JP2022153330A - Water-based inkjet printing method and water-based inkjet printing apparatus - Google Patents

Water-based inkjet printing method and water-based inkjet printing apparatus Download PDF

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JP2022153330A
JP2022153330A JP2022051078A JP2022051078A JP2022153330A JP 2022153330 A JP2022153330 A JP 2022153330A JP 2022051078 A JP2022051078 A JP 2022051078A JP 2022051078 A JP2022051078 A JP 2022051078A JP 2022153330 A JP2022153330 A JP 2022153330A
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良延 金岡
Yoshinobu Kaneoka
孝行 宮崎
Takayuki Miyazaki
智章 早田
Tomoaki Hayata
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Abstract

To provide a water-based inkjet printing method that can respond to small-lot orders, is excellent in on-demand property, and can enable speedy water-based inkjet printing on plastic film.SOLUTION: In the water-based inkjet printing method, in which a film to be printed passes through the ink head section while being given a constant tension and travels through a hot air drying path, the printing speed, drying temperature, and tension are automatically calculated according to the attribute of the film to be printed and the coverage that indicates the ink usage area, and adjustment for stable running so that the film does not flutter or meander due to the hot air during hot air drying, as well as for no shrink, is made.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願発明は、水性インクジェット印刷方法および水性インクジェット印刷装置に関し、特に食品を流通するに際し、それを収容するための包装袋や食品用容器の蓋に使用するプラスチックフィルム製の包装材に最適な印刷方法および装置に関する。 The present invention relates to a water-based inkjet printing method and a water-based inkjet printing apparatus, and in particular, when distributing food, a printing method that is optimal for packaging materials made of plastic film used for packaging bags for containing food and lids of food containers. and equipment.

今日では食品の流通に際しては、その場で調製した食品を包装して販売する対面販売に代わり、予め食品工場で調製した加工食品類、パン類、菓子類などを包装した包装入り食品を、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの小売店舗で販売する方式が主流となりつつある。 In today's food distribution, instead of face-to-face sales where food prepared on the spot is packaged and sold, packaged foods such as processed foods, breads, and confectionery prepared in advance at food factories are sold at convenience stores. The method of selling at retail stores such as stores and supermarkets is becoming mainstream.

前記の販売方式においては包装入り食品は小売店舗の店内の陳列棚などに陳列され、客は購入にあたってはそれを手にとって吟味する。従って、包装自体にも客の購買意欲を惹いたり、客の目につきやすくなるようなデザイン上の工夫が要求される。 In the sales system described above, packaged foods are displayed on display shelves in retail stores, and customers take them in their hands and examine them before making a purchase. Therefore, the packaging itself is also required to be devised in terms of design so as to attract the customer's desire to buy and to make the packaging more noticeable to the customer.

前記の場合、包装材自体は食品を包装することが第一番の目的なので、その機能を損なうような形状の変更は行うことができず、表面に施される図柄および/または文字(以下、「図柄など」と称する。)の役目が非常に重要となる。 In the above case, since the primary purpose of the packaging material itself is to package food, it is not possible to change the shape of the packaging material so as to impair its function. (referred to as "patterns, etc.") plays a very important role.

前記の図柄などを包装袋や食品用容器の蓋に施す手段としては印刷によることが一般的であり、包装袋や食品用容器の蓋に印刷する場合にはこれらの裏側に印刷(裏刷り)する場合と表側に印刷(表刷り)する場合の2種の印刷方法がある。この場合、食品用包装材においては、食品衛生法により印刷インキが食品に接触することが禁止されているので、これらの裏側に印刷する場合にはプラスチックフィルムの印刷層の側に保護用のプラスチックフィルムを積層しなければならなかった。 Printing is generally used as a means of applying the above-mentioned pattern to the lid of a packaging bag or a food container, and when printing on the packaging bag or the lid of a food container, printing is performed on the back side of these (reverse printing). There are two types of printing methods: printing on the front side and printing on the front side (surface printing). In this case, the Food Sanitation Law prohibits printing ink from coming into contact with food in food packaging materials. The film had to be laminated.

一方、包装材の表側に印刷する場合には前記のような制約はないが、印刷層が露出するので、包装袋や蓋への加工時に印刷してフィルムを巻き取った際にフィルムの裏面に接触したり、流通時や展示時に他の包装材や物品、あるいは人の手指と接触したりすることにより物理的摩擦や溶媒(アルコールや油)により印刷層が不鮮明にならないよう配慮しなくてはならなかった。 On the other hand, when printing on the front side of the packaging material, there are no such restrictions as described above, but since the printed layer is exposed, when the film is wound up after printing when processing it into a packaging bag or lid, it will be printed on the back side of the film. Care must be taken to prevent the printing layer from becoming unclear due to physical friction or solvents (alcohol or oil) caused by contact with other packaging materials or articles during distribution or display, or contact with human fingers. did not become.

前記の場合、プラスチックフィルムは紙などと異なり液体を吸収し難い基材なので、印刷に際しては塗膜密着性の高いグラビアインキを使用するグラビア印刷や、フレキソインキを使用するフレキソ印刷が採用されていた(例えば特許文献1)。 In the above case, plastic film is a base material that does not easily absorb liquid unlike paper, etc., so gravure printing using gravure ink with high coating adhesion and flexographic printing using flexo ink were adopted for printing. (For example, Patent Document 1).

ところで、印刷に際して製版の必要がなくデジタルデータにより印刷用の画像を生成できるインクジェット印刷はオンデマンド性に優れ、多種の図柄などを随時印刷しなくてはならない食品用包装材に本来は有用な筈であるが採用できなかった。 By the way, inkjet printing, which does not require platemaking and can generate images for printing from digital data, is excellent in on-demand performance, and is originally useful for food packaging materials that must be printed with various patterns at any time. but could not be adopted.

