JPS61255939A - 塗布層を設けたポリエステルフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗布層を設けることによシ表面特性、特に滑
り性、帯電性、接着性の改良された二軸延伸ポリエステ
ルフィルムに関する。

〔従来技術］ 二軸延伸ポリエステルフィルム、特に二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレートフィルムは、透明性、寸法安定性、
機械的特性、電気的特性、ガスバリヤ−性、耐熱性、耐
薬品性などに優れ、包装材料、電気絶縁材料、銀塩、ジ
アゾ化合物、感光性樹脂などを用いる感光材料、製図材
料、電子写真材料、磁気記録材料などの基材として用い
られている。最近では磁気記録媒体の高密度記録化、コ
ンデンサーの高容量化などに伴ない使用されるポリエス
テルフィルムは、まｉｔす平坦であると共（清シ性の良
いものすなわち平滑性が要求されている。平滑なフィル
ムの必要性は、光学用途、電子写真用途など他の多くの
用途においても増大している。

ポリエステルフィルムの滑夛性を改良する従来の方法と
しては、微細な有機系あるいは無機系の粒子を添加する
方法（添加粒子法）、ポリエステルの重合時にエステル
交換触媒残渣などを析出させる方法（析出粒子法）、ポ
リマーブレンドによる方法、有機系の潤滑剤を配合する
方法などのポリエステルの組成物による方法がある。し
かしながら、これらの組成物による方法は、滑シ性と平
坦性の一方が向上すれば他の一方が低下し、両方を共に
向上させるのが困難であるのが実情である。また、組成
物による方法は、透明性の要求される光学用途には限界
がある場合がある。有機系の潤滑剤を配合する方法は、
無機系粒子などの適度な併用によりある程度の平滑性を
達成できるものの、潤滑剤の転着くよる装置あるいは製
品の汚染、蒸着工程での高真空度の達成と維持の困難あ
るいは積層体とした場合の層間の接着性の低下など問題
が多い。組成物を含有する層を平坦層と共押出しな　−
どで積層する方法で平滑化をはかる方法もあるが、先に
述べた組成物による場合の問題点と共に含有組成物の平
坦層への形状転写などの問題がある。溶剤処理、コロナ
放電処理などによ）表面処理をしたフィルムを延伸し、
表面に突起を形成させる方法もあるが、突起の形状に種
々の制約もちゃ、滑シ性が不充分な場合が多い。

これらの方法に対して、塗布層に微細かつ稠密な突起を
形成させる方法がフィルムの平滑化法として注目されて
いる。塗布層の突起形成方法としては、微細な無機系粒
子を含有させる方法を設けた後にポリエステルフィルム
を延伸する方法（以下塗布延伸法と略称する）における
塗布剤として、塗布層中での相分離や塗布延伸時の伸び
特性に特徴のある化合物を用いる方法が新規な平滑フィ
ルムの製造方法として注目されている。例えば、特開昭
５４−４３０１７号公報では、塗布剤としてポリエステ
ルにゼラチンを配合し、塗布延伸によって滑シ性の良好
なポリエステルフィルムを得ている。それ以後、特開昭
５．６−１０４５５号公報、特開昭５７−１８２５４号
公報、特開昭５１３−６２８２６号公報などで塗布延伸
による平滑フィルムが提案されている。これらは、縦−
軸延伸後のフィルムＫｍ布剤を塗布後、横方向に延伸し
ておル、塗布層の突起形状が縦方向に長いため突起形状
の呼称として、「みみず状突起」、「山脈状突起」など
と記載されている（以下縦長突起と略称する）。なお、
縦長突起の特殊なものとして、塗布層の破断によ）基体
ポリエステルフィルム面が露出した「不連続皮膜状突起
」も提案されている。

