JPH0678447B2 - 粗表面を有するポリエステルフィルム及びその製法 - Google Patents

粗表面を有するポリエステルフィルム及びその製法

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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、ビデオテープのような磁気テープに用いる基
板として有用な被覆ポリエステルフィルムに関するもの
である。さらに詳しくは、本発明は、フィルムの少なく
とも一方の主な表面に、メチルメタクリレート含有量の
高いアクリル被覆を有する、ポリエステルフィルムに関
するものである。メチルメタクリレート含有量が比較的
高い三元共重合体を、特定の表面活性剤と組み合わせ、
陰イオン表面活性剤濃度を比較的低くして用いると、ポ
リエステルフィルム基板の表面が「粗状（ｎｏｄｕｌ
ｅ）」となり、これによってそのようなフィルムの摩擦
係数が低くなることを見いだした。
【０００２】
【従来の技術】延伸ポリエステルフィルムは一般に優れ
た機械特性を有しており、磁気テープに用いられる基板
として広く商業的に受け入れられている。ポリエステル
フィルム基板には、少なくとも一方の表面に接着促進プ
ライマー被覆を塗布し、この上に磁化可能な被覆を塗布
する。
【０００３】本発明の三元共重合体に適したアクリル三
元共重合体は、ポリエステルフィルム用の水性被覆分散
液に前もって混和されてきた。Ｐ．ＭｃＧｒａｉｌの
「静電防止熱可塑性フィルムの製造」と題する米国特許
第４、３７１、４８９号には、メチルメタクリレート４
０−８０モル％、エチルアクリレート１５−５０モル％
および架橋性コモノマー２−２５モル％のメチルメタク
リレート／エチルアクリレート／メタクリルアミド三元
共重合体が記載されている。好ましいメチルメタクリレ
ートのモル割合は、４５−５０％とある。このマックグ
レイルの特許は、この三元共重合体を、遊離酸として、
あるいは部分にまたは全部がナトリウムまたはカリウム
塩として存在するアルキルまたはアリールリン酸エステ
ルと組合せて用いることを教示している。マックグレイ
ルの特許には、ポリエステルフィルムの摩擦係数を減じ
る方法として粗表面を形成することについては、記載も
ないしまた教示もない。
【０００４】同様に、「架橋アクリル重合体で下塗りし
たポリエステルフィルム」と題する日本特許出願第２５
９４２２／１９８４（１９８５年８月６日発行）には、
メチルメタクリレートが好ましくは三元共重合体の３５
−８５モル％よりなる、メチルメタクリレート／エチル
アクリレート／Ｎ−メチロールアクリルアミド三元共重
合体が記載されている。この出願では、表面活性剤の使
用を提案しているが、アクリル三元共重合体と共に使用
するための特定の表面活性剤についてはなにも述べてい
ない。
【０００５】他の特許にも、架橋性アクリル三元共重合
体を、一般的には、記録／再生器ヘッド、ローラー、ガ
イドピンおよび電子装置の他の部品上を動くにつれて、
フィルム上に蓄積される静電荷を減じる、ポリエステル
フィルム用の被覆として用いる記載がある。しかしなが
ら、一般に、これらの特許は、比較的少量のメチルメタ
クリレートを使用することを教示するものである。例え
ば、「静電防止被覆ポリエステルフィルム」と題する
Ｊ．ヒバーガー（Ｈｅｂｅｒｇｅｒ）の米国特許第４、
２１４、０３５号（１９８０年７月２２日）には、ガラ
ス転移温度が４０−５０℃、好ましくは４５℃のメチル
メタクリレート／エチルアクリレート／メタクリルアミ
ド三元共重合体が記載されている。この特許では三元共
重合体の成分のモル％については何も述べていないが、
この三元共重合体のメチルメタクリレートのモル％は５
０モル％を越えないと考えられる。
【０００６】同様に、「再生可能な被覆ポリエステルフ
ィルムの製法」と題するＧ．ペアーズの米国特許第３、
８１９、７７３号（１９７４年６月２５日）には、５０
重量％のメチルメタクリレートよりなる架橋性アクリル
三元共重合体についての記載がある。
【０００７】「ポリエステルフィルムベースに関する改
良」と題する英国特許明細書第１、１２５、４６０号
（１９６８年８月２８日発行）には、メチルアクリレー
ト（メチルメタクリレートとは異なる）の含有量が高い
（７０−９５重量％）三元共重合体が記載されている
が、これはコモノマーが本発明のコモノマーとは異なる
他のコモノマーである、イタコン酸（２−２０％）およ
びジアリルフタレートまたはジビニルベンゼンのいづれ
か（３−３０％）よりなる。この特許は、ポリエチレン
テレフタレートフィルムの疎水性をより低下させるもの
であり、ポリエステルフィルムの高い摩擦係数を減じる
方法として、「粗」表面を形成することを記載したもの
でもまた示唆するものでもない。
【０００８】「下塗り被覆したポリエステルフィルムの
製法」と題する英国特許明細書第１、１６８、１７１号
（１９６９年１０月２２日発行）には、３−３０％のイ
タコン酸および７−２０％の、炭素−炭素不飽和部位を
少なくとも２つ含む（これらの部位の少なくとも１つは
アリルまたはビニル基である）脂肪族多官能価化合物、
エステルのアルコール部分がヒドロキシ置換されたグリ
シジルアクリレート、グリシジルメタクリレートエステ
ル、またはギ酸を含んでいなければならない、メチルメ
タクリレートの含有量が高い（７０−９０重量％）三元
共重合体が記載されている。
【０００９】カルバートソン（Ｃｕｌｂｅｒｔｓｏｎ）
等の米国特許第４、５７１、３６３号では、プライマー
被覆用のアクリル系架橋三元共重合体で下塗りしたポリ
エステルフィルムを教示している。このプライマー被覆
は、少なくとも約５０重量％のアクリルおよび／または
メタクリルモノマー、約１−約１５重量％の加熱時に分
子間架橋しうるコモノマーおよび０−約４９重量％のこ
れらと共重合可能な１種以上のハロゲン非含有モノエチ
レン性不飽和モノマーよりなる。この特許では、湿潤性
のために表面活性剤を含めることが好ましいと述べてい
るが、特定の表面活性剤の種類および量については記載
がなく、必要としていない。
【００１０】ポリエステルフィルムについての１つの問
