CN111655450A - 热收缩性聚酯系薄膜卷 - Google Patents
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Abstract
[课题]提供:良好的卷取特性、特别是卷芯褶皱、端面偏移良好的热收缩性聚酯系薄膜卷。[解决方案]一种热收缩性聚酯系薄膜卷,其特征在于,其为在90℃热水中进行10秒处理后的薄膜主收缩方向的收缩率为40%以上的热收缩性聚酯系薄膜卷取于纸管而成的薄膜卷,该热收缩性聚酯薄膜和该薄膜卷中,满足下述特征(1)~(6)。(1)薄膜卷长为2000m以上且20000m以下,(2)薄膜宽度为400mm以上且2500mm以下,(3)薄膜厚度为5μm以上且30μm以下,(4)薄膜卷表层部在薄膜宽度方向上的厚度不均为12%以下,(5)前述纸管为内径3英寸的纸管,从薄膜卷去除了薄膜后的宽度方向的纸管的间隙差为0.5mm以下,去除了薄膜后的纸管的扁平耐压强度为1700N/100mm以上,(6)薄膜卷表层部的宽度方向的卷硬度的平均值为500以上且850以下。
Description
技术领域
本发明涉及卷取热收缩性聚酯系薄膜而成的薄膜卷。进一步详细而言,涉及:薄膜卷的卷绕芯部的褶皱改善、且进行印刷、加工时的损失少的热收缩性聚酯系薄膜卷。
背景技术
近年来,由聚氯乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚酯系树脂等形成的拉伸薄膜(所谓热收缩性薄膜)逐渐被广泛使用于兼顾玻璃瓶、PET瓶等的保护与商品的表示的标签包装、瓶盖密封、集成包装等用途中。在这样的热收缩性薄膜中,聚氯乙烯系薄膜除耐热性低以外,还存在在焚烧时产生氯化氢气体、或成为二恶英的原因等问题。另外,聚苯乙烯系薄膜存在的问题是耐溶剂性差,需要在印刷时使用特殊组成的墨,而且必须在高温下焚烧,在焚烧时会伴有恶臭且产生大量的黑烟。因此,耐热性高、容易焚烧、耐溶剂性优异的聚酯系热收缩性薄膜逐渐被广泛用作收缩标签,并且随着PET容器的流通量的增大,使用量趋于增加。
然而,热收缩性标签最终大多作为垃圾而废弃,从环保角度出发,要求薄壁化。由于厚度变薄,硬挺度下降,操作变得更困难,因此,分切薄膜后的薄膜卷中呈现不良情况。热收缩性薄膜与其他通用薄膜相比,难以操作,但根据本发明人等的研究,特别是薄膜厚度为30μm以下的热收缩性聚酯系薄膜中特别容易产生不良情况。由于不良情况而导致在对薄膜卷进行印刷、加工时产生麻烦。特别是如果在薄膜卷的卷芯部产生褶皱,则在进行印刷、加工时在该位置产生麻烦,存在成为损失的课题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-266525号公报
专利文献2:日本专利3678220号公报
专利文献3:日本特开2014-73688号公报
非专利文献
非专利文献1:纵切复卷机的技术读本(スリッター·リワインダーの技術読本),株式会社加工技术研究会、1998年发行
发明内容
发明要解决的问题
迄今为止已经提出了大量的针对用于形成褶皱少的薄膜卷的分切条件的技术文献。上述非专利文献1中记载了将薄膜卷卷取的分切机的张力、控制等。然而,针对纸管、薄膜物性没有记载。
上述专利文献1中,作为薄膜卷的褶皱、松弛少的分切的条件,期望薄膜卷宽度方向的卷硬度均匀。防止由于气体逸出所导致的薄膜卷的褶皱、松弛是目的。然而,对于由于气体逸出所导致的褶皱,在薄膜卷的表层附近处的影响大,在接近于薄膜卷的纸管的位置即卷芯侧,由于气体逸出所导致的影响小,宽度方向的卷硬度即使均匀也有引入褶皱的可能性。上述专利文献2中,记载了在热收缩性聚酯薄膜卷中的、卷内的热收缩性、溶剂粘接性的变动少、厚度不均改善的薄膜卷。然而,关于薄膜卷的褶皱,没有进行阐述。
上述专利文献3中,关于长期保管后印刷等加工也良好的热收缩性聚酯薄膜卷进行了记载。然而,宽度方向的卷硬度差大于专利文献1。而且,关于卷芯侧的褶皱未进行记载。
本发明的目的在于,提供:消除将薄壁化了的上述以往的热收缩性聚酯系薄膜卷取而成的薄膜卷所具有的问题、卷芯褶皱少的热收缩性聚酯薄膜卷。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果至此完成了本发明。即,本发明包含以下的构成。
1.一种热收缩性聚酯系薄膜卷,其为在90℃热水中进行10秒处理后的薄膜主收缩方向的收缩率为40%以上的热收缩性聚酯系薄膜卷取于纸管而成的薄膜卷,该热收缩性聚酯薄膜和该薄膜卷中,满足下述特征(1)~(6)。
(1)薄膜卷长为2000m以上且20000m以下
