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TW202140235A - 黑色聚酯膜及其製造方法 - Google Patents

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TW202140235A
TW202140235A TW109114092A TW109114092A TW202140235A TW 202140235 A TW202140235 A TW 202140235A TW 109114092 A TW109114092 A TW 109114092A TW 109114092 A TW109114092 A TW 109114092A TW 202140235 A TW202140235 A TW 202140235A
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廖德超
楊文政
楊春成
蕭嘉彥
袁敬堯
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南亞塑膠工業股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種黑色聚酯膜及其製造方法。黑色聚酯膜包含物理性回收聚酯樹脂及化學性回收聚酯樹脂。物理性回收聚酯樹脂是由多個物理性回收聚酯粒所形成。化學性回收聚酯樹脂是由多個化學性回收聚酯粒所形成、且與物理性回收聚酯樹脂混合。多個化學性回收聚酯粒進一步包含有：化學性回收靜電密著聚酯母粒。化學性回收靜電密著聚酯母粒包含有靜電密著添加劑，並且靜電密著添加劑為金屬鹽。基於聚酯膜的總重為100重量百分濃度，靜電密著添加劑於聚酯膜中的含量是介於0.005重量百分濃度至0.1重量百分濃度之間。黑色聚酯膜進一步包括黑色添加物。

Description

黑色聚酯膜及其製造方法
本發明涉及一種黑色聚酯膜及其製造方法，特別是涉及一種同時使用物理性回收聚酯樹脂和化學性回收聚酯樹脂的黑色聚酯膜及其製造方法。
近年來，塑膠的使用量大幅增加，也因此產生了大量的塑膠垃圾。由於塑膠具有不易分解的特性，使得塑膠的回收以及回收後的處理方式變得格外重要。
在回收塑膠中，又以聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）為大宗，PET回收塑膠的含量約占總回收塑膠的52.4%，故以下將以PET回收塑膠進行說明。面臨如此大量的PET回收塑膠，相關領域的技術人員不得不致力於開發PET回收塑膠的處理方法。
現有技術中，最常見的PET回收方法，是通過物理（機械）的方式回收PET。首先將清潔乾淨的PET回收塑膠切成碎片，於高溫下熔融，並以壓出機擠出製得PET回收粒（又稱為r-PET）。
在環保訴求下，又欲維持PET產品具有較多的環保回收PET粒，則需使用大量高品質回收PET粒，目前業界中，大都使用物理回收的方式回收PET，但其製作的回收粒，無法在製程上添加滑劑、靜電密著劑等功能性成分。因此，需要額外使用全新非回收PET粒，並另添加上述功能性成分。
但如此一來，PET產品中PET回收粒的使用比率會下降。也就是說，現有技術中無法完全利用PET回收粒來製造新的PET產品。若PET回收粒的使用比率過低，則可能無法符合環保法規所訂定的標準而獲得環保標章。並且，在製造PET產品過程中新使用的PET原粒，後續仍會變成待處理的PET回收塑膠，最終仍會面臨需要被回收再利用的問題。
於是，本發明人有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種黑色聚酯膜及其製造方法。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種黑色聚酯膜的製造方法，其係用於回收再利用一回收聚酯材料，並且所述黑色聚酯膜的製造方法包括：物理再製一部分的所述回收聚酯材料、且進行造粒，以獲得多個物理性回收聚酯粒；化學再製另一部分的所述回收聚酯材料、且進行造粒，以獲得多個化學性回收聚酯粒；其中，多個所述化學性回收聚酯粒進一步包含有：化學性回收靜電密著聚酯母粒；其中，所述化學性回收靜電密著聚酯母粒包含有至少一種靜電密著添加劑（pinning additives），並且所述靜電密著添加劑為金屬鹽；以及將多個所述物理性回收聚酯粒及多個所述化學性回收聚酯粒彼此混合且熔融擠出，以形成一聚酯膜；其中，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，多個所述化學性回收聚酯粒中的所述化學性回收靜電密著聚酯母粒的用量範圍是介於5重量份至35重量份之間；其中，所述黑色聚酯膜的製造方法進一步包括：於所述物理再製的步驟中，添加黑色添加物於所述回收聚酯材料中，以使得最終形成的所述聚酯膜包含有所述黑色添加物。
優選地，所述黑色添加物是選自由碳黑粉（carbon black powder）、石墨粉（graphite powder）、奈米碳黑（nano carbon black）、奈米碳管（nano carbon tube）、及石墨烯（graphene）所組成的材料群組的至少其中一種；其中，所述黑色添加物的顆粒尺寸是介於0.01微米至10微米之間，並且所述黑色添加物於所述聚酯膜中的含量是介於1重量百分濃度至40重量百分濃度之間，以使得所述聚酯膜的整體呈現為黑色、且具有不小於1.5的一遮光數值。
