JPH05310976A - 易接着性ポリエステルフィルム及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種印刷インキ、蒸着、水系糊などに極めて
優れた接着性をもち、さらに防曇性においても優れる二
軸延伸ポリエステルフィルムとその製造法を提供する。 【構成】 ポリビニルアルコール４０〜８０重量％およ
びイソブチレンー無水マレイン酸共重合物６０〜２０重
量％の組成物の水溶液を未延伸または一軸延伸ポリエス
テルに塗布し、延伸して形成される厚さ０．１〜２μｍ
の塗布層が少なくとも片面に設けられた易接着性二軸延
伸ポリエステルフィルムおよびその製法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐水性に優れた親水性
塗布層を設けることにより、各種印刷インキ、蒸着、水
系糊などに極めて優れた接着性をもち、さらに防曇性に
おいても優れる二軸延伸ポリエステルフィルムとその製
造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートフィルムに
代表されるポリエステルフィルムは、優れた物理的、化
学的特性を有するため、磁気記録材料、電気絶縁材料、
感光材料、各種写真材料など多くの工業用フィルムとし
ての用途に使用されている。一方、包装材料分野におい
てもその優れた性能を活かして各種食品包装やパッケー
ジング材料として最近その使用量が増大している。その
中で従来から使用されている紙を用いた包装用途におい
て、水に対する耐久性が低いという欠点を補うため、各
種プラスチックフィルムを紙の表面に貼って使用するも
のが非常に多くなり、ポリエステルフィルムもその耐熱
性、耐久性などの優れた物性や良好な光学特性などを活
かし、紙に貼り合わせる用途に使用が増大している。そ
して、それに要求される機能も高度になってきているの
が現状である。例えば、紙にポリエステルフィルムを貼
りそれを目的の形に組み立てる際に、従来より溶剤タイ
プの接着剤やホットメルトタイプの接着剤を用いてフィ
ルム面と紙とを接着しているが、環境問題、コスト等か
ら従来より紙の接着に用いられてきた水系の糊の使用が
望まれている。しかしながら、ポリエステルと水系糊と
の接着性が低く、目的がまだ達成されていない。

【０００３】ポリエステルフィルムを基材とする各種の
層、例えば金属蒸着層、印刷インキ層、紙層、他種フィ
ルム層などを設ける場合は上記のような層間の接着性と
いう点が問題になる。ポリエステルフィルムにこの接着
性能を付与する技術に関しては、フィルム面へのコロナ
処理、接着性を有する層の形成など従来から多くの提案
がある。これらの提案に係るものはそれぞれ用途により
選択されているが、前者の場合、処理した後すぐに用い
なければその性能が発揮できないという経時変化の問題
があり、かつ持続性に乏しいという欠点がある。また、
後者のようにポリエステルフィルム層表面に水系糊に対
する接着性のある物質をコーティングすることが考えら
れるが、本来水系糊に対して親和性のある物質は水に溶
けやすく、水系糊による接着工程でポリエステルフィル
ム表面から剥がれ、本来の目的である接着強度を保つこ
とが難しいものであった。一方、水系糊に対して接着性
のあるポリエステルフィルムを安価に得ようとする場合
には、ポリエステルフィルムを延伸して形成させる途上
においてコーティングするインラインコート法と呼ばれ
る方法が工業的に工程も短く有利であるが、コーティン
グされる物質は引火性、毒性などの面で問題を生じさせ
ないようにするため水に可溶又は分散しやすい物質を用
いる必要がある。従って、水に溶けやすいが、疎水性の
ポリエステルと親和性があり、かつ親水性の糊との接着
性を併せもつという二つの問題を同時に解決することが
必要であった。従来、このコーティング層形成工程の容
易さと最終的に使用される場合の接着性を同時に満足す
るものはなかったのが現状である。

