(57)【要約】【課題】ポリエステルフィルムの表面改質をするにあたって、簡便で、静電気障害が発生しにくく、かつ、微小な処理ムラがなくフィルム全体に均一なコロナ放電処理を行うことができるようにする。【解決手段】ポリエステルフィルムの幅方向に１０ｃｍ間隔で測定ポイントをとり、水に対する前記ポリエステルフィルムの接触角を、前記測定ポイントを中心として前記ポリエステルフィルムの幅方向に２ｍｍ間隔で１０点の測定点で測定したときの最大値をθ1max、最小値をθ1min、平均値をθ1avとし、さらに、すべての測定ポイントにおけるθ1avの最大値をθ2max、最小値をθ2minとしたとき、すべての測定ポイントにおいて以下の（式１）および（式２）満たし、かつ以下の（式３）を満たす。θ1max−θ1min ≦ 5deg.（式１）50deg.≦ θ1av ≦ 60deg.（式２）θ2max−θ2min ≦ 5deg.（式３）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルフィルムの幅方向に１０ｃｍ間隔で測定ポイントをとり、水に対する前記ポリエステルフィルムの接触角を、前記測定ポイントを中心として前記ポリエステルフィルムの幅方向に２ｍｍ間隔で１０点の測定点で測定したときの最大値をθ1max、最小値をθ1min、平均値をθ1avとし、さらに、すべての測定ポイントにおけるθ1avの最大値をθ2max、最小値をθ2minとしたとき、すべての測定ポイントにおいて以下の（式１）および（式２）満たし、かつ以下の（式３）を満たすことを特徴とする表面改質されたポリエステルフィルム。
θ1max−θ1min≦ 5deg.    （式１）
50deg.≦ θ1av ≦ 60deg.    （式２）
θ2max−θ2min≦ 5deg.    （式３）
【請求項２】
請求項１に記載の表面改質されたポリエステルフィルムを製造するに際し、２回またはそれより多い回数のコロナ放電処理を施すことを特徴とする表面改質されたポリエステルフィルムの製造方法。
【請求項３】
平均電界強度が１〜５０ｋＶ／ｃｍの高電圧電界により発生させたコロナ放電により処理を施すことを特徴とする請求項２記載の表面改質されたポリエステルフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面改質されたポリエステルフィルムおよびその製造方法に関し、特にコロナ放電処理によって表面改質された高分子フィルムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子フィルムは、その表面に文字や絵柄などを印刷することが頻繁に行われており、表面の印刷性が要求される。ところが、一般に高分子フィルムの表面は撥水性を示すものが多く、このため、高分子フィルムを表面処理することによって、その表面の改質が行われている。
【０００３】
従来からの高分子フィルムの表面処理法として、プラズマ放電処理、コロナ放電処理などの放電処理や、火炎処理などによって、表面に親水性を付与して印刷性を向上させる方法が挙げられる。あるいは、フィルム表面に親水基を有した薬剤皮膜を形成させる方法などが挙げられる。この中でもプラズマ放電処理、コロナ放電処理は処理スピードが速く、効果が高いことから、工業的に有用で広く利用されている。
【０００４】
しかし、従来のコロナ放電処理では、微小な処理ムラが発生しており、条件の厳しい近年の半調印刷においては印刷抜けが発生するなどの問題がある。
【０００５】
ポリエステルフィルムを均一に表面処理する方法として、特許文献１〜３には、プラズマ放電処理、コロナ放電処理を行うことが提案されている。特許文献１には、ウエブを搬送するアースロールまたはロール電極の金属ロール表面に、高誘電率物質を含有する絶縁性被覆層を形成して、ウエブに均一に帯電するようにしたコロナ放電方法が開示されている。特許文献２には、高分子フィルムの表面にコロナ放電処理・プラズマ放電処理等の放電処理を施した後、続いて少なくとも放電処理された表面を水又は水溶性液と接触させて高分子フィルムの表面処理を行うことにより、フィルム表面に高い親水性を付与し、かつ経時の親水性の低下を少なくすることが開示されている。さらに、特許文献３には、連続フィルムシートをコロナ放電処理または大気圧プラズマ放電処理する表面予備処理工程と、その表面予備処理工程に連続してそのフィルムシートを大気圧プラズマ放電処理する表面本処理工程とを備えることで、所望の官能基を均質にかつ確実に導入する方法が開示されている。
【０００６】
しかし、高い電界強度によりウエブに電荷を帯電させてその帯電量を均一化すると、ウエブの帯電量の絶対値が大きくなって、ブロッキングやスパークなどの静電気障害が起こりやすいという問題がある。また、水または水溶液と接触させる方法では、装置が複雑になり工業的に不利である。さらに、プラズマ放電処理は、コロナ放電処理に比べて取り扱いが難しいという欠点がある。このように、近年の厳しい条件の半調印刷に適応可能で、簡便で、しかも均一な表面改質を行う方法はこれまで提案されていない。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−４１５７号公報
【特許文献２】特開平７−３３０９３０号公報
