JP2013129189A - 積層ポリエステルフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】 アイコンシート・タッチパネルなどの光学用ハードコートフィルムや建装材用途に使われる装飾用ハードコートフィルムとして、初期の急速剥離試験や過負荷の湿熱環境化においてもハードコートとの接着性に優れ、フィルム基材での破壊もなく、虹ムラ・異物などの外観に優れるポリエステルのベースフィルムを提供する。
【解決手段】 第三成分を0.5〜7.0モル%含有するポリエチレンテレフタレートからなるフィルムの少なくとも片面に塗布層を有する積層フィルムであり、当該積層フィルムの固有粘度が0.50〜0.76であり、厚み方向の屈折率nαが1.492以上であり、ヘーズが2.0%以下であることを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
【選択図】 なし
【解決手段】 第三成分を0.5〜7.0モル%含有するポリエチレンテレフタレートからなるフィルムの少なくとも片面に塗布層を有する積層フィルムであり、当該積層フィルムの固有粘度が0.50〜0.76であり、厚み方向の屈折率nαが1.492以上であり、ヘーズが2.0%以下であることを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
【選択図】 なし
Description
本発明は、ハードコートとの接着性、干渉性、耐擦り傷性、作業性、光沢性などに優れ、ハードコート用易接着フィルムとして透明性が高く、好適である高透明なポリエステルフィルムに関するものである。
従来、ポリエステル二軸延伸フィルムは、透明性、作業性を向上させるべく、透明易滑性に優れたものが開発され、光学特性・屈折率・固有粘度に関する研究開発が数多く行われてきている(例えば、特許文献1、2参照)。
また、光学用途に関しても、接着性、耐擦り傷性、耐候性が求められ、基材の光線透過率や屈折率などの光学設計が問題となる(例えば、特許文献3参照)。
ハードコート積層フィルムには、従来、ポリエステル二軸延伸フィルムが用いられており、ベースフィルムはハードコートとの接着性として、干渉性、耐湿熱接着が求められ、その基材には透明性が良好で、かつ異物やキズ等の欠陥がないことが必要となる(例えば、特許文献4参照)。
また、光学用ディスプレーにおいて重要な特性に輝度が挙げられるが、この輝度に対して,部材として使用したポリエステルフィルムが影響することが知られている。特に高品質な画像を得る場合には高度な輝度が必要となるため、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールから選ばれる第三成分を3.8〜10.0モル%含有するポリエステルからなるフィルムであって、フィルムヘーズが10%以下となるようなポリエステルフィルムが必要とされる(例えば、特許文献5参照)。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その解決課題は、異物が少なく目視時の高いクリア感、高輝度性、厚みムラや結晶化による白化が生じないことと、ハードコートとの接着および耐湿熱下での接着性に優れ、外光反射による干渉ムラが軽減され、表面の全体にわたって均一で斑のないプライマー層を有すベースフィルムに提供することにある。
本発明者は、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は、第三成分を0.5〜7.0モル%含有するポリエチレンテレフタレートからなるフィルムの少なくとも片面に塗布層を有する積層フィルムであり、当該積層フィルムの固有粘度が0.50〜0.76であり、厚み方向の屈折率nαが1.49以上であり、ヘーズが2.0%以下であることを特徴とする積層ポリエステルフィルムに存する。
本発明によれば、ハードコートとの接着が良く、クリア感が高く、干渉ムラが少なく、その結果、工業生産速度の向上を計ることができ、本発明の工業的価値は高い。
本発明でいうポリエステルとは、1種あるいは複数のジカルボン酸と、1種あるいは複数のジオールとを重縮合して得られるポリマーをいう。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−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、フタル酸等のなどの芳香族ジカルボン酸や、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマ−酸、マレイン酸、フマル酸等のなどの脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN)等が例示される。
ジオールの例として、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられる。重合時にこれらのグリコールを添加して共重合ポリエステルを得る手法、押出機に複数のポリエステルをブレンドして得る方法が挙げられる。このとき、共重合ポリエステルを用いたフィルムでは耐溶剤性、印刷性、耐熱性などの点が悪化するので、複数のポリエステルのブレンドによるフィルムが好ましく、さらに、PET(ポリエ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)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)から選ばれる2種類以上の樹脂のブレンドによるものが好ましい。
本発明においては、主たる構成成分以外の第三成分を0.5〜7.0モル%含有することを必要とし、好ましくは1.0〜6.5モル%、さらに好ましくは1.5〜3.5モル%である。
かかる第三成分を含有させる方法としては、フィルムを製造する原料として所定量の共重合成分として含有する共重合ポリエステルを使用しても良いし、所定量より多い共重合成分を含有する共重合ポリエステルと、共重合成分が少ない含有量の共重合ポリエステルまたはホモポリエステルとをブレンドして得られる原料を用いてもよい。
ここでいう第三成分の例としては、ジカルボン酸成分として、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等、またオキシカルボン酸としてP−オキシ安息香酸等が挙げられ、グリコール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。これらの中でもジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールを用いた場合、ポリマーの配向や厚みムラによるフィルムの光学的なムラを効率的に低減することができ、しかもフィルムの平面性や耐熱性、寸法安定性を高度に維持できる点で好ましい。ここで、ポリエステルが含有する第三成分として、重合中にエチレングリコールから副生成し、その他第三成分のなかでは支配的な量を閉めるジエチレングリコール(DEG)のことを指す。
ポリエステル合成の際の触媒種や量にもよるが、通常エチレングリコール中に1.0モル%程度存在し、リン酸や反応温度により増加する傾向にある。DEG含有量を1.0モル%以下の共重合ポリエステルは強度・耐久性ともに優れてはいるが、生産量と管理の維持が困難であり、コストの面で現実的でない。そのため、今回は主成分としてはテレフタル酸、エチレングリコール、0.5モル%以上のDEGからなるポリエステルレジンを鋭意検討することとし、第3成分としてDEGを定量した。
本発明において、フィルム厚み方向屈折率(nα)は、1.492以上であることが必要であり、好ましくは1.492〜1.550の範囲である。nαが1.492未満であると、厚み方向(フィルム垂直方向)の強度が低下するため、ハードコートとの初期接着および耐久性が劣る。
フィルム厚み方向屈折率(nα)を高くするには、低延伸倍率、低延伸速度、温度による結晶化促進、熱弛緩、高温多段延伸が有効である。
本発明において、フィルムの面配向度(ΔP)は、通常167以下の範囲であり、好ましくは155〜164の範囲である。面配向度が155未満であると、強度が低く、ウェブハンドリング性や熱寸法安定性が劣る傾向があるため、ハードコート塗布後の乾燥工程で熱しわ、ロール間のたるみや塗布ムラが発生する恐れがある。167を超えると分子の配向が高すぎるため、引き裂き抵抗が悪化することがある。
