JP2008143042A - 低張力フィルムの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＰＥフィルム等の伸びが大きいフィルムをグラビア印刷各種蒸着、各種コーティングドライラミネートの加工をする際、一般的な張力である３〜１０ｋｇ／全巾を掛けたとしても、大きな伸びが発生することなく、良好な各種加工を行うことが出来るようにする。
【解決手段】 低張力フィルムと高張力フィルムとを分離自在に一体化して積層フィルムを作製し、該積層フィルムを用いて低張力フィルムに各種加工を施す。低張力フィルムと高張力フィルムとの一体化が、高張力フィルムの少なくとも一方の面を平滑面とし、該平滑面を低張力フィルムの面と合わせながらニップロールによってニップしながら密着させてエアータイトに一体化する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、単独では各種加工方法の張力に耐えることが難しい低張力のフィルムの加工方法に関し、更に詳しくはグラビア印刷、ドライラミネート、各種蒸着、各種コーティング等の加工方法における張力にも耐え得る加工方法に関するものである。

グラビア印刷、各種蒸着加工、各種コーティング等の加工においてはフィルム面にしわが寄らないようにするために、また、ドライラミネート加工においては貼合するフィルムの間に空気等を巻き込まないようにするために、加工するフィルムの全巾に対し、一般的に３〜１０ｋｇの一定の張力をかけて加工している。

しかしながら、ＰＥフィルム、未延伸ＰＰフィルム、ＰＶＤＣフィルム、ＥＶＯＨフィルム、シュリンクフィルム、Ａｌ箔等のフィルムは張力が小さく、このような張力が小さいフィルム（以下、「低張力フィルム」と言う。）に、上述した通常の張力をかけて各種加工を施すことは困難であった。すなわち、ＰＥフィルム、未延伸のＰＰフィルム、ＰＶＤＣフィルム、ＥＶＯＨフィルム、シュリンクフィルム等の軟らかい低張力フィルムは、上記張力では伸びてしまうので、多色グラビア印刷においては色ズレ、ドライラミネート加工においては伸びないフィルムと貼合した場合のカール、各種蒸着加工においてはクラックの発生や剥がれ、コーティングにおいては剥離等が起こるものであり、また、Ａｌ箔等の脆い低張力フィルムの場合は、上記張力では伸びないが破断してしまう恐れがある。

したがって、以上のような低張力フィルムにグラビア印刷等の各種加工を施す場合は、低張力フィルムが伸びたり破断したりしないように、上記一般的な張力である３〜１０Ｋｇ／全幅より小さい張力で加工を施すことが要求される。

しかしながら、上記通常の張力より小さい張力では安定的に一定の張力を保つことが難しく、張力を付与する初期の目的を達成することが困難になり、フィルム面にしわが寄り、また貼合するフィルムの間に空気が入り込むものであった。

そこで、従来、特殊な装置や設備で対応しているのが実情であった。例えば、搬送用ロールに関し、Ｆｒｅｅの搬送ロールの低張力下では軸受の抵抗により無理な力が加わり、駆動ロールにしたとしても本数が増えると各ロールの速度を一定にすることが難しいことから、架台に固定された内筒に一定間隙で穴を開け、その外側に配置された回転自在の外筒を内筒の穴から空気を吹き出して浮上・支持してＦｒｅｅロールとすることが提案されている（特許文献１参照）。

また、フィルム上に連続的に電気メッキを施し、導電材料を製造する際、製品仕様の最重要事項である、寸法安定性（メッキ前後のフィルムの伸縮度）を得るために低張力でフィルムを搬送させる必要があり、液槽内でＦｒｅｅローラーを介して搬送させるＦｒｅｅローラーを、対向する側壁に両端部が軸受けを介して支持されて回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸に軸受をして、回転自在に取付けられた胴とからなり、二つの軸受けから成るＦｒｅｅロールとし、軸受けの抵抗を１／２とすることが提案されている（特許文献２参照）。

さらに、各種ウェブの巻取り、又は、巻戻しロールの両軸駆動２台の電動機間の負荷分担を制御する両軸駆動張力制御方法に於いて、２台の電動機間の負荷分担比率を、外部から指示されたウェブの所要張力に応じるトルク指令値の大きさに対応して、自動的に選定することが提案されている（特許文献３参照）。

さらにまた、粘着性を有するプラスチック等の薄膜フィルムを巻装してなる巻取ロールから該プラスチックを剥離して引取ローラより巻出すフィルムの巻出し方法において、前記巻取ロールの外周速と、引取ローラの周速との速度差によって発生するフィルムの張力が、フィルムを巻取ロールから引き剥がす力と等しいか、稍大きくなるように速度差を調整し、巻出張力を理論的に最も低い値、又は、これより稍大きな値として巻出すことが提案されている（特許文献４参照）。

特開平８−７３０８６号公報 特開平１１−３３４９５８号公報 特開２００２−１２５３９２号公報 特開２００４−１６１４８５号公報

以上のように、ＰＥフィルム、未延伸ＰＰフィルム、ＰＶＤＣフィルム、ＥＶＯＨフィルム、シュリンクフィルム、Ａｌ箔等の低張力フィルムにおいては、各種加工における一般的な張力である３〜１０ｋｇ／全巾では伸びたり、切れたりして加工することが難しく、また、張力を小さくしてもフィルム面にしわが発生したり、フィルム間に空気が入り込むものであった。

また、上述したような特殊な装置や設備を用いると、装置等に要する費用が掛かり高価になるものであった。

本発明は、以上の問題点を解決し、特殊な装置や設備を用いることなく、各種加工における一般的な張力である３〜１０ｋｇ／全巾で加工しても、低張力フィルムを良好に加工することが出来る低張力フィルムの加工方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意検討し、低張力フィルムと高張力フィルムを一体化した状態で加工すると、加工時の張力が大きい場合であっても低張力フィルムを良好に加工することが出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。

請求項１に係る低張力フィルムの加工方法は、低張力フィルムと高張力フィルムとを分離自在に一体化して積層フィルムを作製し、該積層フィルムを用いて低張力フィルムに各種加工を施すことを特徴として構成されている。

請求項２に係る低張力フィルムの加工方法は、請求項１に係る低張力フィルムにおいて、前記低張力フィルムと高張力フィルムとの一体化が、高張力フィルムの少なくとも一方の面を平滑面とし、該平滑面を低張力フィルムの面と合わせながらニップロールによってニップしながら密着させてエアータイトに一体化するものであることを特徴として構成されている。

請求項３に係る低張力フィルムの加工方法は、請求項１又は２に係る低張力フィルムにおいて、前記高張力フィルムが、一方向又は二方向に分子配向されたポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム又はナイロンフィルムであることを特徴として構成されている。

請求項１に係る低張力フィルムの加工方法は、あらかじめ低張力フィルムと高張力フィルムとを分離自在に一体化した積層フィルムを用いるので、各種加工において一般的な張力である３〜１０ｋｇ／全巾としても、高張力フィルムがこの張力に対応するので積層フィルムが伸びることがない。したがって、低張力フィルムも伸びることなく良好に加工することが出きる。また、加工の終了後は低張力フィルムを高張力フィルムから分離することが出きるので、低張力フィルムに更に加工を施すことが出来る。

請求項２に係る低張力フィルムの加工方法は、前記低張力フィルムと高張力フィルムとの一体化が、高張力フィルムの少なくとも一方の面を平滑面とし、該平滑面を低張力フィルムの面と合わせながらニップロールによってニップしながら密着させてエアータイトに一体化するので、各種加工において積層フィルムが分離してバラバラになることはいが、加工終了後には容易に分離することが出来る。また、高張力フィルムを再度利用することが出来る。

請求項３に係る低張力フィルムの加工方法は、高張力フィルムが一方向又はニ方向に分子配向されたポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム又はナイロンフィルムであるので、表面が平滑で低張力フィルムを容易に一体化することができ、また、加工時の大きな張力にも対応出来る。

本発明においては、低張力フィルムと高張力フィルムとを分離自在に一体化して積層フィルムを作製する。この低張力フィルムは、各種加工における一般的な張力である３〜１０ｋｇ／全巾をかけた際、フィルムの縦方向の伸びが大きいものである。このフィルムの縦方向の伸びは、フィルム巾及びフィルム厚みによって変わり、フィルム巾が狭く厚みが薄い程伸び易くなる。なお、伸びは小さいが、わずかな張力で破断するフィルムも低張力フィルムに含まれるものである。具体的には、ＰＥフィルム、未延伸ＰＰフィルム、ＰＶＤＣフィルム、ＥＶＯＨフィルム、シュリンクフィルム、Ａｌ箔等が挙げられる。

高張力フィルムは、各種加工における一般的な張力である３〜１０ｋｇ／全巾をかけた際、フィルムの縦方向の伸びが極めて小さいものである。このフィルムの縦方向の伸びは、低張力フィルムの場合と同様に、フィルム巾及びフィルム厚みによって変わるが、例えばＰＥＴフィルムであれば通常使われる１０００ｍｍ巾、１２μｍ厚みであれば、伸びが小さく加工張力に充分に対応出来る。具体的には、一方向又は二方向に分子配向されたポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ナイロンフィルム等が挙げられる。

分子配向されたポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム及びナイロンフィルムは表面が平滑であり、低張力フィルムとの一体化が容易であるので好ましい。これらの製造方法を以下に記載する。

ポリプロピレンフィルム；
ポリプロピレン樹脂を押出し機で加熱溶融させてＴダイからフィルム状に押出し、未延伸フィルムを作り、次いでこの未延伸フィルムを９０〜１４０℃の温度に加熱し、ＭＤ方向に３〜７倍延伸した後冷却し、次いでテンター式延伸機に導き、１００〜１７５℃の温度に加熱し、ＴＤ方向に８〜１２倍延伸した後８０〜１６０℃の温度で熱固定されて製造される。

ポリエチレンテレフタレートフィルム；
ポリエチレンテレフタレート樹脂を押出し機で加熱溶融させてＴダイからフィルム状に押出して未延伸フィルムを作り、次いで、この未延伸フィルムを８０〜１３０℃の温度でＴＤ方向に２．５〜５．０倍に延伸した後冷却し、次いでテンター式延伸機に導き、８０〜１５０℃の温度でＴＤ方向に３．０〜５．０倍延伸した後、１５０〜２５０℃で熱固定されて製造される。

ポリエチレンナフタレートフィルム；
ポリエチレンナフタレート樹脂を押出し機で加熱溶融させて、Ｔダイからフィルム状に押出して、未延伸フィルムを作り、次いで、この未延伸フィルムを７０〜１７０℃の温度に加熱し、ＭＤ方向に２．５〜６．０倍延伸した後冷却し、次いでテンター延伸機に導き、７０〜１５０℃の温度に加熱し、ＭＤ方向に２．５〜６．０倍延伸した後、１５０〜２５０℃の温度で熱固定されて製造される。

ナイロンフィルム；
水分含有量０．１％以下に乾燥させたナイロン樹脂を押出し機で加熱溶融させて、Ｔダイからフィルム状に押出して未延伸フィルムを作り、次いでこの未延伸フィルムを６０〜１２０℃の温度に加熱後、ＭＤ方向に２．５〜５．０倍延伸した後冷却し、次いでテンター延伸機に導き、６０〜１２０℃の温度に加熱後、ＴＤ方向に２．５〜５．０倍延伸した後、６０〜２１０℃の温度で熱固定されて製造される。

上述したフィルムの伸びは、フィルム幅及びフィルム厚みが同一であればヤング率（引張弾性率）により決定され、ヤング率が小さいフィルムは低張力フィルムであり、ヤング率が大きいフィルムは高張力フィルムである。表１に各フィルムの概略のヤング率（引張弾性率）を示す。

本発明においては、以上のような低張力フィルムと高張力フィルムとを分離自在に一体化して積層フィルムを作製する。低張力フィルムと高張力フィルムとを一体化するには、例えば、金属ロールとニップロールとの間に挟んでニップしながら、低張力フィルムと高張力フィルムの間の空気を排除し、エアータイトに密着ささて一体化する。

ニップ圧力は、空気を排除して密着させるだけなので、それ程大きな圧力は必要でないが、線圧として０．１ｋｇ−ｃｍ〜５０ｋｇ−ｃｍが好ましく、１ｋｇ−ｃｍ〜３０ｋｇ−ｃｍがより好ましい。

ニップロールのゴム硬度は、４０〜９０度が好ましく、４５〜８０度がより好ましい。

低張力フィルムと高張力フィルムとをエアータイトに一体化するには、高張力フィルム面と低張力フィルム面とが平滑であることが好ましい。低張力フィルム面が粗面でエアータイトにし難い場合は、水等の液体を霧吹状に吹きかけて合わせるとエアータイトに一体化することが出来る。一体化はあらかじめ一体化した積層フィルムをロール状に巻き取って、それを各種加工に供給しても良いが、各種加工の前に金属ロールとニップロールの一体化する設備を設け、連続的に一体化して積層フィルムを作製しながら各種加工に供給しても良い。

各種加工方法で低張力フィルムが加工された積層フィルムは、加工後、加工された低張力フィルムと高張力フィルムとを引き剥がして夫々に巻き取り、高張力フィルムは再度利用することが出来る。引き剥がしは夫々のフィルムを引っ張れば引き剥がすことが出来るが、先の丸いくさび形の冶具を夫々のフィルムの間に入れておけば、より効率的に引き剥がすことが出来る。引き剥がしは各種加工後、一度巻き取ってロールにした物を引き剥がしても良いが、各種加工後に連続的に引き剥がしても良い。

［実施例１］
版胴にヘリオの彫刻で彫られた（スタイラス角度１３０度、スクリーン線数１７５線、版深４２μｍ）グラビアロールを、富士機械（株）製５色のグラビア印刷機「ＦＭ５Ｓタイプ」にセットし、大阪インキ（株）製水性インキ「ＥＸＰ１７００９」を大阪インキ（株）製希釈剤（水１５％、イソプロピルアルコール２５％、メタノール３０％、エタノール３０％）を用いて、
白（顔料濃度１８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１７秒）
墨（顔料濃度８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
藍（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１７秒）
赤（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
黄（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
のインキを調整した。

高張力フィルムとして東洋紡（株）製ＰＥＴフィルム「一般タイプＥ５１００：厚さ１２μｍ、巾１０００ｍｍ、ヤング率：４７０４ＭＰａ（４８０ｋｇｆ／ｍｍ^２）」１０００ｍを印刷機の繰り出し部にセットし、一方、低張力フィルムとして（株）興人製シュリンクフィルム「コージンポリセットＵＭ、厚さ２０μｍ、巾１０００ｍｍ、ヤング率：２９４ＭＰａ（３０ｋｇｆ／ｍｍ^２）」１０００ｍの片面にコロナ処理を行った後、印刷機に新たに設けた繰り出し部をセットし、これらのフィルムを繰り出して高張力フィルムと低張力フィルムのコロナ処理を施していない面を合わせながら印刷機に新たに設けた金属ロールとニップロールの間に挟みニップしてエアータイトに密着して一体化した積層フィルムを作製した。ニップロールのゴム硬度を６０度とし、ニップ圧は線圧として１２ｋｇ−ｃｍとした。

この一体化した積層フィルムを印刷ユニットに通し、低張力フィルムのコロナ処理面に白―墨―藍―赤―黄の順で皿に盛られたトンカツとキャベツの図柄を水性グラビア印刷した。印刷スピードを８０ｍ／ｍｉｎとし、各ユニットの乾燥工程での風量を６０ｍ^３／ｍｉｎ、熱風温度を７０℃とした。張力は８ｋｇｆ／１０００ｍｍ巾とした。

印刷した積層フィルムを一度巻き取った後、印刷機とは別の繰り出しロールにセットし、繰り出しながら高張力フィルムと低張力フィルムの間に先が丸くなったくさび形の冶具を挟んで分離し、夫々のフィルムを巻き取った。

印刷されたシュリンクフィルム１０００ｍを目視で観察して印刷ズレの有無を観察したが、最初から最後まで色のはみ出しはなく、印刷ズレは起こらなかった。これは、高張力フィルムと一体化されているので印刷機の張力に対しては高張力フィルムの張力で対応し、フィルムが伸びなかったからである。

［比較例１］
実施例１で用いた高張力フィルムで一体化せずに実施例１で用いたシュリンクフィルムのみを用い、グラビア印刷機の張力を２ｋｇｆ／１０００ｍｍ巾とした以外は、実施例１と全く同様に行って１０００ｍを印刷した。

印刷されたシュリンクフィルム１０００ｍを目視で観察して、印刷ズレの有無を観察した。実施例１よりも２ｋｇｆ／１０００ｍｍ巾と低張力にしたにもかかわらず、最初から最後まで色ズレが観察され、印刷ズレが起こっていた。色ズレは０．２ｍｍ以上ズレると色ズレと見えるので、各色の印刷ユニットの間でフィルムが伸び、各色の版胴のデザインが合わなくなって色ズレが発生したものである。

Claims (3)

1. 低張力フィルムと高張力フィルムとを分離自在に一体化して積層フィルムを作製し、該積層フィルムを用いて低張力フィルムに各種加工を施すことを特徴とする低張力フィルムの加工方法。
2. 前記低張力フィルムと高張力フィルムとの一体化が、高張力フィルムの少なくとも一方の面を平滑面とし、該平滑面を低張力フィルムの面と合わせながらニップロールによってニップしながら密着させてエアータイトに一体化するものであることを特徴とする請求項１記載の低張力フィルムの加工方法。
3. 前記高張力フィルムが、一方向又は二方向に分子配向されたポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム又はナイロンフィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の低張力フィルムの加工方法。