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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-11
(45)【発行日】2023-09-20
(54)【発明の名称】水性ニス組成物及び積層体
(51)【国際特許分類】
   C09D 201/00 20060101AFI20230912BHJP
   B32B 27/30 20060101ALI20230912BHJP
   B32B 27/18 20060101ALI20230912BHJP
   C09D 133/06 20060101ALI20230912BHJP
   C09D 7/65 20180101ALI20230912BHJP
   C09D 5/02 20060101ALI20230912BHJP
【FI】
C09D201/00
B32B27/30 A
B32B27/18 Z
C09D133/06
C09D7/65
C09D5/02
【請求項の数】 14
(21)【出願番号】P 2023001126
(22)【出願日】2023-01-06
【審査請求日】2023-01-23
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002820
【氏名又は名称】大日精化工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100209347
【弁理士】
【氏名又は名称】内田 洋平
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】白杉 繭
【審査官】井上 恵理
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第112626912(CN,A)
【文献】特開2010-168442(JP,A)
【文献】特開2007-237734(JP,A)
【文献】特開平09-151357(JP,A)
【文献】特開2020-203695(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2020/0393776(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09D
B32B 27/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水性バインダー樹脂と、撥水性シリコーン又はパラフィンワックスと、を含有する、飲料の包装容器のプラスチックラベルに使用される水性ニス組成物であって、
前記水性ニス組成物を、フレキソ印刷によって、印刷対象物に乾燥後の塗工量が1g/mとなるように印刷して形成される乾燥塗膜の表面の水接触角が90°以上である、水性ニス組成物。
【請求項2】
前記水性バインダー樹脂は、水性アクリル樹脂又は水性アクリルウレタン樹脂を含み、
前記水性アクリル樹脂の重量平均分子量は、100,000~1,150,000である、請求項1に記載の水性ニス組成物。
【請求項3】
前記水性アクリル樹脂のガラス転移温度は、-20~70℃である、請求項2に記載の水性ニス組成物。
【請求項4】
前記撥水性シリコーンの不揮発分の含有量が、前記水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0.1質量%以上である、請求項1に記載の水性ニス組成物。
【請求項5】
前記パラフィンワックスの不揮発分の含有量が、前記水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して3質量%以上である、請求項1に記載の水性ニス組成物。
【請求項6】
前記乾燥塗膜の表面の水接触角が90°以上110°以下である、請求項1に記載の水性ニス組成物。
【請求項7】
前記撥水性シリコーンの不揮発分の含有量が、前記水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0.1~6質量%である、請求項に記載の水性ニス組成物。
【請求項8】
前記パラフィンワックスの不揮発分の含有量が、前記水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して3~30質量%である、請求項に記載の水性ニス組成物。
【請求項9】
硬化剤とともに使用されるための請求項1に記載の水性ニス組成物。
【請求項10】
前記水性バインダー樹脂が、ガラス転移温度-20~80℃であるアクリル樹脂エマルジョンを含む、請求項1に記載の水性ニス組成物。
【請求項11】
前記水性バインダー樹脂が、重量平均分子量5,000~1,150,000であるアクリル樹脂エマルジョンを含む、請求項1に記載の水性ニス組成物。
【請求項12】
前記パラフィンワックスの融点が、30~130℃である、請求項1に記載の水性ニス組成物。
【請求項13】
プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルムの一方の面上に、請求項1~12のいずれか一項に記載の水性ニス組成物を用いて形成された印刷層と、を有する、積層体。
【請求項14】
プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルムの一方の面上に、着色顔料を含む水性インキ組成物を用いて形成された第一の印刷層と、前記第一の印刷層の前記プラスチックフィルムとは反対の面上に、請求項1~12のいずれか一項に記載の水性ニス組成物を用いて形成された第二の印刷層と、を有する、積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水性ニス組成物及び積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
飲料、惣菜や弁当などの食品、化粧品等の日用品等の包装容器として、プラスチック製容器、金属製容器、紙製容器等が用いられている。これらの包装容器には、プラスチックラベルを装着することが多い。プラスチックラベルとしては、プラスチック容器に巻き付けて接着剤で留めるロールラベルや、熱をかけることで包装容器の形状に追従できる熱収縮性フィルムなどが用いられる。通常、これらのラベルの裏面(包装容器と接する側の面)には、意匠性や機能性等の付与を目的としてインキ組成物を用いて形成された印刷層が設けられている。さらに、前記印刷層を保護する目的で前記印刷層の上には、ニス組成物を用いて形成された印刷層(以下、「ニス層」ともいう。)が積層されることがある。
【0003】
前記ニス組成物としては、従来、有機溶剤系のものが用いられていた。しかしながら、近年では、環境負荷低減、作業環境改善に対する意識が高まっており、有機溶剤系のニス組成物から水性ニス組成物への変更が求められている。一方、水性ニス組成物には課題も多く確認されている。
【0004】
例えば、飲料の包装容器(以下、「ボトル」ともいう。)にプラスチックラベルを装着する場合、プラスチックラベルのニス層には、ボトルの充填ラインでの搬送時に使用されるベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が求められる。具体的には、搬送後のベルトコンベヤー用潤滑剤が表面に付着したボトルにプラスチックラベルを装着する場合、又はプラスチックラベルが装着されたボトルをベルトコンベヤーで搬送する場合にニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が求められる。
【0005】
ベルトコンベヤー用潤滑剤は、界面活性剤を含む水溶液である。例えば、特許文献1には、特定のキレート化合物と、非イオン界面活性剤と、水とを含有するボトルコンベア用潤滑剤組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2007-197580号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来の水性ニス組成物を用いて形成されたニス層を有するプラスチックラベルは、ベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が充分ではない。
本発明は、ベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性に優れるニス層が得られる水性ニス組成物、及び前記ニス層を有する積層体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、以下の態様を有する。
[1] 水性バインダー樹脂と、撥水性シリコーン又はパラフィンワックスと、を含有する水性ニス組成物であって、前記水性ニス組成物を、フレキソ印刷によって、印刷対象物に乾燥後の塗工量が1g/mとなるように印刷して形成される乾燥塗膜の表面の水接触角が90°以上である、水性ニス組成物。
[2] 前記撥水性シリコーンの不揮発分の含有量が、前記水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0.1質量%以上である、[1]に記載の水性ニス組成物。
[3] 前記パラフィンワックスの不揮発分の含有量が、前記水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して3質量%以上である、[1]又は[2]に記載の水性ニス組成物。
[4] 前記乾燥塗膜の表面の水接触角が90°以上110°以下である、[1]に記載の水性ニス組成物。
[5] 前記撥水性シリコーンの不揮発分の含有量が、前記水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0.1~6質量%である、[4]に記載の水性ニス組成物。
[6] 前記パラフィンワックスの不揮発分の含有量が、前記水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して3~30質量%である、[4]又は[5]に記載の水性ニス組成物。
[7] 硬化剤とともに使用されるための[1]~[6]のいずれかに記載の水性ニス組成物。
[8] 前記水性バインダー樹脂が、ガラス転移温度-20~80℃であるアクリル樹脂エマルジョンを含む、[1]~[7]のいずれかに記載の水性ニス組成物。
[9] 前記水性バインダー樹脂が、重量平均分子量5,000~1,150,000であるアクリル樹脂エマルジョンを含む、[1]~[8]に記載の水性ニス組成物。
[10] 前記パラフィンワックスの融点が、30~130℃である、[1]~[9]のいずれかに記載の水性ニス組成物。
[11] プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルムの一方の面上に、[1]~[10]のいずれかに記載の水性ニス組成物を用いて形成された印刷層と、を有する、積層体。
[12] プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルムの一方の面上に、着色顔料を含む水性インキ組成物を用いて形成された第一の印刷層と、前記第一の印刷層の前記プラスチックフィルムとは反対の面上に、[1]~[10]のいずれかに記載の水性ニス組成物を用いて形成された第二の印刷層と、を有する、積層体。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性に優れるニス層が得られる水性ニス組成物、及び前記ニス層を有する積層体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明の積層体の一例を模式的に示す断面図である。
