JP6945668B2 - ポリエステル薄膜及びポリエステル薄膜の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はポリエステル薄膜に関し、特に耐高温性及び耐屈曲性を有する透明ポリエステル薄膜に関する。

ポリエステル薄膜は高分子プラスチック薄膜であり、総合的性能が良好のため、多くの消費者が愛用している。しかし、既存のポリエステル薄膜は物理化学的特性（例えば、耐高温性及び耐屈曲性）における性能が良くない。そのため、特殊な分野（例えば：折り畳み携帯電話の保護フィルム）に応用できない。

例えば、特許文献１には、二軸配向ポリエステル薄膜が開示されている。当該ポリエステル薄膜は、ＰＥＴとＰＥＮがブレンドされることによって作られ、４０℃〜８０℃の結晶化パラメータ（Ｔｃｇ）を有する。当該ポリエステル薄膜は優れた耐熱性及び耐湿熱性を有するが、ガラス転移温度（Ｔｇ）は約８０℃のみである。そのため、当該ポリエステル薄膜は、耐高温性を必要とした応用に、依然として制限がある。

特許文献２に開示されたポリエステル薄膜は、ＰＥＴとＰＥＩがブレンドされることによって作られ、当該ポリエステル薄膜のガラス転移温度（Ｔｇ）は約１３９℃に上昇する。しかし、当該ポリエステル薄膜のＰＥＩ添加量は４０ｗｔ％以上であり、ＰＥＴとＰＥＩとの膨張係数の差異が大きいため、厚さが不均一（約１１％）となる。また、特許文献２には、約２３０℃の高温でのポリエステル薄膜の使用状況について言及されていない。

特許文献３に開示されたポリエステル薄膜は、ＰＥＴと、ＰＳＵ、ＰＥＥＫ、ＰＡＩなどの耐高温樹脂とブレンドされることによって作られ、寸法安定性のある膜材料に仕上がったものである。しかし、特許文献３には、ブレンド後の膜材の耐熱性、ガラス転移温度及び透明度について、言及されていない。

そこで、本発明者は上述した欠点を改善すべく、科学原理を併用して鋭意に研究し、合理的でありながら上述した欠点を効果的に改善する本発明の開発に至った。

台湾特許第１０４１３７８７１号 中国特許第９９１１８７１８．０号 中国特許第２０１０８００３１３８０．５号

本発明が解決しようとする課題は、従来技術の不足に対し、ポリエステル薄膜及びポリエステル薄膜の製造方法を提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明が採用する技術的手段は、下記ポリエステル薄膜の製造方法を提供することである。当該ポリエステル薄膜の製造方法は、樹脂合金マスターバッチ製造ステップ及び薄膜成形ステップを含むポリエステル薄膜の製造方法である。前記樹脂合金マスターバッチ製造ステップは、二軸スクリュー造粒機により耐高温樹脂材料及びポリエステル樹脂材料に対し溶融及び混練を行い、複数の樹脂合金マスターバッチを形成する。前記薄膜成形ステップは、薄膜押出機により複数の前記樹脂合金マスターバッチに対し溶融及び押出を行い、ポリエステル薄膜を形成する。なかでも、前記樹脂合金マスターバッチ製造ステップにおいて、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー温度は２５０℃〜３２０℃と、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー回転速度は３００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍと設定されており、それにより、複数の前記樹脂合金マスターバッチにおいて前記耐高温樹脂材料が５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料に分散するとなる。前記ポリエステル薄膜は耐熱層を含み、前記耐熱層に前記耐高温樹脂材料及び前記ポリエステル樹脂材料が含まれるよう、前記耐熱層は複数の前記樹脂合金マスターバッチで形成される。

上述した課題を解決するために、本発明が採用する別の技術的手段は下記のポリエステル薄膜を提供することである。当該ポリエステル薄膜は、耐高温樹脂材料及びポリエステル樹脂材料を含む耐熱層を含有するポリエステル薄膜である。前記耐高温樹脂材料は５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料に分散し、前記耐熱層における前記耐高温樹脂材料の含有量は１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％である。

本発明による有益な効果の一つは以下に挙げられる。本発明のポリエステル薄膜及びポリエステル薄膜の製造方法によれば、「前記耐高温樹脂材料が５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料に分散する」及び「前記耐高温樹脂材料が５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料に分散するよう、前記樹脂合金マスターバッチ製造ステップにおいて、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー温度は２５０℃〜３２０℃であり、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー回転速度は３００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍである」といった技術的特徴によって、最終的に、透明度を保ちながら、良好な耐高温及び耐屈曲の特性を有するポリエステル薄膜を製造することができる。そのため、最終的に製造されるポリエステル薄膜は折り畳み携帯電話の保護フィルム、またはプリント基板の高温プロセスに使用される保護フィルムに適用される。

