CN105102205A - 聚酯膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
满足下述式(1)~(4)的聚酯膜及其制造方法。式(1)~(4)中,Ss1表示在膜宽度方向的端部中、MD热收缩率大的一侧的膜的MD热收缩率[%],Ss2表示在膜宽度方向的端部中、MD热收缩率小的一侧的膜的MD热收缩率[%],SCT表示在膜宽度方向的中央部的MD热收缩率[%],CS1表示在膜宽度方向的端部中、MD热收缩率大的一侧的端部中的、弯曲大小的最大值[m],W表示聚酯膜的宽度[m]。W/1000<[(Ss1-Ss2)/CS1/100]<2W…(1)0<(Ss1-Ss2)<0.5…(2)-1<(Ss1+Ss2+SCT)/3<3…(3)0<Cs1<0.2…(4)。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯膜及其制造方法。
背景技术
聚酯适用于电绝缘用途和光学用途等各种用途。其中,作为电绝缘用途,近年来,特别是太阳电池的背面保护用片(所谓的背板)等太阳电池用途备受瞩目。
熔融挤出后进行双轴拉伸等而得到的聚酯膜有时在膜上涂布或粘贴功能性材料,作为功能性膜被利用。此时,如果用辊等搬送聚酯膜的同时进行制造,则在加热搬送时由于各种原因,聚酯膜上有时可能出现褶皱或损伤,或者膜发生弯曲等。
作为与上述状况相关的技术,公开了在热定型温度Tm-35~65℃下对聚酯膜进行热定型,在140~175℃下进行热松弛处理,由此,使膜的热收缩降低,进行均匀化,从而对之后工序中的褶皱等故障进行改良(例如,参考日本特开2012-094699号公报)。
另外,公开了通过降低膜的搬送方向(MD;MachineDirection,纵向)的热收缩率与MD的垂直方向(TD;TransverseDirection,横向)的热收缩率之比MD/TD热收缩率,赋予膜的加热搬送性(例如,参考日本特开2001-191406号公报)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-094699号公报
专利文献2:日本特开2001-191406号公报
发明内容
发明所要解决的问题
日本特开2012-094699号公报以及日本特开2001-191406号公报虽然均公开了膜的低热收缩化以及其均匀化对褶皱等的改良有效,但对褶皱和损伤的抑制不充分。
本发明是鉴于上述情况进行的,其目的在于,提供难以产生加热搬送时的褶皱和损伤的聚酯膜及其制造方法,以实现该目的作为课题。
用于解决问题的方法
本发明得到如下见解并基于该见解来实现,即:在加热搬送聚酯膜时,在聚酯膜局部延长并松弛的部位等容易产生褶皱和损伤的见解;以及通过使膜宽度方向的端部的弯曲大小、和宽度方向上的长度方向的热收缩率在规定范围内,则即使在加热搬送时也能够抑制局部的长度不均,从而难以产生褶皱和损伤的见解。
用于实现上述课题的具体方法如下。
<1>一种聚酯膜,其满足下述式(1)~(4),
W/1000<[(Ss1-Ss2)/CS1/100]<2W…(1)
0<(Ss1-Ss2)<0.5…(2)
-1<(Ss1+Ss2+SCT)/3<3…(3)
0<Cs1<0.2…(4)
式(1)~(4)中,
Ss1表示在聚酯膜宽度方向的端部中、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率大的一侧的端部中的、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%],
Ss2表示在聚酯膜宽度方向的端部中、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率小的一侧的端部中的、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%]。
SCT表示在聚酯膜宽度方向的中央部的、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率[%]。
CS1表示在聚酯膜宽度方向的端部中、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率大的一侧的端部中的、弯曲大小的最大值[m]。
W表示聚酯膜的膜宽[m]。
<2>如<1>所述的聚酯膜,其还满足下述式(5)~(7)。
W/2000<[{SCT-(Ss1+Ss2)/2}/CCT/100]<W…(5)
-0.5<{SCT-(Ss1+Ss2)/2}<0.5…(6)
-0.2<CCT<0.2…(7)
式(5)~(7)中,
Ss1与式(1)等中的Ss1含义相同,表示在聚酯膜宽度方向的端部中、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率大的一侧的端部中的、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%]。
Ss2与式(1)等中的Ss2含义相同,表示在聚酯膜宽度方向的端部中、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率小的一侧的端部中的、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%]。
SCT与式(3)中的SCT含义相同,表示在聚酯膜宽度方向的中央部的、与上述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率[%]。
CCT表示将沿着连接聚酯膜长度方向的两端部中的膜宽度方向的中央的直线裁剪聚酯膜而得到的半裁聚酯膜的宽度方向的端部中的弯曲大小的最大值相加除以2而得到的值[m]。
W与式(1)中的W含义相同,表示聚酯膜的膜宽[m]。
<3>如<1>或<2>所述的聚酯膜,其中,膜宽(W)为0.3m以上且8m以下。
<4>如<1>~<3>中任一项所述的聚酯膜,其中,在膜宽度方向的、通过差示扫描量热测定(DSC)测定的预峰温度偏差为0.5℃以上且10℃以下。
<5>如<1>~<4>中任一项所述的聚酯膜,其中,聚酯膜的特性粘度为0.55dL/g以上且0.90dL/g以下。
<6>如<1>~<5>中任一项所述的聚酯膜,其中,聚酯膜的末端羧基的量为5eq/吨以上且35eq/吨以下。
<7>如<1>~<6>中任一项所述的聚酯膜,其中,来自3官能以上的多官能单体的构成单元的含有比率相对于聚酯膜中的聚酯的全部构成单元为0.005摩尔%以上且2.5摩尔%以下。
<8>一种聚酯膜的制造方法,其包括:
膜成形工序,将聚酯原料树脂熔融挤出成片状,在流延鼓上冷却,使聚酯膜成形;
纵向拉伸工序,将成形后的聚酯膜沿长度方向纵向拉伸;
横向拉伸工序,将聚酯膜依次向以下各部搬送,将纵向拉伸后的聚酯膜沿与长度方向垂直的宽度方向横向拉伸,其中,所述各部为:将纵向拉伸后的聚酯膜预热至能够拉伸的温度的预热部;将预热后的聚酯膜沿与长度方向垂直的宽度方向施加张力来进行横向拉伸的拉伸部;加热进行纵向拉伸以及横向拉伸后的聚酯膜使其结晶化来进行热定型的热定型部;加热热定型后的聚酯膜、松弛聚酯膜的张力来除去膜的残留应变的热松弛部;以及将热松弛后的聚酯膜冷却的冷却部,
在热定型部以及热松弛部的至少一者中,将宽度方向的聚酯膜的端部通过加热器进行选择性辐射加热,使加热器的表面与聚酯膜的表面的最短距离为10mm以上且300mm以下。
<9>如<8>所述的聚酯膜的制造方法,其中,辐射加热通过陶瓷制加热器进行。
<10>如<9>所述的聚酯膜的制造方法,其中,陶瓷制加热器中的至少一个的表面温度为300℃以上且700℃以下。
<11>如<9>或<10>所述的聚酯膜的制造方法,其中,陶瓷制加热器的至少一个用格子状的金属盖覆盖。
<12>如<8>~<11>中任一项所述的聚酯膜的制造方法,其中,横向拉伸工序使用双轴拉伸装置,该双轴拉伸装置具有预热部、拉伸部、热定型部、热松弛部以及冷却部,在预热部对一个端部使用至少二个把持构件来把持聚酯膜的宽度方向的两端部,将聚酯膜从预热部搬送至冷却部,
使聚酯膜从把持构件脱离时的聚酯膜的表面温度为40℃~140℃。
<13>如<12>所述的聚酯膜的制造方法,其中,对于聚酯膜从把持构件上脱离时的聚酯膜的表面温度,相对于聚酯膜的宽度方向的中央部的表面温度,使在宽度方向距把持构件200mm的位置处的聚酯膜的表面温度低1℃~20℃。
发明效果
根据本发明,能够提供即使在加热搬送时表面上也难以产生损伤和褶皱的聚酯膜及其制造方法。
附图说明
图1是用于说明本发明中的Ss1、Ss2、SCT、CS1以及W的定义的聚酯膜示意图。
图2是用于说明本发明中的CC1、CC2以及CCT的定义的半裁聚酯膜示意图。
图3是从上表面示出双轴拉伸机的一例的上视图。
具体实施方式
<聚酯膜>
聚酯膜有时层叠多个聚酯膜、或在聚酯膜上层叠功能层来实现高功能化或复合化。在这样的聚酯膜的加工时,通常,利用辊等搬送的同时进行膜的加热和拉伸等。
在加热搬送聚酯膜时产生的褶皱和损伤,倾向于由在膜上存在平面性的不均(松弛或收缩)引起。膜上局部松弛的部位在辊上偏离而形成损伤,或者松弛在搬送中弯折而形成褶皱。
关于聚酯膜的平面性的不均,如果也是来自加热膜前的未加热的膜存在的情况,则也有时由于加热时的热收缩不均(某个部位与其他部位相比收缩相对地缩小而产生松弛等)而产生。
虽然尝试分别改良未加热的膜的平面性和加热时的热收缩率偏差,但并不充分。
针对于此,通过使聚酯膜为满足后述的式(1)~(4)的膜,具体而言,通过增大未加热膜的松弛部位的热收缩率、缩小收缩部位的热收缩率,能够形成加热搬送时损伤和弯折褶皱得到抑制的膜。
需要说明的是,本发明中,膜的平面性是指聚酯膜的松弛以及收缩的状态,是指在膜中没有部分的松弛或部分的收缩时平面性良好。另外,在膜的TD方向,膜部分地具有松弛或收缩或其两者的情况下,也称为“平面性存在差异”或“平面性存在不均”。
以下,对本发明的聚酯进行详细说明。
本发明的聚酯膜满足下述式(1)~(4)。
W/1000<[(Ss1-Ss2)/CS1/100]<2W…(1)
0<(Ss1-Ss2)<0.5…(2)
-1<(Ss1+Ss2+SCT)/3<3…(3)
0<Cs1<0.2…(4)
式(1)~(4)中,
Ss1表示在膜宽度方向的端部中、与膜宽度方向垂直的方向的热收缩率(150℃、30分钟)大的一侧的聚酯膜的与膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%],Ss2表示在膜宽度方向的端部中、与膜宽度方向垂直的方向的热收缩率(150℃、30分钟)小的一侧的聚酯膜的与膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%]。
SCT表示膜宽度方向的膜中央部的聚酯膜的与膜宽度方向垂直的方向的热收缩率(150℃、30分钟)[%]。
CS1表示在膜宽度方向的膜端部中、与膜宽度方向垂直的方向的热收缩率(150℃、30分钟)大的一侧的端部中的弯曲大小的最大值[m]。
W表示聚酯膜的膜宽[m]。
需要说明的是,本发明中,“膜宽度方向的端部”不仅是指聚酯膜的宽度方向的边缘,而且是指从边缘至聚酯膜的宽度方向的全长(即,宽度)的10%的区域。
另外,聚酯膜的制造方法之后详述,聚酯膜通常使用辊等进行搬送、拉伸而得到。此时,将膜的搬送方向也称为MD(MachineDirection)方向。另外,膜的MD方向也称为膜的长度方向。另外,膜宽度方向是与长度方向垂直的方向。膜宽度方向在搬送膜的同时而制造的膜中也称为TD(TransverseDirection)方向。
本发明中,将膜宽度方向称为TD或TD方向,将与膜宽度方向垂直的方向称为MD或MD方向。另外,将MD方向的热收缩也称为MD热收缩,将其比例称为MD热收缩率。因此,与膜宽度方向垂直的方向的热收缩率也表示为MD热收缩率。
另外,本发明中,热收缩率(150℃、30分钟)如下定义。
在裁剪成TD方向30mm、MD方向120mm的聚酯膜的试样片M上预先在MD方向上以100mm的间隔引入2根基准线。将试样片M在无张力下放置于150℃的加热烘箱中30分钟后,进行将试样片M冷却至室温的处理,测定2根基准线的间隔。将此时测定的处理后的间隔设为A[mm]。将使用“100×(100-A)/100”的式子由处理前的间隔100mm、和处理后的间隔Amm计算出的数值[%]称为试样片M的MD热收缩率(S)。
以下,将热收缩率(150℃、30分钟)简单称为热收缩率。
本发明中,聚酯的种类没有特别限定,本发明中能够使用的聚酯的种类如后所述,但特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate;PET)被经常使用。以下,称为PET时是指聚对苯二甲酸乙二醇酯。
因此,关于Ss1、Ss2以及SCT,换言之如下所述。
Ss1以及Ss2均为聚酯膜的TD方向的端部的MD热收缩率,Ss1表示MD热收缩率大的一侧的MD热收缩率[%],Ss2表示MD热收缩率小的一侧的MD热收缩率[%]。
SCT表示聚酯膜的TD方向的中央部的MD热收缩率[%]。
首先,关于Ss1、Ss2、SCT、CS1、CCT以及W的关系,使用图1以及图2进行说明。
图1的(A)以及(B)中分别示出了弯曲后的聚酯膜。
通常,将聚酯原料树脂熔融混炼、拉伸并回收的聚酯膜,在将膜的MD方向的端部中一个端部固定在高处悬挂时,倾向于TD方向的端部的边缘发生弯曲。
图1中示意地示出这样从高处悬挂、使膜不松弛地拉紧的聚酯膜的状态。
本发明中,在测定聚酯膜的TD方向的一端中的MD热收缩率、和另一端中的MD热收缩率时,将测定值大的端部设为S1,将S1中的MD热收缩率设为SS1。另一方面,将测定值小的端部设为S2,将S2中的MD热收缩率设为SS2。另外,将聚酯膜的TD方向的中央部的MD热收缩率设为SCT。
图1的(A)中示出从高处悬挂聚酯膜时、S1侧(高MD热收缩率侧)膨胀成圆弧状的膜,(B)中示出S2侧(低MD热收缩率侧)膨胀成圆弧状的膜。
图1的(A)以及(B)所示的聚酯膜将膜的MD方向端部中的膜宽(TD方向的膜全长)设为W示出。另外,图1中,将膜的MD方向端部中的膜宽W的中央的位置设为CW,将膜的MD方向端部中固定于高处的一侧中的CW表示为CWu、另一端侧的CW表示为CWd。
另外,图1中,将聚酯膜的MD方向的全长设为L。但是,L不是聚酯膜的TD方向端部的边缘的长度,而是从高处悬挂的聚酯膜的MD方向的一个端部至另一个端部的距离。连接CWu与CWd而得到的直线Y1(图1中垂直方向上用虚线示出的直线)的从CWu至CWd的距离为L。
