TW201529320A - 雙軸配向聚酯薄膜 - Google Patents

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Tadamasa Suzuki
Masato Horie
Takuji Higashioji
Yusuke Ura
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Abstract

茲提供一種耐濕熱性、耐熱性優異,不僅可長期耐受在高溫恆濕下使用,且加工性亦優良的馬達電絕緣用聚酯薄膜。 一種雙軸配向聚酯薄膜,其係滿足下述(1)至(3)之要件:(1)構成薄膜的聚酯樹脂組成物含有有機粒子,其含量相對於構成薄膜的聚酯樹脂組成物全體為1重量%以上5重量%以下;(2)前述有機粒子在25℃以上290℃以下的範圍不發生狀態變化,且,長寬比(長徑/短徑)為2以上7以下;而且,長徑為2μm以上10μm以下;(3)薄膜的空隙率為5%以下。

Description

雙軸配向聚酯薄膜
本發明係有關於一種耐熱性及耐濕熱性良好,且加工性優良的雙軸配向聚酯薄膜。
聚酯樹脂,尤為聚對苯二甲酸乙二酯(以下有簡稱PET)、或聚-2,6-萘二酸乙二酯(以下有簡稱PEN)等因機械特性、熱特性、耐藥品性、電特性、成形性優良,而使用於各種用途中。將該聚酯薄膜化而成的聚酯薄膜,其中的雙軸配向聚酯薄膜,因其優良的機械特性、電特性等,而使用於作為太陽能電池背板、熱水器馬達用電絕緣材料、混合動力車等所使用的汽車空調馬達用電絕緣材料或驅動馬達用電絕緣材料、磁記錄材料、或電容器用材料、包裝材料、建築材料、照相用途、繪圖用途、感熱轉印用途等的各種工業材料。
此等用途當中,在使用於電絕緣材料(例如空調用壓縮機馬達)用途時,由於係在伴隨冷媒的壓縮、膨脹而成為高溫的環境下使用,因此,在聚酯樹脂當中通常使用耐熱性優良的PEN(專利文獻1、2)。然而,PEN因其剛性的分子結構,加工性差,於加工時會發生薄膜破裂的問題。因此,為解決所述問題,需要特別的加工步驟(專利文獻3)。從而,兼具耐熱性與加工性的聚酯薄 膜之必要性極高。而且,其在作為電絕緣材料使用於太陽能電池之背板(BS)的情況下,為了耐受長期使用,尚要求在高溫高濕條件下也不會發生水解所致之劣化的所謂的耐濕熱性。
加之,近年來,由環保方面而言,作為空調 用的冷媒,非以氫氟氯碳化物(HCFC),反之氫氟碳化物(HFC)漸普及化(專利文獻4)。HFC所代表的冷媒R32因其熱特性,被指出壓縮機的使用環境溫度比習知者更為高溫,對使用於空調用之壓縮機馬達用途的薄膜之耐熱性的要求提高。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平9-300452號公報
[專利文獻2]日本特開2007-99971號公報
[專利文獻3]日本特開平6-335960號公報
[專利文獻4]日本特表2011-525204號公報
上述以專利文獻3所記載之方法所得到的聚酯薄膜,其耐熱性雖優良,但並未獲得可滿足的加工性。又,由於需要特別的加工步驟,而有發生良率惡化的課題。
本發明之課題係鑒於所述習知技術的背景,在於提供一種耐熱性、耐濕熱性優異,且加工性優良的 薄膜。
為解決前述課題,本發明係採用以下構成。亦即,[I]一種雙軸配向聚酯薄膜,其係滿足下述(1)至(3)之要件:(1)構成薄膜的聚酯樹脂組成物含有有機粒子,其含量相對於構成薄膜的聚酯樹脂組成物全體為1重量%以上5重量%以下;(2)前述有機粒子在25℃以上290℃以下的範圍不發生狀態變化,且,長寬比(長徑/短徑)為2以上7以下;而且,長徑為2μm以上10μm以下;(3)薄膜的空隙率為5%以下。
[II]如[I]之雙軸配向聚酯薄膜,其緩衝率為10%以上。
[III]如[I]或[II]之雙軸配向聚酯薄膜,其中前述有機粒子係以二甲基聚矽氧烷作為主要構成成分的聚矽氧烷粒子。
[IV]如[I]至[III]中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其中前述有機粒子其使用硬度計A型所求得的硬度為30以上80以下。
[V]如[I]至[IV]中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其在900nm以上2500nm以下之波長區域的平均反射率為35%以上。
[VI]如[I]至[V]中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其白度為20%以上、霧度為80%以上。
[VII]如[I]至[VI]中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其係使用於馬達配線的電絕緣用途。
[VIII]如[I]至[VI]中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其係使用於空調用之壓縮機馬達。
[IX]一種太陽能電池用背板,其係使用如[I]至[VI]中任一項之薄膜。
根據本發明,可提供一種耐熱性、耐濕熱性、加工性優良的雙軸配向聚酯薄膜。依本發明所得到的薄膜,由於在高溫高濕度條件下亦可抑制物性的降低,而能夠提供一種在使用於作為空調壓縮機馬達、太陽能電池背板等的電絕緣構件的情況下亦可耐受長期使用的雙軸配向聚酯薄膜。
1‧‧‧有機粒子
2‧‧‧與薄膜平面方向平行之方向上的有機粒子的一端(左端)
3‧‧‧與薄膜平面方向平行之方向上的有機粒子的另一端(右端)
4‧‧‧連結有機粒子的一端(左端)2與有機粒子的另一端(右端)3的線段(長徑)
5‧‧‧線段4的中點
6‧‧‧通過中點5,且位於與線段4垂直之線上的有機粒子的一端(上端)
7‧‧‧通過中點5,且位於與線段4垂直之線上的有機粒子的另一端(下端)
8‧‧‧連結有機粒子的一端(上端)6與有機粒子的另一端(下端)7的線段(短徑)
第1圖為示意性地表示觀察薄膜的剖面時所觀測到之有機粒子的形狀的圖。
第2圖為示意性地表示觀察薄膜的剖面時所觀測到之有機粒子的形狀的圖。
第3圖為示意性地表示觀察薄膜的剖面時所觀測到之有機粒子的形狀的圖。
