JP6131718B2 - Biaxially oriented polyester film and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、耐久性と加工性のバランスが良好なポリエステルフィルムに関する。さらに詳しくは耐湿熱環境下における特性保持率が高く、かつフィルムの生産性や打ち抜きや折り曲げ加工時の加工適性に優れた、特にモーター用絶縁紙などの高温条件で使用される用途や太陽電池封止用フィルムを始め、建築材料、自動車材料等、屋外で使用される用途に有用なポリエステルフィルムおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a polyester film having a good balance between durability and processability. More specifically, it has a high property retention rate in a moist and heat resistant environment, and is excellent in film productivity and processability during punching and bending, particularly in applications used under high temperature conditions such as motor insulation paper and solar cell sealing. The present invention relates to a polyester film useful for applications used outdoors such as a stop film, a building material, an automobile material, and the like, and a manufacturing method thereof.
ポリエステル樹脂は機械特性、熱特性、耐薬品性、電気特性、成形性に優れ、様々な用途に用いられている。そのポリエステル樹脂をフィルム化したポリエステルフィルム、中でも二軸配向ポリエステルフィルムは、その機械的特性、電気的特性などから、銅貼り積層板、太陽電池封止フィルム、粘着テープ、フレキシブルプリント基板、メンブレンスイッチ、面状発熱体、もしくはフラットケーブルなどの電気絶縁材料、磁気記録材料や、コンデンサ用材料、包装材料、自動車用材料、建築材料、写真用途、グラフィック用途、感熱転写用途などの各種工業材料として使用されている。 Polyester resins are excellent in mechanical properties, thermal properties, chemical resistance, electrical properties, and moldability, and are used in various applications. The polyester film made from the polyester resin, especially the biaxially oriented polyester film, has its mechanical properties, electrical properties, etc., and has a copper-clad laminate, solar cell sealing film, adhesive tape, flexible printed circuit board, membrane switch, Used as various industrial materials such as sheet heating elements or electrical insulation materials such as flat cables, magnetic recording materials, capacitor materials, packaging materials, automotive materials, building materials, photographic applications, graphic applications, thermal transfer applications, etc. ing.
これらの用途のうち、特に屋外や高温条件で用いられる電気絶縁材料(例えば太陽電池封止フィルムや自動車用等の過酷な環境で使用されるモーター用絶縁紙など)、自動車用材料、建築材料などでは、長期にわたり過酷な環境下で使用されることが多い。そのような過酷な環境下で長期にわたり使用すると、ポリエステル樹脂は加水分解により分子量が低下し、また、脆化が進行して機械物性などが低下する。そのため、長期にわたり過酷な環境下で使用される場合、或いは湿気のある状態で使用される様な用途では、湿熱に対する耐久性が求められている。たとえば、太陽電池封止用途では太陽電池の耐用年数の向上による発電コストダウンを図るために、ポリエステルフィルムの耐湿熱性向上が求められている。 Among these applications, electrical insulation materials used in outdoor and high temperature conditions (eg, solar cell sealing films and motor insulation paper used in harsh environments such as automobiles), automotive materials, building materials, etc. Therefore, it is often used in a harsh environment for a long time. When used in such a harsh environment for a long period of time, the polyester resin has a molecular weight that decreases due to hydrolysis, and the embrittlement progresses, resulting in a decrease in mechanical properties. Therefore, when it is used in a harsh environment for a long period of time or in an application where it is used in a damp state, durability against wet heat is required. For example, in a solar cell sealing application, in order to reduce the power generation cost by improving the service life of the solar cell, it is required to improve the wet heat resistance of the polyester film.
そのため、ポリエステル樹脂の加水分解を抑制すべく様々な検討がなされてきた。例えば、ポリエステル樹脂の重縮合触媒を検討したり(特許文献1)、エポキシ化合物(特許文献2)やポリカルボジイミド(特許文献3)を添加して、ポリエステル樹脂自体の耐湿熱性を向上させる技術が検討されている。また、ポリエステル樹脂に緩衝剤を添加したり(特許文献4)、さらにポリエステル樹脂に3官能成分を導入する事で分子間架橋により耐湿熱性を向上させる方法(特許文献5)が検討されている。 Therefore, various studies have been made to suppress hydrolysis of the polyester resin. For example, a polycondensation catalyst for a polyester resin is studied (Patent Document 1), or an epoxy compound (Patent Document 2) or a polycarbodiimide (Patent Document 3) is added to improve the heat and moisture resistance of the polyester resin itself. Has been. In addition, a method of improving moisture and heat resistance by intermolecular crosslinking by adding a buffering agent to a polyester resin (Patent Document 4) and further introducing a trifunctional component into the polyester resin has been studied (Patent Document 5).
しかしながら、特許文献1の手法では耐加水分解性が不十分であった。特許文献2、3の技術では、フィルム溶融製膜時にゲル化が進行して厚み不良となったり、フィルタ詰まりが発生したり、二軸配向フィルム製造時にフィルム破れが発生しやすく耐加水分解性を向上させるために必要な配向を付与できないといったフィルム製膜プロセスでの問題が発生したり、フィルム中に異物が残り品質不良となったりする問題があった。フィルム中に緩衝剤を含有した特許文献4では、ポリエステル樹脂の耐久性の改善は見られるが十分ではなく、また、耐加水分解性をさらに向上させるために必要な分子配向をフィルムに与えるような製膜条件とした場合は、二軸配向フィルム製造時に破れや厚み斑などの問題が発生しやすく、さらに打ち抜きや曲げ加工時のフィルム割れや剥がれの問題があり、生産性と耐加水分解性の両立は困難であった。さらに、特許文献5のように分子間架橋構造を有した場合は、フィルムの耐加水分解性は向上するが、フィルムの延伸性や加工性がさらに低下するため、特許文献4の場合と同様に生産性・加工性と耐加水分解性の両立は困難であり、生産性にも劣るものであった。また、特許文献4,5に使用される緩衝剤は、添加時に凝集しやすい問題があり、これら凝集物が濾過工程でのフィルタ寿命を縮めたり、濾過しきれずに残存した微小な凝集物が、異物としてフィルム内部に残存するため、外観不良として歩留まりを悪化させてしまう問題もあった。近年コストダウンのための歩留まり向上検討が進む中、フィルムに対する異物欠陥低減に対する要求レベルも益々高くなっており、耐加水分解性の向上に加えて、異物欠陥低減についての改善も求められてきている。 However, the method of Patent Document 1 has insufficient hydrolysis resistance. In the techniques of Patent Documents 2 and 3, gelation progresses during film melting and film formation, resulting in poor thickness, filter clogging, and film breakage during biaxially oriented film production, which is resistant to hydrolysis. There is a problem in the film forming process that the orientation necessary for improvement cannot be imparted, or there is a problem that foreign matter remains in the film, resulting in poor quality. In Patent Document 4 containing a buffering agent in the film, the durability of the polyester resin is improved, but it is not sufficient, and the molecular orientation necessary for further improving the hydrolysis resistance is given to the film. When film forming conditions are used, problems such as tearing and unevenness in thickness are likely to occur during biaxially oriented film production, and there are also problems with film cracking and peeling during punching and bending, resulting in productivity and hydrolysis resistance. It was difficult to achieve both. Furthermore, when it has an intermolecular cross-linked structure as in Patent Document 5, the hydrolysis resistance of the film is improved, but the stretchability and workability of the film are further reduced. It was difficult to achieve both productivity / workability and hydrolysis resistance, and the productivity was poor. In addition, the buffer used in Patent Documents 4 and 5 has a problem of being easily aggregated at the time of addition, and these aggregates shorten the filter life in the filtration process, or the minute aggregates that remain without being filtered, Since it remains inside the film as a foreign substance, there is also a problem that the yield is deteriorated as an appearance defect. In recent years, with the progress of yield improvement for cost reduction proceeding, the level of demand for reducing foreign material defects on films has been increasing, and in addition to improving resistance to hydrolysis, improvements in reducing foreign material defects have been required. .
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、高温高湿下の条件での耐久性と、打ち抜きや曲げ加工時の加工適性を両立し、さらにフィルム製膜工程における厚み不良・破れ、フィルム内部欠陥等の発生を抑制できる、耐久性・生産性に優れたポリエステルフィルム及びその製造方法を提供することである。 In view of the problems of the conventional technology, the object of the present invention is to achieve both durability under conditions of high temperature and high humidity and processability at the time of punching and bending. An object of the present invention is to provide a polyester film excellent in durability and productivity that can suppress the occurrence of defects inside the film, and a method for producing the same.
(1).フィルムを構成するポリエステル樹脂の固有粘度(IV)が0.65〜0.80、末端カルボキシル基量が20当量/t以下、ジエチレングリコール含有量が2.0質量%以上5.0質量%以下、示差走査熱量測定(DSC)により求められる微小吸熱ピーク温度Tmeta(℃)が150℃以上200℃以下である二軸配向ポリエステルフィルム。
(2).前記ポリエステル樹脂が、カルボン酸基数と水酸基数の合計が3以上である成分(A)を少なくとも用いて得られたものである(1)に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(3).前記ポリエステル樹脂が、リン酸アルカリ金属塩を0.1mol/t以上5.0mol/t以下含有し、フィルムに含まれる長径100μm以上のリン成分を含有する異物が10ヶ/1000cm2以下である(1)または(2)に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(4).厚みが200μm以上である(1)〜(3)のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(5).フィルムの平均超音波伝導速度が2.2km/秒以上、超音波伝導速度の最大値と最小値の比率が1.0以上1.3以下である(1)〜(4)のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(6).フィルムの超音波伝導速度が最大値を示す方向とフィルム長手方向とのなす角度(θ)が10°以上80°以下である(5)に記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(7).125℃100%RH下に72時間保持したときの伸度保持率が50%以上である(1)〜(6)のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルム。
(8).ポリエステル樹脂を溶融しシート状に成型する工程と、以下(a)〜(c)に記載の長手方向・幅方向の延伸工程、中間工程、熱処理工程を有する二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法であって、フィルムを構成するポリエステル樹脂の固有粘度(IV)が0.65〜0.80、末端カルボキシル基量が20当量/t以下、ジエチレングリコール含有量が2.0質量%以上5.0質量%以下であり、かつ微小吸熱ピーク温度Tmeta(℃)が150℃以上200℃以下である二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。
(a)幅方向に3.5〜4.5倍延伸し、かつ幅方向延伸工程開始前のフィルム幅をW0、幅方向延伸工程の中間点でのフィルム幅をW1、幅方向延伸工程終了後でのフィルム幅をW2とした場合、以下の式(A)を満たす工程
60 ≦ 100×(W1−W0)/(W2−W0)≦ 80 ・・・ 式(A)
(b)二軸配向フィルムを160℃以上210℃以下にて熱処理する工程
(c)幅方向延伸工程と熱処理工程の間に中間工程を有し、該中間工程の温度が幅方向延伸工程の最終区間の温度:Ts(℃)と熱処理工程最初の区間にあたる第1の熱処理工程温度:Th(℃)の中間温度であり、かつ中間工程をフィルムが通過する時間をSm(秒)とした時に以下式(B)を満たす工程
(Th−Ts)/Sm ≦ 50 ・・・ 式(B)
(9).前記ポリエステル樹脂を溶融しシート状に成型する工程において、用いるポリエステル樹脂がリン酸アルカリ金属塩を0.1mol/t以上5.0mol/t以下含有する(8)に記載の二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法。
(10).(1)〜(7)のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルムを用いたモーター。
(11).(1)〜(7)のいずれかに記載の二軸配向ポリエステルフィルムを用いた太陽電池。
(1). The intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin constituting the film is 0.65 to 0.80, the terminal carboxyl group amount is 20 equivalent / t or less, the diethylene glycol content is 2.0% by mass or more and 5.0% by mass or less, and the differential. A biaxially oriented polyester film having a minute endothermic peak temperature Tmeta (° C.) determined by scanning calorimetry (DSC) of 150 ° C. or more and 200 ° C. or less.
(2). The biaxially oriented polyester film according to (1), wherein the polyester resin is obtained using at least a component (A) having a total number of carboxylic acid groups and hydroxyl groups of 3 or more.
(3). The said polyester resin contains 0.1 mol / t or more and 5.0 mol / t or less of alkali metal phosphates, and the foreign material containing the phosphorus component of 100 micrometers or more of long diameters contained in a film is 10 pieces / 1000 cm < 2 > or less ( The biaxially oriented polyester film according to 1) or (2).
(4). The biaxially oriented polyester film according to any one of (1) to (3), wherein the thickness is 200 μm or more.
(5). The average ultrasonic conduction velocity of the film is 2.2 km / second or more, and the ratio of the maximum value and the minimum value of the ultrasonic conduction velocity is 1.0 or more and 1.3 or less. Biaxially oriented polyester film.
(6). The biaxially oriented polyester film according to (5), wherein an angle (θ) between the direction in which the ultrasonic conduction velocity of the film exhibits a maximum value and the film longitudinal direction is 10 ° or more and 80 ° or less.
(7). The biaxially oriented polyester film according to any one of (1) to (6), wherein the elongation retention when held at 125 ° C. and 100% RH for 72 hours is 50% or more.
(8). It is a process for producing a biaxially oriented polyester film having a step of melting a polyester resin and molding it into a sheet, and a stretching step in the longitudinal direction and width direction, an intermediate step, and a heat treatment step described in (a) to (c) below. The intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin constituting the film is 0.65 to 0.80, the terminal carboxyl group content is 20 equivalent / t or less, and the diethylene glycol content is 2.0 mass% or more and 5.0 mass% or less. And a method for producing a biaxially oriented polyester film having a minute endothermic peak temperature Tmeta (° C.) of 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
(A) The film width is stretched 3.5 to 4.5 times in the width direction, and the film width before the start of the width direction stretching process is W0, the film width at the midpoint of the width direction stretching process is W1, and after the end of the width direction stretching process. In the case where the film width at W2 is W2, the step satisfying the following formula (A) 60 ≦ 100 × (W1-W0) / (W2-W0) ≦ 80 Formula (A)
(B) a step of heat-treating the biaxially oriented film at 160 ° C. to 210 ° C. (c) having an intermediate step between the width direction stretching step and the heat treatment step, and the temperature of the intermediate step is the final of the width direction stretching step When the temperature of the section: Ts (° C.) and the first heat treatment process temperature corresponding to the first section of the heat treatment process: Th (° C.), and the time for the film to pass through the intermediate process is Sm (seconds) Step satisfying formula (B) (Th−Ts) / Sm ≦ 50 (Equation (B)
(9). In the step of melting the polyester resin and molding it into a sheet shape, the polyester resin to be used contains the alkali metal phosphate in an amount of 0.1 mol / t or more and 5.0 mol / t or less (8). Production method.
(10). A motor using the biaxially oriented polyester film according to any one of (1) to (7).
(11). (1)-The solar cell using the biaxially-oriented polyester film in any one of (7).
本発明によれば、高温高湿下での耐久性と打ち抜き、折り曲げ等の加工適正を両立可能な特性バランスに優れ、かつ生産性も良好であるポリエステルフィルムを提供することができる。かかるポリエステルフィルムは、モーター用絶縁紙、太陽電池封止シート、銅貼り積層板、粘着テープ、フレキシブルプリント基板、メンブレンスイッチ、面状発熱体、もしくはフラットケーブルなどの電気絶縁材料、コンデンサ用材料、自動車用材料、建築材料を初めとした耐久性と加工性が重視されるような用途に好適に使用することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polyester film which is excellent in the property balance which can be compatible with durability at high temperature, high humidity, and processing appropriateness, such as punching and bending, and also has good productivity can be provided. Such polyester films are used for insulating paper for motors, solar cell encapsulating sheets, copper-clad laminates, adhesive tapes, flexible printed circuit boards, membrane switches, sheet heating elements, flat cables, and other electrically insulating materials, capacitor materials, automobiles. It can be suitably used for applications in which durability and workability such as construction materials and building materials are important.
本発明において、ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂の末端カルボキシル基量が20当量/t以下であることが、高温高湿下での耐久性向上のために必要である。一般的なポリエステルフィルムは結晶性ポリエステルから構成され、フィルム中にはポリエステルの結晶部と非晶部が存在する。また、かかる結晶性ポリエステルを二軸延伸して得られるポリエステルフィルム中には、配向によりポリエステルが結晶化した部分(以下、配向結晶化部とする)と非晶部が存在する。ここで、非晶部は、結晶部、配向結晶部に比べて密度が低く、平均の分子間距離が大きい状態にあると考えられる。ポリエステルフィルムが湿熱雰囲気下に曝された場合、水分(水蒸気)は、密度の低いこの非晶部の分子間を通って内部に進入し、非晶部を可塑化させ分子の運動性を高める。また、水分(水蒸気)は、ポリエステルのカルボキシル基末端のプロトンを反応触媒として、分子運動性の高まった非晶部の加水分解を促進する。加水分解され、低分子量化したポリエステルは、分子運動性が更に高まり、加水分解が進行すると共に結晶化が進む。これが繰り返される結果、フィルムの脆化が進行し、最終的には僅かな衝撃でも破断に至る状態となる。このような加水分解反応は、ポリエステル樹脂中のカルボキシル基末端のプロトンを反応触媒として反応が進行するため、ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂中の末端カルボキシル基量が少ないほど耐加水分解性が向上すると考えられる。末端カルボキシル基量は好ましくは15当量/t以下、さらには13当量/t以下が好ましい。下限値は特には限定されないが、実質的に1当量/t以下とすることは困難である。 In the present invention, the terminal carboxyl group content of the polyester resin constituting the polyester film is required to be 20 equivalent / t or less in order to improve the durability under high temperature and high humidity. A general polyester film is composed of crystalline polyester, and there are crystalline and amorphous parts of the polyester in the film. Moreover, in the polyester film obtained by biaxially stretching such crystalline polyester, there are a portion where the polyester is crystallized by orientation (hereinafter referred to as an orientation crystallized portion) and an amorphous portion. Here, the amorphous part is considered to be in a state where the density is lower than that of the crystal part and the oriented crystal part and the average intermolecular distance is large. When the polyester film is exposed to a moist heat atmosphere, moisture (water vapor) enters the inside through the molecules of the amorphous part having a low density, plasticizes the amorphous part, and increases the mobility of the molecule. Further, moisture (water vapor) promotes hydrolysis of an amorphous part having increased molecular mobility using a proton at the carboxyl group terminal of the polyester as a reaction catalyst. Hydrolyzed polyester with a low molecular weight further increases molecular mobility, and progresses in hydrolysis and crystallization. As a result of this being repeated, embrittlement of the film progresses, and finally, even a slight impact results in a state of breaking. Since such a hydrolysis reaction proceeds using the carboxyl group terminal proton in the polyester resin as a reaction catalyst, the hydrolysis resistance improves as the amount of the terminal carboxyl group in the polyester resin constituting the polyester film decreases. Conceivable. The terminal carboxyl group amount is preferably 15 equivalent / t or less, more preferably 13 equivalent / t or less. Although a lower limit is not specifically limited, It is difficult to make it substantially 1 equivalent / t or less.