優選地，在所述聚酯膜中，多個所述物理性回收聚酯粒形成為一物理性回收聚酯樹脂，多個所述化學性回收聚酯粒形成為與所述物理性回收聚酯樹脂混合的一化學性回收聚酯樹脂；其中，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，多個所述物理性回收聚酯粒的用量範圍是介於50重量份至95重量份之間，多個所述化學性回收聚酯粒的用量範圍是介於1重量份至40重量份之間，並且多個所述物理性回收聚酯粒及多個所述化學性回收聚酯粒的用量的總合是介於55重量份至100重量份之間。
優選地，所述化學再製另一部分的所述回收聚酯材料的步驟進一步包含：解聚所述回收聚酯材料，以獲得一原料混合物；以及重新聚合所述原料混合物、且進行造粒，以獲得多個所述化學性回收聚酯粒。
優選地，所述重新聚合所述原料混合物的步驟進一步包含：添加所述靜電密著添加劑（pinning additives）於一部分的所述原料混合物中；接著，重新聚合添加有所述靜電密著添加劑的所述原料混合物、且進行造粒，以獲得所述化學性回收靜電密著聚酯母粒。
優選地，所述靜電密著添加劑於所述化學性回收靜電密著聚酯母粒中的含量範圍是介於0.01重量百分濃度至0.3重量百分濃度之間，以使得所述靜電密著添加劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.005重量百分濃度至0.1重量百分濃度之間。
優選地，所述重新聚合所述原料混合物的步驟進一步包含：添加滑劑（slipping agent）於一部分的所述原料混合物中；接著，重新聚合添加有所述滑劑的所述原料混合物、且進行造粒，以獲得化學性回收滑劑聚酯母粒；其中，所述滑劑是選自由二氧化矽顆粒、碳酸鈣顆粒、硫酸鋇顆粒、聚苯乙烯顆粒、矽膠顆粒、及壓克力顆粒所組成的材料群組的至少其中一種；其中，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，所述化學性回收滑劑聚酯母粒的用量範圍是介於5重量份至10重量份之間。
優選地，所述滑劑的顆粒尺寸小於2微米，並且所述滑劑於所述化學性回收滑劑聚酯母粒中的含量範圍是介於0.1重量百分濃度至20重量百分濃度之間，以使得所述滑劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.01重量百分濃度至2重量百分濃度之間，且使得所述聚酯膜的一透明度不小於85%。
優選地，所述物理再製一部分的所述回收聚酯材料的步驟進一步包含：物理機械粉碎及熔融所述回收聚酯材料；接著，添加所述黑色添加物於熔融的所述回收聚酯材料中、且進行造粒，以獲得物理性回收黑色聚酯母粒。
優選地，所述黑色添加物僅包含於所述物理性回收聚酯樹脂中，但不包含於所述化學性回收聚酯樹脂中。
優選地，多個所述物理性回收聚酯粒、及多個所述化學性回收聚酯粒、皆是通過回收再利用所述回收聚酯材料、且將所述回收聚酯材料進行造粒而獲得；其中，所述回收聚酯材料為回收寶特瓶（r-PET）瓶片。
優選地，所述回收寶特瓶瓶片的聚酯成分中包含有間苯二甲酸（IPA）作為二酸單元，以使得最終形成的所述聚酯膜也包含有所述間苯二甲酸；其中，基於所述聚酯膜的總重為100莫爾百分率濃度，所述間苯二甲酸於所述聚酯膜中的含量是介於0.5莫爾百分率濃度（mol%）至5莫爾百分率濃度之間。
優選地，所述回收寶特瓶瓶片的聚酯成分中包含有生物質衍生的乙二醇作為二醇單元，以使得最終成形的所述聚酯膜也包含有所述生物質衍生的乙二醇；其中，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述生物質衍生的乙二醇於所述聚酯膜中的含量是介於1重量百分濃度至25重量百分濃度之間；並且，基於所述聚酯膜中的所有碳，通過放射性（C14）測量的源自生物質的碳含量不大於5%。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中另一技術方案是，提供一種黑色聚酯膜，其包括：一物理性回收聚酯樹脂，其是由多個物理性回收聚酯粒所形成；以及一化學性回收聚酯樹脂，其是由多個化學性回收聚酯粒所形成、且與所述物理性回收聚酯樹脂混合；其中，多個所述化學性回收聚酯粒進一步包含有：化學性回收靜電密著聚酯母粒；其中，所述化學性回收靜電密著聚酯母粒包含有至少一種靜電密著添加劑（pinning additives），並且所述靜電密著添加劑為金屬鹽；其中，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述靜電密著添加劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.005重量百分濃度至0.1重量百分濃度之間；其中，所述聚酯膜進一步包括黑色添加物，並且所述黑色添加物是分散於所述物理性回收聚酯樹脂中。
優選地，所述黑色添加物是選自由碳黑粉（carbon black powder）、石墨粉（graphite powder）、奈米碳黑（nano carbon black）、奈米碳管（nano carbon tube）、及石墨烯（graphene）所組成的材料群組的至少其中一種；其中，所述黑色添加物的顆粒尺寸是介於0.01微米至10微米之間，並且所述黑色添加物於所述聚酯膜中的含量是介於1重量百分濃度至40重量百分濃度之間，以使得所述聚酯膜的整體呈現為黑色、且具有不小於1.5的一遮光數值。
優選地，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述物理性回收聚酯樹脂的含量是介於50重量百分濃度至95重量百分濃度之間，所述化學性回收聚酯樹脂的含量是介於1重量百分濃度至40百分濃度之間，並且所述物理性回收聚酯樹脂及所述化學性回收聚酯樹脂的含量的總合是介於55重量百分濃度至100重量百分濃度之間。
