(57)【要約】【課題】  金属箔や金属板に対して高い接着性を有するヒートシール性フィルムを提供することができる。【解決手段】  厚み方向の屈折率が１．５００以上のポリエステル基材層と、これに接する数平均分子量１５０００以上のポリマーからなる厚み４〜４０μｍのヒートシール層とから構成される、ヒートシール性フィルム。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向の屈折率が１．５００以上のポリエステル基材層と、これに接する数平均分子量１５０００以上のポリエステルからなる厚み４〜４０μｍのヒートシール層とから構成される、ヒートシール性フィルム。
【請求項２】
ヒートシール層の面配向係数が、−０．０５〜０．０５である、請求項１記載のヒートシール性フィルム。
【請求項３】
ポリエステル基材層がポリエチレンテレフタレートからなる、請求項１記載のヒートシール性フィルム。
【請求項４】
ヒートシール層を金属箔および／または金属板に熱融着により貼合せて用いる、請求項１記載のヒートシール性フィルム。
【請求項５】
金属箔貼り合せ基板として用いる、請求項４記載のヒートシール性フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートシール性フィルムに関し、詳しくは、金属箔とのヒートシール接着強度に優れるヒートシール性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートシール性フィルムは、その少なくとも片側の最表面に、熱融着可能なヒートシール層を設けた二軸配向ポリエステルフィルムであり、それ同士を貼合せて包装用として、また、金属板への貼合せコーティング用、等の用途に、ポリエステルフィルムの機械的強度、寸法安定性、耐熱性、透明性、耐薬品性、内容物保香性、等の特性を活かして活用されている。
【０００３】
近年、フレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板等に用いられる、銅等の金属箔貼合せプラスチックフィルム基板において、プラスチックフィルムと金属箔とを接着剤を用いることなしに接着することが、後加工における金属箔のエッチングの際にエッチング液の汚染防止等の観点から求められており、この用途においても、ヒートシール性フィルムは、その特性を充分に生かすことができる。
【０００４】
ヒートシール性フィルムのヒートシール層の成分として、ポリエチレンテレフタレート−イソフタレートのような共重合ポリエステルを用いることが知られており（英国特許第１，４６５，９７３号公報）、この処方によれば、共押出法にてフィルムを製造することもでき、極めて効率的である。
【特許文献１】英国特許第１，４６５，９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板等の電子材料に使用される場合は高い信頼性が要求され、金属箔との高い接着性が必要となる。ヒートシール性フィルムは通常、基材の強度を保持するための配向された基材層とヒートシール層とからなり、配向された基材が層間破壊することがあり、金属箔との接着力を低下させる原因となる場合がある。ヒートシール層の凝集力が低いと金属箔との高い接着性が得られないことがある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の課題を解消し、金属箔や金属板に対して高い接着性を有するヒートシール性フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、厚み方向の屈折率が１．５００以上のポリエステル基材層と、これに接する数平均分子量１５０００以上のポリマーからなる厚み４〜４０μｍのヒートシール層とから構成される、ヒートシール性フィルムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、金属箔や金属板に対して高い接着性を有するヒートシール性フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
[基材層]
本発明におけるポリエステル基材層は、ポリエステルからなり厚み方向の屈折率が１．５００以上である。厚み方向の屈折率が１．５００未満であると金属とヒートシール層の接着力より弱くなり、基材層内で層間剥離が発生し、接着力が低下する場合があり、好ましくない。
【００１０】
