JP3319036B2

JP3319036B2 - フィルム積層体

Info

Publication number: JP3319036B2
Application number: JP12972693A
Authority: JP
Inventors: 寿則八木; 夏子藤本
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 2002-08-26
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JPH06340755A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフィルム積層体に関する
ものである。さらに詳しくは、ビデオプリンター用感熱
記録体、製図用プロッター用紙、印刷紙、インキジェッ
ト用紙、熱転写記録用紙等を形成する際に、それらの支
持体として、水溶性又は水分散性の水性塗布液を塗布す
る上で特に好適なフィルム積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性ポリエステルフィルムやポリプ
ロピレンフイルムなどのプラスチックフィルムは表面の
凝集力が高く、塗料、インキ、などの受容性に乏しい。
特に表面は疎水性であるため、水性高分子物質等との濡
れ性が悪く接着性が劣っている。このため、水性高分子
物質を含む塗液を塗布しようとすると、ハジキが多発し
たり、たとえ塗工出来たとしても塗布膜とフイルム表面
との密着性が劣り容易にはがれてフィルム表面から塗布
膜が脱落してしまう。

【０００３】この問題を解決するために、例えば、ポリ
プロピレンの表面と合成樹脂層との濡れ性を良くし、密
着性を強固にする為に、フィルム表面にコロナ放電処理
を施す方法（特公昭４８ー２９３１６）、窒素あるい
は、他のガス雰囲気下でコロナ放電処理を施す方法（特
公平２ー２４８５５）、紫外線照射処理、プラズマ処
理、火炎処理を施してフィルム表面を活性化した後、合
成樹脂層を形成する手段が適用されている。

【０００４】なるほど、これらのフィルム表面活性化手
段は、結合力の増大に伴う濡れ性、接着性の向上は期待
しうる。しかしながら、このように得られた活性は経時
的に低下するという欠点がある。従って以上に挙げたフ
イルム表面の活性化手段は、必ずしも満足できるもので
はない。フイルム表面の受容性を高める他の方法とし
て、種々の薬剤で表面を溶解膨潤または、部分溶解する
エッチング法がある。これは、フイルム表面を、酸、ア
ルカリ、アミン塩、トリクロル酢酸、フェノール類など
と接触せしめて該フイルム表面をエッチングし、表面近
傍の結晶配向を分解、溶解、すると同時に凝集性を低下
せしめてバインダー樹脂との接着性を高めようとするも
のである。

【０００５】しかしながら、この方法に用いられる薬剤
には、取扱い上危険を伴ったりするものがある。また、
大気中に薬剤の揮発物が放出される恐れがあり、作業環
境の汚染がないよう万全の注意が必要であるなど実用面
で種々の問題をかかえている。以上説明したエッチング
法に類似する方法としてあらかじめフィルム表面にベー
スフィルムとは異質の表面層（プライマー層）を形成し
たあと、目的とする塗液を被覆形成する方法がある。

【０００６】例えば、ポリエステルフイルム表面のプラ
イマー層形成（プライマー処理）による接着性の向上の
方法は、多くの場合、有機溶剤に溶解した塗液をフイル
ム表面に塗布することにより達成されている。かかる方
法は、製造中の有機溶剤による環境汚染、安全、衛生上
の問題を招来し、製造工程に悪影響を及ぼすこともある
ので、有機溶剤の使用は極力最小限にとどめる必要があ
る。

【０００７】従って、プライマー層をフイルム表面に形
成しようとする場合、水を溶媒とした組成物を用いる事
が工程的、経済的、及び安全上からも最も好ましい。こ
のような水を媒体としたプライマー組成物が従来から提
案されている、例えば、特公昭４６−１０１９３にはア
セトンに対する分散性を有し、かつ水分散性を有するポ
リウレタンが開示されている又、特開昭６１−２３３
５３９には、カルボン酸塩などを有する水性ポリウレタ
ンを水性メラミンで架橋させてなるプライマー組成物が
提示されている。又、特開昭６３−１１８２４９には水
性塩化ビニリデン樹脂を主成分にしたブライマー層が開
示されている。

