JP5686867B2 - 積層ポリエステルフィルム - Google Patents

Description

本発明は、積層ポリエステルフィルムに関するものであり、特に、液晶ディスプレイに使用される偏光板を保護する部材として好適に用いられる積層ポリエステルフィルムに関するものである。

近年、液晶ディスプレイがテレビ、パソコン、デジタルカメラ、携帯電話等の表示装置として広く用いられている。液晶ディスプレイに使用される偏光板は、通常、染色一軸延伸されたポリビニルアルコール膜の偏光膜に、トリアセチルセルロールフィルム（ＴＡＣフィルム）を保護フィルムとして張り合わせた構成である（保護フィルム／偏光膜／保護フィルム）。ＴＡＣフィルムは高い透明性や光学等方性を有するため、保護フィルムとして多く使用されてきたが、一方で、寸法安定性に劣り、また、偏光膜と接着させるために、予めアルカリ液で表面をケン化処理しなければいけないという欠点を持っていた。近年の液晶ディスプレイの大型化、高品質化が進むにしたがって、機械的強度の向上が求められ、また、アルカリ処理による低分子材料のブリードアウトやヘーズ上昇による品質低下を避ける必要性が出てきた。さらに、上記アルカリ処理は高濃度のアルカリ液を使用するため、作業安全性、環境保全の上で好ましいものではない。

これらの課題を解決するために、ノルボルネン系フィルム等、ＴＡＣフィルム以外の素材の検討も行われている（特許文献１、２）。しかしながら、他素材でのフィルムは汎用樹脂を使用していないため、コストが高いという課題がある。そこで、寸法安定性が確保でき、各種の問題を有するアルカリ処理の工程を必要とせず、さらにコスト的にも問題ない、汎用樹脂であるポリエステルフィルムを使用するという方法を考えた。

しかしながら、ポリエステルフィルム単体では、偏光膜と保護フィルムを接着させるために使用する接着剤との接着性が劣る点、およびＴＡＣフィルムと比較した場合に全光線透過率が低くなり、偏光板にしたときに輝度が低下するという欠点があることが判明した。

特開平６−５１１１７号公報 特開２００６−２２７０９０号公報

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その解決課題は、ＴＡＣフィルムの各種課題を解決することができ、かつ、接着剤との接着性が良好であり、さらに全光線透過率が高く、偏光膜の保護フィルムとして好適に利用することができる積層ポリエステルフィルムを提供することにある。

本発明者らは、上記実情に鑑み、鋭意検討した結果、特定の構成からなる積層ポリエステルフィルムを用いれば、上述の課題を容易に解決できることを知見し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の要旨は、ポリエステルフィルムの一方の面に、厚さが０．０４〜０．１５μｍであるウレタン樹脂を主体とする塗布層を有し、もう一方の面に、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂および官能基量が１０ｍｍｏｌ／ｇ未満のオキサゾリン化合物を含有する塗布層を有し、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂を含有する塗布層上に接着剤層を有することを特徴とする積層ポリエステルフィルムに存する。

本発明の積層ポリエステルフィルムによれば、例えば偏光板の保護フィルムとして使用する場合、偏光膜を接着させるための接着剤との接着力が良好で、かつ、偏光板を形成後の全光線透過率に優れた積層ポリエステルフィルムを提供することができ、その工業的価値は高い。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明における積層ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルムは単層構成であっても多層構成であってもよく、２層、３層構成以外にも本発明の要旨を越えない限り、４層またはそれ以上の多層であってもよく、特に限定されるものではない。

本発明において使用するポリエステルは、ホモポリエステルであっても共重合ポリエステルであってもよい。ホモポリエステルからなる場合、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるものが好ましい。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が挙げられ、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等が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート等が例示される。一方、共重合ポリエステルのジカルボン酸成分としては、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）等の一種または二種以上が挙げられ、グリコール成分として、エチレングリコール、ジ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、４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等の一種または二種以上が挙げられる。

本発明のフィルムのポリエステル層中には、易滑性の付与および各工程での傷発生防止を主たる目的として、粒子を配合することが好ましい。配合する粒子の種類は、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものではなく、具体例としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の粒子が挙げられる。また、特公昭５９−５２１６号公報、特開昭５９−２１７７５５号公報等に記載されている耐熱性有機粒子を用いてもよい。この他の耐熱性有機粒子の例として、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が挙げられる。さらに、ポリエステル製造工程中、触媒等の金属化合物の一部を沈殿、微分散させた析出粒子を用いることもできる。

一方、使用する粒子の形状に関しても特に限定されるわけではなく、球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれを用いてもよい。また、その硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて２種類以上を併用してもよい。

また、用いる粒子の平均粒径は、通常０．０１〜３μｍ、好ましくは０．１〜２μｍの範囲である。平均粒径が０．０１μｍ未満の場合には、易滑性を十分に付与できなかったり、粒子が凝集して、分散性が不十分となり、フィルムの透明性を低下させたりする場合がある。一方、３μｍを超える場合には、フィルムの表面粗度が粗くなりすぎて、後工程においてプリズム層や光拡散層等の機能層を形成させる場合等に不具合が生じる場合がある。

