KR20140091520A - 투명 내열 난연 필름 - Google Patents

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KR20140091520A
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게이스케 히라노
코헤이 도이
유스케 스기노
시게키 이시구로
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

높은 투명성, 내열성 및 난연성을 갖는 투명 내열 난연 필름을 제공한다. 본 발명의 투명 내열 난연 필름은, 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성의 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면에, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지에 의해 형성된 투명 내열 보호층을 갖는다. 상기 투명 내열 보호층의 굴절율이 1.40~1.43의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 투명 내열 보호층의 두께가 1~100 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.

Description

투명 내열 난연 필름{TRANSPARENT HEAT-RESISTANT FLAME-RETARDANT FILM}
본 발명은, 투명 내열 난연 필름과, 그것을 이용한 연소 방지 필름 및 광학용 필름과, 상기 투명 내열 난연 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
열가소성 수지를 이용한 투명 필름은, 폴리에스테르나 폴리카보네이트 등의 비정질성의 폴리머부터, 폴리프로필렌(PP)이나 시클로알칸계 등의 지방족 탄화수소계의 폴리머 등 다종 다양하게 있으며, 여러 가지 용도로 이용되고 있다. 열가소성 수지는 그 이름 대로 융점 이상으로 가열하면 용융되기 때문에, 필름의 내열성은 이론상 그 융점 이하가 되어, 내열성이 요구되는 용도에는 사용할 수 없다고 하는 과제가 있다. 한편, 열경화성 수지는 폴리이미드나 폴리아미드, 에폭시, 실리콘 수지 등 내열성이 높은 재료가 일반적으로 알려져 있다. 그러나, 열경화성 수지는 일반적으로 투명성이 뒤떨어지는 것이 많다. 어떻든 간에 이들 수지는 일반적으로 타기 쉬운 재료이며, 난연성을 부여하기 위해서는, 난연제 등을 첨가할 필요가 있어, 투명성을 확보하기가 매우 어렵다고 하는 문제가 있다.
한편, 이들 필름은 표면의 평활성을 유지하기 위해서, 또한 내찰상성이나 내오염성을 향상시키기 위해서, 하드코트층 등의 보호층이 도공되어 있다. 특허문헌 1에는, 저분자량의 실록산 올리고머의 축합물을 자외선 경화함으로써 하드코트층을 형성하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 보호층을 갖는 필름은 하드코트성·내열성이 우수하지만, 필름의 융점 이상의 온도에 노출되면, 하드코트층의 분자량이 낮기 때문에, 표면은 딱딱하지만 기계적 강도가 뒤떨어져, 수지의 융점 이상에서는 필름의 형상을 유지할 수 없다고 하는 과제가 있다.
특허문헌 2에서는, 내마모성과 굴곡성이 우수한 하드코트 필름으로서, 우레탄-아크릴레이트계를 제안하고 있다. 이 하드코트 필름은, 하드코트층의 신장율이나, 가공성, 연필 경도 등이 우수하지만, 우레탄-아크릴레이트계는 내열성에 문제가 있어, 200℃ 이상의 고온에서는 황변된다고 하는 결점이 있다. 또한, 난연성도 확보할 수 없다.
특허문헌 3에서는, 반응성의 아크릴기를 실리카 입자 표면에 처리하여 이루어지는 하드코트 필름을 제안하고 있다. 이 하드코트 필름은 내찰상성이 우수하지만, 굴절율이 1.53으로 비교적 높기 때문에, 표면 반사율 저감 효과는 그만큼 기대할 수 없다. 또한, 아크릴 유래 부분이 200℃ 이상의 고온에 장시간 노출되면, 역시 변색되어 버린다고 하는 과제가 있고, 이것도 난연성을 확보하기가 어렵다.
이상과 같이, 하드코트층 등의 보호층을 이용하여, 필름의 내열성 향상이나 난연성, 방오성 등의 특성을 밸런스 좋게 확보하기가 어렵다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2008-106103호 공보 특허문헌 2: 일본 특허공개 2005-305383호 공보 특허문헌 3: 일본 특허공개 2004-149631호 공보
따라서, 본 발명의 목적은, 높은 투명성, 내열성 및 난연성을 갖는 투명 내열 난연 필름 및 이것을 이용한 연소 방지 필름, 광학용 필름과, 상기 투명 내열 난연 필름의 공업적으로 효율 좋은 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 열가소성 수지 필름의 한쪽 면 혹은 양면에, 내열성이나 투명성, 난연성이 우수한 실리콘 수지를 베이스로 하면서, 이것에 무기 산화물 입자를 함유시켜, 상기 실리콘 수지를 상기 무기 산화물 입자로 가교시킨 가교 구조체를 포함하는 투명 내열 보호층을 형성하면, 원래의 열가소성 수지 필름의 내열성, 투명성, 난연성, 방오성 등을 현저히 개선할 수 있다는 것을 알아냈다. 본 발명은 이들 지견을 바탕으로 더욱 연구를 거듭하여 완성된 것이다.
즉, 본 발명은, 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성의 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면에, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지에 의해 형성된 투명 내열 보호층을 갖는 투명 내열 난연 필름을 제공한다.
상기 투명 내열 보호층의 굴절율은 1.40~1.43의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 투명 내열 보호층의 두께는 1~100 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 투명 내열 난연 필름에 있어서는, 상기 무기 산화물 입자가, 그 일차 입자경이 1~100 nm의 범위에 있고, 그 표면 전위가 pH 2~5의 범위에 있는 콜로이달 실리카이며, 이 콜로이달 실리카 표면의 실라놀기가 상기 폴리실록산 수지와 화학 결합하여 상기 폴리실록산 수지를 가교하고 있더라도 좋다.
또한, 상기 폴리실록산 수지가, 분자 내에 알콕시실릴기 및 실라놀기에서 선택된 적어도 1종의 반응성기를 갖고 있고, 이 반응성기의 총 함유량이 8~48 중량%인 폴리실록산 수지이며, 이 폴리실록산 수지가 상기 무기 산화물 입자와 화학 결합에 의해 가교되어 있더라도 좋다.
