JP7420818B2 - コーティングされた基材を製造するプロセス - Google Patents

Description

艶消し仕上げは、包装の機能性および／または外観を変えるために包装用途（例えば食品包装用途）において一般的に使用されている。例えば、艶消し仕上げは、光沢の低減および色の保持などの光学的外観、触感または触覚の応答、直接印刷用のインクおよび画像の保護、および加工性を向上させることができる。現在、ほとんどの艶消し仕上げは、シリカなどの無機充填剤と、溶剤型または水性のいずれかのアクリルおよび／またはポリウレタン結合剤から配合されている。しかしながら、既存の艶消し仕上げは、例えばグラビアおよびフレキソ印刷用途分野の両方において、低い色忠実度および弱い耐摩耗性を示す。

最近、ポリウレタンビーズを組み込んだ艶消し仕上げが、以前の艶消し仕上げで発生した柔らかい触感、向上した色忠実度、および耐摩耗性の問題に対処してきた。しかしながら、ポリウレタンビーズは、比較的高価であり、ヒートシール耐性の問題を有する。さらに最近になって、アクリルビーズおよびアミノシランを含む艶消し仕上げが、上述の問題に対処するために使用されてきた。しかしながら、これらのアクリルビーズおよびアミノシランの組み込みでさえも、顧客の満たされていないニーズに十分に対処していない。したがって、摩擦係数を維持しながら、ＵＶ曝露下での改善された光沢および色値の保持（耐候性）を提供する水性艶消しコーティング組成物が望ましい。

本開示は、プロセスを提供する。一実施形態では、このプロセスは、Ａ１）０．１μｍ～２μｍの平均粒径を有する第１のアクリルポリマーのビーズと、Ａ２）０．５μｍ～３０μｍの平均粒径を有する第２のアクリルポリマーのビーズと、Ｂ）アクリルポリマー結合剤と、Ｃ）０．１５重量％～２．５重量％のスリップ添加剤と、Ｄ）０．１０重量％～０．３０重量％の消泡剤と、Ｅ）０．８重量％～１．５重量％のレオロジー調整剤と、Ｆ）０．０１重量％～０．１重量％の少なくとも１つの湿潤剤と、を含む、水性艶消しコーティング組成物を形成することを含む。水性艶消しコーティング組成物を基材に塗布し、次に乾燥させて基材上にコーティングを形成する。

定義
元素周期表へのいかなる参照も、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．によって１９９０－１９９１に発行されたときのものである。この表における元素の族への参照は、族の番号付けの新しい表記法による。

米国特許実務を目的として、任意の参照される特許、特許出願、または刊行物の内容は、特に定義の開示（本開示に具体的に提供される任意の定義に矛盾しない範囲で）、およびこの技術分野における一般的知識に関して、参照によりこれらの全体が本明細書に組み込まれる（または、その同等の米国版が参照によりそのように組み込まれる）。

本明細書に開示される数値範囲は、下限値および上限値からのすべての値を含み、また上限値および下限値を含む。明示的な値（例えば、１または２、または３～５、または６、または７）を含有する範囲の場合、任意の２つの明示的な値の間のあらゆる部分範囲（例えば、上記の１～７の範囲には、１～２、２～６、５～７、３～７、５～６などのサブ範囲が含まれる）が含まれる。

相反する記載がない限り、文脈から暗示的でない限り、または当該技術分野で慣習的でない限り、すべての部およびパーセントは重量に基づき、すべての試験方法は本開示の出願日時点で最新のものである。

「ブレンド」および「ポリマーブレンド」という用語は、２つ以上のポリマーの密接な物理的混合物（すなわち、反応なし）を指す。ブレンドは、混和性であってもよいか、またはなくてもよい（分子レベルで相分離していない）。ブレンドは、相分離していてもよいか、またはしていなくてもよい。ブレンドは、透過型電子分光法、光散乱、Ｘ線散乱を含むがこれらに限定されない技術から判定されるように、乾燥後に１つ以上のドメイン構成を含有しても含有しなくてもよい。ブレンドは、マクロサイズレベル（例えば、ブレンド冷材）またはミクロレベル（例えば、同じ反応器内での同時形成）で２つ以上のポリマーを物理的に混合することによって達成され得る。

「組成物」という用語は、組成物を含む材料の混合物、ならびに組成物の材料から形成される反応生成物および分解生成物を指す。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、およびそれらの派生語は、同じことが具体的に開示されているかどうかにかかわらず、任意の追加の成分、ステップ、または手順の存在を除くことを意図しない。疑義を回避するために、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語の使用を通じて特許請求されるすべての組成物は、反対の記載がない限り、ポリマーであろうとなかろうと、任意の追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、あらゆる続く記述の範囲からあらゆる他の成分、ステップ、または手順を除く。「からなる」という用語は、具体的に描写または列挙されていないあらゆる成分、ステップ、または手順も除く。「または」という用語は、特に明記しない限り、列挙されたメンバーを個別に、ならびに任意の組み合わせで指す。単数形の使用は、複数形の使用を含み、逆もまた同様である。