さらにポリエステル層中の粒子含有量は、通常０．００１〜５重量％、好ましくは０．００５〜３重量％の範囲である。粒子含有量が０．００１重量％未満の場合には、フィルムの易滑性が不十分な場合があり、一方、５重量％を超えて添加する場合には、フィルムの透明性が不十分な場合がある。

ポリエステル層中に粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。例えば、各層を構成するポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化もしくはエステル交換反応終了後、添加するのが良い。

また、ベント付き混練押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、混練押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。

なお、本発明におけるポリエステルフィルム中には、上述の粒子以外に必要に応じて従来公知の酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定剤、潤滑剤、染料、顔料等を添加することができる。

本発明におけるポリエステルフィルムの厚みは、フィルムとして製膜可能な範囲であれば特に限定されるものではないが、通常１０〜２００μｍ、好ましくは２５〜５０μｍの範囲である。

次に本発明におけるポリエステルフィルムの製造例について具体的に説明するが、以下の製造例に何ら限定されるものではない。すなわち、先に述べたポリエステル原料を使用し、ダイから押し出された溶融シートを冷却ロールで冷却固化して未延伸シートを得る方法が好ましい。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が好ましく採用される。次に得られた未延伸シートは二軸方向に延伸される。その場合、まず、前記の未延伸シートを一方向にロールまたはテンター方式の延伸機により延伸する。延伸温度は、通常７０〜１２０℃、好ましくは８０〜１１０℃であり、延伸倍率は通常２．５〜７倍、好ましくは３．０〜６倍である。次いで、一段目の延伸方向と直交する方向に延伸するが、その場合、延伸温度は通常７０〜１７０℃であり、延伸倍率は通常３．０〜７倍、好ましくは３．５〜６倍である。そして、引き続き１８０〜２７０℃の温度で緊張下または３０％以内の弛緩下で熱処理を行い、二軸配向フィルムを得る。上記の延伸においては、一方向の延伸を２段階以上で行う方法を採用することもできる。その場合、最終的に二方向の延伸倍率がそれぞれ上記範囲となるように行うのが好ましい。

また、本発明においては積層ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルム製造に関しては同時二軸延伸法を採用することもできる。同時二軸延伸法は、前記の未延伸シートを通常７０〜１２０℃、好ましくは８０〜１１０℃で温度コントロールされた状態で機械方向および幅方向に同時に延伸し配向させる方法であり、延伸倍率としては、面積倍率で４〜５０倍、好ましくは７〜３５倍、さらに好ましくは１０〜２５倍である。そして、引き続き、１７０〜２５０℃の温度で緊張下または３０％以内の弛緩下で熱処理を行い、延伸配向フィルムを得る。上述の延伸方式を採用する同時二軸延伸装置に関しては、スクリュー方式、パンタグラフ方式、リニアー駆動方式等、従来公知の延伸方式を採用することができる。

次に本発明における積層ポリエステルフィルムを構成する塗布層の形成について説明する。塗布層に関しては、ポリエステルフィルムの延伸工程中にフィルム表面を処理する、インラインコーティングにより設けられてもよく、一旦製造したフィルム上に系外で塗布する、オフラインコーティングを採用してもよく、両者を併用してもよい。製膜と同時に塗布が可能であるため、製造が安価に対応可能であり、塗布層の厚みを延伸倍率により変化させることができるという点でインラインコーティングが好ましく用いられる。

インラインコーティングについては、以下に限定するものではないが、例えば、逐次二軸延伸においては、特に縦延伸が終了した横延伸前にコーティング処理を施すことができる。インラインコーティングによりポリエステルフィルム上に塗布層が設けられる場合には、製膜と同時に塗布が可能になると共に塗布層を高温で処理することができ、ポリエステルフィルムとして好適なフィルムを製造できる。

本発明においては、ポリエステルフィルムの一方の面に、ウレタン樹脂を主体とする厚さが０．０４〜０．１５μｍである塗布層（以下、第１塗布層と略記することがある）を有し、ポリエステルフィルムのもう一方の面に、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂を含有する塗布層（以下、第２塗布層と略記することがある）を有することを必須の要件とするものである。

本発明における第１塗布層は、偏光板にしたときの全光線透過率を向上させることができる塗布層である。積層ポリエステルフィルムの全光線透過率はポリエステルフィルム、第１塗布層、第２塗布層の光学特性を考慮したものであるが、偏光膜と張り合わせる保護フィルムとして使用する場合、張り合わせる側の光学特性は偏光板全体の全光線透過率に大きくは寄与しないため、光学特性として最も重要となるものは、偏光膜と張り合わせない側、すなわち第１塗布層側である。積層ポリエステルフィルムの全光線透過率としては、第２塗布層の影響もあるので、正確には議論できないが、一般的には、９０．０％以上、好ましくは９０．５％以上、より好ましくは９１．０％以上である。