本発明におけるポリエステルは、従来公知の方法で、例えばジカルボン酸とジオールの反応で直接低重合度ポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとジオールとを従来公知のエステル交換触媒で反応させた後、重合触媒の存在下で重合反応を行う方法で得ることができる。重合触媒としては、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物等公知の触媒を使用して良いが、好ましくはアンチモン化合物の量を零またはアンチモンとして100ppm以下にすることによりフィルムのくすみを低減したものが好ましい。
本発明で用いるポリエステルは、溶融重合後これをチップ化し、加熱減圧下または窒素等不活性気流中に必要に応じてさらに固相重合を施してもよい。
本発明の積層フィルムの固有粘度は、0.40dl/g以上であり、0.50〜0.76dl/gの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは0.56〜0.74l/gの範囲であることが好ましい。一般的に固有粘度が高いと分子量が大きくなるため、高強度のフィルムを作製することが可能であるが、延伸方向の分子配向が高くなり、フィルム厚み方向屈折率(nα)が低くなる傾向にあるため、強度が低下し、各種レジンやハードコートとの接着強度を低下させる要因となる。そのため、本発明においては適性範囲の固有粘度が良い。
ポリエステルを製造する際には、従来用いられている反応触媒、着色防止剤を使用することができ、反応触媒としては、例えばアルカリ土類金属化合物、亜鉛化合物、鉛化合物、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、チタン化合物等を用いることができ、着色防止剤としては、例えばリン化合物等を用いることができる。好ましくは、通常、ポリエステルの製造が完結する以前の任意の段階において、重合触媒としてアンチモン化合物またはゲルマニウム化合物、チタン化合物を添加することが好ましい。アンチモン化合物としては、特に限定されないが、例えば、三酸化アンチモンなどのアンチモン酸化物、酢酸アンチモンなどを100ppm以下で用いると良い。
また、ポリエステル系フィルムは無機粒子、有機塩粒子や架橋高分子粒子を添加することができる。無機粒子としては、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸リチウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、フッ化リチウム等が挙げられる。
有機塩粒子としては、蓚酸カルシウムやカルシウム、バリウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム等のテレフタル酸塩等が挙げられる。
架橋高分子粒子としては、ジビニルベンゼン、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸またはメタクリル酸のビニル系モノマーの単独または共重合体が挙げられる。その他ポリテトラフルオロエチレン、ベンゾグアナミン樹脂、熱硬化エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂などの有機粒子を用いてもよい。
なお、本発明におけるポリエステルフィルム中には、上述の粒子以外に必要に応じて従来公知の酸化防止剤、熱安定剤、潤滑剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、染料、顔料等を添加することができる。また用途によっては、紫外線吸収剤特にベンゾオキサジノン系紫外線吸収剤等を含有させてもよい。
一方、使用する粒子の形状に関しても特に限定されるわけではなく、球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれを用いてもよい。また、その硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
ポリエステルフィルム中の成分の分析は、例えば、有機成分ならば、TOF−SIMS、FT−IR、質量分析、熱分析などの複合分析によって同定を行うことができる。無機成分ならば、ESCA、蛍光X線等の分析によって行うことができる。
本発明のポリエステルフィルムは延伸工程中、またはその後のフィルムに接着性、帯電防止性、滑り性、離型性等の機能を付与するために、フィルムの片面または両面に塗布層を形成する方法やコロナ処理等の表面処理を施してもよい。
本発明のポリエステルフィルムは、表面のオリゴマーを抑止する方法として、オリゴマー含有量の少ないポリエステル原料を用いることができる。このような原料は、通常の溶融重縮合反応で得たポリエステルのチップを減圧下あるいは不活性ガスの流通下で180〜240℃にて1時間から20時間程度保つという固相重合によって得ることができる。この原料のみ、またはこの原料と通常の原料を混合して単層のポリエステルフィルムを製膜してもよく、また2層以上の多層構成とし、インクや蒸着が施される成形層と反対側の表面層にのみこの原料を用いてもよい。多層構成の場合、内層には通常のポリエチレンテレフタレートを用いてもよく、また成形では、成形性を向上する目的で、イソフタル酸、テレフタル酸を共重合成分とした共重合ポリエステルやポリブチレンテレフタレートを用いてもよい。
本発明の基材として用いられるポリエステルフィルムは、単層または多層構成のいずれでもよいが、多層構成とすれば、内層と外層で異なる設計が可能となり、例えば、フィルム表層にのみ粒子を含有することで製造コストの削減が図れる。
本発明の多層フィルムの両表層が含有する粒子の1次粒径は、通常0.005〜5.0μmの範囲、好ましくは0.01〜3.0μmの範囲である。ここでいう1次粒径とは、非凝集性粒子においては、いわゆる平均粒径を指し、凝集性粒子においては、凝集塊を構成する微小粒子の平均粒径を指す。表層中の粒子の1次粒径が5.0μmを超えると、粒子表面の凹凸のサイズが顕著になるため、粒子とポリエステルとの間に空隙ができる割合が増大し、比較的ポリエステルと近似した屈折率の粒子種をもってしても、当該空隙による入射光の散乱を低減することができず、フィルムが不透明となることがある。また、1次粒径が0.005μm以下であると凝集性が著しくなり、高剪断の2軸押出機による溶融押出でも微分散せずに、凝集塊が多数生成してしまう可能性がある。
本発明の多層フィルムの両表層が含有する粒子の濃度は通常0.01重量%以上であり、上限は通常5重量%である。一般的に無機粒子はポリエステル樹脂よりも高価であるため、フィルムのコストを抑える上で少量添加が望ましい。しかし、耐擦傷効果を得るためには最低0.01重量%必要である。また、耐擦傷性を得るためには多量に粒子を添加したほうが良いが、5重量%を超えて添加するとポリエステル樹脂中への分散不良が起こり、凝集塊が多数発生し、透明性を低下させることがある。
ポリエステル中に粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。例えば、ポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応を進めてもよい。また、ベント付き混練押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、混練押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。
本発明のフィルムは、フィルムヘーズが2%以下である。本発明のフィルムは、その優れた透明性を有するために光学用途に広く用いられるが、フィルムヘーズが2%を超える場合には、光学用としては不適当となる。
