JP5692431B2 - ポリエステルフィルムおよびその製造方法、ならびにそれを用いた面光源、太陽電池バックシート、太陽電池 - Google Patents

ポリエステルフィルムおよびその製造方法、ならびにそれを用いた面光源、太陽電池バックシート、太陽電池 Download PDF

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Description

本発明は、ポリエステルフィルムの改良に関し、さらに詳しくは機械強度、光線透過性、ガスバリア性、易成形性、離型性、耐紫外光性(耐UV性)、電気絶縁性、生産性に優れたポリエステルフィルムに関するものである。
ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートに代表される芳香族ポリエステル樹脂は、耐熱性や透明性を兼ね備えた安価な樹脂であり、さらに延伸しフィルム化することにより、高い機械強度を発現させることができることから、各種の工業材料、包装材料、光学材料など様々な用途に用いられている。
一方、近年、ポリマーをより高機能化・高性能化させる手段として、主たるポリマーに異種のポリマーをアロイ(添加・混合)するポリマーアロイ技術が、多用されている。
これは、ポリマーに要求される特性が機械強度、光線透過性、ガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐紫外光性(耐UV性)、耐加水分解性、電気絶縁性など多岐に渡る一方で、かかる多用な要求特性を単一のポリマーで満足させることは困難となってきているためである。すなわち、複数種のポリマーをアロイすることによって多様な要求特性を達成するケースが多くなってきているのである。
この点、芳香族ポリエステル樹脂は機械強度、透明性(光線透過性)、耐熱性に優れるものの、用途によってはガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性が不十分であった。そのため、これらの特性を補うことができる樹脂とのアロイによって、これらの特性をより向上せしめたフィルムについて開発が進められている。
例えば、芳香族ポリエステル樹脂にポリカーボネート樹脂をアロイしたフィルム(特許文献1)や芳香族ポリエステル樹脂にエポキシ化スチレン−ブタジエン−スチレン樹脂等をアロイさせたフィルム(特許文献2)などが挙げられる。前者の例では機械強度や耐熱性を向上せしめており、後者の例では一軸延伸フィルムとすることで偏光特性を向上せしめている。
特開2004−107471号公報 特開2003−075643号公報
しかしながら、前述の特許文献1や特許文献2に記載の技術を用いたとしても、フィルムのガスバリア性、易成形性、離型性、耐UV性、電気絶縁性等は特段向上しないという問題がある。
ポリオレフィン樹脂は芳香族ポリエステル樹脂に較べガスバリア性、易成形性、離型性、耐UV性、絶縁性等に優れる。そのため、芳香族ポリエステル樹脂にポリオレフィン樹脂をアロイしフィルム化することにより、ガスバリア性、易成形性、離型性、耐UV性、電気絶縁性等に優れるフィルムを得ることができるようにも思える。
しかし、芳香族ポリエステル樹脂とポリオレフィン樹脂との間の結合力は弱いため、単に両者を混合し、延伸しフィルム化しても、延伸工程において芳香族ポリエステル樹脂とポリオレフィン樹脂との間の界面が剥離し、ボイドを呼ばれる空隙がフィルム内部に多量に生じてしまう(たとえば、特開平6−322153号公報)。
かかる空隙が生じると、フィルムの機械強度、易成形性、ガスバリア性、光線透過性、絶縁性、生産性は向上するどころか著しく低下してしまい、離型性、耐UV性についても向上しない。
従って、本発明の目的は、機械強度、光線透過性、ガスバリア性、易成形性、離型性、耐UV性、電気絶縁性、生産性に優れたポリエステルフィルムを提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は以下の構成をとる。すなわち、
(1)芳香族ポリエステル樹脂(A)と該ポリエステル樹脂(A)に対して非相溶の成分(B)を含有するポリエステル層(W層)を含むフィルムであって、該非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を含み、かつ該非相溶成分(B)がポリエステル層(W層)内に扁平度10以上の分散体として分散しており、かつポリエステル層(W層)における該分散体の体積占有率が3%体積以上50体積%未満であり、かつポリエステル層(W層)における気泡の体積占有率が3体積%未満であるポリエステルフィルム、をその骨子とするものである。
本発明のポリエステルフィルムは機械強度、光線透過性、ガスバリア性、易成形性、離型性、耐UV性、電気絶縁性、生産性などに優れており、特に離型フィルム、包装フィルム、柔軟フィルム、易成形フィルム、耐UV性フィルム、絶縁フィルム、光拡散フィルムなどに好適に用いることができ、有用なものである。
非相溶成分(B)の分散体のフィルム面内と垂直な断面における長軸長さ、短軸長さの計測方法の説明図である。 非相溶成分(B)の分散体のフィルム面内と垂直な断面における長軸長さ、短軸長さの計測方法の説明図である。 非相溶成分(B)の分散体のフィルム面内と垂直な断面における長軸長さ、短軸長さの計測方法の説明図である。 非相溶成分(B)の分散体のフィルム面内と平行な断面における面内長軸長さ、面内短軸長さの計測方法の説明図である。 非相溶成分(B)の分散体のフィルム面内と平行な断面における面内長軸長さ、面内短軸長さの計測方法の説明図である。 非相溶成分(B)の分散体のフィルム面内と平行な断面における面内長軸長さ、面内短軸長さの計測方法の説明図である。 直下型面光源の一例を示す図である。 球状の非相溶成分(B)を含有する従来のフィルムの斜視図である。 球状の非相溶成分(B)に光が衝突したときの光の挙動の説明図である。 図8のフィルムを搭載した直下型面光源における光の挙動の説明図である。 扁平状の非相溶成分(B)を含有する本発明のフィルムの斜視図である。 偏平状の非相溶成分(B)に光が衝突したときの光の挙動の説明図である。 図11のフィルムを搭載した直下型面光源における光の挙動の説明図である。
本発明のフィルムは、芳香族ポリエステル樹脂(A)と該ポリエステル樹脂(A)に対して非相溶の成分(B)を含有するポリエステル層(W層)を含むフィルムであることが必要である。
本発明で用いられる芳香族ポリエステル樹脂(A)は一般に芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分を縮重合することにより得られるが、それぞれを構成する成分として以下の成分を例示することができる。芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、フタル酸、ジフェン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、フェニルエンダンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、フェナントレンジカルボン酸、9,9’−ビス(4−カルボキシフェニル)フルオレン酸等およびそのエステル誘導体が挙げられる。また、トリメリット酸、ピロメリット酸およびそのエステル誘導体などの多官能酸を用いることもできる。
また、ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等の脂肪族ジオール類、シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、イソソルビドなどの脂環式ジオール類、ビスフェノールA、1,3―ベンゼンジメタノール,1,4−ベンセンジメタノール、9,9’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、などの芳香族ジオール類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、テトラメチレングリコールやポリエチレングリコール、およびポリテトラメチレングリコールのようなポリエーテルなどが代表例として挙げられる。
本発明において好適に用いられる芳香族ポリエステル樹脂(A)としては、ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」と略称することがある)、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、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、ポリ−1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレートなどが挙げられる。
このような芳香族ポリエステル樹脂(A)を本発明のフィルムのマトリックス樹脂として用いることにより、高い透明性を維持しつつ、フィルムとしたときに高い機械強度を付与することができる。中でもPETが機械特性、透明性や価格の点からより好ましい。
本発明に用いられる芳香族ポリエステル樹脂(A)は、ポリエステル基本構成に対して、共重合成分を導入してもよい。共重合成分を導入する方法としては、原料であるポリエステルペレットの重合時に共重合成分を添加し、あらかじめ共重合成分が重合されたペレットとして用いても良いし、また、例えば、ポリブチレンテレフタレートのように単独で重合されたペレットとポリエチレンテレフタレートペレットの混合物を押出し機に供給し、溶融混練時にエステル交換反応させることによって共重合化する方法を用いても良い。
また、本発明において、ポリエステル樹脂に対して、共重合成分を導入した共重合ポリエステル樹脂を混合してもよい。
また、ジカルボン酸成分の共重合成分として、脂肪族ジカルボン酸を用いても良い。脂肪族ジカルボン酸としてはアジピン酸、セバシン酸、ドデカジオン酸、エイコ酸、ダイマー酸およびそのエステル誘導体が、脂環族ジカルボン酸では、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸及びそのエステル誘導体などが挙げられる。
これらの共重合成分の量は、特に限定されないが、透明性、延伸性、製膜性、成形性等の観点よりジカルボン酸成分、ジオール成分とも、それぞれの成分に対して1モル%以上40モル%以下であることが好ましく、より好ましくは1モル%以上20モル%以下である。
本発明では、ポリエステル層(W層)内に非相溶成分(B)が扁平度10以上の分散体として分散していることが必要である。ここで、非相溶成分(B)とは芳香族ポリエステル樹脂(A)に非相溶な熱可塑性樹脂のことである。
非相溶成分(B)を扁平度10以上の分散体として分散させることにより、優れた機械特性を維持しつつ、ガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性などポリオレフィン特有の優れた特性をポリエステルフィルムへ効率的に付与することができる。
また、非相溶の成分(B)の分散体の扁平度とは、以下の手順で求められるものである。
(A1)ミクロトームを用いて、フィルム断面を厚み方向に潰すことなく、フィルム面方向に対して垂直に切断する。
(A2)次いで切断した断面を、電子顕微鏡を用いて観察し、10000倍に拡大観察した画像を得る。なお、観察場所はポリエステル層(W層)内において無作為に定めるものとするが、画像の上下方向がフィルムの厚み方向と、画像の左右方向がフィルム面方向とそれぞれ平行になるようにするものとする。また、該画像において非相溶成分(B)の分散体が判別し難い場合は、適宜オスミニウム酸などを用いて事前にフィルムを染色しても良い。また、10000倍にて非相溶成分(B)が入りきらない場合は、観察位置ずらした画像を得て、それを隙間無くつなぎ合わせて、観察画像とする。
(A3)画像中のポリエステル層(W層)内の一つの非相溶の成分(B)の分散体について短軸長さと長軸長さを求める。以下、図1〜3を用いて説明する。図1〜3において、分散体1の長軸長さとは、フィルム面方向に平行な方向における分散体の一端(フィルム面方向と平行な方向における分散体の最左端)2から、もう一方の一端(フィルム面方向と平行な方向における分散体の最右端)3までを、線分4で結んだときの線分4の長さである。ここで、線分4はフィルム面方向と必ずしも平行になる必要はない(図2、図3を参照)。また、短軸長さとは線分4の中点5を通り、かつ線分4と垂直な線上にある分散体の一端(上端)6からもう一方の一端(下端)7までを線分8で結んだときの線分8の長さである。ここで、線分8は中点5を必ずしも含む必要はない(図3参照)。
(A4)長軸長さを短軸長さで除した値(長軸長さ/短軸長さ)を当該分散体における扁平度とする。
(A5)画像中のポリエステル層(W層)内の他の分散体についても同様に扁平度を求める。但し、計測対象とするのは、分散体の全体が画像内に収まっているものに限る。また、非相溶成分であっても、無機粒子は計測対象としない。
(A6)フィルム切断場所を無作為に変更して(A1)から(A5)と同様の手順を計100回行う。
(A7)以上の手順で得られた全分散体の扁平度の数値を用いて、それらの相加平均値を求め、当該相加平均値を当該ポリエステル層(W層)内における非相溶成分(B)の分散体の扁平度とする。また、同様に、以上の手順で得られた全分散体の短軸長さ、長軸長さの数値の相加平均値をそれぞれ求め、当該相加平均値をそれぞれ平均短軸長さ、平均長軸長さとする。
分散体の扁平度は20以上であることが好ましく、さらに好ましくは30以上である。扁平度を上記範囲とすることにより、優れた機械特性や耐熱性を維持しつつ、ガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、絶縁性などポリオレフィン特有の優れた特性をポリエステルフィルムへ効率的に付与することができる。扁平度の上限は特に設けられるものではないが、100以下であることが好ましい。扁平度が100を超えると、上記の優れた特性をフィルムへ充分に付与できないことがあり、好ましくない。また、分散体が扁平形状ではなく球形状に近い場合など、扁平度が10未満の場合は、上記の優れた特性をフィルムへ付与できない。
非相溶成分(B)の分散体の扁平度を10以上とするためには、非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を含むことが必要である。
すなわち、芳香族ポリエステル樹脂(A)に、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を含む非相溶成分(B)を含有させ、例えばこれらの混合物を混練し、溶融押出しし、それを延伸することによって、非相溶成分(B)を扁平度10以上の分散体としてポリエステル層(W層)内に分散させることができる。
ここで、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)が含有されていないと、延伸工程において、非相溶成分(B)の周辺でボイドが生成してしまい、優れた機械特性を維持できず、かつガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、絶縁性などポリオレフィン特有の優れた特性をポリエステルフィルムへ効率的に付与することができない。
本発明において、前記非相溶成分(B)は、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものであっても良いし、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)からなるものであっても良い。これらのうち、優れた機械特性を維持しつつ、ガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性などポリオレフィン特有の優れた特性をポリエステルフィルムへ効率的に付与することができるという点で、前記非相溶成分(B)は、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるのがより好ましい。
また、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)が含有されていないと、特に高酸価で酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いた場合に、芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)を用いてなる樹脂混合体を溶融押出しする際に、該混合体が押出機中でゲル化したり、粘度が著しく低下したりする。この場合、安定的な溶融押出しをすることができず、結果として、連続製膜できないことがあり、生産性や実用性に著しく劣る。
なお、本発明のフィルムにおいて延伸を行なう場合は一軸延伸でもよいが、二軸に延伸することが好ましい。二軸延伸することにより、分散体の扁平度を高くすることができる。
ここで、延伸の方法としては、例えば、固化したフィルムの両端を引っ張る方法(引っ張り延伸)、繰入れ側のロールと繰出し側のロールとの間にフィルムを張り渡し、繰出し側のロールのフィルムの送り速度を繰入れ側のロールより速くすることにより延伸する方法(ロール間延伸)、互いに対向する一対のロールの間にフィルムを挿入し、ロール圧などでフィルムを圧延する方法(圧延延伸)やインフレーションによりフィルムを伸長する方法(インフレーション延伸)などが挙げられる。
本発明では、延伸方法として、ロール間延伸や、引っ張り延伸が好ましい。ロール間延伸や、引っ張り延伸を行うことにより、芳香族ポリエステル樹脂(A)が配向し、フィルムに高い機械強度を付与することができる。
すなわち、本発明のフィルムは、一軸以上に配向したフィルムであることが好ましく、より好ましくは二軸に配向したフィルム(二軸配向ポリエステルフィルム)である。
特に、一軸目をロール間延伸し二軸目を一軸目と直交する方向に引っ張り延伸する方法、または同時に互いに直交する方向に二軸に引っ張り延伸する方法を用いて、二軸配向(二軸延伸)ポリエステルフィルムとすることが、フィルムに高い機械強度を付与できる点および生産性の点から好ましい。
