JP2007320239A - 二軸延伸フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】実用上十分な可視光領域の反射性能を備え、安定して製膜することができ、熱による変形が少なく、液晶ディスプレイや内照式電飾看板用の反射板基材として好適に用いることのできる、二軸延伸フィルムを提供する。
【解決手段】ポリエステル30〜69重量%およびボイド形成性物質31〜70重量%からなる層とこの層に接するポリエステルの層から構成される二軸延伸フィルム。
【選択図】なし
Description
[ポリエステル]
本発明の二軸延伸フィルムは、ポリエステル30〜69重量%ならびにボイド形成性物質31〜70重量%からなる層と、この層に接するポリエステルの層とから構成される。
ボイド形成性物質を含む層に用いるポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートといったポリエステルを用いることができる。製膜性の観点から、イソフタル酸またはナフタレンジカルボン酸を共重合成分として、好ましくは1〜20モル%、さらに好ましくは3〜18モル%、特に好ましくは5〜15モル%含む共重合ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
上述のポリエステルを用いることによって、フィルム製膜中にフィルムが破れ易くなることを防止するとともに、熱安定性を備えたフィルムを得ることができる。
ボイド形成性物質としては、無機粒子および非相溶樹脂を用いる。本発明においては、無機粒子と非相溶樹脂の両方が含まれ、両成分の比率は、重量比で1:9〜9:1、1:8〜8:1、好ましくは1:7〜7:1である。いずれかの添加量がこれより少ないと、高い反射率が得られなかったり、粒子の脱落が発生するなど不都合が起こる。
なお、このボイド形成性物質を含有する層は、優れた反射率を有するため、二軸延伸フィルムの最外層に配置されることが好ましい。
無機粒子としては平均粒径0.3〜5.0μm、好ましくは0.4〜3.0μm、さらに好ましくは0.5〜2.5μmの無機粒子を用いる。平均粒径が0.3μm未満であると分散性が極端に悪くなり、粒子の凝集が起こるため生産工程上のトラブルが発生し易く、フィルムに粗大突起を形成し、光沢の劣ったフィルムになったり、溶融押出し時に用いられるフィルターが粗大粒子により目詰まりを生じさせる可能性があり好ましくない。他方、平均粒径が5.0μmを超えるとフィルムの表面が粗くなり光沢が低下するばかりか、適切な範囲に光沢度をコントロールすることが困難となり好ましくない。
(ア)ポリエステル合成時のエステル交換反応もしくはエステル化反応終了前に添加、もしくは重縮合反応開始前に添加する方法。
(イ)ポリエステルに添加し、溶融混練する方法。
(ウ)上記(ア)または(イ)の方法において無機粒子を多量添加したマスターペレットを製造し、これらと添加剤を含有しないポリエステルとを混練して所定量の添加物を含有させる方法。
(エ)上記(ウ)のマスターペレットをそのまま使用する方法。
特に上記(ウ)または(エ)の方法をとることが好ましい。
ボイド形成性物質として用いる非相溶樹脂は、ポリエステルに非相溶な樹脂である。この非相溶樹脂としては、例えばポリオレフィン、ポリスチレンを用いることができ、好ましくはポリオレフィンを用いる。より具体的には、ポリ−3−メチルブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリビニル−t−ブタン、1,4−トランス−ポリ−2,3−ジメチルブタジエン、ポリビニルシクロヘキサン、ポリスチレン、ポリフルオロスチレン、セルロースアセテートセルロースプロピオネート、ポリクロロトリフルオロエチレン、特にポリプロピレン、ポリメチルペンテンが好ましい。これらの樹脂は、樹脂自体が高透明であるため、光の吸収を抑えて反射率を向上させることができる。
本発明の二軸延伸フィルムには、蛍光増白剤を配合してもよい。蛍光増白剤を配合する場合、ボイド形成性物質を含有する層または含有しない層のいずれに含有させてもよい。含有量は、ポリエステル組成物に対する濃度として、例えば0.005〜0.2重量%、好ましくは0.01〜0.1重量%である。蛍光増白剤の添加量が0.005重量%未満であると350nm付近の波長域の反射率が十分でないので添加する意味が乏しく好ましくなく、0.2重量%を越えると、蛍光増白剤の持つ特有の色が現れてしまうため好ましくない。蛍光増白剤としては、例えばOB−1(イーストマン社製)、Uvitex−MD(チバガイギー社製)、JP−Conc(日本化学工業所製)を用いることができる。
