JP2024014336A - Film, film body, and method for manufacturing the same - Google Patents
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- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、フィルム、フィルム体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a film, a film body, and a method for manufacturing the same.
一般に、プラスチックフィルムは、軽量である、化学的に安定である、加工がしやすい、柔軟で強度がある、大量生産が可能、などの性質がある。このため、プラスチックフィルムは、様々なものに利用されている。プラスチックフィルムの用途としては、例えば、食料品や医薬品等を包装する包装材や、点滴パック、買い物袋、ポスター、テープ、液晶テレビ等に利用される光学フィルム、保護フィルム、窓に貼合するウィンドウフィルム、ビニールハウス、建装材等々、多岐にわたる。このような用途に対し、用途に応じて適正なプラスチック材料が選択される。更にプラスチックフィルムを複数種類重ね、積層体とすることも行われている。 In general, plastic films have properties such as being lightweight, chemically stable, easy to process, flexible and strong, and capable of mass production. For this reason, plastic films are used in various things. Applications of plastic films include, for example, packaging materials for foods and medicines, intravenous drip packs, shopping bags, posters, tapes, optical films used in LCD televisions, protective films, and windows attached to windows. A wide variety of products such as films, vinyl greenhouses, construction materials, etc. For such uses, appropriate plastic materials are selected depending on the use. Furthermore, multiple types of plastic films are stacked to form a laminate.
さらに、最近では、フィルムの表裏面の形状を波形つまり蛇腹状にすることで、一見通常のフィルムに見えつつ伸びる等の特徴的な機能を発現させることが可能なフィルムが提案されている。例えば、特許文献1では、フィルム材質として薬剤バリア性のある材料を用い、かつ、フィルム形状を蛇腹状にすることで、薬剤バリア性と伸びる機能が両立できることを示している。また、例えば、特許文献2では、フィルム形状を蛇腹状にすることで、フィルム材質に関わらず、通常のフィルムに見えつつもフィルムとして伸びる機能を付与できること、また、フィルム表面に施したコーティング層や印刷層、印刷配線などにも伸びる機能を付与できることが示されている。
Furthermore, recently, a film has been proposed that looks like a normal film at first glance, but can exhibit characteristic functions such as stretching, by making the front and back surfaces of the film wave-shaped, that is, bellows-like. For example,
このようにフィルム表面に施したコーティング層にも伸びる機能を付与できることから、例えば、ストレッチャブルなバリアフィルムや導電配線の基材フィルムに期待されているが、フィルム上にこれらのコーティングや印刷を施すには工程上において加熱が必要とされるため、フィルムには一定以上の耐熱性が求められている。一方で、蛇腹状フィルムは、押出工程上で直接加工される場合もあり、その場合、蛇腹状フィルム製形後にアニール処理などの熱処理や延伸処理を施してしまうと、蛇腹形状が消失してしまうという問題があり、耐熱性を付与することが困難であった。 Since the coating layer applied to the film surface can also have the ability to stretch, it is expected to be used, for example, in stretchable barrier films and base films for conductive wiring. Since heating is required during the process, the film is required to have a certain level of heat resistance. On the other hand, bellows-shaped films are sometimes processed directly during the extrusion process, and in that case, if heat treatment such as annealing or stretching treatment is applied after forming the bellows-shaped film, the bellows shape will disappear. Due to this problem, it was difficult to impart heat resistance.
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、熱処理しても凹凸形状を消失させることがないよう、耐熱性に優れたフィルム、フィルム体及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a film, a film body, and a method for manufacturing the same, which have excellent heat resistance so that the uneven shape does not disappear even after heat treatment. .
上記課題を解決するために、代表的な本発明のフィルムの一つは、少なくとも第1層、第2層の順に異なる熱可塑性樹脂が積層されたフィルムにおいて、前記第1層の表面は第1凸部と第1凹部が交互に並んでおり、前記第1層と前記第2層との界面は、前記第1凸部と前記第1凹部に対応した位置に第2凸部と第2凹部を有しており、前記第1層の熱可塑性樹脂の結晶化ピーク温度は、前記第2層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低く、前記第2層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度は、前記第1層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低いことにより達成される。 In order to solve the above problems, one typical film of the present invention is a film in which different thermoplastic resins are laminated in the order of at least a first layer and a second layer, in which the surface of the first layer is Convex portions and first concave portions are arranged alternately, and the interface between the first layer and the second layer includes second convex portions and second concave portions at positions corresponding to the first convex portions and the first concave portions. The crystallization peak temperature of the thermoplastic resin of the first layer is lower than the melting peak temperature of the thermoplastic resin of the second layer, and the melting peak temperature of the thermoplastic resin of the second layer is This is achieved by lowering the melting peak temperature of the thermoplastic resin of the first layer.
代表的な本発明のフィルムの製造方法の一つは、
それぞれ熱可塑性樹脂からなるフラットな第1層及び第2層を重ねたフラットな積層体を加熱しつつ、凹凸形状を備えた第1の型と、フラット形状を備えた第2の型との間で挟持することにより、前記第1層の表面に凹凸形状を転写形成する第1工程と、
前記第2層よりも早く前記第1層の冷却固化を行うことにより、前記第1層の表面に固化したフィルム膜を形成する第2工程と、
冷却中に、前記積層体を前記第1の型と前記第2の型との間で挟持することにより、前記第1層と前記第2層の界面にも凹凸形状を転写形成する第3工程と、
前記第1層と前記第2層を、前記第1層の結晶化ピーク温度近傍にてアニール処理する第4工程と、を有し、
前記第1層の素材の結晶化ピーク温度は、前記第2層の素材の融解ピーク温度よりも低く、
前記第2層の素材の融解ピーク温度は、前記第1層の素材の融解ピーク温度よりも低い、ことにより達成される。
One of the typical methods for manufacturing the film of the present invention is as follows:
While heating a flat laminate in which a flat first layer and a second layer each made of a thermoplastic resin are stacked, a first mold having an uneven shape and a second mold having a flat shape are heated. a first step of transferring and forming an uneven shape on the surface of the first layer by sandwiching the first layer;
a second step of forming a solidified film on the surface of the first layer by cooling and solidifying the first layer earlier than the second layer;
A third step of transferring and forming an uneven shape also on the interface between the first layer and the second layer by sandwiching the laminate between the first mold and the second mold during cooling. and,
a fourth step of annealing the first layer and the second layer at a temperature near the crystallization peak temperature of the first layer;
The crystallization peak temperature of the first layer material is lower than the melting peak temperature of the second layer material,
This is achieved by the melting peak temperature of the second layer material being lower than the melting peak temperature of the first layer material.