優選地，多個所述化學性回收聚酯粒進一步包含有：化學性回收滑劑聚酯母粒；其中，所述化學性回收滑劑聚酯母粒包含有滑劑（slipping agent），並且所述滑劑是選自由二氧化矽顆粒、碳酸鈣顆粒、硫酸鋇顆粒、聚苯乙烯顆粒、矽膠顆粒、及壓克力顆粒所組成的材料群組的至少其中一種；其中，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，所述化學性回收滑劑聚酯母粒相對於所有的所述聚酯粒的用量範圍是介於5重量百分濃度至10重量百分濃度之間。
優選地，所述滑劑的顆粒尺寸小於2微米，並且，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述滑劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.01重量百分濃度至2重量百分濃度之間，以使得所述聚酯膜的一透明度不小於85%。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的黑色聚酯膜及其製造方法，其能通過“多個所述化學性回收聚酯母粒進一步包含有：化學性回收靜電密著聚酯母粒；其中，所述化學性回收靜電密著聚酯母粒包含有靜電密著添加劑（pinning additives），並且所述靜電密著添加劑為金屬鹽”以及“基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，多個所述化學性回收聚酯粒中的所述化學性回收靜電密著聚酯母粒的用量範圍是介於5重量份至35重量份之間”的技術方案，以使得所述黑色聚酯膜可以通過使用高比例的回收聚酯材料而製得，其不需要添加額外的原生聚酯母粒（virgin polyester resin）、或僅需要添加少量的原生聚酯母粒，從而大幅減少原生聚酯母粒的用量，並且符合環保的訴求。
再者，本發明所提供的黑色聚酯膜及其製造方法，其能通過“於所述物理再製的步驟中，添加黑色添加物於所述回收聚酯材料中”的技術方案，以使得所述黑色聚酯膜具有一定的黑色效果，而能應用於特定的產品上（如：印刷用膜、包裝膜、阻隔膜、窗簾、遮光膜、膠帶、及標籤…等產品）。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
為了處理大量的回收塑膠，特別是回收聚酯材料（recycled polyester material），本發明實施例提供了一種黑色聚酯膜及其製造方法，其是利用回收聚酯材料所製成。如圖1，其顯示了聚酯膜的製造方法的大致流程（如：步驟S110至步驟S120）。更具體的描述將於下文公開。
本實施例的聚酯膜及其製造方法同時使用了，以物理再製而獲得的物理性回收聚酯樹脂，以及以化學再製而獲得的化學性回收聚酯樹脂，藉以提升回收聚酯材料於聚酯膜中的使用量。
更進一步來說，本實施例的聚酯膜可以通過使用高比例的回收聚酯材料而製得，其不需要添加額外的原生聚酯母粒（virgin polyester resin）、或僅需要添加少量的原生聚酯母粒。
[回收聚酯材料]
首先，為了獲得可再利用的回收聚酯材料，聚酯樹脂的回收方法包含：收集各類型的廢棄聚酯樹脂材料。依據該些廢棄聚酯樹脂材料的種類、顏色、及用途，進行分類。並且，將該些廢棄聚酯樹脂材料進行壓縮打包，而後運送至廢棄物處理廠。在本實施例中，該些廢棄聚酯樹脂材料為回收的寶特瓶（recycled PET bottles），但本發明不受限於此。
接著，去除該些廢棄聚酯樹脂材料上的其它物件（如：瓶蓋、標籤、及黏合劑）。在該些廢棄聚酯樹脂材料上的其它物件被分離後，破碎該些廢棄聚酯樹脂材料，並且利用浮選的方式，將不同材質的瓶口、襯墊、及瓶身予以分離。並且，將該些破碎的廢棄聚酯樹脂材料進行乾燥，即可獲得處理過的回收聚酯材料，如：回收的寶特瓶（r-PET）瓶片，以利於進行後續的聚酯膜的製造流程。
值得一提的是，在本發明的其它實施例中，所述回收聚酯材料，也可以例如是，通過直接購買處理過的回收聚酯材料，以利於進行後續的聚酯膜的製造流程。
接著，本發明實施例的聚酯膜的製造方法包含：物理再製一部分的回收聚酯材料（如：寶特瓶瓶片）、且進行造粒，以獲得多個物理性回收聚酯粒；以及，對另一部分的回收聚酯材料進行化學再製、且進行造粒，以獲得多個化學性回收聚酯粒。
需說明的是，本文中所使用的術語“聚酯”、“聚酯材料”、“聚酯樹脂”等是指任意類型的聚酯，特別是指芳香族聚酯，並且此處特別指源自對苯二甲酸及乙二醇的聚酯，即聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）。
再者，所述聚酯也可例如是聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、或聚萘二甲酸乙二酯。在本實施中，所述聚酯優選為聚對苯二甲酸乙二酯及聚對苯二甲酸丙二酯。此外，也可以使用共聚物，其特別指的是可通過使用兩種以上的二羧酸及/或兩種以上的二醇成分得到的共聚物。
[物理再製]
物理再製的方式包含：先將回收的聚酯材料（如：寶特瓶瓶片）進行切割，以減少熔融該些回收聚酯材料所需的時間及能耗。接著，將切割後的回收聚酯材料熔融混合，並且採用單螺桿押出機或雙螺桿押出機、進行造粒，以獲得多個物理性回收聚酯粒（physical recycled polyester chips）。也就是說，回收聚酯材料依序通過切割、熔融、及擠出等步驟，而重新塑型，以使得原本回收聚酯材料中的聚酯分子重新排列，而製得多個所述物理性回收聚酯粒。
進一步地說，在本實施例中，多個所述物理性回收聚酯粒可以進一步區分為物理性回收常規聚酯粒（regular polyester chips）及物理性回收滑劑聚酯母粒（slipping polyester master batches）。
