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アセチレンジオル系界面活性剤を含有する帯電防止ポリエステルフィルム及びその製造方法
説明

アセチレンジオル系界面活性剤を含有する帯電防止ポリエステルフィルム及びその製造方法

【課題】 コーティング外観欠点が改善された帯電防止ポリエステルフィルム及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、伝導性高分子樹脂100重量部と、ヒドロキシル基、アミン基、アルキル基及びカルボキシル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体よりなる水分散性ポリウレタン樹脂100〜1000重量部と、イソシアネート系、カルボニルイミド系、オキサゾリン系、エポキシ系及びメラミン系よりなる群から選ばれるいずれか1種の架橋剤樹脂100〜1000重量部と、フッ素樹脂10〜100重量部と、を含有する組成物100重量部に対して、アセチレンジオル系界面活性剤0.001〜1重量部をさらに含有してなる帯電防止コーティング組成物を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はアセチレンジオル系界面活性剤を含有する帯電防止ポリエステルフィルム及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、伝導性高分子樹脂を含有して優れた帯電防止性能を実現し、ポリウレタン樹脂を含有して粘着テープとの剥離力を向上させると共に、架橋剤樹脂を含有して架橋密度の調節により耐溶剤性と塗膜性能を向上させ、フッ素樹脂を含有して防汚性能を向上させ、前記コーティング組成物にアセチレンジオル系界面活性剤をさらに含有することにより、コーティング外観欠点を最小化しながらも前記コーティング物性の制御の容易な帯電防止ポリエステルフィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、高分子重合フィルムは、その高い弾性のためにたわみ易く、且つ、機械的な特性、耐熱性、透明性及び耐薬品性に優れていることから、写真用、製図用、OHP用、電気電子部品用、一般産業用及び包装用の材料などの用途として産業の全分野に亘って汎用されている。
【0003】
しかしながら、上記の如き高分子重合フィルムの優れた物性にも拘わらず、フィルム表面の固有抵抗が極めて高いため、摩擦が加わると、フィルム表面が帯電し易くなるという不都合がある。この場合、高分子重合フィルムが帯電されると、静電気によりフィルム表面に塵埃などの異物が付着し、前記フィルムが適用された製品には電気ショックが加えられて製品不良が発生するという不都合がある。
【0004】
また、有機溶剤などの化学物質が用いられるフィルムの製造工程や加工工程において放電が起こる場合には火災が発生するという不都合がある。
【0005】
上記の如きフィルムの静電気の発生を抑える公知の技術として、有機スルホン酸塩または有機リン酸塩などをフィルムの製造時に混合する内部添加法、金属化合物を表面に蒸着する金属蒸着法、導電性無機粒子を表面に塗布する方法、陰イオン性または陽イオン性の単分子化合物または高分子化合物を表面に塗布する方法などがある。これらの方法のうち、内部添加法は、経時変化による安定性に優れているとはいえ、フィルム固有の優れた物性と帯電防止効果が低減されるという不都合があり、前記金属蒸着法と導電性無機粒子を塗布する方法は、帯電防止性に優れていることから最近脚光を浴びているが、製造コストが高過ぎて高度の帯電防止性を要する特殊な分野においてしか利用されていないのが現状である。一方、前記陰イオン性または陽イオン性の単分子化合物を用いた塗布法は帯電防止効果が比較的に良好であり、しかも、製造コストの側面から有利であることから極めて広範に適用されており、種々の研究開発がなされている。
【0006】
陰イオン性または陽イオン性の単分子の塗布法に関する種々の技術が提案されているが、例えば、高分子型4級アンモニウムであるポリジアリールジメチルアンモニウムクロライドを帯電防止剤として用いた帯電防止性ポリエステルフィルムに関する技術が開示されており(例えば、下記の特許文献1参照)、また、アクリル系アミドの末端に4級アンモニウム基が付着しているアクリル系ポリマーを帯電防止剤として用いた技術が開示されており(例えば、下記の特許文献2参照)、さらに、4級アンモニウム塩化物よりなる陽イオン変性ケイ素化合物を含有するケイ素化合物を基材フィルムに塗布し且つ硬化させて低反射層を成膜した反射防止フィルムが開示されている(例えば、下記の特許文献3参照)。
【0007】
上述した種々の帯電防止タイプを用いた製品において、最近、ディスプレイ産業の成長とあいまって帯電防止フィルムの需要が急増している。
【0008】
この用途として多用される帯電防止タイプとしては、陽イオン帯電防止タイプが最も一般的であると知られているのが現状であり、伝導性高分子を用いたフィルムが高級フィルムとして上市している。
【0009】
要するに、帯電防止ポリエステルフィルム分野においては、優れた帯電防止性能と防汚性能を併せ持つことが求められるが、インラインコーティング方式によっては上記の2種類の性能を併せ持たせるには難点があるということが指摘されている。
【0010】
また、保護フィルムの貼剥に際し、使用テープと帯電防止面との剥離力が低いと、保護フィルムが引き剥がされなくなったり、引き剥がされる過程で製品に影響を及ぼしてしまったりするという問題点があり、貼着テープとの剥離力が高い製品が求められている。
【0011】
しかしながら、従来のインラインコーティングに際し、フィルムコーティング面の高い表面張力などによりレベリング性、濡れ性などのコーティング性が不足し、これにより発生するコーティング欠点は生産性及び収率の低下の主な原因となっており、前記問題解決のため界面活性剤の含量を増加させると、コーティング物性が低下されるため、最適のコーティング液組成を見付けるのは大変難しい。
【0012】
そこで、本発明者らは、上述した問題点を解決するために鋭意努力した結果、インラインコーティング方式により製造されながらもコーティング組成液の粘度及び表面張力を制御してコーティング性を向上し、帯電防止性、防汚性、剥離力等のコーティング物性の制御の容易な帯電防止ポリエステルフィルムを製造することにより本発明を完成するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】韓国公開特許第2003−0022713号公報
