JP2009056621A - 積層ポリエステルフィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、耐溶剤性(印刷性)、耐熱性、成形性のいずれにも満足し、さらにコストパフォーマンスに優れるフィルムを提供せんとするものである。
【解決手段】本発明の積層ポリエステルフィルムは、ポリエステル(A)にポリマー(C)が5〜40重量%の範囲で含有するポリエステル(A)層の少なくとも片面にポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートから選ばれた少なくとも一種からなるポリエステル(B)を主成分とするポリエステル(B)層が積層された積層フィルムであって、下記(1)〜(4)を満足することを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
(1)ポリマー(C)のガラス転移温度が80〜230℃の範囲であること、
(2)ポリマー(C)の平均分散径が1〜50nmの範囲であること、
(3)ポリエステル(B)層の厚みが1μm以上、かつポリエステル(B)層の厚みの合計がフィルム全体の厚みの5〜50%の範囲であること、
(4)面配向係数fnが0.00〜0.05の範囲であること。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐溶剤性、耐熱性、成形性に優れる積層ポリエステルフィルムに関する。
印刷および成形加工して用いられる転写箔用フィルムとしては、従来、二軸延伸ポリエステルフィルム(例えば、特許文献1、特許文献2参照)が用いられているが、この二軸延伸ポリエステルフィルムを用いた転写箔は、絞り比の大きい部材や形状の複雑な部材への転写に対しては、成形性の点で不十分であった。
また、成形性の改善を目的としたポリエステルフィルムとしては、二軸延伸ポリエステルフィルムに比べて成形応力の低い共重合ポリエステルフィルムを用いた転写箔(例えば、特許文献3参照)、およびポリエステルを構成するグリコール成分としてブタンジオールなどの特定のグリコール成分を含有する成形、加工、印刷製品など向けのポリエステルフィルム(例えば、特許文献4参照)が提案されているが、これらのポリエステルフィルムを用いた転写箔は、成形性が良いものの、印刷性に関しては特に考慮されておらず、印刷インキに含まれる有機溶剤、例えば酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、アセトンなどによって、白化し易く、透明性、フィルム表面の平滑性が悪化し、印刷欠点が発生しやすいなどの問題があった。
これより、印刷インキに含まれる各種溶剤に対する耐溶剤性、すなわち印刷性に優れるフィルムが望まれていた。
また、ポリエステル無延伸フィルムは、二軸延伸フィルムに比べ、成形性が良いものの、例えば、転写箔などの成形用途に用いる場合、フィルムに離型層、トップ層、印刷層が順次コートされる。それらの層を形成するために酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、アセトンなど溶剤またはそれらの混合溶剤に溶解し、溶液として塗工され、溶剤を乾燥し、順次各層が形成される。溶剤を乾燥する温度は、各溶剤の沸点近くまたは沸点以上{酢酸エチル(沸点:77℃)、メチルエチルケトン(沸点:80℃)、トルエン(沸点:110℃)、アセトン(沸点:56℃)}に加熱され、乾燥される。しかしながら、ポリエステル無延伸フィルムは、二軸延伸フィルムと比べ、乾燥温度で張力をかけるとフィルムにシワ、伸び、収縮などの変形などが生じ易い、それを成形物に転写した場合、印刷物が変形して、成形不良の原因となり、80〜120℃の耐熱性が不十分であるという問題があった。
また、融点が180℃以上、結晶化パラメーターΔTcg(結晶化温度−ガラス転移温度)が50℃以下の熱可塑性ポリエステルを他の熱可塑性ポリエステルの両面に積層した成形用ポリエステルシートが提案されている(例えば、特許文献5参照)。しかしながら、積層表面の結晶性および耐熱性を考慮しておらず、耐溶剤性、耐熱性、成形性の全てを満足するものではなかった。そこで、耐溶剤性、耐熱性、成形性の全てを満足するフィルムが望まれている。
また、ポリエステルの耐熱性の向上として、ポリエステルとポリエーテルイミド(PEI)のブレンド物がPEI分率の増加に伴ってガラス転移温度が上昇することが開示されている(例えば、特許文献6、非特許文献1〜3など参照)。これらの文献には、ブラベンダーやバンバリミキサーの溶融混練装置を用いた溶融法や、共溶媒を用いた溶液法によって、単一のガラス転移温度を有するポリエステルとイミド系ポリマーとの相溶性ブレンド物を得る方法が記述されている。また、ポリエチレンテレフタレートとPEIの相分離に関する記述もされているが、そのナノ構造については記載されてなく、ましてや、そのナノ構造と物性との関係は検討されていない。
以上述べたように、ポリエステルとPEIとから単一のガラス転移温度を有する相溶性ブレンド物が得られることは知られていたが、耐溶剤性と成形性が要求されるフィルム用途への適用については殆ど検討されていなかった。
特開平6−210799号公報 特開2000−344909号公報 特許第3090911号公報 特開2002−97261号公報 特開平4−070333号公報 米国特許4141927号明細書 JOURNAL of APPLIEDPOLYMER SCIENCE,48,935−937(1993) Macromolecules,28,2845−2851(1995) POLYMER,38,4043−4048(1997)
本発明は、特定のガラス転移温度のポリマー(C)を含有するポリエステル(A)層に特定のポリエステルを主成分とするポリエステル(B)層を特定の厚みおよび特定の割合で積層し、面配向係数を特定することで、耐溶剤性に優れ、耐熱性と成形性を両立する積層ポリエステルフィルムを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、次のような手段を採用するものである。すなわち、
[1]ポリエステル(A)にポリマー(C)を5〜40重量%の範囲で含有するポリエステル(A)層の少なくとも片面に、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、およびポリエチレンナフタレートから選ばれた少なくとも一種からなるポリエステル(B)を主成分とするポリエステル(B)層が積層された積層フィルムであって、下記(1)〜(4)を満足することを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
(1)ポリマー(C)のガラス転移温度が80〜230℃の範囲であること、
(2)ポリマー(C)の平均分散径が1〜50nmの範囲であること、
(3)ポリエステル(B)層の厚みが1μm以上、かつポリエステル(B)層の厚みの合計がフィルム全体の厚みの5〜50%の範囲であること、
(4)面配向係数fnが0.00〜0.05の範囲であること。
[2]ポリエステル(A)が、ジカルボン酸成分として、テレフタル酸および/またはナフタレンジカルボン酸を90モル%以上、グリコール成分として、エチレングリコールが60〜98モル%の範囲、1,3−プロパンジオールおよび/または、1,4−ブタンジオールが2〜40モル%の範囲で含有するポリエステルであることを特徴とする、前記[1]に記載の積層ポリエステルフィルム。
[3]ポリエステル(B)がポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする、前記[1]または[2]のいずれかに記載の積層ポリエステルフィルム。
[4]ポリマー(C)がポリイミドであることを特徴とする、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の積層ポリエステルフィルム。
[5]ポリイミドがポリエーテルイミドであることを特徴とする、前記[4]に記載の積層ポリエステルフィルム。
[6]前記[1]〜[5]のいずれかに記載の積層ポリエステルフィルムのポリエステル(B)層面に、離型層/トップコート層/印刷層/接着層が、順次設けられていることを特徴とする転写箔。
