JPH02240143A - ポリエステルフイルム - 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、特κ改良された帯電防止効果及び接着性を備
えており、かつ機械的特性、耐熱性、易滑性、透明性、
表面光沢、耐薬品性及びガスバリャー性に優れたポリエ
ステルフイルムに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕ポリエ
チレンテレフタレートを主たる成分とする二軸延伸ポリ
エステルフイルムは機械的特性、耐薬品性、ガスパリャ
ー性、透明性及び安全性などの優れた特性を有するため
、磁慨記録媒体用途、製版用途・感光エッチング用途、
電気用途、包装用途など多くの用途に適用されて込る。

最近では食文化の多様化に伴−１様々な加工ヲ施サれた
ポリエステルフイルムが食品包装用に用ｂられている。

このような加工は、単に消費者の購買意欲を高める目的
のためだけになれるのではなく、機能性の付与のために
なされる場合も多い。例えば、ガスパリャー性の向上の
ためにポリエステルフイルムにアルミニウムを真空蒸着
することや、ヒートシール性の付与するためにオレフイ
ン系樹脂などをラミネートすることなどが挙げられる。

更には、最近では、也装材料に不可欠である印刷につい
ては、その高速化及び多色化などに加え、パーコード印
刷などの印刷の高精度化などが要求されている。

ところが、ポリエチレンテレフタレートは結晶性が高く
、また官能基を持たないなどの理由から他の物質との反
応性に乏しいため、ポリエチレンテレフタレートから得
られるポリエステルフイルムは印刷インクやラミネート
接着剤などとの接着性に劣るといった欠点を有する。ま
たポリエステルフィルムは摩擦係数及び固有電気抵抗が
高いため、静電気によシ帯電しやすｂ．ポリエステルフ
イルムの静電気の帯電はその製膜工程、スリツテイング
工程において、フィルム同士のまつわりつきゃ、ロール
への巻き付きなどの不都合をきたし、更にはとの帯電が
装置や作業者への放電スパークするなど安全面でも好ま
しいものではない。また、帯電したポリエステルは塵埃
を付着するため、その印刷工程において塵埃がフイルム
面に付着し、その付着がヒゲの発生を起こし印刷精度の
優れたフイルムとするのが難しいという原因となってい
る。

ポリエステルフイルムの接着性を向上させる試みとして
、フイルム表面に何らかの接着性の良好な成分を塗布す
る方法や接着性の良好な樹脂とポリエステル樹脂とを同
時に押し出す方法など数多くの技術が開発されておレ、
これらの方法によりある程度満足のいく接着性能を有す
るポリエステルフイルムを得ることができる。

しかし、これらの方法はフイルム生産効率が低く、コス
トの増大を免れることができず、工業的、経済的に有効
な方法であるとは言い難い。

一方、ポリエステル樹脂自体を改質し、接着性を向上さ
せる方法が提案されており、この方法は直鎖脂肪族ジオ
ールや直鎖脂肪族ジカルボン酸をポリエステル製造用原
料と共重合する方法やポリエステルにポリアルキレング
リコールなどを添加する方法が提案されてきた。しかし
、前者の方法で得られるポリエステルフイルムは接着性
能が不十分であり、後者の方法で得られたポリエステル
フイルムはある程度の接着性能は有するものの、ポリア
ルキレングリコールの酸化分解や熱分解などによりフイ
ルムの機械的強度の低下、着色などが生じ好ましくなｂ
０また、帯電防止についても、帯電防止効果を有するも
のを塗布する方法または帯電防止効果を有する樹脂とポ
リエステル樹脂とを同時に押し出す方法など数多くの技
術が開発されており、これらの方法によりある程度満足
のｂ〈帯電防止効果を有するポリエステルフィルムを得
ることができる。しかしこの場合もまた接着性向上の試
みの場合と同様な問題が発生するので、ボリエステ〃樹
脂自体を改質するとと忙よって帯電防止効果を有するフ
ィルムを得る方法が要求されている。この方法として、
ポリエステルにスルホ／酸金属塩あるいは該金属塩とポ
リアルキレングリコールとの混合物を添加し、該ポリエ
ステル組成物よシフイルムを製膜する方法が知られてい
る。しかし、スルホン酸金属塩単独をポリエステルに添
加した組成物から得られるポリエステルフイルムは帯電
防止効果の点で不充分であり、スルホン酸金属塩とポリ
アルキレングリコールをポリエステルに添加した組成物
から得られるポリエステルフイルムは帯電防止能は有す
るものの、接着性向上の試みの場合と同様にポリアルキ
レングリコールの酸化分解や熱分解などにより、機械的
強度の低下、着色などが生じたりする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはかかる現状に鑑み、鋭意研究を重ねた結果
、ポリエステル、特定のポリエチレングリコール及び特
定の帯電防止剤から成り、かつ該ポリエチレングリコー
ルを特定の時期に添加することによって得られるポリエ
ステル組成物を用いて製造されるポリエステルフイルム
は優れた接着性及び帯電防止性を有することを見出し、
本発明を完成した。

