JP2008024810A - 印刷プラスチックフィルムおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コロナ放電処理により基材プラスチックフィルムに対する印刷絵柄の接着性が増すことにより、印刷絵柄の堅牢性が増すと同時に、コロナ放電処理によるデメリットは生じない、従来より優れた性能の印刷プラスチックフィルムを提供すること。
【解決手段】基材プラスチックフィルムの少なくとも一部の表面に印刷インキによる絵柄が印刷され、該絵柄の存在する基材プラスチックフィルムの表面のみがコロナ放電処理されていることを特徴とする印刷プラスチックフィルム、および該印刷プラスチックフィルムからなる包材。
【選択図】なし

Description

本発明は、基材プラスチックフィルム（以下単に「基材フィルム」と云う場合がある）に絵柄を印刷する際、上記基材フィルムに対する絵柄の接着性を改良するため、予め基材フィルムにコロナ放電処理する際の技術に関する。

絵柄印刷に供される基材フィルムは、基材フィルムに対する絵柄の接着性を改善する目的で、しばしば前処理が施される場合があり、そうした前処理の一種にコロナ放電処理がある。他方、印刷フィルムが食品などの包材に用いられる際には、基材フィルムを印刷後、該フィルムの端縁を貼り合わせて包材として使用するため、貼り合わせ領域の接着強度の安定性が包材用フィルムの性能として要求されることがある。そうした例では、コロナ放電処理した基材フィルムのシール強度の安定性が、かえって未処理な基材フィルムに比べて劣る場合があり、製品包材の性能上問題になっていた。特許文献１には、予め基材フィルムに施されるコロナ放電処理が、フィルムの任意の面に対し均質とはならない場合の処理について開示されている。また、特許文献２には、包材用基材フィルムのシール部分に選択的にコロナ放電処理を行い、シール強度をアップさせることが記載されている。

特開昭６２−２３５３３８号公報 特開２００５−０３５６４９公報

しかし、基材フィルムのシール強度の性能などの他の機能は維持し、なおかつ、印刷絵柄の基材フィルムに対する接着強度を、基材フィルムをコロナ放電処理をすることにより改善された状態に常にする方法については知られていない。

従って、本発明の目的は、コロナ放電処理により基材フィルムに対する印刷絵柄の接着性が増すことにより、印刷絵柄の堅牢性が増すと同時に、コロナ放電処理によるデメリットは生じない、従来より優れた性能の印刷プラスチックフィルム（以下単に「印刷フィルム」と云う場合がある）を提供することである。

本発明者は、種々検討の結果、基材フィルムのコロナ放電処理を、印刷絵柄の接着強度をアップする働きだけをするようにして行うことにより本発明の目的が達成されることを見いだした。

すなわち、本発明は、基材フィルムの少なくとも一部の表面に印刷インキによる絵柄が印刷され、該絵柄の存在する基材フィルムの表面のみがコロナ放電処理されていることを特徴とする印刷フィルム、および該印刷フィルムからなる包材を提供する。該印刷絵柄中には揮発成分が残存していないことが好ましい。

また、本発明は、基材フィルムの少なくとも一部の表面に印刷インキにより絵柄を印刷する印刷フィルムの製造方法において、上記基材フィルムの絵柄形成領域のみをコロナ放電処理し、その後にコロナ放電処理領域に絵柄印刷を行うことを特徴とする印刷フィルムの製造方法を提供する。

上記製造方法では、コロナ放電処理と絵柄印刷とをインラインで行うこと；コロナ放電処理をした後に印刷フィルムを巻き取らずに次のユニットで絵柄印刷を行うこと；および、コロナ放電処理を断続的に行うこと、および印刷方式がフレキソ印刷方式であることが好ましい。

本発明によれば、コロナ放電処理により印刷絵柄の基材フィルムに対する接着性が増すことにより、印刷フィルムの堅牢性が増すと同時に、コロナ放電処理のデメリットは生じない、従来より優れた性能の印刷フィルムが得られる。