本発明において、ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂の固有粘度(IV)は0.65以上0.80以下であり、好ましくは0.68以上0.75以下である。固有粘度(IV)が0.65未満である場合は、分子鎖が短く耐湿熱環境下での分子運動性が高まり易かったり、末端部分が増える事で耐加水分解性が悪化しやすい。また0.80を越える場合は、粘度が高くなりすぎるため、フィルム製膜時に破断が増えるなど生産性が悪化したり、厚みムラが悪化したりする事がある。 In the present invention, the intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin constituting the polyester film is 0.65 or more and 0.80 or less, preferably 0.68 or more and 0.75 or less. When the intrinsic viscosity (IV) is less than 0.65, the molecular chain is short and the molecular mobility in a heat-and-moisture resistant environment is likely to increase, and the hydrolysis resistance is likely to deteriorate due to an increase in the terminal portion. On the other hand, when it exceeds 0.80, the viscosity becomes too high, so that the productivity may be deteriorated such as an increase in breakage during film formation, and the thickness unevenness may be deteriorated.
なお、ポリエステル樹脂を溶融製膜する際の溶融状態において、残存する水分による加水分解や熱分解が進行するため、フィルム原料として用いる溶融押出前のポリエステル原料の固有粘度(IV)は、フィルムを構成するポリエステル樹脂におけるIVの目標値よりも高くすることが好ましい。ただし、フィルム原料のポリエステル樹脂の固有粘度(IV)を上げるためには、ポリエステル樹脂製造時の固相重合の時間を長くしたり、触媒添加量を増やす必要があり、ポリエステル樹脂の着色や特性の悪化につながる場合がある。そのため、フィルム原料のポリエステル樹脂の固有粘度(IV)は、フィルムを構成するポリエステル樹脂におけるIVの目標値よりも高くするとしても、その差は小さい方が好ましい。フィルム原料のポリエステル樹脂の固有粘度(IV)は、フィルムを構成するポリエステル樹脂におけるIVの目標値よりも0.05〜0.15高くすることが好ましい。また、ポリエステル原料の末端カルボキシル基量についても、同様に溶融製膜する際の溶融状態において増加するため、フィルムを構成するポリエステル樹脂における末端カルボキシル基量の目標値よりも2〜5当量/t低い値とする事が好ましい。また、このような溶融時のポリエステル樹脂劣化を低減するためには、ポリエステル樹脂を減圧下にて加熱する等の方法にてあらかじめポリエステル樹脂中の水分量を50ppm以下とする事や、フィルムに溶融押出製膜する時のポリエステル樹脂の温度をポリエステル樹脂の融点(Tm)+40℃以下として、さらに押出機先端からキャスティングドラムに着地するまでの時間を短くすること、目安としては10分以下、より好ましくは5分以下、特に好ましくは3分以下とすることが好ましい。これらの方法によりポリエステル樹脂の溶融製膜時の加水分解や熱分解を抑制して固有粘度(IV)の低下や末端カルボキシル基量の増加を低減し、安定して耐加水分解性の良いポリエステルフィルムを得る事が可能となる。 In addition, in the melted state when the polyester resin is melt-formed, hydrolysis and thermal decomposition with residual moisture proceed, so the intrinsic viscosity (IV) of the polyester raw material before melt extrusion used as the film raw material constitutes the film. It is preferable to make it higher than the target value of IV in the polyester resin. However, in order to increase the intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin of the film raw material, it is necessary to lengthen the solid phase polymerization time during the production of the polyester resin or increase the amount of the catalyst added. It may lead to deterioration. Therefore, even if the intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin of the film raw material is higher than the target value of IV in the polyester resin constituting the film, the difference is preferably small. It is preferable that the intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin of the film raw material is 0.05 to 0.15 higher than the target value of IV in the polyester resin constituting the film. Further, the amount of terminal carboxyl groups of the polyester raw material is also increased in the melted state during melt film formation, so that it is 2 to 5 equivalents / t lower than the target value of the terminal carboxyl groups in the polyester resin constituting the film. It is preferable to use a value. In order to reduce the degradation of the polyester resin during melting, the moisture content in the polyester resin is reduced to 50 ppm or less in advance by a method such as heating the polyester resin under reduced pressure, or the film is melted into the film. The temperature of the polyester resin at the time of extrusion film formation is set to the melting point (Tm) of the polyester resin + 40 ° C. or less, and the time from landing of the extruder to the casting drum is shortened. Is preferably 5 minutes or less, particularly preferably 3 minutes or less. By these methods, hydrolysis and thermal decomposition of polyester resin during melt film formation are suppressed to reduce the decrease in intrinsic viscosity (IV) and increase in the amount of terminal carboxyl groups, and the polyester film has stable and good hydrolysis resistance. Can be obtained.
上記の様に、末端カルボキシル基量を低減しかつ固有粘度を高めるためには、溶融重合のあとに減圧または窒素ガスのような不活性気体の流通下で加熱することによって重合を進める固相重合法を適用することが好ましい。固有粘度が0.5以上0.6以下のポリエステルを溶融重合で得た後に、190℃以上ポリエステルの融点未満の温度で、減圧または窒素ガスの流通下で固相重合を行うことが好ましい。 As described above, in order to reduce the amount of terminal carboxyl groups and increase the intrinsic viscosity, solid-state weight that advances polymerization by heating under reduced pressure or a flow of an inert gas such as nitrogen gas after melt polymerization. It is preferable to apply the law. After obtaining a polyester having an intrinsic viscosity of 0.5 or more and 0.6 or less by melt polymerization, solid phase polymerization is preferably performed at a temperature of 190 ° C. or more and lower than the melting point of the polyester under reduced pressure or a flow of nitrogen gas.
本発明において、ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂中のジエチレングリコール(DEG)の含有量は2.0質量%以上5.0質量%以下であり、好ましくは2.0質量%以上4.0質量%以下である。本発明において、ポリエステル樹脂中に含有するジエチレングリコール(DEG)とは、後述する測定方法により求められ、ポリエステル鎖に共重合した状態でポリエステル樹脂中含有しているジエチレングリコール、ポリエステル樹脂中に単独で含有しているジエチレングリコールのどちらも含む。ジエチレングリコール(DEG)の含有量が2.0質量%未満である場合は、フィルム製造工程における延伸性が悪化し、フィルム破断による生産性低減の問題が生じたり、加工工程での裁断時のバリや割れが生じやすい等の問題が発生する事があり、特に厚みが200μmを越える厚いフィルムでこの傾向が顕著である。また、ジエチレングリコール(DEG)の含有量が5.0質量%を越える場合は、ポリエステル樹脂の融点が低下したり、延伸時の分子の配向性が低下することで、耐湿熱性が低下する傾向がある。 In the present invention, the content of diethylene glycol (DEG) in the polyester resin constituting the polyester film is 2.0% by mass or more and 5.0% by mass or less, preferably 2.0% by mass or more and 4.0% by mass or less. It is. In the present invention, the diethylene glycol (DEG) contained in the polyester resin is determined by the measurement method described later, and is contained alone in the polyester resin, diethylene glycol contained in the polyester resin in a state copolymerized with the polyester chain. Contains both diethylene glycol. When the content of diethylene glycol (DEG) is less than 2.0% by mass, the stretchability in the film production process is deteriorated, and there is a problem of productivity reduction due to film breakage. Problems such as easy cracking may occur, and this tendency is particularly noticeable with thick films having a thickness exceeding 200 μm. Further, when the content of diethylene glycol (DEG) exceeds 5.0% by mass, the melting point of the polyester resin is lowered or the orientation of molecules at the time of stretching is lowered, so that the heat and humidity resistance tends to be lowered. .
特にこれまでの耐加水分解性が高いフィルムは、上述のように固有粘度(IV)が高いため、それにより延伸張力も高くなり、特に広幅での生産時に幅方向延伸時のエッジ近傍に応力が集中して破れやすくなる問題があった。また末端カルボキシル基量が低いフィルムでは、分子内での相互作用が弱くなり、特に幅方向中央部と両端部における分子配向の均一性が悪化しやすく、延伸時の破れが増加したり、フィルム幅方向の位置により特性の差が大きくなったりする等の問題があった。ジエチレングリコール(DEG)の含有量を上記の範囲とする事で、ポリエステル分子に適度な柔軟性が付与され、フィルムが破断しにくくなり生産性が向上すると共に、柔軟成分付与により接着層との親和が進むため接着力ならびに接着耐久性も向上させることができる。また、打抜き加工などを行った場合の切断面のバリや破れなどが発生しにくい等の加工性も改善する事ができる。更に、ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂中のDEG含有量を上記の範囲とし、かつ適度な分子配向性を付与した本発明のポリエステルフィルムは、生産性、加工性が良好であるだけでなく、これまで両立が困難であった高温高湿下での耐久性(耐湿熱性)の低下も防止することが可能となる。本発明のポリエステルフィルムは柔軟成分付与により延伸性が良好であるため、従来ではフィルム破断が発生するため不可能であった後述する延伸速度が速い延伸条件を取ることが可能となる。この延伸条件を用いて得られるポリエステルフィルムは、フィルムの分子配向を高めることができるため耐久性を向上させる事ができる。また、特に広幅製膜における幅方向中央部と端部の配向差、および配向差による特性差を低減させることが可能となり、高温高湿下での耐久性(耐湿熱性)の向上と共に、幅方向での特性差を低減する事が可能となる。 In particular, films with high hydrolysis resistance so far have a high intrinsic viscosity (IV) as described above, which increases the stretching tension, and particularly stress is generated near the edge during stretching in the width direction during production at a wide width. There was a problem that concentrated and easily broken. In addition, in the film with a low amount of terminal carboxyl groups, the interaction within the molecule is weak, and the uniformity of molecular orientation is particularly likely to deteriorate at the center and both ends in the width direction, the tearing during stretching increases, and the film width There is a problem that the difference in characteristics increases depending on the position in the direction. By setting the content of diethylene glycol (DEG) in the above range, the polyester molecule is given adequate flexibility, the film is less likely to break, and the productivity is improved. Since it progresses, adhesive force and adhesion durability can also be improved. In addition, it is possible to improve workability such that the cut surface is less likely to be burred or broken when punching is performed. Furthermore, the polyester film of the present invention in which the DEG content in the polyester resin constituting the polyester film is in the above range and appropriate molecular orientation is imparted not only has good productivity and workability, but also It is also possible to prevent a decrease in durability (humidity heat resistance) under high temperature and high humidity, which has been difficult to achieve. Since the polyester film of the present invention has good stretchability due to the provision of a flexible component, it is possible to take stretching conditions with a high stretching speed, which will be described later, which was impossible because a film breakage has occurred. Since the polyester film obtained using these stretching conditions can increase the molecular orientation of the film, it can improve the durability. In addition, it is possible to reduce the difference in orientation due to the orientation difference between the central portion and the end portion in the width direction and the property difference due to the orientation difference, particularly in wide film formation, along with the improvement in durability (humidity heat resistance) under high temperature and high humidity. It is possible to reduce the characteristic difference in
フィルムを構成するポリエステル樹脂中のジエチレングリコール(DEG)量を上記の範囲とするためには、ポリエステル樹脂重合時のジオール成分としてジエチレングリコール(DEG)を添加する方法が最も好ましい方法として挙げられる。ただ、ジエチレングリコール成分はエチレングリコール成分の副反応成分としても生じるため、ジエチレングリコール(DEG)量を安定して上記範囲とするためには、重合反応中の副反応成分を抑制し、かつ制御する事が必要となる。そのため、ジカルボン酸成分としては、例えばテレフタル酸ジメチルの様な末端がエステル化された原料を用いる事が好ましい。例えばテレフタル酸の様な末端がカルボン酸となっている原料を出発原料として用いた場合は、カルボン酸成分によりジオール成分同士が反応する副反応を生じやすい。例えばジオール成分としてエチレングリコールを用いた場合は、副反応としてジエチレングリコール(DEG)を生じやすく、ポリエステル樹脂中に一定量のジエチレングリコール(DEG)成分が導入される。しかし、副反応生成物として発生するジエチレングリコール(DEG)はその量の制御が難しいため、含有量にバラツキが増加するなどの問題がある。また、上記副反応を抑制しつつ末端カルボキシル基量を低減するためには、エステル交換反応時においてジオール成分がジカルボン酸成分に対して過剰とならないように、ジオール成分を反応に従い徐々に添加する方法を用いたり、ジオール成分追添時の温度を220℃〜240℃の低温条件下で行う方法が好ましい方法として挙げられる。 In order to make the amount of diethylene glycol (DEG) in the polyester resin constituting the film within the above range, a method of adding diethylene glycol (DEG) as a diol component at the time of polymerization of the polyester resin is the most preferable method. However, since the diethylene glycol component also occurs as a side reaction component of the ethylene glycol component, in order to stabilize the amount of diethylene glycol (DEG) within the above range, the side reaction component during the polymerization reaction can be suppressed and controlled. Necessary. Therefore, as the dicarboxylic acid component, it is preferable to use a raw material in which the terminal is esterified, such as dimethyl terephthalate. For example, when a raw material such as terephthalic acid having a terminal carboxylic acid is used as a starting material, a side reaction in which diol components react with each other easily occurs due to the carboxylic acid component. For example, when ethylene glycol is used as the diol component, diethylene glycol (DEG) is easily generated as a side reaction, and a certain amount of diethylene glycol (DEG) component is introduced into the polyester resin. However, since the amount of diethylene glycol (DEG) generated as a side reaction product is difficult to control, there is a problem that the content increases. Moreover, in order to reduce the amount of terminal carboxyl groups while suppressing the side reaction, a method of gradually adding the diol component according to the reaction so that the diol component does not become excessive with respect to the dicarboxylic acid component during the transesterification reaction. Or a method in which the temperature at the time of adding the diol component is a low temperature condition of 220 ° C. to 240 ° C. is preferable.
本発明のポリエステルフィルムは、フィルムを構成するポリエステル樹脂がリン酸アルカリ金属塩を0.1〜5.0モル/t含有する事が好ましい。リン酸アルカリ金属塩はポリエステル中で乖離してイオン性を示すため、加水分解反応の触媒として作用するプロトンを中和する事ができる。この結果プロトンによる加水分解反応を抑制し、耐湿熱性を向上することが可能となる。緩衝作用を示すリン酸アルカリ金属塩の具体例としては、下記化学式(I)で示される化合物が挙げられるが、ポリエステル樹脂の重合反応性や、溶融成形時の耐熱性、耐湿熱性の観点から、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素ナトリウムが特に好ましい例として挙げられる。
POxHyMz ・・・化学式(I)
(ここで、xは2〜4の整数、yは1または2、zは1または2であり、Mはアルカリ金属である)。
In the polyester film of the present invention, the polyester resin constituting the film preferably contains 0.1 to 5.0 mol / t of an alkali metal phosphate. Since alkali metal phosphates dissociate in polyester and show ionicity, protons that act as a catalyst for hydrolysis reaction can be neutralized. As a result, hydrolysis reaction by protons can be suppressed, and the heat and humidity resistance can be improved. Specific examples of the alkali metal phosphate having a buffering action include compounds represented by the following chemical formula (I), from the viewpoint of polymerization reactivity of the polyester resin, heat resistance during melt molding, and heat and humidity resistance. Potassium dihydrogen phosphate and sodium dihydrogen phosphate are particularly preferred examples.
POxHyMz: Chemical formula (I)
(Where x is an integer from 2 to 4, y is 1 or 2, z is 1 or 2, and M is an alkali metal).
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂中のリン酸アルカリ金属塩含有量が0.1モル/t未満である場合は、十分な耐湿熱性が得らない事があり、5.0モル/tを越えると過剰なアルカリ金属により分解反応が促進される事がある。リン酸アルカリ金属塩含有量は0.3モル/t以上3.0モル/t以下がより好ましく、更に好ましくは1.0モル/t以上2.0モル/t以下である。また、本発明のポリエステルフィルムは、上記リン酸アルカリ金属塩を0.1〜5.0モル/t含有するポリエステル樹脂が50質量%以上含有していると、フィルムの耐湿熱性能を維持するため好ましく、さらには70質量%以上、さらには90質量%以上、特には95質量%以上が好ましい。50質量%未満である場合は、耐湿熱性能に劣る場合がある。なお、本発明においてポリエステル樹脂に含有するリン酸アルカリ金属塩の含有量は、ポリエステル樹脂合成時に添加したリン酸アルカリ金属塩の添加量とした。 When the content of the alkali metal phosphate in the polyester resin constituting the polyester film of the present invention is less than 0.1 mol / t, sufficient heat-and-moisture resistance may not be obtained. If it exceeds 1, the decomposition reaction may be accelerated by excess alkali metal. The alkali metal phosphate content is more preferably 0.3 mol / t or more and 3.0 mol / t or less, and still more preferably 1.0 mol / t or more and 2.0 mol / t or less. Moreover, since the polyester film of this invention contains 50 mass% or more of the polyester resin containing 0.1-5.0 mol / t of the said alkali metal phosphate, in order to maintain the heat-and-moisture resistance performance of a film. It is preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 95% by mass or more. When the amount is less than 50% by mass, the heat-and-moisture resistance may be poor. In the present invention, the content of the alkali metal phosphate contained in the polyester resin is the amount of the alkali metal phosphate added during the synthesis of the polyester resin.
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂において、アルカリ金属元素含有量WA(ppm)とリン元素含有量WP(ppm)の比WA/WPが0.3以上0.7以下であることが好ましい。この範囲に含有量を調整することで、ポリエステルフィルムの加水分解抑制効果を維持しながら、耐熱安定性を付与することができる。また、リン化合物としてリン酸アルカリ金属塩とリン酸を併用すると、加水分解抑制効果をさらに高めることが可能となるため特に好ましい。 In the polyester resin constituting the polyester film of the present invention, the ratio WA / WP of the alkali metal element content WA (ppm) and the phosphorus element content WP (ppm) is preferably 0.3 or more and 0.7 or less. By adjusting the content within this range, heat resistance stability can be imparted while maintaining the hydrolysis inhibiting effect of the polyester film. In addition, it is particularly preferable to use an alkali metal phosphate and phosphoric acid together as the phosphorus compound because the hydrolysis inhibiting effect can be further enhanced.
