TWI853575B - 聚酯膜 - Google Patents
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Abstract
一種聚酯膜，包括第一層、第二層以及第三層。第一層包括第一回收材料。第二層包括第二回收材料。第一回收材料與第二回收材料皆為寶特瓶回收材料。第三層設置於第一層與第二層之間。第三層包括第三回收材料，且第三回收材料包括離型膜回收材料。
Description
本發明是有關於一種聚酯膜。
因應環保意識的抬頭，塑膠產品也逐漸使用回收材料再製，舉例而言，聚酯膜可以藉由回收的聚酯材料(如寶特瓶回收材料、織物回收材料、離型膜回收材料)再製而成，然而，由於離型膜回收材料具有耐熱性及/或透明性不佳等問題，因此當聚酯膜包括離型膜回收材料時，較難維持其加工性與品質。
本發明提供一種聚酯膜，可以維持其加工性與品質。
本發明的一種聚酯膜，包括第一層、第二層以及第三層。第一層包括第一回收材料。第二層包括第二回收材料。第一回收材料與第二回收材料皆為寶特瓶回收材料。第三層設置於第一層與第二層之間。第三層包括第三回收材料，且第三回收材料包括離型膜回收材料。
在本發明的一實施例中，上述的聚酯膜具有矽。
在本發明的一實施例中，上述的矽含量佔所述聚酯膜含量範圍小於等於0.7wt%。
在本發明的一實施例中，上述的第一回收材料、第二回收材料與第三回收材料的總重量佔聚酯膜的80wt%以上。
在本發明的一實施例中，上述的離型膜回收材料的重量佔第三層重量範圍大於0%且小於等於50wt%。
在本發明的一實施例中，上述的第三回收材料更包括寶特瓶回收材料。
在本發明的一實施例中，上述的聚酯膜的霧度小於10%。
在本發明的一實施例中，上述的聚酯膜更包括靜電密著劑、滑劑或其組合。
在本發明的一實施例中，上述的靜電密著劑為包括鹼金族離子、鹼土金族離子或其組合的金屬鹽。
在本發明的一實施例中，上述的滑劑包括二氧化矽、碳酸鈣、硫酸鋇、聚苯乙烯、矽膠、壓克力或其組合。
基於上述，藉由包括離型膜回收材料的第三層設置於為寶特瓶回收材料所製成的第一層與第二層之間的結構設計，可以降低離型膜回收材料對整體聚酯膜性能與品質的不良影響，如此一來，在聚酯膜中導入離型膜回收材料增加回收材料的來源的同時也可以維持其加工性與品質。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
在以下詳細描述中，為了說明而非限制，闡述揭示特定細節之示例性實施例以提供對本發明之各種原理之透徹理解。然而，本領域一般技術者將顯而易見的是，得益於本揭示案，可在脫離本文所揭示特定細節的其他實施例中實踐本發明。此外，可省略對熟知裝置、方法、材料及其他具體細節之描述以免模糊對本發明之各種原理之描述。
在本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，某一特定數值範圍的記載，涵蓋該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，如同在說明書中說明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。
除非另有說明，本說明書中用於數值範圍界定之術語「介於」，旨在涵蓋等於所述端點值以及所述端點值之間的範圍，例如尺寸範圍介於第一數值到第二數值之間，係指尺寸範圍可以涵蓋第一數值、第二數值與第一數值到第二數值之間的任何數值。
在本文中，非限定之術語（如：可能、可以、例如或其他類似用語）為非必要或可選擇性之實施、包含、添加或存在。
除非另外定義，在此使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者或通常理解相同的含義。還將理解的是，術語（諸如在通常使用的字典中定義的那些）應解釋為具有與在相關技術背景中的含義一致的含義，並不應以理想化或過於正式的意義解釋，除非在此明確這樣定義。
圖1是依照本發明的一實施例的一種聚酯膜的示意圖。請參考圖1，在本實施例中，聚酯膜100包括第一層110、第二層120以及第三層130，其中第三層130設置於第一層110與第二層120之間。進一步而言，第一層110包括第一回收材料，第二層120包括第二回收材料，且第一回收材料與第二回收材料皆為寶特瓶回收材料。此外，第三層130包括第三回收材料，且第三回收材料包括離型膜回收材料。據此，藉由包括離型膜回收材料的第三層130設置於為寶特瓶回收材料所製成的第一層110與第二層120之間的結構設計，可以降低離型膜回收材料對整體聚酯膜100性能與品質的不良影響，如此一來，在聚酯膜100中導入離型膜回收材料增加回收材料的來源的同時也可以維持其加工性與品質。