以下、本発明の二軸延伸フィルムを製造する方法の一例として、層A/層Bの二軸延伸フィルムの製造方法の一例を説明する。ダイから溶融したポリマーをフィードブロックを用いた同時多層押出し法により、積層未延伸シートを製造する。すなわち層Aを形成するポリマーの溶融物と層Bを形成するポリマーの溶融物を、フィードブロックを用いて例えば層A/層Bとなるように積層し、ダイに展開して押出しを実施する。この時、フィードブロックで積層されたポリマーは積層された形態を維持している。また、溶融工程において、フィルターとして線径15μm以下のステンレス鋼細線よりなる平均目開き10〜100μm、好ましくは平均目開き20〜50μmの不織布型フィルターを用い、溶融ポリマーを濾過することが好ましい。この濾過を行なうことにより、一般的には凝集して粗大凝集粒子となやすい粒子の凝集や外部からの異物を抑えて、粗大異物の少ないフィルムを得ることができる。
このようにして得られる本発明の二軸延伸フィルムは、85℃の熱収縮率が、直交する2方向ともに0.5%以下、さらに好ましくは0.4%以下、最も好ましくは0.3%以下とすることができる。
(1)フィルム厚み
フィルムサンプルをエレクトリックマイクロメーター(アンリツ製 K−402B)にて、10点で厚みを測定して、それらの平均値をフィルムの厚みとした。
フィルムサンプルを三角形に切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂にて包埋した。そして、包埋されたサンプルをミクロトーム(ULTRACUT−S)で縦方向に平行な断面を50nm厚の薄膜切片にした後、透過型電子顕微鏡を用いて、加速電圧100kvにて観察撮影し、写真から各層の厚みを測定して、各層の平均厚みを求めた。
分光光度計(島津製作所製UV−3101PC)に積分球を取り付け、BaSO4白板を100%としたときのフィルムサンプルの反射率を400〜700nmの波長域にわたって測定し、得られた反射率チャートから2nm間隔で反射率を読み取った。なお、フィルムの構成が一方の面がボイド形成物質を多く含み、他方の面がボイド形成物質を含まないか少なく含む場合には、多く含む側の面の反射率の測定を行った。上記の範囲内で平均値を求めた。次の基準で反射率の評価を行った。
○:平均反射率92%以上かつ全測定領域において反射率92%以上
△:平均反射率92%以上であるが反射率92%未満の波長域もある
×:平均反射率92%未満
未延伸フィルムを延伸する際の製膜の状況を観察し、下記基準で評価した。
○:1時間以上安定して製膜できる
×:1時間以内に切断が発生し、安定した製膜ができない
85℃に設定されたオーブン中でフィルムサンプルを無緊張状態で30分間保持し、加熱処理前後の標点間距離を測定し、下記式により熱収縮率を算出した。
熱収縮率(%)=((L0−L)/L0)×100
L0:熱処理前の標点間距離
L :熱処理後の標点間距離
示差走査熱量測定装置(TA Instruments 2100 DSC)を用い、昇温速度20m/分で測定を行った。
フィルムサンプルにキセノンランプ照射(SUNTEST CPS+)にてパネル温度60℃、照射時間300時間の条件で光照射を行い、光照射前後での色変化をみた。
なお、フィルムの構成が一方の面がボイド形成物質を多く含み、他方の面がボイド形成物質を含まないか少なく含む場合には、多く含む側から光照射を行い測定を行った。
初期のフィルムサンプルの色相(L1 *、a1 *、b1 *)と照射後のフィルムサンプルの色相(L2 *、a2 *、b2 *)とを色差計(日本電飾製SZS−Σ90 COLOR MEASURING SYSTEM)にて測定し、色変化dE*を下記式で計算し、下記基準で評価した。
dE*={(L1 *−L2 *)2+(a1 *−a2 *)2+(b1*−b2 *)2}1/2
○: dE*≦10
△:10<dE*≦15
×:15<dE*
フィルムサンプルをA4版に切り出し、フィルムの4辺を金枠で固定したまま、80℃に加熱したオーブンで30分間処理した後、変形(フィルムのたわみ状態)を目視にて観察し、下記基準で評価した。
○:たわんだ状態が観察されない
△:一部に軽微なたわみが観察される
×:たわんだ部分があり、たわみの凹凸が5mm以上の隆起として観察される
