JP3885111B2 - グラフィック画像用多層電子式切断フィルム - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、電子式切断によりグラフィック画像を形成する、接着剤で裏打ちしたフィルムに関する。
発明の背景
電子式切断フィルムは、フィルム表面にコンピュータにより駆動するナイフあるいはスタイラスをあててグラフィック画像およびレタリングを形成することに用いられる。商業的に入手可能な電子式切断装置の例として、コネチカット州マンチェスターのＧｅｒｂｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓおよび、スイス、ＡｌｔｓｔａｔｔｅｎのＺｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｉｋ ＡＧを挙げられる。
これらの電子式切断用途におけるフィルムとして通常、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を使用する。これは、コンピュータが駆動するナイフによって容易に切断でき、配合が適切であれば、良好な外観と、外部用途に使用した場合にも優れた耐性とを備えているためである。
一般に、着色したビニル含有フィルム／接着剤／キャリアライナからなる積層ウェブを、コンピュータ駆動ナイフにより所望のパターンに切断する。切断後、不要なフィルム／接着剤をキャリアライナから除去すると、グラフィックパターンがキャリアライナに接合されて残る。次いで、予め間隔をあけたテープを用いて、切断されたビニル含有フィルムをキャリアライナから持ち上げ、デザインを適用される位置に固定することにより、グラフィックを所望の基材に移動する。ＰＶＣは焼却すると環境に有害となる恐れがあるとして、国によってはこれらの用途でのＰＶＣの使用を見合わせたいところもある。また、フィルムの切断、外観、耐候性（耐性）における適した性能を維持しつつ、この用途向けの低コストなフィルム、低コストな生産方法を見出したいという要望もある。
米国特許第４，７１３，２７３号、同第４，８８８，０７５号、同第４，９４６，５３２号、同第５，１４３，５７０号、同第５，３７２，６６９号には、ラベル、テープあるいは標識に用いる同時押出成形フィルムが開示されている。
発明の要約
電子式切断用途用に、従来技術よりさらに適したポリマー材料が必要である。上述のPVC問題を考慮すると、ポリマー材料を置換することが望ましい。
ポリエチレンは、置換できるポリマー材料の候補として挙げられ、適切に選択すれば電子式カッターによる切断も容易となる可能性がある。適切に配合することにより、ポリエチレンは適した耐候性を提供し、UV放射に対しても安定である。しかしながら、通常のグラフィック画像の用途ではありがちな細かい引掻きおよび磨耗に対する耐性が低いという欠点がいくつかある。さらに、ポリエチレンは接着剤をうまく接合しないため、接着剤がフィルムから剥離し、欠陥製品となる。
本発明は、思いがけず、トップ耐磨耗層と、切断が容易なコアポリマー材料と、接着剤プライム層とを同時押出成形することにより、電子式切断用置換ポリマー材料を提供する。驚いたことに、耐磨耗層と接着剤プライム層とを重ねてもフィルムのカット性に大きな影響はない。
したがって、本発明の一実施態様は、（ａ）ポリオレフィンを含み、対向する主面を有するコア層と、（ｂ）１主面上に配置された耐磨耗層と、（ｃ）反対側の主面上に配置された接着剤プライム層とを含む電子式切断フィルムである。
本発明の別の実施態様は、（ａ）３種類の押出成形可能樹脂を３つの長穴を有するダイに給送するステップと、（ｂ）その３種類の樹脂を、そのダイを介して同時に押出し、フィルムを形成するステップとを含む、そのフィルムの製造方法である。
本発明のもう１つの実施態様は、上述のフィルムの使用方法であって、
（ａ）フィルムを所望パターンに切断するステップと、
（ｂ）前記剥離ライナから、不要なフィルムの部分を除去するステップと、
（ｃ）残った切断されたフィルムを剥離ライナから基材に移動させるステップと、
を含む方法である。
本発明の特徴は、フィルムを電子的に切断してグラフィック画像を形成するという目的からそれずに、磨耗しやすいポリマーフィルムの１主面上に必要な耐磨耗性を施すことが出来るという点である。
本発明のもう１つの特徴は、電子式切断の要件を満たしつつ、ポリマーフィルムの反対側の主面上に接着剤プライム層を設けることが出来るという点である。接着剤プライム層を設けることにより、本発明の電子式切断フィルムの反対側の主面に、任意の、しかし好適である感圧接着剤および保護剥離層をコーティングすることが出来る。
本発明の利点は、品質管理条件下の量産設備内において同時押出成形技術を用いることにより、グラフィック業界における電子式切断操作用の、品質に優れ、経済的な置換ポリマー材料となる本発明のコンピュータ切断フィルムを製造できる点である。
本発明のもう１つの利点は、本発明のフィルムにより、ビニルを主成分とする切断フィルムには大きな問題と成り得る「表面の印影」を最小限に抑えることが出来るという点である。業界では周知の「表面の印影」は、フィルムがロールに巻き取られた後、保管中にフィルムのトップ層がキャリア層の裏側に接触することにより起こる表面の欠陥をいう。巻取り工程中、フィルム／接着剤／ライナの連続層を重ねていくことにより、この界面に圧力が加わる。圧力が大きくなるにつれ、フィルムには光沢のない外観を呈した領域が現れる。これは、本来かなり光沢があるはずのフィルムには見苦しい欠点である。この現象は温度の上昇と共に加速する。表面に起こる印影の本当の原因はまだ明らかではないが、ＰＶＣフィルムに可塑材が含有されていることが関係しているのではないか考えられている。
本発明のもう１つの利点は、本発明のフィルムが、耐磨耗層の低表面エネルギおよび低化学反応特性により、掻き傷あるいは他の表面コーティングの変質に対する耐性を有する点である。
更なる特性および利点は、以下の図面を参照しながら、本発明の実施例を以下に説明することにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の電子式切断フィルムの断面図である。
発明の実施例
フィルム構造
図１は、耐磨耗層１４を備える主面１３と接着剤プライム層１６を備える反対側の主面１５とを有するコア層１２を含む電子式切断フィルム１０を示す。
コア層１２の厚さは、フィルム１０の厚さの約５０％〜約８０％を占め、約６５％であれば好ましい。耐磨耗層１４の厚さは、フィルム１０の厚さの約５％〜約２５％を占め、約１５％であれば好ましい。接着剤プライム層の厚さは、フィルム１０の厚さの約５％〜約３０％を占め、約２０％であれば好ましい。
フィルム１０の厚さは約３０ミクロン（０．００１２５in）〜約１５０ミクロン（０．００６in）が可能であり、約６０ミクロン（０．００２４in）〜約１００ミクロン（０．００４in）であれば好ましい。
図面からわかるように、任意に、しかし層１６に接触させるには好適である、感圧接着剤１８と接着剤１８の保護に適した剥離ライナ１９とをさらにフィルム１０にコーティングする。
任意の接着剤およびライナを備えた構造物の合計厚さは約１５０ミクロン（０．００６in）〜約４２５ミクロン（０．０１７in）にすることが可能であり、約１８５ミクロン（０．００７５in）〜約２７５ミクロン（０．０１１in）であれば好ましい。
コア層
選択が適切であればポリオレフィンフィルムのダイによる切断操作はうまく運ぶ。ポリオレフィンフィルムの例として、ポリエチレンと、ポリプロピレンと、エチレンおよびプロピレンを含むコポリマーとを挙げられるがこれに限定するものではない。これらのポリオレフィン樹脂は、テキサス州ヒューストン７７２５３のＥｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．などの数多くの供給業者から入手可能である。
