JP2017501049A

JP2017501049A - 輪転印刷方法

Info

Publication number: JP2017501049A
Application number: JP2016534634A
Authority: JP
Inventors: ベッカー，アンドレアス; ラッシュラグ，トーマス; タッシュ，ヨハネス
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2017-01-12
Also published as: WO2015078550A1; EP3074233B1; US10131168B2; US20170157966A1; CN105764701A; EP3074233A1; KR20160091378A

Abstract

本発明は、機能性被膜を被印刷物に応用するための輪転印刷方法、前記方法によって生成される被覆被印刷物、および、特に、パッケージング領域における、被覆被印刷物の使用に関する。

Description

本発明は、機能性被膜を被印刷物に応用するための輪転印刷方法、前記方法によって生成される被覆被印刷物、および、特に、パッケージング領域における被覆被印刷物の使用に関する。

様々な一般的な印刷方法が、目に見える黒、白または有色の印刷インクによる、様々な被印刷物の印刷に一般的に使用されており、これらのインクは、文字、パターンおよび／または記号の形態で被印刷物に塗布される。しかしながら、必要な場合には、被印刷物上に印刷しようとする部分領域または全体領域を、印刷インクで完全に被覆することもできる。

それぞれの場合において得ることのできる印刷画像の品質要件は、印刷材料の応用の範囲に応じて、個々の方法によって達成可能な印刷品質と同様に変化するので、異なる応用領域に対して異なる印刷方法が好ましいことが知られている。

より以前には慣例化していた活版印刷法（letter-press printing process）のさらなる発展として、フレキソ印刷法（flexographic printing process）が、大量生産で生産されて、最高品質要件は要求されない印刷材料用として、すでに何年も使用されている。比較的に簡単で安価な方法で製造することのできる、可撓性の凸版のために、フレキソ印刷法は、フィルムからボール紙を経て織物に到る、異なる品質の多くの被印刷物に対して使用することができる。このことは、パッケージング印刷に対して特に興味深い。今日、フレキソ印刷機は、実際のフレキソ印刷とともに、オフセットワニス塗装（offset varnishing）においても使用される。

非常に広範囲の被印刷物を着色層で印刷することに加えて、一方では、印刷方法を用いることにより、機能性層も、対応する基板に付与されている。
機能性層とは、通常状態において目に見えるそれらの特性に加えて、さらなる機能性、例えば、広範な条件下における、磁気特性、導電特性もしくは電気散逸特性（electrically dissipating property）、ＵＶ／ＩＲ光吸収／反射特性、または発光特性なども有する、被膜を意味するものとして用いられる。

被覆領域全体にわたって、所望の機能性を維持することができるためには、それぞれの機能性層のある層厚が、一般的に必要である。したがって、それぞれの印刷技法の特異性のせいで、要求層厚をももたらすことができる印刷方法が、機能性層の付与のために選択される。ここでは、印刷インクの粘性に応じて、比較的高い層厚をそれによって得ることのできる、従来式のグラビア印刷法またはスクリーン印刷法の使用が好ましい。

すなわち、例えば、独国特許ＤＥ６９３１６３４６Ｔ２は、ドープされた金属酸化物を含む導電性層を設けられた、フレーク状顔料を含む被膜を有する、静電気防止フィルムについて記載している。このフィルムの表面被覆は、フィルムの含浸、ナイフコーティング法などの従来式被覆法、または印刷によっても実施することができる。特定の印刷方法またはこの観点における詳細については記載されていない。
独国特許ＤＥ１０２００５００２０５９Ａ１は、散逸性（dissipative）表面を有する木質材料を開示している。ここでのシート状木質材料は、導電性粒子を含有する合成樹脂からなる、表面被膜が施されている。合成樹脂層の付与は、一般的に、含浸によって実施されるが、グラビア印刷装置によって実施することもできる。

一方で、特に、様々な基板上の導電性被膜または電気散逸性被膜に対する要求が増大している。広範な種類の損傷を受けやすい現代の電子構成部品は、それらのパッケージングを用いることによって、先に蓄積していた電荷の突然の放電により、輸送中または保管中に起こる可能性のある、意図しない損傷に対して、保護されることが、ますます多くなっている。この放電プロセスは、まったく気付かれることなく進行し、電子構成部品の損傷または完全な破壊を結果として生じる可能性がある。この理由で、ボール紙、紙またはフィルムなどのパッケージング材料には、被覆法または蒸着法を用いることによって、薄い機能性層が施され、この層は、これらの材料の表面に相当の導電能力および電気散逸能力を与えるとともに、１０^１０から１０^４オームの範囲の電気抵抗を有する。

良好な散逸能力に必要な機能性層の層厚を達成するために、パッケージング材料は、通常、刻印（inscription）またはパターンによる印刷の前に、別個の被覆ステップにおいて、導電性層で被覆される。これによると、基板のインライン印刷が可能ではないので、好適なパッケージングの製造に対する複雑度がかなり増大する。ボール紙に導電性層を付与するために、標準的なパラメータによる従来式のフレキソ印刷法を使用する試みにおいて、これまで、最大で１０^７オームの電気抵抗を得ることだけが可能であり、これはパッケージングの所望の電気散逸能力に対して通常、不適当である。この理由は、不適当な層厚と、層内部の被膜における割れである。これまで、これらの短所を補償することは、印刷プロセスの複雑な複数の繰返しによってのみ可能であった。

