双轴拉伸聚酯薄膜及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜，其特征在于，例如由包含60质量％以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯树脂组合物形成，测定频率10Hz下的动态粘弹性测定中的tanδ值的峰在MD方向、TD方向均处于60℃以上且100℃以下的范围，且tanδ峰值在MD方向、TD方向均处于0.080～0.15的范围。本发明专利技术的双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜对于转换薄膜、蒸煮袋包装、含水物包装等的食品包装用薄膜、拉深成型用薄膜等可以特别适宜地使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及防湿性、耐针孔性和耐破袋性优异，特别是对于蒸煮袋包装、含水物包装可以特别优异地使用的双轴拉伸聚酯薄膜(具体而言是双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜)及其制造方法。另外，本专利技术还涉及适于以往使用尼龙薄膜、其它柔软薄膜的用途的、耐冲击性、弯曲性、力学强度的均衡性优异的双轴拉伸聚酯薄膜(具体而言是双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜)及其制造方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸丁二醇酯(以下为PBT)的力学特性、耐冲击性自不待言，阻气性、耐化学性也优异，因此一直以来用作工程塑料，特别是从结晶速度快、生产率优良方面考虑也会用作有用的材料。另外，利用其特性，还研究在转换薄膜、食品包装用薄膜、拉深成型用薄膜等薄膜领域中的应用。例如，专利文献1中公开了如下技术：利用具有特定范围的穿刺位移的未拉伸PBT薄膜，对于锂离子电池的外包装用这样的进行拉深成型的用途具有优异的加工适应性。然而，由于上述现有技术为未拉伸的，因此PBT的取向较弱，从力学特性、耐冲击性的观点出发，存在未能充分发挥PBT原本的特性之类的问题。另外，一直以来，认为PBT的结晶速度快，难以进行双轴拉伸。其原因在于，因拉伸过程中的取向引起结晶化，而难以进行拉伸。相对于此，为了发挥PBT原本具有的特性，在过去40年以来进行了以通过双轴拉伸提高面取向从而提高作为薄膜的力学特性、耐冲击性为目的的研究。对于过去的PBT薄膜的研究进行多次讨论。>专利文献2中公开了如下技术：通过对特性粘度为0.7dl/g以上的PBT进行拉幅式同时双轴拉伸，可得到力学性质优异的聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜。另外，专利文献3中公开了如下技术：通过利用管式同时双轴拉伸法对原料的特性粘度为0.7dl/g以上的PBT进行拉伸，可得到薄膜的面取向度为0.07～0.18的聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜。进而，专利文献4中公开了如下技术：对由环状模具挤出的未拉伸原材料进行骤冷来抑制PBT的结晶化，其后用管式同时双轴拉伸法进行双轴拉伸，由此得到各向异性少、机械性质、尺寸稳定性优异的双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜。然而，在利用这些同时双轴拉伸法进行的拉伸中，对于如PBT这样结晶化较快的树脂可以广范围地应用，另一方面，由于其制造方法导致厚度精度不佳，而且面取向系数无法变高，因此，存在得到的薄膜的穿刺强度、冲击强度不充分之类的问题。另外，特别是对于管式同时双轴拉伸法，由其制膜方法导致制膜速度无法提高，从而存在生产率差之类的问题。另一方面，作为与管式同时双轴拉伸法相比制膜速度快、生产率优异的制膜方法，有逐次双轴拉伸法。然而，在为如PBT这样结晶速度较快的树脂时，在沿着一方向进行拉伸的情况下，分子链沿着与拉伸方向相同的方向排列，接着在沿着与第一阶段呈直角方向进行拉伸时，该排列逐渐消失，因此无法避免颈缩。因此为了消除颈缩而需要拉伸至拉伸极限，因此存在容易发生断裂之类的问题。另外，如专利文献5所述，在通过由T模具挤出并浇铸在冷却辊上的方法而得到未拉伸片材、其后进行拉伸的制膜方法的情况下，为了消除薄膜的表面缺陷并提高厚度的均匀性，需要提高膜状熔融物与旋转冷却滚筒表面的密合性，基于这些理由，可以说对PBT进行逐次双轴拉伸与使用管式同时双轴拉伸法来得到PBT的双轴拉伸薄膜相比更加困难。作为利用逐次双轴拉伸的PBT的双轴拉伸技术，已知有如下技术：将PBT由T模具挤出后使其接触冷却辊，其后，以拉伸倍率为3.5倍以下沿着TD方向进行拉伸，然后以100000％/分钟以上的变形速度沿着MD方向进行拉伸，从而制造双轴拉伸PBT薄膜，由此制造均匀拉伸的无厚度不均的薄膜(参见专利文献5)。然而，对于上述现有技术，由实施例的结果可知，由于仅增大MD方向的变形速度，因此，存在伸长率低、透明性、尺寸稳定性差、无法得到MD方向和TD方向取得均衡性的薄膜的问题。如上所述，现有的双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜尚不具备用作包装用材料的充分的特性(例如防湿性、耐针孔性、耐破袋性)。需要说明的是，本申请中所谓的“防湿性”是指与尼龙相比更不吸水，而与聚对苯二甲酸乙二醇酯相同的防湿性。