본 발명은 또한 상기한 투명 내열 난연 필름을 이용한 연소 방지 필름을 제공한다.
본 발명은 또한 상기한 투명 내열 난연 필름을 이용한 광학용 필름을 제공한다.
본 발명은 또한, 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성의 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면에, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지를 포함하는 실리콘 수지 조성물로 형성된 투명 내열 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 내열 난연 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 투명 내열 난연 필름에 따르면, 열가소성 수지 필름의 표면에 특정 실리콘 수지 조성물로 형성된 투명 내열 보호층을 갖기 때문에, 매우 높은 투명성, 내열성 및 난연성을 지닌다. 또한, 높은 방오성도 지닌다. 더욱이, 상기 투명 내열 보호층을 형성함으로써, 원래의 열가소성 수지 필름보다도 우수한 투명성, 내열성, 난연성, 방오성, 표면 경도, 굽힘 강도 등을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 투명 내열 난연 필름의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
본 발명의 투명 내열 난연 필름은, 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성의 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면(바람직하게는 양쪽의 면)에, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지에 의해 형성된 투명 내열 보호층을 갖는다.
도 1은 본 발명의 투명 내열 난연 필름의 일례를 도시하는 개략 단면도이다. 이 예에서는, 투명 내열 난연 필름(3)은, 열가소성 수지 필름(1)의 한 면에, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지에 의해 형성된 투명 내열 보호층(2)을 갖고 있다. 한편, 열가소성 수지 필름(1)의 양면에 상기 투명 내열 보호층을 갖고 있더라도 좋다.
[열가소성 수지 필름]
본 발명에 있어서, 열가소성 수지 필름으로서는, 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성인 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이러한 열가소성 수지 필름으로서는, 예컨대 비정질 폴리에스테르 필름[비정질 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등], 비정질 폴리올레핀 필름[4-메틸펜텐 (공)중합체 필름 등], 환상 폴리올레핀 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 폴리염화비닐(PVC) 필름, 스티렌계 수지 필름(폴리스티렌 필름, ABS 수지 필름, AS 수지 필름 등), 아크릴산 수지 필름 등을 들 수 있다. 열가소성 수지 필름은 단층 필름이라도 좋고, 적층 필름이라도 좋다. 상기 열가소성 수지 필름으로서는 무연신 필름인 것이 바람직하다.
한편, 상기 열가소성 수지 필름은 비정질이므로, 결정화도는 예컨대 20% 이하이다. 상기 열가소성 수지 필름의 전광선 투과율(두께 100 ㎛)은 예컨대 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상이다. 또한, 상기 열가소성 수지 필름의 두께로서는, 용도 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있지만, 상한은 통상 250 ㎛(미만), 바람직하게는 150 ㎛(미만), 더욱 바람직하게는 100 ㎛(미만)이며, 하한은 예컨대 5 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 15 ㎛이다.
한편, 열가소성 수지 필름의 양면 중, 투명 내열 보호층을 형성하는 쪽의 표면은, 밀착성의 점에서, 박리 처리가 실시되어 있지 않은 것이 바람직하다.
[투명 내열 보호층]
본 발명에 있어서, 투명 내열 보호층은, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지에 의해 형성된 층이다. 무기 산화물 입자와 폴리실록산 수지는 화학 결합에 의해 결합하고 있는 것이 바람직하다.
무기 산화물 입자로서는, 입자 표면에 반응성 작용기를 갖는 무기 산화물 입자면 되며, 예컨대, 실리카(SiO2 혹은 SiO), 알루미나(Al2O3), 안티몬 도핑 산화주석(ATO), 산화티탄(티타니아, TiO2), 지르코니아(ZrO2) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 실리카가 바람직하다. 무기 산화물 입자는 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 반응성 작용기로서는, 예컨대 히드록실기, 이소시아네이트기, 카르복실기, 에폭시기, 아미노기, 머캅토기, 비닐형 불포화기, 할로겐 원자, 이소시아누레이트기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 히드록실기가 바람직하다. 실리카 입자 표면의 히드록실기는 실라놀기로서 존재한다.
무기 산화물 입자의 평균 입자경(일차 입자경)으로서는, 상한은 예컨대 1000 nm, 바람직하게는 500 nm, 더욱 바람직하게는 200 nm, 특히 바람직하게는 100 nm이고, 하한은 예컨대 1 nm이다. 한편, 평균 입자경은 동적 광산란법 등에 의해 측정할 수 있다.
무기 산화물 입자의 입도 분포는 좁은 쪽이 바람직하고, 또한, 일차 입자경 그대로 분산되어 있는 단분산 상태인 것이 바람직하다. 또한, 무기 산화물 입자의 표면 전위는 산성 영역(예컨대, pH 2~5, 바람직하게는 pH 2~4)에 있는 것이 바람직하다. 폴리실록산 수지와의 반응시에 그와 같은 표면 전위를 갖고 있으면 된다.
상기 무기 산화물 입자로서는 콜로이드형의 상기 무기 산화물 입자를 이용하는 것이 바람직하다. 콜로이드형의 무기 산화물 입자로서는, 예컨대 콜로이드형 실리카(콜로이달 실리카), 콜로이드형 알루미나(알루미나 졸), 콜로이드형 산화주석(산화주석 수분산체), 콜로이드형 산화티탄(티타니아 졸) 등을 들 수 있다.
콜로이달 실리카로서는, 예컨대 일본 특허공개 소53-112732호 공보, 일본 특허공고 소57-9051호 공보, 일본 특허공고 소57-51653호 공보 등에도 기재되어 있는 것과 같이, 이산화규소(무수규산)의 미립자(평균 입자경이 예컨대 5~1000 nm, 바람직하게는 10~100 nm)의 콜로이드 등을 들 수 있다.
또한, 콜로이드형 실리카는, 필요에 따라서 예컨대 알루미나, 알루민산나트륨 등을 함유할 수 있고, 또한, 필요에 따라서 무기 염기(예컨대, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 암모니아 등)나 유기 염기(예컨대, 테트라메틸암모늄 등) 등의 안정제를 함유할 수도 있다.
