JP2014524849A - 寸法的に安定な多層ポリエステルフィルム - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、この多層を用いる方策には、ある一つの問題がある。ポリマーの大部分は、相互に非-相溶性であることが知られており、また十分な分子移動度が許容される条件下では(例えば、これらポリマーの融点以上の温度の下では)、自発的に相分離を引起す。結果として、様々なポリマー材料を由来とする複数の層を含む多層フィルム構造は、しばしば低い層間接着性を示し、また最小限の応力下で離層を起こし易い。非-類似のポリマー材料間の低い層間接着性の問題を克服するための、少なくとも2つの方策がある。
即ち、本発明によれば多層二軸配向フィルムが提供され、該多層二軸配向フィルムは、芳香族ポリエステル(a)を含有する第一の層(A)および230〜290℃なる範囲の融点を持つポリオレフィン(b)を含有する第二の層(B)および層(A)と層(B)との間の接着性中間層(C)を含み、ここで該ポリオレフィンはスチレンポリマーであり、該接着性中間層(C)は、無水物-変性エチレンコポリマーから選択されるタイ-層材料(c)を含み、該エチレンコポリマーにおいて、該コポリマー中に存在する無水物の割合は、該ポリマーの3.0質量%以下であり、かつ該エチレンコポリマーは、1種またはそれ以上のスチレン以外の追加のコモノマーを含む。
本発明の前記多層フィルムは、予想外のことに、高い離層抵抗と優れたフィルム性能との組合せを示す。
ここにおいて使用する用語「積層フィルム」とは、「多層フィルム」と同義語であるものとし、また任意の特定の製造方法を暗示するものではない。
好ましくは、前記ポリオレフィン(b)は、約230〜約280℃なる範囲、好ましくは約240〜約275℃なる範囲の融点を持つ。より低い融点において、得られる該二軸配向フィルムの耐熱性が、損なわれる可能性がある。
前記ポリオレフィンは、例えばポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリジメチルスチレン、およびポリブチルスチレンを包含する。これらの中で、耐熱性および機械的な諸特性の観点から、シンジオタクチック構造を持つスチレンポリマーが好ましい。
前記シンジオタクチックスチレンポリマーは、ポリスチレン、ポリ(アルキルスチレン)(例えば、ポリ(メチルスチレン)、ポリ(エチルスチレン)、ポリ(プロピルスチレン)およびポリ(ブチルスチレン))、並びにポリアリールスチレン(好ましくは、ポリ(フェニルスチレン))である。これらの中では、ポリスチレン、ポリ(m-メチルスチレン)、ポリ(p-メチルスチレン)、およびポリ(p-tert-ブチルスチレン)を、好ましい例として挙げることができる。
(ii) 好ましくは0〜約5%なる範囲、および好ましい一態様においては、約0.5%〜約2.5%なる範囲の質量%レベルのブテン;
(iii) 好ましくは0〜約15%なる範囲、および好ましい一態様においては、約5%〜約10%なる範囲の質量%レベルのメチル、エチル、プロピルまたはブチルエステル等のアクリレートエステル;
(iv) 0〜30%なる範囲、および好ましい一態様においては、約20%〜約30%なる範囲の質量%レベルの酢酸ビニル;および
(v) 好ましくは、約3.0%まで、好ましくは約0.1〜3.0%なる範囲、より好ましくは約2.5%以下、および典型的には約2.0%以下なる質量%レベルのマレイン酸無水物。
前記多層フィルムの隣接する層間に対する適切な接着度の付与と同様に、前記タイ-層は、またポリエステルおよび/またはポリオレフィン多層フィルムの製造において使用されるプロセス条件との相溶性を示す必要があり、またその結果として、適当な押出しおよび加工温度にて、適切な熱安定性およびレオロジーを持つ必要がある。例えば、該タイ-層熱可塑性材料は、好ましくは
(i) 約30℃〜約100℃なる範囲(好ましくは30℃〜70℃なる範囲)のビカー軟化温度を示し;および/または
(ii) 約4〜約10g/10分なる範囲のメルトフローインデックス(MFI)を呈し;および/または
(iii) 典型的には少なくとも約260℃、および典型的には約260℃〜約310℃なる範囲にある、前記適切な押出しおよび加工温度にて、十分に熱的に安定であり、
また好ましくは、少なくとも前記ビカー軟化温度およびMFI特性を呈し、より好ましくは前記3つの諸特性の全てを呈する。
前記タイ-層材料(c)は、前記ポリエステルおよびポリオレフィンよりも実質的に低い融点を示し、しかも加工および製造期間に渡って熱的な安定性を維持することができるものであり得る。
前記二軸配向フィルムにおいて、前記フィルム層(B)は前記ポリオレフィン(b)を含み、また本発明の目的を害することのないような範囲で、もう一つの樹脂と混合し、またはこれと共重合することができる。1層のフィルム層(B)における該ポリオレフィン(b)の含有率は、該フィルム層(B)の質量を基準として、好ましくは90質量%またはそれ以上、およびより好ましくは95質量%またはそれ以上である。
(i) 1層のフィルム層(A)が、前記中間フィルム層(C)の存在により、前記フィルム層(B)の一方の表面に積層されている、3-層構成;
(ii) 前記フィルム層(A)が、全体で2層のフィルム(C)からなる中間層によって、1層のフィルム層(B)の両面に対して積層されている、5-層構成;および