中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）フィルムが本発明のフィルム１０のコア層１２に好適である。このフィルムの割線モジュラスには、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２の規定により、約３５，０００〜約１００，０００Ｉｂｓ／ｉｎ2の範囲（好適にはおよそ５０，０００Ｉｂｓ／ｉｎ2）が可能である。
割線モジュラスが適格であるフィルムを選択すれば、コア層１２をポリオレフィン樹脂にすることも可能である。例えば、割線モジュラスが約５０，０００Ｉｂｓ／ｉｎ2以上であれば、高密度ポリエチレンにしてもよい。
コア層の厚さは約２５ミクロン（０．００１in）〜約１２５ミクロン（０．００５in）にすることが可能であり、約５０ミクロン（０．００２in）〜約１００ミクロン（０．００４in）であれば好ましい。
加工および着色の補助として、コア層１２にさまざまな添加剤を含有させることが出来る。その添加剤の例として、実施例によりさらに明らかになるが、紫外線安定剤、熱安定剤、静電防止剤および着色剤を挙げられるがこれに限定するものではない。
耐磨耗層
フィルム１０に耐磨耗層１４を設けることにより、本発明はいくつかの特徴および利点を備えることが出来る。耐磨耗層１４を、電子的切断の対象であるコア層１２の主面上に配置する。
適切に選択すれば、イオノマーおよび他の耐磨耗性ポリマーのダイによる切断操作はうまく運ぶ。耐磨耗性ポリマーの例として、エチレンメチルアクリレートイオノマー樹脂（米国デラウェア州ウィルミントンのＤｕＰｏｎｔから商業的に入手可能なＳｕｒｌｙｎTMイオノマーなど）を挙げられるがこれに限定するものではない。Ｄｕｐｏｎｔ製ＳｕｒｌｙｎTM１７０５−１イオノマーが、この樹脂に好適である。
耐磨耗層１４は耐磨耗性および掻き傷耐性の双方を備えており、前者は実施例に説明する手動試験により決定したものである。（ジョン、この層の主な要件はコア層の耐磨耗性を強化することにあるため、我々は試験方法としてＡＳＴＭ方法を採っていない。）
耐磨耗性と共に掻き傷耐性も備わり、これも手動試験により決定できる。
耐磨耗層の厚さは、約５ミクロン（０．０００２in）〜約４０ミクロン（０．００１６in）にすることが可能であり、約９ミクロン（０．０００４in）〜約２０ミクロン（０．０００８in）であれば好ましい。
加工および着色の補助として、層１４にさまざまな添加剤を含有させることが出来る。その添加剤の例として、実施例によりさらに明らかになるが、紫外線安定剤、熱可塑剤、フィラー、粘着防止剤、スリップ剤、静電防止剤、抗菌剤、および着色剤を挙げられるがこれに限定するものではない。
接着剤プライム層
フィルム１０に接着剤プライム層１６を設けることにより、本発明はいくつかの特徴および利点を備えることが出来る。接着剤プライム層１６がない場合、コア層１２の組成物上の理由からフィルム１０を接着剤に積層することが難しくなる。電子的切断の対象となる面１３に反対側の、コア層１２の主面１５上に、層１６を配置する。
適切に選択すれば、一般に極性モノマーと共重合したエチレンなどのポリマー類を含む接着剤プライム層の電子式切断操作はうまく運ぶ。接着強化物質の例として、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＤｕＰｏｎｔから商業的に入手可能なＥｌｖａｘTMエチレン酢酸ビニル樹脂など）を挙げられるがこれに限定するものではない。本樹脂にはＤｕＰｏｎｔ製ＥｌｖａｘTM３１３５Ｂ樹脂が好適である。
層１６は、実施例に説明する手動テストにより特定するように、コア層１２にも感圧接着剤にも粘着性を有する。
接着剤プライム層の厚さは約６ミクロン（０．０００２４in）〜約５０ミクロン（０．００２in）にすることが可能であり、約１２ミクロン（０．０００５in）〜約２０ミクロン（０．０００８in）であれば好ましい。
加工および着色の補助として、層１６にさまざまな添加剤を含有させることが出来る。その添加剤の例として、実施例によりさらに明らかになるが、紫外線安定剤、充填剤、粘着防止剤、熱安定剤、静電防止剤、抗菌剤および着色剤を挙げられるがこれに限定するものではない。
任意の接着剤層およびライナ層
本発明のフィルムは、切断されたフィルムを基材に貼付して画像を形成する作業を伴う電子式切断に非常に適している。一方の主面上に感圧接着剤をコーティングせずにフィルム１０を製造することも可能であるが、図１に示すように接着剤層１８および保護剥離ライナ１９を設けることが好ましい。
接着剤層１８を設ける目的は、仕上がったグラフィック画像を、建物の標識、日覆い、壁、床、あるいは天井、トラックの側壁、掲示板、あるいは他の、教育、娯楽、あるいは情報用に高品質グラフィック画像を使用可能な場所などの支持面に貼付することにある。
Minnesota Mining and Manufacturing Company（３Ｍ）はさまざまな媒体を提供しており、画像形成表面に反対側の主面上に使用可能な多数の感圧接着剤配合物を開発してきた。これらの接着剤の幾例かは米国特許第５，１４１，７９０号（Ｃａｌｈｏｕｎ他に付与）、同第５，２２９，２０７号（Ｐａｑｕｅｔｔｅ他に付与）、同第５，２９６，２７７号（Ｗｉｌｓｏｎ他に付与）、同第５，３６２，５１６号（Ｗｉｌｓｏｎ他に付与）、本願と同一の譲受人に譲渡された係属中の国際特許出願第ＵＳ９７／０９２７４号（Ｓｈｅｒ他に付与）（代理人整理番号５２７７１ＵＳＡ９Ａ）、同第ＵＳ９７／００６２６号（５２１４４ＵＳＡ８Ａ）および、同第ＵＳ９７／００６０９号（５２１４３ＵＳＡ１Ａ）に開示されている。
接着剤層１８の厚さは、約１２ミクロン（０．０００５in）〜約７５ミクロン（０．００３in）にすることが可能であり、約２０ミクロン（０．０００８in）〜約４０ミクロン（０．０００１６in）であれば好ましい。
フィルム１０の保管中に接着剤層１８を保護するため、商業的に入手可能な剥離ライナを使用しなくてはならない。接着剤層１８および剥離ライナ１９をフィルム１０に積層できることが条件であるため、多くの商業的に入手可能な剥離ライナが本発明に適用可能である。その例として、米国イリノイ州ウェストチェスタのＤａｕｂｅｒｔ Ｃｏａｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．および米国イリノイ州オークブルックのＲｅｘａｍ Ｒｅｌｅａｓｅからの製品を挙げられる。目下、任意のライナ１９に好適なのは、ＲｅｘａｍあるいはＤａｕｂｅｒｔいずれかのシリコーンコーティング剥離紙である。
フィルムの製造方法
本発明の多層フィルムは数多くの方法によって製造可能である。例えば、層１２と任意層１４および１６とを、適した種類の同時押出成形ダイとブローンフィルム押出成形あるいはキャストフィルム押出しなどの適したフィルム製造方法とによって同時押出成形することができる。接着剤層１８は、他の層と一緒に同時押出成形しても、ライナからフィルムに移動しても、あるいは次の工程において直接フィルムにコーティングしてもよい。同時押出成形において最良の仕上がりを得るため、溶融粘度など同様の特性を有するポリマー材料を各層に選択する。
同時押出成形技術は、Ｐｒｏｇｅｌｈｏｆ，Ｒ．Ｃ．およびＴｈｒｏｎｅ，Ｊ．Ｌ．著「ポリマー工学技術原理（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ）」、Ｈａｎｓｅｒ／Ｇａｒｄｎｅｒ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．出版，オハイオ州シンシナティ、１９９３年などの数多くのポリマー加工に関する文献に掲載されている。他の方法として、１層あるいは複数層を別個のシートとして押出した後、互いに積層してフィルムを形成してもよい。１層あるいは複数層は、水性あるいは溶媒を基剤とする分散液を先に押出成形した１層あるいは複数層にコーティングすることにより形成してもよい。ただし、この方法は工程作業を増やし、浪費がかさむためあまり望ましい方法ではない。
