TWI824130B - 聚丙烯薄膜 - Google Patents
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Abstract
一種聚丙烯薄膜,其主配向軸方向及與其正交之方向在140℃之熱收縮力皆為400mN以下,前述主配向軸方向及與其正交之方向的楊氏係數皆為1.8GPa以上。
提供一種耐熱性、品質優良的聚丙烯薄膜。
Description
本發明係關於高溫下的收縮特性及高溫下的機械強度優良,且耐熱性、生產性、品質優良的聚丙烯薄膜。
聚丙烯薄膜,因為透明性、機械特性、電氣特性等優良,而被使用於包裝用途、脫模用途、膠帶用途、以纜線包覆(cable wrapping)或電容器為首的電氣用途等的各種用途。尤其因為表面的脫模性及機械特性優良,而可適合地用作塑膠製品、建材及光學構件等各種構件之脫模薄膜及工程薄膜。
對於脫模用薄膜要求的特性雖係根據其使用用途而適當設定,但作為使用的方法之一,具有在貼合於被附著體後通過140~150℃之加熱輥或烘箱等高溫步驟的情況。這樣的情況中,目前大多使用耐熱性優良的PET薄膜,但PET薄膜缺乏脫模性,有無法滿足要求特性之情況,而具有要求耐熱性優良並兼具脫模性之薄膜的情況。
高溫下的收縮力大的情況,在與被附著體貼合而通過加熱步驟時,具有因為收縮而從被附著體剝離或發生捲曲的情況。尤其是聚丙烯熔點低至約160℃,極難抑制140~150℃左右的收縮力。
作為耐熱化的手段,例如專利文獻1中記載了使熱處理溫度極高以使配向緩和,藉此降低於120℃之收縮力的例子。又,專利文獻3、4中記載了提高鬆弛處理中的熱處理溫度以使配向緩和,藉此降低熱收縮率的例子。又,專利文獻2中記載了藉由降低聚丙烯原料的分子量來降低熱收縮率的例子。又,專利文獻5中記載了使橫向延伸後的鬆弛率非常大,藉此降低140℃之收縮力的例子。
一般而言,為了降低收縮力,係使用降低聚丙烯薄膜之配向的方法,但具有發生聚丙烯薄膜在高溫下之機械強度低這種不良情形的情況。例如,對於聚丙烯薄膜進行黏著塗布而在高溫的烘箱中使黏著層乾燥時,具有引起產生皺褶等品質上之問題的情況。又,專利文獻5中記載了藉由使橫向延伸後的鬆弛率非常大來降低140℃之收縮力的例子。
從以上的內容來看,雖要求在高溫下的收縮力低,另一方面維持高溫下的機械強度,但一般而言在提高於高溫之機械強度的情況,必須要提高聚丙烯薄膜的配向,而在該配向緩和時會產生收縮力,具有收縮力變大的情況。亦即,收縮力與機械強度為權衡(trade-off)關係,難以兼具。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1 日本特開2003-041017號公報
專利文獻2 日本特開2014-051657號公報
專利文獻3 日本特開2017-125184號公報
專利文獻4 國際公開第2016/006578號
專利文獻5 國際公開第2014/148547號
[發明所欲解決之課題]
然而,前述的專利文獻1、3記載的方法中,具有機械強度低、在高溫下運送聚丙烯薄膜及黏著薄膜時會產生皺褶的問題。又,專利文獻2、4記載的方法中,在高溫下的熱收縮強而具有從被附著體剝離或發生捲曲等的問題。又,專利文獻5之方法中,高溫下的薄膜之剛性低,在高溫下運送黏著薄膜時薄膜會在移動方向上延伸,而具有寬度收縮變大等的問題。
於是本發明的課題在於解決上述問題點。亦即,提供一種聚丙烯薄膜,即使熱收縮力低,但在室溫及高溫下的機械強度優良,而可適合地在高溫環境下作為脫模薄膜使用。
[用於解決課題之手段]
為了解決上述課題而達成目的,本發明的聚丙烯薄膜,其特徵為主配向軸方向及與其正交之方向在140℃之熱收縮力皆為400mN以下,前述主配向軸方向及與其正交之方向的楊氏係數皆為1.8GPa以上。
[發明之效果]
本發明的聚丙烯薄膜,即使熱收縮力低,但在室溫及高溫下的機械強度優良,而可適合地在高溫環境下作為脫模薄膜使用。
[用以實施發明之形態]
本發明的聚丙烯薄膜,主配向軸方向及與其正交之方向在140℃之熱收縮力皆為400mN以下,前述主配向軸方向及與其正交之方向的楊氏係數皆為1.8GPa以上。
主配向軸方向及與其正交之方向在140℃之熱收縮力更佳係皆為350mN以下,再佳係皆為100mN以下,再更佳係皆為95mN以下,最佳係皆為30mN以下。主配向軸方向及與其正交之方向在140℃之熱收縮力,至少一者超過400mN的情況,在與被附著體貼合並通過加熱步驟時,具有因為收縮而從被附著體剝離或發生捲曲的情況。主配向軸方向及與其正交之方向在140℃之熱收縮力之下限並未特別限定,但實質上,-100mN左右為下限。另外,此處熱收縮力係指寬度4mm中的熱收縮力,其測量可藉由實施例所示的方法進行。
另外,本發明中的主配向軸方向,係指:在薄膜平面中將長邊方向設為0°時,相對於該長邊方向成為15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°、165°之角度的各方向測量楊氏係數時呈現最高之值的方向。此處本發明的聚丙烯薄膜中,「長邊方向」係與薄膜製造步驟中的移動方向對應之方向(以下有稱為「MD」的情況),「寬度方向」係指與前述薄膜製造步驟中的移動方向正交之方向(以下有稱為「TD」的情況)。薄膜樣品為捲軸(reel)、捲筒(roll)等形狀的情況,可將薄膜捲繞的方向稱為長邊方向。另一方面,若是從薄膜外觀無法明確分辨出有任何方向為與薄膜製造步驟中之移動方向對應之方向上的薄膜,此情況中,例如,以薄膜平面上的任意直線為基準,以每15°的刻度拉出一條線,與該各線平行地對於切割薄膜片進行取樣,以拉伸試驗器求出楊氏係數,再將測得最大楊氏係數的方向視為其主配向軸方向。詳細於後段中敘述,在樣品寬度小於150mm而無法以拉伸試驗器求得楊氏係數的情況,則以下述方式藉由廣角X光測量聚丙烯薄膜的α晶(110)面的結晶配向,根據下述的判斷基準,定義薄膜長度及寬度方向。亦即,對薄膜表面垂直的方向入射X光,沿圓周方向掃描2θ=約14°(α晶(110)面)中的結晶峰值,將所得之繞射強度分布之中繞射強度最高的方向設為主配向軸方向。
前述主配向軸方向及與其正交之方向的楊氏係數更佳係皆為2.0GPa以上,再佳係皆為2.3GPa以上。前述主配向軸方向及與其正交之方向的楊氏係數若至少一者低於1.8GPa,則在對於聚丙烯薄膜進行黏著塗布並於高溫烘箱中使黏著層乾燥時,有產生皺褶的情況。主配向軸方向及與其正交之方向的楊氏係數的上限並未特別限定,但實質上,10GPa左右為上限。
為了使主配向軸方向及與其正交之方向在140℃之熱收縮力及楊氏係數的值為上述範圍,有效的是:使薄膜的原料組成為後述範圍,又,使製膜條件為後述範圍,尤其是使用高結晶性、冷二甲苯可溶部低且高熔點的原料,又,使縱向延伸時的預熱輥溫度為後述範圍,使延伸前的結晶狀態均勻化之後再進行高度配向延伸。
本發明的聚丙烯薄膜,在使前述主配向軸方向及與其正交之方向的熱收縮力為20mN以上時的溫度較佳係皆為116℃以上,更佳係皆為124℃以上,再佳係皆為132℃以上,最佳係皆為142℃以上。主配向軸方向及與其正交之方向上的至少一者,熱收縮力成為20mN以上時的溫度小於116℃的情況,在與被附著體貼合並通過加熱步驟時,具有因為收縮而從被附著體剝離或發生捲曲的情況。熱收縮力成為20mN以上時的溫度的上限並未特別限定,但實質上,160℃左右為上限。為了使熱收縮力成為20mN以上時的溫度值為上述範圍,有效的是:使薄膜的原料組成為後述範圍,又,使製膜條件為後述範圍,尤其是使用高結晶性、冷二甲苯可溶部少且高熔點的原料,又,使縱向延伸時的預熱輥溫度為後述範圍,使延伸前的結晶狀態均勻化,藉由橫向延伸後的熱處理步驟適當促進薄膜的緩和。
