KR101532987B1 - 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법, 및 그것을 이용한 면광원, 태양전지 백시트, 태양전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기계강도, 광선 투과성, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 내UV성, 절연성, 생산성이 우수한 폴리에스테르 필름을 제공하는 것을 과제로 한다.
방향족 폴리에스테르 수지(A)와 상기 폴리에스테르 수지(A)에 대하여 비상용 성분(B)을 함유하는 폴리에스테르층(W층)을 포함하는 필름으로서, 상기 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 포함하고, 또한 상기 비상용 성분(B)이 폴리에스테르층(W층) 내에 편평도 10 이상의 분산체로서 분산되어 있고, 또한 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 상기 분산체의 체적 점유율이 3%체적 이상 50체적% 미만이고, 또한 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 기포의 체적 점유율이 3체적% 미만인 폴리에스테르 필름을 제공한다.

Description

폴리에스테르 필름 및 그 제조방법, 및 그것을 이용한 면광원, 태양전지 백시트, 태양전지{POLYESTER FILM, METHOD FOR PRODUCTION OF THE SAME, AND AREA LIGHT SOURCE, SOLAR BATTERY BACK-SHEET AND SOLAR BATTERY EACH COMPRISING THE SAME}
본 발명은 폴리에스테르 필름의 개량에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는, 기계 강도, 광선 투과성, 가스 배리어성, 이성형성(易成形性), 이형성, 내자외광성(내UV성), 전기 절연성, 생산성이 우수한 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트나 폴리부틸렌 테레프탈레이트로 대표되는 방향족 폴리에스테르 수지는 내열성이나 투명성을 겸비한 저렴한 수지이고, 또한 연신하여 필름화함으로써 높은 기계 강도를 발현시킬 수 있는 것으로부터, 각종의 공업 재료, 포장 재료, 광학 재료 등 각종 용도에 이용되고 있다.
한편, 최근, 폴리머를 보다 고기능화·고성능화시키는 수단으로서, 주된 폴리머에 이종의 폴리머를 얼로이(alloy)(첨가·혼합)하는 폴리머 얼로이 기술이 다용되고 있다.
이것은 폴리머에 요구되는 특성이 기계 강도, 광선 투과성, 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내자외광성(내UV성), 내가수분해성, 전기 절연성 등 다방면에 걸치는 한편, 이러한 다용되는 요구 특성을 단일 폴리머로 만족시키는 것은 곤란하기 때문이다. 즉, 복수종의 폴리머를 얼로이함으로써 다양한 요구 특성을 달성하는 케이스가 많이 있다.
이 점에서, 방향족 폴리에스테르 수지는 기계 강도, 투명성(광선 투과성), 내열성이 우수하지만, 용도에 따라서는 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성이 불충분했다. 그 때문에, 이들 특성을 보충할 수 있는 수지와의 얼로이에 의해서 이들 특성을 보다 향상시키는 필름에 대해서 개발이 진척되고 있다.
예컨대, 방향족 폴리에스테르 수지에 폴리카보네이트 수지를 얼로이한 필름(특허문헌 1)이나 방향족 폴리에스테르 수지에 에폭시화 스티렌-부타디엔-스티렌 수지 등을 얼로이시킨 필름(특허문헌 2) 등이 열거된다. 전자의 예에서는 기계 강도나 내열성을 향상시키고 있고, 후자의 예에서는 1축 연신 필름으로 함으로써 편광 특성을 향상시키고 있다.
일본특허공개 2004-107471호 공보 일본특허공개 2003-075643호 공보
그렇지만, 상술의 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재된 기술을 이용했다 하여도, 필름의 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 내UV성, 전기 절연성 등은 특별히 향상되지 않는다는 문제가 있다.
폴리올레핀 수지는 방향족 폴리에스테르 수지와 비교하여 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 내UV성, 절연성 등이 우수하다. 그 때문에, 방향족 폴리에스테르 수지에 폴리올레핀 수지를 얼로이하여 필름화함으로써, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 내UV성, 전기 절연성 등이 우수한 필름을 얻을 수 있다고 생각한다.
그러나, 방향족 폴리에스테르 수지와 폴리올레핀 수지 사이의 결합력은 약하기 때문에, 오직 양자만을 혼합하고 연신하여 필름화해도, 연신 공정에 있어서 방향족 폴리에스테르 수지와 폴리올레핀 수지 사이의 계면이 박리되고, 보이드라 불리는 공극이 필름 내부에 다량으로 생긴다(예컨대, 일본특허공개 평6-322153호 공보).
이러한 공극이 생기면, 필름의 기계 강도, 이성형성, 가스 배리어성, 광선 투과성, 절연성, 생산성이 향상하기는 커녕 현저하게 저하해버려 이형성, 내UV성에 대해서도 향상하지 않는다.
따라서, 본 발명의 목적은 기계 강도, 광선 투과성, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 내UV성, 전기 절연성, 생산성이 우수한 폴리에스테르 필름을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 이하의 구성을 갖는다. 즉,
(1) 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 상기 폴리에스테르 수지(A)에 대하여 비상용 성분(B)을 함유하는 폴리에스테르층(W층)을 포함하는 필름으로서, 상기 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 포함하고, 또한 상기 비상용 성분(B)이 폴리에스테르층(W층) 내에 편평도 10 이상의 분산체로서 분산되고 있고, 또한 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 상기 분산체의 체적 점유율이 3% 체적 이상 50체적% 미만이고, 또한 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 기포의 체적 점유율이 3체적% 미만인 폴리에스테르 필름을 그 골자로 하고 있는 것이다.
(발명의 효과)
본 발명의 폴리에스테르 필름은 기계 강도, 광선 투과성, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 내UV성, 전기 절연성, 생산성 등이 우수하고, 특히, 이형 필름, 포장 필름, 유연 필름, 이성형 필름, 내UV성 필름, 절연 필름, 광확산 필름 등에 바람직하게 이용할 수 있어 유용한 것이다.
도 1은 비상용 성분(B)의 분산체의 필름면 내와 수직한 단면에 있어서의 장축길이, 단축길이의 계측방법의 설명도이다.
도 2는 비상용 성분(B)의 분산체의 필름면 내와 수직한 단면에 있어서의 장축길이, 단축길이의 계측방법의 설명도이다.
도 3은 비상용 성분(B)의 분산체의 필름면 내와 수직한 단면에 있어서의 장축길이, 단축길이의 계측방법의 설명도이다.
도 4는 비상용 성분(B)의 분산체의 필름면 내와 평행한 단면에 있어서의 면내 장축길이, 면내 단축길이의 계측방법의 설명도이다.
도 5는 비상용 성분(B)의 분산체의 필름면 내와 평행한 단면에 있어서의 면내 장축길이, 면내 단축길이의 계측방법의 설명도이다.
도 6은 비상용 성분(B)의 분산체의 필름면 내와 평행한 단면에 있어서의 면내 장축길이, 면내 단축길이의 계측방법의 설명도이다.
도 7은 직하형 면 광원의 일례를 나타낸 도이다.
도 8은 구상의 비상용 성분(B)을 함유하는 종래의 필름의 사시도이다.
도 9는 구상의 비상용 성분(B)에 광이 충돌했을 때의 광 거동의 설명도이다.
도 10은 도 8의 필름을 탑재한 직하형 면 광원에 있어서의 광 거동의 설명도이다.
도 11은 편평상의 비상용 성분(B)을 함유하는 본 발명의 필름의 사시도이다.
도 12는 편평상의 비상용 성분(B)에 광이 충돌했을 때의 광 거동의 설명도이다.
도 13은 도 11의 필름을 탑재한 직하형 면 광원에 있어서의 광 거동의 설명도이다.
(도면 부호에 대한 간단한 설명)
1: 비상용 성분(B)의 분산체
2: 필름면 방향과 평행한 방향에 있어서의 분산체의 일단(좌단)
3: 필름면 방향과 평행한 방향에 있어서의 분산체의 다른 한 쪽의 일단(우단)
4: 분산체의 일단(좌단)(2)과 분산체의 다른 한 쪽의 일단(우단)(3)을 연결한 선분(장축)
5: 선분(4)의 중점
6: 중점(5)을 지나고, 또한 선분(4)과 수직한 선 상에 있는 분산체의 일단(상단)
7: 중점(5)을 지나고, 또한 선분(4)과 수직한 선 상에 있는 분산체의 일단(하단)
8: 분산체의 일단(상단)(6)과 분산체의 다른 한 쪽의 일단(하단)(7)을 연결한 선분(단축)
2': 필름 길이 방향과 평행한 방향에 있어서의 분산체의 일단(좌단)
3': 필름 길이 방향과 평행한 방향에 있어서의 분산체의 다른 한 쪽의 일단(우단)
4': 분산체의 일단(좌단)(2')과 분산체의 다른 한 쪽의 일단(우단)(3')을 연결한 선분(장축)
5': 선분(4')의 중점
6': 중점(5')을 지나고, 또한 선분(4')과 수직한 선상에 있는 분산체의 일단(상단)
7': 중점(5')을 지나고, 또한 선분(4')과 수직한 선상에 있는 분산체의 일단(하단)
8': 분산체의 일단(상단)(6')과 분산체의 다른 한 쪽의 일단(하단)(7')을 연결한 선분(단축)
10: 반사판
11: 케이스
20: CCFL
30: 확산판
40: 광학 필름군
41: 제1광학 필름
42: 제2광학 필름
43: 제3광학 필름
100: 분산체
200: 매트릭스
λ0: 입사광
λ1: 분산체(100)를 투과하는 광
λ2: 매트릭스 수지와 분산체의 계면에서 반사되어 입사 방향측에 산란되는 광
λ3: 매트릭스 수지와 분산체의 계면에서 반사/굴절되어 입사 방향으로 수직 방향 근방으로 산란하는 광
λ3': 분산체에 산란되어 측면으로 출사되어 손실되는 광
x: 필름 길이 방향
y: 필름 폭 방향
z: 필름 두께 방향
본 발명의 필름은 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 상기 폴리에스테르 수지(A)에 대하여 비상용 성분(B)을 함유하는 폴리에스테르층(W층)을 포함하는 필름인 것이 필요하다.
본 발명에 이용되는 방향족 폴리에스테르 수지(A)는 일반적으로 방향족 디카르복실산 성분과 디올 성분을 축중합함으로써 얻어지지만, 각각을 구성하는 성분으로서 이하의 성분을 예시할 수 있다. 방향족 디카르복실산 성분으로서는 예컨대, 테레프탈산, 이소프탈산, 5-나트륨 술포이소프탈산, 프탈산, 디펜산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산, 1,8-나프탈렌 디카르복실산, 4,4'-디페닐 디카르복실산, 4,4'-디페닐에테르 디카르복실산, 페닐렌단 디카르복실산, 안트라센 디카르복실산, 페난트렌 디카르복실산, 9,9'-비스(4-카르복시페닐)플루오렌산 등 및 그 에스테르 유도체가 열거된다. 또한, 트리멜리트산, 피로멜리트산 및 그 에스테르 유도체 등의 다관능산을 이용할 수도 있다.
또한, 디올 성분으로서는 예컨대, 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 펜탄디올, 헥산디올, 옥탄디올, 데칸디올 등의 지방족 디올류, 시클로헥산디메탄올, 스피로글리콜, 이소소르비드 등의 지환식 디올류, 비스페놀 A, 1,3-벤젠디메탄올, 1,4-벤젠디메탄올, 9,9'-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 등의 방향족 디올류, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜이나 폴리에틸렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌글리콜과 같은 폴리에테르 등이 대표예로서 열거된다.
본 발명에 있어서 바람직하게 이용되는 방향족 폴리에스테르 수지(A)로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하, 「PET」라고 약칭하고 있음), 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 등이 열거된다.
이와 같은 방향족 폴리에스테르 수지(A)를 본 발명의 필름의 매트릭스 수지로서 이용함으로써, 높은 투명성을 유지하면서 필름으로 했을 때에 높은 기계 강도를 부여할 수 있다. 그 중에서도, PET가 기계 특성, 투명성이나 가격의 점에서 보다 바람직하다.
본 발명에 이용되는 방향족 폴리에스테르 수지(A)는 폴리에스테르 기본 구성에 대하여 공중합 성분을 도입해도 좋다. 공중합 성분을 도입하는 방법으로서는 원료인 폴리에스테르 펠렛의 중합시에 공중합 성분을 첨가하고, 미리 공중합 성분이 중합된 펠렛으로서 이용해도 좋고, 또한 예컨대, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같이 단독으로 중합된 펠렛과 폴리에틸렌 테레프탈레이트 펠렛의 혼합물을 압출기에 공급하여 용융 혼련시에 에스테르 교환 반응시킴으로써 공중합화하는 방법을 이용해도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서, 폴리에스테르 수지에 대하여 공중합 성분을 도입한 공중합 폴리에스테르 수지를 혼합해도 좋다.
또한, 디카르복실산 성분의 공중합성분으로서, 지방족 디카르복실산을 이용해도 좋다. 지방족 디카르복실산으로서는 아디프산, 세바신산, 도데카디온산, 에이코산, 다이머산 및 그 에스테르 유도체가, 지환족 디카르복실산에서는 1,4-시클로헥산 디카르복실산 및 그 에스테르 유도체 등이 열거된다.
이들 공중합 성분의 양은 특별히 한정되지 않지만, 투명성, 연신성, 제막성, 성형성 등의 관점에서 디카르복실산 성분, 디올 성분 모두 각각의 성분에 대하여 1몰% 이상 40몰% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1몰% 이상 20몰% 이하이다.
본 발명에서는 폴리에스테르층(W층) 내에 비상용 성분(B)이 편평도 10 이상의 분산체로서 분산되어 있는 것이 필요하다. 여기서, 비상용 성분(B)이란 방향족 폴리에스테르 수지(A)에 비상용한 열가소성 수지이다.
비상용 성분(B)을 편평도 10 이상의 분산체로서 분산시킴으로써, 우수한 기계 특성을 유지하면서 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성 등 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 폴리에스테르 필름에 효율적으로 부여할 수 있다.
또한, 비상용의 성분(B)의 분산체의 편평도란 이하의 순서로 구한다.
(A1) 마이크로톰을 이용하여 필름 단면을 두께 방향으로 변형시키지 않고 필름면 방향에 대하여 수직으로 절단한다.
(A2) 이어서, 절단한 단면을 전자 현미경을 이용하여 관찰하고, 10000배로 확대 관찰한 화상을 얻는다. 또한, 관찰 장소는 폴리에스테르층(W층) 내에 있어서 무작위로 정하는 것이지만, 화상의 상하 방향이 필름의 두께 방향과, 화상의 좌우 방향이 필름면 방향과 각각 평행해지도록 한다. 또한, 상기 화상에 있어서 비상용 성분(B)의 분산체가 판별하기 어려운 경우에는 적당히 오스뮴산 등을 이용하여 사전에 필름을 염색해도 좋다. 또한, 10000배로 비상용 성분(B)이 다 들어가지 못하는 경우에는 관찰 위치가 어긋난 화상을 얻고, 그것을 간극 없게 서로 이어 맞추어 관찰 화상으로 한다.
(A3) 화상 중 폴리에스테르층(W층) 내의 하나의 비상용 성분(B)의 분산체에 대해서 단축길이와 장축길이를 구한다. 이하, 도 1∼3을 이용하여 설명한다. 도 1∼3에 있어서, 분산체(1)의 장축길이란 필름면 방향으로 평행한 방향에 있어서의 분산체의 일단(필름면 방향으로 평행한 방향에 있어서의 분산체의 최좌단)(2)으로부터 다른 한쪽의 일단(필름면 방향과 평행한 방향에 있어서의 분산체의 최우단)(3)까지를 선분(4)으로 연결했을 때의 선분(4)의 길이이다. 여기서, 선분(4)은 필름면 방향과 반드시 평행할 필요는 없다(도 2, 도 3 참조). 또한, 단축길이란 선분(4)의 중점(5)을 지나고, 또한 선분(4)과 수직한 선 상에 있는 분산체의 일단(상단)(6)으로부터 다른 한쪽의 일단(하단)(7)까지를 선분(8)으로 연결했을 때의 선분(8)의 길이이다. 여기서, 선분(8)은 중점(5)을 반드시 포함할 필요는 없다(도 3 참조).
(A4) 장축길이를 단축길이로 나눈 값(장축길이/단축길이)을 상기 분산체에 있어서의 편평도라고 한다.
(A5) 화상 중 폴리에스테르층(W층) 내의 그 밖의 분산체에 대해서도 동일한 편평도를 구한다. 단, 계측 대상으로 하는 것은 분산체의 전체가 화상 내에 들어가 있는 것으로 한정된다. 또한, 비상용 성분이라도 무기 입자는 계측 대상으로 하지 않는다.
(A6) 필름 절단 장소를 무작위로 변경하여 (A1)로부터 (A5)와 동일한 순서를 계100회 행한다.
(A7) 이상의 순서로 얻어진 전체 분산체의 편평도의 수치를 이용하여 그들의 상가 평균값을 구하고, 상기 상가 평균값을 상기 폴리에스테르층(W층) 내에 있어서의 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도라 한다. 또한, 동일하게, 이상의 순서로 얻어진 전체 분산체의 단축길이, 장축길이의 수치의 상가 평균값을 각각 구하여, 상기 상가 평균값을 각각 평균 단축길이, 평균 장축길이로 한다.
분산체의 편평도는 20 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30 이상이다. 편평도를 상기 범위로 함으로써 우수한 기계 특성이나 내열성을 유지하면서, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 절연성 등 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 폴리에스테르 필름에 효율적으로 부여할 수 있다. 편평도의 상한은 특별히 설정되는 것은 아니지만, 100 이하인 것이 바람직하다. 편평도가 100을 초과하면 상기 우수한 특성을 필름에 충분히 부여할 수 없어 바람직하지 않다. 또한, 분산체가 편평형상이 아닌 구형상에 가까운 경우 등, 편평도가 10 미만의 경우에는 상기 우수한 특성을 필름에 부여할 수 없다.
비상용 성분(B)의 분산체의 편평도를 10 이상으로 하기 위해서는 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 포함하는 것이 필요하다.
즉, 방향족 폴리에스테르 수지(A)에 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 포함하는 비상용 성분(B)을 함유시켜 예컨대, 이들 혼합물을 혼련하고, 용융 압출하여 그것을 연신함으로써, 비상용 성분(B)을 편평도 10 이상의 분산체로서 폴리에스테르층(W층) 내에 분산시킬 수 있다.
여기서, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)가 함유되어 있지 않으면, 연신 공정에 있어서 비상용 성분(B)의 주변에서 보이드가 생성되어 우수한 기계 특성을 유지할 수 없고, 또한 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 절연성 등 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 폴리에스테르 필름에 효율적으로 부여할 수 없다.