好適には、接着剤プライム層１６の粘着力をコロナ処理によって改良することが望ましい。コロナ処理加工は当業者には周知である。層１６にコロナ処理を施し、４０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2を超える表面張力に仕上げることが好ましい。
商業的に入手可能な製造設備には、押出成形加工用特注ダイを製造できる性能を有する同時押出成形フィルム形成装置が備わっている。
発明の有用性
本発明のフィルムは、当業者には商業的に入手可能なＧｅｒｂｅｒ ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃあるいはＺｕｎｄ装置を用いて、電子的に切断することが出来る。切断後、フィルムを基材に貼付し、不要物を除去してグラフィック画像に特有の色をもたせることが出来る。
通常、各フィルムは、グラフィック画像に対して１色を表示し、熟練者が、異なる色のさまざまなフィルムを有して、切断されたそれぞれの色を有する複数のフィルムを単一基材上に配置することによりグラフィックを完成させる。
本発明のフィルム１０では、着色剤をコア層１２、耐磨耗層１４、接着剤プライム層１６、あるいはこれらの組み合わせに添加し、多色グラフィック画像に必要と思われるさまざまな色を作製することができる。日覆いおよび標識には一般に、本発明のフィルムを用いた電子的に切断された多色グラフィック画像を適用できる。以前はビニル系フィルムを用いてきた利用範囲に、本発明によるフィルムをそのまま適用することが出来る。
上述したように、ビニル系フィルムでは起こりがちであった表面の印影という外観上の欠点を、本発明のフィルムでは最小限に抑えることが出来る。したがって、本発明のフィルムの保管について予め見通しをつけることができ、使い勝手が良い。
本発明の他の実施例におけるさらなる特徴および利点は以下の実施例において明らかになろう。
実施例
配合Ａ
耐磨耗層１４−厚さの１５％
1000部 DuPont Surlyntm 1705-1樹脂（デラウェア州ウィルミントン19880のDuPont）
50部 Polyfil MT 5000タルク濃縮物（ニュージャージー州ロックウェイ07866のPolyfil Corp.）
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物（ニューヨーク州タリータウン10591のAmpacet Corp.）
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物（ニュージャージー州ブリッジウォーター08807のStandridge Color Corp.）
コア層１２−厚さの６５％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂（テキサス州ヒューストン77253のExxon Chemical Co.）
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
接着剤プライム層１６−厚さの２０％
1000部 DuPont Elvaxtm 3135Bエチレン酢酸ビニル樹脂（デラウェア州ウィルミントン19880のDuPont）
150部 Polyfil MT 5000タルク濃縮物
50部 Polyfil ABC 5000粘着防止剤濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
比較配合Ｂ
耐磨耗層１４−厚さの１５％
1000部 DuPont Surlyntm1705-1樹脂
50部 Polyfil MT 5000タルク濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
コア層１２−厚さの６５％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
接着剤プライム層１６−厚さの２０％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂
50部 Polfil ABC 5000粘着防止剤濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
比較配合Ｃ
耐磨耗層１４−厚さの１５％
1000部 DuPont Surlyntm1705-1樹脂
50部 Polyfil MT 5000タルク濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
コア層１２−厚さの６５％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
接着剤プライム層１６−厚さの２０％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂
50部 Polfil ABC 5000粘着防止剤濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
比較配合Ｂが、接着剤プライム層が欠如している点において配合Ａとは異なる。比較配合Ｃは、耐磨耗層に着色剤が欠如している点において比較配合Ｂとは異なる。比較配合Ｃは、耐磨耗層に着色剤が欠如し、接着剤プライム層が欠如している点において配合Ａとは異なる。
上述の各配合物を、実施例に詳細に説明するように、ブローンフィルム加工により同時押出成形し、コア層１２の表面１５にコロナ処理を施した。次いで、各フィルムを、シリコーン剥離表面を備えるクレーコーティングペーパーにコーティングされたアクリレートコポリマー感圧接着剤に積層した。
実施例１〜３による切断および剥離試験
各配合物Ａ〜Ｃをそれぞれ、従来技術によるブローンフィルム同時押出成形加工を利用して本発明の多層フィルムに製造した。各層１２、１４、および１６に１つずつの３つの押出機それぞれが、溶融した配合物を環状ダイに供給し、そこでこれらの溶融物を組み合わせて、明確な３層からなる単一の溶融物流をスリーブ型に形成した。各実施例について、「上部」押出機の溶融物が耐磨耗層を、「中部」押出機の溶融物がコア層を、「下部」押出機の溶融物が接着剤プライム層を形成した。次いで、溶融したポリマースリーブを、スリーブ内に空気を吹込んでインフレーション用タワーの頂部においてダイとニップフォールとの間に押込むことにより、最終直径および厚さに吹込成形した。次いで、このフィルムスリーブを２つの平坦なフィルムウェブに細断し、それぞれを接着剤プライム層上にコロナ処理してコア上に巻き取った。仕上がった実施例はそれぞれ、約０．００２４in（６０ミクロン）の厚さを有した。次いで、そのフィルムの巻きを解き、この接着剤プライム層上に、０．００１in（２５．４ミクロン）厚さのアクリレートコポリマー感圧接着剤層と０．０４in（１０１ミクロン）厚さの剥離ライナとを、室温で２つの積層ロールの圧力により積層した。
各配合物Ａ〜Ｃのカット性を、Ｇｅｒｂｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（コネチカット州マンチェスター０６０４０）製「Ｇｒａｐｈｉｘ Ａｄｖａｎｔａｇｅ」Ｒｅｌｅａｓｅ６．０ソフトウェア駆動の標準４５°ブレードによるＺｕｎｄ平台カッタＭｏｄｅｌ＃Ｐ−１２００を用いて評価した。フィルムから、Ｈｅｌｖｅｔｉｃａ Ｍｅｄｉｕｍフォントで高さを１in（２５ｍｍ）、０．５in（１２．５ｍｍ）３／８in（１０ｍｍ）１／４in（６ｍｍ）に変えて、文字「ＱＷＥＲＴＹＵＩＯＰ」をカットした。
１本の「剥離線」あるいは枠を各試料フィルムの周囲に付け、不要物の剥離の補助とした。フィルムのカット性を、切断後のグラフィックの美学上あるいは加工上問題となる文字の隆起、フィルム内の不完全な切込み、フィルムの引き裂き、あるいは他のナイフにより起こるフィルムの欠陥について切抜いた文字を調べて評価した。フィルム／接着剤の組み合わせ部分を、右上の角部にある「剥離枠」のライナから勢いよく左下にある「剥離枠」に向けて斜めに引っ張って、剥離性能を調べた。
