JP2000514376A - ラミネートの製造方法、及びそれにより得られるラミネート - Google Patents

ラミネートの製造方法、及びそれにより得られるラミネート

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Abstract

(57)【要約】 ラミネートの硬化を促進する方法が開示されている。該方法は、a)フィルム用の接着剤の硬化を促進する触媒を含むインクを用意する工程、b)一層もしくはそれ以上の完全なもしくは部分的なインクの被覆層を第一のフィルムに塗設する工程、c)インクを塗設した第一のフィルムを、触媒により硬化が促進される接着剤を用いて第二のフィルムに積層する工程からなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】 ラミネートの製造方法、及びそれにより得られるラミネート 本発明は、速硬性のラミネートの製造方法、及びそれにより得られるラミネー トに関するものである。 プラスチックフィルムは、様々な物品や製品の包装にしばしば用いられる物質 である。多くの分野にわたる用途に於いて、このようなプラスチックフィルムに 必要とされる条件は、一種類のフィルムだけでは満たすことのできない性質のも のである。その為に、多くの点で必要条件をより良く満たす特性をもつ、フィル ムからなる様々なラミネートが開発されてきた。 一般的に、別個のフィルムを互いに付着させ、それによりラミネートを作るの には接着剤が用いられる。このような接着剤には、様々な条件、例えば付着性、 耐熱性、透明性等が必要とされ、またラミネートの別個のフィルムの接着に、と りわけ含ポリウレタン接着剤を用いることによって、ラミネートに要求される特 性を得ることができるということが分かっている。 しかしながら、ポリウレタン接着剤に関する限り、硬化時間が長いことと、接 着剤を確実に硬化させる為に、できれば比較的高い温度で、また適切に換気のな されている部屋の中でラミネートを熟成させなければならない、という点が問題 である。 用いる接着剤の硬化時間を短くする為に、硬化反応用の触媒を添加することを 含む、様々な方法が用いられてきた。 触媒を用いる場合、ポリウレタン接着剤の硬化を促進する最も簡単な方法は、 他のフィルムに付着させようとするフィルムにポリウレタン接着剤を塗布する直 前に、接着剤に触媒を直接添加する方法である。しかしながら、このような接着 剤組成物は使用前に或る程度硬化してしまうので、工業的な規模に於いては、こ の方法は効率的ではない。この硬化によって粘度が増してフィルムへの塗布が難 しくなる為、塗布量をコントロールすることができない。この接着剤組成物の管 理については、許容時間、いわゆるポットライフ、が僅かしかない為、製造が乱 れると、接着剤容器や塗布器具から、硬化した接着剤を取り除かなければならな いことがある。 ポットライフが短いという上記の問題を克服する為に、ヨーロッパ特許出願第 A1−0152102号明細書中では、硬化用触媒の入ったマイクロカプセルを 含んでいるウレタン接着剤を用いることが提案されている。このようなマイクロ カプセルは、加圧ローラーを用いてラミネートフィルムを付着させる時に破壊さ れ、それによりカプセル中に封入されている触媒が放出される。 この方法の欠点は、破壊されたカプセルのごく近い周辺で触媒濃度が最大とな る為、接着剤層中で触媒の均一な分布が得られないという点である。また、この ようなカプセルは、接着剤中に浮遊物としてとどまるので、貯蔵中に沈澱する。 ポリウレタン接着剤を触媒に接触させる為のもう一つの提案が、ヨーロッパ特 許出願第A1−0586843号明細書に開示されている。この明細書には、少 なくとも二枚のフィルムをポリウレタン接着剤で互いに付着させる、ラミネート フィルムの製造方法が開示されている。この方法では、接着剤層、もしくは接着 剤を含んでいないフィルム、をポリウレタン接着剤の硬化反応を促進する少なく とも一種の触媒を含有する水溶液で湿らせる。しかしながら、フィルム、例えば ポリエチレンフィルムもしくはポリプロピレンフィルム、の上にこの溶液を均一 に分布させるのは、溶液中に界面活性剤を用いた場合でも難しいので、触媒溶液 で湿らせるというのは問題である。とりわけ、触媒溶液をフィルム全体に均一に 塗布するのに適した器具が入手できないので、製造したラミネートの或る部分に 、イソシアネートを対応するアミン化合物に変える水が溜まってしまい、その為 、 アミン化合物が移行する危険が生じる。従って、ヨーロッパ特許出願第A1−0 586843号明細書に開示されている方法に従ってラミネートを製造する場合 には常に、特に食品を包装することが予想される場合には、該ラミネートを使用 する前に熟成させる必要がある。 本出願人は、国際特許出願第PCT/DK96/00319号明細書(本出願 の優先日には公開されていなかった)中で、接着剤を用いて互いに付着させよう とするフィルムの内の一枚に触媒を添加することにより、触媒を接着剤に接触さ せることを提案した。これにより硬化時間はかなり短縮され、またフィルム間に インクのないラミネートに関する限り、アミン化合物の移行が減るが、インクを 有する含触媒フィルムに対しては、この提案は勧められない。インク層が、フィ ルムから接着剤への触媒の拡散を妨げるからである。 本発明の目的は、互いに付着させようとするフィルムの一方、もしくは両方に インクを有するラミネートであって、製造後、比較的すぐ後に、長い熟成期間を 置かずに更に処理することのできるラミネートを製造する為の方法を提供するこ とである。 本発明によれば、この目的は、 a)フィルム用の接着剤の硬化を促進する触媒を含むインクを用意し、 b)一層もしくはそれより多層の、完全なもしくは部分的な該インクの被覆層 を第一のフィルムに塗設し、 c)インクを塗設した該第一のフィルムを、該触媒により硬化が促進される接 着剤を用いて第二のフィルムに積層する ことによって達成される。 本発明は、この方法により得られるラミネートにも関するものである。また本 発明は、この方法のb)工程の後に得られる、一層もしくはそれより多層の完全 なもしくは部分的なインクの被覆層が塗設されたフィルムに関するものである。 本発明に従ってラミネートを製造した直後には、測定できる程のアミンの移行 は比較的少なく、またそれに加えて、ラミネートの製造後間もなく、かなり満足 のゆくフィルムの相互付着性が得られる。