【０００４】また、高温多湿下でのフィルムへの凝縮水
の付着を防ぐために防曇性の要求されることがあるが、
防曇性に関してはその性能付与方法として、プラスチッ
クフィルム表面への防曇付与物質の塗布によるものとプ
ラスチックフィルム内部への添加によるものに大別でき
る。界面活性剤などの親水性物質の利用がその一例であ
るが、半永久的な効果を上げることはできず、耐水性に
乏しいという欠点がある。そのため、架橋剤を利用し耐
水性のある被膜を形成するという方法、例えばポリビニ
ルアルコールに架橋剤として微粒子状シリカを添加した
ものが提案されている（特開平３−１３７１８４号）。
しかし、一方で架橋剤による親水性の低下、さらにフィ
ルム内部への添加による場合に多い透明性の低下など、
包材への利用に最適な状態にあるとは言い難い。

【０００５】さらに、ポリエステルフィルムは各種透明
基材、例えばガラスやレンズなどに保護膜として接着さ
せたり、段ボール箱の内貼りに利用するという用途があ
る。これらの用途においてはガラスやレンズへの傷付き
防止、さらには段ボールの被包装物による段ボールへの
損傷及び被包装物の運搬中や取扱い時の破損などを防ぐ
ための保護膜としての役割であり、耐久性などが要求さ
れる。

【０００６】これに加えて耐水性など種々の性能が要求
されてくることが多く、この場合それぞれの要求に対し
性能に優先差をつけざるを得ず、全ての要求性能を満た
すことは難しい。このように、上記の水系糊に対する接
着性、防曇性及び耐水性を兼ね備えたポリエステルフィ
ルムにおいては必ずしも最適のものが提供されていると
はいい難い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
技術における欠点を解消しようとするものであり、実用
性のある水系糊に対する接着性および防曇性に優れた被
膜を形成した二軸延伸ポリエステルフィルムの提供を目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、特に接着
性と防曇性に優れた二軸延伸ポリエステルフィルムを得
るために鋭意検討した結果、以下に述べるような内容で
本発明の目的が達成できることを明らかにした。すなわ
ち本発明の第一は、ケン化度３０〜９０モル％、平均重
合度２００〜１５００のポリビニルアルコール（Ａ）４
０〜８０重量％およびイソブチレンー無水マレイン酸共
重合物若しくはその誘導体（Ｂ）６０〜２０重量％の組
成物（（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量％）から形成
される厚さ０．１〜２μｍの塗布層が少なくとも片面に
設けられた易接着性二軸延伸ポリエステルフィルムであ
り、本発明の第二は未延伸又は一軸延伸ポリエステルフ
ィルムの少なくとも片面にケン化度３０〜９０モル％、
平均重合度２００〜１５００のポリビニルアルコール
（Ａ）４０〜８０重量％およびイソブチレンー無水マレ
イン酸共重合物若しくはその誘導体（Ｂ）６０〜８０重
量％の組成物（（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量％）
の水溶液を塗布（コーティング）したのち、延伸するこ
とを特徴とする請求項１記載の易接着性二軸延伸ポリエ
ステルフィルムの製造法である。以下に本発明をさらに
詳しく説明する。

【０００９】本発明で用いられるポリビニルアルコール
とは、平均重合度が２００〜１５００、ケン化度が３０
〜９０モル％の部分ケン化型ポリビニルアルコールであ
ることを特徴とする。該ポリビニルアルコールの平均重
合度が２００より小さい場合は塗膜の形成が困難とな
り、乾燥後に部分的欠陥を生じる。また、１５００より
大きい場合は、塗布液調製段階で粘度が増大し、取り扱
い性、塗膜形成性において問題となる。また、該ポリビ
ニルアルコールのケン化度が３０モル％より低い場合
は、防曇性が不充分になり、９０モル％より高くなる
と、塗布乾燥後、塗布面とフィルムとの接着がわるいこ
とに起因して直径１〜４ｃｍの円形状の斑点が現れる。

