膜层叠体及其制造方法

申请号 CN201480032852.7 申请日 2014-05-30 公开(公告)号 CN105307856A 公开(公告)日 2016-02-03
申请人 东丽株式会社; 发明人 泽见亮; 松永笃; 森下健太;
摘要 本 发明 提供一种即使在高温·高湿等严酷的环境、冷媒·油等共存的环境下特性也不劣化的、成本低且耐久性优异的膜层叠体及其制造方法。本发明的膜层叠体是在聚对苯二 甲酸 乙二醇酯膜的至少一侧表面直接层叠聚苯硫醚膜而得到的层叠体,通过差示扫描量热测定(DSC)求出的该层叠体的微小吸热峰 温度 (Tmeta)(℃)为210℃以上235℃以下,并且该层叠体的 抗拉强度 为150MPa以上,基于揉搓试验的耐揉搓次数为20次以上。
权利要求

1.一种膜层叠体,其是至少在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的一侧表面直接层叠聚苯硫醚膜而得到的层叠体,通过差示扫描量热测定即DSC求出的所述层叠体的微小吸热峰温度即Tmeta(℃)为210℃以上235℃以下,并且所述层叠体的抗拉强度为150MPa以上,基于揉搓试验的耐揉搓次数为20次以上。
2.如权利要求1所述的膜层叠体,其中,所述层叠体中的每1张聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为38μm以上350μm以下,每1张聚苯硫醚膜的厚度为9μm以上25μm以下,聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层的总厚度(a)与聚苯硫醚膜层的总厚度(b)的厚度比(a)/(b)为1以上30以下。
3.如权利要求1或2所述的膜层叠体,其中,于125℃、100%RH的条件下处理36小时后的强度保持率为40%以上。
4.一种膜层叠体的制造方法,其是将对至少一侧表面进行了等离子体处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与对至少一侧表面进行了等离子体处理的聚苯硫醚膜以等离子体处理侧的表面彼此相对的方式层叠,于215℃以上250℃以下的温度条件下,利用一对加压辊在线压为10N/cm以上300N/cm以下的压下一边使膜行进一边直接接合的层叠体的制造方法,所述制造方法中,使利用所述一对加压辊进行接合时的层叠体的牵引张力T为1.0×Fm(N/m宽度)以上、3.0×Fm(N/m宽度)以下,
其中,Fm为贴合结构中的接合前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在30℃至接合温度的范围内的长度方向的收缩应力的最大值Fme(N/m宽度)和接合前的聚苯硫醚膜在30℃至接合温度的范围内的长度方向的收缩应力的最大值Fms(N/m宽度)的总和。
5.如权利要求4所述的膜层叠体的制造方法,其中,所述膜层叠体是由所述层叠前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜中的聚酯的固有粘度即IV为0.65以上、且末端羧基量为25当量/t以下的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜形成的。
6.如权利要求4或5所述的膜层叠体的制造方法,其中,所述层叠前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的微小吸热峰温度即Tmeta(℃)为150℃以上且小于210℃,通过X射线衍射测定的面取向度Xi为8.0以下。
7.如权利要求4~6中任一项所述的膜层叠体的制造方法,其是使聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与聚苯硫醚膜接合而形成膜层叠体,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和所述聚苯硫醚膜中的至少任一方的接合面侧的表面粗糙度即SRa为25nm以下。

说明书全文

膜层叠体及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及可在高温高湿等严酷的环境、冷媒·油(oil)等共存的环境下使用的膜层叠体及其制造方法。更详细而言,涉及下述膜层叠体及其制造方法,所述膜层叠体是使用了聚苯硫醚膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的层叠体,能够特别合适地用于发动机的电绝缘。

背景技术

[0002] 一直以来,作为电动汽车、混合动汽车的驱动发动机、压缩机用发动机(业务用、家庭用、车载用空调用途)的绝缘材料,使用了特性均衡性优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、进一步提高了耐热性、耐化学药品性等特性的聚苯硫醚(PPS)膜、或将它们层叠而得的膜。
[0003] 近年来,不仅开展了对发动机的小型化、高输出功率化的研究,而且就空调等的压缩机用发动机而言,由于冷媒变更而使得工作温度上升,就汽车用发动机而言,将ATF(自动变速器)油直接用于发动机的冷却的方式得到普及,因此,对于用于发动机的绝缘膜,也要求高温·高湿环境下的耐久性、相对于与膜直接接触的冷媒、油的耐久性的提高。与此同时,随着制品的普及,降低制造成本的要求也高,存在对廉价且耐久性优异的绝缘体的要求,正在进行各种研究。
[0004] 例如,进行了在比较廉价的聚酯膜上层叠耐久性优异的聚苯硫醚膜而得到的层叠体的研究,专利文献1中公开了在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的两面经由粘接剂层叠聚苯硫醚膜而得到的层叠体,专利文献2中公开了将聚酯膜和聚苯硫醚膜通过共挤出进行层叠而得到的层叠体。此外,作为与上述构成不同的构成,专利文献3中研究了将由聚对苯硫醚(poly-p-phenylene sulfide)形成的层隔着由熔点比其低20℃以上的聚苯硫醚形成的层进行热熔接而得到的层叠体,专利文献4中研究了不使用粘接剂而将芳族聚酰胺纸与聚苯硫醚膜层叠而得的层叠体。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开平10-86306号公报
[0008] 专利文献2:日本特开昭62-255142号公报
[0009] 专利文献3:日本特开2013-6377号公报
[0010] 专利文献4:日本特开2010-30222号公报

发明内容

