JP2001347565A - 成形用ポリエステルフィルムおよびこれを用いた成形部材 - Google Patents
成形用ポリエステルフィルムおよびこれを用いた成形部材Info
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Abstract
に優れ、スイッチ用および印刷基材などとして好適な成
形用ポリエステルフィルムおよびこれを用いた成形部材
を提供する。 【解決手段】 ポリエステルを構成する酸成分の95モ
ル%以上がテレフタル酸単位であり、フィルム全ヘイズ
(Ht[%])、厚み(d[μm])、25℃でのフィ
ルムの長手方向の100%伸張時応力(F100MD[M
Pa])及び幅方向の100%伸張時応力(F100TD
[MPa])が下記式I〜IIIを満足することを特徴
とする成形用ポリエステルフィルム、およびこれを用い
た成形部材。 0.03 ≦ Ht/d ≦ 0.25 ・・・(I) 20 ≦ F100MD ≦ 200 ・・・(II) 20 ≦ F100TD ≦ 200 ・・・(III)
Description
ルド成形性、エンボス成形性などに優れ、かつ耐熱性に
優れ、スイッチなどの電子機器の支持体または表面材
料、また印刷基材として好適な成形用ポリエステルフィ
ルムおよびこれを用いた成形部材に関するものである。
ビニルフィルムが代表的であり、加工性などの点で好ま
しく使用されてきた。一方、該フィルムは火災などによ
りフィルムが燃焼した際の有毒ガス発生の問題、可塑剤
のブリードアウトなどの問題があり、近年の耐環境性の
ニーズにより新しい素材が求められてきている。
号公報、特開平10−321076号公報ではポリエチ
レンナフタレートフィルムを用いたスイッチ用フィルム
が提案されている。しかしながら、これらの技術では加
工性が不十分であり、押し込み深さの必要ないわゆるク
リック感のあるスイッチ用としては適さないものであっ
た。
した従来技術の問題点を解消することにあり、インモー
ルド成形、エンボス成形などに優れ、スイッチ用および
印刷基材などとして好適な成形用ポリエステルフィルム
およびこれを用いた成形部材を提供することにある。
に、本発明の成形用ポリエステルフィルムは、ポリエス
テルを構成する酸成分の95モル%以上がテレフタル酸
単位であり、フィルム全ヘイズ(Ht[%])、厚み
(d[μm])、25℃でのフィルムの長手方向の10
0%伸張時応力(F100MD[MPa])及び幅方向の
100%伸張時応力(F100TD[MPa])が下記式
I〜IIIを満足することを特徴とするものからなる。 0.03 ≦ Ht/d ≦ 0.25 ・・・(I) 20 ≦ F100MD ≦ 200 ・・・(II) 20 ≦ F100TD ≦ 200 ・・・(III)
は、融点が245℃以上であることが好ましい。
おいては、厚み斑が20%以下であることが好ましく、
現実的には、3〜20%の範囲内にあることが好まし
い。
においては、25℃での破断伸度が170%以上である
ことが好ましい。
用ポリエステルフィルムを用いたものからなり、例えば
スイッチ用の成形部材からなる。
形態について詳細に説明する。本発明におけるポリエス
テルとは、エステル結合により構成される高分子量体の
総称である。このエステル結合に用いられるジカルボン
酸成分としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、
ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジ
フェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジ
カルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、フタ
ル酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、ア
ジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマ
ル酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキシンジカルボ
ン酸等の脂環族ジカルボン酸、p−オキシ安息香酸等の
