TWI352713B - Thermoshrinking polyester based film and method fo - Google Patents
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Description
1352713 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 « 本發明係有關一種熱收縮性聚酯系薄膜、及其製法,
V 1 更詳言之,係有關適合於標籤用途之熱收縮性聚酯系薄 _ 膜、及其製法。 【先前技術】 近年來,爲提高包裝品之外觀時的外裝、爲避免與內 容物直接衝突時之包裝、爲兼具保護玻璃瓶或塑膠瓶時與 Φ 商品顯示時之標籤包裝等用途中,廣泛使用由各種樹脂所 成的熱收縮塑膠薄膜。於此等之熱收縮性塑膠薄膜內,以 標籤或瓶蓋密封或密集包裝爲目的時,於聚對酞酸乙二酯 (PET)容器、聚乙烯容器、玻璃容器等之各種容器中使用由 * 聚氯化乙烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂等所成 - 的延伸薄膜》 聚氯化乙烯系薄膜,雖具有優異的收縮特性,惟會有 耐熱性低、於烘烤時產生氯化氫氣體、且爲形成戴奧辛之 • 原因等問題。此外,使用聚氯化乙烯系樹脂薄膜作爲PET 容器等之收縮標籤時,於使容器回收利用時會有必須使標 籤與容器分離的問題。此外,聚苯乙烯系薄膜於收縮後之 加工處理外觀性雖佳,惟會有耐溶劑性不佳,於印刷時必 須使用特殊組成之油墨等缺點。此外,聚苯乙烯系薄膜就 必須在高溫下烘烤而言,於烘烤時伴隨異臭而產生大量黑 煙的問題。 換言之’耐熱性高、容易烘烤、且耐溶劑性優異的聚 (S ) -5 - 1352713 酯系薄膜,被廣泛利用作爲收縮標籤,伴隨PET容器之流 ^ 通量增加,有使用量增加的傾向。 另外,一般的熱收縮性聚酯系薄膜,被廣泛地利用於 - 朝寬度方向大爲收縮者。該寬度方向爲主收縮方向之熱收 縮性聚酯系薄膜,由於在寬度方向具有收縮特性,故朝寬 度方向實施高倍率延伸,惟有關與主收縮方向垂直的長度 方向,大多數僅實施低倍率延伸,或沒有予以延伸。如此 朝長度方向僅實施低倍率延伸之薄膜、或僅朝寬度方向進 φ 行延伸的薄膜,會有長度方向之機械強度不佳的缺點。 此外,瓶子之標籤成環狀、裝貼於瓶上後,由於必須 朝圓周方向進行熱收縮,就以朝寬度方向進行熱收縮的熱 收縮性薄膜作爲標籤予以裝貼時,以薄膜之寬度方向爲圓 * 周方向以形成環狀體而言,必須使該環狀體每次以所定長 • 度切斷,裝貼於瓶上。然而,使由朝寬度方向進行熱收縮 之熱收縮性薄膜所成的標籤以高速裝貼於瓶上極爲困難。 換言之,最近自薄膜輥直接捲附於瓶子周圍予以裝貼(所謂 ® 包貼(wrap around)),企求可朝長度方向進行熱收縮的薄 膜。另外,近年來開發藉由使便當等之合成樹脂製單面開 啓容器之周圍以帶狀薄膜覆蓋,使容器保持關閉的狀態之 包裝方法,朝長度方向進行收縮的薄膜,亦可適用於該包 裝用途。因此,可知朝長度方向進行收縮的薄膜,今後之 需求量會大爲增加。 爲解決與上述主收縮方向垂直的方向之機械強度的缺 點,且爲使長度方向具有收縮之功能,藉由使未延伸薄膜 1352713 朝長度方向(亦稱爲縱方向)、寬度方向(亦稱爲橫方向)各延 伸2·0〜5.0倍後,再朝長度方向進行再延伸1.1倍以上, 使長度方向具有收縮性,且使長度方向之楊氏値及寬度方 向之楊氏値調整於所定値以上的熱收縮性聚酯薄膜,係爲 已知(專利文獻1)。 專利文獻1:日本特開平8-244 1 1 4號公報 【發明內容】 然而,上述專利文獻1之熱收縮性聚酯薄膜,雖長度 方向、寬度方向之機械強度良好,惟作爲工業製品時之各 種特性或作爲包裝體使用時之特性不可說爲充分。換言 之,本發明人等進行追試專利文獻1中爲製得熱收縮性聚 酯薄膜,且在試驗工廠進行追試(薄膜寬度=1.5m)時,所得 的專利文獻1之熱收縮性聚酯薄膜,雖在長度方向、寬度 方向中具有某種程度之機械強度,惟可知由於在常溫下放 置一定時間後之自然收縮率大,於所製造的輥狀薄膜中會 引起捲縮情形,且薄膜輥中容易混入有皺摺等缺點。另外, 可知藉由上述之追試所得的熱收縮性聚酯薄膜,沿著與主 收縮方向垂直的裁切線,會導致撕裂時之撕裂性(即裁切線 開封性)惡化。而且,可知主收縮方向之長度方向的收縮性 不可說爲.充分時,無法廣泛地適用於包裝用途。 本發明之目的係爲解決上述專利文獻1之熱收縮性聚 酯薄膜具有的問題,可提供一種就提高與主收縮方向垂直 的寬度方向之機械強度而言,於所製造的輥狀薄膜中不會 引起捲縮情形,於薄膜輥上不易混入皺摺,且裁切線開封 (S ) -7 - 1352713 性良好的熱收縮性聚酯薄膜。此外,可提供一種除上述特 —性外,主收縮方向之長度方向的收縮性高,可適用於要求 高收縮率之用途的熱收縮性聚酯薄膜。 . 於本發明中,如申請專利範圍第1項記載之發明,其 係爲以對酞酸乙二酯爲主要構成成分,且於全部聚酯樹脂 成分中含有10莫耳%以上可形成非晶質成分之1種以上的 單體成分,且形成一定寬度之長尺狀,主收縮方向爲長度 方向之熱收縮性聚酯系薄膜中,其特徵爲滿足下述要件(1) • 〜(4), (1) 在90°C之溫水中處理10秒後,長度方向之熱水溫 熱收縮率爲15%以上、80%以下 (2) 在90°C之溫水中處理10秒時與長度方向垂直的寬 * 度方向之熱水溫熱收縮率爲0%以上、17%以下 - (3) 長度方向•寬度方向之折射率皆爲1.570以上、 1.620以下 (4) 在4 0 °C、6 5 % R Η之環境下進行飽刻處理7 0 0小時後 ® 之自然收縮率爲0·〇5 %以上、1.5 %以下。 如申請專利範圍第2項記載之發明,係於如申請專利 範圍第1項記載之發明中,在90 °C之溫水中處理1〇秒後長 度方向之熱水溫熱收縮率爲15 %以上、低於40%,且長度 方向之折射率爲1.570以上、1.590以下,以及寬度方向之 折射率爲1.570以上、1.620以下。 如申請專利範圍第3項記載之發明,係於如申請專利 範圍第1或2項記載之發明中,全部聚酯樹脂成分中可形 1352713 成非晶質成分之單體的主要成分爲新戊二醇、1,4-環己烷二 甲醇、異酞酸中任何一種。 如申請專利範圍第4項記載之發明,係於如申請專利 範圍第1至3項中任一項記載之發明中,在8(TC之溫水中 朝長度方向進行收縮10%後,測定長度方向及寬度方向之 埃爾門多夫撕裂強度(Elmendorf tear strength)時之埃爾門 多夫比爲0 · 1 5以上、1. 5以下。 如申請專利範圍第5項記載之發明,係於如申請專利 範圍第1至4項中任一項記載之發明中,在80°C之溫水中 朝長度方向進行收縮10%後,每單位厚度之寬度方向的直 角撕裂強度爲100N/mm以上、300N/mm以下。 如申請專利範圍第6項記載之發明,於爲連續製造如 申請專利範圍第1至5項中任一項記載之熱收縮性聚酯系 薄膜時之製法中,其特徵爲使未延伸薄膜在拉幅器內藉由 夾鉗使寬度方向兩端邊緣被固定的狀態下,在Tg + 5°C以 上、Tg + 40°C以下之溫度下、朝寬度方向以2.5倍以上、6.0 倍以下進行延伸後,通過沒有實施積極的加熱操作之中間 區後’在100°C以上、170°C以下之溫度下進行熱處理1.〇 秒以上、1 0.0秒以下之時間,然後,使薄膜之表面溫度冷 卻至30°C以上、70°C以下後,在Tg + 5t以上、Tg + 80°C以 下之溫度下、朝長度方向以2_0倍以上、7倍以下之倍率進 行延伸’然後,以3(TC /秒以上、7(TC /秒以下之冷卻速度 使薄膜之表面溫度冷卻至45 t以上、75 t以下。 〔發明之效果〕
