JP3179220B2 - ラミネート加工方法、およびその方法によって得られるラミネート加工物 - Google Patents
ラミネート加工方法、およびその方法によって得られるラミネート加工物Info
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Description
と水性印刷インキを使用したラミネート加工方法および
ラミネート加工物に関し、より詳しくは、特定の官能基
を有するバインダー樹脂を含有する水性印刷インキおよ
び架橋剤を使用する事により、高いラミネート強度とボ
イル・レトルト適性を有するラミネート加工物を得る方
法に関するものである。
キを印刷して得られる包装材料は、基材の特性を反映し
て、防湿性やガスバリヤー性に優れ、細密で高い光沢と
質感を有する印刷物からなる包装材料である。更に、ラ
ミネート加工を施された包装材料では、上記の性能に加
えて、印刷インキが内容物と直接触れる事がなく、衛生
的に優れ、また袋ごとボイル・レトルト処理が可能なも
のは、内容物の殺菌や調理も簡単にできるという利点を
有している。
スチックフィルムに印刷インキを印刷した後、印刷面に
接着剤を塗布し、更にその上にプラスチックフィルムを
貼合するドライラミネート加工法、または印刷面に必要
に応じてアンカーコート剤を塗布し、更に溶融プラスチ
ックをフィルム状に積層する押出しラミネート加工法等
により、複数のプラスチックフィルムを積層する加工で
ある。
材料では、使用する印刷インキが印刷基材と良好に接着
する事はもとより、積層されるフィルムとの接着性にも
優れていなければならない。また、ボイル・レトルト処
理される場合は、ボイル・レトルトの間の積層物の層間
剥離を起こさない様に、ボイル・レトルト適性を有する
インキでなければならない。
としては、接着性、乾燥性、耐熱水性等に優れた溶剤性
バインダー樹脂を使用した、有機溶剤性印刷インキが広
く使用されていた。一方、最近では環境問題、省資源、
労働安全性等の見地から、有機溶剤の使用を極力抑えた
水性タイプの印刷インキの要望が強くなっている。特
に、ラミネート加工の施された包装材料は、食品の包装
用途としてよく使用されるため、残留溶剤の有害性が大
きな問題となり、印刷インキの水性化の要望は非常に強
い。
表面の濡れ張力が低いため、水性印刷インキを印刷する
と、インキがはじかれて良好な印刷物が得られず、ま
た、インキのフィルムに対する接着性も十分でないとい
う問題がある。更に、ラミネート加工される際に、従来
から使用されているアクリル系、スチレン−マレイン酸
系の水性バインダー樹脂からなる水性インキでは、得ら
れた包装材料はラミネート強度が不足し、また、ボイル
・レトルト適性がない等の問題がある。
キとして、ポリカーボネートジオールを含有する水性ポ
リウレタン樹脂をバインダーとして使用し、プラスチッ
クフィルムとの接着性、包装材料のラミネート強度を向
上させたもの、特願平3−354568を提案してい
る。しかし、このラミネートインキを印刷し、ラミネー
ト加工して得られる包装材料は、スナック菓子などの軽
量物の包装袋等に使用できても、例えばケチッャプ、マ
ヨネーズ等を入れたチューブを、落下させて装填する様
な苛酷な条件で使用されると、十分なラミネート強度を
有するものでなかった。
は、非常に強固なラミネート強度を有し、さらにボイル
・レトルト適性を有するラミネート加工物を得るための
ラミネート加工方法と、その方法によって得られた高性
能なラミネート物を提供する事にある。
スチックフィルムからなる基材に、水性印刷インキを印
刷して得られる印刷物のラミネート加工方法において、
分子内にケト基またはアルド基を有する水性アクリル系
共重合体からなる水性バインダー樹脂と、少なくとも2
個以上のヒドラジン残基を有するヒドラジン誘導体から
なる架橋剤とを必須成分として含有する水性印刷インキ
を印刷し、ついで溶融ポリマーまたはプラスチックフィ
ルムをラミネートする事を特徴とするラミネート加工方
法とその方法によって得られるラミネート加工物に関す
るものである。
ず、本発明で使用する印刷インキの基材としては、ポリ
オレフィン、変性ポリオレフィン、ポリエステル、ナイ
ロン等の各種プラスチックフィルムが使用でき、特に、
ケト基またはアルド基を表面に有するプラスチックフィ
ルムがより好適である。ここで、ケト基またはアルド基
