JP2004315563A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】脂肪族ポリエステルでありながら耐熱性に優れており、しかも、脂肪族ポリエステルの持つ良好な透明性を有しており、更に、後加工で積層される機能層との間の接着性に優れ、特に、光学用途に好適なポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】繰り返し単位として、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸と１，４−シクロヘキサンジメタノールとを主成分とし、融点が２００℃以上であるポリエステルから成る二軸配向ポリエステルフィルムであって、その少なくとも片面に塗布層を有し、当該塗布層中には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびポリウレタン樹脂の群から選択された少なくとも１種の樹脂を含み、かつ、塗布層も含めたフィルム全体の全光線透過率が８９％以上である。
【選択図】 なし
【解決手段】繰り返し単位として、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸と１，４−シクロヘキサンジメタノールとを主成分とし、融点が２００℃以上であるポリエステルから成る二軸配向ポリエステルフィルムであって、その少なくとも片面に塗布層を有し、当該塗布層中には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびポリウレタン樹脂の群から選択された少なくとも１種の樹脂を含み、かつ、塗布層も含めたフィルム全体の全光線透過率が８９％以上である。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二軸配向ポリエステルフィルムに関し、詳しくは、脂肪族ポリエステルでありながら、耐熱性が良好で、しかも、透明性および接着性に優れ、特に光学用途に好適な二軸配向ポリエステルフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレートフィルムに代表される二軸配向ポリエステルフィルムは、その機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐候性、透明性、電気絶縁性などの特性とコストのバランスに優れ、多岐に亘る分野で使用されている。
【０００３】
ところで、一般に二軸配向ポリエステルフィルム用途に使用されるポリエステルの殆どは、その分子構造内にテレフタル酸（及びイソフタル酸）、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸を含む芳香族ポリエステルである。その最大の理由は、芳香族ジカルボン酸がモノマーユニットに存在することにより、ポリエステル分子に剛直性が増してポリエステルフィルムの機械的強度・耐熱性が向上する点にあると考えられる。
【０００４】
一方、ポリエステルの分子構造中に芳香族環を有するモノマーユニットが存在しない、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとの重縮合で生成する、いわゆる脂肪族ポリエステルの一群が存在する。この脂肪族ポリエステルは、剛直な芳香族環を有しないため、芳香族ポリエステルの様な機械的強度や耐熱性を有することが少なく、しかも、二軸配向フィルムとしての形態で得られない場合も多い。
【０００５】
しかしながら、限られた一部の脂肪族ポリエステルでは二軸延伸フィルムの例が知られている。具体的には、ポリブチレンサクシネート・アジペート（例えば特許文献１参照）、ポリ乳酸系の脂肪族ポリエステル（例えば特許文献１〜６参照）等の数種類に限られる。特に、光学用途として透明性を重視するため、耐熱性と透明性とを両立した二軸配向ポリエステルフィルムは余り知られていない。
【０００６】
また、一般にポリエステルフィルムは、単体で使用されることもあり得るが、多くの場合、後加工を行って何らかの機能を有する層を積層して使用される。しかも、その機能層は極めて多岐に亘る。その際、基材フィルムとして脂肪族ポリエステルフィルムを使用した場合には、フィルムとその表面上に後加工で積層される機能層との間の接着性が劣るという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２９５０６８号公報
【特許文献２】
特開平７−２０７０４１号公報
【特許文献３】
特開平７−３００５２０号公報
【特許文献４】
特開２０００−２３８１２２号公報
【特許文献５】
特開２０００−２３８１２３号公報
【特許文献６】
特開２０００−２３８１２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、脂肪族ポリエステルでありながら耐熱性に優れており、しかも、脂肪族ポリエステルの持つ良好な透明性を有しており、更に、後加工で積層される機能層との間の接着性に優れ、特に、光学用途に好適なポリエステルフィルムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、特定の組成および物性を有する脂肪族ポリエステルによれば、耐熱性に優れる二軸配向ポリエステルフィルムが得られ、更に、その表面に特定組成の塗布層を設けるならば、後加工で積層される機能層との間の接着性が改善されるとの知見を得、本発明の完成に至った。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨は、繰り返し単位として、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸と１，４−シクロヘキサンジメタノールとを主成分とし、融点が２００℃以上であるポリエステルから成る二軸配向ポリエステルフィルムであって、その少なくとも片面に塗布層を有し、当該塗布層中には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびポリウレタン樹脂の群から選択された少なくとも１種の樹脂を含み、かつ、塗布層も含めたフィルム全体の全光線透過率が８９％以上であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムに存する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の二軸配向フィルムに使用されるポリエステルは、繰り返し単位として、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸と１，４−シクロヘキサンジメタノールとを主成分とする重縮合体である。ここで言う主成分とは、ジカルボン酸成分中の１，４−シクロヘキサンジカルボン酸の割合が通常９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上であり、ジオール成分中の１，４−シクロヘキサンジメタノールの割合が通常９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上であることを意味する。
【００１２】
また、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸のトランス体の割合は、通常８０モル％以上、好ましくは８５モル％以上であり、１，４−シクロヘキサンジメタノール中のトランス体の割合は、通常６０モル％以上、好ましくは７０モル％以上である。
【００１３】
ジカルボン酸成分およびジオール成分の構成比率が上記範囲を満たさない場合には、得られるポリエステルの融点が低くなり、本発明で規定する後述の範囲を満足しないことが多い。
【００１４】
上記のジカルボン酸成分およびジオール成分の構成比率範囲内で、使用することの出来る他のジカルボン酸成分としては、シス体１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などが挙げられる。また、他のジオール成分としては、シス体１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコール、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、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等が挙げられる。
【００１５】
本発明で使用するポリエステルは、その融点が２００℃以上であることが必要であり、好ましい融点は２１０℃以上であり、その上限は通常２４５℃である。融点が２００℃未満である場合は、ポリエステルの耐熱性が不足し、二軸延伸した後の熱固定温度を高く設定することが出来なくなり、結果的に二軸配向フィルムの収縮率が大きくなるため好ましくない。
【００１６】
また、ポリエステルの重合度に関しては、フェノール−テトラクロロエタン（重量比１：１）の混合溶媒で、３０℃で測定した固有粘度として、通常０．５５以上、好ましく０．８０以上である。斯かる条件を満足することにより、製膜時の連続性および製膜したフィルムの機械的強度が高められる。固有粘度の上限は通常１．５０である。
【００１７】
本発明で使用するポリエステルには、延伸によってフィルム表面に微細な突起を形成させてフィルムに滑り性を付与する目的で微粒子を添加することが出来る。この微粒子は、ポリエステルフィルムの透明性をできるだけ悪化させないものを選択するのが好ましい。好適に微粒子としては、架橋ポリスチレン樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋ポリエステル樹脂などの有機ポリマーから成る粒子、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等の無機粒子などが挙げられる。これらの微粒子は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用することも出来る。
【００１８】
上記の微粒子の平均粒径は、通常０．０５〜６μｍ、好ましくは０．１〜４μｍであり。フィルムへの添加量は、通常０．００５〜１重量％、好ましくは０．０１〜０．５重量％である。また、微粒子は、初めから所定量が脂肪族ポリエステルに添加されていてもよいし、高濃度のマスターバッチを調製し、これに微粒子を含有しないポリエステルを添加して希釈する形で所定の粒子量とする方法を採用してもよい。
【００１９】
本発明のポリエステルフィルムは、上記の微粒子の他にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で公知の添加剤を加えることが出来る。斯かる添加剤としては、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、潤滑剤、難燃剤などが挙げられ、その添加方法は、微粒子の場合と同様に、直接添加してもよいし、高濃度マスターバッチを利用する方法を採用してもよい。
【００２０】
本発明のポリエステルフィルムは、未延伸フィルムや一軸方向のみに延伸されたフィルムではなく、長手方向および幅方向に二軸延伸され且つその後に熱固定された二軸配向ポリエステルフィルムである。
【００２１】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、少なくとも片面に塗布層を有し、当該塗布層中には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびポリウレタン樹脂の群から選択された少なくとも１種の樹脂（バインダー樹脂）を含む必要がある。上記の各樹脂の定義にはそれらの誘導体をも含むものとする。ここで、誘導体とは、他の樹脂との共重合体、各樹脂の官能基に反応性化合物を反応させた変性樹脂を指す。これらのバインダー樹脂は、通常、架橋剤と組み合わせて使用され、また、後述する様に、主として水を媒体とした塗布液として製膜工程内でフィルムに塗布する場合には、塗布層を構成する樹脂成分は水に溶解するか、または、分散してエマルジョンとして使用される。
