CN101193737B - 双轴拉伸聚酯膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在膜的长度方向和宽度方向的2个方向上有效地降低双轴拉伸膜固有的热收缩特性且所得的双轴拉伸膜的平面性和机械特性优异的聚酯膜的制造方法。本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法是,对向膜的长度方向和宽度方向被拉伸并实施了热处理的双轴拉伸聚酯膜实施宽度方向的松弛处理和采用减小布铗间隔的方法进行长度方向的松弛处理时,在该宽度方向的松弛处理工序和该长度方向的松弛处理工序之间保持该双轴拉伸聚酯膜为拉伸状态。
Description
技术领域
本发明涉及制造热收缩小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜的方法。
背景技术
向纵向和横向的双轴方向被拉伸的聚酯膜由于具有优异的机械特性,故用于各种领域。由于在构成聚酯膜的聚酯中,特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下有时称为PET)或聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(以下有时称为PEN)具有优异的机械特性和热特性,尤其是PET价格低廉等,所以用于更广泛的领域中。
此处,向双轴方向拉伸的聚酯膜通过拉伸膜使分子取向,提高强度等机械特性。另一方面,该双轴拉伸聚酯膜具有下述性质:由于分子链上残留有变形,所以受热释放分子链的变形而收缩。
上述热收缩特性通常妨碍该双轴拉伸聚酯膜在工业用途等方面的应用。
在双轴拉伸后,通过在拉幅机中进行热处理(也称为热固定),释放该分子链的变形。此时,一般来说热收缩量随着该热处理温度而降低,但仅通过该热处理通常无法完全除去该变形。
作为除去该残留变形的方法,有时采用使拉幅机的轨道宽度变窄、在膜的宽度方向稍有收缩的方法。
但是,该方法无法除去机械方向、即膜长度方向的残留变形。因此,针对除去膜长度方向的残留变形的方法,迄今已研究了各种方法。
例如,提出了下述方法,即边慢慢减小拉幅机的布铗(clip)间隔(clip intervals),边使膜移动,由此,在膜的长度方向进行松弛处理(参见专利文献1)。
另外,还提出了下述方法,将膜在拉伸(stretching)状态下冷却至210℃以下的温度后,边将该膜退火,边在机械方向进行2.5%以下的松弛处理,对宽度方向进行5.0%以下的松弛处理(参见专利文献2)。
但是,专利文献1的方法存在下述问题:如果增加松弛量,则松弛处理前的布铗间隔变宽,膜的布铗夹持部和非夹持部的物性不均变大。
另外,有时也采用下述方法:暂时将膜卷绕后,边慢慢开卷,边用烘箱进行加热处理,此时,使膜的长度方向存在移动速度差,进行松弛处理,但该方法存在进行松弛加工导致成本增高的问题。
专利文献2的方法存在无法制造充分满足近年特别是逐渐提高的平面性要求的膜的问题。
即,近年,例如用作显示器部件的光学膜伴随平板显示器(FPD)的大型化,必须进行宽幅加工,故对输送性或加工时的变形等的要求变得越来越严格。
专利文献1:特公平4-28218号公报(第2页)
专利文献2:专利第3539588号公报(第3~5页)
发明内容
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供一种制造双轴拉伸聚酯膜的方法、特别是优选用于平板显示器用途等的双轴拉伸聚酯膜的方法,所述方法通过廉价的工序在膜的长度方向和宽度方向上充分地降低双轴拉伸聚酯膜固有的热收缩特性且所得的双轴拉伸聚酯膜的平面性和机械特性优异。
达到上述目的的本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法为下述(1)的方法。
(1)一种双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,对在膜的长度方向和宽度方向上被拉伸并实施了热处理的双轴拉伸聚酯膜实施宽度方向的松弛处理和采用减小布铗间隔的方法进行的长度方向的松弛处理时,在该宽度方向的松弛处理工序和该长度方向的松弛处理工序之间保持该双轴拉伸聚酯膜为拉伸(stretching)状态。
另外,本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法更具体优选为以下(2)~(5)中的任一种方法。
(2)如上述(1)所述的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,在所述宽度方向的松弛处理后,保持该膜为拉伸状态,然后实施所述长度方向的松弛处理。
(3)如上述(1)所述的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,所述长度方向的松弛处理后,保持该膜为拉伸状态,然后实施所述宽度方向的松弛处理。
(4)如上述(1)~(3)中任一项所述的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,进行保持该膜为拉伸状态时,将所述双轴拉伸聚酯膜在拉伸状态下保持1秒~30秒的时间。
