JP2014085671A - 被印刷物に回折マイクロ構造を形成及び転写する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】択一的な、エンボス胴を用いて被印刷物に回折マイクロ構造を形成及び転写する方法を提供する。
【解決手段】流体を、エンボス胴１４，１８に塗布し、流体を、塗布箇所と被印刷物への渡し箇所との間の領域で部分乾燥させ、その際、マイクロ構造を流体内で定着させ、固化された流体をフィルム状に被印刷物に転写する。
【選択図】図２

Description

本発明は、紙、厚紙又はフォイルから成る被印刷物に転写される回折マイクロ構造、例えばホログラム又は別の微細構造を形成する方法及び装置に関する。

独国特許出願公開第４１３２４７６号明細書において、ホログラム又は別の微細構造を形成して、被印刷物に転写する装置が公知である。この装置では、着けローラがワニス層を印刷胴に塗布するようになっている。印刷胴は、石英ガラス胴又はアクリルガラス胴として構成されていて、内側にＵＶ光源を有する。印刷胴は、ホログラムを表面レリーフ構造として支持する母型を有する。印刷胴にはペーパーウェブが巻き掛けられる。巻掛領域で、ＵＶ光源が胴の内側からワニス層に作用するので、ワニス層のエンボス加工されたマイクロ構造が巻掛領域でペーパーウェブに載せられる。

ジョブ交換時には、石英ガラス胴又はアクリルガラス胴全体を新しいものに交換しなければならない。

独国特許出願公開第４１３２４７６号明細書

本発明の課題は、印刷胴に塗布された流体が被印刷物支持体に転写されるまえに固化される、択一的な方法及び装置を提供することである。

この課題を解決するための本発明の方法によれば、エンボス胴を用いて被印刷物に回折マイクロ構造を形成及び転写する方法であって、流体を、エンボス胴に塗布し、流体を、塗布箇所と被印刷物への渡し箇所との間の領域で部分乾燥させ、マイクロ構造を流体内で定着させ、固化された流体をフィルム状に被印刷物に転写する。

好適には、流体の塗布箇所と被印刷物への流体の渡し箇所との間の領域で、被印刷物との接触前に、流体に、温度調節放射線及び／又は硬化機放射線を加える。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、被印刷物に回折マイクロ構造を形成及び転写する装置であって、流体をエンボス胴に塗布する胴を備え、エンボス胴は、胴本体と、胴本体の周に配置された被覆体とを備え、被覆体は、表面レリーフ構造を有する。

好適には、被覆体は、軟質に構成されていて、２０（Ｈｓ）〜７０（Ｈｓ）のショアＡ硬さを有する。

好適には、被覆体は、硬質に構成されていて、金属材料、特にニッケル材料から成っている。

好適には、軟質の被覆体は、シリコーン、ゴム又はエラストマから成っている。

好適には、被覆体は、接着により、エンボス胴に固定されている。

好適には、流体を塗布する胴は、凹版印刷胴又はアニロックスローラである。

好適には、流体を転移させる胴とエンボス胴とは、同一の直径を有す。

好適には、流体は、ＵＶワニス、フレキソ印刷インキ又はオフセット印刷インキである。

好適には、エンボス胴に対応して、少なくとも１つの、流体を乾燥及び／又は硬化する装置が配置されている。

好適には、被印刷物上の流体の付着力を改善するために接着剤塗布装置が設けられている。

このような塗布装置を備えるウェブ輪転印刷機又は枚葉輪転印刷機が好適である。

特に好適には、エンボス胴に塗布された流体内でマイクロ構造が型取られ、設けられた乾燥機又は硬化源により固化されて、マイクロ構造は、箔として被印刷物に載せられるようになる。回折マイクロ構造、例えばホログラム又は別の微細構造のための支持材料として、流体、例えばＵＶワニス、フレキソ印刷インキ又はオフセットインキが用いられる。

特に好適には、印刷胴は、胴本体と胴本体により周に支持された被覆体とから成っており、被覆体は、表面レリーフ構造を有する。

好適には、エンボス胴として構成された印刷胴は、２０（Ｈｓ）〜７０（Ｈｓ）のショアＡ硬さを有する軟質材料（シリコーン、ゴム、エラストマ）から成る被覆体を備える。

軟質の被覆体は、好適には柔軟なシリコーンプレートから製造されている。シリコーンプレートは、例えば接着により、印刷胴に取り付けられる。「フレキソシム」とも呼称されるこの柔軟なシリコーンプレートは、少なくとも１つの表面レリーフ構造を有する。