発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。

本発明の実施形態に係るポリエステル薄膜の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るポリエステル薄膜を示す模式図である。 本発明の別の実施形態に係るポリエステル薄膜を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係るポリエステル薄膜を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係るポリエステル薄膜を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係るポリエステル薄膜を示す模式図である。

下記より、本発明が開示する「ポリエステル薄膜及びポリエステル薄膜の製造方法」に係る実施形態を説明する。当業者は本明細書の公開内容により本発明のメリット及び効果を理解し得る。本発明は他の異なる実施形態により実行又は応用できる。本明細書における各細節も様々な観点又は応用に基づいて、本発明の精神逸脱しない限りに、均等の変形と変更を行うことができる。また、本発明の図面は簡単で模式的に説明するためのものであり、実際的な寸法を示すものではない。以下の実施形態において、さらに本発明に係る技術事項を説明するが、公開された内容は本発明を限定するものではない。

［ポリエステル薄膜の製造方法］
図１及び図２に示すように、本実施形態では、ポリエステル薄膜の製造方法を開示する。前記ポリエステル薄膜の製造方法にはステップＳ１１０、ステップＳ１２０、ステップＳ１３０、及びステップＳ１４０が含まれる。ちなみに、本実施形態に記載される各ステップの順序及び実際の操作方式は需要によって調整可能であり、本実施形態に制限されない。

ステップＳ１１０では材料選択ステップを行う。前記材料選択ステップは、耐高温樹脂材料１１及びポリエステル樹脂材料１２を提供することを含む。

最終的に製造したポリエステル薄膜１００に耐高温及び耐屈曲の特性を付与するために、前記耐高温樹脂材料は、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ、ＰＥＩ）、ポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＳＵ）、液晶ポリマー（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ、ＰＥＥＫ）、及びポリアミドイミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ−ｉｍｉｄｅ、ＰＡＩ）から選択される少なくとも一種の材料である。

前記耐高温樹脂材料１１において、ポリエーテルイミドは、非結晶性樹脂材料であり、約２１５℃のガラス転移温度を有する。ポリスルホンは、非結晶性樹脂材料であり、約１８５℃のガラス転移温度及び約２８０℃の融点を有する。液晶ポリマーは、結晶性樹脂材料であり、１８０°Ｃ〜２６０°Ｃの熱変形温度を有する。ポリエーテルエーテルケトンは、半結晶性樹脂材料であり、約３４０°Ｃのガラス転移温度を有する。ポリアミドイミドは、非結晶性樹脂材料であり、約２８０°Ｃ〜２９０°Ｃのガラス転移温度を有する。

前記耐高温樹脂材料１１は、例えば、結晶性樹脂材料、半結晶性樹脂材料または非結晶性樹脂材料である。それらの耐高温樹脂材料は例えば、１８０℃〜４００℃のガラス転移温度、融点または熱変形温度を有する。

さらに説明すると、前記ポリエステル樹脂材料１２は、二塩基酸とグリコールまたはその誘導体が縮合重合反応を通して得られた高分子重合物である。好ましくは、前記ポリエステル樹脂材料１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）であるが、これに制限されない。

ちなみに、前記ポリエステル樹脂材料１２を形成する原料であるジカルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、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２、６−ナフタレンジカルボン酸、１、４−ナフタレンジカルボン酸、ジ安息香酸、ジフェニルエタンジカルボン酸、ジフェニルホスホニウムジカルボン酸、アントラセン−２、６−ジカルボン酸、１、３−シクロペンタンジカルボン酸、１、３−シクロヘキサンジカルボン酸、１、４−シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、３、３−コハク酸ジエチル、グルタル酸、２、２−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、及びドデカン二酸から選択される少なくとも一種である。さらに、前記ポリエステル樹脂材料１２を形成する原料であるグリコールはエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１、２−シクロヘキサンジメタノール、１、４−シクロヘキサンジメタノール、１、１０−デカンジオール、１、３−プロパンジオール、１、４−ブタンジオール、１、５−ペンタンジオール、１、６−ヘキサンジオール、及び２、２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、またはビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンから選択される少なくとも一種である。