(5)如上述(1)~(4)中任一项所述的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,作为所述被双轴拉伸的聚酯膜使用具有层叠结构的双轴拉伸聚酯膜,所述层叠结构是在至少单面上形成树脂层而形成的,所述树脂层以选自聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯类树脂及聚酰胺类树脂中的1种以上树脂为主成分。
根据上述本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,能有效地且不导致成本较大增加地制造热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
由本发明的制造方法所得的双轴拉伸聚酯膜是极其优异的,不会产生热收缩特性或平面性等问题,利用该特性可以有用地用作例如特别是平板显示器用部件等的光学用膜。
具体实施方式
以下,详细说明用于实施本发明的聚酯膜的制造方法的最佳实施方案。
本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法如下所述:对在膜的长度方向和宽度方向上被双轴拉伸的聚酯膜实施热处理,然后,在实施宽度方向的松弛处理和采用减小布铗间隔的方法的机械方向的松弛处理时,在该宽度方向的松弛处理工序和该长度方向的松弛处理工序之间,将聚酯膜暂时保持拉伸状态。
本发明中所用的被双轴拉伸的聚酯膜是指在膜的机械方向(膜长度方向)、和与该机械方向成直角的方向(宽度方向)上进行拉伸所得到的膜。具体而言,可以举出下述双轴拉伸聚酯膜:将熔融挤出聚酯成片材状所得的实质上无取向的膜在长度方向上拉伸后、在宽度方向拉伸所得到的聚酯膜;或者将其在宽度方向上拉伸后、在长度方向上拉伸所得到的聚酯膜;或者将其在长度方向和宽度方向上同时拉伸得到的聚酯膜等,另外,该膜也可以是组合进行多次长度方向的拉伸和宽度方向的拉伸所得到的聚酯膜。
特别是,通过同时双轴拉伸所得的双轴拉伸聚酯膜与依次双轴拉伸所得的双轴拉伸聚酯膜相比,各向异性小,并且由于制造聚酯膜的工序中与辊接触的机会比依次双轴拉伸少,故表面缺陷少,特别优选用作本发明的膜。
本发明的方法中,为了赋予被双轴拉伸的该聚酯膜低热收缩性和平面性,必须进行热处理。但是,仅通过热处理通常得不到充分的低热收缩性和平面性。即,通常通过从高温状态冷却,使高温时的热膨胀部分冷却,随之发生可逆性收缩,所以蓄积了变形,附加了在从玻化温度至150℃的范围内的热收缩。从而,为了抑制该热收缩,在拉幅机内的热处理后进行冷却的工序中,实施松弛处理以吸收伴随该冷却的可逆收缩部分是重要的。热处理后,进行减小拉幅机的轨道宽度的宽度方向(TD方向)的松弛处理和减小布铗间隔的长度方向(MD方向)的松弛处理是重要的,但仅同时进行TD方向的松弛处理和MD方向的松弛处理或仅连续地进行TD方向的松弛处理和MD方向的松弛处理,得不到充分的低热收缩性、平面性。
本发明人等进行了深入的研究,结果发现通过(a)在被双轴拉伸的聚酯膜的热处理后减小拉幅机的轨道宽度,首先在TD方向进行松弛处理,然后,保持该聚酯膜处于拉伸状态,之后立即减小布铗间隔,在MD方向进行松弛处理,由此能得到同时实现低热收缩性和平面性的聚酯膜。
或者,上述2个方向的松弛处理并不需要按照上述(a)的顺序进行,可以为相反的顺序,即,(b)在被双轴拉伸的聚酯膜的热处理后,减小布铗间隔,首先在MD方向进行松弛处理,然后,保持该聚酯膜为拉伸状态,之后,立即减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向进行松弛处理,由此,同样能得到同时实现低热收缩性和平面性的聚酯膜。
即,本发明人等发现通过采用上述(a)或(b)中的任一种制造方法,均可以制造同时实现优异的低热收缩性和优异的平面性的双轴拉伸聚酯膜。
上述本发明的方法中,所谓“宽度方向的松弛处理”是指在一定温度条件下,在宽度方向上收缩膜的处理。该“宽度方向的松弛处理”,例如,如上所述,可以通过减小边用布铗夹持膜边移动的拉幅机的轨道宽度来进行。除此之外,也可以将暂时卷曲的膜以辊的状态直接放置于一定温度气氛下来进行。本发明的方法中,该“宽度方向的松弛处理”的技术主旨为在实际的膜制造工序中边使膜连续移动边进行处理,故通过收缩拉幅机的轨道宽度而在宽度方向收缩膜是实际操作中最优选的方法。
另外,所谓“长度方向的松弛处理”是指在一定温度条件下,在长度方向缩短膜的处理。并且,特别是“采用减小布铗间隔的方法进行的长度方向的松弛处理”是指下述处理:在具有减小布铗间隔的结构的拉幅机中,通过慢慢减缓夹持膜的布铗的速度来减小布铗间隔,使膜在长度方向缩短。除此之外,作为“长度方向的松弛处理”,有将暂时卷曲的膜开卷,使其通过烘箱,以慢于开卷速度的速度进行再卷曲的方法。还有下述方法:在拉幅机的出口处用辊收取膜时,减缓辊的收取速度使其低于从拉幅机出口被供给的膜的速度。本发明的方法中,“长度方向的松弛处理”的技术主旨为在实际的膜制造工序中,边使膜连续移动边进行松弛处理,并且,在上述拉幅机出口处实施松弛处理的方法通常难以控制松弛处理中的膜的温度,故通过减少布铗间隔使膜在长度方向上缩短是实际操作中最优选的方法。
由于上述松弛处理在热处理工序后实施,故该松弛处理在80℃以上且在该热处理的温度以下的条件下进行。