이러한 콜로이드형 실리카는, 특별히 제한되지 않고, 공지된 졸-겔법 등, 구체적으로는, 예컨대 Werner Stober et al; J. Colloid and Interface Sci., 26, 62-69(1968), Rickey D. Badley et al; Langmuir 6, 792-801(1990), 색재협회지, 61[9]488-493(1988) 등에 기재되는 졸-겔법 등에 의해 제조할 수 있다.
콜로이달 실리카는 표면 처리를 하지 않은 맨 상태인 것이 바람직하다. 콜로이달 실리카에는 표면 작용기로서 실라놀기가 존재한다.
또한, 이러한 콜로이달 실리카로서는 시판 제품을 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 예컨대, 상품명 「스노텍스-XL」, 「스노텍스-YL」, 「스노텍스-ZL」, 「PST-2」, 「스노텍스-20」, 「스노텍스-30」, 「스노텍스-C」, 「스노텍스-O」, 「스노텍스-OS」, 「스노텍스-OL」, 「스노텍스-50」(이상, 닛산가가쿠고교사 제조), 상품명 「아데라이트 AT-30」, 「아데라이트 AT-40」, 「아데라이트 AT-50」(이상, 니혼아에로질사 제조) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 상품명 「스노텍스-O」, 「스노텍스-OS」, 「스노텍스-OL」 등이 특히 바람직하다.
또한, 상기한 콜로이달 실리카 이외의 콜로이드형의 무기 입자로서도, 시판 제품을 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 예컨대 상품명 「알루미나졸 100」, 「알루미나졸 200」, 「알루미나졸 520」(이상, 닛산가가쿠고교 제조) 등의 알루미나 졸(히드로졸), 예컨대 상품명 「TTO-W-5」(이시하라산교사 제조)나 상품명 「TS-020」(테이카사 제조) 등의 티타니아 졸(히드로졸), 예컨대 상품명 「SN-100D」, 「SN-100S」(이상, 이시하라산교사 제조) 등의 산화주석 수분산체 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 무기 산화물 입자가, 그 일차 입자경이 1~100 nm의 범위에 있고, 그 표면 전위가 pH 2~5의 범위에 있는 콜로이달 실리카이며, 이 콜로이달 실리카 표면의 실라놀기가 폴리실록산 수지와 화학 결합하여 상기 폴리실록산 수지를 가교하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리실록산 수지로서는, 무기 산화물 입자 표면의 작용기에 대하여 반응성을 갖는 폴리실록산 화합물이라면 특별히 한정되지 않는다. 상기 폴리실록산 화합물로서는, 그 중에서도 축합 반응성 실리콘 수지가 바람직하다. 축합 반응성 실리콘 수지로서는, 예컨대 기본 구성 단위가 D 단위 및 T 단위인 축합 반응성기 함유 폴리실록산(이하, 「D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산」이라고 칭하는 경우가 있음), 기본 구성 단위가 T 단위인 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산(이하, 「축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산」이라고 칭하는 경우가 있음) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 축합 반응성 실리콘 수지 중에서도 특히 D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산과 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산과의 조합이 바람직하다. D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산과 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산을 조합함으로써, 형성되는 시트에 있어서, 내열성 및 강도와 유연성을 높은 레벨로 양립시킬 수 있다.
상기 축합 반응성기로서는, 실라놀기, 알콕시실릴기(예컨대, C1 -6 알콕시실릴기 등), 시클로알킬옥시실릴기(예컨대, C3 -6 시클로알킬옥시실릴기 등), 아릴옥시실릴기(예컨대, C6 -10 아릴옥시실릴기 등) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 실라놀기, 알콕시실릴기, 시클로알킬옥시실릴기, 아릴옥시실릴기가 바람직하고, 특히 실라놀기, 알콕시실릴기가 바람직하다.
본 발명에 있어서, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산은, 구체적으로는, 기본 구성 단위로서, 하기 식(1)으로 나타내어지는 D 단위와, 하기 식(2)으로 나타내어지는 T 단위를 함유한다.
Figure pct00001
상기 식(1)에서, R1은 동일하거나 또는 다르고, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기에서 선택되는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 식(2)에서, R2는 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기에서 선택되는 1가의 탄화수소기를 나타낸다.
상기 R1, R2에 있어서의 포화탄화수소기로서는, 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 펜틸, 헥실기 등의 탄소수 1~6의 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기; 시클로펜틸, 시클로헥실기 등의 탄소수 3~6의 시클로알킬기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 R1, R2에 있어서의 방향족 탄화수소기로서는, 예컨대, 페닐, 나프틸기 등의 탄소수 6~10의 아릴기 등을 들 수 있다.
R1, R2로서는, 바람직하게는 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 6~10의 아릴기이며, 더욱 바람직하게는 메틸기이다.
식(1)으로 나타내어지는 D 단위는, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산 중에 있어서, 각각 동일하더라도 다르더라도 좋지만, 바람직하게는 동일하다. 또한, 식(2)으로 나타내어지는 T 단위는, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산 중에 있어서, 각각 동일하더라도 다르더라도 좋지만, 바람직하게는 동일하다.
또한, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산은, 대응하는 실리콘 단량체의 부분 축합물[예컨대, 디알킬(또는, 아릴)디알콕시실란 등의 2 작용의 실리콘 단량체와, 알킬(또는, 아릴)트리알콕시실란 등의 3 작용의 실리콘 단량체와의 부분 축합물]이며, 그 구성 단위 중에, D 단위, T 단위 및 하기 식(3)
-OR3 (3)
으로 나타내어지는 기를 함유한다. 식(3)으로 나타내어지는 기는 규소 원자에 결합하고 있고, 분자 말단에 존재한다.