「架橋性」という用語は、物品に成形される前または後のポリマーが、硬化も架橋もされておらず、実質的な架橋を誘発した処理に供されても曝露されてもいないが、ポリマーが、そのような処理に供されるか、または曝露されると（例えば、水もしくは湿気への曝露）、実質的な架橋を生じさせる、促進させる、または可能にする、添加剤（複数可）または機能性を含むことを示す。

「架橋剤」という用語は、ポリマー材料と基材との間に結合を形成する化学剤を指す。

「消泡剤（ｄｅｆｏａｍｉｎｇ）または消泡剤（ａｎｔｉ－ｆｏａｍｉｎｇ ａｇｅｎｔ）」という用語は、混合中に液体または水性組成物中に形成される泡の量を低下させる化学剤または添加剤を指す。

「ポリマー」は、同じタイプまたは異なるタイプであるかに関わらず、重合モノマーによって調製される化合物であり、重合形態で、ポリマーを成す複数ならびに／または反復「単位」もしくは「構造単位」を提供する。したがって、ポリマーという一般的な用語は、ホモポリマーという用語を包含し、通常、１つのタイプのモノマーのみから調製されたポリマーを指すのに用いられ、コポリマーという用語は、通常、少なくとも２つのタイプのモノマーから調製されたポリマーを指すために用いられる。また、例えばランダム、ブロック等のすべての形態のコポリマーも包含する。ポリマーは、多くの場合、１つ以上の特定のモノマー「で作製され」、特定のモノマーまたはモノマータイプに「基づいて」、特定のモノマー含有量を「含有する」などと称されるが、この文脈では、「モノマー」という用語は、特定のモノマーの重合残留物を指し、非重合種を指すものではないと理解されることに留意する。概して、本明細書におけるポリマーは、対応するモノマーの重合形態である「単位」に基づくものとして言及される。

「レオロジー調整剤」という用語は、流体または流体組成物に添加されると、流体または流体組成物のレオロジー特性を変化させる化学薬品または添加剤を指す。

「粘度」という用語は、せん断応力または引張応力のいずれかによって変形されている流体の抵抗を指す。

「湿潤剤」という用語は、流体または流体組成物に添加されると、流体または流体組成物の表面張力を低下させる化学剤または添加剤を指す。

試験方法
色の測定は、材料による光の吸収の測定である。色の測定は、Ｄａｔａｃｏｌｏｒ色分光光度計、モデルＳＦ６００ ＣＴ Ｐｌｕｓを使用して判定される。色の測定は、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）値で報告される。

摩擦係数（「ＣＯＦ」）は、２５℃および５０％相対湿度（ＲＨ）でＴＭＩ ＦｒｉｃｔｉｏｎおよびＳｌｉｐ Ｔｅｓｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ３２－０６－００を用いて判定される。

光沢測定は、表面からの光の反射の測定である。光沢測定は、ＢＹＫ光沢計マイクロＴＲＩ光沢モデルを使用して６０°および８５°で測定される。光沢測定は、光沢単位（ＧＵ）で報告される。コーティングが基材を均一に覆い、欠陥がない場合、光沢測定は、基材上のコーティングの厚さに依存しない。本実施例のコーティングの平均厚さは、１μｍ～３μｍである。

コーティングされたフィルムのヒートシール耐性は、４００°F、４０ｐｓｉ、および２秒の持続時間でヒートシーラーを用いたＶフォールド耐熱試験によって評価される。ヒートシール後、（ｉ）コーティングと基材との間に接着が発生しない場合、（ｉｉ）ヒートシール後に艶消しコーティングが除去されない場合、または（ｉｉｉ）光沢の変化が発生しない場合、「合格」という結果が判定される。「不合格」という結果は、（ｉ）基材のコーティングされた側が一緒に積み重ねられたままである場合、（ｉｉ）艶消しコーティングが基材から剥離したまたは裂いた場合、または（ｉｉｉ）光沢の変化が発生した場合に判定される。

本明細書において０．５ミクロン～３０ミクロンの範囲の直径についての粒子サイズ直径は、ディスク遠心分離光沈降計（「ＤＣＰ」）（ＣＰＳ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）を使用して判定される。粒子のモードは、遠心分離およびショ糖勾配による沈降によって分離される。試料は、０．１％ラウリル硫酸ナトリウムを含有する１０ｃｃの脱イオン水に１～２滴を加えることによって調製される。次に、０．１ｃｃの試料を１５ｃｃのショ糖勾配で満たされた回転ディスクに注入する。試料は、ポリスチレンキャリブレーション標準と比較して分析される。具体的な条件は、２％～８％のショ糖勾配、および１０，０００ｒｐｍのディスク速度である。キャリブレーション標準は、直径８９５ｎｍのポリスチレンである。

テープの接着力は、Ｓｃｏｔｃｈ ６１０テープを使用して、艶消しコーティング表面にテープをしっかりと接着し、テープをすばやくはがすことによって判定される。接着性は、コーティング表面の目視観察によって評価される。コーティングが除去されていないか、欠陥が発生していない場合、スコア５が割り当てられる。コーティングの５％未満が除去された場合、スコア５が割り当てられる。コーティングの１０％未満が除去された場合、スコア４が割り当てられる。コーティングの２０％未満が除去された場合、スコア３が割り当てられる。コーティングの３０％未満が除去された場合、スコア２が割り当てられる。コーティングの４０％未満が除去された場合、スコア１が割り当てられる。

Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ耐摩量は、摩耗に耐える材料の能力を測定する。Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ耐摩量は、走行速度２（１サイクル／秒）で４ｌｂの重量パッドを有するＳｕｔｈｅｒｌａｎｄインク耐摩擦試験機を用いて判定される。コーティングされたすべての基材は、試験を実施する前に、室温で１週間硬化させる。データを５０回／読み取りに基づいて記録する。

粘度は、スピンドル＃２を備えたＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計ＤＶ Ｉを使用して室温（２５℃）で測定される。

耐候性は、外部環境への暴露（例えば、日光、湿気、上昇した気温）によって引き起こされる損傷に耐えるコーティングされた基材の耐久性の尺度である。耐候性は、Ｑ－Ｌａｂ加速耐候性試験機、モデルＱＵＶ／ＳＥ（以下、ＱＵＶＡ）を使用して測定される。風化法は、ＵＶ露光セグメントおよび結露セグメントという２つのセグメントで構成されている。最初のセグメントは、３４０ｎｍで０．７７Ｗ／ｍ^２の制御された放射照度での連続紫外線Ａ（ＵＶＡ）の曝露と６０℃の温度での黒パネルとで８時間続く明サイクルである。放射照度は、ＵＶ光の強度の尺度である。２番目のセグメントは、４時間続く暗サイクルで、試験片に結露が発生し、黒パネル温度は、４０℃に制御される。合計８時間の明サイクルと４時間の暗サイクルは、合計１２時間に相当する完全な２セグメントの風化サイクルを構成する。１２時間の２セグメント風化サイクルが３６回繰り返され、合計試験時間は、４３０時間になる。この方法は、放射照度レベルと黒パネル温度がわずかに変化する点で、ＡＳＴＭ Ｇ１５４サイクル１と技術的に類似する。表１に耐候性試験方法をまとめる。

（ｉ）ＱＵＶＡ曝露前と（ｉｉ）４３０時間のＱＵＶＡ曝露後の２つの本発明の実施例と第１の比較試料のコーティング外観の比較を示す。

本開示は、プロセスを提供する。このプロセスは、水性艶消しコーティング組成物を形成することを含む。水性艶消しコーティング組成物は、Ａ１）０．１μｍ～２μｍの平均粒径を有する第１のアクリルポリマーのビーズと、Ａ２）０．５μｍ～３０μｍの平均粒径を有する第２のアクリルポリマーのビーズと、Ｂ）アクリルポリマー結合剤と、Ｃ）０．１５重量％～２．５重量％のスリップ添加剤と、Ｄ）０．１０～０．３０重量％の消泡剤と、Ｅ）０．８重量％～１．５重量％のレオロジー調整剤と、Ｆ）０．０１重量％～０．１％の少なくとも１つの湿潤剤と、を含む。次に、水性艶消しコーティング組成物を基材に塗布する。次に、水性艶消しコーティング組成物を乾燥させて、基材上にコーティングを形成する。

Ａ１．第１のアクリルポリマーのビーズ
水性艶消しコーティング組成物は、第１のアクリルポリマーのビーズを含む。第１のアクリルポリマーのビーズは、均一なアクリルビーズとアクリル系の担体エマルジョンとの組み合わせから形成される。第１のアクリル系ポリマーのビーズは、０．１μｍ～２μｍの平均粒径、－３０℃～－５℃のＴｇを有する。追加の特性には、３０％～４０％の範囲の固形分、および１００ｃＰ～１０００ｃＰの範囲の粘度が含まれるが、これらに限定されない。さらに、第１のアクリルポリマーのビーズは、陰イオン電荷を有する。

一実施形態では、第１のアクリルポリマーのビーズは、水性艶消しコーティング組成物の総重量に基づいて、２０重量％～３０重量％の量で存在する。

第１のアクリルポリマーのビーズの非限定的な例には、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＯｐｕｌｕｘ ３００１が含まれる。

Ａ２）第２のアクリルポリマーのビーズ
水性艶消しコーティング組成物は、第２のアクリルポリマーのビーズをさらに含む。第２のアクリルポリマーのビーズは、均一なアクリルビーズとアクリル系の担体エマルジョンとの組み合わせから形成される。第２のアクリルポリマーの組成は、第１のアクリルポリマーの組成とは異なる。第２のアクリルポリマーのビーズは、０．５μｍ～３０μｍの平均粒径、および－５０℃～－２０℃のＴｇを有する。

一実施形態では、第２のアクリルポリマーのビーズの平均粒径は、第１のアクリルポリマーのビーズの平均粒径よりも大きい。第２のアクリルポリマーのビーズは、３０％～４０％の範囲の固形分、１００ｃＰ～１０００ｃＰの範囲の粘度、および陰イオン電荷を有する。一実施形態では、第２のアクリルポリマーのビーズは、水性艶消しコーティング組成物の総重量に基づいて、４５重量％～５５重量％の量で存在する。

第２のアクリルポリマーのビーズの非限定的な例には、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＯｐｕｌｕｘ ３５０１が含まれていた。