본 발명에 있어서, 상기 비상용 성분(B)은 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것이어도 좋고, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로 이루어지는 것이어도 좋다. 이들 중, 우수한 기계 특성을 유지하면서 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성 등 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 폴리에스테르 필름에 효율적으로 부여할 수 있는 점에서, 상기 비상용 성분(B)은 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
또한, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)가 함유되어 있지 않으면, 특히 고산가로 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하는 경우에, 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)을 이용하여 이루어지는 수지 혼합체를 용융 압출 할 때에 상기 혼합체가 압출기 중에서 겔화되거나 점도가 현저하게 저하된다. 이 경우, 안정적인 용융 압출을 할 수 없고, 결과로서, 연속 제막할 수 없어 생산성이나 실용성이 현저하게 열악해진다.
또한, 본 발명의 필름에 있어서 연신을 행하는 경우에는 1축 연신이어도 좋지만, 2축으로 연신하는 것이 바람직하다. 2축 연신함으로써 분산체의 편평도를 높게 할 수 있다.
여기서, 연신의 방법으로서는 예컨대, 고화한 필름의 양단을 인장하는 방법(인장 연신), 공급측 롤과 인출측 롤 사이에 필름을 걸쳐서 인출측 롤의 필름의 송부 속도를 공급측 롤보다 빠르게 함으로써 연신하는 방법(롤간 연신), 서로 대향하는 한 쌍의 롤 사이에 필름을 삽입하고 롤압 등으로 필름을 압연하는 방법(압연 연신)이나 인플레이션에 의해 필름을 신장하는 방법(인플레이션 연신) 등이 열거된다.
본 발명에서는 연신 방법으로서, 롤간 연신이나 인장 연신이 바람직하다. 롤간 연신이나 인장 연신을 행함으로써, 방향족 폴리에스테르 수지(A)가 배향되고 필름에 높은 기계 강도를 부여할 수 있다.
즉, 본 발명의 필름은 1축 이상으로 배향된 필름인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2축으로 배향된 필름(2축 배향 폴리에스테르 필름)이다.
특히, 1축째를 롤간 연신하고 2축째를 1축째와 직교하는 방향으로 인장 연신하는 방법 또는 동시에 서로 직교하는 방향으로 2축으로 인장 연신하는 방법을 이용하고, 2축 배향(2축 연신) 폴리에스테르 필름으로 하는 것이 필름에 높은 기계 강도를 부여할 수 있는 점 및 생산성의 점에서 바람직하다.
또한, 인플레이션 연신은 필름면 내의 연신 배율이 일정하지 않고, 결과로서 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도가 10 미만이 되는 부분이 생기기 쉬운 경우가 있다. 또한, 필름면 내의 폴리에스테르 수지의 배향 상태나 배향 방향도 동일하지 않고, 2축 배향 필름은 되지 않기 때문에 필름에 충분한 기계 특성을 부여할 수 없는 경우가 있다.
또한, 압연 연신은 방향족 폴리에스테르 수지(A)가 배향하지 않기 때문에 필름상으로 하여도 필름에 충분한 기계 특성을 부여할 수 없는 경우가 있다.
본 발명에서는 비상용 성분(B)으로서 폴리올레핀 수지가 이용되지만, 폴리올레핀 수지는 일반적으로 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성 등이 우수하기 때문에, 방향족 폴리에스테르 수지(A)에 얼로이함으로써 이들의 특성을 본 발명의 폴리에스테르 필름에 부여할 수 있다.
폴리올레핀 수지란 올레핀류나 알켄을 모노머(단위 분자)로 하여 합성되는 폴리머(고분자)를 가리킨다. 구체예로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 폴리4-메틸펜텐-1(이하, 「폴리메틸펜텐」 또는 「PMP」라고 약칭하는 경우가 있음), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부텐-1 공중합체, 에틸렌-헥센-1 공중합체, 에틸렌-4 메틸펜텐-1 공중합체, 에틸렌-옥텐-1 공중합체, 프로필렌-부텐-1 공중합체, 프로필렌-헥센-1 공중합체, 프로필렌-4 메틸펜텐-1 공중합체, 프로필렌-에틸렌-옥텐-1 공중합체, 에틸렌-부타디엔 공중합체 등과 같은 직쇄상, 분기상 또는 환상의 폴리올레핀계 수지가 열거된다. 그 중에서도, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐, 환상 폴리올레핀이 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성, 투명성, 비용의 관점에서 바람직하고, 특히, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체가 바람직하다.
또한, 본 발명의 필름에 이용되는 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)는 예컨대, 폴리올레핀 수지에 불포화 카르복실산을 그래프트 공중합시킴으로써 얻을 수 있다.
폴리올레핀 수지에 불포화 카르복실산을 그래프트 공중합시키려면 폴리올레핀 수지를 유기 용제 중에 용해시키거나 현탁시킨 후, 불포화 카르복실산을 첨가하고 라디칼 발생제의 분해 온도(일반적으로 50℃ 이상 150℃ 이하)까지 승온시켜 라디칼 발생제를 소량씩 첨가하여 그래프트 반응시키는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 폴리올레핀 수지에 그래프트 모노머인 불포화 카르복실산을 라디칼 발생제와 함께 압출기 중으로 필요에 따라서 열(예컨대, 150℃ 이상 260℃ 이하)을 가하여 그래프트 중합시키는 방법을 이용할 수도 있다.
또한, 불포화 카르복실산이란 -COOH기를 갖는 불포화 화합물뿐만 아니라, 그 유도체인 에스테르나 무수물도 포함하는 개념으로 이용되고 있다. 불포화 카르복실산으로서는 예컨대, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸말산, 이타콘산 등의 불포화 카르복실산; 메타크릴산 메틸, 아크릴산 메틸, 푸말산 부틸 등의 불포화 카르복실산 에스테르; 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 등의 산무수물 등이 열거된다. 그 중에서도, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸말산, 이타콘산, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물이 바람직하고, 특히, 아크릴산, 말레산 및 말레산 무수물이 생산성 및 비상용 성분(B)을 방향족 폴리에스테르 수지(A) 중으로 미분산화시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 본 발명의 필름에 이용되는 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)는 상술된 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀을 말한다. 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)는 내열성이 저하되지 않는 범위로 산변성 이외의 변성이 되어 있어도 상관없다.
또한, 본 발명에 있어서 비상용 성분(B)의 분산체의 평균 단축길이는 1㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 500nm 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 400nm 이하이고, 특히 바람직하게는 250nm 이하이며, 가장 바람직하게는 100nm 이하이다. 한편, 분산체의 평균 장축길이는 0.5㎛ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.5㎛ 이상, 특히 바람직하게는 5.0㎛ 이상이다.
평균 단축길이나 평균 장축길이를 이러한 범위로 함으로써 편평도가 보다 높아지는 경향이 있고, 또한, 필름의 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성도 보다 높아지는 경향이 있다.
또한, 평균 단축길이의 하한은 특별히 정해지지는 않지만, 20nm 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30nm 이상, 더욱 바람직하게는 50nm 이상이다. 평균 단축길이가 20nm 미만이면 폴리머 1분자당의 크기보다도 작아질 수 있고, 그 결과, 상기 우수한 특성을 필름에 충분히 부여할 수 없는 경우도 있어 바람직하지 않다. 또한, 평균 장축길이의 상한도 특별히 정해지지는 않지만, 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 장축길이가 20㎛를 초과하면 필름 중에 존재하는 분산체를 육안으로 관찰할 수 있는 것이 있어 외관상 바람직하지 못한 경우가 있다.
또한, 평균 단축길이나 평균 장축길이를 상기 바람직한 범위로 하기 위해서는 예컨대, 하기 (1)∼(4)와 같은 방법이 열거된다.
(1) 연신 배율을 보다 고효율로 하는 방법. 연신 배율은 2.5배 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.8배 이상, 더욱 바람직하게는 3.0배 이상, 특히 바람직하게는 3.5배 이상이다. 또한, 2축 연신하는 경우에는 길이 방향, 폭 방향 모두 상기한 연신 배율의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이러한 배율로 연신을 행함으로써 비상용 성분(B)의 분산체의 평균 단축길이를 보다 작게 하고, 또한 평균 장축길이를 보다 크게 하고, 또한 편평도를 보다 높일 수 있다.
(2) 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 포함하는 경우에는, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100중량부에 대하여 2중량부 이상 45중량부 이하의 비율로 비상용 성분(B)에 함유시키는 방법. 상세하게는 후술한다.
(3) 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 포함하는 경우에는, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 산가를 1KOHmg/g 이상 80KOHmg/g 이하로 하는 방법. 보다 바람직하게는 2KOHmg/g 이상 60KOHmg/g 이하, 더욱 바람직하게는 3KOHmg/g 이상 60KOHmg/g 이하, 특히 바람직하게 5KOHmg/g 이상 60KOHmg/g 이하, 가장 바람직하게는 5KOHmg/g 이상 40KOHmg/g 이하이다.
또한, 산가를 상기 범위로 함으로써 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)의 공연신성을 높일 수 있다(연신 배율을 보다 고효율로 할 수 있음). 그 결과, 비상용 성분(B)의 분산체의 평균 단축길이를 보다 작게 하고, 또한 평균 장축길이를 보다 크게 하고, 또한 편평도를 보다 높일 수 있다. 게다가, 비상용 성분(B)을 방향족 폴리에스테르 수지(A) 중에 매우 미세하게 분산시킬 수도 있다.
산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 산가가 1KOHmg/g 미만이면 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)을 공연신시킬 수 없는 경우가 있다. 그 결과, 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도를 10 이상으로 할 수 없거나, 연신 공정에 있어서 비상용 성분(B)의 주변에서 보이드가 생성되는 경우가 있다. 이 경우, 필름에 우수한 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내후성(내UV성), 절연성을 부여할 수 없어 바람직하지 않다.
산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 경우의 산가가 80KOHmg/g을 초과하면 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 내열성이 저하되고, 용융 압출할 때에 압출기 내에서 분해되어 분해물이 필름 결점의 원인이 되거나, 폴리올레핀 수지(b2)의 내열성이 저하되지 않아도 매트릭스인 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 열화가 심하여 제막 자체가 곤란해지는 경우가 있는 등 필름 생산상 바람직하지 못한 경우가 있다.
(4) 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로 이루어지는 경우에는, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 산가를 0.001KOHmg/g 이상 20KOHmg/g 이하로 하는 방법. 보다 바람직하게는 0.01KOHmg/g 이상 15KOHmg/g 이하, 더욱 바람직하게는 0.1KOHmg/g 이상 10KOH 이하이다.
또한, 산가를 상기 범위로 함으로써 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용성분(B)의 공연신성을 높일 수 있다(연신 배율을 보다 고효율로 할 수 있음). 그 결과, 비상용 성분(B)의 분산체의 평균 단축길이를 보다 작게 하고, 또한 평균 장축길이를 보다 크게 하고, 또한 편평도를 보다 높일 수 있다. 게다가, 비상용 성분(B)을 방향족 폴리에스테르 수지(A) 중으로 매우 미세하게 분산시킬 수도 있다.
산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 산가가 0.001KOHmg/g 미만이면 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)을 공연신시킬 수 없는 경우가 있다. 그 결과, 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도를 10 이상으로 할 수 없거나, 연신 공정에 있어서 비상용 성분(B)의 주변에서 보이드가 생성되는 경우가 있다. 이 경우, 필름에 우수한 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내후성(내UV성), 절연성을 부여할 수 없어 바람직하지 않다.
한편, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 산가가 20KOHmg/g을 초과하면 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 내열성이 저하되고, 용융 압출할 때에 압출기 내에서 분해되어 분해물이 필름 결점의 원인이 되거나, 폴리올레핀 수지(b2)의 내열성이 저하되지 않아도 매트릭스인 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 열화가 심하여 제막 자체가 곤란하게 되는 경우가 있는 등, 필름 생산상 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에는 상기 (1)∼(4)의 방법에 관계없이 비상용 성분(B)의 산가가 0.001KOHmg/g 이상 20KOHmg/g 이하인 것이 바람직하다. 산가를 이러한 범위로 함으로써 비상용 성분(B)을 방향족 폴리에스테르 수지(A) 중에 매우 미세하게 분산시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 산가란 JIS-K0070-1992에서 규정되는 산가를 말한다. 비상용 성분(B)의 산가가 0.001KOHmg/g 미만이면 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)을 공연신시킬 수 없는 경우가 있다. 그 결과, 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도를 10 이상으로 할 수 없거나, 연신 공정에 있어서 비상용 성분(B)의 주변에서 보이드가 생성되는 경우가 있다. 이 경우, 필름에 우수한 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내후성(내UV성), 절연성을 부여할 수 없어 바람직하지 않다. 또한, 20KOHmg/g을 초과하는 경우, 비상용 성분(B)의 내열성이 저하되고 용융 압출할 때에 압출기 내에서 분해되어 분해물이 필름 결점의 원인이 되거나, 비상용 성분(B)의 내열성이 저하되지 않아도 매트릭스인 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 열화가 심하여 제막 자체가 곤란하게 되는 경우가 있는 등, 필름 생산상 바람직하지 않다.
또한, 상기 비상용 성분(B)의 분산체는 필름면과 평행한 단면에 있어서, 면내 장축길이와 장축 방향에 대하여 수직 방향의 면내 길이(면내 단축길이)의 비(면내 장축길이/면내 단축길이)가 2 이하인 것이 바람직하다.
또한, 비상용 성분(B)의 분산체의 필름면과 평행한 단면에 있어서, 면내 장축길이 면내 단축길이의 비(면내 장축길이/면내 단축길이)는 이하의 순서로 구해지고 있다.
(A'1) 마이크로톰을 이용하여 필름 단면을 두께 방향으로 변형시키지 않고 필름면 방향에 대하여 평행하게 절단한다.
(A'2) 이어서, 절단한 단면을 전자 현미경을 이용하여 관찰하고, 5000배로 확대 관찰한 화상을 얻는다. 또한, 관찰 장소는 폴리에스테르층(W층) 내에 있어서 무작위로 정하는 것이지만, 화상의 상하 방향이 필름의 길이 방향과, 화상의 좌우 방향이 필름 폭 방향과 각각 평행해지도록 한다. 또한, 상기 화상에 있어서 비상용 성분(B)의 분산체가 판별되기 어려운 경우에는 적당히 오스뮴산 등을 이용하여 사전에 필름을 염색해도 좋다.
(A'3) 화상 중 폴리에스테르층(W층) 내의 하나의 비상용 성분(B)의 분산체에 대해서 면내 단축길이와 면내 장축길이를 구한다.
이하, 도 4∼6을 이용하여 설명한다. 도 4∼6에 있어서, 분산체(1)의 면내 장축길이란 필름 길이 방향으로 평행한 방향에 있어서의 분산체의 일단(필름면 방향과 평행한 방향에 있어서의 분산체의 최좌단)(2')으로부터 다른 한쪽의 일단(필름 길이 방향과 평행한 방향에 있어서의 분산체의 최우단)(3')까지를 선분(4')으로 연결했을 때의 선분(4')의 길이이다. 여기서, 선분(4')은 필름 방향과 반드시 평행할 필요는 없다(도 5, 도 6 참조). 또한, 면내 단축길이란 선분(4')의 중점(5')을 지나고, 또한 선분(4')과 수직한 선 상에 있는 분산체의 일단(상단)(6')으로부터 다른 한쪽의 일단(하단)(7')까지를 선분(8')으로 연결했을 때의 선분(8')의 길이이다. 여기서, 선분(8')은 중점(5')을 반드시 포함할 필요는 없다(도 6 참조).
(A'4) 면내 장축길이를 면내 단축길이로 나눈 값(면내 장축길이/면내 단축길이)을 상기 분산체에 있어서의 면내 장축길이와 면내 단축길이의 비(면내 장축길이/면내 단축길이)라고 한다.
(A'5) 화상 중 폴리에스테르층(W층) 내의 그 밖의 분산체에 대해서도 동일한 면내 장축길이와 면내 단축길이의 비(면내 장축길이/면내 단축길이)를 구한다. 단, 계측 대상으로 하는 것은 분산체의 전체가 화상 내에 들어가 있는 것으로 한정된다. 또한, 비상용 성분이라도 무기 입자는 계측 대상으로 하지 않는다.
(A'6) 필름 절단 장소를 무작위로 변경하여 (A'1)로부터 (A'5)와 동일한 순서를 계100회 행한다.
(A'7) 이상의 순서로 얻어진 전체 분산체의 면내 장축길이와 면내 단축길이의 비(면내 장축길이/면내 단축길이의 길이)의 수치를 이용하여 그들의 상가 평균값을 구하고, 상기 상가 평균값을 상기 폴리에스테르층(W층) 내에 있어서의 비상용 성분(B)의 분산체의 면내 장축길이와 면내 단축길이의 비(면내 장축길이/면내 단축길이)라고 한다. 또한, 동일하게, 이상의 순서로 얻어진 전체 분산체의 면내 단축길이, 면내 장축길이의 수치의 상가 평균값을 각각 구하여 상기 상가 평균값을 각각 평균 면내 단축길이, 평균 면내 장축길이라고 한다.
면내 장축길이와 면내 단축길이의 비(면내 장축길이/면내 단축길이)는 보다 바람직하게는 1.5 이하, 더욱 바람직하게는 1.2 이하이다. 면내 장축길이와 면내 단축길이의 비(면내 장축길이/면내 단축길이)를 이 범위로 함으로써 우수한 기계 특성이나 내열성을 유지하면서, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성인 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 폴리에스테르 필름에 효율적으로 부여할 수 있다.
본 발명에서는 폴리에스테르층(W층) 내에 있어서의 비상용 성분(B)의 분산체의 체적 점유율이 3체적% 이상 50체적% 미만인 것이 필요하다.
폴리에스테르층(W층) 내에 있어서의 비상용 성분(B)의 분산체의 체적 점유율이란 이하의 순서로 구할 수 있다.
(B1) 상기 (A2)로 얻어진 화상 중에 있어서의 폴리에스테르층(W층)의 면적을 계측하여 이것을 A라고 한다.
(B2) 화상 중 폴리에스테르층(W층) 내에 존재하는 모든 비상용 성분(B)의 분산체의 면적을 계측하여 총 면적을 B라고 한다. 여기서, 계측 대상으로 하는 것은 분산체의 전체가 화상 내에 들어가 있는 것으로 한정되지 않고, 화상 내에 일부만이 나타나 있는 분산체도 포함하는 것으로 한다. 단, 비상용 성분이어도 무기 입자는 계측 대상으로 삼지 않는다.
