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TW201806776A - 真空隔熱材用積層體 - Google Patents

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TW201806776A
TW201806776A TW106110528A TW106110528A TW201806776A TW 201806776 A TW201806776 A TW 201806776A TW 106110528 A TW106110528 A TW 106110528A TW 106110528 A TW106110528 A TW 106110528A TW 201806776 A TW201806776 A TW 201806776A
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film
polybutylene terephthalate
resin
glycol
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TW106110528A
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English (en)
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後藤考道
Original Assignee
東洋紡股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種真空隔熱材用外包裝材,其即便於填充有將玻璃絨等無機纖維裁斷而成的針狀纖維粉末的情況下,亦可抑制因這些針狀短纖維粉末的穿刺而產生針孔的情況,並且即便長期使用,強度的降低亦少。
本發明的真空隔熱材用外包裝體的特徵在於:至少含有基材層與密封劑層,基材層係具有下述(a)至(c)的特徵,且厚度為10μm至30μm的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜。
(a)含有60重量%至90重量%的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(A)、10重量%至40重量%的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(A)以外的聚酯樹脂(B)。
(b)膜的固有黏度為0.81dl/g以上。
(c)穿刺強度為0.5N/μm以上。

Description

真空隔熱材用積層體
本發明係關於一種包含雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜及密封劑層的真空隔熱材用外包裝體。更詳細而言,係關於一種具有優異的穿刺強度與耐熱性,作為真空隔熱材的外包裝材有用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜。
近年來,為了防止全球暖化,正推進溫室效應氣體的削減,而謀求電氣製品或車輛、設備機器以及建築物等的節能化。尤其就降低耗電量的觀點而言,業界正推進對電氣製品等採用真空隔熱材。於如電氣製品等般在本體內部具有發熱部的機器、或具有利用來自外部的熱的保溫功能的機器中,藉由具備真空隔熱材,變得能夠提高機器整體的隔熱性能。因此,藉由使用真空隔熱材,而實現電氣製品等機器的能量削減。
所謂真空隔熱材係藉由向外包裝材中封入芯材,將前述外包裝材的內部減壓而形成真空狀態,並將前述外包裝材的端部熱熔接而加以密封從而形成。藉由將隔熱材內部形成真空狀態,會隔斷氣體的對流,因此真空隔熱材可發 揮出高隔熱性能。
另外,為了長期維持真空隔熱材的隔熱性能,需要將外包裝材的內部長期維持為高真空狀態。因此,對於外包裝材而言,要求用以防止氣體自外部透過的阻氣性、用以覆蓋芯材並進行密接密封的熱接著性等各種功能。
因此,前述外包裝材係構成為積層體,該積層體具備具有這些各功能特性的多層膜。作為一般之外包裝材的態樣,係將熱熔接層、阻氣層及保護層積層而成,各層間經由接著劑等而加以貼合。
作為如前所述的真空隔熱材用的外包裝材的基材層,例如根據專利文獻1等而已知有如下技術:藉由使用延伸尼龍膜單獨體或將尼龍膜與聚酯膜積層而成的積層體,即便於填充有將玻璃絨等無機纖維裁斷而成的針狀纖維粉末的情況下,亦可抑制因這些針狀短纖維粉末的穿刺而導致產生針孔的情況。
但是,於前述先前技術中,尼龍膜存在藉由長期耐熱試驗而劣化,導致強度降低的問題。
專利文獻2中已知有如下技術:利用如下的電池外包裝用聚酯膜,而對鋰離子電池的外包裝用途、亦即進行拉伸成形的用途具有優異的加工適合性,該電池外包裝用聚酯膜係固有黏度高的聚對苯二甲酸乙二酯膜、或對聚對苯二甲酸乙二酯添加少量的非晶性共聚合聚對苯二甲酸乙 二酯(PET;polyethylene terephthalate),並於預定條件下進行雙軸延伸,而獲得的25℃下的膜的穿刺荷重為5N至15N,且穿刺位移為2.5mm至7mm,膜的厚度為10μm至40μm的聚酯膜。
該技術由於使用PET樹脂,故而雖然耐久性優異,但僅憑PET樹脂無法充分地提高穿刺強度,於進一步提高穿刺強度的方面尚有研究的餘地。
