JP2018070847A - マットコート剤、マットコート層、および積層フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のバインダー樹脂は、イソシアネート基と反応可能な官能基を有するものであって、少なくとも、ポリウレタン樹脂(A)および該ポリウレタン樹脂(A)以外のその他の樹脂(B)を含む。前記イソシアネート基と反応可能な官能基としては、活性水素基を有するものであればよく、例えば、水酸基、アミノ基などが挙げられる。
本発明のポリウレタン樹脂(A)は、イソシアネート基と反応可能な官能基を有するものであれば、特に制限なく使用できるが、例えば、ジイソシアネート化合物とジオール化合物を反応させて得られたウレタンプレポリマーに、さらに、鎖伸長剤および反応停止剤を反応させて得られるものが挙げられる。
本発明のポリウレタン樹脂(A)以外のその他の樹脂(B)は、イソシアネート基と反応可能な官能基を有するものであれば、特に制限なく使用できるが、マットコート層に、印刷層に対する良好な耐ブロッキング性を付与できる観点から、疎水性を示すものが好ましい。その他の樹脂(B)としては、例えば、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、セルロース系樹脂、(メタ)アクリル系共重合体などが挙げられる。
本発明のイソシアネート系架橋剤は、イソシアネート基(イソシアネート基をブロック剤または数量体化などにより一時的に保護したイソシアネート再生型官能基を含む)を1分子中に2つ以上有する化合物をいう。イソシアネート系架橋剤は、少なくとも1種を用いればよく、2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明のマット化剤は、マットコート層の表面に微細な凹凸を形成して、光を乱反射させる材料、あるいは、マットコート層を半透明にして反射する光を弱める材料であれば、制限なく使用できるが、例えば、有機または無機の固体粒子、ワックス類などが挙げられる。マット化剤は、少なくとも1種を用いればよく、2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明のブロッキング防止剤は、マットコート層に耐ブロッキング性を付与する材料であり、例えば、前記マット化剤として挙げた無機の固体粒子やワックス類などが利用できる他、脂肪酸アミドが挙げられる。前記脂肪酸アミドとしては、例えば、ラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド、各種変性脂肪酸アミドなどが挙げられる。
本発明の有機溶剤は、上記の各成分(材料)を溶解あるいは分散させるものであれば、制限なく使用できるが、例えば、ケトン系有機溶剤(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、エステル系有機溶剤(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチルなど)、脂肪族炭化水素系有機溶剤(n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタンなど)、芳香族炭化水素系有機溶剤(トルエン、キシレンなど)、脂環族炭化水素系有機溶剤(シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタンなど)、アルコール系有機溶剤(メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなど)、ジオール化合物とその誘導体(エチレングリコール、プロピレングリコールなど)などが挙げられる。有機溶剤は、少なくとも1種を用いればよく、2種以上を組み合わせて用いることができる。前記有機溶剤は、マットコート剤の環境負荷を低く抑える観点から、エステル系有機溶剤や、アルコール系有機溶剤の含有比率を多くすることが好ましい。
本発明のマットコート剤には、さらに、目的に応じて公知の界面活性剤、帯電防止剤などの添加剤を用いることができる。
本発明のマットコート剤を調製する方法は、特に限定されず、例えば、上記の成分を順番に、あるいは同時に添加して高速攪拌装置で混合して調製することができる。なお、前記イソシアネート系架橋剤は、官能基の失効やマットコート剤のゲル化を防止するために、マットコート剤の(塗工)印刷工程の直前、例えば、印刷機にマットコート剤をセットする時、あるいはマットコート剤をセットした後に添加混合されることが好ましい。
本発明のマットコート層は、前記マットコート剤を支持体(基材)フィルムに塗工(印刷)し、熱風により有機溶剤を蒸発させて乾燥した後、好ましくは、さらにバインダー樹脂と架橋剤との架橋反応を促進させるように、加温下で保存することによって形成される。
本発明の積層フィルムは、前記支持体(基材)フィルムの前記マットコート層が設けられた面の反対面に、印刷層が設けられていることが好ましく、さらに、前記印刷層を介して、接着剤層と、シーラント層が前記反対面側から順に設けられていることが好ましい。
前記印刷層は、印刷インキ組成物から形成されるものである。印刷インキ組成物は、少なくとも、顔料、インキ用バインダー樹脂、インキ用有機溶剤を含む。