在此,以使连接CWu与CWd的直线(直线Y1)与重力方向平行的方式重合。
另外,将在聚酯膜的S1侧、并且通过CWu所在边的膜TD方向的端部、与重力方向平行的直线Z1(图1中,由点划线表示的直线)画到聚酯膜上。接着,在直线Y1的一半(L/2)的位置上画出与直线Y1垂直的直线CL。
在聚酯膜的S1侧膨胀的图1的(A)所示的聚酯膜中,直线CL上的距离、即从聚酯膜的S1侧的TD方向端部至直线Z1的距离称为CS1。
通常,膜的TD方向端部弯曲成圆弧状的聚酯膜在膜的MD方向的1/2距离(画出直线CL的位置)处的弯曲大小最大。在式(1)以及(4)中的“膜宽度方向的膜端部中,与膜宽度方向垂直的方向的热收缩率(150℃、30分钟)大的一侧的端部中的弯曲大小的最大值[m]”是作为图1的(A)、(B)的CS1而得到的数值。
在聚酯膜的S1侧***的图1的(B)所示的聚酯膜中,CS1为直线CL上的距离,以从聚酯膜的S1侧的TD方向端部至直线Z1的距离的形式表示。
以下,将宽度为W的聚酯膜的弯曲大小的最大值即CS1也称为“全宽圆弧”。
需要说明的是,将聚酯膜的S1侧膨胀成圆弧状时(在聚酯膜的内侧画直线Z1时)的圆弧称为正圆弧,将***S1侧时(在聚酯膜的外侧画直线Z1时)的圆弧称为负圆弧。
接着,对图2进行说明。
图2示出了将图1所示的聚酯膜沿连接CWu与CWd而得到的直线Y1裁剪而得到的半裁聚酯膜。图2的(A)中示出了在图1的(B)所示的聚酯膜的半裁聚酯膜中S1侧的片段。图2的(B)中示出了在图1的(A)所示的聚酯膜的半裁聚酯膜中S2侧的片段。
图1的(A)所示的膜中,位于膜TD方向的中央的CWd通过膜的裁剪,在图2中,位于TD方向的端。
将CWd的位置在图2的(A)中称为C1,在图2的(B)中称为C2。
图2也示意地示出了半裁聚酯膜如图1的聚酯膜那样将膜的MD方向的端部中的一个端部固定于高处并悬挂时的状态。
通常,在弯曲的膜中裁剪CWu-CWd直线(直线Y1)时,失去张力,存在与原来的膜同样地弯曲的倾向。
图2的(A)以及(B)所示的半裁聚酯膜的MD方向端部中的膜宽(TD方向的全长)为W/2。本发明中,将膜的MD方向端部中的W/2的一半位置称为CW2。膜的MD方向端部中,将固定于高处的一侧中的CW2称为CW2u,将另一个端部中的CW2称为CW2d。
图2中,从连接CW2u与CW2d而得到的直线Y2(图2中垂直方向上由虚线表示的直线)的CW2u至CW2d的距离为L。
使连接CW2u与CW2d的直线(直线Y2)以与重力方向平行的方式重合。
另外,将在半裁聚酯膜的C1侧、通过C1、与重力方向平行的直线Z2(图2中,由点划线表示的直线)画到半裁聚酯膜上。接着,在直线Y2的一半(L/2)的位置上画与直线Y2垂直的直线CL。
在半裁聚酯膜的C1侧膨胀的图2的(A)所示的半裁聚酯膜中,将直线CL上的距离、即从半裁聚酯膜的C1侧的TD方向端部至直线Z2的距离称为CC1。
在半裁聚酯膜的C2侧膨胀的图2的(B)所示的半裁聚酯膜中,将直线CL上的距离、即从半裁聚酯膜的C2侧的TD方向端部至直线Z2的距离称为CC2。
如上所述,通常,膜的TD方向端部弯曲成圆弧状的聚酯膜在膜的MD方向的1/2距离(画直线CL的位置)的弯曲大小最大。式(5)以及(7)中的“将沿连接聚酯膜长度方向的两端部中的聚酯膜宽度方向的中央的直线裁剪聚酯膜而得到的2个半裁聚酯膜的宽度方向的端部中的弯曲大小的最大值相加除以2而得到的值[m]”是由图2的(A)、(B)的CC1和CC2作为“(CC1+CC2)/2”而得到的数值CCT。
对半裁聚酯膜进一步说明时,2个半裁聚酯膜是沿着在聚酯膜的长度方向的2个端部中连接沿膜宽度方向的边的中点之间的直线裁剪聚酯膜而得到的。
将表示宽度为W/2的半裁聚酯膜的弯曲大小的CCT也称为“半裁圆弧”。另外,将聚酯膜的C1侧膨胀成圆弧状的情况的圆弧称为正圆弧,将C2侧膨胀的情况的圆弧称为负圆弧。
接着,关于式(1)~(7),依次进行说明。
[式(1)]
式(1)用下述不等号表示。
W/1000<[(Ss1-Ss2)/CS1/100]<2W…(1)
以下,将MD热收缩率差“Ss1-Ss2”表示为ΔS。
式(1)表示MD热收缩率差ΔS相对于MD方向的端部的膜宽为W的聚酯膜的全宽圆弧CS1的比例[(Ss1-Ss2)/CS1/100[%]]大于膜宽W的1000分之1、且小于膜宽W的2倍。
聚酯膜中,通常难以使MD热收缩率差ΔS为0,MD热收缩率差ΔS超过0的情况下容易出现本发明的课题。特别是相对MD热收缩率差ΔS相对于全宽圆弧CS1的比例大于W/1000的聚酯膜而言,本发明的效果增大。
但是,聚酯膜中,弯曲的程度大、全宽圆弧CS1大时,即使缩小MD热收缩率差ΔS,也无法防止加热搬送时的褶皱和损伤。其限度为超过W/1000的值。
另一方面,聚酯膜中,MD热收缩率差ΔS相对于全宽圆弧CS1的比例增大是指弯曲的程度小、ΔS增大。也就是说,假设全宽圆弧CS1小、ΔS大,则在加热搬送时TD方向中的MD热收缩出现偏差,膜的平面性也存在差异,发生松弛等,因此,无法防止加热搬送时的褶皱和损伤。如果MD热收缩率差ΔS相对于全宽圆弧CS1的比例超过膜宽W的2倍,则无法防止加热搬送时的褶皱和损伤。
MD热收缩率差ΔS相对于全宽圆弧CS1的比例[(Ss1-Ss2)/CS1/100]优选超过W/700且小于W/2,更优选超过W/500且小于W/4,进一步优选超过W/400且小于W/8。
[式(2)]
式(2)用下述不等号表示。
0<(Ss1-Ss2)<0.5…(2)
即,表示ΔS超过0且小于0.5。如式(1)中所说明,通常,难以使聚酯膜的MD热收缩率差ΔS为0,在膜的TD方向的一端和另一端具有MD热收缩率不同的倾向。另外,式(1)中,规定MD热收缩率差ΔS相对于全宽圆弧CS1的比例小于2W,但即使CS1小,如果ΔS变得过大,则也无法使膜的加热搬送时的平面性变好。
ΔS优选0.02<ΔS<0.4,更优选0.03<ΔS<0.3。
[式(3)]
式(3)用下述不等号表示。
-1<(Ss1+Ss2+SCT)/3<3…(3)
“(Ss1+Ss2+SCT)/3”为Ss1与Ss2与SCT的平均,以下,将“(Ss1+Ss2+SCT)/3”也表示为SAV。
关于在聚酯膜的TD方向上的MD热收缩率,不仅S1侧与S2侧的平衡很重要,Ss1以及Ss2、与TD方向的膜中央部的MD热收缩率SCT的平衡也很重要。
在此,“膜宽度方向(TD方向)的膜中央部”是指,在将聚酯膜的TD方向的一个末端与另一个末端的中心的位置设为CT时,以CT作为中心,在TD方向以及MD方向上分别达到聚酯膜的TD方向的全长的±10%的区域。
如果Ss1与Ss2与SCT的平均SAV没有小于3,则作为膜整体的MD热收缩率变得过大,无法使膜的平面性变好。
SAV优选-0.5<SAV<2,更优选-0.2<SAV<1.5。
[式(4)]
式(4)用下述不等号表示。
0<Cs1<0.2…(4)
式(4)规定了宽度为W的聚酯膜的弯曲大小的最大值(全宽圆弧)的范围。将聚酯原料树脂熔融混炼、拉伸而得到的聚酯膜,通常膜TD方向的边缘弯曲,难以使全宽圆弧为0。如果全宽圆弧达到0.2以上,则从膜的加热搬送前在膜上已经产生大松弛,在加热搬送膜时,无法抑制褶皱和损伤的发生。
全宽圆弧Cs1优选0.001<Cs1<0.1,更优选0.002<Cs1<0.05。
[式(5)~式(7)]
本发明的聚酯膜除了满足式(1)~(4)之外,进一步优选满足式(5)~(7)。
式(5)~式(7)是关于将膜宽为W的聚酯膜沿图1所示的CWu-CWd直线(直线Y1)裁剪而得到的半裁聚酯膜的规定。
关于膜宽为W/2的半裁聚酯膜,与膜宽为W的聚酯膜同样,通过控制膜的端松弛(TD方向端部中的松弛)以及中松弛(TD方向中央部的松弛),容易抑制加热搬送时的褶皱和损伤。
-式(5)-
式(5)用下述不等号表示。
W/2000<[{SCT-(Ss1+Ss2)/2}/CCT/100]<W…(5)
“{SCT-(Ss1+Ss2)/2}/CCT/100”通过在上述范围内,加热搬送时在中央和端部平面性难以产生差异,抑制松弛等的发生,因此,难以产生褶皱和损伤。
“{SCT-(Ss1+Ss2)/2}/CCT/100”更优选超过-0.4且小于0.4,进一步优选超过-0.3且小于0.3。
-式(6)-
式(6)用下述不等号表示。
-0.5<{SCT-(Ss1+Ss2)/2}<0.5…(6)
“{SCT-(Ss1+Ss2)/2}”通过在上述范围内,加热搬送时在中央和端部平面性难以产生差异,抑制松弛等的产生,因此,难以产生褶皱和损伤。
“{SCT-(Ss1+Ss2)/2}”更优选超过-0.4且小于0.4,进一步优选超过-0.3且小于0.3。
-式(7)-
式(7)用下述不等号表示。
-0.2<CCT<0.2…(7)
CCT通过在上述范围内,难以发生在加热搬送前的阶段的松弛等,抑制褶皱和损伤的发生。
CCT更优选-0.1<CCT<0.1,进一步优选-0.05<CCT<0.05。
适用式(1)~(7)的聚酯膜只要是将聚酯原料树脂熔融混炼、进行纵向拉伸或横向拉伸、或其两者后的聚酯膜,则没有特别限制。例如,可以将式(1)~(7)适用于拉伸后卷绕的膜,也可以适用于卷绕后半裁加工的聚酯膜、离线经过热松弛工序的膜、经过底涂工序在膜上形成涂布层的膜等。另外,在使聚酯膜商品化时,有时为了修剪而裁剪膜的TD方向的端部,可以适用于该裁剪前的聚酯膜,也可以适用于裁剪后的聚酯膜。
以下,对本发明的聚酯膜中的式(1)~(7)以外的优选方式进行说明。
本发明的聚酯膜的膜宽(膜的TD方向的全长)W优选为0.3m以上且8m以下。即,优选为0.3m≤W≤8m。膜宽为0.3m以上时,生产率难以降低。另一方面,膜宽为8m以下的膜容易操作,通过控制MD热收缩率以及全宽圆弧的大小,容易抑制加热搬送时的褶皱和损伤的发生。
聚酯膜的膜宽W更优选为0.5m以上且5m以下,进一步优选为0.7m以上且3m以下,最优选为0.8m以上且2m以下。
聚酯膜进一步使TD方向的、通过差示扫描量热测定(DSC)测定的预峰温度偏差为0.5℃以上且10℃以下,由此,能够进一步抑制加热搬送时的褶皱和损伤。
在此,DSC为差示扫描量热测定(Differentialscanningcalorimetry),DSC的“预峰温度”为对聚酯膜进行DSC测定时最初出现的峰的温度。
DSC的预峰温度通常与通过聚酯膜的双轴拉伸进行的横向拉伸工序中的热定型时的聚酯膜的最高到达膜面温度(热定型温度)相当。
需要说明的是,DSC的预峰温度是通过差示扫描量热测定(DSC)利用常规方法求出的值。
另外,预峰温度偏差将聚酯膜的TD方向上等间隔排列的11个位置P1~P11的膜片进行取样。对P1~P11中的膜片进行DSC测定,测定各预峰温度Tppl~Tppll,将Tppl~Tppll中的最大值与最小值的差作为TD方向中的DSC的预峰温度偏差。以下,将“TD方向中的DSC的预峰温度偏差”也称为ΔTpp。
在聚酯膜的TD方向上的DSC的预峰温度偏差(ΔTpp)为0.5℃~10℃,聚酯膜容易满足上述式(1)~(7)。
ΔTpp更优选为0.5℃以上且7℃以下,进一步优选为0.5℃以上且5℃以下,最优选为0.5℃以上且4℃以下。
从提高聚酯膜的耐水解性使耐候性提高的观点出发,聚酯膜的特性粘度(IV;IntrinsicViscosity)优选为0.55dL/g以上且0.90dL/g以下,更优选为0.60dL/g以上且0.80dL/g以下,进一步优选为0.62dL/g以上且0.78dL/g以下,最优选为0.63dL/g以上且0.75dL/g以下。
聚酯膜的末端羧基的量[末端COOH量(也称为酸值)、AV;AcidValue]优选为5eq/吨以上且35eq/吨以下。末端COOH量更优选为6eq/吨以上且30eq/吨以下,进一步优选为7eq/吨以上且28eq/吨以下。
需要说明的是,本说明书中,“eq/吨”表示每1吨的摩尔当量。
AV为使聚酯在苯甲醇/氯仿(=2/3;体积比)的混合溶液中完全溶解、作为指示剂使用酚红、用标准液(0.025NKOH-甲醇混合溶液)进行滴定、由该滴定量计算出的值。
聚酯膜是使二羧酸成分与二醇成分共聚来合成的。关于二羧酸成分以及二醇成分的细节如后所述。另外,本发明的聚酯膜优选包含来自羧酸基的个数(a)与羟基的个数(b)的合计(a+b)为3以上的多官能单体(以下,称为“3官能以上的多官能单体”或简单地称为“多官能单体”。)的构成单元。
本发明的聚酯膜如后所述,可以通过使例如(A)二羧酸成分与(B)二醇成分利用众所周知的方法进行酯化反应和/或酯交换反应而得到,进一步优选使其与3官能以上的多官能单体共聚而得到。关于二羧酸成分、二醇成分以及多官能单体等的例示和优选方式等的细节,如后所述。
~来自多官能单体的构成单元~
作为来自羧酸基的个数(a)与羟基的个数(b)的合计(a+b)为3以上的多官能单体的构成单元,如后所述,可以列举出羧酸基的个数(a)为3以上的羧酸以及它们的酯衍生物或酸酐等、羟基数(b)为3以上的多官能单体以及“一分子中具有羟基和羧酸基二者、且羧酸基的个数(a)与羟基的个数(b)的合计(a+b)为3以上的羟基酸类”等。关于它们的例示以及优选方式等的细节,如后所述。
另外,也优选为在羧酸的羧基末端、或“一分子中具有羟基和羧酸基二者的多官能单体”的羧基末端加成1-丙交酯、d-丙交酯、羟基苯甲酸等羟基酸类及其衍生物、该羟基酸类多个连结而成的化合物等而得到的化合物。
这些可以单独使用一种,根据需要,也可以并用多种。
本发明的聚酯膜中,来自3官能以上的多官能单体的构成单元的含有比率,相对于聚酯膜中的聚酯的全部构成单元优选为0.005摩尔%以上且2.5摩尔%以下。来自多官能单体的构成单元的含有比率更优选为0.020摩尔%以上且1摩尔%以下,进一步优选为0.025摩尔%以上且1摩尔%以下,进一步优选为0.035摩尔%以上且0.5摩尔%以下,特别优选为0.05摩尔%以上且0.5摩尔%以下,最优选为0.1摩尔%以上且0.25摩尔%以下。
通过聚酯膜中存在来自3官能以上的多官能单体的构成单元,由来自3官能以上的多官能单体的构成单元得到使聚酯分子链分支而成的结构,从而能够促进聚酯分子间的络合。其结果,即使暴露于高温高湿环境下聚酯分子发生水解,分子量降低,在聚酯分子间也形成络合,由此,抑制聚酯膜的脆化,得到更优良的耐候性。另外,这样的络合对抑制热收缩也有效。这可以推测由于通过上述聚酯分子的络合聚酯分子的运动性降低,因此,即使由于热分子要发生收缩,也无法收缩,聚酯膜的热收缩得到抑制。