另外,本发明的方法中,作为进行上述2个松弛处理工序时的中间工序所设的该双轴拉伸聚酯膜的“保持拉伸状态”是指不在TD方向上减小或扩大拉幅机的轨道宽度、且不在MD方向上减小或扩大布铗间隔,在该状态下将膜输送至烘箱中。因此,在相当于本发明中所说的上述松弛处理的条件或相当于拉伸处理的条件下的保持即使在膜上产生拉伸状态,也均不包括在其中。即,在TD方向上减小或扩大拉幅机的轨道宽度时,或者,在MD方向上减小或扩大布铗间隔时,即使是对膜施加拉伸力的情况,也不是本发明所说的“拉伸状态”。
另外,“保持拉伸状态”的“保持”的技术主旨是在实际的膜制造工序中,边使膜连续移动边进行保持,故实际操作中最优选的方法是在拉幅机内用布铗夹持膜,使TD方向的轨道宽度和MD方向的布铗间隔处于一定状态,使膜移动。
另外,该“保持拉伸状态”是在温度条件相对于TD方向的松弛处理的温度条件和MD方向的松弛处理的温度条件,不发生温度急剧变化的前提下,在各个松弛处理的温度条件之间的温度下进行。因此,在一个拉幅机内边输送膜,边进行松弛处理和“保持拉伸状态”是重要的。
本发明的方法中,作为保持拉伸状态的时间,优选在1秒以上,较优选为2秒以上,通过在拉伸状态下保持该时间,进行上述TD方向的松弛处理和MD方向的松弛处理,可以更好地发挥本发明所希望的效果。
保持膜的时间因膜的移动速度和拉伸状态保持区域的区域长度的不同而不同,保持时间的上限在有效的范围内优选设定在30秒。
本发明中,为了满足被双轴拉伸的聚酯膜的热收缩特性和平面性,MD方向的松弛率优选在0.5%~5%的范围内,较优选在1%~2%的范围内。
此处所说的“MD方向的松弛率”是指布铗等周期排列的夹具的中心间距离在1单位长度方向的收缩比例,设即将开始长度方向的松弛处理前的膜输送速度为Vi,刚结束长度方向的松弛处理后的膜输送速度为Vf时,MD方向的松弛率为用下式(1)表示的值。
MD方向的松弛率(%)={(Vi-Vf)/Vi}×100......(1)
另外,TD方向的松弛率优选在1%~12%,较优选在3%~8%。
此处的“TD方向的松弛率”是膜在宽度方向收缩的比例,设即将开始宽度方向的松弛处理前的膜宽度为Li,刚结束宽度方向的松弛处理后的膜宽度为Lf时,TD方向的松弛率为用下式(2)表示的值。
TD方向的松弛率(%)={(Li-Lf)/Li}×100......(2)
热处理温度优选在215℃~255℃,较优选在225℃~245℃。结束TD方向的松弛处理和MD方向的松弛处理的温度优选在200℃~80℃之间,较优选在160℃~120℃之间。
本发明的方法中,通过将保持拉伸状态的时间优选设定在1秒以上、较优选设定在2秒以上,可以确实地分离TD方向的松弛处理和MD方向的松弛处理,可以在TD方向的松弛处理和MD方向的松弛处理不发生干扰的前提下释放TD方向的分子链的变形和MD方向的分子链的变形,关于明确的机制尚有未阐明的地方,但由于能有效地释放该两方向的分子链的变形,故认为能显著提高热收缩特性。
假定同时进行TD方向的松弛处理和MD方向的松弛处理,则根据本发明人等的各种知识,MD方向的松弛处理几乎不发挥效果,结果MD方向的热收缩率几乎不降低,故而不优选。
需要说明的是,作为保持拉伸状态的时间为30秒以上的较长时间的情形,认为有拉伸状态保持区域长的情形或制膜速度慢的情形,前者的情况下将烘箱不必要地延长,能量成本增加,故不优选,或者,后者的情况生产率差而不优选。
由本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法所得的被双轴拉伸的聚酯膜的厚度没有特别限定,但适合用于光学用膜等工业材料用途的厚度优选在50μm~500μm,较优选在70μm~360μm。
因此,欲制造用于工业材料用途的膜时,优选制造厚度在50μm~500μm、较优选在70μm~360μm的双轴拉伸聚酯膜。
由本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法所得的双轴拉伸聚酯膜优选雾度(haze)值为5%以下,且全光线透过率在86%以上,较优选雾度值为3%以下且全光线透过率为88%以上,最优选雾度值为1%以下且全光线透过率为90%以上。
雾度值与全光线透过率的值在上述范围内时,优选用于光学用膜等工业材料用途。雾度值可以通过适当改变添加至膜原料中的粒子的添加率进行控制。另外,全光线透过率除可以通过改变上述粒子的添加率来控制之外,还可以适当改变用于涂布层的材料的处方来控制。
另外,由本发明的制造方法得到的双轴拉伸聚酯膜在MD方向和TD方向上的各个收缩率的值为在150℃的温度(干热)下于自由状态下放置30分钟时的值,优选在0.8%以下,较优选在0.5%以下,更优选在0.3%以下。
需要说明的是,此处所说的“MD方向的收缩率”是如下所计算的值:将膜在MD方向以长度LMDO的间隔标记2点,在加热至温度为150℃的烘箱中处理30分钟,然后,以在室温(23℃)、相对湿度65%下充分放冷后的标记间隔为LMD时,根据下述定义式计算得到。
MD方向的收缩率(%)={(LMDO-LMD)/LMDO}×100
“TD方向的收缩率”是如下所计算的值:将膜在TD方向以长度LTDO的间隔标记2点,在加热至温度为150℃的烘箱中处理30分钟,然后,以在室温(23℃)、相对湿度65%下充分放冷后的标记间隔为LTD时,根据下述定义式计算得到。
MD方向的收缩率(%)={(LTDO-LTD)/LTDO}×100
以下,对本发明中所用的聚酯膜等进行一般性说明。
构成本发明中所用的聚酯膜的聚酯是指由二醇和二羧酸通过缩聚所得到的聚合物,二羧酸以对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸、己二酸及癸二酸等为代表,另外,二醇以乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇及环己烷二甲醇等为代表。
作为该聚酯,具体地可以举出例如聚对苯二甲酸甲二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸四亚甲酯、聚对羟基苯甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯及聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等。当然,上述聚酯可以为均聚物,也可以为共聚物,作为共聚成分,例如可以举出二甘醇、新戊二醇及聚烷撑二醇等二醇成分或己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸及2,6-萘二甲酸等二羧酸成分。
本发明中,从机械强度、耐热性、耐化学药品性和耐久性等观点考虑,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯,其中,从价格低廉方面考虑,最优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯。
另外,上述聚酯中,可以根据需要添加各种添加剂,例如抗氧化剂、防带电剂、成核剂、无机粒子及有机粒子等。
另外,本发明中,聚酯膜优选具有层叠结构。作为层叠结构,可以举出由共挤出聚合物进行的层叠或在聚酯膜基材上涂布涂布液的层叠等得到的层叠结构。后者的涂布涂布液的工序可以根据需要选择在拉伸聚酯膜基材前、拉伸工序过程中、或进行拉伸·热处理后等进行,但通过在拉伸前或拉伸工序过程中等膜制造工序内进行,可以简化工序。
作为在聚酯膜基材上涂布涂布液的方法,可以使用各种涂布方法,例如可以举出反式涂布法、凹版涂布法、标尺计量涂布法(rodcoat)、棒涂法(bar coating)、绕线棒涂法(wire bar coating)、金属膜涂布法及喷涂法等。没有特别的限定,考虑涂布形成的涂布膜(树脂层)的涂布的均匀性或粘合性,可以事先对聚酯膜基材的表面实施电晕放电处理。
上述层叠结构主要为了赋予符合其用途的表面特性而进行的。例如,能赋予油墨或调色剂等的易粘合性或赋予抑制静电的防带电性等特性。
另外,使用本发明的双轴拉伸聚酯膜作为光学用膜基材时,与棱镜透镜加工、硬涂膜加工及防反射加工等后加工处理的材料之间的优异的易粘合性是必要的。
为了改良该后加工处理的另一方材料和聚酯膜的粘合性,优选在被双轴拉伸的聚酯膜的至少单面上设置高分子易粘合层(树脂层),所述高分子易粘合层由组合物形成,该组合物以选自主要包括聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯类树脂及聚酰胺类树脂的组中的一种以上树脂为主成分。该高分子易粘合层中可以添加各种添加剂,例如抗氧化剂、成核剂、无机粒子及有机粒子等。特别是多孔质二氧化硅,其折射率与易粘合层的树脂相近,保持膜表面的透明性,同时赋予易滑性,并提高聚酯膜的处理性,故而是有效的。该高分子易粘合层(树脂层)可以优选将其厚度设定在10~150nm。
然后,以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为聚酯为例,说明本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,但本发明不限定于所述例子,因树脂种类的不同,干燥条件、挤出条件及拉伸温度等的条件也不同。
即,举出一例,例如根据常规方法,由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化,或者,将对苯二甲酸二甲酯和乙二醇进行酯交换,得到对苯二甲酸双-β-羟乙酯(BHT)。然后,将该BHT移入聚合槽,边搅拌边在真空下加热至280℃的温度,进行聚合反应。此处,测定搅拌的转矩,当达到规定的转矩时终止反应。从聚合槽将聚对苯二甲酸乙二醇酯喷出成肠管状,用水冷却后将其切断成颗粒状。然后,将由此聚合得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯的颗粒在180℃的温度下真空干燥5小时后,供给于加热至温度为270~300℃的挤出机,从T模挤出成片材状。将该熔融后的片材状物通过静电力粘合固化在转筒表面温度冷却至25℃的转筒上,得到实质上为非晶状态的成型聚酯膜。用温度为70~120℃的加热辊组加热该成型聚酯膜,在长度方向经一步或多步拉伸2~6倍,用温度为20~50℃的辊组冷却。接下来,根据需要使用棒涂器在该单轴拉伸聚酯膜的单面或两面上,涂布由组合物形成的涂布液,所述组合物是以构成高分子易粘合层的聚酯类树脂等树脂为主成分的组合物,然后,导入拉幅机,边用布铗夹持该单轴拉伸聚酯膜的两端,边在加热至温度为80~140℃的热风气氛中加热,在宽度方向拉伸2.5~6倍。