1352713 本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,就與主收縮方向之寬 度方向的機械強度亦高而言,於所製造的輥狀薄膜中不會 引起捲縮情形,於薄膜輥上不易混入皺摺,裁切線開封性 良好。另外’主收縮方向之長度方向的收縮性高。而且, 本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,可適合使用作爲瓶子等容 器之標籤,可於短時間內極爲有效地裝貼於瓶子等容器上 而言,裝貼後進行熱收縮時,可具有因熱收縮之皺摺或收 縮不足情形極少的良好加工處理性。另外,經裝貼的標籤 具有極佳的裁切線開封性》 〔實施發明之最佳形態〕 本發明所使用的構成聚酯之二羧酸成分,例如對駄 酸、異酞酸、萘二羧酸、鄰酞酸等之芳香族二羧酸、己二 酸、壬二酸、癸二酸' 癸二羧酸等之脂肪族二羧酸、及脂 環式二羧酸等。 含有脂肪族二羧酸(例如己二酸、癸二酸、癸二羧酸等) 時,含有率以低於3莫耳%較佳。使用含有3莫耳%以上之 此等脂肪族二羧酸的聚酯所得之熱收縮性聚酯系薄膜,於 高速裝置時之薄膜彈性不充分。 另外’以不含3價以上之多元羧酸(例如偏苯三酸、均 苯四甲酸及此等之酸酐等)較佳。使用含有此等多元羧酸之 聚酯所得的熱收縮性聚酯系薄膜,不易達到必要的高收縮 率》 本發明使用的構成聚酯之二醇成分,例如乙二醇、丨,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、己二醇等之脂肪族二醇、 -10- 1352713 1,4 -環己焼一甲醇等之脂環式二醇、雙酣a等之芳香族二 醇等。 • 本發明之熱收縮性聚酯系薄膜所使用的聚酯,以含有 -1種以上之1,4·環己烷二甲醇等之環狀二醇 '或具有碳數3 . 〜6之一醇(例如1,3-丙一醇、l,4-丁二醇 '新戊二醇、己二 醇等),以使玻璃轉移點(Tg)調整爲60〜80 °c之聚酯較佳。 而且’本發明之熱收縮性聚酯系薄膜所使用的聚醋, 全部聚酯樹脂中100莫耳%多元醇成分中1種以上非晶質成 # 分之單體成分的合計量必須爲1 0莫耳%以上,以丨5莫耳% 以上較佳’以1 7莫耳%以上更佳,以2 0莫耳%以上最佳。 此處’非晶質成分之單體例如新戊二醇、1,4_環己院二醇或 異酞酸。 本發明之熱收縮性聚醋系薄膜所使用的聚酯中,以不 - 含碳數8個以上之二醇(例如辛二醇等)、或不含3價以上 之多元醇(例如三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、丙三醇、二 丙三醇等)較佳。使用含有此等之二醇、或多元醇的聚酯所 • 得之熱收縮性聚酯系薄膜,不易達成必要的高收縮率。 另外’本發明之熱收縮性聚酯系.薄膜,在9〇r之溫水 中、無荷重狀態下進行處理10秒時,自收縮前後之長度、 藉由下式1求得薄膜之長度方向的熱收縮率(即90。(:之熱水 溫熱收縮率),必須爲15%以上、80%以下。 熱收縮率={(收縮前之長度一收縮後之長度)/收縮前 之長度} X 100(%) .•式1 在90°C之長度方向的熱水溫熱收縮率低於15 %時,作 -11- 1352713 爲標籤使用時,由於收縮量小時,經熱收縮後之標籤上會 產生皺摺或鬆弛情形,故不爲企求,相反地,在90°C之長 度方向的熱水溫熱收縮率提高爲80%時,作爲標籤使用 - 時,熱收縮時容易產生收縮變形,且產在”捲翹變形”的 情形,故不爲企求。而且,90°C之長度方向的熱水溫熱收 縮率之下限値,以20%以上較佳,以25 %以上更佳,以30% 以上最佳。而且,90°C之長度方向的熱水溫熱收縮率之上 限値,以75 %以下較佳,以70%以下更佳,以65 %以下最佳。 • 而且,使本發明之薄膜預先形成以主收縮方向爲圓周 方向之筒狀標籤後,嵌入瓶中(裝貼於瓶子等之周圍上) 時,90t之長度方向的熱水溫熱收縮率爲40%以上、80%以 下較佳。如上所述,預先形成以主收縮方向爲圓周方向, ' 之筒狀標籤後,嵌入瓶子時,90°C之長度方向的熱水溫熱 • 收縮率爲40%以下時,由於收縮量小,熱收縮後在標籤上 產生皺摺或鬆弛情形,故不爲企求,反之,90°C之長度方 向的熱水溫熱收縮率提高爲80%以上時,作爲標籤使用時 ® 於熱收縮時容易產生變形情形,即產生”捲翹變形”情 形,故不爲企求。而且,預先形成以主收縮方向爲圓周方· 向之筒狀標籤後,嵌入瓶子時,9(TC之長度方向的熱水溫 熱收縮率之下限値,以45 %以上較佳,以50%以上更佳, 以55 %以上最佳。而且,90 °C之長度方向的熱水溫熱收縮 率之上限値,以75%以下較佳,以70%以下更佳,以65% 以下最佳。於下述中,如上所述適合90°C之長度方向的熱 水溫熱收縮率爲40 %以上、80%以下之薄膜的筒狀體嵌入等 (S ) -12- 1352713 的用途,稱爲高收縮用途。 而且,使本發明之薄膜藉由包貼方式,自薄膜輥直接 捲縮於瓶周圍上予以裝貼時,90°C之長度方向的熱水溫熱 收縮率以15%以上、低於40%較佳。90°C之長度方向的熱 水溫熱收縮率低於15 %時,因收縮量減少,作爲標籤以捲 體方式予以捲附後之熱收縮時產生皺摺或鬆弛情形,故不 爲企求,反之,90°C之長度方向的熱水溫熱收縮率爲40% 以上時,作爲標籤以捲體方式予以捲附後之熱收縮時容易 產生收縮變形情形,即產生”捲翹變形”情形,故不爲企 求。而且,90 °C之長度方向的熱水溫熱收縮率之下限値, 以17%以上較佳,以19 %以上更佳,以21 %以上最佳。另外, 9〇°C之長度方向的熱水溫熱收縮率之上限値,以38%以下 較佳,以36%以下更佳,以34%以下最佳。於下述中,以 上述之用途稱爲包貼用途。 此外,本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,9(TC之溫水中、 無荷重狀態下處理10秒時,自收縮前後之長度、藉由上式 1求得的薄膜之寬度方向的熱水溫熱收縮率,必須爲〇%以 上、1 7 %以下。 9〇°C之寬度方向的熱水溫熱收縮率低於〇%時,作爲瓶 子之標籤使用時無法得到良好的收縮外觀,故不爲企求, 反之’ 90°C之寬度方向的熱水溫熱收縮率提高17%時,作 爲標籤使用時於熱收縮時容易產生收縮變形情形,故不爲 企求。而且,901之寬度方向的熱水溫熱收縮率之上限値, 以15 %以下較佳,以14 %以下更佳,以13 %以下尤佳,以 -13- 1352713 12 %以下極佳,以11 %以下最佳。而且,考慮原料之聚酯系 . 樹脂之本質特性時,90°C之寬度方向的熱水溫熱收縮率之 下限値,約爲0%。 ‘ - 另外,本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,在80°C之溫水 -中朝長度方向進行10%收縮後,以下述方法求取單位厚度 之寬度方向的直角撕裂強度時,該寬度方向之直角撕裂強 度以100N/mm以上' 300N/mm以下較佳。 [直角撕裂強度之測定方法] φ 在調整爲80 °C之熱水溫中,使薄膜朝長度方向進行 10%收縮後,以JIS-K-7128爲基準、作爲所定大小的試驗 片予以試樣化。然後,以萬能拉伸試驗機夾住試驗片之兩 端,以拉伸速度200mm/分之條件,進行測定薄膜之寬度方 ' 向的拉伸破壞時之強度。然後,使用下式2求得單位厚度 - 之直角撕裂強度。 直角撕裂強度==拉伸破壞時之強度+厚度 ··式2 於80°C之溫水中、朝長度方向進行10%收縮後之直角 ® 撕裂強度低於l〇〇N/mm時,作爲標籤使用時藉由搬運時落 下等之衝擊,會簡單地產生破裂情形之可能性,故不爲企 求,反之,直角撕裂強度提高爲300N/mm時,由於標籤撕 裂時初期階段之切斷性(撕裂容易性)不佳,故不爲企求。 而且,直角撕裂強度之下限値,以125N/mm以上較佳,以 15 0N/mm以上更佳,以175N/mm以上最佳。而且,直角撕 裂強度之上限値,以275N/mm以下較佳,以250N/mm以下 更佳,以225N/mm以下最佳。 (S ) -14- 1352713 另外,本發明之收縮性聚酯系薄膜,在80°C之溫水中 朝長度方向進行10%收縮後,以下述方法求取長度方向及 寬度方向之埃爾門多夫撕裂強度時,此等埃爾門多夫撕裂 強度之比的埃爾門多夫比,以0 · 1 5以上、1 · 5以下較佳。 [埃爾門多夫比之測定方法] 具有所定長度之矩形框中預先使薄膜鬆弛的狀態下裝 貼時(即使薄膜兩端藉由框固定)。然後,藉由使經鬆弛的 薄膜在框內直至緊張狀態爲止(直至沒有鬆弛情形爲止), 約經過5秒鐘後浸漬於80 °C之溫水中,使薄膜朝長度方向 進行10%收縮。然後,以】13-1(:-7128爲基準,進行測定薄 膜之長度方向及寬度方向之埃爾門多夫撕裂強度,使用下 式3求取埃爾門多夫比。 埃爾門多夫比=長度方向之埃爾門多夫撕裂強度+寬度 方向之埃爾門多夫撕裂強度 ··式3 埃爾門多夫比低於0.15時,作爲標籤使用時不易沿著 裁切線筆直撕裂,故不爲企求。反之,埃爾門多夫比提高 爲1.5時,在與裁切線脫離的位置容易裂開,故不爲企求。 而且,埃爾門多夫比之下限値以0.20以上較佳,以0.25以 上更佳,以0.30以上最佳。此外,埃爾門多夫比之上限値, 以1 · 4以下較佳,以1 .3以下更佳,以1 .2以下最佳。 另外’本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,在40 °C ' 65 %RH 之氣體環境下進行蝕刻700小時後之自然收縮率,必須爲 0.05 %〜1.5%。而且,自然收縮率可使用下述式4求得。 自然收縮率={(蝕刻前之長度-飩刻後之長度)/蝕刻 前之長度} X 1〇〇(%) ••式4 1352713 自然收縮率提高爲1.5以上時’保管捲取成輥狀之製 品時,引起捲縮情形,薄膜輥上容易產生皺摺情形,故不 爲企求。而且,自然收縮率愈小愈佳,就測定精度而言以 . 約爲0.05 %爲下限値更佳。另外,自然收縮率以1.3%以下 較佳,以1 .1 %以下更佳,以1.0 %以下最佳。 而且,.本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,長度方向之折 射率必須爲1.570以上、1.620以下。長度方向之折射率提 高爲1.620時,作爲標籤時之溶劑黏合性惡化,故不爲企 φ 求。相反地,低於1.5 70時,作爲標籤時之切斷性惡化, 故不爲企求。另外,長度方向之折射率的上限値,以低於 1.600較佳,以1.5 95以下更佳,以1.5 93以下尤佳,以1.590 最佳。此外,長度方向之折射率的下限値以1.575以上較 ^ 佳。另外,在高收縮用途中長度方向之折射率的下限値, • 以1.5 80以上較佳,以1.5 83以上更佳,以1.5 85以上最佳。 而且,使本發明之薄膜藉由包貼方式,自薄膜輥直接捲附 於瓶周圍予以裝貼時,長度方向之折射率以1.570以上、 ® 1.590以下較佳。在包貼用途之長度方向的折射率的上限 値,以1.5 87以下較佳,以1.585以下更佳。 另外’本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,寬度方向之折 射率必須爲1.570以上、1.620以下。寬度方向之折射率提 高爲1_620時,作爲標籤時之溶劑黏合性惡化,故不爲企 求。相反地,低於1 · 5 7 0時,作爲標籤時之切斷性惡化, 故不爲企求。而且’寬度方向之折射率的上限値,以1.61〇 以下較佳’以1 · 6 0 0以下更佳,以1. 5 9 5以下最佳。此外, (S ) -16- 1352713 寬度方向之折射率的下限値,以1.575以上g 以上更佳。而且,在高收縮用途中長度方向 限値,以1.5 90以下較佳,以1.5 8 8以下更佳 - 下最佳。使本發明之薄膜藉由包貼方式,自 附於瓶周圍予以裝貼時,寬度方向之折射5 1.610以下較佳,以1.605以下更佳。 另外,於本發明中薄膜之長度方向的最 値,以2.5(MPa)以上、20(MPa)以下較佳。薄 • 的最大熱收縮應力値低於6(MPa)時,在PET 作爲標籤裝貼、予以熱收縮時,打開PET瓶 與標籤一起進行回轉時,瓶蓋之開封性變得 企求。而且,薄膜之長度方向的最大熱收縮應 * 熱收縮時產生收縮不足情形,無法得到良好
- 之長度方向的最大熱收縮應力値之下限値,J 上較佳,以3.5(MPa)以上更佳。相反地,最 値大於20 (MPa)時,收縮速度快、容易產生皴 ® 膜之長度方向的最大熱收縮應力値之上限値 以下較佳,以18(MPa)以下更佳。 在高收縮用途時爲保持瓶蓋之開封性良 長度方向的最大熱收縮應力値之下限値,以 佳,以7(MPa)以上更佳,以8(MPa)以上最佳 爲包貼用途時,由於瓶身捲取後於熱收 收縮變形情形,薄膜之長度方向的最大熱收 限値,以7MPa以下較佳。更佳者爲6.5 MPa 芒佳,以1. 5 8 0 之折射率的上 ,以1.586以 薄膜輥直接捲 转的上限値以 大熱收縮應力 膜之長度方向 瓶等之容器中 之瓶蓋時瓶蓋 惡化,故不爲 力値過低時, 的外觀。薄膜 以 3.0(MPa)以 大熱收縮應力 摺。此外,薄 ,以 19(MPa) 好時,薄膜之 6(MPa)以上較 〇 縮時容易產生 縮應力値之上 以下,尤佳者 (S ) -17- 1352713 爲6.0MPa以下,最佳者爲5.5MPa以下。 . 此外’本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,溶劑黏合強度 以4(N/15mm)以上較佳。溶劑黏合強度低於4(N/15mm)時, • 於標籤進行熱收縮後,容易自溶劑黏合部剝離,故不爲企 . 求。而且,溶劑黏合強度以4.5(N/15mm)以上更佳,以 5(N/15mm)以上最佳。特別是於高收縮用途時,以滿足上述 特性較佳。 另外’本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,以長度方向之 # 厚度斑爲以下較佳。長度方向之厚度斑大於ίο%之値 時,作成標籤時於印刷時容易產生印刷斑,且於熱收縮後 容易產生收縮斑’故不爲企求。而且,長度方向之厚度斑 以8%以下更佳,以6%以下最佳。 上述之熱收縮薄膜之熱收縮率、最大熱收縮應力値、 ' 溶劑黏合強度、薄膜之長度方向的厚度斑,可藉由使用上 述較佳的薄膜組成,與組合下述較佳的製法予以達成。 另外’本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,於示差掃描熱 ® 量測定(DSC)中以無法檢測於熔點測定時之吸熱曲線的波 峰者較佳。藉由使構成薄膜之聚酯爲非晶性,更不易發現 於測定熔點時之吸熱曲線的波峰。藉由於測定熔點時沒有 發現吸熱曲線之波峰程度爲止,予以高度非晶化,可容易 提高溶劑黏合強度,且可提高熱收縮率或最大熱收縮應 力’可控制於上述較佳的範圍內。 本發明之熱收縮性聚酯系薄膜的厚度,沒有特別的限 制’作爲標籤用熱收縮性薄膜時,以1〇〜200;czm較佳,以 -18- 1352713 2〇〜l〇〇ym更佳。 . 而且,本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,藉由使上述聚 H原料藉由押出機熔融押出且形成未延伸薄膜,使該未延 * #薄膜藉由下述所示之方法進行二軸延伸,予以熱處理製 得。 使原料樹脂熔融押出時,係使聚酯原料使用箱型乾燥 機、攪拌乾燥機等之乾燥機、或真空乾燥機進行乾燥較佳。 使該聚酯原料進行乾燥後,利用押出機,在200〜3001之 • 溫度下熔融、押出成薄膜狀。該押出時,可採用T塑模法、 管式法等既存的任意方法。 然後,藉由使押出後之薄片狀熔融樹脂進行急冷,可 得未延伸薄膜。而且,使熔融樹脂急冷的方法,可採用藉 ' 由使熔融樹脂自噴嘴在回轉筒上鑄造,予以急冷硬化,製 • 得實質上未配向的樹脂薄片之方法。 而且,此所得的未延伸薄膜如下所述以所定條件朝寬 度方向進行延伸後,一旦予以熱處理後,以所定條件朝長 ® 度方向進行延伸,藉由使該縱延伸後之薄膜進行急冷,可 製得本發明之熱收縮性聚酯系薄膜。