第4圖為示意性地表示觀察薄膜的剖面時所觀測到之有機粒子的形狀的圖。
[實施發明之形態]
以下舉出具體例,對本發明詳細加以說明。
本發明之聚酯薄膜需為經雙軸配向的聚酯薄膜。
此處所稱聚酯,係指具有二羧酸構成成分與二醇構成成分而成者。此外,於本說明書內,構成成分係表示可藉由將聚酯水解而得到的最小單元。
作為構成所述聚酯的二羧酸構成成分,可舉出丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、二聚酸、二十烷二酸、庚二酸、壬二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸等脂肪族二羧酸類;金剛烷二羧酸、降冰片烯二羧酸、環己二甲酸、十氫萘二羧酸等脂環族二羧酸;對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、4,4’-二苯基二羧酸、4,4’-二苯基醚二羧酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、苯基茚烷二羧酸、蒽二羧酸、菲二羧酸、9,9’-雙(4-羧苯基)茀酸等芳香族二羧酸等二羧酸、或者其酯衍生物,不限定於此等。
又,作為構成所述聚酯的二醇構成成分,可舉出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇等脂肪族二醇類;環己二甲醇、螺二醇等脂環族二醇類;雙酚A、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇、9,9’-雙(4-羥苯基)茀、芳香族二醇類等二醇、上述二醇複數個連結而成者等作為其例,不限定於此等。
本發明之雙軸配向聚酯薄膜需滿足下述(1) 至(3):(1)構成薄膜的聚酯樹脂組成物含有有機粒子,其含量相對於構成薄膜的聚酯樹脂組成物全體為1重量%以上5重量%以下;(2)前述有機粒子在25℃以上290℃以下的範圍不發生狀態變化,且,長寬比(長徑/短徑)為2以上7以下;而且,長徑為2μm以上10μm以下;(3)薄膜的空隙率為5%以下。
構成本發明之雙軸配向聚酯薄膜的聚酯樹脂 組成物需含有有機粒子,且相對於構成薄膜的聚酯樹脂組成物全體之有機粒子的含量為1重量%以上5重量%以下。有機粒子的含量小於1重量%時,無法賦予充分的耐熱性、耐濕熱性、加工性。含量大於5重量%時,則無法製成耐熱性、耐濕熱性優良的薄膜。
又,構成本發明之雙軸配向聚酯薄膜的聚酯 樹脂組成物所含有的有機粒子,需在25℃以上290℃以下的範圍不發生狀態變化。此處所稱「不發生狀態變化」,係指依據JIS K7121(1999),以20℃/分鐘的升溫速度自某一溫度進行升溫至某一溫度而得到差示掃描熱量測定圖(取縱軸為熱能、橫軸為溫度)時,不具有大於5J/g的吸熱峰、大於5J/g的放熱峰、及玻璃轉移點任一種者。亦即,「在25℃以上290℃以下的範圍不發生狀態變化」,係指以20℃/分鐘的升溫速度,自25℃進行升溫至290℃而得到差示掃描熱量測定圖(取縱軸為熱能、橫軸為溫度)時,不具有大於5J/g的吸熱峰、大於5J/g的放熱峰、及玻 璃轉移點任一種者。
此處所謂的「峰」係指峰的半高寬為1℃以 上45℃以下者。
欲由聚酯獲得雙軸配向聚酯薄膜時,一般而 言係採用熔融擠出法。聚酯的熔點為室溫以上300℃以下。若該有機粒子在25℃以上300℃以下不發生狀態變化時,使有機粒子含於聚酯樹脂組成物中進行熔融擠出而得到薄膜的情況下,可於聚酯薄膜中使該有機粒子以保持粒子本身之形狀的狀態存在。藉著使有機粒子以保持形狀的狀態存在於聚酯樹脂中,可對聚酯薄膜賦予更高的耐熱性、耐濕熱性、加工性。另一方面,若有機粒子在25℃以上290℃以下發生狀態變化時,將聚酯熔融擠出時,有機粒子無法保持粒子本身的形狀,而無法獲得對聚酯薄膜賦予耐熱性、耐濕熱性、加工性的效果。有機粒子不發生狀態變化的更佳範圍為25℃以上300℃以下,更佳為25℃以上310℃以下。
構成本發明之雙軸配向聚酯薄膜的聚酯樹脂 組成物所含有的有機粒子的長寬比(長徑/短徑)需為2以上7以下,且,長徑為2μm以上10μm以下。
有機粒子的長寬比、長徑可採用以下方法求得:
1.利用切片機(Microtome),於厚度方向在不使其破裂下與薄膜面方向垂直地切出薄膜剖面。
2.接著對切出之剖面,利用掃描式電子顯微鏡(SEM)進行觀察,得到放大5000倍觀察的影像。此外,觀察部位 在聚酯薄膜內係隨意地設定,惟,使影像的上下方向與薄膜的厚度方向、影像的左右方向與薄膜面方向分別平行。
3.對影像中的有機粒子逐一求取短徑與長徑。以下,利 用第1圖~第3圖來說明。在第1圖~第3圖中,分散體1之長徑係指將與薄膜面方向平行之方向上的分散體的一端(與薄膜面方向平行之方向上的分散體的最左端)2至另一端(與薄膜面方向平行之方向上的分散體的最右端)3,以線段4連結時的線段4的長度。於此,線段4未必需要與薄膜面方向平行(參照第2圖、第3圖)。又,短徑係指將通過線段4的中點5,且位於與線段4垂直之線上的分散體的一端(上端)6至另一端(下端)7以線段8連結時的線段8的長度。於此,線段8未必需要包含中點5(參照第3圖)。
於本案中,如前述,既定義長徑、短徑。因 此,例如在薄膜中含有如第4圖所示之有機粒子時,短徑(線段8)可較長徑(線段4)為長。
4.將長徑除以短徑的值(長徑/短徑)作為該分散體的長寬比。
5.對影像中的其他的有機粒子亦同樣地求取長寬比。惟,作為量測對象者係僅限於有機粒子的全體收容於影像內者。
6.作為薄膜面方向,分別針對與薄膜寬度方向平行之方向、從與薄膜寬度方向平行之方向順時針旋轉45°的方向、從與薄膜寬度方向平行之方向順時針旋轉90°旋轉的方向(與薄膜長度方向平行之方向)、從與薄膜寬度方向平 行之方向順時針旋轉135°的方向,隨意地變更切割部位,各以10次進行1.至5.之程序。由40次測定的平均值算出有機粒子的長寬比(長徑/短徑)及長徑。當薄膜寬度方向不明確時,係以與薄膜端部平行或略呈平行的方向作為薄膜寬度方向。
7.構成薄膜的聚酯樹脂組成物,除有機粒子外尚含有無 機粒子等情況下,利用能量分散型X射線分光法(EDX)進行與SEM觀察影像相同部分的組成的繪圖(mapping),僅量測有機粒子的大小。
