JP3634516B2

JP3634516B2 - 帯電防止バリアフィルム

Info

Publication number: JP3634516B2
Application number: JP23583896A
Authority: JP
Inventors: 隆浅倉
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JPH1058622A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムを基材とする包装用積層体に関し、顆粒状の粉体などを包装したときに、静電気による内容物の内面付着や、ヒートシール部に粉体のかみこみを阻止するとともに、包装体の表面に外部からの粉塵による汚染を防止したバリア性に優れた帯電防止フィルムに属する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ポリビニルアルコール（以下本明細書においてはＰＶＡと記載する。）がもつ酸素バリア性を利用した包装用積層フィルムを構成するために、基材フィルムに厚み１〜１０μｍＰＶＡコート層を形成したＰＶＡコートフィルムが利用されていた。
しかしながらＰＶＡコートフィルムのＰＶＡコート層は、吸湿性があり、吸湿したＰＶＡコート層は、酸素バリア性が極端に低下して、その機能を発揮できないため、通常はＰＶＡコート層に他の水蒸気バリアー性フィルムを積層して使用されていた。
また、ＰＶＡコート層に直接「４級アンモニウム塩基をもつアクリル酸エステル、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステルからなる共重合体、ポリエチレンイミン及びグリシジル化合物とからなる帯電防止剤コート層」（以下、本明細書においては、「ＡＳコート層」と記載する。）を設けると、ＰＶＡコート層の酸素バリア性が低下するという問題があった。
【０００３】
本発明は、ＰＶＡコート層を含むフィルムにおいて酸素バリア性を保持した帯電防止作用をもつ積層フィルムの提供を課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために本発明は、基材フィルムに設けたＰＶＡコート層と、ヒートシールフィルム（以下、本明細書においては、ＨＳフィルムと記載する。）に設けた界面活性をもつ帯電防止剤コート層とを接着剤層又は接着性樹脂層を介して積層した帯電防止バリアフィルムであって、前記帯電防止剤コート層が、ＡＳコート層である帯電防止バリアフィルムである。
また、上記基材フィルムが、金属又は金属酸化物を蒸着・形成した帯電防止バリアフィルムである。
【０００５】
【従来の技術】
従来より、複合フィルムに帯電防止性をもたせるには、ＨＳフィルムとなるポリオレフィンや、基材フィルムに帯電防止性をもつ界面活性剤を含ませたり、複合フィルム製造の最終工程で放電処理による除電を行ったりしている。
しかしながら、界面活性剤を含ませたものは、フィルム表面に析出してきた界面活性剤が帯電防止作用をもつため、フィルムの種類、表面処理の如何により析出面が、一方にかたよるという欠点があった。例えば、ＨＳフィルムとなるポリオレフィンフィルムに帯電防止効果をもつ界面活性剤を含ませたものは、極性をもつコロナ放電処理面に界面活性剤が析出し、複合フィルムを構成するとき接着剤の硬化を阻害したり、帯電防止性が必要なヒートシール面に界面活性剤が析出し難いという問題点があった。
【０００６】
基材フィルムにＰＶＡをコートして使用するときは、表面層にＰＶＡコート層を設けると吸湿により酸素バリア性が損なわれるという問題点があった。
【０００７】