Ｂ）アクリルポリマー結合剤
水性艶消しコーティング組成物は、０．０３μｍ～０．５μｍ、または０．１μｍ～０．５μｍの平均粒径を有するアクリルポリマー結合剤を含む。アクリルポリマー結合剤は、水性艶消しコーティング組成物の総重量に基づいて、水性艶消しコーティング組成物の１０重量％、または１５重量％～２５重量％、または３０重量％の量で存在する。一実施形態では、アクリルポリマー結合剤は、１０重量％～３０重量％、または１５重量％～２５重量％の量で存在する。

一実施形態では、アクリルポリマー結合剤は、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチレン－メチルアクリレート、ブチルアクリレート、およびブチルメタクリレートを含むが、これらに限定されない、好適なコモノマーと共重合した少なくとも１つの非イオン性エチレン性不飽和モノマーを含む。アクリルポリマー結合剤は、架橋されていない。

アクリルポリマー結合剤の非限定的な例には、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なアクリル結合剤であるＥＸＰ ５６１２（またはＯｐｕｌｕｘ １０００）が含まれる。

Ｃ）スリップ添加剤
水性艶消しコーティング組成物は、スリップ添加剤を含む。一実施形態では、スリップ添加剤は、水性艶消しコーティング組成物の総重量に基づいて、水性艶消しコーティング組成物の０．１５重量％、または０．３５重量％、または０．５５重量％、または０．７５重量％～１．９重量％、または２．１重量％、または２．３重量％、または２．５重量％の量で存在する。一実施形態では、スリップ添加剤は、０．１５重量％～２．５重量％、または０．３５重量％～２．３重量％、または０．５５重量％～２．１重量％、または０．７５重量％～１．９重量％の量で存在する。

一実施形態では、スリップ添加剤は、ｉ）シリコーンエマルジョン、およびｉｉ）アミドワックス分散液を含む。

ｉ）シリコーンエマルジョン
一実施形態では、スリップ添加剤は、シリコーンエマルジョンを含む。好適なシリコーンエマルジョンとしては、ポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）系エマルジョン、ポリジエチルシロキサン（「ＰＤＥＳ」）系エマルジョン、他の乳化シリコーンポリマー、およびシリコーンコポリマー生成物、ならびにこれらの組み合わせ、例えば、水に容易に分散するＰＤＭＳ系エマルジョンが挙げられるが、これらに限定されない。

シリコーンエマルジョンは、４５％～８５％の範囲の固形分、および３０％～６５％の範囲のパーセント活性含有量を有する。シリコーンエマルジョン添加剤の粘度は、１，０００ｃＰ～７００，０００ｃＰの範囲である。

一実施形態では、シリコーンエマルジョンは、水性艶消しコーティング組成物中に、０．１重量％、または０．２重量％、または０．３重量％、または０．４重量％、または０．５重量％～０．６重量％、または０．７重量％、または０．８重量％、または０．９重量％、または１．０重量％の量で存在する。一実施形態では、シリコーンエマルジョンは、水性艶消しコーティング組成物中に、０．１重量％～１．０重量％、または０．２ｔ％～０．９重量％、または０．３重量％～０．８重量％、または０．４重量％～０．７重量％、または０．５重量％～０．６重量％の量で存在する。

好適なシリコーンエマルジョンの非限定的な例としては、ＴＥ ３５２ ＦＧ（商標）、ＥＭ ３５０、ＩＣＭ ３５６３ＦＧなどのＩＣＭ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．によって販売されているシリコーンエマルジョン、およびＤＣ－２４エマルジョン、Ｄｏｗｓｉｌ－５１、Ｄｏｗｓｉｌ－５２、およびＤｏｗｓｉｌ ２１０ＳなどのＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇによって販売されているシリコーンエマルジョンが挙げられるが、これらに限定されない。シリコーンエマルジョンは、個々の製品またはそれらの混合物によって使用される。

ｉｉ）アミドワックス分散液
一実施形態では、スリップ添加剤は、アミドワックス分散液を含む。アミドワックスは、固形分が３０重量％～６０重量％のエチレン－ビスステアラミド水性分散液などのアルキル二級アミドワックスである。

アミドワックス分散液の粘度は、５００ｃＰ～１５００ｃＰの範囲であり、ｐＨは、６．０～９．０の範囲である。アミドワックス分散液は、液体の形態である。

一実施形態では、アミドワックスは、固体粉末であり、これは次に、水性コーティングに分散される。

一実施形態では、アミドワックス分散液は、水性艶消しコーティング組成物中に、０．５重量％、または０．７重量％、または０．９重量％～１．０重量％、または１．２重量％、または１．５重量％の量で存在する。一実施形態では、アミドワックス分散液は、水性艶消しコーティング組成物中に、０．５重量％～１．５重量％、または０．７重量％～１．２重量％、または０．９重量％～１．０重量％の量で存在する。

好適なアルキル二級アミドワックスの非限定的な例には、Ｓｈａｍｒｏｃｋ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによってＨＹＤＲＯＣＥＲ（商標）およびＳ－４００Ｎ５（商標）の商品名で販売されているワックスが挙げられる。

Ｄ）消泡剤
水性艶消しコーティング組成物は、消泡剤を含む。消泡剤は、自己乳化性であり、シリコーンとシリカの両方を含まない。消泡剤の密度は、０．８０ｇ／ｃｃ～１．０５ｇ／ｃｃの範囲である。消泡剤はまた、１００ｃＰ～１０００ｃＰの範囲の粘度を有する。