用いた接着剤が急速に硬化することと 、アミンの移行が少ないことにより、製造したラミネートは、更に処理を行う前 に熟成させる必要がないか、もしくは適度な熟成しか必要としない。特に食品工 業に於いては、アミンの移行が少ないということが強く要求されており、また使 用中には、ラミネートはアミンの移行を示すことがあってはならない。製造した ラミネートを製造後すぐに次の処理に付すことができるということは、とりわけ 生産者の立場から有利である。これにより、貯蔵室の必要性が減り、また製造し たラミネートの販売を製造後、より早く開始することができるからである。 更に、本発明によるラミネートは、入れ子状(telescoping)になる傾向、す なわちフィルムの互いの剪断応力、が小さい。 本明細書、及び特許請求の範囲の中で用いる「インク」という語は、着色イン ク及びワニスと非着色インク及びワニスの両方の他に、透明な有色ワニスを指す 。インクの塗設には、先行技術で知られている方法、例えばグラビア印刷、フレ キソ印刷、もしくはオフセット印刷を用いることができる。 用いるインクは、例えばニトロセルロース、PVB、アクリル、もしくはそれ らの組み合わせ等、どのような適切なタイプのものであってもよい。更にインク は、例えば油性もしくは水性のオフセットインクであってよい。インクは、いず れかの色を有していてもよいし、無色であってもよい。 インクは、どのような溶剤をベースとするものであってもよく、特にエタノー ル、イソプロパノール、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、水、もし くはそれらの混合物で希釈可能なものであってよい。また、溶剤をベースとしな いインクを用いてもよい。 本発明において用いるインクは、単一成分、二成分、及び/又は三成分インク であってよい。単一成分インクは、場合によっては適切な溶剤で希釈した後、直 接印刷に用いることができる。二成分インクは、使用直前に混合することを見越 したものであって、第一の成分は標準的なインクを含み、また第二の成分は触媒 を含むものである。 触媒の存在下で硬化する任意の接着剤を用いることができる。好ましい接着剤 は、ポリウレタンタイプのもの、及びアルコールもしくは水をベースとするイミ ンエポキシ系のものである。ポリウレタン接着剤は、単一成分系であってもよい し、二成分系であってもよい。ポリウレタン接着剤は、少なくとも一種の有機ポ リイソシアネートと、少なくとも一種のポリオールからなるものであり、ポリイ ソシアネートはイソシアネート基を二つ以上含み、またポリオールはヒドロキシ 基を二つ以上含むものである。ポリオールはポリエステルポリオール、ポリエー テルポリオール、もしくはポリエーテルエステルポリオールであってよい。ポリ イソシアネートは、プレポリマーであってよい。 ポリウレタン接着剤用のジイソシアネートの典型的な例は、1,6−ジイソシ アネートヘキサン、1,10−ジイソシアネートデカン、1,3−ジイソシアネ ートシクロペンタン、1,4−ジイソシアネートシクロヘキサン、1−イソシア ネート−3,3,5−トリメチル−3もしくは−5−イソシアネートメタンシク ロヘキサン、4,4’−、2,4’−及び2,2’−ジイソシアネートジフェニ ルメタン、1,5−ジイソシアネートナフタリン、4,4’−ジイソシアネート ジシクロヘキシルメタン、1,4−ジイソシアネートベンゼン、及び/又は2, 4−もしくは2,6−ジイソシアネートトルエンである。ポリイソシアネートの プレポリマーは、例えば、上記のジイソシアネートと多価アルコールとを反応さ せて得ることができる。 ポリウレタン接着剤用のポリオールの典型的な例は、線状の、もしくは枝分か れした炭素鎖をもつアルカンジオール、例えばエチレングリコール、1,2−ジ ヒドロキシプロパン、1,3−ジヒドロキシプロパン、1,4−ジヒドロキシブ タン、1,6−ジヒドロキシヘキサン、及びネオペンチルグリコールである。ポ リオールがポリエーテルポリオールである場合には、通常、これを、活性水素原 子を二個以上含む化合物にエチレンオキシドをモル比30〜90%で添加するこ とにより得る。活性水素原子を二個以上含む化合物として適切なものの例は、エ チレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレ ングリコール、グリセリン、トリメチルロールプロパン、ペンタエリスリトール 、ソルビトール、サッカロース等である。エチレンオキシドの代わりに、例えば プロピレンオキシドやブチレンオキシドを用いてもよい。通常、ポリエーテルポ リオールの分子量は1,000〜20,000、特に1,000〜5,000で ある。 単一成分系として用いるポリウレタン接着剤は、例えばポリイソシアネートの プレポリマーとポリオールとからなっていて、水と反応して硬化するものである 。このようなポリウレタン接着剤の例は、ドイツ特許第2549227号、及び ヨーロッパ特許出願第A1−0586843号の各明細書中に見出すことができ る。 二成分系は、ヒドロキシ基をもつクロスバインダーにより硬化する、遊離イソ シアネート基をもつプレポリマーからなるものであるか、もしくはイソシアネー ト基をもつクロスバインダーにより硬化する、遊離ヒドロキシ基をもつプレポリ マーからなるものである。二成分系の第一のタイプのものの例は、ドイツ特許出 願公開第4021113号、及びヨーロッパ特許第150444号の各明細書に 開示されている。二成分系の後者のタイプのものの例は、ヨーロッパ特許第17 6726号明細書に列挙されている。ポリウレタン接着剤の種類はどうであれ、 これらの接着剤は溶剤を含んでいても、含んでいなくてもよく、また水をベース とするものであってもよい。本発明による方法には、第一のフィルムに塗設する 直前に様々な成分を混合する二成分系を用いるのが好ましい。 ポリウレタン接着剤の硬化を促進する触媒は、先行技術で知られている。様々 な物質群、とりわけルイス塩基およびルイス酸が有効な触媒であることが分かっ ている。最も重要なルイス塩基は第三アミン、例えばジアザビシクロオクタン、 トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ビスジメチルアミノエチルエーテ ル、テトラメチルグアニジン、及びビスジメチルアミノメチルフェノールである 。