CN101074294B - 塑料薄膜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塑料薄膜，其形成宽度2000mm～5000mm，同时，对薄膜两面实施电晕处理，在至少一面中的宽度方向的两端部分别形成电晕处理的非处理部分。另外，本发明还提供一种塑料薄膜的制造方法，其是两面进行过电晕处理的塑料薄膜的制造方法，在宽度2000mm～5000mm的塑料薄膜的至少一面的宽度方向的两端部，分别形成电晕处理的非处理部分。根据本发明即使是两面实施过电晕处理的塑料薄膜，用卷绕机卷绕后也不发生粘连，从而可以将该薄膜顺利地供给切割工序。

Description

塑料薄膜及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种塑料薄膜及其制造方法，特别是涉及一种在两面实施过电晕处理的塑料薄膜及其制造方法。

背景技术

作为塑料薄膜的表面处理手段，众所周知的是电晕放电处理，其目的在于，通过将塑料薄膜的片材表面活性化，改良印刷油墨、剥离剂、粘接剂等涂布施工时或者以金属蒸镀为代表的蒸镀时的粘接性(润湿性)，有效地实施2次加工。

另一方面，由于含有聚酰胺树脂的聚酰胺薄膜的机械特性、光学特性、热特性、气体屏障性、坚韧性等优良，因此实施印刷、蒸镀、涂敷等2次加工，或者与密封薄膜等其它塑料薄膜或金属箔层叠做成层叠薄膜，主要广泛用于包装用途、特别是食品包装用途。

例如，在用于蒸馏的聚酯薄膜/聚酰胺薄膜/密封薄膜的构成的层叠薄膜时，作为中间层使用的聚酰胺薄膜，优选使用其两面实施过电晕处理的层叠薄膜。

依据一般的塑料薄膜的制造方法，在将未拉伸薄膜同时拉伸或依次拉伸进行热固定的工序和其后用卷绕机将薄膜卷绕成卷筒辊(原反辊)的工序之间实施电晕处理。在两面实施电晕处理时，在一个面上实施电晕处理，然后，再在另一个面上实施电晕处理。得到的卷筒辊转移到切割工序，剪成所希望的宽度、长度后，作为制品辊出厂。

但是，当在两面实施电晕处理时，有时产生如下不良现象，作为辊被卷绕时，由于通过电晕处理被活性化的表面之间接触，因此，在卷筒辊的薄膜之间屡次发生粘连，无法进行用于切割加工的卷出。

这种不良在两面蒸镀用聚丙烯薄膜中也能看到。作为其对策，在专利文献1、2中，公开有在两面实施过电晕处理的聚丙烯薄膜，改良了粘连性的薄膜。其中，在专利文献1中，在薄膜表面形成特定的直径的凸起，抑制粘连。另外，在专利文献2中，通过添加不含羰基的抗氧化剂，降低反应性，抑制粘连。

但是，在本来含有很多官能团的聚酰胺薄膜或聚酯薄膜中，即使应用上述改良，其效果也不充分。

[专利文献1]特开2001-2805号公报

[专利文献2]特开2002-234958号公报

发明内容

本发明的目的在于，解决上述问题，提供一种塑料薄膜及其制造方法，所述塑料薄膜是即使两面实施过电晕处理的塑料薄膜，在用卷绕机卷绕后也不发生粘连，从而可以顺利地供给切割工序。

在两面进行过电晕处理的塑料薄膜，通常在宽度为2000mm及2000mm以上的卷筒辊中容易发生粘连，相对于此，在通过切割剪成500mm左右～低于2000mm的普通的制品辊中，几乎不产生粘连。本发明者根据上述情况，对其理由进行了如下推测，

在制造宽度较宽的薄膜时，通常情况下，难以将薄膜完全作成平坦状，产生后述的松弛，当卷绕存在松弛的薄膜时，在宽度方向产生张力的偏差，其结果，一部分卷绕硬度升高。当将两面电晕薄膜卷绕成一部分卷绕硬度升高的状态时，产生粘连。

另一方面，通常认为，剪成低于2000mm的宽度的制品辊，上述的松弛相对变小、与卷筒辊相比卷长短、实施电晕处理后随着时间经过等情况，从而难以产生粘连。

因此，本发明者反复进行潜心研究的结果发现，通过将塑料薄膜制成中松弛(中间松弛)状，在两面实施电晕处理时，至少在薄膜一面的宽度方向的两端部形成非处理部分而卷绕，能达到上述目的，直至完成了本发明。

