JPH10504772A - 銀行券または類似物製造用の直交積層多層フィルム構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 銀行券の製造用の積層多層フィルム基体。フィルム基体は、少なくとも５０重量％の少なくとも０．９５の密度を有する高密度ポリエチレンよりなる第１層、ただし、この第１層は、少なくとも第１方向に、第１方向に対して実質的に垂直な方向の延伸率の少なくとも３倍以上の延伸率で延伸されている、および少なくとも５０重量％の少なくとも０．９５の密度を有する高密度ポリエチレンよりなる第２層、ただし、この第２層は、少なくとも第１方向に、第１方向に対して実質的に垂直な方向の延伸率の少なくとも３倍以上の延伸率で延伸されている、を含み、ここで、第２層は、第２層の延伸の第１方向が第１層の延伸の第１方向に対して実質的に垂直になるようにフィルム基体へ積層されている。得られるフィルムは良好な折り目特性および他の性質を示し、これらは銀行券および他の有価の証券の製造に非常に適したものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】 銀行券または類似物製造用の直交積層多層フィルム構造物 本発明は、トラベラーズチェックおよび銀行小切手を含めた銀行券、有価証券 のような紙状製品の製造に用いるための多層フィルム、並びにそれらの製造方法 に関する。さらに詳しくは、本発明は、銀行券または有価証券の製造に一般に用 いられる高品質紙の特徴を有する積層多層フィルム構造物に関する。 銀行券または有価証券の製造には、３００年にわたってラッグペーパーが用い られてきた。周知のように、ラッグペーパーは、折り目性、引き裂き抵抗、印刷 性および型押し性を含めた、そのような用途に非常に望まれるいくつかの性質を 有する。 これらの非常に望まれる性質は次のように特徴づけられる：折り目性とは、基 体を畳むすなわち折ることができ、かつ広がらずに折り目を維持することができ る能力である。引き裂き抵抗とは、基体がすでに始まっているおよび始まってい ない引き裂きおよび穴あきに耐える能力である。印刷適性とは、基体がリトグラ フ印刷プロセスの際に用いられるインクを吸収および結合する能力である。型押 し性とは、基体を凹版印刷プロセスの圧力下で変形させて銀行券または有価証券 に浮き出た像を形成する能力であり、浮き出た変形部分に残る凹版インクは、銀 行券または有価証券にかなりの触質性すなわち手触りをもたらす。明らかなよう に、これらの性質が組合わさって銀行券等におなじみの手触りおよび機能性が得 られる。 カラーコピーおよびコンピューターグラフィックスキャナーの出現で銀行券の 偽造は著しく増加した。すかし、金属化糸、および光学的に可変性の工夫（ＯＶ Ｄ）、例えばホトクロミックス、ホログラフィックスおよび回折格子を用いるこ とによって基体をさらに安全なものにしようとする計画が主要紙幣用紙製造業者 によって進められているが、これらの努力が偽造防止に大いに有望であるとは思 えない。 透明な”窓”を銀行券に組み込むと、プラスチック基体の安全性が大きくなる 。 この窓のために、スキャナーまたはカラーコピーによる紙幣のコピーは確実に行 うことができない。さらに、安全性の工夫および印刷を保護するために銀行券を 裏面印刷することを含めた他の安全性に関する特徴を、銀行券内または銀行券上 に取り入れることができる。 本発明では、銀行券および有価証券の製造の際に用いる積層多層フィルム基体 を提供する。フィルム基体は、少なくとも０．９５の密度を有する高密度ポリエ チレンを少なくとも５０重量％含む第１層、ただし、この第１層は、少なくとも 第１方向に、第１方向に対して実質的に垂直な方向の延伸率の少なくとも３倍以 上の延伸率で延伸されている、および少なくとも０．