最も重要な触媒的に効果的なルイス酸は金属有機化合物、特にジエチルヘキサ ン酸錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ビスドデシルメルカプチドのよう な錫有機化合物、及びフェニルエチルジチオカルバミン酸鉛である。おそらく、 金属有機化合物がイソシアネート基を活性化してこれらを求電子性とする一方、 塩基が真っ先にOH基の求核性を高めるのであろう。 その他の公知の触媒は、有機酸およびフェノール類のアルカリ塩、例えばフェ ノール−マンニッヒ塩某、ホスフィン及びホスホリンオキシド、である。 また、ε−カプロラクタム、及びポリエチレングリコールは触媒作用を有して おり、本発明に於いては、粉末、フレークもしくは液体の形態として使用するこ とのできるε−カプロラクタムを触媒として用いるのが好ましい。 様々なタイプの接着剤について最適な硬化を得る為に、触媒そのものは、幾つ かの異なる触媒の適切な混合物であってよい。 通常、インクの触媒含有率は20%以下であるが、触媒含有率がインクの固形 分の約5%であるのが、特に適切であることが分かった。 触媒そのものを直接もしくはインク中で均一に分散するよう、できれば界面活 性剤を用いて予め溶液としたものをインクに添加すればよい。好ましい触媒であ るε−カプロラクタムは、予め溶液としたものをインクに添加するのが好ましい 。予め形成された溶液は、等部のε−カプロラクタムとイソプロパノール及び/ 又は水とからなっているのが適当である。 第一のフィルムは、部分的にもしくは全体的にプラスチック材料、好ましくは ポリエステル、特に延伸ポリエステル;ポリオレフィン、例えばポリエチレンや 延伸ポリプロピレンもしくはキャストポリプロピレン;ポリアミド、特にキャス トポリアミドもしくは延伸ポリアミド;及びセロファンから選ばれる材料、から 作られたものであってよい。 第二のフィルムは、第一のフィルムと同じタイプのものであってよい。しかし ながら、第二のフィルムは全体的に、もしくは部分的に含アルミニウム材料、金 属性化プラスチック、紙、金属性化紙、もしくはプラスチック材料、特にポリエ チレンやポリプロピレン、から作られているのが好ましい。 第一のフィルムと第二のフィルムは両方共、接着剤に対する触媒を含んでいて よい。フィルムにインクを部分的にしか塗設しない場合には、触媒を添加したフ ィルムを用いるのが特に勧められる。このようにすると、含触媒インクで覆われ たフィルムの領域以外でも、触媒作用の及ぼされた硬化が生じる。 触媒の添加されていないフィルムを用い、且つ含触媒有色インクを部分的に塗 設する場合には、透明なワニス、もしくは非着色含触媒インクを、第一のフィル ムを完全に覆うように塗設することが勧められる。このようにすると、初めにイ ンクで覆ったフィルムの領域以外でも、触媒作用の及ぼされた硬化が確実なもの となる。 多色刷り、すなわち、異なるインクの幾つかの層を順次、もしくは各層の上に 塗設する印刷は、先行技術で良く知られている。塗設するインクの全てに触媒が 含まれていてよいので、ラミネートの全ての領域に於いて、触媒作用の及ぼされ た硬化が生じる。もし最後に完全に覆うようにインクを塗設するのであれば、ラ ミネートの全ての領域で触媒作用の及ぼされた硬化を確実なものとする為には、 いわゆる背景色となるそのインクだけが、触媒を含むことを要求される。所望な らば、含触媒インクを用いることができる。 第一及び/又は第二のフィルムは、それ自体がラミネートであってよい。特に ラミネート中に金属フィルムを用いる場合には、インクを塗設する前に、金属フ ィルムをプラスチックフィルムで被覆するのが有利なことがある。 含触媒インクを第一のフィルムに塗設した後、これを第二のフィルムに積層す る。接着剤は、第一のフィルムと第二のフィルムとを付着させる前に、第一もし くは第二のフィルムに塗設するか、又は両方に同時に塗設することができる。接 着剤を、インクで覆われた第一のフィルムに塗設するのが好ましい。 製造したラミネートは、食品をくるんだり包装するのに用いることができる。 すなわち、それらは食品に直接接触する。従って、有害な物質が食品に絶対に移 行しないようにするか、もしくは少なくとも移行の程度が無害なものでなければ ならない。ε−カプロラクタムは、食品と接触する物質中に用いるのに許されて いる比較的無毒な化合物である。触媒は、ラミネートの二枚のフィルムの間にあ るので、食品に直接接触することはない。 いずれかの特定の理論的説明で本発明を限定しようとするものではないが、イ ンク中の触媒が拡散して接着剤層に浸透し、それにより接着剤の硬化を促進する ものと考えられる。 以下、例を挙げて本発明を説明するが、これらの例は、保護範囲を限定するも のではない。例1 一つは触媒を含んでいる、もう一つは触媒を含んでいない二種類のインクを、 第一のフィルムの別々の領域に塗設した。数日間保存した後、接着剤を第一のフ ィルムに塗設し、それに第二のフィルムを積層した。積層後、付着性、及びアミ ンの移行を、一定の間隔で測定した。 第一のフィルムはコロナ処理した30ミクロンのポリプロピレンフィルム(モ ービルMB400)であり、第二のフィルムは50ミクロンのポリエチレンフィ ルム(ボレアリス0601スタンダード)であった。接着剤は、モアフリー 403aとC79とを100:65の比率で混合したものであり、1.5g/m2 の密度で塗設した。 インクは、レジノ社製の、固形分が60%(w/w)の白色の「レジノ・リバ ーサル142」タイプのものであった。ε−カプロラクタムのフレーク300g をイソプロパノール300mlに溶解させて得た溶液を、上記のインク10kg に添加することにより、「A1」と名づけた含触媒インクを調製した。14日間 の貯蔵期間中、この含触媒インクの粘度は実質的に変化しなかった。いかなる触 媒も含んでいないインクを、B1と名づけた。両方のインクを、1.5ミクロン の層となるように塗設した。 付着性はDIN53357に従って測定し(単位:N/15mm)、一方、ア ミンの移行は、芳香族第一アミン(例えば2,4−トルイルジアミン、及び4, 4’−ジアミンジフェニルメタン)をN−(1-ナフチル)−エチレンジアミンジ ヒドロクロリドと結合させて色の着いた付加物を生成させる方法を用いて、芳香 族第一アミンの移行として測定した。付加物の生成は、波長550nmに於ける 吸光度により測定した。濃度は、μg/dm2単位で測定した。 結果は、以下の表Iaと表Ibに示されている。