於下述中,有關爲製 得本發明之熱收縮性聚酯系薄膜時較佳的二軸延伸•熱處 理方法,可考慮習知的熱收縮性聚酯系薄膜之二軸延伸· 熱處理方法的差異,且詳細說明。 [熱收縮性聚酯系薄膜之較佳延伸•熱處理方法] 一般的熱收縮性聚酯系薄膜,係藉由使未延伸薄膜朝 欲收縮的方向進行延伸、製造。以往有關朝長度方向進行 (S ) -19- 1352713 收縮的熱收縮性聚酯系薄膜之要求雖高,惟僅單純地使未 延伸薄膜朝長度方向延伸,由於無法製造寬度廣的薄膜, 就生產性不佳而言,無法製造厚度斑良好的薄膜。另外, . 採用預先朝寬度方向進行延伸後朝長度方向進行延伸的方 法時,朝寬度方向進行不必要的收縮,且朝長度方向之收 縮量變得不充分。而且,如上所述於特開平8-244114號公 報中揭示,爲提高長度方向之機械特性時,在所定條件下 將未延伸薄膜順序朝縱-橫-縱進行延伸的方法,惟藉由發 φ 明人等以試驗機進行追試時,該方法所得的薄膜之自然收 縮率大,所製造的薄膜輥在長度方向產生皺摺,且裁切線 開封性亦不佳。另外,可知無法製得在主收縮方向之長度 方向的收縮性高之薄膜。此外,可知使爲提高長度方向之 ' 收縮性時縱方向之延伸倍率(第1段之縱延伸倍率或第2段 • 之縱延伸倍率)增加時,最終朝長度方向進行延伸時大多產 生薄膜斷裂,不易連續安定地製造。 本發明人等發現爲使最終長度方向之收縮量變大時, ® 如特開平8-244 1 1 4號記載之朝長度方向及寬度方向進行二 軸延伸後,再朝長度方向進行延伸的方法係爲不利,而單 純地朝寬度方向進行延伸後,再朝長度方向進行延伸的方 法係爲有利。因此,再三深入硏究於該寬度方向延伸後、 朝長度方向進行延伸的方法(以下簡稱爲橫-縱延伸法)中, 視各延伸步驟之條件而定、以變化如薄膜之長度方向的熱 水溫收縮率、自然收縮率、裁切線開封性等。結果,發現 藉由橫-縱延伸法製造薄膜時,藉由下述之手段,可提高長 -20 - 1352713 度方向之收縮量,且連續安定地製造。而且,不僅於此, ^ 爲下述之手段時可得薄膜之自然收縮率變小,且製造後之 薄膜輥上不易產生皺摺,薄膜之裁切線開封性大爲提高之 - 令人驚訝的副生效果。因此,本發明人等以此等見解爲基 準,遂而完成本發明。 (1) 控制朝寬度方向延伸後之收縮應力 (2) 遮斷朝寬度方向延伸與中間熱處理間之加熱處理 (3) 朝長度方向延伸前之薄膜端部的修邊處理 • (4) 控制長度延伸後之薄膜的冷卻速度 於下述中,順序說明有關上述各手段。 (1)控制朝寬度方向延伸後之收縮應力 於藉由本發明之橫-縱延伸法製造薄膜時,必須使未延 伸薄膜朝寬度方向進行延伸後,在100 °C以上、低於170 °c - 之溫度下進行熱處理1.0秒以上、1 0·0秒以下之時間(以下 稱爲中間熱處理)。藉由進行該中間熱處理,作爲標籤時可 得裁切線切斷性良好且不會產生收縮斑之薄膜。如此於橫 • 延伸後實施特定的中間熱處理,可得裁切線切斷性良好且 不會產生收縮斑之薄膜的理由雖不明確,惟可考慮爲藉由 實施特定的中間熱處理,使朝寬度方向之分子配向約殘存 某一程度,且減低寬度方向之收縮應力的可能性。而且, 熱處理溫度之下限値,以1 10°C以上較佳,以1 15。(:以上更 佳。此外’熱處理溫度之上限値,以1 6 5 °C以下較佳,以 1 6 0 °C以下更佳。另外,熱處理之時間必須在1. 〇秒以上、 1 0.0秒以下之範圍內,視原料組成而定予以適當調整。 -21 - 1352713 此外,未延伸薄膜朝寬度方向之延伸,必須藉由在拉 I 幅器中使寬度方向之兩端藉由夾鉗固定的狀態下,以Tg + 5°C以上、Tg+ 4(TC以下之溫度下進行2·5倍以上、6.0倍 - 以下之倍率進行。延伸溫度降低爲Tg+5°C時,於延伸時 _ 容易引起斷裂情形,故不爲企求,相反地,高於Tg+40°C 時,寬度方向之厚度斑惡化,故不爲企求。而且,橫延伸 之溫度下限値,以Tg+ 10°C以上較佳,以Tg+ 15°C以上更 佳。另外,橫延伸之溫度的上限値,以Tg+ 35 °C以下較佳, II 以Tg+ 3 0°C以下更佳。另外,寬度方向之延伸倍率低於2.5 倍時,不僅生產性不佳且寬度方向之厚度斑惡化,故不爲 企求,相反地,高於6.0倍時,就於延伸時容易引起斷裂 情形而言,必須具備被緩和時之大量能量與耗時裝置,生 * 產性不佳,故不爲企求。此外,橫延伸之倍率下限値,以 - 3.0倍以上較佳,以3.5倍以上更佳》另外,橫延伸倍率之 上限値,.以5.5倍以下較佳,以5.0倍以下更佳。 (2)遮斷朝寬度方向延伸與中間熱處理間之加熱遮斷 • 有藉由本發明之橫-縱延伸法製造薄膜時,如上所述必 須於橫延伸後實施中間熱處理,惟於此等橫延伸與中間熱 處理之間,必須在0.5秒以上、3.0秒以下之時間內通過沒 有實施積極的加熱操作之中間區。換言之,考慮製造成本 時,以在相同拉幅器內實施橫延伸及中間熱處理較佳’惟 於製造本發明之薄膜時,以在拉幅器內之橫延伸區與熱處 理區之間設置中間區較佳》另外,於中間區中、在沒有使 薄膜通過的狀態下,使短冊狀紙片垂吊時,以在該紙片幾 C S ) -22- 1352713 乎朝垂直方向垂下遮斷來自延伸區及熱處理區之熱風較 佳。因此,於製造本發明之薄膜時,以使橫延伸後之薄膜 導入該中間區,經過所定時間通過該中間區較佳。通過中 間區之時間降低爲0.5秒時,藉由通過薄膜之伴隨流以使 橫延伸區之熱風流入熱固定區,不易控制熱固定區中之中 間熱處理的溫度,故不爲企求。相反地,通過中間區之時 間爲3.0秒時極爲充分,即使設定爲以上之長度,造成設 備上之耗費,故不爲企求。通過中間區之時間下限値,以 0.7秒以上較佳,以0.9秒以上更佳。另外,通過中間區之 時間上限値,以2.5秒以下較佳,以2.0秒以下更佳。 (3)朝長度方向延伸前之薄膜端部的修邊處理 藉由本發明之橫-縱延伸法製造薄膜時,以使實施有中 間熱處理的薄膜朝長度方向進行延伸前,使薄膜邊緣沒有 被充分橫延伸的厚肉部分(主要爲於橫延伸時之夾鉗固定 部分)予以修邊處理較佳。更具體而言,位於薄膜之左右邊 緣爲中央部份的厚度之約1.1〜1.3倍之厚度部分,以切割 器等工具切斷薄膜邊緣之厚肉部分,且除去厚肉部分,僅 使殘餘的部分朝長度方向進行延伸較佳。而且,如上所述 使薄膜端部進行修邊處理時,使修邊處理前之薄膜在表面 溫度爲50°C以下進行冷卻較佳。藉由使該薄膜冷卻,可在 沒有使切斷面混亂下進行修邊處理。而且,薄膜端部之修 邊處理,可使用一般的切割器等進行,以使用具有圓周狀 刀鋒之圓刀時,不會引起局部刀鋒變鈍的情形,即使經過 長時間後仍可尖銳地切斷薄膜端部,朝長度方向進行延伸 (S ) -23 - 1352713 時不會產生誘發斷裂情形,故較佳。 _ 如此藉由朝長度方向延伸前使薄膜端部進行修邊處 理,使一旦經熱固定的薄膜朝長度方向均勻地進行延伸, - 從開始即可連續製造沒有斷裂情形之安定薄膜。此外,可 _ 得到長度方向(主要收縮方向)之收縮量大的薄膜。另外, 由於可使薄膜均勻地朝長度方向進行延伸時,故可得長度 之厚度斑小的.薄膜。因此,藉由使薄膜之端部進行修邊處 理可迴避長度方向延伸時之空隙情形,製得左右物性差小 φ 的薄膜。而且,長度方向之延伸,藉由利用數個輥群連續 配置的縱延伸機的方法(利用輥之速度差予以延伸的方法) 等,必須在Tg + 5°C以上' Tg+ 80°C以下之溫度下,以2.0 倍以上、7.0倍以下之倍率進行。 * (4)控制長度延伸後之薄膜的冷卻速度 . 於藉由本發明之橫-縱延伸法製造薄膜時,如上所述於 橫延伸後實施中間熱處理後朝長度方向進行延伸後,以 30°C /秒以上、70°C /秒以下之冷卻速度,直至表面溫度爲 φ 45 °C以上、75 °C以下,使薄膜冷卻者較佳。即此藉由使薄 膜以適當的冷卻速度進行冷卻,可自開始減低自然收縮 率》冷卻速度低於3 0 °C /秒時,冷卻後之表面溫度高於7 5 °C 下予以冷卻時,無法得到低的自然收縮率,故不爲企求。 相反地,冷卻速度高於70°C /秒予以急速冷卻時,薄膜朝寬 度方向之收縮(即縮頸作用)程度變大,在薄膜表面上容易 附有傷痕,故不爲企求。 而且’僅在上述(1)〜(4)之手段內特定之任何一個,不