本發明的聚丙烯薄膜,前述主配向軸方向及與其正交之方向在120℃之最大點應力較佳係皆為80MPa以上,更佳係皆為100MPa℃以上,再佳係皆為120MPa以上。主配向軸方向及與其正交之方向上的至少一者,120℃之最大點應力小於80MPa的情況,在對聚丙烯薄膜進行黏著塗布並於高溫烘箱中將黏著層乾燥時,有產生皺褶的情況。最大點應力的上限雖未特別限定,但實質上,300MPa左右為上限。為了使最大點應力為上述範圍內,較佳係:使薄膜的原料組成為後述範圍,又,使製膜條件為後述範圍,尤其是使用高結晶性、冷二甲苯可溶部低且高熔點的原料,又,使縱向延伸時的預熱輥溫度為後述範圍內,使延伸前的結晶狀態均勻化之後再進行高度配向延伸。又,較佳係使橫向延伸後的熱處理溫度及鬆弛率為後述範圍,不使薄膜的配向緩和到所需以上。
本發明的聚丙烯薄膜,至少單面的最大突起粗糙度St較佳為2000nm以上,更佳為4000nm以上,再佳為6000nm以上。薄膜兩面的St小於2000nm的情況,有從被附著體剝離時的脫模性不足而導致被附著體變形或破裂的情況。St的上限雖未特別限定,但實質上,30000nm左右為上限。為了使St為上述範圍,有效的是:使薄膜的原料組成為後述範圍,又,使製膜條件為後述範圍,尤其是使鑄造溫度高溫化,在鑄造步驟中於未延伸薄膜中形成β晶。
本發明的聚丙烯薄膜,前述主配向軸方向的厚度不均較佳係小於6.0%,更佳為小於4.0%,再佳為小於2.0%。主配向軸方向的厚度不均在6.0%以上的情況,在與被附著體貼合時難以完美貼合,有從被附著體剝離或混入空氣咬入的情況。主配向軸方向的厚度不均之下限並未特別限定,但實質上,0.1%左右為下限。為了使主配向軸方向的厚度不均為上述範圍,有效的是:使薄膜的原料組成為後述範圍,又,使製膜條件為後述範圍,尤其是將橫向延伸時的預熱、延伸溫度調整於後述範圍,且增加橫向延伸倍率。
本發明的聚丙烯薄膜中,與前述主配向軸方向正交之方向在140℃之熱收縮力較佳為95mN以下,更佳為60mN以下,再佳為30mN以下,最佳為10mN以下。與前述主配向軸方向正交之方向在140℃之熱收縮力超過95mN的情況,在與被附著體貼合並通過加熱步驟時,有因為收縮而從被附著體剝離或發生捲曲的情況。與前述主配向軸方向正交之方向在140℃之熱收縮力的下限並未特別限定,但實質上,-100mN左右為下限。為了使與前述主配向軸方向正交之方向在140℃之熱收縮力為上述範圍,有效的是:使薄膜的原料組成為後述範圍,又,使製膜條件為後述範圍,尤其是使縱向延伸時的預熱輥溫度為後述範圍,使延伸前的結晶狀態均勻化之後再進行高度配向延伸。又,併用下述方法更為有效:將橫向延伸時的預熱溫度、延伸溫度為後述範圍,使預熱溫度高溫化,將聚丙烯薄膜均勻地預熱,以比預熱溫度更低的溫度進行高應力延伸。
本發明的聚丙烯薄膜,與主配向軸方向正交之方向在120℃之楊氏係數(GPa)與薄膜厚度(μm)相乘的值較佳為1.5(GPa・μm)以上,更佳為3.0(GPa・μm)以上,再佳為4.0(GPa・μm)以上,最佳為5.5以上。與主配向軸方向正交之方向在120℃之楊氏係數與薄膜厚度相乘的值,與高溫環境下的薄膜之剛性相關性高,該值小於1.5的情況,在與被附著體貼合並通過加熱步驟時,有運送中的薄膜在移動方向上延伸而導致薄膜的寬度收縮變大的情況。與主配向軸方向正交之方向在120℃之楊氏係數與薄膜厚度相乘的值之上限並未特別限定,但實質上,30左右為上限。為了使與主配向軸方向正交之方向在120℃之楊氏係數與薄膜厚度相乘的值為上述範圍,有效的是:使薄膜的原料組成為後述範圍,又,使製膜條件為後述範圍,尤其是使縱向延伸時的預熱輥溫度為後述範圍,使延伸前的結晶狀態均勻化之後再進行高度配向延伸,將橫向延伸時的預熱、延伸溫度調整為後述範圍,以高溫均勻地預熱,以低溫進行高度配向延伸,不使鬆弛率過大,不使配向過度緩和。
本發明的聚丙烯薄膜為2層以上的積層構成,較佳係其中至少1層為在該層整體100質量%中含有50質量%以上100質量%以下的冷二甲苯可溶部(CXS)為3.5%以下之聚丙烯的層,更佳係含量為70質量%以上100質量%以下,再佳係含量為90質量%以上100質量%以下,最佳係含量為95質量%以上100質量%以下。此處CXS,係指在以二甲苯使試料完全溶解後,於室溫使其析出時,溶解於二甲苯之中的聚烯烴成分,其因為立體規則性低、分子量低等的理由而被認為相當於難以結晶化的成分。若樹脂中包含大量此種成分,則有薄膜的熱尺寸穩定性差。因此,本發明的聚丙烯薄膜所包含之聚丙烯的CXS更佳為2.0%以下,再佳為1.5%以下。2層以上之積層構成中,至少1層之中CXS為3.5%以下的聚丙烯之含量小於50質量%的情況,聚丙烯薄膜在高溫下的機械強度不足。其結果,例如對聚丙烯薄膜進行黏著塗布並於高溫烘箱中將黏著層乾燥時,有產生皺褶的情況。又,2層以上的積層構成且至少1層包含50質量%以上100質量%以下的CXS超過3.5%之聚丙烯的情況,熱收縮力變大,與被附著體貼合並通過加熱步驟時,有因為收縮而從被附著體剝離或發生捲曲的情況。至少1層的CXS的下限並未特別限定,但實質上,0.1%左右為下限。為了使CXS為上述範圍內,有效的是:使薄膜的原料組成為後述範圍,尤其是使用CXS低的聚丙烯原料。
本發明的聚丙烯薄膜,只要包含聚丙烯,則可為單層構成亦可為積層構成,並未特別限定,但如前所述,本發明的聚丙烯薄膜,較佳為2層以上的積層構成,其中至少1層為含有50質量%以上100質量%以下的CXS為3.5%以下之聚丙烯的層。含有50質量%以上100質量%以下的CXS為3.5%以下之聚丙烯的層,較佳係在積層構成的各層之中最厚的層。尤其是3層構成的內層較佳為含有50質量%以上100質量%以下的CXS為3.5%以下之聚丙烯的層。
本發明的聚丙烯薄膜為2層以上的積層構成,其中至少1層,在藉由微差掃描熱量計DSC以20℃/min從25℃升溫至250℃,然後以20℃/min 從250℃降溫至25℃時,結晶化峰值溫度(Tc)較佳為110℃以上,更佳為112℃以上,再佳為114℃以上。Tc有與結晶化的容易程度相關,Tc越高表示結晶化越容易。聚丙烯薄膜,在熔融擠製後的冷卻滾筒上固化時,結晶化而形成球晶。Tc越高,在未延伸片中生成越多的緻密球晶,伴隨於此,雙軸延伸後之薄膜的表面形狀中,突起亦微細化。從無需對於被附著體印痕轉印即可得到脫模性良好且突起經過微細化之表面的觀點來看,Tc越高越佳。Tc的上限並未特別限定,但實質上,125℃左右為上限。為了使Tc為上述範圍,有效的是:使薄膜的原料組成為後述範圍,尤其是使用支鏈狀聚丙烯或分子量高的聚丙烯原料。在求出Tc值時,必須將聚丙烯薄膜分離為各層並針對各層進行評價,但各層難以分離的情況,則對於薄膜整體進行評價,並將該值視為代表值。
本發明之聚丙烯薄膜的厚度可根據用途適當調整而未特別限定,但從操作性的觀點來看,較佳為0.5μm以上100μm以下。為了發揮這樣的特徵,厚度更佳為1μm以上40μm以下,再佳為1μm以上30μm以下,最佳為6μm以上30μm以下。厚度在不使其他物性降低的範圍內,可藉由擠製機的螺軸旋轉數、未延伸片的寬度、製膜速度、延伸倍率等來調整。
