JP2004339495A - 二軸配向ポリエステルフィルム - Google Patents
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract
【解決手段】 少なくともポリエステルとポリイミドを構成成分として含むポリエステルフィルムであって、フィルムの燃焼指数が125未満である二軸配向ポリエステルフィルムであり、難燃剤、特にリン酸エステル系難燃剤を含有することが好ましい。ポリイミド含有量は5〜50重量%が好ましく、また、リン含有量は0.01〜5重量%が好ましい。
【選択図】 なし
Description
本発明における特性値の測定方法並びに効果の評価方法は次の通りである。
オルトクロロフェノール中、25℃で測定した溶液粘度から下式から計算される値を用いる。すなわち、
ηsp/C=[η]+K[η]2・C
ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)−1、Cは溶媒100mlあたりの溶解ポリマ重量(g/100ml、通常1.2)、Kはハギンス定数(0.343とする)である。また、溶液粘度、溶媒粘度はオストワルド粘度計を用いて測定した。
透過型電子顕微鏡(日立(株)製H−600型)を用いて、加速電圧100kVで、フィルム断面を、超薄切片法(RuO4染色、)で観察し、積層界面や分散状態をTEM写真のコントラストの濃淡差でとらえる。また積層厚みの測定のためには隣接する層の一方が粒子を含有する場合は粒子の有無や粒子の形状の違いから、各層の界面をとらえることもできる。倍率は、判定したい積層厚さによって選ぶことが通常であり、特に限定されないが、1万〜20万倍が適当である。
ポリエーテルイミド(PEI)含有のポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレートの場合)フィルムをヘキサフルオロイソプロパノールとクロロホルムのようなPEIとポリエステルを溶解する適切な溶媒に溶解し、次のような条件で、1H核のNMR(核磁気共鳴)スペクトルを測定する。得られたスペクトルで、PEIのビスフェノールAの芳香族のプロトンに相当する吸収(7.0ppm)と、ポリエステルの芳香族プロトンに相当する吸収(PETの場合、8.1ppm)とのピーク面積強度をもとめ、その比率とプロトン数よりブレンドのモル比を算出し、重量比に換算する。
装置 :BRUKER DRX-500(ブルカー社製)
溶媒 :HFIP/重クロロホルム
観測周波数 :499.8MHz
基準 :TMS(0ppm)
測定温度 :30℃
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データ点 :64K
acquisiton time :4.952秒
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積算回数 :256回
ポリエステルフィルム中のリン含有量は、試料を酸化分解後バナジン酸アンモン/モリブデン酸アンモンで発色させ、410nmで比色定量して測定した。場合によっては赤外分光法の併用、X線マイクロアナライザーを併用した。
ポリエステルとポリイミドは溶解し粒子は溶解させない溶媒を選択して試料と混合すると、ポリエステルとポリイミドは溶解するので、粒子を溶液から遠心分離により分離させる。その粒子重量の基材フィルム全体重量に対する比率(重量%)をもって粒子含有量とする。場合によっては赤外分光法の併用、X線マイクロアナライザーを併用してもよい。
上記の評価方法(1)と同様にして、透過型電子顕微鏡(日立製H−600型)を用いて、加速電圧100kVで、フィルム断面を超薄切片法(RuO4染色、)で観察し、TEMの切片厚さは約100nm としTEM写真から100視野以上測定し粒径を求める。
縦200mm×横50mmのフィルムの縦方向下端から125mmの位置に横方向の標識線を入れ、12.7mmφのマンドレルに巻きつけ、長さ200mmの円筒状にする。この円筒状フィルムの標識線(円筒の下端から125mmに位置する)と円筒の上端との間の部分(長さ75mm)における重なり端をセロテープ(登録商標)止めした後、マンドレルを抜き取り円筒状のフィルムサンプルを作る。
上記(7)の方法でサンプルを燃焼させた時の燃焼時間を測定して次の基準により判定した。なお、燃焼テストは、1本のサンプルで2回接炎による燃焼時間を各接炎毎に測定することを、5本のサンプルについて行なった。合計10回の接炎燃焼時間により、次の基準で判定した。なお、5本のテストの内、1本でも125mmの標識線まで燃えた場合の難燃性は×とした。
◎:毎回炎をあてた後の燃焼時間が10秒未満であり、かつ、10回の接炎で燃焼する時間の合計が50秒以下であるもの。
○:上記◎判定基準を満足できないもので、毎回炎をあてた後の燃焼時間が30秒未満であり、かつ、10回の接炎で燃焼する時間の合計が200秒未満であるもの。
×:1本でも標識線まで燃えた場合。または、毎回炎をあてた後の燃焼時間が30秒以上であるか、または10回の接炎で燃焼する時間の合計が200秒以上であるもの。
