JP2003529472A - 高doi/高光沢性の多機能熱可塑性フィルムの製造方法 - Google Patents

高doi/高光沢性の多機能熱可塑性フィルムの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、画像の鮮明度が高く、高光沢仕上げを有する多層熱可塑性フィルムの製造方法に関する。これらの高光沢熱可塑性フィルムはコンピュータグラフィックフィルムとして有用である。鏡面仕上げを有する研磨キャスティングロール(112)上へ層を同時押出することによって、ポリ塩化ビニルが存在しないことを特徴とする高光沢多層ポリオレフィンフィルム(12)を製造する方法。この方法で生産される多層ポリオレフィンフィルム(12)は高光沢仕上げを有し、横方向の画像の鮮明度は1.3:1〜1.0:1の範囲であり、機械方向および横方向の20度グロスは少なくとも40である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、画像の鮮明度(distinctness of image)が
高く、高光沢仕上げを有する多層熱可塑性フィルムの製造方法に関する。これら
の高光沢熱可塑性フィルムはコンピュータグラフィックフィルムとして有用であ
る。
【0002】 (発明の背景) コンピュータグラフィックスの用途では、高光沢仕上げを有するポリマーフィ
ルムを使用することがしばしば望ましい。このようなポリマーフィルムは、現在
、多数の異なる製造方法によって生産されている。
【0003】 グラフィック用途で典型的に使用されるポリマーフィルムは、カレンダ加工さ
れる。カレンダ加工作業は、一連の鋼ロールの間でフィルムを圧縮する。カレン
ダ加工が進行するにつれて、フィルムはより滑らかでより光沢性になる。グラフ
ィック用途のために有用なポリマーフィルムは分散キャストポリ塩化ビニル(P
VC)単層フィルムでもよい。これらのPVCフィルムの使用は市場で成功を収
めているが、これらは完全には満足できるものでないことも分かっている。フィ
ルムも、これらのフィルムを製造するためのプロセスも、どちらも環境に優しく
ない。PVCフィルムの多くは可塑剤を使用し、可塑剤は接着剤中へ移行して接
着複合体の機能性を低下させる。また可塑剤の移行は、ぶち(mottle)と
呼ばれることもある、好ましくないまだらなフィルム外観に関連するとも考えら
れる。この問題は温暖な気候において特に厄介である。さらに、PVCフィルム
を製造するプロセスの多くは費用がかかる。
【0004】 高光沢高分子フィルムのもう1つの製造方法は、ポリエステルキャスティング
シート上、又はポリエステル被覆紙上にポリマーフィルムを分散キャストするこ
とである。生産されたフィルムは比較的高い画像鮮明度および光沢を有するが、
ポリエステルキャスティングシートのコストは所望されない追加費用である。
【0005】 高光沢高分子フィルムは、研磨されたキャスティングロールへ高分子フィルム
材料を押出キャストし、押出ダイを出るときにフィルムをエアナイフでキャステ
ィングロールへピンニングすることによって作られてもよい。高分子フィルムの
外観にむらがあることを含め、このプロセスに関連するいくつかの問題がある。
エアナイフは高分子フィルムの皺(ripple)すなわちウェーブの原因とな
り、フィルムはある領域では非常に光沢性があり、他の領域では光沢性が低いよ
うに見える。また、縦(machine)方向で測定される光沢は高いが、横方
向で測定される光沢はかなり低い。さらに、押出プロセスで形成された融解しな
い高分子粒子、又は樹脂固有の架橋粒子であるゲルは、高分子フィルム表面から
突出する場合がある。これらの突出ゲルは、平らでないフィルム表面のために、
次の印刷プロセスで困難を引き起こす。本発明は高光沢熱可塑性フィルムの新規
な製造方法に関し、これらの問題を克服する。
【0006】 (発明の概要) 本発明は高光沢性の多層熱可塑性フィルムの製造方法に関し、この方法は、 (a)第1の側面および第2の側面を有する少なくとも1つのポリオレフィン
コア層と、 外側表面を有する少なくとも1つの第1の熱可塑性スキン層であって、上記コ
ア層の上記第1の側面上にある第1の熱可塑性スキン層と、 外側表面を有する少なくとも1つの第2の熱可塑性スキン層であって、上記コ
ア層の上記第2の側面上にある第2の熱可塑性スキン層と、 を含む高分子フィルム層の溶融同時押出物を形成すること(ここで、コア層の組
成はスキン層の組成と異なり、上記コア層および上記スキン層はポリ塩化ビニル
が存在しないことを特徴とする)および、 (b)横方向の画像鮮明度に対する機械方向の画像鮮明度の比率が1:1〜1
.3:1の範囲であり、横方向および機械方向の両方向における20°グロスが
少なくとも40である滑らかな第1のスキン層外側表面を有するフィルムを生産
するために、十分な圧力下でピンニングロールを用いて、R=0.025マイ
クロインチ以下の表面粗度を有する冷却キャスティングロール上へ上記溶融同時
押出物をピンニングすることを含む。
【0007】 1つの局面では、本発明は、立方センチメートル当たり約0.89〜約0.9
7グラムの範囲の密度を有するポリオレフィンおよび光安定剤を含むと共に第1
の側面および第2の側面を有する熱可塑性コア層と、上記コア層の上記第1の側
面の上にあって光安定剤を含むと共に外側表面を有する少なくとも1つの透明な
第1の熱可塑性スキン層と、光安定剤を含み、上記コア層の反対の第2の側面上
の少なくとも1つの第2の熱可塑性スキン層と、を含む多層熱可塑性フィルムに
関する。上記コア層の組成は上記スキン層の組成と異なり、上記コア層および上
記スキン層は、ポリ塩化ビニル(PVC)が存在しないことを特徴とする。上記
第1のスキン層の上記外側表面は、横方向の画像鮮明度に対する機械方向の画像
鮮明度の比率が1:1〜1.3:1の範囲であることを特徴とし、横方向および
機械方向の両方向における20°グロスが少なくとも40である。
【0008】 添付図面において、同様の参照符号は同様の部分又は特徴を示す。
【0009】 (好ましい実施形態の説明) 多層熱可塑性フィルム12(図1)は、高分子同時押出プロセスを用いて製造
される。高分子フィルム材料の同時押出物は2つ以上の押出機および適切な既知
のタイプの同時押出ダイからの同時押出によって形成され、これにより、コア層
16ならびにスキン層18および20は永久結合状態で互いに接着され、単一の
同時押出物が提供される。
【0010】 図3を参照すると、多層フィルム12を製造するための押出プロセスが開示さ
れている。このプロセスで使用される装置には、押出機100、102および1
04、アダプタブロック106、押出ダイ108、ピンニングロール110、研
磨キャスティングロール112、チルロール114、ニップロール116、なら
びに巻取リール118が含まれる。スキン層18を形成するための高分子材料は
押出機100から押し出され、次にアダプタブロック106および押出ダイ10
8へ前進される。コア層16を形成するための高分子材料は押出機102から押
し出され、次にアダプタブロック106および押出ダイ108へ前進される。ス
キン層20を形成するための高分子材料は押出機104から押し出され、次にア
ダプタブロック106および押出ダイ108へ前進される。押出ダイ108にお
いて、高分子材料は結合されて、溶融多層フィルム12を形成する。溶融多層フ
ィルム12は、押出ダイ108から、キャスティングロール112とピンニング
ロール110との間に形成されたニップ120へ向かい、キャスティングロール
112の上、チルロール114の下、引張ロール116を通って、巻取リール1
18へ前進され、巻取リール118で巻き取られて、ロール形状の多層フィルム
12が提供される。ライダーロール111はピンニングロール110の表面を冷
却する働きをする。
【0011】 キャスティングロールは研磨された鋼から製造されるのが好ましく、表面粗度
がR=0.025マイクロインチ以下の鏡面仕上げを有する。好ましくは、キ
ャスティングロールは、R=0.0125マイクロインチ以下の表面粗度を有
する。Rは、プロファイロメータで測定されるように、特定の仕上り表面の中
心線に対する微小ピークの算術平均高さである。R値が低いほどキャスティン
グロール表面が滑らかであることを意味し、その結果得られる熱可塑性フィルム
は、外側スキン表面も滑らかである。溶融押出物が高温であるため、キャスティ
ングロールは内部で冷却される。研磨キャスティングロールの温度は、接触する
ことになる熱可塑性ポリマーの結晶凝固点より低くなければならない。1つの実
施形態では、研磨キャスティングロールは図1のスキン層18の熱可塑性ポリマ
ーの結晶凝固点よりも低い温度に冷却される。
【0012】 ピンニングロールは、シリコーンゴム材料、HYPALON(登録商標)また
はNEOPRENE(登録商標)合成ゴム材料、または他の同様の材料から製造
することができる。ピンニングロールは高温耐熱性の材料で製造されなければな
らない。ピンニングロール材料の硬度は、典型的には、ASTM規格D−224
0−97によりデュロメータ硬度で測定される、ショアDスケールで60〜90
の範囲である。好ましくは、ピンニングロールの硬度はショアDスケールで65
〜70の範囲である。ピンニングロールの表面粗度はR=10乃至70マイク
ロインチの範囲である。1つの実施形態では、ピンニングロールの表面粗度はR =20〜30マイクロインチの範囲である。ピンニングロールは耐熱性の材料
で製造されなければならない。ピンニングロールも内部で冷却され、冷却ロール
111(図3)と常に接触するように配置され得る。
【0013】 キャスティングロールとピンニングロールとの間に形成されるニップ領域の圧
力は、高分子押出物および形成されるフィルムに応じて変動する。一般的には、
