JP2007021963A

JP2007021963A - 積層体の製造方法

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Publication number: JP2007021963A
Application number: JP2005209338A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Tadokoro; 幸一郎田所
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: JP4549943B2

Abstract

【課題】
印刷のインキ層の図柄や色調などの印刷品質が後工程で低下することなく、印刷品質を維持し、また層構成数を増加させることなく、積層することができる積層体の製造方法を提供する。
【解決手段】
（１）基材フィルム１１へアンカーコート層１３を形成する工程と、（２）該アンカーコート層１３面へインキ層１５を形成する工程と、（３）該インキ層１５の表面をコロナ放電処理、プラズマ処理、オゾンガス処理、又はフレーム処理で極性を付与する工程と、（４）前記基材フィルム１１のアンカーコート層１３とインキ層とを有する面へ、押出しラミネーション法で押出し樹脂層１７Ａを積層する工程と、からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層体の製造方法に関し、さらに詳しくは、印刷した基材フィルムへ溶媒可溶型のアンカーコート剤を用いて他の材料を積層しても、印刷の図柄にニジミや変色がなく、図柄を維持したまま積層でき、また層構成数を増加させることなく、製造することができる積層体の製造方法に関するものである。

本明細書において、配合を示す「比」、「部」、「％」などは特に断わらない限り質量基準であり、「／」印は一体的に積層されていることを示す。
また、「ＡＣ剤」は「アンカーコート剤」、「ＥＣ」は「押出しラミネーション」、「ＨＳ」は「ヒートシール」、「ＰＥＴ」は「ポリエチレンテレフタレート」、「ＬＤＰＥ」は「低密度ポリエチレン」、及び「ＰＰ」は「ポリプロピレン」の略語、機能的表現、通称、又は業界用語である。

（主なる用途）本発明の積層体の製造方法で製造された積層体の主なる用途としては、例えば、食品や医薬品等の包装材料、書籍、パンフレット、ＰＯＰ、ＩＤカードなどのカード類などの、少なくとも基材フィルム、印刷層及び他の層からなり、印刷層の図柄や色調などの印刷品質が後工程で低下することを解消したものである。しかしながら、印刷時の印刷品質が維持され、少なくとも基材フィルム、印刷層及び他の層からなる用途であれば、特に限定されるものではない。

（背景技術）特に食品などの包装材料では、基材フィルムに印刷によってインキ層を形成し、さらにガスバリアー性などの機能性を付与するための他のフィルム及び／又はヒートシール性を付与するためのＨＳ（ヒートシール）性樹脂層が積層される。インキ層は、グラビア印刷やフレキソ印刷などで行なわれ、通常溶媒可溶型で溶媒として有機溶剤を用いた有機溶剤型インキが用いられる。該インキ層面へ、中間フィルム及び／又はヒートシール性樹脂層がラミネートされるが、層間の接着を強固にするためにＡＣ剤（アンカーコート剤）を用いてＥＣ法（押出ラミネート方法）でラミネートされる。しかしながら、ＡＣ剤を塗布する際に、予め印刷されたインキ層がＡＣ剤の溶媒で再溶解して、図柄が滲んだり変色したりして印刷品質が低下し、また、ＡＣ剤を用いないとインキ層との接着性が悪く剥離してしまう危険性があった。
従って、本発明の積層体の製造方法は、少なくとも基材フィルム、印刷層及び他の層からなり、印刷のインキ層の図柄や色調などの印刷品質が後工程で低下することなく、印刷品質を維持し、また層構成数を増加させることなく、積層することができることが求められている。