フィルム長手方向又はフィルム幅方向に、長さ200mm、幅10mmの短冊状のサンプルを切り出して用いた。JIS K−7127に規定された方法に従って、東洋精機製作所株式会社製の引っ張り試験器を用いて25℃、65%RHにてヤング率を測定した。初期引っ張りチャック間距離は100mmとし、引っ張り速度は300m/分とした。測定はサンプルを変更して20回行い、その平均を用いた。
上記(9)と同条件で引っ張り試験を行い、破断伸度を求める測定をフィルム長手方向のみ20回行い、その破断伸度の平均値(X)を求めた。また、フィルム長手方向に、長さ200mm、幅10mmの短冊状のサンプルを、高度加速寿命試験器(タバイエスペック(株)製プレッシャークッカーTPC-211型)を用いて加圧下140℃80%RHに10時間放置した後、自然冷却し、このサンプルについて上記(9)と同条件での引っ張り試験を20回行い、その破断伸度の平均値(Y)を求めた。得られた破断伸度の平均値(X)、(Y)から10時間後の伸度保持率を次式で求めた。
伸度保持率(%)=(Y/X)×100
伸度保持率が50%未満 :×
伸度保持率が50%以上〜65%未満 :△
伸度保持率が65%以上〜80%未満 :○
伸度保持率が80%以上〜100%以下 :◎
まず、フィルム製造に供する各種ペレットを、次のようにして調製した。
ペレットb、c、d、eを、それぞれ、180℃で4時間真空乾燥した後、表1に示すポリマー組成になるように、ペレットb/c/d/eを重量比67.5/20/10/2.5でブレンドし、通常の溶融押出機にて280℃でシート状に押出した。これを静電印加キャスト法を用いて、表面温度25℃のキャスティングドラム上に巻き付けて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。
ペレットa他の各ペレットを実施例1と同様に真空乾燥した後、ペレットa/b/c/d/eを重量10/17.5/60/10/2.5でブレンドしたペレット混合物を用い、実施例1と同様に溶融押出し、未延伸フィルムを作った。この未延伸フィルムを110℃で長手方向に3.7倍延伸し、その後ステンタを用いて130℃で幅方向に4.0倍延伸した。続いてこのフィルムを定長下で210℃、6秒間熱処理し、厚さ50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムは、表1に示したとおり優れた特性を有していた。
ペレットa他の各ペレットを実施例1と同様に真空乾燥した後、ペレットa/b/c/d/eを重量比 60/27.5/10/10/2.5でブレンドしたペレット混合物を用い、実施例1と同様に溶融押出し、未延伸フィルムを作った。この未延伸フィルムを95℃で長手方向に3.3倍延伸し、その後ステンタを用いて110℃で幅方向に3.3倍延伸した。続いてこのフィルムを定長下で210℃、6秒間熱処理し、厚さ100μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムは、表1に示したとおり優れた特性を有していた。
前記ペレットb(80重量%)とリン酸エステル系難燃剤(旭電化(株)製の“アデカスタブP700”)(20重量%)とを、280℃に加熱されたベント式の2軸混練押出機に供給して溶融混練し押出し、難燃剤を20重量%含有したペレット(固有粘度0.65)を作製した(ペレットa’)。
A/B/Aの3層積層フィルムとした。A層用として、ペレットa/c/d/eを重量比30/60/5/5でブレンドし乾燥して得られた混合ペレットを押出機1に供給し、一方、B層用には、ペレットbを80重量%とペレットcを20重量%でブレンドした後、乾燥した混合ペレットを押出機2に供給した。A層は285℃、B層は280℃で溶融してA/B/Aの3層積層としてシート状に押出した。この時、押出機1、2それぞれにギアポンプを取り付け、A層/B層/A層の厚み比が1/8/1になるように調節した。その後は、実施例2と同様にしてフィルム全体厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムは、表1に示したとおり優れた特性を有していた。
A/B/Aの3層積層フィルムとした。A層用として、ペレットa/b/d/eを重量比5/80/10/5でブレンドし乾燥して得られた混合ペレットを押出機1に供給し、一方、B層用には、ペレットbを60重量%とペレットcを40重量%をブレンドした後、乾燥した混合ペレットを押出機2に供給した。実施例5と同様にして、A層/B層/A層の厚み比が1/2/1になるように各吐出量を調整して溶融積層し、押出した。その後は実施例1と同様にしてフィルム全体厚み100μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムは、表1に示したとおり優れた特性を有していた。
本実施例ではポリエーテルイミド“Ultem1010”以外の下記ポリイミドを使用して作製した二軸配向ポリエステルフィルムを示す。まず、イソホロンジイソシアネート200gを窒素雰囲気下でN−メチルー2−ピロリドン3000ml中に添加し攪拌する。次いで、この溶液に無水ピロメリット酸196gを室温で添加した後、徐々に昇温する。その後、180℃で6時間加熱すると、二酸化炭素の発生が終了したので加熱を止めた。このポリマー溶液を水中に展開して洗浄した後、ここで得られたポリマーを乾燥しポリイミドを得た。このポリイミド(50重量%)と前記ポリエチレンテレフタレートのペレットb(50重量%)とを、280℃に加熱されたベント式の2軸混練押出機に供給して溶融押出し、ポリイミドを50重量%含有したペレットを作製した(ペレットc’)。
