JP2003334902A - 易接着シンジオタクチックポリスチレン系延伸フィルム - Google Patents
易接着シンジオタクチックポリスチレン系延伸フィルムInfo
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Abstract
性に優れ、かつ経済性、リサイクル性、製造時の環境適
合性の優れた易接着シンジオタクチックポリスチレン系
延伸フィルムを提供することを目的とする。 【解決手段】 実質的にシンジオタクチック構造を有す
るスチレン系重合体からなる延伸フィルムの少なくとも
片面に、側鎖に芳香環を有するモノマー及びアクリル系
モノマーを共重合してなる水分散性ポリマーで構成され
た接着性改質層を積層した易接着シンジオタクチックポ
リスチレン系延伸フィルムであり、特に接着性改質層を
未延伸フィルム又は一軸延伸フィルムにポリマーの水分
散体を塗布した後、次いで一軸方向又は二軸方向に一回
以上延伸した後、熱処理することによって形成させるこ
とが好ましい。
Description
ポリスチレン系延伸フィルム、さらに詳しくは該フィル
ムと接着改質層との密着性に優れた易接着シンジオタク
チックポリスチレン系延伸フィルムに関するものであ
る。
フィルムは、易裂性、耐熱性、電気特性、透明性等に優
れ、磁気テープ用、写真・製版用、コンデンサー用、包
装用等、各種のフィルム用途に展開が期待されている。
合、一般的には延伸フィルムの少なくとも片面に必要に
応じて印刷層、有機高分子を塗布積層したガスバリアー
層、無機あるいは金属を蒸着したガスバリアー層などを
積層し、さらに接着剤を積層した上へ、ドライラミネー
ト法や押出ラミネート法によりシーラント層などを設け
た積層体とし、該積層体を用いて袋を作製し、それに内
容物を充填後、開口部をヒートシールして、密閉包装さ
れた食品や薬品や雑貨品などを一般消費者に提供してい
る。そのため、上記積層体を構成するために、延伸フィ
ルムには印刷層やガスバリアー層またはシーラント層な
どとの十分な接着性を得るため、コロナ処理等の物理処
理や接着性改質層を設けることが一般的になされてい
る。
ィルムの場合も、特開平5-338089号公報にはフィルム表
面をコロナ処理し、張力を高くしてからアンカーコート
剤を塗布し、その上にシーラント層を設けることが開示
されている。しかし、コロナ放電処理の場合、処理後の
フィルムが半永久帯電しやすく作業性が低下する問題が
あり、また接着性も十分とは言えなかった。特開2000-6
330号公報には、ガスバリアー層またはシーラント層と
の接着性を高めるために自己架橋性ポリエステル系グラ
フト共重合体からなる接着性改質層をシンジオタクチッ
クポリスチレン系延伸フィルムに積層することが開示さ
れている。しかし、接着性改質層が架橋性高分子である
ため、このフィルムは再溶融押出しが困難であり、リサ
イクル性に問題があった。
延伸フィルムにコート法で滑り性や耐削れ性の向上ため
の改質層を設けることは、特開平3-109453号公報、特開
平3-109454号公報、特開平8-39741号公報、特開平8-480
08号公報、特開2000-6330号公報などで開示されている
が、用いられている改質層とフィルムとの接着性は十分
とは言えなかった。
スチレン系延伸フィルムの場合、満足できる接着性改質
層を設けることが困難であった。例えば、従来の水系塗
布剤を用いる場合、該フィルムの表面が、表面エネルギ
ーが低く結晶化度が高いなどの性質のために該フィルム
と接着性改質層との十分な密着性が得られない。一方、
溶剤系の塗布剤を用いた場合、衛生性やリサイクル性を
考慮した場合好ましくない。
着性に優れた積層シンジオタクチックポリスチレン系延
伸フィルムを提供することを目的とする。更に、経済
性、リサイクル性、製造時の環境適合性の優れた易接着
シンジオタクチックポリスチレン系延伸フィルムを提供
することを目的とする。
質層とフィルムとの密着性に優れたシンジオタクチック
ポリスチレン系延伸フィルムを鋭意検討した結果、該フ
ィルムの少なくとも片面に、側鎖に芳香環を有するモノ
マー及びアクリル系モノマーを共重合してなる水分散性
ポリマーで構成された接着改質層を積層することで上記
目的を達成させることができた。
を有するスチレン系重合体としては、シンジオタクチッ
ク構造として側鎖のフェニル基又は置換フェニル基が核
磁気共鳴法により定量されるタクティシティがダイアッ
ド(構成単位が2個)で85%以上、ペンタッド(構成単
位が5個)で50%以上のシンジオタケティック構造であ
るポリスチレン、ポリ(p-、m-またはo-メチルスチレ