本発明のフィルムは、共押出法を用いて積層構造とすることができるが、その際最外層の少なくとも片面には、オリゴマー含有量の少ないポリエステル原料を用いることが好ましく、その厚みは通常1.5μm以上であり、上限は通常10μm以下である。両表層の厚みが1.5μm未満であると、当該層のコシが小さくなり、縦延伸工程における傷入り緩和効果と滑り性が減じてしまうことと、オリゴマー抑止機能が働かないことがある。なお、前述のとおり、粒子は些少とはいえ透明性を減じる可能性があるため、可能な限り中間層の厚み比率を増し、表層は縦延伸工程における傷入り緩和に十分な機能を発揮する限り薄ければ薄いほどよいが、工業的生産では精度良く製造することのできる厚みの下限が実質的に存在するため、工業生産を想定する上では2〜8μm程度の表層厚みが好適である。
一方単層で本発明を実施する際には、フィルムには可能な限り粒子を含有させないようにし、表裏の塗布層に粒子を含有させることも好ましい。
本発明のフィルムの表層以外の層、すなわち中間層は実質的に粒子を含有しないことが好ましい。ここで言う実質的に含有しないとは、具体的には、粒子の含有量が100ppm以下のことを指す。しかし、ヘーズへの寄与がほとんどない場合には、特に粒子含有量の制限はない。これは粒子添加の目的がロール延伸機による縦延伸工程における傷入り緩和であるため、中間層に粒子を含有させる意義がないからである。粒子の使用は些少ではあるがコストアップの要因となり、また延伸の条件によっては粒子周囲にボイドが形成され透明性を減じる可能性がある。
かかる積層フィルムとして製造した場合、本発明における第三成分の含有量はフィルム全体のポリエステルに対するフィルム全体に含有する第三成分量を上記した範囲とすることが必要である。本発明において改良すべき課題である光学的なムラの防止は、フィルムの透過光に関するものであり、フィルム表面や内部のみという訳ではなく全体の特性に関わるものであるためである。
また前記紫外線吸収剤、染料等の添加剤を添加する場合には積層フィルムの中間層に配合することが好ましい。
本発明の総厚みは、本発明の高透明ハードコート易接着ポリエステルフィルムが使用される用途に応じ適宜選択されるため特に限定されないが、機械的強度、ハンドリング性および生産性などの点から、好ましくは50〜188μmである。
本発明のフィルムの製造において、多層構造とする手段は限定されないが、透明性を減じない観点から、積層界面で界面剥離が生じる可能性の絶無である共押出法が推奨される。以下、本発明の透明多層フィルムの製造方法の1例を示すが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
まず、公知の手法により乾燥したまたは未乾燥のポリエステルチップを溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。粒子を実質的に含有しないポリエステルと粒子を含有するポリエステルとをそれぞれ別々の共押出ダイスで合流させ、Tダイより溶融押出し、キャストドラム上にてガラス転移温度未満にまで急冷し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法および/または液体塗布密着法が好ましく採用される。
このようにして得られた非晶質シートをロール延伸機を用いてガラス転移温度〜ガラス転移温度+30℃程度の温度で縦方向に3〜4倍延伸する。引き続き易滑粒子を配合した水系塗布液を塗布し、テンター延伸機に導き、塗布液を乾燥させながら横方向に90〜160℃で3〜5倍延伸する。なお、この時の延伸温度は150〜240℃の範囲のヒートセッターにて熱固定(結晶化)を行う。さらにこの際、熱処理の最高温度ゾーンおよび/または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および/または横方向に0.1〜20%弛緩する方法が好ましい。また、必要に応じて再縦延伸、再横延伸を付加することも可能である。最後に以上のフィルムを巻芯に巻きつけてロールとして巻き取った。
このようにして得られた非晶質シートをロール延伸機を用いてガラス転移温度〜ガラス転移温度+30℃程度の温度で縦方向に3〜4倍延伸する。引き続き易滑粒子を配合した水系塗布液を塗布し、テンター延伸機に導き、塗布液を乾燥させながら横方向に90〜160℃で3〜5倍延伸する。なお、この時の延伸温度は150〜240℃の範囲のヒートセッターにて熱固定(結晶化)を行う。さらにこの際、熱処理の最高温度ゾーンおよび/または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および/または横方向に0.1〜20%弛緩する方法が好ましい。また、必要に応じて再縦延伸、再横延伸を付加することも可能である。最後に以上のフィルムを巻芯に巻きつけてロールとして巻き取った。
本発明においては、前記の通りポリエステルの溶融押出機を2台または3台以上用いて、いわゆる共押出法により2層または3層以上の積層フィルムとすることができる。層の構成としては、A原料とB原料とを用いたA/B構成、またはA/B/A構成、さらにC原料を用いてA/B/C構成またはそれ以外の構成のフィルムとすることができる。例えばA原料として特定の粒子を用いてA層の表面形状を設計し、B原料としては粒子を含有しない原料を用い、A/BまたはA/B/A構成のフィルムとすることができる。この場合B層の原料を自由に選択できることからコスト的な利点などが大きい。また当該フィルムの再生原料をB層に配合しても表層であるA層により表面粗度の設計ができるので、さらにコスト的な利点が大きくなる。
次に本発明における積層ポリエステルフィルムを構成する塗布層の形成について説明する。ハードコートとの易接着を形成する際の塗布性や接着性を向上することや、ゴミ付着防止のために静電気防止を目的として、下引き層としての塗布層を設けることができる。かかる塗布層の形成に当たっては、フィルムを製造する工程内、特に縦方向に延伸した後、横方向の延伸の前に行う方法が、極めて薄い塗布層を形成できる点、塗布液の乾燥や硬化反応を製膜工程内で実施できることなどの点で好ましい。
塗布層に関しては、ポリエステルフィルムの製膜工程中にフィルム表面を処理する、インラインコーティングにより設けられてもよく、一旦製造したフィルム上に系外で塗布する、オフラインコーティングを採用してもよい。製膜と同時に塗布が可能であるため、製造が安価に対応可能であることから、インラインコーティングが好ましく用いられる。
インラインコーティングについては、以下に限定するものではないが、例えば、逐次二軸延伸においては、特に縦延伸が終了した横延伸前にコーティング処理を施すことができる。インラインコーティングによりポリエステルフィルム上に塗布層が設けられる場合には、製膜と同時に塗布が可能になると共に、延伸後のポリエステルフィルムの熱処理工程で、塗布層を高温で処理することができるため、塗布層上に形成され得る各種の表面機能層との接着性や耐湿熱性等の性能を向上させることができる。また、延伸前にコーティングを行う場合は、塗布層の厚みを延伸倍率により変化させることもでき、オフラインコーティングに比べ、薄膜で均一な塗工を行うことができる。すなわち、インラインコーティング、特に延伸前のコーティングにより、ポリエステルフィルムとして好適なフィルムを製造することができる。
本発明においては、ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、オキサゾリン系化合物およびエポキシ系化合物を含有する塗布層を有することを必須の要件とするものである。 本発明におけるオキサゾリン系化合物およびエポキシ化合物とは、成形において、ハードコート・金属・金属酸化物・インクとの初期接着および耐湿熱接着を改善させるために必要な化合物である。オキサゾリン系化合物、またはエポキシ系化合物単独でも各種基材との接着性を向上させることができることを見出したが、これら2種類の化合物を併用することにより、さらに各種基材の接着性向上と耐湿熱接着向上させることができることを見出した。また、全体の配合において少量添加でよいため、干渉ムラ低減を狙った屈折率制御や接着性能などさらなる機能性を持たせる上で配合の多種性を生むことができる。