一実施形態では、消泡剤は、水性艶消しコーティング組成物の総重量に基づいて、０．１０重量％、または０．１２重量％、または０．１５重量％、または０．２０重量％、または０．２５重量％、または０．３０重量％の量で存在する。一実施形態では、消泡剤は、０．１０重量％～０．３０重量％、または０．１２重量％～０．２５重量％、または０．１５重量％～０．２０重量％の量で存在する。

消泡剤の非限定的な例には、変性鉱油に基づく非シリコーン系の消泡剤である、Ｅｖｏｎｉｋから入手可能なＴＥＧＯ（商標）Ａｎｔｉ ｆｏａｍ ２２９１が含まれる。

Ｅ）レオロジー調整剤
水性艶消しコーティング組成物は、レオロジー調整剤を含む。レオロジー調整剤は、非イオン性である。レオロジー調整剤の固形分は、１５重量％～２５重量％である。レオロジー調整剤の粘度は、１０００ｃＰ～３８００ｃＰである。

レオロジー調整剤は、水性艶消しコーティング組成物中に、水性艶消しコーティング組成物の総重量に基づいて、０．８重量％、または０．９重量％、または１．０重量％、または１．１重量％～１．２重量％、または１．３重量％、または１．４重量％、または１．５重量％の量で存在する。一実施形態では、レオロジー調整剤は、０．８重量％～１．５重量％、または０．９重量％～１．４重量％、１．０重量％～１．３重量％、または１．１重量％～１．２重量％の量で存在する。

好適なレオロジー調整剤の非限定的な例には、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡｃｒｙｓｏｌ ＲＭ ２０２０Ｅが含まれる。

Ｆ）湿潤剤
水性艶消しコーティング組成物は、水性艶消しコーティング組成物の総重量に基づいて、０．０１重量％、または０．０２重量％、または０．０３重量％、または０．０４重量％、または０．０５重量％～０．０６重量％、または０．０７重量％、０．０８重量％、または０．０９重量％、または０．１重量％の量で存在する、少なくとも１つの多型湿潤剤を含む。一実施形態では、湿潤剤は、０．０１重量％～０．１重量％、または０．０２重量％～０．０９重量％、０．０３重量％～０．０８重量％、または０．０４重量％～０．０７重量％、または０．０５重量％～０．０６重量％の量で存在する。

好適な湿潤剤の非限定的な例には、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジ－２－エチルヘキシルナトリウムスルホコハク酸塩、およびそれらの混合物が含まれる。

一実施形態では、水性艶消しコーティング組成物は、第１のアクリルポリマーのビーズ、第２のアクリルポリマーのビーズ、シリコーンエマルジョン、アミドワックス、およびポリマー結合剤を低剪断撹拌下で一緒に加えることによって形成される。所望される際、他のコーティング添加剤を加えることができる。

一実施形態では、スリップ添加剤のシリコーンエマルジョンおよびアミドワックス分散液は、第１のアクリルポリマーと第２のアクリルポリマーの両方のビーズ、消泡剤、アクリルポリマー結合剤、レオロジー調整剤、および湿潤剤と後でブレンドされる。

水性艶消しコーティング組成物は、第１のアクリルポリマーと第２のアクリルポリマーの両方のビーズ、およびスリップ添加剤に加えて、添加剤を含有し得る。そのような添加剤には、フィルム形成溶液、非フィルム形成溶液、またはエマルジョンポリマーが含まれるが、これらに限定されない。そのような添加剤の特性は、第１のアクリルポリマーおよび第２のアクリルポリマーの特性とは異なる。添加剤は、第１のアクリルポリマーと第２のアクリルポリマーのビーズの合計の０重量％、または０重量％超、または１重量％、または５重量％～１０重量％、または２０重量％、または３０重量％の量で存在する。一実施形態では、添加剤は、０重量％～３０重量％、または１重量％～２０重量％、または５重量％～１０重量％の量で存在する。

コーティング添加剤などの他の添加剤には、乳化剤、合体剤、不凍液、硬化剤、緩衝剤、中和剤、増粘剤、保湿剤、および可塑剤が含まれるが、これらに限定されない。

第２のアクリルポリマーのビーズと第１のアクリルポリマーのビーズとの重量比は、８０：２０～６０：４０、または７０：３０～６０：４０である。

一実施形態では、水性艶消しコーティング組成物の乾燥は、周囲条件下、すなわち２５℃で行われる。代替的に、コーティングは、高温、すなわち３５℃～１５０℃で乾燥され得る。

水性艶消しコーティング組成物の固形分は、１０～７０重量％、または２０～５０重量％、または３０～４０重量％であり得る。固形分は、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ水分計で測定される。水性艶消しコーティング組成物の粘度は、Ｇａｒｄｎｅｒ Ｚａｈｎ粘度カップ＃２を用いて測定される場合、２５℃で２０～５０秒、または２５～３５秒であり得る。

コーティング
水性艶消しコーティング組成物を基材に塗布して、基材上にコーティングを形成する。基材の材料の非限定的な例には、ポリエステル（ＰＥＴ）、配向ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ナイロン、ポリエチレン（ＰＥ）、紙、箔、およびそれらの金属化フィルムが含まれる。