【００２２】
上記のポリエステル樹脂を構成する成分としては次の様な多価カルボン酸および多価ヒドロキシ化合物を例示できる。すなわち、多価カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、２−カリウムスルホテレフタル酸、５−ソジウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、グルタル酸、コハク酸、トリメリット酸、トリメシン酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、トリメリット酸モノカリウム塩およびそれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。一方、多価ヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，３−プロパンジオ−ル、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオ−ル、２−メチル−１，５−ペンタンジオ−ル、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノ−ル、ｐ−キシリレングリコ−ル、ビスフェノ−ルＡ−エチレングリコ−ル付加物、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコ−ル、ポリオキシプロピレングリコ−ル、ポリオキシテトラメチレングリコ−ル、ジメチロ−ルプロピオン酸、グリセリン、トリメチロ−ルプロパン、ジメチロ−ルエチルスルホン酸ナトリウム、ジメチロ−ルプロピオン酸カリウム等が挙げられる。ポリエステル樹脂の合成は、公知の重縮合反応によって行うことが出来る。
【００２３】
ポリエステル樹脂は、主として水を媒体とする塗布液にする場合、界面活性剤などによって強制分散化した樹脂であってもよいが、好ましくは、ポリエ−テル類の様な親水性のノニオン成分や四級アンモニウム塩の様なカチオン性基を有する自己分散型樹脂であり、更に好ましくは、アニオン性基を有する水溶性または水分散性ポリエステル樹脂である。
【００２４】
アニオン性基を有するポリエステル樹脂とは、アニオン性基を有する化合物を共重合やグラフト重合によりポリエステルに結合させたものであり、アニオン性基は、スルホン酸、カルボン酸、リン酸およびそれらのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などから適宜選択される。この場合、ポリエステル樹脂中のアニオン性基の量は、通常０．０５〜８重量％である。アニオン性基量が０．０５重量％未満では、ポリエステル系樹脂の水溶性ないしは水分散性が悪く、アニオン性基量が８重量％を超えると、塗布層の耐水性が劣ったり、吸湿してフィルムが相互に固着したりする。
【００２５】
前記のアクリル樹脂とは、アクリル系やメタアクリル系のモノマーに代表される様な、炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーから成る重合体である。これらは、単独重合体あるいは共重合体いずれでも差し支えない。また、それら重合体と他のポリマー（例えばポリエステル、ポリウレタン等）との共重合体も含まれる。例えば、ブロック共重合体やグラフト共重合体である。
【００２６】
前記のアクリル樹脂には、ポリエステル溶液またはポリエステル分散液中で炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーを重合して得られたポリマー（場合によってはポリマーの混合物）も含まれる。また、ポリウレタン溶液やポリウレタン分散液中で炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーを重合して得られたポリマー（場合によってはポリマーの混合物）も含まれる。更に、他のポリマー溶液または分散液中で炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーを重合して得られたポリマー（場合によってはポリマー混合物）も含まれる。
【００２７】
上記の炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーとしては、特に限定されないが、特に代表的な化合物を例示すると次の通りである。
【００２８】
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸などの各種カルボキシル基含有モノマー類およびそれらの塩、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、モノブチルヒドロキシフマレート、モノブチルヒドロキシイタコネート等の各種水酸基含有モノマー類、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等の各種（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル等の各種窒素含有ビニル系モノマー類、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルトルエン等の各種スチレン誘導体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の各種ビニルエステル類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、チッソ社製「サイラプレーンＦＭ−０７」（メタクリロイロシリコンマクロマー）等などの各種珪素含有重合性モノマー類、燐含有ビニル系モノマー類、塩化ビニル、塩化ビリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロクロルエチレン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等の各種ハロゲン化ビニル類、ブタジエン等の各種共役ジエン類などが挙げられる。
【００２９】
上記のモノマーの重合反応に使用する重合開始剤は、特に限定されないが、代表的な化合物を例示すれば次の通りである。
【００３０】
過硫酸アンモニウム、過酸化水素などの各種無機のパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイルなどの各種アシルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド等の各種アルキルヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド等の各種ジアルキルパーオキサイド等の各種有機のパーオキサイドの他、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジ−ｔ−ブタン等の各種アゾ系化合物などの有機のパーオキサイドが挙げられる。
【００３１】
また、上記の有機または無機のパーオキサイドは、還元剤と組み合わせて、所謂レドックス系触媒として使用することも出来る。この場合、各成分を一つの化合物で行ってもよいし、複数を併用してもよい。上記の還元剤として代表的な化合物としては、第一鉄塩、第一銅塩、亜硫酸ソーダ、チオ硫酸ソーダ、メルカプタン、スルフィン酸、有機アミン類、Ｌ−アスコルビン酸、Ｌ−ソルビン酸などが挙げられる
【００３２】
上記アクリル系モノマーからのポリマーの製造は、常法によって行うことが出来る。例えば、有機溶剤と上記の各種モノマーおよび重合開始剤を混合して、加熱撹拌し重合する。または、有機溶剤を加熱撹拌しながら上記の各種モノマーおよび重合開始剤を滴下して重合を行ってもよい。更には、有機溶剤、上記の各種モノマー及び重合開始剤をオートクレーブ内で高圧で重合してもよい。また、上記有機溶剤の代わりに水を使用し、必要に応じて乳化剤や界面活性剤を併用し、、乳化重合、懸濁重合、ソープフリー重合などの方法を採用してもよい。
【００３３】
前記のアクリル樹脂は、主として水を媒体とする塗布液とする場合、親水性基を有するモノマー（アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、ビニルベンゼンスルホン酸およびその塩など）の単位がアクリル樹脂中に存在して水に溶解ないしは分散可能になされた樹脂、乳化重合、懸濁重合ソープフリー重合などで合成された樹脂である。
【００３４】
前記のポリウレタン樹脂としては、例えば、特公昭４２−２４１９４号公報、特公昭４６−７７２０号公報、特公昭４６−１０１９３号公報、特公昭４９−３７８３９号公報、特開昭５０−１２３１９７号公報、特開昭５３−１２６０５８号公報、特開昭５４−１３８０９８号公報などに開示された公知のポリウレタン樹脂またはそれらに準じたポリウレタン樹脂を使用することが出来る。
【００３５】
例えば、ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
【００３６】
ポリオールとしては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール類、ポリエチレンアジペート、ポリエチレン−ブチレンアジペート、ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオール類、アクリル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ひまし油などが挙げられる。通常、分子量３００〜２００００のポリオールが好適に使用される。
【００３７】
また、鎖長延長剤または架橋剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン等が挙げられる。
【００３８】
上記のウレタン樹脂は、水を主たる媒体とする溶媒への溶解性を良くする目的で、アニオン性の置換基、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基およびこれらのアンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩を有していることが好ましい。斯かるウレタン樹脂の製造方法としては、例えば、次の（１）〜（３）の製法を挙げることが出来る。
【００３９】
（１）ポリイソシアネート、ポリオール、鎖長延長剤などにアニオン性の置換基を有する化合物を使用する製法：
例えば、アニオン性の置換基を有するポリイソシアネートは、芳香族イソシアネート化合物をスルホン化する方法で得ることが出来る。また、アミノアルコール類の硫酸エステル塩またはジアミノカルボン酸塩を有するイソシアネート化合物を使用することも出来る。
【００４０】
（２）アニオン性の置換基を有する化合物と生成したポリウレタンの未反応イソシアネート基とを反応させる製法：
アニオン性の置換基を有する化合物としては、アニオン性の置換基として、例えば、重亜硫酸塩、アミノスルホン酸およびその塩類、アミノカルボン酸およびその塩類、アミノアルコール類の硫酸エステル及びその塩類、ヒドロキシ酢酸およびその塩類などを有する化合物を使用することが出来る。
【００４１】
（３）ポリウレタンの活性水素含有基（ＯＨ，ＣＯＯＨ等）と特定の化合物とを反応させる製法：
特定の化合物としては、例えば、ジカルボン酸無水物、テトラカルボン酸無水物、サルトン、ラクトン、エポキシカルボン酸、エポキシスルホン酸、２，４−ジオキソ−オキサゾリジン、イサト酸無水物などを使用することが出来る。
【００４２】
ポリウレタン樹脂中のアニオン性基の量は、通常０．０５〜８重量％である。アニオン性基量が０．０５重量％未満では、ポリウレタン樹脂の水溶性ないしは水分散性が悪く、アニオン性基量が８重量％を超えると、塗布層の耐水性が劣ったり、吸湿してフィルムが相互に固着し易くなる。
【００４３】