図2】本発明の積層体の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明を説明するための単なる例示であって、本発明をこの実施の形態にのみ限定することは意図されない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、様々な態様で実施することが可能である。
本発明において、水性ニス組成物における「水性」とは、媒体として水を含むことを意味する。
「水性アクリル樹脂」とは、「水溶性アクリル樹脂」及び「水分散性アクリル樹脂(アクリル樹脂エマルジョン、アクリル樹脂ディスパージョン)」の総称である。「水性アクリルウレタン樹脂」、「水性ウレタン樹脂」等についても同様である。
「不揮発分」とは、水性ニス組成物に含まれる成分のうち、水や有機溶剤等の揮発する媒体を除いた成分を指し、最終的に印刷層を形成することになる成分であり、具体的にはJIS K 5601-1-2:2008に準拠して測定したものである。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の総称である。「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の総称である。「(メタ)アクリロイルオキシ基」とは、「アクリロイルオキシ基」及び「メタクリロイルオキシ基」の総称である。
水性バインダー樹脂の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定される。
水性バインダー樹脂のガラス転移温度は、JIS K 7121:2012に準拠し、以下のようにして測定される。示差走査熱量計を用い、水性バインダー樹脂10mgを-100℃から160℃まで、20℃/分の条件で昇温させて得られる曲線(DSC曲線)におけるベースラインと吸熱カーブの接線との交点からガラス転移温度を求める。
水性バインダー樹脂の酸価は、試料不揮発分1g当たりのカルボキシ基等の酸基を中和するのに必要な水酸化カリウムの量をミリグラム数で表したものであり、JIS K 5601-2-1:1999に準拠して測定される。
【0012】
[水性ニス組成物]
本発明の一実施形態に係る水性ニス組成物は、以下に示す水性バインダー樹脂(A)と、撥水性シリコーン(B)又はパラフィンワックス(C)と、を含有する。
水性ニス組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて水性バインダー樹脂(A)、撥水性シリコーン(B)、及びパラフィンワックス(C)以外の成分(任意成分)をさらに含有してもよい。例えば、水性ニス組成物は、典型的には、さらに水性媒体(D)を含む。
【0013】
本実施形態の水性ニス組成物は、前記水性ニス組成物を、フレキソ印刷によって、印刷対象物に乾燥後の塗工量が1g/mとなるように印刷して形成される乾燥塗膜の表面の水接触角が90°以上である。
【0014】
乾燥塗膜の表面の水接触角は、JIS R 3257:1999に準拠して測定を行うことができる。乾燥塗膜の形成は、例えば以下のように行うことができる。印刷対象物であるプラスチックフィル等の基材に、水性ニス組成物を、フレキソ印刷により印刷する。この際、乾燥後の塗工量が1g/m(乾燥塗膜の質量/印刷対象物の印刷面の面積)となるように印刷する。乾燥塗膜の質量は、「印刷後の乾燥塗膜付き基材の質量-印刷前の基材の質量」から求めることができる。また、乾燥塗膜の質量は、「印刷後の乾燥塗膜付き基材の質量-印刷後の乾燥塗膜付き基材から乾燥塗膜を除去した後の質量」から求めることもできる。印刷後の乾燥塗膜付き基材から乾燥塗膜を除去する方法としては、乾燥塗膜をイソプロピルアルコール、メチルエチルケトン等の有機溶媒で洗浄、ふき取る方法が挙げられる。基材は例えばプラスチックフィルムであり、後述のプラスチックフィルムを用いることができる。基材の印刷面は、平滑であることが好ましい。乾燥の条件は、水性ニス組成物に含まれる揮発分を除去できる条件であれば、特に限定されず、例えば、乾燥炉に静置して乾燥、ドライヤー等の温風で乾燥などの方法が挙げられる。
【0015】
水接触角は、90°以上であり、92°以上が好ましく、93°以上がより好ましく、95°以上がさらに好ましい。水接触角は、110°以下が好ましく、107°以下がより好ましく、105°以下がさらに好ましい。水接触角の上記上限値及び上記下限値は任意に組み合わせることができる。
水接触角が上記下限値以上であると、得られるニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が向上する。水接触角が上記上限値以下であると、ニス層の上に印刷する層の積層性が向上する。積層性とは本実施形態のニス層の上に印刷する層が本実施形態のニス層の上に弾かれずに転移する性能を意味する。前記印刷する層としては、本実施形態の水性ニス組成物又はその他のニス組成物により形成されるニス層(ニス層を積層する場合)、後述のインキ組成物により形成されるインキ層が例として挙げられる。以下、「隣接する層」とは、本実施形態のニス層の上に印刷する層を意味する。
水接触角は、水性ニス組成物の組成を調整することにより、調節できる。特に、撥水性シリコーン(B)、パラフィンワックス(C)の種類及び含有量を調整することにより調節できる。
【0016】
<水性バインダー樹脂(A)>
水性バインダー樹脂(A)としては、水性アクリル樹脂、水性アクリルウレタン樹脂、水性ウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性ポリアミド樹脂、水性塩酢ビ共重合樹脂、水性セルロース樹脂、水性エポキシ樹脂、水性オレフィン樹脂等が挙げられる。プラスチックフィルムに対する密着性がより向上する観点から、水性アクリル樹脂、水性アクリルウレタン樹脂、水性ウレタン樹脂が好ましく、水性アクリル樹脂、水性アクリルウレタン樹脂がより好ましく、アクリル樹脂エマルジョン、アクリルウレタン樹脂エマルジョンがさらに好ましく、アクリル樹脂エマルジョンが特に好ましい。ニス層を二軸延伸ポリプロピレン(OPP)製のフィルム(以下、「OPPフィルム」ともいう。)上に形成する場合のOPPフィルムに対する密着性に特に優れる観点から、水性バインダー樹脂(A)はアクリル樹脂エマルジョンを含むことが好ましい。
これらの水性バインダー樹脂(A)は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0017】
(水性アクリル樹脂)
水性アクリル樹脂は、(メタ)アクリレート単位を含む樹脂である。
水性アクリル樹脂としては、例えば(メタ)アクリレートの単独重合体、2種以上の(メタ)アクリレートの共重合体、(メタ)アクリレートと(メタ)アクリレート以外の単量体との共重合体が挙げられる。
水性アクリル樹脂を構成する全ての単量体単位の総質量に対する(メタ)アクリレート単位の割合は、10~100質量%が好ましく、20~100質量%がより好ましい。
【0018】
(メタ)アクリレートとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート等のアリール(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等のアラルキル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。
これらの(メタ)アクリレートは1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0019】
(メタ)アクリレート以外の単量体としては、例えば1,3-ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン化合物;スチレン、α-メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸;マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジブチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル等の不飽和カルボン酸エステルが挙げられる。
これらの単量体は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0020】
水性アクリル樹脂の重量平均分子量は、5,000~1,150,000が好ましく、10,000~500,000がより好ましく、50,000~390,000がさらに好ましく、100,000~350,000が特に好ましく、180,000~320,000が最も好ましい。水性アクリル樹脂の重量平均分子量が、上記下限値以上であると、ニス層の耐溶剤性、耐ブロッキング性が向上し、上記上限値以下であると、プラスチックフィルムに対する密着性が向上する。
【0021】
水性アクリル樹脂のガラス転移温度は、-20~120℃が好ましく、-10~100℃がより好ましく、-5~70℃がさらに好ましく、0~40℃が特に好ましい。水性アクリル樹脂のガラス転移温度が、上記下限値以上であると、ニス層の耐ブロッキング性が向上し、上記上限値以下であると、プラスチックフィルムに対する密着性が向上する。
特に、アクリルエマルジョン樹脂のガラス転移温度は、-20~120℃が好ましく、-20~100℃がより好ましく、-20~80℃がさらに好ましく、0~80℃が特に好ましく、10~80℃が最も好ましい。
【0022】
水性アクリル樹脂は酸価を有することが好ましく、酸価は1~200mgKOH/gが好ましく、10~150mgKOH/gがより好ましく、15~100mgKOH/gがさらに好ましい。水性アクリル樹脂が酸価を有することで、良好な水溶性が得られる。また、後述の硬化剤(E)を併用する際には硬化剤と架橋することで堅牢なニス層が得られる。
【0023】
水性アクリル樹脂の酸価が50mgKOH/g未満の場合、水性アクリル樹脂の重量平均分子量は、10,000以上400,000未満が好ましく、50,000~380,000がより好ましく、60,000~350,000がさらに好ましい。
水性アクリル樹脂の酸価が50mgKOH/g以上の場合、水性アクリル樹脂の重量平均分子量は、100,000超500,000以下が好ましく、130,000~400,000がより好ましく、150,000~350,000がさらに好ましい。
【0024】
水性アクリル樹脂は、(メタ)アクリレートと、必要に応じて(メタ)アクリレート以外の単量体とを含む単量体成分を重合することで得られる。
重合方法としては特に限定されないが、例えば公知のラジカル重合開始剤の存在下で、単量体成分を溶液重合法、塊状重合法、乳化重合法等で重合する方法が挙げられる。
水性アクリル樹脂は自己架橋型であってもよい。
【0025】
水性アクリル樹脂としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば星光PMC株式会社製の製品名「ハイロス-X TE-1048」、「ハイロス-X NE-2186」、「ハイロス-X KE-1062」、「ハイロス-X QE-1042」、「ハイロス-X X-436」、「ハイロス-X KE-1060」、「ハイロス-X HE-2342」、「ハイロス-X HE-1335」、「ハイロス-X RE-1075」、「ハイロス-X PE-1304」、「ハイロス-X KE-2536」、「ハイロス-X J-140A」、「ハイロス-X TE-1102」、「ハイロス-X RE-218」、「ハイロス-X NE-2009」、「ハイロス-X JE-1056」、「ハイロス-X KE-1148」、「ハイロス-X M-141」、「ハイロス-X ME-2039」、「ハイロス-X UE-1051」、「ハイロス-X PE-1126」、「ハイロス-X JE-1113」;アイカ工業株式会社製の製品名「ウルトラゾール A-25」、「ウルトラゾール A-35」、「ウルトラゾール A-40」、「ウルトラゾール A-50」、「ウルトラゾール C-63」、「ウルトラゾール C-70」、「ウルトラゾール D-32」、「ウルトラゾール D-40」、「ウルトラゾール GP-300」、「ウルトラゾール UL-1097」;BASFジャパン株式会社製の製品名「ジョンクリルPDX-7357」、「ジョンクリルPDX-7182」、「ジョンクリルPDX-7326」、「ジョンクリルPDX-7616A」、「ジョンクリルPDX-7732」、「ジョンクリルPDX-7741」、「ジョンクリルPDX-7787」、「ジョンクリルPDX-7356」、「ジョンクリルPDX-7734」、「ジョンクリルPDX-7777」、「ジョンクリルPDX-7615」、「ジョンクリルPDX-7775」、「ジョンクリルPDX-7692」、「ジョンクリルPDX-7630A」、「ジョンクリルPDX-7158」、「ジョンクリル352D」、「ジョンクリルPDX-7199」、「ジョンクリルPDX-7358」、「ジョンクリルPDX-7667」、「ジョンクリルPDX-7700」、「ジョンクリルPDX-7696」、「ジョンクリルPDX-7780」、「ジョンクリルPDX-7177」、「ジョンクリルPDX-7164」、「ジョンクリルPDX-7430」が挙げられる。