【特許文献2】米国特許第5925447号明細書
【特許文献3】韓国公開特許第2002−0010877号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の目的は、コーティング物性の制御の容易な帯電防止ポリエステルフィルムを提供するためのアセチレンジオル系界面活性剤をさらに含有してコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物を提供するところにある。
【0015】
本発明の他の目的は、帯電防止コーティング組成物をインラインコーティング方式により適用して、卓越した透明性と帯電防止性を示すと共に、粘着テープとの剥離力、防汚性能及びコーティング性に優れており、特に、物性の制御が容易で、市場変化による要求条件に迅速に対応できる帯電防止ポリエステルフィルム及びその製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
前記目的を達成するために、本発明は、最適の物性を充足するための帯電防止コーティング組成物であって、伝導性高分子樹脂100重量部と、ヒドロキシル基、アミン基、アルキル基及びカルボキシル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体よりなる水分散性ポリウレタン樹脂100〜1000重量部と、イソシアネート系、カルボニルイミド系、オキサゾリン系、エポキシ系及びメラミン系よりなる群から選ばれるいずれか1種の架橋剤樹脂100〜1000重量部及びフッ素樹脂10〜100重量部を含有する組成物100重量部に対して、アセチレンジオル系界面活性剤0.001〜1重量部をさらに含有されたコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物を提供する。
【0017】
本発明のコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物に用いられるアセチレンジオル系界面活性剤は、下記の化学式1で表わされる化合物である。
【0018】
【化1】

【0019】
(前記式で、R1、R4はC3〜C10の直鎖または分鎖のアルキル基、ハロゲンで置換されたアルキル基、ビニル基、アリル(allyl)基、エチニル基、フェニル基、アリール(aryl)基、ハロゲン基、C3〜C10のアルコキシ基、シアノ基、アミノ基、水酸基、カルボニル基、エステル基、またはカルボキシル基から選ばれ、R2、R3はHまたはC1〜C5のアルキル基であり、m,n,p,qは0〜20の定数である。)
本発明のコーティング組成物にアセチレンジオル系界面活性剤をさらに含有することにより、物性の低下無しでコーティング性の向上が可能であり、そのとき、アセチレンジオル系界面活性剤の含量は伝導性高分子樹脂と、ポリウレタン樹脂と、架橋剤樹脂及びフッ素樹脂を含有する組成物100重量部に対して、0.001〜1重量部をさらに含有することである。
【0020】
本発明のコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物に用いられる水分散性ポリウレタン樹脂は、アリルアミン、ビニールアミン、エチレンアミン、ビニールピリジン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムサルファート及びこれらの組合よりなる群から選ばれた繰り返し単位として官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体;またはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル及びこれらの組合よりなる群から選ばれた繰り返し単位として官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体;を使用する。
【0021】
本発明の帯電防止コーティング組成物に用いられる伝導性高分子樹脂は、ポリ陰イオンとポリチオフェンが含有された水分散体、またはポリ陰イオンとポリチオフェン誘導体が含有された水分散体であり、前記水分散体へのポリ陰イオンの含量は1〜5重量%である。
【0022】
また、本発明の帯電防止コーティング組成物に用いられるフッ素樹脂は、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリビニールフルオライド及びポリビニリデンフルオライドよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
【0023】
本発明の帯電防止コーティング組成物内に含有されている固形分の含量は0.5〜10.0重量%である。
【0024】
本発明は、ポリエステルフィルムの片面または両面に、前記帯電防止コーティング組成物が塗布されてなる帯電防止層を備える帯電防止ポリエステルフィルムを提供する。
【0025】
本発明の帯電防止ポリエステルフィルムは、1,000g/in以上のNITTO#31Bテープとの剥離力及び100g/18mm以上の3M#244テープとの剥離力を有し、帯電防止ポリエステルフィルムの表面抵抗値が1011Ω/sq未満になるような帯電防止性が確保される。なお、帯電防止ポリエステルフィルムの水接触角が90°以上であり、優れた防汚機能を有する。
【0026】
そこで、本発明の帯電防止ポリエステルフィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、個人向け携帯情報端末及びナビゲーションよりなる群から選ばれるいずれか1種の光学用の表示装置に有効に適用可能である。
【0027】
さらに、本発明は、ポリエステルフィルムを1軸延伸し、前記帯電防止コーティング組成物を前記1軸延伸されたポリエステルフィルムの片面または両面に塗布して帯電防止層を成膜し、前記帯電防止層の成膜されたポリエステルフィルムをさらに延伸して2軸延伸ポリエステルフィルムを製造する方法であって、インラインコーティング方式により行われる帯電防止ポリエステルフィルムの製造方法を提供する。
【0028】
