JP4583105B2

JP4583105B2 - 共押出し積層ポリエテルフィルム

Info

Publication number: JP4583105B2
Application number: JP2004235529A
Authority: JP
Inventors: 俊治渡辺
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2024-08-12
Also published as: JP2006051712A

Description

本発明は、透明部材と密着して使用されるときに問題となる干渉縞の発生を防止する必要性のあるフィルムやシート、例えばタッチパネルの透明導電性フィルム、バックライトユニットの拡散板、反射板やプリズムシート、さらにプラズマディスプレーの電磁波遮蔽性フィルムなどのフィルム基材として好適に使用することのできる、透明性に優れたポリエステルフィルムに関する。

透明部材同士が密着する際に両者の間に生じる隙間が一定間隔以下の場合に発生する干渉縞などの発生を防止するフィルムおよびシートは、過去にも提案されている。例えば、特許文献１には、粒子を含む透明樹脂を梨地様の処理したコートロールを用いて塗布する方法が開示されている。また、特許文献２には、紫外線硬化樹脂と球状有機粒子を用いた、透明性に優れた干渉縞防止シートが開示されている。しかしながら、いずれの例も、塗布層の塗布工程や乾燥工程が必要であり、生産性向上に限界あり、安全衛生管理にも注意が必要である。

特開平０９−２７２１８３号公報特開平１１−２２７０８８号公報

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、その解決課題は、他の透明部材と密着しても干渉縞が発生しない、透明性に優れた共押出積層ポリエステルフィルムを提供することにある。

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有する積層延伸ポリエステルフィルムによれば、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、少なくとも３層のポリエステルからなる共押出二軸延伸フィルムであり、内層に、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂およびアクリル−スチレン共重合体から選ばれる、平均粒子径５〜５０μｍ、粒子変形度２．０〜８．０の有機粒子を０．０５〜１．４重量％含有することを特徴とする共押出二軸延伸積層ポリエステルフィルムに存する。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリエステルとは、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸等のような芳香族ジカルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等のようなグリコールとのエステルを主たる成分とするポリエステルである。当該ポリエステルは、芳香族ジカルボン酸とグリコールとを直接重合させて得られるほか、芳香族ジカルボン酸ジアルキルエステルとグリコールとをエステル交換反応させた後、重縮合させる方法、あるいは芳香族ジカルボン酸のジグリコールエステルを重縮合させる等の方法によっても得られる。当該ポリエステルの代表的なものとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）、ボリブチレンテレフタレート等が例示される。かかるポリエステルは、共重合されないホモポリマーであってもよく、またジカルボン酸成分の４０モル％以下が主成分以外のジカルボン酸成分であり、ジオール成分の４０モル％以下が主成分以外のジオール成分であるような共重合ポリエステルであってもよく、またそれらの混合物であってもよい。

本発明のフィルムは、少なくとも２層からなる共押出しフィルムであり、５〜５０μｍの不活性粒子を含有する共押出層（以下単に粒子含有層と記述する）を少なくとも１層有する。粒子含有層は、内層であっても表層であってもよい。例えば、２層の内の１層とすることもできるが、通常少なくとも３層からなる共押出層の内層を粒子含有層にすることが好ましい。表層を粒子含有層にすると不活性粒子の脱落が起こりやすくなり、製膜工程やフィルム加工工程のクリーン度を落とし、付着異物の原因となる。

粒子含有層に用いる不活性粒子はポリエステルと非相溶の有機粒子や無機粒子が用いられる。これらの不活性粒子の５％熱分解温度は、２８０℃以上が好ましく、さらに好ましくは２９０℃以上である。不活性粒子の５％熱分解温度が２８０℃未満では、熱劣化によりフィルムが黄色または茶色を帯びてしまう。具体的な不活性粒子の例としては、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂、アクリル−スチレン共重合体等の有機質微粒子および炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、ガラス等の無機質微粒子で単体もしくは混合体が挙げられる。