オキシカルボン酸等を使用することができる。このうち
本発明におけるポリエステルでは、テレフタル酸の占め
る割合が95モル%以上であることが、耐熱性、成形性
の点から必要である。
レングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、
ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグ
リコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタ
ノール等の脂環族グリコール、ビスフェノールA、ビス
フェノールS等の芳香族グリコール、ジエチレングリコ
ール等を使用することができる。なお、これらのジカル
ボン酸成分、グリコール成分は2種以上を併用してもよ
い。このとき、グリコール成分の種類がエチレングリコ
ールを20モル%以上、好ましくは50モル%以上、さ
らに好ましくは75モル%以上であると、耐熱性などの
点から特に好ましい。
おいて、共重合ポリエステルにトリメリット酸、トリメ
シン酸、トリメチロールプロパン等の多官能化合物を共
重合したものを使用することもできる。
て使用することは加工性を向上させる上で好ましい。中
でもポリエチレンテレフタレートにポリプロピレンテレ
フタレートおよび/またはポリブチレンテレフタレート
をブレンドした混合ポリマーが柔軟性、加工性の点から
特に好ましい。
点は、耐熱性及び加工性の点から好ましくは245〜2
70℃であり、さらに好ましくは248〜270℃、特
に好ましくは250℃〜270℃である。特に融点がか
かる範囲未満であると耐熱性に劣るため、加工工程や使
用時に高温にさらされることがある場合には、問題とな
る場合があり好ましくない。ここでポリエステルフィル
ムの融点とは、いわゆる示差温度熱量法(DSC)の1
次昇温(1st Run)時に検出される融解時の吸熱
ピーク温度のことである。
成形性の必要な用途には未延伸フィルムが、耐熱性、寸
法安定性の点からは、ポリエステルを二軸延伸化したも
のが望ましく使用される。かかる二軸延伸の方法として
は、同時二軸延伸、逐次二軸延伸のいずれであってもよ
い。このとき、厚み斑の抑制の点からは、特に同時二軸
延伸が好ましい。
異なるポリエステルを用いてたとえば特開平9−245
88号公報に示されるような積層構造とすることができ
る。かかる積層フィルムの形態は、特に限定されない
が、例えばA/B、B/A/B、C/A/Bの積層が挙
げられる。
厚みは、成形性、基材に対する被覆性、基材表面の保護
性、意匠性の点で、50〜500μmであることが好ま
しく、さらに好ましくは60〜300μmであり、特に
好ましくは70〜200μmである。
は、ポリエステルを構成する酸成分の95モル%以上が
テレフタル酸単位であり、フィルム全ヘイズ(Ht
[%])、厚み(d[μm])、25℃でのフィルムの
長手方向の100%伸張時応力(F100MD[MP
a])及び幅方向の100%伸張時応力(F100
TD[MPa])が下記式I〜IIIを満足することが必
要である。 0.02 ≦ Ht/d ≦ 0.25 ・・・(I) 20 ≦ F100MD ≦ 200 ・・・(II) 20 ≦ F100TD ≦ 200 ・・・(III)
5≦Ht/d≦0.20であり、特に好ましくは、0.
07≦Ht/d≦0.15である。特に、ヘイズがかか
る範囲以下であると成形性の点から悪化の傾向にあり、
またかかる範囲以上であると印刷柄の鮮明性が悪化する
傾向にある。また、バックライトなどを用いた透光スイ
ッチの場合には、全ヘイズHtがこの範囲内でより小さ
いことが好ましい。式IIにおいては、成形性の点から
さらに好ましくは、20≦F100MD≦180、特に好
ましくは、20≦F100MD≦150である。さらに鮮
明な印刷の必要な用途では85≦F100MD≦150の
範囲が好ましい。式IIIにおいては、成形性の点から
さらに好ましくは、20≦F100TD≦180、特に好
ましくは、20≦F100TD≦150である。さらに鮮
明な印刷の必要な用途では100≦F100TD≦150
の範囲が好ましい。
すことが好ましい。 1.05≦F100TD/F100MD≦1.6 ・・・(IV) 特に好ましくは1.1≦F100TD/F100MD≦1.