そこで、本発明のインラインコーティング方式により行われながらも、コーティング組成液の粘度及び表面張力を制御してコーティング性を向上し、帯電防止性、防汚性、剥離力等のコーティング物性の制御の容易な帯電防止ポリエステルフィルムを提供することができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明の帯電防止コーティング組成物を提供することにより、伝導性高分子を含有して優れた帯電防止性能を実現し、ポリウレタン樹脂を含有して粘着テープとの剥離力を向上させると共に、適切な架橋剤を用いて架橋密度の調節により耐溶剤性と塗膜性能を向上させ、フッ素樹脂を添加して防汚性能を向上させ、特に、コーティング組成物にアセチレンジオル系界面活性剤をさらに含有することにより、コーティング外観欠点を最少化しながらも、含量による物性の変化が少ないため、コーティング物性の調節が容易である。
【0030】
さらに、本発明の帯電防止コーティング組成物をポリエステルフィルムの片面または両面に適用して、透明性と帯電防止性に優れていながらも粘着テープとの剥離力、防汚性能が向上し、特に、物性の制御が容易であって市場変化による要求条件に迅速に対応できる帯電防止ポリエステルフィルムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明をさらに詳述する。
【0032】
本発明は、最適の物性を充足するための帯電防止コーティング組成物であって、伝導性高分子樹脂100重量部と、ヒドロキシル基、アミン基、アルキル基及びカルボキシル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン水分散体よりなる水分散性ポリウレタン樹脂100〜1000重量部と、イソシアネート系、カルボニルイミド系、オキサゾリン系、エポキシ系及びメラミン系よりなる群から選ばれるいずれか1種の架橋剤樹脂100〜1000重量部及びフッ素樹脂10〜100重量部を含有する組成物100重量部に対して、アセチレンジオル系界面活性剤0.001〜1重量部をさらに含有されたコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物を提供する。
【0033】
以下、本発明のコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物の各組成を詳述する。
【0034】
本発明のコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物に含有されている伝導性高分子樹脂は優れた帯電防止性能を付与するために用いられ、好ましくは、ポリ陰イオンとポリチオフェンが含有された水分散体、またはポリ陰イオンとポリチオフェン誘導体が含有された水分散体を使用する。
【0035】
以上において、ポリ陰イオンは酸性ポリマーであり、高分子カルボン酸または高分子スルホン酸、ポリビニールスルホン酸などである。前記高分子カルボン酸の一例としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレ酸などがあり、前記高分子スルホン酸としてはポリスチレンスルホン酸などがある。
【0036】
本発明の伝導性高分子樹脂において、ポリチオフェンまたはポリチオフェン誘導体に対して、ポリ陰イオンは固形分重量比を過剰に存在させた方が、導電性を付与する側面から好ましい。例えば、ポリチオフェンまたはポリチオフェン誘導体を1重量%使用すると想定した時、ポリ陰イオンは1重量%超え5重量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは、1〜3重量%の範囲内である。そこで、本発明の実施例においては、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)0.5重量%とポリスチレンスルホン酸(分子量Mn=150,000)0.8重量%を含有する水分散体を使用するが、これに限定されるものではない。
【0037】
以下、本発明の帯電防止コーティング組成物に含有されているポリウレタン樹脂を説明する。本発明に用いられるポリウレタン樹脂はポリエステルフィルムに塗布されて前記フィルム面とテープとの剥離力を高めるために添加される。
【0038】
そこで、本発明に用いられる好適なポリウレタン樹脂は水分散型のタイプであり、ヒドロキシル基、アミン基、アルキル基及びカルボキシル基などの官能基が少なくとも1種以上含まれている陰イオンのポリエーテルポリウレタン水分散体よりなる樹脂を使用する。
【0039】
さらに詳しくは、水分散性ポリウレタン樹脂はヒドロキシル基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体;アリルアミン、ビニールアミン、エチレンアミン、ビニールピリジン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムサルファート及びこれらの組合よりなる群から選ばれた繰り返し単位として官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体またはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル及びこれらの組合よりなる群から選ばれた繰り返し単位として官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体を使用する。
【0040】
一方、ポリウレタン樹脂の添加量は、伝導性高分子樹脂100重量部に対して、ポリウレタン樹脂100〜1000重量部である。このとき、ポリウレタン樹脂の添加量が100重量部未満であれば、テープとの剥離力が低下して機能を発現できなくなり、1000重量部を超えると、テープ剥離力は十分に確保されるとはいえ、防汚機能と帯電防止性能が低下するという問題が発生する。
【0041】
以下、本発明の帯電防止コーティング組成物中に含有されている架橋剤を説明する。本発明に用いられる架橋剤は、架橋密度を調節して帯電防止層とポリエステルフィルムとの耐溶剤性及び塗膜性能を向上させるために用いられる。このとき、好適な架橋剤成分としては、イソシアネート系、カルボニルイミド系、オキサゾリン系、エポキシ系及びメラミン系よりなる群から選ばれるいずれか1種以上の樹脂が挙げられる。
【0042】
一方、架橋剤の添加量は伝導性高分子樹脂100重量部に対して、架橋剤樹脂100〜1000重量部である。このとき、架橋剤樹脂の添加量が100重量部未満であれば、帯電防止性が上手に発現されない場合があり、耐溶剤性が弱くて白化現象が発生する恐れがある。これに対し、1000重量部を超えると、透明性は良好であるとはいえ、帯電防止性が発現し難くなるという問題が発生する恐れがある。