また、用いる不活性粒子の粒子変形度は、１．５〜１０の範囲が好ましく、さらに好ましくは２．０〜８.０、特に好ましくは２．０〜５．０の範囲である。粒子変形度が１．５未満では、フィルムの延伸時に粒子周りにボイドが発生しやすく、透明性の低下やフィルムからの粒子脱落が起こることがある。一方、粒子変形度が８を超えると、フィルム表面に形成される突起高さが小さくなり、干渉縞の発生を防止できない場合がある。

また、粒子含有層における不活性粒子の含有量は、０．０５〜１．４重量％であり、好ましくは０．１〜１．２重量％である。粒子含有量が０．０５重量％未満では、干渉縞防止性に劣る。一方、１．４重量％を超えると透明性が低下する。

さらに不活性粒子の平均粒径は、５〜５０μｍ、好ましくは８〜４０μｍ、さらに好ましくは１２〜３０μｍである。平均粒径が５μｍ未満の不活性粒子は、干渉縞防止性に劣る。一方、５０μｍを超える不活性粒子は、製膜性に劣り、フィルムに光学上の欠陥を生じることがある。

また、不活性粒子の粒子径分布において、７０μｍ以上の粗大粒子が実質的にゼロであることが好ましく、さらに好ましくは５０μｍ以上の粗大粒子が実質ゼロであることが好ましい。７０μｍ以上の粗大粒子が存在すると、フィルム中に異物起因の光学上の欠陥を生じることがある。７０μｍ以上の粗大粒子が実質的にゼロにするには、不活性粒子を分級する。ポリエステルの溶融押出し工程で適切なフィルターを設ける方法がある。

また粒子含有層の厚みは、不活性粒子の平均粒径をｄ（μｍ）とすると０．１ｄ〜３．０ｄ（μｍ）の範囲が好ましく、さらに好ましくは０．２〜２．０ｄ（μｍ）の範囲である。粒子眼輸送の厚みが０．１ｄ（μｍ）以下では、共押出しが困難となる傾向がある。一方、３．０ｄ（μｍ）を超えると、透明性が低下する。

なお、粒子含有層には、必要に応じて、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、蛍光増白剤等の添加剤を含有してもよい。

本発明のフィルムの少なくとも一方の表層を構成する共押出層の厚みは、不活性粒子の平均粒径をｄ（μｍ）とすると、０．１ｄ〜１．０ｄ（μｍ）の範囲が好ましく、さらに好ましくは０．２ｄ〜０．８ｄ（μｍ）の範囲、特に好ましくは、０．３ｄ〜０．８ｄ（μｍ）の範囲である。厚みが０．１ｄ（μｍ）未満では、不活性粒子が脱落する場合があり、１．０ｄ（μｍ）を超えると干渉縞の防止性が低下する傾向ある。

本発明のフィルムの表面には、必要に応じて帯電性、易滑性、易接着性を有する塗布層を設けてもよい。

次に本発明のフィルムの製造方法を具体的に説明するが、本発明の構成要件を満足する限り、以下の例示に特に限定されるものではない。

本発明のフィルムを製造するときには、乾燥したポリエステルを押出機に供給し、各ポリエステルの融点以上の温度に加熱してそれぞれ溶融させる。次いで、Ｔダイから溶融シートとして押出すが、この場合、２台以上の押出機を用い多層シートとする。続いて、溶融シートを回転冷却ドラム上でガラス転位温度未満にまで急冷し、非晶質の未延伸フィルムを得る。このとき、未延伸フィルムの平面性を向上させるために、静電印加密着法や液体塗布密着法等によって、未延伸フィルムと回転冷却ドラムとの密着性を向上させてもよい。そして、ロール延伸機を用いて、未延伸フィルムをその長手方向に延伸（縦延伸）することにより一軸延伸フィルムを得る。このときの延伸温度は、原料レジンのガラス転移温度（Ｔｇ）のマイナス１０℃からプラス４０℃の温度範囲で延伸する。また、延伸倍率は、好ましくは２．５〜７．０倍、さらに好ましくは３．０〜６．０倍である。さらに、縦延伸を一段階のみで行ってもよいし、二段階以上に分けて行ってもよい。その後、テンターに導きテンター延伸機を用いて、一軸延伸フィルムをその幅方向に延伸（横延伸）することにより二軸延伸フィルムを得る。このときの延伸温度は、原料レジンのガラス転移温度（Ｔｇ）からプラス５０℃の温度範囲で延伸する。また、延伸倍率は、好ましくは２．５〜７．０倍、さらに好ましくは３．５〜６．０倍である。さらに、横延伸を一段階のみで行ってもよいし、二段以上に分けて行ってもよい。また縦と横を同時に行う同時二軸延伸を行ってもよい。そして二軸延伸フィルムを熱処理することにより積層フィルムが製造される。このときの熱処理温度は、１３０〜２５０℃である。二軸延伸フィルムを熱処理するときには、二軸延伸フィルムに対して２０％以内の弛緩を行ってもよい。