を有するプラスチックフィルムを得る方法としては、プ
ラスチックフィルム表面をコロナ放電処理する方法、ま
たは、前記の官能基を有するポリマーを練り込み処理し
てプラスチックフィルムを製造する方法等がある。
ンキ組成物としては、顔料、水性バインダー樹脂、架橋
剤から主として構成される水性印刷インキ組成物が使用
できる。ここで、顔料は一般に印刷インキ、塗料などで
使用されている無機顔料、有機顔料及び体質顔料が使用
できる。
内にケト基またはアルド基を有する水溶性、自己乳化
性、または水分散性アクリル系共重合体の少なくとも1
種を必須成分とする水性バインダー樹脂が使用できる。
まず、分子内にケト基またはアルド基を有する、水溶性
または自己乳化性アクリル系共重合体としては、分子内
にケト基またはアルド基を有するラジカル重合性モノマ
ー、アクリル酸および/またはメタクリル酸、及びその
他の共重合可能なラジカル重合性モノマーを共重合して
得られる共重合体が使用できる。
有するラジカル重合性モノマーとは、分子中に少なくと
も1つ以上のケト基またはアルド基を有するラジカル重
合可能な化合物であって、具体的には、アクロレイン、
ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ホルミルスチロー
ル、ジアセトン(メタ)アクリレート、アセトニル(メ
タ)アクリレート、アルカナール(メタ)アクリレート
類、ビニルアルキルケトン類等が単独または混合して使
用できる。これらのモノマーの使用量は0.5ないし5
0重量%の範囲であり、該モノマーの使用量が前記範囲
より少ない場合は、本発明の効果が得られず、また多い
場合は、皮膜が硬くなり過ぎて好ましくない。 また、
アクリル酸および/またはメタクリル酸の使用量として
は、1ないし30重量%の範囲であり、使用量が前記範
囲より少ない場合は、水中で十分な乳化性が得られず、
また多い場合は、得られる水性インキの皮膜が硬くなり
過ぎて好ましくない。
マーとしては、具体的には、(メタ)アクリル酸のアル
キルエステル類、ヒドロキシアルキルエステル類、アル
キルアミド類、また、ラジカル重合性二重結合を1つ有
する、(メタ)アクリル酸を除く1塩基酸または2塩基
酸化合物類と、そのアルキルエステル類、アルキルアミ
ド類、ビニル基を有する芳香族化合物類が、共重合体の
ガラス転移温度を−50ないし100℃、より好ましく
は−20ないし40℃の範囲となるように、単独または
混合して20ないし98.5重量%の範囲で使用する事
ができる。
クリル共重合体を水性化するために使用する塩基性化合
物としては、アンモニア水、アルカリ金属の水酸化物な
どの無機アルカリ、有機アミン等の有機アルカリが使用
できる。一方、分子内にケト基またはアルド基を有する
水分散性アクリル系共重合体としては、分子内にケト基
またはアルド基を有するラジカル重合性モノマー、アク
リル系モノマー、及び必要に応じてその他の共重合可能
なラジカル重合性モノマーを共重合して得られる共重合
体が使用できる。
有するラジカル重合性モノマーとしては、前記モノマー
が同様に使用できる。また、アクリル系モノマーとして
は、(メタ)アクリル酸とそのアルキルエステル類、ヒ
ドロキシアルキルエステル類、アルキルアミド類で、皮
膜の強度や硬度、あるいは耐水性を良好に保つ組成で、
単独または混合して10ないし99.5重量%の範囲で
使用できる。
なラジカル重合性モノマーを共重合でき、具体的には、
ラジカル重合性二重結合を1つ有する、(メタ)アクリ
ル酸を除く1塩基酸または2塩基酸化合物類と、そのア
ルキルエステル類、アルキルアミド類、ビニル基を有す
る芳香族化合物類等が使用できる。なお、これらのモノ
マーを乳化重合して得られる共重合体のガラス転移温度
は、−50ないし100℃、より好ましくは−20ない
し40℃の範囲である。共重合体のガラス転移温度がこ
の範囲より低くなると、耐ブロッキング性が低下し、ま
た、高くなるとフィルムに対する接着性、ラミネート強
度が低下して好ましくない。
用する乳化剤としては、例えば高級アルコール硫酸エス
テル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエ
チレンアルキルサルフェート塩等の陰イオン界面活性
剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルフェノールエーテル、ソルビタン誘導