本発明者らは、先にアクリル系樹脂、ポリエステルおよ
び特定の水溶性樹脂あるいはこれらとクリ力ゾルからな
る塗布剤を用いた塗布延伸法による平滑なフィルムを提
案し；Ｉ’Ｃ（特願昭５８−１７０５０８号、特願昭５
８−１７０９２９号、特願昭５８−１７０９５ＣＩ号）
。特定の水溶性樹脂とは、塗布延伸によシ縦長突起を形
成する樹脂で、具体的にはゼラチン、セルロース誘導体
などである。しかしながら、これらの塗布剤を使用した
塗布延伸法によシ平滑なフィルムが得られるものの、工
業的規模でフィルムの巻き長さを増したり、高速でフィ
ルムを巻き出し九シする場合には、フィルムの平坦化に
よる接触面積の増大によるものと推定されるフィルム巻
き出し時の剥離帯電によるフィルムからの火花の発生や
フィルムの帯電密着による破断などの問題が発生する場
合もある。さらにポリエステルフィルムの接着性も重要
となる場合もある。

〔発明の目的〕

本発明は、塗布層を形成することにより、平坦であって
も滑）性が良く、帯電による障害がないと共に接着性の
良いポリエステルフィルムを提供することを目的とする
。

〔発明の構成〕

本発明は、ポリエステルフィルムの少なくとも片面に水
溶性および／またＬ水分散性樹脂とアルカリ金属の珪酸
塩からなる塗布剤を塗布後［伸した二軸延伸ポリエステ
ルフィルムである。

本発明における基体を構成するポリエステルフィルムは
、その構成成分の８０モル暢以上がエチレンテレフタレ
ートであるポリエチレンテレフタレート、あるいは８０
モル優以上がエチレンナフタレートであるポリエチレン
ナフタレートフィルムである。エチレンテレフタレート
、エチレンナフタレート以外のポリエステル共重合成分
としては、例えばジエチレングリコール、プロピレング
リコール、ネオベンチルグリコール、１．４−ブチレノ
グリコール、１．４−７クロヘキサンジメタノール、ポ
リエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール
などのジオール成分、イノフタル識、５−７ジオスルホ
イソフタル酸、アジピン酸、セパクン酸およびそのエス
テル形成性誘導体などのジカルボン酸成分、オキシ安息
香酸およびそのエステル形成性誘導体などのオキシカル
ボン酸などを用いることができるがこれらに限定される
ものではない。

本発明における基体を構成するポリエステルは、フィル
ムの表面に突起を形成する添加粒子、析出粒子、基体ポ
リエステルと特性の異なるポリエステルあるいはそれ以
外の樹脂を含有していてもよい。これらは、蒸着金属を
磁性層とする高密度磁気記録用途などにおいては極力少
な゛　くするのが好ましいが、用途に応じては従来当業
者が常用している量を含有していてもよい。

突起形成剤以外の成分として、必要に応じて帯電防止剤
、安定剤、潤滑剤、着色剤、光線遮断剤などを含有して
いてもよい。

本発明におけるアルカリ金属の珪酸塩とは、クーエムク
ー社、１９８５年１月発行「無機高分子」、第１３頁〜
第６６頁、あるいは「工業材料」第３１巻、第１３号、
第７３頁（１９８４年）に示されているように一般式Ｍ
１０−ｎ８１０ｇ（ここでＭ＃ｉリチウム、ナトリウム
、カリウムである）で示されるものであり、水に溶解な
いし分散する特性があり、水ガラスと称されるものであ
る。例えば、珪酸ソーダではｎの値の相違によシオルン
、セキン、メタ、１号、２号、３号、４号珪酸ノーダと
呼称されている。なお、本発明に用いるアルカリ金属の
珪酸塩は、アルカリ金属の一部がアルカリ金属以外の金
属やアンモニウムで置換されていてもよいし、置換され
ず珪酸となっていてもよい。

