TWI605927B - Biaxially stretched polyester film and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本發明係有關聚酯薄膜及其製造方法。更詳言之，係有關適於以往尼龍薄膜及其他柔軟薄膜之慣用用途，且耐衝擊性及彎撓性、力學強度間的平衡優良的聚酯薄膜及其製造方法。
聚對苯二甲酸丁二酯(以下為PBT)，由於其無論是力學特性、耐衝擊性，甚而氣體障壁性、耐藥品性優良，故以往係作為工程塑膠使用，尤其基於其結晶速度快、生產性良好之觀點，亦作為有用之材料而使用。然而，一般認為PBT其結晶速度高，不易實施雙軸延伸。此係因延伸過程中的定向引起結晶化，而不易實施延伸所致。
因此，藉由以延伸倍率為3.5倍以下朝TD方向延伸後，再以100000%/分鐘以上之變形速度朝MD方向延伸來製造雙軸延伸PBT薄膜，以製造均勻延伸且無厚度不均的薄膜之技術已為人所知(例如參照專利文獻1)。然而，該習知技術，由其實施例之結果亦可知，由於僅增加MD方向之變形速度，故伸度低，且透明性或尺寸穩定性差，而有未能成為在MD方向與TD方向獲得平衡的薄膜的問題(例如參照專利文獻1)。
在未延伸之PBT薄膜中，藉由使穿刺位移處於特定範圍，對於進行鋰離子電池外包裝用等的壓製成形之用途具有優良加工適性之技術已為人所知(例如參照專利文獻2)。
然而，由於該習知技術屬未延伸者，故PBT之定向較弱，且基於力學特性或耐衝擊性之觀點，存有無法充分使PBT之原本特性展現的問題。
對此，為活用PBT原本所具之特性，過去40年以上已進行以藉雙軸延伸化提高平面定向而提升作為薄膜之力學特性或耐衝擊性為目的的研究。在此針對以往對於PBT薄膜之檢討進行下述數考究。
舉例言之，藉由使用採管狀(tubular)同時雙軸延伸法而以使四方向之斷裂強度達特定值以上之方式所製成的PBT薄膜，而使各向異性少，機械性質或尺寸穩定性優良之技術已為人所知(例如參照專利文獻3)。
然而，該習知技術，因其製造方法會導致厚度精密度差，且平面定向係數無法提高，因而有穿刺強度低的問題。
此外，藉由除了PBT以外亦分別單獨交互積層複數聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等的兩種樹脂，而使之呈高剛性且於高溫下之尺寸穩定性或成形性優良之技術已為人所知(例如參照專利文獻4)。
然而，該習知技術，由於除了PBT以外亦積層由PET或PEN之樹脂構成的層，而使延伸溫度係在Tg高於PBT
之PET或PEN的延伸溫度下實施延伸，故PBT亦在高溫下實施延伸，除了無法使PBT薄膜原本之特徵展現外，亦因薄膜中的樹脂組成為兩種，故難以將製膜時之修整碎屑等再度添加至原料而再利用，有在經濟性方面上較不利的問題。
如上所述，以往的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯薄膜，在作為包裝用材料或鋰電池之外包裝材料使用方面上尚未具有充分之性能。
[專利文獻1]日本特開昭51-146572號公報
[專利文獻2]日本特開2012-77292號公報
[專利文獻3]日本特開2012-146636號公報
[專利文獻4]WO2004/108408號公報
本發明係以該習知技術之課題為背景而完成者。亦即，本發明目的在於提供一種適於尼龍薄膜及其他柔軟薄膜之慣用用途的雙軸延伸聚酯薄膜及其製造方法。
本發明人為達所述目的而致力進行研究的結果，終至完成本發明。
即，本發明係一種雙軸延伸聚酯薄膜，其特