作為兼顧膜的耐穿刺性與耐久性的方法,可考慮使用具有較聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂更柔軟之分子骨架的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT;polybutylene terephthalate)樹脂。例如專利文獻3中已知有如下技術:利用具有特定範圍的穿刺位移的未延伸PBT膜,而對鋰離子電池的外包裝用途、亦即進行拉伸成形的用途具有優異的加工適合性。但是,前述先前技術由於未延伸故而PBT的配向弱,就力學特性及穿刺強度的觀點而言,存在如下問題:無法充分地發揮出聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)的原本特性,對於用作真空隔熱材的外包裝材而言穿刺強度不充分。
作為用以獲得耐穿刺性優異的PBT膜的方法,可列舉:將聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)加以延伸,而提高面配向度的方法。
例如專利文獻4中已知有如下技術:將延伸倍率設為3.5倍以下而沿著橫向(TD;Transverse Direction)進行延 伸後,以100000%/min以上的變形速度沿著MD(Machine Direction;縱向)方向進行延伸,而製造雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)膜,藉此製造經均勻地延伸的無厚度不均的膜。但是,根據前述先前技術的實施例的結果得知存在如下問題:由於僅增大MD方向的變形速度,故而伸長率低,而無法成為在縱向(MD)與橫向(TD)上取得平衡的膜。
另外,專利文獻5中已知有如下技術:使用管式同時雙軸延伸法,以4個方向的斷裂強度達到特定值以上的方式進行製膜,利用所製成的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)膜,異向性小、機械性質及尺寸穩定性優異。但是,前述先前技術存在如下問題:因先前技術的製造方法而厚度精度差,另外,面配向係數不會變高,因此穿刺強度低。
另外,專利文獻6中已知有如下技術:除了聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)以外,亦將聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN;polyethylene naphthalate)等兩種樹脂交替地積層,藉此成為高剛性,且高溫下的尺寸穩定性及成形性優異。但是,前述先前技術存在如下問題:由於除了聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)以外亦積層由PET或PEN的樹脂所構成的層,故而關於延伸溫度,成為在玻璃轉移溫度(Tg)高於聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)的PET或PEN的延伸溫度下的延伸,因此聚對苯二甲酸丁二酯 (PBT)成為在高溫下的延伸,而無法發揮出PBT膜的原本特徵,並且由於膜中的樹脂組成為兩種,故而難以將製膜時的切屑等再次添加至原料中而再利用,從而於經濟性方面不利。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2006-77799號公報。
專利文獻2:日本專利特開2011-204674號公報。
專利文獻3:日本專利特開2012-77292號公報。
專利文獻4:日本專利特開昭51-146572號公報。
專利文獻5:日本專利特開2012-146636號公報。
專利文獻6:WO2004/108408號公報。
本發明係以前述先前技術的問題作為背景而成。亦即,本發明之目的在於提供一種雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜及使用其的真空隔熱材用外包裝材,該雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜即便於填充有將玻璃絨等無機纖維裁斷而成的針狀纖維粉末的情況下,不僅可抑制因這些針狀短纖維粉末的穿刺而產生針孔的情況,而且即便長期使用,強度降低亦少。
本發明者為了達成前述目的而進行了努力研究,結果完成了本發明。亦即,本發明係一種真空隔熱材用外包裝體,其特徵在於:至少含有基材層與密封劑層,並且基材層係具有下述(a)至(c)的特徵,且厚度為10μm至30μm的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜。
(a)60重量%至90重量%的含有聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(A)、10重量%至40重量%的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(A)以外的聚酯樹脂(B)。
(b)膜的固有黏度為0.81dl/g以上。
(c)穿刺強度為0.5N/μm以上。
於該情形時,前述聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(A)以外的聚酯樹脂(B)適宜為選自由如下樹脂中的至少1種樹脂:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚對苯二甲酸丙二酯(PPT;polypropylene terephthalate);與選自由間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、聯苯二羧酸、環己烷二羧酸、己二酸、壬二酸、及癸二酸所組成的群組中的至少1種以上的二羧酸共聚合而成的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂;及與選自由乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、環己二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇、及聚碳酸酯二醇所組成的群組中的至少1種以上的二醇成分共聚合而成的聚對苯二 