(57)【要約】【課題】ポリアセタール樹脂の機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性等の特性を損なうことなく、高い光線透過率を有する透明性の高いポリアセタール樹脂フィルムを提供する。【解決手段】メルトフローインデックスが３ｇ／１０ｍｉｎ以下であるポリアセタール樹脂からなるフィルムを、該ポリアセタール樹脂の融点より６〜５０℃低い温度で延伸処理して得られるポリアセタール樹脂フィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
メルトフローインデックスが３ｇ／１０ｍｉｎ以下のポリアセタール樹脂からなるフィルムを、該ポリアセタール樹脂の融点より６〜５０℃低い温度で延伸処理して得られるポリアセタール樹脂フィルム。
【請求項２】
前記延伸処理における延伸倍率が２〜１０倍である請求項１に記載のポリアセタール樹脂フィルム。
【請求項３】
前記延伸処理後に、前記ポリアセタール樹脂の融点未満で、且つ延伸処理の温度に対して４０℃前後未満の範囲で熱固定を行って得られる請求項１または２に記載のポリアセタール樹脂フィルム。
【請求項４】
膜厚１５０μｍにおける白色光の光線透過率が６０％以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリアセタール樹脂フィルム。
【請求項５】
膜厚１５０μｍにおいて透明である請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリアセタール樹脂フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い光線透過率を有する透明性の高いポリアセタール樹脂フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリアセタール樹脂は、機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性等に優れ、また成形加工性も良いことからエンジニアリングプラスチックスとして機械工業部品、自動車部品、電気機器部品、その他の産業用製品の成形材料として広く用いられている。
【０００３】
しかし、ポリアセタール樹脂は透明性が悪く、また、結晶化速度が速いためフィルム形態としての加工が難しいので、透明フィルムとしての展開はほとんどなされていない。特に、ポリアセタール樹脂がフィルム形態で使用されない理由は、ポリアセタール樹脂が有する優れた特性を維持したまま、高い光線透過率を有する透明性の高いフィルムを製造するのが困難であることが背景にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５０５５５号公報
【特許文献２】特開平９−１６９０８６号公報
【特許文献３】特開２００３−１１３２９８号公報
【特許文献４】特開２００４−１０７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポリアセタール樹脂は、機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性等に優れるが、フィルム形態とした場合の透明性は悪い。例えば、特許文献１の比較例１は、厚さ１００μｍのポリアセタール樹脂フィルムは、不透明であることを開示している。
【０００６】
ポリアセタール樹脂を用いた透明フィルムについては、いくつかの特許文献がある。例えば、特許文献２は、塩化ビニル樹脂フィルムの優れた透明性、加工性、印刷性、経済性、耐候性に耐熱変形性、機械的強度、耐薬品性、耐摩耗性を付与する目的で、ポリアセタール樹脂フィルムと塩化ビニル樹脂フィルムとを積層させた積層フィルムを開示している。しかし、ポリアセタール樹脂フィルムの光線透過率については開示されていない。
【０００７】
特許文献３は、ポリアセタール樹脂に比べて膜加工性に優れるポリアセタール樹脂とポリ乳酸樹脂の相溶化樹脂フィルムを急速冷却することで透明フィルムが得られることを開示している。しかし、ポリアセタール樹脂のみでのフィルムでは、光線透過率は高いものの、ヘイズ値が大きいため、不透明であることが記載されている。
【０００８】
特許文献４は、ポリアセタール樹脂に比べて膜加工性に優れるポリアセタール樹脂とポリ乳酸樹脂の相溶化樹脂フィルムを延伸加工したフィルムを開示しており、実施例は未延伸フィルムを８０〜８５℃で延伸したのち、１４０℃で熱処理することで透明で平滑なフィルムが得られることを記載している。しかし、ポリアセタール樹脂のみの透明フィルムについては開示していない。
【０００９】
一方、特許文献１は、ポリアセタール樹脂とポリ乳酸樹脂の相溶化樹脂フィルムからポリ乳酸樹脂を溶媒で抽出除去することで、光線透過率が９３％で透明なポリアセタール樹脂フィルムが得られることを開示している。しかし、抽出除去にともなって、フィルム内部に空間が生じるため、ガスバリア性や、特定の溶媒で膨潤した際に機械的強度等が低くなりやすい。
