JP2020131467A - 印刷基体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３Ｄスキャナによるデータに基づく、表面凹凸等の微細な表面構造が精度よくリアルに再現された立体感を有する印刷層を備えた印刷基体、及びその製造方法を提供する。【解決手段】基材上に、３Ｄスキャナによるデータに基づく印刷層が形成されて成る印刷基体であって、前記印刷層上に透明性を有する乱反射層が形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、印刷基体及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、３Ｄスキャンによるデータから形成された表面凹凸等がリアルに表現された立体感のある印刷層を備えた金属容器等の印刷基体及びその製造方法に関する。

金属缶等の包装容器の外面には、商品名や内容物に関する説明等の各種印刷が施されており、特に装飾デザインのための印刷によって、他の商品との差別化を図り、消費者の購買意欲を高める等、商品価値を高めることも可能である。
包装容器においても、印刷画像によって立体感な装飾を施した金属缶が提案されており、例えば下記特許文献１には、容器の外周の少なくとも一部に装着する包装材であって、基材の外側に絵柄層を積層してなり、かつ絵柄層の外表面に艶消し層及び光沢層を、艶消し層、光沢層の順で又はその逆の順であるいは艶消し層と光沢層とを並列に、設けてなることを特徴とする包装材が提案されている。

また下記特許文献２には、缶胴周壁に複数の筋状のセルが缶胴の周方向に連続して形成された縞模様が印刷され、セル内が缶胴の周方向において階調が変化するグラデーションで表示されると共に、隣接するセルの境界が明るさの不連続によって表示され、セル内はセルの周方向の一端が多端よりも暗く、かつ一端と多端の中間部に明るさの頂点となる明示が形成されて成る金属缶が提案されている。

一方、真上からの通常の走査ではとらえることのできない表面粗さや平坦度等の微細な表面構造を精度よく再現可能なマルチアングルスキャナ（３Ｄスキャナ）を用いて、凹凸のある被写体の表面の状態をリアルに再現した印刷物を作成することが行われている（特許文献３）。かかる３Ｄスキャナによるデータを再現した印刷を缶胴等にも施すことができれば、立体感が強く、装飾性の高い包装容器を提供することが可能になる。

特開２００８−２３０２３３号公報 特開２０１６−９４２２２号公報 特許第４３７３４９２号

しかしながら、金属缶のように素材に表面光沢を有する基体に、上記３Ｄスキャナにより読み取ったデータに基づいて印刷を施すと、紙等に再現した印刷画像に比して、立体感が顕著に損なわれることが分かった。
従って本発明の目的は、３Ｄスキャナによるデータに基づく、表面凹凸等の微細な表面構造が精度よくリアルに再現された立体感を有する印刷層を備えた印刷基体、及びその製造方法を提供することである。

本発明によれば、基材上に、３Ｄスキャナによるデータに基づく印刷層が形成されて成る印刷基体であって、前記印刷層上に透明性を有する乱反射層が形成されていることを特徴とする印刷基体が提供される。
本発明の印刷基体においては、
１．前記乱反射層が、艶消しニス層又は艶消しフィルムから成ること、
２．前記艶消しニス層又は艶消しフィルムが、艶消し剤を固形分中の１重量％以上の量で含有すること、
３．前記艶消し剤が、平均粒径が１〜１０μｍの範囲のシリカであること、
４．前記基材と印刷層の間に、白ベタ層が形成されていること、
５．前記印刷層が発泡インキから成ること、
６．前記基材が、金属容器、金属板、樹脂フィルムの何れかであること、
が好適である。

