特開 2024-158943 積層フィルム及び積層フィルムの分離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158943

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】積層フィルム及び積層フィルムの分離方法

(51)【国際特許分類】

   B32B 27/00 20060101AFI20241031BHJP

   B32B 27/30 20060101ALI20241031BHJP

   B32B 7/06 20190101ALI20241031BHJP

   C09J 153/00 20060101ALI20241031BHJP

   C08J 5/12 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

B32B27/00 C

B32B27/30 B

B32B7/06

C09J153/00

C08J5/12 CER

C08J5/12 CEZ

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074595

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001339

【氏名又は名称】グンゼ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(72)【発明者】

【氏名】小松 孝禎

(72)【発明者】

【氏名】中尾 宰

【テーマコード（参考）】

4F071

4F100

4J040

【Ｆターム（参考）】

4F071AA12A

4F071AA12X

4F071AA15A

4F071AA15X

4F071AA18B

4F071AA19B

4F071AA22A

4F071AA22X

4F071CA01

4F071CB06

4F071CC02

4F071CD06

4F100AK01

4F100AK01A

4F100AK01C

4F100AK06

4F100AK06A

4F100AK06C

4F100AK12

4F100AK12B

4F100AK63

4F100AK63A

4F100AK63C

4F100AK73

4F100AK73B

4F100BA03

4F100BA07

4F100CB00

4F100CB00B

4F100CB01

4F100CB01B

4F100EJ82

4F100EJ86

4F100EJ93

4F100EJ94

4F100JA03

4F100JK02

4F100JK06

4F100JK07

4F100JK08

4F100JL11

4F100JL11B

4F100JN01

4J040DM011

4J040MA10

4J040PA20

4J040PA42

(57)【要約】

【課題】容易に分離することができる、積層フィルム及び多層の分離方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る積層フィルムは、第１面及び第２面を有する第１樹脂層と、前記第１面及び第２面の少なくとも一方に接着層を介して接着される第２樹脂層と、を備え、前記接着層は、溶剤によって溶解可能なスチレン系樹脂を含有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面及び第２面を有する第１樹脂層と、
前記第１面及び第２面の少なくとも一方に接着層を介して接着される第２樹脂層と、
を備え、
前記接着層は、溶剤によって溶解可能なスチレン系樹脂を含有している、
積層フィルム。

【請求項2】

前記接着層におけるスチレン比率は、２～７５重量％である、
請求項１に記載の積層フィルム。

【請求項3】

前記スチレン系樹脂は、スチレン／エチレン／ブチレン／スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン／エチレン／プロピレン／スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）及びスチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）から選択される少なくとも１種である、
請求項１または２に記載の積層フィルム。

【請求項4】

前記接着層の厚みは、３～３５μｍである、
請求項１または２に記載の積層フィルム。

【請求項5】

請求項１または２に記載の積層フィルムを溶剤に浸漬するステップと、
溶剤に浸漬した前記積層フィルムから前記第２樹脂層を剥離するステップと、
を備えている、積層フィルムの分離方法。

【請求項6】

前記溶剤に浸漬するステップに先立って、前記積層フィルムが巻き取られたロールから当該積層フィルムを繰り出すステップと、
剥離された前記第２樹脂層、及び当該第２樹脂層の剥離後の前記第１樹脂層をそれぞれ、ロールに巻き取るステップと、
をさらに備えている、請求項５に記載の積層フィルムの分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層フィルム及び積層フィルムの分離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、樹脂材料の再生の要請から、接着層を介して複数の樹脂層が積層された積層フィルムを、複数の樹脂層に分離し、回収する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、異なる材質から構成された積層フィルムの表面層を加熱加圧下で熱接着する転写材と接触させて表面層と基材フィルム層とを分離する積層フィルムの分離方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０―０３４６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の方法であっても、積層フィルムを容易に分離することには改良の余地があったため、分離に適した積層フィルム及びその分離方法が要望されていた。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、容易に分離することができる、積層フィルム及びその分離方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

項１．第１面及び第２面を有する第１樹脂層と、
前記第１面及び第２面の少なくとも一方に接着層を介して接着される第２樹脂層と、
を備え、
前記接着層は、溶剤によって溶解可能なスチレン系樹脂を含有している、
積層フィルム。