本発明によれば、熱処理しても凹凸形状を消失させることがないよう、耐熱性に優れたフィルム、フィルム体及びその製造方法を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a film, a film body, and a method for manufacturing the same, which have excellent heat resistance so that the uneven shape does not disappear even when heat treated.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the description of the embodiments below.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、各図は模式的に示した図であり、各部の大きさや形状等は理解を容易にするために適宜誇張して示している。また、説明を簡単にするため、各図の対応する部位には同じ符号を付している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Note that each figure is a schematic diagram, and the size, shape, etc. of each part are appropriately exaggerated for easy understanding. Further, to simplify the explanation, corresponding parts in each figure are given the same reference numerals.
本実施形態のフィルム10は、図1に示すように、少なくとも2つの層が積層されたフィルムであって、第1層1、第2層2の順に異なる熱可塑性樹脂が積層されたフィルムにおいて、第1層1の表面3は第1凸部4と第1凹部5が交互に並んで凹凸形状を形成している。第1層1と第2層2との界面6(すなわち第2層2の表面)は、第1凸部4と第1凹部5に対応した位置に対応して、第2凸部7と第2凹部8を有している。第1層1の裏面及び第2層2の表面は、隙間なく密着していると好ましい。一方、第2層2の裏面は平面であるが、何らかの形状を付与してもよい。
As shown in FIG. 1, the
さらに、第1層1の熱可塑性樹脂の結晶化ピーク温度は、第2層2の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低く、第2層2の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度は、第1層1の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低い。さらに、第1層1と第2層2の界面剥離強度が0.02N/幅15mm以上、0.4N/幅15mm以下である。
Further, the crystallization peak temperature of the thermoplastic resin of the
ここで、結晶化ピーク温度と融解ピーク温度とは、JISK7121(2012年)に準ずる方法により測定された値とする。 Here, the crystallization peak temperature and the melting peak temperature are values measured by a method according to JIS K7121 (2012).
また、第1層1と第2層2の界面剥離強度は一般的な引張試験機を利用することで計測することが出来る。図2に界面剥離強度を測定時のフィルム10の断面を示す。第1層1と第2層2を幅15mm、長さ150mmで切り出した後に、第1層1と第2層2の層間界面で50mm剥離する。剥離した端部をそれぞれ引張試験機のチャック21で把持し、チャック間距離50mm、引張速度200mm/minで第1層1と第2層2が離間する方向に引っ張って引張試験を実施する。界面剥離強度は、この試験で得られる荷重の最大値を示すものとする。例えば、上記試験条件で荷重の最大値が0.3Nであったとき、界面剥離強度は0.3N/幅15mmである。
Further, the interfacial peel strength between the
第1層1の熱可塑性樹脂の結晶化ピーク温度が第2層2の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低いことで、第1層1の結晶化ピーク温度近傍にて熱処理した際、第2層2が支持体となることで第1層1の凹凸形状が変化してしまうことを抑制することができる。こうすることで、ほとんど凹凸形状が形状変化しない第2層2により支持されつつ第1層1の凹凸形状を変化させることなく、第1層1を結晶化させることができ、それにより、耐熱性を向上させることができる。その他、剛性の向上やガスバリア性、耐薬品性の向上なども期待できる。
Since the crystallization peak temperature of the thermoplastic resin of the
また、第2層2の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度が第1層1の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低いことで、第1層1と第2層2との界面6にもしっかりと凹凸形状(第2凸部7と第2凹部8)を付与することが可能となる。詳しくは下記の製造方法を参照して説明する。
In addition, since the melting peak temperature of the thermoplastic resin of the
さらに、第1層1と第2層2の界面剥離強度が0.02N/幅15mm以上、0.4N/幅15mm以下であれば、ハンドリング性にも問題ないものを得ることができる。第1層1と第2層2が積層されたフィルム10をそのまま用いることもできるが、第1層1から第2層2を剥離することにより、両面に凹凸形状が形成された第1層1からなるフィルム体(フィルムともいう)を得ることができる。したがって、フィルム10から第2層を剥離して第1層のみからなるフィルム体を形成する場合、界面剥離強度がハンドリング性の重要なファクターとなる。
Furthermore, if the interfacial peel strength between the
界面剥離強度が0.02N/幅15mm未満では、ハンドリング時に不用意に第1層1と第2層2とが剥がれてしまう可能性があるため好ましくない。一方、界面剥離強度が0.4N/幅15mmを超えると、第1層1と第2層2を剥がして、第1層1のみを使用することが困難となるため好ましくない。第2層2を剥がすことで、第1層1は両面が凹凸形状になることで、伸びやすさ等の特徴的な機能を発現させることができる。
If the interfacial peel strength is less than 0.02 N/width 15 mm, it is not preferable because the
第1層1を両面凹凸形状にすることで、特に図3のように、第1凸部4と第1凹部5との高さ差Hが第1層1のフィルム厚みT1よりも大きい場合に、良く伸びる伸び性を付与することが可能となる。材料由来の伸びではなく、凹凸形状の形状変化により伸びるためである。ここで最大の特徴は、凹凸形状の形状変化により伸びることで、通常伸びないような材料でも伸ばすことが可能となる点である。例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)は。非常に割れやすく1~2%引っ張るとすぐに破断してしまう樹脂であるが、フィルムを凹凸形状にすることで10%以上伸ばすことも可能になる。別な例では、ポリウレタン等の伸縮性基材上に導電性インキを印刷しても、伸縮時に導電性インキは破断し導電性が悪化してしまうが、基材を凹凸形状にすることで伸縮時に導電性の悪化を防ぐことが可能となる。もちろん、例はこれに限られない。
By making the
このような伸びやすさの特性を得るためには、第1凸部4と第1凹部5との高さ差Hは20μm以上、150μm以下であると良く、第1層1のフィルム厚みT1は3μm以上、50μm以下であると良い。高さ差Hは20μm未満では伸びる効果が小さくなってしまい、150μmを超えるとフィルム10の作製が難しくなる。第1層1の厚みT1は3μm未満ではフィルムとして強度が低下しすぎてしまい、50μmを超えると伸びる効果が小さくなってしまう。ここで、伸びる効果とは、強い力を掛けて伸びることではなく、小さい力で伸びるという低弾性化のことを指す。
In order to obtain such characteristics of ease of stretching, the height difference H between the first
また、このようなサイズにすることで、凹凸形状を直接肉眼で視認することがないため、一見通常のフィルムに対して同様であるにも関わらず、より伸びる効果を得ることができる。 Further, by making the film of such a size, the uneven shape is not directly visible to the naked eye, so it is possible to obtain a more elongated effect even though it looks similar to a normal film at first glance.