次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
本発明で使用する基材フィルムは、プラスチック製のシート、フィルム、テープ状のものであって、コロナ放電処理を施すことにより、印刷絵柄の基材フィルムに対する接着性が改善される各種のプラスチックフィルムである。このようなプラスチックフィルムの素材としては、例えば、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリアミドすなわち各種ナイロン、ポリアセタール、アクリル、ＡＢＳ、テフロン（登録商標）、ＰＥＴ、シリコンゴムなどを挙げることができる。

図１は、本発明の印刷フィルムを説明する図である。図１において符号Ａは、絵柄印刷が形成されている基材フィルムの領域を示し、符号Ｂは絵柄が印刷されていない領域を示している。なお、絵柄が形成されていない基材フィルムの周辺領域の少なくとも一部は、本発明の印刷フィルムを包材として使用する際の貼り合わせシールする部分となり得る。そして本発明では絵柄が形成される基材フィルムの領域Ａにのみ、該領域Ａとほぼ同一形状にコロナ放電処理され、該処理領域に絵柄が印刷形成されている。

領域Ａに塗布されるインキに特に制限はないが、コロナ放電処理によって基材フィルムに対するインキの濡れが改善され、形成される絵柄と基材フィルムとの接着力が大きく増大する。例えば、水性インキを用いて絵柄印刷を行う場合（すなわちインキ皮膜中に残留蒸発成分が残らない水性インキを使用する場合）に、上記コロナ放電処理の効果が特に大きい。

上記水性インキとしては、各種水溶性バインダーと色材と水で構成された水性インキが好適である。このようなインキを構成するバインダーとしては、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルポリオール樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、ロジン、シュラック、フェノール樹脂など、各種水溶性の合成または天然高分子を主成分とするものが挙げられる。

なお、ここでセルロース樹脂とは、例えば、硝化綿、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのことである。

また、アクリル樹脂とは、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステルや、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸エステルの単独重合体、アクリル酸エステルとメタクリル酸エステルとの共重合体、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルとスチレン、ビニルトルエン、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸などとの共重合体などのことである。

色材としては各種色素、各種染料、各種顔料、金属粉など、任意のものでよい。また、揮発性の可塑剤やバインダーを溶解させるために揮発性の有機アミン類を用いると、残留有機溶剤と同様臭気の問題が生じるが、それを使わないように注意すれば、各種助剤、添加剤や体質顔料などを特に制限なく含有させることができる。

以上の構成を特徴とする本発明の印刷フィルムは、印刷インキによって絵柄が印刷される領域Ａのみが予めコロナ放電処理され、印刷されない領域Ｂは未処理のままである。コロナ放電処理の方法としては、何らかの方法により絵柄形成領域以外の領域をマスキングしてコロナ放電処理する方法が挙げられる。具体的な方法としては種々の方法が考えられるが、１例としては特許文献１や特許文献２に記載の方法が挙げられ、これらの方法で基材フィルムの一部領域にのみコロナ放電処理することができる。

なお、本発明の印刷フィルムは、コロナ放電処理と絵柄印刷とをインライン、すなわちパイプライン処理方式で行うことにより、生産性や印刷フィルムの品質を安定させる上で、特に好ましい効果が得られる。コロナ放電処理と絵柄印刷とを別工程とすると、コロナ放電処理工程および絵柄印刷工程ともに、機械のセッティングに手間取る。ここでインライン、すなわちパイプライン処理方式とは、コロナ放電装置の照射ユニットと、その後段の印刷ユニットとを連結させ、コロナ放電位置を印刷時の見当合わせに使用するのと同様なタイプの、適切な画像処理ユニットを使って校正しながら、照射と印刷を連続して行い、途中に排紙部や巻取りユニットを置かない方式を言う。このような見当合わせユニットとしては、多色刷印刷などにおいて実績のある、見当合わせのための既知の適当な技術が使用可能であり、コロナ放電照射位置と印刷位置とを、完全に一致させ、得られる印刷フィルムの性能を安定させることができる。

