JP2021187051A - 版面温度制御装置および印刷物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
オフセット印刷において、感敏な機構を用いて、印刷版の表面温度制御を可能とし、高速印刷においても地汚れを発生させることなく、品質の安定した印刷物を提供する。
【解決手段】
印刷機版胴に接触させるローラーと、該ローラーから版胴に供給する、または、版胴から吸収する熱量を調節するための熱移動調節機構とを有する版面温度制御装置を用いて、印刷を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、版面温度制御装置および印刷物の製造方法に関する。特に、オフセット印刷において好適に用いることができる版面温度制御装置に関する。

オフセット印刷の輪転機、飲料缶用印刷機等は高速で印刷されるため、インキが練られる過程で発熱が大きくなり、転移する版面でもインキ温度が上昇する。これらのインキ温度上昇を抑制するためインキングローラーを冷却するインキ冷却装置に加え、版胴を空冷または水冷により冷却する方法が用いられている。（例えば、特許文献１参照）
インキは、温度により粘度が変化することが知られており、インキ温度が上昇すると粘度は低下する傾向にある。このため、インキングローラーから印刷版にインキが付着する工程で、前記インキが加熱され粘度が下がりすぎると、印刷版の非画線部にインキが付着しやすくなり、地汚れと呼ばれる印刷品質の低下を招くことがある。高速印刷において、印刷品質を維持するためには、インキ粘度を一定に保持することが重要である。

このため、インキの温度を制御する方法として、インキ装置のインキ壺の撹拌、元ローラーとバイブレーターローラーの内部に温度制御された流体を循環させることにより、ローラーの表面温度を制御し、インキ温度を制御する方法が開示されている。（例えば、特許文献２）また、版胴内部に冷風または冷水を循環させ版胴を冷却する方法が開示されている。（例えば、特許文献３）

特開２０１８−８６７８８号公報 特開２００２−３４７２１４号公報 特許第２５７２５１６号明細書

しかしながら、インキ温度の制御では、版面近くまで送られてくるインキの温度は制御可能であるが版面上でもインキングローラーとの摩擦等による発熱があり、版面上でのインキ温度を適切に制御するには限界があった。また、版胴を冷却する方式では、冷風あるいは冷水の温度を設定して印刷機および周辺機器の運転を開始するが、印刷機設置室内の温度、湿度が変動して版胴近傍の雰囲気が露点以下になると、版胴および印刷版に結露が発生し、版面上に水分が存在する状態でインキ着けローラーと接触するので、インキが水分を含み印刷品質が低下することがあった。一方で、前記版胴冷却を、露点付近で制御しようとすると、版胴内部の流体流量を増やすことが必要で、流体流路の拡幅、流体送液機器の大型化等を招くこととなり、設備技術的な課題と制約が数多く発生し、設備費用が増大し、実用性が低下する。

そこで、本発明の目的は、既存のオフセット印刷機のインキングローラーおよび版胴機構を改造することなく、印刷版の表面温度の制御を行うことができる簡便な機構を提案するものでありで、高速印刷においても地汚れを発生させることなく、品質の安定した印刷物を提供することである。

すなわち本発明の要旨とするところは、印刷機版胴の表面温度を調節するための版面温度制御装置であって、版胴に接触させるローラーと、該ローラーから版胴に供給されるまたは版胴から吸収する熱量を調節するための熱移動調節機構とを有する版面温度制御装置であり、また、該装置の前記ローラーを前記印刷機版胴に接触させ、版胴に熱を供給し、または、版胴から熱を吸収して印刷を行う、印刷物の製造方法である。

また、それらの改良態様を提案するものである。

本発明の版面温度制御装置によれば、従来のインキングローラーおよび版胴を改造することなく、印刷版の表面温度制御を容易に行うことができ、高速印刷においても地汚れを発生させることなく、品質の安定した印刷物を得ることができる。

本発明の版面温度制御装置の一例が用いられた共通圧胴型オフセット印刷機の例を示す模式側面図。 本発明の版面温度制御装置の一例における、版胴に接するローラーの構造を説明するための模式図。

