JP2019108211A - プラスチックフィルム巻き取りロール - Google Patents

Abstract

【課題】高い平滑性、圧痕やシワが無いことが要求されるプラスチックフィルムに、フィルムの厚みや粘着テープによる段差により周回ごとに発生する巻き跡、圧痕の発生を抑制できるプラスチックフィルム巻取りロールを提供する。【解決手段】円筒形のコア２に、ガスバリア層を有するプラスチックフィルム４を巻き付けたロール１であって、コア外周面に樹脂発泡体層３が設けられ、プラスチックフィルムの巻き始めの端部５が、厚さが１０〜１５０μｍの粘着テープ６で樹脂発泡体層に固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックフィルム巻き取りロールに関するものである。とくに長尺のプラスチックフィルムをコアに巻きつけてロールにした、巻き取りロールに関するものである。

長尺のプラスチックフィルムは、コアと呼ばれる巻き芯に巻きつけてロールにしたものを巻き取りロールとして、取り扱い、輸送、保管等をすることが一般に行なわれており、次工程の加工がある場合にも、巻き取りロールの形態で受け渡しが行なわれることが一般的である。

近年、ガスバリアフィルムと呼ばれる、高いレベルのガスバリア性を付与した機能性フィルムの需要が、特に産業資材用途、電子機器用途などに向けて高まっている。

例えば、ディスプレイなど、従来はガラス基板を用いていた用途においても、ガスバリアフィルムで置き換えて用いるなどの技術革新が行なわれようとしている。このような用途においては、高いレベルのガスバリア性に加えて、高いレベルの平滑性も要求される。あるいはまた、新たなディスプレイ用部材として量子ドットが実用化され、バリアフィルムの平滑性や圧痕などに対する要求がより高くなっている。

しかしながら、プラスチックフィルムは、一般にコアに巻きつけたロールで供給されるために、図５に示すように、巻き取りロール２０のプラスチックフィルム２１の端部をコア２２に固定するためのテープ２３の段差、あるいはプラスチックフィルム自身の厚さによる巻き跡や圧痕２４、２５が、巻き付けの周回のピッチで多数発生してしまうという問題を有している。

この様な問題の解決のため、ロール状の製品等について種々の提案がなされており、例えば特許文献１には、フィルムの巻き始めの端縁と２周目のフィルムが重なって略三角状の隙間が形成される部位に、発泡体からなる緩衝材が丁度位置する様にフィルムに緩衝材を貼り付けることで、巻き始めの端縁のエッジがあたることにより生じる巻き段跡をなくすロール状の床材が開示されている。

しかしながら特許文献１に開示されているような緩衝材は、厚さが１００μｍ程度の薄いフィルムに対しては作成することが困難であり、また緩衝材が丁度フィルムの巻き始めの位置にくるように貼り付けることも非常に困難であるという問題があった。

また、特許文献２には、円筒状のコアの表面に、巻き付けるシートの厚みよりも厚膜の弾性体をシートの巻き始めの端部に沿って設けたシートロールが開示され、シートが巻かれることにより生じる巻き締め力により弾性体が徐々に潰れることでシートのエッジに圧力が集中せず、巻き始めの段差跡やシワが発生しないシートロールが提供できるとしている。

しかしながら特許文献２に開示されているような弾性体を薄いフィルムの端部に位置合わせして設けることは困難で、フィルムが弾性体に乗り上げた形になると段差がより大きくなってしまい、またフィルムのエッジ跡だけでなく弾性体の跡も発生してより目立ってしまうおそれがあった。

特開平６−３４１２１４号公報 特開２０１１−２０７５９２号公報

以上の様な従来技術の問題点に鑑み、本発明はディスプレイ部材として用いられるバリアフィルムのような高い平滑性、圧痕やシワが無いことが要求されるプラスチックフィルムをロール状に巻回する場合に、フィルムの厚みや粘着テープによる段差により周回ごとに発生する巻き跡、圧痕の発生を抑制できるプラスチックフィルム巻取りロールを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明は、
円筒形のコアに、ガスバリア層を有するプラスチックフィルムを巻き付けたロールであって、コア外周面に樹脂発泡体層が設けられ、プラスチックフィルムの巻き始めの端部が、厚さが１０〜１５０μｍの粘着テープで樹脂発泡体層に固定されていることを特徴とするプラスチックフィルム巻き取りロールである。

また、本発明の請求項２に係る発明は、
前記樹脂発泡体層の見かけの密度が、０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルム巻取りロールである。

