JP5785067B2 - 難燃性ポリエステルフィルム - Google Patents
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Description
近年、製造物責任法の施行に伴い、火災に対する安全性を確保するために樹脂の難燃化が強く要望されている。
しかしながら、上記の共重合ポリエステルからなるポリエステルフィルムであっても、フィルムの厚みが薄くなるとUL94VTM試験における接炎によりVTM不合格になることがある。
<ポリエステル>
本発明の難燃性ポリエステルフィルムは、ポリエステルの全ジカルボン酸成分を基準として下記式(1)で表わされるホスフィンオキシド化合物(以下リン含有共重合成分と称することがある)を共重合成分として5モル%以上25モル%以下の範囲で有する共重合ポリエチレンテレフタレートを含む。
R1は、なかでも炭素数1〜6の飽和炭化水素基またはフェニル基が好ましく、かかるホスフィンオキシド化合物を共重合成分として有する共重合ポリエチレンテレフタレートを用いることにより、得られるフィルムの機械的特性や耐熱性が向上する。さらにm、nで表わされるメチレン鎖数は、それぞれ好ましくは1〜4であり、さらに好ましくは2〜3である。
該リン含有共重合単位の含有量が下限値に満たない場合には、本発明の目的とする難燃性を得ることができなくなり、一方、上限値を超える場合には、ポリエステルフィルムとしての十分な機械的特性や耐熱性を得ることができなくなる。
その他、本発明の目的を阻害しない範囲内であれば、各種添加剤、例えば紫外線吸収剤、安定剤、帯電防止剤、染料、顔料、滑剤などを含有させてもよい。
(厚み)
本発明の難燃性ポリエステルフィルムは、フィルム厚みが5μm以上40μm以下、好ましくは10μm以上30μm以下である。フィルム厚みが5μm未満の場合には、後述する熱収縮率を満足させても十分な難燃性を得ることが難しい。一方、40μmを超える場合には、後述する熱収縮率の範囲未満であっても、十分な難燃性を得ることができる。
本発明の難燃性ポリエステルフィルムは、200℃、10分熱処理したときの縦方向および横方向の熱収縮率がいずれも5%以上15%以下であること、好ましくは6%以上12%以下、さらに好ましくは7%以上10%以下であることが肝要である。熱収縮率がこの範囲にあることにより、フィルム厚みが上記範囲にあっても、接炎時にサンプル下端が収縮するため、接炎部分のみが上に向かって溶けて行きVTM不合格となることがない。
熱収縮率が5%未満の場合には、薄膜フィルムでは接炎時に接炎部が上に向かって溶けていくためVTM不合格となる。一方、15%を超える場合には、耐熱寸法安定性が不十分である。
本発明の難燃性ポリエステルフィルムは、例えば次の方法で製造することができる。すなわち、前述の共重合ポリエチレンテレフタレートを押出機に供給して溶融押出し、固化成形したシートを二方向に延伸する。
フィルム製膜方法は、公知の製膜方法を用いて製造することができ、例えば共重合ポリエチレンテレフタレートを十分に乾燥させた後、該共重合ポリエチレンテレフタレートの融点であるTm〜(Tm+70)℃、好ましくは(Tm+10)〜(Tm+60)℃の温度で押出機内で溶融し、Tダイなどのスリットダイを通じて未延伸フィルムとする。その際、得られるフィルムの固有粘度低下を少なくするためには、押出温度を上記範囲内で極力低くすることが好ましい。
延伸後の熱固定処理は、上記の延伸条件に応じて、熱固定処理温度を(Tm−35)〜(Tm−15)℃の範囲、好ましくは(Tm−30)〜(Tm−20)℃の範囲として、熱収縮率前記の範囲となるように調節することが肝要である。また、さらに熱収縮率を最適化するために、この熱固定処理に加えてフィルムの弛緩処理や、さらなる延伸処理などの処理を施してもよい。
本発明の難燃性ポリエステルフィルムは、難燃性が求められる種々の用途に用いることができる。例えばフラットケーブルなどの電線用途、リチウムイオン電池などのラベルや絶縁部材といった蓄電池用途、などに好適に用いることができる。
1H−NMR測定、13C−NMR測定、よりポリエステルの成分および共重合成分及び各成分量を特定した。
得られたフィルムのリン原子濃度を蛍光X線の発光強度より算出した。
フィルムサンプルに30cm間隔で標点をつけ、荷重をかけずに200℃のオーブンで10分間熱処理を実施し、熱処理後の標点間隔を測定して、下記式にて熱収縮率を算出した。
熱収縮率(%)=((熱処理前標点間距離−熱処理後標点間距離)/熱処理前標点間距離)×100
フィルムサンプルをUL−94VTM法に準拠して評価した。サンプルを20cm×5cmにカットし、23±2℃、50±5%RH中で48時間放置し、その後、試料下端をバーナーから10mm上方に離し垂直に保持した。該試料の下端を内径9.5mm、炎長20mmのブンゼンバーナーを加熱源とし、3秒間接炎を2回行った。VTM−0、VTM−1、VTM−2、不合格の評価基準に沿って難燃性を評価し、n=5の測定回数のうち、同じランクになった数の最も多いランクとした。
フィルムサンプルをスピンドル検出器(安立電気(株)製K107C)にはさみ、デジタル差動電子マイクロメーター(安立電気(株)製K351)にて、異なる位置で厚みを10点測定し、平均値を求めフィルム厚みとした。
テレフタル酸ジメチルエステル100重量部、エチレングリコール60重量部を、エステル交換触媒として酢酸マンガン四水塩0.03重量部を使用して、常法に従ってエステル交換反応させた後、エチレングリコールに分散させた平均粒径1.5μmの多孔質シリカ粒子0.06重量%(フィルムの重量基準)を添加した。ついで、下記式(2)で表わされる、ビス(3−ヒドロキシトリメチレン)n−ブチルホスフィンオキシド13重量部を添加し、トリメット酸チタン0.08重量部を添加して、引き続き高温高真空下で常法にて重縮合反応を行い、固有粘度0.70dl/gのポリエステルを得た。ポリエステル中のリン原子濃度は、表1に示すとおりであった。
添加するホスフィンオキシド化合物を下記式(3)であらわされるものとした以外は、実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
添加するホスフィンオキシド化合物の量を変更し、ポリエステル中のリン濃度を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
フィルム厚みを15μmとした以外は、実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
熱固定温度を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
添加するホスフィンオキシド化合物の量を変更し、ポリエステル中のリン濃度を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。十分な難燃性が得られなかった。
熱固定温度を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。VTM試験時に接炎部分のみが溶けて標線まで達したため不合格となった。
Claims (2)
- ポリエステルの全ジカルボン酸成分を基準として、下記式(1)で表わされるホスフィンオキシド化合物を共重合成分として5モル%以上25モル%以下の範囲で有する共重合ポリエチレンタレフタレートを含む難燃性ポリエステルフィルムであって、該ポリエステルフィルム中のリン原子濃度がポリエステルフィルムの重量を基準として0.7重量%以上3.0重量%以下であり、フィルム厚みが5μm以上40μm以下であり、かつ200℃、10分熱処理したときの縦方向および横方向の熱収縮率がいずれも5%以上15%以下であることを特徴とする難燃性ポリエステルフィルム。
- フラットケーブルの基板として用いられる請求項1に記載の難燃性ポリエステルフィルム。
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