第１塗布層のみの光学特性をより正確に把握し、偏光板にしたときの全光線透過率を考察するために、各種検討をした結果、第１塗布層のみの絶対反射率も議論することが好ましいことが分かった。反射率と透過率は相互に関係する特性であり、光の吸収が少なく、透明性が高いポリエステルフィルムでは、一般的には、高い透過率は低い反射率を示すことに着目した。

本発明においては、第１塗布層は、絶対反射率において、好ましくは波長３００〜８００ｎｍの範囲に１つの極小値を有し、その極小値における絶対反射率の値が３．５％以下であることである。極小値の波長としてより好ましい条件は、４００〜７００ｎｍの範囲、さらに好ましくは４５０〜６５０ｎｍの範囲である。また、極小値における絶対反射率のより好ましい条件は３．０％以下、さらに好ましくは２．５％以下である。

積層ポリエステルフィルムの全光線透過率が９０．０％未満の場合、また、第１塗布層の絶対反射率が上記範囲を外れる場合、偏光板にしたときの全光線透過率が低くなることにより、偏光板の輝度の低下を招き、液晶ディスプレイにしたときに画面が暗くなる場合がある。

ウレタン樹脂は一般的には屈折率が低いため、全光線透過率を向上させるためには適した材料である。また、膜厚を０．０４〜０．１５μｍの範囲に制御することにより、より効果的に全光線透過率を向上させることができた。

本発明のフィルムの第１塗布層に含有するウレタン樹脂とは、ウレタン樹脂を分子内に有する高分子化合物のことである。通常ウレタン樹脂はポリオールとイソシアネートの反応により作成される。ポリオールとしては、ポリエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポリオレフィンポリオール類、アクリルポリオール類、後述する第２塗布層に含有するようなポリカーボネートポリオール類が挙げられ、これらの化合物は単独で用いても、複数種用いてもよい。

ポリエステルポリオール類としては、多価カルボン酸（マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等）またはそれらの酸無水物と多価アルコール（エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、１，８−オクタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−ヘキシル−１，３−プロパンジオール、シクロヘキサンジオール、ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、ジメタノールベンゼン、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、アルキルジアルカノールアミン、ラクトンジオール等）の反応から得られるものが挙げられる。

ポリエーテルポリオール類としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。

第１塗布層に含有するウレタン樹脂を得るために、これらのポリオールと、上述したポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂を得るために使用されるイソシアネート化合物および鎖延長剤を使用することができる。また、インラインコーティングの適正を考慮した場合、水分散性または水溶性のウレタン樹脂が好ましい。水分散性または水溶性を付与させるためには、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、スルホニル基、リン酸基、エーテル基等の親水性基をウレタン樹脂に導入することが重要である。前記の親水性基のなかでも、塗膜物性および密着性の点からカルボキシル基が好ましい。

本発明のフィルムにおいて、第１塗布層中に占めるウレタン樹脂の含有量に関しては、ウレタン樹脂の屈折率にも依存するため一概には議論できないが、一般的には、塗布層全体の重量比で、好ましくは４０％以上の範囲、より好ましくは５０％以上の範囲、さらに好ましくは６０％以上の範囲である。４０％未満の場合、全光線透過率が十分に向上しない場合がある。

本発明のフィルムにおける第１塗布層には、塗布面状や透明性を向上させるために、ウレタン樹脂以外のバインダーポリマーを併用することも可能である。併用するバインダーとしては全光線透過率への影響を考慮して、屈折率が高いものを多く使わないことが好ましい。

本発明において「バインダーポリマー」とは高分子化合物安全性評価フロースキーム（昭和６０年１１月 化学物質審議会主催）に準じて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定による数平均分子量（Ｍｎ）が１０００以上の高分子化合物で、かつ造膜性を有するものと定義する。

バインダーポリマーの具体例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニル（ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体等）、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンイミン、メチルセルロース、ヒドロキシセルロース、でんぷん類等が挙げられる。

さらに第１塗布層中には本発明の主旨を損なわない範囲において、架橋剤を併用することも可能である。架橋剤を使用することにより、塗布層が強固になるために、耐湿熱性や耐擦傷性がより向上する場合がある。架橋剤としては、種々公知の樹脂が使用できるが、例えば、メラミン化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、イソシアネート化合物、カルボジイミド化合物等が挙げられる。

メラミン化合物とは、化合物中にメラミン骨格を有する化合物のことである。例えば、アルキロール化メラミン誘導体、アルキロール化メラミン誘導体にアルコールを反応させて部分的あるいは完全にエーテル化した化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。エーテル化に用いるアルコールとしては、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−ブタノール、イソブタノール等が好適に用いられる。また、メラミン化合物としては、単量体、あるいは２量体以上の多量体のいずれであってもよく、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。さらに、メラミンの一部に尿素等を共縮合したものも使用できるし、メラミン化合物の反応性を上げるために触媒を使用することも可能である。