軟質の被覆体に対して択一的に、耐用期間を向上させるために、金属から成る硬質の被覆体、例えばいわゆる「ニッケルシム」が用いられる。

「フレキソシム」又は「ニッケルシム」は、ジョブ変更に際して簡単に新しいものと交換することができる。

好適には、乾燥／硬化により固化される支持材料は、転写後に使用される被印刷物に単独で付着する。

付着特性を改善するために、被印刷物に、印刷胴から被印刷物への転写箇所の上流側に接着層を設けてよい。

別の利点は、従属請求項に記載されている。

同一の直径を有する、印刷胴と協働する着けローラの構成が特に好適であり、このような構成手段により、着けローラは、例えば彫刻が施された凹版印刷胴であってよく、液状の支持材料を、点に則して正確にエンボス胴の選択された面もしくはフレキソシム又はニッケルシムに転移させる。

被印刷物ウェブと共にエンボス転写装置を示す概略断面図である。 アニロックスローラもしくは凹版印刷胴を備えるエンボス転写ユニットを示す図である。 フレキソ印刷インキ、オフセットインキ又はワニス用のエンボス転写ユニットを示す図である。 エンボス胴上に硬質の被覆体「ニッケルシム」を備えるエンボス転写ユニットを示す図である。

次に本発明の実施の形態を、図示の態様を用いて詳しく説明する。

図１には、エンボス転写装置１が示されている。このエンボス転写装置１では、被印刷物ウェブ２が、ロール３から、様々な処理ステーション４，６，７に供給され、続いて巻取りロール８上に巻き上げられる。第１の処理ステーション４は、特に被印刷物の表面特性を改善するために、被印刷物を加工するためのコロナ設備を備える。第２の処理ステーション６は、オフセット印刷ユニットを備える。オフセット印刷ユニットは、場合によっては被印刷物に接着剤を塗布するために設けられている。第４の処理ステーション７は、本発明によるエンボス転写ステーションを備える。

第４の処理ステーション７の下流側に、乾燥機９、例えば熱気乾燥機及び／又は赤外線乾燥機が配置されている。乾燥機９は、エンボス加工されたレリーフ構造（例えばホログラム）の硬化及び乾燥を促進する。

もちろん例えば印刷ユニットのような別の処理ステーションを設けてもよく、別の処理ステーションは、エンボス転写ステーション７の上流側に、かつ／又は下流側にも配置することができる。

図２は、エンボス転写ステーション７を示している。エンボス転写ステーション７は、版胴１１、例えば凹版印刷胴又はアニロックスローラを備える。版胴１１は、容易に硬化可能な流体、例えばワニス又はインキを、流体貯蔵部１２、例えばインキパンからすくい取り、流体を、薄い層（ドクタ１３により形成される）として、エンボス胴１４と圧胴（加圧胴）１６との間のローラニップに供給する。このローラニップ（ローラニップ及び／又は加圧ニップ）では、流体内に形成された回折マイクロ構造が被印刷物ウェブ２に載せられる。被印刷物ウェブ２に、回折マイクロ構造は単独で付着する。

エンボス胴１４上の流体の乾燥もしくは硬化を改善するために、乾燥機１７、例えば赤外線乾燥機が設けられている。乾燥機１７は、版胴１１と圧胴１６との間の流体の搬送領域でエンボス胴１４の外周面に向けられている。

エンボス胴１４は、被覆体１８、いわゆる「フレキソシム」を支持している。この被覆体１８は、例えば２０（Ｈｓ）〜７０（Ｈｓ）のショアＡ硬さを有する例えば流込み成形されたシリコーンプレートである。シリコーンプレートは、エンボス加工すべきレリーフ構造、特に少ない表面エネルギを有するマイクロエンボスシリコーン構造を有する。フレキソシム１８は、好適にはエンボス胴１４の外周面に接着される。

