凹版印刷用水系涂布剂及气体阻隔性薄膜的制作方法_4

文档序号:9731551阅读:来源:国知局
及密合性不足。另一方面,当水性聚氨酯树脂(A)超过60质量%时,会引起气体阻隔性皮膜 与基材薄膜之间随着时间经过的密合强度降低。
[0130]当水溶性高分子(B)少于25质量%时,作为气体阻隔性皮膜的凝聚强度随着时间 经过而降低。另一方面,当水溶性高分子(B)超过80质量%时,气体阻隔性皮膜与基材薄膜 之间的润湿性及密合性不足。另外,高湿度气氛下的气体阻隔性皮膜的气体阻隔性降低。
[0131] 当无机层状矿物(C)少于8质量%,气体阻隔性皮膜无法获得充分的气体阻隔性。 另一方面,当无机层状矿物(C)超过20质量%时,气体阻隔性皮膜与基材薄膜之间的密合性 及该皮膜的凝聚强度随着时间经过而降低。
[0132] 当固体成分配合比率在规定的范围外且气体阻隔性皮膜的凝聚强度及气体阻隔 性皮膜与基材的密合强度随着经时而降低时,在气体阻隔性皮膜一侧(皮膜上)通过干式层 压加工贴合有其他薄膜的层叠薄膜中,随着经时层压强度逐渐劣化。
[0133][由塑料材料形成的基材薄膜]
[0134] 作为由塑料材料形成的基材薄膜,可列举出例如聚乙烯、聚丙烯、丙烯-乙烯共聚 物等聚C2-10等的烯烃系树脂,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系 树脂,尼龙6、尼龙66的脂肪族系聚酰胺,聚甲基苯二亚甲基己二胺等芳香族聚酰胺等的聚 酰胺系树脂,聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共 聚物等乙烯基系树脂,聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈等(甲基)丙烯酸系单体的均聚物或共 聚物等丙烯酸系树脂,由玻璃纸等形成的薄膜。这些树脂可以1种使用或2种以上组合使用。
[0135] 作为基材薄膜,可以使用由单一树脂构成的单层薄膜、及使用了多种树脂的单层 或层叠薄膜中的至少1种。另外,还可以使用将这些树脂层叠到其他基材(金属、木材、纸、陶 瓷等)上而成的层叠基材。
[0136] 其中,作为基材薄膜,优选使用聚烯烃系树脂薄膜(特别是聚丙烯薄膜等)、聚酯系 树脂薄膜(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂薄膜)、聚酰胺系树脂薄膜(特别是尼龙薄 膜)等。
[0137] 基材薄膜可以是未拉伸薄膜,也可以是单轴或双轴拉伸取向薄膜,也可以是进行 了表面处理(电晕放电处理等)、增粘涂布处理或打底涂布处理的薄膜。此外,基材薄膜还可 以是将多种树脂或金属等层叠而成的层叠薄膜。
[0138] 另外,基材薄膜通过在进行涂布的面(形成气体阻隔性皮膜的面)上实施电晕处 理、低温等离子体处理等,能够获得对涂布剂良好的润湿性和对气体阻隔性皮膜的粘接强 度。
[0139] 基材薄膜的厚度没有特殊限定,在考虑作为包装材料的适应性和与其他皮膜(层) 的层叠适应性的同时,根据价格、用途来适当选择,实用上为3~200μηι、优选为5~120μηι、更 优选为10~lOOum。
[0140] 此外,本实施方式的气体阻隔性薄膜根据需要还可以具有印刷层、增粘涂布层、外 涂层、遮光层、粘接剂层、热密封层等。
[0141] 含有水性聚氨酯树脂(A)、水溶性高分子(B)及无机层状矿物(C)作为主要的构成 成分的气体阻隔性皮膜可如下形成:通过公知的凹版印刷法,在基材薄膜上涂覆上述的凹 版印刷用水系涂布剂,然后将溶剂成分干燥除去。
