TW202216863A - 聚酯薄膜之製造方法、聚酯薄膜、積層薄膜 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種能夠更抑制設置於聚酯薄膜的表面上之功能層的厚度不均之聚酯薄膜之製造方法以及能夠更抑制設置於表面上之功能層的厚度不均之聚酯薄膜及積層薄膜。本發明的聚酯薄膜之製造方法具有:以薄膜狀擠出含有聚酯之熔融樹脂來形成未拉伸聚酯薄膜之擠出成形步驟;沿輸送方向拉伸未拉伸聚酯薄膜之縱向拉伸步驟;沿寬度方向拉伸單軸取向聚酯薄膜之橫向拉伸步驟;加熱雙軸取向聚酯薄膜使其熱定型之熱定型步驟;在比熱定型步驟低的溫度下加熱熱定型之聚酯薄膜來使其熱鬆弛之熱鬆弛步驟;冷卻熱鬆弛之聚酯薄膜之冷卻步驟;在冷卻步驟中沿寬度方向擴張熱鬆弛之聚酯薄膜之擴張步驟;及在聚酯基材中的至少一個表面設置含有粒子之含粒子之層之含粒子之層形成步驟,冷卻步驟中的聚酯薄膜的冷卻速度V為2200~3500℃/分鐘,並且滿足特定的下述條件1。

Description

聚酯薄膜之製造方法、聚酯薄膜、積層薄膜
本發明係關於一種聚酯薄膜之製造方法、聚酯薄膜及積層薄膜。
從加工性、機械性質、電性質、尺寸穩定性、透明性及耐藥品性等的觀點考慮,雙軸取向聚酯薄膜被廣泛地使用,例如用於裝飾薄膜、乾膜光阻劑的支撐體及保護薄膜、磁帶及積層陶瓷電容器製造用陶瓷生片的製作等中所使用之剝離薄膜等各種用途。
另一方面,雙軸取向聚酯薄膜的製造步驟中,作為抑制聚酯薄膜的輸送時所產生之褶皺(輸送褶皺)的產生之技術,已知有在表面設置含粒子之層之技術。 例如在專利文獻1中揭示有一種光阻劑用聚酯薄膜,其為在阻劑塗佈面的相反面側積層不含有平均粒徑大於40nm之粒子並且平均厚度為3~80nm的易滑樹脂層之雙軸取向聚酯薄膜,其中,確定了聚酯薄膜的易滑樹脂層側的10的點平均粗糙度(SRz)、霧度、靜摩擦係數(μs)、150℃下的熱收縮應力。
[專利文獻1]日本特開2004-361446號公報
本發明人等參閱專利文獻1中所記載之技術,進而對具有含粒子之層之聚酯薄膜之製造方法進行研究之結果發現,在雙軸取向聚酯薄膜上形成功能層來製造積層薄膜時,即使在功能層的形成前未視覺辨認凹凸或褶皺等,亦有時在將液狀組成物(例如塗佈液)塗佈於雙軸取向聚酯薄膜的表面並且進行加熱處理來形成功能層之後的積層薄膜中產生功能層的厚度不均。 該等功能層的厚度不均例如有可能在作為功能層具有裝飾層之裝飾薄膜中以顏色不均顯示裝飾層的厚度不均,使裝飾薄膜的可見性降低。又,若在其他功能層中亦產生厚度不均,則存在對具有機能性之積層薄膜的特性或外觀帶來影響之可能性。
鑑於上述情況,本發明的課題在於提供一種能夠更抑制設置於聚酯薄膜的表面上之功能層的厚度不均之聚酯薄膜之製造方法。 又,本發明的課題在於提供一種能夠更抑制設置於表面上之功能層的厚度不均之聚酯薄膜及積層薄膜。
本發明人等對上述課題進行深入研究之結果,發現了藉由以下結構能夠解決上述課題。
〔1〕一種聚酯薄膜之製造方法,其具有: 以薄膜狀擠出含有聚酯之熔融樹脂來形成至少含有聚酯基材之未拉伸聚酯薄膜之擠出成形步驟;沿輸送方向拉伸上述未拉伸聚酯薄膜來形成單軸取向聚酯薄膜之縱向拉伸步驟;沿寬度方向拉伸上述單軸取向聚酯薄膜來形成雙軸取向聚酯薄膜之橫向拉伸步驟;加熱上述雙軸取向聚酯薄膜使其熱定型之熱定型步驟;在比上述熱定型步驟低的溫度下加熱藉由上述熱定型步驟熱定型之聚酯薄膜來使其熱鬆弛之熱鬆弛步驟;冷卻藉由上述熱鬆弛步驟熱鬆弛之聚酯薄膜之冷卻步驟;在上述冷卻步驟中沿寬度方向擴張上述熱鬆弛之聚酯薄膜之擴張步驟,上述聚酯薄膜具有聚酯基材及位於上述聚酯基材中的至少一個表面上之含有粒子之含粒子之層,上述聚酯薄膜之製造方法中, 上述冷卻步驟中的上述聚酯薄膜的冷卻速度V為2200~3500℃/分鐘,並且滿足後述之條件1。 〔2〕如〔1〕所述之製造方法,其中 從上述A、上述B及上述冷卻速度V藉由後述之式(3)計算之值D為1~10000。 〔3〕如〔1〕或〔2〕所述之製造方法,其中 上述聚酯薄膜的厚度小於50μm。 〔4〕如〔1〕至〔3〕之任一項所述之製造方法,其中 在上述縱向拉伸步驟與上述橫向拉伸步驟之間還具有使用含有上述粒子之塗佈液來形成上述含粒子之層之步驟或還具有在上述擠出成形步驟中藉由將含有上述粒子及黏合劑之第2熔融體與上述熔融樹脂同時擠出來形成上述含粒子之層之步驟。 〔5〕如〔1〕至〔4〕之任一項所述之製造方法,其中 上述熱鬆弛步驟中的上述聚酯薄膜的表面溫度T2為210℃以下。 〔6〕如〔1〕至〔5〕之任一項所述之製造方法,其中 基於上述冷卻步驟之上述聚酯薄膜的冷卻速度V為2200~3000℃/分鐘。 〔7〕如〔1〕至〔6〕之任一項所述之製造方法,其中 上述b超過0%且為1.2%以下。 〔8〕一種聚酯薄膜,其具有聚酯基材及位於上述聚酯基材中的至少一個表面上之含有粒子之含粒子之層,上述聚酯薄膜中, 上述聚酯薄膜的厚度小於50μm,一邊在輸送速度30m/分鐘及輸送方向的張力100N/m的條件下輸送上述聚酯薄膜,一邊在薄膜表面的溫度成為90℃之條件下進行20秒鐘加熱處理之後,上述聚酯薄膜中所觀察到的條紋狀缺陷區域的面積的總計相對於觀察區域的總面積為40%以下。 〔9〕如〔8〕所述之聚酯薄膜,其中 上述聚酯薄膜在90℃下的寬度方向的膨脹率相對於上述聚酯薄膜在30℃下的寬度方向的尺寸為-0.15~0.15%。 〔10〕如〔8〕或〔9〕所述之聚酯薄膜,其中 上述聚酯薄膜的密度為1.39~1.41g/cm 3。 〔11〕如〔8〕至〔10〕之任一項所述之聚酯薄膜,其中 上述聚酯基材的厚度為3~40μm,上述含粒子之層的厚度為0.001~2.5μm。 〔12〕如〔8〕至〔11〕之任一項所述之聚酯薄膜,其中 上述含粒子之層含有平均粒徑為10nm以上且小於1μm之粒子P。 〔13〕如〔12〕所述之聚酯薄膜,其中 上述粒子P的平均粒徑大於上述含粒子之層的厚度。 〔14〕如〔8〕至〔13〕之任一項所述之聚酯薄膜,其中 上述含粒子之層含有平均粒徑為10~100nm之粒子P1。 〔15〕如〔8〕至〔14〕之任一項所述之聚酯薄膜,其中 上述含粒子之層含有平均粒徑超過100nm且為400nm以下之粒子P2。 〔16〕如〔8〕至〔15〕之任一項所述之聚酯薄膜,其中 上述含粒子之層所含有之粒子為樹脂粒子或上述含粒子之層所含有之粒子為無機粒子,並且上述聚酯薄膜中的至少一個表面的最大峰高Rp為5~200nm。 〔17〕如〔8〕至〔16〕之任一項所述之聚酯薄膜,其中 上述聚酯基材實質上不含有粒子。 〔18〕一種積層薄膜,其具有: 聚酯薄膜,其為藉由〔1〕至〔7〕之任一項所述之製造方法製造之聚酯薄膜或〔8〕至〔17〕之任一項所述之聚酯薄膜,並且僅在聚酯基材的一個表面上具有含粒子之層;及功能層,位於上述聚酯基材的與上述含粒子之層相反的一側的表面上,並且選自包括裝飾層、感光性樹脂層及剝離層之群組。 〔19〕如〔18〕所述之積層薄膜,其中 上述功能層為裝飾層,上述積層薄膜為裝飾薄膜。 〔20〕如〔18〕所述之積層薄膜,其中 上述功能層為感光性樹脂層,上述積層薄膜為感光性轉印薄膜。 〔21〕如〔18〕所述之積層薄膜,其中 上述功能層為剝離層,上述積層薄膜為陶瓷生片製造用剝離薄膜。 [發明效果]
依據本發明,能夠提供一種能夠更抑制設置於聚酯薄膜的表面上之功能層的厚度不均之聚酯薄膜之製造方法。 又,依據本發明,能夠提供一種能夠更抑制設置於表面上之功能層的厚度不均之聚酯薄膜及積層薄膜。
以下,對本發明的實施形態進行詳細的說明。另外,本發明並不受以下實施形態的任何限制,在本發明的目的的範圍內,能夠適當地施加變更來實施。
在本發明中,使用“~”表示之數值範圍係指將“~”前後所記載之數值作為下限值及上限值而包含之範圍。在本發明中階段性地記載之數值範圍內,可以將在某一數值範圍內記載之上限值或下限值替換為其他階段性地記載之數值範圍的上限值或下限值。又,在本發明中記載之數值範圍內,可以將在某一數值範圍內記載之上限值或下限值替換為實施例中所示之值。 本發明中,在組成物中存在複數種對應於各成分之物質之情況下,只要無特別說明,則組成物中的各成分的量係指組成物中存在之複數種物質的總量。 在本發明中,對於“步驟”這一術語,不僅包含獨立之步驟,即使在無法與其他步驟明確地進行區分之情況下,亦發揮步驟的所期待的目的,則亦包含於本術語中。 本發明中,2個以上的較佳之態樣的組合為更佳的態樣。
本發明中,僅為“聚酯薄膜”的記載包括聚酯基材單體以及聚酯基材及含粒子之層的積層體這兩者。 本發明中,“長邊方向”係指製造聚酯薄膜時的聚酯薄膜的長條方向,與“輸送方向”及“機械方向”的含義相同。 本發明中,“寬度方向”係指與長邊方向正交之方向。本發明中,“正交”並不限於嚴格的正交,包括大致正交。“大致正交”係指以90°±5°相交,以90°±3°相交為較佳,以90°±1°相交為更佳。 又,本發明中,“薄膜寬度”係指聚酯薄膜的寬度方向的兩端之間的距離。
〔聚酯薄膜〕 本發明之聚酯薄膜(以下,亦記載為“本薄膜”。)至少具有聚酯基材及位於聚酯基材中的至少一個表面上並且含有粒子之含粒子之層。 在本薄膜的實施形態的一例中,聚酯薄膜的厚度小於50μm,進行了後述之加熱處理之聚酯薄膜中所觀察到的條紋狀缺陷區域的面積相對於觀察區域的總面積為40%以下。
〔結構〕 如上所述,本薄膜具有聚酯基材及位於上述基材中的至少一個表面之含粒子之層。含粒子之層可僅形成於聚酯基材的一個表面,亦可以形成於聚酯基材的兩面。 以下,分別對聚酯基材及含粒子之層進行更詳細地記載。
<聚酯基材> 聚酯基材作為含有聚酯作為主要聚合物成分之薄膜狀的物體。在此,“主要聚合物成分”係指薄膜中所包含之所有聚合物中含量(質量)最多的聚合物。 聚酯基材可以含有單獨1種聚酯,亦可以含有2種以上的聚酯。
(聚酯) 聚酯為在主鏈上具有酯鍵之聚合物。聚酯通常為藉由使後述之二羧酸化合物與二醇化合物縮聚來形成。 作為聚酯,並無特別限制,能夠利用公知的聚酯。作為聚酯,例如可舉出聚對酞酸乙二酯(PET)及聚-2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸丙二酯(PPT)、聚對酞酸丁二酯(PBT)及該等共聚物,其中,選自包括聚對酞酸乙二酯(PET)、聚-2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)及該等共聚物之群組中之至少一個為較佳,PET為更佳。
聚酯的固有黏度為0.50dl/g以上且小於0.80dl/g為較佳,0.55dl/g以上且小於0.70dl/g為更佳。 聚酯的熔點(Tm)為220~270℃為較佳,245~265℃為更佳。 聚酯的玻璃轉移溫度(Tg)為65~90℃為較佳,70~85℃為更佳。
聚酯之製造方法並無特別限制,能夠利用公知的方法。例如,在觸媒存在下,能夠藉由使至少1種二羧酸化合物與至少1種二醇化合物縮聚來製造聚酯。
-觸媒- 用於製造聚酯之觸媒並無特別限制,能夠利用能夠用於合成聚酯之公知的觸媒。 作為觸媒,例如可舉出鹼金屬化合物(例如,鉀化合物、鈉化合物)、鹼土類金屬化合物(例如,鈣化合物、鎂化合物)、鋅化合物、鉛化合物、錳化合物、鈷化合物、鋁化合物、銻化合物、鈦化合物、鍺化合物及磷化合物。其中,從觸媒活性及成本的觀點考慮,鈦化合物為較佳。 觸媒可以僅使用1種,亦可以併用2種以上。併用選自鉀化合物、鈉化合物、鈣化合物、鎂化合物、鋅化合物、鉛化合物、錳化合物、鈷化合物、鋁化合物、銻化合物、鈦化合物、鍺化合物之至少1種金屬觸媒和磷化合物為較佳,併用鈦化合物和磷化合物為更佳。
作為鈦化合物,有機螯合鈦錯合物為較佳。有機螯合鈦錯合物係具有有機酸作為配位體之鈦化合物。 作為有機酸,例如可舉出檸檬酸、乳酸、偏苯三甲酸及蘋果酸。 作為鈦化合物,亦能夠利用日本專利第5575671號公報的0049段~0053段中所記載之鈦化合物,上述公報的記載內容被編入本說明書中。
-二羧酸化合物- 作為二羧酸化合物,二羧酸或二羧酸酯為較佳,例如可舉出脂肪族二羧酸化合物、脂環式二羧酸化合物、芳香族二羧酸化合物及該等甲基酯化合物或乙基酯化合物。其中,芳香族二羧酸或芳香族二羧酸甲基為更佳。
作為脂肪族二羧酸化合物,例如可舉出丙二酸、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、甲基丙二酸及乙基丙二酸。 作為脂環式二羧酸化合物,例如可舉出金剛烷二羧酸、降莰烯二羧酸、環己烷二羧酸及十氫萘二羧酸。
作為芳香族二羧酸化合物,例如可舉出對苯二甲酸、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’-二苯醚二羧酸、間苯二甲酸5-磺酸鈉、苯基茚滿二羧酸、蒽二羧酸、菲二羧酸及9,9’-雙(4-二羧基苯基)茀酸及該等甲基酯體。 其中,對苯二甲酸或2,6-萘二羧酸為較佳,對苯二甲酸為更佳。
二羧酸化合物可以僅使用1種,亦可以併用2種以上。作為二羧酸化合物,在使用對苯二甲酸之情況下,可以單獨使用對苯二甲酸,亦可以與間苯二甲酸等其他芳香族二羧酸或脂肪族二羧酸進行共聚。
-二醇化合物- 作為二醇化合物,例如可舉出脂肪族二醇化合物、脂環式二醇化合物及芳香族二醇化合物,脂肪族二醇化合物為較佳。