圧力はリニアインチあたり30〜100ポンド(pounds per lin
ear inch、pli)の範囲である。圧力は、押出物をキャスティングロ
ールへピンニングし、押出プロセスで形成されたかもしれないゲルをフィルム内
部へ押入するのに十分でなければならない。フィルム表面に存在するゲルの数を
最小限にすることによって、くぼみやへこみによる損傷は最小限になる。さらに
、より滑らかなこの表面は次の印刷手順において特に都合がよい。
【0014】 研磨キャスティングロールと接触する第1のスキンの外側表面は滑らかで光沢
のある仕上がりを有するが、ピンニングロールと接触する第2のスキンの外側表
面はつや消しの仕上がりを有するのが好ましい。つや消し仕上げによって、巻取
リール上へ回転される際に連続したフィルム層の間にエアスペースを形成できる
ようになる。これらのエアスペースは、層が互いに接着し、使用不能な堅い部分
を形成するのを防止する。また、つや消し表面によって、フィルムが圧延される
ときに空気が出て行けるようになるので、形状を損なう空気泡が形成されない。
【0015】 本発明の利点は、多層フィルム12が加工し易いことである。透明スキン層1
8および20の存在によって、押出中のパージおよび色の切換えが容易になる。
これらの多層フィルムは魅力的な高光沢仕上げ、サインカット(sign cu
t)、およびウィードウェル(weed well)を有する。それらのフィル
ムは、優れた耐擦傷(scuff)性および耐磨耗性の特徴を有することができ
る。またそれらのフィルムは、優れた屋外耐候特性を有することができる。
【0016】 第1のスキン層の外側表面は、Analytical Measuremen
t TechnologyのモデルATI1864グロスメータで測定される画
像の鮮明度(DOI)が機械方向で少なくとも60、横方向で少なくとも45で
ある。1つの実施形態では、機械方向のDOIは少なくとも65であり、横方向
のDOIは少なくとも55である。第1のスキン層の外側表面の光沢は、Hun
terlabのProGlossモデルPRO−3グロスメータによって、機械
方向および横方向の両方向において20°および60°で測定することができる
。1つの実施形態では、機械方向および横方向の両方の60°グロスは少なくと
も70であり、別の実施形態では少なくとも85である。1つの実施形態では、
機械方向および横方向の両方の20°グロスは少なくとも40である。もう1つ
の実施形態では、機械方向および横方向の両方の20°グロスは少なくとも50
であり、さらにもう1つの実施形態では、機械方向および横方向の両方の20°
グロスは少なくとも65である。ProGlossPRO−3グロスメータの製
造元であるHunterlabは、60°グロスが70より高いサンプルでは2
0°グロス測定に基づくことを推奨する。
【0017】 横方向のDOIに対する機械方向のDOIの比率は、得られる高光沢仕上げの
品質の指標を提供する。比率が1.0:1へ近づくほど、フィルム外観が良好で
ある。ポリエステル被覆紙上へフィルムを分散キャストして作られた高光沢フィ
ルムは、一般的に、横方向に対する機械方向のDOI比が約1.1:1である。
ポリマーフィルムを押出した後、押出物をキャスティングロールへエアナイフピ
ンニングして作られた高光沢フィルムは、一般的に、横方向に対する機械方向の
DOI比が約1.5:1である。本発明の高光沢フィルムでは、横方向に対する
機械方向のDOI比は約1.3:1乃至1.0:1の範囲にある。
【0018】 本発明の1つの実施形態では、高光沢熱可塑性フィルムは、エンボス加工され
ていない光沢性の領域とエンボス加工された領域とをフィルムが有するようにエ
ンボス加工される。エンボス加工領域は、押出されたフィルムの光沢側面に所定
のパターンを形成できる。エンボス加工法の例は、米国特許第5,693,40
5号および同第4,234,300号に記載されており、これらは参照によって
本明細書中に援用される。図4に示されるように、エンボス加工多層フィルム1
2を製造するためのプロセスで使用される装置には、押出機200、202、お
よび204、アダプタブロック206、押出ダイ208、ピンニングロール21
0、研磨キャスティングロール212、チルロール214、ニップロール216
、ならびに巻取リール228が含まれる。スキン層18を形成するための高分子
材料は押出機200から押し出された後、アダプタブロック206および押出ダ
イ208へ前進される。コア層16を形成するための高分子材料は押出機202
から押し出された後、アダプタブロック206および押出ダイ208へ前進され
る。スキン層20を形成するための高分子材料は押出機204から押し出された
後、アダプタブロック206および押出ダイ208へ前進される。押出ダイ20
8では、高分子材料は結合されて溶融多層フィルム12を形成する。溶融多層フ
ィルム12は、押出ダイ208から、キャスティングロール212とピンニング
ロール210の間に形成されたニップ220へ向かい、キャスティングロール2
12上、チルロール214の下、引張ロール216を通り、輻射ヒータ218を
通って、エンボスロール224と第2のピンニングロール222の間を通って巻
取リール228へ前進され、巻取リール228で巻き取られて、ロール形状の多
層フィルム12が提供される。ライダーロール211はピンニングロール210
の表面を冷却する働きをし、ライダーロール226は第2のピンニングロール2
22の表面を冷却する働きをする。エンボスロール224は、好ましくは、エン
ボス加工された、又は三次元の構造を規定する外側表面を有するエラストマ又は
ゴムタイプの材料を含む。また、エンボスロールの外側表面は、外側表面上に所
定パターンで配置された複数の開口又は妨害物(interruptions)
を規定する。妨害物又は開口によって形成された所定パターンは、書かれた語句
、芸術作品、商標、又は他のブランド識別を含むことができる。スキン層18に
は、エンボスロールと第2のピンニングロールとの間に形成されたニップ領域を
通過する際に所定パターンが提供される。
【0019】 別の実施形態では、高光沢熱可塑性フィルムは、スキン層18の光沢および/
又はDOIを増すためにさらに処理される。この実施形態は、エンボスロール2
24の代わりに、第2のより高度に研磨されたロールを用いる点を除いて、図4
に示されるエンボス加工作業と同様である。この実施形態では、熱可塑性フィル
ムは引張ロール216から出た後、輻射ヒータ218を通過し、第2のピンニン
グロール222と第2の高研磨ロールの間を通って、巻取リール228へ進み、
ここで巻き取られてロール形状の多層フィルム12が提供される。第2の高度に
研磨されたロールは、キャスティングロール212と同一の材料で構成すること
ができる。フィルムを再加熱する際に、キャスト押出プロセスでフィルム内に生
じた応力は解放される。さらに、劣化した酸化防止剤のガス抜きまたは捕獲され
た水分に関連する表面の欠陥を除去することができる。溶融押出物およびキャス
ティングロールから蒸発する水分の捕獲によって発生するフィルム表面のピット
(くぼみ)は、第2の高研磨ロールと第2のピンニングロールの間で軟化フィル
ムを再加熱および圧延することによって滑らかにすることができる。さらに高光
沢および高DOIの仕上げを有するフィルムは、この実施形態で得ることができ
る。第2の高研磨ロールはR=0.025マイクロインチ以下の表面粗度を有
する。好ましくは、高研磨ロールはR=0.0125マイクロインチ以下の表
面粗度を有する。
【0020】 上記のように、本発明はコンピュータグラフィックスフィルムおよび多層熱可
塑性フィルムに関する。フィルムは、少なくとも1つのポリオレフィンからなる
コア層を有するという特徴がある。別の実施形態では、コアは、1つ以上の光安
定剤、顔料、1つ以上の他の熱可塑性ポリマー、又は処理添加剤をさらに含み、
その詳細は以下に記載される。また、本発明のフィルムはコア上に少なくとも1
つのスキン層を含む。スキン層はコア層と直接接触してもよいし、つなぎ材又は
中間層を介してコアへ取り付けられてもよい。少なくとも1つのスキン層は耐摩
耗性である。1つの局面では、耐摩耗性層は第1のスキン層であり、透明でも着
色されていてもよいが、好ましくは透明である。この層はポリマーブレンドから
作ることができ、1つ以上の光安定剤、顔料又は処理化学薬品を含み、その詳細
は本明細書に説明される。第2のスキンは透明でも着色されていてもよい。第2
のスキンはポリマーブレンドから作ることができ、1つ以上の光安定剤、処理化
学薬品、又は顔料を含むこともでき、これは本明細書に記載される。多層フィル
ムは配向されていても、配向されていなくてもよいが、好ましくは配向されない
。スキンおよびコアは独立的に配向されても配向されなくてもよいが、好ましく
は配向されない。本発明のフィルムを製造するために使用される材料は、1つの
実施形態では、記号(signage)に必要な物理特性を提供するように選択
される。すなわち、材料は、切断処理に耐えるのに必要な強度および標識の用途
のための耐候性を提供するのに有効な物理特性を提供しなければならない。
【0021】 好ましい実施形態では、本発明の多層フィルムは特徴の組み合わせを特徴とす
る。これらには、約0.89〜約0.97g/cmの範囲の密度を有するポリ
オレフィンと、最も好ましい実施形態では第2の熱可塑性高分子材料との組み合
わせを特徴とするコア層の組成が含まれ、第2の熱可塑性高分子材料は、エチレ
ン−アクリル酸コポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマーなどのエチレン
−不飽和カルボン酸または無水物、およびナトリウム、リチウムまたは亜鉛およ
びエチレン/メタクリル酸コポリマーなどのエチレン/不飽和酸または無水物か