4である。
配向係数(fn)が、下記式Vを満足することが好まし
い。 0≦fn≦0.15 ・・・(V)
5〜0.145、特に好ましくは0.1〜0.14であ
る。面配向係数(fn)とは、アッベ屈折計などを用い
て測定されるフィルムの長手方向屈折率(Nx),幅方
向屈折率(Ny),厚み方向屈折率(Nz)により下記
定義式VIIから算出される値である。 fn=(Nx+Ny)/2−Nz ・・・(VII) このときフィルムの長手方向および幅方向が明らかでな
い場合は、配向の主軸方向、配向の主軸方向と垂直な方
向、厚み方向の屈折率をそれぞれNx,Ny,Nzとし
て面配向係数を求めることができる。
度は、好ましくは170%以上、さらに好ましくは20
0%以上、特に好ましくは220%以上である。
〜20%の範囲、特に好ましくは、5〜15%の範囲で
あることが好ましい。厚み斑がこの範囲以下であると特
に成形性の悪化が顕著になり、厚み斑がこの範囲以上で
あると、印刷性、寸法安定性が悪化し好ましくない。
性、加工性、接着性などの点から、表面ぬれ張力が50
mN/m以上であることが好ましく、さらに好ましくは
56mN/m以上である。
ムは、表面処理を施すことにより達成可能であり、例え
ばコロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照
射処理、電子線照射処理、化学薬品処理、物理的粗面化
処理、表面塗布処理などが挙げられるが、本発明の効果
を損なわない範囲であれば、特に限定されない。中で
も、コロナ放電処理は簡便かつ有効な手法であり、好ま
しく行うことができる。
ングを施してもよく、その塗布化合物、方法、厚みは、
本発明の効果を損なわない範囲であれば、特に限定され
ない。
点からフィルムの60度鏡面光沢度は、好ましくは60
%以上、特に好ましくは90%以上である。
イズの上昇率が少ないことが好ましく、好ましくはこの
上昇率が好ましくは40%以下、特に好ましくは20%
以下である。40%を超えると印刷・成形加工時の白化
が顕著となり好ましくない。
加工性を向上させる点から、カルボキシル末端基量が、
好ましくは20〜60当量/トン、さらに好ましくは3
0〜50当量/トンであるものがよい。
をより向上させるために、ポリエステルの固有粘度が、
好ましくは0.50dl/g以上、さらに好ましくは
0.55dl/g以上、特に好ましくは0.60dl/
g以上であるものが使用される。固有粘度が0.50d
l/g未満では、成形性、接着性が低下するため好まし
くない。
としては特に限定されないが、アルカリ土類金属化合
物、マンガン化合物、コバルト化合物、アルミニウム化
合物、アンチモン化合物、チタン化合物、チタン/ケイ
素複合酸化物、ゲルマニウム化合物などが使用できる。
中でもチタン化合物、チタン/ケイ素複合酸化物、ゲル
マニウム化合物が触媒活性、味特性、上記触媒金属量を
設定する上で好ましい。
加する場合には、テレフタル酸成分とエチレングリコー
ル成分を反応させ、次にチタン/ケイ素複合酸化物、リ
ン化合物を添加し、引き続き高温、減圧下で一定のジエ
チレングリコール含有量になるまで重縮合反応させ、特
定の触媒金属量、リン量を有するポリエステルを得る方
法などが好ましく採用される。
に限定されないが、リン酸、亜リン酸などが好ましい。
の美麗性、耐候性、印刷の耐変色性を極めて良好とする
上で、フィルム中の触媒金属残存量(M:単位ミリモル
%)と、リン元素残存量(P:単位ミリモル%)の関係
が下記式VIIIを満足することが好ましい。 0.3≦M/P≦5 ・・・(VIII) さらにM/Pの値が3以下であると、フィルムの生産性
・熱安定性が共に良好となり、特に好ましい。
造方法としては、特に限定されないが、例えばポリエス
テルを必要に応じて乾燥した後、公知の溶融押出機に供
給し、スリット状のダイからシート状に押出し、静電印
加などの方式によりキャスティングドラムに密着させ、
冷却固化し、未延伸シートを得た後、かかる未延伸シー
トを延伸するものである。かかる延伸方式としては、同
時二軸延伸、逐次二軸延伸のいずれでもよいが、要する
