JP5598178B2 - Weather resistant polyester film - Google Patents
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Description
本発明は、高温高湿環境や屋外での使用に好適な耐候性ポリエステルフィルムに関する。さらに詳しくは、耐加水分解性に優れ、長期にわたり耐久性を保持しうる耐候性ポリエステルフィルムに関する。 The present invention relates to a weather resistant polyester film suitable for use in a high temperature and high humidity environment or outdoors. More specifically, the present invention relates to a weather-resistant polyester film that has excellent hydrolysis resistance and can maintain durability over a long period of time.
ポリエステルフィルムは、機械的特性、熱的特性、耐薬品性に優れ、様々な用途に用いられている。特に、ポリエチレンテレフタレートを主成分としたフィルムは、工業用途、包装用途、印刷用途など各種用途で使用されてきている。しかしながら、ポリエステルフィルムを高温高湿下で使用すると、分子鎖中のエステル結合部位の加水分解が起こり、機械的強度が低下する問題が発生するため、高温高湿環境や屋外での使用に限界がある。 Polyester films are excellent in mechanical properties, thermal properties, and chemical resistance, and are used in various applications. In particular, films mainly composed of polyethylene terephthalate have been used in various applications such as industrial applications, packaging applications, and printing applications. However, when a polyester film is used under high temperature and high humidity, hydrolysis of ester bond sites in the molecular chain occurs, resulting in a problem that the mechanical strength is reduced. is there.
ポリエステルの加水分解は、ポリエステル分子鎖のカルボキシル末端濃度(酸価)が高いほど加水分解が速く進行することが知られている。これまで、ポリエステルの耐加水分解性を高めるために、フィルム樹脂のカルボキシル末端濃度(酸価)を低く抑えるべく様々な検討が行われている。(特許文献1、2)。 It is known that the hydrolysis of polyester proceeds faster as the carboxyl end concentration (acid value) of the polyester molecular chain is higher. Until now, in order to improve the hydrolysis resistance of polyester, various studies have been made to keep the carboxyl terminal concentration (acid value) of the film resin low. (Patent Documents 1 and 2).
また、劣化がある程度進んでも、機械的強度を大きく低下させないために、分子量が比較的高い(固有粘度が比較的高い)ポリエステルが用いられている。(特許文献3、4、5、6)。 In addition, a polyester having a relatively high molecular weight (relatively high intrinsic viscosity) is used in order not to greatly reduce the mechanical strength even if the deterioration has progressed to some extent. (Patent Documents 3, 4, 5, 6).
上記提案のフィルムは樹脂組成の改良より通常のポリエステルフィルムに比べ耐加水分解性の向上が認められる。しかしながら、過酷な使用環境において長期間にわたる使用を継続したところ、これらのフィルムは当初の想定と異なり早期に破損する場合があった。 The proposed film is improved in hydrolysis resistance as compared with a normal polyester film due to the improved resin composition. However, when the film is used for a long period of time in a harsh usage environment, these films sometimes break early, unlike the initial assumption.
本発明の目的は、上記課題に鑑み、耐加水分解性を有し、さらに長期にわたり耐久性を保持しうる耐候性ポリエステルフィルムを提供するものである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a weather-resistant polyester film that has hydrolysis resistance and can maintain durability over a long period of time.
本発明者は、上記のように想定よりも早期に生じる破損の発生について検討したところ、これはフィルム面内における強度や伸度の差異に起因することが分かった。フィルム面内で強度、伸度の低下にバラツキがある場合、ポリエステルの劣化が進行すると、伸度が低い部分を起点にしてフィルムの破壊が進行する。そのため、カルボキシル末端濃度(酸価)のポリエステルがもつ本来の耐候性を発現できないと考えられた。 The present inventor examined the occurrence of breakage that occurred earlier than expected as described above, and found that this was caused by differences in strength and elongation in the film plane. In the case where there is variation in the strength and elongation of the film within the plane of the film, the deterioration of the polyester proceeds, and the breakage of the film proceeds starting from the low elongation portion. Therefore, it was considered that the original weather resistance of the polyester having a carboxyl terminal concentration (acid value) cannot be expressed.
そこで、長期にわたり耐久性を維持するためには、樹脂組成を改変によりカルボキシル末端濃度(酸価)を低く、また分子量を高くするだけでなく、フィルム面内の強度、伸度差が少なくすることが必要であると考えられた。 Therefore, in order to maintain durability over a long period of time, not only the carboxyl end concentration (acid value) is lowered by modifying the resin composition and the molecular weight is increased, but also the difference in strength and elongation in the film surface is reduced. Was considered necessary.
すなわち、本発明者は、ポリエステルの樹脂組成だけでなく、ポリエステル延伸によって生じる機械物性差がポリエステルの長期の耐候性に影響を及ぼすことを感知し、特定の延伸方法によりポリエステルフィルムを製造することで、耐候性ポリエステルフィルムとして優れた耐加水分解性を発揮するという驚くべき効果を見出し、本発明に至ったものである。 That is, the present inventor senses that not only the polyester resin composition but also the mechanical property difference caused by the polyester stretching affects the long-term weather resistance of the polyester, and produces a polyester film by a specific stretching method. The present inventors have found a surprising effect of exhibiting excellent hydrolysis resistance as a weather-resistant polyester film, and have achieved the present invention.
すなわち、本発明は、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である。
(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。
That is, this invention is a biaxially-oriented polyester film, Comprising: It is a weather resistant polyester film which satisfy | fills the following structural requirements (1)-(4).
(1) The carboxyl end concentration is 25 eq / ton or less with respect to the polyester (2) The intrinsic viscosity (IV) of the film is 0.60 to 0.90 dl / g (3) JIS-C-2318-1997 For breaking strength (TS) measured according to 3.31 (tensile strength and elongation), the measured value in the longitudinal direction (MD direction) is TS (MD), and the measured value in the transverse direction (TD direction) is TS (TD) is set, and ΔTS defined by the following formula is 10 MPa or less.
ΔTS = | TS (MD) −TS (TD) |
(4) For the breaking elongation (TE) measured in accordance with JIS-C-2318-1997 5.3.31 (tensile strength and elongation), the measured value in the machine direction (MD direction) is TE ( MD), the measured value in the horizontal direction (TD direction) is TE (TD), and ΔTE defined by the following formula is 10% or less.