(S -24- 1352713 僅可有效地使薄膜在長度方向之熱收縮性、裁切線開封 性、低的自然收縮率、安定的製膜性,且藉由組合(1)〜(4) 之手段使用時,可非常有效地具有長度方向的熱收縮性、 裁切線開封性、低的自然收縮率、安定的製膜性。 【實施方式】 於下述中,藉由實施例更詳細地說明本發明,惟本發 明不受限於該實施例之形態,在不脫離本發明之主旨範圍 內,可適當地改變。實施例、比較例所使用的原料之性質、 組成、實施例、比較例之薄膜的製造條件(延伸•熱處理條 件等)各如表1、表2所示。
表1 樹月 旨原料之組成•特性等 樹脂組成 非晶成分之單體成份 的合計(莫耳%) 薄膜之熔點(°c) 實施例1 聚酯1:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 實施例2 聚酯1:聚酯2 =70:30 21 無法觀察 實施例3 聚酯1:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 實施例4 聚酯1:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 實施例5 聚酯1:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 _實施例6 聚酯1:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 實施例7 聚酯丨:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 實施例8 聚酯4:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 j施例9 聚酯1:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 __比較例1 聚酯3 17.5 217 Jt較例2 聚酯1:聚酯2 =40:60 12 無法觀察 比較例3 聚酯1:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 Jt較例4 聚酯1:聚酯2 =90:10 27 無法觀察 比較例5 聚酯3 17.5 217
< S -25- 1352713
#;樂flM一被 最終熱處理 溫度 re) Os m σ\ w-> 〇\ On ON V) 〇\ »〇 On ON 〇\ 〇〇 v-> On 〇\ 沒有熱處理 〇〇 延伸後之 冷卻速度 cam u-i jn Vi w-» (N |〇 v-> CN 再縱延伸之 溫度-倍率 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 1 沒有再進行縱延伸 98°C . 1.5 倍 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 沒有再進行縱延伸 J 98°C . 3.0 倍 t:頰 域脚G β魃β m iv 無法實施 無法實施 無法實施 無法實施 無法實施 無法實施 無法實施 無法實施 無法實施 <N 無法實施 無法實施 無法實施 u-> CN 第2次延伸 倍率 CO m 卜 W-1 »0 w-ϊ 昧法實施 cn 溫度 CC) Os in os 〇\ w-) Os (N 〇\ <Ν On tn ON σ\ Os σ\ ό On Ον ε; 方向 m m m m 蕖 篛 鐘 辑 锾 m S m If© 塋®癒 S- ^ 時間 (秒) <N <N <N (N (N (N (S CN (N 無法實施 (Ν 無法實施 無法實施 IS § Ο 〇 130 130 沄 ο m Ο 中間區之通 過時間(秒) (N CN (N (N (N (N Ο) <Ν CN 沒有中間區 (Ν (Ν CN 沒有中間區 第1次延伸 倍率 in 寸 r- fN 守 对 寸 r** (N _溫度 rc) JO JO oo oo w-ϊ JQ ΘΟ 00 m m m m Β m m 籍 班 5? 箨 延伸 方式 1橫-縱 橫-縱 橫-縱 橫-縱 橫-縱 橫-縱 橫-縱 橫-縱 橫-縱 縱-橫-縱 橫-縱 橫-縱 遊 縱-橫-縱 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 -9Z- < S ) 1352713 而且,薄膜之評估方法如下所述。 [Tg(玻璃轉移點)] 使用精工電子工業股份有限公司製之示差掃描熱量計 \ (型式:DSC220),使5mg未延伸薄膜直至-4(TC〜120°C以昇 溫速度10 °c/分昇溫,藉由所得的吸熱曲線求取。在吸熱曲 線之改曲點之前後接線,以該交點爲Tg (玻璃轉移點)。 [Tm(熔點)] 使用精工電子工業股份有限公司製之示差掃描熱量計 φ (型式:DSC2 20),採取5mg未延伸薄膜,根據由室溫以昇 溫速度10°C/分進行昇溫時的吸熱曲線之波峰溫度而求得。 [熱收縮率(熱水溫熱收縮率)] 使薄膜裁成lOcmxlOcm正方形,於所定溫度±0.5°C之 ' 溫水中,在無荷重下處理10秒鐘,予以熱收縮後,測定薄 - 膜之縱及橫方向的尺寸,以上述式1爲基準,各求取熱收 縮率。以該熱收縮率大的方向爲主收縮方向。 [最大熱收縮應力値] # 使經延伸的薄膜切成主收縮方向X與主收縮方向垂 直的方向=200mmxl5mm之大小。然後,使伯魯頓因(音 譯)(股)公司製萬能拉伸試驗機STM-50調整爲90°C時,使 經切斷的薄膜固定,測定保持10秒時之應力値。 [長度方向、寬度方向之折射率] 使用亞塔谷(音譯)公司製之「阿貝折射計4T型」,使 各試樣薄膜在23 °C、65 %RH之環境下放置2小時後進行測 定。 < S ) -27 - 1352713 [自然收縮率] 使所得的薄膜切成主收縮方向X垂直方向=200mmx30mm 之大小,在4Q°C x65%RH之環境下放置700小時(蝕刻處理) - 後,測定薄膜之主收縮方向(實施例1〜9及比較例1〜3,5 爲長度方向,比較例4爲寬度方向)之收縮量,藉由上式求 取自然收縮率。 [埃爾門多夫比] 使所得的薄膜預先以鬆弛的狀態裝置於矩形框(藉由 0 框固定薄膜兩端)上,經鬆弛的薄膜在框內直至緊張狀態爲 止(直至沒有鬆弛狀態),約經過5秒鐘,藉由在80°C之溫 水中浸漬,使薄膜朝主收縮方向進行10%收縮(以下稱預備 收縮)。然後,以JIS-K-7 128爲基準,切取主收縮方向X垂 ' 直方向=75mm X 63mm之大小,自長尺邊緣(沿著主收縮方 - 向之邊緣)之中央垂直於該邊緣下加入 20mm之隙縫(切 入),以製作試驗片。然後,使用所製作的試驗片,進行測 定垂直方向之埃爾門多夫撕裂強度。而且,以與上述方法 • 相同的方法使薄膜朝主收縮方向進行預備收縮後,使薄膜 之主收縮方向與垂直方向交替,以製作試驗片,且進行測 定主收縮方向之埃爾門多夫撕裂強度。然後,自使所得的 主收縮方向及與主收縮方向之垂直方向的埃爾門多夫撕裂 強度,使用上式3求取埃爾門多夫撕裂比。 [直角撕裂強度] 在調整於80°C之熱水溫中,使薄膜朝主收縮方向進行 10%收縮後,以JIS-K-7128爲基準,藉由如第1圖所示形 -28 - 1352713 狀予以試樣化,製作試驗片(而且,於試’樣化中以試驗片之 長度方向爲薄膜之主收縮方向)。然後,以萬能拉伸試驗機 (島津(股)製作所製壓熱鍋)捉住試驗片之兩端,以拉伸速度 200mm/分之條件,進行測定薄膜在寬度方向之拉伸破壞時 的強度,使用上述式2求取該單位厚度之直角撕裂強度》 [主收縮方向厚度斑] 使薄膜採取長度30mx寬度40mm之長尺輥狀予以試樣 化,微米測定器股份有限公司製之連續接觸式厚度計,以 5 (m/分)之速度測定。