本発明において、リン酸アルカリ金属塩はポリエステルの重合時に添加しても、溶融成形時に添加してもいずれも構わないが、リン酸アルカリ金属塩のフィルム中への均一分散の点や重合時における末端カルボキシル基量低減のためには、重合時に添加することが好ましい。重合時に添加する場合、添加時期は、ポリエステルの重合時のエステル化反応、またはエステル交換反応終了後から、重縮合反応初期(固有粘度が0.3未満)までの間であれば任意の時期に添加することができる。しかしながら、リン酸アルカリ金属塩は、添加時にリン酸アルカリ金属塩そのものが凝集したり、反応により高分子化したりする事により、ポリエステル樹脂中にリン化合物を主成分とした異物を発生させることがある。その結果、フィルム製膜工程におけるフィルタを閉塞させ生産性が低下したり、またフィルム中に異物として残り、外観の悪化や絶縁性能の低下などの問題が発生する事がある。このため、本発明のポリエステルフィルムにおいては、フィルム中における長径100μm以上のリン元素を含有する異物が10ヶ/1000cm2以下であることが好ましく、さらに好ましくは5ヶ/1000cm2以下、特に好ましくは3ヶ/1000cm2である。ポリエステル内部のリン元素を含有する異物量を低減させるためには、リン酸アルカリ金属塩の添加方法として、あらかじめリン酸アルカリ金属塩をエチレングリコール等のジオール成分へ溶解させ、かつその濃度1質量%以下の溶液として添加する事が好ましく、さらには0.5質量%以下の濃度とし、該希釈溶液を20分以上の時間をかけて徐々に添加する方法が好ましい。また、リン酸アルカリ金属塩添加時のポリエステルの温度が250℃を越えると、リン化合物による異物が発生しやすいため、リン酸アルカリ金属塩添加時のポリエステルの温度としては250℃以下が好ましく、さらに好ましくは210℃〜240℃である。リン酸アルカリ金属塩添加時のポリエステルの温度が210℃未満となると、ポリエステル樹脂中のリン酸アルカリ金属塩の分散性が悪化する場合があるため好ましくない。また、ポリエステル樹脂を合成する方法としては、ジカルボン酸成分の原料として、ジカルボン酸化合物を使用する方法と、ジカルボン酸エステル化合物を使用する方法などが挙げられるが、ジカルボン酸化合物(ポリエチレンテレフタレートの場合ではテレフタル酸)を出発原料とした場合は、ジカルボン酸化合物に由来する酸成分によりリン酸アルカリ金属塩の凝集が発生しやすい傾向がある。そのため、ジカルボン酸成分は、ジカルボン酸エステル化合物(ポリエチレンテレフタレートの場合では、例えばテレフタル酸ジメチル等)を原料とする方が好ましい。なお、ジカルボン酸化合物を原料として用いる場合は、リン酸アルカリ金属塩の濃度を0.5質量%以下とし、ポリエステルの温度が210〜230℃の範囲にて添加する事で、リン化合物による異物の形成を実用範囲内に抑制することは可能となる。また、ジカルボン酸エステル化合物を原料として用いるエステル交換反応においては、ジオール成分がジカルボン酸成分に対してモル比1.1〜1.3倍となるように混合し、エステル交換反応の開始温度を250〜270℃の範囲として初期の反応を促進した後、エステル交換反応終了温度を220〜240℃の範囲とし、ジオール成分が最終的にジカルボン酸成分に対してモル比1.5〜2.0倍となるようにエチレングリコールとジエチンレングリコールの混合物をエステル交換反応中に追添加すると、反応性が良好となりポリエステル樹脂の生産性を向上できるため好ましく、またポリエステル樹脂に含まれるDEG量を制御することが容易になるため好ましい。 In the present invention, the alkali metal phosphate may be added at the time of polymerization of the polyester or at the time of melt molding. However, the alkali metal phosphate may be uniformly dispersed in the film or at the time of polymerization. In order to reduce the amount of terminal carboxyl groups, it is preferable to add at the time of polymerization. When adding at the time of polymerization, the addition time may be any time as long as it is from the end of the esterification reaction or the transesterification reaction at the time of polymerization of the polyester to the beginning of the polycondensation reaction (inherent viscosity is less than 0.3). Can be added. However, alkali metal phosphates may generate foreign substances mainly composed of phosphorus compounds in the polyester resin due to aggregation of the alkali metal phosphates themselves upon addition or polymerisation by reaction. . As a result, the filter in the film forming process may be blocked to reduce productivity, or may remain as a foreign substance in the film, resulting in problems such as deterioration in appearance and deterioration in insulation performance. Therefore, in the polyester film of the present invention, it is preferable that foreign substances containing elemental phosphorus or major axis 100μm is 10 months / 1000 cm 2 or less in the film, more preferably 5 months / 1000 cm 2 or less, particularly preferably 3/1000 cm 2 . In order to reduce the amount of foreign matter containing phosphorus element in the polyester, the alkali metal phosphate is added in advance to a diol component such as ethylene glycol and the concentration is 1% by mass. It is preferable to add as the following solution, and it is more preferable that the concentration is 0.5% by mass or less and the diluted solution is gradually added over 20 minutes or more. Further, when the temperature of the polyester at the time of addition of the alkali metal phosphate exceeds 250 ° C., foreign matter due to the phosphorus compound is likely to be generated. Therefore, the temperature of the polyester at the time of the addition of the alkali metal phosphate is preferably 250 ° C. or less. Preferably it is 210 to 240 degreeC. When the temperature of the polyester when the alkali metal phosphate is added is less than 210 ° C., the dispersibility of the alkali metal phosphate in the polyester resin may deteriorate, which is not preferable. Examples of the method for synthesizing the polyester resin include a method using a dicarboxylic acid compound and a method using a dicarboxylic acid ester compound as a raw material of the dicarboxylic acid component, but a dicarboxylic acid compound (in the case of polyethylene terephthalate). When terephthalic acid) is used as a starting material, aggregation of the alkali metal phosphate tends to occur due to the acid component derived from the dicarboxylic acid compound. Therefore, the dicarboxylic acid component is preferably made from a dicarboxylic acid ester compound (in the case of polyethylene terephthalate, for example, dimethyl terephthalate). In addition, when using a dicarboxylic acid compound as a raw material, the density | concentration of an alkali metal phosphate is 0.5 mass% or less, and the temperature of polyester adds in the range of 210-230 degreeC, The foreign material by a phosphorus compound is added. It is possible to suppress the formation within a practical range. In the transesterification reaction using a dicarboxylic acid ester compound as a raw material, the diol component is mixed so as to have a molar ratio of 1.1 to 1.3 times the dicarboxylic acid component, and the start temperature of the transesterification reaction is 250. After promoting the initial reaction in the range of ˜270 ° C., the transesterification reaction end temperature is in the range of 220 ° C. to 240 ° C., and the diol component finally has a molar ratio of 1.5 to 2.0 times with respect to the dicarboxylic acid component. It is preferable to add a mixture of ethylene glycol and diethylene glycol during the transesterification reaction so that the reactivity is improved and the productivity of the polyester resin can be improved, and the amount of DEG contained in the polyester resin is controlled. This is preferable because it becomes easier.
本発明のポリエステル樹脂の重縮合触媒としては、従来のアンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物を用いることができる。アンチモン化合物および/またはゲルマニウム化合物を用いる場合は、そのアンチモン元素、ゲルマニウム元素の和として50ppm〜500ppmであることが重縮合反応性、固相重合反応性の点から好ましく、さらには50〜300ppmであることが耐熱性、耐加水分解性の点から好ましい。500ppmを超えると重縮合反応性、固相重合反応性は向上するものの、再溶融時の分解反応も促進されるため、カルボンキシル末端基が増加し、耐熱性、耐加水分解性が低下する原因となることがある。好適に使用されるアンチモン化合物、ゲルマニウム化合物としては、五酸化アンチモン、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウムを挙げることができ、それぞれ目的に応じて使い分けることができる。例えば、色調が最も良好となるのはゲルマニウム化合物であり、固相重合反応性が良好となるのはアンチモン化合物である。環境面を配慮し、非アンチモン系で製造する場合には、チタン触媒が重縮合反応や固相重合の反応性が良好となる点で好ましい。さらに、マンガン化合物を100〜300ppmの範囲で添加すると耐加水分解性が良好となるため好ましい。これはマンガンは水和エネルギーが高く、ポリエステルフィルム中の水との親和性が低いため、加水分解反応が進行しにくくなるためと考えられる。100ppm未満の場合は、加水分解抑制効果が不十分となり、300ppmを越えると逆に耐加水分解性が悪化する傾向が見られる。 As the polycondensation catalyst for the polyester resin of the present invention, conventional antimony compounds, germanium compounds, and titanium compounds can be used. When using an antimony compound and / or a germanium compound, the sum of the antimony element and germanium element is preferably 50 ppm to 500 ppm from the viewpoint of polycondensation reactivity and solid phase polymerization reactivity, and more preferably 50 to 300 ppm. Is preferable from the viewpoint of heat resistance and hydrolysis resistance. If it exceeds 500 ppm, the polycondensation reactivity and solid-phase polymerization reactivity will improve, but the decomposition reaction during remelting will also be accelerated, leading to an increase in carboxyxyl end groups and a decrease in heat resistance and hydrolysis resistance. It may become. Examples of the antimony compound and the germanium compound that are preferably used include antimony pentoxide, antimony trioxide, and germanium dioxide, which can be used depending on the purpose. For example, the germanium compound has the best color tone, and the antimony compound has the best solid-phase polymerization reactivity. In consideration of the environment, when producing non-antimony system, a titanium catalyst is preferable in that the reactivity of polycondensation reaction or solid phase polymerization is improved. Furthermore, it is preferable to add a manganese compound in the range of 100 to 300 ppm because hydrolysis resistance is improved. This is presumably because manganese has high hydration energy and low affinity with water in the polyester film, so that the hydrolysis reaction does not proceed easily. When it is less than 100 ppm, the hydrolysis inhibiting effect is insufficient, and when it exceeds 300 ppm, the hydrolysis resistance tends to deteriorate.
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とジオール成分を主たる原料として得られるポリエステルである。 The polyester resin constituting the polyester film of the present invention is a polyester obtained using a dicarboxylic acid component and a diol component as main raw materials.
本発明に用いられるジカルボン酸成分としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ダイマー酸、エイコサンジオン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸等の脂肪族ジカルボン酸類、アダマンタンジカルボン酸、ノルボルネンジカルボン酸、イソソルビド、シクロヘキサンジカルボン酸、デカリンジカルボン酸、などの脂環族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、フェニルエンダンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、フェナントレンジカルボン酸、9,9’−ビス(4−カルボキシフェニル)フルオレン酸等芳香族ジカルボン酸などのジカルボン酸、もしくはそのエステル誘導体が挙げられるがこれらに限定されない。また、上述のジカルボン酸成分のカルボキシ末端に、l-ラクチド、d−ラクチド、ヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類、およびその誘導体や、オキシ酸類が複数個連なったもの等を付加させたものも好適に用いられる。また、これらは単独で用いても、必要に応じて、複数種類用いても構わない。 Examples of the dicarboxylic acid component used in the present invention include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, eicosandioic acid, pimelic acid, azelaic acid, methylmalonic acid Aliphatic dicarboxylic acids such as ethylmalonic acid, adamantane dicarboxylic acid, norbornene dicarboxylic acid, isosorbide, cyclohexanedicarboxylic acid, decalin dicarboxylic acid, and the like, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 1,4- Naphthalene dicarboxylic acid, 1,5-naphthalene dicarboxylic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, 1,8-naphthalene dicarboxylic acid, 4,4′-diphenyl dicarboxylic acid, 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid, 5-sodium sulfo Isophthalic acid, Fe Toluene boys carboxylic acid, anthracene dicarboxylic acid, phenanthrene carboxylic acid, 9,9'-bis (4-carboxyphenyl) dicarboxylic acids such as fluorene acids and aromatic dicarboxylic acids, or there may be mentioned an ester derivative thereof is not limited thereto. Also preferred are those obtained by adding oxyacids such as l-lactide, d-lactide, hydroxybenzoic acid, and derivatives thereof, or a combination of a plurality of oxyacids to the carboxy terminus of the dicarboxylic acid component described above. Used. Moreover, these may be used independently or may be used in multiple types as needed.
また、本発明に用いられるジオール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール等の脂肪族ジオール類、シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、イソソルビドなどの脂環式ジオール類、ビスフェノールA、1,3―ベンゼンジメタノール,1,4−ベンセンジメタノール、9,9’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、芳香族ジオール類等のジオール、上述のジオールが複数個連なったものなどが例としてあげられるがこれらに限定されない。また、これらは単独で用いても、必要に応じて、複数種類用いても構わない。 Examples of the diol component used in the present invention include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, and the like. Aliphatic diols, cycloaliphatic dimethanol, spiroglycol, isosorbide and other alicyclic diols, bisphenol A, 1,3-benzenedimethanol, 1,4-benzenedimethanol, 9,9'-bis (4- Examples thereof include, but are not limited to, diols such as hydroxyphenyl) fluorene and aromatic diols, and those in which a plurality of the above diols are linked. Moreover, these may be used independently or may be used in multiple types as needed.
また、本発明のポリエステル樹脂は、カルボン酸成分と水酸基成分の合計が3以上である成分(A)を更に用いることが好ましい。その添加量はポリエステル樹脂を合成するモノマー原料の合計を100モル%とした時に、0.005モル%以上2.0モル%以下が好ましい。カルボン酸基数と水酸基数の合計が3以上である成分(A)の例としては、三官能の芳香族カルボン酸成分としては、トリメシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、アントラセントリカルボン酸等が、三官能の脂肪族カルボン酸成分として、メタントリカルボン酸、エタントリカルボン酸、プロパントリカルボン酸、ブタントリカルボン酸等が挙げられ、水酸基数が3以上の成分(A)の例としては、トリヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシナフタレン、トリヒドロキシアントラセン、トリヒドロキシカルコン、トリヒドロキシフラボン、トリヒドロキシクマリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。 Moreover, it is preferable to use further the component (A) whose sum total of a carboxylic acid component and a hydroxyl component is 3 or more for the polyester resin of this invention. The addition amount is preferably 0.005 mol% or more and 2.0 mol% or less when the total amount of monomer raw materials for synthesizing the polyester resin is 100 mol%. Examples of the component (A) in which the total number of carboxylic acid groups and hydroxyl groups is 3 or more include, as trifunctional aromatic carboxylic acid components, trimesic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, naphthalenetricarboxylic acid, anthracentricarboxylic Examples of the trifunctional aliphatic carboxylic acid component include methanetricarboxylic acid, ethanetricarboxylic acid, propanetricarboxylic acid, and butanetricarboxylic acid. Examples of the component (A) having 3 or more hydroxyl groups include Examples thereof include hydroxybenzene, trihydroxynaphthalene, trihydroxyanthracene, trihydroxychalcone, trihydroxyflavone, trihydroxycoumarin, and pentaerythritol.
さらに、エポキシ系化合物やカルボジイミド系化合物、オキサゾリン系化合物など末端カルボキシル基の封止剤を本発明の効果を損なわない程度に含有することも可能である。 Furthermore, it is also possible to contain a terminal carboxyl group sealing agent such as an epoxy compound, a carbodiimide compound, or an oxazoline compound to the extent that the effects of the present invention are not impaired.
また、本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂において、ポリエステル中の全ジカルボン酸成分中の芳香族ジカルボン酸成分の割合は、90モル%以上100モル%以下が好ましい。より好ましくは95モル%以上100モル%が好ましい。更に好ましくは98モル%以上100モル%以下、特に好ましくは99モル%以上100モル%以下、最も好ましくは100モル%、すなわちジカルボン酸成分全てが芳香族ジカルボン酸成分であるのがよい。90モル%に満たないと、耐湿熱性、耐熱性が低下したりする場合がある。本発明のポリエステルフィルムにおいて、ポリエステル中の全ジカルボン酸成分中の芳香族ジカルボン酸成分の割合を90モル%以上100モル%以下とすることで、耐湿熱性、耐熱性を両立することが可能となる。 Moreover, in the polyester resin which comprises the polyester film of this invention, 90 mol% or more and 100 mol% or less of the ratio of the aromatic dicarboxylic acid component in all the dicarboxylic acid components in polyester are preferable. More preferably, it is 95 mol% or more and 100 mol%. More preferably, it is 98 mol% or more and 100 mol% or less, particularly preferably 99 mol% or more and 100 mol% or less, and most preferably 100 mol%, that is, all dicarboxylic acid components should be aromatic dicarboxylic acid components. If it is less than 90 mol%, the heat and moisture resistance and heat resistance may decrease. In the polyester film of the present invention, by making the ratio of the aromatic dicarboxylic acid component in the total dicarboxylic acid component in the polyester 90 mol% or more and 100 mol% or less, it becomes possible to achieve both heat and moisture resistance and heat resistance. .
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とジオール成分からなる繰り返し単位を主たる繰り返し単位とする。ジカルボン酸成分とジオール成分からなる主たる繰り返し単位は、エチレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、プロピレンテレフタレート、ブチレンテレフタレート、1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートおよびこれら混合物をからなるものが好適に用いられる。なお、ここでいう主たる繰り返し単位とは、全繰り返し単位の70モル%以上であることをあらわす。より好ましくは80モル%以上、更に好ましくは90モル%以上である。さらには低コストで、より容易に重合が可能で、かつ耐熱性に優れるという点で、エチレンテレフタレート、エチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、およびこれらの混合物が主たる繰り返し単位であることが好ましい。この場合、エチレンテレフタレートをより多く構成単位として用いた場合はより安価で汎用性のある耐湿熱性を有するフィルムを得ることができ、またエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートをより多く構成単位として用いた場合はより耐湿熱性に優れるフィルムとすることができる。 The polyester resin which comprises the polyester film of this invention makes the repeating unit which consists of a dicarboxylic acid component and a diol component the main repeating unit. The main repeating units consisting of a dicarboxylic acid component and a diol component are ethylene terephthalate, ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate, propylene terephthalate, butylene terephthalate, 1,4-cyclohexylenedimethylene terephthalate, ethylene-2,6-naphthalene. What consists of a dicarboxylate and these mixtures is used suitably. In addition, the main repeating unit here represents that it is 70 mol% or more of all the repeating units. More preferably, it is 80 mol% or more, More preferably, it is 90 mol% or more. Furthermore, it is preferable that ethylene terephthalate, ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, and a mixture thereof are main repeating units in that they can be easily polymerized at low cost and have excellent heat resistance. . In this case, when more ethylene terephthalate is used as a structural unit, a cheap and versatile film having heat and heat resistance can be obtained, and more ethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate is used as a structural unit. When used, the film can be made more excellent in heat and moisture resistance.
更に、本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂中には、各種添加剤、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、有機の易滑剤、顔料、染料、有機または無機の微粒子、充填剤、帯電防止剤、核剤、架橋剤などがその特性を悪化させない程度に添加されていてもよい。特に、紫外線カット能を付与するにはポリエステルフィルム中に隠蔽性が高い二酸化チタンなどの無機粒子や紫外線吸収剤を含有させるのが好ましく、特に二酸化チタンはその隠蔽性および反射率の高さから、太陽電池封止フィルムとして使用した場合、内部の配線を見えにくくしたり、背面側の封止フィルムとして使用した場合は、発電に利用されなかった光を反射することで発電効率向上に寄与する事が出来るため好ましい。 Further, in the polyester resin constituting the polyester film of the present invention, various additives such as antioxidants, heat stabilizers, weathering stabilizers, ultraviolet absorbers, organic lubricants, pigments, dyes, organic or inorganic Fine particles, fillers, antistatic agents, nucleating agents, cross-linking agents, etc. may be added to such an extent that the properties are not deteriorated. In particular, it is preferable to contain inorganic particles such as titanium dioxide having a high concealment property or an ultraviolet absorber in the polyester film in order to impart ultraviolet cut ability, and in particular, titanium dioxide has a high concealability and high reflectance. When used as a solar cell sealing film, the internal wiring is less visible, or when used as a back side sealing film, it contributes to improving power generation efficiency by reflecting light that was not used for power generation. Is preferable.
