JP2020029076A - 印刷物及び印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ある印刷領域の触感を他の印刷領域の触感と異ならせることができる印刷物及び印刷方法を提供する。【解決手段】印刷物１は、基材１０と、基材１０の表面に複数の突起が配列されている第一の印刷領域２１と、基材１０の表面に複数の突起が配列されている第二の印刷領域２２と、を備える。第一の印刷領域２１における突起の配列間隔、サイズ、平面形状の何れか一つ以上は、第二の印刷領域２２における突起の配列間隔、サイズ、平面形状と異なる。突起の高さは、１６μｍ以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、印刷物及び印刷方法に関する。

現在、画像に触感を付与するために、その画像の表面に凸部（突起）を形成する技術が種々提案されている。例えば近年においては、ラベルの絵柄層の表面に凸部を形成するように樹脂をパターン状にコーティングすることにより、ラベルの表面に触感性や断熱性を付与する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−２０５７６８号公報

しかし、特許文献１に記載されたような従来の技術は、絵柄層の表面に一定のパターンで凸部を設けるものであり、ある印刷領域の触感を他の印刷領域の触感と異ならせるものではない。このため、上記技術を採用しても、例えば絵柄の明度に応じて触感を異ならせるというような触感制御を実現させることはできなかった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ある印刷領域の触感を他の印刷領域の触感と異ならせることができる印刷物及び印刷方法を提供する。

本発明に係る印刷物は、基材と、基材の表面に複数の突起が配列されている第一の印刷領域と、基材の表面に複数の突起が配列されている第二の印刷領域と、を備えるものであって、第一の印刷領域における突起の配列間隔、サイズ、平面形状の何れか一つ以上は、第二の印刷領域における突起の配列間隔、サイズ、平面形状と異なるものである。突起の高さは、１６μｍ以上である。

本発明に係る印刷方法は、基材の表面に、複数の突起が配列されている第一の印刷領域と、複数の突起が配列されている第二の印刷領域と、を形成する方法であって、第一の印刷領域における突起の配列間隔、サイズ、平面形状の何れか一つ以上を、第二の印刷領域における突起の配列間隔、サイズ、平面形状と異ならせる工程と、突起の高さを１６μｍ以上にする工程と、を含むものである。

本発明の実施形態に係る印刷物の絵柄を示す図。 本発明の実施形態に係る印刷方法を説明するためのフローチャート。 本発明の実施例に係る印刷物の突起構造のレイアウトを示す図。

以下、本発明の実施形態に係る印刷物１について、図面を用いて説明する。なお、本発明は、かかる実施形態によって制約されるものではない。

まず、本実施形態に係る印刷物１の構成について説明する。印刷物１は、図１に示すように、基材１０と、基材１０の表面に設けられた複数の印刷領域（第一の印刷領域２１及び第二の印刷領域２２）と、を備えるものである。

基材１０としては、その表面に印刷を施すことが可能な剛性を有する板状の部材であり、例えば合成樹脂製のシートを採用することができる。基材１０に用いられる合成樹脂は、アクリル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂等に代表される汎用プラスティック、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等に代表されるエンジニアリング・プラスチック、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチック、等から選ぶことができる。また、合成樹脂製のシートの他にも、木材、ＭＤＦ（中密度繊維板）、ガラス、金属、セラミック等で基材１０を構成することができる。

本実施形態における基材１０の表面には、図１に示すように、比較的明度の高い第一の印刷領域２１と、比較的明度の低い第二の印刷領域２２と、を有する木目模様が印刷されている。これら第一の印刷領域２１及び第二の印刷領域２２の表面には、各々、複数の透明な突起が配列されている。なお、本実施形態においては、第一の印刷領域２１と第二の印刷領域２２の「明度」を異ならせた例を示したが、これら印刷領域の「色相」を異ならせてもよい。これら明度や色相は、例えばＬ^*ａ^*ｂ^*表色系で表すことができる。

第一の印刷領域２１における突起の配列間隔は、第二の印刷領域２２における突起の配列間隔と異なっている。具体的には、第一の印刷領域２１における突起の配列間隔は、第二の印刷領域２２における突起の配列間隔よりも大きくなっている。このように第一の印刷領域２１の突起の配列間隔を、第二の印刷領域２２の突起の配列間隔よりも大きくすることにより、第一の印刷領域２１の凹凸感（ザラザラ感、ジャリジャリ感、ゴツゴツ感、ボコボコ感）を第二の印刷領域２２の凹凸感よりも強くすることができる。これらの凹凸感の強弱は高さ違いとしても認識され得るので、第一の印刷領域２１は第二の印刷領域２２よりも高いという触感を得ることもできる。従って、突起の高さを変えることなく、印刷領域２１・２２の触感を変えることができ、また、触感としての高さの違いを得ることができる。