【００１０】
このように、ポリアセタール樹脂の有する機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性等の特性を損なうことなく、透明性も高いフィルムについては開示されていない。すなわち、本発明の課題は、ポリアセタール樹脂の機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性等の特性を損なうことなく、高い光線透過率を有する透明性の高いポリアセタール樹脂フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、特定のメルトフローインデックスを有するポリアセタール樹脂からなるフィルムを、特定の温度で延伸処理して得られるポリアセタール樹脂フィルムが、高い光線透過率を有することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、メルトフローインデックスが３ｇ／１０ｍｉｎ以下であるポリアセタール樹脂からなるフィルムを、該ポリアセタール樹脂の融点より６〜５０℃低い温度で延伸処理して得られるポリアセタール樹脂フィルムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ポリアセタール樹脂の機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性等の特性を損なうことなく、高い光線透過率を有する透明性の高いポリアセタール樹脂フィルムを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のポリアセタール樹脂フィルムについて詳しく説明する。本発明のポリアセタール樹脂フィルムは、メルトフローインデックスが３ｇ／１０ｍｉｎ以下のポリアセタール樹脂からなるフィルムを、延伸処理して得られる。ここで、メルトフローインデックスとは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠した溶融プラスチックの流動性を表す指標である。具体的には、加熱して流動化した樹脂を、キャピラリーダイを通して強制的にシリンダーから押し出した際の、樹脂のマスフローをｇ／１０ｍｉｎの単位で表したものである。メルトフローインデックスは、２．５ｇ／１０ｍｉｎ以下がより好ましく、２ｇ／１０ｍｉｎ以下が特に好ましい。メルトフローインデックスが３ｇ／１０ｍｉｎ以下であると、延伸処理において加熱をした際、ポリアセタール樹脂が溶融してメルトダウンしにくいので、均質な加工が可能となる。
【００１５】
本発明のポリアセタール樹脂フィルムは、以下のようにして製造される。まず、前記範囲のメルトフローインデックスを有するポリアセタール樹脂を、加熱溶融させた状態で熱プレス、または、押出機先端に取り付けたスリットを有するダイを通して連続的に押出して、未延伸フィルムを製造する。次いで、この未延伸フィルムを、熱風、蒸気、熱媒などを用いた十分な均一加熱条件下で延伸処理を行う。延伸処理は、連続操作、バッチ操作のいずれであっても良い。延伸処理は、１軸又は２軸方向に行う。その際、延伸時の歪速度が大きいとフィルムの破断等が生じ、厚みが均一で外観の優れるフィルムが得られないので、歪速度は遅い方が好ましい。延伸倍率を大きくする場合は、延伸処理を複数回行っても良い。
【００１６】
一般に、延伸処理の温度は樹脂の融点以下の温度で適宜選択されるが、本発明のポリアセタール樹脂フィルムは、前記範囲のメルトフローインデックスを有するポリアセタール樹脂の融点より６〜５０℃低い温度で延伸処理して得られる。延伸処理の温度は、１０〜４０℃低いことがより好ましく、１０〜３０℃低いことが特に好ましい。延伸処理の温度がポリアセタール樹脂の融点より６℃以上低ければ、フィルムの溶融や延伸処理時のテンションによるフィルムの破断が起こりにくい。また、延伸処理の温度がポリアセタール樹脂の融点から５０℃低い温度以上であれば、光線透過率が良好で透明なポリアセタール樹脂フィルムが得られる。延伸処理の温度がポリアセタール樹脂の融点より５０℃を超えて低いと、延伸処理によるフィルム内部の結晶構造が透過光の散乱を増大するような構造となりやすく、また、欠陥が生じやすいため、光線透過率が悪くなるおそれがある。
【００１７】
延伸処理時の延伸倍率は、通常２〜１０倍であり、好ましくは３〜９倍であり、特に好ましくは４〜８倍である。延伸倍率が２倍以上であれば、高い光線透過率のポリアセタール樹脂フィルムが得られる。延伸倍率が１０倍以下であれば、光線透過率が良好で透明なポリアセタール樹脂フィルムを効率良く製造できる。１０倍を超える延伸倍率では、生産性を考慮すると延伸時の歪速度が高くなりやすいため、フィルムが破断するおそれが有り、また、分子配向が進んでフィブリル化することによって光線透過率が悪くなるおそれがある。