ステップＳ１２０では、樹脂合金マスターバッチ製造ステップを行う。前記樹脂合金マスターバッチ製造ステップは、二軸スクリュー造粒機により、前記耐高温樹脂材料１１及びポリエステル樹脂材料１２に対し、所定の重量％で、溶融及び混練を行い、複数の樹脂合金マスターバッチ（ｒｅｓｉｎ ａｌｌｏｙ ｍａｓｔｅｒ ｂａｔｃｈｅｓ）を形成する。

前記樹脂合金マスターバッチ製造ステップにおいて、前記耐高温樹脂材料１１の使用量は、１０重量％〜９０重量％であることが好ましい。前記ポリエステル樹脂材料１２の使用量は、１０重量％〜９０重量％であることが好ましい。また、前記耐高温樹脂材料１１の使用量は、５重量％〜６０重量％であることがさらに好ましい。前記ポリエステル樹脂材料１２の使用量は、４０重量％〜９５重量％であることがさらに好ましい。前記各成分の使用量の合計は１００重量％である。さらに説明すると、最終的に製造したポリエステル薄膜１００に、良好な耐高温及び耐折の特性を付与するために、本実施形態において、前記耐高温樹脂材料１１はナノメートル級の寸法でポリエステル樹脂材料１２に分散している。

前記目的を達成させるために、前記樹脂合金マスターバッチ製造ステップにおいて、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー温度は、２５０℃〜３２０℃であり、２８０℃〜３００℃であることが好ましい。前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー回転速度は、３００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍであり、４００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍであることが好ましい。それにより、複数の前記樹脂合金マスターバッチにおいて、前記耐高温樹脂材料１１は５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料１２に分散できる。

即ち、前記耐高温樹脂材料１１は、主要に前記二軸スクリュー温度及び二軸スクリュー回転速度のプロセス条件により、ナノメートル級の寸法でポリエステル樹脂材料１２に分散する。それにより、前記耐高温樹脂材料１１はポリエステル薄膜１００において材料の特性を発揮できるし、ポリエステル薄膜１００に必要な透明度も保つことができる。

ちなみに、前記耐高温樹脂材料１１（例えば：ＰＥＩ、ＰＳＵ、ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、ＰＡＩ）とポリエステル樹脂材料１２（例えば：ＰＥＴ、ＰＥＮ）との相溶性を向上させるために、本実施形態の樹脂合金マスターバッチ製造ステップ（ステップＳ１２０）はさらに相溶化剤を前記耐高温樹脂材料１１及びポリエステル樹脂材料１２に混合し、それらの樹脂材料と共に溶融及び混練を行うことを含んでもよい。前記相溶化剤は例えば、ポリカーボネート及びポリフェニレンエーテル樹脂の中の少なくとも１つでもよく、前記相溶化剤の、樹脂合金マスターバッチにおける使用量は０．０１重量％〜１重量％である。

ステップＳ１３０では薄膜成形ステップを行う。前記薄膜成形ステップは薄膜押出機（フィルム押出機と言うこともある）により、複数の前記樹脂合金マスターバッチに対し、溶融及び押出を行い、複数の前記樹脂合金マスターバッチを耐熱層１（図２参照）に形成する。前記耐熱層１は複数の樹脂合金マスターバッチで形成されるために、前記耐高温樹脂材料１１及びポリエステル樹脂材料１２を含む。前記耐高温樹脂材料１１は複数の顆粒としてポリエステル樹脂材料１２に分散しており、前記耐高温樹脂材料１１の、耐熱層１における粒子径寸法は５０ナノメートル〜２００ナノメートルである。

本発明の一実施形態において、複数の前記樹脂合金マスターバッチに対して、好ましくは、２８０℃〜３００℃の操作温度範囲において、前記薄膜押出機により溶融及び押出を行い、複数の前記樹脂合金マスターバッチを前記耐熱層１に形成する。

ちなみに、本実施形態の耐熱層１は複数の樹脂合金マスターバッチに対し直接溶融及び押出を行うことによって形成される。しかし、本発明はこれに制限されない。例えば、樹脂合金マスターバッチにおける前記耐高温樹脂材料１１の含量が低い（例えば、４０ｗｔ％よりも低い）場合、当該樹脂合金マスターバッチに対しては前記実施形態のように、直接溶融及び押出を行い、前記耐熱層１を形成してもよい。

しかし、樹脂合金マスターバッチにおける前記耐高温樹脂材料１１の含量が高い（例えば、５０ｗｔ％よりも高い）場合、耐熱層１における耐高温樹脂材料１１の濃度を下げるために、樹脂合金マスターバッチに対して他のポリエステル樹脂材料１２と共に溶融及び押出を行い、前記耐熱層１を形成する必要がある。それにより、前記耐高温樹脂材料１１は耐熱層１において適合な含有量を有し、最終的に製造されるポリエステル薄膜１００は透明度を保ちながら、良好な耐高温及び耐屈曲の特性を有する。