【0043】
前記帯電防止コーティング組成物のうち、本発明に用いられるフッ素樹脂は、ポリエステルフィルムに塗布されて前記フィルムの防汚性及び耐溶剤性を向上させるために添加される。
【0044】
その好適なフッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリビニールフルオライド、ポリビニリデンフルオライドなどがある。
【0045】
このとき、フッ素樹脂の添加量は、伝導性高分子樹脂100重量部に対して、フッ素樹脂10〜100重量部である。もし、フッ素樹脂の添加量が10重量部未満であれば、防汚性が低下するのに対し、100重量部を超えると、フィルムの透明性、テープ剥離力及び帯電防止性能が低下するという問題が発生する恐れがある。
【0046】
本発明の帯電防止コーティング組成物中には、前記コーティング組成物の安定性、濡れ性及び塗布レベリングを向上させ、界面活性剤が添加される。
【0047】
一般的に界面活性剤を使用することにより、コーティング組成物の濡れ性及び塗布レベリング等がよくなる反面、テープとの剥離力、防汚性等の主要物性が低下される短所がある。その一方、本発明の帯電防止コーティング組成物は、界面活性剤としてアセチレンジオル系界面活性剤を使用することにより、コーティング組成物の濡れ性及び塗布レベリングを改善しながらも粘着テープとの剥離力、防汚性等の主要コーティング物性を維持することにより、従来の問題点を解消する。
【0048】
すなわち、本発明の表1に提示されているように、本発明のコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物において、従来のアクリレート系界面活性剤を含有した場合[比較例3]、アセチレンジオル系界面活性剤を含有して組成物より防汚性が不十分であり、塗膜のウェッティング性低下を見せ、特に、商用3Mテープとの剥離力の値が低い結果が確認できる。
【0049】
また、帯電防止コーティング組成物で界面活性剤を含有していない場合[比較例4]は塗布レベリング性及び塗膜のウェッティング性が著しく低下され、それによるコーティング外観欠点が発生される。
【0050】
従って、本発明のコーティング組成物にアセチレンジオル系界面活性剤をさらに含有することにより、優れた濡れ性、塗布レベリング性を具現しながらも粘着テープとの剥離力、防汚性等の主要コーティング物性を維持してコーティング外観の欠点改善に有利である。ゆえに、本発明の帯電防止コーティング組成物を使用して、品質の優秀で良品率の高い光学用帯電防止ポリエステルフィルムが提供できる。
【0051】
本発明のコーティング外観欠点を改善した帯電防止コーティング組成物に用いられるアセチレンジオル系界面活性剤は、下記の化学式1で表わされる化合物を使用することである。
【0052】
【化1】

【0053】
(前記式で、R1、R4はC3〜C10の直鎖または分鎖のアルキル基、ハロゲンで置換されたアルキル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニル基、アリール基、ハロゲン基、C3〜C10のアルコキシ基、シアノ基、アミノ基、水酸基、カルボニル基、エステル基、またはカルボキシル基から選ばれ、R2、R3はHまたはC1〜C5のアルキル基であり、m,n,p,qは0〜20の定数である。)
本発明の実施例においてアセチレンジオル系界面活性剤の好ましい化合物であって、2,5,8,11−テトラメチル6ドデシン−5,8ジオルエトキシレート(2,5,8,11−Tetramethyl 6 dodecyn−5,8 diol ethoxylate)を使用するが、これに限らない。
【0054】
すなわち、本発明のアセチレンジオル系界面活性剤は、トリフルオロメチル基、メチル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニル基、アリール基、ハロゲン基、アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、水酸基、カルボニル基、エステル基及びカルボキシル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの官能基を含むアセチレンジオル系界面活性剤が使用できる。
【0055】
このとき、アセチレンジオル系界面活性剤の好適な含量は、伝導性高分子樹脂、ポリウレタン樹脂、架橋剤及びフッ素樹脂を含有する組成物100重量部に対して、0.001〜1重量部である。もし、界面活性剤添加量が0.001重量部未満であれば、塗膜の濡れ性が低下し、1重量部を超えると、コーティング組成物内の微細気泡によりコーティング外観欠点が引き起こされる。
【0056】
上述した本発明の帯電防止コーティング組成物は、全体のコーティング組成物100重量%に対して、固形分の含量が0.5〜10.0重量%になるように製造されることが好ましく、さらに好ましくは、固形分の含量が1.0〜5.0重量%になるように製造される。前記固形分の含量が0.5重量%未満であれば、コーティング層の被膜形成及び帯電防止機能を発現する上で十分ではなく、10.0重量%を超えると、フィルムの透明性に影響を与えてしまうため好ましくない。
【0057】
一方、前記帯電防止コーティング組成物に用いられる溶媒は、実質的に水を主媒体とする水性コーティング液である。
【0058】
さらに、本発明に用いられるコーティング組成物は、塗布性の向上、透明性の向上などを目的として、本発明の効果を阻害しない程度の適当な有機溶媒を含有することができ、その好適な有機溶媒としては、イソプロピルアルコール、ブチルセロソルブ、t−ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アセトン、エタノール、メタノールなどが挙げられる。
【0059】
しかしながら、コーティング組成物中に多量の有機溶媒を含有してしまうと、インラインコーティング法に適用する場合に乾燥、延伸及び熱処理の工程中に爆発する危険性があるため、その含有量は、コーティング組成物中に10重量%以下、さらに好ましくは、5重量%以下に制御する。
【0060】
本発明は、ポリエステルフィルムの片面または両面に前記帯電防止コーティング組成物を塗布してなる帯電防止層を備える帯電防止ポリエステルフィルムを提供する。
【0061】