【0007】

項２．前記接着層におけるスチレン比率は、２～７５重量％である、
項１に記載の積層フィルム。

【0008】

項３．前記スチレン系樹脂は、スチレン／エチレン／ブチレン／スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン／エチレン／プロピレン／スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）及びスチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）から選択される少なくとも１種である、
項１または２に記載の積層フィルム。

【0009】

項４．前記接着層の厚みは、３～３５μｍである、
項１から３のいずれかに記載の積層フィルム。

【0010】

項５．項１から４のいずれかに記載の積層フィルムを溶剤に浸漬するステップと、
溶剤に浸漬した前記積層フィルムから前記第２樹脂層を剥離するステップと、
を備えている、積層フィルムの分離方法。

【0011】

項６．前記溶剤に浸漬するステップに先立って、前記積層フィルムが巻き取られたロールから当該積層フィルムを繰り出すステップと、
剥離された前記第２樹脂層、及び当該第２樹脂層の剥離後の前記第１樹脂層をそれぞれ、ロールに巻き取るステップと、
をさらに備えている、項５に記載の積層フィルムの分離方法。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、積層フィルムを容易に分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る積層フィルムの断面図である。

【図2】図１の積層フィルムの分離方法の一例を示す側面図である。

【図3】接着層の分離のメカニズムを示す図である。

【図4】実施例１～８，比較例１～３の組成を示す表である。

【図5】実施例１～８，比較例１～３の物性を示す表である。

【図6】実施例１～８，比較例１～３の剥離強度を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る積層フィルム及び積層フィルムの分離方法の一実施形態について説明する。本実施形態では、積層フィルムについて説明した後、その分離方法について説明する。

【0015】

＜１．積層フィルム＞
図１は積層フィルムの断面図である。図１に示すように、本実施形態の積層フィルム１は、第１面２１及び第２面２２を有する第１樹脂層２と、第１面２１及び第２面２２の少なくとも一方の面に接着層３を介して配置される第２樹脂層４と、を備えている。なお、第１樹脂層２の第１面２１及び第２面２２の両方に第２樹脂層４を配置しなくてもよく、いずれか一方の面に接着層３を介して第２樹脂層４を配置することもできる。

【0016】

このように構成された積層フィルムは、後述する方法により、第１樹脂層２から第２樹脂層４を剥離し、第１樹脂層２及び第２樹脂層４を個別に回収することができる。すなわち、積層フィルム１を、第１樹脂層２と第２樹脂層４に分離することができる。また、このような積層フィルム１は、例えば、飲料、食料品や日用品等の包装体用のラベル用基材、食品の包装用フィルム、半導体製造用のダイシング、バックグラインド用基材等として使用することができる。更に前記ラベル用基材や包装用フィルムの製造途中で得られる半製品なども対象となる。以下、各層について説明する。

【0017】

＜１－１．第１樹脂層及び第２樹脂層＞
第１樹脂層２及び第２樹脂層４は特には限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル系単量体とジエン系単量体とスチレン系単量体との３元共重体、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系単量体とジエン系単量体とスチレン系単量体との３元共重合体、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系単量体とアクリロニトリル系単量体とジエン系単量体とスチレン系単量体との共重合体、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン等から選択される少なくとも１種の樹脂材料で構成することができる。したがって、例えば、ポリエチレンとポリプロピレンの混合樹脂を樹脂層として用いることができる。

【0018】

第１樹脂層２の厚みは、特には限定されないが、例えば、４０～１３５μｍであることが好ましく、４５～１３０μｍであることがさらに好ましい。また、第２樹脂層の厚みは、特には限定されないが、例えば、５～３５μｍであることが好ましく、７～３０μｍであることがさらに好ましい。

【0019】

＜１－２．接着層＞
接着層は、少なくともスチレン系樹脂を含有するものであり、その他、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂材料が含有されていてもよい。スチレン系樹脂は、例えば、スチレン／ブタジエン／スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）スチレン／エチレン／ブチレン／スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）及びスチレン／エチレン／プロピレン／スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）から選択される少なくとも１種とすることができる。

【0020】

接着層３におけるスチレン比率は、例えば、２～７５重量％であることが好ましく、３～７２重量％であることがさらに好ましく、５～７０重量％であることが特に好ましい。接着層中のスチレン系樹脂が少なすぎると、スチレン比率が小さくなるため、後述するように樹脂層の剥離が困難になり、スチレン系樹脂が多すぎると、スチレン比率が大きくなるため、積層フィルムのヤング率、層間強度、生産性の低下、コストが高くなるおそれがある。また、後述するように層間強度の低下を考慮すれば、接着層中のスチレン比率は低いことが好ましく、例えば、３～１５重量％とすることもできる。一方、後述するように、溶解後の接着層の成分の残留量を考慮すれば、例えば、２０～７０重量％とすることができる。

