フレキシブル包装用途で貼合せ用接着剤としてラストホワイトを使用する方法

塩分の多いスナック菓子、肉、およびチーズなどの食品の、さらには洗剤、織物軟化剤などの非食品の、包装の袋型成形品を製造するための積層体は、２枚のフィルムを貼り合わせることによって作られる。 通常は一番上のフィルムが裏面印刷され、続いて同種または異種フィルムに貼り合わされる。 包装に使用される従来の貼合せ構造の非包括的リストには、
（１）ＢＯＰＰ／裏面印刷／接着剤／ヒートシール性の金属蒸着ＢＯＰＰ（塩分の多いスナック菓子用の一般的な貼合せ構造）、
（２）ＰＥＴ／裏面印刷／接着剤／高バリアシーラントフィルム（ある種の加工肉およびチーズ用の一般的な構造）、
（３）ＰＥ／裏面印刷／接着剤／シーラントのＰＥフィルム（洗剤用の一般的な構造）、および （４）ＢＯＰＰ／裏面印刷／接着剤／ＢＯＰＰ（ボトルラベル用の一般的な構造）
が挙げられる。

印刷および貼合せに関与する典型的なステップには、透明な一次フィルムを裏面印刷するステップ、この一次フィルムを二次フィルムに貼り合わせるステップ、任意のおよび／または全てのステップの間で硬化するステップが含まれる。 その積層体は、さらに任意選択の後処理のステップ、例えばスリッティングのステップ、製品充填のステップなどにかけることができる。

第一ステップは、透明な一次フィルムの裏面印刷を伴う。 例えばそれは上記の例の中で述べたフィルムのいずれかであることができる。 このフィルムは、（ａ）溶媒または水系Ｃｌ−フレキソ印刷（この場合、熱乾燥機がタイルインク（ｔｉｌｅ ｉｎｋ）を乾燥する）、（ｂ）ＵＶ硬化スタックフレキソ印刷（この場合、ＵＶがインクを硬化する）、（ｃ）水系スタックフレキソ印刷（この場合、熱乾燥機がインクを乾燥する）、（ｄ）溶媒または水系グラビア印刷（この場合、熱乾燥機がインクを乾燥する）、（ｅ）ＵＶまたはＥＢ硬化オフセット印刷（この場合、ＵＶまたはＥＢがインクを硬化する）、および（ｆ）熱硬化デジタル印刷（例えばＨＰインジゴ）を含めた印刷法を使用して印刷することができる。

ラストダウンホワイトインク層（本明細書中で「ラストホワイト」、「ラストダウンホワイト」、または「ホワイト」とも呼ばれる）を使用するのが普通であり、それはすべての色または他のインク層が塗布された後に塗布され、一般にラストインクデッキと呼ばれる。 ホワイトインク層の役割は、美学的に良好な不透明度を与え、かつ透明なフィルムが二次フィルムとして使用される場合に光バリアとして働くことである。 このホワイトインク層は、一般にはその前の表面（インク）を完全に被覆するように流し塗装される。 しかしながら、タイル包装された（ｔｉｌｅ ｐａｃｋａｇｅｄ）製品を見ることができるように小さな窓を設けることはよくあることである。 これらの事例ではホワイト層を模様塗りすることができる。 ホワイトインクは、溶媒または水系であることができ、その場合には熱乾燥機が使用される。 別法ではホワイトインク層は、適切な硬化設備でＵＶまたはＥＢ硬化することもできる。

別個の第二ステップでは、印刷された一次フィルムは貼合せ設備、例えば貼合せ機を使用して接着剤で二次フィルムに貼り付けられる。 貼合せ用接着剤の例には、（ａ）無溶剤接着剤（例えば、Ｈｅｎｋｅｌ Ｌｉｏｆｏｌ ＬＡ７７７３−２１／ＬＡ６０１６−２１無溶媒接着剤などの２液系として入手できるポリウレタン型接着剤）、（ｂ）溶媒系接着剤（例えば、これは１液系または２液系であることができる）、および（ｃ）水系接着剤が挙げられる。