本発明におけるオキサゾリン系化合物とは、分子内にオキサゾリン基を有する化合物およびオキサゾリン基が反応した結果得られる化合物のことである。分子内にオキサゾリン基を有する化合物としては、特にオキサゾリン基を含有する重合体が好ましく、付加重合性オキサゾリン基含有モノマー単独もしくは他のモノマーとの重合によって作成できる。付加重合性オキサゾリン基含有モノマーは、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリン等を挙げることができ、これらの1種または2種以上の混合物を使用することができる。これらの中でも2−イソプロペニル−2−オキサゾリンが工業的にも入手しやすく好適である。他のモノマーは、付加重合性オキサゾリン基含有モノマーと共重合可能なモノマーであれば制限なく、例えばアルキル(メタ)アクリレート(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基)等の(メタ)アクリル酸エステル類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、スチレンスルホン酸およびその塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、第三級アミン塩等)等の不飽和カルボン酸類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド、(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等)等の不飽和アミド類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等の含ハロゲンα,β−不飽和モノマー類;スチレン、α−メチルスチレン、等のα,β−不飽和芳香族モノマー等を挙げることができ、これらの1種または2種以上のモノマーを使用することができる。
本発明におけるエポキシ系化合物とは、分子内にエポキシ基を有する化合物、およびエポキシ基が反応した結果得られる化合物のことである。分子内にエポキシ基を有する化合物としては、例えば、エピクロロヒドリンとエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ビスフェノールA等の水酸基やアミノ基との縮合物が挙げられ、ポリエポキシ化合物、ジエポキシ化合物、モノエポキシ化合物、グリシジルアミン化合物等がある。ポリエポキシ化合物としては、例えば、ソルビトール、ポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアネート、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジエポキシ化合物としては、例えば、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、モノエポキシ化合物としては、例えば、アリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルアミン化合物としてはN,N,N’,N’,−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノ)シクロヘキサン等が挙げられる。
本発明における積層ポリエステルフィルムにおいて、塗布層の外観の向上、塗布層上にハードコート層等の種々の表面機能層が積層されたときの干渉ムラの低減、透明性や接着性の向上等のために各種のポリマーを併用することが好ましい。
ポリマーの具体例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニル(ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体等)、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンイミン、メチルセルロース、ヒドロキシセルロース、でんぷん類等が挙げられる。これらの中でもハードコート層等の各種の表面機能層との接着性向上の観点から、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂を使用することが好ましく、特にポリエステル樹脂を使用することが好ましい。
また、塗布層の上にハードコート層を設ける場合は、外光反射による干渉ムラを軽減するために、塗布層の屈折率を上げることが好ましい。例えば、塗布層に、ベンゼン環、ナフタレン環、ビスフェノールA構造等の芳香族化合物を含有する化合物、金属酸化物、金属キレート化合物、硫黄・ハロゲン元素を含有する化合物等を含有させる方法が挙げられる。
接着性を損なわないために、上記の芳香族化合物は、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等に代表されるポリマーに組み込むことが好ましく、特に効率よく組み込むことが可能なポリエステル樹脂が好ましい。
さらに塗布層中には本発明の主旨を損なわない範囲において、オキサゾリン系化合物、エポキシ系化合物以外の架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、種々公知の樹脂が使用できるが、例えば、メラミン化合物、イソシアネート化合物、カルボジイミド化合物等が挙げられる。
また、本発明は、塗布層中に、塗布層の固着性、滑り性改良を目的として粒子を含有してもよい。その平均粒径はフィルムの透明性の観点から好ましくは1.0μm未満の範囲であり、さらに好ましくは0.5μm未満、特に好ましくは0.2μm未満の範囲である。粒子の具体例としてはシリカ、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、有機粒子等が挙げられる。また、塗布層の上のハードコート層を設ける場合は、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の金属酸化物を使用すると屈折率を高く設計できるため、干渉ムラを軽減することも可能となる。
さらに本発明の主旨を損なわない範囲において、塗布層には必要に応じて消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、有機系潤滑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、発泡剤、染料、顔料等が含有されてもよい。
本発明における積層ポリエステルフィルムを構成する塗布層に用いられるオキサゾリン系化合物の割合は、通常1〜50重量%の範囲、より好ましくは3〜40重量%、さらに好ましくは5〜30重量%の範囲である。1重量%未満の場合、各種の表面機能層との初期接着性および耐湿熱接着性が低下する可能性が懸念され、50重量%を超える場合、塗布層の外観が悪化する場合があり、干渉ムラ低減を狙った屈折率制御や接着性能などさらなる機能性を持たせる上で配合の多種性が失われるので好ましくない。
本発明における積層ポリエステルフィルムを構成する塗布層に用いられるエポキシ系化合物の割合は、通常1〜50重量%の範囲、より好ましくは3〜40重量%、さらに好ましくは5〜30重量%の範囲である。1重量%未満の場合、各種の表面機能層との初期接着性および耐湿熱接着性が低下する可能性が懸念され、50重量%を超える場合、塗布層の外観が悪化する場合があり、干渉ムラ低減を狙った屈折率制御や接着性能などさらなる機能性を持たせる上で配合の多種性が失われるので好ましくない。
本発明のポリエステルフィルムにおいて、上述した塗布層を設けた面と反対側の面にも各種の層との接着性を向上させるために塗布層を設けることも可能である。反対側の面に形成する塗布層の成分としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等のポリマー、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、メラミン化合物、イソシアネート系化合物等の架橋剤等が挙げられ、これらの材料を単独で用いてもよいし、複数種を併用して用いてもよい。また、上述してきたようなオキサゾリン系化合物およびエポキシ系化合物を含有する塗布層(ポリエステルフィルムに両面同一の塗布層)であってもよい。
塗布層中の成分の分析は、例えば、TOF−SIMS、ESCA、蛍光X線等の分析によって行うことができる。