【0021】

接着層３の厚みは、特には限定されないが、例えば、３～３５μｍであることが好ましく、５～３０μｍであることがさらに好ましい。これは、接着層３の厚みが小さすぎると層間強度が低下し、厚みが大きすぎすると、コストが高くなるからである。

【0022】

＜２．積層フィルムの製造方法＞
積層フィルム１の製造方法は特に限定されないが、例えば、上記第１樹脂層、第２樹脂層、及び接着層を構成する樹脂組成物をそれぞれ所定の温度に設定された押出機に投入し、第２樹脂層／接着層／第１樹脂層／接着層／第２樹脂層の積層順になるようにＴダイから押出し、所定温度に設定された冷却ロールで引き取ることで、図１に示すような５層の積層フィルムが得られる。

【0023】

＜３．積層フィルムの分離方法＞
積層フィルム１は、次のように第１樹脂層及び第２樹脂層に分離することができる。一例として、図２に示す装置により分離を行う。

【0024】

図２に示すように、この装置は、積層フィルム１を巻き取った第１ロール５１を有し、その下流側に第１ロール５１から繰り出された積層フィルム１が浸漬される溶剤用のタンク５２が配置されている。ここで用いられる溶剤としては、スチレン系樹脂を溶解できるものであれば、特には限定されず、例えば、芳香族系溶媒、環状テルペン系溶媒、環状エーテル系溶媒、及び環状脂肪族溶媒の少なくとも１つを含有する溶剤とすることができる。

【0025】

芳香族系溶媒としては、例えば、キシレン、トルエン、ベンゼン、メシチレンなどが挙げられる。環状テルペン系溶媒としては、例えば、リモネン、ピネン、シメンなどが挙げられる。環状エーテル系溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２－メチルテトラヒドロフランなどが挙げられる。環状脂肪族溶媒異としては、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどが挙げられる。

【0026】

図３に示すように、溶剤に浸漬された積層フィルム１においては、接着層３に含有されるスチレン系樹脂３１が溶剤によって溶解し、接着層３には多数の空隙３２が形成される。これにより、第１樹脂層２から第２樹脂層４を分離するように力が作用すると、形成された空隙３２を伝うように力が伝播し、第１樹脂層２から第２樹脂層４を容易に剥離することができる。

【0027】

タンク５２の下流側には、第１分離具５３及び第１従動ローラ５４がこの順で配置されており、第１分離具５３により、第１面２１側の第２樹脂層４の一部が第１樹脂層２から剥離される。そして、第２樹脂層４が第１従動ローラ５４によって上方に搬送されることで、第２樹脂層４が連続して第１樹脂層２から剥離し、第２ローラ５５に巻き取られる。

【0028】

また、第１従動ローラ５４の下流側には、第２分離具５６及び第２従動ローラ５７がこの順で配置されており、第２分離具５６により、第２面２２側の第２樹脂層４の一部が第１樹脂層２から剥離される。そして、第２樹脂層４が第２従動ローラ５７によって下方に搬送されることで、第２樹脂層４が連続して第１樹脂層１から剥離し、第３ローラ５８に巻き取られる。

【0029】

また、第２面２２側の第２樹脂層４が剥離された第１樹脂層２は直進し、第４ローラ５９に巻き取られる。こうして、第２～第４ローラ５５，５８，５９に、それぞれ、第１面２１側の第２樹脂層４、第１樹脂層２、及び第２面２２側の第２樹脂層４がそれぞれ巻き取られて回収される。

【0030】

なお、第１及び第２分離具５３、５６は、第１樹脂層２から第２樹脂層４を剥離するためのきっかけになるような作用を積層フィルム１に及ぼすものであれば、特には限定されない。例えば、セパレータ剥離機構で使用されている剥離刀やナイフエッジ等を使用することができる。