なお、インフレーション延伸は、フィルム面内の延伸倍率が一定せず、結果として、非相溶成分(B)の分散体の扁平度が10未満となる部分が生じやすいことがある。また、フィルム面内のポリエステル樹脂の配向状態や配向方向も一様ではなく、二軸配向フィルムとはならないため、フィルムに充分な機械特性を付与できないことがある。
また、圧延延伸は、芳香族ポリエステル樹脂(A)が配向しないため、フィルム状としても、フィルムに十分な機械特性を付与できないことがある。
本発明では、非相溶成分(B)としてポリオレフィン樹脂が用いられるが、ポリオレフィン樹脂は、一般にガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性などに優れるため、芳香族ポリエステル樹脂(A)にアロイすることにより、これらの特性を本発明のポリエステルフィルムへ付与することができる。
ポリオレフィン樹脂とは、オレフィン類やアルケンをモノマー(単位分子)として合成されるポリマー(高分子)を指す。具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ4−メチルペンテン−1(以下、「ポリメチルペンテン」または「PMP」と略称することがある)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−ヘキセン−1共重合体、エチレン−4メチルペンテン−1共重合体、エチレン−オクテン−1共重合体、プロピレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−ヘキセン−1共重合体、プロピレン−4メチルペンテン−1共重合体、プロピレン−エチレン−オクテン−1共重合体、エチレン−ブタジエン共重合体などのような直鎖状、分鎖状あるいは環状のポリオレフィン系樹脂が挙げられる。中でもポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン、ポリメチルペンテン、環状ポリオレフィンがガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性、透明性、コストの観点から好ましく、特にポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体が好ましい。
また、本発明のフィルムに用いられる酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)は、例えばポリオレフィン樹脂に不飽和カルボン酸をグラフト共重合させることによって得ることができる。
ポリオレフィン樹脂に不飽和カルボン酸をグラフト共重合させるには、ポリオレフィン樹脂を有機溶剤中に溶解させるか、懸濁させるかした後、不飽和カルボン酸を加え、ラジカル発生剤の分解温度(一般に50℃以上150℃以下)まで昇温させ、ラジカル発生剤を少量ずつ添加してグラフト反応させる方法を用いることができる。あるいは、ポリオレフィン樹脂にグラフトモノマーである不飽和カルボン酸をラジカル発生剤と共に押出機中で必要に応じて熱(例えば150℃以上260℃以下)をかけグラフト重合させる方法を用いることもできる。
なお、不飽和カルボン酸とは、−COOH基を有する不飽和化合物だけでなく、その誘導体であるエステルや無水物も含む概念で用いられている。不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸;メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、フマル酸ブチル等の不飽和カルボン酸エステル;マレイン酸無水物、イタコン酸無水物等の酸無水物などが挙げられる。中でもアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物が好ましく、特にアクリル酸、マレイン酸及びマレイン酸無水物が、生産性および非相溶成分(B)を芳香族ポリエステル樹脂(A)中で微分散化させることができる点で好ましい。
また、本発明のフィルムに用いられる酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)とは、上述した酸変性がなされていないポリオレフィンをいう。酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)は耐熱性が低下しない範囲で酸変性以外の変性がされていても構わない。
また、本発明において非相溶成分(B)の分散体の平均短軸長さは1μm以下が好ましく、より好ましくは500nm以下であることが好ましい。さらに好ましくは400nm以下であり、特に好ましくは250nm以下であり、最も好ましくは100nm以下である。一方、分散体の平均長軸長さは0.5μm以上であることが好ましく、より好ましくは2.5μm以上、特に好ましくは5.0μm以上である。
平均短軸長さや平均長軸長さをかかる範囲とすることにより、扁平度がより高くなる傾向にあり、また、フィルムのガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性もより高くなる傾向にある。
なお、平均短軸長さの下限は特に定められるものではないが、20nm以上であることが好ましい。より好ましくは30nm以上、更に好ましくは50nm以上である。平均短軸長さが20nm未満となると、ポリマー1分子あたりの大きさよりも小さくなることがあり、その結果、上記の優れた特性をフィルムに充分に付与できないこともあり、好ましくない。また、平均長軸長さの上限も特に定められるものではないが、20μm以下であることが好ましい。平均長軸長さが20μmを超えると、フィルム中に存在する分散体を目視できることがあり、外観上好ましくないことがある。
なお、平均短軸長さや平均長軸長さを上記の好適範囲とするためには、例えば下記(1)〜(4)のような手法が挙げられる。
(1)延伸倍率をより高倍率とする手法。延伸倍率は2.5倍以上が好ましく、より好ましくは2.8倍以上、更に好ましくは3.0倍以上、特に好ましくは3.5倍以上である。また、二軸延伸する場合は、長手方向、幅方向共に上記した延伸倍率の範囲とすることが好ましい。かかる倍率で延伸を行うことにより、非相溶成分(B)の分散体の平均短軸長さをより小さくし、かつ平均長軸長さをより大きくし、かつ扁平度をより高めることができる。
(2)非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を含む場合には、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して2重量部以上45重量部以下の割合で、非相溶成分(B)に含有させる手法。詳細は後述する。
(3)非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を含む場合には、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の酸価を1KOHmg/g以上80KOHmg/g以下とする手法。より好ましくは2KOHmg/g以上60KOHmg/g以下、更に好ましくは、3KOHmg/g以上60KOHmg/g以下、特に好ましく5KOHmg/g以上60KOHmg/g以下、最も好ましくは5KOHmg/g以上40mg/g以下である。
また、酸価を上記範囲とすることにより、芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)との共延伸性を高めることができる(延伸倍率をより高倍率とすることができる)。その結果、非相溶成分(B)の分散体の平均短軸長さをより小さくし、かつ平均長軸長さをより大きくし、かつ扁平度をより高めることができる。加えて、非相溶成分(B)を芳香族ポリエステル樹脂(A)中に極めて微細に分散させることもできる。
酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の酸価が1KOHmg/g未満であると、芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)を共延伸させることができないことがある。その結果、非相溶成分(B)の分散体の扁平度を10以上とすることができなかったり、延伸工程において非相溶成分(B)の周辺でボイドが生成してしまうことがある。この場合、フィルムへ優れたガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐候性(耐UV性)、絶縁性を付与することができず、好ましくない。
酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなる場合の酸価が80KOHmg/gを超えると、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の耐熱性が低下して、溶融押出しする際に、押出機内で分解し、分解物がフィルム欠点の原因となったり、ポリオレフィン樹脂(b2)の耐熱性が低下しなくてもマトリックスである芳香族ポリエステル樹脂(A)の劣化が激しく、製膜自体が困難となる場合があるなど、フィルム生産上、好ましくないことがある。
(4)非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)からなる場合には、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の酸価を0.001KOHmg/g以上20KOHmg/g以下とする手法。より好ましくは0.01KOHmg/g以上15KOHmg/g以下、更に好ましくは0.1KOHmg/g以上10KOH以下である。
また、酸価を上記範囲とすることにより、芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)との共延伸性を高めることができる(延伸倍率をより高倍率とすることができる)。その結果、非相溶成分(B)の分散体の平均短軸長さをより小さくし、かつ平均長軸長さをより大きくし、かつ扁平度をより高めることができる。加えて、非相溶成分(B)を芳香族ポリエステル樹脂(A)中で極めて微細に分散させることもできる。
酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の酸価が0.001KOHmg/g未満であったりすると、芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)を共延伸させることができないことがある。その結果、非相溶成分(B)の分散体の扁平度を10以上とすることができなかったり、延伸工程において非相溶成分(B)の周辺でボイドが生成してしまうことがある。この場合、フィルムへ優れたガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐候性(耐UV性)、絶縁性を付与することができず、好ましくない。
一方、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の酸価が20KOHmg/gを越えると、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の耐熱性が低下して、溶融押出しする際に、押出機内で分解し、分解物がフィルム欠点の原因となったり、ポリオレフィン樹脂(b2)の耐熱性が低下しなくてもマトリックスである芳香族ポリエステル樹脂(A)の劣化が激しく、製膜自体が困難となる場合があるなど、フィルム生産上、好ましくないことがある。
また、本発明では、上記(1)〜(4)の手法にかかわらず、非相溶成分(B)の酸価が0.001KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であることが好ましい。酸価をかかる範囲とすることにより、非相溶成分(B)を芳香族ポリエステル樹脂(A)中に極めて微細に分散させることができる。また、本発明において、酸価とはJIS−K0070−1992にて規定される酸価をいう。非相溶成分(B)の酸価が0.001KOHmg/g未満であったりすると、芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)を共延伸させることができないことがある。その結果、非相溶成分(B)の分散体の扁平度を10以上とすることができなかったり、延伸工程において非相溶成分(B)の周辺でボイドが生成してしまうことがある。この場合、フィルムへ優れたガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐候性(耐UV性)、絶縁性を付与することができず、好ましくない。また、20KOHmg/gを越える場合、非相溶成分(B)の耐熱性が低下して、溶融押出しする際に、押出機内で分解し、分解物がフィルム欠点の原因となったり、非相溶成分(B)の耐熱性が低下しなくてもマトリックスである芳香族ポリエステル樹脂(A)の劣化が激しく、製膜自体が困難となる場合があるなど、フィルム生産上、好ましくないことがある。
また、前記非相溶性分(B)の分散体は、フィルム面と平行な断面において、面内長軸長さと、長軸方向に対して垂直方向の面内長さ(面内短軸長さ)の比(面内長軸長さ/面内短軸長さ)が2以下であることが好ましい。
また、非相溶の成分(B)の分散体の、フィルム面と平行な断面において、面内長軸長さと面内短軸長さの比(面内長軸長さ/面内短軸長さ)は以下の手順で求められるものである。
(A’1)ミクロトームを用いて、フィルム断面を面方向に潰すことなく、フィルム面方向に対して平行に切断する。
(A’2)次いで切断した断面を、電子顕微鏡を用いて観察し、5000倍に拡大観察した画像を得る。なお、観察場所はポリエステル層(W層)内において無作為に定めるものとするが、画像の上下方向がフィルムの長手方向と、画像の左右方向がフィルム幅方向とそれぞれ平行になるようにするものとする。また、該画像において非相溶成分(B)の分散体が判別し難い場合は、適宜オスミニウム酸などを用いて事前にフィルムを染色しても良い。
(A’3)画像中のポリエステル層(W層)内の一つの非相溶の成分(B)の分散体について面内短軸長さと面内長軸長さを求める。
以下、図4〜6を用いて説明する。図4〜6において、分散体1の面内長軸長さとは、フィルム長手方向に平行な方向における分散体の一端(フィルム面方向と平行な方向における分散体の最左端)2’から、もう一方の一端(フィルム長手方向と平行な方向における分散体の最右端)3’までを、線分4’で結んだときの線分4’の長さである。ここで、線分4’はフィルム長手方向と必ずしも平行になる必要はない(図5、図6を参照)。また、面内短軸長さとは線分4’の中点5’を通り、かつ線分4’と垂直な線上にある分散体の一端(上端)6’からもう一方の一端(下端)7’までを線分8’で結んだときの線分8の長さである。ここで、線分8’は中点5’を必ずしも含む必要はない(図6参照)。
(A’4)面内長軸長さを面内短軸長さで除した値(面内長軸長さ/面内短軸長さ)を当該分散体における面内長軸長さと面内短軸長さの比(面内長軸長さ/面内短軸長さ)とする。
(A’5)画像中のポリエステル層(W層)内の他の分散体についても同様に面内長軸長さと面内短軸長さの比(面内長軸長さ/面内短軸長さ)を求める。但し、計測対象とするのは、分散体の全体が画像内に収まっているものに限る。また、非相溶成分であっても、無機粒子は計測対象としない。
(A’6)フィルム切断場所を無作為に変更して(A1’)から(A5’)と同様の手順を計100回行う。
(A’7)以上の手順で得られた全分散体の面内長軸長さと面内短軸長さの比(面内長軸長さ/面内短軸方向の長さ)の数値を用いて、それらの相加平均値を求め、当該相加平均値を当該ポリエステル層(W層)内における非相溶成分(B)の分散体の面内長軸長さと面内短軸長さの比(面内長軸長さ/面内短軸長さ)とする。また、同様に、以上の手順で得られた全分散体の面内短軸長さ、面内長軸長さの数値の相加平均値をそれぞれ求め、当該相加平均値をそれぞれ平均面内短軸長さ、平均面内長軸長さとする。
面内長軸長さと面内短軸長さの比(面内長軸長さ/面内短軸長さ)は、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.2以下である。面内長軸長さと面内短軸長さの比(面内長軸長さ/面内短軸長さ)をこの範囲とすることによって、優れた機械特性や耐熱性を維持しつつ、ガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性といったポリオレフィン特有の優れた特性をポリエステルフィルムへ効率的に付与することができる。
本発明では、ポリエステル層(W層)内における非相溶成分(B)の分散体の体積占有率が3体積%以上50体積%未満であることが必要である。
ポリエステル層(W層)内における非相溶成分(B)の分散体の体積占有率とは、以下の手順で求めることができる。
(B1)前記(A2)で得られる画像中におけるポリエステル層(W層)の面積を計測し、これをAとする。
(B2)画像中のポリエステル層(W層)内に存在する全ての非相溶成分(B)の分散体の面積を計測し、総面積をBとする。ここで、計測対象とするのは、分散体の全体が画像内に収まっているものに限られず、画像内に一部のみが現われている分散体も含むものとする。但し、非相溶成分であっても、無機粒子は計測対象としない。
(B3)BをAで除し(B/A)、それに100を乗じることにより、体積占有率(%)を算出する。
(B4)前記(A6)より得られる計100枚の画像についても同様の計測・計算を行ない、各々の画像で求められた体積占有率(%)の相加平均値を求め、当該相加平均値を当該ポリエステル層(W層)における非相溶成分(B)の分散体の体積占有率(%)とする。
