JP2005178235A

JP2005178235A - グラビア印刷の乾燥装置

Info

Publication number: JP2005178235A
Application number: JP2003424353A
Authority: JP
Inventors: Naoto Fukuhara; 直人福原; Hiroshi Suzuki; 洋鈴木
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】印刷物に皮張り現象がなく、残留溶剤の除去に多大な時間とエネルギーを要することなく、力のある（調子再現性に優れる）印刷ができ、さらに生産性を維持しかつ余分な乾燥エネルギーを要しないグラビア印刷の乾燥装置の提供にある。
【解決手段】走行する基材１０上にグラビア印刷インキ２０で印刷された印刷面に走行方向Ｐに並ぶ１５個のスリット状乾燥ノズルにより放出される熱風で乾燥するグラビア印刷の乾燥装置において、前記熱風の量が、最初の乾燥ノズル３２−１から最終の乾燥ノズル３２−１５まで、ノズル内部に設けられたダンパー３６の向きによって徐々に多くなるように調整されているグラビア印刷の乾燥装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、グラビア印刷機に内蔵されているグラビア印刷の乾燥装置に関するものであり、特に、プラスチックフィルムを主体とした軟包装材へのグラビア印刷における蒸発乾燥型の乾燥装置に関するものである。

印刷分野でいう乾燥とは、印刷インキが流態から固態に変化、または変化させることをいうもので、溶剤や水などの揮発成分を蒸発させる蒸発乾燥の他、浸透、沈殿、ゲル化、冷却固化などの物理的変化と、酸化重合、熱硬化、光硬化などの化学的変化とによる固液変換の現象、および操作のことである。

従って印刷インキの乾燥装置としては、インキの種類、印刷方式、被印刷体（基材）などによって異なり、それらのうち、本発明に関係のある被印刷体（基材）がプラスチックフィルムを主体としたグラビア印刷の乾燥装置には、トルエン等でなる有機溶剤と顔料、樹脂（バインダー）等からなる油性のグラビア印刷インキ、あるいは水溶性樹脂、アミンやアルカリで水溶性とした樹脂の水溶液、またはアクリル樹脂などのエマルジョンをビヒクルとしたインキ等水性グラビア印刷インキの乾燥、あるいき有機溶剤に接着性樹脂が溶解されている接着剤や有機溶剤に各種樹脂でなる表面保護層の塗布剤または前記水性のグラビア用塗布剤の乾燥に用いられるもので、上述した蒸発乾燥型の乾燥装置がある。

上記蒸発乾燥型の乾燥装置として、例えば走行する印刷（塗布）されたウエブ状の基材の印刷（塗布）面と反対面を熱ドラムに巻き付け、その印刷面を複数の送風ノズルからの風量で蒸発乾燥せしめるもので、主に上記接着剤や表面保護層等の塗布剤のように比較的厚く塗布する場合に適用される熱ドラム乾燥装置があり、これに対し、例えば図１の側断面概略図に示すように、走行するプラスチックフィルム等ウエブ状の基材（１０）上に、インキパン（２２）内のグラビア印刷インキ（２０）が版胴（２４）を介して転移され、複数の乾燥ノズル（３２）とそれに対向するガイドロール（３４）との間を走行するこの基材（１０）のインキが転移された面に、複数の乾燥ノズル（３２）から放出される熱風で、油性のグラビア印刷インキの揮発性有機溶剤分をあるいは水性のグラビア印刷インキの水分を蒸発乾燥させる熱風乾燥装置（１００）があり、一般の絵柄や文字等の印刷に適用されている（例えば、非特許文献１参照。）。

以下に、上記先行技術文献を示す。
日本印刷学会編「印刷工学便覧」技報堂出版、ｐ６５９−６６０

しかしながら、上記の一般の絵柄や文字等の印刷に適用される熱風乾燥装置（１００）では、例えば図２の模式図に示すように、走行方向（Ｐ）に走行する基材（１０）上のグラビア印刷インキ（２０）にスリット状の乾燥ノズル（３２）から熱風を吹き付けると、この熱風の温度と風量（風速）によって（温度が高く、風量が多い場合）、さらに絵柄等にシャドウ部が多いことやベタ部（印刷面に濃淡や白抜け部分がなく、印刷インキで完全に覆われている部分）が多い場合、グラビア印刷インキ（２０）の表面にインキの皮膜（２０ａ）ができる現象、すなわちインキ表面のみが蒸発乾燥され内部は未乾燥状態となる現象（通称皮張り現象）が発生し、これを巻き取ると、その圧力でブロッキングや汚れなどの印刷不良となったり、残留溶剤が多くなり、その除去に多大の時間とエネルギーを費
やすという問題点があった。

