JP2012051233A - 耐候性ポリエステルフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二軸配向ポリエステルフィルムであって、下記構成要件(1)〜(4)を満たす耐候性ポリエステルフィルム。(1)カルボキシル末端濃度が25eq/ton以下、(2)フィルムの固有粘度が0.60〜0.90dl/g、(3)MD方向およびTD方向の破断強度差が10MPa以下、(4)MD方向およびTD方向の破断伸度差が10%以下
【選択図】なし
Description
(1)カルボキシル末端濃度がポリエステルに対し25eq/ton以下である
(2)フィルムの固有粘度(IV)が0.60〜0.90dl/gである
(3)JIS−C−2318−1997 5.3.31(引張強さ及び伸び率)に準拠して測定される破断強度(TS)について、縦方向(MD方向)の測定値をTS(MD)、横方向(TD方向)の測定値をTS(TD)とし、下記式で定められる△TSが10MPa以下である。
△TS=|TS(MD)−TS(TD)|
(4)JIS−C−2318−1997 5.3.31(引張強さ及び伸び率)に準拠して測定される破断伸度(TE)について、縦方向(MD方向)の測定値をTE(MD)、横方向(TD方向)の測定値をTE(TD)とし、下記式で定められる△TEが10%以下である。
△TE=|TE(MD)−TE(TD)|
さらに、本発明は、同時二軸延伸法により得られる前記の耐候性ポリエステルフィルムである。
よって、屋外で使用される太陽電池用部材(例えば、太陽電池裏面封止用のベースフィルム)や自動車用グレージング向けの熱線遮蔽フィルムのベースフィルムとしても有用である。
特に、熱酸化劣化の抑制には金属含有量が少ない方が有利であり、少量のアルミニウム化合物と助触媒であるリン化合物を併用し、重合活性を確保することが好ましい。さらにリン化合物はフェノール部位を持つことが好ましい。フェノール部位含有のリン化合物は、酸素下でラジカル機構により分解するポリエステル劣化を抑制する効果を有するため特に好ましい。この機能を高めるためには、フェノール部位が立体的、電子的に安定化され、よりラジカルトラップ能を発現するヒンダートフェノール骨格を有することが好ましい。
△TS=|TS(MD)−TS(TD)|
△TE=|TE(MD)−TE(TD)|
÷未延伸フィルムの速度(m/秒)×100
÷未延伸フィルムの幅(m)×100
JIS−C−2318−1997 5.3.31(引張強さ及び伸び率)に準拠して測定した。MD方向(縦方向、フィルム巻取方向)およびTD方向(横方向、MD方向と直行する方向)から幅10mm、長さ190mmのフィルム試験片をサンプリングした。フィルム試験片を引張試験機(ORIENTEC社製、テンシロンRTC−125A)にセットし、温度23℃、湿度65%RHの環境下において、チャック間距離100mm、引取り速度200mm/minで伸張し、破断に要する応力とフィルムの伸びを計測し、破断強度 (MPa)、破断伸度(%)を求めた。
耐加水分解性評価として、JIS−60068−2−66で規格化されているHAST(Highly Accelerated temperature and humidity Stress Test)を行った。機器はエスペック社製EHS−221を用い、105℃、100%RH、0.03MPa下の条件で行った。
フィルムをMD方向およびTD方向から幅70mm×長さ190mmにカットし、治具を用いてフィルムを設置した。各フィルムは各々が接触しない距離を保ち設置した。105℃、100%RH、0.03MPaの条件下で192時間および400時間の処理を行った。各フィルムから幅10mmの試料を採取し、処理前、処理後の破断伸度をJIS−C−2318−1997 5.3.31(引張強さ及び伸び率)に準拠して(1)記載の方法により測定し、下記式に従い破断伸度保持率(RTE)を算出した。
RTE(%)=[(処理後の破断伸度(MPa))/(処理前の破断伸度(MPa))]×100
△RTE=|RTE(MD)−RTE(TD)|
ポリエステルをフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタンの6/4(重量比)混合溶媒を使用して溶解し、温度30℃にて測定した。
A.試料の調整