突起の配列間隔は、４０μｍ以上２ｍｍ以下に設定される。突起の配列間隔が４０μｍ未満であると、皮膚の触覚センサのサイズに比べて小さくなりすぎるために、触感を制御するのに適さない。さらに、通常の印刷法で形成可能なサイズよりも小さくなることから、安価で大面積な領域の触感制御に適さなくなってしまうため好ましくない。一方、突起の配列間隔が２ｍｍを超えると、皮膚の触覚センサの間隔に比べて著しく大きくなるために、物体表面の凹凸として認識され易く、触感の制御に適さなくなってしまうため好ましくない。突起の配列間隔は、８０μｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されるのが好ましい。

第一の印刷領域２１における突起の高さは、第二の印刷領域２２における突起の高さと同一である。このように双方の印刷領域２１・２２の突起の高さを同一にすることにより、突起の摩耗を抑制することができる。突起の高さは、１６μｍ以上１５ｍｍ以下に設定される。突起の高さが１６μｍ未満であると、凹凸感が得られないため好ましくない。一方、突起の高さが１５ｍｍを超えると、指で印刷領域２１・２２に触れた際の突起構造の変形量が大きくなり過ぎ、突起の破損等が発生し易くなるため、好ましくない。突起の高さは、５０μｍ以上１０ｍｍ以下に設定されるのが好ましい。

突起の平面形状としては、略円形状、略正方形状、略長方形状等を採用することができる。本実施形態においては、第一の印刷領域２１における突起のサイズ（平面視における最大寸法）を、第二の印刷領域２２における突起のサイズ（平面視における最大寸法）と同じサイズに設定し、その平面形状を略円形状としているが、第一の印刷領域２１における突起のサイズを、第二の印刷領域２２における突起のサイズよりも大きく設定することも可能である。第一の印刷領域２１における突起のサイズを、第二の印刷領域２２における突起のサイズよりも大きくすることにより、第一の印刷領域２１の突起への指の引っ掛かりをより強くすることができ、第一の印刷領域２１の凹凸感と第二の印刷領域２２の凹凸感との触感の違いをより強調することができる。また、このときに第一の印刷領域２１の突起の平面形状を略正方形状に変更することも可能である。そして、第一の印刷領域２１における突起と、第二の印刷領域２２における突起と、の配列間隔、サイズ、平面形状を同時に複数異ならせてもよく、それぞれ単独で異ならせてもよく、いずれにしても第一の印刷領域２１の凹凸感と第二の印刷領域２２の凹凸感との触感の違いを得ることができる。

突起のサイズは、４０μｍ以上５００μｍ以下に設定される。突起のサイズが４０μｍ未満であると、指で印刷領域２１・２２に触れた際の突起構造の変形量が大きくなり過ぎ、突起の破損等が発生し易くなるため、好ましくない。一方、突起のサイズが５００μｍを超えると、突起の変形量が小さくなって凹凸感のみが強調されてしまい、第一の印刷領域２１と第二の印刷領域２２の触感を異ならせることが難しくなるため、好ましくない。なお、サイズが５００μｍを超える突起は、従来の加工法（型転写法等）で容易に実現することができることから、従来技術の枠を超えるものではない。

突起のアスペクト比（幅寸法に対する高さの比）は、０．４以上３０以下に設定される。突起のアスペクト比が０．４未満であると、突起の変形量が小さくなって凹凸感のみが強調されてしまい、第一の印刷領域２１と第二の印刷領域２２の触感を異ならせることが難しくなるため、好ましくない。なお、アスペクト比０．４未満の突起は、従来の加工法（型転写法等）で容易に実現することができることから、従来技術の枠を超えるものではない。一方、突起のアスペクト比が３０を超えると、指で印刷領域２１・２２に触れた際の突起構造の変形量が大きくなり過ぎ、突起の破損等が発生し易くなるため、好ましくない。

第一の印刷領域２１及び第二の印刷領域２２に設けられる突起は、例えば、紫外線硬化樹脂インクをインクジェット法により複数層積層して形成することができる。紫外線硬化樹脂インクとしては、一般的に、光重合性樹脂（モノマー、オリゴマー等）、光重合開始剤および助剤（重合禁止剤、調整剤等）から構成され、例えば、光重合性樹脂として、（メタ）アクリル系モノマー／オリゴマー等を採用することができる。紫外線硬化樹脂インクは、通常、１００％硬化されて塗膜となることから、突起構造を形成するのに適している。また、紫外線硬化樹脂インクとは別の樹脂（例えば、合成ワックス系等のホットメルトインク、ウレタン樹脂、あるいは、エポキシ樹脂等の水系樹脂インク等）で突起を形成することもできる。