上記問題点を解決する手段として、例えばシャドウ部やベタ部に相当す部分を含め深度の浅いグラビア版としたり、あるいは基材の走行速度即ち印刷速度を落とし、かつ全体的に乾燥ノズルからの熱風の温度や速度を落としたりして対処しているが、前者の深度の浅いグラビア版では、シャドウ部やベタ部に濃度不足が生じ、力のない（調子再現性に欠ける）印刷物となり、後者の印刷速度を落とす等の手段では、生産性に欠けかつ余分な乾燥エネルギーを費やすという問題点があった。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、グラビア印刷の蒸発乾燥型の熱風乾燥装置において、シャドウ部やベタ部が多い場合でも、印刷物に皮張り現象がなく残留溶剤の除去に多大な時間とエネルギーを要することなく、力のある（調子再現性に優れる）印刷ができ、さらに生産性を維持しかつ余分な乾燥エネルギーを要しないグラビア印刷の乾燥装置を提供することにある。

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、走行する基材上にグラビア印刷インキで印刷され、該印刷された印刷面に前記基材の走行方向に並ぶ複数のスリット状の乾燥ノズルにより所定の温度の熱風を放出して印刷面のインキを乾燥するグラビア印刷の乾燥装置において、前記スリット状の乾燥ノズルにより放出される熱風の量が、前記基材の走行方向に並ぶ手前の乾燥ノズルから最終の乾燥ノズルまで、徐々に多くなるように調整されていることを特徴とするグラビア印刷の乾燥装置としたものである。

また、請求項２の発明では、上記乾燥ノズルから放出される熱風の量の調整は、乾燥ノズル内部に設けられたダンパーの向きによってなされていることを特徴とする請求項１記載のグラビア印刷の乾燥装置としたものである。

本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。

即ち、上記請求項１に係る発明によれば、複数の乾燥ノズルからの所定の温度の熱風量が、基材の走行方向に並ぶ手前の乾燥ノズルから最終の乾燥ノズルまで、徐々に多くなるように調整されているので、まず手前の乾燥ノズルからの少ない風量で、溶剤の蒸発を促進させるとともに、急激な表面のインキ濃度すなわち粘度増加を抑え、続いて最終の乾燥ノズルまで徐々に風量を上げてインキの粘度を内部から増加させると、印刷されたグラビア印刷インキの表面に皮張り現象が起こらず、よって残留溶剤も極力少なくすることができるグラビア印刷の乾燥装置とすることができる。従ってたとえシャドウ部やベタ部が多い場合でも、力のある（調子再現性に優れる）印刷ができ、かつ生産性を維持しつつ余分な乾燥エネルギーを要しないグラビア印刷の乾燥装置を提供できる効果がある。

また、上記請求項２に係る発明によれば、乾燥ノズルから放出される熱風の量の調整を、乾燥ノズル内部に設けられたダンパーの向き（角度）で成されるようにしてあるので、エネルギーロスがなくかつ比較的簡単な冶具で調整することができ、よってコストが嵩まないグラビア印刷の乾燥装置とすることができる。

従って本発明は、グラビア印刷の乾燥装置、特にインキが浸透しないプラスチックフィルムを主体とした軟包装材へのグラビア印刷の乾燥装置において、優れた実用上の効果を発揮する。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明のグラビア印刷の乾燥装置の概略側面図であり、図２は、本発明のグラビア印刷の乾燥装置を構成するスリット状の乾燥ノズルの一事例を示す斜視図であり、図３は、本発明のグラビア印刷の乾燥装置を構成する複数の乾燥ノズルによる風量の調整の一事例を模式的に表した説明図である。また、図４は、本発明のグラビア印刷の乾燥装置を用いた時の乾燥ノズルから放出される熱風量の一事例を従来の方式の事例と対比して示したグラフ図である。