エポキシ化合物としては、例えば、分子内にエポキシ基を含む化合物、そのプレポリマーおよび硬化物が挙げられる。例えば、エピクロロヒドリンと多価アルコールとの縮合物がある。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ビスフェノールＡ等が挙げられる。特に、低分子ポリオールのエピクロロヒドリンとの反応物は、水溶性に優れたエポキシ樹脂を与える。

オキサゾリン化合物としては、分子内にオキサゾリン環を持つ化合物であり、オキサゾリン環を有するモノマーや、オキサゾリン化合物を原料モノマーの１つとして合成されるポリマーも含まれる。

イソシアネート化合物としては、分子内にイソシアネート基を持つ化合物を指し、具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネートや、これらの重合体、誘導体等が挙げられる。

これらの架橋剤は、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。さらにインラインコーティングへの適用等を配慮した場合、水溶性または水分散性を有することが好ましい。

また、第１塗布層中には、塗布層のブロッキング性、滑り性改良を目的として粒子を含有してもよく、シリカ、アルミナ、酸化金属等の無機粒子、あるいは架橋高分子粒子等の有機粒子等が挙げられる。

本発明における第２塗布層は、各種の機能層との接着性を向上させるための塗布層であり、例えば、偏光膜と本発明の積層ポリエステルフィルムを張り合わせるために使用する各種の接着剤との接着性を向上させるために使用することができる。

本発明における第２塗布層に含有する、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂とは、ウレタン樹脂の主要な構成成分のポリオールのひとつとしてポリカーボネート系化合物を使用したものである。ポリカーボネートポリオール類は、多価アルコール類とカーボネート化合物とから、脱アルコール反応によって得られる。多価アルコール類としては、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、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３，３−ジメチロールヘプタン等が挙げられる。カーボネート化合物としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート等が挙げられ、これらの反応から得られるポリカーボネート系ポリオール類としては、例えば、ポリ（１，６−ヘキシレン）カーボネート、ポリ（３−メチル−１，５−ペンチレン）カーボネート等が挙げられる。

ウレタン樹脂を得るために使用されるポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシルジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート等が例示される。これらは単独で用いても、複数種併用してもよい。

また、本発明の趣旨を損なわない範囲において、第２塗布層に、ポリカーボネート系ポリオール類以外のポリオールを使用することも可能であり、例えば、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリオレフィンポリオール類、アクリルポリオール類が挙げられる。これらの化合物は単独で用いても、複数種用いてもよい。

ウレタン樹脂を合成する際に鎖延長剤を使用してもよく、鎖延長剤としては、イソシアネート基と反応する活性基を２個以上有するものであれば特に制限はなく、一般的には、水酸基またはアミノ基を２個有する鎖延長剤を主に用いることができる。

水酸基を２個有する鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等の脂肪族グリコール、キシリレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン等の芳香族グリコール、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレート等のエステルグリコールといったグリコール類を挙げることができる。また、アミノ基を２個有する鎖延長剤としては、例えば、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン等の芳香族ジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサンジアミン、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、トリメチルヘキサンジアミン、２−ブチル−２−エチル−１，５−ペンタンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、１，１０−デカンジアミン等の脂肪族ジアミン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジアミン、イソプロビリチンシクロヘキシル−４，４’−ジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂環族ジアミン等が挙げられる。

本発明におけるポリカーボネートを構成成分とするウレタン樹脂は、溶剤を媒体とするものであってもよいが、好ましくは水を媒体とするものである。ウレタン樹脂を水に分散または溶解させるには、乳化剤を用いる強制乳化型、ウレタン樹脂中に親水性基を導入する自己乳化型あるいは水溶型等がある。特に、ウレタン樹脂の骨格中にイオン基を導入しアイオノマー化した自己乳化タイプが、液の貯蔵安定性や得られる塗布層の耐水性、透明性、密着性に優れており好ましい。また、導入するイオン基としては、カルボキシル基、スルホン酸、リン酸、ホスホン酸、第４級アンモニウム塩等、種々のものが挙げられるが、カルボキシル基が好ましい。ウレタン樹脂にカルボキシル基を導入する方法としては、重合反応の各段階の中で種々の方法が取り得る。例えば、プレポリマー合成時に、カルボキシル基を持つ樹脂を共重合成分として用いる方法や、ポリオールやポリイソシアネート、鎖延長剤などの一成分としてカルボキシル基を持つ成分を用いる方法がある。特に、カルボキシル基含有ジオールを用いて、この成分の仕込み量によって所望の量のカルボキシル基を導入する方法が好ましい。例えば、ウレタン樹脂の重合に用いるジオールに対して、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ビス−（２−ヒドロキシエチル）プロピオン酸、ビス−（２−ヒドロキシエチル）ブタン酸等を共重合させることができる。またこのカルボキシル基はアンモニア、アミン、アルカリ金属類、無機アルカリ類等で中和した塩の形にするのが好ましい。特に好ましいものは、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミンである。かかるポリウレタン樹脂は、塗布後の乾燥工程において中和剤が外れたカルボキシル基を、他の架橋剤による架橋反応点として用いることができる。これにより、塗布前の液の状態での安定性に優れる上、得られる塗布層の耐久性、耐溶剤性、耐水性、耐ブロッキング性等をさらに改善することが可能となる。

