JP2012517915A - 柔らかな又は絹のような手触りを有する印刷可能多層シート及び該シートの製造方法 - Google Patents

柔らかな又は絹のような手触りを有する印刷可能多層シート及び該シートの製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、最下部支持層(12)、中間部の金属層(14)、及び透明又は半透明のプラスチック材料で作られる最上部層を含み、前記プラスチック材料層の最上部表面が、透明又は半透明つや消しニスで作られた柔らかな又は絹のような手触りを有するコーティング層(18)で覆われる、印刷可能な多層シート(10)に関する。
【選択図】
図１

Description

本発明は、下部支持層と、中間部の金属層と、透明又は半透明プラスチック材料で作られた上部層とを含む様式の多層シート、及び該シートを製造するための方法に関する。
プラスチック材料層と金属層とを重ね合わせることで、前記シートに光学特性が与えられ、それによって奥行きの視覚効果がもたらされ、これは、特に美感的観点から有益である。加えて、プラスチック材料の層が着色されれば、このシートは、シートの反射、色調、又はニュアンスの、特に観察角に応じた変化を特徴とする、虹のように色が変化する外観を有することができる。
この様式のシートは、例えば、包装(例えば、食物又は化粧品の包装)の分野などの特徴的分野で、又はグラフィックアートの分野で(例えば、広告などのための印刷基盤として)使用することができる。包装の分野では、シートは複数の切断及び折り曲げ作業にかけられる可能性があるので、これらの作業中に損傷しないように、適切な力学的特性を有しなければならない。
アセテートフィルム(前記フィルムは、基盤を成す紙とそれ自体が接着される金属フィルム又は金属被覆プラスチックフィルムに接着される)によって形成されるプラスチック材料層を含む多層シートは、公知である。しかし、このシートは、魅力的ではないくすみを有し、アセテートフィルムは、不愉快な手触りを有する。さらに、アセテートフィルムは、着色することができるが、前記フィルムに利用できる色の数は、非常に限られる。最後に、このシートの製造には、時間と費用がかかる2つの連続的な接着作業、すなわち、アセテートフィルムを金属フィルムに接着させることと金属フィルムを紙に接着させることが必要となる。
本発明により、これらの問題の少なくともいくつかに、簡単で有効で経済的な解決策を当てることができるようになる。
本発明は、視覚的奥行き効果及び虹のように色が変化する外観という観点から、この様式の先行技術のシートよりも有利であり、先行技術の不都合を有さず、かつ優れた印刷性、エンボス加工性、めっき性、及び(特に曲げ及び切断に関する)加工性、並びに優れた摩耗及び引っかき耐性を有する多層シートに関する。したがって、本シートは、排他的ではないが具体的には包装の分野での適用に適している。
したがって、本発明は、下部支持層と、中間部の金属層又は反射層と、上部の透明又は半透明プラスチック材料層とを含み、該プラスチック材料層の上面の少なくとも一部分が、透明又は半透明つや消しニスコーティング層によって覆われることを特徴とする、柔らかな又は絹のような手触りを好ましくは有する多層シートを提案する。
本出願では、用語「シート」とは、好ましくは可撓性である基材又は薄板をいう。このシートは、印刷可能であることが好都合である、すなわち、シートは、特に印刷技術によって、インクなどを受容することができる。
本発明によれば、つや消しニスによって形成されるコーティング層は、プラスチック材料層の上面の一部又はすべてに被覆される。このニス層は、無光沢性の外観、及び特別に心地よい柔らかな又は絹のような又はゴムのような手触りを好ましくは有する。本出願では、用語「柔らかな手触り」とは、コーティング層の上面が、好ましくは幅の狭い表面不規則性を有することに起因する可能性がある、完全につるつるでもざらざらでもない手触りをいう。ニス層は、シートの外層又は外面層を形成する、すなわち、その上面は、被覆されないままであることが意図される。それにもかかわらず、こうして形成されるシートは、印刷技術又は任意の技術によって、インク又は任意の他の製品(めっきなど)を受容することができる。ニスの無光沢性の外観によって、金属層の光沢性のメタリックな外観が失われる又は少なくとも変化してしまうと思われるかもしれないが、それどころか、プラスチック材料層につや消しニスを加えることによって、シートには特に美感的特性が与えられる。
したがって、本発明によるシートは、メタリックな及び無光沢性の視覚的外観、柔らかな又は絹のような手触り、視覚的奥行き効果を有し、また、プラスチック材料層が着色されれば、虹のように色が変化する効果を有することもできる。該シートは、好都合なことに、光学的な色調「経路」を有する、すなわち、該シートの色は、シートへの光の入射角及び/又は観察角に応じて変化する。この効果は、特に金属層とつや消しニス層との重ね合わせによるものである。ニス層は、わずかに光を回折させ、フィルターとして働く。光が入射すると(観察角約45°未満)、金属層は反射層として働き、シートは非常に輝いて色彩豊かに見える。散乱光中でシートを見ると(観察角約0°未満)、光はつや消しニス層中で回折し、シートはより暗く、色彩が乏しく見える。
本発明によるシートはまた、不透明でもあり、この不透明さは、金属層及び/又は支持層の存在によって得られる。
最後に、本発明によるシートは、好都合なことに、摩耗及び引っかき耐性を有する。これらの特性は、シートが所望の無光沢性外観を維持するのに重要である。実際、引っかき傷が、つや消しニス層に及ぶ(又はつや消しニス層が部分的に剥がれる)場合、いわゆる「光沢性の」引っかき傷(これは所望の美感的効果にとって不都合である)の形で、引っかき傷のレベル(又は剥がれた領域)で、プラスチック材料層の光沢性外観が観察される可能性がある。引っかき傷がより深く、プラスチック材料層にも及ぶ(又はプラスチック層も部分的に剥がれる)ならば、いわゆる「メタリックな」引っかき傷(これは所望の効果にとって不都合である)の形で、引っかき傷のレベル(又は剥がれた領域)で、金属層のメタリックな外観が観察される可能性がある。
本発明の特定の実施態様では、各層は、他の層とは独立に、複数の亜層を含むことができる。一例として、下部支持層は、ある基材を別の基材に重ね合わせた複数の基材によって形成することができる。金属層は、重ね合わせられた少なくとも2つのフィルム又は金属被覆を含むことができる。プラスチック材料層は、重ね合わせられた2つ以上の亜層を含むことができる。同じ様式の層の亜層は、同じ又は異なる厚さを有することができる。本発明によるシートは、各々が上に挙げた様式の構成要素の混合体によって形成されるような、1以上の複合層を任意に含むことができる。
