JP2008149591A

JP2008149591A - 可逆性熱変色インキの印刷方法

Info

Publication number: JP2008149591A
Application number: JP2006340691A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sumita; 剛士住田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-07-03

Abstract

【課題】金券等に、オフセットまたは活版印刷で、可逆性熱変色インキを印刷する場合に、インキが紙層に浸透して熱変色インキの濃度が低下するのを防止する。
【解決手段】本発明の可逆性熱変色インキの印刷方法は、可逆性熱変色インキをオフセットまたは活版印刷により、紙基材１１に印刷する場合において、熱変色インキの印刷前に、当該紙基材に対して目止め印刷１２を行い、当該目止め印刷部分に対して熱変色インキ印刷部１３の印刷を行う、ことを特徴とする。上記において、目止め印刷１２に紫外線硬化型のメジウムインキを使用することにより好適に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、可逆性熱変色インキの印刷方法に関する。詳しくは、可逆性熱変色インキの印刷をオフセットまたは活版印刷する際に、インキが用紙に浸透することにより十分な印刷濃度と変色効果が得られなくなるのを防止した印刷方法に関する。
本発明の具体的利用分野は、銀行券や証券類、商品券やサービス提供券、交通券、馬券、抽選券、その他、各種のセキュリティ文書の分野である。

従来、可逆性熱変色インキは、適温表示や警告表示印刷物、あるいは温度検知ラベル等の特殊な用途に用いられることが多かった。しかし、可逆性熱変色インキは通常のインキと異なり体温等の熱変化により簡単に変色し、また、熱源を除去すると元の色に戻る特徴を有するので偽造防止を目的とする用途にも有効であることが認められてきている。
そのため、従来は余り使用されていなかった、証券類や商品券等の種々の金券類に使用することが行われてきている。しかし、紙基材に対して可逆性熱変色インキをオフセットまたは活版印刷する場合は、インキが用紙に浸透する現象が生じ、紙表面に残るインキ量が少なくなることから、変色効果が十分に得られなくなることが指摘されている。

一方、従来可逆性熱変色インキ印刷が行われているグラビア印刷では、印刷の精度が劣り金券類の印刷には不向きな問題がある。それに比較し、オフセット印刷や活版印刷は、鮮明に美麗な印刷を大量に行うことができる利点がある。そこで、本発明は、オフセット印刷や活版印刷において可逆性熱変色インキが紙基材に浸透しない印刷方法を検討するものである。

なお、可逆性熱変色インキの印刷に関しては、特許文献１〜特許文献４等の先行文献が存在する。特許文献１は、可逆性熱変色材料を使用するコピー防止用印刷物を提案し、熱変色インキをグラビア印刷やスクリーン印刷することについて記載しているが、オフセットまたは活版印刷することについては記載していない。特許文献２も可逆性熱変色インキによる偽造防止印刷を施した券類を提案するが、「通常の印刷手段」と記載するのみで、特定の印刷方法については明らかにしていない。特許文献３は、熱変色性インキに、メタモグラビアインキを使用することを記載しているが、オフセット印刷については記載していない。特許文献４は、熱変色性ドライオフセットインキについて記載しているが、紙基材に印刷した場合に生じる問題については特に言及していない。

実公平１−８３８６号公報実公平３−１００６３号公報実開平５− ７４８７５号公報特開平８−２７７３７３号公報

上記のように、可逆性熱変色インキをオフセットまたは活版印刷する際に、当該インキが紙層に浸透して濃度が低下することを防止する印刷方法の実現を図る。

上記課題を解決する本発明の要旨は、可逆性熱変色インキをオフセットまたは活版印刷により、紙基材に印刷する場合において、熱変色インキの印刷前に、当該紙基材に対して目止め印刷を行い、当該目止め印刷部分に対して熱変色インキの印刷を行う、ことを特徴とする可逆性熱変色インキの印刷方法、にある。
上記において、目止め印刷を紫外線硬化型の透明インキにより印刷すれば、好適な目止め印刷効果が得られる。