その理由は、インクジェット印刷が可能な水性インクジェットインキは耐摩擦性、アルコール耐性、耐油性、耐水性などの諸物性がなく、簡単にインキが落ちてしまい塗膜密着性が薄弱だからである。この場合、塗膜密着性の高いグラビアインキやフレキソインキは粘度が高すぎるので、ノズルからインキを噴射して付着させるインクジェット印刷においてはノズルから円滑に噴射することが不可能で使用できなかった。 The reason for this is that water-based inkjet inks that can be used for inkjet printing do not have physical properties such as abrasion resistance, alcohol resistance, oil resistance, and water resistance, and the ink easily comes off, resulting in weak coating film adhesion. In this case, gravure ink and flexographic ink, which have high coating film adhesion, have too high a viscosity, and cannot be used in ink-jet printing, in which the ink is ejected from nozzles for adhesion, because it cannot be ejected smoothly from nozzles.

図柄などの種類が固定されている固定耐久消費財でなく短期に消費され、しかも内容物に応じて多種多様な図柄などを随時印刷しなくてはならない食品用包装材においては生産効率を向上させるために印刷のスピードアップが不可欠である。 To improve the production efficiency of packaging materials for food, which are not fixed durable consumer goods with fixed types of patterns, but are consumed in a short period of time and must be printed with a wide variety of patterns according to the contents at any time. Therefore, speeding up printing is essential.

しかしながら、新たな図柄などのために版を用意して、その都度製造ラインにセットしなくてはならないグラビア印刷やフレキソ印刷は印刷にとりかかるための工程に時間を要し、スピードアップに限界があった。 However, gravure printing and flexo printing, which require a plate to be prepared for a new design and set on the production line each time, require time to start printing, and there is a limit to speeding up. rice field.

例えば、グラビア印刷により図柄などを印刷した食品用包装材においては、印刷前に必要な作業(版下入稿+製版)と印刷で計12日を要し、その他後加工(フィルム積層、仕上げ加工)で6日かかり合計18日を要していた。 For example, food packaging materials printed with gravure patterns require a total of 12 days for the pre-printing work (block copy submission + plate making) and printing, plus post-processing (film lamination, finishing). ) took 6 days and required a total of 18 days.

また、前記のようにグラビア印刷は分色と製版手間がかかるので、どうしても最小受注ロットは多目になり、顧客は必要以上の包装材を購入せざるを得ず、廃棄ロスが生じた。 In addition, as described above, gravure printing requires color separation and plate making, so the minimum order lot is unavoidably large, and the customer has no choice but to purchase more packaging materials than necessary, resulting in waste loss.

一方、インクジェット印刷を袋の裏側に印刷する場合に採用するという選択も容易になし得るが、そのためにはプラスチックフィルムの印刷層の側にプラスチックフィルムを積層する工程を要し、コストと時間を要する問題を生じた。 On the other hand, it is easy to choose to use inkjet printing when printing on the back side of the bag, but this requires a process of laminating a plastic film on the printed layer side of the plastic film, which is costly and time consuming. I had a problem.

これに関し、本願発明者は下記の発明を創作した。
第一の発明は、食品用包装材を構成すべきプラスチックフィルムの製袋時に表側に位置する面に図柄および/または文字を印刷するにあたり、インクジェットインキを用いて図柄および/または文字をインクジェット印刷した後、上記印刷領域に透明なインクジェットインキをインクジェット印刷により重ね印刷したことを特徴とする発明である。
In relation to this, the inventor of the present application created the following invention.
In the first invention, patterns and/or characters are printed on the surface positioned on the front side during bag making of the plastic film that constitutes the food packaging material, and the patterns and/or characters are printed using inkjet ink. After that, the invention is characterized in that a transparent inkjet ink is overlaid on the printed area by inkjet printing.

また、第二の発明は、食品用包装材を構成すべきプラスチックフィルムの表側に位置する面に図柄および/または文字を印刷するにあたり、インクジェットインキを用いて図柄および/または文字をインクジェット印刷した後、透明なUVインキを重ね印刷したことを特徴とする発明である。 In addition, the second invention is to print patterns and/or characters on the surface located on the front side of the plastic film to constitute the food packaging material. , is an invention characterized by overprinting with transparent UV ink.

また、第三の発明は、食品用包装材を構成すべきプラスチックフィルムの表側に位置する面に図柄および/または文字を印刷するにあたり、インクジェットインキを用いて図柄および/または文字をインクジェット印刷した後、透明なEBインキを重ね印刷したことを特徴とする発明である。 In a third invention, when printing patterns and/or characters on the surface located on the front side of the plastic film to constitute the food packaging material, after inkjet printing the patterns and/or characters using inkjet ink, , is an invention characterized in that transparent EB ink is overprinted.

特開2000- 273379JP 2000-273379

本願発明者による前記の発明によれば、包装袋や食品用容器の蓋の表側に位置する面に図柄などを印刷するにあたり、水性インクジェットインキを用いてインクジェット印刷しても、上記印刷領域に透明なインクジェットインキ、あるいは透明なUVインキ、あるいは透明なEBインキが重ね印刷されて、図柄などの印刷層を保護するので、図柄などの印刷層が露出しない。 According to the above-mentioned invention by the inventor of the present application, when printing a pattern or the like on the surface located on the front side of the lid of a packaging bag or a food container, even if inkjet printing is performed using a water-based inkjet ink, the printing area is transparent. Ink jet ink, transparent UV ink, or transparent EB ink is overprinted to protect the printed layer such as the pattern, so the printed layer such as the pattern is not exposed.

よって、包装袋や蓋への加工時に印刷してフィルムを巻き取った際にフィルムの裏面に接触したり、流通時や展示時に他の包装材や物品、あるいは人の手指と接触したりすることにより摩擦により図柄などの印刷層が削られて不鮮明になったり削り屑が生じることが防止される。 Therefore, contact with the back side of the film when printing and winding the film when processing it into a packaging bag or lid, or contact with other packaging materials, articles, or human fingers during distribution or exhibition. Therefore, it is possible to prevent the printed layer such as the pattern from being scraped off by friction and becoming unclear or generating shavings.