【０００８】これらのプライマー層を積層したフイルム
はわずかに存在する表面官能基と反応するような物質を
塗布する事によって、濡れ性及び密着性が向上する。し
かし、これらの処理液は、いずれも、架橋反応を利用し
て強固にフイルム表面と接着させようとする為、塗布直
後では架橋反応が不十分な場合が多く、フイルム表面と
の接着力が不十分で容易にはがれる。これを防ぐ為、強
固な接着力が発生するまである程度の時間放置してから
使用したりする必要がある。このため高速に製造するこ
とには適していない。又、水媒体系といってもフィルム
表面との濡れ性を良くするために、アルコール、アセト
ン等の水に対して溶解性の高い有機溶媒を水と併用する
必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の方
法では、形成したプライマー層表面の親水化が不十分な
ため、親水性塗料、水性インキ、水性エマルジョンなど
を含む塗布液との濡れ性が悪かったり、プライマー層形
成のために環境上の問題、労働衛生上の問題があつた
り、フイルム表面と十分な密着性を有した均一なプライ
マー層が得られにくいという欠点があった。本発明は上
記のような問題点を解決して、フイルム表面と十分な密
着性を有し、各種水性塗布液との濡れ性が良好なプライ
マー層を有するフィルム積層体を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るフィルム積
層体は、フィルムシートの少なくとも片面に、ポリエチ
レンイミン、水性の合成樹脂及びでんぷん系接着剤を含
むプライマー層を形成したフィルム積層体であるか、フ
ィルムシート（但し、ポリエステルフィルムを除く）の
少なくとも片面に、ポリエチレンイミン、水性の合成樹
脂及び、セルロース系又はでんぷん系接着剤を含むプラ
イマー層を形成したフィルム積層体である。又、セルロ
ース系又はでんぷん系接着剤をプライマー層の全固形量
に対して０．１重量％から４０重量％の範囲で含むとよ
い。

【００１１】

【作用】プラスチックフィルムは一般に一軸あるいは二
軸に溶融延伸してシート状に成形する。さらに、フイル
ム成形時の静電気防止の為、帯電防止剤を少量含有させ
たり、加工適性改良の為、可塑剤、顔料等を添加して製
造する。ところが、これらフイルムに水性塗布液を塗工
すると、樹脂中の可塑剤や帯電防止剤、界面活性剤が経
時的にフィルム表面に析出することがあり、フィルム表
面の親水性にバラツキができ、ハジキが発生する。この
為、感熱記録層などを形成するための水性塗布液からな
る塗料で均一な塗布層を形成しようとしても、その表面
親水性の経時変化のため安定に均一な塗布層を得る事が
出来ない。

【００１２】本発明者等は、これらのフィルム表面加工
時の諸問題を解決するため鋭意研究の結果、有機溶剤を
含まない特定の水性塗布液によりフィルム表面にプライ
マー層を形成した後、目的とする感熱記録層等の塗布層
を形成すればよいことを見いだし本発明に至った。水の
みを含む媒体系によって、本質的に親水性の劣るフィル
ム表面に均一に親水性を付与し、かつ、フィルム表面と
の密着性を格段に向上させるプライマー層を形成するこ
とは、従来常識では、不可能と思われていた。

【００１３】ところが、本発明において発明者らはポリ
エチレンイミン、水性の合成樹脂及びセルロース系又は
でんぷん系の接着剤をプライマー層形成用の水性塗料に
含有させる事によりその常識を覆し、水のみを含む媒体
系によって、本来、親水性の劣るフィルム表面に均一に
親水性を付与し、かつ、フィルム表面との密着性を格段
に向上させるプライマー層を形成することが可能である
ことを見出した。もちろん、セルロース系及びでんぷん
系の高分子接着剤を併用しても同様の効果が得られた。

【００１４】またその上に目的の感熱記録層等の塗工層
を形成する際には、ハジキ等が発生せず、更には形成さ
れた塗工層と強固な密着性を有するプライマー層を備え
たフイルム積層体であることが分かった。本発明に用い
られるプライマー層形成用の水性塗料はポリエチレンイ
ミンの水性溶液を含むものである。