分散体の体積占有率は5体積%以上であることがより好ましく、10体積%以上であることが更に好ましく、14体積%以上であることが特に好ましく、最も好ましくは25体積%以上である。体積占有率を上記範囲とすることにより、優れた機械特性や耐熱性を維持しつつ、ガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性といったポリオレフィン特有の優れた特性をポリエステルフィルムへ効率的に付与することができる。
なお、体積占有率が50体積%を超えると、ポリエステル樹脂の高い機械特性や耐熱性を維持することができず、また延伸工程にてフィルム破れが頻発するため、生産性に著しく劣る。
また、体積占有率が体積3%未満であると、ガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性といったポリオレフィン特有の優れた特性をポリエステルフィルムへ十分付与することができない。
ポリエステル層(W層)内における非相溶成分(B)の分散体の体積占有率は非相溶成分(B)の添加量に依存するため、非相溶成分(B)の添加量を調節することにより、体積占有率を上述した範囲とすることができる。
本発明では、非相溶成分(B)の含有量がポリエステル層(W層)に対して2重量%以上35重量%以下が好ましい。より好ましくは、また、より好ましくは5重量%以上30重量%以下、特に好ましくは10重量%以上25重量%以下である。非相溶成分(B)の含有量が35重量%を超えると、延伸工程において芳香族ポリエステル樹脂(A)と、非相溶成分(B)を共延伸させることができずに、非相溶成分(B)の分散体の扁平度が10未満となったり、非相溶成分(B)周辺でボイドが生成してしまうことがある。また、延伸工程において、フィルム破れが頻発し、連続製膜に耐えられないこともあり、好ましくない。また、非相溶成分(B)の含有量が2重量%未満であったりすると、フィルムへ充分なガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性を付与できないことがある。
また、非相溶成分(B)は酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合、比重等を考慮すると、ポリエステル層(W層)において、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量の合計がポリエステル層(W層)全体に対して、2重量%以上35重量%以下であることが好ましい。より好ましくは5重量%以上30重量%以下、特に好ましくは10重量%以上25重量%以下である。
一方、非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)からなる場合は、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量がポリエステル層(W層)全体に対して、2重量%以上35重量%以下であることが好ましい。より好ましくは5重量%以上30重量%以下、特に好ましくは10重量%以上25重量%以下である。
非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合は、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量の合計を2重量%以上35重量%以下とすることにより、一方、非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)からなる場合は、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量を、2重量%以上35重量%以下とすることにより、製膜性を維持しつつ、優れたガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐候性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性をフィルムへ付与することができる。
なお、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合において、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量の合計が2重量%未満であったり、非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)からなる場合において、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量が2重量%未満であったりすると、フィルムへ充分なガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性を付与できないことがある。
また、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量の合計が35重量%を超えると、延伸工程において芳香族ポリエステル樹脂(A)と、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなる非相溶成分(B)を共延伸させることができずに、非相溶成分(B)の分散体の扁平度が10未満となったり、非相溶成分(B)周辺でボイドが生成してしまうことがある。また、延伸工程において、フィルム破れが頻発し、連続製膜に耐えられないこともあり、好ましくない。
一方、非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)からなる場合は、酸変性ポリオレフィン樹脂(b2)の含有量が35重量%を超えると、延伸工程において芳香族ポリエステル樹脂(A)と、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなる非相溶成分(B)を共延伸させることができずに、非相溶成分(B)の分散体の扁平度が10未満となったり、非相溶成分(B)周辺でボイドが生成してしまうことがある。また、延伸工程において、フィルム破れが頻発し、連続製膜に耐えられないこともあり、好ましくない。
また、本発明では、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合、ポリエステル層(W層)において、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)が、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して、2重量部以上45重量部以下含有されていることが好ましく、より好ましくは10重量部以上、特に好ましくは40重量部以上である。
非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量をかかる範囲とすることにより、非相溶成分(B)を芳香族ポリエステル樹脂(A)中で極めて微細に分散させることができる。また、延伸工程において芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)をより容易に共延伸させることができる。その結果、非相溶成分(B)の分散体の平均短軸長さをより小さくし、かつ平均長軸長さをより大きくし、かつ扁平度をより高めることができ、フィルムへ優れたガスバリア性、易成形性、耐UV性、電気絶縁性等を付与することができる。さらに、非相溶成分(B)周辺でのボイド生成を抑制することができる。
なお、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合、酸変性されているオレフィン樹脂(b2)の含有量が、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して2重量部未満であると、非相溶成分(B)を芳香族ポリエステル樹脂(A)中で充分に微分散化させることができず、また、延伸工程において芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)を共延伸させることができないことがある。その結果、非相溶成分(B)の分散体の扁平度が10以上とならなかったり、非相溶成分(B)の周辺でボイドが生成してしまうことがある。この場合、優れたガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐候性(耐UV性)、絶縁性をフィルムへ付与することができなくなり、好ましくない。
また、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合であって、酸変性されているオレフィン樹脂(b2)の含有量が、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して45重量部を超えると、芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)からなる樹脂混合体を溶融押出しする際に、該混合体が押出機中でゲル化したり、粘度が著しく低下したりすることがある。この場合、安定的な押出しをすることができず、結果として、連続製膜できないことがあり、好ましくないことがある。なお、ポリエステル層(W層)に、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)を含有させずに、酸変性されているオレフィン樹脂(b2)と芳香族ポリエステル樹脂(A)のみを含有せしめた場合において、高酸価のものを用いた場合にも同様の現象が生じ、生産性や実用性に著しく劣ることがある。
本発明では、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合、ポリエステル層(W層)に含有される酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)を構成する単位分子(モノマー成分)と、ポリエステル層(W層)に含有される酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を構成する単位分子(モノマー成分)は、同一であることが好ましい。
かかる態様とすることにより、非相溶成分(B)を芳香族ポリエステル樹脂(A)中で極めて微細に分散させることができる。また、延伸工程において、芳香族ポリエステル樹脂(A)と非相溶成分(B)をより容易に共延伸させることができ、その結果、非相溶成分(B)の分散体の平均短軸長さをより小さく、かつ平均長軸長さをより大きく、かつ扁平度をより高めることができる。さらに、非相溶成分(B)周辺でのボイド生成を抑制することができる。
より好ましい態様としては、(1)酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)としてポリプロピレンを用い、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)として酸変性ポリプロピレンを用いる態様(すなわち、共に単位分子(モノマー成分)としてプロピレンを用いる態様)、(2)酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)としてポリメチルペンテンを用い、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)として酸変性ポリメチルペンテンを用いる態様(すなわち、単位分子(モノマー成分)として共にメチルペンテンを用いる態様)などが挙げられる。
ここで、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)としては、何ら変性がされていないもののみならず、耐熱性が低下しない範囲で、柔軟性を付与のために柔軟性置換基を導入したものであっても、酸変性されていないものであれば、いずれも好ましく用いることができる。
また、本発明のフィルムに用いられる酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)は、芳香族ポリエステル樹脂(A)のガラス転移温度での動的貯蔵弾性率が500MPa以下であることが好ましい。より好ましくは250MPa以下、更に好ましくは200MPa以下、特に好ましくは100MPa以下、最も好ましくは50MPa以下である。動的貯蔵弾性率が500MPaを越えると、延伸時の変形が困難となり、界面剥離が起こりやすくなる結果、ガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、絶縁性などポリオレフィン特有の優れた特性をポリエステルフィルムへ効率的に付与することが困難となる。酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)の、芳香族ポリエステル樹脂(A)のガラス転移温度での動的貯蔵弾性率が500MPa以下とすることで、ポリオレフィンの優れた特性をフィルムに対して容易に付与することが可能となる。
更には、本発明のフィルムを成型用フィルムとして用いる場合には、動的貯蔵弾性率を好ましくは100MPa以下、より好ましくは50MPa以下とすることで、成形性に優れたフィルムとすることができる。
なお、ここでいうガラス転移温度とは、示差走査熱量測定(以下、DSC)により得られる、昇温過程(昇温速度:20℃/min)におけるガラス転移温度Tgである。詳しくは、JIS K−7121(1999年版)に基づき、下記の手順により求められる。
(C1)サンプルパンに封入したサンプルを、昇温速度20℃/minで樹脂を25℃から300℃まで20℃/minの昇温速度で加熱する(1stRUN)。
(C2)その状態で5分間保持後、次いで25℃以下となるよう急冷する。
(C3)再度室温から20℃/minの昇温速度で300℃まで昇温を行う(2ndRUN)。
(C4)得られた2ndRUNの示差走査熱量測定チャートにおいて、ガラス転移の階段状の変化部分において、各ベースラインの延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線とガラス転移の階段状の変化部分の曲線とが交わる点でもって、ガラス転移温度Tgとする。
また、動的貯蔵弾性率とは、厚さ200μmのシートを作製し、そのシートをJIS K−7244(1999年版)に準じた方法により求めた値である。詳しくは、引張モード、試料動的振幅速さ(駆動周波数)は1Hz、チャック間距離5mm、歪振幅10μm、力振幅初期値100mN、昇温速度2℃/minでの測定条件にて温度依存性(温度分散)を測定した時に得られる値である。
また、本発明において酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)を用いる場合は、ポリオレフィン樹脂(b1)のMFRが1g/10min以上であるのが好ましい。ここでいうMFRとは、ASTM−D1238(1999)に基づいて,芳香族ポリエステル樹脂(A)の融点+5℃の温度で、5kgの荷重をかけて、測定された値である。より好ましくは20g/10min以上、更に好ましくは100g/min以上である。MFRが1以上であると芳香族ポリエステル樹脂(A)中に充分に微分散化させることができず、優れたガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐候性(耐UV性)、絶縁性、光拡散性をフィルムへ付与することができなくなり、好ましくない。
なお、芳香族ポリエステル樹脂(A)の融点とはJIS K−7121(1999)に基づいて、DSCにより得られる、昇温過程(昇温速度:20℃/min)における融点Tmである。具体的には、上記(C1)〜(C4)の方法により得られた2ndRunの結晶融解ピークにおけるピークトップの温度でもって芳香族ポリエステル樹脂(A)の融点とする。
また、本発明では、ポリエステル層(W層)内における気泡の体積占有率がポリエステル層(W層)に対して3体積%未満であることが必要である。
ここで、気泡の体積占有率とは、以下の手順で求めることができる。
(D1)前記(A2)で得られる画像中におけるポリエステル層(W層)の面積を計測し、これをAとする。
(D2)画像中のポリエステル層(W層)内に存在する全ての気泡の面積を計測し、総面積をBとする。ここで、計測対象とするのは、気泡の全体が画像内に収まっているものに限られず、画像内に一部のみが現われている気泡も含むものとする。
(D3)BをAで除し(B/A)、それに100を乗じることにより、ポリエステル層(W層)内における気泡の体積占有率(%)を算出する。
(D4)前記(A6)より得られる計100枚の画像についても同様の計測・計算を行ない、各々の画像で求められた気泡の体積占有率(%)の相加平均値を求め、当該相加平均値を当該ポリエステル層(W層)における気泡の体積占有率とする。
気泡の体積占有率は、2体積%以下であることが好ましく、より好ましくは1体積%以下、特に好ましくは0.5体積%以下である。
ポリエステル層(W層)内部における気泡の存在は、フィルムに折皺を入りやすくし、光線透過性を低下させ、かつ非相溶成分(B)の含有により付与されたガスバリア性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性といったポリオレフィン特有の優れた特性を減殺してしまう。
従って、気泡の体積占有率はできるだけ小さいことが好ましく、下限は0体積%である。また、気泡含有率が3体積%を超えると、上記した優れた特性はほとんど発現されない。
気泡の体積占有率をより小さくするためには、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなるものである場合は、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して2重量部以上45重量部以下含有させるなど、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量を先に述べた好適範囲とすることにより達成することができる。
一方、非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)からなる場合には、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の酸価を0.001KOHmg/g以上20KOHmg/g以下とすることにより達成できる。