図３は、アニロックスローラ２８を備える択一的なエンボス転写ユニット２７を示している。アニロックスローラ２８には、ドクタシステム２９、例えばチャンバドクタから、ＵＶワニス、フレキソ印刷インキ又はオフセット印刷インキが供給される。アニロックスローラ２８は、流体を、軟質の表面を有する第１のインキ転移胴３１に転移させる。第１のインキ転移胴３１は、流体を、例えば平版印刷用刷版により形成することができる硬質の表面を有する第２のインキ転移胴３２に転移させる。第２のインキ転移胴３２は、流体を、エンボス胴１４のフレキソシム１８に転移させる。エンボス胴１４に向けられた乾燥機／硬化装置１７は、エンボス胴１４と圧胴１６との間の加圧ニップで被印刷物２に転写される流体の硬化を促進する。

図４は、アニロックスローラ２８を備える択一的な別のエンボス転写ユニット３７を示している。アニロックスローラ２８には、ドクタシステム２９、例えばチャンバドクタから、ＵＶワニス、フレキソ印刷インキ又はオフセット印刷インキが供給される。アニロックスローラ２８は、流体を、軟質の表面を有するインキ転移胴３１に転移させる。インキ転移胴３１は、流体を、エンボス胴１４の硬質の被覆体１９に転移させる。エンボス胴１４に向けられた乾燥機／硬化装置１７は、エンボス胴１４と圧胴１６との間の加圧ニップで被印刷物２に転写される流体の硬化を促進する。硬質の被覆体１９は、耐用期間を向上させるために、金属材料、例えばニッケルから製造（ニッケルシム）されている。

被覆体１８，１９は、締付け装置を用いてエンボス胴１４上に固定可能であり、好適には被覆体１８，１９は接着されるか、又はニッケルシム１９の場合には磁力を用いて保持することができる。

アニロックスローラ２８と、インキ転移胴３１，３２と、フレキソシム１８又はニッケルシム１９を備えるエンボス胴１４とは、好適には同一の直径を有する。

本発明の方法では、エンボス胴１４，１８；１４，１９上で流体（流体に回折構造の最微細エンボス加工が行われる）が乾燥されるか、又は少なくとも部分乾燥されるので、部分乾燥の結果、最微細エンボス（テクスチャ）が流体内で定着される。流体の部分乾燥は、流体として水をベースとするワニスの場合、熱乾燥により促進される。ＵＶ硬化性のワニスを使用する場合、相応のＵＶ硬化機が設けられている。乾燥機／硬化機１７は、好適には、外側から、エンボス胴の、エンボス胴１４への流体転移箇所と被印刷物２への渡し（転写）箇所との間に位置する領域に向けられている。渡し箇所では、固化されたフィルム状の流体が、被印刷物２に載せられる。

乾燥もしくは熱硬化を改善するために、熱エネルギが胴側から導入されるようにしてもよく、この場合、胴を暖めるか又はシリコーンシム１８の下に例えば加熱マットの構成をした加熱要素を敷設することができる。選択的に、シリコーンシムは、補強のため、かつ熱硬化の場合にはＩＲレーザ吸収又は放射線吸収を向上させるために、組み込まれたＣＮＴ要素（カーボンナノチューブ）を備えてよい。シリコーンシム１８には、ＣＮＴ加熱マットを埋め込んでもよく、かつ／又は補強のためのワイヤ織物を備えてもよい。シリコーンシム１８は、レーザ吸収部（黒色着色部又は波長に選択的に作動する吸収部）を備えてもよい。

エンボス版１８，１９を着色するために、以下の択一的な手段が提案される：凹版印刷用版、インクジェットシステム（デジタル式に位置決めされるホログラム）、吹付け法、オフセット印刷ユニット、この場合、印刷ブランケットは、例えばエンボスパターンを有する、装着されるシリコーン要素により、少なくとも部分的にマイクロエンボス構造を有する。この場合、オフセット印刷用刷版がエンボス部分を部分的に着色する。

オフセット印刷ユニットを使用する場合、印刷ブランケットは、シリコーンシムにより代用され、この場合、オフセット印刷用刷版は、シリコーンシムを部分的もしくは画像に関して着色する。

流体として、以下の媒体が提案される：ワニス（透明又は着色された）、印刷インキ、
液体トナー、金属化されたワニス、効果性顔料を有するワニス、ゼラチン、フィルムを形成するその他の流体。

