JP3245910B2 - 表面処理二軸延伸ポリエステルフィルム - Google Patents

表面処理二軸延伸ポリエステルフィルム

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JP3245910B2 JP30564291A JP30564291A JP3245910B2 JP 3245910 B2 JP3245910 B2 JP 3245910B2 JP 30564291 A JP30564291 A JP 30564291A JP 30564291 A JP30564291 A JP 30564291A JP 3245910 B2 JP3245910 B2 JP 3245910B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に塗布層を形成さ
せ、摩擦係数と耐水性を向上させる表面処理二軸延伸ポ
リエステルフィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ポリエステルフィルム、特に二軸延伸ポ
リエステルフィルムは透明性、機械的特性、寸法安定
性、耐熱性、耐薬品性が優れ、グラフィックアートフィ
ルム、包装用フィルム、農業用フィルム等の基材として
その用途が広がっている。ところで、ポリエステルフィ
ルムを使って加工する際に、例えば印刷工程、塗布工程
等で工程速度の増加によって接触するロール等でフィル
ム表面にスクラッチが発生し、高温多湿等使用条件が悪
い場合、摩擦係数が高ければ走行性、巻取性等に障害が
生じる。
【０００３】これらポリエステルフィルムの摩擦係数を
改良する為の従来の方法としては、微細な有機系或いは
無機系の粒子を添加させる方法、ポリエステル重合時に
エステル交換触媒残渣を析出させる方法等が知られてい
る。しかし、かかる添加物による方法では摩擦係数は低
下するが、フィルムの中にボイド（Void) を生成するな
どの問題があり、高透明を要求するグラフィックアート
フィルム、写真用フィルム等には重大な障害になる。
【０００４】一方、水溶性或いは水分散性の共重合ポリ
エステル樹脂を塗布したポリエステルフィルムは、特に
耐水性が悪く、樹脂塗布層の上に印刷工程、塗布工程
等、処理工程中で塗膜の吸水、膨潤によるブロッキング
性、濁度増加等の問題が発生する。また、耐水性を向上
させる為の従来の方法としては、架橋剤としてブロック
イソシアネート、ビニル化合物、メチロール化或いはア
ルキロール化ウレア系、メラミン系、アクリルアミド
系、エポキシ化合物等の反応性化合物と有機系或いは無
機系の小さな粒子を含ませる方法等がある。ところで、
かかる架橋剤は特に樹脂と液性の異なる場合及び溶媒を
使用する場合、相溶性が悪く、塗布性が良くないので、
乾燥後にも透明性の低下等の欠点があった。上記の欠点
を解消するため、別途の界面活性剤を添加すると、透明
性、摩擦係数、接着性、耐水性等が劣る。そして、有機
系或いは無機系の微粒子を添加すると、摩擦係数、耐水
性は改善できるが透明性が悪くなる問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はポリエ
ステルフィルムの少なくとも一片面にポリエステル共重
合樹脂を母体にして、ここに水分散性の高級脂肪族ワッ
クス、スチレンスルホン酸化合物及び無機粒子を混合し
た水系樹脂組成物を塗布して、摩擦係数及び耐水性が優
れた表面処理二軸延伸ポリエステルフィルムを提供する
ことである。
【０００６】また、本発明の目的は接着性及び透明性に
優れた二軸延伸ポリエステルフィルムを提供することで
ある。さらに、溶融圧出したポリエステル樹脂を一軸延
伸した後、水系樹脂組成物を塗布し、これを一軸延伸し
た時と直角方向で延伸、熱処理することにより、工業的
に有利な二軸延伸ポリエステルフィルムを提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエステル
フィルムの少なくとも一片面に水溶性のポリエステル共
重合樹脂を母体にして水分散性の高級脂肪族ワックス、
スチレンスルホン酸化合物及び無機微粒子を添加した水
系樹脂組成物を塗布して表面層が形成されていることを
特徴とする摩擦係数及び耐水性が優れた表面処理二軸延
伸ポリエステルフィルムである。
【０００８】本発明におけるポリエステル共重合樹脂
は、スルホン酸塩基を有する水溶性或いは水分散性で、
ジカルボン酸とジオールにより重縮合して得たエステル
結合を分子主鎖に有する高分子化合物である。例えば、
ポリエステルのジカルボン酸成分はテレフタル酸、イソ
フタル酸、アジピン酸、５−ソジウムスルホンイソフタ
ル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、無水フタ
ル酸、セバシン酸等である。
【０００９】そして、ジオール成分はエチレングリコー
ル、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、
トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール等である。この高分子化合物を
水性にする為には５−ソジウムスルフォイソフタル酸成
分或いは塩基を有する芳香族二塩基酸或いはそのエステ
