JPS5839656B2 - ポリエステルフイルムの製造法 - 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
造法（こ関するものである。

周知の如くポリエステルフィルムは高度の結晶性、すぐ
れた透明光沢性、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、このポリエステルはそれ自体、高度の電気絶縁
性を有しているため、そのフィルムは静電気の発生、蓄
積を起こし易く、静電気障害による種種のトラブルを惹
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に於ける静電気の発生、蓄
積は、その製膜工程や印刷、製袋、包装等の工程におい
て、ロールへの巻きつき、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、インクの逆
づき、フィルム表面への集塵や汚れ等、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で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二次転移温度の
ために、フィルム製膜後、常温付近の温度では、フィル
ム表面への帯電防止剤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
極性基の反応性のために、帯電防止剤を配合することに
よって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、はとんどの帯電防止剤の使
用が困難である。

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は逃散消失するた
めに、全く帯電防止効果を示さなくなる。

さらに帯電防止剤のなかにはポリエステルフィルムへめ
配合によってフィルムの透明性を低下させるものが多い
。

このように、通常の練込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が、又は
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二軸延伸ポリエステルフィルムを
得る方法について鋭意研究した結果、本発明に到達した
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
テルと略称することがある）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、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残基であるが、２
０モル％以下は他の二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、シュウ酸等の残基
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
基またはシクロ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、プロピレングリコール、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ないし、テトラメチレ
ングリコールの残基のものを使用する。

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（こ溶解性であることが
必要であり、その分子量は低い方がよい。

テレフタル酸系ポリエステルに実質的に溶解性であるポ
リアルキレングリコールは特公昭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
態をとり得るもので、顕微鏡で観察した場合の凝集粒子
の直径が０．０５ミクロン以下ないしは顕微鏡によって
明確に観察出来ない程の細かい分散状態をとるようなも
のをいう。

実質的にテレフタル酸系ポリエステルに不溶のポリアル
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
ることが出来ない。

高分子量のポリアルキレングリコールはポリエステル（
こ実質的（こ不溶となり、ポリエステルフィルムに配合
した場合透明性を低下させる。

本発明で用いられるポリアルキレングリコールは一種又
はそれ以上の混合物又は共重合体の形で用いることが出
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１５００以下
のエチレングリコールとテトラヒドロフランの共重合体
、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二種
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、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、オクチルスルホン酸
ソーダ、ノニルスルホン酸ソータ、デシルスルホン酸ソ
ーダ、ドデシルスルホン酸ソーダ、オレイルスルホン酸
ソーダ、ステアリルスルホン酸ソーダ、オクチルスルホ
ン酸カリウム、ドデシルスルホン酸カリウム、ステアリ
ルスルホン酸カリウム、アルキル基の炭素数が８〜２０
で平均炭素数が１３〜１６であるようなアルキルスルホ
ン酸ソーダなどがあげられる。

このようなスルホン酸誘導体化合物は極めて耐熱性にす
ぐれたものであり、しかも前述の低分子量ポリアルキレ
ングリコールと相溶性がよいために、後述するような特
別な製膜方法と組み合せた場合に極めてすぐれた帯電防
止性を発揮する。

また、このような脂肪族系アルキル置換スルホン酸塩化
合物は芳香族基を含有するスルホン酸塩化合物よりもポ
リアルキレングリコールと相溶性がよく、添加後のフィ
ルムの透明性を良好にする。

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％以上では効果の
増大が見られず逆（こ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。

本発明の方法に於ては比較的少量の帯電防止剤の使用で
充分な効果が得られるが０．０５％以下の場合は効果に
乏しく、また５％以以上台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誘導体化合物
のテレフタル酸系ポリエステルへの添加方法は、常温〜
１００℃で溶融させたポリアルキレングリコール中にス
ルホン酸誘導体化合物を添加し攪拌により均一に両者を
混合した後溶液状で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ようなものは著しくフ
ィルムの透明性を悪化させる。

