JP5239255B2 - ポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルム - Google Patents

Description

本発明は、潜在的に干渉性反射光沢を有したポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルムに関し、さらに詳しくは通常は干渉性反射光沢を有しないが、加熱・加圧実施することで、干渉性反射光沢を発現することを特徴とする、化粧シートや偽造防止を要求される有価証券等に使用する場合に有用な、潜在的に干渉性反射光沢を有したポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルムに関するものである。

一般的に、パール調光沢を有するフイルム、シートの製造方法に関しては、層内で多くの界面を作り出すことでパール調光沢を発生させる方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−５８５２号公報

また、光干渉性反射機能を持つパール顔料を分散させたコーティング液を塗布した層の上に、更に規則的な凹凸を表面に付与することで光輝性を増した装飾シートが公開されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−３３８０７１号公報

さらにまた、紙上にパール顔料とポリオレフィン系微粒子を含有する水性アクリル樹脂層コートしたパール紙の表面にホットプレス加工により凹部を形成させて、ポリオレフィン系微粒子を変形させた領域を形成し、その領域のみパール光沢を発現させる技術が公開されている（例えば、特許文献３参照）。このパール紙は偽造防止性能が有用な有価証券用紙などに用いられる。
特開２００７−３８５９８号公報

しかしながら上記のような技術は、ホットプレスした部分としていない部分のコントラストが十分ではなく、さらにコート層が剥がれやすく、耐久性に問題があったり、基材の表面状態にその光沢性が影響されやすいという問題があった。

本発明は、上記の様な事情に着目してなされたものであり、その目的は、干渉性光沢発色顔料を分散させたフイルム内にボイドを形成させる事で、通常は干渉性光沢発色顔料で発生した干渉性反射光を乱反射させ、干渉性反射光沢を発現させないが、加熱・加圧によりボイドを消失させた領域でのみ干渉性反射の効果を発現させる事が可能な潜在的に干渉性反射光沢を有したポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムを提供しようとするものである。
このフイルムは偽造防止・真贋判定必要な有価証券等の用途に好適である。

本願発明は、ポリオレフィン系樹脂、ボイド発現剤および干渉性光沢発色顔料からなるポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムであって、前記フィルム中のボイド発現剤の含有量が５重量％以上、１８重量％以下であること特徴とするポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムである。

この場合において、前記干渉性光沢発色顔料が金属酸化物被覆雲母あるいは金属酸化物被覆板状シリカであることが好適である。

また、この場合において、前記フィルム中のボイド含有率が２０％以上、５０％未満であることが好適である。

本発明のポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムは、通常は干渉性光沢発色顔料で発生した干渉性反射光を乱反射させ、干渉性反射光沢を発現させないが、加熱・加圧によりボイドを消失させた領域でのみ干渉性反射光沢を発現させる事が可能である。

以下、本発明の潜在的に干渉性反射光沢の効果を有したポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムの実施の形態を説明する。
本発明におけるポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムの発泡層に使用されるベースポリマーは、特に制限されるものではないが、加熱・加圧によりボイドを消失させパール光沢を発現させるという本発明の趣旨から、融点のひくいポリオレフィン系ポリマーが有用である。特にプロピレンを主たるモノマー単位として含む樹脂が耐熱性とのバランスという観点から特にふさわしいものであり、プロピレンの単独重合体のほか、プロピレンと共重合可能なα―オレフィン、すなわち、エチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、４−メチルペンテン−１などを共重合せしめた共重合体を使用することができる。該共重合体においてはプロピレンが９０モル％以上の重合体であることが好ましい。
また上記ポリプロピレン樹脂はメルトフローインデックス（ＭＩ、ＪＩＳ−Ｋ−７２１０；２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．５〜４０ｇ／１０分、さらに１〜１５ｇ／１０分のものが好ましい。特に１〜７ｇ／１０分のものが好ましい。
また融点は一般的に１２０〜１８０℃、好ましくは１５０〜１７０℃である。

本願発明の潜在的に干渉性反射光沢の効果を有したポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムのボイド含有率としては２０％以上、５０％未満であることが好ましく、３０％以上、４０％未満であれば特に好ましい。
前記ボイド含有率が２０％より少ない場合、ボイド量不足により、加温・加圧しなくとも干渉性反射光沢が発現されていまい、本願の目的とする偽造防止機能が損なわれる。また５０％以上ではボイド率が高すぎ、層間強度が悪化する。
なお、ボイド含有率に関しては、以下の方法で算出した。
空洞含有率（体積％）＝１００×（１−真比容積／身かけ比容積）
ただし、
真比容積＝ｘ１／ｄ１＋ｘ２／ｄ２＋ｘ３／ｄ３＋…＋ｘｉ／ｄｉ＋…
見かけ比容積＝１／フィルムの見かけ比重
上式におけるｘｉはｉ成分の重量分率、ｄｉはｉ成分の真比重を表す。実施例中の計算において用いた真比重の値は、ポリプロピレン０．９２、金属酸化物を被覆した板状無機物３．１、炭酸カルシウム２．６を用いた。