これ以降、本発明によるシートの各層の特色を、より詳細に以下に記述することとする。
先行技術のアセテートフィルムの厚さと比較した場合に厚さが相対的に小さいような薄いコーティング層を形成するために、つや消しニスがコーティングによって被覆される。このことは、プラスチック材料層によって与えられる視覚的奥行き効果及び虹のように色が変化する外観が妨げられることを可能にしない。つや消し層は、0.1から30g/m2、好ましくは0.5から10g/m2、例えば、1から4g/m2の量で、プラスチック層上に被覆することができる。
つや消しニス層は、コート紙を製造するために使用される、FR-A1-2 833 625出願に記載されている組成に類似した組成を有することができる。したがって、つや消しニス層は、顔料及び結合剤を含み、前述のシートの柔らかな又は絹のような感触を特徴付けるために、これらの顔料のうちの少なくとも一部が、つや消しニス層の上面に現れることが意図される。顔料は、直径が10μm未満、より好ましくは3から5μmの間、例えば、約4μmであり得る。これらの顔料は、例えば、ポリウレタンマイクロビーズであり得る。
好都合なことに、これらの顔料は、つや消しニス層の上面の凸部及び凹部によって形成されるレリーフを特徴付け、凹部の底と凸部の頂点との間の距離は、例えば、約3μm以下である。この距離は、これらの顔料の平均直径に実質的に相当する。したがって、つや消しニス層のコーティング層の上面のレリーフは、幅が狭く、これによって、前記コーティング層には心地よい柔らかな又は絹のような手触りが与えられる。それに対して、レリーフが無いと、この層にはつるつるした手触りが与えられ、レリーフが過剰である又は大きいと、この層にはざらざらした手触りが与えられる。
本発明によるシートの動摩擦係数(200gの滑り片を用いるNF-Q-03-082規格に従って測定される)は、0.3から0.8の間、好ましくは0.4から0.6の間であり得る。手触りが過剰につるつるしたシートの動摩擦係数は、0.3未満であり、手触りがざらざらしたシートの動摩擦係数は、0.8超であり、これはその後、シートを使用するある種のステップ(加工、印刷など)の妨げになる可能性がある。
つや消しニス層の結合剤は、アクリル、ポリウレタン、ポリメタクリル酸メチル、スチレン・ブタジエン、酢酸ビニル、ポリアミド、ニトロセルロースもしくは任意の他のセルロース、又はこれらのものの混合物をベースとすることができる。顔料に対する結合剤の量は、約200重量%であることが好ましい。結合剤は、約500%超の伸長率を有することが好都合であり、これによって、顔料-結合剤の集合体に、しなやかさ及び柔らかさという手触り特性が与えられる。結合剤は、顔料をコーティングすることが意図され、また、その弾性特性によって、これらの顔料の手触り特性を維持することができる。結合剤が過度に硬ければ、事実、顔料の手触り特性が失われるであろう。
つや消しニス層はまた、その摩耗及び引っかき耐性を増強するために、架橋剤(例えば、ポリアジリジン、イソシアネート、メラミンホルムアルデヒド、カルボジイミド、エピクロリドリン(epichloridrine)、アルデヒド、又はジルコニウム塩をベースにしたもの)(前記コーティング層を架橋させることが意図される);付着促進剤(つや消しニス層のプラスチック材料層上への付着を増進させ、その剥離耐性を増大させる目的);及び/又は滑り剤(例えば、沈降シリカ、焼成シリカ、もしくはコロイダルシリカ、又はポリエチレンワックス、PTFEワックス、もしくはポリプロピレンワックスなど)を含むことができる。
しかし、つや消しニス層は、この層の摩耗及び引っかき耐性を増強できる、この滑り剤を含有しなくてもよい。
つや消しニス層はまた、着色することができ、つや消しニス層の着色は簡単であり、この層に利用できる色の数は、ほぼ無限である。最後に、プラスチック材料層上のつや消しニス層の被覆は、コーティングによって実施されるので、本発明によるシートの製造には、金属層の支持層上への接着作業というたった1回の接着作業が必要であり得、これは、2回の接着作業が必要である先行技術よりも経済的である。
本出願では、用語「コーティング」とは、溶媒、水、又は他の相の、液体又は半液体状溶液を、基材の表面に適用することからなる技術をいい、溶液が重合可能であれば、この適用の次に、乾燥ステップ又は架橋ステップによって硬化させるステップが続くことができる。このコーティングは、該溶液が一定の決められた厚さで基材上に適用されるように、自動制御されることが好ましい。該溶液は、厚さが0.1から30μmの間、好ましくは0.2から5μmの間、例えば、0.5から2μmの間の薄層状態で被覆されることが好都合である。コーティングは、ローラー印刷技術によって、例えば、グラビア印刷、フレキソ印刷によって、もしくはオフセット法によって、又はエアブレード(air blade)、カーテン、もしくは金属ブレードコーティング法によって実施することができる。
つや消しニス層はまた、(プラスチック材料層と同様に)透明又は半透明であり、これは、見る者が、つや消しニス層(及びプラスチック材料層)を透かして見ることができることを意味する。したがって、見る者は、本発明によるシートのつや消しニス層及びプラスチック材料層を通して、金属層を見る又は識別することができ、それゆえに、シートの視覚的奥行き効果及び虹のように色が変化する外観、並びに前記シートの金属被覆された外観と無光沢性の外観との両方を認識することができる。
本発明によるシートのプラスチック材料層は、プラスチックフィルム、着色ニスコーティングの亜層、及び/又は下塗亜層を含むことができる。プラスチック材料層はまた、複数のプラスチックフィルム、及び/又は複数の前述の様式の亜層も含むことができる。
つや消しニス層は、プラスチック材料層の下塗亜層上に被覆されることが好都合であり、ここでは、前記下塗亜層は、プラスチックフィルム又は着色ニス亜層上に、コーティングによって被覆することができる。
この下塗亜層によって、本発明によるシートに抗引っかき及び耐摩耗特性が与えられる。下塗亜層によって、事実、つや消しニス層の剥がれに対する耐性を著しく増強することが可能になるので、上に説明した通りの「光沢性」及び「メタリックな」引っかき傷の出現のリスクは制限される。下塗亜層は、付着性の下塗を形成することができる。
