KR20040017023A - Biaxially oriented polyethylenenaphthalate film for an electric insulation and method for the preparation thereof - Google Patents

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KR20040017023A
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Abstract

PURPOSE: Provided is a bi-axially oriented polyethylene naphthalate film having excellent heat resistance, dimension stability, hydrolysis resistance and mechanical properties suitable to be used as a heat insulating material. CONSTITUTION: The bi-axially oriented polyethylene naphthalate film satisfies the following: (1) the refraction index is 1.760-1.780 at the machine direction and the cross-machine direction, respectively, and the difference of the refraction index values at both directions is 0.01 or less; (2) the residual break elongation at machine direction is 50% or more, after treating for 75 hours in the atmosphere of 130 deg.C and relative humidity of 100%; and (3) the shrinkage(%) is less than 0.7% after standing for 30 minutes at 150 deg.C at the machine direction and the cross-machine direction, respectively.

Description

전기절연용 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 및 이의 제조방법{BIAXIALLY ORIENTED POLYETHYLENENAPHTHALATE FILM FOR AN ELECTRIC INSULATION AND METHOD FOR THE PREPARATION THEREOF}Biaxially Oriented Polyethylenenaphthalate Film for Electrical Insulation and Manufacturing Method Thereof {BIAXIALLY ORIENTED POLYETHYLENENAPHTHALATE FILM FOR AN ELECTRIC INSULATION AND METHOD FOR THE PREPARATION THEREOF}

본 발명은 전기절연용 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 고온 및 고습도 조건하에서 내열성, 치수안정성, 내가수분해성 및 기계적 특성이 우수하여 전기절연용 필름으로 유용한 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biaxially oriented polyethylene naphthalate film for electrical insulation and a method for manufacturing the same. Specifically, the biaxial orientation useful as an electrical insulation film is excellent in heat resistance, dimensional stability, hydrolysis resistance, and mechanical properties under high temperature and high humidity conditions. It relates to a polyethylene naphthalate film and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 비해서 기계적 특성, 내열성, 내습성 및 내화학성이 우수하기 때문에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 대체하여 자기용, 사진용, 전기절연용, 공업용 소재로서 광범위하게 이용되고 있다. 특히, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름은 내열성과 함께 고온에서의 치수안정성이 대단히 우수하여 유연성 인쇄 배선(flexible printed circuit), 유연성 플랫 케이블(flexible flat cable), 막 접촉 스위치(membrane touch switch), 콘덴서(condenser), 내열성 점착테이프, 변압기, 모터 등과 같은전기절연용 및 공업용 재료로 많이 이용되고 있다.In general, polyethylene naphthalate film has excellent mechanical properties, heat resistance, moisture resistance, and chemical resistance compared to polyethylene terephthalate film, and thus is widely used as a magnetic, photographic, electrical insulation, and industrial material in place of polyethylene terephthalate film. It is used. Particularly, polyethylene naphthalate film has excellent heat resistance and dimensional stability at high temperature, so it is flexible printed circuit, flexible flat cable, membrane touch switch, and condenser. It is widely used for electrical insulation and industrial materials such as heat-resistant adhesive tapes, transformers and motors.

상기 다양한 용도들 중 전기절연용 필름으로서 적합한 폴리에틸렌나프탈레이트 필름에 대한 연구가 제안된 바 있는데, 예를 들어 일본 특개소62-93991호에는 고온에서의 열수축률이 낮고 장시간 열처리한 후의 잔존파단신도가 우수한 유연성 인쇄 배선용 폴리에틸렌나프탈레이트 필름이 개시되어 있다. 그러나, 상기 문헌에는 목적하는 열수축률과 최소 잔존파단신도를 달성하기 위한 구체적인 방법이 제시되어 있지 않을 뿐만 아니라, 상기 필름은 고온 및 고습도 조건하에서 장시간 사용할 경우 필름의 물성이 급격히 저하된다는 문제점을 갖는다.Among the various applications, a study on a polyethylene naphthalate film suitable as an electrical insulation film has been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-93991 has a low thermal shrinkage at high temperature and a residual fracture elongation after a long heat treatment. An excellent polyethylene naphthalate film for flexible printed wiring is disclosed. However, the document does not disclose a specific method for achieving the desired thermal shrinkage rate and minimum residual elongation, and the film has a problem that the physical properties of the film is sharply degraded when used for a long time under high temperature and high humidity conditions.

