JPS61500540A - 印刷法およびその印刷物品 - 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】 犀　゛びのＪｉＩｌ：′ □ 本発明は、改良された印刷法およびそれから印刷された製品に関する。さらに詳 しくは、本発明はセルロース材料の印刷特性を改良しかつ改良された性質を示す 新規な印刷製品を提供することに関する。

＆丑ム亜鬼 印刷の技術の発展において、印刷すべき支持体の特性を改良することにかなりの 努力が費やされてきている。印刷法により紙を印刷するとき考慮すべき２つの主 な因子が存在する；これらは［走行性（ｒｕｎｎａｂｉｌｉｔＹ）ｊおよび「印 刷性」である、走行性はシートが印刷機を通過することのできる能力として定義 され、そして走行性の欠如は印−１機の経費のかかる運転停止を生ずるので重要 である９次のシートの特性は、走行性に影響を及ぼすことがわかった：ａ）平担 性、ゆがみ、しわ、波打ちおよびカールの不存在：ｄ）湿分またはｐＨ。

ｅ）適切なしみ抵抗性； ｆ）適切な耐水性： ｇ）紙−インキの関係； ｈ）機械的条件。

印刷の品質は印刷すべき画像の形態の精確な再現への紙の影響である。印刷の品 質に影響を及ぼす有意な紙の性質は、次の通りである：ａ）色： ｂ）白色度； Ｃ）不透明度； ｄ）平滑度： ｅ）光沢度： ｆ）屈折性。

凸版印刷にとくに興味あるものは１次の通りである：ｌ、平滑度： ２、水平性； ３、クッション； ４、インキ受理性。

ある程度、グラビア印刷のための走行性の特性はかなり厳格さに劣るが、上の列 挙した印刷の特性は意味を持ち続ける。

シートの特性の改良は、インキの配合において、印刷法のより大きい変動性を許 し、そして画像の品質、処理の経済性または両者を実質的に改良することができ る。木質的に、印刷をセルロースシートについて達成しようとするとき、セルロ ース分子の親油的機能性と親木的機能性との間の釣合いの変更は有用であること か発見された。従来、シートの特性の改良は多くの印刷または包装の等級の紙の 製造において添加剤または被膜を使用することにより達成されてきた。典型的な 添加剤、例えば、ロジン、みょうばんなどまたは典型的な被膜、例えば、でんぷ ん。

進するためにしばしば使用される。これらの技術は頻繁に経費を要しかつ面倒で あり、そしてしばしば理想的印刷支持体を製造する目標を達成することができな い。

ある等級の支持体、とくに新聞用紙について、現在の生産技術および市場の因子 はシートを変性するこれらの技術の適当性を妨害する。さらに、新聞用紙に関す ると、操作の効率は、ウェブのオフセット印刷システムの使用に好都合であり、 そのより厳格な走行性の要件を現在生産されているよな新聞用紙はめったに満足 しない、リンティング（ｌ　ｉ　ｎｔｉｎｇ）および不適切な耐水性はシートを 破断させ、印刷機の運転停止および他の問題を生ずる。

新聞用紙のある生産社はツイン−ワイヤ・フォーマ−（ｔｗｉｎ−ｗｉｒｅ　ｆ ｏｒｍｅｒ）を設置し、その目的は均一なワイヤおよびフェルトの側面をもつシ ートを製造するということである。これらの機械の変更は経費がかかりかつ複雑 であり、そしてしかもそれらの走行性は。

改良されるが、理想からかなりかけ離れているシートが生ずる。

本発明の目的は、現在の製造の実施に主として適合する方法によりセルロース支 持体の印刷特性を改良することである。

本発明の他の目的は、走行性および印刷品質が改良された印刷法を提供すること である。

本発明のさらに他の目的は、画像形成が改良され、滲み通り、まだらおよびイン キの使用量が減少され、乾燥が早くかつリンティングが減少されることにより特 徴づけられた印刷製品を提供することである。

元九の支豹 本発明のこれらの目的および他の目的は、セルロース支持体の少なくとも一方の 表面上に印刷する前に、印刷を行う表面の上にかつそれと一体化してシロキサン およびそのポリマーの付着物を形成することによって得られる。