二酸化チタンとしては、アナターゼ型及びルチル型の結晶構造を有する二酸化チタンが存在するが、アナターゼ型と比較してルチル型の方が結晶構造が密であるため屈折率が高い。そのため本発明にて使用される二酸化チタンは、高い反射作用による隠蔽効果を得ることができるという観点から、ルチル型二酸化チタンが好ましい。 Titanium dioxide includes titanium dioxide having anatase and rutile crystal structures, but the rutile type has a higher refractive index because the crystal structure is denser than the anatase type. Therefore, the titanium dioxide used in the present invention is preferably rutile titanium dioxide from the viewpoint that a concealing effect due to high reflection action can be obtained.
二酸化チタン粒子の製造方法としては、主に硫酸法と塩素法が挙げられる。硫酸法プロセスではイルメナイト鉱を濃硫酸に溶解し、鉄分を硫酸鉄として分離した後、この溶液を加水分解することでチタンを水酸化物としてとして沈殿分離する。次いでこの水酸化物を高温のロータリーキールン等で焼くことで、二酸化チタンを得ることができる。一方塩素法プロセスでは、ルチル鉱を原料とし、約1,000℃の高温で塩素ガスとカーボンに反応させ、四塩化チタンを生成させた後に、四塩化チタンを分離し、高速に噴射しながら酸化することで二酸化チタンを得ることができる。塩素法プロセスで生成された二酸化チタンは、硫酸法プロセスと比較して、気体だけが関与する気相反応で合成されることから、バナジウム、鉄、マンガンといった不純物が少なく、高純度な二酸化チタンを得ることができ、特に好ましい。 As a production method of the titanium dioxide particles, mainly a sulfuric acid method and a chlorine method are exemplified. In the sulfuric acid process, ilmenite ore is dissolved in concentrated sulfuric acid, iron is separated as iron sulfate, and the solution is hydrolyzed to precipitate and separate titanium as a hydroxide. Next, titanium dioxide can be obtained by baking this hydroxide with a high-temperature rotary keeln or the like. On the other hand, in the chlorine process, rutile ore is used as a raw material and reacted with chlorine gas and carbon at a high temperature of about 1,000 ° C. to produce titanium tetrachloride. Then, titanium tetrachloride is separated and oxidized while being injected at high speed. By doing so, titanium dioxide can be obtained. Compared to the sulfuric acid process, titanium dioxide produced by the chlorine process is synthesized by a gas phase reaction involving only gas, so there are few impurities such as vanadium, iron, and manganese, and high purity titanium dioxide is used. It can be obtained and is particularly preferred.
本発明で使用される二酸化チタンは、二酸化チタンの光触媒活性を抑制するため、あるいはポリエステル樹脂中での分散性を向上させるために、表面処理が行われていることが好ましい。光触媒活性を抑制するためには、例えば表面をシリカ、アルミナなどの無機酸化物で被覆処理する方法が挙げられる。また、分散性向上のためには、例えば、シロキサン化合物やポリオールなどで表面処理をする方法が挙げられる。 The titanium dioxide used in the present invention is preferably surface-treated in order to suppress the photocatalytic activity of titanium dioxide or to improve the dispersibility in the polyester resin. In order to suppress the photocatalytic activity, for example, a method of coating the surface with an inorganic oxide such as silica or alumina can be mentioned. In order to improve dispersibility, for example, a method of surface treatment with a siloxane compound or a polyol can be used.
本発明で用いられる二酸化チタンの粒径は、0.1μm〜0.5μmであることが好ましい。二酸化チタンの光反射能力が最大発揮される波長は、二酸化チタン粒径の約2倍の波長であるため、二酸化チタンの粒径が上記の範囲であると可視光線領域の反射効率が高くなるため、例えば太陽電池の封止フィルムとして用いられた場合は、発電効率が向上し好ましい。二酸化チタンの粒径は0.2μm〜0.4μmであることが特に好ましい。二酸化チタンの粒径が0.1μm未満となると、二酸化チタン粒子が凝集しやすく、分散が難しい傾向があり、また0.5μmを越えると可視光線領域の反射効率が落ちる傾向がある。なお、ここで言う二酸化チタン粒子の平均粒径とは、積層フィルムを灰化処理をした後に、走査型電子顕微鏡(SEM)にて20,000倍の倍率で観察し、観察された粒子50ヶの数平均粒径を求めた値である。 The particle size of titanium dioxide used in the present invention is preferably 0.1 μm to 0.5 μm. The wavelength at which the light reflection ability of titanium dioxide is maximized is about twice the wavelength of the titanium dioxide particle size, and if the titanium dioxide particle size is in the above range, the reflection efficiency in the visible light region is increased. For example, when used as a sealing film for solar cells, the power generation efficiency is improved, which is preferable. The particle size of titanium dioxide is particularly preferably 0.2 μm to 0.4 μm. When the particle diameter of titanium dioxide is less than 0.1 μm, the titanium dioxide particles tend to aggregate and tend to be difficult to disperse, and when it exceeds 0.5 μm, the reflection efficiency in the visible light region tends to decrease. The average particle diameter of the titanium dioxide particles referred to here means that the laminated film was incinerated and then observed with a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 20,000 times. The number average particle diameter was obtained.
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂中に含有される二酸化チタン粒子の量としては、2〜25質量%が好ましく、さらに好ましくは3〜20質量%である。2質量%未満である場合は、隠蔽性が不十分となる場合があり、25質量%を越えると、延伸時にフィルム破断が発生しやすくなったり、耐湿熱性が低下する場合がある。なお、本発明のポリエステルフィルムにおいて、ポリエステルフィルムを厚さ方向に共押出積層を行い、その一方の面側はニ酸化チタン粒子量を10〜25重量%含む紫外線を遮断機能層とし、もう一方の面側にはニ酸化チタン粒子量を2〜8質量%とし、湿熱環境下での耐久性維持を目的とした層とする事で、高い紫外線耐久性と高い耐湿熱性能を両立することが出来るため好ましい。この時に、ニ酸化チタン粒子量を10〜25重量%含む層とニ酸化チタン粒子量を2〜8質量%含む層の厚みの比率を1:10〜1:5とすると、紫外線耐久性と高い耐湿熱性能をバランスよく両立する事ができ、さらに好ましい。なお、通常光触媒反応性を有するチタン系化合物をポリエステルフィルム中に含有する場合は、その触媒活性の高さからポリエステルフィルムの加水分解が促進され、湿熱環境下での耐久性が低下する。しかしながら、本発明のポリエステルフィルムは、チタン系化合物(チタン系粒子)を含有した場合でも、高い耐湿熱性を維持する事が可能となる。 As a quantity of the titanium dioxide particle contained in the polyester resin which comprises the polyester film of this invention, 2-25 mass% is preferable, More preferably, it is 3-20 mass%. When the content is less than 2% by mass, the concealing property may be insufficient. When the content exceeds 25% by mass, film breakage may easily occur during stretching, or the heat and moisture resistance may be reduced. In the polyester film of the present invention, the polyester film is coextruded and laminated in the thickness direction, and one surface side thereof has an ultraviolet ray containing 10 to 25% by weight of titanium dioxide particles as a blocking functional layer, and the other side. By making the amount of titanium dioxide particles 2 to 8% by mass on the surface side and making it a layer intended to maintain durability in a humid heat environment, it is possible to achieve both high UV durability and high moisture resistance. Therefore, it is preferable. At this time, when the ratio of the thickness of the layer containing 10 to 25% by weight of the titanium dioxide particles and the layer containing 2 to 8% by weight of the titanium dioxide particles is 1:10 to 1: 5, the ultraviolet durability is high. It is possible to achieve a good balance between moisture and heat resistance, which is more preferable. In addition, when the titanium-type compound which has normal photocatalytic reactivity is contained in a polyester film, the hydrolysis of a polyester film is accelerated | stimulated from the height of the catalytic activity, and durability in a humid heat environment falls. However, even when the polyester film of the present invention contains a titanium-based compound (titanium-based particles), it becomes possible to maintain high moisture and heat resistance.
また、本発明にて使用可能な紫外線吸収剤としては、例えばサリチル酸系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、およびベンゾオキサジノン系化合物、環状イミノエステル系化合物などを好ましく例示することができるが、分散性の点からベンゾオキサジノン系化合物が最も好ましい。これらの化合物は1種単独であるいは2種以上一緒に併用することができる。またHALSや酸化防止剤等の安定剤を併用することもでき、特にリン系の酸化防止剤を併用することが好ましい。 Further, preferable examples of the ultraviolet absorber usable in the present invention include salicylic acid compounds, benzophenone compounds, benzotriazole compounds, cyanoacrylate compounds, benzoxazinone compounds, and cyclic imino ester compounds. However, benzoxazinone compounds are most preferable from the viewpoint of dispersibility. These compounds can be used alone or in combination of two or more. In addition, stabilizers such as HALS and antioxidants can be used in combination, and it is particularly preferable to use a phosphorus-based antioxidant in combination.
本発明のポリエステルフィルムは二軸配向ポリエステルフィルムである。ここで言う二軸配向とは、広角X線回折で二軸配向のパターンを示すものをいう。二軸配向ポリエステルフィルムは、一般に未延伸状態のポリエステルシートをシート長手方向および幅方向に延伸し、その後熱処理を施し結晶配向を完了させることにより、得ることができる。 The polyester film of the present invention is a biaxially oriented polyester film. The term “biaxial orientation” as used herein refers to a pattern showing a biaxial orientation pattern by wide-angle X-ray diffraction. A biaxially oriented polyester film can be generally obtained by stretching an unstretched polyester sheet in the sheet longitudinal direction and width direction, and then performing a heat treatment to complete crystal orientation.
本発明のポリエステルフィルムは、フィルムの平均伝導速度が2.2km/秒以上であることが好ましい。また、フィルムの超音波伝導速度の最大値と最小値の比率が1.0以上1.3以下である事が好ましい。本発明においてフィルムの平均超音波伝導速度とは、後述の測定方法によって測定される超音波伝導速度を、ポリエステルフィルムの長手方向を基準(0゜)として、フィルムの垂線を軸としてフィルムを回転させ、11.25°毎に0°を越えて180°まで16点測定し、得られた値の平均値のことをあらわす。また、本発明において、フィルムの超音波伝導速度の最大値と最小値の比率とは、上記のフィルムの平均超音波伝導速度の測定結果から算出される超音波伝導速度の最大値を最小値で除した値(最大値/最小値)をあらわす。フィルムの超音波伝導速度はポリエステルフィルムを構成しているポリエステル鎖の配向性と関連がある指標であり、超音波伝導速度が速いほど、その方向におけるポリエステル鎖の配向が強い事を示している。前述の通り、ポリエステルフィルムが湿熱雰囲気下に曝された場合、水分(水蒸気)は密度の低い非晶部の分子間を通って内部に進入し、非晶部を可塑化させ分子の運動性を高めるが、分子配向が強い場合は非晶部の運動性が制限されるため、湿熱環境下での耐久性を向上させることが可能となる。よって、フィルムの平均超音波伝導速度が2.2km/秒未満である場合は、耐湿熱性が悪化する傾向がある。平均超音波伝導速度は、好ましくは2.25km/秒以上、更に好ましくは2.3km/秒以上である。また、超音波伝導速度の最大値と最小値の比率が1.3を越える場合は、方向による耐湿熱性能の差が大きくなりバランスが悪化し、特に最小値の方向において耐湿熱性が弱くなるため好ましくない。超音波伝導速度の最大値と最小値の比率は1.0以上1.25以下が更に好ましい。 The polyester film of the present invention preferably has an average conduction velocity of 2.2 km / second or more. The ratio of the maximum value and the minimum value of the ultrasonic conduction velocity of the film is preferably 1.0 or more and 1.3 or less. In the present invention, the average ultrasonic conduction velocity of the film refers to the ultrasonic conduction velocity measured by the measurement method described later, with the longitudinal direction of the polyester film as the reference (0 °), and the film is rotated about the perpendicular of the film. 16 points are measured every 11.25 ° from 0 ° to 180 °, and the average value of the obtained values is shown. In the present invention, the ratio of the maximum value and the minimum value of the ultrasonic conduction velocity of the film is the minimum value of the ultrasonic conduction velocity calculated from the measurement result of the average ultrasonic conduction velocity of the film. Indicates the divided value (maximum value / minimum value). The ultrasonic conduction velocity of the film is an index related to the orientation of the polyester chain constituting the polyester film, and the higher the ultrasonic conduction velocity, the stronger the orientation of the polyester chain in that direction. As described above, when the polyester film is exposed to a moist heat atmosphere, moisture (water vapor) enters the interior through the molecules of the amorphous part having a low density, plasticizing the amorphous part, and increasing the molecular mobility. However, when the molecular orientation is strong, the mobility of the amorphous part is limited, so that it is possible to improve the durability in a humid heat environment. Therefore, when the average ultrasonic conduction velocity of the film is less than 2.2 km / second, the moist heat resistance tends to deteriorate. The average ultrasonic conduction velocity is preferably 2.25 km / second or more, more preferably 2.3 km / second or more. In addition, when the ratio between the maximum value and the minimum value of the ultrasonic conduction velocity exceeds 1.3, the difference in moisture and heat resistance performance depending on the direction becomes large and the balance deteriorates, and in particular, the moisture and heat resistance becomes weak in the direction of the minimum value. It is not preferable. The ratio between the maximum value and the minimum value of the ultrasonic conduction velocity is more preferably 1.0 or more and 1.25 or less.
本発明のポリエステルフィルムにおいては、フィルムの超音波伝導速度が最大値を示す方向とフィルム長手方向とのなす角度のうち、鋭角(0°以上90°以下)な方の角度(θ)(以降、配向角のズレと称する場合がある)が、10°以上となるようなフィルムの幅方向中央部から離れた位置においても、面内の方向による耐湿熱性能の差が小さい状態を維持する事ができる。超音波伝導速度が最大値を示す方向とは、すなわち二軸配向ポリエステルフィルムの配向が最も強い方向(長軸方向(以降、二軸配向ポリエステルフィルムに有する二つの配向軸について、配向が強い方を長軸、配向が弱い方を短軸と称する))を示しており、角度(θ)は長軸方向とフィルムの長手方向のなす角度を示している。なお、フィルム製造後に幅方向にカットされていない二軸配向ポリエステルフィルムの中間製品における幅方向中央部においては、通常フィルムの配向軸は長手方向および幅方向の2方向となるが、長手方向および幅方向のどちらが長軸となり、どちらが短軸となるかは、フィルムの製造方法によって異なる。フィルムの長手方向の延伸倍率がフィルムの幅方向と比較して高い場合は、配向の長軸が長手方向となり、超音波伝導速度の最大値を示す方向もフィルムの長手方向になる。この場合の角度(θ)はフィルム幅方向中央部では0°となる。フィルム幅方向の中央部から離れるに従い、ボーイング現象などによって長軸がずれ、長軸が10°ずれた場合は角度(θ)は10°となる。一方、フィルムの幅方向の延伸倍率がフィルムの長手方向と比較して高い場合は、配向の長軸が幅方向となり、超音波伝導速度の最大値を示す方向もフィルムの幅方向となる。この場合の角度(θ)はフィルム幅方向中央部では90°となる。フィルム幅方向の中央部から離れるに従い、ボーイング現象などによって長軸がずれ、長軸が10°ずれた場合は、角度(θ)は80°となる。近年では生産性を向上させるために、最終製品となる二軸配向ポリエステルフィルムは、広い幅で二軸配向ポリエステルフィルムを製造して中間製品を得た後、その中間製品を幅方向に数本から十数本切り出す方法が行われる。中間製品の幅方向中央部では、上述したとおりフィルム長手方向に配向が高い場合の角度(θ)は0°であり、フィルム幅方向に配向が高い場合の角度(θ)は90°であるが、ポリエステルフィルムの幅方向中央部から離れる(端部に近づく)に従い、一般的にはボーイング現象により配向角のズレが発生する。フィルム長手方向に配向が高い場合は、角度(θ)が0°から大きくなり、フィルム幅方向に配向が高い場合は、角度(θ)が90°から小さくなる。この様に配向角のズレが発生すると共に、長軸方向と短軸方向の配向差が大きくなりフィルム面内の方向による特性差も大きくなる。本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは上記のように配向軸のズレが10°以上、すなわち角度(θ)が10°以上80°以下、さらには配向軸のズレが20°以上、すなわち角度(θ)が20°以上60°以下となる幅方向の端部位置においても、上述した様に面内の超音波伝導度の差が小さい、すなわち配向の差が小さい状態を保つ事で、耐湿熱性能の方向による差を低減する事が可能となる。なお、角度(θ)が40°を越えて50°未満であると片伸びが大きくなる傾向や斜め方向の収縮率の差が大きくなる傾向が見られる事がある。 In the polyester film of the present invention, the angle (θ) of the acute angle (0 ° or more and 90 ° or less) of the angle formed between the direction in which the ultrasonic conduction velocity of the film shows the maximum value and the film longitudinal direction (hereinafter, (It may be referred to as misalignment of the orientation angle), but even at a position away from the central portion in the width direction of the film such that it is 10 ° or more, it is possible to maintain a state where the difference in wet heat resistance performance depending on the in-plane direction is small. it can. The direction in which the ultrasonic conduction velocity exhibits the maximum value is the direction in which the orientation of the biaxially oriented polyester film is the strongest (the long axis direction (hereinafter, the direction with the stronger orientation of the two orientation axes of the biaxially oriented polyester film). The major axis and the weaker orientation are referred to as minor axes)), and the angle (θ) represents the angle formed by the major axis direction and the longitudinal direction of the film. In addition, in the center part in the width direction in the intermediate product of the biaxially oriented polyester film that is not cut in the width direction after film production, the orientation axis of the film is usually two directions of the longitudinal direction and the width direction. Which direction is the major axis and which is the minor axis depends on the film production method. When the draw ratio in the longitudinal direction of the film is higher than the width direction of the film, the major axis of orientation is the longitudinal direction, and the direction showing the maximum value of the ultrasonic conduction velocity is also the longitudinal direction of the film. In this case, the angle (θ) is 0 ° in the central portion in the film width direction. As the distance from the central portion in the film width direction increases, the major axis is displaced due to the bowing phenomenon or the like, and when the major axis is displaced by 10 °, the angle (θ) is 10 °. On the other hand, when the draw ratio in the width direction of the film is higher than the longitudinal direction of the film, the major axis of orientation is the width direction, and the direction showing the maximum value of the ultrasonic conduction velocity is also the width direction of the film. In this case, the angle (θ) is 90 ° at the central portion in the film width direction. As the distance from the center in the film width direction increases, the major axis shifts due to the bowing phenomenon or the like, and when the major axis shifts by 10 °, the angle (θ) becomes 80 °. In recent years, in order to improve productivity, the biaxially oriented polyester film that is the final product is manufactured from a biaxially oriented polyester film with a wide width to obtain an intermediate product. A method of cutting out dozens is performed. At the center in the width direction of the intermediate product, as described above, the angle (θ) when the orientation is high in the film longitudinal direction is 0 °, and the angle (θ) when the orientation is high in the film width direction is 90 °. As the polyester film moves away from the central portion in the width direction (approaching the end portion), a misalignment of the orientation angle generally occurs due to the bowing phenomenon. When the orientation in the film longitudinal direction is high, the angle (θ) increases from 0 °, and when the orientation in the film width direction is high, the angle (θ) decreases from 90 °. As described above, the orientation angle shift occurs, the orientation difference between the major axis direction and the minor axis direction increases, and the characteristic difference depending on the direction in the film plane also increases. As described above, the biaxially oriented polyester film of the present invention has an alignment axis misalignment of 10 ° or more, that is, an angle (θ) of 10 ° or more and 80 ° or less, and further an alignment axis misalignment of 20 ° or more, that is, an angle (θ ) Is 20 ° or more and 60 ° or less in the width direction end position, as described above, the difference in the in-plane ultrasonic conductivity is small, that is, the orientation difference is kept small, so that the moisture and heat resistance performance is maintained. It is possible to reduce the difference due to the direction of the. If the angle (θ) is more than 40 ° and less than 50 °, there may be a tendency that the half-elongation tends to increase or the difference in shrinkage rate in the oblique direction increases.