また、本発明では、ポリエステル層(W層)に、必要に応じて本発明の効果が損なわれない量での適宜な添加剤、例えば、耐熱安定剤、耐酸化安定剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、有機系の易滑剤、有機架橋微粒子、無機粒子、充填剤、核剤、染料、分散剤、カップリング剤等が配合されていてもよい。
これらのうち特に、ポリエステル層(W層)に有機または無機粒子を添加することが好ましい。有機架橋粒子または無機粒子を添加することによりその用いる材質に応じて、ポリエステル層(W層)に機能付与をすることができる。
無機粒子の例としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、酸化チタン、酸化亜鉛(亜鉛華)、酸化アンチモン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化ランタン、酸化マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸亜鉛、塩基性炭酸鉛(鉛白)、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸鉛、硫化亜鉛、リン酸カルシウム、シリカ、アルミナ、マイカ、雲母チタン、タルク、クレー、カオリン、フッ化リチウムおよびフッ化カルシウム等を挙げることができる。
また、有機架橋粒子の例としては、シリコーン系化合物、架橋スチレンや架橋アクリル、架橋メラミンなどの架橋微粒子の他、芳香族ポリエステル樹脂(A)に対して非相溶だが、微分散するポリオレフィン樹脂以外の熱可塑性樹脂も粒子として用いることができる。
これらにおいて、特に、無機粒子または有機架橋性粒子を用いることが好ましく、更に好ましくは無機粒子を用いることが、ガスバリア性、耐熱性、易成形性、離型性、難燃性、耐UV性、耐加水分解性、電気絶縁性などポリオレフィン特有の優れた特性を損なうことなく、機能付与をすることが可能となるという点でより好ましい。
その具体例としては、1)紫外線吸収性の粒子を用いることにより、耐UV性の更なる向上、2)ポリエステル層と屈折率の異なる粒子を用いることにより、光拡散性の更なる向上、などが挙げられる。これらについて以下詳細を説明する。
まず、1)については、酸化チタン、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収性粒子や、紫外線吸収剤を含有もしくは共重合した有機架橋粒子をポリエステル層(W層)に添加することによって、ポリオレフィンの含有により向上した耐UV性、電気絶縁特性などの特性を、紫外線に暴露される様な環境で長期に使用した場合においても、その特性をより維持することが可能となる。
また、2)については、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムや、架橋アクリル、架橋ポリスチレンなどの有機架橋性粒子を用いることによって、例えば光拡散フィルムといった用途に使用される場合において、より光拡散性を向上させることができる。
これら微粒子の含有量は、例えば1)については、ポリエステル層(W層)に対して、1重量%以上含有させることが好ましく、より好ましくは5重量%以上、更に好ましくは10重量%以上である。含有量の上限については特に制限がないが、多すぎるとフィルム破れが頻発するといった点から50重量%以下、更に好ましくは40重量%以下、特に好ましくは30重量%以下である。
また、2)については、ポリエステル層(W層)に対して、0.1重量%以上含有させるのが好ましく、より好ましくは0.5重量%以上、特に好ましくは1重量%以上である。含有量の上限については特に制限がないが、多すぎるとフィルム破れが頻発するといった点や、得られたフィルムの透明性が低下すると行った観点から、20重量%以下、更に好ましくは15重量%以下、特に好ましくは10重量%以下である。
また、本発明のフィルムは、上記ポリエステル層(W層)のみからなる単膜フィルムであってもよいし、他の層が積層された積層フィルムであっても良い。すなわち、ポリエステル層(W層)の片側もしくは両側に他の層が積層されていてもよい。なお、ポリオレフィン樹脂の特性をポリエステルフィルムへ付与するという本発明の効果を最大限に発揮させたい場合は、ポリエステル層(W層)から構成される単膜フィルムもしくは、本発明のポリエステル層(W層)に該当する層のみが複数積層されている積層フィルムが好ましい態様となる。また、得られたフィルムを用いて、コーティングなどの表面加工をする場合は、その加工性などから、非相溶成分(B)が含まないポリエステル層(P層)、より好ましくは二軸延伸ポリエステル層が少なくとも片側表面に積層されている積層フィルムが好ましい態様となる。
本発明のフィルムが積層フィルムである場合、そのポリエステル層(W層)厚さ(ポリエステル層(W層)が複数ある場合は各層の厚さの和をもって、ポリエステル層(W層)の厚さとする)と、その他の層の厚さの和との比((ポリエステル層(W層)の厚さ/W層以外の層の厚さの和)=(積層比))は用いる用途により任意に設定することができるが、ポリオレフィン樹脂の特性をポリエステルフィルムへ付与するという本発明の効果を最大限に発揮させたい場合は、3/1以上が好ましく、より好ましくは5/1以上、更に好ましくは6/1以上である。また、得られたフィルムを用いて、コーティングなどの表面加工をする場合は、その積層比は任意であり、3/1未満となっても構わない。また、用途ごとのより好ましい範囲については後述する。
また、本発明のフィルムの表面自由エネルギーは、42mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは37mN/m以下、特に好ましくは34mN/m以下である。表面自由エネルギーをかかる範囲とすることにより、離型フィルムや包装フィルム等に好適に用いることができる。なお、下限は特に限定されるものではないが20mN/m以上であることが好ましい。20mN/m未満であると、製膜工程においてフィルムが滑りすぎて、連続製膜し難いことがある。
また、本発明のフィルムの水蒸気透過率は、32g/m・day以下であることが好ましい。より好ましくは27g/m・day、特に好ましくは22g/m・day以下である。水蒸気透過率をかかる範囲とすることにより、包装フィルム等に好適に用いることができる。なお、下限は特に限定されるものではなく、0g/m・dayが実質的な下限となる。
また、本発明のフィルムは、80℃環境下での初期弾性率が2.1GPa以下であることが好ましい。より好ましくは1.9GPa以下、特に好ましくは1.7GPa以下である。80℃環境下での初期弾性率をかかる範囲とすることにより、成形用フィルム等に好適に用いることができる。なお、下限は特に限定されるものではないが1.0GPa以上であることが好ましい。1.0GPa未満であると、80℃環境下においてコシのないフィルムとなり、ハンドリング性に劣ることがある。
また、本発明のフィルムは、80℃環境下において伸長試験を行った際の100%伸長時の応力が115MPa以下であることが好ましい。より好ましくは100MPa以下、特に好ましくは80MPa以下である。80℃環境下での100%伸長時応力をかかる範囲とすることにより、成形用フィルム等に好適に用いることができる。なお、下限は特に限定されるものではないが40MPa以上であることが好ましい。40MPa未満であると、80℃環境下における伸長成形を精密に制御することが困難となる場合がある。
また、本発明のフィルムは、24時間紫外線照射試験後の黄変度(JIS K−7105−1981)が25以下であることが好ましい。より好ましくは20以下であり、特に好ましくは15以下である。黄変度をかかる範囲とすることにより、屋外用フィルム、電飾看板用フィルムや面光源用フィルムなど光に曝露される用途に好適に用いることができる。なお、下限は特に限定されるものではないが−5以上であることが好ましい。−5未満となると、フィルムが青色に色づくことがあり、外観上好ましくないことがある。
また、本発明のフィルムの部分放電電圧は510V以上であることが好ましい、より好ましくは590V以上、特に好ましくは670V以上である。部分放電圧をかかる範囲とすることにより、太陽電池用バックシートなど絶縁性が要求される用途に好適に用いることができる。なお、上限は特に限定されるものではないが10000V以下であることが好ましい。より好ましくは1000V以下である。10000Vを超えると、僅かな摩擦で静電気が発生しやすく、集塵によるフィルム汚れの原因となりやすいためである。また、太陽電池用バックシートとは、例えば、特開2002−26354号公報の図1に示される裏面封止フィルムなどを指し、より好ましい構成については後述する。
また、本発明のフィルムの光線透過率は30%以上であることが好ましい。より好ましくは50%以上、更に好ましくは65%以上、特に好ましくは75%以上、最も好ましくは80%以上である。また、本発明のフィルムのヘイズは50%以上であることが好ましい。より好ましくは70%以上、特に好ましくは90%以上である。光線透過率とヘイズをかかる範囲とすることにより、光拡散フィルムなどに好適に用いることができる。なお、上限は特に限定されるものではないが、光線透過率およびヘイズ共に100(%)が実質的な上限となる。なお、本発明のフィルムを光拡散フィルムとして用いない場合は、ヘイズは特段限定されるものではない。
また、本発明のフィルムは、23℃環境下での初期弾性率が4.0GPa以下であることが好ましい。より好ましくは3.5GPa以下、特に好ましくは3.0GPa以下である。23℃環境下での初期弾性率をかかる範囲とすることにより、柔軟で、かつハンドリング性に優れたフィルムとすることができる。なお、下限は成型用途では特に限定されるものではないが、成型用途以外では2.3GPa以上であることが好ましい。2.3GPa未満であると、コシがなく、ハンドリング性に劣ることがある。
また、本発明のフィルムは、23℃環境下において伸長試験を行った際の100%伸長時の応力が185MPa以下であることが好ましい。より好ましくは160MPa以下、特に好ましくは140MPa以下である。23℃環境下での100%伸長時応力をかかる範囲とすることにより、23℃環境下において成形加工が容易なフィルムとなる。なお、下限は特に限定されるものではないが100MPa以上であることが好ましい。100MPa未満であると、精密な成形加工をすることができないことがある。
また、本発明のフィルムの比重は特に限定されるものではないが1.0以上1.4以下であることが好ましい。比重が1.0未満であるときは、フィルム内部に気泡を含有することが多く、好ましくない。また、比重が1.4を超える場合は軽量性に劣ることがある。
ここで、上述したフィルムの各種特性を各々の好適範囲とするためには、後述する実施例にも示すように、ポリエステル層(W層)において、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなる場合には、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)の含有量と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量の合計をこれまで述べた好適範囲内とすることや、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して2重量部以上45重量部以下とするなどこれまで述べた好適範囲内とすることにより達成することができる。
また、非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)からなる場合には、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の含有量をこれまで述べた好適範囲内とすることや、酸変性されているポリオレフィン(b2)の酸価をこれまで述べた好適範囲内にすることにより達成することができる。
また、ヘイズを上記した範囲とするためには、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)および/または酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)のポリオレフィン樹脂としてポリ4−メチルペンテン−1またはその誘導体、もしくは環状ポリオレフィン樹脂またはその誘導体を用いることが好ましい。より好ましくは耐熱性が高いという点でポリ4−メチルペンテン−1またはその誘導体がよい。
また、表面自由エネルギー、部分放電電圧を上記した範囲とするためには、ポリエステルフィルムの少なくとも片側表面をポリエステル層(W層)からフィルム構成とすることが好ましい。
表面自由エネルギーを上記した範囲とするためには、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)および/または酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)のポリオレフィン樹脂としてポリ4−メチルペンテン−1またはその誘導体を用いることが好ましい。
また、部分放電電圧は、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)および/または酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)のポリオレフィン樹脂として結晶性樹脂を用いることによって、高めることができる。ここでいう結晶性樹脂は、樹脂をJIS K−7121(1999)に基づいて、示差熱量測定(DSC)にて上述の(C1)〜(C4)の方法にて測定した際に、2ndRUNにて結晶融解ピークの面積が1J/g以上である樹脂を指す。より好ましくはポリエチレンおよびその誘導体、ポリプロピレンおよびその誘導体が好ましく、更にはホモのポリエチレン、ホモのポリプロピレンが部分放電電圧をより高めることができるという点でよい。
また、本発明のフィルムの厚みは、特に限定されるものではなく、用途により適当なフィルム厚みを選択することができるものであるが、一般的には3μm以上500μm以下であることが好ましい。フィルム厚みが3μm未満であると、製膜時に破れが生じやすいことがある。また、フィルム厚みが500μmを超えると、フィルムをロール状に巻き取ることが困難となることがある。
また、本発明のフィルムは、必要に応じて本発明の効果が失われない範囲で、周知の技術を用いて、別の機能を有する層(C層)を積層しても構わない。その例としては球状粒子を含んだ光拡散層、集光層、偏光分離層、反射防止層、光反射層、難燃層、クッション層、帯電防止層、紫外線吸収層、ハードコート層、接着層、ガスバリア層、等があげられ、用いられる用途によって任意の層を形成することで、本発明のポリエステルフィルムの特性を更に向上させることができる。
C層の具体例としては、球状粒子を含んだ光拡散層(D層)が挙げられる。D層を設けることによって、ポリエステルフィルムに光拡散性をより高めると共に光の出射分布を制御する等が挙げられる。詳細については後述する。
次に、本発明のフィルムの製造方法について、その一例を説明するが、本発明は、かかる例のみに限定されるものではない。
ポリエステル層(W層)を形成するために、押出機(主押出機)を有する製膜装置を用い、必要に応じて十分な真空乾燥を行った芳香族ポリエステル樹脂(A)のチップと酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)のチップと酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)のチップとを混合したものを加熱された押出機に供給する。酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)や酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)の添加は、事前に均一に溶融混練して配合させて作製されたマスターチップを用いても、もしくは直接混練押出機に供給するなどしてもよい。
また、本発明のフィルムが積層フィルムである場合は、上記主押出機のほかに副押出機を有する複合製膜装置を用い、必要に応じて十分な真空乾燥を行った熱可塑性樹脂(例えば、PETなどの芳香族ポリエステル樹脂など)のチップおよび各種添加物が混合された混合物を加熱された副押出機に供給して共押出し積層する。
また、溶融押出に際してはメッシュ40μm以下のフィルターにて濾過した後に、Tダイ口金内に導入し押出成形により溶融シート(積層フィルムの場合は溶融積層シート)を得ることが好ましい。
この溶融シートを表面温度10℃以上60℃以下に冷却されたドラム上で静電気により密着冷却固化し、未配向(未延伸)フィルムを作製する。
該未配向フィルムを70℃以上120℃以下の温度に加熱されたロール群に導き、長手方向(すなわちフィルムの進行方向を指し、以下「縦方向」ということもある)にロール間延伸によって2倍以上4倍以下に延伸し、20℃以上50℃以下の温度のロール群で冷却することにより一軸配向(一軸延伸)フィルムを得る(なお、かかる延伸工程を縦延伸工程ということもある)。
続いて、この一軸配向フィルムの両端をクリップで把持しながらテンターに導き、90℃以上150℃以下の温度に加熱された雰囲気中で、長手方向に直角な方向(すなわちフィルム幅方向を指し、以下「横方向」ということもある)に2倍以上4倍以下に引っ張り延伸することにより二軸配向(二軸延伸)フィルムを得る(なお、かかる延伸工程を横延伸工程ということもある)。
長手方向と幅方向の延伸倍率は、それぞれ2.5倍以上が好ましく、より好ましくはそれぞれ2.8倍以上、更に好ましくはそれぞれ3.0倍以上、さらに好ましくはそれぞれ3.5倍以上である。