前述のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、通常−５℃以上、好ましくは０℃以上である。Ｔｇが−５℃より低いと、塗布膜の耐熱接着性が劣ったり、塗布層膜同士が固着するブロッキング現象が発生することがある。また、特に後述のインラインコート法により製膜工程内で塗布層を設ける場合には、基材となるポリエステルフィルムを一方向に延伸する温度＋１０℃、更には＋５℃を上限とすることが好ましい。Ｔｇが基材フィルムの延伸温度＋１０℃よりも高い場合には、フィルムの延伸に塗布膜が追従できずに、均一な塗膜とならない場合がある。
【００４４】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの塗布層には、前述したポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂の群れから選択された少なくとも１種を含むことが必要であるが、特に、２種以上を選択して使用するならば、接着させる対象物に多様性を持たせる点で有利になるため好ましい。
【００４５】
前述のバインダー樹脂と共に使用される架橋剤は、塗布層の耐久性、耐熱性、接着性、耐固着性を向上させる作用を発揮する。架橋剤の種類は、加熱により、バインダー樹脂に存在する官能基（例えば、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ基など）と架橋反応が生じるものが好ましい。
【００４６】
上記の様な架橋剤の例としては、メラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤の他、これらの架橋剤の官能基がポリマー鎖に結合した樹脂が挙げられる。これらの架橋剤の中では、バインダー樹脂との相溶性の良さ及び接着性の良さを考慮すると、メラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、これらの架橋剤の官能基がポリマー鎖に結合した樹脂が好適である。また、これらの架橋剤は、水溶性ないし水分散性のものを選択して使用することが出来る。
【００４７】
塗布層における架橋剤の配合量は、通常１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％の範囲である。架橋剤樹脂の配合量が１重量％未満の場合は、架橋剤の効果が不十分であり、５０重量％を超える場合は、十分な接着性が発揮されない恐れがある。
【００４８】
本発明においては、滑り性、固着性などを更に改良するため、塗布層中に無機粒子や有機粒子を含有させることが好ましい。無機粒子としては、二酸化ケイ素、アルミナ、酸化ジルコニウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム等が挙げられる。これらの中では、二酸化ケイ素が安価で且つ粒子径が多種あるので利用し易い。有機粒子としては、炭素−炭素二重結合を一分子中に２個以上含有する化合物（例えばジビニルベンゼン）により架橋構造を達成したポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレートが挙げられる。
【００４９】
塗布層における粒子の配合量は、通常０．５〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。配合量が０．５重量％未満では、耐ブロッキング性が不十分となる場合があり、１０重量％を超えるとフィルムの透明性を阻害することがある。
【００５０】
また、塗布層中は、上記の粒子の他に、帯電防止剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、酸化防止剤などを含有していてもよい。
【００５１】
また、塗布液は、水を主たる媒体とする限りにおいて、塗布層成分の水への分散を改良する目的または塗布層の造膜性を改良する目的で少量の有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤は、水に溶解する範囲で使用することが必要である。
【００５２】
上記の有機溶剤としては、例えば、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール等の脂肪族または脂環族アルコール類、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、ｎ−ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール誘導体、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。これらの有機溶剤は、必要に応じて二種以上を併用してもよい。
【００５３】
上記の塗布層の形成は、ポリエステルフィルムの製膜工程内において、結晶配向が完了する前のポリエステルフィルムの片面または両面に前記の樹脂を含み且つ主として水を媒体とした塗布液をコートした後、少なくとも１方向に延伸し、更に、熱固定を施す、所謂インラインコート法によって行うのが好ましい。斯かるインラインコート法は、生産性に優れ、しかも、塗布層とポリエステルフィルムとの密着性が強固となる。
【００５４】
塗布液の塗布方法としては、例えば、原崎勇次著、槙書店、１９７９年発行、「コーティング方式」に示される様な、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター又はこれら以外の塗布装置を使用することが出来る。
【００５５】
塗布層は、ポリエステルフィルムの両面に設ける場合、その両面の塗布層は同じでもよいし、異なっていてもよい。また、塗布層のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布液を塗布する前のフィルムに化学処理やコロナ放電処理を施してもよい。更に、フィルムの表面特性を更に改質するため、塗布層を設けた後に更にコロナ放電処理を施すことも出来る。
【００５６】
塗布層の厚さに関しては、特に限定されないが、通常０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０２〜２μｍ、更に好ましくは０．０５〜０．５μｍの範囲である。塗布層の厚さが０．０１μｍ未満の場合は、塗布層の機能が十分に発揮されない恐れがある。
【００５７】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、その片面または両面に設けられた塗布層を含めた全光線透過率が８９％以上であることが必要であり、好ましい全光線透過率は９０％以上である。全光線透過率が８９％未満の場合には、脂肪族ポリエステルとしての優位な透明性を逸しており好ましくない。
【００５８】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの厚さは、特に限定されないが、通常１５〜３００μｍである。
【００５９】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、１３０℃における長手方向および幅方向の熱収縮率が共に５％以下であることが好ましく、４％以下であることが更に好ましい。熱収縮率が５％を超える場合は、ハードコート加工などの後加工時に加わる熱によってフィルムの収縮が著しくなり、フィルムに歪みやシワが入る等の不具合を生じる。
【００６０】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、塗布層表面の少なくとも１つにハードコート層を設けることが出来る。このハードコート層には、ポリアクリル酸誘導体成分またはポリメタアクリル酸誘導体成分を含み、加熱処理、紫外線、電子線などによる活性線処理で架橋反応が進行して硬化する公知の樹脂組成物を使用することが出来る。ハードコート層の厚さや硬さは、特に限定されないが、通常０．１μｍ〜５μｍの厚さとされ、鉛筆硬度としてＨＢ〜５Ｈ程度とされる。
【００６１】
また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの少なくとも片面に設けられた前記の塗布層は、上記のハードコート層だけでなく、極めて広範囲な用途（機能層）に対しても良好な接着性を発揮する。斯かる機能層の具体例としては、写真感光層、インクジェットインキ受容層、印刷インキ層、ＵＶインキ層、金属や無機物またはそれらの酸化物の真空蒸着層の他、電子ビーム蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、プラズマ重合、ＣＶＤ等で得られる各種の薄膜層、各種有機バリアー層、帯電防止層、離型層、粘着層などが挙げられる。
【００６２】
次に、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法について説明する。
【００６３】
先ず、押出機により前述の脂肪族ポリエステル原料を溶融押出ししてシート状に成形し、冷却ロールで冷却固化して未延伸シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、静電印加密着法および／または液体塗布密着法を採用することが好ましい。また、この溶融押出しにおいては、予め、ポリエステル原料を加温し、結晶化させて充分に水分を除去した後、押出機に投入して溶融押出ししてもよいし、ベント付き二軸押出機を使用し、未乾燥のポリエステル原料を直接押出機に投入してベント口より水分を除去しながら溶融押出しすることも出来る。押出し時の樹脂温度は、使用するポリエステル原料の融点（Ｔｍ）＋２０℃〜Ｔｍ＋５０℃の範囲から選択するのがよい。
【００６４】
次いで、得られた未延伸フィルムを二軸方向に延伸して二軸配向させる。すなわち、先ず、ロール延伸機により前記の未延伸シートを縦方向に延伸する。延伸温度は、通常、ポリエステル原料のガラス転移点温度（Ｔｇ）〜Ｔｇ＋３０℃の範囲であり、延伸倍率は、通常２〜６倍、好ましくは２．５〜５倍の範囲である。前述のインラインコート法を適用する場合には、通常、この段階でフィルムに塗布液を塗布する。この際、縦方向に延伸が終了したフィルムにコロナ放電処理を行なってから塗布液を塗布することも出来る。次いで、横方向に延伸を行う。横延伸の温度および倍率の範囲は、縦延伸と同じ範囲の中から選択できる。そして、引き続き、Ｔｍ−１５℃〜Ｔｍ−６０℃の温度範囲で緊張下または３０％以内の弛緩下で熱処理を行い、二軸延伸フィルムを得る。また、この時点で再度コロナ放電処理を行なうことも出来る。
【００６５】
上記の延伸においては、１回の延伸操作で所定倍率まで延伸する方法の他、延伸を２段階以上に分けて所定の延伸倍率とする方法を採用することも出来る。その場合にも、最終的に二方向の延伸倍率がそれぞれ上記範囲となる様に行うのが好ましい。また、前記の未延伸シートを面積倍率が１０〜４０倍になる様に縦横同時二軸延伸を行うことも可能である。更に、必要に応じ、熱処理を行う前または後に、再度、縦および／または横方向に延伸してもよい。なお、本発明における塗布層は、インラインコート法を適用せずに、配向結晶化が終了した二軸配向フィルムに塗布液を塗布し、乾燥・固化して設けることも出来る。
【００６６】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中「部」とあるのは「重量部」を示す。また、以下の諸例で使用した測定法は次の通りである。
【００６７】
１．ポリエステルの融点（Ｔｍ）：
熱示差分析装置（ＴＡＩｎｓｔｕｍｅｎｔｓ社製 ＤＳＣ−２９２０）を使用し、昇温速度２０℃／分で測定し、結晶融解に伴う吸熱ピークの頂点の温度を融点とした。
【００６８】
２．全光線透過率：
ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）（ＩＳＯ １４７８２ １９９９と同等）に準拠させた積分球式濁度計（日本電色社製 ＮＤＨ２０００）を使用し、フィルムの全光線透過率（％）を求めた。
【００６９】
３．１３０℃におけるフィルムの熱収縮率：
フィルムの長手方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）に、標点間約５０ｍｍを正確に計り（Ｌ１）、無張力状態で１３０℃で１０分間オーブン中で加熱処理を加えた。この後、フィルムを冷却し、標点間を再度正確に測定し（Ｌ２）、熱処理前後での標点間の変化を次式で計算し、１３０℃の熱収縮率とした。