切断された高さの文字すべてが残っていれば、そのフィルムは許容範囲の高さに切断可能であるとして、次いで、残留する文字部分についてフィルムを調べた。電子式フィルム切断業界において文字高さは使用するフィルムの適格さを示すものとして用いられている。通常、１／２in以下の文字高さを残せばそのフィルムは電子式切断用途に使用可能と考えられる。
次いで、フィルムをカット性および剥離性能について評価した。すべてのフィルムについて、目に見えるフィルム欠陥を起こさずに非常に良く切断できた。剥離性能も、すべての試料についての剥離が１／２in（１２．５ｍｍ）という許容範囲内であり、良好と判断できた。配合物ＢおよびＣは、カット性のためではなく、以下に示す不適当な他の特性のために比較配合物と見なしている。
実施例４および比較例５による接着剤プライム試験
配合Ａおよび比較配合Ｂを用いたフィルムを、６０ミクロン（０．００２４in）の厚さに、Ｓｕｒｌｙｎtmを施していない側上をコロナ処理して製造し、上述のようにアクリレートコポリマー接着剤および剥離ライナに積層した。次いで、そのフィルムを２５ｍｍ（１in）帯片に切断し、アルミニウムパネルに適用した。２４時間後、そのフィルム／接着剤帯片を、パネルから１８０°の角度で引っ張ってパネルから除去した。実施例４のフィルム／接着剤積層物は、パネルに接着剤を残さずにきれいに除去できたが、比較例５のフィルム／接着剤積層物では、接着剤層がフィルムから剥離してアルミニウムパネルに残留した。これは１００％の接着剤移動であり、接着剤のフィルムへの接着が不良であることを示す。このテストにより、配合Ａを含むプライム層では、比較配合Ｂのプライムされていないフィルムと比較して、改良された接着剤接合および製品特性を得られることがわかる。
比較例６および実施例７による表面印影試験
以下に説明するテスト工程を用いて、配合Ａから製造したフィルムを、表面印影の受けやすさについて、商業的に入手可能なカレンダー処理済みビニル系電子式切断フィルムとを比較した。
一般的な中級クラスの電子切断フィルム（Ａ）の試料には、米国ミネソタ州セントポールのＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ）製３Ｍ Ｔａｒｔａｎtm２５００−９４を、比較例６として使用した。配合Ａを０．００２４in（６０ミクロン）厚さに押出成形し、上述のように接着剤および剥離ライナに積層し、これを実施例７とした。比較例６および実施例７の試料を１０ｃｍ×１０ｃｍに切断し、以下のように重ねた（積み重ね順を示すために各々の数字を用いる）。６７６６７７６６６７７７６の順で積み重ね、２枚の１０ｃｍ×１０ｃｍステンレス鋼鈑の間に配置した。６ｋｇの重りをステンレス鋼鈑の上に配置して、この板とフィルム試料との積み重ね物を６５℃（１５０°Ｆ）オーブンに入れた。１時間後、比較例６のビニルフィルムにははっきりとした印影ができたが、実施例７のフィルムの外観には、その表面に目に見える変化はなかった。同じ温度で４８時間の放置後、比較例６のビニルフィルムにはかなり明確な印影ができたが、実施例７のフィルムには再度、その表面に目に見える変化はなかった。
比較例８および実施例９による耐引掻性試験
以下のテストにより、商業的に入手可能な中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）フィルム（米国マサチューセッツ州South DeerfieldのHuntsman Packaging製Product No.９３５）および配合Ａによるフィルムについて、引掻き耐性を特定した。
電子的に切断されて表面に適用される画像は通常、プレスペーステープを用いて適用され、テープは画像がうまく所望表面に転移した後除去される。適用された画像は、プラスチック塗布器でうまく接合するように表面をこすらなくてはならない。通常これには、一般にスキージとよばれる３Ｍ ＰＡ−１（米国ミネソタ州セントポール、３Ｍ）などのプラスチックブレードを用いる。このことから、この試験を行った。
厚さ１００ミクロン（０．００４in）のProduct No.９３５中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）の単層フィルムにコロナ処理を施し、アクリレートコポリマー接着剤およびシリコーンコーティング剥離ライナに積層した。これにより、テスト工程にかけるフィルムの剛性を強化した。
この比較例８の積層物を３Ｍ ＰＡ−１ブレードでこすったところ、フィルムには、プラスチックブレードによりできた、目に見える小さな掻き傷が多数できた。この掻き傷の状態では、フィルムの光沢は失せ、グラフィックフィルムとしては大半の用途に使用不可能となる。
実施例９：配合Ａのフィルムをインフレーションフィルム加工により９０ミクロン（０．００３５in）厚さに製造し、コロナ処理を施した後、上述のようにアクリレートコポリマー接着剤およびシリコーンコーティング剥離ライナに積層した。このフィルムを３Ｍ ＰＡ−１ブレードでこすったところ、目に見える掻き傷は格段に少なく、フィルムはグラフィック画像用途に使用可能と判断できた。
比較例１０および実施例１１による着色試験
比較配合ＢおよびＣを使用したフィルムを厚さ６０ミクロン（０．００２４in）に製造し、上述のように接着剤剤層およびライナに積層した。これらの材料は、上述のように光沢および耐引掻性共に許容範囲であったが、底層に接着剤プライム特性を備えていないため、比較配合と見なした。比較配合Ｂは、耐磨耗層に着色料を含有している点において、含有していない配合Ｃとは異なる。このテストの結果により、耐磨耗層には着色料が必要ではないことがわかり、比較配合Ｂの方が一様な光沢を有する点において比較配合Ｃより好適であることがわかった。この透明な耐磨耗層がすべての色に一様な光沢を付与できることから多色フィルムの製造が可能になるのであれば、このような積層構造は有用である。顔料によって、その化学的および物性特性が異なり、フィルムの所望不透明度を備えるために必要となる各々搭載量も異なるため、顔料の違いによりフィルムの表面光沢程度に違いが起こることが知られているため、これは重要である。したがって、本発明の使用に好適である配合は、耐磨耗層に着色料を含有しない配合Ａということになる。
本発明は上述の実施例に限定されるものではない。また、本発明の好ましい態様を示すと以下のとおりである。
（１）（ａ）ポリオレフィンを含み、対向する主面を有するコア層と、
（ｂ）一方の主面上に配置された、耐磨耗性イオノマー樹脂を含む耐磨耗層と、
（ｃ）反対側の主面上に配置された接着剤プライム層と、
（ｄ）前記接着剤プライム層上に配置した接着剤層と、
（ｅ）前記接着剤層上に配置した剥離ライナと、
を含む電子式切断フィルム。
（２）前記コア層の厚さが前記フィルムの厚さの約５０％〜約８０％であり、前記耐磨耗層の厚さが該フィルムの厚さの約５％〜約２５％であり、前記接着剤プライム層の厚さが該フィルムの厚さの約５％〜約３０％であり、該フィルムの厚さが約３０ミクロン〜約１５０ミクロンである上記（１）に記載のフィルム。
（３）前記接着剤プライム層がエチレン酢酸ビニルを含む上記（１）に記載のフィルム。
（４）前記耐磨耗層が耐引掻性も備える上記（１）に記載のフィルム。
（５）（ａ）３種類の押出成形可能な樹脂を３つのスリットのあるダイに給送するするステップと、
（ｂ）該３種類の樹脂を、該ダイを介して同時押出成形して上記（１）に記載のフィルムを形成するステップと、
を含む上記（１）に記載のフィルムの製造方法。
（６）上記（１）記載のフィルムの使用方法であって、
（ａ）フィルムを所望パターンに切断するステップと、
（ｂ）前記剥離ライナから、不要なフィルムの部分を除去するステップと、
（ｃ）残った切断されたフィルムを剥離ライナから基材に移動させるステップと、
を含む方法。
本発明は、電子式切断によりグラフィック画像を形成する、接着剤で裏打ちしたフィルムに関する。
発明の背景