ΔTE = | TE (MD) −TE (TD) |
Furthermore, the present invention is the weather resistant polyester film obtained by the simultaneous biaxial stretching method.
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、良好な耐加水分解性を有し、長期の耐久性に優れる。
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。
The weather resistant polyester film of the present invention has good hydrolysis resistance and excellent long-term durability.
Therefore, it is also useful as a base film for solar cell members used outdoors (for example, a base film for solar cell back surface sealing) and a heat ray shielding film for automobile glazing.
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、ポリエステル樹脂より構成されるフィルムであり、主に、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの少なくとも1種を構成成分とする。これらのポリエステル樹脂の中でも、物性とコストのバランスからポリエチレンテレフタレートが最も好ましい。ポリエチレンテレフタレート(以下、単にPETという)の重合法としては、テレフタル酸とエチレングリコール、および必要に応じて他のジカルボン酸成分およびジオール成分を直接反応させる直接重合法、およびテレフタル酸のジメチルエステル(必要に応じて他のジカルボン酸のメチルエステルを含む)とエチレングリコール(必要に応じて他のジオール成分を含む)とをエステル交換反応させるエステル交換法等の任意の製造方法が利用され得る。 The weather-resistant polyester film of the present invention is a film composed of a polyester resin, and mainly contains at least one of polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate as a constituent component. Among these polyester resins, polyethylene terephthalate is most preferable from the balance between physical properties and cost. Polymerization of polyethylene terephthalate (hereinafter simply referred to as PET) includes direct polymerization of terephthalic acid and ethylene glycol and, if necessary, other dicarboxylic acid components and diol components directly, and dimethyl ester of terephthalic acid (required) Depending on the method, any production method such as a transesterification method in which a transesterification reaction of ethylene glycol (including other diol components as necessary) and ethylene glycol (including other dicarboxylic acid methyl esters) can be used.
ポリエステル調製時の触媒として、従来公知のMn、Mg、Ca、Ti、Ge、Sb、Co化合物、アルミニウム化合物、リン化合物、アンチモン化合物などが使用され得る。
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。
As the catalyst for preparing the polyester, conventionally known Mn, Mg, Ca, Ti, Ge, Sb, Co compound, aluminum compound, phosphorus compound, antimony compound and the like can be used.
In particular, it is advantageous for the suppression of thermal oxidation degradation to have a low metal content, and it is preferable to ensure a polymerization activity by using a small amount of an aluminum compound and a phosphorus compound as a promoter together. Further, the phosphorus compound preferably has a phenol moiety. A phosphorus compound containing a phenol moiety is particularly preferable because it has an effect of suppressing degradation of polyester that decomposes under a radical mechanism under oxygen. In order to enhance this function, it is preferable that the phenol moiety has a hindered phenol skeleton that is sterically and electronically stabilized and expresses more radical trapping ability.
上記ジカルボン酸成分とグリコール成分とを含む組成物には、ポリエステルの最終用途に応じて、安定剤、顔料、染料、核剤、充填剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、抗菌剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤などの添加剤が含有され得る。 The composition containing the dicarboxylic acid component and the glycol component includes a stabilizer, a pigment, a dye, a nucleating agent, a filler, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antibacterial agent, and an antistatic agent, depending on the final use of the polyester. Additives such as lubricants and mold release agents can be contained.
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、カルボキシル末端濃度がポリエステルに対し25eq/ton以下であることが、高度な耐加水分解性を得るのに重要である。耐候性ポリエステルフィルムは、カルボキシル末端濃度がポリエステルに対して20eq/ton以下であることが好ましく、18eq/ton以下であることがさらに好ましく、15eq/ton以下であることがよりさらに好ましく、13eq/ton以下であることが特に好ましく、10eq/ton以下であることがより特に好ましい。この値が25eq/tonより大きい場合は、耐加水分解性が低下し、十分な耐久性が発揮できす、早期の劣化が生じやすくなる。なお、ポリエステルのカルボキシル末端濃度の測定は、後述する滴定法、もしくはNMR法により測定することができる。 It is important for the weather resistant polyester film of the present invention that the carboxyl end concentration is 25 eq / ton or less with respect to the polyester to obtain high hydrolysis resistance. The weather resistant polyester film preferably has a carboxyl terminal concentration of 20 eq / ton or less, more preferably 18 eq / ton or less, still more preferably 15 eq / ton or less, and more preferably 13 eq / ton. It is particularly preferable that it is not more than 10 eq / ton. When this value is larger than 25 eq / ton, hydrolysis resistance is lowered, and sufficient durability can be exhibited, and early deterioration tends to occur. In addition, the measurement of the carboxyl terminal density | concentration of polyester can be measured by the titration method mentioned later or NMR method.
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、固有粘度(IV)の値が0.60〜0.90dl/gであることが高度な耐熱性、耐加水分解性を得るためには好ましく、より好ましくは0.62〜0.85dl/g、更に好ましくは0.65〜0.8dl/gである。固有粘度の値が0.60dl/gより低い場合は、耐加水分解性や耐熱性が十分でなく、また、0.90dl/gより高い場合は、溶融工程の背圧が高くなるために生産性を低下させたり、せん断発熱により熱劣化が促進したりするために好ましくない。フィルムの耐加水分解性を向上させるためには、固有粘度を高くすることが望ましいが、固有粘度が高くなると溶融工程の背圧が上昇し、フィルムの生産性が低下する場合がある。本発明では、後述のようにバランスの取れたフィルム物性を有するため、ポリエステルの固有粘度が上記範囲内であっても、長期耐久性を保持することができる。 The weather resistant polyester film of the present invention preferably has an intrinsic viscosity (IV) value of 0.60 to 0.90 dl / g in order to obtain high heat resistance and hydrolysis resistance, more preferably 0. .62 to 0.85 dl / g, more preferably 0.65 to 0.8 dl / g. When the intrinsic viscosity is lower than 0.60 dl / g, the hydrolysis resistance and heat resistance are not sufficient, and when it is higher than 0.90 dl / g, the back pressure in the melting process is increased. This is not preferable because the thermal deterioration is promoted due to the deterioration of the heat resistance and shear heat generation. In order to improve the hydrolysis resistance of the film, it is desirable to increase the intrinsic viscosity. However, when the intrinsic viscosity is increased, the back pressure in the melting process may increase, and the productivity of the film may decrease. In this invention, since it has the balanced film physical property as mentioned later, even if the intrinsic viscosity of polyester is in the said range, long-term durability can be maintained.