本発明における水溶性または水分散性樹脂は、アルカリ
金属の珪酸塩を相互に結合すると共に塗布層と基体のポ
リエステルを結合するいわゆるバインダーとしての働き
をするものであって、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
ウレタン、アクリル系樹脂、ポリオレフィン、ビニル系
樹脂、ブタジェン系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂
、フッ素系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエーテル、ゼ
ラチンなどの少なくとも１種以上を用いることができる
がこれらに限定されるものではない。

本発明におけるアルカリ金属の珪酸塩の塗布剤中の割合
は、固形分として９０重量俤ないし２重量僑であり、さ
らに好ましくは７０重量俤ないし３重量鳴である。アル
カリ金属の珪酸塩が９０重重量上りも多い場合は、塗布
層の強度が低下して剥離や白粉が発生しやすくなる。ア
ルカリ金属の珪酸塩が２重量僑よりも少ない場合には、
アルカリ金属の珪酸塩の有する縦長突起の形成、帯電防
止、接着性などの効果が不明確となる。

ポリエステルフィルムに塗布剤を塗布する方法は、原崎
勇次著、槙書店１９７９年発行、「コーティング方式」
に示されるリバースロールコータ−、グラビアコーター
、ロントコ−ター、エアドクタコーターあるいはこれら
以外の塗布装置を用いることができる。塗布工程は、逐
次二軸延伸前、同時二軸延伸前、二軸延伸後で再延伸前
などである。すなわち、ポリエステルフィルムに塗布剤
を塗布し、その後適当な乾燥を施し、あるいは乾燥を施
すことなく延伸する方法（塗布延伸法）が塗布層の表面
に突起を形成させるのに必須である。特に好ましくは、
ロール延伸法による一軸延伸ポリエステルフイルムに塗
布剤の水分散物あるいは水溶液を塗布し、適当な乾燥を
施し、あるいは乾燥を施すことなく、ポリエステル−軸
延伸フィルムをただちに先の延伸方向とは直角方向に延
伸し、熱処理する方法でちる。本方法によるならば、延
伸と同時に塗布層の乾燥が可能になると共に塗布層の厚
さを延伸倍率に応じて薄くすることができる。

塗布層の表面の突起形状は、延伸方法、延伸倍率、延伸
速度などによって異なるが、逐次二軸延伸法でいわゆる
縦延伸後に塗布したフィルムを横延伸した場合には、縦
方向に長く、横方向に幅の狭いいわゆる縦長突起が形成
される。

突起形状の大小は、アルカリ金属の珪酸塩の構造、重合
度、配合量、ならびに塗布剤に用いられるアルカリ金属
の珪酸塩以外の樹脂の特性、塗布層の厚さなどに影響さ
れる。例えば、アルカリ金属の珪酸塩の重合度・が大き
いほど、配合量が多いほど、塗布層の厚さが大きいほど
、塗布剤に用いられるアルカリ金属の珪酸塩以外の樹脂
の弾性率、が低いほど突起形状が大きくなる。

ｉた、塗布剤の塗布後、延伸前の塗布層の乾燥速度、乾
燥の程度によっても突起形状が異なる。

これは塗布層でのアルカリ金属の珪酸塩の相分離や含水
状態での延伸性の差によるものと推定される。

本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムの塗布層の厚さ
は、αＱ１ｐから１μの範囲が好ましく、さらに好まし
くはａ、０１μからα１μの範囲である。塗布層の厚さ
が１０１μ未満では均一に塗布しにくいため製品に塗布
むらが生じやすく、１μよシ厚い場合は、滑り性がかえ
って低下する場合がある。