（先行技術）従来、積層包装材の製造方法としては、基材フィルムに対して水性グラビア印刷を行い、これに中間層基材フィルム及び／又はヒートシール性フィルムをラミネートする際、又は、基材フィルム又は中間層基材フィルムの表面に直接ヒートシール性樹脂層を形成する際、ラミネート用樹脂として、又はヒートシール性樹脂層の形成用にアンカーコート剤不要の極性付与樹脂を用い、ラミネートに押出ラミネート方法を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、アンカーコート層が設けられていないので層間の接着が充分ではなく、水性グラビア印刷では印刷速度が遅く生産効率も悪いという欠点がある。
また、積層体の製造方法としては、基材フィルムへ印刷法でインキ層を形成し、ガスバリアー性などの機能性を付与するための他のフィルム及び／又はヒートシール性を付与するためのヒートシール性樹脂フィルムを積層する際に、機能性フィルム又はＨＳ性フィルム面へ接着剤を塗布し、基材フィルムの印刷面とドライラミネート法で積層する方法が知られているが知られている。しかしながら、ドライラミネートという工程が増加するという問題点がある。

特開２００２-３２６３３５号公報

そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、印刷のインキ層の図柄や色調などの印刷品質が後工程で低下することなく、印刷品質を維持し、また層構成数を増加させることなく、積層することができる積層体の製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる積層体の製造方法は、（１）基材フィルムへアンカーコート層を形成する工程と、（２）該アンカーコート層面へインキ層を形成する工程と、（３）該インキ層の表面をコロナ放電処理、プラズマ処理、オゾンガス処理、又はフレーム処理で極性を付与する工程と、（４）前記基材フィルムのアンカーコート層とインキ層とを有する面へ、押出しラミネーション法で押出し樹脂層を積層する工程と、からなるように、したものである。
請求項２の発明に係わる積層体の製造方法は、請求項１において、上記基材フィルムがポリオレフィン系フィルムで、上記アンカーコート層がポリエチレンイミン系又はポリイソシアネート系樹脂を含む層で、かつインキ層がポリウレタン系樹脂を含む層であるように、したものである。
請求項３の発明に係わる積層体の製造方法は、請求項２において、上記基材フィルムの厚さが５〜４０μｍで、上記アンカーコート層の厚さが０．１〜０．５ｇ／ｍ²であるように、したものである。

請求項１〜３の本発明によれば、印刷のインキ層の図柄や色調などの印刷品質が後工程で低下することなく、印刷品質を維持し、また層構成数を増加させることなく、積層することができる積層体の製造方法が提供される。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明の１実施例で製造された積層体の断面図である。
図２は、本発明の１実施例で製造された積層体での断面図ある。

（積層体）本発明の製造方法で製造された積層体は、図１に示すように、基材フィルム１１／ＡＣ層１３／インキ層１５（極性付与）／押出し樹脂層１７Ａからなり、印刷品質は後工程で低下せず、当初の印刷品質が維持され、また各層間は強固に接着している。

（変形形態）本発明は、次のように変形して実施することを含むものである。
（１）図２の、基材フィルム１１／ＡＣ層１３／インキ層１５（極性付与）／押出し樹脂層（ポリサンド）１７Ａ／機能性フィルム１９／押出し樹脂層１７Ｂの構成などからなり、機能性フィルム１９などの他の層を含んでいてもよく、要は、基材フィルム１１／ＡＣ層１３／インキ層１５（極性付与）／押出し樹脂層１７Ａの構成を含み、かつ、本発明の積層体の製造方法で製造されていればよい。

（製造方法）製造方法について、材料も含めて説明する。
（第１工程）第１工程は基材フィルムへアンカーコート層を形成する工程である。後述の基材フィルム１１へ、同じく後述のＡＣ剤を、グラビア印刷法、ロールコート法、ロッドコート法などの公知の塗布方法で塗布し乾燥、必要に応じて加熱すればよい。乾燥後のＡＣ層の厚さは、通常、０．０１〜１０．０μｍ程度、好ましくは、０．１〜０．５ｇ／ｍ²である。

（基材フィルム）基材フィルム１１の材料としては、用途に応じて種々の材料が適用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−トなどのポリエステル系樹脂、ナイロン（商品名）６、ナイロ（商品名）ン６６、などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、又はポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリノルボネンなどの環状ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、又はポリメチルメタアクリレートなどの（メタ）アクリル系樹脂、ポリスチレン、高衝撃ポリスチレンなどのスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、又はエチレン−ビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系樹脂、セロファン、セルローストリアセテートなどのセルロース系フィルム、ポリカ−ボネ−ト系樹脂などがある。