接著說明本發明之聚丙烯薄膜的原料,但未必限定於此。
本發明的聚丙烯薄膜,只要包含聚丙烯,則可為單層構成,亦可為積層構成,並未特別限定,但如前所述,本發明的聚丙烯薄膜較佳為2層以上的積層構成,其中至少1層為含有50質量%以上100質量%以下的CXS為3.5%以下之聚丙烯的層。為了得到具有這種層(含有50質量%以上100質量%以下之CXS為3.5%以下聚丙烯的層)的聚丙烯薄膜,較佳係使用CXS為3.5%以下的原料(以下,作為原料,係以CXS為3.5%以下的聚丙烯作為聚丙烯原料A)。聚丙烯原料A的CXS更佳為2.0%以下,再佳為1.5%以下。聚丙烯原料A的含量,在將包含有聚丙烯原料A的層設為100質量%時,較佳為50質量%以上,更佳為70質量%以上,再佳為90質量%以上,最佳為95質量%以上。為了形成滿足這種CXS的聚丙烯原料,可使用提高得到樹脂時的觸媒活性的方法、以溶媒或烯烴單體本身將所得之樹脂洗淨的方法。
又,從強度及耐熱性的觀點來看,聚丙烯原料A較佳為係使用均聚丙烯(homopolypropylene)。
聚丙烯原料A,熔點較佳為155℃以上,更佳為160℃以上,再佳為165℃以上。熔點小於155℃的情況,缺乏耐熱性,在與被附著體貼合而通過加熱步驟時,有因為收縮而從被附著體剝離或發生捲曲的情況。
聚丙烯原料A,內消旋五元組分率(mesopentad fraction)較佳為0.94以上,再佳為0.97以上。內消旋五元組分率係表示以核磁共振法(NMR法)測量之聚丙烯之結晶相的立體規則性的指標,該數值越高,結晶度越高,熔點變高,高溫下的尺寸穩定性變高,因而較佳。關於內消旋五元組分率的上限並未特別規定。如此,為了得到立體規則性高的樹脂,較佳係採用以正庚烷等的溶媒將所得之樹脂粉末洗淨的方法、或是適當進行觸媒及/或輔觸媒之選定、組成之選定的方法等。
又,作為聚丙烯原料A,更佳為熔流速率(MFR)為1~10g/10分鐘(230℃,21.18N載重),更佳為1~8g/10分鐘(230℃,21.18N載重),特佳為4~8g/10分鐘(230℃,21.18N載重)之範圍者,從製膜性及薄膜強度的觀點來看較佳。為了使熔流速率(MFR)為上述值,而採用控制平均分子量及分子量分布的方法等。
作為聚丙烯原料A,在不損及本發明之目的的範圍內,亦可含有利用其他不飽和烴的共聚合成分等,亦可摻混有聚合物。作為這種共聚合成分、及構成摻混物的單體成分,可列舉例如:乙烯、丙烯(經過共聚合之摻混物的情況)、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基戊烯-1、3-甲基丁烯-1、1-己烯、4-甲基戊烯-1、5-乙基己烯-1、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、乙烯基環己烯、苯乙烯、烯丙基苯、環戊烯、降莰烯、5-甲基-2-降莰烯等。共聚合量或摻混量,從尺寸穩定性的觀點來看,在共聚合量中較佳係小於1mol%,在摻混量中較佳係小於10質量%。
聚丙烯原料A中所包含之乙烯成分的含量較佳為10質量%以下。更佳為5質量%以下,再佳為3質量%以下。乙烯成分的含量越多,結晶性越低,而容易提升透明性,但乙烯成分的含量若超過10質量%,有強度降低、耐熱性降低、熱收縮率變差之情況。又,有在擠製步驟中樹脂容易劣化、容易產生薄膜中的魚眼(fisheye)的情況。
用於本發明之聚丙烯薄膜的聚烯烴原料中,在不損及本發明之目的的範圍內,亦可包含各種添加劑,例如晶核劑、抗氧化劑、熱穩定劑、滑劑、抗靜電劑、抗結塊劑、填充劑、黏度調整劑、著色防止劑等。
此等之中,抗氧化劑的種類及添加量的選定,從抗氧化劑滲出的觀點來看係為重要。亦即,作為此抗氧化劑,較佳為具有立體障礙性的酚系者,且其中至少1種為分子量500以上的高分子量型者。作為其具體例,可列舉各種者,但較佳係將例如2,6-二-三級丁基對甲酚(BHT:分子量220.4)與1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二-三級丁基-4-羥基苄基)苯(例如BASF公司製“Irganox”(註冊商標)1330:分子量775.2)或肆[亞甲基-3(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷(例如BASF公司製“Irganox”(註冊商標)1010:分子量1177.7)等一起併用。此等抗氧化劑的總含量,相對於聚烯烴原料總量,較佳係在0.03~1.0質量%的範圍。抗氧化劑若太少,有在擠製步驟中聚合物劣化、薄膜著色、或是長期耐熱性差的情況。抗氧化劑若太多,則有因為此等抗氧化劑的滲出而導致透明性降低的情況。更佳的含量為0.05~0.9質量%,特佳為0.1~0.8質量%。
又,本發明的聚丙烯薄膜中,較佳係有至少1層以上的含有支鏈狀聚丙烯之層。含有支鏈狀聚丙烯樹脂之層中的支鏈狀聚丙烯的含量,在將層整體設為100質量%時,較佳為0.05~10質量%。從使聚丙烯薄膜的結晶化峰值溫度(Tc)高溫化、將熔融擠製後的樹脂片之冷卻步驟中所生成的球晶尺寸控制於較小、雙軸延伸後薄膜表面凹凸的急遽高低差降低而形成緻密且微細之表面凹凸的觀點來看,支鏈狀聚丙烯樹脂的含量的下限更佳為0.5質量%以上,再佳為1質量%以上。另一方面,支鏈狀聚丙烯樹脂的含量的上限更佳為8質量%以下,再佳為5質量%以下。
又,用於本發明之聚丙烯薄膜的聚丙烯原料中,在不妨礙本發明之目的的範圍內,可添加晶核劑。可例示α晶核劑(二苯亞甲基山梨糖醇類、苯甲酸鈉等)、β晶核劑(1,2-羥基硬脂酸鉀、苯甲酸鎂、N,N’-二環己基-2,6-萘二甲醯胺等的醯胺系化合物、喹吖酮系化合物等)等。然而,上述其他種類的核劑的過量添加有引起因延伸性降低、形成孔洞等而導致透明性、強度降低的情況,因此添加量通常為0.5質量%以下,較佳為0.1質量%以下,再佳為0.05質量%以下。
本發明的聚丙烯薄膜,較佳係使用上述原料並進行雙軸延伸。作為雙軸延伸的方法,亦可藉由吹塑同時雙軸延伸法、拉幅機同時雙軸延伸法、拉幅機逐次雙軸延伸法中任一種所得,其中,就控制製膜穩定性、厚度均勻性、薄膜的高剛性與尺寸穩定性而言,較佳係採用拉幅機逐次雙軸延伸法。
接著舉例說明本發明的聚丙烯薄膜的製造方法的一態樣,但未必限定於此。
首先,將80質量份的聚丙烯原料A與20質量份的支鏈狀聚丙烯原料進行乾式摻混並供給至B層(基層(II))用的單軸擠製機,將聚丙烯原料A供給至A層(表層(I))用的單軸擠製機,於200~280℃,更佳為220~280℃,再佳為240~270℃進行熔融擠製。然後,以設置於聚合物管之途中的過濾器,去除異物、改質聚合物等之後,以多歧管型的A層/B層/A層複合T字模進行積層,吐出至鑄造滾筒上,得到具有A層/B層/A層之層構成的積層未延伸片。此時,積層厚度比較佳為1/8/1~1/60/1的範圍。藉由成為上述範圍,形成至少1層:至少1層的CXS為3.5%以下的層、Tc為112℃以上的層,而可得到耐熱性及高溫下之機械強度優良的薄膜。
又,鑄造滾筒的表面溫度為40~120℃,較佳為60~120℃,再佳為80~110℃。又,作為A層/B層的2層積層構成亦無妨。作為密合於鑄造滾筒的方法,可使用靜電施加法、利用水之表面張力的密合方法、氣刀法、壓輥法、水中鑄造法等之中的任一方法,但較佳為平面性良好且可控制表面粗糙度的氣刀法。氣刀的氣體溫度較佳為40~100℃,吹出氣體速度較佳為130~150m/s。又,為了不使薄膜發生振動,較佳係適當調整氣刀的位置,以使氣體在製膜下游側流動。