使構成薄膜的聚酯樹脂組成物所含有之有機 粒子的長寬比成為2以上7以下的方法不特別限定。例如,可舉出將硬度高達不因薄膜成形時所施加的力而變形的程度,且長寬比為2以上7以下的有機粒子添加至作為薄膜之原料的聚酯樹脂組成物的方法;將使用硬度計A型所求得的硬度為30以上80以下的有機粒子添加至作為薄膜之原料的聚酯樹脂組成物,再以後述之方法,對含有有機粒子的聚酯樹脂組成物實施雙軸延伸的方法等。以後述之方法對聚酯樹脂組成物實施雙軸延伸,本發明之雙軸配向聚酯薄膜所含有的有機粒子即以在薄膜平面方向具有長軸的橢圓體形態分散。採用以後述之方法對聚酯樹脂組成物實施雙軸延伸的方法時,基於控制有機粒子的長寬比、長徑觀點、及製膜性觀點,對聚酯樹脂組成物添加之有機粒子的粒徑(相當於體積球之直徑的d50(中值徑))為2μm以上15μm以下係較佳者。
將聚酯薄膜使用於作為馬達配線的電絕緣構 件時,需實施配合使用形狀的薄膜裁切、彎曲之加工。 於該加工時對薄膜施加應力,尤其在裁切時刀具的刃部會對小範圍施加大的力。此時,若薄膜較硬時,薄膜無法完全吸收集中於小範圍的力,因多餘的力而導致薄膜破裂。當薄膜中存在有機粒子時,於裁切時由刀具所施予的力,被較為柔軟的有機粒子暫時吸收,接著向有機粒子的周圍分散,進而向構成薄膜的聚酯樹脂傳遞。因此,相較於不含有機粒子的情形或含有無機粒子而非有機粒子的情形,由於應力分散於薄膜全體,而不易發生薄膜的破裂。特別是,如本發明之雙軸配向聚酯薄膜所含有的有機粒子,當有機粒子以在薄膜平面方向具有長軸的橢圓體形態分散存在時,可有效引起應力的分散,而能夠有效地抑制薄膜裁切時的破裂。長寬比小於2時,未能引起應力的分散,而無法抑制薄膜的破裂;長寬比大於7時,則不易使刀具之刀刃插入至薄膜中,加工性差。
構成本發明之雙軸配向聚酯薄膜的聚酯樹脂 組成物所含有的有機粒子,其藉由前述方法所測得的長徑需為2μm以上10μm以下。長徑小於2μm時,僅局部性地引起裁切時之應力的分散,而無法抑制薄膜的破裂。 長徑大於10μm時,會發生有機粒子彼此間的干擾,而成為延伸時斷裂的原因。
又,在本發明之雙軸配向聚酯薄膜中,當有 機粒子滿足上述之長寬比、粒徑時,可提升薄膜的耐熱性、耐濕熱性。一般而言,聚酯樹脂組成物在放置於高溫下、或高濕下時,聚酯的分子鏈被切斷而發生脆化。 當聚酯樹脂組成物呈薄膜形狀時,若脆化持續演進,則呈現薄膜容易斷裂之狀態,結果導致斷裂強度降低。此處所稱斷裂強度係指採用基於ASTM-D882(1997)之拉伸試驗所得到的值,屬薄膜脆化之指標。於拉伸試驗時,對薄膜施加應力,當薄膜無法承受此應力時薄膜即至斷裂。本發明之雙軸配向聚酯薄膜,由於在構成薄膜的聚酯樹脂組成物中含有具特定形狀的有機粒子,因此在施加應力時,可分散此應力。特別是,當薄膜暴露於高溫下、高濕下時亦可提升薄膜的斷裂強度,可提升薄膜的耐熱性、耐濕熱性。
本發明之雙軸配向聚酯薄膜的空隙率需為5%以下。本發明之雙軸配向聚酯薄膜的空隙率係依以下方式求得:
A.量測前述有機粒子的長寬比、長徑之測定方法中的2.所得之影像中的薄膜剖面的面積,設其為A。
B.量測影像中所存在的所有空隙的面積,設總面積為B。於此,作為量測對象者不限於氣泡全體收容於影像內者,僅有一部分出現於影像內的空隙亦包含在內。
C.以A除以B(B/A),對其乘上100來算出聚酯薄膜的空隙率(%)。
D.對由前述6.所得到的共計40張影像皆進行同樣的量測.計算,求取各個影像中所求得之空隙率(%)的相加平均值,以該相加平均值作為該聚酯薄膜的空隙率(%)。
當薄膜中存在空隙時,空隙可發揮吸收裁切時的應力之作用;另一方面,當薄膜中存在空隙時,予以 置於高溫或高濕下時,熱或水分會進入至薄膜的空隙,自外部使薄膜的脆化持續推進。薄膜的空隙率大於5%時,耐熱性、耐濕熱性會惡化。薄膜的空隙率為1~3%之範圍時,可維持高的耐熱性、耐濕熱性,加工性特為良好,因而較佳。使薄膜的空隙率處於前述範圍的方法,可舉出:使有機粒子的含量及長徑處於上述之範圍、降低所含有之有機粒子的硬度。特別是,若有機粒子的硬度較低時,在對聚酯樹脂組成物實施雙軸延伸而製成薄膜的情況下,由於在延伸時可追隨聚酯樹脂組成物而發生變形,可抑制空隙率變大的情形,而容易使空隙率處於上述之範圍。
本發明之雙軸配向聚酯薄膜的緩衝率較佳為 10%以上。本發明中緩衝率係表示對薄膜施加500g的負載時之薄膜厚度的變化量,可藉由後述之測定方法來求得。薄膜的緩衝率愈高,對薄膜施加的力愈容易分散,因此可抑制裁切加工時的破裂。較佳為15%以上,更佳為20%以上。薄膜的緩衝率可藉由提高薄膜中的空隙率、降低所含有之有機粒子的硬度、增加有機粒子的含量來提高。
構成本發明之雙軸配向聚酯薄膜的聚酯樹脂 組成物所含有的有機粒子較佳為以二甲基聚矽氧烷作為主要構成成分的聚矽氧烷粒子。此處所稱「主要構成成分」,係指在構成有機粒子的成分當中大於90mol%者。 使有機粒子採用該構成,可使有機粒子在25℃以上290℃以上之範圍不發生狀態變化,而能夠使其在聚酯樹脂 組成物中以保持粒子之形狀的狀態分散。又,以二甲基聚矽氧烷作為主要構成成分的有機粒子,其以熱重量測定所求得之重量減量5重量%的溫度為300℃以上。因此,縱使在高溫下形成聚酯樹脂組成物時,其含量的變化亦小,而且可保持粒子形狀。尤其是機械特性優良的聚對苯二甲酸乙二酯、聚-2,6-萘二酸乙二酯,因其熔點較高,成形溫度雖為大於280℃的高溫,但在此種溫度下進行熔融擠出成形時,仍可保持粒子的含量、粒子形狀,因而較佳。
就本發明之有機粒子的硬度,使用硬度計A 型所求得的硬度較佳為30以上80以下。此外,前述之硬度係基於JIS K 6253(2012年)而求得。該範圍一般而言為有機粒子可展現如橡膠之彈性的區域。使粒子的硬度處於該區域,可提升有機粒子使對薄膜施加的力分散的能力,可提升耐熱性、耐濕熱性、加工性,因而較佳。又,於薄膜延伸時可追隨薄膜的變形、薄膜空隙率不會過大,因而較佳。
