JP2019099626A - 熱可塑性樹脂フィルムおよび積層体 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
現在、フラットディスプレイの代表と言えば、液晶ディスプレイ(以下、LCDとも言う)であるが、LCDとは異なる表示原理に基づくフラットディスプレイとして、有機EL、無機EL、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPとも言う)、ライトエミッティングダイオード表示装置(以下、LEDとも言う)、蛍光表示管表示装置(以下、VFDとも言う)、フィールドエミッションディスプレイ(以下、FEDとも言う)などの開発も活発に行われている。
すなわち、LCDは、受光型と呼ばれ、液晶は自身では発光することはなく、外光を透過、遮断する、いわゆるシャッターとして動作し、表示装置を構成する。このため光源を必要とし、一般に、バックライトが必要である。
これに対して自発光型は、装置自身が発光するため別光源が不要である。このような理由によって、自発光型のフラットディスプレイは、部品点数を減らし薄型化が可能となった。
特許文献2に開示された画面表示装置は、表示画面としての硬さや傷つき防止性は向上したものであるが、繰り返し折り畳みに関する要求を十分満足させることができたとは言えなかった。
本発明は、上記問題を解決し、耐屈曲性に優れた熱可塑性樹脂フィルムを提供することを目的とする。
すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
(1)少なくとも1方向に延伸された熱可塑性樹脂フィルムであって、
3mmの間隔で180°折り畳む屈曲試験を30万回繰り返し行った場合に、割れが生じないことを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム。
(2)ガラス転移温度が80℃以上であることを特徴とする(1)記載の熱可塑性樹脂フィルム。
(3)熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂であることを特徴とする(1)または(2)記載の熱可塑性樹脂フィルム。
(4)ポリアミド樹脂が半芳香族ポリアミド樹脂であることを特徴とする(3)記載の熱可塑性樹脂フィルム。
(5)厚さ25〜100μmの熱可塑性樹脂フィルムにおいて、JIS K7105に準じて測定されるヘイズ値が3%以下であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルム。
(6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムを用いた積層体。
(7)上記(6)記載の積層体を用いた画像表示装置。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、少なくとも1方向に延伸された熱可塑性樹脂フィルムである。
本発明のフィルムを構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であることが必要であり、これにより、フィルムは、成形が容易であり、加熱や加圧によって、屈曲部にヒンジや段付き等の附形加工が容易であり、また、屈曲に対する耐久性を高めることができる。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、3mmの間隔で180°折り畳む屈曲試験を30万回繰り返し行った場合に割れが生じないものであり、フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂であることが好ましく、半芳香族ポリアミド樹脂であることがより好ましい。半芳香族ポリアミド樹脂とは、脂肪族ジアミンと芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸;T、イソフタル酸;I、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸)を重縮合したものである。
炭素数が9である脂肪族ジアミンとしては、1,9−ノナンジアミンなどの直鎖状脂肪族ジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、4−メチル−1,8−オクタンジアミンなどの分岐鎖状脂肪族ジアミンなどを挙げることができる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。上記のなかでも、成形性の観点から、1,9−ノナンジアミンと2−メチル−1,8−オクタンジアミンを併用すること、あるいは1,9−ノナンジアミンを単独で使用することが好ましい。1,9−ノナンジアミンと2−メチル−1,8−オクタンジアミンとの共重合比(モル比)は、(1,9−ノナンジアミン)/(2−メチル−1,8−オクタンジアミン)=50/50〜100/0であることが好ましく、70/30〜100/0であることがより好ましく、75/25〜95/5であることがさらに好ましい。1,9−ノナンジアミンおよび2−メチル−1,8−オクタンジアミンを上記の割合で併用した、あるいは1,9−ノナンジアミンを単独で使用した半芳香族ポリアミド樹脂は、耐熱性、低吸水性に優れたフィルムとすることができる。