これら水性アクリル樹脂は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0026】
(水性アクリルウレタン樹脂)
水性アクリルウレタン樹脂としては、例えば、多価イソシアネート化合物とポリオール化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとの反応生成物、又は多価イソシアネート化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとの反応生成物が挙げられる。
【0027】
多価イソシアネート化合物としては、例えば脂肪族、脂環式、芳香族等の多価イソシアネート化合物が挙げられる。多価イソシアネート化合物の具体例としては、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアネートメチルカプロエート等の脂肪族ジイソシアネート;水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等の脂環式ジイソシアネート;m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;上記ジイソシアネートを用いて、アロファネート構造、ヌレート構造、ビウレット構造等を有する多量体化した多価イソシアネート化合物;1,3,5-トリイソシアネートベンゼン、2,4,6-トリイソシアネートトルエン、1,3,5-トリイソシアネートヘキサン等のトリイソシアネート;4,4’-ジフェニルジメチルメタン-2,2’-5,5’-テトライソシアネート等のポリイソシアネートが挙げられる。
これらの多価イソシアネート化合物は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0028】
ポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量ポリオールを開始剤として用いて、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を重合して得られるポリエーテルポリオール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,8-ノナンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA等の飽和又は不飽和のグリコール類と、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、しゅう酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の二塩基酸又はこれらに対応する酸無水物やダイマー酸等とを脱水縮合して得られるポリエステルポリオール;ポリエチレンポリオール、ポリプロピレンポリオール等のポリオレフィンポリオール;前記二塩基酸又はそれらのジアルキルエステルと、前記ポリエーテルポリオールとを反応させて得られるポリエーテルエステルポリオール;前記グリコール類と、メチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、ホスゲン等とを反応させて得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。
これらのポリオール化合物は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0029】
ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとしては、水性アクリル樹脂の説明において先に例示したヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、水性アクリルウレタン樹脂として、例えばコア部にアクリル樹脂を有し、シェル部にウレタン樹脂を有するコアシェル型の樹脂を用いてもよい。
【0030】
水性アクリルウレタン樹脂の重量平均分子量は、5000~120000が好ましく、10000~100000がより好ましく、10000~80000がさらに好ましい。水性アクリルウレタン樹脂の重量平均分子量が、上記下限値以上であると、ニス層の耐溶剤性、耐ブロッキング性が向上し、上記上限値以下であると、プラスチックフィルムに対する密着性が向上する。
【0031】
水性アクリルウレタン樹脂のガラス転移温度は、-30~100℃が好ましく、-30~90℃がより好ましく、-20~90℃がさらに好ましい。水性アクリルウレタン樹脂のガラス転移温度が、上記下限値以上であると、ニス層の耐ブロッキング性が向上し、上記上限値以下であると、プラスチックフィルムに対する密着性が向上する。
【0032】
水性アクリルウレタン樹脂は酸価を有することが好ましく、酸価は1~100mgKOH/gが好ましく、1~60mgKOH/gがより好ましい。水性アクリルウレタン樹脂が酸価を有することで良好な水溶性が得られる。また、後述の硬化剤(E)を併用する際には硬化剤と架橋することで堅牢なニス層が得られる。
【0033】
水性アクリルウレタン樹脂は、多価イソシアネート化合物とポリオール化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとを、又は多価イソシアネート化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとを公知の方法により反応させることで得られる。
【0034】
水性アクリルウレタン樹脂としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば大成ファインケミカル株式会社製の製品名「WEM-200U」、「WEM-505C」、「WEM-3000」などが挙げられる。
水性アクリルウレタン樹脂は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0035】
(水性ウレタン樹脂)
水性ウレタン樹脂としては、例えば多価イソシアネート化合物とポリオール化合物との反応生成物が挙げられる。多価イソシアネート化合物は、1分子中に少なくとも2つのイソシアネート基を有する有機化合物である。ポリオール化合物は、1分子中に少なくとも2つの水酸基を有する有機化合物である。
多価イソシアネート化合物としては、水性アクリルウレタン樹脂の説明において先に例示した多価イソシアネート化合物が挙げられる。
ポリオール化合物としては、水性アクリルウレタン樹脂の説明において先に例示したポリオール化合物が挙げられる。
【0036】
水性ウレタン樹脂の重量平均分子量は、3000~100000が好ましく、7000~90000がより好ましく、20000~80000がさらに好ましい。水性ウレタン樹脂の重量平均分子量が、上記下限値以上であると、ニス層の耐ブロッキング性が向上し、上記上限値以下であると、プラスチックフィルムに対する密着性が向上する。
【0037】
水性ウレタン樹脂のガラス転移温度は、-10~130℃が好ましく、20~120℃がより好ましく、40~100℃がさらに好ましい。水性ウレタン樹脂のガラス転移温度が、上記下限値以上であると、ニス層の耐ブロッキング性が向上し、上記上限値以下であると、プラスチックフィルムに対する密着性が向上する。
【0038】
水性ウレタン樹脂は酸価を有することが好ましく、酸価は1~60mgKOH/gが好ましく、1~50mgKOH/gがより好ましい。水性ウレタン樹脂が酸価を有することで良好な水溶性が得られる。また、後述の硬化剤(E)を併用する際には硬化剤と架橋することで堅牢なニス層が得られる。
【0039】
水性ウレタン樹脂は、例えば、多価イソシアネート化合物とポリオール化合物とを公知の方法により反応させることで得られる。
また、多価イソシアネート化合物とポリオール化合物との反応生成物に対して、加水分解性ケイ素基含有化合物を反応させて、シラノール基を導入してもよい。本明細書において、シラノール基を導入した水性ウレタン樹脂を「シラノール基含有水性ウレタン樹脂」ともいう。
加水分解性ケイ素基含有化合物は、加水分解性ケイ素基を含有する化合物であり、加水分解性ケイ素基に加えて活性水素基をさらに含有することが好ましい。
加水分解性ケイ素基としては、シラノール縮合触媒の存在下又は非存在下で、加水分解を受けたときに生じる加水分解性基がケイ素基原子に結合している基が挙げられる。加水分解性基としては、例えば水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。通常、加水分解性基は、1つのケイ素原子に1~3つの範囲で結合している。
活性水素基としては、例えばアミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基などが挙げられる。
【0040】
水性ウレタン樹脂としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えばDIC株式会社製の製品名「ハイドランWLS-210」;日華化学株式会社製の製品名「ネオステッカー400」、「ネオステッカー200」;第一工業製薬株式会社製の製品名「スーパーフレックス500M」;三井化学株式会社製の製品名「タケラックWS-5000」、「タケラックW-6010」、「タケラックWS-5100」、「タケラックWS-4000」、「タケラックW-635」が挙げられる。
水性ウレタン樹脂は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0041】
<撥水性シリコーン(B)>
撥水性シリコーン(B)は、得られるニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性の向上のために用いられる。
撥水性シリコーン(B)は、シロキサン結合を有する化合物である。
【0042】
撥水性シリコーン(B)としては、例えばポリジメチルシロキサン等のポリオルガノシロキサンなどが挙げられる。
ポリオルガノシロキサンは、一部が有機基で変性されていてもよいし、変性されていなくてもよいが、有機基で変性することで得られるニス層の撥水性が高まるため、好ましい。また、水性媒体(D)への溶解性や分散性が高まるため好ましい。ポリオルガノシロキサンは、反応性であってもよいし、非反応性であってもよいが、後述の硬化剤(E)を併用する際には反応性である方が好ましい。なお、本明細書においては、ポリオルガノシロキサンの一部が有機基で変性したものを特に「変性ポリオルガノシロキサン」ともいう。
【0043】
