凹版印刷用水系涂布劑及氣體阻隔性薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在干燥食品、點心、面包、珍饈等怕濕氣和氧氣的食品及一次性懷爐、 片劑、粉劑或膏藥、貼劑等藥品的包裝材料中使用、并適合在通過凹版印刷形成氣體阻隔性 的皮膜中使用的凹版印刷用水系涂布劑及氣體阻隔性薄膜。此外，詳細(xì)而言，本發(fā)明還涉及 在需要高的氣體阻隔性和可識別內(nèi)容物的透明性的包裝領(lǐng)域中使用的凹版印刷用水系涂 布劑及氣體阻隔性薄膜。
[0002] 本申請主張基于2013年8月28日在日本提出的日本特愿2013-177228號的優(yōu)先權(quán)， 將其內(nèi)容引入本申請。
【背景技術(shù)】
[0003] 食品、藥品等的包裝中使用的包裝材料為了抑制內(nèi)容物的變質(zhì)、腐敗等并保持內(nèi) 容物的功能、性質(zhì)，需要具有遮蔽水蒸氣、氧及其他使內(nèi)容物變質(zhì)的氣體進(jìn)入的性質(zhì)(氣體 阻隔性）。
[0004] 因此，以往，這些包裝材料中設(shè)有由具有氣體阻隔性的材料形成的氣體阻隔層。迄 今為止，氣體阻隔層通過濺射法、蒸鍍法、濕式涂布法或印刷法等設(shè)置在薄膜或紙等基材 上。另外，作為氣體阻隔層，還使用了由鋁等金屬形成的金屬箱或金屬蒸鍍膜、聚乙烯醇、乙 烯-乙烯醇共聚物、聚偏氯乙烯等樹脂膜(例如參照專利文獻(xiàn)1~5)。
[0005] 但是，金屬箱、金屬蒸鍍薄膜雖然氣體阻隔性優(yōu)異但存在各種問題：由于不透明， 因此不能對內(nèi)容物進(jìn)行確認(rèn)；由于伸縮性差，在伸長數(shù)％時會產(chǎn)生裂紋，氣體阻隔性降低； 在使用后廢棄時，需要作為不燃物進(jìn)行處理等。
[0006] 另外，由聚偏氯乙烯樹脂膜構(gòu)成的氣體阻隔層雖然顯示無濕度依賴性的良好的氣 體阻隔性，但在廢棄處理等時有可能成為二噁英等有害物質(zhì)的發(fā)生源，因此含氯系物質(zhì)的 包裝材料有被淘汰的傾向。
[0007] 另一方面，由非氯系的聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物樹脂膜構(gòu)成的氣體阻隔層 雖然在低濕度氣氛下顯示高的氣體阻隔性，但具有濕度依賴性，因此有隨著濕度上升、氣體 阻隔性大大降低的缺點。
[0008] 另外，其他的氣體阻隔性樹脂膜與聚偏氯乙烯樹脂膜、低濕度氣氛下的聚乙烯醇 樹脂膜的氣體阻隔性相比更差。
[0009] 為了改善這些樹脂膜的氣體阻隔性，提出了將樹脂和無機(jī)層狀礦物復(fù)合化而成的 樹脂膜。該樹脂膜中，為了提高氣體阻隔性，需要使無機(jī)層狀礦物按照在膜的內(nèi)部無機(jī)層狀 礦物整齊地分布的方式排列。但是，在按照無機(jī)層狀礦物規(guī)律地分布的方式使無機(jī)層狀礦 物排列的同時，樹脂膜的凝聚力或樹脂膜對基材的密合力降低，因此極難兼顧高的氣體阻 隔性和作為包裝材料的充分的密合強度。
[0010] 對此，提出了通過在上述聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物等與層狀化合物的復(fù)合 體中添加水系聚氨酯而改善了復(fù)合體與基材之間的密合性的氣體阻隔性薄膜(例如參照專 利文獻(xiàn)6)。但是，該氣體阻隔性薄膜在80%RH以上的高濕度下，氣體阻隔性并不充分。
[0011] 另一方面，提出了由氨基甲酸酯基的濃度或脲基的濃度高的聚氨酯樹脂和聚胺化 合物構(gòu)成、對基材的密合性良好的濕度依賴性低的氣體阻隔性樹脂層疊薄膜(例如參照專 利文獻(xiàn)7)。但是，該氣體阻隔性薄膜與由上述聚偏氯乙烯等構(gòu)成的樹脂膜相比，氣體阻隔性 差，因而作為氣體阻隔性包裝材料的應(yīng)用范圍受到限制。
