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技術 印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム

出願人 東洋紡株式会社
発明者 多賀敦中谷伊志北浦一郎御子勉
出願日 1999年2月25日 (22年6ヶ月経過) 出願番号 1999-047335
公開日 2000年9月5日 (20年11ヶ月経過) 公開番号 2000-238213
状態 特許登録済
技術分野 高分子成形体の製造 積層体(2) 高分子組成物 展示カード類
主要キーワード 一表面層 空洞容積 粘着側 ドライブレンダー フィルム表面層 インライン処理 空洞形成 架橋ポリウレタン
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この項目の情報は公開日時点(2000年9月5日)のものです。
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課題

印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム、さらに詳しくは印刷インキとの密着性に優れ、インキ抜けのない、発色性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムを提供すること。

解決手段

ポリオレフィン系樹脂からなる基層(A)の少なくとも一方の面に、主として二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変成ポリオレフィン系樹脂を含有する表面層(B)が積層され、かつ、少なくとも1方向に延伸されてなることを特徴とする。

概要

背景

ポリオレフィンフィルムは、従来から、その素材無極性であることから印刷ラミネート等の加工において印刷インキ又は他素材との接着性が十分ではないことが指摘されている。

特に、粘着テープ等でシールされた、印刷されたフィルムからなる包装材料から粘着テープを引き剥がす場合に、粘着テープ側に印刷インキが移行して印刷部が欠落したり、ラベルやシール等の用途においては、その使用形態、すなわち、離型紙より剥がしたり、貼り付けたシールを剥がしたりする繰り返し使用において印刷インキが欠落することが問題視されており、印刷性、特に印刷インキの密着強度及び発色性の改善が望まれている。

これらの指摘に対して、従来から、ポリオレフィンフィルムの表面にコロナ放電処理火炎処理を施し、フィルム表面に極性基を導入する方法や、フィルム表面を粗面化あるいは空洞化する方法により印刷性、特にインキ密着性及び発色性を向上させる方法が開示されている。

概要

印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム、さらに詳しくは印刷インキとの密着性に優れ、インキ抜けのない、発色性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムを提供すること。

ポリオレフィン系樹脂からなる基層(A)の少なくとも一方の面に、主として二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変成ポリオレフィン系樹脂を含有する表面層(B)が積層され、かつ、少なくとも1方向に延伸されてなることを特徴とする。

目的

本発明は、上記問題を解決し、印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム、さらに詳しくは印刷インキとの密着性に優れ、インキ抜けのない、発色性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

ポリオレフィン系樹脂からなる基層(A)の少なくとも一方の面に、主として二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変成ポリオレフィン系樹脂を含有する表面層(B)が積層され、かつ、少なくとも1方向に延伸されてなることを特徴とする印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム

請求項2

変成ポリオレフィン系樹脂を主成分とする表面層(B)が、二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変成ポリオレフィン系樹脂を5〜100重量%含有することを特徴とする請求項1記載の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム。

請求項3

表面層(B)が、変性ポリオレフィン系樹脂とポリオレフィン系樹脂とを含有することを特徴とする請求項1又は2記載の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム。

請求項4

ポリオレフィン系樹脂からなる基層(A)が、空洞含有ポリオレフィン系樹脂層からなることを特徴とする請求項1、2又は3記載の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム。

請求項5

積層ポリオレフィン系フィルムの全光線透過率が40%以下であり、かつ、基層(A)の空洞含有量が30cc/100g以下であることを特徴とする印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム。

技術分野

0001

本発明は、印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムに関し、さらに詳しくは紫外線硬化型印刷インキ(以下、UVインキ略記することがある)の印刷性に優れた、ラベルシール等として使用した場合に有用な積層ポリオレフィン系フィルムに関するものである。

背景技術

0002

ポリオレフィンフィルムは、従来から、その素材無極性であることから印刷ラミネート等の加工において印刷インキ又は他素材との接着性が十分ではないことが指摘されている。

0003

特に、粘着テープ等でシールされた、印刷されたフィルムからなる包装材料から粘着テープを引き剥がす場合に、粘着テープ側に印刷インキが移行して印刷部が欠落したり、ラベルやシール等の用途においては、その使用形態、すなわち、離型紙より剥がしたり、貼り付けたシールを剥がしたりする繰り返し使用において印刷インキが欠落することが問題視されており、印刷性、特に印刷インキの密着強度及び発色性の改善が望まれている。