一方、ポリエチレンイミンを主成分として含有し、静電誘導防止性を有する架橋性重合体からなる、接着用アンカーコート剤及び該アンカーコート層を有する積層フィルムが帯電防止効果を奏する技術も開示されている（特開平８ー１２７５５号公報参照）。しかしながら、静電誘導防止性を有する架橋性重合体をＰＶＡコート層に形成して、水蒸気バリア性フィルムと積層したものは、帯電防止効果は奏するものの、このような水溶性の帯電防止剤をＰＶＡコート層に設けるとき、ＰＶＡコート層に水分が残留して、酸素バリア性を低下させたり、架橋性重合体に含まれる結合水をＰＶＡコート層が吸着したりして経日的に帯電防止作用を損なうという問題点がある。
本発明は、ＰＶＡコート層を含むフィルムを用いて、酸素バリア性及び水蒸気バリア性をバランスした帯電防止バリアフィルムを提供するものである。
【０００８】
【発明の実施形態】
上記の課題を達成するために本発明は、図１、又は図２に示すように、基材フィルム１に設けたＰＶＡコート層２と、ヒートシールフィルム５に設けた帯電防止剤コート層３とを接着剤層４又は接着性樹脂層７を介して積層した帯電防止バリアフィルム１０である。そして、前記帯電防止剤コート層が、ＡＳコート層３である帯電防止バリアフィルム１０である。
また、上記基材フィルム１が、金属又は金属酸化物を蒸着・形成した蒸着フィルム１１である帯電防止バリアフィルム１０である。
【０００９】
本発明のＰＶＡコート層を設ける基材フィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、アクリル酸エステル又はメタアクリル酸エステルを主成分とするアクリル樹脂、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、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリアセタール、ジ又はトリ・アセチルセルロースの繊維素誘導体や、ポリカーボネートなどよりなる延伸あるいは未延伸のフィルム又はこれらの延伸フィルムにアルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化インジウムなどの蒸着を施したものである。
また、金属アルミニウムの蒸着や、アルミニウム箔を複合したフィルムで金属光沢を活用した装飾効果を呈することもできる。
特に印刷適性、後加工適性に優れたポリエステル、ポリプロピレンやポリアミドの二軸延伸フィルムの厚さが６〜５０μｍのものが好ましく使用できる。
【００１０】
ＰＶＡコート層は、ポリ酢酸ビニルの水溶液をコートして形成されるが、ＰＶＡの性質はケン化度により支配される。本発明に用いるＰＶＡはケン化度が７０〜９９モル％、好ましくは９０〜９９モル％である。ケン化度が７０モル％以下になると酸素バリア性が低下し、９９モル％以上になると皮膜の耐水性が低下し、吸湿し易くなり高い湿度での酸素バリア性が低下するという問題がある。
ＰＶＡには所望に応じてグリセリンやグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコール類を可塑剤として使用することもできる。
ＰＶＡのケン化度が高くなると冷水に溶解しなくなるので、熱水の溶液をコートすることが好ましい。
【００１１】
ＰＶＡのコート方法は、ロールコート、エアナイフコートなど通常のコート方法を適用でき、そのコート量は、１〜１０ｇ／ｍ^２（固形分換算、以下同様）好ましくは、２〜５ｇ／ｍ^２である。
ＰＶＡのコート量は、１ｇ／ｍ^２以下では、酸素バリア性が充分ではなく、１０ｇ／ｍ^２以上になると資源の浪費となるばかりでなく、該コート層に亀裂を発生し易くなるという問題がある。
【００１２】
ＨＳフィルムは、殆どの熱可塑性樹脂のフィルムを使用できる。例えば低密度、中密度又は高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー、ポリエステル、ポリアミド、線状ポリエステルなどを単体あるいは、これらのブレンド物がある。また、これらの樹脂からなるフィルムの複合フィルムからも構成される。