一方、オンデマンド性に優れたインクジェット印刷により印刷が完了するので、新たな図柄などのために版を用意して、製造ラインにセットしなくてはならないグラビア印刷やフレキソ印刷のように印刷にとりかかるための工程の時間を要することがなく、スピードアップを図ることが可能となり、内容物に応じて多種多様な図柄などを随時印刷しなくてはならない食品用包装材の生産効率を飛躍的に高めることができる。 On the other hand, since printing is completed by inkjet printing, which has excellent on-demand characteristics, it is necessary to prepare a plate for new designs and set it on the production line. It eliminates the need for time required for the process of packaging, making it possible to speed up the process, and dramatically increases the production efficiency of food packaging materials that require printing of a wide variety of patterns depending on the contents at any time. be able to.

前記の発明はプラスチックフィルムの印刷において、水性インクジェットインキは耐摩擦性、アルコール耐性、耐油性、耐水性などの諸物性がなく、簡単にインキが落ちてしまい塗膜密着性が薄弱で採用できないという従来の技術常識を打ち破ったものである。 The aforementioned invention is based on the fact that water-based inkjet ink cannot be used in printing on plastic films because it does not have physical properties such as abrasion resistance, alcohol resistance, oil resistance, and water resistance, and the ink easily comes off and the coating film adhesion is weak. It breaks the conventional technical common sense.

しかしながら、いままで誰も着手しなかったプラスチックフィルムへの水性インクジェットインキ印刷を実行した本願発明の発明者は新たな問題に直面した。 However, the inventors of the present invention faced a new problem when they carried out water-based inkjet ink printing on plastic films, which had never been attempted before.

それは、インクヘッド部(印刷部)が非接触式である水性インクジェット印刷では、印刷するインクヘッド部と乾燥経路を走行するフィルムの張力は同じ条件下になるので、乾燥温度と乾燥経路の張力の影響でフィルムの熱伸縮が発生し見当と寸法を制御できなくなるという問題である。 In water-based inkjet printing, where the ink head (printing section) is of a non-contact type, the tension of the ink head that prints and the tension of the film running in the drying path are the same, so the drying temperature and the tension in the drying path The problem is that thermal expansion and contraction of the film occurs due to the influence, and it becomes impossible to control register and dimensions.

そのため、この水性インクジェット印刷はグラビア印刷機と比べて操作がとても複雑となった。すなわち、印刷条件が印刷柄毎に異なり適正条件を都度設置しスタート前に試し刷りが必要になる。フィルムタイプ・銘柄・厚みが異なると同様に都度設定が必要になる。これは小ロット量産機として致命傷であり、オンデマンド性に優れる反面、本来の目的である印刷のスピードアップ化を損なうおそれがあった。 Therefore, this water-based inkjet printing is very complicated to operate compared to the gravure press. In other words, the printing conditions are different for each printing pattern, and it is necessary to set appropriate conditions each time and perform trial printing before starting. If the film type/brand/thickness is different, it is necessary to set each time. This is a fatal flaw for a small-lot mass production machine, and although it excels in on-demand performance, there is a danger that it will impair the original purpose of speeding up printing.

本願発明は前記の問題を解消した水性インクジェット印刷方法および水性インクジェット印刷装置を提供することを目的として創作されたものである。 The present invention has been created with the object of providing a water-based inkjet printing method and a water-based inkjet printing apparatus that solve the above problems.

すなわち、本願発明の水性インクジェット印刷方法は、被印刷対象のフィルムが一定の張力を与えられながらインクヘッド部を通過して熱風乾燥経路を走行する水性インクジェット印刷において、
被印刷対象のフィルムの属性およびインクの使用面積を示すカバレッジに応じて、
印刷速度、
乾燥温度、
張力、
を自動算出して、熱風乾燥時に熱風によりフィルムがバタつかず蛇行しないように安定した走行ができるとともに収縮しないように調整することを特徴とする。
That is, the water-based inkjet printing method of the present invention is water-based inkjet printing in which the film to be printed passes through the ink head section and travels in a hot air drying path while being given a certain tension,
Depending on the attributes of the film to be printed and the coverage indicating the ink usage area,
print speed,
drying temperature,
tension,
is automatically calculated, and adjustments are made so that the film can stably run so that the film does not flutter or meander due to the hot air during drying and that the film does not shrink.

また、請求項2記載の発明は前記の水性インクジェット印刷方法において、印刷のイメージデータから描画面積を算出してカバレッジ解析を行いカバレッジを自動算出することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 2 is characterized in that, in the water-based inkjet printing method, the drawing area is calculated from the printing image data, and coverage analysis is performed to automatically calculate the coverage.

また、請求項3記載の水性インクジェット印刷装置は、被印刷対象のフィルムが一定の張力を与えられながらインクヘッド部を通過して熱風乾燥経路を走行する水性インクジェット印刷装置において、
被印刷対象のフィルムの属性およびインクの使用面積を示すカバレッジを入力することにより、
印刷速度、
乾燥温度、
張力、
を自動算出する印刷管理システムを備えることにより、熱風乾燥時に熱風によりフィルムがバタつかず蛇行しないように安定した走行ができるとともに収縮しないようにしたことを特徴とする。
Further, the water-based inkjet printing apparatus according to claim 3 is a water-based inkjet printing apparatus in which the film to be printed passes through the ink head section and travels in a hot air drying path while being given a certain tension,
By entering the coverage, which indicates the attributes of the film to be printed and the area of ink used,
print speed,
drying temperature,
tension,
By providing a printing management system that automatically calculates the , stable running is possible so that the film does not flutter or meander due to the hot air during hot air drying, and shrinkage is prevented.

本願発明の水性インクジェット印刷方法によれば、オンデマンド性に優れたインクジェット印刷が実現され、しかも、カバレッジやフィルムタイプ・銘柄・厚みが異なる場合でも印刷速度、乾燥温度、張力を自動算出して、熱風乾燥時に熱風によりフィルムがバタつかず蛇行しないように安定した走行ができるとともに収縮しないように調整するので、被印刷対象のフィルムの属性およびインクの使用面積を示すカバレッジに応じた、
印刷速度、
乾燥温度、
張力、
をデータベース化して算出を自動化することにより、適正条件を都度設定しスタート前に試し刷りする作業が不要となり、印刷のスピードアップを図ることができる。
According to the water-based inkjet printing method of the present invention, inkjet printing with excellent on-demand properties is realized, and even when the coverage, film type, brand, and thickness are different, the printing speed, drying temperature, and tension are automatically calculated, When drying with hot air, it is adjusted so that the film does not flutter or meander due to the hot air, so that it can run stably and it does not shrink.
print speed,
drying temperature,
tension,
By creating a database and automating the calculation, there is no need to set appropriate conditions each time and test print before starting, and the speed of printing can be increased.