９５の密度を有する高密度 ポリエチレンを少なくとも５０重量％含む第２層、ただし、この第２層は、少な くとも第１方向に、第１方向に対して実質的に垂直な方向の延伸率の少なくとも ３倍以上の延伸率で延伸されている、を含み、ここで、第２層は、第２層の延伸 の第１方向が第１層の延伸の第１方向に対して実質的に垂直になるようにフィル ム基体へ積層されている。 得られるフィルムは良好な折り目特性および他の性質を示し、これらは銀行券 および他の有価証券の製造に非常に適したものとなる。 本発明の銀行券および他の有価証券の製造の際に用いる多層フィルム基体を形 成するとき、基体の少なくとも２層は、過半量の少なくとも０．９５の密度を有 する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含有するものである。これらのフィルム 層はもっぱら単一ＨＤＰＥ樹脂、ＨＤＰＥ樹脂の混合物、または少量の別の重合 体材料、例えば低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン 、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）共重合体、エチレンプロピレン（ＥＰ ）共重合体もしくはエチレン−プロピレン−ブテン−１（ＥＰＢ）共重合体を含 有するＨＤＰＥの混合物からなっていてもよいが、本発明を実施する際には単一 ＨＤＰＥ樹脂またはＨＤＰＥ樹脂配合物が特に好ましい。マイクロクリスタリン ワックス等のような加工用添加剤を好ましいＨＤＰＥ樹脂と共に用いると、押し 出し機トルクの減少によって押し出し機内での加工特性が改善される。ＨＤＰＥ 樹脂配合物またはマイクロクリスタリンワックスを含むＨＤＰＥ樹脂配合物で製 造されたフィルムは、フィルムが横（ＴＤ）方向に破断する傾向として現れるフ ィル ムのスプリット性を減じることが分かった。 ＨＤＰＥ重合体配合物を用いるとき、そのような配合物は、好ましくは密度が いずれも０．９５以上の、２種以上の重合体を含有しうる。ＨＤＰＥ重合体配合 物は、過半量の０．６〜１．２のメルトインデックスを有するＨＤＰＥ、並びに 異なるメルトインデックスを有する１種以上の重合体を含んでなるのが好ましい 。 三成分配合物も望ましい。適した三成分配合物は、密度０．９６以上およびメ ルトインデックス０．５〜２．０のＨＤＰＥ ５０〜９８重量％、好ましくは８ ４〜９６重量％；密度０．９６以上およびメルトインデックス０．１〜０．５の ＨＤＰＥ １〜２５重量％、好ましくは３〜８重量％；並びに密度０．９６以上 およびメルトインデックス２〜８のＨＤＰＥ １〜２５重量％、好ましくは３〜 ８重量％を含んでなる。少量成分である第２および第３ＨＤＰＥ重合体はほぼ同 量で存在するのが好ましい。 以下にさらに詳しく記載するように、多層フィルム基体における方向性の引き 裂き抵抗は、多層フィルム基体の少なくとも２つの層を、これらの各層の延伸主 要（第１）方向が互いに実質的に垂直となるように配列させて積層すると大幅に 改善されることを見いだした。この引き裂き抵抗の改善は、ＨＤＰＥ樹脂の優れ た折り目、型押しおよび印刷特性と一緒になって、銀行券および有価証券の製造 において長い間求められてきた性質を有する多層フィルム構造物をもたらすこと になる。 特に好ましくは、本発明のフィルム基体は、少なくとも０．９５の密度を有す る高密度ポリエチレンを少なくとも５０重量％含む第１層、ただし、この第１層 は、少なくとも第１方向に、第１方向に対して実質的に垂直な方向の延伸率より 少なくとも３倍以上の延伸率で延伸されている、および少なくとも０．