即，本发明的要点如下所述。

(1)一种塑料薄膜，其特征在于，其形成宽度2000mm～5000mm，同时，在两面实施电晕处理，在至少一面的宽度方向的两端部分别形成电晕处理的非处理部分。

(2)如(1)所述的塑料薄膜，其特征在于，其形成宽度3300mm～4500mm。(3)如(1)所述的塑料薄膜，其特征在于，所述塑料薄膜的松弛量为0.5～2.0。

(4)如(1)所述的塑料薄膜，其特征在于，所述塑料薄膜的润湿张力两面都是44～52mN/m。

(5)如(1)～(4)中任一项所述的塑料薄膜，其特征在于，所述塑料薄膜为聚酰胺薄膜。

(6)一种塑料薄膜的制造方法，其用于制造两面进行过电晕处理的塑料薄膜，其特征在于，其在宽度2000mm～5000mm的塑料薄膜的至少一面的宽度方向的两端部分别形成电晕处理的非处理部分。

(7)如(6)所述的塑料薄膜的制造方法，其特征在于，其使用宽度3300mm～4500mm的塑料薄膜。

(8)如(6)所述的塑料薄膜的制造方法，其特征在于，其将塑料薄膜的松弛量设定为0.5～2.0。

(9)如(6)所述的塑料薄膜的制造方法，其特征在于，其将塑料薄膜的润湿张力两面都设定为44～52mN/m。

(10)如(6)～(9)中任一项所述的塑料薄膜的制造方法，其特征在于，所述塑料薄膜为聚酰胺薄膜。

依据本发明，由于在形成宽度2000mm～5000mm的塑料薄膜的同时，在两面实施电晕处理，在至少一面的宽度方向的两端部分别形成电晕处理的非处理部分，故在卷筒辊中难以发生粘连，因此，通过在两面实施电晕处理，可以得到适中的塑料薄膜。

具体实施方式

下面，具体地说明本发明。

在本发明中，实施过电晕处理的塑料薄膜可以用公知的方法制造。例如，从T模挤出熔融聚合物后，用铸辊冷却，制作未拉伸片材，将其同时进行双轴拉伸或依次进行双轴拉伸。为了改良拉伸后的薄膜的尺寸稳定性，在200℃左右的温度下实施短时间的热处理。

本发明的塑料薄膜的宽度必须为2000mm～5000mm，优选为3000mm～4500mm。如果塑料薄膜的宽度低于2000mm，虽然难以产生粘连，但在工业生产中，由于通过切割工序剪成所希望的宽度的自由度变低，故生产性劣化，成本升高。相反地，当塑料薄膜的宽度超过5000mm时，拉伸应力过于升高，在拉伸工序中薄膜容易断裂，即使可以拉伸，松弛也相对变大，结果容易发生粘连。

在本发明中，薄膜必须是在其两面实施过电晕处理的薄膜。其原因在于，在不实施电晕处理或仅在一面实施过电晕处理时，不会产生粘连的问题。

可以用于本发明的电晕放电装置，具有卷绕薄膜的电晕处理辊和与该电晕处理辊上的卷绕薄膜的部分面对面设置的电晕放电用电极。电晕放电用电极安装在扭矩管上，并且，以可以接受来自振荡器的频率高的高压的交流电功率的供给的方式构成。而且，电晕放电装置至少设置于2处，以使其可以处理薄膜的两面。

电晕处理辊设定为在金属辊的周围形成橡胶层的构成，为了对薄膜实施均匀的电晕处理，以具有特定的电容率、耐电压和耐热性的方式构成电晕处理辊。

在本发明中，在塑料薄膜的宽度方向的两端部的至少一面，必须作成非电晕处理部分。优选在两端部的两面作成非电晕处理部分。非处理部分的宽度没有特别限定，优选10mm～100mm，进一步优选20mm～50mm。由于当非处理部分的宽度超过100mm时，成为两面电晕处理过的制品的部分减少，生产收率恶化，故不优选。当非处理部分的宽度低于10mm时，在薄膜的宽度方向的端部容易产生粘连。

为了作成非处理部分，只要使电极比薄膜宽度短、或将电极的相当于薄膜的端部的部分用绝缘体掩蔽即可。作为用于掩蔽的绝缘体，合成品可以例举：各种陶瓷、玻璃、合成树脂、合成橡胶等；天然品可以例举：橡胶类材料、天然树脂、油脂、石油类物质(石蜡、腊等)等。但没有特别限定。在用于掩蔽电极部分的覆盖方法中，有蒸镀、涂敷、绝缘胶带的粘贴等。这些方法没有特别限定，但是为了与各种薄膜宽度相对应，优选对电极以任意的宽度粘贴绝缘胶带。