また、本願発明の水性インクジェット印刷装置によれば、カバレッジやフィルムタイプ・銘柄・厚みが異なる場合でも印刷速度、乾燥温度、張力を自動算出する印刷管理システムを備えているので、算出を自動化することにより、熱風乾燥時に熱風によりフィルムがバタつかず蛇行しないように安定した走行ができるとともに収縮しないようにしているので、印刷現場において容易に前記の印刷方法を実施することができる。 In addition, according to the water-based inkjet printing apparatus of the present invention, even if the coverage, film type, brand, and thickness are different, since it is equipped with a printing management system that automatically calculates the printing speed, drying temperature, and tension, the calculation can be automated. Thus, the film can be stably run so that the film does not flutter or meander due to the hot air during drying, and the film does not shrink, so that the printing method can be easily carried out at the printing site.

本願発明の水性インクジェット印刷方法の概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram of the water-based inkjet printing method of the present invention. 本願発明の水性インクジェット印刷方法を用いた印刷例。A printing example using the water-based inkjet printing method of the present invention.

以下、本願発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図1は本願発明の水性インクジェット印刷方法の概念図である。図中符号Fは被印刷対象のフィルムであり、一定の張力を与えられながらインクヘッド部10を通過して熱風乾燥経路20を走行する。インクヘッド部10は非接触式であるので乾燥経路20内の張力と同じ条件になる。乾燥経路20においては乾燥炉内において、ノズルから熱風をインキ面に当てて乾燥させる。 Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of the water-based inkjet printing method of the present invention. Reference numeral F in the drawing denotes a film to be printed, which passes through the ink head unit 10 and travels through the hot air drying path 20 while being given a constant tension. Since the ink head section 10 is of a non-contact type, the tension is the same as that in the drying path 20 . In the drying path 20, the ink surface is dried by blowing hot air from nozzles in the drying furnace.

本願発明においてはフィルムの属性に応じて、印刷速度、乾燥温度、張力を自動算出して、熱風乾燥時に熱風によりフィルムがバタつかず蛇行しないように安定した走行ができるとともに収縮しないようにこれらを自動調整するものであるが、自動調整にあたっての最適印刷条件として下記のことを知見している。 In the present invention, the printing speed, drying temperature, and tension are automatically calculated according to the attributes of the film. Although it is an automatic adjustment, we have found the following as the optimum printing conditions for automatic adjustment.

すなわち、印刷基材として一般的に耐熱性の低いフィルムOPP(二軸延伸ポリプロピレン)で水性インクジェット印刷をすると水性インクの乾燥の熱によって印刷の寸法が伸縮し見当が合わなくなり製品寸法も基準を大きく外れて印刷ができない。 In other words, when water-based inkjet printing is performed on a film OPP (biaxially oriented polypropylene), which generally has low heat resistance as a printing base material, the size of the print expands and contracts due to the heat of drying the water-based ink, resulting in misalignment, and the product size standard is also increased. I can't print because it comes off.

インクヘッド部(印刷部)は非接触式であるので乾燥炉内の張力と同じ条件となるが、一般的に熱風乾燥はノズルから熱風をインキ面に当てて乾燥させるので、フィルムが風によりバタつかず蛇行しないように安定した走行ができる張力が必要となる。 Since the ink head (printing section) is a non-contact type, the tension conditions are the same as in a drying oven. Generally, hot air drying is performed by applying hot air from a nozzle to the ink surface to dry the film, so the film flutters due to the wind. It is necessary to have a tension that allows stable running without sticking or meandering.

つまり、被印刷対象のフィルムが一定の張力を与えられながらインクヘッド部を通過して熱風乾燥経路を走行する水性インクジェット印刷においては、フィルムの耐熱性などの属性を考慮し、熱風乾燥時に熱風によりフィルムがバタつかず蛇行しないように安定した走行ができる張力をフィルムに対し与えるとともに、上記張力と乾燥温度を被印刷対象のフィルムが張力と温度により収縮しない範囲に調整することが必要となる。 In other words, in water-based inkjet printing, the film to be printed passes through the ink head section and travels through the hot-air drying path while being given a certain amount of tension. It is necessary to apply tension to the film so that it can run stably so that the film does not flutter or meander, and to adjust the tension and the drying temperature so that the film to be printed does not shrink due to the tension and temperature.

前記に関し、本願発明者は水性インクジェット印刷で使用する一般汎用フィルムの中で耐熱性の低いフィルムOPP(二軸延伸ポリプロピレン)でも水性インクジェット印刷ができる最適条件を見つけた。この最適条件を再現すれば水性インクを十分に乾燥させる温度条件下でありながら、乾燥炉内の熱風によるバタつきや蛇行しない安定した走行状態にして、耐熱性の低いフィルムOPP(二軸延伸ポリプロピレン)が熱伸縮せず印刷の見当制御が出来て製品寸法が基準内となる。 With respect to the above, the inventors of the present application have found the optimum conditions for water-based inkjet printing even with a film OPP (biaxially oriented polypropylene) having low heat resistance among general-purpose films used in water-based inkjet printing. If this optimum condition is reproduced, the film OPP (biaxially oriented polypropylene) with low heat resistance can be made to run stably without fluttering or meandering due to the hot air in the drying oven, even though the water-based ink is sufficiently dried. ) does not undergo thermal expansion and contraction, and printing register control is possible, and the product dimensions are within the standard.