【００１８】
延伸処理後のフィルムは応力緩和により徐々に縮む性質があるため、必要に応じて、延伸処理後に熱処理を行ってもよい。この処理は熱固定と呼ばれる。熱固定の温度は、特に限定されるものではないが、ポリアセタール樹脂の融点未満で、且つ延伸処理の温度に対して４０℃前後未満の範囲が好ましい。熱処理の温度がこの範囲であれば、形状や寸法が安定したフィルムが得られる。
【００１９】
上記した方法で得られる、本発明のポリアセタール樹脂フィルムの膜厚１５０μｍにおける、白色光の光線透過率は、通常、６０％以上である。ここで、光線透過率とは、白色光をポリアセタール樹脂フィルムに対して照射した際の透過光の輝度を、フィルム無しにおける輝度を１００％として表した数値のことである。
【００２０】
また、上記した方法で得られる本発明のポリアセタール樹脂フィルムは、膜厚１５０μｍにおいて透明である。ここで、透明とは、フィルムの反対側がはっきりと見えることをいう。
【００２１】
本発明のポリアセタール樹脂フィルムの膜厚は、特に限定されるものではないが、単層膜として使用する場合、好ましくは１〜２００μｍである。１μｍ以上の膜厚であれば強度的に問題がなく、２００μｍ以下の膜厚であれば光線透過率が高いフィルムとなる。なお、膜厚の下限値は、多層膜として用いる場合にはこの限りでは無い。
【００２２】
本発明のポリアセタール樹脂フィルムの形状は、特に限定されず、平面状、チューブ状、や中空繊維など公知の形状で用いることができる。
【００２３】
本発明のポリアセタール樹脂フィルムは、ポリアセタール樹脂の特性である機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性等に加えて、透明性を有し、また、溶媒によって大きく膨潤しない性質を有する。このため、フィルムを介した視認性を必要とする用途、例えば一般包装材料、食品包装材料や、半導体等の製造に用いられる工程フィルム、電気絶縁フィルム、感熱転写箔、粘着テープ、製版材料、ラベル・表示板、トレーシング材料、スタンピングホイル、磁気テープ、剥離紙、離型フィルム、タッチパネル用フィルム、保護フィルム、ガス分離膜などの工業用フィルムとして好適である。
【００２４】
本発明のポリアセタール樹脂フィルムは、その特性から、単独で使用することができるが、他の熱可塑性樹脂フィルムとの多層構造とし、各々の特性を併せ持つ材料として使用することもできる。その際の熱可塑性樹脂フィルムの材質は特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸などのエステル系樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などが使用できる。これらの熱可塑性樹脂は、１種又は２種以上を併用して使用しても良い。
【００２５】
本発明のポリアセタール樹脂フィルムに使用できるポリアセタール樹脂は、ホモポリマー、コポリマーに限定されないが、トリオキサンを主モノマーとして用い、塊状重合法また溶融重合法によって製造されるコポリマーがその熱安定性の点から好ましい。
【００２６】
コポリマーの共重合成分（コモノマー）は特に限定されるものではなく、環状アセタール、環状エーテル、環状シロキサン、アリルエーテル構造を有するトリオキサンと共重合可能な化合物が挙げられる。環状アセタールとしては、１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキセパン、及びそれらの誘導体が挙げられ、特に１，３−ジオキソランが好ましい。環状エーテルとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エポキシ化合物、グリジジルエーテル化合物が挙げられ、特にグリシジルエーテルが好ましい。環状シロキサンとしては、デカメチルシロキサンが好ましい。本発明のコポリマーは、これらのコモノマーの中から１種以上を選択して製造したものである。
【００２７】
ポリアセタール樹脂中に含まれるコモノマー由来の炭素数２以上のオキシアルキレンユニット量は、オキシメチレンユニット１００ｍｏｌに対して０．２〜１０ｍｏｌであることが好ましく、０．４〜８．０ｍｏｌであることがより好ましい。炭素数２以上のオキシアルキレンユニット量が０．２ｍｏｌ未満では熱安定性が低く、製膜時に溶融状態となる際に分解してホルムアルデヒドガスが発生し、フィルム外観を悪化させる。また、１０ｍｏｌよりも多いと融点が低下するためフィルムの耐熱性が著しく損なわれる。
【００２８】
ポリアセタール樹脂の融点は特に限定されないが、本発明のポリアセタール樹脂フィルムの耐熱性の観点から、１００℃〜１８０℃が好ましく、１３５℃〜１７０℃が特に好ましい。
【００２９】