【００７０】
【数１】
熱収縮率＝｛（Ｌ１―Ｌ２）／Ｌ１｝×１００（％）
【００７１】
４．粒子の平均粒径：
光散乱法によって求められる全粒子の５０重量％点にある粒子の等価球形直径をもって平均粒径とした。
【００７２】
５．ハードコート接着性：
先ず、トルエン：メチルエチルケトン１：１（重量比）の溶媒で日本化薬社製「ＫＡＹＡＮＯＶＡ ＦＯＰ−１７００」を希釈し、乾燥・硬化後の厚さで２μｍとなる様に、ポリエステルフィルムの塗布層表面に、バーコート方式で塗布した。次いで、１１０℃で１分間乾燥して溶剤を除去した後、高圧水銀灯により、出力１２０ｗ／ｃｍ、照射距離１５ｃｍ、移動速度１０ｍ／分の条件下で紫外線硬化させ、ハードコート層を形成した。なお、塗布層の無いフィルムには、任意の面（片面）に同様のハードコート層を形成した。このハードコート層に１インチ幅で碁盤目が１００個になる様にクロスカットを入れ、その上にセロテープ（ニチバン社製）を貼り合わせ、９０度引き出し法でピールテストを行い（引張り速度：２インチ／分）、以下の表１に示す基準で接着性を評価した。
【００７３】
【表１】
◎：碁盤目の剥離数≦５個
○：５個＜碁盤目の剥離数≦１０個（ここまでを合格範囲とする）
△：１０個＜碁盤目の剥離数≦５０個
×：５０個＜碁盤目の剥離数
【００７４】
以下の諸例で使用したポリエステル原料の製造方法は次の通りである。
【００７５】
＜ポリエステルＡ＞
撹拌機、留出管および減圧装置を装備した反応器に１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（トランス体９８％）１８４部と１，４−シクロヘキサンジメタノール（トランス体６７％）１５８、Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４の６重量％ブタノール溶液０．９部を仕込み、窒素流通下で１５０℃まで加熱した後、２００℃まで１時間をかけて昇温した。その後、２００℃で１時間保持しエステル化反応を行った後、２００℃から２５０℃へ４５分間で昇温しつつ徐々に反応器内を減圧にしながら重縮合反応を行った。反応器内圧力０．１ｋＰａ、反応温度２５０℃で２時間１５分重合後、得られたポリマーをストランド状に水中に抜き出した後、ペレット状にした。得られたペレットの固有粘度（ＩＶ）は０．９７ｄｌ／ｇであった。このポリエステルの結晶融点は２２０℃であった。
【００７６】
＜ポリエステルＢ＞
ポリエステルＡに平均粒径２．４μｍの非晶質シリカを０．１重量％となる様にブレンドし、ベント付き二軸押出機に投入して、１ｋＰａの真空度で水分を除去しながら溶融混合してストランド状に押出し、水中で冷却して粒子のマスターバッチを作成した。このポリマーの固有粘度は０．８５ｄｌ／ｇであった。また、結晶融点は２２０℃であった。
【００７７】
＜ポリエステルＣ＞
ポリエステルＡの製造で使用したのと同じ反応器を使用し、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル（トランス体９８％）１６０部、１，４−シクロヘキサンジメタノール（トランス体１００％）１１８部、ＮａＨＴｉ（ＯＣ４Ｈ９）６の１４重量％ブタノール溶液１．８部を仕込み、窒素流通下で１５０℃まで加熱した後、２１０℃まで１時間をかけて昇温した。その後、２１０℃で１時間保持しエステル交換反応を行った後、２１０℃から２７０℃へ４５分間で昇温して、徐々に反応器内を減圧にしながら重縮合反応を行った。反応器内圧力０．１ｋＰａ、反応温度２７０℃で１時間後、得られたポリマーをストランド状に水中に抜き出した後、ペレット状にした。得られたペレットの固有粘度（ＩＶ）は０．５５ｄｌ／ｇであった。更に、このポリマーを窒素流通下２２０℃で３時間固相重合を行なった。得られたポリエステルの固有粘度は０．９５ｄｌ／ｇであった。また、このポリエステルの融点は、一旦溶融させたポリマーを急冷した試料で測定したところ２４２℃であった。
【００７８】
＜ポリエステルＤ＞
ポリエステルＣに平均粒径２．４μｍの非晶質シリカを０．１０重量％となる様にブレンドし、ベント付き二軸押出機に投入し、１ｋＰａの真空度で水分を除去しながら溶融混合してストランド状に押出し、水中で冷却して粒子のマスターバッチを調製した。このポリマーの固有粘度は０．８４ｄｌ／ｇであった。また、融点は２４２℃であった。
【００７９】
＜ポリエステルＥ＞
ポリエステルＡの製造において、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（トランス体９８％）の代わりに、１、４−シクロヘキサンジカルボン酸（トランス体７７％）を使用する以外は、ポリエステルＡの製造と全く同様に重合を行ってポリエステルペレットを得た。得られたペレットの固有粘度（ＩＶ）は０．９７ｄｌ／ｇであった。また、このポリエステルの融点は１９２℃であった。
【００８０】
＜ポリエステルＦ＞
ポリエステルＥに平均粒径２．４μｍの非晶質シリカを０．１０重量％となる様にブレンドし、ベント付き二軸押出機に投入し、１ｋＰａの真空度で水分を除去しながら溶融混合してストランド状に押出し、水中で冷却して粒子のマスターバッチを調製した。このポリマーの固有粘度は０．８５ｄｌ／ｇであった。また、融点は１９２℃であった。
【００８１】
二軸配向ポリエステルフィルム表面の塗布層を形成するために使用した塗布液の構成成分は次のａ〜ｆに示す通りである。
【００８２】
＜ａ：ポリエステル樹脂＞
テレフタル酸／イソフタル酸／５−ソジウムスルホイソフタル酸／エチレングリコール／１，４−ブタンジオール／ジエチレングリコール＝２８／２０／２／３５／１０／５モル％のポリエステル樹脂水分散体
【００８３】
＜ｂ：アクリル樹脂＞
メチルメタクリレート／エチルアクリレート／アクリロニトリル／Ｎ−メチロールメタクリルアミド＝４５／４５／５／５モル％の乳化重合体（乳化剤はアニオン系界面活性剤）
【００８４】
＜ｃ：ポリウレタン樹脂＞
大日本インキ化学社製「ハイドランＡＰ−４０」（ポリエステル系ポリウレタン水分散体）
【００８５】
＜ｄ：メラミン系架橋剤＞
ヘキサメトキシメチルメラミンの水分散体
【００８６】
＜ｅ：オキサゾリン系架橋剤＞
日本触媒社製「エポクロスＷＳ−５００」（オキサゾリン基がアクリル系樹脂にブランチされたものの水分散体）
【００８７】
＜ｆ：シリカ粒子＞
シリカの水分散体（平均粒子径０．０６μｍ）
【００８８】
実施例１
ポリエステルＡとポリエステルＢを４：１の重量比で混合し、ベント付き同方向二軸押出機に投入し、メルトライン温度を２５０℃に設定し、ベント口を真空ラインに接続し、１ｋＰａの真空度で水分を除去しつつ溶融押出しを行い、Ｔダイからシート状に押出した溶融樹脂を２０℃の冷却ドラム上にキャスティングした。この際、静電印加密着法を適用した。こうして作成した未延伸シートを縦延伸工程に導いた。縦延伸にはロール延伸法を使用した。そして、複数本のセラミックロールで７０℃に予熱し、更に、ＩＲヒーターも併用し、３．０倍の延伸倍率で長手方向に延伸した。ついで、この一軸延伸フィルムの片面にコロナ放電処理を施した後、次の組成（固形分重量比）の塗布液をコロナ放電処理面に塗布した。なお、塗布にはグラビアコーターを使用し、最終的に塗布層厚さが０．１μｍとなる様に塗布液量を調節した。
【００８９】
ａ／ｃ／ｄ／ｆ＝２０／６０／１７／３（各符号は前記の塗布液の構成成分を表す。）
【００９０】
次いで、得られた一軸延伸フィルムをテンターに導き、９０℃で予熱した後、延伸倍率４．０倍で幅方向に延伸した。その後、同じテンター内で緊張下１８０℃の温度で熱固定した後、１５０℃の温度で３％幅方向に弛緩処理を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表２に示す。
【００９１】
実施例２
ポリエステルＣとポリエステルＤを４：１の重量比で混合し、実施例１と同じ押出機に投入し、メルトライン温度を２７０℃に設定する他は、実施例１と同様に溶融押出しを行って未延伸シートを作成した。この未延伸シートを縦延伸工程に導いた。縦延伸にはロール延伸法を使用した。そして、複数本のセラミックロールで７５℃に予熱し、更に、ＩＲヒーターも併用し、３．０倍の延伸倍率で長手方向に延伸した。この一軸延伸フィルムの片面にコロナ放電処理を施した後、実施例１と同様に次の組成（固形分重量比）の塗布液をコロナ放電処理面に塗布した。なお、塗布にはグラビアコーターを使用し、最終的に塗布層厚さが０．１μｍとなる様に塗布液量を調節した。
【００９２】
ａ／ｃ／ｄ／ｆ＝２０／６０／１７／３
【００９３】
次いで、得られた一軸延伸フィルムをテンターに導き、９５℃で予熱した後、延伸倍率４．０倍で幅方向に延伸した。その後、同じテンター内で緊張下２１０℃の温度で熱固定した後、１５０℃の温度で３％幅方向に弛緩処理を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表２に示す。
【００９４】
実施例３
実施例１において、塗布液を次の組成（固形分重量比）のものに変更した以外は、実施例１と全く同様に、横延伸・熱固定・幅弛緩を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表２に示す。
【００９５】
ａ／ｂ／ｄ／ｆ＝４５／３０／２２／３
【００９６】
実施例４
実施例１において、塗布液を次の組成（固形分重量比）のものに変更した以外は、実施例１と全く同様に、横延伸・熱固定・幅弛緩を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表２に示す。
【００９７】
ａ／ｂ／ｅ／ｆ＝５５／３０／１２／３
【００９８】
実施例５
実施例１において、塗布液を次の組成（固形分重量比）のものに変更した以外は、実施例１と全く同様に、横延伸・熱固定・幅弛緩を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表３に示す。
【００９９】
ａ／ｂ／ｃ／ｄ／ｆ＝１５／４５／１５／２２／３
【０１００】
比較例１
平均粒径２．４μｍの非晶質シリカを０．０２重量％含むポリエチレンテレフタレート樹脂を使用し、溶融押出し時のメルトラインの温度設定を２８０℃、縦延伸温度を８３℃とする以外は、実施例２と同様に、溶融押出し・未延伸シート化・縦延伸・塗布液コート・横延伸・熱固定を行い、厚さ５０μｍの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表３に示す。
【０１０１】
比較例２
実施例１において、縦延伸後のコロナ放電処理および塗布液のコートを行わなかった他は、実施例１と全く同様に、熱固定・幅弛緩を行い、厚さ５０μｍの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルムの特性を表３に示す。
【０１０２】
比較例３
ポリエステルＥとポリエステルＦを４：１の重量比で混合し、実施例１と同様に溶融押出しを行って未延伸シートを作成した。次いで、この未延伸シートを縦延伸工程に導いた。縦延伸にはロール延伸法を使用した。そして、複数本のセラミックロールで５５℃に予熱し、更に、ＩＲヒーターも併用し、３．０倍の延伸倍率で長手方向に延伸した。次いで、この一軸延伸フィルムの片面にコロナ放電処理を施した後、実施例１と同様に次の組成（固形分重量比）の塗布液をコロナ放電処理面に塗布した。塗布にはグラビアコーターを使用し、最終的に塗布層厚さが０．１μｍとなる様に塗布液量を調節した。
【０１０３】
ａ／ｃ／ｄ／ｆ＝２０／６０／１７／３
【０１０４】
次いで、得られた一軸延伸フィルムをテンターに導き、７０℃で予熱した後、延伸倍率４．０倍で幅方向に延伸した。その後、同じテンター内で緊張下１５０℃の温度で熱固定した後、１３０℃の温度で３％幅方向に弛緩処理を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表３に示す。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
【表３】
【０１０７】
【発明の効果】