其中，所述物理性回收常規聚酯母粒為，在物理再製的過程中、未添加有其它額外添加劑（如：靜電密著添加劑、滑劑、色料）的物理性回收聚酯粒。
再者，所述物理性回收滑劑聚酯母粒為在物理再製的過程中（特別是聚酯熔融的過程中）、進一步添加有滑劑（slipping agent）的物理性回收聚酯母粒。
也就是說，所述物理性回收滑劑聚酯母粒包含有滑劑，並且所述滑劑是選自由二氧化矽顆粒、碳酸鈣顆粒、硫酸鋇顆粒、聚苯乙烯顆粒、矽膠顆粒、及壓克力顆粒所組成的材料群組的至少其中一種。
需說明的是，在本實施例中，滑劑除了可以添加在物理性回收聚酯母粒中外，也可以選擇性地添加在化學性回收聚酯母粒中。
另外，值得一提的是，由於在物理再製的過程中，聚酯分子只有重新排列、但並未重組，因此原本存在於回收聚酯材料中的成分（如：合成聚酯時使用的金屬觸媒、滑劑、抗氧化劑、或添加劑）仍然會存在於物理性回收聚酯材料中，以使得最終形成的聚酯膜也包含有該些成分。同時，寶特瓶用聚酯樹脂所具有之諸般特性，例如：具有較低環狀寡聚物濃度，也會被保留至物理性回收聚酯粒中。
[化學再製]
化學再製的方式包含：先將回收的聚酯材料（如：寶特瓶瓶片）進行切割，以減少解聚該些回收聚酯材料所需的時間及能耗。接著，將切割後的回收聚酯材料置入一化學解聚液中，以使得回收聚酯材料中的聚酯分子斷鏈，從而達到使回收聚酯材料解聚的效果，並且可以進一步獲得分子鏈較短的聚酯組成及由一個二酸單元及兩個二醇單元所組合而成之酯類單體（如：BHET）。
在本實施例中，所述化學解聚液可以例如是水、甲醇、乙醇、乙二醇、二甘醇或其組合物的溶液，但本發明不受限於此。舉例而言，水是用於水解，並且甲醇、乙醇、乙二醇、或二甘醇是用於醇解。
接著，對所述原料混合物進行過濾，以降低所述原料混合物中非聚酯類雜質的濃度。並且，在於特定的反應條件下，使所述原料混合物中的單體及/或低聚物重新聚合，並且進行造粒，以獲得多個化學性回收聚酯粒（chemical recycled polyester chips）。
也就是說，不同於物理再製，化學再製的過程牽涉到“回收聚酯材料中的聚酯分子的解聚及重新聚合”，其可以使得聚酯分子被解聚成分子量較小的分子，並且進一步重新聚合成新的聚酯樹脂。
在本發明的其它實施例中，化學性回收聚酯粒的製備方法並不限於上述實施例所載，其亦可利用水解法或超臨界流體法製得。水解法是使回收的聚酯材料在鹼性溶液中進行，通過調控一定的溫度及壓力，並且在微波輻射的照射下，使得聚酯分子完全裂解為單體。超臨界流體法則是使得回收的聚酯材料在超臨界流體態的甲醇中分解成少量單體及低聚物。其中，單體及低聚物的產率會受反應溫度和反應時間影響。
進一步地說，在本實施例中，多個所述化學性回收聚酯粒可以進一步區分為化學性常規聚酯粒（regular polyester chips）、化學性滑劑聚酯母粒（slipping polyester master batches）、及化學性靜電密著聚酯母粒（pinning polyester master batches）。
其中，所述化學性常規聚酯粒為，在化學再製的過程中、未添加有其它額外添加劑（如：靜電密著添加劑、滑劑、色料）的化學性回收聚酯粒。
再者，上述化學性滑劑聚酯母粒及化學性靜電密著聚酯母粒的製備方式可以例如是，在聚酯分子重新聚合的過程中，將其它的添加物（如：滑劑、靜電密著添加劑…等），添加至包含有單體（如：兩個二醇單元及一個二酸單元反應所生成之酯類單體，如：BHET）及/或低聚物的原料混合物中，以讓該些添加物均勻地混合於原料混合物中，從而調整化學性回收聚酯樹脂的特性（如：滑性、靜電密著性…等）。
在本實施例中，所述重新聚合原料混合物的步驟進一步包含：添加滑劑（slipping agent）於一部分的原料混合物中、且均勻混合。接著，重新聚合添加有所述滑劑的原料混合物、且進行造粒，以獲得所述化學性回收滑劑聚酯母粒。其中，所述滑劑是選自由二氧化矽顆粒、碳酸鈣顆粒、硫酸鋇顆粒、聚苯乙烯顆粒、矽膠顆粒、及壓克力顆粒所組成的材料群組的至少其中一種。
另外，如上文所述，所述滑劑可以選擇性地添加於物理性回收聚酯母粒及/或化學性回收聚酯母粒中。
進一步地說，在本實施例中，所述重新聚合原料混合物的步驟進一步包含：添加靜電密著添加劑（pinning additives）於一部分的原料混合物中。接著，重新聚合添加有所述靜電密著添加劑的原料混合物、且進行造粒，以獲得化學性回收靜電密著聚酯母粒。
需說明的是，本文中所使用的術語“靜電密著”指得是用於增大導電率或減小電阻的物質的用途。本文中所使用的術語“靜電密著添加劑”指得是用於增大導電率或減小電阻的物質。
在下文中將說明根據本發明實施例的具有靜電密著效果的優選化合物，但本發明不受限於此。在現有技術中其它已知物質的使用也是可選擇的，即增大聚酯的導電率或者減小這種材料的電阻的化合物或成分。
更具體地說，本實施例所使用的靜電密著添加劑為金屬鹽。優選地，所述金屬鹽為包含有鹼金屬或鹼土金屬、及包含有脂肪族羧酸的金屬鹽。
其中，在包含有所述脂肪族羧酸的金屬鹽中，所述脂肪族羧酸的分子結構具有2個至30個碳原子。舉例而言，所述脂肪族羧酸（以金屬鹽的形式）包含一羧酸及二羧酸，並且可以例如是乙酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、或癸二酸。在本實施例中，所述脂肪族羧酸優選為乙酸。
進一步地說，所述金屬鹽的金屬成分可以例如是鹼金屬或鹼土金屬。從另一個角度說，所述金屬鹽可以例如是鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、或鎂鹽。