本発明の方法により提供される改良された製造物品は、セルロース支持体の少な くとも一方の表面の上にかつそれと一体化してシロキサンおよびそのポリマーの 付着物を有するセルロース支持体と、前記セルロース支持体のシロキサン含有表 面へ適用された印刷インキとからなる。

印刷すべき紙または他のセルロース支持体は、処理してその表面の一方にシロキ サンおよび／またはシロキサンのコポリマーを付着して、例えば、化学的に結合 により、前記表面と一体化させると、走行性および印刷性のための理想的特性に 一層近い特性をもつことが発見された。セルロース中の有効ヒドロキシル基およ び存在しうる湿気との反応によるシロキサンおよびポリシロキサンの付着は、こ れらの部位を親水性の中心から親油性の中心に変換する。これは顔料の吸収を増 大し、それゆえ画像形成を改良する。処理により提供される表面張力の減少は、 印刷インキ中に使用する溶媒の浸透を遅延させ、こうして滲み通り、まだらを減 少し、インキの使用量を減少し、より速い乾燥を可能とし、一方リンティングお よびそれに関連する運転停止を減少する潤滑性をわずかに増大する。この処理に より提供される耐水性は、シートがウェブのオフセー、ト印刷において湿めるよ うになるとき、強度の損失に起因する破断を減少する。この処理により提供され る毛管作用の阻止は、より鮮明な画像形成を生ずる。

その上、シートの平滑性はこの処理により影響を受けず、そして前述の改良の組 みそしてわせは改善として平滑性の改良のような効果を有すて、増白度、光沢お よび平滑性を改良するために、シランの処理前に、セルロース支持体を被覆する ことはなを望ましいと思わることがある。

＆用ム肛顔皇韮」 セルロース支持体上へのシロキサンおよびポリシロキサンの付着は。

セルロース支持体の表面へ化学的に結合したシロキサンおよびポリシロキサンを 形成するいかなる方法によっても実施することができる。１つの方法は、セルロ ース支持体のヒドロキシル基と反応性の置換基１例えば、カルボキシル、アミノ 、ハロなどの反応性の基を含有するように変成したシロキサンでセルロース支持 体を処理することからなる。好ましい方法はセルロース支持体を低級アルキルケ イ素ハロゲン化物で処理することを含む、この処理は、例えば、米国特許第３． ９５６．５５８号および同第４，３９９，４７９号（これらの両者を引用によっ てここに加える）に記載されている方法により実施される。この好ましい方法を 下に詳述する。

前述の方法によると、１０重量％以下、好ましくは７重量％以下の湿分を有する セルロース材料を有機ケイ素ハロゲン化物と接触させる。７重量％を越える湿分 を有するセルロース材料は加熱して表面の湿気を除去することができる。あるい は、このような材料をまず米国特許第４゜３３９．４７９号の教示に従い凍結す ることができる。セルロース材料中の約７重量％までの湿分け、セルロース材料 がその冷たいまたは凍結した状態で接触されない場合に好ましい。

セルロース材料および有機ケイ素ハロゲン化物の接触時間は、すべての場合にお いてシロキサンの形成を実施するために十分であり、そ１７でセルロース材料の 温度および有機ケイ素ハロゲン化物の蒸気、接触雰囲気中の有機ケイ素ハロゲン 化物の濃度、反応ゾーン内の圧力およびセル材料中の湿分に依存して変化するで あろう、０．１秒ないし２秒までの接触時間は有効に利用された。

有機ケイ素ハロゲン化物の温度は、有機ケイ素ハロゲン化物とセルロース材料上 のヒドロキシル基および存在しうる湿気との間の反応を実施して要求する接触時 間内にシロキサンおよび／またはポリシロキサンを生成するために十分に高いが 、用いる接触時間においてセルロース材料を分解するほど高くあってはならない 、適当な温度範囲は、１０℃（５０下）〜９３．３℃（２００７″）である。

