JPH0441798A - 光沢被膜を有する基材の製造方法およびそれを実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光沢被膜を有する基材の製造方法およびそれ
を実施するための装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、印刷された板紙の光沢性、耐摩耗性、耐水性など
を向上させる目的で、板紙表面にロールコータあるいは
グラビアコータを用いてコーティング剤でコートした後
、プレスしながらコーティング表面を光沢面にする表面
加工法は、一般に知られている。そして、このような表
面加工は、般に第３図に示されるような一対の挟持ベル
ト方式の装置を用いて行われている。当該装置は図示の
ごとく一対の対向するベルト体３１０．３２０を備えて
おり、図面の上方のベルト体３１０は、−組の回動ロー
ル３１２，３１４と、これらに巻回された無端状の金属
製ベルト３１７とを備え、図面の下方のベルト体３２０
も上記ベルト体３１０と同様に一組の回動ロール３２２
．３２４と、無端状の金属製ベルト３２７とを備えてい
る。

このような装置の先端部（図面の右方）における挟持ロ
ール３１２は図示しないスチーム等の加熱機構を備えて
おり、板紙等の表面のコーティング剤を加熱加圧できる
ようになっている。この挟持ロール３１２および３２２
を通過した後、ベルト３１７，３２７および挟持ロール
３１４゜３２４を経て排出されるまでの間に図示しない
冷却機構が設けられており、挟持ロール３１４゜３２４
の位置におけるローラ３１４とコーティング剤との剥離
性を確実ならしめている。

すなわち、紙等の加工対象物４００表面に塗設されたコ
ーティング剤４１０は、本装置を通過することによって
平滑性を付与され、印刷された板紙はその光沢性が向上
すると伴に、コーティング剤の物性に伴い、耐摩耗性、
耐水性等が向上する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記装置の方法では、回動ロールと無端
状のベルトとによって、コーティング剤を加圧加熱した
後、排出時に至るまでコーティング剤がベルトから容易
に剥離できるように必ずコーティング剤を冷却しなけれ
ばならない。この冷却を十分に行うためには、ベルトの
回転速度すなわち処理速度を高めることができず、また
、一対のヒートロールのみからなる装置を用いることが
できず、生産性が向上しないという問題が生じていた。

このような実情に鑑み、本出願人は本出願と同日付けで
剥離性の良い改良されたコーティング組成物の提案を行
っており、本出願はこのコーティング組成物を用いた基
材の最適な製造方法およびその方法を実施するための装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、板状基板の表面に印
刷を行ない、該印刷された基板表面に、ガラス転移温度
７０〜１１０℃のアクリル系樹脂と、下記一般式 で表されるリン酸エステル系の界面活性剤（式中Ｒ１は
アルキル基またはアルキルフェニル基を表し、ｎは１〜
５０の整数、Ｒ２は水素、オキシエチレンアルキルまた
はオキシエチレンアルキルフェニルを表す）とを含有す
るコーティング剤を塗布し、しかる後、この塗布面を加
熱加圧手段によって加熱加圧し光沢面を形成させるとと
もに、塗布面を強制冷却させることなく前記加熱加圧手
段から塗布面を剥離せしめるように構成した。または、
板状基板の表面に印刷を行う印刷ユニットと、印刷され
た基板表面にガラス転移温度７０〜１１０℃のアクリル
系樹脂と、下記一般式で表されるリン酸エステル系の界
面活性剤（式中Ｒ１はアルキル基またはアルキルフェニ
ル基を表し、ｎは１〜５０の整数、Ｒ２は水素、オキシ
エチレンアルキルまたはオキシエチレンアルキルフェニ
ルを表す）とを含有するコーティング組成物を塗布する
コーティング剤塗布ユニットと、基板表面に塗布された
コーティング塗膜を熱ローラと加圧ローラによって加熱
加圧し光沢面を形成させるプレスユニットとを備えるよ
うに構成した。

〔作用〕

連続搬送されるウェブ状の基板はその表面に所定の印刷
がなされ、ついで、この印刷表面に所定の組成を含有す
るコーティング剤が塗布され、しかる後、この塗布面は
加熱加圧手段によって加熱加圧され光沢面を形成させる
とともに、塗布面を強制冷却させることなく加熱加圧手
段から剥離される。

〔実施例〕

本発明の光沢被膜を有する基材の製造装置を第１図に基
づいて説明する。

本発明の製造装置は第１図に示されるように、図面の左
方向から印刷ユニットＰ１コーティング剤塗布ユニット
Ｃ１プレスユニットＫを備え、さらに必要に応じてカッ
タユニットＧを有する。

そして、加工対象物としての基板は図面の左方向から右
方向へと搬送される印刷可能な板状のものや巻取り状の
もの、例えば、本の表紙、カレンダ紙、ダンボール、カ
ートン、袋等が挙げられる。