また、本発明の請求項３に係る発明は、
前記プラスチックフィルムの厚みをｆｄ、前記樹脂発泡体層の厚みをｐｄとしたとき、ｆｄ／ｐｄ＜０．３であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチックフィルム巻取りロールである。

また、本発明の請求項４に係る発明は、
前記プラスチックフィルムが、少なくとも２枚の基材フィルムを備え、前記ガスバリア層の両面に基材フィルムが存在することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプラスチックフィルム巻取りロールである。

また、本発明の請求項５に係る発明は、
前記プラスチックフィルムの巻取りロールの巻き硬さがリーブ硬度で４００〜８００ＨＬＤであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプラスチックフィルム巻取りロールである。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、ガスバリア層を有するプラスチックフィルムを、円筒形のコアに巻きつけてロールにした巻き取りロールにおいて、コアに樹脂発泡体層を設け、さらに巻き始め部分でコアとプラスチックフィルムを接合する粘着テープの厚みを特定の値とすることで、巻き始め部分の粘着テープおよびプラスチックフィルム自身の端部が樹脂発泡体層に沈み込むことによりその段差が大きく軽減されてプラスチックフィルムに圧痕が残ることのないプラスチックフィルム巻き取りロールを提供することが可能である。

また請求項２に記載の発明によれば、コアに巻き付ける樹脂発泡体層の見かけの密度を一定の範囲の値とすることで、プラスチックフィルムの巻き始めの部分の巻き締め力によ
る樹脂発泡体層内への沈み込みがより確実に行われて外側に段差ができず、圧痕がプラスチックフィルムに残ることのないプラスチックフィルム巻き取りロールを提供することが可能である。

また請求項３に記載の発明によれば、樹脂発泡体層の厚みをプラスチックフィルムの厚みよりも十分厚くすることによって、十分な緩衝効果が得られ、圧痕がプラスチックフィルムに残ることのないプラスチックフィルム巻き取りロールを提供することが可能である。

また請求項４に記載の発明によれば、ガスバリア層が露出せず、圧痕やシワによるガスバリア層の損傷を抑制することができるプラスチックフィルム巻き取りロールを提供することが可能である。

また請求項５に記載の発明によれば、プラスチックフィルム巻き取りロールの巻き硬さを最適な範囲にすることにより、圧痕が出にくく、かつ巻きズレや巻きシワが出にくいプラスチックフィルム巻き取りロールを提供することが可能である。

本発明のプラスチックフィルム巻き取りロールの巻き始めの部分の斜視図である。 本発明のプラスチックフィルム巻き取りロールの巻き始めの部分の断面図である。 本発明のプラスチックフィルム巻き取りロールの巻き始めの部分に２回巻いた状態の断面図である。 ガスバリア層を有するプラスチックフィルムの模式図である。 従来のプラスチック巻取りロールの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明のプラスチックフィルム巻き取りロール１（以下単に、巻き取りロールということもある）の巻き始めの部分の斜視図である。巻き取りロール１は円筒形のコア２の外周に樹脂発泡体層３が設けられ、プラスチックフィルム４の巻き始めの端部５が、両面粘着テープ６で樹脂発泡体層３に固定されている。

コア２は円筒形に加工が可能なものであればその材質は特に限定するものではないが。加工の容易さやコストの面からプラスチック樹脂を用いるのが好適であり、ＡＢＳ樹脂、塩ビ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂などが好適に用いられる。

樹脂発泡体層３にはポリエチレン発泡体、ポリウレタン発泡体を好適に用いることができ、なかでもポリエチレン発泡体が好ましく用いられる。その見かけの密度は０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ^３であると適度な圧縮性能となり、プラスチックフィルム４の巻き始めの端部５の沈み込みが良好に行われて段差が生じ難く好ましい。また発泡倍率は５〜２０倍とすると好適である。

また、樹脂発泡体層３の好ましい厚みは、巻き付けるプラスチックフィルム４の厚みにも依存し、プラスチックフィルム４の厚みをｆｄ、樹脂発泡体層３の厚みをｐｄとすると、
ｆｄ／ｐｄ＜０．３
となるようにすると好ましい。プラスチックフィルム４の厚みが樹脂発泡層３に対して厚すぎると、樹脂発泡層３が圧縮されてもプラスチックフィルム４の厚みを十分吸収しきれず、段差が生じ易くなるためである。