本発明は、透明性が良好でかつ干渉縞防止性を有する共押出し積層二軸延伸ポリエステルフィルムを提供され、本発明の工業的価値は高い。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および本発明で用いた測定法および用語の定義は次のとおりである。

（１）平均粒径
電子顕微鏡を用いて粒子を観察して最大径と最小径を求め、その平均を不活性粒子１個の粒径とした。フィルム中の少なくとも１００個の不活性粒子についてこれを行う。粒子群の平均粒径は、これらの粒子の重量平均径とする。

（２）粒子変形度
フィルム小片をエポキシ樹脂にて固定成形した後、フィルム厚み方向にミクロトームで切断し、切断面を走査型電子顕微鏡にて観察した。粒子毎に最大径と最小径を求め最大径が平均粒径の±１０％に入る少なくとも５０個の粒子について、最大径と最小径の比を算出し、その相加平均を変形度とした。

（３）透明性
分球式濁度計ＮＤＨ−３００Ａ（日本電色工業株式会社製）を用いてそのヘーズ値を測定し透明性を以下のように評価した。
◎：透明性良好：厚み５０μｍ換算のヘーズの値が３％以下
○：透明性良好：厚み５０μｍ換算のヘーズの値が３％を超えて８％以下
△：透明性やや良好：厚み５０μｍ換算のヘーズ値が８％を超えて１５％以下
×：透明性不良：厚み５０μｍ換算のヘーズの値が１５％を超える
なお厚み５０μｍの厚み換算のヘーズ値とは、試料フィルムの厚みをＬ、ヘーズ値をＨで表した場合、Ｌ/５０×Ｈで定義される値である。

（３）干渉縞防止性
表面粗さＲａが８ｎｍの厚さ0.2ｍｍのポリエステルフィルムの表面に試料フィルムの評価する表面（Ａ層表面）と重ねて５ｍｍ角のアクリル棒を４５°の角度で１００ｇの荷重で上から押し付けて２０ｍｍ移動させ蛍光灯下で干渉縞が発生するかどうか観察した。干渉縞防止性は以下のように評価した。
○：アクリル棒を押し付けて２０ｍｍ移動してもリング状の干渉縞は観察されないもの
△：２０ｍｍ移動中にわずかにリング状干渉縞が観察されたが、３分後には消えるもの
×：２０ｍｍ移動中に明瞭なリング状の干渉縞が観察され、３分後も消えないもの

以下の例で使用した原料の調整は以下のとおりある。
・ポリエステルＡ
常法の重縮合で合成された極限粘度０．６５、融点２５３℃のポリエチレンテレフタレート樹脂である。

・ポリエステルＢ
常法の重縮合で合成された極限粘度０．６８、融点２５３℃のポリエチレンテレフタレート樹脂に平均粒径１３μｍの有機粒子を練り込み２．０重量％含有させたものである。

・ポリエステルＣ
常法の重縮合で合成された極限粘度０．６８、融点２５３℃のポリエチレンテレフタレート樹脂に平均粒径８.２μｍの有機粒子を練り込み２．０重量％含有させたものである。

・ポリエステルＤ
常法の重縮合で合成された極限粘度０．６８、融点２５３℃のポリエチレンテレフタレート樹脂にポリエステルＣを１０重量％練りこみ８．２μｍの有機粒子の濃度を０．２重量％にしたものである。

