JPH0616917A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電防止性、透明性、機械的物性、インクお
よび各種コーティング液に対する受容性が改良された二
軸配向ポリエステルフィルムを提供する。 【構成】 フィルム構成成分の７０重量％以上がポリエ
チレンテレフタレートである二軸配向ポリエステルフィ
ルムであって、下記一般式（Ｉ）で表される化合物０．
１〜１０重量％、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物
０．０５〜５重量％（式中、Ｒ₁ は炭素数１〜１０個の
アルキル基、Ｒ₂ は炭素数８〜２５個のアルキル基であ
り、ＭはＬｉ、Ｎａ、ＫおよびＭｇなどを含むアルカリ
金属またはアルカリ土類金属である。）、および分子量
５００〜１０万のポリエチレングリコール０．１〜１０
重量％を含む。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステルフィルムに
関し、さらに詳しくは、ジカルボアルコキシベンゼンス
ルホン酸金属塩、アルキルスルホン酸金属塩誘導体およ
びポリエチレングリコールなどを含む、帯電防止性、透
明性、機械的特性ならびにインクおよびコーティング液
に対する受容性に優れた二軸配向ポリエステルフィルム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポリエステル例えばポリエチレ
ンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒ
ｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、以下ＰＥＴという）は化学的に
安定で、物理的・機械的強度が高く、優れた耐熱性、耐
薬品性、電気絶縁性を有することから、磁気テープ、写
真フィルム、電気絶縁材料、コンデンサ、包装用材料と
して利用され、これ以外にも各種成形加工品用として広
く利用されている。

【０００３】しかし、ポリエステルフィルムは帯電しや
すいため、静電気の蓄積によって工程上のトラブルが発
生する。例えば、フィルムの製膜時や印刷時に、放電に
よるショック、スパーク発生などの原因により、作業性
が低下するだけでなく、フィルム表面にゴミの吸着など
により汚れが生じ、印刷インクおよびコーティング液が
乗りにくくなるため印刷およびコーティングが不均一に
なるなど、商品価値の低下を招いていた。

【０００４】ポリエステルフィルムの前記のような欠点
を解決するために、帯電防止剤をフィルム表面に塗布し
たりフィルム内部に配合することにより、帯電防止性を
改善する方法が取られている。しかし、これらの方法で
は、耐久性、経済性および品質の点で問題があり、満足
できる効果は得られていない。

【０００５】すなわち、帯電防止剤をフィルム表面に塗
布する方法は、塗布工程が必要であるため経済的に不利
であり、しかも表面磨耗、洗浄、経時変化などにより帯
電防止効果が低下するという欠点がある。

【０００６】また、帯電防止剤をフィルム内部に配合す
る方法では、一般に重合体内部の帯電防止剤がフィルム
表面へ移行することによって帯電防止効果が得られる。
しかし、ポリエステル樹脂は２次転移温度が高いため、
常温では帯電防止剤がフィルム表面へ移行しにくく、十
分な帯電防止効果が得られない。特に、二軸延伸フィル
ムの場合は、延伸によって帯電防止剤が広く分散するの
で、十分な帯電防止効果が得られなくなるという欠点が
ある。

【０００７】ポリエステルフィルムの帯電防止性を改善
するために開発された従来の内部配合技術としては、ポ
リエステルに、ポリアルキレングリコールを含有させる
か、またはポリアルキレングリコールとスルホン酸金属
塩誘導体とを含有させる方法がある。なお、ポリエチレ
ングリコール以外のポリアルキレングリコールはその含
有量を増加させても印刷インクに対する受容性を十分に
向上できないことが判明している。

【０００８】特公昭５８−１２９１０号公報には、ポリ
エチレングリコールとスルホン酸金属塩誘導体とを含有
する二軸配向ポリエステルフィルムが開示されている。
また、特公昭５９−１５１４８号公報には、スチレンオ
リゴマーとアルキルスルホン酸金属塩とを配合したポリ
エステル組成物が開示されている。しかし、このような
添加物は、ポリエステル内での分散性が悪いため、部位
によっては帯電防止性が異なってくる。このため、添加
量が少なすぎると十分な帯電防止性が得られない。一
方、添加量を増大させると帯電防止性は改善されるが、
フィルムの透明性と機械的物性とが低下し、かつ表面張
力も大きく劣ることからコーティングおよび印刷工程に
おいて生産性低下の原因となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
エステルフィルムにスルホン酸金属塩化合物とポリエチ
レングリコールとを添加してフィルムの結晶構造を適当
に制御することによって表面抵抗および表面張力などを
改善し、帯電防止性、透明性、機械的物性ならびにイン
クおよび各種コーティング液に対する受容性が改良され
た二軸配向ポリエステルフィルムを提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の二軸延伸ポリエ
ステルフィルムは、フィルム構成成分の７０重量％以上
がポリエチレンテレフタレートであるポリエステルフィ
ルムにおいて、下記一般式（Ｉ）で表される化合物０．
１〜１０重量％、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物
０．０５〜５重量％、および分子量５００〜１０万のポ
リエチレングリコール０．１〜１０重量％を含むことを
特徴とするものである。