在此，聚酯膜100可以為雙向延伸聚酯膜，且聚酯膜100的霧度可以控制在小於10%，以20℃/分鐘的冷卻速度自熔融狀態冷卻，再結晶溫度(Tc))可以控制在175℃至205℃，延伸前厚片DSC分析可以控制在結晶率小於15%，其中押出機熔融押出，成型輪冷卻為延伸前厚片，且厚片經雙向延伸可以形成雙向延伸聚酯膜。
進一步而言，通常在離型膜回收材料上會塗佈有漿料與矽氧烷離型劑，而具有耐熱性與透明性不佳等問題，因此若使用前述離型膜回收材料去再製成聚酯膜時，在熱延伸階段矽氧烷容易裂解並附於熱延伸烘箱中，並隨時間再裂解成小分子吸附在膜上，進而造成聚酯膜的加工性與品質不佳且也容易損壞製程設備，且透明性不佳也會大幅提升聚酯膜的霧度，因此藉由包括離型膜回收材料的第三層130設置於為寶特瓶回收材料所製成的第一層110與第二層120之間的結構設計，可以將包括離型膜回收材料的第三層130與外部環境隔絕開來，如此一來，可以同時降低熱烈解釋出離型劑的機率與降低其對霧度的不良影響，因此除了可以有效維持聚酯膜100的性能維持品質外還可以降低製程設備的損壞機率，進而降低生產成本，但本發明不限於此。
在一些實施例中，由於寶特瓶回收材料的成分不包括矽，而離型膜回收材料的成分包括矽，因此相較於回收來源僅有寶特瓶回收材料的聚酯膜而言，包括離型膜回收材料的聚酯膜100可以具有矽(大於0%)，舉例而言，矽含量佔聚酯膜含量範圍小於等於0.7wt%，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一回收材料與第二回收材料可以僅由寶特瓶回收材料所組成，但本發明不限於此。
在一些實施例中，由於本實施例導入離型膜回收材料增加回收材料的來源，因此可以大幅增加回收材料的使用比例，提升聚酯膜100的競爭力，舉例而言，第一回收材料、第二回收材料與第三回收材料的總重量佔聚酯膜100的80wt%以上(例如是80wt%至100wt%)，但本發明不限於此，回收材料的使用比例可以依照實際設計上的需求而定。
在一些實施例中，離型膜回收材料的重量佔第三層130重量範圍大於0%且小於等於50wt%，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第三回收材料可選地可以更包括寶特瓶回收材料，其中寶特瓶回收材料佔第三層130重量範圍大於等於50wt%，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一層110、第二層120及/或第三層130中的寶特瓶回收材料可以包括物理性再生聚酯(物理性寶特瓶回收材料)與化學性再生聚酯(化學性寶特瓶回收材料)，以進一步提升聚酯膜100中寶特瓶回收材料的使用比例，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第三層130中的離型膜回收材料可以是物理性再生離型膜回收材料，但本發明不限於此。
在一些實施例中，聚酯膜100更包括靜電密著劑、滑劑或其組合，其中靜電密著劑為包括鹼金族離子(例如是鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽或上述之組合。鋰鹽例如包括醋酸鋰二水合鹽（CH
3COOLi·2H
2O），鈉鹽例如包括醋酸鈉三水合鹽（CH
3COONa·3H
2O），且/或鉀鹽例如包括醋酸鉀鹽（CH
3COOK）)、鹼土金族離子或其組合的金屬鹽(例如是鎂鹽，鎂鹽例如包括醋酸鎂四水合鹽（(CH
3COO)
2Mg·4H
2O）)，且滑劑包括二氧化矽、碳酸鈣、硫酸鋇、聚苯乙烯、矽膠、壓克力或其組合。在此，滑劑可以是顆粒狀。
在一些實施例中，聚酯膜100可以是由聚酯混合物分別所構成的第一回收材料、第二回收材料與第三回收材料所組成，亦即第一回收材料為聚酯混合物、第二回收材料為聚酯混合物、第三回收材料為聚酯混合物，其中，聚酯混合物中包含聚酯樹脂、靜電密著劑與滑劑。其中在每一回收材料中(如第一回收材料、第二回收材料、第三回收材料)，以前述聚酯混合物為基準，靜電密著劑的金屬離子的重量濃度介於40ppm至50ppm之間，而以前述聚酯混合物為基準，滑劑的重量濃度介於500ppm至3000ppm之間，但本發明不限於此。
在一些實施例中，靜電密著劑、滑劑或其組合可以是添加於第一層110、第二層120及/或第三層130中，但本發明不限於此。