本発明により、印刷性、耐熱性、成形性に優れた、積層ポリエステルフィルムを得ることができる。より具体的には、印刷性は印刷インクに含有する溶剤、特に酢酸エチル、メチルエチルケトンなどに対しての耐溶剤性に優れるため、各種印刷インクを用いることができる。また、特定のポリマーを含有させることで、また特定のポリマーを積層し、積層厚みの割合を特定することで、各種溶剤を乾燥するコーター適性(耐熱性)と成形性を両立することが可能となる。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、深絞り性、被転写体の表面形状への追従性などの成形性に優れるため、印刷および成形して用いるインモールド転写箔、さらに自動車内外装部品、浴室パネル、家電製品用部品、包装容器などの印刷の転写加工を行うための転写箔として好適に用いられる。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、インキに含まれる溶剤に対する耐溶剤性、すなわち印刷性の点から、ポリエステル(A)にポリマー(C)が5〜40重量%の範囲で含有するポリエステル(A)層の少なくとも片面に、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、およびポリエチレンナフタレートから選ばれた少なくとも一種からなるポリエステル(B)を主成分とするポリエステル(B)層を積層することが重要である。
また、例えば温度や湿度などによる各層の伸縮応力の違いに起因するフィルムのカール現象の抑制やフィルムの取り扱い性の点より、ポリエステル(B)層/ポリエステル(A)層/ポリエステル(B)層のフィルム構成で積層することが好ましいが、本発明はポリエステル(A)層とポリエステル(B)層の少なくとも2層を有すればこのフィルム構成に限定されるものではない。
本発明の積層ポリエステルフィルムのポリエステル(A)層に用いるポリエステル(A)は、ジカルボン酸成分とグリコール成分とで基本的に構成されるポリマーであることが好ましい。
ポリエステル(A)に好ましく用いられるジカルボン酸成分としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、ジフェニル−4,4’−ジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸、マロン酸、1,1−ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバチン酸、デカメチレンジカルボン酸などを用いることができる。
本発明の積層ポリエステルフィルムのポリエステル(A)層に用いるポリエステル(A)は、耐熱性や生産性の点から、ジカルボン酸成分の中でナフタレンジカルボン酸成分および/またはテレフタル酸成分を90モル%以上100モル%以下含有するポリエステルであることが好ましい。それら以外のジカルボン酸成分および上記範囲以外であると、耐熱性および生産性が低下し易くなるので好ましくない。
また、グリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−プロパンジオールなどの脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノールなど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などの芳香族グリコールなどのグリコール成分やポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール−プロピレングリコール共重合体などを用いることができる。
本発明の積層ポリエステルフィルムのポリエステル(A)層に用いるポリエステル(A)は、成形性と生産性の点から、グリコール成分の中でエチレングリコール成分が、100モル%、もしくはエチレングリコール成分が60〜98モル%の範囲かつ1,3−プロパンジオールおよび/または1,4−ブタンジオール成分が2〜40モル%の範囲を含有することが好ましい。上記以外のグリコール成分および上記範囲外であると、成形性および生産性が低下し易くなるので好ましくない。具体的なポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびそれらの共重合体が挙げられる。ガラス転移温度の点から、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよびそれらの共重合体が好ましい。
本発明の積層ポリエステルフィルムのポリエステル(B)層に用いられるポリエステル(B)は、ポリエステル(A)層に用いられるポリエステル(A)と同様であるが、耐溶剤性の点から、結晶化速度の速いポリエステルまたはガラス転移温度の高いポリエステルであることが重要である。例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが挙げられる。ポリエステル(B)は、上記ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、およびポリエチレンナフタレートから選ばれた少なくとも一種からなるポリエステルであることが重要である。結晶化速度の速いポリエステルとして、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレートが挙げられる。これらの中でもポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートが好ましく、ポリブチレンテレフタレートが特に好ましい。ガラス転移温度の高いポリエステルとしては、ガラス転移温度が100℃以上のポリエステルが好ましく、ガラス転移温度124℃のポリエチレンナフタレートが特に好ましく用いられる。
また、本発明の積層ポリエステルフィルムのポリエステル(B)を主成分とするポリエステル(B)層とは、耐溶剤性、耐熱性および成形性の点から、上記ポリエステル(B)を80重量%以上100重量%以下含有するポリエステル(B)層とすることが好ましい。80重量%未満であると耐溶剤性、耐熱性が劣り易くなるので好ましくない。より好ましくは90重量%以上100重量%以下、さらに好ましくは、95重量%以上100重量%以下である。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、耐溶剤性、耐熱性および成形性を両立させる点から、ポリエステル(B)を主成分とするポリエステル(B)層の厚みが1μm以上、かつ、ポリエステル(B)層の厚みの合計がフィルム全体の厚みの5〜50%の範囲で積層するものである。
ポリエステル(B)層の厚みが1μm未満であると耐溶剤性が劣り易くなるので好ましくない。より好ましくは、3μm以上、特に好ましくは4μm以上である。ポリエステル(B)層の厚みの上限値は、フィルム全体の厚みによって異なり、後述の耐熱性と成形性を両立する点から、ポリエステル(B)層の厚みの合計がフィルム全体の厚みの50%の厚みである。例えば、フィルム全体の厚みが20μmの場合、フィルム構成がB/A/B構成であれば、5μm、フィルム構成がB/A構成であれば、10μmである。また、フィルム全体の厚みが500μmの場合、フィルム構成がB/A/B構成であれば、125μm、フィルム構成がB/A構成であれば、250μmである。上限値を越えると耐溶剤性および耐熱性が優れるものの、成形性が劣り易くなるので好ましくない。また、ポリエステル(B)層の厚みの合計がフィルム全体の厚みの5%未満であると、コーターなどで溶剤を乾燥する際に、フィルムが伸びるなどの耐熱性が劣り易いので好ましくない。逆にポリエステル(B)層の厚みの合計がフィルム全体の厚みの50%を越えると、耐熱性が優れるものの、成形性が劣り易くなるので好ましくない。ポリエステル(B)層を1μm以上とすることで、耐溶剤性を得ることができ、ポリエステル(B)層の厚みの合計をフィルム全体の厚みの5〜50%の範囲とすることで、耐熱性と成形性を両立するのである。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、ポリエステル(A)がガラス転移温度80〜230℃のポリマー(C)を5〜40重量%の範囲で含有するものである。ポリマー(C)のガラス転移温度が80℃未満では、耐熱性が不十分であり、本発明の目的を達成できない。逆にポリマー(C)のガラス転移温度230℃を越えると、ポリマー(C)がポリエステル(A)中に混合分散し難くなるので好ましくない。ポリマー(C)のガラス転移温度が上記好ましい範囲であれば、ポリエステル(A)中に混合分散することが容易となる。また、ポリエステル(A)100重量%に対してポリマー(C)の含有量が5重量%未満では耐熱性が劣り易いので好ましくない。逆にポリマー(C)の含有量が50重量%を越えると成形性が悪化し易いので好ましくない。