また、コロナ放電処理を連続して続けるような処理装置を用いるだけでなく、パルス状にコロナ放電処理を施す技術を併用することにより、輪転式の印刷をコロナ放電処理後に行う、長巻き状態のフィルムのコロナ放電処理を、長手方向すなわち印刷ロールの向きとは垂直方向に、適当な間隔ごとに行うことができる。以上のことにより、長手方向にはインキが連結して塗布されていない印刷フィルムの、インキ塗布面以外の部分のコロナ放電処理を、完全に止めることができる。以上のことを行うためには、コロナ放電球からの照射を、例えば、ＯＮ−ＯＦＦスイッチを挿入して、コロナ放電処理をパルス状に断続的に行えばよい。

コロナ放電処理と輪転式の印刷ユニットがインラインの場合には、印刷スピードと絵柄との間隔により、その都度放電パルスの間隔や、場合によっては、パルス照射パターンを決めるとよい。実際に使用される印刷機では、印刷の種類は多種となるから、個々のパルスパターン登録手段と、それを呼び出して実際にパルスを制御する手段とを持つ、適当な制御装置で、コロナ放電処理パルスパターンを制御することにより、事実上インキ塗布領域だけがコロナ放電処理された印刷フィルムを連続して製造することが可能になる。

次いで後段の印刷方式は、印刷が可能ならば、グラビア、フレキソ、オフセット、活版、スクリーン印刷など、いずれの方式でもよい。毎葉式、輪転式すなわちロータリー方式かどうかに関しても特に制限はない。但し有機溶剤などの臭気をなくすのが容易なため、水を蒸発させてインキ皮膜をセットさせるグラビア印刷方式か、フレキソ印刷方式がこの中では優れ、版の耐性からも水性インキの普及したフレキソ印刷方式が、この中でも特に優れている。絵柄は通常通り単色または多色刷りで印刷され、場合によってはトップコート剤を塗布して保護層を形成し、印刷工程を完成させる。場合によってはその後、さらに他のプラスチックフィルムや紙などをシール剤で貼り合わせ完成された印刷フィルムとする。

こうして完成した印刷フィルムは、さらに場合によってはパッケージ１個分に裁断され、あるいは印刷フィルムの端縁同士を重ね合わせてシールし、さらには延伸プラスチックフィルムを使用して、被包装製品にセットした後、熱収縮させるなど、適当な加工工程を経て包材として使用することができる。

以下に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（ヒートシール試験）
印刷フィルムを包材とするため、印刷フィルムの貼り合わせた縁同士（貼り合わせ部分）の強度を試験する。結果は貼り合わせ法が決っていれば、もともとの基材フィルムの性質にのみよって決まる。また、それは基材フィルムをコロナ放電処理するか否かにより変化する。

試験に用いられる代表的な貼り合わせ手段として、熱によりフィルムを溶融させ貼り合わせるヒートシール法を採用する。まず、該当する印刷フィルムを、熱圧着させる装置（ヒートシーラー）によって、包材を製造する条件で、熱・圧力をかけ、印刷フィルムの端縁同士を接着させる。

試験片を所定幅に裁断し、引っ張り試験機により貼り合わせた部分を引っ張って切断するために必要な荷重を測定する。合格可否は平均値と下限、上限が用途により決っており、平均値はヒートシーラーの圧着条件で調整可能だが、バラツキが小さいことが重要である。測定結果はｋｇ／ｃｍで示される。通常２〜３ｋｇ／ｃｍ程度が使いやすい。強すぎるとフィルム自身が切れ、「−」と表示する。用途によるが「−」では中身が取り出せず、包装材料としては不良品となる。

