JPH08505237A - 多層フィルム構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ポリマーフィルム支持体を含む、印刷できるフィルム構造体であって、ポリマーフィルム支持体は印刷インクと付着性において不適合性の少なくとも１つの表面を有すると共にその表面上に下塗を有し、下塗はそのように下塗りされたフィルムの接触する層間において有害なブロッキングを引き起こすことのできるタイプものであり、そして下塗はその上に、ブロッキングを防止するために、ポリエステルまたは水に溶解〜分散性の印刷インクベースのコーティングを、顔料と共にまたは顔料を含まずに、有する前記のフィルム構造体。

Description

【発明の詳細な説明】 多層フィルム構造体 本発明は優秀な印刷適性及び不粘着特性を有する、多層の包装用またはラベル 素材フィルム構造体に関する。 印刷インクの包装用またはラベル素材フィルム上での湿潤及び付着を達成する ための標準的な商業的アプローチは、フィルムを表面変性処理、特にコロナ放電 またはガス火炎にかけることである。このタイプの処理は常に多くの用途につい て十分なインク付着を提供するわけではない。優秀な付着はインクの塗布前にフ ィルムに下塗（primer）層を適用することによって得ることができる。このこと は印刷インクの湿潤及び付着のための優秀な表面を与え得るが、予備下塗りされ た（preprimed）フィルムはロール形態で販売することができない。下塗層は、 フィルムが巻かれそしてある期間貯蔵された後に、フィルムの下塗層が適用され た表面とその反対の側との間に有害なブロッキングを引き起こす。 本発明は有害なブロッキングを起こさない、優秀な印刷適性を有するフィルム を提供しようとするものである。 本発明は、ポリマーフィルム支持体を含む、印刷できるフィルム構造体であっ て、 ポリマーフィルム支持体は印刷インクと付着性において不適合性の少なくとも １つの表面を有すると共にその表面上に下塗を有し、下塗はそのように下塗りさ れたフィルムの接触する層間において有害なブロッキングを引き起こすことので きるタイプものであり、そして 下塗はその上に、ブロッキングを防止するために、ポリエステルまたは水に溶 解〜分散性の（water dissipatable）印刷インクベースのコーティングを、顔料 と共にまたは顔料を含まずに、有する 前記のフィルム構造体を提供する。 本発明の一面において、印刷インクベースは、２５℃においてフェノール／テ トラクロロエタンの６０／４０重量部の溶液中でかつ溶媒１００ｍＬ中ポリエス テル０．５ｇの濃度において測定して、少なくとも０．１の内部粘度を有する水 に溶解〜分散性のコポリエステルのコーティングである。特にここで、コポリエ ステルは次のモノマー（またはポリエステル形成性のこれらと同等の物）： ａ） イソフタル酸９０〜９７モル％；及びこれに相応して ｂ） ５−スルホイソフタル酸３〜１０モル％ ｃ） １，４−シクロヘキサン−ジメタノール７０〜８５モル％；及びこれに 相応して ｄ） ジエチレングリコール１５〜３０モル％ の縮合生成物を含んで成る。 本発明の他の面において、コポリエステルは次のモノマー（またはポリエステ ル形成性のこれらと同等の物）： ａ） テレフタル酸６０〜７５モル％； ｂ） 式 HOOC（CH₂）_nCOOH（ｎは１〜１１である）の少なくとも１つのジカ ルボン酸１５〜２５モル％ ｃ） ジカルボキシル芳香族核に結合したアルカリ金属スルホネート基を含む 少なくとも１つのスルホモノマー（sulfomonomer）６〜１５モル％ ｄ）２〜１１個の炭素原子を有する、少なくとも１つの共重合可能な脂肪族ま たは脂環式アルキレングリコール理論量約１００モル％ の縮合生成物を含んで成る。 