【００１０】該ポリビニルアルコールの架橋剤として
は、イソブチレン−無水マレイン酸共重合物が最も適し
ている。また、その誘導体、例えばイソブチレン−無水
マレイン酸共重合体のイミド化物等も好適に用いられ
る。以下の説明において該共重合物にはその誘導体も含
まれるものとする。

【００１１】本発明は前記ポリビニルアルコールに架橋
剤としてイソブチレン−無水マレイン酸共重合物を加え
ることにより、ポリビニルアルコールの特性を活かしつ
つ耐水性を設けたものである。本発明におけるポリビニ
ルアルコール及びイソブチレン−無水マレイン酸共重合
物の組成物の両者の構成割合は目的とする性能によって
適宜選択され得るものであるが、前記の性能を達成する
には、ポリビニルアルコール４０〜８０重量％に対して
イソブチレン−無水マレイン酸共重合物６０〜２０重量
％（両者の合計は１００重量％）であり、さらにはポリ
ビニルアルコールが７５〜５５重量％、イソブチレン−
無水マレイン酸共重合物が２５〜４５重量％であること
が好ましい。イソブチレン−無水マレイン酸共重合物を
ポリビニルアルコールの架橋剤として使用することによ
り塗膜に耐水性を付与しているが、両成分の構成割合を
上記のようにすることにより目標の性能を達成すること
ができる。イソブチレン−無水マレイン酸共重合物の構
成割合が２０重量％より少ないと架橋剤としての効果が
少なく、塗膜の耐水性を満足しない。また、６０重量％
より大きいと接着性が悪化し塗膜の形成性も悪くなる。

【００１２】本発明で用いる塗布液は、前述した必須成
分であるポリビニルアルコールおよびイソブチレンー無
水マレイン酸共重合物の組成物の水溶液であるが、それ
ら以外に各種添加剤、改良剤などを含有させることも可
能である。該塗布液は作液後長時間放置しておいてもゲ
ル化したり、溶解物が析出したりせず、ポットライフに
おいて問題はない。

【００１３】本発明の前記組成の塗布液により得られる
二軸延伸後のポリエステルフィルム上のコーティング層
の厚さは０．１〜２μｍであり、さらには０．５〜１μ
ｍであることが好ましい。すなわち、０．１μｍ未満で
は、接着性、防曇性の効果が乏しく、２μｍより大きい
場合はコーティング工程の作業性が低下する。

【００１４】本発明におけるポリエステルフィルムに使
用するポリエステルとしては、テレフタル酸成分とエチ
レングリコール成分を主たる出発原料とするポリエチレ
ンテレフタレートがその代表であるが、他の第３成分が
３０モル％未満程度含まれていてもよい。第３成分とし
ては、例えばイソフタル酸、ジフェニルスルホンジカル
ボン酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボ
ン酸成分、あるいはプロピレングリコール、１，４−シ
クロヘキサンジメタノール、テトラメチレングリコール
などのグリコール成分である。

【００１５】ポリエチレンテレフタレートの製造は、テ
レフタル酸とエチレングリコールとの直接エステル化反
応、ジメチルテレフタレートとエチレングリコールとの
エステル交換反応、またはテレフタル酸とエチレンオキ
シドとの付加反応等によって、ビス−（β−ヒドロキシ
エチル）テレフタレート及び／またはその低重合体を
得、これに重縮合触媒を添加し、攪拌下に溶融重縮合す
ることによって行なうことができる。重縮合触媒として
は、各種遷移金属化合物が用いられるが、中でもアンチ
モン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物などが
比較的よく用いられ、とりわけ三酸化アンチモンがよく
用いられる。その他、本発明で用いるポリエステルには
従来公知の安定剤、例えばリン系化合物なども含まれて
いてもよい。

【００１６】さらに本発明で使用するポリエステルは、
すでに知られている有機系滑剤、潤滑剤、熱劣化防止
剤、耐光剤、難燃剤、制電剤などを含有していてもかま
わない。