ガラス転移温度が80〜230℃を有するポリマー(C)は、溶融成形性を有するポリマーであれば、特に限定されないが、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、ポリアリレートなどが好ましく例示される。ガラス転移温度が80〜230℃を有するポリマー(C)として、本発明では特にポリエステル、ポリイミドが好ましく例示される。ポリエステルでは、ポリナフタレンテレフタレートが好ましい。ポリイミドは、溶融成形性であれば特に限定されないが、例えば、下記一般式で示されるような構造単位を含有するものが好ましい。本発明に用いるポリイミドとしては、例えば、下記一般式で示されるような構造単位を含有するものが好ましい。
Figure 2009056621
(ただし、式中のR1は、
Figure 2009056621
Figure 2009056621
などの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基から選ばれた一種もしくは二種以上の基を表し、また、式中のR2は、
Figure 2009056621
などの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基から選ばれた一種もしくは二種以上の基を表す。)
かかる好ましいポリイミドは、例えば、特開平8−157642号公報や特許第2558339号公報などに代表されるように、テトラカルボン酸および/またはその酸無水物と、脂肪族一級モノアミンおよび/または芳香族一級モノアミン、さらに/または脂肪族一級ジアミンおよび/または芳香族一級ジアミンよりなる群から選ばれる一種もしくは二種以上の化合物を脱水縮合することにより得られたポリイミドを挙げることができる。
テトラカルボン酸および/またはその酸無水物としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸、2,2',3,3'−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2',3,3'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、1,1' −ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン、2,2'−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、2,2'−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エーテル、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)スルホン、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸、3,4,9, 10−ペリレンテトラカルボン酸、4,4'−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸、4,4'−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸、2,2'−ビス[(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパンなどおよび/またはその酸無水物などが用いられる。
脂肪族一級モノアミンとしては、例えば、炭素数2〜22の飽和または不飽和の直鎖、分岐または脂環系のモノアミンが用いられ、具体的には、エチルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノナデシルアミン、エイコシルアミン、ヘネイコシルアミン、ドコシルアミン、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジエチルシクロヘキシルアミンおよびこれらの構造異性体などが用いられる。
芳香族一級モノアミンとしては、例えば、非置換あるいは炭素数1〜22のアルキル置換の一級アニリンが用いられ、具体的には、アニリン、トルイジン、エチルアニリン、プロピルアニリン、ブチルアニリン、ペンチルアニリン、ヘキシルアニリン、ヘプチルアニリン、オクチルアニリン、ノニルアニリン、デシルアニリン、ウンデシルアニリン、ドデシルアニリン、トリデシルアニリン、テトラデシルアニリン、ペンタデシルアニリン、ヘキサデシルアニリン、ヘプタデシルアニリン、オクタデシルアニリン、ノナデシルアニリン、エイコシルアニリン、ヘネイコシルアニリン、ドコシルアニリンおよびこれらの構造異性体などが用いられる。
脂肪族一級ジアミンとしては、例えば、炭素数1〜12のメチレン基で結合された一級ジアミンや脂環基を有するジアミンが用いられ、具体的には、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、1,3−ビスアミノシクロヘキサン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、m−キシレンジアミンおよびこれらの構造異性体などが用いられる。
芳香族一級ジアミンとしては、例えば、ベンジジン、ジメチルベンジジン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジトリルメタン、ジアミノジフェニルエタン、ジアミノジフェニルプロパン、ジアミノジフェニルブタン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルベンゾフェノン、o,m,p−フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミンなどおよびこれらの例示した芳香族一級ジアミンの炭化水素基を構造単位に有する芳香族一級ジアミンなどが用いられる。
また、ポリイミドとしては、ポリエステル(A)との溶融成形性や取り扱い性などの点から、例えば、脂肪族、脂環族または芳香族系のエーテル単位と環状イミド基を繰り返し単位として含有するポリマーであって、かつ、溶融成形性を有するポリマーがさらに好ましく用いられる。例えば、米国特許第4141927号明細書、特許第2598478号公報などのポリエーテルイミド、特許第2622678号公報、特許第2606912号公報、特許第2606914号公報、特許第2596565号公報、特許第2596566号公報、特許第2599171号公報、特許2932052号公報、特許第2565556号公報、特許第2564636号公報、特許第2564637号公報、特許第2563548号公報、特許第2563547号公報、特許第2558341号公報、特許第2558339号公報などのポリイミド、特許第2598536号公報などに記載のポリイミド系樹脂組成物、特許第2834580号公報などに記載のブロック共重合エステルイミドなどが挙げられる。本発明の効果が損なわれない範囲であれば、ポリイミドの主鎖に、環状イミド基やエーテル単位以外の構造単位、例えば、芳香族、脂肪族、脂環族のエステル単位、オキシカルボニル単位などが含有されていてもよいことは無論である。
具体的には、例えば下記一般式(I)で表されるエーテル結合を有する単位を含む重合体を挙げることができる。
式(I):
Figure 2009056621
(上記式中R3は、6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族または脂肪族残基;R4は6〜30個の炭素原子を有する2価の芳香族残基、2〜20個の炭素原子を有するアルキレン基、2〜20個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、及び2〜8個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された2価の有機基である。)
上記R3、R4としては、例えば、下記式(II)に示される芳香族残基を挙げることができる。
式(II):
Figure 2009056621
本発明では、ポリマー(C)としてポリイミドの1種であるガラス転移温度が230℃以下のポリエーテルイミドを用いると本発明の効果が得やすく、コスト、溶融成形性などの観点から、米国ゼネラルエレクトリック社が“ULTEM”の商標名で販売しているポリマーが最も好ましく、これは、主として下記式(III)に示す構造単位、または(IV)に示す構造単位からなるポリマーである。
式(III):
Figure 2009056621
式(IV):