甲酸丁二酯(PBT)樹脂;或者與選自由間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、聯苯二羧酸、環己烷二羧酸、己二酸、壬二酸、及癸二酸所組成的群組中的至少1種以上的二羧酸共聚合而成的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂;及與選自由1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、環己二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇、及聚碳酸酯二醇所組成的群組中的至少1種以上的二醇成分共聚合而成的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂。
於該情形時,適宜為於前述雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜上積層有無機薄膜層的真空隔熱材用積層體。
本發明者等人獲得了如下的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜及使用其的真空隔熱材用外包裝材,該雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜即便於填充有將玻璃絨等無機纖維裁斷而成的針狀纖維粉末的情況下,亦抑制因這些針狀短纖維粉末的穿刺而產生針孔的情況,即便長期使用,強度降低亦少。
以下,對本發明進行詳細說明。
本發明的基材層所使用的聚酯熱塑性樹脂組合物係以聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂(A)作為主要的構成成分,聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂(A)的含有率較佳為60質量%以上,較佳為75質量%以上,進而較佳為85質量%以上。若含有率小於60質量%,則衝擊強度及耐穿刺性會降低,導致作為膜特性而言變得不充分。
關於用作主要構成成分的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂(A),作為二羧酸成分的對苯二甲酸較佳為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上,進而較佳為98莫耳%以上,最佳為100莫耳%。作為二醇成分的1,4-丁二醇較佳為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上,進而較佳為97莫耳%以上,最佳為除了聚合時因1,4-丁二醇的醚鍵結而生成的副生成物以外不含有二醇成分。
為了調整進行雙軸延伸時的製膜性及所獲得的膜的力學特性,本發明的基材層所使用的聚酯熱塑性樹脂組合物可含有聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂以外的聚酯樹脂(B)。
作為聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂以外的聚酯樹脂(B),除了可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚對苯二甲酸丙二酯(PPT)等聚酯樹脂以外,亦可列舉:與間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、聯苯二羧酸、環己烷二羧酸、己 二酸、壬二酸、癸二酸等二羧酸共聚合而成的PBT樹脂、及與乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、環己二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇、聚碳酸酯二醇等二醇成分共聚合而成的PBT樹脂;或者與選自由間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、聯苯二羧酸、環己烷二羧酸、己二酸、壬二酸、及癸二酸所組成的群組中的至少1種以上的二羧酸共聚合而成的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂;及與選自由1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、環己二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇、及聚碳酸酯二醇所組成的群組中的至少1種以上的二醇成分共聚合而成的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂。
本發明的基材層所使用的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂(A)的固有黏度的下限較佳為0.8dl/g,更佳為0.95dl/g,進而較佳為1.0dl/g。
於作為原料的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂(A)的固有黏度小於0.9dl/g的情況下,有進行製膜而獲得的膜的固有黏度降低,導致衝擊強度及耐穿刺性等降低的情況。
聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂(A)樹脂的固有黏度的上限較佳為1.3dl/g。若超過前述上限,則延伸時的應力變得過高,而有製膜性惡化的情況。