電子式切断フィルムは、フィルム表面にコンピュータにより駆動するナイフあるいはスタイラスをあててグラフィック画像およびレタリングを形成することに用いられる。商業的に入手可能な電子式切断装置の例として、コネチカット州マンチェスターのＧｅｒｂｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓおよび、スイス、ＡｌｔｓｔａｔｔｅｎのＺｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｉｋ ＡＧを挙げられる。
これらの電子式切断用途におけるフィルムとして通常、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を使用する。これは、コンピュータが駆動するナイフによって容易に切断でき、配合が適切であれば、良好な外観と、外部用途に使用した場合にも優れた耐性とを備えているためである。
一般に、着色したビニル含有フィルム／接着剤／キャリアライナからなる積層ウェブを、コンピュータ駆動ナイフにより所望のパターンに切断する。切断後、不要なフィルム／接着剤をキャリアライナから除去すると、グラフィックパターンがキャリアライナに接合されて残る。次いで、予め間隔をあけたテープを用いて、切断されたビニル含有フィルムをキャリアライナから持ち上げ、デザインを適用される位置に固定することにより、グラフィックを所望の基材に移動する。ＰＶＣは焼却すると環境に有害となる恐れがあるとして、国によってはこれらの用途でのＰＶＣの使用を見合わせたいところもある。また、フィルムの切断、外観、耐候性（耐性）における適した性能を維持しつつ、この用途向けの低コストなフィルム、低コストな生産方法を見出したいという要望もある。
米国特許第４，７１３，２７３号、同第４，８８８，０７５号、同第４，９４６，５３２号、同第５，１４３，５７０号、同第５，３７２，６６９号には、ラベル、テープあるいは標識に用いる同時押出成形フィルムが開示されている。
発明の要約
電子式切断用途用に、従来技術よりさらに適したポリマー材料が必要である。上述のPVC問題を考慮すると、ポリマー材料を置換することが望ましい。
ポリエチレンは、置換できるポリマー材料の候補として挙げられ、適切に選択すれば電子式カッターによる切断も容易となる可能性がある。適切に配合することにより、ポリエチレンは適した耐候性を提供し、UV放射に対しても安定である。しかしながら、通常のグラフィック画像の用途ではありがちな細かい引掻きおよび磨耗に対する耐性が低いという欠点がいくつかある。さらに、ポリエチレンは接着剤をうまく接合しないため、接着剤がフィルムから剥離し、欠陥製品となる。
本発明は、思いがけず、トップ耐磨耗層と、切断が容易なコアポリマー材料と、接着剤プライム層とを同時押出成形することにより、電子式切断用置換ポリマー材料を提供する。驚いたことに、耐磨耗層と接着剤プライム層とを重ねてもフィルムのカット性に大きな影響はない。
したがって、本発明の一実施態様は、（ａ）ポリオレフィンを含み、対向する主面を有するコア層と、（ｂ）１主面上に配置された耐磨耗層と、（ｃ）反対側の主面上に配置された接着剤プライム層とを含む電子式切断フィルムである。
本発明の別の実施態様は、（ａ）３種類の押出成形可能樹脂を３つの長穴を有するダイに給送するステップと、（ｂ）その３種類の樹脂を、そのダイを介して同時に押出し、フィルムを形成するステップとを含む、そのフィルムの製造方法である。
本発明のもう１つの実施態様は、上述のフィルムの使用方法であって、
（ａ）フィルムを所望パターンに切断するステップと、
（ｂ）前記剥離ライナから、不要なフィルムの部分を除去するステップと、
（ｃ）残った切断されたフィルムを剥離ライナから基材に移動させるステップと、
を含む方法である。
本発明の特徴は、フィルムを電子的に切断してグラフィック画像を形成するという目的からそれずに、磨耗しやすいポリマーフィルムの１主面上に必要な耐磨耗性を施すことが出来るという点である。
本発明のもう１つの特徴は、電子式切断の要件を満たしつつ、ポリマーフィルムの反対側の主面上に接着剤プライム層を設けることが出来るという点である。接着剤プライム層を設けることにより、本発明の電子式切断フィルムの反対側の主面に、任意の、しかし好適である感圧接着剤および保護剥離層をコーティングすることが出来る。
本発明の利点は、品質管理条件下の量産設備内において同時押出成形技術を用いることにより、グラフィック業界における電子式切断操作用の、品質に優れ、経済的な置換ポリマー材料となる本発明のコンピュータ切断フィルムを製造できる点である。
本発明のもう１つの利点は、本発明のフィルムにより、ビニルを主成分とする切断フィルムには大きな問題と成り得る「表面の印影」を最小限に抑えることが出来るという点である。業界では周知の「表面の印影」は、フィルムがロールに巻き取られた後、保管中にフィルムのトップ層がキャリア層の裏側に接触することにより起こる表面の欠陥をいう。巻取り工程中、フィルム／接着剤／ライナの連続層を重ねていくことにより、この界面に圧力が加わる。圧力が大きくなるにつれ、フィルムには光沢のない外観を呈した領域が現れる。これは、本来かなり光沢があるはずのフィルムには見苦しい欠点である。この現象は温度の上昇と共に加速する。表面に起こる印影の本当の原因はまだ明らかではないが、ＰＶＣフィルムに可塑材が含有されていることが関係しているのではないか考えられている。
本発明のもう１つの利点は、本発明のフィルムが、耐磨耗層の低表面エネルギおよび低化学反応特性により、掻き傷あるいは他の表面コーティングの変質に対する耐性を有する点である。
更なる特性および利点は、以下の図面を参照しながら、本発明の実施例を以下に説明することにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の電子式切断フィルムの断面図である。
発明の実施例
フィルム構造
図１は、耐磨耗層１４を備える主面１３と接着剤プライム層１６を備える反対側の主面１５とを有するコア層１２を含む電子式切断フィルム１０を示す。
コア層１２の厚さは、フィルム１０の厚さの約５０％〜約８０％を占め、約６５％であれば好ましい。耐磨耗層１４の厚さは、フィルム１０の厚さの約５％〜約２５％を占め、約１５％であれば好ましい。接着剤プライム層の厚さは、フィルム１０の厚さの約５％〜約３０％を占め、約２０％であれば好ましい。
フィルム１０の厚さは約３０ミクロン（０．００１２５in）〜約１５０ミクロン（０．００６in）が可能であり、約６０ミクロン（０．００２４in）〜約１００ミクロン（０．００４in）であれば好ましい。
図面からわかるように、任意に、しかし層１６に接触させるには好適である、感圧接着剤１８と接着剤１８の保護に適した剥離ライナ１９とをさらにフィルム１０にコーティングする。
任意の接着剤およびライナを備えた構造物の合計厚さは約１５０ミクロン（０．００６in）〜約４２５ミクロン（０．０１７in）にすることが可能であり、約１８５ミクロン（０．００７５in）〜約２７５ミクロン（０．０１１in）であれば好ましい。
コア層
選択が適切であればポリオレフィンフィルムのダイによる切断操作はうまく運ぶ。ポリオレフィンフィルムの例として、ポリエチレンと、ポリプロピレンと、エチレンおよびプロピレンを含むコポリマーとを挙げられるがこれに限定するものではない。これらのポリオレフィン樹脂は、テキサス州ヒューストン７７２５３のＥｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．などの数多くの供給業者から入手可能である。
中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）フィルムが本発明のフィルム１０のコア層１２に好適である。このフィルムの割線モジュラスには、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２の規定により、約３５，０００〜約１００，０００Ｉｂｓ／ｉｎ2の範囲（好適にはおよそ５０，０００Ｉｂｓ／ｉｎ2）が可能である。
割線モジュラスが適格であるフィルムを選択すれば、コア層１２をポリオレフィン樹脂にすることも可能である。例えば、割線モジュラスが約５０，０００Ｉｂｓ／ｉｎ2以上であれば、高密度ポリエチレンにしてもよい。