(B3) B를 A로 나누고(B/A), 거기에 100을 곱함으로써 체적 점유율(%)을 산출한다.
(B4) 상기 (A6)으로부터 얻어진 계100매의 화상에 대해서도 같은 계측·계산을 행하고, 각각의 화상으로 구해진 체적 점유율(%)의 상가 평균값을 구하여 상기 상가 평균값을 상기 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 비상용 성분(B)의 분산체의 체적 점유율(%)이라 한다.
분산체의 체적 점유율은 5체적% 이상인 것이 보다 바람직하고, 10체적% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 14체적% 이상인 것이 특히 바람직하며, 가장 바람직하게는 25체적% 이상이다. 체적 점유율을 상기 범위로 함으로써 우수한 기계 특성이나 내열성을 유지하면서, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성인 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 폴리에스테르 필름에 효율적으로 부여할 수 있다.
또한, 체적 점유율이 50체적%를 초과하면 폴리에스테르 수지의 높은 기계 특성이나 내열성을 유지할 수 없고, 또한 연신 공정에서 필름 파단이 빈발하기 때문에 생산성이 현저하게 열악해진다.
또한, 체적 점유율이 체적 3% 미만이면, 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성인 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 폴리에스테르 필름에 충분히 부여할 수 없다.
폴리에스테르층(W층) 내에 있어서의 비상용 성분(B)의 분산체의 체적 점유율은 비상용 성분(B)의 첨가량에 의존하기 때문에, 비상용 성분(B)의 첨가량을 조절 함으로써 체적 점유율을 상술된 범위로 할 수 있다.
본 발명에서는 비상용 성분(B)의 함유량이 폴리에스테르층(W층)에 대하여 2중량% 이상 35중량% 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게 또한, 보다 바람직하게는 5중량% 이상 30중량% 이하, 특히 바람직하게는 10중량% 이상 25중량% 이하이다. 비상용 성분(B)의 함유량이 35중량%를 초과하면 연신 공정에 있어서 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)을 공연신시킬 수 없고, 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도가 10 미만이 되거나 비상용 성분(B) 주변에서 보이드가 생성될 수 있다. 또한, 연신 공정에 있어서 필름 파단이 빈발하고, 연속 제막에 견딜 수 없는 경우도 있어 바람직하지 않다. 또한, 비상용 성분(B)의 함유량이 2중량% 미만이면 필름에 충분한 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성을 부여할 수 없는 경우가 있다.
또한, 비상용 성분(B)은 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 경우, 비중 등을 고려하면, 폴리에스테르층(W층)에 있어서 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량의 합계가 폴리에스테르층(W층) 전체에 대하여, 2중량% 이상 35중량% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5중량% 이상 30중량% 이하, 특히 바람직하게는 10중량% 이상 25중량% 이하이다.
한편, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로 이루어지는 경우에는, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량이 폴리에스테르층(W층) 전체에 대하여 2중량% 이상 35중량% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5중량% 이상 30중량% 이하, 특히 바람직하게는 10중량% 이상 25중량% 이하이다.
비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것인 경우에는, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량의 합계를 2중량% 이상 35중량% 이하로 함으로써, 한편, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로 이루어지는 경우에는 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량을 2중량% 이상 35중량% 이하로 함으로써, 제막성을 유지하면서 우수한 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내후성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성을 필름에 부여할 수 있다.
또한, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것인 경우에 있어서, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량의 합계가 2중량% 미만이거나, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로 이루어지는 경우에 있어서, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량이 2중량% 미만이면 필름에 충분한 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성을 부여할 수 없는 경우가 있다.
또한, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것인 경우, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량의 합계가 35중량%를 초과하면, 연신 공정에 있어서 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 비상용 성분(B)을 공연신시킬 수 없고, 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도가 10미만이 되거나 비상용 성분(B)주변에서 보이드가 생성될 수 있다. 또한, 연신 공정에 있어서 필름 파단이 빈발하고, 연속 제막에 견딜 수 없는 경우도 있어 바람직하지 않다.
한편, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로 이루어지는 경우에는, 산변성 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량이 35중량%를 초과하면 연신 공정에 있어서, 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 비상용 성분(B)을 공연신시킬 수 없고, 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도가 10미만이 되거나 비상용 성분(B) 주변에서 보이드가 생성될 수 있다. 또한, 연신 공정에 있어서 필름 파단이 빈발하고, 연속 제막에 견딜 수 없는 경우도 있어 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서는 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 경우, 폴리에스테르층(W층)에 있어서 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)가 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100중량부에 대하여, 2중량부 이상 45중량부 이하 함유되어 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10중량부 이상, 특히 바람직하게는 40중량부 이상이다.
비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 경우, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량을 이러한 범위로 함으로써 비상용 성분(B)을 방향족 폴리에스테르 수지(A) 중으로 매우 미세하게 분산시킬 수 있다. 또한, 연신 공정에 있어서 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)을 보다 용이하게 공연신시킬 수 있다. 그 결과, 비상용 성분(B)의 분산체의 평균 단축길이를 보다 작게 하고, 또한 평균 장축길이를 보다 크게 하고, 또한 편평도를 보다 높일 수 있어 필름에 우수한 가스 배리어성, 이성형성, 내UV성, 전기 절연성 등을 부여할 수 있다. 또한, 비상용 성분(B) 주변에서 보이드 생성을 억제할 수 있다.
또한, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것인 경우, 산변성되어 있는 올레핀 수지(b2)의 함유량이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100중량부에 대하여 2중량부 미만이면, 비상용 성분(B)을 방향족 폴리에스테르 수지(A) 중으로 충분히 미분산화시킬 수 없고, 또한 연신 공정에 있어서 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)을 공연신시킬 수 없는 경우가 있다. 그 결과, 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도가 10 이상이 되지 않거나 비상용 성분(B)의 주변에서 보이드가 생성되는 경우가 있다. 이 경우, 우수한 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내후성(내UV성), 절연성을 필름에 부여할 수 없어 바람직하지 않다.
또한, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것인 경우에 있어서, 산변성되어 있는 올레핀 수지(b2)의 함유량이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100중량부에 대하여 45중량부를 초과하면, 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)으로 이루어지는 수지 혼합체를 용융 압출할 때에 상기 혼합체가 압출기 중에서 겔화되거나 점도가 현저하게 저하될 수 있다. 이 경우, 안정적인 압출을 할 수 없고, 결과로서, 연속 제막할 수 없어 바람직하지 않은 경우가 있다. 또한, 폴리에스테르층(W층)에 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)를 함유시키지 않고, 산변성되어 있는 올레핀 수지(b2)와 방향족 폴리에스테르 수지(A)만을 함유시키는 경우에 있어서, 고산가의 것을 이용하는 경우에도 동일한 현상이 생기고 생산성이나 실용성이 현저하게 열악해지는 경우가 있다.
본 발명에서는 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것인 경우, 폴리에스테르층(W층)에 함유되는 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)를 구성하는 단위 분자(모노머 성분)와 폴리에스테르층(W층)에 함유되는 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 구성하는 단위 분자(모노머 성분)는 동일한 것이 바람직하다.
이러한 형태로 함으로써, 비상용 성분(B)을 방향족 폴리에스테르 수지(A) 중으로 매우 미세하게 분산시킬 수 있다. 또한, 연신 공정에 있어서 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 비상용 성분(B)을 보다 용이하게 공연신시킬 수 있고, 그 결과, 비상용 성분(B)의 분산체의 평균 단축길이를 보다 작고, 또한 평균 장축길이를 보다 크고, 또한 편평도를 보다 높일 수 있다. 또한, 비상용 성분(B) 주변에서 보이드 생성을 억제할 수 있다.
보다 바람직한 형태로서는 (1) 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)로서 폴리프로필렌을 이용하고, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로서 산변성 폴리프로필렌을 이용하는 형태(즉, 모두 단위 분자(모노머 성분)로서 프로필렌을 이용하는 형태), (2) 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)로서 폴리메틸펜텐을 이용하고, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로서 산변성 폴리메틸펜텐을 이용하는 형태(즉, 단위 분자(모노머 성분)로서 모두 메틸펜텐을 이용하는 형태) 등이 열거된다.
여기서, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)로서는 전혀 변성이 되어있지 않은 것뿐만 아니라, 내열성이 저하되지 않는 범위로 유연성을 부여하기 위해서 유연성 치환기를 도입한 것이어도, 산변성되어 있지 않은 것이면 모두 바람직하게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 필름에 이용되는 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)는 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 유리전이온도에서의 동적 저장 탄성률이 500MPa 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 250MPa 이하, 더욱 바람직하게는 200MPa 이하, 특히 바람직하게는 100MPa 이하, 가장 바람직하게는 50MPa 이하이다. 동적 저장 탄성률이 500MPa를 초과하면 연신시의 변형이 곤란하게 되고, 계면 박리가 일어나기 쉬워지는 결과, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 절연성 등 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 폴리에스테르 필름에 효율적으로 부여하는 것이 곤란하게 된다. 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1), 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 유리전이온도에서의 동적 저장 탄성률을 500MPa 이하로 함으로써, 폴리올레핀의 우수한 특성을 필름에 대하여 용이하게 부여하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 필름을 성형용 필름으로서 사용하는 경우에는, 동적 저장 탄성률이 바람직하게는 100MPa 이하, 보다 바람직하게는 50MPa 이하로 함으로써 성형성이 우수한 필름으로 할 수 있다.
또한, 여기서 말한 유리전이온도란 시차주사 열량측정(이하, DSC)에 의해 얻어지는 승온 과정(승온 속도: 20℃/min)에 있어서의 유리전이온도(Tg)이다. 구체적으로는, JIS K-7121(1999년 판)에 근거하여 하기의 순서에 의해 구해진다.
(C1) 샘플판에 봉입한 샘플을 승온 속도 20℃/min으로 수지를 25℃부터 300℃까지 20℃/min의 승온 속도로 가열한다(1st RUN).
(C2) 그 상태로 5분간 유지 후, 이어서 25℃ 이하가 되도록 급냉한다.
(C3) 다시 실온으로부터 20℃/min의 승온 속도로 300℃까지 승온을 행한다(2nd RUN).
(C4) 얻어진 2nd RUN의 시차주사 열량측정 차트에 있어서, 유리전이의 계단상의 변화 부분에 있어서, 각 베이스 라인의 연장된 직선으로부터 종축 방향으로 등거리에 있는 직선과 유리전이의 계단상의 변화 부분의 곡선이 교차하는 점을 취해서 유리전이온도(Tg)라고 한다.
또한, 동적 저장 탄성률이란 두께 200㎛의 시트를 제작하고, 그 시트를 JIS K-7244(1999년 판)에 준한 방법에 의해 구한 값이다. 구체적으로는, 인장 모드, 시료 동적 진폭 속도(구동 주파수)는 1Hz, 척간 거리 5mm, 변형 진폭 10㎛, 힘 진폭(force amplitude) 초기값 100mN, 승온 속도 2℃/min으로의 측정 조건에서 온도 의존성(온도분산)을 측정했을 때 얻어진 값이다.
또한, 본 발명에 있어서 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)를 이용하는 경우에는, 폴리올레핀 수지(b1)의 MFR이 1g/10min 이상인 것이 바람직하다. 여기서 말한 MFR이란 ASTM-D1238(1999)에 근거하여 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 융점 +5℃의 온도에서 5kg의 하중을 가하여 측정된 값이다. 보다 바람직하게는 20g/10min 이상, 더욱 바람직하게는 100g/min 이상이다. MFR이 1 이상이면 방향족 폴리에스테르 수지(A) 중에 충분히 미분산화시킬 수 없고, 우수한 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내후성(내UV성), 절연성, 광확산성을 필름에 부여할 수 없어 바람직하지 않다.
또한, 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 융점이란 JIS K-7121(1999)에 근거하여 DSC에 의해 얻어지는 승온 과정(승온 속도:20℃/min)에 있어서의 융점(Tm)이다. 구체적으로는, 상기 (C1)∼(C4)의 방법에 의해 얻어진 2nd Run의 결정 융해 피크에 있어서의 피크 탑의 온도를 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 융점으로 한다.
또한, 본 발명에서는 폴리에스테르층(W층) 내에 있어서의 기포의 체적 점유율이 폴리에스테르층(W층)에 대하여 3체적% 미만인 것이 필요하다.
여기서, 기포의 체적 점유율이란 이하의 순서로 구할 수 있다.
(D1) 상기 (A2)로 얻어진 화상 중에 있어서의 폴리에스테르층(W층)의 면적을 계측하여 이것을 A라고 한다.
(D2) 화상 중 폴리에스테르층(W층) 내에 존재하는 모든 기포의 면적을 계측하여 총 면적을 B라고 한다. 여기서, 계측 대상으로 하는 것은 기포의 전체가 화상 내에 들어가 있는 것으로 한정되지 않고, 화상 내의 일부만 나타나 있는 기포도 포함하는 것으로 한다.
(D3) B를 A로 나누고(B/A) 거기에 100을 곱함으로써, 폴리에스테르층(W층) 내에 있어서의 기포의 체적 점유율(%)을 산출한다.
(D4) 상기 (A6)으로부터 얻어진 계100매의 화상에 대해서도 동일한 계측·계산을 행하고, 각각의 화상으로 구해진 기포의 체적 점유율(%)의 상가 평균값을 구하여 상기 상가 평균값을 상기 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 기포의 체적 점유율이라고 한다.
기포의 체적 점유율은 2체적% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1체적% 이하, 특히 바람직하게는 0.5체적% 이하이다.
폴리에스테르층(W층) 내부에 있어서의 기포의 존재는 필름에 주름이 생기기 쉬워, 광선 투과성을 저하시키고, 또한 비상용 성분(B)의 함유에 의해 부여된 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성인 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 삭감시킨다.
따라서, 기포의 체적 점유율은 될 수 있는 한 작은 것이 바람직하고, 하한은 0체적%이다. 또한, 기포 함유율이 3체적%를 초과하면 상기된 우수한 특성은 거의 발현되지 않는다.
기포의 체적 점유율을 보다 작게 하기 위해서는 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 것인 경우에는 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100중량부에 대하여 2중량부 이상 45중량부 이하 함유시키는 등, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량을 앞에서 언급한 바람직한 범위로 함으로써 달성할 수 있다.
한편, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로 이루어지는 경우에는, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 산가를 0.001KOHmg/g 이상 20KOHmg/g 이하로 함으로써 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 폴리에스테르층(W층)에 필요에 따라서 본 발명의 효과가 손상되지 않는 양으로 적당한 첨가제, 예컨대, 내열 안정제, 내산화 안정제, 자외선 흡수제, 자외선 안정제, 유기계의 이활제, 유기 가교 미립자, 무기 입자, 충진제, 핵제, 염료, 분산제, 커플링제 등이 배합되어 있어도 좋다.
이들 중에, 특히, 폴리에스테르층(W층)에 유기 또는 무기 입자를 첨가하는 것이 바람직하다. 유기 가교 입자 또는 무기 입자를 첨가함으로써 그 이용하는 재질에 따라서 폴리에스테르층(W층)에 기능 부여를 할 수 있다.
무기 입자의 예로서는 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 아연, 산화 티타늄, 산화 아연(아연화), 산화 안티몬, 산화 세륨, 산화 지르코늄, 산화 주석, 산화 란탄, 산화 마그네슘, 탄산 바륨, 탄산 아연, 염기성 탄산연(연백), 황산 바륨, 황산 칼슘, 황산납, 황화 아연, 인산 칼슘, 실리카, 알루미나, 마이카, 운모 티타늄, 탈크, 클레이, 카올린, 불화 리튬 및 불화 칼슘 등을 열거할 수 있다.
또한, 유기 가교 입자의 예로서는 규소계 화합물, 가교 스티렌이나 가교 아크릴, 가교 멜라민 등의 가교 미립자의 것 이외에, 방향족 폴리에스테르 수지(A)에 대하여 비상용이지만 미분산하는 폴리올레핀 수지 이외의 열가소성 수지도 입자로서 이용할 수 있다.
이들에 있어서, 특히, 무기 입자 또는 유기 가교성 입자를 이용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 무기 입자를 이용하는 것이 가스 배리어성, 내열성, 이성형성, 이형성, 난연성, 내UV성, 내가수분해성, 전기 절연성 등 폴리올레핀 특유의 우수한 특성을 손상시키지 않고 기능 부여를 하는 것이 가능해진다는 점에서 보다 바람직하다.
그 구체예로서는 1) 자외선 흡수성의 입자를 이용함으로써 내UV성이 더욱 향상, 2) 폴리에스테르층과 굴절률이 다른 입자를 이용함으로써 광확산성이 더욱 향상 등이 열거된다. 이들에 대해서 이하 상세하게 설명한다.
우선, 1)에 대해서는 산화 티타늄, 산화 아연 등의 무기 자외선 흡수성 입자나 자외선 흡수제를 함유 또는 공중합한 유기 가교 입자를 폴리에스테르층(W층)에 첨가함으로써, 폴리올레핀의 함유에 의해 향상한 내UV성, 전기 절연 특성 등의 특성을 자외선에 노출되는 것과 같은 환경에서 장기간 사용하는 경우에 있어서도 그 특성을 보다 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 2)에 대해서는 실리카, 알루미나, 탄산 칼슘, 황산 바륨이나 가교 아크릴, 가교 폴리스티렌 등의 유기 가교성 입자를 이용함으로써 예컨대, 광확산 필름으로 하는 용도에 사용되는 경우에 있어서 보다 광확산성을 향상시킬 수 있다.
이들 미립자의 함유량은 예컨대, 1)에 대해서는 폴리에스테르층(W층)에 대하여 1중량% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5중량% 이상, 더욱 바람직하게는 10중량% 이상이다. 함유량의 상한에 대해서는 특별히 제한하지 않지만, 너무 많으면 필름 파단이 빈발한다는 점에서 50중량% 이하, 더욱 바람직하게는 40중량% 이하, 특히 바람직하게는 30중량% 이하이다.
또한, 2)에 대해서는 폴리에스테르층(W층)에 대하여 0.1중량% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5중량% 이상, 특히 바람직하게는 1중량% 이상이다. 함유량의 상한에 대해서는 특별히 제한하지 않지만, 너무 많으면 필름 파단이 빈발한다는 점이나 얻어진 필름의 투명성이 저하된다는 관점에서 20중량% 이하, 더욱 바람직하게는 15중량% 이하, 특히 바람직하게는 10중량% 이하이다.