以下、本発明を用いての印刷物の製造を例に挙げて、好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。

オフセット印刷機に用いられる平版は、インキの反撥に水の薄膜またはシリコーン樹脂を用いている。水の薄膜を用いる方式は、水あり平版と呼ばれ、印刷版の冷却に版面に冷風を吹き付けると水の薄膜が蒸発することによりインキの反撥ができなくなり、印刷版の機能を果たさなくなる。また、熱伝導用ローラー等を版面に接触させると水の薄膜が破壊されインキ反撥ができなくなり、やはり印刷版の機能を果たさなくなる。本発明は、オフセット印刷機において、水なし平版使用時のインキ温度変化によるインキ粘度変化を抑制するため、版胴に取付けられた印刷版の温度制御に特に好適に採用できるものであり、印刷時の版面に直接熱伝導用ローラーを接触させて版面温度を制御する技術である。

本発明の版面温度制御装置を、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は図面に示した例に限定して解釈されるものではない。

図１は、本発明に関するオフセット印刷機の一例を示す。この印刷機の例では、大型のローラーを共通圧胴１として設け、その廻りに各色に対応する印刷ユニット１６を配置している。この例は、６色印刷機の例を示し、印刷ユニット１６が６基配されている。なお、この例では、インキの付与は、インキ壺１２からインキが供給され、元ローラー１３，バイブレーターローラー１４およびインキ着けローラー１５を経て、印刷版がセットされた版胴３にインキが供給され、印刷版上にインキが付与される。なお、本発明において「印刷機版胴」（本明細書において、単に「版胴」ともいうことがある）の意味には印刷版がセットされた態様が含まれる。また、圧胴に沿う様に基材（被印刷物）が巻き付けられ、前記フィルム表面にブランケット胴２が当接している。ブランケット胴２には印刷版がセットされた版胴３が当接しており、本発明にかかる版面温度制御装置のローラー４は、前記版胴３に接して配置されている。また、この例では、版胴３に対して圧縮空気などの気体を噴射できるように、気体噴射ノズル５が配されている。噴射される気体は、塵の除去や結露現象などに拠って版胴の上に存在する可能性がある水を蒸発除去することが可能である。また、この例では、印刷終了後のインキを乾燥させたり、硬化させたりすることができるように活性エネルギー照射装置７が具備されている。図１には図示されていないが、本発明にかかる版面温度制御装置は、ローラーが版胴に接触することで、版胴に熱を供給するため、あるいは、版胴からの熱を吸収するため、供給あるいは吸収した熱を補償（移動する熱量を調節）する必要がある。このため、ローラーに熱を供給するため、あるいは、ローラーから熱を吸収するための熱移動調節機構を具備している。

図２は、本発明の版面温度制御装置の一例における、版胴に接するローラーの構造を説明するための模式側面図である。この例では、印刷版がセットされた版胴３に接するローラー４は、内部に流体流路１１が設けられた金属製の軸材１０に、樹脂層８、表面保護層９が設けられている。

ローラー４の内部に設けられた流体流路１１には、所望の温度に調整された流体を通すことが可能である。そのような金属製の軸材１０としては、具体的には、金属、特に機械的強度が高く熱伝導性の良いアルミ合金で製作された内部に流体流路を持つ金属製の軸材が好ましい。具体的には、アルミ合金、チタン、鉄鋼材料、およびステンレス等で製作された軸材が挙げられる。成型加工性の観点から、アルミ合金を用いることが特に好ましい。

前記樹脂層８の硬度は、ショアＡ硬度で２０以上８０以下であることが好ましい。より好ましくは、ショアＡ硬度１５以上７５以下、特に好ましくは、ショアＡ硬度２０以上７０以下である。

熱を効率良く伝えるためには版銅と本発明に係る版面温度制御装置の前記版銅に接するローラーの接触面積が広いことが重要である。オフセット印刷機においては多くのローラーが用いられるが、接触面積を決定するにおいては、ローラーの軸の長手方向の接触長さは軸長で、また、軸との直角方向の接触長さは、ローラーの直径とローラーを構成する材料の厚み、易変形性（柔軟性）、引張り伸び率により決定することができる。

前記樹脂層の厚みは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、３ｍｍ以上８ｍｍ以下、特に好ましくは、４ｍｍ以上７ｍｍ以下である。

前記樹脂層の引張り伸び率は、１０％以上１００％以下が好ましい。機械的強度の観点から、より好ましくは、２０％以上９０％以下、特に好ましくは、３０％以上８０％以下である。引張り伸び率は、ＪＩＳ−Ｋ−７１６１に準拠した方法で測定することができる。