コア層の厚さは約２５ミクロン（０．００１in）〜約１２５ミクロン（０．００５in）にすることが可能であり、約５０ミクロン（０．００２in）〜約１００ミクロン（０．００４in）であれば好ましい。
加工および着色の補助として、コア層１２にさまざまな添加剤を含有させることが出来る。その添加剤の例として、実施例によりさらに明らかになるが、紫外線安定剤、熱安定剤、静電防止剤および着色剤を挙げられるがこれに限定するものではない。
耐磨耗層
フィルム１０に耐磨耗層１４を設けることにより、本発明はいくつかの特徴および利点を備えることが出来る。耐磨耗層１４を、電子的切断の対象であるコア層１２の主面上に配置する。
適切に選択すれば、イオノマーおよび他の耐磨耗性ポリマーのダイによる切断操作はうまく運ぶ。耐磨耗性ポリマーの例として、エチレンメチルアクリレートイオノマー樹脂（米国デラウェア州ウィルミントンのＤｕＰｏｎｔから商業的に入手可能なＳｕｒｌｙｎTMイオノマーなど）を挙げられるがこれに限定するものではない。Ｄｕｐｏｎｔ製ＳｕｒｌｙｎTM１７０５−１イオノマーが、この樹脂に好適である。
耐磨耗層１４は耐磨耗性および掻き傷耐性の双方を備えており、前者は実施例に説明する手動試験により決定したものである。（ジョン、この層の主な要件はコア層の耐磨耗性を強化することにあるため、我々は試験方法としてＡＳＴＭ方法を採っていない。）
耐磨耗性と共に掻き傷耐性も備わり、これも手動試験により決定できる。
耐磨耗層の厚さは、約５ミクロン（０．０００２in）〜約４０ミクロン（０．００１６in）にすることが可能であり、約９ミクロン（０．０００４in）〜約２０ミクロン（０．０００８in）であれば好ましい。
加工および着色の補助として、層１４にさまざまな添加剤を含有させることが出来る。その添加剤の例として、実施例によりさらに明らかになるが、紫外線安定剤、熱可塑剤、フィラー、粘着防止剤、スリップ剤、静電防止剤、抗菌剤、および着色剤を挙げられるがこれに限定するものではない。
接着剤プライム層
フィルム１０に接着剤プライム層１６を設けることにより、本発明はいくつかの特徴および利点を備えることが出来る。接着剤プライム層１６がない場合、コア層１２の組成物上の理由からフィルム１０を接着剤に積層することが難しくなる。電子的切断の対象となる面１３に反対側の、コア層１２の主面１５上に、層１６を配置する。
適切に選択すれば、一般に極性モノマーと共重合したエチレンなどのポリマー類を含む接着剤プライム層の電子式切断操作はうまく運ぶ。接着強化物質の例として、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＤｕＰｏｎｔから商業的に入手可能なＥｌｖａｘTMエチレン酢酸ビニル樹脂など）を挙げられるがこれに限定するものではない。本樹脂にはＤｕＰｏｎｔ製ＥｌｖａｘTM３１３５Ｂ樹脂が好適である。
層１６は、実施例に説明する手動テストにより特定するように、コア層１２にも感圧接着剤にも粘着性を有する。
接着剤プライム層の厚さは約６ミクロン（０．０００２４in）〜約５０ミクロン（０．００２in）にすることが可能であり、約１２ミクロン（０．０００５in）〜約２０ミクロン（０．０００８in）であれば好ましい。
加工および着色の補助として、層１６にさまざまな添加剤を含有させることが出来る。その添加剤の例として、実施例によりさらに明らかになるが、紫外線安定剤、充填剤、粘着防止剤、熱安定剤、静電防止剤、抗菌剤および着色剤を挙げられるがこれに限定するものではない。
任意の接着剤層およびライナ層
本発明のフィルムは、切断されたフィルムを基材に貼付して画像を形成する作業を伴う電子式切断に非常に適している。一方の主面上に感圧接着剤をコーティングせずにフィルム１０を製造することも可能であるが、図１に示すように接着剤層１８および保護剥離ライナ１９を設けることが好ましい。
接着剤層１８を設ける目的は、仕上がったグラフィック画像を、建物の標識、日覆い、壁、床、あるいは天井、トラックの側壁、掲示板、あるいは他の、教育、娯楽、あるいは情報用に高品質グラフィック画像を使用可能な場所などの支持面に貼付することにある。
Minnesota Mining and Manufacturing Company（３Ｍ）はさまざまな媒体を提供しており、画像形成表面に反対側の主面上に使用可能な多数の感圧接着剤配合物を開発してきた。これらの接着剤の幾例かは米国特許第５，１４１，７９０号（Ｃａｌｈｏｕｎ他に付与）、同第５，２２９，２０７号（Ｐａｑｕｅｔｔｅ他に付与）、同第５，２９６，２７７号（Ｗｉｌｓｏｎ他に付与）、同第５，３６２，５１６号（Ｗｉｌｓｏｎ他に付与）、本願と同一の譲受人に譲渡された係属中の国際特許出願第ＵＳ９７／０９２７４号（Ｓｈｅｒ他に付与）（代理人整理番号５２７７１ＵＳＡ９Ａ）、同第ＵＳ９７／００６２６号（５２１４４ＵＳＡ８Ａ）および、同第ＵＳ９７／００６０９号（５２１４３ＵＳＡ１Ａ）に開示されている。
接着剤層１８の厚さは、約１２ミクロン（０．０００５in）〜約７５ミクロン（０．００３in）にすることが可能であり、約２０ミクロン（０．０００８in）〜約４０ミクロン（０．０００１６in）であれば好ましい。
フィルム１０の保管中に接着剤層１８を保護するため、商業的に入手可能な剥離ライナを使用しなくてはならない。接着剤層１８および剥離ライナ１９をフィルム１０に積層できることが条件であるため、多くの商業的に入手可能な剥離ライナが本発明に適用可能である。その例として、米国イリノイ州ウェストチェスタのＤａｕｂｅｒｔ Ｃｏａｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．および米国イリノイ州オークブルックのＲｅｘａｍ Ｒｅｌｅａｓｅからの製品を挙げられる。目下、任意のライナ１９に好適なのは、ＲｅｘａｍあるいはＤａｕｂｅｒｔいずれかのシリコーンコーティング剥離紙である。
フィルムの製造方法
本発明の多層フィルムは数多くの方法によって製造可能である。例えば、層１２と任意層１４および１６とを、適した種類の同時押出成形ダイとブローンフィルム押出成形あるいはキャストフィルム押出しなどの適したフィルム製造方法とによって同時押出成形することができる。接着剤層１８は、他の層と一緒に同時押出成形しても、ライナからフィルムに移動しても、あるいは次の工程において直接フィルムにコーティングしてもよい。同時押出成形において最良の仕上がりを得るため、溶融粘度など同様の特性を有するポリマー材料を各層に選択する。
同時押出成形技術は、Ｐｒｏｇｅｌｈｏｆ，Ｒ．Ｃ．およびＴｈｒｏｎｅ，Ｊ．Ｌ．著「ポリマー工学技術原理（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ）」、Ｈａｎｓｅｒ／Ｇａｒｄｎｅｒ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．出版，オハイオ州シンシナティ、１９９３年などの数多くのポリマー加工に関する文献に掲載されている。他の方法として、１層あるいは複数層を別個のシートとして押出した後、互いに積層してフィルムを形成してもよい。１層あるいは複数層は、水性あるいは溶媒を基剤とする分散液を先に押出成形した１層あるいは複数層にコーティングすることにより形成してもよい。ただし、この方法は工程作業を増やし、浪費がかさむためあまり望ましい方法ではない。
好適には、接着剤プライム層１６の粘着力をコロナ処理によって改良することが望ましい。コロナ処理加工は当業者には周知である。層１６にコロナ処理を施し、４０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ2を超える表面張力に仕上げることが好ましい。
商業的に入手可能な製造設備には、押出成形加工用特注ダイを製造できる性能を有する同時押出成形フィルム形成装置が備わっている。
発明の有用性