樹脂発泡体層３を上記のような特性とすることにより、巻き付けられたプラスチックフィルム４の端部５の樹脂発泡体層３への沈み込みが好適に行われ、十分な緩衝効果が得られる。

またプラスチックフィルム４を樹脂発泡体層３に固定する粘着テープは、図１に示したような両面粘着テープ６に限らず、片面粘着テープであっても良く、端部５を覆うように貼り付けて樹脂発泡体層３に固定しても良い。またその厚みは、薄すぎると十分な粘着力が得られず、厚すぎると樹脂発泡体層３への沈み込みに支障が出るため、１０〜１５０μｍとすると好適である。

図２は、本発明のプラスチックフィルム巻き取りロール１の巻き始めの部分の断面図であり、樹脂発泡体層３の緩衝効果を説明する図である。左側の図において、プラスチックフィルム４の端部５は両面粘着テープ６により樹脂発泡体層３に固定されて巻き付けられる。１回周回したプラスチックフィルム４は端部５に重ねられてさらに巻き付けられるが、端部５は両面粘着テープ６で樹脂発泡体層３の表面に固定されているため、その厚さ分突出している。

そこにプラスチックフィルムの２周目の部分７を重ねて巻き進めると、右側の図に示したように、突出した端部５は両面粘着テープ６と共に巻きテンションにより樹脂発泡体層３が圧縮されることにより樹脂発泡体層３に沈み込む形となり、外周側の段差が大きく軽減され、もしくは無くなるため、段差により生じる圧痕の発生が、２周目以降のプラスチックフィルム４において抑制される。

このとき、プラスチックフィルム４の厚みに対して樹脂発泡体層３の厚みが薄過ぎたり、発泡倍率が低すぎると、沈み込みが十分行えず、外周面に段差が生じて圧痕やシワの原因となるおそれがあるため、前述のような特性とすると好適である。

プラスチックフィルムを更に巻き取っていく際の巻きの硬さも巻きズレの発生と共にまた圧痕やシワの発生にも影響を与える。巻きの硬さが弱いと巻きズレを生じやすくなり、強すぎると巻き締まりによりシワが発生しやすくなる。本発明のプラスチックフィルム巻き取りロールにおいて、巻きの硬さをリーブ硬度で表すこととして、その値を４００〜８００ＨＬＤとすると巻きズレが起こらず、かつ巻き締まりによる巻きシワの発生がないことを見出した。

図４は、ガスバリア層を有するプラスチックフィルム１０の模式図である。プラスチックフィルム１０はガスバリア層１２の両面に、基材フィルム１１、１３が積層されて構成される。プラスチックフィルム１０にガスバリア層を設ける場合、巻きの段差や圧痕によりガスバリア層１２が損傷を受けてガスバリア性が劣化するおそれがあるが、両面に基材フィルム１１、１３を積層することによりプラスチックフィルム１０の端部などによりガスバリア層１２が損傷を受けることが無いため、ガスバリア性が劣化するおそれをなくすことができる。

ガスバリア層１２は、プラスチックフィルムにＳｉＯ、ＺｎＯなど無機化合物を、真空蒸着法による蒸着層やコーティング法によるコーティング層として設けることで形成できる。

バリアフィルム（ガスバリア層を有するプラスチックフィルム）は様々な製品に用いられるが、中でもディスプレイに適用される光学部材に用いられる際は特に高い平滑性が要求される。例えば近年製品化が進んでいる量子ドットディスプレイ用の量子ドット保護フィルムとして用いることができる。量子ドットは、数ｎｍ〜数十ｎｍと非常に微小なサイズの化合物半導体の粒子を樹脂中に分散させてフィルム化したもの、あるいはフィルム等の表面に配したものである。量子ドットは光が照射されると別の色の光を発する波長変換機能を持つことで知られ、各種ディスプレイの色再現性の向上や省エネ化が図れるものとして実用化が進められているものである。

一方で量子ドットは、熱、酸素、水分などの影響により特性が劣化しやすいため、ガスバリア層で両面を保護し特性の劣化を防ぐ必要がある。さらに量子ドットによる発光はバリアフィルムのわずかな凹凸によっても特性に影響を受けるため、バリアフィルムに圧痕やシワができることはできるだけ避けなければならない。

本発明のプラスチックフィルム巻き取りロールは、上述のように圧痕やシワの発生を大きく抑制できるため、量子ドット用のガスバリア層に好適に適用できる。特にプラスチックフィルムをガスバリア層の両面に基材フィルムを積層した構成とすると、ガスバリア層の特性の劣化を防ぐことができより好ましい。