上記印刷ユニットＰは、印刷手段としての例えば、版胴
２およびこれに対向する圧胴３を有し、これらの間に基
板が挟持され、版胴２および圧胴３の回転に伴い基板表
面に印刷がされるようになっている。なお、印刷手段と
しては、輪転形式のものであれば、特に制約はなくフレ
キソ印刷、グラビア印刷、平板輪転印刷、ロータリー形
式のスクリーン印刷等の種々の手段を使用し得る。

用いる印刷インキとしては水性タイプ、溶剤タイプのい
ずれであっても良い。

なお、多色印刷する場合には、このような印刷ユニット
Ｐを複数台、タンデム状に連設すればよい。

このように印刷された基板は数個のガイドローラに案内
され、次のコーティング剤塗布ユニットＣに搬送される
。

この塗布ユニットＣは、塗布手段としての例えば、コー
ティング剤塗布ローラ４およびこれに対向する加圧ロー
ラ５を有し、これにより前工程で印刷された基板表面に
はコーティング剤が被着される。

本発明に用いられるコーティング剤には、アクリル系樹
脂が含有され、このアクリル系樹脂はガラス転移温度（
以下、単にＴｇと称す）７０〜１１０℃の範囲の物性を
有するものに限定される。

このＴｇの値が７０℃未満になると高温剥離が困難にな
るからであり、一方、Ｔｇの上限値を１１０℃としたの
は、この値が一般にアクリルレジンの上限値であり自ず
から定まるものであるからである。

このようなアクリル系樹脂として、アクリル酸アルキル
エステル（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＲ’　）またはメタクリ
ル酸アルキルエステル（ＣＨ２＝ＣＨ３ＣＯＯＲ′）の
重合樹脂が挙げられ、ここでＲ′はメチル、エチル、ｎ
−ブチル、１−ブチル、ｔ−ブチル、２−エチルヘキシ
ル、ラウリル等のアルキル基を表す。またこれらの各種
アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエ
ステルと、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル
−酢酸ビニルとの共重合体の一種または二種以上の混合
物もアクリル系樹脂として使用可能である。

このような、アクリル系樹脂は、プレス加工で表面平滑
性が得られ、光沢剥離性がよく、下刷りインキとして水
性タイプ、溶剤タイプのグラビアインキのいずれにも接
着性が良好である。

さらにコーティング剤の中には、下記一般式［１］で表
されるリン酸エステル系の界面活性剤が含有される。

一般式［１コ 上記一般式［１］において、Ｒ１はアルキル基またはア
ルキルフェニル基を表し、アルキル基の炭素数は１〜３
０、より好ましく１２〜１５である。

ｎはエチレンオキサイド付加モル数であり、このｎの値
は、１〜５０の整数、より好ましく３である。

Ｒは水素、オキシエチレンアルキル（Ｒ１（ＣＨＣＨ２
０）ｎ）またはオキシエチレンアルキルフェニルを表す
。なお、Ｒ１およびｎは上記の場合と同義である。

このような一般式［１］で表されるリン酸エステル系の
界面活性剤は、上記アクリル系樹脂１００重量部に対し
て２．５〜１０重量部含有される。

この値が２．５重量部未満になると、高温剥離性が悪く
なり、この値が１０重量部を越えるとプレス後の塗膜表
面の平滑性が悪くなるという不都合が生じる。このよう
な界面活性剤は主に離型剤としての機能を有し、高温剥
離性がよく、プレス塗゛膜表面に滑性を付与し耐摩性、
耐スクラッチ性の向上にも効果がある。

上述してきたようなアクリル系樹脂および界面活性剤は
有機溶剤に溶解されるタイプであり、用いられる有機溶
剤としては、トルエンなどの芳香族、酢酸エチルなどの
エステル系、メチルエチルケトンなどのケトン系、イソ
プロピルアルコールなどのアルコール系の一種または二
種以上の溶剤が使用できる。

さらにコーティング剤には、耐摩剤として、通常、印刷
インキに使用されるポリエチレンワックス、パラフィン
ワックス、マイクロクリスタリンワックスなどをアクリ
ル系樹脂と有機溶剤との混合物１００重量部に対し、５
重量部以下の範囲で添加することが好ましい。５重量部
を越えると、コーティング被膜が曇り、光沢不良となる
。

さらに、表面平滑性改良剤として、塩ビー酢ビ共重合物
（重合度１００〜４００．塩ビ／酢ビ比率５０１５０〜
８０／２０）をアクリル系樹脂と有機溶剤との混合物１
００重量部に対し、１５重量部以下の範囲で添加しても
よい。１５重量部を越えると高温剥離性が悪くなる。