ら誘導されるイオノマー、ならびにそれらの組み合わせから選択され、第2の熱
可塑性高分子材料の濃度は、コア層の重量に基づいて約1重量%〜約25重量%
であり、好ましくは約2重量%〜約10重量%である。ポリオレフィンおよび第
2の高分子材料のこの組み合わせはフィルムの外観を著しく改良する。この組み
合わせは、暗色(例えば、濃青色、黒色など)が所望される場合に特に有利であ
る。例えば、1つの実施形態では、ポリオレフィンのみが使用される場合にはチ
ャコールグレーの外観を有するフィルムが生産されるが、上記のようにポリオレ
フィンが第2の高分子材料と組み合わせられる場合には濃い黒色が達成される。
エンドユーザーにとって色が重要であるいくつかの用途では、ポリマーブレンド
が有用であると認められる。そうでない用途もいくつかあり、コアの組成はコポ
リマーブレンドである必要はない。
【0022】 1つの実施形態では、コア層およびそれぞれのスキン層は比較的高濃度の光安
定剤を特徴とする。この点に関して、コア層は約1,000〜約10,000p
pm、または約2500〜約8000ppmの光安定剤濃度を有し、第1のスキ
ン層は約2,000〜約20.000ppm、または約5000〜約16,00
0ppmの光安定剤濃度を有し、第2のスキン層は約1,000〜15,000
ppm、約3,000〜約12,000ppmの光安定剤濃度を有する。このよ
うな高レベルの光安定剤の使用によって、従来の技術で使用されるPVCフィル
ムに匹敵する屋外耐候性特性、およびいくつかの例ではそれよりも優れた屋外耐
候性特性が本発明の多層フィルムに提供される。
【0023】 最も好ましい実施形態では、少なくとも1つのスキン層が存在し、その層は透
明である。しかしながら、より典型的には、一般的に2つのスキン層が存在する
。これは、多層フィルムの押出中にある色から別の色へ変化することに関連する
時間が著しく短縮されるという事実のために、コア層が着色される場合に本発明
の多層フィルムを使用する経済性を高める。理論に束縛されたくないが、押出さ
れるポリマー組成物中の顔料は押出ダイや押出機下流の他の押出装置の内部金属
部品へ接着し易く、本発明の透明スキン層の使用が着色コア層と上述の押出装置
の内部金属部品との間の接触を防止または制限するので、この利点は理解される
と考えられる。
【0024】 本発明の多層フィルムの第1のスキン層、および任意に第2のスキン層は、耐
磨耗性および耐擦傷性ポリマーの使用を特徴とする。この特徴は、耐磨耗性およ
び耐擦傷性特性が高められた本発明の多層フィルムを提供するだけでなく、優れ
たサインカットおよびウィーディング特性を有するフィルムも提供する。
【0025】 本発明の多層フィルムはPVCが存在しないという特徴を有する。コア層の全
体の組成はスキン層の全体の組成とは異なる。
【0026】 本発明者らは、上記の特徴の組み合わせが、本発明の多層フィルムを従来の技
術で使用されるPVCフィルムと同等またはそれより優れたものにする特性を本
発明の多層フィルムに提供し、さらに、このようなPVCフィルムの使用に関連
する問題を回避するフィルムの使用を可能にすることを見出した。さらに、本発
明の多層フィルムは、エアナイフでキャスティングロールへピンニングされた多
層フィルムに特有のむらのある外観を有さない。光沢は本発明の多層フィルム表
面全体で一定であり、エアナイフピンニングされたフィルムで典型的に見られる
突出ゲルは、本発明の多層フィルムでは一般的に見られない。
【0027】 本発明の多層フィルムの有用な実施形態は図1および2に示される。図1を参
照すると、多層フィルム12は、第1の側面および第2の側面を有する熱可塑性
コア層16と、コア層16の第1の側面上にある耐摩耗性および耐擦傷性の透明
な第1の熱可塑性スキン層18と、コア層16の第2の側面上にある透明な第2
の熱可塑性スキン層20と、を有する。スキン18および20も着色されていて
よい。
【0028】 図2を参照すると、多層フィルム12Aは、第1の側面および第2の側面を有
する熱可塑性コア層16と、コア層16の第2の側面上にある中間層17と、コ
ア層16の第1の側面上にある耐摩耗性および耐擦傷性の透明な第1の熱可塑性
スキン層18と、中間層17上にある透明な第2の熱可塑性スキン層20とを有
する。スキン18および20も着色されていてよい。中間層は補強層(stif
fening layer)でもよい。補強層は、本明細書に記載されるポリオ
レフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン、プロピレ
ンコポリマー)のような熱可塑性ポリマーからなる。また、中間層は接着層でも
よい。中間層は顔料を含む再研削されたコアポリマーからなり得る。あるいは、
中間層は不透明化層でもよい。不透明化層は、多層フィルムの不透明度を増大す
る材料を含む。
【0029】 コア層16は、以下に議論される少なくとも1つの熱可塑性ポリマーからなる
。コア層は、単一の熱可塑性ポリマー、もしくは熱可塑性ポリマーと第2の熱可
塑性ポリマーまたは接着剤のどちらかとのブレンドから構成することができる。
また、コアは、熱可塑性ポリマー、第2の熱可塑性ポリマーおよび接着剤から構
成されてもよい。もちろん、以下に記載するように、コアは他の処理成分および
安定化成分を含有し得ることが理解される。
【0030】 1つの実施形態では、コア層16は熱可塑性ポリマーの組み合わせから成る。
この組み合わせは、約0.89〜約0.97g/cc、1つの実施形態では約0
.915〜約0.97g/ccであり、1つの実施形態では約0.926〜約0
.945g/ccの範囲の密度を有するポリオレフィンを含む。本発明の好まし
い実施形態では、コアは、エチレン−アクリル酸コポリマーまたはエチレン−メ
タクリル酸コポリマーなどのエチレン−不飽和カルボン酸または酸無水物、ナト
リウム、リチウムまたは亜鉛およびエチレン/メタクリル酸コポリマーなどのエ
チレン−不飽和カルボン酸または酸無水物から誘導されるイオノマー、ならびに
それらの2つ以上の組み合わせから選択された第2の熱可塑性高分子材料を含む
。第2の熱可塑性高分子材料の濃度は重要であり、コア層16の重量に基づいて
約2重量%〜約25重量%の範囲である。1つの実施形態では、第2の熱可塑性
ポリマーの濃度は、コア層16の重量に基づいて、約2重量%〜約22重量%で
あり、1つの実施形態では約3重量%〜約20重量%であり、1つの実施形態で
は約3重量%〜約10重量%である。ポリオレフィンおよび第2の熱可塑性高分
子材料を合わせた重量は、コア層16の重量に基づいて少なくとも約60重量%
であり、1つの実施形態ではコア層16の重量に基づいて約60重量%〜約95
重量%、1つの実施形態では約70重量%〜約95重量%である。
【0031】 コアに有用なポリオレフィンには、ポリエチレン、ポリプロピレン、もしくは
ポリブチレン、またはエチレン、プロピレンもしくはブチレンとαオレフィンと
のコポリマーが含まれる。αオレフィンは、3〜約18個の炭素原子を含むαオ
レフィンから選択され、1つの実施形態では2〜約12個の炭素原子、1つの実
施形態では3〜約8個の炭素原子を含むαオレフィンから選択され、プロピレン
、エチレン、ブテン、ブチレン、ヘキセン、4−メチルペンテン、およびオクテ
ンが含まれる。ポリオレフィンコアは、ポリエチレンおよびエチレンプロピレン
コポリマーのようなポリオレフィンのブレンドによって製造されてもよい。中密
度ポリエチレンおよび線状中密度ポリエチレンが有用である。有用なポリオレフ
ィンには、チーグラー−ナッタ触媒またはメタロセン触媒を用いて調製されたも
のが含まれる。有用なポリオレフィンの一例は商品番号1080でHuntsm
an Productsから入手可能であり、これは0.93g/ccの密度を
有するポリエチレンと同定される。メタロセン触媒で触媒されたオクテン−エチ
レンコポリマーと同定されるDow Chemical製品のAffinity
1030HFも使用することができる。線状中密度ポリエチレンと同定される
Dow製品のDowlex 2036Aを使用できる。0.93g/cmの密
度を有するポリエチレン樹脂と同定されるMillenium Petroch
emical製品のQuantum 285−003を使用できる。
【0032】 上記のように、コア層は、エチレン−不飽和カルボン酸または無水物コポリマ
ー、ナトリウム、リチウムまたは亜鉛およびエチレン/不飽和カルボン酸または
酸無水物コポリマーから誘導されるイオノマー、ならびにそれらの2つ以上の組
み合わせから選択される第2の熱可塑性材料を含むことができる。Dupont
から商品名Surlynで得られるイオノマー樹脂を使用できる。これらの樹脂
は、ナトリウム、リチウムまたは亜鉛、ならびにエチレンおよびメタクリル酸の
コポリマーから誘導されると同定される。この群に含まれるのは、Surlyn
名、ならびに以下の番号、1601、1605、1707、1802、1901
、AD−8548、8020、8140、8528、8550、8660、89
20および8940で入手可能なナトリウム含有イオノマーである。また、Su
rlyn名ならびに以下の記号、1650、1652、1702、1705−1
、1855、1857、AD−8547、9120、9650、9730、99
10、9950および9970で入手可能な亜鉛含有イオノマーも含まれる。S
urlyn名ならびに以下の記号、AD−8546、7930および7940で
入手可能なリチウム含有イオノマーも有用である。
【0033】 有用なエチレン/メタクリル酸コポリマーには、Dupontから商品名Nu
crelで得られるものが含まれる。これらには、メタクリル酸含量が4重量%
であり、融点が109℃のNucrel 0407と、メタクリル酸含量が8.