【特許文献３】特開２０００−８０１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決し、ポリエステルフィルムの表面改質をするにあたって、簡便で、静電気障害が発生しにくく、かつ、微小な処理ムラがなくフィルム全体に均一なコロナ放電処理する方法と、その方法によって得られる表面改質されたポリエステルフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、ポリエステルフィルムを弱い電界強度でコロナ放電処理することで、ブロッキングやスパークなどの静電気障害の発生を抑え、さらに、その弱い電界強度で２回またはそれより多い回数のコロナ放電処理を行うことで、微小な処理ムラがなくフィルム全体に均一なコロナ放電処理することが可能となり、さらに、処理面の微小範囲、かつ処理面全体において均一な濡れ性を有するポリエステルフィルムを得られることを見出し、本発明に至ったのである。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）ポリエステルフィルムの幅方向に１０ｃｍ間隔で測定ポイントをとり、水に対する前記ポリエステルフィルムの接触角を、前記測定ポイントを中心として前記ポリエステルフィルムの幅方向に２ｍｍ間隔で１０点の測定点で測定したときの最大値をθ1max、最小値をθ1min、平均値をθ1avとし、さらに、すべての測定ポイントにおけるθ1avの最大値をθ2max、最小値をθ2minとしたとき、すべての測定ポイントにおいて以下の（式１）および（式２）満たし、かつ以下の（式３）を満たすことを特徴とする表面改質されたポリエステルフィルム。
θ1max−θ1min≦ 5deg.（式１）
50deg.≦ θ1av ≦ 60deg.（式２）
θ2max−θ2min≦ 5deg.（式３）
（２）（１）に記載の表面改質されたポリエステルフィルムを製造するに際し、２回またはそれより多い回数のコロナ放電処理を施すことを特徴とする表面改質されたポリエステルフィルムの製造方法。
（３）平均電界強度が１〜５０ｋＶ／ｃｍの高電圧電界により発生させたコロナ放電により処理を施すことを特徴とする（２）記載の表面改質されたポリエステルフィルムの製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の方法によれば、ポリエステルフィルムの表面改質をするにあたって、簡便で、静電気障害が発生しにくく、かつ、微小な処理ムラがなくフィルム全体に均一なコロナ放電処理することが可能である。さらに、その表面処理よって、処理面の微小範囲、かつ処理面全体において均一な濡れ性を有するポリエステルフィルムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明では、ポリエステルフィルムの幅方向に１０ｃｍ間隔で測定ポイントをとり、水に対する前記ポリエステルフィルムの接触角を、前記測定ポイントを中心として前記ポリエステルフィルムの幅方向に２ｍｍ間隔で１０点の測定点で測定したときの最大値をθ1max、最小値をθ1min、平均値をθ1avとし、さらに、すべての測定ポイントにおけるθ1avの最大値をθ2max、最小値をθ2minとしたとき、すべての測定ポイントにおいて以下の（式１）および（式２）満たし、かつ以下の（式３）を満たすことが必要である。
【００１３】
θ1max−θ1min≦ 5deg.（式１）
50deg.≦ θ1av ≦ 60deg.（式２）
θ2max−θ2min≦ 5deg.（式３）
【００１４】
式１に関し、好ましくは、θ1max−θ1min≦ 3deg.であり、さらに好ましくはθ1max−θ1min ≦ 2deg.である。θ1max−θ1min＞ 5deg.となる測定ポイントがある場合は、表面改質したフィルム表面の微小範囲で処理ムラが発生しているため、半調印刷において印刷抜けが発生する恐れがある。
【００１５】
式２に関し、好ましくは50deg.≦ θ1av ≦ 55deg.であり、さらに好ましくは50deg.≦ θ1av ≦ 53deg.である。θ1av＜ 50deg.の場合、フィルム表面の処理度合いが強すぎるため、ブロッキングやスパークなどの静電気障害を引き起こす恐れがある。θ1av ＞ 60deg.の場合は、フィルム表面の処理不足で、濡れ性が低く、印刷に問題が生じる恐れがある
【００１６】
式３に関し、好ましくは、θ2max−θ2min ≦ 3deg.であり、さらに好ましくは、θ2max−θ2min≦ 2deg.である。θ2max−θ2min ＞ 5deg.の場合、表面改質したフィルム表面全体で処理ムラが発生しているため、印刷の濃淡ムラの恐れがある。
【００１７】
さらに、すべての測定ポイントについてのθ1avの平均値をθ2avとすると、式２を満たしていれば必然的に50deg.≦ θ2av ≦ 60deg.となる。この場合は、フィルム全体での処理度合いは適当である。好ましくは50deg.≦ θ1av ≦ 55deg.であり、さらに好ましくは50deg.≦ θ1av ≦ 53deg.である。
【００１８】
