【実施例】
【0032】
(評価方法)
以下の方法でポリエステルフィルム、複合体および構成体の製造、評価を行った。
【0033】
(1)ポリエステルの組成
ポリエステル樹脂およびフィルムをヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)に溶解し、
1H−NMRおよび
13C−NMRを用いて各モノマー残基や副生ジエチレングリコールについて含有量を定量した。
【0034】
(2)フィルム、複合体、構成体の厚み、層厚み
フィルム全体の厚みを測定する際は、ダイヤルゲージを用いて、フィルムを200mm×300mmに切り出し、各々の試料の任意の場所5ヶ所の厚みを測定し、平均して求めた。また、フィルム、複合体および構成体の各層厚みについては、サンプルをエポキシ樹脂に包埋し、フィルム断面をミクロトームで切り出し、該断面を透過型電子顕微鏡(日立製作所製TEM H7100)で5000倍の倍率で観察することによって求めた。
【0035】
(3)ポリエステルフィルム、複合体の長手方向と幅方向
本発明では、フィルムの任意の一方向(0°)、該方向から15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°、165°の方向の破断強度を測定し、最も破断強度の高かった方向を幅方向とし、幅方向と直交する方向を長手方向とした。なお、破断強度は(8)ポリエステルフィルムの破断強度に示した方法により得ることができる。
【0036】
(4)ポリエステルフィルムの融解吸熱ピーク温度
JIS K7122 (1987)に準じて、セイコー電子工業(株)製示差走査熱量測定装置ロボットDSC-RDC220を、データ解析には“ディスクセッション”SSC/5200を用いて、ポリエステルフィルムの融解吸熱ピーク温度を測定した。測定は、サンプルパンに樹脂を5mg秤量し、1stRUNとして、樹脂を25℃から300℃まで20℃/分の昇温速度で加熱し、その状態で5分間保持し、次いで25℃以下まで急冷し、2ndRunとして、再度室温から20℃/分の昇温速度で300℃まで昇温を行って測定を行った。得られた2ndRunの結晶融解ピークにおけるピークトップの温度を融解吸熱ピーク温度とした。
【0037】
(5)ガラス転移温度
JIS K7121 (1987)に準じて、セイコー電子工業(株)製示差走査熱量測定装置ロボットDSC-RDC220を、データ解析には“ディスクセッション”SSC/5200を用いて、樹脂のガラス転移温度を測定した。
【0038】
(6)加工硬化指数
フィルムを長手方向および幅方向に長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプルとした。25℃、63%Rhの条件下で、引張試験機(オリエンテック製テンシロンUCT−100)を用いてクロスヘッドスピード300mm/分、幅10mm、試料長50mmとしてフィルムの長手方向、幅方向について、引張試験を行い、初期長をL
0(mm)、5%伸長時の長さをL
1(mm)、5%伸長時の公称応力をP
1(MPa)、60%伸長時の長さをL
2(mm)、60%伸長時の公称応力をP
2(MPa)としたとき、5%伸長時の真ひずみを(1)式、60%伸長時の真ひずみを(2)式、5%伸長時の真応力を(3)式、60%伸長時の真応力(4)式よりそれぞれ得られた値とする。(1)〜(4)から得られた値より、X軸を真ひずみ、Y軸を真応力としたときに成す式から得られる傾きを加工硬化指数とした。これを長手方向、幅方向につき、それぞれ5回ずつ測定したときの平均値を用いた。
【0039】
5%伸長時の真ひずみ=Ln(L
1/L
0)・・・(1)
60%伸長時の真ひずみ=Ln(L
2/L
1)・・・(2)
5%伸長時の真応力=P
1(1+Ln(L
1/L
0))・・・(3)
60%伸長時の真応力=P
2(1+Ln(L
2/L
1))・・・(4)
(7)厚みあたりの曲げ剛性
東洋精機製作所株式会社製ループスティフネステスタを用いて、サンプルを測定方向に長さ120mm、幅5mmに切り出し、ループ周を100mm、押しつぶし距離は5mmとして測定し、ピークの値を曲げ剛性(mg)とした。次いで長手方向、幅方向共に5回ずつ測定を行い、各方向につき、その平均値をサンプルの厚みで割り返し、算出された値を厚みあたりの曲げ剛性(mg/μm)とした。
【0040】
(8)ポリエステルフィルムの破断強度
フィルムを長手方向および幅方向に長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプルとした。25℃、63%Rhの条件下で、引張試験機(オリエンテック製テンシロンUCT−100)を用いてクロスヘッドスピード300mm/分、幅10mm、試料長50mmとしてフィルムの長手方向、幅方向について、引張試験を行い、破断した際のフィルムにかかる荷重を読み取り、試験前の資料の断面積(ポリエステルフィルム厚み×10mm)で除した値を破断強度とする。各測定はそれぞれ5回ずつ行い、その平均を用いた。