또한, 본 발명의 필름은 상기 폴리에스테르층(W층)만으로 이루어지는 단일 막 필름이어도 좋고, 그 밖의 층이 적층된 적층 필름이어도 좋다. 즉, 폴리에스테르층(W층)의 한측 또는 양측에 그 밖의 층이 적층되어 있어도 좋다. 또한, 폴리올레핀 수지의 특성을 폴리에스테르 필름에 부여한다는 본 발명의 효과를 최대한으로 발휘시키고 싶은 경우에는, 폴리에스테르층(W층)으로 구성되는 단일 막 필름 또는 본 발명의 폴리에스테르층(W층)에 해당하는 층만이 복수 적층되어 있는 적층 필름이 바람직한 형태가 된다. 또한, 얻어진 필름을 이용하여 코팅 등의 표면 가공을 하는 경우에는, 그 가공성 등으로부터 비상용 성분(B)이 포함되지 않는 폴리에스테르층(P층), 보다 바람직하게는 2축 연신 폴리에스테르층이 적어도 한측 표면에 적층되어 있는 적층 필름이 바람직한 형태가 된다.
본 발명의 필름이 적층 필름인 경우, 그 폴리에스테르층(W층) 두께(폴리에스테르층(W층)이 복수인 경우에는 각층 두께의 합을 가지고 폴리에스테르층(W층)의 두께로 함)와 그 밖의 층 두께의 합의 비((폴리에스테르층(W층)의 두께/W층 이외의 층 두께의 합)=(적층비))는 이용하는 용도에 의해 임의로 설정할 수 있지만, 폴리올레핀 수지의 특성을 폴리에스테르 필름에 부여한다는 본 발명의 효과를 최대한으로 발휘시키고 싶은 경우에는, 3/1 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5/1 이상, 더욱 바람직하게는 6/1 이상이다. 또한, 얻어진 필름을 이용하여 코팅 등의 표면가공을 하는 경우에는, 그 적층비는 임의이고 3/1 미만이 되어도 상관없다. 또한, 용도마다의 보다 바람직한 범위에 대해서는 후술한다.
또한, 본 발명의 필름의 표면 자유 에너지는 42mN/m 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 37mN/m 이하, 특히 바람직하게는 34mN/m 이하이다. 표면 자유 에너지를 이러한 범위로 함으로써 이형 필름이나 포장 필름 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 20mN/m 이상인 것이 바람직하다. 20mN/m 미만이면, 제막 공정에 있어서 필름이 너무 미끄러워 연속 제막하기 어려운 경우가 있다.
또한, 본 발명의 필름의 수증기 투과율은 32g/m2·day 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 27g/m2·day, 특히 바람직하게는 22g/m2·day 이하이다. 수증기 투과율을 이러한 범위로 함으로써 포장 필름 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 0g/m2·day가 실질적인 하한이 된다.
또한, 본 발명의 필름은 80℃ 환경하에서의 초기 탄성률이 2.1GPa 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.9GPa 이하, 특히 바람직하게는 1.7GPa 이하이다. 80℃ 환경하에서의 초기 탄성률을 이러한 범위로 함으로써, 성형용 필름 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 1.0GPa 이상인 것이 바람직하다. 1.0GPa 미만이면 80℃ 환경하에 있어서 탄력없는 필름이 되고 핸들링성이 열악해지는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 필름은 80℃ 환경하에 있어서 신장 시험을 행했을 때 100% 신장시의 응력이 115MPa 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 100MPa 이하, 특히 바람직하게는 80MPa 이하이다. 80℃ 환경하에서의 100% 신장시 응력을 이러한 범위로 함으로써, 성형용 필름 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 40MPa 이상인 것이 바람직하다. 40MPa 미만이면 80℃ 환경하에 있어서의 신장 성형을 정밀하게 제어하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 필름은 24시간 자외선 조사 시험 후의 황변도(JIS K-7105-1981)가 25 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20 이하이고, 특히 바람직하게는 15 이하이다. 황변도를 이러한 범위로 함으로써 옥외용 필름, 전식간판용 필름이나 면광원용 필름 등 광에 노출되는 용도로 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되지 않지만, -5 이상인 것이 바람직하다. -5 미만이 되면 필름이 청색으로 물이 드는 일이 있어 외관상 바람직하지 못한 경우가 있다.
또한, 본 발명의 필름의 부분 방전 전압은 510V 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 590V 이상, 특히 바람직하게는 670V 이상이다. 부분 방전압을 이러한 범위로 함으로써, 태양전지용 백시트 등 절연성이 요구되는 용도에 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 상한은 특별히 한정되지 않지만, 10000V 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1000V 이하이다. 10000V를 초과하면 약간의 마찰로 정전기가 발생되기 쉽고, 집진에 의한 필름 오염의 원인이 되기 쉽기 때문이다. 또한, 태양전지용 백시트란 예컨대, 일본특허공개 2002-26354호 공보의 도 1에 나타내어지는 이면 밀봉 필름 등을 가리키고, 보다 바람직한 구성에 대해서는 후술한다.
또한, 본 발명의 필름의 광선 투과율은 30% 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 50% 이상, 더욱 바람직하게는 65% 이상, 특히 바람직하게는 75% 이상, 가장 바람직하게는 80% 이상이다. 또한, 본 발명의 필름의 헤이즈는 50% 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 70% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상이다. 광선 투과율과 헤이즈를 이러한 범위로 함으로써, 광확산 필름 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 상한은 특별히 한정되지 않지만, 광선 투과율 및 헤이즈 모두 100(%)이 실질적인 상한이 된다. 또한, 본 발명의 필름을 광확산 필름으로서 이용하지 않는 경우에는 헤이즈는 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 필름은 23℃ 환경하에서의 초기 탄성률이 4.0GPa 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 3.5GPa 이하, 특히 바람직하게는 3.0GPa 이하이다. 23℃ 환경하에서의 초기 탄성률을 이러한 범위로 함으로써, 유연하고 또는 핸들링성이 우수한 필름으로 할 수 있다. 또한, 하한은 성형 용도에서는 특별히 한정되지 않지만, 성형 용도 이외에서는 2.3GPa 이상인 것이 바람직하다. 2.3GPa 미만이면, 탄력이 없고 핸들링성이 열악해지는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 필름은 23℃ 환경하에 있어서 신장 시험을 행했을 때 100% 신장시의 응력이 185MPa 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 160MPa 이하, 특히 바람직하게는 140MPa 이하이다. 23℃ 환경하에서의 100% 신장시 응력을 이러한 범위로 함으로써, 23℃ 환경하에 있어서 성형 가공이 용이한 필름이 된다. 또한, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 100MPa 이상인 것이 바람직하다. 100MPa 미만이면, 정밀한 성형 가공을 할 수 없는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 필름의 비중은 특별히 한정되지 않지만, 1.0 이상 1.4 이하인 것이 바람직하다. 비중이 1.0 미만일 때는, 필름 내부에 기포를 함유하는 일이 많아 바람직하지 않다. 또한, 비중이 1.4를 초과하는 경우에는 경량성이 열악해지는 일이 있다.
여기서, 상술된 필름의 각종 특성을 각각의 바람직한 범위로 하기 위해서는 후술하는 실시예에서도 예시되는 것과 같이, 폴리에스테르층(W층)에 있어서 비상용 성분(B)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지는 경우에는, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)의 함유량과 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량의 합계를 지금까지 상술된 바람직한 범위 내인 것이나, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100중량부에 대하여 2중량부 이상 45중량부 이하로 하는 등, 지금까지 상술된 바람직한 범위 내로 함으로써 달성할 수 있다.
또한, 비상용 성분(B)이 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)로 이루어지는 경우에는, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 함유량을 지금까지 상술된 바람직한 범위내인 것이나, 산변성되어 있는 폴리올레핀(b2)의 산가를 지금까지 상술된 바람직한 범위내로 함으로써 달성할 수 있다.
또한, 헤이즈를 상기한 범위로 하기 위해서는, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 및/또는 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 폴리올레핀 수지로서 폴리 4-메틸펜텐-1 또는 그 유도체, 또는 환상 폴리올레핀 수지 또는 그 유도체를 이용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 내열성이 높다는 점에서 폴리 4-메틸펜텐-1 또는 그 유도체가 좋다.
또한, 표면 자유 에너지, 부분 방전 전압을 상기한 범위로 하기 위해서는, 폴리에스테르 필름의 적어도 한측 표면을 폴리에스테르층(W층)으로 필름 구성하는 것이 바람직하다.
표면 자유 에너지를 상기한 범위로 하기 위해서는, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 및/또는 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 폴리올레핀 수지로서 폴리 4-메틸펜텐-1 또는 그 유도체를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 부분 방전 전압은 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 및/또는 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 폴리올레핀 수지로서 결정성 수지를 이용함으로써 높일 수 있다. 여기서 말한 결정성 수지는 수지를 JIS K-7121(1999)에 근거하여 시차열량측정(DSC)으로 상술의 (C1)∼(C4)의 방법으로 측정했을 때, 2nd RUN에서 결정 융해 피크의 면적이 1J/g 이상인 수지를 가리킨다. 보다 바람직하게는 폴리에틸렌 및 그 유도체, 폴리프로필렌 및 그 유도체가 바람직하고, 또한 호모의 폴리에틸렌, 호모의 폴리프로필렌이 부분 방전 전압을 보다 높일 수 있다는 점에서 좋다.
또한, 본 발명의 필름의 두께는 특별히 한정되지 않고 용도에 의해 적당한 필름 두께를 선택할 수 있지만, 일반적으로는 3㎛ 이상 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 필름 두께가 3㎛ 미만이면, 제막시에 파단이 생기기 쉬운 경우가 있다. 또한, 필름 두께가 500㎛을 초과하면 필름을 롤상으로 권취하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 필름은 필요에 따라서 본 발명의 효과가 손실되지 않는 범위로 주지의 기술을 이용하여 다른 기능을 갖는 층(C층)을 적층해도 상관없다. 그 예로서는 구상 입자를 포함한 광확산층, 집광층, 편광 분리층, 반사 방지층, 광반사층, 난연층, 쿠션층, 대전 방지층, 자외선 흡수층, 하드 코트층, 접착층, 가스 배리어층 등이 열거되고, 이용되는 용도에 의해 임의의 층을 형성함으로써 본 발명의 폴리에스테르 필름의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
C층의 구체예로서는 구상 입자를 포함한 광확산층(D층)이 열거된다. D층을 설치함으로써 폴리에스테르 필름에 광확산성을 보다 높이는 동시에 광의 출사분포를 제어하는 등이 열거된다. 상세에 대해서는 후술한다.
이어서, 본 발명의 필름의 제조방법에 대해서 그 일례를 설명하지만, 본 발명은 이러한 예만으로 한정되지 않는다.
폴리에스테르층(W층)을 형성하기 위해서, 압출기(주압출기)를 갖는 제막 장치를 이용하고, 필요에 따라서 충분한 진공건조를 행한 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 칩과, 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)의 칩과, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 칩을 혼합한 것을 가열된 압출기에 공급한다. 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)나 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)의 첨가는 사전에 균일하게 용융 혼련하여 배합시켜 제작된 마스터 칩을 이용해도 또는 직접 혼련 압출기에 공급하는 등을 해도 좋다.
또한, 본 발명의 필름이 적층 필름인 경우에는, 상기 주압출기 이외에 부압출기를 갖는 복합 제막장치를 이용하고, 필요에 따라서 충분한 진공건조를 행한 열가소성 수지(예컨대, PET 등의 방향족 폴리에스테르 수지 등)의 칩 및 각종 첨가물이 혼합된 혼합물을 가열된 부압출기에 공급하여 공압출하고 적층한다.
또한, 용융 압출할 때는 메쉬 40㎛ 이하의 필터로 여과한 후에 T 다이 구금 내에 도입하여 압출 성형에 의해 용융 시트(적층 필름의 경우에는 용융 적층 시트)를 얻는 것이 바람직하다.
이 용융 시트를 표면온도 10℃ 이상 60℃ 이하에서 냉각된 드럼 상으로 정전기에 의해 밀착 냉각 고화하여 미배향(미연신) 필름을 제작한다.
상기 미배향 필름을 70℃ 이상 120℃ 이하의 온도로 가열된 롤군으로 안내하고, 길이 방향(즉, 필름의 진행 방향을 가리키고, 이하 「종 방향」이라고 하는 것도 있음)으로 롤간 연신에 의해 2배 이상 4배 이하로 연신하고, 20℃ 이상 50℃ 이하의 온도의 롤군으로 냉각시킴으로써 1축 배향(1축 연신) 필름을 얻는다(또한, 이러한 연신 공정을 종 연신 공정이라고 하는 것도 있음).
이어서, 이 1축 배향 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터로 안내하고, 90℃도 이상 150℃ 이하의 온도로 가열된 분위기 중에서, 길이 방향에 직각인 방향(즉, 필름 폭 방향을 가리키고, 이하 「횡 방향」이라고 하는 것도 있음)으로 2배 이상 4배 이하로 인장 연신함으로써 2축 배향(2축 연신) 필름을 얻는다(또한, 이러한 연신 공정을 횡 연신 공정이라고 하는 것도 있음).
길이 방향과 폭 방향의 연신 배율은 각각 2.5배 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 각각 2.8배 이상, 더욱 바람직하게는 각각 3.0배 이상, 더욱 더 바람직하게는 각각 3.5배 이상이다.
연신 배율을 이러한 범위로 함으로써, 비상용 성분(B)의 분산체의 평균 단축길이를 보다 작게 하고 평균 장축길이를 보다 크게 하여 분산체의 편평도를 보다 높일 수 있다.
또한, 길이 방향과 폭 방향의 연신 배율은 각각 4배를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 연신 배율이 4배를 초과하면 연신 공정에 있어서 필름 파단이 발생하기 쉬워지기 때문이다.
또한, 필요에 따라서, 얻어진 2축 배향 필름의 결정 배향을 완료시켜 평면성과 치수 안정성을 부여하기 위해서, 이어서, 텐터 내에서 150 이상, 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 융점 -10℃ 이하(방향족 폴리에스테르 수지(A)가 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 경우 240℃ 이하)의 온도로 1초 이상 30초간 이하의 열처리를 행하고, 균일하게 서냉 후 실온까지 냉각하고, 그 후 필요에 따라서, 타소재와의 밀착성을 더욱 높이기 위해서 코로나 방전 처리 등을 행해도 좋다. 상기 열처리 공정 중에서는 필요에 따라서, 폭 방향 또는 길이 방향으로 0.1 이상 12% 이하의 이완 처리를 실시해도 좋다.
또한, 일반적으로 열처리 온도가 높을수록 열치수 안정성도 높아지고, 또한, 비상용 성분(B)의 분산체의 편평도도 높아지는 경향에 있기 때문에, 본 발명의 필름은 제막 공정에 있어서 고온(180℃ 이상)으로 열처리되는 것이 바람직하다.
이러한 2축 배향 필름을 권취함으로써 본 발명의 필름을 얻을 수 있다.
또한, 2축 연신을 행할 때는 순차 연신 또는 동시 2축 인장 연신 중 어느 것이어도 좋지만, 동시 2축 인장 연신법을 사용하는 경우에는 제조 공정의 필름 파단을 방지할 수 있고 또한 가열 롤에 점착함으로써 생기는 전사 결점이 발생되기 어렵다.
또한, 2축 연신 후에 길이 방향 및/또는 폭 방향으로 재연신해도 좋다.
또한, 본 발명의 필름에는 본 발명의 효과가 손실되지 않는 범위에서 각종 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다.
본 발명의 필름은 이형 필름, 포장 필름, 유연 필름, 이성형 필름, 내UV성 필름, 전기절연 필름, 광확산 필름, 태양전지 백시트용 필름 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 이들 중, i) 광확산 필름, ii) 이형 필름, iii) 태양전지 백시트용 필름에 대해서 이하 상세하게 기술한다.
[광확산 필름]
본 발명의 필름은 액정 디스플레이 백라이트용의 광확산 필름으로서 바람직하게 이용된다. 특히, 직하형 백라이트에 있어서의 불균일 감소성이 우수한 필름으로서 유용하다. 그 구성의 일례에 대해서, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 직하형 백라이트 장치를 종 방향으로 절단하여 나타낸 단면도이다. 백라이트의 케이스는 반사판(10)으로 덮어져 한면이 개구되어 있고, 케이스 내부에 형광관(20)이 배치되어 있다. 개구부에는 확산판(30) 상에, 복수의 광학 필름군(40)이 배치되어 백라이트가 형성된다.
반사판(10)은 예컨대, 내부에 미세한 기포를 함유시킨 백색 폴리에스테르 시트 등이 바람직하게 이용된다. 또한, 광원(20)은 선상 광원으로서 냉음극관(CCFL), 외부전극 형광관(EEFL), 점광원으로서 발광 다이오드(LED) 등이 이용된다. 이들 선상 또는 점상의 광원을 확산판(30) 및 그 상에 설치되는 광학 필름군(40)에서 균일화시켜 면상의 광원이 된다.
여기서, 광학 필름군(40)에 종래의 광학 필름을 이용한 구성에서는 1매당 광의 균일화 효과가 낮기 때문에, 매수가 적으면 광원 직상과 광원 사이의 직상에서 휘도에 불균일이 생겨 광원의 상이 시인된다. 그 때문에, 휘도 불균일을 해소하여 균일화(불균일 감소)하기 위해서는 다수의 광학 필름을 설치할 필요가 있지만, 그것에 의해 백라이트의 두께가 두꺼워진다는 문제가 있었다. 그것에 대하여, 일본특허공개 2001-272508호 공보 등에 기재된 내부에 구상의 분산체를 포함하는 필름에서는 적은 매수로 휘도 균일성을 높이는 것은 가능하지만 고휘도로 하는 것은 곤란했다.
본 발명의 필름은 내부에 매트릭스 수지(방향족 폴리에스테르 수지(A))와 굴절률이 다른 편평상의 분산체를 포함하는 것이기 때문에, 종래 구상의 분산체를 포함하는 필름과 비교하여 분산체의 체적 점유율이 동일하여도 광의 충돌 확률이 증대한 결과, 투과광은 균일하게 확산되기 쉬워진다.
