JP2562037B2

JP2562037B2 - プレス加工用被覆剤組成物

Info

Publication number: JP2562037B2
Application number: JP62253048A
Authority: JP
Inventors: 隆一中谷; 俊克船原; 満小島; 俊治相良
Original assignee: Sakata Inx Corp
Current assignee: Sakata Inx Corp
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1996-12-11
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JPH0197298A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、プレス加工用の被覆剤に関し、特に光沢、
平滑性、耐摩擦性、接着性並びに耐ブロッキング性、作
業性に優れ、かつコルゲーター適性、耐熱性に優れたプ
レス加工用の被覆剤組成物を提供しようとするものであ
る。

＜従来の技術＞近年、印刷物の美粧化、高級化指向から印刷面の上か
ら、樹脂溶液を塗布、乾燥せしめ、ついで鏡面板を用い
てホットプレスすることにより、光沢付与を行うことが
広く行われている。

従来、この種のプレス加工は、本やマッチの表紙、カ
レンダーあるいは、化粧箱などの分野が中心であった
が、段ボールの分野においても美粧化、高級化の要求が
高まり、高度な光沢を有する美粧段ボールの用途が拡大
しつつある状況にある。

プレス加工方法は、印刷された紙に、樹脂溶液を塗
布、乾燥した後、平圧プレスもしくはエンドレスプレス
にて、加圧して光沢付与を行うものであるため、表ライ
ナー、中芯、裏ライナーとを貼合した後の段ボールの場
合は、段つぶれが生じ、プレス加工は出来ないものであ
る。それゆえ高度な光沢を有する段ボールを得ようとす
れば、予めプレス加工を行った印刷物を段ボールに貼り
合わせる方法もしくは、表ライナーの印刷物をプレス加
工した後、コルゲーターマシーンでもって中芯及び裏ラ
イナーと貼り合わせる方法のどちらかの方法を取らざる
を得ないものであった。

しかし、前者の場合は、段ボールにプレス加工を行っ
た印刷物を貼り合わせるものであるため、特別な貼り合
わせ機が必要となり、また、作業効率が低いという問題
が予想され、後者の場合は、コルゲーターマシーンにお
ける貼り合わせ温度（通常160〜190℃で行われる）に対
する適性あるいは高温となった熱板との接触摩擦に対す
る適性が要求されるものである。

従来のプレス加工においては、印刷紙の上に塗布して
得られた樹脂面にステンレス製等の鏡面板を重ね、平圧
プレスを行うかあるいは、鏡面加工を行ったエンドレス
ベルト等を用いてホットローラー間を通すことによっ
て、連続的に光沢付与のためのプレス加工が行われる
が、このときの温度は、通常90〜130℃の範囲で行われ
るため、前述コルゲーターの貼り合わせ温度とは比べも
のにならないほど低いものであり、かつ、この温度範囲
で軟化するような樹脂溶液が使用されていたものであ
る。これら従来のプレス加工用の被覆剤としては溶剤型
の塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂からなるもの（特開昭
50−12312号等）が広く使用されていたが、作業環境問
題、火災の危険性の問題から、最近では水性タイプに変
更してきておりアクリル系又はスチレン系の共重合体の
水性分散物あるいは、これに他の水溶性高分子を混合せ
しめた被覆剤（特開昭50−148607号、51−82010号、51
−82011号）などが知られている。これら被覆剤には、
前記樹脂以外に光沢を向上させるための材料としてレベ
リング剤、可塑剤など、あるいは、剥離を容易にするた
めの剥離剤などの添加が必要に応じて行われているが、
シリカのような無機充填剤は、光沢向上にはマイナスに
作用するものであるため使用されていないものであっ
た。

＜発明が解決しようとする問題点＞従来の水性タイプのプレス加工用被覆剤を使用して、
予め印刷された段ボールの表ライナーに塗布し、乾燥
後、ロールプレスによりプレス加工を行った表ライナー
を用いて、中芯及び裏ライナーとの貼合をコルゲーター
マシーンで行った場合、貼合の温度である160〜190℃で
再軟化し、光沢の劣化が起こったり、再軟化した樹脂が
熱板汚れを生じ、段ボールの商品価値を著しく低下させ
るという問題を有することがわかった。従って、従来の
プレス加工用の被覆剤では、コルゲーターマシーン等の
高熱には耐えることが出来ないものであった。

この対策として、被覆剤に使用する樹脂として、軟化
点の高いものを使用して、コルゲーターマシーンでの耐
熱性を向上させることも考えられるが、この場合には、
プレスローラーの温度もそれだけ高くしなければならな
いばかりか、プレス加工時の高温化によって紙の収縮が
生じ、裁断時のケントのずれの原因となったり、紙の強
度劣化、更にはシートのそりが発生するなど、段ボール
の製造には問題となるものであった。