中でも、反応性、および封止された末端基の安定性などの点から、モノカルボン酸またはモノアミンが好ましい。また、取扱いの容易さなどの点からモノカルボン酸がより好ましい。モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸などが挙げられる。
末端封止剤の使用量は、用いられる末端封止剤の反応性、沸点、反応装置、反応条件などによって適宜に選択することができる。末端封止剤の使用量としては、分子量の調整や樹脂の分解抑制の観点から、ジカルボン酸成分とジアミン成分の総モル数、またジカルボン酸成分とジオール成分の総モル数に対して、0.1〜15モル%が好ましい。
本発明に用いる熱可塑性樹脂は、上記のような末端封止剤により分子鎖の末端基が封止されていることが好ましい。末端基の全量に対する末端封止されている末端基量の割合は、10モル%以上が好ましく、40モル%以上がより好ましく、70モル%以上がさらに好ましい。封止されている末端基量の割合を10モル%以上とすることで、溶融成形時における樹脂の分解や、縮合が進行することによる分子量の増加を抑制することができる。また、樹脂の分解による気泡の発生が抑制されるため、熱可塑性樹脂から得られるフィルムの外観を優れたものとすることができる。
半芳香族ポリアミド樹脂は、結晶性ポリアミド樹脂を製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。例えば、酸クロライドとジアミン成分とを原料とする溶液重合法または界面重合法、あるいはジカルボン酸成分とジアミン成分とを原料としてプレポリマーを作製し、該プレポリマーを溶融重合または固相重合により高分子量化する方法などが挙げられる。
次に、本発明の熱可塑性樹脂フィルムについて説明する。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、3mmの間隔で180°折り畳む屈曲試験を30万回繰り返し行った場合に、割れが生じないことが必要であり、割れが生じない折り畳み回数は、60万回であることが好ましい。上記割れとは、熱可塑性樹脂フィルム自体の破断割れや、熱可塑性樹脂フィルムに積層したハードコート層の割れのことをいう。熱可塑性樹脂フィルムは、この試験を30万回繰り返し行った場合に、割れが生じると、折り畳み可能な画像表示装置において、FPCの基材フィルムやカバーレイフィルムとして、長期の使用に耐えることができない。
延伸されていないフィルムは、強靭性に劣る傾向にあり、フィルムは、延伸することにより、耐屈曲性、耐衝撃性、低吸水性、耐薬品性、耐熱性、力学的特性を向上させることができる。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、このような特性を有することで、画像表示装置で用いる積層体において、耐久性を有する。特に有機OLED等、薄型の画像表示装置において、画像表示装置そのものを曲げたり、折り曲げたり、折り畳んだりして様々に変形しても、画像表示装置に割れが生じないものとすることができる。
粒子としては、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウムなどの無機粒子、アクリル系樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子などの有機系微粒子が挙げられる。
粒子の平均粒径は、摩擦特性、光学特性など、要求特性に応じて適宜選択することができるが、光学特性や平滑性の観点からは、0.01〜10μmであることが好ましく、0.05〜6μmであることがより好ましい。平均粒径が10μmよりも大きいと、粒子は脱落しやすくなることに加え、肉眼で認識できるサイズであるため、ディスプレイ用途の使用において、映像の鮮明さに影響を及ぼすことがある。一方、平均粒径が0.01μmよりも小さい粒子は、ウェブハンドリングに必要な滑り性を確保できず、また、再凝集して粗大粒子を形成しやすいため、好ましくない。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、製膜時の熱安定性を高め、フィルムの強度や伸度の劣化を防ぎ、使用時においても酸化や分解などに起因するフィルムの劣化を防止するため、熱安定剤を含有することが好ましい。熱安定剤としては、ヒンダードフェノール系熱安定剤、ヒンダードアミン系熱安定剤、リン系熱安定剤、イオウ系熱安定剤、二官能型熱安定剤などが挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性エラストマーを含有してもよい。熱可塑性樹脂フィルムが熱可塑性エラストマーを含有することで、繰り返し折り畳みに対する耐久性をさらに高めることができる。
熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの熱可塑性エラストマーは、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
中でもポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましい。ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ハードセグメントが熱可塑性高結晶性ポリオレフィンであるとともに、ソフトセグメントがエチレン−α−オレフィン系共重合体ゴムであるものが挙げられる。
また、本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、顔料、染料などの着色剤、着色防止剤、酸化防止剤、耐候性改良剤、難燃剤、可塑剤、離型剤、強化剤、改質剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、防曇剤、各種ポリマー樹脂などが挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムには、必要に応じて、その表面の接着性を向上させるための処理をほどこすことができる。接着性を向上させる方法としては、コロナ処理、プラズマ処理、酸処理、火炎処理などが挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、各種機能を有する層を積層して、積層体とすることができる。各種機能を有する層は、熱可塑性樹脂フィルムの片面もしくは両面に対し各種コーテョング層やラミネート層を設けることによって積層することができる。
コーティング剤としては、アミド系、ウレタン系、エステル系、オレフィン系などの接着用塗料、アクリル系、シランカップリング剤系などのハードコート用塗料、界面活性剤系、導電性高分子系、カーボン系、金属酸化物系などの帯電防止用塗料、シリコーン系、オレフィン系などの離型用塗料、ポリビニルアルコールやポリ塩化ビニリデンなどを含むガスバリア用塗料、ヒンダードアミン系、酸化亜鉛系などの紫外線吸収用塗料などが挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に、コーティング剤として上記接着用塗料を塗布して接着層を設ける場合、得られる積層体においても繰り返し折り畳みに対する耐久性が優れるように、ダイマー酸系ポリアミド樹脂と架橋剤とを含有する接着用塗料を使用することが好ましい。
ダイマー酸系ポリアミド樹脂は、ジカルボン酸成分としてダイマー酸をジカルボン酸成分全体の50モル%以上含有することが好ましく、60モル%以上含有することがより好ましく、70モル%以上含有することがさらに好ましい。ダイマー酸の割合が50モル%未満であると、ダイマー酸系ポリアミド樹脂の特性や効果を奏することが困難となる。
また、ダイマー酸系ポリアミド樹脂のジアミン成分としては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、m−キシレンジアミン、フェニレンジアミン、ジエチレントリアミン、ピペラジンなどを用いることができ、中でもエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、m−キシレンジアミン、ピペラジンが好ましい。
ダイマー酸系ポリアミド樹脂を重合する際に、上記ジカルボン酸成分とジアミン成分の仕込み比を変更することによって、樹脂の重合度または酸価もしくはアミン価を制御することが可能となる。
また、ダイマー酸系ポリアミド樹脂の酸価は、1〜20mgKOH/gであることが好ましく、1〜15mgKOH/gであることがより好ましく、3〜12mgKOH/gであることがさらに好ましく、3〜7mgKOH/gであることが最も好ましい。ダイマー酸系ポリアミド樹脂の酸価が1mgKOH/g未満では、接着層を形成するための接着層形成用の塗剤として、安定なものを得ることが困難になり、一方、20mgKOH/gを超えると、本来のダイマー酸系ポリアミド樹脂の良好な特性である接着層の耐薬品性が低下することがある。
