JP3133218B2 - 水性塗布液及び積層ポリエステルフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水性塗布液及び積層ポリ
エステルフィルムに関し、さらに詳しくは自己乳化型ポ
リエステル樹脂を主たるバインダ−樹脂成分とする水性
塗布液及びこれを塗布した積層ポリエステルフィルムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステルフィルム、特にポリエチレ
ンテレフタレ−トフィルムは磁気記録媒体、包装材料、
写真材料、グラフィック材料等に広く使用されている。
しかし、ポリエステルフィルムは未処理のままでは種々
の塗剤に対する接着性に劣り、また薄いフィルムでは特
に滑り難く、巻取り作業が困難であるという問題を孕ん
でいる。

【０００３】そこで、これらの問題を解決するために多
くの塗布剤が開発され、また提案されてきた。塗布剤の
塗布を製膜工程中で実施する場合、通常水性塗布液を使
用するが、該水性塗布液にはポリエステルフィルムへの
濡れ性を高めるために界面活性剤を添加することが多か
った。しかし、フィルムの表面張力を十分低下させるに
はかなりの量の界面活性剤を添加する必要があり、この
ためにポリエステルフィルムの表面に形成される塗布層
は軟化し、耐水性が低下する傾向があった。

【０００４】例えば、バインダ−樹脂自体に水溶性の特
性を付与するため、樹脂の分子構造中に親水基を導入す
ることが知られている。しかし、仮に水溶性を付与して
も水性塗布液の表面張力を十分低下させることは出来
ず、このため界面活性剤の添加が必要であった。フィル
ム表面の塗布層が軟化すると耐熱性が低下し、ブロッキ
ングを起こし易く、また耐水性が低下すると湿熱ブロッ
キングを起こし易い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来技術の問題点を解消し、界面活性剤量を少なくし
ても塗布性に優れ、耐水性、耐ブロッキング性に優れた
塗膜を形成する水性塗布液を提供することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、耐水性、耐ブロッキ
ング性に優れた塗膜を有する積層ポリエステルフィルム
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
本発明によれば、 １．ポリマー主鎖が１ｍｏｌ％以上のスルホン酸塩基含
有ジカルボン酸を含むジカルボン酸成分とグリコ−ル成
分から実質的になり、かつ側鎖にエチレンオキシド・プ
ロピレンオキシドブロック共重合体基を有するポリエス
テル樹脂を含む水性塗布液、並びに ２．ポリエステルフィルムの少なくとも片面に上記１の
水性塗布液を用いた塗布層を有する積層ポリエステルフ
ィルムによって達成される。

【０００８】本発明においては、主たるバインダ−樹脂
が自己乳化型ポリエステル樹脂からなり、該樹脂の側鎖
にあるエチレンオキシド・プロピレンオキシドブロック
共重合体基が界面活性効果を発揮し、それ故界面活性剤
を多量に添加しなくても安定した水分散性を発現し、か
つ塗膜の耐ブロッキング性や耐水性の低下を防止する。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。

【００１０】本発明において水性塗布液の主たるバイン
ダ−樹脂は、ポリマー主鎖が１ｍｏｌ％以上のスルホン
酸塩基含有ジカルボン酸を含むジカルボン酸成分とグリ
コ−ル成分から実質的になり、かつ側鎖にエチレンオキ
シド・プロピレンオキシドブロック共重合体基を有する
ポリエステル樹脂である。このポリエステル樹脂は自己
乳化型樹脂である。このポリエステル樹脂の主たるジカ
ルボン酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸、４，４´−ジフエニルジカルボ
ン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン
酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等を例示することができ
る。従たるジカルボン酸成分のスルホン酸塩基含有ジカ
ルボン酸におけるスルホン酸塩基としてはスルホン酸Ｎ
ａ、Ｋａ、Ｌｉ、ＮＨ４ 、Ｐ（Ｃ４ Ｈ９ ）４ 等
を例示することができる。スルホン酸塩基含有ジカルボ
ン酸の好ましい具体例としては、例えば５−Ｎａスルホ
イソフタル酸、５−Ｋスルホイソフタル酸、５−Ｌｉス
ルホテレフタル酸等を挙げることができる。スルホン酸
塩基量としては全ジカルボン酸中１〜２０ｍｏｌ％が好
ましい。この割合が１ｍｏｌ％未満ではポリエステル樹
脂の水分散性が悪化し、一方２０ｍｏｌ％を超えると塗
布層の耐水性が低下する、ので好ましくない。またポリ
エステル樹脂のグリコ−ル成分としてはエチレングリコ
−ル、プロピレングリコ−ル、１，３−プロパンジオ−
ル、１，４−ブタンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−
ル、１，５−ペンタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ
−ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−
ル、トリエチレングリコ−ル、ビスフェノ−ルＡのアル
キレンオキシド付加体、水添ビスフェノ−ルＡのアルキ
レンオキシド付加体、１，４−シクロヘキサンジメタノ
−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリテトラメチレング
リコ−ル等を例示することができる。