作為脂肪族二醇化合物,例如可舉出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇及新戊二醇,乙二醇為較佳。 作為脂環式二醇化合物,例如可舉出環己烷二甲醇、螺二醇及異山梨醇。 作為芳香族二醇化合物,例如可舉出雙酚A、1,3-苯二甲醇,1,4-苯二甲醇及9,9’-雙(4-羥基苯基)茀。 二醇化合物可以僅使用1種,亦可以併用2種以上。
-封端劑- 在聚酯的製造中,依需要,可以使用封端劑。藉由使用封端劑,在聚酯的末端導入源自封端劑的結構。 作為封端劑,並無限制,能夠利用公知的封端劑。作為封端劑,例如可舉出噁唑啉系化合物、碳二亞胺化合物及環氧化合物。 作為封端劑,亦能夠參閱日本特開2014-189002號公報的0055~0064段中所記載之內容,上述公報的內容被編入本說明書中。
-製造條件- 反應溫度並無限制,依原材料適當地設定即可。反應溫度為260~300℃為較佳,275~285℃為更佳。 壓力並無限制,依原材料適當地設定即可。壓力為1.33×10 -3~1.33×10 -5MPa為較佳,6.67×10 -4~6.67×10 -5MPa為更佳。
作為聚酯的合成方法,亦能夠利用日本專利第5575671號公報的0033段~0070段中所記載之方法,上述公報的內容被編入本說明書中。
聚酯基材中的聚酯的含量相對於聚酯基材中的聚合物的總質量為85質量%以上為較佳,90質量%以上為更佳,95質量%以上為進一步較佳,98質量%以上為特佳。 聚酯的含量的上限並無限制,相對於聚酯基材中的聚合物的總質量,能夠在100質量%以下的範圍內適當設定。
在聚酯基材含有聚對酞酸乙二酯之情況下,聚對酞酸乙二酯的含量相對於聚酯基材中的聚酯的總質量為90~100質量%為較佳,95~100質量%為更佳,98~100質量%為進一步較佳,100質量%為特佳。
聚酯基材可以含有除了聚酯以外的成分(例如,觸媒、未反應的原料成分及水等)。 聚酯基材實質上不含有粒子為較佳。在此,“實質上不含有粒子”定義為在藉由螢光X射線分析對聚酯基材及含粒子之層這兩者定量分析源自粒子之元素時粒子的含量相對於聚酯基材的總質量為50質量ppm以下,較佳為10質量ppm以下,更佳為檢測極限以下。這是因為,即使不積極地向基材薄膜中添加粒子,亦有時源自外來雜質的污染成分或附著於製造原料樹脂或薄膜的步驟中的生產線或裝置之污漬剝離而混入薄膜中。
從能夠抑制霧度值的上升之觀點考慮,聚酯基材的厚度為100μm以下為較佳,50μm以下為更佳,40μm以下為進一步較佳。厚度的下限並無特別限制,從提高強度且提高加工性之觀點考慮,3μm以上為較佳,4μm以上為更佳,10μm以上為進一步較佳。 聚酯基材的厚度按照後述之聚酯薄膜的厚度的測量方法來進行測量。
<含粒子之層> 含粒子之層為含有粒子之層,並且形成於聚酯基材中的至少一個表面。本薄膜藉由具有含粒子之層,能夠提高輸送性。更具體而言,能夠提高(抑制黏結性)捲繞品質,抑制輸送時的劃痕及缺陷的產生,並且減少輸送褶皺。 含粒子之層可以直接設置於聚酯基材的表面,亦可以經由其他層設置於聚酯基材的表面,但是從密接性更優異之觀點考慮,直接設置於聚酯基材的表面為較佳。
作為含粒子之層所含有之粒子,例如可舉出有機粒子及無機粒子。其中,從更提高薄膜捲繞品質、霧度及耐久性(例如,熱穩定性)之觀點考慮,無機粒子為較佳。 作為有機粒子,樹脂粒子為較佳。作為構成樹脂粒子之樹脂,例如可舉出聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA)等丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚矽氧樹脂及苯乙烯-丙烯酸樹脂。樹脂粒子具有交聯結構為較佳。作為具有交聯結構之樹脂粒子,例如可舉出具有源自二乙烯基苯的交聯結構之二乙烯基苯交聯粒子(例如,二乙烯基苯/苯乙烯共聚交聯粒子)。從抑制轉印痕之觀點考慮,樹脂粒子為較佳。 作為無機粒子,例如可舉出二氧化矽粒子(Silicon dioxide particles)、二氧化鈦粒子(氧化鈦粒子)、碳酸鈣、硫酸鋇及氧化鋁粒子(aluminum oxide particles)。上述中,從更提高霧度及耐久性之觀點考慮,無機粒子為二氧化矽粒子為較佳。
粒子的形狀並無特別限制,例如可舉出米粒狀、球形狀、立方體狀、紡錘形狀、鱗片狀、凝聚狀及不規則形狀。凝聚狀係指1次粒子所凝聚之狀態。處於凝聚狀之粒子的形狀並無限制,球狀或不規則形狀為較佳。
含粒子之層中,藉由在線塗佈法形成具有凝聚粒子、非凝聚粒子中的至少任一種之塗佈液為較佳。在此,凝聚粒子係指在塗佈液中處於凝聚狀之粒子,非凝聚粒子係指在塗佈液中不處於凝聚狀態之粒子。
作為凝聚粒子,可較佳地舉出氣相式二氧化矽粒子。作為可獲得之市售品,例如可舉出NIPPON AEROSIL CO., LTD.的AEROSIL系列。 作為非凝聚粒子,可較佳地舉出膠體二氧化矽粒子。作為可獲得之市售品,例如可舉出Nissan Chemical Industries, Ltd.製造的SNOWTEX系列。
含粒子之層可以含有單獨1種粒子,亦可以含有2種以上的粒子。 從提高薄膜的捲繞品質及抑制轉印缺陷的觀點考慮,粒子的含量相對於含粒子之層的總質量為0.01~20質量%為較佳,0.5~15質量%為更佳,1~10質量%為進一步較佳。 又,粒子的含量相對於聚酯薄膜的總質量為0.0001~0.01質量%為較佳,0.0005~0.005質量%為更佳。
(粒子P) 從提高捲繞品質及抑制轉印故障的觀點考慮,含粒子之層含有平均粒徑為10nm以上且小於1μm之粒子P為較佳。 從更提高捲繞品質之觀點考慮,粒子P的平均粒徑為0.03μm以上為較佳。又,從更抑制轉印故障之觀點考慮,粒子P的平均粒徑為0.4μm以下為較佳,0.25μm以下為更佳。 又,在某些實施形態中,從提高輸送性及捲繞品質的觀點考慮,粒子P的平均粒徑大於含粒子之層的厚度為較佳。換言之,含粒子之層含有平均粒徑為10nm以上且小於1μm並且具有大於含粒子之層的厚度之平均粒徑之粒子P為較佳。
當含粒子之層含有粒徑不同之2種以上的粒子之情況下,粒徑不同之2種以上的粒子中的至少1種為粒子P為較佳,從轉印故障及更提高捲繞品質之觀點考慮,含粒子之層含有粒徑不同之2種以上的粒子P為更佳。
含粒子之層中所含有之粒子的平均粒徑使用掃描型電子顯微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)或透過型電子顯微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)並且藉由下述方法來求出。亦即,藉由SEM或TEM觀察含粒子之層的截面,對存在於3μm×4μm的視場之所有粒子使用圖像軟件來測量每個粒子的面積,計算具有相同面積之圓的直徑(面積等效圓直徑),將所獲得之面積等效圓直徑的算術平均值作為粒子的平均粒徑。 另外,平均粒徑的測量中,對凝聚粒子測量凝聚之狀態的2次粒子的粒徑(2次粒徑)。 又,當含粒子之層含有粒徑不同之2種以上的粒子之情況下,藉由上述測量方法測量之面積等效圓直徑的分布中觀察到粒徑不同之2以上的峰值。如此,當藉由上述測量方法測量之面積等效圓直徑的分布具有粒徑不同之2以上的峰值之情況下,對每個峰值計算面積等效圓直徑的平均值,對粒徑不同之每個粒子計算平均粒徑。
含粒子之層可以含有單獨1種粒子P,亦可以含有2種以上的粒子P。 粒子P的含量包括其較佳之態樣在內,可以與上述粒子的含量相同。
在某些實施形態中,從透明性及轉印故障的觀點考慮,含粒子之層含有平均粒徑小的粒子(以下亦稱為“粒子P1”。)為較佳。具體而言,含粒子之層作為粒子P1含有平均粒徑為100nm以下的粒子為較佳,含有平均粒徑為70nm以下的粒子為更佳。粒子P1的下限並無特別限制,從更提高捲繞品質之觀點考慮,10nm以上為較佳。
粒子P1可以使用單獨1種,亦可以使用2種以上。 粒子P1的含量依據聚酯薄膜的目的和/或用途而不同,但是相對於含粒子之層的總質量為0.01~20質量%為較佳,0.5~15質量%為更佳,1~10質量%為進一步較佳。
在某些實施形態中,從提高捲繞品質之觀點考慮,含粒子之層含有平均粒徑大的粒子(以下亦稱為“粒子P2”。)為較佳。具體而言,含粒子之層作為粒子P2含有平均粒徑超過100nm的粒子為較佳。粒子P2的上限並無特別限制,小於1μm為較佳,從轉印故障及更提高捲繞品質之觀點考慮,400nm以下為更佳,250nm以下為進一步較佳。
粒子P2可以為凝聚粒子亦可以為非凝聚粒子,從轉印故障的觀點考慮,凝聚粒子為較佳。 作為粒子P2的凝聚粒子的平均2次粒徑超過100nm為較佳。又,凝聚粒子中,平均1次粒徑為100nm以下的粒子凝聚為較佳。若使用平均1次粒徑為100nm以下的粒子凝聚且平均2次粒徑超過100nm的凝聚粒子,則尤其在藉由在線塗佈法形成含粒子之層時,能夠設為所期望的Rp,能夠更提高轉印故障及捲繞品質。
粒子P2可以使用單獨1種,亦可以使用2種以上。 粒子P2的含量依據聚酯薄膜的目的和/或用途而不同,但是相對於含粒子之層的總質量為0.01~15質量%為較佳,0.05~10質量%為更佳,0.1~5質量%為進一步較佳。
從進一步提高轉印故障及捲繞品質之觀點考慮,含粒子之層含有至少1種粒子P1及至少1種粒子P2為較佳。
針對含粒子之層中所含有之粒子,能夠依據目的和/或用途適當選擇。 當用作用於形成微細圖案之乾膜光阻的支撐體之情況下,經由支撐體進行曝光時,若粒子使光散射,則成為圖案缺陷的原因,因此支撐體中要求高的透明性。從更提高透明性之觀點考慮,粒子P1的含量相對於含粒子之層中所含有之所有粒子的總含量為50~100質量%為較佳,70~100質量%為更佳。 在該情況下,殘餘部分為粒子P2為較佳。
另一方面,以提高生產性為目的要求以更高速輸送之情況下,要求高的輸送性。從更提高輸送性之觀點考慮,粒子P2的含量相對於含粒子之層中所含有之所有粒子的總含量為10~100質量%為較佳,10~50質量%為更佳,10~30質量%為進一步較佳。 在該情況下,殘餘部分為粒子P1為較佳。
(黏合劑) 含粒子之層含有黏合劑為較佳。作為黏合劑,樹脂黏合劑為較佳。作為樹脂黏合劑,例如可舉出聚丙烯酸、聚胺酯、聚酯及聚烯烴。
作為聚丙烯酸,只要係具有源自選自包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之組群中之至少1種化合物之構成單元之聚合物,則並無限制,能夠利用公知的聚丙烯酸。聚丙烯酸可以具有源自除了丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯以外的化合物(例如,烯烴化合物及苯乙烯化合物)之構成單元。 作為聚胺酯,只要係具有胺甲酸乙酯鍵之聚合物,則並無限制,能夠利用公知的聚胺酯。聚胺酯通常藉由使異氰酸酯化合物與多元醇化合物進行反應來製造。 作為聚酯,能夠應用在上述“聚酯”的項目中說明之聚酯,較佳之種類亦相同。 作為聚烯烴,並無限制,能夠利用公知的聚烯烴。作為聚烯烴,例如可舉出聚乙烯及聚丙烯。
含粒子之層可以含有單獨1種黏合劑,亦可以含有2種以上的黏合劑。 從含粒子之層的耐久性和/或粒子的分散性的觀點考慮,黏合劑的含量相對於含粒子之層的總質量為30~99.8質量%為較佳,50~99.5質量%為更佳。
(添加劑) 含粒子之層可以含有除了上述粒子及黏合劑以外的添加劑。 作為含粒子之層中所含有之添加劑,例如可舉出界面活性劑、蠟、交聯劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、著色劑、強化劑、塑化劑、防靜電劑、阻燃劑、防鏽劑及防黴劑。
作為界面活性劑並無特別限制,可舉出陰離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑及兩性界面活性劑。 界面活性劑可以使用1種,亦可以併用2種以上。 界面活性劑的含量相對於含粒子之層的總質量為0.1~10質量%為較佳。
作為蠟並無特別限制,可以為天然蠟亦可以為合成蠟。作為天然蠟,可舉出棕櫚蠟、小燭樹蠟、蜂蠟、褐煤蠟、石蠟及石油蠟。此外,亦能夠使用國際公開2017/169844號說明書的[0087]的記載的潤滑劑。 蠟的含量相對於含粒子之層的總質量為0~10質量%為較佳。
作為交聯劑並無特別限制,能夠使用公知者。 作為交聯劑,例如可舉出三聚氰胺化合物、噁唑啉化合物、環氧化合物、異氰酸酯系化合物及碳二亞胺系化合物,噁唑啉系化合物及碳二亞胺系化合物為較佳。作為市售品,例如可舉出CARBODIIMIDE V-02-L2(Nisshinbo Holdings Inc.製造)及EPOCROS K-2020E(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.製造)。關於環氧系化合物、異氰酸酯系化合物及三聚氰胺系化合物的詳細,能夠參閱日本特開2015-163457號公報的[0081]~[0083]的記載。亦能夠較佳地使用國際公開2017/169844號說明書的[0082]~[0084]的記載的交聯劑。作為碳二亞胺化合物,能夠參閱日本特開2017-087421號公報的[0038]~[0040]的記載。 關於噁唑啉化合物、碳二亞胺化合物及異氰酸酯化合物,亦能夠較佳地使用國際公開2018/034294號說明書的[0074]~[0075]的記載的交聯劑。 交聯劑的含量能夠依據用途適當變更,相對於含粒子之層的總質量為0~50質量%為較佳。從適合作為乾膜的支撐體之觀點考慮,交聯劑的含量相對於含粒子之層的總質量為0.1~10質量%為較佳。