本發明之雙軸配向聚酯薄膜在900nm以上2500nm以下之波長區域的平均反射率較佳為35%以上。將本發明之雙軸配向聚酯薄膜使用於作為太陽能電池背板時,位於太陽能電池發電單元的背面的本發明之雙軸配向聚酯薄膜若反射相當於紅外線區域的900nm以上2500nm以下之波長區域的光,則可提升太陽能電池的發電效率。在900nm以上2500nm以下之波長區域的平均反射率較佳為50%以上,更佳為70%以上。在前述波長區域 的平均反射率可藉由使用具紅外反射能力的聚矽氧烷粒子作為薄膜所含有的有機粒子、增加有機粒子的含量來提高。
較佳的是本發明之雙軸配向聚酯薄膜的白度 為20%以上、霧度為80%以上。使薄膜的白度與霧度處於該範圍,將本發明之雙軸配向聚酯薄膜使用於作為馬達配線的電絕緣構件時,可提升視認性,因而較佳;又,將本發明之雙軸配向聚酯薄膜使用於太陽能電池背板時,藉由設成該範圍,可將配線等遮蔽,可提升視認性,因而較佳。更佳的是白度為40%以上、霧度為90%以上。白度、霧度可透過含有折射率與構成薄膜的聚酯樹脂相異的有機粒子、增加有機粒子的含量來提高。特別是在聚矽氧烷粒子的折射率小於1.5,且選擇聚對苯二甲酸乙二酯、聚-2,6-萘二酸乙二酯作為聚酯樹脂時,即使在少量添加該粒子的情況下仍可提升白度、霧度,因而較佳。
本發明之薄膜由於在高溫條件下使用後仍可 保持電絕緣性,因而適合用於馬達配線的電絕緣用途。 特別是,對薄膜在溫度180℃下實施500小時處理後之崩潰電壓(breakdown voltage)的保持率若為90%以上,則可適用於作為馬達配線的電絕緣用途。就崩潰電壓的保持率的求取方式係於後述。
其次,就本發明之雙軸配向聚酯薄膜的製造 方法,舉出聚對苯二甲酸乙二酯薄膜作為實例加以說明,惟本發明不應解釋為僅限定於由所述實例所得者。
作為獲得本發明所使用之聚酯的方法,可採 用根據常用方法的聚合方法。例如,可藉由使對苯二甲酸等二羧酸成分或其衍生物、與乙二醇等二醇成分以周知之方法進行酯交換反應或者酯化反應後,進行熔融聚合反應而得。又,亦可視需求使以熔融聚合反應所得到的聚酯,在聚酯的熔點溫度以下進行固相聚合反應。
作為使構成本發明之雙軸配向聚酯薄膜的聚 酯含有有機粒子的手法,可在製造聚酯薄膜的任意階段,採用向來周知之方法。例如,可將經分散於乙二醇或水等的有機粒子之漿料與聚酯之原料混合進行酯化反應或者酯交換反應,亦可在酯化或者酯交換反應結束後添加經分散於乙二醇或水等的有機粒子之漿料。又,亦可利用熔融混煉機使構成聚酯薄膜的聚酯原料與有機粒子熔融混煉。其中較佳為使構成聚酯薄膜的聚酯原料與有機粒子熔融混煉的手段。再者,亦可較佳採用製作對與構成聚酯薄膜的聚酯相同的聚酯,預先以高濃度熔融混煉有機粒子而成的母料,並視需求加以稀釋的母料法。 一般而言,使用有機粒子時,化合物彼此發生凝集,不易在薄膜中使其均勻地分散。藉由製作預先熔融混煉有機粒子而成的母料,進而使用該母料,使其與構成薄膜的聚酯樹脂熔融混煉,可使該有機粒子在薄膜中更均勻地分散,因而較佳。再者,透過該有機粒子在薄膜中更均勻地分散,非僅可提升製膜性,亦可提升耐熱性、耐濕熱性、加工性等之薄膜的性能,因而較佳。
本發明之雙軸配向聚酯薄膜可藉由向來周知 的製造方法而獲得,惟,以延伸、熱處理步驟,在以下之條件進行製造,可使聚酯薄膜中的有機粒子的形狀更容易地處於上述之範圍,因而較佳。
本發明之雙軸配向聚酯薄膜,在採用母料 (master patch)法作為有機粒子之添加方法時,可使用將對以上述方法所得之聚酯預先以高濃度熔融混煉添加劑而成的母料、與以上述方法所得之聚酯視需求乾燥後,在擠製機內加熱熔融,再由噴嘴擠出至經冷卻的流延鼓輪上而加工成片狀的方法(熔融流延法)。作為其他方法,亦可使用使原料溶於溶媒,將該溶液由噴嘴擠出至流延鼓輪、無端環帶等的支持體上形成膜狀,接著自所述膜層中將溶媒乾燥去除而加工成片狀的方法(溶液流延法)等。
採熔融流延法製造薄膜時,適合使用使構成 聚酯薄膜的原料熔融後予以導向噴嘴,再由噴嘴擠出至流延鼓輪上而加工成片狀的方法。該薄片在冷卻至表面溫度10℃以上40℃以下的鼓輪上藉由靜電密接冷卻固化,製成未延伸片。藉由對該未延伸片實施雙軸延伸可得到本發明之雙軸配向聚酯薄膜。
於擠製機中熔融擠出之際,係於氮氣環境下 使其熔融,向擠製機供給小片至以噴嘴擠出的時間係愈短愈佳;基於抑制末端羧基量增加觀點、且基於抑制熔融擠出所致之聚酯固有黏度的降低觀點,作為其標準,設為30分鐘以下,更佳為15分鐘以下,再佳為5分鐘以下係較佳者。構成本發明之雙軸配向聚酯薄膜的樹脂的末端 羧基量,基於提升耐濕熱性觀點,較佳為18eq./t(當量/t)以下。又,構成本發明之雙軸配向聚酯薄膜的聚酯的固有黏度,基於耐熱性觀點較佳為0.65dl/g以上,更佳為0.70dl/g以上。以擠製機進行熔融擠出時之擠製機的溫度,為維持有機粒子的形狀、物性,較佳為小於300℃,更佳為小於290℃。
前述所得之未延伸片較佳以(4)之條件實施 雙軸延伸。
(4)在滿足下述(i)式的溫度T1n下,朝薄膜的長度方向(MD)與薄膜的寬度方向(TD)實施雙軸延伸達面積倍率11倍以上。
(i)Tg1≦T1n≦Tg1+30℃
Tg1:構成聚酯薄膜的聚酯樹脂的玻璃轉移溫度(℃)
作為實施雙軸延伸的方法,除分開進行薄膜的長度方向(MD)與薄膜的寬度方向(與薄膜的長度方向垂直之方向、TD)之延伸的逐次雙軸延伸方法外,尚可舉出同時進行長度方向與寬度方向之延伸的同時雙軸延伸方法。
當延伸溫度(T1n)為Tg1以下時,無法實施延伸。又,T1n大於Tg1+30℃時,無法對薄膜賦予配向。
本發明之雙軸配向聚酯薄膜的較佳形態為本發明之雙軸配向聚酯薄膜所含有的有機粒子具有上述之長寬比。一般而言,對聚酯薄膜以上述方法實施延伸時,會作用朝薄膜厚度方向壓縮的力。當聚酯薄膜含有有機粒子時因延伸時對薄膜作用的力使有機粒子朝厚度方向壓延,可作成朝MD方向、TD方向具有長徑的橢圓體 。
延伸時的面積倍率可依據所含有之有機粒子 的種類、硬度來適當設定。在本發明中,為了增大有機粒子的長寬比,較佳將薄膜延伸時的面積倍率設為11倍以上。另一方面,提高面積倍率時長寬比亦變大,惟,為防長寬比增大至一定值以上,薄膜延伸時的面積倍率較佳為16倍以下。薄膜延伸時的面積倍率大於16倍時,非僅長寬比變得過大,有時亦會發生以有機粒子為起點的破損。