題点は、未被覆のおよび未変性延伸ポリエステルフィル
ムの摩擦係数が高いことである。そのようなフィルムは
一般に非常に滑らかであり、それ自体を巻いていくとフ
ィルムは他の層に「ブロック」すなわち粘着する傾向に
ある。
【００１１】延伸ポリエステルフィルムの高い摩擦係数
を減じるために、技術者等はこれまで２つの方法をとっ
てきた。どちらの方法も高い摩擦係数を滅じるためにポ
リエステルフィルムの滑らかな表面を粗くするものであ
る。ポリエステルフィルム表面は、磁気テープ用の基板
として用いることができなくなるので、粗しく過ぎては
いけない。よく知られた１つの方法は、フィルムを、粒
子を含む架橋性塗料で被覆しそして被覆組成物を架橋し
て粒子を結合するものである。粒子の作用は、非被覆ポ
リエステルフィルムの表面よりも粗い表面にすることに
よって摩擦係数を減じることである。
【００１２】フィルムの摩擦係数を減じるために粒子を
含有する被覆組成物でポリエステルフィルム表面を被覆
することは、万能薬ではない。この方法に伴う問題は、
広い粒度分布と粒子の凝集であり、どちらもフィルムの
磁気テープ基板としての使用を損なう傾向にある。
【００１３】ポリエステルフィルム固有の高い摩擦係数
を減じる別の方法は、触媒残留物の沈澱および触媒とポ
リエステルモノマーまたはオリゴマーとの反応をコント
ロールすることによって、ポリエステルの合成中に「内
部」粒子を作り出すことである。そのような粒子は実質
的にポリエステル樹脂中に均質に分布しており、少量の
みが、摩擦係数が測定されるポリエステルフィルム表面
にまたは表面近くに存在する。そのような内部生成粒子
については、米国特許第４、１３８、３８６号および
４、０６７、８５５号に詳しく記載されている。この方
法は、ポリエステルを合成する間、極めて綿密なコント
ロールが必要であり、そのような樹脂からのポリエステ
ルフィルムの製造加工を難しくすることになる。
【００１４】「磁気テープ用のポリエステルフィルム」
と題するＭ．モテギ等の米国特許第４、１３８、３８６
号（１９７９年２月６日発行）には、内部生成ポリエス
テル粒子と、周期律表第ＩＩ、ＩＩＩまたはＩＶ族元素
の酸化物または塩よりなる群から選ばれる不活性粒子と
を組合せて使用することが記載されている。
【００１５】「表面に突起およびくぼみを有するポリエ
ステル」と題するＴ．アダチ等の米国特許第４、４６
１、７９７号（１９８４年７月２４日発行）には、ポリ
エステルフィルムを製造する前に、ポリエステル樹脂に
有機または無機粒子を加えることが記されている。延伸
前に、押出しポリエステルフィルムを予熱することによ
って、粒子のまわりにボイドが形成されるのを実質的に
なくす。上記のアダチ等の特許の二軸延伸ポリエステル
フィルム表面は、くぼみの中央の突起を持つ楕円形のく
ぼみで特徴づけられる。この表面は、延伸前に予熱しな
かったポリエステルフィルムと比べて、低い摩擦係数を
示す。
【００１６】「ポリエステルフィルムおよびその製法」
と題するＭ．オノ等の米国特許第４、２３３、３５２号
（１９８０年１１月１１日発行）には、少なくとも一方
の主な表面に水溶性重合体の不連続層を有するポリエス
テルフィルムについて記載されている。この不連続重合
体層は、水溶性重合体、ポリシロキサンおよび／または
スチレン−ブタジエン重合体および任意に天然ワックス
の混合物よりなる不連続の「みみずのような虫状の」模
様からなる。水溶性重合体は、分子量が１０、０００−
２、０００、０００のどのような水溶性重合体でもよ
い。適した水溶性重合体は、例えばメチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール、トラガカントゴム、アラ
ビアコム、カゼインおよびゼラチン等である。
【００１７】「磁気記録媒体用のポリエステルフィル
ム」と題するＭ．オノ等の米国特許第４、５４８、８５
５号は、オノ等の上記米国特許第４、２３３、３５２号
に記載のフィルムの改良に関するものである。オノ等の
米国特許第４、５４８、８５５号には、少なくとも一方
の主な表面に水溶性重合体の不連続層を持つポリエステ
ルフィルムが記載されている。この不連続層は厚さが５
００オングストロームを越えてはならず、５０−３００
オングストロームの厚さが好ましい。水溶性重合体は分
子量が１０、０００−２、０００、０００のものでなけ
ればならず、ポリビニルアルコール、トラガカントゴ
ム、アラビアゴム、カゼイン、ゼラチン、メチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロースおよびカルボキシメ
チルセルロースである。オノ等の米国特許第４、５４
８、８５５号にはさらに、不連続層および露出したポリ
エステルフィルム表面上に存在する微粒子について記載
されている。これらの微粒子は、ポリエステル樹脂と混
合したスルホン酸のアルカリ金属誘導体でもよく、ある
いはポリエステル触媒の沈澱によって「内部に」生成さ
れた粒子でもよい。粒度は５０−４００オングストロー
ムの範囲であり、粒子形は限定されない。
【００１８】 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、磁気テープに有用なあるいは摩擦係数の低い
フィルムが好ましい他の領域で有用な摩擦係数の低いフ
ィルムをもたらすポリエステルフィルム上のアクリル三
元共重合体に関する。アクリル三元共重合体は、特定の
表面活性剤と共に、水性エマルジョン中に加え、そして
フィルムに塗布する。水性エマルジョンの乾燥残留物
は、フィルムの被覆表面を粗表面にする。アクリル三元
共重合体被覆は非架橋のものでも架橋したものでもよい
が、架橋したものが好ましい。粗表面被覆を得るため
に、成分の量が限定される。
【００１９】 ［課題を解決するための手段］ １つの広い態様では、本発明は、少なくとも一方の表面
にアクリル被覆を有する延伸ポリエステルよりなる粗表
面を持つ延伸ポリエステルフィルムに関するものであっ
て、このアクリル被覆は水性エマルジョンの乾燥残留物
であり、このアクリル被覆は、 （ａ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、８０−９
７．９重量％の下記の成分（１）−（３）よりなるメチ
