JP3792317B2

JP3792317B2 - 封筒窓用熱可塑性樹脂フィルム

Info

Publication number: JP3792317B2
Application number: JP27483796A
Authority: JP
Inventors: 幸也佐保
Original assignee: Asahi Kasei Life and Living Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1996-10-17
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2016-10-17
Also published as: JPH10119978A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、封筒窓用に使用する熱可塑性樹脂フィルム、特に延伸ポリスチレン系フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、封筒窓用にスチレン系フィルム、ＰＶＣ系フィルム、ポリプロピレン系フィルムが使用されてきた。中でも、スチレン系延伸フィルムはフィルムの有する弾性率の高さより多く使われてきた。
窓付封筒は、一つ以上の開口を有する封筒に、望ましい長さと幅に切断したフィルムを接着剤により貼り付ける工程より作られる。フィルムの貼り付けは、フィルム貼り付け装置により行われるが、従来４００〜６００枚／分の速度で行われきたが、最近では８００〜１０００枚／分、さらには１５００枚／分もの高速で行われるようになってきている。
【０００３】
このため、フィルム貼り付け速度の高速化に対応すべく、特開平２ー７２０５０号公報にはワックス質アンチフレッキング剤を混和し製膜したスチレン系フィルムが、特開平２ー７２０５１号公報には粒状アンチフレッキング剤を混和し製膜し滑り性を改良したスチレン系フィルムが開示されている。
しかしながら、特開平２ー７２０５０号公報、特開平２ー７２０５１号公報に記載のスチレン系フィルムは、封筒用フィルム貼り付け装置内で高速で通過するフィルムの引掻きや摩擦の改善ができ、フィルムダストの発生が押さえられるものの、フィルムと機械の摩擦により発生した静電気による、フィルムの機械内での貼り付きを防止することはできない。このため、フィルム詰まりが発生し、そのたびに機械を停止しフィルムを取り除かねばならないため生産性が著しく悪くなる。
【０００４】
又、偏肉が大きいフィルムでは、高速でのフィルム通過によりフィルムが蛇行し波打ち現象が発生し、正確な貼り付けができなくなると言った問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、１０００〜１５００枚／分といった高速での窓貼りにおいても、フィルムの機械内での貼り付きによる詰まりや、フィルムの蛇行による貼り付け不良が発生しない封筒窓用熱可塑性樹脂フィルムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明のフィルムは、少なくとも片面の帯電減衰率の半減時間が、ＪＩＳーＬー１０９４法に準じた２０℃、湿度２０％ＲＨでの測定で２００秒以下であり、かつ偏肉が縦、横方向共に１０％以下であり、ＡＳＴＭーＤ１５０４法に準じて測定した加熱収縮応力のタテ、ヨコの平均が２〜２０ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴とする。以下、本発明の内容について説明する。
【０００７】
本発明のフィルムの少なくとも片面の帯電減衰率の半減時間は、ＪＩＳーＬー１０９４法に準じた２０℃、湿度２０％ＲＨでの測定で２００秒以下である必要があり、好ましくは１５０秒以下である。フィルムの帯電減衰率の半減時間がフィルムの両面共に２００秒より大きいものは１０００〜１５００枚／分もの高速での窓貼り時に、発生した静電気によりフィルムが機械内に貼り付き、フィルム詰まりが発生し、そのたびに機械を停止しフィルムを取り除かねばならないず、生産性が著しく悪くなる。かかる特性において、本発明のフィルムは、特開平２ー７２０５０号公報、特開平２ー７２０５１号公報に記載のスチレン系フィルムとは大きく異なるものである。即ち、これら従来技術は滑り性を改良する事に着目したものであり、帯電防止という思想はない。また、これら従来技術に記載のフィルムは、アンチフレッキング剤の種類、付与の仕方等より、実際に帯電防止性は低く、上記条件により測定した帯電減衰率の半減時間は２００秒をはるかに越えるものと思われる。
