JPH0324935A - フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、基材フィルムにガスバリア性等を付与する上
で好適なフィルムの製造方法に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］従来、包
装用フィルムとして、ポリエチレン、ポリプロピレン等
のオレフイン系ボリマーフィルム、ポリエチレンテレフ
タレート等のポリエステル系フィルム等の種々の熱可塑
性樹脂フィルムが汎用されている。これらのフィルムは
、通常、フィルム形成能を有する熱可塑性樹脂を押出し
機で溶融し、ダイからフィルム状に押出し、基材フィル
ムを延伸加工することにより製造されている。

しかしながら、このようにして製造されたフィルムは、
その特性が十分でない。すなわち、上記オレフィン系ポ
リマーフィルムは水蒸気バリア性に優れるものの、酸素
ガスバリア性が十分でない。

またフィルムを構成する熱可塑性樹脂によっては、袋体
を製造する上で必要なヒートシール性に劣る場合がある
。また包装用フィルムを連続的に製袋加工する際、表面
滑性が要求されるものの、前記フィルムが帯電し易い電
気絶縁性であり、しかも表面が平滑であるため、表面滑
性が十分でなく、加工作業性が低下する。さらには、包
装用フィルムには印刷が施される場合が多いものの、オ
レフィン系ボリマーフィルムのように、その表面張力が
小さいため、印刷適性が十分でない。

上記の点に鑑み、基材フィルムの表面に、ガスバリア性
樹脂組成物等を含有する液状又は分散液状の各種の塗布
剤を塗布することにより、フィルムの上記特性を改善す
ることが行なわれている。

またこの塗布工程は、延伸工程を経て基材フィルムを一
旦巻き取った後、行なってもよいが、オフラインで塗布
すると、生産性が低下し、製造価格が高騰する。従って
、最近、一軸又は二軸延伸前や、二軸延伸の場合には、
延伸工程間において基祠フィルムに塗布剤を塗布し、延
伸する方法が採用されている。

しかしながら、この方法では、基材フィルムの表面エネ
ルギーが小さいため、塗布剤に対する濡れ性、基材フィ
ルムとコーティング層との密着力が十分でなく、フィル
ムに上記特性を確実に付与できない。特に表面が無極性
のオレフィン系ボリマーフィルムでは表面張力が約３０
ｄｙｎ／ｃｍ程度であるため、上記特性を付与するのが
さらに困難である。

従って、本発明の目的は、生産性を低下させることなく
、基材フィルムを表面処理し、ガスバリア性、ヒートシ
ール性、表面滑性や印刷適正等を均一かつ確実に付与で
きるフィルムの製造方法を提供することにある。

［発明の構或］ 本発明者らは、基材フィルムの表面を処理した後、塗布
剤を塗布し、延伸しても、表面処理効里が維持され、基
材フィルムとコーティング層との密着性に優れることを
見い出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、基
材フィルムに塗布剤を塗布する塗布工程と、該塗布工程
の後、基材フィルムを延伸する延伸工程とを少なくとも
含むフィルムの製造方法であって、基材フィルムを表面
処理した後、塗布工程に供するフィルムの製造方法によ
り、上記課題を解決するものである。

なお、ここにいう延伸工程は、塗布工程の後に行なわれ
る全ての延伸工程を意味する。この延伸工程には、例え
ば、塗布工程に供された未延伸基材フィルムを一軸延伸
又は二軸延伸する延伸工程だけでなく、時系列的に延伸
する場合、例えば基材フィルムを延伸した後、塗布剤を
塗布し、基材フィルムをさらに延伸する場合には、後者
の延伸工程が含まれる。

上記基材フィルムは、熱可塑性樹脂を溶融して押出し成
形する従来慣用の成形方法、例えばＴ型ダイスを用いる
Ｔダイ法、リング状の円形ダイを用いるインフレーショ
ン法、カレンダー法、キャスティング法等により製造で
きる。これらの戊形方法のうち熱可塑性樹脂のフィルム
化とその後の工程を連続的に行なえるＴダイ法やインフ
レーション法等が好ましい。

