聚酯膜及使用了该聚酯膜的电绝缘片、风力发电机、胶粘带的制作方法

文档序号:11284759阅读:177来源:国知局

本发明涉及聚酯膜。此外,涉及使用了该膜的电绝缘片、风力发电机、胶粘带。



背景技术:

聚酯(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等)树脂的机械特性、热特性、耐化学性、电气特性、成型性优异,可以用于各种用途。将该聚酯膜化了的聚酯膜,尤其是双轴取向聚酯膜由于其机械特性、电特性等,因此作为覆铜叠层板、太阳能电池用背片、胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关、面状发热体、或扁平电缆、电动机绝缘材料等电绝缘材料、磁记录材料、电容器用材料、包装材料、汽车用材料、建筑材料、照片用途、绘图用途、热敏转印用途等的各种工业材料被使用。

这些用途中,对于电动机等所使用的电绝缘材料(例如风力发电用绝缘片、混合电动机用片、空调器电动机用片)等,因为电动机的小型化、高密度化等因而在发电、使用时产生发热,如果该热被蓄积,则存在由于温度上升而发电效率降低,或耗电变高这样的问题。同样地,对于太阳能电池背片材料等而言,也存在由于发电时的热的蓄积导致的温度上升而发电效率降低这样的问题。因此,使内部产生的热向外部传导、扩散的热对策变得重要。此外,对于电子部件用所使用的电绝缘材料(例如,电子部件用胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关等)而言,随着近年来的电子部件的高性能化、小型化、高集成化,还存在各种电子部件的发热变大,处理速度降低,或耗电增大等问题。因此,使内部产生的热通过壳体向外部放出变得重要。

因此,需要热导性高的膜,提出了各种材料。例如,提出了在热导性高的石墨片的单侧或两表层叠层有pet膜的保护层的复合膜(专利文献1);在双轴拉伸pet中含有纤维状碳材料的膜(专利文献2、专利文献3)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-80672号公报

专利文献2:日本特开2013-28753号公报

专利文献3:日本特开2013-38179号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,在专利文献1的技术中,存在石墨片脆,缺乏机械特性,和作为保护层的pet膜的热导率低,不能充分地发挥石墨膜的高热导率这样的问题,此外存在厚度变厚这样的课题。此外,在专利文献2和专利文献3的技术中,由于具有导电性,因此不能用于作为要求绝缘性的用途的电动机绝缘材料、太阳能电池背片、电子部件等。

因此,本发明的课题在于提供电绝缘性、热导性和机械特性优异的聚酯膜。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题,本发明采用以下构成。即,

(1)一种聚酯膜,其包含p层,上述p层是含有结晶性聚酯(a)、以及长厚比2以上的板状粒子(b1)与长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子的层,上述聚酯膜的杨氏模量为2gpa以上,并且在将上述p层中含有的长厚比2以上的板状粒子(b1)、长厚比2以上的针状粒子(b2)的含量之和设为wb(质量%),将p层中的空隙率设为v(体积%)的情况下,wb为10以上,v/wb为1以下。

(2)根据(1)所述的聚酯膜,上述长厚比2以上的板状粒子(b1)、长厚比2以上的针状粒子(b2)在表面具有与结晶性聚酯(a)具有反应性的取代基(以下反应性取代基(a)),上述粒子(b)的每单位表面积的反应性取代基(a)的量为0.2×10-6mol/m2以上1.4×10-4mol/m2以下。

(3)根据(1)或(2)所述的聚酯膜,上述p层含有长厚比2以上的板状粒子(b1)和长厚比2以上的针状粒子(b2)这两者,并且在将p层所含有的长厚比2以上的板状粒子(b1)的含量设为wb1(质量%),将长厚比2以上的针状粒子(b2)的含量设为wb2(质量%)的情况下,wb2/wb1为0.7以上9以下。

(4)根据(1)~(3)中任一项所述的聚酯膜,断裂伸长率为10%以上。

(5)根据(1)~(4)中任一项所述的聚酯膜,p层的玻璃化转变温度tg与p层的冷结晶化峰顶温度tcc之差δtcg为44℃以上。

(6)根据(1)~(5)中任一项所述的聚酯膜,通过频率1hz下的动态粘弹性测定(以下,dma)获得的100℃的动态储存弹性模量e’为5×107pa以上。

(7)根据(1)~(6)中任一项所述的聚酯膜,膜厚度方向的热导率为0.15w/mk以上,并且表面电阻率为1013ω/□以上。

(8)一种电绝缘片,其使用了(1)~(7)中任一项所述的聚酯膜。

(9)一种风力发电机,其使用了(8)所述的电绝缘片。

(10)一种胶粘带,其使用了(1)~(7)中任一项所述的聚酯膜。

(11)(1)~(7)中任一项所述的聚酯膜的制造方法,其特征在于,依次包括下述工序:将结晶性聚酯(a)、以及表面具有与结晶性聚酯(a)具有反应性的取代基(以下反应性取代基(a))并且长厚比2以上的板状粒子(b1)与表面具有反应性取代基(a)并且长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子进行熔融混炼的工序(以下,熔融混炼工序),使包含结晶性聚酯(a)和上述粒子的树脂组合物熔融,使其从口模排出而获得膜的工序(以下,熔融挤出工序),将膜进行双轴拉伸的工序(以下,拉伸工序)。

(12)根据(11)所述的聚酯膜的制造方法,上述长厚比2以上的板状粒子(b1)、长厚比2以上的针状粒子(b2)的每单位表面积的反应性取代基(a)的量为0.2×10-6mol/m2以上1.4×10-4mol/m2以下。

(13)根据(11)或(12)所述的聚酯膜的制造方法,上述长厚比2以上的板状粒子(b1)、长厚比2以上的针状粒子(b2)用具有反应性取代基(a)的表面处理剂进行了处理,在将粒子(b)的质量设为100质量份时,表面处理剂的质量比例为0.1质量份以上5质量份以下。

(14)根据(11)~(13)中任一项所述的聚酯膜的制造方法,利用熔融混炼工序获得片料状的组合物之后,将所得的片料进行固相聚合,然后利用熔融挤出工序进行熔融制膜。

发明的效果

根据本发明,可以提供与以往的聚酯膜相比,电绝缘性、热导性和机械特性优异的聚酯膜。这样的聚酯膜可以适合用于以覆铜叠层板、太阳能电池用背片、胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关、面状发热体、或扁平电缆等的电绝缘材料、电容器用材料、汽车用材料、建筑材料为代表的重视电绝缘性和热导性那样的用途。特别是,通过使用这样的聚酯膜,从而可以提供发电效率高的风力发电机、太阳能电池、耗电小的电子设备。

附图说明

图1为示意性示出将粒子用外接长方体包围的一例的图。

具体实施方式

本发明的聚酯膜需要具有p层,所述p层是含有结晶性聚酯(a)、以及长厚比2以上的板状粒子(b1)与长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子的层(以下,有时将长厚比2以上的板状粒子(b1)和长厚比2以上的针状粒子(b2)合并称为粒子(b))。

在本发明的聚酯膜中,结晶性聚酯(a)是主要构成成分具有二羧酸构成成分和二醇构成成分的聚酯,并且是按照jisk-7122(1987),以20℃/分钟的升温速度将树脂从25℃加热至300℃(第一次运行,1strun),在该状态下保持5分钟后,接着骤冷变成25℃以下,再次以20℃/min的升温速度从室温升温至300℃,在获得的第二次运行(2ndrun)的差示扫描量热测定图中,由熔融峰的峰面积求出的结晶熔化热δhm为15j/g以上的树脂。优选使用结晶熔化热δhm更优选为20j/g以上、进一步优选为25j/g以上、特别优选为30j/g以上的树脂。通过以结晶性聚酯(a)作为构成p层的聚酯,从而在后述的制造方法中,取向、结晶化变得容易,可以制成高耐热的膜。另外,在本说明书中,所谓构成成分,表示通过将聚酯水解而能够获得的最小单元。

作为构成这样的聚酯的二羧酸构成成分,可举出丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、二聚酸、二十烷二酸、庚二酸、壬二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸等脂肪族二羧酸类、金刚烷二甲酸、降冰片烯二甲酸、异山梨醇、环己烷二甲酸、十氢化萘二甲酸等脂环族二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、4,4’-联苯醚二甲酸、5-磺酸钠间苯二甲酸、蒽二甲酸、菲二甲酸、9,9’-双(4-羧基苯基)芴酸等芳香族二羧酸、或它们的酯衍生物,但不限定于此。此外,也可以适合使用在上述羧酸构成成分的羧基末端加成有l-丙交酯、d-丙交酯、羟基苯甲酸等羟基酸类、及其衍生物、以及由羟基酸类多个连接而成的物质等而得的物质。此外,它们可以单独使用,也可以根据需要使用多种。