另外,通过含有3官能以上的多官能单体作为构成单元,在酯化反应后的缩聚中没有使用的官能团与在聚酯膜上涂布形成的涂布层中的成分形成氢键、共价键,由此,更加良好地保持涂布层与聚酯膜的粘附性,能够有效地防止剥离的发生。用于太阳电池用背板的聚酯膜,在涂布形成易胶粘层等涂布层后与EVA等密封剂粘附,即使在暴露于室外等风雨的环境下长时间放置的情况下,也得到难以剥离的良好的粘附性。
因此,通过来自3官能以上的多官能单体的构成单元的含有比率为0.005摩尔%以上,耐候性、低热收缩性以及与聚酯膜上涂布形成的涂布层的粘附力容易进一步提高。另外,通过来自3官能以上的多官能单体的构成单元的含有比率为2.5摩尔%以下,来自3官能以上的多官能单体的构成单元的体积大,因此,难以形成结晶得到抑制。其结果,促进通过结晶形成的低移动成分的形成,能够抑制水解性降低。另外,由于来自3官能以上的多官能单体的构成单元的体积大,膜表面的微细凹凸量增加,因此,容易显示出锚固效果,聚酯膜与在该膜上涂布形成的涂布层的粘附提高。另外,由于该大体积,抑制增加的自由体积(分子间的间隙),从而能够抑制因大的自由体积中聚酯分子会滑出(すり拔けゐ)而产生的热收缩。另外,伴随来自3官能以上的多官能单体的构成单元的过量添加的玻璃化转变温度(Tg)降低也得到抑制,对防止耐候性的降低也有效。
~来自封端剂的结构部分~
本发明的聚酯膜还优选具有来自选自噁唑啉系化合物、碳二亚胺化合物以及环氧化合物的封端剂的结构部分。需要说明的是,“来自封端剂的结构部分”是指封端剂与聚酯末端的羧酸反应而在末端键合的结构。
在聚酯膜中包含封端剂时,封端剂与聚酯末端的羧酸反应,由于在聚酯末端上键合存在,因此,容易将末端COOH量(AV值)稳定地维持在上述优选的范围等期望的值。即,抑制通过末端羧酸促进的聚酯的水解,能够较高地保持耐候性。另外,在聚酯末端上键合,分子链的末端部分体积增大,膜表面的微细凹凸量增加,因此,容易显示出锚固效果,聚酯膜与在该膜上涂布形成的涂布层的粘附提高。另外,封端剂的体积大,抑制聚酯分子从自由体积中滑出而移动。其结果,也具有抑制伴随分子移动的热收缩的效果。
需要说明的是,封端剂是与聚酯的末端的羧基反应、使聚酯的羧基末端量减少的添加剂。
封端剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
封端剂相对于聚酯膜的质量,优选在0.1质量%以上且5质量%以下的范围内含有,更优选为0.3质量%以上且4质量%以下,进一步优选为0.5质量%以上且2质量%以下。
通过聚酯膜中的封端剂的含有比率为0.1质量%以上,与涂布层的粘附变良好,同时能够实现AV降低效果引起的耐候性提高,而且也能够赋予低热收缩性。另外,聚酯膜中的封端剂的含有比率为5质量%以下时,与涂布层的粘附变良好,同时抑制添加封端剂引起的聚酯的玻璃化转变温度(Tg)降低,从而能够抑制由此引起的耐候性的降低和热收缩的增加。这是由于,Tg降低,相对地抑制由聚酯的反应性增加而产生的水解性的增加,或者抑制由通过Tg降低而增加的聚酯分子的运动性容易增加而产生的热收缩。
作为本发明中的封端剂,优选为具有碳二亚胺基、环氧基、或噁唑啉基的化合物。作为封端剂的具体例,可以适当地列举出碳二亚胺化合物、环氧化合物、噁唑啉系化合物等。
具有碳二亚胺基的碳二亚胺化合物具有一官能性碳二亚胺和多官能性碳二亚胺。作为一官能性碳二亚胺,可以列举出:例如,二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二甲基碳二亚胺、二异丁基碳二亚胺、二辛基碳二亚胺、叔丁基异丙基碳二亚胺、二苯基碳二亚胺、二叔丁基碳二亚胺以及二β-萘基碳二亚胺等,优选为二环己基碳二亚胺和二异丙基碳二亚胺。
另外,作为多官能性碳二亚胺,优选为聚合度3~15的聚碳二亚胺。聚碳二亚胺通常具有由“-R-N=C=N-”等表示的重复单元,R表示亚烷基、亚芳基等2价的连结基团。作为这样的重复单元,可以列举出:例如,1,5-亚萘基碳二亚胺、4,4′-二苯基甲烷碳二亚胺、4,4′-二苯基二甲基甲烷碳二亚胺、1,3-亚苯基碳二亚胺、2,4-亚甲苯基碳二亚胺、2,6-亚甲苯基碳二亚胺、2,4-亚甲苯基碳二亚胺与2,6-亚甲苯基碳二亚胺的混合物、六亚甲基碳二亚胺、环己烷-1,4-碳二亚胺、苯二亚甲基碳二亚胺、异佛尔酮碳二亚胺、二环己基甲烷-4,4′-碳二亚胺、甲基环己烷碳二亚胺、四甲基苯二亚甲基碳二亚胺、2,6-二异丙基苯基碳二亚胺以及1,3,5-三异丙基苯-2,4-碳二亚胺等。
从抑制热分解引起的异氰酸酯系气体的发生的观点出发,碳二亚胺化合物优选为耐热性高的碳二亚胺化合物。为了提高耐热性,分子量(聚合度)越高越优选,更优选使碳二亚胺化合物的末端形成耐热性高的结构。另外,通过降低将聚酯原料树脂熔融挤出的温度,更加有效地得到碳二亚胺化合物产生的耐候性的提高效果以及热收缩的降低效果。
使用碳二亚胺化合物的聚酯膜优选在温度300℃下保持30分钟时的异氰酸酯系气体的产生量为0质量%~0.02质量%。异氰酸酯系气体的产生量为0.02质量%以下时,在聚酯膜中难以生成气泡(空隙),因此,难以形成应力集中的部位,因而,能够防止在聚酯膜内容易产生的破坏和剥离。由此,与邻接的材料之间的粘附变良好。
在此,异氰酸酯系气体为具有异氰酸酯基的气体,可以列举出:例如,二异丙基苯基异氰酸酯、1,3,5-三异丙基苯基二异氰酸酯、2-氨基-1,3,5-三异丙基苯基-6-异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯以及环己基异氰酸酯等。
作为具有环氧基的环氧化合物的优选例子,可以列举出:缩水甘油酯化合物和缩水甘油基醚化合物等。
作为缩水甘油酯化合物的具体例,可以列举出:苯甲酸缩水甘油酯、叔丁基-苯甲酸缩水甘油酯、对甲苯甲酸缩水甘油酯、环己烷羧酸缩水甘油酯、壬酸缩水甘油酯、硬脂酸缩水甘油酯、月桂酸缩水甘油酯、棕榈酸缩水甘油酯、山嵛酸缩水甘油酯、新癸酸(versaticacid)缩水甘油酯、油酸缩水甘油酯、亚油酸缩水甘油酯、山嵛炔酸缩水甘油酯、硬脂炔酸缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、间苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、萘二甲酸二缩水甘油酯、甲基对苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环己烷二羧酸二缩水甘油酯、己二酸二缩水甘油酯、琥珀酸二缩水甘油酯、癸二酸二缩水甘油酯、十二烷二酸二缩水甘油酯、十八烷二羧酸二缩水甘油酯、偏苯三酸三缩水甘油酯以及均苯四酸四缩水甘油酯等。
另外,作为缩水甘油基醚化合物的具体例,可以列举出:苯基缩水甘油基醚、邻苯基缩水甘油基醚、1,4-双(β,γ-环氧丙氧基)丁烷、1,6-双(β,γ-环氧丙氧基)己烷、1,4-双(β,γ-环氧丙氧基)苯、1-(β,γ-环氧丙氧基)-2-乙氧基乙烷、1-(β,γ-环氧丙氧基)-2-苄氧基乙烷、2,2-双-[p-(β,γ-环氧丙氧基)苯基]丙烷以及2,2-双-(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双-(4-羟基苯基)甲烷等通过双酚与表氯醇的反应而得到的双缩水甘油基聚醚等。
作为噁唑啉化合物,可以从具有噁唑啉基的化合物中适当选择使用,其中,优选为双噁唑啉化合物。
作为双噁唑啉化合物,可以例示:例如,2,2′-双(2-噁唑啉)、2,2′-双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4-乙基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4,4′-二乙基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4-丙基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4-丁基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4-己基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4-苯基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4-环己基-2-噁唑啉)、2,2′-双(4-苄基-2-噁唑啉)、2,2′-p-亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2′-间亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2′-邻亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2′-对亚苯基双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2′-对亚苯基双(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2′-间亚苯基双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2′-间亚苯基双(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2′-亚乙基双(2-噁唑啉)、2,2′-四亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2′-六亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2′-八亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2′-十亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2′-亚乙基双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2′-四亚甲基双(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2′-9,9′-二苯氧基乙烷双(2-噁唑啉)、2,2′-环己基双(2-噁唑啉)以及2,2′-二亚苯基双(2-噁唑啉)等。它们中,从与聚酯的反应性良好且耐候性的提高效果高的观点出发,最优选为2,2′-双(2-噁唑啉)。
只要不损害本发明的效果,则双噁唑啉化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
本发明中,上述或后述的、3官能以上的多官能单体、封端剂可以分别单独使用一种,或将这二者组合使用。
只要是能够制造满足式(1)~式(4)的聚酯膜的方法,则可以通过任意方法来制作本发明的聚酯膜。本发明中,例如,可以通过以下所示的本发明的聚酯膜的制造方法最优选地制作。
以下,对本发明的聚酯膜的制造方法具体进行说明。
<聚酯膜的制造方法>
本发明的聚酯膜的制造方法包括:
膜成形工序,将聚酯原料树脂熔融挤出成片状,在流延鼓上冷却,使聚酯膜成形;
纵向拉伸工序,将成形后的聚酯膜沿长度方向纵向拉伸;
横向拉伸工序,将聚酯膜依次向以下各部搬送,将纵向拉伸后的聚酯膜沿与长度方向垂直的宽度方向横向拉伸,其中所述各部为:将纵向拉伸后的聚酯膜预热至能够拉伸的温度的预热部、将预热后的聚酯膜沿与长度方向垂直的宽度方向施加张力来进行横向拉伸的拉伸部、加热进行纵向拉伸以及横向拉伸后的聚酯膜使其结晶化来进行热定型的热定型部、加热热定型后的聚酯膜、松弛聚酯膜的张力来除去膜的残留应变的热松弛部以及将热松弛后的聚酯膜冷却的冷却部,
在热定型部以及热松弛部的至少一者中,将宽度方向的聚酯膜的端部通过加热器进行选择性辐射加热,使加热器的表面与聚酯膜的表面的最短距离为10mm以上且300mm以下。
本发明的聚酯膜的制造方法也可以进一步包括其他工序。
本发明的聚酯膜的制造方法大体上包括膜成形工序、纵向拉伸工序和横向拉伸工序。纵向拉伸是指向聚酯膜的长度方向(MD方向)的拉伸,横向拉伸是指向聚酯膜的宽度方向(TD方向)的拉伸。
横向拉伸工序分为预热部、拉伸部、热定型部、热松弛部和冷却部,将聚酯膜向各部搬送。
另外,在本发明的聚酯膜的制造方法中,在横向拉伸工序中的热定型部或热松弛部、或者热定型部和热松弛部的两者中,将聚酯膜的TD方向端部通过距膜表面仅特定距离的加热器进行选择性辐射加热。
通过使聚酯膜的制造方法为上述构成,容易制造满足上述式(1)~式(4)的聚酯膜,容易制造即使在加热搬送时膜上也难以产生褶皱和损伤的聚酯膜。
如上所述,也尝试通过以往的聚酯膜的制造方法抑制褶皱,但无法像本发明那样制造满足式(1)~(4)的聚酯。
例如,在作为专利文献2所示的日本特开2001-191406号公报中,认为出于如下1)和2)所示的理由,无法制造满足式(1)~式(4)以及式(5)~式(7)的聚酯膜。
1)MD热收缩率
聚酯膜的MD热收缩率通常由构成膜的聚酯的结晶化度、和MD方向的聚酯分子的松弛程度确定。倾向于聚酯的结晶化度以及聚酯分子的松弛程度越大则MD热收缩率越低的。
通常,在通过双轴拉伸装置等拉伸装置进行横向拉伸的PET的情况下,PET的结晶化度以及PET分子的松弛程度由拉伸装置的热定型部的温度确定。倾向于膜的热定型温度越高,聚酯的结晶化度越高,聚酯膜的MD热收缩率越低。
在通过拉伸装置进行横向拉伸和热定型时,用夹子等把持构件把持膜,但多数情况下该把持构件从拉伸装置的入口(聚酯膜进入预热部时)通过出口(聚酯膜从冷却部离开时)达到约100℃~150℃的温度。在PET的情况下,膜的热定型温度通常达到200℃左右,把持构件自身的温度与热定型温度相比更低,因此,热向把持构件侧散失,必然地膜端部侧的热定型温度容易降低。因此,膜的MD热收缩率也容易形成膜端部增大的分布。
2)MD方向的膜长度分布(圆弧)
聚酯膜的MD方向的长度分布容易依赖于进行横向拉伸的拉伸装置的出口附近的冷却方式。通常,膜的MD方向的长度倾向于急冷后的部位越长,缓慢冷却的部位越短。这可以认为是由于以下理由。膜通过冷却发生收缩(热膨胀的相反现象),但急冷时,收缩的时间少,因此,膜没有充分收缩,结果,MD方向的膜长变长。相反,膜在缓慢冷却时,由于充分地收缩,因此,MD方向的膜长变短。