ルメタクリレート三元共重合体： （１）６０−９０モル％のメチルメタクリレート、 （２）１０−３５モル％の、エチルアクリレート、プロ
ピルアクリレート、ブチルアクリレートおよびこれらの
混合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の変性
剤、 （３）１−１０モル％の、Ｎ−メチロールアクリルアミ
ド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アクリルアミ
ド、メタクリルアミドおよびこれらの混合物よりなる群
から選ばれる少なくとも１種の架橋性コモノマー、 （ｂ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、２−１５重
量％の非イオン表面活性剤、 （ｃ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、少なくとも
約０．１重量％の陰イオン表面活性剤、 よりなり、前記アクリル被覆は、約５％の最少表面積で
フィルム表面から盛り上がった島のようなものが特徴で
ある「粗」表面を形成している、前記の延伸ポリエステ
ルフィルムに関するものである。
【００２０】別の態様では、本発明は、粗表面を持つ延
伸ポリエステルフィルムの製法に関するものであり、こ
の方法は、 （ｉ）ポリエステルフィルムの少なくとも一方の表面を
電気コロナ放電にさらして、表面処理したポリエステル
フィルムを形成し、 （ｉｉ）前記の表面処理したポリエステルフィルムに、
水およびアクリルエマルジョン組成物のエマルジョンを
塗布し、ただしこのアクリル組成物は、 （ａ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、８０−９
７．９重量％の下記の成分（１）−（３）よりなるメチ
ルメタクリレート三元共重合体： （１）６０−９０モル％のメチルメタクリレート、 （２）１０−３５モル％の、エチルアクリレート、プロ
ピルアクリレート、ブチルアクリレートおよびこれらの
混合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種のアクリ
レート変性剤、 （３）１−１０モル％の、Ｎ−メチロールアクリルアミ
ド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アクリルアミ
ド、メタクリルアミドおよびこれらの混合物よりなる群
から選ばれる少なくとも１種の成分、 （ｂ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、２−１５重
量％の非イオン表面活性剤、 （ｃ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、少なくとも
約０．１重量％の陰イオン表面活性剤、 よりなり、こうすることによって被覆ポリエステルフィ
ルムを形成し、 （ｉｉｉ）前記フィルム上の前記被覆を乾燥して、前記
の粗表面を形成する、 ことよりなり、前記の粗表面は、約５％の最少表面積で
フィルム表面から盛り上がった島のようなもので特徴づ
けられる、前記の延伸ポリエステルフィルムの製法に関
する。
【００２１】 Ｉ．ポリエステルフィルムの製造 本発明のポリエステルフィルムは様々な熱可塑性ポリエ
ステル樹脂から製造することができる。ポリエチレンテ
レフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポ
リエチレン、２、６−ナフタレートおよびポリ−１、４
−シクロヘキシレンジメチルテレフタレートは、本発明
を実施する際に用いうる適したポリエステルホモ重合体
の例である。ポリエステル共重合体も使用しうる。用い
うる共重合体は、例えばポリエチレンテレフタレート／
イソフタレート、ポリエチレンテレフタレート／アジペ
ート、ポリエチレンテレフタレート／セバケートおよび
ポリエチレンテレフタレート／スルホイソフタレートで
ある。ポリエチレンテレフタレートホモ重合体が好まし
い。
【００２２】本発明のポリエステルフィルムは、押出し
法によって製造することができる。ポリエステル樹脂を
まず溶融状態に加熱し、ワイドスロットダイを通して押
出して非晶質シートにする。このシート状押出し物を、
磨いた回転流延ドラムに接触させそしてこのまわりを部
分的に移動させることによって、「急冷」して流延シー
トを形成する。次に、８０−１６０℃、好ましくは９０
−１００℃の範囲の温度に加熱しながら、流延ポリエス
テルシートをフィルムの移動方向（縦方向）または縦方
向に対して垂直な方向（横断方向）のいずれかの方向に
軸延伸する。延伸率はもとの流延シート単位寸法の３．
０−５．０倍、好ましくは３．２−４．２倍である。ポ
リエステルフィルムは、一軸延伸するよりは二軸延伸す
る（縦方向および横断方向の両方向に延伸する）のが好
ましい。
【００２３】ポリエステルフィルム表面にメタクリレー
ト三元共重合体被覆組成物を塗布する前に、フィルム
を、電気コロナ放電にさらすことによる一般的な方法で
表面処理する。電気コロナ放電は、ポリエステルフィル
ム表面の品質、特に接着性および印刷性を高めるために
フィルム上に行なう一般的な表面処理である。電気コロ
ナ放電法および装置については、米国特許第３、０５
７、７９２号および第４、２３９、９７３号に記載され
ている。一軸延伸フィルムの場合、延伸の前または後の
いずれかに、インライン製造工程中、コロナ処理しそし
て続いて被覆を行ないうる。延伸を行なう前に、コロナ
処理に続いて被覆を行なうと、延伸前のフィルムの加熱
で水が放出される。一軸延伸フィルムの場合のコロナ処
理および被覆を、インライン製造中、延伸工程の後に、
一軸延伸フィルムをコロナ処理および被覆を行なうと、
フィルムを巻き取る前に完全に乾燥させる必要がある。
一軸延伸フィルムの場合、延伸の前にコロナ処理および
被覆を行なうのが好ましい手順である。
【００２４】二軸延伸フィルムの場合、コロナ処理およ
びその後の三元共重合体被覆は、インライン製造工程
中、延伸の前、あるいは二軸延伸の縦方向延伸と横断方
向延伸との間、あるいは延伸の後のいずれで行なっても