前記目的を達成させるために、本発明の一実施形態において、耐熱層１における前記耐高温樹脂材料１１の含有量は、好ましくは、１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％であり、特に好ましくは、１５ｗｔ％〜７０ｗｔ％である。耐熱層１における前記ポリエステル樹脂材料１２の含有量は、好ましくは、２０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であり、特に好ましくは３０ｗｔ％〜８５ｗｔ％である。

具体的に説明すると、本実施形態におけるステップＳ１３０の薄膜成形ステップは：複数の前記樹脂合金マスターバッチと別のポリエステル樹脂材料２１（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ）を、前記薄膜押出機により、共押出（Ｃｏ−Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）技術を通して共押出し、２つの耐熱層１、１’及び１つのポリエステル樹脂基層２を同時に形成することを含む。２つの前記耐熱層１、１’はそれぞれ、ポリエステル樹脂基層２の反対する両側に位置する２つの表面に形成される。それにより前記ポリエステル樹脂基層２は２つの前記耐熱層１、１’に挟持される。

２つの前記耐熱層１、１’は複数の前記樹脂合金マスターバッチによって対応的に形成され、前記ポリエステル樹脂基層２は別の前記ポリエステル樹脂材料２１のみによって形成される（図２及び図３参照）が、複数の前記樹脂合金マスターバッチによって形成されてもよい（図５及び図６参照）。２つの前記耐熱層１、１’の耐高温樹脂材料１１及びポリエステル樹脂材料１２の材料種類及び含有量は同じでもよく、異なってもよい。２つの前記耐熱層１、１’とポリエステル樹脂基層２のポリエステル樹脂材料の材料種類も同じでもよく、異なってもよい。本発明はこれに対し特に制限しない。

図２に示すように、本実施形態の前記製造方法によって、本実施形態において最終的に製造されるポリエステル薄膜１００は上層から下層まで順次に耐熱層１、ポリエステル樹脂基層２、及び別の耐熱層１’が積層される三層構造である。また、前記ポリエステル薄膜１００が薄膜押出機によって押出された後、冷却ドラム（例えば、１５℃〜５０℃に冷却されたドラム）によって急冷されてもよい。しかし、本発明はこれに制限されない。

ステップＳ１４０では二軸延伸ステップを行う。前記二軸延伸ステップは、三層構造をなすポリエステル薄膜１００に対し二軸延伸を行い、二軸延伸されたポリエステル薄膜１００を形成することを含む。また、前記二軸延伸は、縦一軸延伸法、横一軸延伸法、縦軸−横軸逐次二軸延伸法、又は縦軸−横軸同時二軸延伸法で行うことができるが、本発明はこれに制限されない。なお、上記二軸延伸は例えば、５０℃〜１５０℃の延伸温度で未延伸のポリエステル薄膜１００を予熱し、異なる延伸比例に従って、未延伸のポリエステル薄膜１００を幅方向（又は横方向、ＴＤと称すこともある）に２．０倍〜５．０倍、好ましくは３．０倍〜４．０倍で延伸加工すると共に、未延伸のポリエステル薄膜１００を長尺方向（又は縦方向、ＭＤと称すこともある）に２．０倍〜５．０倍、好ましくは３．０倍〜４．５倍で延伸加工することによって実行してもよい。

［ポリエステル薄膜］
図２に示すように、本実施形態ではポリエステル薄膜１００をも開示する。前記ポリエステル薄膜１００は前記ポリエステル薄膜の製造方法によって製造してもよいが、本発明はこれに制限されない。

具体的に説明すると、前記ポリエステル薄膜１００はポリエステル樹脂基層２及び２つの耐熱層１、１’を含む。前記ポリエステル樹脂基層２の材料は主にポリエステル樹脂材料２１であるが（図２及び図３参照）、前記ポリエステル樹脂基層２の材料には選択的に耐高温樹脂材料１１が混合されてもよい（図５及び図６参照）。２つの前記耐熱層１、１’はそれぞれ、ポリエステル樹脂基層２の反対する両側に位置する２つの表面に形成され、それにより前記ポリエステル樹脂基層２が２つの前記耐熱層１、１’に挟持される。２つの前記耐熱層１、１’のそれぞれは耐高温樹脂材料１１及びポリエステル樹脂材料１２を含み、前記耐高温樹脂材料１１は５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法でポリエステル樹脂材料１２に分散する。耐熱層１、１’における前記耐高温樹脂材料１１の含有量は１０ｗｔ％〜８０ｗｔ％である。ちなみに、前記ポリエステル樹脂基層２にも耐高温樹脂材料１１が混合された場合（図５及び図６参照）、前記ポリエステル樹脂基層２における耐高温樹脂材料１１の含有量は５〜５０ｗｔ％であり、前記耐熱層１、１’ における耐高温樹脂材料１１の含有量は５〜８０ｗｔ％である。

