JP7292852B2

JP7292852B2 - 層間剥離可能なフィルム

Info

Publication number: JP7292852B2
Application number: JP2018204870A
Authority: JP
Inventors: 美穂山下; 周平福田
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2023-06-19
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: JP2020069712A

Description

本願発明は、層間剥離可能なフィルムに関するものである。

合成樹脂フィルムに電子線を照射すると、樹脂の特性によって架橋、分解、或いは重合反応を示すことが知られており、フィルムの機能性付与の手段として、電子線照射が利用されている。

例えば、特許文献１には、放射線（電子線）の照射によって分子鎖が切断される崩壊性樹脂を用いて、引裂き容易な樹脂フィルムが得られることが開示されている。このようなフィルムは、包装材料などに用いられ、どの方向からも引き裂きが容易となる。

また、特許文献２には、基材フィルムの表面にエチレン性不飽和結合を有する重合性モノマーを塗布し、電子線を照射して重合反応させ硬化膜を形成する方法が開示されている。この硬化膜は脆性を有しており、例えば、銀行印やパスポートの保護など改ざん防止用のラベルなどに用いることができる。

ここで、改ざん防止用ラベルとは、高価な電子機器や、音楽ソフト、コンピューターソフト等のパッケージなど、正規製品であることを保証するために貼られるラベルである。ラベルを剥がしたことの痕跡が残ったり、再貼り付けできないようにしているので、正規製品から剥がし取り、模倣品に貼り替えるといった模倣手段を防止することができる。

改ざん防止用ラベルとしては、特許文献２のように硬化膜が破壊されることで剥がした痕跡を残すこと以外に、ラベルの層間剥離によって模様や印刷層が表示されることで、改ざん防止性を発現するラベルが知られている。

このようなラベルとしては、例えば、特許文献３には、基材層、多孔質の易破壊層、有色接着剤層を積層したラベルであって、有色接着剤層が易破壊層にパターン状に設けられているものが開示されている。このようなラベルを被着体から剥がすと、易破壊層の有色接着剤層が積層されている部分のみが被着体に残り模様が形成され、ラベルが剥離されたことを容易に判別することができる。

特許文献３では、基材層と易破壊層間が剥離可能なことが求められており、その剥離強度を樹脂の凝集力差によって調整している。具体的には、易破壊層は無機微細粉末及び有機フィラーを多量に添加し、かつ延伸することで多孔質の樹脂にする必要があるが、添加量と延伸率によって凝集力を調整するのは難しいものであった。

特許文献４では、使用時に除去されるべきラベル基材と、前記ラベル基材の下側の全面又はパターン状に形成される剥離層と、前記ラベル基材又は前記剥離層の下側に形成される印刷層と、前記印刷層の下側に形成される粘着層と、を含む再貼付不正使用防止ラベルであって、被添着物に貼付してからラベル基材を剥がせば、被添着物側に残った部分は、薄く柔軟な性質を持っているので、悪意の第三者が剥がそうとしても、きれいに剥がすことができないものが開示されている。
このように、被添着物側に残すようにするためには、非常に複雑な層構成を必要としており、且つパターン状の剥離層を形成することは容易ではないことから製造工程数が多くなりコスト高となるという問題がある。

本出願人は、前述したような電子線照射による樹脂の機能性付与を用いることで、層間剥離の調整が可能となるのではとの着想を得た。
すなわち、特許文献１や２では、電子線照射によって樹脂を脆化させるものであり、層間剥離させることまでは着目されていない。また、特許文献１のような脆質層は硬く、柔軟性に乏しいフィルムとなり曲面への利用は難しい。

特開平８－３２３９２７号公報特開平２－１９４０３２号公報特開２０１３－３１８２号公報特開２００２－７２８８９号公報

そこで、本願発明は、複雑な層構成・製造工程が不要で、柔軟性を備えた層間剥離可能なフィルムを提供することを目的とする。

本願発明は、ポリエチレン系樹脂層とポリプロピレン系樹脂層とが共押出法によって積層されてなる２層構造を有するフィルムであり、ポリプロピレン系樹脂層に電子線が照射されることで、当該ポリエチレン系樹脂層と当該ポリプロピレン系樹脂層間がテープ試験にて剥離可能なものであり、前記テープ試験は、引張試験機を用いた引張試験であって、厚み５ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ２００ｍｍのステンレス板に幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍのニチバン株式会社製の両面テープである商品名「ナイスタックプラスチック用」を貼り、該両面テープの離型紙を剥がして幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのフィルムを貼り付け、２ｋｇ荷重のローラーで１往復して押し付け１日養生させた後、ステンレス板とフィルム端とを１８０度の方向で引っ張られるように引張試験機にセットし、測定距離１５０ｍｍ、速度３００ｍｍ/ｍｉｎの条件で行うものであることを特徴とする。

本願発明によれば、電子線を照射するだけで、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の層間が剥離可能となる。

また、当該ポリプロピレン系樹脂層は、ホモポリプロピレンを含み、さらに電子線が照射されたポリプロピレン系樹脂層側に粘着層を有してもよく、そうすれば改ざん防止ラベルなどに使用できる。