９５の密 度を有する高密度ポリエチレンを少なくとも５０重量％含む第２層、ただし、こ の第２層も、少なくとも第１方向に、第１方向に対して実質的に垂直な方向の延 伸率より少なくとも３倍以上の延伸率で延伸されている、を含み、第２層は、第 ２層の第１延伸方向が第１層の第１延伸方向に対して実質的に垂直になるように フィルム基体へ積層されている。 明らかなように、ここに記載の種類の多層フィルムの引き裂き抵抗の改善には 、 必ずしも第１および第２ＨＤＰＥフィルム層を１軸延伸する必要はなく、第１延 伸方向が互いに実質的に垂直に並ぶように積層した不均衡２軸延伸ＨＤＰＥフィ ルムで実質的に同様に得られることを見いだした。不均衡２軸延伸ＨＤＰＥフィ ルムの製造方法は米国特許第４，８７０，１２２号に記載されている。 適した延伸率で所望の物理的性質が得られるので、ＨＤＰＥフィルム層の延伸 率は本発明の重要な態様である。０．９５７以上の密度を有する高密度ＨＤＰＥ 樹脂はキャスト押し出しによって直接薄いフィルムにすることができるが、カー ル、均一性および平面度に関する問題がある。従って、最もバランスのとれた性 質を有する０．０２〜０．０４ｍｍ（０．８〜１．５ミル）の薄いＨＤＰＥフィ ルムは、延伸によって所望のゲージに減じられるキャストゲージ０．３〜０．５ ｍｍ（１２〜２０ミル）のフィルムから製造される不均衡２軸延伸フィルムを用 いて得られる。 フィルムは一般的な方法で製造かつ延伸される。フィルムをその延伸温度に加 熱し、まず２組のニップロール間でＭＤ延伸する。所望の延伸比となるように第 ２ロールは第１ロールより速い速度で回転させる。次に、フィルムを加熱し、そ してテンターで横方向の延伸を行うことによって、フィルムをＴＤ延伸する。一 般に、ＭＤ延伸は６０〜１２０℃で、ＴＤ延伸は１１０〜１４５℃で行う。 第１フィルム方向の延伸率は、第１方向に対して実質的に垂直な方向の延伸率 の少なくとも３倍以上であるが、各ＨＤＰＥフィルム層は縦方向（ＭＤ）に１． １〜２．０倍、横断方向（ＴＤ）に６〜１２倍の程度で延伸するとさらに好まし い。１．２５倍のＭＤ延伸で線速度１４０ｆｐｍに相当するキャスター速度１１ ０ｆｐｍ以下にて、優れた品質を有するＨＤＰＥフィルム層を製造しうることを 見いだした。 この不均衡延伸率を用いると、構造物のＨＤＰＥ成分に興味深い効果が生じる 。この効果は、目に見える波じわおよび縦じわの出現であり、波じわは横断延伸 方向に平行である。低倍率の下で、ＨＤＰＥフィルムの１平方センチメートル当 たり５〜３０本の延伸方向に対して一般に平行な不連続な起伏のある波じわおよ び縦じわが見られる。この効果はフィルムの外観を少し半透明にし、これによっ てぼんやりかすんだ物体がフィルムを通して見える傾向となる。この効果は、層 が 不均衡に延伸されたことを示している。本発明の実施の際に用いられる高密度ポ リエチレンとしては、例えば米国特許第４，８７０，１２２号に記載のものがあ る。 本発明の紙状製品に必要とされる所望の表面特性を得るために、１種以上のス キン層を、例えば、延伸前に被覆または同時押し出しすることによって、あるい は一方のまたは両方の延伸操作の後にＨＤＰＥを被覆することによって、多層Ｈ ＤＰＥ基体材料に公知の方法で施してもよい。スキン層は、この目的に用いられ る一般的な材料と、ポリオレフィンフィルム、特にポリエチレンフィルムとを組 み合わせたものでもよい。例えば、すぐプレスできる表面にするために、重合体 樹脂を充填剤、繊維、顔料等と必要に応じて配合してもよい。