インクで凹凸構造を形成する際、一層積層する毎に塗膜を固化することが望ましい。紫外線硬化樹脂インクを用いる場合には、一層形成する毎に紫外線を照射して固化し、引き続きその直上にインクを配置し、固化を繰り返して凹凸構造を形成する。水系樹脂インクの場合は積層毎に乾燥・固化を行うことで同様に凹凸構造を形成する。

なお、本実施形態においては、基材の表面に、明度の異なる二種類の印刷領域（第一の印刷領域２１及び第二の印刷領域２２）を設け、これら二種類の印刷領域における突起の配列間隔を異ならせた例を示したが、印刷領域は二種類に限られるものではない。例えば、基材の表面に明度や色相の異なる印刷領域を三種類以上設け、これら三種類以上の印刷領域における突起の配列間隔を各々異ならせることもできる。

また、本実施形態においては、基材１０の表面に木目模様が印刷されているが、突起構造を形成する前に、突起構造と同様の透明な紫外線硬化樹脂インクを木目模様の全面を覆うようにコートした後に、同一の紫外線硬化樹脂インクにより突起構造を形成することも可能である。これにより、基材１０に対する突起構造の密着性を向上することが可能となり、手の指等で接触する際の耐久性をより向上することが出来る。さらに、顔料を含む紫外線硬化樹脂インクにより木目模様を印刷し、さらに同様な材料系からなる透明な紫外線硬化樹脂インクで突起構造形成することにより、全面を透明紫外線硬化樹脂で覆うことなく突起構造の密着性を向上することが可能となる。

また、本実施形態においては、異なる印刷領域毎に突起構造の配列間隔やサイズ、あるいは、平面形状を変えることで触感を制御した場合について述べたが、本発明はこれに限るものではなく、突起構造の材料物性を変えて、変形量の小さい、あるいは、大きい材料を用いて形成することにより、突起の配列間隔やサイズ、あるいは、平面形状を変えることなく触感を制御できることは明らかである。具体的には、延伸性の高い、あるいは、低い紫外線硬化樹脂インクの差を用いる、あるいは、紫外線硬化樹脂インクに対して透明セラミック粒子を添加して膜物性を変える、等により突起の物性を変更して触感を制御することが出来る。

次に、図２を用いて、基材１０の表面に第一の印刷領域２１及び第二の印刷領域２２を形成して印刷物１を得る方法（印刷方法）について説明する。

まず、基材１０を調製する（基材調製工程）。基材１０としては、既に述べたように、合成樹脂製のシートを採用することができる。次いで、基材１０の表面に、絵柄を印刷する（絵柄印刷工程）。絵柄としては、図１に示すような木目模様を採用することができる。続いて、基材１０の表面に印刷した絵柄のうち比較的明度の高い第一の印刷領域２１と、比較的明度の低い第二の印刷領域２２と、の双方に、複数の透明な突起を配列する（突起配列工程）。この際、突起の高さを１６μｍ以上にする一方、第一の印刷領域２１における突起の配列間隔を、第二の印刷領域２２における突起の配列間隔と異ならせるようにする。各突起は、既に述べたように、紫外線硬化樹脂インクをインクジェット法により複数層積層して形成することができる。

以上説明した実施形態に係る印刷物１においては、第一の印刷領域２１の配列間隔が、第二の印刷領域２２の配列間隔と異なっているため、第一の印刷領域２１の触感を、第二の印刷領域２２の触感と異ならせることができる。具体的には、第一の印刷領域２１の配列間隔を、第二の印刷領域２２の配列間隔よりも大きくすることにより、第一の印刷領域２１の凹凸感を第二の印刷領域２２の凹凸感よりも強くすることができる。従って、突起の高さを変えることなく、印刷領域２１・２２の触感を変えることができる。また、第一の印刷領域２１における突起のサイズを、第二の印刷領域２２における突起のサイズよりも大きくすることにより、第一の印刷領域２１の突起への指の引っ掛かりをより強くすることができ、第一の印刷領域２１の凹凸感を第二の印刷領域２２の凹凸感よりも強くすることができる。

また、以上説明した実施形態に係る印刷物１においては、第一の印刷領域２１における突起の高さを、第二の印刷領域２２における突起の高さと同一にしている。一方の印刷領域２１の突起を他方の印刷領域２２の突起よりも高くすると、高くした方の突起が摩耗し易くなるが、双方の印刷領域２１・２２の突起の高さを同一にすることにより、突起の摩耗を抑制することができる。

