JP4401933B2 - 電気絶縁用二軸配向積層ポリエステルフィルム - Google Patents
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Description
本発明における二軸配向ポリエステル積層フィルムは、ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面に、アンカー層および撥水性層が順次積層された構成を有する。
本発明におけるポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂としては、ジオールとジカルボン酸との重縮合によって得られるポリマーが挙げられる。かかるジカルボン酸として、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸およびセバシン酸が挙げられ、またジオールとして、例えばエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,6−ヘキサンジオールが挙げられ、これらジカルボン酸成分およびジオール成分は、好ましくはそれぞれ全繰返し単位の80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが好ましく、特に耐熱性の観点から、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが好ましく例示される。
本発明におけるポリエステルフィルムは、フィルムの取り扱い性を向上させるため、発明の効果を損なわない範囲で不活性粒子からなる滑剤が添加されていても良い。不活性粒子としては、たとえば、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、クレー、などの無機粒子、シリコーン、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などからなる有機粒子、硫酸バリウム、酸化チタン等の顔料を単独あるいは2種以上添加しても良い。
(ア)ポリエステル合成時のエステル交換反応もしくはエステル化反応終了前に添加、もしくは重縮合反応開始前に添加する方法。
(イ)ポリエステルに添加し、溶融混練する方法。
(ウ)上記(ア)、(イ)の方法において酸化チタンや他の滑剤を多量添加したマスターペレットを製造し、これら添加剤を含有しないポリエステルと混練して、所定量の添加物を含有させる方法。
本発明におけるアンカー層は、ポリエステルフィルムと撥水性層との間に設けることにより、ポリエステルフィルムと撥水性層との密着性を強固なものとし、ポリエステルフィルムと撥水性層との間に水分を浸透させないことから、高温湿度下でのポリエステルフィルムの加水分解性を改善することができ、結果としてポリエステルフィルムの機械特性および電気絶縁性を良好なものとすることができる。本発明におけるアンカー層は、密着性の点からシラン化合物からなるシラン系アンカー層である。かかるシラン化合物としては、例えばγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(β−アミノプロピル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。これらの中でも、特にγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好ましく例示される。該シラン化合物は、1種または2種以上を用いることができる。またアンカー層としては、テトラアルコキシシランおよび/またはその部分加水分解の塗液より形成される酸化ケイ素膜であってもよい。
本発明における撥水性層は、アンカー層を介してポリエステルフィルムの少なくとも一方の面に積層される。本発明における撥水性層はシリコーン樹脂からなり、例えば紫外線硬化性シリコーン樹脂または熱硬化性シリコーン樹脂が例示される。かかるシリコーン樹脂の中でも、特に熱硬化性シリコーンが好ましく、ポリジメチルシロキサンの末端基および側鎖の一部に、ビニル基、水酸基、フェニル基などを有し、白金、酸化錫等の触媒を用いて、1分子中に少なくとも1個の、珪素原子に直接結合した水素原子を有しているハイドロジェンシランと硬化させて得られるシリコーン樹脂が例示される。また、本発明で用いられるシリコーン樹脂は、撥水性層の水接触角が90度以上である範囲内で、下記式で表わされるD単位、T単位及びQ単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を有するシリコーン樹脂を配合しても良い。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、各種の機能を付与するために、ポリエステルフィルムのアンカー層および撥水性層を積層させる面とは反対側の面に、他塗布層を形成してもよい。かかる塗布層を形成するバインダー樹脂として、例えばポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、およびポリオレフィン、ならびにこれらの共重合体やブレンド物が挙げられる。なかでもポリエステル、ポリイミド、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリウレタンが好ましく例示される。かかるバインダー樹脂は、更に架橋剤を加えて架橋されたものでも良い。コーティング塗剤の溶媒としては、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトンなどの有機溶媒および混合物が使用でき、更に水を溶媒としてもよい。本発明の塗膜層は、塗膜を形成する成分として、さらにポリアルキレンオキサイドなどの界面活性剤および不活性粒子を含んでいてもよい。
本発明における二軸配向積層ポリエステルフィルムは、テンター法、インフレーション法等の従来知られている製膜方法を用いて製造することができる。
接触角の測定法は、平板状の試料片を水平に置き、撥水性層側の面を上にして、JISR3257の静滴法に従い、容量1mlの注射器により水を1滴滴下して、試料片上に1μl以上4μl以下の水滴を静置した。ついで角度測定器がついた顕微鏡により、1分間静置後の水接触角θを読み取った。
