量部、特に好ましくは0.3ない
し１重量部である。アルキルスルホン酸のアルカ
リ金属塩の配合量が0.1重量部未満であると制電
性および滑り性の改良効果は殆んど現われない
し、３重量部を超えるとポリエステルフイルムの
物理的化学的性質が低下する。 本発明に使用されるポリエステルに不溶性の粒
子としてはたとえば、クレー、カオリン、炭酸カ
ルシウム、シリカ、アルミナなどの無機物粒子を
挙げることができる。また、ポリエステルの重合
の際、エステル交換触媒として酢酸カルシウムを
用いたり、あるいは、グリコール酸リチウムを添
加して、重合工程中にポリエステルに不溶性の粒
子を析出せしめることもできる。 ポリエチレングリコール、アルキルスルホン酸
のアルカリ金属塩、およびポリエステルに不溶性
の粒子の間に全く予期されなかつた相乗効果が現
われ、ポリエステルフイルムの滑り性が飛躍的に
向上することが見出された。 ポリエステルに不溶性の粒子としては代表粒径
3μ以下、好ましくは代表粒径2μ以下のものが用
いられる。ここにいう代表粒径とは、粒子の粒径
の大きいものから小さいものまで累積分布曲線を
つくるとき、累積重量分率50％に相当する粒径で
ある。ポリエステルに不溶性の粒子の合量はポリ
エステル100重量部あたり0.01ないし１重量部、
好ましくは0.05ないし0.8重量部、特に好ましく
は0.2ないし0.6重量部である。無機物粒子の配合
量が0.01重量部未満の場合は、滑り性に対するポ
リエチレングリコール、アルキルスルホン酸のア
ルカリ金属塩との間の相乗効果が現われない。配
合量を１重量部を超えて増やしても滑り性はそれ
以上は改良されない上に、磁気テープとしたとき
の特性が悪化するなどの欠点が現われるので好ま
しくない。 本発明においてポリエチレングリコール、アル
キルスルホン酸のアルカリ金属塩およびポリエス
テルに不溶性の粒子はポリエステルフイルム製造
の任意の段階において配合することができる。た
とえば、原料となるポリエステルの重合反応開始
前、重合反応途中、重合反応終了時のまだ溶融状
態にある時点で加えることができる。ポリエステ
ルに不溶性の粒子を重合工程中で析出せしめても
よい。ポリエステルとこれらの配合物を押出機を
用いて混合してもよいし、またフイルムを製膜す
るときに直接原料ポリエステルに配合してもよ
い。３種の配合物をポリエステルに一緒に配合し
てもよいが、１種または２種の配合物を高濃度に
含有するいわゆるマスターチツプを製造してお
き、適宜これらを混合することにより所望の配合
量のポリエステルフイルムを製造することが好都
合である。 本発明のポリエステルフイルムは通常の製膜
法、たとえばＴ−ダイ法、インフレーシヨン法な
どによつて溶解押出され、さらに二軸方向に延伸
されて二軸配向フイルムとなし熱固定される。延
伸温度はポリエチレンテレフタレートの場合とほ
ぼ同じであるが、配合物の量によつて適当な温度
を選ぶことができる。延伸倍率は通常縦方向に
2.5ないし５倍、横方向に2.5ないし５倍である。
必要に応じてさらに適当な酸化防止剤、紫外線吸
収剤、着色剤などを配合してもよい。 本発明のポリエステルフイルムは通常表面固有
抵抗が５×10¹¹オーム以下であり、後に定義する
帯電位半減時間が30秒以下であり、またフイルム
面の静摩擦係数が0.35以下であり、望ましい制電
性と滑り性をかね備えている。 以下に実施例をあげて本発明を説明する。なお
文中「部」は重量部をあらわす。また実施例中、
制電性および滑り性は下記の方法によつた。 表面固有抵抗は竹田理研(株)振動容量型微少電位
電流計TR−84M型で測定した。 帯電位半減時間は(株)穴戸商会スタチツクオネス
トメーターＳ−4104型を使用して、電圧−5KV
を試料の上２cmから30秒間印加したとき試料に生
ずる電位が1/2の値に減衰するまでの時間（秒）
である。 静摩擦係数および動摩擦係数はフイルムの異な
る２面間について、テスター産業(株)TKK式摩擦
係数測定装置により、荷重200ｇ、スライド速度
15cm／分で測定した。 なお、これらの測定はすべて、20℃、65％RH
の雰囲気中で行つたものである。 実施例１〜２及び比較例１〜４ テレフタル酸ジメチル100部、エチレングリコ
ール70部およびエステル交換触媒として酢酸マン
ガン0.025部の混合物を撹拌下に加熱して、発生
するメタノールを留去しながら、90分間エステル
交換させた。次いで平均炭素数14のアルキルスル
ホン酸ナトリウム1.98部、安定剤として亜りん酸
0.015部および重合触媒として三酸化アンチモン
0.041部を添加し、285℃に昇温し系内を減圧に移
行して60mmHgの減圧下で30分間、次いで0.5mm
Hgの減圧下で80分間反応させた。得られたポリ
エチレンテレフタレートは100部あたり２部のア
ルキルスルホン酸ナトリウムを含有している。こ
れをポリエステルＡとする。 アルキルスルホン酸ナトリウム1.98部の代りに