続いて、図３を用いて、本発明の実施例について説明する。

基材１０としての合成樹脂製のシートの表面に、紫外線硬化樹脂インクをインクジェット法により複数積層して、図３に示す３種類のパターンＡ、Ｂ、Ｃの樹脂突起構造体を形成した。各樹脂突起は、シート表面の同一箇所に、紫外線硬化樹脂インクを少なくとも３回積層して形成したものであり、積層する際の１回目の樹脂突起の直径を約１１０μｍ、２回目以降の樹脂突起の直径を約８０μｍに設定した。また、各樹脂突起の高さをいずれも０．５ｍｍに設定した。各パターンが形成される領域はいずれも、平面視正方形（１５ｍｍ×１５ｍｍ）状を呈する領域とした。紫外線硬化樹脂インクとしては、単官能アクリルアミド化合物、アクリレートオリゴマー、光重合開始剤、光重合界禁止剤、界面活性剤を含むものを採用した。

パターンＡは、平面視略円形状（直径約１１０μｍ）の樹脂突起を１５０ｄｐｉ間隔（配列間隔約０．１７ｍｍ）で基材１０の表面の所定領域に配置したものである。パターンＢは、平面視略矩形状（一辺の長さ約４４０μｍ）の樹脂突起を３７．５ｄｐｉ間隔（配列間隔約０．６８ｍｍ）で基材１０の表面の所定領域に配置したものである。パターンＣは、基材１０の表面の所定領域にパターンＡを形成した上に、平面視略矩形状（一辺の長さ約５５０μｍ）の樹脂突起を１５ｄｐｉ間隔（配列間隔約１．６９ｍｍ）で配置したものである。

３種類のパターンＡ、Ｂ、Ｃの触感を確認したところ、パターンＡは、基材１０と比較してサラサラした触感を提供するものであるのに対し、パターンＣは、ゴムのような触感を提供するものであった。これは、パターンＣに含まれる大きな樹脂突起のパターンが指表面に軽く引っ掛かるためと考えられる。パターンＢは、パターンＡとパターンＣの中間のような触感を提供するものであった。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、かかる実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、かかる実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、かかる実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１…印刷装置、１０…基材、２１…第一の印刷領域、２２…第二の印刷領域、Ｓ３…突起配列工程

Claims (12)

1. 基材と、前記基材の表面に複数の突起が配列されている第一の印刷領域と、前記基材の表面に複数の突起が配列されている第二の印刷領域と、を備える印刷物であって、
   前記第一の印刷領域における前記突起の配列間隔、サイズ、平面形状の何れか一つ以上は、前記第二の印刷領域における前記突起の配列間隔、サイズ、平面形状と異なり、
   前記突起の高さは、１６μｍ以上である、印刷物。
2. 前記突起は、透明である、請求項１に記載の印刷物。
3. 前記突起の配列間隔は、４０μｍ以上２ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の印刷物。
4. 前記突起の配列間隔は、８０μｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の印刷物。
5. 前記突起の高さは、１５ｍｍ以下である、請求項１から３の何れか一項に記載の印刷物。
6. 前記突起の高さは、５０μｍ以上１０ｍｍ以下である、請求項１から３の何れか一項に記載の印刷物。
7. 前記第一の印刷領域における前記突起の高さは、前記第二の印刷領域における前記突起の高さと同一である、請求項１に記載の印刷物。
8. 前記第一の印刷領域における前記突起の配列間隔は、前記第二の印刷領域における前記突起の配列間隔よりも大きく、
   前記第一の印刷領域における前記突起のサイズは、前記第二の印刷領域における前記突起のサイズよりも大きい、請求項１から７の何れか一項に記載の印刷物。
9. 前記突起のアスペクト比は、０．４以上３０以下に設定される、請求項１から８の何れか一項に記載の印刷物。
10. 前記突起のサイズは、４０μｍ以上５００μｍ以下に設定される、請求項１から９の何れか一項に記載の印刷物。
11. 前記第一の印刷領域及び前記第二の印刷領域には、画像が印刷されており、
    前記第一の印刷領域に印刷された前記画像の明度又は色相は、前記第二の印刷領域に印刷された前記画像の明度又は色相と異なる、請求項１から１０の何れか一項に記載の印刷物。
12. 基材の表面に、複数の突起が配列されている第一の印刷領域と、複数の突起が配列されている第二の印刷領域と、を形成する印刷方法であって、
    前記第一の印刷領域における前記突起の配列間隔、サイズ、平面形状の何れか一つ以上を、前記第二の印刷領域における前記突起の配列間隔、サイズ、平面形状と異ならせる工程と、
    前記突起の高さを１６μｍ以上にする工程と、
    を含む、印刷方法。