該基材フィルムは、これら樹脂を主成分とする共重合樹脂、または、混合体（アロイでを含む）、若しくは複数層からなる積層体であっても良い。該基材フィルムは、延伸フィルムでも、未延伸フィルムでも良いが、強度を向上させる目的で、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムが好ましい。該基材フィルムは、通常ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、又はポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂が好ましく、該基材フィルムの厚さは、通常、２．５〜５００μｍ程度が適用できる。さらに好ましくは、機械的強度及び価格の点で、厚さが５〜４０μｍのポリプロピレンフィルムである。

（シート、フィルム）該基材フィルムは、これら樹脂の少なくとも１層からなるフィルム、シート、ボード状として使用する。シート又はフィルムのＪＩＳ−Ｋ６９００での定義では、シートとは薄く一般にその厚さが長さと幅の割りには小さい平らな製品をいい、フィルムとは長さ及び幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製品で、通例、ロールの形で供給されるものをいう。従って、シートの中でも厚さの特に薄いものがフィルムであるといえるが、シートとフィルムの境界は定かではなく、明確に区別しにくい。本明細書ではボード、シート、及びフィルムの形状を含めてフィルムと定義する。

（ＡＣ層）ＡＣ層１３の材料としては、押出し樹脂を、基材フィルムへ強固に接着させるための接着促進剤であり、該ＡＣ剤としては、例えば、アルキルチタネートなどの有機チタン系アンカーコート剤、イソシアネート系アンカーコート剤、ポリエチレンイミン系アンカーコート剤、ポリブタジエン系アンカーコート剤、ポリウレタン系アンカーコート剤などが適用でき、好ましくは、インキ及び押出し樹脂の両方に接着性の良い点で、ポリエチレンイミン系又はポリイソシアネート系樹脂を含む層である。

（第２工程）第２工程は該アンカーコート層面へインキ層を形成する工程である。インキ層の形成は所謂印刷で、印刷法としては、例えば、凹版印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷、樹脂凸版印刷、グラビアオフセット印刷、インクジェット印刷（溶媒型）などの公知の印刷法が適用でき、限定されるものではない。図１及び図２では作図の都合上、１層のインキ層を例示しているが、複数層でもよく、またインキ層の色も制約されない。

（インキ層）インキ層１５の材料としては、印刷法に対応する公知のインキでよく、少なくとも溶媒を含むビヒクルと着色料とを含み、その粘度は、０．１〜３０００ポアズが好ましい。着色料は、無機顔料、有機顔料のうち１種類以上を含有する。ビヒクルとしては、変性アルキド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などの合成樹脂、ウッドロジン、重合ロジン、ロジンエステル、セラックなどの天然樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどの繊維系、環化ゴム、塩化ゴムなどのゴム誘導体のうち１種類以上が適用できる。該インキ組成物には、必要に応じて、充填剤、可塑剤、分散剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、防黴剤、などの添加剤を、適宜加えても良い。好ましくは、処理のし易さ、接着性の点でポリウレタン系樹脂である。

（第３工程）第３工程はインキ層１５の表面をコロナ放電処理、プラズマ処理、オゾンガス処理、又はフレーム処理で極性を付与する工程である。

（極性付与）極性付与としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾンガス処理、フレーム処理などの易接着処理法が適用でき、インキ層の表面を極性付与することで、インキ層と押出し樹脂層１７との接着性を強固にさせることができる。インキ層のない基材フィルム１１面が露出している面にはＡＣ層１３が露出しているので、押出し樹脂層１７と強固に接着することができる。即ち、基材フィルム１１と押出し樹脂層１７とはインキ層１５があっても、全面で強固に接着することができる。易接着処理法としては、技術の安定さやコスト面からコロナ放電処理が好ましい。