さらに、米国特許 第４，３７７，６１６号、第４，６３２，８６９号、第４，７５８，４６２号等 に記載のようなボイドを有するフィルムを多層ＨＤＰＥ基体に積層して、これら の構造物の性質を本発明のフィルムに付与してもよい。 また、積層する前または後に、基体に型押し、染色、印刷、テクスチャー性付 与または他の処理を施してもよい；これは積層された層の内面または外面に行わ れ、その結果、例えば、銀行券の特徴、その重要性または有用性の視覚的および ／または触覚的識別手段が得られる。 本発明を実施するために用いうる積層技術は当業界で公知であり、例えば次の ものが挙げられる：好ましくは透明な薬剤での、接着結合もしくは接合；溶媒の 霧を表面に噴霧して結合する溶媒結合；熱可塑性シートを熱間圧延または加圧操 作する熱接着；１つの層を第２層にキャストし、そして第２層が基体を形成する キャスト積層；または当業界で公知のカレンダリング操作のような押し出しもし くは圧伸積層。光学的に可変性のデバイス（ＯＶＤ）を用いるとき、これらは基 体に付けたパウチに封入することができる。他方、光学的に可変性のデバイス自 体は積層基体の一方（もしくは両方）の層または層間に組み込んでもよく、物理 的に不連続なデバイスをラミネート間に形成した透明なパウチ内に組み込む必要 は必ずしもない。 本明細書で用いる”光学的に可変性”という用語は、可逆的で予測可能なよう にかつ再現性があるように外見を変化させることが容易に行いうるデバイスを意 味するのに用いる。そのようなデバイスの外見は、例えば、体熱または指圧、見 る角度の変化、および見るときの照明条件によって変えうる。本発明によって考 えられるデバイスの種類を次に挙げる：回折格子、液晶、フレネルレンズのよう な重ねた屈折レンズ状で透明な格子を用いまたは用いずに格子を交差させるによ って得られるモアレパターンおよび類似のパターン、可変干渉パターン等を生じ る間隔をあけた部分的に反射性のかつ部分的に透明な被覆、複屈折もしくは偏光 層またはゾーンプレート。 一般に、この特徴をもつ光学的に有効なデバイスは、熟練者でなくとも容易に 認識され、しかも写真および印刷技術によって再現するのは極めて困難である。 さらに、再現性のあるいずれか１つのそのようなデバイスをつくりだすこと、お よびそのようなデバイスを本発明によるようなプラスチックラミネートに組み込 むことは、偽造をたくらむ大多数の者の方策を越えるものと予想される。銀行券 のような柔軟な紙状製品を求める場合、光学的に可変性のデバイスは、もちろん 好ましくはそれら自体がシート状で柔軟性かつ薄いものであるべきである；また 好ましくは、そのようなデバイスは、ラミネートに用いられるプラスチック材料 と適合したものであって、結合を容易にし、時間がたつにつれて生じる反発性の 変化を和らげるものである。 本発明による１つの好ましい形の光学的に可変性のデバイスは、回折パターン と共に型押しされた金属化熱可塑性フィルムからなる反射回折格子である。偽造 目的での型押しパターンへのアクセスを防ぐには、金属化フィルムの各側に金属 層と似た溶解度特性を有する熱可塑性材料層を用いて、選択腐食による分離を極 めて難しくすることが本発明では好ましい。別の好ましいデバイスは、写真で再 現する微細な線によって形成されるモワレパターンまたは薄いフィルムの各側の 小さな点のパターンである。点および線の間隔は細か過ぎて印刷技術によっては 容易に再現することができず、そしてまたモワレパターンはさらに拡大したとき に示すことができるものである。独特な回折およびモワレパターンは銀行券に用 いるのにしばしば好ましく、それらの技術はコンピューターおよび光還元法によ ってこれらの製造に利用しうる。 額面金額の低い銀行券の製造では、偽造に対する適当なレベルの安全性は、銀 行券を貫通している透明な”窓”を単に設けることによって得られる。