其次,使所得雙軸延伸薄膜完成結晶配向, 為了賦予平面性與尺寸穩定性,藉由在Tg1以上且小於構成聚酯薄膜的樹脂之熔點的溫度下進行1秒以上30秒以下的熱處理,均勻地徐冷後,冷卻至室溫,即得本發明之雙軸配向聚酯薄膜。
依本發明所得到的薄膜,除加工性優良外, 由於在高溫高濕度條件下亦可抑制物性的降低,故可適用於使用HFC等作為冷媒的壓縮機之使用環境溫度較以往更為高溫的馬達的電絕緣構件、尤為空調用之壓縮機馬達用途。又,可適用於作為太陽能電池背板。
[特性的評定方法] A.聚酯薄膜的末端羧基量
根據Maulice之方法依以下條件進行測定(文獻M.J.Maulice,F.Huizinga,Anal.Chim.Acta,22 363(1960))。將2g聚酯樹脂組成物在溫度150℃下溶解於50mL鄰甲酚/氯仿(重量比7/3),使用0.05N之KOH/甲醇溶 液進行滴定,測定末端羧基量,以eq./聚酯1t的值表示。此外,滴定時的指示劑係使用酚紅,以由黃綠色轉變為淡紅色的時刻作為滴定之終點。如有不溶物存在時,則將濾除不溶物後的濾液供予測定。又,測定將不溶物乾燥後的重量,以由聚酯樹脂組成物的重量扣除該重量所得的值作為試料的量,算出末端羧基量。
B.聚酯樹脂的玻璃轉移溫度(Tg1)
依據JIS K7121(1999),使用SEIKO電子工業(股)製差示掃描熱量測定裝置”ROBOT DSC-RDC220",數據解析使用DISK SESSION”SSC/5200",依下述要領實施測定。在試樣秤盤中秤量5mg試料,將試料從25℃以20℃/分鐘之升溫速度加熱至300℃(1stRUN),於此狀態下保持5分鐘,接著予以急冷至25℃以下。立即接著再度從25℃以20℃/分鐘之升溫速度進行升溫至300℃進行測定,得到2ndRUN之差示掃描熱量測定圖(取縱軸為熱能、橫軸為溫度)。在該2ndRUN之差示掃描熱量測定圖中,於玻璃轉移之階梯狀的變化部分,由各基線經延長的直線至縱軸方向上位於等距離的直線與玻璃轉移之階梯狀的變化部分的曲線相交的點來求取。若觀測到2個以上之玻璃轉移之階梯狀的變化部分時,則對各者求出玻璃轉移溫度,以將此等溫度平均後的值作為試料的玻璃轉移溫度(Tg1)(℃)。
C.聚酯樹脂的熔點(Tm1)
依據JIS K7122(1999),使用SEIKO電子工業(股)製差示掃描熱量測定裝置”ROBOT DSC-RDC220",數據解析 使用DISK SESSION”SSC/5200",依下述要領實施測定。
在試樣秤盤中秤量5mg試料,將試料從25℃以20℃/分鐘之升溫速度加熱至300℃(1stRUN),於此狀態下保持5分鐘,接著予以急冷至25℃以下。立即接著再度從25℃以20℃/分鐘之升溫速度進行升溫至300℃,得到2ndRUN之差示掃描熱量測定圖(取縱軸為熱能、橫軸為溫度)。求取該2ndRun之差示掃描熱量測定圖之屬吸熱峰的結晶熔解峰的峰頂溫度,以其為Tm1(℃)。若觀測到2個以上之結晶熔解峰時,則以溫度最低的峰頂溫度為Tm1(℃)。
D.聚酯薄膜的耐濕熱性、太陽能電池背板的耐濕熱性
將試料(聚酯薄膜或太陽能電池背板)裁切成1cm×20cm的大小,分別使長邊與薄膜的長度方向.寬度方向平行,基於ASTM-D882(1997),測定以夾頭間距5cm、拉伸速度300mm/分鐘拉伸時的斷裂強度。此外,試樣數係取n=5,另分別針對薄膜的長度方向、寬度方向進行測定後,求出彼等的平均值,以其為薄膜的斷裂強度S0。
其次,對同樣地切出之薄膜,以Tabai Espec(股)製壓力鍋,在溫度125℃、相對濕度100%RH的高濕熱條件下進行處理後,測定斷裂強度。此外,測定係取n=5,分別針對薄膜的長度方向、寬度方向進行測定,以其平均值為斷裂強度S1。使用所得斷裂強度S0,S1,依以下(a)式算出強度保持率。將處理時間以每隔1小時的方式變更,以強度保持率達50%以下的處理時間為強度半衰期。
(a)強度保持率(%)=S1/S0×100
由所得強度半衰期,如下判定薄膜的耐濕熱性:強度半衰期為60小時以上的情形:A
強度半衰期為50小時以上且小於60小時的情形:B
強度半衰期為40小時以上且小於50小時的情形:C
強度半衰期小於40小時的情形:D
A、B、C為良好,其中A為最優良。
E.有機粒子之二甲基聚矽氧烷的構成比例(mol%)
利用Chemagnetics公司製固態核磁共振測定儀(型號CMX-300),依DD法(dipole decoupling法)測定29Si-NMR光譜、13C-NMR光譜。由二甲基聚矽氧烷的29Si、13C的峰面積,算出二甲基聚矽氧烷在有機粒子中所占的比例,作為二甲基聚矽氧烷的構成比例(mol%)。
F.聚酯薄膜的耐熱性
基於前述D.項,求出薄膜的斷裂強度S0。其次,對同樣地切出之薄膜,以Tabai Espec(股)製吉爾烘箱(Geer oven),在溫度180℃的高溫條件下進行乾熱處理後,測定斷裂強度。此外,測定係取n=5,分別針對薄膜的長度方向、寬度方向進行測定,以其平均值為斷裂強度S2。使用所得斷裂強度S0,S2,依以下(b)式算出強度保持率。將處理時間以每隔1小時的方式變更,以強度保持率達50%以下的處理時間為強度半衰期。
(b)強度保持率(%)=S2/S0×100
由所得強度半衰期,如下判定薄膜的耐熱性: 強度半衰期為550小時以上的情形:A
強度半衰期為450小時以上且小於550小時的情形:B
強度半衰期為350小時以上且小於450小時的情形:C
強度半衰期小於350小時的情形:D
A、B、C為良好,其中A為最優良。
G.聚酯薄膜的厚度(μm)
薄膜厚度係利用針盤量規,依據JIS K7130(1992年)A-2法,在將薄膜重疊10片的狀態下對任意5處測定厚度。由其平均值除以10,以此為薄膜厚度。
H.聚酯薄膜的衝切性
利用高分子計器(股)製試片衝切機,將薄膜衝切成JIS K-6251所記載的5號型啞鈴形。對薄膜逐一實施衝切,於衝切10片之際計數端面發生破裂或剝離的片數M,評定衝切性。
0≦M≦1:衝切性A
1<M≦2:衝切性B
2<M≦3:衝切性C
3<M:衝切性D
A為最優良,D為最差。
I.聚酯薄膜的固有黏度IV
使聚酯樹脂組成物溶解於100ml鄰氯酚(溶液濃度C=1.2g/dl),利用奧氏黏度計測定該溶液在25℃下的黏度。又,同樣地測定溶媒的黏度。利用所得溶液黏度、溶媒黏度,依下述(c)式算出[η](dl/g),以所得值為固有黏度(IV)。