試験片(50mm×50mm)を60℃、80%RHの恒温恒湿槽に1週間投入した後、取り出して撥水性層側の面を指で10回こすり、下記基準で接着性を評価した。
○ 撥水性層の剥離あり
× 撥水性層の剥離なし
100mm長×5mm幅の短冊状の試料片を、121℃・2atm・濡れ飽和モード・100%RHに設定した環境試験機内にステンレス製のクリップで吊り下げる。750時間経過後に環境試験機からフィルムを取り出し、23℃で24hr静置後、オリエンテック社製テンシロンUCT−100型を用いてチャック間距離50mm、引張速度100mm/分で引張応力を測定し、下記式に従って750時間経過時の強度保持率を算出した。測定は5回行い、その平均値より下記基準で耐加水分解性を判定した。
強度保持率(%)=(750時間経過時の引張応力/初期の引張応力)×100
○:強度保持率 50%以上
△:強度保持率 25%以上
×:強度保持率 25%未満
JIS C2151記載の平板電極法に準拠して、東京精電株式会社製 ITS−6003を用いて、速度1(KV/秒)で電圧を昇圧し、フィルム破断時の電圧を電圧計で読み取り絶縁破壊電圧を測定した。なお、測定は二軸配向積層ポリエステルフィルムを用いて行ない、初期の絶縁破壊電圧および、121℃・2atm・濡れ飽和モード・100%RHに設定した環境試験機内で750時間処理し、その後23℃で24hr放置後の絶縁破壊電圧をそれぞれ測定した。
○: 絶縁破壊電圧 20kV以上
△: 絶縁破壊電圧 10kV以上
×: 絶縁破壊電圧 10kV未満
ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ジメチルエステル100重量部、エチレングリコール60重量部を、エステル交換触媒として酢酸マンガン四水塩0.03重量部を使用し、滑剤として平均粒径0.5μmの炭酸カルシウム粒子を0.25重量%、平均粒径0.2μmの球状シリカ粒子を0.06重量%、および平均粒径0.1μmの球状シリカ粒子を0.1重量%含有するように添加して、常法に従ってエステル交換反応させた後、トリエチルホスホノアセテート0.042重量部を添加し実質的にエステル交換反応を終了させた。ついで、三酸化アンチモン0.024重量部を添加し、引き続き高温、高真空化で常法にて重合反応を行い、固有粘度0.60dl/gのポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(PEN Tg=121℃)を得た。
得られた二軸配向積層ポリエステルフィルムの特性は表1の通りである。該積層ポリエステルフィルムをロール状に巻き取った時の表面をa面、裏面をb面として水の接触角をそれぞれ測定した。本実施例のフィルムは、撥水性層の接着性が十分であり、加水分解性および電気絶縁性に優れていた。
撥水性層を形成する塗液として、ポリアルキルシロキサンからなる縮合反応型シリコーンおよびポリアルキル水素シロキサンを含むシリコーン溶液[東芝シリコーン(株)商品名YSR―3022]100重量部にジアルキルスズ化合物からなる硬化剤[東芝シリコーン(株)商品名YC―6831]5重量部を加え、MEK、メチルイソブチルケトン、キシレンの溶剤で希釈し固形分2%の溶液とした以外は実施例1と同様にして二軸配向積層ポリエステルフィルムを得た。
得られた二軸配向積層ポリエステルフィルムの特性は表1の通りである。本実施例のフィルムは、撥水性層の接着性が十分であり、加水分解性および電気絶縁性に優れていた。
実施例1と同様にして、二軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムを得、フィルムの一方の面に、実施例1と同じ種類のアンカー層として実施例1と同じ種類の塗剤を用いてフィルムの一方の面にキスコート法により塗布し、その後実施例1と同様の方法によって横方向に延伸、熱固定処理を施した。得られた二軸配向ポリエステルフィルムの、アンカー層が形成された片面上に、さらに実施例1と同様の方法によって撥水性層を形成し、二軸配向積層ポリエステルフィルムを得た。また、アンカー層および撥水性層を形成しない面にはエポキシ樹脂[荒川化学(株)商品名コンポセランAD01]49.8部に白金化合物からなる硬化剤[荒川化学(株)商品名コンポセランE103]20部を加え、バーコーターを用いて乾燥後の膜厚が1.0〜20.0μmになるよう塗布し金属板(鉄)と圧着した。
アンカー層および撥水性層を形成しない以外は、実施例1と同様にして二軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムを得た。得られた二軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムの特性を表1に示す。本比較例のフィルムは、水の接触角が90度に満たないため撥水性能が不十分であり、十分な加水分解性が得られず、長期の高温高湿処理後の絶縁破壊強度も低下した。
アンカー層を形成しない以外は、実施例1と同様にして二軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルムの両面に撥水性層を有する二軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルム積層体を得た。得られた二軸配向ポリエチレン―2,6―ナフタレートフィルム積層体の特性を表1に示す。本比較例のフィルムは、撥水性層のポリエステルフィルムに対する接着性が不十分なため、十分な加水分解性が得られず、長期の高温高湿処理後の絶縁破壊強度も低下した。
Claims (2)
- ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面に、アンカー層、撥水性層が順次積層され、アンカー層がシラン系アンカー層、撥水性層がシリコーン樹脂からなり、該撥水性層表面の水接触角が90度以上であることを特徴とする、モータのスロットライナーまたはウエッジに用いられる電気絶縁用二軸配向積層ポリエステルフィルム。
- ポリエステルフィルムがポリエチレン−2,6−ナフタレ−トからなる請求項1に記載の電気絶縁用二軸配向積層ポリエステルフィルム。
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