JP3992911B2 - Transparent printing base film forming paint, transparent printing base film and printing method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被印刷物の印刷面に塗布して、印刷時のインキの滲みなどを抑制し繊細なライン印刷を可能にする透明印刷下地膜を形成するための塗料、該透明印刷下地膜形成用塗料を用いて形成された透明印刷下地膜、および印刷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、例えばスクリーン印刷、グラビア印刷などの印刷方法にあっては、通常、透明印刷下地膜を形成することなく、被印刷物の印刷面に画像が直接印刷されていた。
しかしながら、直接、被印刷物の印刷面に印刷した場合には、印刷インキ（本明細書において、「印刷インキ」とは、「印刷ペースト」をも包含するものとする）が被印刷物の印刷面に接するとき、被印刷物の印刷面との接触角が小さいため、拡張濡れによって印刷ラインが太くなる問題があった。特にガラスや透明プラスチック基材に有機溶剤を多量に含む印刷インキを用いて印刷すると、ライン太りの傾向は大きく、ライン幅が５０μｍ以下の繊細なライン印刷は困難であった。
【０００３】
すなわち、一般にスクリーン印刷用インキなどはチキソトロピー性（揺変性）を有しており、印刷時には粘度上昇して印刷ダレを抑制するように調製されているが、その抑制効果は充分ではなく、従って、印刷インキの自重と拡張濡れにより、ライン幅が５０μｍ以下の繊細なラインの印刷は困難であった。
また、一般にスクリーン印刷などに用いられるインキは、その中に含まれる溶剤が蒸発するとき急激に粘度上昇して印刷ダレが起きないように調製されているが、用いられる溶剤としては、スクリーンマスク上での目詰まりなどを防止する見地から、比較的高沸点のものが用いられている。そのため、溶剤蒸発による印刷ダレ抑制効果は不十分であり、ライン幅が５０μｍ以下の繊細なライン印刷は困難であった。
【０００４】
上記のような印刷時の印刷インキの印刷ダレを防止する方法として、印刷インキに含有されている溶剤に可溶または該溶剤を吸収可能な樹脂層を被印刷物の印刷面に形成する方法が知られている。
しかしながら、樹脂層を被印刷物の印刷面に形成する方法では、被印刷物がガラスやポリエチレンテレフタレートのような透明プラスチックである場合は、樹脂層とガラスや透明プラスチックとの密着性のみならず、樹脂層と印刷画像との密着性も不十分となり、印刷乾燥後に、印刷画像が樹脂層から剥離し易い。これは印刷乾燥後の溶剤蒸発による樹脂層の収縮に起因して引張り応力が残留するためと考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決して、被印刷物および印刷画像との密着性に優れ、高強度の透明印刷下地膜を被印刷物の印刷面に形成することができ、かつ、印刷時の印刷ダレを極力抑制でき、繊細なライン印刷性を可能にする透明印刷下地膜の形成に用いる塗料を提供することにある。
本発明の目的は、この透明印刷下地膜形成用塗料を用いて形成される透明印刷下地膜を提供することにあり、さらに他の目的は、そのような透明印刷下地膜を利用した印刷方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題解決のため鋭意検討した結果、被印刷物の印刷面に、特定の透明樹脂と超微粒子を含む透明印刷下地膜を形成し、この透明印刷下地膜上にグラビア印刷またはスクリーン印刷すれば、上記課題が解決されることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
かくして、本発明によれば、第一の発明として、被印刷物の印刷面と印刷画像との間に形成される透明印刷下地膜を形成するための透明印刷下地膜形成用塗料であって、該透明印刷下地膜形成用塗料が、エチルセルロースおよびポリビニルブチラール樹脂の中から選ばれた透明膜形成性樹脂と、平均粒径が０.１μｍ以下の超微粒子と、該透明膜形成性樹脂を溶解する溶剤とを含むことを特徴とし、該透明印刷下地膜形成用塗料から形成される透明印刷下地膜の上に、α−テルピネオール、ブチルカルビトールアセテートおよびエチルカルビトールの中から選ばれた溶剤を含む印刷インキを用いてグラビア印刷またはスクリーン印刷により印刷画像を形成するための透明印刷下地膜形成用塗料が提供される。
【０００８】
ここで、透明印刷下地膜形成用塗料に含まれる前記超微粒子は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアからなる群から選ばれた少なくとも１種であることが好ましく、また、その量は、透明膜形成性樹脂１００重量部に対して、２０〜２００重量部であることが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明によれば、第二の発明として、被印刷物の印刷面と印刷画像との間に形成された透明印刷下地膜であって、該透明印刷下地膜は、エチルセルロースおよびポリビニルブチラール樹脂の中から選ばれた透明樹脂と、平均粒径が０.１μｍ以下の超微粒子とを含むことを特徴とし、該透明印刷下地膜の上に、α−テルピネオール、ブチルカルビトールアセテートおよびエチルカルビトールの中から選ばれた溶剤を含む印刷インキを用いてグラビア印刷またはスクリーン印刷により印刷画像を形成するための透明印刷下地膜が提供される。ここに、透明印刷下地膜の膜厚は０.２〜１０μｍであることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明によれば、第三の発明として、第一の発明の透明印刷下地膜形成用塗料を被印刷物の印刷面に塗布し、乾燥して透明印刷下地膜を形成し、次いで、該透明印刷下地膜上に、α−テルピネオール、ブチルカルビトールアセテートおよびエチルカルビトールの中から選ばれた溶剤を含む印刷インキを用いてグラビア印刷またはスクリーン印刷により印刷画像を形成することを特徴とする印刷方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を掲げ、本発明を詳細に説明する。なお、この実施の形態は、本発明の要旨をより良く理解させるためのものであり、本発明を限定するものではない。
【００１２】
（印刷下地膜形成用塗料）