一般に、より高い温度を用いるとき、より短い接触時間を用い、そして逆に、比 較的低い温度を用いるとき、より長い接触時間を用いることができる。さらに、 セルロース材料が通過する雰囲気中の有機ケイ素ハロゲン化物の濃度は、有機ケ イ素ハロゲン化物のための雰囲気および、用いる場合、有機ケイ素ハロゲン化物 のための溶媒の飽和のレベルまで変化させることができる。有機ケイ素ハロゲン 化物の濃度は、雰囲気の飽和レベルまでの範囲であることができるが、所望の反 応を実施しかつセルロースを撥水性とするために過度の接触を必要とするほど低 くあるべきではない、典型的には、有機ケイ素ハロゲン化物の濃度は、反応ゾー ン内の雰囲気の２容量％から飽和レベルまでの範囲である。

反応ゾーンは通常処理操作の問わずかに減圧に維持されるが、その中トルまでで あることができる。

２重量％以下の低い湿分を有するセルロース材料を本発明の１つの面に従い使用 するとき、接触時間は増加しなくてはならず、そして有機ケイ素ハロゲン化物の 蒸気の温度、濃度、および接触室の圧力の変数は撥水性とされるセルロース材料 の最終ＰＨが２．５以下、好ましくは３゜５以下にならないように維持される０ 通常用いられる条件は、次の範囲内に入る： 有機ケイ素ハロゲン化物の温度：　ｌｏ℃（５０Ｔ）〜９３．３℃（２００下） 。

セルロース材料の温度：凍結〜９３．３℃（２００”Ｆ）。

有機ケイ素ハロゲン化物の濃度：２％〜飽和。

再び、記載する範囲内で１条件はセルロース材料の最終ＰＨが２．５より下に低 下しないように選択されかつ維持される。

この方法において有用な適当な有機ケイ素ハロゲン化物は、セルロース材料の撞 木処理に普通に使用されるものである。このような有機ケイ素ハロゲン化物は、 例えば、米国特許第２，３０６，２２２号［ツートン（Ｎｏｒｔｏｎ）］、同第 ２２．１２，４７０号、および私の前の米国特許第２，７８２，０９０号、同第 ２，８２４，７７８号および同第２．９６１．３３８号（これらを引用によって ここに加える）に記載されている。特に適当な有機ケイ素ハロゲン化物は、低級 アルキルケイ素ハロゲン化物、例えば、メチルクロロシラン類、エチルクロロシ ラン類、ブチルクロロシラン類およびプロピルクロロシラン類である。

しかしながら、典型的には、ケイ素ハロゲン化物は、ジメチルジクロロシラン、 　（ＣＨ３）２５ｉＣ１２、メチルジクａｏシラ７、ＣＨ３５ｉＨＣＩ２．およ びメチルトリクロロシラン、ＣＨ３ＳｉＣｌ３であり、これらは四塩化ケイ素、 　Ｓ　ｉＣＩ　４を含有することができる。セルロース材料は蒸発された有機ケ イ素ハロゲン化物の単独とあるいはそれと有機ケイ素ハロゲン化物のためのバ発 した溶媒との組み合わ姪と接触させることができ、前記溶媒は有機ケイ素ハロゲ ン化物および処理される紙の両者に対してして不活性である。処理工程の間の溶 媒の存在は、同等の反応条件下に溶媒の不存在で同一の有機ケイ素ハロゲン化物 で処理されるセルロース材料と比較して、より高いｐＨを有する処理されたセル ロース材料を形成することが発見された０代表的な適当な溶媒は。

トルエン、キシレン、ヘキサン、パークロロエチレン、フッ１化炭化水素、また は有機ケイ素ハロゲン化物を溶解できる他の非反応性溶媒を包含する。１０モル ％程度に少量の溶媒は有効であるが、有機ケイ素ハロゲン化物および溶媒の合計 のモル数に基づいて約１２〜１００モル％の範囲の溶媒のより大きい濃度は好ま しいことがわかった。有機ケイ素ハロゲン化物のモル数の１０倍以上のモル量は 有効である。必要に応じて、より高い濃度を用いることができる。しかしながら 、過剰の濃度の溶媒の存在は反応速度を減少させ、そして有益な効果を有意に与 えないで溶媒の経費を増加させる。