（第４工程）第４工程は前記基材フィルムのアンカーコート層とインキ層とを有する面へ、押出しラミネーション法で押出し樹脂層を積層する工程である。

（ＥＣ法）ＥＣ法は、所謂、当業者がエクストルージョンコーティング（ＥＣ）と呼ぶ方法である。まず、押出機で、押出し樹脂を加熱し溶融させて、Ｔダイスで必要な幅方向に拡大伸張させてカーテン状に押し出す。該溶融樹脂をフィルム上へ流下させて、ゴムロールと冷却した金属ロールとで挟持することで、押出し樹脂層１７Ａの形成と、基材フィルムへの接着と積層が同時に行われる。また、ゴムロールと金属ロールとで挟持する場合に、溶融樹脂面へ別のフィルム状基材を供給し共に挟持させると、基材フィルム１１／押出し樹脂層１７Ａ／別フィルム状基材の３層が、接着し積層されて、１回の加工工程で３層構成にできる。該方法は、当業者が、ポリサンドと呼ぶ方法である。押出樹脂層を複数層とする共押出ラミネーション法でもよい。

（押出し樹脂）押出し樹脂層１７Ａと押出し樹脂層１７Ｂは、同じ材料でも異なる材料でもよく、例えばポリエチレン（低密度（ＬＤＰＥ）・線状（ＬＬＤＰＥ））、ポリプロピレン、ポリブテン１などのオレフィン系樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体などのオレフィン系共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）などのオレフィンと他のモノマーとの共重合樹脂、エチレン−不飽和酸共重合体を金属架橋したアイオノマー、ポリエチレン若しくはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸・メタクリル酸・マレイン酸・無水マレイン酸・フマ−ル酸・イタコン酸などの不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂、またはエチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム、エチレン−ブタジエン共重合体などのオレフィンを主成分とする弾性共重合体などの熱可塑性エラストマーなどが適用することができる。これらは、単独または２種以上の、混合体（ブレンド）あるいは複数積層体として用いても良い。
好ましくは、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ−樹脂、オレフィンと他のモノマーとの共重合樹脂である。線状ポリエチレンとしては、具体的には、メタロセン触媒を用いて重合したエチレン‐αオレフィン共重合体を使用することができる。さらに好ましくは接着性の高いエチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）、アイオノマー、不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂などの共重合樹脂である。

また、押出ラミネーション用の押出樹脂には、熱可塑性エラストマー、例えば、ジエン系ゴム、水素添加ジエン系ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム・エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム・エチレン−ブタジエン共重合体などのオレフィンを主成分とする弾性共重合体などのオレフィンエラストマー、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体樹脂、軟質ポリプロピレンなどを混合して、硬度度合（柔軟性）を調整しても良い。さらに、着色剤、顔料、体質顔料、充填剤、滑剤、可塑剤、界面活性剤、増量剤などの添加剤を加えても良い。押出ラミネーション用の樹脂層の厚さは、５〜２００μｍ程度、好ましくは１０〜１００μｍである。

図２に示す積層体は、第４工程の前記基材フィルムのアンカーコート層とインキ層とを有する面へ、押出しラミネーション法で押出し樹脂層を積層する工程において、まず、溶融樹脂面へ別のフィルム状基材（機能性フィルム１９）としてアルミニウム箔を供給し、ゴムロールと金属ロールとで共に挟持させることで、基材フィルム１１／押出し樹脂層１７Ａ／アルミニウム箔（機能性フィルム１９）の３層が接着積層した後に、さらにアルミニウム箔（機能性フィルム１９）面へ、ＥＣ法で押出し樹脂層１７Ｂを形成するように製造すればよい。

（機能性フィルム）機能性フィルム１９としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔、ポリビニルアルコール樹脂、又はエチレン−ビニルアルコール共重合体の鹸化物などのガスバリアー性機能を有するフィルムが好適に用いられる。また機能性フィルム１９は、単層でも複数層からなっていてもよい。

