JP2006069038A - マット−グロス調模様が混在する構造物およびその成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、特殊な加工を必要とせず複雑な工程を経ずに簡易な方法で形成できる、マット−グロス調模様が混在する構造物およびその成形体を提供することを目的とする。
【解決手段】基材上に、マット化剤が含有する硬化型結着樹脂を主体とする塗工層を設け、前記結着樹脂を硬化せしめたマット調塗工層を部分的に磨耗などの物理的手段によりグロス調模様を形成してなることを特徴とするマット−グロス調模様が混在する構造物およびその構造物を用いた成形体である。
【選択図】図１

Description

本発明は、特殊な加工を必要とせず複雑な工程を経ずに簡易な方法で形成できる、マット−グロス調模様が混在する構造物およびその成形体に関する。

以下に特許文献を記す。
特開平５−１３８７３６号公報 特開平５−９２４８４号公報。

従来から、低光沢の表面層を作るために放射線硬化技術を利用し、放射線硬化型樹脂上に、凹凸のあるフィルムの表面形状を再現した壁紙等が製造されてきた（例えば、特許文献１など）。手法としては、未硬化の樹脂上に最適な表面形状を有するマット調プラスチックフィルムを密着させながら放射線を照射した後、プラスチックフィルムを剥離してフィルムの表面状態を再現することにより、マットの樹脂層を設けるものである。

さらに、この技術をベースとしてマット調と光沢調の表面層を混在させる技術として、マット調と光沢調を有するフィルムを用いてその表面状態を他基材へ再現することが既知である（例えば、特許文献２など）。しかしながら、そのようなフィルムを作るに特殊な加工が必要であり、例えばフィルム上に部分的に撥液性樹脂層を配し、その全面に凹凸を形成する樹脂組成物を塗付することにより得られる。そして対象とする基材上で目的とする表面状態を形成するには、さらに樹脂にそのフィルムを圧着させ、樹脂を硬化し、フィルムを剥離させることが必要であるため、多段階の工程を経なければならない。またマット調のフィルムを樹脂上にのせるため、フィルム表面での光の散乱や吸収により照射エネルギーの損失が大きく、樹脂の硬化不足が起こりやすい。その上樹脂の硬化の段階で、紫外線から発する熱や電子線のエネルギーの高さからフィルムを何度も再利用することは困難である。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、特殊な加工を必要とせず複雑な工程を経ずに簡易な方法で形成できる、マット−グロス調模様が混在する構造物およびその成形体を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、
請求項１に係る発明は、基材上にマット化剤が含有する硬化型結着樹脂を主体とする塗工層を設け、前記結着樹脂を硬化せしめたマット調塗工層を部分的に磨耗などの物理的手段によりグロス調模様を形成してなることを特徴とするマット−グロス調模様が混在する構造物である。

請求項２に係る発明は、前記硬化型結着樹脂が電離放射線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１記載のマット−グロス調模様が混在する構造物である。

請求項３に係る発明は、前記マット化剤が有色であることを特徴とする請求項１または２記載のマット−グロス調模様が混在する構造物である。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマット−グロス調模様が混在する構造物がシート状であることを特徴とするマット−グロス調模様が混在する構造物である。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマット−グロス調模様が混在する構造物を成形してなることを特徴とする成形体である。

請求項６に係る発明は、請求項５記載の成形体が、箱状、トレー形状、パウチ状、カップ形状のいずれかの形状であることを特徴とする成形体である。

本発明により、基材上に、マット化剤が含有する硬化型結着樹脂を主体とする塗工層を設け、前記結着樹脂を硬化せしめたマット調塗工層を部分的に磨耗などの物理的手段によりグロス調模様を形成してなるマット−グロス調模様が混在する構造物は以下のような効果を奏する。

本発明のマット−グロス調模様が混在する構造物は、例えば従来の転写シートや賦型フィルムなどを使用する方法などとは異なり、特殊な加工を必要とせず複雑な工程を経ずに簡易な方法で形成できる。したがって、低コスとで製造できる。

また、有色のマット化剤を使用すれば、マット調模様部分とグロス調模様部分において光沢感のみでなく、色のコントラストを表現できる。

また、本発明における硬化型結着樹脂として電離放射線硬化型結着樹脂を用いてその結着樹脂中に温度によって変色する粒子やカプセルを添加できる構成であることから、結着樹脂を電離放射線硬化させ、磨耗後に加熱処理を施すことによりマット調模様部分を変色させることも可能である。