また、上述のとおり、フィルムを構成するポリエステル樹脂の固有粘度(IV)を高くすること、末端カルボキシル基量を低くすることによりフィルムの耐久性(耐湿熱性、熱安定性)を向上させることが可能であり、また、フィルムを構成するポリエステル樹脂中のDEG量を適切な量に調整することにより、フィルムの加工性を向上させることが可能である。しかしながら、モーター用絶縁紙や太陽電池封止用途フィルムにおいてはさらなる耐久性や加工性の向上が求められる。そのため、本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂は、示差走査熱量測定(DSC)により求められる微小吸熱ピーク温度(Tmeta)が150℃以上200℃以下である事が必要である。ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂の固有粘度(IV)を0.65〜0.80、末端カルボキシル基量を20当量/t以下、ジエチレングリコール含有量を2.0質量%以上5.0質量%以下とし、かつ、ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂の示差走査熱量測定(DSC)により求められる微小吸熱ピーク温度(Tmeta)を150℃以上200℃以下とすると、耐久性(耐湿熱性、熱安定性)、加工性が飛躍的に向上したフィルムを得ることができる。この効果は以下のようなメカニズムで得られると推定している。Tmetaは熱処理工程においてフィルムに付与した熱量に応じた値であり、高いほど熱処理が高温・長時間実施された事を示している。二軸配向フィルムの製造プロセスにおいて熱処理工程は、二軸配向されたフィルムに熱を与えることにより、フィルム中のポリエステル分子の結晶化度を高め、熱安定性等を付与する。この工程では、分子中の結晶成長と同時に非晶成分の一部の分子規則性が緩和される。非晶部の配向が緩和される事により、フィルムの加工性、耐湿熱性に影響を与えるものと考えられる。本発明のように非常に高い耐久性(耐湿熱性、熱安定性)、加工性が必要な場合には、Tmeta値を上述の範囲に制御する事が必要となる。Tmetaが150℃未満である場合は結晶化の進行が不十分となり、熱安定性、耐薬品性、加工性に劣る事があり、Tmetaが200℃を越える場合は、耐湿熱性が悪化する。Tmetaは、好ましくは160℃以上190℃以下である。Tmetaを上記範囲にするための方法は特には限定されないが、160℃以上210℃以下の温度にて5秒以上60秒以下熱処理する事が好ましい。 In addition, as described above, the durability (wet heat resistance and thermal stability) of the film can be improved by increasing the intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin constituting the film and decreasing the amount of terminal carboxyl groups. In addition, the processability of the film can be improved by adjusting the DEG amount in the polyester resin constituting the film to an appropriate amount. However, further improvements in durability and workability are required for insulating paper for motors and films for sealing solar cells. For this reason, the polyester resin constituting the polyester film of the present invention needs to have a minute endothermic peak temperature (Tmeta) determined by differential scanning calorimetry (DSC) of 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The intrinsic viscosity (IV) of the polyester resin constituting the polyester film is 0.65 to 0.80, the terminal carboxyl group amount is 20 equivalent / t or less, and the diethylene glycol content is 2.0 mass% or more and 5.0 mass% or less. And if the endothermic peak temperature (Tmeta) required by differential scanning calorimetry (DSC) of the polyester resin constituting the polyester film is 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, durability (moisture and heat resistance, thermal stability), processing A film having dramatically improved properties can be obtained. This effect is estimated to be obtained by the following mechanism. Tmeta is a value corresponding to the amount of heat applied to the film in the heat treatment step, and the higher the value, the higher the temperature and the longer the heat treatment. In the process for producing a biaxially oriented film, the heat treatment step applies heat to the biaxially oriented film, thereby increasing the crystallinity of the polyester molecules in the film and imparting thermal stability and the like. In this step, the molecular regularity of part of the amorphous component is relaxed simultaneously with the crystal growth in the molecule. It is considered that the film orientation and wet heat resistance are affected by the relaxation of the orientation of the amorphous part. When extremely high durability (moisture heat resistance, thermal stability) and workability are required as in the present invention, it is necessary to control the Tmeta value within the above range. When Tmeta is less than 150 ° C., the progress of crystallization is insufficient and thermal stability, chemical resistance, and workability may be inferior. When Tmeta exceeds 200 ° C., the heat and moisture resistance is deteriorated. Tmeta is preferably 160 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. A method for setting Tmeta in the above range is not particularly limited, but it is preferable to perform a heat treatment at a temperature of 160 ° C. to 210 ° C. for 5 seconds to 60 seconds.
上記のように熱処理を実施した場合やDEG成分を多く含有する場合は、一般的に分子配向は低下するが、以下に示す製造方法を適用することで、フィルム中の配向が維持でき、フィルムの配向軸が10°以上ずれた位置においても、平均超音波伝導速度および超音波伝導速度の最大値/最小値を上記の範囲に制御する事が可能となるため好ましい。 When heat treatment is performed as described above or when a lot of DEG components are contained, the molecular orientation generally decreases, but by applying the manufacturing method shown below, the orientation in the film can be maintained, Even at a position where the orientation axis is deviated by 10 ° or more, the average ultrasonic conduction velocity and the maximum / minimum value of the ultrasonic conduction velocity can be controlled within the above ranges, which is preferable.
本発明のポリエステルフィルムの製造方法として長手方向に3.0〜4.5倍延伸する工程を有することが好ましい。長手方向延伸時におけるフィルム温度は、ポリエステル樹脂のガラス転移温度をTg(℃)とした場合Tg以上Tg+40℃以下が好ましく、さらに好ましくはTg+10℃以上Tg+30℃以下である。 It is preferable to have the process of extending | stretching 3.0 to 4.5 times in a longitudinal direction as a manufacturing method of the polyester film of this invention. The film temperature during stretching in the longitudinal direction is preferably Tg or more and Tg + 40 ° C. or less, more preferably Tg + 10 ° C. or more and Tg + 30 ° C. or less when the glass transition temperature of the polyester resin is Tg (° C.).
本発明のポリエステルフィルムの製造方法として、幅方向に3.5〜4.5倍延伸し、かつ幅方向延伸工程の中間点での延伸量が幅方向延伸工程終了時の延伸量の60〜80%とする工程を有する事が好ましい。ここで言う幅方向延伸工程の中間点での延伸量が幅方向延伸工程終了時の延伸量の60〜80%とするとは、幅方向延伸工程開始前のフィルム幅をW0、幅方向延伸工程の中間点でのフィルム幅をW1、幅方向延伸工程終了時でのフィルム幅をW2とした場合、以下の式(A)を満たす事である。
60 ≦ 100×(W1−W0)/(W2−W0)≦ 80 ・・・ 式(A)。
As a method for producing the polyester film of the present invention, the stretch amount is 3.5 to 4.5 times in the width direction, and the stretch amount at the midpoint of the width direction stretch step is 60 to 80 of the stretch amount at the end of the width direction stretch step. % Is preferable. When the stretching amount at the midpoint of the width direction stretching step is 60 to 80% of the stretching amount at the end of the width direction stretching step, the film width before starting the width direction stretching step is W0, When the film width at the intermediate point is W1 and the film width at the end of the width direction stretching step is W2, the following formula (A) is satisfied.
60 <= 100 * (W1-W0) / (W2-W0) <= 80 ... Formula (A).
さらに、幅方向延伸工程と熱処理工程の間に中間工程を有し、該中間工程の雰囲気温度が幅方向延伸工程の最終区間の雰囲気温度:Ts(℃)と熱処理工程最初の区間にあたる第1の熱処理工程雰囲気温度:Th(℃)の間の温度であり、かつ中間工程をフィルムが通過する時間をSm(秒)とした時に以下式(B)を満たす事が好ましい。なお、中間工程の雰囲気温度は、温度制御のしやすさから、ThとTsの中間に近い温度である事が好ましく、((Ts+Th)/2)−20(℃)以上、((Ts+Th)/2)+20(℃)以下である事が更に好ましい。また、中間工程においては、延伸工程および熱処理工程においてフィルムに吹き付けられる熱風の一部が流れ込み温度が不安定となる事があるため、排気処理を実施する事が温度をより安定に保つことが出来るため好ましい。
(Th−Ts)/Sm ≦ 50 ・・・ 式(B)。
Further, there is an intermediate step between the width direction stretching step and the heat treatment step, and the atmosphere temperature of the intermediate step is the first temperature corresponding to the atmospheric temperature: Ts (° C.) in the final section of the width direction stretching step and the first section of the heat treatment step. It is preferable that the following formula (B) is satisfied when the atmosphere temperature of the heat treatment process: Th (° C.) and the time during which the film passes through the intermediate process is Sm (seconds). The atmosphere temperature in the intermediate process is preferably a temperature close to the middle of Th and Ts from the viewpoint of ease of temperature control, ((Ts + Th) / 2) −20 (° C.) or more, ((Ts + Th) / 2) It is still more preferable that it is +20 (degreeC) or less. Also, in the intermediate process, part of hot air blown to the film in the stretching process and heat treatment process may flow in and the temperature may become unstable, so the exhaust process can keep the temperature more stable. Therefore, it is preferable.
(Th-Ts) / Sm <= 50 ... Formula (B).
なお、ここでいう熱処理工程とは、フィルムに加熱された熱風を吹き付ける手段やラジエーションヒーター等の加熱手段を用いてフィルムを加熱することで結晶化を進める工程のことをさす。熱処理工程においては、前述のとおり160℃以上210℃以下で5秒以上60秒以下の処理を実施することが好ましい。 In addition, the heat treatment process here refers to the process which advances crystallization by heating a film using heating means, such as a means to blow the hot air heated to the film, and a radiation heater. In the heat treatment step, as described above, it is preferable to perform the treatment at 160 ° C. or more and 210 ° C. or less for 5 seconds or more and 60 seconds or less.
また、本発明における中間工程とは、幅方向延伸工程と熱処理工程の中間に位置し、フィルムを加熱する手段を有さず、長手方向・幅方向共にフィルムの寸法を変えない状態で幅方向両端を保持しながら搬送する工程をさす。中間工程では温度変動を抑制するために、周囲を断熱壁などで囲われていることが好ましい。また中間工程における雰囲気温度はThとTsの間の温度である事が好ましく、((Ts+Th)/2)−20(℃)以上、((Ts+Th)/2)+20(℃)以下が更に好ましい。 The intermediate step in the present invention is located in the middle of the width direction stretching step and the heat treatment step, does not have a means for heating the film, and both ends in the width direction without changing the dimension of the film in the longitudinal direction and the width direction. This refers to the process of conveying while holding. In order to suppress temperature fluctuation in the intermediate process, it is preferable that the periphery is surrounded by a heat insulating wall or the like. The atmospheric temperature in the intermediate step is preferably a temperature between Th and Ts, more preferably ((Ts + Th) / 2) −20 (° C.) or more and ((Ts + Th) / 2) +20 (° C.) or less.
二軸延伸フィルムの製造において、フィルムの幅方向延伸〜熱処理工程にて、幅方向延伸時の延伸張力により、フィルムが保持されていない幅方向中央部分において、熱処理工程側のフィルムが幅方向延伸側へと引き込まれるため、幅方向の端部に行くに従い配向角が斜め方向にずれるボーイング現象が発生する。この現象によりフィルム面内でのポリエステル分子配向の方向による差が幅方向端部ほど大きくなる。前述の通り分子配向のムラは、フィルムの湿熱環境下の耐久性に影響を与えるため好ましくない。上記の幅方向延伸工程および中間工程を有する事で、幅方向延伸時の延伸張力が熱処理工程に伝搬しにくくなり、フィルム配向軸の歪みを抑制することが可能となる。幅方向の延伸倍率が3.5倍未満である場合や、幅方向延伸工程の中間点での延伸量が幅方向延伸工程終了時の延伸量の60%未満である場合、あるいは(Th−Ts)/Smの値が50を越える場合は、フィルム配向軸の歪み改善効果が不十分となり、幅方向端部のフィルムの超音波伝導速度の最大値と最小値の比率が1.3を越える場合がある。幅方向の延伸倍率が4.5倍を越える場合や、幅方向延伸工程の中間点での延伸量が幅方向延伸工程終了時の延伸量の80%を越える場合は、延伸時のフィルム破断が発生しやすく生産性が劣る事がある。さらに、(Th−Ts)/Smの値については40未満が好ましく、30未満である事が特に好ましい。また、幅方向延伸工程の温度については、Tg以上Tg+40℃以下が好ましく、さらに好ましくはTg+10℃以上Tg+30℃以下である。なお、熱処理工程は複数工程に分け、最初の区間にあたる第1工程での温度Thを下げ、段階的に温度を上げていく方法がボーイングの影響を低減しながら、適切な熱処理温度での処理が実施できるため、特に好ましい。 In the production of a biaxially stretched film, the film on the heat treatment process side is in the width direction stretch side in the width direction center part where the film is not held by the stretching tension at the time of width direction stretching in the film width direction stretching to the heat treatment process. Therefore, a bowing phenomenon occurs in which the orientation angle shifts in an oblique direction as it goes to the end in the width direction. Due to this phenomenon, the difference in the direction of the polyester molecular orientation in the film plane increases toward the end in the width direction. As described above, unevenness in molecular orientation is not preferable because it affects the durability of the film in a moist heat environment. By having the width direction stretching step and the intermediate step, the stretching tension at the time of width direction stretching becomes difficult to propagate to the heat treatment step, and distortion of the film orientation axis can be suppressed. When the stretching ratio in the width direction is less than 3.5 times, when the stretching amount at the midpoint of the width direction stretching step is less than 60% of the stretching amount at the end of the width direction stretching step, or (Th-Ts ) When the value of / Sm exceeds 50, the effect of improving the distortion of the film orientation axis becomes insufficient, and the ratio of the maximum value and the minimum value of the ultrasonic conduction velocity of the film at the end in the width direction exceeds 1.3. There is. When the stretching ratio in the width direction exceeds 4.5 times, or when the stretching amount at the midpoint of the stretching direction in the width direction exceeds 80% of the stretching amount at the end of the stretching process in the width direction, the film breaks during stretching. It is likely to occur and productivity may be inferior. Furthermore, the value of (Th−Ts) / Sm is preferably less than 40, and particularly preferably less than 30. Moreover, about the temperature of the width direction extending | stretching process, Tg or more and Tg + 40 degrees C or less are preferable, More preferably, they are Tg + 10 degreeC or more and Tg + 30 degrees C or less. In addition, the heat treatment process is divided into a plurality of processes, and the method of lowering the temperature Th in the first process corresponding to the first section and increasing the temperature step by step reduces the influence of bowing, while allowing the treatment at an appropriate heat treatment temperature. This is particularly preferable because it can be carried out.
フィルムの製造コストを低減するためには、例えばフィルム幅が2mを越えるような広幅にて二軸配向ポリエステルフィルムを製造することが必要となってくるが、フィルム幅が広くなる程、幅方向端部位置での配向軸が傾くため、このような広幅のフィルムを製造する場合に、上記の製造方法を用いる事は特に好ましい。なお、上記のような延伸速度が速い条件を適用した場合は、一般的にフィルムへの延伸時の負荷が大きくなり、特に耐久性維持のため固有粘度が高いポリエステル樹脂を使用した場合には、フィルム破断が多くなる問題がある。しかしながら、本発明のポリエステルフィルムにおいては、上述の様にフィルム中のジエチレングリコール(DEG)量を適切な量に調整する等の手段を併用することで、生産性を悪化させることなく製造することが可能となった。 In order to reduce the production cost of the film, for example, it is necessary to produce a biaxially oriented polyester film with a wide width such that the film width exceeds 2 m. Since the orientation axis at the part position is inclined, it is particularly preferable to use the above production method when producing such a wide film. In addition, when applying conditions such as the above stretching speed is high, generally the load during stretching to the film is large, especially when using a polyester resin having a high intrinsic viscosity for maintaining durability, There is a problem that film breakage increases. However, the polyester film of the present invention can be produced without deteriorating productivity by using a means such as adjusting the amount of diethylene glycol (DEG) in the film to an appropriate amount as described above. It became.
本発明のポリエステルフィルムは、温度125℃、湿度100%Rh下に72時間保持したときの伸度保持率が50%以上であることが好ましく、さらに好ましくは60%以上である。本発明において伸度保持率が50%以上であるとは、上記超音波伝導速度が最大となる方向および最小となる方向の2つの方向において、どちらも伸度保持率が50%以上であることを表す。フィルム使用時にはフィルムのあらゆる方向に力が加わる場合が多く、特定の方向に対する耐湿熱性が悪い場合、その方向からフィルムの割れや破れが発生しやすくなる。そのため、超音波伝導速度が最小となるポリエステル分子鎖配向が低い方向、すなわち耐湿熱性に最も不利な方向に対しても上記の伸度保持率を有するフィルムは、高い耐久性を有するため好ましい。伸度保持率が50%未満である場合は、長期使用時にフィルムが劣化し割れたり、破断したりするトラブルが発生する場合がある。 The polyester film of the present invention preferably has an elongation retention of 50% or more when held at a temperature of 125 ° C. and a humidity of 100% Rh for 72 hours, more preferably 60% or more. In the present invention, the elongation retention rate of 50% or more means that the elongation retention rate is 50% or more in both the directions in which the ultrasonic conduction velocity is maximum and the minimum direction. Represents. When a film is used, a force is often applied in all directions of the film. When the heat and humidity resistance in a specific direction is poor, the film is likely to crack or break from that direction. Therefore, a film having the above-described elongation retention rate in a direction in which the polyester molecular chain orientation is low, that is, the ultrasonic conduction speed is minimum, that is, the direction most disadvantageous in wet heat resistance is preferable because it has high durability. When the elongation retention is less than 50%, there may be a problem that the film deteriorates and breaks or breaks during long-term use.