如上所述,拉伸装置的把持构件的温度为100℃~150℃左右,其与拉伸装置的冷却温度(通常,常温~100℃左右)相比时为比较高的温度。因此,在拉伸装置的冷却部,由于把持构件的温度高,膜端部的温度反而升高,与膜中央部的冷却状况比较,膜端部倾向于缓慢冷却。由此,与膜中央部相比,膜端部的MD方向的膜长容易变短。
以往的聚酯膜中,由于发生上述1)以及2),因此,倾向于形成膜中央部与膜端部相比MD热收缩率更小、MD方向的膜长更长的膜。
这样,膜中央部不仅未加热前的原有的MD方向的膜长长,而且通过加热搬送时难以收缩,因此,变得更长,产生松弛,容易出现损伤和褶皱。
因此,以往的聚酯膜中,式(1)中的“[(Ss1-Ss2)/CS1/100]”、和式(5)中的“[{SCT-(Ss1+Ss2)/2}/CCT/100]”为负值,不满足式(1)以及式(5)。
需要说明的是,根据日本特开2001-191406号公报所示的方法,对聚酯膜进行横向拉伸后,进一步离线进行热松弛处理。该情况下,通过热松弛处理容易在膜上产生损伤以及褶皱,热松弛处理后的膜也容易达到膜的TD方向中央部与TD方向端部相比MD热收缩率小、MD方向的膜长长的状态。因此,通过日本特开2001-191406号公报所示的方法得到的聚酯膜不满足本发明中的式(1)~(7)的要素。
相对于此,根据本发明的聚酯膜的制造方法,在热定型部以及热松弛部的至少一者中,将宽度方向(TD方向)的聚酯膜的端部通过加热器进行选择性辐射加热,此时,使加热器的表面与聚酯膜的表面的最短距离为10mm以上且300mm以下。由此,膜端部的MD热收缩率下降,接近膜中央部的MD热收缩率的值,在TD方向中的MD热收缩率的平衡上均衡。其结果,解決1)MD热收缩率、和2)膜长度分布(圆弧)的课题,所得到的聚酯膜满足式(1)~(4)。
如上所述,加热搬送膜时,膜上产生褶皱和损伤认为是由于膜局部变长而发生松弛。
本发明的聚酯膜的制造方法为如下方法:增大加热搬送前的TD方向的膜长长的部位(圆弧大的部位)的MD热收缩率,相反短的部位缩小热收缩率,选择性地使原本长的部位收缩,由此消除局部长度的不均。
以下,对本发明的聚酯膜的制造方法的细节,关于膜成形工序、纵向拉伸工序以及横向拉伸工序的各工序,分别进行详细地说明。
[膜成形工序]
膜成形工序中,将聚酯原料树脂熔融挤出成片状,在流延鼓上冷却,使聚酯膜成形。
关于将聚酯原料树脂熔融挤出的方法以及聚酯原料树脂,没有特别限定,可以通过用于聚酯原料树脂的合成的催化剂、聚合方法等使特性粘度达到期望的特性粘度。
首先,对聚酯原料树脂进行说明。
(聚酯原料树脂)
聚酯原料树脂为聚酯膜的原料,只要是包含聚酯的材料,则没有特别限定,除了聚酯之外,还可以包含无机粒子或有机粒子的浆料。另外,聚酯原料树脂还可以包含来自催化剂的钛元素。
聚酯原料树脂中包含的聚酯的种类没有特别限制。
可以使用二羧酸成分和二醇成分来合成,也可以使用市售的聚酯。
在合成聚酯的情况下,可以通过使例如(A)二羧酸成分与(B)二醇成分利用众所周知的方法进行酯化反应和/或酯交换反应而得到。
作为(A)二羧酸成分,可以列举出:例如,丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、二聚酸、二十烷二酸、庚二酸、壬二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸等脂肪族二羧酸类、金刚烷二羧酸、降冰片烯二羧酸、异山梨醇、环己烷二羧酸、萘烷二羧酸等脂环族二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸、4,4’-二苯基二羧酸、4,4’-二苯基醚二羧酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠钠、苯基茚满二羧酸、蒽二羧酸、菲二羧酸、9,9’-双(4-羧基苯基)芴酸等芳香族二羧酸等二羧酸或其酯衍生物。
作为(B)二醇成分,可以列举出:例如,乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇等脂肪族二醇类、环己烷二甲醇、螺二醇、异山梨醇等脂环式二醇类、双酚A、1,3-苯二甲醇,1,4-苯二甲醇、9,9’-双(4-羟基苯基)芴等芳香族二醇类等二醇化合物。
作为(A)二羧酸成分,优选为使用芳香族二羧酸中的至少一种的情况。更优选二羧酸成分中含有芳香族二羧酸作为主要成分。也可以含有芳香族二羧酸以外的二羧酸成分。作为这样的二羧酸成分,为芳香族二羧酸等的酯衍生物等。
需要说明的是,“主要成分”是指在二羧酸成分中芳香族二羧酸所占的比例为80质量%以上。
另外,作为(B)二醇成分,优选为使用脂肪族二醇中的至少一种的情况。作为脂肪族二醇,可以含有乙二醇,优选含有乙二醇作为主要成分。
需要说明的是,主要成分是指在二醇成分中乙二醇所占的比例为80质量%以上。
二醇成分(例如乙二醇)的使用量,相对于二羧酸成分(特别是芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸))以及根据需要的其酯衍生物的1摩尔,优选为1.015~1.50摩尔的范围。该使用量更优选为1.02~1.30摩尔的范围,进一步优选为1.025~1.10摩尔的范围。该使用量在1.015摩尔以上的范围内时,酯化反应良好地进行,在1.50摩尔以下的范围时,抑制例如乙二醇的二聚化引起的二乙二醇的副生成,从而能够良好地保持熔点、玻璃化转变温度、结晶性、耐热性、耐水解性、耐候性等多种特性。
本发明中的聚酯原料树脂优选包含羧酸基的个数(a)与羟基的个数(b)的合计(a+b)为3以上的多官能单体作为共聚成分(3官能以上的构成成分)。“包含多官能单体作为共聚成分(3官能以上的构成成分)”是指包含来自多官能单体的构成单元。
作为来自羧酸基的个数(a)与羟基的个数(b)的合计(a+b)为3以上的多官能单体的构成单元,可以列举出来自以下所示的羧酸的构成单元。
作为羧酸基的个数(a)为3以上的羧酸(多官能单体)的例子,作为3官能的芳香族羧酸,可以列举出例如:均苯三甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、萘三羧酸、蒽三羧酸等,作为3官能的脂肪族羧酸,可以列举出例如:甲烷三羧酸、乙烷三羧酸、丙烷三羧酸、丁烷三羧酸等,作为4官能的芳香族羧酸,可以列举出例如:苯四羧酸、二苯甲酮四羧酸、萘四羧酸、蒽四羧酸、苝四羧酸等,作为4官能的脂肪族羧酸,可以列举出例如:乙烷四羧酸、亚乙基四羧酸、丁烷四羧酸、环戊烷四羧酸、环己烷四羧酸、金刚烷四羧酸等,作为5官能以上的芳香族羧酸,可以列举出例如:苯五羧酸、苯六羧酸、萘五羧酸、萘六羧酸、萘七羧酸、萘八羧酸、蒽五羧酸、蒽六羧酸、蒽七羧酸、蒽八羧酸等,作为5官能以上的脂肪族羧酸,可以列举出例如:乙烷五羧酸、乙烷七羧酸、丁烷五羧酸、丁烷七羧酸、环戊烷五羧酸、环己烷五羧酸、环己烷六羧酸、金刚烷五羧酸、金刚烷六羧酸等。
本发明中,可以列举它们的酯衍生物或酸酐等作为例子,但不限于这些。
另外,也优选使用在上述羧酸的羧基末端加成1-丙交酯、d-丙交酯、羟基苯甲酸等羟基酸类及其衍生物、该羟基酸类多个连结而成的化合物等而得到的化合物。
这些可以单独使用一种,也可以根据需要并用多种。
作为羟基数(b)为3以上的多官能单体的例子,作为3官能的芳香族化合物,可以列举出例如:三羟基苯、三羟基萘、三羟基蒽、三羟基查耳酮、三羟基黄酮、三羟基香豆素,作为3官能的脂肪族醇,可以列举出例如:甘油、三羟甲基丙烷、丙烷三醇,作为4官能的脂肪族醇,可以列举出例如:季戊四醇等。另外,也优选使用在上述化合物的羟基末端加成二醇类而得到的化合物。
这些可以单独使用一种,也可以根据需要并用多种。
另外,作为上述以外的其他多官能单体,也可以列举出:一分子中具有羟基和羧酸基二者、且羧酸基的个数(a)与羟基的个数(b)的合计(a+b)为3以上的羟基酸类。作为这样的羟基酸类的例子,可以列举出:羟基间苯二甲酸、羟基对苯二甲酸、二羟基对苯二甲酸、三羟基对苯二甲酸等。
另外,也优选使用在这些多官能单体的羧基末端加成1-丙交酯、d-丙交酯、羟基苯甲酸等羟基酸类及其衍生物、该羟基酸类多个连结而成的化合物等而得到的化合物。
这些可以单独使用一种,也可以根据需要并用多种。
本发明中的聚酯原料树脂中,来自多官能单体的构成单元在聚酯原料树脂中的含有比率,相对于聚酯原料树脂中的聚酯的全部构成单元,优选为0.005摩尔%以上且2.5摩尔%以下。来自多官能单体的构成单元的含有比率更优选为0.020摩尔%以上且1摩尔%以下,进一步优选为0.025摩尔%以上且1摩尔%以下,进一步优选为0.035摩尔%以上且0.5摩尔%以下,特别优选为0.05摩尔%以上且0.5摩尔%以下,最优选为0.1摩尔%以上且0.25摩尔%以下。
通过在聚酯原料树脂中存在来自3官能以上的多官能单体的构成单元,如上所述,最终使聚酯膜成形的情况下,缩聚中未被使用的官能团与聚酯膜上涂布形成的涂布层中的成分形成氢键、共价键,由此,更加良好地保持涂布层与聚酯膜的粘附性,从而能够有效地防止剥离的发生。另外,由来自3官能以上的多官能单体的构成单元得到使聚酯分子链分支而成的结构,从而能够促进聚酯分子间的络合。
在酯化反应和/或酯交换反应中可以使用一直以来公知的反应催化剂。作为该反应催化剂,可以列举出:碱金属化合物、碱土金属化合物、锌化合物、铅化合物、锰化合物、钴化合物、铝化合物、锑化合物、钛化合物、磷化合物等。通常,在聚酯的制造方法完成前的任意阶段中,作为聚合催化剂优选添加锑化合物、锗化合物、钛化合物。作为这样的方法,例如以锗化合物为例时,优选直接添加锗化合物粉体。
例如,酯化反应工序将芳香族二羧酸与脂肪族二醇在含有钛化合物的催化剂存在下聚合。该酯化反应工序中,设置如下过程来构成,即:作为催化剂的钛化合物,使用以有机酸作为配体的有机螯合钛络合物的同时,在工序中至少依次添加有机螯合钛络合物、镁化合物和不具有芳香环作为取代基的5价磷酸酯。
首先,最初在添加镁化合物以及磷化合物之前,将芳香族二羧酸以及脂肪族二醇与含有作为钛化合物的有机螯合钛络合物的催化剂混合。有机螯合钛络合物等钛化合物具有对于酯化反应而言高催化剂活性,因此,能够使酯化反应良好地进行。此时,可以在混合二羧酸成分以及二醇成分中加入钛化合物,也可以在混合二羧酸成分(或二醇成分)与钛化合物后混合二醇成分(或二羧酸成分)。另外,也可以将二羧酸成分与二醇成分与钛化合物同时混合。混合对其方法没有特别限制,可以通过以往公知的方法进行。
更优选的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN),进一步优选为PET。另外,PET优选使用选自锗(Ge)系催化剂、锑(Sb)系催化剂、铝(A1)系催化剂以及钛(Ti)系催化剂的1种或2种以上进行聚合,更优选为Ti系催化剂。
Ti系催化剂的反应活性高,可以降低聚合温度。因此,特别是在聚合反应中聚酯发生热分解,能够抑制产生COOH。即,通过使用Ti系催化剂,能够降低作为热分解原因的聚酯的末端羧酸的量,从而能够抑制异物形成。通过降低聚酯的末端羧酸的量,在制造聚酯膜后也能够抑制聚酯膜发生热分解。
作为Ti系催化剂,可以列举出:氧化物、氢氧化物、烷氧化物、羧酸盐、碳酸盐、草酸盐、有机螯合钛络合物以及卤化物等。Ti系催化剂只要在不损害本发明效果的范围内,则可以并用二种以上的钛化合物。
作为Ti系催化剂的例子,可以列举出:钛酸四正丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸四正丁酯四聚物、钛酸四叔丁酯、钛酸四环己酯、钛酸四苯基酯、钛酸四苄基酯等钛醇盐、通过钛醇盐的水解而得到的钛氧化物、通过钛醇盐与硅醇盐或锆醇盐的混合物的水解而得到的钛-硅或锆复合氧化物、乙酸钛、草酸钛、草酸钛钾、草酸钛钠、钛酸钾、钛酸钠、钛酸-氢氧化铝混合物、氯化钛、氯化钛-氯化铝混合物、乙酰丙酮钛、以有机酸作为配体的有机螯合钛络合物等。
在使聚酯聚合时,优选在以钛元素换算值计为1ppm以上且50ppm以下、更优选为2ppm以上且30ppm以下、进一步优选为3ppm以上且15ppm以下的范围内使用作为催化剂的钛(Ti)化合物,进行聚合。该情况下,在聚酯原料树脂中含有1ppm以上且50ppm以下的钛元素。
聚酯原料树脂中包含的钛元素的量为1ppm以上时,聚酯的重均分子量(Mw)提高,难以发生热分解。因此,在挤出机内异物减少。聚酯原料树脂中包含的钛元素的钛为50ppm以下时,Ti系催化剂难以形成异物,在聚酯膜的拉伸时拉伸不均减少。
[钛化合物]
作为催化剂成分的钛化合物,优选使用以有机酸作为配体的有机螯合钛络合物中的至少一种。作为有机酸,可以列举出例如:柠檬酸、乳酸、偏苯三酸、苹果酸等。其中,优选为以柠檬酸或柠檬酸盐作为配体的有机螯合络合物。
在使用例如以柠檬酸作为配体的螯合钛络合物的情况下,微细粒子等异物的发生少,与其他钛化合物相比,得到聚合活性和色调良好的聚酯。另外,在使用柠檬酸螯合钛络合物的情况下,通过在酯化反应的阶段添加的方法,与酯化反应后添加的情况相比,得到聚合活性和色调良好、末端羧基少的聚酯。关于该方面,推测如下:钛催化剂也具有酯化反应的催化剂效果,通过在酯化阶段添加,在酯化反应结束时的低聚物酸值降低,更有效地进行之后的缩聚反应,另外,以柠檬酸作为配体的络合物与钛醇盐等相比,水解耐性高,在酯化反应过程中没有水解,在维持原本活性的状态下作为酯化以及缩聚反应的催化剂有效地发挥作用。
另外,通常已知末端羧基量越多耐水解性越差,通过上述添加方法,末端羧基量变少,由此,期待耐水解性的提高。
作为柠檬酸螯合钛络合物,可以作为例如JohnsonMatthey公司制的VERTECAC-420等市售品容易地获得。
芳香族二羧酸与脂肪族二醇可以通过制备包含这些的浆料,将其向酯化反应工序连续供给而导入。
另外,作为钛化合物,除了有机螯合钛络合物以外,通常还可以列举出氧化物、氢氧化物、烷氧化物、羧酸盐、碳酸盐、草酸盐以及卤化物等。只要在不损害本发明的效果的范围内,则除了有机螯合钛络合物之外还可以并用其他钛化合物。
作为这样的钛化合物的例子,可以列举出:钛酸四正丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸四正丁酯四聚物、钛酸四叔丁酯、钛酸四环己酯、钛酸四苯基酯、钛酸四苄基酯等钛醇盐、通过钛醇盐的水解而得到的钛氧化物、通过钛醇盐与硅醇盐或锆醇盐的混合物的水解而得到的钛-硅或锆复合氧化物、乙酸钛、草酸钛、草酸钛钾、草酸钛钠、钛酸钾、钛酸钠、钛酸-氢氧化铝混合物、氯化钛、氯化钛-氯化铝混合物、乙酰丙酮钛等。