【００１１】前記ポリエステル樹脂は、さらに側鎖にエ
チレンオキシド・プロピレンオキシドブロック共重合体
基を有する必要がある。エチレンオキシド（Ｅ）・プロ
ピレンオキシド（Ｐ）ブロック共重合体基のブロック構
造としては、Ｅ−Ｐ、Ｅ−Ｐ−Ｅ、Ｅ−Ｐ−Ｅ−Ｐ−Ｅ
等を例示することができる。かかるエチレンオキシド・
プロピレンオキシドブロック共重合体基の平均分子量は
８００〜６０，０００であることが好ましい。特に１，
０００〜２０，０００であることが好ましい。この平均
分子量が８００未満では界面活性効果が不足し、一方６
０，０００を超えるとポリエステル樹脂の特性が変り、
界面活性効果も低下するので、好ましくない。またエチ
レンオキシド・プロピレンオキシドブロック共重合体基
の量としては、ジカルボン酸成分及びグリコ−ル成分の
合計モル数当たり１〜２０ｍｏｌ％、全重量当たり３〜
２０ｗｔ％が好ましい。

【００１２】前記エチレンオキシド・プロピレンオキシ
ドブロック共重合体基を導入する方法としては、例えば
予めポリエステル樹脂の側鎖に水酸基を持たせ、この水
酸基にエチレンオキシドとプロピレンオキシドをブロッ
ク共重合させる方法、ポリエステル樹脂の側鎖にカルボ
キシル基を持たせ、このカルボキシル基と片末端が水酸
基のエチレンオキシド・プロピレンオキシドブロック共
重合体又は末端にオキシラン基を含むエチレンオキシド
・プロピレンオキシドブロック共重合体とを反応させる
方法、エチレンオキシド・プロピレンオキシドブロック
共重合体基を有するグリコ−ルをグリコ−ルの一成分と
して使用してポリエステル樹脂を製造する方法等を挙げ
ることができる。

【００１３】本発明においては他のバインダ−樹脂とし
て、例えば他のポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、アクリル変
性ポリエステル、ポリエ−テル、水溶性樹脂等を使用す
ることができる。

【００１４】水性塗布液には前記バインダー樹脂以外
に、所望により、例えばフィラ−、界面活性剤、酸化防
止剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、蛍光増白剤、可塑
剤、架橋剤、潤滑剤、紫外線吸収剤等を添加することが
できる。

【００１５】水性塗布液の固形分濃度は通常、１〜３０
ｗｔ％であるが、特に２〜２０ｗｔ％が好ましい。水性
塗布液には少量の有機溶剤が含まれていてもよい。

【００１６】本発明においてベ−スフィルムを構成する
ポリエステルはジカルボン酸成分とグリコ−ル成分とか
らなる結晶性線状ポリエステルである。このジカルボン
酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、２，６−
ナフタレンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、
４，４´−ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバ
シン酸、ドデカンジカルボン酸、等を例示することがで
きる。これらの中、特にテレフタル酸、２，６−ナフタ
レンジカルボン酸が好ましい。また三官能以上の多価カ
ルボン酸成分例えばトリメッリト酸等をポリマーが実質
的に線状である範囲内で、少量共重合することができ
る。