本発明のポリエステルフィルムの厚みは200μm以上500μm以下が好ましい。フィルム厚みが200μm未満である場合は、フィルムの腰が弱くなることから、例えばモーター用絶縁紙として用いた場合では、形状保持性が悪化したり、モーターへの挿入時にフィルム折れが発生するなど生産性に劣る事がある。一方、500μmより厚い場合は、フィルム延伸工程で破れやすくなる等、耐湿熱性と生産性の両立が難しくなる傾向がある。200μm以上の厚いのフィルムは、厚みが厚いために延伸性や加工性が悪化しやすく、200μm未満のフィルムと比較して、生産性や加工性の維持が困難であったが、本発明の構成とすることで生産性や加工性を維持することが可能となった。 The thickness of the polyester film of the present invention is preferably 200 μm or more and 500 μm or less. If the film thickness is less than 200 μm, the film will become weak. For example, when used as an insulating paper for a motor, the shape retention will deteriorate and the film will be broken when inserted into a motor. May be inferior. On the other hand, when it is thicker than 500 μm, it tends to be difficult to achieve both heat resistance and productivity, such as being easily broken in the film stretching process. A thick film of 200 μm or more is easily deteriorated in stretchability and workability because it is thick, and it is difficult to maintain productivity and workability as compared with a film of less than 200 μm. This makes it possible to maintain productivity and workability.
次に、本発明のポリエステルフィルムの製造方法について、その一例を説明するが、本発明は、かかる例によって得られる物のみに限定して解釈されるものではない。 Next, although an example is demonstrated about the manufacturing method of the polyester film of this invention, this invention is limited to only the thing obtained by this example, and is not interpreted.
まず、ポリエステル樹脂の製造方法は重合工程の一例としては、エステル化反応またはエステル交換反応を行う第一の工程、リン酸アルカリ金属塩などの添加物を添加する第二の工程、重合反応を行う第三の工程により製造することができ、必要に応じて固相重合反応を行う第四の工程を追加しても良い。 First, as an example of the polymerization step, the polyester resin production method includes a first step of performing an esterification reaction or a transesterification reaction, a second step of adding an additive such as an alkali metal phosphate, and a polymerization reaction. It can be manufactured by the third step, and if necessary, a fourth step for performing a solid phase polymerization reaction may be added.
第一の工程において、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸ジメチル、ジオール成分としてエチレングリコールとジエチンレングリコールの混合物をジオール成分のモル比がジカルボン酸成分のモル比の1.1〜1.3倍となるように混合した後に、温度220〜270℃にて三酸化アンチモンなどの公知の重合触媒およびマンガン系の金属触媒を添加し、さらにエチレングリコールとジエチンレングリコールの混合物を最終的なジオール成分とジカルボン酸成分のモル比1:1.5〜1:2.0の範囲となるように追添しながらエステル交換反応を行う。 In the first step, dimethyl terephthalate as the dicarboxylic acid component, and a mixture of ethylene glycol and diethylene glycol as the diol component, the molar ratio of the diol component is 1.1 to 1.3 times the molar ratio of the dicarboxylic acid component. After mixing, a known polymerization catalyst such as antimony trioxide and a manganese-based metal catalyst are added at a temperature of 220 to 270 ° C., and a mixture of ethylene glycol and diethylene glycol is added to the final diol component and dicarboxylic acid. The transesterification reaction is carried out while adding the acid component in a molar ratio of 1: 1.5 to 1: 2.0.
第二の工程は、エステル交換反応が実質的に終了した後から、固有粘度が0.3に達するまでの間にリン酸アルカリ金属塩などの添加物を添加する工程である。リン酸アルカリ金属塩はリン酸とアルカリ金属元素量とリン元素量の比が0.3〜0.7の範囲となるような比率で混合し、さらにエチレングリコールにて濃度1質量%以下に希釈して添加される。なお、このときの混合希釈液のpHを4.0以上6.0以下の酸性に調整することが異物生成抑制の点からさらに好ましい。さらに、上記リン酸アルカリ金属塩は、添加時のポリエステルの温度が240℃以下であり、添加時間を20分以上となるように徐々に添加していく事が異物生成抑制の点で好ましい。また、重合により得られるポリエステルのカルボキシル基末端数を低減する手法として、微量の水酸化カリウムなどのアルカリ化合物を添加しても良い。 The second step is a step of adding an additive such as an alkali metal phosphate after the transesterification reaction is substantially completed until the intrinsic viscosity reaches 0.3. The alkali metal phosphate is mixed in such a ratio that the ratio of phosphoric acid, the amount of alkali metal element and the amount of phosphorus element is in the range of 0.3 to 0.7, and further diluted with ethylene glycol to a concentration of 1% by mass or less. Added. It is more preferable to adjust the pH of the mixed dilution at this time to an acidity of 4.0 or more and 6.0 or less from the viewpoint of suppressing the generation of foreign matter. Further, the alkali metal phosphate is preferably added in such a manner that the temperature of the polyester at the time of addition is 240 ° C. or less and the addition time is 20 minutes or more, from the viewpoint of suppressing foreign matter formation. Moreover, you may add a trace amount alkali compounds, such as potassium hydroxide, as a method of reducing the carboxyl group terminal number of polyester obtained by superposition | polymerization.
第三の工程においては、公知の方法で重合反応を行うことができる。重縮合により得られるポリエステルの末端カルボキシル基量を20当量/t以下の範囲でより低減させ、かつポリエステルの固有粘度を高めるためには、上記重合を行った後、第四工程として、190℃以上ポリエステルの融点未満の温度で、減圧または窒素ガスのような不活性気体の流通下で加熱する、いわゆる固相重合を行うことが好ましい。この場合、第三工程で固有粘度を0.5以上0.6以下の範囲ポリエステルを重合した後、第四工程として190℃以上ポリエステルの融点未満の温度で、減圧または窒素ガスのような不活性気体の流通下で加熱することによって固相重合することが好ましい。第三工程で得られるポリエステルの固有粘度が0.5未満であると、チップが割れやすく、形態が不均一になる結果、第四工程において固相重合して得られるポリエステルの重合度にムラが生じる場合がある。また第三工程で得られるポリエステルの固有粘度が0.6より大きいと、第三工程における熱劣化が激しくなり、その結果、得られるポリエステルの末端カルボキシル基量が増大して、フィルム化した際に耐加水分解性が低下することがあるため好ましくない。第三工程で得られるポリエステルの固有粘度を0.5以上0.6以下とすることで、固相重合した際に、カルボキシル基末端数を低く維持した状態で、均一な固有粘度を有するポリエステルを得ることが出来る。その結果、フィルム化した際に耐加水分解性をより高めることが可能となる。 In the third step, the polymerization reaction can be performed by a known method. In order to further reduce the amount of terminal carboxyl groups of the polyester obtained by polycondensation in the range of 20 equivalent / t or less and to increase the intrinsic viscosity of the polyester, after the above polymerization, as the fourth step, 190 ° C. or higher It is preferable to perform so-called solid-state polymerization, in which heating is performed under reduced pressure or a flow of an inert gas such as nitrogen gas at a temperature lower than the melting point of the polyester. In this case, after polymerizing the polyester having an intrinsic viscosity of 0.5 or more and 0.6 or less in the third step, the fourth step is performed at a temperature of 190 ° C. or more and lower than the melting point of the polyester, under reduced pressure or inert such as nitrogen gas. Solid-phase polymerization is preferably performed by heating in a gas flow. If the intrinsic viscosity of the polyester obtained in the third step is less than 0.5, the chip is easily cracked and the shape becomes non-uniform, resulting in unevenness in the degree of polymerization of the polyester obtained by solid phase polymerization in the fourth step. May occur. Moreover, when the intrinsic viscosity of the polyester obtained in the third step is larger than 0.6, the thermal deterioration in the third step becomes severe, and as a result, the amount of terminal carboxyl groups of the obtained polyester is increased and formed into a film. Since hydrolysis resistance may fall, it is not preferable. By setting the intrinsic viscosity of the polyester obtained in the third step to 0.5 or more and 0.6 or less, a polyester having a uniform intrinsic viscosity is maintained in a state where the number of carboxyl group terminals is kept low when solid-phase polymerization is performed. Can be obtained. As a result, it is possible to further improve the hydrolysis resistance when the film is formed.
次に得られたポリエステル樹脂を用いてポリエステルフィルムを製造する方法について例示する。 Next, it illustrates about the method of manufacturing a polyester film using the obtained polyester resin.
上記の方法にて得られたポリエステル樹脂を真空下加熱し内在する水分量が50ppm以下となるように乾燥する。乾燥は、真空度3kPa以下、温度160℃以上で3時間以上乾燥させることが好ましい。次いで乾燥したポリエステル樹脂を押出機で260〜300℃で溶融し、フィルタにて異物を濾過した後にT字型口金よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度10〜60℃の鏡面キャスティングドラムに巻き付けて、冷却固化せしめて未延伸フィルムを得る。この工程でのポリエステル樹脂の加水分解を抑制し、固有粘度(IV)の低下や末端カルボキシル基量の増加を防止するために、押出機に供給されるポリエステル樹脂の水分率をできる限り少なくする事が好ましい。また、押出機から樹脂が押し出されてから、キャスティングドラムに着地するまでの時間は短い程良く、目安としては10分以下、より好ましくは5分以下、特には3分以下とすることが好ましい。 The polyester resin obtained by the above method is heated under vacuum and dried so that the inherent moisture content is 50 ppm or less. Drying is preferably performed at a vacuum degree of 3 kPa or less and a temperature of 160 ° C. or more for 3 hours or more. Next, the dried polyester resin is melted at 260 to 300 ° C. with an extruder, foreign matter is filtered with a filter, and then extruded into a sheet form from a T-shaped die. The surface temperature is 10 to 60 ° C. using an electrostatic application casting method. It is wound around a mirror casting drum and cooled and solidified to obtain an unstretched film. In order to suppress hydrolysis of the polyester resin in this step and prevent a decrease in intrinsic viscosity (IV) and an increase in the amount of terminal carboxyl groups, the moisture content of the polyester resin supplied to the extruder should be reduced as much as possible. Is preferred. Further, it is preferable that the time from the extrusion of the resin from the extruder to the landing on the casting drum is as short as possible. As a guideline, it is preferably 10 minutes or less, more preferably 5 minutes or less, and particularly preferably 3 minutes or less.
この未延伸フィルムを70〜100℃に加熱されたロールにて予熱した後に、ラジエーションヒーター等を用いて温度90〜120℃に加熱しながら長手方向に3.0〜4.5倍延伸して一軸配向フィルムを得る。さらに、フィルムの両端をクリップにて固定しながらオーブンへ導き70〜150℃の温度で加熱を行い、引き続き連続的に70〜150℃の加熱ゾーンで幅方向に3.5〜4.5倍延伸し、続いて160〜210℃の加熱ゾーンで5〜60秒間熱処理を施し、100〜200℃の冷却ゾーンを経て結晶配向の完了した二軸配向ポリエステルフィルムを得る。なお、上記熱処理中に必要に応じて3〜12%の弛緩処理を施してもよい。なお、幅方向の延伸工程においては、幅方向延伸工程の中間点での延伸量が幅方向延伸工程終了時の延伸量の60〜80%とする事、および幅方向延伸工程と熱処理工程の間に、フィルムを加熱する手段を有さず、長手方向・幅方向共にフィルムの寸法を変えない状態で幅方向両端を保持しながら搬送する中間工程を有し、中間工程通過時間(秒)あたりの温度変化量(℃)が50℃/秒以下とすることが、ボーイングによる配向軸の歪みを抑制でき好ましい。 After preheating this unstretched film with a roll heated to 70 to 100 ° C., it is stretched 3.0 to 4.5 times in the longitudinal direction while being heated to a temperature of 90 to 120 ° C. using a radiation heater or the like, and uniaxial. An oriented film is obtained. Further, the film is guided to an oven while being fixed with clips at both ends and heated at a temperature of 70 to 150 ° C, and continuously stretched 3.5 to 4.5 times in the width direction in a heating zone of 70 to 150 ° C. Subsequently, heat treatment is performed in a heating zone at 160 to 210 ° C. for 5 to 60 seconds, and a biaxially oriented polyester film having crystal orientation completed is obtained through a cooling zone at 100 to 200 ° C. In addition, you may perform a 3-12% relaxation process as needed during the said heat processing. In the stretching process in the width direction, the stretching amount at the midpoint of the stretching process in the width direction is 60 to 80% of the stretching amount at the end of the stretching process in the width direction, and between the stretching process in the width direction and the heat treatment process. In addition, there is no means for heating the film, and there is an intermediate process that conveys the film while holding both ends in the width direction without changing the dimension of the film in both the longitudinal direction and the width direction. It is preferable that the temperature change amount (° C.) is 50 ° C./second or less because distortion of the alignment axis due to bowing can be suppressed.
なお、二軸延伸は同時二軸延伸を用いる事も可能である。また長手方向、幅方向延伸後、熱処理工程前に、長手方向・幅方向の両方向、あるいはいずれか片方の方向に再延伸してもよい。得られた二軸配向積層ポリエステルフィルムの端部をカットした後に巻き取り中間製品とし、その後スリッターを用いて所望の幅にカット後、円筒状のコアに巻き付け所望の長さのポリエステルフィルムロールを得ることができる。なお、巻き取り時に巻姿改善のためにフィルム両端部にエンボス処理を施しても良い。 In addition, simultaneous biaxial stretching can also be used for biaxial stretching. Moreover, after extending | stretching a longitudinal direction and the width direction, you may re-extend to both the direction of a longitudinal direction and the width direction, or any one direction before a heat treatment process. After cutting the end of the obtained biaxially oriented laminated polyester film, it is made into a winding intermediate product, then cut to a desired width using a slitter, and then wound around a cylindrical core to obtain a polyester film roll having a desired length. be able to. In addition, you may give an embossing process to both ends of a film for winding-up improvement at the time of winding.
このようにして得られた本発明のポリエステルフィルムは、非常に高い耐湿熱性を有しながら、かつ加工性や生産性も良好なすぐれたフィルムであり、特にモーター用絶縁紙や太陽電池封止用フィルムとして好適である。 The polyester film of the present invention thus obtained is an excellent film having very high moisture and heat resistance and good workability and productivity, particularly for insulating paper for motors and solar cell sealing. Suitable as a film.
[物性の測定法]
以下、実施例により本発明の構成、効果をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。各実施例の記述に先立ち、各種物性の測定方法を記載する。
[Measurement method of physical properties]
Hereinafter, the configuration and effects of the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example. Prior to describing each example, a method for measuring various physical properties will be described.
(1)ジエチレングリコール(DEG)含有量
測定試料(ポリエステル樹脂またはポリエステルフィルム)1.0gをモノエタノールアミン2.5mLを溶媒として260℃で加水分解した。次いでメタノール10mLを加えて冷却し、テレフタル酸にて中和後、遠心分離した後に上澄みをガスクロマトグラフィー((株)島津製作所製 GC−14A)にてジエチレングリコール(DEG)含有量を測定した。なお、無機粒子などの添加成分は不溶物として遠心分離時に沈降するため、沈降成分について濾過、重量測定を行い、その重量を測定試料重量から差し引いて測定試料重量の補正を実施した。
(1) Diethylene glycol (DEG) content 1.0 g of a measurement sample (polyester resin or polyester film) was hydrolyzed at 260 ° C. using 2.5 mL of monoethanolamine as a solvent. Next, 10 mL of methanol was added, cooled, neutralized with terephthalic acid, centrifuged, and then the supernatant was measured for diethylene glycol (DEG) content by gas chromatography (GC-14A, manufactured by Shimadzu Corporation). In addition, since additional components, such as inorganic particles, settle as an insoluble substance during centrifugation, the sedimented components were filtered and weighed, and the weight was subtracted from the measured sample weight to correct the measured sample weight.
(2)固有粘度(IV)
オルトクロロフェノール100mLにポリエステル樹脂又はポリエステルフィルムを溶解させ(溶液濃度C=1.2g/mL)、その溶液の25℃での粘度をオストワルド粘度計を用いて測定した。また、同様に溶媒の粘度を測定した。得られた溶液粘度、溶媒粘度を用いて、下記式(C)により、[η]を算出し、得られた値でもって固有粘度(IV)とした。
ηsp/C=[η]+K[η]2・C ・・・式(C)
(ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)―1、Kはハギンス定数(0.343とする)
である。)。
(2) Intrinsic viscosity (IV)
A polyester resin or a polyester film was dissolved in 100 mL of orthochlorophenol (solution concentration C = 1.2 g / mL), and the viscosity of the solution at 25 ° C. was measured using an Ostwald viscometer. Similarly, the viscosity of the solvent was measured. Using the obtained solution viscosity and solvent viscosity, [η] was calculated by the following formula (C), and the obtained value was used as the intrinsic viscosity (IV).
ηsp / C = [η] + K [η] 2 · C Formula (C)
(Where ηsp = (solution viscosity / solvent viscosity) −1, K is a Huggins constant (assuming 0.343)
It is. ).
なお、ポリエステル樹脂又はポリエステルフィルムを溶解させた溶液に無機粒子などの不溶物がある場合は、溶液を濾過して重量測定を行い、濾物の重量を測定試料重量から差し引いた値を測定試料重量とする補正を実施した。 If there is insoluble matter such as inorganic particles in the solution in which the polyester resin or polyester film is dissolved, the solution is filtered and weighed, and the value obtained by subtracting the weight of the filtrate from the measured sample weight The following correction was made.
(3)末端カルボキシル基量
Mauliceの方法(文献 M.J.Maulice,F.Huizinga.Anal.Chim.Acta,22 363(1960))に準じて、以下の方法にて測定した。
ポリエステル樹脂またはポリエステルフィルム2gをo−クレゾール/クロロホルム(重量比7/3)50mLに温度80℃にて溶解し、0.05NのKOH/メタノール溶液によって滴定し、末端カルボキシル基濃度を測定し、当量/ポリエステル1tの値で示した。なお、滴定時の指示薬はフェノールレッドを用いて、黄緑色から淡紅色に変化したところを滴定の終点とした。
(3) Amount of terminal carboxyl group The amount was measured according to the following method in accordance with the method of Malice (reference MJ Malice, F. Huizinga. Anal. Chim. Acta, 22 363 (1960)).
2 g of polyester resin or polyester film was dissolved in 50 mL of o-cresol / chloroform (weight ratio 7/3) at a temperature of 80 ° C., titrated with a 0.05 N KOH / methanol solution, the terminal carboxyl group concentration was measured, / Indicated by the value of polyester 1t. In addition, the indicator at the time of titration used phenol red, and the place where it changed from yellowish green to light red was set as the end point of titration.
なお、ポリエステル樹脂又はポリエステルフィルムを溶解させた溶液に無機粒子などの不溶物がある場合は、溶液を濾過して重量測定を行い、濾物の重量を測定試料重量から差し引いた値を測定試料重量とする補正を実施した。 If there is insoluble matter such as inorganic particles in the solution in which the polyester resin or polyester film is dissolved, the solution is filtered and weighed, and the value obtained by subtracting the weight of the filtrate from the measured sample weight The following correction was made.