而且,於上述的輥狀薄膜試料之試料 化中,以薄膜試料之長度方向作爲薄膜之主收縮方向。測 定時之最大厚度爲Tmax.、最小厚度爲Tmin.、平均厚度爲 Tave.,且以下式5求取薄膜長度方向之厚度斑。 厚度斑={(Tmax· — Tmin.) / Tave.}xi00(%) •.式 5 [溶劑黏合強度] 藉由在延伸的薄膜上塗覆1,3 -二噁茂烷且予以2張貼 合,進行密封。然後,使密封部朝與薄膜之主收縮方向垂 直的方向(以下稱爲垂直方向)切取15 mm之寬度,使該物固 定於柏魯頓因(音譯)(股)公司製萬能拉伸試驗機 STM-50,且以拉伸速度200mm/分條件下進行180°剝離試 驗。其次,以此時之拉伸強度作爲溶劑黏著強度。 [收縮加工處理性(筒狀體嵌入)] 在熱收縮性薄膜上預先以東洋油墨製造(股)之草綠· 金•白色之油墨實施3色印刷。然後,藉由使經印刷的薄 膜兩端以二噁茂烷予以黏合,作成圓筒狀標籤(以熱收縮性 -29 - 1352713 薄膜之主收縮方向作爲圓周方向,裝貼外周長之瓶子外周 . 長的丨·05倍之圓筒狀標籤)。然後,使該圓筒狀標籤被覆於 500ml之PET瓶子(瓶身直徑62mm、頸部之最小直徑 • 25mm)’ 使用 Fuji Astec Inc 製蒸氣隧道(型式:SH-1500-L), 通過時間2.5秒、區域溫度80°C下進行熱收縮處理,進行 標籤裝貼。而且’於裝貼時,於頸部使直徑40mm之部分 調整爲標籤之一端。收縮後之加工處理性以目視進行評 估’基準如下述所示。 # ◎:皆沒有發生皺摺、捲翹變形、收縮不足情形,且 沒有色斑情形 〇:無法確認皺摺、捲翹變形' 收縮不足情形,惟稍 有色斑情形 ' △:雖未發生捲翹變形、收縮不足情形,惟有頸部斑 - 產生 X:發生皺摺、捲翹變形、收縮不足情形 [收縮加工處理性(包貼)] ® 在熱收縮性薄膜上以東洋油墨製造(股)之草綠•金 •白色油墨實施3色印刷,使該印刷後之熱收縮性薄膜在 長度方向爲縱方向下,切取縱230mmx橫100mm之大小。 然後’使265ml鋁瓶罐(設置如瓶身直徑68 mm、頸部之最 小直徑25mm、瓶身中央之直徑爲60mm之”蜂腰狀”)爲直 立的狀態’使切出的薄膜之長邊一方沿著底部下捲附薄 膜’且在薄膜短邊之瓶罐接合面側之邊緣上下及中央等3 處’藉由下述方法所製造的活性能量線(UV)硬化型黏合劑 -30- 1352713 塗覆成散點狀,使薄膜固定於瓶罐上。然後,經捲附的薄 膜之另一端邊緣上塗覆相同的活性能量線硬化型黏合劑, 使另一端邊緣預先固定於瓶罐之邊緣以5 mm之寬度重疊, 夾住該另一端邊緣上所塗覆的黏合劑層。然後,直接使該 黏合部分(薄膜之邊緣重疊部分)以3kW(120W/cm)xl燈空冷 式水銀燈、以l〇〇mj/cm2照射紫外線,使薄膜兩端進行硬化 黏合’製造附有熱收縮性標籤之瓶罐。然後,使附有熱收 縮性標籤之瓶罐裝貼標籤後,直接送入長度3m、保溫於 φ 92°C之水蒸氣爐收縮爐中,通過1〇秒後,使標籤收縮密接 於瓶罐之外周。而且,該裝貼該薄膜時,於頸部中使直徑 4 0mm之部分調整爲標籤的一端。然後,收縮後之加工處理 性藉由目視以下述四階段進行評估。 ' ◎:皆沒有發生皺摺、捲翹變形、收縮不足情形’且 • 沒有色斑情形 〇:無法確認皴摺、捲翹變形、收縮不足情形’惟稍 有色斑情形 • Δ:雖未發生捲翹變形、收縮不足情形,惟有頸部斑 產生 X:發生皺摺、捲翹變形、收縮不足情形 〈活性能量線(UV)硬化型黏合劑之製造方法〉 在具備溫度計、攪拌機、蒸餾塔、冷卻器、減壓裝置 之反應容器中,加入440份對苯二甲酸二甲酯、440份間苯 二甲酸二甲酯、412份乙二醇、393份己二醇、〇.5份四丁 氧基鈦酸酯,在150〜230 °C下加熱120分鐘進行酯交換反 C S ) -31 - 1352713 應。然後,使反應系減壓lOmmHg,且在30分鐘昇溫至250°C 進行反應,製得共聚合聚酯多醇。聚酯多醇之分子量爲 1 600。其次,在具備溫度計' 攪拌機、回流冷卻器之反應 *. 容器中,加入1〇〇份共聚合聚酯多醇、120份丙烯酸苯氧基 乙酯,予以溶解後,加入15份異佛爾酮二異氰酸酯及〇.〇5 份二丁基錫二月桂酸酯,在70〜80°C下進行反應2小時 後,另外加入5份丙烯酸2-羥基乙酯,藉由在70〜80 °C下 進行反應,製得胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂之丙烯酸苯氧基 φ 乙酯溶液。而且,於該100份該溶液中、使用前添加3質 量份光聚合起始劑之2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(塔 羅奇亞(音譯)(註冊商標)1173:千葉特殊化學公司製),製得 活性能量線(UV)硬化型黏合劑。胺基甲酸酯丙烯酸酯之分 _ 子量爲2000。黏合劑之組成如表3所示。而且,於上述中 - 之分子量爲數平均分子量,以四氫呋喃爲洗堤液,使用 GPC150c(瓦特路(音譯)公司製)測定的結果(聚苯乙烯換 算)。於測定時管柱溫度爲35 °C,流量爲lml/分。 ® [標籤密接性] 以與上述收縮加工處理性(筒狀體嵌入)之測定條件相 同的條件’使標籤裝貼於PET瓶上。然後,使裝貼的標籤 與瓶子輕輕地扭轉時,標籤不會移動時爲〇、被拔除且標 籤與瓶子被剝離時爲x(而且,藉由包貼方式,使薄膜直接 捲附於PET瓶等予以裝貼時,由於使薄膜邊緣黏合於PET 瓶上,該標籤密接性不會有問題)。 [裁切線開封性]
(S -32 - 1352713 預先使在與主收縮方向垂直的方向加入裁切線之標 籤,以與上述收縮加工處理性之測定條件(筒狀體嵌入)相 同的條件裝貼於PET瓶上。惟裁切線藉由使長度1 mm之孔 以1mm間隔加入、形成,且標籤之縱方向(高度方向)經過 寬度22mm、長度120mm設置2條。然後,在該瓶中塡充 5 00ml水,在5°C中冷藏,且自冷藏庫中取出後以手指拉開 瓶子標籤的裁切線,朝縱方向沿著裁切線完美地撕開,計 算可使標籤自瓶剝離後之條數,計算對50條全部試料之比 例(%) 〇 [綜合評估] 有關上述之收縮加工處理性(筒狀體嵌入)、收縮加工 處理性(包貼)、標籤密接性、裁切線開封性進行評估結果, 藉由筒狀體嵌入方式(預先形成以圓周方向爲主收縮方向 之圓筒狀標籤後,嵌入PET瓶等予以裝貼的方法)、或包貼 方式(使薄膜以主收縮方向爲圓周方向下直接捲附於PET 平等予以裝貼的方法)中任何方法,實用上使用作爲熱收縮 性薄膜時爲〇,於筒狀體嵌入方式、包貼方式之任何方法 中,實用上無法作爲熱收縮性薄膜時爲X。 另外,實施例及比較例所使用的聚酯,如下所述。 聚酯1:乙二醇70莫耳%、新戊二醇30莫耳%與對酞 酸所成的聚酯(IV 0.72dl/g) 聚酯2:聚酞酸乙二酯(IV 〇.75dl/g) 聚酯3:由對酞酸單位82.5莫耳%與異酞酸單位175莫 耳%辦成作爲二羧酸份’由乙二醇所成作爲二醇成分 (S ) -33 - 1352713 聚酯4··由乙二醇70莫耳%、1,4-環己烷二甲醇30莫 耳%與對酞酸所成的聚酯(IV 0_75dl/g) [實施例1] 使上述聚酯1與聚酯2以重量比90:10混合,投入押 出機。然後,使該混合樹脂在280 °C下進行熔融,自T塑 模押出,捲附於表面溫度30°C下冷卻的回轉金屬輥上進行 急冷,製得厚度爲3 60//m之未延伸薄膜。此時之未延伸薄 膜之拉伸速度(金屬輥之回轉速度),約爲20m/min。另外, 未延伸薄膜之Tg爲67°C。然後,使該未延伸薄膜導入連 續設置有橫延伸區、中.間區、中間熱處理區之拉幅器(第1 拉幅器)中。而且,於該拉幅器中位於橫延伸區與中間熱處 理區中間之中間區的長度,約設定爲40cm。此外,於中間 區中在沒有通過薄膜之狀態下使短冊狀紙片垂吊時,該紙 片幾乎完全朝垂直方向垂下,被來自延伸區之熱風及來自 熱處理區之熱風遮斷。 