ル形成性誘導体に対し２〜20モル％を含有することであ
る。２モル％未満のスルホン酸塩基量では水溶性或いは
水分散性が不充分であり、20モル％を超えるスルホン酸
塩基量では塗布した後の下塗層の耐水性が劣り、吸水し
てフィルムが相互固着しやすい。
【００１０】ポリエステル共重合樹脂のジカルボン酸成
分中の芳香族ジカルボン酸量は50〜100モル％の範囲が
好ましい。それはポリエステル樹脂の軟化点を高め固着
性を良くする為である。本発明における水分散性の高級
脂肪族ワックスはポリオレフィン系で種々の化学構造を
有するが、好ましくはポリエチレンワックスとポリプロ
ピレンワックスで分子量は特に限定されないが500〜50,
000が好ましい。水分散性の高級脂肪族ワックス使用量
はポリエステル共重合樹脂固形分量に対して0.1〜20重
量％、特に好ましくは１〜10重量％が望ましい。水分散
性の高級脂肪族ワックス使用量を0.1重量％未満にする
と摩擦係数の改善効果が殆どなく、また、20重量％を超
えると摩擦係数の効果は良いが、耐水性が劣る問題があ
った。
【００１１】一方、本発明におけるスチレンスルホン酸
化合物は−ＳＯ3Ｘ基を有するスルホン酸及びその塩を
有するポリマーで下記の構造式で示される。
【００１２】
【化２】
【００１３】（但し、ＸはＨ+、Ｎａ+、Ｌｉ+、Ｎ
Ｈ4 +，Ｋ+等を示す）また、スチレンスルホン酸化合物
の重量平均分子量が1000以上、好ましくは、10,000以上
のポリマーである。スチレンスルホン酸化合物の添加量
はポリエステル共重合樹脂固形分量に対し0.01〜15重量
％で、好ましくは0.1〜10重量％である。スチレンスル
ホン酸化合物の添加量を0.01重量％より少なくすると、
その効果が劣り、15重量％を超えると表面層の白濁化、
塗布性等が劣る。
【００１４】なお、本発明における無機微粒子は実質に
不活性のもので例えば酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カ
ルシウム、カオリン、フッ化カルシウム、アルミナ、黄
酸バリウム、ジルコニウム、マイカ、リン酸カルシウム
等が挙げられる。その中でも無機コロイド状態の球形の
ものが特に良い。無機粒子の平均粒径は５〜5000nmであ
り、粒径が異なる２種類、即ち５〜110nm （Ａ）と120
〜5000nm（Ｂ）のものが含まれ、好ましくは30〜90nm
（Ａ）と140〜500nm （Ｂ）である。また、無機粒子の
使用比は（Ａ）：（Ｂ）＝0.1 : １〜１：５、好ましく
は 0.4：１〜１：２である。無機粒子の平均粒径及び使
用量が上記範囲外にあるときは、透明性、摩擦係数、耐
水性等に障害が生じる。
【００１５】また、本発明において、界面活性剤は陰イ
オン、陽イオン、非イオン系が使われるが、好ましくは
水系樹脂組成物の塗布性を向上するために非イオン界面
活性剤を用いるのがより好ましい。一方、水系樹脂組成
物には、必要により消泡剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、ｐＨ調整剤等を含むことができる。
【００１６】ポリエステル共重合樹脂は水溶性の有機化
合物或いは熱水を使って、水溶液或いは分散液にする
が、水溶性有機化合物としてはアルコール、エーテル、
ケトン等である。具体的にはメチルアルコール、エチル
アルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアル
コール、エチレングリコール、プロピレングリコール、
メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ｎ−ブチルセロ
ソルブ、メチルエチルケトン等である。
【００１７】水溶液にするには、80℃以上の熱水にポリ
エステル共重合樹脂をチップ或いは粗粒状にして攪拌溶
解させ、水分散液にするには常温以上の水溶性有機化合
物に溶解した後、水を加え、攪拌分散させる方法が一般
に使われる。この時、分散性を良くするため、乳化分散
剤を添加する場合があるが、少量にする必要がある。乳
化分散剤が多過ぎると樹脂を塗布したフィルムとの層間
接着力が劣り、濁度の増加、摩擦係数の増加等の傾向が
ある。
【００１８】本発明に使われるポリエステルフィルム
は、その表面粗度が0.03μｍ以下、好ましくは0.015μ
ｍ以下でフィルムの濁度が10.0以下、好ましくは2.0 以
下である。このような平坦透明フィルムはポリエステル
樹脂に有機系或いは無機系の微粒子を添加させず、ある
いは粒径が極小さいものを少量添加させることにより得
られる。またフィルムの厚さは30〜200μｍのものを使
うことができる。
【００１９】本発明において、結晶配向の完了する前
に、即ち、熔融圧出したポリエステルを一軸延伸した
後、水系樹脂組成物を通常の塗布方法でフィルムの片面
又は両面に塗布し乾燥した後、一軸延伸の時と直角方向
に延伸、熱処理して製造する。本発明の水系樹脂組成物
はポリエステル共重合樹脂を母体にし、これに水分散性
の高級脂肪族ワックス（Ａ）、スチレンスルホン酸化合
物（Ｂ）及び無機微粒子（Ｃ）を混合させたもので、そ
の混合比はポリエステル共重合樹脂固形分に対し、固形
分比で、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝0.1 〜20重量％：0.