水性艶消しコーティング組成物は、グラビア印刷技術またはフレキソ印刷技術またはオフセット印刷技術を使用して基材に塗布され得る。コーティングの塗布方法には、ハンドプルーフまたはＭｅｙｅｒロッドを使用したハンドドローダウン、ペイントブラシ、ペイントローラ、カーテンコータも含まれるが、これらに限定されない。水性艶消しコーティング組成物は、スプレーによって塗布され得る。スプレー方法には、空気噴霧スプレー、空気補助スプレー、空気レススプレー、大量低圧スプレー、および空気補助空気レススプレーが含まれるが、これらに限定されない。

一実施形態では、水性艶消しコーティング組成物は、グラビアシリンダを備えたＬａｂｃｏｍｂｉパイロットコータを使用して基材に塗布される。次に、スムージングバーを適用して、水性艶消しコーティング組成物の厚さの均一性を確保する。水性艶消しコーティング組成物は、コーティング速度が４００ｆｔ／分を超える場合、スムージングバーのないグラビアシリンダを備えたＬａｂｃｏｍｂｉパイロットコータを使用して基材に塗布される。

一実施形態では、水性艶消しコーティング組成物は、基材に塗布する前にオーバーヘッドミキサで艶消しコーティングに直接混合することにより、固形分が１００％の水分散性脂肪族ポリイソシアネートなどの架橋剤を０．５～５部だけ取り入れられる。次に、水性艶消しコーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させる。その結果、基材上に架橋コーティングが施される。乾燥コーティングの坪量は、１平方メートルあたり０．９グラム（ｇｓｍ）～３．２ｇｓｍの範囲である。

このプロセスは、基材上に架橋コーティングを形成することを含む。

一実施形態では、基材上の架橋コーティングは、次の特性のうちの１つ、いくつか、またはすべてを有する。
（ｉ）６０°および４３０時間で測定された、１５％未満の光沢値の変化率、および／または
（ｉｉ）８５°および４３０時間で測定された、１５％未満の光沢値の変化率、および／または
（ｉｉｉ）２５℃および相対湿度５０％で測定された、２．０～２．６の静摩擦係数、および／または
（ｉｖ）２５℃および相対湿度５０％で測定された、１．０～１．５の動摩擦係数、および／または
（ｖ）４～５のテープ接着力（Ｓｃｏｔｃｈ ６１０）。本明細書で使用されるとき、「光沢値の変化率」という用語は、耐候性試験が完了したときの４３０時間での最終光沢値と耐候性試験開始の０時間前の初期光沢値との間の差を、耐候性試験開始０時間前の初期光沢値で割った大きさを指す。

一実施形態では、基材上の架橋コーティングは、６０°および４３０時間で測定された、光沢値の変化率が１％～１５％、または５％～１５％、または９％～１５％である。

一実施形態では、基材上の架橋コーティングは、８５°および４３０時間で測定された、光沢値の変化率が１％～１５％、または５％～１５％、または９％～１５％である。

一実施形態では、基材上の架橋コーティングは、６０°および４３０時間で測定された、０～３の光沢単位の変化を有する。本明細書で使用されるとき、「光沢単位の変化」または「ＧＵの変化」という用語は、耐候性試験が完了した４３０時間での最終光沢値と耐候性試験開始の０時間前の初期光沢値との間の差の大きさを指す。一実施形態では、基材上の架橋コーティングは、６０°および４３０時間で測定された、１～２の光沢単位の変化を有する。

一実施形態では、基材上の架橋コーティングは、８５°および４３０時間で測定された、０～３の光沢単位の変化を有する。一実施形態では、基材上の架橋コーティングは、８５°および４３０時間で測定された、１～２の光沢単位の変化を有する。

一実施形態では、基材上の架橋コーティングは、１０００サイクル時間を超えるＳｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦抵抗を有する。

出願人は、本発明の実施例Ｉおよび本発明の実施例ＩＩと比較試料Ｉとの比較により、架橋コーティングの耐候性（光沢および色の保持）が改善され、本発明の実施例の各々の静的および動的摩擦係数が改善されることを予期せず発見した。特定の理論に拘束されることなく、消泡剤から０．１重量％～０．３重量％の量で形成された架橋コーティングでコーティングされた基材は、０．１重量％未満の消泡剤を有する架橋コーティングと比較して、改善された加工性およびより良好な耐候性を有すると考えられる。

一例として、これに限定されないが、本開示の一実施形態について以下の実施例において詳細に説明する。

実施例において使用される材料を、下記の表２に提供する。

比較試料Ｉは、外部供給業者から入手したポリウレタン分散ベースの艶消しコーティングである。

発明の実施例Ｉ、本発明の実施例ＩＩ、および比較試料ＩＩの配合物、ならびに両方の本発明の実施例および両方の比較試料の試験結果を、以下の表３に示す。

水性艶消しコーティング組成物は、第１のアクリルポリマーと第２のアクリルポリマーの両方のアクリルビーズ分散液を容器に充填することによって調製される。次に、消泡剤を撹拌しながら加える。次に、アクリル結合剤を加える。混合物のｐＨをアンモニアで調整し、次にレオロジー調整剤を撹拌しながらゆっくりと加える。最後に湿潤剤および他の添加剤を加えて、混合を１５～２０分間続け、混合をさらに２０分間続ける。