(2)薄膜宽度为400mm以上且2500mm以下
(3)薄膜厚度为5μm以上且30μm以下
(4)薄膜卷表层部在薄膜宽度方向上的厚度不均为12%以下
(5)前述纸管为内径3英寸的纸管,从薄膜卷去除了薄膜后的宽度方向的纸管的间隙差为0.5mm以下,去除了薄膜后的纸管的扁平耐压强度为1700N/100mm以上
(6)薄膜卷表层部的宽度方向的卷硬度的平均值为500以上且850以下
2.根据1.所述的热收缩性聚酯系薄膜卷,其特征在于,将薄膜卷取前的宽度方向的纸管的间隙差为0.3mm以下。
3.根据1.~2.中任一项所述的热收缩性聚酯系薄膜卷,其中,从薄膜卷的表层部以卷长1000m间隔取样而得到的各试样的薄膜的宽度方向整体的厚度不均在全部试样中为12%以下。
4.一种薄膜卷,其是由薄膜的卷外与卷内的静摩擦系数和动摩擦系数均为0.1以上且0.8以下的1.~3.所述的热收缩性聚酯系薄膜形成的。
发明的效果
本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷的卷芯褶皱少。因此,印刷、溶剂粘接等后加工中麻烦少且可以良好地使用。
附图说明
图1为示出用于制造本发明的热收缩性聚酯系薄膜的、横向拉伸机中的拉伸图案的一例的俯视图。
具体实施方式
构成本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷的热收缩性聚酯系薄膜中使用的聚酯以对苯二甲酸乙二醇酯为主要构成成分。即,相对于聚酯的全部构成成分100摩尔%,包含对苯二甲酸乙二醇酯50摩尔%以上、优选包含60摩尔%以上。作为构成本发明的聚酯的对苯二甲酸以外的其他二羧酸成分,可以举出间苯二甲酸、萘二羧酸、邻苯二甲酸等芳香族二羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸等脂肪族二羧酸、和脂环式二羧酸等。
含有脂肪族二羧酸(例如己二酸、癸二酸、癸烷二羧酸等)的情况下,含有率优选低于3摩尔%。使用含有3摩尔%以上的这些脂肪族二羧酸的聚酯而得到的热收缩性聚酯系薄膜中,高速安装时的薄膜硬挺度不充分。
另外,优选不含有三元以上的多元羧酸(例如偏苯三酸、均苯四酸和它们的酐等)。使用含有这些多元羧酸的聚酯而得到的热收缩性聚酯系薄膜中,变得不易达成所需的高收缩率。
作为构成本发明中使用的聚酯的乙二醇以外的二醇成分,可以举出1-3丙二醇、1-4丁二醇、新戊二醇、己二醇等脂肪族二醇、1,4-环己烷二甲醇等脂环式二醇、双酚A等芳香族系二醇等。
本发明的热收缩性聚酯系薄膜中使用的聚酯含有1,4-环己烷二甲醇等环状二醇、具有碳数3~6个的二醇(例如1-3丙二醇、1-4丁二醇、新戊二醇、己二醇等)中的1种以上,优选调整玻璃化转变点(Tg)为60~80℃的聚酯。
另外,对于本发明的热收缩性聚酯系薄膜中使用的聚酯,全部聚酯树脂中的多元醇成分100摩尔%中或者多元羧酸成分100摩尔%中的能成为非晶成分的1种以上的单体成分的总计优选15摩尔%以上、更优选17摩尔%以上、特别优20摩尔%以上。此处,作为能成为非晶成分的单体,例如可以举出新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,2-二乙基1,3-丙二醇、2-正丁基2-乙基1,3-丙二醇、2,2-异丙基1,3-丙二醇、2,2-二正丁基1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、己二醇,其中,优选使用新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、间苯二甲酸。
本发明的热收缩性聚酯系薄膜所使用的聚酯中,优选不含有碳数8个以上的二醇(例如辛二醇等)、或三元以上的多元醇(例如三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、甘油、二甘油等)。使用含有这些二醇、或多元醇的聚酯而得到的热收缩性聚酯系薄膜中,变得不易达成所需的高收缩率。
另外,形成本发明的热收缩性聚酯系薄膜的树脂中,根据需要可以添加各种添加剂、例如蜡类、抗氧化剂、抗静电剂、结晶成核剂、减稠剂、热稳定剂、着色用颜料、防着色剂、紫外线吸收剂等。形成本发明的热收缩性聚酯系薄膜的树脂中,优选添加微粒作为润滑剂,从而使聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂薄膜的作业性(润滑性)改善。作为微粒,可以选择任意者,例如作为无机系微粒,可以举出二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、高岭土、硫酸钡等。另外,作为有机系微粒,例如可以举出丙烯酸类树脂颗粒、三聚氰胺树脂颗粒、有机硅树脂颗粒、交联聚苯乙烯颗粒等。微粒的平均粒径可以在0.05~3.0μm的范围内(用库尔特计数器测定时)根据需要而适宜选择。而且,微粒的添加量相对于薄膜为300~1200ppm的范围内时,可以兼顾良好的滑动性(摩擦)与透明性。