したがって、本発明の目的は、様々な被印刷物、特に粗く、吸収性の表面を有するものに、印刷領域全体にわたってそれぞれの機能性を維持するために、欠陥を含まないとともに、十分に大きい層厚を有する機能性被膜を、それを用いることによって単一の作業ステップで設けることができる、輪転印刷方法を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、前記方法によって生成される機能性被膜を有する被印刷物を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、このようにして機能性層で被覆された被印刷物の使用を示すことにある。

本発明の目的は、被印刷物（１２）に被膜を付与するための輪転印刷方法であって、充填ステップにおいて、回転するアニロックスロール（anilox roll）（３）上に配設されたセル（６）が、印刷インク（４）で充填され、湿潤ステップにおいて、前記アニロックスロール（３）のセル（６）からの印刷インク（４）が、続いて、スクリーンドット（１０）の前面（１３）を湿潤させ、前記スクリーンドット（１０）は、前面（１３）とそれに隣接する横表面（１４）とを有して、回転するプレートシリンダ（８）に取り付けられたフレキシブル印刷プレート（９）上に配設されており、転移ステップにおいて、前記被印刷物（１２）は、回転する圧胴（１１）によって印刷プレート（９）に対して半径方向に押圧されて、印刷インク（４）が前記被印刷物（１２）へ転移され、印刷インクは、機能性材料を含むとともに、前記印刷プレート（９）上の前記スクリーンドット（１０）の少なくとも５０パーセントは、前記湿潤ステップ中に、前記アニロックスロール（３）のセル（６）中に液浸し、この場合に、前記前面（１３）に加えて、前記スクリーンドット（１０）の横表面（１４）も印刷インク（４）で湿潤される、輪転印刷方法によって達成される。

本発明の目的はまた、上記の輪転印刷方法によって製造される、機能性被膜を有する被印刷物によって達成される。
さらに、本発明の目的は、このようにして生成される機能性被膜を有する被印刷物を、特に、パッケージング材料、ラベル、静電気防止材料、装飾材料に、セキュリティ応用、レーザマーキングにおいて、磁気要素または照明要素として使用することによっても達成される。

したがって、本発明は、請求項１に記載の輪転印刷方法に関する。
本発明による輪転印刷方法は、１台または２台以上のフレキソ印刷機が通常、使用される、輪転印刷方法である。特に、それは、真の意味でのフレキソ印刷法、またはオフセットワニス塗装法である。
それを用いることによって被膜が被印刷物に付与される、従来技術による従来式フレキソ印刷法は、一般に、以下のステップにしたがって実施される。

充填ステップにおいて、回転アニロックスロール（３）上に配設されたセル（６）は、印刷インク（４）で充填されるとともに、過剰の印刷インクは、ドクターブレード（７）によって拭い取られる。湿潤ステップにおいては、アニロックスロール（３）のセル（６）からの印刷インク（４）は、続いて、回転するプレートシリンダ（８）に取り付けられた、フレキシブル印刷プレート（９）上に配設された、スクリーンドット（１０）の前面（１３）を湿潤させる。前面（１３）に他に、スクリーンドット（１０）はまた、それに隣接する横表面（１４）を有する。印刷インク転移ステップにおいて、次いで、被印刷物（１２）は、圧胴（１１）によって印刷プレート（９）に対して半径方向に押しつけられて、印刷インク（４）は、前面（１３）から被印刷物（１２）へと転移される。印刷インクは、それに続いて、乾燥されて、別の方法で凝固させられる。

従来式フレキソ印刷法の機能的原理が図１に説明されている。本発明による輪転印刷方法も、原理的に対応して進行する。矢印は、それぞれのロールの回転の方向を示す。スクリーンドットを備える、印刷プレートの詳細は、図２に示されている。
従来技術によるアニロックスロールを用いての、印刷インクによるスクリーンドット前面の湿潤は、図４および５に示されている。

一般に、被印刷物が、領域全体にわたって印刷されるか、または文字および／またはパターンで印刷されるかにかかわらず、インク供給（inking）における欠陥および／またはモアレ現象（Moire phenomena）を避けるように、およびアニロックスロールのすくい取り量（scoop volume）が、被印刷物へのインクの所望の塗布の約２倍となるように（Ｈ. Ｋｉｐｐａｎ編、ＨａｎｄｂｕｃｈｄｅｒＰｒｉｎｔｍｅｄｉｅｎ「ＭａｎｕａｌｏｆＰｒｉｎｔＭｅｄｉａ」、ＳｐｒｉｎｇｅｒＶｅｒｌａｇＢｅｒｌｉｎ、２０００年、ｐ．４１６を参照）、アニロックスロールの線数が、印刷プレート（印刷ロール）の線数の少なくとも５．５倍でなくてはならないという経験則は、フレキソ印刷法にも概して当てはまる。これらの経験則は、高品質印刷結果を達成するための、前提条件を表わす。

これらの規則にしたがって、アニロックスロール（３）のセル（４）からのスクリーンドットによるインクの取り込みは、図４および５に示されるように、すなわちスクリーンドットの前面（１３）の排他的な湿潤によって行われ、前記の前面から、印刷インク（４）が、その後に、被印刷物（１２）に直接的に転移される。これらの規則は、純粋な着色層で、様々な被印刷物を印刷することに対しても正当であり続ける。