本発明のフィルム中の、ヒートシール層でない基材層を構成するポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートまたはエチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とする共重合物であることが、機械的強度、寸法安定性、耐熱性、透明性、耐薬品性、内容物保香性、等の面から好ましい。
【００１１】
本発明において、共重合ポリエステルの場合の共重合成分は、ヒートシール層の項で述べたのと同様のものを使用することができる。
共重合成分の割合は、その種類にもよるが結果として、ポリマー融点が２４５℃〜２７０℃（ホモポリマーの融点）の範囲になる割合である。融点が２４５℃未満では基材の耐熱性が劣ることになり、また熱収縮率が大きく、フィルムの平面性が低下する。ここで、ポリエステルの融点測定は示差走査熱量計Du Pont Instruments 910 DSCを用い、昇温速度２０℃／分で融解ピークを求める方法による。なおサンプル量は約２０ｍｇとする。
【００１２】
[ヒートシール層]
本発明において、ヒートシール層は、共押出し法によりポリエステル基材層のうえに積層されている。このヒートシール層は４〜４０μｍの厚みを有し、かつヒートシール層のポリエステルの数平均分子量が１５０００以上であることが、金属箔や金属板との高い接着性を発現させるために必要である。ヒートシール層が４μｍ未満であると金属箔や金属板の表面粗さよりも平坦となりヒートシール層と金属との界面に空隙が発生し十分な接着性が得られず、４０μｍを超えると基材全体に占めるヒートシール層の厚み割合が増え、基材の強度が低下する場合があり好ましくない。
【００１３】
ヒートシール層のポリエステルの数平均分子量が１５０００未満であるとヒートシール層の凝集力が低くなり十分な接着性が得られない。なお、ヒートシール層のポリエステルの数平均分子量は、重合時の生産性の観点から好ましくは１５０００〜３００００である。ここで数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて測定した値である。
【００１４】
ヒートシール層のポリエステルとしては、芳香族二塩基酸またはそのエステル形成性誘導体とジオールまたはそのエステル形成性誘導体とから合成される線状飽和ポリエステルを用いる。かかる具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）、ポリエチレン−２，６−ナフタレートを例示することがでるが、これらのポリエステルの共重合体を用いることが好ましい。共重合体を用いることにより、構造の規則性が少なくなり、結晶性が低くなり、ヒートシール性が向上され好ましい。
【００１５】
好ましい共重合ポリエステルは、全ジカルボン酸成分当たり好ましくは１０〜５０モル％の共重合成分を含有するが、共重合成分としては、ジカルボン酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸等の如き芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の如き脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸の如き脂環族ジカルボン酸等が例示でき、またジオール成分としては１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール等の如き脂肪族ジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールの如き脂環族ジオール、ビスフェノールＡの如き芳香族ジオールが例示できる。これらは単独または二種以上を使用することができる。
【００１６】
ヒートシール層に用いるポリエステルは、テレフタル酸をはじめとするジカルボン酸、エチレングリコール、必要に応じて更に共重合成分を加えてエステル化反応させ、次いで得られた反応生成物を目的とする重合度になるまで重縮合反応させてポリエステルとする方法がある。あるいはジカルボン酸のジメチルエステル、エチレングリコールを、また必要に応じて更に共重合成分を加えてエステル交換反応させ、ついで得られた反応生成物を目的とする重合度になるまで重縮合反応させてポリエステルとする方法を好ましく挙げることができる。また、上記の方法（溶融重合）により得られたポリエステルは、必要に応じて固相状態での重合方法（固相重合）により、さらに重合度の高いポリマーとすることができる。これらのエステル交換反応、重縮合反応に使用する触媒としては、チタン化合物（Ｔｉ化合物）、ゲルマニウム化合物（Ｇｅ化合物）などが好ましく挙げられる。