Figure 2009056621
なお、本発明の積層ポリエステルフィルム中の各層(ポリエステル(A)層やポリエステル(B)層など)には、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、可塑剤、耐候剤、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、増白剤、着色剤、導電剤などの化合物や、無機粒子、有機粒子、他種ポリマーなどを添加してもかまわない。
本発明の技術ポイントは、ポリエステル(A)層中のポリマー(C)の平均分散径を1〜50nmとすることにある。平均分散径がこの範囲内であれば、耐熱性などの特性が大幅に向上したフィルムを得ることが可能となる。平均分散径が上記範囲より大きくなるとポリマー(C)によるポリエステル分子の拘束力が低下するためガラス転移点が低下し、熱寸法安定性が悪化する。さらに良好な物性を得るためには、平均分散径は20nm以下が好ましく、最も好ましくは10nm以下である。また、好ましく用いられるポリイミドの分子量が約20000であるので、その慣性半径を考慮すると、平均分散径を1nm未満とすることは実質的に不可能である。
なお、このポリイミドの平均分散径は、例えば、後述するような透過型電子顕微鏡観察によって得られる透過型電子顕微鏡写真を、後述するような手法で画像解析することによって測定することができる。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、成形性の点から面配向係数fnが0.00〜0.05の範囲であることが重要である。面配向係数fnを0.00〜0.05としたフィルムを得るためには、無延伸フィルムとする方法が挙げられる。無延伸フィルムであっても製膜時にドラフトがかかり、機械(長手)方向にフィルムがやや配向する場合があるので、面配向係数を0.00〜0.05とするためには無延伸の場合であっても配向を抑制することが重要である。面配向係数fnが0.05を越えると、成形に機械(長手)方向と幅方向の成形性が異なる場合があるので好ましくない。より好ましくは、0.00〜0.03の範囲であり、さらに好ましくは0.00〜0.02の範囲である。
ここで、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長手方向、幅方向、厚み方向の屈折率(それぞれNx、Ny、Nz)から次式により算出される値である。
・面配向係数:fn={(Nx+Ny)/2}−Nz
ここで、フィルムの長手方向や幅方向が分からない場合は、フィルム面内において最大屈折率を有する方向を長手方向、フィルム面内における長手方向に直行する方向を幅方向、フィルム面内に対して直行する方向を厚み方向として、面配向係数(fn)を求めることができる。また、フィルム面内における最大屈折率の方向は、面内全ての方向の屈折率をアッベ屈折率計で測定してもよいし、例えば位相差測定装置(複屈折測定装置)などにより遅相軸方向を決定することで求めてもよい。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、応力1.2MPaの荷重を加えて昇温した際の5%変形温度が80〜120℃の範囲であることが好ましい。転写箔用途に用いられる場合、フィルムに離型層、トップコート層、印刷層、接着層などの各層が設けられる。これらの塗剤中には各種有機溶剤が含まれており、有機溶剤の沸点近くまたは沸点以上に加熱されて有機溶剤が乾燥される。そのとき、通常、フィルムが均一な表面が得られるように張力が掛けられる。その張力は、4.0〜1.2MPa程度である。その張力と乾燥温度でフィルムにシワ、伸び、収縮などの変形などが生じ易い。その転写箔を成形物に転写した場合、印刷物が変形して、成形不良の原因となり易い。この耐熱性、すなわちコーター適性を最大張力とし、応力1.2MPaの荷重を加えて昇温した際の熱機械分析計(TMA)曲線を求め5%変形温度を求めた。5%変形温度の下限は、各種塗剤によく用いられる有機溶剤として、酢酸エチル(沸点:77℃)、メチルエチルケトン(沸点:80℃)、アセトン(沸点:56℃)が挙げられるが、メチルエチルケトンの沸点を下限とし、80℃とした。5%変形温度の上限は、変形温度が高い程、好ましいが、高くなり過ぎると成形性が劣り易く好ましくないので、120℃とした。5%変形温度が、80℃未満では、コーター適性の点から好ましくない。逆に5%変形温度が、120℃を越えるとコーター適性に優れるものの、成形応力が大きくなり、成形性が悪化し易いので好ましくない。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、120℃の雰囲気下、400%伸長時の応力が2〜20MPaの範囲であることが好ましい。最近の塗剤は、UV硬化型などの塗剤が用いられており、UV硬化型の塗剤は、高い温度では発泡などの分解を生じるので成形温度の低温化が進められている。塗剤の分解が始まる上限温度は、120℃位と言われており、その温度での成形性が求められている。成形性は、成形温度での低応力で高伸長の特性が求められており、また、フィルムが均一に伸びるためには、応力−歪み曲線における降伏点がないことが求められている。そこで、鋭意検討した結果、深絞り成形の場合、120℃雰囲気下での破断伸度が400%以上で、400%伸長時の応力が、低い程好ましいが、低すぎるとドロー延伸状態となり、破断伸度が400%以上得られないことが判明した。以上の点から400%伸長時の応力は2〜20MPaの範囲であることが好ましい。より好ましくは、5〜20MPaの範囲、さらに好ましくは5〜15MPaの範囲である。
本発明の積層ポリエステルフィルムを基材フィルムにして転写箔を製造する場合は、ポリエステル(B)層面側に、離型層/トップコート層/印刷層/接着層を設けることが好ましく、離型層、トップコート層、印刷層、接着層が順次積層される。
転写箔をプレス成形に用いる場合は、印刷層面に接着剤あるいは接着フィルムを介して樹脂板または鋼板に貼り合わせて成形する。あるいは、真空成形、インモールド成形に用いる場合は、接着剤または接着フィルムからなる接着層を転写箔の印刷層面に積層し、成形樹脂と同時一体成形を行う。それら成形の後に、積層ポリエステルフィルム部分を剥離して除去することにより、トップコート層、印刷層が成形物の表面に転写された状態となり、意匠性に優れた成形物を得ることができる。
離型層の素材としては、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、セルロース誘導体、尿素樹脂、ポリオレフィン樹脂、パラフィン系離型剤が好ましく、これらの1種以上を用いればよい。離型層の形成方法としては、ロールコート法、スプレーコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷などの印刷法が用いられる。
トップコート層の素材としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ゴム系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂共重合体が好ましい。トップコート層を積層させる方法としては、ロールコート法、グラビアコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷などの印刷法がある。トップコート層は、転写後に成形物の外表面を形成する層となるので、積層ポリエステルフィルムを剥離する前、あるいは剥離して除去した後で、熱硬化、紫外線硬化、あるいは熱線硬化することができる樹脂をトップコート層として積層させても構わない。また、トップコート層には耐候性を向上させるために、紫外線吸収剤、紫外線反射剤を添加しても構わない。
意匠性をさらに向上させるために印刷層を積層しても構わない。印刷層のバインダー樹脂素材としては、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド系樹脂、熱可塑性エラストマー系樹脂などが好ましく、なかでも、柔軟な被膜を作製することができる樹脂が好ましく、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを配合することが好ましい。また、積層ポリエステルフィルムを剥離する前、あるいは剥離して除去した後で、熱硬化、紫外線硬化、あるいは熱線硬化することができる樹脂を印刷層として積層させても構わない。印刷層の積層方法は、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法を用いることが好ましい。特に多色刷りや階調色彩を必要とする場合は、オフセット印刷法やグラビア印刷法が好ましい。また、単色の場合はグラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法を採用することもできる。図柄に応じて、全面的に印刷層を積層する印刷法でも、部分的に印刷層を積層する印刷法でもよい。