【００１７】またグリコ−ル成分としてはエチレングリ
コ−ル、プロピレングリコ−ル、１，３−プロパンジオ
−ル、１，４−ブタンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−
ル、１，５−ペンタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ
−ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−
ル、トリエチレングリコ−ル、ビスフェノ−ル、１，４
−シクロヘキサンジメタノ−ル、ポリエチレングリコ−
ル、ポリテトラメチレングリコ−ル、等を例示すること
ができる。これらの中、特にエチレングリコ−ルが好ま
しい。また、三官能以上のポリオ−ル例えばペンタエリ
スリトール等をポリマーが実質的に線状である範囲内
で、少量共重合することができる。

【００１８】前記ポリエステルは常法により製造するこ
とができるが、この平均分子量は１０，０００以上であ
ることが好ましい。ポリエステル中に、滑剤として、シ
リカ、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、酸化チタ
ン、グラファイト、カ−ボンブラック、架橋シリコ−ン
樹脂、メラミン樹脂、架橋ポリスチレン、架橋アクリル
樹脂等の微粒子を含有させることが好ましい。また所望
により、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、蛍光
増白剤、可塑剤、架橋剤、潤滑剤、紫外線吸収剤等を添
加することもできる。

【００１９】本発明においては、ポリエステルフィルム
は従来から知られている方法、条件で、または当業界に
蓄積されている方法、条件で製造することができる。例
えば、前記ポリエステルを溶融押出し、急冷固化して未
延伸フィルムとし、該未延伸フィルムを延伸、熱固定処
理することで製造することができる。延伸処理は少なく
とも一方向に行なうが、二軸方向に行なうのが好まし
い。延伸は、通常ポリエステルの二次転移点以上の温度
で、各方向に２倍以上、好ましくは３倍以上の倍率で行
なう。

【００２０】本発明では、かかるポリエステルフィルム
の製造過程において、前記水性塗布液を塗布し、その後
乾燥、延伸処理を行なうのが好ましい。さらに好ましく
は縦延伸フィルムに水性塗布液を塗布し、乾燥後または
乾燥しつつ横方向に延伸する。必要なら更に縦方向や横
方向に再延伸し、さらに熱処理して積層ポリエステルフ
ィルムとする。ポリエステルフィルムの厚さとしては２
〜３００μｍが好ましい。

【００２１】本発明においては、ポリエステルフィルム
（ベ−スフィルム）の少なくとも片面に、前記水性塗布
液をコーター例えばグラビアコ−タ−、リバ−スロ−ル
コ−タ−、ダイコ−タ−等によって塗布する。ＷＥＴ塗
布量は１〜２０ｇ／ｍ２ 、特に２〜１２ｇ／ｍ２ が
有利である。塗布した後、好ましくは乾燥しつつ横方向
に延伸するが、必要であれば更に縦方向及び／又は横方
向に再延伸し、熱処理する。乾燥、延伸後の塗布層厚さ
は０．００５〜３μｍ、特に０．０１５〜１μｍが好ま
しい。

【００２２】かくして得られた水性塗布液は界面活性剤
の量を低下しうるので塗布層の耐水性、耐ブロッキング
性に優れ、塗布フィルムは磁気記録媒体、包装材料、写
真材料、グラフィック材料等に有用である。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。本発明における評価は次に示す方法で行った。 （１）耐ブロッキング性 ポリエステルフィルムの塗布面と非塗布面を合わせて４
５℃×８０％ＲＨで２４ｈｒ放置後、剥離力を測定して
ｇ／７０ｍｍ幅で示す。 （２）耐水性 塗布組成物の厚さ１ｍｍ、大きさ２０ｍｍ×２０ｍｍの
小片を作成し、２２℃の水に２ｈｒ浸漬した後に外観を
観察して下記のランク付けを行う。 Ａ：殆ど変化が無い。 Ｂ：少し侵されている。 Ｃ：かなり侵されている。