【００１３】
そして、フィルムの製造は、通常のサーキュラダイスやＴダイスを用いて作成することができる。その厚みは、１５〜１５０μｍが好ましく、材料、用途によっては多少の増減ができることはいうまでもない。
【００１４】
ＨＳフィルムは、プラスチックフィルムや紙などにヒートシール層をコートし構成することもできる。
そして、ヒートシール層は、製膜した熱可塑性樹脂層ばかりでなく、ヒートシール性をもつ材料であるポリアミド、ポリエステル、塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体、ポリ塩化ビニリデン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマーなどのポリオレフィン系樹脂などの溶液や、ディスパージョンを常温，又は加熱したいわゆるホットラッカーの溶液を塗工したり、上記の材料を溶融状態で押出しコートしたりして使用できる。
特に、溶液やディスパージョンから塗工形成した薄膜２〜３μｍのヒートシール層は、易開封性のヒートシール性をもたせることができる。
【００１５】
本発明に使用する「ＡＳコート層」は、化１（１）に示す４級アンモニウム塩基をもつアクリル酸エステル、アクリル酸エステル及びメタアクリル酸エステルとからなる共重合体、平均分子量が３００〜２０００のポリエチレンイミンと、グリシジル化合物との混合物からなる界面活性剤である。
そして、グリシジル化合物は化１（２）に示す多価アルコールのポリグリシジルエーテルや、カルボン酸のポリグリシジルエーテルなどやこれらのポリエーテルが挙げられる。また、グリシド酸は、エピヒドリン酸などが挙げられる。
そして、上記混合物は、水とアルコールとからなる混合溶剤に溶解された「架橋型帯電防止剤」の溶液としてコートに使用する。
【００１６】
【化１】

【００１７】
ＡＳコート層を形成するＨＳフィルムは、ＡＳコート層との接着を完全にするために、コロナ放電処理、オゾン処理などの表面処理を行い、次いでエアナイフコート、ロールコート、バーコート、グラビアコートなどの公知の方法で、上記架橋型帯電防止剤の溶液を０．１〜３ｇ／ｍ^２コート・乾燥して、ＡＳコートＨＳフィルム形成する。
グラビアコートは、コート量の規制は容易にできるが、反応型の本発明に使用する上記架橋型帯電防止剤の場合は、セル（凹部）につまったものが硬化して再溶解せず、コートむらの原因となるので注意を要する。
【００１８】
上記の架橋型帯電防止剤は、コート直後においては、若干粘着性を帯びていることがあるので、巻取りでコートする場合は、コート液にシリカ、炭酸カルシウムなどの体質顔料などを架橋型帯電防止剤の固形分１００重量％に対して２〜１５重量％分散してブロッキング防止作用をもたせることもできる。
また、ＡＳコート層はコート後架橋を完結させるために積層した後望ましくは２０℃以下の温度に冷却した履歴を与えずに、３５〜５０℃の温度で４８時間以上のエージングを行うことが好ましい。２０℃以下に放置した場合、架橋が完結しないことがあり注意を要する。
【００１９】
上記のＰＶＡコートフィルムと、ＡＳコートＨＳフィルムとは、通常の反応型接着剤を溶剤に溶解してコート・乾燥後圧着する所謂「ラッカーラミネーション」や、接着剤成分を溶剤に溶解しない１００％固形分のものをコートして接着する所謂「ノンソルラミネーション」などのドライラミネーション（以下、本明細書においては、ラッカーラミネーションとノンソルラミネーションをドライラミネーションと総称して記載する。）で接着したり、ＰＶＡコートフィルムのＰＶＡコート層に例えばポリエチレンイミンなどをプライマー層として低密度ポリエチレンを１５〜３０μｍの厚みで溶融押出しコーティングしてサンドイッチラミネーションしたりして積層できる。
【００２０】
