JPH0232995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は改良された印刷面の塗工方法に関し、
より詳しくは塗工剤として印刷面に塗工した状態
では、連続皮膜が形成されず、塗工後の加熱によ
つて連続皮膜を形成することが出来る水性分散樹
脂組成物を用いることにより印刷面に塗工した状
態では印刷インキの乾燥上の問題、すなわち各種
ローラー汚れ、裏移り等を防止することが出来、
加熱して連続皮膜を形成することによつて、印刷
面に光沢（艶出し）、耐ブロツキング性、耐摩擦
性、耐引掻性等の各種耐性を付与することが出来
るようになした改良された印刷面の塗工方法を提
供しようとするものである。 現在、平版印刷、凸版印刷、グラビア印刷、ス
クリーン印刷等種々な印刷方式で大量の印刷物が
作成されているが、作業効率の向上、印刷機の高
速化に伴い、印刷インキの乾燥が大きな問題とな
つて来ている。一方高級印刷物への指向が強く、
そのため印刷面上に、各種塗工剤を塗布し、光沢
の付与（艶出し）、印刷面の各種耐性の付与等が
要求されている。本発明はこのような要求に対応
した改良された印刷面の塗工方法を提供しようと
するものである。 以下に従来技術を平版印刷の場合を例として説
明することにする。 平版印刷に使用する印刷インキは、油性タイプ
のインキが使用され乾燥には極めて長い時間を必
要とするものであり裏うつり等の問題から印刷物
の棒積み、あるいは巻取り等が出来ない状態にあ
る。 それゆえ、枚葉形式においては、印刷直後の印
刷面上に、でんぷんなどの微粉末（スプレーパウ
ダー）を散布することによつて、裏うつりを防止
したり更にはすのこ取りを行つているのが実情で
ある。しかしし、この方法では、微粉末が飛散、
浮遊し、環境衛生上問題となり、また印刷面に微
粉末を付着させるため、光沢を劣化させ、又粗面
にすることによつて印刷品質を低下させる原因と
なつている。また印刷物の棒積みが十分出来ず作
業能率を著しく低下させている。 また輪転形式においては、印刷機に組み込まれ
ている巻取り紙の送りローラー、テンシヨンロー
ラー、フオルダー等の機械部分に末乾燥のインキ
が付着し、それが印刷物に逆転移して、印刷物を
汚したり、巻取り、あるいは、折り重ねられた印
刷物が互いに裏うつり又はブロツキングするなど
して、高速輪転印刷が出来ない状態にある。 これを防止するため、インキ中の溶剤を蒸発さ
せることを主とした蒸発乾燥型インキを用い、バ
ーナー、赤外線ヒーター、熱風等の大型乾燥機を
用い、加熱乾燥させたり、UVインキ等、活性エ
ネルギー光線で、急速硬化するインキを用いたり
している。 しかし前者のインキ（一般にはヒートセツト型
インキと呼ばれている）の場合、インキ中の溶剤
を急速に蒸発させている関係上、ガス、電気等の
エネルギー消費量が大きいこと、溶剤を含んだ蒸
気が排気され大気汚染、臭いの問題があること、
更には光沢等各種適性を有する印刷物が得にくい
等の問題がある。また後者の場合は、特別な反応
型インキを用いる関係上特殊な設備を必要とする
こと、専用の印刷版、ブランケツト、インキ洗浄
剤を必要とすること、インキが高価であるばかり
か、保存性、安定性、作業性、に欠ける等の問題
を有し、あまり普及するに至つていない。 これに対し最近では、平版印刷を行つた直後の
末乾燥の印刷面に水性樹脂分散物あるいは、UV
コーテイング剤の皮膜を形成せしめ、印刷インキ
の乾燥による問題を改良する一方、光沢等を付与
せしめる印刷面の塗工方法が研究されている。 しかし、これらの方法に使用されている水性樹
脂分散物は、印刷面に塗布した状態で連続皮膜を
形成する性能を有するものが使用されている関係
上、印刷面上の水性樹脂分散物自体の乾燥速度が
今だ不十分であり、その乾燥のため強力な乾燥機
を必要とするばかりか、分散樹脂のTgが低く、
例えば枚葉形式での棒積み中に二次ブロツキング