この場合、一般汎用フィルムOPP(二軸延伸ポリプロピレン):熱収縮率150℃5分条件:MD(タテ)8~30%、TD(ヨコ)5 ~35%を使用する際に問題となる熱伸縮を抑制して印刷見当と寸法再現ができることを目指す。 In this case, general-purpose film OPP (biaxially oriented polypropylene): Heat shrinkage rate 150 ° C. 5 minutes Conditions: MD (vertical) 8-30%, TD (horizontal) 5-35% Thermal expansion and contraction that is a problem when using The aim is to suppress the printing register and to reproduce the dimensions.

一般汎用フィルムOPP(二軸延伸ポリプロピレン):熱収縮率150℃5分条件:MD(タテ)8~30%、TD(ヨコ)5 ~35%を使用した場合、所定の水性インクが十分に乾燥する乾燥装置で炉長が5.5 mの場合、乾燥温度85℃で速度80m/ 分の条件下で乾燥炉内の張力を20N(760mm幅時10N ~30N )まで低張力にすることにより、印刷後のフィルムの印刷仕上がり寸法は基準以内(タテ±0.2 %、ヨコ±0.2 %)になる。 General general-purpose film OPP (biaxially oriented polypropylene): Heat shrinkage rate 150°C 5 minutes Condition: MD (vertical) 8-30%, TD (horizontal) 5-35% When using the specified water-based ink sufficiently dry When the drying apparatus has a furnace length of 5.5 m, the tension in the drying furnace is reduced to 20 N (10 N to 30 N at a width of 760 mm) under the conditions of a drying temperature of 85 ° C. and a speed of 80 m / min. The finished printing dimensions of the film after printing are within the standard (vertical ±0.2%, horizontal ±0.2%).

一方、高耐熱OPP(二軸延伸ポリプロピレン):熱収縮率150℃5分条件:MD(タテ)3 ~8 %、TD(ヨコ)2~6%を使用する場合には、乾燥炉内の張力を50N (760mm幅時40N~60N)まで低張力にする。 On the other hand, high heat resistant OPP (biaxially oriented polypropylene): Heat shrinkage rate 150 ° C. 5 minutes Conditions: MD (vertical) 3 to 8%, TD (horizontal) 2 to 6% When using the tension in the drying oven to 50N (40N to 60N at 760mm width).

前記の水性インクジェット印刷機では高耐熱OPP(二軸延伸ポリプロピレン):熱収縮率150℃5分条件:MD(タテ)3~8%、TD(ヨコ)2~6 %を使用した場合に、印刷仕上がり寸法が基準以内(タテ±0.2 %、ヨコ±0.2 %)になる。 High heat resistant OPP (biaxially oriented polypropylene) with the above water-based inkjet printer: Heat shrinkage rate 150 ° C. 5 minutes Conditions: MD (vertical) 3-8%, TD (horizontal) 2-6% When using, printing The finished dimensions are within the standard (vertical ±0.2%, horizontal ±0.2%).

以上の前提として、本願発明の発明者は水性インクジェット印刷で使用する代表的なフィルムを用いて、温度×張力×加熱時間を組み合わせた実験を行い、乾燥に必要な温度と、乾燥炉で安定した走行が可能な張力と、印刷速度に相当する加熱時間から水性インクジェット印刷ができる前記の最適条件を見つけた。この最適条件を再現すれば量産可能な水性・インクジェット印刷機を設計することができる。以下はその実験内容である。 As a premise for the above, the inventor of the present invention used a representative film used in water-based inkjet printing, and conducted an experiment combining temperature x tension x heating time, and found that the temperature required for drying and the temperature required for drying were stabilized in the drying oven. The optimal conditions for water-based inkjet printing were found from the tension that allows running and the heating time that corresponds to the printing speed. By reproducing this optimum condition, it is possible to design a water-based inkjet printer that can be mass-produced. The contents of the experiment are as follows.

〈実験内容〉
・恒温高湿器
ヤマト科学株式会社製型式IG401平衡調温調湿方式(GTHCシステム)
(性能)
温湿度範囲:+5℃~+85℃(87℃可)/40%~9596
温度変動:±1.0℃、温度勾配:5℃、空間温度偏差:5℃
湿度変動:±596rh、湿度勾配:10%rh、空間湿度偏差:1096rh
・使用基材
OPP:東セロ(U-1、20μm)、フタムラ化学(FOR-AQ、20μm)
特殊OPP:東洋紡(P2161、20μm)
PET:東洋紡(E5100、12μm)
・治具
吊るし用クリップ(幅145mm)
重り用クリップ(幅145mm):350g、950g、1,500g
水性インクジェット印刷実機:760m幅時の実験結果より検体サイズ140mmに換算
*実機20N=350g、実機50N=950g、実機80N=1,500g
検体
サイズ:タテ(フィルムTD方向)200mm。ヨコ(フィルムMD方向)140mm
・測定
300mmJls1級金尺+東海産業製ルーペPEAKl0×(目盛り0.1mm)
・温度(各温度設定+湿度40%一定)と加熱時間
75℃(4秒=76℃、11秒=76.5℃、18秒=77℃)
80℃(4秒=81℃、11秒=81.5℃、18秒=82℃)
85℃(4秒=86℃、11秒=86.5℃、18秒=87℃)
恒温槽の温度低下を考慮し各加熱時間でセット温度を変える
水性インクジェット印刷実機:速度と乾燥炉から加熱時間を算出
乾燥炉5.5m、速度80m/分=4秒、30m/分=11秒、0.3m/分=18秒
加熱温度は実機で水性インクが乾燥する条件を組み合わせる
*実機30m/分=75℃、80m/分=85℃、0.3m/分は実機での実験無し
<Experiment content>
・Constant temperature and humidity chamber Model IG401 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd. Balanced temperature and humidity control system (GTHC system)
(Performance)
Temperature and humidity range: +5°C to +85°C (87°C possible)/40% to 9596
Temperature fluctuation: ±1.0°C, temperature gradient: 5°C, spatial temperature deviation: 5°C
Humidity fluctuation: ±596rh, humidity gradient: 10%rh, spatial humidity deviation: 1096rh
・Base OPP used: Tohcello (U-1, 20 μm), Futamura Chemical (FOR-AQ, 20 μm)
Special OPP: Toyobo (P2161, 20 μm)
PET: Toyobo (E5100, 12 μm)
・Jig hanging clip (width 145mm)
Weight clip (width 145mm): 350g, 950g, 1,500g
Actual water-based inkjet printing machine: Converted to a sample size of 140 mm from the experimental results at a width of 760 m
Specimen size: Vertical (film TD direction) 200 mm. Horizontal (film MD direction) 140mm
・Measurement 300mm Jls grade 1 metal rule + Tokai Sangyo loupe PEAKl0 x (scale 0.1mm)
・Temperature (each temperature setting + constant humidity of 40%) and heating time 75°C (4 seconds = 76°C, 11 seconds = 76.5°C, 18 seconds = 77°C)
80°C (4 seconds = 81°C, 11 seconds = 81.5°C, 18 seconds = 82°C)
85°C (4 seconds = 86°C, 11 seconds = 86.5°C, 18 seconds = 87°C)
Actual water-based inkjet printing machine that changes the set temperature at each heating time considering the temperature drop of the constant temperature bath: Heating time is calculated from the speed and drying oven Drying oven 5.5m, speed 80m/minute = 4 seconds, 30m/minute = 11 seconds , 0.3 m/min = 18 sec. The heating temperature is a combination of the drying conditions for water-based ink in the actual machine.