在本實施例中，所述金屬鹽優選為鎂鹽或鋰鹽。其中，鎂鹽可以例如是乙酸鎂（Mg(CH3 COO)2 ），並且鋰鹽可以例如是乙酸鋰（CH3 COOLi），但本發明不受限於此。
值得一提的是，在現有聚酯膜的製造方法中，為了提升聚酯膜的生產速度，其時常採用使聚酯熔體靜電密著的方法。在該方法中，聚酯熔體必需具有盡可能低的電阻值，以達到高的產品品質，這通常通過將靜電密著添加劑加入聚酯熔體中來實現。
然而在現有技術中，靜電密著添加劑通常是添加在原生聚酯母粒（virgin polyester master batches）中。因此，儘管使用回收聚酯材料來進行聚酯膜的製造，其仍然需要使用大量的原生聚酯母粒，才能完成聚酯膜的製造。如此，將無法有效提升回收聚酯材料的使用比率。
相對於現有技術，本實施例的聚酯膜的製造方法是在聚酯分子重新聚合的過程中，將靜電密著添加劑添加至包含有單體（如：BHET）及/或低聚物的原料混合物中，以使得所述靜電密著添加劑能與單體及/或低聚物均勻地混合。接著，所述原料混合物中的單體及/或低聚物被重新聚合，以使得所述靜電密著添加劑能更均勻地混合在聚酯樹脂中。
藉此，本實施例的化學性回收靜電密著聚酯母粒，可以取代現有必須在原生聚酯母粒中添加靜電密著添加劑的技術方案，從而有效地降低原生聚酯母粒的使用量，並且大幅地提升回收聚酯材料的使用比率。
需說明的是，本實施例的靜電密著添加劑必須採用化學再製的方式，才能讓靜電密著添加劑均勻地混合在聚酯成分中。
相對而言，在物理再製的方式中，由於物理再製的方式無法大量地使聚酯分子降解成單體及/或低聚物，因此靜電密著添加劑並無法均勻地混合在聚酯樹脂中，從而無法發揮其應有的效果（如：靜電密著性）。
進一步地說，通過加入本實施例的化學性回收靜電密著聚酯母粒，其可以有效地提升聚酯樹脂的導電率，從而實現聚酯膜的高生產速率。
在製備聚酯膜的過程中，通過使用本實施例的化學性回收靜電密著聚酯母粒，聚酯膜生產設備的第一輥（注塑輥/冷卻輥）的速度可以被顯著提高、而仍然能順利生產聚酯膜，例如，提高至最高至120m/min的值。在此速度下，聚酯膜仍可以緊密地貼合在輥面上。此外，以這種高速，也可以製備更薄的薄膜，例如，厚度在最低至9微米的薄膜。特別地，本實施例的化學性回收靜電密著聚酯母粒可以有效地調節所需的電導率或電阻值。
據此，通過上述各種添加物，可製得多種具有不同特性的化學性回收聚酯母粒。再通過上述物理再製及化學再製的兩種不同流程，可獲得性質不同的物理性回收聚酯粒及化學性回收聚酯粒。如此一來，只要選用特定種類的化學性回收聚酯粒，並調配物理性回收聚酯粒及化學性回收聚酯粒的用量比例，有利後續製造不同聚酯產品，例如：聚酯膜。
值得一提的是，本實施例聚酯膜的製造方法在物理再製及化學再製的過程中，皆可能形成環狀低聚物（cyclic oligomers）。其中，物理再製所形成的環狀低聚物的濃度、遠小於化學所形成的環狀低聚物的濃度。
另外，值得一提的是，在本發明的一實施例中，所述化學再製另一部分所述回收聚酯材料的步驟進一步包含：使用乙二醇（ethylene glycol）解聚液解聚所述回收聚酯材料，以獲得所述原料混合物；接著，將多個所述物理性回收聚酯粒混合於多個所述化學性回收聚酯粒，以降低聚酯膜產品中二甘醇的濃度。更具體地說，因解聚所述回收聚酯材料時，需加入大量的乙二醇解聚液，故使得接續的聚合製程中的產物化學性回收聚酯樹脂中的二甘醇（diethylene glycol）組成比例偏高，又因二甘醇中具有醚基（ether group），其會使得聚酯材料的耐熱性降低。據此，本發明通過將多個所述物理性回收聚酯粒混合於多個所述化學性回收聚酯粒，以降低聚酯膜中整體的二甘醇濃度，從而改善上述耐熱性降低的問題。
[製備聚酯膜]
在物理再製及化學再製的步驟之後，本實施例聚酯膜的製造方法進一步包含：將多個所述物理性回收聚酯粒及多個所述化學性回收聚酯粒彼此混合、且熔融擠出，以形成一聚酯膜。
在所述聚酯膜中，多個所述物理性回收聚酯粒形成為一物理性回收聚酯樹脂，多個所述化學性回收聚酯粒形成為一化學性回收聚酯樹脂，並且所述物理性回收聚酯樹脂與化學性回收聚酯樹脂彼此均勻混合。
為了提升回收聚酯材料的使用比率，上述各種回收聚酯粒，皆具有一合適的用量範圍。
具體而言，基於所有的聚酯粒的用量為100重量份，多個所述物理性回收聚酯粒的用量範圍優選是介於50重量份至95重量份之間、且特優選是介於60重量份至80重量份之間。多個所述化學性回收聚酯粒的用量範圍優選是介於1重量份至40重量份之間、且特優選是介於20重量份至30重量份之間。再者，多個所述物理性回收聚酯粒及多個所述化學性回收聚酯粒的用量的總合優選是介於55重量份至100重量份之間、且特優選是介於70重量份至100重量份之間。
換句話說，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述物理性回收聚酯樹脂的含量優選是介於50重量百分濃度至95重量百分濃度之間、且特優選是介於60重量百分濃度至80重量百分濃度之間。所述化學性回收聚酯樹脂的含量優選是介於1重量百分濃度至40百分濃度之間、且特優選是介於20重量百分濃度至30百分濃度之間。再者，所述物理性回收聚酯樹脂及所述化學性回收聚酯樹脂的含量的總合優選是介於55重量百分濃度至100重量百分濃度之間、且特優選是介於70重量百分濃度至100重量百分濃度之間。
需注意的是，本文中所使用的術語“重量百分濃度”的縮寫為“wt%”。
根據上述配置，本實施例聚酯膜的製造方法可以使用高比例的回收聚酯材料而製得，其不需要添加額外的原生聚酯母粒（virgin polyester resin）、或僅需要添加少量的原生聚酯母粒。舉例而言，在本發明的一實施例中，所述原生聚酯母粒的用量通常不大於50重量分、優選不大於30重量分、且特優選不大於10重量分。