が生じる等の問題を有するものであつた。またこ
れら水性分散樹脂が未乾燥の油性インキ上に塗工
するため十分な付着密着性が得られず高級印刷物
として要求される程度の光沢、耐性等が得られて
いない。 また、UVコーテイング剤は、前述したUVイ
ンキの場合と同様な問題点を有する一方、油性イ
ンキとの付着力にとぼしく特に乾燥速度の違いに
よる皮膜のひずみ等が生じやすく、十分な耐性の
ある印刷物が得られないものである。 以上のように、平版印刷においてインキの乾燥
上の問題を改良する方法がいくつかあるが、各々
種々な問題点があり、満足出来るものでない。 一方、印刷物の高級化指向から、印刷物の後加
工が行なわれており、それらは印刷後の乾燥又は
セツトした状態の印刷面に各種塗工剤を用い、特
に艶出しを主体とした耐性の付与が行なわれ、一
般的にはビニル引き、ホツトプレス加工と呼ばれ
ている、 これらの加工で使用される塗工剤としては一般
的に塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、硝化
綿、アクリル酸エステル系共重合体樹脂等の合成
樹脂を芳香族炭化水素、エステル、ケトン等の有
機溶剤に溶解し必要に応じ、離型剤等の添加剤を
加えたものが使用されていた。しかしこれらは、
有機溶剤を使用するため作業衛生上、引火等火災
上の問題を有する一方、印刷工程と連続して行う
ことが出来ず、別工程で行う関係上、作業能率の
良くないものであつた。またこの分野に水性分散
樹脂が用いられる場合もあるが光沢不足、各種耐
性不足及びホツトプレス加工適性不良のため、用
途がかなり限定されているものであつた。本発明
者らは前述印刷インキの乾燥上の問題と印刷物の
高級化指向への対応を鑑み、印刷面の塗工方法に
ついて鋭意研究を重ね印刷インキの乾燥上の問題
の解決とともに従来の艶出し加工、特にホツトプ
レス加工に匹敵する耐性付与が印刷工程と連続し
て行うことが出来る改良された印刷面の塗工方法
を見い出したものである。 すなわち、本発明は塗工剤として印刷面に塗工
した状態では、連続皮膜が形成されず、塗工後の
加熱によつて連続皮膜を形成することが出来る水
性分散樹脂組成物を用いることにより印刷面に塗
工した状態では印刷インキの乾燥上の問題、すな
わち各種ローラー汚れ、裏移り等を防止すること
が出来、加熱して連続皮膜を形成することによつ
て、印刷面に光沢（艶出し）、耐ブロツキング性、
耐摩擦性、耐引掻性等の各種耐性を付与すること
が出来るようになした改良された印刷面の塗工方
法を提供しようとするものである。 ここで本発明において使用する用語について、
その意味を明らかにしておくことにする。 本発明において使用する「塗工」とは、公知の
塗工設備、例えばグラビアコーター、ロールコー
ター、スプレー、エアーナイフコーター更には、
印刷手段を用いて塗工剤を塗布することはもとよ
り、その他平版印刷機の一部である湿し水供給設
備あるいはブランケツトに取り付けた塗工剤供給
設備から塗工剤を塗布する場合も含むものであ
る。 また「印刷工程と連続の状態での塗工」につい
ては、印刷機上もしくは印刷工程と直結（オンラ
イン）して塗工する場合を連続といい、一般的に
はウエツトインキ上あるいは完全に乾燥していな
いインキ上に塗工する場合に相当し、印刷工程と
別個すなわち、オフラインでの塗工を非連続とい
い乾燥もしくはセツトした状態のインキ上に塗工
する場合であり後加工に相当する。更に「塗工と
連続又は非連続の状態での加熱」については塗工
後オンラインで加熱し、連続皮膜を形成せしめる
場合を連続といい、塗工後、塗工剤が連続皮膜を
形成していない状態で比較的長時間経過させる場
合を非連続といい枚葉形式の場合の棒積み保存、
巻取り形式の巻き取りによる保存を意味し、オフ
ラインでの加熱工程を行うものを言う。 また「印刷面」とは、平版印刷形式による印刷
物に限定されるものではなく、凸版方式、グラビ
ア方式、スクリーン方式等種々の印刷方式により