◎実験方法
フィルム基材のヨコ(フィルムMD方向)から両サイド・中央の3ヵ所を採取
タテ200mmヨコ140mmのサイズでカットする
検体の中央部のタテとヨコ共に100mm間隔に針で穴を開ける
加熱前にタテとヨコ共に100mmを金尺+ルーペで実測(小数点1桁)し記録する
重り用クリップは指定の重りを選ぶ
検体の上部に吊るし用クリップと下部に重り用クリップを取り付ける
恒温槽は指定の温度(±1℃)になっているのを確認し恒温槽に検体を吊るす
恒温槽のドアを閉めてから指定時間加熱する
指定時間経ったらドアを開けて検体を取り出す
上下部のクリップを取り外す
加熱後にタテとヨコ共に100mmを金尺+ルーペで実測(小数点1桁)し記録
加熱前から加熱後の寸法を差し引き記録
グラフは差し引き寸法(+は伸び、一は縮み)をプロットする
各検体の熱伸縮を確認する
◎Experiment method Collect 3 points on both sides and the center from the horizontal direction of the film substrate (film MD direction). Measure 100mm both vertically and horizontally with a metal rule and a magnifying glass (one decimal place) and record it. Select a designated weight for the weight clip. After confirming the temperature (±1°C), hang the sample in the constant temperature bath Close the door of the constant temperature bath and heat for the specified time After the specified time, open the door and remove the sample Remove the top and bottom clips After heating, measure 100 mm both vertically and horizontally with a metal rule + magnifying glass (one decimal place) and record. Subtract the size after heating from before heating. Check thermal expansion

〈実験結果〉

Figure 2022153330000002
印刷制御範囲が0.296以内になる吊るしの重量を表記した
(1)OPP:東セロ:U-1では4秒でタテ85℃、11秒でタテ75℃80℃85℃ヨコ85℃の場合350gにすると合格。印刷はタテ・ヨコ同時なので全て350gになる低張力が必要
(2)OPP:フタムラ化学:FOR-AQも東セロ同様、全て350gになる低張力が必要
(3)特殊OPP:東洋紡:P2171は一般OPPより耐熱があるフィルムなので11秒でタテ80℃85℃の場合950gでの張力でも印刷できる
(4)PET:東洋紡E5100はOPPと異なり高耐熱性フィルムなので1,500gの通常張力でも印刷できる <Experimental result>
Figure 2022153330000002
(1) OPP: Tohcello: For U-1, vertical 85 ° C in 4 seconds, vertical 75 ° C, 80 ° C, 85 ° C, horizontal 85 ° C in 11 seconds, 350 g to pass. (2) OPP: Futamura Kagaku: FOR-AQ also requires a low tension of 350g like Tocello. (3) Special OPP: Toyobo: P2171 is general OPP. (4) PET: Unlike OPP, Toyobo E5100 is a highly heat-resistant film, so it can be printed at a normal tension of 1,500 g.

〈実験結果詳細グラフ〉
(1)75℃:OPPタテ熱伸縮<東セロU-1#20>

Figure 2022153330000003
<Detailed graph of experimental results>
(1) 75°C: OPP vertical thermal expansion <Tohcello U-1 #20>
Figure 2022153330000003

(1)75℃:OPPヨコ熱伸縮<東セロU-1#20>

Figure 2022153330000004
(1)75℃の場合、実機で水性インクは速度30m/分=11秒で乾燥するので印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
11秒の張力950gではタテで限度少し超え、350gであれば合格 (1) 75°C: OPP horizontal thermal expansion <Tohcello U-1 #20>
Figure 2022153330000004
(1) At 75°C, the water-based ink dries at a speed of 30 m/min = 11 seconds on the actual machine, so the print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction is 0.2% or less for 11 seconds, and a tension of 950 g is vertical. A little over the limit, if it is 350g, it will pass

(1)80℃:OPPタテ熱伸縮<東セロU-1#20>(1) 80 ° C: OPP vertical thermal expansion <Tohcello U-1 #20>

Figure 2022153330000005
Figure 2022153330000005

(1)80℃:OPPヨコ熱伸縮<東セロU-1#20>

Figure 2022153330000006
(1)80℃の場合、実機で水性インクは速度80m/分=4秒で乾燥限界だが
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
4秒の張力950gでタテ・ヨコ共合格 (1) 80°C: OPP horizontal thermal expansion <Tohcello U-1 #20>
Figure 2022153330000006
(1) At 80 ° C, water-based ink is dried at a speed of 80 m / min = 4 seconds on the actual machine, but the print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction is 0.2% or less with a tension of 950 g for 4 seconds. Horizontal pass

(1)85℃:OPPタテ熱伸縮<東セロU-1#20>(1) 85°C: OPP vertical thermal expansion <Tohcello U-1 #20>

Figure 2022153330000007
Figure 2022153330000007

(1)85℃:OPPヨコ熱伸縮<東セロU-1#20>

Figure 2022153330000008
(1)85℃の場合、実機で水性インクは速度80m/分=4秒で乾燥する
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
4秒の張力950gはタテで限度少し超え、350gであれば合格 (1) 85°C: OPP horizontal thermal expansion <Tohcello U-1 #20>
Figure 2022153330000008
(1) At 85°C, water-based ink dries at a speed of 80 m/min = 4 seconds on the actual machine. Print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction is 0.2% or less for 4 seconds. Tension 950 g is the vertical limit. If it exceeds a little and is 350g, it passes.