前記接着剤層は、前記印刷層と、前記シーラント層または後述する各種機能性層を接着できる接着剤から形成されるものであれば、制限なく使用できるが、ポリオール化合物を主剤とし、ポリイソシアネート化合物を架橋剤として利用した二液硬化型ラミネート用接着剤が好ましく、当該接着剤には、必要に応じて、エポキシ化合物やシランカップリング剤を含有することもできる。
前記シーラント層は、積層フィルムの製袋時のヒートシールとして用いられる熱可塑性樹脂のフィルムであれば、制限なく使用できるが、食品用包装容器として用いる観点から、例えば、無延伸ポリエチレン(CPP)フィルム、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム、ナイロン−ポリプロピレン共押し出しフィルムなどが好ましい。
本発明の積層フィルムの製造方法は、前記支持体(基材)フィルムの片面に前記マットコート剤を印刷してマットコート層を形成する工程と、当該マットコート層が設けられた面の反対面に、前記印刷インキ組成物を印刷して印刷層を形成する工程と、必要に応じ、当該印刷層の表面に接着剤を塗工して接着剤層を形成する工程と、当該接着剤層を介してシーラントフィルムを貼り合わせてドライラミネート加工をする工程を含む。なお、前記マットコート層を形成する工程は、上記のいずれの工程の間に設けてもよい。また、前記マットコート層は、前記支持体(基材)フィルムの全面に形成してもよいし、艶消し感が必要とされる支持体フィルムの一部のみに形成してもよい。
<ポリウレタン樹脂(A)の製造>
撹拌機、冷却管および窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、数平均分子量1,000のポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンアジペート)ジオール100質量部およびイソホロンジイソシアネート44.4質量部を仕込み、窒素ガスを導入しながら100〜105℃で6時間反応させた。室温近くまで放冷し、酢酸エチル318質量部、イソプロピルアルコール56質量部を加えた後、イソホロンジアミン7.1質量部、アミノエチルエタノールアミン4.2質量部を加えて鎖伸長反応させ、さらにエチレンジアミン2.4質量部を加えて反応停止させて、ポリウレタン樹脂ワニス(固形分:30質量%、ポリウレタン樹脂の質量平均分子量約12,000、分子内に含まれるイソシアネート基と反応可能な官能基は1級アミノ基および水酸基、当該官能基の個数は1級アミノ基平均2個、水酸基平均4個、理論アミン価:14.0mgKOH/g、理論水酸基価14.4mgKOH/g、表1ではポリウレタン樹脂(A)と記載)を得た。
高速攪拌装置による攪拌下、上記で得られたポリウレタン樹脂ワニス33.3質量部(固形分10質量部)に、樹脂(B)として、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体(日信化学(株)社製、商品名:ソルバインA、塩化ビニル単位:酢酸ビニル単位:ビニルアルコール単位=92:3:5、数平均分子量:30,000、表1では樹脂(B)−1と記載)を4質量部と、シリカ粒子(日本アエロジル社製、商品名:アエロジル200)を6.5質量部、ポリエチレン(PE)ワックス(三井化学社製、商品名:ハイワックス200)を3.5質量部と、ラウリン酸アミド(日本化成社製、商品名:ダイヤミッドY)を1.3質量部、有機溶剤としてメチルエチルケトン:酢酸エチル:イソプロパノール=40:40:20(質量比)の混合溶剤(表1では、混合溶剤Aと記載)を48.4質量部、架橋剤としてイソシアネート系架橋剤(三菱化学社製、商品名:マイテック NY260A、固形分:75質量%)を酢酸エチルでイソシアネート系架橋剤の固形分が50質量%になるまで希釈したイソシアネート系架橋剤溶液を3質量部加え、実施例1のマットコート剤を製造した。
グラビア印刷用黒色インキ(サカタインクス社製、商品名:ベルカラー)、酢酸エチル:イソプロパノール=80:20(質量比)の混合溶剤で、ザーンカップ(#3)流出秒数が19〜21秒の範囲になるまで希釈して印刷インキ組成物を得た。次いで、ヘリオ175線のグラビア印刷用ベタ版を備えたグラビア校正機を用いて、60℃(風量80%)の熱風で乾燥しながら、上記で得られた印刷インキ組成物を、40m/minの塗工速度で10秒間、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡社製、商品名:E−5102、膜厚:12μm)に、乾燥膜厚が約1μmになるように、塗工して、印刷層を形成した。また、PETフィルムの印刷層と反対側の面に、上記で得られたマットコート剤を上記の印刷インキ組成物と同じ塗工方法で、乾燥膜厚が約2μmになるように塗工し、PETフィルムの片面にマットコート層、他方の面に印刷層を有する積層フィルム(A)の長尺物を製造した。
さらに、上記で得られた積層フィルム(A)の印刷層側に、ウレタン系接着剤(ロックペイント社製、商品名:RU−40(主剤)/H−4(硬化剤))を塗付量4.0g/m2になるよう塗工し、ドライラミネート機によってレトルト用シーラントフィルム(三井化学東セロ社製、商品名:RXC-22、膜厚:60μm)を積層し、積層フィルム(B)の長尺物を製造した。
