JPH04277532A - 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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JPH04277532A
JPH04277532A JP3305642A JP30564291A JPH04277532A JP H04277532 A JPH04277532 A JP H04277532A JP 3305642 A JP3305642 A JP 3305642A JP 30564291 A JP30564291 A JP 30564291A JP H04277532 A JPH04277532 A JP H04277532A
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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】
【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酸ワッ
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酸ワックス、
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
高級脂肪酸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50
0〜50,000が好ましい。水分散性の高級脂肪酸ワ
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酸ワックス使用量を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+、NH
4+,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5〜5000n
m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0.0
15μm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30〜2
00μm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
級脂肪酸ワックス(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(μS)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 PIN
K LACQUER 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 1
00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酸ワックス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 NS−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、2
20 ℃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において高級脂肪酸ワックスを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、高級脂肪酸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、高級脂肪酸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において高級脂肪酸ワックスを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において高級脂肪酸ワックス、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、高級脂肪酸ワックス、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】

Claims (6)

    【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
    分散性の高級脂肪酸ワックス、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1
    5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酸ワックスが
    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−S
    O3X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〜
    110 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酸ワックス0.1
    〜20重量%、スチレンスルホン酸化合物0.01〜1
    5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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