7重量%であり、融点が100℃のNucrel 0910と、が含まれる。
【0034】 有用なエチレン/アクリル酸コポリマーには、Dow Chemicalから
商品名Primacorで得られるものが含まれる。これらには、アクリル酸モ
ノマー含量が9.5重量%であり、融点が97℃のPrimacor 1430
が含まれる。
【0035】 コア層16は着色されていてもよく、または透明であってもよい。透明なコア
層は透けて見えるものである。好ましくは、コア層は着色される。顔料は金属顔
料、重金属ベースの顔料、重金属を含まない顔料または有機顔料でよい。重金属
は、ここでは、鉛、カドミウム、クロムまたはアンチモンであると定義される。
使用できる顔料は、ルチル型およびアナタース型の両方の結晶構造の二酸化チタ
ンを含む。二酸化チタンは被覆されても被覆されなくてもよい(例えば、酸化ア
ルミニウム被覆されたTiO)。
【0036】 1つの実施形態では、顔料は、顔料および樹脂キャリヤを含む濃縮物の形でコ
ア層材料へ添加される。濃縮物は、例えば、約20重量%〜約80重量%の顔料
と、約20重量%〜約80重量%の樹脂キャリヤとを含むことができる。樹脂キ
ャリヤは、約100℃〜約175℃の範囲の融点を有する任意の熱可塑性ポリマ
ーであり得る。例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリブチレンな
どが挙げられる。1つの実施形態では、約30重量%〜約70重量%のポリプロ
ピレンと、約70重量%〜約30重量%の二酸化チタンとのブレンドからなる二
酸化チタン濃縮物が使用される。使用可能な市販の顔料濃縮物の一例は、A.
Schulman Inc.から商品名Polybatch White P8
555SDで入手することができ、ポリプロピレンホモポリマーキャリヤ樹脂中
に50重量%の被覆ルチル型二酸化チタン濃度を有する白色濃縮物と同定される
。赤色顔料濃縮物と同定されるAmpacet Corporationの製品
のAmpacet 150380を使用することができる。黒色顔料濃縮物と同
定されるAmpacet Corporationの製品のAmpacet 1
90303を使用することができる。モリブデン酸鉛/クロム酸鉛顔料濃縮物と
同定されるAmpacet Corporationの製品のAmpacet
LR−87132 Orange PE MBを使用することができる。使用可
能な重金属を含まない顔料濃縮物には、Ampacet LR−86813 Y
ellow UV PE MB、Ampacet LR−86810 Red
PE MB、Ampacet LR−86816 Orange PE MB、
およびAmpacet LR−86789 Red UV PE MBが含まれ
る。コア層中の顔料濃度は約25重量%までであり、1つの実施形態では約5重
量%〜約25重量%であり、1つの実施形態では約10重量%〜約20重量%で
ある。
【0037】 上記のように、多層フィルム12または12Aは標識用途において有用であり
、本発明の重要な特徴は、スキン層18が耐磨耗性および耐擦傷性であることで
ある。また、1つの実施形態では、スキン層20も耐磨耗性および耐擦傷性であ
る。関係する磨耗および擦傷のタイプは、フィルムが基材へ付加される際に発生
する磨耗および擦傷である。本発明の1つの実施形態では、フィルムは、エッジ
を平らにするため、またはフィルムおよび基材間に捕獲された気泡を除去するた
めにフィルム表面へこすり付けられるゴムまたはプラスチックアプリケータを用
いて付加される。気泡をエッジへ押圧することによって、フィルムの下から空気
が絞り出される。これはフィルム表面を磨耗および/または擦傷する傾向にあり
、不快な外観が残される。耐摩耗性および耐擦傷性はASTMD4060−84
を用いて測定できる。本発明の目的上、「耐摩耗性および耐擦傷性」であるフィ
ルム表面は、CS−10番ホイールおよび250グラムの負荷を用いて5サイク
ルの回転後にASTMD4060−84に従って試験された場合に、60°グロ
スの低下が20ポイント以下の表面である。本発明の1つの実施形態では、高光
沢スキン層は耐摩耗性および耐擦傷性である。
【0038】 スキン層18は透明でも着色されていてもよいが、好ましくは透明である。「
透明」という用語は、ここでは、スキン層18が透き通って見えるという事実を
示すために使用される。「透明」フィルムは、それを通してグラフィックスを読
み取ることができるものである。着色される場合、スキン層はここに記載される
1つまたはそれ以上の顔料を含むことができる。スキン層18は、上記のように
耐摩耗性および耐擦傷性の熱可塑性ポリマーからなる。1つの実施形態では、ス
キン層はエチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマー
、ナトリウム、リチウムまたは亜鉛およびエチレン/メタクリル酸コポリマーか
ら誘導されるイオノマー、またはそれらの組み合わせから成る。コア層16の製
造において有用な上記のエチレンアクリル酸またはメタクリル酸コポリマーもし
くはイオノマーを使用できる。有用なこれらのコポリマーおよびイオノマーには
、Dupontから商品名Surlynで得られるイオノマー、Dupontか
ら商品名Nucrelで得られるエチレン/メタクリル酸コポリマー、およびD
ow Chemicalから商品名Primacorで得られるエチレン/アク
リル酸コポリマーが含まれる。Surlynは含水性(hydroscopic
)なので、スキン層18にSurlynを含む熱可塑性フィルムは、すでにここ
に記載されたように、第2の研磨ロールと第2のピンニングロールの間で再加熱
および圧延されるのが好ましい。この後加熱および圧延工程で、スキン層18の
水分レベルが低下し、スキン層18の外観が改良される。
【0039】 上記熱可塑性ポリマーのスキン層18中の濃度は、スキン層18の全重量に基
づいて、一般的に少なくとも約45重量%、または少なくとも約60重量%であ
り、1つの実施形態では少なくとも約75重量%、1つの実施形態では約75重
量%〜約98重量%、1つの実施形態では約80重量%〜約95重量%である。
また、スキン層は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはエチレン−プロピレン
コポリマーなどの上記のポリオレフィンを1つまたはそれ以上含むこともできる
。典型的には、ポリオレフィンは約3%〜約40%、または約5%〜約25%の
量のように、少量で存在する。
【0040】 スキン層20は透明または着色されており、コア層16またはスキン層18の
製造に有用であると上記で論じられた任意の熱可塑性ポリマーから成ることがで
きる。「透明」という用語は、ここでは、スキン層20が透き通って見えるとい
う事実を示すために使用される。着色される場合、スキン層はここに記載される
上記顔料を1つ以上含むことができる。1つの実施形態では、スキン層20は耐
摩耗性および耐擦傷性である。スキン層20は、エチレンまたはプロピレン、な
らびに、アクリル酸、アルキルアクリル酸およびそれらの2つ以上の組み合わせ
より成る群から選択された官能性モノマーから誘導される熱可塑性コポリマーま
たはターポリマーから成ることができる。アルキルアクリル酸のアルキル基は典
型的には1〜約8個の炭素原子を含み、1つの実施形態では1〜約2個の炭素原
子を含む。コポリマーまたはターポリマーの官能性モノマー(単数または複数)
成分は、コポリマーまたはターポリマー分子の約1〜約15モルパーセントの範
囲、1つの実施形態では約1〜10モルパーセントの範囲である。例としては、
エチレン/メタクリル酸コポリマー、エチレン/アクリル酸コポリマー、ナトリ
ウム、リチウム、または亜鉛を含有するエチレン/メタクリル酸コポリマー(イ
オノマーとも呼ばれる)、ならびに、これらのうちの2つ以上からなる混合物が
ある。スキン層18および20の組成は互いに同一でもよいし、それらは異なっ
ていてもよい。上記熱可塑性ポリマーのスキン層20中の濃度は一般的には少な
くとも約50重量%であり、1つの実施形態では少なくとも約60重量%、1つ
の実施形態では約60重量%〜約97重量%、1つの実施形態では約70重量%
〜約95重量%である。またスキン層はまた、ポリエチレン、ポリプロピレン、
またはエチレン−プロピレンコポリマーのような上記のポリオレフィンを1つ以
上含むことができる。典型的には、ポリオレフィンは約3%〜約40%、または
約5%〜約25%の量のように少量で存在する。
【0041】 別の実施形態では、スキン層20は接着スキン層である。接着スキン層は、以
下に記載されるような、エチレン酢酸ビニルコポリマーを含む接着ポリマーを含
む。また、スキン層20は、接着ポリマーおよびポリオレフィンまたは上記の第
2の熱可塑性ポリマーのうちの1つのブレンドでもよい。1つの実施形態では、
接着スキン層はポリオレフィンおよび接着ポリマーのブレンドを含む。ポリオレ
フィンは典型的には約50重量%〜約95重量%の量、または約65重量%〜約
85重量%の量で存在する。接着ポリマーは約5重量%〜約45重量%、または
約15重量%〜約35重量%の量で存在する。
【0042】 コア層16ならびにスキン層18および20は、紫外(UV)光吸収剤および
/または他の光安定剤のような光安定剤を比較的高濃度で含有できる。これらの
添加剤は、向上した屋外耐候性特性を本発明のフィルムに提供するために含有さ
れる。これらの光安定剤のコア層16中の濃度は、コア層16の重量に基づいて
、約1,000〜約10,000ppmの範囲であり、1つの実施形態では約2
,000〜約10,000ppm、1つの実施形態では約3,000〜約8,0
00ppmの範囲である。光安定剤のスキン層18中の濃度は、スキン層18の
重量に基づいて、約2,000〜約20,000ppmの範囲であり、1つの実
施形態では約5,000〜約20,000ppm、1つの実施形態では約8,0