【0041】
(9)ポリエステルフィルムおよび複合体の破断伸度
フィルムおよび複合体を長手方向および幅方向に長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプルとした。25℃、63%Rhの条件下で、引張試験機(オリエンテック製テンシロンUCT−100)を用いてクロスヘッドスピード300mm/分、幅10mm、試料長50mmとしてフィルムの長手方向、幅方向について、引張試験を行い、破断した際の伸度を読み取った値を破断伸度とする。測定は5回行い、その平均を用いた。
【0042】
(10)ポリエステルフィルム幅方向、長手方向150℃熱収縮率の合計値
フィルムを長手方向および幅方向に長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプルとした。サンプルに100mmの間隔で標線を描き、3gの錘を吊して150℃に加熱した熱風オーブン内に30分間設置し加熱処理を行った。熱処理後の標線間距離を測定し、加熱前後の標線間距離の変化から熱収縮率を算出し、熱収縮率とした。測定は長手方向および幅方向に5サンプル実施して平均値で評価を行った。この長手方向平均値と幅方向平均値の合計を150℃熱収縮率の合計値とした。
【0043】
(11)ポリエステルフィルム幅方向、長手方向200℃熱収縮率の合計値
フィルムを長手方向および幅方向に長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプルとした。サンプルに100mmの間隔で標線を描き、3gの錘を吊して200℃に加熱した熱風オーブン内に10分間設置し加熱処理を行った。熱処理後の標線間距離を測定し、加熱前後の標線間距離の変化から熱収縮率を算出し、熱収縮率とした。測定は長手方向および幅方向に5サンプル実施して平均値で評価を行った。この長手方向平均値と幅方向平均値の合計を200℃熱収縮率の合計値とした。
【0044】
(12)ポリエステルフィルムの動摩擦係数
東洋精機(株)製スリップテスターを用いて、JIS−K7125(1999年)に準じて、フィルムの両面を重ねて摩擦させた時の初期の立ち上がり後の抵抗値の安定領域を測定し、動摩擦係数μdとした。サンプルは、幅80mm、長さ200mmの長方形とし、長方形の長手方向となるようにロールから3セット(6枚)切り出した。3回測定を行い、平均値を求めた。
【0045】
(13)複合体の作成方法
複合体はポリエステルフィルムと金属箔を接着層を介して接着させることで得る。また、接着層を構成する接着剤としてウレタン系接着剤である東洋インキ製“AD502”を主剤、同社のCAT10Lを架橋剤として用いAD502、CAT10L、酢酸エチルを15:1.5:25の質量比となるように混合した塗剤をドライラミネート法にて、5g/m
2となるように均一にポリエステルフィルムの表面処理を施した面に塗布し、金属箔の化成処理を施していない面とポリエステルフィルム接着剤塗布面とを80℃に加熱したロールに0.5MPaで押し付けながら加熱圧着し、巻き取った。その後、60℃で7日間エージング処理を施し、複合体を得た。
【0046】
(14)構成体の作成方法
本発明の複合体を構成する金属箔の上に、シーラント層としてマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂とポリプロピレンとを共押出しした2層共押出しフィルム(マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂層:20μm、ポリプロピレン樹脂層:60μm)を、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂層が化成処理を施した金属箔側と接着するようにし、ラミネーターを用いて実施例、比較例に記載の複合体と金属箔側とを加熱圧着(150℃、0.3MPa、2m/min)させることで、ポリエステルフィルム/接着層/金属箔/シーラント層となる構成体を作成した。
【0047】
(15)構成体の絞り成形性
(14)で得られた構成体を、100mm×100mm大に切り出し、50mm×30mmの矩形状の雄型(構成体と接触する面と側面が成す角のR:2mm、
図1)とこの雄型とのクリアランスが0.5mmの雌型(構成体と接触する面と側面が成す角のR:2mm、
図1)からなる金型を用いて、雄型側にシーラント側がくるように雌型上に構成体をセットし、プレス成形(加圧:0.1MPa、ワンショット10秒、)を行い、下記の基準で評価を行った。