此外,作为构成这样的聚酯的二醇构成成分,可举出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇等脂肪族二醇类、环己烷二甲醇、螺二醇、异山梨醇等脂环式二醇类、双酚a、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇、9,9’-双(4-羟基苯基)芴、芳香族二醇类等二醇、由上述二醇多个连接而成的物质等作为例子,但不限定于此。此外,它们可以单独使用,也可以根据需要使用多种。

此外,在本发明的聚酯膜中,p层中的结晶性聚酯(a)中的全部二羧酸构成成分中的芳香族二羧酸构成成分的比例优选为90摩尔%以上100摩尔%以下。更优选为95摩尔%以上100摩尔%以下。进一步优选为98摩尔%以上100摩尔%以下,特别优选为99摩尔%以上100摩尔%以下,最优选为100摩尔%,即优选二羧酸构成成分全部是芳香族羧酸构成成分。如果小于90摩尔%,则有时耐热性降低。在本发明的聚酯膜中,通过使p层中的结晶性聚酯(a)中的全部二羧酸构成成分中的芳香族二羧酸构成成分的比例为90摩尔%以上100摩尔%以下,从而在后述制造方法中,取向、结晶化变得容易,可以制成高耐热的膜。

在本发明的聚酯膜中,p层的结晶性聚酯(a)的重复单元,即,由二羧酸构成成分和二醇构成成分构成的主要重复单元适合使用包含对苯二甲酸乙二醇酯、2,6-萘二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丙二醇酯、对苯二甲酸丁二醇酯、1,4-环己二甲醇对苯二甲酸酯、2,6-萘二甲酸乙二醇酯的单元,优选它们作为主要重复单元。另外,这里所谓主要重复单元,是上述重复单元的合计为全部重复单元的80摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上,进一步优选为95摩尔%以上。

进一步,从低成本,能够更容易聚合,并且耐热性优异这方面出发,优选对苯二甲酸乙二醇酯、2,6-萘二甲酸乙二醇酯为主要重复单元。在该情况下,在使用对苯二甲酸乙二醇酯作为主要重复单元的情况下,可以获得更便宜且具有具通用性的耐热性的膜,此外在使用2,6-萘二甲酸乙二醇酯作为主要重复单元的情况下,可以制成耐热性更优异的膜。

可以通过将上述构成成分(二羧酸和二醇)适当组合,使其缩聚而获得聚酯,在本发明的聚酯膜中,也优选p层的结晶性聚酯(a)共聚有具有3个以上羧基和/或羟基的构成成分等。在该情况下,具有3个以上羧基和/或羟基的构成成分的共聚率相对于结晶性聚酯(a)的全部构成成分,优选为0.005摩尔%以上2.5摩尔%以下。

在本发明的聚酯膜中,构成p层的结晶性聚酯(a)的特性粘度(以下,iv)优选为0.6以上。更优选为0.65以上,进一步优选为0.68以上,特别优选为0.7以上。如果iv小,则在含有后述粒子(b)的情况下,有时分子间的缠绕变得过少,不能获得机械物性,或机械特性的经时劣化易于进行,变得易于脆化。在本发明的聚酯膜中,通过使构成p层的结晶性聚酯的iv为0.6以上,从而可以获得高机械特性。另外,iv的上限没有特别规定,但有时由于聚合时间变长因此成本上不利,或熔融挤出变得困难。因此,优选为1.0以下,进一步优选为0.9以下。

另外,为了获得上述iv的聚酯,具有下述方法:在通过熔融聚合而成为规定的熔融粘度的时刻进行排出、线料化、切割,进行片料化而获得的方法;以比目标低的特性粘度暂时片料化,然后进行固相聚合而获得的方法。其中,特别是在使iv为0.65以上的情况下,从可以抑制热劣化,并且降低羧基末端基数这方面考虑,优选使用通过以比目标低的特性粘度暂时片料化,然后进行固相聚合而获得的方法。更优选利用后述方法,使结晶性聚酯(a)含有粒子(b),并且进行固相聚合,这能够进一步提高膜的iv。其结果是,在使结晶性聚酯(a)含有粒子(b)并利用后述制造方法进行制膜时,抑制过度的结晶化,从而提高拉伸性,获得的膜的机械特性提高。

在本发明的聚酯膜中,构成p层的结晶性聚酯(a)的熔点tm优选为240℃以上290℃以下。这里所谓熔点tm,是指通过dsc获得的、升温过程(升温速度:20℃/min)中的熔点tm,通过基于jisk-7121(1987)的方法,以20℃/分钟的升温速度从25℃加热至聚酯的熔点+50℃(第一次运行),在该状态下保持5分钟,接着骤冷变成25℃以下,再次以20℃/分钟的升温速度从室温升温至300℃,以获得的第二次运行的结晶熔融峰中的峰顶的温度作为结晶性聚酯(a)的熔点tm。熔点tm更优选为245℃以上275℃以下,进一步优选为250℃以上265℃以下。如果熔点tm小于240℃,则有时膜的耐热性差而不优选,此外,如果熔点tm超过290℃,则有时挤出加工变得困难,因此不优选。在本发明的聚酯膜中,通过使构成p层的结晶性聚酯(a)的熔点tm为245℃以上290℃以下,从而可以制成具有耐热性的聚酯膜。

在本发明的聚酯膜中,构成p层的结晶性聚酯(a)的羧基末端基数优选为40当量/t以下。更优选为30当量/t以下,进一步优选为20当量/t以下。如果羧基末端基数高,则有时即使进行了结构控制,由羧基末端基来源的质子带来的催化作用也强,促进了水解、热分解,通常的聚酯膜的劣化变得更易于进行。通过使羧基末端基数在上述范围内,从而可以制成抑制了水解、热分解这样的劣化的聚酯膜。另外,为了使羧基末端基数为40当量/t以下,可以通过使用由下述1)的方法和2)的方法等的组合等而获得的聚酯来获得,1)使二羧酸构成成分与二醇构成成分的酯化反应进行,在通过熔融聚合而成为规定的熔融粘度的时刻进行排出、线料化、切割,进行片料化后,进行固相聚合的方法;2)在从酯交换反应或酯化反应结束后直至缩聚反应初期(特性粘度小于0.3)之间添加缓冲剂的方法。此外,也可以通过在成型时添加缓冲剂、封端剂来获得。所谓封端剂,是指与聚酯的羧基末端基或羟基末端基反应并结合,使末端基来源的质子的催化活性消失的化合物,具体而言,可举出具有唑啉基、环氧基、碳二亚胺基、异氰酸酯基等取代基的化合物等。在使用耐水解剂的情况下,相对于p层,优选含有0.01质量%以上。更优选为0.1质量%以上。通过与上述聚酯组合添加耐水解剂,从而可以抑制由粒子添加引起的聚酯的劣化,能够进一步提高机械特性、耐热性。另外,关于耐水解剂的含量的上限,从过剩的耐水解剂有时使阻燃性降低这方面考虑,相对于p层,优选为2质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.8%质量%以下。

本发明的聚酯膜需要使p层含有长厚比2以上的板状粒子(b1)与长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子(以下,有时将长厚比2以上的板状粒子(b1)和长厚比2以上的针状粒子(b2)合并称为粒子(b))。这里所谓长厚比2以上的板状粒子(b1),是指在将一次粒子用图1所示那样的外接长方体包围,将该外接长方体的最长一边定义为长度(l),最短一边定义为厚度(t),剩下的一边定义为宽度(b)的情况下,长度(l)与厚度(t)的比l/t为2以上,同时,长度(l)与宽度(b)的比l/b为1以上2以下的粒子。此外,这里所谓长厚比2以上的针状粒子(b2),是指在将一次粒子用图1所示那样的外接长方体包围,将该外接长方体的最长一边定义为长度(l),最短一边定义为厚度(t),剩下的一边定义为宽度(b)的情况下,长度(l)与厚度(t)之比l/t为2以上,同时,长度(l)与宽度(b)的比l/b大于2的粒子。此外,这里所谓长厚比,是指板状粒子或针状粒子的长度(l)与厚度(t)之比l/t。含有长厚比2以上的板状粒子或针状粒子的聚酯膜与球状粒子相比,粒子间的接触概率高,此外长厚比越高,则接触概率越高。因此,在本发明的聚酯膜中,通过使p层中以长厚比2以上的板状粒子(b1)和长厚比2以上的针状粒子(b2)的含量之和(wb)为10质量%以上的方式含有粒子,从而能够对聚酯膜赋予热导性。长厚比更优选为3以上,进一步优选为5以上。另外,长厚比的上限没有特别规定,从将粒子(b)向树脂中混炼时,防止粒子折断或开裂这方面出发,优选为40以下,进一步优选为30以下。

p层中所含有的、长厚比2以上的板状粒子(b1)和长厚比2以上的针状粒子(b2)的含量之和wb(质量%)需要为10质量%以上,更优选为12质量%以上50质量%以下,进一步优选为15质量%以上40质量%以下,特别优选为18质量%以上35质量%以下。如果含量小于10质量%,则粒子间的接触概率变低,结果是热导率降低。如果含量超过50质量%,则膜的制膜性、拉伸后的机械特性降低。