下面，对薄膜的松弛进行说明。利用拉幅器法拉伸而成的薄膜，潜在有弯曲现象而引起的宽度方向的物性差。特别是当收缩应力的缓和不充分时，因宽度方向的位置不同而导致收缩量出现差异，其结果，观察到宽度方向的薄膜长度不同、薄膜的平坦性恶化的松弛。在将松弛进行定量化时，在宽度方向将卷绕成辊状的薄膜的表层切开后展开。于是，由于薄膜从卷绕时的张力释放、松弛复原，所以在宽度方向的任意位置测定流动方向、即周方向的长度时，其长度因测定位置不同而不同。此时，由该测定的长度的最大值和最小值对松弛量进行如下定义。

松弛量＝(最大值-最小值)÷最大值×1000

可以通过热固定的薄膜的冷却速度控制松弛量。即，通过减慢薄膜的冷却速度，进行收缩应力的缓和，松弛量变小。相反，当薄膜的冷却速度快时，收缩应力的缓和不充分，松弛量变大。

另外，流动方向的长度取最大值的位置，在薄膜的宽度方向位于离中央80％以内时，将其形状称为中松弛。不是这样的情况，表述为中吊起(中间吊起)。

在本发明中，优选塑料薄膜为中松弛形状。当不是中松弛时，沿薄膜的宽度方向的中央部附近容易粘连，难以得到将两端部设定为非电晕处理所产生的效果。

松弛量优选为0.5～2.0。当松弛量低于0.5时，薄膜的平面性优良，但两端部非处理的效果变小，容易粘连。当松弛量超过2.0时，产生皱褶进入原始薄膜，或者在切割后的制品辊中2次加工产生各种不良。

在本发明中，电晕处理优选将塑料薄膜的润湿张力调整到44～52mN/m。进一步优选为46～50mN/m。通过适当调整电晕处理度，可以实现上述范围的润湿张力。当润湿张力超过52mN/m时，容易粘连，或者薄膜劣化。当低于44mN/m时，容易产生如下不良，即2次加工后的密合性劣化，在蒸馏时层叠薄膜产生剥离等。

在本发明中，作为塑料薄膜，可以列举以聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂等为主要成分的薄膜。其中，优选以聚酰胺树脂为主要成分的薄膜。作为聚酰胺树脂，可以使用通过3元环以上的内酰胺、可以聚合的ω-氨基酸、二碱价酸和二胺等的缩聚得到的聚酰胺树脂。具体可以举出：ε-己内酰胺、氨基己酸、庚内酰胺、7-氨基庚酸、11-氨基十一酸、9-氨基壬酸、α-吡咯烷酮、α-哌啶酮等聚合物；或使六亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、间二甲苯二胺等二胺与对苯二酸、间苯二酸、己二酸、癸二酸、十二烷二碱价酸、戊二酸等二羧酸的盐进行缩聚得到的聚合物或它们的共聚物。例如可以举出：尼龙4、6、7、8、11、12、6·6、6·10、6·11、6·12、6T、6/6·6、6/12、6/6T、6I/6T等。从机械特性或热特性优良方面来考虑，包装用聚酰胺薄膜优选以尼龙6为主要成分的薄膜。

而且，根据需要，可以配合通常配合的各种添加剂及改性剂，例如滑材、耐热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、粘合性赋予剂、密封性改良剂、防雾剂、结晶核剂、脱模剂、增塑剂、交联剂、阻燃剂、着色剂(颜料、染料等)等。

另外，为了赋予功能性，也可以使用联机涂敷拉伸技术，在未拉伸的聚酰胺薄膜上涂敷抗静电剂、粘接改良组合物、屏蔽性树脂等后，将其进行拉伸。

另外，聚酰胺薄膜可以是单层薄膜，只要表层是聚酰胺，也可以是共挤出的层压薄膜。

[实施例]

下面，通过实施例具体地说明本发明。但是，对本发明而言，只要不脱离其要点，并不限定于这些实施例。

需要说明的是，薄膜的各物性利用下面所示的方法求出。

(1)润湿张力：根据JI S K6768进行测定。

(2)松弛量：沿宽度方向将卷绕成直径600mm以上的卷筒辊的表层切开后展开，卷绕时的张力释放，使松弛复原，在此基础上，在宽度方向以50mm间距分别测定周方向的长度。由其最大值和最小值，利用下式求出松弛量。