또한, 일본 특개평7-211149호에는 열처리를 통해 tanδ 값이 조절됨으로써 배선에 컬(curl)이 발생하는 문제가 개선된, 유연성 플랫 케이블용 폴리에틸렌나프탈레이트 절연필름이 개시되어 있으나, 이 필름 역시 고온 및 고습도 조건하에서 장시간 사용될 경우 물성저하가 발생하여 절연재료로서 적합하지 않다는 문제점을 갖는다.In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 7-211149 discloses a polyethylene naphthalate insulating film for flexible flat cable, in which a problem in which curl occurs in the wiring by controlling the tanδ value through heat treatment is improved, but this film also has a high temperature. And when it is used for a long time under high humidity conditions, there is a problem that the property decreases and is not suitable as an insulating material.

이외에도, 전기절연용 폴리에틸렌나프탈레이트 필름에 대한 많은 연구가 제안된 바 있으나, 자동차 엔진룸이나 대시보드 등과 같은 고온 및 고습의 가혹한 조건하에서 장기간 사용될 수 있을 만큼 내열성과 내가수분해성이 우수한 전기절연재료는 아직까지 발표된 바 없다.In addition, many studies on the electrical insulation polyethylene naphthalate film has been proposed, but the electrical insulation material excellent in heat resistance and hydrolysis resistance that can be used for a long time under the harsh conditions of high temperature and high humidity, such as automotive engine room or dashboard It has not been announced yet.

따라서, 본 발명의 목적은 고온 및 고습도의 가혹한 조건하에서 장기간 사용하는 경우에도 우수한 내열성, 치수안정성, 내가수분해성 및 기계적 특성을 유지할 수 있는 전기절연용 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrical insulation polyethylene naphthalate film and a method for manufacturing the same, which can maintain excellent heat resistance, dimensional stability, hydrolysis resistance, and mechanical properties even in long-term use under severe conditions of high temperature and high humidity. .

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, (1) 종방향 및 횡방향의 굴절률이 각각 1.760∼1.780이고, 이때 두 값의 차이가 0.01 이하이고, (2) 130℃ 및 100% 상대습도 분위기에서 75시간 처리 후의 종방향 잔존파단신도가 50% 이상이고, (3) 150℃에서 30분 유지 후의 종방향 및 횡방향 수축률이 각각 0.7% 미만인 것을 만족하는, 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, (1) the refractive index in the longitudinal and transverse directions are respectively 1.760 to 1.780, the difference between the two values is 0.01 or less, and (2) 75 in 130 ℃ and 100% relative humidity atmosphere The biaxially oriented polyethylene naphthalate film which satisfy | fills that the longitudinal residual elongation after time process is 50% or more, and (3) longitudinal and lateral shrinkage after 30-minute hold | maintain at 150 degreeC is respectively less than 0.7%.

본 발명에서는 또한, 용융압출된 폴리에틸렌나프탈레이트 미연신 시트를 연신, 열처리 및 냉각하여 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 제조하는 방법에 있어서, 상기 미연신 시트를 시트의 유리전이온도 내지는 유리전이온도보다 30℃ 높은 온도에서 3.5∼4.2배로 종방향 연신하고, 시트의 유리전이온도보다 10 내지 30℃ 높은 온도에서 3.7∼4.3배로 횡방향 연신하며, 200 내지 250℃에서 열처리하는 것을 특징으로 하는, 상기한 물성을 갖는 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a biaxially oriented polyethylene naphthalate film by stretching, heat-treating and cooling a melt-extruded polyethylene naphthalate unstretched sheet, wherein the unstretched sheet is 30 or less than the glass transition temperature or glass transition temperature of the sheet. The longitudinal stretching at a high temperature of 3.5 to 4.2 times at a high temperature, the transverse stretching at a temperature of 3.7 to 4.3 times at a temperature of 10 to 30 ℃ higher than the glass transition temperature of the sheet, and the heat treatment at 200 to 250 ℃ It provides a method for producing a biaxially oriented polyethylene naphthalate film having a.

