JP2008012899A - エンボス加工シート並びにエンボス加工シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 蒸着紙を用いてシャープな凹凸加工を行い、高意匠性のエンボス加工シートを提供することである。また、そのエンボス加工方法を提供することである。
【解決手段】 基紙の片面に熱可塑性樹脂層を設け、その上に熱可塑性の蒸着アンカー層、蒸着層、蒸着トップ層を設け、更にその上に印刷層とＯＰニス層が設けられ、その後、熱可塑性樹脂の軟化点近くに加熱した版で圧着させ、熱可塑性皮膜よりＯＰニス層まで凹凸にする。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンボス加工を施した金属光沢を有した装飾シート並びに装飾シートの加工方法に関するものである。詳しくは、凹凸表現がよりシャープに形成され、意匠性に優れた蒸着紙ベースの装飾シート並びに装飾シート製造方法に関するものである。

従来より基紙に金属を蒸着した蒸着紙は高光択な表現が得られるために、ラベル、パッケージ、ポスター、ブックカバー等に多く使用されている。また、エンボス加工を施し凹凸を付けることも行われてきた。

蒸着紙の製法は一般的には、コート紙のコート面に平滑性を上げるために蒸着アンカー層と呼ばれる樹脂層を設けその上に金属を蒸着させることが一般的である。蒸着アンカー層の樹脂は、メラミン樹脂、尿素樹脂、アミノアルキッド樹脂、エポキシ樹脂等熱硬化性樹脂が多く用いられてきた。蒸着紙上に、印刷層、ＯＰ（オーバープリント）ニス層を設けることが通常である。

図３は一般的な蒸着紙印刷物の構成であり断面図である。ここで、８はパルプ層、９はクレーコート層、３は蒸着アンカー層、４は蒸着層、５は蒸着トップ層、６は印刷層、７はＯＰニス層である。

上記構成の蒸着紙印刷物の基紙層は水分や熱で伸び縮みするのに対して蒸着層が伸び縮みしないために、蒸着面にクラックが生じやすくなる。それを防ぐために、蒸着アンカー層を固くする必要があり熱硬化性樹脂が主に用いられてきた。

蒸着アンカー層を熱硬化性樹脂を用いて固くすると、クラックが生じにくくなるが、その反面凹凸に富んだ表現をエンボス加工で行おうとした際に、無機顔料からなるクレーコート層並びに熱硬化性樹脂からなる蒸着アンカー層が固いために容易に凹凸表現は出来なかった。特に紙の坪量１２０ｇ／ｍ^２以下のものを用いる場合、大きな圧力をかけて凹凸表現をつけようとすると、裏面にまで型が生じてボコツキが生じたり、紙が破れたりする。

発明が解決しようとする課題

以上見てきたように、通常の蒸着紙の印刷物ではエンボス加工を行ってもシャープな模様が得にくく実用上に問題があった。特に薄い紙を使用する際には、裏面が凹凸となり全体にボコツキが生じたり、紙が破れたりするため実用上加工できなかった。

そこで、本発明者らは鋭意に研究を重ね、基紙と蒸着層との間に熱可塑性樹脂層を設け、印刷層、ＯＰニス層を施し、その樹脂の軟化点近くに加熱された版でエンボス加工を行うことで、凹凸加工がシャープに出来ることが可能であるとの発想を得、発明を完成するに至った。

従って本発明の目的は、エンボス加工により凹凸加工がシャープに出来、高意匠性のエンボス加工シートを提供することである。特に凹凸の線の幅を細かくし角度を調整することで、見る方向で絵柄が変化したり立体的に動いたりする高意匠性の表現が可能となるエンボス加工シートを提供することである。また、その加工方法を提供することである。

課題を解決するための手段

本発明の請求項１に係わるエンボス加工シートは、基紙の片面に熱可塑性樹脂皮膜を設け、その上に熱可塑性の蒸着アンカー層、蒸着層、蒸着トップ層を設け、更にその上に印刷層とＯＰニス層が設けられ、熱可塑性皮膜よりＯＰニス層までがエンボス加工により凹凸が付けられてなることを特徴とするものである。