体等の非イオン系界面活性剤が使用できる。
重合体からなる水溶性、自己乳化性および水分散性バイ
ンダー樹脂は、それぞれ通常公知の方法で製造できる。
次に、本発明にかかる架橋剤としては、少なくとも2個
以上のヒドラジン残基を有するヒドラジン誘導体からな
る架橋剤が利用でき、炭素数が2ないし10の飽和脂肪
族二塩基酸のジヒドラジド化合物、具体的には、蓚酸ジ
ヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラ
ジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジ
ド、セバシン酸ジヒドラジド等、また、不飽和二塩基酸
のジヒドラジド化合物、具体的には、フタル酸ジヒドラ
ジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジ
ド、更に、炭素数2ないし4個のアルキレンジヒドラジ
ン、具体的には、エチレン−1,2−ジヒドラジン、プ
ロピレン−1,3−ジヒドラジン 、ブチレン−1,4
−ジヒドラジン等が単独または混合して使用する事がき
る。
性アクリル系共重合体を使用する場合、水性印刷インキ
の製造の段階で架橋剤を混合しておくと、時間の経過と
共に水溶性バインダー樹脂と架橋剤が反応して、インキ
の流動性や再溶解性が低下する事がある。そこで、この
場合は水性印刷インキと架橋剤とを別々に貯蔵し、印刷
直前に混合して印刷することが好ましい。本発明にかか
る架橋剤のインキ中での含有量は、架橋剤のヒドラジン
残基がバインダー樹脂のケト基またはアルド基に対し
て、0.2ないし3当量となる範囲である。
樹脂のケト基またはアルド基と、プラスチックフィルム
表面のケト基またはアルド基とを架橋させる事により、
強固な接着性を得る事ができる。そこで、架橋剤の添加
量としてより好ましくは、ヒドラジン残基がバインダー
樹脂のケト基またはアルド基に対して0.8ないし2当
量となる量である。更に、本発明の効果を低下させない
範囲で、他の性能向上を目的として、水溶性セルロース
誘導体、水性ポリウレタン樹脂、水性ポリエステル樹
脂、水性スチレン−マレイン酸系樹脂、エチレン−アク
リル系樹脂を添加する事もできる。
応じて、メタノール、エタノール、イソプロパノール、
メトキシプロパノール等の低級アルコールまたは低級ア
ルコキシプロパノール等の水混和性溶剤、および、ブロ
ッキング防止剤、消泡剤、可塑剤、成膜助剤、レベリン
グ剤等の各種添加剤を含有させる事もできる。以上の材
料から水性印刷インキを製造する方法としては、まず顔
料と水溶性バインダー樹脂を撹拌混合させた後、通常の
分散装置で顔料を分散し、更に所定の成分を添加混合し
て製造することができる。
インキと架橋剤の混合物を印刷する方法について説明す
る。本発明の水性印刷インキと架橋剤の混合物は、既知
のフレキソ印刷機、グラビア印刷機を使用して、フレキ
ソまたはグラビア印刷方式で印刷する事ができる。これ
らの印刷方式では、通常、印刷前にインキ粘度を印刷適
性粘度に調整してから印刷を行うが、先に記載したよう
に本発明のかかる水溶性アクリル系共重合体をバインダ
ー樹脂として使用する場合は、印刷インキと架橋剤との
混合は、このインキの粘度調整の直前に行う事が望まし
い。すなわち、水に溶解または分散させた架橋剤の所定
量を水性インキ中に添加し、架橋剤とインキが均一に分
散するまで撹拌し、更に印刷適性粘度になるまで、水、
水混和性溶剤、またはメジュームで粘度調整を行った
後、印刷を行う事により、最も良い効果を得る事ができ
る。 更に、上記の方法によって得られた印刷物に、ラ
ミネート加工する方法としては、印刷物の表面にアンカ
ーコート剤を塗工した後、溶融ポリマーを積層させる押
し出しラミネート法、印刷物の表面に接着剤を塗工した
後、フィルム上ポリマーを貼合させるドライラミネート
法が利用できる。押し出しラミネート法は、印刷物の表
面に必要に応じて、チタン系、ウレタン系、イミン系、
ポリブタジエン等のアンカーコート剤を塗工した後、従
来より既知の押し出しラミネート機によって、溶融ポリ
マーを積層させる方法であり、更に溶融樹脂を中間層と
して、他の材料とサンドイッチ状に積層する事もでき
る。押し出しラミネート法で使用する溶融樹脂として