特に本発明で用いるウレタン樹脂としては、ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、反応性水素原子を有する鎖長延長剤およびイソシアネート基と反応する基、およびアニオン性基を少なくとも１個有する化合物からなる樹脂が好ましい。ウレタン樹脂中のアニオン性基の量は、０．０５〜８重量％が好ましい。少ないアニオン性基量では、ウレタン樹脂の水溶性あるいは水分散性が悪く、多いアニオン性基量では、塗布後の塗布層の耐水性が劣る場合や、吸湿してフィルムが相互に固着しやすくなるからである。

ウレタン樹脂中のポリカーボネート成分の含有量は、通常１０〜９０重量％であり、好ましくは２０〜７０重量％である。かかる含有量が１０重量％未満では、ウレタン樹脂の密着性改良効果に乏しくなることがあり、９０重量％を超えると塗布性が悪化することがある。

なお、本発明におけるウレタン樹脂は、ガラス転移点（以下、Ｔｇと記載することがある）が１０℃以下であることが好ましい。Ｔｇが１０℃より高いものを使用した場合、易接着性が不十分となる場合がある。ここで言うＴｇの測定は、ウレタン樹脂の乾燥皮膜を作成し、動的粘弾性測定を行い、Ｅ’’が最大となる温度を指す。

さらに、本発明の第２塗布層に含有するポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂には、二重結合を有する化合物を使用することも可能である。当該二重結合は、第２塗布層上に形成される層との密着性を向上させるためのものである。第２塗布層上に形成される層が二重結合のラジカル反応等による硬化性樹脂である場合には、第２塗布層中にある二重結合とも反応することができ、より強固な密着性を出すことが可能となる。この場合、第２塗布層とその上に形成される層が、強い炭素−炭素結合で結ばれている箇所ができるため、上述した、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂のガラス転移点が低くない場合でも効果的に密着性を出すことが可能である。

ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂に二重結合を導入する場合、ラジカル等による反応性を考慮して、ビニル基が好ましい。ビニル基の導入は、ウレタン樹脂を作成する各段階の中で種々の方法が取り得る。例えば、プレポリマー合成時に、ビニル基を持つ樹脂を共重合成分として用いる方法や、ビニル基を持つジオールやジアミン、アミノアルコール等を、重合の各段階で必要に応じ使用する方法がある。具体的には例えば、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテルなどのビニルエーテル化合物を、あらかじめ成分の一部に共重合しておくことができる。

ウレタン樹脂中のビニル基の含有量は、特に限定されないが、例えば、ウレタン結合１００モルに対し１モル以上を使用することができ、さらに密着性の向上を目指すならば、５モル以上用いることも可能である。上限は限定されないものの、過剰に含有してもそれ以上の効果が見られにくくなってくること、またウレタン樹脂の機械物性が劣ってくることから、好ましくは５０モル以下、さらに好ましくは２５モル以下である。

本発明における第２塗布層中には、塗布層の塗膜を強固にし、偏光膜を貼り付け後の耐湿熱性等を向上させるために架橋剤を含有させることが好ましい。通常用いられる架橋剤としては、メラミン、ベンゾグアナミンなどのアミノ樹脂系、オキサゾリン系、カルボジイミド系、エポキシ系、イソシアネート系など、また、他のポリマー骨格中に、上述のような架橋反応性の官能基を共重合した、いわゆるポリマー型架橋剤などが例示されるが、本発明で架橋剤を使用する場合は、易接着性を低下させないことが重要である。

易接着性を維持しつつ塗布層を架橋するためには、塗布層中における架橋の密度を高くしすぎないことが必要である。このためには、架橋剤の使用量を多くしすぎないことか、官能基量の少ない架橋剤を使用すると良い。

ここで官能基量とは、架橋剤分子の重量あたりに、架橋官能基がどの程度あるかを表す。例えば、架橋剤の構造を^１３Ｃ−ＮＭＲで帰属し、官能基の量比を^１Ｈ−ＮＭＲで求めて、架橋剤の分子量あたりの架橋官能基の比率を求めることができる。官能基量が高い架橋剤を使用する場合は、少量にとどめておくべきである。本発明においては、特に官能基量が１０ｍｍｏｌ／ｇを超える架橋剤は、塗布層全体に対し２０重量％以下の量とする。

一方、官能基量の低い架橋剤は、その使用量の多寡によらず特性が安定しやすく好ましい。特にポリマー型架橋剤は官能基量が低く好ましい。具体的には、官能基量が１０ｍｍｏｌ／ｇ未満の架橋剤は、塗布層全体に対し任意に含有することができるが、上限は８０重量％、好ましくは６０重量％以下、さらに好ましくは４０重量％以下の量とすると前記ポリウレタン樹脂の接着性向上効果が高い。