本发明中,优选通过设置如下工序而构成的聚酯的制造方法来制作,所述工序为:酯化反应工序,将芳香族二羧酸与脂肪族二醇在含有钛化合物的催化剂的存在下进行聚合的同时,钛化合物的至少一种为以有机酸作为配体的有机螯合钛络合物,至少包含依次添加有机螯合钛络合物、镁化合物和不具有芳香环作为取代基的5价磷酸酯的过程;和缩聚工序,使通过酯化反应工序生成的酯化反应产物发生缩聚反应而生成缩聚物。
该情况下,在酯化反应的过程中,设定为如下添加顺序:使作为钛化合物的有机螯合钛络合物存在时,添加镁化合物,接着,添加特定的5价磷化合物,由此,适度较高地保持钛催化剂的反应活性,赋予镁产生的静电施加特性的同时,并且能够有效地抑制缩聚中的分解反应,因此,结果,得到着色少、具有高静电施加特性的同时改善暴露于高温下时的黄变的聚酯。
由此,在聚合时的着色以及其后的熔融制膜时的着色变少,与以往的锑(Sb)催化剂系的聚酯相比,黄色感减轻,另外,能够提供具有与透明性比较高的锗催化剂系的聚酯相比毫不逊色的色调、透明性、而且耐热性优良的聚酯。另外,得到不使用钴化合物和色素等色调调节材料而具有高透明性、黄色感少的聚酯。
该聚酯能够利用于对透明性的要求高的用途(例如光学用膜、工业用平版印刷品等),无需使用高价的锗系催化剂,因此,实现大幅的成本降低。此外,也避免由Sb催化剂系容易产生的催化剂起因的异物的混入,因而,减少制膜过程中故障的发生和品质不良,也能够实现收率提高引起的低成本化。
在进行酯化反应时,优选设置依次添加作为钛化合物的有机螯合钛络合物、作为添加剂的镁化合物和5价磷化合物的过程。此时,可以在有机螯合钛络合物的存在下进行酯化反应,其后,在磷化合物的添加前开始镁化合物的添加。
[磷化合物]
作为5价磷化合物,使用不具有芳香环作为取代基的5价磷酸酯的至少一种。可以列举出例如:具有碳原子数2以下的低级烷基作为取代基的磷酸酯[(OR)3-P=O;R=碳原子数1或2的烷基],具体而言,特别优选为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯。
作为磷化合物的添加量,优选为P元素换算值达到50ppm以上且90ppm以下的范围的量。磷化合物的量更优选为达到60ppm以上且80ppm以下的量,进一步优选为达到60ppm以上且75ppm以下的量。
[镁化合物]
通过在聚酯中包含镁化合物,聚酯的静电施加性提高。该情况下,容易引起着色,但本发明中,抑制着色,得到优良的色调、耐热性。
作为镁化合物,可以列举出例如:氧化镁、氢氧化镁、镁烷氧化物、乙酸镁、碳酸镁等镁盐。其中,从在乙二醇中的溶解性的观点出发,最优选为乙酸镁。
作为镁化合物的添加量,为了赋予高静电施加性,优选为Mg元素换算值达到50ppm以上的量,更优选为达到50ppm以上且100ppm以下的范围的量。镁化合物的添加量在赋予静电施加性的方面,优选为达到60ppm以上且90ppm以下的范围的量,进一步优选为达到70ppm以上且80ppm以下的范围的量。
在酯化反应工序中,特别优选以由下述式(i)计算出的值Z满足下述的关系式(ii)的方式添加作为催化剂成分的钛化合物、和作为添加剂的镁化合物以及磷化合物使其熔融聚合的情况。在此,P含量为来自含有不具有芳香环的5价磷酸酯的磷化合物整体的磷量,Ti含量为来自含有有机螯合钛络合物的Ti化合物整体的钛量。通过选择含有这样钛化合物的催化剂系中的镁化合物以及磷化合物的并用,控制其添加时刻以及添加比例,能够适度较高地维持钛化合物的催化剂活性,并且得到黄色感少的色调,在聚合反应时和其后的制膜时(熔融时)等,能够赋予即使暴露于高温下也难以产生黄着色的耐热性。
(i)Z=5×(P含量[ppm]/P原子量)-2×(Mg含量[ppm]/Mg原子量)-4×(Ti含量[ppm]/Ti原子量)
(ii)0≤Z≤+5.0
磷化合物不仅作用于钛而且也与镁化合物相互作用,因此,其成为定量地表示三者平衡的指标。
式(i)是从能够反应的全部磷量中除去作用于镁的磷部分,表现出能够作用于钛的磷的量。值Z为正的情况下,阻碍钛的磷处于剩余状态,相反,在负的情况下,用于阻碍钛而必须的磷处于不足的状况。在反应中,Ti、Mg、P各原子1个不等价,因此,式中的各个摩尔数乘以价数进行加权。
本发明中,不需要特殊的合成等,使用廉价并且能够容易获得的钛化合物、磷化合物、镁化合物,可以得到在具有对反应必要的反应活性的同时、色调以及对于热的着色耐性优良的聚酯原料树脂。
式(ii)中,在保持聚合反应性的状态下,从进一步提高色调以及对于热的着色耐性的观点出发,优选满足+1.0≤Z≤+4.0的情况,更优选满足+1.5≤Z≤+3.0的情况。
作为本发明中的优选方式,可以列举出如下方式:在酯化反应结束前,在芳香族二羧酸以及脂肪族二醇中添加以Ti元素换算值计为1ppm以上且30ppm以下的以柠檬酸或柠檬酸盐作为配体的螯合钛络合物后,在该螯合钛络合物的存在下,添加以Mg元素换算值计为60ppm以上且90ppm以下(更优选为70ppm以上且80ppm以下)的弱酸的镁盐,该添加后进一步添加以P元素换算值计为60ppm以上且80ppm以下(更优选为65ppm以上且75ppm以下)的、不具有芳香环作为取代基的5价磷酸酯。
上述中,关于螯合钛络合物(有机螯合钛络合物)、镁盐(镁化合物)和5价磷酸酯,优选分别依次添加全部添加量的70质量%以上的方式。
酯化反应可以使用串联连接有至少2个反应器的多段式装置,在乙二醇回流的条件下,将通过反应生成的水或醇向***外除去的同时来实施。
另外,上述酯化反应可以通过一个阶段进行,也可以分成多个阶段进行。
通过一个阶段进行酯化反应的情况下,酯化反应温度优选为230~260℃,更优选为240~250℃。
分多个阶段进行酯化反应的情况下,第一反应槽的酯化反应的温度优选为230~260℃,更优选为240~250℃,压力优选为1.0~5.0kg/cm2,更优选为2.0~3.0kg/cm2。第二反应槽的酯化反应的温度优选为230~260℃,更优选为245~255℃,压力优选为0.5~5.0kg/cm2、更优选为1.0~3.0kg/cm2。另外,在分3个阶段以上实施的情况下,中间阶段的酯化反应的条件优选设定成第一反应槽与最终反应槽之间的条件。
-缩聚-
缩聚使通过酯化反应生成的酯化反应产物发生缩聚反应来生成缩聚物。缩聚反应可以通过一个阶段进行,也可以分成多个阶段进行。
通过酯化反应生成的低聚物等酯化反应产物,接着供于缩聚反应。该缩聚反应可以通过向多个阶段的缩聚反应槽供给来适当地进行。
例如,在3个阶段的反应槽中进行时的缩聚反应条件优选为如下方法:第一反应槽的反应温度为255~280℃,更优选为265~275℃,压力为100~10torr(13.3×10-3~1.3×10-3MPa),更优选为50~20torr(6.67×10-3~2.67×10-3MPa),第二反应槽的反应温度为265~285℃,更优选为270~280℃,压力为20~1torr(2.67×10-3~1.33×10-4MPa),更优选为10~3torr(1.33×10-3~4.0×10-4MPa),最终反应槽内中的第三反应槽的反应温度为270~290℃,更优选为275~285℃,压力为10~0.1torr(1.33×10-3~1.33×10-5MPa),更优选为5~0.5torr(6.67×10-4~6.67×10-5MPa)。
在如上所述合成的聚酯原料树脂中可以进一步含有光稳定化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、易滑剂(微粒)、成核剂(结晶化剂)、结晶化阻害剂等添加剂。
本发明中,从聚酯膜的耐水解性的观点出发,聚酯原料树脂的特性粘度(IV)优选为0.55dL/g以上且0.90dL/g以下。其中,更优选为0.60dL/g以上且0.80dL/g以下,进一步优选为0.62dL/g以上且0.78dL/g以下,最优选为0.63dL/g以上且0.78dL/g以下。
特性粘度(IV)是将溶液粘度(η)与溶剂粘度(η0)之比ηr(=η/η0;相对粘度)减去1后的比粘度(ηsp=ηr-1)除以浓度而得到的值外推至浓度为零的状态的值。IV使用乌伯娄德型粘度计,使聚酯在1,1,2,2-四氯乙烷/苯酚(=2/3[质量比])混合溶剂中溶解,由25℃的溶液粘度求得。
(熔融挤出)
本发明中的膜成形工序中,将如上所述得到的聚酯原料树脂熔融挤出,再进行冷却,使聚酯膜成形。
就聚酯原料树脂的熔融挤出而言,使用例如具备1根或2根以上螺杆的挤出机,加热至聚酯原料树脂的熔点以上的温度,使螺杆旋转熔融混炼的同时进行。聚酯原料树脂通过加热和利用螺杆的混炼在挤出机内发生熔融而形成熔体。另外,从抑制挤出机内的热分解(聚酯的水解)的观点出发,优选将挤出机内氮气置换,进行聚酯原料树脂的熔融挤出。挤出机从较低地抑制混炼温度的观点出发优选为双螺杆挤出机。
熔融后的聚酯原料树脂(熔体)通过齿轮泵、过滤器等从挤出模头中挤出。挤出模头也简单称为“模头”[参考JISB8650:2006、a)挤出成形机、编号134]。
此时,熔体可以以单层挤出,也可以以多层挤出。
优选在聚酯原料树脂中包含选自噁唑啉系化合物、碳二亚胺化合物以及环氧化合物的封端剂。该情况下,在膜成形工序中,将添加了封端剂的聚酯原料树脂进行熔融混炼,将熔融混炼时与封端剂反应的聚酯原料树脂熔融挤出。
通过设置在聚酯原料树脂中包含封端剂的工序,不仅耐候性提高,而且可以较低地抑制热收缩。另外,在使聚酯膜成形的情况下,由于在聚酯末端上键合,分子链的末端部分体积增大,膜表面的微细凹凸量增加,因此,容易显示出锚固效果,聚酯膜与在该膜上涂布形成的涂布层的粘附提高。
封端剂的添加时期只要是在从原料的投入至挤出的过程中与聚酯原料树脂一起进行熔融混炼的阶段,则没有特别限制,但优选封端剂在将原料投入转筒后直至用螺杆送至通气口的期间加入,与原料树脂一起用于熔融混炼。例如,在进行熔融混炼的转筒的原料投入口与通气口之间设置供给封端剂的供给口,从而可以直接加入到转筒内的原料树脂中。此时,封端剂可以加入到开始加热混炼但没有完全达到熔融状态的聚酯原料树脂中,也可以加入到熔融状态的聚酯原料树脂(熔体)中。
作为封端剂相对于聚酯原料树脂的量,相对于聚酯原料树脂的总质量,优选为0.1质量%以上且5质量%以下。封端剂相对于聚酯原料树脂的优选量为0.3质量%以上且4质量%以下,进一步优选为0.5质量%以上且2质量%以下。
通过封端剂的含有比率为0.1质量%以上,能够实现由AV降低效果引起的耐候性提高,而且能够赋予低热收缩性以及粘附性。另外,封端剂的含有比率为5质量%以下时,除了粘附性提高之外还抑制添加封端剂引起的聚酯的玻璃化转变温度(Tg)降低,从而能够抑制由此引起的耐候性降低和热收缩增加。这是由于,Tg降低,相对地抑制由聚酯的反应性增加而产生的水解性的增加,或者抑制由通过Tg降低而增加的聚酯分子的运动性容易增加而产生的热收缩。
作为本发明中的封端剂,优选为具有碳二亚胺基、环氧基、或噁唑啉基的化合物。作为封端剂的具体例,可以适当地列举出碳二亚胺化合物、环氧化合物、噁唑啉系化合物等。
关于碳二亚胺化合物、环氧化合物以及噁唑啉系化合物的例示以及优选方式等的细节如“聚酯膜”的项中所述。
通过将熔体(聚酯)从模头向流延鼓上挤出,能够成形(铸造处理)为膜状。
通过铸造处理而得到的膜状的聚酯成形体的厚度优选为0.1mm~5mm,更优选为0.2mm~4.7mm,进一步优选为0.3mm~4.6mm。
通过使膜状的聚酯成形体的厚度为5mm以下,避免由熔体的蓄热引起的冷却延迟,另外,通过为0.1mm以上,在从挤出至冷却之间聚酯中的OH基和COOH基向聚酯内部扩散,抑制作为产生水解的主要原因的OH基以及COOH基在聚酯表面上露出。
将从挤出模头挤出的熔体冷却的方法没有特别限制,可以对熔体吹冷风,或与流延鼓(冷却流延鼓)接触,将水喷雾。冷却方法可以仅进行1种,也可以组合进行2种以上。
关于冷却方法,上述中,从防止连续运转时低聚物向膜表面附着的观点出发,优选为利用冷风的冷却以及使用流延鼓的冷却中的至少一种。另外,特别优选在将从挤出机挤出的熔体用冷风冷却的同时,使熔体与流延鼓接触来进行冷却。
另外,使用流延鼓等冷却的聚酯成形体使用剥离辊等剥离构件从流延鼓等冷却构件上剥离。
[纵向拉伸工序]
本发明的纵向拉伸工序中,将通过膜成形工序成形后的聚酯膜沿长度方向纵向拉伸。
膜的纵向拉伸可以通过如下步骤进行,例如使膜通过夹持膜的1对夹持辊,沿膜的长度方向搬送膜的同时,在沿膜的搬送方向排列的2对以上的夹持辊之间施加张力。具体而言,例如,在膜的搬送方向上游一侧设置1对夹持辊A、在下游一侧设置1对夹持辊B时,搬送膜时,通过使下游一侧的夹持辊B的旋转速度比上游一侧的夹持辊A的旋转速度快,膜沿搬送方向(MD方向)进行拉伸。需要说明的是,可以在上游一侧、下游一侧分别独立地设置2对以上的夹持辊。另外,聚酯膜的纵向拉伸可以使用具备上述夹持辊的纵向拉伸装置来进行。
纵向拉伸工序中,聚酯膜的纵向拉伸倍率优选为2~5倍,更优选为2.5~4.5倍,进一步优选为2.8~4倍。
另外,由纵横的拉伸倍率乘积表示的面积拉伸倍率优选为拉伸前的聚酯膜的面积的6倍~18倍,更优选为8倍~17.5倍,进一步优选为10倍~17倍。
聚酯膜的纵向拉伸时的温度(以下,也称为“纵向拉伸温度”),在将聚酯膜的玻璃化转变温度设为Tg时,优选为Tg-20℃以上且Tg+50℃以下,更优选为Tg-10℃以上且Tg+40℃以下,进一步优选为Tg℃以上且Tg+30℃以下。
需要说明的是,作为加热聚酯膜的方法,使用夹持辊等辊进行拉伸的情况下,通过在辊内部设置加热器和热溶剂可以流动的配管,能够加热与辊接触的聚酯膜。另外,在没有使用辊的情况下,也可以通过对聚酯膜吹热风、或者与加热器等热源接触、或者通过热源的附近来加热聚酯膜。
本发明的聚酯膜的制造方法中,除了纵向拉伸工序之外,还包括后述的横向拉伸工序。因此,本发明的聚酯膜的制造方法中,使聚酯膜沿聚酯膜的长度方向(搬送方向、MD)、和与聚酯膜的长度方向垂直的方向(TD方向)进行至少双轴拉伸。向MD方向以及TD方向的拉伸可以分别进行至少1次。
需要说明的是,“与聚酯膜的长度方向(搬送方向、MD)垂直的方向(TD)”是指与聚酯膜的长度方向(搬送方向、MD)构成垂直(90°)的方向,但由于机械误差等也包括实质上相对于长度方向(即搬送方向)的角度视为90°的方向(例如相对于MD方向为90°±5°的方向)。