図１に示すように、本実施形態において、ポリエステル薄膜１００に良好な耐高温及び耐折の特性を付与すると共に良好な透明度を保たせるために、前記ポリエステル薄膜１００のそれぞれの層は好ましい厚さ範囲を有する。具体的に説明すると、前記ポリエステル樹脂基層２は１５マイクロメートル〜３５０マイクロメートルの厚さＤ１を有し、前記耐熱層１は０．５マイクロメートル〜７０マイクロメートルの厚さＤ２を有し、別の前記耐熱層１は０．５マイクロメートル〜７０マイクロメートルの厚さＤ３を有する。

言い換えると、前記ポリエステル薄膜１００の全体は１５マイクロメートル〜３５０マイクロメートルの厚さを有する。また、前記耐熱層１、前記ポリエステル樹脂基層２、及び別の前記耐熱層１’の厚さの比例は、好ましくは、１：９８：１〜２０：６０：２０である。

上述した配置により、本実施形態のポリエステル薄膜１００には良好な耐高温及び耐屈曲の特性が付与されると共に、良好な透明度が保たれる。具体的に説明すると、本実施形態におけるポリエステル薄膜１００の全体にわたって、ガラス転移温度は１１０℃〜１５０℃であり、透明度は８０％以上であり、ヘイズ度は５％以下である。好ましくは、前記ポリエステル薄膜１００では、ガラス転移温度は１２０℃〜１４０℃であり、透明度は８８％以上であり、ヘイズ度は３％以下である。

さらに、本実施形態におけるポリエステル薄膜１００は（１）及び（２）の条件を満たす。

（１）ホットプレス試験後または耐熱試験を経た後の前記ポリエステル薄膜１００では、Ａ４寸法における反り変形量が３ｍｍ以下であり、亀裂が生じない（亀裂が生じないこととは膜表面がクリアで膜表面に亀裂が生じないことを指す）。前記ホットプレス試験では、前記ポリエステル薄膜１００を２２０℃〜２４０℃の温度環境に置き、２．５時間〜３．５時間で、４０キロ〜５０キロの荷重を前記ポリエステル薄膜にかけるように行う。前記耐熱試験では、前記ポリエステル薄膜１００を２２０℃〜２４０℃の温度環境に置いて加熱し、次いで前記ポリエステル薄膜１００を室温環境に置いて冷却するように行う。前記加熱するステップ及び冷却するステップは５回繰り返される。
（２）耐折試験を経た後の前記ポリエステル薄膜１００では、亀裂が生じない。前記耐折試験では、前記ポリエステル薄膜１００を、耐折度試験機により中断せずに２５，０００回〜３０，０００回折り曲げるように行う。

ちなみに、本実施形態のポリエステル薄膜１００において前記ホットプレス試験または耐熱試験後、当該ポリエステル薄膜１００の色差△Ｅは２以上である。機械特性については、本実施形態におけるポリエステル薄膜１００をＡＳＴＭ Ｄ８８２に準拠し試験を行うと、当該薄膜の長尺方向（ＭＤ）の破断強度は２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上であり、当該薄膜の横方向（ＴＤ）の破断強度は２５ｋｇｆ／ｍｍ^２以上である。当該薄膜の長尺方向（ＭＤ）の伸び率は２３０％以上であり、当該薄膜の横方向（ＴＤ）の伸び率は１６０％以上である。

本実施形態におけるポリエステル薄膜１００はＡＳＴＭ Ｄ１２０４に準拠し試験を行うと、室温において、当該薄膜の長尺方向（ＭＤ）における収縮率は０．３５％〜０．４ ％であり、当該薄膜の横方向（ＴＤ）における収縮率は０．０５％〜０．１５％である。また、２２０℃〜２４０℃の温度環境において、当該薄膜の長尺方向（ＭＤ）における収縮率は２．５％以下であり、当該薄膜の横方向（ＴＤ）における収縮率は４．５％以下である。