表Ia 表Ib 表は、含触媒インクの使用によりラミネートの硬化が促進され、またアミンの 移行がより早く低下することを示している。また、含触媒インクを用いた場合、 触媒を含んでいないインクを用いた場合に得られる結果に比べ、少なくとも観察 期間内では、かなり低いアミン移行値が得られる。例2 例1と同じ手順を用いた。但し、固形分が30%(w/w)の無着色インク( 商品名:レジノ・リバーサル)を用いた。含触媒インクをA2と名づけ、ε−カ プロラクタムのフレーク62.5gをイソプロパノール62.5gに溶解させて 得た溶液を、上記のインク10kgに添加することにより調製した。いかなる触 媒も含んでいないインクをB2と名づけた。接着剤は、例1で述べた通りである 。 その後、付着性、及びアミンの移行の測定を、例1に記載したようにして行っ た。結果は、以下の表IIa及び表IIbに示されている。表IIa 表IIb 表は、含触媒インクの使用によりラミネートの硬化が促進され、またアミンの 移行がより早く低下することを示している。また、含触媒インクを用いた場合、 触媒を含んでいないインクを用いた場合に得られる結果に比べ、少なくとも観察 期間内では、かなり低いアミン移行値が得られる。例3 この例では、インク中のε−カプロラクタムの濃度を様々に変えて得られる付 着効果を、室温と高温で、また積層後の時間間隔を様々に変えて検討した。 第一のフィルムはUCB製の30μmの延伸ポリプロピレンフィルムであり、 一方、第二のフィルムは50μmのポリエチレンフィルム(商品名:センゲワル ドK−203)であった。接着剤は、ノバコートSF782AとCA375とを 100:36の比率で混合したものであった。接着剤を1.7〜1.9g/m2 の層となるように、インク処理済の第一のフィルムに塗設した。 インクは白色(レジノ・リバーサル142)であり、ε−カプロラクタムを様 々な濃度となるように添加した。 各実験のサンプル二つを、室温で、及び35℃で6時間保存後室温でそれぞれ 保存した。その後、付着性をDIN53357に従って測定した。結果は表II Ia及び表IIIbに示されている。表IIIa T=引裂 P=剥離表IIIb T=引裂 表IIIaと表IIIbから、ε−カプロラクタムの濃度が増すと、製造した ラミネートの硬化が促進されると結論付けることができる。また、高温で保存す ることによっても、硬化が促進される。製造1時間後では、ε−カプロラクタム をそれぞれ2.5%(w/w)、及び5.0%(w/w)含むラミネートの付着 性が、ラミネートを更に処理するのに適している。比較として、ε−カプロラク タムを含んでいないラミネートは、使用前に少なくとも4時間保存しなければな らない。例4 ポリエステルタイプの第一のフィルムと、アルミニウムフィルムとポリエチレ ンフィルムとのラミネートである第二のフィルムとを用意した。 第一のフィルムに透明なインク(「レジノ・リバーサル」顔料なし)を1.5 μmの層となるように塗設し、その後、接着剤(「ノバコートSF782A」と 「CA375」とを100:40の比率で混合したもの)を、1.7〜1.9g /m2の量で塗設した。これに、アルミニウム側を接着剤に向けて第二のフィル ムを積層した。 ε−カプロラクタムの量を増やしてゆき、室温で保存した後(表IVa)と、 35℃で6時間保存後に室温で保存した後(表IVb)に、付着性を測定した。 結果は以下の表に示されている。表IVa T=引裂 P=剥離表IVb T=引裂 P=剥離 表IVaと表IVbから、ε−カプロラクタムの濃度が増すと、製造したラミ ネートの硬化が促進されると結論付けることができる。また、高温で保存するこ とによっても、硬化が促進される。 製造したラミネートは、金属のように見える。それは香りの高い製品、例えば コーヒーの包装に用いることができる。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年7月16日(1998.7.16) 【補正内容】 明細書 ラミネートの製造方法、及びそれにより得られるラミネート 本発明は、速硬性のラミネートの製造方法、及びそれにより得られるラミネー トに関するものである。 プラスチックフィルムは、様々な物品や製品の包装にしばしば用いられる物質 である。多くの分野にわたる用途に於いて、このようなプラスチックフィルムに 必要とされる条件は、一種類のフィルムだけでは満たすことのできない性質のも のである。その為に、多くの点で必要条件をより良く満たす特性をもつ、フィル ムからなる様々なラミネートが開発されてきた。 一般的に、別個のフィルムを互いに付着させ、それによりラミネートを作るの には接着剤が用いられる。このような接着剤には、様々な条件、例えば付着性、 耐熱性、透明性等が必要とされ、またラミネートの別個のフィルムの接着に、と りわけ含ポリウレタン接着剤を用いることによって、ラミネートに要求される特 性を得ることができるということが分かっている。 しかしながら、ポリウレタン接着剤に関する限り、硬化時間が長いことと、接 着剤を確実に硬化させる為に、できれば比較的高い温度で、また適切に換気のな されている部屋の中でラミネートを熟成させなければならない、という点が問題 である。 用いる接着剤の硬化時間を短くする為に、硬化反応用の触媒を添加することを 含む、様々な方法が用いられてきた。 触媒を用いる場合、ポリウレタン接着剤の硬化を促進する最も簡単な方法は、 他のフィルムに付着させようとするフィルムにポリウレタン接着剤を塗布する直 前に、接着剤に触媒を直接添加する方法である。しかしながら、このような接着 剤組成物は使用前に或る程度硬化してしまうので、工業的な規模に於いては、こ の方法は効率的ではない。この硬化によって粘度が増してフィルムへの塗布が難 しくなる為、塗布量をコントロールすることができない。この接着剤組成物の管 理については、許容時間、いわゆるポットライフ、が僅かしかない為、製造が乱 れると、接着剤容器や塗布器具から、硬化した接着剤を取り除かなければならな いことがある。 ポットライフが短いという上記の問題を克服する為に、ヨーロッパ特許出願第 A1−0152102号明細書中では、硬化用触媒の入ったマイクロカプセルを 含んでいるウレタン接着剤を用いることが提案されている。このようなマイクロ カプセルは、加圧ローラーを用いてラミネートフィルムを付着させる時に破壊さ れ、それによりカプセル中に封入されている触媒が放出される。 