徵為其包含含有60質量%以上之聚對苯二甲酸丁二酯的聚酯樹脂組成物(A)，且MD之降伏應力為70MPa以下，TD之降伏應力為70MPa以下，MD之斷裂強度為160MPa以上，TD之斷裂強度為160MPa以上，MD及TD之斷裂伸度為100%以上。
又，此時，前述聚酯樹脂(A)較佳為係含有聚對苯二甲酸丁二酯以外之聚酯樹脂(B)而成。
又，前述雙軸延伸聚酯薄膜之製造方法，較佳為其特徵為對厚度15~2500μm之未延伸聚酯片實施雙軸延伸而得，該未延伸聚酯片係將同一組成積層至60層以上後流延而成。
此時，較佳為使未延伸聚酯片與20℃以下之冷卻輥接觸而冷卻後實施雙軸延伸。
再者，此時，較佳為對未延伸聚酯片中之球晶徑為500nm以下的未延伸聚酯片實施雙軸延伸。
再者，此時，較佳為MD之斷裂強度與TD之斷裂強度的比為1.5以下，MD之斷裂伸度與TD之斷裂伸度的比為1.5以下。
再者，此時，較佳為對未延伸聚酯片實施逐次雙軸延伸。
根據本發明，可獲得一種適於使用尼龍薄膜及其他柔軟薄膜之用途的雙軸延伸聚酯薄膜。
以下，就本發明詳細加以說明。
本發明所使用之聚酯樹脂組成物(A)係以PBT為主要構成成分，PBT之含有率較佳為60質量%以上，更佳為70質量%以上，尤佳為75質量%以上，最佳為80質量%以上。未滿60質量%時耐衝擊強度及抗針孔性會下降，就薄膜特性而言不充分。
作為主要構成成分使用之PBT，就其二羧酸成分而言，對苯二甲酸較佳為90莫耳%以上，更佳為95莫耳%以上，再佳為98莫耳%以上，最佳為100莫耳%。就二醇成分而言，1,4-丁二醇較佳為90莫耳%以上，更佳為95莫耳%以上，再佳為97莫耳%以上，最佳為在聚合時不含藉1,4-丁二醇之醚鍵所生成的副產物以外者。
本發明所使用之聚酯樹脂(A)，可以調整雙軸延伸時之製膜性或所得薄膜之力學特性為目的，而含有PBT以外之聚酯樹脂(B)。
就PBT以外之聚酯樹脂(B)而言，除了聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚對苯二甲酸丙二酯(PPT)等的聚酯樹脂外，還可列舉：由間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、聯苯二羧酸、環己羧二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等二羧酸共聚合而成之PBT樹脂，或由乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、環己二醇、聚乙二醇、聚四亞甲二醇、聚碳酸
酯二醇等二醇成分共聚合而成之PBT樹脂。
就此等PBT以外之聚酯樹脂之添加量而言，較佳為40質量%以下。PBT以外之聚酯樹脂之添加量超過40質量%時，會使作為PBT之力學特性受損，耐衝擊強度或抗針孔性、壓製成形性不充分。
又就添加劑而言，為改善彎撓時之抗針孔性，可添加由柔軟的聚醚成分、聚碳酸酯成分、聚酯成分中之至少一種共聚合而成之聚酯系及聚醯胺系彈性體。
較佳為此等添加劑之添加量的下限為0質量%，上限為20質量%。若超過20質量%時，除功效達飽和外，亦會發生透明性將降低等。
樹脂熔融溫度的下限較佳為200℃，未滿200℃時排出不穩定；樹脂熔融溫度的上限較佳為320℃，超過320℃時則樹脂會發生劣化。
前述聚酯樹脂還可視需求含有向來周知之添加劑，諸如滑劑、安定劑、著色劑、抗氧化劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑等。
就滑劑源而言，較佳為除了二氧化矽、碳酸鈣、氧化鋁等無機系滑材外還有有機系滑劑，更佳為二氧化矽、碳酸鈣，尤佳為碳酸鈣。採用此等可展現透明性及光滑性。