本発明のマット−グロス調模様が混在する構造物は、意匠性に優れた、光沢感のコントラストのある雑誌の表紙、紙袋、紙箱、クリアケース等の包装材および包装体を提供することが可能となる。

以下、本発明の一実施例としての最良の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のマット−グロス調模様が混在する構造物の一例を示す断面模式図である。図１（ａ）に示すように、本発明のマット−グロス調模様が混在する構造物は、基材１上にニスをベタ刷りした下地層２を形成したその下地層２上に、マット化剤３ｂが含有する硬化型結着樹脂３ａを主体とする塗工層３を設け、その塗工層３に電離放射線、熱などのエネルギーにより前記硬化型結着樹脂３ａを硬化せしめて得られた本発明におけるシート状の構造物１０の塗工層３の表面を、図１（ｂ）に示すように、部分的に磨耗などの物理的手段により形成したグロス調模様Ｂと、磨耗などを施していないマット調模様Ａからなるシート状の構造物２０である。なお、マット化剤として有色のマット化剤を使用することもできる。

本発明で使用する基材１としては、上質紙、板紙、塗工紙、キャスト紙、グラシン紙等の紙類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等の合成樹脂、または紙に合成樹脂を片面もしくは両面ラミネートしたライネート紙、紙と金属箔や合成樹脂フィルムを貼り合わせたものなどが挙げられるが、基材への樹脂組成物の染み込みを防止して塗膜の厚さを制御しやすい塗工紙等が良い。もちろん基材に絵柄を施
すためのアンカー層やインキ層が存在しても構わない。

本発明で使用する硬化型結着樹脂３ａとしては、一般的に塗料・インキ用に使用される樹脂であれば特に限定されるものではなく、熱硬化法であればポリウレタン樹脂、アミノアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して使用しても良い。放射線硬化法であれば、その樹脂組成物の成分としては、ラジカル重合型の不飽和ポリエステル、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、アルキッドアクリレート、シリコーンアクリレート等、ラジカル付加型のポリエン系、ポリチオール系、スピラン樹脂系等、カチオン重合型のエポキシ樹脂系等、酸硬化型のアミノアルキッド樹脂系等のモノマーやオリゴマーなどが挙げられ、不飽和基の数に限定もなく、硬度、密着性、耐熱性、硬化適正等の要求性能により適宜選択すれば良い。さらに、上記以外の非放射線硬化型樹脂、顔料、染料及び各種添加剤例えば消泡剤、レベリング剤、可塑剤、滑剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、導電剤等を含むものであっても構わない。

本発明で用いられるマット化剤３ｂとしては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸亜鉛、カオリン、タルク、クレー、焼成カオリン、焼成クレー、リトポン、サチンホワイト、シリカ、アルミナなどの無機顔料、ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン（登録商標）、ポリスチレン、デンプン、尿素―ホルマリン樹脂、ポリアクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂などのパウダー等の有機顔料、樹脂ビーズが挙げられるが、これらに限定されるものではない。マット化剤は、粒径や必要なマット感等に合わせて選択すれば良く、透明性の高いマット効果を期待する場合には樹脂と近い屈折率を有するシリカが特に好ましい。マット化剤の平均粒径は０．４〜７μｍが適当で、より好ましくは２〜４μｍが好ましい。平均粒径がこの範囲より小さいと、マット化剤が塗膜から十分に突き出ないためマット効果が小さく、また物理的に掻き取ろうとする場合には取れにくくなる。逆に大きすぎると均一なマット感が出にくくなる上、必要な耐磨耗性に欠けるものとなる。

さらに、マット化剤の添加量は１〜３０％、より好ましくは５〜１０％が良い。添加量が少なすぎると、マット効果が小さく、物理的に掻き取ろうとする場合には取れにくくなる。逆に多過ぎると樹脂組成物の粘度が高すぎ塗工適性が悪くなる上、必要な耐磨耗性に欠けるものとなる。