下塗亜層は、0.1から3g/m2、好ましくは0.5から2g/m2、例えば、1g/m2の量で、コーティングによって被覆することができる。下塗亜層は、厚さが小さく、0.1から3μmの間である。この下塗亜層は、アクリルポリマー、ポリウレタンポリマー、酢酸ビニルポリマー、スチレン・ブタジエンポリマー、ポリアミドポリマー、ポリエステルポリマー、シランポリマー、及びポリシロキサンポリマー、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、尿素及びアルデヒド系ポリマー、並びにこれらのものの混合物をベースとすることができる。
この下塗亜層の被覆は、つや消しニス層の被覆に使用される技術と同じコーティング技術によって、又は任意の他のコーティング技術によって実施することができる。
プラスチック材料層のプラスチックフィルムは、合成もしくは天然であり得、例えば、化石もしくは植物ベースであり得る、又は該プラスチックフィルムは、リサイクルによって得ることができる。該プラスチックフィルムは、無色とすることができる、又は建染め染色することができる。特に、該プラスチックフィルムは、厚さが1から1000μmの間、好ましくは4から200μmの間、例えば8から50μmの間である。本発明の一実施態様の特定の例では、プラスチックフィルムは、厚さが約12又は23μmである。該プラスチックフィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ乳酸系ポリマー(PLA)フィルム、又は任意の他のセルロース系ポリマーのフィルムである。しかし、他の透明又は半透明プラスチック材料が適切である可能性もある。
プラスチックフィルムは、少なくとも片面を、着色ニスコーティング亜層で(少なくとも部分的に)コーティングすることができる。その代わりに、又は補足的特色として、着色ニスコーティング亜層が、金属層の上面を少なくとも部分的に覆うことができる。
着色ニスは、ニトロセルロース、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、セルロース、ビニル、ポリアミド、又は他の様式のものであり得る。プラスチック材料層は、1以上の着色ニスコーティング亜層を含むことができる。着色ニスの被覆は、つや消しニス層の被覆に使用される技術と同じコーティング技術によって、又は任意の他のコーティング技術によって実施することができる。
この着色ニスは、厚さが0.1から30μmの間、好ましくは0.5から10μmの間、例えば、1から4μmの薄層状態で被覆されることが好都合である。着色ニスは、0.1から30g/m2、好ましくは0.5から10g/m2、例えば、1から4g/m2の量で被覆することができる。着色ニスは、顔料染料(pigment dye)、二酸化チタン顔料、又は真珠光沢顔料(MERCK社によって販売されているIriodin(登録商標)など)などのフィラーを含むことができる。着色ニスはまた、プラスチックフィルム又は金属層上への付着を増進させるために、付着促進剤を含むことができる。
金属層又は反射層は、1以上の金属フィルムによって形成することができる。その代わりに、又は補足的特色として、プラスチック材料層の下面の少なくとも一部が、例えば、真空金属被覆による又は金属インクで印刷又はコーティングすることによる金属被覆によって覆われる。
本出願では、あらかじめ形成し、次いで、例えば接着によって、基材の表面に固定することができる金属フィルムは、基材の表面上に直接形成される金属被覆と区別される。
本発明によるシートの金属層は、アルミニウム、銀、クロム、スズ、金属酸化物などを含むこともできるし、これらの成分の1種又はこれらの成分の混合物からなることもできる。
金属層の厚さは、1nmから1000nmの間、例えば、1nmから500nmの間、好ましくは10nmから100nmの間、より好ましくは10nmから50nmの間であり得る。本発明の一実施態様の特定の例では、金属層は、厚さが数ミクロン、例えば約6μmのアルミニウムシートによって形成される。一実施態様の別の例では、金属層は、厚さ数ナノメートル又は数十ナノメートル、例えば厚さ約20nmの被覆によって形成される。
下部支持層は、少なくとも1枚の紙、厚紙、プラスチックフィルム、又はシート形状の任意の基材(革又は織布もしくは不織布など)を含むことができる。紙は、任意の様式のもの(上質紙、薄紙、トレーシングペーパーなど)であり得る。プラスチックフィルムは、例えば、ポリプロピレン製又はポリエチレン製であり得る。この下部層は、完成品すなわち多層シートを加工可能にするために、変形可能、特に折り曲げ可能であることが好ましい。
支持層が紙であるならば、支持層は、坪量が60から500g/m2の間、例えば200から300g/m2の間であり得る。支持層は、例えば、テクスチャード(textured)紙(Arjowiggins社によって販売されているVelin Arches(登録商標)300g/m2紙など)又はコート紙、例えばクロム上でコーティングされた紙(Zanders社によって販売されているChromolux(登録商標)250g/m2紙など)であり得る。この紙は、つるつるした又はざらざらしたものであり得る。
本発明による多層シートの材料は、好都合なことに、シートの加工及び印刷作業中の機械による及び/又は熱による比較的顕著なストレスに耐えることができるように選択される。本発明によるシートは、折り曲げ作業、めっき作業、及び他の作業に特に適している。
本発明によるシートは、本出願で定義する通り、下部支持層、中間部の金属層、上部の透明又は半透明プラスチック材料層、及び透明又は半透明つや消しニスコーティング外層からなることができる。このニスは、柔らかな又は絹のような手触りを有することが好ましい。プラスチック材料層は、プラスチックフィルムと着色ニス亜層、又はプラスチックフィルムと下塗亜層、又はプラスチックフィルムと2つの亜層(それぞれ着色ニス及び下塗の亜層)からなることができる。
本発明はまた、上で述べた通りの多層シートを製造する方法であって、
a)プラスチック材料層の下面に金属被覆を適用すること、又はプラスチック材料層を金属フィルムに接着させること、
b)プラスチック材料層の上面をつや消しニス層でコーティングすること(ここでは、ステップ(b)は、ステップ(a)の前又は後に実施される)、次いで
c)金属層の下面を支持層の上面に接着させること
からなるステップを含むことを特徴とする、前記方法に関する。
プラスチック材料層の上面は、上に見る通り、印刷技術、例えばグラビア印刷によって、ステップ(b)においてつや消しニス層でコーティングすることができる。プラスチック材料層の上面はまた、上で述べた通り、真空金属被覆、又は金属インクで印刷又はコーティングすることによって、ステップ(a)において金属被覆で覆うこともできる。