【００１１】

【化２】

【００１２】式中、Ｒ₁ は炭素数１〜１０個のアルキル
基、Ｒ₂ は炭素数８〜２５個のアルキル基であり、Ｍは
Ｌｉ、Ｎａ、ＫおよびＭｇなどを含むアルカリ金属また
はアルカリ土類金属である。

【００１３】本発明のポリエステルは、ジメチルテレフ
タレートとエチレングリコールとの重縮合反応により得
られるＰＥＴを７０重量％以上含むものである。このポ
リエステルは、オルトクロロフェノール２５ｍｌ当り
０．３ｇの濃度の溶液について３５℃で測定した固有粘
度が、０．４〜１．０ｄｌ／ｇ、さらに０．５〜０．８
ｄｌ／ｇであることが望ましい。固有粘度が０．４ｄｌ
／ｇより小さい場合には、製膜時に破断発生の頻度が高
く生産性が低下する。１．０ｄｌ／ｇより大きい場合に
は、フィルムが得られにくくなる。

【００１４】本発明の一般式（Ｉ）の化合物において、
Ｒ₁ は炭素数１〜１０のアルキル基であり、炭素数１〜
５のアルキル基がより望ましい。炭素数が１０を超える
と、溶解性および反応性が低下し、かつフィルムが変色
して透明性も悪くなる。

【００１５】一般式（Ｉ）の化合物の使用量は、０．１
〜１０重量％の範囲が望ましい。添加量が０．１重量％
より少ない場合はフィルムの透明性が悪くなり、フィル
ム表面に微細なフィシュアイ（ｆｉｓｈ ｅｙｅ）が生
じてフィルムの物理的特性が大きく低下し、しかもイン
クおよびコーティング液に対する受容性を改善できな
い。添加量が１０重量％より多い場合には、重縮合反応
の速度が遅くなって生産性が低下し、かつＰＥＴの熱分
解が生じてフィルムの機械的物性および透明性が大きく
低下する。

【００１６】一般式（Ｉ）の化合物としては、例えば
３，５−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、３，５−ジカルボエトキシベンゼンスルホン酸ナト
リウム、３，５−ジカルボペントキシベンゼンスルホン
酸ナトリウム、３，５−ジカルボメトキシベンゼンスル
ホン酸リチウムおよび３，５−ジカルボペントキシベン
ゼンスルホン酸カリウムなどが含まれるが、必ずしもこ
れらに限定されるものではない。

【００１７】本発明の一般式（ＩＩ）の化合物におい
て、Ｒ₂ は炭素数８〜２５のアルキル基である。炭素数
が８より少ない場合には、ポリエステルとの相溶性およ
び熱安定性が悪くなり、フィルムの延伸工程の間に破断
がしきりに生じて生産性が低下し、フィルムの帯電防止
性も悪くなる。なお、炭素数が２５より多い場合には、
ポリエステル内での流動性が悪く分散しにくいので、フ
ィルムの帯電防止性と透明性が大きく低下する。したが
って、通常、炭素数８〜２５のアルキル基を単独で用い
るか、これらの混合物を用いる。

【００１８】また、一般式（ＩＩ）の化合物について
は、酸価が１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、さらに０．７ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ以下がより望ましい。酸価が１．０ｍｇＫ
ＯＨ／ｇより大きい場合には、ポリエステル内での分散
性が劣るため、未分散物によりフィルム表面にフィッシ
ュアイが形成されるかフィルムが変色してフィルムの透
明性と物理的特性とが低下する。

【００１９】一般式（ＩＩ）の化合物の使用量は、０．
０５〜５重量％、さらに０．１〜４．０重量％がより望
ましい。０．０５重量部より少ない場合には、帯電防止
性が不良となり、５重量％より多い場合には、帯電防止
性は改善できるがフィルムの機械的物性と透明性とが低
下する。