変性ポリオルガノシロキサンとしては、例えばポリジメチルシロキサン中の少なくとも1個以上のメチル基がアルキル基以外の1価の基(以下、「有機基」ともいう。)で置換されたポリオルガノシロキサンが例示される。本実施形態においては、少なくとも1個以上の末端のメチル基及び側鎖のメチル基が有機基で置換されていてもよく、少なくとも1個以上の末端のメチル基が有機基で置換され、側鎖のメチル基が有機基で置換されていなくてもよく、少なくとも1個以上の側鎖のメチル基が有機基で置換され、末端のメチル基が有機基で置換されていなくてもよい。中でも、少なくとも1個以上の側鎖のメチル基が有機基で置換され、末端のメチル基が有機基で置換されていないことが好ましい。
【0044】
前記有機基としては、エーテル基を有する有機基、アミノ基を有する有機基、エポキシ基(環状エポキシ基を含む)を有する有機基、エステル基を有する有機基、フェニル基等のアリール基を有する有機基、水酸基を有する有機基、メルカプト基を有する有機基、カルボキシ基を有する有機基、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基、アルコキシ基を有する有機基、アミド基を有する有機基などが挙げられる。
撥水性シリコーン(B)が有する有機基は、1種でも、2種以上でもよい。
【0045】
すなわち、変性ポリオルガノシロキサンとしては、例えばポリエーテル変性ポリオルガノシロキサン、アミノ変性ポリオルガノシロキサン、エポキシ変性ポリオルガノシロキサン、ポリエステル変性ポリオルガノシロキサン、ポリエーテルエステル変性ポリオルガノシロキサン、アリール変性ポリオルガノシロキサン、水酸基変性ポリオルガノシロキサン、メルカプト基変性ポリオルガノシロキサン、カルボキシ基変性ポリオルガノシロキサン、(メタ)アクリロイルオキシ基変性ポリオルガノシロキサン、アルコキシ基変性ポリオルガノシロキサン、アミド基変性ポリオルガノシロキサンなどが挙げられる。これらの中でも、得られるニス層の撥水性が高まる観点では、アミノ変性ポリオルガノシロキサンが好ましい。
これらの撥水性シリコーン(B)は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0046】
撥水性シリコーン(B)としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えばBYK社製の製品名「BYK302」、「BYK-307」、「BYK313」、「BYK322」、「BYK323」、「BYK325N」、「BYK326」、「BYK327」、「BYK330」、「BYK331」、「BYK-333」、「BYK342」、「BYK-345」、「BYK-346」、「BYK347」、「BYK-348」、「BYK349」、「BYK-375」、「BYK377」、「BYK378」、「BYK3450」、「BYK3451」、「BYK3455」、「BYK3456」、「BYK3760」、「BYK3550」、「BYK SILCLEAN 3700」、「BYK SILCLEAN 3701」、「BYK SILCLEAN 3720」;信越化学工業株式会社製の製品名「KF-351A」、「KF-352A」、「KF-353」、「KF-354L」、「KF-355A」、「KF-615A」、「KF-945」、「KF-640」、「KF-642」、「KF-643」、「KF-6020」、「X-22-4515」、「KF-868」、「KF-865」、「KF-864」、「KF-859」、「KF-393」、「KF-860」、「KF-880」、「KF-8004」、「KF-8002」、「KF-8005」、「KF-867」、「KF-869」、「KF-861」、「X-22-343」、「KF-101」、「KF-1001」、「X-22-2000」、「X-22-3820W」、「X-22-3939A」、「KP-124」、「KP-109」、「KP-110」、「KP-121」、「KP-118」、「KP-341」、「KP-112」、「KP-125」、「KP-101」、「KP-106」、「KP-126」、「KP-360A」」、「KP-361」、「KP-390」、「KP-391」、「KP-392」、「PAM-E」、「KF-8010」、「X-22-161A」、「X-22-161B」、「KF-8012」、「KF-8008」、「POLON-MF-14」、「POLON-MF-14E」、「POLON-MF-51」、「POLON-MF-14EC」、「POLON-MF-63」、「KM-9771」;ダウ・東レ株式会社製の製品名「DOWSIL 501W Additive」、「DOWSIL FZ-2104 Fluid」、「DOWSIL FZ-2110」、「DOWSIL FZ-2123」、「DOWSIL FZ-2164」、「DOWSIL FZ-2191」、「DOWSIL FZ-5609 Fluid」、「DOWSIL L-7001」、「DOWSIL L-7002」、「DOWSIL L-7604」、「DOWSIL OFX-0309 Fluid」、「DOWSIL OFX-5221 Fluid」、「DOWSIL SF-8410 Fluid」、「DOWSIL OFX-0193 Fluid」、「DOWSIL SH-3746 Fluid」、「DOWSIL SH-3771 Fluid」、「DOWSIL SH-8400 Fluid」、「DOWSIL SH-8700 Fluid」、「DOWSIL Y-7006」、「DOWSIL FZ-2203」、「DOWSIL FZ-2215」、「DOWSIL FZ-2222」、「DOWSIL BY16-205」、「DOWSIL BY16-213」、「DOWSIL BY16-849 Fluid」、「DOWSIL BY16-853U」、「DOWSIL BY16-871」、「DOWSIL BY16―872」、「DOWSIL BY16-879B」、「DOWSIL BY16-892」、「DOWSIL FZ-3705」、「DOWSIL FZ-3710 Fluid」、「DOWSIL FZ-3785」、「DOWSIL SF-8417 Fluid」;EVONIK社製の製品名「テゴグライド482」が挙げられる。
【0047】
撥水性シリコーン(B)は固体でもよく、オイル状でもよく、エマルジョン又はディスパージョンでもよい。撥水性シリコーン(B)は、アクリル樹脂骨格に共重合したものであってもいい。その場合、水性バインダー樹脂(A)が水性アクリル樹脂を含む場合、水性バインダー樹脂(A)との相溶性が高まり透明性が向上する。
【0048】
<パラフィンワックス(C)>
パラフィンワックス(C)は、得られるニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性の向上のために用いられる。
【0049】
パラフィンワックス(C)は、飽和炭化水素骨格を基本骨格とする化合物である。飽和炭化水素骨格としては、ノルマルパラフィン骨格、イソパラフィン骨格、シクロパラフィン骨格が挙げられ、これら2種以上の骨格を有していてもよい。典型的なパラフィンワックスは、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、シクロパラフィンであり、これらの混合物でもよい。
パラフィンワックス(C)は、一部が有機基で変性されていてもよい。
【0050】
パラフィンワックス(C)の融点は、30~130℃が好ましく、40~100℃がより好ましく、45~90℃がさらに好ましく、50~80℃が特に好ましい。パラフィンワックス(C)の融点が上記下限値以上であると、得られるニス層において、パラフィンワックス(C)の溶解が抑制される。パラフィンワックス(C)の融点が上記上限値以下であると、ニス層形成時の乾燥時の加熱によりパラフィンワックス(C)が軟化し、パラフィンワックス(C)がニス層の表面に均一に分布しやすくなる。結果として、得られるニス層の撥水性が高まる。
【0051】
パラフィンワックス(C)の平均粒子径は、0.005~3μmが好ましく、0.01~2μmがより好ましく、0.04~1μmがさらに好ましい。
パラフィンワックス(C)の平均粒子径は、動的光散乱方式により体積基準の粒子径分布を測定し、得られた粒子径分布より算出される体積基準の累積頻度50%の粒子径(メジアン径:D50)であり、体積平均粒子径ともいう。
これらのパラフィンワックス(C)は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0052】
パラフィンワックス(C)は、水に分散したエマルジョンの状態で用いてもよい。
パラフィンワックス(C)としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えばBYK社製の製品名「AQUACER497」、「AQUACER537」、「AQUACER539」、「AQUACER1039」;日本精蝋株式会社製の製品名「EMUSTAR-0135」、「EMUSTAR-0136」、「EMUSTAR-1155」;中京油脂株式会社製の製品名「ハイドリンL-703-35」、「トラソルPF60」などが挙げられる。
【0053】
<任意成分>
任意成分としては、例えば水性媒体(D)、添加剤等が挙げられる。
【0054】
(水性媒体(D))
水性媒体(D)としては、例えば水;水と有機溶剤との混合溶剤が挙げられる。
混合溶剤における有機溶剤としては、水に可溶であれば特に制限されないが、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール等のアルコール系溶剤;アセトン等のケトン系溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0055】
水性媒体(D)の総質量に対する水の含有量は、60~100質量%が好ましく、70~100質量%がより好ましく、80~100質量%がさらに好ましい。
【0056】
(添加剤)
添加剤としては、例えば、パラフィンワックス(C)以外のワックス(以下、「その他のワックス」ともいう。)、増粘剤、沈降防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、レベリング剤、粘弾性調整剤、消泡剤、滑剤、分散剤、安定剤が挙げられる。
これらの添加剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
なお、視認性を考慮すると、水性ニス組成物は顔料等の着色剤を実質的に含まないことが好ましい。
ここで、「実質的に含まない」とは、意図せずして含有するものを除き、積極的に着色剤を配合しないことを意味する。
【0057】
その他のワックスとしては、例えばポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等)、ポリテトラフルオロエチレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、アマイドワックス、マイクロクリスタリンワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、蜜蝋などが挙げられ、ポリオレフィンワックスが好ましく、ポリエチレンワックスがより好ましい。市販品のポリエチレンワックスとしては、三井化学株式会社製の製品名「ケミパールW100」、「ケミパールW200」、「ケミパールW300」、「ケミパールW308」、「ケミパールW400」、「ケミパールW401」、「ケミパールW500」、「ケミパールW640」、「ケミパールW700」、「ケミパールW800」;BYK社製の商品名「CERAFLOUR925」、「CERAFLOUR925N」、「CERAFLOUR927N」、「CERAFLOUR929」、「CERAFLOUR929N」、「CERAFLOUR950」、「CERAFLOUR960」、「CERAFLOUR961」、「CERAFLOUR988」、「CERAFLOUR991」、「CERAFLOUR1000」、「AQUACER531」、「AQUACER537」、「AQUACER552」、「AQUACER840」、「AQUACER1547」、「AQUAMAT208」;BASFジャパン製の商品名「ジョンクリルワックス4」が挙げられる。
