(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属転写用途のポリエステル製キャリア・フィルムであって、
該ポリエステル製キャリア・フィルムは、金属層が該ポリエステル製キャリア・フィルムに直接付けられるように構成されており、かつ、外面、４〜７５μｍの厚さ、及び少なくとも１つの層であって、ポリエステルを少なくとも９９重量％含み、剥離剤を有する層を有し、
該剥離剤はポリエステルとブレンドされた状態で存在し、該剥離剤の量は、前記外面に、金属に対する予め選択された付着値であって、１８０度エチレンアクリル酸ポリマー剥離試験によって測定したときに１〜１００ｇ／インチ（０．４〜４０ｇ／ｃｍ）の範囲の付着値を提供するのに有効な量であり、
前記剥離剤は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、前記ポリエステル中に分散したパラフィンワックス、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されたものであり、
使用時において、金属層が前記ポリエステル製キャリア・フィルムとの境界面に沿って該ポリエステル製キャリア・フィルムから容易に剥離できることを特徴とするポリエステル製キャリア・フィルム。
【請求項２】
ポリエステルを少なくとも９９重量％含み、剥離剤を含むことを特徴とする金属転写用途のポリエステル製キャリア・フィルムであって、
該ポリエステル製キャリア・フィルムは、金属層が該ポリエステル製キャリア・フィルムの外面に直接付けられるように構成されており、前記剥離剤はポリエステルとブレンドされた状態で存在し、
前記剥離剤の量は、前記ポリエステル製キャリア・フィルムの表面に、金属に対する予め選択された付着値であって、１８０度エチレンアクリル酸ポリマー剥離試験によって測定したときに１〜１００ｇ／インチ（０．４〜４０ｇ／ｃｍ）の範囲の付着値を提供するのに有効な量であり、
前記剥離剤は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、前記ポリエステル中に分散したパラフィンワックス、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されたものであることを特徴とし、
使用時において、金属層が前記ポリエステル製キャリア・フィルムとの境界面に沿って該ポリエステル製キャリア・フィルムから容易に剥離できることを特徴とする金属転写用途のポリエステル製キャリア・フィルム。
【請求項３】
前記ポリエステル製キャリア・フィルムの外面に対する金属付着が、予め選択された付着値の±１０ｇ／インチ（±３．９ｇ／ｃｍ）の範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載のポリエステル製キャリア・フィルム。
【請求項４】
前記ポリエステル製キャリア・フィルムが二軸配向され、前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であることを特徴とする請求項２に記載のフィルム。
【請求項５】
金属転写用途のポリエステル製キャリア・フィルムであって、
該ポリエステル製キャリア・フィルムは、金属層が該ポリエステル製キャリア・フィルムに直接付けられるように構成されており、ポリエステル製の基層、及び該基層の一方の面上にあってポリエステルを少なくとも９９重量％含む第１のスキン層を含み、該第１のスキン層が、前記ポリエステル製キャリア・フィルムの外面を画定し、該ポリエステルとブレンドされた剥離剤を含み、該剥離剤の量は、該外面に、金属に対する予め選択された付着値であって、１８０度エチレンアクリル酸ポリマー剥離試験によって測定したときに１〜１００ｇ／インチ（０．４〜４０ｇ／ｃｍ）の範囲の付着値を提供するのに有効な量であることを特徴とし、
前記剥離剤は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、前記ポリエステル中に分散したパラフィンワックス、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されたものであることを特徴とし、
使用時において、金属層が前記ポリエステル製キャリア・フィルムとの境界面に沿って該ポリエステル製キャリア・フィルムから容易に剥離できることを特徴とするポリエステル製キャリア・フィルム。
【請求項６】
前記基層と前記第１のスキン層との間に少なくとも１つのポリエステル製の内側層を更に備えることを特徴とする請求項５に記載のポリエステル製キャリア・フィルム。
【請求項７】
前記第１のスキン層とは反対側の基層の側の上にポリエステルの第２のスキン層を更に備えることを特徴とする請求項５に記載のポリエステル製キャリア・フィルム。
【請求項８】
前記基層と、前記第１のスキン層及び前記第２のスキン層のうちの１つ又は両方との間に少なくとも１つのポリエステル製の内側層を更に備えることを特徴とする請求項７に記載のポリエステル製キャリア・フィルム。
【請求項９】
前記外面に直接接して付着される金属の転写可能な層が更に含まれ、前記金属が、アルミニウム、銅、銀、チタン及びこれらのブレンドからなる群より選択され、前記転写可能な層の厚さが、０．０１〜４の吸光度に相当することを特徴とする請求項２又は５に記載のポリエステル製キャリア・フィルム。
【請求項１０】
基材に金属を転写する方法であって、該方法は、
（Ａ）金属転写フィルムであって、
（ｉ）４〜７５μｍの厚さ及び外面を有するポリエステル製キャリア・フィルムであって、該ポリエステル製キャリア・フィルムはポリエステルを少なくとも９９重量％含み、剥離剤を含み、該剥離剤は該ポリエステルとブレンドされた状態で存在し、かつ、前記外面に、金属に対する予め選択された付着値であって、１８０度エチレンアクリル酸ポリマー剥離試験によって測定したときに１〜１００ｇ／インチ（０．４〜４０ｇ／ｃｍ）の範囲の付着値を提供するのに有効な量で存在することを特徴とするポリエステル製キャリア・フィルムと、