然後,使導入拉幅器之未延伸薄膜在使薄膜溫度直至 90°C下預備加熱後,以橫延伸區朝橫方向、75 °C下進行延 伸4倍,通過中間區(通過時間=約1 .2秒),導入中間熱處 理區,在130°C之溫度下進行2.0秒,製得厚度90;/ m之橫 •橫延伸薄膜。然後’利用在拉幅器後方之左右一對修邊裝 置(藉由具有圓周狀刀刃前端之圓刀所構成者),切斷橫-橫 延伸薄膜之邊緣時(中央之薄膜厚度約1.2倍之厚度部 分),連續除去位於切斷部分外側之薄膜端部β 另外’使該端部進行修邊之薄膜導入連續配置數個輥 (S ) -34 - 1352713 群之縱延伸機,在預熱輥上直至薄膜溫度爲70°C爲止預備 加熱後,在表面溫度設定爲95t之延伸輥間進行延伸3 倍。然後,使經縱延伸的薄膜藉由表面溫度設定於25 °C之 冷卻輥予以強制冷卻。而且,冷卻前薄膜之表面溫度約爲 75°C,冷卻後薄膜之表面溫度約爲25°C。而且,自70t冷 卻至25 °C爲止所需時間約爲1.0秒,薄膜之冷卻速度爲 4 5°C / 秒。 其次,使冷卻後之薄膜導入拉幅器(第2拉幅器),在 該第2拉幅器內、95 °C之氣體環境下進行熱處理2.0秒後 予以冷卻,藉由裁斷兩邊緣,使約30/zm之二軸延伸薄膜 經過所定長度連續進行製膜,製得由熱收縮性聚酯系薄膜 所成的薄膜輥。然後,所得的薄膜之特性藉由上述方法進 行評估。評估結果如表3所示。 [實施例2] 使聚酯1與聚酯2以重量比70:30混合,投入押出機 外,藉由與實施例1相同的方法連續製造熱收縮性薄膜^ 其次’使所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方法進行 評估。評估結果如表3所示》 [實施例3] 使拉幅器(第1拉幅器)之橫方向的延伸倍率改爲5.0倍 外’藉由與實施例1相同的方法連續製造熱收縮性薄膜。 而且’二軸延伸熱收縮性聚酯系薄膜之厚度約爲 其次’使所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方法進行 評估。評估結果如表3所示。
(S -35- 1352713 [實施例4 ] 使拉幅器(第1拉幅器)之中間熱處理的溫度改爲14(rc 外’藉由與實施例1相同的方法連續製造熱收縮性薄膜。 而且’二軸延伸熱收縮性聚酯系薄膜之厚度約爲24/zm。 其次’使所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方法進行 評估。評估結果如表3所示。 [實施例5] 使縱延伸機之延伸輥的溫度改爲92eC,且使長度方向 之延伸倍率改爲5.0倍外,藉由與實施例1相同的方法連 續製造熱收縮性薄膜。而且,二軸延伸熱收縮性聚醋系薄 膜之厚度約爲18/zm。其次,使所得的薄膜特性藉由與實 施例1相同的方法進行評估》評估結果如表3所示。 [實施例6 ] 使縱延伸機之延伸輥的溫度改爲92°C,長度方向之延 伸倍率改爲7.0倍外,藉由與實施例1相同的方法連續製 造熱收縮性薄膜。而且,二軸延伸熱收縮性聚酯系薄膜之 厚度約爲13#m。其次,使所得的薄膜特性藉由與實施例i 相同的方法進行評估。評估結果如表3所示。 [實施例7] 使縱延伸機之長度方向的延伸倍率改爲1.5倍外,藉 由與實施例1相同的方法連續製造熱收縮性薄膜。而且, 二軸延伸熱收縮性聚酯系薄膜之厚度約爲60/zm。其次, 使所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方法進行評估。 評估結果如表3所示。 (S ) -36 - 1352713 [實施例8 ] . 使投入押出機之原料樹脂改爲聚酯4與聚酯2以重量 比90:10混合者,使縱延伸機之長度方向的延伸倍率改爲 • 1.5倍外’藉由與實施例1相同的方法連續製造熱收縮性薄 _ 膜。而且,二軸延伸熱收縮性聚酯系薄膜之厚度約爲 60#m。其次,使所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方 法進行評估。評估結果如表3所示。 [實施例9] ® 使拉幅器(第1拉幅器)之橫方向的延伸倍率改爲4.5 倍’縱延伸機之長度方向的延伸倍率改爲1.5倍外,藉由 與實施例1相同的方法連續製造熱收縮性薄膜。而且,二 軸延伸熱收縮性聚酯系薄膜之厚度約爲27 ym。其次,使 ' 所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方法進行評估。評 - 估結果如表3所示。 [比較例1 ] 使上述之聚酯3投入押出機,在265 °C下進行熔融且自 ® T塑模押出,藉由捲附於表面溫度30°C下冷卻的回轉金屬 輥上進行急冷,製得厚度爲3 60 /zm之未延伸薄膜。而且, 未延伸薄膜之引取速度,與實施例1相同地。然後,使該 未延伸薄膜導入連續配置數個輥群之縱延伸機(第1縱延伸 機),在預熱輥上預備加熱後,表面溫度設定8 8 °C之延伸輥 間進行延伸2.7倍。另外,使朝長度方向延伸的薄膜導入 連續設置有橫延伸區、中間區、中間熱處理區之拉幅器(第 1拉幅器)中,在橫延伸區中、在97°C之延伸溫度下、朝橫 C S ) -37 - 1352713 方向、97 °C下進行延伸3.5倍後,在熱處理區中、125 °C下 進行熱處理。然後’使熱處理後之薄膜導入連續配置數個 輥群之縱延伸機(第2縱延伸機),在預熱輥上進行預備加 熱後,在表面溫度設定於98 °C之延伸輥間,再次進行縱延 伸1.5倍。另外,再次使經縱延伸的薄膜導入拉幅器(第2 拉幅器),於85 °C之熱處理後進行冷卻,裁去兩邊緣部份, 使約35 之二軸延伸薄膜經過所定長度予以連續製膜, 製得熱收縮性聚酯系薄膜輥。而且,熱處理後冷卻前之薄 膜的表面溫度約爲7 5 °C,約2.0秒冷卻至約25 °C (冷卻速度 =25 °C /秒)。其次,使所得的薄膜之特性以上述方法予以評 估。評估結果如表3所示。 [比較例2 ] 使聚酯1與聚酯2以重量比40:60混合,投入押出機 外,藉由與實施例1相同的方法連續製造熱收縮性薄膜。 其次,二軸延伸熱收縮性聚酯系薄膜之厚度約爲 然後, 使所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方法進行評估。 評估結果如表3所示。 [比較例3 ] 使拉幅器(第1拉幅器)之中間熱處理的溫度改爲70°C 外’藉由與實施例丨相同的方法連續製造熱收縮性薄膜。 其次’使所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方法進行 評估。評估結果如表3所示。 [比較例4 ]
(S -38- 1352713 藉由使未延伸薄膜導入拉幅器,薄膜溫度直至90°C爲 止進行預備加熱後,在75 °C之延伸溫度朝橫方向進行延伸 4.0倍予以冷卻,裁去兩邊緣部份,使約45 μ m之橫-橫延 • 伸薄膜經過所定長度連續進行製膜,製得熱收縮性聚酯系 . 薄膜輥。而且,熱處理後冷卻前之薄膜的表面溫度約爲 75°C,約2.0秒冷卻約至35°C (冷卻速度=20°C /秒)。使所得 的薄膜特性藉由上述方法進行評估。評估結果如表3所 示。而且’於比較例5之薄膜中,寬度方向爲主收縮方向, 長度方向爲與主收縮方向垂直的方向。 [比較例5 ] 除以第2縱延伸機再次縱延伸時之延伸倍率爲3.〇倍 外’藉由與比較例1相同的方法,連續製造熱收縮性薄膜。 其次’使所得的薄膜特性藉由與實施例1相同的方法進行 評估。評估結果如表3所示。
(S -39 - 1352713