プラスチック材料層が、プラスチックフィルムと着色ニスとを含む場合、該方法は、ステップ(a)の前に、プラスチックフィルムの表面上に又は金属フィルムの上面に、前記着色ニスの亜層をコーティングすることによって被覆することからなるステップを含むことが好ましい。
好都合なことに、プラスチック材料層が、プラスチックフィルムと下塗亜層とを含む場合、該方法は、ステップ(b)の前に、プラスチックフィルムの上面に前記下塗亜層をコーティングすることによって被覆することからなるステップを含む。
該方法はまた、プラスチックフィルムをコロナ効果処理にかけることからなるステップを含むことができる。この処理は、強力な電界の影響下で、このフィルムの表面で酸素分子をイオン化させることを含む。これは、つや消しニス層のプラスチックフィルム上への付着を増強する効果を有する。
該方法はまた、ステップ(b)の後に、上で説明した通り、摩耗耐性を増強するためにつや消しニス層の架橋を生じさせることからなるステップも含むことができる。
添付の図面に関して、非限定的な例として提供する以下の説明を見れば、本発明をより十分に理解することができ、また、本発明の他の詳細、特色、及び利点がより明らかになるであろう。
本発明による印刷可能なシートの透視的な分解組立概略図である。 図1のシートの断面概略図である。 本発明によるシートの代替実施態様の概略図である。 本発明によるシートの代替実施態様の概略図である。 本発明によるシートの代替実施態様の概略図である。 本発明によるシートの代替実施態様の概略図である。 本発明によるシートの代替実施態様の概略図である。 本発明によるシートの代替実施態様の概略図である。 本発明によるシートの代替実施態様の概略図である。 シートをコーティングする装置の概略図であり、本発明による製造方法のステップを示す。 本発明によるシートのつや消しニス層の上面の走査型電子顕微鏡(SEM)画像である。ここでは、倍率は×500である。 本発明によるシートのつや消しニス層の上面の走査型電子顕微鏡(SEM)画像である。ここでは、倍率は×2000である。 図11及び12のシートのつや消しニス層の表面トポグラフィーを示す画像である。 L系における、図11及び12のシートの、観察角に応じた前記シートの色の変化を示すグラフである。 a*、b*系における、図11及び12のシートの、観察角に応じた前記シートの色の変化を示すグラフである。
本発明による多層シート10、すなわち、ある基材を別の基材に重ね合わせた複数の層を含むシートを示す図1及び2を最初に参照されたい。前記シートは、好都合なことに印刷可能であり、例えば、食品、又は香水などの化粧品の包装の分野で使用することができる。
このシート10は、本質的に、4つの層又は階層、すなわち、下部支持層12と、該支持層12上の中間部の金属層14と、該金属層14上の上部のプラスチック材料層16と、該プラスチック材料層16上の好ましくは柔らかな又は絹のような手触りを有するつや消しニスの外層18とを含む。
金属層14によって、該シートにメタリックな及び光沢性の外観が与えられ、透明又は半透明のプラスチック材料層12によって、該シートには、視覚的奥行き効果が与えられ、また、該プラスチック材料層が着色されると、虹のように色が変化する外観が与えられる。ニス外層18は、無光沢性及び透明又は半透明であり、これは、金属層のメタリックな外観と組み合わさって、極めて美的な視覚効果(これは、上に挙げた奥行き効果及び虹のように色が変化する外観によって増強される)をもたらす。つや消しニス外層18のむき出しの上面はまた、好ましいことに、手触りが柔らかである。したがって、本発明によるシートは、触感も見た目も心地よいものであり得る。
本発明によるシートの様々な層、及び特にこれらの組成及び特徴を、より詳細に以下に記述する。
下部支持層12は、紙、厚紙、プラスチックフィルム、又は繊維性もしくは非繊維性シート形状の任意の基材(革、織布、又は不織布など)によって形成することができる。この下部層12は、完成品すなわちシート10を加工可能にするために、変形可能、特に折り曲げ可能であることが好ましい。
例えば、以下の紙を、支持層12として使用することができる:Zanders社によって販売されている250g/mm2 Chromolux(登録商標)、並びにArjowiggins社によって販売されている250g/mm2 Maine Gloss(登録商標)、240g/mm2 Conqueror Wove(登録商標)、240g/mm2 Conqueror Laid(登録商標)、及び300g/mm2 Velin Arches(登録商標)。
支持層12の上面20は、溶剤系又は水系接着剤を用いて金属層14の下面22に接着される。例えばポリエチレン系接着剤などの多くの種類の接着剤を使用することができる。
金属層14は、例えば、アルミニウム、銀、クロム、スズ、金属酸化物など、又は後者の化合物の混合物、を含む又はそれらからなる金属フィルム又は金属被覆によって形成することができる。
金属層14が金属被覆である場合、この被覆は、真空金属被覆又は金属インクを用いるコーティング又は印刷という周知の技術を用いて、プラスチック材料層16の下面26に形成される。この金属被覆は、厚さ28が約20nm程度であり得る。
金属層14が金属フィルムである場合、前記フィルムの上面24は、プラスチック層16の下面26に接着される、又は該プラスチック層は、金属フィルムの上面24上に(コーティングによって)被覆される。金属フィルムは、厚さ28'が約6μm程度であり得る。
プラスチック材料層16を金属フィルム14に接着させるのに使用する接着剤は、金属フィルムを支持層12の上面20に接着させるのに使用するものと同一でも異なってもよい。
プラスチック材料層16は、プラスチックフィルム30、着色ニスコーティング亜層32(これは、前述のつや消しニスとは異なる)、及び/又は下塗亜層33(これは、外層18の付着を増進させ、外層が剥がれることを防ぐ又は少なくとも制限するためのものである)を含むことができる。
コーティング亜層32は、示される例の場合と同様、プラスチックフィルム30と金属層14との間、つや消しニスの外層18とプラスチックフィルム30との間、又は下塗亜層33とプラスチックフィルム18との間に位置することができる。
下塗亜層33は、示される例の場合と同様、必ずつや消しニス外層18の直下に位置し、プラスチックフィルム30又は着色ニス亜層32の上面にコーティングによって被覆することができる。