00〜約18,000ppmの範囲である。光安定剤の第2のスキン層20中の
濃度は、スキン層20の重量に基づいて、約1,000〜約15,000ppm
の範囲であり、1つの実施形態では約3,000〜約15,000ppm、1つ
の実施形態では約5,000〜約12,000ppmの範囲である。
【0043】 有用な光安定剤はヒンダード(hindered)アミン光安定剤を含む。ヒ
ンダードアミン光安定剤は、米国特許第4,721,531号の4〜9欄などの
文献に記載されており、これは本明細書中に参照として援用される。ヒンダード
アミン光安定剤は、例えば、2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン又は置
換ピペリジンジオンの誘導体であり得る。本発明で有用な多数のヒンダードアミ
ン光安定剤は、Ciba−Geigy Corporationからの一般商品
名「Tinuvin」および「Chemissorb」や、Cytecからの一
般名「Cyasorb−UV」などで市販されている。例には、ポリ[[60[
(1,1,3,3,−テトラメチルブチル)アミノ]−1,3,5−トリアジン
−2,4−ジイル][[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミ
ノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミ
ノ]]およびコハク酸ジメチルポリマーと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テ
トラメチル−1−ピペリジンエタノールとの混合物と同定されるTinuvin
783と、セバシン酸ビス−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジ
ニル)と同定されるTinuvin 770と、セバシン酸ビス−(1,2,2
,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)と同定されるTinuvin 7
65と、コハク酸およびN−β−ヒドロキシエチル−2,2,6,6−テトラメ
チル−4−ヒドロキシ−ピペリジンのポリエステルであるTinuvin 62
2と、ポリ[6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ]−s−トリ
アジン−2,4−ジイル(diy)[[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピ
ペリジル)イミノ]ヘキサメチレン(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペ
リジル)イミノ]であるChemissorb 944とが含まれる。有用な安
定剤は、20重量%のUV安定剤と80重量%の低密度ポリエチレンキャリヤ樹
脂とを含むUV安定剤濃縮物と同定されるAmpacetの製品である商品名A
mpacet 10561で入手可能である。この製品中のUV安定剤はChe
missorb 944である。また、有用な光安定剤は、Ampacet 1
50380およびAmpacet 190303でも提供され、これらは両方と
も上記の顔料濃縮物である。Ampacet 150380はUV安定剤の濃度
が7.5重量%である。Ampacet 190303はUV安定剤濃度が4重
量%である。これらの製品それぞれの中のUV安定剤はChemissorb
944である。Ampacet LR−89933はUV安定剤濃度が4.5重
量%の灰色濃縮物であり、UV安定剤はTinuvin 783である。
【0044】 スキン層18および20は抗ブロッキングおよび/又はスリップ添加剤を含み
得る。これらの添加剤は、フィルムがロール形状にあるときに互いに粘着する傾
向を減少させる。抗ブロッキング添加剤には、天然シリカ、けい藻土、合成シリ
カ、ガラス球、セラミック粒子などが含まれる。スキン層18の抗ブロッキング
剤含量は約1500ppmを超過すべきではない。このレベルより上では、スキ
ン層の光沢に逆効果を及ぼす。スリップ添加剤には、ステアラミド、ベヘナミド
、オレアミド、エルカアミドなどの第一級アミド;ステアリルエルカミド、エル
シルエルカミド、オレイルパルミタミド、ステアリルステアラミド、エルシルス
テアラミドなどの第二級アミド;N,N−エチレンビスステアラミド、N,N−
エチレンビスオレアミドなどのエチレンビスアミド;ならびに上記アミドのうち
の任意の2つ以上の組み合わせが含まれる。有用なスリップ添加剤の一例は、A
mpacetから商品名称10061で入手可能であり、この製品は6重量%の
ステアリン酸アミドスリップ添加剤を含有する濃縮物として同定される。抗ブロ
ッキングおよびスリップ添加剤は樹脂濃縮物の形で一緒に添加されてもよい。こ
のような濃縮物の一例はDupontから商品名Elvax CE9619−1
で入手することができる。この樹脂濃縮物は、20重量%のシリカと、7重量%
のアミドスリップ添加剤と、73重量%のElvax 3170(18重量%の
酢酸ビニル含量を有するエチレン/酢酸ビニルコポリマーと同定されるDupo
ntの製品)と、を含有する。抗ブロッキング添加剤は約1重量%までの範囲の
濃度で使用することができ、1つの実施形態では約0.01重量%乃至約0.5
重量%である。スリップ添加剤は約1重量%までの範囲の濃度で使用することが
でき、1つの実施形態では約0.01重量%乃至約0.5重量%である。
【0045】 スリップ添加剤の別の用途は、頂部スキン層(18)表面へ耐衝撃擦傷性を付
与することである。これらの材料がどのようにスキン層18に取り込まれるかに
依存して、これらの材料は、層18本体への取込みを介して表面へ移行するか、
あるいは頂部へ塗布することができる。スリップ剤は、ポリエチレン濃縮物の形
で、あるいはスキン押出機のポートを介してこれらの添加剤を直接供給すること
によって、スキン層18に取り込むことが可能である。
【0046】 しばしば、耐摩耗性ポリマーは処理の間に静電荷を発生するであろう。この電
荷は表面にほこりを集め得、これは、サイン応用では清浄な表面を必要とするの
で好ましくない。スキン層へ帯電防止材料を取り込むことによって、電荷は最小
限にできる。帯電防止剤は、ポリエチレン濃縮物中に5%の帯電防止剤を含有す
る濃縮物として添加することができる。濃縮物は、典型的には、6%のレベルで
使用される。帯電防止剤は、典型的には、約100ppm乃至約15,000p
pm、又は約25,000ppm乃至約10,000ppm、又は約3,000
乃至約6,000ppmの量で存在する。好ましい帯電防止剤はモノオレイン酸
グリセロールである。他の有用な帯電防止剤には、エトキシ化アミン又はエトキ
シ化アミドのようなアルコキシル化アミン又はアミドが含まれる。
【0047】 コア層16は、スキン層18および20のコア層16への接着を増強するため
に少量の接着樹脂を含むことができる。また、あるいはその代わりに、接着を増
強するためにコア層16とスキン層18および20のいずれか又は両方との間に
、接着樹脂のタイ(ties)層を配置することができる。接着樹脂はエチレン
/酢酸ビニルコポリマーであり得る。これらには、Dupontから商品名El
vaxで入手可能なエチレン/酢酸ビニルコポリマーが含まれる。例としては、
Elvax 3170および3190LGがある。Dupontから商品名By
nelで入手可能な接着樹脂も使用できる。これらには、商品名称シリーズ11
00で入手可能なエチレン/酢酸ビニル樹脂、酸変性エチレンアクリレートポリ
マー(シリーズ2000)、酸無水物変性エチレンアクリレートコポリマー(シ
リーズ2100)、酸無水物変性エチレン/酢酸ビニルコポリマー(シリーズ3
000)、酸およびアクリレート変性エチレン/酢酸ビニル樹脂(シリーズ31
00)、酸無水物変性エチレン/酢酸ビニルコポリマー(シリーズ3800)、
酸無水物変性エチレン/酢酸ビニル樹脂(シリーズ3900)、酸無水物変性高
密度ポリエチレン樹脂(シリーズ4000)、酸無水物変性直鎖状低密度ポリエ
チレン樹脂(シリーズ4100)、酸無水物変性低密度ポリエチレン樹脂(シリ
ーズ4200)、ならびに酸無水物変性ポリプロピレン樹脂(シリーズ5000
)が含まれる。Bynel CXA 1123およびBynel CXA 31
01は特定の例である。コア層に含有される場合、接着樹脂は、約45重量%ま
で、又は約25重量%までの濃度で使用され、1つの実施形態では約1重量%乃
至約15重量%である。別の実施形態では、接着樹脂は約20重量%乃至約40
重量%、又は約25重量%乃至約35重量%の量で存在する。コア層とスキン層
の間にフィルム層の形で使用される場合、このような接着樹脂フィルム層はそれ
ぞれ、多層フィルムの厚さの約5%乃至約25%の厚さを有し、1つの実施形態
では約10%乃至約20%の厚さを有する。1つの実施形態では、接着層の厚さ
は約0.1乃至約0.5ミル、又は約0.2乃至約0.4ミルである。
【0048】 1つの実施形態では、コア層16および/又はスキン層18および20は、押
出を容易にするために有効量の加工助剤を含有する。理論に束縛されたくないが
、これらの加工助剤は金属表面に対して親和力が高く、それによって、押出中の
ポリマー組成物が押出装置の内壁へ接着する傾向を防止又は低減すると考えられ
る。これにより、色の切換えの間に押出装置をパージすることが容易になる。こ
れらの加工助剤はヘキサフルオロカーボンポリマーを含む。使用可能な市販の加
工助剤の一例は、ヘキサフルオロカーボンポリマーと同定されるAmpacet
製品のAmpacet 10919である。加工助剤は、典型的には、約0.2
5重量%までの濃度で、1つの実施形態では約0.03重量%乃至約0.15重
量%の濃度で使用される。
【0049】 上記のように、本発明の1つの実施形態(図2)は、コア層16とスキン層2
0の間に中間層17を提供することを包含する。中間層17は、コア層16、ス