[0142] 为了在基材薄膜上形成气体阻隔性皮膜,可通过以下的方法进行。首先,利用使用 凹版多色印刷机的凹版印刷法,在基材薄膜的单面或基材薄膜的双面上涂布凹版印刷用水 系涂布剂。然后,将通过涂布剂的涂布形成的皮膜干燥。
[0143] 作为干燥凹版印刷用水系涂布剂的方法,使用热风干燥、热辊干燥、红外线照射等 公知的干燥方法。
[0144] 本实施方式中,可以使用通常的凹版多色印刷机,在线进行气体阻隔性皮膜和印 刷层的形成。关于凹版多色印刷机,为了形成气体阻隔层(气体阻隔性皮膜),优选能够确保 最低1个单元到2个单元,为了印刷,优选能够确保1个单元(1色),优选为3单元(对应3色)以 上。此外,单元富裕时,还可以在线进行外涂或打底涂布。食品或药品的包装材料的情况下, 由于通常为具有印刷的构成,因此工序的整合有利于谋求消减成本。此时,可以在基材薄膜 上形成气体阻隔性皮膜后进行印刷,也可以在基材薄膜上进行印刷后形成气体阻隔性皮 膜。
[0145] 基材薄膜上形成的干燥后的气体阻隔性皮膜的厚度根据所要求的气体阻隔性来 设定,优选为1~5μηι、更优选为0.2~2μηι。
[0146] 干燥后的气体阻隔性皮膜的厚度小于0. Ιμπι时,难以获得充分的气体阻隔性。另一 方面,当干燥后的气体阻隔性皮膜的厚度超过5μπι时,不仅难以设置均匀的涂膜面,而且随 着干燥负荷增大、制造成本增大而变得不优选。
[0147] 另外,为了以更高的水平兼顾上述气体阻隔性、干燥负荷的降低及制造成本降低, 特别优选使干燥后的气体阻隔性皮膜的厚度为上述数值范围(0.2~2μπι)。
[0148] 在不损害气体阻隔性和作为包装用层叠薄膜的强度的范围内,本实施方式的气体 阻隔性薄膜还可以含有各种添加剂。
[0149] 作为添加剂,可列举出例如聚异氰酸酯、碳二亚胺、环氧化合物、噁唑烷酮化合物、 氮丙啶系化合物等反应性固化剂、抗氧化剂、耐候剂、热稳定剂、润滑剂、结晶核剂、紫外线 吸收剂、增塑剂、防静电剂、着色剂、填料、表面活性剂、硅烷偶联剂等。
[0150] 另外,本实施方式的气体阻隔性薄膜通过将能够热密封的热熔融粘合层层叠,能 够通过热密封形成可密封的气体阻隔性包装用层叠薄膜。
[0151]本实施方式的气体阻隔性薄膜中,使用聚氨酯系、聚酯系、聚醚系等公知的粘接 剂,通过公知的干式层压法、挤出层压法等,能够将可热密封的热熔融粘合层层叠。
[0152]本实施方式的气体阻隔性薄膜由上述凹版印刷用水系涂布剂形成,并具有含有水 性聚氨酯树脂(A)、水溶性高分子(B)及无机层状矿物(C)作为主要的构成成分的气体阻隔 性皮膜。通过将这些构成成分的固体成分配合比率调整到规定范围,本实施方式的气体阻 隔性薄膜在高湿度气氛下的气体阻隔性优异、气体阻隔性皮膜与基材之间的密合性和气体 阻隔性皮膜的凝聚力也长期地良好。另外,在本实施方式的气体阻隔性薄膜的气体阻隔性 皮膜一侧(皮膜上)通过粘接剂的涂布而贴合有其他薄膜的层叠薄膜中,层压强度的劣化 小。因此,通过将本实施方式的气体阻隔性薄膜用作包装用材料,能够提高内容物的品质保 持性而充分用作各种各样的包装用材料。
[0153] 另外,本实施方式的气体阻隔性薄膜还能够减少废弃时有害物质的产生。
[0154] 实施例
[0155] 以下,通过实施例及比较例对本发明进一步进行具体地说明,但本发明并不限于 以下的实施例。
[0156] [制造例]