本発明の実施例および比較試料ＩＩの各々について、水性艶消しコーティング組成物を基材に適用する前に、オーバーヘッド撹拌下で、１００部の湿潤材料あたり０．５部の水分散性ポリイソシアネートであるＣＲ ９－１０１（架橋剤）を、配合された水性艶消しコーティング組成物に加える。次に、基材に塗布する前に２０分間混合する。

本発明の実施例の組成物および比較試料ＩＩの各々は、１８０Ｑ／７．５ＢＣＭ体積グラビアシリンダを用いて、４００フィート／分のコーティング速度でＬａｂｃｏｍｂｉパイロットコータによって９２ゲージのＰＥＴ基材にコーティングされる。均一な外観を確保するために、スムージングバーをコーティングの上に沿わせる。均一なコーティングの厚さは０．１μｍ～０．３μｍである。最終的な乾燥コーティングの坪量は、０．９ｇｓｍ～３．２ｇｓｍである。

ＰＥＴ基材は、３つの乾燥ゾーンにさらされる。３つのゾーンの乾燥オーブン温度は、１７０°F／１８０°F／１９０°Fであった。ＰＥＴ基材は、水性艶消しコーティング組成物でコーティングする前に、１キロワットのコロナ処理でその場で処理される。次に、コーティングされた基材は、性能試験の前に２５℃および５０％ＲＨで１週間保管される。

性能試験は、前述の試験方法を使用して行われる。

本発明の実施例の各々は、比較試料の各々に対して改善された接着性を有する。本発明の実施例の各々はまた、比較試料の各々よりも改善された静的および動的係数を有する。耐候性に関して、本発明の実施例の各々は、６０°および８５°の両方の光沢値の変化が最小限であるのに対し、比較試料Ｉは、ＱＵＶＡ試験後にかなり高い光沢値を示している。耐候性試験後の光沢値が高い場合は、艶消しコーティングが徐々に失われているか、または耐候性が低いことを示している。図１に示すように、比較試料Ｉの艶消しコーティングは、耐候性試験中に徐々にエッチングされる。比較試料Ｉは、本発明の実施例の各々に関して、より低い色変化値を示している。これは、比較試料Ｉの艶消しコーティングがＵＶ露光中にエッチングされ、艶消しコーティングの下の光沢のある透明なＰＥＴ基材が露光されるためである。

図１は、本発明の実施例Ｉおよび本発明の実施例ＩＩの架橋コーティングが各々、４３０時間のＱＵＶＡ曝露後の比較試料Ｉの艶消しコーティングよりも良好な外観を有することを示している。本発明の実施例Ｉおよび本発明の実施例ＩＩの各々の架橋コーティングは、比較試料Ｉの艶消しコーティングよりも耐候性シミュレーションに耐えることができる。本発明の実施例の各々は、比較試料Ｉの艶消しコーティングよりも多くの脱泡剤含有量を有する架橋コーティングを実証し、包装の外部用途の性能と耐久性が向上していることを示している。

本開示は、本明細書に含まれる実施形態および例示に限定されず、実施形態の一部、および異なる実施形態の要素の組み合わせを含むこれらの実施形態の変更された形態を、以下の特許請求の範囲の範囲に該当するものとして含むことが、特に意図されている。
本願は以下の態様にも関する。
（１） プロセスであって、
水性艶消しコーティング組成物を形成することであって、前記水性艶消しコーティング組成物が、
Ａ１）０．１μｍ～２μｍの平均粒径を有する第１のアクリルポリマーのビーズと、 Ａ２）０．５μｍ～３０μｍの平均粒径を有する第２のアクリルポリマーのビーズと、
Ｂ）アクリルポリマー結合剤と、
Ｃ）０．１５重量％～２．５重量％のスリップ添加剤と、
Ｄ）０．１０重量％～０．３０重量％の消泡剤と、
Ｅ）０．８重量％～１．５重量％のレオロジー調整剤と、
Ｆ）０．０１重量％～０．１重量％の少なくとも１つの湿潤剤と、を含む、形成することと、
前記水性艶消しコーティング組成物を基材に塗布することと、
前記水性艶消しコーティング組成物を乾燥させることと、
前記基材上にコーティングを形成することと、を含む、プロセス。
（２） 前記スリップ添加剤が、
ｉ）０．１重量％～１．０重量％のシリコーンエマルジョンと、
ｉｉ）０．５重量％～１．５重量％のアミドワックス分散液であって、前記アミドワックスがアルキル二級アミドワックスである、アミドワックス分散液と、を含む、上記（１）に記載のプロセス。
（３） 前記水性艶消しコーティング組成物に架橋剤を加えて架橋可能な水性艶消しコーティング組成物を形成することと、
前記架橋可能な水性艶消しコーティング組成物を前記基材に塗布することと、
前記基材上に架橋コーティングを形成することと、を含む、上記（１）に記載のプロセス。
（４） コーティングされた基材を形成することであって、前記コーティングされた基材が、
２５℃および相対湿度５０％で測定された、２．０～２．６の静摩擦係数と、
２５℃および相対湿度５０％で測定された、１．０～１．５の動摩擦係数と、を有する、形成することを含む、上記（３）に記載のプロセス。
（５） 前記第１のアクリルポリマーのビーズが、前記水性艶消しコーティング組成物の重量に基づいて、２０重量％～３０重量％の量で存在する、上記（１）に記載のプロセス。
（６） 前記第２のアクリルポリマーのビーズが、前記水性艶消しコーティング組成物の重量に基づいて、４５重量％～５５重量％の量で存在する、上記（５）に記載のプロセス。
（７） ポリエチレンテレフタレート、配向ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、紙、箔、およびそれらの金属化フィルムからなる群から選択される材料から作製された基材を提供することを含む、上記（１）に記載のプロセス。
（８） 前記架橋コーティングが、４～５のテープ接着力（Ｓｃｏｔｃｈ ６１０テープ）を有する、上記（３）に記載のプロセス。
（９） 前記架橋コーティングが、６０°および４３０時間で測定された、１５％未満の光沢値の変化率を有する、上記（３）に記載のプロセス。
（１０） 前記架橋コーティングが、８５°および４３０時間で測定された、１５％未満の光沢値の変化率を有する、上記（９）に記載のプロセス。
（１１） 前記架橋コーティングが、６０°および４３０時間で測定された、０～３の光沢単位の変化を有する、上記（３）に記載のプロセス。
（１２） 前記架橋コーティングが、８５°および４３０時間で測定された、０～３の光沢単位の変化を有する、上記（１１）に記載のプロセス。
（１３） 前記架橋コーティングが、４３０時間で測定された、２．０～２．５の色（ＣＭＣ）値を有する、上記（９）～（１２）のいずれかに記載のプロセス。
（１４） 上記（１）～（１３）のいずれかに記載のプロセスから作製された前記コーティングされた基材を含む物品。