含粒子之層的厚度可以為0.001~5μm,從含粒子之層的製造適性及減少霧度的觀點考慮,0.001~2.5μm為較佳,0.005~2.0μm為更佳,0.01~0.18μm為進一步較佳,0.01~0.1μm為特佳。 含粒子之層的厚度設為使用掃描型電子顯微鏡(SEM)或透過型電子顯微鏡(TEM)測量之5個部位的厚度的算術平均值。
關於含粒子之層的形成方法,後述之“含粒子之層形成步驟”中進行詳細說明。
本薄膜可以具有除了聚酯基材及含粒子之層以外的層,由聚酯基材及含粒子之層構成為較佳。又,本薄膜僅具有1層形成於聚酯基材的一個表面之含粒子之層為較佳。
〔物性等〕 接著,對本薄膜的物性等進行說明。
(取向性) 本薄膜為雙軸取向聚酯薄膜。本發明中,“雙軸取向”係指在雙軸方向上具有分子取向性之性質。 分子取向性使用微波透過型分子取向儀(例如,MOA-6004,Oji Scientific Instruments製造)來進行測量。雙軸方向所成的角為90°±5°為較佳,90°±3°為更佳,90°±1°為進一步較佳。本薄膜在長邊方向及寬度方向上具有分子取向性為較佳。
(條紋狀缺陷區域) 本薄膜中,進行了下述加熱處理之聚酯薄膜中所觀察到的條紋狀缺陷區域的面積的總計相對於觀察區域的總面積為40%以下為較佳。
本發明中,“條紋狀缺陷”係指沿著薄膜的長邊方向以條紋狀拉伸,並且在薄膜的寬度方向上以凹凸形式顯現之褶皺。如後述,條紋狀缺陷為在製造後的薄膜中產生者,因此多為不可逆地產生之褶皺之情況。條紋狀缺陷並非在薄膜的製造時的熱處理中產生者,而是源自對製造後的薄膜進行熱處理時產生之波狀的褶皺,上述波狀的褶皺係藉由熱處理後的冷卻而固化者。而且,“條紋狀缺陷區域”係指條紋狀缺陷在薄膜面內產生之部分。 若在條紋狀缺陷區域產生(亦即,條紋狀缺陷在薄膜面內局部產生),則在形成於薄膜上之功能層產生厚度不均,存在對功能層的特性或外觀帶來影響之可能性。另外,條紋狀缺陷區域存在沿薄膜的長邊方向施加拉伸荷重之狀態下進行加熱時顯著產生之傾向。 相對於此,當對雙軸取向聚酯薄膜進行下述加熱處理之後所觀察到的條紋狀缺陷區域的面積的總計為上述範圍以下之情況下,能夠較少形成於薄膜上之功能層的厚度不均。
本薄膜中,在90℃下加熱之情況下產生之條紋狀缺陷區域的總計面積與聚酯薄膜的觀察區域的總面積之比例(以下,亦稱為“條紋狀缺陷區域的面積比”。)為40%以下為較佳,30%以下為更佳,18%以下為進一步較佳。條紋狀缺陷區域的面積比的值愈小愈好,作為下限,例如可舉出0%。 又,本薄膜中,在120℃下加熱之情況下所產生之條紋狀缺陷區域的面積比為90%以下為較佳,65%以下為更佳,40%以下為進一步較佳。 藉由條紋狀缺陷區域的面積比為上述範圍以下,能夠減少形成於本薄膜上之功能層的厚度不均。條紋狀缺陷區域的面積比的值愈小愈好,作為下限,例如可舉出0%。 條紋狀缺陷區域的面積比的下限並無特別限制,在90℃或120℃下加熱之情況下所產生之條紋狀缺陷區域的面積比少為較佳,沒有條紋狀缺陷區域亦即0%為更佳。
藉由以下方法測量在90℃及120℃的各溫度下加熱之情況下所產生之條紋狀缺陷區域的面積比。 (1)使用加熱輸送裝置,一邊在輸送速度30m/分鐘及輸送方向的張力100N/m的條件下輸送聚酯薄膜,一邊在薄膜的表面溫度為90℃或120℃下進行20秒鐘的加熱處理。加熱處理時的加熱時間從到達薄膜的表面溫度成為目的之溫度(90℃或120℃)之時刻開始計算,從此開始連續加熱20秒鐘。在此,能夠使用非接觸式溫度計(例如,放射溫度計)來測量薄膜的表面溫度。關於薄膜的表面溫度,測量相對於薄膜的寬度方向的兩端處於大致等距離之中央部的溫度是否達到了作為目的之溫度。 (2)將實施了加熱處理之聚酯薄膜置於黑色的平板上,接著,以設置於室內的天花板之螢光燈〔例如,Mitsubishi Electric Corporation製造的rupikae-su(色溫度:5000K、平均顯色評價數(Ra):84)〕的光反射的方式改變視點的同時從側面目視觀察聚酯薄膜。將藉由目視觀察之映射到聚酯薄膜的表面之螢光燈的反射像起伏之區域設為條紋狀缺陷區域。 (3)計數所觀察到的條紋狀缺陷區域的個數,並且對用目視觀察之存在於聚酯薄膜的觀察區域(面積1m 2的區域)之各條紋狀缺陷區域的外周進行定標。接著,與各條紋狀缺陷區域的外周外切之平行的2條切線中,將以切線之間的距離成為最大的方式選擇之平行的2條切線的距離測量為長軸的長度L,將與賦予長度L之平行的2條切線正交並且與條紋狀缺陷區域的外周外切之平行的2條切線的距離測量為短軸的長度S。從所獲得之長度L及S藉由下述式計算各條紋狀缺陷區域的面積。從該等值計算條紋狀缺陷區域的總計面積與聚酯薄膜的觀察區域的總面積之比例。 條紋狀缺點區域的長軸的長度L×條紋狀缺點區域的短軸的長度S×π=條紋狀缺點區域的面積 條紋狀缺陷區域多為如上述的橢圓狀或圓狀,因此能夠藉由上述(3)的計算方法計算條紋狀缺陷區域的面積。
圖1中示出藉由上述(1)的加熱處理產生之條紋狀缺陷區域中所觀察之聚酯薄膜的圖像(照片)。圖1中所示之用實線包圍之區域為條紋狀缺陷區域。在圖1中所示之條紋狀缺陷區域中,觀察到沿輸送(MD)方向拉伸之凹凸形狀。另外,圖1中所示之圖像(照片)僅顯示觀察區域的一部分。 如此,條紋狀缺陷區域多為橢圓形狀或圓形狀。又,當在條紋狀缺陷區域產生之情況下,多為顯現至少一個長軸的方向沿著輸送方向之橢圓形狀的條紋狀缺陷區域。
聚酯薄膜之製造方法中,能夠以冷卻步驟中的聚酯薄膜的冷卻速度V成為2200~3500℃/分鐘並且滿足後述之條件1的方式設定各步驟的條件來製造條紋狀缺陷區域的面積比處於上述範圍之雙軸取向聚酯薄膜。
(膨脹率) 聚酯薄膜在90℃及120℃下的寬度方向的膨脹率分別相對於在30℃下的薄膜寬度為-0.15~0.15%為較佳,-0.10~0.10%為更佳,0~0.10%為進一步較佳,0~0.05%為特佳。 藉由將聚酯薄膜中的在90℃及120℃下的寬度方向的膨脹率調節為上述範圍內,不僅抑制加熱過程中的薄膜在寬度方向上的膨脹,而且能夠減小薄膜面的每個部位的膨脹率不均。其結果,觀察到能夠抑制因加熱而引起之條紋狀缺陷區域的產生。
使用熱機械分析裝置並且藉由以下的方法測量在90℃及120℃的各溫度中的寬度方向的膨脹率。 (1)準備在與雙軸取向薄膜的寬度方向平行的方向上調節成至少20mm、在與雙軸取向薄膜的寬度方向正交之方向上調節成4mm的尺寸之試樣。 (2)使用熱機械分析裝置(例如,TMA-60、Shimadzu Corporation製造),對寬度4mm及長度(夾頭之間距離)20mm的試樣負荷拉伸荷重0.1g。 (3)將上述試樣以升溫速度5℃/分鐘從20℃以上且小於30℃的溫度(較佳為25℃)升溫至150℃,藉此獲得各溫度(℃)下的試樣的尺寸的值。 (4)使用下述式從30℃下的試樣的尺寸(L30)、90℃下的尺寸(L90)及120℃下的尺寸(L120)求出90℃及120℃的各溫度中的寬度方向的膨脹率。本發明中,90℃及120℃下的寬度方向的膨脹率設為分別使用5個試樣獲得之膨脹率的算術平均值。另外,正的膨脹率係指膨脹,負的膨脹率係指收縮。 式:膨脹率(%)=[(L120或L90)-L30]/L30×100
在120℃下的寬度方向的膨脹率(E120)與在90℃下的寬度方向的膨脹率(E90)之比(E120/E90)為0~1.5為較佳,0~1.1為更佳,0~1.05為進一步較佳。藉由E120/E90為上述範圍內,能夠進一步抑制功能層的厚度不均。在90℃下的寬度方向的膨脹率(E90)及在120℃下的寬度方向的膨脹率(E120)分別藉由使用既述的熱機械分析裝置之方法來求出。
聚酯薄膜的寬度方向的膨脹率例如能夠藉由適當設定雙軸取向薄膜的製造過程中的拉伸倍率、熱處理溫度及冷卻中的薄膜寬度來調節。
(表面的最大峰高Rp) 從更提高捲繞品質之觀點考慮,聚酯薄膜的含粒子之層表面的最大峰高Rp為0.005μm(5nm)以上為較佳,0.01μm(10nm)以上為更佳。從更抑制轉印故障之觀點考慮,聚酯薄膜的含粒子之層的表面的最大峰高Rp為1μm以下為較佳,0.5μm以下為更佳,0.25μm(250nm)以下為進一步較佳,0.2μm(200nm)以下為特佳。其中,當含粒子之層含有無機粒子之情況下,更顯著顯現轉印故障的抑制性能,因此將含粒子之層的表面的最大峰高Rp設為上述範圍為較佳。當藉由在線塗佈法形成含粒子之層之情況下,含粒子之層表面的最大峰高Rp能夠藉由含粒子之層所具有之粒子的平均粒徑及含粒子之層的厚度來調節。
聚酯薄膜的表面的最大峰高Rp可藉由如下來求出:切出聚酯薄膜製作試驗片,使用下述微細形狀測量裝置在下述條件下測量所獲得之試驗片的表面,之後用內置之解析軟體實施粒子解析(複數個等級)。 以下示出測量機及測量條件。上述測量中,以10nm的等間隔設定切片等級,一邊變更測量位置一邊測量5次各切片等級的平均直徑及密度而計算該等平均值,並將其作為最大峰高Rp測量值。將試驗片固定於試樣台,以使視場測量的X方向成為聚酯薄膜的寬度方向。
・測量裝置:Kosaka Laboratory Ltd.製造surf-corder ET-4000A ・解析軟體:i-Face model TDA31 Ver2.2.0.4 JSIS ・觸針前端半徑:0.5μm ・測量視場:X方向:380μm、節距:1μm Y方向:280μm、節距:5μm ・針壓:50μN ・測量速度:0.1mm/s ・截止值:低區域-0.8mm、高區域-無 ・調平:整個區域 ・濾波器:高斯濾波器(2D) ・倍率:10万倍 ・粒子解析(複數個等級)條件 ・輸出內容設定:山粒子 ・磁滯寬度:5nm ・切片等級等間隔:10nm
(密度) 從本發明的效果更優異之觀點考慮,聚酯薄膜的密度為1.39~1.41g/cm 3為較佳,1.395~1.405g/cm 3為更佳,1.398~1.400g/cm 3為進一步較佳。 能夠使用電子比重計(產品名“SD-200L”、Alfa Mirage Co., Ltd.製造)來測量聚酯薄膜的密度。
(霧度) 當將聚酯薄膜用作乾膜光阻的支撐體之情況下,要求高的透明性。尤其,在形成50μm以下的線與空間等的微細圖案時,要求更高的透明性。在該方面,聚酯薄膜的霧度為1%以下為較佳,0.5%以下為更佳,0.4%以下為進一步較佳,0.3%以下為特佳。霧度越小則越較佳,因此霧度的下限並無限制。若為了方便而設定霧度的下限,則為0%以上。藉由將霧度設為上述上限值以下,能夠減小在聚酯薄膜上積層光阻層之後藉由照射紫外線進行曝光時的光阻層的支撐體亦即聚酯薄膜之紫外光線的散射,能夠改善顯影後的抗蝕劑的圖案化中的失真及缺失等光阻圖案壁面的狀態。
對於霧度,使用霧度計(例如,NDH-2000,NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co.,LTD.製造),藉由依照JIS K 7105之方法進行測量。
(b *值) 當將聚酯薄膜用作乾膜光阻的支撐體之情況下,要求高的透明性。在該方面,L *a *b *表色系統中的b *值為0~1為較佳,0~0.8為更佳,0~0.6為進一步較佳,0~0.4為特佳。藉由L *a *b *表色系統中的b *值為0~1,能夠減小薄膜的黃色度,因此能夠使薄膜的色相接近無色。其結果,例如在要求高可見性之用途(例如,顯示裝置)中,能夠較佳地應用聚酯薄膜。
對於L *a *b *表色系中的b *值,使用分光色差計(例如,SE-2000,NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co.,LTD.製造),藉由透過法進行測量。
(厚度) 從能夠抑制霧度值的上升之觀點及能夠提高層壓適應性之觀點考慮,聚酯薄膜的厚度為100μm以下為較佳,小於50μm為更佳,40μm以下為進一步較佳。厚度的下限並無特別限制,從提高強度且提高加工性之觀點考慮,3μm以上為較佳,5μm以上為更佳,10μm以上為進一步較佳。 聚酯薄膜的厚度設為藉由掃描型電子顯微鏡(SEM)測量之5個部位的厚度的算術平均值。
〔製造方法〕 作為本薄膜之製造方法,例如可舉出雙軸拉伸未拉伸聚酯薄膜之方法。
雙軸拉伸可以為同時進行縱向拉伸及橫向拉伸之同時雙軸拉伸,亦可以為分成2階段以上的多階段進行縱向拉伸及橫向拉伸之逐次雙軸拉伸。作為逐次雙軸拉伸的形態,例如可舉出縱向拉伸→橫向拉伸、縱向拉伸→橫向拉伸→縱向拉伸、縱向拉伸→縱向拉伸→橫向拉伸及橫向拉伸→縱向拉伸,縱向拉伸→橫向拉伸為較佳。
<拉伸機> 用於雙軸拉伸之裝置並無特別限制,能夠利用公知的拉伸機。以下,參閱圖式對拉伸機的一例進行說明。
圖2係表示用於製造聚酯薄膜之拉伸機的一例之俯視圖。 圖2所示之拉伸機100具備1對環狀導軌60a及60b及安裝於各環狀導軌並且沿著導軌可移動之把持構件2a~2l。環狀導軌60a及60b夾持薄膜200而彼此對稱地配置。拉伸機100藉由把持構件2a~2l把持薄膜200,沿著導軌使把持構件2a~2l移動,藉此能夠沿寬度方向拉伸薄膜200。
拉伸機100具有從輸送方向上游側依次由預熱部10、拉伸部20、熱定型部30、熱鬆弛部40及冷卻部50構成之區域。 拉伸機100所具有之上述區域由遮風簾隔開,並且能夠藉由熱風等調節各個區域內的溫度。
預熱部10為預熱薄膜200之區域。
拉伸部20為將預熱之薄膜200沿與箭頭MD的方向(長邊方向)正交之方向亦即箭頭TD的方向(寬度方向)賦予緊張而拉伸之區域。如圖2所示,拉伸部20中,薄膜200從寬度L0拉伸至寬度L1。