これらのその他のワックスは1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0058】
増粘剤は、水性ニス組成物の粘度調整のために用いられる。
増粘剤としては、例えばウレタン系増粘剤、ポリアクリル系増粘剤、ポリアマイド系増粘剤、セルロース系増粘剤、ベントナイト等の粘土鉱物等の増粘剤が挙げられる。これらの中でも、ウレタン系増粘剤がより好ましい。
ウレタン系増粘剤はいわゆる会合型の増粘剤であり、水性媒体(D)中において、ウレタン結合同士が会合することにより、効果的に増粘作用を示す。ウレタン系増粘剤(ウレタン会合型増粘剤)としては、例えば、分子中にウレタン結合とポリエーテル鎖を有し、末端に疎水基を有する化合物が挙げられる。市販品のウレタン系増粘剤としては、サンノプコ株式会社製の製品名「SNシックナー612」、「SNシックナー621N」、「SNシックナー625N」、「SNシックナー627N」、「SNシックナー660T」が挙げられる。
これらの増粘剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0059】
消泡剤は、水性ニス組成物の消泡のために用いられる。
消泡剤としては、シリコーン及び疎水性微粒子の混合物が挙げられる。市販のシリコーン及び疎水性微粒子の混合物としては、BYK社製の製品名「BYK-011」、「BYK-012」、「BYK-014」、「BYK-015」、「BYK-017」、「BYK-018」、「BYK-019」、「BYK-021」、「BYK-022」、「BYK-023」、「BYK-024」、「BYK-025」、「BYK-028」、「BYK-038」、「BYK-039」、「BYK-044」、「BYK-093」、「BYK-094」、「BYK-1610」、「BYK-1611」、「BYK-1615」、「BYK-1617」、「BYK-1640」、「BYK-1650」、「BYK-1710」、「BYK-1711」、「BYK-1719」、「BYK-1723」、「BYK-1724」、「BYK-1730」、「BYK-1740」、「BYK-1770」、「BYK-1780」、「BYK-1781」、「BYK-1785」、「BYK-1786」、「BYK-1798」、サンノプコ社製の製品名「SNデフォーマー121N」、「SNデフォーマー1311」、「SNデフォーマー1312」、「SNデフォーマー1313」、「SNデフォーマー1314」、「SNデフォーマー1315」、「SNデフォーマー1316」、「SNデフォーマー154」、「SNデフォーマー154S」、「SNデフォーマー180」、「SNデフォーマー265」、「SNデフォーマー317」、「SNデフォーマー380」、「SNデフォーマー381」、「SNデフォーマー391」、「SNデフォーマー393」、「SNデフォーマー395」、「SNデフォーマー399」、「SNデフォーマー5016」、「SNデフォーマー5016」、「ノプコDF-122-NS」、「ノプタム3590」、「ノプタム6030PC」、「ノプタム777-F」、「ノプタム8000PC」、「ノプタム8034-F」、「ノプタム8034-LF」などが挙げられる。
これらの消泡剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0060】
<各成分の含有量>
水性バインダー樹脂(A)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して15~50質量%が好ましく、20~45質量%がより好ましく、23~40質量%がさらに好ましく、23~35質量%が特に好ましい。
水性バインダー樹脂(A)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して50~99質量%が好ましく、60~99質量%がより好ましく、70~98質量%がさらに好ましく、80~97質量%がさらに好ましい。
水性バインダー樹脂(A)の不揮発分の含有量が、上記下限値以上であると、プラスチックフィルム対する密着性が向上する。
【0061】
撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して0.05質量%以上が好ましく、0.08質量%以上がより好ましく、0.12質量%以上がさらに好ましく、0.15質量%以上が特に好ましい。撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して2質量%以下が好ましく、1質量%以下より好ましく、0.8質量%以下がさらに好ましく、0.5質量%以下が特に好ましい。撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量の上記上限値及び上記下限値は任意に組み合わせることができる。
撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0.1質量%以上が好ましく、0.3質量%以上がより好ましく、0.4質量%以上がさらに好ましく、0.5質量%以上が特に好ましい。撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量の上記上限値及び上記下限値は任意に組み合わせることができる。撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して6質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、4質量%以下がさらに好ましく、3質量%以下がさらに好ましく、2質量%以下がさらに好ましく、1質量%以下が特に好ましい。撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量の上記上限値及び上記下限値は任意に組み合わせることができる。
撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量が上記下限値以上であると、得られるニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が向上する。撥水性シリコーン(B)の不揮発分の含有量が上記上限値以下であると、ニス層の隣接する層に対する積層性が向上する。
【0062】
パラフィンワックス(C)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上がさらに好ましい。パラフィンワックス(C)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して12質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。パラフィンワックス(C)の不揮発分の含有量の上記上限値及び上記下限値は任意に組み合わせることができる。
パラフィンワックス(C)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、7質量%以上がさらに好ましく、10質量%以上が特に好ましい。パラフィンワックス(C)の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましく、15質量%以下が特に好ましい。パラフィンワックス(C)の不揮発分の含有量の上記上限値及び上記下限値は任意に組み合わせることができる。
パラフィンワックス(C)の不揮発分の含有量が上記下限値以上であると、得られるニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が向上する。パラフィンワックス(C)の不揮発分の含有量が上記上限値以下であると、ニス層の隣接する層に対する積層性が向上する。
【0063】
水性ニス組成物は、撥水性シリコーン(B)及びパラフィンワックス(C)の両方を含有していてもよい。ニス層形成時の乾燥時に加熱温度が低い場合は、撥水性シリコーン(B)のみを含有する、又は撥水性シリコーン(B)及びパラフィンワックス(C)両方を含有することが好ましく、撥水性シリコーン(B)のみを含有することがより好ましい。
【0064】
水性ニス組成物が撥水性シリコーン(B)を含む場合、撥水性シリコーン(B)の不揮発分の質量に対する水性バインダー(A)の不揮発分の質量比(以下、「(A)/(B)比」)ともいう。)は、10~600が好ましく、30~300がより好ましく、50~200がさらに好ましく、80~180が特に好ましい。
(A)/(B)比が上記下限値以上であると、得られるニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が向上する。(A)/(B)比が上記上限値以下であると、ニス層の隣接する層に対する積層性が向上する。
【0065】
水性ニス組成物がパラフィンワックス(C)を含む場合、パラフィンワックス(C)の不揮発分の質量に対する水性バインダー(A)の不揮発分の質量比(以下、「(A)/(C)比」)ともいう。)は、2~50が好ましく、2.5~35がより好ましく、3~25がさらに好ましく、4~15が特に好ましい。
(A)/(C)比が上記下限値以上であると、得られるニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が向上する。(A)/(C)比が上記上限値以下であると、ニス層の隣接する層に対する積層性が向上する。
【0066】
水性媒体(D)の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して40~85質量%が好ましく、50~80質量%がより好ましく、55~75質量%がさらに好ましい。水性媒体(D)の含有量が、上記下限値以上であると、水性ニス組成物の流動性が良好となり、上記上限値以下であると、水性ニス組成物の塗膜の乾燥性が良好となる。
なお、有機溶剤の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して0~5質量%が好ましく、0~4質量%がより好ましく、0~3質量%がさらに好ましい。有機溶剤の含有量が5質量%を超えると、フレキソ印刷時に乾燥が早すぎて版からみ等の印刷不良となる傾向にある。
【0067】
水性媒体(D)以外の任意成分の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば特に制限されないが、例えば水性ニス組成物の総質量に対して0~10質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましい。
水性媒体(D)以外の任意成分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0~15質量%が好ましく、0~10質量%がより好ましい。
【0068】
水性ニス組成物が任意成分としてその他のワックスを含む場合、その他のワックスの不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して0.1~10質量%が好ましく、0.2~5質量%がより好ましく、0.3~2質量%がさらに好ましい。
水性ニス組成物が任意成分としてその他のワックスを含む場合、その他のワックスの不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0.2~20質量%が好ましく、0.5~15質量%がより好ましく、1~10質量%がさらに好ましい。
【0069】
水性ニス組成物が任意成分として増粘剤を含む場合、増粘剤の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して0.01~4質量%が好ましく、0.03~2質量%がより好ましく、0.08~1質量%がさらに好ましい。