01〜15重量％：0.01〜５重量％が好ましい。本発明にお
いて、水系組成物の固形分濃度は20重量％以下、好まし
くは１〜８重量％が望ましい。なお、水系樹脂組成物の
粘度は、100cps以下、好ましくは20cps 以下である。塗
布方法は公知の方法であるロール塗布法、グラビア塗布
法、バー塗布法が挙げられる。塗布量は最終的に得られ
るフィルムの平方メートルにつき0.001 〜２ｇ、好まし
くは0.08〜0.5gである。
【００２０】本発明の表面処理二軸延伸ポリエステルフ
ィルムは、表面特性及び耐水性に優れ、マイクロフィル
ム、ラベル、オーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）
用、蒸着用フィルム等の基材として適用するのが特に好
ましい。
【００２１】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
実施例において、評価基準は下記に基づいて判定した。 (1) 濁度 日本電色（株）製品 AUTOMATIC NDH20を使用し、測定値
は散乱光／全透過光×100 にて表す。 (2) 摩擦係数 ASTM D 1894 に準じ、東洋テスター社製品 SHIPPERY 測
定機を使用して、荷重200 をかけて塗布面の静摩擦（μ
Ｓ）及び動摩擦（μＫ）係数を測定する。 (3) 接着力 樹脂が塗布されたフィルムに評価用樹脂として PINK LA
CQUER を塗布して乾燥した後、１mm間隔の格子型に傷を
つけ、接着用SCOTCH TAPE を圧着させた後、これを引き
剥がして１mm格子 100個中引き剥がれない数を百分率で
表示する。 (4) 耐水性 樹脂が両面に塗布された二軸延伸ポリエステルフィルム
を50℃の温水中で30分浸してから、自然乾燥して処理前
のフィルムの濁度と比較し、評価した。判定基準として
は、濁度増加値が 0.4以下は良好（○）、0.5 〜0.7 は
やや不良（△）、0.8 以下は不良（×）で表示した。
【００２２】実施例１ （イ）水溶性ポリエステル共重合樹脂 ジカルボン酸成分としてジメチルテレフタレート49モル
％、ジメチルイソフタレート43.5モル％、５−ソジウム
スルフォイソフタル酸 7.5モル％の混合物とエチレング
リコール及びジエチレングリコールを反応させ遊離転移
温度（Tg) 64℃のポリエステルを得た。
【００２３】(ロ) 無機微粒子 無機微粒子は粒径５〜110nm(Ａ）と 120〜 5000nm(Ｂ）
のものを使用。25℃での固有粘度0.66のポリエチレンテ
レフタレートを溶融、圧出して、40℃のドラムにキャス
トし、650 μｍの無配向フィルムを95℃でフィルム進行
方向に3.6 倍に延伸した。水溶性共重合樹脂（イ）を固
形分５重量％にし、ここに水分散性の高級脂肪族ワック
ス５重量％、スチレンスルホン酸化合物４重量％、無機
微粒子（Ａ）と（Ｂ）をそれぞれ１重量％、0.5 重量
％、非イオン界面活性剤として、日本油脂（株）製の N
S-208.5 を1.0 重量％をポリエステル共重合樹脂固形分
に対し添加して、全体固形分５重量％の樹脂組成物を得
た。この樹脂組成物をバー塗布法で均一に前記のフィル
ムに塗布した後、105℃で3.6倍に延伸し、220 ℃で熱処
理をし、塗布層の厚さ0.05μｍでベース厚さ50μｍのフ
ィルムを得た。
【００２４】実施例２ 実施例１において高級脂肪族ワックスを10重量％にし、
スチレンスルホン酸化合物と無機微粒子を添加しないこ
と以外は、実施例１と同様に処理した。 実施例３ 実施例１においてスチレンスルホン酸化合物を5.3 重量
％にし、高級脂肪族ワックスと無機微粒子を添加しない
こと以外は、実施例１と同様に処理した。 実施例４ 実施例１においてスチレンスルホン酸化合物を２重量％
にし、高級脂肪族ワックスと無機微粒子を添加しないこ
と以外は、実施例１と同様に処理した。
【００２５】実施例５ 実施例１において高級脂肪族ワックスを20重量％にし、