厳密には凹凸形状の形状変化を起こす部分、主に凹凸形状の角部分には局所的に負荷がかかるが、角部に丸みを帯びさせることで負荷を分散させることができるため、通常よりも伸ばすことが可能となる。また、凹凸形状にすることによって、フィルム表面積を大きく増加させることができ、伸び率を制御することも可能である。 Strictly speaking, the load is applied locally to the parts where the shape of the uneven shape changes, mainly the corners of the uneven shape, but by rounding the corners, the load can be dispersed, so the load is higher than usual. It becomes possible to extend it. Further, by forming the film into an uneven shape, the surface area of the film can be greatly increased, and the elongation rate can also be controlled.
なお、第1層1のフィルム厚みT1とは、表面3もしくは界面6と垂直な方向に対する厚みを示すものとし、場所により不均一となっていても良い。ただし、最薄部と最厚部との比は3倍以下であると良い。厚み比が3倍を超えてしまうと、薄部において形状変化による伸びではなく材料由来の伸びを示す可能性があるためである。
Note that the film thickness T1 of the
第1層1の凹凸形状は、図1のように1方向に凹凸が繰り返される形状でも良いし、図4,5のように2方向に凹凸が繰り返される形状であっても良い。1方向に凹凸が繰り返される形状であると、延在方向とは直交する方向、つまり、凹凸が並んだ方向に非常に良く伸びる効果を有する。また2方向に凹凸が繰り返される形状であると、形状次第では、1方向程の柔軟性を示すことは難しいが、いずれの方向にも伸びるような効果を有することも可能となる。また、形状変化による伸びのため、見かけ上のポアソン比、つまり、引張った方向と直交する方向の伸縮の挙動も制御することができる。
The uneven shape of the
さらに、第1層1を凹凸形状にすることで、伸び性だけでなく、衝撃吸収性の向上や表面積の増大効果も生じさせることができる。衝撃吸収性の向上させることで緩衝材として、表面積を増大させることで薬効成分の揮発速度制御や浸透率制御として利用できる。
Furthermore, by forming the
つまり、本発明のフィルムでは、凹凸形状のフィルムを得ることができ、アニール処理等の熱処理を施しても、凹凸形状を消失させることなく、凹凸形状の有する特徴を有しつつ、耐熱性を向上させることができる。 In other words, with the film of the present invention, it is possible to obtain a film with an uneven shape, and even when subjected to heat treatment such as annealing, the uneven shape does not disappear, and the heat resistance is improved while maintaining the characteristics of the uneven shape. can be done.
なお、第2層2は、アニール処理時の形状保持だけでなく、ハンドリング時の第1層1を補強する役割や、第1層1の保護層としての役割も果たすことができる。
Note that the
第2層2の界面6とは反対面である裏面側は略平坦であると良い。略平坦な方が、熱処理時の第1層1の形状保持効果が高くなるためである。ここで、「略平坦」とは、第1凸部4と第1凹部5との高さ差Hよりも十分に小さい、具体的には、高さ差Hの1/10以下であるものを示すものとする。
The back side of the
第1層1の表面3の第1凸部4,第1凹部5、及び、第1層1と第2層2の界面6の第2凸部7,第2凹部8の、第1凸部4と第1凹部5が交互に並んだ方向における断面形状は、図1に示すような台形形状であっても良いし、図6(a)~(g)に示したように、三角形状、半円形状、角部が丸まった形状、平坦部を有して離間した形状、波型の何れであっても問題ないし、これらに限定されるものではない。
The first
ただし、図6(a)、(b)のように、平坦部を有する台形形状や、図6(c)、(d)のような平坦部を有して離間した形状であると、印刷適性や他フィルムとの貼合適性が向上するため良い。例えば、このような形状では、グラビア印刷にて上面部のみに印刷することが出来る。こうすることで、伸縮時にも意匠性インクは伸縮せず、クラックや割れなどのダメージを防ぐことができる。また、接着剤なども上面部にしっかり塗布することができるため、他フィルムとの密着性を向上させることができる。上面部の面積により、接触面積を増加できるため、密着強度を制御することも可能となる。 However, if the shape is a trapezoid with a flat part as shown in Figures 6(a) and (b), or if the shape is spaced apart with flat parts as shown in Figures 6(c) and (d), it will not be suitable for printing. It is good because it improves the compatibility with other films. For example, with such a shape, it is possible to print only on the top surface using gravure printing. By doing so, the design ink does not expand or contract even when it expands or contracts, and damage such as cracks or breaks can be prevented. Moreover, since adhesive can be firmly applied to the upper surface portion, adhesion with other films can be improved. Since the area of the upper surface portion allows the contact area to be increased, it is also possible to control the adhesion strength.