インラインコーティングによって塗布層を設ける場合は、上述の一連の化合物を水溶液または水分散体として、固形分濃度が0.1〜50重量%程度を目安に調整した塗布液をポリエステルフィルム上に塗布する要領にて積層ポリエステルフィルムを製造するのが好ましい。また、本発明の主旨を損なわない範囲において、水への分散性改良、造膜性改良等を目的として、塗布液中には少量の有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤は1種類のみでもよく、適宜、2種類以上を使用してもよい。
本発明における積層ポリエステルフィルムに関して、ポリエステルフィルム上に設けられる塗布層の膜厚は、通常0.002〜1.0μm、好ましくは0.02〜0.2μm、より好ましくは0.05〜0.15μmの範囲である。膜厚が0.002μm未満の場合は十分な接着性が得られない可能性があり、1.0μmを超える場合は、外観や透明性、フィルムのブロッキング性が悪化する可能性がある。
本発明において、塗布層を設ける方法はリバースグラビアコート、ダイレクトグラビアコート、ロールコート、ダイコート、バーコート、カーテンコート等、従来公知の塗工方式を用いることができる。
本発明において、ポリエステルフィルム上に塗布層を形成する際の乾燥および硬化条件に関しては特に限定されるわけではなく、例えば、オフラインコーティングにより塗布層を設ける場合、通常、80〜200℃で3〜40秒間、好ましくは100〜180℃で3〜40秒間を目安として熱処理を行うのが良い。
一方、インラインコーティングにより塗布層を設ける場合、通常、70〜280℃で3〜200秒間を目安として熱処理を行うのが良い。
また、オフラインコーティングあるいはインラインコーティングに係わらず、必要に応じて熱処理と紫外線照射等の活性エネルギー線照射とを併用してもよい。本発明における積層ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルムにはあらかじめ、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施してもよい。
このような塗布フィルムを光学用途に適用する場合には、塗布層表面の塗布ヌケが、この塗布層のさらに上に拡散層等を設ける時等に問題となっている。塗布ヌケが生じる理由は明確ではないが、フィルム中にある異物がフィルム表面に粗大突起を作りそれが核となって塗布剤がはじき、それが延伸されて塗布ヌケが発生したり、フィルムの表面に付着したオリゴマーやゴミが核となりそこを核として塗布剤がはじきヌケとなったりする場合等が考えられる。したがって、かかる核となり得るゴミや異物をできる限り除去した条件で製膜することが必要である。かかる異物にはフィルム上に付着または析出したオリゴマーも含まれるため、フィルムが含有するオリゴマー量を低減することも塗布のヌケを減少させる効果を有する。
かくして得られる本発明のフィルムは、塗布層を有する場合その塗布ヌケの個数がフィルム10m2当たり50個以下、さらには30個以下、特には10個以下であることが好ましい。いずれにせよ、今後ますます厳しくなる光学用フィルムにおいては、塗布ヌケは可能な限り零にすることが必要である。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、本発明における各種の物性および特性の測定方法、定義は下記のとおりである。また、実施例および比較例中、「部」とあるのは、特に断らない限り「重量部」を意味する。
(1)平均粒径の測定方法
TEM(Hitachi製 H−7650、加速電圧100V)を使用して塗布層を観察し、粒子10個の粒径の平均値を平均粒径とした。
TEM(Hitachi製 H−7650、加速電圧100V)を使用して塗布層を観察し、粒子10個の粒径の平均値を平均粒径とした。
(2)塗布層の膜厚測定方法
塗布層の表面をRuO4で染色し、エポキシ樹脂中に包埋した。その後、超薄切片法により作成した切片をRuO4で染色し、塗布層断面をTEM(Hitachi製 H−7650、加速電圧100V)を用いて測定した。
塗布層の表面をRuO4で染色し、エポキシ樹脂中に包埋した。その後、超薄切片法により作成した切片をRuO4で染色し、塗布層断面をTEM(Hitachi製 H−7650、加速電圧100V)を用いて測定した。
(3)第三成分(共重合成分:ジエチレングリコール)含有量の測定
試料を重水化クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール(重量比7/3)の混合溶媒に濃度3重量%となるように溶解させた溶液について、核磁気共鳴装置(日本電子社製「JNM−EX270型」)を用いて、1 H−NMRを測定して各ピークを帰属し、ピークの積分値からエチレングリコールに含まれる第3成分の含有量を算出した。ポリエステルフィルムのレジンは主にテレフタル酸とエチレングリコールから構成され、主にグリコール中に含まれる第3成分であるジエチレングリコール(略:DEG)が支配的に含まれることからこれをモル当量で定量した。
試料を重水化クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール(重量比7/3)の混合溶媒に濃度3重量%となるように溶解させた溶液について、核磁気共鳴装置(日本電子社製「JNM−EX270型」)を用いて、1 H−NMRを測定して各ピークを帰属し、ピークの積分値からエチレングリコールに含まれる第3成分の含有量を算出した。ポリエステルフィルムのレジンは主にテレフタル酸とエチレングリコールから構成され、主にグリコール中に含まれる第3成分であるジエチレングリコール(略:DEG)が支配的に含まれることからこれをモル当量で定量した。
(4)ポリエステルの固有粘度(IV)の測定
ポリエステル0.5gを精秤し、フェノール/テトラクロロエタン=50/50(重量比)の混合溶媒50mlを加えて、濃度:1.0g/dlとなるようにする。自動攪拌子で攪拌しながら120℃オイルバスに20分間浸漬させ、完全溶解させる。サンプルを水で冷却後、毛細管粘度自動測定装置(柴山科学器械製作所「SS−300LC−1CH型」)を用いてウベローデ改良型を30℃で恒温維持し測定した。単位時間あたりの液の移動量を換算して固有粘度(IV)として算出した。
ポリエステル0.5gを精秤し、フェノール/テトラクロロエタン=50/50(重量比)の混合溶媒50mlを加えて、濃度:1.0g/dlとなるようにする。自動攪拌子で攪拌しながら120℃オイルバスに20分間浸漬させ、完全溶解させる。サンプルを水で冷却後、毛細管粘度自動測定装置(柴山科学器械製作所「SS−300LC−1CH型」)を用いてウベローデ改良型を30℃で恒温維持し測定した。単位時間あたりの液の移動量を換算して固有粘度(IV)として算出した。
(5)フィルムヘーズ(Hz)
JIS−K−7105に準じて日本電色工業社製積分球式濁度計「NDH−300A」により、フィルムヘーズ(Hz)を測定した。
JIS−K−7105に準じて日本電色工業社製積分球式濁度計「NDH−300A」により、フィルムヘーズ(Hz)を測定した。
(6)厚み方向屈折率(nα)、面配向度(ΔP)
アタゴ製アッベ式屈折計(SL-NA-B)を使用した。試料フィルムをMD方向15mm×TD方向5mmにカットし、主プリズムにヨウ化メチレンをマウントして、試料フィルムを測定面が下になるように主プリズムに密着させる。そして試料フィルム上部をエヨウ化メチレンで浸し、副プリズムに接するようマウントさせた。光源は単色光ナトリウムD線(589nm)を用い、延伸配向の長手方向、幅方向、厚み方向の屈折率(それぞれnX、nY、nZ)を測定した。得られた値から下記式により各層の厚み方向の屈折率nαおよび面配向度ΔPを求めた。なお、試料フィルムは製品マスターロールの中央部分より採取した。
アタゴ製アッベ式屈折計(SL-NA-B)を使用した。試料フィルムをMD方向15mm×TD方向5mmにカットし、主プリズムにヨウ化メチレンをマウントして、試料フィルムを測定面が下になるように主プリズムに密着させる。そして試料フィルム上部をエヨウ化メチレンで浸し、副プリズムに接するようマウントさせた。光源は単色光ナトリウムD線(589nm)を用い、延伸配向の長手方向、幅方向、厚み方向の屈折率(それぞれnX、nY、nZ)を測定した。得られた値から下記式により各層の厚み方向の屈折率nαおよび面配向度ΔPを求めた。なお、試料フィルムは製品マスターロールの中央部分より採取した。