本発明の可逆性熱変色インキの印刷方法は、可逆性熱変色インキをオフセットまたは活版印刷する際に、目止め印刷を行うので、一回の熱変色インキの印刷で盛り量を大きくすることができ、印刷濃度の低下を生じることがない。

可逆性熱変色性インキは、電子供与性呈色性有機化合物と、電子受容性化合物である顕色剤と、成分の呈色反応の変色温度調製剤と、からなる均質相溶体を微小カプセルに内包したマイクロカプセル顔料を、バインダーに分散した材料からなっている。
電子供与性呈色性有機化合物としては、ジフェニルメタンフタリド類、フルオラン類、ジフェニルメタンアザフタリド類、インドリルフタリド類、フェニルインドリルフタリド類、フェニルインドリルアザフタリド類、スチリノキノリン類等がある。

顕色剤としては、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、あるいはハロゲン等の置換基をもつモノフェノール類乃至ポリフェノール類が用いられる。
変色温度調製剤には、アルコール類、エステル類、ケトン類のいずれかより選ばれた一種または２種以上の溶剤が用いられる。マイクロカプセルの壁材料には、エポキシ樹脂等が用いられている。マイクロカプセル顔料の粒子分布は、一般には０．５μｍから１０μｍ程度のものが用いられている。オフセット印刷のためには、一般により微小化したサイズが好ましいが、ロールミル処理で微分散するとマイクロカプセルが破壊され易い問題がある。そこで、粒子径は微小カプセル化の段階において設定することになる。しかし、サブミクロン以下の微粒子に粒子径を設定すると、カプセル単離の工程で支障をきたす問題がある。そこで、オフセット印刷でも粒子径は、１μｍから数μｍの範囲に設定されることが多い。活版印刷は、通常、オフセットインキをそのまま使用することができる。
本発明方法も上記、可逆性熱変色性インキ材料の使用に基づくものである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、熱変色印刷物の例を示す平面図、図２は、本発明の熱変色印刷物の印刷方法を示す断面図、図３は、従来の目止め印刷を使用しない場合の印刷物の断面図、図４は、目止め印刷を使用しないで２度刷りした場合の印刷物の断面図、である。

図１は、熱変色印刷物の例を示す平面図である。ただし、熱変色印刷物１は各種の図柄を採用できるので、限定された一例を示すものに過ぎない。
図１（Ａ）は、印刷後の加熱前の状態である。紙基材１１面には通常のオフセットインキ印刷部１５に加えて、熱変色インキ印刷部１３が目止め印刷１２上に印刷されている。図１の場合、熱変色インキ印刷部１３は、他の絵柄と独立した（離れた）パターンを単色で構成しているが、通常のオフセットインキ印刷部１５内に混在するように構成することもでき、その場合は、加熱前の識別を一層困難にできる。また、図１の場合、目止め印刷１２は熱変色インキ印刷部１３の下面にのみ施されているが、紙基材１１の全面に印刷してもよいものである。

図１（Ｂ）は、手のひらにのせて加熱した状態であり、熱変色インキ印刷部２が加熱により、透明化部１４となっている状態が示されている。熱変色が生じる温度範囲は、前記のように溶剤類により調製可能であり各種の温度範囲に設定てきる。ただし、金券類では特別な加熱装置を使用しないで確認できるように、室温よりはやや高い温度であるが、人体の肌の温度よりは低い温度範囲に設定されることが多い。

本発明は、このような印刷物の熱変色インキをオフセット印刷または活版印刷する場合において、紙基材１１に印刷する際に、事前に目止め印刷することを特徴とする。
図２を参照して、本発明の印刷方法を説明する。まず、図２（Ａ）のように、紙基材１１に目止め印刷１２を行う。印刷後、目止め印刷１２は、紙基材１１に多少浸透するが、全体が浸透することはなく、紙基材１１の表面に透明被膜１２を形成する。熱硬化して架橋膜を形成する紫外線硬化型インキ等の場合は、通常の印刷インキの樹脂よりも紙基材１１への浸透を小さくできる。