プラスチックフィルム30、コーティング亜層32、及び下塗亜層33は、見る者がこれらを通して金属層14を識別する又は見ることができるように、透明又は半透明の材料で作られる。
上に見る通り、プラスチックフィルム30の下面28は、金属フィルムの上面24に接着させることができる、又は金属被覆によって直接コーティングすることができる。プラスチックフィルムの上面は、ニスのコーティング亜層32によって、又は、プラスチック層16が亜層32、33を含まない場合には直接的につや消しニスの外層18によって覆うことができる。
或いは、コーティング亜層32は、金属フィルム14の上面24上に被覆され、次いで、該コーティング亜層の上面が、プラスチックフィルム30の下面28に接着される、又は、プラスチック層16がフィルム30を含まない場合にはつや消しニスの外層18によって覆われる。下塗亜層33は、亜層32と外層18の間に挿入できる。
コーティング亜層32をプラスチックフィルム30上に接着させるのに使用する接着剤は、上に挙げたものと同一でもよいし、異なる接着剤であってもよい。
プラスチック材料層16は、厚さ34が1から1000μmの間、好ましくは4から200μmの間、例えば、10から50μmの間である。
例えば、コーティング亜層32は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミドによって形成することができる、又は、コーティング亜層32は、アクリルポリマー、ビニルポリマー、セルロースポリマー、ニトロセルロースポリマーなどであり得る。プラスチックフィルムは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ乳酸系ポリマー(PLA)フィルム、又は任意の他のセルロース系ポリマーのフィルムであり得る。
プラスチックフィルム30及び/又はコーティング亜層32は、着色又は染色することができる。コーティング亜層32の着色は、染料及び/又は顔料を加えることによって成すことができる。コーティング亜層32はまた、炭酸カルシウム、シリカ、二酸化チタン、真珠光沢顔料などのフィラー;及び/又はポリエステル、ポリシロキサン、もしくは付着を増進させる任意の他のポリマー、をベースにした付着促進剤(BYK Chimie社によって販売されているBYK 4510又はBASF社のLaropal A81など)も含むことができる。
下塗亜層33は、ポリエステル、ポリシロキサン、アクリル、ポリウレタン、酢酸ビニル、エポキシ、又は、プラスチックフィルムに良好に付着する任意の他のポリマーなどのポリマーをベースにすることができる。
つや消しニス外層18は、示される例と同様、プラスチック層16の上面に、すなわち、プラスチックフィルム30、コーティング亜層32、又は下塗亜層33の上面に、コーティングによって被覆される。
つや消しニス層、及び場合によってはプラスチック材料層16の亜層は、図10に関してより詳細に以下に記述するようなグラビア印刷と呼ばれるローラーコーティング技術によって被覆されることが好都合である。とはいえ、オフセット、フレキソ印刷、セリグラフィーなどの、他のローラーコーティング技術も、これらの生成物の被覆のために使用することができるし、エアブレード、カーテン、トレイリングブレード(trailing-blade)、又はスクレーパーコーティング(scraping coating)法も使用することができる。
つや消しニスの上面36は、心地よい柔らかな又は絹のような手触りを有するために、レリーフ状であることが好ましい。このレリーフは、幅の狭い表面不規則性によって得られる、すなわち、表面36は、完全につるつるでもざらざらでもない。
この表面不規則性は、少なくともその一部が外層18の上面に現れる、前記外層に含有される顔料38によって得ることができる。この場合、該外層は、前記顔料38に加えて、結合剤を含むことができる。
顔料38は、ポリウレタン、ポリプロピレン、アクリル、又はシリカのビーズであり得、結合剤は、ポリウレタン、アクリル、PMMA、ニトロセルロースもしくは任意の他のセルロース、又は上述のものの混合物をベースにすることができる。
外層18の上面36のレリーフは、図11から13に関してより詳細に以下に記述する通り、凸部及び凹部によって形成され、ここでは、凹部の底と凸部の頂点との間の距離は、約3μm以下、例えば、約2μm程度であり得る。
つや消しニス外層18はまた、着色することもでき、ここでは、その着色は、染料、顔料、真珠光沢顔料、又はニスの色を変える任意の他の製品を加えることによって成すことができる。上に見る通り、プラスチック材料層16(すなわち、プラスチックフィルム30、コーティング亜層32、及び/又は下塗亜層33)も、着色することができ、これによって、シートに関する幅広い色選択が達成できるようになる。
つや消しニス外層18はまた、架橋剤、滑り剤、及び/又は付着促進剤も含むことができる。架橋剤は、例えば、アジリジン、ポリアミン、アミドエピクロロヒドリン(epichlorohydrin-amide)、又はジルコニウム塩もしくはアルデヒド塩がベースである。滑り剤は、沈降シリカ、焼成シリカ、もしくはコロイダルシリカ、又はポリエチレンワックス、もしくはポリプロピレンワックスであり得、付着促進剤は、例えば、ポリオレフィンポリマーであり得る。
以下の製品を、本発明によるシートにおけるつや消しニスとして使用することができる:沈降シリカ、焼成シリカ、もしくはコロイダルシリカ、又はポリエチレンビーズもしくはアクリルビーズ。
図3から9は、本発明による多層シートの代替実施態様を示す。
図3のシート310は、支持層312を含み、支持層312の上に、下面が金属被覆314によって覆われ上面が着色ニスコーティング層332によって覆われたプラスチックフィルム330が接着される。柔らかな又は絹のような手触りを有するつや消しニスの外層318は、コーティング亜層332の上面、又はコーティング亜層332上に被覆された下塗亜層333の上面を覆う。このシート310の製造には、たった1回の接着又は密着作業が必要となる。
図4のシート410は、金属層が金属フィルム414によって形成されるという点で、図3のシートと異なる。このフィルム414の上面は、プラスチックフィルム430の下面に接着され、フィルム414の下面は、支持層412に接着される。図3の場合と同様に、着色ニス亜層432は、コーティングによってプラスチックフィルム430上に被覆され、次いで、つや消しニス外層418が、亜層432、又は亜層432上に被覆された下塗亜層433上に、コーティングによって被覆される。