nα=(nZ1+nZ2)/2 Z1:主軸配向、Z2:主軸直交配向
ΔP=((nX+nY)/2―nα)×1000
ΔP=((nX+nY)/2―nα)×1000
(7)ハードコートとの接着性
ポリエステルフィルム(塗布層を積層した場合は塗布層側)に、TOYO INK製LIODURASシリーズ TYMシリーズ(屈折率1.53)を主成分とし、トルエンで30重量%に希釈・溶解してハードコート混合塗液剤を調整。光学膜厚が3〜5μmになるように塗布し、100℃―2分間乾燥後、窒素雰囲気下で120W/cmのエネルギーの高圧水銀灯を使用し、照射距離100mmにて400mJ/cm2の紫外線により硬化した。上記のフィルムを60℃90RH%の恒温恒湿オーブンにて500時間暴露し十分に乾燥させた後、ハードコート混合塗液剤塗布後のポリエステルフィルム表面を1mm間隔10本のクロスカットを入れ、その上に18mm幅のテープ(ニチバン株式会社製セロテープ(登録商標)CT−18)を貼り付け、180度の剥離角度で急激にはがした後の剥離面を観察し、評価した。
4:剥離・基材(ポリエステル)破壊面積が3%未満。
3:剥離・基材(ポリエステル)破壊面積が3%以上10%未満
2:剥離・基材(ポリエステル)破壊面積が10%以上50%未満
1:剥離・基材(ポリエステル)破壊面積が50%以上
ポリエステルフィルム(塗布層を積層した場合は塗布層側)に、TOYO INK製LIODURASシリーズ TYMシリーズ(屈折率1.53)を主成分とし、トルエンで30重量%に希釈・溶解してハードコート混合塗液剤を調整。光学膜厚が3〜5μmになるように塗布し、100℃―2分間乾燥後、窒素雰囲気下で120W/cmのエネルギーの高圧水銀灯を使用し、照射距離100mmにて400mJ/cm2の紫外線により硬化した。上記のフィルムを60℃90RH%の恒温恒湿オーブンにて500時間暴露し十分に乾燥させた後、ハードコート混合塗液剤塗布後のポリエステルフィルム表面を1mm間隔10本のクロスカットを入れ、その上に18mm幅のテープ(ニチバン株式会社製セロテープ(登録商標)CT−18)を貼り付け、180度の剥離角度で急激にはがした後の剥離面を観察し、評価した。
4:剥離・基材(ポリエステル)破壊面積が3%未満。
3:剥離・基材(ポリエステル)破壊面積が3%以上10%未満
2:剥離・基材(ポリエステル)破壊面積が10%以上50%未満
1:剥離・基材(ポリエステル)破壊面積が50%以上
(8)フィルム厚み
マイクロメーターを用いて、フィルム厚みを測定した。
マイクロメーターを用いて、フィルム厚みを測定した。
(ポリエステルの製造)
<ポリエステル(A)の製造方法>
スラリー調製槽に、テレフタル酸とエチレングリコールを重量比で100:45の割合で調合したPETオリゴマーが攪拌下約250℃に溶融保持されたエステル化槽に6時間かけて順次供給した。供給終了後、さらに30分エステル化反応を進行させた後、半量を重縮合槽に移し、リン酸150重量ppmおよび二酸化ゲルマニウム重量120ppmそれぞれを、適当な濃度のエチレングリコール溶液として順次添加した。続
いて、250℃から280℃まで漸次昇温するとともに常圧から漸次減圧し、67Paに保持した。反応を3時間30分行った後、生成したプレポリマーを重縮合槽の底部に設けた抜き出し口よりストランド状に抜き出し、水冷後、チップ状にカットした。次に、該プレポリマーチップを、イナートオーブンにて45L/Hrの窒素流通下、160
℃で3時間乾燥した後、固相重合装置に投入し、減圧窒素置換を3回繰り返した後、67Pa以下の減圧下、210℃で20時間の減圧固相重合を行い、冷却後、窒素で復圧し固相重合ポリエスルを得た。得られた溶融重縮合反応生成物をダイからストランド状に押出して冷却固化し、カッターで切断して1個の重さが平均粒重24mgのポリエステル樹脂チップ:ポリエステル(A)とした。ポリエステル(A)の極限粘度は1.00(dl/g)であった。同様の方法で作製したPETレジンのジエチレングリコール(DEG)の測定値と得られた固有粘度は下記の表1の通りである。
<ポリエステル(A)の製造方法>
スラリー調製槽に、テレフタル酸とエチレングリコールを重量比で100:45の割合で調合したPETオリゴマーが攪拌下約250℃に溶融保持されたエステル化槽に6時間かけて順次供給した。供給終了後、さらに30分エステル化反応を進行させた後、半量を重縮合槽に移し、リン酸150重量ppmおよび二酸化ゲルマニウム重量120ppmそれぞれを、適当な濃度のエチレングリコール溶液として順次添加した。続
いて、250℃から280℃まで漸次昇温するとともに常圧から漸次減圧し、67Paに保持した。反応を3時間30分行った後、生成したプレポリマーを重縮合槽の底部に設けた抜き出し口よりストランド状に抜き出し、水冷後、チップ状にカットした。次に、該プレポリマーチップを、イナートオーブンにて45L/Hrの窒素流通下、160
℃で3時間乾燥した後、固相重合装置に投入し、減圧窒素置換を3回繰り返した後、67Pa以下の減圧下、210℃で20時間の減圧固相重合を行い、冷却後、窒素で復圧し固相重合ポリエスルを得た。得られた溶融重縮合反応生成物をダイからストランド状に押出して冷却固化し、カッターで切断して1個の重さが平均粒重24mgのポリエステル樹脂チップ:ポリエステル(A)とした。ポリエステル(A)の極限粘度は1.00(dl/g)であった。同様の方法で作製したPETレジンのジエチレングリコール(DEG)の測定値と得られた固有粘度は下記の表1の通りである。
<ポリエステル(B)〜(G)の製造方法>
1個のスラリー調製槽、およびそれに直列に接続された2段のエステル化反応槽、および2段目のエステル化反応槽に直列に接続された3段の溶融重縮合槽からなる連続式重合装置を用い、スラリー調製槽に、テレフタル酸とエチレングリコールを重量比で100:45の割合で連続的に供給すると共に、エチルアシッドホスフェートのエチレングリコール溶液を、生成ポリエステル樹脂に対してリン原子としての含有量が4重量ppmとなる量で連続的に添加して、攪拌、混合することによりスラリーを調製し、このスラリーを、窒素雰囲気下で267℃、相対圧力100kPa、平均滞留時間4時間に設定され、反応生成物が存在する第1段目のエステル化反応槽に連続的に流量120kg/hrで供給し、次いで、第1段目のエステル化反応生成物を、窒素雰囲気下で265℃、相対圧力5kPa、平均滞留時間2時間に設定された第2段目のエステル化反応槽に連続的に移送して、さらにエステル化反応させた。その際、第2段エステル化反応槽に設けた上部配管を通じて、エチレングリコールを生成するポリエステル樹脂に対して322モル/トンになる量を連続的に供給した。この場合、第2段エステル化反応槽におけるエステル化率は97%であった。
1個のスラリー調製槽、およびそれに直列に接続された2段のエステル化反応槽、および2段目のエステル化反応槽に直列に接続された3段の溶融重縮合槽からなる連続式重合装置を用い、スラリー調製槽に、テレフタル酸とエチレングリコールを重量比で100:45の割合で連続的に供給すると共に、エチルアシッドホスフェートのエチレングリコール溶液を、生成ポリエステル樹脂に対してリン原子としての含有量が4重量ppmとなる量で連続的に添加して、攪拌、混合することによりスラリーを調製し、このスラリーを、窒素雰囲気下で267℃、相対圧力100kPa、平均滞留時間4時間に設定され、反応生成物が存在する第1段目のエステル化反応槽に連続的に流量120kg/hrで供給し、次いで、第1段目のエステル化反応生成物を、窒素雰囲気下で265℃、相対圧力5kPa、平均滞留時間2時間に設定された第2段目のエステル化反応槽に連続的に移送して、さらにエステル化反応させた。その際、第2段エステル化反応槽に設けた上部配管を通じて、エチレングリコールを生成するポリエステル樹脂に対して322モル/トンになる量を連続的に供給した。この場合、第2段エステル化反応槽におけるエステル化率は97%であった。