【０００８】
なお、帯電防止性は、表面抵抗測定、帯電電位測定、電荷減衰測定などの方法により評価されるが、表面抵抗の測定は電極構造、印加電圧、サンプル表面との接触力などによる変動が大きい。このため、本発明では変動の少ない電化減衰測定により帯電防止性を規定することとした。また、帯電防止性は温度、湿度といった測定条件に左右されるが、帯電防止しやすい冬場の使用環境を考え、温度２０℃、湿度２０％ＲＨを評価基準とした。
【０００９】
本発明のフィルムは、後述の方法により求めた、縦・横方向の偏肉が１０％以下である必要がある。この際の偏肉はより低い値のものが適切で８％以下のものが望ましい。１０％より大きいと、１０００〜１５００枚／分もの高速での窓貼り時ではフィルムが蛇行し、まっすぐに送り出されないため正確に窓貼りができなると言った問題点が生じる。
【００１０】
本発明のフィルムは、ＡＳＴＭ−Ｄ１５０４法に準じて測定した加熱収縮応力が２〜２０ｋｇ／ｃｍ²である必要があり、望ましくは２．５〜１８ｋｇ／ｃｍ²である。２ｋｇ／ｃｍ²未満のものは配向が十分でなく剛性が低く、貼り付け時にフィルムが蛇行しやすい。また、２０ｋｇ／ｃｍ²より大きいものは、過剰配向のため接着剤による貼付後の乾燥時に熱収縮し皺が発生しやすい。
【００１１】
本発明のフィルムとしては、スチレン系重合体、ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等の熱可塑性樹脂のフィルムが用いられるが、弾性率の点や後述の帯電防止剤との組み合わせの上から、中でも延伸スチレン系樹脂フィルムが好ましい。上記スチレン系重合体としては、汎用ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、いわゆるハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレンーブタジエンブロック共重合体（ＳＢＢＣ）等やこれらの樹脂を２種以上組み合わせたものが用いられる。
【００１２】
本発明のフィルムには、上記の樹脂の他、離型剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、可塑剤、オリゴマー、その他慣用の添加剤などを、本発明の特性を損なわない範囲内で混合することも可能である。
本発明のフィルムの厚みは、好ましくは０．００５〜０．１ｍｍ、更に好ましくは０．０１〜０．０８ｍｍである。
【００１３】
次いで、本発明のフィルムの製造方法について説明する。
本発明のフィルムは、上記樹脂をインフレーション法やテンター法により延伸製膜し得られる。例えば、樹脂を押出機内にて溶融混練しつつ、Ｔダイによる製膜し、縦方向の延伸はロール間で横方向の延伸はテンター方式で行う逐次二軸延伸法の場合には、延伸温度を対象樹脂のビカット軟化点＋２０℃からビカット軟化点＋４０℃の範囲から選び、延伸倍率は縦横共に２〜４倍とし、（縦延伸比／横延伸比）は１〜１．３の範囲に留めることが望ましい。ビカット軟化点＋２０℃より低い温度で延伸した場合、加熱収縮応力が大きくなりすぎ、逆にビカット軟化点＋４０℃以上では加熱収縮応力が低くなり、目的とするフィルムは得られない。延伸速度は５００％／ｍｉｎ〜１０００％／ｍｉｎの範囲の比較的遅い延伸で行うことが重要である。特に、テンター方式の逐次二軸延伸法においては、大きい延伸速度では局部的な延伸が起き、フィルムの偏肉が大きくなる。時間をかけ遅く延伸することで初めて、均一な延伸が可能となり偏肉は小さくなる。
【００１４】
本発明のフィルムは、上記帯電防止性を達成するために、帯電防止処理がなされている。プラスチックの帯電防止処理としては、一般に帯電防止剤を付与する方法が用いられる。帯電防止剤としては、スルホン酸塩、リン酸エステル塩といったアニオン系界面活性剤、第四級アンモニウム塩のようなカチオン界面活性剤、イミダゾリン型、ベタイン型、アラニン型の両性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルアミン型の非イオン界面活性剤が上げられ、これらのうち、冬場の乾燥条件下でも安定した帯電防止性を示す点から両性界面活性剤、非イオン界面活性剤が好ましい。これらを単独あるいは２種類以上組み合わせて使用できるが、２０℃、湿度２０％ＲＨの条件下で２００秒以下といった特定の帯電減衰率を有すためには、これらを２種類以上組み合わせて使用することが好ましい。