本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムは、脂肪族ポリエステルでありながら耐熱性に優れており、しかも、脂肪族ポリエステルの持つ良好な透明を有しており、更に、ハードコートとの接着性も良好であるため、特に、透明性を重視されるタッチパネル用フィルム、各種ディスプレー用フィルム等の光学用途に極めて有用であり、その工業的価値は高い。
【発明の属する技術分野】
本発明は、二軸配向ポリエステルフィルムに関し、詳しくは、脂肪族ポリエステルでありながら、耐熱性が良好で、しかも、透明性および接着性に優れ、特に光学用途に好適な二軸配向ポリエステルフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレートフィルムに代表される二軸配向ポリエステルフィルムは、その機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐候性、透明性、電気絶縁性などの特性とコストのバランスに優れ、多岐に亘る分野で使用されている。
【０００３】
ところで、一般に二軸配向ポリエステルフィルム用途に使用されるポリエステルの殆どは、その分子構造内にテレフタル酸（及びイソフタル酸）、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸を含む芳香族ポリエステルである。その最大の理由は、芳香族ジカルボン酸がモノマーユニットに存在することにより、ポリエステル分子に剛直性が増してポリエステルフィルムの機械的強度・耐熱性が向上する点にあると考えられる。
【０００４】
一方、ポリエステルの分子構造中に芳香族環を有するモノマーユニットが存在しない、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとの重縮合で生成する、いわゆる脂肪族ポリエステルの一群が存在する。この脂肪族ポリエステルは、剛直な芳香族環を有しないため、芳香族ポリエステルの様な機械的強度や耐熱性を有することが少なく、しかも、二軸配向フィルムとしての形態で得られない場合も多い。
【０００５】
しかしながら、限られた一部の脂肪族ポリエステルでは二軸延伸フィルムの例が知られている。具体的には、ポリブチレンサクシネート・アジペート（例えば特許文献１参照）、ポリ乳酸系の脂肪族ポリエステル（例えば特許文献１〜６参照）等の数種類に限られる。特に、光学用途として透明性を重視するため、耐熱性と透明性とを両立した二軸配向ポリエステルフィルムは余り知られていない。
【０００６】
また、一般にポリエステルフィルムは、単体で使用されることもあり得るが、多くの場合、後加工を行って何らかの機能を有する層を積層して使用される。しかも、その機能層は極めて多岐に亘る。その際、基材フィルムとして脂肪族ポリエステルフィルムを使用した場合には、フィルムとその表面上に後加工で積層される機能層との間の接着性が劣るという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２９５０６８号公報
【特許文献２】
特開平７−２０７０４１号公報
【特許文献３】
特開平７−３００５２０号公報
【特許文献４】
特開２０００−２３８１２２号公報
【特許文献５】
特開２０００−２３８１２３号公報
【特許文献６】
特開２０００−２３８１２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、脂肪族ポリエステルでありながら耐熱性に優れており、しかも、脂肪族ポリエステルの持つ良好な透明性を有しており、更に、後加工で積層される機能層との間の接着性に優れ、特に、光学用途に好適なポリエステルフィルムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、特定の組成および物性を有する脂肪族ポリエステルによれば、耐熱性に優れる二軸配向ポリエステルフィルムが得られ、更に、その表面に特定組成の塗布層を設けるならば、後加工で積層される機能層との間の接着性が改善されるとの知見を得、本発明の完成に至った。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨は、繰り返し単位として、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸と１，４−シクロヘキサンジメタノールとを主成分とし、融点が２００℃以上であるポリエステルから成る二軸配向ポリエステルフィルムであって、その少なくとも片面に塗布層を有し、当該塗布層中には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびポリウレタン樹脂の群から選択された少なくとも１種の樹脂を含み、かつ、塗布層も含めたフィルム全体の全光線透過率が８９％以上であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルムに存する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の二軸配向フィルムに使用されるポリエステルは、繰り返し単位として、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸と１，４−シクロヘキサンジメタノールとを主成分とする重縮合体である。ここで言う主成分とは、ジカルボン酸成分中の１，４−シクロヘキサンジカルボン酸の割合が通常９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上であり、ジオール成分中の１，４−シクロヘキサンジメタノールの割合が通常９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上であることを意味する。
【００１２】
また、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸のトランス体の割合は、通常８０モル％以上、好ましくは８５モル％以上であり、１，４−シクロヘキサンジメタノール中のトランス体の割合は、通常６０モル％以上、好ましくは７０モル％以上である。
【００１３】
ジカルボン酸成分およびジオール成分の構成比率が上記範囲を満たさない場合には、得られるポリエステルの融点が低くなり、本発明で規定する後述の範囲を満足しないことが多い。
【００１４】
上記のジカルボン酸成分およびジオール成分の構成比率範囲内で、使用することの出来る他のジカルボン酸成分としては、シス体１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などが挙げられる。また、他のジオール成分としては、シス体１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコール、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、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等が挙げられる。
【００１５】
本発明で使用するポリエステルは、その融点が２００℃以上であることが必要であり、好ましい融点は２１０℃以上であり、その上限は通常２４５℃である。融点が２００℃未満である場合は、ポリエステルの耐熱性が不足し、二軸延伸した後の熱固定温度を高く設定することが出来なくなり、結果的に二軸配向フィルムの収縮率が大きくなるため好ましくない。
【００１６】
また、ポリエステルの重合度に関しては、フェノール−テトラクロロエタン（重量比１：１）の混合溶媒で、３０℃で測定した固有粘度として、通常０．５５以上、好ましく０．８０以上である。斯かる条件を満足することにより、製膜時の連続性および製膜したフィルムの機械的強度が高められる。固有粘度の上限は通常１．５０である。
【００１７】
本発明で使用するポリエステルには、延伸によってフィルム表面に微細な突起を形成させてフィルムに滑り性を付与する目的で微粒子を添加することが出来る。この微粒子は、ポリエステルフィルムの透明性をできるだけ悪化させないものを選択するのが好ましい。好適に微粒子としては、架橋ポリスチレン樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋ポリエステル樹脂などの有機ポリマーから成る粒子、シリカ、タルク、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等の無機粒子などが挙げられる。これらの微粒子は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用することも出来る。
【００１８】
上記の微粒子の平均粒径は、通常０．０５〜６μｍ、好ましくは０．１〜４μｍであり。フィルムへの添加量は、通常０．００５〜１重量％、好ましくは０．０１〜０．５重量％である。また、微粒子は、初めから所定量が脂肪族ポリエステルに添加されていてもよいし、高濃度のマスターバッチを調製し、これに微粒子を含有しないポリエステルを添加して希釈する形で所定の粒子量とする方法を採用してもよい。
【００１９】
本発明のポリエステルフィルムは、上記の微粒子の他にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で公知の添加剤を加えることが出来る。斯かる添加剤としては、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、潤滑剤、難燃剤などが挙げられ、その添加方法は、微粒子の場合と同様に、直接添加してもよいし、高濃度マスターバッチを利用する方法を採用してもよい。
【００２０】
本発明のポリエステルフィルムは、未延伸フィルムや一軸方向のみに延伸されたフィルムではなく、長手方向および幅方向に二軸延伸され且つその後に熱固定された二軸配向ポリエステルフィルムである。
【００２１】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、少なくとも片面に塗布層を有し、当該塗布層中には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびポリウレタン樹脂の群から選択された少なくとも１種の樹脂（バインダー樹脂）を含む必要がある。上記の各樹脂の定義にはそれらの誘導体をも含むものとする。ここで、誘導体とは、他の樹脂との共重合体、各樹脂の官能基に反応性化合物を反応させた変性樹脂を指す。これらのバインダー樹脂は、通常、架橋剤と組み合わせて使用され、また、後述する様に、主として水を媒体とした塗布液として製膜工程内でフィルムに塗布する場合には、塗布層を構成する樹脂成分は水に溶解するか、または、分散してエマルジョンとして使用される。
【００２２】
上記のポリエステル樹脂を構成する成分としては次の様な多価カルボン酸および多価ヒドロキシ化合物を例示できる。すなわち、多価カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、２−カリウムスルホテレフタル酸、５−ソジウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、グルタル酸、コハク酸、トリメリット酸、トリメシン酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、トリメリット酸モノカリウム塩およびそれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。一方、多価ヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，３−プロパンジオ−ル、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオ−ル、２−メチル−１，５−ペンタンジオ−ル、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノ−ル、ｐ−キシリレングリコ−ル、ビスフェノ−ルＡ−エチレングリコ−ル付加物、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコ−ル、ポリオキシプロピレングリコ−ル、ポリオキシテトラメチレングリコ−ル、ジメチロ−ルプロピオン酸、グリセリン、トリメチロ−ルプロパン、ジメチロ−ルエチルスルホン酸ナトリウム、ジメチロ−ルプロピオン酸カリウム等が挙げられる。ポリエステル樹脂の合成は、公知の重縮合反応によって行うことが出来る。