熱定型部30為對賦予緊張之薄膜200賦予緊張之狀態下加熱而熱定型之區域。
熱鬆弛部40為藉由加熱熱定型之薄膜200來熱鬆弛熱定型之薄膜200的緊張之區域。 如圖2所示,熱鬆弛部40中,薄膜200從寬度L1縮小(鬆弛)至寬度L2。
冷卻部50為冷卻熱鬆弛之薄膜200之區域。藉由冷卻薄膜200,能夠固定化薄膜200的形狀。 圖2中示出送入冷卻部50之薄膜200的寬度為L2且從冷卻部50送入之薄膜200的寬度為L3。
環狀導軌60a上安裝有沿著環狀導軌60a可移動之把持構件2a、2b、2e、2f、2i及2j。環狀導軌60b上安裝有沿著環狀導軌60b可移動之把持構件2c、2d、2g、2h、2k及2l。 把持構件2a、2b、2e、2f、2i及2j把持薄膜200的箭頭TD的方向的一側的端部。把持構件2c、2d、2g、2h、2k及2l把持薄膜200的箭頭TD的方向的另一側的端部。把持構件2a~2l多為稱為夾頭或夾子等。 把持構件2a、2b、2e、2f、2i及2j沿著環狀導軌60a向逆時針方向移動。把持構件2c、2d、2g、2h、2k及2l沿著環狀導軌60b向順時針方向移動。
把持構件2a~2d在預熱部10中把持薄膜200的端部之狀態下沿著環狀導軌60a或60b移動,經由拉伸部20、熱定型部30及熱鬆弛部40進行至冷卻部50。接著,把持構件2a及2b和把持構件2c及2d按照輸送方向在冷卻部50的箭頭MD的方向下游側的端部(例如,圖2中的把持解除點P及把持解除點Q)離開薄膜200的端部之後,進而沿著環狀導軌60a或60b移動,返回到預熱部10。上述過程中,薄膜200沿箭頭MD的方向移動,藉此進行預熱部10中的預熱、拉伸部20中的拉伸、熱定型部30中的熱定型、熱鬆弛部40中的熱鬆弛及冷卻部50中的冷卻而進行橫向拉伸。
藉由調節把持構件2a~2l的移動速度,能夠調節薄膜200的輸送速度。又,把持構件2a~2l能夠分別獨立地改變移動速度。
如上所述,拉伸機100係在拉伸部20中能夠沿箭頭TD的方向拉伸薄膜200之橫向拉伸者。另一方面,拉伸機100使把持構件2a~2l的移動速度發生變化,藉此亦能夠沿箭頭MD的方向拉伸薄膜200。亦即,使用拉伸機100亦能夠同時進行雙軸拉伸。
為了支撐薄膜200,拉伸機100除了把持構件2a~2l以外還可以具有其他把持構件(未圖示)。
接著,對本發明的實施形態的一例之聚酯薄膜之製造方法(以下,亦稱為“本製造方法”。)進行具體說明。
本製造方法為製造雙軸取向聚酯薄膜之方法,前述方法具有:以薄膜狀擠出含有原料聚酯之熔融樹脂來形成至少含有聚酯基材之未拉伸聚酯薄膜之擠出成形步驟;沿輸送方向拉伸未拉伸聚酯薄膜來形成單軸取向聚酯薄膜之縱向拉伸步驟;沿寬度方向拉伸單軸取向聚酯薄膜來形成雙軸取向聚酯薄膜之橫向拉伸步驟;加熱雙軸取向聚酯薄膜使其熱定型之熱定型步驟;在比熱定型步驟低的溫度下加熱藉由熱定型步驟熱定型之聚酯薄膜來使其熱鬆弛之熱鬆弛步驟;冷卻藉由熱鬆弛步驟熱鬆弛之聚酯薄膜之冷卻步驟;在冷卻步驟中沿寬度方向擴張熱鬆弛之聚酯薄膜之擴張步驟。 本製造方法還具有在聚酯基材中的至少一個表面設置含有粒子之含粒子之層之含粒子之層形成步驟。
<擠出成形步驟> 擠出成形步驟為藉由擠出成形法以薄膜狀擠出含有原料的聚酯之熔融樹脂來形成未拉伸聚酯薄膜之步驟。原料的聚酯的含義與在上述(聚酯)的項目中說明之聚酯的含義相同。藉由擠出成形步驟形成之未拉伸聚酯薄膜至少含有聚酯基材。
擠出成型法為例如藉由使用擠出機擠出原料樹脂的熔融體來將原料樹脂成型為所期望的形狀之方法。 含有聚酯之熔融樹脂藉由如下來形成,例如使用具備1根或2根以上的螺桿之擠出機,將上述之聚酯加熱至熔點以上的溫度,然後使螺桿旋轉而進行熔融混煉。聚酯藉由加熱及藉由螺桿之混煉在擠出機內熔融而成為熔融體(熔體)。
熔融體通過齒輪泵及過濾器等從擠出模擠出。擠出模還簡稱為“模具”(參閱JIS B8650:2006、a、擠出成型機、編號134)。例如亦能夠使用日本特開2005-297266號公報中所記載之擠出模具、日本特開平1-154720號公報中所記載之擠出模具及該等組合。熔融體可以單層擠出,亦可以多層擠出。
在熔融擠出中,從抑制擠出機內的熱解(例如,聚酯的水解)之觀點考慮,對擠出機內進行氮氣置換為較佳。又,從將混煉溫度抑制得較低之觀點考慮,擠出機為雙軸擠出機為較佳。
從擠出模擠出之熔融體藉由被冷卻而成型為薄膜狀。例如,藉由使熔融體與鑄造輥接觸,並在鑄造輥上對熔融體進行冷卻及固化,從而能夠將熔融體成型為薄膜狀。在熔融體的冷卻中,進一步對熔融體吹風(較佳為冷風)為較佳。
澆鑄輥的溫度為超過(Tg-10)℃且(Tg+30)℃以下為較佳,(Tg-7)~(Tg+20)℃為更佳,(Tg-5)~(Tg+10)℃為進一步較佳。上述“Tg”係指構成薄膜之聚酯的玻璃轉移溫度。 在此,本製造方法中的聚酯薄膜及各構件的溫度能夠使用非接觸式溫度計(例如,放射溫度計)來測量。藉由測量5次薄膜的寬度方向中央部的溫度並且計算所獲得之測量值的平均值來求出薄膜的表面溫度。
在擠出成型步驟中使用鑄造輥之情況下,提高鑄造輥與熔融體的密接性為較佳。作為提高密接性之方法,例如可舉出靜電施加法、氣刀法、氣室法、真空噴嘴法及接觸輥法。
使用鑄造輥等冷卻之成型體(未拉伸聚酯薄膜)使用剝離輥等剝離構件從鑄造輥等冷卻構件剝離。
<縱向拉伸步驟> 縱向拉伸步驟為沿輸送方向拉伸未拉伸聚酯薄膜(以下,亦稱為“縱向拉伸”。)之步驟。藉由縱向拉伸步驟形成單軸取向聚酯薄膜。
縱向拉伸步驟中,在縱向拉伸之前預熱未拉伸聚酯薄膜為較佳。藉由對未拉伸聚酯薄膜進行預熱,能夠輕易地對聚酯薄膜進行縱向拉伸。 未拉伸聚酯薄膜的預熱溫度為(Tg-30)~(Tg+40)℃為較佳,(Tg-20)~(Tg+30)℃為更佳。具體而言,預熱溫度為60~100℃為較佳,65~80℃為更佳。 作為預熱未拉伸聚酯薄膜之方法,例如可舉出比縱向拉伸之拉伸輥更靠上游側配置具有預熱薄膜之功能之預熱輥,並且一邊輸送未拉伸聚酯薄膜一邊進行預熱之方法。
又,拉伸輥可以具有預熱薄膜之功能。藉由拉伸輥之薄膜的預熱溫度的較佳之範圍與上述預熱輥的預熱溫度的較佳之範圍相同。
縱向拉伸例如能夠藉由一邊沿長邊方向拉伸未拉伸聚酯薄膜一邊在輸送方向上設置之2對以上的拉伸輥之間賦予緊張來進行。例如,當在輸送方向上游側設置1對拉伸輥A及在輸送方向下游側設置1對拉伸輥B之情況下,使輸送未拉伸聚酯薄膜時拉伸輥B的旋轉速度比拉伸輥A的旋轉速度快,藉此未拉伸聚酯薄膜沿長邊方向拉伸。
關於縱向拉伸步驟中的基於設置於輸送方向上游側之1對拉伸輥A及設置於輸送方向下游側之1對拉伸輥B之薄膜的輸送速度(圓周速度),只要基於拉伸輥A之薄膜的輸送速度比基於拉伸輥B之薄膜的輸送速度慢,則並無特別限制。 基於拉伸輥A之薄膜的輸送速度例如為5~60m/分鐘,10~50m/分鐘為較佳,15~45m/分鐘為更佳。基於拉伸輥B之薄膜的輸送速度例如為40~160m/分鐘,50~150m/分鐘為較佳,60~140m/分鐘為更佳。
縱向拉伸步驟中的拉伸倍率依據用途適當設定,2.0~5.0倍為較佳,2.5~4.0倍為更佳,2.8~4.0倍為進一步較佳。
縱向拉伸步驟中的拉伸速度為800~1500%/秒為較佳,1000~1400%/秒為更佳,1200~1400%/秒為進一步較佳。在此,“拉伸速度”係指將在縱向拉伸步驟中在1秒鐘內拉伸之聚酯薄膜的輸送方向的長度Δd除以拉伸前的聚酯薄膜的輸送方向的長度d0之值以百分率表示之值。
縱向拉伸步驟中,加熱未拉伸聚酯薄膜為較佳。這是因為藉由加熱容易縱向拉伸。 縱向拉伸步驟中的加熱溫度為(Tg-20)~(Tg+50)℃為較佳,(Tg-10)~(Tg+40)℃為更佳,(Tg)~(Tg+30)℃為進一步較佳。具體而言,縱向拉伸步驟中的加熱溫度為70~120℃為較佳,80~110℃為更佳,85~100℃為進一步較佳。
作為縱向拉伸步驟中加熱未拉伸聚酯薄膜之方法,可舉出加熱與未拉伸聚酯薄膜接觸之拉伸輥等輥之方法。作為加熱輥之方法,例如可舉出在輥內部設置加熱器之方法及在輥內部設置配管並且在其配管內流入經加熱之流體之方法。除了上述以外,例如可舉出對未拉伸聚酯薄膜吹入溫風之方法以及使未拉伸聚酯薄膜與加熱器等熱源接觸或使其通過熱源的附近來加熱未拉伸聚酯薄膜之方法。
對未拉伸聚酯薄膜進行縱向拉伸之縱向拉伸步驟並不限於上述方法。 在上述縱向拉伸步驟中,利用2對拉伸輥的輸送速度之差縱向拉伸未拉伸聚酯薄膜,但是亦可以使用1個以上配置於2個拉伸輥之間並且以比該等拉伸輥快的輸送速度輸送薄膜之高速拉伸輥,縱向拉伸未拉伸聚酯薄膜來製作單軸取向聚酯薄膜。 又,在上述縱向拉伸步驟中,具有藉由彼此對向之2個輥(1對輥)夾持薄膜來輸送之構成,但是縱向拉伸步驟中所使用之拉伸輥亦可以不具有對向輥且僅由與聚酯薄膜的一個表面接觸之1個輥構成。
<橫向拉伸步驟> 橫向拉伸步驟為橫向拉伸單軸取向聚酯薄膜之步驟。橫向拉伸步驟例如在上述拉伸機100的橫向拉伸部20中實施。
橫向拉伸步驟中,在橫向拉伸之前預熱聚酯薄膜為較佳。藉由對聚酯薄膜進行預熱,能夠輕易地對聚酯薄膜進行橫向拉伸。 預熱溫度為(Tg-10)~(Tg+60)℃為較佳,(Tg)~(Tg+50)℃為更佳。具體而言,預熱溫度為80~120℃為較佳,90~110℃為更佳。
橫向拉伸步驟中的單軸取向聚酯薄膜的寬度方向的拉伸倍率(橫向拉伸倍率a)並無特別限制,大於上述縱向拉伸步驟中的拉伸倍率為較佳。橫向拉伸步驟中的拉伸倍率a為3.0~6.0倍為較佳,3.5~5.0倍為更佳,3.5~4.5倍為進一步較佳。 當在拉伸機100的橫向拉伸部20中實施橫向拉伸步驟之情況下,由從橫向拉伸部20送出時的薄膜寬度L1與送入橫向拉伸部20時的薄膜寬度L0之比例(L1/L0)求出橫向拉伸倍率a。
由縱向拉伸步驟中的拉伸倍率與橫向拉伸步驟中的拉伸倍率的乘積表示之面積倍率為12.8~15.5倍為較佳,13.5~15.2倍為更佳,14.0~15.0倍為進一步較佳。若面積倍率為上述下限值以上,則薄膜寬度方向上的分子取向變得良好。又,若面積倍率在上述的上限值以下,則容易維持被供於加熱處理時分子取向不易鬆弛的狀態。
橫向拉伸步驟中的加熱溫度為(Tg-10)~(Tg+80)℃為較佳,(Tg)~(Tg+70)℃為更佳,(Tg)~(Tg+60)℃為進一步較佳。具體而言,橫向拉伸步驟中的加熱溫度為100~140℃為較佳,110~135℃為更佳,115~130℃為進一步較佳。
橫向拉伸步驟中的拉伸速度為8~45%/秒為較佳,10~30%/秒為更佳,15~20%/秒為進一步較佳。
<熱定型步驟> 在本製造方法中,作為相對於藉由橫向拉伸步驟橫向拉伸之聚酯薄膜之加熱處理,進行熱定型步驟及熱鬆弛步驟。 熱定型步驟中,加熱藉由橫向拉伸步驟獲得之雙軸取向聚酯薄膜使其熱定型。藉由熱定型使聚酯結晶化,藉此能夠抑制聚酯薄膜的收縮。 熱定型步驟例如在上述拉伸機100的熱定型部30中實施。
熱定型步驟中的聚酯薄膜的表面溫度(熱定型溫度T1)為190~240℃為較佳,200~240℃為更佳,210~230℃為進一步較佳。 在熱定型步驟中,一邊控制聚酯薄膜的表面的最高到達溫度成為上述熱定型溫度T1一邊進行加熱處理。
熱定型步驟中,薄膜寬度方向的表面溫度的偏差為0.5~10.0℃為較佳,0.5~7.0℃為更佳,0.5~5.0℃為進一步較佳,0.5~4.0℃為特佳。藉由將薄膜寬度方向的表面溫度的變化控制在上述範圍內,能夠抑制寬度方向中的結晶化度的變化。
作為加熱方法,例如可舉出對薄膜吹熱風之方法及對薄膜進行輻射加熱之方法。作為在輻射加熱之方法中使用之裝置,例如可舉出紅外線加熱器。
熱定型步驟中的加熱時間為5~50秒鐘為較佳,5~30秒鐘為更佳,5~10秒鐘為進一步較佳。
<熱鬆弛步驟> 熱鬆弛步驟中,在比熱定型步驟低的溫度下加熱藉由熱定型步驟熱定型之聚酯薄膜來進行熱鬆弛。能夠藉由熱鬆弛而使聚酯薄膜的殘留應變鬆弛。 熱鬆弛步驟例如在上述拉伸機100的熱鬆弛部40中實施。
熱鬆弛步驟中的聚酯薄膜的表面溫度(熱鬆弛溫度T2)為比熱定型溫度T1低5℃以上之溫度為較佳,低15℃以上之溫度為更佳,低25℃以上之溫度為進一步較佳,低30℃以上之溫度為特佳。亦即,熱鬆弛溫度T2為235℃以下為較佳,225℃以下為更佳,210℃以下為進一步較佳,200℃以下為特佳。 熱鬆弛溫度T2的下限為100℃以上為較佳,110℃以上為更佳,120℃以上為進一步較佳。 在熱鬆弛步驟中,一邊控制聚酯薄膜的表面的最高到達溫度成為上述熱鬆弛溫度T2一邊進行加熱處理。
作為加熱方法,例如可舉出對薄膜吹熱風之方法、對薄膜進行輻射加熱之方法。作為在輻射加熱之方法中使用之裝置,例如可舉出紅外線加熱器。
<冷卻步驟> 本製造方法具有冷卻熱鬆弛之聚酯薄膜之冷卻步驟。冷卻步驟及後述之擴張步驟例如在上述拉伸機100的冷卻部50中實施。
作為冷卻步驟中的聚酯薄膜的冷卻方法,例如可舉出對薄膜吹入風(較佳為冷風)之方法及使薄膜與可調節溫度之構件(例如,溫調輥)接觸之方法。 從與熱鬆弛步驟區別之觀點考慮,冷卻步驟中的冷卻溫度為130℃以下為較佳。冷卻溫度為30~120℃為更佳,30~100℃為進一步較佳,30~80℃為特佳。