本発明によればまた、表面凹凸段差量が１０ｍｍ以下の３Ｄスキャン対象物を作成する工程、前記３Ｄスキャン対象物を３Ｄスキャナでスキャンして印刷データを作成する工程、基材に前記印刷データに基づき印刷層を印刷する工程、前記印刷層上に透明性を有する乱反射層を形成する工程、を有することを特徴とする印刷基体の製造方法が提供される。
本発明の印刷基体の製造方法においては、
１．前記３Ｄスキャン対象物が、インクジェット印刷による厚盛り印刷による印刷物であること、
２．前記印刷層が、インクジェット印刷又は水なし平版印刷による印刷層であること、
３．前記乱反射層が、艶消し剤を固形分中の１重量％以上の量で含有する艶消しニスの塗工・乾燥により形成されること、
が好適である。

本発明の印刷基体においては、３Ｄスキャナにより取得されたデータに基づいて形成された印刷層上に乱反射層を形成することにより、印刷層が本来有する微細な表面構造が精度よく再現され、優れた立体感を有する印刷層を備えることができる。

本発明の印刷基体の断面構造の例を示す図である。 印刷基体が印刷ラベルである場合のラベル貼着後の断面構造の例を示す図である。 印刷基体が印刷フィルムである場合の断面構造の例を示す図である。 （Ａ）は実施例１により得られた印刷缶の表面を示す写真であり、（Ｂ）は比較例１により得られた印刷缶の表面を示す写真である。

（印刷基体）
本発明の印刷基体は、基材上に、３Ｄスキャナによるデータに基づく印刷層が形成されて成る印刷基体であって、前記印刷層上に透明性を有する乱反射層が形成されていることが重要な特徴である。
前述したとおり、本発明においては、印刷層上に透明性を有する乱反射層を形成することにより、印刷画像が本来有する微細な表面構造が精度よくリアルに再現され、３Ｄスキャン対象物が有していた立体感を有する平面状の印刷層を備えている。

［印刷層］
本発明の印刷基体において、印刷層は、３Ｄスキャン対象物から３Ｄスキャナを用いて取得されたデータに基づき、印刷された印刷画像により形成されている。
３Ｄスキャン対象物としては、後述するように、表面に凹凸や質感のあるものであることが好ましい。３Ｄスキャン対象物は、その表面凹凸段差量が１０ｍｍ以下であることが好適である。上記範囲よりも表面凹凸段差量が大きい場合には、３Ｄスキャナによる読み取りが容易でなく、一方上記範囲よりも表面凹凸段差量が小さい場合には、上記範囲にある場合に比して得られる印刷層が立体感に乏しいものになるおそれがある。

印刷層を形成する印刷方式は特に限定されず、インクジェット印刷、水なし平版印刷、グラビア印刷、樹脂凸版印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等によって形成することができる。また印刷層は、通常の印刷インキを用いて印刷されていても、表面凹凸等が精度よく再現された立体感のある印刷画像により形成されるが、印刷インキ中に熱膨張性マイクロカプセルを含有する発泡インキを用いて形成されるか、或いはインクジェット印刷による厚盛り印刷により形成されていることにより、より立体感が強調された意匠性の高い印刷画像を有することができる。
尚、印刷層は基材の全面を覆うように形成されていてもよいし、部分的に形成されていてももちろんよい。

［乱反射層］
本発明の印刷基体において、上述した印刷層の上に形成される乱反射層は、透明性を有し、印刷画像を鮮明に視認できると共に、入射する光を乱反射して、印刷層が光沢を有しないようにするものである。これにより印刷層が有する表面凹凸や質感のような立体感が損なわれることなく、視認されることが可能になる。乱反射層は、印刷基体の最表面且つ少なくとも上述した印刷層の上に形成されていることが必要であり、印刷層上に直接形成されている場合以外にも、後述する具体例に示すように、透明フィルムを介して形成されていてもよい。また印刷層が基材に部分的に形成されているような場合には、基材の全面を覆うように形成されていてもよいし、印刷層が形成された部分にのみ形成されていてもよい。
乱反射層は、表面に微細な凹凸を形成する等、印刷基体の表面光沢を低減できる限り種々の材料のものを使用可能であるが、本発明においては、艶消しニス層又は艶消しフィルムから成ることが好ましい。艶消しニスとしては、従来透明トップコート層として使用されていた仕上げニスに、艶消し剤を配合して成るものであり、また艶消しフィルムは、透明樹脂フィルムに艶消し剤を配合して成るものである。