前記ペレットb(90重量%)と多価フェノール系化合物(東北ムネカタ(株)製の“OH's”、樹脂グレード:E120V)(10重量%)とを、280℃に加熱されたベント式の2軸混練押出機に供給して溶融混練し押出し、多価フェノール系化合物を10重量%含有したペレット(固有粘度0.65)を作製した(ペレットf)。
ペレットa他の各ペレットを実施例1と同様に真空乾燥した後、ペレットa/b/c/d/e/fを重量10/57.3/20/10/2.5/0.2でブレンドしたペレット混合物を用い、実施例1と同様にして、厚さ75μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの固有粘度は0.60dl/gであり、フィルム中の多価フェノール系化合物の含有量は0.02重量%であった。また、このフィルムは、表1に示したとおり優れた特性を有していた。
難燃剤含有のペレットを使用しないで、ペレットb/c/d/eを重量比27.5/60/10/2.5で混合した混合ペレットを用い、実施例2と同様にして50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムは、表1に示したように、難燃性が劣るフィルムとなった。
比較例2では、ペレットa/b/d/eを重量比30/57.5/10/2.5で混合した混合ペレットを用い、また、比較例3では、ペレットb/d/eを重量比87.5/10/2.5で混合した混合ペレットを用い、比較例4では、ペレットa’/b/d/e/fを重量比5/82.5/10/2.5で混合した混合ペレットを用い、実施例1と同様にして50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムは、表1に示したように、特に耐加水分解性が劣るフィルムであった。また比較例3と4は、5回の燃焼テストにおいて125mm標準線まで燃焼するものがあり難燃性が劣るフィルムであった。
A/B/Aの3層積層フィルムとした。A層用として、ペレットbを75重量%とペレットdを25重量%でブレンドした後、乾燥した混合ペレットを押出機1に供給し、一方、B層用には、ペレットbを40重量%とペレットcを60重量%でブレンドした後、乾燥した混合ペレットを押出機2に供給した。A層は280℃、B層は290℃で溶融してA/B/Aの3層積層としてシート状に押出した。この時、押出機1、2それぞれにギアポンプを取り付け、A層/B層/A層の厚み比が1/23/1になるように調節した。その後、実施例5と同様の延伸温度で長手方向、幅方向にそれぞれ3.3倍延伸し、続いてこのフィルムを定長下で230℃、10秒間熱処理し、厚さ75μmの二軸配向ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムは、表1に示したように難燃性が劣るフィルムであった。
Claims (9)
- 少なくともポリエステルとポリイミドを構成成分として含むポリエステルフィルムであって、フィルムの燃焼指数が125未満である二軸配向ポリエステルフィルム。
- ポリエステルが、エチレンテレフタレートを主構成単位とするポリエステルである請求項1記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- ポリイミドがポリエーテルイミドであり、該ポリエーテルイミドのフィルム中の含有率が5〜50重量%である請求項1または2記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 難燃剤を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- リン系難燃剤を含有し、かつ、フィルム中のリン含有量が0.01〜5重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 難燃剤がリン酸エステル系難燃剤である請求項4又は5に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 多価フェノール系化合物を含有し、フィルムの固有粘度が0.45〜1dl/gである請求項1〜6のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- 2層以上の積層構造のフィルムであって、少なくとも1層が、少なくともポリエステルとポリイミドを構成成分として含むフィルム層である請求項1〜7のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
- フィルムの縦方向と横方向のヤング率の和が6〜15GPaである請求項1〜8のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
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