本発明のグラビア印刷の乾燥装置は、例えば図１に示すように、走行する基材（１０）上に、インキパン（２２）中のグラビア印刷インキ（２０）を版胴（２４）に装着されているグラビア印刷版を介して転移されて印刷され、基材の走行方向（Ｐ）に並ぶ複数のスリット状の乾燥ノズル（３２）とこれに対向するように設けられているガイドロール（３４）との間を通過する、上記で印刷された基材（１０）の印刷面に、これら乾燥ノズル（３２）より所定の温度の熱風を放出して印刷面のインキを乾燥するグラビア印刷の乾燥装置（１００）において、例えば図３に示すように、スリット状の乾燥ノズルにより放出される熱風の量を、基材（１０）の走行方向（Ｐ）に並ぶ最初の乾燥ノズル（３２−１）から次の乾燥ノズル（３２−２）、さらに次の乾燥ノズル（３２−３）と順に、最終の乾燥ノズル（３２−１５）まで徐々に多くなるように調整するもので、この熱風量の調整は、順々に並ぶ各乾燥ノズル（３２−１、３２−２、３２−３・・・３２−１４、３２−１５）の内部に配設されているダンパー（３６）の向き（角度）によって成されているものである。

上記スリット状の乾燥ノズルとその内部に配設されているダンパーの形状は、例えば図２の概略斜視図に示すように、乾燥ノズル（３２）は、走行する基材（図示せず）の幅に相当する横方向の長さ（Ｌ）を有し、その先端のスリット状の開口部（３２ａ）は一定の開口幅（Ｗ）を有するもので、このスリット状の乾燥ノズル（３２）の内部に配設されるダンパー（３６）は、中心の回転支持棒（３６ａ）に羽板（３６ｂ）が取り付けられていて、この回転支持棒（３６ａ）を回転させて固定し、羽板（３６ｂ）の角度を調整するようになっている。

従って上記ダンパー（３６）の向き（角度）は、例えば図３に示すように、１５個の乾燥ノズルのうちの最初の乾燥ノズル（３２−１）では、スリット状のノズル先端方向に対し垂直に配設され、次の乾燥ノズル（３２−２）では、それより僅かに傾斜を付けた形で配設され、さらに次の乾燥ノズル（３２−３）と次々に徐々に傾斜を付け、１５番目（最終）の乾燥ノズル（３２−１５）では、ノズル先端方向に対し平行に配設されるように調整するものである。なお、最終の乾燥ノズル（３２−１５）あるいはその近傍のノズルには、ダンパーを配設しないものとすることもできるが、急激な風量の増加となるので、ダンパーを配設したもので調節した方が好ましい。

以上のように、乾燥ノズル（３２）内のダンパー（３６）の羽板（３６ｂ）の角度に傾斜を付けることによって、乾燥ノズル（３２）の先端から放出される熱風量に傾斜を持たせるものである。

上記乾燥ノズルの熱風量を具体的に示すと、例えば従来の乾燥ノズル（１５個全部にダンパーがないもの）からは、温度が６０℃の熱風が１５個とも同量に放出されるものに対し、例えば、横軸を乾燥ノズル（順番）とし縦軸を風量（比率）とした図４のグラフ図に示すように、従来の乾燥ノズル（横方向の長さ（Ｌ）が１０２０ｍｍ、先端の開口幅（Ｗ）が３ｍｍ）での風量（５５）を各１５個ともに１とすると、本発明の乾燥ノズルでの風
量（６６）として、最初（１番目）の乾燥ノズル（ノズルサイズは前記従来と同一のもの）では、０．３３で、次（２番目）から最終（１５番目）の乾燥ノズルまで略直線的に多くなるようにし、最終（１５番目）の乾燥ノズルでは、１．６６になるようにし、トータル風量を従来と略同量とした結果、たとえシャドウ部やベタ部が多い場合でも、印刷されたグラビア印刷インキの表面に皮張り現象が起こらず、従って残留溶剤も極力少なくすることができ、乾燥された印刷物が力のある（調子再現性に優れる）もので、かつ生産性を維持しつつ、余分な乾燥エネルギーを要しないグラビア印刷の乾燥装置とすることができた。

上記本発明のグラビア印刷の乾燥装置による風量（６６）の傾斜が、図４に示すような略直線的であることに限定するものではなく、この略直線的な傾斜に近いカーブ（図示せず）であってもよい。これら風量（６６）の絶対値およびこのカーブや傾斜の程度は、乾燥ノズルのサイズ、個数、さらに使用するグラビア印刷インキの溶剤や樹脂の種類、基材の種類、乾燥装置内のオーブンヒーター温度などによって異なってくるので限定することはできないが、前記インキの溶剤や樹脂の種類等各条件設定でこれらの適切な値を設定しておく必要がある。