（ｉｉ）前記外面に直接接して堆積された金属層であって、０．２〜４．０の範囲の吸光度に相当する金属厚さを有することを特徴とする金属層とを含む金属転写フィルムを準備する工程と、
（Ｂ）接着剤層がコーティングされた表面を有する基材物を準備する工程と、
（Ｃ）前記金属転写フィルムの前記金属層を、前記基材物の前記接着剤層と接触させて、前記金属層を前記基材物の前記接着剤層に接合させる工程と、
（Ｄ）前記金属層から前記ポリエステル製キャリア・フィルムを剥離することによって、前記金属層を前記基材物に転写する工程とを含み、前記剥離剤は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、前記ポリエステル中に分散したパラフィンワックス、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されたものである
ことを特徴とする基材に金属を転写する方法。
【請求項１１】
前記金属転写フィルムを準備する工程が、熱可塑性ポリエステル樹脂及び剥離剤を含む混合物を得る工程と、該混合物を効果的に加熱し、熱可塑性ポリエステル樹脂を溶融する工程と、熱可塑性ポリエステル樹脂中の剥離剤を均一に分散させることによって、溶融分散液を形成する工程と、該溶融分散液を含むポリマー組成物から自立型ポリエステル製キャリア・フィルムを形成する工程と、縦方向３ｘ‐６ｘ、及び横方向３ｘ‐６ｘに前記フィルムを延伸することによって、前記ポリエステル製キャリア・フィルムの前記外面に剥離剤をブルーミングさせることと、を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリエステル製キャリア・フィルムが、基層と、該基層の一方の側の上のポリエステル製の第１のスキン層を更に含み、前記第１のスキン層が、前記ポリエステル製キャリア・フィルムの外面を画定し、前記スキン層において、剥離剤が均一に分散していることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリエステル製キャリア・フィルムが、前記第１のスキン層とは反対側に第２のスキン層を更に備え、該第２のスキン層には剥離剤が含まれないことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記基層に剥離剤が含まれないことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記金属が、アルミニウム、銅、銀、チタン及びこれらの混合物を主成分とすることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
非ポリエステル製剥離層が存在しないことを特徴とする請求項１０〜１５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板紙などの基材に金属を転写するのに適した剥離特性を有する、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに関する。具体的には、本発明は、フィルムのＰＥＴ層と直接接した金属層を受け取り、保持して、基材上に転写することのできる金属化ＰＥＴフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴフィルムなどの高分子フィルムは、一般に、製品に金属の外観を付与するのに望ましい、包装、グリーティングカード及び同様の製品用途に用いる、板紙並びに他の基材に金属を転写するのに用いられる。別の基材に直接金属被覆をすることが実際上困難な場合、フィルムからそうした基材に金属を転写する技術が用いられる。
【０００３】
一般的な金属転写技術の一つは、金属化した従来の高分子フィルムを用い、完全な金属被覆フィルム構造体を基材に接合する。高分子フィルム上に金属を堆積させる一般的な方法には、蒸着金属被覆法及びスパッタ金属被覆法（ｖａｐｏｒ  ａｎｄ  ｓｐｕｔｔｅｒ  ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）が含まれる。かかる堆積技術によって、通常、金属とフィルムとの間に強力な接合が生じる。金属がフィルムのポリマー層から容易に分離しないため、転写手順において、板紙基材は、金属被覆高分子フィルムに恒久的に接合される。これによって、例えば、消費後の包装の廃棄によって生じる積層体は容易に再利用できないため、過剰な回収不能スクラップが生じる場合がある。
【０００４】
周知であるところの、産業界で実施されている別の技術は、板紙及び他の基材材料に金属層を転写するのに用いることができる、キャリアフィルムを作成することである。キャリアフィルムは、ベース高分子フィルム作製とは独立した二次工程において、ベース高分子フィルム上に剥離材料の層をコーティングすることによって形成される。その後、完全に独立した三次工程において、金属層は、例えば、蒸着又はスパッタ金属被覆によって、剥離層上に堆積される。個々の工程は、このようなそれぞれ異なった変化させるもの（ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）を使って異なる場所で行なってもよい。欠点は、特に剥離層を付ける工程において、余分な処理工程が必要なことである。金属層とキャリアフィルムの表面との間に高価なコーティングを必要とせずに、キャリアフィルムの表面上に蒸着された層の金属を別の基材に転写することができる、二軸配向ポリエステルフィルムの必要性が存在する。
【０００５】
剥離層の主な機能は、高分子フィルムの表面と金属層との間に適切な付着を提供することである。フィルム表面への金属の付着は、金属転写前に、製造、包装、輸送などの取扱いに耐えるのに十分強力である必要がある。しかしながら、付着は、基材と接したときにキャリアフィルム表面から金属層がきれいに分離するように十分に弱い必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