しかしながら、特に、吸収性の被印刷物、例えば、すべてのタイプのボール紙などの場合、および機能性顔料を含む印刷インクの場合には、被印刷物に付与された印刷層の層厚と、この印刷層内の機能性顔料の濃度が、所望の機能性を確立するために、およびそれを印刷領域全体で維持するために、十分ではないので、フレキソ印刷機を使用する輪転印刷方法を用いて機能性被膜を付与する場合に、上述の通則に従うことが、無制限に所望の成功が得られるとは限らないことがわかった。

意外なことに、上記の経験則に反して、スクリーンドットサイズ、したがって印刷ロールの線数が、印刷プレートがアニロックスロールと接触するときに、スクリーンドットの前面を別にして、前面にすぐに隣接するスクリーンドットの横表面も湿潤させられる（湿潤ステップ）ように、設計されている場合には、機能性層による被印刷物の印刷を簡略化することが可能であり、得られた層の品質および機能性を大幅に改善することができることが、現在ではわかっている。このことは、スクリーンドットの少なくとも５０パーセントが、アニロックスロールのセルに対して、湿潤ステップの間にアニロックスロールのセルの中にそれらが液浸するような小さい寸法を有することによって（スクリーンドットの５０パーセントに対して）確実になる。

液浸するスクリーンドットの横表面は、浸漬深さと印刷動作の進行とに応じて、印刷インクで、部分的または完全に（それぞれの横表面の１０から１００％）湿潤される。スクリーンドットの横表面を追加で湿潤させることによって、湿潤動作中に、セルがより完全に空にされ、その結果として、セル内に位置する印刷インクは、そうでなければ通常である、すくい取り量の約５０パーセントを超える程度まで空にされて、色分解（colour separation）が、付与しようとする印刷層に対して有利に、ずらされる。こうして、セルの同一のすくい取り量に対して、従来技術と比較してより大きい層厚を、被印刷物に転移させることができる。

このようにして増大した層厚は、従来式のカラー印刷法においては、インク過剰または色重複効果を生じることになるのに対して、機能性層を付与する際には、印刷領域全体にわたって整合性を有して設計されて、無欠陥であり、印刷領域のすべての点において、十分に高い機能性を有する、十分な層厚を有する印刷層を付与することが可能となることが確保される。このことは、（被覆および非被覆の）紙、カード、クラフト紙、クラフトライナ（craft liner）および他の様々なボール紙材料などの、高度に吸収性のある被印刷物の場合だけでなく、印刷インク内に通常、存在する溶媒が非常に迅速に被印刷物中に侵入することが多く、個々の印刷ドットをマージさせて広範囲な層を形成することがより困難となる、織布および非織布の場合にも、特に有利である。機能性印刷インクが機能性顔料を含む場合には、増大した層厚を付与すると、層の各点において印刷層全体の機能性を確保できるようにするのに十分に高い、単位面積当たりの機能性顔料の濃度を生じる。今日では普通であるパラメータで実施されるフレキソ印刷法の場合には、このことは、技術的に限定された印刷インクにおける顔料量濃度と、フレキソ印刷法の場合には、いずれにしろ非常に低い、数ミクロン（２〜５μｍ、好ましくは２〜３μｍ）程度の層厚のせいで、普遍的に確保されるとは限らない。

本発明によると、印刷プレートのスクリーンドットの少なくとも７０パーセントが、湿潤動作の間に、アニロックスロールのセル中に液浸し、その結果として、前面に加えて、横表面が印刷インクで湿潤されることが有利である。

言うまでもなく、一定プレート万線スクリーン（constant plate line screen）（印刷プレートの万線スクリーン）に対して、アニロックスロールのセルのサイズは、本発明によれば、印刷プレートの少なくとも５０％のスクリーンドットがセルの中に液浸することができるように調節されるか、またはアニロックスロールの一定万線スクリーンに対して、印刷プレートの万線スクリーンが対応するように調節される。印刷プレートの所与の線数に対して、スクリーンドットサイズを低減するためには、スクリーンドットがアニロックスロールのセルの中に液浸することができるように、スクリーンドットの面積範囲（area coverage）を低減すれば十分であることが多い。印刷プレートの所与の線数に対して、スクリーンドットの５０％以下の面積範囲を有する区域は、特に有利であることを証明した。それぞれの場合に、異なる万線スクリーンにおけるアニロックスロールおよび印刷プレートの選択が利用可能である場合に、それぞれの万線スクリーンにおいて互いに適合した、対応するロールだけを、本発明に応じて使用することができる。対照的に、対応するロールまたは印刷プレートを新しく生成しなくてはならない場合には、フレキソ印刷法のためのフレキシブル印刷プレートは、対応するアニロックスロールよりも、はるかにずっと簡単に、かつ安価に製造することができるので、新規の、対応して適合された印刷プレートを製造することが助言される。

本発明による方法を実施するのに絶対的に必要ではないが、アニロックスロールのセルが、アニロックスロールの全領域にわたって同一の形状およびサイズを有することは有利であることがわかっている。従来式製造方法のいずれが、セルを彫刻するのに使用されるかは、ここでは重要ではない。標準的方法、すなわち、エッチング彫刻、機械式彫刻、またはレーザ彫刻もしくはレーザ直接彫刻によって製造されたすべてのアニロックスロールが、好適であることがわかった。ここで得ることのできるセルの形状は、それぞれの場合において異なる。機械的に彫刻されたセルは、図３を参照、倒立ピラミッドの形状を有するのに対して、エッチングされてレーザ彫刻されたセルは、丸い断面を有する。後者は、それらの円筒形形状のために、全体的に、より大きいすくい取り量と、スクリーンドットのより大きい浸漬深さを可能とし、したがって、本発明による方法での使用に好ましい。