水性ニス組成物が任意成分として増粘剤を含む場合、増粘剤の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0.02~7質量%が好ましく、0.05~4質量%がより好ましく、0.1~2質量%がさらに好ましい。
増粘剤の不揮発分の含有量が、上記下限値以上であると、増粘剤による効果が充分に発現され水性ニス組成物の粘度を所望の値に容易に調整でき、上記上限値以下であると、水性ニス組成物の物性を良好に維持できる。
【0070】
水性ニス組成物が任意成分として消泡剤を含む場合、消泡剤の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の総質量に対して0.005~2質量%が好ましく、0.01~1質量%がより好ましく、0.05~0.8質量%がさらに好ましい。
水性ニス組成物が任意成分として消泡剤を含む場合、消泡剤の不揮発分の含有量は、水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対して0.005~4質量%が好ましく、0.01~2質量%がより好ましく、0.05~1質量%がさらに好ましい。
【0071】
<水性ニス組成物の製造方法>
本実施形態の水性ニス組成物は、例えば水性バインダー樹脂(A)、撥水性シリコーン(B)又はパラフィンワックス(C)と、必要に応じて任意成分のうちの1つ以上とを、各成分が所望の含有量となるように混合することで得られる。
各成分の混合方法としては特に限定されず、種々の方法により各成分を混合することができる。
【0072】
<水性ニス組成物の用途>
本実施形態の水性ニス組成物は、グラビア印刷又はフレキソ印刷により、プラスチックフィルム等の基材の表面又は基材の表面に形成されたインキ層の表面に印刷する際のニスとして好適である。特に、フレキソ印刷により基材の表面又は基材の表面に形成されたインキ層の表面に印刷する際のニスとして好適である。すなわち、本実施形態の水性ニス組成物は、フレキソ印刷用として好適である。
本実施形態の水性インキ組成物は、後述の硬化剤(E)とともに使用されることが好ましい。
【0073】
<作用機序>
上述したように、本実施形態の水性ニス組成物は、フレキソ印刷によって乾燥後の塗工量が1g/mとなるように印刷して形成される乾燥塗膜の表面の水接触角が90°以上である。水接触角が90°以上であるということは、乾燥塗膜が撥水性に優れることを意味する。乾燥塗膜(ニス層)の撥水性が優れることにより、界面活性剤を含む水溶液、具体的にはベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性が向上すると考えられる。
【0074】
<硬化剤(E)>
硬化剤(E)は、ニス層のベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性、及びプラスチックフィルムに対する密着性のさらなる向上のために用いられる。加えて、硬化剤(E)を併用することで、ニス層の耐水性が向上する。
【0075】
硬化剤(E)としては、公知のものを用いることができ、例えばイソシアネート系硬化剤、ブロックイソシアネート系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、オキサゾリン系硬化剤、エポキシ系硬化剤、アジリジン系硬化剤などが挙げられる。これらの中でも、ニス層の耐擦過性がより向上する観点から、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、アジリジン系硬化剤が好ましい。
これらの硬化剤(E)は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0076】
イソシアネート系硬化剤の具体例としては、水性アクリルウレタン樹脂の説明において先に例示した多価イソシアネート化合物が挙げられる。市販品のイソシアネート系硬化剤としては、三井化学株式会社製の製品名「タケネートWD-720」、「タケネートWD-725」、「タケネートWD-726」、「タケネートWD-730」、「タケネートWD-220」、「タケネートXWD-HS7」、「タケネートXWD-HS30」;日本ポリウレタン工業株式会社製の製品名「アクアネート100」、「アクアネート110」、「アクアネート200」、「アクアネート210」;旭化成株式会社製の製品名「デュラネートWB40-100」、「デュラネートWB40-80D」、「デュラネートWT20-100」、「デュラネートWT30-100」、「デュラネートWL70-100」、「デュラネートWR80-70P」、「デュラネートWE50-100」;バイエルマテリアルサイエンス社製の製品名「Bayhydur 3100」、「Bayhydur 302」、「Bayhydur 304」、「Bayhydur 305」、「Bayhydur XP2451/1」、「Bayhydur XP2487/1」、「Bayhydur XP2547」、「Bayhydur XP2655」、「Bayhydur XP2700」;BASF社製の製品名「Basonat HW100」、「Basonat HA100」、「Basonat HW1180PC」が挙げられる。
イソシアネート系硬化剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0077】
ブロックイソシアネート系硬化剤の具体例としては、イソシアネート系硬化剤のブロック剤(例えば、アルコール系化合物、フェノール系化合物、オキシム系化合物、ラクタム系化合物、ピラゾール系化合物、及び活性メチレン化合物等)によるブロック体が挙げられる。
これらのブロックイソシアネート系硬化剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0078】
カルボジイミド系硬化剤は、1分子中に2個以上のカルボジイミド基を含有する化合物である。カルボジイミド系硬化剤の具体例としては、ポリ(4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)、ポリ(ジイソプロピルカルボジイミド)が挙げられる。市販品のカルボジイミド系硬化剤としては、日清紡ケミカル株式会社製の製品名「カルボジライト」シリーズが挙げられる。
これらのカルボジイミド系硬化剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0079】
オキサゾリン系硬化剤は、1分子中に2個以上のオキサゾリン基を含有する化合物である。オキサゾリン系硬化剤の具体例としては、2,2’-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-メチレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-(1,4-フェニレン)-ビス(2-オキサゾリン)等の多価オキサゾリンや、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリン等のオキサゾリン基含有単量体単位を有する重合体又は共重合体が挙げられる。オキサゾリン基含有単量体はそれぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。また、オキサゾリン基含有単量体と、この単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。市販品のオキサゾリン系硬化剤としては、株式会社日本触媒製の製品名「エポクロス」シリーズが挙げられる。
これらのオキサゾリン系硬化剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0080】
エポキシ系硬化剤は、1分子中に2個以上のエポキシ基を含有する化合物である。エポキシ系硬化剤の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、トリグリシジルアミノフェノール、ビフェニルジグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、ポリグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートとこれと共重合可能なビニル単量体との共重合体が挙げられる。市販品のエポキシ系硬化剤としては、三菱ケミカル株式会社製の製品名「jER」シリーズ、ナガセケムテックス株式会社製の製品名「デナコールEX」シリーズが挙げられる。
これらのエポキシ系硬化剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0081】
アジリジン系硬化剤は、1分子中に2個以上のアジリジン基を含有する化合物である。アジリジン系硬化剤の具体例としては、2,2-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]や4,4’-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタンが挙げられる。市販品のアジリジン系硬化剤としては、株式会社日本触媒製の製品名「ケミタイト」シリーズが挙げられる。
これらのアジリジン系硬化剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
【0082】
<キット>
本発明の一実施形態に係るキットは、上述した本実施形態の水性ニス組成物と、上述した硬化剤(E)とを各々独立して含有する。
ここで「独立して」とは、水性ニス組成物と硬化剤(E)とが互いに非接触とされた状態で存在することを意味し、例えばキットは、水性ニス組成物が収容された第1の容器と、硬化剤(E)が収容された第2の容器とを備えている。
【0083】
第2の容器には、硬化剤(E)以外の成分(他の成分)が含まれていてもよい。
他の成分としては、例えば溶剤、安定剤などが挙げられる。
溶剤としては、水性ニス組成物の説明において先に例示した水性媒体(D)が挙げられる。
【0084】
キットは、使用時に水性ニス組成物と硬化剤(E)とを混合して使用される。
水性ニス組成物と硬化剤(E)とを混合する際は、水性ニス組成物の不揮発分100質量部に対して、硬化剤(E)の不揮発分が1~15質量部の割合となるように、両者を混合することが好ましく、より好ましくは1.5~10質量部であり、さらに好ましくは2~8質量部であり、特に好ましくは3~7質量部である。硬化剤(E)の割合が、上記下限値以上であると、硬化反応が十分に進行し、上記上限値以下であると、ニス層の耐水性がより向上する。
【0085】
[積層体]
図1、2に、本発明の一実施形態に係る積層体の一例を示す。なお、図1、2における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
図1の積層体10は、基材であるプラスチックフィルム11と、プラスチックフィルム11の一方の面上に設けられた印刷層(ニス層)12と、を備える。
図2の積層体20は、基材であるプラスチックフィルム21と、プラスチックフィルム21の一方の面上に設けられた第一の印刷層(インキ層)22と、前記第一の印刷層の前記プラスチックフィルムとは反対の面上に設けられた第二の印刷層(ニス層)23と、を備える。
なお、積層体をプラスチックラベルとして包装容器に装着する場合、プラスチックフィルム11、21が印刷層12及び第二の印刷層23よりも外側、すなわち、印刷層12及び第二の印刷層23が内側(包装容器と接する側)となるように装着することが好ましい。また、プラスチックフィルム11、21の表面に、例えばニス組成物や体質顔料等のマット剤を含む組成物を印刷して、他の印刷層を設けてもよい。ここで、プラスチックフィルム11の表面とは、プラスチックフィルム11の印刷層12が設けられる面とは反対の面を意味する。プラスチックフィルム21の表面とは、プラスチックフィルム21の第一の印刷層22が設けられる面とは反対の面を意味する。また、プラスチックフィルム11の印刷層12が設けられる面をプラスチックフィルム11の裏面とし、プラスチックフィルム21の第一の印刷層22が設けられる面をプラスチックフィルム21の裏面とする。