は、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、ポリプロピレン等、従来使用されていた樹脂が使用
できる。その中でも溶融の際に酸化されてカルボニル基
の発生し易い低密度ポリエチレンとの構成において本発
明の効果が高くなる。ドライラミネート法は、印刷物の
表面にウレタン系、イソシアネート系等の接着剤を塗工
した後、従来より既知のドライラミネート機によってフ
ィルム状のポリマーを貼合する方法である。
のポリマーとしては、ポリエチレン、無延伸ポリプロピ
レン等が使用でき、特にレトルト用途で使用される包装
材料では、基材と貼合されるプラスチックフィルムの間
にアルミ箔をはさんでラミネートする事もできる。な
お、安全衛生、環境保護などの面から、完全に水性の包
装材料を得るために、水性アンカーコート剤や、水性ま
たは無溶剤性の接着剤を使用する事が好ましい。 以上
の方法から得られた包装材料は、高いラミネート強度を
有し、更に、水分散性バインダー樹脂を含有した水性ラ
ミネートインキ組成物を使用した系では、良好なボイル
・レトルト適性を有するものである。
はこれに限定されるものではない。なお、実施例におけ
る部、および%は特に限定がない限り、重量部及び重量
%を表す。
口フラスコに、酢酸エチル600部を仕込み、75〜7
8℃に加熱した後、窒素ガスを導入しながら、ジアセト
ンアクリルアミド10部、アクリル酸16部、メチルメ
タアクリレート94部、スチレン120部、ブチルアク
リレート160部、及び反応開始剤として、ジターシャ
リーブチルパーオキサイド4部を混合して、2時間かけ
て滴下した。更に同温度に保ちながら2時間ランダム共
重合させた後、溶剤を減圧下、蒸発させて、水性アクリ
ル系共重合体を得た。この共重合体400部を破砕した
後、当量のアンモニアを溶解させた水600部中に撹拌
混合し、80℃で加熱溶解させ、固形分40%の水性バ
インダー樹脂ワニスNo.1を得た。
えた以外は、水性バインダー樹脂ワニス製造例1と同じ
条件で、水性アクリル系共重合体を得た。この共重合体
400部を破砕した後、当量のアンモニアを溶解させた
水600部中に撹拌混合し、80℃で加熱溶解させ、固
形分40%の水性バインダー樹脂ワニスNo.2を得
た。
メチルメタアクリレート40部に変えた以外は、水性バ
インダー樹脂ワニス製造例1と同じ条件で、水性アクリ
ル系共重合体を得た。 この共重合体400部を破砕し
た後、当量のアンモニアを溶解させた水600部中に撹
拌混合し、80℃で加熱溶解させ、固形分40%の水性
バインダー樹脂ワニスNo.3を得た。
メチルメタアクリレート20部に変えた以外は、水性バ
インダー樹脂ワニス製造例1と同じ条件で、水性アクリ
ル系共重合体を得た。 この共重合体400部を破砕し
た後、当量のアンモニアを溶解させた水600部中に撹
拌混合し、80℃で加熱溶解させ、固形分40%の水性
バインダー樹脂ワニスNo.4を得た。
チルメタアクリレート60部に変えた以外は、水性バイ
ンダー樹脂ワニス製造例1と同じ条件で、水性アクリル
系共重合体を得た。 この共重合体400部を破砕した
後、当量のアンモニアを溶解させた水600部中に撹拌
混合し、80℃で加熱溶解させ、固形分40%の水性バ
インダー樹脂ワニスNo.5を得た。
部、メチルメタアクリレート0部、スチレン0部、ブチ
ルアクリレート100部に変えた以外は、水性バインダ
ー樹脂ワニス製造例1と同じ条件で、水性アクリル系共
重合体を得た。この共重合体400部を破砕した後、当
量のアンモニアを溶解させた水600部中に撹拌混合
し、80℃で加熱溶解させ、固形分40%の水性バイン
ダー樹脂ワニスNo.6を得た。
口フラスコに、水180部、エチレンオキサイド20モ
ルを付加したp−ノニルフェノールの硫酸ハーフエステ
ルのナトリウム塩(アニオン性乳化剤)の35%水溶液
5部、エチレンオキサイド25モルを付加したp−ノニ
ルフェノール(ノニオン性乳化剤)20部を仕込み、窒
素ガスを導入しながら、水182.5部、前記アニオン
性乳化剤の35%溶液25部、ジアセトンアクリルアミ
ド12.5部、メチルメタアクリレート137.5部、
スチレン150部、ブチルアクリレート200部からな
る添加液1の10%を添加し、混合物を90℃に加熱し
た。次いで、水85部、過硫酸カリウム2.5部からな
る添加液2の10%を添加し、後、一様に並行して3.