金属層を高分子フィルム上に直接付けることができ、金属層が容易に剥離しフィルムから分離することができる、高分子フィルムから基材への金属転写方法が必要である。高分子フィルムの表面上に追加の剥離層を有さないキャリアフィルムを有することが望ましい。さらに、基層が、金属転写後に再利用できる単一のポリマー組成である、金属転写用キャリアフィルムを有することが望ましい。さらにまた、非ポリエステル剥離層が存在しないことを特徴とする、ポリエステル系キャリアフィルムと転写フィルムを有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、非ポリエステル剥離層が存在しない、金属転写用の単層又は多層熱可塑性ポリエステルキャリアフィルムを提供する。熱可塑性ポリエステルキャリアフィルムの組成は、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）であることが好ましい。新規キャリアフィルムの少なくとも一方の面は、板紙などの基材に金属層を転写する工程において、金属層を受け付け、支持し、剥離することが意図されている。ポリエステルキャリアフィルムにおいて金属を受け付ける面は、ポリエステルキャリアフィルムの金属支持層への１以上の剥離剤の組込みに起因する、適切な金属付着及び剥離特性を有する。
【０００８】
一態様において、剥離剤は界面活性剤である。界面活性剤は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、又は陰イオン界面活性剤と非イオン界面活性剤の組合せであり得る。界面活性剤は、キャリアフィルムの金属支持層内に分散されている。別の態様において、新規のポリエステル系キャリアフィルムにおける剥離剤は、炭化水素を成分とするワックスである。
【０００９】
したがって、本発明は、金属転写に用いるポリエステルキャリアフィルムであって、約４〜７５μｍの総厚さを有し、ポリエステルから実質的になり、これと、１００ｇ／インチ（４０ｇ／ｃｍ）未満の金属付着を、フィルムの少なくとも１つの外側表面に提供するのに有効な組成及び量の剥離剤とからなる、ポリエステルキャリアフィルムを提供する。本発明のポリエステルフィルムの総厚さは、好ましくは約５〜７５μｍ、より好ましくは約８〜５０μｍ、最も好ましくは約１０〜２５μｍである。
【００１０】
また、本発明は、基材に金属を転写する方法であって、この方法は、（Ａ）ポリエステルから実質的になり、これと剥離剤とからなる４〜７５μｍの総厚さのポリエステルキャリアフィルムを設ける工程と、（Ｂ）ポリエステルキャリアフィルムの外側表面と直接接するように、最大約４の範囲にある吸光度に相当する厚さの金属層を堆積する工程と、を含み、剥離剤が、外側表面と金属層との間に約１〜１００ｇ／インチ（０．４〜４０ｇ／ｃｍ）の金属付着を提供するのに有効な組成及び量である、方法も提供する。金属層の吸光度は、好ましくは約０．０１〜４、より好ましくは約０．４〜３．３である。基層の露出面の表面抵抗率は、臨界的ではないが、通常、１×１０１７オーム／平方未満である。 キャリアフィルムは、複数のポリエステル副層の複合体であり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
特定の態様において、本発明は、容易に製造することができ、取扱いが容易であり、少なくとも１つの外側表面において金属剥離特性を有する、金属転写工程に用いる二軸配向共押出多層ポリエステルフィルムに関する。特別な表面特性を有するこの高度に特殊化されたフィルムを製造するために、共押出二軸配向多層フィルムを製造するいずれかの標準的方法を用いることができる。本明細書に用いられる「ポリエステルキャリアフィルム」という用語は、ポリエステルと、その上に金属の層を堆積する前の、本発明に係る剥離剤とのフィルムを指す。「転写フィルム」という用語は、ポリエステルキャリアフィルムと、ポリエステルキャリアフィルムの外側表面上に堆積された金属の金属層との複合体を指す。新規ポリエステルキャリアフィルムの主な使用目的は、基材の表面上に金属層からの金属のうちの一部又はすべてを受け入れ、支持し、転写することである。
【００１２】
新規のポリエステルキャリアフィルムは、２つの面を有し、ポリエステルの基層Ｂを有する。ポリエステルキャリアフィルムは、層Ｂのみ、又は複数のポリエステルの層の複合体からなる単一体であり得る。本発明の好適な実施形態には、少なくとも二層の共押出ポリエステルキャリアフィルムが含まれ、この共押出ポリエステルキャリアフィルムには、基層Ｂの一方の面に隣接する少なくとも１つの外側層Ａと、任意の反対側の外側層Ｃとが含まれている。他の実施形態は、最外層とＢ層との間に位置する、１以上の内側層Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３…Ｉｎを含み、例えば、Ａ／Ｉ１／Ｉ２／Ｂ／Ｃ構造などである。Ａ、Ｂ又はＣのいずれかの最外層は、スキン層と称することもある。いずれの層も、再生ポリエステル樹脂を含有していてもよい。
【００１３】
本発明において、スキン層のいずれか又は両方の外側表面は、以下の試験方法の節に記載されているとおりに測定される、１００ｇ／インチ（４０ｇ／ｃｍ）未満、好ましくは５０ｇ／インチ（１９．７ｇ／ｃｍ）未満、より好ましくは２０ｇ／インチ（７．９ｇ／ｃｍ）未満の金属付着である。金属付着特性は、イオン性、非イオン性又はこれらの組合せのいずれかであるフィルム界面活性剤をポリエステルに配合することによって達成される。費用対効果上、界面活性剤成分は、内側層、すなわち非スキン層の総厚さよりも通常薄い、最外層にのみに含まれることが好ましい。
【００１４】
非イオン界面活性剤の一部の例は、セトステアリルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、セチルアルコール、ペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル、ポリオキシプロピレングリコールアルキルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、ラウリルグルコシド、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、オクチルグルコシド及びデシルグルコシドであってもよい。