艶消しニス層を構成する、仕上げニス（トップコート剤）としては、従来公知の透明な熱硬化性樹脂が使用され、例えば、熱硬化性のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などをベース樹脂として含み、フェノール樹脂やメラミン樹脂などのアミノ樹脂或いはイソシアネート樹脂等を硬化剤として含有している塗料組成物であり、適宜有機溶剤に溶解させたものから成る。
また艶消しフィルムを構成する透明樹脂フィルムとしては、従来公知の透明な熱可塑性樹脂、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン等のオレフィン系樹脂；エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル系共重合体樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリカーボネート；ポリフエニレンオキサイド；ポリ乳酸などの生分解性樹脂；などから形成されていてよい。一般的には、透明性に優れていると共に、耐熱性が良好であるという点で、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルを好適に使用できる。

上記仕上げニス又は透明樹脂フィルムに配合される艶消し剤としては、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の無機粒子から成るもの、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンなどの有機材料のパウダー又はビーズから成るものを例示できる。
本発明においては、これらの中でも特にシリカを好適に使用することができ、中でも平均粒径が１〜１０μｍの範囲にあるものを好適に使用することができる。シリカの平均粒径が上記範囲にあることにより、入射光を効率よく乱反射させて表面光沢を低減させることができ、印刷層が有する表面凹凸や質感等の立体感が損なわれることなく、視認可能になる。
艶消し剤は、仕上げニス又は透明樹脂フィルム中に、樹脂固形分の１重量％以上、特に１０〜２０重量％の範囲で含有されていることが好適である。上記範囲よりも艶消し剤の量が少ない場合には、十分に艶消し効果を発現することができず、印刷層の立体感を損なうおそれがある。また上記範囲よりも艶消し剤の量が多い場合には、上記範囲にある場合に比して塗工性に劣ると共に、耐疵付き性が低下するおそれがある。

乱反射層の厚みは、印刷基体の用途などによって一概に規定できないが、一般に艶消しニス層の場合で１〜２０μｍの範囲にあることが好ましく、艶消しフィルムの場合で８〜５０μｍの範囲にあることが好ましい。

［基材］
本発明の印刷基体においては、表面光沢を有する基材においても、前述した３Ｄスキャナによるデータに基づく印刷層が本来有する微細な表面構造を精度よく再現することができるため、このような表面光沢を有する、金属板や金属容器などの金属製基材、樹脂フィルム等のプラスチック製基材に好適に適用可能であるが、これに限定されず、紙やガラス等であってもよい。
基材としては、これに限定されないが、３ピース缶（溶接缶）や缶蓋等に用いられる金属板、２ピース缶（シームレス缶）等の金属容器、或いは印刷基体が包装袋や包装ラベル等である場合には樹脂フィルムが基材となり得る。
具体的には、アルミニウム板、アルミニウム合金板、ティンフリースチールなどの表面処理鋼板、ブリキ板、クロムメッキ鋼板、アルミメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、スズニッケルメッキ鋼板、その各種の合金メッキ鋼板などの各種金属板を、絞り加工、絞りしごき加工、再絞り加工などによって成形したシームレス缶、及び溶接缶など、各種のタイプの金属缶を例示できる。また、上記金属缶の表面には、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリプロプレンフィルムなどの樹脂フィルムがラミネートされていてもよい。
また、包装袋（パウチ）や包装ラベル（印刷ラベル）では、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリプロピレン等の従来包装容器に使用されていた樹脂フィルムや、この樹脂フィルムとヒートシール性樹脂やアルミ箔等の金属フィルムからなる積層体等を例示できる。尚、この場合には、前述した乱反射層を構成する艶消しフィルムを基材として使用することもできる。