滑劑濃度的下限較佳為100ppm，未滿100ppm時光滑性降低；滑劑濃度的上限較佳為20000ppm，超過20000ppm時則透明性降低。
作為在本發明中用以獲得所述薄膜的較佳方
法之一例的第一重點，可舉出在流延時使同一組成之原料以多層化方式流延。
由於PBT之結晶速度較快，故在流延時亦進行結晶化。此時，若非以多層而以單層流延，因不存在可抑制結晶生長的障壁，此等結晶恐生長成大尺寸之球晶。其結果，不僅所得未延伸片之降伏應力變高，於雙軸延伸時容易斷裂外，所得雙軸延伸薄膜之降伏應力亦高，恐成為成形性不充分的薄膜。
另一方面，本發明人等發現，藉由將同一種樹脂進行多層積層，不僅可降低未延伸片之延伸應力，並能夠實施穩定的雙軸延伸外，所得雙軸延伸薄膜亦藉由具有較低的降伏應力，而能夠獲得柔軟且斷裂強度高的薄膜。
雖為推測，但其原因據認為係因為，即使是將同一種樹脂進行積層之情形，亦存在有層的界面，藉該界面會使結晶化加速，且另一方面，跨越層的大型結晶的生長會獲得抑制，藉此使得球晶尺寸縮小所致。
就用於藉由多層化使球晶尺寸縮小之具體方法而言，可用一般的多層化裝置(多層分層器、靜態混合機、多層多路歧管等)，可採例如利用二台以上之擠製機，將從不同流道送出的熱塑性樹脂利用分層器、靜態混合機、多路歧管等予以積層成多層之方法等。再者，若如本發明般以同一組成進行多層化時，亦可僅用一台擠製機，並在從擠製機至模頭為止的熔融線導入上述多層化裝置，以達本發明之目的。
就本發明中用以獲得所述薄膜的較佳方法之一例的第二重點而言，必須在流延時減小未延伸片之結晶度。就為達此目的之具體方法而言，可舉出在低溫下對冷卻輥進行流延。此外，為了使未相接於冷卻輥的面冷卻，亦可設置接觸輥來提高冷卻效率。
模頭溫度的下限較佳為200℃，若未滿上述值時，排出不穩定使厚度不均勻。模頭溫度的上限較佳為350℃，超出上述值時，除厚度不均勻外，還會因發生樹脂之劣化，模唇髒汙等致使外觀不良。
冷卻輥溫度的下限較佳為-10℃，若未滿上述值時結晶化抑制功效達飽和。冷卻輥溫度的上限較佳為20℃，超出上述值時則結晶度會過高而不易延伸。又，若使冷卻輥之溫度處於上述範圍時，為防止凝結，較佳為事先降低冷卻輥附近環境之濕度。
在流延時，由於表面與高溫之樹脂接觸，冷卻輥表面之溫度會上升。通常，冷卻輥係藉由使配管穿通其內部並流通冷卻水來達到冷卻，惟必需確保充分的冷卻水量、對配管之配置加以設計、進行養護以防泥狀沉積物(sludge)附著於配管等，來減少冷卻輥表面之寬度方向的溫度差。在未採用多層化等方法時於低溫下冷卻時特別需注意。
此時，未延伸片之厚度較佳為15~2500μm之範圍。
上述之多層構造的流延係以至少60層以上，較佳為250層以上，更佳為1000層以上來進行。當層數較少時，不僅未延伸片之球晶尺寸變大，延伸性改善功效
小，亦會失去其降低所得雙軸延伸薄膜之降伏應力的功效。
此時，未延伸聚酯片中之球晶徑較佳為500nm以下。
上述未延伸聚酯片的中央部之比重的下限較佳為1.25g/cm3，若未滿上述值時延伸性改善功效達飽和。中央部之比重的上限較佳為1.3g/cm3，超出上述值時則結晶度會過高而不易延伸。
其次，就延伸方法加以敘明。延伸方法可為同時雙軸延伸或逐次雙軸延伸，而為了提高穿刺強度，必須事先提高平面定向係數，此時則較佳為逐次雙軸延伸。
縱延伸方向(以下為MD)之延伸溫度的下限較佳為40℃，更佳為45℃。若未滿40℃時，容易發生斷裂。MD延伸溫度的上限較佳為100℃，更佳為95℃。超出100℃時，會無法施予定向而導致力學特性下降。
MD延伸倍率的下限較佳為2.5倍，若未滿上述值時會無法施予定向而導致力學特性或厚度不均劣化。MD延伸倍率的上限較佳為5倍，超出上述值時則改善力學強度或厚度不均之功效達飽和。
橫延伸方向(以下為TD)之延伸溫度的下限較佳為40℃，若未滿上述值時容易發生斷裂。TD延伸溫度的上限較佳為100℃，若超出上述值時則會無法施予定向而導致力學特性下降。
TD延伸倍率的下限較佳為2.5倍，若未滿上述
值時會無法施予定向而導致力學特性或厚度不均劣化。TD延伸倍率的上限較佳為5倍，超出上述值時則改善力學強度或厚度不均之功效達飽和。
TD熱固定溫度的下限較佳為150℃，若未滿上述值時熱收縮率會變大，導致加工時之偏移或收縮。TD熱固定溫度的上限較佳為250℃，超出上述值時則薄膜恐會熔化，此外，縱未熔化亦會發生脆化。
TD鬆弛率的下限較佳為0.5%，若未滿上述值時，於熱固定時容易發生斷裂。TD鬆弛率的上限較佳為10%，超出上述值時則會產生鬆垂等而發生厚度不均。
本發明雙軸延伸聚酯薄膜之厚度的下限較佳為3μm，更佳為5μm，再佳為8μm。若未滿3μm時，作為薄膜之強度不足。薄膜厚度的上限較佳為100μm，更佳為75μm，再佳為50μm。超出100μm時則會過厚而不易實施本發明目的之加工。
本發明雙軸延伸聚酯薄膜之平面定向係數的下限較佳為0.1，若未滿0.1未滿時穿刺強度、衝擊強度等會下降。平面定向係數的上限較佳為0.15，超出0.15時，除生產性降低外，亦觀察到彎撓性等下降。平面定向係數可根據MD倍率、熱固定溫度而設定於一範圍內。又就延伸方法而言，相較於同時雙軸延伸，較佳為逐次雙軸延伸，尤佳為朝MD方向延伸後朝TD方向延伸之逐次雙軸延伸。
就本發明雙軸延伸聚酯薄膜而言，較佳為在整個薄膜厚度方向範圍為同一組成之樹脂。
此外，亦可對本發明雙軸延伸聚酯薄膜積層其他材質的層，就該方法而言，可舉出在製成本發明雙軸延伸聚酯薄膜後予以貼合，或在製膜中予以貼合之方法。
(薄膜特性)
在本發明雙軸延伸聚酯薄膜中，就MD降伏應力而言較佳為70MPa以下，更佳為65MPa以下，再佳為60MPa以下。若未滿上述值時，薄膜不易延伸，在與各種密封劑等貼合後之引伸加工等的加工性方面係屬不利。
在本發明雙軸延伸聚酯薄膜中，就TD降伏應力而言較佳為70MPa以下，更佳為65MPa以下，更佳為60MPa以下。若未滿上述值時，薄膜不易延伸，在與各種密封劑等貼合後之引伸加工等的加工性方面係屬不利。
在本發明雙軸延伸聚酯薄膜中，MD斷裂強度的下限較佳為160MPa，更佳為180MPa，再佳為200MPa。若未滿上述值時，除了在加工時或與各種密封劑等貼合後之壓製成形時容易斷裂外，在落袋時亦易發生破袋。
MD斷裂強度的上限較佳為300MPa。超出上述值時斷裂強度改善功效達飽和。
在本發明雙軸延伸聚酯薄膜中，TD斷裂強度的下限較佳為160MPa，更佳為180MPa，再佳為200MPa。若未滿上述值時，除了在加工時或與各種密封劑等貼合後之壓製成形時容易斷裂外，在落袋時亦易發生破袋。MD斷裂伸度可根據MD倍率、熱固定溫度而設定於一範圍內。
TD斷裂強度的上限較佳為300。超出上述值時斷裂強度改善功效達飽和。
在本發明雙軸延伸聚酯薄膜中，MD斷裂強度與TD斷裂強度的比的下限較佳為0.5，更佳為0.7，再佳為0.9。若未滿上述值時，會使在壓製成形時縱橫之變形失去平衡，導致成形品之厚度不均勻。TD斷裂伸度可根據MD倍率、熱固定溫度而設定於一範圍內。
MD斷裂強度與TD斷裂強度的比的上限較佳為1.5，更佳為1.3，再佳為1.1。若超出上述值時，會使在壓製成形時縱橫之變形失去平衡，導致成形品之厚度不均勻。