【0031】

上記の分離方法は一例であり、少なくとも積層フィルム１を溶剤に浸漬し、その後、第１樹脂層２と第２樹脂層４とを分離するように力を及ぼせるような工程であればよい。

【0032】

＜４．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。

【0033】

図３に示すように、本実施形態に係る積層フィルム１は、第１樹脂層２と第２樹脂層４とを接着する接着層３にスチレン系樹脂３１が含有されている。そして、積層フィルム１を溶剤に浸漬すると、スチレン系樹脂３１を溶解できるため、これによって接着層３に空隙３２を形成することができる。その結果、第１樹脂層１から第２樹脂層２を分離するように力を作用させると、空隙３１を伝うように力を伝播させることができるため、第１樹脂層２と第２樹脂層４とを容易に分離することができる。

【0034】

接着層３におけるスチレン比率を、例えば、２～７５重量％とすることで、第１樹脂層２と第２樹脂層４とを容易に分離することができるとともに、積層フィルム１のヤング率、層間強度を適度に保つことができる。

【実施例0035】

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に限定されない。

【0036】

＜１．積層フィルムの準備＞
まず、図４に示すとおり、実施例１～６及び比較例１～２に係る組成を有する積層フィルムを準備した。いずれも図１に示すような５層の積層フィルムを用いた。実施例１～６，比較例２の積層フィルムの厚みは２００μｍとした。具体的には、３０μｍ（第２樹脂層）／１０μｍ（接着層）／１２０μｍ（第１樹脂層）／１０μｍ（接着層）／３０μｍ（第２樹脂層）の厚みを有する積層フィルムとした。一方、比較例１の積層フィルムの厚みは１５０μｍとした。具体的には、２２μｍ（第２樹脂層）／８μｍ（接着層）／９０μｍ（第１樹脂層）／８μｍ（接着層）／２２μｍ（第２樹脂層）の厚みを有する積層フィルムとした。

【0037】

図４に示す積層フィルムの各組成を構成する材料は以下の通りである。
・ＰＥ－１（ＬＤＰＥ）比重０．９３４、ＭＦＲ５．３ｇ／１０ｍｉｎ
・ＰＥ－２（ＬＤＰＥ）比重０．９２２、ＭＦＲ０．５ｇ／１０ｍｉｎ
・ＰＥ－３（ＬＬＤＰＥ）比重０．９３１、ＭＦＲ４ｇ／１０ｍｉｎ
・非晶ＰＯ比重０．８９、ＭＦＲ１１ｇ／１０ｍｉｎ
・ＳＥＢＳ－１（旭化成株式会社社製、Ｈ１２２１）スチレン含有率１２．５重量％
・ＳＥＰＳ（クレイトンポリマー社製、Ｇ１７３０）ＳＥＰＳのスチレン含有率２０重量％
・ＳＥＢＳ－２（旭化成株式会社社製、Ｈ１０６３）スチレン含有率６７重量％
なお、図４中のスチレン比率は、接着層中の各スチレン系樹脂材料の重量％に、各スチレン系樹脂材料に含まれるスチレンの含有率を掛けることで算出している。例えば、実施例１の接着層は、スチレン系樹脂として、スチレン含有率が１２．５重量％のＳＥＢＳ-１が、３０重量％用いられているため、接着層のスチレン比率は、３．８重量％（１２．５×３０/１００＝３．７５≒３．８）となる。

【0038】

まず、実施例１～６、比較例１～２の積層フィルムについて、以下の試験を行った。

【0039】

＜２．引張強度、引張伸度、２５％モジュラス＞
各積層フィルムを、測定するＭＤまたはＴＤ方向が長辺となるように標線間隔４０ｍｍおよび幅１０ｍｍの大きさにカットし試験片を得た。得られた試験片を、東洋精機製作所社製ストログラフＶＥ－１Ｄを用いてＪＩＳＫ－６７３２に準拠した方法で測定した。ただし、測定雰囲気温度２５℃、試験速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて測定した。引張強度および引張伸度は、各実施例および各比較例につき、３つの試験片を用いて測定し、その平均値を算出した。また、２５％モジュラス（ＭＰａ）は、伸び率２５％における応力値を夫々読み取った。

【0040】

＜３．ヤング率＞
各積層フィルムを、測定するＭＤまたはＴＤ方向が長辺となるように標線間隔２５０ｍｍおよび５ｍｍの大きさにカットし試験片を得た。得られた試験片を、東洋精機製作所社製ストログラフＶＥ－１Ｄを用いてＡＳＴＭ Ｄ８８２に準拠した方法で測定した。ヤング率は、各実施例及び各比較例につき、３つの試験片を用いて測定し、その平均値を算出した。