作為這些聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂(A)以外的聚酯樹脂(B)的添加量的上限,較佳為40質量%以下,更佳為35質量%以下,尤佳為15質量%以下。若聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂以外的聚酯樹脂的添加量超過40質量%,則有損害作為聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂的力學特性,衝擊強度及耐穿刺性變得不充分,並且引起透明性及阻隔性降低等的情況。
聚酯系熱塑性樹脂組合物的熔融溫度的下限較佳為200℃,若下限小於200℃,則有噴出變得不穩定的情況。樹脂熔融溫度的上限較佳為300℃,若超過300℃,則有引起PBT樹脂劣化的情況。
前述聚酯系熱塑性樹脂組合物根據需要亦可含有先前公知的添加劑、例如潤滑劑、穩定劑、著色劑、抗氧化劑、防靜電劑、紫外線吸收劑等。
作為潤滑劑種類,除了二氧化矽、碳酸鈣、氧化鋁等無機系潤滑材以外,較佳為有機系潤滑劑,更佳為二氧化矽、碳酸鈣,尤其是二氧化矽於降低霧度的方面尤佳。利用這些,可表現出透明性與潤滑性。
聚酯系熱塑性樹脂組合物中的潤滑劑濃度的下限較 佳為100ppm,若下限小於100ppm,則有潤滑性降低的情況。潤滑劑濃度的上限較佳為20000ppm,若上限超過20000ppm,則有透明性降低的情況。
本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的固有黏度的下限較佳為0.80dl/g,更佳為0.85dl/g,進而較佳為0.90dl/g,尤佳為0.95dl/g。若為前述下限以上,則衝擊強度及耐穿刺性等得到改善。另外,彎曲後的阻隔性亦良好。
雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的固有黏度的上限較佳為1.2dl/g,進而較佳為1.1dl/g。若超過前述上限,則延伸時的應力不會變的過高,製膜性變的良好。
本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的固有黏度的下限較佳為0.8,更佳為0.85,進而較佳為0.9。若小於前述下限,則有衝擊強度及耐穿刺性等降低的情況。膜的固有黏度的上限較佳為1.2。若超過前述上限,則延伸時的應力變得過高,而有製膜性惡化的情況。
本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜較佳為遍及整個膜而具有相同組成的樹脂。
另外,亦可於本發明的基材層所使用的膜上積層其他材料的層,作為該積層方法,可於製作本發明的基材層所 使用的膜後加以貼合,或於製膜過程中加以貼合。
本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的穿刺強度(N/μm)的下限較佳為0.5,更佳為0.7,進而較佳為0.8。若小於前述下限,則製成真空隔熱材的外包裝材袋而使用時有強度變得不足的情況。
基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的穿刺強度(J/μm)的上限較佳為1.5。若超過前述上限,則有改善的效果變得飽和的情況。
基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的穿刺強度可藉由MD倍率、熱固定溫度、多層化而加以控制。
本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的衝擊強度(J/μm)的下限較佳為0.055,更佳為0.060,進而較佳為0.065。若小於前述下限,則製成袋而使用時有強度變得不足的情況。
基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的衝擊強度(J/μm)的上限較佳為0.2。若超過前述上限,則有改善效果變得飽和的情況。
本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁 二酯膜的每單位厚度的霧度(%/μm)的上限較佳為0.35%,更佳為0.33%,進而較佳為0.31%。
若超過前述上限,則於對雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜施加印刷時,有可能損害所印刷的文字或圖像的品質。
本發明的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜在長度方向及膜的寬度方向上的熱收縮率(%)的下限較佳為0。若小於前述下限,則除了改善的效果飽和以外,亦有於力學上變脆的情況。
本發明的基材層所使用的膜在長度方向及膜的寬度方向上的熱收縮率(%)的上限較佳為4.0,更佳為3.5,進而較佳為3.0。若超過前述上限,則有因印刷等加工時的尺寸變化,而引起間距偏差等的情況。另外,彎曲後的阻隔性亦容易降低。
本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的厚度的下限較佳為3μm,更佳為5μm,進而較佳為8μm。若前述下限小於3μm,則有作為膜的強度不足的情況。
基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的厚度的上限較佳為100μm,更佳為75μm,進而較佳為50μm。若前述上限超過100μm,則厚度變得過厚,而有 本發明之目的中的加工變得困難的情況。