ＰＶＡコートフィルムと、ＡＳコートＨＳフィルムとをドライラミネーションで積層するときの接着剤は、ポリエーテル・イソシアネート、ポリエステル・イソシアネート、エポキシ・イソシアネートなどの通常の反応型接着剤を用途に応じて選択使用することができる。
【００２１】
サンドイッチラミネーションのときは、それぞれのフィルムと溶融樹脂との接着を強化安定するために、いずれか一方若しくは双方のフィルムにコロナ放電処理を行ったり、オゾンガスによる処理を施したりすることが好ましい。
該層間の接着強度が特に要求されるときは、ＡＳコートＨＳフィルムにもプライマー層を設ける必要があるが、通常は、ＡＳコートＨＳフィルムのＡＳコート層は、それに含まれるポリエチレンイミンが、サンドイッチラミネーションのときプライマー層としての作用を奏するので省略することができる。
【００２２】
【実施例】
（実施例１〜３）
表１に示す構成で、基材フィルム１として厚み２０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルム１（以下ＯＰＰと記載する）の易接着面に、ロールコートにより、ケン化度９７モル％のＰＶＡを３ｇ／ｍ^２又は８ｇ／ｍ^２コートしてＰＶＡコートフィルム１２を作成した。
一方、ＨＳフィルム５として、厚み２０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（以下、ＣＰＰと記載する）又は、厚み４０μｍの線状ポリエチレンフィルム（以下、Ｌ−ＬＤＰＥと記載する）を用いて、その易接着処理（コロナ放電処理面）側にＢＯＮＤＥＩＰーＰＡ（架橋型帯電防止剤アルテック（株）商品名）を０．３ｇ／ｍ^２ロールコートにより設けたＡＳコートＨＳフィルム１３を作成した。
そして、上記のＡＳコートＨＳフィルム１３のＡＳコート層３と、ＰＶＡコートフィルム１２のＰＶＡコート層２にポリエステル・イソシアネート系接着剤４を介したドライラミネーション、又はポリエチレンイミン系プライマー層６を介して接着樹脂層７として低密度ポリエチレンを１５μｍの厚みで設けてサンドイッチラミネーションによりＰＶＡコートフィルムとを積層して図１若しくは図２又は表１に示す、実施例１〜３の帯電防止バリアフィルム１０を作成した。
【００２３】
（実施例４）
図３及び表１に示す構成で、蒸着フィルム１１として、酸化ケイ素の蒸着層Ｓを設けた厚み２０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムの蒸着層Ｓにロールコートにより、ケン化度９７モル％のＰＶＡを３ｇ／ｍ^２コートしてＰＶＡコート蒸着フィルム１２Ｓを作成した。
一方、実施例３と同様に厚み４０μｍのＬ−ＬＤＰＥの易接着処理（コロナ放電処理面）側にＢＯＮＤＥＩＰーＰＡ（架橋型帯電防止剤アルテック（株）
商品名）を０．３ｇ／ｍ^２ロールコートにより設けたＡＳコートＨＳフィルム１３を作成した。
そして、上記のＰＶＡコート層２にポリエチレンイミン系のプライマー層６を介して、接着樹脂層７として厚み１５μｍの低密度ポリエチレンで、ＡＳコートＨＳフィルム１３のＡＳコート層３とをサンドイッチラミネーションにより図３及び表１に示す実施例４の帯電防止バリアフィルム１０を作成した。
【００２４】
【比較例】
（比較例１）
図４に示す構成で、実施例２と同様に基材フィルム１として厚みが２０μｍのＯＰＰの易接着面に、ロールコートにより、ケン化度９７モル％のＰＶＡを２ｇ／ｍ^２コートしてＰＶＡコートフィルム１２を作成した。次いでＰＶＡコート層２にＡＳコート層３としてＢＯＮＤＥＩＰーＰＡ（架橋型帯電防止剤アルテック（株）商品名）を０．３ｇ／ｍ^２ロールコートにより設けたＡＳコートＡフィルム２３を作成した。
そして、実施例１と同様にＡＳコートＡフィルム２３のＡＳコート層３に、ポリエステル・ポリイソシアネート系接着剤層４を設けて、ＨＳフィルム５として厚み２０μｍのＣＰＰとをドライラミネーションして比較例１の帯電防止バリアフィルム１０を作成した。
【００２５】
（比較例２）