目止め印刷１２は、熱変色インキが紙基材１１に浸透するのを防止することが目的であるため、熱変色インキの色彩に影響を与えない無色透明に近いものを使用する。一般的には、印刷インキから色材である顔料や染料成分を除いたメジウムインキが用いられることが多い。目止め印刷１２には、各種の樹脂材料を使用できるが、適度な乾燥速度が得られ、被膜強度も十分な上記の紫外線硬化型インキを用いるのが好ましい。ただし、オフセット印刷に一般に用いられるアミノアルキッド樹脂や変性フェノール類、マレイン酸樹脂、ロジンエステル類、アマニ油系樹脂等の使用が除外されるわけではない。

次に、図１（Ｂ）のように、熱変色インキ印刷部１３を目止め印刷１２の上に重ね刷りする。熱変色インキ印刷部１３は、目止め印刷１２があるので、紙基材１１に浸透することが少なく、一回の印刷で十分な印刷濃度を実現することができる。通常のオフセットインキ印刷部１５は、熱変色インキ印刷部１３とインラインで印刷できる。

図３は、従来の目止め印刷を使用しない場合の印刷物の断面図であり、図４は、目止め印刷を使用しないで２度刷りした場合の印刷物の断面図である。
目止め印刷をしないで、可逆性熱変色インキ１３を直接印刷した場合は、インキが紙基材１１に大量に浸透してしまう。図３はその現象を忠実には表現していないが、実際には浸透したインキの大部分は紙の繊維中に浸透して繊維の背面になるので、表面から視認できる熱変色インキ印刷部１３の層は僅かな量になる。図４のように、熱変色インキ印刷部１３ａ，１３ｂを重ねて２度刷りする場合は、ある程度の熱変色インキの濃度が得られるが、インキ使用量が増える問題がある。また、熱変色インキの絵柄の見当合わせが必要な場合は、印刷精度が低下する問題がある。

オフセット印刷機を用い、図１のような商品券のオフセット印刷を行った。用紙には、上質紙（９０ｋｇ／４６判）を使用した。可逆性熱変色インキには、グリーン、ブルー、レッドの３色を重ね刷りしないで、それぞれ単色で使用した。この熱変色インキは、平均粒径５μｍ程度のカプセルに熱変色材料を内包させた顔料を、アマニ油に分散させたものである。具体的にはＳＩＣＰＡ社製の以下の３色のものを使用した。
UV-TRONIC DRY OFFSET THERMOCHROMIC GREEN ２７°Ｃ
UV-TRONIC DRY OFFSET THERMOCHROMIC BLUE ２７°Ｃ
UV-TRONIC DRY OFFSET THERMOCHROMIC RED ２７°Ｃ

なお、「２７°Ｃ」とは熱変色の生じる温度を意味し、体温で変色する温度範囲に設定したものである。上記の２７°Ｃ未満では、それぞれ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥ、ＲＥＤの色を呈するが、熱を与え２７°Ｃ以上の温度にすると透明化するものである。通常、手のひらにのせて接触させると、２７°Ｃ以上の温度にすることができる。

まず、紫外線硬化型オフセットインキを使用して目止め用の下地印刷を行った。当該インキには、ザ・インクテック株式会社製のアクリル樹脂系の透明な「ＵＶＢＦＳＧメジウム」を使用した。目止め印刷１２は熱変色インキ印刷部１３の下面にのみ熱変色インキ印刷部１３よりは大きな形状になるように印刷した。

上記紫外線硬化型メジウムインキのタック［粘着力］（テスター産業株式会社製「インコメーター」による測定）は、１０ｋｇ・ｍであり、フロー［流動性］（安田精機製作所株式会社製「平行板粘度計（スプレッドメーター）」による測定）は、４５〜５０ｍｍであった。なお、タックはインコメーターにより２本のローラー上のインキのローラー間を離れる時のトルク（荷重）を測定するものであり、フローは、粘性ある物質の流動性を一定荷重の平行板で押し付けその拡大寸法と経過時間との関係により粘度を測定するもので、一定時間経過後のインキ直径を測定して評価する。評価するインキ量は、１．３１ｃｃ、荷重１１５ｇ／ｍ²とする。
この印刷インキにより、通常の輪転オフセット印刷の印刷条件で印刷し、高圧水銀ランプにより紫外線照射して乾燥した。目止め印刷１２の乾燥後のインキ塗布量は、１２ｇ／ｍ²程度となった。