【００１７】
ヒートシール層は、その面配向係数が、−０．０５〜０．０５の範囲にあることが好ましい。ここで、面配向係数とは、アッベ法にて測定されたフィルムの各方向成分の屈折率から、計算式（１）によって計算されたものを意味する。計算式（１）中のＰは面配向係数、ｎＭＤはフィルムのＭＤ方向の屈折率、ｎＴＤはフィルムのＴＤ方向の屈折率、ｎＺはフィルム面に垂直な厚み方向の屈折率を示す。さらにここで、「ＭＤ方向」とはフィルムの面に平行で且つフィルム製膜方向に沿った方向を、「ＴＤ方向」とはフィルムの面に平行で且つ製膜方向に垂直な方向を示す。
Ｐ＝（ｎＭＤ＋ｎＴＤ）／２−ｎＺ    …（１）
【００１８】
面配向係数は、フィルム内における分子鎖の配向状態を表す指標といえるものであり、この絶対値が０．０５を越えると、分子鎖が過度に配向しているため、熱融着温度が高くなりヒートシールが困難になる可能性がある。
【００１９】
また、本発明のフィルムのヒートシール層は、結晶化していないことが、シートシールのしやすさの面から好ましく、たとえば、低角入射Ｘ線回折において、顕著な回折ピークが検出されないようなものが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明のフィルムのヒートシール層は、そのガラス転移温度が４０〜１１５℃であることが好ましい。４０℃未満ではヒートシールしない状態においてもスティッキングなどが起こる可能性があり、また１１５℃を超すと、ヒートシール可能な温度範囲が狭くなって実用上不利になる可能性がある。ここで、ポリエステルのガラス転移温度測定は、融解後急冷サンプルについて、ＤｕＰｏｎｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ９１０ ＤＳＣを用い、昇温速度２０℃／分でガラス転移に基づく比熱変化部分を求める方法による。なおサンプル量は約２０ｍｇとする。
【００２１】
本発明においてヒートシール層には、滑剤、紫外線吸収剤、安定剤、帯電防止剤、染料、顔料、および難燃剤を含有させてもよい。
また、その表面には、必要に応じて、本発明の効果を損なわない限りにおいて、プライマー層を塗設したり、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理などを施してもよい。これらの処理は、フィルム製造後に施されるものでも、フィルム製造工程内にて施されるものであっても良い。
【００２２】
本発明において、基材層はヒートシール層との共押出しにより製造されるが、基材層のヒートシール層とは反対側の面に他の層を設けず、基材層が最表面に位置する場合には、基材層は滑剤微粒子を含有することが、作業性（滑り性）を確保する観点から好ましい。なお、透明性を維持する必要がある場合には、滑剤微粒子の平均粒径および添加量を最適範囲に調整することが好ましい。
【００２３】
滑剤微粒子としては任意のものが選べるが、無機系滑剤としては、シリカ（塊状、多孔質、球状のものを含む）、二酸化チタン、酸化アルミニウム（特に、結晶系がγ、δ、θ型）、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等が例示でき、有機系滑剤としては球状シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子等が例示できる。滑剤粒子の種類は、１種類でも２種類以上でも良く、２種類以上の場合は、平均粒径が異なるものの組合せでも良い。
滑剤微粒子の平均粒径は、５μｍ以下のものが好ましく、また、添加量は、好ましくは１０ｐｐｍ以上、さらに好ましくは２０〜５０００ｐｐｍである。
【００２４】
本発明のヒートシール性フィルムの厚みは、好ましくは１５〜３５０μｍ、さらに好ましくは３０〜２５０μｍである。１５μｍより薄くなるとヒートシール層の厚み割合が高くなり、フィルムの強度が低くなり、３５０μｍを超える厚みになると取り扱いが難しく、好ましくない。
【００２５】
本発明のヒートシール性フィルムは、基本的には従来から知られている、あるいは当業界に蓄積されている方法で製造することができる。しかし、本発明で必要とされる、ヒートシール層の厚み方向の屈折率を得るために、そして好ましく必要とされるヒートシール層の面配向系数を得るために、細心の注意が肝要である。具体的には、次のような製造方法により製造するとよい。