【００１５】
帯電防止剤の付与の仕方としては、一般に表面塗布型と練練型とがあるが、本発明の封筒窓用フィルムの場合、フィルム貼り付け機との摩擦により生じる静電気を漏洩させるには表面伝導が重要な因子となるため、表面塗布型が好ましい。表面塗布型では、水かアルコールなどの適当な溶媒で希釈した帯電防止剤の溶液を、スプレーなどの方法で表面に塗布し、溶媒を乾燥し除去することにより表面に帯電防止剤の薄い皮膜を形成させる。帯電防止剤の付与量は、上記帯電防止性を達成できる範囲で、フィルムの種類、帯電防止剤の種類によって適宜選択できるが、多量の塗布ではべたつきが発生するため、フィルムに対して５〜２０ｍｇ／ｍ²であることが好ましい。
【００１６】
本発明によるフィルムは、従来の封筒窓用フィルムの特性を兼備し、更に、特定の帯電防止性、偏肉、加熱収縮応力を有することで１０００〜１５００枚／分といった高速での封筒窓貼り付け工程においても好適に用いられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔フィルムの物性の測定方法及び評価方法〕
本発明におけるフィルムの測定方法及び評価方法は以下の通りである。
（１）帯電減衰率
ＪＩＳーＬー１０９４法に準じ、下記条件で、シシド静電気（株）製スタチックネオネストメーターにより測定し、半減時間を求めた。
【００１８】
測定温度：２０℃
測定湿度：２０％ＲＨ
印加電圧：１０ＫＶ
回転数：１５５０ｒｐｍ
測定サンプル３２ｍｍ×３２ｍｍ
電極−サンプル間距離：２０ｍｍ
（２）偏肉
ダイヤルゲージを用いて、フィルムの巾（横）方向および流れ（縦）方向に１ｃｍ間隔で厚みを測定し、その平均値を算出した。最大値と最小値の差の１／２の値を、先に算出した平均値に対する百分率で表し、巾方向と流れ方向の平均を求めた。
（３）加熱収縮応力
ＡＳＴＭーＤ１５０４に準じ、フィルムのビカット軟化点温度＋３０℃の温度のシリコン湯中でのピーク応力値のタテ、ヨコの平均で求めた。
（４）高速窓貼り適性
５０ｍｍ×９０ｍｍの窓枠を１個有し、１０５ｍｍ×２３５ｍｍ（洋型４号）のクラフト紙製の郵便封筒の窓枠の内側に、６０×９０ｍｍのフィルムを貼り付けた。窓貼り機はウインクラー社製ＨＥＬＩＯＳ３８０ＲＤを使用し、２０℃、２０％ＲＨの環境下で１５００枚／分の速度で行った。接着剤は酢酸ビニル系接着剤（平野化学研究所（株）ＨタックＸ１０）を使用し、乾燥熱風温度は１２０℃であった。封筒５０００枚のフィルムの貼り付けを行い、静電気による機械内でのフィルム詰まりの回数を求めた。また、窓貼り後にフィルム面に皺の発生したものの枚数を求めた。貼り付け位置不良数は、本来の貼り付け位置より１ｍｍ以上ずれたものを不良品とし枚数を求めた。
〔使用樹脂及び帯電防止剤〕
実施例および比較例に用いた樹脂を表１に示す。実施例および比較例に用いた帯電防止剤を表２、その他の表面処理剤を表３に示す。
〔フィルム製造方法〕
以下の実施例、比較例に用いる基本的なフィルムの製造方法を示す。
【００１９】
対象混合物を単軸４０ｍｍφのベント付押出機に供給し、対象樹脂のビカット軟化点＋８０℃で溶融混練しつつ、押出機の先端に取付けたＴーダイよりシート状に押出す。押出されたシートを冷却ロールに接触され、それから加熱ロールに送り込み、押出し方向（縦方向）に張力をかけ延伸する。引き続き、シートを保温しながらテンターに送り込み、シートの両端をグリップでつかみ、所定の速度で押出し方向と垂直の方向（横方向）に引張って配向させる。延伸ロールでの延伸条件は延伸温度が対象樹脂のビカット温度＋１５℃〜４５℃、延伸倍率２〜４倍、延伸速度３００〜２０００％／ｍｉｎとする。また、テンターでの延伸条件は、延伸温度が対象樹脂のビカット温度＋１５℃〜４５℃、延伸倍率２〜４倍、延伸速度３００〜２０００％／ｍｉｎであり、（縦延伸比／横延伸比）＝１〜１．３とする。目標厚み３０ミクロンのフィルムとする。
【００２０】
【実施例１、比較例１】
本実施例及び比較例は、フィルムの帯電減衰率に注目して行った実験である。従って、使用するフィルムは同一のもの使った。表４に示す対象樹脂、製造条件に従い製膜したフィルムの中でフィルムＡを使い、表５に示すように表面処理剤を規定量になるようにフィルム片面あるいは両面に塗布し、１００℃熱風乾燥機内で乾燥した。得られたフィルムの諸物性を上記測定法により測定すると共に上記評価法により評価した。その結果を同じく表５に示す。
【００２１】
実験番号１〜５は実施例で、少なくとも片面の帯電減衰率の半減時間が２００秒以下のフィルムである。実験番号６〜１０は比較例で、６は表面処理剤のないもの、７は滑り剤として二酸化ケイ素粒子を塗布したものである。７〜９は表面処理剤と塗布したものの、帯電減衰率の半減時間が両面共に２００秒以上のフィルムである。
【００２２】
表５の結果によると、少なくとも片面の帯電減衰率の半減時間が２００秒以下の本発明のフィルムは１５００枚／分もの高速で封筒窓貼りに優れ、フィルムの機械内での張り付きに詰まりはない。これに対し、無処理のものや滑剤だけのもの、帯電防止剤を塗布したものでも帯電減衰率の半減時間が両面共に２００秒以上のフィルムは、フィルムの機械内での張り付きによる詰まりが多発した。
【００２３】
【実施例２、比較例２】
本実施例および比較例は、フィルムの偏肉および熱収縮応力に注目して行った実験である。このため、表面処理処方は統一した。
表４に示す対象樹脂、製造条件に従い製膜したフィルムを使い、実施例１の実験番号２と同一の表面塗布剤をフィルム表面に塗布し、得られたフィルムの諸物性を上記測定法により測定すると共に上記評価法により評価した。
【００２４】
実験番号１１〜１４は、実施例であり偏肉２〜１０％、加熱収縮応力２〜２０ｋｇ／ｃｍ²のフィルムである。実験番号１５、１６は比較例で偏肉が１０％を上回るフィルムである。実験番号１７、１８は比較例で加熱収縮応力が２０ｋｇ／ｃｍ²以上のフィルムである。実験番号１９も比較例で加熱収縮応力が２ｋｇ／ｃｍ²未満のフィルムである。
【００２５】
表６の結果によると、偏肉が１０％を上回るものフィルムの蛇行による貼り付け位置の不良が多い。また、加熱収縮応力が２０ｋｇ／ｃｍ²を上回るものは乾燥後の熱収縮によるフィルム面の皺が発生した。加熱収縮応力が２ｋｇ／ｃｍ²より低いものは、フィルムの剛性が不足し、フィルムの蛇行による貼り付け不良率が高い。偏肉が偏肉１０％以下でなおかつ加熱収縮応力が２〜２０ｋｇ／ｃｍ²のフィルムは、高速での窓貼り時でのフィルムが蛇行もなく、まっすぐに送り出されるため正確に窓貼りができ、貼り付け乾燥後の皺の発生もない。
【００２６】
以上の結果より、フィルムの少なくとも片面の帯電減衰率の半減時間が、ＪＩＳーＬー１０９４法に準じた２０℃、湿度２０％ＲＨでの測定で２００秒以下であり、かつフィルムの偏肉が縦、横方向共に１０％以下であり、ＡＳＴＭーＤ１５０４法に準じて測定した加熱収縮応力のタテ、ヨコの平均が２〜２０ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴とするスチレン系延伸フィルムは、封筒窓用として１０００〜１５００枚／分もの高速窓貼り工程においても好適に用いられることが明らかである。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【表２】

【００２９】
【表３】

【００３０】
【表４】

【００３１】
【表５】

【００３２】
【表６】

【００３３】
【発明の効果】
本発明は特定の帯電防止性、偏肉、加熱収縮応力を有するため、１０００〜１５００枚／分の高速窓貼り工程においてもフィルムの機械内での貼り付きによる詰まり、窓貼り位置のずれ、窓貼りフィリム面の皺の発生がない封筒窓用フィルムを提供する。

Claims

少なくとも片面の帯電減衰率の半減時間が、ＪＩＳーＬー１０９４法に準じた２０℃、湿度２０％ＲＨでの測定で２００秒以下であり、かつ偏肉が縦、横方向共に１０％以下であり、ＡＳＴＭーＤ１５０４法に準じて測定した加熱収縮応力のタテ、ヨコの平均が２〜２０ｋｇ／ｃｍ²であることを特徴とする封筒窓用熱可塑性樹脂フィルム。
フィルムが延伸ポリスチレン系フィルムである請求項１記載の封筒窓用熱可塑性樹脂フィルム。