本発明の転写箔と成形樹脂とを、真空成形、インモールド成形などで一体成形する場合は、印刷層面に接着層を積層することが好ましい。接着層の素材としては、感熱タイプあるいは感圧タイプを用いることが好ましい。成形樹脂がアクリル系樹脂の場合は、アクリル系樹脂の接着剤が好ましい。また、成形樹脂がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン共重合体系樹脂、ポリスチレン系樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などの接着剤が好ましい。成形樹脂がポリプロピレン系樹脂の場合は、塩素化ポリオレフィン系樹脂、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、環化ゴム、クマロンインデン系樹脂などの接着剤が好ましい。接着層を積層させる方法としては、ロールコート法、グラビアコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷などの印刷法が挙げられる。
成形樹脂としては、特に限定されないが、例えば、自動車内外装部品に用いられる成形品を製造する場合は、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル・スチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系樹脂などが用いられる。
また、本発明の転写箔には、目的に応じて、耐候層、難燃層、防汚層、抗菌層などを、コーティングや共押出、熱ラミネート、ドライラミネートなどの手法によりポリエステル(B)層面に積層することもできる。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、コロナ放電処理などの表面処理を施すことにより、必要に応じて塗工性、印刷性などを向上させることが可能である。また、各種コーティングを施してもよく、その塗布化合物の種類、塗布方法や厚みは、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。さらに、必要に応じてエンボス加工などの成形加工、印刷などを施して使用することもできる。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、フィルムの厚みは使用する用途に応じて自由にとることができる。厚みは通常20〜600μmの範囲が好ましく、製膜安定性の点から、好ましくは30〜400μmの範囲、特に好ましくは50〜200μmの範囲である。この範囲未満では、フィルムの剛性、製膜安定性および平面性が悪化し、さらには成形時にしわなどが入り易いので好ましくない。また、上記範囲を超えると、取り扱い性や場合によっては成形性が悪化し易いので好ましくない。成形物の表面を形成するトップコート層、印刷層、接着層の各層の厚みは、成形物の形状、素材、大きさによって、適当な厚みにすることができる。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、Tダイ法またはインフレーション法などの溶融押出し法によって得られる。例えばTダイ法によりフィルムを得る場合、押出されたフィルムを急冷し、冷却固化することが重要な条件である。
次に、本発明の積層ポリエステルフィルムのTダイ法での製造する方法について、説明するが、本発明はこれに限定されない。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、例えば、ポリエステル(A)層のポリエステルAの混合物およびポリエステル(B)層のポリエステルBの混合物を必要に応じて乾燥した後、公知の溶融押出機に供給する。
押出機は、一軸溶融押出機でもベント口を具備した2軸溶融押出機でも構わない。供給された樹脂は、それぞれのポリエステルの融点+20〜30℃の温度で溶融させた後、濾過精度20〜40μmのリーフディスクフィルターを通過させる。
次に、B層/A層/B層の3層またはB層/A層の2層ピノール管を通過させ、スリット状のTダイ口金に導き、シート状に押出す。押出されたシートの両端部に針状エッジピニング装置を用いる静電印加の方式、エアーノズル、エアーチャンバーなどの方式、吸引チャンバーの方式などにより、表面温度40〜80℃に調整したキャスティングドラムに密着させ、溶融状態から冷却固化することで、積層ポリエステルフィルムを得ることができる。
キャスティングドラムは、鏡面ドラムでも、梨地ドラムでも構わないが、フィルムのドラムへの粘着性の点から梨地ドラムが好ましい。粘着性と密着性を両立させる点から、梨地ドラムの表面粗さは、中心線表面粗さRaで100〜1000nmの範囲が好ましい。さらに好ましくは、200〜500nmの範囲である。梨地ドラムを用いた場合、ドラムへの密着性が不十分となり易く、透明性が劣るフィルムとなるので他の密着方式を併用することが好ましい。
得られたフィルムは、面配向係数fnが0.00〜0.05の実質的に無配向の無延伸フィルムが得られる。無延伸フィルムであっても製膜時にドラフトがかかり、機械(長手)方向にフィルムがやや配向する場合があるので、面配向係数を0.00〜0.05とするためには無延伸の場合であっても配向を抑制することが重要である。上記範囲を超えると、成形に機械(長手)方向と幅方向の成形性が異なる場合があるので好ましくない。
また、耐溶剤性を得るためにはキャスティングドラムの表面温度を40〜80℃の範囲とすることが好ましい。上記範囲未満であると耐溶剤性が劣り易いので好ましくない。上記範囲を超えるとドラムへ粘着が生じ生産性が劣り易くなるので好ましくない。またフィルムは耐溶剤性が優れるものの、成形性が劣り易くなるので好ましくない。さらに好ましくは50〜70℃の範囲である。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、耐溶剤性、耐熱性に優れ、特に成形性では、立体形状への成形が可能であり、深みのある、優れた意匠性が得られるため、形状の複雑な部品表面、例えば自動車内外装部品、建材用化粧シート、浴室パネル、家電製品部品、OA製品部品、包装容器などの転写箔用フィルムとして好ましく用いることができる。
以下、実施例に沿って本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。なお、諸特性は以下の方法により測定、評価した。
(1)ガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)および融点(Tm)
Seiko Instrument(株)社製示差走査熱量分析装置DSCII型を用い、試料5mgを昇温速度10℃/分で昇温していった際の吸熱融解曲線からガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)および融点(Tm)を求めた。
(2)厚み、ポリエステル(B)層の積層厚みおよびポリエステル(B)層の割合
フィルム全体の厚みを測定する際は、ダイヤルゲージを用いて、フィルムから切り出した各々の試料の任意の場所5ヶ所の厚みを測定し、平均して求めた。積層フィルムの層厚みを測定する際は、ライカマイクロシステムズ(株)社製金属顕微鏡LeicaDMLMを用いて、フィルム断面を倍率100倍の条件で透過光を写真撮影し、積層フィルムの各層の層厚みを測定した。測定したポリエステル(B)層の各厚みからフィルム全体の厚みに対する割合を求めた。
(3)固有粘度
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ー質量(g/100ml)、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。
(4)数平均粒子径
フィルムから樹脂をプラズマ低温灰化処理法で除去し、粒子を露出させる。処理条件は樹脂が灰化するが、粒子がダメージを受けない条件を選択する。これを走査型顕微鏡で粒子数5,000〜10,000個を観察し、粒子画像を画像処理装置により円相当径から数平均粒子径を求めた。
(5)面配向係数(fn)