図５に示す構成で、比較例１と同様に基材フィルム１として厚みが２０μｍのＯＰＰを用いてＡＳコートＡフィルム２３を作成した。
そしてＡＳコートＡフィルム２３のＡＳコート層３に、低密度ポリエチレンを厚み１５μｍの接着樹脂層７として設けて、厚みが４０μｍのＨＳフィルム５であるＬーＬＤＰＥとをサンドイッチラミネーションして、図５及び表１の比較例２に示す帯電防止バリアフィルム１０を作成した。
【００２６】
（比較例３）
図６に示す、表３の構成で蒸着フィルム１１として、酸化ケイ素の蒸着層Ｓを設けた厚み２０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムの蒸着層Ｓに比較例１と同様の工程で、ＰＶＡコート層２及びＡＳコート層３を順に設けてＰＶＡコート蒸着フィルム２３Ｓを作成した。
そして、比較例２と同様にＡＳコートＡフィルム２３ＳのＡＳコート層３に低密度ポリエチレンを接着樹脂層７として厚みが４０μｍのＨＳフィルム５であるＬーＬＤＰＥとをサンドイッチラミネーションして、図６及び表１に示す帯電防止蒸着フィルム１０Ｓを作成した。
（以下、余白）
【００２７】
【表１】

【００２８】
上記の実施例及び比較例の各帯電防止バリアフィルムについて、酸素透過度をＪＩＳＫ−７１２６（１９８７）、水蒸気透過度をＪＩＳＫ−７１２９（１９９２）に基づいて測定した。
また、巻取り状態で保存した、各帯電防止フィルムを、温度２０℃、相対湿度６０％の条件下で、剥離してそのフィルムの基材フィルム及びＨＳフィルムを夫々上にしてタバコの灰を付着して２秒放置後フィルムを垂直にして、灰の付着状況により帯電防止効果を評価した。
帯電防止効果の評価基準
○：灰の付着なし。
△：若干灰の付着が認められる。
【００２９】
【表２】

【００３０】
以上詳細に説明したように、基材フィルムに設けたＰＶＡコート層と、ＨＳフィルムに設けたＡＳコート層とを必要に応じてプライマー層を含む接着樹脂層又は接着剤層を介した積層フィルムは、基材フィルムの面ばかりでなく、ＨＳフィルムの面にも帯電防止効果を奏し、そしてＰＶＡコート層がもつバリア効果を損なうことがなく帯電防止バリアフィルムを構成できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電防止バリアフィルムの断面概略図である。
【図２】他の積層構成の帯電防止バリアフィルムの断面概略図である。
【図３】蒸着フィルムに構成した帯電防止バリアフィルムの断面概略図である。
【図４】基材フィルムに形成したＰＶＡコート層にＡＳコート層を設けた比較例の帯電防止フィルムの断面概略図である。
【図５】比較例の他の構成を示す帯電防止フィルムの断面概略図である。
【図６】蒸着フィルムに形成した比較例の帯電防止フィルムの断面概略図である。
【符号の説明】
１基材フィルム
２ＰＶＡコート層
３ＡＳコート層
４接着剤層
５ＨＳフィルム
６プライマー層
７接着樹脂層
１０帯電防止フィルム（但し、Ｓは蒸着フィルム）
１１蒸着フィルム
１２、１２ＳＰＶＡコートフィルム（但し、Ｓは蒸着フィルム）
１３ＡＳコートＨＳフィルム
２３、２３ＳＡＳＡコートＡフィルム（但し、Ｓは蒸着フィルム）

Claims

基材フィルムに設けたポリビニルアルコールコート層と、ヒートシールフィルムに設けた帯電防止剤コート層とを接着剤層又は接着性樹脂層を介して積層した帯電防止バリアフィルムであって、前記帯電防止コート層が、４級アンモニウム塩基をもつアクリル酸エステル、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステルからなる共重合体、ポリエチレンイミン及びグリシジル化合物とからなる界面活性の帯電防止剤コート層とからなる特徴とする帯電防止バリアフィルム。
上記基材フィルムが、金属又は金属酸化物を蒸着・形成したものであることを特徴とする請求項１記載の帯電防止バリアフィルム。