在一些實施例中，聚酯膜100可以為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)膜，因此寶特瓶回收材料與離型膜回收材料也為聚對苯二甲酸乙二酯材料，且回收材料的來源可以是工業廢棄PET膜材料，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一層110、第二層120及/或第三層130可以更包括聚酯膜的多餘料件，如：加工過程中被切除後的耳料，但本發明不限於此。在一些實施例中，第三層130可以更包括聚酯膜或離型膜的多餘料件，如：加工過程中被切除後的耳料，但本發明不限於此
在一些實施例中，第一層110、第二層120及/或第三層130可以更包括非回收的聚酯材料，例如是原生(virgin)聚酯粒，但本發明不限於此。
在一些實施例中，聚酯膜100的應用領域包括磁帶、絕緣帶、相片薄膜、描圖薄膜、包裝膜、電絕緣膜材、工程用紙，但本發明不限於此。應說明的是，隨著應用領域的不同，可以進一步在聚酯膜的表面噴塗其他適宜的添加劑，本發明不加以限制。
在一些實施例中，聚酯膜100的膜厚範圍介於5μm(微米)至350μm，但本發明不限於此。
在一些實施例中，第一層110的膜厚範圍介於聚酯膜100厚度比例的1.5%至15%，第二層120的膜厚範圍介於聚酯膜100厚度比例的1.5%至15%，且第三層130的膜厚範圍介於聚酯膜100厚度比例的70%至97%，但本發明不限於此。
茲列舉以下實施例及比較例來闡明本發明的效果，但本發明的權利範圍不是僅限於實施例的範圍。
各實施例及比較例所製成的聚酯膜，係根據下述方法進行評估。
色澤：採用日本電色公司（Tokyo Denshoku CO., LTD.）之Type ND300A色差計（Hunter Method）分析CIE 1976色彩空間的b*值。
霧度：採用日本電色公司的霧度計（Haze Meter；型號為NDH-7000），測試聚酯薄膜的霧度，方法符合JIS K7705規範。
再結晶溫度(Tc)：依據ISO 11357-3：2013（Determination of temperature and enthalpy of melting and crystallization）標準，以差示掃描量熱法（Differential scanning calorimetry；DSC）進行分析。
結晶率：依據ISO 11357-3：2013（Determination of temperature and enthalpy of melting and crystallization）標準，以差示掃描量熱法（Differential scanning calorimetry；DSC）進行分析。
＜比較例1，實施例1~3＞
使用表1所示之第一層、第二層與第三層製成聚酯膜，其中相應製造方法如下。
物理性寶特瓶回收材料製造方法：將回收聚酯寶特瓶材料熔融，以使其呈現熔融狀態。然後藉由濾網對熔融狀態的回收寶特瓶聚酯材料進行過濾，以將其中的固體雜質排除。之後，可以藉由押出機（如：市售的單螺桿押出機（single screw extruder；SSE）、雙螺桿押出機（twin screw extruder；TSE）或其他類似的螺桿押出機）對過濾後的回收寶特瓶聚酯材料進行擠出造粒，形成物理性寶特瓶回收材料。製作過程中，可以透過押出機上附加對應的進料機，進行添加劑(如：靜電密著劑、滑劑）的添加及混合。靜電密著劑包括1000ppm的醋酸鎂四水合鹽、200ppm的醋酸鋰二水合鹽、200ppm的醋酸鈉三水合鹽及200ppm的醋酸鉀鹽。 滑劑為5000ppm且平均粒徑約為2.4微米（micrometer；µm）的二氧化矽微粒。
化學性寶特瓶回收材料製造方法：將回收寶特瓶聚酯材料於解聚槽中先進行化學解聚（chemical depolymerisation），形成分子鏈較短的聚酯組成或是酯類單體(如：對苯二甲酸雙(2-羥乙基)酯(bis(2-Hydroxyethyl)terephthalate；BHET))。而後，將解聚反應後的產物進行過濾並於酯化槽(esterification tank)中進行酯化反應，於酯化反應過程中，可以在酯化槽中加入添加劑(如：靜電密著劑、滑劑、聚合反應觸媒）。而後，是將酯化反應後的產物於聚合槽(polymerization tank)中進行聚合反應，當聚合反應直到槽體內的物質具有對應的特性黏度（Intrinsic Viscosity；IV），藉由一般聚合物粒常用的造粒方式，將槽體內的物質擠出切粒，以形成聚酯粒，形成化學性寶特瓶回收材料。靜電密著劑包括500ppm的醋酸鎂四水合鹽、100ppm的醋酸鋰二水合鹽、100ppm的醋酸鈉三水合鹽及100ppm的醋酸鉀鹽。 滑劑為5000ppm且平均粒徑約為2.4微米（micrometer；µm）的二氧化矽微粒。聚合反應觸媒為350ppm的醋酸銻。