透明印刷下地膜形成用塗料は、エチルセルロースおよびポリビニルブチラール樹脂の中から選ばれた透明膜形成性樹脂と、平均粒径が０.１μｍ以下の超微粒子と、該透明膜形成性樹脂を溶解する溶剤とを少なくとも含む。該透明膜形成性樹脂は、前記印刷画像を形成する印刷インキに含有されているα−テルピネオール、ブチルカルビトールアセテートおよびエチルカルビトールの中から選ばれた溶剤に可溶であるか、または前記印刷画像を形成する印刷インキに含有されている溶剤を吸収可能である。そして、後述するように、この透明印刷下地膜形成用塗料を被印刷物の印刷面上に塗布し、乾燥することによって、透明印刷下地膜が形成され、次いで、この透明印刷下地膜上に、前記透明膜形成性樹脂が可溶であるか、または吸収可能である溶剤を含有する印刷インキを用いてグラビア印刷またはスクリーン印刷により印刷される。
【００１３】
透明印刷下地膜形成用塗料中に含まれる透明膜形成性樹脂は、透明膜形成性を有し、印刷インキに含有されている溶剤に可溶であるか、または該溶剤を吸収可能なものであり、エチルセルロースおよびポリビニルブチラール樹脂の中から選ばれる。これらの透明膜形成性樹脂は、単独で、または二種を混合して使用することができる。透明印刷下地膜形成用塗料中の透明膜形成性樹脂の量は、特に制限されるものではないが、通常、透明印刷下地膜形成用塗料の重量に対して１〜２０重量％程度である。
【００１４】
前記の超微粒子は、透明印刷下地膜形成用塗料中の溶剤が蒸発する際、溶剤揮散による収縮により超微粒子と透明膜形成性樹脂との界面に非常に小さなマイクロクラックを発生させ、膜形成時に残留する引っ張り応力を分散させることによって、被印刷物と印刷下地膜との密着性、および印刷下地膜と印刷画像との密着性を高めるという作用を示す。
このような作用を示す超微粒子としては、平均粒径が０.１μｍ以下、より好ましくは０.０１〜０.０５μmであるものであれば、特に制限されるものではなく、その具体例としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアなどのセラミックス系微粒子が挙げられる。
超微粒子の平均粒径が０.１μｍ超の場合は、形成される透明印刷下地膜が白濁し、ヘーズ値が上昇するとともに透明性が低下して好ましくない。
【００１５】
透明印刷下地膜形成用塗料中の超微粒子の量は、透明膜形成性樹脂１００重量部に対して、２０〜２００重量部であることが好ましい。超微粒子の量が２０重量部を下回ると、超微粒子と透明樹脂との界面に非常に小さなマイクロクラックが発生して、被印刷物と透明印刷下地膜との密着性、および透明印刷下地膜と被印刷物との密着性を高める効果が充分でなくなる。一方、超微粒子の量が２００重量部を超えると、透明印刷下地膜のヘーズ値が上昇し、透明性が低下したり、透明樹脂のネットワークが阻害され、透明印刷下地膜の強度が低下して好ましくない。
【００１６】
透明印刷下地膜形成用塗料中に含まれる溶剤は、前記樹脂を溶解し得るものであれば、特に制限されるものではない。その具体例としては、トルエンなどの炭化水素、シクロヘキサノン、メチルエチルケトンなどのケトン、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノールなどのアルコール、およびブチルセロソルブ、テトラヒドロフランなどのエーテルが挙げられる。これらは単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
透明印刷下地膜形成用塗料中の溶剤の量は、特に制限されるものではないが、通常、透明印刷下地膜形成用塗料の重量に対して６０〜９９重量％程度である。
【００１７】
本発明の透明印刷下地膜形成用塗料には、必要に応じて、例えば分散剤などの各種の添加剤を適量添加することができる。
分散剤としてはポリリン酸系、ポリカルボン酸系、ポリフェノール系分散剤などを例示することができ、その添加量は通常、透明印刷下地膜形成用塗料の重量に対して０.１〜５重量％程度である。
【００１８】
透明印刷下地膜形成用塗料は常法に従って調製することができる。例えば、上記の各原料成分を所定量秤量して混合し、ホモジナイザー、サンドミル、コロイドミル、ボールミルなどの混合、攪拌手段を用いて分散させることによって調製することができる。
【００１９】
（透明印刷下地膜）
この実施の形態に係る透明印刷下地膜は、上記の透明印刷下地膜形成用塗料を被印刷物の印刷面に塗布し、乾燥して得られるものである。すなわち、この透明印刷下地膜は、被印刷物の印刷面と印刷画像との間に形成される透明印刷下地膜であって、該透明印刷下地膜は、透明樹脂と、平均粒径が０.１μｍ以下の超微粒子とを含むとともに、該透明印刷下地膜に含まれる透明樹脂は、エチルセルロースおよびポリビニルブチラール樹脂の中から選ばれ、これらの樹脂は、印刷画像を形成する印刷インキに含有されている前記溶剤に可溶であるか、または該溶剤を吸収可能である。透明印刷下地膜中の前記超微粒子の分散が不十分で平均二次粒子径が０.１μｍ以上になると、透明印刷下地膜が白濁しヘーズ値が上昇するとともに、透明性が低下するので好ましくない。
【００２０】
本発明においては、透明印刷下地膜に含まれる透明樹脂が、印刷画像を形成する印刷インキに含有されている溶剤に可溶であるか、または該溶剤を吸収可能であるため、スクリーン印刷時またはグラビア印刷時に精度の高い印刷画像が形成される。このような本発明の効果を添付図面について説明する。図１は、被印刷面に印刷画像が形成される過程を模式的に示しており、図１の右側（イ')、(ロ')、(ハ'）は、被印刷物１に直接印刷インキ２を適用した比較例を示し、図１の左側（イ)、(ロ)、(ハ）は、本発明に従って、被印刷物１上に形成された透明印刷下地膜３上に印刷インキ２を適用した例を示す。
【００２１】
被印刷物１に直接印刷インキ２を適用した場合（イ')には、被印刷物１の印刷面との接触角が小さいため拡張濡れによって、適用されたインキ２’が拡大し(ロ')、溶剤が蒸発した後に、崩れた印刷画像４’が残留する(ハ'）。特にガラスや透明プラスチック被印刷物に有機溶剤を多量に含む印刷インキ２を用いて印刷すると、この傾向は顕著である。
対照的に、本発明に従って、被印刷物１上に形成された透明印刷下地膜３上に印刷インキ２を適用した場合（イ)には、透明印刷下地膜３中の透明樹脂がが該膜上に刷られた印刷インキ２中の溶剤に溶解されるか、または該溶剤が透明印刷下地膜３中の透明樹脂に吸収され、印刷インキ２の粘度が急激に上昇し、もはや塗料のダレによる印刷画像の崩れが効率的に抑制される(ロ)。また、乾燥時において印刷インキ２および透明印刷下地膜３に含まれる溶剤が蒸発、揮散すると同時に収縮し、線幅が細くなり、繊細なライン４が印刷される(ハ）。
【００２２】