一方、図6(f)のような波型形状や、図6(b)、(g)のような角部が丸まった形状だと、擦れ時に引っかかることがなくなるとともに、伸縮時に特定の部分に負荷がかかることを低減することができる。例えば、導電性インキを第1層1上に印刷した場合、局所的な応力集中も防ぐことができるため、伸縮時の導電性変化を小さくすることができる。また別の例では、金属や酸化物を蒸着した場合についても同様に、伸ばしてもバリア性変化を小さくすることができる。もちろん、本効果は、凹凸形状により有する効果であるから、別の形状でも保有しているが、角部が丸まっている波型形状であると、より得やすい。
On the other hand, a wavy shape as shown in Figure 6(f) or a shape with rounded corners as shown in Figures 6(b) and (g) will prevent it from getting caught when it rubs, and will also prevent it from getting caught in certain parts when expanding or contracting. Load can be reduced. For example, when conductive ink is printed on the
第1層1の材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ乳酸、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、及び、これらの誘導体等が挙げられる。ただし、これらの材料は特に限定されるものではなく、さらにこれらの材料は単独で用いられても良いし、これらのうちの複数の材料が組み合わされて用いられても良い。
Examples of materials for the
第2層2の材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ乳酸、環状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、及び、これらの誘導体等が挙げられる。ただし、これらの材料は特に限定されるものではなく、さらにこれらの材料は単独で用いられても良いし、これらのうちの複数の材料が組み合わされて用いられても良い。第1層1と第2層2が同じ素材であっても成分を異ならせることで、第1層1の素材の結晶化ピーク温度を、第2層の素材の結晶化ピーク温度よりも低くすることができ、また第2層の素材の融解ピーク温度を、第1層の素材の融解ピーク温度よりも低くできる。
Examples of materials for the
中でも、第1層1の材料はポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、第2層2の材料はポリプロピレン(PP)樹脂でなると良い。現状様々なフィルム基材としてPETフィルムが用いられており、第1層1の材料をPET樹脂にすることで、耐溶剤性などの特性を変化させることなく、凹凸形状を有するフィルムに置き換えが可能となる。ただし、PET樹脂は、熱処理しなければ、耐熱性を十分に有することはできない。そこで、PET樹脂の結晶化ピーク温度よりも高い融解ピーク温度を有するPP樹脂を第2層2にすると良い。この組み合わせであれば、PP樹脂の融解ピーク温度はPET樹脂のよりも低く、界面剥離強度が0.02N/幅15mm以上、0.4N/幅15mm以下となり、かつ、コストも安くすることができるため好ましい。
Among these, the material for the
本実施形態のフィルム10については、例えば、熱プレスや押出成形により作製することが出来る。
The
(第1工程)
熱プレスによる方法では、フラットな第1層1,第2層2を重ねたフラットフィルム(フラットな中間積層体)を、凹凸形状を設けた加熱ロール間もしくは加熱した平板状のプレス機に通す(凹凸形状を備えた第1の型とフラット形状を備えた第2の型との間で挟持する)ことで、第1層1の表面3に第1凸部4,第1凹部5を転写形成することが可能である。この際、プレス温度やプレス圧、プレス時間を調整することによって、第1層1と第2層2の界面6にも第2凸部7,第2凹部8を付与することができる。
(1st step)
In the heat press method, a flat film (a flat intermediate laminate) in which a flat
(第1工程の変形例)
また、押出成形による方法では、複数の押出機を使用し、複数種類の別の樹脂をフィードブロック法、又はマルチマニホールド法により共押出することで、2層以上の多層構成のフィルムを得ることができる。
(Modified example of the first step)
In addition, in the extrusion molding method, a film with a multilayer structure of two or more layers can be obtained by using multiple extruders and coextruding multiple types of different resins using the feedblock method or multi-manifold method. can.
フィルム化するための冷却工程において、第1層1を配置した面に対し、凹凸が表面に設けられた冷却ロールを用いて、ニップ圧力を付加しながら冷却することで、第1層1の表面3に第1凸部4,第1凹部5を付与することが可能である。この際、樹脂温度や冷却ロール温度、第1層1の厚みT1に対する高さ差Hの大きさを調整することによって、第1層1と第2層2の界面6にも第2凸部7,第2凹部8を付与することができる。
In the cooling process for film formation, the surface of the
(第2工程)
特に、第2層2の融解ピーク温度が第1層1の融解ピーク温度よりも低い場合には、押出成形による方法では、冷却工程において、第1層1から冷え固まるため、第1層1の表面に固化したフィルム膜を形成することができる。
(Second process)
In particular, when the melting peak temperature of the
(第3工程)
その状態で、ニップ圧力を付加することで、第1層1と第2層2の界面6(すなわち第2層2の表面)にも第2凸部7,第2凹部8がしっかり賦形される。こうすることで、第1層1の両面に凹凸形状を正確に付与することができる。融点ピーク温度の大小が逆になってしまうと、表面3には第1凸部4,第1凹部5を付与することはできるが、界面6に第2凸部7,第2凹部8を付与することが難しくなってしまう。
(Third step)
In this state, by applying nip pressure, the second convex portion 7 and the second
(第4工程)
その後、第1層1と第2層2とを積層したフィルム10に、第1層1の結晶化ピーク温度近傍にて熱処理としてのアニール処理を施す。また、フィルム10から第2層2を剥離することにより、両面に凹凸形状が付与された第1層1からなるフィルム体を得ることができる。
(4th step)
Thereafter, the
さらに、本実施形態にかかるフィルム10は、後工程で表面3、もしくは第2層2を剥離後の第1層1の裏面に、印刷層や粘着層などの機能層を積層した積層体とすることもできる。機能層と第1層1と第2層2を積層したフィルム10から、第2層2を剥離する場合、フィルム体は凹凸形状を備えた第1層1及び機能層からなる。
Furthermore, the
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではないことはいうまでもない。また、以上の実施の形態を組み合わせて用いることは、任意である。 Although the embodiments of the present invention have been illustrated above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments. Furthermore, it is optional to use the above embodiments in combination.