이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 제1태양에 따르면, 우수한 내가수분해성 및 균일한 종방향과 횡방향 물성을 가지도록 폴리에틸렌나프탈레이트 필름의 종방향 및 횡방향 굴절률을 각각 1.760 내지 1.780, 바람직하게는 1.765 내지 1.775 범위로 조절한다. 필름의 종방향 굴절률이 1.760 미만일 때는 고분자 사슬의 배향이 불충분하기 때문에 필름의 내열성과 내가수분해성이 떨어지고, 1.780을 초과할 때는 내열성과 내가수분해성은 우수하나 필름의 종방향 열수축률이 높아지고, 디라미네이션이 심하게 발생하며, 가공성이 떨어진다. 또한, 필름의 횡방향 굴절률이 1.760 미만일 때는 고분자 사슬의 배향이 불충분하여 필름의 강도, 내열성이 떨어지고, 1.780을 초과할 때는 횡방향 열수축률이 높아지고 파단이 심해져서 공정이 불안정해진다. 이 때, 필름의 종방향과 횡방향 물성의 균형을 위해서 종방향과 횡방향 굴절률 값의 차이는 0.01보다 작아야 한다. 이 값이 0.01보다 클 경우에는, 종방향과 횡방향 사이의 강도, 신도, 열수축률 등과 같은 물성의 차이가 커지므로 좋지 않다.According to the first aspect of the present invention, the longitudinal and transverse refractive indices of the polyethylene naphthalate film are in the range of 1.760 to 1.780, preferably 1.765 to 1.775, respectively, to have excellent hydrolysis resistance and uniform longitudinal and transverse physical properties. Adjust When the longitudinal refractive index of the film is less than 1.760, the polymer chain is insufficient in orientation so that the film is inferior in heat resistance and hydrolysis resistance. When it exceeds 1.780, the film has excellent heat resistance and hydrolysis resistance, but the longitudinal heat shrinkage of the film is high. Lamination occurs badly, and workability is poor. In addition, when the lateral refractive index of the film is less than 1.760, the orientation of the polymer chains is insufficient, so that the strength and heat resistance of the film are inferior. When the transverse refractive index of the film is greater than 1.780, the lateral thermal shrinkage becomes high and the fracture becomes severe, resulting in unstable processes. At this time, in order to balance the longitudinal and transverse properties of the film, the difference between the longitudinal and transverse refractive index values should be less than 0.01. When this value is larger than 0.01, it is not good because the difference of physical properties, such as intensity | strength, elongation, heat contraction rate, etc. between a longitudinal direction and a lateral direction becomes large.

또한, 본 발명에서 제공하는 내가수분해성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트 필름은 130℃ 및 100% 상대습도 분위기에서 필름을 75시간 처리한 후의 종방향 잔존파단신도가 50% 이상, 바람직하게는 60% 이상으로서, 이 값이 50% 미만인 경우에는 고온 및 고습도 환경에서 장시간 사용했을 때 고분자 사슬의 가수분해에 의해서 강도, 신도, 내절강도, 유연성 등의 기계적 물성이 크게 저하되어 회로 및 배선의 단선, 단락 등이 발생할 수 있으므로 전기절연재료로서 적합하지 않다.In addition, the polyethylene naphthalate film having excellent hydrolysis resistance provided by the present invention has a residual residual elongation of 50% or more, preferably 60% or more after processing the film for 75 hours at 130 ° C. and 100% relative humidity atmosphere. If the value is less than 50%, the mechanical properties such as strength, elongation, break strength, and flexibility are greatly reduced by hydrolysis of the polymer chain when used for a long time in a high temperature and high humidity environment. Is not suitable as an electrically insulating material because it may occur.

본 발명에 따른 필름의 열수축률은, 150℃의 무하중 상태에서 30분 방치한 후에 종방향과 횡방향 각각에 대해서 0.7% 이하, 바람직하게는 0.5% 이하가 적당하다. 필름의 열수축률이 0.7%를 초과하면 가열, 열압착, 납땜 등의 가공 과정에서 치수변화가 크게 발생하여 미세한 회로 형성 또는 부품의 표면실장이 어렵게 되고,심할 경우에는 형성된 회로의 단락 등이 발생하므로 좋지 않다.The thermal contraction rate of the film according to the present invention is suitably 0.7% or less, preferably 0.5% or less in each of the longitudinal direction and the transverse direction after being left for 30 minutes in a 150 ° C unloaded state. When the film's thermal shrinkage exceeds 0.7%, the dimensional change is greatly generated during processing such as heating, thermocompression, soldering, etc., making it difficult to form fine circuits or surface mounting of parts, and in some cases, short circuits of formed circuits occur. Not good.

본 발명의 제2태양에 따르면, 종방향과 횡방향의 연신온도, 연신배율 및 열고정온도 등의 제막조건을 상기한 범위 내에서 적절하게 조절함으로써 목적하는 굴절률, 잔존파단신도 및 열수축율을 갖는 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 제조할 수 있다.According to the second aspect of the present invention, by controlling the film forming conditions such as the stretching temperature, the stretching ratio and the heat setting temperature in the longitudinal and transverse directions as appropriate within the above-mentioned range, the desired refractive index, residual elongation at break and thermal shrinkage are achieved. A biaxially oriented polyethylene naphthalate film can be manufactured.

본 발명에 사용되는 폴리에틸렌나프탈레이트는 에틸렌-2,6-나프탈레이트를 주된 반복단위로 하며, 다음과 같은 통상적인 방법으로 제조된다.Polyethylenenaphthalate used in the present invention is ethylene-2,6-naphthalate as the main repeating unit, and is produced by the following conventional method.

디메틸-2,6-나프탈레이트와 에틸렌글리콜을 1:2의 몰비로 하고, 망간, 칼륨, 리튬, 칼슘, 마그네슘, 아연 등의 금속성분을 포함하는 촉매를 투입하여 에스테르 교환반응을 수행한다. 디메틸-2,6-나프탈레이트와 동일한 기능적 유도체로서, 디메틸-1,2-나프탈레이트, 디메틸-1,5-나프탈레이트, 디메틸-1,6-나프탈레이트, 디메틸-1,7-나프탈레이트, 디메틸-1,8-나프탈레이트, 디메틸-2,3-나프탈레이트, 디메틸-2,7-나프탈레이트 등이 사용될 수 있다. 또한, 에틸렌글리콜 이외에 사용될 수 있는 디올류로는 폴리에틸렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로디메탄올 등이 있다.Dimethyl-2,6-naphthalate and ethylene glycol are used in a molar ratio of 1: 2, and a transesterification reaction is carried out by adding a catalyst containing a metal component such as manganese, potassium, lithium, calcium, magnesium, and zinc. The same functional derivatives as dimethyl-2,6-naphthalate include dimethyl-1,2-naphthalate, dimethyl-1,5-naphthalate, dimethyl-1,6-naphthalate, dimethyl-1,7-naphthalate, Dimethyl-1,8-naphthalate, dimethyl-2,3-naphthalate, dimethyl-2,7-naphthalate and the like can be used. In addition, diols that can be used in addition to ethylene glycol include polyethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1 , 3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclodimethanol, and the like have.

상기 에스테르 교환반응 종료 후 축중합 반응을 시작하기 전에, 에틸렌글리콜에 분산시킨 안정제 및 축중합 촉매를 투입한다. 안정제로는 트리메틸렌포스페이트 등의 포스페이트계 화합물을, 촉매로는 티타늄, 게르마늄, 주석, 안티몬, 아연, 코발트, 망간, 칼슘 등의 금속성분을 포함하는 촉매를 사용할 수 있다.After the end of the transesterification reaction and before starting the condensation polymerization reaction, a stabilizer and a condensation polymerization catalyst dispersed in ethylene glycol are added. As the stabilizer, a phosphate-based compound such as trimethylene phosphate, and a catalyst containing a metal component such as titanium, germanium, tin, antimony, zinc, cobalt, manganese, calcium or the like can be used.

축중합 반응은, 260 내지 300℃의 온도 및 0.1 내지 5 Torr의 고진공 조건에서 진행시키며, 이렇게 하여 만들어진 폴리에틸렌나프탈레이트 수지의 극한점도는 0.5 이상이 바람직하다. 또한, 필름의 취급성과 가공성 측면에서, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지는 평균입경 0.05∼5㎛의 유기질 또는 무기질 미립자를 0.05∼0.5 중량%의 양으로 함유하는 것이 바람직하다. 미립자는 무정형, 판상형, 구형 등의 습식 또는 건식 실리카, 콜로이드상 실리카 및 탄산칼슘으로부터 1종 이상 선택될 수 있으며, 에틸렌글리콜에 완전히 분산시켜 축중합 반응 개시 전에 투입하는 것이 바람직하다.The polycondensation reaction proceeds at a temperature of 260 to 300 ° C. and high vacuum conditions of 0.1 to 5 Torr, and the ultimate viscosity of the polyethylene naphthalate resin thus produced is preferably 0.5 or more. In addition, in view of the handleability and processability of the film, the polyethylene naphthalate resin preferably contains organic or inorganic fine particles having an average particle diameter of 0.05 to 5 µm in an amount of 0.05 to 0.5% by weight. The fine particles may be selected from at least one of wet, dry silica, colloidal silica, and calcium carbonate, such as amorphous, plate, spherical, and the like, and are preferably dispersed in ethylene glycol and added before the start of the polycondensation reaction.

필요에 따라, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서 폴리에틸렌나프탈레이트와 기타 폴리에스테르의 혼합물, 또는 에틸렌나프탈레이트를 주요 구성단위체로 하는 공중합물을 사용할 수도 있다.If necessary, a mixture of polyethylene naphthalate and other polyesters or a copolymer containing ethylene naphthalate as the main structural unit may be used within the scope of not impairing the effects of the present invention.