ナトリウムD線(波長589nm)を光源として、アッベ屈折計を用いて、フィルムの表面の長手方向屈折率(Nx),幅方向屈折率(Ny),厚み方向屈折率(Nz)を測定し、下式から面配向係数(fn)を算出した。
・面配向係数 fn={(Nx+Ny)/2}−Nz
(6)5%変形温度
セイコーインスツルメンツ(株)製:TMA熱分析システム EXSTAR6000により、昇温速度10℃/分、測定温度範囲25〜200℃、サンプル試験長20mm、サンプル幅4mmとし、応力1.2MPaの荷重となる条件にて測定した。
フィルムの長手方向、幅方向を試験数n=5の測定を行い、伸長曲線から試験長が5%伸長したときの温度を求め、長手方向、幅方向の平均値を5%変形温度とした。
(7)120℃雰囲気下での400%伸長時の応力および破断伸度
積層ポリエステルフィルムから、長さ200mm、幅10mmのサンプルを、機械方向および幅方向の2方向に切り出し、ASTM−D−882−81(A法)に従い、120℃雰囲気下で引張速度200mm/分で測定し、400%伸長時の応力を求めた。また同様の測定条件でサンプルの破断伸度も測定した。
(8)耐溶剤性
フィルム表面に酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエンを各々3ml滴下させて6時間放置した後、溶剤をきれいに拭き取って、表面状態を下記の評価基準の通り目視で観察し判定した。○と△であれば合格レベルである。
○:すべての溶剤に対して、白化、収縮、変形、溶剤の痕跡が認められないもの。
△:いずれかの溶剤に対して、比較的軽い白化、収縮、変形が認められるもの。
×:いずれかの溶剤に対して、白化、収縮、変形が認められるもの。
(9)ポリマー(C)の平均分散径の測定
<透過型電子顕微鏡観察>
装置 :透過型電子顕微鏡(日立製H−7100FA型)
条件 :加速電圧 100kV
試料調製:超薄切片法
試料厚み:50nm
<画像解析>
各試料の透過型電子顕微鏡写真をスキャナーにてコンピューターに取り込んだ。その後、専用ソフト(プラネトロン社製 Image Pro Plus Ver. 4.0)にて画像解析を行った。トーンカーブを操作することにより、明るさとコントラストを調整し、その後ガウスフィルターを用いて得た画像の高コントラスト成分の円相当径のうちをランダムに100点観察し、その平均値を平均分散径とした。
ここで、透過型電子顕微鏡写真のネガ写真を使用する場合には、上記スキャナーとして日本サイテックス社製 Leafscan 45 Plug-Inを用い(ポリエーテルイミド使用の実施例・比較例の場合)、透過型電子顕微鏡のポジを使用する場合には、上記スキャナーとしてセイコーエプソン製 GT-7600Sを用いるが、そのいずれでも同等の値が得られる。
画像処理の手順及びパラメーター:
(1)平坦化1回
(2)コントラスト+30
(3)ガウス1回
(4)コントラスト+30、輝度−10
(5)ガウス1回
平面化フィルター:背景(黒)、オブジェクト幅(20pix)
ガウスフィルター:サイズ(7)、強さ(10)
(10)梨地ドラムの表面粗さRa
厚み80μmのトリアセチルセルロースフィルム(ビオデンRFAトリアセチルセルロース/溶剤:酢酸メチル)を用い、フィルムを梨地ドラム面に圧着ローラーで線圧9.8N/cmを加えて、梨地ドラムのトリアセチルセルロースフィルムを梨地ドラム面に圧着ローラーで線圧9.8N/cmを加えて、梨地ドラムの表面形状を転写させたものを室温で溶剤を乾燥して、このレプリカサンプルを測定サンプルとした。
上記測定サンプルのドラム表面形状を転写させた面側を、(株)小坂研究所製の高精度薄膜段差計ET−10を用いて測定した。触針先端半径0.5μm、針圧5mg、測定長1mm、カットオフ0.08mmの条件で測定し、中心線表面粗さRaを求めた。なお各パラメーターの定義は例えば、奈良次郎著表面粗さ評価方法(総合技術センター、1983)に示されているものである。
(11)コーター適性および印刷性
バーコーターを用い、フィルムに1.2MPaの張力を掛け、印刷を実施した。ポリウレタン系樹脂を主成分とするグラビアインキ(大日精化工業(株)社製“ハイラミック”(登録商標)、主要溶剤:トルエン/メチルエチルケトン/イソプロピルアルコール、インキ:723B黄)をフィルム表面に印刷(黄色50%面積)し、80℃で乾燥させた。さらにポリウレタン系樹脂を主成分とするグラビアインキ(大日精化工業(株)社製“ハイラミック”、主要溶剤:トルエン/メチルエチルケトン/イソプロピルアルコール、インキ:701R白)をフィルム表面に印刷(白色50%面積)し、80℃で乾燥させた。印刷版は175線35μmベタ版を用いた。印刷フィルムの状態を印刷欠点、濁り、しわなどの点から以下の評価基準で目視にて観察し、判定した。○と△であれば合格レベルである。
○:非常にきれいであり、印刷欠点、しわ、濁りなど全くない。
△:比較的印刷は良好であるが、かすかな濁りや、ごくわずかのしわなどが認められる。
×:印刷の品質が悪く、印刷欠点または印刷に影響のある濁り、しわの発生が認められる。
(12)成形性
カップ型真空成形機を用いて120℃の温度条件で成形性を評価した。成形は、直径50mmのカップ型で絞り比1.0の条件で行い、最も良好な温度条件で成形した際の状態を以下に基準で判定した。○と△であれば合格レベルである。
○:コーナーもシャープに成形され、成形後の厚みも均一であった。
△:コーナーにやや丸みがあり、成形後の厚みもやや不均一であった。
×:成形後の厚みが不均一であり、しわ、破れが発生した。
(13)総合評価
耐熱性、耐溶剤性、印刷性、成形性の評価結果を踏まえ、以下の基準で判定した。○と△であれば合格レベルである。
○:耐熱性、耐溶剤性、印刷性、成形性のすべてに評価ついて、いずれも○の評価であり、転写箔用フィルムとして、好ましく用いることができる。
△:耐熱性、耐溶剤性、印刷性、成形性について、1項目または2項目について△の評価であったが、それ以外は○の評価であり、転写箔用フィルムとしての実用に十分耐えられる。
×:耐熱性、耐溶剤性、印刷性、成形性について、少なくとも1項目が×の評価、または3項目以上が△の評価であり、転写箔用フィルムとしての実用に耐えられない、または転写箔用フィルムとして使用することが困難である。
実施例および比較例には、以下のポリエステルおよび粒子マスターを使用した。
[ポリエチレンテレフタレート(PET)]
テレフタル酸ジメチル95.3重量部、エチレングリコール54.7重量部の混合物に、酢酸マグネシウム0.09重量部、三酸化二アンチモン0.03重量部を添加して、常法により加熱昇温してエステル交換反応を行った。次いで、該エステル交換反応生成物に、リン酸トリメチル0.026重量部を添加した後、重縮合反応槽に移送した。次いで、加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して1.33×10Pa以下の減圧下、290℃で常法により重合し、固有粘度0.65dl/gのポリエステルを作製した。
得られたポリマーのガラス転移温度は80℃、融点は257℃であった。
[ポリブチレンテレフタレート(PBT)]
テレフタル酸ジメチル69.7重量部、1、4−ブタンジオール80.3重量部の混合物に、テトラブチルチタネート0.05重量部、IRGANOX1010(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社)0.02重量部を加えて最終的に210℃まで昇温を行い、エステル交換反応を行った。エステル交換反応を行った後、リン酸トリメチル0.01重量部、テトラブチルチタネート0.07重量部、IRGANOX1010を0.03重量部添加した。徐々に昇温、減圧にし、最終的に245℃、1.33×10Pa以下で重縮合反応を行い、固有粘度0.85dl/gのポリエステルを作製した。
得られたポリマーのガラス転移温度は30℃、融点は224℃であった。
[ポリプロピレンテレフタレート(PPT)]
テレフタル酸ジメチル80.5重量部、1,3−プロパンジオール69.5重量部の混合物に、テトラブチルチタネート0.06重量部を加えて最終的に220℃まで昇温を行い、エステル交換反応を行った。エステル交換反応を行った後、リン酸トリメチル0.05重量部、テトラブチルチタネート0.04重量部を添加した。徐々に昇温、減圧にし、最終的に260℃、1.33×10Pa以下で重縮合反応を行い、固有粘度0.70dl/gのポリエステルを作製した。
得られたポリマーのガラス転移温度は50℃、融点は223℃であった。
[ポリエチレンナフタレート(PEN)]