在本製造方法中,以聚酯薄膜的冷卻速度V成為2200~3500℃/分鐘的方式實施冷卻步驟。藉由將冷卻速度V調節為上述範圍內,能夠減少積層於雙軸取向薄膜之功能層的厚度不均。 藉由確定冷卻速度V的範圍來減少功能層的厚度不均之機制的詳細內容雖不明確,但是可推測其原因在於,藉由有效地降低薄膜表面的溫度並且設為能夠抑制薄膜表面的溫度不均之冷卻速度,能夠減少冷卻後的薄膜中內在之應變而抑制伴隨功能層積層時的高溫處理之波紋的產生。 從上述觀點考慮,冷卻步驟中的冷卻速度V為2200~3000℃/分鐘為較佳,2300~2600℃/分鐘為更佳。
冷卻步驟中的聚酯薄膜的冷卻速度V能夠使用非接觸式溫度計來測量。例如,當在上述拉伸機100的冷卻部50中實施冷卻步驟之情況下,測量從熱鬆弛部40送入冷卻部50之薄膜200的表面溫度及從冷卻部50送出之薄膜200的表面溫度,獲得兩者的溫度差ΔT(℃)。藉由將所獲得之溫度差ΔT(℃)除以冷卻部50中的薄膜200的滯留時間ta來求出冷卻速度V。 聚酯薄膜的冷卻速度能夠藉由冷卻裝置的運行條件及薄膜的輸送速度來調節。
本製造方法中的上述熱定型步驟、熱鬆弛步驟及冷卻步驟依次連續地實施為較佳。藉此,其原因在於降低基於對聚酯薄膜之加熱及冷卻的反覆之負荷(熱歷程),降低薄膜中內在之應變等,能夠抑制條紋狀缺陷的產生。
<擴張步驟> 本製造方法具有在上述冷卻步驟中沿寬度方向擴張熱鬆弛之聚酯薄膜之擴張步驟。 冷卻步驟中,“沿寬度方向擴張”聚酯薄膜係指,以冷卻步驟的結束時的薄膜寬度(圖2中的L3)寬於冷卻步驟的開始時的聚酯薄膜的薄膜寬度(圖2中的L2)的方式,在冷卻步驟期間對聚酯薄膜沿寬度方向賦予張力。
在冷卻步驟中,沿寬度方向擴張聚酯薄膜之方法並無特別限制。例如,當使用上述拉伸機100製造雙軸取向聚酯薄膜之情況下,使冷卻部50的結束地點(把持解除點P及把持解除點Q)中的環狀導軌60a及60b的距離寬於冷卻部50的開始地點中的環狀導軌60a及60b的距離,藉此在冷卻步驟中能夠沿寬度方向擴張藉由各把持構件把持之薄膜200。 只要在冷卻步驟的前後擴張薄膜寬度,擴張步驟可以從冷卻步驟的開始連續或斷續地實施直至結束,亦可以僅於冷卻步驟期間的一個時段實施。 擴張步驟在130℃以下進行為較佳。其中,30~120℃為更佳,30~100℃為進一步較佳,30~80℃為特佳。
若基於擴張步驟之聚酯薄膜的寬度方向的擴張率、亦即冷卻步驟的結束時的薄膜寬度與冷卻步驟的開始前的薄膜寬度之比例大於0,則並無特別限制,但是從本發明的效果更優異之觀點考慮,上述擴張率的百分率b為0.001%以上為較佳,0.01%以上為更佳。 上限並無特別限制,上述擴張率的百分率b為1.3%以下為較佳,1.2%以下為更佳,1.0%以下為進一步較佳。藉由將薄膜寬度的擴張率設定在上述上限值以下,即使為了在薄膜製造時以高速輸送,沿輸送方向賦予強的張力之情況(例如,輸送方向的張力為100N/m以上之情況)下,亦能夠抑制後述之剪裁步驟中的切斷面的紊亂、進而伴隨該切斷紊亂之薄膜的斷裂。
<含粒子之層形成步驟> 本製造方法具有在聚酯基材中的至少一個表面設置含粒子之層之含粒子之層形成步驟。關於藉由含粒子之層形成步驟形成之含粒子之層的含義與在上述<含粒子之層>的項目中詳細說明之含粒子之層的含義相同。 含粒子之層的形成可以在本製造方法中的任一階段進行,例如可舉出使用含有構成含粒子之層之材料之塗佈液在未拉伸或拉伸之聚酯基材中的至少一個表面上形成塗佈膜依需要進行乾燥之方法及藉由共擠出法與聚酯基材的形成同時形成含粒子之層之方法。
首先,對使用含粒子之層用塗佈液形成含粒子之層之方法進行說明。 含粒子之層用塗佈液能夠藉由混合含粒子之層所含有之粒子、依需要添加之黏合劑及添加劑以及溶劑來製備。作為溶劑,例如可舉出水、乙醇、甲苯、乙二醇單乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚及丙二醇單乙醚。其中,從環境、安全性及經濟性的觀點考慮,水為較佳。
含粒子之層用塗佈液可以含有單獨1種溶劑,亦可以含有2種以上的溶劑。 溶劑的含量相對於含粒子之層用塗佈液的總質量為80~99質量%為較佳,90~98質量%為更佳。 亦即,在含粒子之層用塗佈液中,除了溶劑以外的成分(固體成分)的總含量相對於含粒子之層用塗佈液的總質量為0.5~20質量%為較佳,1~10質量%為更佳。 關於含粒子之層用塗佈液中的除了溶劑以外的各成分包括該較佳之態樣在內,與對上述含粒子之層中所含有之各成分進行說明之內容相同。又,以相對於含粒子之層用塗佈液的固體成分的總質量之各成分的含量與相對於上述含粒子之層的總質量之各成分的較佳之含量相同的方式,調節塗佈液中的各成分的含量為較佳。 使用雷射繞射/散射式粒徑分布測量裝置(“LA-950”、HORIBA, Ltd.製造)測量含粒子之層用塗佈液中所含有之粒子的平均粒徑。又,當使用粒子的市售品之情況下,粒子的平均粒徑可以為目錄值。
含粒子之層用塗佈液的塗佈方法並無特別限制,能夠利用公知的方法。作為塗佈方法,例如可舉出噴塗法、狹縫塗佈法、輥塗法、刮刀塗佈法、旋塗法、棒塗法及浸塗法。
作為使用含粒子之層用塗佈液形成含粒子之層之方法,亦能夠適用一邊輸送聚酯基材一邊將塗佈液塗佈於聚酯基材中的至少一個表面之所謂在線塗佈法及製造雙軸取向之聚酯基材之後另行塗佈塗佈液之所謂離線塗佈法中的任一種,但是從效率性更優異之觀點及賦予透明性之觀點考慮,在線塗佈法為較佳。 在線塗佈法中,塗佈含粒子之層用塗佈液之聚酯基材可以為未拉伸的聚酯基材,亦可以為單軸取向之聚酯基材,單軸取向之聚酯基材為較佳。
接著,對藉由共擠出法與聚酯基材的形成同時形成含粒子之層之方法進行說明。 基於共擠出法之含粒子之層的形成方法並無特別限制。例如能夠藉由如下來形成含粒子之層:製備含有構成含粒子之層之粒子及黏合劑以及依需要添加之添加劑之樹脂組成物,以上述<擠出成形步驟>中所記載之方法為基準,加熱及熔融混煉所獲得之樹脂組成物,藉此製作樹脂組成物的熔融體,使用擠出機與聚酯的熔融體一同擠出。
作為含粒子之層形成步驟,從能夠縮短製造步驟中的聚酯基材的加熱時間並且能夠降低聚酯基材內部的應變之觀點考慮,在縱向拉伸步驟與橫向拉伸步驟之間使用含粒子之層用塗佈液形成含粒子之層之在線塗佈法步驟或使用構成聚酯基材之含有聚酯之第1熔融體以及含有粒子及黏合劑之第2熔融體與聚酯基材及含粒子之層同時形成之共擠出成形步驟為較佳。 其中,在縱向拉伸步驟與橫向拉伸步驟之間對單軸取向之聚酯基材適用上述在線塗佈法來形成含粒子之層為較佳。將含粒子之層用塗佈液塗佈於單軸取向之聚酯基材中的至少一個表面來形成含粒子之層之後,同時橫向拉伸聚酯基材及含粒子之層,藉此能夠提高聚酯基材及含粒子之層的密接性。關於此時的橫向拉伸的具體的方法如在上述橫向拉伸步驟中說明。
本製造方法中,可以具有藉由捲繞經上述步驟獲得之雙軸取向聚酯薄膜來獲得輥狀雙軸取向聚酯薄膜之捲繞步驟。 又,本製造方法還可以具有在實施捲繞步驟之前沿著輸送方向連續切斷聚酯薄膜來切割聚酯薄膜的寬度方向中的至少一側的端部之剪裁步驟。
<製造條件> 本製造方法滿足下述條件1。 條件1:將構成聚酯基材之聚酯的熔點設為Tm(℃),將熱定型步驟中的熱定型溫度設為T1(℃),將橫向拉伸步驟中的前述單軸取向聚酯薄膜的拉伸倍率設為a,將擴張步驟中的熱鬆弛之聚酯薄膜的寬度方向的擴張率的百分率設為b(%)時,藉由下述式(1)計算之A與藉由下述式(2)計算之B的乘積(A×B)之值C為-4.0~4.0。其中,A及B中的其中一個為0之情況除外。 A=Tm-T1-30   (1) B=a/5-b   (2)
藉由以滿足上述條件1的方式設定各步驟的條件來降低功能層的厚度不均之機制的詳細內容雖不明確,但推測這是因為,在熱定型步驟中抑制聚酯的過多的結晶化,並且在冷卻步驟中以既定擴張率沿寬度方向擴張,藉此朝向寬度方向之聚酯分子鏈的存在比例上升,藉此降低在後步驟中的基於加熱之尺寸變化率,其結果能夠抑制伴隨積層功能層之步驟中的高溫處理之條紋的產生。 從上述觀點考慮,上述值C的絕對值為0.1~0.7為較佳,上述值C為0.1~0.5為更佳。 另外,如上述,當A及B中的其中一個為0之情況下,不滿足條件1,但是當A及B這兩者為0之情況下,滿足條件1。
本製造方法中,進而將構成聚酯基材之聚酯的熔點設為Tm(℃),將熱定型步驟中的熱定型溫度設為T1(℃),將橫向拉伸步驟中的前述單軸取向聚酯薄膜的拉伸倍率設為a,將擴張步驟中的熱鬆弛之聚酯薄膜的寬度方向的擴張率的百分率設為b(%),將冷卻步驟中的冷卻速度設為V(℃/分鐘)時,從藉由上述式(1)計算之A、藉由上述式(2)計算之B及冷卻速度V藉由下述式(3)計算之D為1~10000為較佳。 D=(A×B) 2×V   (3)
藉由以上述值D成為上述範圍的方式設定各步驟的條件來降低功能層的厚度不均之機制的詳細內容雖不明確,但是推測為與藉由確定上述的冷卻速度V的範圍及值C的範圍來降低厚度不均之機制相同的機制。 從上述觀點考慮,上述值D為0.1~6000為較佳,1~1500為更佳。
本製造方法的除了縱向拉伸步驟以外的各步驟中的聚酯薄膜的輸送速度並無特別限制,當使用上述拉伸機100進行橫向拉伸步驟、熱定型步驟、熱鬆弛步驟、冷卻步驟及擴張步驟之情況下,從生產性及品質的觀點考慮,聚酯薄膜的輸送速度為50~200m/分鐘為較佳,80~150m/分鐘為更佳。又,實施冷卻步驟之後,在上述捲繞步驟中捲繞為止的聚酯薄膜的輸送速度為50~200m/分鐘為較佳,80~150m/分鐘為更佳。縱向拉伸步驟中的聚酯薄膜的輸送速度如上述。
又,除了縱向拉伸步驟以外的各步驟中,對聚酯薄膜賦予之輸送方向的張力並無特別限制,當使用上述拉伸機100進行橫向拉伸步驟、熱定型步驟、熱鬆弛步驟、冷卻步驟及擴張步驟之情況下,對聚酯薄膜賦予之輸送方向的張力能夠藉由拉伸條件來調節。 又,實施冷卻步驟之後,在上述捲繞步驟中捲繞為止的聚酯薄膜中所賦予之輸送方向的張力為3~30N/m為較佳,5~20N/m為更佳。
[積層薄膜] 本薄膜的用途並無特別限制,進一步積層功能層來製造積層薄膜為較佳。 作為積層於本薄膜之功能層,例如可舉出裝飾層、感光性樹脂層、磁氣層、剝離層、黏著層、導電層、折射率調節層及可見性層。 作為積層薄膜,為了維持基於含粒子之層之易滑性(輸送性),含粒子之層僅設置於聚酯基材的一個表面上並且在聚酯基材的與含粒子之層相反的一側的表面上設置有功能層為較佳。
作為積層薄膜的更具體的例,可舉出如下:功能層為裝飾層之裝飾薄膜、功能層為感光性樹脂層且用作乾膜光阻的支撐體之感光性轉印薄膜、功能層為剝離層之剝離薄膜(乾膜光阻的保護薄膜、陶瓷生片製造用剝離薄膜、半導體步驟製造用剝離薄膜)、功能層為黏著層之黏著薄膜(半導體步驟製造用黏著薄膜)、功能層為透明導電層之透明導電性基板用薄膜、功能層為感光性樹脂層及可見性層之蝕刻抗蝕劑膜形成用感光性轉印薄膜以及功能層為感光性樹脂層及折射率調節層之觸控面板用保護膜形成用感光性轉印薄膜。
在本薄膜的表面積層功能層之方法並無特別限制,將含有構成功能層之材料之塗佈液塗佈於雙軸取向聚酯薄膜的表面來形成功能層為較佳,從生產性更優異之觀點考慮,藉由一邊輸送本薄膜一邊將功能層用塗佈液塗佈於本薄膜的表面之後加熱塗膜來形成功能層為更佳。 本薄膜即使在功能層的形成步驟中進行加熱處理之情況下,亦能夠抑制雙軸取向聚酯薄膜中的條紋狀缺陷區域的產生並且抑制積層之功能性層的厚度不均。
積層薄膜可以具有除了本薄膜及功能層以外的層。作為除了本薄膜及功能層以外的層,例如可舉出以提高本薄膜與功能層的密接性為目的設置之含有黏合劑樹脂之基底層。
將本薄膜作為乾膜光阻的支撐體適用為較佳。作為功能層可以設置有感光性樹脂層,進而積層裝飾層、折射率調節層和/或可見性層。若功能層為複數個,則存在每次積層時加熱而容易產生厚度不均之傾向,但是藉由使用本薄膜能夠解決厚度不均的課題。 作為感光性樹脂層並無特別限制,負型為較佳。具體而言,作為較佳之形態可舉出國際公開第2018/105313號說明書所述之黏合劑聚合物、乙烯性不飽和化合物或光聚合起始劑。感光性樹脂層為具有具有環狀結構之鹼溶性丙烯酸樹脂、多官能丙烯酸酯、肟系光聚合起始劑或雙咪唑型光聚合起始劑之層為更佳。
當用於形成觸控面板用電極保護膜之乾膜光阻支撐體的情況下,與感光性樹脂層另行地積層有折射率調整層為較佳。作為折射率調整層的較佳之形態,可舉出日本特開2014-108541公報中所記載之第2硬化性透明樹脂層。折射率調整層的折射率為1.6以上為較佳,又,折射率調整層具有氧化鈦及氧化鋯等折射率高的金屬氧化粒子為較佳。
當用於形成裝飾圖案之乾膜光阻支撐體的情況下,感光性樹脂層著色為較佳。作為著色之感光性樹脂層,由國際公開第2017/208849號說明書中所記載之感光性樹脂組成物形成為較佳。著色之感光性樹脂層為作為著色劑具有顏料之層為較佳,具有顏料、黏合劑聚合物、多官能丙烯酸酯及光聚合起始劑之層為更佳。
當用於形成50μm以下的微細圖案的形成中所使用之蝕刻抗蝕劑之乾膜光阻支撐體的情況下,與感光性樹脂層另行地積層有可見性層為較佳。藉由具有可見性層,能夠在確認圖案潛影之步驟中視覺辨認。
將本薄膜作為用於製造陶瓷生片之剝離薄膜而適用亦較佳。當為剝離薄膜的情況下,作為功能層多為設置有剝離層。作為剝離層的較佳之形態,可舉出具有聚矽氧樹脂之層。 [實施例]
以下舉出實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理順序只要不脫離本發明的宗旨,則能夠適當進行變更。因此,本發明的範圍並不限於以下所示之具體例。另外,只要無特別說明,“份”及“%”為質量基準。