本発明のフィルムは、当業者には商業的に入手可能なＧｅｒｂｅｒ ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃあるいはＺｕｎｄ装置を用いて、電子的に切断することが出来る。切断後、フィルムを基材に貼付し、不要物を除去してグラフィック画像に特有の色をもたせることが出来る。
通常、各フィルムは、グラフィック画像に対して１色を表示し、熟練者が、異なる色のさまざまなフィルムを有して、切断されたそれぞれの色を有する複数のフィルムを単一基材上に配置することによりグラフィックを完成させる。
本発明のフィルム１０では、着色剤をコア層１２、耐磨耗層１４、接着剤プライム層１６、あるいはこれらの組み合わせに添加し、多色グラフィック画像に必要と思われるさまざまな色を作製することができる。日覆いおよび標識には一般に、本発明のフィルムを用いた電子的に切断された多色グラフィック画像を適用できる。以前はビニル系フィルムを用いてきた利用範囲に、本発明によるフィルムをそのまま適用することが出来る。
上述したように、ビニル系フィルムでは起こりがちであった表面の印影という外観上の欠点を、本発明のフィルムでは最小限に抑えることが出来る。したがって、本発明のフィルムの保管について予め見通しをつけることができ、使い勝手が良い。
本発明の他の実施例におけるさらなる特徴および利点は以下の実施例において明らかになろう。
実施例
配合Ａ
耐磨耗層１４−厚さの１５％
1000部 DuPont Surlyntm 1705-1樹脂（デラウェア州ウィルミントン19880のDuPont）
50部 Polyfil MT 5000タルク濃縮物（ニュージャージー州ロックウェイ07866のPolyfil Corp.）
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物（ニューヨーク州タリータウン10591のAmpacet Corp.）
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物（ニュージャージー州ブリッジウォーター08807のStandridge Color Corp.）
コア層１２−厚さの６５％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂（テキサス州ヒューストン77253のExxon Chemical Co.）
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
接着剤プライム層１６−厚さの２０％
1000部 DuPont Elvaxtm 3135Bエチレン酢酸ビニル樹脂（デラウェア州ウィルミントン19880のDuPont）
150部 Polyfil MT 5000タルク濃縮物
50部 Polyfil ABC 5000粘着防止剤濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
比較配合Ｂ
耐磨耗層１４−厚さの１５％
1000部 DuPont Surlyntm1705-1樹脂
50部 Polyfil MT 5000タルク濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
コア層１２−厚さの６５％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
接着剤プライム層１６−厚さの２０％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂
50部 Polfil ABC 5000粘着防止剤濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
比較配合Ｃ
耐磨耗層１４−厚さの１５％
1000部 DuPont Surlyntm1705-1樹脂
50部 Polyfil MT 5000タルク濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
コア層１２−厚さの６５％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
接着剤プライム層１６−厚さの２０％
1000部 Exxon 129.24中密度ポリエチレン樹脂
50部 Polfil ABC 5000粘着防止剤濃縮物
50部 Ampacet #10407ＵＶ濃縮物
80部 Standridge #12085ブラックカラー濃縮物
比較配合Ｂが、接着剤プライム層が欠如している点において配合Ａとは異なる。比較配合Ｃは、耐磨耗層に着色剤が欠如している点において比較配合Ｂとは異なる。比較配合Ｃは、耐磨耗層に着色剤が欠如し、接着剤プライム層が欠如している点において配合Ａとは異なる。
上述の各配合物を、実施例に詳細に説明するように、ブローンフィルム加工により同時押出成形し、コア層１２の表面１５にコロナ処理を施した。次いで、各フィルムを、シリコーン剥離表面を備えるクレーコーティングペーパーにコーティングされたアクリレートコポリマー感圧接着剤に積層した。
実施例１〜３による切断および剥離試験
各配合物Ａ〜Ｃをそれぞれ、従来技術によるブローンフィルム同時押出成形加工を利用して本発明の多層フィルムに製造した。各層１２、１４、および１６に１つずつの３つの押出機それぞれが、溶融した配合物を環状ダイに供給し、そこでこれらの溶融物を組み合わせて、明確な３層からなる単一の溶融物流をスリーブ型に形成した。各実施例について、「上部」押出機の溶融物が耐磨耗層を、「中部」押出機の溶融物がコア層を、「下部」押出機の溶融物が接着剤プライム層を形成した。次いで、溶融したポリマースリーブを、スリーブ内に空気を吹込んでインフレーション用タワーの頂部においてダイとニップフォールとの間に押込むことにより、最終直径および厚さに吹込成形した。次いで、このフィルムスリーブを２つの平坦なフィルムウェブに細断し、それぞれを接着剤プライム層上にコロナ処理してコア上に巻き取った。仕上がった実施例はそれぞれ、約０．００２４in（６０ミクロン）の厚さを有した。次いで、そのフィルムの巻きを解き、この接着剤プライム層上に、０．００１in（２５．４ミクロン）厚さのアクリレートコポリマー感圧接着剤層と０．０４in（１０１ミクロン）厚さの剥離ライナとを、室温で２つの積層ロールの圧力により積層した。
各配合物Ａ〜Ｃのカット性を、Ｇｅｒｂｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（コネチカット州マンチェスター０６０４０）製「Ｇｒａｐｈｉｘ Ａｄｖａｎｔａｇｅ」Ｒｅｌｅａｓｅ６．０ソフトウェア駆動の標準４５°ブレードによるＺｕｎｄ平台カッタＭｏｄｅｌ＃Ｐ−１２００を用いて評価した。フィルムから、Ｈｅｌｖｅｔｉｃａ Ｍｅｄｉｕｍフォントで高さを１in（２５ｍｍ）、０．５in（１２．５ｍｍ）３／８in（１０ｍｍ）１／４in（６ｍｍ）に変えて、文字「ＱＷＥＲＴＹＵＩＯＰ」をカットした。
１本の「剥離線」あるいは枠を各試料フィルムの周囲に付け、不要物の剥離の補助とした。フィルムのカット性を、切断後のグラフィックの美学上あるいは加工上問題となる文字の隆起、フィルム内の不完全な切込み、フィルムの引き裂き、あるいは他のナイフにより起こるフィルムの欠陥について切抜いた文字を調べて評価した。フィルム／接着剤の組み合わせ部分を、右上の角部にある「剥離枠」のライナから勢いよく左下にある「剥離枠」に向けて斜めに引っ張って、剥離性能を調べた。
切断された高さの文字すべてが残っていれば、そのフィルムは許容範囲の高さに切断可能であるとして、次いで、残留する文字部分についてフィルムを調べた。電子式フィルム切断業界において文字高さは使用するフィルムの適格さを示すものとして用いられている。通常、１／２in以下の文字高さを残せばそのフィルムは電子式切断用途に使用可能と考えられる。
次いで、フィルムをカット性および剥離性能について評価した。すべてのフィルムについて、目に見えるフィルム欠陥を起こさずに非常に良く切断できた。剥離性能も、すべての試料についての剥離が１／２in（１２．５ｍｍ）という許容範囲内であり、良好と判断できた。配合物ＢおよびＣは、カット性のためではなく、以下に示す不適当な他の特性のために比較配合物と見なしている。