【００２３】
ポリエステル樹脂は、主として水を媒体とする塗布液にする場合、界面活性剤などによって強制分散化した樹脂であってもよいが、好ましくは、ポリエ−テル類の様な親水性のノニオン成分や四級アンモニウム塩の様なカチオン性基を有する自己分散型樹脂であり、更に好ましくは、アニオン性基を有する水溶性または水分散性ポリエステル樹脂である。
【００２４】
アニオン性基を有するポリエステル樹脂とは、アニオン性基を有する化合物を共重合やグラフト重合によりポリエステルに結合させたものであり、アニオン性基は、スルホン酸、カルボン酸、リン酸およびそれらのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などから適宜選択される。この場合、ポリエステル樹脂中のアニオン性基の量は、通常０．０５〜８重量％である。アニオン性基量が０．０５重量％未満では、ポリエステル系樹脂の水溶性ないしは水分散性が悪く、アニオン性基量が８重量％を超えると、塗布層の耐水性が劣ったり、吸湿してフィルムが相互に固着したりする。
【００２５】
前記のアクリル樹脂とは、アクリル系やメタアクリル系のモノマーに代表される様な、炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーから成る重合体である。これらは、単独重合体あるいは共重合体いずれでも差し支えない。また、それら重合体と他のポリマー（例えばポリエステル、ポリウレタン等）との共重合体も含まれる。例えば、ブロック共重合体やグラフト共重合体である。
【００２６】
前記のアクリル樹脂には、ポリエステル溶液またはポリエステル分散液中で炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーを重合して得られたポリマー（場合によってはポリマーの混合物）も含まれる。また、ポリウレタン溶液やポリウレタン分散液中で炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーを重合して得られたポリマー（場合によってはポリマーの混合物）も含まれる。更に、他のポリマー溶液または分散液中で炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーを重合して得られたポリマー（場合によってはポリマー混合物）も含まれる。
【００２７】
上記の炭素−炭素二重結合を持つ重合性モノマーとしては、特に限定されないが、特に代表的な化合物を例示すると次の通りである。
【００２８】
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸などの各種カルボキシル基含有モノマー類およびそれらの塩、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、モノブチルヒドロキシフマレート、モノブチルヒドロキシイタコネート等の各種水酸基含有モノマー類、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等の各種（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル等の各種窒素含有ビニル系モノマー類、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルトルエン等の各種スチレン誘導体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の各種ビニルエステル類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、チッソ社製「サイラプレーンＦＭ−０７」（メタクリロイロシリコンマクロマー）等などの各種珪素含有重合性モノマー類、燐含有ビニル系モノマー類、塩化ビニル、塩化ビリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロクロルエチレン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等の各種ハロゲン化ビニル類、ブタジエン等の各種共役ジエン類などが挙げられる。
【００２９】
上記のモノマーの重合反応に使用する重合開始剤は、特に限定されないが、代表的な化合物を例示すれば次の通りである。
【００３０】
過硫酸アンモニウム、過酸化水素などの各種無機のパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイルなどの各種アシルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド等の各種アルキルヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド等の各種ジアルキルパーオキサイド等の各種有機のパーオキサイドの他、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジ−ｔ−ブタン等の各種アゾ系化合物などの有機のパーオキサイドが挙げられる。
【００３１】
また、上記の有機または無機のパーオキサイドは、還元剤と組み合わせて、所謂レドックス系触媒として使用することも出来る。この場合、各成分を一つの化合物で行ってもよいし、複数を併用してもよい。上記の還元剤として代表的な化合物としては、第一鉄塩、第一銅塩、亜硫酸ソーダ、チオ硫酸ソーダ、メルカプタン、スルフィン酸、有機アミン類、Ｌ−アスコルビン酸、Ｌ−ソルビン酸などが挙げられる
【００３２】
上記アクリル系モノマーからのポリマーの製造は、常法によって行うことが出来る。例えば、有機溶剤と上記の各種モノマーおよび重合開始剤を混合して、加熱撹拌し重合する。または、有機溶剤を加熱撹拌しながら上記の各種モノマーおよび重合開始剤を滴下して重合を行ってもよい。更には、有機溶剤、上記の各種モノマー及び重合開始剤をオートクレーブ内で高圧で重合してもよい。また、上記有機溶剤の代わりに水を使用し、必要に応じて乳化剤や界面活性剤を併用し、、乳化重合、懸濁重合、ソープフリー重合などの方法を採用してもよい。
【００３３】
前記のアクリル樹脂は、主として水を媒体とする塗布液とする場合、親水性基を有するモノマー（アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、ビニルベンゼンスルホン酸およびその塩など）の単位がアクリル樹脂中に存在して水に溶解ないしは分散可能になされた樹脂、乳化重合、懸濁重合ソープフリー重合などで合成された樹脂である。
【００３４】
前記のポリウレタン樹脂としては、例えば、特公昭４２−２４１９４号公報、特公昭４６−７７２０号公報、特公昭４６−１０１９３号公報、特公昭４９−３７８３９号公報、特開昭５０−１２３１９７号公報、特開昭５３−１２６０５８号公報、特開昭５４−１３８０９８号公報などに開示された公知のポリウレタン樹脂またはそれらに準じたポリウレタン樹脂を使用することが出来る。
【００３５】
例えば、ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
【００３６】
ポリオールとしては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール類、ポリエチレンアジペート、ポリエチレン−ブチレンアジペート、ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオール類、アクリル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ひまし油などが挙げられる。通常、分子量３００〜２００００のポリオールが好適に使用される。
【００３７】
また、鎖長延長剤または架橋剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン等が挙げられる。
【００３８】
上記のウレタン樹脂は、水を主たる媒体とする溶媒への溶解性を良くする目的で、アニオン性の置換基、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基およびこれらのアンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩を有していることが好ましい。斯かるウレタン樹脂の製造方法としては、例えば、次の（１）〜（３）の製法を挙げることが出来る。
【００３９】
（１）ポリイソシアネート、ポリオール、鎖長延長剤などにアニオン性の置換基を有する化合物を使用する製法：
例えば、アニオン性の置換基を有するポリイソシアネートは、芳香族イソシアネート化合物をスルホン化する方法で得ることが出来る。また、アミノアルコール類の硫酸エステル塩またはジアミノカルボン酸塩を有するイソシアネート化合物を使用することも出来る。
【００４０】
（２）アニオン性の置換基を有する化合物と生成したポリウレタンの未反応イソシアネート基とを反応させる製法：
アニオン性の置換基を有する化合物としては、アニオン性の置換基として、例えば、重亜硫酸塩、アミノスルホン酸およびその塩類、アミノカルボン酸およびその塩類、アミノアルコール類の硫酸エステル及びその塩類、ヒドロキシ酢酸およびその塩類などを有する化合物を使用することが出来る。
【００４１】
（３）ポリウレタンの活性水素含有基（ＯＨ，ＣＯＯＨ等）と特定の化合物とを反応させる製法：
特定の化合物としては、例えば、ジカルボン酸無水物、テトラカルボン酸無水物、サルトン、ラクトン、エポキシカルボン酸、エポキシスルホン酸、２，４−ジオキソ−オキサゾリジン、イサト酸無水物などを使用することが出来る。
【００４２】
ポリウレタン樹脂中のアニオン性基の量は、通常０．０５〜８重量％である。アニオン性基量が０．０５重量％未満では、ポリウレタン樹脂の水溶性ないしは水分散性が悪く、アニオン性基量が８重量％を超えると、塗布層の耐水性が劣ったり、吸湿してフィルムが相互に固着し易くなる。
【００４３】
前述のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、通常−５℃以上、好ましくは０℃以上である。Ｔｇが−５℃より低いと、塗布膜の耐熱接着性が劣ったり、塗布層膜同士が固着するブロッキング現象が発生することがある。また、特に後述のインラインコート法により製膜工程内で塗布層を設ける場合には、基材となるポリエステルフィルムを一方向に延伸する温度＋１０℃、更には＋５℃を上限とすることが好ましい。Ｔｇが基材フィルムの延伸温度＋１０℃よりも高い場合には、フィルムの延伸に塗布膜が追従できずに、均一な塗膜とならない場合がある。
【００４４】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの塗布層には、前述したポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂の群れから選択された少なくとも１種を含むことが必要であるが、特に、２種以上を選択して使用するならば、接着させる対象物に多様性を持たせる点で有利になるため好ましい。
【００４５】
前述のバインダー樹脂と共に使用される架橋剤は、塗布層の耐久性、耐熱性、接着性、耐固着性を向上させる作用を発揮する。架橋剤の種類は、加熱により、バインダー樹脂に存在する官能基（例えば、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ基など）と架橋反応が生じるものが好ましい。
【００４６】