(基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的製造方法)
作為用以獲得本發明的基材層所使用的膜的適宜方法,可列舉:於鑄膜時將同一組成的原料多層化而進行鑄膜。
PBT樹脂由於結晶化速度快,故而鑄膜時結晶化亦會進行。此時,於不多層化而以單層進行鑄膜的情況下,由於不存在能夠抑制結晶成長的障壁,故而這些結晶會成長為大尺寸的球晶。結果為,所獲得的未延伸片的屈服應力變高,於雙軸延伸時變得容易斷裂,而且所獲得的雙軸延伸膜的柔軟性受損,成為衝擊強度及耐穿刺性不充分的膜。
另一方面,本發明者等人發現,藉由將同一樹脂積層多層,可降低未延伸片的延伸應力,變得能夠實現穩定的雙軸延伸。
關於本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的製造方法,具體而言至少具有如下步驟:步驟(1),將含有60重量%以上的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂的熱塑性樹脂組成加以熔融,而形成熔融流體;步驟(2),形成積層數為60以上的積層流體,該積層流體包含步驟(1)中所形成的熔融流體;步驟(3),將步驟(2)中所形成的 積層流體自模嘴中噴出,使之接觸冷卻輥進行固化,而形成積層體;及步驟(4),對前述積層體進行雙軸延伸。
於步驟(1)與步驟(2)、步驟(2)與步驟(3)之間,插入其他步驟亦無妨。例如,亦可於步驟(1)與步驟(2)之間插入過濾步驟、溫度變更步驟等。另外,亦可於步驟(2)與步驟(3)之間插入溫度變更步驟、電荷附加步驟等。但是,於步驟(2)與步驟(3)之間不得具有會破壞步驟(2)中所形成的積層構造的步驟。
於步驟(1)中,將熱塑性樹脂熔融而形成熔融流體的方法並無特別限定,作為適宜方法,可列舉:使用單軸擠出機或雙軸擠出機進行加熱熔融的方法。
步驟(2)中的形成積層流體的方法並無特別限定,就設備的簡便性及維護性的方面而言,更佳為靜態混合機及/或多層進料塊。另外,就片體寬度方向的均勻性的方面而言,更佳為具有矩形的熔合線(melt line)。進而較佳為使用具有矩形的熔合線的靜態混合機或多層進料塊。並且,亦可使藉由使多種樹脂組合物合流而形成的由多層構成的樹脂組合物通過靜態混合機、多層進料塊及多層流道中的任1種或2種以上。
步驟(2)中的理論積層數需為60以上。理論積層數的下限較佳為200,更佳為500。若理論積層數過少,或者 層界面間距離變長而結晶尺寸變得過大,則有無法獲得本發明的效果的傾向。另外,於片體兩端附近的結晶化度增大,製膜變得不穩定,並且有成型後的透明性降低的情況。步驟(2)中的理論積層數的上限並無特別限定,較佳為100000,更佳為10000,進而較佳為7000。即便極端地增大理論積層數,亦有本發明的效果達到飽和的情況。
於利用靜態混合機進行步驟(2)中的積層的情況下,可藉由選擇靜態混合機的單元數,而調整理論積層數。關於靜態混合機,通常已知有無驅動部的靜態混合器(管線混合機),加入至混合機內的流體係利用單元而依序攪拌混合。且說,若使高黏度流體通過靜態混合機,則會發生高黏度流體的分割與積層,而形成積層流體。每通過靜態混合機的1個單元,高黏度流體就被分割為兩半,繼而合流而被積層。因此,若使高黏度流體通過單元數為n的靜態混合機,則形成理論積層數N=2n的積層流體。
典型的靜態混合機單元具有將長方形的板扭轉180度的構造,藉由扭轉的方向而有右單元與左單元,各單元的尺寸係以相對於直徑為1.5倍的長度作為基本長度。本發明可使用的靜態混合機並不限定於此種。
於利用多層進料塊進行步驟(2)中的積層的情況下,可藉由選擇多層進料塊的分割、積層次數,而調整理論積 層數。多層進料塊可串聯地設置多個。另外,亦可將供於多層進料塊的高黏度流體本身設為積層流體。例如,於供於多層進料塊的高黏度流體的積層數為p、多層進料塊的分割、積層數為q、多層進料塊的設置數為r的情況下,積層流體的積層數N成為N=p×qr。
於步驟(3)中,自模嘴中噴出積層流體,使之接觸冷卻輥而固化。
模嘴溫度的下限較佳為200℃,若小於前述下限,則有噴出不穩定,厚度變得不均勻的情況。模嘴溫度的上限較佳為320℃,若超過前述上限,則有厚度變得不均勻,而且引起樹脂劣化,導致模唇污垢等外觀不良的情況。更佳為300℃以下,進而較佳為280℃以下。
冷卻輥溫度的下限較佳為0℃,若小於前述下限,則有抑制結晶化的效果達到飽和的情況。冷卻輥溫度的上限較佳為25℃,若超過前述上限,則結晶化度變得過高,而有延伸變得困難的情況。更佳為20℃以下。另外,於將冷卻輥的溫度設為前述範圍的情況下,較佳為為了防止結露而預先降低冷卻輥附近的環境濕度。
於鑄膜中,由於表面會接觸高溫的樹脂,故而冷卻輥表面的溫度會上升。通常,冷硬軋輥係通過配管對內部流 通冷卻水而加以冷卻,但需要藉由確保充分之冷卻水量、鑽研配管的配置、加以維護以避免配管附著汙物等方式,而減少冷硬軋輥表面的寬度方向上的溫度差。尤其於不使用多層化等方法而於低溫下進行冷卻的情況下需加以注意。
此時,未延伸片的厚度適宜為15μm至2500μm的範圍。更佳為500μm以下,進而較佳為300μm以下。
前述多層構造中的鑄膜係進行至少60層以上、較佳為250層以上、進而較佳為1000層以上。若層數少,則不僅未延伸片的球晶尺寸變大,延伸性的改善效果小,而且會失去降低所獲得的雙軸延伸膜的屈服應力的效果。
其次,對延伸方法加以說明。延伸方法可採用同時雙軸延伸亦可採用逐次雙軸延伸,為了提高穿刺強度,需要預先提高面配向係數,就該方面而言,較佳為逐次雙軸延伸。
縱向(以下稱為MD)延伸溫度的下限較佳為55℃,更佳為60℃。若下限小於55℃,則不僅有變得容易引起斷裂的情況,而且因低溫下的延伸而使縱向的配向變強,因此熱固定處理時的收縮應力增大,藉此寬度方向上的分子配向的歪斜增大,結果有力學強度於寬度方向上變得不均勻的情況。MD延伸溫度的上限較佳為100℃,更佳為 95℃。若上限超過100℃,則由於未施加配向故而有力學特性降低的情況。