［他の層］
本発明の印刷基体においては、基材上に印刷層を直接形成することもできるが、従来より印刷層を形成する際に用いられる白ベタ印刷層及び／又はアンカーコート層等のベースコート層や、ベースフィルムを介して印刷層を形成することもできる。
白ベタ印刷層を形成することにより、特に金属製容器の地色を補正して印刷画像への影響を低減することができ、鮮明な画像を形成することが可能になる。白ベタ印刷層は、ホワイトコート層としてそれ自体公知のものを使用することができ、例えば、酸化チタンや酸化亜鉛等の白色顔料を、熱硬化性、紫外線硬化性、或いは電子線硬化性の樹脂バインダーと共に溶剤中に分散して成る白色インクを塗布・乾燥し、次いで加熱、紫外線照射或いは電子線照射等により硬化することにより形成できる。
またアンカーコート層を形成することにより、印刷層の基材への密着性を向上させることもできる。アンカーコート層は、アンカーコート剤としてそれ自体公知のものを使用することにより形成することができ、例えば、熱硬化性、紫外線硬化型或いは電子線硬化型のポリエステル樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等が所定の溶剤に分散乃至溶解された塗布液を塗布・乾燥し、次いで加熱、紫外線照射或いは電子線照射等により硬化することにより形成される。
更に、印刷基体の製造工程において、先に形成された印刷層を保護する目的で、印刷層の上に保護層を形成することもできる。このような保護層は、前述した塗料組成物又は透明樹脂フィルムから形成できる。

更に、印刷基体が印刷ラベルである場合には、金属製容器等に貼着するための接着剤層が形成されている。接着剤としては、印刷ラベルを貼着する基材の種類に応じて適宜のものを使用することができる。例えば、シームレス缶や溶接缶などの金属容器に貼着する場合には、加熱加圧により金属容器（或いは金属容器にラミネートされている樹脂フィルム）に容易に接着し得る公知の熱硬化型接着剤、例えば、ポリウレタン系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などを熱硬化性樹脂成分として含み、イソシアネート或いはメラミン樹脂などを硬化剤成分として含む公知の熱硬化型の接着剤などが使用される。また、印刷基体がパウチ等の積層フィルムである場合には、最内層に、従来公知のヒートシール性に優れたポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系フィルムから成るヒートシール性樹脂層を使用することもできる。

［層構成］
本発明の印刷基体は、前述したとおり、基材１の上に、３Ｄスキャン対象物を３Ｄスキャナによりデータ化し、このデータに基づき印刷された印刷層２、この印刷層２上に透明性を有する乱反射層３を必須の構成とするものであるが、その用途等によって種々の形態をとることができる。
例えば、印刷基体が、金属板、紙、ガラス、樹脂フィルム等を基材とする積層体の場合には、図１（Ａ）に示すように、基材１の表面に印刷層２が形成され、該印刷層上に艶消しニス層又は艶消しフィルムから成る乱反射層３が形成されている場合や、図１（Ｂ）に示すように、基材１の表面に白ベタ印刷層から成るベースコート層４が形成され、このベースコート層４の上に印刷層２、及び艶消しニス層から成る乱反射層３が形成されている。

また印刷基体が、印刷ラベルである場合は、例えば図２に示すように、艶消しフィルムから成る乱反射層３を基材とし、この乱反射層３に印刷層２が裏面印刷され、印刷層２の乱反射層３の反対側に、白ベタ印刷層等のベースコート層４、接着剤層５が形成された層構成を有する印刷ラベル（図２（Ａ））や、透明樹脂フィルム６を基材とし、この透明樹脂フィルム６の一方の面に印刷層２が裏面印刷され、印刷層２の上に、ベースコート層４、接着剤層５が形成され、透明樹脂フィルム６の印刷層２の反対の面に艶消しニス層から成る乱反射層３が形成された層構成を有する印刷ラベル（図２（Ｂ））、或いは樹脂フィルム６を基材とし、この樹脂フィルム６の一方の表面にベースコート層４、印刷層２及び艶消しニス層から成る乱反射層３をこの順に形成し、樹脂フィルム６の他方の面に接着剤層５が形成された層構成を有する印刷ラベル（図２（Ｃ））を例示できる。図２においては、印刷ラベルの接着剤層５を金属製容器の胴部等に貼着することにより、ラベル缶とすることができる。