以下、本発明者らが作成した実施例を、比較例と比較して詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。 Examples created by the present inventors will be described in detail in comparison with comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
第1層1の材料として、株式会社ベルポリエステルプロダクツ製のポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂「ベルペットEFG70」を用い、第2層2の材料としてサンアロマー株式会社製のホモポリプロピレン(PP)樹脂「PC412」を用い、共押出成形により二層を積層し、第1層1側を凹凸の付いたロールにてニップし、表面3に第1凸部4,第1凹部5を付与した二層構造のフィルム10を得た。第1層1の厚みT1は15μm、第2層2の厚みT2は平均45μmとした。第1凸部4,第1凹部5の形状は、図1のように断面形状を台形形状A(図6(a)参照)とし稜線が一方向に直線的に延在した形状とした。第1凸部4,第1凹部5の高さ差Hは60μm、ピッチは175μmとした。
(Example 1)
The material for the
(比較例1,2,3)
比較例1,2,3は、それぞれ、第2層2の材料を、株式会社プライムポリマー製の高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂「ハイゼックス2100J」、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂「ノバテックLD LC600A」、株式会社ベルポリエステルプロダクツ製のポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂「ベルペットEFG70」とし、それ以外は、実施例1と同様にした。
(Comparative Examples 1, 2, 3)
In Comparative Examples 1, 2, and 3, the material of the
(実施例2)
実施例2は、第1凸部4,第1凹部5の形状の断面形状を、高さ差H100μm、ピッチ425μmの台形形状B(図6(a)参照)とし、それ以外は実施例1と同様にした。
(Example 2)
In Example 2, the cross-sectional shape of the first
(比較例4,5,6)
比較例4,5,6は、それぞれ、第2層2の材料を、株式会社プライムポリマー製の高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂「ハイゼックス2100J」、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂「ノバテックLD LC600A」、株式会社ベルポリエステルプロダクツ製のポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂「ベルペットEFG70」とし、それ以外は、実施例2と同様にした。
(Comparative Examples 4, 5, 6)
In Comparative Examples 4, 5, and 6, the material of the
(比較例7)
比較例7は、第1層1の材料を、NatureWorks LLC製のポリ乳酸(PLA)樹脂「Ingeo 3052D」とし、それ以外は実施例1と同様にした。
(Comparative example 7)
In Comparative Example 7, the material of the
(実施例3)
実施例3は、第2層2の材料を、日本ポリエチレン株式会社製の低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂「ノバテックLD LC600A」とし、それ以外は比較例7と同様にした。
(Example 3)
In Example 3, the material of the
(実施例4)
実施例4は、第1凸部4,第1凹部5の形状の断面形状を、高さ差H40μm、ピッチ100μmの波型形状(図6(f)参照)とし、それ以外は実施例1と同様にした。
(Example 4)
In Example 4, the cross-sectional shapes of the first
(実施例5)
実施例5は、第1凸部4,第1凹部5の形状の断面形状を、高さ差H50μm、ピッチ100μmの三角形状(図6(g)参照)とし、それ以外は実施例1と同様にした。
(Example 5)
In Example 5, the cross-sectional shape of the first
(結晶化ピーク温度、融解ピーク温度の評価)
第1層1の結晶化ピーク温度、第1層1及び第2層2の融解ピーク温度は、株式会社日立ハイテクサイエンス製の示差走査熱量計DSC7020を用いて、JISK7121(2012年)に準ずる方法により測定した。具体的には、室温から10℃/minの速度で昇温させ、融解ピーク温度を算出し、融解ピーク温度よりも30℃高い温度まで測定した。その後、10分保持し、10℃/minの速度で、室温まで降温させ、結晶化ピーク温度を算出した。
(Evaluation of crystallization peak temperature and melting peak temperature)
The crystallization peak temperature of the
(フィルム作製の評価)
各実施例及び比較例が作製できているかを確認するため、第1凸部4,第1凹部5が並ぶ方向の断面を剃刀にてカットし、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープ(VHX-1000)を用いて、断面形状の形状観察を行った。
(Evaluation of film production)
In order to confirm whether each Example and Comparative Example were manufactured, a cross section in the direction in which the first
(アニール処理後の形状評価)
アニール処理後でも形状が変化していないか確認するため、ヤマト科学株式会社製オーブン「ファインオーブン DF411S」を用いて、実施例1,2,4,5,比較例1,2,3,4,5,6については熱処理138℃10分、実施例3,比較例7については熱処理102℃10分、加温後、室温で冷却させた後、上記と同様に、第1凸部4,第1凹部5が並ぶ方向の断面を剃刀にてカットし、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープ(VHX-1000)を用いて、断面形状の形状観察を行った。
(Shape evaluation after annealing treatment)
In order to confirm whether the shape did not change even after the annealing treatment, using an oven "Fine Oven DF411S" manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., Examples 1, 2, 4, 5, Comparative Examples 1, 2, 3, 4, 5 and 6 were heat-treated at 138°C for 10 minutes, and Example 3 and Comparative Example 7 were heat-treated at 102°C for 10 minutes. After heating and cooling at room temperature, the
(界面剥離強度評価)
最終的に、アニール処理により耐熱性を向上させた第1層1を得るため、アニール処理後の第1層1と第2層2の界面剥離試験を実施した。株式会社島津製作所製のオートグラフAGS-500NXを用い、第1層1と第2層2を幅15mm、長さ150mmで切り出した後に、第1層1と第2層2の層間界面で50mm剥離し、剥離した端部をそれぞれ引張試験機のチャック21で把持し、チャック間距離50mm、引張速度200mm/minで第1層1と第2層2が離間する方向に引っ張って引張試験を実施した。この試験で得られる荷重の最大値を界面剥離強度とした。ここで、チャックに把持するために50mm剥離する必要があるが、この剥離ができなかったものを「N.D.」と表記した。
(Interfacial peel strength evaluation)
Finally, in order to obtain the