또한, 분산체에 충돌한 광은 매트릭스 수지와 분산체의 계면으로 반사/굴절되는 것으로 산란된다. 그 때의 거동에 대해서 도 8∼도 13을 이용하여 설명한다. 도 8은 매트릭스(200)에 구상의 분산체(100)를 함유하는 종래의 필름이고, 도 9는 도 8의 필름 중의 구상의 분산체(100)에 광이 입사하는 경우의 거동을 나타내는 도이다. 분산체(100)에 입사한 광(λ0)(도 중에 있어서 실선으로 표시)은 계면에 의해 반사/굴절을 반복하고, 투과하는 광(λ1)(도 중에 있어서 파선으로 표시)이나, 계면으로 반사되어 입사 방향 측으로 산란되는 광(λ2)(도 중에 있어서 일점 쇄선으로 표시)이나, 입사 방향에 대하여 수직 방향 근방에서 산란하는 광(λ3)(도 중에 있어서 점선으로 표시) 등, 등방적으로 산란된다. 여기서, 입사 방향에 대하여 수직 방향 근방에서 산란하는 광(λ3)은 필름 면내 방향으로 전파하고, 필름 단면으로부터 출사하는 광이 된다. 도 10은 도 8의 필름을 면광원용 필름(41)으로서 이용하는 경우에 있어서의 광의 거동을 나타내는 도이지만, 필름 단면으로부터 출사된 광은 손실되는 광(λ'3)이 되어 표시에 이용할 수 없다. 따라서, 종래의 필름에서는 확산성을 향상시킬수록 입사 방향에 대하여 수직 방향 근방에서 산란하는 광(λ3)의 광량도 많아지고, 그 결과, 면광원용 필름으로서 이용했을 때에 손실되는 광(λ'3)의 광량이 많아져 휘도가 저하된다는 문제가 있다.
한편, 도 11은 매트릭스(200)에 편평상의 분산체(100)를 함유하는 본 발명의 필름이고, 도 12는 도 11의 필름에 있어서 편평상의 분산체(100)에 광이 입사했을 경우의 거동을 나타내는 도이다. 편평상의 분산체(100)에 입사된 광(λ0)은 계면에 의해 반사/굴절을 반복하여도 그 형상으로부터 투과되는 광(λ1)이나, 계면에서 반사되어 입사 방향측에 산란되는 광(λ2)이 대부분이고, 입사 방향에 대하여 수직 방향 근방에서 산란되는 광(λ3)은 거의 없다. 그 때문에, 필름 면내 방향으로 전파하고, 필름 단면으로부터 출사되어 손실되는 광이 적다. 도 13은 본 발명의 필름을 면광원용 필름(41)으로서 이용하는 경우의 도이지만, 도에 나타낸 바와 같이, 필름 측면으로부터 출사되어 손실되는 광량(λ3')을 적게 할 수 있다. 또한, 도 13에 나타낸 바와 같이, 계면에서 반사되어 입사 방향측으로 산란되는 광(λ2)은 백라이트 내로 되돌아간다. 그리고, 반사판(10)으로 반사되고, 다시 본 발명의 필름에 입사된다(이 현상을 「광의 재이용」이라고 말하는 것도 있음). 또한, 광의 재이용이 일어나는 경우, 광은 반사 필름(10)으로 확산 반사되기 때문에, 이 사이클을 반복하는 것으로 면광원에서 출사되는 광의 양을 면내에 있어서 균일화하는 것이 가능해 진다. 그 결과, 휘도 불균일을 해소하여 균일화(불균일 감소)할 수 있다. 이상의 매커니즘으로부터, 종래의 확산 필름과 비교하여 고휘도인 동시에 고불균일 감소성을 양립할 수 있다.
본 발명의 필름은 복수의 광학 필름군(40) 중 어느 부분에 이용되어도 높은 불균일 감소성이 발현되지만, 그 효과가 높다는 점에서 확산판의 직상의 광학 필름(41)으로서 이용되는 것이 후방 산란광을 유효하게 이용할 수 있어 고휘도로 할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.
본 발명의 필름은 편평상의 분산체를 갖는다는 특징에서, 단체이어도 고휘도인 동시에 고불균일 감소성을 갖는 것이지만, 이 위에 표면에 요철을 갖는 광확산층(D층)을 더 형성하는 것도 바람직한 형태이다. 이 광확산층의 예로서는 미립자를 포함한 도포층, 금형에 의한 전사층 등이 열거되고, 표면의 요철에 의해 광의 굴절 작용에 의한 확산성과 렌즈 효과에 의한 집광성을 겸비하는 것이 가능해지고, 광확산성을 더욱 향상시키고 고휘도화하는 것이 가능해진다.
본 발명의 필름에 광확산층(D층)을 형성하는 경우, 백라이트에 탑재할 때에 광확산층(D층)이 형성되지 않는 측의 면이 확산판(30)에 대향하도록 설치하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 본 발명의 필름으로 확산된 광의 출사 방향을 광확산층(D층)으로 제어하는 것이 가능해진다. 그 결과, 보다 고휘도인 동시에 균일성인 우수한 백라이트로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 필름의 양측 표면에 광확산층(D층)을 형성하는 경우에는, 어느 면을 확산판(30)에 대향시켜 설치해도 좋다.
광확산층(D층)을 형성하는 경우, 형성의 용이성이나 얻어진 층의 균일성의 관점에서 보다 바람직한 구성은 비상용 성분(B)이 포함하지 않는 폴리에스테르층(P층)을 적어도 한측 표면에 갖는 적층 구조인 것이 좋고, 보다 바람직하게는 양측 표층이 P층인 것이 좋다. 또한, 가공 중 치수 안정성, 평면성의 확보를 위하여, P층은 2축 배향 폴리에스테르층인 것이 더욱 바람직하다. 또한, W층과 P층의 구성비(W층의 두께/P층의 두께, 단, W층이 복수인 경우에는 그 합을 W층의 두께, P층이 복수인 경우에는 그 합을 가져 P층의 두께라고 함)는 높은 광확산성을 얻는다는 점에서 5/1 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8/1 이상이다. 이러한 구성으로 함으로써, 높은 광확산성을 가지면서 표면에 가공성을 부여할 수 있다.
광확산층(D층)에 이용되는 미립자에 대해서는 특별히 규정되지 않고, 임의의 형상 미립자를 이용할 수 있다. 또한, 그 사이즈에 대해서도 특별히 규정되지 않지만, 높은 광확산성을 얻는다는 점에서 미립자의 수평균 입자경은 1㎛ 이상 20㎛ 이하 정도가 바람직하다. 또한, 그 재질은 폴리메틸메타크릴레이트계, 폴리스티렌계 및 그들의 공중합체 등의 유기 입자나 폴리실리콘, 실리카, 산화 티타늄 등의 무기 입자 및 유기-무기의 복합 재료 등을 이용할 수 있다.
또한, 광확산층(D층)의 표면은 요철을 갖고 있는 것이 바람직하고, 그 요철의 척도인 광택도는 50 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 40 이하, 특히 바람직하게는 30 이하이다. 여기서 말하는 광택도는 JIS Z8741(1999년 판)에 근거하여 측정되는 60°광택도이다. 광택도를 상기 범위로 함으로써, 보다 광확산성이 높아져, 불균일 감소성을 더욱 높이거나 휘도를 높일 수 있다.
광확산층(D층)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1㎛ 이상 20㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이상 10㎛ 이하이다.
본 발명의 필름을 이용한 면광원은 상기 필름 상에 본 발명의 필름의 효과가 손실되지 않는 범위 내에서, 그 밖의 기능을 갖는 광학 필름을 더 탑재하는 것이 바람직하다. 다른 광학 필름을 이용하는 것으로, 본 발명의 필름을 이용하여 이루어지는 면광원의 휘도나 휘도의 균일성을 더욱 높이는 것이 가능해진다. 다른 광학 필름의 설치 장소는 확산판(30)과 본 발명의 필름 사이(즉, 도 7에 있어서 본 발명의 필름을 42, 다른 필름을 41이라고 함)이어도 좋고, 본 발명의 필름 상에 그 밖의 필름을 포개도 좋다(즉, 도 7에 있어서 본 발명의 필름을 41로 하고, 다른 필름을 42, 43…과 포갠다). 이 결과, 면광원으로서의 품위를 높일 수 있다. 다른 광학 필름의 예로서는 프리즘 시트 등방 확산성을 갖는 확산 시트, 이방 확산성 시트, 편광 분리 필름 등이 열거된다. 본 발명의 면광원은 광이용 효율이 우수한 고휘도이고 또한 넓은 광시야각 시야의 점에서 종래의 직하형면 광원과 비교하여 우수하고, TV, 모니터 외, 각종 표시 매체 등의 액정표시 소자를 배면으로부터 조사하는 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.
[이형 필름]
본 발명의 필름을 이형 필름으로서 이용하는 경우에는 필름의 적어도 한측의 표층을 폴리에스테르층(W층)으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 형태로 함으로써, 폴리에스테르층(W층) 표면에 소수성이 높은 올레핀 분산체가 노출되고, 표면에 요철이 더 형성됨으로써 소수 효과와 표면 효과의 양쪽 상승 효과에 의해 우수한 소수성이 발현된다. 그것에 의해, 본 발명의 필름은 종래의 이형 필름과 같은 불소계 화합물이나 규소계의 화합물을 포함하지 않고, 높은 이형 성능을 갖는 것이다.
보다 바람직한 구성은 폴리에스테르층(W층)과 비상용 성분(B)이 포함되지 않는 폴리에스테르층(P층)을 갖는 적층 구조이고, P층이 2축 배향 폴리에스테르층인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 폴리에스테르층(W층)과 비상용성 성분(B)이 포함되지 않는 폴리에스테르층(P층)으로 이루어지는 2층 구성이 바람직하다. 또한, W층과 P층의 구성비(W층의 두께/P층의 두께, 단, W층이 복수인 경우에는 그 합을 가져서 W층의 두께라고 하고, P층이 복수인 경우에는 그 합을 P층의 두께라고 함)는 1/20 이상 1/2 이하 또는 2/1 이상 20/1 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1/15 이상 1/3 이하 또는 3/1 이상 15/1 이하, 더욱 바람직하게는 1/15 이상 1/5 이하 또는 5/1 이상 15/1 이하, 특히 더욱 바람직하게는 1/15 이상 1/8 이하 또는 8/1 이상 15/1 이하이다. 1/20을 하회하면, 이형성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 1/2을 초과하거나 2/1에 만족하지 않으면, 필름이 컬되는 경우가 있다. 또한, 20/1을 초과하면 P층을 적층하는 효과가 손실되는 경우가 있다. 상기 범위를 구성함으로써, 필름이 컬되지 않고, 종래의 이형 필름과 동일한 취급성을 부여하는 것이 가능해진다.
본 발명의 필름은 종래, 불소계 화합물이나 규소계 화합물이 이용되고 있었던 라벨, 공정지, 그린 시트, 보호 필름 등의 각종 이형 용도의 것 이외에 적용이 곤란하였던 생체, 식품과 직접 접하는 의료분야(예컨대, 세포배양 기재, 금속통 라미네이트 용도) 등에의 적용이 가능하다.
[태양전지 백시트용 필름]
본 발명의 필름은 태양전지 백시트용 필름으로서 바람직하게 이용된다. 백시트 구성은 필요로 되는 특성에 따라 임의의 구성을 이용할 수 있지만, 그 일례에 대해서 설명한다. 예컨대, 본 발명의 태양전지 백시트에 발전소자를 밀봉하는 EVA와의 밀착성을 향상시키는 EVA 밀착층, EVA 밀착층과의 밀착성을 나타내기 위한 앵커층, 수증기 배리어층, 자외선 열화를 막기 위한 자외선 흡수층, 발전 효율을 높이기 위한 광반사층, 의장성을 발현시키기 위한 광흡수층, 각층을 접착하기 위한 접착층 등을 형성시킴으로써 구성된다.
EVA 밀착층은 발전소자를 밀봉하는 EVA계 수지와의 밀착성을 향상시키는 층이고, 가장 발전소자에 가까운 측에 설치되어 백시트와 시스템의 접착에 기여한다. 그 재료는 EVA계의 수지와의 밀착성이 발현되는 재료, 예컨대, EVA나 EVA와 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체(EMA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(EBA), 에틸렌-메타크릴산공중합체(EMAA), 이오노머 수지, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리아미드 수지 등의 혼합물 등이 열거된다.
또한, 필요에 따라서 EVA 밀착층의 백시트에의 밀착성을 향상시키기 위해서, 앵커층을 형성하는 것도 바람직하게 행해진다. 그 재료는 EVA 밀착층과의 밀착성이 발현되면 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 아크릴 수지나 폴리에스테르 수지 등 수지를 주된 구성 성분으로 하는 혼합물이 바람직하게 이용된다.
수증기 배리어층은 태양전지를 구성했을 때에 발전소자의 수증기의 열화를 막기 위해서, 백시트측으로부터의 수증기의 진입을 막기 위한 층이다. 산화 규소, 산화 알루미늄 등의 산화물이나 알루미늄 등의 금속층을 진공증착이나 스패터링 등의 주지의 방법으로 필름 표면에 설치함으로써 형성된다. 그 두께는 통상 100옹스트롬 이상 200옹스트롬 이하의 범위인 것이 바람직하다.
자외선 흡수층은 내층의 수지의 자외선 열화를 막기 위해서 자외선을 차단하기 위한 층이고, 380nm 이하의 자외선을 차단하는 기능을 갖고 있으면 임의의 것을 이용할 수 있다.
광반사층은 광을 반사하는 층이고, 본 층을 형성함으로써 내층 수지의 자외선 열화를 방지하거나 태양전지 시스템에 흡수되지 않고 백시트까지 도달한 광을 반사하여 시스템측에 되돌려 놓는 것으로 발전 효율을 높이기 위해서 이용되는 층이며, 산화 티타늄이나 황산 바륨 등의 백색안료나 기포 등을 함유한 층이다.
광흡수층은 광을 흡수하는 층이고, 본 층을 형성함으로써 내층 수지의 자외선 열화를 방지하거나 태양전지의 의장성을 향상시키기 위해서 이용되는 층이다.
상기 각층과 본 발명의 필름을 조합시킴으로써 본 발명의 태양전지 백시트가 형성된다. 또한, 본 발명의 필름을 이용한 백시트에 있어서, 상술된 층은 모두 독립한 층으로서 형성할 필요는 없고, 복수의 기능을 겸비한 기능 통합층으로서 형성하는 것도 바람직한 형태이다. 또한, 본 발명의 필름에 이미 기능을 갖는 경우에는 생략하는 것도 가능하다. 예컨대, 본 발명의 필름에 있어서, 산화 티타늄, 황산 바륨 등의 무기 산화물을 이용하여 백색성을 갖는 경우에는 광반사층을 생략할 수 있는 경우가 있다. 또한, 카본 블랙, 카본 파이버, 카본 나노튜브, 풀러렌 등의 탄소계 화합물을 함유하고 있거나, 별도 광흡수제를 함유하여 광흡수성을 갖고 있는 경우에는 광흡수층을, 무기 입자로서 자외선 흡수성을 갖는 것을 함유하고 있거나 별도 광흡수성제를 함유시키는 경우 등은 자외선 흡수층을 생략할 수 있는 경우가 있다.
또한, 가스 배리어층에 대해서는 본 발명의 필름 상에 직접 가스 배리어층을 설치하는 경우와 다른 필름에 가스 배리어성을 갖는 층을 설치하는 경우, 이 필름을 본 발명의 폴리에스테르 필름 표면에 적층하는 경우 모두 바람직하게 이용된다. 또한, 금속박(예컨대, 알루미늄 박)을 본 발명의 필름 표면에 적층하는 방법도 이용할 수 있다. 이 경우 금속박의 두께는 10㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위가 가공성과 가스 배리어성에서 바람직하다.
여기서, 본 발명의 필름은 종래의 필름과 비교하여 부분 방전 전압이 높고, 이를 이용하여 백시트를 형성하면 종래의 백시트와 비교하여 부분 방전 전압을 높이는 것이 가능해진다. 여기서, 본 발명의 필름은 태양전지 백시트의 양쪽 표층이 본 발명의 필름 이외의 층에 형성되어 있어도 좋고, 적어도 한쪽의 표층이 본 발명의 필름으로 형성되어도 좋다. 어느 경우에도, 본 발명의 필름은 종래의 필름과 비교하여 부분 방전 전압이 높기 때문에, 태양전지 백시트의 안전성을 향상시킬 수 있거나 두께를 얇게 할 수 있다. 보다 바람직하게는, 태양전지 백시트의 한측 표면을 폴리에스테르층(W층)으로 하는 것이 부분 방전 전압을 보다 높일 수 있다는 점에서 보다 바람직하다. 또한, 폴리에스테르층(W층)을 백시트의 적어도 일측 표층으로서 형성시키는 것이 보다 부분 방전 전압을 높일 수 있는 점에서 바람직하다. 부분 방전 전압이 향상하는 매커니즘은 하기와 같다.
우선, 저유전률의 폴리올레핀 수지를 편평상에 함유한 폴리에스테르층(W층)을 갖는 것으로 필름 전체의 유전율을 저하시킬 수 있다. 이것에 의해, 외부로부터의 전기적인 부하에 대하여 높은 내성을 부여하는 것이 가능해진다. 또한, 폴리에스테르층(W층)이 백시트의 적어도 표층으로서 형성된 경우에는 고편평도로 올레핀을 분산시킴으로써 필름 표면이 고피복률로 올레핀을 존재시킬 수 있고, 표면이 분극하기 어려워진다. 이것에 의해, 외부로부터의 전기적인 부하에 대하여 더욱 높은 내성을 부여하는 것이 가능해진다.
이상의 결과, 태양전지 백시트로서의 안전성을 높이는 것이 가능해지거나 박막화하는 것이 가능해진다.
본 발명의 필름을 태양전지 백시트로서 사용하는 경우, 한쪽의 최표층이 비상용 성분(B)을 포함하지 않는 폴리에스테르층(P층)이고 다른 한쪽의 최표층이 폴리에스테르층(W층)인 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 그 밖의 필름과의 접합의 용이성이나 접합시킨 뒤의 밀착 강도의 관점에서, 보다 바람직한 사용 구성은 폴리에스테르층(P층)을 타소재와 접합시킨 면측으로서 사용하고, 또한, 폴리에스테르층(W층)이 백시트의 최표층이 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 또한, W층과 P층의 구성비(W층의 두께/P층의 두께, 단, W층이 복수인 경우에는 그 합을 W층의 두께라고 하고, P층이 복수인 경우에는 그 합을 P층의 두께라고 함)는 1/20 이상 1/2 이하 또는 2/1 이상 20/1 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1/15 이상 1/3 이하 또는 3/1 이상 15/1 이하, 더욱 바람직하게는 1/15 이상 1/5 이하 또는 5/1 이상 15/1이하, 특히 더욱 바람직하게는 1/15 이상 1/8 이하 또는 8/1 이상 15/1 이하이다. 1/20을 하회하면, 부분 방전 전압이 저하되는 경향이 있다. 또한, 1/2을 초과하거나 2/1에 만족하지 않으면, 필름이 컬되는 경우가 있다. 또한, 20/1을 초과하면 P층을 적층한 효과가 손실되어 접착성이 저하되는 경우가 있다. 상기 범위의 구성으로 함으로써, 필름이 컬되지 않고 부분 방전 전압을 높일 수 있을뿐만 아니라, 타소재와 접합하여 가공성이나 밀착성을 부여할 수 있다.
