TWI688623B - 低光澤板材及其成型品 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種低光澤板材。低光澤板材包含基材以及形成於該基材上的低光澤層。低光澤層包含聚酯及消光劑。消光劑在低光澤層中的重量百分比為4至10wt%，並包含複數個第一粒子及複數個第二粒子。第一粒子的平均粒徑d50為8至10μm，而第二粒子的平均粒徑d50為3至6μm。第二粒子的吸油量為30至100ml/100g。本發明亦提供一種成型品。此成型品係由上述的低光澤板材經一成型製程而製得。

Description

低光澤板材及其成型品
本發明係關於一種低光澤板材及由其製得的成型品。
聚酯板材(polyester sheet)廣泛用於各行各業，例如用於作為產品的包裝材料。若包裝材料的表面呈現低光澤狀態，則能增加包裝材料的外觀與質感。然而，一般聚酯板材的表面光澤度相當高，故難以符合包裝材料的高質感要求。因此，目前亟需一種具有低光澤表面的聚酯板材，尤其是經加熱及拉伸成型處理後仍能維持良好的低光澤表面的聚酯板材。
本發明提供一種低光澤板材。低光澤板材包括基材及形成於基材上的低光澤層。低光澤層包括聚酯及消光劑。消光劑在低光澤層中的重量百分比為4至10wt%。消光劑包括複數個第一粒子及複數個第二粒子。第一粒子的平均粒徑(d50)為8至10μm，第二粒子的平均粒徑(d50)為3至6 μm。第二粒子的吸油量為30至100ml/100g。
在本發明一些實施方式中，第一粒子的吸油量為10至40ml/100g。
在本發明一些實施方式中，第二粒子的吸油量為40至60ml/100g。
在本發明一些實施方式中，第一粒子包括滑石粉、碳酸鈣粉或上述組合。
在本發明一些實施方式中，第二粒子包括滑石粉。
在本發明一些實施方式中，消光劑在低光澤層中的重量百分比為7至9wt%。
在本發明一些實施方式中，第二粒子在低光澤層中的重量百分比為1至6wt%。
在本發明一些實施方式中，第二粒子在低光澤層中的重量百分比為4至6wt%。
在本發明一些實施方式中，基材包括聚酯。
在本發明一些實施方式中，低光澤層之厚度介於40至70μm。
在本發明一些實施方式中，低光澤層之厚度介於50至60μm。
在本發明一些實施方式中，低光澤層的光澤度在測量角度60°時為不大於65GU。
本發明亦提供一種成型品。此成型品是由上述的低光澤板材經一成型製程所製得。
在本發明一些實施方式中，成型品的光澤度在測量角度60°時為不大於30GU。
100‧‧‧低光澤板材
120‧‧‧基材
140‧‧‧低光澤層
142‧‧‧聚酯
144‧‧‧消光劑
144a‧‧‧第一粒子
144b‧‧‧第二粒子
200‧‧‧低光澤板材
220‧‧‧基材
220a‧‧‧第一表面
220b‧‧‧第二表面
240‧‧‧第一低光澤層
242‧‧‧聚酯
244‧‧‧消光劑
244a‧‧‧第一粒子
244b‧‧‧第二粒子
250‧‧‧第二低光澤層
252‧‧‧聚酯
254‧‧‧消光劑
254a‧‧‧第三粒子
254b‧‧‧第四粒子
t1、t2、t3‧‧‧厚度
本發明的態樣可由以下的詳細敘述結合附圖閱讀來獲得最佳的理解。應強調的是，根據工業標準實務，各特徵並未按比例繪製，並且僅用於示意的目的。事實上，為了論述的清楚性，各特徵的大小可任意地增加或縮小。在說明書全文和圖式中，相似的標號表示相似的特徵。
第1圖繪示本發明之一些實施方式之低光澤板材的示意剖面圖。
第2圖繪示本發明之另一些實施方式之低光澤板材的示意剖面圖。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。
以下的實施例用以詳述本發明的特定實施例，並使本發明所屬技術領域中具有通常知識的技術人員得以實施本發明。但本發明並非局限在實施例範圍。
在本文中，使用第一、第二與第三等之詞彙，是用於描述各種元件、組件、區域、層與/或區塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層與/或區塊不應該被這些 術語所限制。這些詞彙只限於用來辨別單一元件、組件、區域、層與/或區塊。因此，在下文中的第一元件、組件、區域、層與/或區塊也可被稱為第二元件、組件、區域、層與/或區塊，而不脫離本發明的本意。