所得之未延伸片被導入縱向延伸步驟。縱向延伸步驟中,首先使未延伸片接觸多個保持於10℃以上160℃以下、較佳為140℃以上158℃以下、再佳為145℃以上155℃以下的金屬輥而進行預熱,在設有周速差的輥之間,於長邊方向上延伸4~8倍後,冷卻至室溫。延伸溫度為100℃以上150℃以下,較佳為100℃以上140℃以下,再佳為110℃以上130℃以下。因為在縱向延伸的預熱步驟中加熱至高溫,未延伸薄膜中的β晶轉換成α晶,可使聚丙烯薄膜中的結晶狀態均勻化。又,藉由延伸溫度與預熱溫度相比而言為低溫,可以高應力進行延伸。如此,藉由在縱向延伸步驟中使聚丙烯薄膜中的結晶狀態均勻化並且以高應力進行延伸,而可得到高溫下之機械強度優良而且熱收縮力低的聚丙烯薄膜。延伸倍率較佳為3倍以上6倍以下,再佳為4倍以上5.5倍以下。
然後將縱向單軸延伸薄膜導入至拉幅機,以夾具夾持薄膜的端部並預熱後,沿寬度方向進行橫向延伸至7~13倍。此時,使預熱溫度高溫化,使聚丙烯薄膜均勻地預熱,再以比預熱溫度低的溫度進行高應力延伸,藉此可得到高溫下之機械強度優良而且熱收縮力低的聚丙烯薄膜。據此,預熱溫度較佳為165~180℃,更佳為170~180℃,再佳為173~180℃。又,橫向延伸溫度較佳為155~170℃,更佳為155~165℃,再佳為155~160℃。
在隨後的熱處理及鬆弛處理步驟中,在以夾具將寬度方向拉緊夾持的狀態下,一邊以2~20%、更佳為8~18%、再佳為10~15%的鬆弛率在寬度方向賦予鬆弛,一邊於140℃以上且小於170℃、更佳為140℃以上且小於160℃的溫度進行熱固定,在以夾具將寬度方向拉緊夾持的狀態下,經過80~100℃的冷卻步驟而引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,以捲繞(winder)步驟將薄膜邊緣部切割並捲繞成薄膜製品捲筒。若以170℃以上的高溫進行熱處理,則具有聚丙烯薄膜的配向緩和而導致機械強度降低的情況。尤其是在高溫區域的機械強度明顯降低。又,若以20%以上的鬆弛率進行鬆弛處理,則具有聚丙烯薄膜的配向緩和而導致機械強度降低的情況。尤其是在高溫域的機械強度明顯降低。
以上述方式所得之聚丙烯薄膜,可用於包裝用薄膜、表面保護薄膜、工程薄膜、衛生用品、農業用品、建築用品、醫療用品等各種用途,尤其是表面平滑性優良,因此可較佳地作為表面保護薄膜、工程薄膜、脫模薄膜使用,特佳可作為脫模薄膜使用。
接著說明使用本發明之聚丙烯薄膜作為黏著薄膜用的塗布基材(基材薄膜)之情況的例子。本發明的聚丙烯薄膜可為在至少單面具有黏著層的黏著薄膜。
本發明的黏著薄膜中的黏著層所使用之黏著劑並未特別限定,可使用橡膠系、乙烯基聚合系、縮合聚合系、熱硬化性樹脂系、聚矽氧系等。其中,作為橡膠系的黏著劑,可列舉:丁二烯-苯乙烯共聚物系、丁二烯-丙烯腈共聚物系、異丁烯-異戊二烯共聚物系等。作為乙烯基聚合系的黏著劑,可列舉:丙烯酸系、苯乙烯系、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物系、氯化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系等。又,作為縮合聚合系的黏著劑,可列舉:聚酯系。再者,作為熱硬化樹脂系的黏著劑,可列舉:環氧樹脂系、胺基甲酸酯樹脂系等。
此等之中,若考慮透明性優良、耐候性、耐熱性、耐濕熱性、基材密合性等,可理想地使用丙烯酸系黏著劑。作為此丙烯酸系黏著劑的具體例,可列舉:綜研化學(股)製 “SK Dyne ”(註冊商標)1310、1435、SK Dyne 1811L、SK Dyne 1888、SK Dyne 2094、SK Dyne 2096、SK Dyne 2137、SK Dyne 3096、SK Dyne 1852等作為合適的例子。
又,在前述的丙烯酸系黏著劑中較佳係與硬化劑一起使用。作為硬化劑的具體例,例如,異氰酸酯的情況,可列舉:甲苯二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-苯二甲基二異氰酸酯、1,4-二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4-4’-二異氰酸酯、二苯基甲烷-2-4’-二異氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷-4-4’-二異氰酸酯、二環己基甲烷-2-4’-二異氰酸酯、離胺酸異氰酸酯等。硬化劑的混合比例,相對於黏著劑100質量份,為0.1~10質量份,較佳為0.5~5質量份。若少於0.1質量份,則有在乾燥爐內黏著劑層的硬化變得不充分而發生背面沾附的情況。若超過10質量份,則有剩餘的硬化劑轉移至基板或在高溫時氣化而成為汙染的原因。
又,丙烯酸系黏著劑中,亦可因應被附著體(玻璃或功能薄膜)的材質,適當添加摻合抗氧化劑、紫外線吸收劑、矽烷偶合劑及金屬減活劑等。
使用了本發明之聚丙烯薄膜的黏著薄膜,黏著層的厚度d較佳為2.0μm以下。更佳為1.5μm以下,再佳為1.0μm以下。黏著層的厚度d若超過2.0μm,則有基材薄膜的背面與黏著層表面的滑動性惡化而捲繞變得困難的情況。又,有乾燥爐中的黏著層之乾燥變得不充分而發生背面沾附的情況。背面沾附係指下述現象:在將黏著層的溶液塗布於基材薄膜的單面後,於乾燥爐內乾燥/硬化,不介隔脫模薄膜而將本發明的黏著薄膜捲繞成卷狀後,在使用時將黏著薄膜開卷時,黏著層的一部分轉移至基材薄膜背面。使黏著層的厚度為上述範圍方法可使用習知的技術,可藉由黏著層之溶液的固體成分濃度及各種塗布方法中的塗布厚度調整來控制。黏著層的厚度若太薄,則有穩定的塗布困難、或是黏著力太低而不與被附著體黏著的情況,因此0.1μm左右為下限。
使用本發明之聚丙烯薄膜的黏著薄膜,在貼合於丙烯酸板後的180°剝離力較佳為200mN/25mm以下。剝離力更佳為100mN/25mm以下,再佳為80mN/25mm以下。剝離力若超過200mN/25mm,則有基材薄膜的背面與黏著層表面的滑動性惡化而捲繞變得困難之情況、發生背面沾附的情況。為了使剝離力為上述範圍,有效的是:使黏著層的組成及厚度為後述範圍,又,使薄膜的原料組成及製膜條件為後述範圍,控制基材薄膜的表面粗糙度。剝離力若小於10mN/25mm,則有在與被附著體貼合後,在運送中等黏著薄膜剝離的情況,因此下限為10mN/25mm左右。
接著說明黏著層的製造方法,但並不限定於此。
首先,準備黏著層用的塗劑。塗劑可將上述黏著劑及硬化劑等添加劑溶於溶媒而使用。溶劑可因應塗布機中的乾燥溫度或塗劑的黏度等適當調整而使用,作為具體例,可使用選自甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、三級丁醇、乙二醇單甲醚、1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇單甲醚、環己酮、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、異丙基丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、二乙醯基丙酮、乙醯基丙酮的至少1種以上的溶劑。