すなわち本発明はエチレンテレフタレートを主たる繰返
し単位とするポリエステル（Ａ）１００重量部、重量平
均分子量１００００〜ｓｏｏｏｏのポリエチレングリコ
ール（Ｂ）　１１　１〜２．Ｑ重景部及びアルキルスル
ホン酸金属塩及び／またはアルキルベンゼンスルホン酸
金属塩（０）ａ１〜１．Ｏｌｉ量部からなり、かつポリ
エステル（Ａ）の重合過程において、該ポリエステルの
固有粘度が０．３を超えた段階において、ポリエチレン
グリコール（Ｂ）を添加し、重合を完了して得られるポ
リエステル樹脂組成物を製膜した帯電防止効果及び接着
性に優れたポリエステルフィルふにあ；る。

本発明で使用するエチレンテレフタレートを主たる繰返
し単位とするポリエステル（Ａ）は、テレフタル酸又は
その誘導体とエチレングリコールとを、エステル化反応
又はエステル交換反応させ、更にその中間生成物を重縮
合反応させること釦より得られる重合体であるが、本発
明の効果を損なわない範囲で、従来公知のカルボン酸成
分及びグリコール成分が共重合可能であυ、具体的には
、例えばフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セパシ
ン酸、ナフタレン−１．４ー４１，＜ｈ−２．６−ジカ
ルボン酸、ジフエニルエーテルーヘ４′−ジカルボン酸
等のカルポン酸成分；テロビレングリコール、プチレン
クリコール、ネオベンチルグリコール、シクロヘキサン
ジメタノール、２．２−ビス（４−ヒドロキシフエニル
）プロパン等のグリコール成分；ｐ−オキシ安息香酸、
ｐ−メトキシ安息香酸、ｐ−ヒドロキシエトキシ安息香
酸のオキシ酸等が挙げられる。

エステル化反応又はエステル交換反応の触媒としては、
従来公知の、例えばアルカリ、アルカリ土類金属、亜鉛
、チタン、スズなどの酢酸塩、アルコラートなどが用い
られる。

また、ポリエステルの固有粘度〔η〕としては、１５〜
０．９の範囲のものが好ましく、更にはα６〜α７の範
囲のものが好ましｂ０なお、本発明で込う固有粘度〔η
〕は、フェノールとテトラクロロエタンの当重量混合液
を溶媒として、２５℃で測定した値である。

本発明で使用するポリエチレングリコール（Ｂ）は上記
ポリエステルの重合過程において、該ポリエステルの固
有粘度〔η〕が０．３を超えた段階において、添加され
なければならなｂ０ポリエステルの固有粘度が１１３を
超える前忙添加すると、ポリエチレングリコールの熱分
解やポリエステルの重縮合厘応阻害等が起こり、得られ
るポリエステルフイルムの着色、臭気の発生及び機械的
強度の低下などが起こりやすい。また、ポリエステルを
製造し、ベレットとした後にポリエチレングリコールを
押出し機で溶融混合する方法は、ポリエステルが加水分
解を起こしやすく、また一方ポリエチレングリコールは
高い吸湿性を有するので、ポリエチレングリコールの水
分をなくすためκは長時間の乾燥が必要となるので、好
ましくない。

またボリエチレングリコールの重量平均分子量は、１０
０００ないし３０００００範囲が好ましい。重量平均分
子童が１００００未満のものを加えたポリエステル組成
物からは機械的強度の低下したボリエスデルフイルムが
得られる。又重量平均分子量が３００００を超えたもの
から得られるポリエステル組成物からは接着性の良くな
いまたへイズが悪化したポリエステルフイルムが得られ
る。