作为进行双轴拉伸的方法,可以为使纵向拉伸和横向拉伸分别进行的逐次双轴拉伸方法、同时进行纵向拉伸和横向拉伸的同时双轴拉伸方法中的任意一种。纵向拉伸与横向拉伸可以分别独立地进行2次以上,纵向拉伸和横向拉伸的顺序无关。可以列举出例如:纵向拉伸→横向拉伸、纵向拉伸→横向拉伸→纵向拉伸、纵向拉伸→纵向拉伸→横向拉伸、横向拉伸→纵向拉伸等拉伸方式。其中,优选为纵向拉伸→横向拉伸。
[横向拉伸工序]
接着,对本发明中的横向拉伸工序详细进行说明。
本发明中的横向拉伸工序是将纵向拉伸后的聚酯膜沿与长度方向垂直的宽度方向横向拉伸的工序,通过如下步骤进行该横向拉伸,
将聚酯膜依次向以下各部搬送:
(a)将纵向拉伸后的聚酯膜预热至能够拉伸的温度的预热部、
(b)将预热后的聚酯膜沿与长度方向垂直的宽度方向施加张力来进行横向拉伸的拉伸部、
(c)加热进行纵向拉伸以及横向拉伸后的聚酯膜使其结晶化来进行热定型的热定型部、
(d)加热热定型后的聚酯膜、松弛聚酯膜的张力来除去膜的残留应变的热松弛部、以及
(e)将热松弛后的聚酯膜冷却的冷却部,
在(c)热定型部以及(d)热松弛部的至少一者中,将聚酯膜的TD方向端部通过加热器进行选择性辐射加热,使加热器的表面与聚酯膜的表面的最短距离为10mm以上且300mm以下。
本发明中的横向拉伸工序中,只要是通过上述构成聚酯膜进行横向拉伸的方式,则其具体的方法没有限制,但优选使用能够实施构成上述构成的各工序的处理的横向拉伸装置或双轴拉伸机进行。
-双轴拉伸机-
如图3所示,双轴拉伸机100具备1对环状导轨60a以及60b、和在各环状导轨上安装且沿导轨能够移动的把持构件2a~21。环状导轨60a以及60b夹持聚酯膜200彼此对称配置,由把持构件2a~21握持聚酯膜200,沿导轨移动,由此能够沿膜宽度方向进行拉伸。
图3是从上表面示出双轴拉伸机的一例的上视图。
双轴拉伸机100由包括如下部分的区域构成,即:预热聚酯膜200的预热部10、将聚酯膜200沿与箭头MD方向垂直的方向即箭头TD方向拉伸对聚酯膜施加张力的拉伸部20、对施加张力后的聚酯膜在施加张力的状态下进行加热的热定型部30、加热热定型后的聚酯膜而松弛热定型后的聚酯膜的张力的热松弛部40、和将经过热松弛部的聚酯膜冷却的冷却部50。
在环状导轨60a上安装沿环状导轨60a能够移动的把持构件2a、2b、2e、2f、2i以及2j,另外,在环状导轨60b上安装沿环状导轨60b能够移动的把持构件2c、2d、2g、2h、2k以及21。把持构件2a、2b、2e、2f、2i以及2j把持聚酯膜200的TD方向的一个端部,把持构件2c、2d、2g、2h、2k以及21把持聚酯膜200的TD方向的另一个端部。把持构件2a~21通常称为夹具、夹子等。
把持构件2a、2b、2e、2f、2i以及2j沿环状导轨60a逆时针旋转移动,把持构件2c、2d、2g、2h、2k以及21沿环状导轨60b顺时针旋转移动。
把持构件2a~2d在预热部10中把持聚酯膜200的端部,在握持的状态下沿环状导轨60a或60b移动,经过拉伸部20、和把持构件2e~2h所在的热松弛部40,直至把持构件2i~21所在的冷却部50。然后,把持构件2a以及2b、和把持构件2c以及2d沿搬送方向依次在冷却部50的MD方向下游一侧的端部离开聚酯膜200的端部后,进一步沿环状导轨60a或60b移动,返回至预热部10。此时,聚酯膜200沿箭头MD方向移动,依次进行预热部10中的预热、拉伸部20中的拉伸、热定型部30中的热定型、热松弛部40中的热松弛、冷却部50中的冷却,从而进行横向拉伸。把持构件2a~21的预热部等各区域中的移动速度为聚酯膜200的搬送速度。
把持构件2a~21能够分别独立地使移动速度发生变化。
双轴拉伸机100是在拉伸部20中能够进行将聚酯膜200沿TD方向拉伸的横向拉伸的设备,通过使把持构件2a~21的移动速度变化,也可以将聚酯膜200沿MD方向拉伸。即,也可以使用双轴拉伸机100进行同时双轴拉伸。
把持聚酯膜200的TD方向的端部的把持构件在图3中仅图示为2a~21,但为了支撑聚酯膜200,双轴拉伸机100除了2a~21之外还安装有没有图示的把持构件。需要说明的是,以下,有时将把持构件2a~21总称为“把持构件2”。
(a.预热部)
在预热部,将在纵向拉伸工序中纵向拉伸后的聚酯膜预热至能够拉伸的温度。
如图3所示,在预热部10中预热聚酯膜200。在预热部10中,在拉伸聚酯膜200前预先加热,从而能够容易进行聚酯膜200的横向拉伸。
关于在预热部结束点的膜面温度(以下,也称为“预热温度”),在将聚酯膜200的玻璃化转变温度设为Tg时,优选为Tg-10℃~Tg+60℃,更优选为Tg℃~Tg+50℃。
需要说明的是,预热部结束点是指结束聚酯膜200的预热的时刻、即聚酯膜200从预热部10的区域离开的位置。
(b.拉伸部)
在拉伸部,将预热部中预热后的聚酯膜沿与长度方向(MD方向)垂直的宽度方向(TD方向)施加张力来进行横向拉伸。
如图3所示,在拉伸部20中,将预热后的聚酯膜200至少沿与聚酯膜200的长度方向垂直的TD方向进行横向拉伸,对聚酯膜200施加张力。
向与聚酯膜200的长度方向(搬送方向、MD)垂直的方向(TD)的拉伸(横向拉伸)是指沿与聚酯膜200的长度方向(搬送方向、MD)垂直(90°)的角度的方向进行拉伸,但也可以是机械误差的范围的方向。机械误差的范围是与聚酯膜的长度方向(搬送方向、MD)视为垂直的角度(90°±5°)的方向。
另外,聚酯膜200的面积拉伸倍率(各拉伸倍率的乘积),优选为拉伸前的聚酯膜200的面积的6倍~18倍,更优选为8倍~17.5倍,进一步优选为10倍~17倍。
另外,关于聚酯膜200的横向拉伸时的膜面温度(以下,也称为“横向拉伸温度”),在将聚酯膜200的玻璃化转变温度设为Tg时,优选为Tg-10℃以上且Tg+100℃以下,更优选为Tg℃以上且Tg+90℃以下,进一步优选为Tg+10℃以上且Tg+80℃以下。
如上所述,把持构件2a~21可以分别独立地使移动速度变化。因此,通过使在拉伸部20、热定型部30等拉伸部20的MD方向下游一侧的把持构件2的移动速度比例如预热部10中的把持构件2的移动速度快,也可以同时进行将聚酯膜200沿搬送方向(MD方向)进行拉伸的纵向拉伸。
横向拉伸工序中的聚酯膜200的纵向拉伸可以仅在拉伸部20中进行,也可以在后述的热定型部30、热松弛部40、或冷却部50中进行。也可以在多个部位进行纵向拉伸。
(c.热定型部)
在热定型部,将已经实施了纵向拉伸以及横向拉伸后的聚酯膜加热使其结晶化来进行热定型。
热定型是指在拉伸部20对聚酯膜200施加张力的状态下进行加热,使聚酯结晶化。
在图3所示的热定型部30中,对于施加张力后的聚酯膜200而言,优选聚酯膜200的表面的最高到达膜面温度(本说明书中,也称为“热定型温度”、“T热定型”)控制在160℃~240℃的范围内来加热膜。
热定型温度为160℃以上时,聚酯容易结晶化,可以在伸展聚酯分子的状态下进行固定,从而能够提高聚酯膜的耐水解性。另外,热定型温度为240℃以下时,在聚酯分子之间络合的部分难以发生滑动,从而聚酯分子难以收缩,因此,能够抑制聚酯膜的耐水解性的降低。换言之,以热定型温度达到160℃~240℃的方式进行加热,由此,使聚酯分子的结晶发生取向,从而能够提高聚酯膜的耐水解性。
热定型温度出于上述同样的理由,优选为170℃~230℃的范围,更优选为175℃~225℃的范围。
需要说明的是,最高到达膜面温度(热定型温度)为使聚酯膜200的表面接触热电偶而进行测定的值。
另外,在将热定型温度控制为160℃~240℃时,优选使膜宽度方向上的最高到达膜面温度的偏差为0.5℃以上且10.0℃以下。在膜宽度方向中,通过膜的最高到达膜面温度的偏差为0.5℃以上,在之后工序的搬送时褶皱的方面有利,另外,通过使偏差抑制为10.0℃以下,宽度方向上的结晶化度的偏差得到抑制。由此,膜宽度方向上的松弛差减少,防止制造过程中的膜面上损伤的发生,从而提高耐水解性。
上述中,最高到达膜面温度的偏差出于上述同样的理由,更优选为0.5℃以上且7.0℃以下,进一步优选为0.5℃以上且5.0℃以下,特别优选为0.5℃以上且4.0℃以下。
另外,热定型时对膜的加热,可以仅从膜的一侧进行,也可以从两侧进行。例如,膜成形工序中在熔融挤出后在流延鼓上冷却时,成形后的聚酯膜在一个面和其相反侧的面上冷却的方式不同,因此,膜容易发生卷曲。因此,优选将本热定型工序中的加热在膜成形工序中针对与流延鼓接触的面进行。通过设定使热定型工序中的加热面与流延鼓接触的面、即冷却面,可以消除卷曲。
此时,进行加热优选使在热定型工序的加热面的刚加热后的表面温度与加热面的相反侧的非加热面的表面温度相比增高0.5℃以上且5.0℃以下的范围。热定型时的加热面的温度比其相反侧的面高,其表里间的温度差为0.5~5.0℃,由此,更有效地消除膜的卷曲。从卷曲的消除效果的观点出发,加热面与其相反侧的非加热面之间的温度差更优选为0.7~3.0℃的范围,进一步优选为0.8℃以上且2.0℃以下。
如上所述进行热定型的情况下,聚酯膜的厚度为180μm以上且350μm以下时,卷曲的消除效果大。膜厚厚的情况下,如果从膜的单侧对膜施加温度变化,则在膜厚度方向上容易形成温度分布,容易产生卷曲。例如,如果在膜成形工序中使熔融挤出后的聚酯与流延鼓接触,则从单侧冷却,另一方面,虽然其相反侧的面与例如环境气体接触而存在放热,但是由于进行一个面与其相反面彼此不同的冷却,因此,容易产生温度差。因此,聚酯膜的厚度为180μm以上时,容易产生温度差,因此,预料到卷曲的消除效果,另外,为350μm以下时,在良好地保持耐水解性的方面有利。
另外,本发明中,在热定型部30以及热松弛部40的至少一者中,将聚酯膜的TD方向端部通过加热器进行选择性辐射加热。如果没有进行该辐射加热,则在所制作的聚酯膜的TD方向上的MD热收缩率不会下降,MD热收缩率的分布以及平面性的不均不会缩小,因此,无法制造满足上述式(1)~(4)的膜。
在热松弛部40中将膜的TD方向端部进行辐射加热时,可以省略热定型部30中的辐射加热,也可以在热定型部30以及热松弛部40的两者进行。
聚酯膜的TD方向端部的加热使用能够进行辐射加热的加热器进行,选择性地加热聚酯膜的TD方向的至少一个端部。从抑制局部的MD热收缩的观点出发,优选加热聚酯膜的TD方向的两个端部。需要说明的是,“选择性地加热”不是加热包括聚酯膜的端部的膜整体,而是指局部地加热膜端部。
作为能够进行辐射加热的加热器,可以列举出例如红外线加热器,优选使用特别是陶瓷制的加热器(陶瓷加热器)。
能够进行辐射加热的加热器可以仅使用一种,也可以使用二种以上。
聚酯膜的TD方向端部的加热使聚酯膜表面与加热器的最短距离为10mm以上且300mm以下进行。
聚酯膜表面与加热器的最短距离小于10mm时,在加热器间距上容易产生温度偏差,超过300mm时,膜上难以充分地传导辐射热。
加热器表面与膜表面的最短距离优选为50mm以上且250mm以下,更优选为80mm以上且200mm以下。
优选除了膜表面与加热器表面的距离之外,还根据需要调节加热器的表面温度来对膜进行加热。
陶瓷制加热器的至少一个的表面温度优选为300℃以上且700℃以下。通过表面温度为300℃以上,在膜上容易充分地传导辐射热,通过为700℃以下,能够抑制膜的过加热。
陶瓷制加热器的表面温度更优选为400℃以上且650℃以下,进一步优选为450℃以上且650℃以下。
陶瓷制加热器优选用格子状的金属盖覆盖。加热器通过用格子状的金属盖覆盖,能够防止破损的膜与加热器碰撞而使加热器破损。构成盖的金属没有特别限制,可以列举出例如SUS304等不锈钢等。
另外,在辐射加热时,优选将膜TD方向上的温度偏差缩小至0.7℃以上且3.0℃以下的范围,由此,可以将在膜宽度方向上的结晶化度的偏差减少至0.5%以上~3.0%以下的范围。这样,在宽度方向上的松弛差减少,抑制损伤的产生,同时可以进一步提高耐水解性。
在热定型部中加热的情况下,优选使热定型部中的滞留时间为5秒以上且50秒以下。滞留时间是在热定型部内加热膜的状态持续的时间。滞留时间为5秒以上时,相对于加热时间的结晶化度变化缩小,因此,在比较难以产生宽度方向的结晶化度不均的方面有利,另外,为50秒以下时,无需使拉幅机的线速度极端缩小,因此,在生产率的方面有利。
其中,滞留时间出于上述同样的理由,优选为8秒以上且40秒以下,更优选为10秒以上且30秒以下。
本发明中,在热定型部以及热松弛部的至少一者中,将聚酯膜端部进行辐射加热,另外,也可以在预热部或拉伸部、或者预热部和拉伸部两者中进行膜端部的选择性的辐射加热。
(d.热松弛部)
在热松弛部,加热热定型后的聚酯膜,松弛聚酯膜的张力来除去膜的残留应变。
如上所述,本发明的聚酯膜的制造方法中,在热定型部以及热松弛部的至少一者中,将聚酯膜的TD方向端部通过加热器进行选择性辐射加热。在热松弛部中的聚酯膜的TD方向端部的选择性辐射加热可以通过与热定型部中的聚酯膜的TD方向端部的选择性辐射加热同样的方法进行,加热温度的数值范围以及优选方式也同样。
热松弛是将热定型后的聚酯膜加热,松弛聚酯膜的张力,在热松弛部中对聚酯膜的加热优选如下进行。
图3所示的热松弛部40中,优选加热聚酯膜200使聚酯膜200的表面的最高到达膜面温度达到比热定型部30中的聚酯膜200的最高到达膜面温度(T热定型)低5℃以上的温度。
以下,将热松弛时的聚酯膜200的表面的最高到达膜面温度也称为“热松弛温度(T热松弛)”。
在热松弛部40中,使热松弛温度(T热松弛)为比热定型温度(T热定型)低5℃以上的温度(T热松弛≤T热定型-5℃)进行加热来解除张力(拉伸张力缩小),由此,可以进一步提高聚酯膜的尺寸稳定性。
T热松弛为“T热定型-5℃”以下时,聚酯膜的耐水解性更加优良。另外,在T热松弛的尺寸稳定性变良好的方面,优选为100℃以上。
另外,优选T热松弛为100℃以上、并且比T热定型低15℃以上的温度区域(100℃≤T热松弛≤T热定型-15℃),更优选为110℃以上、并且比T热定型低25℃以上的温度区域(110℃≤T热松弛≤T热定型-25℃),特别优选为120℃以上、并且比T热定型低30℃以上的温度区域(120℃≤T热松弛≤T热定型-30℃)。
需要说明的是,T热松弛是通过使热电偶与聚酯膜200的表面接触而测定的值。
(e.冷却部)
在冷却部,将在热松弛部中热松弛后的聚酯膜冷却。
如图3所示,在冷却部50,将经过热松弛部40的聚酯膜200冷却。通过将在热定型部30和热松弛部40加热后的聚酯膜200冷却,固定聚酯膜200的形状。
在冷却部50中的聚酯200的冷却部出口中的聚酯的表面(膜面)的温度(以下,也称为“冷却温度”)优选低于聚酯膜200的玻璃化转变温度Tg+50℃。具体而言,优选为25℃~110℃,更优选为25℃~95℃,进一步优选为25℃~80℃。通过冷却温度在上述范围内,能够防止在松开夹子把持后膜收缩至不均匀。