以下,在本實施例中,與單一的“薄膜”的標記係包含聚酯基材單體及具有聚酯基材及含粒子之層之態樣的兩者,並且包含未拉伸薄膜、單軸取向膜及雙軸取向薄膜的全部。 又,在本實施例的各步驟中,使用非接觸式溫度計(AD-5616(產品名)、A&D公司製造、放射率0.95),測量5次薄膜的寬度方向中央部的溫度,將所獲得之測量值的算術平均值設為薄膜的表面溫度的測量值。
〔實施例1〕 <擠出成形步驟> 作為聚合觸媒使用日本專利第5575671號公報中所記載之鈦化合物(檸檬酸螯合鈦錯合物,VERTEC AC-420,Johnson Matthey公司製造),製造了聚對酞酸乙二酯的顆粒。具體而言,對1頓(1000kg)的對苯二甲酸以乙二醇成為390kg、相對於生成鈦化合物之聚對酞酸乙二酯成為9質量ppm的Ti原子之量混合了該等。將所獲得之混合物連續供給於反應裝置進行了酯化反應。另外,向混合物添加相對於所生成之聚對酞酸乙二酯成為81質量ppm的Mg原子之量的乙酸鎂四水合物及相對於所生成之聚對酞酸乙二酯成為73質量ppm的P原子之量的磷酸三甲酯,進行縮聚反應,製造了聚對酞酸乙二酯的顆粒。 將所獲得之顆粒乾燥至含水率達到50ppm以下之後,投入到直徑為30mm的單軸混煉擠出機的料斗中,接著,在280℃條件下熔融並擠出。使熔融體(熔體)通過過濾器(孔徑3μm)之後,從模具擠出到25℃的冷卻滾筒,藉此獲得了由聚對酞酸乙二酯構成之未拉伸薄膜。另外,將所擠出之熔融體(熔體)藉由靜電施加法與冷卻輥密接。 構成未拉伸薄膜之聚對酞酸乙二酯的熔點(Tm)為258℃,玻璃轉移溫度(Tg)為80℃。
<縱向拉伸步驟> 對於上述未拉伸薄膜,藉由以下方法實施了縱向拉伸步驟。 在下述條件下,使預熱之未拉伸薄膜通過圓周速度不同之2對輥之間並且沿縱方向(輸送方向)拉伸,藉此製作了單軸取向薄膜。 (縱向拉伸條件) 預熱溫度:75℃ 拉伸溫度:90℃ 拉伸倍率:3.4倍 拉伸速度:1300%/秒鐘
<含粒子之層形成步驟> 藉由棒塗佈機將下述含粒子之層用塗佈液塗佈於縱向拉伸之單軸取向薄膜(聚酯基材)的單面,以使相對於單軸取向薄膜的表面積之塗佈膜的固體成分的重量成為5.6g/m 2
(含粒子之層用塗佈液) 藉由混合下述所示之各成分,製備了含粒子之層用塗佈液(塗佈液A)。藉由混合下述所示之各成分,製備了含粒子之層用塗佈液(塗佈液A)。對所製備之塗佈液A,實施了使用孔徑為6μm之過濾器(F20、MAHLE Filter Systems Japan Corp.製造)之過濾處理及膜脫氣(2x6徑向流超疏水、Polypore International Inc.製造)之後,塗佈於單軸取向薄膜的表面,在100℃的熱風中使其乾燥形成了易滑塗佈層。 ・丙烯酸樹脂(作為固體成分,含有27.5質量%的由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、2-乙氧基己基丙烯酸酯、2-甲基丙烯酸羥乙酯及丙烯酸酸(以59:8:26:5:2質量比含有)構成之共聚物之水分散液):167份 ・非離子系界面活性劑(“NAROACTY(註冊商標)CL95)、Sanyo Chemical Industries, Ltd.製造、聚氧化烯烷基醚、固體成分100質量%):0.7份 ・陰離子系界面活性劑(“RAPISOL(註冊商標)A-90”,NOF CORPORATION.製造,固體成分1質量%水稀釋液):55.7份 ・蠟(“Cellosol(註冊商標)524”、CHUKYO YUSHI CO.,LTD.製造、酯蠟分散物、固體成分30質量%):7份 ・交聯劑(“CARBODIIMIDE (註冊商標)V-02-L2”、Nisshinbo Chemical Inc.製造、碳二亞胺化合物、固體成分10質量%水稀釋液):20.9份 ・非凝聚粒子(“SNOWTEX XL”、平均粒徑50nm、膠體二氧化矽、Nissan Chemical Industries, Ltd.製造、固體成分40質量%水分散液):2.8份 ・凝聚粒子(“AEROSILOX50”、平均2次粒徑200nm、凝聚二氧化矽、平均一次粒徑40nm、NIPPON AEROSIL CO., LTD.製、固體成分10質量%水分散液):2.95份 ・水:743份
<橫向拉伸步驟> 使用拉幅機在下述條件下對進行縱向拉伸步驟及含粒子之層形成步驟之薄膜沿寬度方向拉伸,製作了雙軸取向薄膜。 (橫向拉伸條件) 預熱溫度:100℃ 拉伸溫度:120℃ 拉伸倍率:4.3倍 拉伸速度:50%/秒鐘
<熱定型步驟> 使用拉幅機在下述條件下對實施了上述橫向拉伸步驟之雙軸取向薄膜進行加熱,藉此進行了熱定型薄膜之熱定型步驟。 (熱定型條件) 熱定型溫度T1:227℃ 熱定型時間:6秒鐘
<熱鬆弛步驟> 接著,在下述條件下對熱定型之薄膜進行加熱,藉此進行了鬆弛薄膜的緊張之熱鬆弛步驟。又,熱鬆弛步驟中,藉由使把持薄膜的兩端之拉幅機的把持構件之間的距離(拉幅機寬度)變窄,與熱定型步驟結束時進行比較,縮小了薄膜寬度。從相對於熱鬆弛步驟的開始時的薄膜寬度L1之熱鬆弛步驟的結束時的薄膜寬度L2藉由Lr=(L1-L2)/L1×100的式求出了下述熱鬆弛率ΔLr。 (熱鬆弛條件) 熱鬆弛溫度T2:190℃ 熱鬆弛率Lr:4%
<冷卻步驟及擴張步驟> 在下述條件下進行了對熱鬆弛之薄膜冷卻之冷卻步驟。又,冷卻步驟中,實施了藉由擴大拉幅機寬度,與熱鬆弛步驟結束時進行比較擴張薄膜寬度之擴張步驟。 下述的冷卻速度V藉由如下求出:將薄膜送入拉伸機100的冷卻部50之後送出為止的滯留時間設為冷卻時間ta,將送入冷卻部50時測量之薄膜表面溫度與送出冷卻部50時測量之薄膜表面溫度之溫度差ΔT(℃)除以冷卻時間ta。 又,關於下述擴張率ΔL,從相對於冷卻步驟的開始時的聚酯薄膜的薄膜寬度L2之冷卻步驟的結束時的薄膜寬度L3藉由ΔL=(L3-L2)/L2×100的式求出。 (冷卻條件) 冷卻速度V:2500℃/分鐘 冷卻時間ta:3.1秒鐘 (擴張條件) 擴張率ΔL:0.6%
<捲繞步驟> 對藉由冷卻步驟冷卻之薄膜,使用剪裁裝置從薄膜的寬度方向的兩端在20cm的位置上沿著輸送方向連續切斷薄膜,剪裁了薄膜的兩端部。接著,對從薄膜的兩端到寬度方向10mm為止的區域進行了擠出加工(滾花)之後,以張力40kg/m捲繞薄膜。 藉由以上方法,製作了雙軸取向薄膜。所獲得之雙軸取向薄膜的厚度為31μm,寬度為1.5m,捲繞長度為7000m。又,所獲得之雙軸取向薄膜的含粒子之層的厚度為40nm。另外,在上述方法中測量之結果確認到,所獲得的之雙軸取向薄膜的含粒子之層含有平均粒徑為50nm之粒子及平均粒徑為200nm之粒子。
〔實施例2〕 作為含粒子之層用塗佈液,使用了除了不含有非凝聚粒子以外具有與塗佈液A相同的組成之塗佈液B,除此以外,按照實施例1所述之方法,製作了雙軸取向薄膜。
〔實施例3~11〕 熱定型步驟中的熱定型溫度T1、冷卻步驟中的冷卻速度V及擴張步驟中的擴張率ΔL控制成為後述之表1中所記載之數值,除此以外,按照實施例1中所記載之方法,製作了雙軸取向薄膜。
〔實施例12~17〕 不含有凝聚粒子,作為非凝聚粒子使用表1中所記載之粒子,並且將含粒子之層的厚度調節為表1中所記載之數值,除此以外,按照實施例1中所記載之方法,製作了雙軸取向薄膜。 以下示出表1中所記載之粒子的詳細內容。 450nm的非凝聚粒子:SNOWTEX MP-4540M、Nissan Chemical Industries, Ltd.製造、平均粒徑450nm、膠體二氧化矽 200nm的非凝聚粒子:SNOWTEX MP-2040、Nissan Chemical Industries, Ltd.製造、平均粒徑200nm、膠體二氧化矽 100nm的非凝聚粒子:SNOWTEX ZL、Nissan Chemical Industries, Ltd.製造、平均粒徑100nm、膠體二氧化矽 50nm的非凝聚粒子:SNOWTEX XL、Nissan Chemical Industries, Ltd.製造、平均粒徑50nm、膠體二氧化矽 300nm的非凝聚粒子:二乙烯基苯/苯乙烯共聚交聯粒子、平均粒徑300nm
〔實施例18〕 代替在實施例1中實施之擠出成形步驟,將藉由共擠出成形在實施例1的擠出成形步驟中製造之熔融體及下述樹脂H的熔融體共擠出於25℃的冷卻管柱,藉此製作了由聚對酞酸乙二酯及含粒子之層構成之未拉伸薄膜,除此以外,按照實施例1中所記載之方法,製作了雙軸取向薄膜。 混合平均粒徑300nm的二乙烯基苯/苯乙烯共聚交聯粒子,除此以外,按照實施例1中的聚對酞酸乙二酯的顆粒之製造方法,製造了含有非凝聚粒子之樹脂H的顆粒。乾燥所獲得之顆粒,直至含水率成為50ppm以下之後,投入到直徑30mm的單軸混練擠出機的料斗中,接著在280℃下熔融,藉此製造了樹脂H的熔融體。 所獲得之雙軸取向薄膜的厚度為31μm,含粒子之層的厚度為2μm。
〔實施例19~21〕 擠出成形步驟中,調節由聚對酞酸乙二酯構成之未拉伸薄膜的厚度,以使所製造之雙軸取向聚酯薄膜的厚度成為表1中所記載之數值,除此以外,按照實施例1中所記載之方法,製作了雙軸取向薄膜。 另外,在實施例20中,作為含粒子之層用塗佈液,使用了上述塗佈液F。
〔實施例22〕 熱定型步驟中,控制熱定型溫度T1成為表1中所記載之數值,除此以外,按照實施例1中所記載之方法,製作了雙軸取向薄膜。
〔比較例1~5〕 控制熱定型步驟中的熱定型溫度T1、冷卻步驟中的冷卻速度V及擴張步驟中的擴張率ΔL成為後述之表1中所記載之數值以及比較例1~4中作為含粒子之層用塗佈液使用了上述塗佈液B,除此以外,按照實施例1中所記載之方法,製作了雙軸取向薄膜。
〔物性測量〕 對實施例1~25及比較例1~6的各雙軸取向薄膜測量了以下物性。將測量結果示於表1中。 又,按照上述測量方法,對實施例2~25及比較例1~6的各雙軸取向薄膜測量了含粒子之層的厚度及含粒子之層中所含有之粒子的平均粒徑。該等測量結果亦示於表1中。
<密度> 使用電子比重計(產品名“SD-200L”、Alfa Mirage Co., Ltd.製造)測量了雙軸取向薄膜的密度(g/cm 3)。
<條紋狀缺陷區域(90℃、120℃)> 使用加熱輸送裝置,一邊以輸送速度30m/分鐘、輸送方向的張力100N/m輸送雙軸取向薄膜一邊在90℃或120℃下加熱處理了20秒鐘。加熱處理時的加熱溫度係指薄膜的表面溫度。加熱處理時的加熱時間從薄膜的表面溫度達到作為目的之溫度(90℃或120℃)之時刻開始計算。將加熱處理後的雙軸取向薄膜置於黑色的平板上,接著,一邊改變設置於室內的天花板之螢光燈〔Mitsubishi Electric Corporation製造的rupikae-su(色溫度:5000K、平均顯色評價數(Ra):84)〕的光反射之視點一邊從側面目視觀察了雙軸取向薄膜。藉由目視觀察1m×1m的區域,將在雙軸取向薄膜的表面中螢光燈的反射像起伏之區域設為條紋狀缺陷區域。接著,藉由既述的方法(參閱上述“條紋狀缺陷區域”的項目)計算了觀察到的條紋狀缺陷區域的面積的總計與雙軸取向薄膜的觀察區域的總面積之比例(面積比)。
<膨脹率(90℃、120℃)> 使用熱機械分析裝置(TMA-60、Shimadzu Corporation製造),按照既述方法(參閱上述“膨脹率”的項目)測量了雙軸取向薄膜的90℃及120℃下的寬度方向的膨脹率。
<最大峰高Rp> 雙軸取向薄膜的表面的最大峰高Rp藉由如下求出:切出所製造之雙軸取向薄膜製作試驗片,使用既述微細形狀測量裝置在既述條件下測量所獲得之試驗片的表面之後,藉由內置之解析軟體實施粒子解析(複數個等級)。 最大峰高Rp的測量中,將切片等級設定為10nm的等間隔,變更測量位置的同時測量5次各切片等級的平均直徑及密度,計算該等平均值,設為最大峰高Rp的測量值。將試驗片固定於試樣台,以使視場測量的X方向成為聚酯薄膜的寬度方向。
[評價] 對實施例1~22及比較例1~5的各雙軸取向薄膜進行了以下評價。將評價結果示於表1。
〔厚度不均〕 一邊輸送在各實施例及比較例中製造之雙軸取向薄膜一邊使用狹縫狀噴嘴將由下述配方A構成之基底層用塗佈液塗佈於雙軸取向薄膜的表面之後,在90℃的溫度條件下乾燥塗佈膜,藉此形成了基底層。接著,一邊輸送形成有基底層之雙軸取向薄膜一邊將由下述配方B構成之黑色層用塗佈液塗佈於基底層上之後,在90℃的溫度條件下乾燥塗佈膜,藉此形成了黑色層。形成基底層及黑色層時的雙軸取向薄膜的輸送速度為70m/分鐘。 將設置有基底層及黑色層之雙軸取向薄膜置於光工作台,用目視觀察了從雙軸取向薄膜距1m之位置中黑色層的顏色不均。 將基底層的形成時及黑色層的形成時的乾燥溫度條件均變更為120℃,除此以外,按照上述方法,形成設置有基底層及黑色層之雙軸取向薄膜,進行了目視下的觀察。 依據將塗佈膜的乾燥溫度條件設為90℃或120℃製造之各個雙軸取向薄膜的觀察結果,按照以下的基準評價了雙軸取向薄膜的厚度不均。
(配方A:基底層用塗佈液) ・PVA205(聚乙烯醇、Kuraray Co.,Ltd.製造、鹼化度88%、聚合度550):32.2質量份 ・聚乙烯吡咯烷酮(Information System Products Co.,Ltd.製造、K-30):14.9份 ・蒸餾水:524質量份 ・甲醇:429質量份