なお、酸価とは、樹脂1g中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数で定義されるものである。一方、アミン価とは、樹脂1g中の塩基成分とモル当量となる水酸化カリウムのミリグラム数で表されるものである。いずれも、JIS K2501に記載の方法で測定される。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、前述のハードコート用塗料を塗布して、ハードコート層を積層することができる。ハードコート層を積層することで耐傷付き性等の性能を高めることができる。さらには基材として耐屈曲性に優れた熱可塑性樹脂フィルムを用いているので、ハードコート層を積層しても耐屈曲性に優れた積層体とすることができる。
熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層は、十分に密着性が高いことが好ましい。熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層は、密着性が不十分であると、積層体もしくは画像表示装置として繰り返し屈曲を行った際に、界面で剥離を生じ、その結果、熱可塑性樹脂フィルム本来の耐屈曲性が損なわれ、積層体もしくは画像表示装置が割れる懸念が高まる。
熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層の密着性を高めるには、熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層との間に、予め接着層を設けることが好ましい。接着層としては任意のものを用いることができるが、ハードコート層がアクリル系である場合、前述のダイマー酸ポリアミドを含有する接着層を設けることで、熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層の密着性を高めることができる。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、上記コーティング剤を塗布する以外に、金属またはその酸化物などの無機物、他種ポリマー、紙、織布、不織布、木材などを積層して積層体を形成してもよい。
無機物としては、例えば、アルミ、アルミナ、シリカなどが挙げられる。
他種ポリマーとしては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン/プロピレン共重合体(EPR)、エチレン/ブテン共重合体(EBR)、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン/酢酸ビニル共重合体鹸化物(EVOH)、エチレン/アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン/メタクリル酸共重合体(EMAA)、エチレン/アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン/メタクリル酸メチル共重合体(EMMA)、エチレン/アクリル酸エチル共重合体(EEA)などのポリオレフィン系樹脂、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、シス−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、エンドビシクロ−[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸などのカルボキシル基含有不飽和化合物およびその金属塩(Na、Zn、K、Ca、Mg)、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、エンドビシクロ−[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3ジカルボン酸無水物などの酸無水物基含有不飽和化合物、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジルなどのエポキシ基含有不飽和化合物などにより、カルボキシル基またはその金属塩、酸無水物基、エポキシ基などの官能基が導入された、上記のポリオレフィン系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、PET/PEI共重合体、ポリアリレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステルなどのポリエステル系樹脂、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシドなどのポリエーテル系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルスルホンなどのポリサルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリチオエーテルサルホンなどのポリチオエーテル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテルケトンなどのポリケトン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル/スチレン共重合体、メタクリロニトリル/スチレン共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体(ABS)、メタクリロニトリル/スチレン/ブタジエン共重合体(MBS)などのポリニトリル系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチルなどのポリメタクリレート系樹脂、ポリ酢酸ビニルなどのポリビニルエステル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン/メチルアクリレート共重合体などのポリ塩化ビニル系樹脂、酢酸セルロース、酪酸セルロースなどのセルロース系樹脂、ポリカーボネートなどのポリカーボネート系樹脂、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドなどのポリイミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン/クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(TFE/HFP,FEP)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/フッ化ビニリデン共重合体(TFE/HFP/VDF,THV)、テトラフルオロエチレン/フルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)などのフッ素系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、メラミンが挙げられる。
次に、本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法について説明する。
本発明においては、熱可塑性樹脂を溶融して溶融ポリマーを得、該溶融ポリマーを絶対濾過径60μm以下の金属焼結フィルターを通した後、フィルム状に成形することが好ましい。
予熱温度としては、(Tg−20℃)〜(Tg+40℃)であることが好ましく、(Tg−15℃)〜(Tg+35℃)であることがより好ましい。予熱温度をこの範囲とすることで、延伸ムラやフィルムの破断が発現することなく、安定して延伸をおこなうことができる。(Tg−20℃)未満であると、延伸時にフィルムが変形できずに破断する場合があり、一方、(Tg+40℃)を超えると、延伸前に結晶化して延伸時に破断したり、延伸ムラが生じたりする場合がある。ここで、Tgはガラス転移温度を示す。
また、延伸前のフィルムの予熱時間は、特に限定されず、1〜60秒が現実的な範囲である。
フラット式同時二軸延伸法を採用するための延伸装置としては、スクリュー式テンター、パンタグラフ式テンター、リニアモーター駆動クリップ式テンターなどを用いることができる。
フィルムの延伸温度は、Tg以上であることが好ましく、Tgを超え(Tg+50℃)以下であることが好ましい。延伸温度をこの範囲とすることで、延伸ムラやフィルム破断を生じさせることなく安定して延伸することができる。Tg未満であると、フィルムが破断してしまう場合がある。一方、(Tg+50℃)を超えると、延伸前に結晶化が進み、延伸ムラが発現する場合がある。
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、耐屈曲性に優れるため、熱可塑性樹脂フィルムを少なくとも1層含む積層体は、折り畳み式の部材として使用することができ、例えば、折り畳み式スマートフォンや折り畳み式タッチパネル等の折り畳み式画像表示装置、折り畳み式の(電子)アルバム等に用いることができる。なお、折り畳まれる構造を備えた部材での、折り畳み箇所は、1箇所であっても、複数個所であってもよい。折り畳みの方向も必要に応じて任意に決めることができる。
(1)ガラス転移温度
得られた熱可塑性樹脂フィルムについて、示差走査型熱量計(パーキンエルマー社製、DSC−7型)を用い、昇温速度20℃/分で25℃から350℃まで昇温した。得られたDSCチャートにおいて、ガラス転移に由来する2つの折曲点温度の中間値をガラス転移温度(Tg)とした。
得られた熱可塑性樹脂フィルムおよび積層体を、30mm×100mmの長方形にカットして試験片を作製した。