상기 R3은 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기에서 선택되는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 포화 탄화수소기, 방향족 탄화수소기로서는, 상기 식(1)에서의 R1에 있어서의 포화 탄화수소기, 방향족 탄화수소기와 같은 것을 들 수 있다. R3으로서는, 바람직하게는 포화 탄화수소기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1~6의 알킬기이고, 특히 바람직하게는 메틸기 또는 에틸기이다.
이와 같은 D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산으로서는, 예컨대 알콕시실릴기(예컨대, C1 -6 알콕시실릴기) 함유 폴리메틸실록산, 알콕시실릴기(예컨대, C1 -6 알콕시실릴기) 함유 폴리메틸페닐실록산, 알콕시실릴기(예컨대, C1 -6 알콕시실릴기) 함유 폴리페닐실록산 등을 들 수 있다. 이들 D·T 단위 알콕시실릴기 함유 폴리실록산은 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산 중에서도, 바람직하게는 C1 -6 알콕시실릴기 함유 폴리실록산이며, 더욱 바람직하게는 메톡시실릴기 함유 폴리실록산 또는 에톡시실릴기 함유 폴리실록산이고, 특히 바람직하게는 메톡시실릴기 함유 폴리메틸실록산 또는 에톡시실릴기 함유 폴리메틸실록산이다.
이러한 D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산의 축합 반응성기(예컨대, 알콕시실릴기)의 함유량으로서는, 상한은 예컨대 30 중량%, 바람직하게는 25 중량%이고, 하한은 예컨대 8 중량%, 바람직하게는 10 중량%, 더욱 바람직하게는 12 중량%이다. 축합 반응성기(예컨대, 알콕시실릴기)의 함유량은, TGA(시차식 중량 감소 측정 장치)로, 실온에서 300℃까지 승온했을 때의 중량 감소의 비율로부터 구할 수 있다.
D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산의 수평균 분자량(GPC 측정에 의한 표준 폴리스티렌 환산)으로서는, 상한은 예컨대 6000, 바람직하게는 5500, 더욱 바람직하게는 5300이며, 하한은 예컨대 800, 바람직하게는 1000, 더욱 바람직하게는 1200이다.
D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산으로서, 상품명 「X-40-9246」, 「X-40-9250」(이상, 신에츠가가쿠고교사 제조) 등의 시판 제품(D·T 단위 알콕시실릴기 함유 폴리실록산)을 이용할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산은, 구체적으로는 기본 구성 단위로서, 상기 식(2)으로 나타내어지는 T 단위를 함유한다. 식(2)으로 나타내어지는 T 단위는, 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산 중에 있어서, 각각 동일하더라도 다르더라도 좋지만, 바람직하게는 동일하다.
또한, 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산은, 대응하는 실리콘 단량체의 부분 축합물[예컨대, 알킬(또는, 아릴)트리알콕시실란 등의 3 작용의 실리콘 단량체의 부분 축합물]이며, 그 구성 단위 중에, T 단위 및 하기 식(4)
-OR4 (4)
으로 나타내어지는 기를 함유한다. 식(4)으로 나타내어지는 기는 규소 원자에 결합하고 있으며, 분자 말단에 존재한다.
상기 R4는, 포화 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기에서 선택되는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 포화 탄화수소기, 방향족 탄화수소기로서는, 상기 식(1)에서의 R1에 있어서의 포화 탄화수소기, 방향족 탄화수소기와 같은 것을 들 수 있다. R4로서는, 바람직하게는 포화 탄화수소기이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1~6의 알킬기이고, 특히 바람직하게는 메틸기 또는 에틸기이다.
축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산은, 랜덤형, 래더형, 바구니형 등의 어느 것이라도 좋지만, 유연성의 관점에서는 랜덤형이 가장 바람직하다. 이들 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산은 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산 중에서도, 바람직하게는 C1 -6 알콕시실릴기 함유 폴리실세스키옥산이며, 더욱 바람직하게는 메톡시실릴기 함유 폴리실세스키옥산 또는 에톡시실릴기 함유 폴리실세스키옥산이고, 특히 바람직하게는 메톡시실릴기 함유 폴리메틸실세스키옥산 또는 에톡시실릴기 함유 폴리메틸실세스키옥산이다.
이러한 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산의 축합 반응성기(예컨대, 알콕시실릴기)의 함유량으로서는, 상한은 예컨대 50 중량%, 바람직하게는 48 중량%, 더욱 바람직하게는 46 중량%이며, 하한은 예컨대 10 중량%, 바람직하게는 15 중량%, 더욱 바람직하게는 20 중량%이다. 축합 반응성기(예컨대, 알콕시실릴기)의 함유량은, TGA(시차식 중량 감소 측정 장치)로, 실온에서 300℃까지 승온했을 때의 중량 감소의 비율로부터 구할 수 있다.
축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산의 수평균 분자량(GPC 측정에 의한 표준 폴리스티렌 환산)으로서는, 상한은 예컨대 6000, 바람직하게는 3500, 더욱 바람직하게는 3000이며, 하한은 예컨대 200, 바람직하게는 300, 더욱 바람직하게는 400이다.
축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산으로서, 상품명 「KC-89」, 「KR-500」, 「X-40-9225」(이상, 신에츠가가쿠고교사 제조) 등의 시판 제품(알콕시실릴기 함유 폴리실세스키옥산)을 이용할 수도 있다.
이 밖에, 분자 내(말단)에 반응성의 실라놀기를 갖는 폴리실록산 화합물로서, 상품명 「X-21-3153」, 「X-21-5841」(이상, 신에츠가가쿠고교사 제조) 등의 시판 제품을 이용할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리실록산 화합물(폴리실록산 수지) 전체에 차지하는, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산과 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산의 총량의 비율은, 바람직하게는 50 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다.
본 발명에서는, 상기 폴리실록산 수지가, 분자 내(말단)에 알콕시실릴기 및/또는 실라놀기를 갖고 있고, 이들 기(알콕시실릴기, 실라놀기)의 총 함유량이 8~48 중량%인 폴리실록산 수지이며, 이 폴리실록산 수지가 상기 무기 산화물 입자와 화학 결합에 의해 가교되어 있는 것이 바람직하다. 상기 알콕시실릴기, 실라놀기의 총 함유량의 상한은, 보다 바람직하게는 30 중량%이고, 하한은 보다 바람직하게는 10 중량%이다.