（接着試験）
絵柄部分にカッターで細かい切れ込みを入れ、ニチバン製セロハンテープを密着させ、角度４５°にて急速に剥離させたとき、絵柄層がセロハンテープに取られるかどうかで判定する。印刷絵柄が基材フィルムに対し接着力が弱いと、印刷絵柄がテープに取られることになる。全く取られない場合を○、ある程度取られる場合を×とする。結果を下記表１に示す。

（残留溶剤試験）
印刷フィルムをフラスコ容器に入れコルク栓をして、４０℃で３０分加熱した後、コルク栓に注射針を差し込んで中身のガスを採取し、ポリエチレングリコールを充填したカラムを用いたガスクロマトグラフィー法にて、アルコール、メチルエチルケトンおよびトルエンの何れかが検出されるかどうかで判定した。印刷フィルム１ｍ²あたり３ｍｇ以下のとき「−」、３ｍｇ〜１００ｍｇのとき「＋」、それ以上検出され印刷フィルムの乾燥不良と考えられるとき「＋＋」と表した。「−」は水のみで希釈されたインキの印刷フィルムにおいて普通の値であり、「＋」は溶剤インキや、アルコールをインキ中に含有するインキの印刷フィルムの通常値である。結果を下記表１に示す。

〔実施例１〕
未処理ポリエチレンフィルムに、処理幅がそれより狭いコロナ放電処理装置を用いて、両端部を残して中心部のみをコロナ放電処理し、処理した部分に有機溶剤型印刷インキをアプリケーターにて均質に厚く塗布し乾燥させた。

〔実施例２〕
実施例１と同様に、未処理ポリエチレンフィルムに、処理幅がそれより狭いコロナ放電処理装置を用いて、両端部を残して中心帯のみコロナ放電処理し、処理した部分にウレタン樹脂とアクリル系樹脂混合バインダーの水性インキ（有機溶剤を含まない）をアプリケーターにて均質に厚く塗布し乾燥させた。

〔比較例１〕
未処理ポリエチレンフィルムに、実施例２の水性インキをアプリケーターにて塗布し乾燥させた。

〔比較例２〕
全面コロナ放電処理ポリエチレンフィルムに、実施例２の水性インキをアプリケーターにて塗布し乾燥させた。

実施例１、２および比較例１はコロナ放電処理が行われていないポリエチレンフィルムの縁部分を貼り合わせて、比較例２はコロナ放電処理されているポリエチレンフィルムのインキが塗布されていない縁部分を貼り合わせて、シール部分の引っ張り強度（シール強度）を測定した。結果を下記表１に示す。

本発明によれば、コロナ放電処理により印刷絵柄の基材フィルムに対する接着性が増すことにより、印刷フィルムの堅牢性が増すと同時に、コロナ放電処理のデメリットは生じない、従来より優れた性能の印刷フィルムが得られる。

本発明の印刷フィルムを説明する図である。

Claims (7)

1. 基材プラスチックフィルムの少なくとも一部の表面に印刷インキによる絵柄が印刷され、該絵柄の存在する基材プラスチックフィルムの表面のみがコロナ放電処理されていることを特徴とする印刷プラスチックフィルム。
2. 印刷絵柄中に揮発成分が残存していない請求項１に記載の印刷プラスチックフィルム。
3. 基材プラスチックフィルムの少なくとも一部の表面に印刷インキにより絵柄を印刷する印刷プラスチックフィルムの製造方法において、上記基材プラスチックフィルムの絵柄形成領域のみをコロナ放電処理し、その後にコロナ放電処理領域に絵柄印刷を行うことを特徴とする印刷プラスチックフィルムの製造方法。
4. コロナ放電処理と絵柄印刷とをインラインで行う請求項３に記載の印刷プラスチックフィルムの製造方法。
5. コロナ放電処理を断続的に行う請求項３または４に記載の印刷プラスチックフィルムの製造方法。
6. 印刷方式がフレキソ印刷方式である請求項３〜５のいずれか１項に記載の印刷プラスチックフィルムの製造方法。
7. 請求項１または２に記載の印刷プラスチックフィルムにて作成されたことを特徴とする包材。
   

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