本実施形態のポリエステル薄膜１００には良好な耐高温及び耐折の特性が付与されると共に、良好な透明度が保たれる。そのため、本実施形態のポリエステル薄膜１００は特に折り畳み携帯電話の保護フィルム、またはプリント基板の高温プロセスに使用される保護フィルムに適用される。

ちなみに、本実施形態では、三層構造のポリエステル薄膜１００（ポリエステル樹脂基層２及び２つの耐熱層１）を例に説明したが、本発明はこれに制限されない。例えば、図３に示すように、本発明の別の実施形態において、前記ポリエステル薄膜１００’は二層構造をなすポリエステル薄膜１００’（ポリエステル樹脂基層２及び該ポリエステル樹脂基層２の片側表面上に形成される耐熱層１を含む）でもよい。

または、図４に示すように、本発明の他の実施形態において、前記ポリエステル薄膜１００’’は単層構造をなすポリエステル薄膜１００’’でもよい。即ち、前記ポリエステル薄膜１００’’は耐熱層１を１つのみ含み、前記耐熱層１は１５マイクロメートル〜３５０マイクロメートルの厚さを有する。それにより、前記ポリエステル薄膜１００’’が単層に構成されても、前記ポリエステル薄膜１００’’には、良好な耐高温及び耐折の特性が付与されると共に、一定の透明度が保たれる。

図５及び図６に示す三層構造及び二層構造のポリエステル薄膜１００’’’、１００’’’’のように、前記ポリエステル樹脂基層２には耐高温樹脂材料１１が混合されてもよい。

前記ポリエステル樹脂基層２における耐高温樹脂材料１１の含有量は５〜５０ｗｔ％であり、前記耐熱層１、１’における耐高温樹脂材料１１の含有量は５〜８０ｗｔ％である。

［試験データの測定］
以下に、実施例１〜３及び比較例１〜３を参照し、本発明の内容を詳しく説明する。しかし、以下の実施例は本発明を理解するためのものであり、本発明の範囲はこれらの実施例に制限されない。

実施例１： ５０重量％の耐高温樹脂材料ＰＥＩ（Ｓａｂｉｃ社より購入、製品名ＵｌｔｅｍＸＨ６０５０−１０００）及び５０重量％のポリエステル材料ＰＥＴ（ＮＡＮ ＹＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ社より提供）を、スクリュー長さ／スクリュー直径の比の値が４８である二軸スクリュー造粒機により混練し、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー温度は２５０℃〜３２０℃であり、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー回転速度は３００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍであり、ＰＥＩ−ＰＥＴの混合比率が５０／５０である耐高温樹脂合金マスターバッチを得た。その後、１４０℃、２４０ｍｉｎの条件において結晶化及び乾燥のプロセスを行う。

ポリエステル樹脂と前記耐高温樹脂合金マスターバッチを異なる比例で混練し、Ａ／Ｂ／Ａ層の三層を共押出する。Ａ層が３０ｗｔ％のＰＥＩを含み、Ｂ層が３０ｗｔ％のＰＥＩを含み、Ａ／Ｂ／Ａ層の厚さの比例は１０／８０／１０である。二軸延伸のステップにおいて、縦延伸の予熱温度は９５℃であり、縦延伸の倍率は３．０である。横延伸の予熱温度は１２０℃であり、横延伸の倍率は４．５である。熱処理温度は２３５℃であり、それによって耐高温耐屈曲の透明ポリエステル薄膜を得る。

実施例２： ５０重量％の耐高温樹脂材料ＰＳＵ（Ｓｏｌｖａｙ社より購入、製品名Ｐ−３９００）及び５０重量％の樹脂材料ＰＥＴ（ＮＡＮ ＹＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ社より提供）を、スクリュー長さ／スクリュー直径の比の値が４８である二軸スクリュー造粒機により混練する。前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー温度は２５０℃〜３２０℃であり、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー回転速度は３００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍであり、ＰＳＵ−ＰＥＴの混合比率が５０／５０である耐高温樹脂合金マスターバッチを得る。その後、１４０℃、２４０ｍｉｎの条件において結晶化及び乾燥のプロセスを行う。

実施例３： ５０重量％の耐高温樹脂材料ＰＡＩ（Ｓｏｌｖａｙ社より購入、製品名Ｔｏｒｏｎ ４０００Ｔ）及び５０重量％のポリエステル材料ＰＥＴ（ＮＡＮ ＹＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ社より提供）を、スクリュー長さ／スクリュー直径の比の値が４８である二軸スクリュー造粒機により混練し、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー温度は２５０℃〜３２０℃であり、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー回転速度は３００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍである。それにより、ＰＡＩ−ＰＥＴの混合比率が５０／５０である耐高温樹脂合金マスターバッチを得る。その後、１４０℃、２４０ｍｉｎの条件において結晶化及び乾燥のプロセスを行う。実施例２及び３の二軸延伸の製造条件が実施例１と同様のため、説明は省略する。