図5のシート510は、これがプラスチックフィルムを有しないという点で、図4のシートと異なる。このシートのプラスチック材料層は、この場合には、着色ニスのコーティング亜層532によって、また任意に下塗亜層533によって形成され、これらは、つや消しニス外層518と金属シート514との間に挟まれ、該金属シートは、支持層512にそれ自体が接着される。
図6のシート610は、プラスチックフィルム630と着色ニス亜層632の位置が逆になっているという点で、図4のシートと異なる。亜層632は、金属シート614の上面にコーティングによって被覆され、金属シート614の下面は、支持亜層612に接着される。プラスチックフィルム630の下面は、層632の上面に接着され、プラスチックフィルム630の上面は、つや消しニス外層618又は外層618が被覆する下塗亜層633のコーティングによって覆われる。
図7のシート710は、上面につや消しニス外層718を、また任意に下塗亜層733を受容するプラスチックフィルム730の下面にあらかじめ被覆されたコーティング亜層732の下面に形成される金属被覆714によって金属層が形成されるという点で、図6のシートと異なる。この構築物が、支持層712に接着される。
図8のシート810は、これが着色ニス亜層を有しないという点で、図3のシートと異なる。つや消しニス外層818は、プラスチックフィルム830の上面に、又は前記プラスチックフィルムの上面に被覆される下塗亜層833上に被覆される。プラスチックフィルム830の下面は、金属被覆814で覆われ、次いで、この金属被覆が、支持層812に接着される。
同様に、図9のシート910は、これが着色ニス亜層を有しないという点で、図4のシートと異なる。つや消しニス外層918は、プラスチックフィルム930の上面に、又はプラスチックフィルムの上面にそれ自体が被覆される下塗亜層933上に被覆される。プラスチックフィルムの下面は、金属フィルム914の上面に接着される。この金属フィルム914の下面は、支持層912に接着される。
示されていない別の代替形態では、図3〜9のつや消しニス層を、つや消しニス層で覆われたフィルムによって置き換えることができる。この場合、該フィルムは、つや消しニス層の基盤として働くであろう。
本発明によるシートの様々な層は、紙コーティングの古典的手段、例えば、カーテン法、エアブレード法、グラビア印刷法、又はフレキソ-グラビア印刷法によって、基盤紙に適用することができる。これらの層は、例えば多層カーテン法によるたった1回の通過で被覆することができる。
図10は、本発明によるシートの製造のステップを示す。このステップは、溶液状コーティング層(つや消しニス、着色ニス、及び/又は下塗)を、基材(これは、つや消しニスの場合にはプラスチック層;着色ニスの場合にはプラスチック材料層のプラスチックフィルム、又は金属層;及び下塗の場合にはプラスチックフィルム又は着色ニス亜層;である)上に、グラビア印刷と呼ばれる印刷技術によって被覆することである。
グラビア印刷は、ローラー印刷技術であり、ここでは、溶液106は、多孔ローラー100から、塗布ローラー104によってシート基材102へと移動する。
ローラー104の円柱の外表面は、例えば、溶液106を受容するセルを彫るために、レーザーによって、又はダイアモンドを用いて彫刻される。これらのセルの形及び大きさによって、基材102上に被覆されることとなる溶液の量が決まる。
ローラー100は、溶液106を含有する容器108内で、ローラーの回転軸を中心に回転する。ブレード110は、ローラー上の過剰な溶液を除去するために、ローラー100の外表面と接触している。
溶液106は、多孔ローラー100から、塗布ローラー104へ、次いで、対向ローラー112によって塗布ローラーに接触される基材102へと移動する。
これ以降、本発明によるシートの実施態様の例を以下に記述することとする。
(実施例1:赤色多層シートの製造)
図7に示す様式の印刷可能な多層シート(下塗亜層733を有しない)を、下部支持層としてのArjowiggins社のMain Gloss(登録商標)250g/m2紙、金属層としての厚さ20nmのアルミニウム被覆、厚さ3μmの赤色のニス、プラスチック層としての厚さ12μmのPETフィルム、及び次の組成を有するつや消しニスから製造した:
-平均直径が約4μmである33重量%のポリウレタンマイクロビーズ(Dainishiseika社によってDaiplacoat(登録商標)という名称で販売されている)、
-平均直径が5μmの0.3重量%の沈降シリカ粒子(滑り剤として作用する)(Grace Division社によってSiloid(登録商標)という名称で販売されている)、及び
-ポリウレタンとアクリルとの混合物をベースにした66.7重量%の結合剤(Lamberti社によってRolflex PAD(登録商標)の名で販売されている)。
顔料に対する結合剤の量は、ほぼ200重量%であり、結合剤は、500%超の伸長率を有する。
最初に、PETフィルムの下面を、グラビア印刷によって、3から4g/m2の量の赤色ニスコーティング層によって覆った。乾燥後、このフィルムの既にニスがけされた表面上に真空金属被覆を行う。このフィルムの上面を、1.5から2g/m2の量のつや消しニスコーティング層のグラビア印刷によって覆う。次いで、得られた構築物を、溶剤系接着剤を用いて、Main Gloss(登録商標)紙に接着させ、接着剤を乾燥させた後、本発明による印刷可能な赤色多層シートを得る。
(実施例2:下塗亜層をさらに有する実施例1の様式の多層シートの製造)
図7の様式の印刷可能な別の多層シート(下塗亜層733を有する)を、支持層(この場合にはこれはMain Gloss(登録商標)300g/m2紙によって形成される)以外は実施例1で使用したのと同じ製品を用いて作製した。下塗亜層は、Luminescence社によって商品番号10843X又は11035Gで提供される。この場合には前処理済みアクリルである下塗亜層を、約1g/m2の量で、PETフィルムの上面に被覆する。
(実施例3:つや消しニス外層に架橋剤をさらに含む実施例1の様式の多層シートの製造)
つや消しニス外層は、実施例1に列挙した製品に加えて、DSM Neoresin社によってCX1000の名で販売されている、アジリジンをベースにした架橋剤を含む。
(実施例4:つや消しニス外層に付着促進剤をさらに含む実施例1の様式の多層シートの製造)
つや消しニス外層は、実施例1に列挙した要素に加えて、BYK Chimie社によって販売されているBYK 4500付着促進剤を含む。