前記樹脂層の熱伝導率は、２ｗ／ｍｋ以上５０ｗ／ｍｋ以下が好ましい。より好ましくは、３ｗ／ｍｋ以上４０ｗ／ｍｋ以下、特に好ましくは、４ｗ／ｍｋ以上３０ｗ／ｍｋ以下である。前記熱伝導用ローラーと印刷版の接触面積を拡大しても、前記樹脂層を貫通して熱伝導が容易であることが好ましく、前記樹脂層の材質は、熱伝導性が良好なものが好ましい。前記熱伝導率が、５０ｗ／ｍｋより高い場合、熱伝導性を得るために添加される無機フィラー等の影響で柔軟性が低下する傾向にある。

本発明の版面温度制御装置に用いられるローラーの外径は版胴径と周辺の空スペースにもよるが、内部に流体流路を形成する観点から、φ８０ｍｍ以上φ２００ｍｍ以下が好ましい。

本発明の版面温度制御装置に用いられるローラーの最表面は、印刷版の版面と接触するためインキ顔料、微小異物等との接触により打痕、擦り傷を発生する可能性が高く、また、インキなどの汚れも付着する可能性があるために、適宜で、これらの清掃あるいは除去が行われることがある。前記清掃あるいは除去の方法としては、インキの溶剤成分として用いられた溶媒や乾燥しやすい低沸点の有機溶剤による洗浄を行うことが望ましい。このため、本発明の版面温度制御装置に用いられるローラーの最表面には、表面保護層が設けられていることが望ましく、当該表面保護層は前記した洗浄に用いる溶媒に対する耐溶剤性を有する材料を用いて形成されていることが好ましい。表面保護層の形成に用いられる材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）などのペルフルオロアルコキシアルカン、芳香族ポリアミドからなる群より選ばれる１種類を用いることが望ましく、また、表面保護層の厚みは４μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。

本発明の版面温度制御装置に用いられるローラーの表面温度は、印刷版の版面温度に対応して適宜調整することが好ましく、５℃以上４０℃以下であることが好ましい。版面の温度は、使用するインキの種類などの要因により適宜変動するが、前記のローラーの表面温度を５℃以上４０℃以下の範囲内で調整することにより、印刷品位が良好な印刷物を得ることができる。

本発明の版面温度制御装置が設置されたオフセット印刷機は、印刷が行われる環境によっては、版面温度制御装置のローラーの表面温度を印刷環境の露点以上にすることでも十分に熱移動を制御できる場合があるが、印刷速度によっては版面の摩擦が大きくなるため、露点以下の温度に調整することも可能である。

本発明の版面温度制御装置のローラーの表面温度を露点以下にした場合、ローラーの表面に水が結露する場合がある。本発明においては、前記結露水は、版面温度制御装置のローラーと版面との間に介在させることができ、そのようにすることで、接触面での熱伝導量を向上させることができるので、版面温度制御装置のローラーの表面温度を印刷環境の露点以下とすることは好ましい。

また、結露した水が、印刷版と接するインキングローラーにてインキへ混入することを防ぐために、本発明の版面温度制御装置は、前記ローラーに対して、その回転方向下流側に気体噴出ノズル設けることもできる。前記位置にエアーノズルを配置することにより、印刷版上に残留した結露水を除去し、インキの乳化を防ぐとともに、顕熱および潜熱の除去効果で版面の冷却能力を、さらに向上させることもできる。

本発明の版面温度制御装置の熱移動調節機構は、フィードバック制御によって版面温度制御装置のローラー内を循環する流体の温度を制御する機構であることか好ましく、そのため、前記印刷機版胴の表面温度を計測する温度センサーを具備し、該温度センサーからの信号を演算処理して、演算結果に応じて前記ローラー内に通す流体を加温または冷却する機構を設けることができる。

本発明の版面温度制御装置に使用する流体は、特に限定されないが、熱容量や熱伝導性の観点から液体を用いることが好ましく、安全性の観点から水を用いることがより好ましい。