本発明においてもっとも好ましい様態は、カルボキシル基を含有するポリウレタンに対し、オキサゾリン基を有するポリマー型の架橋剤を使用することである。

また、上述したようなＴｇの低いウレタン樹脂を含有する塗布層は、積層ポリエステルフィルムとした後でロール状に巻いた際に、フィルムの表裏が張り付く、いわゆるブロッキングが起こりやすくなる。ブロッキングを防止するために、塗布層の構成成分として、粒子を含有することが好ましい。粒子の含有量としては、塗布層全体の重量比で、３〜２５％の範囲であることが好ましく、５〜１５％の範囲であることがより好ましく、５〜１０％の範囲であることがさらに好ましい。３％未満の場合、ブロッキングを防止する効果が不十分となる場合がある。また２５％を超える場合、ブロッキングの防止効果は高いものの、塗布層の透明性の低下、塗布層の連続性が損なわれることによる塗膜強度の低下、あるいは易接着性の低下が懸念される。上記の範囲で粒子を使用することにより、易接着性能と耐ブロッキング性能を両立することが可能となる。

用いる粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化金属等の無機粒子、あるいは架橋高分子粒子等の有機粒子等を挙げることができる。特に、塗布層への分散性や得られる塗膜の透明性の観点からは、シリカ粒子が好適である。

粒子の粒径は、小さすぎるとブロッキング防止の効果が得られにくく、大きすぎると塗膜からの脱落などが起き易い。平均粒径として、塗布層の厚さの１／２〜１０倍程度が好ましい。さらに、粒径が大きすぎると、塗布層の透明性が劣ることがあるので、平均粒径として、３００ｎｍ以下、さらには１５０ｎｍ以下であることが好ましい。ここで述べる粒子の平均粒径は、粒子の分散液をマイクロトラックＵＰＡ（日機装社製）にて、個数平均の５０％平均径を測定することで得られる。

本発明における第２塗布層には、塗布面状上や透明性を向上させるために上述したポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂以外のバインダーポリマーを併用することも可能である。

バインダーポリマーの具体例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニル（ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体等）、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンイミン、メチルセルロース、ヒドロキシセルロース、でんぷん類等が挙げられる。

本発明において、第２塗布層中に占める前記ウレタン樹脂の含有量は限定されない。これは、当該ウレタン樹脂を主たる成分として塗布層を構成しても構わないが、その他の易接着性の樹脂を主成分とする塗布層に、ウレタン樹脂を混合するだけでも密着性が向上するためであり、目的とする特性の出る範囲で適宜選択できる。ただし量が少量過ぎると、その効果が得られにくいため、下限は塗布層全体の重量比で通常２０％以上の範囲、好ましくは４０％以上の範囲、さらに好ましくは５０％以上の範囲である。

さらに本発明の主旨を損なわない範囲において、第１塗布層および第２塗布層には必要に応じて消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、有機系潤滑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、発泡剤、染料等が含有されてもよい。

塗布層中の各種成分の分析は、例えば、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ等の表面分析によって行うことができる。

インラインコーティングによって塗布層を設ける場合は、上述の一連の化合物を水溶液または水分散体として、固形分濃度が０．１〜５０重量％程度を目安に調整した塗布液をポリエステルフィルム上に塗布する要領にて積層ポリエステルフィルムを製造するのが好ましい。また、本発明の主旨を損なわない範囲において、水への分散性改良、造膜性改良等を目的として、塗布液中には少量の有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤は１種類のみでもよく、適宜、２種類以上を使用してもよい。

本発明における積層ポリエステルフィルムの第１塗布層の膜厚は、０．０４〜０．１５μｍであり、好ましくは０．０６〜０．１３μｍの範囲である。膜厚がこの範囲より外れる場合は、高い全光線透過率が得られない場合がある。

本発明における積層ポリエステルフィルムの第２塗布層の膜厚は、通常０．００２〜１．０μｍ、好ましくは０．００５〜０．５μｍ、さらに好ましくは０．０１〜０．２μｍの範囲である。膜厚が０．００２μｍ未満の場合は、十分な密着性が得られない可能性があり、１．０μｍを超える場合は、外観や透明性、フィルムのブロッキング性が悪化する可能性がある。

本発明において、塗布層を設ける方法はリバースグラビアコート、ダイレクトグラビアコート、ロールコート、ダイコート、バーコート、カーテンコート等、従来公知の塗工方式を用いることができる。塗工方式に関しては「コーティング方式」槇書店 原崎勇次著 １９７９年発行に記載例がある。

本発明において、ポリエステルフィルム上に塗布層を形成する際の乾燥および硬化条件に関しては特に限定されるわけではなく、例えば、オフラインコーティングにより塗布層を設ける場合、通常、８０〜２００℃で３〜４０秒間、好ましくは１００〜１８０℃で３〜４０秒間を目安として熱処理を行うのが良い。

一方、インラインコーティングにより塗布層を設ける場合、通常、７０〜２８０℃で３〜２００秒間を目安として熱処理を行うのが良い。

また、オフラインコーティングあるいはインラインコーティングに係わらず、必要に応じて熱処理と紫外線照射等の活性エネルギー線照射とを併用してもよい。本発明における積層ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルムにはあらかじめ、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施してもよい。