作为在形成热收缩性聚酯系薄膜的树脂中配混上述颗粒的方法,例如可以在制造聚酯系树脂的任意阶段添加,优选在酯化的阶段、或酯交换反应结束后、缩聚反应开始前的阶段,以分散于乙二醇等的浆料的形式添加,从而推进缩聚反应。另外,还优选通过如下方法进行:用带有排气口的混炼挤出机,将分散于乙二醇或水等的颗粒的浆料与聚酯系树脂原料进行共混的方法;或,用混炼挤出机,将干燥后的颗粒与聚酯系树脂原料进行共混的方法;等。
进一步,为了使薄膜表面的粘接性良好,也可以对本发明的热收缩性聚酯系薄膜实施电晕处理、涂覆处理、火焰处理等。
需要说明的是,本发明的热收缩性聚酯系薄膜中还包含具有至少1层聚酯树脂层的层叠型的多层聚酯薄膜。聚酯树脂层层叠有2层以上时,其聚酯树脂层可以为相同组成的聚酯,也可以为不同组成的聚酯。另外,作为其他层的能层叠的层只要为热塑性树脂层就没有特别限定,从价格、热收缩特性的方面出发,优选聚苯乙烯系树脂层。
另外,对于本发明的热收缩性聚酯系薄膜,在90℃的热水中、以无载荷状态经10秒进行处理时,由收缩前后的长度,根据下式1算出的薄膜的主收缩方向的热收缩率(即,90℃的热水热收缩率)必须为40%以上。
热收缩率={(收缩前的长度-收缩后的长度)/收缩前的长度}×100(%)··式1
90℃下的主收缩方向的热水热收缩率如果低于40%,则收缩量小,因此,进行热收缩后的标签中会产生褶皱、收缩不足,因此,作为热收缩薄膜不优选。
另外,本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷、或由热收缩性多层聚酯系薄膜卷卷取而成的薄膜的长度优选2000m以上且25000m以下。印刷等加工中,卷长长时交换卷的频率降低,作业效率变良好。优选3000m以上、进一步优选4000m以上。上限没有特别限定,优选卷长较长者,发明人等仅能确认至25000m卷长,因此,将卷长25000m设为上限。
另外,本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷的宽度优选400mm以上且2500mm以下。上限没有特别限定,薄膜卷的宽度如果长,则印刷工序中的损失少而优选,但发明人等仅能确认至2500mm,因此,将宽度2500mm设为上限。而且,薄膜卷的宽度较宽时,如上述,印刷等加工中的效率提高,因此,优选较宽者。优选的宽度为500mm以上、进一步优选600mm以上。
另外,本发明的热收缩性聚酯系薄膜的厚度优选5μm以上且30μm以下。本发明中确认的是厚度5μm为止,因此,设为5μm以上。而且,薄膜厚度较厚者,有硬挺度,卷芯褶皱更少,为优选的倾向,但与减薄厚度所产生的环境对应成为相反。
另外,本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷的表层部在薄膜宽度方向上的厚度不均在下式2所示的式中为12%以下。厚度不均如果差,则变得容易产生褶皱,故不优选。优选10%以下,进一步优选的是7%以下。厚度不均的值越小越优选。
需要说明的是,本发明中的“薄膜卷的表层部”或者“薄膜卷的表层部分”是指,去除了1m的距离薄膜卷表层的薄膜而得到的部分。
{(厚度的最大值-厚度的最小值)÷平均厚度}×100(%)··式2
另外,对于本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷,从薄膜卷去除了薄膜后的纸管的宽度方向的间隙差优选0.5mm以下。如果在纸管上卷取薄膜后保管,则由于薄膜的应变、自然收缩等而纸管产生变形(应变)。此时,宽度方向上的纸管的应变差(宽度方向的间隙差)如果大,则在薄膜卷的卷芯侧逐渐产生褶皱,故不优选。因此,从薄膜卷去除了薄膜后的纸管的间隙差优选0.4mm以下、进一步优选0.3mm以下。纸管的宽度方向的间隙差可以以后述的实施例中记载的方法测定。
而且,用于卷取薄膜的芯有纸管、塑料制芯、金属制的芯等,但本发明中,使用的是,价格低廉、有通用性的内径为3英寸的纸管。需要说明的是,纸管的厚度优选7~30mm左右。