本願発明は、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の少なくとも２層構造を有するフィルムであって、ポリプロピレン系樹脂層に電子線を照射させることで、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の層間が剥離可能となり、様々な用途での活用が期待できる。

本願発明の実施例における、層間剥離の評価方法を説明する図であって、（ａ）剥離前の平面図、（ｂ）剥離前の側面図を示す。本願発明の実施例における、層間剥離状態を説明する図である。本願発明の実施例における、層間剥離の評価方法を説明する図であって、（ａ）剥離後のステンレス板表面の説明図、（ｂ）剥離後のフィルム裏側の説明図を示す。改ざん防止フィルムに用いた場合の本願発明の実施態様を説明する図であって、（ａ）パターン状に塗布された粘着層面の説明図（ｂ）フィルム剥離後の被着体側の説明図を示す。

本願発明は、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の少なくとも２層構造を有するフィルムであり、ポリプロピレン系樹脂層に電子線を照射させることで、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の層間が剥離可能となることを特徴としている。

一般的に、ポリプロピレン系樹脂単層のフィルムは、非常に硬いフィルムとなり、曲面の追従性が悪いことが知られている。本願発明は、ポリエチレン系樹脂と積層させることで、優れた柔軟性を確保することができる。

本願発明では、ポリプロピレン系樹脂層を形成する樹脂として、プロピレンの単独重合体であるホモポリプロピレン、プロピレンとエチレンのランダム共重合体であるランダムポリプロピレン、プロピレンとエチレンのブロック共重合体であるブロックポリプロピレン等を挙げることができる。またこれらのポリプロピレンは単独でも使用してもよいし、複数混合して使用してもよく、本願発明の効果を損ねない程度に他の樹脂を含んでもよい。
ただし、ポリエチレン成分は電子線照射によって架橋反応が促進するため、ポリエチレン成分の含有率によっては、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の層間剥離を阻害する可能性がある。そのため、ポリエチレン成分の含有量を考慮することが望ましい。

本願発明では、ポリエチレン系樹脂層を形成する樹脂として、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、メタロセン触媒を用いて重合したポリエチレン等が挙げられる。またこれらのポリエチレンは単独でも使用してもよいし、複数混合して使用してもよく、本願発明の効果を損ねない程度に他の樹脂を含んでもよい。

ポリプロピレン系樹脂層には、無機充填剤を添加してもよい。例えば、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、アルミナ、カーボンブラックなどが挙げられる。

無機充填剤の添加量としては、ポリプロピレン系樹脂層中、質量比で１０％以下が好ましい。１０質量％を超えて添加すると、電子線照射後はぼろぼろとなりフィルムとしての形状を維持できない。

ポリエチレン系樹脂層には、ポリプロピレン系樹脂層と同様に、無機充填剤を添加してもよい。

ポリエチレン系樹脂層とポリプロピレン系樹脂層の各層には、必要に応じて、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤等の各種添加剤を添加することもできる。この添加剤の種類およびその添加量は、特に限定されるものではない。

本願発明では、層厚みは、４０～３００μｍとし、ポリエチレン系樹脂層／ポリプロピレン系樹脂層の層比は、１／１～４／１が好ましい。

ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の２層構造のフィルムは、共押出法で形成される。そうすれば、層間に接着層を介さなくても積層構造のフィルムを得ることができる。

通常、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の２層構造のフィルムは、電子線照射前ではテープ試験（切込みなし）では層間剥離はしない。
しかしながら、ポリプロピレン系樹脂層面に電子線が照射されると、テープ試験（切込みなし）でも層間剥離することがわかった。これは、電子線照射によってポリプロピレン系樹脂層が脆化し、一方で反対面のポリエチレン系樹脂層は架橋されて強度が向上することによるものと考えられる。
ここで、テープ試験とは、ポリプロピレン系樹脂層に粘着テープを貼り、これを剥がす試験のことである。

電子線の照射線量は、積算数で１００～５００ｋＧｙが好ましい。１度に大きな線量で照射すると、樹脂の温度が上昇し不具合が生じるため、温度上昇を抑えるために複数回に分けて照射する。例えば、１回の照射では、２００ｋＧｙ以下がよい。

このように、本願発明は層間剥離できるため、様々な用途に使用できる。

例えば、図４には、改ざん防止フィルムに用いた例を示す。２層フィルムのポリプロピレン系樹脂層側に粘着剤を図４（ａ）のようにパターン印刷し、被着体６に張り付ける。当該フィルムを剥がすと、粘着剤が塗布された部分でポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層の層間が剥離され、図４（ｂ）に示されるように、被着体６にポリプロピレン系樹脂層３がパターン状に残る。このように、本願発明であれば、フィルムが剥がされたことが視認でき、また、剥離されたポリエチレン系樹脂層は、再度貼りなおすことはできない。