延伸倍率をかかる範囲とすることにより、非相溶成分(B)の分散体の平均短軸長さをより小さくし、平均長軸長さをより大きくし、分散体の扁平度をより高めることができる。
なお、長手方向と幅方向の延伸倍率は、それぞれ4倍を超えないことが好ましい。延伸倍率が4倍を超えると延伸工程においてフィルム破れを生じ易くなるためである。
また、必要に応じて、得られた二軸配向フィルムの結晶配向を完了させて、平面性と寸法安定性を付与するために、引き続きテンター内にて150以上、芳香族ポリエステル樹脂(A)の融点−10℃以下(芳香族ポリエステル樹脂(A)がポリエチレンテレフタレートの場合240℃以下)の温度で1秒以上30秒間以下の熱処理を行ない、均一に徐冷後、室温まで冷却し、その後必要に応じて、他素材との密着性をさらに高めるためにコロナ放電処理などを行ってもよい。上記熱処理工程中では、必要に応じて幅方向あるいは長手方向に0.1以上12%以下の弛緩処理を施してもよい。
なお、一般に熱処理温度が高いほど、熱寸法安定性も高くなり、また、非相溶成分(B)の分散体の扁平度も高まる傾向にあるため、本発明のフィルムは製膜工程において高温(180℃以上)で熱処理されることが好ましい。
かかる二軸配向フィルムを巻き取ることにより、本発明のフィルムを得ることができる。
また、二軸延伸を行なうときは逐次延伸あるいは同時二軸引っ張り延伸のいずれでもよいが、同時二軸引っ張り延伸法を用いた場合は、製造工程のフィルム破れを防止でき、かつ加熱ロールに粘着することによって生ずる転写欠点が発生しにくい。
また、二軸延伸後に長手方向および/または幅方向に再延伸してもよい。
また、本発明のフィルムには、本発明の効果を失わない範囲で、各種添加剤が添加されていてもよい。
本発明のフィルムは、離型フィルム、包装フィルム、柔軟フィルム、易成形フィルム、耐UV性フィルム、電気絶縁フィルム、光拡散フィルム、太陽電池バックシート用フィルムなどに好適に用いることができる。これらのうち、i)光拡散フィルム、ii)離型フィルム、iii)太陽電池バックシート用フィルムについて以下詳細を記述する。
[光拡散フィルム]
本発明のフィルムは液晶ディスプレイバックライト用の光拡散フィルムとして好適に用いられる。特に直下型バックライトにおけるムラ消し性に優れるフィルムとして有用である。その構成の一例について、図7を参照して説明する。図7は、直下型バックライト装置を縦方向に切断して示す断面図である。バックライトの筐体は反射板10で覆われて一面が開口となっており、筐体内部に蛍光管20が配置されている。開口部には拡散板30の上に、複数の光学フィルム群40が配置されて、バックライトが形成される。
反射板10は、例えば内部に微細な気泡を含有させた白色ポリエステルシート等が好ましく用いられる。また、光源20は、線状光源として冷陰極管(CCFL)、外部電極蛍光管(EEFL)、点光源として発光ダイオード(LED)等が用いられる。これら線状または点状の光源を拡散板30および、その上に設置される光学フィルム群40にて均一化し、面状の光源となる。
ここで、光学フィルム群40に従来の光学フィルムを用いた構成では一枚あたりの光の均一化効果が低いために、枚数が少ないと光源直上と光源間の直上で輝度にムラが生じ、光源の像が視認される。そのため、輝度ムラを解消し均一化(ムラ消し)するためには、多数の光学フィルムを設置する必要があったが、それによりバックライトの厚みが厚くなるといった問題があった。それに対し、特開2001−272508号公報等に記載の内部に球状の分散体を含むフィルムでは、少ない枚数で輝度均一性を高めることは可能であったが高輝度とすることが困難である。
本発明のフィルムは、内部にマトリックス樹脂(芳香族ポリエステル樹脂(A))と屈折率の異なる扁平状の分散体を含むものであるため、従来の球状の分散体を含むフィルムに比べて、分散体の体積占有率が同じであっても光の衝突確率が増大する結果、透過光は均一に拡散されやすくなる。
また、分散体に衝突した光はマトリックス樹脂と分散体の界面にて反射/屈折されることで散乱される。そのときの挙動について図8〜図13を用いて説明する。図8はマトリクス200に球状の分散体100を含有する従来のフィルムであり、図9は、図8のフィルム中の球状の分散体100に光が入射した場合の挙動を示す図である。分散体100に入射した光λ0(図中において実線にて表示)は、界面により反射/屈折を繰り返して、透過する光λ1(図中において破線にて表示)や、界面で反射され入射方向側に散乱される光λ2(図中において一点鎖線にて表示)や、入射方向に対して垂直方向近傍に散乱する光λ3(図中において点線にて表示)など、等方的に散乱される。ここで、入射方向に対して垂直方向近傍に散乱する光λ3は、フィルム面内方向に伝播し、フィルム端面から出射する光となる。図10は、図8のフィルムを面光源用フィルム41として用いた場合における光の挙動を示した図であるが、フィルム端面から出射された光は、損失される光(λ’3)となり、表示に用いられない。したがって、従来のフィルムでは、拡散性を高めるほど、入射方向に対して垂直方向近傍に散乱する光(λ3)の光量も多くなり、その結果面光源用フィルムとして用いた時に損失する光(λ’3)の光量が多くなり、輝度が低下するという問題がある。
一方、図11はマトリックス200に扁平状の分散体100を含有する本発明のフィルムであり、図12は、図11のフィルムにおいて、扁平状の分散体100に光が入射した場合の挙動を示す図である。扁平状の分散体100に入射した光λ0は、界面により反射/屈折を繰り返しても、その形状から、透過する光(λ1)や、界面で反射され入射方向側に散乱される光(λ2)がほとんどであり、入射方向に対して垂直方向近傍に散乱する光(λ3)はほとんどない。そのため、フィルム面内方向に伝播し、フィルム端面から出射して、損失される光が少ない。図13は、本発明のフィルムを面光源用フィルム41として用いた場合の図であるが、図に示すように、フィルム側面から出射し損失される光量(λ3’)を少なくすることができる。なお、図13に示すように、界面で反射され入射方向側に散乱される光(λ2)は、バックライト内に戻される。そして、反射板10にて、反射し、再度、本発明のフィルムに入射する(この現象を、「光の再利用」と呼ぶこともある。)。また、光の再利用が起こる場合、光は反射フィルム10にて拡散反射されるため、このサイクルを繰り返すことで、面光源より出射する光の量を面内において均一化することが可能となる。その結果、輝度ムラを解消し均一化(ムラ消し)することができる。以上のメカニズムから、従来の拡散フィルムに比べて高輝度かつ高ムラ消し性を両立することができる。
本発明のフィルムは複数の光学フィルム群40の何れの部分に用いられても高いムラ消し性を発現するが、その効果が高いという点で拡散板の直上の光学フィルム41として用いるのが後方散乱光を有効に利用でき高輝度とすることができるという点でより好ましい。
本発明のフィルムは扁平状の分散体を有するという特徴から、単体でも高輝度かつ高ムラ消し性を有するものであるが、更にこの上に、表面に凹凸を有する光拡散層(D層)を形成することも好ましい形態である。この光拡散層の例としては、微粒子を含んだ塗布層、金型による転写層などがあげられ、表面の凹凸により光の屈折作用による拡散性とレンズ効果による集光性を併せ持たせることが可能となり、光拡散性を更に向上させたり、高輝度化することが可能となる。
本発明のフィルムに光拡散層(D層)を形成した場合、バックライトに搭載する際には、光拡散層(D層)が形成されない側の面が拡散板30に対向するように設置するのが好ましい。このような構成にすることによって、本発明のフィルムにて拡散した光の出射方向を、光拡散層(D層)にて、制御することが可能となる。その結果、より高輝度かつ均一性い優れたバックライトとすることができる。なお本発明のフィルムの両側表面に光拡散層(D層)を形成した場合は、どちらの面を拡散板30に対向させて設置しても良い。
光拡散層(D層)を形成する場合、形成の容易性や得られた層の均一性の観点から、より好ましい構成は、非相溶成分(B)が含まないポリエステル層(P層)を少なくとも片側表面に有する積層構造であるのがよく、より好ましくは両側表層がP層であるのがよい。また加工中の寸法安定性、平面性の確保のために、P層は二軸配向ポリエステル層であるのが更に好ましい。また、W層とP層の構成比(W層の厚み/P層の厚み、ただし、W層が複数ある場合はその和をW層の厚み、P層が複数ある場合はその和をもってP層の厚みとする)は、高い光拡散性を得るという点から、5/1以上が好ましく、更に好ましくは8/1以上である。このような構成とすることによって、高い光拡散性を有しながら、表面への加工性を付与することができる。
光拡散層(D層)に用いられる微粒子については特に規定はなく、任意の形状の微粒子を用いることができる。またそのサイズについても特に規定はないが高い光拡散性が得られるという点で、微粒子の数平均粒子径は1μm以上20μm以下程度が好ましい。また、その材質はポリメチルメタクリレート系、ポリスチレン系およびそれらの共重合体等の有機粒子やポリシリコン、シリカ、酸化チタニウム等の無機粒子および有機−無機の複合材料等を用いることができる。
また、光拡散層(D層)の表面は凹凸を有しているのが好ましく、その凹凸の尺度である光沢度は50以下が好ましく、更に好ましくは40以下、特に好ましくは30以下である。ここでいう光沢度は、JIS Z8741(1999年版)に基づいて測定される60°光沢度である。光沢度を上記範囲とすることで、より光拡散性が高くなり、ムラ消し性を更に高めたり、輝度を高めたりすることができる。
光拡散層(D層)の厚みは特に限定されないが好ましくは1μm以上20μm以下、更に好ましくは1μm以上10μm以下である。
本発明のフィルムを用いた面光源は、上記フィルム上に、本発明のフィルムの効果が失われない範囲内で、さらにその他別の機能を有する光学フィルムを搭載することが好ましい。別の光学フィルムを用いることで、本発明のフィルムを用いてなる面光源の輝度や、輝度の均一性をさらに高めることが可能となる。別の光学フィルムの設置場所は、拡散板30と本発明のフィルム間(すなわち図7において、本発明のフィルムを42、別のフィルムを41とする)であっても良いし、本発明のフィルム上にその他フィルムを重ねても良い(すなわち、図7において、本発明のフィルムを41として、別のフィルムを42,43・・・と重ねていく)。この結果、面光源としての品位を高めることができる。別の光学フィルムの例としては、プリズムシート、等方拡散性を有する拡散シート、異方拡散性シート、偏光分離フィルムなどが挙げられる。 本発明の面光源は、光利用効率に優れ高輝度でかつ広視野角視野の点で従来の直下型面光源と比べて優れており、TV、モニタ他、各種表示媒体などの、液晶表示素子を背面から照射する用途に好適に用いることができる。
[離型フィルム]
本発明のフィルムを離型フィルムとして用いる場合は、フィルムの少なくとも片側の表層をポリエステル層(W層)とすることが好ましい。このような態様とすることにより、ポリエステル層(W層)表面に疎水性の高いオレフィン分散体が露出し、さらに表面に凹凸が形成されることにより、疎水効果と表面効果の両方の相乗効果により優れた疎水性を発現する。それにより、本発明のフィルムは、従来の離型フィルムのようにフッ素系化合物や、シリコーン系の化合物を含むことなく、高い離型性能を有するものである。
より好ましい構成は、ポリエステル層(W層)と非相溶成分(B)が含まないポリエステル層(P層)とを有する積層構造であり、P層が二軸配向ポリエステル層であるのが更に好ましい。さらには、ポリエステル層(W層)と非相溶性成分(B)が含まないポリエステル層(P層)とからなる二層構成が好ましい。また、W層とP層の構成比(W層の厚み/P層の厚み、ただし、W層が複数ある場合はその和をもってW層の厚みとし、P層が複数ある場合はその和をもってP層の厚みとする)は、1/20以上1/2以下または2/1以上20/1以下が好ましく、より好ましくは1/15以上1/3以下または3/1以上15/1以下、更に好ましくは1/15以上1/5以下または5/1以上15/1以下、特に更に好ましくは1/15以上1/8以下または8/1以上15/1以下である。1/20を下回ると、離型性が低下することがある。また、1/2を越えたり、2/1に満たなかったりすると、フィルムがカールすることがある。また20/1を越えるとP層を積層した効果が失われることがある。上記範囲の構成とすることによって、フィルムがカールすることなく、従来の離型フィルムと同等の取り扱い性を付与することが可能となる。
本発明のフィルムは、従来、フッ素系化合物や、シリコーン系化合物が用いられていたラベル、工程紙、グリーンシート、保護フィルムなどの各種離型用途の他、適用が困難であった、生体、食品と直接接する様な医療分野(例えば細胞培養基材、金属缶ラミネート用途)などへの適用が可能である。
[太陽電池バックシート用フィルム]
本発明のフィルムは太陽電池バックシート用フィルムとして好適に用いられる。バックシート構成は必要とされる特性に応じて、任意の構成を用いることができるが、その一例について説明する。たとえば、本発明の太陽電池バックシートに発電素子を封止するEVAとの密着性を向上させるEVA密着層、EVA密着層との密着性を挙げるためのアンカー層、水蒸気バリア層、紫外線劣化を防ぐための紫外線吸収層、発電効率を高めるための光反射層、意匠性を発現させるための光吸収層、各層を接着するための接着層などを形成させることによって構成される。
EVA密着層は発電素子を封止するEVA系樹脂との密着性を向上させる層であって、最も発電素子に近い側に設置され、バックシートとシステムとの接着に寄与する。その材料はEVA系の樹脂との密着性が発現される材料、例えばEVAや、EVAとエチレン−メチルアクリレート共重合体(EMA)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン−ブチルアクリレート共重合体(EBA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)、アイオノマー樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂などの混合物などが挙げられる。
また、必要に応じてEVA密着層のバックシートへの密着性を向上させるため、アンカー層を形成することも好ましく行われる。その材料はEVA密着層との密着性が発現されれば特に制限はなく、例えばアクリル樹脂やポリエステル樹脂など樹脂を主たる構成成分とする混合物が好ましく用いられる。
水蒸気バリア層は太陽電池を構成した際に発電素子の水蒸気の劣化を防ぐため、バックシート側からの水蒸気の進入を防ぐための層である。酸化珪素、酸化アルミニウム等の酸化物やアルミニウム等の金属層を真空蒸着やスパッタリングなどの周知の方法でフィルム表面に設けることにより形成される。その厚みは通常100オングストローム以上200オングストローム以下の範囲であるのが好ましい。
紫外線吸収層は、内層の樹脂の紫外線劣化を防ぐために紫外線を遮断するための層であって、380nm以下の紫外線を遮断する機能を有していれば任意のものを用いることができる。
光反射層は、光を反射する層であって、本層を形成することによって、内層の樹脂の紫外線劣化を防止したり、太陽電池システムに吸収されずにバックシートまで到達した光を反射してシステム側に返すことで発電効率を高めるために用いる層であって、酸化チタンや硫酸バリウムなどの白色顔料や、気泡などを含有した層である。
光吸収層は、光を吸収する層であって、本層を形成することによって、内層の樹脂の紫外線劣化を防止したり、太陽電池の意匠性を向上させるために用いる層である。
上記の各層と本発明のフィルムを、組み合わせることで、本発明の太陽電池バックシートが形成される。なお、本発明のフィルムを用いたバックシートにおいて、上述の層はすべて独立した層として形成する必要はなく、複数の機能を兼ね備えた機能統合層として形成するのも好ましい形態である。また、本発明のフィルムにすでに機能を有する場合は省略することも可能である。例えば、本発明のフィルムにおいて、酸化チタン、硫酸バリウムなどの無機酸化物を用いて白色性を有する場合は、光反射層を省略することができる場合がある。また、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系化合物を含有していたり、別途光吸収剤を含有して光吸収性を有している場合には光吸収層を、無機粒子として紫外線吸収性を有するものを含有していたり、別途光吸収性剤を含有させた場合などは紫外線吸収層を省略することができる場合がある。
また、ガスバリア層については、本発明のフィルム上に直接ガスバリア層を設ける場合と別のフィルムにガスバリア性を有する層設け、このフィルムを本発明のポリエステルフィルム表面に積層する場合いずれも好ましく用いられる。また、金属箔(たとえばアルミ箔)を本発明のフィルム表面に積層する方法も用いることができる。この場合の金属箔の厚さは10μm以上50μm以下の範囲が、加工性とガスバリア性から好ましい。
ここで、本発明のフィルムは、従来のフィルムに比べて部分放電電圧が高く、これを用いてバックシートを形成すると、従来のバックシートと比べて、部分放電電圧を高めることが可能となる。ここで、本発明のフィルムは、太陽電池バックシートの両表層が本発明のフィルム以外の層で形成されていても良いし、少なくとも一方の表層が本発明のフィルムにて形成されても良い。いずれの場合も、本発明のフィルムは従来のフィルムに比べて、部分放電電圧が高いため、太陽電池バックシートの安全性を向上させることができたり、厚みを薄くしたりすることができる。より好ましくは、太陽電池バックシートの片側表面をポリエステル層(W層)とするのが、部分放電電圧をより高めることができるという点でより好ましい。さらには、ポリエステル層(W層)をバックシートの少なくとも片側表層として形成させることが、より部分放電電圧を高めることができる点で好ましい。部分放電電圧が向上するメカニズムは下記の通りである。