0004

これらの指摘に対して、従来から、ポリオレフィンフィルムの表面にコロナ放電処理火炎処理を施し、フィルム表面に極性基を導入する方法や、フィルム表面を粗面化あるいは空洞化する方法により印刷性、特にインキ密着性及び発色性を向上させる方法が開示されている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、コロナ放電処理や火炎処理する方法ではポリオレフィンフィルムのごくかぎられた表面部分だけの改質であるため、インキの密着強度は実用に耐え得るほど改善されるものではなく、また、フィルム表面を粗面化する方法では、粗面化のための無機あるいは有機粒子中の粗大粒子や凝集物に起因する表面突起によりインキ抜けが発生する。また、フィルムの内部を空洞化させる方法ではフィルム表面を粗面化する方法と同様に突起によるインキ抜けや、空洞部へインキが入り込み、印刷の発色不足が発生したり、発色不足を補うためにインキ量を増やすことによるコスト的な問題が発生することが指摘されてきた。

0006

本発明は、上記問題を解決し、印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルム、さらに詳しくは印刷インキとの密着性に優れ、インキ抜けのない、発色性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため、本発明の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムは、ポリオレフィン系樹脂からなる基層(A)の少なくとも一方の面に、主として二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変成ポリオレフィン系樹脂を含有する表面層(B)が積層され、かつ、少なくとも1方向に延伸されてなることを特徴とする。

0008

上記の構成からなる本発明の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムは、印刷インキとの密着性が優れ、インキ抜けがなく、発色性に優れている。

0009

また、この場合、変成ポリオレフィン系樹脂を含有する表面層(B)が、二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変成ポリオレフィン系樹脂を5〜100重量%含有することができる。

0010

また、この場合、表面層(B)が、変性ポリオレフィン系樹脂とポリオレフィン系樹脂とを含有することができる。

0011

また、この場合、ポリオレフィン系樹脂からなる基層(A)が、空洞含有ポリオレフィン系樹脂層からなることができる。

0012

さらにまた、この場合、積層ポリオレフィン系フィルムの全光線透過率が40%以下であり、かつ、基層(A)の空洞含有量が30cc/100g以下であることができる。

発明を実施するための最良の形態

0013

以下、本発明の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムの実施の形態を説明する。

0014

本発明の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムは次の様にして得ることができる。

0015

本発明におけるポリオレフィン系樹脂とは、ポリエチレンポリプロピレンポリブテンなどのポリオレフィン、これらのコポリマー及びこれらの混合物などを用いることができるが、製膜の容易さ、温度に対する安定性焼却時における塩素の発生がないことや経済性の点からポリプロピレンが推奨される。

0016

また、二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変性ポリオレフィン系樹脂とは、マレイン酸フマル酸などのカルボン酸を公知の重合方法により前述のポリオレフィンに対して導入したものであり、これらのカルボン酸から1種又はそれ以上の官能基変性をおこなったものでもよい。更に、成形加工性などの改善のために、カルボン酸以外の官能基、例えばエチルアクリレートメチルアクリレートなどを同時に変性したものであっても良く、カルボン酸が変性導入されたものであればよい。

0017

本発明における積層ポリオレフィン系フィルムの表面層(B)は、主として二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変性ポリオレフィン系樹脂を主成分としているが、好ましくは上記変性ポリオレフィン系樹脂が100〜5重量%を占める。また、表面層(B)に前記ポリオレフィン系樹脂が95重量%以下含有されることも好ましい組合せである。この場合、表面層(B)を構成する重合体のうち、上記変性ポリオレフィン系樹脂が5重量%未満になると、フィルム表面層接着剤による接着性や印刷インキの密着性などの特性が満足し難くなる。

0018

また、上記の二重結合を有するカルボン酸変性ポリオレフィン系樹脂を、基層(A)及び表面層(B)からなる積層フィルム全体に添加することも可能であるが、フィルム単価が高価なものとなるばかりでなく、機械的強度が低下したり、耐熱性が損なわれ得る可能性があるため、ポリオレフィン系樹脂からなる基層(A)の少なくとも一方の面に、二重結合を有するカルボン酸を側鎖に有する変性ポリオレフィン系樹脂を100〜5重量%とポリオレフィン系樹脂95重量%以下とを配合してなる表面層(B)を積層した積層ポリオレフィンフィルムとすることが推奨される。