他の用途として、片面が引張りにより脆化する機能があることから、トンネルなどのコンクリート構造体に本願発明のフィルムを貼ると、コンクリートがひび割れた際にポリプロピレン系樹脂層の亀裂が生じるため、ひび割れを検知できるひび割れ検知シートや、ポリプロピレン系樹脂層に亀裂が生じると香りが拡散される芳香徐放シートなどに活用することができる。

以下に、実施例を用いて本願発明を説明するが、これらに限定されるものではない。

〔実施例１～１３、比較例１，２〕
表１に示す通り、溶融押出機を用いてポリエチレン系樹脂層（Ａ）とポリプロピレン系樹脂層（Ｂ）とからなる２層構造のフィルムを製膜した。この時の層比Ａ／Ｂは４／１とし、２層構造のフィルムのポリプロピレン系樹脂層（Ｂ）から電子線を照射させた。電子線照射には、ＮＨＶコーポレーション社製、装置名「キュアトロン」を用いた。
なお、表中の数値は質量％を示している。

〔材料〕
ポリエチレン系樹脂：低密度ポリエチレン樹脂（東ソー社製、「ペトロセン１８０Ｒ」）
ポリプロピレン系樹脂：ホモポリプロピレン樹脂（日本ポリプロ社製、「サンアロマーＭＰ８０１Ａ」）
酸化チタン（トーヨーカラー社製、「ＰＬＡＳＴＩＣＣＯＬＯＲＡＮＴＴＥＴ１ＴＡ５３８ＷＨＴ―ＦＤ」（酸化チタン７０質量％のマスターバッチ、樹脂：低密度ポリエチレン））
カーボンブラック（トーヨーカラー社製、「ＬｉｏｐｌａｘＴＥＴ０ＣＡ０４１ＢＬＫ」（カーボンブラック４０質量％のマスターバッチ、樹脂：低密度ポリエチレン））

得られたフィルムについて、以下の通り層間剥離の評価を行った。結果を表１に示す。

〔評価方法〕
図１に示すように、厚み５ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ２００ｍｍのステンレス板５に幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの両面テープ４（ニチバン社製、商品名「ナイスタックプラスチック用」）を貼り、該両面テープ４の離型紙を剥がして幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの各サンプルを貼り付け、ローラー（２ｋｇ荷重）で１往復して押し付けた。１日養生させた後、引張試験機（エー・アンド・デイ社製、「テンシロン万能材料試験機」）を用いて引張試験を実施した。このとき、ステンレス板５とあらかじめ両面テープに貼り付けていなかったサンプルの端をチャックに１８０度の方向で引っ張られるようにセットし、測定距離１５０ｍｍ（その内、１００ｍｍで評価）、速度３００ｍｍ/ｍｉｎで測定した。

評価基準
〇両面テープの幅にＡ層－Ｂ層間で剥離された（図３の状態）
× Ａ層－Ｂ層間で剥離されなかった

表１，２より、電子線を照射するだけで、ポリエチレン系樹脂層（Ａ）とポリプロピレン系樹脂層（Ｂ）の層間剥離が可能となることが確認できた。
すなわち、図２に示すように、ステンレス板５とサンプル１の端を引っ張ると、粘着剤４と接するポリプロピレン系樹脂層３がポリエチレン系樹脂層２と層間剥離し、粘着剤側にポリプロピレン系樹脂層３が残った。サンプル１を全て剥がしたときのステンレス板５の表面は、図４（ａ）に示すように、粘着剤４の表面にポリプロピレン系樹脂層３が残った状態となった。一方、剥離後のサンプル１のポリプロピレン系樹脂層側は、図４（ｂ）で示すように、粘着剤４に相当する部分のポリプロピレン系樹脂層３が剥がれ、ポリエチレン系樹脂層２が露出した状態であった。

１フィルム
２ポリエチレン系樹脂層
３ポリプロピレン系樹脂層
４粘着層
５ステンレス板
６被着体

Claims

ポリエチレン系樹脂層とポリプロピレン系樹脂層とが共押出法によって積層されてなる２層構造を有するフィルムであり、
ポリプロピレン系樹脂層に電子線が照射されることで、前記ポリエチレン系樹脂層と前記ポリプロピレン系樹脂層間がテープ試験にて剥離可能なものであり、
前記テープ試験は、引張試験機を用いた引張試験であって、厚み５ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ２００ｍｍのステンレス板に幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍのニチバン株式会社製の両面テープである商品名「ナイスタックプラスチック用」を貼り、該両面テープの離型紙を剥がして幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのフィルムを貼り付け、２ｋｇ荷重のローラーで１往復して押し付け１日養生させた後、ステンレス板とフィルム端とを１８０度の方向で引っ張られるように引張試験機にセットし、測定距離１５０ｍｍ、速度３００ｍｍ/ｍｉｎの条件で行うものであることを特徴とする層間剥離可能なフィルム。
前記ポリプロピレン系樹脂層は、ホモポリプロピレンを含み、
さらに電子線が照射されたポリプロピレン系樹脂層側に粘着層を有することを特徴とする請求項１に記載の層間剥離可能なフィルム。