本発明でのマット化剤を添加した樹脂の塗工方法は、一般の塗工紙製造のように、ロールコーター、グラビアコーター、リバースコーター、ナイフコーター等公知の塗工装置やバーコーター、アニックスロール等を使用すれば良く、適宜選択できる。塗布量は添加したマット化剤のサイズと必要なマット感に応じて調整すれば良い。

本発明の樹脂の硬化方法は、熱硬化、または放射線硬化でも良く、適宜選択できる。本発明で使用する放射線としては、例えば電子線、紫外線、α線、β線、γ線、Ｘ線、中性子線等が挙げられるが、取扱い安さや安全性を考慮すると、電子線や紫外線が好ましく、装置のコストや製品に要求される物性に応じ、適宜選択すれば良い。電子線による硬化であれば、加速電圧３０〜５００ＫＶ、特に５０〜２００ＫＶの電子線を照射することにより行うことが好ましい。照射線量としては５〜２００ＫＧｙ程度が好ましく、更に好ましくは１０〜１００ＫＧｙである。

その他に、マット調の表面を有する紙、フィルム等を作るには、熱または放射線硬化技術を利用して、樹脂とマット化剤を主成分とする組成物を塗布乾燥して製造する方法がある。マット化剤が樹脂塗膜表面に突出させることにより良好な低光沢面が得られ、またフ
ィルムを使用する方法よりも塗膜を薄くできるため、材料コスト面でも有利である。

さらに、熱硬化樹脂ではなく、放射線硬化樹脂、特に電子線硬化樹脂を利用することにより、塗工液の無溶剤化が可能であり、また熱乾燥硬化型と比較して硬化に要するエネルギーや乾燥速度が小さくて済む。紫外線と比較した場合には、電子線は透過率が高く熱を発生することもないため、樹脂中に有色の成分や熱反応性物質を添加することができる。

本発明の構造物は、基材上にマット化剤およびこれを結着する樹脂を塗布し硬化させてマット調の樹脂層を設けた後、添加したマット化剤を部分的に除去し、マット調と光沢調を混在させたものである。樹脂層の表層にマット化剤が分散させられているため、マット化剤とその周囲の樹脂が剥がれやすいことから、樹脂のみの層に比べて耐磨耗性が弱い。そのためこの適度な強さの耐磨耗性を利用し、マット面上のマット化剤を磨耗などの物理的手段により、光沢感を出すことが可能である。また光や熱等の外部刺激により化学的に気化させたり消滅させる等の方法でも良く、マット化剤が除去できさえすれば良い。

本発明で用いる有色のマット化剤は、ポリマーシェル中に着色顔料を内包させた樹脂ビーズ等であり、ポリマーシェルとしてはウレタンビーズ、アクリルビーズ、フッ素ビーズ、ポリビニルカーボネートビーズ、ポリオレフィンビーズ等、着色顔料としてはカーボンブラック、紺青、酸化チタン、銅フタロシアニンブルー等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、弾力性・耐磨耗性・色調など要求性能に合わせて適宜選択すれば良い。また、望む色調によって、複数の種類の樹脂ビーズを組み合わせて使用しても良い。

上記のように樹脂組成物中に色素等の着色された物質や、液晶などの樹脂組成物が白濁する物質を添加する場合には、透過性の低い紫外線では硬化不足となるため、熱や電子線により硬化する方が好ましい。また樹脂組成物中に感温性材料を添加する場合には、熱硬化法や紫外線硬化法では熱の影響が生じる恐れがあるため、電子線硬化法を選択するのが良い。

上記で得られる本発明のマット−グロス調模様が混在する構造物は、シート状とすることもでき、また公知の成形方法により箱状、トレー形状、パウチ状、カップ形状のいずれかの形状に成形することもできる。

本発明のマット−グロス調模様が混在する構造物は、意匠性に富んだ雑誌の表紙や紙袋等、食品や化粧品等の紙箱やプラスチックケースなどとして用いられる。

以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

基材として、坪量２３０ｇ／ｍ²のコートボール紙に下地としてニスをベタ印刷した塗工紙（光沢度２４）を用いた。アクリル系モノマーやオリゴマー９０部、および平均粒径２．２μｍのシリカ１０部を主成分とする樹脂組成物を、アニロックスロール（シリンダー表面に無数のセルが刻設されたロールで、版へのインキ供給量を調整する働きをする）を用いるフレキソ印刷法にて塗布し、硬化前の樹脂層とした後、窒素置換を行った電子線照射装置（岩崎電気（株）製）内において、加速電圧１２０ｋＶ、吸収線量１５Ｍｒａｄの条件にて電子線を照射し樹脂層を硬化させ、図２に示す、乾燥膜厚が４μｍの塗工層を形成した本発明におけるシート状構造物３０を作成した。