前記の透明印刷下地膜の膜厚は、特に制限されるものではなく、０.２〜１０μｍであることが好ましい。透明印刷下地膜の膜厚が０.２μｍより薄くなると、透明印刷下地膜中の透明樹脂の溶解能または溶剤吸収能が低下して十分な画像ライン太りの抑制が困難となり、一方、透明印刷下地膜の膜厚が１０μｍを超えると膜の透明性や密着性などが悪化して好ましくない。
【００２３】
（印刷方法）
本発明の印刷方法においては、上記の透明印刷下地膜形成用塗料を被印刷物の印刷面に塗布し、乾燥して透明印刷下地膜を形成し、次いで該透明印刷下地膜中の前記透明樹脂が可溶または吸収可能である前記溶剤を含有する印刷インキを用いて、グラビア印刷またはスクリーン印刷により前記透明印刷下地膜上に印刷するものである。印刷インキに含まれるα−テルピネオール、ブチルカルビトールアセテートおよびエチルカルビトールの中から選ばれた前記溶剤は、比較的高沸点（沸点：１５０〜２５０℃）を有するため版板上での印刷インクの乾燥が抑制される。
印刷手段としては、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法が採られる。特に、スクリーン印刷法は連続ライン印刷に適しているので好適である。その他の印刷条件などについては、従来公知の方法に準ずればよい。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例および比較例を掲げ、本発明をより具体的かつ詳細に説明する。
実施例１
透明下地膜形成用塗料の調製
ジルコニア製サンドミルに1mmφのガラスビーズを１３０重量部計り取り、これにアルミナ微粒子（日本アエロジル（株）製、Ａｌ2Ｏ3−Ｃ、平均粒径２０ｎｍ）１５重量部、トルエン８３.２重量部および分散剤１.８重量部を順次計り取って投入し、２時間攪拌、分散処理して超微粒子アルミナ分散液を作製した。
この超微粒子アルミナ分散液１００重量部と、エチルセルロース（１０ｃＰ、日新化成（株）製）の１５重量％トルエン溶液１００重量部と、トルエン２８重量部と、シクロヘキサノン３４重量部と、メチルエチルケトン１１３重量部とを容器に計り取り、ホモジナイザーにて攪拌、混合、分散させて、透明下地膜形成用塗料を調製した。
【００２５】
透明印刷下地膜の作製
厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製、ルミラー１２５−Ｕ９４）上に、上記の透明印刷下地膜形成用塗料をワイヤーバーコーティング法によりコーティングロツド＃２２を用いて塗工し、１１０℃で乾燥して、超微粒子アルミナとエチルセルロースよりなる透明な印刷下地膜を得た。得られた透明印刷下地膜は膜厚２.２μｍ、全光線透過率９３％、ヘーズ値１.４％（ポリエチレンテレフタレートフィルムのみの全光線透過率は９３.２％、ヘーズ値は１.６％）であった。また、クロスカット法によるセロテープ剥離試験では１００／１００と強固な密着性を示した。
【００２６】
透明印刷下地膜への印刷
上記の透明印刷下地膜上に、エチルセルロースを溶解するα−テルピネオールを溶剤とする印刷インキ（住友大阪セメント（株）製、無機顔料１８重量％、エチルセルロース１０重量％およびα−テルピネオール７２重量％含有、粘度５００００ｃＰ）を用い、以下の条件下にてスクリーン印刷を行った。
スクリーンマスク：
４００メッシュのステンレス紗、乳剤厚：１０μｍ、枠サイズ：７５０mm×７５０mm、マスクパターン構造：ライン幅／スペース幅＝４０／２６０μｍのメッシュ構造
【００２７】
印刷機：
マイクロ・テック（株）製スクリーン印刷機：ＭＴ−７５０
印刷条件：
クリアランス：２ｍｍ、印圧：３ｋｇ／ｃｍ2、背圧：１.３ｋｇ／ｃｍ2、スキージ速度：２０ｍｍ／ｓｅｃ、スキージゴムアタック角度：７０°、スクレッパ圧：２.５ｋｇ／ｃｍ2、スクレッパ速度：３０ｍｍ／ｓｅｃ
【００２８】
印刷画像の評価
得られた印刷画像（写真1に示す）のメッシュラインのライン幅を光学顕微鏡観察法により、密着性をクロスカット法によるセロテープ剥離試験法により、それぞれ評価した。その結果を表１に示した。
【００２９】
実施例２
透明印刷下地膜形成用塗料の調製
ジルコニア製サンドミルに１ｍｍφのガラスビーズを１３０重量部計り取り、これにシリカ微粒子（日本アエロジル（株）製、アエロジル＃１３０、平均粒径２０ｎｍ）１０重量部、トルエン８８.８重量部および分散剤１.２重量部を順次計り取って投入し、２時間攪拌、分散処理して超微粒子シリカ分散液を得た。
次いで、この超微粒子シリカ分散液８０重量部と、エチルセルロース（１０ｃＰ、日新化成（株）製）の１５重量％トルエン溶液１００重量部、トルエン４８重量部、シクロヘキサノン３４重量部、メチルエチルケトン１１３重量部を容器に計り取り、ホモジナイザーにて攪拌、混合、分散させて、透明印刷下地膜形成用塗料を調製した。
【００３０】
透明印刷下地膜の作製
厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡（株）製、コスモシャインＡ−４１００）上に、上記透明印刷下地膜形成用塗料をワイヤーバーコーティング法によりコーティングロツド＃２２を用いて塗工し１１０℃で乾燥して、超微粒子シリカとエチルセルロースよりなる透明な印刷下地膜を作製した。
得られた透明印刷下地膜は膜厚２.１μｍ、全光線透過率９１.１％、ヘーズ値０．８％（ポリエチレンテレフタレートフィルムのみの全光線透過率は９０.７％、ヘーズ値０.８％）であった。また、クロスカット法によるセロテープ剥離試験では１００／１００と強固な密着性を示した。
【００３１】
透明印刷下地膜への印刷
上記の透明印刷下地膜上に、実施例1と同じ印刷インキを用い、実施例1に準じてスクリーン印刷を行った。
印刷画像の評価
得られた印刷画像のメッシュラインのライン幅、密着性を実施例１に準じて評価した。その結果を表１に示した。
【００３２】
実施例３
透明印刷下地膜形成用塗料の調製
エチルセルロースに替えて、ポリビニルブチラール（積水化学（株）製、エスレックＢ（ＢＸ−１０とＢＨ−３とを重量比で１：１で混合して使用））を用いた他は、実施例１に準じて透明印刷下地膜形成用塗料を調製した。
【００３３】
透明印刷下地膜の作製
上記の透明印刷下地膜形成用塗料を用いた他は実施例1に準じて、アルミナ超微粒子とポリビニルブチラールよりなる透明な印刷下地膜を得た。
得られた透明印刷下地膜は膜厚２.３μｍ、全光線透過率９２.５％、ヘーズ値１.５％（ポリビニルブチラールフィルムのみの全光線透過率は９３.２％、ヘーズ値１.６％）であった。また、クロスカット法によるセロテープ剥離試験は１００／１００と強固な密着性を示した。
【００３４】
透明印刷下地膜への印刷
上記の透明印刷下地膜上に、ポリビニルブチラールを溶解するブチルカルビトールアセテートを溶剤とする印刷インキ（住友大阪セメント（株）製、無機顔料２８重量％、ポリビニルブチラール１２重量％、およびブチルカルビトールアセテート６０重量％含有、粘度６５０００ｃＰ）を用い、実施例1に準じてスクリーン印刷を行った。