另外,对于本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷,从薄膜卷去除了薄膜后的3英寸芯的纸管的扁平耐压强度优选1700N/100mm以上。耐压强度如果低于1700N/100mm,则在卷取薄膜后施加的内部应力下,纸管发生应变,在卷卷芯部产生褶皱,故不优选。优选1800N/100mm以上、进一步优选1900N/100mm以上。耐压强度越高越优选。作为得到纸管的高的扁平耐压强度的手段,可以举出如下方法:加厚纸管的厚度;使用设计为高强度的硬质纸管、超硬质纸管;等。
另外,本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷中,如前述,为了使从薄膜卷去除了薄膜后的纸管的间隙差为0.5mm以下,将卷取时使用的薄膜卷取前的纸管的宽度方向的间隙差优选设为0.3mm以下,更优选0.2mm以下、进一步优选0.1mm以下。作为减小纸管的间隙差的手段,可以举出如下方法:使用硬度高、在输送等搬运时的振动下不易变形的纸管;放入至防湿袋来保管纸管直至使用前以免其吸湿而纸管变形;在温度、湿度恒定的房间保管纸管以免吸湿而变形。
另外,本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷表层的宽度方向的卷硬度的平均值优选500以上且850以下。如果低于500,则卷状态成为柔卷,成为卷芯褶皱改善的方向,但在薄膜卷端面会产生偏移,而不优选。卷硬度如果高于850,则卷状态成为硬卷,由于厚度不均而变得容易产生褶皱,故不优选。薄膜卷表层的宽度方向的卷硬度的平均值优选550以上且800以下、进一步优选600以上且750以下。特别优选超过650且750以下。需要说明的是,本发明中的卷硬度是指,用后述的实施例中记载的方法测定的卷硬度。对于用于使卷硬度为上述规定范围内的优选的卷取方法,如后述。
另外,本发明的热收缩性聚酯系薄膜的卷外面与卷内面的薄膜面彼此的静摩擦系数与动摩擦系数优选均为0.1以上且0.8以下。如果低于0.1,则过度滑动,有产生端面的偏移的可能性。而且,如果大于0.8,则分切时空气的卷入量变多,由于薄膜卷时的气体逸出而变得容易引入松弛、褶皱,不优选。优选0.13以上且0.77以下、进一步优选0.16以上且0.74以下。
对于本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷,将降低卷芯褶皱作为课题之一。卷芯褶皱在分切薄膜卷时产生,长的情况下,有时距离卷芯部遍及几百m地发生,对薄膜卷进行印刷等加工时,有时成为很大的损失。优选本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷的距离纸管为30m以上的卷长的位置不产生褶皱。在距离纸管长于卷长30m的位置如果有褶皱,则褶皱包含于印刷品等加工品,成为加工品的损失,故不优选。而且,距离纸管有褶皱的卷长优选完全无褶皱的0m。然而,在印刷等加工中,在印刷机的旁通管线等中距纸管为卷长30m左右时通常不使用,因此,将其设为30m。
以下,对本发明的热收缩性聚酯系薄膜卷的优选的制造方法进行说明。
本发明的热收缩性聚酯系薄膜可以如下得到:将上述聚酯原料从挤出机进行熔融挤出,形成未拉伸薄膜,通过以下所示的规定的方法,将该未拉伸薄膜进行拉伸并进行热处理,从而可以得到。进行层叠的情况下,可以使用多个挤出机、供料头、多歧管。需要说明的是,聚酯可以通过使前述适合的二羧酸成分与二醇成分利用公知的方法进行缩聚而得到。另外,通常,混合小片状的聚酯2种以上而作为薄膜的原料使用。
如果将2种以上的原料进行混合,则投入至挤出机时,原料供给中产生波动(所谓原料偏析),由此,发生薄膜组成的波动,成为在宽度方向上的厚度不均的原因。为了防止它的发生并使本发明中的厚度不均为规定范围内,优选在挤出机的正上方的配管、料斗中设置搅拌机使得原料均匀混合,然后进行熔融挤出。
作为具体的薄膜和标签的制造方法,用料斗干燥机、桨式干燥机等干燥机、或真空干燥机将原料小片进行干燥,在挤出机上的料斗内,用搅拌机使得原料均匀混合,将混合后的原料在200~280℃的温度下挤出为薄膜状。或者,边将与上述同样地均匀混合的未干燥的聚酯原料在排气口式挤出机内去除水分,边同样地以薄膜状挤出。挤出时,也可以采用T模头法、管式法等现有的任意方法,为了使厚度不均改善,优选T模头法。需要说明的是,挤出时的温度设定为不超过280℃。熔融温度如果过高,则形成标签时的特性粘度降低,变得容易产生裂纹,故不优选。
另外,模具出口处的剪切速度根据以下的式3求出。
剪切速度
γ=6Q/(W×H2)··式3