在本發明雙軸延伸聚酯薄膜中，MD斷裂伸度(%)的下限較佳為100%，更佳為110%，再佳為120%。若未滿上述值時，在與各種密封劑等貼合後之引伸加工等的加工性方面係屬不利。
MD斷裂伸度上限較佳為200%，超出200%時改善功效達飽和。
TD斷裂伸度下限較佳為100%，更佳為110%，再佳為120%。若未滿上述值時，在與各種密封劑等貼合後之引伸加工等的加工性方面係屬不利。
TD斷裂伸度上限較佳為200%，超出200%時改善功效達飽和。
在本發明雙軸延伸聚酯薄膜中，MD斷裂伸度與TD斷裂伸度的比的下限較佳為0.5，更佳為0.7，再佳為0.9。若未滿上述值時，會使在壓製成形時縱橫之變形失去平衡，無法進行均勻成形而產生斷裂或針孔。
MD斷裂伸度與TD斷裂伸度的比的上限較佳為1.5，
更佳為1.3，再佳為1.1。超出上述值時，會使在壓製成形時縱橫之變形失去平衡，無法進行均勻成形而產生斷裂或針孔。
為獲得具上述範圍之降伏應力、斷裂強度、斷裂伸度的雙軸延伸聚酯薄膜，較佳可舉出將同一種樹脂組成物進行多層積層之方法。
對本發明雙軸延伸聚酯薄膜與鋁箔疊層而成之積層體實施壓製成形時，就可均勻且無斷裂地成形之引伸深度的下限而言，較佳為5mm以上，更佳為5.5mm以上，尤佳為6mm以上。
壓製成形性若高於5mm，則適於電池外包裝用等的壓製成形。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜之穿刺強度的下限較佳為0.8N/μm，更佳為0.9N/μm。若未滿0.8N/μm時，加工時或製成袋體時之強度不足。穿刺強度的上限較佳為1.5N/μm，超出1.5N/μm時則改善功效達飽和。穿刺強度可根據MD倍率、熱固定溫度而設定於一範圍內。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜之耐衝擊強度(耐衝擊性)的下限較佳為0.075J/μm，更佳為0.08J/μm。若未滿0.075J/μm時，作為袋體使用時強度不足。耐衝擊強度(耐衝擊性)的上限較佳為0.2J/μm，超出0.2J/μm時則改善功效達飽和。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜藉由進一步具有下述薄膜特性，而更適合作為包裝材料或外包裝材料使用。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜之MD彈性模數的下限較佳為1GPa，更佳為1.2GPa，再佳為1.4GPa。若未滿上述值時容易拉伸，在印刷或疊層等的加工時會發生間距偏移等。
MD彈性模數的上限較佳為3GPa，更佳為2.8GPa，再佳為2.6GPa。超出上述值時，在與各種密封劑等貼合後之引伸加工等的加工性方面係屬不利。
本發明雙軸延伸聚酯薄膜之TD彈性模數的下限較佳為1GPa，更佳為1.2GPa，再佳為1.4GPa。若未滿上述值時容易拉伸，於加工時會發生問題。
TD彈性模數的上限較佳為3GPa，更佳為2.8GPa，再佳為2.6GPa。超出上述值時，在與各種密封劑等貼合後之引伸加工等的加工性方面係屬不利。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜之吸濕率的下限較佳為0.1%，若未滿上述值時，改善功效達飽和。吸濕率的上限較佳為1%，超出上述值時則容易發生吸濕尺寸變化等。