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル99.4重量部、エチレングリコール50.6重量部の混合物に、テトラブチルチタネート0.06重量部を加えて最終的に220℃まで昇温を行い、エステル交換反応を行った。エステル交換反応を行った後、リン酸トリメチル0.05重量部、テトラブチルチタネート0.04重量部を添加した。徐々に昇温、減圧にし、最終的に290℃、1.33×10Pa以下で重縮合反応を行い、固有粘度0.69dl/gのポリエステルを作製した。得られたポリマーのガラス転移温度は、124℃、融点は270℃であった。
[ポリエーテルイミド(PEI)]
ポリエーテルイミドとして、“Ultem”1010(GeneralElectric社製)を用いた。PEIのガラス転移温度は、216℃、融点は認められなかった。
[ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)]
ポリエーテルエーテルケトンとして、PEEK 150P(VICTREX製)を用いた。PEEKのガラス転移温度は、143℃、融点は334℃であった。
[ポリエーテルイミド(PEI)マスター1(MS−1)]
上記で得られたPETのペレット(50重量%)とポリエーテルイミドのペレット(“Ultem”1010(GeneralElectric社製)(50重量%)を共に、ヘキサフルオロイソプロパノール/クロロホルム混合溶媒に10重量%(樹脂全体の重量/混合溶媒の重量)の濃度で溶解する。その後、アセトン中に投入し沈殿物を得る。得られた沈殿物を180℃窒素雰囲気下で3時間静置することにより溶媒を除去する。次に、280℃に加熱されたベント式の二軸混練押出機に供給し、溶融押出して、ポリエーテルイミドを50重量%含有したポリエーテルイミドマスター1(MS−1)を作製した。
[粒子マスター2(MS−2)]
上記で得られたPET90重量部、二酸化ケイ素(富士シリシア化学(株)製“サイリシア445”、平均粒子径2.5μm)10重量部の混合物を30mmφのベント式異方向二押出機(L/D=35)を用い、260℃で混練し、二酸化ケイ素を10重量%含有した二酸化ケイ素マスター(MS−2)を作製した。
[粒子マスター3(MS−3)]
上記で得られたPBT90重量部、二酸化ケイ素(富士シリシア化学(株)製“サイリシア445”、平均粒子径2.5μm)10重量部の混合物を30mmφのベント式異方向二押出機(L/D=35)を用い、260℃で混練し、二酸化ケイ素を10重量%含有した二酸化ケイ素マスター(MS−3)を作製した。
[粒子マスター4(MS−4)]
上記で得られたPPT90重量部、二酸化ケイ素(富士シリシア化学(株)製“サイリシア445”、平均粒子径2.5μm)10重量部の混合物を30mmφのベント式異方向二押出機(L/D=35)を用い、260℃で混練し、二酸化ケイ素を10重量%含有した二酸化ケイ素マスター(MS−4)を作製した。
[粒子マスター5(MS−5)]
上記で得られたPEN90重量部、二酸化ケイ素(富士シリシア化学(株)製“サイリシア445”、平均粒子径2.5μm)10重量部の混合物を30mmφのベント式異方向二押出機(L/D=35)を用い、300℃で混練し、二酸化ケイ素を10重量%含有した二酸化ケイ素マスター(MS−5)を作製した。
(実施例1)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(80重量%)、ポリマー(C)として、PEI50重量%PETマスターMS−1のペレット(20重量%)の混合物を用い、押出温度280℃に設定したベント式異方向二軸押出機A(ベント口2ヶ所、L/D=70)に、ポリエステル(B)層のポリエステルとして、PBTのペレット(98重量%)とシリカ粒子10重量%PBTマスターMS−3のペレット(2重量%)の混合物を用い、押出温度260℃に設定したベント式異方向二軸押出機B(ベント口2ヶ所、L/D=70)にそれぞれ投与し、B層/A層/B層の3層ピノールを通し、280℃に設定したスリット間隙0.8mmのTダイ口金に導きフィルム状に押出し、押出されたシートの両端部に針状エッジピニング装置を用いて静電印加方式およびエアーチャンバー方式を併用し、表面温度60℃の梨地キャスティングドラム(中心線表面粗さRa=200〜350nm)に密着させて冷却固化し、厚み100μm(B層/A層/B層厚み=10μm/80μm/10μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
フィルムの面配向係数(fn)は、0.00であった。積層ポリエステルフィルムは安定に製膜でき、カールなど生じず、取扱性に優れていた。また、表1に示すように、転写箔とした場合、耐溶剤性、耐熱性、成形性に優れ、転写箔用フィルムとして優れたフィルムであった。
(実施例2)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(66重量%)、PBTのペレット(8重量%)、ポリマー(C)として、PEI50重量%PETマスターMS−1のペレット(26重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み75μm(B層/A層/B層厚み=11.3μm/53μm/11.3μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(実施例3)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(70重量%)、ポリマー(C)として、PENのペレット(30重量%)の混合物を用い、ポリエステル(B)層のポリエステルとして、PPTのペレット(98重量%)、シリカ粒子10重量%PPTマスターMS−4のペレット(2重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み50μm(B層/A層/B層厚み=10μm/30μm/10μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(実施例4)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(85重量%)、PBTのペレット(5重量%)、ポリマー(C)として、PEEKのペレット(10重量%)の混合物を用い、ポリエステル(B)層のポリエステルとして、PENのペレット(98重量%)、シリカ10重量%PENマスターMS−5のペレット(2重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み60μm(B層/A層/B層厚み=3μm/54μm/3μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(実施例5)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(92重量%)、ポリマー(C)として、PENのペレット(8重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み30μm(B層/A層/B層厚み=7.5μm/15μm/7.5μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(実施例6)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(90重量%)、ポリマー(C)として、PEIのペレット(10重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み75μm(B層/A層厚み=15μm/60μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(比較例1)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(100重量%)を用い、ポリエステル(B)層のポリエステルとして、PETのペレット(98重量%)、シリカ10重量%PETマスターMS−2のペレット(2重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み100μmの単層ポリエステルフィルムを作製した。