キン層18および/又はスキン層20と同一の材料から構成することができる。
1つの実施形態では、これらの多層フィルムの製造プロセスの間に生成されるス
クラップ又はトリム材料は、中間層材料としてリサイクルできる。中間層に使用
できるポリオレフィンの一例は、Huntsmanにより商品名称1080で供
給されるポリエチレン樹脂である。1つの実施形態では、中間層17は白色、黒
色又は灰色になるように着色される。すなわち、この中間層17で使用される顔
料は、白色、黒色、あるいは所望の濃淡の灰色を提供するのに適切な白色および
黒色の混合物である。この実施形態では、コア層16は着色顔料(例えば、赤、
青、黄など)を含んでもよい。この組み合わせは本発明の多層フィルムの不透明
度を高め、より濃くより鮮やかな色を有するフィルムを提供する。この実施形態
では、コア層および中間層の両方に重金属を含有しない顔料を使用することは特
に有利である。使用できる市販の重金属を含有しない顔料又は有機顔料の例には
、赤色に着色されたポリエチレン樹脂濃縮物のAmpacet LR−8678
9、黒色に着色されたポリエチレン樹脂濃縮物のAmpacet 190303
、灰色濃縮物のAmpacet LR−89933、および白色に着色されたポ
リエチレン濃縮物のAmpacet 110235が含まれる。中間層17は、
使用される場合、典型的には多層フィルム12Aの全厚さの約5%乃至約25%
の厚さを有し、1つの実施形態では約10%乃至約15%の厚さを有する。
【0050】 1つの実施形態では、透明トップコート層がスキン層18の上にある。トップ
コート層は本明細書に記載される任意の多層フィルムへ付加することができる。
トップコート層は第1のスキン層へ塗布され、直接塗布されてもよいし、1つ以
上のつなぎ剤又は接着剤(本明細書中に記載される感圧性の接着剤のような)コ
ートを介して付着されてもよい。トップコート層は、強化した耐摩耗性および耐
擦傷性特性、および1つの実施形態では強化した光沢特性を本発明の多層フィル
ムに提供するために使用される。トップコートは、好ましくは、約2乃至約6ミ
クロン、又は約3乃至約5ミクロンの厚さを有する。トップコート層は熱可塑性
ポリマー組成物から製造され、ポリマーは、エステル、ウレタン、エポキシ、フ
ェノキシ、アクリル又はそれらの2つ以上の組み合わせである。ポリマーは放射
線で硬化可能なポリマーであり得、UV硬化性エポキシ、アクリル、エステル、
ウレタン、およびフェノキシ樹脂が特に有用である。ポリマーは熱硬化性樹脂で
あり得、ウレタンおよびアクリル樹脂が特に有用である。ポリマー組成物は、希
釈剤(例えば、ビニルエーテル、リモネンジオキシド、エポキシオリゴマー、グ
リシジルエーテル)、平らなトップコート層をもたらす均一な流れを提供するた
めに使用される湿潤剤又は界面活性剤、ワックス、スリップ助剤、および光安定
剤などを含むことができる。少なくとも1つの上記光安定剤の使用は重要であり
、上述したどの光安定剤も使用することができる。これらの光安定剤の濃度は約
500乃至約20,000ppmの範囲であり、1つの実施形態では約1,00
0乃至約12,000ppm、1つの実施形態では約2,000乃至約8,00
0ppmである。トップコート層の厚さは一般的に約1乃至約12ミクロンであ
り、1つの実施形態では約3乃至約6ミクロンである。使用可能なアクリル樹脂
ベースのトップコート配合物の例は次のとおりである。
【0051】
【表1】 使用できるUV硬化性エポキシ樹脂ベースのトップコート配合物の例は次のと
おりである。
【0052】
【表2】 UV硬化性ウレタンベースのトップコート配合物の例は次のとおりである。
【0053】
【表3】 1つの実施形態では、トップコートは、静電および熱転写印刷を用いるなどの
任意の方法によって印刷する能力を提供する。トップコートは本明細書に記載さ
れたトップコートのいずれでもよい。好ましくは、トップコートは熱可塑性ポリ
ウレタンである。印刷トップコートは、好ましくは約5乃至約9gsm、又は約
6乃至約8gsmのコート重量で塗布される。印刷用のトップコートの例は次の
とおりである。
【0054】
【表4】 このトップコートは、ポリウレタンをケトンとブレンドして第1のブレンドを
製造し、次にこれを酸化防止剤およびUV安定剤から調製された濃縮物と混合す
ることによって調製される。トルエンおよびイソプロピルアルコールを混合物へ
添加し、混合物をろ過する。
【0055】 トップコート層は、マルチロールコーティング、リバースロールコーティング
、ブレードコーティング、エアナイフコーティング、グラビアコーティングなど
を含む既知の技法を用いてスキン層18へ塗布できる。
【0056】 1つの実施形態では、コア層16、中間層17、および各スキン層18および
20ならびにトップコート層は、ポリ塩化ビニル(PVC)が存在しないことを
特徴とする。
【0057】 別の実施形態では、図2で示されるように、多層フィルムは、コア層16と、
耐摩耗性スキン層18と、接着剤又は接着スキン層20と接触されている中間層
17と、を有する。コアは上記のポリマーで構成される。1つの実施形態では、
スキン層18および中間層17は同一の組成を有する。別の実施形態では、中間
層17は、1つ以上の上記ポリオレフィン又は上記の第2の熱可塑性材料のよう
な剛性付加層である。中間層17は、1つの実施形態では、厚さが約0.05乃
至約1.5ミルであり、好ましくは約0.1ミル乃至約1ミル、又は約0.15
ミル乃至約0.65ミルである。出願人等は、この中間層を包含することで、フ
ィルムの剛性が改良されることを発見した。
【0058】 多層熱可塑性フィルム12(図1)および12A(図2)は、全体の厚さが約
1乃至約10ミルの範囲であり、1つの実施形態では約1乃至約8ミル、1つの
実施形態では約1乃至約5ミル、1つの実施形態では約2乃至約5ミル、1つの
実施形態では約2乃至約4ミル、1つの実施形態では約3ミルである。コア層1
6の厚さは多層フィルムの全厚さの約10%乃至約90%の範囲でよく、1つの
実施形態では約20%乃至約80%である。1つの実施形態では、スキン/コア
/スキン層の厚さは、10%/80%/10%であり、1つの実施形態では20
%/60%/20%である。スキン層18および20は同じ厚さでもよいし、こ
れらは異なる厚さでもよい。好ましくは、スキン層18および20は同一の厚さ
、又は実質的に同一の厚さを有し、これにより、多層フィルムは平坦になりカー
ルを避けることができる。同様に、スキン層18および20のそれぞれは、同一
の組成を有してもよいし、これらは異なる組成を有してもよい。
【0059】 (感圧接着複合材) 1つの実施形態では、本発明の高光沢多層熱可塑性フィルムは感圧接着複合材
の一部として提供され、多層熱可塑性フィルムは、感圧接着ラミネートが接着さ
れている。感圧接着ラミネートは、リリースライナーへ接着された1層の感圧性
接着剤で構成される。リリースライナーはバッキングライナーと、バッキングラ
イナーへ接着された一層の硬化リリースコーティング層と、で構成される。リリ
ースコーティングは、感圧接着剤とバッキングライナーの間に配置される。感圧
接着層は多層熱可塑性フィルムの第2のスキン層とリリースコーティング層の間
に配置され、第2のスキン層へ優先的に接着される。
【0060】 以下の例は本発明をさらに開示するために提供される。これらの実施例では、
本明細書および特許請求の範囲の中と同様、ほかに指定されない限りは、全ての
部およびパーセントは重量によるものである。
【0061】 (実施例) 以下の実施例1〜6は、コア層16ならびにスキン層18および20を含む多
層フィルムである。層は同時押出された後、シリコーンゴムのピンニングロール
110によって、キャスティングロール112へピンニングされる。
【0062】 表1は、HunterlabのProGlossグロスメータ(HG)で測定
した20°グロスおよび60°グロスと、Analytical Measur
ement Technologyのグロスメータ(AMT)で測定した20°
グロスおよびDOIを示す。横方向DOIに対する機械方向DOIの比率も実施
例1〜6について示される。
【0063】 (実施例1) スキン層18: 0.30ミル 91.0% Surlyn 9120 7.5% Ampacet 10561 1.5% Ampacet 10919 コア層16: 2.40ミル 20.0% Ampacet Black 190303 49.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 5.0% Surlyn 9120 1.0% Ampacet 10919 22.0% Equistar EVA(990−35) 3.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.0% Ampacet 10919 1.0% Ampacet 10561 73.0% Huntsman MDPE PE−1080 25.0% Surlyn 9120。
【0064】 (実施例2) スキン層18: 0.20ミル 89.0% Surlyn 9120 7.5% Ampacet 10561 1.5% Ampacet 10919 2.0% Ampacet 10061 コア層16: 2.60ミル 45.0% Ampacet Cardinal Red 150623 30.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 1.0% Ampacet 10919 22.0% Equistar EVA(990−35) 2.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.5% Ampacet 10919 1.5% Ampacet 10561 42.0% Huntsman MDPE PE−1080 55.0% Surlyn 9120。