[0011] 就专利文献1那样使用了粘接剂的层叠方法而言,存在粘接剂的耐久性降低的课题、粘接层在冷媒、油中溶出而导致界面的粘接力降低(对于压缩机而言也就是引起动作不良)等问题。此外,在像专利文献2那样实施利用共挤出法的层叠方法时,存在膜层间的接合力弱、加工性差的问题。
[0012] 此外,对于专利文献3所示的将由聚对苯硫醚形成的层隔着由熔点比其低20℃以上的聚苯硫醚形成的层进行热熔接而得到的层叠体、专利文献4中记载的芳族聚酰胺纸与聚苯硫醚膜的层叠体而言,前者由于在发动机加工时层叠体容易破裂而生产率差,后者由于容易发生芳族聚酰胺纸的剥离、起毛等等的问题而生产率差,此外,还存在在整层中使用了高价的聚苯硫醚膜,或使用芳族聚酰胺纸,从而导致制造成本上升的问题。
[0013] 本发明的目的在于,鉴于上述现有技术中存在的问题,提供下述膜层叠体及其制造方法,所述膜层叠体即使在高温高湿等严酷的环境、冷媒·油等共存的环境下特性也不劣化,并且在冲切·折弯·插入之类的加工工序中不发生破裂等,成本低,耐久性和加工性两者均优异。
[0014] 为了解决上述课题,本发明采用如下所述的手段。
[0015] (1).一种膜层叠体,其是至少在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的一侧表面直接层叠聚苯硫醚膜而得到的层叠体,通过差示扫描量热测定(DSC)求出的该层叠体的微小吸热峰温度(Tmeta)(℃)为210℃以上235℃以下,并且该层叠体的抗拉强度为150MPa以上,基于揉搓试验的耐揉搓次数为20次以上。
[0016] (2).如(1)所述的膜层叠体,其中,所述层叠体中的每1张聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为38μm以上350μm以下,每1张聚苯硫醚膜的厚度为9μm以上25μm以下,聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层的总厚度(a)与聚苯硫醚膜层的总厚度(b)的厚度比(a)/(b)为1以上30以下。
[0017] (3).如(1)或(2)所述的膜层叠体,其中,于125℃、100%RH的条件下处理36小时后的强度保持率为40%以上。
[0018] (4).如(1)~(3)中任一项所述的膜层叠体,其中,通过X射线衍射测定的所述层叠体中的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的面取向度Xi为15.0以上20.0以下。
[0019] (5).一种膜层叠体的制造方法,其是将对至少一侧表面进行了等离子体处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与对至少一侧表面进行了等离子体处理的聚苯硫醚膜以等离子体处理侧的表面彼此相对的方式层叠,于215℃以上250℃以下的温度条件下,利用一对加压辊在线压为10N/cm以上300N/cm以下的压力下一边使膜行进一边直接接合的层叠体的制造方法,所述制造方法中,使利用该一对加压辊进行接合时的层叠体的牵引张力T为1.0×Fm(N/m宽度)以上、3.0×Fm(N/m宽度)以下。
[0020] 其中,Fm为贴合结构中的接合前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在30℃至接合温度的范围内的长度方向的收缩应力的最大值Fme(N/m宽度)和接合前的聚苯硫醚膜在30℃至接合温度的范围内的长度方向的收缩应力的最大值Fms(N/m宽度)的总和。
[0021] (6).如(5)所述的膜层叠体的制造方法,其中,所述膜层叠体是由所述层叠前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜中的聚酯的固有粘度(IV)为0.65以上、且末端羧基量为25当量/t以下的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜形成的。
[0022] (7).如(5)或(6)所述的膜层叠体的制造方法,其中,所述层叠前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的微小吸热峰温度(Tmeta)(℃)为150℃以上且小于210℃,通过X射线衍射测定的面取向度Xi为8.0以下。
[0023] (8).如(5)~(7)中任一项所述的膜层叠体的制造方法,其是使聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚苯硫醚膜接合从而形成膜层叠体,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和所述聚苯硫醚膜中的至少任一方的接合面侧的表面粗糙度(SRa)为25nm以下。
[0024] 根据本发明,可以提供即使在高温高湿等严酷的环境、冷媒·油等共存的环境下特性也不劣化的、成本低且耐久性优异的膜层叠体及其制造方法。

具体实施方式

[0025] 本发明的层叠体是至少在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的一侧表面直接层叠聚苯硫醚(PPS)膜而得到的层叠体。PET膜虽然特性与制造成本的均衡性优异,但难以具有耐湿热性、耐油·耐冷媒特性,有时使用环境受到限制,但是,通过在PET膜的至少一侧表面层叠耐湿热性、耐油·耐冷媒特性非常优异的PPS膜,能够飞跃性地提高性能。但是,在使用粘接剂将PET膜和PPS膜层叠的情况下,粘接剂在使用环境下会渗出至冷媒、油中,从而对压缩机等其他部件造成影响,因此,需要不使用粘接剂层等地直接进行层叠。
[0026] 用于本发明的层叠体的PET膜是将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂作为主成分而形成的膜,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂将酯键(其包含对苯二甲酸乙二醇酯结构)作为主链的主要键合链。若综合判断品质、经济性等,则构成上述PET膜的树脂优选含有80摩尔%以上的对苯二甲酸乙二醇酯构成成分,在不损害本发明效果的范围内,可以以20摩尔%以下的范围共聚例如2,6-二甲酸乙二醇酯(ethylene-2,6-naphthalate)、对苯二甲酸丁二醇酯、α,β-双(2-氯苯基)乙烷-4,4’-二甲酸乙二醇酯(ethylene-α,β-bis(2-chlorophenoxy)ethane-4,4’-dicarboxylate)等构成成分。