被印刷物に転写するまえにエンボス胴上の流体の乾燥／硬化を加速するために、以下の手段が提案される：熱気、ＩＲ、ＵＶ、電子ビーム乾燥、レーザ乾燥、様々な方式の組合せ。

被印刷物として、好適には以下の媒体を用いることができる：印刷フォーム（印刷済み部分）を有する／有しない紙／厚紙、印刷フォームを有する／有しないフォイル、金属化された基板、その他の２Ｄ表面（アルブリスタ、ガラス、プラスチックプレート等）。

もちろん、パッド印刷（タコ印刷）又は食品又は錠剤での使用と同様に、本発明に係る方法を使用して３Ｄオブジェクトを印刷することもできる。

被印刷物上の部分乾燥された流体の付着力を向上させるために、接着剤の使用の他に、次の手段が提案される：ワニス、インキ、ゼラチン、静電力。

択一的なエンボスタイプとして、以下が提案される：ホログラムのような効果の回折構造、マイクロ粗さ（ロータス構造）、マット処理、光学構造（モスアイ）、レンズ状の構造、テクスチャ。

１ エンボス転写装置
２ 被印刷物
３ 被印刷物ロール
４ コロナ設備
６ オフセット印刷ユニット
７ エンボス転写ユニット
８ 被印刷物ロール／巻取りロール
９ 乾燥機
１１ 版胴
１２ 流体貯蔵部
１３ ドクタ
１４ エンボス胴
１６ 圧胴
１７ 乾燥機
１８ 被覆体（フレキソシム）
１９ 被覆体（ニッケルシム）
２７ エンボス転写ユニット
２８ アニロックスローラ
２９ ドクタシステム
３１ インキ転移胴（軟質）
３２ インキ転移胴（硬質）
３７ エンボス転写ユニット

Claims (13)

1. エンボス胴を用いて被印刷物に回折マイクロ構造を形成及び転写する方法であって、
   流体を、エンボス胴（１４，１８；１４，１９）に塗布し、
   流体を、塗布箇所と被印刷物への渡し箇所との間の領域で部分乾燥させ、マイクロ構造を流体内で定着させ、固化された流体をフィルム状に被印刷物に転写することを特徴とする、被印刷物に回折マイクロ構造を形成及び転写する方法。
2. 流体の塗布箇所と被印刷物への流体の渡し箇所との間の領域で、被印刷物との接触前に、流体に、温度調節放射線及び／又は硬化機放射線を加える、請求項１記載の方法。
3. 被印刷物に回折マイクロ構造を形成及び転写する装置であって、
   流体をエンボス胴に塗布する胴を備え、
   前記エンボス胴（１４）は、胴本体と、該胴本体の周に配置された被覆体（１８；１９）とを備え、前記被覆体（１８；１９）は、表面レリーフ構造を有することを特徴とする、被印刷物に回折マイクロ構造を形成及び転写する装置。
4. 前記被覆体（１８）は、軟質に構成されていて、２０（Ｈｓ）〜７０（Ｈｓ）のショアＡ硬さを有する、請求項３記載の装置。
5. 前記被覆体（１９）は、硬質に構成されていて、金属材料、特にニッケル材料から成っている、請求項３記載の装置。
6. 軟質の前記被覆体（１８）は、シリコーン、ゴム又はエラストマから成っている、請求項３又は４記載の装置。
7. 前記被覆体（１８；１９）は、接着により、前記エンボス胴（１４）に固定されている、請求項３又は４記載の装置。
8. 流体を塗布する前記胴（１１）は、凹版印刷胴又はアニロックスローラである、請求項３から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 流体を転移させる胴（１１，２８，３１，３２）と前記エンボス胴（１４）とは、同一の直径を有する、請求項３から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 流体は、ＵＶワニス、フレキソ印刷インキ又はオフセット印刷インキである、請求項３から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 前記エンボス胴（１４）に対応して、少なくとも１つの、流体を乾燥及び／又は硬化する装置（１７）が配置されている、請求項３から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 被印刷物（２）上の流体の付着力を改善するために接着剤塗布装置（６）が設けられている、請求項３から９までのいずれか１項記載の装置。
13. 請求項３から１２までのいずれか１項記載の装置を備えるウェブ輪転印刷機又は枚葉輪転印刷機。

Images