また、請求項２に係わるエンボス加工シートは、請求項１において熱可塑性樹脂層がポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢ビ共重合、エチレン−アクリル共重合体、塩化ビニルの１種又は２種以上の組み合わせからなることを特徴とするものである。

更に、請求項３に係わるエンボス加工シートの製造方法は、基紙の片面に熱可塑性樹脂皮膜を設け、その上に熱可塑性の蒸着アンカー層、蒸着層、蒸着トップ層を設け、更にその上に印刷層とＯＰニス層が設けられ、その後熱可塑性樹脂の軟化点近くに加熱した版で圧着させ、熱可塑性皮膜よりＯＰニス層まで凹凸が付けられることを特徴とするものである。

発明の効果

請求項１において、基紙の片面に熱可塑性樹脂皮膜を設け、その上に熱可塑性の蒸着アンカー層、蒸着層、蒸着トップ層を設け、更にその上に印刷層とＯＰニス層が設けられ、熱可塑性樹脂層が加工熱で容易に凹凸となるので、熱可塑性皮膜よりＯＰニス層までがエンボス加工により凹凸加工がシャープに施され、見る方向で絵柄が変化したり立体的に動いたりする高意匠のシートが可能である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、熱可塑性樹脂層がポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢ビ共重合、エチレン−アクリル共重合体、塩化ビニルの１種又は２種以上の組み合わせからなるので、凹凸加工がシャープに施され、見る方向で絵柄が変化したり立体的に動いたりする高意匠のシートが可能である。

また、請求項３の発明は、基紙の片面に熱可塑性樹脂皮膜を設け、その上に熱可塑性の蒸着アンカー層、蒸着層、蒸着トップ層を設け、更にその上に印刷層とＯＰニス層が設けられ、その後、加熱した版で圧着させるので、熱可塑性皮膜よりＯＰニス層まで凹凸をシャープに付けることが可能である。特に、ＯＰニス層として耐熱性の優れた素材を選ぶことにより、熱圧着時に高い温度で加工することが可能となり、熱可塑性樹脂の軟化点付近で加工することが可能となる。

蒸着アンカー層を塗布せず直接熱可塑性樹脂層にエンボス加工を行い、蒸着する方法が開示されている。例えば、特開２００５−３５２００５では、熱可塑性樹脂を紙に押し出しラミネーションで塗布する際に、凹凸のある冷却ロールを用い、熱可塑性樹脂に凹凸を付け、蒸着する方法が開示されている。

しかしながら、この方法は以下の点で問題がある。先ず、押し出しラミネーションを行った後、紙を巻き取った際に熱可塑性樹脂の凸部分と裏面の紙面とが強く接触し、形成された凹凸表現が崩れてしまい、シャープな凹凸表現が得られないことが上げられる。また、巻き取っている間に押し出し樹脂面が裏面の紙の凹凸に影響され全体として光沢が得られないことが上げられる。

更に、冷却ローラーの僅かな傷も影響を与えることにより、冷却ローラの寿命が短くなること、また大量に同じパターンの凹凸表現の蒸着紙を作るのには向いているが、種々のパターンの凹凸表現を少量作ることには向いていない。そのため、実用上は限られた使用となってしまう。

また、蒸着トップ層を塗布し、その後エンボス加工を施す方法も開示されている。実用新案平５−１７２３８には、軟化点６０℃以上の蒸着トップ層を設け、その後凹凸をつけた版を熱圧着することで、凹凸表現を付けることが開示されている。この方式は、次のような問題点がある。先ず、耐熱性の高い樹脂を蒸着トップコート層に使用しなければならず、次に施される印刷インキとの密着や受理性に限界が生じ、使用できる印刷インキが限られることがあげられる。また、印刷面が凹凸であるため印刷インキがのりにくく強い圧をかける必要があるため、印刷方式が限られ、またせっかくの凹凸表現がつぶれることが上げられる。

図１と２に本発明の構成の一例について断面図を示した。図１はエンボス加工前、図２はエンボス加工後である。１は基紙、２は熱可塑性樹脂層、３は蒸着アンカー層、４は蒸着層、５は蒸着トップ層、６は印刷層、７はＯＰニス層である。