(4)アルカリ金属元素含有量
原子吸光分析法(日立製作所製:偏光ゼーマン原子吸光光度計180−80。フレーム:アセチレン−空気)にて定量を行った。
(4) Alkali metal element content Quantification was performed by atomic absorption spectrometry (manufactured by Hitachi, Ltd .: polarized Zeeman atomic absorption photometer 180-80, frame: acetylene-air).
(5)リン元素およびマンガン元素含有量
(株)リガク社製波長分散型蛍光X線分析装置(型番:ZSX100e)を用いて測定した。
(5) Phosphorus element and manganese element content Measured using a wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer (model number: ZSX100e) manufactured by Rigaku Corporation.
(6)リン元素を含有する異物数
三波長蛍光灯を光源としてフィルムを透過光および反射光にて1000cm2を検査し観察された異物をマーキングして試料を採取した。なお、この時にフィルム位置での光量が1000ルクスとなるように光源とフィルム間距離を調整した。得られた異物試料について光学顕微鏡(倍率100倍)にて観察して異物のサイズが最も大きくなる方向で測定し異物の長径とした。また、異物試料を走査型電子顕微鏡(SEM)S−4300A形((株)日立製作所製)にエネルギー分散型X線分析装置(EDX)EMAX−7000((株)堀場製作所製)を付属させた装置を用いて異物部分の元素分析を行い、リン元素の含有有無を測定し、長径100μm以上のリン元素を含有する異物の個数をカウントした。
(6) Number of foreign substances containing phosphorus element Using a three-wavelength fluorescent lamp as a light source, the film was inspected 1000 cm 2 with transmitted light and reflected light, and the observed foreign substances were marked to collect samples. At this time, the distance between the light source and the film was adjusted so that the amount of light at the film position was 1000 lux. The obtained foreign material sample was observed with an optical microscope (magnification 100 times) and measured in the direction in which the size of the foreign material was the largest, and was taken as the long diameter of the foreign material. In addition, an energy dispersive X-ray analyzer (EDX) EMAX-7000 (manufactured by Horiba, Ltd.) was attached to a scanning electron microscope (SEM) S-4300A (manufactured by Hitachi, Ltd.) as a foreign material sample. Elemental analysis of the foreign matter portion was performed using an apparatus, the presence or absence of phosphorus element was measured, and the number of foreign matters containing phosphorus element having a major axis of 100 μm or more was counted.
(7)フィルムの超音波伝導速度および超音波伝導速度が最大値を示す方向とフィルム長手方向とのなす角度(θ)
中間ロールの中央部のロールと最端部ロール、それぞれのロールの幅方向中央部から幅方向300mm、長手方向300mmのフィルム試料を採取し、野村商事(株)製SONIC SHEET TESTER SST−4000にて、ポリエステルフィルムの長手方向を基準(0゜)とし、フィルムの垂線を軸としてフィルムを回転させ、11.25°毎に0°を越えて180°まで超音波伝導速度(km/秒)を16点測定し、得られた値の平均値を算出した。また、測定結果から算出された超音波伝導速度の最大値を最小値で除した値(最大値/最小値)を、超音波伝導速度の最大値と最小値の比率とした。なお、上記超音波伝導速度の測定はフィルムの両方の面で行い、それぞれの面において超音波伝導速度の平均値ならびに(最大値/最小値)を算出した後、両側の面の平均値を、フィルムの超音波伝導速度の平均値ならびに(最大値/最小値)とした。また、測定結果から算出された超音波伝導速度が最大値を示す方向と、フィルム長手方向とのなす角度(θ)を算出した。なお、角度(θ)は超音波伝導速度が最大値を示す方向と、フィルム長手方向とのなす角度の内、鋭角(0°以上90°以下)な方の角度を指す。
(7) Ultrasonic conduction velocity of the film and the angle (θ) between the direction in which the ultrasonic conduction velocity exhibits the maximum value and the longitudinal direction of the film
A film sample of 300 mm in the width direction and 300 mm in the longitudinal direction is collected from the center and the endmost rolls of the middle roll, and 300 mm in the longitudinal direction from each roll, and is manufactured by Nomura Shoji Co., Ltd. SONIC SHEEET TESTER SST-4000. The longitudinal direction of the polyester film is taken as the reference (0 °), and the film is rotated around the normal of the film. The ultrasonic conduction velocity (km / sec) is increased from 0 ° to 180 ° every 11.25 ° to 16 °. Point measurement was performed, and an average value of the obtained values was calculated. Further, a value obtained by dividing the maximum value of the ultrasonic conduction velocity calculated from the measurement result by the minimum value (maximum value / minimum value) was defined as the ratio between the maximum value and the minimum value of the ultrasonic conduction velocity. In addition, the measurement of the ultrasonic conduction velocity is performed on both sides of the film, and after calculating the average value of the ultrasonic conduction velocity and the (maximum value / minimum value) on each surface, the average value of the surfaces on both sides is calculated. The average value of the ultrasonic conduction velocity of the film and (maximum value / minimum value) were used. Moreover, the angle (θ) formed by the direction in which the ultrasonic conduction velocity calculated from the measurement result shows the maximum value and the film longitudinal direction was calculated. The angle (θ) refers to the acute angle (0 ° or more and 90 ° or less) of the angle formed between the direction in which the ultrasonic conduction velocity has the maximum value and the film longitudinal direction.
(8)耐湿熱性評価(伸度保持率)
中間ロールの中央部のロールと最端部ロール、それぞれのロールの幅方向中央部からフィルムを切り出し、(7)項にて測定した超音波伝導速度の最大値の方向と最小値の方向が長さ方向となるように、各方向それぞれ幅10mm、長さ250mmの短冊状に切り出した伸度測定用試料を準備した。切り出した試料を高度加速寿命試験装置EHS−221(エスペック社製)にて、温度125℃、湿度100RH%の環境下にて72時間の処理を実施した。上記処理前および処理後のフィルムの伸度をテンシロンを用いて、原長(チャック間距離)100mm、引っ張り速度200mm/分の条件にて測定した。なお、伸度についてはそれぞれN=5で測定した平均値とした。得られたフィルム伸度について処理後の伸度を処理前の伸度で除した値を耐湿熱評価における伸度保持率とし、以下の基準にて判定した。B以上が実用可能な範囲である。
(8) Moisture and heat resistance evaluation (elongation retention)
Cut the film from the center roll and endmost roll of the middle roll, and the width direction center of each roll, and the direction of the maximum value and the minimum value of the ultrasonic conduction velocity measured in (7) are long. A sample for measuring elongation was cut out in a strip shape with a width of 10 mm and a length of 250 mm in each direction so as to be in the horizontal direction. The cut out sample was subjected to a treatment for 72 hours in an environment with a temperature of 125 ° C. and a humidity of 100 RH% using an advanced accelerated life test apparatus EHS-221 (manufactured by Espec). The elongation of the film before and after the treatment was measured using Tensilon under conditions of an original length (distance between chucks) of 100 mm and a pulling speed of 200 mm / min. In addition, about the elongation, it was set as the average value measured by N = 5, respectively. About the obtained film elongation, the value which remove | divided the elongation after a process by the elongation before a process was made into the elongation retention in wet-heat-resistant evaluation, and it determined on the following references | standards. B or more is a practical range.
S:伸度保持率が60%以上
A:伸度保持率が50%以上60%未満
B:伸度保持率が30%以上50%未満
C:伸度保持率が30%未満
(9)透過光学濃度
ポリエステルフィルムを光学濃度計(Macbeth社製TR524)を用いJIS K7605(1976)に準じて入射光束と透過光束からフィルムの透過光学濃度を算出した。なお、測定時のフィルターには、Visualフィルターを用いた。
S: The elongation retention is 60% or more A: The elongation retention is 50% or more and less than 60% B: The elongation retention is 30% or more and less than 50% C: The elongation retention is less than 30% (9) Transmission Optical Density The transmission optical density of the polyester film was calculated from the incident light flux and the transmitted light flux according to JIS K7605 (1976) using an optical densitometer (TR524 manufactured by Macbeth). A Visual filter was used as a filter at the time of measurement.
(10)製膜性
実施例・比較例の条件にて製膜を実施した際の破れ回数を1日当たりに換算した計算値を用いて下記の基準にて判定した。B以上が実用可能な範囲である。
(10) Film-forming property Judgment was made according to the following criteria using a calculated value obtained by converting the number of tears when the film was formed under the conditions of Examples and Comparative Examples per day. B or more is a practical range.
S:1日当たりの破れが1回以下
A:1日当たりの破れが1回を越えて2回以下
B:1日当たりの破れが2回を越えて3回以下
C:1日当たりの破れが3回を越える。
S: No more than 1 break per day A: No more than 2 breaks per day B: No more than 2 breaks per day C: No more than 3 breaks per day Over.
(11)加工性(打抜性)
得られたフィルムを3枚重ねてトムソン型打ち抜きカッターにて型抜きをし、切断面を目視観察し、以下基準に従って判定した。B以上が実用可能な範囲である。
(11) Workability (punchability)
Three of the obtained films were overlapped and punched with a Thomson punching cutter, and the cut surface was visually observed and judged according to the following criteria. B or more is a practical range.
S:バリやヒゲが全く見られない
A:バリ、ヒゲが、切断面の長さ0.3mあたり1ヶ以下
B:バリ、ヒゲが、切断面の長さ0.3mあたり1ヶを越えて3ヶ以下
C:バリ、ヒゲが、切断面の長さ0.3mあたり3ヶを越える。
S: No burrs or whiskers are observed A: Burrs and whiskers are less than 1 per 0.3 m length of cut surface B: Burrs and whiskers exceed 1 per 0.3 m length of cut surface 3 or less C: Burrs and whiskers exceed 3 per 0.3 m length of the cut surface.
(12)微小吸熱ピーク温度(Tmeta)
フィルムを示差走査熱量計(TA Instruments社製DSC Q100)により、20℃/分の昇温速度にて30℃〜280℃の範囲で測定を実施した。この測定により得られた示差走査熱量測定チャートにおけるポリエステル結晶融解ピーク前の微小吸熱ピーク温度をTmeta(℃)とした。なおTmetaはポリエステルフィルムに対する熱処理温度の履歴として出現する。
(12) Minute endothermic peak temperature (Tmeta)
The film was measured with a differential scanning calorimeter (DSC Q100 manufactured by TA Instruments) at a temperature rising rate of 20 ° C./min in the range of 30 ° C. to 280 ° C. The minute endothermic peak temperature before the polyester crystal melting peak in the differential scanning calorimetry chart obtained by this measurement was defined as Tmeta (° C.). Tmeta appears as a history of the heat treatment temperature for the polyester film.
各実施例・比較例で用いる樹脂等の調整法を参考例として示す。 The adjustment method of resin etc. used in each example and comparative example is shown as a reference example.
[参考例1] ポリエステル樹脂1の調製
第一工程として、テレフタル酸ジメチル100質量部とエチレングリコール37.35質量部、ジエチレングリコール1.05質量部を窒素雰囲気下、温度260℃にて混合した。その後温度を225℃へ降下させ、酢酸マンガン4水和物0.068質量部、三酸化アンチモン0.029質量部を添加後攪拌しながら、更にエチレングリコール15.58質量部とジエチレングリコール0.42質量部の混合物を2時間かけて徐々に添加しながらメタノールを留出させ、エステル交換反応を終了した。第二工程として、エステル交換反応終了後、反応系内のポリエステルの温度を225℃とし、リン酸0.015質量部(1.5モル/t相当)とリン酸二水素ナトリウム2水和物0.027質量部(1.5モル/t相当)をエチレングリコール6.8質量部に溶解したエチレングリコール溶液(リン化合物の濃度0.4質量%)を添加した。引き続き第三工程として、重合反応を最終到達温度285℃、圧力13Paの減圧下で行い、固有粘度0.54、末端カルボキシル基量17当量/tのポリエステルを得た。さらに、第四工程として、得られたポリエチレンテレフタレートを160℃で6時間乾燥、結晶化させたのち、圧力65Paの減圧条件下にて230℃、10時間の固相重合を行い、固有粘度(IV)0.82、末端カルボキシル基量9.7当量/t、ジエチレングリコール含有量3.00質量%、融点260℃、ガラス転移温度Tg81℃のポリエステルを得た。
Reference Example 1 Preparation of Polyester Resin 1 As the first step, 100 parts by mass of dimethyl terephthalate, 37.35 parts by mass of ethylene glycol, and 1.05 parts by mass of diethylene glycol were mixed at a temperature of 260 ° C. in a nitrogen atmosphere. Thereafter, the temperature was lowered to 225 ° C., 0.068 parts by mass of manganese acetate tetrahydrate and 0.029 parts by mass of antimony trioxide were added and then stirred, and further 15.58 parts by mass of ethylene glycol and 0.42 parts of diethylene glycol. Part of the mixture was gradually added over 2 hours while distilling methanol to complete the transesterification reaction. As the second step, after completion of the transesterification reaction, the temperature of the polyester in the reaction system is set to 225 ° C., 0.015 part by mass of phosphoric acid (corresponding to 1.5 mol / t) and sodium dihydrogen phosphate dihydrate 0 An ethylene glycol solution (phosphorus compound concentration 0.4 mass%) in which 0.027 mass parts (equivalent to 1.5 mol / t) was dissolved in 6.8 mass parts of ethylene glycol was added. Subsequently, as a third step, the polymerization reaction was carried out under a reduced pressure at a final temperature of 285 ° C. and a pressure of 13 Pa to obtain a polyester having an intrinsic viscosity of 0.54 and a terminal carboxyl group content of 17 equivalents / t. Further, as a fourth step, the obtained polyethylene terephthalate was dried and crystallized at 160 ° C. for 6 hours, and then subjected to solid phase polymerization at 230 ° C. for 10 hours under a reduced pressure of 65 Pa to obtain an intrinsic viscosity (IV ) 0.82, a terminal carboxyl group content of 9.7 equivalent / t, a diethylene glycol content of 3.00 mass%, a melting point of 260 ° C., and a glass transition temperature of Tg of 81 ° C. were obtained.
[参考例2] ポリエステル樹脂2〜24の調製
表1−1、表1−2に示した条件を用いた以外は参考例1と同様の方法を用いてポリエステル樹脂を得た。なお、ポリエステル樹脂5については、テレフタル酸ジメチル100質量部の代わりにテレフタル酸85.6質量部を、ポリエステル樹脂15,16については、リン酸二水素ナトリウム2水和物の替わりにリン酸二水素カリウムを用いた。また、ポリエステル樹脂6,7,22については、第四工程を表1−1、表1−2に示した固有粘度になるように、固相重合時間を調整した。またポリエステル樹脂23については、第三工程でのポリエステルを固有粘度0.50、末端カルボキシル基量27当量/tとし、引き続き第四工程にて固有粘度0.73となるまで固相重合を実施した。さらに、ポリエステル樹脂8,9については、カルボン酸基数と水酸基数の合計が3以上である成分(A)としてトリメリット酸を、ポリエステル樹脂10については、ペンタエリスリトールを、ポリエステルを合成するモノマー原料の合計を100モル%とした時に、表1−1に記載の量となるように添加した。
得られたポリエステルの特性を評価した結果を表1−1、表1−2に示す。
[Reference Example 2] Preparation of polyester resins 2 to 24 Polyester resins were obtained using the same method as in Reference Example 1 except that the conditions shown in Table 1-1 and Table 1-2 were used. For polyester resin 5, 85.6 parts by mass of terephthalic acid instead of 100 parts by mass of dimethyl terephthalate, and for polyester resins 15 and 16, dihydrogen phosphate instead of sodium dihydrogen phosphate dihydrate. Potassium was used. Moreover, about polyester resin 6,7,22, solid phase polymerization time was adjusted so that a 4th process might become the intrinsic viscosity shown to Table 1-1, Table 1-2. Further, for the polyester resin 23, the polyester in the third step was made to have an intrinsic viscosity of 0.50 and the terminal carboxyl group amount was 27 equivalents / t, and then solid phase polymerization was carried out until the intrinsic viscosity became 0.73 in the fourth step. . Further, for polyester resins 8 and 9, trimellitic acid is used as component (A) having a total number of carboxylic acid groups and hydroxyl groups of 3 or more, and for polyester resin 10, pentaerythritol is used as a monomer raw material for synthesizing polyester. When the total was 100 mol%, the amount was added so as to be the amount shown in Table 1-1.
The results of evaluating the properties of the obtained polyester are shown in Table 1-1 and Table 1-2.
[参考例3] 二酸化珪素含有ポリエステル樹脂Aの調製
参考例1で得られた95質量部のポリエステル樹脂1に、平均粒径4.3μmの二酸化珪素粒子5質量部を2軸押出機にて290℃にて混練し、二酸化珪素含有ポリエステル樹脂Aを得た。
[Reference Example 3] Preparation of Silicon Dioxide-Containing Polyester Resin A To 95 parts by mass of the polyester resin 1 obtained in Reference Example 1, 5 parts by mass of silicon dioxide particles having an average particle size of 4.3 μm was 290 by a twin screw extruder. The mixture was kneaded at 0 ° C. to obtain a silicon dioxide-containing polyester resin A.
[参考例4] ルチル型二酸化チタン含有ポリエステル樹脂Bの調製
参考例1で得られた50質量部のポリエステル樹脂1に、平均粒径0.3μmの塩素法ルチル型二酸化チタン粒子50質量部を2軸押出機にて290℃にて混練し、ルチル型二酸化チタン含有ポリエステル樹脂Bを得た。
[Reference Example 4] Preparation of Rutile Titanium Dioxide-Containing Polyester Resin B To 50 parts by mass of the polyester resin 1 obtained in Reference Example 1, 2 parts by mass of 50 parts by mass of chlorine method rutile type titanium dioxide particles having an average particle size of 0.3 μm. The mixture was kneaded at 290 ° C. with a screw extruder to obtain a rutile-type titanium dioxide-containing polyester resin B.
[実施例1]
参考例に従って調整した99.5質量部のポリエステル樹脂1と、0.5質量部の二酸化珪素含有ポリエステル樹脂Aとの混合物を圧力1kPaの減圧条件下、温度170℃で4時間乾燥した後、押出機に供給し285℃で溶融押出を行った。
[Example 1]
A mixture of 99.5 parts by mass of polyester resin 1 prepared according to Reference Example and 0.5 parts by mass of silicon dioxide-containing polyester resin A was dried at a temperature of 170 ° C. for 4 hours under a reduced pressure of 1 kPa, and then extruded. The melt was extruded at 285 ° C.