【００３５】
印刷画像の評価
得られた印刷画像のメッシュラインのライン幅、密着性を実施例１に準じて評価した。その結果を表１に示した。
【００３６】
比較例 1
透明印刷下地膜が形成されていない、実施例１で用いたものと同じポリエチレンテレフタレートフィルム上に直接、実施例１に準じてスクリーン印刷を行った。
得られた印刷パターン（写真２に示す）のメッシュラインのライン幅、密着性を実施例１に準じて評価した。その結果を表１に示した。
【００３７】
比較例２
透明印刷下地膜形成用塗料の調製
エチルセルロース（１０ｃＰ、日新化成（株）製）６重量部、トルエン５４重量部、シクロヘキサノン１０重量部、メチルエチルケトン３０重量部を容器に計り取り、加熱溶解して、透明印刷下地膜形成用塗料を調製した。
【００３８】
透明印刷下地膜の作製
上記透明印刷下地膜形成用塗料を用いた他は実施例1に準じて、エチルセルロースよりなる透明印刷下地膜を得た。
得られた透明印刷下地膜は膜厚２.３μｍ、全光線透過率９３.４％、ヘーズ値１.６％（ポリエチレンテレフタレートフィルムのみの全光線透過率は９３.２％、ヘーズ値１.６％）であった。
また、この印刷下地膜の密着性はクロスカット法によるセロテープ剥離試験において０／１００と非常に弱かった。
【００３９】
透明印刷下地膜への印刷
上記の透明印刷下地膜上に、実施例1に準じてスクリーン印刷を行った。
印刷画像の評価
得られた印刷画像のメッシュラインのライン幅、密着性を実施例１に準じて評価した。その結果を表１に示した。
【００４０】
【表１】
表１の結果より、実施例１〜実施例３の印刷画像のメッシュラインのライン幅は、いずれも、スクリーンマスクの印刷パターン設計ライン幅より細くなっている。また、この印刷画像の密着性は、クロスカット法によるセロテープ剥離試験において、いずれも１００／１００と強固な密着性を示している。
これに対して、比較例１では、透明印刷下地膜が存在せず、被印刷物への、印刷インキ中の溶剤の吸収がないため、刷られた印刷インキは、その印刷インキと被印刷物（ポリエチレンテレフタレートフィルム）間の接触角に応じた拡張濡れや、印刷インキの自重による印刷ダレによってライン幅は８０〜１００μｍ程度まで増大している。また、比較例２では、得られた印刷画像のメッシュラインのライン幅は、３５〜４０μｍであり、スクリーンマスクの印刷パターン設計ライン幅より若干細くなっているものの、得られた印刷画像の密着性は透明印刷下地膜同様、クロスカット法によるセロテープ剥離試験において０／１００と非常に弱いものであった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、被印刷面に対し非常に強固な密着性を示す精度の高い印刷画像が得られる。特に、スクリーンマスクなどの印刷パターン設計ライン幅より繊細なライン印刷が可能となり、好適な印刷インキやスクリーンマスクなどの組合せにより、従来のスクリーン印刷法などでは困難であった３０μm程度の繊細なライン印刷が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 被印刷面に印刷画像が形成される過程を示す模式図。（イ')、(ロ')、(ハ'）は、比較例であり、（イ)、(ロ)、(ハ）は、本発明の実施例を示す。
【図２】 実施例１で作成した印刷画像を示す平面図（写真）。
【図３】 比較例１で作成した印刷画像を示す平面図（写真）。
【参照数字の説明】
１ 被印刷物
２、２’ 印刷インキ
３ 透明印刷下地膜
４、４’ 印刷画像[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating material for forming a transparent printing base film that is applied to a printing surface of a substrate and suppresses ink bleeding during printing and enables delicate line printing, and for forming the transparent printing base film. The present invention relates to a transparent printing base film formed using a paint and a printing method.
[0002]
[Prior art]
In conventional printing methods such as screen printing and gravure printing, an image is usually printed directly on the printing surface of a substrate without forming a transparent printing base film.
However, when printing is directly performed on the printing surface of the substrate, printing ink (in this specification, “printing ink” includes “printing paste”) is applied to the printing surface of the substrate. When contacting, there is a problem that the print line becomes thick due to extended wetting because the contact angle with the printing surface of the substrate is small. In particular, when printing is performed on a glass or transparent plastic substrate using a printing ink containing a large amount of an organic solvent, the tendency of line thickening is large, and delicate line printing with a line width of 50 μm or less is difficult.
[0003]