使用する基紙は、純白ロール、中質紙、上質紙等の非コート紙、アート紙、キャスト紙等のコート紙、合成紙等が用いられる。坪量は３０〜３００ｇ／ｍ^２の紙が使用可能で、特に１２０ｇ／ｍ^２以下の紙も用いることが出来る。アート紙、キャスト紙等のコート紙を用いると、紙が平滑であるためにより高光沢な蒸着面が得られるのに対して、純白ロール、中質紙、上質紙等の非コート紙を用いると落ち着いた光沢の蒸着面が得られる。紙質を選択することにより幅広い表現が可能であり、使用用途に合った風合いを選ぶことが可能となる。

熱可塑性樹脂層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢ビ共重合、エチレン−アクリル共重合体、塩化ビニルの１種又は２種以上の組み合わせを用いることが出来る。

熱可塑性樹脂層の紙へ形成方法は、フィルムラミネート方式、押し出しラミネート方式、ロールコーター方式、リバースコーター方式、グラビアコーター方式等種々の方式で形成することが可能である。紙が粗く塗剤の吸い込みが激しい非コート紙の場合、フイルムラミネート方式、押し出しラミネート方式が適している。コート紙の場合、フイルムラミネート方式、押し出しラミネート方式に加えて、ロールコーター方式、リバースコーター方式、グラビアコーター方式で形成することが可能である。

ここで、フィルムラミネート方式とは所定の熱可塑性樹脂フィルムの裏面に接着剤を塗布し、基紙と圧着することで基紙に熱可塑性樹脂層を形成する方法である。また、押し出しラミネート方式とは、熱可塑性樹脂をシリンダーと呼ばれる筒の中で加熱融解させ、その先端に設けられた細いスリットからカーテン状に押し出し、基紙上に塗布すると同時に冷却されたロールに圧着することで、基紙に熱可塑性樹脂層を形成する方法である。ロールコーター方式、リバースコーター方式、グラビアコーター方式とは、溶剤で溶解させた熱可塑性樹脂を各方式のコーターで塗布し、その後熱乾燥を行うことで基紙に熱可塑性樹脂層を形成する方法である。

熱可塑性樹脂層の塗布量は、３〜５０ｇ／ｍ^２、好ましくは５〜３０ｇ／ｍ^２が良い。塗布量が少なすぎると、基紙の凹凸をカバーしきれず光沢のある蒸着面が得られないと同時に、エンボス加工での凹凸表現の効果が得られにくい。また多すぎてもエンボス効果は変わらず、コスト高となってしまう。

蒸着アンカー層は、熱可塑性樹脂との接着性がよく、蒸着金属の受理性がよい熱可塑性樹脂であればどのような樹脂でも用いることが出来る。例えば、ニトロセルロース系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン−マレイン系酸樹脂、塩素化ＰＰ系樹脂等が用いられる。

蒸着アンカー層は、グラビアコーター方式、ロールコーター方式、リバースコーター方式等が用いられ、その塗布量は０．５〜５ｇ／ｍ^２が好ましい。また、密着を上げるために、熱可塑性樹脂層の表面をコロナ処理、オゾン処理、火炎処理等の表面処理を施しても良い。

蒸着金属は、アルミニウム、金、銀、亜鉛、ニッケル等の金属を上げることが出来るが、コスト面と外観よりアルミニウムが最適である。真空度は１０^−４〜１０^−５Ｔｏｒｒで行うのが通常で、蒸着の厚みは２０〜７０ｎｍが好ましい。

蒸着トップ層は、蒸着面の保護とその上に施される印刷層との密着を助ける役割を備えていれば種々の樹脂が使用できる。例えば、ウレタン系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、塩ビ系樹脂、酢ビ系樹脂が用いられ、２種以上を組み合わせて使用することも可能である。