実施例４および比較例５による接着剤プライム試験
配合Ａおよび比較配合Ｂを用いたフィルムを、６０ミクロン（０．００２４in）の厚さに、Ｓｕｒｌｙｎtmを施していない側上をコロナ処理して製造し、上述のようにアクリレートコポリマー接着剤および剥離ライナに積層した。次いで、そのフィルムを２５ｍｍ（１in）帯片に切断し、アルミニウムパネルに適用した。２４時間後、そのフィルム／接着剤帯片を、パネルから１８０°の角度で引っ張ってパネルから除去した。実施例４のフィルム／接着剤積層物は、パネルに接着剤を残さずにきれいに除去できたが、比較例５のフィルム／接着剤積層物では、接着剤層がフィルムから剥離してアルミニウムパネルに残留した。これは１００％の接着剤移動であり、接着剤のフィルムへの接着が不良であることを示す。このテストにより、配合Ａを含むプライム層では、比較配合Ｂのプライムされていないフィルムと比較して、改良された接着剤接合および製品特性を得られることがわかる。
比較例６および実施例７による表面印影試験
以下に説明するテスト工程を用いて、配合Ａから製造したフィルムを、表面印影の受けやすさについて、商業的に入手可能なカレンダー処理済みビニル系電子式切断フィルムとを比較した。
一般的な中級クラスの電子切断フィルム（Ａ）の試料には、米国ミネソタ州セントポールのＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ）製３Ｍ Ｔａｒｔａｎtm２５００−９４を、比較例６として使用した。配合Ａを０．００２４in（６０ミクロン）厚さに押出成形し、上述のように接着剤および剥離ライナに積層し、これを実施例７とした。比較例６および実施例７の試料を１０ｃｍ×１０ｃｍに切断し、以下のように重ねた（積み重ね順を示すために各々の数字を用いる）。６７６６７７６６６７７７６の順で積み重ね、２枚の１０ｃｍ×１０ｃｍステンレス鋼鈑の間に配置した。６ｋｇの重りをステンレス鋼鈑の上に配置して、この板とフィルム試料との積み重ね物を６５℃（１５０°Ｆ）オーブンに入れた。１時間後、比較例６のビニルフィルムにははっきりとした印影ができたが、実施例７のフィルムの外観には、その表面に目に見える変化はなかった。同じ温度で４８時間の放置後、比較例６のビニルフィルムにはかなり明確な印影ができたが、実施例７のフィルムには再度、その表面に目に見える変化はなかった。
比較例８および実施例９による耐引掻性試験
以下のテストにより、商業的に入手可能な中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）フィルム（米国マサチューセッツ州South DeerfieldのHuntsman Packaging製Product No.９３５）および配合Ａによるフィルムについて、引掻き耐性を特定した。
電子的に切断されて表面に適用される画像は通常、プレスペーステープを用いて適用され、テープは画像がうまく所望表面に転移した後除去される。適用された画像は、プラスチック塗布器でうまく接合するように表面をこすらなくてはならない。通常これには、一般にスキージとよばれる３Ｍ ＰＡ−１（米国ミネソタ州セントポール、３Ｍ）などのプラスチックブレードを用いる。このことから、この試験を行った。
厚さ１００ミクロン（０．００４in）のProduct No.９３５中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）の単層フィルムにコロナ処理を施し、アクリレートコポリマー接着剤およびシリコーンコーティング剥離ライナに積層した。これにより、テスト工程にかけるフィルムの剛性を強化した。
この比較例８の積層物を３Ｍ ＰＡ−１ブレードでこすったところ、フィルムには、プラスチックブレードによりできた、目に見える小さな掻き傷が多数できた。この掻き傷の状態では、フィルムの光沢は失せ、グラフィックフィルムとしては大半の用途に使用不可能となる。
実施例９：配合Ａのフィルムをインフレーションフィルム加工により９０ミクロン（０．００３５in）厚さに製造し、コロナ処理を施した後、上述のようにアクリレートコポリマー接着剤およびシリコーンコーティング剥離ライナに積層した。このフィルムを３Ｍ ＰＡ−１ブレードでこすったところ、目に見える掻き傷は格段に少なく、フィルムはグラフィック画像用途に使用可能と判断できた。
比較例１０および実施例１１による着色試験
比較配合ＢおよびＣを使用したフィルムを厚さ６０ミクロン（０．００２４in）に製造し、上述のように接着剤剤層およびライナに積層した。これらの材料は、上述のように光沢および耐引掻性共に許容範囲であったが、底層に接着剤プライム特性を備えていないため、比較配合と見なした。比較配合Ｂは、耐磨耗層に着色料を含有している点において、含有していない配合Ｃとは異なる。このテストの結果により、耐磨耗層には着色料が必要ではないことがわかり、比較配合Ｂの方が一様な光沢を有する点において比較配合Ｃより好適であることがわかった。この透明な耐磨耗層がすべての色に一様な光沢を付与できることから多色フィルムの製造が可能になるのであれば、このような積層構造は有用である。顔料によって、その化学的および物性特性が異なり、フィルムの所望不透明度を備えるために必要となる各々搭載量も異なるため、顔料の違いによりフィルムの表面光沢程度に違いが起こることが知られているため、これは重要である。したがって、本発明の使用に好適である配合は、耐磨耗層に着色料を含有しない配合Ａということになる。
本発明は上述の実施例に限定されるものではない。また、本発明の好ましい態様を示すと以下のとおりである。
（１）（ａ）ポリオレフィンを含み、対向する主面を有するコア層と、
（ｂ）一方の主面上に配置された、耐磨耗性イオノマー樹脂を含む耐磨耗層と、
（ｃ）反対側の主面上に配置された接着剤プライム層と、
（ｄ）前記接着剤プライム層上に配置した接着剤層と、
（ｅ）前記接着剤層上に配置した剥離ライナと、
を含む電子式切断フィルム。
（２）前記コア層の厚さが前記フィルムの厚さの約５０％〜約８０％であり、前記耐磨耗層の厚さが該フィルムの厚さの約５％〜約２５％であり、前記接着剤プライム層の厚さが該フィルムの厚さの約５％〜約３０％であり、該フィルムの厚さが約３０ミクロン〜約１５０ミクロンである上記（１）に記載のフィルム。
（３）前記接着剤プライム層がエチレン酢酸ビニルを含む上記（１）に記載のフィルム。
（４）前記耐磨耗層が耐引掻性も備える上記（１）に記載のフィルム。
（５）（ａ）３種類の押出成形可能な樹脂を３つのスリットのあるダイに給送するするステップと、
（ｂ）該３種類の樹脂を、該ダイを介して同時押出成形して上記（１）に記載のフィルムを形成するステップと、
を含む上記（１）に記載のフィルムの製造方法。
（６）上記（１）記載のフィルムの使用方法であって、
（ａ）フィルムを所望パターンに切断するステップと、
（ｂ）前記剥離ライナから、不要なフィルムの部分を除去するステップと、
（ｃ）残った切断されたフィルムを剥離ライナから基材に移動させるステップと、
を含む方法。
Claims (3)
- （ａ）ポリオレフィンを含み、対向する主面を有するコア層と、
（ｂ）一方の主面上に配置された、耐磨耗性イオノマー樹脂を含む耐磨耗層と、
（ｃ）反対側の主面上に配置された接着剤プライム層と、
（ｄ）前記接着剤プライム層上に配置した接着剤層と、
（ｅ）前記接着剤層上に配置した剥離ライナと、
を含む電子式切断フィルム。 - 前記耐磨耗層が耐引掻性も備える請求項１に記載のフィルム。
- 請求項１記載のフィルムの使用方法であって、
（ａ）フィルムを所望パターンに切断するステップと、
（ｂ）前記剥離ライナから、不要なフィルムの部分を除去するステップと、
（ｃ）残った切断されたフィルムを剥離ライナから基材に移動させるステップと、
を含む方法。
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