接着剤（ｂ）および（ｃ）は熱乾燥機の使用を必要とし、一方、接着剤（ａ）は熱乾燥機の使用を必要としない。 接着剤（ｂ）および（ｃ）は、グラビアまたはフレキソ法によって塗布することができるが、接着剤（ａ）は、塗布のために特殊な３本ロールコーターを必要とする。 これらの特定の接着剤塗布法は、一般には貼合せ設備上で利用できる。 さらに、これらの接着剤は、それぞれ時間硬化型接着剤とみなされる。 したがって、最終用途の要求条件および選択される接着剤の種類に応じて硬化すべき時間が異なることがあり、それは約２４時間から約１０日間の間のどこかにある。 積層体の適切な接合形成を確実にするためには、この硬化時間の間ずっと接着剤を制御された環境に保たねばならない。

硬化の後、この積層体は他の任意選択の運用上のステップ、例えばスリッティング、製品充填などに対して準備が整う。

積層体の開発は徐々に進展している。 例えば、即時の後処理のステップと、それにより、市場に求められている更に短い所要時間とを可能にするために、これらの貼合せ用接着剤で瞬時接合を達成するという市場ニーズが存在した。 エネルギー硬化型ＵＶまたはＥＢ接着剤がこれらのニーズに対処した。 瞬間硬化ＥＢ接着剤の幾つかの例が、米国特許出願公開第２００３／００３１８６５号、第２００６／００３１２３号、第２００６／０００３１２号、および第２００６／００００５４５号明細書中、および米国特許第８，１６３，１２７号明細書中で開示されている。 ＥＢは、不透明なフィルムを貫通して接着剤を硬化させるその能力のゆえに、また食品法規則の順守がより容易なために選択された。

瞬間硬化型バリア接着剤を開発するという市場ニーズもまた存在した。 このバリア接着剤は、優れた瞬時接合を提供することに加えて、また或る種の包装用途において必要とされる優れた酸素および香りのバリアも実現した。 この技術は、米国特許第６，３９９，１７１号、第６，５１４，５８４号、第６，４３６，４９８号、第６，４１６，８１７号、および第７，０２６，６３５号明細書を含めた様々な特許中で開示されている。

しかしながら、現在知られている貼合せ技術は、対処の必要な技術的な限界およびコスト効率の悪さを依然として有している。

例えば、ラストダウンホワイトインク層を含有するすべての上記一次基材は、二次フィルムに貼り合わせる必要があり、それは別の貼合せ設備の使用を、また前述のように貼合せ用接着剤の使用を必要とする。 これは余分の設備および材料を必要とする。

ＥＢに適した様々な有機官能性ジェルフレックス（ｇｅｌｆｌｅｘ）インクが、米国特許出願公開第２０１３／０１９２４８３号、第２０１２／０２２０６８３号、および第２０１１／０２４７５０８号明細書に記載されている。 例えば、このようなインクは、約３０から約３５ｋＧｙの線量および約１１０ｋＶの電子エネルギーのＥＢで硬化することができる。 幾つかの実施形態ではラストダウンホワイトは最初のインク層に塗布され、次いで電子ビームによってすべてが同時に硬化される。 しかしながら、前述のようにこの硬化された基材は、次に別の貼合せ場所で別の接着材料を使用して別の基材に貼り合わせて、それらのタイル層（ｔｉｌｅ ｌａｙｅｒｓ）を結合させねばならず、よりコスト効率が高く、かつ技術的に高度な解決策が必要である。

一実施形態では、本願の発明者等は、ＥＢ硬化性貼合せ用接着剤の能力を、印刷された一次フィルム基材のラストダウンホワイトインク層に取込み、次いでその一次フィルム基材を二次フィルム基材に貼り合わせ、最後にその全貼合せ構造体を一つの電子ビーム処理のステップで硬化することによる、より効率的な方法を検討した。 このような方法は、より合理化されており、設備が少なくて済み、また硬化のステップが少なくて済む。

