JP5234689B2 - 成型同時転写用ポリエステルフィルム - Google Patents
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まず、本発明における主たる構成成分とは、ジカルボン酸とジオールの脱水縮合により得られる、いわゆる繰り返し単位と呼ばれる、ヒドロキシカルボン酸のことを指す。
アイティー計測制御(株)製動的粘弾性測定装置(DVA−200型)を使用した。幅5mmのフィルムをチャック間20mmとなるように測定装置にセットし、0℃から300℃まで10℃/min.の速度で昇温させながら、周波数10Hzで粘弾性の推移を測定した。
(株)インテスコ製恒温槽付き引張試験機インテスコ2001型を使用し、その恒温槽を100℃に設定し、幅15mmのフィルムをチャック間50mmとなるように試験機にセットして2分間放置後、引張速度200mm/minで引っ張り、引張応力−ひずみ曲線より、次の各値を求める。
引張破断強度(MPa)=F/A
ただし、上記式中、Fは破断時に於ける荷重(N)であり、Aは試験片の元の断面積(mm2)である。
引張破断伸度(%)=100×(L−L0)/L0
ただし、上記式中、Lは破断時の標点間距離(mm)であり、L0は元の標点間距離(mm)である。
アタゴ製アッベ式屈折計を使用した。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プリズムに密着させ、単色光ナトリウムD線(589nm)を光源として、主配向方向の屈折率nγ、それに対し面内垂直方向の屈折率nβ、および厚み方向の屈折率nαを測定した。得られた値から下記式により各層の面配向係数ΔPおよび複屈折率Δnを求めた。尚、測定試料は製品マスターロールの中央部より採取した。
ΔP=(nγ+nβ)/2−nα
Δn=nγ−nβ
中心線平均粗さRa(μm)をもって表面粗さとする。(株)小坂研究所社製表面粗さ測定機(SE−3F)を用いて次のようにして求めた。すなわち、フィルム断面曲線からその中心線の方向に基準長さL(2.5mm)の部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をx軸、縦倍率の方向をy軸として粗さ曲線y=f(x)で表したとき、次の式で与えられた値を〔μm〕で表す。中心線平均粗さは、試料フィルム表面から10本の断面曲線を求め、これらの断面曲線から求めた抜き取り部分の中心線平均粗さの平均値で表わした。なお、触針の先端半径は2μm、荷重は30mgとし、カットオフ値は0.08mmとした。
Ra=1/L∫0 L|f(x)|dx
TA Instruments社製の示差走査熱量計「DSC−2920型」を使用し、試料5mgを0℃から300℃まで20℃/min.の速度で昇温させた際に得られる融解に伴う吸熱ピークの温度をTmとした。上述の方法により得た融解ピーク温度の内、B層融点は、製膜したフィルムの表層(A層)を除去したフィルムから得られた融解ピーク温度とし、A層融点は、B層融点と異なる融解ピーク温度とした。
測定試料をフェノール/テトラクロロエタン=50/50(重量部)の溶媒に溶解させて濃度c=0.01g/cm3の溶液を調製し、30℃にて溶媒との相対粘度ηrを測定し、極限粘度[η]を求めた。
150±2℃の温度のオーブン中において、縦10cm、横10cmのフィルムを無負荷の状態で3分間収縮させ、縦および横方向についての加熱収縮率を次式により算出した。
加熱収縮率(%)=100×(L0−L)/L0
ただし、上記式中、L0は原長(cm)であり、Lは収縮後の長さ(cm)である。
図1に示すポリエステルフィルム(3)に離型層、印刷層および接着層(4)を形成し、縦35cm、横25cm、最大深さ3.0cmの金型(1)を用い、IRヒーターで予備加熱後、金型内部に真空または圧空成型法により予備成型を実施した。予備加熱によるフィルムの融解状況より、下記基準で耐熱性の評価を行った。
○:加工温度に耐久でき、予備成型に対応できる
△:予備成型に対応できるが、稀にフィルム軟化による膨張が発生する
×:フィルム融解による穴開きあるいは、フィルム軟化による膨張が頻繁に発生。
上記(8)の方法にて予備成型を実施した際、成型によるフィルムの破断の頻度により、下記基準で成型性の評価を行った。
◎:フィルム破断がなく均一な厚さで成型され、金型に沿っている
○:フィルム破断がなく均一な厚さで成型されるが、金型との間に隙間ができる
△:フィルム破断はしないが、局所的にフィルムが極めて薄い部分が存在する
×:フィルムが頻発に破断する
上記(8)の方法にて予備成型を実施した後、樹脂を射出し、成型転写を行った。得られた成型品への印刷の図柄の抜けや歪みの状態により、下記基準で適性の評価を行った。
○:印刷抜け、歪みが全くない。
△:印刷抜け、歪みがほとんどない。
×:印刷抜け、歪みがある。
<ポリエステル(1)の製造法>
テレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール60重量部とを出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩0.09重量部を反応器にとり、反応開始温度を150℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、3時間後に230℃とした。4時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート0.04部を添加した後、三酸化アンチモン0.03部を加えて、4時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を230℃から徐々に昇温し280℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には0.3mmHgとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度0.680に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られたポリエステル(1)の極限粘度は0.680であった。
出発原料をテレフタル酸ジメチル100重量部とエチレングリコール54重量部と1,4−シクロヘキサンジメタノール25重量部とし、触媒としてテトラブチルチタネート0.011重量部を反応器にとり、反応開始温度を150℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、3時間後に230℃とし、更に1時間反応を継続した。その後、温度を230℃から徐々に昇温すると共に圧力を常圧より徐々に減じ、最終的に温度を280℃、圧力を0.3mmHgとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度0.70に相当する時点で反応を停止し、窒素加圧下ポリマーを吐出させた。得られたポリエステル(2)の極限粘度は0.700、1,4−シクロヘキサンジメタノールの含有量は33モル%であった。
ポリエステル(1)の製造方法において、エチルアシッドフォスフェート0.04部を添加後、エチレングリコールに分散させた平均粒子径2.2μmのシリカ粒子を0.3部、三酸化アンチモン0.03部を加えて、極限粘度0.610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(1)の製造方法と同様の方法を用いてポリエステル(3)を得た。得られたポリエステル(3)は、極限粘度0.610であった。
ジカルボン酸成分としてイソフタル酸およびテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールをそれぞれ使用し、定法の溶融重縮合法で製造したものを使用した。この原料のジカルボン酸成分中イソフタル酸の含有量は22モル%であった。
ポリエステル(3)とポリエステル(4)とを70:30の配合比で室温にて十分に攪拌・混合したものをA層、1,4−シクロヘキサンジメタノールの含有量が16モル%、イソフタル酸の含有量が7モル%となるように重合したポリエチレンテレフタレートをB層に相当するように、280℃でTダイを有する押出機より押出し、静電印加法を適用して急冷固化し、無定形シートを得た。得られたシートを縦方向に80℃で3.4倍延伸した後、続いて100℃で横方向に3.4倍延伸し、5%の幅方向の弛緩を行ないながら182℃で熱処理を行なった。得られたフィルムの平均厚さは75μmであった。得られたフィルムの特性は下記表1のとおりであり、優れた特性を示した。
A層に使用する樹脂の混合比をポリエステル(3):ポリエステル(4)=25:75、B層に使用する樹脂の混合比をポリエステル(2):ポリエステル(4)=50:50に変更した以外は実施例1と同様の方法で厚み75μmのフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表1のとおりであり、80℃から180℃の温度域で貯蔵弾性率が下限値10MPaを下回るため耐熱性に劣り、また引張破断伸度が小さいため成形性にも劣っていた。
A層に使用する樹脂の混合比をポリエステル(1):ポリエステル(3)=70:30、B層に使用する樹脂の混合比をポリエステル(1):ポリエステル(4)=60:40に変更した以外、実施例1と同様の方法で厚み75μmのフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表1のとおりであり、80℃から180℃の温度域で貯蔵弾性率が上限値2000MPaを上回るため耐熱性に優れていたが、引張破断強度も高いため成型性に劣っていた。
ポリエステル(2)とポリエステル(3)とポリエステル(4)とを配合比55:5:40でブレンドしたものを280℃でTダイを有する押出機より単層で押出し、実施例1と同様の方法で厚み50μmのフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表1のとおりであり、単層かつ80℃から180℃の温度域で貯蔵弾性率が下限値10MPaを下回るため耐熱性に劣り、予備成型にも耐えられなかったため成型性の評価はできなかった。
2 射出成型機
3 フィルム
4 離型層、印刷層および接着層からなる層
Claims (1)
- 主たる構成成分以外の共重合成分を1種以上含有し、かつ主たる構成成分の含有量が90モル%以下であるポリエステルからなるB層の両側に、主たる構成成分の含有量が85モル%以上であるポリエステルからなるA層を積層した構造を有するフィルムであって、80℃から180℃の温度範囲における貯蔵弾性率E’が10MPa〜2000MPaの範囲であり、100℃における引張破断伸度が180%以上であり、100℃における引張破断強度が44〜50MPaであり、フィルムの2次元表面粗さが35〜40nmであることを特徴とする成型同時転写用ポリエステルフィルム。
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