よい。コロナ処理および被覆工程を延伸の後に行なう
と、フィルムを巻き取る前にフィルムを完全に乾燥する
必要がある。コロナ処理および被覆を延伸の前に、ある
いは延伸の間で行なう場合、フィルムを加熱する必要が
ある後者の延伸工程で、三元共重合体被覆から過剰の水
が放出される。二軸延伸フィルムの場合、コロナ処理お
よびその後の三元共重合体被覆は、延伸工程中の延伸の
間で行なうのが好ましい。
【００２５】ポリエステルシートの電気コロナ放電処理
した表面に下記のアクリル被覆組成物の水性三元共重合
体分散液を塗布する。被覆組成物は、周知の被覆方法を
用いて、水性分散液またはエマルジョンとして塗布する
のが都合がよい。例えば、フィルムをロール塗布、吹き
付け塗布、グラビア塗布またはスロット塗布によって塗
布しうる。その後の予熱、延伸および熱硬化工程でのフ
ィルムの加熱で、一般に、水の蒸発そして、架橋性モノ
マーがアクリル被覆の一部をなしている場合はアクリル
被覆の架橋が十分に行なわれる。
【００２６】次に、被覆延伸ポリエステルフィルムを、
フィルムの結晶化に必要な時間、熱処理する。結晶化す
ることによって、寸法安定性および優れた引っ張り特性
がポリエステルフィルムに与えられる。延伸ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムは１９０−２４０℃、好まし
くは２１５−２３５℃で熱硬化させうる。次に、被覆し
た結晶性延伸ポリエステルフィルムをロールに巻き取
る。
【００２７】上記の記載はインライン（製造中）被覆法
についての説明である。これは延伸ポリエステルフィル
ムの場合に好ましい方法であるが、延伸ポリエステルフ
ィルムはまた、好ましくはコロナ処理の後、オフライン
（フィルムの製造が完了した後）被覆することもでき
る。オフライン操作は一般に、製造業者からフィルムを
購入し、そしてこれを特定の取引先用にさらに加工する
加工業者によって行なわれる。本発明の被覆はオフライ
ン操作に用いることができるが、インライン（フィルム
の製造中）操作で用いると、より優れた粗表面の形成お
よびより低い摩擦係数が得られる。
【００２８】 ＩＩ．アクリル被覆組成物 本発明のアクリル被覆組成物は、１０−３５モル％の、
エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルア
クリレートまたはこれらの混合物よりなる群から選ばれ
るアクリレート変性剤および１−１０モル％のＮ−メチ
ロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミ
ド、アクリルアミド、メタクリルアミドまたはこれらの
混合物よりなる群から選ばれるコモノマーよりなる、メ
チルメタクリレートの含有量が比較的高い（すなわち、
６０−９０モル％）８０−９７．９重量％のメチルメタ
クリル三元共重合体よりなる。被覆組成物または、被覆
組成物の全重量に基づいて、２−１５重量％の非イオン
性表面活性剤および少なくとも約０．１重量％の陰イオ
ン表面活性剤を含んでいる。
【００２９】 Ａ．メチルメタクレート三元共重合体 メチルメタクリレートの濃度が高くなるほど、アクリル
被覆はより硬くなる。硬度によっては、不完全なラテッ
クスフィルムが形成される一因となる。このため、従来
のアクリル被覆は一般に、メチルメタクリレートを６０
モル％を越えないモル量で用いている。本発明のメチル
メタクリレート三元共重合体は６０−９０モル％、好ま
しくは７５−８５モル％のメチルメタクリレートを用い
る。
【００３０】メチルメタクリレート三元共重合体の第２
の成分は、エチルアクリレート、プロピルアクリレート
およびブチルアクリレートよりなる群から選ばれる少な
くとも１種の変性剤である。変性剤は、メチルメタクリ
レートモノマーモル濃度を変えることによってアクリル
被覆の硬度の調整を可能にする。１０−３５モル％、好
ましくは１０−２０モル％の変性剤を、メチルメタクリ
レート三元共重合体に用いる。エチルアクリレートが好
ましい。
【００３１】メチルメタクリレート三元共重合体の第３
の成分は、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロ
ールメタクリルアミド、アクリルアミドおよびメタクリ
ルアミドであるコモノマーである。別のＮ−メチロール
官能基と反応する「自己架橋」能力を持つため、Ｎ−メ
チロールアクリルアミドおよびＮ−メチロールメタクリ
ルアミドが好ましい。これに対して、アクリルアミドお
よびメタクリルアミドは単独では架橋性でない。しかし
ながら、三元共重合体を架橋するのに好ましい。アクリ
ルアミドおよびメタクリルアミドを用いた場合、三元共
重合体を架橋するには、メラミン−ホルムアルデヒドま
たは尿素−ホルムアルデヒド樹脂を加えることによって
もたらされるようなこれと反応する第２の官能基が必要
である。アクリルアミドまたはメタクリルアミドとの架
橋に用いられる他の官能化合物はアジリジン、グリコー
ルウリル−ホルムアルデヒド、ベンゾグアナミン、アク
リルアミドグリコール酸、ビス−アクリルアミドグリオ
キサール、ジアクリルアミド酢酸等である。アクリルア
ミドおよび／またはメタクリルアミドを用いる場合、メ
ラミン−ホルムアルデヒドまたは尿素−ホルムアルデヒ
ドのような第２反応樹脂の量は、被覆組成物、すなわち
三元共重合体および第２反応樹脂、の全重量に基づい
て、約０．１−約５重量％である。１−１０モル％、好
ましくは３−７モル％のコモノマーをメチルメタクリレ
ート三元共重合体中に用いる。
【００３２】上述の３成分、すなわちメチルメタクリレ
ート、変性剤および（このましくは架橋性の）コモノマ
ーを乳化重合してメチルメタクリレート三元共重合体を
形成し、これを希釈して、上記のようなポリエステル基
板の被覆に適した水性分散液を形成する。
【００３３】 Ｂ．非イオン表面活性剤 非イオン表面活性剤の作用は、メチルメタクリレート三
元共重合体粒子の乳化重合後の凝集および粗粒子の形成
を防止することである。
【００３４】非イオン表面活性剤は、被覆組成物の全重
量に基づいて、２−１５重量％の範囲である。２重量％
未満であるとエマルジョンが不安定になる。１５重量％