此处,本发明的制造方法在高温下对该被双轴拉伸的聚酯膜进行热处理,该聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯时,优选在215℃~255℃的温度下,较优选在225℃~245℃的温度下,在急剧升温、短时间的条件下进行热处理。然后,采用上述方法(a)时,在热处理后,代表性地采用减小拉幅机轨道宽度的方法进行TD方向的松弛处理,继而在将拉幅机宽度和布铗间隔保持一定的拉伸保持区域中优选保持1秒以上、较优选保持2秒以上后,进一步采用边用拉幅机的布铗夹持边减小布铗的间隔的方法进行MD方向的松弛处理,或者,采用上述方法(b)时,在热处理后,采用边用拉幅机的布铗夹持边减小布铗的间隔的方法进行MD方向的松弛处理,继而在将轨道宽度和布铗间隔保持一定的拉伸保持区域中优选保持1秒以上、较优选为2秒以上后,进一步通过减少拉幅机轨道宽度的方法进行TD方向的松弛处理。根据本发明,通过实施上述一系列处理,可以将制得的双轴拉伸聚酯膜的热收缩率抑制在较低水平,且得到平面性也优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例
以下,基于实施例具体地说明本发明的聚酯膜的制造方法。
另外,本发明的说明中所用的各物性值的评价方法如下所示。
[物性值的评价方法]
(1)150℃、30分钟的热收缩率
从膜上取得宽10mm、长约250mm的样品,以约200mm的间隔进行十字标记,使用组合了(株)尼康制的万能投影机和三丰商事(株)制的直线尺(linear scale)(精度0.001mm)的测长机正确地测定该间隔,作为L0(mm)。将该试样在加热至干热温度为150℃的烘箱中处理30分钟,然后,在室温(23℃)、相对湿度65%下充分放冷后,再次用测长机测定标记间隔,作为L(mm)。
根据热收缩率=(L0-L)×100/L0(%)进行计算,使用5个试样的平均值作为热收缩率。
(2)平面性
将膜切成A2版,将该膜展开放置于水平台上。在该膜的上部(距离膜面20cm的上方)悬挂1根线,使其呈现充分伸长的直线状态。需要说明的是,从正上方观察膜时,该线成为从膜的一方短边的中点连接另一方短边的中点的直线。边观察投影在该膜上的线的反射像,边改变观察角度,观察线的反射像通过膜整个表面的状态。然后,用该投影的线呈现弯曲状态的发生程度的多少评价平面性。评价的基准如下所示。
将在整个表面上看不见弯曲部分的试样评价为“优秀”,在下述表2中标记为“◎”。
另外,将在整个表面上有2处以下弯曲部分的试样评价为“良好”,在表2中标记为“○”。
将在整个表面上有3处以下弯曲部分的试样评价为“稍不良”,在表2中标记为“△”。
将在整个表面上有4处以上弯曲部分的试样评价为“不良”,在表2中标记为“×”。
(3)雾度和全光线透过率
雾度和全光线透过率的测定如下进行:在常态(温度23℃、相对湿度65%)下将膜(试样)放置2小时后,使用Suga试验机(株)制的全自动直读雾度计算机HGM-2DP进行测定。
以测定3次得到的平均值作为该试样的雾度和全光线透过率。
(4)MD方向的松弛率和TD方向的松弛率
如本文中所述地测定MD方向的松弛率,即以即将开始长度方向的松弛处理前的膜输送速度为Vi,以刚结束长度方向的松弛处理后的膜输送速度为Vf时,MD方向的松弛率为下述(1)表示的值。
MD方向的松弛率(%)={(Vi-Vf)/Vi}×100......(1)
如本文中所述地测定TD方向的松弛率,即以即将开始宽度方向的松弛处理前的膜宽度为Li,以刚结束宽度方向的松弛处理后的膜宽度为Lf时,TD方向的松弛率为下述(2)表示的值。
TD方向的松弛率(%)={(Li-Lf)/Li}×100......(2)
实施例1
将极限粘度为0.65的聚对苯二甲酸乙二醇酯的颗粒在1 80℃的温度下真空干燥5小时后,供给于加热至温度为270℃~300℃的挤出机,用T模成型为片材状。进一步通过静电力将该片材状物粘结固化至表面温度为25℃的冷却滚筒上,得到未拉伸的聚酯膜。用温度为70~100℃的加热辊组加热该未拉伸的聚酯膜,一步纵向拉伸3.4倍,用温度为20~50℃的辊组冷却。使用棒涂器以厚度6μm在该单轴拉伸聚酯膜的两面涂布含有易滑剂(粒径0.1μm的胶体二氧化硅固态成分比为0.5重量%)的水分散性聚酯类树脂的水分比为4.5重量%的涂布液后,以40m/分钟的速度导入拉幅机上,边用布铗夹持该涂布聚酯膜的两端,边在加热至温度为90℃的热风气氛中预热,在温度为100℃的热风气氛中横向拉伸3.6倍。
将由此得到的被双轴拉伸的聚酯膜直接在拉幅机中继续进行温度为230℃的热处理,热处理后在从230℃至200℃的退火区间减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为3m、保持该拉伸状态的时间为4.5秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔。接下来,在150℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.0%的松弛处理,然后,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边(trimming),并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例2