作製した試験片を、温度20℃、湿度65%RHで十分に状態調整を行った後、耐久試験機(ユアサシステム機器社製、DLDMLH−FU型)に、曲げR半径が3.0mmとなるようにして取り付け、同雰囲気下、全面を180°折り畳む屈曲試験を30万回行い、割れが生じるまでの屈曲回数をカウントした。また屈曲回数30万回で一旦試験を中断し、割れ、白化、曲げ跡について評価し、同様に屈曲回数60万回で評価し、下記のように評価をまとめた。
なお、接着層やハードコート層が積層された熱可塑性樹脂フィルムを評価する場合、積層された接着層やハードコート層面が内側となるようにして屈曲試験を行った。
<割れ>
◎:60万回で、フィルムにフィルムの破断割れもしくは、ハードコートの割れが生じていない。
○:60万回では、フィルムにフィルムの破断割れもしくは、ハードコートの割れが生じたが、30万回では、割れが生じていない。
×:30万回以下で、フィルムにフィルムの破断割れもしくは、ハードコートの割れが生じた。この場合割れが生じた時点で、屈曲試験は終了した。
<白化>
◎:60万回で、フィルム屈曲部が白くならない。
○:30万回では、フィルム屈曲部が白くならないが、60万回ではフィルム屈曲部が白くなった。
△:10万回では、フィルム屈曲部が白くならないが、30万回ではフィルム屈曲部が白くなった。
×:10万回で、フィルム屈曲部が線状に白くなった。
<曲げ跡>
◎:60万回でフィルム屈曲部に明らかな跡が残らない。
○:30万回ではフィルム屈曲部に明らかな跡が残らないが、60万回ではフィルム屈曲部に曲げ跡が残った。
△:10万回ではフィルム屈曲部に明らかな跡が残らないが、30万回ではフィルム屈曲部に曲げ跡が残った。
×:10万回で、フィルム屈曲部の曲げ跡が顕著である。
温度20℃、湿度65%RHで十分に状態調整を行った後、幅100mm×長さ100mmの正方形に切り出したものを試験片とした。これを、フィルムインパクトテスタ(東洋精機製作所社製)を用い、1/2インチ、3.0kgf/cmの半球を衝撃ヘッドとして固定し、試験片をエア圧3〜4kg/cm2で固定し、全衝撃ヘッドを衝突させることで衝撃強度を測定した。試験数N=10で測定を実施し、平均値を測定値とした。
JIS K7105に準じて、ヘイズメーター(日本電色社製、NDH2000型)を用い、半芳香族ポリアミドフィルムの全光線透過率(Tt)、拡散透過率(Td)の測定を行い、下記式に基づいて、ヘイズを計算した。
ヘイズ(%)=(Td/Tt)×100
JIS−K7125に準じて、フィルムの動摩擦係数を測定し、下記の基準で滑り性を評価した。
◎:0.4以下
○:0.4を超え、0.6以下
×:0.6を超える
(1)ポリアミド9T樹脂
1264gの1,9−ノナンジアミン(NMDA)、316gの2−メチル−1,8−オクタンジアミン(MODA)、1627gのテレフタル酸(TPA、平均粒径:80μm)(NMDA:MODA:TPA=80:20:99、モル比)、48.2gの安息香酸(ジカルボン成分とジアミン成分の総モル数に対して4.0モル%)、3.2gの亜リン酸(ジカルボン成分とジアミン成分の合計量に対して0.1質量%)、1100gの水を反応装置に入れ、窒素置換した。さらに、80℃で0.5時間、毎分28回転で撹拌した後、230℃に昇温した。その後、230℃で3時間加熱した。その後冷却し、反応生成物を取り出した。該反応生成物を粉砕した後、乾燥機中において、窒素気流下、220℃で5時間加熱し、固相重合してポリマーを得た。そして、シリンダー温度320℃の条件下で溶融混練してストランド状に押し出した。その後、冷却、切断して、ペレット状のポリアミド9T樹脂を調製した。
ジアミンを、1720gの1,10−デカンジアミンに変更する以外は、ポリアミド9T樹脂と同様の操作をおこなって、ポリアミド10T樹脂を調製した。
・熱可塑性エラストマー含有マスターバッチ
ポリアミド9T樹脂を75質量%、熱可塑性エラストマー(三井化学社製、タフマーMH7020、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、溶融粘度1.5g/10分、Tg −65℃)を25質量%、さらにポリアミド9T樹脂と熱可塑性エラストマーの合計100質量部に対してヒンダードフェノール系熱安定剤(3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、住友化学社製「スミライザーGA−80」、熱分解温度:392℃)0.4質量部をドライブレンドした。そして、これを、シリンダー温度を310℃に加熱したところの、スクリュー径が26mmである二軸押出機に投入し、溶融混練して、ストランド状に押出した。その後、冷却、切断して、ペレット状の熱可塑性エラストマー含有マスターバッチを製造した。