上記のフィルム構造体において、下塗は、（Ａ）酸性にされた、アミノエチル 化ビニルポリマー及びエポキシ樹脂、（Ｂ）ポリ（エチレンイミン）、並びに（ Ｃ）これらの混合物より成る群から選択される一員のコーティングであることが できる。 本明細書中において意図される支持体は包装目的、ラベル素材フィルム、また は装飾目的のために使用される全てのポリマーフィルム支持体を含む。この類の 物質に含まれるものはナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネー ト、及びポリオレフィンである。意図される構造体は上記の物質の同時押出物、 ２以上のこれらの物質から成るラミネート、または単一のベースフィルムとして 押し出されたこれらの各物質間のインターブレンドを含む。特に好ましい類のフ ィルムはポリオレフィンである。ポリオレフィン類の中で、プロピレンのホモポ リマー及びコポリマーが好ましい。特に好ましいものは少なくとも８０重量％の ア イソタクティックポリプロピレンを含むアイソタクティックポリプロピレンであ る。好ましいベース支持体層は約１６１℃（３２１°Ｆ）〜１６９℃（３３６° Ｆ）の融点を有するホモポリマーポリプロピレンであることができる。この種別 の商業的に入手できる物質はＥｘｘｏｎ４２５２及びＦＩＮＡ３３７１を含む。 好ましい支持体が使用される場合、それは単独でまたは同時押出若しくはラミネ ートされたスキン層（それぞれ全厚さの２〜１８％量）と共に使用することがで きる。スキン物質はプロピレンと他のオレフィン、例えばエチレン及び／または ブテン−１のコポリマーであることができる。他のオレフィンがコポリマー中に １〜７重量％存在することができる。白色不透明の空洞（cavitated） ポリプロ ピレンもえり抜きの支持体フィルムである。全ての形態及び密度のポリエチレン も延伸、非延伸を問わず意図される。 使用されるフィルムは一軸または二軸延伸されていることができる。好ましい 範囲の延伸は縦方向に１．３〜７倍そして横方向に５〜１０倍であることができ る。 これらの物質のいずれかを下塗りする前に、それらを標準的な商業的技術によ って３８〜４２ダイン／ｃｍにコロナ放電処理し得る。それらを本技術分野で公 知の方法によって火炎処理することもできる。 上記の、意図される下塗物質は本来、フィルムがぐるぐる巻かれそして少なく とも何日か貯蔵されたときに、コートされたフィルムの接触している層の間に有 害なフィルムのブロッキングを引き起こす。上記したように、下塗は酸性にされ たアミノメチル化ビニルポリマー及びエポキシ樹脂；ポリ（エチレンイミン）； またはこれらの混合物を含んで成る。 下塗（Ａ）は米国特許第５，０６６，４３４号に記述されている。 開示されているように、下塗物質はエポキシ樹脂と酸性にされたアミノエチル 化ビニルポリマーとの反応生成物を含む。意図されるエポキシ樹脂はポリヒドロ キシ化合物のグリシジルエーテルである。使用し得る典型的なポリヒドロキシ化 合物はビスフェノールＡ、環置換ビスフェノールＡ、レゾルシン、ヒドロキノン 、フェノール−ホルムアルデヒド、ノボラック樹脂、脂肪族ジオール（例えばエ チレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６− ヘ キサンジオール、グリセロール）、より低級のアルキルヒダントイン及びこれら の混合物を含む。 本発明の好ましいエポキシ樹脂は、エピクロロヒドリンとビスフェノールＡと のグリシデーション（glycidation） 反応によって製造されるものである。この タイプのエポキシ樹脂は通常、１グラム当量のエポキシ基を含む樹脂の重量（ｇ ）として定義されるエポキシ当量（ＥＥＷ）によって等級分けされる。ＥＥＷが １７０〜２８０の樹脂は本発明において使用できるが、好ましい範囲は１８０〜 ２１０である。 