【００１５】
陰イオン界面活性剤の一部の例は、パーフルオロオクタンスルホネート、パーフルオロブタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホネート、ジオクチルナトリウムスルホスクシネート、アルキルエーテルホスフェート、アルキルアリールエーテルホスフェート、ステアリン酸ナトリウム；パーフルオロノナノエート、パーフルオロオクタノエート、ラウロイルサルコシンナトリウム、ミレス硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム及びラウリル硫酸アンモニウムであってもよく、より一般的にはアルファティック（ａｌｐｈａｔｉｃ）及び芳香族スルホネートである。
【００１６】
例えば、東レ株式会社（Ｔｏｒａｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．）製のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを含有するＴ７９１０、Ｓｕｋａｎｏ社製の脂肪族スルホネートを含有するＴａｓ１１２５、又は、竹本油脂株式会社（Ｔａｋｅｍｏｔｏ  Ｏｉｌ  ａｎｄ  Ｆａｔ）製の、非イオン界面活性剤と陰イオン界面活性剤の独自の混合物を含有するＥｌｅｃｕｔ（登録商標）Ｓ６１８‐Ａ１という、ＰＥＴ中の界面活性剤化合物のマスターバッチを製造する多くの企業がある。
【００１７】
現在理解されているように、金属層と最外ポリエステル層との間の所望程度の金属付着に主として影響を及ぼすパラメータは、金属層を付けるときの、ポリエステルスキン層の最外側表面上の界面活性剤の表面密度、すなわち、単位面積当たりの質量である。スキン層を形成するポリエステル樹脂内において最初に均一に分散している界面活性剤は、キャリアフィルムの製造工程時に、表面にブルーミングを生じる。ポリエステル樹脂に組み込まれる界面活性剤の量については、ブルーミング効果を考慮する必要がある。すなわち、スキン層の厚さが減少するほど、用いられる界面活性剤含有ポリエステル樹脂は少なくなり、したがって、ポリエステル中の所定の界面活性剤濃度の少ない界面活性剤が、表面に移動するように利用可能である。したがって、あらかじめ選択されたレベルの金属付着を達成する、ポリエステル樹脂中の界面活性剤の濃度は、対応するポリエステル層の厚さが減少するに伴い増加させる必要がある。いずれかの外側層における重量に基づく界面活性剤の濃度は、少なくとも約０．０１重量％、好ましくは少なくとも約０．０５重量％、より好ましくは少なくとも約０．１０重量％である必要がある。いずれかの外側層における重量に基づく界面活性剤の濃度は、好ましくは１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、最も好ましくは３重量％未満である。
【００１８】
本発明の有利な特徴は、ポリエステルキャリアフィルム中の剥離剤の濃度を調整することによって、狭い範囲内のあらかじめ選択された値に金属付着を制御できることである。金属付着は、±１０ｇ／インチ（３．９ｇ／ｃｍ）の標的金属付着値の範囲内に制御できることが好ましい。ここで記載されているガイドラインに従って、界面活性剤の実際の量は、適切な金属付着値を提供するように、スキン層の厚さに応じて調整され、過度の実験をすることなく、当業者によって決定される筈である。
【００１９】
上述した構成要素の並置（ｊｕｘｔａｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、図１を参照することによって理解することができる。この図は、接着剤の層１１によってコーティングされた基材１５に隣接する金属転写フィルム１０の実施形態の断面を示している。新規の金属転写フィルムは、図示する実施形態において、３つの下層２、４及び６による多層複合ポリエステルキャリアフィルム１を有する。基層２は、多層キャリアフィルム１の主な構成層である。層４及び６は、基層に隣接し、直接接している。複合ポリエステルキャリアフィルムの最外層である、層４及び６は、スキン層として示されている。
【００２０】
図は、金属層８が、基層２に対向するスキン層６の側に直接接して堆積されていることを示す。従来の金属転写フィルムにおいて、金属層８と最外層６との間に配置された予備の剥離層が存在し、その機能は、上述したものである。新規の金属転写フィルムは、個別及び別個の剥離層を有さない。
【００２１】
使用時において、受け取り基材（ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１５上にコーティングされた接着剤層１１は、金属転写フィルム１０の金属層８と接している。そして、金属層は、接着剤層によって基材に接合され、その後、基層１は、金属層から剥離される。この工程は、接着剤層１１によって受け取り基材に取り付けられた金属層を残す。新規金属転写フィルムの利点は、キャリアフィルムの層のすべてがポリエステルから実質的になることである。「から実質的になる」とは、フィルムのポリマー含量が、少なくとも約９９重量％、好ましくは専らポリエステルであることを意味する。フィルムには、通常ポリマーに対して少量で、効果のある界面活性剤に加えて、安定剤などの他の非ポリマー成分、並びに本発明の新規な特徴に重大な影響を及ぼさない添加剤が、通常、ポリマーに対して少量、含まれ得る。高分子フィルムのみが金属層を剥離した後に残る。キャリアフィルムのすべての層のポリマー成分は、同一のポリマー、好ましくはＰＥＴであるため、残留キャリアフィルムを回収し、同一の又は異なる最終用途に用いる原料として再利用することができる。本発明の更なる態様、特徴及び利点を以下に説明する。
【００２２】