본 발명의 필름을 이용한 태양전지 백시트의 두께는 20㎛ 이상 500㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 25㎛ 이상 300㎛ 이하가 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 30㎛ 이상 250㎛ 이하이다. 두께가 10㎛ 미만인 경우, 필름의 평탄성을 확보하는 것이 곤란해진다. 한편, 500㎛ 보다 두꺼운 경우에는 태양전지에 탑재하는 경우, 태양전지의 두께가 너무 두꺼워지는 경우가 있다.
본 발명의 태양전지는 상술된 태양전지 백시트를 이용하여 이루어지는 것이 필요하다.
그 구성의 예로서는 상술된 태양전지 백시트 상에 전기를 인출하는 리드선을 부여한 발전소자를 EVA계 수지 등의 수지로 밀봉한 수지층을 접착하고, 또한 그 상에 고광선 투과율을 갖는 기재(유리, 필름 등) 접착한 구성이 열거되지만, 이것에 한정되지 않고 임의의 구성에 이용할 수 있다.
발전소자는 태양광의 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것이고, 결정 실리콘, 다결정 실리콘계, 미결정 실리콘계, 아모르퍼스 실리콘계, 구리 인듐 셀레나이드계, 화합물 반도체계, 색소 증감계 등 목적에 따라서 임의의 소자를 소망하는 전압 또는 전류에 따라서 복수개를 직렬 또는 병렬로 접속해서 사용할 수 있다.
투광성을 갖는 기재는 태양전지의 최표층에 위치하기 때문에 고투과율 이외에, 고내후성, 고내오염성, 고기계 강도 특성을 갖는 투명재료가 사용된다. 투광성을 갖는 기재는 상기 특성을 만족시키면 어느 것의 재질을 이용할 수 있다. 그 예로서는 유리, 4 불화 에틸렌-에틸렌 공중합체(ETTE), 폴리 불화 비닐 수지(PVF), 폴리 불화 비닐리덴 수지(PVDF), 폴리 4 불화 에틸렌 수지(TFE), 4 불화 에틸렌-6 불화 프로필렌 공중합체(FEP), 폴리 3 불화 염화 에틸렌 수지(CTFE), 폴리 불화 비닐리덴 수지 등의 불소계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴계 수지 및 이들 혼합물 등이 바람직하게 열거된다. 유리의 경우, 강화되어 있는 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 불소계 수지의 경우에는, 고내후성이라는 이유로 폴리 불화 비닐리덴 수지, 4 불화 에틸렌-에틸렌 공중합체를 주된 성분으로 하는 것이 보다 바람직하고, 기계적 강도의 점에서 4 불화 에틸렌-에틸렌 공중합체를 주된 성분으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 수지제의 투광기재를 사용하는 경우에는, 기계적 강도의 관점에서 상기 수지를 1축 또는 2축으로 연신한 것도 바람직하게 이용된다.
또한, 이들 기재에는 발전소자의 밀봉재제인 EVA계 수지와의 접착성을 부여하기 위해서, 표면에 코로나 처리, 플라즈마 처리, 오존 처리, 이접착 처리를 실시하는 것도 바람직하게 행해진다.
발전소자를 밀봉하기 위한 수지는 발전소자의 표면의 요철을 수지로 피복하여 고정하고 외부환경으로부터 발전소자를 보호하고 전기절연의 목적 이외에, 투광성을 갖는 기재나 백시트와 발전소자에 접착하기 위해서, 고투명성, 고내후성, 고접착성, 고내열성을 갖는 재료가 사용된다. 그 예로서는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체(EMA), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(EEA) 수지, 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMAA), 이오노머 수지, 폴리비닐 부티랄 수지 및 이들 혼합물 등이 바람직하게 이용된다. 이들 수지 중, 내후성, 접착성, 충진성, 내열성, 내한성, 내충격성의 발란스가 우수한 점에서 에틸렌-비닐 아세테이트가 보다 바람직하게 이용된다.
여기서, 본 발명의 태양전지에 있어서 상술된 태양전지 백시트는 발전소자를 밀봉한 수지층의 배면에 설치되지만 상술된 태양전지 백시트에 있어서 본 발명의 폴리에스테르 필름은 발전소자측이 되도록 배치되어 있어도 좋고, 발전소자와 반대측이 되도록 배치되어 있어도 좋다. 어느 것의 구성이어도 본 발명의 폴리에스테르 필름은 종래의 것과 비교하여 부분 방전 전압이 높기 때문에 태양전지 시스템의 안전성을 향상시키는 것이 가능해지고, 태양전지 시스템의 두께를 보다 얇게 할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상술된 태양전지 백시트의 일측 표면이 되도록 형성한 본 발명의 필름의 폴리에스테르층(W층)이 수지층과 반대 측이 되는 구성, 즉, 태양전지의 최배면으로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 구성으로 함으로써 폴리에스테르층(W층)이 수지층 측이 되는 구성보다도, 보다 고내구의 태양전지가 되거나 두께를 얇게 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 태양전지는 상술된 폴리에스테르 필름을 이용한 태양전지 백시트를 조립시킴으로써 종래의 태양전지와 비교하여, 안전성을 향상시킨 태양전지 시스템 또는 보다 얇은 시스템으로 하는 것이 가능해진다. 또한, 이 태양전지는 태양광 발전 시스템, 소형전자 부품의 전원 등 옥외 용도, 옥내 용도로 한정되지 않고 각종 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.
(측정 방법)
A．표면 자유 에너지
(1) 필름의 표리를 구별하기 위해서, 필름 표면 중 한쪽을 A 표면으로 하고 다른 한쪽의 표면을 B 표면으로 정한다. 우선, A 표면에 대해서 23℃, 65% RH하에서 접촉각 계CA-D형(Kyowa Interface Science Co., Ltd.에 의해서 제작)을 이용하고, 물을 측정액으로서 필름 표면에 있어서의 측정액의 접촉각을 측정한다. 1개의 측정면에 대하여 5회 측정을 행하여 그 상가 평균값을 접촉각(θ)으로 한다.
(2) 이어서, 에틸렌글리콜을 측정액으로 하는 것 이외에, (1)과 동일한 조건·방법으로 필름 표면에 있어서의 에틸렌글리콜의 접촉각(θ)을 구한다.
(3) 이어서, 요오드화 메틸렌을 측정액으로 하는 것 이외에, (1)과 동일한 조건·방법으로 필름 표면에 있어서의 요오드화 메틸렌의 접촉각(θ)을 구한다.
(4) 측정액 마다 하기식을 세운다.
(γSd·γLd)1/2 + (γSp·γLp)1/2 + (γSh·γLh)1/2 = (1+cosθ)/2
여기서, γLd는 측정액의 분산력, γLp는 측정액의 극성력, γLh는 측정액의 수소 결합력이다. 측정액이 물인 경우에는 γLd=10.8mN/m, γLp=22.74mN/m, γLh=38.46mN/m이고, 에틸렌글리콜인 경우에는 γLd=17.5mN/m, γLp=4.69mN/m, γLh=25.96mN/m이며, 요오드화 메틸렌인 경우에는 γLd=43.7mN/m, γLp=1.31mN/m, γLh=2.65mN/m이다. 또한, θ는 측정면 상에서의 측정액의 접촉각을 나타낸다.
(5) 상기의 식에 γLd, γLp, γLh 및 θ를 대입함으로써 얻어진 3원 연립방정식을 γSd, γSp, γSh에 대해서 푼다.
(6) γSd(mN/m), γSp(mN/m), γSh(mN/m)의 총합을 측정면의 표면 자유 에너지(mN/m)로 한다.
(7) 필름의 B 표면에 대해서도 (1)∼(6)과 동일한 측정을 행하여 표면 자유 에너지를 산출한다.
(8) 필름 A 표면의 표면 자유 에너지와 필름 B 표면의 표면 자유 에너지 중에 보다 낮은 값을 상기 필름의 표면 자유 에너지로서 채용한다.
B．수증기 투과율
온도 40℃, 습도 90% RH의 조건에서, 미국, 모콘(MOCON)사에 의해서 제작된 수증기 투과율 측정 장치(기종명, "퍼마트란"(등록상표) W3/31)를 사용하여 JIS K7129(2000년 판)에 기재된 B법(적외 센서법)에 근거하여 측정했다. 또한, 측정할 때는 필름에서 시험편을 2매 잘라내고, 상기 2매의 시험편에 대해서 각각 측정을 1회씩 행하여 2개의 측정값의 상가 평균값을 상기 필름의 수증기 투과율의 값으로 했다.
C. 80℃ 환경하에서의 100% 신장시 응력과 초기 탄성률
필름에서 길이 방향으로 150mm 또는 폭 방향으로 10mm의 크기가 되도록 직사각형 샘플을 5매 잘라냈다. 각각 5매의 샘플에 대해서, 인장 시험기(Orientec Corporation에 의해서 제작된 "텐실론 UCT-100")를 이용하고, 초기 인장 척간 거리 50mm로 하고 인장 속도를 300mm/분으로 하여 샘플의 장변 방향으로 인장 시험을 행했다. 측정은 미리 80℃로 설정한 항온조 중에 샘플을 세트하여 30초간의 예열 후에 인장 시험을 행했다. 샘플이 100% 신장됐을 때(척간 거리가 100mm가 됐을 때)의 필름에 걸린 하중을 읽어내고, 상기 하중값을 시험 전 시료의 단면적으로 나눈 값을 100% 신장시 응력(F100값)으로 했다. 또한, 초기 탄성률은 ASTM-D882(1997년 판)에서 규정된 방법에 따라서 구했다. 또한, 시험 전 시료의 단면적은 샘플 두께에 샘플 단변 길이인 10mm을 곱함으로써 구할 수 있다.
이어서, 필름에서 폭 방향으로 150mm 또한 길이 방향으로 10mm의 크기가 되도록 직사각형 샘플을 5매 잘라내고, 동일하게 인장 시험을 행하여 100% 신장시 응력 및 초기 탄성률을 얻었다.
100% 신장시 응력 및 초기 탄성률에 대해서 각각 얻어진 10점의 측정값의 상가 평균을 구하고, 상기 필름의 80℃ 환경하에서의 100% 신장시 응력과 초기 탄성률이라고 했다.
D. 23℃ 환경하에서의 100% 신장시 응력과 초기 탄성률
필름에서 길이 방향으로 150mm 또한 폭 방향으로 10mm의 크기가 되도록 직사각형 샘플을 5매 잘라냈다. 각각 5매의 샘플에 대해서, 인스트론 타입의 인장 시험기(Orientec Corporation에 의해서 제작된 필름 강신도 자동 측정 장치 "텐실론 AMF/RTA-100")를 이용하고, 초기 인장 척간 거리 100mm로 하고 인장 속도를 300mm/분으로 하여 샘플의 장변 방향으로 인장 시험을 행했다. 측정은 온도 23℃, 습도 65% RH의 환경하에서 행하는 것으로 한다. 샘플이 100% 신장했을 때(척간 거리가 200mm가 됐을 때)의 필름에 걸리는 하중을 읽어내고, 시험 전 시료의 단면적으로 나눈값을 100% 신장시 응력(F100값)이라고 했다. 또한, 초기 탄성률은 ASTM-D882(1997년 판)에서 규정된 방법에 따라서 구했다. 또한, 시험 전 시료의 단면적은 샘플 두께에 샘플 단변 길이인 10mm을 곱함으로써 구할 수 있다.
이어서, 필름에서 폭 방향으로 150mm 또한 길이 방향으로 10mm의 크기가 되도록 직사각형 샘플을 5매 잘라내고, 동일하게 인장 시험을 행하여 100% 신장시 응력 및 초기 탄성률을 얻었다.
100% 신장시 응력 및 초기 탄성률에 대해서 각각 얻어진 10점의 측정값의 상가 평균을 구하고, 상기 필름의 23℃ 환경하에서의 100% 신장시 응력과 초기 탄성률이라고 했다.
E. 24시간 자외선 조사 시험 후의 황변도(JIS K-7105-1981)
우선, 자외선 조사 시험에 앞서 분광식 색차계(Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.에 의해서 제작된 SE-2000)를 이용하여 투과 모드로 JIS K-7105-1981에서 인용되어 있는 JIS Z-8722에 준하여 필름색의 3자격값을 측정하고, 황색도 YI를 JIS K-7105-1981에 준해서 구하여 초기의 황색도 YI0으로 한다.
이어서, 자외선 열화 촉진 시험기 아이스 퍼 UV 테스터 SUV-W131(Iwasaki Electric Corporation에 의해서 제작)을 이용하여 라이트 24시간(조도: 100mW/cm2, 온습도: 60℃×50% RH) 되는 조건으로 24시간 자외선 조사 시험을 행했다.
이어서, 24시간 자외선 조사 전후의 필름에 대해서, 분광식 색차계(Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.에 의해서 제작된 SE-2000)을 이용하여 투과 모드로 JIS K-7105-1981에서 인용되어 있는 JIS Z-8722에 준하여 색의 3자극값을 측정하고, 시험 후의 황색도 YI를 구했다.
이어서, JIS K-7105-1981에 준하여 초기의 황색도 YI0과 시험 후의 황색도 YI로부터 황변도 ΔYI를 구했다.
또한, 투과율이 25% 이하인 샘플에 대해서는 반사 모드에 의해 측정을 실시하고, 초기의 황색도 YI0과 시험 후의 황색도 YI로부터 황변도 ΔYI를 구했다.
F．부분 방전 전압
부분 방전 시험기 KPD 2050(Kikusui Electronics Corporation에 의해서 제작)을 이용하여 필름의 부분 방전 전압을 구했다. 또한, 시험 조건은 하기와 같게 한다.
·필름의 표리를 구별하기 위해서 필름 표면 중 한쪽을 A 표면이라 하고 다른 한쪽의 표면을 B 표면이라고 정한다.
·출력 시트에 있어서의 출력 전압 인가 패턴은 1단계째가 0V로부터 소정 시험 전압까지 단순하게 전압을 상승시키는 패턴, 2단계째가 소정 시험 전압을 유지하는 패턴, 3단계째가 소정 시험 전압으로부터 0V까지 단순하게 전압을 강하시키는 패턴의 3단계로 이루어지는 패턴을 선택한다.
·주파수는 50Hz로 하고 시험 전압은 1kV로 한다.
·1단계째의 시간 T1은 10sec, 2단계째의 시간 T2는 2sec, 3단계째의 시간 T3은 10sec으로 한다.
·펄스 카운트 시트에 있어서의 카운트 방법은 「+」(플러스), 검출 레벨은 50%로 한다.
·레인지 시트에 있어서의 전하량은 레인지 1000pc라고 한다.
·프로덕션 시트에서는 전압의 체크 박스에 체크를 넣은 상에 2kV를 입력한다. 또한, 펄스 카운트는 100000으로 한다.
·계측 모드 시트에 있어서의 개시 전압은 1.0pc, 소멸 전압은 1.0pc로 한다.
또한, 측정은 측정 시료를 23℃, 65% Rh의 실내에서 하룻밤 방치한 것을 이용하고 필름면 내에 있어서 임의의 10군데에서 측정을 실시했다. 또한, A면측을 상부 전극측으로 하는 경우, B면측을 상부 전극측으로 하는 경우, 각각에 대해서 상기 측정을 실시하고, 각각의 평균값 중 보다 높은 쪽의 값을 부분 방전 전압(V0)으로 했다.
또한, 습열 처리 후의 부분 방전 전압(V1)은 필름을 Tabai Espec Corporation에 의해서 제작된 프레셔 쿠커(pressure cooker)로 125℃, 습도 100%, 2.5atm의 조건하 24시간 처리를 행한 후, 처리 후의 부분 방전 전압(V1)을 측정했다. 또한, 측정은 필름면 내에 있어서 임의의 10군데에서 측정을 실시하고, 측정 시료는 처리 후 프레셔 쿠커로부터 꺼낸 후, 23℃, 65% Rh의 실내에서 하룻밤 방치한 것을 이용하여 측정을 실시했다. 또한, A면측을 상부 전극측으로 하는 경우, B면측을 상부 전극측으로 하는 경우, 각각에 대해서 상기 측정을 실시하여 각각의 평균값 중 보다 높은 쪽의 값을 부분 방전 전압(V1)으로 했다.
또한, 내광(UV) 시험 후의 부분 방전 전압(V2)은 필름을 자외선 열화 촉진 시험기 아이스 퍼 UV 테스터 SUV-W131(Iwasaki Electric Corporation에 의해서 제작)을 이용하여 라이트 24시간(조도: 100mW/cm2, 온습도: 60℃×50% RH) 되는 조건으로 4시간 자외선 조사 시험을 행하여 처리 후의 부분 방전 전압(V2)을 측정했다. 또한, 측정은 필름면 내에 있어서 임의의 10군데에서 측정을 실시하고, 측정 시료는 처리 후 자외선 열화 촉진 시험기로부터 꺼낸 후, 23℃, 65% Rh의 실내에서 하룻밤 방치한 것을 이용하여 측정을 실시했다. 또한, A면측을 상부 전극측으로 하는 경우, B면측을 상부 전극측으로 하는 경우, 각각에 대해서 상기 측정을 실시하여 각각의 평균값 중 보다 높은 쪽의 값을 부분 방전 전압(V2)으로 했다.
G．광선 투과율 및 헤이즈
헤이즈 미터 NDH-5000(Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.에 의해서 제작)을 이용하고, 필름 두께 방향의 전체 광선 투과율 및 헤이즈를 측정하여 각각 상기 필름의 광선 투과율, 헤이즈라고 했다. 또한, 측정은 필름 중 임의의 10군데에 대해서 실시하고, A면측을 광원측으로 하는 경우, B면측을 광원측으로 하는 경우, 각각에 대해서 상기 측정을 실시하여 각각의 투과율의 평균값 중 보다 높은 쪽의 값을 투과율이라고 하고, 그 때의 헤이즈의 평균값을 헤이즈라고 했다.
H．비중
필름에서 1변이 5cm인 정방형 샘플을 5매 잘라내고, 각각 JIS K7112-1980에 근거하여 전자 비중계 SD-120L(Alfa Mirage Co., Ltd.에 의해서 제작)을 이용하여 측정했다. 얻어진 계5점의 측정값의 상가 평균을 구하여 상기 필름의 비중이라고 했다.
I．도포 외관
광확산층을 형성한 필름에 대해서, 형광등하에서 반사광의 육안 관찰을 행하고 도포 얼룩 부분을 확인하고, 그 부분을 유성 매직으로 빈틈없이 칠했다. 이어서, 전부 칠한 부분의 면적을 구하고, 필름의 전체 면적에 대한 빈틈없이 칠한 부분의 면적 비율(%)을 구했다.