γ;剪切速度(sec-1)
Q;原料从挤出机的排出量(cm3/sec)
W;模具出口的开口部的宽度(cm)
H;模具的唇口间隙(cm)
剪切速度高时,可以降低薄膜的宽度方向的厚度不均(特别是最大凹部),故优选。这是由于,剪切速度高时,T模头出口处的树脂排出时的压力稳定。优选的剪切速度为100sec-1以上、进一步优选150sec-1以上、特别优选170sec-1以上。牵引比高时,长度方向的厚度不均改善而优选,但牵引比如果高,则树脂浮渣等附着于模具的树脂排出部,生产率变差,因此,牵引比过高时不优选。
挤出后,进行骤冷而得到未拉伸薄膜。需要说明的是,该“未拉伸薄膜”中,还包括为了输送薄膜而必要的张力起作用的薄膜。需要说明的是,作为将熔融树脂骤冷的方法,可以适合采用如下方法:将熔融树脂从喷嘴浇铸至转鼓上并进行骤冷固化,从而得到实质上未取向的树脂片。
之后,将上述中得到的未拉伸薄膜用横向拉伸机(所谓拉幅机)根据需要在80~120℃、优选90~110℃下进行预热后,沿横向(相对于挤出方向为正交的方向)拉伸至3.5倍以上、优选4倍以上且7倍以下。拉伸温度为65℃以上且80℃以下、优选70℃以上且75℃以下。
而且,横向拉伸优选以2步拉伸以上且5步拉伸以下进行多步拉伸。通过多步拉伸,变更各拉伸温度,从而可以改变拉伸应力,可以降低宽度方向的厚度不均,故优选。优选3步拉伸以上。将横向拉伸机的拉伸图案的例子(3步拉伸)示于图1。如图1那样,多步拉伸中,优选设置在各阶段中的拉伸结束后维持恒定长度的图案。另外,优选形成如下温度图案:在各阶段的拉伸中,施加2℃以上的温度差,使得从第1步的拉伸至最终步的拉伸的温度降低。
另外,横向拉伸后,优选以比拉伸温度高1℃~30℃的温度进行热处理。为了使拉伸后的薄膜的拉紧状态松弛而进行热处理,在热处理时的温度下进行热收缩率的调整,而且对于减少自然收缩率也是有效的。由此,可以得到成为本发明的标签的热收缩性聚酯系薄膜。
将得到的热收缩性聚酯薄膜卷取成作为中间制品的宽幅卷,接着,用分切机分切成指定的幅度、卷长,卷取于卷取用的3英寸纸管,可以得到热收缩性聚酯系薄膜卷。需要说明的是,关于该薄膜卷的优选的卷长和幅度,如前述。
此外,优选通过采用以下的分切条件,从而降低分切时产生的卷芯褶皱。可以降低卷芯褶皱,且如下述可以抑制端面偏移。
作为具体的分切条件,在使初始张力为70~140N/m、优选80~130N/m、初始面压为200~400N/m、优选250~350N/m下开始分切。初始张力如果高于140N/m,则厚度不均部在分切时由于张力而稍被拉伸,成为褶皱(卷芯褶皱)、松弛的原因,故不优选。而且,初始张力如果高于140N/m,则纸管的少量弯曲、应变的影响变大,成为卷芯褶皱的原因。而且,初始张力如果为70N/m以下,则以分切卷取薄膜时张力不足,产生薄膜卷的端面变得不规则(所谓端面偏移),不优选。期望以卷长为分切结束前800m时的张力成为初始张力的50~80%、优选60~70%的方式,与卷长相关地恒定地降低张力,之后,以恒定张力进行卷取直至卷取结束。而且,面压优选遍及卷长全长地尽量优选为初始面压±5%以下,进一步优选为初始面压±3%以下。
而且,如上述,分切后的薄膜卷表层部的卷硬度优选500以上且850以下。薄膜卷表层部的宽度方向的卷硬度的平均值的适合的范围如前述。
需要说明的是,本发明中的薄膜卷的端面偏移是指,用后述的实施例中记载的方法测定的端面偏移。薄膜卷的端面偏移优选2mm以下。端面偏移大的情况下,特别是多色印刷等中变得容易产生印刷中的间距偏移,标签等加工品中有时破坏设计性、商品价值还有可能受到破坏。
通常,工业上生产的薄膜卷中,连续地制膜的薄膜连续地被卷取,制膜条件如果恒定,则薄膜宽度方向的厚度不均的程度遍及卷长全长、变得基本恒定,但由于制膜时的各工序的微小的变动而相对于卷长全长,引起一些变动。优选遍及卷长全长地控制薄膜宽度方向的厚度不均。是否遍及卷长全长地控制厚度不均,例如对于薄膜卷的薄膜,在距离表层恒定间隔的每个卷长,采集试样,测定各试样的厚度不均,从而可以确认。本发明的薄膜卷中,厚度不均采集薄膜卷的表层部分的试样并测定,可以作为该薄膜卷中的代表值。本发明中,如后述的实施例所记载那样,从去除距离薄膜卷表层1m薄膜的部分,采集试样并测定,作为代表值。薄膜卷表层部中的薄膜宽度方向的厚度不均的适合的范围如前述。
本发明的优选的方案如下:从薄膜卷表层部,每1000m卷长地采集试样并测定,对于全部试样,厚度不均成为规定范围。薄膜卷全长中的薄膜宽度方向的厚度不均的适合的范围如前述。
实施例