본 발명의 이축배향된 폴리에틸렌나프탈레이트 필름은, 상기의 폴리에틸렌나프탈레이트 수지로부터 티이-다이(T-die)법 등에 의해 용융압출된 미연신 시트를 만든 후 이를 종 및 횡방향으로 축차 또는 동시이축연신하고 열처리 및 냉각하여 제조할 수 있다. 이때, 시트의 유리전이온도 내지는 유리전이온도보다 30℃ 높은 온도, 바람직하게는 유리전이온도보다 10 내지 20℃ 높은 온도에서 3.5∼4.2배, 바람직하게는 3.7∼4.0배로 종방향 연신하고, 시트의 유리전이온도보다 10 내지 30℃ 높은 온도에서 3.7∼4.3배, 바람직하게는 3.9∼4.1배로 횡방향 연신한다.The biaxially oriented polyethylene naphthalate film of the present invention, after making an unstretched sheet melt-extruded from the above polyethylene naphthalate resin by the T-die method or the like, and sequentially or simultaneously biaxially stretching in the longitudinal and transverse directions And heat treatment and cooling. At this time, the sheet is stretched longitudinally at 3.5 to 4.2 times, preferably 3.7 to 4.0 times, at a temperature of 30 ° C. higher than the glass transition temperature or the glass transition temperature of the sheet, preferably 10 to 20 ° C. higher than the glass transition temperature. Stretching transversely is 3.7 to 4.3 times, preferably 3.9 to 4.1 times at a temperature of 10 to 30 DEG C higher than the glass transition temperature.

종방향 연신온도가 시트의 유리전이온도보다 낮은 경우에는 시트에 백탁현상이 발생하고 파단이 심해지며 열수축률이 높아지고, 유리전이온도보다 30℃를 초과하여 높은 경우에는 연신롤에 점착이 심해져서 연신무늬가 발생하거나, 배향된 고분자 사슬의 이완현상으로 인해서 배향도가 떨어지며, 두께가 불균일해진다. 또한, 종방향 연신비가 3.5배 미만일 때는 고분자 사슬의 배향이 불충분하여 필름의 강도, 내열성, 내구성 등이 떨어지게 되고, 종방향 연신비가 4.2배를 초과할 때는 종방향 열수축률이 높아지고 디라미네이션(delamination)이 심해지므로 좋지 않다.When the longitudinal stretching temperature is lower than the glass transition temperature of the sheet, whitening occurs in the sheet, the fracture becomes more severe, and the heat shrinkage rate is higher. Patterning occurs, or the orientation of polymer chains is loosened, resulting in poor orientation and uneven thickness. In addition, when the longitudinal draw ratio is less than 3.5 times, the orientation of the polymer chain is insufficient, resulting in poor film strength, heat resistance, durability, etc., and when the longitudinal draw ratio exceeds 4.2 times, the longitudinal thermal shrinkage is high and delamination is performed. It's not good because it gets worse.

횡방향 연신온도가 시트의 유리전이온도보다 10℃를 초과하여 낮은 경우에는 파단이 심해지고 열수축률이 높아지며 보잉이 증가하여 횡방향 물성편차가 심해지고, 유리전이온도보다 30℃를 초과하여 높은 경우에는 고분자 사슬의 이완현상으로 인해서 배향도가 떨어지고, 횡방향의 두께가 불균일해진다. 또한, 횡방향 연신비가 3.7배 미만일 때는 종연신에서와 마찬가지로 고분자 사슬의 배향이 불충분하여 필름의 강도, 내열성, 내구성이 떨어지게 되고, 횡방향 연신비가 4.3배를 초과할 때는 횡방향 열수축률이 높아지고 파단이 심해져서 공정이 불안정해지므로 좋지 않다.When the lateral stretching temperature is lower than 10 ° C below the glass transition temperature of the sheet, the fracture is severe, the heat shrinkage rate is increased, the bowing increases, and the lateral property deviation is increased, and the glass transition temperature is higher than 30 ° C. Due to loosening of the polymer chains, the degree of orientation drops and the thickness in the transverse direction becomes uneven. In addition, when the transverse draw ratio is less than 3.7 times, the orientation of the polymer chain is insufficient as in the longitudinal stretch, resulting in poor film strength, heat resistance and durability, and when the transverse draw ratio exceeds 4.3 times, the transverse thermal shrinkage rate increases and breaks. This is not good because it gets worse and the process becomes unstable.

이어, 본 발명의 방법에 따라 200 내지 250℃, 바람직하게는 220 내지 240℃에서 열처리하는데, 열처리 온도가 200℃ 미만일 때는 열처리 효과가 불충분하여 필름의 열수축률이 높아지게 되고, 250℃를 초과할 때는 필름의 결정화도 및 두께 편차가 증가하게 된다.Then, according to the method of the present invention, the heat treatment at 200 to 250 ℃, preferably 220 to 240 ℃, when the heat treatment temperature is less than 200 ℃ heat treatment effect is insufficient to increase the thermal shrinkage of the film, when it exceeds 250 ℃ The crystallinity and thickness deviation of the film will increase.