(iii) 1層のフィルム層(A)および1層のフィルム層(B)が、中間フィルム層(C)の使用により積層されて、全体で7または9またはそれ以上の層、および一態様においては、9または13またはそれ以上の層、および一態様においては、13またはそれ以上の層からなるスタックを生成している、多層構造。該層数の上限には、特別な制限はないが、その製造工程の複雑さを減じるために、該層数の上限は、好ましくは51層以下、より好ましくは25層以下である。該フィルム層(A)および該フィルム層(B)は、好ましくはこれらの間に該フィルム(C)からなる中間層を介して交互に配列されており、即ち該層配列が[…ACBCACBCA…]となるように交互配列されている。
少なくとも5層を持つ多層フィルム、例えば前記5-層スタック(ii)および前記多層スタック(iii)の場合においては、該フィルム積層体の外側層が、フィルム層(A)であることが好ましく、この構成は、該耐カール性に対する更なる改善をもたらす。
本発明の二軸配向フィルムは、その具体例として上記多層フィルムを含み、該多層フィルムは、その層構造において5層を含み、該多層フィルムにおいて、そのポリエステル層(A)は、全体で2層の接着性中間層(C)によって、そのポリオレフィン層(B)の両面に積層されている。該二軸配向積層体フィルムの全厚みは約6μmであり、その層(C)は、全体として0.8μm(各々0.4μmの2つの層)を占め、該ポリエステル層(A)は、4.2μmを占め(各々2.1μmを持つ2つの層)および該ポリオレフィン層(B)は1.0μmを占める。
前記不活性粒子は、好ましくは前記フィルムの全質量を基準として、約0.01〜約10質量%なる範囲の量で含まれる。特に前記二軸配向フィルムが、磁気記録媒体において使用される場合、該不活性粒子は、前記平滑または平坦な表面側の表面層中には存在せず、あるいは存在する場合においては、該不活性粒子の量は、該平滑または平坦な表面側の表面を形成する該フィルム層の質量を基準として、多くとも0.5質量%、好ましくは多くとも0.4質量%、およびより好ましくは多くとも0.3質量%である。他方、前記粗い表面側の該表面層については、好ましくは該不活性粒子は、該粗面を形成するフィルム層の質量を基準として、約0.01〜約1.0質量%なる範囲、好ましくは約0.03〜約0.8質量%なる範囲および特に好ましくは約0.05〜約0.6質量%なる範囲の量で存在することが好ましい。
更に、前記フィルムへの前記被覆剤の塗布工程中に、清浄な雰囲気内での塗布、即ち前記フィルム形成段階における塗布が好ましく、これは、該フィルムに対する該被覆剤の接着性を改善する。通常の塗布段階中、即ち二軸延伸処理後の該フィルム製造段階とは異なる段階においてヒート-セットフィルムに対塗布する場合には、望ましからぬ汚れや埃が、該塗膜層に組込まれる傾向がある。
任意の公知の塗布法を使用することができ、例えばロール塗布法、グラビア塗布法、ローラーブラシ塗布法(roll brushing method)、吹付け塗布法、エアーナイフ塗布法、浸漬法、カーテン塗工法を、単独でまたは組合せて使用することができる。
更に、塗布層を設ける場合においては、所定の塗布溶液を、上記の未延伸フィルムまたは一軸方向に延伸されたフィルムの一表面または両面に塗布することが好ましい。
本発明は、更にここに記載された二軸配向フィルムを含むエレクトロニクスまたはオプト-エレクトロニクスデバイス、特にエレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイデバイス(特に有機発光ディスプレイ(OLED)デバイス)、電気泳動ディスプレイ(e-ペーパー)、光起電力(PV)電池および半導体デバイス(例えば、一般的には有機電界効果型トランジスタ、薄膜トランジスタおよび積層回路)、特にフレキシブルなこのようなデバイス等のエレクトロニクスまたはオプト-エレクトロニクスデバイスをも提供する。
(1) 融点、ガラス転移点
典型的には、10mgの芳香族ポリエステル(a)、ポリオレフィン(b)または接着性材料(c)を、測定のために使用するアルミニウム製のパン内に封止し、このパンを、示差走査熱量計DSC 2920(TAインスツルメンツ社(TA instruments Co.)製)を使用して、25〜300℃なる温度範囲に渡り、昇温速度20℃/分にて加熱して、各融点(該芳香族ポリエステル(a)の融点=Tma;該ポリオレフィン(b)の融点=Tmb;および該接着性材料の融点=Tmc)、およびガラス転移点(該芳香族ポリエステル(a)のガラス転移点=Tga;該ポリオレフィン(b)のガラス転移点=Tgb;および該接着性材料のガラス転移点=Tgc)を測定した。
公開された工業的文献において利用し得る場合には、前記接着性材料のメルトフローインデックス(MFI)(ASTM 1238D)、ビカー軟化点(ASTM 1525D)、融点Tmおよびガラス転移点Tg(DSC)を、特徴付けおよび比較のために書留めた。メルトフローインデックスは、典型的には2.16kgなるサンプルサイズについて、190℃にて測定し、また特に述べない限り、ここにおいては、これらの測定条件に対して特定される。メルトフローインデックスは、またメルトインデックスまたは溶融流量とも呼ばれる。