より上では、粗表面を形成する島状物が少なくなる。本
発明で用いうる非イオン表面活性剤は、例えば下記の
式：
【化１】 （式中、Ｒはアルキルであり、ｍは１５−１００であ
る） のアルキルフェノールエトキシレートである。アルキル
フェノールエトキシレートは周知の表面活性剤であり、
ペンシルバニア州、フィラデルフィアのローム・アンド
・ハース社、ニューヨーク州、ニューヨークのユニオン
・カーバイド社およびサウスカロライナ州、スパータン
バーグのＢＡＳＦ社のホワイトストーン化学部門等から
入手しうる。
【００３５】オクチルフェノールエトキシレートは、本
発明の非イオン表面活性剤の好ましい種類のものであ
る。最も好ましいのは下記の式：
【化２】 ［式中、重合度（ｍ）は公称４０である］ のオクチルフェノールエトキシレートである。
【００３６】 Ｃ．陰イオン表面活性剤 陰イオン表面活性剤の作用は、重合反応中アクリルコモ
ノマーを乳化し、反応混合物を一般に安定化することで
ある。陰イオン表面活性剤は、被覆組成物の全重量に基
づいて、０．１重量％以上用いて、優れたミセルを形成
させるのが好ましい。約０．１重量％未満の陰イオン表
面活性剤では、不安定なエマルジョンとなり、約０．５
重量％より上の陰イオン表面活性剤では有意に改良され
た被覆が得られない。本発明で用いうる陰イオン表面活
性剤は、例えばラウリル硫酸ナトリウムまたはドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウムである。
【００３７】 Ｄ．メタクリル三元共重合体の乳化重合 乳化重合は大気圧および約４０−６０℃で行なわれる一
般的な重合体合成法である。実際には、３成分のコノモ
マーおよび表面活性剤の水性エマルジョンを、レドック
ス開放剤系並びに追加量の陰イオンおよび非イオン表面
活性剤を含有する水溶液に、徐々に計り入れる。
【００３８】エマルジョン重合反応の一般的な開始剤
は、過酸化ラウリル、過酸化ベンゾイル、メチルエチル
ケトン過酸化物等である。
【００３９】あるゆる乳化重合反応におけるように、水
質は考慮すべき重要な点である。特定の多価イオンが未
調整濃度で存在すると、開始プロセスおよび乳化剤の作
用の両方に影響を及ぼすので、脱イオン水を使用すべき
である。
【００４０】コモノマーエマルジョンを、表面活性剤お
よび開始剤を含有する水に徐々に計り入れるにつれて、
メチルメタクリレート、変性剤およびコモノマーの共重
合が開始し、これによってメチルメタクリレート三元共
重合体粒子が形成する、
【００４１】重合反応の完了近くでは、反応混合物は、
非イオンおよび陰イオン表面活性剤により、少量のメチ
ルメタクリレート三元共重合体粒子が水中に懸濁したも
のからなる。このラテックスは一般に固形分が２５−３
０％となる。従って、これを水で希釈して被覆用により
有用なものにする。より高い固形分では、メチルメタク
リル三元共重合体粒子のより大きな粒子への凝集、また
は溶液から粗粒子として沈澱する傾向のある粒子の塊が
生じる。上記のように、非イオン表面活性剤は、重合後
のエマルジョン安定剤として働く。
【００４２】上記の乳化重合法は周知のものであり、ジ
ョージ・オディアンの「重合の原則（Ｐｒｉｎｃｉｐｌ
ｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）」、第２
版、ジョン・ウイリー・アンド・サンズ出版に記載され
ている。
【００４３】本発明の被覆は、固体濃度が約０．５−約
１５重量％、好ましくは約１−８重量％の水性分散液と
してベースフィルムに塗布しうる。好ましい固形分は、
約２．５４×１０− ７−２．５４×１０− ５ｃｍの最終
乾燥被覆厚み（これは重量換算した固形分では０．００
３０５ｇ／ｍ２−０．３０５ｇ／ｍ２）となるような量
である。乾燥アクリル被覆の好ましい厚さは、約２．５
４×１０− ７−７．６２×１０− ６ｃｍであり、最適な
厚さは約６．２５×１０− ７ｃｍである。
【００４４】 ＩＩＩ．粗表面 上記の範囲に入る特定の被覆組成物、すなわちメチルメ
タクリレート含有量が比較的高い三元共重合体と比較的
低濃度の特定の表面活性剤とを組合せたもの、を延伸ま
たは非延伸ポリエステルフィルム上に塗布し、熱硬化す
ると、延伸ポリエステルフィルム上に「粗」表面が形成
されることを見いだした。そのような「粗」表面は、粗
表面を持たないアクリル被覆ポリエステルフィルムと比
べて、低い摩擦係数を示し、そして摩擦係数を減じるた
めに不連続粒子を添加することによって得られる被覆ポ
リエステルフィルムよりも、商業的に有意な利点を有す
る。
【００４５】「粗表面」は、約５％の最少表面積でフィ
ルムの表面から盛り上がっている島状のものとして定義
しうる。ポリエステルフィルムの表面を厚く塗布しすぎ
ると、個々の島状物は現われず、その代わりに、各島状
物は他の島状物と接し、合体し、個々の島状物とはなら
ないでアクリル三元共重合体被覆のうね状の模様が形成
される。フィルム表面積の約５％未満の範囲では、非被
覆ポリエステルフィルムと比べて、摩擦係数が有意に減
少しない。従って、粗表面にする好ましい被覆範囲は、
ポリエステルフィルムの表面積の５％と、島状物が合体
しそしてたとえあったとしてもほんのわずかが個々の島
状物として存在するように表面積が完全に被覆される時
点との間である。
【００４６】好ましい具体例では、アクリル被覆組成物
は、９４．８重量％（組成物の全重量に基づいて）のメ
チルメタクリレート三元共重合体、５．０重量％の非イ
オン表面活性剤および０．２重量％の陰イオン表面活性
剤よりなり、三元共重合体は８０モル％のメチルメタク
リレート、１５モル％のエチルアクリレートおよび５モ
ル％のＮ−メチロールアクリルアミドよりなる。固形分
１重量％で塗布する場合、この好ましい被覆組成物は、
顕微鏡写真に示されるように、乾燥したときに粗表面と
なり、これによって島状物は最少約９．８％の表面、最
高１３．９％の表面を被覆し、平均約１１％のポリエス
テルフィルムの表面を被覆する。ウォドル（Ｗａｄｄｅ
ｌ）直径として知られる、表面の島状物と同じ面積を有
する円の平均直径に換算することが、一般的な島状物の
測定法である。好ましい被覆組成物では、マイクロメー