に該未延伸シートをフィルムの長手方向及び幅方向に延
伸、熱処理し、目的とする面配向度のフィルムを得る方
法が採用される。これらの方式の中でも、好ましくはフ
ィルムの品質の点で、テンター方式によるものが好まし
く、長手方向に延伸した後、幅方向に延伸する/または
幅方向に延伸した後、長手方向に延伸する逐次二軸延伸
方式、長手方向、幅方向をほぼ同時に延伸していく同時
二軸延伸方式が望ましい。
ぞれの方向に1.6〜4.2倍、好ましくは1.7〜
4.0倍である。この場合、長手方向、幅方向の延伸倍
率はどちらを大きくしてもよく、同一としてもよい。ま
た、延伸速度は1000%/分〜200000%/分で
あることが望ましく、延伸温度はポリエステルのガラス
転移温度以上ガラス転移温度+100℃以下であれば任
意の温度とすることができるが、好ましくは80〜17
0℃の範囲で延伸するのがよい。更に、二軸延伸の後に
フィルムの熱処理を行うが、この熱処理は、オーブン
中、あるいは、加熱されたロール上等、従来公知の任意
の方法で行なうことができる。熱処理温度は120℃以
上245℃以下の任意の温度とすることができるが、好
ましくは150〜220℃である。また熱処理時間は任
意とすることができるが、好ましくは1〜60秒間行う
のがよい。なお、かかる熱処理はフィルムをその長手方
向および/または幅方向に弛緩させつつ行ってもよい。
さらに、再延伸を各方向に対して1回以上行ってもよ
く、その後熱処理を行ってもよい。ここで、熱処理温度
は、DSCで観測される熱処理に起因する結晶融解サブ
ピークのピーク温度により確認することができる。
1〜10μmの公知の内部粒子、無機粒子および/また
は有機粒子などの外部粒子の中から任意に選定される粒
子を含有させることができる。ここで10μmを越える
平均粒子径を有する粒子を使用すると、フィルムの欠陥
が生じ易くなり、意匠性などの点からも好ましくない。
かかる公知の粒子としては、例えば湿式および乾式シリ
カ、コロイダルシリカ、珪酸アルミ、酸化チタン、炭酸
カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミ
ナ、マイカ、カオリン、クレー、ヒドロキシアパタイト
等の無機粒子およびスチレン、シリコーン、アクリル酸
類等を構成成分とする有機粒子等を使用することができ
る。なかでも、乾式、湿式および乾式コロイド状シリ
カ、アルミナ等の無機粒子およびスチレン、シリコー
ン、アクリル酸、メタクリル酸、ポリエステル、ジビニ
ルベンゼン等を構成成分とする有機粒子等が、好ましく
使用される。これらの内部粒子、無機粒子および/また
は有機粒子は二種以上を、特性を損ねない範囲内で併用
してもよい。
%〜50重量%の範囲であることが好ましい。0.01
重量%以下であれば、フィルム巻き取りが困難となり取
り扱い上好ましくない。また50重量%を越えると粗大
突起や製膜性の悪化などを引き起こすため好ましくな
い。
金属、木材、紙、樹脂などに密着させ、貼り合わせて用
いることができる。さらに詳しくは、これらの素材表面
に印刷等により絵柄層または着色層を設けた後に、熱接
着または接着剤を介して貼り合わせて用いたり、本発明
のフィルムに印刷等により絵柄層または着色層を設け、
その絵柄層または着色層側を各種板材に貼り合わせて用
いることができる。
脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、フェノール樹脂系
接着剤、α−オレフィン樹脂接着剤、水性高分子とイソ
シアネートの混合物による接着剤、エポキシ系接着剤、
溶液型酢酸ビニル樹脂系接着剤、エマルジョン型酢酸ビ
ニル樹脂系接着剤、アクリルエマルジョン系接着剤、ホ
ットメルト接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ポリ
ウレタン系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、ニトリ
ルゴム系接着剤、SBR系接着剤、変性ゴムエマルジョ
ン系接着剤、エチレン共重合樹脂系接着剤、レゾルシン