另一方面，在上述技术中，由于拉伸倍率较低，无法得到充分的强度，且对于未完全发挥逐次双轴拉伸法的优点、或用于提高膜状熔融物与旋转冷却滚筒表面的密合性的对策没有任何具体记载，因此在提高制膜速度方面存在限度，在生产率方面还有问题。作为提高由T模具挤出的片状物与冷却辊表面的密合性的方法，如下方法是有效的：在挤出管头与旋转冷却滚筒之间设置丝状电极并施加高电压，使未固化的片状物面析出静电，使该片材密合于冷却体表面的同时进行骤冷的方法(静电密合浇铸法)。为了有效地进行静电密合浇铸法，也就是，需要提高片状物与滚筒表面的静电密合性，因此，重要的是如何使片状物表面析出更多的电荷量。为了增加电荷量，作出较大努力，对聚酯进行改性来降低其电阻率是有效的。作为降低聚酯的电阻率的方法，例如公开有如下方法：在制造聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)时，以使镁原子与磷原子的原子数比为特定范围的值的方式来添加镁化合物和磷化合物，由此来降低电阻率(例如参见专利文献6)。根据前述文献，还公开有：通过限定镁化合物、钠化合物和磷化合物的添加时期，可减少由催化剂引起的杂质，提高薄膜的品质。另一方面，PBT与PET相比熔融粘度高，因此对冷却辊的密合性差，而且，由于制造PBT时所使用的金属催化剂通常仅为少量的钛化合物，因此，电阻率值高，从薄膜的生产率方面出发，用于提高静电密合性的改性是不可缺少的。专利文献7中公开的是一种食品包装薄膜用聚酯组合物，通过含有镁化合物、钾化合物、具有特定结构的磷化合物，并使各元素量为特定的量，可使熔融电阻率为1.0×107Ω·cm以下。根据该技术，其微小杂质少，且具有良好的静电施加性、保香性。然而，在专利文献7中，特别是对于熔融粘度高、对冷却辊的密合性不佳的PBT没有具体记载，而且为了如上所述使熔融电阻率降低至1.0×107Ω·cm需要大量的金属原子，因此，由着色导致薄膜的外观质量下降成为问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-77292号公报专利文献2：日本特开平2-16029号公报专利文献3：日本特开平5-200860号公报专利文献4：日本特开2012-146636号公报专利文献5：日本特开昭51-146572号公报专利文献6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜，其特征在于，其由包含60质量％以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯树脂组合物形成，测定频率10Hz下的动态粘弹性测定中的tanδ值的峰在MD方向、TD方向均处于60℃以上且100℃以下的范围，且tanδ峰值在MD方向、TD方向均处于0.080以上且0.15以下的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.13 JP 2013-235370;2013.11.13 JP 2013-235371.一种双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜，其特征在于，其由包含60
质量％以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯树脂组合物形成，测定频率10Hz
下的动态粘弹性测定中的tanδ值的峰在MD方向、TD方向均处于60℃以上且
100℃以下的范围，且tanδ峰值在MD方向、TD方向均处于0.080以上且0.15
以下的范围。
2.一种双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜，其特征在于，其由包含60
质量％以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯树脂组合物形成，薄膜的熔融电
阻率值为0.10×108Ω·cm以上且1.0×108Ω·cm以下，测定频率10Hz下的动态粘
弹性测定中的tanδ值的峰在MD方向、TD方向均处于60℃以上且100℃以下的
范围，且tanδ峰值在MD方向、TD方向均处于0.080以上且0.15以下的范围。
3.根据权利要求1或2所述的双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜，其特
征在于，所述双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜的厚度方向的折射率为
1.490以上且低于1.540、面取向系数为0.128以上且低于0.150。
4.根据权利要求3所述的双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜，其特征
在于，所述双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜的厚度方向的折射率为1.490
以上且低于1.510、面取向系数为0.130以...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤考道，中谷伊志，池畠良知，
申请(专利权)人：东洋纺株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP