JP2020040298A - 加飾フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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(請求項1に記載の手段)
樹脂層及びインク受容層を有し、
前記インク受容層は、セルロースナノファイバー、グリセリン、ソルビトール、及びポリビニルアセトアミド系化合物を含有する、
ことを特徴とする加飾フィルム。
前記インク受容層においてグリセリンの含有割合が1.0〜10.0質量%、ソルビトールの含有割合が1.0〜10.0質量%、ポリビニルアセトアミド系化合物の含有割合が1.0〜10.0質量%である、
請求項1に記載の加飾フィルム。
前記インク受容層においてグリセリン、ソルビトール、及びポリビニルアセトアミド系化合物の合計含有割合が8.0〜12.0質量%である、
請求項1又は請求項2に記載の加飾フィルム。
前記インク受容層がポリアミドエピクロロヒドリン系化合物を含有し、
前記ポリビニルアセトアミド系化合物に対する前記ポリアミドエピクロロヒドリン系化合物の含有割合が1.0〜200質量%である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
前記樹脂層は、アクリル樹脂、ポリカーボネート、易成形ポリエステル、ポリケーボネート、ABS樹脂、及びポリオレフィンの中から選択された1種又は2種以上の樹脂からなり、
前記樹脂層の厚さが12〜250μmで、かつ前記インク受容層の厚さが前記樹脂層の厚さの0.008〜4.2倍である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
前記セルロースナノファイバーの平均繊維径が4〜500nmである、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
セルロースナノファイバーの分散液に、グリセリン、ソルビトール、及びポリビニルアセトアミド系化合物を添加して塗工液を得、
この塗工液を樹脂層に塗工し、乾燥させて得る、
ことを特徴とする加飾フィルムの製造方法。
前記樹脂層の片面又は両面をコロナ処理又は易接着処理し、
かつ前記塗工液の塗工に先立って、当該塗工液を脱泡する、
請求項7に記載の加飾フィルムの製造方法。
本形態の樹脂フィルム層2は、樹脂層であり、成形品6の表面に追従するフィルムで形成されている。
インク受容層3は、セルロースナノファイバー(CNF、セルロース微細繊維)、グリセリン、ソルビトール、及びポリビニルアセトアミド系化合物を含有する。好ましくは、更にポリアミドエピクロロヒドリン系化合物を含有する。また、より好ましくは、更にアルギン酸塩を含有する。
セルロースナノファイバーは、セルロース繊維(原料繊維)を解繊(微細化)することで得ることができる。
高圧水流による解繊は、原料繊維の分散液を増圧機で、例えば30MPa以上、好ましくは100MPa以上、より好ましくは150MPa以上、特に好ましくは220MPa以上に加圧し(高圧条件)、細孔直径50μm以上のノズルから噴出させ、圧力差が、例えば30MPa以上、好ましくは80MPa以上、より好ましくは90MPa以上となるように減圧する(減圧条件)方式で行うと好適である。この圧力差で生じるへき開現象により、原料繊維が解繊される。高圧条件の圧力が低い場合や、高圧条件から減圧条件への圧力差が小さい場合には、解繊効率が下がり、所望の繊維径とするために噴出を繰り返す必要が生じるおそれがある。
CNFの平均繊維径(単繊維の直径平均)は、例えば4〜500nm、好ましくは6〜300nm、より好ましくは10〜100nmである。CNFの平均繊維径が4nmを下回ると、インク受容層3が緻密になることでインク受容層3の強度が上がり、乾燥時にインク受容層3のヒビ割れが発生し易くなる可能性がある。また、インク受容層3の強度が上がると、樹脂フィルム層2との密着性が低下する可能性がある。
まず、固形分濃度0.01〜0.1質量%のCNFの水分散液100mlをテフロン(登録商標)製メンブレンフィルターでろ過し、エタノール100mlで1回、t−ブタノール20mlで3回溶媒置換する。次に、凍結乾燥し、オスミウムコーティングして試料とする。この試料について、構成する繊維の幅に応じて5,000倍、10,000倍又は30,000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡SEM画像による観察を行う。具体的には、観察画像に二本の対角線を引き、対角線の交点を通過する直線を任意に三本引く。さらに、この三本の直線と交錯する合計100本の繊維の幅を目視で計測する。そして、計測値の中位径を平均繊維径とする。
CNFの平均繊維長(単繊維の長さ)は、例えば1〜5,000μm、好ましくは10〜3,000μm、より好ましくは100〜1,000μmである。CNFの平均繊維長が1μmを下回ると、インク受容層3が緻密になり、インク受容層3に適度な空隙が生じず、インク吸収性が悪化して印刷適性が低下する可能性がある。また、インク受容層3が緻密になり過ぎると、樹脂フィルム層2との密着性が低下する可能性がある。
CNFの保水度は、例えば300〜500%、好ましくは350〜480%、より好ましくは380〜450%である。CNFの保水度が300%を下回るとセルロース繊維の解繊性が悪化し、適度なインク受容層3の形成が困難となる可能性がある。
CNFの擬似粒度分布曲線におけるピーク値は、1つのピークであるのが好ましい。1つのピークである場合、CNFは、繊維長及び繊維径の均一性が高く、乾燥性に優れる。
CNFのパルプ粘度は、例えば1.5〜7.0cps、好ましくは1.8〜6.8cps、より好ましくは2.0〜6.5cpsである。
解繊して得られたCNFは、水系媒体中に分散して分散液にする。水系媒体は、全量が水であるのが特に好ましい(水溶液)。ただし、水系媒体は、一部が水と相溶性を有する他の液体であってもよい。この他の液体としては、例えば、炭素数3以下の低級アルコール類等を使用することができる。
グリセリン(グリセロール)は、3価のアルコールである。グリセリンは、例えば、油脂の加水分解によって脂肪酸と共に得られる。本明細書において、グリセリンには、グリセリンの誘導体も含まれる。
ソルビトールは、グルコースの糖アルコールの一種である。本明細書において、ソルビトールには、ソルビトールの誘導体も含まれる。
ポリビニルアセトアミド系化合物を添加すると、添加剤同士の相溶性が向上する。結果、加飾フィルム1の外観が良好なものとなり、染料インクの定着性も向上する(印刷適性の向上)。また、ポリビニルアセトアミド系化合物を添加すると、CNF分散液のせん断応力が低下し、インク受容層3の厚さを均一にするのが容易になり、樹脂フィルム層2との密着性や透明性の向上につながる。
以上に加えてインク受容層3(塗工液)にポリアミドエピクロロヒドリン系化合物を添加すると、インク受容層3の湿潤強度が向上し、樹脂フィルム層2に追従し易くなる(密着性の向上)。
アルギン酸とは、褐藻類から得られる粘り気の強い酸性多糖類である。アルギン酸塩とは、その塩である。インク受容層3にアルギン酸塩を添加すると、インク受容層3の強度が向上する。樹脂フィルム層2が成形品6に追従して変形することから、インク受容層3の強度の向上は、樹脂フィルム層2との密着性向上に資する。
インク受容層3(塗工液)には、必要により、例えば、酸化防止剤、腐食防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、重合禁止剤、無機又は有機の充填剤、金属粉、染料、帯電防止剤、可塑剤、難燃剤、滑剤、沈降防止剤、分散剤、色別れ防止剤、香料、消臭剤等を添加することができる。なお、インク受容層3には顔料を添加することもできるが、本形態のインク受容層3は顔料を添加しなくとも、十分な印刷適性を有する。
インク受容層3は、以上で説明したCNF、グリセリン、ソルビトール、ポリビニルアセトアミド系化合物等の各原料を含む塗工液を樹脂フィルム層2の片面又は両面に塗工し、乾燥させることで形成することができる。
成形品6の表面に追従して変形する樹脂フィルム層2の表面にインク受容層3が形成されることで得られる加飾フィルム1は、厚さが50〜300μmであるのが好ましく、55〜280μmであるのがより好ましく、57〜250μmであるのが特に好ましい。加飾フィルムの厚さが50μm未満であると、引張強度不足となるおそれがある。
本形態の加飾フィルム1には、例えば、インクジェットプリンターなどの印字装置によって、文字情報、コード、多色図形等の種々の情報を印字することができる。印字方法としては、例えば、グラビア印刷、フレキソ印刷、凸版輪転印刷等も採用することができる。
まず、製紙用の広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)を2.0質量%水分散液とした。この水分散液を、リファイナーを使用してフリーネスが100ml以下となるまで叩解し、更に高圧ホモジナイザーを使用して微細化(解繊)した。このようにして、CNF(平均繊維長1.5μm、平均繊維径39nm、保水度280%、ピーク値20μm、パルプ粘度3.3cps)を得た。
グリセリン :製品名「精製グリセリン」(坂本薬品工業株式会社製)
ソルビトール:製品名「ソルビットKK(60%)」(MCフードスペシャリティーズ株式会社製)
ポリビニルアセトアミド系化合物:製品名「GE191−053」(昭和電工株式会社製)
ポリアミドエピクロロヒドリン系化合物:商品名「WS4024」(星光PMC株式会社製)
アウトモールド貼合成形機内で、試験片(加飾フィルム)を基材(成形品)にセットして、加熱・真空圧を調節し、加飾成形を行った。この際、試験片の成形性を目視にて、以下の基準で評価した。
〇:浮きがなく、三次元成形し易い。
△:部分的に浮きがあり、実用上にやや難がある。
×:浮きがあり、実用上、使用できない。
試験片を利用して加飾された基材の表面を、目視にて、以下の基準で評価した。
◎:三次元成形後、割れ・シワがない。
○:極微細なシワが部分的に見られるが、割れはない。
△:線状の割れ・シワがあり、実用上にやや難がある(最大の割れの長さが5mm未満)。
×:線状の割れ・シワがあり、実用上、使用できない(最大の割れの長さが5mm以上)。
プリンター/EP−803A(セイコーエプソン(株)製)を使用して試験片に染料インクを印刷した。印刷モードは、「スーパーファイン紙、標準」とした。また、試験片の残部には、プリンター/PX−045A(セイコーエプソン(株)製)を使用して顔料インクを印刷した。印刷モードは、「スーパーファイン紙、標準」とした。
以上の印刷によって得られた印刷物について、4色(ブラック・シアン・マゼンダ・イエロー)、合計部分の印刷濃度(100%ベタ部をFD−7(コニカミノルタ(株)製)で測定し、4色の結果を合計。)を測定した。
プリンター/EP−803A(セイコーエプソン(株)製)を使用して染料インクでベタ印刷した。印刷モードは、「スーパーファイン紙、標準」とした。文字部分以外のベタ印刷した部分を目視し、濃淡ムラを以下の基準で評価した。なお、評価基準3以上のものが、実用性があると認められる。
5:濃淡ムラが殆どなく、加飾フィルムとして適している。
4:濃淡ムラが認められるが、ほとんど目立たず実用上差し支えがない。
3:濃淡ムラがあり、実用にはやや難がある。
2:濃淡ムラがあり、実用性に乏しい。
1:濃淡ムラが酷く、実用性がない。
プリンター/EP−803A(セイコーエプソン(株)製)を使用して染料インクで破線及び文字を印刷した。印刷モードは、「スーパーファイン紙、標準」とした。破線部分及び文字を顕微鏡で100倍に拡大し、滲みを以下の基準で評価した。なお、評価基準3以上のものが、実用性があると認められる。
5:インク滲みが殆どなく、加飾フィルムとして適している。
4:インク滲みが認められるが、ほとんど目立たず実用上差し支えがない。
3:インク滲みがあり、実用にはやや難がある。
2:インク滲みがあり、実用性に乏しい。
1:インク滲みが酷く、実用性がない。
プリンター/PX−045A(セイコーエプソン(株)製)を使用して染料インクで罫線を印刷した。印刷モードは、「スーパーファイン紙、標準」とした。印刷直後に罫線部分を布で拭き取り、乾燥性を以下の基準で評価した。なお、評価基準3以上のものが、実用性があると認められる。
5:印刷部分に汚れが殆どなく、加飾フィルムとして適している。
4:印刷部分に汚れが認められるが、ほとんど目立たず実用上差し支えがない。
3:印刷部分に汚れがあり、実用に供するにはやや難がある。
2:印刷部分に汚れがあり、実用に供するに乏しい。
1:印刷部分に汚れが酷く、実用性が全くない。
2 樹脂フィルム層
3 インク受容層
4 保護層
5 接着層
6 成形品
Claims (8)
- 樹脂層及びインク受容層を有し、
前記インク受容層は、セルロースナノファイバー、グリセリン、ソルビトール、及びポリビニルアセトアミド系化合物を含有する、
ことを特徴とする加飾フィルム。 - 前記インク受容層においてグリセリンの含有割合が1.0〜10.0質量%、ソルビトールの含有割合が1.0〜10.0質量%、ポリビニルアセトアミド系化合物の含有割合が1.0〜10.0質量%である、
請求項1に記載の加飾フィルム。 - 前記インク受容層においてグリセリン、ソルビトール、及びポリビニルアセトアミド系化合物の合計含有割合が8.0〜12.0質量%である、
請求項1又は請求項2に記載の加飾フィルム。 - 前記インク受容層がポリアミドエピクロロヒドリン系化合物を含有し、
前記ポリビニルアセトアミド系化合物に対する前記ポリアミドエピクロロヒドリン系化合物の含有割合が1.0〜200質量%である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の加飾フィルム。 - 前記樹脂層は、アクリル樹脂、ポリカーボネート、易成形ポリエステル、ポリケーボネート、ABS樹脂、及びポリオレフィンの中から選択された1種又は2種以上の樹脂からなり、
前記樹脂層の厚さが12〜250μmで、かつ前記インク受容層の厚さが前記樹脂層の厚さの0.008〜4.2倍である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の加飾フィルム。 - 前記セルロースナノファイバーの平均繊維径が4〜500nmである、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の加飾フィルム。 - セルロースナノファイバーの分散液に、グリセリン、ソルビトール、及びポリビニルアセトアミド系化合物を添加して塗工液を得、
この塗工液を樹脂層に塗工し、乾燥させて得る、
ことを特徴とする加飾フィルムの製造方法。 - 前記樹脂層の片面又は両面をコロナ処理又は易接着処理し、
かつ前記塗工液の塗工に先立って、当該塗工液を脱泡する、
請求項7に記載の加飾フィルムの製造方法。
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