本願発明のポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルムのボイド発現剤としては、炭酸カルシウム、シリカ等の無機系フィラー、ポリメチルアクリレート等の有機系フィラーが好ましい。特に好ましくは炭酸カルシウムである。また、ボイド発現剤の配合量としては５重量％〜１８重量％が好ましく、８重量％〜１５重量％であることが好ましい。ボイド発現剤が５重量％未満では良好な空洞含有率が得られず、低比重化、隠蔽化が困難となるとともにパール光沢感が低下する。１８重量％より多いとボイド率が高すぎ、層間強度が悪化する。
粒径としては１μｍ〜１０μｍが好ましく、特に１．５μｍ〜５μｍが好ましい。１μｍ以下ではボイドが発生しにくく、１０μｍ以上では凝集物による外観不良が発生する。粒子径はマイクロトラック ＨＲＡ Ｘ−１００にて測定した。

本願発明ポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルムは干渉性光沢発色顔料を含有することが必須である。

干渉性光沢発色顔料は、光の干渉作用に基づいて光沢を呈する顔料であって、例えば魚の鱗から採取される天然真珠光沢顔料や、天然もしくは合成の雲母を主成分とし、これらの表面を二酸化チタン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化スズ等の金属酸化物又は各種着色顔料で被覆したものなどが用いられる。

干渉性光沢発色顔料としては、平均粒径１〜１００μｍのものが好ましく、平均粒径１０〜４０μｍのものが特に好ましい。平均粒径が小さすぎると、ヒートプレス加工後の光沢干渉反射の効果が弱く、コントラストが小さく意匠性に乏しいものとなり易い。一方、平均粒径が大きすぎると、ヒートプレス加工前から光沢干渉反射の効果が発現してしまい、コントラストが小さく意匠性に乏しいものとなり易い。

干渉性光沢発色顔料のフィルム層中の含有量としては２ｗｔ％以上、２０ｗｔ％未満が好ましく、更に好ましくは８ｗｔ％〜２０ｗｔ％である。２ｗｔ％よりも少ないとパール光沢感が発現されず、２０ｗｔ％以上では製膜性が悪化し、かつ凝集異物による外観悪化も発生する。また粒径としては５μｍ〜７０μｍが好ましい。さらに５μｍ以下ではパール光沢感を発揮しにくく、７０μｍ以上では凝集物によるブツ発生などの悪さがある。粒子径はマイクロトラックＨＲＡ Ｘ−１００にて測定した。
干渉性光沢発色顔料としては、二酸化チタンや酸化鉄などの金属酸化物を雲母や板状シリカに被覆したものが好ましい。具体的には、メルク社製金属酸化物被覆雲母「Ｉｒｉｏｄｉｎ２２３：粒度１０〜６０μｍ」が挙げられる。
このとき、干渉性光沢発色顔料はフイルム層中に均一分散させることが必要である。

また、これらは単独で使用し得るほか、２種以上を併用することも可能である。
また、通常樹脂フイルムに配合される公知の安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、加工助剤、可塑剤も適宜配合できる。

本願発明の潜在的に干渉性反射光沢を有したポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムの厚みは、その用途や使用方法によって異なるが、樹脂ポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムとしての厚みは一般的に１０〜２００μｍ程度であり、機械的強度やハンドリングの点において、より好ましくは、２０〜１５０μｍ程度である。

尚、本願発明の潜在的に干渉性反射光沢の効果を有したポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムを製膜する方法は、通常の押し出し機、例えばＴダイ法などで原反を製膜し、適宜、所望の温度、倍率で延伸することができる。例えば、ポリオレフィンベースとする場合では、一般的なポリオレフィンの場合の製膜条件となんら変わるものではなく、押し出し温度２２０〜２８０℃の温度で溶融押し出しした樹脂組成物を１０〜８０℃の冷却ロールで固化させたシートに延伸を施すことによって得られる。
延伸工程では、面積倍率で８〜５０倍程度、好ましくは１０〜４０倍程度に延伸することができる。また、延伸方法は、１軸延伸、２軸延伸を問うものではなく、２軸延伸の場合も、同時２軸延伸法、逐次２軸延伸法、インフレーション法などで実施することができるが逐次２軸延伸が一般的である。
このとき、延伸温度は１００〜１４０℃の低温で行なうことが好ましい。

次に本発明の内容および効果を実施例によって説明するが、本発明は、その要旨を逸脱しないかぎり以下の実施例に限定されるものではない。尚、本明細書中における特性値の測定方法は以下の通りである。

（融点）
フィルムの表面から削り取ったポリオレフィン樹脂約５ｍｇを秤量し、アルミパンに入れてアルミ蓋をした状態で、株式会社島津製作所製の示差走査熱量計（ＤＳＣ−６０）を使用して、昇温速度１０℃／分で２００℃まで昇温し、２００℃で５分間保持した後、降温速度１０℃／分で０℃まで冷却した後、再度１０℃／分で２００℃まで昇温した時の融点（融解ピーク温度）を求める。