본 발명에서는, 특히, 굽힘 강도, 난연성 등의 관점에서, 축합 반응성 실리콘 수지로서, 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산을 이용하거나, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산과 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산을 병용하는 것이 바람직하다. 이 경우, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산과 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산과의 비율[전자/후자(중량비)]로서는, 상한은 예컨대 4.9, 바람직하게는 3, 더욱 바람직하게는 2이고, 하한은 예컨대 0, 바람직하게는 0.02이다. D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산의 비율이 지나치게 높아지면, 유기기 함량이 증가하기 때문에, 착화, 연소되기 쉬워지는 경우가 있다.
[무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지]
본 발명에 있어서, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지 중의 무기 산화물 입자의 함유량(혹은, 투명 내열 보호층 중의 무기 산화물 입자의 함유량)은 적절하게 선택할 수 있지만, 상한은 예컨대 30 중량%, 바람직하게는 20 중량%, 더욱 바람직하게는 15 중량%이고, 하한은 예컨대 1 중량%, 바람직하게는 2 중량%, 더욱 바람직하게는 3 중량%이다. 무기 산화물 입자의 함유량이 지나치게 적으면, 투명 내열 보호층의 기계적 강도가 저하하기 쉽고, 무기 산화물 입자의 함유량이 지나치게 많으면, 투명 내열 보호층이 취약하게 되기 쉽다. 어느 경우나, 최종적으로 얻어지는 투명 내열 난연 필름의 굽힘 강도가 저하되기 쉽게 되어, 그 필름의 투명 내열 보호층에 크랙이 들어가기 쉽게 된다.
상기한 것과 같이, 폴리실록산 수지와 무기 산화물 입자는 화학 결합에 의해 결합하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 무기 산화물 입자 함유 폴리실록산 수지는 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
상기 무기 산화물 입자 함유 폴리실록산 수지는, 예컨대 상기 무기 산화물 입자와 축합 반응성기를 갖는 폴리실록산 수지(바람직하게는, 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산, 또는 D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산 및 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산, 혹은 이들과 실라놀기를 갖는 폴리실록산 수지)를, 용매 중에 바람직하게는 산의 존재 하에서 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 한편, 폴리실록산 수지는, 무기 산화물 입자의 입자 표면의 반응성 작용기와 반응 가능한 작용기를 갖고 있다. 무기 산화물 입자의 입자 표면의 반응성 작용기가 실라놀기인 경우는, 상기 축합 반응성기가 상기 실라놀기와 반응한다.
상기 용매로서는, 물; 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 2-메톡시에탄올 등의 알코올; 이들의 혼합액 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 물과 알코올의 혼합 용매가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 물과 2-프로판올과의 혼합 용매, 물과 2-프로판올과 2-메톡시에탄올과의 혼합 용매이다.
상기 산으로서는, 예컨대, 염산, 질산, 황산, 인산 등의 무기산; 초산, p-톨루엔술폰산 등의 유기산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 무기산이 바람직하고, 특히 질산이 바람직하다. 이들 산은 수용액으로서 사용할 수 있다. 산의 사용량은, 반응계의 pH를 2~5(바람직하게는, 2~4) 정도로 조정할 수 있는 양이면 된다.
반응의 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예컨대, (i) 무기 산화물 입자와 용매와의 혼합액 중에 폴리실록산 수지와 용매와의 혼합액을 첨가하는 방법, (ii) 폴리실록산 수지와 용매와의 혼합액 중에 무기 산화물 입자와 용매와의 혼합액을 첨가하는 방법, (iii) 용매 중에, 무기 산화물 입자와 용매와의 혼합액 및 폴리실록산 수지와 용매와의 혼합액을 함께 첨가하는 방법 등의 어느 것이라도 좋다.
한편, 폴리실록산 수지로서, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산과 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산을 병용하는 경우에는, 무기 산화물 입자와, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산과 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산과의 혼합물을 반응시키더라도 좋고, 또한, 무기 산화물 입자에, 우선 D·T 단위 축합 반응성기 함유 함유 폴리실록산을 반응시키고, 이어서, 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산을 반응시키더라도 좋고, 나아가서는 무기 산화물 입자에, 우선 축합 반응성기 함유 폴리실세스키옥산을 반응시키고, 이어서, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산을 반응시키더라도 좋다. 본 발명에 있어서, 무기 산화물 입자에, 우선 축합 반응성기 실릴기 함유 폴리실세스키옥산을 반응시키고, 이어서, D·T 단위 축합 반응성기 함유 폴리실록산 및/또는 실라놀기를 갖는 폴리실록산 수지를 반응시키는 방법을 채용하면, 매우 높은 내열성 및 강도와, 매우 우수한 유연성을 아울러 갖는 투명 내열 난연 필름을 얻을 수 있다.
반응 온도로서는, 상한은 예컨대 150℃, 바람직하게는 130℃이고, 하한은 예컨대 40℃, 바람직하게는 50℃이다. 또한, 반응 시간으로서는, 상한은 예컨대 24시간, 바람직하게는 12시간이고, 하한은 예컨대 1분, 바람직하게는 3분이다.
반응 종료 후, 필요에 따라서, 용매를 유거하여, 농도 및 점도를 조정함으로써, 무기 산화물 입자 함유 폴리실록산 수지를 포함하는 실리콘 수지 조성물을 얻을 수 있다. 한편, 난연성을 향상시키기 위해서, 무기 산화물 입자 함유 폴리실록산 수지 합성 후에, 추가로 상기 무기 산화물 입자(콜로이드형 실리카나 에어로실 등의 실리카 등)를 후에 첨가하더라도 좋다. 또한, 실리콘 수지 조성물에는, 필요에 따라서, 경화 촉매 등의 첨가제를 첨가하더라도 좋다.