この方法の欠点は、破壊されたカプセルのごく近い周辺で触媒濃度が最大とな る為、接着剤層中で触媒の均一な分布が得られないという点である。また、この ようなカプセルは、接着剤中に浮遊物としてとどまるので、貯蔵中に沈澱する。 ポリウレタン接着剤を触媒に接触させる為のもう一つの提案が、ヨーロッパ特 許出願第A1−0586843号明細書に開示されている。この明細書には、少 なくとも二枚のフィルムをポリウレタン接着剤で互いに付着させる、ラミネート フィルムの製造方法が開示されている。この方法では、接着剤層、もしくは接着 剤を含んでいないフィルム、をポリウレタン接着剤の硬化反応を促進する少なく とも一種の触媒を含有する水溶液で湿らせる。しかしながら、フィルム、例えば ポリエチレンフィルムもしくはポリプロピレンフィルム、の上にこの溶液を均一 に分布させるのは、溶液中に界面活性剤を用いた場合でも難しいので、触媒溶液 で湿らせるというのは問題である。とりわけ、触媒溶液をフィルム全体に均一に 塗布するのに適した器具が入手できないので、製造したラミネートの或る部分に 、イソシアネートを対応するアミン化合物に変える水が溜まってしまい、その為 、 アミン化合物が移行する危険が生じる。従って、ヨーロッパ特許出願第A1−0 586843号明細書に開示されている方法に従ってラミネートを製造する場合 には常に、特に食品を包装することが予想される場合には、該ラミネートを使用 する前に熟成させる必要がある。 本出願人は、国際特許出願第PCT/DK96/00319号、公開第WO− A−97/03821号明細書(本出願の優先日には公開されていなかった)中 で、接着剤を用いて互いに付着させようとするフィルムの内の一枚に触媒を添加 することにより、触媒を接着剤に接触させることを提案した。これにより硬化時 間はかなり短縮され、またフィルム間にインクのないラミネートに関する限り、 アミン化合物の移行が減るが、含触媒フィルムにインクを用いて印刷を施さなけ ればならない場合には、この提案は勧められない。インク層が、フィルムから接 着剤への触媒の拡散を妨げるからである。 本発明の目的は、互いに付着させようとするフィルムの一方、もしくは両方に インクを有するラミネートであって、製造後、比較的すぐ後に、長い熟成期間を 置かずに更に処理することのできるラミネートを製造する為の方法を提供するこ とである。 本発明によれば、この目的は、 a)フィルム用の接着剤の硬化を促進するのに適した触媒を含むインクを用意 し、 b)一層もしくはそれより多層の、完全なもしくは部分的な該インクの被覆層 を第一のフィルムに塗設し、 c)該第一のフィルムのインク面に、該触媒により硬化が促進される接着剤を 用いて第二のフィルムを積層する ことによって達成される。 本発明は、この方法により得られるラミネートにも関するものである。また本 発明は、この方法のb)工程の後に得られる、一層もしくはそれより多層の、完 全なもしくは部分的なインクの被覆層が塗設されたフィルムに関するものである 。 本発明に従ってラミネートを製造した直後には、測定できる程のアミンの移行 は比較的少なく、またそれに加えて、ラミネートの製造後間もなく、かなり満足 のゆくフィルムの相互付着性が得られる。用いた接着剤が急速に硬化することと 、アミンの移行が少ないことにより、製造したラミネートは、更に処理を行う前 に熟成させる必要がないか、もしくは適度な熟成しか必要としない。特に食品工 業に於いては、アミンの移行が少ないということが強く要求されており、また使 用中には、ラミネートはアミンの移行を示すことがあってはならない。製造した ラミネートを製造後すぐに次の処理に付すことができるということは、とりわけ 生産者の立場から有利である。これにより、貯蔵室の必要性が減り、また製造し たラミネートの販売を製造後、より早く開始することができるからである。 更に、本発明によるラミネートは、入れ子状(telescoping)になる傾向、す なわちフィルムの互いの剪断応力、が小さい。 本明細書、及び特許請求の範囲の中で用いる「インク」という語は、着色イン ク及びワニスと非着色インク及びワニスの両方の他に、透明な有色ワニスを指す 。インクの塗設には、先行技術で知られている方法、例えばグラビア印刷、フレ キソ印刷、もしくはオフセット印刷を用いることができる。 用いるインクは、例えばニトロセルロース、PVB、アクリル、もしくはそれ らの組み合わせ等、どのような適切なタイプのものであってもよい。更にインク は、例えば油性もしくは水性のオフセットインクであってよい。インクは、いず れかの色を有していてもよいし、無色であってもよい。 インクは、どのような溶剤をベースとするものであってもよく、特にエタノー ル、イソプロパノール、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、水、もし くはそれらの混合物で希釈可能なものであってよい。また、溶剤を用いないイン クを用いてもよい。 本発明において用いるインクは、単一成分、二成分、及び/又は三成分インク であってよい。単一成分インクは、場合によっては適切な溶剤で希釈した後、直 接印刷に用いることができる。二成分インクは、使用直前に混合することを見越 したものであって、第一の成分は標準的なインクを含み、また第二の成分は、フ ィルム用の接着剤の硬化を促進するのに適した触媒を含むものである。 触媒の存在下で硬化する任意の接着剤を用いることができる。好ましい接着剤 は、ポリウレタンタイプのもの、及びアルコールもしくは水をベースとするイミ ンエポキシ系のものである。ポリウレタン接着剤は、単一成分系であってもよい し、二成分系であってもよい。ポリウレタン接着剤は、少なくとも一種の有機ポ リイソシアネートと、少なくとも一種のポリオールからなるものであり、ポリイ ソシアネートはイソシアネート基を二つ以上含み、またポリオールはヒドロキシ 基を二つ以上含むものである。ポリオールはポリエステルポリオール、ポリエー テルポリオール、もしくはポリエーテルエステルポリオールであってよい。ポリ イソシアネートは、プレポリマーであってよい。 ポリウレタン接着剤用のジイソシアネートの典型的な例は、1,6−ヘキサン ジイソシアネート、1,10−デカンジイソシアネート、1,3−シクロペンタ ンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1−イソシア ネート−3,3,5−トリメチル−3もしくは5−イソシアネートメタンシクロ ヘキサン、4,4’−、2,4’−及び2,2’−ジイソシアネートジフェニル メタン、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアネートジ シクロヘキシルメタン、1,4−ジイソシアネートベンゼン、及び/又は2,4 −もしくは2,6−ジイソシアネートトルエンである。