更に印刷基体が、包装袋などに用いられる印刷ラミネートフィルムの場合には、例えば図３に示すように、艶消しフィルムから成る乱反射層３を基材とし、これの乱反射層３に印刷層２が裏面印刷され、印刷層２の乱反射層３の反対側に、白ベタ印刷層等のベースコート層４、接着剤層５、ヒートシール性樹脂層７が形成された層構成の印刷積層フィルム（図３（Ａ））や、透明樹脂フィルム６を基材とし、この透明樹脂フィルム６の一方の面に印刷層２が裏面印刷され、印刷層２の上に、ベースコート層４、接着剤層５、ヒートシール性樹脂層７が形成され、透明樹脂フィルム６の印刷層２の反対の面に艶消しニス層から成る乱反射層３が形成された層構成を有する印刷積層フィルム（図３（Ｂ））、或いはヒートシール性樹脂フィルム７を基材とし、この樹脂フィルム７の一方の表面にベースコート層４、印刷層２及び艶消しニス層から成る乱反射層３がこの順で形成された層構成を有する印刷積層フィルム（図３（Ｃ））を例示できる。

また印刷基体が、シームレス缶等の缶胴に直接曲面印刷する印刷缶の場合には、図１に示した層構成と同様に、金属製容器である基材１の上に、印刷層２及び艶消しニス層から成る乱反射層３が順次形成され（図１（Ａ））、必要により基材層１と印刷層２の間にベースコート層４が形成される（図１（Ｂ））。
尚、前述したとおり、印刷層の上には保護層を形成することもでき、例えば、図１、図２（Ａ）及び（Ｃ）、或いは図３（Ａ）及び（Ｃ）においては、印刷層２と艶消しニス層３の間に保護層が形成されていてもよい。

（印刷基体の製造方法）
本発明の印刷基体の製造方法は、表面凹凸段差量が１０ｍｍ以下の３Ｄスキャン対象物を作成する工程、前記３Ｄスキャン対象物を３Ｄスキャナでスキャンして印刷データを作成する工程、基材に前記印刷データに基づき印刷層を印刷する工程、前記印刷層上に透明性を有する乱反射層を形成する工程、を有している。

本発明の印刷基体の印刷画像の原画となる対象物としては、表面に凹凸があり、この凹凸の段差量が１０ｍｍ以下、特に０．５〜５ｍｍの範囲にある対象物が好ましい。
このような対象物としては、これに限定されないが、自然の素材（例えば、木目や石材等）、ステンドグラス、編み物や織物、パッチワーク、刺し子、和紙、フェルト等の素材そのもの、３Ｄプリンターによる光造形物や、インクジェット印刷による厚盛り印刷等の印刷物、或いはレーザ彫刻や機械加工、エンボス成形、型押し、発泡成形等による３Ｄ加工による加工物等を例示することができる。

上述した３Ｄスキャン対象物の表面を３Ｄスキャナを用いてデータ編集を行い、版式印刷により印刷を行う場合には、該データに基づき製版を行う。印刷方式は、前述したとおり、インクジェット印刷、水なし平版印刷、グラビア印刷、樹脂凸版印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等従来公知の方法によって印刷することができるが、鮮明な画像を形成する観点から、スクリーン線数もしくは解像度が高いことが望ましい。上記印刷方式の中でも、インクジェット印刷に又は水なし平版印刷によって印刷することが好ましい。
印刷層及び乱反射層は、前述したとおり、印刷基体の層構成によってその構成順序は適宜変更することができるが、印刷基体の最表面層となるように乱反射層を形成する。乱反射層として、艶消しニス層或いは艶消し透明樹脂フィルムのいずれであってもよい。