有機ケイ素ハロゲン化物または溶媒中の有機ケイ素ハロゲン化物の蒸気の混合物 は、液状有機ケイ素ハロゲン化物または有機ケイ素ハロゲン化物と溶媒との混合 物に空気を泡立てて通人するか、あるいは単に所望の組成の液体を熱板上へゆっ くつり滴下して液体と同一モル組成の蒸気を発生させることにより、形成するこ とができる。あるいは、私の米国特許第２，８２４，７７８号（これを引用によ ってここに加える）に記ケイ素ハロゲン化物と有意に異る蒸気圧を有する溶媒を 使用するときおよび空気を泡立てて通人することによる蒸発が有効であるとき、 溶媒および有機ケイ素ハロゲン化物を別の液体としで維持して、処理室において 形成した蒸気の組成をよりよくコントロールすることが好ましい。

処理工程においてシランと混合すべき空気は、できるだけ少ない水を含有して、 空気中の水とシランとの有意な反応を回避すべきである。この反応は、ハロゲン 化水素のような生成物を形喰ル、かつセルロース材料と反応できるシランの量を 減少する。

処理すべき湿分が約１０重量％より大きい場合、セルロース材料を有機ケイ素ハ ロゲン化物による処理前に乾燥することが望ましいことがある。この乾燥工程は 、セルロース材料から表面の湿気の一部分を除去するが、セルロース材料中に少 なくとも約２重量％の湿分を保持するために十分な温度および時間において実施 することが必要であるだけである。約３〜５秒間の１２１’Ｃ（２５０Ｔ）まで の加熱は大抵の場合において十分である。この工程の望ましさまたは必要性は、 処置日において存在する湿度、製造中および貯蔵中に材料が吸収する湿分および 処理条件のような因子に依存するであろう、必要に応じて、溶媒の存在または不 存在において処理されたセルロース材料は、シラン処理工程から取り出されたと き、さらに処理して、反応中に形成したハロゲン化水素のような望ましくない副 生物の実質的な部分がセルロース材料中の湿気により吸収される前に、その副生 物を除去する。一般に、ハロゲ化水素のような副生物のガスの除去は、セルロー ス材料の加熱、セルロース材料への吸引の適用または処理されたセルコース材料 の空気の動く流れとの接触により実施することができる。

本発明は、セルロース支持体、例えば、紙の支持体、壁紙、木材、繊維材料など に適用することができ、そして印刷物質がこのような支持体の１つの表面または すべての表面へ印刷されるすべての印刷方法を包含する。このような印刷方法に は、凸版印刷、オフセット平板印刷、グラビア印刷、ウェブのオフセット印刷お よびスクリーン印刷が包含される。

セルロース支持体の処理された表面上へ印刷物質の画像を印刷するために使用さ れるインキまたは顔料は、印刷方法において使用されるよく知られた印刷インキ または顔料のいずれであることもできる。このような印刷インキの例は、溶媒型 インキ、油樹脂型インキ、ヒートセット型インキ、水蒸気セット型インキ、新聞 用紙用インキなどである。

前述のように、本発明は、シラン処理前に、セルロース支持体を慣用の被覆材料 で被覆【７て、平滑性、白色度、光沢などを改良することを包含する。このよう な材料は当業者により知られており、そして１例え１ｆ、明Ｚ、粘土、澱粉、樹 脂結合剤などを包含する。

次の実施例により、本発明をさらに説明する。

犬施倒ユ １３．６ｋｇ（３０ボンド）の基＊、型重量よび４重量％の湿分を有する新聞用 紙のシートを、メチルトリクロロシランの蒸気に、室温および大気圧において０ ．５秒間暴露する。このシートを引き続いて１０分間炉内で１４９℃（３００下 ）に加熱して、この反応において生成した残留しているかも知れないＭＣＩを除 去する０次いで、シートをウェブのオフセット印刷機により、新聞の生産に配合 されたインキを使用して印刷される。このシートはリンティング、まだらおよび 滲み通りが減少し、そして画像形成にすぐれることがわかる。