本発明によれば、丸いセルの直径、または機械的に彫刻されたセルの最小側縁長（smallest side edge length）から求められるセル幅は、Ｗで表示される。
同様にして、アニロックスロールのセルについて、本発明によって使用される印刷プレートのスクリーンドットの場合には、スクリーンドットのサイズおよび形状を、印刷プレートのスクリーニングされた領域全体にわたって同一にすることが有利である。このことは、アニロックスロールのセル中への多数のスクリーンドットの液浸を簡略化する。スクリーンドットは、一般的に、丸い横断面を有する。前面の直径に対応する、スクリーンドットのサイズは、本発明によれば、Ｇで表示される。標準的な方法で製造される、すべてのフレキソ印刷プレートを使用することが可能であり、それらは、単一層または多層の構造を有することができるとともに、様々な材料（ゴム、エラストマー、フォトポリマー）からなってもよい。

本発明によれば、比Ｇ／Ｗ（印刷プレートのスクリーンドットサイズ／アニロックスロールのセル幅）の値は、０．０５から０．８０の範囲、好ましくは、０．１５から０．６０の範囲である。このことは、スクリーンドットのサイズは、本発明によれば、セル幅の５から８０％、好ましくは１５から６０％の範囲内だけであることを意味する。したがって、印刷プレート上にある多数のスクリーンドットの、アニロックスロールのセル中への液浸が促進される。

被印刷物の合計の印刷可能な面積に対する、被印刷物上の印刷された面積の比率は、それぞれの場合に望ましい機能性被膜のタイプに応じて変化させることができる。印刷プレート上のスクリーニングは、被印刷物上の印刷される面積の比率に応じて、選択される。被印刷物の部分領域だけに、機能性被膜を設けようとする場合には、印刷プレートの部分領域上だけのスクリーニングが、やはり必要である。スクリーンが設けられる、印刷プレートの表面の比率は、したがって、一般に、合計表面の５から１００パーセント、好ましくは３０から１００パーセントの間である。特に、スクリーンが設けられる、印刷プレートの表面の比率は、本発明のいくつかの実施形態においては、印刷表面の１００パーセントである。

本発明による方法において使用される印刷プレート、および使用されるアニロックスロールも、好ましくは、３４線／ｃｍ（３４ｌ／ｃｍ）から６０線／ｃｍ（６０ｌ／ｃｍ）の範囲の線数を有する。印刷プレートと、アニロックスロールとは、好ましくは、それぞれ同じ線数を有する。
本発明によれば、機能性材料は、通常の条件（可視波長範囲、大気圧および周囲温度における光）において目に見える特性の他に、その他の光学的、磁気的または電気的な特性も有する。それは、好ましくは、磁化可能、導電性、半導電性、電気散逸性、ＵＶ吸収性、ＵＶ反射性、ＩＲ吸収性、ＩＲ反射性である、ビームスプリッティング機能がある、または、規定された波長の光が入射されるときに、発光性である、材料である。

すなわち、本発明によって使用される、印刷インクは、例えば、機能性ポリマーを含むか、またはそれからなる。
使用される機能性ポリマーは、例えば、液晶ポリマー材料であって、この材料は、コレステリック（cholesteric）物質として、様々な視野角の下で可視波長範囲において異なる色を現わす（光学的可変性（optical variability））だけでなく、それらの重合化形態における選択的な光反射のために、ビームスプリッタ―または偏光フィルタとして使用することもできる。対照的に、ネマティック液晶物質は、偏光フィルタを用いることによって、光学的に眼に見えるようにすることができるだけである。ここにおいて、唯一の材料制限因子は、所望の機能性特性の他に、従来式フレキソ印刷機で動作する、本発明による印刷方法に適合しなくてはならない、好適な印刷粘性と、印刷動作の完了後に迅速に凝固するという、付与された被膜の能力との確立である。

本発明の意味における機能性ポリマーとしては、しかしながら、本発明により使用される印刷インクにおける印刷可能な形態（液体または溶媒分散液または溶媒懸濁液）で同様に使用することのできる、導電性ポリマーもある。ここで、すべての知られている導電性ポリマーを使用することが可能であり、これらは、モノマーまたはポリマーの形態で、フレキソ印刷法を用いることによって、印刷することが可能であって、その後に、硬化処理中に重合化させるか、または乾燥させるだけが必要である。
しかしながら、本発明により使用される印刷インクはまた、機能性顔料と少なくとも１種の結合材とを含んでもよい。

水および／または印刷工程に使用される従来式の有機溶剤または溶媒混合物からなる、溶媒の追加使用は、フレキソ印刷法において使用することのできる多くの結合剤系が放射線硬化性であり、したがって溶媒の追加使用は完全に、または部分的に陳腐化しているので、ある場合には有利であるが、不可欠ではない。使用することのできる有機溶媒は、分枝鎖アルコールもしくは非分枝鎖アルコール、芳香族化合物、またはアルキルエステル、例えば、エタノール、１−メトキシプロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、エチルアセテート、ブチルアセテート、トルエン、など、またはそれらの混合物である。