・ダイマー酸系ポリアミド樹脂水性分散体
撹拌機およびヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器に、75.0gのダイマー酸系ポリアミド樹脂(ジカルボン酸成分としてダイマー酸を100モル%含有、ジアミン成分としてエチレンジアミンを100モル%含有、酸価10.0mgKOH/g、アミン価0.1mgKOH/g、軟化点110℃、200℃における溶融粘度1,100mPa・s)、37.5gのイソプロパノール(IPA)、37.5gのテトラヒドロフラン(THF)、7.2gのN,N−ジメチルエタノールアミンおよび217.8gの蒸留水を仕込んだ。回転速度を300rpmで撹拌しながら、系内を加熱し、120℃で60分間加熱攪拌を行った。その後、撹拌しながら室温付近(約30℃)まで冷却し、100gの蒸留水を追加した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)でごくわずかに加圧しながらろ過した。得られた水性分散体を1Lナスフラスコに入れ、80℃に加熱した湯浴につけながらエバポレーターを用いて減圧し、IPA、THF、水の混合媒体約100gを留去し、乳白色の均一なダイマー酸系ポリアミド樹脂水性分散体を得た。得られた分散体の固形分濃度は20質量%、分散体中の樹脂の数平均粒子径は0.040μm、pHは10.4、粘度は36mPa・sであった。
(ポリアミド9Tフィルムの製造)
100質量部のポリアミド9T樹脂、および0.2質量部のヒンダードフェノール系熱安定剤「スミライザーGA−80」を、シリンダー温度320℃に加熱した単軸押出機に投入して溶融して、溶融ポリマーを得た。該溶融ポリマーを金属繊維焼結フィルター(日本精線社製、「NF−10」、絶対濾過径:30μm)を用いて濾過した。その後、320℃にしたTダイよりフィルム状に押し出し、フィルム状の溶融物とした。50℃に設定した冷却ロール上に、該溶融物を静電印加法により密着させて冷却し、実質的に無配向の未延伸フィルム(厚さ:500μm)を得た。
次に、この未延伸フィルムの両端をクリップで把持しながら、テンター方式同時二軸延伸機(入口幅:193mm、出口幅:605mm)に導いて、同時二軸延伸をおこなった。延伸条件は、予熱部の温度が120℃、延伸部の温度が130℃、MD方向の延伸歪み速度が2400%/分、TD方向の延伸歪み速度が2760%/分、MD方向の延伸倍率が3.0倍、TD方向の延伸倍率が3.3倍であった。
そして、同テンター内で、270℃で熱固定を行い、フィルムの幅方向に5%の弛緩処理を施し、厚さ50μmの二軸延伸ポリアミド9Tフィルムを得た。
ダイマー酸系ポリアミド樹脂水性分散体と、オキサゾリン基含有高分子水溶液(日本触媒社製、エポクロスWS−700、固形分濃度25質量%)と、アクリル粒子(JXTGエネルギー社製 平均粒径5μm)を、それぞれの固形分の質量部が、100/10/1の割合になるように配合し、室温で5分間混合攪拌して接着層形成用塗剤を得た。
得られた塗剤をポリアミド9Tフィルムに、厚み3μmで両面に塗布し、150℃、30秒の条件で乾燥し、接着層/ポリアミド9Tフィルム/接着層からなる構成の積層体Aを得た。
(積層体B)
実施例1と同様にして得られた積層体Aの接着層上に、紫外線硬化性のウレタンアクリレート系樹脂からなる溶液をグラビアコーティング法にて両面塗布、乾燥、紫外線照射して厚さ5.0μmのハードコート層を形成し、ハードコート層/接着層/ポリアミド9Tフィルム/接着層/ハードコート層からなる構成の積層体Bを得た。
接着層の粒子を平均粒径2μmアクリル粒子(JXTGエネルギー社製ユニパウダー)変更した以外は、実施例1と同様にして接着層を形成し、積層体Aを得た。
実施例3で得られた積層体Aを使用し、実施例2と同様にしてハードコート層を形成し、積層体Bを得た。
接着層の粒子をコロイダルシリカ(扶桑化学工社業製0.070μm)に変更した以外は、実施例1と同様にして接着層を形成し、積層体Aを得た。
実施例5で得られた積層体Aを使用し、実施例2と同様にしてハードコート層を形成し、積層体Bを得た。
未延伸フィルムの厚さを1000μm、300μm、250μmに変更した以外は実施例1と同様にして、厚さ100μm、30μm、25μmの二軸延伸ポリアミド9Tフィルムを得た後、実施例1と同様にして、積層体Aを得た。その後、実施例2と同様にしてハードコート層を形成して、積層体Bを得た。
単軸押出機Aには、100質量部のポリアミド9T樹脂、および0.2質量部のスミライザーGA−80を、投入して320℃に加熱した単軸押出機で溶融して、溶融ポリマーAを得た。