フィルムサンプルを、該フィルムの幅方向が、測定方向に沿うように、15mm(長さ)および5mm(幅)なるサイズに裁断し、シンクリコー社(Shinku Riko Inc.)により製造され、30℃、一定の湿度30%RHなる大気中および窒素雰囲気中で湿度70%RHに維持されている装置TMA 3000内に取付け、この場合には、以下の式(1)に従って湿度膨張係数を算出するために、該検体の長さを測定する。測定方向は、検体の長手方向に沿った方向であり、また測定は10個の該検体について行い、その平均値をαhとして定義する。ここで該αhは、以下の式で定義される:
αh = (L70 - L30) / (L30 x ΔH) …… (1)
ここで、各記号は以下の通りである:
L30 = 30%RHにおける検体の長さ(mm)
L70 = 70%RHにおける検体の長さ(mm)
ΔH = 40 (=70-30)%RH
フィルムサンプルを、該フィルムの幅方向が、測定方向に沿うように、15mm(長さ)および5mm(幅)なるサイズに裁断し、シンクリコー社(Shinku Riko Inc.)により製造された装置TMA 3000内に取付け、窒素雰囲気(0%RH)内で、60℃にて30分間の前処理に掛け、次いで該温度を室温まで下げる。次に、該温度を、25℃から70℃まで、昇温速度2℃/分にて高め、各温度における該検体の長さを測定し、またその温度膨張係数(αt)を、以下に記載する式(2)に従って計算する。測定方向は、該検体の長手方向に沿った方向であり、また測定は10個の該検体について行い、その平均値を使用する。
αt = { (L60 - L40) / (L40 x ΔT) } + 0.5 x 10-6 … (2)
ここで、各記号は以下の通りである:
L40 = 40°Cにおける検体の長さ(mm)
L60 = 60°Cにおける検体の長さ(mm)
Δ T = 20 (=60-40) °C
0.5 x 10-6 = 石英ガラスの温度膨張係数
フィルム検体を、10mm(幅)および15mm(長さ)なる寸法に裁断し、100mmなるチャック間距離を持つインストロン(Instron)型の万能式引張試験機を用いて、10mm/分なる撓みおよびチャート速度500mm/分にて歪を与え、該検体のヤング率を、負荷対伸びについて、得られたカーブの立上がり部分における正接から計算する。その測定方向は、該検体の長手方向に沿った方向であり、またこのテストを10片の検体について繰返して平均値を得た。
極限粘度(dL/gなる単位での)は、ASTM D5225-98(2003)に従って、ビスコテックY-501C相対粘度計[ViscotekTM Y-501C Relative Viscometer (例えば、Hitchcock, Hammons & YauのAmerican Laboratory (1994年8月)における「今日の粘度法のための二重-キャピラリー法(The dual-capillary method for modern-day viscometry)」を参照のこと)]で、ポリエステルの0.5質量%o-クロロフェノール溶液を用い、25℃にて、ビルメイヤー一点測定法を利用して、溶液粘度法によって測定し、以下の式に従って極限粘度を算出する:
η = 0.25ηred + 0.75(ln ηrel)/c
ここで、ηは極限粘度(単位:dL/g)であり;ηrelは相対粘度であり;cは濃度(単位:g/dL)であり;またηredは、換算粘度(単位:dL/g)であり、これは(ηrel-1)/c(同様にηsp/cとしても表示され、ここでηspは比粘度を表す)と等価である。
積層体フィルムを三角形状に裁断し、埋設カプセル内に固定し、次いでエポキシ樹脂を用い、そこに埋め込む。これを、該フィルムの形成方向と平行な方向およびその厚みの方向に、ミクロトーム[ウルトラカット-S(ULTRACUT-S)]を用いて厚み50nmなる薄片に切断する。次いで、該薄片を、加速電圧1,000kVにて透過型の電子顕微鏡を用いて観測し、10,000〜100,000Xなる倍率にて撮像し、該フィルムを構成する各層の厚みを、記録された顕微鏡写真から測定した。
この剥離抵抗は、以下の別々の3つの方法で評価した:
i) 手作業で、剥離させ、剥離を引起すに要する力を順位付けすることによる方法。この格付けは、剥離強さが殆どないことを示す「極めて低い」、低い、普通、良好および極めて良好なる順序に従った。「極めて良好」とは、離層または剥離に優先して、個々のポリマー層の破壊が生じることを意味した。該格付けの範囲は、主として本明細書における実施例1〜27に対して使用したが、その後に、これが、接着強さの約0(極めて低い)〜約2N/mmまたはそれ以上(極めて良好)なる範囲と相関関係を持つことを見出した。
a:層間の接着性は満足なものであり、剥離した領域は全く存在しない;
b:層間の接着性は低いものであり、20%未満の剥離面積を持つ;
c:層間の接着性は極めて低く、20%を越える剥離面積を持つ。
上首尾で加工できかつ高性能のフィルムを生成し得る、前記ポリマー材料の能力について、前記流延フィルムのタイ-層材料を、主にその表面性能について検査することにより評価した。2-層同時押出しフィルムの実施例を作成したが、該フィルムにおいて、該同時押出しされた層は、前記接着性材料を含み、またその主な層は芳香族ポリエステル(a)またはポリオレフィン(b)を含んでいた。検査した場合に、該同時押出し層が該フィルムの幅全体に渡り厚みの等しいプロフィール、均質なコンシステンシーおよび平滑な表面性能を示す場合には、このフィルムは、「良好」なものとして各付けされた。「普通」なる評価は、あまり完璧とは言えない特徴を示すが、依然として該フィルムの幅全体に渡り大体において拡がっており、該材料の大部分において幾分かの不均一性を示し、また平滑であるが不規則な表面特性を示す、同様な同時押出し層に対して使用された。最後に、「低い」なる記載は、該タイ-層材料が、該同時押出しフィルムの全幅に渡り堆積されておらず、該材料が明らかに不均一であり、また例えば該材料のメルトまたは他の副反応に起因するガス抜けの結果として、その表面が著しく破壊されている場合の、該フィルムの性能を説明するために使用した。