以下參照本發明的實施方式，並以圖式繪示部分實施例。所附圖式和說明書中使用的相同標號係代表相同或類似的部分。
第1圖繪示本發明之一些實施方式之低光澤板材100的示意剖面圖。低光澤板材100包括基材120及低光澤層140。在一些實施方式中，基材120包括聚酯，例如聚對苯二甲酸乙酯(PET)、聚對苯二甲酸丁酯(PBT)或其類似物，但不限於此。在另一些實施方式中，聚酯亦可包括聚酯共聚物或聚酯的混合物。
低光澤層140形成於基材120上。低光澤層140亦可被稱為消光層(matted layer)。低光澤層140包括聚酯142及消光劑144。在一實施方式中，聚酯142可例如為聚對苯二甲酸乙酯(PET)、聚對苯二甲酸丁酯(PBT)或其類似物，但不限於此。在另一些實施方式中，聚酯142亦可包括聚酯共聚物或聚酯的混合物。
消光劑144包括複數個第一粒子144a及複數個第二粒子144b。第一粒子144a的平均粒徑d50為8至10μm，例如為8.3μm、8.6μm、8.8μm、9.2μm、9.6μm或9.8μm。第二粒子144b的平均粒徑d50為3至6μm，例如為3.3μm、3.6μm、3.9μm、4.2μm、4.6μm、4.8μm、5.2μm、5.6μm或5.8μm。
在一些實施方式中，第一粒子144a的吸油量為10至40ml/100g，較佳為12至35ml/100g，例如為15ml/100g、20ml/100g、25ml/100g或30ml/100g。在一些實施方式中，第二粒子144b的吸油量為30至100ml/100g，較佳為35至80ml/100g，更佳為40至60ml/100g，例如為45ml/100g、501ml/100g或55ml/100g。
在一些實施方式中，第一粒子144a包括滑石粉、碳酸鈣粉或上述組合，而第二粒子144b包括滑石粉。應注意的是，第一粒子144a及第二粒子144b所使用的滑石粉具有不同的平均粒徑d50。具體而言，第一粒子144a的滑石粉的平均粒徑d50為8至10μm，而第二粒子144b的滑石粉的平均粒徑d50為3至6μm。
應注意的是，本發明的消光劑144必須同時包括第一粒子144a及第二粒子144b，以達到特定的技術效果。若消光劑144僅包括第一粒子144a，則低光澤層140的表面將呈現明顯的顆粒感，從而減少低光澤層140的美觀程度。若消光劑144僅包括第二粒子144b，則將難以有效減少低光澤層140的光澤度，從而使低光澤層140無法具有高質感外觀。
消光劑144在低光澤層140中的重量百分比為4wt%至10wt%，例如5wt%、6wt%或8wt%。消光劑144在低光澤層140中的重量百分比較佳為7wt%至9wt%。應注意的是，若消光劑144在低光澤層140中的重量百分比大於10wt%，後續形成的低光澤板材100的衝擊機械強度將降低，從而不符合一般聚酯板材的包裝物性規範。若消光劑144 在低光澤層140中的重量百分比小於4wt%，則將難以有效減少低光澤層140的光澤度，從而無法呈現高質感外觀。在一些實施方式中，第一粒子144a在低光澤層140中的重量百分比為1至5wt%，而第二粒子144b在低光澤層140中的重量百分比為2至7wt%。在本發明一些實施方式中，第二粒子在低光澤層中的重量百分比為1至6wt%。
在一較佳實施方式中，消光劑144在低光澤層140中的重量百分比為7wt%至9wt%，其中第一粒子144a在低光澤層140中的重量百分比為1至5wt%，而第二粒子144b在低光澤層140中的重量百分比為4至6wt%。應注意的是，此較佳實施方式能進一步減少低光澤層140的光澤度。
在一些實施方式中，低光澤板材100的厚度t1為500至1400μm，例如為600μm、800μm、1000μm或1200μm，而低光澤層140的厚度t2介於40至70μm，較佳為50至60μm，例如為52μm、54μm、56μm或58μm。在一些實施方式中，低光澤層140的光澤度在測量角度60°時為不大於65GU。