タイルの本発明者等（ｔｉｌｅ ｉｎｖｅｎｔｏｒｓ）が驚いたことに、このような手法は上手くいき、また予想外であった。 ＥＢ硬化性ラストダウンホワイト層に関しては、望ましい粘度を達成させるためにインクをむしろ高い顔料負荷量にすること、およびＥＢで適切に硬化できる成分を選択することが、硬化した場合に、基材間の適切な接着と、最終製品の望ましい全体のまとまりとを生み出すインクを作り出したことは予想外であった。

下記の実施例は単に例示に過ぎず、本発明の開示内容を限定するものと解釈すべきではない。

実施例１：ラストダウンホワイト貼合せ用接着剤の配合（ＥＢおよびＵＶ）

実施例２
一次フィルム：従来の溶媒系インクを使用した裏面印刷ポリエチレン。 厚さ５０マイクロメートル（μｍ）。

二次フィルム：厚さ５０μｍの透明なポリエチレン。

両方のフィルムは、ダインペン（ｄｙｎｅ ｐｅｎｓ）により測定される３８〜４０ダイン／ｃｍのダインレベルまでコロナ処理された。 実施例１で調製したホワイト貼合せ用接着剤をＭｅｙｅｒ ｒｏｄ＃６を使用して一次フィルムに塗布した。 次いでそれに二次フィルムを貼り合わせた。 次いでこの積層体をローラーでならして接着剤とフィルムの間の良好な表面接触を与えた。 次いでこの積層体をＥＳＩパイロットＥＢ装置上で１４０ｋＶおよび３０ｋＧｙで硬化させた。

実施例３
一次フィルム：従来の溶媒系インクを使用した裏面印刷ポリエチレン。 厚さ５０マイクロメートル（μｍ）。

二次フィルム：厚さ３０μｍの透明なＢＯＰＰ。

両方のフィルムは、ダインペンにより測定される３８〜４０ダイン／ｃｍのダインレベルまでコロナ処理された。 実施例１で調製したホワイト貼合せ用接着剤をＭｅｙｅｒ ｒｏｄ＃６を使用して一次フィルムに塗布した。 次いでそれに二次フィルムを貼り合わせた。 次いでこの積層体をローラーでならして接着剤とフィルムの間の良好な表面接触を与えた。 次いでこの積層体をＥＳＩパイロットＥＢ装置上で１４０ｋＶおよび３０ｋＧｙで硬化させた。

ＥＢ処理の後、両方の積層体は、幅１インチのストリップについて標準的なＴＥＥ剥離を使用して接着力を試験された。 両方の積層体でフィルムの引裂きが観察された。 この積層体の不透明度は優れていた。 これらの実施例は、このラストダウンホワイトが貼合せ用接着剤として使用することができることを示している。

実施例４：ラストダウンホワイト貼合せ用接着剤の配合

実施例４で得られた貼合せ用接着剤配合は、ＥＢ装置により３〜３．５メガラドの線量で硬化させた場合、ＢＯＰＰフィルム、コーティングされたＰＥＴフィルム、ＰＥ ｃｏｅｘフィルム、高バリア系シーラントフィルムのような同種および異種フィルムに対する接着を与えることが予想される。

実施例５：ラストダウンホワイト貼合せ用接着剤の配合

実施例５で得られた貼合せ用接着剤配合は、ＥＢ装置により３〜３．５メガラドの線量で硬化させた場合、ＢＯＰＰフィルム、コーティングされたＰＥＴフィルム、金属蒸着ＢＯＰＰフィルム、アルミニウム箔、およびポリオレフィン系シーラントフィルムのような同種および異種フィルムに対する接着を与えることが予想される。

また、実施例４および５の貼合せ用接着剤配合は、光開始剤を加えることによって、また必要ならばその貼合せ用接着剤配合物がＵＶ硬化性になるように組成の調整を行うことによって、修正することもできる。

本開示の他の実施形態は、本明細書の考察および本明細書中の開示内容の実施から当業者に明らかになるはずである。 タイルの明細書（ｔｉｌｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）および実施例は単に具体例とみなされ、本開示の真の範囲および精神は別添の特許請求の範囲によって示されることを意図している。