ポリアセタール樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、添加剤などから選択される少なくとも１種以上を含んでいても良い。
【００３０】
酸化防止剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、トリエチレングリコール−ビス−３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２’−メチレンビス（６−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール）、３，９−ビス｛２−〔３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル〕プロピオニルオキシ）−１，１−ジメチルエチル｝−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ〔５，５〕ウンデカン、Ｎ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド〕、３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシベンゼンプロピオン酸１，６−ヘキサンジイルエステル等の立体障害性フェノールが挙げられる。これらの立体障害性フェノールは、１種又は２種以上を混合して使用できる。
【００３１】
熱安定剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、メラミン、メチロールメラミン、ベンゾグアナミン、シアノグアニジン、Ｎ，Ｎ−ジアリールメラミン等のアミン置換トリアジン化合物；ポリアミド化合物；尿素誘導体；ウレタン化合物；ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムの無機酸塩、水酸化物、有機酸塩等が挙げられる。これらは、１種又は２種以上を混合して使用できる。
【００３２】
添加剤としては、特に限定されるものではないが、着色剤、核剤、可塑剤、離型剤、蛍光増白剤、ポリエチレングリコール、グリセリンのような帯電防止剤、ベンゾフェノン系化合物、ヒンダードアミン系化合物のような光安定剤等が挙げられる。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
ペレット状のポリアセタール樹脂ａまたはｂを、卓上型ホットプレス機を用いて２１０℃５分間加熱した後、減圧して１分間空気抜きを行った後、２０ＭＰａで５分間加熱した。その後、０℃の氷水で急冷し、膜厚２００μｍのフィルムを得た。これをゲージ長４ｍｍ、幅４ｍｍのノッチ型で打ち抜いて延伸処理用の材料とした。次に恒温槽を備えた小型引張試験機を用い、表１に記載した延伸温度で１０ｍｍ/ｍｉｎの引張速度で延伸処理を行った。延伸倍率が３倍のときの光線透過率を測定した。このときのフィルム膜厚は１５０μｍであった。測定結果は、表１にまとめて記載した。なお、比較例３では延伸処理時にフィルムが溶融したため、延伸が行えなかった。
【００３５】
光線透過率は、オーム電機社製ＰＬＥ−６を光源とした白色光を用い、白色のアクリル製のディフューザーで反射させて光度を調整した上で、試料上部より照射し、下部からＭｉｃｒｏｌｉｎｋｓ社製カメラを用いて輝度を測定した。試料無しの状態の輝度を１００％として、試料なしのときの輝度に対する試料測定時の輝度の割合を、光線透過率で表した。尚、光源からディフューザーまでの距離は１５ｃｍ、ディフューザーから試料までの距離は１０ｃｍ、試料からカメラまでの距離は６．５ｃｍとした。
【００３６】
透明性の評価は、得られたフィルムを蛍光灯に透かして目視で観察して行った。フィルムを通して蛍光灯の輪郭がはっきりと見える場合には○を、ややぼやけている場合を△、全体的にぼやけている場合を×とした。
【００３７】
また、用いたポリアセタール樹脂の融点をＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠した融解温度として、メルトフローインデックスをＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して測定した。その結果を次に示す。
【００３８】
ポリアセタール樹脂ａ：  融点１６５℃、メルトフローインデックス  １．５ｇ/１０ｍｉｎ。
ポリアセタール樹脂ｂ：  融点１６５℃、メルトフローインデックス  ８ｇ/１０ｍｉｎ。
【００３９】
ポリアセタール樹脂ａ、ｂは、いずれもオキシメチレンユニットを１００ｍｏｌとした際に、コモノマー由来のオキシアルキレンユニットが１．６ｍｏｌのポリアセタール樹脂であった。
【００４０】
【表１】
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