靼逛仞鏗擗却耀婪鏺 e谳 Κ ·Ν Φ 担 _!担遐陡 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 X X X X X 裁切線 開封性 (不良率) (%) VO ^3* 寸 OJ v〇 OO CN 1 t s VD oo 〇J CO v〇 OJ 標籤密 接性 (简狀體 嵌入) 〇 〇 〇 〇 〇 〇 • 1 1 X X X 〇 〇 收縮加工處理性 (收縮斑等) 包裝· 圓形 <3 <3 < <1 < <] ◎ ◎ ◎ 1 X X * 1 筒狀體 嵌入 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ X X X X X X ◎ X 主收 縮方 向厚 度斑 (%) Ο vd CS v〇 Ο \ό ο VO 〇 U"1 r- » < Γ— 1 1 OO vd 1 磚 一 卜 卜 oo oo 卜 <in S ^ m ^ ® 5 m δ w-ϊ v〇 寸 tn cn 2 oo vd r- vd 〇s 1 1 On c*~> 寸 VD m Usr U t,t 摄秘曰 C缌S mm ^ 〇 cn (N o CN ο ο CO 〇Q O <T\ CN o 〇 r- CN s CN o 〇 cn ο ο CO o CO cs 〇 〇 o 寸 m 矇咏召 钵s:张 Γ ΟΟ 〇 0.80 Γ〇 ΟΝ Ο Γ ΟΟ ο 0.69 r- vn o vr> On 〇 vy-> CO I—H r- O οο οο ο 冯 o oo o o 〇 摄p 张1 tm 裡 垂直 方向* o m 〇 m Ο ΟΝ CNJ ο cn o cs m o ro § ΓΜ CN r- m o o 寸 o ο 寸 o r— ro 1650 o υ^ϊ OO 主收縮 方向 〇 v〇 cs 〇 oo cs ο ο ν〇 cs 〇J o s o 对 m w-j υη cn cs o o cn ο CO 〇 CN o 寸 〇 CN 1 自然 收縮 率 (%) <n o \n o \Τ·ί Ο V) ο oo o o o 〇 o oo ν〇 ο vn 〇 VO o CN 折射率 垂直 方向* o 〇0 m oo 卜 y—^ m οο § u-> \o r- v〇 » 1 卜 m i 1 υη 00 ?—H 00 Ό ( s v〇 ?—1 1 νο 卜 ν〇 Τ-Η 1,579 wn 1 主收縮 方向 oo oo v-j CN Os W-> 1-H ί/~ί οο ON oo w-> 1,593 〇\ ON i〇 r-H r- 卜 CO 卜 1,581 1 1,590 1,618 1,625 1 最大熱 收縮應 i力 (MPa) OO r- 卜 cn r- »—H 卜 in oo* Ό OO ON CO cs CO CO CO ON CO 卜 Γ ΟΟ OJ OO 熱水溫收縮率(%) 垂直 方向* P g cn r- 寸 o r- o OJ \〇 ON as cs oi m as 主收縮方向 。。 § oo in οο CN VO ON vn On v〇 OS CN 沄 oo CN VO CS wn v〇 CN VO P g CN CO oo cn 〇a 卜 Ό O\ CN m \〇 CO 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 -! 實施例6 I 實施例7 實施例8 實施例9 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 -〇寸-s c 1352713 由表3可知,實施例1〜9所得的薄膜,主收縮方向對 長度方向之收縮性高,對與主收縮方向垂直的寬度方向之 收縮性非常低。而且,實施例1〜6所得的薄膜,溶劑黏合 強度高,標準密接性良好,沒有收縮斑,收縮加工處理(筒 狀體嵌入方式)良好。其次,實施例7〜9所得的薄膜,收 縮加工性(包貼方式)良好。其次,實施例7所得的薄膜, 溶劑黏合強度增高。此外,實施例1〜9之熱收縮性聚酯系 薄膜,就裁切線開封性良好而言,自然收縮率小、所製造 的薄膜輥上不會產生皺摺。換言之,實施例1〜9所得的熱 收縮性聚酯系薄膜,作爲標籤之品質高,實用性極高。 對此而言,比較例1所得的熱收縮性薄膜,標籤密接 性、裁切線開封性不佳。而且,比較例2,3所得的熱收縮 性薄膜,薄膜寬度方向之熱收縮率高,標籤密接性不佳, 產生收縮斑。另外,比較例4所得的薄膜(主收縮方向爲寬 度方向)’收縮加工處理性(筒狀體嵌入方式)雖佳,裁切線 開封性不佳。此外’比較例5所得的薄膜(主收縮方向爲寬 度方向)’就與主收縮方向垂直的方向之熱收縮率大、產生 收縮斑而言,裁切線開封性不佳、自然收縮率變大、所製 造的薄膜輥上產生皺摺。換言之,以比較例1〜5所得的熱 收縮性聚酯系薄膜,作爲標籤之品質皆不佳,實用性皆低。 【產業上之利用價値】 本發明之熱收縮性聚酯系薄膜,由.於如上所述具有優 異的加工特性,適合使用於瓶子之標籤用途。 【圖式簡單說明】 (S ) -41- 1352713 第1圖係表示測定直角撕裂強度時試驗片之形狀的說 明圖(而且,圖中試驗片之各部分的長度單位爲mm) 【元件符號說明】 F...薄膜
(S ) -42
Claims (1)
1352713 / wo年^月衫曰修正本 修正本 第096121507號「熱收縮性聚酯系薄膜及其製法」發明專 利申請案 (2011年4月13日修正) 十、申請專利範園: 1. 一種熱收縮性聚酯系薄膜,其係爲以對酞酸乙二酯爲主 要構成成分,且於全部聚酯樹脂成分中含有10莫耳%以 上可形成非晶質成分之1種以上的單體成分,且形成一 定寬度之長尺狀,主收縮方向爲長度方向之熱收縮性聚 酯系薄膜,其特徵爲滿足下述要件(1)〜(4): (1) 在90 °c之溫水中處理1 0秒時長度方向之熱水溫熱 收縮率爲1 5 %以上、8 0 %以下, (2) 在90t之溫水中處理10秒時與長度方向垂直的寬 度方向之熱水溫熱收縮率爲〇%以上、1 7%以下, (3) 長度方向與寬度方向之折射率均爲1.570以上、 1 .620以下, (4) 在4〇°C、65%RH之環境下進行老化處理700小時 後之主收縮方向的自然收縮率爲0.05%以上、1.5 %以下。 2. 如申請專利範圍第1項之熱收縮性聚酯系薄膜,其中在 90 °C之溫水中處理1〇秒時長度方向之熱水溫熱收縮率爲 1 5 %以上、低於40%,且長度方向之折射率爲1.570以上、 1.590以下,以及寬度方向之折射率爲1.570以上、1.620 以下。 3. 如申請專利範圍第1或2項之熱收縮性聚酯系薄膜,其 中全部聚酯樹脂成分中可形成非晶質成分之單體的主要 成分爲新戊二醇、1,4_環己烷二甲醇'異酞酸中任何一種。 1352713 修正本 4. 如申請專利範圍第1或2項之熱收縮性聚酯系薄膜,其 中在80°C之溫水中朝長度方向進行收縮10%後,測定長 度方向及寬度方向之埃爾門多夫(Elmendorf)撕裂強度時 之埃爾門多夫比爲〇_丨5以上、1.5以下。 5. 如申請專利範圍第1或2項之熱收縮性聚酯系薄膜,其 中在80 °C之溫水中朝長度方向進行收縮10 %後,每單位 厚度之寬度方向的直角撕裂強度爲l〇〇N/mm以上、 3 0 ON/mm 以下。 6. —種熱收縮性聚酯系薄膜之製法,其係爲用於連續製造 如申請專利範圍第1至5項中任一項之熱收縮性聚酯系 薄膜之製法,其特徵係使未延伸薄膜於拉幅器內藉由夾 鉗使寬度方向的兩端邊緣爲固定之狀態下,在Tg + 5°C以 上、Tg + 40°C以下之溫度下,朝寬度方向以2.5倍以上、 6.0倍以下之倍率進行延伸後,通過沒有實施積極的加熱 操作之中間區域後,在l〇〇°C以上、170°C以下之溫度下 進行熱處理1 · 〇秒以上、1 〇 . 〇秒以下之時間’然後,使 薄膜之表面溫度冷卻至30°C以上、70。(:以下後,在Tg + 5t: 以上、Tg +80°C以下之溫度下、朝長度方向以2 · 0倍以上、 7倍以下之倍率進行延伸,然後,以3 〇 °C /秒以上、7 01 / 秒以下之冷卻速度使薄膜之表面溫度冷卻至4 5 °C以上、 7 5 °C以下。
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