이렇게 해서 얻어지는 실리콘 수지 조성물의 고형분 농도로서는, 취급성, 도공성, 함침성 등의 관점에서, 상한은 예컨대 95 중량%, 바람직하게는 90 중량%이며, 하한은 예컨대 50 중량%, 바람직하게는 60 중량%이다.
[투명 내열 난연 필름]
본 발명의 투명 내열 난연 필름은, 상기 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성의 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면에, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지를 포함하는 실리콘 수지 조성물로 형성된 투명 내열 보호층을 형성함으로써 제조할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 투명 내열 난연 필름은, 상기 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성의 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면에, 상기한 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지를 포함하는 실리콘 수지 조성물을 도공하여 투명 내열 보호층을 형성함으로써 제조할 수 있다.
상기 실리콘 수지 조성물의 도공 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 예컨대, 키스 코팅, 그라비아 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅, 나이프 코팅, 와이어 코팅 등의 공지된 도포 방법에 의해, 직접 도포하여 도포막을 형성하고, 필요에 따라서, 예컨대 80~150℃ 정도의 온도에서 건조함으로써, 도 1에 도시되는 것 같은, 기재(1)의 한쪽 면(또는 양면)에 무기 산화물 입자 함유 실리콘 수지로 이루어지는 투명 내열 보호층(2)을 갖는 투명 내열 난연 필름을 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 투명 내열 난연 필름은, 표면을 박리 처리한 기재 상에, 상기한 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지를 포함하는 실리콘 수지 조성물을 도공하여 투명 내열 보호층을 제조하고, 이 투명 내열 보호층을, 상기 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성인 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면에 적층함(라미네이트함)으로써 제조할 수도 있다.
투명 내열 보호층(2)의 두께로서는, 상한은 예컨대 300 ㎛, 바람직하게는 200 ㎛이고, 하한은 예컨대 5 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛이다.
이렇게 해서 형성된 투명 내열 보호층의 굴절율은 매우 낮아, 예컨대 1.45 이하(1.40~1.45 정도)이며, 통상 1.40~1.43, 바람직하게는 1.40~1.42, 더욱 바람직하게는 1.40~1.41이다. 그 때문에, 필름의 표면 반사율을 내릴 수 있어, 필름의 겉보기의 광선 투과율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 투명 내열 난연 필름의 두께로서는, 용도에 따라서 적절하게 선택할 수 있는데, 상한은 통상 550 ㎛(미만), 바람직하게는 350 ㎛(미만), 더욱 바람직하게는 155 ㎛(미만), 특히 바람직하게는 105 ㎛(미만)이며, 하한은 예컨대 10 ㎛, 바람직하게는 15 ㎛, 더욱 바람직하게는 20 ㎛이다.
본 발명의 투명 내열 난연 필름은 투명성이 우수하다. 투명 내열 난연 필름의 전광선 투과율(두께: 100 ㎛)은 일반적으로 88% 이상, 바람직하게는 90% 이상이다. 본 발명의 투명 내열 난연 필름에서는, 투명 내열 보호층을 두고 있지 않은 원래의 열가소성 수지 필름의 전광선 투과율보다도 높아지는 경우가 많다.
또한, 본 발명의 투명 내열 난연 필름은 내열성도 우수하다. 예컨대, 투명 내열 난연 필름을 250℃ 이상의 분위기 하에 두더라도 변색이나 변형이 보이지 않는다.
또한, 본 발명의 투명 내열 난연 필름 중에서, 일부의 수지에 있어서, 선팽창 계수가, 투명 내열 보호층을 두고 있지 않은 원래의 열가소성 수지 필름의 선팽창 계수보다 낮아진다고 하는 특징을 갖는다. 예컨대, 투명 내열 난연 필름의 선팽창 계수(ASTEM D696)는, 투명 내열 보호층을 두고 있지 않은 원래의 열가소성 수지 필름의 선팽창 계수의 90% 이하, 바람직하게는 80% 이하가 된다. 보다 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(선팽창 계수: 7·10-5 cm/cm·℃ 정도)에 투명 내열 보호층을 형성한 투명 내열 난연 필름의 선팽창 계수(ASTEM D696)는 3.5·10-5 cm/cm·℃~5.5·10-5 cm/cm·℃가 된다. 또한, 폴리카보네이트 필름(선팽창 계수: 6.8·10-5 cm/cm·℃ 정도)에 투명 내열 보호층을 형성한 투명 내열 난연 필름의 선팽창 계수(ASTEM D696)는, 5·10-5 cm/cm·℃~6.2·10-5 cm/cm·℃가 된다.
또한, 본 발명의 투명 내열 난연 필름은 우수한 난연성을 갖고 있다. 예컨대, UL94에 기초한 난연성의 등급은 「V-0」 이상이 된다.
또한, 본 발명의 투명 내열 난연 필름에 있어서는, 투명 내열 보호층의 표면의 연필 경도(JIS K5401)가 높아, 예컨대 「H」 이상의 경도를 갖는다.
더욱이, 본 발명의 투명 내열 난연 필름은 굽힘 강도도 우수하다. 예컨대, 투명 내열 난연 필름을 굽힘 강도 시험(180도로 구부린 상태에서 1분간 유지하는 시험)에 쓰이게 한 경우, 투명 내열 보호층에 크랙 등의 발생은 보이지 않는다.
또한, 본 발명의 투명 내열 난연 필름의 인장 강도(ISO 527), 인장 신장율(ISO 527)은, 투명 내열 보호층을 형성하기 전의 원래의 열가소성 수지 필름의 인장 강도, 인장 신장율을 유지하고 있다.
또한, 본 발명의 투명 내열 난연 필름은 표면에 특정한 실리콘 수지층을 갖기 때문에, 방오성도 우수하다.
이와 같이, 본 발명의 투명 내열 난연 필름은 여러 가지 특성, 특히, 투명성, 내열성, 난연성 및 방오성이 우수하기 때문에, 특히 연소 방지 필름, 광학용 필름 등으로서 유용하다.