在本发明的聚酯膜中,板状粒子(b1)和针状粒子(b2)的长度(l)优选为1μm以上80μm以下,更优选为2μm以上40μm以下,进一步优选为3μm以上20μm以下。如果长度(l)小于1μm,则有时界面面积变得过大,热导性降低,如果超过80μm,则有时膜的制膜性降低,特别是后述的拉伸工序中的拉伸性降低,生产性变差。通过在本发明的聚酯膜中,使板状粒子(b1)和针状粒子(b2)的长度为1μm以上80μm以下,从而可以兼具热导性和制膜性,因此优选。

在本发明的聚酯膜中,关于可以使用的板状粒子(b1)和针状粒子(b2)的材质,可举出例如,金、银、铜、铂、钯、铼、钒、锇、钴、铁、锌、钌、镨、铬、镍、铝、锡、锌、钛、钽、锆、锑、铟、钇、镧等金属、氧化锌、氧化钛、氧化铯、氧化锑、氧化锡、氧化铟锡、氧化钇、氧化镧、氧化锆、氧化铝、氧化镁、氧化硅等金属氧化物、氟化锂、氟化镁、氟化铝、冰晶石等金属氟化物、磷酸钙等金属磷酸盐、碳酸钙等碳酸盐、硫酸钡、硫酸镁等硫酸盐、氮化硅、氮化硼、氮化碳等氮化物、硅灰石、海泡石、硬硅钙石等硅酸盐、钛酸钾、钛酸锶等钛酸盐、其它的碳、富勒烯、碳纤维、碳纳米管、碳化硅等碳系化合物等。此外这些粒子可以使用2种以上。

在本发明的聚酯膜中,如果鉴于在需要电绝缘性的用途中使用的情况多,则作为板状粒子(b1)和针状粒子(b2)的材质,优选为没有导电性的氧化锌、氧化钛、氧化铯、氧化锑、氧化锡、氧化铟锡、氧化钇、氧化镧、氧化锆、氧化铝、氧化镁、氧化硅等金属氧化物、氟化锂、氟化镁、氟化铝、冰晶石等金属氟化物、磷酸钙等金属磷酸盐、碳酸钙等碳酸盐、硫酸钡、硫酸镁等硫酸盐、氮化硅、氮化硼、氮化碳等氮化物、硅灰石、海泡石、硬硅钙石等硅酸盐、钛酸钾等钛酸盐等。在这些情况下,显著地发挥由粒子带来的绝缘性被有效利用,长期维持电绝缘性这样的本发明的效果。

本发明的聚酯膜是具有p层的膜,该p层是在上述结晶性聚酯(a)中含有长厚比2以上的板状粒子(b1)与长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子,且以上述p层中含有的长厚比2以上的板状粒子(b1)、长厚比2以上的针状粒子(b2)的含量之和wb为10质量%以上的方式含有的层。

p层中,只要含有长厚比2以上的板状粒子(b1)与长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少任一者即可,更优选含有板状粒子(b1)和针状粒子(b2)这两者。在该情况下,在将长厚比2以上的板状粒子(b1)的含量设为wb1(质量%),长厚比2以上的针状粒子(b2)的含量设为wb2(质量%)的情况下,wb2/wb1为0.7以上9以下会提高热导性,因此优选。更优选为1以上8以下,进一步优选为2以上7以下。如果wb2/wb1过小或过大,则板状粒子与针状粒子之间的接触概率降低,有时膜的厚度方向的热导率的提高程度变小。

本发明的聚酯膜需要杨氏模量为2gpa以上。另外,这里所谓杨氏模量,是指在膜面内每隔10°改变方向来测定膜的杨氏模量,该杨氏模量成为最大的方向的杨氏模量ea和在面内与该方向正交方向的杨氏模量eb的平均值。更优选杨氏模量为2gpa以上,进一步优选为3gpa以上。杨氏模量与结晶性聚酯(a)的取向、结晶状态具有相关,杨氏模量小于2gpa的聚酯膜表现出结晶性聚酯(a)的取向性、结晶性降低,耐热性、尺寸稳定性降低。在本发明的聚酯膜中,通过使杨氏模量为2gpa以上,从而能够获得良好的耐热性、尺寸稳定性。

本发明的聚酯膜通过频率1hz下的动态粘弹性测定(以下,dma)获得的100℃的动态储存弹性模量e’优选为5×107pa以上。更优选为1×108pa以上,进一步优选为5×108pa以上。e’小的聚酯膜表现出结晶性聚酯(a)的取向性、结晶性降低,有时耐热性、尺寸稳定性降低。在本发明的聚酯膜中,通过使e’为5×107pa以上,从而能够获得良好的耐热性、尺寸稳定性。

在本发明的聚酯膜中,在将p层中的粒子(b)的含量设为wb(质量%),p层中的空隙率设为v(体积%)的情况下,需要使v/wb为1以下。这里所谓空隙率,是指在p层的截面sem图像内,在膜的截面积中空隙所占的面积的比例,以该比例作为空隙率v(体积%)。更优选为0.8以下,进一步优选为0.6以下,特别优选为0.5以下。如果v/wb超过1,则热导率低的空气大量占据膜中,结果是膜的热导性降低。v/wb的下限为0。在本发明的聚酯膜中,通过使v/wb为1以下,从而可以获得高热导性。

为了获得杨氏模量为2gpa以上的聚酯膜,需要使包含p层的聚酯组合物利用后述方法至少在单轴方向上拉伸,但通常,在拉伸工序中结晶聚酯(a)与粒子(b)的界面发生界面剥离,形成空隙,v/wb会超过1。在本发明的聚酯膜中,为了使杨氏模量为2gpa以上并且使v/wb为1以下,优选使用在上述粒子(b)的表面具有与结晶性聚酯(a)具有反应性的取代基(以下反应性取代基(a))的粒子。这里所谓反应性取代基(a),是可以与聚酯的羧基末端基或羟基末端基反应并结合的取代基,具体而言,可举出唑啉基、环氧基、碳二亚胺基、异氰酸酯基、酸酐基等取代基。特别是从与聚酯的反应性高,并且形成的结合的耐热性高这方面出发,特别优选为环氧基。特别是,通过在粒子(b)的表面具有反应性取代基(a),从而在结晶性聚酯(a)与粒子(b)的混炼时形成结合,由此形成牢固的界面,因此在后述拉伸工序中能够抑制结晶聚酯(a)与粒子(b)的界面处的界面剥离。

在本发明的聚酯膜中,粒子(b)的每单位表面积的反应性取代基(a)的量优选为0.2×10-6mol/m2以上1.4×10-4mol/m2以下。更优选为1×10-5mol/m2以上1×10-4mol/m2以下,进一步优选为1.3×10-5mol/m2以上5×10-5mol/m2以下。如果低于0.2×10-6,则结晶性聚酯(a)与粒子(b)之间的结合变得不充分,拉伸时界面剥离显著发生,结果是热导性降低。此外,如果超过1.4×10-4mol/m2,则结合量变得过多,拉伸性降低。在本发明的聚酯膜中,通过使粒子(b)的每单位表面积的反应性取代基(a)的量为0.2×10-6mol/m2以上1.4×10-4mol/m2以下,从而能够兼具热导性和拉伸性。

粒子(b)的反应性取代基(a)的量可以通过已知的滴定法来求出。例如,将环氧基的情况作为例子,在本发明中,通过以下方法求出。使粒子(b)分散于水中制成调制液后,添加hcl‐cacl2试剂,在一定温度反应一定时间后,过剩地添加已知量的koh使反应停止,使用酚酞作为指示剂,利用hcl水溶液进行返滴定。滴定利用进行了表面处理的粒子(b)、未进行表面处理的粒子(b)分别进行,将后者的滴定结果作为空白,求出消耗hcl,算出试样液中的环氧基量(mol)。此外,利用jisz8830(2013)所记载的bet法求出粒子(b)的表面积(m2),将利用上述方法求出的环氧基量(mol)除以利用bet法求出的表面积(m2),求出反应性取代基(a)的量(mol/m2)。