印刷された印刷物を包含する。 ただし被印刷体としては、塗工剤として水性分
散樹脂組成物を使用する関係上、接着性の問題か
ら各種紙上に印刷されたものであることに限定さ
れる。特に本発明の方法においては、印刷用紙に
印刷インキを印刷した後、特別な乾燥促進手段を
何ら行うことなく、ウエツト状態にあるインキ上
に塗工剤を塗布し、しかる後、塗工剤を80〜150
℃の範囲に加熱することにより、造膜させようと
するものである。 よつて、紙以外の金属等の非吸収面に印刷され
る熱硬化型インキ、紫外線硬化型インキ等、イン
キそのものの乾燥に特別な硬化手段を必要とする
ものには、適用出来ない。 また「連続皮膜」とは、水性分散樹脂からなる
塗工剤の均一な皮膜が形成されている場合で外観
上皮膜が透明に見える状態を言い、塗工剤中の分
散樹脂が固体の形で不均一に存在し、外観上不透
明又は半透明に見える状態は連続皮膜が形成され
ていないものとしている。以上の本発明で使用す
る用語を明確に説明した上で以下本発明をより具
体的に説明する。 本発明において使用する塗工剤は、印刷面に塗
工した状態では連続皮膜形性能がなく、水分の浸
透もしくは、蒸発した状態では印刷面上に分散樹
脂が微細粒子の形で付着した形をとり、加熱処理
を行うことによつてそれらの粒子が互いに融着し
て連続皮膜を形成するものである。 このような塗工剤は、ビニルモノマー等を乳化
重合させて、水性分散樹脂を製造する際使用する
ビニルモノマーのホモポリマーのガラス転移温度
（Tg）を考慮し、必要に応じ他のビニルモノマー
との重合割合を設定することによつて、目的とす
る水性分散樹脂の最低造膜温度（MFT）を調整
することが出来、所望の温度で連続皮膜を形成す
る水性分散樹脂を製造することが出来る。Tgの
設定においては、woodの近似式に従いその重合
割合を設定し、目的とするTgの水性分散樹脂を
得ることが出来る。この場合、塗工剤の塗工時の
ふん囲気温度及び連続皮膜形成のための加熱エネ
ルギーを考慮し、MFTとしては80〜150℃の範囲
なお、水性分散樹脂のTgとして、50℃以上にな
るよう設定することが、光沢、耐ブロツキング性
を得るうえで好ましいものである。 一方比較的高いTgの重合体からなる水性分散
樹脂と比較的低いTgの重合体からなる水性分散
樹脂からなるものをポリマーブレンドすることに
よつても目的とするMFTの塗工剤を調整するこ
とが出来る。 本発明に係る水性分散樹脂の合成に使用出来る
ビニルモノマーとしては以下のものを例示するこ
とが出来る。 まず、比較的高いTgのホモポリマーを得るこ
とが出来るビニルモノマーとしては、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、スチレン、α−
メチルスチレンを例示することが出来る。 また比較的低いTgのホモポリマーを得ること
が出来るビニルモノマーとしては、上記メタクリ
ル酸メチル及びメタクリル酸エチル以外のアクリ
ル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル、例え
ばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ
−ブチル、Ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ヘキシル、
２−エチルヘキシル、デシル、ラウリル等の直鎖
又は側鎖のアルキル基を有するエステルを例示す
ることが出来る。なお、前述モノマー以外に他の
ビニルモノマーを共重合させることも可能で、ア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸など不飽和
モノカルボン酸、イタコン酸、フマール酸、マレ
イン酸などのα、β不飽和ジカルボン酸、Ｎ−メ
チロ−ルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルア
クリルアミドなどの少なくとも１個のＮ−置換メ
チロール基を含有するアクリル酸アミド誘導体、
エチルグリコール、ジ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など
のグリコール類のモノまたは、ジアクリル酸エス
テル又は、メタクリル酸エステル類、あるいはア
クリル酸、メタクリル酸のグリシジルエーテルな
どのモノマールあるいは、アクリロニトリル、塩
化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩
化ビニリデンなどを例示することができる。これ
らモノマーのうち官能基を有するモノマーを使用
する場合は安定な分散物が得られないことがあ
り、また、たとえ得られたとしても造膜後の皮膜
の耐水性等の耐性に悪影響を及ぼすことがあるた
め、使用目的に応じて、その使用量を調整するこ
とが必要である。 これら水性分散樹脂を得るには前述モノマーを
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水
素などの親水性触媒あるいはレドツクス系触媒を
用いて一般公知の方法で乳化重合し安定に分散せ
しめればよく、必要に応じ乳化剤を加えることも
出来る。 これら、乳化剤として、アニオンあるいはノニ
オン系活面活性剤の存在下ビニルモノマーの混合
物を乳化状態で共重合せしめれば良いが、一般的
に低分子活性剤の使用は、生成皮膜の耐水性等に
悪い影響を及ぼす場合があるので、耐水性が特に
要求される場合には高分子アニオン系活性剤が乳
化剤として好適である。 本発明に係る水性分散樹脂もかかる乳化剤を使
用することによつて最も優れた性能を有するもの
となる。かかる高分子乳化剤としてはシエラツ
ク、カルボキシル基を有するアクリル酸系又はマ
レイン酸系共重合体を例示することが出来、それ
らのアルカリ水溶液が使用できる。 なお前述したように乳化重合せしめた水性分散
樹脂そのものに目的とするMFTを設定し、一つ
の共重合樹脂からなる水性分散樹脂を用いること
も出来るが、比較的高いTgを有する重合体から
なる分散樹脂に比較的低いTgの重合体の分散樹
脂を用意し、それを前述Woodの式に適用したそ
れら分散物を配合することによつても出来る。 本発明に係る塗工剤は、上述水性分散樹脂から
なるものを用いて行なうことが出来るが塗工後、
非連続に乾燥させる場合等印刷面上に付着した分
散樹脂の微粒子が離脱すること等を防止する為、
必要に応じ塗工剤中に０〜30％の水溶型ワニスを
添加することがある。 この場合、使用する水溶型ワニスとしては従来
水性印刷インキのワニスとして使用されていたア
ルカリ可溶型樹脂の水溶液が使用出来それらには
アクリル系、ロジン変性マレイン酸系、スチレン
マレイン酸系、シエラツク系、カゼイン等種々の
ものが使用出来る。 水溶化のため使用するアルカリとしては、公知
のものを使用出来、アンモニア、有機アミン、例
えばトリエチルアミン、モノエチルアミン等が挙
げられるが水溶性樹脂の乾燥の上から揮発性の高
いアルカリが良い。 この水溶型ワニスを多く加えると塗工剤の乾燥
性を低下させる一方、造膜性能に大きく影響する
ため、十分な注意を必要とする。 なお、前述乳化剤として高分子乳化剤を使用す
る場合は、水溶型ワニスの添加を省くことも出来
る。その他塗工剤には必要に応じて任意成分を含
むことが出来、粘度調整、乾燥調整耐摩性あるい
はレベリング、ホツトプレス時の離型性等を考慮
して各種添加剤、例えばアルコール類、ワツクス
類、各種離型剤を添加する事が出来る。 本発明に係る塗工剤中、スチレン系のビニルモ
モノマーを高割合で含有する水性分散樹脂を用
い、それをホツトプレス加工に適用しようとする
場合プレス板とのハク離性が十分でない場合があ
り、通常の離型剤を添加することが望ましい。 以下実施例でもつて、本発明をより具体的に説