本発明は、プレス加工における温度を特別に高温にす
ることなく、従来の温度でもって、光沢付与が出来、か
つコルゲーターマシーンでの貼合においても光沢低下等
の問題が発生しないプレス加工用被覆剤組成物を提供す
ることを目的とする。

＜問題を解決するための手段＞本発明者らは、プレス加工により光沢を付与した後に
おいて、コルゲーターマシーンの貼合工程を通過させて
も光沢低下、あるいは熱板汚れ等の問題の発生しない、
高度な光沢を有する段ボール製造に適したプレス加工用
被覆剤組成物について鋭意研究を重ねた結果、高分子乳
化剤の存在下、アクリル系ビニルモノマー及びスチレン
系ビニルモノマーを主成分とするビニルモノマーを、固
形分で高分子乳化剤10〜66重量部、ビニルモノマー34〜
90重量部の割合で乳化重合して得られるガラス転移温度
（Tg）が60〜130℃の範囲にある水性樹脂分散体に特定
範囲の割合の無機充填剤を混合せしめることによって、
高度な光沢付与が出来ると同時に、上記貼合工程のよう
な温度かつ熱板接触、摩擦というような過激な条件にさ
らされても光沢低下等の問題が発生しないことを見い出
し、本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は、高分子乳化剤の存在下、アクリ
ル系ビニルモノマー及びスチレン系ビニルモノマーを主
成分とするビニルモノマーを、固形分で高分子乳化剤10
〜66重量部、ビニルモノマー34〜90重量部の割合で乳化
重合して得られるガラス転移温度が60〜130℃の範囲に
ある水性樹脂分散体を主成分とし、無機充填剤をプレス
加工用被覆剤組成物中0.1〜5.0重量％含有するプレス加
工用被覆剤組成物を提供しようとするものである。

まず、本発明に係る組成物に使用する特定のガラス転
移温度を有する水性樹脂分散物を得るに際しては、高分
子乳化剤に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）及び以下に例示するビニルモノマー
のホモポリマーのガラス転移温度を考慮し、従来公知の
近似式等に基づき、それぞれ使用するビニルモノマーの
重合割合を設定することによって、目的とするガラス転
移温度（Tg）を有する水性樹脂分散物を得ることが出来
る。一方、比較的高いガラス転移温度（Tg）の重合体か
らなる水性樹脂分散物と、比較的低いガラス転移温度
（Tg）の重合体からなる水性樹脂分散物とを混合せしめ
た、いわゆるポリマーブレンドによっても低いガラス転
移温度（Tg）の水性樹脂分散物を得ることが出来る。本
発明に係る水性樹脂分散物を製造するに使用出来るビニ
ルモノマーとしては、以下のものが例示される。

比較的高いガラス転移温度（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、アクリル酸、
メタクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリ
レート等のアクリル系ビニルモノマー及びスチレン、α
−メチルスチレン等のスチレン系ビニルモノマーがあ
り、また、比較的低いガラス転移温度（Tg）のビニルモ
ノマーとしては、上記、メチルメタクリレート及びエチ
ルメタクリレート以外のアクリル酸又はメタクリル酸ア
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、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−メチロールア
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、エチレングリコール、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アクリル酸もしくはメタ
クリル酸のモノ、又は、ジエステル類、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
ることが出来る。

これら例示したビニルモノマーのうちでも、アクリル
酸又はメタクリル酸もしくは、それらのアルキルエステ
ル類及びスチレン系ビニルモノマーを主成分とするもの
が好適である。

これらビニルモノマーから水性樹脂分散物を得るには
前述モノマーを過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、
過酸化水素水などの親水性触媒あるいは、レドックス系
触媒を用い、高分子乳化剤10〜66重量部の存在下、前述
モノマー34〜90重量部を一般公知の方法で乳化重合し安
定に分散せしめればよい。前述高分子乳化剤は、アニオ
ンあるいはノニオン系界面活性剤等の低分子乳化剤の使
用による生成被膜の耐水性等に悪い影響を及ぼす場合が
ある問題点を解決するのに好適である。本発明の使用す
る水性樹脂分散物は、係る高分子乳化剤を使用すること
によって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、セラック、カルボキシル基を有する
（メタ）アクリル酸系又はマレイン酸系共重合体等、従
来のアルカリ可溶性樹脂の水溶液が使用出来る。

本発明に係るプレス加工用被覆剤組成物に関しては、
比較的高いガラス転移温度（60〜130℃）を有する水性
樹脂分散物を使用することが必要であるため、実施例に
示す如く、乳化重合の際使用する高分子乳化剤として、
アクリル酸、メタクリル酸、スチレン等の高いガラス転
移温度のホモポリマーを形成するビニルモノマーから構
成されるアルカリ可溶性樹脂の水溶液を比較的多量に使
用して、常法により他のビニルモノマーを乳化重合せし
めたものが好適である。