ポリエステルを粉砕し、70℃で24時間真空乾燥を行った後、天秤を用いて0.20±0.0005gの範囲に秤量する。そのときの重量をW(g)とする。試験管にベンジルアルコール10mlと秤量した試料を加え、試験管を205℃に加熱したベンジルアルコール浴に浸し、ガラス棒で攪拌しながら試料を溶解する。溶解時間を3分間、5分間、7分間としたときのサンプルをそれぞれA、B、Cとする。次いで、新たに試験管を用意し、ベンジルアルコールのみ入れ、同様の手順で処理し、溶解時間を3分間、5分間、7分間としたときのサンプルをそれぞれa、b、cとする。
B.滴定
予めファクターの分かっている0.04mol/l水酸化カリウム溶液(エタノール溶液)を用いて滴定する。指示薬はフェノールレッドを用い、黄緑色から淡紅色に変化したところを終点とし、水酸化カリウム溶液の滴定量(ml)を求める。サンプルA、B、Cの滴定量をXA、XB、XC(ml)とする。サンプルa、b、cの滴定量をXa、Xb、Xc(ml)とする。
C.カルボキシル末端濃度の算出
各溶解時間に対しての滴定量XA、XB、XCを用いて、最小2乗法により、溶解時間0分での滴定量V(ml)を求める。同様にXa,Xb,Xcを用いて、滴定量V0(ml)を求める。次いで、次式に従いカルボキシル末端濃度を求めた。
カルボキシル末端濃度(eq/ton)=[(V−V0)×0.04×NF×1000]/W
NF:0.04mol/l水酸化カリウム溶液のファクター
W:試料重量(g)
水分率測定器(三菱化成製、VA−05型)を使用し、230℃で10分間の条件で、チップ1〜2gに熱処理を行い、チップ中に含まれる水分を揮発させて、水分率を測定する。
(1)重縮合触媒溶液の調製
(リン化合物のエチレングリコール溶液の調製)
窒素導入管、冷却管を備えたフラスコに、常温常圧下、エチレングリコール2.0リットルを加えた後、窒素雰囲気下200rpmで攪拌しながら、リン化合物として(化39)で表されるIrganox1222(チバ・スペシャルティーケミカルズ社製)の200gを加えた。さらに2.0リットルのエチレングリコールを追加した後、ジャケット温度の設定を196℃に変更して昇温し、内温が185℃以上になった時点から60分間還流下で攪拌した。その後加熱を止め、直ちに溶液を熱源から取り去り、窒素雰囲気下を保ったまま、30分以内に120℃以下まで冷却した。得られた溶液中のIrganox1222のモル分率は40%、Irganox1222から構造変化した化合物のモル分率は60%であった。
(アルミニウム化合物の水溶液の調製)
冷却管を備えたフラスコに、常温常圧下、純水5.0リットルを加えた後、200rpmで攪拌しながら、塩基性酢酸アルミニウム200gを純水とのスラリーとして加えた。さらに全体として10.0リットルとなるよう純水を追加して常温常圧で12時間攪拌した。その後、ジャケット温度の設定を100.5℃に変更して昇温し、内温が95℃以上になった時点から3時間還流下で攪拌した。攪拌を止め、室温まで放冷し水溶液を得た。
(アルミニウム化合物のエチレングリコール混合溶液の調製)
上記方法で得たアルミニウム化合物水溶液に等容量のエチレングリコールを加え、室温で30分間攪拌した後、内温80〜90℃にコントロールし、徐々に減圧して、到達27hPaとして、数時間攪拌しながら系から水を留去し、20g/lのアルミニウム化合物のエチレングリコール溶液を得た。得られたアルミニウム溶液の27Al−NMRスペクトルのピーク積分値比は2.2であった。
3基の連続エステル化反応槽および3基の重縮合反応槽よりなり、かつ第3エステル化反応槽から第1重縮合反応槽への移送ラインに高速攪拌器を有したインラインミキサーが設置された連続式ポリエステル製造装置に高純度テレフタル酸1質量部に対してエチレングリコール0.75質量部とをスラリー調製槽に連続的に供給した。調製されスラリーを連続的に供給し第1エステル化槽が反応温度250℃、110kPa、第2エステル化反応槽が260℃、105kPa、第3エステル化反応槽が260℃、105kPaとして、第2エステル化反応槽にエチレングルコール0.025質量部を連続的に投入しポリエステルオリゴマーを得た。該オリゴマーを3基の反応槽よりなる連続重縮合装置に連続的に移送すると共に、該移送ラインに設置されたインラインミキサーに上記方法で調製したアルミニウム化合物のエチレングリコール溶液およびリン化合物のエチレングリコール溶液をそれぞれポリエステル中の酸成分に対してアルミニウム原子およびリン原子として0.015モル%および0.036モル%となるように攪拌式のミキサーで攪拌しながら連続的に添加し、初期重縮合反応槽が265℃、9kPa、中期重縮合反応槽が265〜268℃、0.7kPa、最終重縮合反応槽が273℃、13.3Paで重縮合しIV0.620dl/g、カルボキシル末端濃度が12.5eq/tonのPETを得た。