0019

本発明の目的を達成するのにさらに好ましい実施形態は基層(A)が空洞を含有する、空洞含有フィルムで形成されている場合である。この空洞の形成方法としては、基層を形成するポリオレフィン系樹脂に非相溶の樹脂や無機又は有機微粒子を配合し、製膜後延伸することにより、ポリオレフィン系樹脂と非相溶の樹脂や微粒子との界面に微細な空洞を生成させる方法や、ポリオレフィン系樹脂に発泡剤を含有させ、押出機内で熱により反応ガスを発生させてフィルム内部に気泡を形成する方法が広く知られている。本発明においては、空洞形成方法の種類を問わないが、空洞形成の大きさや量の制御のし易さなどから、微粒子を配合し、延伸によりポリオレフィン系樹脂中に界面剥離を発生させ空洞を得る方法が推奨される。

0020

ここでいう、微粒子としての無機微粒子としては、炭酸カルシウム二酸化珪素硫酸バリウム酸化マグネシウムアルミナゼオライトなどが挙げられ、また、有機微粒子としてはポリカーボネートポリブチレンテレフタレート架橋ポリウレタンなどが挙げられ、さらにこれらの微粒子の表面に種々のコーティングを施したものでも、フィルム中に空洞を形成できるものであれば、任意に用いることができる。

0021

これら微粒子の好ましい大きさは、フィルムの厚みにより変化するが、平均粒子径でおおよそ、0.5〜12μmである。さらに好ましくは、発泡効率や粗大粒子による印刷抜けを考慮すれば0.8〜5μmの範囲のものを使用するのが良い。

0022

また、これらの微粒子の形状は球状、立方体状、円柱状、円錐状、円盤状、不定形を問わず、さらに、粒子多孔質のものであっても、延伸によってフィルム中に界面剥離が発生し、空洞が形成されるものであればよい。

0023

さらに好ましい実施態様は、積層ポリオレフィン系フィルムの全光線透過率が40%以下、さらに好ましくは30%以下で、かつ、基層(A)の空洞含有量が30cc/100g以下、さらに好ましくは20cc/100g以下の範囲に調整されることにある。

0024

フィルムの光線反射率を向上し印刷インキの発色性を改善するためには、全光線透過率を40%以下にすることが好ましいが、基層(A)に空洞を含有させることによって容易に達成することができる。この場合、基層(A)を構成する微粒子の配合量、種類、形状、粒子径やフィルムを形成するポリオレフィン系樹脂の種類や溶融粘度分子量などの原材料の諸特性や、空洞発現のための温度や倍率などの延伸条件により、空洞の大きさや量が異なるので全光線透過率も変化するが全光線透過率が40%を超えた場合、光線隠蔽性を付与できる二酸化チタンなどの無機微粒子を添加することによって全光線透過率を調整することもできる。

0025

光線の隠蔽に用いる微粒子は、フィルムを延伸することによっても実質的にフィルムに空洞を生成しない大きさ、性状のものであれば、種類を問わないが、屈折率が高く隠蔽効果の良好な二酸化チタンが推奨される。その結晶構造は、ルチル型アナターゼ型を問わず、また、その表面に耐光性色調調整のための種々の表面処理を施したものでも良い。しかしながら、その粒子径は、数平均粒子径で、0.2〜0.3μmの大きさのものが、隠蔽効果および実質的に発泡しない点で好ましい。

0026

本発明の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムには、本発明の目的を損なわない範囲であれば、滑り性帯電防止性などの品質向上のための各種添加剤、例えば、生産性の向上のためにワックス金属石鹸などの潤滑剤、可塑剤加工助剤や通常ポリオレフィンフィルムに添加される公知の熱安定剤酸化防止剤帯電防止剤紫外線吸収剤などを適宜配合することができる。

0027

本発明の積層ポリオレフィン系フィルムを製造するために、ポリオレフィン系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、無機又は有機微粒子、各種添加剤などを配合する方法は特に限定されるものではないが、V型ブレンダースクリュー型ブレンダー、ドライブレンダーリボンブレンダーヘンシェルミキサー等の混合機を用いて均一に混合した後、混練ペレット化する方法が一般的である。