アルカリ可溶性樹脂の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、例えばトリエタノールアミン、モノエタノールア
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。

ここで、得られた水溶性樹脂分散物のガラス転移温度
（Tg）が60℃未満では耐熱性が充分でなく、コルゲータ
ーマシーンでの貼合において、光沢低下、もしくは、熱
板汚れが生じることとなり、ガラス転移温度（Tg）が13
0℃を超えるとプレス加工で塗膜のつぶれ性が充分得ら
れず、目的とする高い光沢（通常、高い光沢を有するも
のは、グロスメーターで、70℃以上のものを言い、超光
沢を有するものは、80〜85℃のものを言う。）が得にく
くなるものである。

他の一方の必須成分である無機充填剤としては、シリ
カ粉末、シリカゲル、石英パウダー、アルミナ、ガラス
粉末、タルク、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム、亜鉛華、硫酸バリウムなどが例示でき、本発明の
プレス加工用被覆剤組成物中、0.1〜5.0重量％、より好
ましくは、0.5〜3.0重量％の範囲で含有せしめることが
必要である。無機充填剤の含有量が、0.1重量％未満で
ある場合は、耐熱性のうえで充分でなく、逆に5.0％を
超えると、高度な光沢が得られないという問題が発生す
るものである。

本発明に係るプレス加工用の被覆剤組成物を製造する
場合は、前述水性樹脂分散物中に上記無機充填剤を混合
して得るか、あるいは、通常の分散機を用いて微細に分
散せしめることによって得ることが出来る。

なお、組成物中には、必要に応じ以下の添加剤を加え
ることが可能であり、それら添加剤としては、印刷面へ
の接着性を補助するための水溶性ワニスがあり、アクリ
ル系樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、スチレン−マレ
イン酸樹脂、シエラック等のアルカリ可溶性樹脂の水溶
液を添加することが出来る。また、耐摩擦性を向上する
ためのポリエチレン系等のワックス類、プレス加工時の
剥離性を向上させる目的でステアリン酸の如き高級脂肪
酸、セチルアルコールの如き高級アルコール、リン酸エ
ステルのような界面活性剤等が使用出来る。

また、添加剤として、染料、顔料等の着色剤を添加す
ることも可能で有色の光沢被膜を得ることも可能とな
る。

以上のような成分から成るプレス加工用被覆剤を塗布
する対象としては、通常の段ボール製造に使用されるラ
イナー紙、例えばジュートライナー、Ｋライナーでも良
いが、表面平滑性に優れるコートボール紙が好ましく、
これらに対して、フレキソインキ、平版インキもしくは
グラビアインキ等を用いて巻取り形式で印刷されたもの
であり、ロールコート、カーテンコート、スプレーコー
トあるいは、グラビア印刷機などの手段を用いて、全面
又は必要部分に塗布される。塗布後、乾燥し、プレス加
工に使用するホットローラーでもって光沢付与を行う。

ホットローラーの温度としては、90〜130℃の範囲で
圧力150〜350Kg/cm²で行うことが出来る。プレス加工に
より光沢を付与された表ライナーは、段ボール製造のた
めのコルゲーターマシーンの表ライナー用ミルスタンド
に設置し、従来と同じ方法で、中芯、裏ライナーと貼合
することによって、高い光沢を有する段ボールを得るこ
とが出来るものである。

中芯、裏ライナーと貼合された光沢を有する段ボール
は、印刷模様、あるいは、段ボールの大きさに従い裁断
され、しかる後、必要なダイカッティング等を行い、段
ボール箱として使用するものである。

以下、実施例でもって、本発明に係るプレス加工用被
覆剤組成物を具体的に説明するが、これに限定されるも
のではない。

＜実施例＞水性樹脂分散物製造例１メタクリル酸53重量％、メチルメタクリレート23重量
％、スチレン24重量％からなるアルカリ可溶性樹脂のア
ンモニア水溶液を高分子乳化剤として用い、高分子乳化
剤の樹脂分66重量部に対して、スチレン34重量部を添加
し、常法により乳化重合し、水性樹脂分散物Ａを得る。
得られた水性樹脂分散物Ａは、固形分37重量％、ガラス
転移温度、約125℃である。

水性樹脂分散物製造例２製造例１と同様、メタクリル酸36重量％、メチルメタ
クリレート49重量％、ブチルアクリレート15重量％、か
らなるアルカリ可溶性樹脂のアンモニア水溶液を高分子
乳化剤として用い、高分子乳化剤の樹脂分60重量部に対
して、スチレン33重量部、ブチルアクリレート７重量部
を常法により乳化重合し、水性樹脂分散物Ｂを得る。得
られた水性樹脂分散物Ｂは、固形分39重量％、ガラス転
移温度約76℃である。