在本发明的聚酯膜中,粒子(b)优选用具有反应性取代基(a)的表面处理剂进行了处理。作为表面处理剂的具体例,可举出具有唑啉基、环氧基、碳二亚胺基、酸酐基、异氰酸酯基的硅烷偶联剂、钛偶联剂、铝酸盐系偶联剂,其中,适合使用2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基辛基三甲氧基硅烷等具有环氧基的硅烷偶联剂、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷等具有异氰酸酯基的硅烷偶联剂、3-三甲氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐等具有酸酐基的硅烷偶联剂等。此外,也适合使用具有反应性取代基(a)的烷氧基低聚物等。此外,将甲基丙烯酸缩水甘油酯等具有环氧基的单体、甲基丙烯酸2-异氰酸酯乙酯等具有异氰酸酯基的单体与苯乙烯、乙烯、丙烯、丙烯酸等共聚了的树脂、聚碳二亚胺、含有唑啉基的树脂等也适合使用。其中,从结晶性聚酯(a)和粒子(b)这两者能够形成结合且形成牢固的界面方面出发,特别优选为2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基辛基三甲氧基硅烷等具有环氧基的硅烷偶联剂、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷等具有异氰酸酯基的硅烷偶联剂、3-三甲氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐等具有酸酐基的硅烷偶联剂、具有反应性取代基(a)的烷氧基低聚物。此外,上述具有反应性取代基(a)的表面处理剂彼此的混合、具有反应性取代基(a)的表面处理剂与不具有反应性取代基的表面处理剂的混合也优选使用。

在本发明的聚酯膜中,p层是将包含上述结晶性聚酯(a)、以及长厚比2以上的板状粒子(b1)与长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子的树脂组合物通过后述制造方法而获得的,p层的玻璃化转变温度tg与冷结晶化峰顶温度tcc之差δtcg优选为44℃以上。这里所谓玻璃化转变温度tg和冷结晶化峰顶温度tcc,是升温过程(升温速度:20℃/min)中的玻璃化转变温度tg和冷结晶化峰顶温度tcc,是通过基于jisk-7121(1987)的方法,由后述方法获得的第二次运行的差示扫描量热测定图中的玻璃化转变温度tg和冷结晶化峰顶温度tcc,以获得的tg值与tcc值之差作为δtcg。更优选δtcg为45℃以上50℃以下。如果δtcg低,则有时拉伸变得困难,制膜性降低。在本发明的聚酯膜中,通过使δtcg为44℃以上,从而可以获得良好的制膜性。为了使δtcg为44℃以上,可举出提高p层中的结晶性聚酯(a)的iv作为优选的方法。作为提高结晶性聚酯(a)的iv的方法,优选为在后述制造方法中,特别是在将结晶性聚酯(a)与粒子(b)进行混合来获得片料状的组合物之后,将所得的片料固相聚合之后制作膜。

本发明的聚酯膜可以是仅由上述p层构成的单层膜,制成与其它层的叠层构成的叠层膜(以下,有时将其它层简称为p2层)都优选使用。在制成叠层构成的情况下,为了发挥上述p层的高耐热性的效果,p层的比例优选为聚酯膜整体的40体积%以上。更优选为50体积%以上,进一步优选为70体积%以上,特别优选为80体积%以上。如果p层的比例小于40体积%,则有时未表现出由p层带来的耐热性提高效果。在本发明的聚酯膜中,在制成叠层构成的情况下,通过使p层的比例为40体积%以上,从而可以获得比以往的聚酯膜高的耐热性。

在本发明的聚酯膜中,p层的厚度优选为5μm以上500μm以下,更优选为10μm以上400μm以下。进一步优选为20μm以上300μm以下。在厚度小于5μm的情况下,有时膜的制膜性变低,制膜变得困难。另一方面,在厚于500μm的情况下,例如在对使用了该膜的电绝缘片进行加工时,有时裁断、弯折等变得困难。在本发明的聚酯膜中,通过使p层的厚度为5μm以上500μm以下,从而可以兼具制膜性和加工性。

此外,本发明的聚酯膜整体的厚度优选为5μm以上500μm以下,更优选为10μm以上400μm以下。进一步优选为20μm以上300μm以下。在厚度小于5μm的情况下,有时膜的制膜性变低,制膜变得困难。另一方面,在厚于500μm的情况下,例如在对使用了该膜的电绝缘片进行加工时,有时裁断、弯折等变得困难。在本发明的聚酯膜中,通过使膜整体的厚度为5μm以上500μm以下,从而可以兼具制膜性和加工性。

本发明的聚酯膜的断裂伸长率优选为10%以上。更优选为20%以上,进一步优选为30%以上。在本发明的聚酯膜中,如果断裂伸长率小于10%,则制膜时、连续加工中的输送、裁断等加工时,膜易于断裂。在本发明的聚酯膜中,通过使断裂伸长率为10%以上,从而可以兼具制膜性和加工性。作为实现其的方法,可举出在后述制造方法中,包括下述工艺:使表面处理剂的处理量为更优选的范围,特别是将结晶性聚酯(a)与粒子(b)进行混合而获得片料状的组合物之后,将获得的片料进行固相聚合之后制作膜。

本发明的聚酯膜的膜厚度方向的热导率优选为0.15w/mk以上。更优选为0.20w/mk以上,进一步优选为0.25w/mk以上。通过满足本值,从而可以适合用于电动机绝缘材料(例如风力发电用绝缘片、混合电动机用片、空调器电动机用片)、太阳能电池背片、电子部件用所使用的电绝缘材料(例如,电子部件用胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关等)等。作为提高膜厚度方向的热导率的方法,除了为上述更优选的原料处方以外,特别是可举出将结晶性聚酯(a)与粒子(b)进行混合而获得片料状的组合物之后,将获得的片料固相聚合之后制作膜来作为优选的方法。

本发明的聚酯膜的表面电阻率优选为1013ω/□以上。通过满足本值,从而可以适合用于电动机绝缘材料(例如风力发电用绝缘片、混合电动机用片、空调器电动机用片)、太阳能电池背片、电子部件用所使用的电绝缘材料(例如,电子部件用胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关等)等。

在本发明的聚酯膜中,作为在聚酯层(p层)上叠层的p2层的例子,可以根据所用的用途形成用于赋予功能的聚酯层、抗静电层、与其它原材料的密合层、用于赋予耐紫外线性的耐紫外线层、用于赋予阻燃性的阻燃层、用于提高耐冲击性、耐摩蹭性的硬涂层等任意的层。

本发明的聚酯膜基于ul94-vtm试验法进行评价时的燃烧距离优选为125mm以下。更优选为115mm以下,进一步优选为105mm以下,进一步为100mm以下,特别优选为95mm以下。在本发明的聚酯膜中,通过使基于ul94-vtm试验法进行评价时的燃烧距离为125mm以下,例如在作为太阳能电池用背片用使用的情况下,能够使安全性更高。

接下来,对于本发明的聚酯膜的制造方法,说明其一例,但本发明不仅仅限定于这样的例子。

本发明的聚酯膜的制造方法依次包含下述工序1~3。

(工序1)将结晶性聚酯(a)、以及长厚比2以上的板状粒子(b1)与长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子进行熔融混炼的工序。特别是,将结晶性聚酯(a)、以及表面具有与结晶性聚酯(a)具有反应性的取代基(以下反应性取代基(a))并且长厚比2以上的板状粒子(b1)与表面具有反应性取代基(a)并且长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子进行熔融混炼的工序(以下,熔融混炼工序),

(工序2)使包含结晶性聚酯(a)、以及长厚比2以上的板状粒子(b1)与长厚比2以上的针状粒子(b2)中的至少一种粒子的树脂组合物熔融,使其从口模排出而获得膜的工序(以下,熔融挤出工序),

(工序3)将膜进行双轴拉伸的工序(以下,拉伸工序)

以下,对于工序1~工序3等,说明详细内容。

(工序1)

在本发明的聚酯膜的制造方法中,作为其原料的结晶性聚酯(a)通过由上述二羧酸构成成分、二醇构成成分经由酯化反应或酯交换反应进行缩聚反应,从而使特性粘度为0.4以上来获得。