以上説明したように、本発明によればプラスチックフィルムをロール状に巻回したプラスチックフィルム巻き取りロールを、巻き始めの端部により発生する段差を抑制することで圧痕やシワの発生を抑制でき、バリアフィルムや量子ドットなどのように高機能のフィルムの巻き取りロールで圧痕やシワなどにより特性が劣化して無駄となってしまうおそれの少ないプラスチックフィルム巻き取りロールを提供できる。

以下本発明を、実施例および比較例を用いて更に具体的な説明を加える。ただし本発明は、ここに示す例にのみ限定されるものではない。本発明は、請求項によって限定されるものである。

外周に樹脂発泡体層を設けたＡＢＳ樹脂製の円筒形のコアに、ガスバリア層を有するプラスチックフィルムを巻きつけたロールを試験体として用意して、比較評価を行なった。各試験体に共通な構成は以下のとおりである。

（樹脂発泡体層）
発泡ポリエチレン樹脂からなる発泡体層を、厚さ１ｍｍとなるようにコアに巻き付け、固定した。なお、発泡体層は、発泡ポリエチレン樹脂中に占める気泡の割合を変更することにより見かけ密度が異なるものを準備した。

（プラスチックフィルム）
厚さ１３５μｍ、幅９５０ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにアンカーコート層を設け、真空蒸着法を用いて無機化合物を蒸着して蒸着層を形成し、さらにコーティング法による無機化合物層であるコーティング層を、真空蒸着法による無機化合物層である蒸着層に重ねて形成してガスバリア層とした。

（巻き長さ）
コアに４５０ｍを巻き取って、プラスチックフィルム巻き取りロールとした。

（放置時間）
各評価サンプルを温度２３℃±３℃、湿度５５％±１０％の環境で１５日間放置したのち巻き返しを行い、評価した。

（評価項目）
巻き跡が周期的に発生したコア側からの長さで評価した。

実施例１、実施例２、比較例１を作成するにあたって、それらの構成は以下の内容である。

＜実施例１＞
粘着テープ厚さ：１５μｍ（東京セロレーベル製、コアスティックテープ）
樹脂発泡体層の見かけ密度：０．０９ｇ／ｃｍ^３
巻き硬度：６００ＨＬＤ

＜実施例２＞
粘着テープ厚さ：１５μｍ（東京セロレーベル製、コアスティックテープ）
樹脂発泡体層の見かけ密度：０．１８ｇ／ｃｍ^３
巻き硬度：６００ＨＬＤ

＜比較例１＞
粘着テープ厚さ：１５μｍ（東京セロレーベル製、コアスティックテープ）
樹脂発泡体層：なし
巻き硬度：６００ＨＬＤ

評価結果を表１に示す。

表１の結果から、本発明のプラスチックフィルム巻き取りロールでは、巻き跡による圧痕等が大きく減少できることが確認できた。

１・・・プラスチックフィルム巻き取りロール
２・・・コア
３・・・樹脂発泡体層
４・・・プラスチックフィルム
５・・・端部
６・・・両面粘着テープ
７・・・プラスチックフィルムの２周目の部分
１０・・・ガスバリア層を有するプラスチックフィルム
１１、１３・・・基材フィルム
１２・・・ガスバリア層
２０・・・巻き取りロール
２１・・・プラスチックフィルム
２２・・・コア
２３・・・テープ
２４、２５・・・巻き跡や圧痕

Claims (5)

1. 円筒形のコアに、ガスバリア層を有するプラスチックフィルムを巻き付けたロールであって、コア外周面に樹脂発泡体層が設けられ、プラスチックフィルムの巻き始めの端部が、厚さが１０〜１５０μｍの粘着テープで樹脂発泡体層に固定されていることを特徴とするプラスチックフィルム巻き取りロール。
2. 前記樹脂発泡体層の見かけの密度が、０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルム巻取りロール。
3. 前記プラスチックフィルムの厚みをｆｄ、前記樹脂発泡体層の厚みをｐｄとしたとき、ｆｄ／ｐｄ＜０．３であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチックフィルム巻取りロール。
4. 前記プラスチックフィルムが、少なくとも２枚の基材フィルムを備え、前記ガスバリア層の両面に基材フィルムが存在することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプラスチックフィルム巻取りロール。
5. 前記プラスチックフィルムの巻取りロールの巻き硬さがリーブ硬度で４００〜８００ＨＬＤであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプラスチックフィルム巻取りロール。