ポリエステルフィルムのカルボキシル末端濃度を上記範囲にするには、原料樹脂として用いるポリエステルチップのカルボキシル末端濃度を25eq/ton未満にすることが好ましい。また、ポリエステルフィルムの固有粘度(IV)を上記範囲にするには、原料樹脂として用いるポリエステルチップの固有粘度(IV)を0.60dl/g以上とすることが好ましい。ポリエステルチップのカルボキシル末端濃度及び固有粘度(IV)を上記範囲にすることは、樹脂の重合条件を適宜選択することにより行いことができる。例えば、エステル化反応装置の構造等の製造装置要因や、エステル化反応槽に供給するスラリーのジカルボン酸とグリコールの組成比、エステル化反応温度、エステル化反応圧、エステル化反応時間等のエステル化反応条件もしくは固相重合条件等を適宜設定することにより行えばよい。さらに、ポリエステルチップの水分量を制御したり、溶融工程での樹脂温度を制御することが好ましい。また、エポキシ化合物やカルボジイミド化合物などによりポリエステルのカルボキシル末端を封鎖することも好ましい方法である。なお、ポリエステルフィルムのカルボキシル末端濃度は小さい方が好ましいが、生産性の点から0.5eg/tonが下限であると考えている。 In order to make the carboxyl end concentration of the polyester film within the above range, it is preferable that the carboxyl end concentration of the polyester chip used as the raw material resin is less than 25 eq / ton. Moreover, in order to make the intrinsic viscosity (IV) of a polyester film into the said range, it is preferable that the intrinsic viscosity (IV) of the polyester chip used as raw material resin shall be 0.60 dl / g or more. The carboxyl terminal concentration and intrinsic viscosity (IV) of the polyester chip can be adjusted to the above ranges by appropriately selecting the polymerization conditions of the resin. For example, production equipment factors such as the structure of the esterification reaction apparatus, composition ratio of dicarboxylic acid and glycol in the slurry supplied to the esterification reaction tank, esterification reaction temperature, esterification reaction pressure, esterification reaction time, etc. What is necessary is just to set reaction conditions or solid-state polymerization conditions etc. suitably. Furthermore, it is preferable to control the moisture content of the polyester chip or to control the resin temperature in the melting step. It is also a preferred method to block the carboxyl terminal of the polyester with an epoxy compound or a carbodiimide compound. In addition, although the one where the carboxyl terminal density | concentration of a polyester film is smaller is preferable, it considers that 0.5eg / ton is a minimum from the point of productivity.
本発明者は、前述のように、高温高湿の環境における長期にわたる使用により想定より早く生じるフィルムの破断は、フィルム面内におけるフィルム物性の相違によるものであることを見出した。フィルム面内に破断強度や破断伸度に差異がある場合、加水分解が進行すると略等速度に機械的強度が低下するため、初期状態における破断強度や破断伸度の差異が相対的に大きなものとなる。そのため、フィルムの劣化によりフィルム面内での機械強度のバランスを失い、相対的に弱い部位からフィルムの破損が生じる。そのため、フィルムの耐久性の向上に当たっては、ポリエステル樹脂組成の改変だけでなく、フィルム面内において機械強度、特にフィルムの破損に重要な影響を及ぼす破断強度と破断伸度のバランスが良いことが好ましい。 As described above, the present inventors have found that the film breakage that occurs earlier than expected due to long-term use in a high-temperature and high-humidity environment is due to the difference in film physical properties within the film plane. When there is a difference in breaking strength or breaking elongation in the film plane, the mechanical strength decreases at approximately the same rate as hydrolysis progresses, so the difference in breaking strength and breaking elongation in the initial state is relatively large. It becomes. Therefore, the balance of the mechanical strength in the film plane is lost due to the deterioration of the film, and the film is damaged from a relatively weak portion. Therefore, in order to improve the durability of the film, it is preferable not only to modify the polyester resin composition, but also to have a good balance between the breaking strength and the breaking elongation, which have an important effect on the mechanical strength, particularly the film breakage, in the film plane. .
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、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、MD方向の測定値をTS(MD)、TD方向の測定値をTS(TD)とし、下記式で定められる△TSが10MPa以下であることが好ましく、5MPa以下であることがさらに好ましい。なお、MD方向とはフィルムの縦方向、巻取方向と同じであり、TD方向とはフィルムの横方向と同じであり、MD方向とTD方向とは直交方向の関係にある。
△TS=|TS(MD)−TS(TD)|
The weather resistant polyester film of the present invention has a measured value in the MD direction of TS measured at rupture strength (TS) measured according to JIS-C-2318-1997 5.3.31 (tensile strength and elongation). The measured value in the (MD) and TD directions is TS (TD), and ΔTS defined by the following formula is preferably 10 MPa or less, more preferably 5 MPa or less. The MD direction is the same as the longitudinal direction and the winding direction of the film, the TD direction is the same as the lateral direction of the film, and the MD direction and the TD direction are in an orthogonal direction.
ΔTS = | TS (MD) −TS (TD) |
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、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、MD方向の測定値をTE(MD)、TD方向の測定値をTE(TD)とし、下記式で定められる△TEが10%以下であることが好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。
△TE=|TE(MD)−TE(TD)|
The weather resistant polyester film of the present invention has a measured value in the MD direction with respect to the elongation at break (TE) measured in accordance with JIS-C-2318-1997 5.3.31 (tensile strength and elongation). TE (MD) and the measured value in the TD direction are TE (TD), and ΔTE defined by the following formula is preferably 10% or less, and more preferably 5% or less.
ΔTE = | TE (MD) −TE (TD) |
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、上記のように機械強度のバランスが良好なため、優れた耐加水分解性を保持しうる。本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、耐加水分解性の評価である105℃、100%RH、0.03MPa下192時間での破断伸度保持率(RTE)がMD方向およびTD方向のいずれにおいても好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、よりさらに好ましくは90%以上である。さらに、105℃、100%RH、0.03MPa下400時間での破断伸度保持率(RTE)がMD方向およびTD方向のいずれにおいても好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上である。係る範囲にあることにより、本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、屋外での長期使用に耐えうる高い耐久性を保持することができる。 Since the weather resistant polyester film of the present invention has a good balance of mechanical strength as described above, it can retain excellent hydrolysis resistance. The weather resistant polyester film of the present invention has an elongation at break (RTE) at 192 hours of 105 ° C., 100% RH, 0.03 MPa, which is an evaluation of hydrolysis resistance, in both the MD direction and the TD direction. Preferably it is 75% or more, More preferably, it is 80% or more, More preferably, it is 85% or more, More preferably, it is 90% or more. Furthermore, the elongation at break (RTE) at 400 ° C. under 105 ° C., 100% RH and 0.03 MPa is preferably 5% or more, more preferably 10% or more in both the MD direction and the TD direction. By being in such a range, the weather-resistant polyester film of the present invention can maintain high durability that can withstand long-term use outdoors.