於使用PET樹脂作為PBT樹脂以外的樹脂時,較佳為將溫度提高至高於單獨使用PBT樹脂的情形。
MD延伸倍率的下限較佳為2.6倍,更佳為2.8倍,進而較佳為3.0倍。若小於前述下限,則由於未施加配向,故而有力學特性及厚度不均變差的情況。MD延伸倍率的上限較佳為4.3倍,更佳為4.0倍,尤佳為3.8倍。若超過前述上限,則不僅有力學強度及改善厚度不均的效果達到飽和的情況,而且縱向的配向變強,因此熱固定處理時的收縮應力增大,藉此寬度方向上的分子配向的歪斜增大,結果有力學強度於寬度方向上變得不均勻的情況。
橫向(以下稱為TD)延伸溫度的下限較佳為60℃,更佳為70℃,進而較佳為80℃。若小於前述下限,則有變得容易引起斷裂的情況。TD延伸溫度的上限較佳為100℃,若超過前述上限,則由於未施加配向,故而有力學特性降低的情況。於使用PET樹脂作為PBT樹脂以外的樹脂時,較佳為將溫度提高至高於單獨使用PBT樹脂的情形。
TD延伸倍率的下限較佳為3.5倍,更佳為3.6倍,進而較佳為3.7倍,尤佳為4.0倍。若小於前述下限,則 由於未施加配向,故而有力學特性及厚度不均變差的情況。TD延伸倍率的上限較佳為5倍,更佳為4.5倍。若超過前述上限,則有力學強度及改善厚度不均的效果達到飽和的情況。
熱固定溫度的下限較佳為200℃,更佳為205℃。若小於前述下限,則熱收縮率變大,而有引起加工時的偏移或縮短的情況。熱固定溫度的上限較佳為250℃,更佳為230℃。若超過前述上限,則有膜熔化,或者即便不熔化亦變脆的情況。
TD緩和(relax)率的下限較佳為0.5%,更佳為2%,進而較佳為3%。若小於前述下限,則熱固定時有變得容易引起斷裂的情況。TD緩和(relax)率的上限較佳為6%,更佳為5%。若超過前述上限,則不僅有產生鬆弛等而導致厚度不均的情況,而且熱固定時於長度方向上的收縮增大,結果端部的分子配向的歪斜增大,而有力學強度於寬度方向上變得不均勻的情況。
熱固定及TD緩和(relax)的時間較佳為0.5秒以上。
作為對本發明的真空隔熱材用外包裝材賦予阻隔性的方法,如先前所知,藉由製成除了在作為基材層的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜與密封劑層之間設置鋁箔之類的金屬箔以外,亦於雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的 至少單面設置有阻氣層的積層膜,藉此可賦予優異的阻氣性。
作為本發明的基材層所使用的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜上所積層的阻氣層,無機薄膜層較佳為使用由金屬或無機氧化物所構成的薄膜或由聚偏二氯乙烯等阻隔樹脂所構成的塗佈層。
阻氣層中,無機薄膜層較佳為由金屬或無機氧化物所構成的薄膜。形成無機薄膜層的材料只要能夠形成薄膜,則無特別限制,就阻氣性的觀點而言,較佳可列舉:氧化矽(二氧化矽)、氧化鋁(氧化鋁)、氧化矽與氧化鋁的混合物等無機氧化物。尤其就兼顧薄膜層的柔軟性與緻密性的方面而言,較佳為氧化矽與氧化鋁的複合氧化物。於該複合氧化物中,氧化矽與氧化鋁的混合比以金屬成分的質量比計較佳為Al為20%至70%的範圍。
若Al濃度小於20%,則有水蒸汽阻隔性降低的情況。另一方面,若Al濃度超過70%,則有無機薄膜層變硬的傾向,於印刷或層壓等二次加工時有膜被破壞而導致阻隔性降低之虞。並且,此處所謂氧化矽係指SiO及SiO2等各種矽氧化物或這些的混合物,所謂氧化鋁係指AlO及Al2O3等各種鋁氧化物或這些的混合物。
無機薄膜層的膜厚通常為1nm至800nm,較佳為5nm至500nm。若無機薄膜層的膜厚小於1nm,則有變得難以獲得令人滿意的阻氣性的情況,另一方面,即便無機薄膜 層的膜厚超過800nm而過度地增厚,亦無法相應地獲得提高阻氣性的效果,於耐彎曲性及製造成本的方面反而變得不利。
作為形成無機薄膜層的方法,並無特別限制,例如採用真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍敷法等物理蒸鍍法(PVD法;physical vapor deposition method)、或者化學蒸鍍法(CVD法;chemical vapor deposition method)等公知的蒸鍍法即可。以下,以氧化矽、氧化鋁系薄膜為例對形成無機薄膜層的典型方法加以說明。例如於採用真空蒸鍍法的情況下,較佳為使用SiO2與Al2O3的混合物、或者SiO2與Al的混合物等作為蒸鍍原料。
作為這些蒸鍍原料,通常使用粒子,但此時各粒子的大小較理想為蒸鍍時的壓力不會變化的程度的大小,較佳的粒徑為1mm至5mm。
關於加熱,可採用電阻加熱、高頻感應加熱、電子束加熱、雷射加熱等方式。另外,亦可採用導入氧氣、氮氣、氫氣、氬氣、二氧化碳氣體、水蒸汽等作為反應氣體,或使用臭氧添加、離子輔助等手段的反應性蒸鍍。
進而,成膜條件亦可任意地變更,如對被蒸鍍體(供於蒸鍍的積層膜)施加偏壓,或者對被蒸鍍體進行加熱或冷卻等。此種蒸鍍材料、反應氣體、被蒸鍍體的偏壓、加熱、冷卻等於採用濺鍍法或CVD法的情況下亦可同樣地加以變更。
(真空隔熱體)
本申請發明的真空隔熱材用積層體係用於需要保冷或保溫的用途。作為該真空隔熱體,例如可列舉:於外包裝材內以真空狀態封入有聚胺基甲酸酯泡沫等芯材的真空隔熱體。
本申請發明的真空隔熱材用積層體較佳為具備能夠進行熱封的層、亦即聚烯烴層。外包裝材中的層數及積層順序並無特別限制,較佳為將最內外層設為能夠進行熱封的層(例如聚烯烴層)。