(比較例2)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(80重量%)、ポリマー(C)として、ガラス転移温度30℃のPBTのペレット(20重量%)を用い、ポリエステル(B)層のポリエステルとして、PBTのペレット(98重量%)、シリカ10重量%PBTマスターMS−3のペレット(2重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み50μm(B層/A層/B層厚み=0.8μm/48.4μm/0.8μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(比較例3)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(100重量%)を用い、ポリエステル(B)層のポリエステルとして、PBTのペレット(98重量%)、シリカ10重量%PBTマスターMS−3のペレット(2重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み100μm(B層/A層/B層厚み=33.5μm/33μm/33.5μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(比較例4)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PBTのペレット(100重量%)を用い、ポリエステル(B)層のポリエステルとして、PBTのペレット(98重量%)、シリカ10重量%PBTマスターMS−3のペレット(2重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み100μm(B層/A層/B層厚み=33.5μm/33μm/33.5μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(比較例5)
ポリエステル(A)層のポリエステル(A)として、PETのペレット(80重量%)、ポリマー(C)として、PEI50重量%PETマスターMS−1のペレット(20重量%)の混合物(150℃×4時間減圧乾燥)を用い、押出温度280℃に設定した一軸押出機Aに、ポリエステル(B)層のポリエステル(B)として、PBTのペレット(98重量%)とシリカ粒子10重量%マスターMS−3のペレット(2重量%)の混合物(150℃×4時間減圧乾燥)を用い、押出温度260℃に設定した一軸押出機Bにそれぞれ投与し、B層/A層/B層の3層ピノールを通し、280℃に設定したスリット間隙0.8mmのTダイ口金に導き、フィルム状に押出し、静電印加させながら、25℃に保った鏡面金属ドラムに巻き付けて冷却固化せしめ、未延伸フィルムを得た。次に、この未延伸フィルムを長手方向に90℃で3.2倍に延伸し、幅方向に115℃で3.2倍に延伸し、220℃で熱処理を行い、厚み30μm(B層/A層/B層厚み=3μm/24μm/3μm)の二軸延伸積層ポリエステルフィルムを作製した。
(比較例6)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(96重量%)、ポリマー(C)として、PEI50重量%PETマスターMS−1のペレット(4重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み50μm(B層/A層/B層厚み=5μm/40μm/5μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
(比較例7)
ポリエステル(A)層のポリエステルとして、PETのペレット(50重量%)、ポリマー(C)として、PEIのペレット(50重量%)の混合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、厚み100μm(B層/A層/B層厚み=10μm/80μm/10μm)の積層ポリエステルフィルムを作製した。
上記実施例、比較例において用いたポリエステルの組成などおよびフィルム特性の評価結果を表1−1、表1−2に、それぞれまとめて示す。
Figure 2009056621
Figure 2009056621
上記表1において、
PET:ポリエチレンテレフタレート
PBT:ポリブチレンテレフタレート
PPT:ポリプロピレンテレフタレート
PEN:ポリエチレンナフタレート
PEI:ポリエーテルイミド
PEEK:ポリエーテルエーテルケトン
実施例1〜2および実施例6で得られたフィルムは、転写箔とした場合、耐溶剤性、コーター適性、印刷性、耐熱性、成形性に優れ、転写箔用フィルムとして優れたフィルムであった。
実施例3で得られたフィルムは、耐溶剤性、印刷性、成形性にやや劣るものの、コーター適性、耐熱性に優れたフィルムであった。耐溶剤性、印刷性、成形性は実用上問題なかった。
実施例4〜5で得られたフィルムは、耐溶剤性、コーター適性、印刷性、耐熱性に優れ、成形性がやや劣るものであったが、実用上問題なかった。
一方、比較例1〜4おおよび比較例6〜7で得られたフィルムは、耐溶剤性、コーター適性、印刷性、耐熱性、成形性のいずれも満足するフィルムではなかった。
比較例5で得られたフィルムは、耐薬品性、コーター適性、印刷性、耐熱性が優れるものの、120℃での破断伸度が400%以上得られず、応力が20MPaを越えるフィルムで成形性が劣るフィルムであった。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、耐溶剤性(印刷性)、耐熱性、成形性に優れた、積層ポリエステルフィルムを得ることができる。より具体的には、耐溶剤性(印刷性)は、印刷インクに含有する溶剤、特に酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、アセトンなどに対しての耐溶剤性に優れるため、各種印刷インクを用いることができる。また、特定のポリマーをポリエステル(A)に含有させること、特定のポリマーを積層し、積層厚みの割合を特定することで、各種溶剤を乾燥するコーター適性(耐熱性)と成形性を両立することが可能となる。本発明の積層ポリエステルフィルムは、深絞り性、被転写体の表面形状への追従性などの成形性に優れるため、印刷および成形して用いるインモールド転写箔、さらに自動車内外装部品、浴室パネル、家電製品用部品、包装容器などの印刷の転写加工を行うための転写箔フィルムとして好適に用いられる。

Claims (6)

  1. ポリエステル(A)にポリマー(C)を5〜40重量%の範囲で含有するポリエステル(A)層の少なくとも片面に、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、およびポリエチレンナフタレートから選ばれた少なくとも一種からなるポリエステル(B)を主成分とするポリエステル(B)層が積層された積層フィルムであって、下記(1)〜(4)を満足することを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
    (1)ポリマー(C)のガラス転移温度が80〜230℃の範囲であること、
    (2)ポリマー(C)の平均分散径が1〜50nmの範囲であること、
    (3)ポリエステル(B)層の厚みが1μm以上、かつポリエステル(B)層の厚みの合計がフィルム全体の厚みの5〜50%の範囲であること、
    (4)面配向係数fnが0.00〜0.05の範囲であること。
  2. ポリエステル(A)が、ジカルボン酸成分として、テレフタル酸および/またはナフタレンジカルボン酸を90モル%以上、グリコール成分として、エチレングリコールが60〜98モル%の範囲、1,3−プロパンジオールおよび/または、1,4−ブタンジオールが2〜40モル%の範囲で含有するポリエステルであることを特徴とする、請求項1に記載の積層ポリエステルフィルム。
  3. ポリエステル(B)がポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の積層ポリエステルフィルム。
  4. ポリマー(C)がポリイミド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積層ポリエステルフィルム。
  5. ポリイミドがポリエーテルイミドであることを特徴とする、請求項4に記載の積層ポリエステルフィルム。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の積層ポリエステルフィルムのポリエステル(B)層面に、離型層/トップコート層/印刷層/接着層が、順次設けられていることを特徴とする転写箔。
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