ヒューレット-パッカード社(Hewlett-Packard Co.)製の駆動装置LTO1を用いて、10℃および10%RHなる温度および湿度において記録を行った後、本発明のフィルムから作成した磁気的に被覆されたテープを、30℃および80%RHなる温度および湿度の下で、該装置を再度運転し、該温度および湿度における変化による、該磁気テープの磁気ヘッドに対するトラックのズレの幅を測定した。該ズレ幅に関して、より小さなその絶対値が、より良好な性能を意味する。
中心線表面平均粗さ(WRa)は、ワイコ社(WYKO Co.)により製造されている非-接触式3-次元粗さ測定器(NT-2000)を使用し、測定因子(measuring factor)25、測定面積246.6μmx187.5μm(0.0462mm2)なる条件下で、以下に記載する式(3)に従って、該粗さ測定器に組込まれた表面分析ソフトウエアにより測定する。測定は、10回に渡り繰返し、その平均値を使用する。
ここにおいて、
であり、Zjkは、測定方向(246.6μm)およびこれに直交する方向(187.5μm)を、夫々MおよびN個に分割した場合の、j番目とk番目の位置における三次元粗さチャートにおける高さである。
測定は、シマズセイサクショ社(Shimadzu Seisakusho Co.)により製造されたCP-50タイプセントリヒューガルサイズアナライザ(CP-50 type Centrifugal Particle Size Analyzer)を用いて行った。各粒子の粒径に関する累積カーブおよび得られた遠心沈降カーブに基いて計算された該粒子の存在量から、50質量%に相当する粒径を読取り、またその値を、平均粒径として定義する。
(13) 熱安定性
スタントンサーモグラビメトリックアナライザ(Stanton Thermogravimetric Analyser)[モデルSTA 1500A]を用いて、白金製パン内の質量20mgの検体を、20℃〜300℃なる温度範囲に渡り、10℃/分なる昇温速度にて加熱し、次いで3.5℃/分なる昇温速度にて310℃まで加熱し、次にこの検体を、乾燥窒素雰囲気下で、310℃にて10分間なる期間に渡り維持した。
ポリエステル1:
芳香族ポリエステルとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)を、以下のようにして調製した:ジメチルテレフタレートおよびエチレングリコールに対して、定法で酢酸マンガンの存在下でエステル交換反応を行った後、トリエチルホスホノアセテートを添加した。次いで、三酸化アンチモンを添加し、また重縮合を行って、極限粘度0.62を有するPET樹脂を得た。
ポリエステル2:
更なる芳香族ポリエステルとしてポリエチレン-2,6-ナフタレン(PEN)を、以下のようにして調製した:ジメチルナフタレン-2,6-ジカルボキシレートおよびエチレングリコールに対して、定法で酢酸マンガンの存在下でエステル交換反応を行った後、トリエチルホスホノアセテートを添加した。次いで、三酸化アンチモンを添加し、また重縮合を行って、極限粘度0.67を有するPEN樹脂を得た。
更なる芳香族ポリエステルとしてポリエチレン-2,6-ナフタレン(PEN)を、以下のようにして調製した:ジメチルナフタレン-2,6-ジカルボキシレートおよびエチレングリコールに対して、定法で酢酸マンガンの存在下でエステル交換反応を行った後、トリエチルホスホノアセテートを添加した。次いで、三酸化アンチモンを添加し、また重縮合を行って、極限粘度0.58を有するPEN樹脂を得た。
以下の実施例1〜27は、特許請求された本発明による多層フィルムの例ではない。
2層を含むフィルムを、標準的な溶融同時押出し装置を用いて押出し、流延させた。該同時押出し装置は、ポリマーメルトの別々の供給材料を、標準的な同時押出しブロックまたはこれらポリマーメルトの流れを結合する接続部に供給する、二機の独立に動作する押出機を用いて組み立てた。その後、該メルトは簡単で平坦なフィルム押出しダイに輸送される。該ダイは、該メルトカーテンを流延させ、また回転している冷却された金属ドラム上で、該カーテンを所定温度まで急冷した。その一つの層は、PETポリエステル1を含む。これを275℃という設定加工温度にて該共通のダイから押出しかつ流延した。その第二の同時押出し層は材料バイネル(Bynel)21E533(同様なグレードのものが、バイネル(Bynel)21 E830として入手できる)を含んでいた。このバイネル材料を、押出機温度260℃にて加工し、また最終的に275℃にて該同時押出しダイから流延させた。このキャストフィルムを、約1.8m/分なる作業速度にて集めたが、これはその幅においてはおよそ150mmであった。該フィルムの全体としての厚みは、約550μmであり、そのPET層の厚みは約400μmであり、かつ該バイネル接着層の厚みは約150μmであった。