好適な結合材は、被覆組成物用として一般的に、従来からある結合剤、特に、ニトロセルロース、ポリアミド、アクリル、ポリビニルブチラール、ＰＶＣ、ＰＵＲ、またはそれらの混合物に基づくものである。特に好ましいのは、ＵＶ硬化（ラジカル硬化またはカチオン硬化）ベースの結合剤である。これらの結合剤または結合剤混合物は、好ましくは、被膜の硬化の後では透明であるが、半透明または不透明であってもよい。使用することのできる結合剤は、やはり上記で言及した機能性ポリマーであり、これらのポリマーは、それら自体の機能性に加えて、同一または異なる機能性を有する機能性顔料を含んでもよい。

本発明による機能性顔料は、特に、導電性顔料、半導電性顔料、磁化可能顔料、ＵＶ光吸収性／反射性顔料、ＩＲ光吸収性／反射性の顔料、規定の波長の光が入射すると発光する顔料、および／または液晶顔料である。使用される顔料はまた、多機能性であってもよく、例えば、ＵＶ光を吸収するとともに、可視光を放出するか、またはＩＲ光を反射するとともに、可視波長範囲において光学的可変性を有してもよい。それらは、機能性と組成に応じて、等方性形状または非等方性形状を有してもよい。

一般的には、従来技術から知られている、上述のタイプの顔料を、使用することができる。すなわち、磁化可能顔料は、例えば、マグネタイト、マグヘマイト（maghemite）または磁化可能合金からなるか、またはそれらの層を有する。ＵＶ吸収もしくはＵＶ反射またはＩＲ吸収もしくはＩＲ反射は、とりわけ、その層構造および層厚構造が、所望の条件に精密に設定される、干渉顔料を用いて達成することができる。

導電性または半導電性の顔料は、本発明に使用するのに特に好ましい。これらは、金属粒子、例えば、銀粒子、銅粒子、鉄切粉（iron turnings）、鋼粒子などからなってもよいが、グラファイト、導電性ブラック、導電性ポリマーの粒子などの非金属粒子、導電性金属化合物からなる粒子、または導電性化合物によって覆われた、非金属基質からなってもよい。
非金属基質は、好ましくは、特に、一般的には、外部原子によってドープされている、金属酸化物もしくは金属酸化物混合物の導電性材料を含む被膜を有する、天然または合成のマイカ、タルク、セリサイト、ガラス、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３またはＴｉＯ_２の粒子である

金属酸化物は、好ましくは、スズ酸化物、亜鉛酸化物、インジウム酸化物および／またはチタン酸化物、好ましくは、スズ酸化物、インジウム酸化物および／または亜鉛酸化物である。上記の金属酸化物は、導電性被膜内で、ドープされた形態で存在しており、この場合に、ドーピングは、ガリウム、アルミニウム、インジウム、タリウム、ゲルマニウム、スズ、燐、ヒ素、アンチモン、セレン、テルル、モリブデン、タングステン、および／またはフッ素で行うことができる。言及したものの個々のドーパントだけでなく、またそれらの組合せも、導電性層内に存在してもよい。金属酸化物のドーピングには、アルミニウム、インジウム、タングステン、テルル、フッ素、燐および／またはアンチモンが好ましい。導電性層におけるドーパントの比率は、０．１から３０重量％とすることができ、好ましくは、２から１５重量％の範囲である。

特に好ましい実施形態においては、使用される導電性層は、ドープされたスズ酸化物を含む。これらは、好ましくは、インジウム、タングステン、テルル、フッ素、燐および／またはアンチモンでドープされる。特に好ましくは、アンチモンドープされたスズ酸化物、アンチモン／テルルドープされたスズ酸化物、またはタングステンドープされたスズ酸化物である。しかしながら、スズドープされたインジウム酸化物、アルミニウムドープされた亜鉛酸化物またはフッ素ドープされたスズ酸化物を、有利に使用することもできる。最も好ましいのは、アンチモンドープされたスズ酸化物の使用である。
本発明の特に好ましい実施形態においては、天然または合成のマイカ、タルク、またはＴｉＯ_２を含む基質と、アンチモンドープされたスズ酸化物を含む被膜とを有する、機能性顔料が使用される。

そのような顔料は等方性形状を有し、その結果として、顔料はすべての３つの次元において、ほぼ等しい測定値を有し、例えば、ＴｉＯ_２の場合のように、粒（grains）、顆粒（granules）、球、その他の形態であるか、または異方性形状を有し、この場合には、顔料は好ましい空間的整列を示し、例えば、繊維、棒、針、筒、フレーク、その他の形態である。後者は、特に、マイカフレーク、タルクフレーク、セリサイトフレーク、ＳｉＯ２フレーク、ガラスフレークまたはＡｌ_２Ｏ_３フレークを含む基質を有する、導電性顔料の場合に、そうである。これらは、本発明による方法において、好ましく、かつ特に首尾よく使用され、独国、ＭｅｒｃｋＫＧａＡから様々な変形形態で、例えば、Ｍｉｎａｔｅｃ（登録商標）の名前で市販されている。

類似の構造を有する導電性顔料、および半導電性特性を有するものも、その他の会社から市販されている。
顔料が異方性形態である場合には、それらは、通常、少なくとも２、好ましくは少なくとも５のアスペクト比（平均半径と平均粒子厚さの比）を有する。アスペクト比は、広範囲で変化することができ、最大で２５０、好ましくは最大で１００まで可能である。