実施例1において、マットコート剤の製造に用いたバインダー樹脂の種類と、各成分の組成比を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、マットコート剤、積層フィルム(A)および積層フィルム(B)の長尺物を製造した。なお、表1の樹脂(B)−2は、セルロース系樹脂:セルロースアセテートプロピオネート(アセチル基:2.5%、プロピオニル基:45.0%、水酸基:2.6%、数平均分子量:25,000、イーストマンケミカル社製、商品名:482−05)である。
ヘリオ175線のグラビア印刷用ベタ版を備えたグラビア校正機を用いて、60℃(風量80%)の熱風で乾燥しながら、上記で得られた実施例および比較例のマットコート剤を、40m/minの塗工速度で10秒間、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡社製、商品名:E−5102、膜厚:12μm)に、乾燥膜厚が約2μmになるように、塗工した。
得られた塗工フィルムの塗工面積が0.2m2になるように裁断し、500mlのフラスコに入れて密閉後、80℃、10分間オーブン中で加熱して印刷物中に残存している溶剤を気化させた。フラスコ中よりガス1mlを採取し、ガスクロマトグラフィーで単位面積当たりの残留溶剤量(mg/m2)を測定し、下記の評価基準に基づいて残留溶剤量を評価した。
[評価基準]
1:残留溶剤量が3.0mg/m2未満である。
2:残留溶剤量が3.0mg/m2以上、5.0mg/m2未満である。
3:残留溶剤量が5.0mg/m2以上である。
上記の実施例および比較例の積層フィルム(A)の長尺物をロール状に巻き取って、40℃の温度条件下で3日間保管した。次いで、積層フィルム(A)の長尺物のロールを巻き戻し、マットコート層が印刷層と接着(ブロッキング)しかなったものを良好と判断し、マットコート層が印刷層と接着(ブロッキング)し、PETフィルムから部分的に剥離したものは、不良と判断した。
上記の実施例および比較例の積層フィルム(B)の長尺物を、15cm×15cmの大きさに裁断し、二つ折りにしたものの二方をヒートシーラーでシールし、成形用包装材を作製した。次いで、充填口から水:油=9:1(質量比)の混合物を詰めた後、充填口をシールして耐熱水性(レトルト滅菌処理)試験用の包装容器を作製した。得られた包装容器を、120℃の加圧熱水中で30分間加熱し、マットコート層の状態を目視で観察し、下記の評価基準に基づいて耐熱水性を評価した。
[評価基準]
1:レトルト滅菌処理を行う前後で、外観に変化が認められない。
2:熱水に浸食された形跡は残るが、マット感による優れた意匠性を維持している。
3:熱水に浸食されてマット感が喪失し、優れた意匠性が得られない。
4:熱水に浸食されてマットコート層がPETフィルムから脱離している。
A:マットコート層
B:支持体(基材)フィルム
C:印刷層
D:接着剤層
E:シーラント層
Claims (11)
- イソシアネート基と反応可能な官能基を有するバインダー樹脂、イソシアネート系架橋剤、マット化剤、ブロッキング防止剤および有機溶剤を含有するマットコート剤であって、
前記バインダー樹脂が、少なくとも、ポリウレタン樹脂(A)および該ポリウレタン樹脂(A)以外のその他の樹脂(B)を含み、
前記ポリウレタン樹脂(A)と前記その他の樹脂(B)の質量比が、1:0.4〜1:2であることを特徴とするマットコート剤。 - 前記その他の樹脂(B)が、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、セルロース系樹脂、および(メタ)アクリル系樹脂から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1記載のマットコート剤。
- 前記マット化剤が、固体粒子および/またはワックス類を含むことを特徴とする請求項1または2記載のマットコート剤。
- 前記マットコート剤の中の固形分に対して、前記バインダー樹脂の割合が、30〜95質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のマットコート剤。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のマットコート剤から形成されることを特徴とするマットコート層。
- 支持体フィルムの少なくとも片面に、請求項5記載のマットコート層が設けられていることを特徴とする積層フィルム。
- 前記支持体フィルムの前記マットコート層が設けられた面の反対面に、印刷層が設けられていることを特徴とする請求項6記載の積層フィルム。
- さらに、前記印刷層を介して、接着剤層と、シーラント層が、前記反対面側から順に設けられていることを特徴とする請求項7記載の積層フィルム。
- 成形用包装材に用いられることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の積層フィルム。
- 前記成形用包装材が、食品用包装容器であることを特徴とする請求項9記載の積層フィルム。
- 前記成形用包装材が、熱水により内容物の加熱殺菌処理が行われる食品用包装容器であることを特徴とする請求項9または10記載の積層フィルム。
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