上記の様な架橋剤の例としては、メラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤の他、これらの架橋剤の官能基がポリマー鎖に結合した樹脂が挙げられる。これらの架橋剤の中では、バインダー樹脂との相溶性の良さ及び接着性の良さを考慮すると、メラミン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、これらの架橋剤の官能基がポリマー鎖に結合した樹脂が好適である。また、これらの架橋剤は、水溶性ないし水分散性のものを選択して使用することが出来る。
【００４７】
塗布層における架橋剤の配合量は、通常１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％の範囲である。架橋剤樹脂の配合量が１重量％未満の場合は、架橋剤の効果が不十分であり、５０重量％を超える場合は、十分な接着性が発揮されない恐れがある。
【００４８】
本発明においては、滑り性、固着性などを更に改良するため、塗布層中に無機粒子や有機粒子を含有させることが好ましい。無機粒子としては、二酸化ケイ素、アルミナ、酸化ジルコニウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム等が挙げられる。これらの中では、二酸化ケイ素が安価で且つ粒子径が多種あるので利用し易い。有機粒子としては、炭素−炭素二重結合を一分子中に２個以上含有する化合物（例えばジビニルベンゼン）により架橋構造を達成したポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレートが挙げられる。
【００４９】
塗布層における粒子の配合量は、通常０．５〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。配合量が０．５重量％未満では、耐ブロッキング性が不十分となる場合があり、１０重量％を超えるとフィルムの透明性を阻害することがある。
【００５０】
また、塗布層中は、上記の粒子の他に、帯電防止剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、酸化防止剤などを含有していてもよい。
【００５１】
また、塗布液は、水を主たる媒体とする限りにおいて、塗布層成分の水への分散を改良する目的または塗布層の造膜性を改良する目的で少量の有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤は、水に溶解する範囲で使用することが必要である。
【００５２】
上記の有機溶剤としては、例えば、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール等の脂肪族または脂環族アルコール類、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、ｎ−ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール誘導体、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられる。これらの有機溶剤は、必要に応じて二種以上を併用してもよい。
【００５３】
上記の塗布層の形成は、ポリエステルフィルムの製膜工程内において、結晶配向が完了する前のポリエステルフィルムの片面または両面に前記の樹脂を含み且つ主として水を媒体とした塗布液をコートした後、少なくとも１方向に延伸し、更に、熱固定を施す、所謂インラインコート法によって行うのが好ましい。斯かるインラインコート法は、生産性に優れ、しかも、塗布層とポリエステルフィルムとの密着性が強固となる。
【００５４】
塗布液の塗布方法としては、例えば、原崎勇次著、槙書店、１９７９年発行、「コーティング方式」に示される様な、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター又はこれら以外の塗布装置を使用することが出来る。
【００５５】
塗布層は、ポリエステルフィルムの両面に設ける場合、その両面の塗布層は同じでもよいし、異なっていてもよい。また、塗布層のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布液を塗布する前のフィルムに化学処理やコロナ放電処理を施してもよい。更に、フィルムの表面特性を更に改質するため、塗布層を設けた後に更にコロナ放電処理を施すことも出来る。
【００５６】
塗布層の厚さに関しては、特に限定されないが、通常０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０２〜２μｍ、更に好ましくは０．０５〜０．５μｍの範囲である。塗布層の厚さが０．０１μｍ未満の場合は、塗布層の機能が十分に発揮されない恐れがある。
【００５７】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、その片面または両面に設けられた塗布層を含めた全光線透過率が８９％以上であることが必要であり、好ましい全光線透過率は９０％以上である。全光線透過率が８９％未満の場合には、脂肪族ポリエステルとしての優位な透明性を逸しており好ましくない。
【００５８】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの厚さは、特に限定されないが、通常１５〜３００μｍである。
【００５９】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、１３０℃における長手方向および幅方向の熱収縮率が共に５％以下であることが好ましく、４％以下であることが更に好ましい。熱収縮率が５％を超える場合は、ハードコート加工などの後加工時に加わる熱によってフィルムの収縮が著しくなり、フィルムに歪みやシワが入る等の不具合を生じる。
【００６０】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、塗布層表面の少なくとも１つにハードコート層を設けることが出来る。このハードコート層には、ポリアクリル酸誘導体成分またはポリメタアクリル酸誘導体成分を含み、加熱処理、紫外線、電子線などによる活性線処理で架橋反応が進行して硬化する公知の樹脂組成物を使用することが出来る。ハードコート層の厚さや硬さは、特に限定されないが、通常０．１μｍ〜５μｍの厚さとされ、鉛筆硬度としてＨＢ〜５Ｈ程度とされる。
【００６１】
また、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの少なくとも片面に設けられた前記の塗布層は、上記のハードコート層だけでなく、極めて広範囲な用途（機能層）に対しても良好な接着性を発揮する。斯かる機能層の具体例としては、写真感光層、インクジェットインキ受容層、印刷インキ層、ＵＶインキ層、金属や無機物またはそれらの酸化物の真空蒸着層の他、電子ビーム蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、プラズマ重合、ＣＶＤ等で得られる各種の薄膜層、各種有機バリアー層、帯電防止層、離型層、粘着層などが挙げられる。
【００６２】
次に、本発明の二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法について説明する。
【００６３】
先ず、押出機により前述の脂肪族ポリエステル原料を溶融押出ししてシート状に成形し、冷却ロールで冷却固化して未延伸シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、静電印加密着法および／または液体塗布密着法を採用することが好ましい。また、この溶融押出しにおいては、予め、ポリエステル原料を加温し、結晶化させて充分に水分を除去した後、押出機に投入して溶融押出ししてもよいし、ベント付き二軸押出機を使用し、未乾燥のポリエステル原料を直接押出機に投入してベント口より水分を除去しながら溶融押出しすることも出来る。押出し時の樹脂温度は、使用するポリエステル原料の融点（Ｔｍ）＋２０℃〜Ｔｍ＋５０℃の範囲から選択するのがよい。
【００６４】
次いで、得られた未延伸フィルムを二軸方向に延伸して二軸配向させる。すなわち、先ず、ロール延伸機により前記の未延伸シートを縦方向に延伸する。延伸温度は、通常、ポリエステル原料のガラス転移点温度（Ｔｇ）〜Ｔｇ＋３０℃の範囲であり、延伸倍率は、通常２〜６倍、好ましくは２．５〜５倍の範囲である。前述のインラインコート法を適用する場合には、通常、この段階でフィルムに塗布液を塗布する。この際、縦方向に延伸が終了したフィルムにコロナ放電処理を行なってから塗布液を塗布することも出来る。次いで、横方向に延伸を行う。横延伸の温度および倍率の範囲は、縦延伸と同じ範囲の中から選択できる。そして、引き続き、Ｔｍ−１５℃〜Ｔｍ−６０℃の温度範囲で緊張下または３０％以内の弛緩下で熱処理を行い、二軸延伸フィルムを得る。また、この時点で再度コロナ放電処理を行なうことも出来る。
【００６５】
上記の延伸においては、１回の延伸操作で所定倍率まで延伸する方法の他、延伸を２段階以上に分けて所定の延伸倍率とする方法を採用することも出来る。その場合にも、最終的に二方向の延伸倍率がそれぞれ上記範囲となる様に行うのが好ましい。また、前記の未延伸シートを面積倍率が１０〜４０倍になる様に縦横同時二軸延伸を行うことも可能である。更に、必要に応じ、熱処理を行う前または後に、再度、縦および／または横方向に延伸してもよい。なお、本発明における塗布層は、インラインコート法を適用せずに、配向結晶化が終了した二軸配向フィルムに塗布液を塗布し、乾燥・固化して設けることも出来る。
【００６６】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中「部」とあるのは「重量部」を示す。また、以下の諸例で使用した測定法は次の通りである。
【００６７】
１．ポリエステルの融点（Ｔｍ）：
熱示差分析装置（ＴＡＩｎｓｔｕｍｅｎｔｓ社製 ＤＳＣ−２９２０）を使用し、昇温速度２０℃／分で測定し、結晶融解に伴う吸熱ピークの頂点の温度を融点とした。
【００６８】
２．全光線透過率：
ＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００）（ＩＳＯ １４７８２ １９９９と同等）に準拠させた積分球式濁度計（日本電色社製 ＮＤＨ２０００）を使用し、フィルムの全光線透過率（％）を求めた。
【００６９】
３．１３０℃におけるフィルムの熱収縮率：
フィルムの長手方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）に、標点間約５０ｍｍを正確に計り（Ｌ１）、無張力状態で１３０℃で１０分間オーブン中で加熱処理を加えた。この後、フィルムを冷却し、標点間を再度正確に測定し（Ｌ２）、熱処理前後での標点間の変化を次式で計算し、１３０℃の熱収縮率とした。
【００７０】
【数１】
熱収縮率＝｛（Ｌ１―Ｌ２）／Ｌ１｝×１００（％）
【００７１】
４．粒子の平均粒径：
光散乱法によって求められる全粒子の５０重量％点にある粒子の等価球形直径をもって平均粒径とした。
【００７２】
５．ハードコート接着性：
先ず、トルエン：メチルエチルケトン１：１（重量比）の溶媒で日本化薬社製「ＫＡＹＡＮＯＶＡ ＦＯＰ−１７００」を希釈し、乾燥・硬化後の厚さで２μｍとなる様に、ポリエステルフィルムの塗布層表面に、バーコート方式で塗布した。次いで、１１０℃で１分間乾燥して溶剤を除去した後、高圧水銀灯により、出力１２０ｗ／ｃｍ、照射距離１５ｃｍ、移動速度１０ｍ／分の条件下で紫外線硬化させ、ハードコート層を形成した。なお、塗布層の無いフィルムには、任意の面（片面）に同様のハードコート層を形成した。このハードコート層に１インチ幅で碁盤目が１００個になる様にクロスカットを入れ、その上にセロテープ（ニチバン社製）を貼り合わせ、９０度引き出し法でピールテストを行い（引張り速度：２インチ／分）、以下の表１に示す基準で接着性を評価した。
【００７３】
【表１】
◎：碁盤目の剥離数≦５個
○：５個＜碁盤目の剥離数≦１０個（ここまでを合格範囲とする）
△：１０個＜碁盤目の剥離数≦５０個
×：５０個＜碁盤目の剥離数
【００７４】
以下の諸例で使用したポリエステル原料の製造方法は次の通りである。