進一步地說，在滑劑方面，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，所述物理性回收滑劑聚酯母粒及/或所述化學性回收滑劑聚酯母粒相對於所有的所述聚酯粒的用量範圍是介於5重量份至10重量份之間。
再者，所述滑劑的顆粒尺寸小於2微米，並且，在所述物理性回收滑劑聚酯母粒及/或所述化學性回收滑劑聚酯母粒中，所述滑劑於上述回收滑劑聚酯母粒中的含量範圍是介於0.2重量百分濃度至20重量百分濃度之間，以使得所述滑劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.01重量百分濃度至2重量百分濃度之間。
另外，在靜電密著添加劑方面，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，多個所述化學性回收聚酯粒中的所述化學性回收靜電密著聚酯母粒的用量範圍是介於5重量份至35重量份之間。
另，所述靜電密著添加劑於化學性回收靜電密著聚酯母粒中的含量範圍是介於0.01重量百分濃度至0.3重量百分濃度之間，以使得所述靜電密著添加劑於聚酯膜中的含量是介於0.005重量百分濃度至0.1重量百分濃度之間。
值得一提的是，為了讓聚酯膜能呈現出黑色的效果，在本實施例中，所述黑色聚酯膜的製造方法進一步包括：於所述物理再製的步驟中，添加黑色添加物於所述回收聚酯材料中，以使得最終形成的所述聚酯膜包含有所述黑色添加物。
也就是說，所述黑色添加物可以例如是以物理再製的方式添加。具體來說，所述物理再製一部分的所述回收聚酯材料的步驟進一步包含：物理機械粉碎及熔融所述回收聚酯材料；接著，添加所述黑色添加物於熔融的所述回收聚酯材料中、且採用單螺桿押出機或雙螺桿押出機進行造粒，以獲得物理性回收黑色聚酯母粒。
據此，最終形成的所述聚酯膜可以進一步包含有黑色添加物，並且所述黑色添加物是均勻地分散於所述物理性回收聚酯樹脂中。
其中，所述黑色添加物可以例如是黑色無機物，並且所述黑色無機物可以例如是選自由碳黑粉（carbon black powder）、石墨粉（graphite powder）、奈米碳黑（nano carbon black）、奈米碳管（nano carbon tube）、及石墨烯（graphene）所組成的材料群組的至少其中一種。
進一步地說，所述黑色添加物的顆粒尺寸是介於0.01微米至10微米之間，並且所述黑色添加物於所述聚酯膜中的含量是介於1重量百分濃度至40重量百分濃度之間，以使得所述聚酯膜的整體呈現為黑色。
再者，所述聚酯膜中可以進一步分散有二氧化矽、二氧化鈦、硫酸鋇、及碳酸鈣…等可以輔助增加遮光性的物質。
據此，所述聚酯膜的整體具有不小於1.5的一遮光數值（optical density，OD）、及不大於75%的一可見光穿透率（visible light transmission，VLT）。
值得一提的是，上述黑色添加物的顆粒尺寸通常是介於0.01微米至10微米之間、優選是介於0.01微米至5微米之間、且特優選是介於0.01微米至2微米之間。
上述黑色添加物於聚酯膜中的含量通常是介於1重量百分濃度至40重量百分濃度之間、優選是介於1重量百分濃度至20重量百分濃度之間、且特優選是介於1重量百分濃度至10重量百分濃度之間。
上述聚酯膜的遮光數值優選是不小於1.5。
上述聚酯膜的可見光穿透率優選是不大於75%。
另外，值得一提的是，由於在化學再製的方式中，黑色添加物可能會對製程中使用的機台或儀器設備造成汙染，從而導致該些機台或儀器設備不易清洗的問題產生。因此，所述黑色添加物並不適合於化學再製的步驟中添加。
也就是說，在本實施例中，所述黑色添加物僅包含於物理性回收聚酯樹脂中，但不包含於化學性回收聚酯樹脂中，但本發明不受限於此。
根據上述配置，本實施例的黑色聚酯膜能具有一定的黑色效果，進而能應用於特定的產品上（如：印刷用膜、包裝膜、阻隔膜、窗簾、遮光膜、膠帶、及標籤…等產品）。
另外值得一提的是，上述多個物理性回收聚酯粒及多個化學性回收聚酯粒、皆是通過回收再利用所述回收聚酯材料、且將所述回收聚酯材料進行造粒而獲得。其中，所述回收聚酯材料為回收寶特瓶（r-PET）瓶片。
在本發明的一實施例中，所述回收寶特瓶瓶片的聚酯成分中包含有間苯二甲酸（IPA）作為二酸單元，以使得最終形成的所述聚酯膜也包含有所述間苯二甲酸。其中，基於所述聚酯膜的總重為100莫爾百分率濃度，所述間苯二甲酸於所述聚酯膜中的含量是介於0.5莫爾百分濃度（mol%）至5莫爾百分濃度之間。
在本發明的一實施例中，所述回收寶特瓶瓶片的聚酯成分中包含有生物質衍生的乙二醇作為二醇單元，以使得最終成形的所述聚酯膜也包含有所述生物質衍生的乙二醇。其中，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述生物質衍生的乙二醇於所述聚酯膜中的含量是介於1重量百分濃度至25重量百分濃度之間。並且，基於所述聚酯膜中的所有碳，通過放射性（C14）測量的源自生物質的碳含量不大於5%。