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、初期特性としての機械的特性がMD方向とTD方向で良好なバランスを有している。そのため、高温高湿下での劣化が進行しても、MD方向とTD方向での機械的特性の差異が少なく、フィルムの破断を低減することができる。105℃、100%RH、0.03MPa下192時間および400時間でのMD方向とTD方向の破断伸度保持率の差異(△RTE=│RTE(MD)−RTE(TD)│)は10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。 The weather resistant polyester film of the present invention has a good balance of mechanical properties as initial properties in the MD direction and the TD direction. For this reason, even when deterioration under high temperature and high humidity progresses, there is little difference in mechanical properties between the MD direction and the TD direction, and film breakage can be reduced. 105%, 100% RH, 0.03 MPa under 192 hours and 400 hours, the difference in fracture elongation retention in MD direction and TD direction (ΔRTE = | RTE (MD) −RTE (TD) |) is 10% The following is preferable, and 5% or less is more preferable.
本発明の耐候性ポリエステルフィルムの破断強度(TS)はMD方向、TD方向いずれにおいても100MPa以上であることが好ましく、120MPaであることがより好ましい。破断強度(TS)の値が上記下限未満であると、フィルムとしての強度が奏することが難しくなる。また、本発明の耐候性ポリエステルフィルムの破断伸度(TE)はMD方向、TD方向いずれにおいても120%以上であることが好ましく、150%以上であることがより好ましい。破断伸度(TE)の値が上記下限未満であると、フィルムの耐衝撃性が低下し、フィルムの破断が生じやすくなる。破断強度(TS)、破断伸度(TE)を上記範囲に制御するためには、フィルムの配向性、ポリエステル樹脂の固有粘度、フィルムの厚みを適宜制御することが好ましい。 The breaking strength (TS) of the weather-resistant polyester film of the present invention is preferably 100 MPa or more, more preferably 120 MPa in both the MD direction and the TD direction. When the value of the breaking strength (TS) is less than the lower limit, it is difficult to achieve the strength as a film. Moreover, it is preferable that the breaking elongation (TE) of the weather-resistant polyester film of this invention is 120% or more in both MD direction and TD direction, and it is more preferable that it is 150% or more. When the value of the elongation at break (TE) is less than the above lower limit, the impact resistance of the film is lowered and the film is easily broken. In order to control the breaking strength (TS) and the breaking elongation (TE) within the above ranges, it is preferable to appropriately control the orientation of the film, the intrinsic viscosity of the polyester resin, and the thickness of the film.
本発明のポリエステルフィルムは、耐久性および機械的強度の点から二軸配向ポリエステルフィルムである必要がある。二軸配向ポリエステルフィルムの場合、重合したポリエステルチップを押出機において溶融する溶融工程、押出機から溶融樹脂を押出すことにより未延伸フィルムを形成するフィルム化工程、未延伸フィルムを延伸する延伸工程、および、延伸したフィルムを熱処理する熱固定工程を経ることにより製造することが望ましい。次に、本発明の耐候性ポリエステルフィルムの製造方法について詳しく説明する。 The polyester film of the present invention needs to be a biaxially oriented polyester film from the viewpoint of durability and mechanical strength. In the case of a biaxially oriented polyester film, a melting step for melting the polymerized polyester chip in an extruder, a film forming step for forming an unstretched film by extruding a molten resin from the extruder, a stretching step for stretching the unstretched film, And it is desirable to manufacture by passing through the heat setting process which heat-processes the stretched film. Next, the manufacturing method of the weather resistant polyester film of this invention is demonstrated in detail.
溶融工程においては、ポリエステルチップを溶融押出機に供給し、ポリマー融点以上の温度に加熱し溶融する。この際、フィルム製造中のカルボキシル末端濃度の上昇を抑制するために、十分乾燥したポリエステルチップを用いることが好ましい。用いるポリエステルチップの水分量は100ppm以下であることが好ましく、50ppm以下であることがより好ましく、30ppm以下であることがさらに好ましい。ポリエステルチップを乾燥する方法は、減圧乾燥など公知の方法を用いることができる。 In the melting step, the polyester chip is supplied to a melt extruder, heated to a temperature equal to or higher than the polymer melting point, and melted. At this time, it is preferable to use a sufficiently dried polyester chip in order to suppress an increase in the carboxyl end concentration during film production. The water content of the polyester chip used is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, and even more preferably 30 ppm or less. As a method for drying the polyester chip, a known method such as drying under reduced pressure can be used.
押出機内におけるポリエステル樹脂の最高温度は、280℃以上であることが好ましく、285℃以上であることが好ましく、290℃以上であることがさらに好ましい。溶融温度を上げることにより、押出機内での濾過時の背圧が低下し、良好な生産性を奏することができる。また、押出機内におけるポリエステル樹脂の最高温度は、320℃以下が好ましく、310℃以下がさらに好ましい。溶融温度が高くなるとポリエステルの熱劣化が進行し、ポリエステルのカルボキシル末端濃度が上昇し、耐加水分解性が低下する場合がある。 The maximum temperature of the polyester resin in the extruder is preferably 280 ° C. or higher, preferably 285 ° C. or higher, and more preferably 290 ° C. or higher. By raising the melting temperature, the back pressure at the time of filtration in the extruder is lowered, and good productivity can be achieved. Moreover, the maximum temperature of the polyester resin in the extruder is preferably 320 ° C. or less, and more preferably 310 ° C. or less. When the melting temperature is increased, the thermal degradation of the polyester proceeds, the carboxyl terminal concentration of the polyester increases, and the hydrolysis resistance may decrease.