比較例１： ポリエステル薄膜の製造方式は実施例１と同様であるが、比較例１の二軸スクリュー回転速度は２００ｒｐｍである。

比較例２： ポリエステル薄膜の製造方式は実施例１と同様であるが、比較例２のＡ／Ｂ／Ａ層において、Ａ層のＰＥＩ含量は５％であり、Ｂ層のＰＥＩ含量も５％である。

比較例３： ポリエステル薄膜の製造方式は実施例１と同様であるが、比較例３のＡ／Ｂ／Ａ層の全体の厚さが低い（１５マイクロメートル以下）。

各成分のプロセスパラメータ条件は表１に示す。

実施例１〜３及び比較例１〜３によるポリエステル薄膜に対し物理化学的特性に関する試験を行い、それらのポリエステル薄膜の物理化学的特性を得た。例えば：ガラス転移温度（℃）、透明度（％）、及びヘイズ度（％）。試験方法は以下に説明し、試験結果は表１に示す。

ガラス転移温度試験： 示差走査熱量計（ＤＳＣ） ＴＡ Ｑ２０により、基板の融解エンタルピーを測定する。

透明度及びヘイズ度試験： Ｔｏｋｙｏ Ｄｅｎｓｈｏｋｕ社のＨａｚｅ Ｍｅｔｅｒ（製品名ＴＣ−ＨＩＩＩ）により、実施例によるポリエステル薄膜の透明度（光透過率とも言われる）及びヘイズ度を測定する。試験方法はＪＩＳ Ｋ７７０５の基準に準拠する。

ベーク後反り変形量試験： ポリエステル薄膜を一時間、２２０℃の温度環境に置くことを１０回繰り返す。Ａ４寸法の薄膜で反り変形量（ｍｍ）を観察する。

薄膜亀裂試験（耐熱性）： ポリエステル薄膜に対し、２２０℃、荷重４５Ｋｇ、３ｈｒの条件でホットプレス試験を行い、評価標準：膜表面がクリアで無劣化の場合、「◎」と評価し；膜表面破裂の場合、「×」と評価する。

［試験結果］
実施例１〜３において、ポリエステル薄膜における各種の物理化学特性は需要に満足する。比較例１は、スクリュー回転速度が低いため、耐高温樹脂材料が均一に分散できない。比較例２は、耐高温樹脂材料の添加量が少ないため、ポリエステル薄膜全体の耐熱性が不足し、ベーク後の反り変形量が高い。比較例３は、薄膜全体の厚さが低いため、薄膜劣化試験の結果が不良である。

［実施形態による有益な効果］
本発明による有益な効果の一つは以下に挙げられる。本発明のポリエステル薄膜及びポリエステル薄膜の製造方法によれば、「前記耐高温樹脂材料１１が５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料１２に分散する」及び「前記耐高温樹脂材料１１が５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料１２に分散するよう、前記樹脂合金マスターバッチ製造ステップにおいて、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー温度は２５０℃〜３２０℃であり、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー回転速度は３００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである」といった技術的特徴によって、透明度を保ちながら、良好な耐高温及び耐屈曲の特性を有するポリエステル薄膜を最終的に製造することができる。そのため、最終的に製造したポリエステル薄膜は折り畳み携帯電話の保護フィルム、またはプリント基板の高温プロセスに使用される保護フィルムに適用される。

以上に開示される内容は本発明の好ましい実施可能な実施形態に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。そのため、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

１００、１００’、１００’’、１００’’’、１００’’’’：ポリエステル薄膜
１、１’：耐熱層
１１：耐高温樹脂材料
１２：ポリエステル樹脂材料
２：ポリエステル樹脂基層
２１：別のポリエステル樹脂材料
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：厚さ

Claims (10)