【００１５】本発明で使用されるポリエチレンイミンは
オリゴマ−であり、通常は、プライマー層形成時の乾燥
工程での加熱で三次元に架橋することができる、プライ
マー層上にさらに水性塗布液を塗布する際に、従来は塗
布方法によってはプライマー層を構成する樹脂が溶解
し、塗布層とプライマー層の密着性を低下させるという
現象が見られていたのに対して、この架橋性の為にその
ような現象が発生しなくなった。すなわち、フィルム表
面とプライマー層を構成する樹脂を水に溶解しにくくさ
せる性質がある。さらに、好都合なことに、その架橋反
応は、経時的に変化せず安定な密着性を示す。

【００１６】しかし、ポリエチレンイミンは、フィルム
表面のカルボニル基などの官能基と強固に結合するが、
その低分子量成分が残存しベトツク傾向がある。特に、
フイルムロールの製造時は大きな張力がかかって、強力
に抑えつけられる為、ポリエチレンイミンをプライマー
層に含むと、フィルム表面とフィルム基体裏面が強固に
張り付く場合（ブロッキング）がある。

【００１７】この為、発明者らはポリエチレンイミンを
含むプライマー層に、水溶性あるいは水分散性である水
性の合成樹脂を含ませることによって、プロッキングを
制御できることを見出した。この合成樹脂には、粘着性
を有しない合成高分子材料であるポリビニルアルコー
ル、スチレンブタジエン共重合体、スチレンアクリル酸
エステル共重合体、メタアクリル酸エステル共重合体
等、各種ラテツクス、酢酸ビニルクロトン酸共重合体樹
脂などがある。これらの合成高分子材料は、粘着性を有
さないようにするためにスチレン成分を主成分とした
り、メチルエステル等の成分を主成分とするものであ
る。

【００１８】これらの水性の合成樹脂の粘着性を有しな
い程度はガラス転移点で１０度以上、好ましくは３０度
以上である。しかし、ポリエチレンイミンと水性の合成
樹脂とを併用しただけでは、フィルム表面への濡れ性が
不十分でプライマー層形成用の水性塗料を塗布時にハジ
クことがある。

【００１９】この為、本発明では、グルコースを有する
高分子接着剤、更に詳細にはセルロース系又はでんぷん
系の接着剤である酸化デンプン、エーテル化デンプン、
エステル化デンプン、天然デンプン、カルボキシメチル
セルロース、メチルセルロース、を少なくとも一つ又は
組み合わせて使用することによって、フィルム表面への
濡れ性が大幅に良くなっている。

【００２０】さらに、これらの水性の合成樹脂やグルコ
ースを有する高分子接着剤のほかに、ブロッキングの改
良の為、離型性を有する物質、例えば、ポリオレフィン
系炭化水素を主成分としたワックス、ポエチレン、ポリ
プロピレンなどの水分散乳化液、シリコン、フッソ原子
を主成分とする離型剤、脂肪酸金属石鹸などを添加する
ことができる。

【００２１】又、フイルム表面への濡れ性を補助する目
的で各種界面活性剤を混入する事が出来るかかる界面
活性剤はプライマー層形成用の水性塗料の表面張力を４
０ｄｙｎ／ｃｍ以下に低下することができる物が好まし
い。界面活性剤としては例えば、ポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸
エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪
酸エステル、脂肪酸金属石鹸、アルキル硫酸塩、アルキ
ルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、第４級ア
ンモニュウム塩クロライド、アルキルアミン塩酸塩、な
どが挙げられる。

【００２２】さらに本発明の効果を消失しない範囲で、
帯電防止剤、紫外線吸収剤、顔料、有機フィラー、無機
フィラー、潤滑剤、ブロッキング防止剤、などを添加す
ることが出来る。特にフィルムロール製造時の空気の抱
き込み等の加工性を向上させる目的で、粒状成分であ
る、顔料、有機フィラー、ワックスを極少量添加すると
よい。

【００２３】本発明のプライマー層におけるポリエチレ
ンイミンの量はプライマー層の全固形量に対して５％か
ら５０％、併用される水性の合成樹脂は、２０％から９
０％の範囲であり、セルロース系又はデンプン系の接着
剤は、０．１％から４０％の範囲である。ポリエチレ
ンイミンが５％以下であるとフイルム支持体との密着性
が劣る場合があり、５０％以上であると製造時ブロッキ
ングが発生する。又、セルロース系又はデンプン系の接
着剤が４０％以上であると本発明のフイルム積層体上に
感熱記録体等の水性塗液を塗工した場合、プライマー層
が溶出し本来の目的であるフイルム表面との密着性を得
ることが出来ない。尚、本発明では特記しない限り重量
％、重量部である。