上述のエステル化反応生成物を、移送配管を経由して第1段重縮合反応槽に連続的に供給した。このとき移送配管に設けた移送ポンプの吐出圧は500kPaであった。移送配管中のエステル化反応生成物に、酢酸マグネシウム4水和物のエチレングリコール0.6 重量%溶液を、生成ポリエステル樹脂に対してマグネシウム原子としての含有量が7重量ppmとなる量で連続的に添加した。添加配管を使用して、テトラ−n−ブチルチタネートのエチレングリコール溶液を生成ポリエステル樹脂に対してチタン原子としての含有量が4重量ppmとなる量だけ連続的に添加した。
溶融重縮合の反応条件は、第1段重縮合反応槽が269℃、絶対圧力4kPa、平均滞留時間1時間であり、第2段重縮合反応槽は274℃、絶対圧力0.4kPa、平均滞留時間0.9時間、第3段重縮合反応槽は277℃、絶対圧力0.2kPa、平均滞留時間1時間であった。第3段重縮合反応槽から取り出した溶融重縮合反応生成物は、ダイからストランド状に押出して冷却固化し、カッターで切断して1個の重さが平均粒重24mgのポリエステル樹脂チップ:ポリエステル(B)とした。ポリエステル(B)の極限粘度(IV)は0.85(dl/g)であった。同様の方法で作製したPETレジンのジエチレングリコール(DEG)の測定値と得られた固有粘度は下記の表1の通りである。DEG量は意図的に添加しない場合は、副生成物として2.0mol%であった。ポリエステル(E)〜(G)のDEG量は意図的にスラリー調製時に添加し、ポリエステル(C)〜(G)のIVは目標値に達したときに反応を停止させた。
<ポリエステル(H)の製造方法>
ポリエステル(H)の製造方法において、エチレングリコールに分散させた平均粒子径2.2μmのシリカ粒子0.3部を加えて、固有粘度0.65に相当する時点で重縮合反応を停止した以外は、ポリエステル(B)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(H)を得た。得られたポリエステル(H)は、固有粘度0.65であった。
ポリエステル(H)の製造方法において、エチレングリコールに分散させた平均粒子径2.2μmのシリカ粒子0.3部を加えて、固有粘度0.65に相当する時点で重縮合反応を停止した以外は、ポリエステル(B)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(H)を得た。得られたポリエステル(H)は、固有粘度0.65であった。
塗布層を構成する化合物例は以下のとおりである。
(化合物例)
・オキサゾリン化合物:(I)
オキサゾリン基がアクリル系樹脂にブランチされたポリマー(日本触媒製 エポクロスWS−500)
・エポキシ化合物:(II)ポリグリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス製 デナコールEX−521)
・ポリエステル樹脂:(IIIA)
下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5−ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/1,4−ブタンジオール/ジエチレングリコール=56/40/4//70/20/10(モル%)
・ポリエステル樹脂:(IIIB)
下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)2,6−ナフタレンジカルボン酸/5−ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/ジエチレングリコール=92/8//80/20(モル%)
・粒子:(IVA) 平均粒径0.07μmのシリカ粒子
・粒子:(IVB) 平均粒径15nmの酸化ジルコニウム粒子
上記の原料をI:II:IIIA:IIIB:IVA:IVB=15:15:37:15::3:15
の割合で配合し、塗布剤1とした。
(化合物例)
・オキサゾリン化合物:(I)
オキサゾリン基がアクリル系樹脂にブランチされたポリマー(日本触媒製 エポクロスWS−500)
・エポキシ化合物:(II)ポリグリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス製 デナコールEX−521)
・ポリエステル樹脂:(IIIA)
下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5−ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/1,4−ブタンジオール/ジエチレングリコール=56/40/4//70/20/10(モル%)
・ポリエステル樹脂:(IIIB)
下記組成で共重合したポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)2,6−ナフタレンジカルボン酸/5−ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/ジエチレングリコール=92/8//80/20(モル%)
・粒子:(IVA) 平均粒径0.07μmのシリカ粒子
・粒子:(IVB) 平均粒径15nmの酸化ジルコニウム粒子
上記の原料をI:II:IIIA:IIIB:IVA:IVB=15:15:37:15::3:15
の割合で配合し、塗布剤1とした。
実施例1:
ポリエステル(C)および、ポリエステル(C)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、それぞれ別の2軸押出機にて溶融し、ポリエステルBとポリエステルCのブレンドを表層・ポリエステルAを中間層とした時の吐出量比を5:115:5の割合でTダイより共押出した。溶融シートは35℃の冷却キャストドラム上でガラス転移温度未満にまで急冷し、実質的に非晶質のフィルムを得た。次いで80℃の加熱ロールで予熱した後、赤外線加熱ヒーターと加熱ロールを併用して85℃のロール間を7秒間で縦方向に3.4倍延伸を施した。その後、上記塗布剤をコートし、フィルム端部をクリップで把持してテンター内に導き、テンター延伸機にて120℃で横方向に4.0倍延伸を施し、さらに235℃で5秒間の熱固定を行い、その際フィルム幅8%程度弛緩させた。次いで、185℃で幅方向に3%弛緩させ収縮率を調整した後、ガラス転移温度未満にまで急冷し、全厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
ポリエステル(C)および、ポリエステル(C)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、それぞれ別の2軸押出機にて溶融し、ポリエステルBとポリエステルCのブレンドを表層・ポリエステルAを中間層とした時の吐出量比を5:115:5の割合でTダイより共押出した。溶融シートは35℃の冷却キャストドラム上でガラス転移温度未満にまで急冷し、実質的に非晶質のフィルムを得た。次いで80℃の加熱ロールで予熱した後、赤外線加熱ヒーターと加熱ロールを併用して85℃のロール間を7秒間で縦方向に3.4倍延伸を施した。その後、上記塗布剤をコートし、フィルム端部をクリップで把持してテンター内に導き、テンター延伸機にて120℃で横方向に4.0倍延伸を施し、さらに235℃で5秒間の熱固定を行い、その際フィルム幅8%程度弛緩させた。次いで、185℃で幅方向に3%弛緩させ収縮率を調整した後、ガラス転移温度未満にまで急冷し、全厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
実施例2:
ポリエステル(B)および、ポリエステル(B)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(B)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(B)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
ポリエステル(B)および、ポリエステル(B)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(B)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(B)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