異方性導電性顔料のサイズ（一次元において最長の測定値、すなわち最大長または最大直径）は、それ自体では重要ではないが、使用されるアニロックスロールに適合しなくてはならない。長さおよび幅における顔料の測定値は、通常、１から２００μｍ、特には５から１２５μｍ、好ましくは１から６０μｍ、特に好ましくは１から２５μｍである。顔料の厚さは、０．０１から５μｍの範囲、特に０．０５から４．５μｍ、特に好ましくは、０．１から１μｍの間である。１から２００μｍのサイズ範囲の直径を有する、等方性形状を有する顔料も、本発明による方法に使用することもできる。

等方性または異方性の形状を有する顔料に対して、ここで言及した概数（orders of magnitude）は、導電性以外の機能性を有する、上記で言及したその他すべての機能性顔料にもあてはまる。
異方性形状を有する顔料の使用に対してだけでなく、等方性形状を有する顔料の使用に対しても、基本原理は、一般的に、本発明による印刷方法に使用される顔料は、アニロックスロール上のセルの幅Ｗが、顔料の最長の測定値の少なくとも１．５から２倍に一致するように選択されることにあてはまる。そうでない場合には、湿潤ステップ中に、セルから印刷インクを空にする動きにおいて弱点が発生することになる。

機能性顔料を含む印刷インクにおける、機能性顔料の濃度は、本発明によれば、印刷インクの固形物含有率に基づいて、５から４５パーセントの間であり、特に、１５から３５パーセントの間である。顔料含有率が、印刷インクの固形物含有率に基づいて、５パーセント未満の場合には、印刷区域全体にわたって被膜の機能性が確保されないか、またはある状況の下ではまったく検出されない。対照的に、顔料濃度が４５パーセントを超えると、アニロックスロール上のセルの詰まりを生じるとともに、スクリーンドットの湿潤中に、空にすることの困難性が生じる。本印刷方法における生産運転動作も、結果として、悪影響を受ける。この理由のために、前記の範囲を超える顔料濃度は有利ではない。

本発明による方法に使用される被印刷物は、原理的に、フレキソ印刷機を使用する輪転印刷方法に好適な任意の被印刷物、すなわち広範な種類の、フィルム、ボール紙および織布または不織布であってもよい。しかしながら、本発明による方法は、セルロース含有材料からなるか、またはセルロース含有材料を含む印刷対象である表面を有する、被印刷物の場合に、特に有利であることがわかっている。特に、これは、非被覆紙、被覆紙、カード、クラフト紙またはクラフトライナである。これらの材料は、一般に、粗い表面を有するとともに、ある程度の吸収性を有し、この吸収性は、一般的には印刷された被膜の迅速な乾燥または凝固を促進するが、従来式のフレキソ印刷法を使用する機能性被膜で印刷する場合には、すでに上記で言及した欠点を生じる。これらの欠点は、本発明の印刷方法によって、有利な方法で、低減または防止することができる。

被印刷物への機能性材料を含む被膜は、例えば、非被覆紙、カード、クラフトライナの場合に、そうであるように、非被覆被印刷物に付与することができるが、予備処理されるか、予備被覆されている（例えば、被覆された、または色で予備被覆された紙の場合の）被印刷物に応用することもできる。さらに、機能性層によってすでに印刷されているプリント基板も、さらなる層によって、例えば、着色層、パターン、モチーフまたはその他によって、重ね印刷することもできる。

本発明は、上述の輪転印刷方法によって生成される機能性被膜を有する被印刷物にも関する。
すでに上述したように、この種の被印刷物は、本発明の意味においては、フレキソ印刷装置を用いて、機能性被膜で印刷された、様々な種類の基板を含むが、しかし好ましくは、ＵＶ／ＩＲ光吸収／反射被膜、導電性被膜、半導電性被膜、電気散逸性被膜、磁化可能被膜および／または発光被膜を有する、非被覆紙、被覆紙、カード、クラフト紙またはクラフトライナを含む。

特に好ましいのは、導電性被膜、半導電性被膜、または電気散逸性被膜を有する、非被覆紙、被覆紙、カード、クラフト紙またはクラフトライナである。
そこに存在する構成成分を含む、被印刷物および被膜の組成および機能特性は、すでに詳細に上述した。この範囲において、ここでは上記の説明を参照する。
本発明は、同様に、パッケージング材料、ラベル、静電気防止材料、装飾材料、セキュリティ応用、レーザマーキングにおける、磁気要素または照明要素としての、上記の機能性被膜を有する被印刷物の使用に関する。

本発明による方法は、簡単な、適合されたフレキソ印刷法と従来型の機器を用いることによって、整合性のある機能性被膜を、単一工程において、被印刷物上に、特に、印刷領域全体にわたって、所望の機能性を有するとともに、顔料含有印刷インクの場合であっても、印刷領域の単位面積あたりの十分に高い顔料濃度を確保するために、十分に高い層厚を有する、粗く、吸収性の表面を有する被印刷物上に、生成することを可能にする。したがって、本発明による方法は、特に、長い印刷運転用、およびパッケージング印刷において、特に重要である、比較的に好ましいフレキソ印刷法を使用する、様々な種類の被印刷物の印刷用に、有利に使用することができる。