【００２０】一般式（ＩＩ）の化合物の例としては、オ
クチルベンゼンスルホン酸カリウム、ノニルベンゼンス
ルホン酸カリウム、ウンデシルベンゼンスルホン酸カリ
ウム、エイコシルベンゼンスルホン酸リチウム、トリデ
シルベンゼンスルホン酸リチウム、テトラデシルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホ
ン酸リチウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸カリウ
ム、ウンデシルベンゼンスルホン酸マグネシウム、ノニ
ルスルホン酸ナトリウム、デシルスルホン酸ナトリウ
ム、ヘプタデシルスルホン酸ナトリウム、ノナデシルス
ルホン酸ナトリウム、ステアリルスルホン酸リチウム、
デシルスルホン酸リチウム、ドデシルスルホン酸リチウ
ム、ドデシルスルホン酸マグネシウムおよび下記式のよ
うなスルホン酸金属塩化合物などが挙げられるが、必ず
しもこれらに限定されるものではない。

【００２１】

【化３】

【００２２】これらの一般式（ＩＩ）のスルホン酸金属
塩化合物は耐熱性に優れ、前記一般式（Ｉ）の化合物と
の相溶性に優れている。したがって、ポリエステルにこ
れらの化合物をともに添加して製造されたフィルムは、
帯電防止性に優れているだけでなく、フィルムの表面張
力が増加するのでインクおよびコーティング液に対する
受容性が向上する。

【００２３】また、本発明に添加されるポリエチレング
リコールは分子量が５００〜１０万であり、１０００〜
５万のものがより望ましい。分子量が５００未満の場合
には、ポリエチレングリコールの熱安定性が悪いためＰ
ＥＴの分解および変色を起こす。分子量が１０万を超え
る場合には、ポリエステル内での分散性が悪いためフィ
ルムの透明性が低下し、帯電防止性の改善効果も劣る。

【００２４】本発明のポリエチレングリコールの添加量
は０．１〜１０重量％であり、さらに０．５〜９重量％
がより望ましい。０．１重量％より少ない場合には、ポ
リエチレングリコールの添加効果がほとんど得られず、
１０重量％より多いと、帯電防止性は優れているがフィ
ルムの機械的物性が低下する。

【００２５】本発明においては、前記一般式（Ｉ）およ
び（ＩＩ）の化合物とポリエチレングリコールとをとも
に用いることにより、帯電防止性、透明性、機械的物
性、インクおよび各種コーティング液に対する受容性が
改善されたポリエステルフィルムが得られる。前記の添
加剤を同時に用いない場合には、本発明特有の効果を有
するフィルムが得られなくなる。

【００２６】本発明のポリエステルフィルムを製造する
際には、ＰＥＴに対する前記添加剤の添加時期は特に制
限されない。重縮合反応中に添加する場合は、重縮合反
応終了前であればいつでもよいが、エステル交換反応中
であるか重縮合反応終了３０分前が望ましい。また、高
濃度のポリエステルマスタチップを調製する配合工程の
間に、ＰＥＴにアルキルスルホン酸金属塩誘導体とポリ
エチレングリコールとを同時に添加してもよく、その後
このようにして調製されたチップを、ジカルボアルキル
ベンゼンスルホン酸金属塩を所望の比率で配合した通常
のポリエステル樹脂と混合し、再び溶融押出してもよ
い。

【００２７】また、本発明のポリエステルフィルムの製
造方法は特に制限されるものではない。例えば、固有粘
度０．４〜１．０ｄｌ／ｇの、前記の添加剤を含むポリ
エステルを、Ｔ−ダイ法、インフレート法などを用いて
溶融押出して、未延伸シートを作製した後、これを２軸
延伸して２軸配向された本発明のポリエステルフィルム
を製造する。延伸法は前記の添加剤に依存せず、通常の
ポリエステル延伸と同じでよい。延伸温度は６０〜１５
０℃、延伸倍率は縦方向２．５〜６．０倍、横方向２．
５〜６．０倍である。延伸後、１６０〜２４０℃で２０
秒間熱処理することにより、表面抵抗１０¹⁶Ω以下の本
発明のポリエステルフィルムが得られる。

【００２８】本発明のポリエステルフィルムは、優れた
帯電防止性および透明性を得るためには、Ｘ線回折によ
り測定した（０１０）面方向の結晶の大きさが３５オン
グストローム以上であり、（１００）面方向の結晶の大
きさが４０オングストローム以上であることが好まし
い。フィルムの結晶の大きさが前記の範囲より小さいと
フィルム透明性は良好であるが帯電防止性と寸法安定性
が低下する。

【００２９】また、本発明のポリエステルフィルムは、
インクおよび各種コーティング液に対する望ましい受容
性を得るためには、表面張力が３７ｄｙｎｅ／ｃｍ以上
であることが好ましい。表面張力が小さいと、インクお
よび各種コーティング液に対する受容性を改善しにくく
なる。