(2)75℃:OPPタテ熱伸縮<フタムラ化学FOR-AQ#20>(2) 75 ° C: OPP vertical thermal expansion <Futamura Chemical FOR-AQ # 20>

Figure 2022153330000009
Figure 2022153330000009

(2)75℃:OPPヨコ熱伸縮<フタムラ化学FOR-AQ#20>

Figure 2022153330000010
(2)75℃の場合、実機で水性インクは速度30m/分=11秒で乾燥するので
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
11秒の張力950gではタテが限度超え、350gであれば合格 (2) 75 ° C: OPP horizontal thermal expansion <Futamura Chemical FOR-AQ # 20>
Figure 2022153330000010
(2) At 75°C, water-based ink dries at a speed of 30 m/min = 11 seconds on the actual machine, so the print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction is 0.2% or less for 11 seconds. Exceeding the limit, pass if 350g

(2)80℃:OPPタテ熱伸縮<フタムラ化学:FOR-AQ#20>(2) 80 ° C: OPP vertical thermal expansion <Futamura Chemical: FOR-AQ # 20>

Figure 2022153330000011
Figure 2022153330000011

(2)80℃:OPPヨコ熱伸縮<フタムラ化学:FOR-AQ#20>

Figure 2022153330000012
(2)80℃の場合、実機で水性インクは速度80m/分=4秒で乾燥限界だが
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
4秒の張力950gではタテで限度少し超え、350gであれば合格 (2) 80 ° C: OPP horizontal thermal expansion <Futamura Chemical: FOR-AQ # 20>
Figure 2022153330000012
(2) At 80°C, water-based ink is dried at a speed of 80m/min = 4 seconds on the actual machine, but the print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction is 0.2% or less, and tension 950g is vertical for 4 seconds. A little over the limit, if it is 350g, it will pass

(2)85℃:OPPタテ熱伸縮<フタムラ化学:FOR-AQ#20>(2) 85 ° C: OPP vertical thermal expansion <Futamura Chemical: FOR-AQ # 20>

Figure 2022153330000013
Figure 2022153330000013

(2)85℃:OPPヨコ熱伸縮<フタムラ化学:FOR-AQ#20>

Figure 2022153330000014
(2)85℃の場合、実機で水性インクは速度80m/分=4秒で乾燥する
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0,296以下は
4秒の張力950gではタテで限度少し超え、350gであれば合格 (2) 85 ° C: OPP horizontal thermal expansion <Futamura Chemical: FOR-AQ # 20>
Figure 2022153330000014
(2) At 85°C, water-based ink dries at a speed of 80 m/min = 4 seconds on the actual machine. Print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction is 0,296 or less, and tension of 950 g for 4 seconds is slightly limited in vertical direction. Pass if it exceeds 350g

(3)75℃:特殊OPPタテ熱伸縮<東洋紡P2171 20μ>(3) 75°C: Special OPP vertical thermal expansion <Toyobo P2171 20μ>

Figure 2022153330000015
Figure 2022153330000015

(3)75℃:特殊OPPヨコ熱伸縮<東洋紡P2171 20μ

Figure 2022153330000016
(3)75℃の場合、実機で水性インクは速度30m/分=11秒で乾燥するので
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.296以下は
耐熱性があるタイプなので11秒の張力1,500gでもタテ・ヨコ共に合格 (3) 75°C: Special OPP horizontal thermal expansion <Toyobo P2171 20μ >
Figure 2022153330000016
(3) At 75°C, water-based ink dries at a speed of 30 m/min = 11 seconds on the actual machine, so the print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction of 0.296 or less is a heat-resistant type, so it takes 11 seconds. Even with a tension of 1,500 g, both vertical and horizontal pass

(3)80℃:特殊OPPタテ熱伸縮<東洋紡P2171 20μ>(3) 80°C: Special OPP vertical thermal expansion <Toyobo P2171 20μ>

Figure 2022153330000017
Figure 2022153330000017

(3)80℃:特殊OPPヨコ熱伸縮<東洋紡P2171 20μ>(3) 80°C: Special OPP horizontal thermal expansion <Toyobo P2171 20μ>

Figure 2022153330000018
Figure 2022153330000018

(3)80℃の場合、実機で水性インクは速度80m/分=4秒で乾燥限界だが
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
耐熱性があるタイプなので4秒の張力1,500gでもタテ・ヨコ共に合格
(3) At 80°C, water-based ink is dried at a speed of 80 m/min = 4 seconds on the actual machine, but the print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction of 0.2% or less is a heat resistant type, so 4 seconds. Passed both vertically and horizontally even with a tension of 1,500g

(3)85℃:特殊OPPタテ熱伸縮<東洋紡P2171 20μ>(3) 85°C: Special OPP vertical thermal expansion <Toyobo P2171 20μ>

Figure 2022153330000019
Figure 2022153330000019

(3)85℃:特殊OPPヨコ熱伸縮<東洋紡P2171 20μ>

Figure 2022153330000020
(3)85℃の場合、実機で水性インクは速度80m/分=4秒で乾燥する
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
耐熱性があるタイプなので4秒の張力1,500gでもタテ・ヨコ共に合格 (3) 85°C: Special OPP horizontal thermal expansion <Toyobo P2171 20μ>
Figure 2022153330000020
(3) At 85°C, water-based ink dries at a speed of 80 m/min = 4 seconds on the actual machine. Print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction of 0.2% or less is a heat resistant type, so it takes 4 seconds. Even with a tension of 1,500 g, both vertical and horizontal pass