ター単位での最小ウォドル直径は０．０７１、最高は
０．５２０であり、平均は０．１９６であった。最後
に、好ましい被覆組成物の島状の最長寸法はマイクロメ
ーター単位で、最小０．０９、最大１．２７、平均０．
２７９であった。好ましい具体例では、被覆重合体はま
た、島状物の間の部分に薄いフィルムとして存在する。
【００４７】コロイドシリカを、三元共重合体の水性エ
マルジョンに、水性エマルジョンの約５−約５０重量％
の濃度で混和させてもよい。コロイドシリカを用いる場
合、好ましい濃度はアクリル三元共重合体エマルジョン
の約１０重量％であり、コロイドシリカは平均粒度が２
０ミリミクロン（ｍμ）のものである。
【００４８】以下の実施例では、アクリル被覆を有する
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを、滑り
（摩擦係数）、曇り度および表面組織のような様々な特
性について評価した。摩擦係数［ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｔ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ（ＣＯＦ）］はＡＳＴＭ法
Ｄ１８９４−６８に従って測定し、フィルム試料は全て
ＡＳＴＭ法Ｄ−６１８、手順Ａに従って状態調節した。
【００４９】摩擦係数の大きさのない単位は、ＣＯＦ範
囲が０．３−０．７であれば、良好な滑り（または取り
扱い適性）を示すものと判断する。０．２未満では、滑
りが大きすぎる。すなわち、フィルムは巻き取りが困難
であり、不満足と考える。０．７より上では、滑りは不
適である。０．７を越えるＣＯＦを有するフィルムは、
「ブロッキング（粘着）」しやすい。フィルムが粘着す
ると、フィルムが接触している表面上を滑らないことが
しばしばある。フィルムの透明度を最もよく示す曇り度
は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ１００３−６１、手順Ａ、第７項
に従って測定した。
【００５０】フィルム試料のアクリル表面が「粗表面」
を持つかどうかは、走査電子顕微鏡による島状物の目視
検査によって調べた。フィルム表面はＳＥＭ（ｓｃａｎ
ｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）
によって特徴を示した。「粗」表面範囲は、ＳＥＭ画像
のデジタル画像分折によって測定した。ＳＥＭもデジタ
ル画像分折装置もいずれも市販されている装置である。
ＳＥＭは、ＬａＢ（六ホウ化ランタン）源、デジタル画
像記憶容量および第２電子検知器を備えたケンブリッジ
・ステレオスキャン２００である。このＳＥＭは画像処
理および特徴分折用のケベックスのＡＩＡ（Ａｕｔｏｍ
ａｔｅｄ Ｉｍａｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ、自動画像分
折）デジタル画像ソフトウエアを備えたケベックス８０
００微量分折装置である。図１は１０７００倍のＳＥＭ
倍率デジタル補捉２次エレクトロン画像写真で、その視
界全域は５２．３μｍ２である。
【００５１】
【実施例１】 ポリエチレンテレフタレートフィルムをコロナ処理し、
その第１および第２延伸操作の間で、架橋および非架橋
配合物を有するメチルメタクリレート被覆組成物の４％
固形分水性分散液を用いてインライン被覆した。公称
「湿式」レイダウンは０．５ポンド／前記延伸シートの
１０００平方フィートであった。二軸延伸ポリエステル
フィルムの公称厚さ（未被覆）は３００ゲージであっ
た。被覆フィルムの配合物および実験結果を表１に示
す。下記の略号は次の意味を有する： ＭＭＡ メチルメタクリレート ＥＡ エチルアクリレート ＭＡＭ メタクリルアミド ＡＭ アクリルアミド Ｎ−ＭＡ Ｎ−メチロールメタクリルアミド
【００５２】０．２−０．７の摩擦係数が良好である。
０．２未満は、被覆フィルムが滑りすぎることを意味
し、０．７より上はフィルムが、その比較表面に対して
十分に滑らないことを意味する。Ａ／Ａは上面と同様な
上面との間の摩擦係数を意味し、Ａ／Ｂは上面と底面
（他の面）との間の摩擦係数を意味する。限界曇り度に
ついては、１．０未満の数は合格である。曇り度が因子
でない場合、どのような数も合格である。
【００５３】
【表１】 表１の被覆配合物はいずれも粗表面を作り出した。第１
の被覆組成物は中でも、５モル％のメチルアクリルアミ
ドを含んでいた。前に説明したように、アクリルアミド
またはメタクリルアミドを用いた場合、尿素−ホルムア
ルデヒドまたはメラミン−ホルムアルデヒドのような第
２反応樹脂を用いて、被覆重合体を架橋する必要があ
る。従って、第１の被覆組成物には、４重量％の、アメ
リカン・サイアナミッド社販売のメラミン−ホルムアル
デヒドであるシメル（Ｃｙｍｅｌ）３０３を用いた。
【００５４】これに対して、第２の被覆組成物は、第２
反応樹脂なしで、５モル％のアクリルアミドを含有して
いる。従って、実施例１からは、アクリルアミドまたは
メタクリルアミドのような非自己架橋性モノマーを用い
た場合、第２反応樹脂を用いることは必須のことではな
いことが分かる。
【００５５】
【実施例２】 一般的な慣行および実施例１の手順に従って、ポリエチ
レンテレフタレートフィルムをコロナ処理し、その後第
１および第２延伸操作の間で、架橋性メチルメタクリレ
ート被覆組成物の４％固形分水性分散液を用いてインラ
イン被覆した。公称「湿式」レイダウンは０．５＃（湿
式）／前記延伸シートの１０００平方フィートであっ
た。二軸延伸ポリエステルフィルムの公称厚さ（未被
覆）は８３ゲージであった。
【００５６】被覆配合物および被覆フィルムの実験結果
を下記の表２に示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】メラミン−ホルムアルデヒドのような第２
反応樹脂を加えたおよび加えないＮ−メチロールアクリ
ルアミドのような自己架橋性化合物およびメタクリルア
ミドのような他のモノマーを有する様々なモル％のメチ
ルメタクリレートを用いた。
【００５９】第１の組成物は、非イオン表面活性剤が多
すぎたため、粗表面は生じなかったと理論づけられる。