まず、低誘電率のポリオレフィン樹脂を偏平状に含有したポリエステル層(W層)を有することでフィルム全体の誘電率を低下させることができる。これにより、外部からの電気的な負荷に対して高い耐性を付与することが可能となる。また、ポリエステル層(W層)がバックシートの少なくとも表層として形成させた場合には、高扁平度でオレフィンが分散させることにより、フィルム表面が高被覆率でオレフィンが存在させることができ、表面が分極しにくくなる。これにより、外部からの電気的な負荷に対して更に高い耐性を付与することが可能となる。
以上の結果、太陽電池バックシートとしての安全性を高めることが可能となったり、薄膜化することが可能となる。
本発明のフィルムを太陽電池バックシートとして使用する場合、一方の最表層が非相溶成分(B)が含まないポリエステル層(P層)であり、もう一方の最表層がポリエステル層(W層)であるフィルムを用いることが好ましい。さらに、他のフィルムとの貼り合わせの容易性や貼り合わせたあとの密着強度の観点から、より好ましい使用構成は、ポリエステル層(P層)を、他素材との貼り合わせる面側として使用し、さらには、ポリエステル層(W層)がバックシートの最表層となるよう使用するのが好ましい。また、W層とP層の構成比(W層の厚み/P層の厚み、ただし、W層が複数ある場合はその和をもってW層の厚みとし、P層が複数ある場合はその和をもってP層の厚みとする)は、1/20以上1/2以下または2/1以上20/1以下が好ましく、より好ましくは1/15以上1/3以下または3/1以上15/1以下、更に好ましくは1/15以上1/5以下または5/1以上15/1以下、特に更に好ましくは1/15以上1/8以下または8/1以上15/1以下である。1/20を下回ると、部分放電電圧が低下する傾向にある。また、1/2を越えたり、2/1に満たなかったりすると、フィルムがカールすることがある。また20/1を越えると、P層を積層した効果が失われ、接着性が低下することがある。上記範囲の構成とすることによって、フィルムがカールすることなく、部分放電電圧を高めることができるだけでなく、他素材との張り合わせ加工性や、密着性を付与することができる。
本発明のフィルムを用いた太陽電池バックシートの厚みは20μm以上500μm以下が好ましく、より好ましくは25μm以上300μm以下がより好ましい。更に好ましくは、30μmμm以上250μm以下である。厚みが10μm未満の場合、フィルムの平坦性を確保することが困難となる。一方、500μmより厚い場合、太陽電池に搭載した場合、太陽電池の厚みが大きくなりすぎることがある。
本発明の太陽電池は、上述した太陽電池バックシートを用いてなることが必要である。
その構成の例としては、上述の太陽電池バックシート上に、電気を取り出すリード線を付与した発電素子をEVA系樹脂などの樹脂で封止した樹脂層を接着し、更にその上に、高光線透過率を有する基材(ガラス、フィルムなど)接着した構成が挙げられるが、これに限定されず、任意の構成に用いることができる。
発電素子は、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、結晶シリコン系、多結晶シリコン系、微結晶シリコン系、アモルファスシリコン系、銅インジウムセレナイド系、化合物半導体系、色素増感系など、目的に応じて任意の素子を、所望する電圧あるいは電流に応じて複数個を直列または並列に接続して使用することができる。
透光性を有する基材は太陽電池の最表層に位置するため、高透過率のほかに、高耐候性、高耐汚染性、高機械強度特性を有する透明材料が使用される。透光性を有する基材は上記特性と満たせばいずれの材質を用いることができる。その例としてはガラス、四フッ化エチレン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、ポリ四フッ化エチレン樹脂(TFE)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、ポリ三フッ化塩化エチレン樹脂(CTFE)、ポリフッ化ビニリデン樹脂などのフッ素系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、およびこれらの混合物などが好ましく挙げられる。ガラスの場合、強化されているものを用いるのがより好ましい。またフッ素系樹脂の場合は、高耐候性という理由でポリフッ化ビニリデン樹脂、四フッ化エチレン−エチレン共重合体を主たる成分とするがより好ましく、機械的強度の点で、四フッ化エチレン−エチレン共重合体を主たる成分とするのが更に好ましい。また樹脂製の透光基材を用いる場合は、機械的強度の観点から、上記樹脂を一軸または二軸に延伸したものも好ましく用いられる。
また、これら基材には発電素子の封止材剤であるEVA系樹脂との接着性を付与するために、表面に、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、易接着処理を施すことも好ましく行われる。
発電素子を封止するための樹脂は、発電素子の表面の凹凸を樹脂で被覆し固定し、外部環境から発電素子保護し、電気絶縁の目的の他、透光性を有する基材やバックシートと発電素子に接着するため、高透明性、高耐候性、高接着性、高耐熱性を有する材料が使用される。その例としては、エチレン−ビニルアセテート共重合体(EVA)、エチレン−メチルアクリレート共重合体(EMA)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)、アイオノマー樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、およびこれらの混合物などが好ましく用いられる。これらの樹脂のうち、耐候性、接着性、充填性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性のバランスが優れるという点で、エチレン−ビニルアセテートがより好ましく用いられる。
ここで、本発明の太陽電池において、上述の太陽電池バックシートは発電素子を封止した樹脂層の背面に設置されるが、上述の太陽電池バックシートにおいて、本発明のポリエステルフィルムは発電素子側になるように配置されていても良いし、発電素子と反対側になるように配置されていてもよい。いずれの構成であっても、本発明のポリエステルフィルムは従来のものに比べて部分補放電電圧が高いため、太陽電池システムの安全性を高めることが可能となり、太陽電池システムの厚みをより薄くすることができる。より好ましくは、上述の太陽電池バックシートの片側表面になるように形成した本発明のフィルムのポリエステル層(W層)が、樹脂層と反対側となる構成、すなわち、太陽電池の最背面とするのがより好ましい。この構成とすることによって、ポリエステル層(W層)が樹脂層側となる構成よりも、より高耐久の太陽電池としたり、厚さを薄くすることができる。
以上のように、本発明の太陽電池は、上述のポリエステルフィルムを用いた太陽電池バックシートを組み込むことにより、従来の太陽電池と比べて、安全性を高めた太陽電池システム、もしくはより薄いシステムとすることが可能となる。また、この太陽電池は、太陽光発電システム、小型電子部品の電源など、屋外用途、屋内用途に限定されず各種用途に好適に用いることができる。
(測定方法)
A.表面自由エネルギー
(1)フィルムの表裏を区別するため、フィルム表面のうち一方をA表面とし、もう一方の表面をB表面と定める。まずA表面について23℃、65%RH下で、接触角計CA−D型(協和界面科学(株)製)を用いて、水を測定液として、フィルム表面における測定液の接触角を測定する。1つの測定面に対し5回測定を行いその相加平均値を接触角(θ)とする。
(2)次いで、エチレングリコールを測定液とするほかは、(1)と同様の条件・方法で、フィルム表面におけるエチレングリコールの接触角(θ)を求める。
(3)次いで、ヨウ化メチレンを測定液とするほかは、(1)と同様の条件・方法で、フィルム表面におけるヨウ化メチレンの接触角(θ)を求める。
(4)測定液毎に下記式を立てる。
(γSd・γLd)1/2+(γSp・γLp)1/2+(γSh・γLh)1/2=(1+cosθ)/2
ここで、γLdは測定液の分散力、γLpは測定液の極性力、γLhは測定液の水素結合力である。測定液が水の場合は、γLd=10.8mN/m、γLp=22.74mN/m、γLh=38.46mN/mであり、エチレングリコールの場合は、γLd=17.5mN/m、γLp=4.69mN/m、γLh=25.96mN/mであり、ヨウ化メチレンの場合は、γLd=43.7mN/m、γLp=1.31mN/m、γLh=2.65mN/mである。また、θは測定面上での測定液の接触角を表す。
(5)上記の式にγLd、γLp、γLhおよびθを代入することによって得られる3元連立方程式を、γSd、γSp、γShについて解く。
(6)γSd(mN/m)、γSp(mN/m)、γSh(mN/m)の総和を測定面の表面自由エネルギー(mN/m)とする。
(7)フィルムのB表面についても、(1)〜(6)と同様の測定を行い、表面自由エネルギーを算出する。
(8)フィルムA表面の表面自由エネルギーとフィルムB表面の表面自由エネルギーのうち、より低い値を当該フィルムの表面自由エネルギーとして採用する。
B.水蒸気透過率
温度40℃、湿度90%RHの条件で、米国、モコン(MOCON)社製の水蒸気透過率測定装置(機種名、“パ−マトラン”(登録商標)W3/31)を使用してJIS K7129(2000年版)に記載のB法(赤外センサー法)に基づいて測定した。また、測定に際しては、フィルムから試験片を2枚切り出し、当該2枚の試験片について各々測定を1回ずつ行い、2つの測定値の相加平均値を当該フィルムの水蒸気透過率の値とした。
C.80℃環境下での100%伸長時応力と初期弾性率
フィルムから長手方向に150mm、かつ幅方向に10mmの大きさとなるように矩形サンプルを5枚切り出た。それぞれ5枚のサンプルについて、引張試験機(オリエンテック(株)製”テンシロンUCT−100”)を用いて、初期引張チャック間距離50mmとし、引張速度を300mm/分としてサンプルの長辺方向に引張試験を行った。測定は予め80℃に設定した恒温槽中にサンプルをセットし、30秒間の予熱の後で引張試験を行った。サンプルが100%伸長したとき(チャック間距離が100mmとなったとき)のフィルムにかかる荷重を読み取り、該荷重値を試験前の試料の断面積で除した値を100%伸長時応力(F100値)とした。また、初期弾性率はASTM−D882(1997年版)に規定された方法に従って求めた。なお、試験前の試料の断面積はサンプル厚みにサンプル短辺長さである10mmを乗じることにより求めることができる。
続いて、フィルムから幅方向に150mm、かつ長手方向に10mmの大きさとなるように矩形サンプルを5枚切り出し、同様に引張試験を行い、100%伸長時応力おび初期弾性率を得た。
100%伸長時応力および初期弾性率についてそれぞれ得られた10点の測定値の相加平均を求め、当該フィルムの80℃環境下での100%伸長時応力と初期弾性率とした。
D.23℃環境下での100%伸長時応力と初期弾性率
フィルムから長手方向に150mm、かつ幅方向に10mmの大きさとなるように矩形サンプルを5枚切り出た。それぞれ5枚のサンプルについて、インストロンタイプの引張試験機(オリエンテック(株)製フィルム強伸度自動測定装置“テンシロンAMF/RTA−100”)を用いて、初期引張チャック間距離100mmとし、引張速度を300mm/分としてサンプルの長辺方向に引張試験を行った。測定は温度23℃、湿度65%RHの環境下で行うものとする。サンプルが100%伸長したとき(チャック間距離が200mmとなったとき)のフィルムにかかる荷重を読み取り、試験前の試料の断面積で除した値を100%伸長時応力(F100値)とした。また、初期弾性率はASTM−D882(1997年版)に規定された方法に従って求めた。なお、試験前の試料の断面積はサンプル厚みにサンプル短辺長さである10mmを乗じることにより求めることができる。
続いて、フィルムから幅方向に150mm、かつ長手方向に10mmの大きさとなるように矩形サンプルを5枚切り出し、同様に引張試験を行い、100%伸長時応力おび初期弾性率を得た。
100%伸長時応力および初期弾性率についてそれぞれ得られた10点の測定値の相加平均を求め、当該フィルムの23℃環境下での100%伸長時応力と初期弾性率とした。
E.24時間紫外線照射試験後の黄変度(JIS K−7105−1981)
まず、紫外線照射試験に先立ち、分光式色差計(日本電色工業(株)製SE−2000)を用いて透過モードにて、JIS K−7105−1981にて引用されているJIS Z−8722に準じてフィルムの色の三刺激値を測定し、黄色度YIをJIS K−7105−1981に準じて求め、初期の黄色度YIとする。
次いで、紫外線劣化促進試験機アイスーパーUVテスターSUV−W131(岩崎電気(株)製)を用いて、ライト24時間(照度:100mW/cm、温湿度:60℃×50%RH)なる条件で24時間紫外線照射試験を行った。
次に、24時間紫外線照射前後のフィルムについて、分光式色差計(日本電色工業(株)製SE−2000)を用いて透過モードにて、JIS K−7105−1981にて引用されているJIS Z−8722に準じて色の三刺激値を測定し、試験後の黄色度YIを求めた。
次に、JIS K−7105−1981に準じて、初期の黄色度YIと試験後の黄色度YIから黄変度ΔYIを求めた。
なお、透過率が25%以下のサンプルについては、反射モードにより測定を実施し、初期の黄色度YIと試験後の黄色度YIから黄変度ΔYIを求めた。
F.部分放電電圧
部分放電試験器KPD2050(菊水電子工業(株)製)を用い、フィルムの部分放電電圧を求めた。なお試験条件は下記のとおりとする。
・フィルムの表裏を区別するため、フィルム表面のうち一方をA表面とし、もう一方の表面をB表面と定める。
・出力シートにおける出力電圧印加パターンは、1段階目が0Vから所定の試験電圧まで単純に電圧を上昇させるパターン、2段階目が所定の試験電圧を維持するパターン、3段階目が所定の試験電圧から0Vまで単純に電圧を降下させるパターン、の3段階からなるパターンを選択する。
・周波数は50Hzとし、試験電圧は1kVとする。
・1段階目の時間T1は10sec、2段階目の時間T2は2sec、3段階目の時間T3は10secとする。
・パルスカウントシートにおけるカウント方法は「+」(プラス)、検出レベルは50%とする。
・レンジシートにおける電荷量はレンジ1000pcとする。
・プロテクションシートでは、電圧のチェックボックスにチェックを入れた上で2kVを入力する。また、パルスカウントは100000とする。
・計測モードシートにおける開始電圧は1.0pc、消滅電圧は1.0pcとする。
なお、測定は、測定試料を23℃、65%Rhの室内で一晩放置したものを用いて、フィルム面内において任意の10カ所で測定を実施した。また、A面側を上部電極側とする場合、B面側を上部電極側にする場合、それぞれについて上記測定を実施し、それぞれの平均値のうちより高い方の値でもって、部分放電電圧V0とした。
また、湿熱処理後の部分放電電圧V1はフィルムをタバイエスペック(株)製プレッシャークッカーにて、125℃、湿度100%,2.5atmの条件下24時間処理を行った後、処理後の部分放電電圧V1を測定した。なお、測定はフィルム面内において任意の10カ所で測定を実施し、測定試料は処理後プレッシャークッカーから取り出した後、23℃、65%Rhの室内で一晩放置したものを用いて測定を実施した。また、A面側を上部電極側とする場合、B面側を上部電極側にする場合、それぞれについて上記測定を実施し、それぞれの平均値のうちより高い方の値でもって、部分放電電圧V1とした。
また、耐光(UV)試験後の部分放電電圧V2はフィルムを紫外線劣化促進試験機アイスーパーUVテスターSUV−W131(岩崎電気(株)製)を用いて、ライト24時間(照度:100mW/cm、温湿度:60℃×50%RH)なる条件で4時間紫外線照射試験を行い、処理後の部分放電電圧V2を測定した。なお、測定はフィルム面内において任意の10カ所で測定を実施し、測定試料は処理後紫外線劣化促進試験機から取り出した後、23℃、65%Rhの室内で一晩放置したものを用いて測定を実施した。また、A面側を上部電極側とする場合、B面側を上部電極側にする場合、それぞれについて上記測定を実施し、それぞれの平均値のうちより高い方の値でもって、部分放電電圧V2とした。
G.光線透過率およびヘイズ
ヘイズメーターNDH−5000(日本電色工業(株)製)を用いて、フィルム厚み方向の全光線透過率およびヘイズを測定し、それぞれ当該フィルムの光線透過率、ヘイズとした。なお、測定は、フィルム中の任意の10ヶ所について実施し、A面側を光源側とする場合、B面側を光源側にする場合、それぞれについて上記測定を実施し、それぞれの透過率の平均値のうちより高い方の値でもって透過率とし、そのときのヘイズの平均値でもってヘイズとした。
H.比重
フィルムから1辺が5cmである正方形サンプルを5枚切りだし、それぞれJIS K7112−1980に基づいて電子比重計SD−120L(ミラージュ貿易(株)製)を用いて測定した。得られた計5点の測定値の相加平均を求め、当該フィルムの比重とした。
I.塗布外観
光拡散層を形成したフィルムについて、蛍光灯下で反射光の肉眼観察を行い、塗布はじき部分を確認し、その部分を油性マジックで塗りつぶした。次に、塗りつぶし部分の面積を求め、フィルムの全面積に対する塗りつぶし部分の面積割合(%)を求めた。
得られた部分の面積割合が
1%以下の場合をS、
1%を越えて1.5%未満の場合をA、
1.5%を越えて2.0%未満の場合をB、
2%以上の場合をCとした。
SまたはAまたはBが良好であり、Sが最も優れている。
J.輝度
20インチサイズの直下型バックライト(バックライトは、筐体、CCFL、拡散板および反射板からなる。また、CCFLの本数は16本であり、CCFLの直径は3mmであり、CCFLの間隔は2.5cmであり、拡散板とCCFLの距離は1cmである。また、反射板は300μm厚のE6ZV(東レ(株)製)であり、拡散板はRM401(住友化学(株)製)である。)の拡散板上側に実施例・比較例で作製したフィルムを置き、その上に光拡散フィルムTDF187(東レセハン製)を2枚重ねた(構成A)。次いで、12Vの電圧を印加してCCFLを点灯させ、面光源を立ち上げた。50分後、EYESCALE−3((株)アイ・システム)を用い、付属のCCDカメラをバックライト表面から90cmの地点にバックライト面に対して正面となるように設置し、輝度(cd/m)を測定した。