本発明の帯電防止ポリエステルフィルムに用いられる帯電防止コーティング組成物は固形分であって、伝導性高分子樹脂、ポリウレタン樹脂、架橋剤及びフッ素樹脂を含有するコーティング組成物にアセチレンジオル系界面活性剤がさらに含有された水性コーティング液であり、その組成成分及び含量は上述した帯電防止コーティング組成物の組成成分及び含量と同様であるため、これについての具体的な説明は省略する。
【0062】
本発明の帯電防止ポリエステルフィルムは、前記帯電防止コーティング組成物の特定の組成によって、所望の物性を最適化させることができる。
【0063】
すなわち、伝導性高分子を含有して優れた帯電防止性能を実現し、ポリウレタン樹脂を含有して粘着テープとの剥離力を向上させると共に、適切な架橋剤を含有して架橋密度の調節により耐溶剤性と塗膜性能を向上させ、フッ素樹脂を含有して防汚性能を向上させ、アセチレンジオル系界面活性剤の添加により低いコーティング性を改善することができる。
【0064】
このため、これをポリエステルフィルムの片面または両面に適用して製造された帯電防止ポリエステルフィルムは透明性と帯電防止性に優れ、且つ、コーティング外観欠点の除去が容易であり、特に、界面活性剤の特性により物性の低下の防止ができる。
【0065】
さらに具体的には、本発明の帯電防止ポリエステルフィルムは透明でありながらも、コーティング面の特性において表面抵抗が1×1011Ω/sq未満であり、エタノール、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチルなどの有機溶媒により表面を拭き取った後にも表面抵抗が1×1011Ω/sq未満の数値を維持するため、帯電防止層の帯電防止剤が脱落したり溶解されない優れた耐溶剤性を有する。
【0066】
また、本発明の帯電防止ポリエステルフィルムの水接触角が90°以上を示して優れた防汚性能を有し、1、000g/in以上のNitto31Bテープとの剥離力及び100g/18mm以上の3M#244テープとの剥離力を有する。
【0067】
要するに、本発明は、ポリエステル基材フィルムの片面または両面に前記の帯電防止コーティング組成物を塗布してなる帯電防止層により、テープ剥離力、防汚機能、耐溶剤性などに優れた性能を有し、特に、界面活性剤による物性の低下がないため、向後もLCD画面の大型化などのニーズに応えられる難しい水準の物性を充足したポリエステルフィルムを提供することができる。
【0068】
さらに具体的には、本発明の帯電防止ポリエステルフィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、個人向け携帯情報端末及びナビゲーションよりなる群から選ばれるいずれか1種の光学用の表示装置に有効に適用することができる。
【0069】
さらに、本発明は、
1)ポリエステルフィルムを1軸延伸する段階と、
2)前記1軸延伸されたポリエステルフィルムの片面または両面に本発明の帯電防止コーティング組成物を塗布して帯電防止層を成膜する段階と、
3)前記帯電防止層が成膜されたポリエステルフィルムをさらに延伸して2軸延伸ポリエステルを製造する段階と、を含むものであって、本発明の帯電防止コーティング組成物を用いて、インライン方式により行われる帯電防止ポリエステルフィルムの製造方法を提供する。
【0070】
先ず、ポリエステルフィルムを1軸延伸する第1段階について説明する。
【0071】
本発明に用いられるポリエステルフィルムの種類は、帯電防止コーティングが適用される基材フィルムとして公知された通常の樹脂であれば、特に制限なしに使用することができ、本発明においては、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などのポリエステル系樹脂を中心に説明しているが、これに限定されないことは言うまでもない。
【0072】
ここで、ポリエステルフィルムとは、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールを重縮合させて得られるポリエステルのことを言い、芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などを使用し、これらの他に、前記共重合ポリエステルのジカルボン酸成分としてイソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、オキシカルボン酸(例えば、P−オキシ安息香酸など)を使用することができる。また、脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられ、これらのジカルボン酸成分及びグリコール成分はそれぞれ2種以上を併用してもよい。
【0073】
ポリエステルフィルムの代表例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)などがあり、前記ポリエステルに第3成分を含有した共重合体も採用可能である。
【0074】
上述した構成のポリエステル樹脂を真空乾燥後に押出機により溶融し、Tダイを用いてシート状に押出し、冷却ロールに静電印加法によりキャスティングドラムに密着させて冷却固化させて未延伸ポリエステルシートを得、これをポリエステル樹脂のガラス転移温度以上に加熱されたロールに通過させてロールとロールとの間の走速比の差分による2.5〜4.5倍の1軸延伸を行うことで1軸延伸ポリエステルフィルムを製造する。
【0075】
本発明の帯電防止ポリエステルフィルムの製造方法の第2段階は、第1段階において1軸延伸されたポリエステルフィルムの片面または両面に本発明の帯電防止コーティング組成物を塗布して帯電防止層を成膜する段階である。具体的に、帯電防止コーティング組成物を塗布する方法としては、メイヤーバー方式、グラビア方式などが挙げられ、塗布前にフィルムの表面に極性基を導入して、コーティング層とフィルムとの接着性や塗布性を向上可能にコロナ放電処理することができる。
【0076】
本発明の帯電防止コーティング組成物は、伝導性高分子樹脂100重量部と、ヒドロキシル基、アミン基、アルキル基及びカルボキシル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体よりなる水分散性ポリウレタン樹脂100〜1000重量部と、イソシアネート系、カルボニルイミド系、オキサゾリン系、エポキシ系及びメラミン系よりなる群から選ばれるいずれか1種の架橋剤樹脂100〜1000重量部及びフッ素樹脂10〜100重量部を含有する組成物100重量部に対して、アセチレンジオル系界面活性剤0.001〜1重量部をさらに添加して得られる。