残りの３つの組成物は７５モル％のメチルメタクリレー
トを三元共重合体中に含んでおり、Ａ）自己架橋性モノ
マー（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、Ｂ）モノマー
（メタクリルアミド）およびＣ）第２反応樹脂（メタク
リルアミドおよびメラミン−ホルムアルデヒド（シメル
３０３）と共に乳化した場合、粗表面となった。
【００６０】
【実施例３】 実施例２の観点から、メチルメタクリレート組成物、表
面活性剤の量および被覆配合物量（固形分１％対固形分
４％）を広範囲に変えて、このような変化が粗表面の形
成に及ぼす様々な影響を測定することにした。フィルム
の被覆には実施例１の手順を繰り返した。公称「湿式」
レイダウンは、前記延伸フィルムの１、０００平方フィ
ート当たり、０．５ポンド（湿潤）であった。二軸延伸
ポリエステルフィルムの公称厚さ（未被覆）は８３ゲー
ジであった。
【００６１】架橋性被覆フィルムの被覆配合物および実
験結果を表３に示す。
【００６２】
【表３】 表３の結果から、例えば下記のようないくつかのことが
わかる。 １）被覆配合物中の固形分が１％であると、曇り度がよ
り少なく、透明板ガラスのような特定の用途に適した被
覆ポリエステルフイルムが得られる。 ２）メチルメタクリレートが多いほど、案定なエマルジ
ョンを得るためにより多くの非イオン表面活性剤が一般
に必用となる。 ３）メチルメタクリレートがエマルジョン組成物の約７
０モル％未満であるとき、被覆配合物の固体含有量をい
くらかコロイドシリカに置き換えることが可能であり、
かつ好ましい。 ４）メチルメタクリレートのモル％が少ないほど、三元
共重合体は軟質となる。従って、コロイドシリカを添加
することは、明らかに摩擦係数を改良することとなる。
一方メチルメタクリレートのモル％をより高くすると、
より硬質の三元共重合体となり、コロイドシリカの添加
は、摩擦係数に有意に影響を及ぼすとは思われない。
【００６３】
【実施例４】 インライン（フィルム製造中）およびオフライン（フィ
ルム製造後）操作に、一軸および二軸フィルムを用い
た。アクリル三元共重合体エマルジョン（固体）は８０
モル％のＭＭＡ、１５モル％のＥＡおよび５モル％のＮ
−ＭＡよりなり、０．２重量％のラウリル硫酸ナトリウ
ムおよび０．５重量％のオクチルフェノールエトキシレ
ートを用いた。前記延伸フィルムの１、０００平方フィ
ート当たり、０．５ポンドの公称湿式レイダウンで、反
転グラビア法によって塗布した。実験２は表３の最後の
実験の繰り返しであった。実験３は、実験２のフィルム
のサイドＢを０．３％固形分でオフライン被覆した。こ
の固形分は、延伸した（延伸は約３．３対１で行った）
後の実験２のフィルムのおおよその被覆量であったの
で、これを選択した。実験４は、１％固形分をフィルム
にオフライン被覆した以外は、実験３と同様である。実
験５−７は一軸延伸フィルムに関するものである。この
フィルムは、被覆（インライン）前には延伸しておら
ず、一軸延伸し、そして熱硬化する。実験６は、コロイ
ドシリカを使用した点のみが実験７と異なる。結果を以
下の表４に示す。
【００６４】
【表４】 実験３および４が示すように、オフライン被覆はインラ
イン被覆ほど効果的でないことが明らかである。実験６
および７からは、一軸延伸フィルムを本発明で用いるこ
とができることが分かる。
【００６５】このように、前記の目的および利点を十分
に満たす被覆フィルムおよび被覆フィルムの製法が本発
明によってもたらされることは明らかである。本発明を
特定の具体例に関連させて説明してきたが、多くの変更
が可能であることは、この技術分野に詳しい人には明ら
かなことである。従って、そのような変更は全て、本発
明の精神および範囲に入るものである。 本発明の被覆フィルムを利用する上での好ましい態様
を、以下に要約する。 （１）非イオン表面活性剤がアルキルフェノールエトキ
シレートである被覆フィルム。 （２）アルキルフェノールエトキシレートが、公称重合
度４０のオクチルフェノールエトキシレートである、前
記（１）に記載の被覆フィルム。 （３）非イオン表面活性剤が、被覆組成物の全重量に基
づいて、２−１０重量％である、前記（１）に記載の被
覆フィルム。 （４）陰イオン表面活性剤が、被覆組成物の全重量に基
づいて、０．１−０．５重量％である被覆フィルム。 さらに、本発明の被覆フィルムを製造する上での好まし
い態様を、以下に要約する。 （５）非イオン表面活性剤がアルキルフェノールエトキ
シレートである、被覆フィルムの製法。 （６）アルキルフェノールエトキシレートが、公称重合
度４０のオクチルフェノールエトキシレートである、前
記（５）に記載の製法。 （７）非イオン表面活性剤が、被覆組成物の全重量に基
づいて、２−１０重量％である、前記（５）に記載の製
法。 （８）陰イオン表面活性剤が、被覆組成物の全重量に基
づいて、０．１−０．５重量％である、被覆フィルムの
製法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアクリル三元共重合体被覆物を、固形
分１重量％でポリエステルフィルムに施した、好ましい
具体例の粗表面構造の顕微鏡写真を示すものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０８Ｊ 7/00 ３０３ 7310−4Ｆ Ｃ０８Ｌ 33/12 ＬＪＤ 7921−4Ｊ // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ (72)発明者 ジョン・エム・ヘバーガー アメリカ合衆国サウス・カロライナ州 29651， グリーアー，リバー・ロード 938 (56)参考文献 特開 昭63−158250（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−47700（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも一方の表面にアクリル被覆を有
    する延伸ポリエステルよりなる、摩擦係数の低い表面を
    もたらす粗表面を持つ延伸ポリエステルフィルムであっ