本発明よれば特に有利であるように、使用される印刷インクが、導電性顔料を含む印刷インクである場合には、１つの作業ステップだけにおいて、被印刷物上に導電性層、電気散逸性層または半導電性層を生成することが可能であり、それらの層は、特に、様々な種類の静電気防止パッケージングにおいて、パッケージング材料のそのような良好な導電性または散逸能力を発生させるために、例えば、電子構成部品を突然の放電から保護するために、単一のパッケージングユニットで十分となる。さらなる追加の、散逸性の二次パッケージングは、したがって余分である。同時に、本発明による方法は、重要な追加の労力なしに、従来式のパッケージング印刷方法に組み入れることが可能であり、その結果として、追加の不便で高価な被覆動作も省略することができる。

本発明を、実施例を参照して以下に説明するが、それに制限されることを意図するものではない。すでに上記の説明部分にあるように、説明は、以下の図面を参照する。

図１は、フレキソ印刷機の模式構造を示す図である。図２は、ある数のスクリーンドットを備える印刷プレートの部分の模式図である。図３は、ある数のセル（６）（機械的に彫刻）と、ランド（１５）とを有するアニロックスロールの部分の模式図である。図４は、従来技術によるスクリーンドットの湿潤の模式図である。図５は、従来技術によるスクリーンドットの湿潤の模式図である。図６は、本発明によるスクリーンドットの湿潤の模式図である。図７は、本発明によるスクリーンドットの湿潤の模式図である。図８は、本発明による、湿潤とインク転移の模式図である。図９は、本発明による、湿潤とインク転移の模式図である。図１０は、本発明による、湿潤とインク転移の模式図である。

実施例１
使用された被印刷物（１２）は、パッケージング目的の波形ボール紙の色の薄い（ＷＫ１）側または色の濃い（ＷＫ２）側であった（それぞれの場合に、クラフトライナが、波形ボール紙用の表面カバーとしての役割を果たす）。５〜２５μｍの粒子サイズを有する、（Ｓｂ，Ｓｎ）Ｏ_２を含む、被膜を有する、フレーク状マイカ基板に基づく、３０重量％の導電性顔料（独国、ＭｅｒｃｋＫＧａＡの製品）と、７０重量％の溶媒含有、結合剤含有ワニス（ＳｉｅｇｗｅｒｋＤｒｕｃｋｆａｒｂｅｎＡＧ製のＳｉｅｇｗｅｒｋＮＣ−２０１、固形物含有率約３５％）とを含む、溶媒含有印刷インク（４）の粘性は、エタノールとエチルアセテート２：１の混合物を使用して、３３ｓｅｃ（ＤＩＮ５３２１１準拠の４ｍｍ流動カップ（efflux cup））に調節される。この印刷インクは、フィード装置（５）を介して、フレキソ印刷機のインク供給システム（２）中に導入される。回転するアニロックスロール（３）のセル（６）が、インク供給システムと接触させられて、本方法における印刷インク（４）で充填される。過剰な印刷インクは、ドクターブレード（７）を使用して、アニロックスロールの表面から拭い取られる。アニロックスロールは、３４ｌ／ｃｍ６０°（セル幅Ｗ２６５μｍ）または６０ｌ／ｃｍ６０°（セル幅Ｗ１２９μｍ）の線数を有する。

３４ｌ／ｃｍまたは６０ｌ／ｃｍの線数を有するフレキソ印刷プレート（９）（ＤｕＰｏｎｔＤＥＣ２．８４、Ｔｅｓａ５２１２１接着テープ）が、プレートシリンダに取り付けられて、回転するアニロックスロールと接触させられる。印刷プレート（９）上のスクリーンドット（１０）のスクリーンドットサイズＧは、２６μｍから＞２７５μｍの範囲（３４ｌ／ｃｍ、面積範囲ＡＣ（area coverage）５％から９５％）および１０μｍから＞１７０μｍの範囲（６０ｌ／ｃｍ、面積範囲ＡＣ５％から９５％）で変化する。印刷インクの被印刷物への転移（印刷動作）は、３０ｍ／ｍｉｎの速さで行われる。被覆された被印刷物は放置して乾燥される。

印刷されたボール紙の電気表面抵抗が、ＦｉｓｃｈｅｒＥｌｅｋｔｒｏｎｉｋ社のＭｉｌｌｉＴＯ３オームメータを使用して測定される。接触ゴムまたは４ｍｍの電極直径、６．４ｍｍの電極間隔、約３．５Ｎのばね力、７Ｎの全体圧力を有する、バネ圧を備える２点電極が使用される。表面抵抗値が＜５^＊１０^５オームの範囲の場合には、測定は、４Ｖ（ｌｏｗ）の電圧で実施され、表面抵抗値が＞５^＊１０^５オームの場合には、測定は１００Ｖ（ｈｉｇｈ）の電圧において実施される。表１は、それぞれの印刷条件下での被覆によって達成された電気抵抗値を示す。非被覆、波形ボール紙の電気表面抵抗は、約×Ｅ＋１０オーム（×^＊１０^１０）である。

実施例２
水性印刷インク（Ｗｅｉｌｂｕｒｇｅｒ社製のワニス：Ｓｅｎｏｌｉｔｈ３５０２９８、固形物含有率約４０％、水を使用して３３ｓｅｃに粘性調節）を、６０ｌ／ｃｍ６０°のアニロックスロール線数と、６０ｌ／ｃｍの印刷プレート線数とで、使用するという修正を行って、実施例１を繰り返した。他の条件は、実施例１からのものと一致する。抵抗側定の結果が表２に示されている。