本発明の塗布層には、塗布層の固着性（ブロッキング性
）、耐水性、耐溶剤性、機械的強度の改良のため架橋剤
としてメチロール化あるいはアルキロール化し九尿素系
、メラミン系、グアナミン系、アクリルアミド系、ポリ
アミド系などの化合物、エポキシ化合物、アジリジン化
合物、ブロックポリイソシアネート、シランカップリン
グ剤、チタンカップリング剤、ジルコ−アルミネートカ
ップリング剤、熱、過酸化物、活性線等によシ反応性の
あるビニル系化合物や感光性樹脂などを含有していても
よい。また、本発明の塗布層は、固着性や滑夛性の改良
のため無機系微粒子としてシリカ、シリカゾル、アルミ
ナ、アルミナゾル、ジルコニウムゾル、カオリン、メル
ク、炭酸カルシウム、酸化チタン、バリウム塩、カーボ
ンブラック、硫化モリブデン、酸化アンチモンゾルなど
を含有していてもよい。また、本発明の塗布層は、必要
に応じて消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、帯電防止剤、
有機系潤滑剤、有機系高分子粒子、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、発泡剤、染料、顔料などを含有していてもよい
。

塗布剤のフィルムへの塗布性、接着性を改良するため、
塗布前にフィルムに化学処理や放電処理を施してもよい
。

本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムの塗布層への接
着性、塗布性などを改良するため、塗布層形成後に塗布
層に放電処理を施してもよい。

本発明の二軸延伸ポリエステルフィルムは、１μないし
５００μのフィルムとして用いることができる。

以下、本発明を実施例をあげて説明する。なお、実施例
中の評価は、次に述べる方法による。

（１作業性 Ａ４版フィルムを約３０枚重ね、全体の屈曲性、フィル
ム一枚ごとの剥離性、引抜性、帯電性を観察した。

（２）＊擦係数 Ａ８ＴＭ−Ｄ−１８９４−６３によりフィルムとフィル
ムの摩擦係数を測定した。

（３）巻取り性 フィルムをロール状４巻取った場合のいわゆる巻ずれ、
段ずれ、しわ、こぶ、つぶ跡などの有無を観察した。

（４）固着性（ブロッキング性） 恒温恒湿槽で熱プレスによυ４０℃、８０％　ＲＨ％　
１０　ｋｌｌ／ｃｍ”で２０時間重ねたフィルムのＡ８
ＴＭ−Ｄ−１８９５の方法による剥離強度を測定した。

（５）表面粗さ 小板研究所製の薄膜段差針ＥＴ−１０型で触針先端半径
０５μ、触針荷重１２で測定し、突起の基底部から頂上
部までの高さを表面粗さとした。

（６）帯電性 フィルムをロール状に巻き取った場合の帯電性は、評価
方法の作業性の項目で記載したＡ４版フィルムが静電気
により相互に密着しているかどうかを観察した。

強制的に帯電させた場合の電荷減衰性は、大戸商会製の
スタティック・オネストメータ−８４１０４を用い、１
０ｋＶの放電電圧でフィルムに帯電させた後、２３℃、
５ＱＴｏＲＨの条件下で測定した。また、上記の測定条
件・　　　　で測定中のフィルムに３５℃、１００％Ｒ
Ｈの空気を吹きつけて電荷減衰性を測定した（強制加湿
効果）。

（７）磁性層接着性 磁性層の接着性は、二輪延伸ポリエステルフィルムの塗
布層上に磁性塗料を固形分で５μの厚さに塗布後、８０
℃で１分間乾燥し、その後８０℃で２４時間二一ジング
した磁性層面に住友スリーエム社製の１７．７　ｍ幅の
スコッチテープを貼シ、引張試験機によるＴ型剥離試験
による。

磁性塗料の組成は、ポリウレタン５０部、ニトロセルロ
ース２０部、塩ビー酢ビ樹脂五〇部、インシアネート化
合物Ｚ５部、カーボンブラック１２部、レシチン４部、
γ−Ｐｅ１０１４６０部をメチルエチルケトン、トルエ
ン、メチルインブチルケトンを等量混合した溶剤９００
部に分散したものである。