本発明に関わるコロナ放電処理装置の一態様を第1図に示す。ここで、１、２は高圧電源、３、４は放電電極、５、６は対極ロール、７はガイドロールである。８がコロナ放電処理されるポリエステルフィルムである。いずれの部材も基本的には公知のコロナ放電処理装置のものを使用することができる。
【００１９】
本発明の製造方法では、ポリエステルフィルムに２回またはそれより多い回数のコロナ放電処理を行うことが必要である。２または３回行うことが好ましい。コロナ放電処理を４回以上行っても、フィルムの表面改質の効果は飽和してほとんど変わらず、装置が大型化してしまう。なお、コロナ放電処理は、放電電極内の放電針を高密度で設置しても完全に均一なコロナ放電を発生させることが困難であるため、1回のコロナ放電処理では微小範囲で処理ムラが生じやすい。
【００２０】
本発明に用いるコロナ放電装置は、図示のように放電電極３，４を２つまたはそれよりも多く有している形態、好ましくは２つまたは３つ有している形態でもよく、もしくは、放電装置を２台以上有している形態、好ましくは２台または３台有している形態でもよい。
本発明においては、全てのコロナ放電処理について、コロナ放電の印加電圧／極間距離で表される平均電界強度を１〜５０ｋＶ／ｃｍに設定するのが好ましい。さらに好ましくは２０〜４０ｋＶ／ｃｍである。平均電界強度が１ｋＶ／ｃｍ未満では、有効なコロナ放電が発生し難く、表面処理効果が乏しくなる。反対に平均電界強度が５０ｋＶ／ｃｍを超えると、ブロッキングやスパークなどの静電気障害が発生しやすくなる。
【００２１】
本発明において、ポリエステルフィルムは以下のポリエステル樹脂を主成分とするフィルムであることが好ましい。ポリエステル樹脂として、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、ポリプロピレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートやポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリブチレン−２，６−ナフタレートなどのポリアルキレン−２，６−ナフタレートなどが挙げられる。これらはホモポリマーに限らず、ポリエステルの構成成分であるジカルボン酸および／またはジオール成分を、他のジカルボン酸および／またはジオールで置換した共重合体であってもよい。共重合成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などのジカルボン酸があげられる。また、４一ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトン、乳酸などのオキシカルボン酸があげられる。さらに、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−へキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡやビスフェノールＳのエチレンオキシド付加体などのグリコールがあげられる。なお、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの多官能化合物を少量用いたものでもよい。
【００２２】
さらに本発明に用いられるポリエステル樹脂は、本発明の効果を阻害しない範囲で他のポリエステル樹脂を混合したものであってもよい。
【００２３】
機械的特性や熱的特性に優れる点から、ポリエステルフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするのが好適である。
【００２４】
さらに必要に応じて、通常配合される各種の添加剤および改質剤、例えば、滑材、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、粘着性付与剤、シール性改良剤、防曇剤、結晶核剤、離型剤、可塑剤、架橋剤、難燃剤および着色剤（顔料、染料など）などを配合してもよい。
【００２５】
本発明において、表面改質を目的としてコロナ処理を施すためのポリエステルフィルムは、公知の製造方法で製造することができる。たとえば、Ｔダイから溶融ポリマーを押出後、キャスティングロールで冷却して未延伸シートを作成し、これを同時２軸延伸、または、逐次２軸延伸する。延伸後のフィルムは寸法安定性を良くするために、２００℃前後の温度で短時間の熱処理を施す。
【００２６】
この熱処理の後、ポリエステルフィルムを巻き取るまでの工程で、コロナ処理を施すのが好ましい。あるいは、いったん巻き取った後に巻き戻しを行いながら実施するスリット工程で、コロナ処理を施すことも可能である。両方の工程でコロナ処理を施すことも可能である。
【００２７】
また、フィルムに機能性を付与するために、表面処理に影響を与えない範囲で、インラインコート延伸技法を用いて、未延伸または縦延伸ポリエステルフィルムに、帯電防止剤、接着改良組成物、バリア性樹脂等をコートした後に、延伸することもできる。
【００２８】
また、ポリエステルフィルムは、単層フィルムであってもよいし、表層がポリエステルであれば共押出の積層フィルムでもよい。
【実施例】
【００２９】