（実施例１）
３Ｄスキャン対象物として、表面凹凸段差が３ｍｍである織地を用いた。ニューリー株式会社製マルチアングル非接触スキャナを用いて、３Ｄデータを取得した。
２ピース缶（シームレス缶）の金属容器に酸化チタンを３５重量％の量で含有するアクリル系塗料から成るホワイトコート剤を塗工量が１５０ｍｇ／ｄｍ^２となるように塗布した後、２２０℃で１分焼き付けることにより白ベタ層形成した。この白ベタ層上に、インクジェット印刷により取得した３Ｄデータに基づき、水なし平版印刷により印刷画像を形成した。仕上げニス層（艶消しニス層）として、平均粒径３μｍのシリカを樹脂固形分に対して５重量％の量で含有するアクリル系塗料を用い、塗工量が５０ｍｇ／ｄｍ^２となるように塗布した後、２００℃で３分焼き付けることにより艶消しニス層を形成した。胴部の印刷画像の写真を図４（Ａ）に示した。

（比較例１）
実施例１において、仕上げニス層としてシリカを含有しない以外は同様にして、印刷缶を作成した。胴部の印刷画像の写真を図４（Ｂ）に示した。

（考察）
図４（Ａ）及び（Ｂ）を対比することから明らかなように、最表面に艶消しニス層を形成していない比較例１の印刷缶は、光の反射や映り込み部分があり、これらの部分で平面が認識されている。これに対して、実施例１の印刷缶は、缶胴に織物を直接巻き付けたような印象を与えることができ、全面にわたってデザインの奥行（立体感）が認識される。

１ 基材、２ 印刷層、３ 乱反射層、４ ベースコート層、５ 接着剤層、６ 樹脂フィルム、７ ヒートシール性樹脂層。

Claims (11)

1. 基材上に、３Ｄスキャナによるデータに基づく印刷層が形成されて成る印刷基体であって、前記印刷層上に透明性を有する乱反射層が形成されていることを特徴とする印刷基体。
2. 前記乱反射層が、艶消しニス層又は艶消しフィルムから成る請求項１記載の印刷基体。
3. 前記艶消しニス層又は艶消しフィルムが、艶消し剤を固形分中に１重量％以上の量で含有する請求項１又は２記載の印刷基体。
4. 前記艶消し剤が、平均粒径が１〜１０μｍの範囲のシリカである請求項３記載の印刷基体。
5. 前記基材と印刷層の間に、白ベタ層が形成されている請求項１〜４の何れかに記載の印刷基体。
6. 前記印刷層が発泡インキから成る請求項１〜５の何れかに記載の印刷基体。
7. 前記基材が、金属容器、金属板、樹脂フィルムの何れかである請求項１〜６の何れかに記載の印刷基体。
8. 表面凹凸段差量が１０ｍｍ以下の３Ｄスキャン対象物を作成する工程、前記３Ｄスキャン対象物を３Ｄスキャナでスキャンして印刷データを作成する工程、基材に前記印刷データに基づき印刷層を印刷する工程、前記印刷層上に透明性を有する乱反射層を形成する工程、を有することを特徴とする印刷基体の製造方法。
9. 前記３Ｄスキャン対象物が、インクジェット印刷による厚盛り印刷による印刷物である請求項８記載の印刷基体の製造方法。
10. 前記印刷層が、インクジェット印刷又は水なし平版印刷による印刷層である請求項８又は９記載の印刷基体の製造方法。
11. 前記乱反射層が、艶消し剤を固形分中１重量％以上の量で含有する艶消しニスの塗工・乾燥により形成される請求項８〜１０の何れかに記載の印刷基体の製造方法。