これら各実施例においては、フィルムを前記実施例1において記載したように製造したが、前記材料バイネル(Bynel)21E533を、夫々以下に列挙する材料に代えた:バイネル(Bynel) 41E865;バイネル3861;ロタデール(Lotader)AX 8900;ロタデール3210;ロタデール4210;クラトン(Kraton)FG1901X;クラトン1924X;ヌクレル(Nucrel)0908HS;およびアドマー(Admer)SE810。ロタデールグレードの材料は、アルケマケミカル社(Arkema Chemical Company)によって供給された。クラトングレードの材料は、クラトンポリマーズ社(Kraton Polymers Company)によって供給された。バイネルおよびヌクレルグレードの材料は、E.I.デュポンドゥネモアーズ(DuPont de Nemours)社によって供給された。アドマーグレードの材料は、ザミツビシケミカル社(the Mitsubishi Chemical Company)によって供給された。
フィルムを前記実施例1において記載したように製造したが、前記芳香族ポリエステルを、PENポリエステル2に代えた。このPEN材料を、285℃という設定加工温度にて前記共通のダイから押出しかつ流延した。バイネル(Bynel)21E533からなる第二の同時押出し層は、押出機温度260℃にて加工し、また最終的に285℃にて該同時押出しダイから流延した。このキャストフィルムを、実施例1における条件と同様な条件下で集め、同様な寸法となるように、即ち該フィルムの全厚みが550μmであり、そのPEN層の厚みが約400μmでかつそのバイネル接着層の厚みが約150μmとなるように加工した。
これら各実施例においては、フィルムを前記実施例11において記載したように製造したが、前記材料バイネル21E533を、夫々以下に列挙する材料に代えた:バイネル41E865;バイネル3861;ロタデールAX 8900;ロタデール3210;ロタデール4210;クラトンFG1901X;およびアドマーSE810。
実施例19
フィルムを前記実施例1において記載したように製造したが、前記材料PETを、炭化水素ポリマーであるシンジオタクチックポリスチレン(sPS)に代えた。本実施例においては、該sPS材料を300℃という設定加工温度にて前記共通のダイから押出しかつ流延した。バイネル21E533からなる第二の同時押出し層は、押出機温度275℃にて加工し、また最終的に300℃にて該同時押出しダイから流延させた。このキャストフィルムを、実施例1における条件と同様な条件下で集め、同様な寸法となるように加工した。
これら各実施例においては、フィルムを前記実施例19において記載したように製造したが、前記材料バイネル21E533を、夫々以下に列挙する材料に代えた:バイネル41 E865;バイネル3861;ロタデールAX 8900;ロタデール3210;ロタデール4210;クラトンFG1901X;クラトン1924X;およびアドマーSE810。
以下の表1は、(i) 前記2層による剥離抵抗のレベル、および(ii) 標準的なフィルム形成条件下で流延されたこれらフィルム層の性能に関して、上記実施例1〜27の同時押出しフィルムを特徴付けしたものである。
以下の表2は、実施例1〜27における同時押出し層2の組成を説明するものである。
表1:二層同時押出しフィルム
コポル(Copol):共重合により該当ポリマー主鎖中に組込まれた;
グラフト:コポリマーの後処理によって、該当ポリマー主鎖上に組込まれた;
*:25%酢酸ビニル;**:260℃以上で分解;***:5kgのサンプルサイズについて、230℃にて測定;****:エチレン成分は、エチレンとブチレンコモノマーとの混合物である。
しかし、多層フィルムの隣接する層間に適切な接着度を付与すると共に、タイ-層は、また該フィルムの製造において使用するプロセス条件との適合性を示す必要があり、またその結果として押出し温度および加工温度にて適当な熱安定性およびレオロジー性を持つ必要がある。
本発明の範囲内にある表1に記載の接着性層材料は、バイネル(Bynel)21E533、バイネル21E830、バイネル3861およびアドマー(Admer)SE810である。これら接着性材料が、剥離抵抗およびフィルム性能両者に関して普通または良好なレベルまで、ポリエステルおよび炭化水素物質両者に対してその機能を果たすことは、予想外のことである。
これらの材料は、ここに記載したテスト法に従って、その熱安定性についてテストされた。また、その結果は以下の表3に示されている。
以下のような更なる実験を行った:
コントロール実施例1および2
2-層同時押出しフィルムを、実施例19において記載したように製造した。但し、実施例19において使用した材料バイネル21E533を、PETポリエステル1とアドマーSE810との物理的混合物によって置換えた。コントロール実施例1においては、該混合物における比を、夫々9:1(wt/wt)とし、またコントロール実施例2においては、この比を夫々8:2とした。
2-層同時押出しフィルムを、実施例19において記載したように製造した。但し、その第一層は、PETポリエステル1とアドマーSE810との物理的混合物(夫々、8:2(wt/wt)なる混合比)を含み、かつその第二の同時押出し層は、オレフィン系材料(sPS)とアドマーSE810との物理的混合物(夫々、8:2(wt/wt)なる混合比)を含んでいた。
コントロール実施例4