ポリエチレングリコールの配合量は、ポリエステル（Ａ
）１００重景部κ対して、α１ないし２重量部の範囲が
好ましい。ポリエチレングリコールの添加量が０．１重
量部未満のポリエステル組成物からは、充分な接着性が
発現したフイルムは得られず、又２重量部を超えたポリ
エステル組成物から作られたポリエステルフイルムはへ
イズの低下・機械的特性の悪化をきたすとともに、着色
や臭気を帯びたものとなり、製膜工程でフイルムの破断
が頻繁に発生する。

本発明で使用するアルキルスルホン酸のアルカリ金属塩
及びアルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属墳（０
）は、大東筺゜′桟アルキルベンゼンスルホン酸のアル
カリ金属（ＲおよびＲ′が炭素数が１０ないし１６のア
ルキル基、Ｍ及びＭ′がＬｉ，　Ｎａ，　Ｋ　）で表わ
される。

これらの金属堆はボリエチレングリコールとの相乗効果
で優れた帯電防止効果を有する。

アルキルスルホン酸のアルカリ金属塩及びアルキルベン
ゼンスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量はポリエステ
ル（Ａ）１００重責部に対してα１〜１重量部の範囲が
好ましい。その配合量が０．１未満のポリエステル組成
物から作られたフイルムは、帯電防止効果が充分ではな
いし、該金属堆の配合量が１重量部を超えたポリエステ
ル組成物から作られたフイルムは該金属塩がプリードア
ウトしたり、接着性の低下したものとなシ、また衛生面
でも好ましくないものとなる。

アルキルスルホン酸のアルカリ金属塩及びアルキルベン
ゼンスルホン酸のアルカｌＪ金ｍ塩の添加時期は、ポリ
エチレングリコールの添加時期と異なり、特に制限され
るものではない。従って、ポリエステルの重合反応中に
添加しても良いし、ポリエステルベレットと押出し機に
おいて添加しても良い。取扱上、ボリエチレングリコー
ルと混合して添加するのが好ましい。

また、本発明の特徴を損｝わない程度で、従来公知の添
加剤をポリエステル組成物に添加することは構わない。

添加剤の例としては、ボリアミド、ボリオレフインなど
の樹脂、シリカ、タルク、カオリン、炭酸カルンウム等
の無機粒子、酸化チタン、カーポンプラック等の顔料、
紫外線吸収剤、離型剤、難燃剤、抗酸化剤などが挙げら
れる。

本発明のポリエステルフイルムは、従来公知方法で容易
に製造することができる。

製膜方法につｂては、従来公知の任意の方法を選択する
ことができる。すなわち、押出し機にてポリエステル樹
脂を溶融して適当々スリ・ントを有するダイから押出し
、その直後に一軸または二軸に延伸し、熱固定後、巻取
ることによつてフイルム製品とする方法等が挙げられる
。

延伸方法については一軸及び二軸を任意に選ぶことがで
きるし、二軸延伸の場合にはその延伸順序を任意に設定
することができる。延伸倍率及び延伸速度は添加物の量
によって適当に選ぶことが可能だが、通常のポリエステ
ルフイルムに準じて良い。

本発明においてはフイルムに製膜した後、フイルム表面
を放電コロナ処理するのが好ましい。

ボリエチレングリコールのエーテル結合は、特忙酸化さ
れやすいために、コロナ放電処理によって容易にカルポ
キシル基となり、そのカルボキシル基が著しいフイルム
の接着性を発現させるのである。更κ、コロナ放電処理
はスルホン酸誘導体アルカリ金属堆の活性化、ポリエチ
レングリコールとの相互作用の促進及びフイルム表面近
傍への移行を促すので、ポリエステルフイルムの帯電防
止効果も向上される。

本発明のポリエステルフイルムは、従来のポリエチレン
テレフタレートによるフイルムの優れた機械的特性、透
明性、耐熱性などを損なうことなく、コーティングタイ
プ並の優れた接着性及び帯電防止性を発現するが、更に
特定の性能を付与するために従来公知の加工を行なうこ
とができる。加工の例としては、紫外線、α線、ｒ線あ
るｂは電子線などの照射、塩化ビニリデン、ポリビニル
アルコール、ボリアミド、ポリオレフインなどの樹脂の
塗布、ラミネート、あるいは金属の蒸着などが挙げられ
る。