明するが本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。 合成例 １ 表１に示したビニルモノマーをそれぞれの割合
で使用し、通常の乳化重合方法に従つて分散物１
〜10として示したところの水性樹脂分散物を得
た。 なお、乳化剤としてはアクリル系共重合体
（Joncryl67、Jhonson＆Son社製）のアンモニア
水溶液を用いた。 また水性樹脂分散物中の不揮発分は約40％に調
整するとともに分散剤としてのアクリル系共重合
体の不揮発分は水性樹脂分散物中約４％に調整し
ている。 また表−１には、水性分散樹脂のガラス転移点
温度（Tg）を併記しており、分散物２〜５及び
分散物７〜10は近似式により算出したものを追記
した。

【表】 合成例 ２ 合成例１で得た分散物１及び分散物６を使用
し、それぞれの合散物を80：20、60：40の割合で
ポリマーブレンドし、それぞれの分散物を分散物
11及び12とした。 実施例 １ 合成例１及び２で得たそれぞれの分散物を使用
し、平版印刷物（アート紙）上にバーコーターを
用いふん囲気温度25℃の条件で塗工し、分散物の
乾燥性、乾燥皮膜の状態、連続皮膜形成温度及び
連続皮膜形成後の光沢を調べた。 その結果は表−２に示した。

【表】

【表】 実施例 ２ 印刷工程と連続の状態で塗工する場合として、
平版枚葉４色機で通常の平版印刷インキを使用
し、カートン印刷を行い、棒積み適性を調べた。
その結果は表−３に示した。 なお、塗工剤は最後の印刷ユニツト（４色目）
の湿し水装置から供給し、３色印刷を行つた印刷
面上に塗工する方法を取つた。 印刷条件は、25℃、印刷スピード6000枚／時
間、印刷物の最大棒積み枚数を2000枚としてい
る。また塗工剤としては、合成例１で得た分散物
３、分散物５、分散物９、分散物10を用い、塗工
剤を塗工しない場合は、通常の裏移り防止剤（ス
プレーパウダー）を標準量使用した。

【表】 た
(注2)……インキのオフセツトが生じた
以上の結果より明らかなように、本発明に係る
塗工剤（分散物３，９）を用いたものは、十分な
棒積み適性がありオフセツトブロツキングの生じ
ないものであり、従来の環境汚染、光沢低下の原
因となるスプレーパウダーを全く使用しなくて良
いものであつた。また本発明に係る塗工物を棒積
み後、加熱することによつて連続皮膜を形成させ
たところ、すぐれた光沢を有する印刷物が得られ
た、光沢は実施例１と同様評価し、表−３に示し
た。 実施例 ３ 印刷工程、塗工工程及び加熱工程を連続的に行
う場合として、平版輪転印刷機で低温乾燥型ヒー
トセツトインキを用い、該印刷機と乾燥機との間
にグラビアコーターを設け、印刷面上に実施例２
と同じ塗工剤を用い塗工を行つた。 なお、印刷条件は、25℃、印刷スピード
300m／分で、バーナー及び熱風からなる乾燥機
を使用して、印刷紙の排紙工程における各種ガイ
ドローラーの汚れが生じない時のドライヤーの加
熱条件測定した。なお光沢は実施例１と同様測定
した。 結果は表−４に示す。

【表】 以上の結果より、本発明に係る塗工剤を用いる
ことによつて平版輪転印刷機のドライヤー温度を
大巾に下げることが出来、しかもすぐれた光沢を
有する印刷物を得ることが出来ることがわかつ
た。 実施例 ４ ビニール引き加工方法と比較するため以下の実
験を行つた。実験例２で、塗工剤として分散物３
および分散物５を用いて塗工した印刷物を使用す
る。 一方、ビニール引き用の塗工剤としては、従来
のビニール引きに使用されている溶剤型コーテイ
ング剤として、塩・酢ビ共重合体樹脂系（固型分
40％）を用いて、艶出し加工を行つた。装置とし
ては一般のビニール加工機を用い、乾燥機として
25Kw／hrの赤外線ヒーター及び熱風併用型を使
用した。 結果について表−５に示した。

【表】 以上の結果より、本発明に係る塗工剤は十分な
ビニル加工適性があり、従来のビニル引き用溶剤