2-層同時押出しフィルムを、実施例3において記載したように製造した。但し、その第一層は、PETポリエステル1とバイネル21E533との物理的混合物(夫々、8:2(wt/wt)なる混合比)を含み、かつその第二の同時押出し層は、オレフィン系材料(sPS)とバイネル21E533との物理的混合物(夫々、8:2(wt/wt)なる混合比)を含んでいた。
以下の表4は、上記コントロール実施例1〜4の同時押出しフィルムを、該フィルムの剥離抵抗および標準的なフィルム-形成条件下で流延された該フィルム層の性能に関して特徴付けしたものである。
3層のポリマー材料を含むフィルムを、標準的なメルト同時押出し装置を用いて押出しかつ流延させた。該同時押出し装置は、ポリマーメルトの別々の供給材料を、標準的な同時押出しブロックまたはこれらメルトの流れが併合される接続部に供給する、3つの独立に動作する押出機を用いて組み立てた。その後、該メルトを、簡単で平坦なフィルム押出しダイに搬送した。該ダイは該メルトカーテンを流延し、また回転する冷却金属ドラム上で、該メルトの温度を急激に低下させた。その一つの層は、前記PENポリエステル2を含んでいた。その第二の同時押出し層は、前記材料バイネル21E533を含み、またその第三の層は、シンジオタクチックポリスチレン(sPS;イデミツケミカル(Idemitsu Chemical)社製)を含んでいた。該同時押出し構造は、中間層がバイネル21E533を含むように設計された。該冷却された金属流延ドラムから該フィルムを集めた後、これを再度加熱し、また更に前方即ち縦方向に(延伸比x3まで)、また側方即ち横方向に(延伸比x4まで)延伸することにより処理した。該フィルムの厚みは、20-25μmまで低下された。またこの工程を、熱-硬化処理、即ち該二軸延伸フィルムを高温度まで加熱して、該ポリエステルおよびsPS層の更なる結晶化を誘発させることによって完結させた。該最終的な熱硬化段階は、220℃なるオーブン温度にて行った。
フィルムを実施例28において記載の如く製造した。但し、実施例28におけるバイネル21E533をアドマーSE810に代え、またここでは、該フィルムを、前進方向に延伸比x3まで、かつ側方に延伸比x5.5まで延伸した。
実施例30-35
フィルムを実施例29において記載の如く製造した。但し、該フィルムを構成する層の相対的な厚みを変えた。ここで該厚みの変更は、該3つの押出し装置の相対的な押出量を調節することにより達成した。
5層のポリマー材料を含むフィルムを、マルチ-マニホルドダイ装置と結合した標準的なメルト同時押出し装置を用いて押出しかつ流延させた。該押出し装置全体は、ポリマーメルトの別々の供給材料を、標準的な同時押出しブロックまたはこれらメルトの流れが併合される接続部に供給する、2つの独立に動作する押出機を接続することによって組み立てた。該同時押出しメルトの併合に先立って、メルトの一つの流れを分割し、3つの別々の流れを含む一つの共通のメルトチャンネルを与える、該接続部の2つの入口に供給した。その後、該メルトを、マルチ-マニホルドダイ-リップ装置を備えた、簡単で平坦なフィルム押出しダイに搬送した。これにより、更なる独立に動作する押出機を用いて放出される第三のメルト流が、該ダイ-本体からの複合メルト流の何れかの側において導入された。最終的なメルトカーテン(かくして、5層の異なるポリマーメルト材料の層が含まれる)を流延し、また回転する冷却金属ドラム上で、該メルトの温度を急激に低下させた。該流延フィルムは、ACBCAなる構造を有していた。ここにおいて、AはPENであり、BはsPAであり、またCはアドマーSE810である。該冷却された金属流延ドラムから該フィルムを集めた後、これを再度加熱し、また更に前方即ち縦方向(延伸比x3まで)および側方即ち横方向(延伸比x5.25まで)に延伸することにより処理した。該フィルムの厚みは、20μmまで低下された。また、該二軸延伸フィルムを、220℃なる温度にて熱-硬化処理することにより、この工程を完結させた。
フィルムを実施例36において記載の如く製造した。但し、該フィルムの層の相対的な厚みは異なっており、ここで該厚みの変更は、該3つの押出し装置の相対的な押出量を調節することにより達成した。
実施例40
フィルムを実施例36において記載の如く製造した。但し、該フィルムを、前進方向に延伸比x3まで、かつ側方に延伸比x2.9まで延伸した。
実施例41
フィルムを実施例36において記載の如く製造した。但し、実施例36で使用したアドマーSE810を、バイネル21E533に代え、またここでは、該フィルムを、前進方向に延伸比x3まで、かつ側方に延伸比x3.2まで延伸した。
フィルムを実施例41において記載の如く製造した。但し、該フィルムを構成する層の相対的な厚みは異なっていた。ここで該厚みの変更は、該3つの押出し装置の相対的な押出量を調節することにより達成し、またここで該フィルムは、延伸比約x3およびx5まで二軸延伸処理された。
実施例49
フィルムを実施例36において記載の如く製造した。但し、ここでは実施例36のアドマーSE810を、バイネル21E830に代え、またここでは、該フィルムを、前進方向に延伸比x3まで、かつ側方に延伸比x5.5まで延伸した。
実施例50-54
フィルムを実施例49において記載の如く製造した。但し、該フィルムを構成する層の相対的な厚みは異なっていた。ここで該厚みの変更は、該3つの押出し装置の相対的な押出量を調節することにより達成し、またここではその際の押出し比をも、以下の表5に従って調節した。