水性樹脂分散物製造例３製造例１と同様、メタクリル酸28重量％、アクリル酸
４重量％、メタクリレート７重量％、エチルアクリレー
ト61重量％、からなるアルカリ可溶性樹脂のアンモニア
水溶液を高分子乳化剤として使用し、高分子乳化剤の樹
脂分12重量部に対して、スチレン88重量部を乳化重合
し、水性樹脂分散物Ｃを得る。得られた水性樹脂分散物
Ｃは、固形分55重量％、ガラス転移温度約89℃である。

水性樹脂分散物製造例４アルカリ可溶性樹脂として、アクリル樹脂（ジョンク
リル67）を使用し、そのアルカリ水溶液を高分子乳化剤
として用い、高分子乳化剤の樹脂分10重量部に対して、
イソブチルメタクリレート54重量部、スチレン36重量部
を常法により乳化重合せしめ水性樹脂分散物Ｄを得る。
得られた水性樹脂分散物Ｄは、固形分40重量％、ガラス
転移温度約67℃である。

水性樹脂分散物製造例５アクリル酸29重量％、スチレン12重量％、α−メチル
スチレン56重量％、エチルジグリコールアクリレート３
重量％からなるアルカリ可溶性樹脂のアンモニア水溶液
を高分子乳化剤として用い、高分子乳化剤の樹脂分30重
量部に対して、スチレン20重量部、２−エチルヘキシル
アクリレート50重量部を乳化重合せしめ、水性樹脂分散
物Ｅを得る。得られた水性樹脂分散物Ｅは、固形分45重
量％、ガラス転移温度約40℃である。

実施例１〜10、比較例１〜５水性樹脂分散物製造例１〜５で得た水性樹脂分散物Ａ
〜Ｅを使用し、表−１に示した配合に基づき、プレス加
工用被覆剤を調整する。

なお、表中の数字は重量部を示し、ワックスとして
は、ポリエチレンワックスを、離型剤としては、リン酸
エステル系離型剤を使用する。

評価試験段ボールライナー印刷用の２色印刷機を使用し、本州
製紙製UFマニラ紙（230g/m²）に水性フレキソインキを
第１色目で、実施例１〜10、及び比較例１〜５のそれぞ
れの被覆剤を２色目として、連続印刷、塗布を行う。乾
燥後、エンドレスプレス機にて、温度130℃、圧力300/c
m²で、30m/分のスピードでホットローラーでプレス加工
を行い光沢付与を行った。プレス加工後の光沢はグロス
メーターで測定し、その測定値を表−１に追記した。

光沢を付与したライナーを表ライナーとして用い、コ
ルゲーターマシーンで中芯、裏ライナーとの貼合を行
い、段ボールで製造する。

得られた段ボールについて、同様グロスメーターで測
定し、プレス加工後の光沢比すなわち光沢低下の程度を
測定する。

また、コルゲーターマシーンによる表面キズの発生の
有無、及び熱板汚れの有無を目視により判断する一方、
裁断した段ボールの積み上げによるブロッキングの発生
の有無を調べ、それぞれの結果を表−１に追記した。

＜効果＞以上、実施例で示した通り、本発明に係るプレス加工
用被覆剤組成物は、段ボール製造のためのコルゲートマ
シーンでの貼合工程を通過しても、光沢の低下が少な
く、かつ、表面にキズもしくは熱板汚れが発生せず、高
い光沢を有する段ボール製造等に適した組成物であるこ
とがわかる。

一方、従来のプレス加工用の被覆剤では、コルゲータ
ー適性がなく、段ボール製造には不適なものであること
がわかる。

なお、本発明に係るプレス加工用被覆剤を使用した段
ボールは、光沢付与以外に耐水性あるいは段ボールの強
度向上にも効果的なものである。

フロントページの続き (72)発明者相良俊治大阪府大阪市北区東天満２丁目６番２号南森町中央ビル内サカタインクス株式会社内審査官渕野留香 (56)参考文献特開昭54−46911（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−140198（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子乳化剤の存在下、アクリル系ビニル
モノマー及びスチレン系ビニルモノマーを主成分とする
ビニルモノマーを、固形分で高分子乳化剤10〜66重量
部、ビニルモノマー34〜90重量部の割合で乳化重合して
得られるガラス転移温度が60〜130℃の範囲にある水性
樹脂分散体を主成分とし、無機充填剤をプレス加工用被
覆剤組成物中0.1〜5.0重量％含有するプレス加工用被覆
剤組成物。
【請求項２】高分子乳化剤が、水溶性アクリル樹脂、水
溶性スチレンアクリル樹脂である特許請求の範囲第１項
記載のプレス加工用被覆剤組成物。