主な態様において、本発明は、ポリエステルが優位の構成となっているキャリアフィルムと、キャリアフィルムと直接接している金属層とからなる金属転写フィルムを提供することを要求する。従来の金属フィルム転写工程に用いられる剥離層は、キャリアフィルムと金属層との間に存在しない。高分子キャリアフィルムの通常非常に高い金属付着は、適切な剥離剤をキャリアフィルムポリマーに組み込むことによって、あらかじめ選択された低い付着強度に調整される。本明細書に開示されている原理に従って、金属転写フィルム工程においてコンバータに要求される所望程度の金属付着を提供するのに有効な量の剥離剤を、ポリエステル層に組み込むことが可能である。好ましい剥離剤は、界面活性剤又は界面活性剤の組合せである。陰イオン界面活性剤と非イオン界面活性剤の混合物を用いることが好ましい。必要に応じて、パラフィンワックスなどの炭化水素ワックスを、フィルムのいずれかの層又はすべての層に加えてもよい。一般に、所定の層の厚さにおいてキャリアフィルムの金属接触層に組み込まれる剥離剤が多いほど、金属付着は低くなり、転写フィルムから金属が容易に剥離する。
【００２３】
高分子キャリアフィルムは、ポリエステル製の単層であり得るか、又は、ポリエステル製の複数の層の複合体であり得る。多層構造において、キャリアフィルム層は、好ましくは、金属転写フィルム処理条件下で層が剥離しないように、共押出などの熱溶融工程によって、互いに隣接させて溶融される。基層（層「Ｂ」）とスキン層（層「Ａ」）とを備えた、いわゆるＡ／Ｂ多層構造が好ましい。スキン層は、金属層と接している層である。Ａ／Ｂ／Ｃ構造は、「Ｃ」層が、Ａ層とは反対側の基層面上のスキン層である、新規ポリエステル系キャリアフィルムの別の好ましい構造である。基層は、全ポリエステル系キャリアフィルムの厚さ及びかさにおいて優位な層であることが好ましい。多層複合構造において、界面活性剤の剥離剤粒子は、少なくとも金属接触層中に含まれる必要があり、キャリアフィルムの他の層中に含まれていてもよい。
【００２４】
ポリエステルキャリアフィルムの制御された金属剥離特性は、キャリアフィルムに、好ましくは１以上の外側層のみに界面活性剤を組み込むことによって得られる。界面活性剤は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤又はこれらの組合せが好ましい。界面活性剤の剥離剤を組み込まないＰＥＴの金属付着は、通常、１５０ｇ／インチ（５９ｇ／ｃｍ）よりもはるかに大きい。  本発明に係る界面活性剤の組込みによって、１００ｇ／インチ（４０ｇ／ｃｍ）未満、好ましくは約５０ｇ／インチ（１９．７ｇ／ｃｍ）未満、より好ましくは２０ｇ／インチ（７．９ｇ／ｃｍ）未満の金属付着を提供することができる。一部の最終段階での用途においては、堆積させた金属を実質的に全て転写させることが好ましいことがある一方で別の場合には、その金属の特定の部分だけ転写させることが好ましいことがある。本発明によれば、堆積させた金属の全て又は任意に選択した部分を、公知技術を使って、容易に基材に転写することができる。
【００２５】
金属転写工程の一般的なスキームは、フィルムを「変化させるもの（ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）」、すなわち、ポリエステルフィルムの製造とは完全に独立した及びポリエステルフィルム製造後の二次工程において、ポリエステルフィルムを提供、処理及び／又は修正する、フィルムの供給者及び製造加工業者からキャリアフィルムが提供されることを要求する。かかるポリエステルキャリアフィルムには、一体型（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ）ポリエステルフィルムの外側表面に付けられる非ポリエステル組成剥離層コーティングが含まれる。そして、これらのフィルムは、蒸着又はスパッタリングなどの工程によって、剥離層上で金属化される。高分子基層／剥離層／金属層構造の金属転写フィルムは、従来の手段によって直接金属被覆することができない板紙などの基材製品に、金属を付けるのに用いられる。製品及び金属の性質に基づいて、板紙コンバータは、所望程度の金属付着を特定し、フィルムコンバータは、これを供給する。本発明の利点は、板紙コンバータによって通常所望される金属付着の範囲内のあらかじめ選択された値に、ＰＥＴ基層への金属の接合強度を制御する性能である。本発明の金属転写フィルムは、基層と金属との間に特別な非ポリエステル系剥離層を有さない。したがって、ポリエステルベースフィルムを金属化するための変化させるもの（ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）は、キャリアフィルムのポリエステル基層と直接接するように金属を付けることができる。基材フィルム上にコーティングとして通常塗布される中間剥離層は、必要ではない。この特徴によって、多くの生産性の向上及びコスト削減の利点が提供される。高分子基層に組み込まれる界面活性剤及び任意のワックス系剥離剤の濃度によって、金属転写コンバータの多様な金属転写（ｍｅｔａｌ  ｔｒａｎｆｅｒ）最終用途についての種々の仕様に一致させるように、キャリアフィルムの金属付着を修正することができる点が特に有益である。さらに、本発明は、狭い許容限度の精度の金属転写コンバータ標的によって、金属付着を提供することができる。
【００２６】
金属転写工程において、キャリアフィルムに、あらかじめ選択された程度の表面粗さを提供することが望ましい場合がある。滑らかな又は粗い表面は、完成金属コーティング基材製品の所望の外観を生じるのに望ましい場合がある。これは、キャリアフィルムの表面に、金属とともに、基材の接着剤であって接着剤が金属層に接するような接着剤を形成するテクスチャを付与することによって、達成することができる。このように、キャリアフィルムのテクスチャが基材に転写される。また、通常、当該技術分野において周知であるように、フィルムの取扱い操作時の摩擦を制御するために、フィルムの外側表面の少なくとも一方に粒子を加えることによって、粗さを付与することも望ましい。シリカ、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、若しくは、架橋ポリスチレン、アクリル、ポリアミドなどのポリマー粒子、又はこれらの組合せなどの多くの種類の粒子を用いることができる。本明細書に用いられる滑らかな表面は、約５〜１５０ｎｍの表面粗さＲａを有すると定義される。より滑らかな表面は、約５〜１００ｎｍのＲａを有し、非常に滑らかな表面は、約５〜５０ｎｍのＲａを有する。転写金属のマット外観を生じるのに通常適した粗表面は、約２００〜５００ｎｍのＲａを有する。