(フィルム化判定)
フィルム化判定とし、上記のフィルム作製の評価により、表面3及び界面6に、狙い通りの第1凸部4,第1凹部5、及び、第2凸部7,第2凹部8ができているものは「○」、狙い通りでなかったものを「×」とした。
(Film version judgment)
Based on the evaluation of film production described above, the first
(熱処理判定)
熱処理判定として、上記のアニール処理後の形状評価により、アニール前後で、表面3及び界面6が変化していなかったものを「〇」、変化していたものを「×」とした。ここで、変化していたかどうかは、第1凸部4,第1凹部5の高さ差H、もしくは、第2凸部7,第2凹部8の高さ差が、10%以上変化していたかどうかで判断した。
(Heat treatment judgment)
As a heat treatment evaluation, by evaluating the shape after the annealing treatment, those in which the
(ハンドリング性判定)
ハンドリング性の判定として、フィルム10や第1層1の扱いやすさを手感触により官能評価した。どちらも、なお、第1層1の評価には、第1層1と第2層2の界面剥離のしやすさも評価ポイントとして考慮している。扱いやすかったものを「〇」、扱いにくかったものを「×」とした。
(Handling performance judgment)
As a determination of handling properties, the ease of handling the
(総合評価)
上記、フィルム化判定、熱処理判定、ハンドリング性判定にて、全て「〇」のものを、総合判定として「〇」とした。1つでも「×」となったものを、総合判定として「×」とした。
(comprehensive evaluation)
In the above film formation evaluation, heat treatment evaluation, and handling property evaluation, all evaluations of "〇" were given an overall evaluation of "〇." If even one item was rated “×”, the overall evaluation was given as “×”.
各実施例、比較例における条件、及び評価結果の一覧表を表1に示す。 Table 1 shows a list of conditions and evaluation results for each example and comparative example.
(評価結果)
実施例1は、第1層1の結晶化ピーク温度が第2層2の融解ピーク温度よりも低く、第2層2の融解ピーク温度が第1層1の融解ピーク温度よりも低く、第1層1と第2層2の界面剥離強度が0.02N/幅15mm以上、0.4N/幅15mm以下を満たしているが、第1層1は凹凸形状となり、アニールでの形状変化も確認されず、ハンドリングも良好であったことから、総合判定として「〇」となった。
(Evaluation results)
In Example 1, the crystallization peak temperature of the
一方、比較例1は、第2層2の樹脂が変更になり、第1層1の結晶化ピーク温度が第2層2の融解ピーク温度よりも高くなった。このとき、アニール前後で表面3及び界面6の形状が変化してしまい、熱処理判定が「×」となったことで総合判定も「×」となった。比較例2も同様である。
On the other hand, in Comparative Example 1, the resin of the
比較例3は、同樹脂を用いることで、第2層2の融解ピーク温度と第1層1の融解ピーク温度は同等となり、また、第1層1と第2層2は剥離ができなくなった。このとき、アニール前後での表面3及び界面6の形状変化はなかったものの、フィルム製膜時から界面6の第2凸部7,第2凹部8の形状が十分ついておらず、フィルム化判定が「×」であった。さらに、同樹脂を積層していることから、第1層1と第2層2は剥離できず、ハンドリング性判定も「×」であり、総合判定も「×」であった。
In Comparative Example 3, by using the same resin, the melting peak temperature of the
実施例2,比較例4,5,6は、実施例1,比較例1,2,3と表面3及び界面6の断面形状が異なるが、判定には差はなかった。
Although Example 2 and Comparative Examples 4, 5, and 6 differed from Example 1 and Comparative Examples 1, 2, and 3 in the cross-sectional shapes of the
比較例7は、実施例1から第1層1の材料が変わることで、第1層1の融解ピーク温度が低くなり、第2層2の融解ピーク温度は第1層1の融解ピーク温度よりも高くなった。このとき、表面3の第1凸部4,第1凹部5はしっかり付与されたが、界面6の第2凸部7,第2凹部8は形状が十分に付与されず、フィルム化判定が「×」となり、総合判定が「×」となった。
In Comparative Example 7, by changing the material of the
実施例3は、比較例7に比べ、第2層2の融解ピーク温度が下がることで、第2層2の融解ピーク温度は第1層1の融解ピーク温度よりも低くなった。このとき、表面3及び界面6の形状はしっかり付与され、フィルム化判定は「〇」であり、その他の判定も良好であったことから、総合判定も「〇」であった。
In Example 3, the melting peak temperature of the
実施例4,5は、実施例1,2と比べて、表面3及び界面6の断面形状が異なる例であるが、判定に差はなかった。
Examples 4 and 5 are examples in which the cross-sectional shapes of the
以上のように、第1層1の結晶化ピーク温度が第2層2の融解ピーク温度よりも低く、第2層2の融解ピーク温度が第1層1の融解ピーク温度よりも低く、第1層1と第2層2の界面剥離強度が0.02N/幅15mm以上0.4N/幅15mm以下を満たしたものは、全ての判定で「〇」となり、総合判定も「〇」となった。
As described above, the crystallization peak temperature of the
(追加加工)
実施例1,2,4,5に対し、グラビア印刷,ドライラミネートにより別のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムとの貼り合わせ,別のポリエチレン(PE)フィルムとの摩擦試験、の3つの追加加工を実施した。その結果として、実施例1,2にグラビア印刷,ドライラミネートを実施すると、インキがにじむことなく、また、PETフィルムともしっかり貼り合わされ、良好な結果であったが、実施例4,5については、使用可能な範囲であるものの、若干インキがにじみ、ラミネート強度も不足する結果であった。一方、摩擦試験については、実施例4が最も良好であり、傷付きにくいことが確認できた。
(Additional processing)
Three additional processes were performed on Examples 1, 2, 4, and 5: gravure printing, dry lamination to bond with another polyethylene terephthalate (PET) film, and friction test with another polyethylene (PE) film. did. As a result, when gravure printing and dry lamination were carried out in Examples 1 and 2, the ink did not bleed and it was firmly bonded to the PET film, giving good results. However, in Examples 4 and 5, Although it was within a usable range, the ink smeared slightly and the lamination strength was insufficient. On the other hand, regarding the friction test, it was confirmed that Example 4 was the best and was less prone to scratches.