此外,在进行酯交换反应时,可以使用乙酸镁、乙酸钙、乙酸锰、乙酸钴、乙酸钙等公知的酯交换反应催化剂,除此以外可以添加作为聚合催化剂的三氧化锑等。酯化反应时如果预先添加数ppm的氢氧化钾等碱金属,则抑制二甘醇的副生,耐热性、耐水解性也被改善。

此外作为缩聚反应催化剂,可以使用二氧化锗的乙二醇溶液、三氧化锑、钛醇盐、钛螯合物等。

作为其它添加物,例如,以赋予静电施加特性为目的,可举出乙酸镁、作为助催化剂的乙酸钙等,可以在不妨碍本发明的效果的范围内添加。此外,为了赋予膜的滑动性,可以添加各种粒子,或含有利用了催化剂的内部析出粒子。

在本发明的聚酯膜的制造方法中,在粒子(b)具有反应性取代基(a)的情况下,关于粒子(b),可举出下述方法:i)使粒子分散在溶剂中之后,一边搅拌该分散液一边添加表面处理剂、或添加溶解/分散有表面处理剂的溶液/分散液的方法;ii)一边搅拌粒子的粉体,一边添加溶解/分散有表面处理剂的溶液/分散液的方法等。此外,在表面处理剂为树脂系的表面处理剂的情况下,也优选使用下述方法:iii)将粒子与表面处理剂进行熔融混炼的方法。关于表面处理剂的添加量,在将粒子(b)的含量wb设为100质量份时,表面处理剂的质量比例优选为0.1质量份以上5质量份以下。更优选为0.2质量份以上3质量份以下,进一步优选为0.5质量份以上1.5质量份以下。如果低于0.1质量份,则结晶性聚酯(a)与粒子(b)之间的结合变得不充分,拉伸时显著地发生界面剥离,结果热导性降低。此外如果超过5质量份,则结合量变得过多,拉伸性降低。

接着,在由上述获得的结晶性聚酯(a)中添加板状粒子(b1)或针状粒子(b2)的方法优选为下述方法:使用排气式双轴混炼挤出机、串联型挤出机,预先将结晶性聚酯(a)与板状粒子(b1)、或结晶性聚酯(a)与针状粒子(b2)进行熔融混炼的方法。此时,为了在熔融混炼中不破坏板状粒子(b1)或针状粒子(b2)的形状,优选在结晶性聚酯(a)熔融了的状态下供给板状粒子(b1)或针状粒子(b2),优选通过侧进料供给至挤出机。

这里,由于在使结晶性聚酯(a)含有板状粒子(b1)、针状粒子(b2)的熔融混炼时经受热历程,因此不少结晶性聚酯(a)劣化。因此,如果制作与p层中的板状粒子(b1)或针状粒子(b2)的含量相比添加量多的高浓度母粒,将其与结晶性聚酯(a)混合并稀释,使p层中的板状粒子(b1)或针状粒子(b2)的量为规定的含量,则可以抑制结晶性聚酯(a)的劣化,从拉伸性、机械特性、耐热性等观点考虑是优选的。

此时,高浓度母粒中的粒子的浓度优选为20质量%以上80质量%以下,进一步优选为25质量%以上70质量%以下,进一步更优选为30质量%以上60质量%以下,特别优选为40质量%以上60质量%以下。在小于20质量%的情况下,添加至p层的母粒的量变多,其结果是有时p层中劣化了的结晶性聚酯(a)的量变多而拉伸性、机械特性、耐热性等降低。此外在超过80质量%的情况下,有时母粒化变得困难,或在将母粒与结晶性聚酯(a)混合的情况下均匀地混合变得困难。

此外,作为使结晶性聚酯(a)含有板状粒子(b1)和针状粒子(b2)这两者的方法,有下述方法:分别单独制作含有板状粒子(b1)的结晶性聚酯(a)的母粒和含有针状粒子(b2)的结晶性聚酯(a)的母粒之后,将它们与结晶性聚酯(a)混合并稀释,以按规定的比率含有的方式调整p层的板状粒子(b1)和针状粒子(b2)的量的方法;在制作母粒时以使板状粒子(b1)和针状粒子(b2)的比率成为规定比率的方式进行调整来制作母粒之后,将它们与结晶性聚酯(a)混合并稀释来使用的方法等,可以使用任一方法。

使用通过上述工序1获得的组合物,进行以下说明的(工序2),但从可以提高分子量,进一步降低羧基末端基数这方面出发,特别优选使用制作与p层所含有的板状粒子(b1)或针状粒子(b2)的含量相比含量多的高浓度母粒,将所得的母粒进行了固相聚合的工序。在固相聚合中,优选使固相聚合温度为聚酯的熔点tm-30℃以下、熔点tm-60℃以上,使真空度为0.3托以下进行固相聚合反应。

(工序2)

接下来,说明将由上述工序1获得的、包含结晶性聚酯(a)、和由板状粒子(b1)和针状粒子(b2)构成的粒子(b)的组合物成型为片状的工序。

在本发明的聚酯膜为仅由p层构成的单膜构成的情况下,可以使用将p层用原料在挤出机内加热熔融,从口模挤出至冷却的浇铸鼓上来加工为片状的方法(熔融浇铸法)。作为其它方法,也可以使用使p层用的原料溶解于溶剂,将该溶液从口模挤出至浇铸鼓、环形带(endlessbelt)等支持体上来制成膜状,接着从这样的膜层使溶剂干燥除去来加工为片状的方法(溶液浇铸法)等。其中,从生产性高这方面出发,优选通过熔融浇铸法,成型为片状(以下,将通过熔融浇铸法来成型为片状的工序称为熔融挤出工序)。

在本发明的聚酯膜的制造方法中,在熔融挤出工序中制造的情况下,可以使用挤出机,将包含干燥的结晶性聚酯(a)、板状粒子(b1)与针状粒子(b2)中的至少一种粒子的组合物从口模片状地熔融挤出,在将表面温度冷却至10℃以上60℃以下的鼓上,通过静电来密合冷却固化,制作未拉伸片。将该未拉伸片进行双轴拉伸来获得。

在利用挤出机熔融挤出时,在氮气气氛下使其熔融,从向挤出机供给片料直至挤出至口模的时间越短越好,作为标准,设为30分钟以下,更优选为15分钟以下,进一步优选为5分钟以下,从抑制由分子量降低导致的劣化、和抑制羧基末端基数增加方面出发是优选的。

(工序3)

将由工序2获得的片状的组合物在玻璃化转变温度tg以上的温度进行双轴拉伸。作为进行双轴拉伸的方法,将长度方向和宽度方向的拉伸分开进行的逐次双轴拉伸方法;将长度方向和宽度方向的拉伸同时进行的同时双轴拉伸方法的任一方法都可以。拉伸条件的一例可举出:1)在同时双轴拉伸的情况下,将拉伸温度设为聚酯的玻璃化转变温度tg以上tg+15℃以下的范围的温度,2)在逐次双轴拉伸的情况下,将第一轴的拉伸温度设为聚酯的玻璃化转变温度tg以上tg+15℃以下(更优选为tg以上tg+10℃以下)的温度,将第二轴的拉伸温度设为tg+5℃以上tg+25℃以下的温度等。

关于拉伸倍率,同时双轴拉伸、逐次双轴拉伸都是长度方向和宽度方向分别设为1.5倍以上4倍以下。更优选为2.0倍以上3.5倍以下,进一步优选为2.0倍以上3.0倍以下。此外合并了纵向拉伸倍率和横向拉伸倍率的面积拉伸倍率为2倍以上16倍以下,更优选为4倍以上13倍以下,进一步优选为4倍以上9倍以下。如果面积倍率小于2倍,则有时获得的膜的结晶性聚酯(a)的取向性低,所得的膜的机械强度、耐热性降低。此外,如果面积拉伸倍率超过14倍,则有拉伸时易于产生破裂,所得的膜的空隙率v变大,热导性降低的倾向。

为了充分地进行所得的双轴拉伸膜的结晶取向,赋予平面性和尺寸稳定性,在结晶性聚酯(a)的玻璃化转变温度tg以上且小于熔点tm的温度th进行1秒以上30秒以下的热处理,均匀地缓慢冷却后,冷却直至室温。在本发明的聚酯膜的制造方法中,热处理温度th与聚酯的熔点tm之差tm-th为20℃以上90℃以下,更优选为25℃以上70℃以下,进一步优选为30℃以上60℃以下。此外,在上述热处理工序中,可以根据需要在宽度方向或长度方向上实施3~12%的松弛处理。接着为了进一步提高与其它原材料的密合性,可以根据需要进行电晕放电处理等,通过卷绕来获得p层。