얻어진 부분의 면적 비율이
1% 이하인 경우를 S,
1%를 초과하고 1.5% 미만인 경우를 A,
1.5%를 초과하고 2.0% 미만인 경우를 B,
2% 이상인 경우를 C라고 했다.
S 또는 A 또는 B는 양호하고, S가 가장 우수하다.
J．휘도
20인치 사이즈의 직하형 백라이트(백라이트는 케이스, CCFL, 확산판 및 반사판으로 이루어짐. 또한, CCFL의 개수는 16개이고, CCFL의 지름은 3mm이고, CCFL의 간격은 2.5cm이며, 확산판과 CCFL의 거리는 1cm임. 또한, 반사판은 300㎛ 두께의 E6ZV(Toray Industries, Inc.에 의해서 제작)이고, 확산판은 RM401(Sumitomo Chemical Company, Lid.에 의해서 제작)임.)의 확산판 상측에 실시예·비교예로 제작한 필름을 두고, 그 상에 광확산 필름 TDF187(Toray Saehan Inc.에 의해서 제작)을 2매 겹쳐놓는다(구성 A). 이어서, 12V의 전압을 인가하여 CCFL을 점등시켜 면광원을 개시했다. 50분 후, EYESCALE-3(I-System Co., Ltd.에 의해서 제작)을 사용하고, 부속 CCD 카메라를 백라이트 표면에서 90cm의 지점에 백라이트면에 대하여 정면이 되도록 설치하여 휘도(cd/m2)를 측정했다.
또한, 휘도는 백라이트 중앙부를 통과하고 CCFL의 길이 방향이란 수직 방향의 선상에 있어서, 8개의 CCFL의 위치(계8점)에서의 휘도 및 그들 8개의 CCFL의 중점의 위치(계7점)에서의 휘도의 값을 추출하고, CCFL의 위치에서의 휘도의 평균값을 Lmax, 계CCFL의 중점 위치에서의 휘도의 평균값을 Lmin라고 했다. 얻어진 Lmax, Lmin을 이용하여 하기 식 (1)에 의해 평균 휘도 Lave, 하기 식 (2)에 의해 휘도 불균일 ΔL을 구했다.
평균 휘도 Lave=(Lmax+Lmin)/2 (1)
휘도 불균일 ΔL=Lmax-Lmin (2)
이어서, 본 발명의 필름과 확산 필름 1매의 순번을 바꿔넣어(구성 B), 동일하게 평균 휘도 Lave, 휘도 불균일 ΔL을 구했다.
평균 휘도 Lave가
8600cd/m2 이상인 경우 S,
8400cd/m2 이상 8600cd/m2 미만인 경우 A,
8200cd/m2 이상 8400cd/m2 미만인 경우 B,
8000cd/m2 이상 8200cd/m2 이하인 경우 C,
8000cd/m2 이하인 경우 D
라고 했다.
S 또는 A 또는 B 또는 C는 양호하고, S가 가장 우수하다.
또한, 휘도 불균일 ΔL이
100cd/m2 이하인 경우 S,
100cd/m2 보다 크고 125cd/m2 이하인 경우 A,
125cd/m2 보다 크고 150cd/m2 이하인 경우 B,
150cd/m2 보다 큰 경우 C
라고 했다.
S 또는 A 또는 B는 양호하고, S가 가장 우수하다.
K．밀착 강도(박리 강도)
제1층과 제2층 사이의 밀착 강도에 대해서, 샘플을 Daiei Kagaku Seiki Mfg. Co., Ltd.에 의해서 제작된 인장 시험기로 속도 200mm/분, 박리 각도 90°홀드의 조건으로 JIS K 6854-1994에 준하여 측정했다. 얻어진 박리 길이(mm)와 박리 하중(N)의 측정 데이터에서, 최적 직선법에 의해 최적 하중직선을 이끌어내어 90°박리 강도를 구했다.
또한, 상기 측정은 제1층측에서 박리하는 경우와 제2층측에서 박리하는 경우, 각각에 대해서 측정을 실시하고, 보다 높은 값을 밀착 강도라고 했다.
얻어진 밀착 강도가
4N/15mm 이상인 경우를 S,
2.5N/15mm 이상 4N/15mm 미만인 경우를 A,
1N/15mm 이상 2.5N/15mm 미만인 경우를 B,
1N/15mm 미만인 경우를 C라고 했다.
S 또는 A 또는 B는 양호하고, S가 가장 우수하다.
(실시예)
이하, 실시예 등에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않는다.
(원료)
·방향족 폴리에스테르 수지(A)
A-1(PET): 방향족 디카르복실산 성분으로서 테레프탈산을, 디올 성분으로서 에틸렌글리콜을 사용하고, 3산화 안티몬(중합 촉매)을 얻어진 폴리에스테르 펠렛에 대하여 안티몬 원자 환산으로 300ppm이 되도록 첨가하고, 중축합 반응을 행하여 유리전이온도 80℃, 융점 255℃의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 펠렛을 얻었다.
·산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)
b1-1(폴리프로필렌(호모)): 프라임 폴리프로 "F-704NP"(Prime Polymer Co., Ltd.에 의해서 제작, MFR 7g/10min, 80℃ 동적 탄성률 200MPa)를 이용했다.
b1-2(PMP): TPX "DX820"(Mitsui Chemicals, Incorporated에 의해서 제작, MFR 180g/10min, 80℃ 동적 탄성률 140MPa)을 이용했다.
b1-3(유연성 PMP): TPX "T3725"(Mitsui Chemicals, Incorporated에 의해서 제작, MFR 25g/10min, 80℃ 동적 탄성률 20MPa)을 이용했다.
·산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)
b2-1(무수 말레산 변성 폴리프로필렌): 유멕스 "1001"(Sanyo Chemical Industries Ltd.에 의해서 제작, 산가 26)을 이용했다.
b2-2(무수 말레산 변성 폴리프로필렌): 유멕스 "1010"(Sanyo Chemical Industries Ltd.에 의해서 제작, 산가 52)을 이용했다.
b2-3(무수 말레산 변성 폴리프로필렌): 폴리 본드 "3002"(Shiraishi Calcium Kaisha, LTD.에 의해서 제작, 산가 1)를 이용했다.
b2-4(아크릴산 변성 폴리프로필렌):폴리 본드 "1002"(Shiraishi Calcium Kaisha, LTD.에 의해서 제작, 산가 21)를 이용했다.
b2-5(무수 말레산 변성 PMP): TPX "MM-101B"(Mitsui Chemicals, Incorporated에 의해서 제작, 산가 6)를 이용했다.
(실시예 1∼68)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 140℃의 온도로 8시간 진공 건조시킨 후에 압출기로 공급하고, 280℃의 온도로 용융 압출 후 30㎛ 컷 필터에 의해 여과를 행한 후 T 다이 구금에 도입했다.
이어서, T 다이 구금 내에서, 시트상으로 압출하여 용융 단층 시트로 하고 상기 용융 단층 시트를 표면온도 20℃로 유지된 드럼 상에 정전 인가법으로 밀착 냉각 고화시켜 미배향(미연신) 단층 필름을 얻었다. 이어서, 상기 미연신 단층 필름을 90℃의 온도로 가열한 롤군으로 예열시킨 후, 95℃의 온도 가열 롤을 이용하여 길이 방향(종 방향)으로 표 2에 기재된 배율로 롤간 연신을 행하고, 25℃의 온도 롤군으로 냉각하여 1축 배향(1축 연신) 필름을 얻었다.
얻어진 1축 배향(1축 연신) 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터 내의 95℃의 온도 예열 존으로 안내하고, 계속해서 105℃의 온도 가열 존에서 길이 방향에 직각인 방향(폭 방향)으로 표 2에 기재된 배율로 인장 연신했다. 또한, 계속해서, 텐터 내의 열처리 존에서 230℃로 20초간 열처리를 실시하고, 200℃의 온도로 4% 폭 방향으로 더 이완 처리를 행한 후, 140℃의 온도로 1% 폭 방향으로 더 이완 처리를 행했다. 이어서, 균일하게 서냉 후, 권취함으로써 두께 30㎛ 및 50㎛의 2축 배향(2축 연신) 폴리에스테르 필름을 제작했다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 필름 내부(즉, 폴리에스테르층(W층) 내부)에는 비상용 성분(B)이 편평도 10 이상의 분산체로서 다수 존재하고 있었다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타낸다. 이와 같이, 본 발명의 필름은 우수한 특성을 나타냈다.
또한, 수증기 투과율 측정만 필름 두께 30㎛의 샘플을 이용하여 계측하고, 그 밖의 특성에 대해서는 필름 두께 50㎛의 샘플을 이용하여 계측했다(그 밖에 실시예, 비교예 1∼9에 대해서도 동일함).
또한, 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66의 필름에 대해서 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 휘도가 우수하고, 특히, 확산판 직상에 본 발명의 필름을 설치하는 경우에 가장 고휘도이면서 균일한 정도가 우수한 면광원이 되는 것을 알았다.
(실시예 9-2, 14-2, 24-2, 30-2, 43-2, 49-2, 55-2, 63-2, 66-2)
각각, 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66과 동일한 원료의 혼합물을 140℃의 온도로 8시간 진공 건조시킨 후에 주압출기로 공급했다. 또한, 주압출기란 다른 부압출기를 이용하고, 이 부압출기에 PET(융점 TA: 255℃) 펠렛을 공급했다. 이어서, 주압출기로 공급한 성분층의 양측 표층에 부압출기로 공급한 성분층이 두께 비율로 부압출기의 성분층:주압출기의 성분층:부압출기의 성분층=1:8:1, 즉, W층 두께/W층 이외의 층 두께의 합=4/1이 되도록 합류시켜, T 다이 구금 내에서 용융 3층 적층 공압출을 행하고 적층 시트로 하여 표면온도 20℃로 유지된 드럼 상에 정전 인가법으로 밀착 냉각 고화시켜 미배향(미연신) 적층 시트를 얻었다.
얻어진 미연신 시트를 이용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 두께가 다른 2종류의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 각각 제작했다. 첫번째가 내층(폴리에스테르층(W층))의 두께가 30㎛, 필름 전체의 두께가 37.5㎛인 2축 배향 폴리에스테르 필름이다. 두번째가 내층(폴리에스테르층(W층))의 두께가 50㎛, 필름 전체의 두께가 62.5㎛인 2축 배향 폴리에스테르 필름이다.
얻어진 필름의 폴리에스테르층(W층) 내부는 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66과 동일한 형태로 비상용 성분(B)이 편평도 10 이상의 분산체로서 다수 존재하고 있었다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타낸다. 이와 같이, 본 발명의 필름은 표면 자유 에너지가 비교예와 동등하지만, 그 밖의 특성은 우수한 특성을 나타냈다.
(실시예 9-3, 14-3, 24-3, 30-3, 43-3, 49-3, 55-3, 63-3, 66-3)
주압출기로 공급한 성분층의 일측 표층에 부압출기로 공급한 성분층이 두께 비율로 부압출기의 성분층:주압출기의 성분층=1:9, 즉, W층 두께/W층 이외의 층 두께의 합=1/9이 되도록 합류시켜, T 다이 구금 내에서 용융 2층 적층 공압출을 행한 것 이외에는, 각각 실시예 9-2, 14-2, 24-2, 30-2, 43-2, 49-2, 55-2, 63-2, 66-2와 동일한 방법으로 두께가 다른 2종류의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 각각 제작했다. 첫번째가 폴리에스테르층(W층) 두께 30㎛, 필름 전체 두께가 33.3㎛인 2축 배향(2축 연신)폴리에스테르 필름이다. 두번째가 폴리에스테르층(W층) 두께 50㎛, 필름 전체 두께가 55.6㎛인 2축 배향(2축 연신) 폴리에스테르 필름이다. 얻어진 필름의 폴리에스테르층(W층) 내부는 각각 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66과 동일한 형태로 비상용 성분(B)이 편평도 10 이상의 분산체로서 다수 존재하고 있었다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타낸다. 이와 같이, 본 발명의 필름은 우수한 특성을 나타냈다.
(실시예 9-4, 14-4, 24-4, 30-4, 43-4, 49-4, 55-4, 63-4, 66-4)
폴리에스테르층(W층)용 원료로서, 무기 입자로서 평균 입경 0.23㎛의 루틸형 산화 티타늄을 폴리에스테르층(W층)에 대하여 14중량% 첨가한 것 이외에 각각 실시예 9-3, 14-3, 24-3, 30-3, 43-3, 49-3, 55-3, 63-3, 66-3과 동일한 방법으로 두께가 다른 2종류의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 각각 제작했다. 첫번째가 폴리에스테르층(W층) 두께 30㎛, 필름 전체 두께가 33.3㎛인 2축 배향(2축 연신) 폴리에스테르 필름이다. 두번째가 폴리에스테르층(W층) 두께 50㎛, 필름 전체 두께가 55.6㎛인 2축 배향(2축 연신) 폴리에스테르 필름이다. 얻어진 필름의 폴리에스테르층(W층) 내부는 각각 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66과 동일한 형태로 비상용 성분(B)이 편평도 10 이상의 분산체로서 다수 존재하고 있었다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타낸다. 이와 같이, 본 발명의 필름은 투과율은 낮지만, 그 밖에는 우수한 특성을 나타냈다. 특히, 실시예 9-3, 14-3, 24-3, 30-3, 43-3, 49-3, 55-3, 63-3, 66-3과 비교하여 UV조사 후에도 높은 부분 방전 전압을 갖는 것을 알았다.
(실시예 9-5, 14-5, 24-5, 30-5, 43-5, 49-5, 55-5, 63-5, 66-5)
실시예 9-2, 14-2, 24-2, 30-2, 43-2, 49-2, 55-2, 63-2, 66-2에서 얻어진 2축 배향 폴리에스테르 필름을 기재 필름으로 하고, 그들 기재 필름의 일면에 코로나 처리를 실시했다. 이어서, 코로나 처리면을 실시한 면에 하기 방법으로 조정한 도포제를 메타바(#20)를 이용하여 도포했다.
도포 후, 100℃로 30초간 건조하고 150℃로 10초 열처리하여, 폴리에스테르 필름 상에 건조 두께 15㎛의 광확산층을 형성했다. 얻어진 광확산층의 외관은 불균일이 확인되지 않고 양호했다.
얻어진 필름을 이용하여 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 광확산층을 형성하지 않는 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66과 비교하여 휘도, 휘도 불균일이 우수하고, 특히, 확산판 직상에 본 발명의 필름을 설치하고, 또한 광확산층이 형성되지 않는 측의 면을 확산판과 대향시킨 경우에 가장 고휘도이면서 균제도가 우수한 면광원이 되는 것을 알았다.
(도포제의 조정)
바인더 수지로서 "아로닉스"(등록상표) M6050(Toagosei Co., Ltd.에 의해서 제작된) 65중량부, "아로닉스"(등록상표) M5700((Toagosei Co., Ltd.에 의해서 제작된) 5중량부, 미립자로서 "케미스노"(등록상표) MX-1500(Soken Chemical & Engineering Co., Ltd.에 의해서 제작), 30중량부, 분산제로서 "마리아림"(등록상표) AKM-0531(NOF Coporation에 의해서 제작) 0.5중량부, 열중합 개시제로서 "카야에스테르"(등록상표) AN(Kayaku Akzo Co., Ltd.에 의해서 제작）0.5중량부, 용매로서 시클로헥사논/메틸에틸케톤=1/1(중량비) 용액 200중량부를 혼합하여 교반하고 미립자를 분산시킨 도포제를 조정했다.
(실시예 9-6, 14-6, 24-6, 30-6, 43-6, 49-6, 55-6, 63-6, 66-6)
각각 기재 필름으로서, 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66으로 얻은 폴리에스테르 필름을 사용한 것 이외에, 실시예 9-5, 14-5, 24-5, 30-5, 43-5, 49-5, 55-5, 63-5, 66-5와 동일하게 광확산층을 형성했다. 얻어진 광확산층은 부분적으로 도포 튐 등이 확인됐다.
얻어진 필름을 이용하여 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 광확산층을 형성하지 않는 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66과 비교하여 휘도, 휘도 불균일이 우수하고, 특히, 확산판 직상에 본 발명의 필름을 설치하고, 또한 광확산층이 형성되지 않는 측의 면을 확산판과 대향시킨 경우에 가장 고휘도이면서 균제도가 우수한 면광원이 되는 것을 알았다.
(실시예 9-7, 14-7, 24-7, 30-7, 43-7, 49-7, 55-7, 63-7, 66-7)
각각 기재 필름으로서, 실시예 9-3, 14-3, 24-3, 30-3, 43-3, 49-3, 55-3, 63-3, 66-3을 이용한 것 이외에는, 실시예 9-5, 14-5, 24-5, 30-5, 43-5, 49-5, 55-5, 63-5, 66-5와 동일한 광확산층을 형성했다. 얻어진 광확산층은 폴리에스테르층(W층) 측에 형성하는 경우에는 부분적으로 도포 튐 등이 확인되었지만, 올레핀을 함유하지 않는 PET층(P층) 측에 도포하는 경우에는 얻어진 확산층의 외관은 불균일이 확인되지 않고 양호했다.
P층 측에 광확산층을 형성한 필름을 이용하여 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 광확산층을 형성하지 않는 실시예 9, 14, 24, 30, 43, 49, 55, 63, 66과 비교하여 휘도, 휘도 불균일이 우수하고, 특히, 확산판 직상에 본 발명의 필름을 설치하고, 또한 광확산층이 형성되지 않는 측의 면을 확산판과 대향시킨 경우에 가장 고휘도이면서 균제도가 우수한 면광원이 되는 것을 알았다.
(실시예 9-8, 14-8, 24-8, 30-8)
각각, 실시예 9, 14, 24, 30의 필름을 제1층으로서 이용하고, 접착층으로서 "타케락"(등록상표) A310(Mitsui　Takeda　Chemicals，Inc.에 의해서 제작) 90중량부, "타케네이트"(등록상표) A3(Mitsui　Takeda　Chemicals，Inc.에 의해서 제작) 10중량부를 혼합한 도포제를 건조 두께 5㎛가 되도록, 기재 필름의 측면에 도포함으로써 형성되고, 그 상에 제2층으로서 두께 125㎛의 2축 연신 폴리에스테르 필름 "루미라"(등록상표) S10(Toray Industries, Inc.에 의해서 제작)을 접합했다.