蒸着トップ層の塗布は、グラビアコーター、ロールコーター、リバースコーター等の方式が可能である。その塗布量は、０．５〜５ｇ／ｍ^２が好ましい。蒸着後時間がたつとアルミニウム層の酸化が生じ、蒸着トップ層との密着低下が生じるため、蒸着後７２ｈ以内により好ましくは２４ｈ以内に蒸着を行うのが良い。

蒸着トップ層が塗布された蒸着紙の上に、種々の印刷層が施される。印刷方式は、平版オフセット印刷、凸版印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷の種々な方式が可能である。また、インキジェット方式やトナー方式のカラープリンターで印刷をしても良い。印刷層のインキは蒸着トップ層の種類を選ぶことにより、酸化重合乾燥タイプ、浸透乾燥タイプ、蒸発乾燥タイプ、ＵＶ乾燥タイプ、ＥＢ乾燥タイプ等種々のタイプを使うことが可能である。

また、印刷面が強く擦られたり熱がかけられる場合は、印刷面を保護するためにＯＰニス層を施すことも可能である。特に、より高温で大きな凹凸表現を付ける場合は、ＯＰニス層を設けることが望ましい。ＯＰニス層の塗布は、平版オフセット印刷、凸版印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷の種々の方式が可能であ。ＯＰニス層は、変性フェノール系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ゴム系樹脂、ニトロセルロース系樹脂等種々の樹脂が用いられる。また、耐熱性をアップさせるためにポリエチレン系やシリコン系のＷＡＸが入っていても良い。

次に印刷層とＯＰニス層が施された蒸着紙にエンボス加工が施される。エンボス版は、銅、真鍮、マグネシウム合金等の金属が用いられ、凹凸表現は腐食やレーザー研磨、押し込み方式で付けられる。

エンボス加工は、ほぼ熱可塑性樹脂層が軟化する温度に近い熱をかけて加圧される。加工圧、５００〜５０００ｔ／ｍ^２で、加工機は平圧のアップダウン方式、線圧のシリンダー方式等種々の機械が用いられる。版の加熱温度は、６０〜１５０℃で熱可塑性樹脂の軟化温度付近で加工するのが良い。線圧のシリンダー方式の機械では、平圧のアップダウン方式の機械より、３０〜５０℃程度高い温度で加工するのが好ましい。

以下に、本発明を実施例によって説明する。基紙は、薄紙として、市販の純白３５ｇ／ｍ^２、６５ｇ／ｍ^２並びに片面アート紙１０５ｇ／ｍ^２を用いた。また、厚紙として、コートボール２８０ｇ／ｍ^２を用いた。

熱可塑性樹脂として、軟化温度が１１０℃程度のポリエチレン樹脂、８０℃のエチレン−アクリル共重合体樹脂、１２０℃の塩ビ樹脂を用いた。ポリエチレン並びにエチレン−アクリル共重合体樹脂は、押し出しラミネーションで、塩ビ樹脂は、溶剤に溶解させグラビアコーターで塗布した。また、その際、スムージングバーを用いて表面を平滑にした。

蒸着アンカー層の塗布、アルミニウム蒸着並びに蒸着トップ層の塗布は、いわゆるエアーＴＯエアー方式と呼ばれる連続蒸着機で加工した。先ず熱硬化性樹脂層と蒸着アンカー層の密着をよくするために熱可塑性樹脂表面をコロナ放電処理を行い、其の後グラビアコーターで蒸着アンカー層を塗布した。蒸着アンカー層は水性アクリルを主樹脂とした塗剤を１．３ｇ／ｍ^２塗布した。その後、１０^−５Ｔｏｒｒの真空状態に保たれた蒸着釜に導入されアルミニウムを蒸着した。蒸着厚みは約５０ｎｍである。蒸着釜から出たシートの蒸着面に蒸着トップコート層を塗布した。蒸着トップ層として、ニトロセルロース系並びにゴム系、塩ビ系樹脂をそれぞれ塗布した。塗布量は１．０〜１．５ｇ／ｍ^２である。表１に使用基紙、熱可塑性樹脂の成分ならびに塗布量、蒸着トップ層の樹脂組成並びに塗布量を示した。