上記離層/剥離テスト中に、前記タイ-層と前記sPS層との間の境界において破損が発生し、また接着(剥離)強さが、該タイ-層の観測された厚みの関数として変動することが観測された。表5のデータは、従って以下のことを明らかにしている:
(i) ポリエステルおよびポリオレフィン両者に対して接着性を与える上で予想外に効果的なものとして、(実施例1〜27において)特定された前記タイ-層材料は、二軸配向され、また熱により結晶化されているこのような材料の層間にも同様に効果的な接着性をもたらし、および
(ii) 二軸方向に延伸されているこのような材料からなる層間の接着強さは、該タイ-層の厚みと関連している。
Claims (40)
- 芳香族ポリエステル(a)を含有する第一の層(A)および230〜290℃なる範囲の融点を持つポリオレフィン(b)を含有する第二の層(B)および層(A)と層(B)との間の接着性中間層(C)を含み、該ポリオレフィンがスチレンポリマーであり、該接着性中間層(C)が、無水物-変性エチレンコポリマーから選択されるタイ-層材料(c)を含み、該エチレンコポリマーにおいて、該コポリマー中に存在する無水物の割合が、該ポリマーの3.0質量%以下であり、かつ該エチレンコポリマーが、1種またはそれ以上の、スチレン以外の追加のコモノマーを含むことを特徴とする、多層二軸延伸フィルム。
- 前記1種またはそれ以上のコモノマーが、ビニル芳香族化合物以外のコモノマーから選択される、請求項1記載のフィルム。
- 前記無水物が、マレイン酸無水物である、請求項1または2記載のフィルム。
- 前記無水物が、前記コポリマー主鎖上にグラフトされている、請求項1〜3の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記無水物が、前記コポリマー中に、該コポリマーの2.5質量%以下の量で存在する、請求項1〜4の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記無水物-変性エチレンコポリマーが、40%〜95%なる範囲の質量%レベルでエチレンを含む、請求項1〜5の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記無水物-変性エチレンコポリマーが、1種またはそれ以上の、以下に列挙するコモノマー:
(i) 好ましくは0〜40%なる範囲の質量%レベルの量のプロピレン;
(ii) 好ましくは0〜5%なる範囲の質量%レベルの量のブテン;
(iii) 好ましくは0〜15%なる範囲の質量%レベルの量のメチル、エチル、プロピルまたはブチルエステルとしてのアクリレートエステル;
(iv) 好ましくは0〜30%なる範囲の質量%レベルの量の酢酸ビニル;および
(v) 3%までの質量%レベルの量のマレイン酸無水物、
を更に含む、請求項1〜6の何れか1項に記載のフィルム。 - 前記無水物-変性エチレンコポリマーが、無水物-変性エチレンアクリレートポリマー樹脂である、請求項1〜7の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記エチレン単位が、90〜95質量%なる範囲の量で存在し、前記アクリレート単位が、5〜10質量%なる範囲の量で存在し、かつ前記無水物単位が、0.1〜2質量%なる範囲の量で存在する、請求項8記載のフィルム。
- 前記無水物-変性エチレンコポリマーが、無水物-変性エチレン酢酸ビニルコポリマーである、請求項1〜7の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記エチレン単位が、70〜80質量%なる範囲の量で存在し、前記酢酸ビニル単位が、20〜30質量%なる範囲の量で存在し、かつ前記無水物単位が、0.1〜2質量%なる範囲の量で存在する、請求項10記載のフィルム。
- 前記無水物-変性エチレンコポリマーが、1種またはそれ以上の追加の、好ましくはプロピレンおよびブテンから選択されるアルケンモノマー繰返し単位を含み、また好ましくはプロピレンおよびブテン両者が、該コポリマー中に存在する、請求項1〜7の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記エチレン単位が、60〜80質量%なる範囲の量で存在し、前記1種またはそれ以上の追加のアルケンモノマー繰返し単位が、約20〜約40質量%なる範囲の量で存在し、該アルケンモノマー繰返し単位において、好ましくは前記プロピレン単位が、約30〜約40%なる範囲の量で存在し、かつ前記ブテン単位が、約0.5〜約2.5%なる範囲の量で存在し、また前記無水物単位が、0.1〜2質量%なる範囲の量で存在する、請求項12記載のフィルム。
- 前記無水物-変性エチレンコポリマーが、30〜70℃なる範囲の、ASTM D1525に従って測定されたビカー軟化温度、および/または4〜10g/10分なる範囲の、ASTM