本發明亦提供一種成型品，此成型品是由低光澤板材100經一成型製程所製得。在一些實施方式中，成型製程包括一拉伸製程，例如單向延伸製程或雙向延伸製程。在具體實施例中，拉伸製程的一拉伸倍率為2至4倍，例如為2.5倍、3倍或3.5倍。在一些實施方式中，成型品的光澤度在測量角度60°時為不大於30GU。
第2圖係繪示本發明之另一些實施方式之低光澤板材200的示意剖面圖。低光澤板材200包括基材220、第 一低光澤層240及第二低光澤層250。第一低光澤層240與第二低光澤層250分別配置在基材220的第一表面220a及第二表面220b。基材220與前文關於第1圖所述的基材120具有相同或類似的材料及特徵，因此不再贅述。
第一低光澤層240與前文關於第1圖所述的低光澤層140具有相同或類似的材料及特徵。簡言之，第一低光澤層240包含聚酯242及消光劑244，其中消光劑244包含第一粒子244a及第二粒子244b。聚酯242及消光劑244的第一粒子244a和第二粒子244b分別與前文關於第1圖所述的聚酯142及消光劑的144第一粒子144a及第二粒子144b具有相同或類似的材料及特徵，因此不再贅述。
第二低光澤層250形成於基材220的第二表面220b上。第二低光澤層250亦可被稱為第二消光層(matted layer)。第二低光澤層250包括聚酯252及消光劑254。聚酯252與前文關於第1圖所述的聚酯142具有相同或類似的材料及特徵，因此不再贅述。值得注意的是，聚酯252與聚酯242的材料及特徵可以為相同或不相同的。
消光劑254包括複數個第三粒子254a及複數個第四粒子254b。消光劑254與前文關於第1圖所述的消光劑144具有相同或類似的材料及特徵，因此不再贅述。值得注意的是，第一粒子244a與第三粒子254a的材料及特徵可以為相同或不相同的。此外，第二粒子244b與第四粒子254b的材料及特徵亦可為相同或不相同的。
另一方面，第一粒子244a與第三粒子254a在其所分別對應之第一低光澤層240與第二低光澤層250中的重 量百分比可以為相同或不相同的。此外，第二粒子244b與第四粒子254b在其所分別對應之第一低光澤層240與第二低光澤層250中的重量百分比亦可為相同或不相同的。
在某些實施方式中，低光澤板材200之厚度t1為500至1400μm，第一低光澤層240之厚度t2為40至70μm，第二低光澤層250之厚度t3為40至70μm。在一實施方式中，第二低光澤層250的光澤度在測量角度60°時為不大於65GU。
本發明亦提供一種成型品，此成型品是由低光澤板材200經一成型製程所製得。在一些實施方式中，成型製程包括一拉伸製程，例如單向延伸製程或雙向延伸製程。在具體實施例中，拉伸製程的一拉伸倍率為2至4倍，例如為2.5倍、3倍或3.5倍。在一些實施方式中，成型品的光澤度在測量角度60°時為不大於30GU。
以下通過實施例1-10及比較例1-5來說明本發明的低光澤板材及由其製得的成型品之性質。應注意的是下述實施例僅作為示範目的，而並非用於限制本發明。
實施例1-10及比較例1-5所使用的消光劑材料包括滑石粉(型號325H，購自台灣竹新化學股份有限公司，下稱滑石粉325H)、滑石粉(型號1250H，購自台灣竹新化學股份有限公司，下稱滑石粉1250H)、滑石粉(型號3000H，購自台灣竹新化學股份有限公司，下稱滑石粉3000H)、碳酸鈣粉(型號TC-1013，購自台灣立磊企業公司)及二氧化矽粉(型號SIPERNAT®310，購自德國Evonik公司)。上述消光劑的平均粒徑d50(單位為μm)及吸油量 (單位為mL/100g)列於表一。消光劑的平均粒徑d50的量測係以雷射粒徑分析儀(廠牌：Malvern，型號：Mastersizer 3000)進行分析，而消光劑的吸油量係以標準測試方法JIS K5101進行量測。
Figure 107146234-A0101-12-0009-2