比較例として市販の蒸着紙を用いた。その構成は、６５ｇ／ｍ^２のコート紙のコート面に、メラミン系樹脂の蒸着アンカー層が設けられ、蒸着ＴＯＰコート層として、ニトロセルロース系の樹脂が塗布されている。

次に、各蒸着紙に印刷層とＯＰニス層を施した。表２の実施例１並びに比較例はグラビア輪転印刷機で印刷層とＯＰニス層を施した。印刷層、ＯＰニス層の主成分は水性アクリル系樹脂である。８０℃の熱風で溶剤である水を乾燥させた。また、実施例２、５、６は、凸輪印刷機（レタープレス）で印刷層とＯＰニス層を施した。印刷層とＯＰニス層はアクリル系樹脂を主体とした、ＵＶ硬化型のインキ、ＯＰニスである。ＵＶランプは１００Ｗ／ｃｍ８灯で乾燥させた。実施例３、４、７は平版オフセット印刷機で印刷層を施した。印刷層のインキは酸化重合乾燥タイプである。また、枚葉グラビア機で水性アクリル系樹脂のＯＰニス層を塗布した。

次に、各印刷物にエンボス加工を実施した。版は腐食により凹凸をつけた真鍮版を用いた。エンボス加工は平圧のシリンダー機を用い、加圧は２５００ｔ／ｍ^２で加工速度は１０００枚／ｈである。表２に各実施例並びに比較例について、加工条件と、凹凸表現の結果を示した。表現面は、見る方向で絵柄が変化したり立体的に動いたりする度合いを官能評価した。凹凸深さは顕微鏡の焦点の合う位置より測定した。ボコツキについては外観を目視で評価した。

産業上の利用の可能性

以上述べてきたように、基紙の片面に熱可塑性樹脂皮膜を設け、その上に熱可塑性の蒸着アンカー層、蒸着層、蒸着トップ層を設け、更にその上に印刷層とＯＰニス層が設けられ、その後、凹凸加工がなされ熱可塑性樹脂の軟化点近くに加熱した版で圧着させるので、熱可塑性皮膜よりＯＰニス層まで凹凸を付けることが可能である。特に、ＯＰニス層はすべり性、耐熱性の優れた素材を選ぶことにより、熱圧着時に高い温度で加工することが可能となり、熱可塑性樹脂の軟化点付近で加工すると、シャープな凹凸表現が得られる。その結果、見る方向で絵柄が変化したり立体的に動いたりする高意匠なシートが得られる。ラベル、パッケージ、ポスター、ブックカバー等の印刷物や、ポップ、景品等の販促物への産業上の利用価値は大きい。

本発明の実施形態の一例を示すものであり、エンボス加工前の断面図である。 本発明の実施形態の一例を示すものであり、エンボス加工後の断面図である。 市販の一般的な蒸着紙の印刷物の一例を示すものであり、断面図である。

符号の説明

１ 基紙
２ 熱可塑性樹脂層
３ 蒸着アンカー層
４ 蒸着層
５ 蒸着トップ層
６ 印刷層
７ ＯＰニス層
８ パルプ層
９ クレーコート層

Claims (3)

1. 基紙の片面に熱可塑性樹脂皮膜を設け、その上に熱可塑性の蒸着アンカー層、蒸着層、蒸着トップ層を設け、更にその上に印刷層とＯＰニス層が設けられ、熱可塑性皮膜よりＯＰニス層までがエンボス加工により凹凸が付けられてなることを特徴とするエンボス加工シート
2. 熱可塑性樹脂層がポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢ビ共重合、エチレン−アクリル共重合体、塩化ビニルの１種又は２種以上の組み合わせからなることを特徴とする請求項１のエンボス加工シート
3. 基紙の片面に熱可塑性樹脂皮膜を設け、その上に熱可塑性の蒸着アンカー層、蒸着層、蒸着トップ層を設け、更にその上に印刷層とＯＰニス層が設けられ、その後、熱可塑性樹脂の軟化点近くに加熱した版で圧着させ、熱可塑性皮膜よりＯＰニス層まで凹凸が付けられてなることを特徴とするエンボス加工シートの製造方法

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