フィルム化工程においては、ポリエステル樹脂を溶融押出しし、T−ダイスより冷却回転ロール上にシート状に成型し、未延伸フィルムを作成する。この際、例えば特公平6−39521号公報、特公平6−45175号公報に記載の技術を適用することにより、高速製膜性が可能となる。また、複数の押出し機を用い、内層、外層に各種機能を分担させ、共押出し法により積層フィルムとしても良い。 In the film forming step, a polyester resin is melt-extruded and formed into a sheet shape from a T-die on a cooling rotary roll to create an unstretched film. In this case, for example, by applying the technique described in Japanese Patent Publication No. 6-39521 and Japanese Patent Publication No. 6-45175, high-speed film formation is possible. Moreover, it is good also as a laminated | multilayer film by a co-extrusion method, using a some extruder, assigning various functions to an inner layer and an outer layer.
二軸配向ポリエステルフィルムを製造する場合、縦方向または横方向に一軸延伸を行い、次いで直交方向に延伸する逐次二軸延伸方法、縦方向及び横方向に同時に延伸する同時二軸延伸する方法、さらに同時二軸延伸する際の駆動方法としてリニアモーターを用いる方法を採用することができるが、本発明の観点からは同時二軸延伸法を用いることが好ましい。 In the case of producing a biaxially oriented polyester film, a sequential biaxial stretching method in which uniaxial stretching is performed in the longitudinal direction or the transverse direction and then stretching in the orthogonal direction, a simultaneous biaxial stretching method in which stretching is performed simultaneously in the longitudinal direction and the transverse direction, and Although a method using a linear motor can be adopted as a driving method for simultaneous biaxial stretching, it is preferable to use a simultaneous biaxial stretching method from the viewpoint of the present invention.
二軸方向に延伸されたフィルムは理想的には面方向に等しい配向性を有する。しかしながら、通常なされる逐次二軸延伸法では後段での延伸軸方向に配向しやすくなり、配向の差によるフィルム面内の機械的強度の差異が生じやすい。そのため、同時二軸延伸法を採用することで、フィルム面内の機械強度のバランスをより好適に保持することができる。 A film stretched in the biaxial direction ideally has an orientation equal to the plane direction. However, in the sequential biaxial stretching method that is usually performed, the film tends to be oriented in the direction of the stretching axis in the subsequent stage, and a difference in mechanical strength within the film surface due to a difference in orientation tends to occur. Therefore, by adopting the simultaneous biaxial stretching method, the balance of the mechanical strength in the film plane can be more suitably maintained.
同時二軸延伸機を用いる場合、その好ましい延伸温度は85℃〜115℃である。延伸温度(最高温度)が115℃を超える場合には、フィルムの厚み精度等の均一性が低下することがある。一方、延伸温度(最高温度)が85℃未満の場合には、工程中で破断が発生することがあり、フィルムを安定して製膜する事が困難になる。なお、より好ましい延伸温度は95℃〜105℃である。 When a simultaneous biaxial stretching machine is used, the preferred stretching temperature is 85 ° C to 115 ° C. When the stretching temperature (maximum temperature) exceeds 115 ° C., uniformity such as film thickness accuracy may be lowered. On the other hand, when the stretching temperature (maximum temperature) is less than 85 ° C., breakage may occur during the process, making it difficult to stably form the film. A more preferable stretching temperature is 95 ° C to 105 ° C.
本発明における二軸延伸は、縦、横両方向の延伸をいずれも10%/秒以上の延伸速度で行うことが望ましく、30%/秒以上がより好ましく、40%/秒以上がよりさらに好ましい。延伸速度を速くすることでフィルムの配向強度が増すため、初期値におけるフィルム破断強度を高くすることができ、耐加水分解性を好適に向上させることが可能となる。ここで、延伸速度とは、単位時間当たりのフィルムの変形率を、未延伸フィルムの寸法を基準として表したものであり、MD方向(縦方向)、及びTD方向(横方向)の延伸速度(単位:%/秒)は、それぞれ下記式によって定義される。 In the biaxial stretching in the present invention, both longitudinal and lateral stretching are desirably performed at a stretching speed of 10% / second or more, more preferably 30% / second or more, and still more preferably 40% / second or more. Since the orientation strength of the film is increased by increasing the stretching speed, the film breaking strength at the initial value can be increased, and the hydrolysis resistance can be suitably improved. Here, the stretching speed represents the deformation rate of the film per unit time on the basis of the dimensions of the unstretched film, and the stretching speed in the MD direction (longitudinal direction) and TD direction (transverse direction) ( (Unit:% / second) is defined by the following formula, respectively.
MD方向延伸速度(%/秒)=フィルム走行時の加速度(m/秒/秒)
÷未延伸フィルムの速度(m/秒)×100
MD direction stretching speed (% / second) = Acceleration during film running (m / second / second)
÷ Speed of unstretched film (m / sec) × 100
TD方向延伸速度(%/秒)=1秒間当たりの幅変化率(m/秒)
÷未延伸フィルムの幅(m)×100
TD direction stretching speed (% / sec) = width change rate per second (m / sec)
÷ Unstretched film width (m) x 100
MD方向、TD方向の何れかの方向における最大延伸速度が10%/秒未満の場合は、フィルムの配向が弱くなるため、十分な耐加水分解性を発現しない。 When the maximum stretching speed in any one of the MD direction and the TD direction is less than 10% / second, the orientation of the film becomes weak, so that sufficient hydrolysis resistance is not exhibited.
一方、延伸速度の上限は制限されないが、延伸速度を必要以上に速くすると、無理な延伸状態となり、工業規模でのフィルムの生産において、フィルムの生産性が低下する、あるいは過剰な設備投資が必要となるため好ましくない。したがって、本発明においては、延伸開始から延伸終了の間の最高延伸速度を、500%/秒以下とすることが好ましく、さらには、400%/秒以下とすることが好ましい。 On the other hand, the upper limit of the stretching speed is not limited, but if the stretching speed is increased more than necessary, the film becomes unreasonably stretched, and in the production of films on an industrial scale, film productivity is reduced or excessive capital investment is required. This is not preferable. Therefore, in the present invention, the maximum stretching speed between the start of stretching and the end of stretching is preferably 500% / second or less, and more preferably 400% / second or less.