実施例3:
ポリエステル(F)および、ポリエステル(F)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(F)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(F)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
ポリエステル(F)および、ポリエステル(F)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(F)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(F)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
実施例4:
ポリエステル(E)および、ポリエステル(E)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(E)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(E)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
ポリエステル(E)および、ポリエステル(E)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(E)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(E)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
実施例5:
ポリエステル(C)および、ポリエステル(B)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(B)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(C)を中間層とした。表層と中間層の吐出量比を2:121:2の割合でTダイより共押出した。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
ポリエステル(C)および、ポリエステル(B)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(B)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(C)を中間層とした。表層と中間層の吐出量比を2:121:2の割合でTダイより共押出した。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
比較例1:
ポリエステル(D)および、ポリエステル(D)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(D)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(D)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
ポリエステル(D)および、ポリエステル(D)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(D)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(D)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
比較例2:
ポリエステル(A)および、ポリエステル(A)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(A)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(A)を中間層とした。また、縦方向の延伸倍率を3.0倍とし、横方向の延伸倍率を3.6倍とし、熱固定温度を239℃としたほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。接着性改良のため、ΔPを低下させようとし、nαを高くしようと試みたがIVが高いため、延伸方向の配向がたかいため好ましい範囲にはならなかった。
ポリエステル(A)および、ポリエステル(A)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(A)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(A)を中間層とした。また、縦方向の延伸倍率を3.0倍とし、横方向の延伸倍率を3.6倍とし、熱固定温度を239℃としたほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。接着性改良のため、ΔPを低下させようとし、nαを高くしようと試みたがIVが高いため、延伸方向の配向がたかいため好ましい範囲にはならなかった。
比較例3:
ポリエステル(G)および、ポリエステル(G)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(G)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(A)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
ポリエステル(G)および、ポリエステル(G)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(G)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(A)を中間層とした。ほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。
比較例4:
ポリエステル(B)および、ポリエステル(B)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(B)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(B)を中間層とした。また、縦方向の延伸倍率を3.5倍とし、横方向の延伸倍率を4.2倍とし、熱固定温度を225℃としたほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。延伸処方により故意にΔP・nαを好ましい範囲とは異なるものを採取した。
ポリエステル(B)および、ポリエステル(B)とポリエステル(H)の重量比を88:12の割合でブレンドし、ポリエステル(B)とポリエステル(H)のブレンドを表層・ポリエステル(B)を中間層とした。また、縦方向の延伸倍率を3.5倍とし、横方向の延伸倍率を4.2倍とし、熱固定温度を225℃としたほかは実施例1と同様にして、厚み125μmのフィルムを得た。なお、塗布層は乾燥時の厚みが0.09μmとなるようにした。塗布層の配合については塗布剤1を用いた。得られたフィルムの諸物性を測定し、その結果を下記表2に示す。延伸処方により故意にΔP・nαを好ましい範囲とは異なるものを採取した。
本発明のフィルムは、例えば、光学用ハードコートフィルムや装飾用ハードコートフィルムとして好適に利用することができる。
Claims (1)
- 第三成分を0.5〜7.0モル%含有するポリエチレンテレフタレートからなるフィルムの少なくとも片面に塗布層を有する積層フィルムであり、当該積層フィルムの固有粘度が0.50〜0.76であり、厚み方向の屈折率nαが1.492以上であり、ヘーズが2.0%以下であることを特徴とする積層ポリエステルフィルム。
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-
2012
- 2012-10-11 JP JP2012226271A patent/JP2013129189A/ja active Pending
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