5時間かけて添加液1および2を添加した。更に1.5
時間90℃に保って乳化重合を行い、固形分50%の水
性バインダー樹脂ワニス7を得た。
ート125部に変えた以外は、水性バインダー樹脂ワニ
ス製造例7と同じ条件で、水性バインダー樹脂ワニス8
を得た。
混合物をレッドデビル型分散機で30分撹拌し、更に所
定の材料を添加して、水性印刷インキNo.1〜11を
調製した。 但し、”IPA”はイソプロピルアルコー
ルを表す。ここで、顔料としては、ファストゲンブルー
5412SD(大日本インキ化学工業)、架橋剤水溶液
としては、アジピン酸ジヒドラジドの10%水溶液を使
用した。
11を印刷し、接着性、再溶解性の評価を行った。更に
印刷物にラミネート加工を施した後、押出しラミネート
強度、ドライラミネート強度、ボイル適性の評価を行っ
た。各々の評価結果を表2に示した。なお、評価方法お
よび評価基準は以下に示す通りである。
れた水性ラミネートインキをグラビア校正機でコロナ放
電処理したOPP(延伸ポリプロピレン)フィルムに印
刷し、印刷面にセロテープを貼り付け、これを急速に剥
したときの、印刷皮膜がフィルムから剥離する度合いか
ら接着性を評価した。
ムから全く剥離しないもの B : 印刷皮膜の面積比率として、20%未満がフィ
ルムから剥離するもの C : 印刷皮膜の面積比率として、20%以上、50
%未満がフィルムから剥離するもの D : 印刷皮膜の面積比率として、50%以上フィル
ムから剥離するもの
ートインキをグラビア校正機で、OPP、PET(ポリ
エチレンテレフタレート)、ナイロン各フィルムに印刷
後、OPPフィルムについてはイミン系、PET、ナイ
ロンフィルムついてはイソシアネート系のアンカーコー
ト剤を使用し、押出しラミネート機によって溶融ポリエ
チレンを積層し各ラミネート物を得た。3日後、OP
P、PETのラミネート物を15mm幅に切断し、安田
精機社製剥離試験機を用いて、T型剥離強度を測定し
た。 評価方法 剥離強度(g/15mm)の実測値を記載した。 ドライラミネート強度 試験方法 実施例1〜8および比較例1〜3で得られた水性ラミ ネートインキを用い、グラビア校正機で、OPP、P ET、各フィルムに印刷後、イソシアネート系の接着 剤を使用し、ドライラミネート機によってOPPフィ ルムを積層し、3日後、試料を15mm幅に切断し、 安田精機社製剥離試験機を用いて、T型剥離強度を測 定した。 評価方法 剥離強度(g/15mm)の実測値を記載した。
ET、ナイロンのラミネート物を製袋し、内部に水:サ
ラダ油=9:1の混合物を詰め、密封後、90℃の熱水
中で30分間加熱した際の外観の変化からボイル適性を
評価した。 評価方法 A : 外観が全く変かないもの B : ピンホール状にラミ浮きのみられるもの C : 全面に渡ってスジ状のラミ浮きのみられるもの
に、本発明で特定する水性バインダー樹脂と架橋剤を含
有してなる水性ラミネート用印刷インキ組成物は、各種
プラスチックフィルムに適用可能で、高いラミネート強
度を有し、また、ボイル適性に優れた水性ラミネート用
印刷インキである。
Claims (4)
- 【請求項1】 プラスチックフィルムからなる基材に、
水性印刷インキを印刷して得られる印刷物のラミネート
加工方法において、分子内にケト基またはアルド基を有
する水性アクリル系共重合体からなる水性バインダー樹
脂と、少なくとも2個以上のヒドラジン残基を有するヒ
ドラジン誘導体からなる架橋剤とを必須成分として含有
する水性印刷インキを印刷し、ついで溶融ポリマーまた
はプラスチックフィルムをラミネート加工する事を特徴
とするラミネート加工方法。 - 【請求項2】 印刷面にアンカーコート剤を塗工した
後、溶融ポリマーを積層する事を特徴とする請求項1記
載のラミネート加工方法。 - 【請求項3】 印刷面に接着剤を塗工した後、プラスチ
ックフィルムを貼合する事を特徴とする請求項1記載の
ラミネート加工方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3記載のラミネート加工方法
によって得られるラミネート加工物。
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---|---|---|---|
JP31742592A JP3179220B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | ラミネート加工方法、およびその方法によって得られるラミネート加工物 |
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JPH06155694A JPH06155694A (ja) | 1994-06-03 |
JP3179220B2 true JP3179220B2 (ja) | 2001-06-25 |
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---|---|---|---|---|
JPH1110799A (ja) * | 1997-06-20 | 1999-01-19 | Dainippon Printing Co Ltd | 積層材およびそれを使用した包装用袋 |
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1992
- 1992-11-26 JP JP31742592A patent/JP3179220B2/ja not_active Expired - Fee Related
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