将与实施例1相同地实施了纵向拉伸、涂布和横向拉伸的输送速度为40m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在250℃的温度下进行热处理,热处理后,在从250℃至220℃的退火区间,缩小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为3m、时间为4.5秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在150℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.0%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例3
将与实施例1相同地实施了纵向拉伸、涂布和横向拉伸的输送速度为40m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后,在从230℃至200℃的退火区间,减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为3m、时间为4.5秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在130℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.0%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例4
将与实施例1相同地实施了纵向拉伸、涂布和横向拉伸的输送速度为40m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后,在从230℃至200℃的退火区间,减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为1.5m、时间为4.5秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在150℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施1.5%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例5
将与实施例1相同地实施了纵向拉伸、涂布和横向拉伸的输送速度为20m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后,在从230℃至200℃的退火区间,缩下拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为3m、时间为9.0秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在150℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.0%松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为350μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例6
使用棒涂器在与实施例1相同地得到的未拉伸聚酯膜的两面上相同地涂布由与实施例1相同的组成形成的涂布液后,用双轴拉伸机同时纵向拉伸3.3倍、横向拉伸3.5倍。将输送速度40m/分钟的该膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后在从230℃至210℃的退火区间,减小布铗间隔,在MD方向实施2.0%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为3m、时间为4.5秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在从210℃至180℃的退火区间,减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例7
将与实施例1相同地实施了纵向拉伸、涂布和横向拉伸的输送速度为40m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后,在从230℃至200℃的退火区间,减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为1.0m、时间为1.5秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在150℃的温度下缩小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.0%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例8
将与实施例1相同地实施了纵向拉伸、涂布和横向拉伸的输送速度为40m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后,在从230℃至200℃的退火区间,缩小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为3m、时间为4.5秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在150℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.5%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例9