また、他の離型剤として、レシチン、ステアリン酸など
の脂肪酸、ｎ−ブチルステアレートなどの脂肪酸エステ
ル、ステアロアミドなどの脂肪酸アミド、脂肪酸と多価
アルコールとの部分エステルの界面活性剤の一種または
二種以上を添加してもよい。

なお、上記コーティング剤は、水性インキ、溶剤型イン
キいずれの下刷インキによって印刷された加工対象物に
対してもなんら問題を生じさせることなく被着させるこ
とができる。

なお、塗布手段としては、本実施例に示されるロールコ
ートの他、カーテンコート、スプレーコートあるいはグ
ラビア、フレキソ印刷機などの手段が用いられ、基板表
面の全面または必要部分に塗布される。塗布量としては
、固形分重量として２〜８ｇ／ｒｌが好ましい。

このようなコーティング剤が被着された基板は、所定数
の案内ローラに案内され次のプレスユニットＫに搬送さ
れる。

このプレスユニットには、ヒートロール５０および加圧
ロール５１’、５５を有する加熱加圧手段を備えている
。そして、ヒートロール５０と加圧ロール５１．ヒート
ロール５０と加圧ロール５５は、それぞれ基板を挟み込
みながら回転し、基板表面に被着されたコーティング剤
を加熱加圧し光沢面を形成させるようになっている。ヒ
ートロール５０には図示しない加熱手段が設けられてお
り、ヒートロール５０の温度は１００〜１５０℃、より
好ましくは１０５〜１２０℃とされる。ヒートロール５
０と加圧ロール５１．５５による加圧力は、２０〜１５
０ｋｇ／ａｌｌ、より好ましくは３０〜１００ｋｇ／ａ
ｎとされる。ヒートロール５０の温度および加圧力が上
記の上限値をこえると剥離が困難となり、上記の下限値
未満になると十分な光沢が得られないという不都合が生
じる。

なお、本実施例では加熱加圧手段として２つの加圧ロー
ルを備えているがこれに限定されることなく加圧ロール
を１つにしたり３つ以上にしてもよいことは勿論である
。

第２図にはプレスユニットにの他の実施例が示される。

策２図において、ヒートロール５０と加圧ロール５１．
５５の構成は第１図のそれと同様であるが、ヒートロー
ル５０の下方にガイドロール１１５．１１６を設けてい
る点が根本的に異なる。すなわち、ヒートロール５０と
加圧ロール５１と５１により挟持された基板は、−旦ヒ
ートロール５０から離され、再び、ヒートロール５０と
加圧ロール５５とによって挟持され、プレスされるよう
になっている。

このように基板表面に被着されたコーティングを加熱加
圧し、光沢被膜を有する基材は必要に応じてカッタユニ
ットＧに搬入され適宜、裁断されるようになっている。

以下、本発明の実験例を示して本発明をさらに詳細に説
明する。

実験例 以下に示されるような種類の樹脂、離型剤、耐摩剤およ
び溶剤を適宜組み合わせて配合し、下記表１に示される
種々の組成物１〜組成物１１を作製した。

（樹脂） ｒ−１；ｎ−ブチルメタクリレート （７ｇ５０℃） ｒ−２；スチレンアクリル樹脂（７ｇ９２℃）ｒ−３；
アクリル−酢酸ビニル共重合樹脂（７ｇ６４℃） ｒ−４；アクリル−酢酸ビニル共重合樹脂（７ｇ８７℃
） ｒ−５；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂（重合度１
００．塩ビニ酢ビ＝６０＋４０　）（離型剤） ｍ−１；上記一般式［１コで表されるリン酸エステル系
の界面活性剤において、Ｒ１が炭素数１３のアルキル基
、ｎが３、Ｒ２が水素の界面活性剤 ｍ−２；上記一般式［１コで表されるリン酸エステル系
の界面活性剤において、Ｒ１が）工二ル基、ｎが６、Ｒ
２が水素の界面活性剤 ｍ−３；上記一般式［１］で表されるリン酸エステル系
の界面活性剤において、Ｒ１がノニルフェニル基、ｎが
４、Ｒ２が水素の界面活性剤 ｍ−４；上記一般式［１］で表されるリン酸エステル系
の界面活性剤において、Ｒ１およびＲ２がノニルフェニ
ル基、ｎが７の界面活性剤 （耐摩剤） ポリエチレンワックス （溶剤） Ｓ−１、トルエン Ｓ−２；酢酸エチル Ｓ−３；　ＩＰＡ ＼、 表１に示される種々の組成物サンプルを、紙／ポリエチ
レン／紙の積層体である、いわゆるポリサンド原反の上
に、以下のプレス加工条件でコーティングした。