此外,本发明的聚酯膜为包含p层和其它层(p2层)的叠层结构的情况下的制造方法如下所述。在要叠层的各层的材料为将热塑性树脂作为主要构成材料的情况下,可以使用下述方法:将两种不同的材料分别投入两台挤出机,熔融并从口模共挤出至冷却的浇铸鼓上来加工为片状的方法(共挤出法);在以单层制作的片的至少一面,将被覆层原料投入至挤出机并熔融挤出,一边从口模挤出一边层压的方法(熔融层压法);分别分开地制作p层和要叠层的p2层,通过被加热了的辊组等来热压接的方法(热层压法);经由粘接剂使其贴合的方法(粘接法);此外,使p2层用的材料溶解于溶剂,将该溶液涂布于预先制作的p层上的方法(涂布法);以及将它们进行了组合的方法等。

此外,在p2层将不是热塑性树脂的材料作为主要构成成分的情况下,可以使用分别分开地制作p层和要叠层的p2层,经由粘接剂等使其贴合的方法(粘接法);在固化性材料的情况下,可以使用在涂布于p层上之后利用电磁波照射、加热处理等使其固化的方法等。此外,除了上述共挤出法、熔融层压法、溶液层压法、热层压法等方法以外,还可以适合使用蒸镀法、溅射法等干式法、镀敷法等湿式法等。

作为通过涂布法形成包含不同原材料的层p2层的方法,可举出在本发明的聚酯膜的制膜中涂设的在线涂布法;涂设于制膜后的聚酯膜的离线涂布法,都可以使用,更优选地,从可以与聚酯膜的制膜同时涂设而有效率,并且对聚酯膜的粘接性高这样的理由考虑,优选使用在线涂布法。此外,涂设时,还优选进行对聚酯膜表面的电晕处理等。

本发明的聚酯膜可以通过上述工序来形成,所得的膜具有高热导性、机械特性。本发明的聚酯膜有效利用该特长,可以适合用于以覆铜叠层板、太阳能电池用背片、胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关、面状发热体、或扁平电缆等的电绝缘材料、电容器用材料、汽车用材料、建筑材料为代表的重视电绝缘性和热导性那样的用途。其中,适合用于电动机等所使用的电绝缘材料(例如风力发电用绝缘片、混合电动机用片、空调器电动机用片)、太阳能电池背片材料、电子部件用所使用的电绝缘材料(例如,电子部件用胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关等)。本发明的聚酯膜与以往的聚酯膜相比,热导性、机械特性优异,因此例如,在用作使用了本发明的聚酯膜的电绝缘片(风力发电用绝缘片等)、太阳能电池背片的情况下,与以往的风力发电机、太阳能电池相比,能够提高发电效率。此外,在用于混合电动机用片、空调器电动机用片的情况下,可以降低耗电。此外,在将本发明的聚酯膜用于电子部件用胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关等的情况下,不仅耗电降低,还可以有助于操作的高速化、可靠性提高。

[特性的评价方法]

a.聚酯的组成分析

将聚酯通过碱来水解,通过气相色谱或高效液相色谱来分析各成分,由各成分的峰面积求出组成比。以下示出一例。二羧酸构成成分、其它构成成分利用高效液相色谱进行测定。关于测定条件,可以采用已知的方法进行分析,以下示出测定条件的一例。

装置:岛津lc-10a

柱:ymc-packods-a150×4.6mms-5μm120a

柱温度:40℃

流量:1.2ml/min

检测器:uv240nm

二醇构成成分、其它构成成分的定量可以使用气相色谱,利用已知的方法进行分析。以下示出测定条件的一例。

装置:岛津9a((株)岛津制作所制)

柱:supelcowax-10毛细管柱30m

柱温度:140℃~250℃(升温速度5℃/min)

流量:氮气25ml/min

检测器:fid。

b.特性粘度iv

使聚酯膜(叠层膜的情况下p层)溶解于邻氯苯酚100ml(溶液中的聚酯浓度c=1.2g/ml),使用奥斯特瓦尔德粘度计来测定该溶液的25℃下的粘度。此外,同样地测定溶剂的粘度。使用所得的溶液粘度、溶剂粘度,通过下述式(1),算出[η],以获得的值作为特性粘度(iv)。

ηsp/c=[η]+k[η]2·c(1)

(这里,ηsp=(溶液粘度/溶剂粘度)-1,k为哈金斯常数(设为0.343))。另外,在测定时将粒子(b)分离后实施。

c.p层的玻璃化转变温度tg、冷结晶化温度tcc、结晶性聚酯(a)的熔点tm、结晶熔化热δhm

按照jisk-7121(1987)和jisk-7122(1987),测定装置使用セイコー电子工业(株)制差示扫描量热测定装置“ロボットdsc-rdc220”,数据解析使用discsession(ディスクセッション)“ssc/5200”,按照下述要领测定聚酯膜(叠层膜的情况下削出的p层)。

(1)第一次运行测定

在样品盘中每次5mg分次称量聚酯膜(叠层膜的情况下为削出的p层)的样品,以20℃/分钟的升温速度将树脂从25℃加热至300℃,在该状态下保持5分钟,接着以成为25℃以下的方式进行了骤冷。

(2)第二次运行

第一次运行测定结束后,立即接着,再次以20℃/分钟的升温速度从室温升温至300℃来进行测定。

在所得的第二次运行的差示扫描量热测定图中,玻璃化转变温度在玻璃化转变的阶梯状的变化部分中,利用jisk-7121(1987)的“9.3玻璃化转变温度的求法(1)中间点玻璃化转变温度tmg”记载的方法求出结晶聚酯(a)的玻璃化转变温度tg(由在纵轴方向上距各基线的延长直线处于等距离的直线与玻璃化转变的阶梯状的变化部分的曲线相交的点求出)。此外,以冷结晶化峰中的峰顶的温度,作为p层的结晶性聚酯(a)的冷结晶化峰温度tcc。使用所得的tg、tm的值,通过下述式(2),求出p层的玻璃化转变温度tg与冷结晶化峰顶温度tcc之差δtcg。

δtcg=tcc-tg(2)

此外,作为原料的结晶性聚酯(a)的热特性(熔点tm,结晶熔化热δhm),使用结晶性聚酯(a),采用与上述方法同样的方法进行测定,在获得的第二次运行的差示扫描量热测定图中,以结晶熔融峰的峰顶的温度作为熔点tm。此外,结晶熔化热δhm是基于jisk-7122(1987)的“9.转变热的求法”来求出结晶熔融峰的热量。

d.杨氏模量、断裂伸长率

聚酯膜的断裂伸长率基于astm-d882(1997),将样品切出成1cm×20cm的大小,测定出以夹盘间5cm、拉伸速度300mm/min拉伸时的断裂伸长率。此外,由获得的荷重-应变曲线求出杨氏模量。另外,测定对于各样品分别进行5次,使用它们的平均值。

在确定杨氏模量成为最大的方向(方向a)时,将任一方向设为0°,在膜面内从-90°直至90°每隔10°改变方向进行同样地测定,从而确定杨氏模量成为最大的方向(方向a),求出杨氏模量ea。接着,求出与方向a在同一面内正交的方向(方向b)的杨氏模量eb。以获得的ea和eb的平均值,作为杨氏模量。此外,断裂伸长率是以方向a和方向b的断裂伸长率的平均值作为断裂伸长率。

e.空隙率v

空隙率按照以下(a1)~(a5)的步骤来求出。另外,测定是随机地变更膜切断处进行合计10次,以其算术平均值作为该p层的空隙率v(体积%)。

(a1)使用切片机,使膜截面以在厚度方向上不破碎的方式相对于膜面方向垂直地切断。

(a2)接着使用扫描型电子显微镜观察切断后的截面,获得放大3000倍观察到的图像。另外,观察场所是在p层内随机地确定的,但使图像的上下方向与膜的厚度方向平行,使图像的左右方向与膜面方向平行。