作為本申請發明的真空隔熱材用積層體的層構成,較佳為將基材層設為本發明的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜,例如基材層/PO(polyolefin;聚烯烴)層、PET層/基材層/PO層、基材層/金屬箔層/PO層、PET層/基材層/金屬箔層/PO層,亦可於層間設置接著層。
此處,PO層意指聚烯烴層,PET層意指聚對苯二甲酸乙二酯。
本發明的真空隔熱材用外包裝材可藉由如前所述使用以PBT作為主成分的基材層,即使長期在高溫下使用,亦抑制真空隔熱材用外包裝材本身的強度降低,而具有優異的耐久性。
作為前述真空隔熱材用外包裝材的強度,具體而言,120℃×1000小時加熱後的穿刺強度相對於耐久性試驗前 (25℃下)的初期穿刺強度的降低率較佳為0%至30%的範圍內,其中較佳為0%至20%的範圍內,尤佳為0%至10%的範圍內。藉由使預定條件下的基材層的耐久試驗後的穿刺強度降低率為前述範圍內,真空隔熱材用外包裝材即使長期暴露於高溫下亦可保持充分的隔熱效果,因此可利用於冷藏庫、供給熱水設備、煮飯器等家電製品用的隔熱材;壁部、天花板部、閣樓部、地板部等所使用的住宅用隔熱材;車頂材;自動販售機等的隔熱板等。
[實施例]
其次,藉由實施例更詳細地說明本發明,但本發明並不限定於以下的例子。並且,膜的評價係藉由如下的測定方法而進行。
[膜厚度]
依據JIS-Z-1702基凖的方法進行測定。
[膜的固有黏度]
依據JIS K 7367-5,使用苯酚(60質量%)與1,1,2,2-四氯乙烷(40質量%)的混合溶劑作為溶劑,於30℃下進行測定。
[穿刺強度]
依據日本食品衛生法中的「食品、添加物等的規格基 凖第3:器具及容器包裝」(1982年日本厚生省告示第20號)的「2.強度等試驗法」進行測定。
利用尖端部直徑為0.7mm的針以穿刺速度50mm/分鐘對膜進行穿刺,測定針刺穿膜時的強度,設為穿刺強度。測定係於常溫(23℃)下進行,單位為[N/μm]。
[耐久性]
將實施例及比較例中所獲得的膜切取A4尺寸,設為評價樣品。將該評價樣品設置於乾燥爐中,於120℃環境下進行高溫耐久試驗,隨時間經過對穿刺強度加以評價。
具體而言,根據式1算出120℃×1000小時後的穿刺強度降低率,並依據下述基凖加以評價。
穿刺強度降低率(%)=100×(耐久性試驗前的突刺強度-耐久性試驗後的突刺強度)/(耐久性試驗前的穿刺強度) 式1
○:降低率30%以下。
△:降低率31%至49%。
×:降低率50%以上。
[積層體的評價]
將實施例及比較例中所獲得的膜設為基材層,使用胺基甲酸酯系二液硬化型接著劑(將三井化學公司製造的「Takelac(註冊商標)A525S」與「Takenate(註冊商標)A50」以13.5:1(質量比)的比率加以調配)並藉由乾式層壓法, 貼合厚度70μm的無延伸聚丙烯膜(東洋紡股份有限公司製造的「P1147」)作為熱封性樹脂層,於40℃下實施4天老化,藉此獲得評價用的層壓積層體。並且,利用胺基甲酸酯系二液硬化型接著劑所形成的接著劑層的乾燥後的厚度均為約4μm。
針對前述所獲得的層壓積層體,亦與前述的耐久性評價同樣地切取A4尺寸,並設置於乾燥爐中,於120℃環境下進行高溫耐久試驗,隨時間經過對穿刺強度加以評價。
針對膜單獨體及層壓積層體的耐久性,根據式1算出120℃×1000小時後的穿刺強度降低率,並根據下述的基凖加以評價。
穿刺強度降低率(%)=100×(耐久性試驗前的突刺強度-耐久性試驗後的突刺強度)/(耐久性試驗前的穿刺強度) 式1
○:降低率30%以下。
△:降低率31%至49%。
×:降低率50%以上。
[原料樹脂]
聚對苯二甲酸丁二酯(PBT):實施例1至實施例6、比較例1至比較例3)
於下述的實施例1至實施例6、比較例1至比較例3的膜製作中,作為主原料的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂係使用1100-211XG(CHANG CHUN PLASTICS CO.,LTD.、固有黏度1.28dl/g)。
(PET-1:實施例1、實施例2、比較例1、比較例3)
於下述的實施例1、實施例2、比較例1、比較例3的膜製作中,使用在由對苯二甲酸//乙二醇=100//100(莫耳%)所構成的固有黏度0.62dl/g的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂中含有0.3%的平均粒徑1.5μm的不定形二氧化矽的樹脂。
(PET-2:實施例3)
於下述的實施例3的膜製作中,使用由對苯二甲酸/間苯二甲酸//乙二醇=80/20//100(莫耳%)所構成的固有黏度0.72dl/g之間苯二甲酸共聚合聚對苯二甲酸乙二酯樹脂。
(PET-3:實施例4)
於下述的實施例4的膜製作中,使用由對苯二甲酸/乙二醇/新戊二醇=100//70/30(莫耳%)所構成的固有黏度0.75dl/g的新戊二醇共聚合聚對苯二甲酸乙二酯樹脂。
(PET-4:實施例5、比較例2)
於下述的實施例5、比較例2的膜製作中,使用由對苯二甲酸/乙二醇/環己二甲醇(CHDM;cyclohexane dimethanol)=100//70/30(莫耳%)所構成的固有黏度0.75dl/g的CHDM共聚合聚對苯二甲酸乙二酯樹脂。
(TPE-2:實施例6)
於下述的實施例6的膜製作中,作為主原料的聚四亞甲基二醇共聚合PET樹脂係使用有對苯二甲酸/丁二醇/聚四亞甲基二醇(PTMG;polyoxytetramethylene glycol)=100//85/15(莫耳%)所構成的PTMG共聚合聚對苯二甲酸乙二酯樹脂。
[實施例1]
使用單軸擠出機,將聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、作為聚酯樹脂的PET-1、及作為非活性粒子的平均粒徑為2.4μm的二氧化矽粒子以該粒子成為1600ppm的方式加以調配,使所獲得的混合物於295℃下進行熔融後,將熔合線導入12個單元的靜態混合機中。