上記のよ うに、そのような窓のために、スキャナーまたはカラーコピーで銀行券をまねる ことができないことは確実である。さらに、安全性のデバイスおよび印刷を保護 するために銀行券の裏面印刷を行うことを含めた他の安全性の特徴を、銀行券内 または上に組み込むこともできる。 本発明の多層フィルムはまた、ラベルのような高い耐性および高品質印刷適性 を必要とする用途にも用いることができる。 次の実施例で本発明を説明する；特に断りがなければ、全ての部は重量による ものである。実施例１（比較例） この実施例のフィルムは、本発明によって製造されるフィルムと比較するため に製造した。 最終厚さ１．１５ミルの多層の層延伸フィルム基体は、ＨＤＰＥを両側の共重 合体ポリプロピレンスキンと共に同時押し出しして第１層（ａ）を形成すること によって製造した。用いたＨＤＰＥ樹脂はテキサス州ダラスのオクシデンタル・ ケミカル社から入手しうる、密度０．９６およびメルトインデックス１．０のＯ ｘｙｃｈｅｍ Ｍ−６２１１であった。共重合体ポリプロピレンスキンは日本の チッソ社から入手しうるエチレン−プロピレン−ブテン−１三元共重合体のＣｈ ｉｓｓｏ ７５１０ ９０％、およびコネチカット州ノーウォークのモービル・ ケミカル社から入手しうる低密度ポリエチレンのＭｏｂｉｌ ＬＫＡ−７５３ １０％を含んでいた。ＨＤＰＥは得られたフィルム層（ａ）の９０％、一方、ス キンは１０％（各側に５％）からなっていた。（ａ）と全く同じ第２フィルム層 （ｂ）も形成した。次に、第１および第２フィルム（ａ）および（ｂ）を、テン ター内で約１１５℃でＭＤに１．４倍、そして１１５〜１４０℃でＴＤ方向に６ 〜１２倍、例えば１０倍延伸した。 次に、延伸層（ａ）および（ｂ）の内側の共重合体スキンをポリエチレンイミ ン（ＰＥＩ）プライマーで被覆して、透明な１．１５ミルのＯＨＤフィルムを形 成した。 フィルム（ａ）上に、光学的に可変性のデバイス（ＯＶＤ）を互いに所定の間 隔で、最終的にはフィルムから製造される各銀行券上の同じ位置にＯＶＤがくる ように置く。 フィルム（ａ）および（ｂ）を、これらの間に積層接着剤ＬＤＰＥ樹脂である テキサス州ヒューストンのシェブロン・ケミカル社から入手しうるＣｈｅｖｒｏ ｎ １０１７ を施すことによって積層した。積層接着剤樹脂は積層工程の間に 縦方向に延伸され、これによって横断方向（ＴＤ）の引き裂き抵抗が高くなる。 積層は一般的な技術によって行われ、最終厚さが約３．０ミルの多層フィルム基 体が得られ、積層接着剤樹脂それ自体は約０．７ミルの厚さとなる。 得られた基体は実質的に透明であり、その物理的性質は以下の表に示す。実施例２（比較） 使用積層接着剤樹脂が、ＬＬＤＰＥ積層グレード接着剤樹脂であるミシガン州 ミッドランドのダウ・ケミカル社から入手しうるＤｏｗｌｅｘ ３０１０であっ た以外は、実施例１を繰り返した。得られた基体の特性は以下の表に示す。実施 例２において接着剤樹脂としてより大きな分子量のＬＬＤＰＥを用いると、ＴＤ 引き裂き強さが増加した。実施例３ この実施例は、本発明によって製造されたフィルム基体が改善された引き裂き 抵抗を有することを示すものである。 最終厚さ１．１５ミルの多層の層延伸フィルム基体は、ＨＤＰＥを両側の共重 合体ポリプロピレンスキンと共に同時押し出しして第１層（ａ）を形成すること によって製造した。用いたＨＤＰＥ樹脂はテキサス州ダラスのオクシデンタル・ ケミカル社から入手しうる、密度０．９６およびメルトインデックス１．０のＯ ｘｙｃｈｅｍ Ｍ−６２１１であった。