テレフタル酸ジメチル132重量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル23重量部(ポリエステルの酸成分に対して12モル%)、エチレングリコール96重量部、ジエチレングリコール3.0重量部、酢酸マンガン0.05重量部、酢酸リチウム0.012重量部を精留塔、留出コンデンサを備えたフラスコに仕込み、撹拌しながら150〜235℃に加熱しメタノールを留出させエステル交換反応を行った。メタノールが留出した後、リン酸トリメチル0.03重量部、二酸化ゲルマニウム0.04重量部を添加し、反応物を反応器に移した。ついで撹拌しながら反応器内を徐々に0.5mmHgまで減圧するとともに290℃まで昇温し重縮合反応を行った。得られた共重合ポリエステルのジエチレングリコール成分量は2.5wt%、ゲルマニウム元素量は50ppm、リチウム元素量は5ppmであった。このポリエステル樹脂を層A、Bに用い、表1に示す不活性粒子を添加した。それぞれ285℃に加熱された2台の押出機に供給し、層Aポリマー、層Bポリマーを層Aと層BがA/Bとなるような2層フィードブロック装置を使用して合流させ、その積層状態を保持したままダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度25℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを記載された温度にて加熱し長手方向(縦方向)に延伸し、25℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き120℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向(横方向)に延伸した。その後テンター内で表2の温度で熱固定を行い、表2に示す条件にて縦方向の弛緩、横方向の幅入れを行い、室温まで冷やして二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの反射板基材としての物性を評価した結果、表2の通りであった。
表1に示す添加量、不活性粒子、ポリエステルの酸成分となるように成分を調整して添加し、表2に示す製膜条件にてフィルムを製膜した他は実施例1と同様にしてフィルムを製膜して評価した。結果を表2に示す。
ポリマーを作製する段階において実施例1の2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル23重量部をイソフタル酸ジメチル18重量部(ポリエステルの酸成分に対して12モル%)に変更してイソフタル酸共重合のポリマーを作製し、表1および2の条件にてフィルムを作製し評価を行った。結果を表2に示す。
表1および2に示す通り添加する他は、実施例1と同様にしてフィルムを作製して評価を行った。なお、一部においては2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルとイソフタル酸ジメチルを用いてポリエステルを重合し、一定割合に調整して使用した。
表1およいび2に示すように添加してフィルムを作製し、評価を行った。一部においてはポリエステルの酸成分としてイソフタル酸ジメチルやテレフタル酸ジメチルや2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを用いた。結果は表2に示す通りであるが、一部においては延伸性が悪く、フィルムにならなかった。
Claims (5)
- ポリエステル30〜69重量%およびボイド形成性物質31〜70重量%からなる層とこの層に接するポリエステルの層から構成され、ボイド形成性物質が無機粒子および非相溶樹脂であり、無機粒子と非相溶樹脂との比率が重量比で1:9〜9:1であることを特徴とする、二軸延伸フィルム。
- 無機粒子が二酸化チタンである、請求項1記載の二軸延伸フィルム。
- 非相溶樹脂がポリオレフィンである、請求項1記載の二軸延伸フィルム。
- ポリエステルが共重合ポリエステルである、請求項1記載の二軸延伸フィルム。
- ポリエステル30〜69重量%およびボイド形成性物質31〜70重量%からなる層が反射面として二軸延伸フィルムの最外層に設けられ反射板として用いられる、請求項1記載の二軸延伸フィルム。
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