在此,冷却部出口是指聚酯200从冷却部50离开时的、冷却部50的端部,是指把持聚酯膜200的把持构件2(图3中,把持构件2j以及21)离开聚酯膜200时的位置。
本发明的聚酯膜的制造方法中,优选使聚酯膜从把持构件上脱离时的聚酯膜的表面温度为40℃以上且140℃以下。
其是指在图3中,使聚酯200从冷却部50离开时的、位于冷却部50的端部的聚酯200的表面(膜面)的温度为40℃~140℃。
另外,关于聚酯膜从把持构件上脱离时的聚酯膜的表面温度,优选相对于聚酯膜的TD方向的中央部的表面温度使在TD方向上距把持构件200mm的位置处的聚酯膜的表面温度低1℃~20℃。
关于聚酯膜的MD方向的膜长度,优选在TD方向上的膜端部中使MD热收缩率大的一侧的端部(图1中,S1侧)中的MD方向的膜长度与中央部(图1中,直线Y1侧)相比延长。
因此,优选使聚酯膜从把持构件上脱离时的膜的TD方向端部的温度与TD方向的中央部相比降低1℃~20℃。
聚酯膜即使在拉伸装置中用把持构件把持的状态下,在MD方向上也容易收缩,从把持构件上脱离的状态达到从张力的张紧开始释放的状态,因此,倾向于进一步收缩。因而,优选使聚酯膜从把持构件上脱离时的膜温度在TD方向的中央部高于TD方向的端部,由此,使TD方向的膜中央部选择性地收缩,从而使TD方向的膜长度在TD方向的中央部小于TD方向的端部。
从该观点出发,优选将聚酯膜从把持构件上脱离时的聚酯膜的表面温度控制在40~140℃的范围内。
通过聚酯膜从把持构件上脱离时的聚酯膜的表面温度为40℃以上,TD方向的膜端部难以比TD方向的膜中央部长,所得到的聚酯膜的CCT容易大于-0.2。另一方面,通过聚酯膜从把持构件上脱离时的聚酯膜的表面温度为140℃以下,所得到的聚酯膜的CC容易小于0.2。即,容易得到满足式(7)的聚酯。
聚酯膜从把持构件上脱离时的聚酯膜的表面温度更优选为50℃以上且120℃以下,进一步优选为60℃以上且100℃以下。
另外,关于聚酯膜从把持构件上脱离时的聚酯膜的表面温度,相对于聚酯膜的宽度方向的中央部的表面温度,使在上述宽度方向上距把持构件200mm位置处的聚酯膜的表面温度低1℃~20℃。
在横向拉伸工序中的预热、拉伸、热定型、热松弛以及冷却中,作为加热或冷却聚酯膜200的温度控制方法,可以列举出:对聚酯膜200吹热风或冷风,或者使聚酯膜200与能够控制温度的金属板的表面接触,或者通过金属板的附近。
(膜的回收)
在冷却工序中冷却的聚酯膜200切割TD方向两端的用夹子握持的把持部分,卷绕成辊状。
在横向拉伸工序中,为了进一步提高所制造的聚酯膜的耐水解性以及尺寸稳定性,优选通过如下方法进行拉伸后的聚酯膜的松弛。
本发明中,优选在纵向拉伸工序后进行横向拉伸工序,然后,在冷却部50进行MD方向的松弛。即,
在预热部10对于一个端部使用至少二个把持构件来把持将聚酯膜200的宽度方向(TD)的两端部。例如,用把持构件2a以及2b把持聚酯膜200的宽度方向(TD)的一个端部,用把持构件2c以及2d把持另一个端部。接着,使把持构件2a~2d移动,由此,将聚酯膜200从预热部10搬送至冷却部50。
在该搬送中,与把持预热部10中的聚酯膜200的宽度方向(TD方向)的一个端部的把持构件2a(2c)、与把持构件2a(2c)相邻接的其他把持构件2b(2d)的间隔相比,缩小把持冷却部50中的聚酯膜200的宽度方向的一个端部的把持构件2a(2c)、与把持构件2a(2c)相邻接的其他把持构件2b(2d)之间的间隔,由此,缩小聚酯膜200的搬送速度。通过该方法,能够在冷却部50进行MD方向的松弛。
聚酯膜200的MD方向的松弛可以在热定型部30、热松弛部40以及冷却部50的至少一部分中进行。
如上所述,通过使把持构件2a-2b间的间隔以及把持构件2c-2d间的间隔在MD方向下游一侧比上游一侧窄,能够进行聚酯膜200的MD方向的松弛。因此,在热定型部30或热松弛部40进行MD方向的松弛的情况下,把持构件2a~2d达到热定型部30或热松弛部40时,可以减慢把持构件2a~2d的移动速度,减小聚酯膜200的搬送速度,使把持构件2a-2b间的间隔以及把持构件2c-2d间的间隔窄于预热部中的间隔。
聚酯膜的搬送速度、和聚酯膜的宽度(膜的TD方向的全长)优选满足如下关系。
即,优选横向拉伸工序中的聚酯膜的宽度达到最大时的聚酯膜的宽度W1、和聚酯膜从冷却部离开的冷却部的端部中的聚酯膜的宽度W2,满足下述式(I),并且预热部中的聚酯膜的搬送速度Spl、和冷却部的端部中的聚酯膜的搬送速度Sp2满足下述式(II)。
[数学式1]
在此,“横向拉伸工序中的聚酯膜的宽度达到最大时的聚酯膜的宽度W1”是聚酯膜在拉伸部沿TD方向扩宽后的、聚酯膜的TD方向的最大的长度。
图3中示出了,就预热部10中的拉伸前的聚酯膜200的宽度W0而言,通过拉伸部20聚酯膜200沿TD方向扩宽而成为宽度W1,在热松弛部40释放张力,聚酯膜200从冷却部50离开时成为宽度W2。图3中,以W0<W2<W1的顺序宽度大。即,W1是预热部10~冷却部50的横向拉伸工序中的聚酯膜200的最大宽度。
如图3所示,经过拉伸部20后的聚酯膜200之后在热定型部30以施加张力的状态进行加热,因此,通常,宽度W1也称为热定型部30中的聚酯膜200的宽度(TD方向的长度)。
另外,“聚酯膜离开的冷却部端部的聚酯膜的宽度W2”是位于冷却部、把持聚酯膜的把持构件(图3中,把持构件2j以及21)松开聚酯膜时的聚酯膜的宽度。
把持聚酯膜的把持构件松开聚酯膜,由此,聚酯膜从冷却部的区域离开。例如,图3所示的把持构件2j在P点、另外把持构件21在Q点分别松开聚酯膜200时,冷却部50的端部(MD方向的端部)由连接P点与Q点的直线表示。
“预热部中的聚酯膜的搬送速度Spl”相当于把持聚酯膜、移动环状导轨的边缘的把持构件(图3中,2a~2d)的移动速度。
另外,“冷却部的上述端部中的聚酯膜的搬送速度Sp2”使位于冷却部、把持聚酯膜的把持构件(图3中,把持构件2j以及21)松开聚酯膜时的聚酯膜的搬送速度。使用图3,换言之,例如,把持构件2j在P点、另外把持构件21在Q点分别松开聚酯膜200时,“冷却部50的上述端部中的聚酯膜200的搬送速度Sp2”相当于聚酯膜200超过连接P点与Q点的直线时的搬送速度。另外,换言之,“冷却部50的上述端部中的聚酯膜200的搬送速度Sp2”相当于把持构件2j以及21刚松开聚酯膜200前的把持构件2j以及21的移动速度。
式(I)是指拉伸聚酯膜200后沿TD方向松弛时,优选以聚酯膜200的最大的宽度(TD方向的长度)W1在冷却部50中收缩2%~15%的方式松弛。
式(II)是指将聚酯膜200沿MD方向松弛时,优选以聚酯膜200的预热部10中的搬送速度Spl在冷却部50中减速2%~15%的方式松弛。
[数学式2]
ΔW表示聚酯膜的TD方向(横方向)的松弛率,因此,将ΔW也称为“TD松弛率”。另外,ΔSp表示聚酯膜的MD方向(纵向)的松弛率,因此,将ΔSp也称为“MD松弛率”。
如式(I)和(II)所示,ΔW和ΔSp均优选为2%~15%(2%≤ΔW≤15%、2%≤ΔSp≤15%)。
通过ΔW和ΔSp均为2%以上,聚酯膜容易满足式(1)~(7),从而容易抑制加热搬送时的褶皱和损伤。通过ΔW和ΔSp均为15%以下,聚酯膜在拉伸装置中容易收缩,从而能够抑制松弛。
ΔW更优选为2%~10%(2%≤ΔW≤10%),进一步优选为3%~8%(3%≤ΔW≤8%)。另外,ΔSp更优选为2%~10%(2%≤ΔSp≤10%),进一步优选为3%~8%(3%≤ΔSp≤8%)。
<聚酯膜的用途>
本发明的聚酯膜即使加热搬送也难以产生褶皱和损伤,即使在膜上粘贴涂布液或功能性构件片等,也难以产生涂布不均、片贴合时的气泡混入等故障。因此,可以用于进行加热搬送并加工或成形的各种用途。
可以适当用于例如光学用膜、电绝缘用膜。
另外,可以使用本发明的聚酯膜作为太阳电池模块用的膜。该情况下,太阳电池模块例如可以如下构成。
太阳电池模块通常在太阳光入射的透明性的基板与上述本发明的聚酯膜(太阳电池用背板)之间配置将太阳光的光能转换成电能的太阳电池元件而构成。作为具体的实施方式,可以构成为如下方式:将通过取电的引线配线(未图示)连接的发电元件(太阳电池元件)用乙烯-乙酸乙烯酯共聚体系(EVA系)树脂等密封剂密封,将其在玻璃等透明基板与本发明的聚酯膜(背板)之间夹持而彼此粘合来构成。
作为太阳电池元件的例子,可以采用单晶硅、多晶硅、非晶硅等硅系、铜-铟-镓-硒、铜-铟-硒、镉-碲、镓-砷等III-V族或II-VI族化合物半导体系等各种公知的太阳电池元件。可以在基板与聚酯膜之间用例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚体等树脂(所谓的密封材料)进行密封来构成。
实施例
以下,通过实施例对本发明更具体地进行说明,但本发明只要不超出其主旨,则并不限于以下的实施例。需要说明的是,只要没有特别的说明,则“份”为质量基准。
<聚酯原料树脂的合成>
(聚酯原料树脂1)
如下所示,使用使对苯二甲酸和乙二醇直接反应、蒸馏除去水、酯化后在减压下进行缩聚的直接酯化法,通过连续聚合装置得到聚酯(Ti催化剂系PET)。
(1)酯化反应
在第一酯化反应槽中将高纯度对苯二甲酸4.7吨与乙二醇1.8吨用90分钟混合,形成浆料,以3800kg/小时的流量连续地向第一酯化反应槽中供给。再连续地供给柠檬酸在Ti金属上配位的柠檬酸螯合钛络合物(VERTECAC-420、JohnsonMatthey公司制)的乙二醇溶液,在反应槽内温度250℃、搅拌下以平均滞留时间约4.3小时进行反应。此时,连续地添加柠檬酸螯合钛络合物使Ti添加量以元素换算值计达到9ppm。此时,所得到的低聚物的酸值为600当量/吨。需要说明的是,本说明书中,“当量/t”表示每1吨的摩尔当量。
将该反应物移送至第二酯化反应槽,在搅拌下、反应槽内温度250℃下以平均滞留时间计反应1.2小时,得到酸值为200当量/吨的低聚物。将第二酯化反应槽的内部区分成3个区域,从第2区域连续地供给乙酸镁的乙二醇溶液使Mg添加量以元素换算值计达到75ppm,接着,从第3区域连续地供给磷酸三甲酯的乙二醇溶液使P添加量以元素换算值计达到65ppm。
(2)缩聚反应
将上述得到的酯化反应产物连续地向第一缩聚反应槽中供给,在搅拌下、反应温度270℃、反应槽内压力20torr(2.67×10-3MPa)下以平均滞留时间约1.8小时进行缩聚。
再移送至第二缩聚反应槽中,在该反应槽中在搅拌下、反应槽内温度276℃、反应槽内压力5torr(6.67×10-4Mpa)下以滞留时间约1.2小时的条件进行反应(缩聚)。
接着,再移送至第三缩聚反应槽中,在该反应槽中,在反应槽内温度278℃、反应槽内压力1.5torr(2.0×10-4MPa)下以滞留时间1.5小时的条件进行反应(缩聚),得到反应物(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))。
接着,将所得到的反应物在冷水中喷出成股绳状,立刻进行切割,制作聚酯的颗粒<截面:长径约4mm、短径约2mm、长度:约3mm>。
关于所得到的聚酯,使用高分辨率型高频电感耦合等离子体-质量分析(HR-ICP-MS;SIINanotechnologyInc.制AttoM),如下所示进行测定,结果,Ti=9ppm、Mg=75ppm、P=60ppm。P相对于最初的添加量略微减少,推测是在聚合过程中挥发。
所得到的聚合物为IV=0.67、末端羧基的量(AV)=23当量/吨、熔点=257℃、溶液雾度=0.3%。IV以及AV的测定通过以下所示的方法进行。
~IV以及AV的测定~
关于聚酯原料树脂的特性粘度(IV),使聚酯原料树脂在1,1,2,2-四氯乙烷/苯酚(=2/3[质量比])混合溶剂中溶解,由该混合溶剂中的25℃下的溶液粘度求出。
关于聚酯原料树脂的末端COOH量(AV),使未拉伸聚酯膜1在苯甲醇/氯仿(=2/3;体积比)的混合溶液中完全溶解,作为指示剂使用酚红,用标准液(0.025NKOH-甲醇混合溶液)进行滴定,由该滴定量计算。
由上,合成聚酯原料树脂1。
(聚酯原料树脂2)
将聚酯原料树脂1用分批法实施固相聚合。即,将聚酯的颗粒投入容器后,抽真空进行搅拌的同时,在150℃下进行预结晶化处理,然后,在190℃下进行30小时的固相聚合反应。
由上,合成聚酯原料树脂2。
(聚酯原料树脂3)
将作为二元酸的2,6-萘二甲酸二甲酯97.6份(100摩尔%)和作为二元醇的乙二醇49.6份(100摩尔%)投入酯交换槽中,蒸馏除去甲醇,进行酯交换反应的同时使其升温,在甲醇蒸馏除去直到理论量的时刻,将反应物移至缩聚槽中,在添加作为缩聚催化剂的氧化锗0.016份后,减压至高真空的同时,加热至290℃,蒸馏除去乙二醇。搅拌扭矩达到目标值时,结束反应,使所得到的聚合物在水中成直径2.5mm的股绳状后取出。将所得到的股绳状的聚合物用切片机切割成薄片状。所得到的聚合物的特性粘度(IV)为0.60。
由此,得到聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的聚酯原料树脂3。
(聚酯原料树脂4)
参考日本特开2001-191406号公报的段落编号[0072](实施例1),准备特性粘度(邻氯苯酚、35℃)0.65的PET的聚酯原料树脂4。
(实施例1)
<未拉伸聚酯膜的制作>
-膜成形工序-
使聚酯原料树脂1干燥至含水率20ppm以下后,投入直径50mm的单螺杆混炼挤出机的料斗中。聚酯原料树脂1在300℃下熔融,根据下述挤出条件,通过齿轮泵、过滤器(孔径20μm)从模头挤出。需要说明的是,以聚酯片的厚度达到3mm的方式调节模头的狭缝的尺寸。聚酯片的厚度通过在流延鼓的出口处设置的自动厚度计进行测定。
此时,在使压力变动为1%、熔融树脂的温度分布为2%的条件下进行熔融树脂的挤出。具体而言,使挤出机的滚筒中的背压为相对于挤出机的滚筒内平均压力高1%的压力,使挤出机的配管温度为相对于挤出机的滚筒内平均温度高2%的温度进行加热。从模头挤出时,将熔融树脂挤出到冷却用的流延鼓上,使用静电施加法,使其与流延鼓粘附。熔融树脂的冷却是将流延鼓的温度设定成25℃的同时,从与流延鼓相对而设置的冷风发生装置中吹25℃的冷风,吹向熔融树脂。通过与流延鼓对向配置的剥离辊,从流延鼓剥离厚度3mm、膜宽0.9m的未拉伸聚酯膜(未拉伸聚酯膜1)。
所得到的未拉伸聚酯膜1为特性粘度IV=0.64dL/g、末端羧基的量(AV)=25当量/吨、玻璃化转变温度(Tg)=72℃。