【0086】
<プラスチックフィルム>
プラスチックフィルム11、21の種類は、積層体10、20の種類等に応じて適宜選択することが可能であり、特に限定されないが、例えば、積層体10、20を熱収縮性ラベル(シュリンクラベル)として用いる場合には、プラスチックフィルム11、21は熱収縮性フィルム(シュリンクフィルム)が好ましい。積層体10、20をロールラベルとして用いる場合には、プラスチックフィルム11、21はポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、二軸延伸PPフィルムが好ましい。積層体10、20をストレッチラベルとして用いる場合には、プラスチックフィルム11、21はストレッチフィルムが好ましい。これらの中でも、プラスチックフィルム11、21は、熱収縮性フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、二軸延伸PPフィルムが好ましい。
【0087】
プラスチックフィルム11、21としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、非晶性ポリエチレンテレフタレート(A-PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、及びポリ乳酸等のポリエステルフィルム;低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、及びポリプロピレン(PP)等のポリオレフィンフィルム;セロファン等のセルロースフィルム;ポリスチレン(PS)フィルム;エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂フィルム;エチレン-ビニルアルコール共重合樹脂フィルム;ポリアミド(Ny)フィルム;ポリカーボネートフィルム;ポリイミドフィルム;ポリ塩化ビニルフィルムなどが挙げられる。これらのフィルムは、用途に応じて適宜選択できる。例えば、積層体10、20を熱収縮性ラベル(シュリンクラベル)として用いる場合には、プラスチックフィルム11、21としては、一軸収縮性ポリスチレンフィルム、一軸収縮性PETフィルム、一軸収縮性ポリオレフィンフィルム、一軸収縮性ポリ塩化ビニルフィルムが好ましい。
プラスチックフィルム11、21としては、例えば、二軸延伸PPフィルム及び無延伸PPフィルム等のように、延伸及び無延伸のいずれのプラスチックフィルムも用いることができる。プラスチックフィルム11、21の表面には、コロナ放電処理、プラズマ処理、フレーム処理、溶剤処理等の表面処理が施されていてもよい。
【0088】
プラスチックフィルム11、21は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。すなわち、プラスチックフィルム11、21は、単層フィルムであってもよいし、積層フィルムであってもよい。プラスチックフィルム11、21が積層フィルムである場合、同じ種類のフィルムを2枚以上積層した構成であってもよいし、異なる種類のフィルムを2枚以上積層した構成であってもよい。好ましいフィルムの組み合わせの一例としては、ポリエステルフィルムをプラスチックフィルム11、21の表面側とし、ポリスチレンフィルムもしくはポリオレフィンフィルムをプラスチックフィルム11、21の裏面側とする組み合わせ、環状ポリオレフィンフィルムをプラスチックフィルム11、21の表面側とし、ポリエチレンフィルムもしくはポリプロピレンフィルムをプラスチックフィルム11、21の裏面側とする組み合わせなどが挙げられる。
【0089】
プラスチックフィルム11、21の厚さは、8~100μmが好ましく、12~60μmがより好ましく、12~50μmがさらに好ましい。
【0090】
<印刷層(ニス層)、第二の印刷層(ニス層)>
積層体10において、印刷層(ニス層)12は、プラスチックフィルム11の一方の面上に設けられている。積層体20において、第二の印刷層(ニス層)23は、プラスチックフィルム21の一方の面上に設けられた第一の印刷層(インキ層)22の前記プラスチックフィルム21とは反対の面上に設けられている。
印刷層12、第二の印刷層23は、上述した本実施形態の水性ニス組成物又はキットを用いて形成された印刷層であり、保護層の役割を果たす。
印刷層12、第二の印刷層23の厚さは、0.2~3.0μmが好ましく、0.3~2.0μmがより好ましく、0.3~1.5μmがさらに好ましい。
【0091】
<第一の印刷層(インキ層)>
積層体20において、第一の印刷層(インキ層)22は、プラスチックフィルム21の一方の面上に設けられている。
第一の印刷層22は、積層体20に意匠性や機能性等を付与する点でインキ組成物を用いて形成された印刷層である。
第一の印刷層22は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
第一の印刷層22の合計の厚さは、0.2~15μmが好ましく、0.3~10μmがより好ましく、0.3~8μmがさらに好ましい。
【0092】
インキ組成物は、着色顔料を含む。インキ組成物としては、水性インキ組成物が好ましい。
水性インキ組成物としては特に限定されず、公知のものを使用できるが、例えば水性バインダー樹脂と、水性媒体と、着色顔料と、必要に応じて他の成分とを含有する組成物などが挙げられる。
水性バインダー樹脂としては、上述した本発明の水性ニス組成物の説明において先に例示した水性バインダー樹脂(A)などが挙げられる。
水性媒体としては、上述した本発明の水性ニス組成物の説明において先に例示した水性媒体(D)などが挙げられる。
着色顔料としては、例えばアゾ系顔料(モノアゾ、縮合アゾ等)、スレン系顔料(アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、チオインジゴ系等)、フタロシアニン系顔料(フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等)、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、ピロロピロール系顔料、アニリンブラック、有機蛍光顔料等の有機顔料;天然物(クレー等)、フェロシアン化物(紺青等)、硫化物(硫化亜鉛等)、硫酸塩、酸化物(酸化クロム、亜鉛華、酸化チタン、酸化鉄等)、水酸化物(水酸化アルミニウム等)、ケイ酸塩(群青等)、炭酸塩、炭素(カーボンブラック、グラファイト等)、金属粉(アルミニウム粉、ブロンズ粉、亜鉛粉等)、焼成顔料等の無機顔料などが挙げられる。
他の成分としては、例えばワックス類、分散剤、消泡剤、潤滑剤、滑剤などが挙げられる。
【0093】
<積層体の製造方法>
図1の積層体10の製造方法は、プラスチックフィルム11の一方の面上に、本実施形態の水性ニス組成物又はキットを用いて印刷層12を形成する工程を含む。
図2の積層体20の製造方法は、プラスチックフィルム21の一方の面上に、インキ組成物を用いて第一の印刷層22を形成する工程(1)と、前記第一の印刷層22の前記プラスチックフィルム21とは反対の面上に、本実施形態の水性ニス組成物又はキットを用いて第二の印刷層23を形成する工程(2)を含む。
【0094】
図1の積層体10の製造方法では、例えばプラスチックフィルム11の一方の面上に本実施形態の水性ニス組成物を塗工し、乾燥させて印刷層12を形成する。
本実施形態のキットを用いて印刷層12を形成する場合、キットに含まれる水性ニス組成物と硬化剤(E)とを混合して混合物を調製し、得られた混合物をプラスチックフィルム11の一方の面上に塗工し、乾燥させて印刷層12を形成すればよい。水性ニス組成物と硬化剤(E)とを混合する際の混合割合は、上述した通りである。
なお、水性ニス組成物又は混合物をプラスチックフィルム11の一方の面上に塗工し、乾燥させて印刷層12を形成した後、さらに水性ニス組成物又は混合物を塗工(重ね塗り)してもよい。
【0095】
水性ニス組成物又は混合物の塗工方法としては特に限定されず、例えばグラビア印刷、フレキソ印刷、ハケ塗り、グラビアコーター法、ダイコーター法、バーコーター法、スプレーコート法、フローコート法、ディップコート法、スピンコート法及びカーテンコート法等の公知の塗工方法を用いることができる。これらの中でも、品質及び生産性の高さから、フレキソ印刷が好ましい。
【0096】
乾燥方法としては、プラスチックフィルム11の一方の面上に塗工された水性ニス組成物又は混合物に含まれる水性媒体(D)を除去できれば特に制限されないが、例えば減圧乾燥、加圧乾燥、加熱乾燥、風乾が挙げられる。
加熱する際の温度は、30~150℃が好ましく、40~100℃がより好ましい。
【0097】
図2の積層体20の製造方法は、上記工程(1)と上記工程(2)をこの順で含む。
工程(1)では、例えばプラスチックフィルム21の一方の面上にインキ組成物を塗工し、乾燥させて第一の印刷層22を形成する。工程(2)では、例えば前記第一の印刷層22のプラスチックフィルム21とは反対の面上に本実施形態の水性ニス組成物を塗工し、乾燥させて第二の印刷層23を形成する。積層体10の製造方法と同様に、水性ニス組成物に代えて本実施形態のキットを使用してもよい。
工程(1)は1回でもよいし、2回以上でもよい。すなわち、インキ組成物を重ね塗りしてもよい。
工程(2)は1回でもよいし、2回以上でもよい。すなわち、水性ニス組成物又は混合物を重ね塗りしてもよい。
工程(1)、工程(2)における塗工方法、乾燥方法としては、積層体10の製造方法と同様の方法を適用できる。
【0098】
<用途>
積層体10、20は、飲料、惣菜や弁当などの食品、化粧品等の日用品等の包装容器に装着されるプラスチックラベルとして用いることができる。特に、積層体10、20を構成するプラスチックフィルム11、21が熱収縮性フィルムである場合、シュリンクラベルとして好適である。
【0099】
<作用機序>
以上説明した本実施形態の積層体は、プラスチックフィルムの一方の面上に、上述した本発明の水性ニスインキ組成物又はキットを用いて形成されたニス層が形成されているので、ベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性に優れる。
【0100】
<他の実施形態>
積層体は、上述した実施形態に限定されない。
例えば、図1に示す積層体10の場合、印刷層12はプラスチックフィルム11の一方の面の全体に設けられているが、印刷層12はプラスチックフィルム11の一方の面の一部に設けられていてもよい。この場合、プラスチックフィルム11の一方の面の印刷層12が設けられていない領域には、他の印刷層が設けられていることが好ましい。他の印刷層は、例えば酸化チタンを含むインキ組成物などが挙げられる。
同様に、図2に示す積層体20の場合、第二の印刷層23は第一の印刷層22の一方の面の全体に設けられているが、第二の印刷層23は第一の印刷層22の一方の面の一部に設けられていてもよい。この場合、第一の印刷層22の一方の面の第二の印刷層23が設けられていない領域には、他の印刷層が設けられていることが好ましい。他の印刷層は、例えば酸化チタンを含むインキ組成物などが挙げられる。
また、図1に示す積層体10の場合、印刷層12のプラスチックフィルム11とは反対の面上に、他の印刷層が設けられていてもよい。他の印刷層は、例えば本実施形態の水性ニス組成物より形成される層などが挙げられる。
同様に、図2に示す積層体20の場合、第二の印刷層23の第一の印刷層22とは反対の面上に、他の印刷層が設けられていてもよい。他の印刷層は、例えば水性ニス組成物より形成される層などが挙げられる。
【実施例
【0101】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。以下において、「NV」は不揮発分である。