S:7mm以上で成形できた(破損なし)
A:5m以上7mm未満で破損が発生
B:4mm以上5mm未満で破損が発生
C:4mm未満で破損が発生。
【0048】
(16)成形後の構成体の耐反り性
(15)の成形性追従性評価で破損せずに成形できた構成体を凸部が上になるように水平な台に置く。構成体の4角(
図2(w)、(x)、(y)、(z))が前記台を起点に浮き上がった高さ平均値を、下記の基準で評価を行った。
S:反り高さ平均値が1cm未満であるもの
A:反り高さ平均値が1cm以上2cm未満であるもの
B:反り高さ平均値が2cm以上4cm未満であるもの
C:反り高さ平均値が4cm以上6cm未満であるもの
D:反り高さ平均値が6cm以上であるもの。
【0049】
(ポリエステルフィルムの製造)
製膜に供したポリエステルフィルムを構成する各層の樹脂はA層は主原料、B層は主原料、副原料、粒子マスターを各実施例、各比較例につき表1に記載の種類、割合で混合した。また、各実施例および各比較例に用いた主原料、副原料、粒子マスターは以下のように準備した。
・ポリエチレンテレフタレート(PET)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が100モル%、グリコール成分としてエチレングリコール成分が100モル%であるポリエチレンテレフタレート樹脂(固有粘度0.65)。
【0050】
・ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)
ジカルボン酸成分として2,6−ナフタレンジカルボン酸成分が100モル%、グリコール成分としてエチレングリコール成分が100モル%であるポリエチレンテレフタレート樹脂(固有粘度0.80)。
【0051】
・ポリブチレンテレフタレート(PBT)(i)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が100モル%、グリコール成分として1,4−ブタンジオール成分が100モル%であるポリエステル樹脂(固有粘度1.22)。
【0052】
・ポリブチレンテレフタレート(PBT)(ii)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が87モル%、イソフタル酸が10モル%、グリコール成分として1,4−ブタンジオール成分が100モル%であるポリエステル樹脂(固有粘度1.22)。
【0053】
・ポリブチレンテレフタレート(PBT)(iii)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が87モル%、アジピン酸が13モル%、グリコール成分として1,4−ブタンジオール成分が100モル%であるポリエステル樹脂(固有粘度1.22)。
【0054】
・ポリブチレンテレフタレート(PBT)(iv)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が93モル%、アジピン酸が7モル%、グリコール成分として1,4−ブタンジオール成分が100モル%であるポリエステル樹脂(固有粘度1.22)。
【0055】
・ポリブチレンテレフタレート(PBT)(v)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が87モル%、セバシン酸が13モル%、グリコール成分として1,4−ブタンジオール成分が100モル%であるポリエステル樹脂(固有粘度1.22)。
【0056】
・ポリブチレンテレフタレート(PBT)(vi)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が93モル%、セバシン酸が7モル%、グリコール成分として1,4−ブタンジオール成分が100モル%であるポリエステル樹脂(固有粘度1.22)。
【0057】
・ポリブチレンテレフタレート(PBT)(vii)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が87モル%、ドデカンジオン酸が13モル%、グリコール成分として1,4−ブタンジオール成分が100モル%であるポリエステル樹脂(固有粘度1.22)。
【0058】
・ポリブチレンテレフタレート(PBT)(viii)
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分が93モル%、ドデカンジオン酸が7モル%、グリコール成分として1,4−ブタンジオール成分が100モル%であるポリエステル樹脂(固有粘度1.22)。
【0059】
・粒子マスターA
