JP4402430B2

JP4402430B2 - 水性塗工用組成物

Info

Publication number: JP4402430B2
Application number: JP2003387849A
Authority: JP
Inventors: 春雄山口; 考行前田
Original assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Current assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-11-18
Also published as: JP2005146167A

Description

本発明は、ＰＥ・ＰＰ・ＥＶＡ等のオレフィン系フィルム・シート用の水性塗工剤や水性印刷インキ等に好適な水性塗工用組成物に関する。

従来から住宅・オフィス等の建築材料、車両内装材、一般文具等に塩ビを主成分とする素材が使われている。これは塩ビ系素材が印刷性をはじめ優れた加工適性・経済性・意匠性等を有することによるものである。
しかし塩ビ系素材は、近年、焼却条件によってはダイオキシン汚染の発生源とみなされる恐れがあり、オレフィン系素材への代替が検討されてきた。又、住宅関連ではシックハウス症候群が大きな問題となっており、印刷・塗工は有害性が懸念される油性系から水性系への移行が盛んである。

オレフィン系素材に対しては、現在、一般に油性の印刷インキ・塗工剤が用いられている。しかし、油性インキの場合もオレフィン系素材と印刷インキ・塗工剤の接着性は充分ではなく、該素材に対してコロナ処理等の物理的処理がひろく行われている。又、上記と同様の目的で印刷前に油性の塗工処理がされる場合もある。この目的の塗工剤は、通常、下地処理剤・前処理剤・表面処理剤・プライマー・アンカーコート剤等と呼称されている。本発明ではこれらを下地処理剤と総称する。

現行の油性下地処理剤は、塩素化オレフィン樹脂・特殊オレフィン樹脂等を主成分として構成されている。しかし、ハロゲン化成分を含有していること、トルエン等の毒性が強いと見なされる溶剤を使用せざるを得ない等の問題がある。

ところで、現在の水性インキ等の水性塗工用組成物は、アクリル系樹脂の水性分散液の使用が一般的であるが、これは耐久性・表面物性等には優れているが、オレフィン系素材に対しては概して接着性が非常に乏しく、実用化は非常に限定的である。例えば、エチレンとアクリル酸及び／又はメタクリル酸とからなるエチレン系樹脂とアクリル酸及び／又はメタクリル酸とアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン及びその誘導体から選択される少なくとも一種とからなるアクリル系樹脂との水性分散液（特許文献１）、エチレン−酢酸ビニル系樹脂と中和されたアミノ基又はカルボキシル基含有アクリル樹脂の水性樹脂組成物（特許文献２）、エチレン−アクリル酸共重合体の水分散液（特許文献３）等が提案されているが、いずれもオレフィン系素材への実用的適用性において不充分な点がある。

特開昭５１−７７６２８号公報特開昭５９−１５４３８号公報特開平５−１２５３２２号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、オレフィン系基材との接着性に優れ、塩素化オレフィン系樹脂等のハロゲン含有樹脂を使用せず、且つ油性溶剤も使用しない、オレフィン系基材用の水性塗工用組成物を提供するものである。

本発明によれば、バインダー樹脂として、エチレン−酢酸ビニル共重合体の水性エマルジョン（ａ）、メタクリル酸メチルエステル／アクリル酸共重合体のアンモニア中和塩水分散液（ｂ）及びエチレン／アクリル酸共重合体のアンモニア中和塩水分散液（ｃ）からなり、上記各樹脂の含有割合が、樹脂（ａ）が２０〜５０重量％、樹脂（ｂ）が２０〜５０重量％、樹脂（ｃ）が２０〜５０重量％（但し、樹脂（ａ）〜（ｃ）の合計は１００重量％である。）であることを特徴とする水性塗工用組成物が提供される。

本発明の水性塗工用組成物を使用することにより、例えば、オレフィン系基材に対する接着性に優れた、水性印刷インキや下地処理剤等の水性塗工剤等として使用可能な、水性でなおかつハロゲン系成分非含有の塗工用組成物が提供され、環境安全性の飛躍的向上に貢献するものである。
アクリル系重合体樹脂を樹脂成分とする水性着色剤は被膜強度・コスト等の点で優れていて、広く市販されているがオレフィン系素材のフィルム・シートに対する接着力は十分ではない。従って本発明の水性塗工用組成物を下地処理剤として用いると工業上非常に有効となる。又、本発明の水性塗工用組成物に顔料等の着色剤を配合することで、着色剤組成物としての使用も可能である。