【００２７】
任意のワックス系剥離剤は、界面活性剤の主な剥離剤によって提供されるフィルムの剥離特性を修正するように、１以上のフィルム層に含めることができる。ワックスは、フィルム製造の延伸及びヒートセット工程時にフィルムの外側層から表面にフィルム内で移動するため、有効とするように外側剥離層に加える必要はない。キャリアフィルム層を形成する場合、ワックスは、ポリエステル樹脂の別個の添加剤として加えることができる。特定の層にワックス剥離剤を加える好ましい方法には、元はパラフィンワックスコーティングを有していた不用な又は廃棄されたポリエステルフィルムを回収することが含まれる。ワックスコーティングフィルムは、フィルムを微粒子サイズに細断し、ブレードによる遠心分離工程を用いて細断フィルムを凝集し、次いで、樹脂含有ワックスをペレットに再押し出しすることによって、再利用される。得られた再生樹脂ペレットは、必要に応じて、他の原料樹脂及び追加ワックスと配合し、ポリエステルキャリアフィルムの１以上の層を形成することができる。通常、ワックスは、約０．１〜１重量％の再生ポリエステルフィルムである。新規キャリアフィルムのいずれかのワックス含有層は、最大１００重量％の再生ポリエステルフィルムを含有し得る。
【００２８】
いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、キャリアフィルムのポリエステルに対する金属層の付着を修正させる主なメカニズムが、ポリエステルと純粋な金属層との間の金属酸化物層の金属被覆時に生じることが考慮される。ポリエステルキャリアフィルム表面の界面活性剤は、この表面において酸素を供給する。この点に関して、硝酸イオン、硫酸イオン、アルキル硫酸イオン、スルホン酸イオン、又はアルキルスルホン酸イオンを含有する界面活性剤が非常に適している。フィルムを金属被覆する金属堆積法には、通常、金属被覆が行われるチャンバ内において、蒸気、通常空気から酸素を最初に抜くことが含まれる。これによって、高純度金属がキャリアフィルムポリマー上に堆積し、そして、高純度金属がキャリアフィルムポリマーと接合することができる。本発明によれば、界面活性剤によってポリマー表面にもたらされた酸素は、金属と迅速に（すなわち、通常数分以内に）反応し、ポリエステルキャリアフィルムと、ポリマー表面からより離れて堆積された金属層のバルクとの間に金属酸化物の層を形成する。得られた金属酸化物層は、ポリエステルにあまり付着せず、このため、後の金属転写工程時に金属層の剥離を促進する。
【００２９】
したがって、本発明は、容易に酸化するいずれかの金属に関与する金属転写工程に特によく適していることが理解される。一般に用いられる金属は、アルミニウム、銅、銀、チタン及びこれらの混合物である。
【００３０】
新規キャリアフィルムの好適な実施形態の一つは、二層ＰＥＴフィルム構造であって、１つの層が、好ましくは約０．１〜１０ミクロン、より好ましくは約０．２〜６ミクロン、最も好ましくは約０．３〜２ミクロンの厚さのスキン層である、二層ＰＥＴフィルム構造である。第２のキャリアフィルム層は、好ましくは約５〜７５ミクロン、より好ましくは約８〜５０ミクロン、最も好ましくは１０〜２５ミクロンである構造厚さの大部分を構成する。第２のキャリアフィルム層は、必要に応じて、粉砕された再生パラフィンワックスでコーティングされたフィルムから加えられたワックスを含有する。スキン層の表面粗さＲａは、好ましくは約５〜５００ｎｍ、より好ましくは約５〜２００ｎｍ、最も好ましくは約５〜５０ｎｍである。
【００３１】
別の好適な実施形態は、非スキンキャリアフィルム層に添加粒子が実質的に含まれない、三層ＰＥＴフィルム構造である。一方又は両方のスキン層は、界面活性剤を組み込むことによって剥離特性を有する。スキン層の厚さは、好ましくは約０．１〜５ミクロン、より好ましくは約０．２〜３．６ミクロン、最も好ましくは約０．３〜２ミクロンである。非スキンキャリアフィルム層は、再生パラフィンワックスコーティングフィルムの添加から、ワックス系剥離剤を含有し得る。キャリアフィルムの厚さは、約５〜７５ミクロン、より好ましくは約８〜５０ミクロン、最も好ましくは約１０〜２５ミクロンである。
【００３２】
本発明に用いられるポリエステルは、テレフタル酸又はそのエステル形成誘導体とジヒドロキシルアルキレン化合物の重縮合などの、いずれかの公知の方法によって製造することができる。例えば、これらのポリマーは、芳香族ジカルボン酸脂肪族グリコールから誘導される繰返し単位の共重合体であり得る。適切な芳香族ジカルボン酸の例は、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸などである。脂肪族グリコールの例は、エチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノールなどである。本発明に用いられるポリエステルの例としては、アルキレンテレフタレート、又はポリマー鎖の主な繰返し単位としてアルキレンナフタレネート（ａｌｋｙｌｅｎｅ  ｎａｐｔｈａｌｅｎａｔｅ）を含む（ｃｏｐｒｉｓｉｎｇ）共重合体が挙げられる。好ましいポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートである。
【実施例】
【００３３】
ここで、本発明を、その特定の代表的な実施形態の実施例によって説明するが、特記しない限り、すべての部、割合及び百分率は重量によるものである。
【００３４】
