CN1960880A - 利用了喷墨方式的胶印印刷方法及利用它的印刷体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供利用了喷墨方式的胶印印刷方法，以及通过该方法印刷的印刷体。该胶印印布方法包括：第1工序，通过使用了UV油墨的喷墨，在平面原板上印刷UV油墨图像；第2工序，印刷上述UV油墨图像，同时或在印刷之后立即进行UV或电子束的照射，以使UV油墨图像成为半干燥状态；第3工序，将该半干燥状态的UV油墨图像复制在弹性橡皮布表面上；第4工序，将复制在该弹性橡皮布表面上的上述UV油墨图像胶印印刷在被印刷体上；对上述胶印印刷后的UV油墨图像进行干燥定影的工序，使上述UV油墨第1工序中的粘度在30℃下为3～100mPas，第2工序中的粘度，在标准UV油墨下、在25℃下为0.1～300PaS的相当粘度。

Description

利用了喷墨方式的胶印印刷方法及利用它的印刷体
技术领域
本发明涉及一种利用了喷墨方式的胶印印刷方法及利用它的印刷体。
背景技术
印刷技术自本世纪以前一直连续不断地继承发展，然而近年来特别是随着IC技术的发展，作为适应计算机时代的印刷法，借助喷墨方式的印刷法也随之得以发展，而用于各种复印机等。
此外，在该喷墨方式中，只在需要时才进行油墨喷射的提出要求方式的喷墨方式，要根据每时每刻的图面信息来控制喷射条件以进行印刷，不仅能够控制印刷图像自身的信息，同时也可控制应印刷的被印刷体的形状的变化信息，作为向着曲面的印刷方式也被认为大有前途。
但是，这种印刷精度较好的喷墨方式，目前其印刷对象主要为纸张或纤维，而当将其应用于印刷对象广泛的一般胶印印刷时，潜藏有较多的问题。尤其是对于印刷油墨来说，即，对于也添加了适用于一般胶印印刷那样特性的喷墨用的油墨而言，胶印印刷和喷墨中的油墨的性能要求各不相同，所以其选择较难，因而进行各种研究以对它加以解决，例如在特开平10-235989号公报中，为了进行借助喷墨方式的胶印印刷，而对根据喷墨方式直接印刷的被印刷体的材料以及它的表面结构特别是表面粗糙度进行设定，从而可进行借助喷墨的胶印印刷。但却未必能说满足印刷精度。
另一方面在近年的喷墨方式中，为了提高它的图像质量而增大最大清晰度，与之相应则要求尽可能缩小油墨的喷射粒子。因此，用于喷墨方式的油墨，一般来说要求为水性类且作为辅助剂包含乙二醇等界面活性剂的粘度极低(0.1～1Poise左右)、浸透性较高的油墨，有与一般胶印印刷用油墨性能的差距日趋拉大的趋势。
另一方面，对于被印刷体的至少应被印刷的面来说，在橡胶、塑料或金属等多种胶印印刷的情况下，油墨需要充分定影在它的印刷表面，此外在特性上油墨还需要满足如下数个条件，即：从平面原版通过胶印用的平面或曲面的印刷用弹性橡皮布来进行中间复制，并进一步将它的中间复制的产物复制定影在最终的被印刷物上。以现有喷墨方式用的油墨和被印刷体的纸或纤维为对象的材料对于表面条件来说，未必能说与其相适。
如上所述，当将喷墨方式应用于胶印印刷时，喷墨方式也潜藏有较多的问题。使用的印刷油墨的问题尤其重要，在喷墨的头部工作间隙，通过保持容器挤压空腔而使油墨从喷嘴喷出的工序中，由于兼顾它的容量和时间而要求使用油墨粘性极低的油墨，另外还要求能够在期望的状态下，从平版原板向着中间橡皮布(或垫件)复制、进而向着最终印刷体进行高精度的印刷复制、定影，关键在于满足该相反条件情况下的印刷油墨规格、印刷方法，一直以来期待实现这种印刷油墨规格和印刷方法。
发明内容
为了满足这些要求本申请发明的目的在于提供利用喷墨的胶印印刷方法，及利用它的印刷体，该胶印印刷方法基本上不必大幅度变更以往的原版制作工序、设备，极容易，印刷精度高，而且经济。