由表一可知，碳酸鈣粉及滑石粉325H的平均粒徑d50為8至10μm，且吸油量為10至40ml/100g。另一方面，滑石粉1250H及滑石粉3000H的平均粒徑d50為3至6μm，且吸油量為40至60ml/100g。此外，滑石粉325H、滑石粉1250H及滑石粉3000H均具有片狀結構，碳酸鈣粉具有塊狀結構，而二氧化矽粉具有球狀結構。
接下來敘述實施例1-10及比較例1-5的製備過程。
實驗例1
製備消光劑母粒：將碳酸鈣粉及滑石粉3000H混合並攪拌均勻，以形成一混合物。碳酸鈣粉及滑石粉3000H的用量比例記載於表二。使用雙螺桿押出機(型號： PSM50，廠商：弘煜機械有限公司)，將上述混合物與PET聚酯粒(型號：CB600H，廠商：遠東新世紀公司)進行混煉製程，以製備消光劑母粒。
製備低光澤板材：使用多層板材押板機(型號：CL38879，廠商：鼎峰自動化股份有限公司)，將消光劑母粒及PET製備成低光澤板材。低光澤板材包括一基材及形成於基材上的一低光澤層。基材包含PET，而低光澤層包含PET以及分散於PET中的消光劑。使用掃描式電子顯微鏡(廠牌：JEOL，型號：JSM-6390LV)量測得知低光澤板材的總厚度為600μm，而低光澤層的厚度為55μm。此外，使用光澤度分析儀(廠商：TQC，型號：GL0030)量測得知低光澤板材的低光澤層在60度下的光澤度(下稱Gloss(60°)，單位為GU)為60GU。
實驗例2-10及比較例1-5的製備方法大致上與實驗例1類似，差異僅在於所使用的消光劑材料及低光澤層中的消光劑總含量。實驗例1-10及比較例1-5所使用的消光劑材料及低光澤層中的消光劑總含量列於表二。
應注意的是，實驗例1-10與比較例1-5的差異在於實驗例1-10同時包括平均粒徑d50為8至10μm的粒子及平均粒徑d50為3至6μm的粒子，而比較例1沒有使用任何消光劑，比較例2僅使用二氧化矽粉(平均粒徑d50為8.5μm)，比較例3-4僅使用碳酸鈣粉(平均粒徑d50為8.5μm)，而比較例5僅使用滑石粉1250H(平均粒徑d50為5.8μm)。
表二
Figure 107146234-A0101-12-0011-3
接下來，對實驗例1-10及比較例1-5的低光澤板材進行雙向拉伸。具體地，將實驗例1-10及比較例1-5的低光澤板材分別進行預加熱，以軟化低光澤板材。加熱時間為100秒，加熱溫度為88℃，接著使用雙向拉伸機(廠牌：德國Brückner，型號：KARO IV)將軟化後的低光澤板材 進行拉伸，以將實驗例1-10及比較例1-5的低光澤板材分別製造為成型品，其中拉伸倍率為2.3倍。
接著，對實驗例1-10及比較例1-5的成型品進行以下性質分析。性質分析項目包括以上述的光澤度分析儀量測成型品之低光澤層的光澤度(Gloss(60°))，使用拉力機(廠商：Instron，型號：5900)量測成型品的拉伸模數(tensile modulus，單位為kgf/cm2)、抗拉強度(tensile strength，單位為kgf/cm2)及斷裂伸長率(elongation at break，單位為%)，以及使用落錘式衝擊試驗機(廠商：Instron，型號：CEAST 9350)量測成型品的衝擊強度(impact strength，單位為g/mm)。實驗例1-10及比較例1-5的成型品之性質分析的數據列於表三。
在表三中，「拉伸前」的Gloss(60°)代表低光澤板材的低光澤層在60度下的光澤度，而「拉伸後」的Gloss(60°)代表成型品的低光澤層在60度下的光澤度。N/A代表無法量測數據。
Figure 107146234-A0101-12-0012-4
Figure 107146234-A0101-12-0013-5
一般來說，商業應用上對於包裝材料的機械性能有一定要求，例如：拉伸模數不小於18000kgf/cm2，抗拉強度不小於500kgf/cm2，斷裂伸長率不小於400%，衝擊強度不小於1650g/mm。
由表三的數據可知，在測量角度為60°時，拉伸前的實施例1-10的光澤度均不大於60GU。反觀比較例1-5，在測量角度為60°時，拉伸前的比較例1-5的光澤度為70至155GU。因此可見拉伸前的實施例1-10相對於拉伸前的比較例1-5具有較低的光澤度。