エポキシ樹脂成分の組成の変化は、ヒダントイン化合物でビスフェノールＡを 置換したものである。例えば、１，１−ジメチルヒダントインは低分子量エポキ シ樹脂中に使用されるが、これはこの物質に基づく樹脂が完全に水溶性であり、 したがって乳化の必要がないからである。 エポキシ樹脂の特定の構造は本発明に使用される下塗にとって重要ではないが 、エポキシ樹脂の選択における重要な考慮がその物理的状態に依存する。例えば 、それは液体でなければならず、そして下記に記述するように第２成分または硬 化剤で容易に分散または溶解できなければならない。もし、エポキシ樹脂が低粘 度のものであれば、第２成分すなわち硬化剤に直接入れてかき混ぜるることがで きるが、水性エマルジョンとしてのエポキシ樹脂を使用することが好ましい。 本発明のエポキシ下塗組成物中の第２成分は水溶性のアミノ変性アクリル系ポ リマーである。このポリマーはエポキシ化合物のための硬化剤である。この好ま しい物質は米国特許第３，７１９，６２９号に記述されており、ペンダントアミ ノアルキレート基を有する、酸性にされたアミノ−エチル化インターポリマーと して総称的に記述され得る。この物質はアクリレート、メタクリレート、スチレ ンまたは他の適切なモノマーを、−ＣＯＯＨ含量７，５〜１２，５％を得るのに 十分なメタクリル酸またはアクリル酸と共に重合することによって製造される。 溶媒重合技術が好ましい。このポリマーを次にエチレンイミンモノマーと反応さ せ、そして塩酸で酸性にしてポリマーを水溶性にする。 下塗は有機ビヒクル（例えば、アルコールまたはキシレンのような芳香族炭化 水素またはこれらの混合物）の分散物または溶液として支持体に適用される。 本発明の一態様において、液体エポキシ樹脂は硬化剤の溶液中で素早く撹拌す ることによって乳化される。その後、生じた分散物を水で、コーティング用に望 まれる濃度（典型的には約２〜約２５％の固体を含む）に希釈する。 エポキシ樹脂を硬化剤と混合するとき、エポキシ基とアミノ基との理論的当量 バランスを使用することが一般に好ましい。しかし、例えば約１つのエポキシ基 対約３つのアミン基〜約３つのエポキシ基対約１つのアミン基、好ましくは約１ つのエポキシ基対約２つのアミン基〜約２つのエポキシ基対約１つのアミン基の ように、下塗としての製品の有用性に重大な影響を与えることなく、理論比は広 範囲にわたって変化し得ることがわかった。 下塗物質の層（ｂ）の表面への適用を容易化するために、エポキシ樹脂及び硬 化剤の溶液または分散物が少量の湿潤剤を含むことができることが理解されるべ きである。使用できる慣用の非イオン性湿潤剤はエチレングリコールのヘキシル 若しくはベンジルエーテル、ジエチレングリコールのヘキシルエーテル、ブチル アルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール及びジアセトンアルコー ルを含む。 エポキシ樹脂と硬化剤との混合物は触媒の添加の必要なく架橋または硬化する が、場合によってはアミン触媒の使用が有利であることが発見された。そのよう な触媒はプロピレンジアミン及びヘキサメチレンジアミンを含む。 代替の下塗物質（Ｂ）ポリ（エチレンイミン）もＰＥＩとして公知である。セ ロファンまたはポリオレフィンのようなフィルム支持体上のポリマーコーティン グのための下塗物質としてのＰＥＩの使用は英国特許第７６６，８２７号及び９ １０，８７５号に開示されているように本技術分野において公知である。この物 質は米国特許第３，２３０，１７５号にも記述されている。商業的に入手できる このタイプの物質はニッポンショグビの製品ＥＰＯＭＩＮ Ｌ５０として公知で ある。この物質は、ＡとＢとの混合物が使用され全ての比率が意図されるとき、 溶液中にポリ（エチレンイミン）０．