塗劑中的固體成分濃度,可因應塗劑的黏度及黏著層的厚度適當選擇,但較佳為5~20質量%。
接著,將上述基材薄膜運送至塗布機,塗布黏著層用的塗劑。此處,塗布黏著層的面可為基材薄膜的任一面,但較佳係預先對於塗布面進行電暈處理等之前處理,藉此提升與塗劑之潤濕性。另一方面,為了提升脫模性,較佳係不要對於基材薄膜的背面實施電暈處理等之前處理。塗布方式(塗敷方式)並未特別限定,可採用金屬棒(metabar)方式、刮板(doctor blade)方式、凹版方式、模具(die)方式、刮刀(knife)方式、反向(reverse)方式、浸漬式方式等既存的塗布方式。然而,如上述,黏著層厚度為2.0μm以下,則為薄膜,從穩定得到薄膜之塗布層的觀點來看,較佳為凹版方式及反向方式。
在將黏著層用的塗劑塗布於基材薄膜後,導到乾燥爐以去除塗劑中的溶媒而得到黏著薄膜。此處的乾燥溫度,可根據基材薄膜的耐熱性及溶劑的沸點適當設定,但較佳為60~170℃。若小於60℃,則有黏著層的硬化未充分進行而發生背面沾附的情況。若超過170℃,則有基材薄膜變形而平面性惡化的情況。又,乾燥時間較佳為15~60秒。若小於15秒,則有黏著層的硬化未充分進行而發生背面沾附的情況。若超過60秒,則生產性降低,因而不佳。
不在其黏著面上貼合脫模薄膜等而以捲繞機將乾燥後的黏著薄膜捲繞,得到黏著薄膜卷。本發明的黏著薄膜,藉由上述構成,黏著層的硬化充分進行,且基材薄膜背面與黏著層表面的滑動性亦良好,因此即使不介隔脫模薄膜而進行捲繞亦不會發生背面沾附或捲繞時的皺褶等的問題,可得到品質優良的黏著薄膜捲卷。
以上述方式所得之本發明的黏著薄膜,可用於包裝用薄膜、表面保護薄膜、工程薄膜、衛生用品、農業用品、建築用品、醫療用品等各種用途,但尤其是因為表面平滑性優良,而可較佳地作為表面保護薄膜、工程薄膜使用。
又,本發明的聚丙烯薄膜,因為耐熱性、品質優良,因此可較佳地作為光學構件或半導體製造步驟等要求極高品質的脫模薄膜使用。
[實施例]
以下,藉由實施例詳細說明本發明。另外,特性係藉由以下方法進行測量、評價。
(1)薄膜厚度
使用微厚度計(Anritsu公司製)進行測量。將薄膜採樣10cm見方,任意測量5點,求出平均值。
(2)熱收縮力、熱收縮力成為20mN以上時的溫度
使用TMA(SII NanoTechnology(股)公司製/型號TMA/SS6100),以下述條件對於測量方向(主配向軸方向及與其正交之方向)之熱收縮力曲線進行測量。
(a)樣品:寬度4mm×長度20mm
(b)溫度程式:以加熱速率10℃/min從30℃升溫
<熱收縮力>
從該熱收縮力曲線讀取140℃之熱收縮力(mN)。進行三次測量,求出平均。
<熱收縮起始溫度>
在上述熱收縮力曲線中,讀取在升溫過程中熱收縮力成為20mN時的溫度。進行三次測量,求出平均。
(3)楊氏係數
楊氏係數係使用ORIENTEC股份有限公司製薄膜強伸度測量裝置(AMF/RTA-100),於23℃、65%RH進行測量。將樣品裁切為下述尺寸:測量方向(主配向軸方向及與其正交之方向):25cm,與測量方向垂直的方向:1cm;以原長100mm、拉伸速度300mm/分鐘進行拉伸,楊氏係數係依照JIS-Z1702(1994)規定的方法進行測量。
(4)120℃的楊氏係數
120℃的楊氏係數,係使用ORIENTEC股份有限公司製薄膜強伸度測量裝置(AMF/RTA-100),依照各夾頭投入加熱至120℃的烘箱中,加熱1分鐘後,使拉伸速度為300mm/分鐘,進行薄膜的拉伸試驗。將樣品裁切為下述尺寸:測量方向(主配向軸正交方向):25cm,測量方向與直角的方向:1cm;以原長100mm、拉伸速度300mm/分鐘進行拉伸,依照JIS-Z1702(1994)規定的方法進行測量。
(5)在120℃的最大點應力
在120℃的最大點應力,係使用ORIENTEC股份有限公司製薄膜強伸度測量裝置(AMF/RTA-100),依照各夾頭投入加熱至120℃的烘箱中,加熱1分鐘後,使拉伸速度為300mm/分鐘,進行薄膜的拉伸試驗。讀取樣品斷裂時的載重值,除以試驗前之試料的截面積(薄膜厚度×寬度(10mm)),並將算出的值作為斷裂強度的應力,各樣品分別進行5次測量,以其平均值進行評價。另外,為了算出斷裂強度而使用的薄膜厚度,係用上述(1)所測量的值。
(6)最大突起粗糙度(St)
測量係使用菱化系統(股)VertScan2.0 R5300GL-Lite-AC來進行,藉由附屬的解析軟體以多項式4次近似對於拍攝畫面進行面修正,求出表面形狀。另外,最大突起粗糙度(St),顯示測量區域內的高度最大值(Peak(峰))與高度最小值(Valley(谷))的差。測量條件如下所述。測量係針對薄膜的兩面,分別以n=3(測量次數=3次)進行,求出各面的平均值,藉此採用為各面的St。另外,在薄膜兩面的St的值之中較大的值記載於表中。
製造商:菱化系統股份有限公司
裝置名:VertScan2.0 R5300GL-Lite-AC
測量條件:CCD相機 SONY HR-57 1/2英吋
物鏡:5x
中間透鏡:0.5x
濾波器:530nm白色(white)
測量模式:波(Wave)
測量軟體:VS-Measure版本5.5.1
解析軟體:VS-Viewer版本5.5.1
測量區域:1.252mm×0.939mm。
(7)厚度不均
準備聚丙烯薄膜,將薄膜裁切為10mm寬度,在主配向軸方向上,以50mm間隔測量20個點。求出所得之20個點的資料的平均值,又,求出最大值與最小值的差(絕對值),以最小值與最大值之差的絕對值除以平均值,將此值作為薄膜的主配向軸方向的厚度不均。又,測量係在23℃65%RH的氣體環境下使用接觸式的Anritsu(股)製電子測微計(K-312A型)來實施。
(8)結晶化峰值溫度(Tc)
使用微差掃描熱量計(SEIKO INSTRUMENTS(股)製EXSTAR DSC6220),在氮氣環境中針對3mg的聚丙烯薄膜的各層,以20℃/min從25℃升溫至250℃,保持5分鐘。然後以20℃/min從250℃降溫至25℃。將此降溫時所得之發熱曲線的峰值溫度作為聚丙烯薄膜的結晶化溫度(Tc)。另外,可觀測到多個峰值溫度的情況,將80℃至130℃的區域之中最高的溫度作為聚丙烯薄膜的結晶化溫度(Tc)。
(9)加熱後的捲曲評價
將聚丙烯薄膜及厚度40μm的日本ZEON股份有限公司製“ZeonorFilm”(註冊商標)採樣為寬度100mm、長度100mm的正方形,以聚丙烯薄膜的A面與“ZeonorFilm”接觸的方式將其重疊,並以2片丙烯酸板(寬度100mm,長度100mm)將其夾住,施加2kg的載重,於23℃的氣體環境下靜置1小時後,於120℃的烘箱中加熱1小時,取出貼合樣品。使ZeonorFilm側朝下而放置於地板上,以尺測量捲曲之貼合樣品的高度,以下述基準進行評價。
S:捲曲之貼合樣品的高度小於5mm。
A:捲曲之貼合樣品的高度在5mm以上且小於10mm。
B:捲曲之貼合樣品的高度在10mm以上且小於15mm。
C:捲曲之貼合樣品的高度在15mm以上。
(10)具有黏著層之黏著薄膜的平面性
將捲繞於芯材的寬度500mm之具有黏著層的黏著薄膜僅退繞1m,在無張力(因薄膜本身的重量而在垂直方向上垂下的狀態)以及對於薄膜整個寬度均勻地統一施加1kg/m及3kg/m的張力,以目視確認有無皺褶或凹陷這樣的平面性不良之處。