D1238に従って測定されたメルトフローインデックス(MFI)を示し、および/または窒素雰囲気下にて10分間なる期間に渡り、310℃にて等温加熱した場合に、5%以下の減量を示す、請求項1〜13の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記芳香族ポリエステル(a)が、ポリエチレン-2,6-ナフタレンジカルボキシレートである、請求項1〜14の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記ポリオレフィンがポリスチレン、ポリ(アルキルスチレン)およびポリ(アリールスチレン)から選択されるスチレンポリマーである、請求項1〜15の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記ポリオレフィンがポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリジメチルスチレンおよびポリブチルスチレンから選択される、請求項1〜15の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記ポリオレフィンが、シンジオタクチック構造を持つスチレンポリマーである、請求項1〜15の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記シンジオタクチックスチレンポリマーが、ポリスチレン、ポリ(アルキルスチレン)およびポリ(アリールスチレン)から選択される、請求項18記載のフィルム。
- 前記ポリ(アルキルスチレン)が、ポリ(メチルスチレン)、ポリ(エチルスチレン)、ポリ(プロピルスチレン)およびポリ(ブチルスチレン)から選択される、請求項19記載のフィルム。
- 前記ポリ(アリールスチレン)がポリ(フェニルスチレン)である、請求項19記載のフィルム。
- 前記シンジオタクチックスチレンポリマーがポリスチレン、ポリ(p-メチルスチレン)、ポリ(m-メチルスチレン)、およびポリ(p-tert-ブチルスチレン)から選択される、請求項19記載のフィルム。
- 前記ポリオレフィン(b)対全フィルム重量の質量比が、2〜60質量%なる範囲にある、請求項1〜22の何れか1項に記載のフィルム。
- 少なくとも1つの更なるポリエステル層、少なくとも1つの更なるポリオレフィン層、および少なくとも1つの更なる接着性中間層をも含み、ここで一層の接着性中間層が、任意の隣接するポリエステル層とポリオレフィン層との間に存在する、請求項1〜23の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記フィルムの層構造が、
(i) 層配列:ACBなる3-層構造;
(ii) 層配列:ACBCAなる5-層構造;および
(iii) 9または13またはそれ以上の層、および好ましくは51層以下、好ましくは25層以下を持つ多層構造、ここで層(A)および層(B)は、これらの層配列が[…ACBCACBCA…]となるように、これらの間にフィルム層(C)の中間層を含んで交互に配列されている、
から選択される、請求項1〜24の何れか1項に記載のフィルム。 - 少なくとも5層を持ち、その外側層が層(A)である、請求項1〜25の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記接着性中間層(C)またはその各々の厚みが、0.05μm〜2.5μmなる範囲、好ましくは0.1μm〜1.5μmなる範囲にある、請求項1〜26の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記全フィルムの厚みが、1〜10μmなる範囲にある、請求項1〜27の何れか1項に記載のフィルム。
- 層配列ACBCAを持つ5層を含み、前記フィルムの全厚みが、4〜6μmなる範囲にあり、かつ前記各層(C)の厚みが、約0.4〜約0.5μmなる範囲にあり、好ましくは該ポリエステル層(A)各々の厚みが、該ポリオレフィン層(B)の厚みの約2倍である、請求項1〜28の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記全フィルムの厚みが、約5〜約350μmなる範囲内にある、請求項1〜27の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記フィルムの横方向における湿度膨張係数が、0.1x10-6〜13x10-6%/RH%なる範囲にあり、および/または該フィルムの横方向における温度膨張係数が、-5x10-6〜15x10-6%/℃なる範囲にある、請求項1〜30の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記フィルムの横方向および縦方向両者におけるヤング率が、5GPaまたはそれ以上であり、また一態様において、これら両者の総和が、22GPa以下である、請求項1〜31の何れか1項に記載のフィルム。
- 前記フィルムの離層抵抗が、少なくとも約500mN/25mmである、請求項1〜32の何れか1項に記載のフィルム。
- 同時押出しされたフィルムである、請求項1〜33の何れか1項に記載のフィルム。
- 磁気記録媒体用の基材フィルムとして使用するのに適したものである、請求項1〜34の何れか1項に記載のフィルム。
- 請求項1〜34の何れか1項に記載のフィルム、およびその一方の面に設けられた磁性層を含むことを特徴とする、磁気記録媒体。
- LTO磁気記録媒体である、請求項36記載の磁気記録媒体。
- 請求項1〜34の何れか1項に記載のフィルムを含むことを特徴とする、エレクトロニクスまたはオプト-エレクトロニクスデバイス。
- エレクトロルミネッセンスディスプレイデバイス、電気泳動ディスプレイデバイス、光電池および半導体デバイスから選択される、請求項38記載のデバイス。
- 可撓性である、請求項38または39記載のデバイス。
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