在本發明的一實施例中，所述回收寶特瓶瓶片的聚酯成分中包含有金屬觸媒，以使得最終成形的所述聚酯膜也包含有所述金屬觸媒。其中，所述金屬觸媒是選自由銻（Sb）、鍺（Ge）、及鈦（Ti）所組成的材料群組的至少其中一種。基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述金屬觸媒於所述聚酯膜中的含量是介於0.0003重量百分濃度至0.04重量百分濃度之間。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的黑色聚酯膜及其製造方法，其能通過“多個所述化學性回收聚酯母粒進一步包含有：化學性回收靜電密著聚酯母粒；其中，所述化學性回收靜電密著聚酯母粒包含有至少一種靜電密著添加劑（pinning additives），並且所述靜電密著添加劑為金屬鹽”以及“基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，所述化學性回收聚酯粒中的所述化學性回收靜電密著聚酯母粒的用量範圍是介於5重量份至35重量份之間”的技術方案，以使得所述黑色聚酯膜可以通過使用高比例的回收聚酯材料而製得，其不需要添加額外的原生聚酯母粒（virgin polyester resin）、或僅需要添加少量的原生聚酯母粒，從而大幅減少原生聚酯母粒的用量，並且符合環保的訴求。
再者，本發明所提供的黑色聚酯膜及其製造方法，其能通過“於所述物理再製的步驟中，添加黑色添加物於所述回收聚酯材料中”的技術方案，以使得所述黑色聚酯膜具有一定的黑色效果，而能應用於特定的產品上（如：印刷用膜、包裝膜、阻隔膜、窗簾、遮光膜、膠帶、及標籤…等產品）。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
無
圖1為本發明實施例的聚酯膜的製造方法的流程示意圖。

Claims (18)

  1. 一種黑色聚酯膜的製造方法，其係用於回收再利用一回收聚酯材料，並且所述黑色聚酯膜的製造方法包括： 物理再製一部分的所述回收聚酯材料、且進行造粒，以獲得多個物理性回收聚酯粒； 化學再製另一部分的所述回收聚酯材料、且進行造粒，以獲得多個化學性回收聚酯粒；其中，多個所述化學性回收聚酯粒進一步包含有：化學性回收靜電密著聚酯母粒；其中，所述化學性回收靜電密著聚酯母粒包含有至少一種靜電密著添加劑（pinning additives），並且所述靜電密著添加劑為金屬鹽；以及 將多個所述物理性回收聚酯粒及多個所述化學性回收聚酯粒彼此混合且熔融擠出，以形成一聚酯膜； 其中，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，多個所述化學性回收聚酯粒中的所述化學性回收靜電密著聚酯母粒的用量範圍是介於5重量份至35重量份之間； 其中，所述黑色聚酯膜的製造方法進一步包括：於所述物理再製的步驟中，添加黑色添加物於所述回收聚酯材料中，以使得最終形成的所述聚酯膜包含有所述黑色添加物。
  2. 如請求項1所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述黑色添加物是選自由碳黑粉（carbon black powder）、石墨粉（graphite powder）、奈米碳黑（nano carbon black）、奈米碳管（nano carbon tube）、及石墨烯（graphene）所組成的材料群組的至少其中一種；其中，所述黑色添加物的顆粒尺寸是介於0.01微米至10微米之間，並且所述黑色添加物於所述聚酯膜中的含量是介於1重量百分濃度至40重量百分濃度之間，以使所述聚酯膜的整體呈現為黑色、且具有不小於1.5的遮光數值。
  3. 如請求項1所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，在所述聚酯膜中，多個所述物理性回收聚酯粒形成為一物理性回收聚酯樹脂，多個所述化學性回收聚酯粒形成為與所述物理性回收聚酯樹脂混合的一化學性回收聚酯樹脂；其中，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，多個所述物理性回收聚酯粒的用量範圍是介於50重量份至95重量份之間，多個所述化學性回收聚酯粒的用量範圍是介於1重量份至40重量份之間，並且多個所述物理性回收聚酯粒及多個所述化學性回收聚酯粒的用量的總合是介於55重量份至100重量份之間。
  4. 如請求項1所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述化學再製另一部分的所述回收聚酯材料的步驟進一步包含：解聚所述回收聚酯材料，以獲得一原料混合物；以及重新聚合所述原料混合物、且進行造粒，以獲得多個所述化學性回收聚酯粒。
  5. 如請求項4所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述重新聚合所述原料混合物的步驟進一步包含：添加所述靜電密著添加劑（pinning additives）於一部分的所述原料混合物中；接著，重新聚合添加有所述靜電密著添加劑的所述原料混合物、且進行造粒，以獲得所述化學性回收靜電密著聚酯母粒。
  6. 如請求項5所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述靜電密著添加劑於所述化學性回收靜電密著聚酯母粒中的含量範圍是介於0.01重量百分濃度至0.3重量百分濃度之間，以使得所述靜電密著添加劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.005重量百分濃度至0.1重量百分濃度之間。
  7. 如請求項4所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述重新聚合所述原料混合物的步驟進一步包含：添加滑劑（slipping agent）於一部分的所述原料混合物中；接著，重新聚合添加有所述滑劑的所述原料混合物、且進行造粒，以獲得化學性回收滑劑聚酯母粒；其中，所述滑劑是選自由二氧化矽顆粒、碳酸鈣顆粒、硫酸鋇顆粒、聚苯乙烯顆粒、矽膠顆粒、及壓克力顆粒所組成的材料群組的至少其中一種；其中，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，所述化學性回收滑劑聚酯母粒的用量範圍是介於5重量份至10重量份之間。