接着,利用实施例和比较例,对本发明具体地进行说明,但本发明不受所述实施例的方式的任何限定,在不脱离本发明的主旨的范围内可以适宜变更。
本发明中使用的评价方法如下述。需要说明的是,没有特别记载的情况下,从薄膜卷表层去除1m薄膜,对该去除后的表层部分的薄膜或薄膜卷进行评价。
[主收缩方向的热收缩率]
将薄膜裁切成10cm×10cm的正方形,在热水温度90℃±0.5℃的热水中,在无载荷状态下进行10秒处理使其热收缩后,测定薄膜的横向(主收缩方向)的尺寸,依据下述(1)式求出热收缩率。
热收缩率=((收缩前的长度-收缩后的长度)/收缩前的长度)×100(%)式(1)
[宽度方向整体的厚度不均]
将卷设置于分切机。之后,从卷表层去除1m后,对于薄膜卷,在宽度方向上取样至总宽,在长度方向上取样至40mm,用Micron计测器株式会社制的连续接触式厚度计,以5m/分钟连续地测定宽度方向的厚度。将测定时的最大厚度设为Tmax.、最小厚度设为Tmin.、平均厚度设为Tave.,由下式(2),算出薄膜宽度方向的厚度不均。
厚度不均={(Tmax.-Tmin.)/Tave.}×100(%) 式(2)
[卷芯褶皱的评价]
从薄膜卷进行退卷直至显示长-300m的卷长位置。之后,边以速度30m/分钟进行分切边进行分切直至纸管位置,以目视进行褶皱的确认。以从纸管卷长30m~300m位置处的褶皱发生有无进行评价。
无褶皱:○
有1个部位以上的褶皱:×
[宽度方向的纸管的应变]
将纸管放置于水平台上,测定沿宽度方向距离两端部为10mm的位置、中央位置、中央位置与距离端部为10mm位置的中间的共计5个点的差。对于各位置的值,边将纸管在水平台上卷绕1周边用厚度计测定间隙。将纸管一周的最大间隙作为该位置处的间隙。然后,求出宽度方向5点(纸管的中央位置的3点、和中央部与两端的中间的位置的2点总计5点)的位置的间隙,将最大间隙与最小间隙之差作为纸管的应变。
[薄膜去除后的纸管的应变]
从薄膜卷进行薄膜的退卷,去除薄膜。用上述方法测定去除后残留的纸管。
[纸管的扁平耐压强度]
将纸管沿宽度方向切割至100mm长。用岛津制作所制的耐压试验机(AGS-G),以20mm/分钟的速度压缩切割后的纸管,进行测定。
[摩擦系数]
依据JISK-7125,用拉伸试验机(ORIENTEC公司制Tensilon),在23℃/65%RH环境下,求出使薄膜的表面与背面接合时的静摩擦系数与动摩擦系数。需要说明的是,卷绕有上侧的薄膜的螺纹(砝码)的重量为1.5kg,螺纹的底面积的大小为纵63mm×横63mm。另外,测定摩擦时的拉伸速度设为200mm/分钟。
[卷绕硬度的评价]
使用SWISSPRO公司的硬度试验机帕洛测试仪2,沿卷宽度方向从端部以100mm间隔进行测定。使用沿卷宽度方向测定的值的平均值作为测定值。
[薄膜卷的端面偏移]
用模具尺,求出端面的凹凸的最大值与最小值差。用以下的评价方法判断。
2mm以下:○
高于2mm:×
[聚酯原料的制备]
合成例1(聚酯的合成)
在酯化反应釜中,投入57036质量份的对苯二甲酸(TPA)、33244质量份的乙二醇(EG)、15733质量份的新戊二醇(NPG)、作为缩聚催化剂的23.2质量份的三氧化锑、5.0质量份的乙酸钠(碱金属化合物)和46.1质量份的磷酸三甲酯(磷化合物),调节压力至0.25MPa,在220~240℃下进行120分钟搅拌,从而进行酯化反应。将反应釜恢复压力至常压,加入3.0质量份的四水合乙酸钴、和124.1质量份的四水合乙酸镁,在240℃下进行10分钟搅拌后,经75分钟减压至1.33hPa,且升温至280℃。在280℃下持续搅拌(约70分钟)直至熔融粘度成为4500Poise,然后以股线状排出至水中。用线料切割机切断排出物,从而得到小片B。小片B的特性粘度为0.73dl/g。
合成例2
通过与合成例1同样的方法,得到表1所示组成的小片A、C。表中,NPG为新戊二醇的缩写、BD为丁二醇的缩写、CHDM为环己烷二甲醇的缩写。需要说明的是,小片A中,以相对于聚酯为4500ppm的比率添加作为润滑剂的SiO2(Fuji SilysiaLtd.,制Sylysia266)。特性粘度如下:小片A、C、E为0.73dl/g、小片D为0.92dl/g。
[表1]
实施例1
<热收缩性薄膜的制造方法>
将上述的小片A、小片B、小片C和小片D分别进行预干燥,如表2所示那样,以小片A15质量%、小片B5质量%、小片C70质量%和小片D10质量%进行混合,投入至挤出机。此时,在挤出机的正上方,边用搅拌机进行搅拌边向挤出机投入3种原料。使该混合树脂在260℃下熔融,从T模头,在剪切速度440sec-1、速度50m/分钟的条件下进行挤出,使其与表面温度冷却至25℃的旋转的金属辊接触而骤冷,从而得到厚度110μm的未拉伸薄膜。此时的未拉伸薄膜的Tg为69℃。