【００２６】
ポリエステル基材層と、ポリエステルからなるヒートシール層とを、両方のポリエステルの溶融状態で、両者が接する状態でダイから押出し、共押出し法で積層する。このとき、ヒートシール層を構成するポリエステルは結晶性が低いため、ポリマー中の水分を除去するための温度を上げての乾燥でポリマーチップ同士が融着してしまうことがあるため、１００〜１６０℃の範囲の乾燥を２〜６時間の範囲で予め行うことが好ましい。この範囲外で乾燥を実施すると、温度が低い場合、乾燥時間が短い場合はポリマーチップ中に水分が残存し、ポリマー溶融時に加水分解反応が起こり、分子量低下が発生し、数平均分子量が１５０００を下回り好ましくない。逆に温度が高い場合や乾燥時間が長い場合は熱分解反応により分子量低下が発生し、好ましくない。
【００２７】
そして、各層の厚み配分および厚み方向の屈折率に配慮して、縦および横方向に延伸して二軸配向フィルムとするのが好ましい。例えば、融点（Ｔｍ：℃）ないし（Ｔｍ＋７０）℃の温度でポリエステルを溶融・共押出して未延伸積層フィルムを得、該未延伸積層フィルムを一軸方向（縦方向又は横方向）に（Ｔｇ（基材層）−１０）〜（Ｔｇ（基材層）＋７０）℃の温度（但し、Ｔｇ：ポリエステルのガラス転移温度）で２．５倍以上、好ましくは３倍以上の倍率で延伸し、次いで上記延伸方向と直角方向にＴｇ（基材層）〜（Ｔｇ（基材層）＋７０）℃の温度で２．５倍以上、好ましくは３倍以上の倍率で延伸するのが好ましい。しかしながら、この倍率を高くしすぎると基材層の厚み方向の屈折率を本発明の範囲とすることが困難となるので、用いるポリエステルの種類に応じて延伸倍率を適宜設定することが大切である。
【００２８】
さらにまた、二軸配向フィルムは、（Ｔｇ（基材層）＋７０）℃〜（Ｔｍ（基材層）−１０）℃の温度、または、ヒートシール層のポリエステルが結晶性のものである場合は、（Ｔｍ（ヒートシール層）＋１０）℃〜（Ｔｍ（基材層）−１０）℃の温度で熱固定することができ、本発明においてはヒートシール層でない基材層の厚み方向の屈折率を上げるために、更に例えば基材層がポリエチレンテレフタレートの場合は熱固定温度を２３０〜２４５℃でかつ熱固定時間を２０秒以上するのが好ましい。この工程において、ヒートシール層の二軸延伸による分子配向を解消させ、無配向、非晶のものとし、本発明のヒートシール性フィルムを得ることができる。
【００２９】
本発明において、ヒートシール層を金属箔および／または金属板に熱融着により貼合せて用いることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例に基づき本発明を説明する。各特性値ならびに評価法は下記の方法によって測定、評価した。
【００３１】
（１）面配向係数：
得られたフィルムのヒートシール面について、各方向の屈折率をアッベ法にて測定し、前述の計算式（１）によって計算した。
【００３２】
（２）ラミネート強度：
得られたフィルムのヒートシール面と銅箔（厚み３０μｍ）を合せて、チャック掴み代を残して、ヒートシーラーで１５００℃、２７５ｋＰａにて２秒間圧着し、銅箔ラミネートサンプルを作成する。得られた銅箔ラミネートサンプルを１０ｍｍ幅にスリットし、引張試験機（東洋ボールドウィン社製、「テンシロン（登録商標）」）のクロスヘッドのチャックに掴み代を挟み、たるみの無いようにクロスヘッド位置を調整する。１００ｍｍ／分のクロスヘッド速度で引張ってラミネートサンプルを剥離させ、試験機に装着されたロードセルで荷重を測定し、ラミネート強度とする（単位:Ｎ／１０ｍｍ）。
ラミネート強度が９．８Ｎ／１０ｍｍ以上であると良好、９．８Ｎ／１０ｍｍより小さく４．８Ｎ／１０ｍｍ以上であるとやや良好、４．８Ｎ／１０ｍｍより小さいと不良である。
【００３３】
（３）分子量測定
ヒートシール面表面をナイフで削り取り、１ｍｇをヘキサフルオロイソプロパノール０．５ｍｌに溶解後、クロロホルムを加えて１０ｍｌとし（濃度０．０１ｗ／ｖ％）、メンブレンフィルター０．４５μｍで濾過して測定した。
・カラム：ＴＳＫ−ｇｅｌ  ＧＭＨＨＲ−Ｍ×２
・移動相：クロロホルム
・流速１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・カラム温度：４０℃
・検出器：ＵＶ（２５４ｎｍ）
・注入量：２００μｌ
・較正曲線用試料：ポリスチレン（Polymer Laboratories製 EasiCal“PS-1”）