本発明のポリエステルフイルムはポリエチレングリコー
ルの分解が最小限に押えられているので、臭気の発生や
該分解物の食品への移行が極めて少なく、食品包装用フ
イルムとしては最適である。本発明のポリエステルフイ
ルムはもちろんこの用途に限られず、例えば磁気記録媒
体用途や写真用途、一般工業用途など広く用ｂることが
できる。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明を具体的に説明する。

なお、実施例中の各物性値は下記の方法で測定したもの
である。

《１）ヘイズ ：ｆ工Ｂ　　Ｋ（５７１４に準拠して測定した。

〔判定〕

○：ポリエチレンテレフタレートのフイルムと比べてヘ
イズがほとんど増加しな い Δ：５０憾未満の増加が認められる ｘ：５０４以上の増加が認められる （２）機械的強度 ：ＪＸＢ　　Ｏ−２３１８に準拠し、オリエンテツク社
製テンシロンを用ｂて、輻１ｅＩＩｌ，長さ１０１のフ
イルム（機械軸方向を長手方向とした）について引張試
験を行なった。この時の破断強伸度及びヤング率により
、機械的強度を測定した。

〔判定〕

○：破断強伸度及びヤング率のいずれもポリエチレンテ
レフタレートのフイルム と比べてほとんど低下しなー。

Δ：破断強伸度またはヤング率のいずれかに大幅な低下
が認められる。

×：破断強伸度またはヤング率の両方に大幅な低下が認
められる。

（３）接着性 東洋インキ製造■の００８Ｔ　　６２（白）をパーコー
ター（◆０）にてフイルムに塗布し８０℃のオープンで
３０秒間乾燥後、以下の試験を行った。なお、この時の
塗膜厚みは約１μｍ程度であった。このインキ塗付面に
、ニチバン■セロテープ（１５膳幅）を貼り付リけ、ゴ
ムローラーで田着した後、１００ｍ／’ｓｅａの速度で
Ｔ型剥離を行い、剥離面を目視にて評価した。

（４）帯電防止性 ■表面抵抗値 東亜電波工業製　極限絶縁計ＢＭ−１０１にて測定した
。

■摩擦帯電圧半減期 宍戸商会製スタチツクオネストメーターＳ−５１０９型
を用いて測定した。電圧印加は、１　２　ＫＶを試料の
上２−の位置から行った。なお、これらすべての測定は
２５℃，６５４ＲＨの雰囲気中にて行った。

（５）固有粘度 １４０℃に加熱したフェノールとテトラクロロエタンの
等重量混合溶液中にサンプルを秤量して投入し、１５分
間攪拌して溶解した。

この溶液を冷却後、２５℃の恒温槽内κ設置したオスト
ワルド型毛細管粘度計にて溶液粘度を測定した。このよ
うにして数点の濃度の溶液の粘度を測定し、濃度を０に
外挿して固有粘度〔η〕を求めた。

実施例１〜５ ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を、ジオール成分
としてエチレングリコールを用い、これらを反応釜に仕
込み、加圧下２６０℃にてエステル化反応を進行させ、
水の留出がほとんど認められなくなった点を実質的なエ
ステル化反応終点とした。

次込で、三酸化アンチモン（ＩＩ）を重縮合触媒として
テレフタル酸に対して５　Ｄ　Ｏ　ｐｐｍ添加し、更に
粒径１．５μｍのシリカを滑剤としてテレフタル酸に対
して５　０　０　ｐｐｍ添加した。その後、釜内を減圧
し、０．　５　ｔｏｒｒの真空下にて．重縮合反応を進
行させた。

釜内反応物を経時的にサンプリングし、固有粘度（Ｖ）
が０．５となった時点で釜内のポリエチレンテレフタレ
ート１００重量部に対して、ポリエチレングリコール及
びアルキルスルホン酸ナトリウム（アルキルの平均炭素
数１３）を第１表に示す割合で添加した。添加終了後、
再び重縮合反応を進行させ、固有粘度がα８０となった
時点で釜外に取出した。