【0065】 (実施例3) スキン層18: 0.20ミル 89.0% Surlyn 9120 7.5% Ampacet 10561 1.5% Ampacet 10919 2.0% Ampacet 10061 コア層16: 2.60ミル 45.0% Ampacet Tomato Red 150624 30.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 1.0% Ampacet 10919 22.0% Equistar EVA(990−35) 2.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.5% Ampacet 10919 1.5% Ampacet 10561 42.0% Huntsman MDPE PE−1080 55.0% Surlyn 9120。
【0066】 (実施例4) スキン層18: 0.20ミル 89.0% Surlyn 9120 7.5% Ampacet 10561 1.5% Ampacet 10919 2.0% Ampacet 10061 コア層16: 2.60ミル 30.0% Ampacet White 110868 45.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 1.0% Ampacet 10919 22.0% Equistar EVA(990−35) 2.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.5% Ampacet 10919 1.5% Ampacet 10561 42.0% Huntsman MDPE PE−1080 55.0% Surlyn 9120。
【0067】 (実施例5) スキン層18: 0.20ミル 89.0% Surlyn 9120 7.5% Ampacet 10561 1.5% Ampacet 10919 2.0% Ampacet 10061 コア層16: 2.60ミル 18.0% Ampacet Vivid Blue 160900 57.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 1.0% Ampacet 10919 22.0% Equistar EVA(990−35) 2.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.5% Ampacet 10919 1.5% Ampacet 10561 42.0% Huntsman MDPE PE−1080 55.0% Surlyn 9120。
【0068】 (実施例6) スキン層18: 0.20ミル 89.0% Surlyn 9120 7.5% Ampacet 10561 1.5% Ampacet 10919 2.0% Ampacet 10061 コア層16: 2.60ミル 18.0% Ampacet Dark Green 170560 57.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 1.0% Ampacet 10919 22.0% Equistar EVA(990−35) 2.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.5% Ampacet 10919 1.5% Ampacet 10561 42.0% Huntsman MDPE PE−1080 55.0% Surlyn 9120。
【0069】 (表1)
【0070】
【表5】 (比較実施例C−1〜C−7) 以下の実施例C−1〜C−7はコア層16ならびにスキン層18および20か
ら構成される多層フィルムである。層は同時押出された後、エアナイフによって
キャスティングロール112へピンニングされる。
【0071】 表2は、HunterlabのProGlossグロスメータ(HG)で測定
した20°グロスおよび60°グロスと、Analytical Measur
ement Technologyのグロスメータ(AMT)で測定した20°
グロスおよびDOIを示す。横方向DOIに対する機械方向DOIの比率も実施
例C1〜C7について示される。
【0072】 (実施例C−1) スキン層18: 0.30ミル 90.0% Surlyn 9120 8.0% Ampacet 10561 2.0% Ampacet 10919 コア層16: 2.40ミル 10.0% Ampacet Black 190303 57.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 5.0% Surlyn 9120 25.0% Equistar EVA 242F 1.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 2.0% Ampacet 10919 1.0% Ampacet 10561 72.0% Huntsman MDPE PE−1080 25.0% Equistar EVA 242F。
【0073】 (実施例C−2) スキン層18: 0.30ミル 91.0% Surlyn 9120 8.0% Ampacet 10561 1.0% Ampacet 10919 コア層16: 2.40ミル 14.0% Ampacet Olympic Blue 160789 59.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 1.0% Ampacet 10919 25.0% Equistar EVA 242F 1.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.0% Ampacet 10919 1.0% Ampacet 10561 73.0% Huntsman MDPE PE−1080 25.0% Equistar EVA 242F。
【0074】 (実施例C−3) スキン層18: 0.30ミル 91.0% Surlyn 9120 8.0% Ampacet 10561 1.0% Ampacet 10919 コア層16: 2.40ミル 34.0% Ampacet Bright Orange 14007
9 38.0% Huntsman MDPE PE−1080 Resin 1.0% Ampacet 10919 25.0% Equistar EVA 242F 1.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.0% Ampacet 10919 1.0% Ampacet 10561 73.0% Huntsman MDPE PE−1080 25.0% Equistar EVA 242F。
【0075】 (実施例C−4) スキン層18: 0.30ミル 90.0% Surlyn 9120 8.0% Ampacet 10561 1.0% Ampacet 10919 コア層16: 2.40ミル 20.0% Ampacet Almond 180478 52.0% A.Schulman MDPE CP−879−01 2.0% Ampacet 10919 25.0% Equistar EVA 242F 1.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 2.0% Ampacet 10919 1.0% Ampacet 10561 72.0% Rexene MDPE PE−1080 25.0% Equistar EVA 242F。
【0076】 (実施例C−5) スキン層18: 0.30ミル 90.0% Surlyn 9120 8.0% Ampacet 10561 1.0% Ampacet 10919 コア層16: 2.40ミル 25.0% Ampacet Purple 160901 47.0% Huntsman MDPE CP−879−01 2.0% Ampacet 10919 25.0% Equistar EVA 242F 1.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.0% Ampacet 10919 1.0% Ampacet 10561 73.0% Huntsman MDPE PE−1080 25.0% Equistar EVA 242F。
【0077】 (実施例C−6) スキン層18: 0.30ミル 90.0% Surlyn 9120 8.0% Ampacet 10561 1.0% Ampacet 10919 コア層16: 2.40ミル 32.0% Ampacet Sunflower Yellow 13
0293 40.0% Huntsman MDPE PE−1080 2.0% Ampacet 10919 25.0% Equistar EVA 242F 1.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.0% Ampacet 10919 1.0% Ampacet 10561 73.0% Huntsman MDPE PE−1080 25.0% Equistar EVA 242F。
【0078】 (実施例C−7) スキン層18: 0.30ミル 90.0% Surlyn 9120 8.0% Ampacet 10561 1.0% Ampacet 10919 コア層16: 2.40ミル 18.0% Ampacet Vivid Blue 160900 54.0% Huntsman MDPE PE−1080 2.0% Ampacet 10919 25.0% Equistar EVA 242F 1.0% Ampacet 10561 スキン層20: 0.30ミル 1.0% Ampacet 10919 1.0% Ampacet 10561 73.0% Huntsman MDPE PE−1080 25.0% Equistar EVA 242F。
【0079】 (表2)
【0080】