測定にはゲル浸透クロマトグラフィー( Gel Permeation Chromatogaphy東ソー製 HLC-8020型)を用いた。測定に用いた東ソー HLC-8020の装置仕様は次のとおりである。
本体：  TOSOH HLC-8020
検出器：本体内蔵 ( 示差屈折計 )
TOSOH UV-8011 ( 紫外吸収検出器 )
カラム：TOSOH TSK-gel GMHHR-H
TOSOH TSK-gel GMHHR-N
TOSOH TSK-gel G2000H
データ処理装置：TOSOH SC-8020
【００３４】
［実施例１］
ジメチルテレフタレート、ジメチルイソフタレートとエチレングリコールとを、エステル交換触煤として酢酸マンガンを、重縮合触媒として酸化ゲルマニウムを、安定剤として亜燐酸を添加して常法により重合し、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６２のポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体（イソフタル酸含有量：２０モル％）を得た。このポリエステルのペレットを攪拌しながら１１０℃で１０時間加熱し表面を結晶化させたものを、１５０℃で４時間乾燥後、押出機に供給し、溶融温度２８０℃で溶融後フィルターで濾過し、２層ダイの片側（Ａ側）から押出した。別の押出機に、ジメチルテレフタレートとエチレングリコールとを、エステル交換触煤として酢酸マンガンを、重縮合触媒として酸化ゲルマニウムを、安定剤として亜燐酸を、さらに滑剤として平均粒径１．５μｍの多孔質シリカ粒子をポリマーに対して０．０７重量％になるように添加して常法により重合し、固有粘度（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６５のポリエチレンテレフタレートを得た。このポリエチレンテレフタレートのペレットを１７０℃で３時間乾燥後、押出機に供給し、上記と同条件で上記２層ダイの反対側（Ｂ側）から押出した。この２層溶融物を表面温度２０℃の回転冷却ドラム上に押出し未延伸フィルムを得た。
【００３５】
このようにして得られた未延伸フィルムを７５℃に予熱し、低速ローラーと高速ローラーの間で１５ｍｍ上方より８００℃の表面温度の赤外線ヒーター１本にて加熱して縦方向に３．３倍に延伸した。
【００３６】
続いてステンターに供給し、１２０℃にて横方向に３．３倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを２３０℃の温度で３０秒間熱固定し、３０μｍ厚み（Ａ層１０μｍ／Ｂ層２０μｍ）の二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
こうして得られたフィルムの特性を上記の方法で評価し、その結果を表１に示した。
【００３７】
［実施例２］
フィルム厚み構成がＡ層５μｍ／Ｂ層２５μｍ以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。こうして得られたフィルムの特性を前述の方法で評価し、その結果を表１に示した。
【００３８】
［比較例１］
フィルム厚み構成がＡ層３μｍ／Ｂ層２７μｍ以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。こうして得られたフィルムの特性を前述の方法で評価し、その結果を表１に示した。
【００３９】
［比較例２］
Ａ層のチップ乾燥温度を１８０℃、３時間で実施した以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。こうして得られたフィルムの特性を前述の方法で評価し、その結果を表１に示した。
【００４０】
［比較例３］
縦方向の延伸を３．６倍、横方向の延伸を３．９倍、熱固定時間を３秒で実施した以外は同様にしてフィルムを得た。こうして得られたフィルムの特性を前述の方法で評価し、その結果を表１に示した。
【００４１】
【表１】
2006001114.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、特に銅箔等の金属箔に対するヒートシール接着強度に優れたヒートシール性フィルムを提供することができる。本発明は、金属箔貼り合せ基板、特にフレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板等の電子材料として好適に使用することができる。