耐候性ポリエステルフィルムとしてより高度な熱寸法安定性が要求される場合は、縦緩和処理を施すことが望ましい。縦緩和処理の方法としては、公知の方法を用いることができるが、例えばテンターのクリップ間隔を徐々に狭くして縦緩和処理を行う方法(特特公平4−028218号公報)や、テンターの内で端部に剃刀を入れ切断しクリップの影響を避けて緩和処理を行う方法(特公昭57−54290号公報)などが利用できる。 When a higher degree of thermal dimensional stability is required as a weather resistant polyester film, it is desirable to perform a longitudinal relaxation treatment. As a method of the longitudinal relaxation processing, a known method can be used. For example, a method of performing longitudinal relaxation processing by gradually narrowing the clip interval of the tenter (Japanese Patent Publication No. 4-028218), Then, a method of performing a relaxation treatment by inserting a razor at the end and avoiding the influence of the clip (Japanese Patent Publication No. 57-54290) can be used.
得られた耐候性ポリエステルフィルムの厚みは、10〜500μmであることが好ましく、より好ましく15〜400μmであり、さらに好ましくは20〜250μmである。10μm未満では腰が無く取り扱いが困難である。また500μmを超えるとハンドリング性が低下し、取り扱いが困難となる。 The thickness of the obtained weather-resistant polyester film is preferably 10 to 500 μm, more preferably 15 to 400 μm, and still more preferably 20 to 250 μm. If it is less than 10 μm, there is no waist and it is difficult to handle. On the other hand, if it exceeds 500 μm, the handling property is lowered and the handling becomes difficult.
本発明のポリエステルフィルムは、単層であっても複層であってもかまわない。また、本発明の効果を奏する範囲内であれば、これらの各層には、必要に応じて、ポリエステル樹脂中に各種添加剤を含有させることができる。 The polyester film of the present invention may be a single layer or a multilayer. Moreover, as long as it exists in the range with the effect of this invention, each of these layers can contain various additives in a polyester resin as needed.
また、接着性、絶縁性、耐擦り傷性、などの各種機能を付与するために、ポリエステルフィルム表面にコーティング法により高分子樹脂を被覆してもよい。また、透明性の点から被覆層にのみ無機及び/又は有機粒子を含有させて、易滑ポリエステルフィルムとしてもよい。さらに、無機蒸着層もしくはアルミ層を設け水蒸気バリア機能を付与したりすることもできる。 Moreover, in order to provide various functions such as adhesiveness, insulation, and scratch resistance, the surface of the polyester film may be coated with a polymer resin by a coating method. Moreover, it is good also as a slippery polyester film by making a coating layer contain an inorganic and / or organic particle only from a transparency point. Furthermore, an inorganic vapor deposition layer or an aluminum layer can be provided to provide a water vapor barrier function.
また、本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、滑り性、走行性、耐摩耗性、巻き取り性などのハンドリング特性を向上させるために、フィルム表面に凹凸を形成させることが好ましい。易滑性付与のためにポリエステルに添加する不活性粒子の種類及び含有量は、特に限定されるものではないが、シリカ、二酸化チタン、タルク、カオリナイト等の金属酸化物、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属の塩または耐熱性高分子粒子など、ポリエステル樹脂に対し不活性な粒子が例示される。 In addition, the weather resistant polyester film of the present invention preferably has irregularities formed on the film surface in order to improve handling characteristics such as slipperiness, runnability, wear resistance, and winding property. The kind and content of inert particles added to the polyester for imparting slipperiness are not particularly limited, but include metal oxides such as silica, titanium dioxide, talc, and kaolinite, calcium carbonate, calcium phosphate, Examples thereof include particles inert to the polyester resin, such as metal salts such as barium sulfate or heat-resistant polymer particles.
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、良好な耐加水分解性を有し、長期の耐久性に優れる。よって、高温高湿下や屋外などの過酷な使用環境下で長期間使用される用途に好適である。例えば、太陽電池裏面封止用のベースフィルムなどの太陽電池用部材や、各種モーターなどに用いられる電気絶縁用ベースフィルム、窓張りや自動車用グレージング向けの熱線遮蔽フィルムやのベースフィルムとしても有用である。 The weather resistant polyester film of the present invention has good hydrolysis resistance and excellent long-term durability. Therefore, it is suitable for an application that is used for a long time under a severe use environment such as high temperature and high humidity or outdoors. For example, it is also useful as a base film for solar cell members such as a base film for solar cell backside sealing, a base film for electrical insulation used in various motors, a heat ray shielding film for window coverings and glazing for automobiles, etc. is there.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はもとよりこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各実施例および比較例において用いた評価方法を以下に説明する。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples from the first. In addition, the evaluation method used in each Example and the comparative example is demonstrated below.
(1)破断強度(TS)、破断伸度(TE)
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。
(1) Breaking strength (TS), elongation at break (TE)
Measured according to JIS-C-2318-1997 5.3.31 (tensile strength and elongation). A film specimen having a width of 10 mm and a length of 190 mm was sampled from the MD direction (longitudinal direction, film winding direction) and TD direction (lateral direction, direction perpendicular to the MD direction). The film test piece was set in a tensile tester (ORIENTEC Co., Tensilon RTC-125A), and stretched at a distance between chucks of 100 mm and a take-off speed of 200 mm / min in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 65% RH, and fractured. Stress and elongation of the film were measured, and breaking strength (MPa) and breaking elongation (%) were determined.
(2)耐加水分解性評価(破断伸度保持率(RTE))
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
(2) Evaluation of hydrolysis resistance (retention rate at break (RTE))
As the hydrolysis resistance evaluation, HAST (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test) standardized in JIS-60068-2-66 was performed. The equipment was EHS-221 manufactured by ESPEC CORP. Under the conditions of 105 ° C., 100% RH, and 0.03 MPa.
The film was cut into a width of 70 mm and a length of 190 mm from the MD direction and the TD direction, and the film was placed using a jig. Each film was placed at a distance where it did not touch. The treatment was performed for 192 hours and 400 hours under the conditions of 105 ° C., 100% RH, and 0.03 MPa. A sample having a width of 10 mm was taken from each film, and the breaking elongation before and after the treatment was described in (1) according to JIS-C-2318-1997 5.3.31 (tensile strength and elongation). It measured by the method and calculated the elongation at break (RTE) according to the following formula.
