JP6873140B2 - 低収縮ポリエステルフィルム及び製造方法 - Google Patents
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Description
以下に定義する用語については、異なる定義が特許請求の範囲又は本明細書中の他の箇所で与えられない限り、これらの定義が適用されるものとする。
(a)2つ以上のポリエステルフィルムを含む処理アセンブリを用意するステップ100と、
(b)処理アセンブリを二軸配向させるステップ200と、次いで、
(c)処理アセンブリをヒートセットさせるステップ300と、次いで、
(d)処置アセンブリを熱緩和させるステップ400と、
(e)任意に、個々のポリエステル層を処理アセンブリから分離するステップ500とを含む。
Tg<TOrient<TUse<TStable<TRelax<TSet<Tm
本明細書に言及されるこれらの温度は、対象処理操作中にポリエステル層がもたらされる温度であり、示された関係を有する特定の温度又は温度の範囲であり得ることが理解されよう。これらの温度間の適切かつ好ましい関係を決定する原理は、ポリエステルフィルムの単一層のウェブの従来の配向及び寸法安定化のための動作温度の選択を通知することと同じである。
本発明の方法において、ポリエステルフィルムは、そこから単一のポリエステルフィルムを分離することができる処理アセンブリとして本明細書で称されるバンドルで取り扱われ、かつ処理される(すなわち、配向され、ヒートセットされ、及び熱緩和される)。このような方法で薄いポリエステルフィルムを操作することが、これまで可能であったよりも薄い厚さの、配向され、寸法的に安定なフィルムの製造が可能になることが判明した。本明細書で使用される処理アセンブリは、典型的には、連続ウェブ形式による方法で達成可能な処理効率及び能力のための連続ウェブ形式において製造される。「ウェブ」という用語は、連続した可撓ストリップ形態で製造又は加工される薄い材料を説明するために本明細書で使用される。
各層パケットは、配向され、ヒートセットされ、及び熱緩和されることが可能である半結晶性ポリエステルフィルムを含む。ポリエステルは、例えば、キャスト法、押出成形法などの既知の技術によって、第1及び第2の主面を有するフィルム形態に構成されている。
TOrient<TRelax<TSet<Tmである。
剥離層は、本発明の方法のステップ全体を通して、処理アセンブリ内の隣接するポリエステル層への所望の接着性を提供すべきである。いくつかの実施形態では、剥離層は、約2〜約40g/cm幅(5〜100g/in幅)のポリエステルフィルムへの結合強度を提供する。
交互に選択されたポリエステルフィルム及び剥離層が配置され、積層体に構成されて処理アセンブリを形成する。構成フィルム及び層を形成し、それらを所望の多層積層体に配置かつ構成するための適切な方法及び技術は、当業者に周知であろう。例示的な例には、共押出、予め形成されたフィルム及び層(例えば、キャスト、押出し層など)のラミネート加工が挙げられる。共押出法が典型的には好ましく、特に、比較的薄いポリエステルフィルム及び剥離層を利用する本発明の実施形態には好ましいであろう。
図1に示すように、処理アセンブリ(その構成ポリエステルフィルムを含む)は、ステーション200内で二軸配向される。
ヒートセットは、典型的には、二軸配向の後に直接行われ、好ましくはインラインで行われる。
熱緩和は、ヒートセット後に直接(例えば、インライン方式で)行われてもよく、又はヒートセットアセンブリを保管し、その後、必要に応じて、別の時間、別の場所、若しくはその両方で熱緩和されてもよい。
個々のポリエステル層は、冷却後に直接熱緩和されたアセンブリから分離されてもよく、又は別の時間、別の場所、若しくはその両方で分離が行われてもよい。
本発明のフィルムは、特にこれまで達成できなかった低キャリパで、驚くべき寸法安定性を呈する。例えば、本発明の方法は、150℃で、横方向及び縦方向の両方で、約1%未満、好ましくは約0.5%未満、及び場合によっては約0.2%未満の収縮率を呈するポリエステルフィルムを製造するために使用することができる。本発明は、いくつかの実施形態では、約127ミクロン(5ミル)以下の平均厚さ、他の実施形態では、約76ミクロン(3ミル)以下の平均厚さ、他の実施形態では、約51ミクロン(2ミル)以下の平均厚さ、他の実施形態では、約25ミクロン(1ミル)以下の平均厚さ、及びいくつかの実施形態では約13ミクロン(0.5ミル)以下の平均厚さを有する、そのような高い寸法安定性を呈するポリエステルフィルムを提供する。
以下、例示的実施形態を付記する。
[1]
寸法的に安定なポリエステルフィルムの製造方法であって、
(a)複数の層パケットを含む処理アセンブリを用意するステップであって、各層パケットが、T g 及びT m を有する1つ以上の半結晶性ポリエステルを含みかつ第1及び第2の主面を有するポリエステルフィルムと、第1及び第2の主面を有する剥離層とを含み、前記剥離層の前記第1の主面が、前記ポリエステルフィルムの前記第2の主面に取り付けられ、前記層パケットは、上側層パケットの前記剥離層の前記第2の主面が下側層パケットの前記ポリエステルフィルムの前記第1の主面に分離可能に取り付けられるように積層体で配置される、ステップと、
(b)前記ポリエステルフィルムが少なくともT Orient の温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、前記層パケットが少なくともT Orient の温度にある間に前記処理アセンブリを二軸延伸させることによって前記ポリエステルフィルムを二軸配向させて、配向アセンブリを得るステップであって、T Orient が前記ポリエステルフィルムの前記T g よりも高い、ステップと、
(c)ポリエステル成分の結晶化度を上昇させるように配向構成及び寸法を維持しながら、前記配向処理アセンブリを温度T Set に加熱することによって、前記ポリエステルフィルムをヒートセットして、ヒートセットアセンブリを得るステップであって、T Set がT Orient より高くかつT m より低い、ステップと、次いで、
(d)x及びy軸方向寸法において実質的に拘束されない状態で、温度T Relax に加熱することによって、ヒートセット処理アセンブリを熱緩和して、熱緩和アセンブリを得るステップであって、T Relax がT Set より低くかつT Orient より高い、ステップとを含む、製造方法。
[2]
前記処理アセンブリが、2〜20個の層パケットを含む、[1]に記載の製造方法。
[3]
前記処理アセンブリが、担体を含む、[1]に記載の製造方法。
[4]
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約127ミクロン(5ミル)以下である、[1]に記載の製造方法。
[5]
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約76ミクロン(3ミル)以下である、[1]に記載の製造方法。
[6]
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約51ミクロン(2ミル)以下である、[1]に記載の製造方法。
[7]
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約25ミクロン(1ミル)以下である、[1]に記載の製造方法。
[8]
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける各ポリエステルフィルムの平均厚さが、約13ミクロン(0.5ミル)以下である、[1]に記載の製造方法。
[9]
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける前記ポリエステルフィルムの平均厚さが約5〜約75ミクロン(0.2〜3.0ミル)である、[1]に記載の製造方法。
[10]
前記熱緩和アセンブリの各層パケットにおける前記ポリエステルフィルムの平均厚さが約7.5〜約50ミクロン(0.3〜2.0ミル)である、[1]に記載の製造方法。
[11]
前記ポリエステルフィルムが、ジオールとジカルボン酸との縮合重合によって得られる
ポリマー材料を含む、[1]に記載の製造方法。
[12]
前記ポリエステルフィルムが、以下の材料:ポリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレン−p−オキシベンゾエート、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、及びポリエチレン−2,6−ナフタレートのうち1つ以上を含む、[11]に記載の製造方法。
[13]
前記ジオールが、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、[11]に記載の製造方法。
[14]
前記ジカルボン酸が、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、[11]に記載の製造方法。
[15]
前記ポリエステルフィルムが、ポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートを含む、[11]に記載の製造方法。
[16]
前記剥離層の平均厚さが、約5〜約25ミクロン(0.2〜1.0ミル)、好ましくは約7.5〜約18ミクロン(0.3〜0.7ミル)である、[1]に記載の製造方法。
[17]
前記剥離層が、約2〜約40g/cm幅(5〜100g/in幅)の前記ポリエステルフィルムへの結合強度をもたらす、[1]に記載の製造方法。
[18]
前記剥離層が、ポリオレフィン、スチレン/ゴムブロックコポリマー、エチレンαオレフィンコポリマー、オレフィンブロックコポリマー、及び1つ以上のそのような材料のブレンドからなる群から選択されるポリマー材料を含む、[1]に記載の製造方法。
[19]
少なくともいくつかの剥離層が二重層である、[1]に記載の製造方法。
[20]
少なくともいくつかの層パケットは、前記剥離層が下側ポリエステルフィルムに対して呈するよりも、前記層パケット内の前記ポリエステルフィルムに対して強い接着を呈する剥離層を含む、[1]に記載の製造方法。
[21]
前記ポリエステルフィルムを二軸配向させることが、同時二軸配向によって行われる、[1]に記載の製造方法。
[22]
前記ポリエステルフィルムを二軸配向させることが、逐次的な配向ステップ:
(b1)前記ポリエステルフィルムが少なくともT Orient1 の温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、次いで前記層パケットが少なくともT Orient1 の温度にある間に前記処理アセンブリを第1の軸方向に延伸させることによって、前記ポリエステルフィルムを前記第1の軸方向に配向させるステップであって、T Orient1 が前記ポリエステルフィルムの前記Tgよりも高い、ステップと、次いで
(b2)前記ポリエステルフィルムが少なくともT Orient2 の温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、前記層パケットが少なくともT Orient2 の温度にある間に前記処理アセンブリを第2の軸方向に延伸させることによって、前記ポリエステルフィルムを前記第2の軸方向に配向させるステップであって、T Orient2 が前記ポリエステルフィルムの前記Tgよりも高い、ステップとを含み、
T Orient1 及びT Orient2 が、同一であっても、又は異なってもよい、[18]に記載の製造方法。
[23]
前記ポリエステルフィルムを前記第1の軸方向に配向させることが、前記第1の軸方向に約3〜約5:1以上の比で、前記処理アセンブリを延伸させることを含む、[1]に記載の製造方法。
[24]
前記ポリエステルフィルムを前記第2の軸方向に配向させることが、前記第2の軸方向に約3〜約5:1以上の比で、前記処理アセンブリを延伸させることを含む、[1]に記載の製造方法。
[25]
前記第1の軸方向及び前記第2の軸方向が、実質的に垂直である、[1]に記載の製造方法。
[26]
前記熱緩和が、空気浮上型オーブン又は空気衝突を備えた熱缶内で行われる、[1]に記載の製造方法。
[27]
ステップ(b)、(c)、及び(d)が、インラインで行われる、[1]に記載の製造方法。
[28]
最大で約76ミクロン(3.0ミル)の厚さを有するポリエステルフィルムであって、実質的に拘束されていない状態で、約150℃の温度に加熱されると、軸方向において1%未満の収縮率を呈する、ポリエステルフィルム。
[29]
最大で約50ミクロン(2.0ミル)の厚さを有する、[28]に記載のポリエステルフィルム。
[30]
最大で約25ミクロン(1ミル)以下の厚さを有する、[28]に記載のポリエステルフィルム。
[31]
最大で約13ミクロン(0.5ミル)以下の厚さを有する、[28]に記載のポリエステルフィルム。
[32]
実質的に拘束されていない状態で、約150℃の温度に加熱されると、軸方向において0.5%未満の収縮率を呈する、[28]〜[31]のいずれか一項に記載のポリエステルフィルム。
[33]
実質的に拘束されていない状態で、約150℃の温度に加熱されると、軸方向において0.2%未満の収縮率を呈する、[28]〜[31]のいずれか一項に記載のポリエステルフィルム。
[34]
複数の分離可能な層パケットを含む熱緩和アセンブリであって、各層パケットが、T g 及びT m を有する1つ以上の半結晶性ポリエステルを含みかつ第1及び第2の主面を有するポリエステルフィルムと、第1及び第2の主面を有する剥離層とを含み、前記剥離層の前記第1の主面が、前記ポリエステルフィルムの前記第2の主面に取り付けられており、前記層パケットは、上側層パケットの前記剥離層の前記第2の主面が下側層パケットの前記ポリエステルフィルムの前記第1の主面に取り付けられるように積層体で配置されており、前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約127ミクロン(5ミル)以下であり、前記ポリエステルフィルムが軸方向において150℃で1%未満の収縮率を呈する、熱緩和アセンブリ。
[35]
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約76ミクロン(3ミル)以下である、[34]に記載の熱緩和アセンブリ。
[36]
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約51ミクロン(2ミル)以下である、[34]に記載の熱緩和アセンブリ。
[37]
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約25ミクロン(1ミル)以下である、[34]に記載の熱緩和アセンブリ。
[38]
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約13ミクロン(0.5ミル)以下である、[34]に記載の熱緩和アセンブリ。
[39]
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約5〜約75ミクロン(0.2〜3.0ミル)である、[34]に記載の熱緩和アセンブリ。
[40]
前記ポリエステルフィルムの平均厚さが、約7.5〜約50ミクロン(0.3〜2.0ミル)である、[34]に記載の熱緩和アセンブリ。
[41]