【００２４】セルロース系又はデンプン系の接着剤は、
本発明のなかではフイルム表面との濡れ性の改善に絶大
なる効果があり、驚くべきことに０．１％という極少量
の配合比率であってもフイルム表面との濡れ性の悪さに
起因するハジキ発生を防止することが可能であった。こ
れは、本来フイルムとの濡れ性の劣るセルロース系又は
デンプン系の接着剤がポリエチレンイミン溶液の疎水性
部分を特異的に親水化するものと想像される。

【００２５】フイルム表面へのプライマー層形成用の水
性塗料の塗布は、通常の塗布工程すなわちフイルム延伸
工程と同時におこなっても良い。又、延伸工程と切り放
して塗布する工程でも良い。しかし、延伸工程と切り放
して行う塗布工程では、塵を巻き込み安いので、クリー
ンな雰囲気で塗布するように注意することが必要であ
る。又、プライマー層のフィルムへの密着性を更に高め
る上でフィルム表面にあらかじめコロナ放電処理、エッ
チング処理を施すことはより好ましい。

【００２６】かかる観点よりフイルムの片面あるいは、
両面にプライマー層を形成する。プライマー層形成用の
水性塗料の固形分濃度は通常１０％以下であり、５％以
下がさらに好ましい、塗布量は、０．０１ｇ／ｍ²から
２ｇ／ｍ²である。以上のようにして得られるフィルム
積層体は磁気テープ、フロッピーディスク、Ｘ線写真フ
ィルム等の支持体としても用いられるものである。

【００２７】塗布方法としては、公知の任意の方法が適
用でき、例えば、ロールコーター、グラビアコーター、
ロールブラッシュ、スプレーコート、エアーナイフコー
ト、含浸コート、カーテンコートなどを単独あるいは組
み合わせて適用するとよい。

【００２８】

【実施例】

〔実施例１、実施例２、実施例３、実施例４〕６０ミク
ロンの厚さのポリプロピレンフィルム表面（本フィルム
はコロナ処理等はあらかじめ施されていないものであ
る。）に、以下のそれぞれの組成（いずれも乾燥重量比
率）のプライマー層形成用の塗液を液量として０．１ｇ
／ｍ²となるようメイヤーバーで塗布した。

【００２９】〔実施例１〕ポリエチレンイミン（エポミンＰ−１０００日本触媒（株）製）固形濃度３０％１３０部スチレンブタジエンラテツクス（ガラス転移点３０度）固形濃度５０％１６０部メチルセルロース（２％水溶液）５０部水４７００部

【００３０】〔実施例２〕ポリエチレンイミン（エポミンＰ−１０００日本触媒（株）製）固形濃度３０％３０部スチレンブチルアクリレートラテツクス（ガラス転移点４０度）固形濃度５０％２００部メチルセルロース（２％水溶液）２５部水４７５０部

【００３１】〔実施例３〕ポリエチレンイミン（エポミンＰ−１０００日本触媒（株）製）固形濃度３０％１３０部スチレンブタジエンラテツクス（ガラス転移点３０度）固形濃度５０％１６０部酸化でんぷん（１０％水溶液）２００部水４５００部

【００３２】〔実施例４〕ポリエチレンイミン（エポミンＰ−１０００日本触媒（株）製）固形濃度３０％１３０部スチレンブタジエンラテツクス（ガラス転移点３０度）固形濃度５０％１６０部カルボキシメチルセルロース（１０％水溶液）１０部水４７００部

【００３３】〔比較例１〕ポリエチレンイミンのみを用
いた以外は実施例１と同様にしてプライマー層を形成し
た。〔比較例２〕ポリエチレンイミンとスチレンブタジエン
ラテックスを用いた以外は実施例１と同様にしてプライ
マー層を形成した。

【００３４】〔比較例３〕以上のような塗布層を形成す
る代わりに、実施例と同様のフイルム支持体の表面をコ
ロナ放電処理をおこなうことによってプライマー層を形
成した。〔比較例４〕ポリエチレンイミン水分散液をメチルアル
コールで３０％希釈し塗布液とし、実施例１と同様にフ
ィルム表面にプライマー層としての塗膜を形成した。