【0041】

＜４．ヘイズ率＞
ヘイズ率は、日本電色工業社製 ＮＤＨ－２０００を使用して測定した。

【0042】

＜５．乾熱収縮率＞
各積層フィルムを測定するＭＤまたはＴＤ方向が長辺となるように、１５０ｍｍ×２０ｍｍの大きさにカットし、標線間隔が１００ｍｍとなるように標線を引き、試験片を得た。次いで、得られた試験片の片端を固定し、温度を１００℃に設定したＥＳＰＥＣ社製恒温槽ＰＨＨ－１０２に投入した。投入から６０秒後に積層フィルムを取り出し、標線間隔を測定し、下記式から収縮率を算出した。
乾熱収縮率＝｛（１００－収縮後の標線間距離（ｍｍ））／１００｝×１００
なお、乾熱収縮率としては３つの測定試料に対する測定結果の平均値を用いた。また、平均値よりも２％以上離れた値はカウントしないこととした。

【0043】

結果は、図５に示すとおりである。同種のスチレン系樹脂を用いている実施例１～４を比べると、接着層のスチレン比率が高くなっても、破断強度、破断伸度、２５％モジュラスは概ね変化しなかったが、ヤング率は低下傾向となっている。スチレン系樹脂の種類が異なる実施例４，５，６の比較においては、接着層のスチレン比率が高くなっても、破断強度、破断伸度、２５％モジュラス、ヤング率は概ね変化しなかった。

【0044】

続いて、実施例１～６、比較例１～２の積層フィルムを室温にて溶剤（リモネン）に４０分間浸漬し、浸漬前後の層間強度を測定した。層間強度の測定方法は以下の通りである。

【0045】

各積層フィルムをＭＤ方向が長辺となるように１００ｍｍ×１０ｍｍの大きさにカットし、フィルム端部の一部分を層間剥離した。各積層フィルムの長辺方向に引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで、１８０度方向に剥離させた時の強度（Ｎ／１０ｍｍ）を、イマダ社製デジタルフォースゲージＺＴＳ－１００Ｎを用いて測定した。なお、３回試験を行い層間強度の平均値を求めた。溶剤浸漬後の層間強度の評価は、積層フィルムを溶剤に４０分浸漬後に同様の方法で実施した。

【0046】

また、上述した剥離強度と同じ評価方法にて、積層フィルムの剥離強度が溶剤浸漬後１Ｎ／ｃｍ以下となる溶剤浸漬時間を評価した。結果は、図６に示す通りである。

【0047】

溶剤への浸漬前について、図６に示す実施例１～３を比べると、接着層のスチレン比率が変化しても、浸漬前の剥離強度（層間強度）は概ね同じであった。しかし、実施例４～６に示すように、スチレン比率が１０重量％を超えると、剥離強度は低下するが、実施例６のようにスチレンの比率が大幅に増えても、１０重量％以上の含有率では、剥離強度は概ね同じであった。

【0048】

溶剤への浸漬後について、４０分経過後の剥離強度は、接着層中のスチレン比率が多いほど溶解に時間を要するため、例えば、スチレン比率が低い実施例１はスチレンの溶解が進むと考えられ、剥離強度の低下率が最も大きくなっている（元の剥離強度に対する、４０分経過後の剥離強度の割合がもっと低い）。一方、スチレン比率が高い実施例６はスチレンの溶解が進みにくいと考えられ、剥離強度の低下率が最も低くなっている。

【0049】

以上の傾向は剥離強度が１Ｎ／ｃｍ以下になるまでに要した時間に現れており、スチレン比率が最も低い実施例１は、１時間で剥離強度が１Ｎ／ｃｍ以下になったが、スチレン比率が最も高い実施例６は、７．５時間も要した。

【0050】

以上のように、スチレン比率が低い接着層は、短時間で剥離強度を低くできるという利点があるが、接着層のうちスチレン以外の成分は溶解せずに残留するため、剥離した樹脂材料に接着層の一部が付着したまま回収されることになる。したがって、回収した材料の純度がやや低下することがある。

【0051】

一方、比較例１～２の層間強度は、溶剤に浸漬しても、浸漬前と同じであった。

【符号の説明】

【0052】

１ 積層フィルム
２ 第１樹脂層
３ 接着層
４ 第２樹脂層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】