ポリブチレンテレフタレート(PBT)(i)中に平均粒子径1.2μmの凝集シリカ粒子を粒子濃度2質量%で含有したポリブチレンテレフタレート粒子マスター(固有粘度1.1)。
【0060】
・粒子マスターB
ポリブチレンテレフタレート(PBT)(i)中に平均粒子径4μmの凝集シリカ粒子を粒子濃度6質量%で含有したポリブチレンテレフタレート粒子マスター(固有粘度1.1)。
【0061】
(塗剤A)実施例1〜14、比較例1、3、4、5、7
・メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸/N−メチロールアクリルアミド=63/35/1/1質量%の共重合組成から成るアクリル樹脂: 3.00質量%
・メラミン架橋剤: 0.75質量%
・コロイダルシリカ粒子(平均粒径:80nm): 0.15質量%
・ヘキサノール: 0.26質量%
・ブチルセロソルブ: 0.18質量%
・水: 95.66質量%
(金属箔)実施例1〜14、比較例1〜7
本発明で使用した金属箔は以下のもの用いた。
・金属箔A
金属箔の両面に化成処理としてクロム酸クロメート処理を施した厚さが40μmの日本製箔製アルミニウム“8021”。
【0062】
(実施例1〜14、比較例1、3〜5)
押出機1および押出機2を用い、表1に記載のポリエステル種、粒子マスターをそれぞれ真空乾燥機にて180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、表1に記載のとおり押出機1にはA層の主原料を、押出機2にはB層の主原料、副原料、粒子マスターを投入し、280℃にて溶融した。次いで押出機1から溶融押出された層がA層、押出機2から溶融押出された層がB層として、それぞれ表1および表2に示す積層構成、積層比、となるようにマルチマニホールドにて各層を合流させ、口金から吐出された樹脂を25℃に冷却されたキャストドラム上に冷却固化して未延伸シートを得た。その際、Tダイのリップと冷却ドラム間の距離は35mmに設定し、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して14kVの電圧で静電印加させ、冷却ドラムに密着をさせた。実施例1については、B層がキャストに接着する面とした。また、未延伸シートの冷却ドラムの通過速度は25m/分、未延伸シートの冷却ドラムとの接触長さは、2.5mとした。
【0063】
続いて、該未延伸シートを60〜80℃の温度に加熱したロール群で予熱した後、88℃の温度の加熱ロールを用いて長手方向(縦方向)にそれぞれ表2に示した倍率に延伸し、25℃の温度のロール群で冷却して一軸延伸フィルムを得た。
【0064】
この一軸延伸フィルムに空気中でコロナ放電処理を施し、その処理面にアンカーコート層として塗剤Aを超音波分散させながら混合し、#4メタリングバーにてキャストと接着した面に均一に塗布して表面処理を施した。次いで、一軸延伸フィルムの両端をクリップで把持しながらテンター内の80℃の温度の予熱ゾーンに導き、引き続き連続的に90℃に保たれた加熱ゾーンで長手方向に直角な方向(幅方向)にそれぞれ表2に示した倍率に延伸した。さらに引き続いて、テンター内の熱処理ゾーンで表2に示す熱処理温度にて20秒間の熱処理を施し、さらに表2に示す弛緩温度で5%幅方向に弛緩処理を行った。次いで、均一に徐冷し、表2に示す厚さのポリエステルフィルムを得た。ポリエステルフィルムの特性は表1〜表3に示したとおりである。
【0065】
得られたポリエステルフィルムの表面処理面側と金属箔Aが接着するようにドライラミネート法によって、ウレタン系接着剤である東洋インキ製“AD502”AD502、CAT10L、酢酸エチルを25:15:2の比率となるように混合した塗剤を接着層として用いて張り合わせた。ここで、接着剤塗布量は固形分としてポリエステルフィルム表面処理面側に5g/m
2とし、張り合わせ後に60℃、144時間のエージング処理をして複合体を得た。複合体の特性は表3に示したとおりである。
【0066】
得られた複合体の金属箔A上に、シーラントとしてマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂とポリプロピレンとを共押出しした2層共押出しフィルム(マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂層:20μm、ポリプロピレン樹脂層:60μm)を、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂層が金属箔側に位置するようにし、ラミネーターを用いて加熱圧着(160℃、0.3MPa、2m/min)させることで積層させ、ポリエステルフィルム/接着層/アルミニウム箔/シーラントとなる構成体を作成した。得られた構成体の評価をした結果は表4に示したとおりであり、実施例1〜15については絞り成形性、成形後の反りに優れていることが確認できた。