(c)ηsp/C=[η]+K[η]2.C
(於此,ηsp=(溶液黏度(dl/g)/溶媒黏度(dl/g))-1、K為赫金斯常數(取0.343))。
此外,當溶有測定試料的溶液中有不溶物時,則採用以下方法進行測定。
i)使測定試料溶解於100mL鄰氯酚,作成溶液濃度高於1.2mg/mL的溶液。於此,以供予鄰氯酚之測定試料的重量作為測定試料重量。
ii)其次,將含有不溶物的溶液過濾,進行不溶物的重量測定、與過濾後之濾液的體積測定。
iii)對過濾後之濾液追加鄰氯酚,將(測定試料重量(g)-不溶物的重量(g))/(過濾後之濾液的體積(mL)+追加之鄰氯酚的體積(mL))調整為1.2g/100mL。
(例如,在作成測定試料重量2.0g/溶液體積100mL的濃厚溶液時,將該溶液過濾時之不溶物的重量為0.2g、過濾後之濾液的體積為99mL時,係實施追加51mL鄰氯酚的調整。((2.0g-0.2g)/(99mL+51mL)=1.2g/mL))
iv)使用iii)中所得溶液,利用奧氏黏度計測定25℃下的黏度,再利用所得溶液黏度、溶媒黏度,依前述式(c)算出[η],以所得值為固有黏度IV。
J.聚酯薄膜的剖面觀察(有機粒子的長寬比、長徑)
剖面觀察係以Hitachi High-Technologies(股)製掃描式電子顯微鏡S-3000N及其隨附之能量分散型X射線分析裝置進行觀察。
有機粒子的長寬比、長徑係依以下方法求取。
0.構成薄膜的聚酯樹脂組成物,除有機粒子外尚含有無機粒子等情況下,利用能量分散型X射線分光法(EDX)進行與SEM觀察影像相同部分的組成的繪圖,僅量測有機粒子的大小。
1.利用切片機,於厚度方向在不使其破裂下與薄膜面方向垂直地切出薄膜剖面。
2.接著對切出之剖面,利用掃描式電子顯微鏡(SEM)進行觀察,得到放大5000倍觀察的影像。此外,觀察部位在聚酯薄膜內係隨意地設定,惟,使影像的上下方向與薄膜的厚度方向、影像的左右方向與薄膜面方向分別平行。
3.對影像中的有機粒子逐一求取短徑與長徑。
4.將長徑除以短徑的值(長徑/短徑)作為該分散體的長寬比。
5.對影像中的其他的有機粒子亦同樣地求取長寬比。惟,作為量測對象者係僅限於有機粒子的全體收容於影像內者。
6.作為薄膜面方向,分別針對與薄膜寬度方向平行之方向、從與薄膜寬度方向平行之方向順時針旋轉45°的方向、從與薄膜寬度方向平行之方向順時針旋轉90°旋轉的方向(與薄膜長度方向平行之方向)、從與薄膜寬度方向平行之方向順時針旋轉135°的方向,隨意地變更切割部位,各以10次進行1.至5.之程序。由40次測定的平均值算出有機粒子的長寬比(長徑/短徑)及長徑。當薄膜寬度方向 不明確時,係以與薄膜端部平行或略呈平行的方向作為薄膜寬度方向。
K.聚酯薄膜的空隙率(%)
使用PLANETRON(股)製影像處理軟體Image-Pro Plus ver.4開啟前述H.項中所得的影像檔,進行影像解析。以灰階表示將前述H.項中所得的影像,空隙部分呈黑色。以該軟體計數黑色部分的面積,設空隙的總面積B,算出薄膜的空隙率。
L.聚酯薄膜的緩衝率(%)
將針盤量規式厚度計(JIS B 7503(1997);PEACOCK公司製UPRIGHT DIAL GAUGE(0.001×2mm);No.25;量規頭5mmφ平型)設置於針盤量規臺座(No.7001DGS-M)。測定由此所得的薄膜厚度(d0)。進而,測定對針盤量規按壓部分施加500g重之負載時的厚度(d500),依下述(d)式算出緩衝率。
(d)緩衝率(%)={(d0-d500)/d0}×100
對同一試樣進行同樣的測定5次,以所得緩衝率的平均值為該試樣的緩衝率。
M.聚酯薄膜的有機粒子含量(重量%)
若有機粒子可溶於鄰氯酚時,適當選擇僅溶解構成薄膜的聚酯樹脂的溶媒。作為一例,可舉出六氟異丙醇。
基於JIS K6813,如以下方式求取。秤量試料,設重量為m0。使該試料溶解於鄰氯酚,僅採取、過濾不要物質,以乾燥後的重量為m1。將不要物質載置於試樣舟皿中 ,以預先加熱至450℃的圓筒形電爐在氮氣環境下加熱45分鐘。在氮氣環境下將試樣舟皿放置冷卻10分鐘後,轉移至乾燥器放置冷卻至室溫後,秤量重量,設為m2。
有機粒子的含量(重量%)係依以下(e)式算出。進行此試行5次,以算術平均作為含量(重量%)。
(e)(m1-m2)/m0×100
N.有機粒子的硬度
基於JIS K 6253(2012),以硬度計A型(高分子計器(股)製ASKER橡膠硬度計A型)進行測定。配合測定裝置之針形狀的大小地成型粒子,供予測定。當測定值大於90時,視為硬度計A型的測定上限以上。
O.有機粒子的狀態變化
作為由聚酯薄膜中僅取出有機粒子的方法,可舉出依序進行以下(1)至(3)的方法。
(1)將聚酯薄膜溶解於鄰氯酚、六氟異丙醇等溶媒,使聚酯樹脂在溶媒中溶出。
(2)由(1)中所得之液體,僅過濾萃取出不溶物,以(1)中所使用溶媒加以清洗。
(3)將所得過濾物以乙醇加以清洗,在60℃、2小時真空下進行乾燥。
依據JIS K7121(1999),使用SEIKO電子工業(股)製差示掃描熱量測定裝置”ROBOT DSC-RDC220",數據解析使用DISK SESSION”SSC/5200",依下述要領實施測定。
在試樣秤盤中秤量5mg試料,將試料從25℃以20℃/分鐘之升溫速度加熱至350℃,得到差示掃描熱量測定圖(取 縱軸為熱能、橫軸為溫度)。於該差示掃描熱量測定圖中,在(i)觀察到玻璃轉移時;(ii)觀察到5J/g以上的放熱峰時;(iii)觀察到5J/g以上的吸熱峰時之觀察到任一者的情況下,視為有機粒子有狀態變化。若為(i)時,求取由各基線經延長的直線至縱軸方向上位於等距離的直線與玻璃轉移之階梯狀的變化部分的曲線相交的點所求得的溫度;若為(ii)、(iii)時則求取峰頂溫度。
半高寬係依以下方式求取。在如上述所得之差示掃描熱 量測定圖中,得到從基線上凸(放熱側)或下凹(吸熱側)的曲線時,從曲線的頂點起拉出與圖表縱軸平行的直線,得到該直線與基線的交點。拉出通過連結頂點與該交點之線段的中點並與基線平行的直線,算出該直線、與圖中曲線之交點的長度(℃)。當該寬度為1℃以上45℃以下時,將上凸或下凹之曲線判定為放熱峰或吸熱峰。