上記基材フィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、フ
ィルム形成能を有し、延伸可能な樹脂であれば特に制限
されない。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、
ポリエチレン、エチレンーアクリル酸エチル共重合体、
アイオノマー、ポリプロピレン、エチレンープロピレン
共重合体、ポリ−４−メチルベンテン−１等のオレフィ
ン系ボリマー；ボリ塩化ビニル；ボリ塩化ビニリデン、
塩化ビニリデンー塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン
ーアクリロニトリル共重合体等の塩化ビニリデン系ボリ
マー；ボリスチレン、スチレンーアクリロニトリル共重
合体、スチレンーアクリロニトリルーブタジエン共重合
体等のスチレン系ポリマー；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等のポリエステル；６
−ナイロンや６６−ナイロン等のナイロン又はボリアミ
ド；ボリカーボネート、ポリイミド、塩酸ゴム等が例示
される。本発明は、これらの基材フィルムのいずれにも
適用できるが、表面エネルギーが小さく、コーティング
層との密着性が十分でないオレフィン系ボリマーフィル
ムに適用する上で特に好適である。

なお、基材フィルムは酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電
防止剤、結晶造核剤、染料顔料等の挿々の添加剤を含有
していてもよい。

また基材フィルムは、単層フィルムであってもよく、フ
ィルムの機能性を高めるため、二種以上のフィルム層が
積層された複合フィルムであってもよい。

そして、表面処理工程では、基材フィルムの表面に種々
の表面処理を施す。この表面処理は、基材フィルムとコ
ーティング層との密着力を大きくするものであれば特に
制限されない。このような表面処理としては、基材フィ
ルムにカルボニル基、カルボキシル基等の活性基を生威
させたり、基材フィルムの表面に凹凸部を形成する処理
、例えば、コロナ放電処理、高周波処理、火炎処理、熱
風処理、オゾン・紫外線照射処理、クロム酸等による処
理、溶剤処理等が挙げられる。なお、クロム酸等による
処理、溶剤処理等のように、処理液を用いる場合には、
通常水洗、乾燥工程が付加される。

これらの表面処理は、基材フィルムに応じて適宜選択で
きる。例えば、ポリエチレンテレフタレートを素材とす
るフィルムでは、加温下、例えば、７０〜８５℃程度の
温度で水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液に浸漬し水
洗した後、塩化第１スズの水溶液に浸漬し、水洗乾燥す
る方法；過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム酸
化剤やこれらの酸化剤と水酸化ナトリウム、水酸化カワ
ウム等のアルカリとの混合水溶液や、過硝酸等の酸化剤
で表面処理する方法；火炎処理等であってもよい。また
オレフィン系ボリマーを素材とするフィルムでは、コロ
ナ放電処理、火炎処理、熱風酸化処理、オゾンや紫外線
照射処理、クロム酸処理、溶剤処理等であってもよい。

これらの表面処理のうち、簡便かつ迅速に処理できるコ
ロナ放電処理が特に好ましい。

コロナ放電処理は、従来慣用の装置を用いて行なうこと
ができる。例えば、高電圧発生機に接続された電極と、
ポリエステル等の絶縁材料で被覆されていると共に、接
地された回転可能な金属ドラムとの間隙に、基材フィル
ムを走行させることにより行なうことができる。この場
合、例えば数百Ｋ　Ｃ　／　ｓｅｅ．の高周波で数千〜
数万Ｖの高電圧を印加することにより、上記間隙にコロ
ナを発生させることができる。従って、電極と金属ドラ
ムとの間隙、印加電圧、消費電流、絶縁被覆層の厚み、
基材フィルムの走行速度等を調整することにより基材フ
ィルムの処理度を制御することができる。

表面処理による処理度は、コーティング層の種類等に応
じて適宜設定できるが、通常、オレフィン系ボリマーを
素材とする基材フィルムの場合、その表面の表面張力が
３５〜５０ｄｙｎ／ａｍ、好ましくは３７〜５　０　ｄ
ｙｎ　／　ｃｍ程度である。表面張力が３　５　ｄｙｎ
　／　ｃｍ未満てあると、コーティング層との密着性が
十分でなく、５０ｄｙｎ／ｃｍを越えると必要以上の処
理となり経済的でない。