0028

このようにして得られたペレットを使用して以下に例示する方法によってフィルムを製造することができる。
a:押出機によって、これらのペレットをポリオレフィン樹脂融点以上の温度、例えば150〜300℃の温度で溶融押出しし、シート状に成形し、次いで延伸を行う方法。
b:2台の押出機を使用し、1台の押出機より基層(A)を構成する樹脂組成物を溶融押出しするとともに、もう一方の押出機より接着性樹脂層などを構成する表面層(B)を溶融押出しし、それらのダイス内またはダイス外で重ね合わせて積層し、次いで積層する方法。
c:予めシート状に押出し成形した基層を構成するシートをそのまま、若しくは1軸延伸し、その一方の表面又は両方の表面に、表面層である接着性樹脂層を溶融押出しし積層し、次いで延伸する方法。

0029

本発明の、印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムの厚みは、用途、使用方法によって異なるが、総厚みが通常10〜250μmであるのが好ましい。積層フィルムの場合の表面層(接着性樹脂層)の厚みは、フィルム総厚みの範囲内で所望の厚みを設定できるが、接着性を確保するためには、一方の表面の厚みとして0.5μm以上あることが好ましい。

0030

なお、本発明の積層ポリオレフィン系フィルムの製膜条件は、所望のフィルム物性や、空洞含有量を達成することができる温度、倍率で押出し、延伸することができる。例えば、一般的なポリオレフィン系樹脂の場合の製膜条件となんら変わるものではなく、押出し温度150〜300℃の温度で溶融押出しした樹脂組成物を10〜100℃の冷却ロール固化させたシートに次の延伸を施すことによって得ることができる。

0031

延伸工程では、面積倍率で8〜50倍程度、好ましくは10〜40倍程度に延伸することができる。また、延伸方法は、1軸延伸、2軸延伸を問うものではなく、2軸延伸の場合も、同時2軸延伸法、逐次2軸延伸法、インフレーション法などで実施することができるが逐次2軸延伸が一般的である。

0032

逐次2軸延伸を行う場合の条件としては、まず、縦方向に100〜150℃に加熱した周速差を有するロール間で3〜8倍程度延伸し、次いで幅方向テンター延伸機を用いて140〜170℃程度の温度で4〜10倍程度延伸する。しかる後、150〜170℃の程度の温度で熱固定処理を施した後、巻き取ることによって得られる。

0033

さらに本発明のフィルムに対して、コロナ放電処理、プラズマ処理紫外線照射処理、火炎処理などを行い、更に接着性を向上させることは、本発明に対して何ら支障なく、これらの表面処理はフィルム製造工程の中で行ういわゆるインライン処理で行っても良いし、製造されたフィルムに後工程として処理するいわゆるオフライン処理で行っても良い。

0034

次に、本発明の内容および効果の具体例を実施例によって説明するが、本発明は、その要旨を逸脱しないかぎり以下の実施例に限定されるものではない。なお、本明細書中における特性値測定法は以下の通りである。

0035

(1)全光線透過率
JIS−K−6714により、全光線透過率を求めた。

0036

(2)層間剥離性
セロハン粘着テープ積水化学社製:12mm幅、以下粘着テープと略記)を用いて評価する。粘着テープの粘着側面をポリオレフィンフィルムの表面に、長さが3cmにわたり指で押さえしっかりと接着させる。次いで、フィルム端を指で固定し、粘着テープを一方向から2cm/秒の速度で90℃の角度で剥離し、粘着テープ側に接着して積層フィルムからはがれる表面層(B)の量を肉眼により評価する。
◎:粘着テープ側に表面層(B)がまったく移行しない状態
○:粘着テープ側に表面層(B)の一部分が、層厚さ方向に薄く剥離して、セロテープ登録商標)側に接着し、移行した状態
△:粘着テープ側に表面層(B)の全面が、層厚さ方向に薄く剥離して、セロテープ側に接着し、移行した状態
×:粘着テープ側に表面層(B)の全面が、層厚さ方向に厚く剥離して、セロテープ側に接着し、移行した状態