本発明の好ましい実施態様において１紙は転化作業において、あるいは製造時点 において、１９８２年１１月２９日に提出されたニドワード（Ｅｄｗａｒｄ）へ の係属中の米国特許出願第４４５，０１１号（これを引用によってここに加える ）に記載されているものに類似する装置を用いて、連続的に実施される。

Ｕ諮１ ７．３ｋｇ（１６ポンド）の基本重量および５重量％の湿分を有する砕木パルプ の紙のロールを、実施例工に記載するように、メチルトリクロロシランの蒸気に ０．１秒間暴露し、引き続いて吸引によりＨＣＩを除去する０次いで、このロー ルをグラビア印刷機に慣用の速度で慣用のインキを使用して通過させる。このシ ートの印刷は滲み通りが減少していてすぐれるので、このより軽い基本重量はこ こでｌｏ、９ｋｇ（２４ポンド）の砕氷パルプのシートの匹敵する。

実施例凹 ６重量％の湿分を有する粘土で被覆した漂白された板紙のロールを、前記係属中 の米国特許出願第４４５，０１１号に記載されているものに類似する装置に通過 させ、そして１０重量％のメチルジクロロシランと９０重９％のメチルトリクロ ロシランとのシラン蒸気の混合物に室温および大気圧において０．５秒間暴露す る。このロールを引き続いて凸版印刷により印刷する。インキの顔料は表面へよ りよく結合して、受理性を改良しかつすり傷を減少する。インキ中の溶媒は外に 出され、乾燥は速くなりかつ作業の効率はより大きくなる。

上の実施例が例示するように、本発明は種々の印刷技術および紙の等級に適邑で ある。シランの濃度および配合および処理の他の条件は、支持体および所望の性 質に従って変化させることができる。

国　際　調　査　毅　失

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．印刷インキをセルロース基体の少なくとも一方の表面上に印刷するセルロー ス基体を印刷する方法において、前記表面を印刷する前に、前記印刷を行う表面 上にかつそれと一体化してシロキサンおよびそのポリマーの付着物を形成するこ とを特徴とする方法。
2. ２．セルロース基体は紙である請求の範囲１に記載の方法。
3. ３．前記セルロース基体は繊維材料である請求の範囲１に記載の方法。
4. ４．シロキサンおよびそのポリマーの付着物は、前記表面を前記セルロース基体 のヒドロキシル基と反応する低級アルキルケイ素ハロケン化物の蒸気で処理する ことによって形成される請求の範囲１に記載の方法。
5. ５．前記低級アルキルケイ素ハロゲン化物は、メチルクロロシランまたはメチル クロロシラン類の混合物である請求の範囲４に記載の方法。
6. ６．前記紙は新聞用紙である請求の範囲２に記載の方法。
7. ７．低級アルキルケイ素ハロゲン化物の蒸気で処理されたセルロース基体は、平 滑性、光沢または白色度を改良する被膜を含有する請求の範囲１に記載の方法。
8. ８．セルロース基体の少なくとも一方の表面の上にかつそれと一体化してシロキ サンおよびそのポリマーの付着物を有するセルロース基体と、前記セルロース基 体のシロキサン含有表面へ適用された印刷インキとからなる改良された印刷製造 物品。
9. ９．セルロース基体は紙である請求の範囲８に記載の製造物品。
10. １０．シロキサンおよびそのポリマーの付着物は、前記表面を前記セルロース基 体のヒドロキシル基と反応する低級アルキルケイ素ハロゲン化物の蒸気で処理す ることによって形成される請求の範囲８に記載の製造物品。
11. １１．前記セルロース基体は繊維材料である請求の範囲８に記載の製造物品。
12. １２．前記低級アルキルケイ素ハロゲン化物は、メチルクロロシランまたはメチ ルクロロシラン類の混合物である請求の範囲１０に記載の製造物品。
13. １３．前記紙は新聞用紙である請求の範囲８に記載の製造物品。
14. １４．印刷インキは新聞用紙のインキである請求の範囲１３に記載の製造物品。
15. １５．低級アルキルケイ素ハロゲン化物の蒸気で処理されたセルロース基体は、 平滑性、光沢または白色度を改良する被膜を含有する請求の範囲１０に記載の製 造物品。