型コーテイング剤に比べてすぐれた光沢を有する
艶出し加工が出来るものであつた。また従来のコ
ーテイング剤の場合のような溶剤蒸気の発生によ
る衛生上、火災上の問題のないものであつた。 実施例 ５ 実施例２と同様にして、印刷物に塗工剤を塗布
して得た塗工物を使用し、ホツトプレス加工を行
つた。 塗工剤としては、分散物２及び分散物５を用
い、従来のプレス加工のコーテイング剤として、
市販の溶剤型の塩・酢ビ共重合体樹脂及びアクリ
ル系共重合体樹脂の混合系（固型分約40％）を用
い、印刷面に固型分10g／m²になるように塗工
し、熱風乾燥機で乾燥後、エンドレスプレス機を
用い、温度130℃、プレス圧250Kg／cm²プレス速度
20m／分の条件でプレス加工を行つた。 プレス板とのハク離性及び光沢を比較し、結果
は表−６に示した。

【表】 以上の結果より、本発明に係る塗工剤として用
いた分散物２は従来の溶剤型プレス加工用のコー
テイング剤に匹敵する光沢を得ることが出来、し
かもプレス板とのハク離の問題、溶剤蒸発による
衛生上、火災上の問題のないものであつた。 実施例 ６ 実施例４及び実施例５で得たビニール加工及び
プレス加工を行つた印刷物について以下の耐性を
比較した。結果は表−７に示す。

【表】 以上の結果より明らかなように本発明の塗工剤
を用いたものは、すぐれた耐性を有するものであ
ることがわかる。 尚、それぞれの試験・評価は以下のように行つ
た。 耐ブロツキング性…それぞれの加工を行つた印刷
物を0.5Kg／cm²の圧力で塗工面を密着せしめ
50℃のふん囲気温度で24時間放置した後ハク
離してブロツキングの状況を調べた。全く抵
抗なくハク離出来るものを〇、ブロツキング
まで行かないがハク離にかなりの抵抗を有す
るものを△、ブロツキングが生じるものを×
とした。 密着性…セロテープを粘着後急速にハク離し塗工
剤の状態を調べた。全くハク離しないものを
〇とした。 耐屈曲性…それぞれの加工を行つた印刷物を折り
曲げ塗工剤表面の変化を見た。全く変化しな
いものを〇折り曲げた後が残るものを△、折
り曲げ部がひびわれするものを×とした。 耐熱性…それぞれの加工を行つた印刷物をヒート
シール機を使用し、印刷面を重ねて圧力６
Kg／cm²、140℃で10秒加熱し、塗工剤の変化
を見た。全く変化しないものを〇、互いに変
化しハク離に抵抗を有するものを△、ハク離
が出来ないものを×とした。 耐摩擦性…学振型耐摩擦性試験機を用い、
500g／cm²の荷重で50回印刷面を摩擦し、汚
れの有無を調べた。全く汚れないものを〇、
少し汚れが生じるものを△、インキの汚れが
生じるものを×とした。 耐光性…フエドメーターで40hr暴露し塗工剤の変
化を調べて全く変化しないものを〇、変化し
たものを×とした。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 印刷工程と連続の状態で、印刷直後の印刷面
   に塗工剤を塗工する方法において、 塗工剤として、ガラス転移温度が50℃以上であ
   る水性分散樹脂から主として構成され、印刷面に
   塗工した状態では連続被膜が形成されず、塗工後
   の塗工剤を80〜150℃の温度範囲に加熱すること
   によつて、連続被膜を形成することが出来る水性
   分散樹脂組成物を用い、 印刷用紙に印刷インキを印刷した直後の印刷物
   で、かつウエツト状態にあるインキ上に、該塗工
   剤を塗工し、 該塗工剤の上記塗工工程と連続又は非連続の状
   態で、塗工後の塗工剤を80〜150℃の範囲に加熱
   し、該塗工剤の連続被膜を形成せしめるようにな
   したことを特徴とする印刷面の塗工方法。 ２ 塗工後の塗工剤を赤外線、バーナー、熱風か
   ら選ばれた加熱手段を用いて加熱する特許請求の
   範囲第１項記載の印刷面の塗工方法。 ３ 塗工後の塗工剤をホツトプレス機を用いて加
   熱する特許請求の範囲第１項記載の印刷面の塗工
   方法。