~IV及AV的测定~
关于未拉伸聚酯膜的特性粘度(IV),使未拉伸聚酯膜在1,1,2,2-四氯乙烷/苯酚(=2/3[质量比])混合溶剂中溶解,由该混合溶剂中的25℃下的溶液粘度求得。
关于未拉伸聚酯膜的末端COOH量(AV),使未拉伸聚酯膜在苯甲醇/氯仿(=2/3;体积比)的混合溶液中完全溶解,作为指示剂使用酚红,用标准液(0.025NKOH-甲醇混合溶液)进行滴定,由该滴定量计算。
<双轴拉伸聚酯膜的制作>
关于所得到的未拉伸聚酯膜1,通过以下的方法进行逐次双轴拉伸,由此进行拉伸,制作厚度250μm、膜宽(TD方向的全长)2.5m的双轴拉伸聚酯膜1。
-纵向拉伸工序-
将未拉伸聚酯膜1通过周速不同的2对夹持辊之间,在下述条件下沿纵向(搬送方向)进行拉伸。
预热温度:80℃
纵向拉伸温度:90℃
纵向拉伸倍率:3.1倍
纵向拉伸应力:12MPa
-横向拉伸工序-
对于纵向拉伸后的聚酯膜1(纵向拉伸聚酯膜1),使用具有图3所示的结构的拉幅机(双轴拉伸机),在下述的方法、条件下进行拉伸。
(预热部)
使预热温度为110℃,以能够拉伸的方式进行加热。
(拉伸部)
在下述的条件下将预热后的纵向拉伸聚酯膜1沿与纵向拉伸后的方向(长度方向)垂直的膜宽度方向(TD方向)施加张力,进行横向拉伸。
<条件>
·拉伸温度(横向拉伸温度):125℃
·拉伸倍率(横向拉伸倍率):4.0倍
·拉伸应力(横向拉伸应力):18MPa
(热定型部)
接着,将聚酯膜的最高到达膜面温度(热定型温度)控制在下述范围内,进行加热,使其结晶化。
·最高到达膜面温度(热定型温度T热定型):225[℃]
此处的热定型温度T热定型为DSC的预峰温度[℃]。
另外,将膜宽度方向(TD方向)的两端部从在膜成形工序中与流延鼓接触的铸造面侧,用陶瓷制的红外线加热器(加热器表面温度:650℃)进行辐射加热。此时,加热器与聚酯膜的距离为170mm。
(热松弛部)
将热定型后的聚酯膜加热至下述的温度,松弛膜的张力。此时,将膜宽度方向的两端部与热定型同样地从铸造面侧用红外线加热器(加热器表面温度:350℃)进行辐射加热。
·热松弛温度(T热松弛):150℃
·热松弛率:TD方向(TD热松弛率;ΔW)=5%
MD方向(MD热松弛率;ΔSp)=0%
(冷却部)
接着,将热松弛后的聚酯膜以膜的TD方向中央部的温度达到88℃、膜的TD方向端部的温度达到80℃的冷却温度进行冷却。
-膜的回收-
冷却结束后,将聚酯膜的两端各修剪20cm。然后,在两端以宽度10mm进行挤出加工(压花)后,以张力25kg/m进行卷取。
由上,制作厚度250μm的双轴拉伸聚酯膜(PET膜)。
-A.测定·评价-
对上述制作的双轴拉伸聚酯膜进行下述的测定、评价。测定和评价的结果如下述表2所示。
(1)双轴拉伸聚酯膜的裁剪
在双轴拉伸聚酯膜的MD方向端部中,将一端固定于距地面26m的高处,在无张力下悬挂双轴拉伸聚酯膜。以从固定于高处的MD方向的端部至另一端的距离达到26m(图1中的L=26m)的方式裁剪膜,准备膜宽(W)为表1所示的大小(实施例1中W=2.5m)、且MD方向的膜长(L)达到26m的膜F。
(2)TD方向中的MD热收缩率
裁剪如上所述得到的膜F,制作在膜F的、达到MD方向的膜长(L=26m)的一半的位置(图1的直线CL上)处的TD方向的两端部、和TD方向中央部的试样片M。需要说明的是,试样片M为TD方向30mm、MD方向120mm的大小。
针对试样片M,在MD方向以达到100mm的间隔引入2根基准线,在无张力下放置于150℃的加热烘箱中30分钟。该放置后,将试样片M冷却至室温,测定2根基准线的间隔,将该值设定为A(单元;mm)。将由测定的A以及“100×(100-A)/100”的式计算出的数值作为MD热收缩率。
关于测定膜F中位于TD方向端部的试样片M而所得到的MD热收缩率,将数值大的值设定为SS1,将数值小的值设定为SS2。另外,将测定膜F中位于TD方向的中央部的试样片M而得到的MD热收缩率设定为SCT。将结果示于表2。
(3)膜F的全宽圆弧CS1、膜F的半裁膜的半裁圆弧CCT的测定
由测定的MD热收缩率SS1和SS2确定膜F的S1侧和S2侧,从而测定膜F的全宽圆弧CS1。另外,沿连接膜F的MD方向端部的边的中心Cwu和Cwd的直线(图1中的直线Y1),裁剪膜F,得到半裁膜。
测定作为所得到的半裁膜的弯曲大小的CC1以及CC2,计算出半裁膜的CCT。
将结果示于表2。
另外,基于所得到的SS1、SS2、SCT、CS1、CCT以及W,将构成式(1)~(7)的要素“ΔS(=SS1-SS2)”、“SAV[=(Ss1+Ss2+SCT)/3]”、“{SCT-(Ss1+Ss2)/2}”、“{SCT-(Ss1+Ss2)/2}/CCT/100”、“W/2000”、“W/1000”以及“2W”示于表2。
(4)厚度的测定
所得到的双轴拉伸聚酯膜的厚度如下求得。
对于双轴拉伸聚酯膜,使用接触式膜厚测定计(ANRITSU公司制),在纵向拉伸的方向(长度方向)以0.5m的等间隔进行50个点取样,进一步在膜宽度方向(与长度方向垂直的方向)经过膜全宽以等间隔(沿宽度方向50等分)进行50个点取样后,测定这100个点的厚度。求出这100个点的平均厚度,作为聚酯膜的厚度。
(5)DSC预峰温度偏差(ΔTpp)
在膜F的、作为图1的直线CL上的位置处,对于从TD方向的一个端部至另一个端部的总宽度,以等间隔进行11个点取样,得到试样片M2。关于各位置的试样片M2,测定DSC预峰温度(Tpp)。将测定的多个Tpp值的最大值与最小值之差(ΔTpp)作为DSC预峰温度偏差。
需要说明的是,关于DSC预峰温度,在株式会社岛津制作所制造的DSC-60上将取样后的试样片M2的膜安装规定量(2~10mg),以10℃/分钟的升温速度升温至300℃来测定。将在聚酯(PET)的熔解峰前出现的吸热峰的峰温度理解为DSC预峰温度(Tpp)。
(6)加热搬送双轴拉伸聚酯膜时的褶皱和损伤的有无判定
关于所得到的双轴拉伸聚酯膜,通过目视观察在温度170℃、MD方向的搬送速度1.0m/s下加热搬送40秒时的膜表面上的褶皱的有无以及损伤的有无,基于下述的评价基准进行评价。
<褶皱的有无的评价基准>
AA:几乎没有观察到褶皱的产生。
A:略微观察到褶皱的产生,但膜面良好。
B:观察到褶皱的产生,但实用上无障碍的程度。
C:显著观察到褶皱的产生。
<损伤的有无的评价基准>
AA:几乎没有观察到损伤的产生。
A:略微观察到损伤的产生,膜面良好。
B:观察到损伤的产生,但实用上无障碍的程度。
C:显著观察到损伤的产生。
(实施例2~实施例15以及比较例1~比较例5)
在实施例1中,除了变更表1所示的条件之外,均同样操作,得到实施例2~实施例15以及比较例1~比较例5的双轴拉伸聚酯膜。
另外,关于所得到的双轴拉伸聚酯膜,通过与实施例1的双轴拉伸聚酯膜同样的方法,进行关于双轴拉伸聚酯膜的物性评价以及褶皱和损伤的有无的评价。将结果示于表2。
(比较例6)
参考日本特开2001-191406号公报的段落编号[0072]~[0073],得到基于日本特开2001-191406号公报的实施例1的双轴拉伸聚酯膜。
关于所得到的双轴拉伸聚酯膜,通过与实施例1的双轴拉伸聚酯膜同样的方法,进行关于双轴拉伸聚酯膜的物性评价以及褶皱和损伤的有无的评价。将结果示于表2。
[表1]
[表2]
如表2所示,实施例中,在与比较例的对比中,将加热搬送时的褶皱和损伤的产生抑制得较少。
在2013年3月28日申请的日本国专利申请2013-069480的公开内容,其整体通过参考引入到本说明书中。本说明书中记载的全部文献、专利申请以及技术规格,与具体并且分别记述各个文献、专利申请以及技术规格通过参考引入的情况同程度地,在本说明书中通过参考引入。关于本发明的例示的实施方式的以上的记载为例示以及说明的目的,而不是收罗或限定公开发明的方式本身。显然多种改变或变更对本领域技术人员是显而易见的。上述实施方式对发明的原理以及实用的应用最佳地进行了说明,与适用于假定的特定用途那样的各种实施方式和各种改变一起为了使其他本领域技术人员理解发明而进行选择并记载。本发明的范围试图通过以下的权利要求和其均等物进行规定。
符号说明
2a~21···把持构件
10······预热部
20······拉伸部
30······热定型部
40······热松弛部
50······冷却部
60······环状导轨
100·····双轴拉伸机
200·····聚酯膜
Claims (13)
1.一种聚酯膜,其满足下述式(1)~(4),
W/1000<[(Ss1-Ss2)/CS1/100]<2W…(1)
0<(Ss1-Ss2)<0.5…(2)
-1<(Ss1+Ss2+SCT)/3<3…(3)
0<Cs1<0.2…(4)
式(1)~(4)中,
Ss1表示:在聚酯膜宽度方向的端部中,与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率大的一侧的端部的、与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%],
Ss2表示:在聚酯膜宽度方向的端部中,与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率小的一侧的端部的、与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%],
SCT表示:在聚酯膜宽度方向的中央部的、与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率[%],
CS1表示:在聚酯膜宽度方向的端部中,与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率大的一侧的端部的、弯曲大小的最大值[m],
W表示聚酯膜的宽度[m]。
2.根据权利要求1所述的聚酯膜,其还满足下述式(5)~(7),
W/2000<[{SCT-(Ss1+Ss2)/2}/CCT/100]<W…(5)
-0.5<{SCT-(Ss1+Ss2)/2}<0.5…(6)
-0.2<CCT<0.2…(7)
式(5)~(7)中,
Ss1表示:在聚酯膜宽度方向的端部中,与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率大的一侧的端部的、与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%],
Ss2表示:在聚酯膜宽度方向的端部中,与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率小的一侧的端部的、与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的热收缩率[%],
SCT表示:在聚酯膜宽度方向的中央部的、与所述聚酯膜宽度方向垂直的方向的150℃、30分钟下的热收缩率[%],
CCT表示:沿着连接聚酯膜长度方向的两端部的聚酯膜宽度方向的中央的直线,裁剪聚酯膜,将由此得到的二个半裁聚酯膜的宽度方向的端部的弯曲大小的最大值相加除以2而得到的值[m],
W表示膜宽[m]。
3.根据权利要求1或2所述的聚酯膜,其中,
所述膜宽W为0.3m以上且8m以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚酯膜,其中,
在所述膜宽度方向的通过差示扫描量热测定即DSC测定的预峰温度偏差为0.5℃以上且10℃以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚酯膜,其中,
聚酯膜的特性粘度为0.55dL/g以上且0.90dL/g以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚酯膜,其中,
聚酯膜的末端羧基的量为5eq/吨以上且35eq/吨以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的聚酯膜,其中,
来自3官能以上的多官能单体的构成单元的含有比率相对于聚酯膜中的聚酯的全部构成单元为0.005摩尔%以上且2.5摩尔%以下。
8.一种聚酯膜的制造方法,其包括:
膜成形工序,将聚酯原料树脂熔融挤出成片状,在流延鼓上冷却,使聚酯膜成形;
纵向拉伸工序,将成形后的所述聚酯膜沿长度方向进行纵向拉伸;以及
横向拉伸工序,将所述聚酯膜依次向以下各部进行搬送,将所述纵向拉伸后的聚酯膜沿与所述长度方向垂直的宽度方向进行横向拉伸,其中,所述各部为:将所述纵向拉伸后的聚酯膜预热至能够拉伸的温度的预热部;将预热后的所述聚酯膜沿与所述长度方向垂直的宽度方向施加张力来进行横向拉伸的拉伸部;对进行所述纵向拉伸以及所述横向拉伸后的所述聚酯膜进行加热使其结晶化来进行热定型的热定型部;对所述热定型后的聚酯膜进行加热、将聚酯膜的张力松弛来除去膜的残留应变的热松弛部;以及将热松弛后的聚酯膜冷却的冷却部,
在所述热定型部以及所述热松弛部的至少一者中,将所述宽度方向的聚酯膜的端部利用加热器进行选择性辐射加热,使所述加热器的表面与所述聚酯膜的表面的最短距离为10mm以上且300mm以下。
9.根据权利要求8所述的聚酯膜的制造方法,其中,
所述辐射加热利用至少一个陶瓷制加热器来进行。
10.根据权利要求9所述的聚酯膜的制造方法,其中,
所述陶瓷制加热器中的至少一个的表面温度为300℃以上且700℃以下。
11.根据权利要求9或10所述的聚酯膜的制造方法,其中,
所述陶瓷制加热器中的至少一个用格子状的金属盖覆盖。
12.根据权利要求8~11中任一项所述的聚酯膜的制造方法,其中,
所述横向拉伸工序使用以下所述的双轴拉伸装置,该双轴拉伸装置具有所述预热部、所述拉伸部、所述热定型部、所述热松弛部以及所述冷却部,在所述预热部对于一个端部使用至少二个把持构件来把持所述聚酯膜的宽度方向的两端部,将所述聚酯膜从所述预热部搬送至所述冷却部,
使所述聚酯膜从所述把持构件脱离时的所述聚酯膜的表面温度为40℃~140℃。
13.根据权利要求12所述的聚酯膜的制造方法,其中,
对于所述聚酯膜从所述把持构件脱离时的所述聚酯膜的表面温度,相对于所述聚酯膜的宽度方向的中央部的表面温度,使在所述宽度方向距所述把持构件200mm的位置处的所述聚酯膜的表面温度低1℃~20℃。
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