系接着剤、天然ゴム系接着剤、セルロース系接着剤、で
んぷん質糊料、デキストリン等が挙げられる。
にも好適に用いることが可能である。さらに詳しくは、
フィルム/離型層/トップ層(ハードコート層)/印刷
層/接着層などの構成に加工したシートの上に樹脂を流
し込み、フィルム/離型層をはがすことにより、印刷と
部材の成型を同時に行う用途などには好適にもちいるこ
とができる。
コレーションなどの成型用途にも好適である。ここで転
写インモールド、またはインジェクションモールドデコ
レーションに用いる樹脂としては、ABS、アクリル、
ポリカーカーボネートなどがフィルムとの接着性・密着
性が良好であるため好ましく用いることができる。
エンボス加工、印刷などの各種表面加工を施して成形に
使用することができ、たとえば、フィルムに印刷した
後、鋼板に貼り合わせ、折り曲げ加工、圧縮加工など目
的に応じた成形を行い、家具、建材(壁材など)、住宅
機器、電子機器(スイッチなど)の表面材料および内層
の基材として好適に使用することができる。
チなどの他に、比較的キー高さの高い2mm以上の成形
の必要なもののキー表面材料として、また内層の基材と
して用いることができる。またフィルムにドーム状エン
ボス加工を施し、クリック感の優れたスイッチ材料に成
形して用いることができる。
る。なお特性は以下の方法により測定、評価した。 (1)融点(Tm)、ヒートセット温度(Tmeta) フィルムを5mgサンプリング採取し、セイコー電子工
業(株)製:示差走査熱量計(RDC220)により、
10℃/分の昇温速度で測定し、融解のピーク温度を融
点(Tm)とした。とくに、融解のピークが複数あらわ
れる場合はより面積の大きなピークを融点(℃)とし
た。また、熱処理に起因するサブ吸熱ピーク温度をヒー
トセット温度(Tmeta)(℃)として測定した。
℃において測定した。
ベ屈折計を用いて、フィルムの長手方向屈折率(N
x),幅方向屈折率(Ny),厚み方向屈折率(Nz)
により下記式IXから算出した。 fn=(Nx+Ny)/2−Nz ・・・(IX)
料を切り出し、この試料をオリエンテック社製引っ張り
試験器を用い、初期長50mm、引っ張り速度300m
m/min、25℃の条件で引っ張り、得られた荷重−
歪曲線から各方向の100%伸張時応力及び破断伸度を
求めた。
て測定した。
5RH%雰囲気にて測定した。
最も低い値dmin、厚み平均値dを求め、下記式Xに
て厚み斑(%)を算出した。 厚み斑=(dmax−dmin)/d ・・・(X)
その後4色のシルク印刷を行った。各色の印刷後には8
0℃×30分の乾燥を行った。このときの印刷精度、鮮
明さにより、以下の基準で判定した。 ◎:鮮明であり、各色でのずれは目視レベルで見受けら
れない。 ○:約20cmの位置に目を近づけて目視にて確認した
レベルでは印刷のずれなどが若干見受けられるが、20
cm以上離れて確認したレベルでは概ね外観は良好であ
る。 ×:各色での印刷ずれが見受けられる、または印刷に斑
が生じて著しく外観が悪い。 (◎、○:合格、×:不合格)
流し込み(射出成型)、表面がフィルムで覆われた高さ
1.8mmのキートップを作成した。このときのフィル
ムの成形状態を目視で確認し、下記基準にて判定した。 ◎:外観は極めて良好である。 ○:若干のしわが見受けられるが、実用上特に問題ない
レベルである。 ×:フィルムに破断が見受けられる。または、大きなし
わが入り著しく外観が悪い。 (◎、○:合格、×:不合格)
合物触媒として、リン酸、湿式シリカ(0.08重量
%)添加してポリエチレンテレフタレートを重合した
(固有粘度0.65dl/g、カルボキシル末端基25
当量/トン、M/P=2.5)。得られたポリエステル
を180℃で4時間真空乾燥後、溶融押出機に供給し、
スリット状のダイからシート状に押出し、静電印加
(3.0kV)により鏡面冷却ドラムに密着、冷却固化
して未延伸シートを作成した。この未延伸シートをまず
温度105℃に加熱したロールにて長手方向に3.0倍
の延伸を行い、さらに延伸温度125℃で幅方向に3.