本发明的胶印印刷方法是，
1)包括：第1工序，通过使用了UV油墨的喷墨方式，在平面原板上印刷UV油墨图像；第2工序，印刷上述UV油墨图像，同时或在印刷之后立即进行UV或电子束的照射以使UV油墨图像成为半干燥状态；第3工序，将该半干燥状态的UV油墨图像复制在弹性橡皮布表面上；第4工序，将复制在该弹性橡皮布上的上述UV油墨图像胶印印刷在被印刷体上；对胶印印刷后的UV油墨图像进行干燥定影的工序。
2)在上述1)中，上述弹性橡皮布是平面弹性橡皮布，
3)在上述1)中，上述弹性橡皮布是曲面弹性橡皮布或辊状弹性橡皮布，
4)在上述1)至3)中，上述第1工序中的UV油墨的粘度在30℃下为3～100mPaS，
5)在上述1)～3)中，上述笫2工序中的半干燥状态的UV油墨的粘度，在标准UV油墨下、在25℃下为0.1～300PaS相当粘度，
6)在上述1)～5)中，上述第2工序中对UV油墨的照射条件为：输出W为0.1～0.5KW/cm、照射时间t为0.5～5see、上述印刷后的UV油墨图像为半干燥状态，
7)在上述1)～5)中，上述第2工序中的UV或电子束的照射条件，作为实用比例来说，是利用通常的UV油墨的印刷图像的干燥照射条件的1/2～1/3，
8)在上述1)～7)中，上述弹性橡皮布的材料是硅橡胶，
9)在上述1)～8)中，用于上述喷墨的油墨是导电性油墨或包含有机EL的油墨，
此外，本申请发明的印刷体为，
10)一种印刷体，通过上述1)～9)中任一项所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法进行表面印刷而成，
11)在上述10)中，上述印刷体是汽车部件，
12)在上述10)中，上述印刷体是汽车用的操作杆或内外装部件，
13)在上述10)中，上述印刷体是电子设备的外装部件或内装部件，
14)在上述13)中，上述电子设备的外装部件是携带电话的外装部件，
15)在上述13)中，上述电子设备的内装部件构成电路，
16)在上述13)中，上述印刷体是装饰品，
17)在上述13)中，上述装饰品是眼镜框架，
18)在上述10)中，上述印刷体是天线，
19)在上述10)中，上述印刷体是有机EL体，
20)在上述10)中，上述印刷体是电磁波防护体。
本发明可以将在印刷原板上以喷墨方式得到的图像作为印刷原版，利用胶印印刷印刷在具有曲面等的被印刷体上，由此可以提供一种将富有多样性的印刷图像高精度地印刷到平面以及曲面上的印刷方法，与已有技术相比而可提供一种精密且富有多样性的印刷体。
附图说明
图1是表示本发明的印刷方法的内容的工序流程图。
图2是将图1中的各工序作为实际作业来说明的说明图。
图3是被印刷体具有曲面、使用了曲面弹性橡皮布情况下的说明图。
图4是表示根据UV油墨的粘度的喷墨适应性(喷射准确度)以及弹性橡皮布的复制效率(复制准确度)的关系的线图。
附图标记说明：
1印刷原版、2被印刷体、20具有曲面的被印刷体、3喷墨印刷装置、31喷墨印刷装置以及与其联动的照射固化装置用的输送装置(省略动力部)、4UV灯或者电子束的照射固化装置、5圆筒状弹性橡皮布、50曲面弹性橡皮布、51圆筒状弹性橡皮布从原版向着被印刷体的移动轨迹、501该曲面弹性橡皮布从原版上向着被印刷体的移动轨迹、502表示加压复制状态的曲面弹性橡皮布、503表示印刷状态的曲面弹性橡皮布、6UV油墨定影装置(1)、60UV油墨定影装置(2)、61UV油墨定影装置(1)的支承输送装置(ィ)、601UV油墨定影装置(2)的支承输送装置(ロ)、B安装底座、B1UV油墨定影用底座、OP1利用喷墨方式向着平面原版的印刷图像制作工序、OP2UV油墨的半干燥(半固化)处理工序、OP3向着弹性橡皮布的复制处理工序、OP4向着被印刷体的胶印印刷工序、OP5UV油墨的干燥定影工序。