試験方法
厚さ：総フィルム厚さは、１０枚のシートの堆積を用い、測定を１０で割ることにより、マイクロメーターによって測定した。測定を、ウェブの横方向において９インチ（３．５ｃｍ）ごとに繰り返した。多層フィルムのそれぞれの共押出層の厚さは、すべての層の総押出流量に対する対応する押出流量の比によって算出した。
【００３５】
金属付着：金属付着は、エチレン・アクリル酸重合ポリマーを使用した１８０度剥離試験であって、２２０°Ｆ（９３°）及び３８ｐｓｉ（２６２ｋＰａ）で２０秒間、Ｓｅｎｔｉｎｅｌ１２‐ＡＳＬモデルシーラーを用い、フィルムの金属化された側にＤｏｗ  Ｐｒｉｍａｃｏｒ（登録商標）３３００  ＥＡＡポリマーの接着剤層をヒートシールすることからなる、１８０度エチレン・アクリル酸重合ポリマーを使用した剥離試験によって測定した。Ｉｎｓｔｒｏｎ（登録商標）４２００‐００４引張試験機を用いて、接着剤層でもって金属をフィルムの金属被覆面から１８０度で剥離する際の剥離力を測定した。
【００３６】
表面粗さ：表面粗さ（「Ｒａ」）は、Ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ  ＳＥ‐５００モデル表面粗さ測定器によって測定した。測定を３回繰り返し、Ｒａの平均値を記録した。
【００３７】
表面抵抗率：表面抵抗率は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７‐９９に準拠して、ＴＲＥＫ社製のモデル番号１５２の同心リングプローブ抵抗率計からの同心リングプローブを用いて測定した。試験条件は、２５℃、５０％の相対湿度であった。
【００３８】
表面エネルギー：表面エネルギーは、ポリマー表面のダイン／ｃｍ（０．１Ｐａ・ｃｍ）の表面張力と、表面上に堆積された純水滴の接触角との間の公知の数的関係（Ｚｉｓｍａｎ相関）を用いて決定した。接触角は、米国特許第５，２６８，７３３号に記載されているとおりに、接触角計（Ｔａｎｔｅｃ社（Ｓｃｈａｕｍｂｅｒｇ，  ＩＬ）製）を用いて測定した。
【００３９】
手順：実施例の、Ａ／Ｂ／Ｃ層構造を有する三層ＰＥＴキャリアフィルム、及びＡ／Ｂ層構造を有する二層フィルムを次に示す方法によって調製した。それぞれの層のＰＥＴ及び以下の表Ｉに挙げられている成分を配合し、乾燥させ、次いで、従来の溶融押出機により押し出した。基層Ｂを作製するために、単軸押出機の連続セットを用いた。この層に、必要に応じて、再生ＰＥＴフィルムを含めた。層Ａ及びＣの組成について、ＰＥＴと他の成分を混合し、逆回転二軸押出機に通し、押出機の溶融ゾーンにおいて、真空ラインを介して乾燥させた。押出温度は、２７０℃〜３００℃の範囲にあった。それぞれの押出機からの溶融流を別々にろ過し、次いで、二軸押出機からの溶融流を分割し、層Ｂを形成する溶融流の両側に被覆した層Ａ及びＣを形成し、全体的にＡ／Ｂ／Ｃ構造を形成するように、溶融分配器に供給した。二層Ａ／Ｂ構造を作製するために、二軸押出機の溶融流を、基層の溶融流の一方の面のみに被覆した。得られた組合せ溶融流を、約２７０℃に設定した平面ダイに入れた。ダイから出る溶融カーテンを滴下し、約２０℃に冷却した回転キャスティングロール上に静電気的に留め（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｓｔａｔｉｃａｌｌｙ  ｐｉｎｎｅｄ）、これによって、カーテンが、連続的に移動する非晶質シートに固化された。このシートを、種々の速度の１組の回転加熱ロールに入れ、移動するシートを縦方向（ｍａｃｈｉｎｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に約４倍に配向させた。次に、この縦方向に配向させたシートを、加熱オーブンを囲む多重ゾーンに移動させ、フィルムを最初に約９０℃の温度に予熱した。次のゾーンにおいて、約１６５℃で、移動するフィルムを、横方向に約４倍に配向させ、その後、約２４０℃にヒートセットした。次いで、フィルムを、オーブンの弛緩ゾーンおいて約３％弛緩させた。得られた二層Ａ／Ｂフィルム及び三層Ａ／Ｂ／Ｃフィルムを、標準的な業界の慣行のとおりに、ロール状に巻き取った。
【００４０】
比較例１
二層ＰＥＴキャリアフィルムを、隣接するスキン層Ａ及び基層Ｂを共押し出しすることによって調製した。不活性充填剤粒子を、フィルム形成単位のそれぞれの溶融ポリマー材料中に分散させた。層の厚さ及び組成を表Ｉに示す。粒子の濃度及びサイズによって、層の外側表面に異なる表面の粗さが生じた。本発明に係る金属剥離剤は、層中に含まれていなかった。外側層の表面抵抗率は、１０１６オーム／平方程度の大きさであった。この比較例及び他の例の分析結果を表ＩＩに示す。また、層Ａ及びＢの表面は、４０ダイン／ｃｍ（４Ｐａ・ｃｍ）の表面張力によって示されるように、ＰＥＴフィルムの一般的な表面エネルギーも有していた。
【００４１】
スキン層Ａの表面に、金属蒸着によって、２．５の測定吸光度に等しい厚さのアルミニウムの層を金属化した。層Ａ上のアルミニウム層による金属付着は、１３５ｇ／インチ（５３．１ｇ／ｃｍ）と測定された。これは、高い付着強度であり、金属転写フィルムには適していなかった。
【００４２】
実施例２
０．４８％の濃度のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである、剥離剤の界面活性剤粒子をスキン層Ａに均一に分散させた以外は、二層ＰＥＴキャリアフィルムを比較例１と同様に調製した。層Ａの表面抵抗率は非常に低減し（１０１１オーム／平方程度の大きさ）、表面張力は、５３．５ダイン／ｃｍ（５．３５Ｐａ・ｃｍ）を超える表面張力に増加した。キャリアフィルムに、２．５の吸光度のアルミニウムをコーティングした。金属付着を測定したところ、４５．７ｇ／インチ（１８．０ｇ／ｃｍ）であった。これは、比較例１と比較して有意な低減を示す。層Ｂの表面抵抗率は、（比較例１と比較して）わずかに低下したが、依然として１０１４レベルにあった。
【００４３】
実施例３