将上述未拉伸薄膜导入至拉幅机(横向拉伸机)。将预热工序的温度加热至89℃。之后,第1步的拉伸工序中,在拉伸温度80℃下拉伸1.5倍。将经1步拉伸的薄膜在75℃下固定,接着,第2步拉伸工序中,在75℃下以1.5倍(总计为2.25倍)进行拉伸。将经2步拉伸的薄膜在70℃下固定,接着,第3步的拉伸工序中,在70℃下,以2.44倍(总计为5.5倍)进行拉伸。对以3步经5.5倍横向拉伸的薄膜在80℃下、以拉紧状态进行热处理10秒。之后冷却,将两缘部裁切去除,以宽4600mm卷取为卷状,从而遍及规定的长度地连续地制造厚度20μm的拉伸薄膜。
将上述得到的横向拉伸薄膜用分切机分切成宽2500mm、1500mm、600mm的尺寸,使得卷长成为20000m。
作为具体的分切条件,使初始张力为120N/m、初始面压为270N/m,使分切开始。使卷长为500m至19200m以0.239%/m的比率减少张力,使得19200m至20000m的张力成为75N/m。而且,按照面压以270N/m成为恒定的方式进行分切。如此分切得到了宽2500mm、1500mm、600mm、卷长20000m的薄膜卷。然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。得到成为目标特性的薄膜,是薄膜卷的卷芯褶皱、端面偏移改善的结果。
实施例2
将上述小片C变更为小片E,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到薄膜卷。另外,此时的Tg为69℃。
然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。得到的薄膜和薄膜卷与实施例1同样地为良好的结果。
实施例3
作为分切的条件,使初始张力为120N/m、初始面压为270N/m,使分切开始。使卷长为500m至24200m以0.239%/m的比率减少张力,使得24200m至25000m的张力成为75N/m。而且,按照面压以270N/m成为恒定的方式进行分切。如此分切,得到了宽2500mm、1500mm、600mm、卷长20000m的薄膜卷。除薄膜卷的卷长、使张力减少的卷长之外,利用与实施例1同样的方法进行。得到薄膜卷。
然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。得到的薄膜和薄膜卷与实施例1同样地为良好的结果。
实施例4
从T模头在剪切速度198sec-1、速度50m/分钟的条件下进行挤出,使其与表面温度冷却至25℃的旋转的金属辊接触而骤冷,从而得到厚度50μm的未拉伸薄膜。然后,使第1步的拉伸温度为75℃。将第2步与第3步的拉伸温度变更为70℃,作为分切的条件,使初始张力为120N/m、初始面压为280N/m,使分切开始。使卷长为500m至19200m以0.239%/m的比率减少张力,使得19200m至20000m的张力成为60N/m,除此之外,利用与实施例1同样的方法进行,得到厚度9μm的薄膜和薄膜卷。
然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。得到的薄膜和薄膜卷与实施例1同样地为良好的结果。
实施例5
从T模头在剪切速度550sec-1、速度50m/分钟的条件下进行挤出,使其与表面温度冷却至25℃的旋转的金属辊接触而骤冷,从而得到厚度138μm的未拉伸薄膜。作为分切的条件,使初始张力为120N/m、初始面压为270N/m,使分切开始。使卷长为500m至3200m以0.239%/m的比率减少张力,使得3200m至4000m的张力成为75N/m。而且,按照面压以270N/m成为恒定的方式进行分切。如此分切,得到了宽2500mm、1500mm、600mm、卷长4000m的薄膜卷。除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到厚度25μm的薄膜和薄膜卷。然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。得到的薄膜和薄膜卷与实施例1同样地为良好的结果。
参考例1
将上述小片A、小片B、小片C和小片D分别预干燥,如表2所示那样,以小片A15质量%、小片B5质量%、小片C70质量%和小片D10质量%进行混合,投入至挤出机。此时,在挤出机的正上方,用搅拌机边搅拌边向挤出机投入3种原料。使该混合树脂在260℃下熔融,从T模头,在剪切速度440sec-1、速度50m/分钟的条件下进行挤出,使其与表面温度冷却至25℃的旋转的金属辊接触而骤冷,从而得到厚度110μm的未拉伸薄膜。此时的未拉伸薄膜的Tg为69℃。