実質的に拘束されていない状態で、約150℃の温度に加熱されると、前記ポリエステルフィルムが軸方向において0.5%未満の収縮率を呈する、[34]〜[40]のいずれか一項に記載の熱緩和アセンブリ。
[42]
実質的に拘束されていない状態で、約150℃の温度に加熱されると、前記ポリエステルフィルムが軸方向において0.2%未満の収縮率を呈する、[34]〜[40]のいずれか一項に記載の熱緩和アセンブリ。
Claims (10)
- 寸法的に安定なポリエステルフィルムの製造方法であって、
(a)複数の層パケットを含む処理アセンブリを用意するステップであって、各層パケットが、Tg及びTmを有する1つ以上の半結晶性ポリエステルを含みかつ第1及び第2の主面を有するポリエステルフィルムと、第1及び第2の主面を有する剥離層とを含み、前記剥離層の前記第1の主面が、前記ポリエステルフィルムの前記第2の主面に取り付けられ、前記層パケットは、上側層パケットの前記剥離層の前記第2の主面が下側層パケットの前記ポリエステルフィルムの前記第1の主面に分離可能に取り付けられるように積層体で配置される、ステップと、
(b)前記ポリエステルフィルムが少なくともTOrientの温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、前記層パケットが少なくともTOrientの温度にある間に前記処理アセンブリを二軸延伸させることによって前記ポリエステルフィルムを二軸配向させて、配向アセンブリを得るステップであって、TOrientが前記ポリエステルフィルムの前記Tgよりも高い、ステップと、
(c)ポリエステル成分の結晶化度を上昇させるように配向構成及び寸法を維持しながら、前記配向処理アセンブリを温度TSetに加熱することによって、前記ポリエステルフィルムをヒートセットして、ヒートセットアセンブリを得るステップであって、TSetがTOrientより高くかつTmより低い、ステップと、次いで、
(d)x及びy軸方向寸法において実質的に拘束されない状態で、温度TRelaxに加熱することによって、ヒートセット処理アセンブリを熱緩和して、熱緩和アセンブリを得るステップであって、TRelaxがTSetより低くかつTOrientより高い、ステップとを含む、製造方法。 - 前記ポリエステルフィルムが、ジオールとジカルボン酸との縮合重合によって得られる
ポリマー材料を含む、請求項1に記載の製造方法。 - 前記ポリエステルフィルムが、以下の材料:ポリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレン−p−オキシベンゾエート、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、及びポリエチレン−2,6−ナフタレートのうち1つ以上を含む、請求項2に記載の製造方法。
- 前記ジオールが、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項2に記載の製造方法。
- 前記ジカルボン酸が、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項2に記載の製造方法。
- 前記剥離層が、2〜40g/cm幅(5〜100g/in幅)の前記ポリエステルフィルムへの結合強度をもたらす、請求項1に記載の製造方法。
- 前記剥離層が、ポリオレフィン、スチレン/ゴムブロックコポリマー、エチレンαオレフィンコポリマー、オレフィンブロックコポリマー、及び1つ以上のそのような材料のブレンドからなる群から選択されるポリマー材料を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 少なくともいくつかの剥離層が二重層である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ポリエステルフィルムを二軸配向させることが、逐次的な配向ステップ:
(b1)前記ポリエステルフィルムが少なくともTOrient1の温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、次いで前記層パケットが少なくともTOrient1の温度にある間に前記処理アセンブリを第1の軸方向に延伸させることによって、前記ポリエステルフィルムを前記第1の軸方向に配向させるステップであって、TOrient1が前記ポリエステルフィルムの前記Tgよりも高い、ステップと、次いで
(b2)前記ポリエステルフィルムが少なくともTOrient2の温度に達するように前記処理アセンブリを加熱し、前記層パケットが少なくともTOrient2の温度にある間に前記処理アセンブリを第2の軸方向に延伸させることによって、前記ポリエステルフィルムを前記第2の軸方向に配向させるステップであって、TOrient2が前記ポリエステルフィルムの前記Tgよりも高い、ステップとを含み、
TOrient1及びTOrient2が、同一であっても、又は異なってもよい、請求項7に記載の製造方法。 - 前記熱緩和が、空気浮上型オーブン又は空気衝突を備えた熱缶内で行われる、請求項1に記載の製造方法。
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