필요에 따라, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서 필름에 각종 코팅, 코로나 방전 처리 등의 표면처리를 실시해도 좋다.As needed, you may surface-treat various films, a corona discharge treatment, etc. to a film in the range which does not impair the effect of this invention.

본 발명에 따라 제조된 폴리에틸렌나프탈레이트 필름은 용도에 따라 적절한 두께의 설계가 가능하나 통상적으로 25 내지 125㎛ 범위의 두께를 갖는다.Polyethylene naphthalate film prepared according to the present invention can be designed in a suitable thickness depending on the application, but usually has a thickness in the range of 25 to 125㎛.

이와 같은 본 발명에 따른 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름은 고온 및 고습도의 가혹한 조건하에서 장기간 사용하는 경우에도 우수한 내열성, 치수안정성, 내가수분해성 및 기계적 특성을 유지할 수 있어, 유연성 인쇄 배선, 유연성 플랫 케이블, 막 접촉 스위치, 콘덴서, 내열성 점착테이프, 변압기, 모터 및 자동차 부품 등의 제품에 전기절연용 필름으로서 매우 유용하게 사용될 수 있다.The biaxially oriented polyethylene naphthalate film according to the present invention can maintain excellent heat resistance, dimensional stability, hydrolysis resistance and mechanical properties even in long-term use under severe conditions of high temperature and high humidity, flexible printed wiring, flexible flat cable, It can be very usefully used as a film for electrical insulation in products such as membrane contact switches, condensers, heat resistant adhesive tapes, transformers, motors and automobile parts.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하지는 않으며, 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조된 필름의 각종 성능 평가는 다음과 같은 방법으로 실시하였다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, but are not limited thereto. Various performance evaluations of the films prepared in Examples and Comparative Examples of the present invention were performed by the following methods.

1) 열수축률1) Thermal Shrinkage

길이가 200mm이고 너비가 10mm인 필름 시편을 무하중 상태로 150℃의 공기순환식 오븐에 넣고 30분 동안 열처리하였다. 이 시편을 오븐에서 꺼내어 실온에서 2시간 방치한 후 길이변화를 측정하여, 하기 수학식 1에 따라 열수축률(%)을 산출하였다.The film specimen having a length of 200 mm and a width of 10 mm was placed in an air circulation oven at 150 ° C. under no load and heat-treated for 30 minutes. After removing the specimen from the oven and leaving it at room temperature for 2 hours, the change in length was measured, and thermal contraction rate (%) was calculated according to Equation 1 below.

상기 식에서, Lo는 열처리 전 시편의 길이이고, L은 열처리 후 시편의 길이이다.In the above formula, L o is the length of the specimen before heat treatment, and L is the length of the specimen after heat treatment.

2) 굴절률2) refractive index

ABBE 굴절계와 나트륨 D선(589nm)을 광원으로 하여, 필름의 종방향 및 횡방향 굴절률을 측정하였다.The longitudinal and transverse refractive indices of the film were measured using an ABBE refractometer and sodium D-ray (589 nm) as a light source.

3) 잔존파단신도(내가수분해성)3) Residual rupture elongation (hydrolysis resistance)

필름의 종방향에 대하여 길이 200mm, 폭 15mm의 시편을 5개 취하였다. 오토클레이브를 사용하여 130℃의 100% 상대습도 분위기에서 시편을 75시간 동안 처리한 후에 꺼내어 상온에서 2시간 동안 방치하였다. 인스트론(INSTRON)제 인장시험기를 사용하고 시료길이 50mm, 인장속도 200mm/분으로 하여 상기 처리 전과 후 시편의 파단신도(%)를 측정하여 각각의 평균값을 구하였다. 측정된 파단신도의 평균값으로부터 하기 수학식 2에 따라 잔존파단신도(%)를 산출하였다.Five specimens 200 mm long and 15 mm wide were taken with respect to the longitudinal direction of the film. After the specimen was treated for 75 hours in a 100% relative humidity atmosphere at 130 ° C. using an autoclave, the specimen was taken out and left at room temperature for 2 hours. Tensile elongation (%) of the specimen was measured before and after the treatment using an Instron tensile tester at a sample length of 50 mm and a tensile speed of 200 mm / minute, and the average value of each was determined. The residual elongation at break (%) was calculated according to the following Equation 2 from the average value of the elongation at break.

4) 내절강도4) strength

필름의 종방향에 대하여 길이 200mm, 폭 15mm의 시편을 5개 취하였다. 오토클레이브를 사용하여 130℃의 100% 상대습도 분위기에서 시편을 75시간 동안 처리한 후에 꺼내어 상온에서 2시간 동안 방치하였다. MIT형 시험기를 사용하여 상기 처리된 시편 5개의 평균굴절횟수를 측정하여, 횟수에 따라 A, B 및 C로 구분하였다.Five specimens 200 mm long and 15 mm wide were taken with respect to the longitudinal direction of the film. After the specimen was treated for 75 hours in a 100% relative humidity atmosphere at 130 ° C. using an autoclave, the specimen was taken out and left at room temperature for 2 hours. Using an MIT type tester, the average number of refractive indices of the five treated specimens was measured and classified into A, B, and C according to the number of times.