また、上述したようなスルホン酸金属塩誘導体を単独で
使用した場合ポリエステルへの分散状態を悪くし、透明
性を悪化させたり未分散物によりフィッシュアイを生成
しフィルムの物理的性質を悪くしたりする。

本発明によるフィルムはポリエステルフィルムに実質的
に溶解性のポリアルキレングリコールと特別な構造を有
するスルホン酸金属塩誘導体を配合し、溶融製膜後二軸
延伸した後１６０℃以上であり、かつテレフタル酸系ポ
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
よって得られるものであるが、製膜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−
ン ジ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２軸延伸すること
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場合と
ほぼ同様に行うことが出来るが、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。

二軸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、二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い。

本発明に於て最も特徴的な条件は、フィルムを２軸方向
に延伸した後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、より高温領域の
温度で行う方が処理時間が短縮出来るため、効率的であ
り望ましい。

熱処理の方法は上記の温度条件に設定された雰囲気にフ
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。

また熱処理は定長状態、収縮状態、伸張状態のいずれで
行ってもよいが、収縮熱処理の場合は弛緩率が５０％以
内、伸張熱処理の場合には伸張率が１５０％以内である
ことが好ましい。

本発明によって得られる２軸延伸ポリエステルフイルム
は極めてすぐれた帯電防止性を有し、且つすぐれた透明
性を有するもので、他の実用的性能も良好である。

本発明の方法による帯電防止性の発現及び良好な透明性
を与える機能について詳細には不明であるが、明確な融
点を与えない無機的な性状のスルホン酸金属塩誘導化は
単独ではポリエステル中では凝集状態にあるのに対し、
ポリエステルに溶解性のポリアルキレングリコールと組
み合せて添加した場合、ポリアルキレングリコールとス
ルホン酸誘導体化合物の良好な相溶性の結果、ポリエス
テル中ｌこ両成分が極めて均−ｌこ分散されるため、良
好な透明性が得られるものと思われる。

テレフタル酸系ポリエステルに実質的に不溶なポリアル
キレングリコールを用いた場合、フィルムを白濁させ極
めて透明性を悪くする。

本発明（こよって得られる２軸延伸ポリエステルフイル
ムは帯電による作業能率の低下や、ゴミ、ほこりの吸引
等による商品価値の低下は全く認められず且つ極めて透
明性の良好な包装用を中心とした多くの用途に好適であ
る。

以下ｌこ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の実施例のみに限定されるものでは
ない。

なお本実施例ＩＩこ於ける特性値の測定方法は次の通り
である。

■）透明性 Ｊ Ｉ Ｓ−に−６７１４法により測定し
た。

ヘイズ（至）で表わす。２）帯電防止性 宍戸商会ＫＫ
製スタチツクオネストメーターを用い、２０°０，６５
％ ＲＨの雰囲気で測定した。

電圧１０．０ＯＯＶを試料の上１５ｗ１から 付与した時発生する帯電圧が電圧付 与を中止してから１／２の帯電圧に なるまでの時間制をいう。

実施例 １ 米米
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（ＰＥＧ４２ｏｏｏ）と平均炭素数１５の混合ア
ルキルスルホン酸ソーダ（Ａｓ）の１：１混合物を１０
０℃でよく攪拌した後、種々の濃度で添加しブレンダー
で１２０℃で混合した後Ｔ−ダイのついたスクリュー径
２０Ｗ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
で熱処理した。

比較のために熱処理を行わないフィルム及びポリエチレ
ンテレフタレートのみを同じ条件で作った２軸延伸フイ
ルムを得た。

これらのフィルムの帯電防止性を第１表に示す。

本発明による方法で得たフィルムのみが著しく優れた帯
電防止性を有していた。

実施例 ２ 実施例１と同じ方法で第２表記載の種々の化合物を種々
の割合で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。

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と透明性を有していること
がわかる。

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、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
   ムの製造法。