【0077】
本発明の帯電防止コーティング組成物は、伝導性高分子樹脂を含有して優れた帯電防止性能を実現し、ポリウレタン樹脂を含有して粘着テープとの剥離力を向上させると共に、適切な架橋剤を用いて架橋密度の調節により耐溶剤性と塗膜性能を向上させ、フッ素樹脂を添加して防汚性能を向上させ、アセチレンジオル系界面活性剤の添加によりコーティング外観欠点を最少化しながらも前記コーティング物性を確保することによって、これを用いて高品質であり、且つ、良品率の高い光学用の帯電防止ポリエステルフィルムを提供することができる。本発明の製造方法における第2段階において用いられる帯電防止コーティング組成物の組成成分及び含量は上述した通りである。
【0078】
本発明の帯電防止ポリエステルフィルムの製造方法の第3段階は、第2段階において得られた帯電防止層の成膜されたポリエステルフィルムをさらに延伸して2軸延伸ポリエステルフィルムを製造する段階である。
【0079】
このとき、第3段階における延伸は1軸延伸の方向と垂直方向に行われ、好適な伸び率は3.0〜7.0倍である。延伸工程を終えた後、熱固定、硬化及び乾燥などを行うことで帯電防止ポリエステルフィルムを製造することができる。
【0080】
本発明の製造方法により製造された2軸延伸ポリエステルフィルムの厚さは5〜300μmであり、好ましくは10〜250μmである。
【実施例】
【0081】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳述する。
【0082】
これらの実施例は本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されることはない。
【0083】
<実施例1>
段階1:1軸延伸ポリエステルフィルムの製造
平均粒径が2.5μmの無定形球状シリカ粒子が20ppm入っている極限粘度0.625dl/gのポリエチレンテレフタレートペレットを、真空ドライヤーを用いて7時間かけて160°Cの温度下において十分に乾燥させた後に溶融し、さらに押出Tダイを用いて冷却ドラムに静電印加法により密着させて無定形未延伸シートを製作し、これを加熱して95°Cの温度下においてフィルムの進行方向に3.5倍さらに延伸することで1軸延伸ポリエステルフィルムを製造した。この後、コーティングされるフィルム面にコロナ放電処理を施してポリエステルフィルムを製造した。
【0084】
段階2:2軸延伸ポリエステルフィルムの製造
コロナ処理された面に、固形分として、伝導性高分子樹脂(ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン0.5重量%とポリスチレンスルホン酸(分子量Mn=150,000)0.8重量%を含有する水分散体)を100重量部、ポリウレタン樹脂(ヒドロキシ基を含有する陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体)200重量部、エポキシ架橋剤(エスプリックステクノロジー社製、CR−5L)200重量部、フッ素樹脂(デュポン社製、ZONYL)100重量部を水に混合してコーティング液を製造し、前記コーティング液100重量部に対してアセチレンジオル系界面活性剤(2,5,8,11−テトラメチル6ドデシン−5,8ジオルエトキシレート)0.1重量部を混合して製造した。このとき、固形分の含量は前記コーティング液に対して1.5重量%であった。前記帯電防止コーティング液を、メイヤーバーを用いて前記段階1において製造された1軸ポリエステルフィルムに塗布した。塗布後、105〜140°Cテンダー区間において塗布されたコーティング液を乾燥させ、フィルムの進行方向とは垂直方向に3.5倍延伸し、240°Cの温度条件下において4秒間熱処理して38μmの厚さの2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0085】
<実施例2>
伝導性高分子樹脂(ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン0.5重量%とポリスチレンスルホン酸(分子量Mn=150,000)0.8重量%を含有する水分散体)を100重量部、ポリウレタン樹脂(ヒドロキシル基を含有する陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体)400重量部、エポキシ架橋剤(エスプリックステクノロジー社製、CR−5L)200重量部及びフッ素樹脂150重量部を水に混合してコーティング液を製造し、前記コーティング液100重量部に対して2,5,8,11−テトラメチル6ドデシン−5,8ジオルエトキシレート0.15重量部を混合し、全体の固形分の含量が2.0重量%になるように製造した以外は、実施例1の方法と同様にして2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0086】
<実施例3>
ポリウレタン樹脂の官能基として、アリルアミン基を繰り返し単位として含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体を使用した以外は、前記実施例1の方法と同様にして2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0087】
<実施例4>
ポリウレタン樹脂の官能基として、エチル基を繰り返し単位として含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体を使用した以外は、前記実施例1の方法と同様にして2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0088】
<比較例1>
帯電防止コーティング液の組成中にフッ素樹脂を含有させなかった以外は、前記実施例1の方法と同様にして2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0089】
<比較例2>
帯電防止コーティング液の組成中にポリウレタン樹脂を含有させなかった以外は、前記実施例1の方法と同様にして2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0090】
<比較例3>