(4)75℃:PETタテ熱伸縮<東洋紡E5100 12μ>(4) 75 ° C: PET vertical thermal expansion <Toyobo E5100 12μ>

Figure 2022153330000021
Figure 2022153330000021

(4)75℃:PETヨコ熱伸縮<東洋紡E5100 12μ>(4) 75°C: PET horizontal thermal expansion <Toyobo E5100 12μ>

Figure 2022153330000022
Figure 2022153330000022

(4)75℃の場合、実機で水性インクは速度30m/分=11秒で乾燥するので
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
耐熱性があるタイプなので11秒の張力1,500gでもタテ・ヨコ共に合格
(4) At 75°C, water-based ink dries at a speed of 30m/min = 11 seconds on the actual machine, so print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction of 0.2% or less is a heat resistant type, so 11 seconds Passed both vertically and horizontally even with a tension of 1,500g

(4)80℃:PETタテ熱伸縮<東洋紡E5100 12μ>(4) 80 ° C: PET vertical thermal expansion <Toyobo E5100 12μ>

Figure 2022153330000023
Figure 2022153330000023

(4)80℃:PETヨコ熱伸縮<東洋紡E5100 12μ>

Figure 2022153330000024
(4)80℃の場合、実機で水性インクは速度80m/分=4秒で乾燥限界だが
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
耐熱性があるタイプなので4秒の張力1,500gでもタテ・ヨコ共に合格 (4) 80 ° C: PET horizontal thermal expansion <Toyobo E5100 12μ>
Figure 2022153330000024
(4) At 80°C, water-based ink is dried at a speed of 80 m/min = 4 seconds on the actual machine, but the print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction of 0.2% or less is a heat-resistant type, so 4 seconds. Passed both vertically and horizontally even with a tension of 1,500g

(4)85℃:PETタテ熱伸縮<東洋紡E510012μ>(4) 85 ° C: PET vertical thermal expansion <Toyobo E510012μ>

Figure 2022153330000025
Figure 2022153330000025

(4)85℃:PETヨコ熱伸縮<東洋紡E510012μ>

Figure 2022153330000026
(4)85℃の場合、実機で水性インクは速度80m/分=4秒で乾燥する
印刷制御可能な範囲:タテ・ヨコの伸縮が0.2%以下は
耐熱性があるタイプなので4秒の張力1,500gでもタテ・ヨコ共に合格 (4) 85 ° C: PET horizontal thermal expansion <Toyobo E510012μ>
Figure 2022153330000026
(4) At 85°C, water-based ink dries at a speed of 80 m/min = 4 seconds on the actual machine. Print controllable range: Vertical and horizontal expansion and contraction of 0.2% or less is a heat resistant type, so it takes 4 seconds. Even with a tension of 1,500 g, both vertical and horizontal pass

図2は前記した本願発明者による先行発明の概要を示すものであり、フィルムFに先ず水性インクジェットインキを用いて図柄および/または文字1を印刷し、さらにその上にインクジェットインキ、あるいはUVインキ、あるいはEBインキを用いて透明な印刷層2を重ね印刷している。 FIG. 2 shows the outline of the prior invention by the inventor of the present application as described above. First, a pattern and/or characters 1 are printed on a film F using water-based inkjet ink, and then inkjet ink or UV ink is applied thereon. Alternatively, the transparent printing layer 2 is overprinted using EB ink.

F フィルム
1 図柄および/または文字
2 透明な印刷層
10 インクヘッド部
20 熱風乾燥経路
F film 1 pattern and/or letter 2 transparent printing layer 10 ink head section 20 hot air drying path

Claims (4)

被印刷対象のフィルムが一定の張力を与えられながらインクヘッド部を通過して熱風乾燥経路を走行する水性インクジェット印刷において、
被印刷対象のフィルムの属性およびインクの使用面積を示すカバレッジに応じて、
印刷速度、
乾燥温度、
張力、
を自動算出して、熱風乾燥時に熱風によりフィルムがバタつかず蛇行しないように安定した走行ができるとともに収縮しないように調整することを特徴とする水性インクジェット印刷方法。
In water-based inkjet printing, the film to be printed passes through the ink head section and travels in a hot air drying path while being given a constant tension,
Depending on the attributes of the film to be printed and the coverage indicating the ink usage area,
print speed,
drying temperature,
tension,
is automatically calculated, and adjustments are made so that the film can stably run so that the film does not flutter or meander due to the hot air during drying and that the film does not shrink.
印刷のイメージデータから描画面積を算出してカバレッジ解析を行いカバレッジを自動算出する請求項1記載の水性インクジェット印刷方法。 2. The water-based inkjet printing method according to claim 1, wherein the coverage is automatically calculated by calculating the drawing area from the printing image data and performing coverage analysis. 被印刷対象のフィルムが一定の張力を与えられながらインクヘッド部を通過して熱風乾燥経路を走行する水性インクジェット印刷装置において、
被印刷対象のフィルムの属性およびインクの使用面積を示すカバレッジを入力することにより、
印刷速度、
乾燥温度、
張力、
を自動算出する印刷管理システムを備えることにより、熱風乾燥時に熱風によりフィルムがバタつかず蛇行しないように安定した走行ができるとともに収縮しないようにしたことを特徴とする水性インクジェット印刷装置。
In a water-based inkjet printing apparatus in which a film to be printed passes through an ink head section and travels in a hot air drying path while being given a constant tension,
By entering the coverage, which indicates the attributes of the film to be printed and the area of ink used,
print speed,
drying temperature,
tension,
A water-based inkjet printing device characterized by being equipped with a printing management system that automatically calculates the film so that it can stably run so that the film does not flutter or meander due to the hot air during drying, and it does not shrink.
印刷のイメージデータから描画面積を算出してカバレッジ解析を行いカバレッジを自動算出する請求項3記載の水性インクジェット印刷装置。 4. A water-based inkjet printing apparatus according to claim 3, wherein the coverage is automatically calculated by calculating the drawing area from the printing image data and performing coverage analysis.
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