That is, in general, screen printing inks have thixotropic properties (thixotropic properties), and are prepared to suppress printing sag by increasing the viscosity during printing, but the suppression effect is not sufficient. Due to the weight of the printing ink and the extended wetting, it was difficult to print a delicate line having a line width of 50 μm or less.
In general, inks used for screen printing are prepared so that when the solvent contained in them evaporates, the viscosity suddenly rises and printing sag does not occur. From the standpoint of preventing clogging, etc., those having relatively high boiling points are used. Therefore, the effect of suppressing printing sag due to solvent evaporation is insufficient, and delicate line printing with a line width of 50 μm or less is difficult.
[0004]
As a method of preventing printing sag of printing ink during printing as described above, a method of forming a resin layer that is soluble in or absorbs the solvent contained in the printing ink on the printing surface of the printing material is known. It has been.
However, in the method of forming the resin layer on the printing surface of the printed material, when the printed material is a transparent plastic such as glass or polyethylene terephthalate, not only the adhesion between the resin layer and the glass or transparent plastic, but also the resin layer Also, the adhesiveness between the printed image and the printed image becomes insufficient, and the printed image easily peels from the resin layer after printing and drying. This is thought to be because tensile stress remains due to shrinkage of the resin layer due to solvent evaporation after printing and drying.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to form a high-strength transparent printing base film on the printing surface of the printing material, which has excellent adhesion to the printing material and printed image. Another object of the present invention is to provide a coating material that can be used to form a transparent printing base film that can suppress printing sagging during printing as much as possible and enables delicate line printing.
An object of the present invention is to provide a transparent printing foundation film formed by using the coating material for forming a transparent printing foundation film, and still another object is to provide a printing method using such a transparent printing foundation film. It is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies for solving the above problems, the inventors of the present invention formed a transparent printing base film containing a specific transparent resin and ultrafine particles on the printing surface of the printing material, and gravure printing or printing on the transparent printing base film It has been found that the above problems can be solved by screen printing, and the present invention has been completed.