ン)、ポリ(2,4-、2,5-、3,4-または3,5-ジメチルスチ
レン)、ポリ(p-ターシャリーブチルスチレン)などの
ポリ(アルキルスチレン)、ポリ(p-、m-またはo-クロ
ロスチレン)、ポリ(p-、m-またはo-ブロモスチレ
ン)、ポリ(p-、m-またはo-フルオロスチレン)、ポリ
(o-メチル -p-フルオロスチレン)などのポリ(ハロゲ
ン化スチレン)、ポリ(p-、m-またはo-クロロメチルス
チレン)などのポリ(ハロゲン置換アルキルスチレ
ン)、ポリ(p-、m-またはo-メトキシスチレン)、ポリ
(p-、m-またはo-エトキシスチレン)などのポリ(アル
コキシスチレン)、ポリ(p-、m-またはo-カルボキシメ
チルスチレン)などのポリ(カルボキシアルキルスチレ
ン)、ポリ(p-ビニルベンジルプロピル)などのポリ
(アルキルエーテルスチレン)、ポリ(p-トリメチルシ
リルスチレン)などのポリ(アルキルシリルスチレ
ン)、さらにはポリ(ビニルベンジルジメトキシホスフ
ァイド)などが挙げられる。特にシンジオタクチックポ
リスチレンが好適である。
を有するスチレン系重合体は、必ずしも単一化合物であ
る必要はなく、アタクチック構造やアイソタクチック構
造のポリスチレン系重合体との混合物や、共重合体およ
びそれらの混合物でもよいが、少なくとも40重量%以上
はシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体か
ら成るものである。
チレン系重合体は、重量平均分子量が10,000以上、さら
に好ましくは50,000以上である。重量平均分子量が10,0
00未満のものでは、強伸度特性や耐熱性に優れた二軸延
伸フィルムを得ることができない。重量平均分子量の上
限については特に限定されるものではないが、1500,000
以上では押出し機の負荷の増加、延伸張力の増加に伴う
破断の発生などが生じるため好ましくない。
系重合体には、本発明の効果を阻害しない範囲で、公知
の各種添加材、例えば滑剤、顔料、熱安定化材、酸化防
止剤、帯電防止剤、耐衝撃性改良剤等が添加されていて
もよい。滑剤としては、シリカ、二酸化チタン、タル
ク、カオリナイトなどの金属酸化物、炭酸カルシウム、
リン酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属塩または有
機ポリマーからなる粒子など、シンジオタクチックポリ
スチレン系ポリマーに対し不活性な粒子が挙げられる。
上記滑剤のいずれか一種を単独に用いても二種以上を併
用してもよい。
系延伸フィルムは、公知の方法で製造することが出来
る。例えば、ダイスからシンジオタクチックポリスチレ
ン系樹脂をフィルム状に溶融押出し冷却固化して得た未
延伸フィルムを、縦延伸および横延伸を順に行う逐次二
軸延伸方法が適用できる。この他に、横・縦逐次二軸延
伸法、縦・横・縦逐次延伸法、縦・縦・横逐次延伸法等
の逐次延伸方法、縦延伸および横延伸を同時に行う同時
二軸延伸方法などを採用することができ、要求される強
度や寸法安定性などの諸特性に応じて延伸方法を選択で
きる。縦一軸延伸法、横一軸延伸法による一軸延伸フィ
ルムでも構わない。延伸装置としては、ロール延伸機、
テンター延伸機、インフレーション延伸機などを用いる
ことができる。また、延伸後のフィルムは、熱固定処
理、縦弛緩処理、横弛緩処理などの熱処理を行なうこと
が、熱寸法安定性および接着性などが向上する点で好ま
しい。
ル系モノマーを共重合してなる水分散性ポリマーで構成
された接着性改質層をシンジオタクチックポリスチレン
系延伸フィルムに設ける方法としては、例えば、水分散
性ポリマーを含む水系塗布液を未延伸フィルムまたは一
軸延伸フィルムに塗布・乾燥した後、次いで一軸方向ま
たは二軸方向に一回以上延伸した後、熱処理する方法
(インラインコート法)が挙げられる。また、延伸・熱
処理を実施したフィルムにインライン又はオフラインで
水分散性直鎖型ポリエステルを含む水系の塗布液を塗布
・乾燥しても構わない。インラインコート法は、安価に
製造可能な他に、フィルムと接着性改質層の密着性が向
上する点でも好ましい。塗布方法としては、公知のコー
ティング方式が適用できるが、例えば、ロールコート
法、エアーナイフ法、バーコート法が挙げられる。
マー及びアクリル系モノマーを共重合してなる水分散性
ポリマーとは、水または水を主成分として、アルカリ性
水溶液、酸性水溶液、有機溶剤、または界面活性剤など
を含む塗布液に可溶あるいは分散可能なポリマーを意味
し、例えば、側鎖に親水性基を導入することで水分散性