１〜０．６重量％を含む水性溶媒またはエ タノールのような有機溶媒から適用できる。 いずれかの定義された支持体フィルム構造体に適用されるとき、上述の下塗物 質は、そのようなフィルムが加工販売業者への輸送のためにぐるぐる巻かれた場 合に有害なブロッキングの原因の引戻り（draw back） を有する。本発明の本質 は、ある種の水分散性ポリエステルインクベースがこれらの下塗の表面上に被覆 でき、その後フィルム構造体は有害なブロッキングが起こる危険なしにぐるぐる 巻くことができるということの発見を含む。さらに、これらのポリエステルが極 端に高い（９３℃；２００゜Ｆ＋）温度に耐えることができるが発見された。さ らに、これらのポリエステルの表面では、表示または図柄がその上に印刷された ときに非常に強い結合が生じる。後に示されるように、多層構造体並びに印刷さ れた情報及び／または図柄は２００゜Ｆの水温に、それ単独でまたは印刷表面と 接触する中程度の研磨運動との組み合わせにおいて耐えることができる。これら のポリエステルは、上記の内部粘度を有し、かつ上記の酸及びヒドロキシ部分の 等モル比を有する線状の、水に溶解〜分散性のポリエステルとして記述されてい る。このポリエステルは次の成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）： （ａ）イソフタル酸９０〜９７モル％ （ｂ）５−スルホイソフタル酸３〜１０モル％ （ｃ）１，４−シクロヘキサンジメタノール７０〜８５モル％、及び （ｄ）ジエチレングリコール１５〜３０モル％ の繰返し単位を含んで成る。成分（ｂ）はナトリウム塩の形態であってもよい。 これらのポリエステルは米国特許第５０，００６，５９８号に詳細に記述されて いる。 以下の実施例は本発明を例証する。 実施例１ 約１．９ミルの厚さの二軸延伸ホモポリプロピレンを約３８ダイン／ｃｍにコ ロナ放電処理し、そして米国特許第４，２１４，０３９号の実施例３に記述され ように酸性にされたアミノエチル化ビニルポリマーとエポキシ樹脂との反応混合 物で一面を下塗りした。０．０５グラム／ｍｓｉの重量まで熱空気中で乾燥した 後、フィルムをぐるぐる巻きそして７０゜Ｆで７日間貯蔵した。フィルムの巻き を解こうとしたとき、有害なブロッキングがあり後の加工に使用できないことが わかった。 実施例２ 巻く前の実施例１のフィルムを米国特許第５，００６，５９８号の実施例１３ に記述のポリエステル組成物でトップコートした。このトップコートは０．０６ グラム／ｍｓｉよりわずかに少ない乾燥重量まで適用した。このフィルムをぐる ぐる巻き、そして７０゜Ｆで７日間貯蔵した。このフィルムは明瞭なブロッキン グはない状態で巻きを解くことができ、そして再度巻くことができた。 実施例３ 実施例２のフィルムを水ベースのフレキソ印刷インク（エンビロンメンタル インクス アンド コーティング社の「Ｎｏ．ＷＲ３０００７」として公知）で 印刷した。３Ｍ社からの＃６１０スコッチテープＲを付着性試験として使用する と、印刷は除去できなかった。 実施例４ 実施例３の印刷されたフィルムの反対側を感圧接着剤でコートしガラス容器へ ラベルとして貼り付けた。ラベルとガラスを２００゜Ｆの水中に１０分間浸し、 次にインクを除去しようとして切り裂いた。インクはポリエステル被覆されたエ ポキシ下塗りの延伸ポリプロピレン支持体にしっかりと結合していることが分か った。フレキソ印刷インクはコロナ処理されたポリプロピレンフィルムを単独で 濡らさず、そしてそのインクはテープによって容易に取り上げることができた。 実施例５ 約１．９ミルの厚さの二軸延伸ホモポリプロピレンを約３８ダイン／ｃｍへコ ロナ放電処理し、そして米国特許第４，２１４，０３９号の実施例３に記述され るように、酸性にされたアミノエチル化ビニルポリマーとエポキシ樹脂との反応 生成物で一面を下塗りした。