物理性離型膜回收材料製作方法：將表面已進行除漿、清潔的回收離型膜進行粉碎並熔融，使其呈現熔融狀態。然後藉由濾網對熔融狀態的回收離型膜聚酯材料進行過濾，以將其中的固體雜質排除。之後，藉由押出機（如：單螺桿押出機、雙螺桿押出機或其他類似的螺桿押出機）對過濾後的回收離型膜聚酯材料進行擠出造粒，形成物理性離型膜回收材料。
聚酯膜製造方法：將上述的聚酯粒材料（物理性寶特瓶回收材料、化學性寶特瓶回收材料、物理性離型膜回收材料、原生聚酯粒）依據設計的進行適當比例的混合及乾燥。將聚酯膜三層結構所需的聚酯粒材料，依序投入對應的三台押出機中，並加熱熔解後進行共押出，共押出過程，依疊層設計的三層熔融的聚酯材料於押出模頭（T型模頭（T-Dies））被押出，並垂落於成形冷卻輪上，冷卻成形後的片狀物稱為延伸前厚片。而後，將延伸前厚片進行雙軸延伸形成雙向延伸聚酯膜，其是先將延伸前厚片導進縱向延伸機，進行縱向延伸，形成已被縱向延伸的厚片，然後，再將其引進橫向延伸機，進行橫向延伸，而形成雙向延伸聚酯膜。
測試所製成的聚酯膜的相關特性，其結果詳如表1所示。比較表1的實施例1~3及比較例1的結果後，可以得到以下結論：實施例1~3相較於比較例1可以在聚酯膜中導入離型膜回收材料增加回收材料的來源的同時將性能與品質維持在一定品質。
表1
| 實施例 | 比較例 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | ||
| 第一層(膜厚7.5μm) | 物理性寶特瓶回收材料 | 30wt% | 30wt% | 30wt% | 30wt% |
| 化學性寶特瓶回收材料 | 70wt% | 70wt% | 70wt% | 70wt% | |
| 第二層(膜厚 7.5μm) | 物理性寶特瓶回收材料 | 30wt% | 30wt% | 30wt% | 30wt% |
| 化學性寶特瓶回收材料 | 70wt% | 70wt% | 70wt% | 70wt% | |
| 第三層(膜厚 60μm) | 物理性寶特瓶回收材料 | 30wt% | 30wt% | 30wt% | 30wt% |
| 化學性寶特瓶回收材料 | 60wt% | 40wt% | 20wt% | 70wt% | |
| 物理性離型膜回收材料 | 10wt% | 30wt% | 50wt% | 0wt% | |
| 色澤b* | 6 | 8 | 11 | 5 | |
| 霧度(%) | 3.3 | 4.4 | 8.1 | 2.8 | |
| 再結晶溫度Tc(20)(℃) | 188 | 197 | 201 | 179 | |
| 結晶率(%) | 7.2 | 11.2 | 13.1 | 8.9 |
綜上所述，本發明藉由包括離型膜回收材料的第三層設置於為寶特瓶回收材料所製成的第一層與第二層之間的結構設計，可以降低離型膜回收材料對整體聚酯膜性能與品質的不良影響，如此一來，在聚酯膜中導入離型膜回收材料增加回收材料的來源的同時也可以維持其加工性與品質。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:聚酯膜
110:第一層
120:第二層
130:第三層
圖1是依照本發明的一實施例的一種聚酯膜的示意圖。
100:聚酯膜
110:第一層
120:第二層
130:第三層
Claims (9)
- 一種聚酯膜，包括：第一層，包括第一回收材料；第二層，包括第二回收材料，其中所述第一回收材料與所述第二回收材料皆為寶特瓶回收材料；以及第三層，設置於所述第一層與所述第二層之間，其中所述第三層包括第三回收材料，所述第三回收材料包括離型膜回收材料，且所述離型膜回收材料的重量佔所述第三層重量範圍大於0%且小於等於50wt%。
- 如請求項1所述的聚酯膜，其中所述聚酯膜具有矽。
- 如請求項2所述的聚酯膜，其中所述矽含量佔所述聚酯膜含量範圍小於等於0.7wt%。
- 如請求項1所述的聚酯膜，其中所述第一回收材料、所述第二回收材料與所述第三回收材料的總重量佔所述聚酯膜的80wt%以上。
- 如請求項1所述的聚酯膜，其中所述第三回收材料更包括寶特瓶回收材料。
- 如請求項1所述的聚酯膜，其中所述聚酯膜的霧度小於10%。
- 如請求項1所述的聚酯膜，更包括靜電密著劑、滑劑或其組合。
- 如請求項7所述的聚酯膜，其中所述靜電密著劑包括鹼金族離子、鹼土金族離子的金屬鹽或其組合。
- 如請求項7所述的聚酯膜，其中所述滑劑包括二氧化矽、碳酸鈣、硫酸鋇、聚苯乙烯、矽膠、壓克力或其組合。
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