[0007]
Thus, according to the present invention, as a first invention, there is provided a transparent printing base film-forming coating material for forming a transparent printing base film formed between a printing surface of a substrate and a printed image, A coating material for forming a transparent printing base film is a transparent film-forming resin selected from ethyl cellulose and polyvinyl butyral resin , ultrafine particles having an average particle size of 0.1 μm or less, and a solvent that dissolves the transparent film-forming resin Printing containing a solvent selected from α-terpineol, butyl carbitol acetate and ethyl carbitol on the transparent printing base film formed from the transparent printing base film forming paint. There is provided a coating material for forming a transparent printing base film for forming a printed image by gravure printing or screen printing using ink .
[0008]
Here, the ultrafine particles contained in the coating material for forming a transparent printed base film is preferably at least one selected from the group consisting of alumina, silica, zirconia, and titania, and the amount thereof is transparent film formation It is preferable that it is 20-200 weight part with respect to 100 weight part of conductive resin.
[0009]
Furthermore, according to the present invention, as a second invention, there is provided a transparent printing base film formed between a printing surface of a substrate and a printed image, the transparent printing base film being made of ethyl cellulose and polyvinyl butyral resin. A transparent resin selected from the above, and ultrafine particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less , and α-terpineol, butyl carbitol acetate and ethyl carbitol are formed on the transparent printing base film. There is provided a transparent printing base film for forming a printed image by gravure printing or screen printing using a printing ink containing a solvent selected from the above. Here, the film thickness of the transparent printing base film is preferably 0.2 to 10 μm.
[0010]
Furthermore, according to the present invention, as a third invention, the transparent printing base film paint for forming the first invention is applied to the printing surface of the substrate and dried to form a transparent printing base film, then, the Printing characterized in that a printed image is formed on a transparent printing base film by gravure printing or screen printing using a printing ink containing a solvent selected from α-terpineol, butyl carbitol acetate and ethyl carbitol. A method is provided.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. This embodiment is for better understanding the gist of the present invention, and does not limit the present invention.
[0012]
(Paint for printing undercoat film)
The coating material for forming a transparent printing base film comprises a transparent film-forming resin selected from ethyl cellulose and polyvinyl butyral resin , ultrafine particles having an average particle size of 0.1 μm or less, and a solvent that dissolves the transparent film-forming resin. And at least. The transparent film-forming resin is soluble in a solvent selected from α -terpineol, butyl carbitol acetate and ethyl carbitol contained in the printing ink for forming the printed image, or the printing It can absorb the solvent contained in the printing ink that forms the image. And, as will be described later, by applying this transparent printing base film forming paint on the printing surface of the printing material and drying, a transparent printing base film is formed, and then, on this transparent printing base film, The transparent film-forming resin is printed by gravure printing or screen printing using a printing ink containing a solvent that is soluble or absorbable.
[0013]
The transparent film-forming resin contained in the coating for forming a transparent printing base film has a transparent film-forming property and is soluble in or capable of absorbing the solvent contained in the printing ink. Ah it is, selected from ethyl cellulose and polyvinyl butyral resin. These transparent film-forming resins can be used alone or in admixture of two kinds. The amount of the transparent film-forming resin in the transparent printing base film forming paint is not particularly limited, but is usually about 1 to 20% by weight with respect to the weight of the transparent printing base film forming paint.
[0014]
When the solvent in the coating material for forming a transparent printing underlayer evaporates, the ultrafine particles generate very small microcracks at the interface between the ultrafine particles and the transparent film-forming resin due to shrinkage due to solvent volatilization. By dispersing the remaining tensile stress, the adhesiveness between the printing material and the printed base film and the adhesiveness between the printed base film and the printed image are improved.
The ultrafine particles having such an action are not particularly limited as long as the average particle diameter is 0.1 μm or less, more preferably 0.01 to 0.05 μm. Ceramic fine particles such as alumina, silica, zirconia, and titania.
When the average particle size of the ultrafine particles is more than 0.1 μm, the formed transparent printing base film becomes cloudy, which increases the haze value and decreases the transparency.
[0015]
The amount of the ultrafine particles in the transparent printing base film forming coating is preferably 20 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the transparent film-forming resin. When the amount of the ultrafine particles is less than 20 parts by weight, very small microcracks are generated at the interface between the ultrafine particles and the transparent resin, and the adhesion between the substrate to be printed and the transparent printing base film, as well as the transparent printing base film and the coating. The effect of improving the adhesion with the printed matter is not sufficient. On the other hand, when the amount of the ultrafine particles exceeds 200 parts by weight, the haze value of the transparent printing base film increases, the transparency decreases, the network of the transparent resin is inhibited, and the strength of the transparent printing base film decreases. It is not preferable.
[0016]
The solvent contained in the coating material for forming a transparent printed base film is not particularly limited as long as it can dissolve the resin. Specific examples thereof include hydrocarbons such as toluene, ketones such as cyclohexanone and methyl ethyl ketone, alcohols such as isopropyl alcohol and n-butanol, and ethers such as butyl cellosolve and tetrahydrofuran. These can be used alone or in admixture of two or more.
The amount of the solvent in the coating material for forming a transparent printing base film is not particularly limited, but is usually about 60 to 99% by weight with respect to the weight of the coating material for forming a transparent printing base film.
[0017]
An appropriate amount of various additives such as a dispersant, for example, can be added to the coating material for forming a transparent printed base film of the present invention, if necessary.
Examples of the dispersant include polyphosphoric acid-based, polycarboxylic acid-based, and polyphenol-based dispersants. The amount of the dispersant is usually 0.1 to 5% by weight with respect to the weight of the coating material for forming a transparent printing base film. Degree.