A : 500회 이상A: 500 or more times

B : 50회 이상, 500회 미만B: 50 or more times and less than 500 times

C : 50회 미만C: less than 50 times

실시예 1Example 1

디메틸-2,6-나프탈레이트와 에틸렌글리콜을 1 대 2 몰비로 혼합하고, 여기에 망간아세테이트 사수화물을 0.05 중량% 투입하여 메탄올을 유출시키면서 에스테르 교환반응을 수행하였다. 반응혼합물에 불활성미립자로서 평균입경이 3㎛인 습식 실리카와 0.1㎛인 콜로이드성 실리카를 각각 0.1 및 0.2 중량%로 첨가하고, 안정제로서 0.05 중량%의 트리메틸렌포스페이트와 축중합촉매로서 0.04 중량%의 안티몬 트리옥시드를 첨가한 후, 축중합반응을 실시하여 폴리에틸렌나프탈레이트 수지(Tg=123℃)를 얻었다. 얻은 수지를 180℃에서 6시간 동안 건조시킨 후 290℃에서 용융압출하여 미연신 시트를 얻고, 이 미연신 시트를 135℃에서 종방향으로 3.8배 연신하고, 145℃에서 횡방향으로 4.1배 연신한 다음, 230℃에서 20초간 열처리하고 냉각시켜 두께가 75㎛인 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 제조하였다.Dimethyl-2,6-naphthalate and ethylene glycol were mixed in a 1 to 2 molar ratio, and 0.05% by weight of manganese acetate tetrahydrate was added thereto to carry out transesterification with methanol. 0.1 and 0.2 wt% of wet silica having an average particle diameter of 3 µm and colloidal silica having 0.1 µm, respectively, were added to the reaction mixture as inert fine particles, 0.05 wt% of trimethylene phosphate as a stabilizer and 0.04 wt% of a condensation catalyst. after the addition of antimony trioxide, and subjected to polycondensation to obtain a polyethylene naphthalate resin (T g = 123 ℃). The obtained resin was dried at 180 ° C. for 6 hours, and then melt-extruded at 290 ° C. to obtain an unstretched sheet, which was stretched 3.8 times in a longitudinal direction at 135 ° C. and 4.1 times in a transverse direction at 145 ° C. Then, heat-treated at 230 ° C. for 20 seconds and cooled to prepare a biaxially oriented polyethylene naphthalate film having a thickness of 75 μm.

제조된 필름의 굴절률, 잔존파단신도, 열수축률 및 내절강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.The refractive index, residual breaking elongation, thermal shrinkage and break strength of the prepared film were measured and shown in Table 1 below.

실시예 2 내지 7 및 비교예 1 내지 7Examples 2-7 and Comparative Examples 1-7

필름의 두께, 종방향 또는 횡방향의 연신조건(온도 또는 연신비) 또는 열고정온도를 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 제조하였다.A biaxially oriented polyethylene naphthalate film was produced in the same manner as in Example 1, except that the thickness, longitudinal or transverse stretching conditions (temperature or stretching ratio), or heat setting temperature of the film were changed as shown in Table 1 below. It was.

제조된 필름의 굴절률, 잔존파단신도, 열수축률 및 내절강도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.The refractive index, residual breaking elongation, thermal shrinkage and break strength of the prepared film were measured and shown in Table 1 below.

상기 표 1로부터, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 7의 필름은 원하는 범위 내의 굴절률, 잔존파단신도 및 열수축률을 가지며 내절강도 또한 우수함을 알 수 있다. 그러나, 종방향 굴절률이 낮은 비교예 1 내지 3의 경우는 잔존파단신도 및 내절강도 등의 물성이 좋지 못하고 종 및 횡방향의 열수축률의 편차가 발생하며, 종방향 굴절률이 높은 비교예 4의 경우는 잔존파단신도와 내절강도는 우수하나 종방향 열수축률이 높아져서 종 및 횡방향의 열수축률의 편차가 발생하고, 횡방향 굴절률이 높거나 낮은 비교예 5 내지 7의 경우는 잔존파단신도와 내절강도는 양호한 편이나 종 및 횡방향의 열수축률의 편차가 심하게 발생하였다.From Table 1, it can be seen that the films of Examples 1 to 7 according to the present invention have a refractive index, a residual breaking elongation and a thermal contraction rate within a desired range, and also have excellent cut strength. However, in Comparative Examples 1 to 3 having a low longitudinal refractive index, properties such as elongation at break and fracture strength are not good, and variations in thermal shrinkage in the longitudinal and transverse directions occur, and in the case of Comparative Example 4 having a high longitudinal refractive index. In this case, the residual fracture elongation and the rupture strength are excellent, but the longitudinal thermal contraction rate is increased, so that the variation in the longitudinal and transverse thermal contraction rates occurs, and in Comparative Examples 5 to 7, the residual fracture elongation is high or low. The fracture strength was good, but there were severe variations in the thermal shrinkage in the longitudinal and transverse directions.