    て、このアクリル被覆は、 （ａ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、８０−９
    ７．９重量％の下記の成分（１）−（３）よりなるメチ
    ルメタクリレート三元共重合体： （１）６０−９０モル％のメチルメタクリレート、 （２）１０−３５モル％の、エチルアクリレート、プロ
    ピルアクリレート、ブチルアクリレートおよびこれらの
    混合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の変性
    剤、 （３）１−１０モル％の、Ｎ−メチロールアクリルアミ
    ド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アクリルアミ
    ド、メタクリルアミドおよびこれらの混合物よりなる群
    から選ばれる少なくとも１種のコモノマー、 （ｂ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、２−１５重
    量％の非イオン表面活性剤、 （ｃ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、少なくとも
    ０．１重量％の陰イオン表面活性剤、 よりなる水性エマルジョンの乾燥残留物であり、前記ア
    クリル被覆は、５％の最少表面積でフィルム表面から盛
    り上がった島のようなものを有することを特徴とする
    「粗」表面を形成している、前記の延伸ポリエステルフ
    ィルム。
  2. 【請求項２】前記陰イオン表面活性剤が、ラウリル硫酸
    ナトリウムおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
    ムよりなる群から選ばれる、請求項１に記載の被覆フィ
    ルム。
  3. 【請求項３】前記被覆がさらにコロイドシリカを含む、
    請求項１に記載の被覆フィルム。
  4. 【請求項４】前記コモノマーが自己架橋性であり、前記
    変性剤がエチルアクリレートであり、前記非イオン表面
    活性剤がオクチルフェノールエトキシレートであり、そ
    して前記陰イオン表面活性剤がラウリル硫酸ナトリウム
    である、請求項１に記載の被覆フィルム。
  5. 【請求項５】摩擦係数の低い表面をもたらす粗表面を有
    する延伸ポリエステルフィルムの製法であって、 （ｉ）ポリエステルフィルムの少なくとも一方の表面を
    コロナ処理し、 （ｉｉ）ポリエステルフィルムのコロナ処理した表面
    に、水およびアクリル組成物のエマルジョンを被覆し、
    前記アクリル組成物は下記の成分（ａ）−（ｃ）よりな
    り： （ａ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、８０−９
    ７．９重量％の下記の成分（１）−（３）よりなるメチ
    ルメタクリレート三元共重合体、 （１）６０−９０モル％のメチルメタクリレート、 （２）１０−３５モル％の、エチルアクリレート、プロ
    ピルアクリレート、ブチルアクリレートおよびこれらの
    混合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の変性
    剤、 （３）１−１０モル％の、Ｎ−メチロールアクリルアミ
    ド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アクリルアミ
    ド、メタクリルアミドおよびこれらの混合物よりなる群
    から選ばれる少なくとも１種のコモノマー、 （ｂ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、２−１５重
    量％の非イオン表面活性剤、 （ｃ）前記被覆組成物の全重量に基づいて、少なくとも
    ０．１重量％の陰イオン表面活性剤、 （ｉｉｉ）前記フィルム上の前記被覆を乾燥して、前記
    の粗表面を形成する、 ことよりなり、前記「粗」表面は、５％の最少表面積で
    フィルム表面から盛り上がった島のようなもので特徴づ
    けられる、前記の方法。
  6. 【請求項６】陰イオン表面活性剤がラウリル硫酸ナトリ
    ウムおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムより
    なる群から選ばれる、請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記被覆がさらにコロイドシリカを含む、
    請求項５に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記コモノマーが自己架橋性であり、前記
    変性剤がエチルアクリレートであり、前記非イオン表面
    活性剤がオクチルフェノールエトキシレートであり、そ
    して前記陰イオン表面活性剤がラウリル硫酸ナトリウム
    である、請求項５に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記フィルムは前記被覆工程前は非延伸フ
    ィルムであり、そしてさらに、前記フィルムを被覆した
    後、一軸延伸するように前記フィルムを延伸する工程よ
    りなる、および前記乾燥工程が前記フィルムを熱硬化し
    てフィルムを結晶化させる、請求項５に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記延伸フィルムを前記被覆工程の前に
    一軸延伸し、そしてさらに、前記フィルムを被覆後に二
    軸延伸する工程よりなる、および前記乾燥工程が前記二
    軸延伸フィルムを熱硬化してフィルムを結晶化させる、
    請求項５に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記フィルムが二軸延伸フィルムであ
    る、請求項５に記載の方法。
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