ポリイソシアネートのプ レポリマーは、例えば、上記のジイソシアネートと多価アルコールとを反応させ て得ることができる。 ポリウレタン接着剤用のポリオールの典型的な例は、線状の、もしくは枝分か れした炭素鎖をもつアルカンジオール、例えばエチレングリコール、1,2−ジ ヒドロキシプロパン、1,3−ジヒドロキシプロパン、1,4−ジヒドロキシブ タン、1,6−ジヒドロキシヘキサン、及びネオペンチルグリコールである。ポ リオールがポリエーテルポリオールである場合には、通常、これを、活性水素原 子を二個以上含む化合物にエチレンオキシドをモル比30〜90%で添加するこ とにより得る。活性水素原子を二個以上含む化合物として適切なものの例は、エ チレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレ ングリコール、グリセリン、トリメチルロールプロパン、ペンタエリスリトール 、ソルビトール、サッカロース等である。エチレンオキシドの代わりに、例えば プロピレンオキシドやブチレンオキシドを用いてもよい。通常、ポリエーテルポ リオールの分子量は1,000〜20,000、特に1,000〜5,000で ある。 単一成分系として用いるポリウレタン接着剤は、例えばポリイソシアネートの プレポリマーとポリオールとからなっていて、水と反応して硬化するものである 。このようなポリウレタン接着剤の例は、ドイツ特許第2549227号、及び ヨーロッパ特許出願第A1−0586843号の各明細書中に見出すことができ る。 二成分系は、ヒドロキシ基をもつ架橋剤により硬化する、遊離イソシアネート 基をもつプレポリマーからなるものであるか、もしくはイソシアネート基をもつ 架橋剤により硬化する、遊離ヒドロキシ基をもつプレポリマーからなるものであ る。二成分系の第一のタイプのものの例は、ドイツ特許出願公開第402111 3号、及びヨーロッパ特許第150444号の各明細書に開示されている。二成 分系の後者のタイプのものの例は、ヨーロッパ特許第176726号明細書に列 挙されている。ポリウレタン接着剤の種類はどうであれ、これらの接着剤は溶剤 を含んでいても、含んでいなくてもよく、また水をベースとするものであっても よい。本発明による方法には、第一のフィルムに塗設する直前に様々な成分を混 合する二成分系を用いるのが好ましい。 ポリウレタン接着剤の硬化を促進する触媒は、先行技術で知られている。様々 な物質群、とりわけルイス塩基およびルイス酸が有効な触媒であることが分かっ ている。最も重要なルイス塩基は第三アミン、例えばジアザビシクロオクタン、 トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ビスジメチルアミノエチルエーテ ル、テトラメチルグアニジン、及びビスジメチルアミノメチルフェノールである 。最も重要な触媒的に効果的なルイス酸は金属有機化合物、特にジエチルヘキサ ン酸錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ビスドデシルメルカプチドのよう な錫有機化合物、及びフェニルエチルジチオカルバミン酸鉛である。おそらく、 金属有機化合物がイソシアネート基を活性化してこれらを求電子性とする一方、 塩基が真っ先にOH基の求核性を高めるのであろう。 その他の公知の触媒は、有機酸およびフェノールのアルカリ塩、例えばフェノ ール−マンニッヒ塩基、ホスフィン及びホスホリンオキシド、である。 また、ε−カプロラクタムは触媒作用を有しており、本発明に於いては、粉末 、フレークもしくは液体の形態として使用することのできるε−カプロラクタム を触媒として用いるのが好ましい。 様々なタイプの接着剤について最適な硬化を得る為に、触媒そのものは、幾つ かの異なる触媒の適切な混合物であってよい。 通常、インクの触媒含有率は20%以下であるが、触媒含有率がインクの固形 分の約5%であるのが、特に適切であることが分かった。 触媒そのものを直接、もしくはインク中で均一に分散するよう、場合によって は界面活性剤を用いて予め溶液としたものをインクに添加すればよい。好ましい 触媒であるε−カプロラクタムは、予め溶液としたものをインクに添加するのが 好ましい。予め形成された溶液は、等部のε−カプロラクタムとイソプロパノー ル及び/又は水とからなっているのが適当である。 第一のフィルムは、部分的にもしくは全体的にプラスチック材料、好ましくは ポリエステル、特に延伸ポリエステル;ポリオレフィン、例えばポリエチレンや 延伸ポリプロピレンもしくはキャストポリプロピレン;ポリアミド、特にキャス トポリアミドもしくは延伸ポリアミド;及びセロファンから選ばれる材料、から 作られたものであってよい。 第二のフィルムは、第一のフィルムと同じタイプのものであってよい。しかし ながら、第二のフィルムは全体的に、もしくは部分的に含アルミニウム材料、金 属性化プラスチック、紙、金属性化紙、もしくはプラスチック材料、特にポリエ チレンやポリプロピレン、から作られているのが好ましい。 第一のフィルムと第二のフィルムは両方共、接着剤に対する触媒を含んでいて よい。フィルムにインクを部分的にしか塗設しない場合には、触媒を添加したフ ィルムを用いるのが特に勧められる。このようにすると、含触媒インクで覆われ たフィルムの領域以外でも、触媒作用の及ぼされた硬化が生じる。 触媒の添加されていないフィルムを用い、且つ含触媒有色インクを部分的に塗 設する場合には、透明なワニス、もしくは非着色含触媒インクを、第一のフィル ムを完全に覆うように塗設することが勧められる。このようにすると、初めに有 色インクで覆ったフィルムの領域以外でも、触媒作用の及ぼされた硬化が確実な ものとなる。 多色刷り、すなわち、異なるインクの幾つかの層を順次、もしくは各層の上に 塗設する印刷は、先行技術で良く知られている。塗設するインクの全てに触媒が 含まれていてよいので、ラミネートの全ての領域に於いて、触媒作用の及ぼされ た硬化が生じる。もし最後に完全に覆うようにインクを塗設するのであれば、ラ ミネートの全ての領域で触媒作用の及ぼされた硬化を確実なものとする為には、 いわゆる背景色となるそのインクだけが、触媒を含むことを要求される。 