【００２４】［実施例１］固有粘度０．６３のポリエチ
レン−２，６−ナフタレンジカルボキシレ−トを溶融し
て回転冷却ドラム上にキャストし、急冷固化して未延伸
フィルムとし、次いで該未延伸フィルムを縦方向に３．
３倍延伸した。この縦延伸フィルムの片面に、テレフタ
ル酸（７０ｍｏｌ％）−イソフタル酸（２２ｍｏｌ％）
−５−Ｋスルホテレフタル酸（８ｍｏｌ％）−エチレン
グリコ−ル（６５ｍｏｌ％）−ジエチレングリコ−ル
（１６ｍｏｌ％）−グリセリンのエチレンオキシド・プ
ロピレンオキシドブロック共重合体（平均分子量：２，
７００）モノ置換体（Ｋ−１，５ｍｏｌ％）−シクロヘ
キサンジメタノ−ル（１４ｍｌ％）系ポリエステル樹脂
（Ａ−１）９２ｗｔ％、シリカ微粒子６ｗｔ％及びポリ
オキシエチレンノニルフェニルエ−テル（Ｓ−１）２ｗ
ｔ％からなる組成物（固形分）の３ｗｔ％水性塗布液を
キスロ−ルコ−タ−で塗布した。続いて乾燥後、横方向
に４．５倍延伸し、熱処理して厚さ１９μｍの積層ポリ
エステルフィルムを得た。このフィルムの塗布層厚さは
０．０８μｍであった。フィルムの特性を表１に示す。

【００２５】［実施例２〜８、比較例１〜２］実施例１
において塗液の組成、塗布厚さを表１に示すように変え
る以外は同様に行なった。この結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表中の符号は次ぎの通りである。 ［Ａ−２］：実施例１におけるＡ−１の組成の変更；テ
レフタル酸（７０ｍｏｌ％）−イソフタル酸（２２ｍｏ
ｌ％）−５−Ｋスルホテレフタル酸（８ｍｏｌ％）−エ
チレングリコ−ル（６５ｍｏｌ％）−ジエチレングリコ
−ル（１６ｍｏｌ％）−グリセリンのエチレンオキシド
・プロピレンオキシドブロック共重合体（平均分子量：
３，７４０）モノ置換体（Ｋ−２，５ｍｏｌ％）−シク
ロヘキサンジメタノ−ル（１４ｍｌ％）系ポリエステル
樹脂。 ［Ａ−３］：［Ａ−２］におけるグリコ−ル組成の変
更；エチレングリコ−ル（６５ｍｏｌ％）−ジエチレン
グリコ−ル（１４ｍｏｌ％）−グリセリンのエチレンオ
キシド・プロピレンオキシドブロック共重合体（平均分
子量：３，７４０）モノ置換体（Ｋ−２，７ｍｏｌ％）
−シクロヘキサンジメタノ−ル（１４ｍｌ％）系ポリエ
ステル樹脂。 ［Ａ−４］：実施例１におけるＡ−１の組成の変更；テ
レフタル酸（６８ｍｏｌ％）−イソフタル酸（２２ｍｏ
ｌ％）−５−Ｎａスルホイソフタル酸（１０ｍｏｌ％）
−エチレングリコ−ル（４５ｍｏｌ％）−ジエチレング
リコ−ル（１９ｍｏｌ％）−ネオペンチルグリコ−ル
（３６ｍｏｌ％）系ポリエステル樹脂。 ［Ｓ−２］：Ｃ１４Ｈ２９ＯＨのエチレンオキシド１５
ｍｏｌ付加体。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、界面活性剤量を少なく
しても塗布性に優れ、耐水性、耐ブロッキング性に優れ
た塗膜を形成する水性塗布液を、さらに耐水性、耐ブロ
ッキング性に優れた塗膜を有する積層ポリエステルフィ
ルムを提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−331362（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−271524（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−248735（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−93350（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−96536（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−3710（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 167/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリマー主鎖が１ｍｏｌ％以上のスルホ
   ン酸塩基含有ジカルボン酸を含むジカルボン酸成分とグ
   リコ−ル成分から実質的になり、かつ側鎖にエチレンオ
   キシド・プロピレンオキシドブロック共重合体基を有す
   るポリエステル樹脂を含む水性塗布液。
2. 【請求項２】 エチレンオキシド・プロピレンオキシド
   ブロック共重合体基の平均分子量が８００〜６０，００
   ０である請求項１に記載の水性塗布液。
3. 【請求項３】 エチレンオキシド・プロピレンオキシド
   ブロック共重合体基の量が、ポリマー主鎖重量当り、３
   〜２０重量％である請求項１に記載の水性塗布液。
4. 【請求項４】 ポリエステルフィルムの少なくとも片面
   に請求項１に記載の水性塗布液を用いた塗布層を有する
   積層ポリエステルフィルム。
5. 【請求項５】 塗布層が延伸処理されている請求項４に
   記載の積層ポリエステルフィルム。