一方、単軸押出機Bには、シリカ粒子(富士シリシア製 2.3μm)の含有量が0.1質量%となるように、ポリアミド9T樹脂にブレンドしたチップ100質量部と0.2質量部のスミライザーGA−80を投入して、320℃に加熱した単軸押出機で溶融して、溶融ポリマーBを得た。
溶融ポリマーAと溶融ポリマーBをフィードブロックにて合流させたのち、Tダイより、溶融ポリマーAと溶融ポリマーBの厚み比が1(B)/18(A)/1(B)になるようにフィルム状に押し出し、フィルム状の溶融物とした以外は、実施例1と同様にして、50μmの二軸延伸ポリアミド9Tフィルムを得た。
実施例10で得られた二軸延伸ポリアミド9Tフィルムに、粒子を含有しない接着層形成用塗剤を使用した以外は実施例1と同様にして接着層を形成し、積層体Aを得た。その後、実施例2と同様にしてハードコート層を形成して、積層体Bを得た。
シリカ粒子の含有量が0.1質量%となるようにポリアミド9T樹脂にブレンドしたチップ100質量部と、0.2質量部のスミライザーGA−80を溶融した以外は実施例1と同様にして、二軸延伸ポリアミド9Tフィルムを得た。
未延伸フィルムの厚さを250μmにした以外は、実施例12と同様にして25μmの二軸延伸ポリアミド9Tフィルムを得た。
ポリアミド9T樹脂に代えて、ポリアミド9T樹脂と、熱可塑性エラストマー含有マスターバッチとを、熱可塑性エラストマーの含有量が5質量%となるように混合したものを使用した以外は、実施例12と同様にして、熱可塑性エラストマー含有ポリアミド9Tフィルムを得た。
実施例1と同様にして、厚さが165μmである未延伸フィルムを得た。
次に、この未延伸フィルムをロール方式縦延伸機に導いて、縦延伸を行った。延伸条件は、予熱部温度が100℃、延伸部の温度が130℃、MDの延伸歪み速度3000%/分、MDの延伸倍率が3.0倍であった。
次に、この縦延伸フィルムの両端をクリップで把持しながら、テンター方式オーブン(入り口幅:500mm、出口幅:500mm)に導いて、270℃で熱固定を行い、厚さ50μmの一軸延伸ポリアミド9Tフィルムを得た。その後、実施例1と同様にして接着層を形成して、積層体Aを得た。
ポリアミド9T樹脂に代えて、ポリアミド10T樹脂を使用した以外は、実施例12と同様にして、ポリアミド10Tフィルムを得た。
ポリアミド9T樹脂に代えて、ポリアミド10T樹脂を使用した以外は、実施例2と同様にして、積層体Bを得た。
二軸延伸フィルムをポリアミド6(PA6)フィルム(ユニチカ社製 エンブレムON−25)に代えた以外は、実施例11と同様にして接着層とハードコート層を形成して、積層体Bを得た。
未延伸フィルムの厚さを50μmに変更した以外は、実施例12と同様にして、未延伸ポリアミド9Tフィルムを得た。延伸せずに、この未延伸フィルムを評価した。
フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(ユニチカ社製 エンブレット S−25)、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム(テイジン社製 テオネックス)、ポリイミド(PI)フィルム(三菱ガス化学社製 ネオプリム)を使用した。
比較例2、3の熱可塑性樹脂フィルムは、所定の屈曲回数に達する前に割れを生じた。
比較例4のフィルムを構成する樹脂は、熱可塑性樹脂ではなく、また未延伸であるため、機械特性が不十分であった。
Claims (7)
- 少なくとも1方向に延伸された熱可塑性樹脂フィルムであって、
3mmの間隔で180°折り畳む屈曲試験を30万回繰り返し行った場合に、割れが生じないことを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム。 - ガラス転移温度が80℃以上であることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項1または2記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- ポリアミド樹脂が半芳香族ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項3記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 厚さ25〜100μmの熱可塑性樹脂フィルムにおいて、JIS K7105に準じて測定されるヘイズ値が3%以下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熱可塑性樹脂フィルム。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂フィルムを用いた積層体。
- 請求項6記載の積層体を用いた画像表示装置。
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