第一及び/又は第二のフィルムは、それ自体がラミネートであってよい。特に ラミネート中に金属フィルムを用いる場合には、インクを塗設する前に、金属フ ィルムをプラスチックフィルムで被覆するのが有利なことがある。 含触媒インクを第一のフィルムに塗設した後、これを第二のフィルムに積層す る。接着剤は、第一のフィルムと第二のフィルムとを付着させる前に、第一もし くは第二のフィルムに塗設するか、又は両方に同時に塗設することができる。接 着剤を、インクで覆われた第一のフィルムに塗設するのが好ましい。 製造したラミネートは、食品をくるんだり包装するのに用いることができる。 すなわち、それらは食品に直接接触する。従って、有害な物質が食品に絶対に移 行しないようにするか、もしくは少なくとも移行の程度が無害なものでなければ ならない。ε−カプロラクタムは、当局により食品に接触する物質中に用いるこ とが市場に対して許されている、比較的無毒な化合物である。触媒は、ラミネー トの二枚のフィルムの間にあるので、食品に直接接触することはない。 いずれかの特定の理論的説明で本発明を限定しようとするものではないが、イ ンク中の触媒が拡散して接着剤層に浸透し、それにより接着剤の硬化を促進する ものと考えられる。 以下、例を挙げて本発明を説明するが、これらの例は、保護範囲を限定するも のではない。例1 一つは触媒を含んでいる、もう一つは触媒を含んでいない二種類のインクを、 第一のフィルムの別々の領域に塗設した。数日間保存した後、接着剤を第一のフ ィルムに塗設し、それに第二のフィルムを積層した。積層後、付着性及びアミン の移行を、一定の間隔で測定した。 第一のフィルムはコロナ処理した30μmのポリプロピレンフィルム(モービ ルMB400)であり、第二のフィルムは50ミクロンのポリエチレンフィルム (ボレアリス0601スタンダード)であった。接着剤は、モアフリー403a とC79とを100:65の比率で混合したものであり、1.5g/m2の密度 で塗設した。 インクは、レジノ社製の、固形分が60%(w/w)の白色の「レジノ・リバ ーサル142」タイプのものであった。ε−カプロラクタムのフレーク300g をイソプロパノール300mlに溶解させて得た溶液を、上記のインク10kg に添加することにより、「A1」と名づけた含触媒インクを調製した。14日間 の貯蔵期間中、この含触媒インクの粘度は実質的に変化しなかった。いかなる触 媒も含んでいないインクを、B1と名づけた。両方のインクを、1.5μmの層 となるように塗設した。 付着性はDIN53357に従って測定し(単位:N/15mm)、一方、ア ミンの移行は、芳香族第一アミン(例えば2,4−トルエンジアミン、及び4, 4’−ジアミノジフェニルメタン)をN−(1-ナフチル)−エチレンジアミンジ ヒドロクロリドと結合させて色の着いた付加物を生成させる方法を用いて、芳香 族第一アミンの移行として測定した。付加物の生成は、波長550nmに於ける 吸光度により測定した。濃度は、μg/dm2単位で測定した。 結果は、以下の表Iaと表Ibとに示されている。表Ia 表Ib 表は、含触媒インクの使用によりラミネートの硬化が促進され、またアミンの 移行がより早く低下することを示している。また、含触媒インクを用いた場合、 触媒を含んでいないインクを用いた場合に得られる結果に比べ、少なくとも観察 期間内では、かなり低いアミン移行値が得られる。例2 例1と同じ手順を用いた。但し、固形分が30%(w/w)の無着色インク( 商品名:レジノ・リバーサル)を用いた。含触媒インクをA2と名づけ、ε−カ プロラクタムのフレーク62.5gをイソプロパノール62.5gに溶解させて 得た溶液を、上記のインク10kgに添加することにより調製した。いかなる触 媒も含んでいないインクをB2と名づけた。接着剤は、例1で述べた通りである 。 その後、付着性、及びアミンの移行の測定を、例1に記載したようにして行っ た。結果は、以下の表IIa及び表IIbに示されている。表IIa 表IIb 表は、含触媒インクの使用によりラミネートの硬化が促進され、またアミンの 移行がより早く低下することを示している。また、含触媒インクを用いた場合、 触媒を含んでいないインクを用いた場合に得られる結果に比べ、少なくとも観察 期間内では、かなり低いアミン移行値が得られる。例3 この例では、インク中のε−カプロラクタムの濃度を様々に変えて得られる付 着効果を、室温と高温で、また積層後の時間間隔を様々に変えて検討した。 第一のフィルムはUCB製の30μmの延伸ポリプロピレンフィルムであり、 一方、第二のフィルムは50μmのポリエチレンフィルム(商品名:センゲワル ドK−203)であった。接着剤は、ノバコートSF782AとCA375とを 100:36の比率で混合したものであった。接着剤を1.7〜1.9g/m2 の層となるように、インク処理済の第一のフィルムに塗設した。 インクは白色(レジノ・リバーサル142)であり、ε−カプロラクタムを様 々な濃度となるように添加した。 各実験のサンプル二つを、室温で、及び35℃で6時間保存後室温でそれぞれ 保存した。その後、付着性をDIN53357に従って測定した。結果は表II Ia及び表IIIbに示されている。表IIIa T=引裂 P=剥離表IIIb T=引裂 表IIIaと表IIIbから、ε−カプロラクタムの濃度が増すと、製造した ラミネートの硬化が促進されると結論付けることができる。また、高温で保存す ることによっても、硬化が促進される。製造1時間後では、ε−カプロラクタム をそれぞれ2.5%(w/w)、及び5.0%(w/w)含むラミネートの付着 性が、ラミネートを更に処理するのに適している。比較として、ε−カプロラク タムを含んでいないラミネートは、使用前に少なくとも4時間保存しなければな らない。例4 ポリエステルタイプの第一のフィルムと、アルミニウムフィルムとポリエチレ ンフィルムとのラミネートである第二のフィルムとを用意した。 第一のフィルムに透明なインク(「レジノ・リバーサル」顔料なし)を1.5 μmの層となるように塗設し、その後、接着剤(「ノバコートSF782A」と 「CA375」とを100:40の比率で混合したもの)を、1.7〜1.9g /m2の量で塗設した。これに、アルミニウム側を接着剤に向けて第二のフィル ムを積層した。 