0037

(3)空洞含有量
ポリオレフィン系フィルム100g中に存在する空洞容積次式より算出する。

0038

0039

(4)印刷インキ印刷性
得られたフィルム上に、UV硬化型印刷インキ(TOKA社製/商品名:ペストキュアー、161、T&K、)を、RIテスターRI−2型(明製作所社製)を用いて、インキ量2.0g/m2となる様に印刷し、UV照射機にて500mj/cm2のUV光照射し、硬化させて、次の発色性、密着性を評価した。

0040

(a)発色性
上述の印刷を施した印刷部の発色性を目視にて次の様に評価した。
◎:十分な発色がある
○:実用上問題なく使用できる
×:発色が薄く、実用上問題あり

0041

(b)インキ密着性
上述の印刷を施した印刷物に、縦横2mm間隔の碁盤目平行スリット(25個)を入れた後、セロハン粘着テープ(ニチバン社製:18mm幅、以下粘着テープと略記)を用いて評価する。粘着テープの粘着側面を印刷面の表面に、長さが3cmにわたり指のつめで押さえ全面にしっかりと接着させる。次いで、フィルム端を指で固定し、粘着テープを一方向から2cm/秒の速度で90℃の角度で剥離し、粘着テープ側に接着して積層フィルムからはがれる表面層(B)の量を肉眼により評価する。
◎:粘着テープ側に印刷インキの移行がまったくない状態
○:粘着テープ側に移行した印刷インキが4個以下の状態
△:粘着テープ側に移行した印刷インキが5〜9個の状態
×:粘着テープ側に移行した印刷インキが10個以上の状態

0042

(実施例1)積層フィルム押出機の一方の押出機にてポリプロピレン100重量部を基層(A)として溶融押出しし、他方の押出機にて、ポリプロピレン70重量%とマレイン酸変性ポリプロピレン(三井化学社製/商品名:アドマーQF551)とを30重量%とを配合した混合物を一表面層(B)として溶融押出しし、ダイス内にて、最終フィルム層の厚さが(B)/(A)=3/67μmの厚み比率となる様に積層し、冷却後2軸延伸を行い、(B)層側の面にコロナ放電処理を行った上で巻き取り、厚さ70μmの積層ポリオレフィン系フィルムを得た。

0043

(比較例1)実施例1において、表面層(B)に配合するマレイン酸変性ポリプロピレンの配合量を2%に変更した以外は同様の方法で積層ポリオレフィン系フィルムを得た。

0044

(実施例2)実施例1において、基層(A)を構成する樹脂をポリプロピレン90重量%と平均粒子径2.6μmの炭酸カルシウム10重量%の混合物に変更した以外は同様の方法で積層ポリオレフィン系フィルムを得た。

0045

(実施例3)実施例2において、基層(A)を構成する樹脂をポリプロピレン90重量%と平均粒子径0.25の二酸化チタン10重量%との混合物に変更し、更に表面層(B)を構成する樹脂をポリプロピレン45重量%とマレイン酸変性ポリプロピレン55重量%との混合物に変更した以外は同様の方法で積層ポリオレフィン系フィルムを得た。

0046

(比較例2)実施例3において、基層(A)を構成する樹脂をポリプロピレン80重量%、平均粒子径2.6μmの炭酸カルシウム17重量%、平均粒子径0.25μmの二酸化チタン3重量%の混合物に変更した以外は同様の方法で積層ポリオレフィン系フィルムを得た。

0047

これらの特性値を表1に示す。実施例1で得られたフィルムは、UVインキの密着性が良好であるが、比較例1のフィルムは、UVインキ密着性が不良で実用に耐えるものではない。

0048

実施例2のフィルムは、UVインキの発色性に優れ、さらに実施例3のフィルムは層間剥離強度にも優れたものであった。

0049

なお、比較例2にフィルムは、UVインキの発色性は良好であるが、層間剥離強度の弱いフィルムであった。さらに、層間剥離強度が弱いために、インキの密着性が判断できないフィルムであった。

0050

発明の効果

0051

本発明の印刷性に優れた積層ポリオレフィン系フィルムによれば、特に、ラベル、シールとして使用する場合、印刷インキとの密着性、印刷の発色性に優れ、インキ抜けがなく層間剥離強度が優れたフィルムであることができる。

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