【0067】
一方、比較例1、3については曲げ剛性が0.35mg/μmを超えていたため成形後に反りが発生し、比較例4、5については加工硬化指数が1.8未満であったため成形性に劣った。
(比較例2)
表1に示したポリエステル種、粒子マスターをそれぞれ真空乾燥機にて150℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、押出機に供給、255℃で溶融し、溶融管状薄膜を環状ダイより下方に押出した。次いで冷却マンドレルの外径を通し、ロールで折りたたんだ後、ニップロールにより引き取り未延伸シートを得た。次いで、未延伸シートをチューブラー同時二軸延伸装置にて縦横同時二軸延伸を行った。延伸温度は60℃、延伸倍率は表2に示したとおりである。次いでこの二軸延伸フィルムをテンター式熱処理装置にて210℃で熱処理し、表面処理をコロナ処理としてポリエステルフィルムを得たこと以外は実施例1と同様にポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルム、複合体、構成体の評価をした結果は表1〜表4に示したとおりであり、絞り成形性に優れるものの曲げ剛性が0.35mg/μmを超えていたため成形後に反りが発生した。
【0068】
(比較例6)
押出機1を用い、表1に記載のポリエステル種を真空乾燥機にて180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、表1に記載のとおり押出機1にA層の主原料を投入し、280℃にて溶融した。次いで押出機1から溶融押出された層がA層として口金のマニホールドに導き、口金から吐出された樹脂を25℃に冷却されたキャストドラム上に冷却ドラムに密着をさせた。その際、Tダイのリップと冷却ドラム間の距離は35mmに設定し、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して14kVの電圧で静電印加させた未延伸シート得て、これをポリエステルフィルムとした。その際、未延伸シートの冷却ドラムの通過速度は100m/分、未延伸シートの冷却ドラムとの接触長さは、2.5mとした。得られたポリエステルフィルム、複合体、構成体の評価をした結果は表1〜表4に示したとおりであり、曲げ剛性に優れるものの加工硬化指数が1.8未満であったため絞り成形性に劣っていた。
(比較例7)
押出機1を用い、表1に記載のポリエステル種を真空乾燥機にて180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、表1に記載のとおり押出機1にA層の主原料を投入し、300℃にて溶融した。次いで表1に示す積層構成、積層比となるようにマニホールドに導き、口金から吐出された樹脂を25℃に冷却されたキャストドラム上に冷却固化して未延伸シートを得た。その際、Tダイのリップと冷却ドラム間の距離は35mmに設定し、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して14kVの電圧で静電印加させ、冷却ドラムに密着をさせた。また、未延伸シートの冷却ドラムの通過速度は25m/分、未延伸シートの冷却ドラムとの接触長さは、2.5mとした。
【0069】
続いて、該未延伸シートを100〜120℃の温度に加熱したロール群で予熱した後、135℃の温度の加熱ロールを用いて長手方向(縦方向)にそれぞれ表2に示した倍率に延伸し、25℃の温度のロール群で冷却して一軸延伸フィルムを得た。
【0070】
この一軸延伸フィルムに空気中でコロナ放電処理を施し、その処理面にアンカーコート層として塗剤Aを超音波分散させながら混合し、#4メタリングバーにて均一に塗布した。
【0071】
次いで、一軸延伸フィルムの両端をクリップで把持しながらテンター内の120℃の温度の予熱ゾーンに導き、引き続き連続的に140℃に保たれた加熱ゾーンで長手方向に直角な方向(幅方向)にそれぞれ表2に示した倍率に延伸した。さらに引き続いて、テンター内の熱処理ゾーンで表2に示す熱処理温度にて20秒間の熱処理を施し、さらに表2に示す弛緩温度で5%幅方向に弛緩処理を行った。次いで、均一に徐冷し、表2に示す厚さのポリエステルフィルムを得たこと以外は実施例と同様にしてポリエステルフィルム、複合体、構成体を得た。得られた構成体の評価をした結果は表4に示したとおりであり、加工硬化指数が3.0を超えているため、絞り成形性には優れていたが、厚みあたりの曲げ剛性が0.35mg/μmを超えていたため耐反り性に劣っていた。
【0072】
【表1】
【0073】
【表2】
【0074】
【表3】
【0075】
【表4】