1. 樹脂アロイマスターバッチ製造ステップと、薄膜成形ステップと、を含むポリエステル薄膜の製造方法であって、
   前記樹脂アロイマスターバッチ製造ステップでは、二軸スクリュー造粒機により、５０重量％の耐高温樹脂材料及び５０重量％のポリエステル樹脂材料に対し溶融及び混練を行い、樹脂アロイマスターバッチを形成し、
   前記樹脂アロイマスターバッチ製造ステップにおいて、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー温度は、２８０℃〜３００℃と、前記二軸スクリュー造粒機の二軸スクリュー回転速度は、４００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍと設定されており、それにより、前記樹脂アロイマスターバッチにおいて、前記耐高温樹脂材料は５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料に分散することとなり、
   前記薄膜成形ステップでは、薄膜押出機により前記樹脂アロイマスターバッチと別のポリエステル樹脂材料とを混合して溶融及び押出を行い、３０重量％の耐高温樹脂材料を含む耐熱層となるポリエステル薄膜を形成し、
   前記ポリエステル薄膜の全体は１５マイクロメートル〜３５０マイクロメートルの厚さを有し、
   前記耐高温樹脂材料は、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ、ＰＥＩ）、ポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＳＵ）、液晶ポリマー（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ、ＰＥＥＫ）、及びポリアミドイミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ−ｉｍｉｄｅ、ＰＡＩ）から選択される少なくとも一種の材料である、
   ことを特徴とするポリエステル薄膜の製造方法。
2. 前記耐高温樹脂材料は、結晶性樹脂材料、半結晶性樹脂材料または非結晶性樹脂材料であり、前記耐高温樹脂材料は、１８０℃〜４００℃のガラス転移温度、融点または熱変形温度を有する、請求項１に記載のポリエステル薄膜の製造方法。
3. 前記薄膜成形ステップにおいて、さらに、前記樹脂アロイマスターバッチと別のポリエステル樹脂材料を前記薄膜押出機によって共押出し、前記ポリエステル薄膜に前記耐熱層及びポリエステル樹脂基層を含有させ、
   前記耐熱層は、前記ポリエステル樹脂基層の一方の表面に設置される、請求項１に記載のポリエステル薄膜の製造方法。
4. 前記薄膜成形ステップにおいて、さらに、前記ポリエステル樹脂基層を前記耐熱層と別の前記耐熱層に挟持させるために、前記ポリエステル樹脂基層の他方の表面に別の耐熱層を形成し、
   前記別の耐熱層にも、前記耐高温樹脂材料及び前記ポリエステル樹脂材料が含まれる、請求項３に記載のポリエステル薄膜の製造方法。
5. 耐高温樹脂材料及びポリエステル樹脂材料を含む耐熱層を含有する、ポリエステル薄膜であって、
   前記耐高温樹脂材料は、５０ナノメートル〜２００ナノメートルの粒子径寸法で前記ポリエステル樹脂材料に分散し、前記耐熱層における前記耐高温樹脂材料の含有量は３０重量％であり、
   前記ポリエステル薄膜の全体は１５マイクロメートル〜３５０マイクロメートルの厚さを有し、
   前記耐高温樹脂材料は、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ、ＰＥＩ）、ポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＳＵ）、液晶ポリマー（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ、ＰＥＥＫ）、及びポリアミドイミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ−ｉｍｉｄｅ、ＰＡＩ）から選択される少なくとも一種の材料であることを特徴とするポリエステル薄膜。
6. 前記耐高温樹脂材料は、結晶性樹脂材料、半結晶性樹脂材料または非結晶性樹脂材料であり、前記耐高温樹脂材料は、１８０℃〜４００℃のガラス転移温度、融点または熱変形温度を有する、請求項５に記載のポリエステル薄膜。
7. ポリエステル樹脂基層をさらに含み、
   前記耐熱層は、前記ポリエステル樹脂基層の一方の表面に形成される、請求項５に記載のポリエステル薄膜。
8. 前記ポリエステル樹脂基層が前記耐熱層と別の前記耐熱層に挟持されるように、前記ポリエステル樹脂基層の他方の表面に別の耐熱層が形成され、別の前記耐熱層にも前記耐高温樹脂材料及び前記ポリエステル樹脂材料が含まれ、
   前記耐熱層の厚さは０．５マイクロメートル〜７０マイクロメートルであり、前記別の耐熱層の厚さは０．５マイクロメートル〜７０マイクロメートルである、請求項７に記載のポリエステル薄膜。
9. 前記ポリエステル薄膜は、前記耐熱層が１つのみ含まれる単層薄膜構造を成し、前記耐熱層の厚さは１５マイクロメートル〜３５０マイクロメートルである、請求項５に記載のポリエステル薄膜。
10. 前記耐高温樹脂材料及び前記ポリエステル樹脂材料に混合された相溶化剤をさらに含み、
    前記相溶化剤は、ポリカーボネート及びポリフェニレンエーテル樹脂から選ばれる少なくとも１つである、請求項５に記載のポリエステル薄膜。

Images