【0102】
[使用原料]
水性バインダー樹脂(A)として、以下に示す化合物を用いた。
・A-1:アクリル樹脂エマルジョン(重量平均分子量291,000、ガラス転移温度9℃、最低造膜温度<5℃、酸価38mgKOH/g、不揮発分38.5質量%)。
・A-2:アクリル樹脂エマルジョン(重量平均分子量215,000、ガラス転移温度25℃、酸価78mgKOH/g、不揮発分45.5質量%)。
・A-3:アクリル樹脂エマルジョン(重量平均分子量218,000、ガラス転移温度14℃、酸価52mgKOH/g、不揮発分49質量%)。
・A-4:アクリル樹脂エマルジョン(重量平均分子量71,000、ガラス転移温度75℃、酸価82mgKOH/g、不揮発分45質量%)。
・A-5:水性アクリルウレタンエマルジョン樹脂(大成ファインケミカル株式会社製、製品名「WEM-200U」、ガラス転移温度27℃、酸価16mgKOH/g、不揮発分38質量%)。
・A-6:水性ウレタンディスパージョン樹脂(三井化学株式会社性、製品名「WS-5000」、不揮発分30質量%)。
【0103】
撥水性シリコーン(B)として、以下に示す化合物を用いた。
・B-1:シリコーン変性コポリマー(EVONIK社製、製品名「テゴグライド482」、不揮発分65質量%)。
・B-2:アミノ変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会社製、製品名「KF-868」、不揮発分100質量%)。
【0104】
パラフィンワックス(C)として、以下に示す化合物を用いた。
・C-1:変性パラフィンワックス(日本蜜蝋社製、製品名「EMUSTAR-0135」、融点60℃、不揮発分40質量%)。
・C-2:変性パラフィンワックス(BYK社製、製品名「AQUACER537」、融点110℃、不揮発分30質量%)。
【0105】
その他のワックス、増粘剤、消泡剤、及び水性媒体(D)として、以下に示す化合物を用いた。
・その他のワックス:ポリエチレンワックス(三井化学株式会社製、商品名「ケミパールW400」、体積平均粒子径4μm、不揮発分40質量%、針入度法による硬度3、環球法による軟化点110℃)。
・増粘剤:ウレタン会合型増粘剤(サンノプコ株式会社製、製品名「SNシックナー612」、不揮発分40質量%)。
・消泡剤:シリコーン及び疎水性微粒子の混合物(BYK社製、製品名「BYK-094」、不揮発分96質量%)。
・D-1:水。
【0106】
硬化剤(E)として、以下に示す化合物を用いた。
・E-1:カルボジイミド系硬化剤(日清紡ケミカル株式会社製、製品名「カルボジライトE-02」、不揮発分40質量%)。
・E-2:オキサゾリン系硬化剤(株式会社日本触媒製、製品名「エポクロスWS-500」、不揮発分39質量%)。
・E-3:エポキシ系硬化剤(ナガセケムテックス製、製品名「デナコールEX-612」、不揮発分99質量%)。
・E-4: アジリジン系硬化剤(日本触媒製、製品名「ケミタイトPZ-33」不揮発分99質量%)。
・E-5:イソシアネート系硬化剤(旭化成製、製品名「デュラネートWT30-100」、不揮発分100質量%)。
【0107】
[評価方法]
<水接触角の評価>
実施例1~33、比較例1~7で得られた積層体を用いて、乾燥塗膜(ニス層)表面の水接触角をJIS R 3257:1999に準拠して測定を行った。以下の基準で表1~4中に水接触角を示す。
A1:水接触角が80°未満。
A2:水接触角が80°以上90°未満。
A3:水接触角が90°以上95°未満。
A4:水接触角が95°以上100°未満。
A5:水接触角が100°以上110°以下。
A6:水接触角が110°超。
【0108】
<ベルトコンベヤー用潤滑剤耐性の評価>
カチオン界面活性剤としてセチルトリメチルアンモニウムブロマイド10質量部及びヤシアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド10質量部、アルキルリン酸エステル塩としてLP-TEA(トリエタノールアミン・ラウリルリン酸エステル)10質量部、ポリオキシエチレン(10モル)ラウリルエーテル2質量部及び水68質量部を溶解槽にとり、撹拌溶解して、均一なベルトコンベヤー用潤滑剤を調製した。この潤滑剤を250倍に水希釈した水溶液を実施例1~33、比較例1~7で得られた積層体のニス層に垂らして1日後にふき取り、ニス層表面の外観変化を観察した。以下の基準で評価を行った。◎、〇又は△の場合、実用性がある。
◎:塗膜の外観変化がない。
〇:塗膜に薄く滴下痕が残る。
△:塗膜にはっきりと滴下痕が残る。
×:塗膜の脱落が観察される。
【0109】
<積層性の評価>
実施例1~33、比較例1~7で得られた積層体のニス層のインキ層とは反対の面にアクリル系カラーインキ(大日精化工業株式会社製、製品名「ハイドリックFCGシリーズ」)を、乾燥塗膜の塗工量が1.0g/mとなるようにフレキソハンドプルーファーをアプリケーターとして用いて塗工した。次いで、ドライヤーの温風で1分間乾燥させて第三の印刷層(第二のインキ層)を形成し、印刷物(積層体)を得た。第二のインキ層を目視にて確認し、以下の評価基準にて積層性を評価した。
○:ニス層の面積に対する、第二のインキ層の面積の割合が100%である。
△:ニス層の面積に対する、第二のインキ層の面積の割合が80%以上100%未満である。
×:ニス層の面積に対する、第二のインキ層の面積の割合が80%未満である。
【0110】
<密着性(PET)の評価>
実施例1~33、比較例1~7で得られた積層体のニス層の表面に幅18mmのセロハンテープ(ニチバン株式会社製)を貼り付けて指で圧着した後、このセロハンテープを速やかに剥がし、プラスチックフィルム上に残ったニス層の状態を目視にて確認し、以下の評価基準にてニス層の密着性を評価した。なお、積層体はプラスチックフィルム/インキ層/ニス層の積層体であるが、フレキソ印刷によって設けたインキ層は網点状にプラスチックフィルムに転移したものが濡れ広がるため、プラスチックフィルムの上を隙間なく覆っているわけではなく空隙が存在する。そのため、その上にニス層を印刷した際にインキ層の空隙部分ではプラスチックフィルムに直接ニス層が形成される。上記密着性の評価ではインキ層にプラスチックフィルムに密着性良好なインキを使用しているため、密着性が悪いものについてはニス層のプラスチックフィルムへの密着性が悪いと判断することが出来る。
◎:ニス層が全く剥離していない。
〇:セロハンテープの接着面積に対して、剥離したニス層の面積の割合(剥離割合)が0%超、10%未満である。
△:セロハンテープの接着面積に対して、剥離したニス層の面積の割合(剥離割合)が10%以上である。
【0111】
<密着性(OPP、PS)の評価>
一軸収縮性PETフィルムに代えて、二軸延伸OPPフィルム(東洋紡株式会社製、商品名「パイレンP2161」、厚さ30μm)又は一軸収縮性PSフィルム(タキロンシーアイ株式会社製、商品名「ボンセットEPS45TD」、厚さ40μm)を用いた以外は実施例1~33、比較例1~7と同様にして得られた印刷物(積層体)を用いて、<密着性(PET)の評価>と同様に密着性の評価を行った。
【0112】
[実施例1~32、比較例1~7]
<水性ニス組成物の調製>
表1~4に示す配合に従って、水性バインダー樹脂(A)と、撥水性シリコーン(B)と、パラフィンワックス(C)と、任意成分と、を混合し、水性ニス組成物を得た。
また、表中の空欄は、その成分が配合されていないこと(配合量0質量部)を意味する。表中のNVは各成分の総質量に対する不揮発分の含有量を意味する。
水性ニス組成物の不揮発分の総質量に対する、水性ニス組成物中の各成分の含有量を表1~4に示す。
【0113】
実施例18~23については、得られた水性ニス組成物100質量部に対して、表2、3に示す種類と量の硬化剤(E)とを混合して、混合物を調製した。なお、実施例18の場合、水性ニス組成物の不揮発分100質量部に対する硬化剤(E)の不揮発分の割合は5.8質量部である。実施例19の場合、水性ニス組成物の不揮発分100質量部に対する硬化剤(E)の不揮発分の割合は5.7質量部である。実施例20の場合、水性ニス組成物の不揮発分100質量部に対する硬化剤(E)のの不揮発分割合は5.8質量部である。実施例21の場合、水性ニス組成物の不揮発分100質量部に対する硬化剤(E)の不揮発分の割合は5.8質量部である。実施例22の場合、水性ニス組成物の不揮発分100質量部に対する硬化剤(E)の割合は5.9質量部である。実施例23の場合、水性ニス組成物の不揮発分100質量部に対する硬化剤(E)の割合は6.0質量部である。
【0114】
<積層体の作製>
プラスチックフィルムとして、一軸収縮性PETフィルム(東洋紡株式会社製、製品名「東洋紡スペースクリーンS7053」、厚さ40μm)を用いた。
セルボリューム10.0cm/mのアニロックスロールを搭載したフレキソハンドプルーファーをアプリケーターとして用い、プラスチックフィルムの第一の面にウレタン系カラーインキ(大日精化工業株式会社製、製品名「ハイドリックFCFシリーズ」)を、乾燥塗膜の塗工量が1.0g/mとなるように塗工した。次いで、ドライヤーの温風で1分間乾燥させて第一の印刷層(インキ層)を形成した。前記アプリケーターを用い、インキ層のプラスチックフィルムとは反対の面に実施例1~32、比較例1~7の水性ニス組成物又は混合物を、乾燥塗膜の塗工量が1.0g/mとなるように塗工した。次いで、ドライヤーの温風で1分間乾燥させて第二の印刷層(ニス層)を形成し、印刷物(積層体)を得た。
実施例33では、ウレタン系カラーインキに代えてアクリル系カラーインキ(大日精化工業株式会社製、製品名「ハイドリックFCGシリーズ」)を使用したこと以外は同様にして印刷物(積層体)を得た。
得られた積層体を用いて、水接触角、ベルトコンベヤー用潤滑剤耐性、積層性、及び密着性を評価した。結果を表1~4に示す。
【0115】
【表1】
【0116】
【表2】
【0117】
【表3】
【0118】
【表4】
【0119】
表1~4の結果から明らかなように、各実施例で得られた水性ニス組成物又は混合物により形成されたニス層は、ベルトコンベヤー用潤滑剤耐性に優れることがわかった。また、実施例24~29によると撥水性シリコーン(B)の含有量が多くなると、水接触角が大きくなり、かつ、ベルトコンベヤー用潤滑剤耐性が向上することがわかった。同様に実施例30~32によると、パラフィンワックス(C)の含有量が多くなると、水接触角が大きくなり、かつ、ベルトコンベヤー用潤滑剤耐性が向上することがわかった。一方、撥水性シリコーン(B)又はパラフィンワックス(C)の含有量が最も多い、実施例25、27、31では、積層性が低下することがわかった。
【0120】
一方、表4の結果から明らかなように、撥水性シリコーン(B)、パラフィンワックス(C)を含まない比較例1~5で得られた水性ニス組成物により形成されたニス層は、水接触角が90°未満となり、ベルトコンベヤー用潤滑剤耐性に劣ることがわかった。また、撥水性シリコーン(B)、パラフィンワックス(C)の含有量が少ない比較例6、7で得られた水性ニス組成物により形成されたニス層は、水接触角が90°未満となり、ベルトコンベヤー用潤滑剤耐性に劣ることがわかった。
【符号の説明】
【0121】
10 積層体
11 プラスチックフィルム
12 印刷層(ニス層)
20 積層体
21 プラスチックフィルム
22 第一の印刷層(インキ層)
23 第二の印刷層(ニス層)
【要約】
【課題】ベルトコンベヤー用潤滑剤に対する耐性に優れるニス層が得られる水性ニス組成物、及び前記ニス層を有する積層体の提供。
【解決手段】水性バインダー樹脂と、撥水性シリコーン又はパラフィンワックスと、を含有する水性ニス組成物であって、前記水性ニス組成物を、フレキソ印刷によって、印刷対象物に乾燥後の塗工量が1g/mとなるように印刷して形成される乾燥塗膜の表面の水接触角が90°以上である、水性ニス組成物。
【選択図】なし
図1
図2