０．０５グラム／ｍｓｉの重量まで熱空気中で乾燥 した後、フィルムをぐるぐる巻きそして７０゜Ｆで７日間貯蔵した。フィルムの 巻きを解こうとしたとき、有害なブロッキングがあり後の加工に使用できないこ とがわかった。 実施例６ 巻く前の実施例５のフィルムを米国特許第４，５２５，４１９号の実施例２８ に記述のポリエステル組成物でトップコートした。このトップコートを０．０６ グラム／ｍｓｉよりわずかに少ない乾燥重量まで適用した。このフィルムをぐる ぐる巻き、そして７０゜Ｆで７日間貯蔵した。このフィルムは明瞭なブロッキン グがない状態で巻きを解くことができ、そして再度巻くことができた。 実施例７ 実施例６のフィルムを水ベースのフレキソ印刷インク（エンビロンメンタル インクス アンド コーティング社の「Ｎｏ．ＷＲ３０００７」として公知）で 印刷した。３Ｍ社からの＃６１０スコッチテープＲを付着性試験として使用する と、印刷は除去できなかった。 実施例８ 実施例７の印刷されたフィルムの反対側を感圧接着剤で被覆し、ガラス容器へ ラベルとして貼り付けた。ラベルとガラスを２００゜Ｆの水中に１０分間浸し、 次にインクを除去しようとして切り裂いた。インクはポリエステル被覆されたエ ポキシ下塗りの延伸ポリプロピレン支持体にしっかりと結合していることが分か った。フレキソ印刷インクはコロナ処理されたポリプロピレンフィルムを単独で 濡らさず、そしてそのインクはテープによって容易に取り上げることができた。 以上の実施例は、延伸ポリプロピレンフィルムが、隣り合った層の間の有害な ブロッキングにつながる下塗物質で下塗りすることができることを示す。このブ ロッキングは米国特許第４，５２５，４１９号または５，００６，５９８号の範 囲内のポリエステル組成物で下塗層をトップコートすることによって消去できる 。このポリエステル被覆はフィルムの有害なブロッキングを防ぐだけではなく、 慣用のラベル印刷インクが強く付着しかつ容器表面へ貼られたラベルの形態のフ ィルムに対して撹拌による熱水の苛酷な適用にさえ耐えられる表面を与える。も し下塗がポリ（エチレンイミン）単独またはエポキシ下塗り物質と組み合わせた ものであっても、同じ効果が経験される。 本発明のポリエステルは基本的に顔料を含まないインクである。もし市販の顔 料がポリエステルに添加されると、それらは実際に印刷インク組成物として使用 できる。下塗りされた支持体を適量のポリエステルで被覆すると、フィルム間の ブロッキングが防止される。このことは、ポリエステルがインク顔料を含むと含 まないとにかかわらず真実である。したがって、その最も広い意味において、本 発明は、下塗りされた表面上に顔料を添加したまたは顔料非添加のポリエステル を均一に適用することによって、下塗りされた支持体フィルムのブロッキングす る傾向を克服する。示したように、ポリエステルは基本的に顔料を含まないイン クであり、そしてインクの必要な貢献はそれがそれ自身に対して良好な付着性を 有することなので、下塗り及びポリエステル被覆されたフィルムは優秀な印刷特 性を有する。しかし、インクベースのポリエステル組成物は０．０６グラム／ｍ ｓｉより大きい程度まで被覆してはならないことが発見された。下限として、ポ リエステルは下塗りされた支持体フィルムのブロッキングを有効に防止する程度 まで被覆できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ (72)発明者 ウェバー，ラルフ・ジョアンズ アメリカ合衆国ニューヨーク州14450，フ ェアポート，キルクニー・コート ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポリマーフィルム支持体を含む、印刷できるフィルム構造体であって、 ポリマーフィルム支持体は印刷インクと付着性において不適合性の少なくとも １つの表面を有すると共にその表面上に下塗を有し、下塗はそのように下塗りさ れたフィルムの接触する層間において有害なブロッキングを引き起こすことので きるタイプものであり、そして 下塗はその上に、ブロッキングを防止するために、ポリエステルまたは水に溶 解〜分散性の印刷インクベースのコーティングを、顔料と共にまたは顔料を含ま ずに、有する 前記のフィルム構造体。 ２．印刷インクベースは、２５℃においてフェノール／テトラクロロエタンの ６０／４０重量部の溶液中でかつ溶媒１００ｍＬ中ポリエステル０．５ｇの濃度 において測定して、少なくとも０．１の内部粘度を有する水に溶解〜分散性のコ ポリエステルのコーティングである、請求項１に記載のフィルム構造体。 ３．コポリエステルが次のモノマー（またはポリエステル形成性のこれらと同 等の物）： ａ） テレフタル酸６０〜７５モル％； ｂ） 式 HOOC（CH₂）_nCOOH（ｎは１〜１１である）の少なくとも１つのジカ ルボン酸１５〜２５モル％ ｃ） ジカルボキシル芳香族核に結合したアルカリ金属スルホネート基を含む 少なくとも１つのスルホモノマー６〜１５モル％、及び ｄ）２〜１１個の炭素原子を有する、少なくとも１つの共重合可能な脂肪族ま たは脂環式アルキレングリコール理論量約１００モル％ の縮合生成物を含んで成る、請求項１または２に記載のフィルム構造体。 ４．コポリエステルが次のモノマー（またはポリエステル形成性のこれらと同 等の物）： ａ） イソフタル酸９０〜９７モル％；及びこれに相応して ｂ） ５−スルホイソフタル酸３〜１０モル％ ｃ） １，４−シクロヘキサン−ジメタノール７０〜８５モル％；及びこれに 相応して ｄ） ジエチレングリコール１５〜３０モル％ の縮合生成物を含んで成る、請求項１または２に記載のフィルム構造体。 ５．下塗が、酸性にされたアミノエチル化ビニルポリマーとエポキシ樹脂；ポ リ（エチレンイミン）；またはこれらの混合物との反応生成物のコーティングを 含んで成る、先行するいずれかの請求項に記載のフィルム構造体。 ６．フィルム支持体が、ナイロン；ポリエチレンテレフタレート；ポリカーボ ネート；ポリエチレン；ポリプロピレン；またはこれらのいずれか２種以上の同 時押出物若しくはラミネートを含んで成る、先行するいずれかの請求項に記載の フィルム構造体。 ７．支持体がポリプロピレンを含み、該ポリプロピレンが、ポリエチレン；エ チレンと他のオレフィンとのコポリマー；プロピレンと他のオレフィンとのコポ リマー；オレフィンのターポリマー；無水マレイン酸変性ポリマーまたはこれら の混合物を含んで成る同一または異なるスキン層を有するかまたは該スキン層を 有しない、請求項６に記載のフィルム構造体。 ８．支持体がポリプロピレンを含み、該ポリプロピレンはポリエチレン；エチ レンと他のオレフィンとのコポリマー；プロピレンと他のオレフィンとのコポリ マー；オレフィンのターポリマー；無水マレイン酸変性ポリマーまたはこれらの 混合物の少量とインターブレンドされている、請求項６または７に記載のフィル ム構造体。 ９．コポリエステルまたはインクベースを有する表面と反対の表面上に、感圧 接着剤を有する、先行するいずれかの請求項に記載のフィルム構造体。 １０．ポリマーフィルム支持体を含む印刷できるフィルム構造体のブロッキン グを防止するための、水に溶解〜分散性のコポリエステルまたは印刷インクベー スのコーティングの使用であって、 ポリマーフィルム支持体は印刷インクと付着性において不適合性の少なくとも １つの表面を有すると共にその表面上に下塗を有し、下塗はそのように下塗りさ れたフィルムの接触する層間において有害なブロッキングを引き起こすことので きるタイプものである、前記の使用。