藉此,進行聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)的熔融體的分割、積層,而獲得由同種原料所構成的多層熔融體。自270℃的T-模嘴進行鑄膜,藉由靜電密接法使之與25℃的冷卻輥進行密接,而獲得未延伸片。繼而,於70℃下沿著縱向輥延伸3.3倍,繼而通過拉幅機,於90℃下沿著橫向延伸4.2倍,並於210℃下實施3秒鐘的緊張熱固定處 理與1秒鐘的5%緩和處理後,將兩端的抓持部各切斷除去10%,而獲得厚度為12μm的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜的軋輥。將所獲得的膜的製膜條件、物性及評價結果示於表1。
[實施例2至實施例6]
於實施例1中,將原料組成、製膜條件設為表1所記載的雙軸延伸膜,除此以外,與實施例1同樣地進行。
將所獲得的膜的製膜條件、物性及評價結果示於表1。
[比較例1至比較例3]
於實施例1中,將原料組成、製膜條件設為表1所記載的雙軸延伸膜,除此以外,與實施例1同樣地進行。
將所獲得的膜的製膜條件、物性及評價結果示於表2。
[參考例1、參考例2]
使用市售的聚對苯二甲酸乙二酯膜(東洋紡(股份)製造,E5100)及聚醯胺膜(東洋紡(股份)製造,N1100),將這些膜的物性及評價結果示於表1。
如表1所示,藉由本發明而獲得的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜及積層體(實施例1至實施例6)顯示出優異 的穿刺強度,另外,於120℃、1000小時的耐久性試驗後,亦維持高穿刺強度。
另一方面,如表2所示,另外,於比較例1中,由於PET樹脂的含量多,故而結果雖然耐久性優異,但初期的穿刺強度低。
另外,於比較例2中,由於作為聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)以外的聚酯樹脂而添加的CHDM共聚合聚對苯二甲酸乙二酯樹脂的含量多,故而初期的穿刺強度低,耐久性亦降低。進而,於比較例3中,由於膜延伸時的延伸倍率低,故而面配向度低,穿刺強度不充分。
(產業可利用性)
根據本發明,可獲得穿刺強度強,即便於恆溫下長期使用,強度的降低亦少的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜及使用其的真空隔熱材用外包裝材,可期待較大地對產業界提供助益。

Claims (3)

  1. 一種真空隔熱材用積層體,其至少含有基材層與密封劑層,基材層係具有下述(a)至(c)的特徵,且厚度為10μm至30μm的雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜;(a)含有60重量%至90重量%的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(A)、10重量%至40重量%的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(A)以外的聚酯樹脂(B);(b)膜的固有黏度為0.81以上;(c)穿刺強度為0.5N/μm以上。
  2. 如請求項1所記載之真空隔熱材用積層體,其中聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(A)以外的聚酯樹脂(B)係選自如下樹脂中的至少1種:聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯;與選自由間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、聯苯二羧酸、環己烷二羧酸、己二酸、壬二酸、及癸二酸所組成的群組中的至少1種以上的二羧酸共聚合而成的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂;及與選自由乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、環己二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇、及聚碳酸酯二醇所組成的群組中的至少1種以上的二醇成分共聚合而成的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂;或者與選自由間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、聯苯二羧酸、環己烷二羧酸、己二酸、壬二酸、及癸二酸所組成的群組中的至少1種以上的二 羧酸共聚合而成的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂;及與選自由1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、環己二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇、及聚碳酸酯二醇所組成的群組中的至少1種以上的二醇成分共聚合而成的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂。
  3. 如請求項1所記載之真空隔熱材用積層體,其中於前述雙軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯膜上積層有無機薄膜層。
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