帯電防止コーティング液の組成中にアセチレンジオル系界面活性剤の代わりにアクリレート系界面活性剤を含有させた以外は、前記実施例1の方法と同様にして2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0091】
<比較例4>
帯電防止コーティング液の組成中にアセチレンジオル系界面活性剤を含有させなかった以外は、前記実施例1の方法と同様にして2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0092】
<比較例5>
帯電防止コーティング液の組成中にアセチレンジオル系界面活性剤を1.5重量部含有させた以外は、前記実施例1の方法と同様にして2軸延伸帯電防止ポリエステルフィルムを製造した。
【0093】
<実験例>
実施例1〜4及び比較例1〜5に従い製造された帯電防止ポリエステルフィルムに対して下記の物性を評価し、その結果を表1に示す。
【0094】
1.水接触角
接触角測定器(協和界面科学社製、モデル名:Dropmaster 300)を用いてイオン交換水を蒸留して得た精製水により液滴法を用いて水接触角を測定し、異なる個所において5回に亘って測定後、平均値を取った。
【0095】
2.帯電防止性
帯電防止測定器(三菱(株)、モデル名MCP−T600)を用い、温度23°C、湿度50%RHの環境下に試料を設けた後、JISK7194に準拠して表面抵抗を測定した。
【0096】
3.耐エタノール性
布地(旭化成繊維社製のBEMCOT)にエタノールを濡らし、次いで、前記コーティング処理されたフィルム面を0.5kgの荷重で10回往復させた後、コーティング面の状態を下記の基準により評価した。
【0097】
○:帯電防止性の変化が101範囲内にある場合
△:帯電防止性の変化が101以上上昇し、1011未満である場合
×:帯電防止性が1011を超える場合
4.テープとの剥離力−1
23°±3、相対湿度50±5%の雰囲気下で、剥離力測定器(化学機器社のAR1000)装備を用いて上記において得られたフィルムのコーティング面に粘着テープ(日東電工社製、テープNO.31B、幅:25mm)を貼り付けた後、2kg荷重のゴムローラーにより1回往復して圧着し、1時間放置後に剥離速度0.3MPMにて180°剥離した。このとき、得られた剥離力値を測定した。
【0098】
5.テープとの剥離力−2
23°±3、相対湿度50±5%の雰囲気下で、剥離力測定器(化学機器社のAR1000)装備を用いて上記において得られたフィルムのコーティング面に粘着テープ(3M社製、テープNO.244、幅:18mm)を貼り付けた後、2kg荷重のゴムローラーにより1回往復して圧着し、1時間放置後に剥離速度0.3MPMにて180°剥離した。このとき、得られた剥離力値を測定した。
【0099】
6.コーティング外観
上記において得られたフィルムのコーティング面を蛍光灯、ハロゲン、百熱灯などの様々な光源を用いて目視で観察したときにおける未コーティング個所のサイズ、個数などを比較して下記の基準により評価した。
【0100】
未コーティング個所の面積が1mm×3mmを超えるものを検査した。なお、検査面積は1m2であった。
【0101】
◎:0〜1個
○:0〜3個
△:3〜10個
×:10個超え
【0102】
【表1】

【0103】
上記表1から明らかなように、帯電防止コーティング液の組成中にフッ素樹脂を含有させなかった比較例1の場合には、水接触角が低くて防汚性能が低下することを確認し、ポリウレタン樹脂を含有しなかった比較例2の場合には、テープ剥離力の数値が顕著に低い結果を示していて所望の物性が得られなかった。なお、アセチレンジオル系界面活性剤ではなく、アクリレート系界面活性剤を用いた比較例3の場合には、水接触角及び造液表面張力の結果から、防汚性が不十分であることと塗膜のウェッティング性の低下を確認し、特に、商用3Mテープとの剥離力の値が低く、現場適用性が低下して所望の物性が得られなかった。
【0104】
また、帯電防止コーティング液の組成中に界面活性剤を含有させなかった比較例4の場合には高い造液表面張力の数値を見せることで、塗布レベリング性及び塗膜のウェッティング性が低下してコーティング外観欠点が発生し、過量のアセチレンジオル系界面活性剤を含有する比較例5の場合には最適のコーティング外観品質の具現に不十分な結果を確認した。
【0105】
これに対し、伝導性高分子樹脂に、ポリウレタン樹脂と適切な架橋剤にフッ素樹脂及びアセチレンジオル系界面活性剤を含有する帯電防止コーティング液を用いて帯電防止層を成膜した、実施例1及び2に従い製造されたポリエステルフィルムは、透明であり、しかも、コーティング面の表面抵抗が1×1011Ω/sq未満であり、エタノール、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチルなどの有機溶媒により表面を拭き取った後にも表面抵抗が1×1011Ω/sq未満の数値を維持することから、帯電防止層の帯電防止剤が脱落したり溶解されない優れた耐溶剤性を有していることが確認された。なお、水接触角が90°以上を示して優れた防汚性能を有し、1、000g/in以上のNitto31Bテープとの剥離力及び100g/18mm以上の3M#244テープとの剥離力を有することから低い表面張力及び優れたウェッティング性能具現でコーティング外観欠点がないかあるいは最小化されたポリエステルフィルムが得られる。
【産業上の利用可能性】
【0106】
以上述べたように、本発明は、第一に、所望の物性を最適化させた帯電防止コーティング組成物を提供することができる。すなわち、本発明の帯電防止コーティング組成物は、伝導性高分子を含有して優れた帯電防止性能を実現し、ポリウレタン樹脂を含有して粘着テープとの剥離力を向上させると共に、適切な架橋剤を含有して架橋密度の調節により耐溶剤性と塗膜性能を向上させ、フッ素樹脂を含有して防汚性能を向上させ、アセチレンジオル系界面活性剤の適用により低い剥離力を有するテープとの剥離力及びコーティング性を改善させることができる。
【0107】
第二に、本発明の帯電防止コーティング組成物をポリエステルフィルムの片面または両面に適用して、透明性と帯電防止性に優れ、且つ、粘着テープとの剥離力、防汚性能が向上し、特に、コーティング外観欠点が改善された帯電防止ポリエステルフィルムを提供することができる。
【0108】