ε−カプロラクタムの量を増やしてゆき、室温で保存した後(表IVa)と、 35℃で6時間保存後に室温で保存した後(表IVb)に、付着性を測定した。 結果は以下の表に示されている。表IVa T=引裂 P=剥離表IVb T=引裂 P=剥離 表IVaと表IVbから、ε−カプロラクタムの濃度が増すと、製造したラミ ネートの硬化が促進されると結論付けることができる。また、高温で保存するこ とによっても、硬化が促進される。 製造したラミネートは、金属のような外観を有している。それは香りの高い製 品、例えばコーヒーの包装に用いることができる。 請求の範囲 1.a)フィルム用の接着剤の硬化を促進するのに適した触媒を含むインクを 用意し、 b)一層もしくはそれ以上の、完全なもしくは部分的な該インクの被覆層 を第一のフィルムに塗設し、 c)該第一のフィルムのインク面に、該触媒により硬化が促進される接着 剤を用いて第二のフィルムを積層する ことを特徴とする、ラミネートの製造方法。 2. 該触媒がε−カプロラクタム及びジブチル錫ジラウレートから選ばれる ものであって、該触媒が該インクの固形分の20重量%以下の量で存在している ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 3. 該触媒が該インクの固形分の約5重量%以下の量で存在している、請求 項2に記載の方法。 4. 該接着剤がポリウレタンタイプのものであることを特徴とする、請求項 1〜3のいずれか一項に記載の方法。 5. インクを塗設した該第一のフィルムに該接着剤を塗設し、次いで該第一 のフィルムを該第二のフィルムに積層することを特徴とする、請求項1〜4のい ずれか一項に記載の方法。 6. 該第一及び/又は第二のフィルムも該接着剤の硬化用の触媒を含んでい ることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 7. 該第一のフィルムが全体的にもしくは部分的にプラスチック材料から作 られていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 8. 該プラスチック材料が、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、 及びセロファンから選ばれるものである、請求項7に記載の方法。 9. 該ポリエステルが延伸ポリエステルであり、該ポリオレフィンがポリエ チレン、延伸ポリプロピレン、もしくはキャストポリプロピレンであり、また該 ポリアミドがキャストポリアミド、もしくは延伸ポリアミドである、請求項7も しくは8に記載の方法。 10. 該第二のフィルムが全体的にもしくは部分的に含アルミニウム材料、 金属性化プラスチック、紙、金属性化紙、もしくはプラスチック材料から作られ ていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 11. 該プラスチック材料がポリエチレンもしくはポリプロピレンである、 請求項10に記載の方法。 12. 該第一及び/又は第二のフィルムが、それ自体ラミネートであること を特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。 13. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法により得られるラミネー ト。 14. 一層もしくは数層の全体的なもしくは部分的なインクの被覆層が塗設 されているフィルムであって、該インクがフィルム用の接着剤の硬化を促進する 触媒を含んでいるものである、フィルム。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. a)フィルム用の接着剤の硬化を促進する触媒を含むインクを用意し、 b)一層もしくはそれ以上の、完全なもしくは部分的な該インクの被覆 層を第一のフィルムに塗設し、 c)インクを塗設した該第一のフィルムを、該触媒により硬化が促進さ れる接着剤を用いて第二のフィルムに積層する ことを特徴とする、ラミネートの製造方法。 2. 該触媒がε−カプロラクタム、ポリエチレングリコール、及びジブチル 錫ジラウレートから選ばれるものであって、好ましくはε−カプロラクタムであ り、該触媒が該インクの固形分の20重量%以下、好ましくは約5重量%、の量 で存在していることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 3. 該接着剤がポリウレタンタイプのものであることを特徴とする、請求項 1もしくは2に記載の方法。 4. インクを塗設した該第一のフィルムに該接着剤を塗設し、次いで該第一 のフィルムを該第二のフィルムに積層することを特徴とする、請求項1、2もし くは3に記載の方法。 5. 該第一及び/又は第二のフィルムも該接着剤の硬化用の触媒を含んでい ることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 6. 該第一のフィルムが全体的に、もしくは部分的にプラスチック材料、好 ましくはポリエステル、特に延伸ポリエステル;ポリオレフィン、例えばポリエ チレンや延伸ポリプロピレンもしくはキャストポリプロピレン;ポリアミド、特 にキャストポリアミドもしくは延伸ポリアミド;及びセロファンから選ばれる材 料から作られていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方 法。 7. 該第二のフィルムが全体的にもしくは部分的に含アルミニウム材料、金 属性化プラスチック、紙、金属性化紙、もしくはプラスチック材料、特にポリエ チレンもしくはポリプロピレン、から作られていることを特徴とする、請求項1 〜6のいずれか一項に記載の方法。 8. 該第一及び/又は第二のフィルムが、それ自体ラミネートであることを 特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 9. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法により得られるラミネート。 10. 一層もしくは数層の全体的なもしくは部分的なインクの被覆層が塗設 されているフィルムであって、該インクがフィルム用の接着剤の硬化を促進する 触媒を含んでいるものである、フィルム。
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