【００１７】次に、本発明の易接着性ポリエステルフィ
ルムの代表的製造方法について説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。まず、ポリエステルチ
ップを十分乾燥させたのち、公知の方法により押出機に
供給し２６０〜２９０℃でスリット状のダイから溶融押
出し、静電荷を印荷しながら２０〜８０℃に冷却せしめ
て未延伸フィルムを作る。このときの冷却は急冷固化が
好ましく、急冷が不十分であるとフィルムが結晶化して
白化し、透明性が悪くなると同時に延伸が困難となる。

【００１８】本発明の易接着性二軸延伸フィルムは二軸
延伸工程後に前記の特定塗布液の塗布工程を設ける製
法、いわゆるポストコート法を使用して製造することも
もちろん可能であるが、コーティングを均一かつ安価に
行なうために、最終的な延伸工程の前にコーティングす
る方法が好ましい。

【００１９】なおコーティング法は特に限定するもので
はなく、グラビアロールコーティング法、インバースロ
ールコーティング法、リバースロールコーティング法、
マイヤーバーコーティング法、エアーナイフコーティン
グ法等を採用し得る。またコーティング厚さは二軸延伸
された後のコーティング層の厚さが０．１〜２μｍ、好
ましくは０．５〜１．５μｍの範囲になるようにする。
つまり、未延伸フィルム、あるいは縦または横に延伸し
た一軸延伸フィルムにコーティングし、その後縦横同時
の二軸延伸、あるいは横方向または縦方向の逐次延伸を
行なうインラインコーティング法が好ましい。通常、上
記縦横同時延伸は７０〜１５０℃で４〜１５倍の合計倍
率（両軸の倍率を掛け合わせたもの）、また逐次縦延伸
は７０〜１２０℃で２〜５倍、横延伸は７０〜１５０℃
で２〜５倍行なう。次に、二軸配向したフィルムを１５
０〜２４０℃で０〜１０％の弛緩を与えつつ１〜６０秒
間熱処理を施す。このようにして、基体フィルムに対す
るコーティング層の接着性が著しく良好なフィルムが得
られる。この二軸延伸コーティングフィルムにおけるコ
ーティング層を除いたベースとしてのポリエステルフィ
ルムの厚さは２〜２００μｍの範囲を選択することがで
きる。

【００２０】（評価法）本発明の特性値は、次の測定方
法、評価基準による。 （１）接着性 片面に水系糊が塗工されている紙テープと二軸延伸コー
ティングフィルムとの接着強度（剥離強度）を測定して
易接着性を判断するが、この値が大きいほど接着性は強
い。測定方法は、紙テープ（片面にデンプン系水性糊が
塗布されている旭加工紙株式会社製「サンシール」）と
二軸延伸コーティングフィルムをそれぞれ巾４０ｍｍ、
長さ３００ｍｍにサンプリングし、紙テープの水系糊面
に水を含ませ、両者を貼り合わせ２４時間放置後、接着
強度を測定した。 （２）防曇性 １００ｃｃのビーカーに水を８０ｃｃ入れ、ビーカーの
上部を上記二軸延伸コーティングフィルムにより密封す
る面がコーティング面となるように密封して５℃及び４
０℃の恒温層に放置し、フィルム表面の曇り度合を判定
する。評価ランクは下記の４ランクである。評価ランク
◎、○について防曇性ありと判定した。 ◎：水滴が全く付着しない ○：大きな水滴が少し付着する △：かなり水滴が付着する ×：微小な水滴が多数付着する （３）耐水性 １００℃の熱水中にフィルムを３０分間浸し、上記
（１），（２）に基づき接着性、防曇性を評価した。

【００２１】

【実施例】本発明を以下の実施例、比較例を用いて説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２２】［参考例］紙テープ（旭加工紙株式会社製
「サンシール」）の水系糊塗布面同士を水により接着さ
せ、２４時間放置後接着強度を測定した。表２に参考値
として測定値を示す。ただし、このとき剥離面は水系糊
塗布面ではなく、紙自体で観察された。つまり、接着面
の接着強度はさらに高い値を示す。