本発明の水性塗工用組成物は、バインダー樹脂が水性媒体に分散してなることが特徴で、オレフィン系基材への印刷インキ、塗料、表面コーティング剤、下地処理剤、接着剤等として使用することができるが、用途は特に制限されない。
本発明の水性塗工用組成物におけるバインダー樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の水性エマルジョン（ａ）とメタクリル酸メチルエステル／アクリル酸共重合体のアンモニア中和塩水分散液（ｂ）とエチレン／アクリル酸共重合体のアンモニア中和塩水分散液（ｃ）の３種の樹脂である。

本発明で使用するエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ａ）としては、エチレンと酢酸ビニルとの共重合樹脂及びその完全又は部分鹸化物が好ましい。又、アクリル酸、メタクリル酸あるいは無水マレイン酸等の他のマモノーを少量（５重量％以下）更に共重合させたものも使用可能である。上記共重合体樹脂中の酢酸ビニルの含有量は特に限定されないが、Ｔｇが−１５〜２０℃の範囲となるものが好ましい。

本発明で使用する（メタ）アクリル酸系共重合体樹脂（ｂ）としては、メタクリル酸メチルエステル／アクリル酸共重合体のアンモニア中和塩水分散液である。（メタ）アクリル酸系共重合体樹脂（ｂ）を自己乳化性あるいは水溶性とするためには、（メタ）アクリル酸の含有量は５〜３０モル％程度が好ましい。

本発明で使用するエチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体樹脂（ｃ）としては、エチレン／アクリル酸共重合体のアンモニア中和塩水分散液であり、アクリル酸の含有量は上記共重合体を自己乳化性あるいは水溶性とするために５〜４０モル％程度が好ましい。

本発明における上記の樹脂（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の使用割合は、（ａ）が２０〜５０重量％、（ｂ）が２０〜５０重量％、（ｃ）が２０〜５０重量％（（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の合計は１００重量％である。）である。本発明の塗工用組成物においては、これらの樹脂を水系媒体に分散（溶解又は自己乳化）させる必要があるが、上記の樹脂（ｂ）と（ｃ）においては、樹脂中のカルボキシル基をアンモニアで中和することで可能となる。樹脂（ａ）は酢酸ビニル含有量が７０重量％以上のものは乳化重合で製造されたものが使用できるが、これ以外のものは溶液として使用し、他の樹脂の分散体とブレンドした後に溶剤を除去することによって水性分散体とすることができる。本発明においては、水系媒体としては水が好ましいが、水と混和性の親水性溶剤、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のエーテルアルコール類；メチルセロソルブアセテート等のエーテルエステル類；ジオキサン、ジメチルホルムアミド等を必要に応じて適量を水と併用することができる。

本発明の水性塗工用組成物には、基材との接着性を向上させ、各種塗工方法に適用可能とし、あるいは最終製品の要求性能を満足させるため等のために、必要に応じて、上記樹脂以外に、更に有色顔料、顔料分散体、シリカ系マット剤、レベリング剤、消泡剤、スリップ剤、増粘剤、防錆剤、撥水剤、防黴剤、抗菌剤、アンモニア等のアルカリ化合物、造膜助剤等を適宜添加することができる。

又、本発明の水性塗工用組成物に顔料・顔料分散体を配合することで、該組成物を着色された下地処理剤として使用することもできる。
下地処理剤の使用目的は、（１）下地処理剤を介して基材と印刷インキ・塗工剤を強固に一体化させること、（２）印刷による柄付けが行われる場合には印刷インキの柄表現性が損なわれないようにすること等である。下地処理剤も塗工剤の一種であることから、印刷・塗工工程上必要な性能、例えば、（１）乾燥性、（２）タック性、（３）耐ブロッキング性等が要求されるが、本発明の水性塗工用組成物は、これらの性能も有している。