スチレンスルホン酸化合物と無機微粒子を添加しないこ
と以外は、実施例１と同様に処理した。 比較例１ 実施例１において高級脂肪族ワックス、スチレンスルホ
ン酸化合物、無機微粒子を使用しないこと以外は、実施
例１と同様に処理した。
【００２６】比較例２ 実施例１において水溶性ポリエステル共重合樹脂（イ）
の代わりに、日本合成（株）製のWR−901 を使用し、高
級脂肪族ワックス、スチレンスルホン酸化合物および無
機微粒子を使用しないこと以外は、実施例１と同様に処
理した。上記実施例及び比較例で得たフィルムの性能試
験結果を、表１に一括して示した。
【００２７】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 67:02 Ｃ０８Ｌ 67:02 (72)発明者 金 春泳 大韓民国 京畿道 水原市 梅灘洞 住 公アパート31−506号（番地なし) (56)参考文献 特開 昭62−109830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−204240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−20741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−21250（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 7/04 - 7/06 B29C 55/00 - 55/30 B32B 27/00 - 27/42

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリエステルフィルムの少なくとも一片
    面に水溶性のポリエステル共重合樹脂を母体にして水分
    散性の高級脂肪族ワックス、スチレンスルホン酸化合物
    及び無機微粒子を添加した水系樹脂組成物を塗布して表
    面層が形成されていることを特徴とする摩擦係数及び耐
    水性が優れた表面処理二軸延伸ポリエステルフィルム。
  2. 【請求項２】 前記水溶性のポリエステル共重合樹脂
    は、全ジカルボン酸中に芳香族ジカルボン酸が85モル％
    以上、スルホン酸アルカリ金属塩のジカルボン酸が15モ
    ル％以下で構成され、遊離転移温度（Ｔｇ）が45〜75℃
    であることを特徴とする請求項１記載の表面処理二軸延
    伸ポリエステルフィルム。
  3. 【請求項３】 前記水分散性の高級脂肪族ワックスがポ
    リオレフィン系の分子量 500〜50,000のものであること
    を特徴とする請求項１記載の表面処理二軸延伸ポリエス
    テルフィルム。
  4. 【請求項４】 前記スチレンスルホン酸化合物は−ＳＯ
    3Ｘ基を有するスルホン酸及びその塩を有するポリマー
    であり、下記の構造式 【化１】 （但し、ＸはＨ+、Ｎａ+、Ｌｉ+、ＮＨ4 +，Ｋ+を示す） で表される請求項１記載の表面処理二軸延伸ポリエステ
    ルフィルム。
  5. 【請求項５】 前記無機粒子は不活性の平均粒径５〜11
    0 nm（Ａ）、120 〜5,000nm （Ｂ）の球形で、その使用
    比は（Ａ）: （Ｂ）＝0.1 : １〜１：５であることを特
    徴とする請求項１記載の表面処理二軸延伸ポリエステル
    フィルム。
  6. 【請求項６】 表面層はポリエステル共重合樹脂が主成
    分でその樹脂固形分に対し高級脂肪族ワックス0.1〜20
    重量％、スチレンスルホン酸化合物0.01〜15重量％、無
    機微粒子0.01〜５重量％で構成されることを特徴とする
    請求項１記載の表面処理二軸延伸ポリエステルフィル
    ム。
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