2倍延伸した後、195℃にて、幅方向に6%の弛緩、
6秒間の熱処理を行い、厚さ100μm、面配向係数
0.138の二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。得
られたフィルムの片面にコロナ放電処理を行い評価を行
った。得られたフィルムは、表1に示した通り非常に優
れた特性を示した。
同等の条件にて製膜を行った。得られたフィルムの特性
は、表1に示した通り、優れた特性を示した。
レート80重量部及びポリプロピレンテレフタレート2
0重量部(チタン化合物を触媒として、リン酸を添加し
て重合、固有粘度0.9dl/g、カルボキシル末端基
10当量/トン、M/P=6)をブレンドして乾燥し、
押出機に供給し製膜した。得られたフィルムの特性は表
1に示したとおり優れた特性を示した。
れ以外は実施例1と同等条件にて製膜を行った。特性は
表2に示した通りであり加工性の劣るものであった。
合物触媒として、リン酸、湿式シリカ(0.2重量%)
を添加してポリエチレンテレフタレートを重合した(固
有粘度0.62dl/g、カルボキシル末端基25当量
/トン、M/P=5)。得られたポリマーを用いて延伸
条件を表2に示した通りとして製膜を行い得られたフィ
ルムの評価を行った。成形性、印刷性共に非常に劣るも
のであった。
レンテレフタレート PPT:ポリプロピレンテレフタレート TPA:テレフタル酸 IPA:イソフタル酸 EG:エチレングリコール PG:1,3−プロパンジオール F100:100%伸張時応力(25℃) MD:フィルム長手方向 TD:フィルム幅方向
よびフィルムの長手方向及び幅方向の100%伸張時応
力を制御することにより、加工性に優れたフィルムを得
ることができたものである。
Claims (11)
- 【請求項1】 ポリエステルを構成する酸成分の95モ
ル%以上がテレフタル酸単位であり、フィルム全ヘイズ
(Ht[%])、厚み(d[μm])、25℃でのフィ
ルムの長手方向の100%伸張時応力(F100MD[M
Pa])及び幅方向の100%伸張時応力(F100TD
[MPa])が下記式I〜IIIを満足することを特徴
とする成形用ポリエステルフィルム。 0.03 ≦ Ht/d ≦ 0.25 ・・・(I) 20 ≦ F100MD ≦ 200 ・・・(II) 20 ≦ F100TD ≦ 200 ・・・(III) - 【請求項2】 融点が245℃以上であることを特徴と
する請求項1に記載の成形用ポリエステルフィルム。 - 【請求項3】 厚み斑が3〜20%であることを特徴と
する請求項1または2に記載の成形用ポリエステルフィ
ルム。 - 【請求項4】 25℃での破断伸度が170%以上であ
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の成
形用ポリエステルフィルム。 - 【請求項5】 ポリエステルを構成するグリコール成分
の20モル%以上がエチレングリコール単位であること
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の成形用ポ
リエステルフィルム。 - 【請求項6】 180〜220℃の熱処理がなされてい
ることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の成
形用ポリエステルフィルム。 - 【請求項7】 少なくとも片面の表面ぬれ張力が50m
N/m以上であることを特徴とする請求項1〜6のいず
れかに記載の成形用ポリエステルフィルム。 - 【請求項8】 25℃でのフィルムの長手方向の100
%伸張時応力(F100MD[MPa])及び幅方向の1
00%伸張時応力(F100TD[MPa])が下記式I
Vを満足することを特長とする請求項1〜7のいずれか
に記載の成形用ポリエステルフィルム。 1.05 ≦ F100TD/F100MD ≦ 1.6 ・・・(IV) - 【請求項9】 少なくとも片面に印刷されていることを
特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の成形用ポリ
エステルフィルム。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の成形
用ポリエステルフィルムを用いたことを特徴とする成形
部材。 - 【請求項11】 スイッチ用であることを特徴とする請
求項9に記載の成形部材。
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Cited By (21)
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