실시예
이하에, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이들에 하등 제한되는 것이 아니다. 한편, 이하의 설명에 있어서 「부」 및 「%」는 특별히 명기하지 않는 한, 중량 기준이다. 한편, 필름의 굴절율은 아베 굴절율계(아타고사 제조)를 이용하여 측정했다.
합성예 1
교반기, 환류 냉각기 및 질소 도입관을 갖춘 용기에, 평균 입자경 8-11 nm의 콜로이달 실리카 용액(상품명: 스노텍스 OS, 닛산가가쿠사 제조, 고형분 농도 20%) 30 g, 2-프로판올 30 g, 2-메톡시에탄올 5 g을 가했다. 농질산을 가하여 액의 산성도(pH)를 2~4의 범위 내로 조정했다. 이어서 70℃로 승온한 후, 분자 말단에 반응성의 메톡시실릴기를 갖는 폴리실록산 화합물(실세스키옥산 화합물)(상품명: X-40-9225, 신에츠가가쿠사 제조, 메톡시 함유량 24%) 80 g을 2-프로판올 80 g에 용해한 액을, 적하 깔대기를 이용하여 2시간 걸쳐 적하하여, 폴리실록산 화합물(실세스키옥산 화합물)과 콜로이달 실리카 입자 표면의 반응을 행했다.
이어서, 분자 말단에 반응성의 메톡시실릴기를 갖는 별도의 폴리실록산 화합물(3 작용 알콕시실란 및 2 작용 알콕시실란으로부터 유도되는 폴리실록산 화합물)(상품명: X-40-9246, 신에츠가가쿠사 제조, 메톡시 함유량 12%) 40 g을 2-프로판올 40 g에 용해한 액을 1시간 걸쳐 적하하여, 상기 콜로이달 실리카 상의 실세스키옥산 화합물과 반응을 행했다. 80℃에서 1시간 가열 교반한 후, 회전식 증발기로 용매를 유거하고, 이어서 톨루엔을 80 g 가하여, 90℃에서 1시간 가열 교반을 했다. 실온으로 냉각하고, 용매를 유거하여 점도 조정을 하여, 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 A를 얻었다.
상기 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 A를, 박리 처리를 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명 「MRF38」, 미쓰비시쥬시사 제조)에, 건조 후의 막 두께가 100 ㎛가 되도록 도공하고, 130℃에서 10분간 가열하여 필름을 제작했다. 이 필름의 굴절율은 1.41이었다.
합성예 2
합성예 1과 같은 실험 장치를 이용하고, 콜로이달 실리카 용액의 양을 60 g, 초기의 2-프로판올의 양을 60 g으로 바꾼 것 이외에는 합성예 1과 같은 처리를 하여, 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 B를 얻었다.
상기 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 B를, 박리 처리를 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명 「MRF38」, 미쓰비시쥬시사 제조)에, 건조 후의 막 두께가 100 ㎛가 되도록 도공하고, 130℃에서 10분간 가열하여 필름을 제작했다. 이 필름의 굴절율은 1.42였다.
합성예 3
합성예 1과 같은 실험 장치를 이용하여, X-40-9225의 양을 80 g, 이것을 용해하기 위한 2-프로판올의 양을 80 g, X-40-9246의 양을 30 g, 이것을 용해하기 위한 2-프로판올의 양을 30 g으로 바꾸는 동시에, X-40-9246을 포함하는 용액의 적하 종료 후, 또 다른 반응성의 실라놀기를 갖는 폴리실록산 화합물(상품명: X-21-3153, 신에츠가가쿠사 제조, 실라놀기 함유량 1~14%) 10 g을 2-프로판올 10 g에 용해한 액을 1시간 걸쳐 적하하고, 그 후, 80℃에서 1시간 가열 교반을 한 것 이외에는, 합성예 1과 같은 식의 처리를 하여, 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 C를 얻었다.
상기 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 C를, 박리 처리를 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명 「MRF38」, 미쓰비시쥬시사 제조)에, 건조 후의 막 두께가 100 ㎛가 되도록 도공하고, 130℃에서 10분간 가열하여 필름을 제작했다. 이 필름의 굴절율은 1.42였다.
비교 합성예 1
무기 산화물 입자로서, 평균 입자 사이즈가 약 7 nm이면서 그 입자 표면이 헥사메틸디실라잔으로 표면 처리된 실리카(상품명: AEROSIL R816, 니혼아에로질사 제조) 30 g을 이용하고, 이것을 물 30 g에 초음파 호모게나이저를 이용하여 분산하여 수분산액을 얻었다. 합성예 1에 있어서, 평균 입자경 8-11 nm의 콜로이달 실리카 용액(상품명: 스노텍스 OS, 닛산가가쿠사 제조, 고형분 농도 20%) 대신에, 상기 수분산액을 이용한 것 이외에는, 합성예 1과 같은 식의 처리를 하여 보호층 형성용 수지 용액 D를 얻었다.
상기 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 D를, 박리 처리를 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명 「MRF38」, 미쓰비시쥬시사 제조)에, 건조 후의 막 두께가 100 ㎛가 되도록 도공하고, 130℃에서 10분간 가열하여 필름을 제작했다. 이 필름은 투명성이 낮아, 정확한 굴절율은 측정할 수 없었다.
실시예 1
합성예 1에서 얻어진 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 A를, 건조 후의 막 두께가 10 ㎛가 되도록, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(상품명 「루미라 S10」, 도레이사 제조, 막 두께 25 ㎛, 굴절율 1.57)의 양면에 도공하고, 130℃에서 10분간 가열 건조하여, 투명 내열 보호층을 형성하여, 투명 내열 난연 필름 A1을 얻었다.
실시예 2
실시예 1에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 대신에, 폴리카보네이트 필름(상품명 「라크론 R」, 인터내셔날케미컬사 제조, 막 두께 30 ㎛, 굴절율 1.59)의 양면에 도공한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식의 처리를 하여, 투명 내열 난연 필름 A2를 얻었다.