具体实施方式
如上所述，本发明对可以观察到显著提高印刷精度和印刷的多样性的喷墨方式印刷的印刷原版加以利用以进行胶印印刷，要点在于，在喷墨印刷和胶印印刷中分别要求的优选印刷油墨性质。
本发明人使用紫外线固化型油墨(以下称为UV油墨)来设定规定的条件，从而获知如下见解，即，利用了上述喷墨方式的胶印印刷既容易又经济。
图1是表示本申请发明的印刷方法的内容的工序流程图。
OP1为利用喷墨方式向着平面原版的印刷图像制作工序；OP2为半干燥(半固化)处理工序，该工序利用OP1向着原版上进行图像印刷，同时或在印刷后立即通过UV灯或电子束照射以使上述印刷图像的UV油墨半干燥(半固化)；OP3为复制处理工序，该工序在弹性橡皮布上复制在上述印刷原版上实施了半干燥(半固化)印刷图像；OP4为胶印印刷工序，该工序移动复制了印刷图像的弹性橡皮布以向着被印刷体印刷上述图像；OP5为干燥定影处理工序，该工序使被胶印印刷后的印刷图像的UV油墨干燥定影。
图2是将图1中描述的各工序作为实际作业以进行说明的说明图。
图2是具有圆筒状形状的弹性橡皮布情况下的说明图，图3与之相对是在被印刷体具有曲面的情况下，通过对应于该被印刷体曲面的曲面所构成的曲面弹性橡皮布的情况的说明图。
即，图2表示如下情况，被印刷体2为平面或平面性曲面，而且弹性橡皮布5为圆筒状，利用弹性橡皮布的图像油墨的复制是通过弹性橡皮布5的转动来进行。此外，图3是它的被印刷体20具有曲面的情况。
图中1是印刷原版、2是被印刷体、20是具有曲面的被印刷体、3是喷墨印刷装置、31是喷墨印刷装置以及与之联动的照射固化装置用的输送装置(省略动力部)、4是与喷墨装置联动并以即定的照射条件进行照射的UV灯或电子束的照射固化装置、5是圆筒状弹性橡皮布、50是曲面弹性橡皮布、51是该圆筒状弹性橡皮布从原版上向着被印刷体的移动轨迹、501是该曲面弹性橡皮布从原版上向着被印刷体的移动轨迹、502是表示从原版将原版的图像加压复制的状态的曲面弹性橡皮布、503是表示利用在具有曲面的被印刷体上的曲面弹性橡皮布向着被印刷曲面体的印刷状态的曲面弹性橡皮布、6是UV油墨定影装置(1)、60是UV油墨定影装置(2)、61是UV油墨定影装置(1)的支承输送装置(ィ)、601是UV油墨定影装置(2)的支承输送装置(ロ)、B是安装底座、B1是UV油墨定影用底座。
图4表示对根据用于喷墨情况下的UV油墨的粘度的适应性(喷射准确度)以及根据相对于弹性橡皮布的UV油墨的粘度的复制效率(复制准确度)进行实验的1例，是利用对数示出横轴的线图。前者比较测定相对于计算机输入数据的图像精度，而后者比较测定相对于硅橡胶平面橡皮布的复制精度。
在图中，A表示喷墨中的UV油墨粘度和喷射精度(准确度)的关系，B表示UV油墨粘度和向着弹性橡皮布的复制效率(准确度)的关系。
后者的适合粘度范围是前者的适应粘度范围的102～104级的倍率差，可知后者的适应范围的宽度与前者相比，可广泛获得。
下面详细说明本发明的内容。
预先在安装底座B上，可移动地安装印刷原版1。印刷原版1是铝合金制的薄平板，也可使用称为废物承托板的与UV油墨具有保持性、亲和性的板材。
喷墨印刷机3优选具有通常的线性头部工作间隙、喷嘴密度为20～150npi左右的印刷机，通过计算机控制来制作图像。
在通常的喷墨方式的印刷中，虽然主要使用水性的低粘度油墨，但是在本发明中，具有特征之处在于，尤其使用具有既定粘度且干燥固化时间较迟的UV油墨。
作为向喷墨印刷机3供给的UV油墨来说，各厂家向市场推出了各种产品，但是在本发明中，根据实验结果优选将既定粘度调整为在30℃下是3～100mPaS的UV油墨。优选使用两液型物质，即，以丙烯酸脂类光聚合性树脂为基底材料，而添加10％以下减粘剂，所述减粘剂具有较少的光聚合开始剂，用于降低粘度。
在本发明中，通常的用于喷墨印刷机3中的油墨，被要求即干性与之相对，在工序中需要使UV油墨维持半干燥(半固化)状态的条件，逐渐给予某个既定时间。
此外，本发明的第2关键之处在于，通过喷墨印刷机3进行印刷同时或者是在印刷之后立即使该UV油墨为半干燥(半固化)状态的油墨性质，从而在对于向弹性橡皮布5、50的保持性或是从原版脱离的脱模性之间保持平衡。
即由喷墨印刷机3的头部工作间隙喷射出的油墨的规格，与将其复制在弹性垫件情况下的油墨规格不同，毫无疑义可将该规格差认为是粘度差。
如上所述，需要对UV油墨逐渐施加某个既定时间的维持半干燥(半固化)状态的条件，因而优选的情况是，通过减少光聚合开始剂等方式来调整UV油墨自身的性质，还可放宽在借助喷墨的原版印刷后通过UV或电子束进行干燥(固化)用的照射条件。
从实验结果可知，在实用性上，可向着弹性橡皮布5、50的表面复制的UV油墨的粘度界限、尤其是可向着硅橡胶制弹性橡皮布的表面复制的UV油墨的粘度限度，根据实验结果为0.1PaS以上、300PaS以下。在不足0.1PaS时，由于油墨的渗入而使版变脏，此外当超过300PaS时，则难以向着弹性橡皮布表面进行有精度的复制。
因而，半干燥(半固化)状态下的UV油墨的相当粘度，优选为0.1PaS以上、300PaS以下。
此外，在实际的作业条件下，作为实际采用的比例，通过将UV或电子束的照射条件取为利用通常UV油墨的印刷图像的干燥照射条件的大体1/2～1/3左右，由此可以得到半干燥(半固化)状态。
为了稳定得到半干燥(固化)状态，而需要将用于干燥(固化)的UV或电子束的照射能集中。申请人的大多数的实用试验的结果得到下述认知，即，通过在0.5cm/sec的输送速度V下将照射条件选择为：输出W是0.1～0.5KW/cm、照射时间t是0.5～5sec，可使上述所印刷的UV油墨图像稳定地成为半干燥状态。基本上，使输出W相对变小或使照射距离变远，由此可增加照射时间t，从而可更为稳定地得到半干燥(半固化)状态。
通过图1的OP3的工序，利用喷墨来印刷，即将半干燥(固化)状态的图像从原版复制在弹性橡皮布上。此外在OP4中，将弹性橡皮布5、50从原版1上经移动轨迹51、501移动到被印刷体2上，印刷在被印刷体2、20上。
对于弹性橡皮布5、50以及在此之间的UV油墨的规格，可以本申请人所申请的特开平10-235989号「利用了喷墨方式的胶印印刷方法」、专利第3166069号「向着曲面的印刷方法」为参考。
图1的OP5中，印刷在被印刷体上的UV油墨，通过UV或电子束6、60来干燥定影。此时在实际作业中，因为OP1～4与OP5产生时间差，所以被印刷的被印刷体从安装底座B转移到另一个UV油墨定影用底座B1上，由此可利用UV或电子束6、60平衡良好地干燥定影。当然在安装底座B上不妨碍干燥定影。
在不脱离上述油墨规格条件的范围内，可将本发明的用于喷墨的油墨作为导电性油墨或包含有机EL的油墨。通过使用导电性油墨或包含有机EL的油墨，可将印刷在被印刷体上的印刷图像使用在电磁波能量处理装置，尤其是使用在天线和电磁波遮断用部件。此外，也可适用于IC用的配线基板。
在该情况下，对于最终印刷图像中的电磁粉末体的规格来说，可适用本申请人申请的特开2004-055566号、特开2003-306792号的内容。
实施例1
被印刷体：200mm×200mm×1mm聚丙烯板
弹性橡皮布：材料硅橡胶
圆筒型弹性橡皮布70mmφ(芯轴20mmφ)×250mm(L)
印刷原版：300mm×300mm×1mm Al合金(表面粗糙度1.5s)
印刷图像：线宽0.5±0.02mm、格子间距5±0.3mm标准格子花纹
喷墨印刷机：装载SONY DPPdpp-MP1头部工作间隙
UV油墨：东洋油墨喷墨用FDSS系列(色彩193红色)
移动速度V；5mm/sec
印刷机：水平移动式3级型橡皮布印刷机(SHUHO-3型)
半干燥(半固化)条件：
照射灯；金属检卤灯1.5KW
照射距离H；50mm
移动速度V；5mm/sec
干燥定影条件：
照射灯；金属检卤灯3KW(M03-L31)
照射距离H；200mm
照射时间；1sec
通过喷墨印刷机3，在印刷原板1上以5mm/sec的移动速度V对上述印刷图像进行印刷。此外，通过与喷墨印刷机联动的金属检卤灯(1.5KW)4在印刷之后立刻进行半干燥(半固化)处理。将最初的照射距离H取为30mm，为了不过于干燥(固化)地复制而取为50mm。对利用圆筒型弹性橡皮布5的复制进行确认后，在被印刷体2上进行胶印印刷。干燥定影后，可通过目视以及Lupe(倍率×20)对印刷图像面的印刷状态进行观察。
结果可以确认到大体上完好地进行了从印刷原版的复制，此外还确认到向着被印刷体的胶印印刷也令人满意。
实施例2
被印刷体：50mmR×底面80mmφ×高度20mm聚丙烯碗状体
弹性橡皮布：
曲面弹性橡皮布；材料硅橡胶
底面120mmφ×高度37mm×主曲率半径100mmR×偏芯量20mm×顶部20mmR(有效底面90mmφ×有效高度22mm)碗状锤体
印刷原版：200mm×200mm×1mm Al合金(表面粗糙度1.5s)
印刷图像：线宽0.5±0.02mm、格子间距5±0.3mm标准格子花纹
喷墨印刷机：装载SONY DPPdpp-MP1头部工作间隙
UV油墨；东洋油墨喷墨用FDSS系列(色彩193红色)
移动速度V；5mm/sec
印刷机：水平移动式3级型橡皮布印刷机(SHUHO-3型)
半干燥(半固化)条件：
照射灯；金属检卤灯1.5KW
照射距离H；50mm
移动速度V；5mm/sec
干燥定影条件：
照射灯；金属检卤灯1.0KW×4
照射距离H；200mm
照射时间；1sec
通过喷墨印刷机3在印刷原版1上以5mm/sec的移动速度V对上述印刷图像进行印刷。通过与喷墨印刷机联动的金属检卤灯(1.5KW)4在印刷之后立刻进行半干燥(半固化)处理。将照射距离H取为50mm。
对利用曲面弹性橡皮布50的复制进行确认后，在被印刷体20上按照移动轨迹501移动以进行胶印印刷。从安装底座B将印刷后的被印刷体20转移到UV油墨定影用底座B1上，通过UV油墨定影装置(2)60，在上述干燥定影条件下进行干燥定影处理。
在UV油墨干燥定影后，通过目视以及Lupe(倍率×20)对印刷图像面的印刷状态进行观察。
结果可以确认到，大体上完好地进行了从印刷原版的复制，此外还确认到向着被印刷体的胶印印刷的精度也令人满意。
另外，上述实施例1以及2各表示一例实施例，各规格并不限定于此。
本申请发明的利用喷墨方式的胶印印刷法，可以对具有一般曲面的被印刷体进行高精度且经济的印刷，从而可将该胶印印刷法使用于IC相关设备、汽车用部件、装饰品等广泛范围的被印刷体。

Claims (20)