ポリエチレンテレフタレートのペレットと平均粒子径(電顕法)1.0μmのシリカ粒子をPETに対し0.06質量%となるようにし、135℃で10時間減圧乾燥(1Torr)した後、押出機に供給し、押出機熔融部、混練り部、ポリマー管、ギアポンプ、フィルターまでの樹脂最高温度は290℃、その後のポリマー管では285℃とし、ダイスよりシート状にして押し出した。また、フラットダイは樹脂温度が285℃になるようにした。なお、押出機入り口で抜き出したPETペレットの水分率を測定した結果、水分率は18ppmであった。押し出した樹脂を表面温度30℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。
縦および横方向の延伸倍率を3.5倍とした以外は、実施例1と同様の方法で製膜を行い、厚さ50μmの耐候性ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの特性を表に示す。
縦および横方向の延伸速度を100%/秒とした以外は、実施例1と同様の方法で製膜を行い、厚さ50μmの耐候性ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの特性を表に示す。
縦および横方向の延伸速度を300%/秒とした以外は、実施例1と同様の方法で製膜を行い、厚さ50μmの耐候性ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの特性を表に示す。
固相重合時間を調整し、IVが0.720dl/g、カルボキシル末端濃度が10.0eq/tonであるPETレジンを用いた以外は実施例4と同様の方法で製膜を行い、厚さ50μmの耐候性ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの特性を表に示す。
実施例1と同様の製法で得た未延伸フィルムを加熱されたロール群及び赤外線ヒーターで100℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で長手方向に3.2倍延伸して一軸配向PETフィルムを得た。引き続いて、テンターで、130℃で幅方向に4.0倍に延伸を行った後、熱固定を220℃で行い、さらに200℃で幅方向に弛緩処理を行い、厚さ50μmの耐候性ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの特性を表に示す。
長手方向の延伸倍率を2.8倍、幅方向の延伸倍率を4.5倍とした以外は、比較例1と同様の方法で製膜を行い、厚さ50μmの二軸延伸PETフィルムを得た。厚さ50μmの耐候性ポリエステルフィルムを作製した。得られたポリエステルフィルムの特性を表に示す。
Claims (2)
- 二軸配向ポリエステルフィルムであって、下記構成要件(1)〜(4)を満たす耐候性ポリエステルフィルム。
(1)カルボキシル末端濃度がポリエステルに対し25eq/ton以下である
(2)フィルムの固有粘度(IV)が0.60〜0.90dl/gである
(3)JIS−C−2318−1997 5.3.31(引張強さ及び伸び率)に準拠して測定される破断強度(TS)について、縦方向(MD方向)の測定値をTS(MD)、横方向(TD方向)の測定値をTS(TD)とし、下記式で定められる△TSが10MPa以下である
△TS=|TS(MD)−TS(TD)|
(4)JIS−C−2318−1997 5.3.31(引張強さ及び伸び率)に準拠して測定される破断伸度(TE)について、縦方向(MD方向)の測定値をTE(MD)、横方向(TD方向)の測定値をTE(TD)とし、下記式で定められる△TEが10%以下である
△TE=|TE(MD)−TE(TD)| - 同時二軸延伸法により得られる請求項1に記載の耐候性ポリエステルフィルム。
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