以下実施例を挙げて本発明を説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、下記の実施例に限定されるものではない。なお、フィルムの各物性は、以下に示す方法によって求めた。
【００３０】
（１）接触角：JIS  R3257に記載の静滴法に従って測定した。ただし、測定箇所は次のとおりした。すなわち、幅４ｍのポリエステルフィルムに対して、幅方向に沿ったフィルムの端から１０ｃｍ間隔で計３９箇所の測定ポイントをとり、各々の測定ポイントについて、水に対する表面改質面の接触角を、測定ポイントを中心としてフィルムの幅方向に２ｍｍ間隔で１０点について測定した。１０点の測定点で測定した接触角の最大値をθ1max、最小値θ1min、平均値θ1avとし、さらに、３９箇所の測定ポイントについてのθ1avの最大値をθ2max、最小値をθ2minとした。
【００３１】
（２）濡れ張力：JIS  K6768に従って測定した。
【００３２】
（３）半調印刷性：グラビアロール（スクリーン１５０線×３０μｍ×３０％）で印刷したフィルムの表面に発生した印刷抜けを、ライトスコープを用い、倍率３０倍で２７ｃｍ2の面積について観察することで、１ｃｍ2当りの個数で判定した。評価基準は、次のとおりとした。
◎ ： １ｃｍ2 当りの印刷抜け数が０ 〜 １個
○ ： １ｃｍ2 当りの印刷抜け数が２ 〜 ５個
△ ： １ｃｍ2 当りの印刷抜け数が６ 〜 １０個
× ： １ｃｍ2 当りの印刷抜け数が１０個より多い。
【００３３】
実施例１
添加剤として平均粒径２．０μｍのシリカ粒子を０．１重量％含有するポリエチレンテレフタレート原料を準備し、押出機及びＴダイを用いて、溶融押出し後、キャスティング・ドラムに巻き付け冷却固化し未延伸シートを作製した。この未延伸シートをロール式縦延伸機で９０℃の条件下、４倍に延伸し、その後、端部をフラット式延伸機のクリップに把持させ、１２０℃の条件下、横４．５倍に延伸を施し、その後、横方向の弛緩率を２％として、２３０℃で３秒間の熱処理を施し、冷却工程を経て、幅４ｍ、厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエステルフィルム原反を得た。このフィルム原反を図１に示したコロナ放電処理装置に供給して、対極ロール５、６に密着させ、放電電極３、４のコロナ放電場に通過させて、同ポリエステルフィルムの片面を2回コロナ放電処理した。このとき、平均電界強度は１５ｋＶ／ｃｍとし、フィルム走行速度は５０ｍ／ｍｉｎとした。
【００３４】
得られたポリエステルフィルムの処理表面の水に対する接触角、濡れ張力、半調印刷性を、表１に示す。なお、表１において、θ1max−θ1minの値と、θ1avの値とについては、上述の３９箇所の測定ポイントについての最小値から最大値までの範囲を記載した。
【００３５】
実施例２〜４および比較例１〜５
実施例１に比べ、コロナ処理回数、平均電界強度を変化させた。それ以外は実施例１と同様にして、表面改質されたポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムについての測定結果を表１に示す。なお、コロナ放電処理の回数が１回の場合は、図１における放電電極４を使用せずにコロナ放電処理を施した。コロナ放電処理の回数が３回の場合は、実施例１と同様に２回処理した後、放電電極４を使用せずに、さらにもう１回コロナ放電処理を施した。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１に示される測定結果によれば、コロナ放電処理を複数回行うことで、θ1maxとθ1minの差が小さくなった。これは、微小範囲での処理ムラが少ないことを表している。濡れ張力評価を見ると、いずれの条件も差異がほとんど見られないことから、この微小範囲の処理ムラ評価おいて、従来の濡れ張力評価では不十分であることが分かる。
【００３８】
θ1avについては、コロナ処理を複数回行うことで、θ1avの最小値（θ2max）と最大値（θ2min）の差（θ2max−θ2min）が小さくなった。これより、コロナ放電処理を1回だけしか行わない場合に比べて、複数回処理することで、フィルム全体でより均一な表面改質ができることが分かった。
【００３９】
つまり、実施例１〜実施例４のものは、いずれも、すべての測定ポイントにおいて（式１）および（式２）を満たし、かつ（式３）を満たすものであった。これに対し、比較例１〜比較例５では実施例１〜実施例４のものと相違して、すべての測定ポイントにおいて（式１）および（式２）を満たし、かつ、（式３）を満たすというものは無かった。
【００４０】
比較例５は、コロナ放電処理を１回だけしか行わなかったものであるが、平均電界強度が高過ぎた影響でブロッキングが発生しており、半調印刷性は評価できなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明にかかわるコロナ放電処理装置の一態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２  高圧電源
３、４  放電電極
５、６  対極ロール
７  ガイドロール
８  ポリエステルフィルム
【図１】
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