S:在無張力之中無平面性不良之處。
A:在無張力之中觀察到平面性不良之處,但在1kg/m寬度的張力中消失。
B:在1kg/m寬度的張力之中觀察到平面性不良之處,但在3kg/m寬度的張力中消失。
C:即使在3kg/m寬度的張力下,平面性不良之處亦未消失。
(9)具有黏著層之黏著薄膜的寬度收縮性
將黏著層用的塗劑塗布於寬度500mm的聚丙烯薄膜後,導到100℃的乾燥爐,以200N的張力運送30秒,去除塗劑中的溶媒,得到黏著薄膜。以測量器測量聚丙烯薄膜的寬度與黏著薄膜的寬度,根據下式算出寬度收縮率。
寬度收縮率(%)=(500-黏著薄膜寬度)/500×100
根據所算出之寬度收縮率,以下述基準進行評價。
S:寬度收縮率小於0.5%。
A:寬度收縮率在0.5%以上且小於1.0%。
B:寬度收縮率在1.0%以上且小於2.0%。
C:寬度收縮率在2.0%以上。
(實施例1)
作為表層(I)用的原料,將98.5質量份的住友化學(股)製均聚丙烯原料A(MFR:7.5g/10分鐘,熔點:163℃,CXS:1.0%)與1.5質量份的齊格勒-納他觸媒系支鏈狀聚丙烯原料B(Profax PF-814)進行乾式摻混,並供給至表層(I)層用的單軸之單軸擠製機;作為內層(II)用的原料,將98.5質量份的PrimePolymer公司製均聚丙烯原料C(MFR:4.0g/10分鐘,熔點:166℃,CXS:1.7%)與1.5質量份的上述支鏈狀聚丙烯B進行乾式摻混,並供給至內層(II)層用的單軸之單軸擠製機,於260℃進行熔融擠製,以20μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的A/B/A複合T字模,以1/10/1的厚度比進行積層,再將其吐出至表面溫度控制於102℃的鑄造滾筒,藉由氣刀使其密合於鑄造滾筒,得到未延伸片。然後使用陶瓷輥將該片預熱至155℃,在設有周速差的148℃的輥之間,於薄膜的長邊方向上進行4.0倍延伸。接著以夾具載持端部並將其導入至拉幅式延伸機,於180℃預熱5秒後,於170℃延伸至9.6倍,一邊在寬度方向上賦予14%的鬆弛一邊於167℃進行熱處理,之後經過100℃的冷卻步驟而引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度25μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(實施例2)
將90質量份的PrimePolymer(股)公司製均聚丙烯原料D(MFR:3.0g/10分鐘,熔點:164℃,CXS:3.3%)與10質量份的三井化學(股)公司製4-甲基-1-戊烯系聚合物「MX004」(熔點:230℃)以此比例混合的方式從計量漏斗對於雙軸擠製機進行原料供給,於260℃進行熔融混練,從模頭吐出為股線狀,於25℃的水槽冷卻固化,裁切為小片狀,得到聚丙烯原料(1)。作為表層(I)用的原料,將98質量份的上述均聚丙烯原料C與2質量份的上述聚丙烯原料(1)進行乾式摻混並供給至表層(I)層用的單軸之單軸擠製機;作為內層(II)用的原料,將98.5質量份的上述均聚丙烯原料C與1.5質量份的上述支鏈狀聚丙烯原料B進行乾式摻混,並供給至內層(II)層用的單軸之單軸擠製機,於260℃進行熔融擠製,以20μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的A/B/A複合T字模以1/12/1的厚度比進行積層,再將其吐出至表面溫度控制於93℃的鑄造滾筒,藉由氣刀使其密合於鑄造滾筒,得到未延伸片。然後,使用陶瓷輥將該片預熱至153℃,在設有周速差的128℃的輥之間,於薄膜的長邊方向上進行4.9倍延伸。接著,以夾具載持端部並將其導入至拉幅式延伸機,於179℃預熱5秒後,於173℃延伸至9.5倍,一邊於寬度方向上賦予11%的鬆弛一邊於148℃進行熱處理,之後經過100℃的冷卻步驟而引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度25μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(實施例3)
作為表層(I)用的原料,將98質量份的上述均聚丙烯原料A與2質量份的上述聚丙烯原料(1)進行乾式合並供給至表層(I)層用的單軸之單軸擠製機;作為內層(II)用的原料,將70質量份的上述均聚丙烯原料C與30質量份的上述均聚丙烯原料A乾式摻混,並供給至內層(II)層用的單軸之單軸擠製機,於250℃進行熔融擠製,以20μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的A/B/A複合T字模以1/8/1的厚度比進行積層,再將其吐出至表面溫度控制於58℃的鑄造滾筒,藉由氣刀使其密合於鑄造滾筒,得到未延伸片。然後,使用陶瓷輥將該片預熱至144℃,在設有周速差的138℃的輥之間,於薄膜的長邊方向上進行4.4倍延伸。接著以夾具載持端部並將其導入至拉幅式延伸機,於176℃預熱5秒後,於167℃延伸至8.8倍,一邊於寬度方向上賦予9%的鬆弛一邊於163℃進行熱處理,之後經過100℃的冷卻步驟而引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度25μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(實施例4)
作為表層(I)用的原料,將95.7質量份的上述均聚丙烯原料D、2.3質量份的上述支鏈狀聚丙烯原料B、2質量份的上述聚丙烯原料(1)進行乾式摻混並供給至表層(I)層用的單軸之單軸擠製機;作為內層(II)用的原料,將97.7質量份的上述均聚丙烯原料D與2.3質量份的上述支鏈狀聚丙烯原料B進行乾式摻混,並供給至內層(II)層用的單軸之單軸擠製機,於250℃進行熔融擠製,以20μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的A/B/A複合T字模以1/10/1的厚度比進行積層,再將其吐出至表面溫度控制於110℃的鑄造滾筒,藉由氣刀使其密合於鑄造滾筒,得到未延伸片。然後,使用陶瓷輥將該片預熱至159℃,在設有周速差的125℃的輥之間,於薄膜的長邊方向上進行4.1倍延伸。接著以夾具載持端部並將其導入至拉幅式延伸機,180℃預熱5秒後,於175℃延伸至10.2倍,一邊在寬度方向上賦予14%的鬆弛一邊於140℃進行熱處理,之後經過100℃的冷卻步驟而引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度25μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(實施例5)