なお、輝度は、バックライト中央部を通り、CCFLの長手方向とは垂直の方向の線上において、8本のCCFLの位置(計8点)での輝度、ならびに、それら8本のCCFLの中点の位置(計7点)での輝度の値を抽出し、CCFLの位置での輝度の平均値をLmax、計CCFLの中点の位置での輝度の平均値をLminとした。得られたLmax,Lminを用いて、下記式(1)により平均輝度Lave、下記式(2)により輝度ムラΔLを求めた。
平均輝度Lave=(Lmax+Lmin)/2 (1)
輝度ムラΔL=Lmax―Lmin (2)。
次いで、本発明のフィルムと拡散フィルム1枚の順番を入れ替えて(構成B)、同様に平均輝度Lave、輝度ムラΔLを求めた。
平均輝度Laveが、
8600cd/m以上の場合 S、
8400cd/m以上8600cd/m未満の場合 A、
8200cd/m以上8400cd/m未満の場合 B、
8000cd/m以上8200cd/m以下の場合 C、
8000cd/m以下の場合 D、
とした。
SまたはAまたはBまたはCが良好であり、Sが最も優れている。
また輝度ムラΔLが、
100cd/m以下の場合 S、
100cd/mより大きく125cd/m以下の場合 A、
125cd/mより大きく150cd/m以下の場合 B、
150cd/mより大きい場合 C、
とした。
SまたはAまたはBが良好であり、Sが最も優れている。
K.密着強度(剥離強度)
第1層と第2層間の密着強度について、サンプルを、大栄科学精器製作所製引張試験器にて速度200mm/分、剥離角度90°ホールドの条件で、JIS K 6854-1994に準じ、測定した。得られた剥離長さ(mm)と剥離荷重(N)の測定データから、最適直線法により、最適荷重直線を導き、90°剥離強度を求めた。
なお、上記測定は第一層側から剥離した場合と、第2層側から剥離した場合、それぞれについて測定を実施し、より高い値でもって密着強度とした。
得られた密着強度が、
4N/15mm以上の場合をS、
2.5N/15mm以上4N/15mm未満の場合をA、
1N/15mm以上2.5N/15mm未満の場合をB、
1N/15mm未満の場合をCとした。
SまたはAまたはBが良好であり、Sが最も優れている。
以下、実施例等により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(原料)
・芳香族ポリエステル樹脂(A)
A−1(PET):芳香族ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を、ジオール成分としてエチレングリコールを用い、三酸化アンチモン(重合触媒)を得られるポリエステルペレットに対してアンチモン原子換算で300ppmとなるように添加し、重縮合反応を行い、ガラス転移温度80℃、融点255℃のポリエチレンテレフタレート(PET)ペレットを得た。
・酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)
b1−1(ポリプロピレン(ホモ)):プライムポリプロ“F−704NP”((株)プライムポリマー製、MFR7g/10min、80℃動的弾性率200MPa)を用いた。
b1−2(PMP):TPX“DX820”(三井化学(株)製、MFR180g/10min、80℃動的弾性率140MPa)を用いた。
b1−3(柔軟性PMP):TPX“T3725”(三井化学(株)製、(三井化学(株)製、MFR25g/10min、80℃動的弾性率20MPa)を用いた。
・酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)
b2−1(無水マレイン酸変性ポリプロピレン):ユーメックス“1001”(三洋化成工業(株)製、酸価26)を用いた。
b2−2(無水マレイン酸変性ポリプロピレン):ユーメックス“1010”(三洋化成工業(株)製、酸価52)を用いた。
b2−3(無水マレイン酸変性ポリプロピレン):ポリボンド“3002”(白石カルシウム(株)製、酸価1)を用いた。
b2−4(アクリル酸変性ポリプロピレン):ポリボンド“1002”(白石カルシウム(株)製、酸価21)を用いた。
b2−5(無水マレイン酸変性PMP):TPX“MM−101B”( 三井化学(株)製、酸価6)を用いた。
(実施例1〜68)
表1に示した原料の混合物を140℃の温度で8時間真空乾燥した後に押出機に供給し、280℃の温度で溶融押出後30μmカットフィルターにより濾過を行った後に、Tダイ口金に導入した。
次いで、Tダイ口金内より、シート状に押出して溶融単層シートとし、該溶融単層シートを、表面温度20℃に保たれたドラム上に静電印加法で密着冷却固化させて未配向(未延伸)単層フィルムを得た。続いて、該未延伸単層フィルムを90℃の温度に加熱したロール群で予熱した後、95℃の温度の加熱ロールを用いて長手方向(縦方向)に表2に記載の倍率でロール間延伸を行い、25℃の温度のロール群で冷却して一軸配向(一軸延伸)フィルムを得た。
得られた一軸配向(一軸延伸)フィルムの両端をクリップで把持しながらテンター内の95℃の温度の予熱ゾーンに導き、引き続き連続的に105℃の温度の加熱ゾーンで長手方向に直角な方向(幅方向)に表2に記載の倍率で引っ張り延伸した。さらに引き続いて、テンター内の熱処理ゾーンで230℃にて20秒間の熱処理を施し、さらに200℃の温度で4%幅方向に弛緩処理を行った後、更に140℃の温度で1%幅方向に弛緩処理を行った。次いで、均一に徐冷後、巻き取ることにより、厚さ30μmおよび50μmの二軸配向(二軸延伸)ポリエステルフィルムを作製した。表2に示すように、フィルム内部(すなわち、ポリエステル層(W層)内部)には非相溶成分(B)が扁平度10以上の分散体として多数存在していた。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示す。このように本発明のフィルムは優れた特性を示した。
なお、水蒸気透過率測定のみフィルム厚み30μmのサンプルを用いて計測し、他の特性についてはフィルム厚み50μmのサンプルを用いて計測した(他の実施例、比較例1〜9についても同様である)。
また、実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66のフィルムについて輝度を測定した結果を表4に示す。輝度に優れ、特に、拡散板直上に本発明のフィルムを設置した場合に最も高輝度かつ均斉度に優れた面光源となることが分かった。
(実施例9−2,14−2,24−2,30−2、43−2、49−2、55−2、63−2、66−2)
それぞれ、実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66と同様の原料の混合物を140℃の温度で8時間真空乾燥した後に主押出機に供給した。また、主押出機とは別に副押出機を用い、この副押出機に、PET(融点TA:255℃)ペレットを供給した。次いで主押出機に供給した成分層の両側表層に副押出機に供給した成分層が厚み比率で、副押出機の成分層:主押出機の成分層:副押出機の成分層=1:8:1、すなわち、W層厚み/W層以外の層の厚みの和=4/1となるよう合流させ、Tダイ口金内より、溶融3層積層共押出しを行い、積層シートとし、表面温度20℃に保たれたドラム上に静電印加法で密着冷却固化させて未配向(未延伸)積層シートを得た。
得られた未延伸シートを用い、実施例1と同様の方法にて厚みの異なる2種類の二軸配向ポリエステルフィルムをそれぞれ作製した。1つめが、内層(ポリエステル層(W層))の厚みが30μm、フィルム全体の厚みが37.5μmである二軸配向ポリエステルフィルムである。2つめが、内層(ポリエステル層(W層))の厚みが50μm、フィルム全体の厚みが62.5μmの二軸配向ポリエステルフィルムである。
得られたフィルムのポリエステル層(W層)内部は実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66と同様の形態で非相溶成分(B)が扁平度10以上の分散体として多数存在していた。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示す。このように本発明のフィルムは、表面自由エネルギーは比較例と同等であるものの、その他特性は優れた特性を示した。
(実施例9−3,14−3,24−3,30−3、43−3、49−3、55−3、63−3、66−3)
主押出機に供給した成分層の片側表層に副押出機に供給した成分層が厚み比率で 副押出機の成分層:主押出機の成分層=1:9 すなわち、W層厚み/W層以外の層の厚みの和=1/9となるよう合流させ、Tダイ口金内より、溶融2層積層共押出しを行った以外は、それぞれ実施例9−2,14−2,24−2,30−2、43−2、49−2、55−2、63−2、66−2と同様の方法にて、厚みの異なる2種類の二軸配向ポリエステルフィルムをそれぞれ作製した。1つ目がポリエステル層(W層)厚さ30μm、フィルム全体厚みが33.3μmである二軸配向(二軸延伸)ポリエステルフィルムである。2つ目がポリエステル層(W層)厚さ50μm、フィルム全体厚みが55.6μmである二軸配向(二軸延伸)ポリエステルフィルムである。得られたフィルムのポリエステル層(W層)内部はそれぞれ実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66と同様の形態で非相溶成分(B)が扁平度10以上の分散体として多数存在していた。このポリエステルフィルムの各種特性を表3示す。このように本発明のフィルムは優れた特性を示した。
(実施例9−4,14−4,24−4,30−4、43−4、49−4、55−4、63−4、66−4)
ポリエステル層(W層)用原料として無機粒子として平均粒径0.23μmのルチル型酸化チタンをポリエステル層(W層)に対して、14重量%添加した以外はそれぞれ実施例9−3,14−3,24−3,30−3、43−3、49−3、55−3、63−3、66−3と同様の方法にて、厚みの異なる2種類の二軸配向ポリエステルフィルムをそれぞれ作製した。1つ目がポリエステル層(W層)厚さ30μm、フィルム全体厚みが33.3μmである二軸配向(二軸延伸)ポリエステルフィルムである。2つ目がポリエステル層(W層)厚さ50μm、フィルム全体厚みが55.6μmである二軸配向(二軸延伸)ポリエステルフィルムである。得られたフィルムのポリエステル層(W層)内部はそれぞれ実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66と同様の形態で非相溶成分(B)が扁平度10以上の分散体として多数存在していた。このポリエステルフィルムの各種特性を表3示す。このように本発明のフィルムは透過率が低いものの、その他は優れた特性を示した。特に実施例9−3,14−3,24−3,30−3、43−3、49−3、55−3、63−3、66−3と比べてUV照射後にも高い部分放電電圧を有することが分かった。
(実施例9−5,14−5,24−5,30−5、43−5、49−5、55−5、63−5、66−5)
実施例9−2,14−2,24−2,30−2、43−2、49−2、55−2、63−2、66−2にて得られた二軸配向ポリエステルフィルムを基材フィルムとして、それら基材フィルムの片面に、コロナ処理を施した。次に、コロナ処理面を実施した面に下記方法にて調整した塗剤を、メタバー(#20)を用いて塗布した。
塗布後、100℃で30秒間乾燥し、150℃で10秒熱処理して、ポリエステルフィルム上に乾燥厚み15μmの光拡散層を形成した。得られた光拡散層の外観はムラが確認されず良好であった。
得られたフィルムを用いて輝度を測定した結果を表4に示す。光拡散層を形成していない実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66と比べて輝度、輝度ムラに優れ、特に、拡散板直上に本発明のフィルムを設置し、かつ光拡散層が形成されていない側の面を拡散板と対向させた場合に最も高輝度かつ均斉度に優れた面光源となることが分かった。
(塗剤の調整)
バインダー樹脂として”アロニックス”(登録商標)M6050(東亞合成製)65重量部、”アロニックス”(登録商標)M5700(東亞合成製)5重量部、微粒子として”ケミスノー”(登録商標)MX−1500(綜研化学(株)製)30重量部、分散剤として”マリアリム”(登録商標) AKM−0531(日本油脂(株)製)0.5重量部、熱重合開始剤として”カヤエステル”(登録商標)AN(化薬アクゾ(株)製)0.5重量部、溶媒としてシクロヘキサノン/メチルエチルケトン=1/1(重量比)溶液200重量部を混合し、攪拌し、微粒子を分散せしめた塗剤を調整した。
(実施例9−6,14−6,24−6,30−6、43−6、49−6、55−6、63−6、66−6)
それぞれ、基材フィルムとして、実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66で得たポリエステルフィルムを用いた以外は、実施例9−5,14−5,24−5,30−5、43−5、49−5、55−5、63−5、66−5と同様に光拡散層を形成した。得られた光拡散層は部分的に塗布はじき等が確認された。
得られたフィルムを用いて輝度を測定した結果を表4に示す。光拡散層を形成していない実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66と比べて輝度、輝度ムラに優れ、特に、拡散板直上に本発明のフィルムを設置し、かつ光拡散層が形成されていない側の面を拡散板と対向させた場合に最も高輝度かつ均斉度に優れた面光源となることが分かった。
(実施例9−7,14−7,24−7,30−7、43−7、49−7、55−7、63−7、66−7)
それぞれ、基材フィルムとして、実施例9−3,14−3,24−3,30−3、43−3、49−3、55−3、63−3、66−3を用いた以外は、実施例9−5,14−5,24−5,30−5、43−5、49−5、55−5、63−5、66−5と同様に光拡散層を形成した。得られた光拡散層はポリエステル層(W層)側に形成した場合は部分的に塗布はじき等が確認されたが、オレフィンを含有しないPET層(P層)側に塗布した場合は得られた光拡散層の外観はムラが確認されず良好であった。
P層側に光拡散層を形成したフィルムを用いて輝度を測定した結果を表4に示す。光拡散層を形成していない実施例9,14,24,30、43、49、55、63、66と比べて輝度、輝度ムラに優れ、特に、拡散板直上に本発明のフィルムを設置し、かつ光拡散層が形成されていない側の面を拡散板と対向させた場合に最も高輝度かつ均斉度に優れた面光源となることが分かった。
(実施例9−8,14−8、24−8、30−8)
それぞれ、実施例9,14、24、30のフィルムを第1層として用い、接着層として“タケラック(登録商標)”A310(三井武田ケミカル(株)製)90重量部、“タケネート(登録商標)”A3(三井武田ケミカル(株)製)10重量部を混合した塗剤を乾燥厚み5μmとなるように、基材フィルムの片面に塗布することによって設け、その上に第2層として厚さ125μmの二軸延伸ポリエステルフィルム“ルミラー(登録商標)”S10(東レ(株)製)をはりあわせた。
次に第2層上に上述の接着層を設け、第3層として厚さ12μmのバリアロックス“HGTS”(東レフィルム加工(株)製)を蒸着層が第2層の表面側と反対側になるように張り合わせ、厚さ188μmのバックシート(構成1)を形成した。また、第1層と第2層を入れ替えて同様の方法で、バックシート(構成2)を形成した。
得られたバックシートの密着強度、部分放電電圧測定した。結果を表5に示す。いずれも高い部分放電電圧を示し、特に第1層として本発明のフィルムを用いた構成(構成1)において、より高い部分放電電圧を示すことが分かった。
(実施例9−9,14−9、24−9、30−9)
第1層または第2層として、実施例9−2,14−2、24−2、30−2のフィルムを用いた以外はそれぞれ、実施例9−8,14−8、24−8、30−8と同様の方法にてバックシートを形成した。
得られたバックシートの密着強度、部分放電電圧を測定した。結果を表5に示す。いずれも実施例9−8,14−8、24−8、30−8と比べて劣るものの高い部分放電電圧を示し、かつ密着性に優れることが分かった。
(実施例9−10,14−10、24−10、30−10)
第1層または第2層として、実施例9−3,14−3、24−3、30−3のフィルムを用いた以外はそれぞれ、実施例9−8,14−8、24−8、30−8と同様の方法にてバックシートを形成した。
なお、本発明のフィルムを第1層として用いた場合は、ポリエステル層(W層)側が外側(第2層と反対側)になるように貼り合わせた構成(構成1)と、ポリエステル層(W層)側が内側(第2層と対向)になるように貼り合わせた構成(構成1―2)とについて両方作製した。
また、本発明のフィルムを第2層として用いた場合は、ポリエステル層(W層)側が第1層と対向になるように張り合わせた構成(構成2)と、ポリエステル層(W層)側が第3層と対向になるように張り合わせた構成(構成2―2)とについて両方作製した。
得られたバックシートの密着強度、部分放電電圧を測定した。結果を表5に示す。いずれも実施例9−8,14−8、24−8、30−8と比べて高い部分放電電圧を示し、かつ密着性に優れることが分かった。
(実施例9−11,14−11、24−11、30−11)
第1層または第2層として実施例9−4,14−4、24−4、30−4のフィルムを用いた以外はそれぞれ、実施例9−10,14−10、24−10、30−10と同様の方法にてバックシートを形成した。
得られたバックシートの密着強度、部分放電電圧を測定した。結果を表5に示す。特に構成1において、高い部分放電電圧を示し、かつ実施例9−10,14−10、24−10、30−10と比べて、UV照射後の部分放電特性に優れることが分かった。