将上述未拉伸薄膜导入至拉幅机(横向拉伸机)。将预热工序的温度加热至90℃。之后,在75℃下以5.5倍进行拉伸。对于经5.5倍横向拉伸的薄膜在80℃下、在拉紧状态下进行10秒热处理。之后,冷却,将两缘部裁切去除,以宽4600mm卷取为卷状,从而遍及规定的长度地连续地制造厚度20μm的拉伸薄膜。
将上述得到的横向拉伸薄膜用分切机分切成宽2500mm、1500mm、600mm的尺寸,使得卷长成为20000m。
作为具体的分切的条件,使初始张力为120N/m、初始面压为270N/m,使分切开始。使卷长为500m至19200m以0.239%/m的比率减少张力,使得19200m至20000m的张力成为75N/m。而且,按照面压以270N/m成为恒定的方式进行分切。如此分切,得到宽2500mm、1500mm、600mm、卷长20000m的薄膜卷。然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。
分切宽度2500mm、1500mm的薄膜卷的厚度不均差,卷芯褶皱差。另一方面,分切宽度600mm的薄膜卷可以得到成为目标特性的薄膜,是薄膜卷的卷芯褶皱、端面偏移良好的结果。
比较例1
分切前的纸管的扁平耐压强度成为1500N/100mm,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到薄膜和薄膜卷。
然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。对于得到的薄膜和薄膜卷,薄膜去除后的纸管的宽度方向的间隙差大,是薄膜卷的卷芯褶皱和端面偏移差的结果。
比较例2
分切前的纸管的宽度方向的间隙差大,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到薄膜和薄膜卷。
然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。对于得到的薄膜和薄膜卷,薄膜去除后的纸管的宽度方向的间隙差也大,是薄膜卷的卷芯褶皱和端面偏移差的结果。
比较例3
作为分切的条件,使初始张力为120N/m、初始面压为180N/m,使分切开始。使卷长为500m至19200m以0.239%/m的比率减少张力,使得19200m至20000m的张力成为60N/m。而且,按照面压以180N/m成为恒定的方式进行分切。如此分切,得到宽2500mm、1500mm、600mm、卷长20000m的薄膜卷。除薄膜卷的卷长、使张力减少的卷长之外,利用与实施例1同样的方法进行。得到薄膜卷。
然后,依据上述方法评价得到的薄膜和薄膜卷的特性。将评价结果示于表3。对于得到的薄膜和薄膜卷,是表层的卷硬度低、端面偏移差的结果。
[表2]
[表3]
产业上的可利用性
本发明的热收缩性聚酯薄膜卷如上述那样卷芯褶皱、端面偏移良好,因此,可以适合用于印刷等加工。
Claims (4)
1.一种热收缩性聚酯系薄膜卷,其为在90℃热水中进行10秒处理后的薄膜主收缩方向的收缩率为40%以上的热收缩性聚酯系薄膜卷取于纸管而成的薄膜卷,该热收缩性聚酯薄膜和该薄膜卷中,满足下述特征(1)~(6),
(1)薄膜卷长为2000m以上且20000m以下;
(2)薄膜宽度为400mm以上且2500mm以下;
(3)薄膜厚度为5μm以上且30μm以下;
(4)薄膜卷表层部在薄膜宽度方向上的厚度不均为12%以下;
(5)所述纸管为内径3英寸的纸管,从薄膜卷去除了薄膜后的宽度方向的纸管的间隙差为0.5mm以下,去除了薄膜后的纸管的扁平耐压强度为1700N/100mm以上;
(6)薄膜卷表层部的宽度方向的卷硬度的平均值为500以上且850以下。
2.根据权利要求1所述的热收缩性聚酯系薄膜卷,其特征在于,将薄膜卷取前的宽度方向的纸管的间隙差为0.3mm以下。
3.根据权利要求1~2中任一项所述的热收缩性聚酯系薄膜卷,其中,从薄膜卷的表层部以卷长1000m间隔取样而得到的各试样的薄膜的宽度方向整体的厚度不均在全部试样中为12%以下。
4.一种薄膜卷,其是由薄膜的卷外与卷内的静摩擦系数和动摩擦系数均为0.1以上且0.8以下的权利要求1~3所述的热收缩性聚酯系薄膜形成的。
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