[0027] 用于本发明的层叠体的PPS膜是将例如含有85摩尔%以上的下述化学式1所示的对苯硫醚(para-phenylene sulfide)单元的树脂作为主成分而形成的膜,对苯硫醚单元的含量优选为90摩尔%以上,从耐热性、耐冷媒·耐油性的观点考虑更优选为97%以上。作为对苯硫醚以外的构成成分,优选含有苯硫醚成分的构成,例如,可举出间苯硫醚单元、二苯硫醚单元、二苯醚硫醚(biphenylene ether sulfide)单元、苯硫醚砜(phenylene sulfone sulfide)单元、亚苯基羰基硫醚(phenylene carbonyl sulfide)单元,以及为了在分子中导入支链而使用例如1,2,4-三氯苯来导入三官能化的成分等。
[0028] 化学式1
[0029]
[0030] 在构成本发明的PET膜、PPS膜的树脂中,可以以不使其特性恶化的程度添加各种添加剂,例如,抗氧化剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂、紫外线吸收剂、有机易滑剂、颜料、染料、有机或无机微粒、填充剂、抗静电剂、成核剂、交联剂等。
[0031] 本发明中的PET膜、PPS膜优选为双轴取向膜,这是因为能呈现出机械强度的提高、热稳定性的提高、耐化学药品性的提高、电特性的提高等、作为膜的功能所必需的主要特性。此处所谓的“双轴取向”,是指在广X射线衍射中显示为双轴取向模式。双轴取向聚酯膜通常可如下得到:将未拉伸状态的聚酯片材在片材长度方向及宽度方向各拉伸2.5~5.0倍左右,然后,实施热处理,使其完成结晶取向。需要说明的是,关于长度方向和宽度方向上的拉伸,可以为所谓的逐次双轴拉伸法(各自分开依次实施),也可以为同时双轴拉伸法(同时实施)。
[0032] 对于本发明的层叠体而言,通过差示扫描量热测定(DSC)求出的层叠体的微小吸热峰温度(Tmeta)(℃)必须为210℃以上235℃以下,优选为220℃以上230℃以下。Tmeta值是表示PET膜与PPS膜接合时的热历程的指标,Tmeta值越高,表示在越高的温度下实施了接合处理。Tmeta值小于210℃时,PET膜与PPS膜间的接合力变弱,因此层叠体的加工性差;Tmeta值大于230℃时,虽然接合力变强,但由于加工时的热而导致PET膜的取向降低,因此层叠体的耐解性恶化。
[0033] 对于本发明的层叠体而言,通过X射线衍射求出的晶体粒径(χc)优选为5.5nm以上6.7nm以下。晶体粒径(χc)大于6.7nm时,结晶化过度进行,因此产生耐湿热性恶化的倾向;晶体粒径(χc)小于5.5nm时,结晶化变得不充分,因此有时耐揉搓次数降低。
[0034] 对于本发明的层叠体而言,层叠体的基于揉搓试验的耐揉搓次数必须为20次以上,优选为30次以上。耐揉搓次数少于20次时,在例如用作发动机绝缘用的情况下的折弯加工、向发动机中的插入作业时,膜发生破裂等,加工性降低,或者即使在完成了加工时,在PET膜层与PPS膜层的层间、PET膜内部也容易产生微小的裂开状的内部裂纹,由于水分等吸附于此,所以有时耐水解性恶化。
[0035] 对于本发明的层叠体而言,层叠体的抗拉强度必须为150MPa以上,优选为160MPa以上。层叠体的抗拉强度小于150MPa时,层叠体的耐水解性恶化。可以认为,如果在PET膜与PPS膜的接合时不能维持膜的分子取向,则在抗拉强度降低的同时,分子运动的自由度增加,这使PET膜层的耐水解速度加快。
[0036] 关于本发明的层叠体,在将PET膜与PPS膜直接接合时,两膜的接合力和层叠体的耐水解性成为基本相反的特性,至今为止,接合力与耐水解性的同时实现是非常困难的。即,如果为了提高接合力而在高温、高线压下实施层压,则分子取向降低,耐水解性恶化。在为了维持分子取向而在低温、低线压下实施层压时,接合力降低,加工性恶化。在本发明中,深入研究了同时实现接合力和耐水解性的条件,结果发现,通过如上所述使层叠体的Tmeta值、耐揉搓次数、抗拉强度为上述范围,能够同时实现作为层叠体的加工性(耐压曲性)和耐水解性。
[0037] 本发明中,作为使层叠体的Tmeta值、耐揉搓次数、抗拉强度为上述范围的方法,以下举出优选的例子,但本发明并不限定于此。
[0038] 本发明中,优选的是,将对至少一侧表面进行了等离子体处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与对至少一侧表面进行了等离子体处理的聚苯硫醚膜以等离子体处理侧的表面彼此相对的方式层叠,并在加热加压条件下进行接合。通过实施利用等离子体的表面处理,能提高PET膜与PPS膜之间的接合力,故优选。在等离子体处理中,可举出将常压或低压、高温、低温各种条件组合而成的等离子体处理,但在本发明中,尤其是为了抑制PET膜层的取向度的降低,特别优选为能够于比较低的温度下进行热熔接加工的各种气体下的低温等离子体处理。此处所谓的低温等离子体处理,是通过将膜表面暴露于利用在电极间施加直流或交流的高电压而开始维持的放电而进行的处理,也可以适宜地选定该处理时的压力、处理装置、放电形式等,并没有特别限定,作为优选方法,可举出以0.1Pa以上1330Pa2
以下、进一步优选为1Pa以上266Pa以下的范围内的压力在处理强度为50W·min/m以上
2
5000W·min/m以下的范围内实施辉光放电处理。此外,处理气氛通常可使用氩(Ar)、氦(He)、氮(N2)、氧(O2)、空气、二氧化(CO2)、水蒸气(H2O)等,为含有水蒸气的气氛下时,处理效率良好,是特别优选的。此外,水蒸气也可以用Ar、He、N2、O2、空气、CO2等其他气体进行稀释。
[0039] 本发明中,通过使膜接合面中的氧原子(O)与碳原子(C)的组成比(O/C)比理论值大2.5~20%的范围,能够获得良好的接合力。此处,所谓组成比,是指利用XPS(X射线光电子能谱法)对双轴取向层表面进行测定而得到的碳原子数(C)与氧原子数(O)之比(O/C)。此外,所谓理论值,是构成双轴取向层的树脂组成中的组成比,例如,PET膜的情况下,由于为(C10O4H8)n,所以组成比的理论值为4/10=0.4000。通常,在膜表面上附着有极微量的类物质,因此认为实测值比理论值小。此处,如果使将上述理论值设为100时的(O/C)比理论值大2.5~20%的范围,换言之,如果在理论值的102.5%~120%的范围内,则能够获得良好的热熔接性。
[0040] 对于本发明的制造方法而言,下述方法是优选的,即,针对上述实施了等离子体表面处理的PET膜和PPS膜,于210℃以上250℃以下的温度、更优选为230℃以上245℃以下的温度条件下,利用一对加压辊在线压为10N/cm以上300N/cm以下的压力、更优选为30N/cm以上270N/cm以下的压力下,一边使膜行进一边直接接合的方法。温度低于210℃时,Tmeta值、χc变低,存在膜间的接合力降低的倾向;温度为250℃以上时,PET膜的分子取向变低,存在耐水解性下降的倾向。此外,线压小于10N/cm时,存在膜间的接合力降低的倾向;大于300N/cm时,PET膜白化、或发生宽度方向上的线压不均,有时外观恶化。关于一对加压辊,可以将下部的旋转辊的位置固定,利用能够将从上表面层叠的各膜向上部的膜面驱动的旋转辊进行加压,一边输送一边加压。在这些驱动中,可以从上部及下部两方进行对向加压,也可以为仅从一方的加压。作为辊种类,可举出金属制、SUS制、使辊表面为橡胶弹性体的形态。用于辊表面的橡胶弹性体的硬度优选为50度以上80度以下,这是因为通过为该范围,容易维持膜层叠体的强度保持率。但是,提高加压条件时,根据橡胶弹性体的性质,一边赋予热一边进行加压,因此,更优选使用金属辊(其不会由于热和压力的影响而产生变形、破损、龟裂等)彼此的组合。这是因为,上述不良情况有时会影响膜层叠体的密合性。本发明中的一对加压辊可优选使用金属辊与橡胶辊的组合、或金属辊彼此的组合。使用金属辊与橡胶辊的组合时,为了不产生上述不良情况,线压优选为10N/cm以上50N/cm以下,更优选为30N/cm以上50N/cm以下,在金属辊彼此的组合的情况下,由于不产生上文所述的橡胶弹性体那样的破损等,所以在上述范围内适宜调整即可。本发明中,优选使利用一对加压辊进行接合时的层叠体的牵引张力T为1.0×Fm(N/mm宽度)以上、3.0×Fm(N/mm宽度)以下。需要说明的是,Fm是指:在贴合结构中的构成膜层叠体的各膜中,接合前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在30℃至接合温度的范围内的长度方向的收缩应力的最大值Fme(N/m宽度)和接合前的聚苯硫醚膜在30℃至接合温度的范围内的长度方向的收缩应力的最大值Fms(N/m宽度)(即,构成膜层叠体的所有膜)的总和。为了防止PET膜在热接合时取向降低,并且为了层叠体的平面性、防止产生褶皱,不仅接合时的温度、线压是重要的,将牵引张力控制在上述范围内也变得重要。牵引张力T小于1.0×Fm(N/mm宽度)时,膜的取向难以维持,抗拉强度降低,还存在耐湿热性恶化的倾向;大于3.0×Fm(N/mm宽度)时,在接合时容易在膜上产生褶皱,从而外观恶化或者褶皱的部分中的膜间的接合力降低,进而层压工序中的速度控制有时变得不稳定。需要说明的是,本发明中,上述使用一对加压辊的接合工序可以仅实施一次,在不损害本发明特性的范围内,也可以实施多次。为了提高接合力,并且为了防止在接合时产生由加压辊接触面带来的特性差异,将一次接合后的层叠体以再次接合时与加压辊接触的面与第一次为相反方向的方式开卷、再次实施接合处理的方法是优选的。
[0041] 对于本发明的层叠体而言,如上所述在维持PET膜的取向的同时使PET膜与PPS膜牢固地接合、利用耐水解性、耐冷媒·耐油性的特性优异的PPS膜层来保护PET膜层是必要的,进一步地,提高PET膜自身的耐水解性可以提高层叠体整体的耐水解性,故优选。从提高PET膜的耐水解性的观点考虑,本发明的层叠体优选为将固有粘度(IV)为0.65以上、且末端羧基量为25当量/t以下的PET膜层叠而成的膜层叠体,此外,优选为由微小吸热峰温度(Tmeta)(℃)为150℃以上且小于210℃、并且该层叠体的通过X射线衍射测得的面取向度Xi为8.0以下的PET膜形成的层叠体。
[0042] 聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂为结晶性树脂,进而,在将这样的结晶性聚酯双轴拉伸而得到的PET膜中,存在通过取向而使得聚酯发生了结晶化的部分(以下,记作取向结晶化部)和非晶部。此处,认为与结晶部、取向结晶部相比,非晶部的密度低,处于平均分子间距离大的状态。当聚酯膜被暴露在湿热气氛下时,水分(水蒸气)通过密度低的该非晶部的分子间进入内部,使非晶部可塑化,从而提高分子的运动性。此外,水分(水蒸气)以聚酯的羧基末端的质子为反应催化剂,促进分子运动性升高的非晶部的水解。经水解而低分子量化的聚酯的分子运动性进一步升高,随着水解的进行,结晶化发展。重复上述过程的结果,膜的脆化发展,最终成为即使是轻微的冲击也会导致断裂的状态。由于水解反应以聚酯的羧基末端的质子为反应催化剂而进行,因此认为构成聚酯膜的聚酯树脂中的末端羧基量越少,耐水解性越高。末端羧基量优选为20当量/t以下,更优选为13当量/t以下,进一步优选为10当量/t以下。下限值没有特别限定,但实质上由于聚合物的特性,使其为1当量/t以下是困难的。
[0043] 本发明中,构成层叠体的PET膜的固有粘度(IV)小于0.65时,PET分子链变短,因此,在耐湿热环境下的分子运动性容易升高,或者由于末端部分增加,因此耐水解性容易恶化。关于固有粘度(IV),若在PET树脂制造时进行固相聚合,则使上述末端羧基量降低,并且变得容易将固有粘度(IV)调整至上述范围,故优选。需要说明的是,在对聚酯树脂进行熔融制膜时的熔融状态下,由残留的水分引起的水解、热分解将进行,因此,优选使作为膜原料使用的PET树脂的固有粘度(IV)比PET膜的固有粘度(IV)的目标值高。但是,为了提高PET树脂的固有粘度(IV),需要增长聚酯树脂制造时的固相聚合的时间、或增加催化剂添加量,有时会导致聚酯树脂的着色、特性的恶化。因此,即便使PET树脂的固有粘度(IV)比PET膜的固有粘度(IV)的目标值高,也优选使其差较小,优选比PET膜的固有粘度(IV)的目标值高0.05~0.15。通过下述方法能够抑制PET树脂在熔融制膜时的水解、热分解,使固有粘度(IV)的降低少,从而能够稳定地得到耐水解性良好的PET膜,所述方法为:在将PET树脂熔融挤出制成膜之前,利用在减压下对PET树脂进行加热等方法,预先使PET树脂中的水分量为50ppm以下;使熔融挤出制成膜时的PET树脂的温度为PET树脂的熔点(Tm)+30℃以下,进一步地,使从挤出机前端到喷嘴为止的树脂的熔融时间小于5分钟、进而小于3分钟。PET膜的固有粘度(IV)进一步优选为0.68以上。此外,从耐水解、耐热分解的观点考虑的话,上限值没有特别限定,但特别是在大于1.0时,在膜的制膜时难以熔融挤出,制膜性恶化,因此,实际上难以得到膜,优选为0.8以下。
[0044] 本发明中,通过差示扫描量热测定(DSC)求出的构成层叠体的PET膜的微小吸热峰温度(Tmeta),是响应在膜制造工序中的热处理工序中赋予膜的热量而呈现的值,该值越高,表明热处理是以越高温度、越长时间实施的。热处理工序是对经双轴取向的膜给予热从而提高膜中的PET分子的结晶度、赋予热稳定性等的工序,但在分子中的结晶生长的同时,一部分非晶成分的分子规则性变差。由于非晶部的取向变差,导致膜的耐湿热性恶化,因此,为了获得更高的耐湿热性,优选将Tmeta控制在上述范围内。Tmeta低于150℃时,结晶化的进行不充分,产生热稳定性、耐化学药品性差的倾向;Tmeta高于210℃时,产生耐湿热性恶化的倾向。Tmeta优选为160℃以上190℃以下。用于使Tmeta在上述范围内的方法没有特别限定,但优选于160℃以上210℃以下的温度条件下进行5秒以上60秒以下的热处理。
[0045] 此外,构成层叠体的PET膜的面取向度Xi是与分子取向性有关的指标,值越小,表明分子链取向越强。如上所述,当PET膜被暴露在湿热气氛下时,水分(水蒸气)通过密度低的非晶部的分子间进入内部,使非晶部可塑化,分子的运动性提高,但是当分子取向强时,非晶部的运动性被限制,因此,能够提高湿热环境下的耐久性。为了获得更高的耐湿热性,优选使层叠前的PET膜的面取向度Xi为8.0以下,进一步优选为7.0以下。用于使PET膜的面取向度Xi在上述范围内的方法没有特别限定,但优选可举出:包括在长度方向上以2,000%/秒~10,000%/秒的拉伸速度拉伸3.0~4.5倍的工序;包括在宽度方向上拉伸3.5~4.5倍、并且使宽度方向拉伸工序的中间点的拉伸量为宽度方向拉伸工序结束时的拉伸量的60~80%的工序;包括进一步如上文所述于160℃以上210℃以下的温度条件下进行5秒以上60秒以下的热处理的工序。
[0046] 本发明的层叠体中,使聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和聚苯硫醚膜中的至少任一方的接合面侧的表面粗糙度(SRa)为25nm以下的聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚苯硫醚膜接合从而形成层叠体,这能提高膜间的接合力,故优选。施加热和压力从而使PET膜与PPS膜直接接合,但作为接合的机理,认为:在初始状态下,通过PET膜表面的分子与PPS膜表面的分子彼此接近,利用分子间力及库仑力而接合,然后随着时间推移,相接近的分子之间的键从分子间力及库仑力转变为化学键,由此最终呈现出牢固的接合力。推断为:由于接合面的膜表面粗糙度是平滑的,所以形成膜的表面的分子容易接近,在分子间力、库仑力提高的同时,成为容易向化学键转变的状态,因此,接合力提高。此外,PET膜和PPS膜的接合面的表面粗糙度(SRa)均为25nm以下是进一步优选的。
[0047] 对于本发明的层叠体的构成而言,优选的是,层叠体中的每1张聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为38μm以上350μm以下,每1张聚苯硫醚膜的厚度为9μm以上25μm以下,聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层的总厚度(a)与聚苯硫醚膜层的总厚度(b)的厚度比(a)/(b)为1以上30以下。PET膜的厚度小于38μm时,由于层叠体的刚性度降低,所以存在加工性恶化的倾向,此外,若大于350μm,则层叠体的刚性变得过高,在加工时PET膜的内层裂开,存在加工性恶化的倾向。此外,PPS膜的厚度小于9μm时,由于PPS的层变得过薄,所以存在耐湿热性、耐冷媒·耐油性降低的倾向;若大于25μm,则存在PET膜与PPS膜之间的接合力降低的倾向。此外,厚度比(a)/(b)小于1时,由于PPS膜在层叠体中所占的比例变高,所以从制造成本的观点考虑是不利的;大于30时,PPS膜的比例变得过低,存在耐湿热性、耐冷媒·耐油性降低的倾向。
[0048] 对于本发明的层叠体而言,于125℃、100%RH的条件下处理36小时后的强度保持率优选为40%以上,进一步优选为50%以上,特别优选为70%以上。强度保持率小于40%时,存在层叠体的长期内的耐久性变差的倾向,不优选。作为用于保持耐湿热性、将强度保持率维持在较高的状态的方法,优选采用上文所述的方法。
[0049] 实施例
[0050] [物性的测定法]
[0051] 以下,通过实施例来进一步具体说明本发明的构成、效果。需要说明的是,本发明并不限定于下述实施例。在记述各实施例之前,首先记载各种物性的测定方法。
[0052] (1)抗拉强度
[0053] 从膜层叠体以层叠体的长度方向成为长度方向的方式取出宽10mm、长250mm的测定用试样。利用定速拉紧型拉伸试验机,在拉伸速度为200mm/分钟、初始长度为100mm的条件下在试样长度方向进行拉伸,算出膜断裂时的拉伸载荷值除以试样的试验前的层叠体的截面积而得的值(MPa)。需要说明的是,对各试样分别进行5次测定,将5次的平均值作为抗拉强度。
[0054] 需要说明的是,无法特别规定长度方向时,利用野村商事(株)制SONICSHEET TESTER SST-4000测定层叠体面内的声波传播速度,将速度最快的方向视为长度方向。
[0055] (2)微小吸热峰温度(Tmeta)
[0056] 利用差示扫描量热仪(TA Instruments公司制DSCQ100),以20℃/分钟的升温速度在30℃~300℃的范围内对层叠前的膜及膜层叠体实施测定。将通过该测定得到的差示扫描量热测定图中的PET结晶熔融峰前的微小吸热峰温度作为各自的Tmeta(℃)。需要说明的是,Tmeta是作为针对PET膜的热处理温度的历程而出现的。
[0057] (3)PET膜的固有粘度(IV)
[0058] 将聚酯树脂或聚酯膜溶解在100mL邻氯苯酚中(溶液浓度C=1.2g/mL),使用奥氏粘度计测定该溶液的25℃时的粘度。此外,同样地测定溶剂的粘度。使用得到的溶液粘度、溶剂粘度,利用下式(C)算出[η],将得到的值作为固有粘度(IV)。
[0059] ηsp/C=[η]+K[η]2·C···式(C)
[0060] (其中,ηsp=(溶液粘度/溶剂粘度)-1,K为哈金斯(Huggins)常数(设定为0.343)。)。
[0061] (4)末端羧基量
[0062] 按 照 Maulice 的 方 法 ( 文 献 M.J.Maulice,F.Huizinga.Anal.Chim.Acta,22363(1960)),采用以下方法进行测定。
[0063] 于80℃的温度将2g聚酯树脂或层叠前的聚酯膜溶解在50mL邻甲酚/氯仿(重量比7/3)中,利用0.05N的KOH/甲醇溶液进行滴定,测定末端羧基浓度,以当量/聚酯1t的值表示。需要说明的是,滴定时的指示剂使用酚红,将从黄绿色变化为淡红色的时间点作为滴定的终点。
[0064] (5)基于揉搓试验的耐揉搓次数
[0065] 从膜层叠体以层叠体的长度方向成为长度方向的方式取出宽10mm、长200mm的测定用试样。使用斯科特耐揉搓磨损试验机(东洋精机制),在原长(夹头间距离)为30mm、冲程为50mm、载荷为4.5kg的条件下,测定切出的试样的耐揉搓次数(到发生PET膜内部的裂开、或PET膜层与PPS膜层的层间的剥离为止的次数)。需要说明的是,关于耐揉搓次数,分别得到以N=5进行测定而得的平均值,按照以下基准进行评价。需要说明的是,A为良好,B为实用范围,A、B为合格,C为不合格。
[0066] A:耐揉搓次数为30次以上
[0067] B:耐揉搓次数为20次以上且小于30次
[0068] C:耐揉搓次数小于20次。
[0069] (6)PET、PPS膜的厚度
[0070] 采用JIS C2151(2006)中记载的千分尺法,对层叠前的PET膜及PPS膜进行测定。
[0071] (7)层叠体中的各层的膜厚度
[0072] 使用光学显微镜(100倍)或扫描型电子显微镜(1000倍)观察用薄片切片机切出的膜层叠体的截面,拍摄照片,从该截面照片的尺寸实际测量层叠体的整体厚度及各层的厚度。在层叠体的任意5处实施同样的测定,将平均值作为层叠体的整体厚度及各层的厚度。
[0073] (8)膜层叠体的平均晶体粒径(χc)
[0074] 使用衍射式X射线装置PHILIPS公司Compact X-ray Diffractrometer System PW1840,使用Cu的Kα射线(波长为0.1542nm)作为光源,在下述条件下测定膜层叠体的衍射强度。
[0075] 扫描范围 18~32°
[0076] 扫描速度 0.05°/秒
[0077] 加速电压 35kV
[0078] 球管电流 15mA
[0079] 从与(100)晶面相当的2θ=26°附近的最大峰的半峰宽(rad),利用χc=0.9λ/βcosθ算出平均晶体粒径(χc)。
[0080] λ:X射线的波长(nm),β:最大峰的半峰宽(rad),θ:最大峰的衍射角[0081] (9)PET膜的面取向度(Xi)
[0082] 使用衍射式X射线装置PHILIPS公司Compact X-ray Diffractrometer System PW1840,使用Cu的Kα射线(波长为0.1542nm)作为光源,在下述条件下测定层叠前的PET膜的衍射强度。
[0083] 扫描范围 18~32°
[0084] 扫描速度 0.05°/秒
[0085] 加速电压 35kV
[0086] 球管电流 15mA
[0087] 面取向度(Xi)是用与(110)晶面相当的2θ=23°附近的最大峰强度除以与(100)晶面相当的2θ=26°附近的最大峰并乘以100而得到的值。
[0088] (10)膜的表面粗糙度(SRa)
[0089] 针对层叠前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜及聚苯硫醚膜的表面,分别使用三维表面粗糙度计(小坂研究所制,ET4000AK),在下述条件下利用探针法进行测定。需要说明的是,关于表面粗糙度(SRa),取粗糙曲面的高度与粗糙曲面的中心面的高度之差,将其绝对值的平均值作为表面粗糙度(SRa)。
[0090]
[0091] (11)膜的收缩应力
[0092] 针对层叠前的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜及聚苯硫醚膜,分别使用TMA(SII Nano Technology制TMA/SS6100),在下述条件下测定膜长度方向的收缩应力。
[0093] 试样尺寸 2mm宽×10mm长(应力超限时为1mm宽×10mm长)
[0094] 测定范围 20℃~250℃
[0095] 升温速度 5℃/分钟
[0096] 测定气氛 N2(100mL/分钟)
[0097] 从得到的应力图,读取30℃~接合温度间的最大值,除以试样宽度,由此求出试样的收缩应力最大值。需要说明的是,关于各接合条件,将PET膜的收缩应力最大值作为Fme(N/m宽度),将PPS膜的收缩应力最大值作为Fms(N/m宽度),将层叠体结构中的总计(例如为PPS/PET/PPS的3层结构时,Fme+2×Fms)作为Fm(N/m宽度)。
[0098] (12)耐压曲性
[0099] 使用Nittoku Engineering Co.,Ltd.制槽绝缘(slot cell)插入机,将宽40mm、长165mm的层叠体加工成槽绝缘衬(slot liner)形状,插入至48槽的电动机定子(motor stator)中。接着,使用Nittoku Engineering Co.,Ltd.制线圈绕线机,以分布绕组方式卷绕线圈,使得槽满率(线圈截面积在槽截面积中所占的比例)为65%,使用Nittoku Engineering Co.,Ltd.制线圈·槽楔插入机,将上述线圈插入至电动机定子中,将宽10mm、长160mm的层叠体加工成槽楔形状,插入至电动机定子中。该情况下,将发生了压曲的槽绝缘衬、槽楔(wedge)评价为不良品,按照下述基准对不良品发生率进行评价。需要说明的是,关于加工个数,电动机为5台,槽绝缘衬、槽楔各240个。需要说明的是,A为良好,B为实用范围,A、B为合格,C为不合格。
[0100] A:不良率为1%以下
[0101] B:不良率大于1%且为5%以下
[0102] C:不良率大于5%。
[0103] (13)强度保持率(耐湿热性)
[0104] 从膜层叠体以层叠体的长度方向成为长度方向的方式取出宽10mm、长250mm的测定用试样。利用高度加速寿命试验装置EHS-221(ESPEC公司制),在温度125℃、湿度100RH%的环境下对切出的试样实施规定时间(36小时)的处理。使用定速拉紧型拉伸试验机,在原长(夹头间距离)为100mm、拉伸速度为200mm/分钟的条件下测定上述处理前及处理后的膜的强度。需要说明的是,断裂强度为分别以N=5进行测定而得到的平均值。
对于得到的膜强度,将用处理后的断裂强度除以处理前的断裂强度而得的值作为耐湿热评价中的强度保持率,按照以下基准进行评价。需要说明的是,S为非常良好,A为良好,B为实用范围,S、A、B为合格,C为不合格。
[0105] S:强度保持率为70%以上
[0106] A:强度保持率为50%以上且小于70%
[0107] B:强度保持率为30%以上且小于50%
[0108] C:强度保持率小于30%。
[0109] [参考例1]PET树脂颗粒1的制备
[0110] 在氮气氛下于260℃的温度将100质量份对苯二甲酸二甲酯和60质量份乙二醇混合。然后使温度下降至225℃,添加0.08质量份乙酸、0.029质量份三氧化锑后,一边搅拌一边进一步经2小时缓慢添加16.9质量份乙二醇,使甲醇馏出,结束酯交换反应。接着,添加0.16质量份乙酸锂、0.11质量份磷酸三甲酯,并转移至聚合反应槽。接着,在最终到达温度285℃、压力13Pa的减压下进行聚合反应,得到固有粘度为0.54、末端羧基数为18当量/t的聚酯。将该聚酯切割成各边为2mm×4mm×4mm的长方体,进而于160℃干燥6小时使其结晶化后,在压力为65Pa的减压条件下于220℃进行20小时的固相聚合,得到固有粘度(IV)为0.80、羧基末端基量为10当量/t、熔点为260℃的PET树脂颗粒1。