【００２３】［比較例１］厚さ２６０μｍの未延伸ポリ
エチレンテレフタレートフィルムを９０℃で縦方向に
３．３倍延伸し、この後１２０℃で横方向に４．０倍延
伸し、続いて２３０℃で５秒間熱処理を行なった。得ら
れた厚さ２５μｍのフィルムを用いて前記接着性試験を
行なったところ、表２に示すように接着強度値は５０ｇ
／４０ｍｍであり、接着性は全く認められなかった。さ
らに、防曇性を前記評価法に基づき測定した。表２のよ
うに防曇性能もみられない。

【００２４】［実施例１〜３、比較例２，３］ポリビニ
ルアルコールＡ₁（ユニチカケミカル株式会社製、平均
重合度６００、ケン化度８７〜８９モル％の部分ケン化
品）の５重量％水溶液、およびイソブチレン−無水マレ
イン酸共重合物（株式会社クラレ製ＢＭポリマー「ＢＭ
−３０−ＡＥ２０」）の５重量％水溶液をそれぞれ調製
した。なお、ポリビニルアルコール水溶液は撹拌しなが
ら常温で水に少量ずつ溶解させ、その後７０℃前後に加
熱して３０分程度の撹拌で完全に溶解させた。このポリ
ビニルアルコールとイソブチレン−無水マレイン酸共重
合の水溶液を重量比７０：３０で混合し、マグネティッ
クスターラーで撹拌して塗布液を調整した。次に厚さが
２６０μｍの未延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ムを９０℃で縦方向に３倍に延伸し、次いで前記塗布液
をバーコーターにより塗布（コーティング）した。次い
で６５℃で乾燥した後、１２０℃で横方向に４．０倍延
伸し、さらに続いて２３０℃で５秒間熱処理を行なっ
た。こうして逐次延伸により得られた２５μｍの厚さの
ポリエチレンテレフタレートフィルムへのコーティング
層の厚さは１．２μｍであった。なお、コーティング層
の厚さは有機溶媒によってコーティング層を除去し、除
去前後の重量測定から計算により求めた。同様に表１、
２のようにポリビニルアルコールとイソブチレン−無水
マレイン酸共重合物の添加重量比が６０：４０（実施例
２）、５０：５０（実施例３）、１００：０（比較例
２）、９０：１０（比較例３）の塗布液を調製し、上記
と同条件でコート、延伸を行なった。得られたフィルム
のコーティング厚さはそれぞれ実施例１と同じ１．２μ
ｍであった。

【００２５】上記フィルムを用いて、接着性試験を行な
った。表１に示すように、実施例１〜３の添加比では接
着強度が大きく、特に実施例１，２においては剥離面が
水系糊とフィルムコート面ではなく、紙テープ自体の剥
離になり、同様の剥離が観察された参考値の水系糊面同
士の接着強度に近いものが得られている。従って、実際
の水系糊とフィルムのコーティング面との接着強度値は
もっと高いものである。これに対し、表２の比較例２，
３のようにイソブチレン−無水マレイン酸共重合物の添
加が無添加であるか少量であると接着力が弱く、特に比
較例２のようにポリビニルアルコールのみのコート層で
は接着強度値は５０ｇ／４０ｍｍである。さらに、防曇
性を前記評価法に基づき測定した。実施例１，２は特に
防曇性が高く、比較例２，３の結果からもわかるように
防曇性はイソブチレン−無水マレイン酸共重合物の添加
量に左右される。次に、該サンプルを１００℃の熱水で
浸漬処理し接着強度、防曇性を調べた。表のように実施
例１，２で熱水処理の前後で塗布面の変化はみられず、
耐水性のあることが確認された。また、比較例２，３は
イソブチレン−無水マレイン酸によるポリビニルアルコ
ールの架橋が十分でなく耐水性がない。