上記本発明のグラビア印刷の乾燥装置が適用されるグラビア印刷インキとしては、例えばトルエン等を主体とした炭化水素系（脂肪族・芳香族）、ＩＰＡ等アルコール系、酢酸エチル等エステル系、シクロヘキサン等ケトン系などの乾燥性や樹脂溶解力に対応した有機溶剤の混合溶液に、硝化綿等のセルロース誘導体、ポリアマイド樹脂、ロジン誘導体、石油樹脂、塩ビ−酢ビ共重合体、アクリル樹脂、塩化ゴム、環化ゴム、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂など、一般に、グラビア印刷インキは被印刷体（プラスチックフィルム等）への接着性付与、およびインキ皮膜強度向上のために単一樹脂系は少なく、ほとんどは混合・併用系がバインダーとして溶解され、それに色材としての各種顔料等が分散されている油性のグラビア印刷インキが挙げられ、被印刷体の種類、印刷物の用途等によって適宜選定されるものである。

また、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）や水性アルキド樹脂などの水溶性樹脂の水溶液やアミン等で水溶性とした水系ポリウレタン樹脂の水溶液に顔料が分散している水性グラビア印刷インキ、あるいはアクリル樹脂などに顔料が分散されたエマルションをビヒクルとした水性グラビア印刷インキにも適用することができるが、上記の油性のグラビア印刷インキに比べ、水の蒸発が遅いためオーブンヒーターの温度や風量を全体的に多くする必要があり、場合によってはグラビア印刷版の深度を浅くする必要も出てくるものである。

本発明のグラビア印刷の乾燥装置の一事例を側断面で表した概略説明図である。本発明のグラビア印刷の乾燥装置を構成するスリット状の乾燥ノズルの一事例を示す斜視図である。本発明のグラビア印刷の乾燥装置を構成する複数の乾燥ノズルによる風量の調整の一事例を模式的に表した説明図である。本発明のグラビア印刷の乾燥装置を用いた時の乾燥ノズルから放出される熱風量の一事例を従来の方式の事例と対比して示したグラフ図である。従来のグラビア印刷の乾燥装置で乾燥した場合のグラビア印刷インキの乾燥状態を模式的に表した断面図である。

符号の説明

１０‥‥基材
２０‥‥グラビア印刷インキ
２０ａ‥‥グラビア印刷インキの皮膜
２２‥‥インキパン
２４‥‥版胴
２６‥‥圧胴
３０‥‥オーブン
３２‥‥乾燥ノズル
３２ａ‥‥乾燥ノズル先端の開口部
３２−１‥‥１番目の乾燥ノズル
３２−２‥‥２番目の乾燥ノズル
３２−３‥‥３番目の乾燥ノズル
３２−１４‥‥１４番目の乾燥ノズル
３２−１５‥‥１５番目の乾燥ノズル
３４‥‥ガイドロール
３６‥‥ダンパー
３６ａ‥‥ダンパーの支持棒
３６ｂ‥‥ダンパーの羽根板
５５‥‥従来の乾燥ノズルからの風量
６６‥‥本発明の乾燥ノズルからの風量
１００‥‥グラビア印刷の乾燥装置
Ｌ‥‥スリット状ノズルの長さ
Ｐ‥‥基材の走行方向
Ｗ‥‥スリット状ノズルの開口部の幅

Claims

走行する基材上にグラビア印刷インキで印刷され、該印刷された印刷面に前記基材の走行方向に並ぶ複数のスリット状の乾燥ノズルにより所定の温度の熱風を放出して印刷面のインキを乾燥するグラビア印刷の乾燥装置において、前記スリット状の乾燥ノズルにより放出される熱風の量が、前記基材の走行方向に並ぶ手前の乾燥ノズルから最終の乾燥ノズルまで、徐々に多くなるように調整されていることを特徴とするグラビア印刷の乾燥装置。
上記乾燥ノズルから放出される熱風の量の調整は、乾燥ノズル内部に設けられたダンパーの向きによってなされていることを特徴とする請求項１記載のグラビア印刷の乾燥装置。