[0111] [参考例2]PET树脂颗粒2的制备
[0112] 在氮气氛下于260℃的温度将100质量份对苯二甲酸二甲酯和38.4质量份乙二醇混合。然后使温度下降至225℃,添加0.068质量份四水合乙酸锰、0.029质量份三氧化锑后,一边搅拌一边进一步经2小时缓慢添加16.9质量份乙二醇,使甲醇馏出,结束酯交换反应。接着,添加0.015质量份磷酸,并转移至聚合反应槽。接着,在最终到达温度285℃、压力13Pa的减压下进行聚合反应,得到固有粘度为0.55、末端羧基量为16.5当量/t的聚酯。将该聚酯切割成各边为2mm×4mm×4mm的长方体,进而于160℃干燥6小时使其结晶化后,在压力为65Pa的减压条件下于220℃进行20小时的固相聚合,得到固有粘度(IV)为0.82、末端羧基量为9.5当量/t、熔点为260℃的PET树脂颗粒2。
[0113] [参考例3]PET树脂颗粒3的制备
[0114] 调整聚合反应时间,使固有粘度(IV)为0.65,且不实施固相聚合,除此以外,采用与参考例1同样的方法,得到固有粘度(IV)为0.65、末端羧基量为22当量/t、熔点为259℃的PET树脂颗粒3。
[0115] [参考例4]PET树脂颗粒4的制备
[0116] 除了将固相聚合时间调整为12小时以外,采用与参考例1同样的方法,得到固有粘度(IV)为0.72、末端羧基量为13当量/t、熔点为260℃的PET树脂颗粒4。
[0117] [参考例5]含有二氧化粒子的PET树脂颗粒5的制备
[0118] 在参考例2中制备的PET树脂2中,添加5重量%的平均粒径为3.0μm的二氧化硅,均匀地分散配合,于280℃的温度利用30mmφ双螺杆挤出机以肠状(gut shape)挤出后进行切割,得到固有粘度(IV)为0.77、末端羧基量为12当量/t、且含有二氧化硅的PET树脂颗粒5。
[0119] [参考例6]PPS树脂颗粒1的制备
[0120] 向高压釜中投入100摩尔份的九水硫化钠、45摩尔份的乙酸钠及259摩尔份的N-甲基-2-吡咯烷(NMP),一边搅拌一边缓慢升温至220℃的温度,通过蒸馏除去所含有的水分。在脱水结束后的体系内,将作为主成分单体的101摩尔份的对二氯苯、作为副成分2
的0.2摩尔份的1,2,4-三氯苯与52摩尔份的NMP一同添加,于170℃的温度以3kg/cm加压封入氮后,升高温度,于260℃的温度聚合4小时。聚合结束后进行冷却,在蒸馏水中使聚合物沉淀,通过具有150目网眼的金属网收集小状聚合物。将由此得到的小块状聚合物用90℃的蒸馏水清洗5次后,在减压下于120℃的温度干燥,得到熔点为280℃的PPS原粉。于320℃的温度下,利用30mmφ双螺杆挤出机将得到的PPS原粉以肠状挤出后进行切割,得到PPS树脂颗粒1。
[0121] [参考例7]含有碳酸钙粒子的PPS树脂颗粒2的制备
[0122] 在参考例6中制备的PPS树脂1中,添加7重量%的平均粒径为1.0μm的碳酸钙粉末,均匀地分散配合,于320℃的温度利用30mmφ双螺杆挤出机以肠状挤出后进行切割,得到含有碳酸钙粒子的PPS树脂颗粒2。
[0123] [实施例1]
[0124] (1)双轴取向PET膜的制造
[0125] 将参考例1中得到的PET树脂颗粒1在真空中于160℃干燥6小时后,供给至挤出机,于295℃进行熔融挤出。利用将不锈纤维烧结压缩而成的平均网眼为60μm的过滤器进行过滤后,经由T字型喷嘴以片状挤出,采用静电施加流延法卷绕于表面温度为20℃的镜面流延鼓,使其冷却固化。需要说明的是,此时,从挤出机前端到喷嘴为止的树脂的熔融时间为2分钟,进一步地,从流延鼓的相反面,从在长度方向上设置有12段的间隙为2mm的狭缝喷嘴,以20m/s的速对膜吹喷温度为10℃的冷风,从两面实施冷却。利用预热辊将该未拉伸膜预热至80℃后,在使用辐射加热器加热至90℃的同时,利用辊间的周速差在长度方向上拉伸3.3倍,接着,利用冷却辊冷却至25℃,得到单轴取向膜。接着,用夹子把持单轴取向膜的宽度方向两端部,在烘箱中以110℃的气氛温度进行预热,接着,连续地在120℃的拉伸区在宽度方向上拉伸3.7倍。对于得到的双轴取向膜,接着在215℃的加热区实施10秒钟的热处理后,一边从215℃冷却至160℃一边缩小在宽度方向上相对的夹子的间隔,由此实施5.0%的松弛处理。然后,在烘箱中冷却至100℃后,将把持着膜宽度方向两端部的夹子放开,从而将膜从烘箱取出,将宽度方向两端部切割除去,利用输送辊进行输送后卷绕,得到厚度为188μm的双轴取向PET膜1。所得的膜的特性示于表2。
[0126] (2)双轴取向PPS膜的制造
[0127] 将参考例6中得到的PPS树脂颗粒1和参考例7中得到的含有碳酸钙粒子的PPS树脂颗粒2以90:10的重量比混合,使用旋转式真空干燥机在3mmHg的减压下于180℃的温度下干燥4小时后,供给至挤出机并于310℃进行熔融挤出。利用将不锈钢纤维烧结压缩而成的平均网眼为14μm的过滤器进行过滤后,经由T字型喷嘴以片状挤出,采用静电施加流延法卷绕于表面温度为25℃的镜面流延鼓,使其冷却固化。利用预热辊将该未拉伸膜预热至92℃后,在使用辐射加热器加热至105℃的同时,利用辊间的周速差在长度方向上拉伸3.7倍,接着,利用冷却辊冷却至25℃,得到单轴取向膜。接着,用夹子把持单轴取向膜的宽度方向两端部,在烘箱中以100℃的气氛温度进行预热,接着,连续地在100℃的拉伸区在宽度方向上拉伸3.4倍。对于得到的双轴取向膜,接着在260℃的加热区实施6秒钟的热处理后,一边从260℃冷却至200℃一边缩小在宽度方向上相对的夹子的间隔,由此实施5.0%的松弛处理。然后,在烘箱中冷却至115℃后,将把持着膜宽度方向两端部的夹子放开,从而将膜从烘箱取出,将宽度方向两端部切割除去,利用输送辊进行输送后卷绕,得到厚度为16μm的双轴取向PPS膜1。所得的PPS膜的特性示于表3。
[0128] (3)PET膜及PPS膜的低温等离子体处理
[0129] 以下述方法、条件在上文中得到的双轴取向PET膜1的两面实施低温等离子体处理。使用内部电极方式的低温等离子体处理装置,使用Ar作为处理气体,使压力为40Pa,使处理速度为1m/分钟,使处理强度(由施加电压/(处理速度×电极宽度)计算出的值)2
为500W·min/m。该低温等离子体处理表面的(O/C)是比理论值大10%的值。
[0130] 在上文中得到的双轴取向PPS膜1的一侧表面实施与上文中同样的低温等离子体处理。低温等离子体处理表面的(O/C)是比理论值大10%的值。
[0131] (4)PET膜与PPS膜的接合