[0157] 将甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(以下有时记为"mXDI")45.5g、l,3_双(异氰酸酯甲 基)环己烷(以下有时记为"氢化XDI")93.9g、乙二醇24.8g、二羟甲基丙酸13.4g及作为溶剂 的甲乙酮80.2g混合,在氮气氛下、70°C下使其反应5小时,制备含羧基氨基甲酸酯预聚物溶 液。
[0158]接着,将该含羧基氨基甲酸酯预聚物溶液在40°C下用三乙胺9.6g中和。
[0159] 将该经中和的含羧基氨基甲酸酯预聚物溶液添加到水624.8g中,用HOMO DISPER (高速搅拌器)在水中使其分散,添加2-[(2_氨基乙基)氨基]乙醇21. lg,进行链延长反应。 其后,馏去甲乙酮,得到固体成分为25质量%、平均粒径为90nm、酸价为26.9mgK0H/g的水分 散型的具有酸基的聚氨酯树脂。
[0160]接着,作为聚胺化合物使用γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(胺值为 544mgK0H/g),以酸基与碱性氮原子的摩尔比达到1 /1的比率混合,得到制造例的水性聚氨 酯树脂。
[0161] [实施例1~16]
[0162] 作为含有具有酸基的聚氨酯树脂和聚胺化合物的水性聚氨酯树脂(A)(以下有时 记为成分(A)),使用上述制造例的水性聚氨酯树脂、三井化学公司制的聚氨酯分散体 Takelac WPB-341或三井化学公司制的聚氨酯分散体Takelac WPB-363。
[0163] 作为水溶性高分子(B)(以下有时记为成分(B)),使用以下所示的3种聚乙烯醇树 脂及羧甲基纤维素(CMC)。
[0164] Kuraray公司制POVAL PVA-105(皂化度为98~99%、聚合度为500)。
[0165] Kuraray公司制POVAL PVA-110(皂化度为98~99%、聚合度为 1100)。
[0166] Kuraray公司制POVAL PVA-117(皂化度为98~99%、聚合度为 1700)。
[0167] 作为无机层状矿物(C)(以下有时记为成分(C)),使用水膨润性合成云母2种(Co-op chemical公司制Somasif MEB-3、Τ0ΡΥ工业公司制NTS-5)、钠锂蒙脱石(Τ0ΡΥ工业公司制 NHT-sol B2)及精制蒙脱石(Kunimine工业公司制Kunipia-F)。
[0168] 将成分(A)、成分(B)及成分(C)以表1及2所示的固体成分配合比率配合,在80°C下 加热、混合。其后,将该混合物冷却至室温,用离子交换水和异丙醇稀释,使得溶剂中的10质 量%为异丙醇、最终的固体成分浓度达到9%,在即将涂覆前添加表1及2中记载的固化剂 (三井化学公司制水溶性聚异氰酸酯TAKENATE WD-725、TAKENATE WD-730),制备实施例1~ 16的水系涂布剂。
[0169] [比较例1~4]
[0170]代替成分(A),作为通常的水溶性聚氨酯树脂,使用DIC公司制聚酯聚氨酯树脂水 溶液HYDRAN HW350及第一工业制药公司制聚醚聚氨酯树脂水溶液Estrane H-38。
[0171] 作为成分(B),使用Kuraray公司制聚乙烯醇树脂POVAL PVA-117(皂化度为98~ 99%、聚合度为1700)。
[0172] 作为成分(C),使用水膨润性合成云母(Co-op chemical公司制Somasif MEB-3)。
[0173] 将成分(A)、成分(B)及成分(C)按照表3所示的
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