（干渉性反射光沢感）
ホットプレスにより加熱・加圧実施し干渉性反射光沢の発現を目視評価した。
また加熱・加圧した領域としていない領域のコントラストについても目視評価した。
加熱温度範囲；３０℃〜２００℃
圧力；０．１６ＭＰａ〜０．９８ＭＰａ
加圧時間；１秒〜１５秒
パール光沢感：極めて良好、良好、不良
コントラスト：極めて良好、良好、不良

（比重）
サンプルを２８０ｍｍ×４００ｍｍのサイズにカットし、化学天秤にて重さを測定する。その後ダイヤルゲージを用いて厚みを測定する。それらの結果を以下の式に当てはめ算出する。
見かけ比重（ｇ／ｃｍ^３）＝重さ（ｇ）／（面積（ｃｍ^２）×厚み（μｍ））

（ボイド含有率）
空洞含有率（体積％）＝１００×（１−真比容積／身かけ比容積）
ただし、
真比容積＝ｘ１／ｄ１＋ｘ２／ｄ２＋ｘ３／ｄ３＋…＋ｘｉ／ｄｉ＋…
見かけ比容積＝１／フィルムの見かけ比重
上式におけるｘｉはｉ成分の重量分率、ｄｉはｉ成分の真比重を表す。実施例中の計算において用いた真比重の値は、ポリプロピレン０．９２、金属酸化物を被覆した板状無機物３．１、炭酸カルシウム２．６を用いた。

（実施例１）
押し出し機よりポリプロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝２．５ｇ／１０分、融点＝１５８℃）６０重量部、炭酸カルシウム含有マスターバッチ（ポリプロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝２．５ｇ／１０分）４０ｗｔ％、炭酸カルシウム（備北粉化工業ＰＯ１５０Ｂ−１０、平均粒径＝１．５μｍ）６０ｗｔ％）１５重量部、金属酸化物被覆雲母マスターバッチ（ポリプロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝２．５ｇ／１０分、融点＝１５８℃）６０ｗｔ％、メルク社製金属酸化物被覆雲母 Ｉｒｉｏｄｉｎ２２３ ４０ｗｔ％、粒度１０〜６０μｍ）２５重量部を混合後、２５０℃の樹脂温度で溶融押し出しし、５０℃の冷却ロールにて冷却固化し未延伸シートを得た。引き続き、１２０℃に加熱された金属ロール間で、周速差を利用してタテ方向に４．５倍延伸し、さらにテンター延伸機に導入し、ヨコ方向に９．５倍の延伸を行った上で、３０μｍのフイルムを得た。
本フイルムは、潜在的にパール調光沢を有したフイルムであった。フイルムの特性値を表１に示す。

（比較例１）
実施例１において、金属酸化物被覆雲母を大日本インキ化学工業製二酸化チタンマスターバッチ Ｌ−１１１４５Ｍ（チタン含量６０ｗｔ％、平均粒径２００ｎｍ）とした以外は実施例１と同様の方法でポリオレフィン系ポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムを得た。本フイルムは加熱・加温後のパール光沢感が発現しなかった。フイルムの特性値を表１に示す。

（実施例２）
実施例１において、ポリプロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝２．５ｇ／１０分、融点＝１５８℃）７９重量部、金属酸化物被覆雲母マスターバッチ（ポリプロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝２．５ｇ／１０分）６０ｗｔ％、メルク社製金属酸化物被覆雲母 Ｉｒｉｏｄｉｎ２２３４０ｗｔ％、粒度１０〜６０μｍ）を６重量部とした以外は実施例１と同様の方法でポリオレフィン系ポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムを得た。本フイルムは加熱・加温してもパール光沢感が良好であった。フイルムの特性値を表１に示す。

（比較例２）
実施例１において、ポリプロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝２．５ｇ／１０分、融点＝１５８℃）７５重量部とした以外は実施例１と同様の方法でポリオレフィン系ポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムを得た。本フイルムは加熱・加温してもコントラストが得られなかった。フイルムの特性値を表１に示す。

本発明の潜在的に干渉性反射光沢を有したポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムは、加熱・加圧により干渉性反射光沢感を発現し、偽造防止が有用な有価証券用途等に好適なフイルムである。

Claims (3)

1. ポリプロピレン系樹脂、ボイド発現剤および干渉性光沢発色顔料からなるポリプロピレン樹脂系空洞含有フィルムであって、前記フィルム中のボイド発現剤の含有量が５重量％以上、１８重量％以下であること、及び前記フィルム中の干渉性光沢発色顔料の含有量が２重量％以上、２０重量％以下であることを特徴とするポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルム。
2. 請求項１記載のポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルムであって、前記干渉性光沢発色顔料が金属酸化物被覆雲母あるいは金属酸化物被覆板状シリカであることを特徴とするポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルム。
3. 請求項１記載のポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルムであって、前記フィルム中のボイド含有率が２０％以上、５０％未満であることを特徴とするポリプロピレン樹脂系空洞含有フイルム。