分子量8000のポリエチレングリコール9.90部を添
加する以外は上と同様にして100部あたり分子量
8000のポリエチレングリコール10部を含有するポ
リエチレンテレフタレートを得た。これをポリエ
ステルＢとする。 分子量の異るポリエチレングリコールを使用す
る以外は、全く同様にして、分子量20000のポリ
エチレングリコールを含有するポリエステルＣ、
分子量3000のポリエチレングリコールを含有する
ポリエステルＤ、分子量100000のポリエチレング
リコールを含有するポリエステルＥを得た。 さらに、アルキルスルホン酸ナトリウム1.98部
の代りに代表粒径0.85μのクレー0.79部を添加す
る以外はポリエステルＡの場合と同様にして、
100部あたり0.8部のクレーを含有するポリエチレ
ンテレフタレートを得た。これをポリエステルＦ
とする。 ポリエステルＡ、ポリエステルＢ，Ｃ，Ｄまた
はＥ、ポリエステルＦおよびポリエチレンテレフ
タレートを種々の割合で混合し、Ｔ−ダイより溶
融押出し、未延伸フイルムを得、次いで90℃で縦
方向に3.5倍、さらに105℃で横方向に3.8倍延伸
し、205℃で30秒間熱固定して二軸延伸フイルム
を得た。フイルム厚さはいずれも36μである。こ
れらのフイルムについて表面固有抵抗、帯電位半
減時間および摩擦係数を測定した。

【表】 実施例１および２のポリエステルフイルムは製
膜の状態は良好であり、表面固有抵抗、帯電位半
減時間ともに小さくすぐれた制電性を示し、また
摩擦係数が小さく滑り性が良好である。実施例
１、２と、同じ量のクレーが配合されているが、
アルキルスルホン酸ナトリウムもポリエチレング
リコールも含有しない比較例１のフイルムは制電
性がなく、摩擦係数も大きい。実施例１、２と同
量のアルキルスルホン酸ナトリウムおよびクレー
が配合されているがポリエチレングリコールを含
有しない比較例２のフイルム、分子量3000のポリ
エチレングリコールが配合されている比較例３の
フイルム、分子量100000のポリエチレングリコー
ルが配合されている比較例４のフイルムは、いず
れも制電性は良好であるが、摩擦係数が大きい。 実施例 ３ ポリエステルＡの合成と同様にして、テレフタ
ル酸ジメチル100部、エチレングリコール70部、
酢酸カルシウム0.03部の混合物を加熱してエステ
ル交換させ、次いでりん酸トリメチル0.015部、
三酸化アンチモン0.045部を添加し、減圧下に加
熱して重合した。得られたポリエチレンテレフタ
レートをポリエステルＧとする。 ポリエステルＧに平均炭素数14のアルキルスル
ホン酸ナトリウム0.3％および平均分子量11000の
ポリエチレングリコール0.6％を配合し、押出機
で溶融押出し未延伸フイルムを得、次いで縦方向
に3.5倍さらに105℃で横方向に4.0倍延伸し、225
℃で熱固定して、厚さ16μのフイルムを得た。こ
のフイルムの表面固有抵抗は7.8×10¹⁰オーム、
帯電位半減時間は10.3秒、静および動摩擦係数は
それぞれ0.31および0.28であつた。 比較例 ５ アルキルスルホン酸ナトリウム0.3％の代りに
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.3％を
配合する以外は実施例３と全く同様にして、厚さ
16μのフイルムを作成した。このフイルムの表面
固有抵抗は2.1×10¹³オーム、帯電位半減時間は
72.4秒であつた。 実施例 ４ 代表粒径0.85μのクレーの代りに代表粒径0.60μ
のカオリンを用いる以外はポリエステルＦの場合
と同様にして、100部あたり0.8部のカオリンを含
有するポリエチレンテレフタレートを得た。これ
をポリエステルＨとする。 ポリエステルＡ、ポリエステルＣ、ポリエステ
ルＨおよびポリエチレンテレフタレートを配合物
の含量がアルキルスルホン酸ナトリウム0.5％、
平均分子量20000のポリエチレングリコール1.0
％、カオリン0.25％になるよう混合し、Ｔ−ダイ
より溶融押出して未延伸フイルムを得、次いで95
℃で縦方向に3.6倍、さらに110℃で横方向に3.9
倍延伸し、220℃で15秒間熱固定して厚さ21μの
二軸延伸フイルムを得た。 このフイルムの表面固有抵抗は、6.4×10⁹オー
ム、帯電位半減時間は4.2秒、静摩擦係数および
動摩擦係数はそれぞれ0.26および0.30であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エチレンテレフタレート単位を主たる繰返し
   単位とするポリエステル100重量部に対し、 (a) 平均分子量5000ないし50000のポリエチレン
   グリコール0.1ないし５重量部、 (b) アルキルスルホン酸のアルカリ金属塩0.1な
   いし３重量部、および (c) 該ポリエステルに不溶性の粒子0.01ないし１
   重量部 が配合され、二軸配向され熱固定されたポリエス
   テルフイルム。