本発明の水性塗工用組成物は、通常、前記樹脂の固形分が３０〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％の範囲で使用される。オレフィン系基材に塗工・印刷する方法としては、例えば、ロールコーター、ナイフコーター、コンマコーター、バーコーター等の従来公知の塗工方式グラビア・フレキソ・シルクスクリーン等の従来公知の印刷方式、その他の方式が挙げられるが、印刷・塗工方式は特に限定されない。
又、本発明の水性塗工用組成物が塗工される基材は、オレフィン系素材（例えば、ＰＥ、ＰＰ、ＥＶＡ等のオレフィン系樹脂のシートやフィルム）に限られず、ＰＥＴフィルム・シート、ナイロン等のポリアミドのシート・フィルム等にも適用可能である。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の文中の部又は％は重量基準である。

実施例１、比較例１〜３
表１に示す配合処方に従い、所定量の水を添加した容器に樹脂（１）〜（３）をミキサーで攪拌しながら加え、次いで残りの成分を加え、本実施例及び比較例の水性塗工用組成物（固形分３０％）を作製した。
これらの水性塗工用組成物のそれぞれを、ザーンカップ＃４で粘度が１６秒となるように水で希釈し、室内装飾用オレフィン系基材（ＥＶＡ）にヘリオ製版式１７５線版でグラビア印刷し、１００℃のオーブン中で１０秒乾燥させた。塗工処理された各オレフィン系基材について、塗工被膜と基材との接着性、塗工被膜と水性印刷インキとの接着性等を下記の方法で試験した。結果を表２に示す。

（注）
樹脂（１）：エチレン−酢酸ビニル（４３／５７モル％）共重合体の水性エマルジョン（固形分４０％）
樹脂（２）：エチレン−アクリル酸（８５／１５モル％）共重合体アンモニア中和塩水分散液（固形分４０％）
樹脂（３）：メタクリル酸メチルエステル／アクリル酸（９０／１０モル％）重合体アンモニア中和塩水分散液（固形分４０％）

〔試験方法〕
（１）基材と塗工被膜との接着性（接着性（１））
塗工被膜面にセロハンテープ（１０ｍｍ巾）を５０ｍｍの長さに貼り付け、次にセロハンテープを被膜面から一定速度で剥離させ、この剥離後の塗工被膜の状態とセロハンテープの状態を観察し接着強度を判定した。結果を下記のように表示する。
〇：剥離なし
△：やや剥離あり
×：剥離あり

（２）塗工被膜のタック（タック性）
上記の１００℃オーブンで１０秒乾燥させた直後の塗工被膜面を指触にてタックを判定し、結果を下記のように表示する。
〇：タックなし
△：ややタックあり
×：タックあり

（３）塗工被膜と印刷被膜との接着性（接着性（２））
上記の（１）と同様にして試験した。結果を下記のように表示する。
〇：剥離なし
△：やや剥離あり
×：剥離あり

（４）塗工被膜への水性印刷インキの印刷性（印刷性）
上記の１００℃オーブンで１０秒乾燥させた後の塗工被膜に水性アクリル系インキを上記同様にグラビア印刷し、１００℃オーブンにて１０秒乾燥させ、印刷インキの転移状態を観察し、結果を下記のように表示する。
〇：変化なし（均一印刷面が形成）
△：やや変化あり（やや不均一性あり）
×：変化あり（不均一印刷面が形成）

Claims

バインダー樹脂として、エチレン−酢酸ビニル共重合体の水性エマルジョン（ａ）、メタクリル酸メチルエステル／アクリル酸共重合体のアンモニア中和塩水分散液（ｂ）及びエチレン／アクリル酸共重合体のアンモニア中和塩水分散液（ｃ）からなり、上記各樹脂の含有割合が、樹脂（ａ）が２０〜５０重量％、樹脂（ｂ）が２０〜５０重量％、樹脂（ｃ）が２０〜５０重量％（但し、樹脂（ａ）〜（ｃ）の合計は１００重量％である。）であることを特徴とする水性塗工用組成物。
オレフィン系基材用である請求項１に記載の水性塗工用組成物。
印刷インキ、コーティング剤、下地処理剤、又は接着剤用である請求項１または２に記載の水性塗工用組成物。