【００３０】本発明のポリエステルフィルムは、２．０
〜２５０μｍの厚さを有し、用途により厚さを適切に調
節してもよい。さらに、必要に応じてフィルム表面に、
コロナ放電処理、他の樹脂のコーティング、ラミネーシ
ョン、同時押出などあらゆる種類の処理を施してもよ
い。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、これらに限定されるものではない。本発明の
実施例および比較例により製造されたフィルムは、以下
の方法によって各種性能を評価した。 １）帯電防止性

【００３２】フィルムの表面抵抗率を、米国ヒューレッ
ト・パッカード（ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ）社の
絶縁抵抗測定器を用い、２０℃、相対湿度６５％で測定
した。印加電圧は５００Ｖであった。測定値の単位はΩ
である。表面抵抗率が低いほど帯電防止効果に優れてい
ることを意味する。 ２）透明性

【００３３】フィルムの透明性を、米国ガードナー・ネ
オテック（Ｇａｒｄｎｅｒ Ｎｅｏｔｅｃ）社の曇り度
測定計（ｈａｚｅｍｅｔｅｒ）を用い、Ｃ−光源を用い
て測定した。曇り値（％）を（散乱光）／（透過光＋散
乱光）の比率として求めた。曇り値が低いほど、フィル
ムの透明性が優れている。 ３）機械的物性

【００３４】フィルムの機械的物性の試験を、インスト
ロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）社の万能試験機（ＵＴＭ）を用
いて行った。長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ１００μ
ｍのフィルムを、室温、相対湿度６５％において、２０
０ｍｍ／分の速度で伸ばした。荷重−伸びチャートを作
成し、これから以下の各々の値を計算した。 破断伸び（％）：破断が起こるまでに伸びた長さをフィ
ルムの最初の長さで割って求めた。 破断強度（ｋｇ／ｍｍ² ）：室温においてフィルムを破
断するのに要する力を最初のフィルムの面積で割って求
めた。破断伸びの値が小さく、破断強度の値が高いフィ
ルムほど、機械的物性に優れていると考えられる。 ４）インクおよびコーティング液の受容性

【００３５】フィルムの表面張力を、日本和光新薬社の
ぬれ指数標準液がフィルム表面において凝集する度合を
チェックすることにより測定した。単位はｄｙｎｅ／ｃ
ｍである。表面張力が高いほど、インクおよびコーティ
ング液の受容性に優れている。 ５）結晶の大きさ フィルムの結晶の大きさを、日本理学社のＸ線分析装置
を用い、広角（ＷＡＸＳ）モードを用いて、オングスト
ローム単位で測定した。 実施例１〜３

【００３６】通常のＰＥＴの重縮合におけるエステル交
換反応中に、３，５−ジカルボプロポキシベンゼンスル
ホン酸ナトリウム１０．０重量％、デシルベンゼンスル
ホン酸ナトリウム５．０重量％および分子量２万のポリ
エチレングリコール１０．０重量％を添加して、固有粘
度０．６５ｄｌ／ｇのポリマーを得た。また、同様の方
法により、前記の添加剤を全く含まない、固有粘度０．
６５ｄｌ／ｇのＰＥＴを得た。

【００３７】このようにして調製された両方のポリマー
を、添加剤の量が表１に示したようになる比率で混合し
た。得られた各混合物を、通常の方法により溶融押出し
て未延伸シートを作製した。シートを、８０℃で縦方向
３．５倍、１２０℃で横方向４．０倍に延伸して配向さ
せた。配向シートを、２３０℃で２０秒間熱処理して厚
さ１００μｍの二軸延伸フィルムを作製し、前述した方
法を用いて性能評価を行った。その評価結果を表２に示
す。 比較例１〜３ 添加剤を表１に示したような量で添加した以外は、実施
例１〜３と同様の方法によりフィルムを作製した。フィ
ルムの評価結果を表２に示す。 比較例４ フィルムの結晶構造が表１に示すようであった以外は、
実施例３と同様の方法によりフィルムを作製した。その
評価結果を表２に示す。 実施例４〜６

【００３８】通常の重縮合工程により調製された固有粘
度０．６２ｄｌ／ｇのＰＥＴに、分子量５万のポリエチ
レングリコール１０．０重量％およびドデシルスルホン
酸リチウム５．０重量％を同時に投入した。得られた混
合物を溶融押出して、固有粘度０．６５ｄｌ／ｇの高濃
度マスターチップを作製した。