(比較例1)
表1に示した原料の混合物を140℃の温度で8時間真空乾燥した後に押出機に供給し、280℃の温度で溶融押出後30μmカットフィルターにより濾過を行った後に、Tダイ口金に導入した。
次いで、Tダイ口金内より、シート状に押出して溶融単層シートとし、該溶融単層シートを、表面温度20℃に保たれたドラム上に静電印加法で密着冷却固化させ、厚さ30μmおよび50μmの未配向(未延伸)単層フィルムを得た。
表2に示すように、非相溶成分(B)はフィルム内部において扁平度10以上の分散体として存在していなかった。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示すが、実施例に較べ、総じて劣るものであった。
(比較例2、3、3−2、3−3、10)
表1に示した原料の混合物を用い、実施例1と同様の方法で、厚みの異なる2種類の二軸配向ポリエステルフィルムをそれぞれ作製した。比較例2,3、10ではそれぞれフィルム厚み30μmのフィルムと、フィルム厚み50μmの延伸フィルムを作製した。また、比較例3−2では、内層(ポリエステル層(W層))の厚みが30μmであり、フィルム全体の厚みが37.5μmであるフィルムと、内層(ポリエステル層(W層))の厚みが50μmであり、フィルム全体の厚みが62.5μmであるフィルムを作製した。また、比較例3−3では、ポリエステル層(W層)厚さ30μmであり、フィルム全体厚みが33.3μmであるフィルムと。ポリエステル層(W層)厚さ50μmであり、フィルム全体厚みが55.6μmであるフィルムを作製した。
表2に示すように、非相溶成分(B)はフィルム内部において扁平度10以上の分散体として存在していなかった(比較例3は、分散体そのものが存在していなかった)。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示すが、実施例に較べ、総じて劣るものであった。
また、輝度を測定した結果を表4に示す。いずれも実施例と比べて輝度、輝度ムラに劣るものであった。
(比較例4)
表1に示した原料の混合物を用い、実施例1と同様の方法で、厚さ30μmおよび50μmのポリエステルフィルムを作製した。
表2に示すように、非相溶成分(B)はフィルム内部において扁平度10以上の分散体として存在していたが、ポリエステル層(W層)における非相溶成分(B)の分散体の体積占有率が2.3体積%と低く、各種特性は表3に示すように実施例に較べ総じて劣るものであった。
(比較例5)
表1に示した原料の混合物を用い、実施例1と同様の方法で、厚さ30μmおよび50μmのポリエステルフィルムを作製した。表2に示すように、非相溶成分(B)はフィルム内部において扁平度10以上の分散体として存在していたが、酸変性されているポリオレフィンの含有量(b2)が、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して、1.01重量部と少量であったため、フィルム内部に多量の気泡を含有していた。また、各種特性も表3に示すように実施例に較べ総じて劣るものであった。
(比較例6)
表1に示した原料の混合物を用い、実施例1と同様の方法で、ポリエステルフィルムを作成しようとしたが、延伸工程にてフィルム破れが頻発し、フィルムを採取することができなかった。
そこで、延伸前の未延伸単層フィルムを採取し、非相溶成分(B)の分散体の体積占有率および気泡の体積占有率を計測したところ、表2に示すように非相溶成分(B)の分散体の体積占有率が50体積%を超えていたことが判明した。
(比較例7)
表1に示した原料の混合物を用い、実施例1と同様の方法で、ポリエステルフィルムを作製しようとしたが、酸変性されているポリオレフィンの含有量(b2)が、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して、47.06重量部と多量であったため、縦延伸工程にて長手方向に均一な延伸が出来ず、著しいフィルム厚みムラ(フィルム最大厚みと最小厚みの比が2以上)が発生した。かかる一軸配向(一軸延伸)フィルムを実施例1と同様の方法で幅方向(横方向)に延伸しようとしたが、フィルム破れが頻発し、フィルムを採取することができなかった。
(比較例8)
表1に示した原料の混合物を用い、実施例1と同様の方法で、ポリエステルフィルムを作製しようとしたが、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)のみが含有され、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)が含有されていないため、押出工程においてフィルター直前の圧力(濾圧)が断続的に変動し(最大濾圧と最小濾圧の比が2以上)、均一な押出しができず、未延伸シートの段階で著しいフィルム厚みムラ(フィルム最大厚みと最小厚みの比が2以上)が発生した。かかる未延伸シートを実施例1と同様の方法で延伸しようとしたところ、延伸工程にてフィルム破れが頻発し、フィルムを採取することができなかった。
(比較例9)
表1に示した原料の混合物を用い、実施例1と同様の方法で、厚さ30μmおよび50μmのポリエステルフィルムを作成した。
酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)が含有されていないため、表2に示すように、非相溶成分(B)の分散体は扁平度10以上の分散体として存在していなかった。また、フィルム内部に多量に気泡を含有していた。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示すが、実施例に較べ、総じて劣るものであった。
(比較例1−2、2−2,10−2)
それぞれ、比較例1,2,10と同様の原料の混合物を140℃の温度で8時間真空乾燥した後に主押出機に供給した。また、主押出機とは別に副押出機を用い、この副押出機に、PET(融点TA:265℃)ペレットを供給した。次いで主押出機に供給した成分層の両側表層に副押出機に供給した成分層が厚み比率で 副押出機の成分層:主押出機の成分層:副押出機の成分層=1:8:1 となるよう合流させ、Tダイ口金内より、溶融3層積層共押出しを行い、積層シートとし、表面温度20℃に保たれたドラム上に静電印加法で密着冷却固化させてポリエステル層(W層)厚さ30μm、厚さ50μm(それぞれ、全体厚み37.5μm、62.5μm)の未配向(未延伸)積層フィルムを得た。得られたフィルムのポリエステル層(W層)内部はそれぞれ比較例1,2,10と同様の形態で非相溶成分(B)はフィルム内部において扁平度10以上の分散体として存在していなかった。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示すが、実施例に較べ、総じて劣るものであった。
また、輝度を測定した結果を表4に示す。いずれも実施例と比べて輝度、輝度ムラに劣るものであった。
(比較例1−3、2−3,10−3)
主押出機に供給した成分層の片側表層に副押出機に供給した成分層が厚み比率で 副押出機の成分層:主押出機の成分層=1:9 となるよう合流させ、Tダイ口金内より、溶融2層積層共押出しを行った以外は、それぞれ比較例1−2、2−2,10−2と同様の方法にて30μm、厚さ50μm(それぞれ、全体厚み33.3μm、55.6μm)の未配向(未延伸)積層フィルムを得た。得られたフィルムのポリエステル層(W層)内部はそれぞれ比較例1,2,10と同様の形態で非相溶成分(B)はフィルム内部において扁平度10以上の分散体として存在していなかった。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示すが、実施例に較べ、総じて劣るものであった。
また、輝度を測定した結果を表4に示す。いずれも実施例と比べて輝度、輝度ムラに劣るものであった。
(比較例1−4、2−4,10−4)
ポリエステル層(W層)用原料として無機粒子として平均粒径0.23μmのルチル型酸化チタンを14重量%添加した以外はそれぞれ比較例1−4、2−4,10−4と同様の方法にて30μm、厚さ50μm(それぞれ、全体厚み33.3μm、55.6μm)の未配向(未延伸)積層フィルムを得た。得られたフィルムのポリエステル層(W層)内部はそれぞれ比較例1,2,10と同様の形態で非相溶成分(B)はフィルム内部において扁平度10以上の分散体として存在していなかった。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示すが、実施例に較べ、総じて劣るものであった。
また、輝度を測定した結果を表4に示す。いずれも実施例と比べて輝度、輝度ムラに劣るものであった。
(比較例3−4)
主押出機にPET84重量部、酸化チタンを14重量部の混合物を140℃の温度で8時間真空乾燥したものを供給した以外は実施例9−3と同様の方法でポリエステル層(W層)厚さ30μmおよび50μmの二軸配向(二軸延伸)ポリエステルフィルム(全体厚み33.3μm、55.6μm)を作製した。得られたフィルムのポリエステル層(W層)内部には非相溶成分が存在していなかった。このポリエステルフィルムの各種特性を表3に示すが、実施例に較べ、総じて劣るものであった。
(比較例6−2,8−2)
それぞれ、比較例6,8と同様の原料の混合物を140℃の温度で8時間真空乾燥した後に主押出機に供給した以外は実施例9−2と同様の方法で製膜しようとしたが、延伸工程にてフィルム破れが頻発し、フィルムを採取することができなかった。
(比較例6−3,8−3)
それぞれ、比較例6,8と同様の原料の混合物を140℃の温度で8時間真空乾燥した後に主押出機に供給した以外は実施例9−3と同様の方法で製膜しようとしたが、延伸工程にてフィルム破れが頻発し、フィルムを採取することができなかった。
(比較例6−4,8−4)
それぞれ、ポリエステル層(W層)用原料として無機粒子として平均粒径0.23μmのルチル型酸化チタンを14重量%添加した以外は実施例6−3、8−3と同様の方法で製膜しようとしたが、延伸工程にてフィルム破れが頻発し、フィルムを採取することができなかった。
(比較例1−5,2−5,3−5、10−5、1−6,2−6,3−6、10−6、1−7,2−7,3−7、10−7)
それぞれ、コロナ処理を施した比較例1−2,2−2、3−2,10−2、1,2、3,10、1−3,2−3、3−3で得たポリエステルを用いた以外は、実施例9−5と同様の方法で同様に光拡散層を形成した。得られた光拡散層の外観はムラが確認されず良好であった。
得られたフィルムを用いて輝度を測定した結果を表4に示す。実施例に較べ、総じて劣るものであった。
(比較例1−8,2−8,3−8、1−9、2−9,3−9、1−10,2−10,3−10、1−11,2−11,3−11)
それぞれ比較例1,2,3、1−2,2−2,3−2、1−3,2−3,3−3、1−4,2−4,3−4のフィルムを用いた以外は実施例9−8と同様の方法でバックシートを作製した。
得られたバックシートの密着強度、部分放電電圧を測定した。結果を表5に示す。いずれも高い密着強度を有するが、部分放電電圧は実施例に較べ、総じて劣るものであった。
本発明のフィルムは、機械強度、光線透過性、ガスバリア性、易成形性、離型性、耐紫外光性(耐UV性)、電気絶縁性に優れるため、離型フィルム、包装フィルム、柔軟フィルム、易成形フィルム、耐UV性フィルム、絶縁フィルム、光拡散フィルム、太陽電池バックシート用フィルム、面光源用フィルムなどに用いることができ、有用である。
1:非相溶成分(B)の分散体
2:フィルム面方向と平行な方向における分散体の一端(左端)
3:フィルム面方向と平行な方向における分散体のもう一方の一端(右端)
4:分散体の一端(左端)2と分散体のもう一方の一端(右端)3を結んだ線分(長軸)
5:線分4の中点
6:中点5を通り、かつ線分4と垂直な線上にある分散体の一端(上端)
7:中点5を通り、かつ線分4と垂直な線上にある分散体の一端(下端)
8:分散体の一端(上端)6と分散体のもう一方の一端(下端)7を結んだ線分(短軸)
2’:フィルム長手方向と平行な方向における分散体の一端(左端)
3’:フィルム長手方向と平行な方向における分散体のもう一方の一端(右端)
4’:分散体の一端(左端)2と分散体のもう一方の一端(右端)3を結んだ線分(長軸)
5’:線分4’の中点
6’:中点5’を通り、かつ線分4’と垂直な線上にある分散体の一端(上端)
7’:中点5’を通り、かつ線分4’と垂直な線上にある分散体の一端(下端)
8’:分散体の一端(上端)6’と分散体のもう一方の一端(下端)7’を結んだ線分(短軸)
10:反射板
11:筐体
20:CCFL
30:拡散板
40:光学フィルム群
41:第一の光学フィルム
42:第二の光学フィルム
43:第三の光学フィルム
100:分散体
200:マトリックス
λ0:入射光
λ1:分散体100を透過する光
λ2:マトリックス樹脂と分散体の界面で反射され入射方向側に散乱される光
λ3:マトリックス樹脂と分散体の界面で反射/屈折され入射方向に垂直方向近傍に散乱する光
λ3’:分散体に散乱され側面に出射し損失する光
x:フィルム長手方向
y:フィルム幅方向
z:フィルム厚み方向

Claims (6)

  1. 芳香族ポリエステル樹脂(A)と該ポリエステル樹脂(A)に対して非相溶の成分(B)を含有するポリエステル層(W層)を含むフィルムであって、該非相溶成分(B)が酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を含み、かつ該非相溶成分(B)がポリエステル層(W層)内に扁平度10以上の分散体として分散しており、かつポリエステル層(W層)における該分散体の体積占有率が3%体積以上50体積%未満であり、かつポリエステル層(W層)における気泡の体積占有率が3体積%未満であるポリエステルフィルムであって、
    前記非相溶成分(B)が、以下の[1]を満足し、
    ([1]前記非相溶成分(B)が、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を用いてなり、以下の[1−1]または[1−2]を満足すること。
    [1−1]酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)がポリプロピレンであり、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)が酸変性されているポリプロピレンであること。
    [1−2]酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)がポリメチルペンテンであり、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)が酸変性されているポリメチルペンテンであること。)
    ポリエステル層(W層)において、非相溶成分(B)の含有量がポリエステル層(W層)に対して10重量%以上35重量%以下であり、
    ポリエステル層(W層)において、非相溶成分(B)が酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)と酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を含有し、かつ酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)が、酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)100重量部に対して2重量部以上45重量部以下含有されており、
    非相溶成分(B)の酸価が0.001KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であり、
    ポリエステル層(W層)が二軸配向されてなる面光源用光拡散フィルムとして用いられるポリエステルフィルム。
  2. フィルム面と平行な断面において、前記分散体の面内長軸長さと、長軸方向に対して垂直方向の面内長さ(面内短軸長さ)の比(面内長軸長さ/面内短軸長さ)が2以下である請求項に記載の面光源用光拡散フィルムとして用いられるポリエステルフィルム。
  3. ポリエステル層(W層)の少なくとも片側に二軸配向ポリエステル層が積層されてなる請求項1または2に記載の面光源用光拡散フィルムとして用いられるポリエステルフィルム。
  4. ポリエステル層(W層)が無機粒子を含有し、かつ無機粒子の含有量がポリエステル層(W層)に対して5重量%以上である請求項1〜3のいずれかに記載の面光源用光拡散フィルムとして用いられるポリエステルフィルム。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載のポリエステルフィルムを用いた面光源。
  6. 芳香族ポリエステル樹脂(A)と、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)を含んだ該芳香族ポリエステルに対して非相溶な成分(B)とを混合してシート化し、長手方向に2倍以上4倍以下に、幅方向に2倍以上4倍以下に引っ張り延伸し、150℃以上、芳香族ポリエステル樹脂(A)の融点−10℃以下の温度で熱処理してなる請求項1〜5のいずれかに記載の面光源用光拡散フィルムとして用いられるポリエステルフィルムの製造方法であって、以下の[1−1]または[1−2]を満足すること。
    [1−1]酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)がポリプロピレンであり、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)が酸変性されているポリプロピレンであること。
    [1−2]酸変性されていないポリオレフィン樹脂(b1)がポリメチルペンテンであり、酸変性されているポリオレフィン樹脂(b2)が酸変性されているポリメチルペンテンであること。
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