(a3)计测由上述(a2)获得的图像中的p层的面积,将其设为a。

(a4)计测图像中的p层内所存在的全部空隙的面积,将总面积设为b。这里,所谓计测对象,不限于空隙的整体落入图像内,也包含在图像内仅出现一部分的气泡。

(a5)将b除以a(b/a),对其乘以100,从而求出p层内的空隙的面积比例,以该值作为空隙率v(体积%)。

f.p层中的板状粒子(b1)的含量wb1和针状粒子(b2)的含量wb2

p层中的板状粒子(b1)的含量wb1和针状粒子(b2)的含量wb2是对于聚酯膜(叠层膜的情况下为削出的p层),按照以下(b1)~(b13)的步骤来求出。

(b1)测定聚酯膜(叠层膜的情况下为削出的p层)的质量w1。

(b2)使聚酯膜(叠层膜的情况下为削出的p层)溶解于六氟-2-异丙醇中,通过离心分离分取作为不溶成分的粒子。

(b3)将获得的粒子利用六氟-2-异丙醇进行洗涤,离心分离。另外,重复洗涤操作直至即使在离心分离后的洗涤液中添加乙醇也不再白浊为止。

(b4)将(b3)的洗涤液加热蒸馏除去后,自然干燥24小时后,在60℃的温度真空干燥5小时,获得了粒子。求出所得的粒子的质量w2,由下述式(3)获得粒子的总含量wb(质量%)。

wb=(w2/w1)×100(3)

(b5)在带有观察物的尺寸测定用的3d量规的观察台座上固定由(b4)获得的粒子,使用扫描型电子显微镜放大至3000倍,获得图像。

(b6)接着,对于图像中的随机选出的1个一次粒子,通过使用了3d计测软件的图像解析来描绘外接长方体。

(b7)将外接长方体的最长一边定义为粒子的长度(l),将最短一边定义为粒子的厚度(t),将剩下的一边定义为粒子的宽度(b),计测粒子的尺寸。粒子的形状通过这3个值(l、t、b)的组合来唯一地定义。

(b8)关于(b6)~(b7),随机地变更选出的一次粒子来进行合计500次,关于计测的长度(l)、厚度(t)、宽度(b)这3个值,分别描绘出使横轴为值(μm),使纵轴为存在个数(个)的分布曲线。

(b9)提取描绘的3个分布曲线的峰位置的值,以该值作为该粒子的平均长度(lp)、平均厚度(tp)、平均宽度(bp)。另外,在分布曲线中观察到2个以上峰的情况下,意味着形状不同的多个粒子混合存在着。在该情况下,列举出由所得的峰值考虑到的全部的粒子形状(lp、tp、bp的组合),单独判定计测了尺寸的500个一次粒子各自与哪个粒子形状最近似,调查按形状的存在个数。调查的结果是,存在个数观察到5个以上的形状视为含有该形状的粒子。

(b10)关于(b9)中按形状调查了存在个数的粒子,将长度(l)与宽度(b)的比l/b为1以上2以下的粒子定义为板状粒子,将l/b大于2的粒子定义为针状粒子。

(b11)关于(b8)中计测了尺寸的500个粒子中的、在(b10)中被定义为板状粒子的粒子,以式l×t×b算出各自的虚拟体积(μm3),求出其总和vv1(μm3)。此外,使用sem/edx(扫描型电子显微镜/能量分散型x射线分光法),进行粒子的组成分析,判别板状粒子的化学组成。基于化学组成,从已知的文献(例如,フィラーハンドブック(日本ゴム协会编,1987年)等)引用粒子的一般的密度d1(g/μm3),通过式d1×vv1求出板状粒子的质量wv1。

(b12)与(b11)同样地操作,关于在(b8)中计测了尺寸的500个的粒子中的、在(b10)中被定义为针状粒子的粒子,求出针状粒子的表观质量wv2(g)。

(b13)由下述式(4)和(5),分别算出p层中的板状粒子(b1)的含量wb1(质量%)和p层中的针状粒子(b2)的含量wb2(质量%)。

wb1=wb×(wv1/(wv1+wv2))(4)

wb2=wb×(wv2/(wv2+wv1))(5)。

g.膜厚度方向的热导率

在聚酯膜上涂布激光吸收用喷雾(ファインケミカルジャパン(株)制ブラックガードスプレーfc-153)使其干燥后,切出10mm见方的正方形样品,使用作为xe闪蒸分析器的netzsch制lfa447nanoflash,在测定温度25℃下测定膜厚度方向的热扩散率α(m2/s)。另外,测定实施4次,以其平均值作为热扩散率,利用下述式(6)求出热导率。

热导率(w/mk)=α(m2/s)×比热(j/kg·k)×密度(kg/m3)(6)

另外,关于比热,使用了使用聚酯膜,基于jisk-7123(1987)而求出的值。此外,关于密度,使用将膜切取成30mm×40mm的大小的试样,使用电子比重计(ミラージュ贸易(株)制sd-120l),在室温23℃、相对湿度65%的气氛下进行3次密度的测定,使用所得的平均值。

h.耐热性

在与方向a平行方向上将样品切出1cm×20cm的大小,将该长条状样品在150℃的热风炉中热处理30分钟,冷却后,按照上述d项的步骤,求出断裂伸长率。使用获得的断裂伸长率的值和d项中获得的方向a的断裂伸长率(热处理前的断裂伸长率),通过以下的式(7)计算出伸长率保持率。

伸长率保持率(%)=热处理前的断裂伸长率/热处理后的断裂伸长率×100(7)

使用获得的伸长率保持率如下进行判定。a为实用范围。

a:伸长率保持率为50%以上

d:伸长率保持率小于50%。

i.表面电阻率

膜的表面电阻率利用数字超高电阻微小电流计r8340((株)アドバンテスト制)实施了测定。测定是在膜的两面各面,在面内任意10处实施测定,分别求出其平均值。以获得的平均值低的值作为表面电阻率。此外,测定试样使用在23℃、65%rh的室内放置了一晚的试样来实施测定。使用获得的值如下进行判定。a为实用范围。

a:表面电阻率为1013ω/□以上

d:表面电阻率小于1013ω/□。

j.动态储存弹性模量

动态储存弹性模量e’按照jis-k7244(1999),使用动态粘弹性测定装置dms6100(セイコーインスツル(株)制)来求出。在拉伸模式,驱动频率为1hz,夹盘间距离为20mm,升温速度为2℃/min的测定条件下,测定各膜的粘弹性特性的温度依赖性。由该测定结果求出100℃下的动态储存弹性模量e’。

实施例

以下,对于本发明举出实施例进行说明,但本发明不一定限定于此。

(原料)

·结晶性聚酯(a):

pet-1:使用作为酸成分的对苯二甲酸二甲酯、作为二醇成分的乙二醇,相对于获得的聚酯颗粒以锗原子换算计为300ppm的方式添加氧化锗(聚合催化剂),进行缩聚反应,获得了特性粘度0.64的聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒。另外该树脂的玻璃化转变温度tg为83℃,熔点tm为255℃,结晶熔化热为37j/g。

pet-2:使用作为酸成分的对苯二甲酸二甲酯、作为二醇成分的乙二醇,相对于获得的聚酯颗粒以锗原子换算计为300ppm的方式添加氧化锗(聚合催化剂),进行缩聚反应,获得了特性粘度0.54聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒。将获得的聚对苯二甲酸乙二醇酯在160℃干燥6小时,使其结晶化后,在220℃、真空度0.3托进行5小时的固相聚合,获得了特性粘度0.70的聚对苯二甲酸乙二醇酯。另外该树脂的玻璃化转变温度tg为83℃,熔点tm为255℃,结晶熔化热为35j/g。

pet-3:使固相聚合时间为8小时,除此以外,采用与pet-2同样的方法,获得了特性粘度0.80的聚对苯二甲酸乙二醇酯。另外该树脂的玻璃化转变温度tg为83℃,熔点tm为255℃,结晶熔化热为36j/g。

·粒子

硅灰石-1:使用了fpw#400(キンセイマテックス(株)制)。长度8.0μm,长厚比4的针状粒子。

硅灰石-2:使用了nyadm1250(巴工业(株)制)。长度12μm,长厚比3的针状粒子。

针状氧化钛:使用了ftl-100(石原产业(株)制)。长度1.7μm,长厚比13的针状粒子。

氮化硼:使用了sp3-7(电气化学工业(株)制)。长度2.0μm,长厚比19的板状粒子。

滑石:使用了gh-7(林化成(株)制)。长度5.8μm,长厚比10的板状粒子。

氧化铝:使用了a4-42-2(昭和电工(株)制)。长度5μm,不定形,长厚比为1。

另外,聚酯膜(叠层膜的情况下为削出的p层)中含有的粒子的长度(长厚比)的值在进行了以下的(c1)~(c3)的处理之后,通过(c4)~(c8)的步骤求出。此外,添加于树脂之前的粒子的长度(长厚比)的值通过(c4)~(c8)的步骤求出。