  8. 如請求項7所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述滑劑的顆粒尺寸小於2微米，並且所述滑劑於所述化學性回收滑劑聚酯母粒中的含量範圍是介於0.1重量百分濃度至20重量百分濃度之間，以使得所述滑劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.01重量百分濃度至2重量百分濃度之間，且使得所述聚酯膜的一透明度不小於85%。
  9. 如請求項3所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述物理再製一部分的所述回收聚酯材料的步驟進一步包含：物理機械粉碎及熔融所述回收聚酯材料；接著，添加所述黑色添加物於熔融的所述回收聚酯材料中、且進行造粒，以獲得物理性回收黑色聚酯母粒。
  10. 如請求項9所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述黑色添加物僅包含於所述物理性回收聚酯樹脂中，但不包含於所述化學性回收聚酯樹脂中。
  11. 如請求項1所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，多個所述物理性回收聚酯粒、及多個所述化學性回收聚酯粒、皆是通過回收再利用所述回收聚酯材料、且將所述回收聚酯材料進行造粒而獲得；其中，所述回收聚酯材料為回收寶特瓶（r-PET）瓶片。
  12. 如請求項11所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述回收寶特瓶瓶片的聚酯成分中包含有間苯二甲酸（IPA）作為二酸單元，以使得最終形成的所述聚酯膜也包含有所述間苯二甲酸；其中，基於所述聚酯膜的總重為100莫爾百分率濃度，所述間苯二甲酸於所述聚酯膜中的含量是介於0.5莫爾百分率濃度（mol%）至5莫爾百分率濃度之間。
  13. 如請求項11所述的黑色聚酯膜的製造方法，其中，所述回收寶特瓶瓶片的聚酯成分中包含有生物質衍生的乙二醇作為二醇單元，以使得最終成形的所述聚酯膜也包含有所述生物質衍生的乙二醇；其中，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述生物質衍生的乙二醇於所述聚酯膜中的含量是介於1重量百分濃度至25重量百分濃度之間；並且，基於所述聚酯膜中的所有碳，通過放射性（C14）測量的源自生物質的碳含量不大於5%。
  14. 一種黑色聚酯膜，其包括： 一物理性回收聚酯樹脂，其是由多個物理性回收聚酯粒所形成；以及 一化學性回收聚酯樹脂，其是由多個化學性回收聚酯粒所形成、且與所述物理性回收聚酯樹脂混合；其中，多個所述化學性回收聚酯粒進一步包含有：化學性回收靜電密著聚酯母粒；其中，所述化學性回收靜電密著聚酯母粒包含有至少一種靜電密著添加劑（pinning additives），並且所述靜電密著添加劑為金屬鹽； 其中，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述靜電密著添加劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.005重量百分濃度至0.1重量百分濃度之間； 其中，所述聚酯膜進一步包括黑色添加物，並且所述黑色添加物是分散於所述物理性回收聚酯樹脂中。
  15. 如請求項14所述的黑色聚酯膜，其中，所述黑色添加物是選自由碳黑粉（carbon black powder）、石墨粉（graphite powder）、奈米碳黑（nano carbon black）、奈米碳管（nano carbon tube）、及石墨烯（graphene）所組成的材料群組的至少其中一種；其中，所述黑色添加物的顆粒尺寸是介於0.01微米至10微米之間，並且所述黑色添加物於所述聚酯膜中的含量是介於5重量百分濃度至40重量百分濃度之間，以使得所述聚酯膜的整體呈現為黑色、且具有不小於1.5的一遮光數值。
  16. 如請求項14所述的黑色聚酯膜，其中，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述物理性回收聚酯樹脂的含量是介於50重量百分濃度至95重量百分濃度之間，所述化學性回收聚酯樹脂的含量是介於1重量百分濃度至40百分濃度之間，並且所述物理性回收聚酯樹脂及所述化學性回收聚酯樹脂的含量的總合是介於55重量百分濃度至100重量百分濃度之間。
  17. 如請求項14所述的黑色聚酯膜，其中，多個所述化學性回收聚酯粒進一步包含有：化學性回收滑劑聚酯母粒；其中，所述化學性回收滑劑聚酯母粒包含有滑劑（slipping agent），並且所述滑劑是選自由二氧化矽顆粒、碳酸鈣顆粒、硫酸鋇顆粒、聚苯乙烯顆粒、矽膠顆粒、及壓克力顆粒所組成的材料群組的至少其中一種；其中，基於所有的所述聚酯粒的用量為100重量份，所述化學性回收滑劑聚酯母粒相對於所有的所述聚酯粒的用量範圍是介於5重量百分濃度至10重量百分濃度之間。
  18. 如請求項17所述的黑色聚酯膜，其中，所述滑劑的顆粒尺寸小於2微米，並且，基於所述聚酯膜的總重為100重量百分濃度，所述滑劑於所述聚酯膜中的含量是介於0.01重量百分濃度至2重量百分濃度之間，以使得所述聚酯膜的一透明度不小於85%。
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