[0018]
The coating material for forming a transparent printed base film can be prepared according to a conventional method. For example, it can be prepared by weighing and mixing the above-mentioned raw material components in a predetermined amount and dispersing them using a mixing and stirring means such as a homogenizer, a sand mill, a colloid mill, or a ball mill.
[0019]
(Transparent undercoat film)
The transparent printing base film according to this embodiment is obtained by applying the above-mentioned transparent printing base film forming paint on the printing surface of a printing material and drying it. That is, this transparent printing base film is a transparent printing base film formed between the printing surface of the substrate and the printed image. The transparent printing base film has a transparent resin and an average particle size of 0.1 μm. together and a following ultrafine particles, the transparent resin contained in the transparent printing base film selected from among ethyl cellulose and polyvinyl butyral resins, these resins, the contained in the printing ink forming the printed image It is soluble in or can absorb the solvent. If the dispersion of the ultrafine particles in the transparent printing base film is insufficient and the average secondary particle diameter is 0.1 μm or more, the transparent printing base film becomes cloudy and the haze value is increased, and the transparency is lowered. .
[0020]
In the present invention, the transparent printing base film transparent resin contained in the order soluble in either solvent contained in the printing ink forming the printed image, or the solvent can be absorbed, screen printing or when A highly accurate print image is formed during gravure printing. The effects of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a process in which a printed image is formed on a printing surface . The right side (a ′), (b ′), and (c ′) in FIG. The left side (A), (B), and (C) of FIG. 1 are applied with the
[0021]
When the
In contrast, when the
[0022]
The film thickness of the transparent printing base film is not particularly limited, and is preferably 0.2 to 10 μm. If the film thickness of the transparent printing base film is thinner than 0.2 μm, the ability to dissolve the transparent resin or the solvent absorption capacity in the transparent printing base film is lowered, and it becomes difficult to sufficiently suppress the image line thickening. When the film thickness of the base film exceeds 10 μm, the transparency and adhesion of the film deteriorate, which is not preferable.
[0023]
(Printing method)
In the printing method of the present invention, the above-mentioned transparent printing base film-forming coating material is applied to the printing surface of the substrate and dried to form a transparent printing base film, and then the transparent resin in the transparent printing base film Using the printing ink containing the said solvent which is soluble or absorbable, it prints on the said transparent printing base film by gravure printing or screen printing . Since the solvent selected from α-terpineol, butyl carbitol acetate and ethyl carbitol contained in the printing ink has a relatively high boiling point (boiling point: 150 to 250 ° C.) , the printing ink on the printing plate Drying is suppressed.
As the printing means, a screen printing method or a gravure printing method is adopted. In particular, the screen printing method is suitable because it is suitable for continuous line printing. Other printing conditions may be in accordance with a conventionally known method.
[0024]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically and in detail with reference to Examples and Comparative Examples.
Example 1
Preparation of paint for forming transparent undercoat film 130 parts by weight of 1 mmφ glass beads are weighed in a zirconia sand mill, and 15 parts by weight of alumina fine particles (Nippon Aerosil Co., Ltd., Al 2 O 3 -C, average particle size 20 nm) Then, 83.2 parts by weight of toluene and 1.8 parts by weight of a dispersing agent were sequentially weighed and added, and stirred and dispersed for 2 hours to prepare an ultrafine alumina dispersion.
100 parts by weight of this ultrafine alumina dispersion, 100 parts by weight of a 15% by weight toluene solution of ethyl cellulose (10 cP, manufactured by Nisshin Kasei Co., Ltd.), 28 parts by weight of toluene, 34 parts by weight of cyclohexanone, and 113 parts by weight of methyl ethyl ketone And was stirred, mixed and dispersed with a homogenizer to prepare a coating material for forming a transparent undercoat film.
[0025]
Preparation of transparent printing base film On the polyethylene terephthalate film (Toray Co., Ltd., Lumirror 125-U94) having a thickness of 125 μm, the coating material for forming the transparent printing base film is coated using wire rod coating method # 22 And dried at 110 ° C. to obtain a transparent printed base film made of ultrafine alumina and ethyl cellulose. The obtained transparent printing undercoat film has a thickness of 2.2 μm, a total light transmittance of 93%, a haze value of 1.4% (total light transmittance of polyethylene terephthalate film alone is 93.2%, and a haze value is 1.6%. )Met. Moreover, in the cello tape peeling test by the cross-cut method, 100/100 showed strong adhesion.
[0026]
Printing on transparent printing base film On the above-mentioned transparent printing base film, printing ink using α-terpineol which dissolves ethyl cellulose as solvent (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., 18% by weight of inorganic pigment, 10% by weight of ethyl cellulose and α -Screen printing was carried out under the following conditions using 72% by weight of terpineol and a viscosity of 50000 cP).
Screen mask:
400 mesh stainless steel bowl, emulsion thickness: 10 μm, frame size: 750 mm × 750 mm, mask pattern structure: mesh structure of line width / space width = 40/260 μm
Printer:
Screen printer by Micro Tech Co., Ltd .: MT-750
Printing conditions:
Clearance: 2 mm, printing pressure: 3 kg / cm 2 , back pressure: 1.3 kg / cm 2 , squeegee speed: 20 mm / sec, squeegee rubber attack angle: 70 °, scraper pressure: 2.5 kg / cm 2 , scraper speed: 30mm / sec
[0028]
Evaluation of Print Image The line width of the mesh line of the obtained print image (shown in Photo 1) was evaluated by an optical microscope observation method, and the adhesion was evaluated by a cello tape peeling test method using a cross-cut method. The results are shown in Table 1.