以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、これに限定されるものではない。

（実施例１）基材フィルムとして、ＰＥＴフィルム（東洋紡績社製、商品名エステルフィルムＥ５１００）を用い、（第１工程）ＡＣ剤としてポリエチレンイミン系ＡＣ剤（日本触媒社製、商品名エポミンＰ１０００）を用いて、乾燥後に０．２ｇ／ｍ²となるように、ロールコート法で塗布し乾燥し、（第２工程）ＡＣ層面へインキとしてポリウレタン系インキ（東洋インキ社製、商品名ファインスター）黄、赤、藍、墨の４色で所望の印刷図柄をグラビア印刷法で印刷し、（第３工程）該インキ面へ公知のコロナ処理を行い、（第４工程）該コロナ処理インキ面へ、押出し樹脂としてＬＤＰＥ（日本ポリオレフィン社製、商品名ＬＣ６００Ａ）を用いて、ＥＣ法で厚さ３０μｍの押出し樹脂層を形成して、実施例１の積層体を得た。

（実施例２）基材フィルム及び第１〜３工程は実施例１と同様に行った後に、押出し樹脂としてＬＤＰＥ（日本ポリオレフィン社製、商品名ＬＣ６００Ａ）を用いて、ポリサンドＥＣ法で、厚さ７μｍのアルミニウム箔を積層し、該アルミニウム箔面へ、押出し樹脂としてポリオレフィン系樹脂（三井デュポン社製、商品名ニュクレルＮ１１０８Ｃ）を用いて、ＥＣ法で厚さ３０μｍの押出し樹脂層を形成して、実施例２の積層体を得た。

（実施例３）基材フィルムとして、厚さ２５μｍのＰＰフィルムを用いる以外は、実施例２と同様にして積層体を得た。

（比較例１）コロナ処理を行わない以外は、実施例２と同様にして積層体を得た。

（比較例２）ＡＣ層を設けない以外は、実施例２と同様にして積層体を得た。

（比較例３）ＡＣ層を設けず、かつコロナ処理を行わない以外は、実施例２と同様にして積層体を得た。

（評価方法）評価は積層体の基材フィルムと押出し樹脂層間の、インキ部及び無地部のラミネート強度で行い、テンシロン（東洋ボールドウィン社）を使用し、引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、Ｔ字剥離にて測定した。ラミネート強度が１００ｇ／１５ｍｍ幅以上を合格とし「○印」で、１００〜１０ｇ／１５ｍｍ幅も不合格とし「△印」で、１０ｇ／１５ｍｍ幅以下を不合格とし「×印」で示し、その結果を表１へ示した。

（評価結果）ラミネート強度は、実施例１〜３ではいずれもインキ部及び無地部の両方とも合格であったが、比較例１〜３ではインキ部及び無地部の両方又はいずれかのラミネート強度が不合格であった。

本発明の１実施例で製造された積層体の断面図である。本発明の１実施例で製造された積層体の断面図である。

符号の説明

１：積層体
１１：基材フィルム
１３：アンカーコート層
１５：インキ層
１７Ａ、１７Ｂ：押出し樹脂層
１９：機能性フィルム

Claims

（１）基材フィルムへアンカーコート層を形成する工程と、（２）該アンカーコート層面へインキ層を形成する工程と、（３）該インキ層の表面をコロナ放電処理、プラズマ処理、オゾンガス処理、又はフレーム処理で極性を付与する工程と、（４）前記基材フィルムのアンカーコート層とインキ層とを有する面へ、押出しラミネーション法で押出し樹脂層を積層する工程と、からなることを特徴とする積層体の製造方法。
上記基材フィルムがポリオレフィン系フィルムで、上記アンカーコート層がポリエチレンイミン系又はポリイソシアネート系樹脂を含む層で、かつインキ層がポリウレタン系樹脂を含む層であることを特徴とする請求項１記載の積層体の製造方法。
上記基材フィルムの厚さが５〜４０μｍで、上記アンカーコート層の厚さが０．１〜０．５ｇ／ｍ²であることをを特徴とする請求項２記載の積層体の製造方法。