比較例１ 重合触媒残渣等にもとづく表面突起形成剤をほとんど含
まない固有粘度α６２のポリエチレンテレフタレートを
約２８５℃で溶融し、約６０℃の冷却ドラム上に静電印
加を行ないながら押出した。さらに８３℃で縦方向にロ
ールで五５倍延伸し、その後１１０℃で横方向に延伸、
２２０℃で熱処理を行ない、厚さ１２．１μ、表面粗さ
ｓｏＸの二軸延伸フィルムを得意。このフィルムは、巻
き取シ性が極めて悪く、長尺のフィルムロールを得るこ
とが困難であると共に得られたフィルムロールの巻き姿
が悪く、製品としての出荷は不可能であった。念のため
ム４版として切シ出して作業性を観察したがフィルムが
相互に密着して全体が一体化してしまい、フィルムの取
扱いが困難であった。このフィルムの摩擦係数は、フィ
ルムが滑らぬため測定できなかった。

帯電性は、強制的に帯電させたフィルムに強制加湿を行
なっても電荷減衰が見られず、不良であった。すなわち
、本フィルムは、滑シ性、帯電特性が不良でｓｂ実用に
供し得なかった。

実施例１ 日本化学工業（株）の珪酸ソーダ４号を２０部、日本紬
薬（株）の水溶性テクリル系樹脂であるジュリマー人Ｔ
−Ｍ９１Ｂ（商品名）を５５部、日本合成化学工業（株
）の水分散性ポリエステルであるポリエスタ−ＸＷＲ−
ｑ　０１（商品名）を２０部、日量化学工業（株）の７
リカゾルであるスノーテックス２０Ｌ（商品名）を５部
配合した塗布剤（配合部数は固形分として、以下同じ）
を比較例１の縦延伸後のフィルムの片面に塗布し、その
後比較例１と同様にして二軸延伸ポリエステルフィルム
を得た。このフィルムの塗布剤の塗布量は、α０４９／
ｍ”であった。このフィルムの巻取り性、作業性は良好
でおった。帯−性は、強制加湿によシミ荷減衰があシ良
好であった。なお、塗布層面の表面固有抵抗は、８Ｘ１
０’Ω／口であつ喪。このフィルムの固着性は２７ｖ１
靜止摩擦係数はα６１、動摩擦系数はｃＬ５２、磁性層
接着性は１３５ｔであった。このフィルムの塗布層の表
面形状は、いわゆる縦長突起形状であシ、縦長突起間の
平均距離Ｆｉ１．９μ、表面粗さは２５０１であった。

なお、塗布剤として珪酸ソーダを配合せず、ジュリマー
ムＴ−Ｍ９１８を７５部、ポリエスタ−ＩＣＷＲ−９０
１を２０部、スノーテックス２０Ｌを５部配合した塗希
剤を同様に塗布して得た二輪延伸ポリエステルフィルム
は、巻取磁性、作業性が比較的良好であυ、静止摩擦係
数ＩＩＬ６３、動摩擦係数（Ｌ５Ｂであシ、通常の取扱
いにおいては良好なフィルムであったが、フィルムの巻
取り条件あるいはフィルムのユーザーでの取扱い条件に
よっては、フィルムのｔｌｌＬ時に剥離帯電が生じやす
いことがわかった。この珪酸ソーダを配合しない塗布層
の表面形状は、縦長突起が形成されず、表面粗さは１２
０Ｋ。

強制帯電後の強制加湿による電荷減衰はなかつ九。また
、このフィルムの磁性層接着性は、８３ｔと、塗布型の
磁気記録媒体等の特に接着性を必要とする用途には実用
的に不充分であった。

なお、塗布層を有しない面の磁性層接着性は４５１であ
った。

すなわち、珪酸ソーダを塗布層に含有している本発明の
フィルムは、滑ｐ性、帯電特性が良好なため、フィルム
製造工程での巻取シ条件の範囲が広くとれると共に、ユ
ーザーでのフィルム加工時の取扱も容易となった。また
、珪酸ソーダを塗布層に含有させることによりフィルム
の磁性層との接着性も改良された。