【００７５】
＜ポリエステルＡ＞
撹拌機、留出管および減圧装置を装備した反応器に１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（トランス体９８％）１８４部と１，４−シクロヘキサンジメタノール（トランス体６７％）１５８、Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４の６重量％ブタノール溶液０．９部を仕込み、窒素流通下で１５０℃まで加熱した後、２００℃まで１時間をかけて昇温した。その後、２００℃で１時間保持しエステル化反応を行った後、２００℃から２５０℃へ４５分間で昇温しつつ徐々に反応器内を減圧にしながら重縮合反応を行った。反応器内圧力０．１ｋＰａ、反応温度２５０℃で２時間１５分重合後、得られたポリマーをストランド状に水中に抜き出した後、ペレット状にした。得られたペレットの固有粘度（ＩＶ）は０．９７ｄｌ／ｇであった。このポリエステルの結晶融点は２２０℃であった。
【００７６】
＜ポリエステルＢ＞
ポリエステルＡに平均粒径２．４μｍの非晶質シリカを０．１重量％となる様にブレンドし、ベント付き二軸押出機に投入して、１ｋＰａの真空度で水分を除去しながら溶融混合してストランド状に押出し、水中で冷却して粒子のマスターバッチを作成した。このポリマーの固有粘度は０．８５ｄｌ／ｇであった。また、結晶融点は２２０℃であった。
【００７７】
＜ポリエステルＣ＞
ポリエステルＡの製造で使用したのと同じ反応器を使用し、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル（トランス体９８％）１６０部、１，４−シクロヘキサンジメタノール（トランス体１００％）１１８部、ＮａＨＴｉ（ＯＣ４Ｈ９）６の１４重量％ブタノール溶液１．８部を仕込み、窒素流通下で１５０℃まで加熱した後、２１０℃まで１時間をかけて昇温した。その後、２１０℃で１時間保持しエステル交換反応を行った後、２１０℃から２７０℃へ４５分間で昇温して、徐々に反応器内を減圧にしながら重縮合反応を行った。反応器内圧力０．１ｋＰａ、反応温度２７０℃で１時間後、得られたポリマーをストランド状に水中に抜き出した後、ペレット状にした。得られたペレットの固有粘度（ＩＶ）は０．５５ｄｌ／ｇであった。更に、このポリマーを窒素流通下２２０℃で３時間固相重合を行なった。得られたポリエステルの固有粘度は０．９５ｄｌ／ｇであった。また、このポリエステルの融点は、一旦溶融させたポリマーを急冷した試料で測定したところ２４２℃であった。
【００７８】
＜ポリエステルＤ＞
ポリエステルＣに平均粒径２．４μｍの非晶質シリカを０．１０重量％となる様にブレンドし、ベント付き二軸押出機に投入し、１ｋＰａの真空度で水分を除去しながら溶融混合してストランド状に押出し、水中で冷却して粒子のマスターバッチを調製した。このポリマーの固有粘度は０．８４ｄｌ／ｇであった。また、融点は２４２℃であった。
【００７９】
＜ポリエステルＥ＞
ポリエステルＡの製造において、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（トランス体９８％）の代わりに、１、４−シクロヘキサンジカルボン酸（トランス体７７％）を使用する以外は、ポリエステルＡの製造と全く同様に重合を行ってポリエステルペレットを得た。得られたペレットの固有粘度（ＩＶ）は０．９７ｄｌ／ｇであった。また、このポリエステルの融点は１９２℃であった。
【００８０】
＜ポリエステルＦ＞
ポリエステルＥに平均粒径２．４μｍの非晶質シリカを０．１０重量％となる様にブレンドし、ベント付き二軸押出機に投入し、１ｋＰａの真空度で水分を除去しながら溶融混合してストランド状に押出し、水中で冷却して粒子のマスターバッチを調製した。このポリマーの固有粘度は０．８５ｄｌ／ｇであった。また、融点は１９２℃であった。
【００８１】
二軸配向ポリエステルフィルム表面の塗布層を形成するために使用した塗布液の構成成分は次のａ〜ｆに示す通りである。
【００８２】
＜ａ：ポリエステル樹脂＞
テレフタル酸／イソフタル酸／５−ソジウムスルホイソフタル酸／エチレングリコール／１，４−ブタンジオール／ジエチレングリコール＝２８／２０／２／３５／１０／５モル％のポリエステル樹脂水分散体
【００８３】
＜ｂ：アクリル樹脂＞
メチルメタクリレート／エチルアクリレート／アクリロニトリル／Ｎ−メチロールメタクリルアミド＝４５／４５／５／５モル％の乳化重合体（乳化剤はアニオン系界面活性剤）
【００８４】
＜ｃ：ポリウレタン樹脂＞
大日本インキ化学社製「ハイドランＡＰ−４０」（ポリエステル系ポリウレタン水分散体）
【００８５】
＜ｄ：メラミン系架橋剤＞
ヘキサメトキシメチルメラミンの水分散体
【００８６】
＜ｅ：オキサゾリン系架橋剤＞
日本触媒社製「エポクロスＷＳ−５００」（オキサゾリン基がアクリル系樹脂にブランチされたものの水分散体）
【００８７】
＜ｆ：シリカ粒子＞
シリカの水分散体（平均粒子径０．０６μｍ）
【００８８】
実施例１
ポリエステルＡとポリエステルＢを４：１の重量比で混合し、ベント付き同方向二軸押出機に投入し、メルトライン温度を２５０℃に設定し、ベント口を真空ラインに接続し、１ｋＰａの真空度で水分を除去しつつ溶融押出しを行い、Ｔダイからシート状に押出した溶融樹脂を２０℃の冷却ドラム上にキャスティングした。この際、静電印加密着法を適用した。こうして作成した未延伸シートを縦延伸工程に導いた。縦延伸にはロール延伸法を使用した。そして、複数本のセラミックロールで７０℃に予熱し、更に、ＩＲヒーターも併用し、３．０倍の延伸倍率で長手方向に延伸した。ついで、この一軸延伸フィルムの片面にコロナ放電処理を施した後、次の組成（固形分重量比）の塗布液をコロナ放電処理面に塗布した。なお、塗布にはグラビアコーターを使用し、最終的に塗布層厚さが０．１μｍとなる様に塗布液量を調節した。
【００８９】
ａ／ｃ／ｄ／ｆ＝２０／６０／１７／３（各符号は前記の塗布液の構成成分を表す。）
【００９０】
次いで、得られた一軸延伸フィルムをテンターに導き、９０℃で予熱した後、延伸倍率４．０倍で幅方向に延伸した。その後、同じテンター内で緊張下１８０℃の温度で熱固定した後、１５０℃の温度で３％幅方向に弛緩処理を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表２に示す。
【００９１】
実施例２
ポリエステルＣとポリエステルＤを４：１の重量比で混合し、実施例１と同じ押出機に投入し、メルトライン温度を２７０℃に設定する他は、実施例１と同様に溶融押出しを行って未延伸シートを作成した。この未延伸シートを縦延伸工程に導いた。縦延伸にはロール延伸法を使用した。そして、複数本のセラミックロールで７５℃に予熱し、更に、ＩＲヒーターも併用し、３．０倍の延伸倍率で長手方向に延伸した。この一軸延伸フィルムの片面にコロナ放電処理を施した後、実施例１と同様に次の組成（固形分重量比）の塗布液をコロナ放電処理面に塗布した。なお、塗布にはグラビアコーターを使用し、最終的に塗布層厚さが０．１μｍとなる様に塗布液量を調節した。
【００９２】
ａ／ｃ／ｄ／ｆ＝２０／６０／１７／３
【００９３】
次いで、得られた一軸延伸フィルムをテンターに導き、９５℃で予熱した後、延伸倍率４．０倍で幅方向に延伸した。その後、同じテンター内で緊張下２１０℃の温度で熱固定した後、１５０℃の温度で３％幅方向に弛緩処理を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表２に示す。
【００９４】
実施例３
実施例１において、塗布液を次の組成（固形分重量比）のものに変更した以外は、実施例１と全く同様に、横延伸・熱固定・幅弛緩を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表２に示す。
【００９５】
ａ／ｂ／ｄ／ｆ＝４５／３０／２２／３
【００９６】
実施例４
実施例１において、塗布液を次の組成（固形分重量比）のものに変更した以外は、実施例１と全く同様に、横延伸・熱固定・幅弛緩を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表２に示す。
【００９７】
ａ／ｂ／ｅ／ｆ＝５５／３０／１２／３
【００９８】
実施例５
実施例１において、塗布液を次の組成（固形分重量比）のものに変更した以外は、実施例１と全く同様に、横延伸・熱固定・幅弛緩を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表３に示す。
【００９９】
ａ／ｂ／ｃ／ｄ／ｆ＝１５／４５／１５／２２／３
【０１００】
比較例１
平均粒径２．４μｍの非晶質シリカを０．０２重量％含むポリエチレンテレフタレート樹脂を使用し、溶融押出し時のメルトラインの温度設定を２８０℃、縦延伸温度を８３℃とする以外は、実施例２と同様に、溶融押出し・未延伸シート化・縦延伸・塗布液コート・横延伸・熱固定を行い、厚さ５０μｍの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表３に示す。
【０１０１】
比較例２
実施例１において、縦延伸後のコロナ放電処理および塗布液のコートを行わなかった他は、実施例１と全く同様に、熱固定・幅弛緩を行い、厚さ５０μｍの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルムの特性を表３に示す。
【０１０２】
比較例３
ポリエステルＥとポリエステルＦを４：１の重量比で混合し、実施例１と同様に溶融押出しを行って未延伸シートを作成した。次いで、この未延伸シートを縦延伸工程に導いた。縦延伸にはロール延伸法を使用した。そして、複数本のセラミックロールで５５℃に予熱し、更に、ＩＲヒーターも併用し、３．０倍の延伸倍率で長手方向に延伸した。次いで、この一軸延伸フィルムの片面にコロナ放電処理を施した後、実施例１と同様に次の組成（固形分重量比）の塗布液をコロナ放電処理面に塗布した。塗布にはグラビアコーターを使用し、最終的に塗布層厚さが０．１μｍとなる様に塗布液量を調節した。
【０１０３】
ａ／ｃ／ｄ／ｆ＝２０／６０／１７／３
【０１０４】
次いで、得られた一軸延伸フィルムをテンターに導き、７０℃で予熱した後、延伸倍率４．０倍で幅方向に延伸した。その後、同じテンター内で緊張下１５０℃の温度で熱固定した後、１３０℃の温度で３％幅方向に弛緩処理を行い、厚さ５０μｍの二軸配向配向ポリエステルフィルムを得た。このフィルム特性を表３に示す。
【０１０５】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムは、脂肪族ポリエステルでありながら耐熱性に優れており、しかも、脂肪族ポリエステルの持つ良好な透明を有しており、更に、ハードコートとの接着性も良好であるため、特に、透明性を重視されるタッチパネル用フィルム、各種ディスプレー用フィルム等の光学用途に極めて有用であり、その工業的価値は高い。
Claims (3)
- 繰り返し単位として、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸と１，４−シクロヘキサンジメタノールとを主成分とし、融点が２００℃以上であるポリエステルから成る二軸配向ポリエステルフィルムであって、その少なくとも片面に塗布層を有し、当該塗布層中には、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびポリウレタン樹脂の群から選択された少なくとも１種の樹脂を含み、かつ、塗布層も含めたフィルム全体の全光線透過率が８９％以上であることを特徴とする二軸配向ポリエステルフィルム。
- 塗布層が製膜工程内で設けられたものである請求項１に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 塗布層の表面にハードコート層が設けられている請求項１又は２に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
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