上記方法により製造し念ポリエステル樹脂組成物を原料
にして二軸延伸フイルムを製造し、評価を行った。なお
二軸延伸フイルムの製造は次に示す逐次二軸延伸法によ
って行った。すなわち該ポリエステル樹脂組成物をＴダ
イ温度２８２℃にて溶融押出してキヤステングローラー
温度４０℃のもとて厚み約１３０μの未延伸フイルムと
した後、低駆動ロ一ル及び高駆動ロールから構成される
縦延伸部ｋて縦延伸温度８０〜９０℃の範囲で縦延伸倍
率２．８となるように縦延伸し、しかる後テンタ−Ｋよ
υ横延伸温度（テンターオーブン温度）９５℃及び槓延
伸倍率Ｘ８となるように槓延伸した。その後２１０℃に
てヒートセットし、フィルム表面にコロナ放電処理（フ
イルム表面上３■に設置したブレード状電極に５００ｋ
Ｈｚ，９　ＫＶ　ｏ高周波を印加して空気中で行った。

）を施して、厚み１２μの二軸延伸フイルムを得た。こ
のフイルムを前記方法にて評価した結果を第１表に示す
。

比較例１〜７ ポリエステル樹脂の組成を第１表に示す本発明の範囲外
とした他は、実施例１〜５と全く同様にしてフイルムを
製造し、得られたフイルムを評価した結果を第１表κ示
す。

本発明の実施例１〜５では、いずれのフイルムもポリエ
チレンテレフタレートのフイルムが本来有する優れた特
性（比較例１）を損なうことなく、優れ九接着性、帯電
防止効果を発現していることが分かる。

それに対し、アルキルスルホン酸ナトリウムの添加して
いない比較例２では、接着性、帯電防止性が不充分であ
妙、マたボリエチレングリコールを添加していない比較
例３では、接着性の向上は認められず、帯電防止性も不
充分である。

一方、ポリエチレングリコールの重量平均分子量が本発
明の範囲外である比較例４，５においては、添加量の等
し込実施例２と比べて接着性、帯電防止性が劣ってｂる
上、機械的特性の低下、ヘイズの増加が著しい。更に、
ボリエチレングリコールの添加量が本発明の範囲を超え
ている比較例６では、接着性、帯電防止性は良好である
が、ヘイズの増加、機械的特性の低下が顕著である。ま
た、アルキルスルホン酸ナトリウムの添加量が本発明の
範囲を超えてｂる比較例７では、帯電防止性は充分なも
のの、接着性が不充分である。比較例７ではフイルム表
面上へのアルキルスルホン酸ナトリウムのー滲み出しが
発生し、衛生上の問題があった。

比較例８，９ ポリエチレンクリコール及ヒアルキルスルホン酸ナ｝　
ＩＪウムの添加時期を、重縮合開始直前またはフイルム
製膜時の押出し機に投入時とした以外は実施例２と全く
同様にフイルムを製造した。この時のフイルム性能を評
価した結果を第２表に示す。同一組成であって亀、添加
時期が本発明の範囲外の場合は、機械的特性の低下、ヘ
イズの悪化が発生する上、帯電防止性が充分発現しなｂ
ことが理解できる。

実施例１０ アルキルスルホン酸ナトリウムの代わりに、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウムを用いる他は、実施例２と
全く同様にフイルムを製造して評価した。その結果、ヘ
イズ、機械的強度、接着性、帯電防止性に優れたフィル
ムであった。

〔発明の効果〕

本発明によって得られるポリエステルフイルムは、本来
の優れた性質すなわち機械的特性、耐熱性、ガスパリャ
ー性、耐薬品性、透明性等を損なうことなく、優れた帯
電防止性、接着性を発現させたものである。したがって
、従来のコーティング品と同等の性能を有するにもかか
わらず、倫格的Ｋ有利なため、今まで適用出来なかった
分野Ｋも使用できるので、産業上の！献度は高い。

手続補正書 平成２年３月５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とするポリ
   エステル（Ａ）１００重量部、重量平均分子量１０００
   ０〜３０００００ポリエチレングリコール（Ｂ）０．１
   〜２．０重量部及びアルキルスルホン酸金属塩及び／ま
   たはアルキルベンゼンスルホン酸金属塩（Ｃ）０．１〜
   １．０重量部からなり、かつポリエステル（Ａ）の重合
   過程において、該ポリエステルの固有粘度が０．３を超
   えた段階において、ポリエチレングリコール（Ｂ）を添
   加し、重合を完了して得られるポリエステル樹脂組成物
   を製膜した帯電防止効果及び接着性に優れたポリエステ
   ルフィルム。