在本發明之雙軸延伸聚酯薄膜中，薄膜之MD熱收縮率的下限較佳為0.1%，若未滿上述值時，除改善功效達飽和外，在力學上亦恐發生脆化。MD熱收縮率的上限較佳為4%，超出上述值時則會因印刷等的加工時之尺寸變化而發生間距偏移等。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜之TD熱收縮率的下限較佳為0.1%，若未滿上述值時，除改善功效達飽和外，在力學上亦恐發生脆化。TD熱收縮率的上限較佳
為3%，超出上述值時則會因印刷等的加工時之尺寸變化而發生寬度方向上的收縮等。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜之霧度較佳為20%以下，更佳為18%以下，再佳為15%以下，尤佳為10%以下。若未滿上述值時，透明性差，成形品之外觀品質降低。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜之由Gelbo-Flex Tester所產生之針孔數的下限較佳為0(個，CPP疊層，2000次後)。Gelbo的上限較佳為10(個，CPP疊層，2000次後)，更佳為5(個，CPP疊層，1000次後)。若超過10(個，CPP疊層，2000次後)，則在作為袋體使用時容易破洞。
本發明之雙軸延伸聚酯薄膜由於吸濕少，故由其產生之扭曲小，保香性優良。
其次，根據實施例對本發明更詳細加以說明，惟本發明不限於下述事例。再者，薄膜的評定係依以下測定法進行。
[製膜性]
依以下基準評定雙軸延伸薄膜之製膜性。若為○及△，則判定為「生產性佳」。
○：可無斷裂地製膜，得以連續生產；△：製膜性些許不穩定，略發生斷裂，惟達可連續生產之水準；×：頻繁發生斷裂，不易連續生產。
[力學特性(降伏應力值、初始彈性模數、斷裂強度、斷裂伸度)]
以JIS K 7113為準。使用刀片沿薄膜之長度方向及寬度方向切取寬10mm、長100mm之樣品作為樣品。在23℃、65%RH環境下放置12小時後，在23℃、65%RH環境下，以夾頭間距離100mm、拉伸速度200mm/分鐘之條件進行測定，取5次測定結果之平均值。測定裝置使用島津製作所公司製Autography AG5000A。
[球晶尺寸]
採取經流延所得之未延伸片，利用光散射測定裝置(大塚電子：Dyna-3000)測定各未延伸片之Hv光散射圖案。使用將測定之中心角變更為0°、20°、60°時所得之Hv光散射圖案，並由散射圖案之幅度來決定球晶半徑。單位為[nm]。
[厚度]
依基於JIS-Z-1702之方法進行測定。
[平面定向]
由薄膜卷樣本，於寬度方向採取10點樣本。針對該樣本，根據JIS K 7142-19965.1(A法)，以鈉D線為光源，利用亞貝折射計測定薄膜長度方向之折射率(nx)、寬度方向之折射率(ny)、厚度方向之折射率(nz)，並依下式算出平面定向係數(△P)。此外，以所得平面定向係數之平均值作為平面定向係數。
△P=(nx+ny)/2-nz
寬度方向之平面定向係數差係上述10點樣本之最大
值與最小值的差。
[壓製成形性]
將所得薄膜卷與鋁箔(8079材，厚度40μm)使用胺基甲酸酯系黏著劑(東洋Morton公司製TM-509，CAT10L；乙酸乙酯33.6：4.0：62.4(質量比))進行乾燥積層，製成薄膜/鋁箔積層體。以聚酯薄膜在外側之方式，將所得積層體設置於沖壓模組模頭(凸部形狀90mm×50mm)，利用壓力機在23℃下加壓來進行壓製成形。以0.2mm單位持續加深成形時之引伸深度，並以上述積層體未破損之最大深度作為引伸深度。
[穿刺強度]