与实施例1相同地进行纵向拉伸,使用棒涂器在该单轴拉伸聚酯膜的两面以厚度为6μ涂布含有易滑剂(粒径为0.1μm的胶体二氧化硅固态成分比为0.5重量%)的水分散性丙烯酸类树脂的水分比为3.0重量%的涂布液后,将与实施例1相同地实施了横向拉伸的输送速度为40m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在220℃的温度下进行热处理,热处理后,在从220℃至200℃的退火区间,减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为3m、时间为4.5秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在150℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.0%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例10
与实施例1相同地进行纵向拉伸,使用棒涂器在该单轴拉伸聚酯膜的两面以厚度为6μm涂布含有易滑剂(粒径为0.1μm的胶体二氧化硅固态成分比为0.5重量%)的水分散性氨基甲酸酯类树脂的水分比为4.5重量%的涂布液后,将与实施例1相同地实施了横向拉伸的输送速度为90m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后,在从230℃至200℃的退火区间,缩小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为1.5m、时间为1.0秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在150℃的温度下缩小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.0%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为50μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
实施例11
使用极限粘度为0.65的聚对苯二甲酸乙二醇酯,向其中混合添加平均粒径为0.1μm的碳酸钙至0.5重量%,得到原料颗粒,将与实施例1相同地对该原料颗粒实施纵向拉伸、涂布和横向拉伸得到的输送速度为90m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后,在从230℃至200℃的退火区间,减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%的松弛处理,然后,在拉伸保持区域的区域长度为1.5m、时间为1.0秒的条件下保持轨道宽度和布铗间隔,接下来,在120℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施1.2%的松弛处理,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为50μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,可以得到热收缩率小、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜。
比较例1
将与实施例1相同地实施了纵向拉伸、涂布及横向拉伸的输送速度为40m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在拉幅机中继续在230℃的温度下进行热处理,热处理后,宽度方向、机械方向均不实施松弛处理,在80℃下退火,从拉幅机上取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示。与实施例1相比,由于未实施松弛处理,故为热收缩率高的双轴拉伸聚酯膜。
比较例2
将与实施例1相同地实施了纵向拉伸、涂布及纵向拉伸的输送速度为40m/分钟的被双轴拉伸的聚酯膜在230℃的温度下进行热处理,热处理后,在从230℃至200℃的退火区间,减小拉幅机的轨道宽度,在TD方向实施4%松弛处理,然后,不具有拉伸保持区域,在150℃的温度下减小拉幅机的布铗间隔,在MD方向实施2.0%松弛处理,从拉幅机中取出,对聚酯膜的两端部的边缘部分进行修边,并卷曲,得到厚度为125μm的双轴拉伸聚酯膜。
上述的制造条件简略地示于表1。
所得的双轴拉伸聚酯膜的物性如表2所示,得到热收缩率小、但是平面性差的双轴拉伸聚酯膜。
[表1]
制膜速度(m/分钟) | 热处理温度(℃) | TD方向的松弛条件 | 拉伸处理区域长度(m) | 拉伸保持时间(秒) | MD方向的松弛条件 | 松弛处理的顺序 | |||
松弛率(%) | 温度(℃) | 松弛率(%) | 温度(℃) | ||||||