(配方B:黑色層用塗佈液) ・按照日本專利第5320652號公報的0036段~0042段的記載製作之樹脂被覆碳黑:13.1質量份 ・分散劑:國際公開2017/208849號說明書的[0103]段中所記載之分散劑1   0.65質量份 ・聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/28莫耳比的無規共聚物、重量平均分子量3.7萬):6.72質量份 ・丙二醇單甲醚乙酸酯:79.53質量份
(評價基準) A:乾燥溫度條件為90℃及120℃的任一種情況下,均未確認到黑色層的顏色不均。 B:乾燥溫度條件為90℃或120℃的任一種情況下,稍微確認到黑色層的顏色不均。 C:乾燥溫度條件僅為120℃的情況下,確認到黑色層的顏色不均。 D:乾燥溫度條件為90℃及120℃的任一種情況下,明顯確認到黑色層的顏色不均。
〔轉印故障〕 剪裁了兩端部,以使上述厚度不均的評價中製作之具有基底層及黑色層之雙軸取向薄膜的寬度成為45cm。接著,一邊以張力11.5kg/m按壓接觸輥一邊將剪裁之雙軸取向薄膜捲繞成直徑3英吋(1英吋=2.54cm)的ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂製捲芯。捲繞之雙軸取向薄膜的長邊方向的長度為100m。 在25℃、50%RH的條件下將所獲得之測試樣品靜置了30天。經過30天之後,在螢光燈〔Mitsubishi Electric Corporation製造的rupikae-su(色溫度:5000K、平均顯色評價數(Ra):84)〕下觀察了捲繞於上述捲芯之雙軸取向薄膜中的黑色層的表面。藉由螢光燈的反射光用目視觀察薄膜表面的凹凸,按照以下基準,評價了轉印故障。
(評價基準) A:完全未看到表面的凹凸,為極良好的狀態。 B:能夠視覺辨認些許表面凹凸,但是其為非常輕微的凹凸。 C:能夠視覺辨認輕微的表面凹凸。
表1中分別示出各實施例及比較例的評價結果。 表1中,“含粒子之層”的“形成方法”欄係指在各實施例及比較例中以含粒子之層形成步驟藉由下述方法形成含粒子之層。 A:縱向拉伸步驟之後、橫向拉伸步驟之前,藉由將塗佈液塗佈於單軸取向薄膜上來形成(在線塗佈法)。 B:藉由共擠出成形,與未拉伸薄膜同時形成。
【表1】
  製造條件 含粒子之層
熱定型溫度T1 [℃] 冷卻速度V [℃/分鐘] 擴張率ΔL [%] 值C 值D 塗佈液或樹脂 凝聚粒子粒徑 非凝聚粒子粒徑 形成方法 厚度
實施例1 227 2500 0.6 0.3 169 A 200nm 50nm A 40nm
實施例2 227 2500 0.6 0.3 169 B 200nm A 40nm
實施例3 235 2500 0.6 -1.8 8282 A 200nm 50nm A 40nm
實施例4 231 2500 0.6 -0.8 1521 A 200nm 50nm A 40nm
實施例5 229 2500 0.6 -0.3 169 A 200nm 50nm A 40nm
實施例6 227 2200 0.6 0.3 149 A 200nm 50nm A 40nm
實施例7 227 3500 0.6 0.3 237 A 200nm 50nm A 40nm
實施例8 227 3000 0.6 0.3 203 A 200nm 50nm A 40nm
實施例9 227 2500 0.2 0.7 1089 A 200nm 50nm A 40nm
實施例10 227 2500 0.8 0.1 9 A 200nm 50nm A 40nm
實施例11 227 2500 1.2 -0.3 289 A 200nm 50nm A 40nm
實施例12 227 2500 0.6 0.3 169 C 450nm A 200nm
實施例13 227 2500 0.6 0.3 169 D 200nm A 100nm
實施例14 227 2500 0.6 0.3 169 E 100nm A 40nm
實施例15 227 2500 0.6 0.3 169 F 50nm A 40nm
實施例16 227 2500 0.6 0.3 169 F 50nm A 60nm
實施例17 227 2500 0.6 0.3 169 G 300nm A 150nm
實施例18 227 2500 0.6 0.3 169 H 300nm B 2μm
實施例19 227 2500 0.6 0.3 169 A 200nm 50nm A 40nm
實施例20 227 2500 0.6 0.3 169 F 50nm A 40nm
實施例21 227 2500 0.6 0.3 169 A 200nm 50nm A 40nm
實施例22 215 2500 0.6 3.4 28564 A 200nm 50nm A 40nm
比較例1 240 2500 0.4 -5.5 76185 B 200nm A 40nm
比較例2 220 3500 0.0 6.9 165670 B 200nm A 40nm
比較例3 227 2000 0.6 0.8 1217 B 200nm A 40nm
比較例4 227 4000 0.6 0.8 2434 B 200nm A 40nm
比較例5 235 2500 0.0 -6.0 90612 A 200nm 50nm A 40nm
【表2】
表1 (續) 聚酯薄膜(物性) 評價
厚度 密度 90℃條紋狀缺陷區域 120℃條紋狀缺陷區域 90℃膨脹率 [%] 120℃膨脹率 [%] Rp [nm] 厚度不均 轉印故障
實施例1 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 110nm A A
實施例2 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 110nm A B
實施例3 31μm 1.403 39% 88% 0.102 0.224 11 0nm C A
實施例4 31μm 1.401 32% 84% 0.071 0.132 110nm C A
實施例5 31μm 1.401 24% 60% 0.055 0.086 110nm B A
實施例6 31μm 1.400 24% 60% 0.040 0.100 110nm B A
實施例7 31μm 1.400 38% 97% 0.040 0.040 110nm C A
實施例8 31μm 1.400 25% 63% 0.040 0.040 110nm B A
實施例9 31μm 1.400 20% 52% 0.084 0.160 110nm B A
實施例10 31μm 1.400 10% 24% 0.040 -0.020 110nm A A
實施例11 31μm 1.400 10% 63% 0.040 -0.140 110nm B A
實施例12 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 250nm A C
實施例13 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 100nm A B
實施例14 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 60nm A A
實施例15 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 10nm A A
實施例16 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 5nm A A
實施例17 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 150nm A A
實施例18 31μm 1.400 10% 24% 0.040 0.040 250nm A A
實施例19 20μm 1.400 15% 35% 0.040 0.040 110nm A A
實施例20 20μm 1.400 15% 35% 0.040 0.040 10nm A A
實施例21 16μm 1.400 18% 39% 0.040 0.040 110nm A A
實施例22 31μm 1.397 10% 100% 0.040 -0.300 110nm C A
比較例1 31μm 1.404 43% 100% 0.162 0.399 110nm D B
比較例2 31μm 1.398 41% 29% 0.150 0.059 110nm D B
比較例3 31μm 1.400 100% 63% 0.040 0.040 110nm D B
比較例4 31μm 1.400 60% 100% 0.100 0.100 110nm D B
比較例5 31μm 1.403 45% 100% 0.168 0.404 110nm D A
由表1確認到,冷卻步驟中的聚酯薄膜的冷卻速度V為2200~3500℃/分鐘的範圍內,並且滿足上述條件1之實施例1~22與比較例1~5相比,能夠抑制所積層之功能層的厚度不均。 又,由表1確認到,進行特定的加熱處理之後,聚酯薄膜中所觀察到的條紋狀缺陷區域的面積相對於觀察區域的總面積為40%以下之實施例1~22與比較例1~5相比,能夠抑制所積層之功能層的厚度不均。
其中,由實施例1~5及9~11的比較確認到,當藉由式(1)計算之A與藉由式(2)計算之B的乘積之值C的絕對值為0.1~0.7之情況下,能夠更抑制所積層之功能層的厚度不均,確認到當上述值C為0.1~0.5之情況下,能夠進一步抑制所積層之功能層的厚度不均。
又,由實施例1及6~8的比較確認到,當冷卻步驟中的冷卻速度V為2200~3000℃之情況下,能夠更抑制所積層之功能層的厚度不均,確認到當2300~2600℃/分鐘之情況下,能夠進一步抑制所積層之功能層的厚度不均。
又,由實施例1及12~17的比較確認到,當含粒子之層的表面的最大峰高Rp為0.2μm以下之情況下,能夠更抑制轉印故障。 又,由實施例12及實施例18的比較確認到,當含粒子之層所含有之粒子為樹脂粒子之情況下,能夠更抑制轉印故障。 又,由實施例1及12~17的比較確認到,當具有平均粒徑為0.4μm以下的粒子之情況下,能夠更抑制轉印故障。
〔實施例23〕 將在實施例1中製作之雙軸取向薄膜用作支撐體,藉由以下順序製作了裝飾用轉印薄膜。 將國際公開2017/208849號說明書的[0106]中所記載之熱塑性(非感光性)樹脂層塗佈液塗佈於實施例1中製作之雙軸取向薄膜的與含粒子之層相反的一側的表面,在80℃下使其乾燥,形成了熱塑性(非感光性)樹脂層。繼而,塗佈由上述之配方A構成之基底層用塗佈液,在120℃下使其乾燥,藉此形成了基底層。將由下述配方C構成之感光性樹脂層形成用組成物塗佈於其上,在90℃下進行乾燥,藉此形成了感光性樹脂層。基底層的厚度為1.6μm,感光性樹脂層的厚度為2.0μm。最後,在感光性樹脂層的表面上,作為保護薄膜壓接厚度12μm的聚丙烯薄膜製作了裝飾用轉印薄膜。 所獲得之裝飾用轉印薄膜無顏色不均且亦無轉印故障而具有良好的特性。又,使用所獲得之裝飾用轉印薄膜,參閱國際公開2017/208849號說明書的[0109]的記載形成裝飾圖案之結果,能夠形成良好的圖案。
<配方C:感光性樹脂層形成用組成物> ・既述的黑色顏料分散液 180.9份 ・A-NOD-N(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.、2官能、分子量226)3.29份 ・A-DCP(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.、2官能、分子量304)9.9份 ・8UX-015A(TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.、15官能)6.59份 ・A-DPH(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.、6官能、分子量578)2.20份 ・黏合劑(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸的共聚物、70/30質量%、重量平均分子量(Mw)=5000、固體成分量=40.5質量%)141.2份 ・聚合起始劑OXE-02(BASF公司、IRGACURE OXE 02、乙酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯)-9H-咔唑-3-基]-,1-(0-乙醯基肟))6.75份 ・丙二醇單甲醚乙酸酯 250份 ・甲基乙基酮 404.2份
〔實施例24〕 將在實施例21中製作之雙軸取向薄膜用作支撐體,藉由以下順序製作了觸控面板保護膜形成用乾膜。 將由下述配方D構成之第2透明轉印層形成用塗佈液塗佈於在實施例21中製作之雙軸取向薄膜的與含粒子之層相反的一側的表面,在90℃下進行乾燥,形成了第2透明轉印層。接著,將由下述配方E構成之第1透明轉印層形成用塗佈液塗佈於第2透明轉印層上之後,在70℃下使其乾燥,形成了第1透明轉印層。第2透明轉印層的厚度為5.0μm,第1透明轉印層的厚度為約80nm。最後,在第1透明轉印層的表面上,作為保護薄膜壓接厚度16μm的聚對酞酸乙二酯薄膜,製作了觸控面板保護膜形成用轉印薄膜。 所獲得之轉印薄膜未確認到因厚度不均引起之折射率變化亦無轉印故障而具有良好的特性。針對所獲得之轉印薄膜,參閱國際公開2018/186428號說明書的[0122]~[0128]形成接觸孔之結果,能夠形成良好的圖案。