1、一种利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，包括：第1工序，通过使用了UV油墨的喷墨，在平面原板上印刷UV油墨图像；第2工序，印刷上述UV油墨图像，同时或在印刷之后立即进行UV或电子束的照射，以使UV油墨图像成为半干燥状态；第3工序，将该半干燥状态的UV油墨图像复制在弹性橡皮布表面上；第4工序，将复制在该弹性橡皮布上的上述UV油墨图像胶印印刷在被印刷体上；对上述胶印印刷后的UV油墨图像进行干燥定影的工序。
2.如权利要求1所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，上述弹性橡皮布是平面弹性橡皮布。
3.如权利要求1所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，上述弹性橡皮布是曲面弹性橡皮布或辊状弹性橡皮布。
4.如权利要求1至3中任一项所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，上述第1工序中的UV油墨的粘度在30℃下为3～100mPaS。
5.如权利要求1至3中任一项所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，上述第2工序中的半干燥状态的UV油墨的粘度，在标准UV油墨下、在25℃下为0.1～300PaS相当粘度。
6.如权利要求1至5中任一项所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，上述第2工序中的UV油墨的照射条件为：输出W为0.1～0.5KW/cm、照射时间t为0.5～5sec、上述印刷的UV油墨图像为半干燥状态。
7.如权利要求1至5中任一项所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，上述第2工序中的UV或电子束的照射条件，作为实用的比例来说，是利用通常的UV油墨的印刷图像的完全干燥照射条件的1/2～1/3。
8.如权利要求1至7中任一项所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，上述弹性橡皮布的材料是硅橡胶。
9.如权利要求1至8中任一项所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法，其特征在于，用于上述喷墨的油墨是导电性油墨或包含有机EL的油墨。
10.一种印刷体，通过上述权利要求1～9中任一项所述的利用了喷墨方式的胶印印刷方法进行表面印刷而成。
11.如权利要求10所述的印刷体，其特征在于，上述印刷体是汽车部件。
12.如权利要求10所述的印刷体，其特征在于，上述印刷体是汽车用的操作杆或内外装部件。
13.如权利要求10所述的印刷体，其特征在于，上述印刷体是电子设备的外装部件或内装部件。
14.如权利要求13所述的印刷体，其特征在于，上述电子设备的外装部件是便携电话机的外装部件。
15.如权利要求13所述的印刷体，其特征在于，上述电子设备的内装部件构成电路。
16.如权利要求10所述的印刷体，其特征在于，上述印刷体是装饰品。
17.如权利要求16所述的印刷体，其特征在于，上述装饰品是眼镜框架。
18.如权利要求10所述的印刷体，其特征在于，上述印刷体是天线。
19.如权利要求10所述的印刷体，其特征在于，上述印刷体是有机EL体。
20.如权利要求10所述的印刷体，其特征在于，上述印刷体是电磁波防护体。
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