依據日本食品衛生法之「食品、添加物等之規格基準第3：器具及容器包裝」(1982年日本厚生省(衛福部)告示第20號)的「2.強度等試驗法」來進行測定。取尖端部直徑0.7mm的針以穿刺速度50mm/分鐘刺穿薄膜，測定針貫穿薄膜時的強度，以其為穿刺強度。測定係於常溫(23℃)下進行，單位為[N/μm]。
[耐衝擊強度]
利用東洋精機製作所股份有限公司製衝擊試驗機，測定23℃環境下薄膜抵抗衝壓之強度。衝擊球面係使用直徑為1/2吋者。單位為[J/μm]。
[熱收縮率]
就聚酯薄膜之熱收縮率，除設試驗溫度150℃、加熱時間15分鐘以外，係以JIS-C-2318記載之尺寸變化試驗法測定。
就尼龍薄膜之熱收縮率，除設試驗溫度160℃、加熱時間10分鐘以外，係以JIS-C-2318記載之尺寸變化試驗法測定。單位為[%]。
[霧度]
採用以JIS-K-7105為準之方法，取試料利用霧度計(日本電色製NDH2000)對其不同部位3處加以測定，以其平均值為霧度。單位為[%]。
[抗針孔性]
將本案發明之薄膜裁切成20.3cm(8吋)×27.9cm(11吋)之大小，並將該裁切後之長方形測試薄膜，在溫度23℃、相對濕度50%之條件下放置24小時以上加以調濕。其後，將該長方形測試薄膜捲成長20.32cm(8吋)之圓筒狀。接著，將該圓筒狀薄膜之一端固定於Gelbo-Flex Tester(理學工業公司製NO.901型)(依據MIL-B-131C之規格)之圓盤狀固定頭的外周，並將圓筒狀薄膜之另一端固定於與固定頭相隔17.8cm(7吋)而相向的試驗機之圓盤狀可動頭的外周。隨後，使可動頭在朝固定頭的方向並沿著平行相向的兩頭之軸前進7.6cm(3.5吋)的期間，使其旋轉440°，接著又使其在不旋轉下直線前進6.4cm(2.5吋)後，逆向實施該等動作使可動頭返回最初位置，而將依此為1循環之彎撓試驗，以每分鐘40循環之速度連續予以重複達2000循環。實施係於5℃進行。其後，量測經測試之薄膜之固定於固定頭及可動頭的外周之部分以外的17.8cm(7吋)×27.9cm(11吋)內之部分所生成的針孔數(即量測每497cm2(77平方吋)之針孔數)。
[實施例1]
使用單軸擠製機，添加含有PBT(三菱Engineering Plastics製NOVADURAN 5020，熔點220℃)及作為滑劑之碳酸鈣的母料為聚酯樹脂組成物(A)，並使以滑劑濃度為2000ppm之方式予以摻混而成者於270℃熔融之後，將熔融線導入至12葉片之靜態混合機。藉此進行PBT熔融體之分割‧積層，得到包含同一原料的多層熔融體。由270℃之T字模流延，並藉由靜電密著法使其緊密附著於10℃之冷卻輥而得到未延伸片。對冷卻輥之表面溫度，在寬度方向以10cm間隔進行測定(熱電偶)的結果，其偏差為3℃以下。接著，於60℃朝縱向進行輥延伸3.2倍，接著透過拉幅機於80℃朝橫向延伸3.9倍，再於200℃實施3秒拉伸熱處理並以1秒實施3%之鬆弛處理後，切除兩端部而得到厚度12μm之PBT薄膜。
將所得薄膜之製膜條件、物性及評定結果示於表1。
[實施例2~9]
除將實施例1中的原料組成、製膜條件變更為表1記載之雙軸延伸薄膜以外係與實施例1同樣地進行。
(PBT：三菱Engineering Plastics製NOVADURAN 5020，熔點220℃)(ecoflex：BASF公司製，聚己二酸丁二酯-對苯二甲酸丁二酯共聚物)
(GS390：東洋紡公司製，共聚合成分：聚對苯二甲酸丁二酯、聚己內酯)
將所得薄膜之製膜條件、物性及評定結果示於表1。
[比較例1~4]
除將實施例1中的原料組成、製膜條件變更為表2記載之雙軸延伸薄膜以外係與實施例1同樣地進行。
