[发明专利]包含呋喃二甲酸酯单元的聚酯膜

说明书

本发明提供一种可用于工业和包装目的的含呋喃二甲酸酯单元的聚酯膜。本发明的膜是聚酯膜，所述聚酯膜为包含主要含有呋喃二甲酸的二羧酸成分和主要含有乙二醇的二元醇成分的聚酯树脂的双轴取向膜，其中所述膜具有不小于0.005且不大于0.200的平面取向系数ΔP和不薄于1微米且不厚于300微米的膜厚度。

技术领域

本发明涉及包含呋喃二甲酸酯单元的热塑性树脂组合物。更具体地，本发明涉及包含呋喃二甲酸酯单元作为主链且在机械性能、透明度和耐热性方面优异的塑料膜。

背景技术

作为在耐热性和机械性能方面优异的热塑性树脂的聚酯树脂(比如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT))已经用于非常多样的领域，如塑料膜、电子工业、能源、包装材料和汽车。在塑料膜中，双轴拉伸的PET膜由于在成本和机械强度、耐热性、尺寸稳定性、耐化学性、光学性质等之间的优秀平衡已经广泛用于工业和包装领域。

在工业膜的领域中，PET膜由于具有优异的透明度，因而可以用作用于平板显示器(FPD)(比如液晶显示器和等离子体显示器)的功能性膜。另外，赋予了耐水解性的PET膜已经用于太阳能电池背板用膜以及还用于诸如功能性膜和基膜的多种用途。

在包装膜的领域中，PET膜已经用于诸如食品的包装、瓶的收缩标签和气体阻隔膜的应用。特别地，在气体阻隔性能方面优异的膜已经用作用于食品、药物产品、电子部件等的需要具有气密性的包装材料或气体屏蔽材料，并且近年来对于这样的膜一直存在增长的需求。

在另一方面，具有生物可降解性的树脂和由生物质来源原料制成的树脂作为环境友好型和环境可持续型材料已经受到关注。由上述观点出发，为了提供可再生聚合物来代替石油衍生物(比如PET)的目的已经进行大量研究。已经提出呋喃二甲酸(FDCA)作为具有与主链骨架为PET且为平面结构的对苯二甲酸相似化学性质(比如在热水中的溶解性和对酸性试剂的稳定性)的化合物。因此，已经提出通过FDCA和二醇的缩聚提供呋喃基材料(专利文献1和非专利文献1)。

所公开的这些聚合物的物理性质中仅熔融点是清楚的，而机械强度是不清楚的。包含呋喃二甲酸酯单元的热塑性树脂组合物是否可以用于工业和包装膜的领域是未知的。

对于主要包含聚呋喃二甲酸丁二酯(PBF)(数种呋喃二甲酸酯单元)的热塑性树脂组合物，已经提出了通过规定聚合度而使其可用于电学和电子部件等的聚合物化合物(专利文献2)。另外，已经提出了通过规定降低的粘度和末端酸值而使其在机械性能方面优异的聚酯(专利文献3和4)。

然而，专利文献2中所公开的PBF的热压成型产品具有低透明度并且因此对于在工业和包装膜领域中的用途受到限制。在专利文献3和4中所公开的具有聚呋喃二甲酸乙二酯(PEF)结构的200微米片材产品的机械性能中，断裂伸长率和断裂强度两者都低，因而无法想象在工业和包装膜领域中使用这样的片材产品。

已经研究由PEF、PEF的衍生物以及PEF衍生物和共聚物聚酯的共混物获得的片材来形成单轴拉伸膜(专利文献5和6)。

专利文献5公开，与由包含呋喃二甲酸酯单元的热塑性树脂组合物制成的片材相比，根据共混物的种类和呋喃二甲酸酯单元的共混比例，通过以5至16倍单轴拉伸片材获得的膜在断裂伸长率方面得到改善。然而，除非混入众所周知用于改善断裂伸长率的环己烷二甲醇共聚的PET，确认没有明显的断裂伸长率改善。必须要说的是，该效果根据共混比例而受到限制，并且该膜迄今为止尚未用于工业和包装膜的领域。

专利文献6公开了通过使用轧辊单轴拉伸约1.6倍的PEF膜。该膜被证明是在气体阻隔性能方面优异的塑料膜，但是其仅提及来源于PEF的化学结构的阻隔性能的优点，而对于包装材料来说重要的机械强度是不清楚的，使得该膜迄今为止尚未在包含呋喃二甲酸酯单元的气体阻隔膜的领域中用于包装用途。

引用清单

专利文献

专利文献1：美国专利第2551731号