本発明の積層ポリエステルフィルムを例えば、偏光板における偏光膜の保護フィルムとして使用する場合、一般的には、第２塗布層側に偏光膜を接着させるための接着剤を介して偏光膜を張り合わせる。接着剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリブチルアクリレート等のアクリル系化合物、グリシジル基やエポキシシクロヘキサンに例示される脂環式エポキシ基を有するエポキシ系化合物等が挙げられる。

作成した接着剤層の上に、例えば一軸延伸され、ヨウ素等で染色されたポリビニルアルコールを偏光膜として張り合わせる。偏光膜の反対側にも保護フィルムを張り合わせて偏光板とすることができる。すなわち、本発明の積層ポリエステルフィルムを偏光板に使用する場合の、上記で例示した層構成は、第１塗布層／ポリエステルフィルム／第２塗布層／接着剤／偏光膜／保護フィルムとなる。

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越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いた測定法および評価方法は次のとおりである。

（１）ポリエステルの固有粘度の測定
ポリエステルに非相溶な他のポリマー成分および顔料を除去したポリエステル１ｇを精秤し、フェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０（重量比）の混合溶媒１００ｍｌを加えて溶解させ、３０℃で測定した。

（２）平均粒径（ｄ_５０：μｍ）の測定
遠心沈降式粒度分布測定装置（株式会社島津製作所社製ＳＡ−ＣＰ３型）を使用して測定した等価球形分布における積算（重量基準）５０％の値を平均粒径とした。

（３）ガラス転移点（Ｔｇ）
ウレタン樹脂の溶液もしくは水分散液を、乾燥後の膜厚が５００μｍになるように、テフロン（登録商標）製のシャーレ内で乾燥させ皮膜を得る。乾燥条件は、室温で１週間乾燥させた後、１２０℃で１０分間さらに乾燥させる。得られた皮膜を幅５ｍｍに切り出し、アイティー計測制御（株）製動的粘弾性測定装置（ＤＶＡ−２００型）にチャック間２０ｍｍとなるように測定装置にセットし、−１００℃から２００℃まで、１０℃／分の速度で昇温させながら、周波数１０Ｈｚで測定する。Ｅ’’が最大となる点をＴｇとした。

（４）塗布層の膜厚測定方法
包埋樹脂でフィルムを固定し、ミクロトームで断面を切り出し、当該断面をオスミウム酸で染色して、透過型電子顕微鏡（日本電子製ＪＥＭ２０１０）を用いて測定した。

（５）全光線透過率の測定方法
村上色彩技術研究所製ヘーズメーターＨＭ−１５０を使用して、ＪＩＳ Ｋ ７３６１で測定した。

（６）ポリエステルフィルムにおける第１塗布層表面からの絶対反射率極小値の測定方法
あらかじめ、ポリエステルフィルムの測定裏面（第２塗布層面）に黒テープ（ニチバン株式会社製ビニールテープＶＴ―５０）を貼り、分光光度計（日本分光株式会社製 紫外可視分光光度計 Ｖ−５７０ および自動絶対反射率測定装置 ＡＭ−５００Ｎ）を使用して同期モード、入射角５°、Ｎ偏光、レスポンス Ｆａｓｔ、データ取区間隔１．０ｎｍ、バンド幅１０ｎｍ、走査速度１０００ｍ／ｍｉｎで、塗布層表面を波長範囲３００〜８００ｎｍの絶対反射率を測定し、その極小値における波長（ボトム波長）と絶対反射率を評価した。

（７）接着性の評価方法
第２塗布層面に接着剤としてビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを積層し、接着剤層とした。この接着剤層に対して、１０×１０のクロスカットを入れ、その上に１８ｍｍ幅のテープ（ニチバン株式会社製セロテープ（登録商標）ＣＴ−１８）を貼り付け、１８０度の剥離角度で急激にはがした後、剥離面を観察し、剥離面積が５％以下なら◎、５％を超え２０％以下ならば○、２０％を超え５０％以下ならば△、５０％を超えるならば×とした。

実施例および比較例において使用したポリエステルは、以下のようにして準備したものである。
＜ポリエステル（Ａ）の製造方法＞
テレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール６０重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩０．０９重量部を反応器にとり、反応開始温度を１５０℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、３時間後に２３０℃とした。４時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート０．０４重量部を添加した後、三酸化アンチモン０．０４重量部を加えて、４時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を２３０℃から徐々に昇温し２８０℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には０．３ｍｍＨｇとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度０．６３に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られたポリエステル（Ａ）の極限粘度は０．６３であった。

＜ポリエステル（Ｂ）の製造方法＞
ポリエステル（Ａ）の製造方法において、エチルアシッドフォスフェート０．０４重量部を添加後、平均粒子径２．０μｍのエチレングリコールに分散させたシリカ粒子を０．２重量部、三酸化アンチモン０．０４重量部を加えて、極限粘度０．６５に相当する時点で重縮合反応を停止した以外は、ポリエステル（Ａ）の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル（Ｂ）を得た。得られたポリエステル（Ｂ）は、極限粘度０．６５であった。