[0012] 此外，對于氣體阻隔性薄膜，在通過在氣體阻隔性皮膜一側(cè)(皮膜上)涂布粘接劑 而將其他薄膜貼合在氣體阻隔性薄膜上而成的層疊薄膜中，還要求具有不會經(jīng)時地變差的 層壓強度。
[0013] 另外，氣體阻隔性包裝材料的制造一直使用專門形成涂膜的涂布裝置，但為了提 高制造效率，研究了通過使用可多色印刷的凹版印刷機(jī)、通過在線涂覆（同一生產(chǎn)線上的連 續(xù)涂覆)在基材上形成氣體阻隔層和進(jìn)行圖案印刷的方法(例如參照專利文獻(xiàn)8)。但是，當(dāng) 欲通過該方法形成氣體阻隔層時，為了確保表現(xiàn)出氣體阻隔功能所需要的層的厚度，必須 提高涂布液的濃度，粘度也必然提高，因此存在無法均勻地形成膜的問題。另外，凹版印刷 機(jī)與凹版涂布機(jī)不同，干燥線短而無法設(shè)定為任意長度。因此，當(dāng)在氣體阻隔層上形成下一 層時、或在將氣體阻隔層干燥至在氣體阻隔層上能夠印刷時，必須降低印刷速度，因此無法 充分獲得使用凹版印刷機(jī)所帶來的制造效率提高的效果。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-287294號公報 [0017] 專利文獻(xiàn)2:日本特開平11-165369號公報 [0018] 專利文獻(xiàn)3:日本特開平6-93133號公報 [0019] 專利文獻(xiàn)4:日本特開平9-150484號公報 [0020] 專利文獻(xiàn)5:日本專利第3764109號公報 [0021] 專利文獻(xiàn)6:日本專利第3351208號公報 [0022] 專利文獻(xiàn)7:日本專利第4434907號公報 [0023] 專利文獻(xiàn)8:日本特開平11-70608號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]發(fā)明所要解決的課題
[0025]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，本發(fā)明的目的在于，提供高濕度氣氛下的氣體 阻隔性優(yōu)異且具有凹版印刷適應(yīng)性的凹版印刷用水系涂布劑，以及具備由該凹版印刷用水 系涂布劑形成的氣體阻隔性的皮膜、長期具有作為包裝用材料的充分的密合強度和膜凝聚 強度且層壓強度的劣化小的氣體阻隔性薄膜。
[0026]用于解決課題的方法
[0027]本發(fā)明第一方式的凹版印刷用水系涂布劑含有水性聚氨酯樹脂(A)、水溶性高分 子(B)及無機(jī)層狀礦物(C)作為主要的構(gòu)成成分，所述水性聚氨酯樹脂(A)含有具有酸基的 聚氨酯樹脂和聚胺化合物，所述水性聚氨酯樹脂(A)、所述水溶性高分子(B)及所述無機(jī)層 狀礦物(C)在總固體成分中所占的固體成分配合比率為下述范圍，并且總固體成分濃度為5 質(zhì)量％以上、23°C下的粘度為50mPa · s以下，所述水溶性高分子(B)為皂化度為95%以上且 聚合度為300~1700的聚乙烯醇樹脂。
[0028]水性聚氨酯樹脂(A) :5~60質(zhì)量％
[0029] 水溶性高分子(B):25~80質(zhì)量％
[0030] 無機(jī)層狀礦物(C):8~20質(zhì)量％
[0031]所述凹版印刷用水系涂布劑中，所述無機(jī)層狀礦物(C)可以為水膨潤性合成云母。 [0032]本發(fā)明第二方式的氣體阻隔性薄膜具備：由塑料材料形成的基材薄膜、和在所述 基材薄膜的單面或所述基材薄膜的雙面上由上述第一方式所述的凹版印刷用水系涂布劑 形成的氣體阻隔性皮膜。
[0033]發(fā)明效果