なお、上記表面処理に際しては、フィルムの少なくとも
一方の面を処理すればよく、フィルムの両面を処理して
もよい。

表面処理は、基材フィルムを塗布工程に供する前に行な
えばよい。なお、時系列的に基材フィルムを延伸する場
合、表面処理する基材フィルムは延伸されていてもよい
。すなわち、基材フィルムを一軸又は二軸延伸した後、
該延伸した基材フィルムを表面処理して塗布工程に供し
、基材フィルムをさらに一軸又は二軸延伸してもよい。

塗布工程では、表面処理された基材フィルムを改質する
塗布剤が塗布される。該塗布剤は、フィルムの改質の目
的、例えば、防湿性や酸素ガスバリア性等のガスバリア
性、ヒートシール性、帯電防止性、表面滑性、耐熱性、
耐アルカリ性等の耐薬品性、耐脂性、耐水性、印刷適性
、耐ブロッキング性、粘着性、光沢等の外、下引層のよ
うに、感光層や磁性層等の機能層との密着性などに応じ
て選択できる。

塗布剤は、通常、改質に適した材料、例えばバインダー
樹脂、添加剤や必要に応じて溶媒を含有している。

バインダー樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ボリ
プロビレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレン
ーアクリル酸エチル共重合体、アイオノマー等のオレフ
ィン系ボリマー；アクリル樹脂、メタクリル樹脂等のア
クリル系ボリマー；ボリスチレン、スチレンーアクリル
共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンー
アクリロニトリル共重合体等のスチレン系ボリマー；ポ
リエステル；ボリアミド；ポリイミド；ポリウレタン；
ボリアセタール；ポリ酢酸ビニル；ポリ塩化ビニル；ボ
リ塩化ビニリデン、塩化ビニリデンーアクリロニトリル
共重合体、塩化ビニリデン塩化ビニル共重合体、塩化ビ
ニリデンー酢酸ビニル共重合体、塩化ビニリデンーアク
リル酸共重合体、塩化ビニリデンーメタクリル酸共重合
体、塩化ビニリデンーアクリル酸エステル共重合体、塩
化ビニリデンーメタクリル酸エステル共重合体等の塩化
ビニリデン系ボリマー；塩素化ボリブロピレン等の塩素
化ポリオレフィン；セルロース系ボリマー；塩化ビニル
ー酢酸ビニル共重合体等が例示される。これらのバイン
ダー樹脂は一種又は二種以上混合して用いられる。

また添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安
定剤、可塑剤、帯電防止剤、粘着付与剤、可塑剤、充填
剤、ワックス、滑剤、染料顔料、粘度調整剤等が例示さ
れる。なお、改質の口的によっては、これらの添加剤が
必ずしも必要でない場合があるが、通常、少なくとも一
種使用される。

塗布剤の形態は、溶液状や分散液状であってもよく、ホ
ットメルト型の固形状であってもよい。

溶液状や分散岐状の塗布剤には溶媒が含有され、該溶媒
としては、水、アルコール系溶媒、炭化水素系溶媒、エ
ステル系溶媒、ケトン系溶媒、工一テル系溶媒等、種々
の溶媒が使用でき、一種又は二種以上混合して用いられ
る。

なお、塗布剤は、材料の選択幅が広く、基材フィルムに
種々の特性を付与できる溶液状又は分散液状であるのが
好ましい。また塗布剤の組成割合は、目的とする改質に
応じて適宜設定できる。

塗布剤によるコーティング層の厚みは、特に制限されな
いが、延伸前の乾燥状態において、通常、１〜８０μ、
好ましくは４〜４０μ程度である。

コーティング層の膜厚が１μ置未満であると、一般にフ
ィルムの改質の程度が小さく、８０／ｆｆｉを越えると
基材フィルムの相対的割合で小さくなるので、基材フィ
ルムの特性が低下する場合がある。