作為表層(I)用的原料,將98.5質量份的上述均聚丙烯原料C、1.5質量份的上述支鏈狀聚丙烯原料B進行乾式摻混並供給至表層(I)層用的單軸之單軸擠製機;作為內層(II)用的原料,將100質量份的上述均聚丙烯原料C供給至內層(II)層用的單軸之單軸擠製機,於250℃進行熔融擠製,以20μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的A/B/A複合T字模以1/10/1的厚度比進行積層,再將其吐出至65℃表面溫度控制於的鑄造滾筒,藉由氣刀使其密合於鑄造滾筒,得到未延伸片。然後,使用陶瓷輥將該片預熱至152℃,在設有周速差的132℃的輥之間,於薄膜的長邊方向上進行4.6倍延伸。接著以夾具載持端部並將其導入至拉幅式延伸機,於177℃預熱5秒後,於169℃延伸至6.8倍,一邊在寬度方向上賦予16%的鬆弛一邊於170℃進行熱處理,之後經過100℃的冷卻步驟而引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度25μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(實施例6)
作為表層(I)用的原料,將95質量份的上述均聚丙烯原料D與5質量份的金屬芳香類觸媒系支鏈狀聚丙烯原料(Japan Polypropylene公司製WAYMAX MFX3)進行乾式摻混並供給至表層(I)層用的單軸之單軸擠製機;作為內層(II)用的原料,將100質量份的上述均聚丙烯原料D供給至內層(II)層用的單軸之單軸擠製機,於250℃進行熔融擠製,以20μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的A/B/A複合T字模以1/10/1的厚度比進行積層,再將其吐出至表面溫度控制於55℃的鑄造滾筒,藉由氣刀使其密合於鑄造滾筒,得到未延伸片。然後,使用陶瓷輥將該片預熱至146℃,在設有周速差的133℃的輥之間,於薄膜的長邊方向上進行4.4倍延伸。接著以夾具載持端部並將其導入至拉幅式延伸機,於176℃預熱5秒後,於166℃延伸至7.8倍,一邊在寬度方向上賦予11%的鬆弛一邊於153℃進行熱處理,之後經過100℃的冷卻步驟而引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度7μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(比較例1)
將共聚合組成為98.4質量份之丙烯成分與1.6質量份之乙烯成分的聚丙烯系樹脂(MFR:2.0g/10分鐘)供給至單軸擠製機,於280℃從T字模擠製為片狀,於60℃的冷卻輥上冷卻固化後,藉由設定為141℃的加熱輥延伸機在縱向上延伸4.4倍,然後以設為162℃的拉幅延伸機於橫向上延伸9.2倍,於橫向上延伸後於170℃進行熱處理,得到30μm的聚丙烯系薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(比較例2)
將Japan Polypropylene(股)公司製「Novatek SA4L」(MFR=5.0/10分鐘)供給至單軸之單軸擠製機,於250℃從T字模擠製為片狀,以30℃的冷卻輥進行冷卻固化後,於135℃縱向延伸4.5倍,然後以夾具夾住兩端,導到熱風烘箱中,預熱至169℃後,於160℃橫向延伸至8.2倍,然後一邊以6.7%的緩和率使其緩和一邊於168℃進行熱處理,得到4μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(比較例3)
將75質量份的上述均聚丙烯原料D與25質量份的碳酸鈣粒子(三共製粉(股)製,2480K,粒徑:6μm)進行乾式摻混,並供給至內層(II)用的單軸熔融擠製機,將上述均聚丙烯原料D供給至表層(I)用的單軸熔融擠製機,於240℃進行熔融擠製,以80μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的B/A/B複合T字模以1/50/1的厚度比進行積層,再將其吐出至表面溫度控制於30℃的鑄造滾筒,得到鑄造片。接著,使用多個陶瓷輥進行預熱至140℃,於薄膜的長邊方向上進行4.6倍延伸。接著以夾具載持端部並將其導入至拉幅式延伸機,於165℃預熱3秒後,於160℃延伸至8.0倍。接著,在熱處理步驟中,一邊在寬度方向上賦予10%的鬆弛一邊於160℃進行熱處理,之後經過130℃冷卻步驟後引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度25μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(比較例4)
將99.7質量份的上述均聚丙烯原料A、0.3質量份的作為β晶核劑的N,N’-二環己基-2,6-萘二羧基醯胺(新日本理化(股)製,NU-100)、進一步將作為抗氧化劑的Ciba Specialty Chemicals製IRGANOX(註冊商標)1010、IRGAFOS(註冊商標)168各0.1質量份依此比例混合的方式,從計量漏斗對於雙軸擠製機進行原料供給,於300℃進行熔融混練,從模頭吐出為股線狀,於25℃的水槽進行冷卻固化,裁切為小片狀,得到聚丙烯原料(2)。
將上述均聚丙烯原料D供給至內層(II)層用的單軸熔融擠製機,將上述聚丙烯原料(2)供給至表層(I)層用的單軸熔融擠製機,於240℃進行熔融擠製,以60μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的A/B複合T字模以8/1的厚度比進行積層,再將其吐出至表面溫度控制於90℃的鑄造滾筒,得到鑄造片。然後,使用多個陶瓷輥進行預熱至125℃,於薄膜的長邊方向上進行4.6倍延伸。接著以夾具載持端部並將其導入至拉幅式延伸機,於165℃預熱3秒後,於160℃延伸至8.0倍。然後,在熱處理步驟中,一邊在寬度方向上賦予10%的鬆弛一邊於160℃進行熱處理,之後於130℃經過冷卻步驟而將其引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度15μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(比較例5)
作為表層(I)用的原料,將98.5質量份的上述均聚丙烯原料A、1.5質量份的上述支鏈狀聚丙烯原料B進行乾式摻混並供給至表層(I)層用的單軸之單軸擠製機;作為內層(II)用的原料,將98.5質量份的上述均聚丙烯原料C與1.5質量份的上述支鏈狀聚丙烯原料B進行乾式摻混並供給至內層(II)層用的單軸之單軸擠製機,於250℃進行熔融擠製,以20μm截止的燒結過濾器去除異物後,藉由進料區塊型的A/B/A複合T字模以1/10/1的厚度比進行積層,再將其吐出至表面溫度控制於35℃的鑄造滾筒,藉由氣刀使其密合於鑄造滾筒,得到未延伸片。然後,使用陶瓷輥將該片預熱至153℃,在設有周速差的148℃的輥之間,於薄膜的長邊方向上進行3.7倍延伸。接著以夾具夾持端部並將其導入至拉幅式延伸機,於180℃預熱5秒後,於178℃延伸至7.2倍,一邊在寬度方向上賦予16%的鬆弛一邊於170℃進行熱處理,之後經過100℃的冷卻步驟而引導至拉幅機的外側,解開薄膜端部的夾具,將薄膜捲繞於芯材,得到厚度25μm的聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
(比較例6)