(実施例5:着色ニス亜層に付着促進剤をさらに含む実施例1の様式の多層シートの製造)
実施例1の着色ニス亜層は、この場合には、実施例5の付着促進剤をさらに含む。
(実施例6:実施例1で得られた多層シートのコロナ効果処理)
厚さ12μmのPETフィルムを、コロナ効果によって処理し、次いで、このフィルムを使用して、実施例1の様式のシートを製造する。
(実施例7:つや消しニス外層に滑り剤を含まない実施例1の様式の多層シートの製造)
新規シートを、滑り剤(沈降シリカ)を有しないつや消しニス外層以外は、実施例1の製品から製造する。
(実施例8:図3の様式の別の多層シートの製造)
図3の様式の印刷可能な多層シート(下塗層333を有しない)を、実施例1の製品と同じ製品を用いて製造した。
(実施例1から8で得られたシートの摩耗試験の結果)
上の実施例1から8で得られたシートに関して、Braive Instrument社のWashability(登録商標)装置で摩耗試験を実施した。試験することとなる各シートは、その上を1kgのおもりを用いてこすられるものとされる。おもりを30cm2の面積のシート上に置き、シート上を3秒毎に1サイクルの速度で40サイクル往復させる。
結果は、シート上のおもりの移動領域上の(肉眼で視認可能な)顕著な引っかき傷の数を計数することによって、また、シートのプラスチック材料層が見えるような光沢性の引っかき傷と、シートの金属層が見えるようなメタリックな引っかき傷とを識別することによって評価した。
下の表は、これらの試験の結果を示す。
Figure 2012517915
実施例8で得られたシートの光沢性の引っかき傷の数は、実施例1で得られたシートのものよりも少ない。(プラスチックフィルム上ではなく)着色ニス亜層上につや消しニス外層が被覆されることによって、シート上の前記外層の付着及び接着を増進させることができる。しかし、実施例8のシートにはメタリックな引っかき傷が見られ、非常に目立つ。実施例1のシート上の光沢性の引っかき傷の数は、比較的多いが、メタリックな引っかき傷はないので、このシートは、実施例8のシートよりも好ましい。
シートのつや消しニス外層の付着を増進させるコロナ効果処理(実施例6)は、プラスの結果を提供する。
引っかき傷がほとんど消えているので、つや消しニス外層の架橋も、有益な選択肢である。しかし、残存する引っかき傷は、非常に目立つ(実施例3)。
つや消しニス外層の組成物のうちの滑り剤の除去は、得られた結果に関してはプラスであった。しかし、滑り剤は、場合によっては、シート(実施例7)の製造中に相変わらず不可欠である。
つや消し外層における(実施例4)又は着色ニス亜層における(実施例5)付着促進剤の添加は、プラスの結果をもたらさなかった。
実施例2のシートを用いて、すなわち、シート上のつや消し外層の付着を増進させるために下塗亜層を使用することによって、最良の結果が得られた。試験では、光沢性の引っかき傷が１つしか観察されなかったので、これによって、前記外層が剥がれるリスクを非常に明確に制限することができるようになる。
(実施例2で得られたシートに関して実施された追加試験の結果)
実施例2で得られたシートの動摩擦係数を、200gの滑り片を用いるNF-Q-03-082規格に従って測定すると、0.52である。これは、顕著な手触りを有するのに十分に高く(＞0.3)、印刷又は加工機械でのシートの機械加工性の問題を少しも生じないのに十分に低い(＜0.8)。
図11及び12は、Zeiss EVO50走査型電子顕微鏡によってもたらされた、実施例2のシートのつや消し外層の上面の画像である。図11の倍率は、×250であり、図12の倍率は、×2000である。
ポリウレタンマイクロビーズは、つや消しニス外層にランダムに分配され、シートに柔らかな又は絹のような特有の手触りを与える幅の狭い表面不規則性を特徴付ける。
図13は、Altisurf 500によってもたらされた、前記つや消しニス外層の上面の表面トポグラフィーである。これは、凸部及び凹部によって形成された、前記上面の特有のレリーフを示す。平均の粗さ、すなわち、凹部の底と凸部の頂点との間の距離は、約3μmに等しく、これは、ポリウレタンビーズの平均直径に実質的に相当する。この粗さによって、手触りが滑らかで柔らかく、かつ絹のような外観を有する製品を得ることができるようになる。
実施例2のシートを、SPC社の変角分光光度計(spectrophoto-goniometer)のおかげで、L、a*、b*系における、観察角に応じたシートの色変化を測定する試験にもかけた。これによって、本発明によるシートの光学的「色調経路」特性を確認することができる。
図14は、シートのパラメーターLの、観察角に応じた変化を示すグラフであり、図15は、パラメーターa*及びb*の、この観察角に応じた変化を示すグラフである。
シートの色は、-70℃という観察角に対する高輝度の発光性の赤色から、+70℃という観察角に対する黒色に近い色に変わる。
実施例2のシートを、加工及び様々な印刷技術におけるシートの特性を検証するために、複数の試験にかけた。該シートを、Novaplast乾燥インク(drier ink)を用いるRoland 4色印刷機を使用するオフセット法によって印刷した。非常に良好な結果及び印刷出力を得た。該シートを、Kurz社のLuxor AB220めっきフィルムを用いたWickert熱めっき(hot-plating)にかけて、つや消しニス上へのめっきフィルムの非常に良好な付着を観察した。該シートにはまた、(工業用エンボス加工装置を用いて)高精細度のエンボス加工も認められた。該シートを、(Bernard折り曲げ機による)複数の折り曲げにかけたが、折り曲げでは、層のいかなる破断又は破損も見られなかった。
本発明によるシートは、以下に列挙する多くの利点を有する:
-該シートは、たった１回の接着又は密着作業によって製造することができ、これによって前記シートの製造コストは抑えられる;これが該当するのは、例えば、つや消し外層及びプラスチック層及び金属層が、接着剤なしで互いに固定され、金属層のみが支持層に接着される場合である;
-各ニス層又は亜層が容易に着色できるので、該シートの色は、プラスチック材料層のプラスチックフィルムに利用できる色によって制限されない;したがって、著しい追加コストなしで、低コストで特定の色のシートを製造することを想定することが可能である;
-該シートは、複数の色を任意に有することができ、ここでは、前記の色は、非常に明るい又は非常に暗いものであり得る;
-該シートは、特に、つや消しニス外層の表面特徴のおかげで、非常に柔らかな又は絹のような手触りを有する;