ステンレス鋼繊維を焼結圧縮した平均目開き60μmのフィルターで濾過した後、T字型口金よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度20℃の鏡面キャスティングドラムに巻き付けて冷却固化せしめた。この未延伸フィルムを予熱ロールにて85℃に予熱後、上下方向からラジエーションヒーターを用いて100℃まで加熱しつつロール間の周速差を利用して長手方向に3.3倍延伸し、引き続き冷却ロールにて25℃まで冷却し、一軸配向(一軸延伸)フィルムとした。 After filtering with stainless steel fiber sintered and compressed through a filter with an average opening of 60 μm, it is extruded into a sheet form from a T-shaped die, wound around a mirror casting drum having a surface temperature of 20 ° C. using an electrostatic application casting method, and cooled and solidified. I was damned. This unstretched film was preheated to 85 ° C. with a preheating roll, and then stretched 3.3 times in the longitudinal direction using the difference in peripheral speed between the rolls while heating up to 100 ° C. using a radiation heater from above and below. It cooled to 25 degreeC with the cooling roll, and was set as the uniaxially oriented (uniaxial stretching) film.
次いで、一軸配向(一軸延伸)フィルムをクリップで把持してオーブン中にて100℃の熱風にて予熱し、引き続き連続的に延伸工程において120℃熱風で加熱しながら幅方向に3.8倍延伸した。なお、幅方向の延伸については、延伸工程の中間点における延伸倍率を3.0倍とし、中間点にて幅方向延伸の71%が完了するように設定した。得られた二軸配向(二軸延伸)フィルムを中間工程を経て熱処理工程に導き、第1の熱処理として170℃の熱風にて3.5秒、第2の熱処理として187℃の熱風にて20秒間処理を行った。なお、中間工程は周囲を断熱壁で囲われており、熱風等による加熱は実施せず、工程内の排気のみを行い、雰囲気温度を140℃に調整した。また、中間工程のフィルム通過時間は3.5秒であった。熱処理工程を経たフィルムを180℃にて幅方向に5%の弛緩処理を実施した後に続けて80℃まで冷却した次いで、フィルムをオーブンより引き出し、幅方向両端部を除去した後に巻き取り、厚さ250μm、幅5.4mのポリエステルフィルム中間ロールを得た。得られたポリエステルフィルムの特性を表3−1、表4−1に示す。 Next, a uniaxially oriented (uniaxially stretched) film is gripped with a clip, preheated with hot air of 100 ° C. in an oven, and continuously stretched 3.8 times in the width direction while continuously heated with 120 ° C. hot air in a stretching process. did. In addition, about extending | stretching of the width direction, it set so that the draw ratio in the intermediate point of an extending process shall be 3.0 time, and 71% of width direction extending | stretching may be completed at an intermediate point. The obtained biaxially oriented (biaxially stretched) film is led to a heat treatment step through an intermediate step, and the first heat treatment is carried out with hot air at 170 ° C. for 3.5 seconds, and the second heat treatment is carried out with hot air at 187 ° C. for 20 seconds. Processing was performed for seconds. In the intermediate process, the periphery was surrounded by a heat insulating wall, and heating with hot air or the like was not performed. Only the exhaust in the process was performed, and the ambient temperature was adjusted to 140 ° C. Further, the film passing time in the intermediate process was 3.5 seconds. The film subjected to the heat treatment step was subjected to a 5% relaxation treatment in the width direction at 180 ° C. and subsequently cooled to 80 ° C. Then, the film was drawn out from the oven, wound up after removing both ends in the width direction, A polyester film intermediate roll having a width of 250 μm and a width of 5.4 m was obtained. The characteristics of the obtained polyester film are shown in Table 3-1 and Table 4-1.
さらに得られたポリエステルフィルム中間ロールをスリッターにて上記中間ロールを幅1000mm×5本となるように切断しながら内径152.5mm、外径167mmのコアに巻き取り積層ポリエステルフィルムロールを得た。 Further, the obtained polyester film intermediate roll was cut with a slitter so that the intermediate roll had a width of 1000 mm × 5, and was wound around a core having an inner diameter of 152.5 mm and an outer diameter of 167 mm to obtain a laminated polyester film roll.
得られたフィルムは中間ロールの中央部、端部ともに、方向によらず高い耐湿熱性能を有しており、非常に優れた耐久性を有するフィルムであった。また、分子配向制御のための延伸条件での製膜にも関わらず、フィルム破れが全くなく、裁断端面でのバリも発生しない、生産性・加工性にも優れた二軸配向ポリエステルフィルムであった。 The obtained film had a high heat and humidity resistance regardless of the direction at both the center and the end of the intermediate roll, and was a film having excellent durability. In addition, it is a biaxially oriented polyester film with excellent productivity and workability that has no film breakage and no burrs on the cut end face, despite the film formation under stretching conditions for molecular orientation control. It was.
[実施例2〜30]
表2−1、表2−2の原料と製膜条件を適用した以外は実施例1と同様にして二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表3−1、表3−2、表4−1、表4−2に示す。
[Examples 2 to 30]
Biaxially oriented polyester films were obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw materials and film forming conditions in Table 2-1 and Table 2-2 were applied. The properties of the obtained film are shown in Table 3-1, Table 3-2, Table 4-1, and Table 4-2.
[実施例31]
参考例に従って調整した95質量部のポリエステル樹脂1と5質量部のルチル型二酸化チタン含有ポリエステル樹脂Bとの混合物を圧力1kPaの減圧条件下、温度170℃で4時間乾燥した後、押出機Aに供給し285℃で溶融押出を行った。また、参考例に従って調整した60質量部のポリエステル樹脂1と、40質量部のルチル型二酸化チタン含有ポリエステル樹脂Bとの混合物を圧力1kPaの減圧条件下、温度170℃で4時間乾燥した後押出機Bに供給し285℃で溶融押出を行った。押出機Aから押出された溶融樹脂と押出機Bから押出された溶融樹脂は、それぞれステンレス鋼繊維を焼結圧縮した平均目開き60μmのフィルターで濾過した後にフィードブロックにて厚さ方向に2層に積層し、引き続きT字型口金よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度20℃の鏡面キャスティングドラムに巻き付けて冷却固化せしめた。得られた未延伸シートを実施例1と同様の方法を用いる事で、押出機A側の樹脂:押出機B側の樹脂が厚さ方向に6:1に積層された積層二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表3−2、表4−2に示す。
[Example 31]
A mixture of 95 parts by weight of polyester resin 1 prepared according to the reference example and 5 parts by weight of rutile-type titanium dioxide-containing polyester resin B was dried at a temperature of 170 ° C. for 4 hours under a reduced pressure of 1 kPa, Then, melt extrusion was performed at 285 ° C. Also, a mixture of 60 parts by mass of polyester resin 1 prepared according to the reference example and 40 parts by mass of rutile-type titanium dioxide-containing polyester resin B was dried at a temperature of 170 ° C. for 4 hours under a reduced pressure of 1 kPa, and then an extruder. B was supplied to B and melt extrusion was performed at 285 ° C. The molten resin extruded from the extruder A and the molten resin extruded from the extruder B are each filtered through a filter having an average opening of 60 μm obtained by sintering and compressing stainless steel fibers, and then two layers in the thickness direction using a feed block. And then extruded into a sheet form from a T-shaped die, wound around a mirror casting drum having a surface temperature of 20 ° C. using an electrostatic application casting method, and solidified by cooling. By using the same method as in Example 1 for the obtained unstretched sheet, a laminated biaxially oriented polyester film in which the resin on the extruder A side: the resin on the extruder B side was laminated 6: 1 in the thickness direction Got. The characteristics of the obtained film are shown in Table 3-2 and Table 4-2.
[実施例32]
中間ロール(中間製品)の幅を3.4m、中間ロールをスリッターにて幅1000mm×3本となるように切断しながら内径152.5mm、外径167mmのコアに巻き取った以外は実施例1と同様にして積層二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムロール3本の内、中央部と端部をそれぞれ評価した。結果を表3−3、表4−3に示す。
[Example 32]
Example 1 except that the width of the intermediate roll (intermediate product) was 3.4 m, and the intermediate roll was wound around a core having an inner diameter of 152.5 mm and an outer diameter of 167 mm while being cut with a slitter to a width of 1000 mm × 3. In the same manner as above, a laminated biaxially oriented polyester film was obtained. Of the three film rolls obtained, the central part and the end part were evaluated. The results are shown in Table 3-3 and Table 4-3.
[実施例33]
中間ロール(中間製品)をスリッターにて幅1250mm×4本となるように切断しながら内径152.5mm、外径167mmのコアに巻き取った以外は実施例1と同様にして積層二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムロール4本の内、最端部と端部から2本目(表中では中央部と表示)をそれぞれ評価した。結果を表3−3、表4−3に示す。
[Example 33]
Laminated biaxially oriented polyester in the same manner as in Example 1 except that an intermediate roll (intermediate product) was cut with a slitter to a width of 1250 mm × 4 and wound on a core having an inner diameter of 152.5 mm and an outer diameter of 167 mm. A film was obtained. Of the four film rolls obtained, the second end from the end and the end (indicated in the table as the center) were evaluated. The results are shown in Table 3-3 and Table 4-3.
[実施例34]
表2−3の原料と製膜条件を適用し、中間ロール(中間製品)の幅を3.4m、中間ロールをスリッターにて幅1000mm×3本となるように切断しながら内径152.5mm、外径167mmのコアに巻き取った以外は、実施例1と同様にして積層二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムロール3本の内、中央部と端部をそれぞれ評価した。結果を表3−3、表4−3に示す。
[Example 34]
Applying the raw materials and film forming conditions shown in Table 2-3, the intermediate roll (intermediate product) has a width of 3.4 m, and the intermediate roll is cut by a slitter so that the width becomes 1000 mm × 3. A laminated biaxially oriented polyester film was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was wound around a core having an outer diameter of 167 mm. Of the three film rolls obtained, the central part and the end part were evaluated. The results are shown in Table 3-3 and Table 4-3.
[比較例1〜8]
表2−3の原料と製膜条件を適用した以外は実施例1と同様にして二軸配向ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表3−3、表4−3に示す。
[Comparative Examples 1-8]
A biaxially oriented polyester film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw materials and film forming conditions shown in Table 2-3 were applied. The characteristics of the obtained film are shown in Tables 3-3 and 4-3.
[結果のまとめ]
末端カルボキシル基量20当量/t以下、固有粘度(IV)0.65〜0.80、ジエチレングリコール量が2.0〜5.0質量%の範囲であるポリエステル樹脂から構成され、かつ超音波伝導速度の平均値が2.2km/秒以上、Tmeta値が150℃以上200℃以下であるポリエステルフィルムにおいて、耐湿熱性と生産性・加工性の全てが良好な結果となった。
[Summary of results]
It is composed of a polyester resin having a terminal carboxyl group amount of 20 equivalent / t or less, an intrinsic viscosity (IV) of 0.65 to 0.80, and a diethylene glycol amount of 2.0 to 5.0% by mass, and an ultrasonic conduction velocity. In the polyester film having an average value of 2.2 km / sec or more and a Tmeta value of 150 ° C. or more and 200 ° C. or less, all of the heat resistance and productivity / workability were satisfactory.
ジエチレングリコール(DEG)含有量が上記範囲以下である比較例1,2では、製膜安定性や加工性に劣り、ジエチレングリコール(DEG)含有量が上記範囲以上である比較例3では、耐湿熱性が劣っていた。固有粘度が範囲外である比較例4,5、末端カルボキシル基量が範囲外である比較例6、Tmeta値が範囲外である比較例7,8は、湿熱環境下での耐久性、あるいは、生産性・加工性のいずれかが悪い結果となった。 In Comparative Examples 1 and 2 where the diethylene glycol (DEG) content is below the above range, the film formation stability and processability are poor, and in Comparative Example 3 where the diethylene glycol (DEG) content is above the above range, the heat and humidity resistance is poor. It was. Comparative Examples 4 and 5 in which the intrinsic viscosity is out of range, Comparative Example 6 in which the amount of terminal carboxyl groups is out of range, and Comparative Examples 7 and 8 in which the Tmeta value is out of range are durability in a humid heat environment, or Either productivity or workability was bad.
さらに、カルボン酸基数と水酸基数の合計が3以上である成分(A)を有する実施例10〜12については、耐湿熱性がより向上する結果となった。 Furthermore, about Examples 10-12 which have a component (A) whose sum total of the number of carboxylic acid groups and the number of hydroxyl groups is 3 or more, it became a result that heat-and-moisture resistance improved more.
フィルムを構成するポリエステル樹脂中にリン酸アルカリ金属塩を0.1〜5.0モル/t含有した場合は含有していない場合と比較して(例えば、実施例1と実施例22の比較)、他の特性を悪化させることなく、耐湿熱性が向上しており好ましい結果であった。また、リン酸アルカリ金属塩を含有することで発生する異物については、ポリエステル樹脂重合時のリン酸アルカリ金属塩添加時のポリエステルの温度およびエチレングリコール中のリン酸アルカリ金属塩の濃度を好ましい範囲とすることで抑制することが可能となったが、添加時の温度が高い実施例28、添加時の濃度が高い実施例29については異物が増加する傾向が見られた。また、ポリエステル樹脂重合時の出発原料としてテレフタル酸を用いた実施例5についてもリンを含む異物量が増加する傾向が見られた。 When the polyester resin constituting the film contains 0.1 to 5.0 mol / t of an alkali metal phosphate, compared to the case where it is not contained (for example, comparison between Example 1 and Example 22). The heat and humidity resistance was improved without deteriorating other characteristics, which was a favorable result. In addition, for the foreign matter generated by containing the alkali metal phosphate, the temperature of the polyester at the time of addition of the alkali metal phosphate during polymerization of the polyester resin and the concentration of the alkali metal phosphate in the ethylene glycol are within a preferable range. However, in Example 28 where the temperature at the time of addition was high and Example 29 where the concentration at the time of addition was high, there was a tendency for foreign matter to increase. Moreover, the tendency for the amount of foreign matter containing phosphorus to increase was also observed in Example 5 in which terephthalic acid was used as a starting material during polymerization of the polyester resin.
フィルム特性としては、超音波伝導速度の平均値が2.2km/秒以上である場合は、耐湿熱性がさらに良好な結果となったが、さらに最大値と最小値の比率が1.0〜1.3の範囲内である場合は、特に配向軸が10°以上ずれている、すなわち角度θが10°〜80°の範囲となる端部位置においても耐湿熱特性の方向によるバラツキが軽減され、特に好ましい結果となった。これらは、延伸工程および中間工程を有することで、製品部分として幅5mの広幅フィルムを製造した場合の端部位置でも上記の特性を満たすことが可能となった。 As the film characteristics, when the average value of the ultrasonic conduction velocity was 2.2 km / second or more, the wet heat resistance was further improved, but the ratio of the maximum value to the minimum value was 1.0 to 1. .3, the orientation axis is shifted by 10 ° or more, that is, the variation due to the direction of the moisture and heat resistance is reduced even at the end position where the angle θ is in the range of 10 ° to 80 °. Particularly favorable results were obtained. Since these have a stretching process and an intermediate process, it has become possible to satisfy the above characteristics even at the end position when a wide film having a width of 5 m is manufactured as a product portion.
また、実施例30,31については、ルチル型二酸化チタンを含有することで、フィルムの隠蔽性や紫外線耐久性が向上しており、特に太陽電池封止フィルム用途など屋外で使用される用途の場合に好ましい。また実施例31については、厚さ方向にルチル型二酸化チタンの含有量多い層と少ない層が積層された構成となっており、触媒活性の高い二酸化チタン含有時においても、高い耐湿熱性が保持されており、非常に好ましい結果であった。 Moreover, about Example 30 and 31, the concealability of a film and ultraviolet durability have improved by containing a rutile type titanium dioxide, especially in the case of the use used outdoors, such as a solar cell sealing film use Is preferred. Further, Example 31 has a structure in which a layer containing a large amount of rutile titanium dioxide and a layer containing a small amount of rutile titanium dioxide are laminated in the thickness direction, and high moisture and heat resistance is maintained even when containing titanium dioxide having a high catalytic activity. It was a very favorable result.
本発明にかかる耐久性ポリエステルフィルムは、高温高湿下での耐久性及び打ち抜きや折り曲げ加工時の加工性に優れ、かつ生産性の良い特性バランスに優れたフィルムであるため、特にモーター用絶縁紙などの高温条件で使用される用途や太陽電池封止用フィルムを始め、建築材料、自動車材料等、屋外で使用される用途や銅貼り積層板、粘着テープ、フレキシブルプリント基板、メンブレンスイッチ、面状発熱体、もしくはフラットケーブル等、耐久性が重視されるような用途に好適に使用することができる The durable polyester film according to the present invention is a film excellent in durability under high temperature and high humidity, processability at the time of punching and bending, and excellent in property balance with good productivity. Applications used under high temperature conditions such as solar cell sealing films, building materials, automotive materials, etc., applications used outdoors, copper-clad laminates, adhesive tapes, flexible printed circuit boards, membrane switches, planar shapes It can be suitably used for applications where durability is important, such as heating elements or flat cables.
Claims (11)
(1)幅方向に3.5〜4.5倍延伸し、かつ幅方向延伸工程開始前のフィルム幅をW0、幅方向延伸工程の中間点でのフィルム幅をW1、幅方向延伸工程終了後でのフィルム幅をW2とした場合、以下の式(A)を満たす工程
60 ≦ 100×(W1−W0)/(W2−W0)≦ 80 ・・・ 式(A)
(2)二軸配向フィルムを160℃以上210℃以下にて熱処理する工程
(3)幅方向延伸工程と熱処理工程の間に中間工程を有し、該中間工程の温度が幅方向延伸工程の最終区間の温度:Ts(℃)と熱処理工程最初の区間にあたる第1の熱処理工程温度:Th(℃)の中間温度であり、かつ中間工程をフィルムが通過する時間をSm(秒)とした時に以下式(B)を満たす工程
(Th−Ts)/Sm ≦ 50 ・・・ 式(B) A method for producing a biaxially oriented polyester film comprising a step of melting a polyester resin and molding it into a sheet, and a stretching step, an intermediate step, and a heat treatment step described in (1) to (3) below, and constituting the film The polyester resin has an intrinsic viscosity (IV) of 0.65 to 0.80, a terminal carboxyl group content of 20 equivalent / t or less, a diethylene glycol content of 2.0% by mass or more and 5.0% by mass or less, and a minute endotherm. The manufacturing method of the biaxially-oriented polyester film whose peak temperature Tmeta (degreeC) is 150 degreeC or more and 200 degrees C or less.
(1) The film width is stretched 3.5 to 4.5 times in the width direction and the film width before the start of the width direction stretching process is W0, the film width at the midpoint of the width direction stretching process is W1, and after the end of the width direction stretching process. In the case where the film width at W2 is W2, the step satisfying the following formula (A) 60 ≦ 100 × (W1-W0) / (W2-W0) ≦ 80 Formula (A)
(2) Step of heat-treating biaxially oriented film at 160 ° C. or higher and 210 ° C. or lower (3) There is an intermediate step between the width direction stretching step and the heat treatment step, and the temperature of the intermediate step is the final of the width direction stretching step When the temperature of the section: Ts (° C.) and the first heat treatment process temperature corresponding to the first section of the heat treatment process: Th (° C.), and the time for the film to pass through the intermediate process is Sm (seconds) Step satisfying formula (B) (Th−Ts) / Sm ≦ 50 (Equation (B)
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