が発現する。親水性基としては、-CO2M基、-SO3M基(M
は水素原子、周期表第I、II、III族元素、アミン、ア
ンモニウムを示す)、-NH2、-OHなどが挙げられる。
例としては、スチレン、p−メチルスチレン、m−メチ
ルスチレン、o−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチ
レン、2,5−ジメチルスチレン、3,4−ジメチルスチレ
ン、p−ターシャリーブチルスチレン、などが挙げられ
る。
としては、アクリルアミド、アクリル酸、アクリル酸ア
ミド、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸、メチルメタクリル酸、などが挙げられる。
させるために用いる溶剤としては、極性の高い溶剤が挙
げられる。すなわち、水分散性ポリマー成分を膨潤、分
散、あるいは溶解する溶剤である。このような溶剤とし
て具体的には、水、炭素数が1〜5であるアルコール、な
どが挙げることができ、水にはアルキルベンゼンスルホ
ン酸ソーダ、アルキルナフタレンスルホン酸ソーダ、ア
ルキルスルホン酸ソーダ、アルキルエーテルスルホン酸
ソーダなどの界面活性剤や脂肪酸、脂肪酸塩、水酸化リ
チウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ホウ酸ナ
トリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸マグ
ネシウム、などを含有していても良い。またアルコール
としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロ
ピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアル
コール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、
ペンチルアルコール、ネオペンチルアルコールなどが挙
げられる。さらには、エステル系、ケトン系、アミド系
溶剤などを挙げることができる。具体的には、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、メチルセルソルブ、
エチルセルソルブなどが挙げられる。これらの溶剤は単
独あるいは組み合わせて混合溶剤として使用することが
できる。
モノマー及びアクリル系モノマーを共重合してなる水分
散性ポリマーで構成された接着性改質層を積層すること
により、シンジオタクチックポリスチレン系フィルムと
接着性改質層との密着性が著しく向上する。これは、シ
ンジオタクチックポリスチレンの主鎖構造の類似性によ
り該フィルムと水分散性ポリマーとの親和性が向上する
効果による。これにより、該フィルムにインキやシーラ
ントとの接着性や印刷性を向上することができ、更に制
電性を付与することが可能となる。
本発明に用い得る接着改質層を形成し得るが、他の目的
から汎用のポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、アクリ
ル樹脂、それらの共重合体、各種水分散樹脂などや各種
機能性樹脂、例えばポリアニリンやポリピロールなどの
導電性樹脂や抗菌性樹脂、紫外線吸収性樹脂、ガスバリ
アー性樹脂を混合して接着性改質層を形成してもかまわ
ない。
接着改質層に、帯電防止剤、無機滑剤、有機滑剤、紫外
線吸収剤などの添加剤を含有させることができる。本発
明の接着性改質層の厚みは、0.01μm〜1μmが好
ましい。
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。実施例中で示される特性は、以下の方法で測
定・評価したものである。
評価 次に示すテープ剥離試験によりシンジオタクチックポリ
スチレン系フィルムと接着性改質層との密着性を評価し
た。ガラス板に50mm×60mmサイズの両面テープ(日東電
材(株)製No.535A)を貼付け、その上に、接着性改質
層が積層されたシンジオタクチックポリスチレン系延伸
フィルムを塗布面を上方にして貼付けた。次に、幅24m
m、長さ100mmのセロハンテープ(ニチバン(株)製CT-2
4)の約半分を接着性改質層の面に貼付け、厚さ2mm、幅
30mm、長さ100mmのポリテトラフルオロエチレン製板を
折り曲げた曲面部分でセロハンテープの貼付けた部分を
押しつけ密着させた後、手で90度方向にセロハンテー
プを急速剥離し、剥離箇所を目視で観察し、接着層が剥
離しなかった場合を○、剥離した場合を×として、接着
性改質層とシンジオタクチックポリスチレン系フィルム