상기한 실험결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름은 목적하는 범위의 굴절률, 잔존파단신도 및 열수축율을 가짐으로써, 고온 및 고습도의 가혹한 조건하에서 장기간 사용하는 경우에도 우수한 내열성, 치수안정성, 내가수분해성 및 기계적 특성을 유지할 수 있어 전기절연재료로서 유용하게 사용될 수 있다.As can be seen from the above experimental results, the biaxially oriented polyethylene naphthalate film according to the present invention has a refractive index, residual elongation at break, and thermal shrinkage in a desired range, and thus excellent heat resistance even in long-term use under severe conditions of high temperature and high humidity. , Dimensional stability, hydrolysis resistance and mechanical properties can be maintained, so it can be usefully used as an electrical insulation material.

Claims (7)

(1) 종방향 및 횡방향의 굴절률이 각각 1.760∼1.780이고, 이때 두 값의 차이가 0.01 이하이고, (2) 130℃ 및 100% 상대습도 분위기에서 75시간 처리 후의 종방향 잔존파단신도가 50% 이상이고, (3) 150℃에서 30분 유지 후의 종방향 및 횡방향 수축률이 각각 0.7% 미만인 것을 만족하는, 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름.(1) the refractive indices in the longitudinal and transverse directions were 1.760 to 1.780, respectively, and the difference between the two values was 0.01 or less, and (2) the longitudinal residual elongation at break after 75 hours treatment at 130 ° C. and 100% relative humidity. It is% or more and (3) Biaxially-oriented polyethylene naphthalate film which satisfy | fills that the longitudinal and lateral shrinkage rate after hold | maintaining at 150 degreeC for 30 minutes is less than 0.7%, respectively. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 25 내지 125㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름.It has a thickness of 25-125 micrometers, Biaxially-oriented polyethylene naphthalate film. 용융압출된 폴리에틸렌나프탈레이트 미연신 시트를 연신, 열처리 및 냉각하여 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 제조하는 방법에 있어서, 상기 미연신 시트를 시트의 유리전이온도 내지는 유리전이온도보다 30℃ 높은 온도에서 3.5∼4.2배로 종방향 연신하고, 시트의 유리전이온도보다 10 내지 30℃ 높은 온도에서 3.7∼4.3배로 횡방향 연신하며, 200 내지 250℃에서 열처리하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항의 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름의 제조방법.In the method for producing a biaxially oriented polyethylene naphthalate film by stretching, heat-treating and cooling the melt-extruded polyethylene naphthalate unstretched sheet, the unstretched sheet is 3.5 at a temperature of 30 ° C. higher than the glass transition temperature or glass transition temperature of the sheet. The biaxially oriented polyethylene naphthalate of claim 1, characterized by being longitudinally stretched to -4.2 times, transversely stretched to 3.7 to 4.3 times at a temperature of 10 to 30 占 폚 higher than the glass transition temperature of the sheet, and heat-treated at 200 to 250 占 폚. Method for producing a film. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 종방향 연신을, 시트의 유리전이온도보다 10 내지 20℃ 높은 온도에서 3.7∼4.0배의 연신비로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.Longitudinal drawing is carried out at a draw ratio of 3.7 to 4.0 times at a temperature of 10 to 20 ° C. higher than the glass transition temperature of the sheet. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 횡방향 연신을, 3.9∼4.1배의 연신비로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.The transverse stretching is carried out at a draw ratio of 3.9 to 4.1 times. 제 1 항의 이축배향 폴리에틸렌나프탈레이트 필름이 전기절연재로서 사용된 제품.An article in which the biaxially oriented polyethylene naphthalate film of claim 1 is used as an electrical insulation material. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 유연성 인쇄 배선, 유연성 플랫 케이블, 막 접촉 스위치, 콘덴서, 내열성 점착테이프, 변압기, 모터 또는 자동차 부품인 것을 특징으로 하는 제품.Flexible printed wiring, flexible flat cable, membrane contact switch, condenser, heat-resistant adhesive tape, transformer, motor or automotive parts.
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