Claims (11)

1. プロセスであって、
   水性艶消しコーティング組成物を形成することであって、前記水性艶消しコーティング組成物が、
   Ａ１）０．１μｍ～２μｍの平均粒径を有する第１のアクリルポリマーのビーズと、
   Ａ２）０．５μｍ～３０μｍの平均粒径を有する第２のアクリルポリマーのビーズと、
   Ｂ）アクリルポリマー結合剤と、
   Ｃ）０．１５重量％～２．５重量％のスリップ添加剤と、
   Ｄ）０．１０重量％～０．３０重量％の、自己乳化性であり、シリコーンとシリカの両方を含まない消泡剤と、
   Ｅ）０．８重量％～１．５重量％のレオロジー調整剤と、
   Ｆ）０．０１重量％～０．１重量％の少なくとも１つの湿潤剤と、を含む、水性艶消しコーティング組成物を形成することと、
   前記水性艶消しコーティング組成物に架橋剤を加えて架橋可能な水性艶消しコーティング組成物を形成することと、
   前記水性艶消しコーティング組成物を基材に塗布することと、
   前記水性艶消しコーティング組成物を乾燥させることと、
   前記基材上に架橋コーティングを形成することと、を含み、
   前記架橋コーティングが、
   （i）６０°および４３０時間で測定された、１５％未満の光沢値の変化率を有し、
   （ii）４３０時間で測定された、２．０～２．５の色（ＣＭＣ）値を有する、プロセス。
2. 前記スリップ添加剤が、
   ｉ）０．１重量％～１．０重量％のシリコーンエマルジョンと、
   ｉｉ）０．５重量％～１．５重量％のアミドワックス分散液であって、前記アミドワックスがアルキル二級アミドワックスである、アミドワックス分散液と、を含む、請求項１に記載のプロセス。
3. コーティングされた基材を形成することであって、前記コーティングされた基材が、
   ２５℃および相対湿度５０％で測定された、２．０～２．６の静摩擦係数と、
   ２５℃および相対湿度５０％で測定された、１．０～１．５の動摩擦係数と、を有する、形成することを含む、請求項２に記載のプロセス。
4. 前記第１のアクリルポリマーのビーズが、前記水性艶消しコーティング組成物の重量に基づいて、２０重量％～３０重量％の量で存在する、請求項１に記載のプロセス。
5. 前記第２のアクリルポリマーのビーズが、前記水性艶消しコーティング組成物の重量に基づいて、４５重量％～５５重量％の量で存在する、請求項４に記載のプロセス。
6. ポリエチレンテレフタレート、配向ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、紙、箔、およびそれらの金属化フィルムからなる群から選択される材料から作製された基材を提供することを含む、請求項１に記載のプロセス。
7. 前記架橋コーティングが、４～５のテープ接着力（Ｓｃｏｔｃｈ ６１０テープ）を有する、請求項１に記載のプロセス。
8. 前記架橋コーティングが、８５°および４３０時間で測定された、１５％未満の光沢値の変化率を有する、請求項１に記載のプロセス。
9. 前記架橋コーティングが、６０°および４３０時間で測定された、０～３の光沢単位の変化を有する、請求項１に記載のプロセス。
10. 前記架橋コーティングが、８５°および４３０時間で測定された、０～３の光沢単位の変化を有する、請求項９に記載のプロセス。
11. 請求項１～１０のいずれかに記載のプロセスから作製された前記コーティングされた基材を含む物品。