以在測定溫度範圍內,觀測到(i)(ii)(iii)任一者的溫度作為發生狀態變化的溫度。
P.聚酯薄膜的電特性
將試料切成測定片之形狀(100mm×100mm),依循JIS C2110-2項測定崩潰電壓,設所得值為V0(V)。又,對試料以Tabai Espec(股)製吉爾烘箱,在溫度180℃的高溫條件下進行500小時乾熱處理後,予以切成測定片之形狀進行同樣的測定,設所得值為V1(V)。依下述(f)式,求取崩潰電壓保持率。測定係取n=3進行,由保持率的平均值,評定施加熱負載後的電絕緣保持性(電特性)。
(f)保持率(%)=V1/V0×100
由所得保持率,如下判定。
保持率為98%以上:A
保持率為95%以上且小於98%:B
保持率為90%以上且小於95%:C
保持率小於90%,或者在測定中試料被破壞而無法測定者:D
A、B、C屬電特性優良。
Q.聚酯薄膜的白度(%)
依據JIS L 1015(1999)8.17項b)2波長法來求取。利用島津製作所(股)製UV-260來測定。利用波長450nm的反射率B(%)及波長550nm的波長G(%)之值,由以下式(g)求取。
(g)白度(%)=4B(%)-3G(%)
R.聚酯薄膜的霧度(%)
基於JIS K 7136(1999),利用日本電色工業(股)製霧度計NDH5000來測定。
S.聚酯薄膜的平均反射率(%)
對日立製作所製分光光度計(U-3410Spectrophotomater)安裝φ60積分球130-0632((股)日立製作所)及傾斜10°之間隔件,測定反射率。帶通係設為2nm/servo、增益設為3,對900nm~2500nm之範圍以120nm/min.之掃描速度每隔1nm測定反射率,求出各波長之反射率的平均值,作為聚酯薄膜的平均反射率。為了將反射率基準化,係使用裝置隨附之氧化鋁板作為標準反射板。
[實施例]
以下,對本發明列舉實施例加以說明,惟本發明不必然受此等所限定。
[PET-A、PET-B的製造]
由對苯二甲酸及乙二醇,以三氧化銻為觸媒,依常用方法進行聚合,得到PET-B。所得PET-B的玻璃轉移溫度為81℃、熔點為255℃、固有黏度為0.68dl/g、末端羧基量為20eq./t。其次,使PET-B依常用方法進行固相聚合,得到PET-A。所得PET-A的玻璃轉移溫度為82℃、熔點為255℃、固有黏度為0.85dl/g、末端羧基量為11eq./t。
[PEN-A的製造]
由2,6-萘二羧酸二甲酯及乙二醇,以乙酸錳為觸媒,實施酯交換反應。酯交換反應結束後,以三氧化銻為觸媒依常用方法得到PEN-A。所得PEN-A的玻璃轉移溫度為124℃、熔點為265℃、固有黏度為0.66dl/g、末端羧基濃度為17eq./t。
[聚酯樹脂組成物MB-1的製造]
將80重量份PET-A、20重量份作為有機粒子的信越化學工業(股)製聚矽氧烷粉末KMP605(粒徑2μm)投入至通氣之擠製機中,在280℃下於該擠製機內使其熔融混煉,製成聚酯樹脂組成物MB-1。
[聚酯樹脂組成物MB-2的製造]
將80重量份PET-A、20重量份作為有機粒子的信越化學工業(股)製聚矽氧烷粉末KMP600(粒徑5μm)投入至通氣之擠製機中,在280℃下於該擠製機內使其熔融混煉,製 成聚酯樹脂組成物MB-2。
[聚酯樹脂組成物MB-3的製造]
將80重量份PET-A、20重量份作為有機粒子的信越化學工業(股)製聚矽氧烷粉末KMP601(粒徑12μm)投入至通氣之擠製機中,在280℃下於該擠製機內使其熔融混煉,製成聚酯樹脂組成物MB-3。
[聚酯樹脂組成物MB-4的製造]
將80重量份PET-A、20重量份作為有機粒子的信越化學工業(股)製聚矽氧烷粉末X-52-7030(粒徑0.8μm)投入至通氣之擠製機中,在280℃下於該擠製機內使其熔融混煉,製成聚酯樹脂組成物MB-4。
[聚酯樹脂組成物MB-5的製造]
將80重量份PET-A、20重量份作為有機粒子的MITSUBISHI RAYON(股)製METABLEN S2001(聚四氟乙烯之丙烯酸改質物)投入至通氣之擠製機中,在270℃下於該擠製機內使其熔融混煉,製成聚酯樹脂組成物MB-5。MB-5於擠出中劇烈發生樹脂之劣化,產率極差。
[聚酯樹脂組成物MB-6的製造]
將80重量份PET-A、20重量份作為有機粒子的信越化學工業(股)製聚矽氧烷粉末KMP602(粒徑30μm)投入至通氣之擠製機中,在280℃下於該擠製機內使其熔融混煉,製成聚酯樹脂組成物MB-6。
[聚酯樹脂組成物MB-7的製造]
將80重量份PET-A、20重量份作為有機粒子的日本觸媒(股)製EPOSTAR MA1004(聚甲基丙烯酸甲酯系化合物)( 粒徑4μm)投入至通氣之擠製機中,在280℃下於該擠製機內使其熔融混煉,製成聚酯樹脂組成物MB-7。
[聚酯樹脂組成物MB-2’的製造]
將80重量份PEN-A、20重量份作為有機粒子的信越化學工業(股)製聚矽氧烷粉末KMP600投入至通氣之擠製機中,在280℃下於該擠製機內使其熔融混煉,製成聚酯樹脂組成物MB-2’。
(實施例1)
摻合87.5重量份PET-A、12.5重量份MB-1,在160℃下真空乾燥2小時後投入至擠製機,於280℃下使其熔融。將熔融之原料擠出成流延鼓輪狀,製成聚酯樹脂之薄片。接著將該薄片以經加熱之輥群預熱後,在95℃之溫度下朝長度方向(MD方向)進行3.3倍延伸後,以溫度25℃的輥群冷卻而得到單軸延伸薄膜。一面用夾具夾持所得單軸延伸薄膜的兩端,一面在拉幅機內之溫度110℃的加熱區朝與長度方向成直角的寬度方向(TD方向)進行3.4倍延伸。繼而,接著在拉幅機內的熱處理區,於200℃之溫度下實施10秒之熱處理,進而在200℃之溫度下朝寬度方向進行4%弛緩處理。其後,在冷卻區均勻地徐冷後,予以捲繞,得到厚度250μm的聚酯薄膜。將所得薄膜的各特性示於表中。可知為耐熱性、耐濕熱性、加工性優良的薄膜。