<配方D:第2透明轉印層形成用塗佈液> ・ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.、含羧酸之單體)0.93份 ・A-DCP(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.、2官能、分子量304)5.6份 ・8UX-015A(TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.、胺基甲酸酯丙烯酸酯)2.80份 ・黏合劑(環己基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸的甲基丙烯酸環氧丙酯加成物的共聚物、51.5/2/26.5/20%、重量平均分子量(Mw)=29000、酸值=95mgKOH) 15.59份 ・聚合起始劑IRGACURE OXE-02(BASF公司)0.11份 ・聚合起始劑IRGACURE 907(BASF公司、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-口末啉基丙烷-1-酮)0.21份 ・N-苯基甘胺酸 0.03份 ・嵌段異氰酸酯(Asahi Kasei Chemicals Co.,Ltd.、DuranateWT32-B75P) 3.63份 ・苯并咪唑 0.09份 ・界面活性劑(DIC CORPORATION、MEGAFACE F-551)0.02份 ・1-甲氧基-2-丙基乙酸酯 31.08份 ・甲基乙基酮 40.0份
<配方E:第1透明轉印層形成用塗佈液> ・NanoUse OZ-S30M(ZrO2粒子甲醇分散液、Nissan Chemical Industries,LTD.、不揮發成分 30.5%)4.34份 ・氨水(25%)7.82份 ・單異丙醇胺 0.02份 ・黏合劑(烯丙基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸共聚物、40/60mol%、重量平均分子量(Mw)=38000) 0.24份 ・ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.)0.03份 ・苯并三唑 0.03份 ・界面活性劑(DIC CORPORATION、MEGAFACE F-444)0.01份 ・離子交換水 21.5份 ・甲醇 66.0份
〔實施例25〕 將在實施例21中製作之雙軸取向薄膜用作支撐體,藉由以下順序製作了蝕刻抗蝕劑形成用乾膜。 將由下述配方F構成之熱塑性樹脂層形成用塗佈液塗佈於在實施例21中製作之雙軸取向薄膜的與含粒子之層相反的一側的表面,在80℃下進行乾燥,形成了熱塑性樹脂層。接著,將由下述配方G構成之水溶性樹脂層形成用塗佈液塗佈於熱塑性樹脂層上之後,在80℃下使其乾燥,形成了水溶性樹脂層。另外,將由下述配方H構成之感光性樹脂層形成用塗佈液塗佈於水溶性樹脂層上之後,在80℃下使其乾燥形成了感光性樹脂層。熱塑性樹脂層的厚度為2μm,水溶性樹脂層的厚度為1μm,感光性樹脂層的厚度為2μm。最後,在感光性樹脂層的表面上,作為保護薄膜壓接厚度16μm的聚對酞酸乙二酯薄膜,製作了蝕刻抗蝕劑形成用轉印薄膜。 針對所獲得之轉印薄膜,參閱國際公開2019/151534號說明書的[0429]~[0430]進行曝光,確認到可見性之結果,能夠清晰地視覺辨認線與空間圖案。
<配方F:熱塑性樹脂層形成用塗佈液> ・甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/丙烯酸酸的聚合物(75/10/15質量%、分子量3萬、固體成分濃度30%)22.7份 ・3,6-雙(二苯基胺基)螢光黃母體 0.12份 ・日本特開2013-047765號公報的0227段中所記載之A-1、肟磺酸鹽型光酸產生劑 0.2份 ・三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯 3.32份 ・8UX-015A(TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.、15官能)1.66份 ・ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.)0.55份 ・界面活性劑(DIC CORPORATION、MEGAFACE F-552)0.02份
<配方G:水溶性樹脂層形成用塗佈液> ・聚乙烯醇(KURARAY POVAL4-88LA、Kuraray Co.,Ltd.製造)3.22份 ・聚乙烯吡咯烷酮(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.製造、K-30)1.49份 ・界面活性劑(MEGAFACE F-444、DIC CORPORATION製造)0.0035份 ・甲醇(MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY, INC.製造)57.1份 ・離子交換水 38.12份
<配方H:感光性樹脂層形成用塗佈液> ・苯乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯的聚合物(52/29/19質量%、分子量6萬、固體成分濃度30%)25.2份 ・無色結晶紫 0.06份 ・光聚合起始劑(2-(2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物)1.03份 ・4,4‘-雙(二乙基胺基)二苯甲酮 0.04份 ・N-苯基胺甲醯基甲基-N-羧甲基苯胺 0.02份 ・乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯NK ESTER BPE-500(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造)5.61份 ・ARONIX M-270(TOAGOSEI CO.,LTD.製造)0.58份 ・啡噻𠯤 0.04份 ・4-羥基甲基-4-甲基-1-苯基-3-吡唑啉酮 0.002份 ・界面活性劑(DIC CORPORATION、MEGAFACE F-552)0.048份 ・丙二醇單甲醚乙酸酯 19.7份 ・甲基乙基酮 43.8份
〔實施例26〕 將在實施例1中製作之雙軸取向薄膜用作支撐體,藉由以下順序製作了陶瓷生片製造用剝離薄膜。 將由下述配方J構成之剝離層形成用塗佈液塗佈於在實施例1中製作之雙軸取向薄膜的與含粒子之層相反的一側的表面,在120℃下進行乾燥,形成了剝離層。剝離層的厚度為0.1μm。接著,將由下述配方K構成之陶瓷漿料塗佈於玻璃層上,以使乾燥後的厚度成為0.5μm之後,在90℃下使其乾燥。使漿料面及含粒子之層面重疊,施加1kg/cm 2的荷重10分鐘之後,剝離了剝離薄膜,獲得了陶瓷生片。 所獲得之陶瓷生片亦無厚度不均亦無轉印故障而具有良好的特性。
<配方J:剝離層形成用塗佈液> ・聚矽氧樹脂(Dow Corning Toray Co., Ltd.製造、SRX-345、加成反應型聚矽氧)10份 ・鉑觸媒(Dow Corning Toray Co., Ltd.製造、SRX-212)0.1份 ・甲苯/甲基乙基酮混合溶劑 490份
<配方K:陶瓷漿料> ・聚乙烯基縮丁醛(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD.製造、S-LEC BH-3)5份 ・鈦酸鋇(FUJI TITANIUM INDUSTRY CO.,LTD.製造、HPBT)50份 ・甲苯/乙醇混合溶劑 45份
2a~2l:把持構件 10:預熱部 20:拉伸部 30:熱定型部 40:熱鬆弛部 50:冷卻部 60a,60b:環狀導軌 100:拉伸機 200:薄膜 P,Q:把持解除點 MD:輸送方向(長邊方向) TD:寬度方向 L0,L1,L2,L3:薄膜寬度
圖1係條紋狀缺陷區域所產生之聚酯薄膜的觀察圖像。 圖2係表示用於製造聚酯薄膜之拉伸機的一例之俯視圖。

Claims (21)

  1. 一種聚酯薄膜之製造方法,其具有: 以薄膜狀擠出含有聚酯之熔融樹脂來形成至少含有聚酯基材之未拉伸聚酯薄膜之擠出成形步驟; 沿輸送方向拉伸前述未拉伸聚酯薄膜來形成單軸取向聚酯薄膜之縱向拉伸步驟; 沿寬度方向拉伸前述單軸取向聚酯薄膜來形成雙軸取向聚酯薄膜之橫向拉伸步驟; 加熱前述雙軸取向聚酯薄膜使其熱定型之熱定型步驟; 在比前述熱定型步驟低的溫度下加熱藉由前述熱定型步驟熱定型之聚酯薄膜來使其熱鬆弛之熱鬆弛步驟; 冷卻藉由前述熱鬆弛步驟熱鬆弛之聚酯薄膜之冷卻步驟;及 在前述冷卻步驟中沿寬度方向擴張前述熱鬆弛之聚酯薄膜之擴張步驟, 前述聚酯薄膜具有聚酯基材及位於前述聚酯基材中的至少一個表面上之含有粒子之含粒子之層,前述聚酯薄膜之製造方法中, 前述冷卻步驟中的前述聚酯薄膜的冷卻速度V為2200~3500℃/分鐘, 並且滿足下述條件1, 條件1:將前述聚酯的熔點設為Tm(℃),將前述熱定型步驟中的熱定型溫度設為T1(℃),將前述橫向拉伸步驟中的前述單軸取向聚酯薄膜的拉伸倍率設為a,將前述擴張步驟中的前述熱鬆弛之聚酯薄膜的寬度方向的擴張率的百分率設為b(%)時,藉由下述式(1)計算之A與藉由下述式(2)計算之B的乘積之值C為-4.0~4.0,其中,前述A及B中的其中一個為0之情況除外, A=Tm-T1-30   (1) B=a/5-b   (2)。
  2. 如請求項1所述之聚酯薄膜之製造方法,其中 從前述A、前述B及前述冷卻速度V藉由下述式(3)計算之值D為1~10000, D=(A×B) 2×V   (3)。
  3. 如請求項1或請求項2所述之聚酯薄膜之製造方法,其中 前述聚酯薄膜的厚度小於50μm。
  4. 如請求項1或請求項2所述之聚酯薄膜之製造方法,其中 在前述縱向拉伸步驟與前述橫向拉伸步驟之間還具有使用含有前述粒子之塗佈液來形成前述含粒子之層之步驟或還具有在前述擠出成形步驟中藉由將含有前述粒子及黏合劑之第2熔融體與前述熔融樹脂同時擠出來形成前述含粒子之層之步驟。
  5. 如請求項1或請求項2所述之聚酯薄膜之製造方法,其中 前述熱鬆弛步驟中的前述聚酯薄膜的表面溫度T2為210℃以下。
  6. 如請求項1或請求項2所述之聚酯薄膜之製造方法,其中 基於前述冷卻步驟之前述聚酯薄膜的冷卻速度V為2200~3000℃/分鐘。
  7. 如請求項1或請求項2所述之聚酯薄膜之製造方法,其中 前述b超過0%且為1.2%以下。
  8. 一種聚酯薄膜,其具有: 聚酯基材;及 位於前述聚酯基材中的至少一個表面上之含有粒子之含粒子之層,前述聚酯薄膜中, 前述聚酯薄膜的厚度小於50μm, 一邊在輸送速度30m/分鐘及輸送方向的張力100N/m的條件下輸送前述聚酯薄膜,一邊在薄膜表面的溫度成為90℃之條件下進行20秒鐘加熱處理之後,前述聚酯薄膜中所觀察到的條紋狀缺陷區域的面積的總計相對於觀察區域的總面積為40%以下。
  9. 如請求項8所述之聚酯薄膜,其中 前述聚酯薄膜在90℃下的寬度方向的膨脹率相對於前述聚酯薄膜在30℃下的寬度方向的尺寸為-0.15~0.15%。
  10. 如請求項8或請求項9所述之聚酯薄膜,其中 前述聚酯薄膜的密度為1.39~1.41g/cm 3
  11. 如請求項8或請求項9所述之聚酯薄膜,其中 前述聚酯基材的厚度為3~40μm,前述含粒子之層的厚度為0.001~2.5μm。
  12. 如請求項8或請求項9所述之聚酯薄膜,其中 前述含粒子之層含有平均粒徑為10nm以上且小於1μm之粒子P。
  13. 如請求項12所述之聚酯薄膜,其中 前述粒子P的平均粒徑大於前述含粒子之層的厚度。
  14. 如請求項8或請求項9所述之聚酯薄膜,其中 前述含粒子之層含有平均粒徑為10~100nm之粒子P1。
  15. 如請求項8或請求項9所述之聚酯薄膜,其中 前述含粒子之層含有平均粒徑超過100nm且為400nm以下之粒子P2。
  16. 如請求項8或請求項9所述之聚酯薄膜,其中 前述含粒子之層所含有之粒子為樹脂粒子或前述含粒子之層所含有之粒子為無機粒子,並且前述聚酯薄膜中的至少一個表面的最大峰高Rp為5~200nm。
  17. 如請求項8或請求項9所述之聚酯薄膜,其中 前述聚酯基材實質上不含有粒子。
  18. 一種積層薄膜,其具有: 聚酯薄膜,其為藉由請求項1至請求項7之任一項所述之聚酯薄膜之製造方法製造之聚酯薄膜或請求項8至請求項17之任一項所述之聚酯薄膜,並且僅在聚酯基材的一個表面上具有含粒子之層;及 功能層,位於前述聚酯基材的與前述含粒子之層相反的一側的表面上,並且選自包括裝飾層、感光性樹脂層及剝離層之群組。
  19. 如請求項18所述之積層薄膜,其中 前述功能層為裝飾層,前述積層薄膜為裝飾薄膜。
  20. 如請求項18所述之積層薄膜,其中 前述功能層為感光性樹脂層,前述積層薄膜為感光性轉印薄膜。
  21. 如請求項18所述之積層薄膜,其中 前述功能層為剝離層,前述積層薄膜為陶瓷生片製造用剝離薄膜。
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