【００２６】［実施例４］厚さ２６０μｍの未延伸ポリ
エチレンテレフタレートフィルムにおいて、縦方向に８
０℃で１．２倍と若干の延伸を行ない、次にバーコータ
ーによりコーティングを施し、その後縦横同時に３×
３．３倍に延伸、次に２３０℃で５秒間熱処理を行なっ
た以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た（同時延
伸）。得られた２５μｍの厚さのポリエチレンテレフタ
レートフィルムへのコーティング層の厚さは０．８μｍ
であった。上記フィルムを用いて、接着性、防曇性、さ
らに耐水性を評価したが、ほぼ逐次延伸（実施例１）と
同様のデータであり、コーティング工程が二軸延伸工程
の前であれば未延伸段階あるいは一軸延伸段階のどちら
においても良好な結果が得られた。

【００２７】［実施例５］ポリビニルアルコールＡ
₂（ユニチカケミカル株式会社製、平均重合度５４０、
ケン化度６５モル％）の５重量％水溶液、イソブチレン
−無水マレイン酸共重合物（株式会社クラレ製ＢＭポリ
マー「ＢＭ−３０−ＡＥ２０」）の５重量％水溶液を調
製し、７０：３０の重量比で混合した以外は実施例１と
同様にしてフィルムを得た。表１に示すように接着性と
防曇性、さらに耐水性において良好な性能を示してい
る。

【００２８】［比較例４］ポリビニルアルコールＡ
₃（ユニチカケミカル株式会社製、平均重合度１８０、
ケン化度６５モル％）の５重量％水溶液、イソブチレン
−無水マレイン酸共重合物（株式会社クラレ製ＢＭポリ
マー「ＢＭ−３０−ＡＥ２０」）の５重量％水溶液を調
製し７０：３０の重量比で混合した以外は実施例１と同
様にしてフィルムを得た。平均重合度が低いため乾燥工
程直後でコート層においてクラックが観察され、フィル
ム上に部分的欠陥のないコート層を形成することは無理
であった。

【００２９】［比較例５］ポリビニルアルコールＡ
₄（ユニチカケミカル株式会社製、平均重合度２１４
０、ケン化度８８モル％）の５重量％水溶液を作製した
ところ、粘度が高く、濃度の低下をはかっても取り扱い
性が困難であった。

【００３０】

【表１】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、このように接着性に優
れ、かつ防曇性、耐水性においても有効な実用性を持っ
たコーティングフィルムを提供することができる。この
ようなプラスチックフィルムは印刷用、包装用基材、機
能性段ボールの内貼り用途、各種透明材料の保護膜など
に適したものである。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 29/04 ＬＧＴ 6904−4Ｊ // Ｃ０８Ｌ 23/22 ＬＣＺ 7107−4Ｊ 35/00 ＬＨＳ 7921−4Ｊ Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ 9:00 4Ｆ Ｃ０８Ｌ 67:00 8933−4Ｊ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケン化度３０〜９０モル％、平均重合度
   ２００〜１５００のポリビニルアルコール（Ａ）４０〜
   ８０重量％およびイソブチレンー無水マレイン酸共重合
   物若しくはその誘導体（Ｂ）６０〜２０重量％の組成物
   （（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量％）から形成され
   る厚さ０．１〜２μｍの塗布層が少なくとも片面に設け
   られた易接着性二軸延伸ポリエステルフィルム。
2. 【請求項２】 未延伸又は一軸延伸ポリエステルフィル
   ムの少なくとも片面にケン化度３０〜９０モル％、平均
   重合度２００〜１５００のポリビニルアルコール（Ａ）
   ４０〜８０重量％およびイソブチレンー無水マレイン酸
   共重合物若しくはその誘導体（Ｂ）６０〜８０重量％の
   組成物（（Ａ）と（Ｂ）の合計は１００重量％）の水溶
   液を塗布したのち、延伸することを特徴とする請求項１
   記載の易接着性二軸延伸ポリエステルフィルムの製造
   法。