이어서, 제2층 상에 상술된 접착층을 설치하고, 제3층으로서 두께 12㎛의 배리어 록스 "HGTS"(Toray Advanced Film Co., Ltd.에 의해서 제작)를 증착층이 제2층의 표면측과 반대측이 되도록 접합시켜 두께 188㎛의 백시트(구성 1)를 형성했다. 또한, 제1층과 제2층을 바꿔 넣어 동일한 방법으로 백시트(구성 2)를 형성했다.
얻어진 백시트의 밀착 강도, 부분 방전 전압을 측정했다. 결과를 표 5에 나타낸다. 모두 높은 부분 방전 전압을 나타내고, 특히 제1층으로서 본 발명의 필름을 이용한 구성(구성 1)에 있어서 보다 높은 부분 방전 전압을 나타내는 것을 알았다.
(실시예 9-9, 14-9, 24-9, 30-9)
제1층 또는 제2층으로서, 실시예 9-2, 14-2, 24-2, 30-2의 필름을 이용한 것 이외에는, 각각 실시예 9-8, 14-8, 24-8, 30-8과 동일한 방법으로 백시트를 형성했다.
얻어진 백시트의 밀착 강도, 부분 방전 전압을 측정했다. 결과를 표 5에 나타낸다. 모두 실시예 9-8, 14-8, 24-8, 30-8과 비교하여 열악하지만 높은 부분 방전 전압을 나타내고, 또한 밀착성이 우수하다는 것을 알았다.
(실시예 9-10, 14-10, 24-10, 30-10)
제1층 또는 제2층으로서, 실시예 9-3, 14-3, 24-3, 30-3의 필름을 이용한 것 이외에는, 각각 실시예 9-8, 14-8, 24-8, 30-8과 동일한 방법으로 백시트를 형성했다.
또한, 본 발명의 필름을 제1층으로서 이용하는 경우에는, 폴리에스테르층(W층) 측이 외측(제2층과 반대측)이 되도록 접합시킨 구성(구성 1)과 폴리에스테르층(W층) 측이 내측(제2층과 대향)이 되도록 접합시킨 구성(구성 1-2)에 대해서 양쪽 제작했다.
또한, 본 발명의 필름을 제2층으로서 이용하는 경우에는, 폴리에스테르층(W층) 측이 제1층과 대향하도록 접합시킨 구성(구성 2)과 폴리에스테르층(W층) 측이 제3층과 대향하도록 접합시킨 구성(구성 2-2)에 대해서 양쪽 제작했다.
얻어진 백시트의 밀착 강도, 부분 방전 전압을 측정했다. 결과를 표 5에 나타낸다. 모두 실시예 9-8, 14-8, 24-8, 30-8과 비교하여 높은 부분 방전 전압을 나타내고, 또한 밀착성이 우수하다는 것을 알았다.
(실시예 9-11, 14-11, 24-11, 30-11)
제1층 또는 제2층으로서 실시예 9-4, 14-4, 24-4, 30-4의 필름을 이용한 것 이외에는, 각각 실시예 9-10, 14-10, 24-10, 30-10과 동일한 방법으로 백시트를 형성했다.
얻어진 백시트의 밀착 강도, 부분 방전 전압을 측정했다. 결과를 표 5에 나타낸다. 특히, 구성 1에 있어서 높은 부분 방전 전압을 나타내고, 또한 실시예 9-10, 14-10, 24-10, 30-10과 비교하여 UV 조사 후의 부분 방전 특성이 우수하다는 것을 알았다.
(비교예 1)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 140℃의 온도로 8시간 진공 건조시킨 후에 압출기로 공급하고, 280℃의 온도로 용융 압출 후 30㎛ 컷 필터에 의해 여과를 행한 후에 T 다이 구금에 도입했다.
이어서, T 다이 구금 내에서, 시트 상으로 압출하여 용융 단층 시트로 하고, 상기 용융 단층 시트를 표면 온도 20℃로 유지된 드럼 상에 정전 인가법으로 밀착 냉각 고화시켜 두께 30㎛ 및 50㎛의 미배향(미연신) 단층 필름을 얻었다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 비상용 성분(B)은 필름 내부에 있어서 편평도 10 이상의 분산체로서 존재하지 않았다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타내지만, 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
(비교예 2, 3, 3-2, 3-3, 10)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 이용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 두께가 다른 2종류의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 각각 제작했다. 비교예 2, 3, 10에서는 각각 필름 두께 30㎛의 필름과 필름 두께 50㎛의 연신 필름을 제작했다. 또한, 비교예 3-2에서는 내층(폴리에스테르층(W층))의 두께가 30㎛이고 필름 전체의 두께가 37.5㎛인 필름과, 내층(폴리에스테르층(W층))의 두께가 50㎛이고 필름 전체의 두께가 62.5㎛인 필름을 제작했다. 또한, 비교예 3-3에서는 폴리에스테르층(W층) 두께 30㎛이고 필름 전체 두께가 33.3㎛인 필름과, 폴리에스테르층(W층) 두께가 50㎛이고 필름 전체 두께가 55.6㎛인 필름을 제작했다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 비상용 성분(B)은 필름 내부에 있어서 편평도 10 이상의 분산체로서 존재하지 않았다(비교예 3은 분산체 그 자체가 존재하지 않았다). 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타내지만, 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
또한, 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 모두 실시예와 비교하여 휘도, 휘도 불균일이 열악한 것이었다.
(비교예 4)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 이용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 30㎛ 및 50㎛의 폴리에스테르 필름을 제작했다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 비상용 성분(B)은 필름 내부에 있어서 편평도 10 이상의 분산체로서 존재하고 있지만, 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 비상용 성분(B)의 분산체의 체적 점유율이 2.3체적% 보다 낮고, 각종 특성은 표 3에 나타낸 바와 같이 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
(비교예 5)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 이용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 30㎛ 및 50㎛의 폴리에스테르 필름을 제작했다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 비상용 성분(B)은 필름 내부에 있어서 편평도 10 이상의 분산체로서 존재하고 있지만, 산변성되어 있는 폴리올레핀의 함유량(b2)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100중량부에 대하여, 1.01중량부로 소량이기 때문에 필름 내부에 다량의 기포를 함유하고 있었다. 또한, 각종 특성도 표 3에 나타낸 바와 같이 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
(비교예 6)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 이용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 작성하려고 했지만, 연신 공정에서 필름 파단이 빈발하여 필름을 채취할 수 없었다.
그래서, 연신 전의 미연신 단층 필름을 채취하여 비상용 성분(B)의 분산체의 체적 점유율 및 기포의 체적 점유율을 계측한 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이 비상용 성분(B)의 분산체의 체적 점유율이 50체적%를 초과하고 있는 것이 판명되었다.
(비교예 7)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 이용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제작하려고 했지만, 산변성되어 있는 폴리올레핀의 함유량(b2)이 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100중량부에 대하여 47.06중량부로 다량이었기 때문에 종 연신 공정에서 길이 방향으로 균일하게 연신될 수 없어 현저하게 필름 두께 불균일(필름 최대 두께와 최소 두께의 비가 2 이상)이 발생했다. 이러한 1축 배향(1축 연신) 필름을 실시예 1과 동일한 방법으로 폭 방향(횡 방향)으로 연신하려고 했지만, 필름 파단이 빈발하여 필름을 채취할 수 없었다.
(비교예 8)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 이용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제작하려고 했지만, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)만이 함유되고 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)가 함유되지 않기 때문에, 압출 공정에 있어서 필터 직전의 압력(여과압)이 단속적으로 변동하고(최대 여과압과 최소 여과압의 비가 2 이상), 균일하게 압출될 수 없어 미연신 시트의 단계에서 현저하게 필름 두께 불균일(필름 최대 두께와 최소 두께의 비가 2 이상)이 발생했다. 이러한 미연신 시트를 실시예 1과 동일한 방법으로 연신하도록 한 결과, 연신 공정에서 필름 파단이 빈발하여 필름을 채취할 수 없었다.
(비교예 9)
표 1에 나타낸 원료의 혼합물을 이용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 30㎛ 및 50㎛의 폴리에스테르 필름을 작성했다.
산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)가 함유되어 있지 않기 때문에, 표 2에 나타낸 바와 같이, 비상용 성분(B)의 분산체는 편평도 10 이상의 분산체로서 존재하지 않았다. 또한, 필름 내부에 다량의 기포를 함유하고 있었다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타내지만, 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
(비교예 1-2, 2-2, 10-2)
각각, 비교예 1, 2, 10과 동일한 원료의 혼합물을 140℃의 온도로 8시간 진공 건조시킨 후에 주압출기로 공급했다. 또한, 주압출기란 다른 부압출기를 이용하고, 이 부압출기에 PET(융점 TA: 265℃) 펠렛을 공급했다. 이어서, 주압출기로 공급한 성분층의 양측 표층에 부압출기로 공급된 성분층의 두께 비율로 부압출기의 성분층:주압출기의 성분층:부압출기의 성분층=1:8:1이 되도록 합류시키고, T 다이 구금 내에서 용융 3층 적층 공압출을 행하여 적층 시트로 하고, 표면 온도 20℃로 유지된 드럼 상에 정전 인가법으로 밀착 냉각 고화시켜 폴리에스테르층(W층) 두께 30㎛, 두께 50㎛(각각, 전체 두께 37.5㎛, 62.5㎛)의 미배향(미연신) 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 폴리에스테르층(W층) 내부는 각각 비교예 1, 2, 10과 동일한 형태로 비상용 성분(B)은 필름 내부에 있어서 편평도 10 이상의 분산체로서 존재하지 않았다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타내지만, 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
또한, 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 모두 실시예와 비교하여 휘도, 휘도 불균일이 열악한 것이었다.
(비교예 1-3, 2-3, 10-3)
주압출기로 공급한 성분층의 일측 표층에 부압출기로 공급한 성분층이 두께 비율로 부압출기의 성분층:주압출기의 성분층=1:9이 되도록 합류시키고, T 다이 구금 내에서 용융 2층 적층 공압출을 행한 것 이외에는, 각각 비교예 1-2, 2-2, 10-2와 동일한 방법으로 30㎛, 두께 50㎛(각각, 전체 두께 33.3㎛, 55.6㎛)의 미배향(미연신) 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 폴리에스테르층(W층) 내부는 각각 비교예 1, 2, 10과 동일한 형태로 비상용 성분(B)은 필름 내부에 있어서 편평도 10 이상의 분산체로서 존재하지 않았다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타내지만, 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
또한, 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 모두 실시예와 비교하여 휘도, 휘도 불균일이 열악한 것이었다.
(비교예 1-4, 2-4, 10-4)
폴리에스테르층(W층)용 원료로서, 무기 입자로서 평균 입경 0.23㎛의 루틸형 산화 티타늄을 14중량% 첨가한 것 이외에는, 각각 비교예 1-4, 2-4, 10-4와 동일한 방법으로 30㎛, 두께 50㎛(각각, 전체 두께 33.3㎛, 55.6㎛)의 미배향(미연신) 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 폴리에스테르층(W층) 내부는 각각 비교예 1, 2, 10과 동일한 형태로 비상용 성분(B)은 필름 내부에 있어서 편평도 10 이상의 분산체로서 존재하지 않았다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타내지만, 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
또한, 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 모두 실시예와 비교하여 휘도, 휘도 불균일이 열악한 것이었다.
(비교예 3-4)
주압출기에 PET 84중량부, 산화 티타늄을 14중량부의 혼합물을 140℃의 온도로 8시간 진공 건조시킨 것을 공급한 것 이외에는, 실시예 9-3과 동일한 방법으로 폴리에스테르층(W층) 두께 30㎛ 및 50㎛의 2축 배향(2축 연신) 폴리에스테르 필름(전체 두께 33.3㎛, 55.6㎛)을 제작했다. 얻어진 필름의 폴리에스테르층(W층) 내부에는 비상용 성분이 존재하지 않았다. 이 폴리에스테르 필름의 각종 특성을 표 3에 나타내지만, 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
(비교예 6-2, 8-2)
각각 비교예 6, 8과 동일한 원료의 혼합물을 140℃의 온도로 8시간 진공 건조시킨 후에 주압출기로 공급한 것 이외에는, 실시예 9-2와 동일한 방법으로 제막하려고 했지만, 연신 공정에서 필름 파단이 빈발하여 필름을 채취할 수 없었다.
(비교예 6-3, 8-3)
각각 비교예 6, 8과 동일한 원료의 혼합물을 140℃의 온도로 8시간 진공 건조시킨 후에 주압출기로 공급한 것 이외에는, 실시예 9-3과 동일한 방법으로 제막하려고 했지만, 연신 공정에서 필름 파단이 빈발하여 필름을 채취할 수 없었다.
(비교예 6-4, 8-4)
각각 폴리에스테르층(W층)용 원료로서, 무기 입자로서 평균 입경 0.23㎛의 루틸형 산화 티타늄을 14중량% 첨가한 것 이외에는, 실시예 6-3, 8-3과 동일한 방법으로 제막하려고 했지만, 연신 공정에서 필름 파단이 빈발하여 필름을 채취할 수 없었다.
(비교예 1-5, 2-5, 3-5, 10-5, 1-6, 2-6, 3-6, 10-6, 1-7, 2-7, 3-7, 10-7)
각각 코로나 처리를 실시한 비교예 1-2, 2-2, 3-2, 10-2, 1, 2, 3, 10, 1-3, 2-3, 3-3으로 얻은 폴리에스테르를 이용한 것 이외에는, 실시예 9-5와 동일한 방법으로 동일한 광확산층을 형성했다. 얻어진 광확산층의 외관은 불균일이 확인되지 않고 양호했다.
얻어진 필름을 이용하여 휘도를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다. 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
(비교예 1-8, 2-8, 3-8, 1-9, 2-9, 3-9, 1-10, 2-10, 3-10, 1-11, 2-11, 3-11)
각각 비교예 1, 2, 3, 1-2, 2-2, 3-2, 1-3, 2-3, 3-3, 1-4, 2-4, 3-4의 필름을 이용한 것 이외에는, 실시예 9-8과 동일한 방법으로 백시트를 제작했다. 얻어진 백시트의 밀착 강도, 부분 방전 전압을 측정했다. 결과를 표 5에 나타낸다. 모두 높은 밀착 강도를 갖지만, 부분 방전 전압은 실시예와 비교하여 대체로 열악한 것이었다.
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Figure 112010027948139-pct00002
Figure 112010027948139-pct00003
Figure 112010027948139-pct00004
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Figure 112010027948139-pct00006
Figure 112010027948139-pct00007
Figure 112010027948139-pct00008
Figure 112010027948139-pct00009
Figure 112010027948139-pct00010
Figure 112010027948139-pct00011
Figure 112010027948139-pct00012
Figure 112010027948139-pct00013
Figure 112010027948139-pct00014
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Figure 112010027948139-pct00016
(산업상 이용가능성)
본 발명의 필름은 기계 강도, 광선 투과성, 가스 배리어성, 이성형성, 이형성, 내자외광성(내UV성), 전기 절연성이 우수하기 때문에, 이형 필름, 포장 필름, 유연 필름, 이성형 필름, 내UV성 필름, 절연 필름, 광확산 필름, 태양전지 백시트용 필름, 면광원용 필름 등에 이용할 수 있어 유용하다.

Claims (16)

  1. 방향족 폴리에스테르 수지(A)와 상기 폴리에스테르 수지(A)에 대하여 비상용 성분(B)을 함유하는 폴리에스테르층(W층)을 포함하는 필름으로서: 상기 비상용 성분(B)은 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 포함하고, 또한 상기 비상용 성분(B)은 폴리에스테르층(W층) 내에 편평도 10 이상의 분산체로서 분산되고 있고, 또한 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 상기 분산체의 체적 점유율이 3체적% 이상 50체적% 미만이고, 또한 폴리에스테르층(W층)에 있어서의 기포의 체적 점유율이 3체적% 미만이며,
    상기 비상용 성분(B)이 이하의 [1]을 만족하고,
    ([1] 상기 비상용 성분(B)은 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 이용하여 이루어지고, 이하의 [1-1] 또는 [1-2]을 만족하는 것.
    [1-1] 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)가 폴리프로필렌이며, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)가 산변성 폴리프로필렌인 것.
    [1-2] 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)가 폴리메틸펜텐이며, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)가 산변성 폴리메틸펜텐인 것.)
    상기 폴리에스테르층(W층)에 있어서, 비상용 성분(B)의 함유량은 폴리에스테르 층(W층)에 대해 10 중량% 이상 35 중량% 이하이며,
    상기 폴리에스테르층(W층)에 있어서, 상기 비상용 성분(B)은 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)와 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 함유하고, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)가 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1) 100 중량부에 대하여 2중량부 이상 45중량부 이하 함유되고,
    상기 비상용 성분(B)의 산가는 0.001 KOHmg/g 이상 20 KOHmg/g 이하이며,
    상기 폴리에스테르층(W층)은 2축 배향되어 이루어지는 태양전지 백시트용 폴리에스테르 필름.
  2. 삭제
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  7. 제 1 항에 있어서,
    필름면과 평행한 단면에 있어서, 상기 분산체의 면내 장축길이와 장축 방향에 대하여 수직 방향의 면내 길이(면내 단축길이)의 비(면내 장축길이/면내 단축길이)가 2 이하인 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트용 폴리에스테르 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르층(W층)의 적어도 일측에 2축 배향 폴리에스테르층이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트용 폴리에스테르 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르층(W층)은 무기 입자를 함유하고, 또한 무기 입자의 함유량은 폴리에스테르층(W층)에 대하여 5중량% 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트용 폴리에스테르 필름.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 기재된 폴리에스테르 필름을 이용하는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르층(W층)은 태양전지 백시트의 최배면에 위치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 백시트.
  14. 제 12 항에 기재된 태양전지 백시트를 이용하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  15. 제 1 항에 기재된 폴리에스테르 필름의 제조방법으로서, 상기 방향족 폴리에스테르 수지(A)에 대하여, 상기 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)를 포함한 상기 비상용 성분(B)을 혼합하여 시트화하고, 길이방향으로 2배 이상 4배 이하, 폭방향으로 2배 이상 4배 이하로 연신하고, 150℃ 이상, 방향족 폴리에스테르 수지(A)의 융점 ―10℃ 이하의 온도로 열처리하여 이루어지며, 상기 비상용 성분(B)이 이하의 [1-1] 또는 [1-2]을 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
    ([1-1] 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)가 폴리프로필렌이며, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)가 산변성 폴리프로필렌인 것.
    [1-2] 산변성되어 있지 않은 폴리올레핀 수지(b1)가 폴리메틸펜텐이며, 산변성되어 있는 폴리올레핀 수지(b2)가 산변성 폴리메틸펜텐인 것.)
  16. 삭제
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