【表6】 (比較例DC−1〜DC−5) 以下の実施例DC−1〜DC−5は、XL1000シリーズのキャストビニル
フィルムとしてAvery Dennisonから市販される分散キャストポリ
マーフィルムである。
【0081】 表3は、HunterlabのProGlossグロスメータ(HG)で測定
した20°グロスおよび60°グロスと、Analytical Measur
ement Technologyのグロスメータ(AMT)で測定した20°
グロスおよびDOIを示す。横方向DOIに対する機械方向DOIの比も実施例
DC−1〜DC−5について示される。
【0082】 (表3)
【0083】
【表7】 本発明をその好ましい実施形態に関連して説明したが、その種々の変形は、本
明細書を読むことにより当業者に明らかになることは理解されるべきである。従
って、本明細書に開示された本発明は、添付の特許請求の範囲内に入るこのよう
な変形を包含するように意図されることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明を特定の形で具体化する多層熱可塑性フィルムの略側面図であり
、フィルムは、第1の側面および第2の側面を有する熱可塑性コア層と、コア層
の第1の側面上にある耐摩耗性第1の熱可塑性スキン層と、コア層の第2の側面
上にある第2の熱可塑性スキン層とを含む。
【図2】 図2は本発明を別の特定の形で具体化する多層熱可塑性フィルムの略側面図で
あり、フィルムは、第1の側面および第2の側面を有する熱可塑性コア層と、コ
ア層の第1の側面上にある耐摩耗性第1の熱可塑性スキン層と、コア層の第2の
側面上にある中間層と、中間層の上にある第2の熱可塑性スキン層とを含む。
【図3】 図3は、図1に示された高光沢多層熱可塑性フィルムを製造するための押出プ
ロセスを説明するフローシートである。
【図4】 図4は高光沢多層熱可塑性フィルムを製造するための押出プロセスを説明する
フローシートであり、プロセスは、ポストエンボス加工として知られる更なる加
熱および圧延工程を含む。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CO,CR,CU,CZ,DE ,DK,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD, GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG, MK,MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,P T,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL ,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ, VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ハニングトン, マイケル アメリカ合衆国 オハイオ 44057, マ ディソン, ターンバリー ドライブ 5110 (72)発明者 ディカーロ, ルイジ ブイ. アメリカ合衆国 オハイオ 44077, コ ンコード, コンコード−ハムデン ロー ド 12439 Fターム(参考) 4F100 AK01B AK01C AK03A AK03B AK03C AK70A AK70B AK70C AL05A BA03 BA10B BA10C BA15 CA05B CA05C CA22B CA22C EH20 GB90 JB16B JB16C JN01B JN01C YY00B YY00C

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高光沢性の多層熱可塑性フィルムを製造する方法であって、
    該方法は、以下: (a)第1の側面および第2の側面を有する少なくとも1つのポリオレフィン
    コア層と、 該コア層の該第1の側面上にあり、外側表面を有する少なくとも1つの第1の
    熱可塑性スキン層と、 該コア層の該第2の側面上にあり、外側表面を有する少なくとも1つの第2の
    熱可塑性スキン層と、 を備える高分子フィルム層の溶融同時押出物を形成する工程であって、 ここで、該コア層の組成は該スキン層の組成と異なり、そして該コア層および
    該スキン層はポリ塩化ビニルが存在しないことを特徴とする、工程;ならびに (b)滑らかな第1のスキン層外側表面を有するフィルムを生産するために、
    十分な圧力下で、ピンニングロールを用いて、R=0.025マイクロインチ
    以下の表面粗度を有する冷却キャスティングロール上へ前記溶融同時押出物をピ
    ンニングする工程であって、 ここで、該滑らかな第1のスキン層外側表面は、横方向の画像鮮明度に対する
    機械方向の画像鮮明度の比率が1:1〜1.3:1の範囲であり、そして機械方
    向および横方向の両方向における20°グロスが少なくとも40である、工程 を包含する、方法。
  2. 【請求項2】 前記ピンニングロールと前記キャスティングロールとの間の
    圧力は、1インチあたり30〜100ポンドの範囲である、請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 前記第1のスキン外側表面に、ゲルの欠陥が存在しない、請
    求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記フィルムを加熱した後、エンボスロールと円滑ロールの
    間に形成されたニップ領域に該加熱フィルムを通過させることによって該フィル
    ムをエンボス加工する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記フィルムを加熱した後、研磨ロールと第2のピンニング
    ロールの間に形成されたニップ領域に該加熱フィルムを通過させる工程をさらに
    包含する、請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記高分子フィルム層は、前記コア層と前記第2の熱可塑性
    スキン層の間に配置された中間層をさらに含み、中間コア層はPVCが存在しな
    いことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記第1の熱可塑性スキン層の上に透明トップコート層を付
    加する工程をさらに包含し、該透明トップコート層はPVCが存在しないことを
    特徴とする、請求項1に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記コア層は、エチレン−不飽和カルボン酸コポリマー、エ
    チレン−メタクリル酸コポリマー、ナトリウム、リチウムまたは亜鉛とエチレン
    /不飽和カルボン酸コポリマーとから誘導されるイオノマー、およびそれらの組
    み合わせから選択される少なくとも1つの第2の高分子材料をさらに含む、請求
    項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記第1のスキン層は、ナトリウム、リチウムまたは亜鉛と
    エチレン/不飽和カルボン酸コポリマーとから誘導されるイオノマーから構成さ
    れる、請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記機械方向および横方向の両方向における20°グロス
    が少なくとも50である、請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記機械方向および横方向の両方向における20°グロス
    が少なくとも60である、請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 多層熱可塑性フィルムであって、該多層熱可塑性フィルム
    は、以下: 第1の側面および第2の側面を有する少なくとも1つのポリオレフィンコア層
    と、 該コア層の該第1の側面上にあり、外側表面を有する少なくとも1つの第1の
    熱可塑性スキン層と、 該コア層の該第2の側面上にある少なくとも1つの第2の熱可塑性スキン層と
    、 を備え、 ここで、該コア層の組成は該スキン層の組成と異なり、該コア層および該スキ
    ン層はポリ塩化ビニルが存在しないことを特徴とし、該第1の熱可塑性スキン層
    の該外側表面は、横方向の画像鮮明度に対する機械方向の画像鮮明度の比率が1
    :1〜1.3:1の範囲であり、機械方向および横方向の両方向における20°
    グロスが少なくとも40である多層熱可塑性フィルム。
  13. 【請求項13】 前記第1のスキン層は、透明である、請求項12に記載の
    フィルム。
  14. 【請求項14】 前記第1のスキン層は、ナトリウム、リチウムまたは亜鉛
    とエチレン/不飽和カルボン酸コポリマーとから誘導されるイオノマーから構成
    される、請求項12に記載のフィルム。
  15. 【請求項15】 前記第1のスキン層は、帯電防止剤をさらに含む、請求項
    12に記載のフィルム。
  16. 【請求項16】 前記第1のスキン層は、UV光安定剤をさらに含む、請求
    項12に記載のフィルム。
  17. 【請求項17】 前記第1のスキン層の外側表面に、ゲルの欠陥が存在しな
    い、請求項12に記載のフィルム。
  18. 【請求項18】 前記機械方向および横方向の両方向における20°グロス
    が少なくとも50である、請求項12に記載のフィルム。
  19. 【請求項19】 前記機械方向および横方向の両方向における20°グロス
    が少なくとも60である、請求項12に記載のフィルム。
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