本明細書は、以下の発明の開示を含む。
(発明A)
少なくとも第1層、第2層の順に異なる熱可塑性樹脂が積層されたフィルムにおいて、
前記第1層の表面は第1凸部と第1凹部が交互に並んでおり、
前記第1層と前記第2層との界面は、前記第1凸部と前記第1凹部に対応した位置に第2凸部と第2凹部を有しており、
前記第1層の熱可塑性樹脂の結晶化ピーク温度は、前記第2層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低く、
前記第2層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度は、前記第1層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低い、
ことを特徴とするフィルム。
This specification includes disclosures of the following inventions.
(Invention A)
In a film in which different thermoplastic resins are laminated in the order of at least a first layer and a second layer,
The surface of the first layer has first convex portions and first concave portions arranged alternately,
The interface between the first layer and the second layer has a second convex part and a second concave part at positions corresponding to the first convex part and the first concave part,
The crystallization peak temperature of the thermoplastic resin of the first layer is lower than the melting peak temperature of the thermoplastic resin of the second layer,
The melting peak temperature of the thermoplastic resin of the second layer is lower than the melting peak temperature of the thermoplastic resin of the first layer.
A film characterized by
(発明B)
前記第1層と前記第2層の界面剥離強度が0.02N/幅15mm以上、0.4N/幅15mm以下である、
ことを特徴とする発明Aのフィルム。
(Invention B)
The interfacial peel strength of the first layer and the second layer is 0.02 N/width 15 mm or more and 0.4 N/width 15 mm or less,
The film of invention A characterized by the following.
(発明C)
前記第1層の熱可塑性樹脂はポリエチレンテレフタレート樹脂であり、前記第2層の熱可塑性樹脂はポリプロピレン樹脂である、
ことを特徴とする発明A又はBに記載のフィルム。
(Invention C)
The thermoplastic resin of the first layer is a polyethylene terephthalate resin, and the thermoplastic resin of the second layer is a polypropylene resin.
The film according to invention A or B, characterized in that:
(発明D)
前記第1凸部と前記第1凹部が交互に並んだ方向における前記フィルムの断面において、
前記第1層の表面の形状、及び、前記第1層と前記第2層との界面の形状は、台形形状である、
ことを特徴とする発明A~Cのいずれかのフィルム。
(Invention D)
In a cross section of the film in a direction in which the first convex portions and the first concave portions are arranged alternately,
The shape of the surface of the first layer and the shape of the interface between the first layer and the second layer are trapezoidal.
The film according to any one of inventions A to C, characterized by:
(発明E)
前記第1凸部と前記第1凹部が交互に並んだ方向における前記フィルムの断面において、
前記第1層の表面の形状、及び、前記第1層と前記第2層との界面の形状は、波型形状である、
ことを特徴とする発明A~Cのいずれかのフィルム。
(Invention E)
In a cross section of the film in a direction in which the first convex portions and the first concave portions are arranged alternately,
The shape of the surface of the first layer and the shape of the interface between the first layer and the second layer are wavy.
The film according to any one of inventions A to C, characterized by:
(発明F)
発明A~Eのいずれかのフィルムから前記第2層を剥離することにより形成される、前記第1層からなる、
ことを特徴とするフィルム体。
前記フィルムから前記第2層を剥離することにより、前記第1層からなるフィルム体を形成できる。かかる場合、前記フィルム体は、いわゆるプロダクト・バイ・プロセス形式により、物の発明が特定されているという見方もできる。ここで、両面に凹凸形状を備えた第1層からなるフィルム体において、前記第1層の凹凸形状は前記第2層が剥離されたことにより形成されたものか否かを判別することが困難なことがある。すなわち、発明Fのフォルム体においては、物をその構造又は特性により直接特定することが不可能であるか、又はおよそ実際的でないという事情(「不可能・非実際的事情」)が存在するものである。
(Invention F)
consisting of the first layer formed by peeling the second layer from the film of any of inventions A to E;
A film body characterized by:
By peeling off the second layer from the film, a film body made of the first layer can be formed. In such a case, the film body can be viewed as a product invention specified in a so-called product-by-process format. Here, in a film body consisting of a first layer having an uneven shape on both sides, it is difficult to determine whether the uneven shape of the first layer is formed by peeling off the second layer. Something happens. In other words, in the form body of Invention F, there are circumstances in which it is impossible or impractical to directly specify the object by its structure or characteristics ("impossible/impractical circumstances"). It is.