共重合体ポリプロピレンスキンは日本の チッソ社から入手しうるエチレン−プロピレン−ブテン−１三元共重合体のＣｈ ｉｓｓｏ ７５１０ ９０％、およびコネチカット州ノーウォークのモービル・ ケミカル社から入手しうる低密度ポリエチレンのＭｏｂｉｌ ＬＫＡ−７５３１ ０％を含んでいた。ＨＤＰＥは得られたフィルム層（ａ）の９０％、一方、スキ ンは１０％（各側に５％）からなっていた。次に、フィルム（ａ）を、テンター 内で約１１５℃でＭＤに１．４倍、そして１１５〜１４０℃でＴＤ方向に６〜 １２倍、例えば１０倍延伸した。 次に、延伸層（ａ）の内側の共重合体スキンをポリエチレンイミン（ＰＥＩ） プライマーで被覆して、透明な１．１５ミルのＯＨＤフィルムを形成した。 メルトインデックス１〜１．５のＨＤＰＥ樹脂から製造され、単独重合体ポリ プロピレンスキンと共に同時押し出しされ、そして縦方向に約７〜８倍延伸され た、厚さ０．９５ミルの日本の大阪府堺のテンチ・キカイ株式会社から入手しう る第２フィルム（層（ｂ））を、接着剤を用いて層（ａ）に積層した。積層は、 第２層の延伸の横断方向が、第１層の延伸の横断方向に対して実質的に垂直にな るように行った。得られた積層フィルムは全体の厚さが２．５ミルであり、７２ °Ｆで縦方向および横断方向共に優れた引き裂き強さを示した。 フィルムの物理的性質を表１に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 同じものでも異なるものでもよい第１層（ａ）および第２層（ｂ）よりな る積層多層フィルム基体であって、各層は少なくとも０．９５の密度を有する高 密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を少なくとも５０重量％含み、各層は少なくとも 第１方向に、第１方向に対して実質的に垂直な第２方向の延伸率の少なくとも３ 倍以上の延伸率で延伸されており；そして（ｂ）の延伸の第１方向が（ａ）の延 伸の第１方向に対して実質的に垂直となるように（ｂ）が（ａ）に積層されてい る、上記のフィルム基体。 ２． （ａ）および／または（ｂ）について、横断方向延伸率が、縦方向延伸率 の少なくとも４倍以上である、請求項１に記載のフィルム基体。 ３． （ａ）および／または（ｂ）が、過半量の０．９６以上の密度および０． ６〜１．２のメルトインデックスを有する第１ＨＤＰＥ、並びに０．９６以上の 密度および第１ＨＤＰＥとは異なるメルトインデックスを有する第２ＨＤＰＥを 含んでなる、請求項１または２に記載のフィルム基体。 ４． （ａ）または（ｂ）の少なくとも１つが１軸延伸されている、請求項１〜 ３のいずれかに記載のフィルム基体。 ５． 銀行券を貫通している透明な窓をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに 記載のフィルム基体。 ６． （ａ）と（ｂ）との間に配置された光学的に可変性のデバイス（ＯＶＤ） をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルム基体。 ７． ＯＶＤが回折格子、液晶、およびフレネルレンズのような重ねた屈折レン ズ状で透明な格子を用いまたは用いずに格子を交差させるによって得られるモア レパターン、可変干渉パターンを生じる間隔をあけた部分的に反射性のかつ部分 的に透明な被覆、複屈折もしくは偏光層またはゾーンプレートの少なくとも１つ よりなる、請求項１〜６のいずれかに記載のフィルム基体。 ８． ＯＶＤが、回折パターンと共に型押しされた金属化熱可塑性フィルムから なる反射回折格子よりなる、請求項７に記載のフィルム基体。 ９． 銀行券のような有価の券（security token）の形態にある請求項１〜８の いずれかに記載のフィルム基体。