松弛量＝(最大值-最小值)÷最大值×1000

(3)粘连

观察从卷筒辊将薄膜卷出并进行切割时的、来自卷筒辊的薄膜的剥离情况，用以下的判定标准进行判定。

○：没有剥离音，可以容易地卷出。

△：虽然确认有剥离音，但薄膜没有破裂，可以卷出。

×：薄膜破裂，不能从卷筒辊卷出。

层叠强度(实施例1～9、比较例2)：在切割成宽度800mm的聚酰胺薄膜的一个面上，以4～5g/m²涂敷干层叠用聚氨酯类粘接剂(武田薬品工業社制、A515/A50)，利用干层叠法(温度80℃、压力490kPa)层叠聚酯薄膜(ユニチカ社制、PET-12、12μm)。然后，在另一个面上，同样操作层叠干层叠用未拉伸聚丙烯(東セロ社制、RXC-18、60μm)，得到聚酯/聚酰胺/聚丙烯薄膜构成的层叠体。

使用剪成宽度15mm的薄膜层叠体作为试样，在20℃×65％RH的环境下，利用T型剥离法以拉伸速度300mm/min的速度进行剥离，测定层叠强度。此时，分别测定聚酯/聚酰胺的层叠强度和聚酰胺/聚丙烯的层叠强度。需要说明的是，聚酯/聚酰胺的层叠强度为2N/cm及超过2N/cm的值、聚酰胺/聚丙烯的层叠强度为4N/cm及超过4N/cm的值是非常适合作为包装用薄膜。

实施例1

使用挤出机及T模，在温度235℃下将ユニチカ社制尼龙6(等级A1030BRF)熔融，作为未拉伸片材挤出，在将表面温度调温至15℃的冷却筒上使其密合且冷却，得到150μm厚的未拉伸片材。

将得到的片材送入调温至70℃的温水槽，实施1分钟的调湿处理。然后，将片材的宽度方向的两端部把持于平式同时双轴拉伸机的夹子上，在195℃的条件下，以纵3.0倍、横3.3倍的拉伸倍率实施同时双轴拉伸。然后，将横向的松弛率设定为5％，在200℃下实施3秒钟的热处理。而且，在150℃下将薄膜冷却2秒钟，用退出机退出，将薄膜的宽度方向的两端部的夹子的夹持端头切断。通过切断得到的聚酰胺薄膜的宽度为3500mm。然后，用绝缘胶带将电晕放电电极中的相对于薄膜宽度方向的两端部的场所掩蔽，将宽度方向的两端部分别残留30mm，在聚酰胺薄膜的表面侧的第1面上实施电晕处理，同样地，在背面侧的第2面上再实施电晕处理。电晕处理的条件，在空气环境下，将薄膜和电极的间隔设定为1mm，将处理电功率设定为20W min/m²。接下来用卷绕机卷绕，得到厚15μm的聚酰胺薄膜。对得到的薄膜，将基于热固定的薄膜的冷却速度的松弛量、基于电晕处理的程度的润湿张力、粘连性能、层叠强度测定的结果示于表1。

[表1]

实施例2～9、比较例1～3

将薄膜宽度、电晕非处理部的宽度、松弛量如表1所示进行变更。另外，在实施例5中，在180℃下冷却2秒钟，在实施例6中，在100℃下冷却2秒钟。在实施例7中，将薄膜中央部在180℃、将薄膜端部在150℃分别冷却2秒钟。在实施例8中，将第2面的电晕处理电功率设定为30Wmin/m²，在实施例9中，将第1面的电晕处理电功率设定为15W min/m²。除此之外，与实施例1同样地操作，得到薄膜。测定得到的聚酰胺薄膜的松弛量、润湿张力、粘连性能、层叠强度，其结果示于表1。

实施例10

使用挤出机及T模，在温度270℃下将ユニチカ社制聚对苯二甲酸乙二醇酯(熔点256℃、特性粘度0.67)熔融，作为未拉伸片材挤出，在将表面温度调温至20℃的冷却筒上使其密合且冷却，得到240μm厚的未拉伸片材。