実施例２ ポリエステル製造触媒を析出させた粒子とポリエステル
製造工程中に外部から添加した無機粒子を含有するポリ
エチレンテレフタレートを比較例１と同様な方法で厚さ
１５μの二軸延伸ポリエチレンテレ７タレートフイルム
とした場合表面粗さが５００λ、静止摩擦係数１３７、
動摩擦係数（Ｌ３５となる固有粘度α６５のポリエチレ
ンテレ７タレートを用い塗布剤として日本紬薬（株）の
水溶性アクリル系樹脂であるジュリーｆ−ＡＴ−Ｍ９Ｍ
８改良４（商品名）を８０部、日本化学工業（株）の珪
酸ソーダ４号を２０部配合した塗布剤、およびバイエル
（株）の水分散性ポリウレタンであるインプラニｋ　Ｄ
　Ｌ　Ｈ（商品名）を７０部、大日本インキ化学工業（
株）の水分散性ポリエステルであるファインテックスＩ
ｃ８−６７０（商品名）を２０部、珪酸ソーダ４号を１
０部配合した塗布剤を各々実施例１と同様にして片面に
塗布し厚さ１５ｐの二軸延伸ポリエステルフィルムを得
た。こレラのフィルムは、巻取磁性、作業性に何らの問
題もなく、塗布層の帯電性の改良にょシポリエチレンテ
レ７タレートの微細粉、ポリエチレンテレフタレートの
オリゴマー、空気中等のホコリなどの吸着が極めて低減
されていた。塗布層面の表面形状は、ポリエチレンテレ
フタレートに含有搭れる無機系粒子による大突起によっ
て粗面化された表面上が極めて微細な縦長突起によシお
おわれていた。磁性層接着性は、アクリル系樹脂を主成
分とする塗布層を有するフィルムが１３９２．ポリウレ
タンを主成分とする塗布層を有するフィルムが１５２ｔ
であった。

すなわち、本実施例の二軸延伸ポリエステルフィルムは
、帯電性の改良によシ、磁気特性を悪化させる＃１こシ
等の付着を防ぎ、磁性層との接着性も良好であり、磁気
記録媒体として有用であった。

実施例３ 実施例１と同じポリエチレンテレフタレート原料を用い
、日本紬薬（株）の水溶性アクリル系樹脂であるジエリ
マームＴ−Ｍ９１８改良４（商品名）を５５部、日本合
成化学工業（株）の水分散性ポリエステルのポリエスタ
−ＸＷＲ−９０１を２０部、日量化学工業（株）のシリ
カゾルであるスノーテックス２０Ｌ（商品名）を５部、
日本化学工業（株）の珪酸ソーダを２０部配合した塗布
剤を縦延伸後のフィルムの両面に塗布し、実施例１と同
様にして塗布量（Ｌ　Ｏ４ｆ／ｍ”、フィルム厚さ７５
μの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。塗布層を有
しないフィルムに対してこのフィルムの巻取υ性、作業
性、帯電性、磁性層接着性は良好であった。

すなわち、厚くて腰があり、超平坦な７５ｐのフィルム
も本発明の塗布層の形成により取扱いが容易となり、平
坦で磁性層接着性も良好なため、フロッピーディスク用
途などに有用であった。

〔発明の効果〕

以上の実施例で示し九ように本発明の二軸延伸ポリエス
テルフィルムは、平坦であっても滑シ性、帯電特性が良
好であり、包装材料、グラフィック材料、電子写真材料
、磁気記録材料などの基材として有用である。特に本発
明の二軸延伸ポリエステルフィルムは、平滑性と接着性
の要求される塗布型あるいは蒸着型の高密度磁気記録用
途に有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリエステルフィルムの少なくとも片面に水溶性お
   よび／または水分散性樹脂とアルカリ金属の珪酸塩を含
   有する塗布剤であつて、アルカリ金属の珪酸塩含有量が
   塗布剤の全固形分中９０重量％ないし２重量％である塗
   布剤を塗布した二軸延伸ポリエステルフィルム。