【００３９】一方、通常の重縮合工程のエステル交換反
応中に、３，５−ジカルボプロポキシベンゼンスルホン
酸ナトリウム１０．０重量％を添加して固有粘度０．６
５ｄｌ／ｇのＰＥＴを作製した。

【００４０】このようにして調製された両方のポリマー
を、添加剤の量が表１に示したようになる比率で混合し
た。得られた混合物を、通常の方法により溶融押出して
未延伸シートを作製した。シートを、８０℃で縦方向
３．５倍、１２０℃で横方向４．０倍に延伸して配向さ
せた。配向シートを、２３０℃で２０秒間熱処理して厚
さ１００μｍの二軸延伸フィルムを作製し、前述した方
法を用いて性能評価を行った。その評価結果を表２に示
す。 実施例７

【００４１】実施例１〜３と同様なＰＥＴのエステル交
換反応中に、３，５−ジカルボプロポキシベンゼンスル
ホン酸ナトリウム２．０重量％、デシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム０．５重量％、ドデシルスルホン酸リチ
ウム０．５重量％および分子量５万のポリエチレングリ
コール２．０重量％を同時に添加して固有粘度０．６５
ｄｌ／ｇのＰＥＴを得た。次に、実施例１〜３と同様の
方法によりフィルムを作製して性能評価を行った。その
結果を表２に示す。 比較例５〜７ 添加剤の条件を表１に示したように変更した以外は、実
施例６と同様にしてフィルムを作製した。フィルムの評
価結果を表２に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【発明の効果】以上の結果から明らかなように、ポリエ
ステル樹脂に２種のスルホン酸金属塩化合物およびポリ
エチレングリコールを添加して製造された本発明の二軸
配向ポリエステルフィルムは、表面抵抗が低く、帯電防
止効果、透明性および機械的物性に優れているだけでな
く、表面張力が高く、インクおよび各種コーティング液
に対する受容性が向上している。

───────────────────────────────────────────────────── 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 //(Ｃ０８Ｌ 67/02 71:12） Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム構成成分の７０重量％以上がポ
   リエチレンテレフタレートであるポリエステルフィルム
   において、下記一般式（Ｉ）で表される化合物０．１〜
   １０重量％、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物０．
   ０５〜５重量％、および分子量５００〜１０万のポリエ
   チレングリコール０．１〜１０重量％を含むことを特徴
   とする二軸配向ポリエステルフィルム。 【化１】 式中、Ｒ₁ は炭素数１〜１０個のアルキル基、Ｒ₂ は炭
   素数８〜２５個のアルキル基であり、ＭはＬｉ、Ｎａ、
   ＫおよびＭｇなどを含むアルカリ金属またはアルカリ土
   類金属である。
2. 【請求項２】 前記ポリエステルの固有粘度が０．５〜
   １．０ｄｌ／ｇであることを特徴とする請求項１記載の
   二軸配向ポリエステルフィルム。
3. 【請求項３】 前記一般式（Ｉ）のＲ₁ が、炭素数１〜
   ５個のアルキル基であることを特徴とする請求項１記載
   の二軸配向ポリエステルフィルム。
4. 【請求項４】 前記一般式（Ｉ）の化合物を０．５〜５
   重量％含むことを特徴とする請求項１記載の二軸配向ポ
   リエステルフィルム。
5. 【請求項５】 前記一般式（ＩＩ）の化合物の酸価が
   １．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする請求
   項１記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
6. 【請求項６】 前記一般式（ＩＩ）の化合物を０．１〜
   ４．０重量％含むことを特徴とする請求項５記載の二軸
   配向ポリエステルフィルム。
7. 【請求項７】 前記ポリエチレングリコールの分子量が
   １０００〜５万であることを特徴とする請求項１記載の
   二軸配向ポリエステルフィルム。
8. 【請求項８】 前記ポリエチレングリコールを０．５〜
   ９重量％含むことを特徴とする請求項１記載の二軸配向
   ポリエステルフィルム。
9. 【請求項９】 前記ポリエステルフィルムの表面抵抗が
   １０¹⁶Ω以下であることを特徴とする請求項１記載の二
   軸配向ポリエステルフィルム。
10. 【請求項１０】 Ｘ線回折により測定した（０１０）面
    方向の結晶の大きさが３５オングストローム以上であ
    り、（１００）面方向の結晶の大きさが４０オングスト
    ローム以上であることを特徴とする請求項１記載の二軸
    配向ポリエステルフィルム。
11. 【請求項１１】 表面張力が３７ｄｙｎｅ／ｃｍ以上で
    あることを特徴とする請求項１記載の二軸配向ポリエス
    テルフィルム。