第三に、インラインコーティング方式により行われる本発明の帯電防止ポリエステルフィルムの製造方法により、優れた帯電防止機能を有し、エタノール、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチルなどの有機溶媒により表面を拭き取った後にも表面抵抗が1×1011Ω/sq未満の数値を維持することから、帯電防止層の帯電防止剤が脱落したり溶解されない優れた耐溶剤性を有し、優れた防汚機能と粘着テープとの剥離力及びコーティング性が向上した帯電防止ポリエステルフィルムを提供することができる。
【0109】
以上、本発明は記載された実施例についてのみ詳述されているが、本発明の技術的な思想の範囲内において種々の変形及び修正が可能であることは当業者にとって明らかであり、このような変形及び修正が特許請求の範囲に属することは言うまでもない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
伝導性高分子樹脂100重量部と、ヒドロキシル基、アミン基、アルキル基及びカルボキシル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体よりなる水分散性ポリウレタン樹脂100〜1000重量部と、イソシアネート系、カルボニルイミド系、オキサゾリン系、エポキシ系及びメラミン系よりなる群から選ばれるいずれか1種の架橋剤樹脂100〜1000重量部と、フッ素樹脂10〜100重量部と、を含有する組成物100重量部に対して、アセチレンジオル系界面活性剤0.001〜1重量部をさらに含有してなるコーティング外観欠点が改善された帯電防止コーティング組成物。
【請求項2】
前記アセチレンジオル系界面活性剤が、下記の化学式(化1)で表わされる化合物であることを特徴とする請求項1に記載のコーティング外観欠点が改善された帯電防止コーティング組成物。
【化1】

但し、前記化学式で、R1、R4はC3〜C10の直鎖または分鎖のアルキル基、ハロゲンで置換されたアルキル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニル基、アリール基、ハロゲン基、C3〜C10のアルコキシ基、シアノ基、アミノ基、水酸基、カルボニル基、エステル基、またはカルボキシル基から選ばれ、R2、R3はHまたはC1〜C5のアルキル基であり、m,n,p,qは0〜20の定数である
【請求項3】
前記水分散性ポリウレタン樹脂が、アリルアミン、ビニールアミン、エチレンアミン、ビニールピリジン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムサルファート及びこれらの組合よりなる群から選ばれた繰り返し単位として官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体あることを特徴とする請求項1に記載のコーティング外観欠点が改善された帯電防止コーティング組成物。
【請求項4】
前記水分散性ポリウレタン樹脂が、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル及びこれらの組合よりなる群から選ばれた繰り返し単位として官能基を含む陰イオンのポリエーテルポリウレタン分散体あることを特徴とする請求項1に記載のコーティング外観欠点が改善された帯電防止コーティング組成物。
【請求項5】
前記伝導性高分子樹脂が、ポリ陰イオンとポリチオフェンが含有された水分散体、またはポリ陰イオンとポリチオフェン誘導体が含有された水分散体あることを特徴とする請求項1に記載のコーティング外観欠点が改善された帯電防止コーティング組成物。
【請求項6】
前記水分散体に、ポリ陰イオンが1〜5重量%含有されていることを特徴とする請求項5に記載のコーティング外観欠点が改善された帯電防止コーティング組成物。
【請求項7】
前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリビニールフルオライド及びポリビニリデンフルオライドよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項5に記載のコーティング外観欠点が改善された帯電防止コーティング組成物。
【請求項8】
前記帯電防止コーティング組成物内における固形分の含量が0.5〜10.0重量%であることを特徴とする請求項1に記載のコーティング外観欠点が改善された帯電防止コーティング組成物。
【請求項9】
ポリエステルフィルムの片面または両面に、
請求項1に記載の帯電防止コーティング組成物が塗布されてなる帯電防止層を備えるコーティング外観欠点が改善された帯電防止ポリエステルフィルム。
【請求項10】
前記帯電防止ポリエステルフィルムの表面を、エタノール、メチルエチルケトン、トルエン及び酢酸エチルよりなる群から選ばれるいずれか1種の有機溶媒により洗浄した後の表面抵抗値が、1×1011Ω/sq未満となるように帯電防止性が維持されていることを特徴とする請求項9に記載の帯電防止ポリエステルフィルム。
【請求項11】
前記帯電防止ポリエステルフィルムが、1,000g/in以上のNITTO#31Bテープとの剥離力及び100g/18mm以上の3M#244テープとの剥離力を有することを特徴とする請求項9に記載の帯電防止ポリエステルフィルム。
【請求項12】
帯電防止ポリエステルフィルムの水接触角が90°以上であることを特徴とする請求項9に記載の前記帯電防止ポリエステルフィルム。
【請求項13】
ポリエステルフィルムを1軸延伸し、
請求項1に記載の帯電防止コーティング組成物を前記1軸延伸されたポリエステルフィルムの片面または両面に塗布して帯電防止層を成膜し、
前記帯電防止層の成膜されたポリエステルフィルムをさらに延伸して2軸延伸ポリエステルフィルムを製造する帯電防止ポリエステルフィルムの製造方法。
【請求項14】
前記帯電防止コーティング組成物内における固形分の含量が0.5〜10重量%であることを特徴とする請求項13に記載の帯電防止ポリエステルフィルムの製造方法。

【公開番号】特開2010−285591(P2010−285591A)
【公開日】平成22年12月24日(2010.12.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−257579(P2009−257579)
【出願日】平成21年11月11日(2009.11.11)
【出願人】(504092127)トーレ・アドバンスド・マテリアルズ・コリア・インコーポレーテッド (20)
【氏名又は名称原語表記】TORAY ADVANCED MATERIALS KOREA INCORPORATED
【Fターム(参考)】