在測量角度為60°時，拉伸後的實施例1-10的光澤度均不大於25GU。反觀比較例1-5，在測量角度為60°時，拉伸後的比較例1-5的光澤度為55至156GU。因此可見，拉伸後的實施例1-10相對於拉伸後的比較例1-5具有較 低的光澤度。值得注意的是，利用本發明所製備之低光澤板材，在經過一定程度的拉伸後，可以看出光澤度明顯下降，例如實施例8之光澤度由31降至3。然而，一般常用加入粒子的板材，例如比較例1-5，在拉伸前後之光澤度雖有下降的趨勢，但仍無法達成前述低光澤的要求。因此足見本發明的低光澤板材在需要利用拉伸成型加工的相關應用領域中，例如包裝材料等領域，具有特別的優勢。更詳細來說，本發明的低光澤板材在經加熱及拉伸成型處理後，仍能維持良好的低光澤表面，因此降低了加工上的困難度，也具有更廣泛的應用範圍。
另一方面，值得注意的是，相較於實施例1-4而言，實施例5-10的光澤度較實施例1-4來得更低。具體而言，拉伸前的實施例5-10的光澤度均不大於35GU，而拉伸後的實施例5-10的光澤度均不大於7GU。
此外，由表三的數據可知，實驗例1-10具有良好的機械性能，其拉伸模數、抗拉強度、斷裂伸長率及衝擊強度與比較例1-5相近或甚至優於比較例1-5。比較例2的機械性質明顯不佳，推測係因比較例2中含有的二氧化矽粉本質蓬鬆且易聚集，使得二氧化矽粉在低光澤層中的分散不佳，導致比較例2之板材物性變差，無法進行拉伸並承受衝擊力。
由上所述，本發明所提供低光澤板材及由其製得的成型品具有低光澤表面及良好的機械性質，且經加熱及拉伸成型處理後仍維持良好的低光澤表面特性。因此本發明 所提供的低光澤板材能夠廣泛應用於各種拉伸成型的低光澤包裝材料的需求，以使得包裝材料具有高質感的外觀。
前述內容概述若干實施方式或實施例之特徵，以使得熟習此項技術者可較佳理解本發明之態樣。熟習此項技術者應理解，他們可容易地使用本發明作為設計或修改用於執行本文所介紹之實施方式相同目的及/或達成相同優點的其他製程及結構之基礎。熟習此項技術者應同時認識到，這些的等效構造並不偏離本發明之精神及範疇，且其可在不偏離本發明之精神及範疇之情況下於本文中進行各種變化、替換及變更。
100‧‧‧低光澤板材
120‧‧‧基材
140‧‧‧低光澤層
142‧‧‧聚酯
144‧‧‧消光劑
144a‧‧‧第一粒子
144b‧‧‧第二粒子
t1、t2‧‧‧厚度

Claims (12)

  1. 一種低光澤板材，包含：一基材；以及一低光澤層，形成於該基材上，該低光澤層包含一聚酯及一消光劑，其中該消光劑在該低光澤層中的重量百分比為4至10wt%，該消光劑包含複數個第一粒子及複數個第二粒子，該些第一粒子的一平均粒徑d50為8至10μm,該些第二粒子的一平均粒徑d50為3至6μm，且該些第一粒子的吸油量為10至40ml/100g，該些第二粒子的吸油量為30至100ml/100g。
  2. 如請求項1所述的低光澤板材，其中該些第二粒子的吸油量為40至60ml/100g。
  3. 如請求項1所述的低光澤板材，其中該些第一粒子包含滑石粉、碳酸鈣粉或上述組合。
  4. 如請求項1所述的低光澤板材，其中該第二粒子包含滑石粉。
  5. 如請求項1所述的低光澤板材，其中該消光劑在該低光澤層中的重量百分比為7至9wt%。
  6. 如請求項1所述的低光澤板材，該些第二粒子在該低光澤層中的重量百分比為1至6wt%。
  7. 如請求項1所述的低光澤板材，該些第二粒子在該低光澤層中的重量百分比為4至6wt%。
  8. 如請求項1所述的低光澤板材，其中該基材包含聚酯。
  9. 如請求項1所述的低光澤板材，其中該低光澤層之厚度介於40至70μm。
  10. 如請求項1所述的低光澤板材，其光澤度在測量角度60°時為不大於65GU。
  11. 一種成型品，是由如請求項1所述的低光澤板材經一成型製程所製得。
  12. 如請求項11所述的成型品，其光澤度在測量角度60°時為不大於30GU。
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