アルカンスルホネート（ａｌｋａｎｅ  ｓｕｌｐｈｏｎａｔｅ）（０．０６％）と硫酸ナトリウム（０．００３％）の剥離剤の界面活性剤のブレンドをスキン層Ａに組み込んだこと以外は、実施例２の手順を繰り返した。層Ａの表面抵抗率は、１０１６の大きさであった。アルミニウム金属被覆に続いて、金属付着を測定したところ、２６．７ｇ／インチ（１０．５ｇ／ｃｍ）であった。この転写フィルムは、金属転写フィルムに適していた。
【００４４】
実施例４
界面活性剤の剥離剤として、スキン層Ａ中０．０１５％の脂肪族スルホネートに代えたこと以外は、実施例２の手順を繰り返した。表面抵抗率は、１０１２オーム／平方程度の大きさの比較的低い値まで低減した。２．５の吸光度の厚さのアルミニウムによる金属層をスキン層にコーティングした後、金属付着を測定したところ、１１．２ｇ／インチ（４．４ｇ／ｃｍ）の非常に許容可能な値であった。
【００４５】
実施例５
界面活性剤の剥離剤の濃度を０．０３％に倍増したこと以外は、実施例４の手順を繰り返した。層Ａの抵抗率は１０１０の範囲まで低下した。２．５の吸光度のアルミニウムを堆積した後、金属付着も、１１．２ｇ／インチ（４．４１ｇ／ｃｍ）まで低下し、これは、多くの金属転写工程に非常に良好であることが分かった。
【００４６】
実施例６及び８
これらの実施例では、剥離剤として機能する陰イオン／非イオン界面活性剤の混合物によって、実施例２の手順を繰り返した。実施例６では、界面活性剤の濃度は１．２％であり、実施例８では、この濃度を２．０％まで上昇させた。また、Ｂ層の抵抗率は、１０１４レベルに維持された。界面活性剤を含有する層Ａは、比較例１と比較して、ほぼ等しい有意な抵抗率の減少を示した。アルミニウムをコーティングした後、１．２％の界面活性剤試料の金属付着は、７．９ｇ／インチ（２．８ｇ／ｃｍ）で、適切な金属転写フィルムの範囲内で良好であった。２．０％まで界面活性剤の濃度を上昇させると、６ｇ／インチ（２．４ｇ／ｃｍ）まで更に金属付着が低下した。
【００４７】
実施例７
層Ａのポリマーを、新しい５０％ＰＥＴと５０％  Ａｕｒｉｇａ  ＰＥＴ樹脂「８４２８」のブレンドとしたこと以外は、実施例２の手順を繰り返した。Ａｕｒｉｇａ  ＰＥＴ樹脂は、界面活性剤を含有している。層Ａの表面抵抗率は比較例１と変わらなかったが、アルミニウム層へのキャリアフィルムの金属付着は、金属転写フィルムの十分許容可能な範囲内である３３．３ｇ／インチ（１３．１ｇ／ｃｍ）まで低減した。
【００４８】
実施例９
０．４８％のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを、厚い層Ｂ及び層Ａに加えたこと以外は、実施例２の手順を繰り返した。両方の層中の界面活性剤の存在により、両方の表面の抵抗率は、およそ１０１１レベルまで低下した。アルミニウムによる２．５の吸光度への金属被覆後、層Ａの金属付着を測定したところ、６．３ｇ／インチ（２．５ｇ／ｃｍ）であった。この結果は、層Ａ中の同じレベルの同じ界面活性剤による効果が、隣接する層Ｂ中の界面活性剤によって非常に高められたという点で、層間の相互作用を示唆する。
【００４９】
実施例１０
１．２％の混合陰イオン／非イオン界面活性剤を、厚い層Ｂ及び層Ａに組み込んだこと以外は、実施例６の手順を繰り返した。この実施例と実施例６を比較すると、分析結果が、実施例９に多少類似していた（ａｎａｌａｇｏｕｓ）と考えられる。Ａ層及びＢ層の表面抵抗率はともに、比較例１と比較して、４桁の大きさで低下した。さらに、層Ａの４．８ｇ／インチ（１．９ｇ／ｃｍ）の金属付着は、比較例１よりも有意に低く、実施例６の６ｇ／インチ（２．４ｇ／ｃｍ）よりもわずかに低かった。したがって、層間の一部の相互作用が、層Ａの金属付着値における両層の同じ剥離剤の界面活性剤の存在によるものであるという示唆と一致する。
【００５０】
実施例１１
層Ｂの添加剤の組成を変更したこと以外は、実施例８の手順を繰り返した。まず、０．０６％で層Ｂに組み込まれた０．３μｍポリスチレン粒子を、０．３％の２．４μｍシリカ粒子に代えた。さらに、層Ｂには、０．０５％のパラフィンワックス系剥離剤が含まれていた。分析結果は、層Ａの表面抵抗率が、実施例８と同様に、１０１０レベルまで低下し、金属付着が、２ｇ／インチ（０．８ｇ／ｃｍ）の非常に低い値まで低減することを示した。さらに、低い金属付着値は、層Ｂからのワックスが、層Ａの表面上への付着に影響を及ぼすという示唆を裏付けている。また、実施例１１は、５３．５ダイン／ｃｍ（５．３５Ｐａ・ｃｍ）を超える比較的高い表面エネルギーも有する。
【００５１】
実施例１２
三層ＰＥＴフィルムのキャリアフィルムを、Ａ／Ｂ／Ｃ組成及び構造を共押し出しすることによって調製する。スキン層Ａ及びＣはともに、表面テクスチャを修正するための同一の炭酸カルシウム／酸化アルミニウム粒子パッケージ、及び２．０％濃度の混合陰イオン／非イオン界面活性剤の剥離剤を有する。基層Ｂには、シリカ粒子成分と、０．０１３％のパラフィンワックス系剥離剤とが含まれる。層Ａの表面に、２．５の吸光度に相当する厚さのアルミニウムで金属化した。金属層へのキャリアフィルムの金属付着は、５．１ｇ／インチ（２．０ｇ／ｃｍ）であった。
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【００５２】
本発明の特定の形態が、関連技術における平均的な当業者に完全かつ十分に本発明のこれらの形態を説明する目的で具体的に例示するために、先の開示で選択されているが、実質的に同等の若しくは優れた結果及び／又は性能をもたらす種々の置換及び修正が、次に示す特許請求の範囲及び趣旨の範囲内にあると考えられることを理解する必要がある。本出願において特定される米国特許及び特許出願の開示全体は、参照により本明細書中に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、金属層を転写する前の、接着剤がコーティングされた基材に隣接する新規な金属転写フィルムの一実施形態の概略断面図である。
【図１】
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