・ポリエステルＥ
常法の重縮合で合成された極限粘度０．６８、融点２５３℃のポリエチレンテレフタレート樹脂に平均粒径１．５μｍの有機粒子を練り混み２．０重量％含有させたものである。

・ポリエステルＦ
常法の重縮合で合成された極限粘度０．６８、融点２５３℃のポリエチレンテレフタレート樹脂に平均粒径１０μｍの球状シリカ粒子を練り混み３．０重量％含有させたものである。

実施例１：
ポリエステルＡが４０重量％とポリエステルＣが６０重量％の混合物をベント付き２軸押出機（メイン）に供給し、ポリエステルＡを別のベント付き２軸押出機（サブ）に供給して溶融温度２８０℃で溶融し、サブ押出機の溶融ポリマーとメイン押出機からの溶融ポリマーとを、ギヤポンプフィルター（５０μｍの粒子捕集率が７５％）を介してフィードブロックで分流させ、ダイを通してキャスティングドラムに引き取り２種３層の未延伸フィルムを得た。かくして得られた未延伸フィルムを縦延伸ロールに送り込み、まずフィルム温度８３℃で３．７倍延伸した後、テンターに導き９５℃で横方向に４．０倍延伸して二軸配向フィルムを得た。次いで、得られた二軸配向フィルムを熱固定ゾーンに導き、２３０℃で５秒間幅方向に３％弛緩させながら熱固定し、下記表１に記載した厚み構成のポリエステルフィルムを得た。

実施例２：
ポリエステルＡが９２．５重量％とポリエステルＣが７．５重量％の混合物をベント付き２軸押出機（メイン）に供給し、表１に記載した厚み構成のフィルムを得たほかは実施例１と同じ条件でフィルムを得た。

実施例３：
ポリエステルＡが９２．５重量％とポリエステルＢが７．５重量％の混合物をベント付き２軸押出機（メイン）に供給したほかは実施例２と同じ条件でフィルムを得た。

（比較例１）
ポリエステルＡが３０重量％とポリエステルＢが７０重量％の混合物をベント付き２軸押出機に供給して溶融温度２８０℃で溶融しダイを通してキャスティングドラムに引き取り単層の未延伸フィルムを得て、表１に記載した厚みのフィルムを得たほかは実施例１と同じ条件でフィルムを得た。

（比較例２）
ポリエステルＡが７５重量％とポリエステルＥが２５重量％の混合物をベント付き２軸押出機（メイン）に供給しに用いたほかは実施例３と同じ条件でフィルムを得た。

（比較例３）
ポリエステルＡが９０重量％とポリエステルＤが１０重量％の混合物をベント付き２軸押出機（メイン）に供給しに用いたほかは実施例２と同じ条件でフィルムを得た。

（比較例４）
ポリエステルＦ１００重量％をベント付き２軸押出機（メイン）に供給し、表１に記載した厚み構成のフィルムを得たほかは実施例２と同じ条件でフィルムを得た。
以上、得られた結果をまとめて表１に示す。

実施例１〜３のフィルムは、透明性が良好で干渉縞防止性に優れる。特に実施例３のフィルムは、透明性が高く、かつ干渉縞発生が発生しない。一方、比較例１のフィルムは、単層のフィルムのため透明性に劣る。比較例２のフィルムは、不活性粒子の平均粒子径が小さいため、干渉縞防止性がなかった。比較例３のフィルムは、不活性粒子の含有量が小さいため干渉縞防止ができなかった。比較例４のフィルムは、不活性粒子の含有量が大きいため透明性に劣った。

本発明のフィルムは、例えばタッチパネルの透明導電性フィルム、バックライトユニットの拡散板、反射板やプリズムシート、さらにプラズマディスプレーの電磁波遮蔽性フィルムなどのフィルム基材として好適に利用することができる。

Claims

少なくとも３層のポリエステルからなる共押出二軸延伸フィルムであり、内層に、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂およびアクリル−スチレン共重合体から選ばれる、平均粒子径５〜５０μｍ、粒子変形度２．０〜８．０の有機粒子を０．０５〜１．４重量％含有することを特徴とする共押出二軸延伸積層ポリエステルフィルム。