なお、上記塗布剤は、塗布剤の形態に応じて従来慣用の
方法、例えば、グラビアロールコーティング、リバース
ロールコーティング、マイヤーバーコーティング、ドク
ターブレードコーティング、ディップコーティング、エ
アーナイフコーティング、ホットメルトコーティング等
の方法で塗布することができる。

なお、塗布剤の形態が溶液状又は分散液状であるときは
、塗布工程の後、乾燥工程に供せられる。

基材フィルムを延伸する延伸工程では、熱可塑性樹脂の
種類、所望するフィルムの特性等に応じて、同時又は時
系列的に一軸又は二軸延伸でき、一軸延伸と二軸延伸を
組合せて延伸してもよい。

なお、基材フィルムは二紬延伸するのが好ましい。

延伸法としては、例えばロール延伸、圧延延伸、ベルト
延伸、テンター延伸、チューブ延伸や、これらを組合せ
た延伸等の慣用の延伸法が適用できる。これらの延伸法
のうち、一軸延伸する場合には効率的に延伸できるロー
ル延伸が好ましく、二軸延伸する場合にはテンター延伸
、チューブ延伸が好ましい。なお、一袖延伸は縦横いず
れか一方の延伸、すなわち縦延伸や横延伸であってもよ
く、二軸延伸は、縦横方向の強度や収縮性等が等しい等
延伸、縦横方向の強度等が異なる偏延伸であってもよい
。延伸倍率は、所望するフィルムの特性に応じて適宜設
定でき、例えば１．５〜２０倍、好ましくは２〜ｌ５倍
程度である。延伸倍率が１，５倍未満であるとフィルム
の強度や収縮性等を大きくするのが困難であり、２０倍
を越えると必要以上に過剰な延伸となり、生産性が低下
する。

なお、基材フィルムの延伸は、基材フィルムを構戊する
ボリマーの融点以下であって、二次転移点以上の温度で
行なわれる。また基材フィルムの延伸後、分子の配向を
固定させるため、加熱し熱固定してもよい。

延伸工程は、生産効率を高めるため、上記塗布工程と連
続的に行なうのが好ましい。

延伸後の基材フィルムの膜厚はフィルムの用途に応じて
設定されるが、通常、１〜５００μ鷹、好ましくは５〜
１００μ１程度である。

なお、塗布工程に供する前に基材フィルムが既に延伸さ
れている場合には、塗布工程を経た基材フィルムは、前
記と同様に、延伸工程に供される。

本発明の方法は、基材フィルムの表面を処理する表面処
理工程と、塗布剤を基材フィルムに塗布する塗布工程と
、該塗布工程の後、基材フィルムを延伸する延伸工程と
を少なくとも含む工程とで構成されていればよい。本発
明の好ましい方法には、例えば、■基材フィルムを表面
処理した後、塗布剤を塗布し、一軸又は二軸延伸する方
法、■基材フィルムを一方の方向に延伸した後、表面処
理し、塗布剤を塗布し、さらに少なくとも上記延伸方向
と直交する方向に延伸する方法、■基材フィルムを表面
処理した後、一方の方向に延伸し、塗布剤を塗布し、さ
らに少なくとも上記延伸方向と直交する方向に延伸する
方法等が含まれる。これらの方法のうち、前記■の方法
、すなわち時系列的に二軸延伸する延伸工程間において
、基材フィルムを表面処理し、塗布剤を塗布するのが好
ましい。なお、上記■■の方法のように時系列的に二軸
延伸する場合、縦延伸した後、横延伸するのが好ましい
。

また基材フィルムを表面処理した後、塗布剤を塗布し、
延伸するので、工程中で基材フィルムを一旦巻取る必要
がなく、生産性を高めることができる。なお、生産性を
より一層高めるには、熱可塑性樹脂を押出し或形する押
出し或形工程と、押出し成形工程で得られた基材フィル
ムを表面処理する表面処理工程と、表面処理した基材フ
ィルムに塗布剤を塗布する塗布工程と、該塗布工程の後
、基材フィルムを延伸する延伸工程とを含む連続工程で
フィルムを製造するのが好ましい。