(PBT：三菱Engineering Plastics製NOVADURAN 5020，熔點220℃)(ecoflex：BASF公司製，聚己二酸丁二酯-對苯二甲酸丁二酯共聚物)
將所得薄膜之製膜條件、物性及評定結果示於表2。
[比較例5]
聚酯樹脂係使用PBT(三菱Engineering Plastics製NOVADURAN 5020，熔點220℃)及聚對苯二甲酸乙二酯(固有黏度0.65)，將PBT及PET分別利用擠製機於280℃予以熔融，並以1201層之分層器使其合流而得到PBT/PET交互多層熔融體。使此交互積層體由280℃之模頭流延，並藉由靜電密著法使其緊密附著於20℃之冷卻輥而得到未延伸片。對所得未延伸片以表2所示製膜條件實施雙軸延伸，得到PBT/PET交互積層雙軸延伸薄膜。
將所得薄膜之物性及評定結果示於表2。
[比較例6]
聚酯樹脂係使用PBT(三菱Engineering Plastics製NOVADURAN 5020，熔點220℃)，並使用單軸擠製機於280℃予以熔融，由270℃之模頭流延，並藉由靜電密著法使其緊密附著於15℃之冷卻輥而得到未延伸片。以使厚度成為20μm之方式調整捲繞速度而進行製膜。
將所得薄膜之物性及評定結果示於表2。
[比較例7]
具代表性的充氣雙軸延伸PBT薄膜係使用市售的關西化學工業製之PBT薄膜。
將所得薄膜之物性及評定結果示於表2。
[比較例8]
使用東洋紡製之酯薄膜E5100-12μm。
將所得薄膜之物性及評定結果示於表2。
[比較例9]
使用東洋紡製之尼龍薄膜N1100-15μm。
將所得薄膜之物性及評定結果示於表2。
根據本發明，可獲得適於尼龍薄膜及其他柔軟薄膜慣用之如殺菌袋食品包裝用途或鋰離子電池之外包裝材料等進行壓製成形用途的雙軸延伸聚酯薄膜，可望對產業界有較大的貢獻。
Claims (12)
- 一種雙軸延伸聚酯薄膜，其特徵為其包含含有60質量%以上之聚對苯二甲酸丁二酯的聚酯樹脂組成物(A)，且MD之降伏應力為70MPa以下，TD之降伏應力為70MPa以下，MD之斷裂強度為160MPa以上，TD之斷裂強度為160MPa以上，MD及TD之斷裂伸度為100%以上。
- 如請求項1之雙軸延伸聚酯薄膜，其中該聚酯樹脂(A)係含有聚對苯二甲酸丁二酯以外之聚酯樹脂(B)而成。
- 如請求項1或2之雙軸延伸聚酯薄膜，其中該MD之斷裂強度與該TD之斷裂強度的比為1.5以下，該MD之斷裂伸度與該TD之斷裂伸度的比為1.5以下。
- 如請求項1或2之雙軸延伸聚酯薄膜，其中MD彈性模數為3GPa以下。
- 如請求項1或2之雙軸延伸聚酯薄膜，其中TD彈性模數為3GPa以下。
- 如請求項1或2之雙軸延伸聚酯薄膜，其中穿刺強度為0.9N/μm以上。
- 如請求項1或2之雙軸延伸聚酯薄膜，其中耐衝擊強度為0.075J/μm以上。
- 一種如請求項1或2之雙軸延伸聚酯薄膜之製造方法，其特徵為其係由對厚度15~2500μm之未延伸聚酯片實施雙軸延伸而得，該未延伸聚酯片係將同一組成積層至60層以上後流延而成。
- 一種如請求項1或2之雙軸延伸聚酯薄膜之製造方法，其特徵為其係在使未延伸聚酯片與20℃以下之冷卻輥 接觸而冷卻後由實施雙軸延伸而得。
- 一種如請求項1或2之雙軸延伸聚酯薄膜之製造方法，其特徵為其係由對未延伸聚酯片中之球晶徑為500nm以下的未延伸聚酯片實施雙軸延伸而得。
- 如請求項9或10之製造方法，其係由對該未延伸聚酯片實施逐次雙軸延伸而得。
- 一種如請求項3之雙軸延伸聚酯薄膜之製造方法，其特徵為其係由對該未延伸聚酯片實施逐次雙軸延伸而得。
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