本発明の版面温度制御装置が設置されたオフセット印刷機は、活性エネルギー線を照射する工程を含むことができる。具体的な印刷物の製造方法としては、まず活性エネルギー線硬化型平版インキを基材上に塗布し、次いで活性エネルギー線を照射して硬化させることによりインキ硬化膜を有する印刷物を得る。前記活性エネルギー線としては、硬化反応に必要な励起エネルギーを有するものであれば特に限定されないが、例えば、紫外線や電子線などが好ましく用いられる。電子線により硬化させる場合は、１００〜５００ｅＶのエネルギー線を有する電子線装置が好ましく用いられる。紫外線により硬化させる場合は、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、ＬＥＤ等の紫外線照射装置が好ましく用いられるが、例えばメタルハライドランプを用いる場合、８０〜１５０Ｗ／ｃｍの照度を有するランプによって、コンベアーによる搬送速度が５０〜１５０ｍ／ｍｉｎで硬化させることが生産性の面から好ましい。前記基材としては、プラスチックフィルム、プラスチックフィルムラミネート紙、金属、金属蒸着紙、金属蒸着プラスチックフィルムから選ばれる少なくとも１つを含む。基材上に塗布されたインキ硬化膜の厚みは０．１〜５０μｍであることが好ましい。

１ 圧胴
２ ブランケット胴
３ 版胴
４ ローラー
５ 気体噴射ノズル
６ 基材（被印刷物）
７ 活性エネルギー線照射装置
８ 樹脂層
９ 表面保護層
10 金属製の軸材
11 流体流路
12 インキ壺
13 元ローラー
14 バイブレーターローラー
15 インキ着けローラー
16 印刷ユニット

Claims (15)

1. 印刷機版胴の表面温度を調節するための版面温度制御装置であって、版胴に接触させるローラーと、該ローラーから版胴に供給する、または、版胴から吸収する熱量を調節するための熱移動調節機構とを有する版面温度制御装置。
2. 前記ローラーは、その内部に流体が循環可能な流路を有し、前記熱移動調節機構は、前記流体を、前記ローラーに供給する機構、および、前記ローラーから回収する機構、ならびに、前記流体の温度を調節する機構を具備する版面温度制御装置。
3. 前記ローラーは、金属製の軸材に、ショアＡ硬度が２０以上８０以下の樹脂層と、前記樹脂層保護する表面保護層とが、この順で積層されており、前記金属製の軸材は回転自在な軸受け構造と前記流体の供給口、排出口、および流体の流路が配置されている請求項２に記載の版面温度制御装置。
4. 前記樹脂層の熱伝導率が、２ｗ／ｍｋ以上、５０ｗ／ｍｋ以下である請求項３に記載の版面温度制御装置。
5. 前記樹脂層の厚みが、２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である請求項３または４に記載の版面温度制御装置。
6. 前記樹脂層の引張り伸び率が、１０％以上、１００％以下である請求項３〜５のいずれかに記載の版面温度制御装置。
7. 前記表面保護層は、ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシアルカン、芳香族ポリアミドからなる群より選ばれるいずれか１種類を用いて構成され、かつ、前記保護層の厚みが、４μｍ以上２０μｍ以下である請求項３〜６のいずれかに記載の版面温度制御装置。
8. さらに、気体を前記印刷機版胴に向かって噴射するノズルを具備した請求項１〜７のいずれかに記載の版面温度制御装置。
9. 前記流体の温度を調節する機構は、前記印刷機版胴の表面温度を測定可能な温度センサーと、該温度センサーからの信号を演算処理する機構、演算処理結果に応じて前記流体を加温または冷却する機構を含む、請求項２〜９のいずれかに記載の版面温度制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の版面温度制御装置の前記ローラーを前記印刷機版胴に接触させ、版胴に熱を供給し、または、版胴から熱を吸収して印刷を行う、印刷物の製造方法。
11. 前記ローラーの表面温度を５℃以上、４０℃以下に保って印刷を行う、請求項１０に記載の印刷物の製造方法。
12. 前記ローラーの表面温度を、印刷雰囲気の露点以下とし、該ローラー上に結露した水を印刷版胴に接触させて印刷を行う、請求項１０に記載の印刷物の製造方法。
13. 請求項８または９に記載の版面温度制御装置の気体噴射ノズルを、前記ローラーの回転方向下流側、転写胴が用いられた場合は好ましく前記ローラーから転写胴までの間、に配置し、かつ、前記印刷機版胴の回転方向に向かって気体を噴出させて印刷を行う、請求項１０〜１２のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
14. さらに、活性エネルギー線を照射する工程を含む、請求項１１〜１３のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
15. 印刷される基材がプラスチックフィルム、プラスチックフィルムラミネート紙、金属、金属蒸着紙、金属蒸着プラスチックフィルムから選ばれる少なくとも１つである、請求項１１〜１４のいずれかに記載の印刷物の製造方法。

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