其次,捲出所得之聚酯薄膜,以金屬輥運送而塗布市售之聚酯系接著劑主劑LX703VL與聚異氰酸酯硬化劑KR90(均為DIC(股)製)以重量比15:1混合而成的 接著劑(乾燥重量4g/m2),再與作為氣體障壁薄膜的氧化鋁透明蒸鍍薄膜(TORAY ADVANCED FILM(股)製Barrialox(註冊商標);12μm厚)乾燥積層,作成太陽能電池用背板。將所得背板的特性示於表中。可知耐濕熱性優良。
(實施例2~14)
除將使用之聚酯樹脂組成物,在實施例2,3、9~11中使用MB-1、在實施例4~6、12~14中使用MB-2、在實施例7、8中使用MB-3,並如表中所記載變更聚酯薄膜的組成、延伸倍率以外,係以與實施例1同樣的方式製成聚酯薄膜、太陽能電池背板。將特性示於表中。可知與實施例1相同,耐熱性、耐濕熱性、加工性優良。特別是,可知隨著有機粒子的長徑、有機粒子的長寬比增大,聚酯薄膜的加工性、耐熱性、耐濕熱性更良好。
(實施例15~17)
除取87.5重量份PEN-A、12.5重量份MB-2’,並將擠製機之溫度設為290℃以外,係以與實施例1同樣的方式製成聚酯薄膜、太陽能電池背板。將特性示於表中。可知加工性、耐熱性、耐濕熱性優良。
(實施例18~23)
除使用之聚酯樹脂組成物採用MB-2,並將薄膜的延伸倍率、薄膜的厚度改為如表中所記載者以外係以與實施例1同樣的方式製成聚酯薄膜、太陽能電池背板。將特性示於表中。可知加工性、耐熱性、耐濕熱性優良。
(實施例24~26)
除使用之聚酯樹脂組成物採用MB-7,並將薄膜的延伸倍率、薄膜的厚度改為如表中所記載者以外係以與實施例1同樣的方式製成聚酯薄膜、太陽能電池背板。將特性示於表中。可知加工性、耐熱性、耐濕熱性優良。
(比較例1~7、9~12)
除在比較例1~3中使用MB-4、在比較例4、9中使用MB-1、在比較例5、10~12中使用MB-2、在比較例6中使用MB-6作為聚酯樹脂組成物,並設為如表所記載的有機粒子含量、延伸倍率、厚度以外,係以與實施例1同樣的方式製成聚酯薄膜、太陽能電池背板。將各特性示於表中。
在比較例1~3中由於有機粒子的長徑較小, 可知耐熱性、耐濕熱性、加工性較差。在比較例4~6中,由於長寬比較小,可知耐熱性、耐濕熱性、加工性較佳。在比較例7中由於有機粒子的長徑大於10μm,因延伸而於薄膜產生大量空隙,耐熱性、耐濕熱性、加工性差。在比較例9~12中,由於有機粒子含量小於1重量%,耐熱性、耐濕熱性、加工性差。
(比較例8)
除使用MB-6作為聚酯樹脂組成物,並設為如表所記載的有機粒子含量、延伸倍率以外,係以與實施例1同樣的方式嘗試進行製膜,惟於製膜中大量產生破裂,無法獲得聚酯薄膜。
(比較例13)
除使用MB-2作為聚酯樹脂組成物,並設為如表所記 載的有機粒子含量、延伸倍率以外,係以與實施例1同樣的方式嘗試進行製膜,惟於製膜中多處發生破裂,無法獲得聚酯薄膜。
(比較例14)
摻合2.5重量份作為有機粒子之在120℃常壓下經乾燥5小時的聚碳酸酯(PC)、97.5重量份在160℃真空下經乾燥2小時的PET-A,予以投入至280℃之擠製機,以與實施例1同樣的方式得到聚酯薄膜、太陽能電池背板。將各特性示於表中。由於PC在250℃具有狀態變化點,因此無法保持粒子本身之獨立的形狀,為耐熱性、耐濕熱性、加工性較差的薄膜。
(比較例15)
除將12.5重量份作為聚酯樹脂組成物的MB-5、97.5重量份PET-A投入至擠製機,並將擠出溫度設為270℃以外係以與實施例1同樣的方式嘗試進行聚酯薄膜的製膜。由於有機粒子在280℃具有狀態變化點(熱分解溫度),且擠出溫度與熱分解溫度相近,因此在擠出中含有有機粒子的聚酯樹脂發生劣化,無法作成薄膜。
PC 聚碳酸酯
PEN 聚-2,6-萘二酸乙二酯
PET 聚對苯二甲酸乙二酯
表中,-係表示無法測定。
[產業上可利用性]
本發明之聚酯薄膜其耐熱性、耐濕熱性、加工性優良,由於在高溫高濕度條件下亦可抑制物性的降低,而能夠適用於作為空調壓縮機馬達、太陽能電池背板等的電絕緣構件。
1‧‧‧有機粒子
2‧‧‧與薄膜平面方向平行之方向上的有機粒子的一端(左端)
3‧‧‧與薄膜平面方向平行之方向上的有機粒子的另一端(右端)
4‧‧‧連結有機粒子的一端(左端)2與有機粒子的另一端(右端)3的線段(長徑)
5‧‧‧線段4的中點
6‧‧‧通過中點5,且位於與線段4垂直之線上的有機粒子的一端(上端)
7‧‧‧通過中點5,且位於與線段4垂直之線上的有機粒子的另一端(下端)
8‧‧‧連結有機粒子的一端(上端)6與有機粒子的另一端(下端)7的線段(短徑)

Claims (9)

  1. 一種雙軸配向聚酯薄膜,其係滿足下述(1)至(3)之要件:(1)構成薄膜的聚酯樹脂組成物含有有機粒子,其含量相對於構成薄膜的聚酯樹脂組成物全體為1重量%以上5重量%以下;(2)該有機粒子在25℃以上290℃以下的範圍不發生狀態變化,且,長寬比(長徑/短徑)為2以上7以下;而且,長徑為2μm以上10μm以下;(3)薄膜的空隙率為5%以下。
  2. 如請求項1之雙軸配向聚酯薄膜,其緩衝率為10%以上。
  3. 如請求項1或2之雙軸配向聚酯薄膜,其中該有機粒子係以二甲基聚矽氧烷作為主要構成成分的聚矽氧烷粒子。
  4. 如請求項1至3中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其中該有機粒子其使用硬度計A型所求得的硬度為30以上80以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其在900nm以上2500nm以下之波長區域的平均反射率為35%以上。
  6. 如請求項1至5中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其白度為20%以上、霧度為80%以上。
  7. 如請求項1至6中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其係使用於馬達配線的電絕緣用途。
  8. 如請求項1至6中任一項之雙軸配向聚酯薄膜,其係使用於空調用之壓縮機馬達。
  9. 一種太陽能電池用背板,其係使用如請求項1至6中任一項之薄膜。
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