(発明G)
それぞれ熱可塑性樹脂からなるフラットな第1層及び第2層を重ねたフラットな積層体を加熱しつつ、凹凸形状を備えた第1の型と、フラット形状を備えた第2の型との間で挟持することにより、前記第1層の表面に凹凸形状を転写形成する第1工程と、
前記第2層よりも早く前記第1層の冷却固化を行うことにより、前記第1層の表面に固化したフィルム膜を形成する第2工程と、
冷却中に、前記積層体を前記第1の型と前記第2の型との間で挟持することにより、前記第1層と前記第2層の界面にも凹凸形状を転写形成する第3工程と、
前記第1層と前記第2層を、前記第1層の結晶化ピーク温度近傍にてアニール処理する第4工程と、を有し、
前記第1層の素材の結晶化ピーク温度は、前記第2層の素材の融解ピーク温度よりも低く、
前記第2層の素材の融解ピーク温度は、前記第1層の素材の融解ピーク温度よりも低い、
ことを特徴とするフィルムの製造方法。
(Invention G)
While heating a flat laminate in which a flat first layer and a second layer each made of a thermoplastic resin are stacked, a first mold having an uneven shape and a second mold having a flat shape are heated. a first step of transferring and forming an uneven shape on the surface of the first layer by sandwiching the first layer;
a second step of forming a solidified film on the surface of the first layer by cooling and solidifying the first layer earlier than the second layer;
A third step of transferring and forming an uneven shape also on the interface between the first layer and the second layer by sandwiching the laminate between the first mold and the second mold during cooling. and,
a fourth step of annealing the first layer and the second layer at a temperature near the crystallization peak temperature of the first layer;
The crystallization peak temperature of the first layer material is lower than the melting peak temperature of the second layer material,
The melting peak temperature of the second layer material is lower than the melting peak temperature of the first layer material.
A method for producing a film characterized by:
(発明H)
前記第1層から前記第2層を剥離する工程を有する、
ことを特徴とする発明Gのフィルムの製造方法。
(Invention H)
a step of peeling the second layer from the first layer;
A method for producing a film according to Invention G, characterized in that:
1 第1層
2 第2層
3 表面
4 第1凸部
5 第1凹部
6 界面
7 第2凸部
8 第2凹部
10 フィルム
21 チャック
H 第1凸部4と第1凹部5の高さ差
T1 第1層1のフィルム厚み
1
Claims (8)
前記第1層の表面は第1凸部と第1凹部が交互に並んでおり、
前記第1層と前記第2層との界面は、前記第1凸部と前記第1凹部に対応した位置に第2凸部と第2凹部を有しており、
前記第1層の熱可塑性樹脂の結晶化ピーク温度は、前記第2層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低く、
前記第2層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度は、前記第1層の熱可塑性樹脂の融解ピーク温度よりも低い、
ことを特徴とするフィルム。 In a film in which different thermoplastic resins are laminated in the order of at least a first layer and a second layer,
The surface of the first layer has first convex portions and first concave portions arranged alternately,
The interface between the first layer and the second layer has a second convex part and a second concave part at positions corresponding to the first convex part and the first concave part,
The crystallization peak temperature of the thermoplastic resin of the first layer is lower than the melting peak temperature of the thermoplastic resin of the second layer,
The melting peak temperature of the thermoplastic resin of the second layer is lower than the melting peak temperature of the thermoplastic resin of the first layer.
A film characterized by
ことを特徴とする請求項1に記載のフィルム。 The interfacial peel strength of the first layer and the second layer is 0.02 N/width 15 mm or more and 0.4 N/width 15 mm or less,
The film according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1に記載のフィルム。 The thermoplastic resin of the first layer is a polyethylene terephthalate resin, and the thermoplastic resin of the second layer is a polypropylene resin.
The film according to claim 1, characterized in that:
前記第1層の表面の形状、及び、前記第1層と前記第2層との界面の形状は、台形形状である、
ことを特徴とする請求項1に記載のフィルム。 In a cross section of the film in a direction in which the first convex portions and the first concave portions are arranged alternately,
The shape of the surface of the first layer and the shape of the interface between the first layer and the second layer are trapezoidal.
The film according to claim 1, characterized in that:
前記第1層の表面の形状、及び、前記第1層と前記第2層との界面の形状は、波型形状である、
ことを特徴とする請求項1に記載のフィルム。 In a cross section of the film in a direction in which the first convex portions and the first concave portions are arranged alternately,
The shape of the surface of the first layer and the shape of the interface between the first layer and the second layer are wavy.
The film according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とするフィルム体。 The first layer is formed by peeling the second layer from the film according to any one of claims 1 to 5.
A film body characterized by:
前記第2層よりも早く前記第1層の冷却固化を行うことにより、前記第1層の表面に固化したフィルム膜を形成する第2工程と、
冷却中に、前記積層体を前記第1の型と前記第2の型との間で挟持することにより、前記第1層と前記第2層の界面にも凹凸形状を転写形成する第3工程と、
前記第1層と前記第2層を、前記第1層の結晶化ピーク温度近傍にてアニール処理する第4工程と、を有し、
前記第1層の素材の結晶化ピーク温度は、前記第2層の素材の融解ピーク温度よりも低く、
前記第2層の素材の融解ピーク温度は、前記第1層の素材の融解ピーク温度よりも低い、
ことを特徴とするフィルムの製造方法。 While heating a flat laminate in which a flat first layer and a second layer each made of a thermoplastic resin are stacked, a first mold having an uneven shape and a second mold having a flat shape are heated. a first step of transferring and forming an uneven shape on the surface of the first layer by sandwiching the first layer;
a second step of forming a solidified film on the surface of the first layer by cooling and solidifying the first layer earlier than the second layer;
A third step of transferring and forming an uneven shape also on the interface between the first layer and the second layer by sandwiching the laminate between the first mold and the second mold during cooling. and,
a fourth step of annealing the first layer and the second layer at a temperature near the crystallization peak temperature of the first layer;
The crystallization peak temperature of the first layer material is lower than the melting peak temperature of the second layer material,
The melting peak temperature of the second layer material is lower than the melting peak temperature of the first layer material.
A method for producing a film characterized by:
ことを特徴とする請求項7に記載のフィルムの製造方法。 a step of peeling the second layer from the first layer;
8. The method for producing a film according to claim 7.
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JP2022117089A JP2024014336A (en) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | Film, film body, and method for manufacturing the same |
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