その後、通常のオフセットプロセスインキ（３色）と、上記の熱変色インキを使用して、上記商品券の印刷をオフセット印刷で行った。熱変色インキ印刷部１３は、ほぼ、１０ｍｍ×１５ｍｍの矩形状になるように、上記３色の単色でそれぞれ印刷した。通常のオフセットインキ印刷部１５は、オフセットプロセスインキ（３色）により印刷した。
印刷は、通常の輪転オフセット印刷と同一の条件（印刷速度；１２０ｍ／ｍｉｎ）で行った。なお、印刷に使用する湿し水条件は、Ｈ液（湿し水に添加して表面張力を抑えて再現性を上げる薬品）１％、ＩＰＡ液５％、とした。熱変色インキの乾燥後のインキ盛り量は、約２μｍとなった。

オフセット印刷と活版印刷を併合した印刷機を用い、図１の商品券をオフセット印刷＋活版印刷の印刷法により印刷した。用紙には、上質紙（９０ｋｇ／４６判）を使用した。
可逆性熱変色インキのグリーン、ブルー、レッド、および目止め印刷用の透明紫外線硬化型インキには、実施例１に用いたと同一のものを使用した。印刷インキ粘度や塗布量も実施例１と同一の条件となるようにし、乾燥も同一の条件とした。

紫外線硬化型インキの目止め用の下地印刷とオフセットプロセスインキ（３色）部分は、オフセット印刷したが、熱変色インキ印刷部１３は同一のインキを用いて活版印刷により印刷した。いずれも印刷速度；１２０ｍ／ｍｉｎの印刷条件である。なお、活版印刷の版材は、アクリルニトリルブタジエンゴム版のものである。熱変色インキの乾燥後のインキ盛り量は、実施例１と同様に、約２μｍとなった。

（比較例１）
上記、実施例１において、紫外線硬化型オフセットインキによる下地印刷を行なわずに、通常のオフセットプロセスインキと、上記の熱変色インキを組み合わせて、オフセット印刷を行った。印刷機と印刷条件、印刷材料は、実施例１と同一条件とした。

（比較例２）
上記、実施例１において、紫外線硬化型オフセットインキによる下地印刷を行なわずに、通常のプロセスインキと、上記の熱変色インキを組み合わせて、オフセット印刷を行い、次いで熱変色インキ部分を重ね刷りで２回刷りする印刷を行った。印刷機と印刷条件、印刷材料は、実施例１と同一条件とした。

実施例１と実施例２の印刷物は、可逆性熱変色インキ印刷部１３の十分な印刷濃度が得られ、２７°Ｃ以上に加温して透明化することが確認できた。
比較例２の印刷物も同様の結果が得られ、加温して透明化することも確認できた。
ただし、比較例１の印刷物では、熱変色インキ印刷部１３の十分な印刷濃度が得られなかった。以上の結果から、本発明の印刷方法によれば、オフセットまたは活版印刷を用いて、熱変色インキの十分な印刷濃度が得られることが確認できた。

熱変色印刷物の例を示す平面図である。本発明の熱変色印刷物の印刷方法を示す断面図である。従来の目止め印刷を使用しない場合の印刷物の断面図である。目止め印刷を使用しないで２度刷りした場合の印刷物の断面図である。

符号の説明

１本発明の熱変色インキ印刷物
２従来の熱変色インキ印刷物
１１紙基材
１２目止め印刷
１３熱変色インキ印刷部
１４透明化部
１５通常のオフセットインキ印刷部

Claims

可逆性熱変色インキをオフセットまたは活版印刷により、紙基材に印刷する場合において、熱変色インキの印刷前に、当該紙基材に対して目止め印刷を行い、当該目止め印刷部分に対して熱変色インキの印刷を行う、ことを特徴とする可逆性熱変色インキの印刷方法。
目止め印刷を紫外線硬化型の透明インキにより印刷することを特徴とする請求項１記載の可逆性熱変色インキの印刷方法。