在作為直鏈狀聚丙烯的內消旋五元組分率為98.5%、熔流速率(MFR)為2.6g/10分鐘的PrimePolymer(股)製聚丙烯樹脂100質量份中摻混0.5質量份的Basell公司製支鏈狀聚丙烯樹脂(高熔融張力聚丙烯Profax PF-814 內消旋五元組分率91.0%),並將其供給至溫度250℃的擠製機,以樹脂溫度為250℃,從T型縫模熔融擠製為片狀,使該熔融片在保持於90℃的直徑1m的鑄造滾筒上,以氣刀溫度90℃、氣體速度140m/s進行冷卻固化。接著,將該片緩慢預熱至140℃,然後通過溫度保持於145℃的設有周速差的輥之間,在長邊方向上延伸至4.8倍。此時,在延伸部使用輻射加熱器(輸出3.5kW)補充熱量並進行延伸。然後,將該薄膜導入至拉幅機,以延伸溫度160℃在寬度方向上進行10倍延伸,接著一邊在寬度方向上以共23%的鬆弛率分3階段進行鬆弛。(第1階段為12.0%,第2階段為9.0%,第3階段為3.9%),以熱固定溫度150℃,冷卻溫度140℃進行熱處理,之後於室溫急冷5秒,得到薄膜厚度為3.0μm的雙軸配向聚丙烯薄膜。將所得之薄膜的物性及評價結果顯示於表1。
表1
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | |||
CXS為3.5%以下 的聚丙烯的比例 | 內層 | (%) | 98.5 | 98.5 | 100 | 97.7 | 100 | 100 | - | - | 75 | 100 | 98.5 | 99.5 |
表層 | 98.5 | 99.8 | 99.8 | 97.5 | 98.5 | 95 | 100 | 99.5 | 98.5 | |||||
Tmc | 內層 | (℃) | 116 | 116 | 108 | 111 | 108 | 107 | 107 | 108 | 110 | 108 | 111 | 109 |
表層 | 117 | 110 | 109 | 112 | 112 | 119 | 110 | 125 | 111 | |||||
140℃之熱收縮力 | 主配向軸方向 | (mN) | 5 | 23 | 84 | 340 | 60 | 260 | 130 | 510 | 380 | 420 | 64 | -1 |
主配向軸正交方向 | 3 | 13 | 40 | 380 | 120 | 160 | 60 | 440 | 240 | 280 | 30 | 5 | ||
楊氏係數 | 主配向軸方向 | (GPa) | 3.8 | 4.7 | 3.3 | 4.6 | 3.4 | 3.6 | 3.0 | 4.8 | 2.6 | 3.5 | 3.0 | 3.9 |
主配向軸正交方向 | 2.2 | 2.5 | 1.8 | 2.3 | 2.0 | 2.1 | 1.5 | 2.7 | 1.7 | 2.0 | 1.1 | 1.7 | ||
120℃楊氏係數 | 主配向軸正交方向 | (GPa) | 0.23 | 0.26 | 0.15 | 0.18 | 0.21 | 0.20 | 0.16 | 0.18 | 0.12 | 0.17 | 0.11 | 0.13 |
120℃楊氏係數×厚度 | 主配向軸正交方向 | (GPa・μm) | 5.8 | 6.5 | 3.8 | 4.5 | 5.3 | 1.4 | 4.8 | 0.7 | 3.0 | 2.6 | 2.8 | 0.4 |
熱收縮力成為20mN 以上時的溫度 | 主配向軸方向 | (℃) | 148 | 140 | 130 | 115 | 144 | 121 | 138 | 108 | 105 | 110 | 135 | 148 |
主配向軸正交方向 | 145 | 144 | 140 | 110 | 139 | 135 | 132 | 113 | 118 | 119 | 145 | 151 | ||
在120℃的最大點應力 | 主配向軸方向 | (MPa) | 163 | 180 | 142 | 152 | 150 | 155 | 95 | 120 | 75 | 102 | 125 | 88 |
主配向軸正交方向 | 115 | 130 | 75 | 88 | 103 | 95 | 81 | 90 | 62 | 86 | 55 | 67 | ||
最大突起粗糙度St | (nm) | 8000 | 1800 | 2400 | 5600 | 4300 | 1500 | 2400 | 380 | 7900 | 9800 | 1100 | 2200 | |
薄膜厚度 | (μm) | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 7 | 30 | 4 | 25 | 15 | 25 | 3 | |
主配向軸方向的厚度不均 | (%) | 2.3 | 1.5 | 2.3 | 4.5 | 6.4 | 2.5 | 3.3 | 7.0 | 5.5 | 4.2 | 3.5 | 1.9 | |
加熱後的捲曲評價 | S | S | A | B | B | B | B | C | B | C | A | S | ||
具有黏著層的黏著薄膜的平面性 | A | S | B | B | A | B | C | A | C | A | C | B | ||
具有黏著層的黏著薄膜的寬度收縮性 | S | S | B | A | A | B | A | C | B | B | B | C |
另外,表中的「主配向軸正交方向」意指與主配向軸方向正交的方向。
[產業上的可利用性]
如上所述,本發明的聚丙烯薄膜,可用於包裝用薄膜、脫模薄膜、工程薄膜、衛生用品、農業用品、建築用品、醫療用品等各種用途。尤其是因為耐熱性、機械強度、脫模性、品質優良,在與被附著體貼合後,可較佳地用作通過高溫步驟的脫模薄膜、工程薄膜。
無。
無。
無。
Claims (11)
- 一種聚丙烯薄膜,其主配向軸方向及與其正交之方向在140℃之熱收縮力皆為400mN以下,前述主配向軸方向及與其正交之方向的熱收縮力成為20mN以上時的溫度皆為116℃以上,前述主配向軸方向及與其正交之方向的楊氏係數皆為1.8GPa以上。
- 如請求項1之聚丙烯薄膜,其中前述主配向軸方向及與其正交之方向在120℃之最大點應力皆為80MPa以上。
- 如請求項1之聚丙烯薄膜,其中至少單面的最大突起粗糙度St為2000nm以上。
- 如請求項1至3中任一項之聚丙烯薄膜,其中前述主配向軸方向的厚度不均小於6.0%。
- 如請求項1至3中任一項之聚丙烯薄膜,其中與前述主配向軸方向正交之方向在140℃之熱收縮力為95mN以下。
- 如請求項1至3中任一項之聚丙烯薄膜,其中與前述主配向軸方向正交之方向在120℃之楊氏係數(GPa)與薄膜厚度(μm)相乘的值為1.5(GPa.μm)以上。
- 如請求項1至3中任一項之聚丙烯薄膜,其中薄膜的厚度為6μm以上。
- 如請求項1至3中任一項之聚丙烯薄膜,其為2層以上的積層構成,其中至少1層為:含有50質量%以上100質量%以下的冷二甲苯可溶部(CXS)為3.5% 以下之聚丙烯的層。
- 如請求項1至3中任一項之聚丙烯薄膜,其為2層以上的積層構成,其中至少1層為:在藉由微差掃描熱量計DSC以20℃/min從25℃升溫至250℃,然後以20℃/min從250℃降溫至25℃時,結晶化峰值溫度(Tc)為110℃以上。
- 一種黏著薄膜,其在如請求項1至9中任一項之聚丙烯薄膜的至少單面上具有黏著層。
- 一種脫模薄膜,其使用如請求項1至9中任一項之聚丙烯薄膜。
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