[0132] 在上文中得到的表面等离子体处理双轴取向PET膜的两侧表面,以表面等离子体处理双轴取向PPS膜的等离子体处理面来到PET膜侧的方式将膜开卷并重叠,使用辊层压机,利用辊表面温度为230℃的1对金属辊与橡胶辊的组合,在线压为40N/cm、牵引张力为800N/m宽度的条件下实施接合。将得到的层叠体开卷,再次使用辊层压机,利用辊表面温度为230℃的1对辊,在线压为40N/cm宽度、牵引张力为800N/m宽度的条件下实施接合。
然后在40℃下实施72小时的老化处理,得到PPS/PET/PPS构成的厚度为240μm的3层层叠体。所得的层叠体的特性示于表5-1。PET膜和PPS膜被牢固地粘接,揉搓试验中的耐揉搓次数也良好(为32次),并且耐湿热性的指标即强度保持率也为非常良好的特性(为
78%),是同时实现了粘接性和耐久性的优异的膜。
[0133] [实施例2~33、比较例1~8、比较例10]
[0134] PET膜的制造条件及特性如表2所示,PPS膜的制造条件及特性如表3所示,PET膜与PPS膜的接合条件如表4-1、表4-2所示,除此以外,按照实施例1得到PPS膜/PET膜的层叠体。所得的层叠体的特性示于表5-1、表5-2。
[0135] [比较例9]
[0136] 在真空中于160℃将参考例1中得到的PET树脂颗粒1干燥6小时后,供给至挤出机A,于295℃进行熔融挤出。此外,将参考例6中得到的PPS树脂颗粒1和参考例7中得到的含有碳酸钙粒子的PPS树脂颗粒2以90:10的重量比混合,使用旋转式真空干燥机在3mmHg的减压下于180℃的温度下干燥4小时后,供给至挤出机B并于310℃进行熔融挤出。针对从挤出机A挤出的PET树脂,利用将不锈钢纤维烧结压缩而成的平均网眼为60μm的过滤器实施过滤,针对从挤出机B挤出的PPS树脂,利用将不锈钢纤维烧结压缩而成的平均网眼为60μm的过滤器实施过滤,然后以在厚度方向上成为PPS/PET/PPS的方式,利用送料机构(feed block)在厚度方向上层叠3层,接着经由T字型喷嘴以片状挤出,采用静电施加流延法卷绕于表面温度为20℃的镜面流延鼓,使其冷却固化。需要说明的是,此时,从流延鼓的相反面,从在长度方向上设置有12段的间隙为2mm的狭缝喷嘴,以20m/s的风速对膜吹喷温度为10℃的冷风,从两面实施冷却。此外,从PET树脂侧的挤出机前端到喷嘴为止的树脂的熔融时间为2分钟。利用预热辊将得到的未拉伸膜预热至90℃后,在使用辐射加热器加热至103℃的同时,利用辊间的周速差在长度方向上拉伸3.3倍,接着,利用冷却辊冷却至25℃,得到单轴取向膜。接着,用夹子把持单轴取向膜的宽度方向两端部,在烘箱中以110℃的气氛温度进行预热,接着,连续地在120℃的拉伸区在宽度方向上拉伸3.4倍。对于得到的双轴取向膜,接着在225℃的加热区实施10秒钟的热处理后,一边从215℃冷却至160℃一边缩小在宽度方向上相对的夹子的间隔,由此实施5.0%的松弛处理。然后,在烘箱中冷却至100℃后,将把持着膜宽度方向两端部的夹子放开,从而将膜从烘箱取出,将宽度方向两端部切割除去,利用输送辊进行输送后卷绕,得到厚度为246μm(PPS层/PET层/PPS层=18μm/210μm/18μm)的层叠体。所得的层叠体的特性示于表5-2。
[0137] [结论]
[0138] 当层叠体的Tmeta为210℃以上235℃以下、晶体粒径为5.5nm以上6.7nm以下、抗拉强度为150MPa以上且耐揉搓次数为20次以上时,能够同时实现相反的耐压曲性(加工性)和强度保持率(耐湿热性)。作为上述可同时实现耐压曲性(加工性)和耐湿热性的层叠体的制造方法,通过应用下述方法,能够稳定地达成:将PET膜和PPS膜以等离子体处理侧的表面彼此相对的方式层叠,于215℃以上250℃以下的温度条件下,利用一对加压辊在线压为10N/cm以上300N/cm以下的压力下一边使膜行进一边直接接合,进一步使接合时的层叠体的牵引张力T为1.0×Fm(N/m宽度)以上、3.0×Fm(N/m宽度)以下。
[0139] 进而,在使用PET膜的固有粘度为0.65以上、末端羧基量小于25当量/t的PET膜的情况下,与使用不为这样的膜的情况(实施例15、16)相比,强度保持率(耐湿热性)良好,此外,在使用PET膜的面取向度Xi为8.0以下、Tmeta值为150℃以上且小于210℃的PET膜的情况下,与使用不为这样的膜的情况(实施例19)相比,强度保持率(耐湿热性)也良好。认为除了PPS膜和PET膜的界面的接合状态以外,构成PET膜的树脂的组成、膜中的分子取向状态也对层叠后的耐湿热性产生影响,认为为了同时实现耐压曲性(加工性)和耐湿热性,在接合时,在维持PET膜层的树脂特性和取向状态的同时将PPS膜和PET膜的界面以充分的强度接合是必要的。此外,作为提高PPS膜和PET膜的界面接合力的方法,在降低了接合面的表面粗糙度的实施例20~22中,接合力(耐揉搓次数)增加,即使在降低了接合温度、线压时也维持了良好的特性。推断其原因在于,通过形成光滑的表面,表面彼此容易在分子水平上接近。在使加压辊为金属辊彼此的组合、提高了线压的情况(实施例30~33)下,也获得了接合力(耐揉搓次数)增加的结果。
[0140] 另一方面,由于接合时的温度过低,所以Tmeta值小于210℃,比较例1、3的耐揉搓次数低,耐压曲性(加工性)差,另一方面,就比较例2、4而言,由于接合时的温度过高,所以Tmeta值超过235℃,此外,抗拉强度小于150MPa,结果,强度保持率(耐湿热性)小。此外,就由于接合时的张力过低而导致抗拉强度小于150MPa的比较例5而言,强度保持率(耐湿热性)小,认为其原因在于难以维持膜的取向。就线压过低的比较例6而言,界面的接合力弱(耐揉搓次数低),耐压曲性(加工性)差。此外,在就厚度构成而言PPS膜较厚的比较例7、PET膜较厚的比较例8中,界面的接合力小,耐压曲性(加工性)降低。此外,在利用共挤出法实施层叠的比较例9中,PET层与PPS层之间的接合力不充分,层间发生剥离,因此,耐揉搓次数低,耐压曲性不充分,同时,强度保持率也为不充分的结果。推断由于PET与PPS界面的接合力不足,所以在耐水解试验中水容易进入PET与PPS的界面,因此,层叠体的强度保持率降低。此外,在将Tmeta大于210℃的PET膜在低于215℃的温度下进行层叠的情况(比较例10)下,虽然层叠体的Tmeta满足210℃以上235℃以下,但层叠时的热量不充分,PET膜与PPS膜的界面接合力降低,因此,耐揉搓次数低,耐压曲性不充分。
[0141] [表1]
[0142]
[0143] [表2]
[0144]
[0145] [表3]
[0146]
[0147] [表4-1]
[0148]
[0149] [表4-2]
[0150]
[0151] [表5-1]
[0152]
[0153] [表5-2]
[0154]
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