实施例1 | 40 | 230 | 4.0 | 230→200 | 3 | 4.5 | 2.0 | 150 | TD→MD |
实施例2 | 40 | 250 | 4.0 | 250→220 | 3 | 4.5 | 2.0 | 150 | TD→MD |
实施例3 | 40 | 230 | 4.0 | 230→200 | 3 | 4.5 | 2.0 | 130 | TD→MD |
实施例4 | 40 | 230 | 4.0 | 230→200 | 3 | 4.5 | 1.5 | 150 | TD→MD |
实施例5 | 20 | 230 | 4.0 | 230→200 | 3 | 9.0 | 2.0 | 150 | TD→MD |
实施例6 | 40 | 230 | 4.0 | 210→180 | 3 | 4.5 | 2.0 | 230→210 | MD→TD |
实施例7 | 40 | 230 | 4.0 | 230→200 | 1 | 1.5 | 2.0 | 150 | TD→MD |
实施例8 | 40 | 230 | 4.0 | 23 0→200 | 3 | 4.5 | 2.5 | 150 | TD→MD |
实施例9 | 40 | 220 | 4.0 | 220→200 | 3 | 4.5 | 2.0 | 150 | TD→MD |
实施例10 | 90 | 230 | 4.0 | 230→200 | 1.5 | 1.0 | 2.0 | 150 | TD→MD |
实施例11 | 90 | 230 | 4.0 | 230→200 | 1.5 | 1.0 | 1.2 | 120 | TD→MD |
比较例1 | 40 | 230 | - | - | - | - | - | - | TD→MD |
比较例2 | 40 | 230 | 4.0 | 230→200 | 0 | 0.0 | 2.0 | 150 | TD→MD |
[表2]
厚度(μm) | 雾度(%) | 全光线透过率(%) | TD方向的热收缩率(%) | MD方向的热收缩率(%) | 平面性 | |
实施例1 | 125 | 0.4 | 91 | 0.03 | 0.28 | ◎ |
实施例2 | 125 | 0.4 | 91 | 0.00 | 0.26 | ◎ |
实施例3 | 125 | 0.4 | 91 | 0.06 | 0.35 | ◎ |
实施例4 | 125 | 0.4 | 91 | 0.02 | 0.33 | ◎ |
实施例5 | 350 | 0.4 | 91 | 0.03 | 0.27 | ◎ |
实施例6 | 125 | 0.4 | 91 | 0.05 | 0.28 | ◎ |
实施例7 | 125 | 0.4 | 91 | 0.04 | 0.30 | ○ |
实施例8 | 125 | 0.4 | 91 | 0.03 | 0.24 | ○ |
实施例9 | 125 | 0.4 | 91 | 0.17 | 0.30 | ○ |
实施例10 | 50 | 0.4 | 91 | 0.04 | 0.26 | ○ |
实施例11 | 50 | 5.5 | 88 | 0.03 | 0.56 | ○ |
比较例1 | 125 | 0.4 | 91 | 0.96 | 1.15 | ○ |
比较例2 | 125 | 0.4 | 91 | 0.02 | 0.30 | △ |
产业上的可利用性
本发明涉及降低热收缩率、平面性优异的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,本发明的双轴拉伸聚酯膜的制造方法优选用于制造以平板显示器用部件等光学用途为代表的各种工业材料。
Claims (5)
1.一种双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,对在膜的长度方向和宽度方向上被拉伸并实施了热处理的双轴拉伸聚酯膜实施宽度方向的松弛处理和采用减小布铗间隔的方法进行长度方向的松弛处理时,在该宽度方向的松弛处理工序和该长度方向的松弛处理工序之间,保持该双轴拉伸聚酯膜为拉伸状态。
2.如权利要求1所述的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,在所述宽度方向的松弛处理后,保持该膜为拉伸状态,然后实施所述长度方向的松弛处理。
3.如权利要求1所述的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,所述长度方向的松弛处理后,保持所述膜为拉伸状态,然后实施所述宽度方向的松弛处理。
4.如权利要求1~3中任一项所述的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,进行保持所述膜为拉伸状态时,将所述双轴拉伸聚酯膜在拉伸状态下保持1秒~30秒的时间。
5.如权利要求1~3中任一项所述的双轴拉伸聚酯膜的制造方法,其特征在于,作为所述被双轴拉伸的聚酯膜使用具有层叠结构的双轴拉伸聚酯膜,所述层叠结构是在至少单面上形成树脂层而形成的,所述树脂层以选自聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯类树脂及聚酰胺类树脂中的1种以上树脂为主成分。
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