塗布層を構成する化合物例は以下のとおりである。
（化合物例）
・ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂：（IA）
１，６−ヘキサンジオールとジエチルカーボネートからなる数平均分子量が２０００のポリカーボネートポリオールを４００部、ネオペンチルグリコールを１０．４部、イソホロンジイソシアネート５８．４部、ジメチロールブタン酸が７４．３部からなるプレポリマーをトリエチルアミンで中和し、イソホロンジアミンで鎖延長して得られる、Ｔｇが−３０℃のウレタン樹脂の水分散体

・ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂：（IB）
カルボキシル基を有する、Ｔｇが−２０℃の水分散型ポリカーボネートポリウレタン樹脂である、ＲＵ−４０−３５０（スタール社製）

・ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂：（IC）
カルボン酸水分散型のＴｇが３℃であるビニル基含有ポリカーボネートポリウレタン樹脂である、ＳＰＸ−０３９（ＡＤＥＫＡ社製）

・ウレタン樹脂：（ID）
カルボン酸水分散型ポリエステルポリウレタン樹脂である、ハイドランＡＰ−４０（ＤＩＣ社製）

・ポリエステル樹脂：（II）
下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成：（酸成分）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／／（ジオール成分）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＝５６／４０／４／／７０／２０／１０（ｍｏｌ％）

・オキサゾリン化合物：（IIIA）オキサゾリン基がアクリル系樹脂にブランチされたポリマー型架橋剤である、エポクロスＷＳ−５００（日本触媒社製）、オキサゾリン基量＝４．５ｍｍｏｌ／ｇ
・エポキシ化合物：（IIIB）ポリグリセロールポリグリシジルエーテルである、デナコールＥＸ−５２１（ナガセケムテックス製）、エポキシ基量＝５．５ｍｍｏｌ／ｇ。
・メラミン化合物：（IIIC）ヘキサメトキシメチルメラミン
・粒子：（IV）平均粒径６５ｎｍのシリカゾル

実施例１：
ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ９０％、１０％の割合で混合した混合原料を最外層（表層）の原料とし、ポリエステル（Ａ）を中間層の原料として、２台の押出機に各々を供給し、各々２８５℃で溶融した後、４０℃に設定した冷却ロール上に、２種３層（表層／中間層／表層）の層構成で共押出し冷却固化させて未延伸シートを得た。次いで、ロール周速差を利用してフィルム温度８５℃で縦方向に３．４倍延伸した後、この縦延伸フィルムの片面に、下記表１に示す塗布液Ａ１を塗布し（第１塗布層の形成）、反対面に塗布液Ｂ１を塗布し（第２塗布層の形成）、テンターに導き、横方向に１２０℃で４．３倍延伸し、２２５℃で熱処理を行った後、横方向に２％弛緩し、膜厚（乾燥後）が０．１０μｍの第１塗布層、０．０２μｍの第２塗布層を有する厚さ３８μｍ（表層４μｍ、中間層３０μｍ）のポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムを評価したところ、全光線透過率も高く、第２塗布層の接着性は良好であった。このフィルムの特性を下記表２に示す。

実施例２〜１４：
実施例１において、塗布剤組成を表１に示す塗布剤組成に変更する以外は実施例１と同様にして製造し、ポリエステルフィルムを得た。でき上がったポリエステルフィルムは表２に示すとおりであった。

比較例１〜４：
実施例１において、塗布剤組成を表１に示す塗布剤組成に変更する以外は実施例１と同様にして製造し、ポリエステルフィルムを得た。でき上がった積層ポリエステルフィルムを評価したところ、表２に示すとおりであり、反射率の極小値が見られず全光線透過率の低いものや、接着性が弱いものであった。

本発明のフィルムは、例えば、液晶ディスプレイに使用される偏光膜の保護フィルム等、各種の接着剤と良好な接着性および高い全光線透過率が必要な用途に好適に利用することができる。

Claims (4)

1. ポリエステルフィルムの一方の面に、厚さが０．０４〜０．１５μｍであるウレタン樹脂を主体とする塗布層を有し、もう一方の面に、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂および官能基量が１０ｍｍｏｌ／ｇ未満のオキサゾリン化合物を含有する塗布層を有し、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂を含有する塗布層上に接着剤層を有することを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
2. ウレタン樹脂を主体とする塗布層の絶対反射率が、波長４００〜７００ｎｍの範囲に１つの極小値を有し、当該極小値における絶対反射率の値が３．５％以下であることを特徴とする請求項１記載の積層ポリエステルフィルム。
3. ウレタン樹脂を主体とする塗布層の塗布膜厚が０．０６〜０．１３μｍであることを特徴とする請求項１または２記載の積層ポリエステルフィルム。
4. 接着剤層の上に偏光膜を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層ポリエステルフィルム。