-該シートは、不透明であるので、例えば、封筒を製造するのに使用することができる;及び
-該シートは、非常に優れた折り曲げ性、エンボス加工性、めっき性、印刷性を有する;他。

Claims (25)

  1. 下部支持層(12)と、中間部の金属層又は反射層(14)と、上部の透明又は半透明プラスチック材料層(16)とを含み、該プラスチック材料層の上面の少なくとも一部分が、透明又は半透明つや消しニスのコーティング層(18)によって覆われることを特徴とする、多層シート(10)。
  2. 前記つや消しニス層(18)が、シートに柔らかな又は絹のような手触りを与えるために、表面不規則性を有する上面(36)を含むことを特徴とする、請求項1記載のシート。
  3. 前記プラスチック材料層(16)が、コーティングによって被覆される下塗亜層(33)を含むことと、前記つや消しニス層(18)が、前記下塗層の上面の少なくとも一部分を覆うこととを特徴とする、請求項2記載のシート。
  4. 前記下塗亜層(33)が、0.1から3g/m2、例えば、約1g/m2の量で被覆されることを特徴とする、請求項3記載のシート。
  5. 前記プラスチック材料層(16)が、プラスチックフィルム(30)を含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項記載のシート。
  6. 前記プラスチックフィルム(30)の表面又は前記金属層(14)の上面の、少なくとも一部分が、着色ニスのコーティング亜層(32)によって覆われることを特徴とする、請求項5に記載のシート。
  7. 前記プラスチック材料層(16)が、着色ニスのコーティング亜層(32)を含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項記載のシート。
  8. 前記金属層(14)の上面の少なくとも一部分が、前記着色ニスのコーティング亜層(32)によって覆われることを特徴とする、請求項7記載のシート。
  9. 前記着色ニスのコーティング亜層(32)が、フィラー及び/又は付着促進剤を含むことを特徴とする、請求項6から8のいずれか1項記載のシート。
  10. 前記金属層又は反射層(14)が、金属シート、例えば、アルミニウムによって形成されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項記載のシート。
  11. 前記金属層又は反射層(14)が、前記プラスチック材料層(16)の下面の少なくとも一部分を覆う金属被覆によって形成されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項記載のシート。
  12. 前記下部支持層(12)が、紙、厚紙、プラスチックフィルム、又は布を含むことを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項記載のシート。
  13. 前記つや消しニス層(18)が、着色及び/又は架橋されることを特徴とする、請求項1から12のいずれか1項記載のシート。
  14. 前記つや消しニス層(18)が、付着促進剤及び/又は滑り剤を含むことを特徴とする、請求項1から13のいずれか1項記載のシート。
  15. 前記つや消しニス層(18)が、顔料(38)及び結合剤を含み、これらの顔料のうちの少なくとも一部が、柔らかな又は絹のような感触を特徴付けるために、前記層の上部表面上に現れるように意図されることを特徴とする、請求項1から14のいずれか1項記載のシート。
  16. 前記顔料(38)の平均直径が、10μm未満、例えば約4μmであることを特徴とする、請求項15記載のシート。
  17. 前記顔料(38)が、前記つや消しニス層(18)の上面の凸部及び凹部によって形成されるレリーフを特徴付け、凹部の底と凸部の頂点との間の距離が、例えば約3μm以下であることを特徴とする、請求項15又は16記載のシート。
  18. 前記上面が、0.3から0.8の間、例えば0.4から0.6の間の、NF-Q-03-082規格に従って測定される動摩擦係数を有することを特徴とする、請求項1から17のいずれか1項記載のシート。
  19. 請求項1から18のいずれか1項記載の多層シート(10)を製造するための方法であって、
    a)プラスチック材料層(16)の下面に金属インク又は被覆(14)を適用すること、又はプラスチック材料層(16)を金属フィルム(14)に接着させること、
    b)前記プラスチック材料層の上面をつや消しニス層(18)でコーティングすること(ここでは、ステップ(b)は、ステップ(a)の前又は後に実施される)、次いで
    c)金属層(14)の下面を支持層(12)の上面に接着させること
    からなるステップを含むことを特徴とする、前記方法。
  20. ステップ(b)において、前記プラスチック材料層(16)の上面が、印刷技術又はコーティング技術によって、例えば、グラビア印刷によって、前記つや消しニス層(18)でコーティングされることを特徴とする、請求項19記載の方法。
  21. ステップ(a)において、前記プラスチック材料層(16)の下面が、真空金属被覆による又は金属インクを用いた印刷又はコーティングによる前記金属被覆(14)によって覆われることを特徴とする、請求項19又は20記載の方法。
  22. 請求項19から21のいずれか1項記載の方法であって、前記プラスチック材料層(16)が、プラスチックフィルム(30)と着色ニス(32)とを含む場合に、該方法が、ステップ(a)の前に、プラスチックフィルム(16)の表面上に又は金属フィルム(14)の上面に、前記着色ニスの亜層をコーティングすることによって被覆することからなるステップを含むことを特徴とする方法。
  23. 請求項19から22のいずれか1項記載の方法であって、前記プラスチック材料層(16)が、プラスチックフィルム(30)と下塗亜層(33)とを含む場合に、該方法が、ステップ(b)の前に、前記プラスチックフィルム(16)の上面に前記下塗亜層をコーティングすることによって被覆することからなるステップを含むこと特徴とする方法。
  24. 前記プラスチックフィルム(16)を、コロナ効果処理にかけることからなるステップを含むことを特徴とする、請求項22又は23記載の方法。
  25. ステップ(b)の後に、前記つや消しニス層(18)の架橋を生じさせることからなるステップを含むことを特徴とする、請求項19から24のいずれか1項記載の方法。
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