との密着性の良否を判断した。
シンジオタクチックポリスチレン系フィルムの制電性を
評価した。A−4サイズ(210mm×297mm)の
試験片と、38μmのPETフィルムから採取した直径
6mmのパンチかす20枚を準備し、それらを20℃×
65%RH下で24時間以上放置する。試験片の測定方
法は、試験片の接着改質層面側を同じく20℃×65%
RH下で24時間以上放置された脱脂綿で10往復摩擦
帯電させ、その試験片の摩擦面側を下側に向けて、机上
にばらまいたパンチかすに600mm/min.の速度
で近づけ、最初にパンチかすの立ちあがって付着する時
の距離(パンチかす付着間距離)を読む。なお、この一
連の作業は20℃×65%RH下の雰囲気下で行った。
試験片とパンチかすとの付着間距離が0mm(付着しな
い)のものを○(合格)とし、そうでないものを×とす
ることで、シンジオタクチックポリスチレン系フィルム
の制電性を評価した。
レン系フィルムの印刷性(インキの濡れ性と密着性)を
評価した。A−4サイズ(210mm×297mm)の
試験片を準備し、その試験片の接着性改質面側にグラビ
アインキ(東洋インキ製造(株)製NEWファインR39藍)
を厚み3μm塗布し、90℃、120秒間乾燥した。なお、試
験用グラビアインキには、市販のグラビアインキを希釈
溶剤(東洋インキ製造(株)製NF102)で希釈し、粘度
調製したものを用いた。グラビアインキの粘度は、#3ザ
ーンカップを用いて測定し、粘度17秒となるように粘
度調製した。以上の評価で、インキのはじきのないもの
を○、はじきのあるものを×とした。更にインキ層の密
着性を(1)と同様の剥離試験によって評価した。剥離
しないものを○、剥離するものを×とした。
性ポリマー液(サカタインクス社製、銘柄:VBP101、固
形分濃度:35±5重量%(カタログ値))を、純水で10〜
20重量%に希釈した塗布液を準備した。
オタクチックポリスチレン(重量平均分子量300,000)1
00重量%に対して2.0重量%添加したポリマーチップと
滑剤の添加されていないポリマーチップを重量比で1対
9の割合で混合した後、乾燥し、295℃で溶融し、500μ
mのリップギャップのTダイから押し出し、40℃の冷却
ロールにエアーナイフ法により密着・冷却固化し、240
μmの無定型シートを得た。
に予熱し、120℃に加熱した、速度差のあるロール間で
縦方向に3.3倍延伸し、ついで150℃のセラミックロール
と40℃の金属ロールの間で12%縦弛緩処理を行い、つい
で前記の塗布液をダイコーター方式で塗布し、70℃の熱
風で乾燥し、さらにテンターでフィルムを110℃に予熱
し、横方向に延伸温度120℃で3.5倍延伸し、230℃で10
秒熱固定した。その後、230℃で5%横弛緩処理し、さら
に220℃のセラミックロールと40℃の金属ロールの間で3
%縦弛緩処理した。得られたフィルムの厚みは20μmの
二軸延伸シンジオタクチックポリスチレンフィルムを得
た。最終的なコート剤塗布量は0.1g/m2であった。得ら
れた該シンジオタクチックポリスチレン系延伸フィルム
の評価結果を表1に示した。
は、実施例と同様の方法で、シンジオタクチックポリス
チレン系延伸フィルムを調製し、その得られた該フィル
ムの評価結果(ただし、接着性改質層との密着性評価を
除く)を表1に示した。
に記載のとおりの構成を採用することにより、フィルム
と接着性改質層との密着性に優れたシンジオタクチック
ポリスチレン系延伸フィルムが提供される。また、フィ
ルム製造工程においてインラインコート法で接着性改質
層を積層でき経済的である。また、できたフィルムのリ
サイクルも可能である。
Claims (2)
- 【請求項1】実質的にシンジオタクチック構造を有する
スチレン系重合体から成るフィルムの少なくとも片面
に、側鎖に芳香環を有するモノマー及びアクリル系モノ
マーを共重合してなる水分散性ポリマーで構成された接
着性改質層を積層した易接着シンジオタクチックポリス
チレン系延伸フィルム。 - 【請求項2】水分散性ポリマーで構成された接着性改質
層が、水分散性ポリマーを含む水系塗布液を実質的にシ
ンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体からな
る未延伸フィルムまたは一軸延伸フィルムに塗布した
後、次いで一軸方向または二軸方向に一回以上延伸した
後、熱処理することによって形成されたことを特徴とす
る請求項1に記載の易接着シンジオタクチックポリスチ
レン系延伸フィルム。
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