すなわち、ポリサンド原反に前工程としてグラビア印刷
機で水性アクリル型インキを印刷し、ついで、表１に示
される種々の組成物サンプルを塗設し、しかる後、１２
０℃のホットローラにて圧力１００ｋｇ／ａｎ、速度１
０ｍ／ｍｉｎの条件でプレス加工を行い、コーティング
サンプルを作製した。なお、前工程としての上記の水性
アクリル型インキによる印刷を、硝化綿／ポリアミド樹
脂系の溶剤インキによる印刷に変えた場合についても、
同様にサンプルを作製した。

これらのサンプルについて以下の評価をおこなった。評
価項目およびその評価基準は次の通りである。

（光沢） ６０°反射率を測定し、パーセント表示した。

（剥離性） １２０℃ホットローラにてプレスした時の剥離状態を調
べた。評価基準は次の通りとした。

◎・・・剥離音が無いか、有っても極めて小さいもの Ｏ・・・塗膜面に異常は無いが、剥離音のするもの △・・・剥離はするが、塗膜面にクラックか生じるもの ×・・・塗膜がローラに取られもの （表面平滑性） プレス加工面を目視判定した。評価基準は次の通りとし
た。

◎・・・表面が極めて平滑なもの Ｏ・・・わずかに平滑性のムラがあるもの△・・・平滑
性にムラがあるもの （王制インキへの接着性） プレス加工品について、セロテープ剥離試験を行った。

評価基準は次の通りとした。

○・・・王制インキが水性タイプおよび溶剤タイプいず
れにも接着するもの △・・・下側インキが水性タイプまたは溶剤タイプのい
ずれかのみしか接着しないもの ×・・・下側インキが水性タイプおよび溶剤タイプの双
方に接着しないもの これらの結果を下記表２に示す。なお、サンプル番号は
表１の組成物番号に対応する。

表　　　２ 〔発明の効果〕 上記表１および表２の結果より本発明の効果は明らかで
ある。

すなわち、上記のごとく本発明の方法および装置によれ
ば、いわゆるプレス加工により基材表面に光沢が得られ
ることはもとより、ヒートロールから高温状態のままで
コーティング組成物を容易に剥離できる。

従って、従来のごとく剥離のための冷却は必要とされず
、生産性は格段と向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造装置の概略正面図、第２図はプレ
スユニットにの他の実施例を示す正面図、第３図は表面
加工に用いる一対の挟持ベルト式プレス装置の概略図で
ある。 Ｐ・・・印刷ユニット、Ｃ・・・コーティング剤塗布ユ
ニット、Ｋ・・・プレスユニット、５０・・・ヒートロ
ーラ、５１．５５・・・加圧ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、板状基板の表面に印刷を行ない、該印刷された基板
   表面に、ガラス転移温度７０〜１１０℃のアクリル系樹
   脂と、下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表されるリン酸エステル系の界面活性剤（式中Ｒ＿１
   はアルキル基またはアルキルフェニル基を表し、ｎは１
   〜５０の整数、Ｒ＿２は水素、オキシエチレンアルキル
   またはオキシエチレンアルキルフェニルを表す）とを含
   有するコーティング剤を塗布し、しかる後、この塗布面
   を加熱加圧手段によって加熱加圧し光沢面を形成させる
   とともに、塗布面を強制冷却させることなく前記加熱加
   圧手段から塗布面を剥離せしめることを特徴とする光沢
   被膜を有する基材の製造方法。 ２、前記コーティング剤に含有されるリン酸エステル系
   の界面活性剤は、前記アクリル系樹脂１００重量部に対
   して２．５〜１０重量部含有されることを特徴とする請
   求項１記載の光沢被膜を有する基材の製造方法。 ３、前記加熱加圧手段による加熱加圧条件が１００〜１
   ５０℃、２０〜１５０ｋｇ／ｃｍであることを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の光沢被膜を有する基材
   の製造方法。 ４、板状基板の表面に印刷を行う印刷ユニットと、印刷
   された基板表面にガラス転移温度７０〜１１０℃のアク
   リル系樹脂と、下記一般式▲数式、化学式、表等があり
   ます▼ で表されるリン酸エステル系の界面活性剤（式中Ｒ＿１
   はアルキル基またはアルキルフェニル基を表し、ｎは１
   〜５０の整数、Ｒ＿２は水素、オキシエチレンアルキル
   またはオキシエチレンアルキルフェニルを表す）とを含
   有するコーティング剤を塗布するコーティング剤塗布ユ
   ニットと、 基板表面に塗布されたコーティング塗膜を熱ローラと加
   圧ローラによって加熱加圧し光沢面を形成させるプレス
   ユニットとを備えることを特徴とする光沢被膜を有する
   基材の製造装置。