실시예 3
실시예 1에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 대신에, 시클로올레핀계 필름(상품명 「아톤 F5023」, JSR사 제조, 막 두께 30 ㎛, 굴절율 1.51)의 양면에 도공한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식의 처리를 하여, 투명 내열 난연 필름 A3을 얻었다.
실시예 4
실시예 1에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 대신에, 시클로올레핀계 필름(상품명 「제오노아 1060R」, 니혼제온사 제조, 막 두께 30 ㎛, 굴절율 1.53)의 양면에 도공한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식의 처리를 하여, 투명 내열 난연 필름 A4를 얻었다.
실시예 5
실시예 1에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 대신에, 투명 폴리올레핀계 필름[폴리(메틸펜텐) 공중합체 필름](상품명 「오퓨란 X-44B」, 미쓰이가가쿠토셀로사 제조, 막 두께 25 ㎛, 굴절율 1.46)의 양면에 도공한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식의 처리를 하여, 투명 내열 난연 필름 A5를 얻었다.
실시예 6
실시예 1에 있어서, 합성예 1에서 얻어진 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 A 대신에, 합성예 2에서 얻어진 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 B를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식의 처리를 하여, 투명 내열 난연 필름 B1을 얻었다.
실시예 7
실시예 1에 있어서, 합성예 1에서 얻어진 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 A 대신에, 합성예 3에서 얻어진 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 C를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식의 처리를 하여, 투명 내열 난연 필름 C1을 얻었다.
비교예 1
실시예 1에 있어서, 합성예 1에서 얻어진 투명 내열 보호층 형성용 수지 용액 A 대신에, 비교 합성예 1에서 얻어진 보호층 형성용 수지 용액 D를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 처리를 하여, 필름 D1을 얻었다.
<평가>
실시예 및 비교예에서 얻어진 각 투명 내열 난연 필름(비교예 1은 필름 D1)에 관해서 이하의 평가를 했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 한편, 내열성 등의 평가 항목에 대해서는, 투명 내열 보호층을 형성하기 전의 열가소성 수지 필름에 관해서도 같은 평가를 했다. 표 1의 괄호 안의 수치 등은 투명 내열 보호층을 형성하기 전의 열가소성 수지 필름의 평가 결과를 나타내는 것이다.
(1) 전광선 투과율
주식회사 무라카미쇼쿠사이기쥬츠겐큐쇼 제조의 헤이즈미터(상품명 「HR-100」)를 이용하여, 전광선 투과율(%)(두께: 100 ㎛의 샘플)을 측정했다.
(2) 내열성
각 필름을 10 cm·2 cm의 크기로 컷트하여, 길이 방향의 끝에 5 g의 추를 붙이고, 250℃의 건조기 내에서 1 시간 매달아, 필름의 변화 유무를 눈으로 확인하여 관찰했다. 표 1에서 「절단」이란, 필름이 끊어졌음을 의미한다.
(3) 기계적 물성
각 필름을 세로 5 cm, 폭 1 cm로 컷트하여, 오토그래프(SHIMAZU사 제조)의 척부에 길이 2 cm가 되도록 셋트하고, 300 mm/min의 속도로 인장 시험을 하여, 인장 강도(MPa), 인장 신장율(%)을 측정했다.
(4) 난연성
UL94에 기초하여 난연성을 평가했다.
(5) 선팽창 계수(cm/cm·℃)
ASTEM D696에 준하여 선팽창 계수를 측정했다.
(6) 연필 경도
JIS K5401에 준하여 필름 표면의 연필 경도를 측정했다.
(7) 굽힘 강도
각 필름을 세로 5 cm, 폭 1 cm로 컷트하여, 길이 방향의 중앙부에 있어서, 180도로 절곡된 상태에서 1분간 유지하고, 필름 상의 투명 내열 보호층(보호층)의 상태를 눈으로 확인하여 관찰했다.
Figure pct00002
본 발명의 투명 내열 난연 필름에 따르면, 열가소성 수지 필름의 표면에 특정 실리콘 수지 조성물로 형성된 투명 내열 보호층을 갖기 때문에, 매우 높은 투명성, 내열성 및 난연성을 지닌다. 또한, 높은 방오성도 지닌다. 더욱이, 상기 투명 내열 보호층을 형성함으로써, 원래의 열가소성 수지 필름보다도 우수한 투명성, 내열성, 난연성, 방오성, 표면 경도, 굽힘 강도 등을 부여할 수 있다.
1: 열가소성 수지 필름, 2: 투명 내열 보호층, 3: 투명 내열 난연 필름

Claims (8)

  1. 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성의 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면에, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지에 의해 형성된 투명 내열 보호층을 갖는 투명 내열 난연 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 내열 보호층의 굴절율이 1.40~1.43의 범위에 있는 투명 내열 난연 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 내열 보호층의 두께가 1~100 ㎛의 범위에 있는 투명 내열 난연 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 산화물 입자가, 그 일차 입자경이 1~100 nm의 범위에 있고, 그 표면 전위가 pH 2~5의 범위에 있는 콜로이달 실리카이며, 이 콜로이달 실리카 표면의 실라놀기가 상기 폴리실록산 수지와 화학 결합하여 상기 폴리실록산 수지를 가교하고 있는 투명 내열 난연 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리실록산 수지가, 분자 내에 알콕시실릴기 및 실라놀기에서 선택된 적어도 1종의 반응성기를 갖고 있고, 이 반응성기의 총 함유량이 8~48 중량%인 폴리실록산 수지이며, 이 폴리실록산 수지가 상기 무기 산화물 입자와 화학 결합에 의해 가교되어 있는 투명 내열 난연 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재한 투명 내열 난연 필름을 이용한 연소 방지 필름.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재한 투명 내열 난연 필름을 이용한 광학용 필름.
  8. 열변형 온도가 250℃ 이하이고 투명한 비정질성의 열가소성 수지 필름의 적어도 한쪽의 면에, 무기 산화물 입자가 가교제로서 함유된 폴리실록산 수지를 포함하는 실리콘 수지 조성물로 형성된 투명 내열 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 내열 난연 필름의 제조 방법.
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