【００３５】〔特性評価の方法〕以下のような項目につ
いて評価をおこなった。 (1) 濡れ性：ポリプロピレンフイルム表面にプライマー
層形成用の塗料を塗布した際のハジキ発生の状況を評価
した。発生状況はハジキ発生個数で評価した。１ｍ²あたり０個 ◎ 〃１０個未満〇〃１０個以上 △ 全面にハジク × 〇以上は使用可能なハジキのレベルである。

【００３６】(2) 密着性：製作したフイルム積層体表面
にセロハンテープを張り付け急激に剥離することにより
表面のプライマー層がどれくらい剥離するか観察し評価
した。まったくはがれない〇散発的にはがれる △ 全体が完全にはがれる × 〇以上は使用可能な密着性のレベルである。

【００３７】(3) 粘着性（ブロッキング）：プライマー
層の面と別のフイルムの基材の面を重ね合わせ単位平方
センチあたり１０Ｋｇの圧力で押圧しその後の剥離状態
を観察した。全く接着せず、容易に剥離する〇接着しているが、剥離できる △ 剥離できない（プライマー層が剥げたりする） × 〇以上は使用可能な粘着性（ブロッキング）のレベルで
ある。以上の評価試験の結果等を以下の表１に示した。

【００３８】

【表１】

【００３９】〔評価結果〕実施例３では他の実施例に比
べてでんぷん系接着剤の量が多いためか非常に良い濡れ
性を示した。実施例１に対し比較例１のごとくポリエチ
レンイミンのみでは、ハジキ、ブロッキングが不十分で
あることが分かる。比較例２からセルロース系の接着剤
を含まないとハジキが発生することが分かる。比較例３
から特公昭48-29316に挙げられるようなコロナ放電によ
ってプライマー層を形成した場合は密着性、濡れ性がま
だ充分でないことが分かる。比較例４からポリエチレン
イミンのみを有機溶媒に溶解してプライマー層を形成し
た場合も密着性がまだ充分でなく、粘着性も悪いことが
分かる。

【００４０】尚、以上の各実施例でプライマー層を形成
した各フィルム積層体に水性の感熱記録体塗料を塗布し
て、そのハジキ発生の状況を観察した。いずれの実施例
においても、ハジキの発生は１ｍ²あたり０から１０個
未満しか観察されず、非常に優れた濡れ性を示した。

【００４１】このようにして得られたフィルム積層体は
ビデオプリンター用感熱記録体、製図用プロッター用
紙、印刷紙、インキジェット用紙、熱転写記録用紙等を
形成する際に、それらの支持体として、水溶性又は水分
散性の水性塗布液を塗布する上で特に好適なフィルム積
層体になる。さらに、他の水性塗布加工に適した支持体
として、磁気テープ、フロッピーディスク、Ｘ線写真フ
イルムなどの支持体に用いるに好適なプラスチックフイ
ルム積層体になる。

【００４２】

【発明の効果】親水性塗料、水性インキ、水性エマルジ
ョンなどを含む各種水性塗布液との濡れ性が良く、その
製造においても、環境上の問題、労働衛生上の問題がな
く、フイルム表面と十分な密着性を有した均一なプライ
マー層を有するフィルム積層体である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルムシートの少なくとも片面に、ポリ
エチレンイミン、水性の合成樹脂及びでんぷん系接着剤
を含むプライマー層を形成したフィルム積層体。
【請求項２】前記でんぷん系接着剤をプライマー層の全
固形量に対して０．１重量％から４０重量％の範囲で含
む請求項１記載のフィルム積層体。
【請求項３】フィルムシート（但し、ポリエステルフィ
ルムを除く）の少なくとも片面に、ポリエチレンイミ
ン、水性の合成樹脂及び、セルロース系又はでんぷん系
接着剤を含むプライマー層を形成したフィルム積層体。
【請求項４】前記セルロース系又はでんぷん系接着剤を
プライマー層の全固形量に対して０．１重量％から４０
重量％の範囲で含む請求項３記載のフィルム積層体。
【請求項５】フィルムシートがポリプロピレンフィルム
である請求項１〜４の何れか１項に記載のフィルム積層
体。