[0034]本發(fā)明第一方式的凹版印刷用水系涂布劑含有水性聚氨酯樹脂(A)、水溶性高分 子(B)及無機(jī)層狀礦物(C)作為主要的構(gòu)成成分，這些構(gòu)成成分的固體成分配合比率被調(diào)整 為規(guī)定的范圍，總固體成分濃度為5質(zhì)量％以上、23°C下的粘度為50mPa · s以下，作為水溶 性高分子(B)，使用皂化度為95%以上且聚合度為300~1700的聚乙烯醇樹脂。通過使用第 一方式的凹版印刷用水系涂布劑，能夠通過使用凹版印刷機(jī)的凹版印刷法、用印刷層的印 刷生產(chǎn)線的同一生產(chǎn)線，在基材等上按照形成規(guī)定厚度的涂膜的方式進(jìn)行涂布。特別是，能 夠用1臺多色印刷機(jī)在線進(jìn)行水系涂布劑的涂布。另外，在對基材等的涂布工序中，由于加 快了制造生產(chǎn)線的速度，因此能夠提高生產(chǎn)率。
[0035]另外，第一方式的凹版印刷用水系涂布劑中，通過具有上述構(gòu)成，利用公知的凹版 印刷法形成的、由凹版印刷用水系涂布劑形成的氣體阻隔性皮膜在高濕度氣氛下的氣體阻 隔性優(yōu)異、氣體阻隔性皮膜與基材之間的密合性、氣體阻隔性皮膜的凝聚力也良好。因此， 通過將上述具有氣體阻隔性皮膜的氣體阻隔性薄膜用作包裝用材料，能夠提高內(nèi)容物的品 質(zhì)保持性而充分用作各種各樣的包裝用材料。
[0036]本發(fā)明第二方式的氣體阻隔性薄膜由上述第一方式的凹版印刷用水系涂布劑形 成且具有含有水性聚氨酯樹脂(A)、水溶性高分子(B)及無機(jī)層狀礦物(C)作為主要的構(gòu)成 成分的氣體阻隔性皮膜。通過將這些構(gòu)成成分的固體成分配合比率調(diào)整為規(guī)定范圍，第二 方式的氣體阻隔性薄膜在高濕度氣氛下的氣體阻隔性優(yōu)異、氣體阻隔性皮膜與基材之間的 密合性、氣體阻隔性皮膜的凝聚力也長期地良好。另外，通過將粘接劑涂布到第二方式的氣 體阻隔性薄膜的氣體阻隔性皮膜一側(cè)(皮膜上），貼合有其他薄膜的層疊薄膜中層壓強度的 劣化小。因此，第二方式的氣體阻隔性薄膜通過用作包裝用材料，能夠提高內(nèi)容物的品質(zhì)保 持性而充分用作各種各樣的包裝用材料。
【具體實施方式】
[0037]對本發(fā)明的凹版印刷用水系涂布劑及氣體阻隔性薄膜的實施方式進(jìn)行說明。需要 說明的是，本實施方式是為了使讀者更好地理解發(fā)明的主旨而進(jìn)行的具體說明，只要沒有 特別說明，則并不是對本發(fā)明的限定。
[0038] "凹版印刷用水系涂布劑"
[0039]第1實施方式的凹版印刷用水系涂布劑含有水性聚氨酯樹脂(A)、水溶性高分子 (B)及無機(jī)層狀礦物(C)作為主要的構(gòu)成成分，所述水性聚氨酯樹脂(A)含有具有酸基的聚 氨酯樹脂和聚胺化合物，水性聚氨酯樹脂(A)、水溶性高分子(B)及無機(jī)層狀礦物(C)在總固 體成分中所占的固體成分配合比率為下述范圍，并且總固體成分濃度為5質(zhì)量％以上、23°C 下的粘度為50mPa · s以下，水溶性高分子(B)為皂化度為95%以上且聚合度為300~1700的 聚乙烯醇樹脂。
[0040] 水性聚氨酯樹脂(A):5~60質(zhì)量％
[0041 ] 水溶性高分子(B): 25~80質(zhì)量％
[0042] 無機(jī)層狀礦物(C):8~20質(zhì)量％
[0043][水性聚氨酯樹脂(A)]
[0044] 作為構(gòu)成水性聚氨酯樹脂(A)的聚氨酯樹脂（陰離子性自乳化型聚氨酯樹脂)的酸 基，可列舉出羧基、磺酸基等。
[0045] 酸基可以位于聚氨酯樹脂的末端或側(cè)鏈，優(yōu)選至少位于側(cè)鏈。該酸基可被通常的 中和劑(堿）中和，可與堿形成鹽。其中，酸基可與構(gòu)成水性聚氨酯樹脂(A)的聚胺化合物的 氨基(亞氨基或叔氮原子)鍵合。
[0046] 聚氨酯樹脂的酸價可在能夠賦予水溶性或水分散性的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選為5~ 100mgK0H/g、更優(yōu)選為 10 ~70mgK0H/g、特別優(yōu)選為 15 ~60mgK0H/g。
[0047] 當(dāng)聚氨酯樹脂的酸價低時，聚氨酯樹脂的水溶性、水分散性變得不充分，會導(dǎo)致聚 氨酯樹脂與