RTE (%) = [(breaking elongation after treatment (MPa)) / (breaking elongation before treatment (MPa))] × 100
△RTEは上述の方法で測定したRTEについて、MD方向のRTEをRTE(MD)とし、TD方向のRTEをRTE(TD)として、下記式によって求めた。
△RTE=|RTE(MD)−RTE(TD)|
ΔRTE was determined by the following equation for the RTE measured by the above method, with the RTE in the MD direction being RTE (MD) and the RTE in the TD direction being RTE (TD).
△ RTE = | RTE (MD) −RTE (TD) |
(3)ポリエステルの固有粘度(IV)
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。
(3) Intrinsic viscosity of polyester (IV)
The polyester was dissolved using a 6/4 (weight ratio) mixed solvent of phenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane and measured at a temperature of 30 ° C.
(4)カルボキシル末端濃度の測定方法
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)
(4) Method for measuring carboxyl terminal concentration Preparation of sample The polyester is pulverized, vacuum dried at 70 ° C. for 24 hours, and then weighed in a range of 0.20 ± 0.0005 g using a balance. The weight at that time is defined as W (g). A sample weighed with 10 ml of benzyl alcohol is added to a test tube, the test tube is immersed in a benzyl alcohol bath heated to 205 ° C., and the sample is dissolved while stirring with a glass rod. Samples with dissolution times of 3 minutes, 5 minutes, and 7 minutes are designated as A, B, and C, respectively. Next, a new test tube is prepared, and only benzyl alcohol is added and processed in the same procedure, and samples when the dissolution time is 3 minutes, 5 minutes, and 7 minutes are designated as a, b, and c, respectively.
B. Titration Titration is performed using a 0.04 mol / l potassium hydroxide solution (ethanol solution) whose factor is known in advance. Phenol red is used as the indicator, and the titration (ml) of the potassium hydroxide solution is determined with the end point being changed from yellowish green to light red. Samples A, B, and C are titrated as XA, XB, and XC (ml). The titration amounts of samples a, b, and c are Xa, Xb, and Xc (ml).
C. Calculation of carboxyl terminal concentration Using the titration amounts XA, XB and XC for each dissolution time, the titration amount V (ml) at a dissolution time of 0 minutes is determined by the least square method. Similarly, titration volume V0 (ml) is obtained using Xa, Xb, and Xc. Subsequently, the carboxyl terminal concentration was calculated | required according to following Formula.
Carboxyl terminal concentration (eq / ton) = [(V−V0) × 0.04 × NF × 1000] / W
NF: factor of 0.04 mol / l potassium hydroxide solution W: sample weight (g)
(5)ポリエステルチップの水分率
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。
(5) Moisture content of the polyester chip Using a moisture content measuring device (VA-05 type, manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.), heat was applied to the chips 1 to 2 g at 230 ° C. for 10 minutes, and the moisture contained in the chip. Is evaporated and the moisture content is measured.
(実施例1)
(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。
Example 1
(1) Preparation of polycondensation catalyst solution (preparation of ethylene glycol solution of phosphorus compound)
After adding 2.0 liters of ethylene glycol to a flask equipped with a nitrogen introduction tube and a cooling tube at room temperature and normal pressure, while stirring at 200 rpm in a nitrogen atmosphere, Irganox 1222 (Ciba 39) represented by -200 g of Specialty Chemicals) was added. Further, 2.0 liters of ethylene glycol was added, the temperature was raised by changing the jacket temperature setting to 196 ° C., and the mixture was stirred under reflux for 60 minutes from the time when the internal temperature reached 185 ° C. or higher. Thereafter, the heating was stopped, the solution was immediately removed from the heat source, and the solution was cooled to 120 ° C. or less within 30 minutes while maintaining the nitrogen atmosphere. The mole fraction of Irganox 1222 in the obtained solution was 40%, and the mole fraction of the compound whose structure changed from Irganox 1222 was 60%.
(Preparation of aqueous solution of aluminum compound)
After adding 5.0 liters of pure water to a flask equipped with a cooling tube at room temperature and normal pressure, 200 g of basic aluminum acetate was added as a slurry with pure water while stirring at 200 rpm. Further, pure water was added so as to be 10.0 liters as a whole, and the mixture was stirred at room temperature and normal pressure for 12 hours. Thereafter, the jacket temperature was changed to 100.5 ° C., the temperature was raised, and the mixture was stirred under reflux for 3 hours from the time when the internal temperature reached 95 ° C. or higher. Stirring was stopped and the mixture was allowed to cool to room temperature to obtain an aqueous solution.
(Preparation of ethylene glycol mixed solution of aluminum compound)
After adding an equal volume of ethylene glycol to the aqueous aluminum compound solution obtained by the above method and stirring for 30 minutes at room temperature, the internal temperature is controlled to 80 to 90 ° C., and the pressure is gradually reduced to reach 27 hPa while stirring for several hours. Water was distilled off from the system to obtain an ethylene glycol solution of an aluminum compound at 20 g / l. The peak integration value ratio of 27 Al-NMR spectrum of the obtained aluminum solution was 2.2.
(2)エステル化反応および重縮合
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。
(2) Esterification reaction and polycondensation A high-speed stirrer is provided in the transfer line from the third esterification reaction tank to the first polycondensation reaction tank, comprising three continuous esterification reaction tanks and three polycondensation reaction tanks. 0.75 parts by mass of ethylene glycol with respect to 1 part by mass of high-purity terephthalic acid was continuously supplied to a slurry preparation tank. The prepared slurry is continuously supplied, the first esterification tank has a reaction temperature of 250 ° C. and 110 kPa, the second esterification reaction tank has 260 ° C. and 105 kPa, the third esterification reaction tank has 260 ° C. and 105 kPa, and the second ester A polyester oligomer was obtained by continuously adding 0.025 parts by mass of ethylene glycol to the chemical reaction tank. The oligomer is continuously transferred to a continuous polycondensation apparatus comprising three reaction tanks, and the ethylene glycol solution of the aluminum compound and the ethylene glycol solution of the phosphorus compound prepared by the above method in an in-line mixer installed in the transfer line. Are continuously added while stirring with an agitating mixer so as to be 0.015 mol% and 0.036 mol% as aluminum atoms and phosphorus atoms with respect to the acid component in the polyester, respectively. Is 265 ° C., 9 kPa, medium-term polycondensation reaction tank is 265-268 ° C., 0.7 kPa, final polycondensation reaction tank is 273 ° C., 13.3 Pa, and polycondensation is IV 0.620 dl / g, carboxyl end concentration is 12.5 eq / Ton PET was obtained.