本発明におけるシート状構造物と性能を比較するための比較例として、実施例１におい
て、塗工層を形成する樹脂組成物を１２０線／ｉｎｃｈのベタ版によるグラビア印刷で塗布し、乾燥膜厚が１１μｍの塗工層を形成した以外は実施例１と同様にして、図３に示す、シート状構造物４０を作成した。

本発明におけるシート状構造物シート状構造物と性能を比較するための比較例として、実施例１において、塗工層を形成する樹脂組成物にマット化剤としてのシリカを入れていない以外は実施例１と同様にして、図４に示す、シート状構造物５０を作成した。

本発明におけるシート状構造物シート状構造物と性能を比較するための比較例として、実施例３で用いた塗工層を形成する樹脂組成物を実施例２と同様に塗工層を塗布・形成し、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して測定した輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．５のマット調のプラスチックフィルムを密着させながら放射線を照射した後、プラスチックフィルムを剥離して、図５に示す、乾燥膜厚を９μｍのマット調を有する塗工層を形成したシート状構造物６０を作成した。

上記の実施例１〜４で得られたシート状構造物の塗工層の表面を先端１．５ｍｍのステンレスの棒を使用した磨耗前後の表面の光沢度および接着磨耗強さについて下記の方法に基づいて評価した。

＜光沢度＞
６０度光沢度を測定した。

＜接着磨耗強さ＞
ＪＩＳ Ｌ−０８４９に記載の学振型染色摩擦堅牢度試験機を用い、荷重５００ｇを掛けた状態にある綿帆布６号を、シート状構造物の塗工層の表面に当てて摩耗し、マット化剤が剥がれるまでの回数を読み取って表した。

表１より、実施例１で得られた本発明におけるシート状構造物の塗工層表面の接着磨耗強さを５００以下に制御されたその塗工層の光沢度が５であった表面を磨耗することで磨耗部分の光沢度が４８であった。このことから、本発明のマット−グロス調模様が混在する構造物が得られることがわかる。これに対して、本発明におけるシート状構造物の性能と比較するための比較例としての実施例２〜４で得られたシート状構造物の塗工層表面の磨耗前後の光沢度に差が無くマット−グロス調模様が混在する構造物を得ることができない。

本発明のマット−グロス調模様が混在するシート状構造物の構成の一例を示す断面模式図である。（ａ）は磨耗前、（ｂ）は磨耗後のシート状構造物である。 実施例１で作成された本発明のシート状構造物の構成を示す断面模式図である。 実施例２で作成されたシート状構造物の構成を示す断面模式図である。 実施例３で作成されたシート状構造物の構成を示す断面模式図である。 実施例４で作成されたシート状構造物の構成を示す断面模式図である。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０、５０、６０・・・シート状構造物
１・・・基材層
２・・・下地層
３・・・塗工層
３ａ・・・硬化型結着樹脂層
３ｂ・・・マット化剤
４・・・転写マット表面
Ａ・・・マット調模様部分（磨耗を施していない部分）
Ｂ・・・グロス調模様部分（磨耗を施した部分）

Claims (6)

1. 基材上に、マット化剤が含有する硬化型結着樹脂を主体とする塗工層を設け、前記結着樹脂を硬化せしめたマット調塗工層を部分的に磨耗などの物理的手段によりグロス調模様を形成してなることを特徴とするマット−グロス調模様が混在する構造物。
2. 前記硬化型結着樹脂が電離放射線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１記載のマット−グロス調模様が混在する構造物。
3. 前記マット化剤が有色であることを特徴とする請求項１または２記載のマット−グロス調模様が混在する構造物。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のマット−グロス調模様が混在する構造物がシート状であることを特徴とするマット−グロス調模様が混在する構造物。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のマット−グロス調模様が混在する構造物を成形してなることを特徴とする成形体。
6. 請求項５記載の成形体が、箱状、トレー形状、パウチ状、カップ形状のいずれかの形状であることを特徴とする成形体。

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