(c1)使聚酯膜(叠层膜的情况下为削出的p层)溶解于六氟-2-异丙醇中,通过离心分离分取作为不溶成分的粒子。

(c2)将获得的粒子利用六氟-2-异丙醇洗涤,进行了离心分离。另外,重复洗涤操作直至即使在离心分离后的洗涤液中添加乙醇也不再白浊为止。

(c3)将(c2)的洗涤液加热蒸馏除去后,使其自然干燥24小时后,在60℃的温度真空干燥5小时,获得了作为观察物的粒子。

(c4)在带有观察物的尺寸测定用的3d量规的观察台座上固定粒子,使用扫描型电子显微镜放大至3000倍,获得图像。

(c5)接着,对于图像中的随机选出的1个一次粒子,通过使用了3d计测软件的图像解析来描绘外接长方体。

(c6)将外接长方体的最长一边定义为粒子的长度(l),最短一边定义为粒子的厚度(t),剩下的一边定义为粒子的宽度(b),计测出粒子的尺寸。粒子的形状通过这3个值(l、t、b)的组合来唯一地定义。

(c7)关于(c5)~(c6),随机地变更选出的一次粒子来进行合计500次,关于计测的长度(l)、厚度(t)、宽度(b)这3个值,分别描绘出使横轴为值(μm),使纵轴为存在个数(个)的分布曲线。

(c8)提取描绘的3个分布曲线的峰位置的值,以该值作为该粒子的平均长度(lp)、平均厚度(tp)、平均宽度(bp),将平均长度与平均厚度之比lp/tp作为粒子的长厚比。另外,在分布曲线中观察到2个以上峰的情况下,意味着混合存在有形状不同的多个粒子。在该情况下,列举出由获得的峰值考虑到的全部的粒子形状(lp、tp、bp的组合),单独判定计测了尺寸的500个一次粒子各自与哪个粒子形状最近似,按形状调查存在个数。调查的结果是,存在个数观察到5个以上的形状视为含有该形状的粒子,算出该粒子的长厚比(lp/tp)。

·表面处理剂

sc-1:含有环氧基的硅烷偶联剂kbm-403(信越化学(株)制。化合物名:3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,分子量236.3)

sc-2:含有环氧基的硅烷偶联剂kbm-4803(信越化学(株)制。化合物名:环氧丙氧基辛基三甲氧基硅烷,分子量306.4)。

(参考例1-1)

将硅灰石-1放入亨舍尔混合机进行搅拌,在该状态下以相对于针状粒子(b2)和硅烷偶联剂的100重量%,硅烷偶联剂成为0.1质量%(环氧基量为2.8×10-6mol/m2)的方式喷射喷雾来添加,在70℃加热搅拌2小时后,取出,从而获得了在针状粒子(b2)的表面具有环氧基的针状粒子(b2)。

将具有1处以上侧进料口,并设有1处捏合桨混炼部的同方向旋转型的排气式双轴混炼挤出机(日本制钢所制,螺杆直径30mm,螺杆长度/螺杆直径=45.5)加热至265℃,从主进料口供给70质量份作为结晶性聚酯(a)的pet-1,从侧进料口供给针状粒子(b1)30质量份,熔融混炼后,条状地排出,用温度25℃的水冷却后,立即切割而制作出含有针状粒子(b2)30重量%的母粒(mb-1-1)。将获得的母粒的物性示于表1中。

(参考例1-2~1-4、2-1~2-4、3-1~3-4)

将粒子种类、和表面处理剂的种类、处理量如表1那样进行了变更,除此以外,与参考例1-1同样地制作出含有板状粒子(b1)或针状粒子(b2)30重量%的母粒(mb-1-2~1-4、2-1~2-4、3-1~3-4)。将获得的母粒的物性示于表1中。

(参考例1-5)

粒子不进行表面处理,除此以外,与参考例1-1同样地制作出含有针状粒子(b2)30重量%的母粒(mb-1-5)。将获得的母粒的物性示于表1中。

(参考例3-5)

使用氧化铝作为粒子,将处理量如表1那样进行了变更,除此以外,与参考例1-1同样地制作出含有粒子30重量%的母粒(mb-3-5)。将获得的母粒的物性示于表1中。

(参考例4-1)

将由参考例1-3获得的母粒(mb-1-3)在160℃干燥6小时,使其结晶化后,在220℃、真空度0.3托进行6小时的固相聚合,制作出母粒(mb-4-1)。将获得的母粒的物性示于表1中。

(参考例4-2)

将由参考例1-3获得的母粒(mb-1-3)在160℃干燥6小时,使其结晶化后,在220℃、真空度0.3托进行12小时的固相聚合,制作出母粒(mb-4-2)。将获得的母粒的物性示于表1中。

(实施例1)

将混合有66.7质量份由参考例1-1获得的母粒mb-1-1和33.3质量份pet-1的混合物在180℃的温度真空干燥3小时后供给至挤出机,在氮气气氛下,在280℃的温度使其熔融,导入至t型模口模。此时的挤出机的过滤器使用了80μm烧结过滤器。接着,由t型模口模内,片状地挤出来制成熔融单层片,使该熔融单层片在表面温度保持于25℃的鼓上利用静电施加法进行密合冷却固化,获得了未拉伸单层膜。

接着,将该未拉伸单层膜用加热至85℃的温度的辊组预热后,使用90℃的温度的加热辊,在长度方向(纵向)上进行2.5倍拉伸,利用25℃的温度的辊组冷却而获得了单轴拉伸膜。一边将获得的单轴拉伸膜的两端用夹具把持一边导入拉幅机内的80℃的温度的预热区域,接着连续地在90℃的温度的加热区域,在与长度方向成直角的方向(宽度方向)进行2.5倍拉伸。进一步接着,在拉幅机内的热处理区域1,在220℃的温度实施20秒的热处理,进一步在热处理区域2进行150℃的热处理,在热处理区域3,在100℃的温度进行热处理。另外,在热处理时,在热处理区域1-热处理区域2之间进行了4%的松弛处理。接着,均匀地缓慢冷却后,卷绕,获得了厚度50μm的双轴拉伸膜。

将评价获得的膜的特性得到的结果示于表2中。可知是热导性、机械特性、耐热性优异的膜。

(实施例2~20)

将所使用的母粒的种类、量、结晶性聚酯(a)的种类、量设为如表2那样,除此以外,与实施例1同样地获得了厚度50μm的聚酯膜。将评价获得的膜的特性得到的结果示于表2中。可知是热导性、机械特性、耐热性优异的膜。特别是可知在实施例4~7、9~11、16~18中,与实施例1相比,热导性更优异,其中,实施例11、16的热导性特别优异。

(实施例21)

将混合有51.7质量份由参考例1-2获得的母粒mb-1-2、15.0质量份由参考例3-4获得的母粒mb-3-4、33.3质量份pet-1的混合物在180℃的温度真空干燥3小时后,供给至挤出机,在氮气气氛下,在280℃的温度使其熔融,导入至t型模口模。除此以外,与实施例1同样地操作获得了厚度50μm的聚酯膜。将评价获得的膜的特性得到的结果示于表2中。可知是热导性、机械特性、耐热性优异的膜。可知由实施例21获得的膜与实施例19、实施例20相比是热导性优异的膜。

(实施例22~28)

将所使用的母粒的量设为如表2那样,除此以外,与实施例21同样地获得了厚度50μm的聚酯膜。将评价获得的膜的特性得到的结果示于表2中。可知是热导性、机械特性、耐热性优异的膜。特别是可知实施例22~27中,与实施例28相比,热导性优异,其中实施例22~25的热导率特别优异。

(比较例1~8)

将所使用的母粒的种类、量、结晶性聚酯(a)的种类、量、拉伸条件设为如表2那样,除此以外,与实施例1同样地获得了厚度50μm的聚酯膜。将评价获得的膜的特性得到的结果示于表2中。可知比较例1~3、5~8中,与实施例1相比热导性差,比较例4中耐热性差。

另外,表中,省略指数来表示,例如,1.0e+05这样的记载表示1.0×10-5

[表1-1]

[表1-2]

[表1-3]

[表2-1]

[表2-2]

[表2-3]

[表2-4]

[表2-5]

产业可利用性

本发明的聚酯膜与以往的聚酯膜相比,可以提供电绝缘性和热导性、机械特性优异的聚酯膜。这样的聚酯膜可以适合用于以覆铜叠层板、太阳能电池用背片、胶粘带、柔性印刷基板、膜片开关、面状发热体、或扁平电缆等的电绝缘材料、电容器用材料、汽车用材料、建筑材料为代表的重视电绝缘性和热导性那样的用途。特别是通过使用这样的聚酯膜,从而可以提供发电效率高的风力发电机、太阳能电池、耗电小的电子设备。

符号的说明

1:长度(l)

2:宽度(b)

3:厚度(t)。

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