在调温至85℃的圆周速度不同的辊间将得到的片材沿纵向拉伸4倍，然后，将片材的宽度方向的两端部把持于平式拉伸机的夹子上，在120℃的条件下，沿横向以5倍的拉伸倍率实施拉伸。然后，将横向的松弛率设定为2％，在230℃下实施3秒钟的热处理。而且，在180℃下将薄膜冷却2秒钟，用退出机退出，将薄膜的两端部的夹子的夹持端头切断。此时薄膜的宽度为4500mm。然后，用绝缘胶带将电晕放电电极中的相对于薄膜两端部的场所掩蔽，将宽度方向的两端部分别残留30mm，在聚酰胺薄膜的表面实施电晕处理，同样地，在背侧也实施电晕处理。电晕处理的条件，在空气环境下，将薄膜和电极的间隔设定为1mm，处理电功率是将第1面设定为20W·min/m2、将第2面设定为25W·min/m2。

接着，用卷绕机卷绕，得到厚度12μm的聚酯薄膜。对层叠强度而言，用变更为聚酰胺/聚酯/聚丙烯构成的层叠薄膜，测定聚酰胺/聚酯、聚酯/聚丙烯的层叠强度。聚酰胺薄膜使用ユニチカ社制ON-15、15μm。聚丙烯薄膜使用東セロ社制RXC-18、60μm。如下实施层叠，使用干层叠用聚氨酯类粘接剂(武田薬品工業社制、A515/A50)，在温度80℃、压力490kPa下进行干层叠。

对得到的层叠薄膜，测定其松弛量、润湿张力、粘连性能、层叠强度，其结果示于表1。利用T型剥离法、以拉伸速度300mm/min测定层叠强度。

实施例1～5、实施例8及实施例10的薄膜是不发生粘连、且层叠强度高的聚酰胺薄膜。但是，实施例4的薄膜，由于扩宽了非电晕处理部分，故成为制品的两面电晕部分的比例低，成本稍高。

实施例6的薄膜也是不发生粘连、且层叠强度高的聚酰胺薄膜。但是，由于松弛量大，若干皱褶进入到原始薄膜中。

实施例7的薄膜，其松弛的形状虽然为中吊起，但由于在容易受外部环境的影响的端部形成电晕处理的非处理部，故在薄膜卷出时没有发生由粘连引起的破裂。

实施例9的薄膜，由于电晕处理度低，故虽然没有发生粘连，但层叠强度稍低。

比较例1的薄膜，由于在薄膜的宽度方向的端部没有制作非处理部，故在原始薄膜中发生了粘连。因此，不能提供于层叠。

比较例2的薄膜，由于原始薄膜的宽度过窄，故作为工业生产机器(機台)的成本高。

比较例3的薄膜，由于要得到的原始薄膜的宽度过宽，故在拉伸工序中发生破裂。因此，未能得到拉伸聚酰胺薄膜。

Claims (6)

1.一种塑料薄膜，其特征在于，其形成宽度为2000mm～5000mm，同时，在两面实施电晕处理，在至少一面的宽度方向的两端部，分别形成电晕处理的非处理部分，所述非处理部分的宽度为10～100mm，所述塑料薄膜的松弛量为0.5～2.0，所述塑料薄膜的润湿张力两面都是44～52mN/m，其中，所述松弛量的定义和测定方法如下：

沿宽度方向将卷绕成直径600mm以上的卷筒辊的表层切开后展开，卷绕时的张力释放，使松弛复原，在此基础上，在宽度方向以50mm间距分别测定周方向的长度，由其最大值和最小值，利用下式求出松弛量，松弛量＝(最大值-最小值)÷最大值×1000。

2.如权利要求1所述的塑料薄膜，其特征在于，其形成宽度为3300mm～4500mm。

3.如权利要求1～2中任一项所述的塑料薄膜，其特征在于，所述塑料薄膜为聚酰胺薄膜。

4.一种塑料薄膜的制造方法，其是两面进行过电晕处理的塑料薄膜的制造方法，其特征在于，在宽度2000mm～5000mm的塑料薄膜的至少一面的宽度方向的两端部，分别形成电晕处理的非处理部分，将所述非处理部分的宽度设定为10～100mm，将所述塑料薄膜的松弛量设定为0.5～2.0，将所述塑料薄膜的润湿张力两面都设定为44～52mN/m，其中，所述松弛量的定义和测定方法与权利要求1中的定义和测定方法相同。

5.如权利要求4所述的塑料薄膜的制造方法，其特征在于，使用宽度3300mm～4500mm的塑料薄膜。

6.如权利要求4～5中任一项所述的塑料薄膜的制造方法，其特征在于，所述塑料薄膜为聚酰胺薄膜。