得られたPETレジンを回転型真空重合装置を用い、0.5mmHgの減圧下、220℃で固相重合を行い、IV0.750dl/g、カルボキシル末端濃度が5.0eq/tonのポリエステルチップを作成した。 The obtained PET resin is solid-phase polymerized at 220 ° C. under a reduced pressure of 0.5 mmHg using a rotary vacuum polymerization apparatus to produce a polyester chip having an IV of 0.750 dl / g and a carboxyl terminal concentration of 5.0 eq / ton. did.
(3)フィルムの製膜
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。
(3) Film formation Polyethylene terephthalate pellets and silica particles having an average particle diameter (electron microscopic method) of 1.0 μm were adjusted to 0.06% by mass with respect to PET, and dried under reduced pressure (1 Torr) at 135 ° C. for 10 hours. Thereafter, the resin was supplied to an extruder, and the maximum resin temperature up to the extruder melt section, kneading section, polymer tube, gear pump, and filter was 290 ° C., and the polymer tube thereafter was 285 ° C., and the sheet was extruded from a die. Further, the resin temperature of the flat die was set to 285 ° C. In addition, as a result of measuring the moisture content of the PET pellet extracted at the entrance of the extruder, the moisture content was 18 ppm. The extruded resin was wound around a casting drum having a surface temperature of 30 ° C. and cooled and solidified to produce an unstretched film.
次いで未延伸フィルムを、100℃の熱風で40秒間予熱した後、50%/秒の一定延伸速度で、縦、及び横方向に、3.0倍ずつ同時二軸延伸した。次いで220℃の熱風で10秒間の熱処理を施し、室温まで冷却して厚さ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。 Next, the unstretched film was preheated with hot air at 100 ° C. for 40 seconds, and then simultaneously biaxially stretched 3.0 times in the longitudinal and lateral directions at a constant stretching speed of 50% / second. Next, heat treatment was performed with hot air at 220 ° C. for 10 seconds, and the mixture was cooled to room temperature to prepare a weather resistant polyester film having a thickness of 50 μm. The characteristics of the obtained polyester film are shown in the table.
(実施例2)
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。
(Example 2)
Except that the draw ratio in the longitudinal and transverse directions was 3.5 times, a film was formed in the same manner as in Example 1 to produce a weatherable polyester film having a thickness of 50 μm. The characteristics of the obtained polyester film are shown in the table.
(実施例3)
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。
(Example 3)
Except that the stretching speed in the longitudinal and lateral directions was 100% / second, a film was formed in the same manner as in Example 1 to produce a weatherable polyester film having a thickness of 50 μm. The characteristics of the obtained polyester film are shown in the table.
(実施例4)
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。
Example 4
Except that the stretching speed in the longitudinal and transverse directions was set to 300% / second, film formation was performed in the same manner as in Example 1 to produce a weatherable polyester film having a thickness of 50 μm. The characteristics of the obtained polyester film are shown in the table.
(実施例5)
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。
(Example 5)
The solid phase polymerization time was adjusted, and a film was formed in the same manner as in Example 4 except that a PET resin having an IV of 0.720 dl / g and a carboxyl terminal concentration of 10.0 eq / ton was used. A weather-resistant polyester film was prepared. The characteristics of the obtained polyester film are shown in the table.
(比較例1)
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。
(Comparative Example 1)
An unstretched film obtained by the same production method as in Example 1 was heated to 100 ° C. with a heated roll group and an infrared heater, and then stretched 3.2 times in the longitudinal direction with a roll group having a difference in peripheral speed, and uniaxially oriented. A PET film was obtained. Subsequently, the film was stretched 4.0 times in the width direction at 130 ° C. with a tenter, heat-set at 220 ° C., and further relaxed in the width direction at 200 ° C., and a weather-resistant polyester having a thickness of 50 μm. A film was prepared. The characteristics of the obtained polyester film are shown in the table.
(比較例2)
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。
(Comparative Example 2)
A biaxially stretched PET film having a thickness of 50 μm is obtained by performing film formation in the same manner as in Comparative Example 1 except that the stretch ratio in the longitudinal direction is 2.8 times and the stretch ratio in the width direction is 4.5 times. It was. A weather-resistant polyester film having a thickness of 50 μm was prepared. The characteristics of the obtained polyester film are shown in the table.
本発明の耐候性ポリエステルフィルムは、良好な耐加水分解性を有し、長期の耐久性に優れる。よって、高温高湿下や屋外などの過酷な使用環境下で長期間使用される用途に好適である。例えば、太陽電池裏面封止用のベースフィルムなどの太陽電池用部材や、各種モーターなどに用いられる電気絶縁用ベースフィルム、窓張りや自動車用グレージング向けの熱線遮蔽フィルムやのベースフィルムとしても有用である。 The weather resistant polyester film of the present invention has good hydrolysis resistance and excellent long-term durability. Therefore, it is suitable for an application that is used for a long time under a severe use environment such as high temperature and high humidity or outdoors. For example, it is also useful as a base film for solar cell members such as a base film for solar cell backside sealing, a base film for electrical insulation used in various motors, a heat ray shielding film for window coverings and glazing for automobiles, etc. is there.
Claims (2)
(1)カルボキシル末端濃度がポリエチレンテレフタレートに対し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−2318−19975.3.31(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−2318−19975.3.31(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)| A biaxially oriented polyethylene terephthalate film, weather resistant polyethylene terephthalate film satisfying the following configuration requirements (1) to (4).
(1) The carboxyl end concentration is 25 eq / ton or less with respect to polyethylene terephthalate. (2) The intrinsic viscosity (IV) of the film is 0.60 to 0.90 dl / g. (3) JIS-C-2318-19975. For breaking strength (TS) measured according to 3.31 (tensile strength and elongation), the measured value in the longitudinal direction (MD direction) is TS (MD), and the measured value in the transverse direction (TD direction) is Let TS (TD), and ΔTS defined by the following formula is 10 MPa or less. ΔTS = | TS (MD) −TS (TD) |
(4) With respect to the breaking elongation (TE) measured in accordance with JIS-C-2318-19997.3.31 (tensile strength and elongation), the measured value in the machine direction (MD direction) is TE (MD ), The measured value in the horizontal direction (TD direction) is TE (TD), and ΔTE defined by the following formula is 10% or less. ΔTE = | TE (MD) −TE (TD) |
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