このように基材フィルムを表面処理し、塗布剤を塗布し
た後、延伸しても、基材フィルムとコーティング層との
密着性を著しく高めることができる。このことは、延伸
により基材フィルムの表面積が大きくなっても、表面処
理工程で、コーティング層との密着性を確保する上で十
分な活性点が生成するためと推測される。

本発明は、個装、内装、外装用包装用フィルム、農業用
フィルム、粘着テープ用フィルム、写真フィルム、磁気
記録用ベースフィルム等の各種のフィルムの製造に適用
できる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明のフィルムの製造方法によれば、
基材フィルムを表面処理した後、塗布工程へ供し、基材
フィルムを延伸するので、生産性を低下させることなく
、ガスバリア性、ヒートシール性、表面滑性や印刷適正
等の特性を基材フィルムに均一かつ確実に付与できる。

［実施例］ 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する
。

実施例１ メルトインデックス２．１のポリプロピレンをＴダイを
備えた押出し機を用いて、２５０〜２６０℃の温度で溶
融押出し、回転速度の遅い駆動ロールと回転速度の速い
駆動ロール間の加熱ロールで、引取速度１００ｍ／分、
延伸倍率５．２の条件で縦延伸した。またフィルムの片
面を、周波数４５ＫＨｚの高電圧発生機を用いて、印加
電圧６ＫＶ，電極と金属ロールとの間隙１祁、フィルム
の引取速度１００ｍ／分の条件でコロナ放電処理した。

次いで、エアーナイフコーターを用いて、ボリ塩化ビニ
リデン系ラテックスをウエット状態の塗布量５　０　ｇ
　／　ｍ’の条件で塗布し、温度１１０℃で乾燥した後
、延伸温度１６０℃、熱セット温度１７０℃の条件で、
テンタ一方式により面積比１０倍の横延伸を行なった。

得られたフィルムの厚みは、基材フィルムであるボリブ
ロピレンフィルム２０μ１、ポリ塩化ビニリデンからな
るコーティング層１．５μ−であった。なお、上記工程
は、全て連続的に行なった。

比較例１ コロナ放電処理を施さない以外は、上記実施例１と同様
にしてポリ塩化ビニリデンコートボリプロピレンフィル
ムを作製した。

実施例２ 実施例１のボリブロピレンに代えて、メルトインデック
ス４．０のボリブロピレンを用い、温度２２０℃で溶融
押出しする以外、実施例１と同様にしてポリ塩化ビニリ
デンコートポリプロピレンフィルムを作製した。

比較例２ コロナ放電処理を施さない以外は、上記実施例２と同様
にしてポリ塩化ビニリデンコートボリプロピレンフィル
ムを作製した。

そして、縦延伸後の基材フィルムの表面張力、コーティ
ング時の状態、すなわちコーティング層の外観、及びコ
ーティング層と基材フィルムとの密着性を調べたところ
、表に示す結果を得た。

なお、コーティング層と基材フィルムとの密着性は、コ
ーティング層と基材フィルムとの接着力よりも接着強度
が大きなエボキシ系接着剤でコーティング層同士を張合
せた後、コーティング層と基材フィルムとの接着力であ
る剥離強度を測定することにより行なった。

（以下、余白） 表より明らかなように、比較例のフィルムは、いずれも
表面張力が小さく、塗布液との濡れ性、コーティング層
と基材フィルムとの密着性が十分でないばかりか、コー
ティング層にはじきが生じていた。これに対して、実施
例のフィルムは、いずれも表面張力が大きく、コロナ放
電処理後に延伸してもコーティング層と基材フィルムと
の密着性に優れ、均一にコーティングすることができた
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基材フィルムに塗布剤を塗布する塗布工程と、該塗
   布工程の後、基材フィルムを延伸する延伸工程とを少な
   くとも含むフィルムの製造方法であって、基材フィルム
   を表面処理した後、塗布工程に供することを特徴とする
   フィルムの製造方法。 ２、時系列的に二軸延伸する延伸工程間において、基材
   フィルムを表面処理し、塗布剤を塗布する請求項１記載
   のフィルムの製造方法。