実施例３
被印刷物として被覆ボール紙を使用するときには、実施例１において与えられた組成の溶媒含有印刷インクの印刷に際して、０．３４から０．７６の比Ｇ／Ｗ（面積範囲１５から５０％）において、３４ｌ／ｃｍ６０°のアニロックスロールの線数と、３４ｌ／ｃｍの印刷プレートの線数で約６Ｅ＋０４の値を有する電気抵抗と、０．０８から０．２０の比Ｇ／Ｗ（面積範囲５から１０％）において、６０ｌ／ｃｍ６０°のアニロックスロールの線数と、６０ｌ／ｃｍの印刷プレートの線数で約４．５Ｅ＋０４の値を有する電気抵抗とを得ることさえ可能である。

符号の説明
（１）輪転印刷装置
（２）インク供給システム
（３）アニロックスロール
（４）印刷インク
（５）フィード装置
（６）セル
（７）ドクターブレード
（８）プレートシリンダ
（９）印刷プレート
（１０）スクリーンドット
（１１）圧胴
（１２）被印刷物
（１３）スクリーンドットの前面
（１４）スクリーンドットの横表面
（１５）ランド

Claims

被印刷物（１２）に被膜を付与するための輪転印刷方法において、充填ステップにおいて、回転するアニロックスロール（３）上に配設されたセル（６）が、印刷インク（４）で充填され、湿潤ステップにおいて、前記アニロックスロール（３）の前記セル（６）からの前記印刷インク（４）が、続いて、スクリーンドット（１０）の前面（１３）を湿潤させ、
前記スクリーンドット（１０）は、前面（１３）とそれに隣接する横表面（１４）とを有して、回転するプレートシリンダ（８）に取り付けられたフレキシブル印刷プレート（９）上に配設されており、
転移ステップにおいて、前記被印刷物（１２）は、回転する圧胴（１１）によって印刷プレート（９）に対して半径方向に押圧されて、前記印刷インク（４）が前記被印刷物（１２）へ転移される、輪転印刷方法であって、
前記印刷インクが、機能性材料を含むこと、および前記印刷プレート（９）上の前記スクリーンドット（１０）の少なくとも５０パーセントは、前記湿潤ステップ中に、前記アニロックスロール（３）の前記セル（６）中に液浸し、この場合に、前記前面（１３）に加えて、前記スクリーンドット（１０）の前記横表面（１４）も前記印刷インク（４）で湿潤されることを特徴とする、前記輪転印刷方法。
スクリーンドット（１０）の横表面（１４）は、部分的または完全に印刷インク（４）で湿潤されることを特徴とする、請求項１に記載の輪転印刷方法。
スクリーンドット（１０）の少なくとも７０パーセントが、セル（６）中に液浸することを特徴とする、請求項１または２に記載の輪転印刷インク。
スクリーンドット（１０）がスクリーンドットサイズＧを有し、セル（６）が幅Ｗを有し、比Ｇ／Ｗが、０．０５から０．８０の範囲の値を表わすことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の輪転印刷方法。
比Ｇ／Ｗが、０．１５から０．６０の範囲の値を表わすことを特徴とする、請求項４に記載の輪転印刷方法。
印刷プレートおよびアニロックスロールのそれぞれが、３４線／ｃｍから６０線／ｃｍの範囲の線数を有することを特徴とする、請求項１から５の一項または二項以上に記載の輪転印刷方法。
印刷プレートには、その表面全体にわたってスクリーンドットが設けられていることを特徴とする、請求項１から６の一項または二項以上に記載の輪転印刷方法。
被印刷物がセルロース含有材料であることを特徴とする、請求項１から７の一項または二項以上に記載の輪転印刷方法。
セルロース含有材料が、非被覆紙、被覆紙、カード、クラフト紙またはクラフトライナから選択されることを特徴とする、請求項８に記載の輪転印刷方法。
印刷インクが、機能性ポリマー材料を含むことを特徴とする、請求項１から９の一項または二項以上に記載の輪転印刷方法。
機能性ポリマー材料が、液晶材料または導電性ポリマーであることを特徴とする、請求項１０に記載の輪転印刷方法。
印刷インクが、機能性顔料と、少なくとも１種の結合剤とを含むことを特徴とする、請求項１から１１の一項または二項以上に記載の輪転印刷方法。
機能性顔料が、ＵＶ／ＩＲ光吸収／反射顔料、導電性顔料、半導電性顔料、磁化可能顔料および／または発光顔料から選択されることを特徴とする、請求項１２に記載の輪転印刷方法。
機能性顔料が、等方性形状または異方性形状を有することを特徴とする、請求項１２または１３に記載の輪転印刷方法。
請求項１から１４の一項または二項による輪転印刷方法によって生成される機能性被膜を有する、被印刷物。
ＵＶ／ＩＲ光吸収／反射被膜、導電性被膜、半導電性被膜、電気散逸性被膜、磁化可能被膜および／または発光被膜を有する非被覆紙、被覆紙、カード、クラフト紙またはクラフトライナであることを特徴とする、請求項１５に記載の被印刷物。
導電性被膜、半導電性被膜、または電気散逸性被膜を有する、非被覆紙、被覆紙、カード、クラフト紙またはクラフトライナであることを特徴とする、請求項１６に記載の被印刷物。
パッケージング材料、ラベル、静電気防止材料、装飾材料、セキュリティ応用、レーザマーキングにおける、磁気要素または照明要素としての、請求項１５から１７に記載の被印刷物の使用。