[0029]
Example 2
Preparation of coating material for forming transparent undercoat film 130 parts by weight of 1 mmφ glass beads were weighed into a zirconia sand mill, and 10 parts by weight of silica fine particles (Nippon Aerosil Co., Ltd., Aerosil # 130, average particle size 20 nm), toluene 88.8 parts by weight and 1.2 parts by weight of a dispersant were sequentially weighed and added, and stirred and dispersed for 2 hours to obtain an ultrafine silica dispersion.
Next, 80 parts by weight of this ultrafine silica dispersion, 100 parts by weight of a 15% by weight toluene solution of ethyl cellulose (10 cP, manufactured by Nisshin Kasei Co., Ltd.), 48 parts by weight of toluene, 34 parts by weight of cyclohexanone, and 113 parts by weight of methyl ethyl ketone were added. The sample was weighed into a container and stirred, mixed, and dispersed with a homogenizer to prepare a coating material for forming a transparent printed base film.
[0030]
Preparation of transparent printed base film On a polyethylene terephthalate film (Toyobo Co., Ltd., Cosmo Shine A-4100) with a thickness of 188 μm, the coating material for forming the transparent printed base film is coated using wire rod coating method # 22 It was coated and dried at 110 ° C. to produce a transparent printed base film made of ultrafine silica and ethyl cellulose.
The obtained transparent printing base film had a film thickness of 2.1 μm, a total light transmittance of 91.1%, a haze value of 0.8% (a total light transmittance of a polyethylene terephthalate film alone was 90.7%, a haze value of 0.8). %)Met. Moreover, in the cello tape peeling test by the cross-cut method, 100/100 showed strong adhesion.
[0031]
Printing on transparent printing base film Screen printing was performed on the transparent printing base film using the same printing ink as in Example 1 according to Example 1.
Evaluation of Print Image The line width and adhesion of the mesh line of the obtained print image were evaluated according to Example 1. The results are shown in Table 1.
[0032]
Example 3
Preparation of transparent printing base film forming coating material Instead of ethyl cellulose, polyvinyl butyral (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., ESREC B (BX-10 and BH-3 are used by mixing in a weight ratio of 1: 1)). A transparent printing undercoat film-forming coating material was prepared according to Example 1 except that it was used.
[0033]
Preparation of transparent printed base film A transparent printed base film composed of ultrafine alumina particles and polyvinyl butyral was obtained in the same manner as in Example 1 except that the above-described coating material for forming a transparent printed base film was used.
The obtained transparent printing undercoat film has a film thickness of 2.3 μm, total light transmittance of 92.5%, haze value of 1.5% (total light transmittance of only polyvinyl butyral film is 93.2%, haze value of 1.6 %)Met. Moreover, the cellophane peeling test by the cross-cut method showed 100/100 and strong adhesiveness.
[0034]
Printing on transparent printing base film On the above transparent printing base film, printing ink using butyl carbitol acetate dissolving polyvinyl butyral as a solvent (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., 28 wt% inorganic pigment, 12 wt% polyvinyl butyral) And butyl carbitol acetate 60 wt%, viscosity 65000 cP), and screen printing was performed according to Example 1.
[0035]
Evaluation of Print Image The line width and adhesion of the mesh line of the obtained print image were evaluated according to Example 1. The results are shown in Table 1.
[0036]
Comparative Example 1
Screen printing was carried out according to Example 1 directly on the same polyethylene terephthalate film as used in Example 1 in which no transparent printing base film was formed.
The line width and adhesion of the mesh line of the obtained printed pattern (shown in Photo 2) were evaluated according to Example 1. The results are shown in Table 1.
[0037]
Comparative Example 2
Preparation of coating material for forming transparent printing base film 6 parts by weight of ethyl cellulose (10 cP, manufactured by Nisshin Kasei Co., Ltd.), 54 parts by weight of toluene, 10 parts by weight of cyclohexanone, 30 parts by weight of methyl ethyl ketone are weighed in a container, dissolved by heating, A paint for forming a transparent printed base film was prepared.
[0038]
Preparation of transparent printing base film A transparent printing base film made of ethylcellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that the above-mentioned coating material for forming a transparent printing base film was used.
The obtained transparent printing undercoat film has a film thickness of 2.3 μm, a total light transmittance of 93.4%, a haze value of 1.6% (total light transmittance of the polyethylene terephthalate film alone is 93.2%, a haze value of 1.6 %)Met.
Further, the adhesion of the printed base film was very weak at 0/100 in the cello tape peeling test by the cross-cut method.
[0039]
Printing on transparent printing base film Screen printing was performed on the transparent printing base film in accordance with Example 1.
Evaluation of Print Image The line width and adhesion of the mesh line of the obtained print image were evaluated according to Example 1. The results are shown in Table 1.
[0040]
[Table 1]
From the results in Table 1, the mesh line widths of the printed images of Examples 1 to 3 are all narrower than the print pattern design line width of the screen mask. Further, the adhesiveness of the printed image shows a strong adhesiveness of 100/100 in the cello tape peeling test by the cross-cut method.
On the other hand, in Comparative Example 1, there is no transparent printing base film, and there is no absorption of the solvent in the printing ink into the printing material. Therefore, the printed printing ink is the printing ink and the printing material (polyethylene). The line width is increased to about 80 to 100 μm due to extended wetting according to the contact angle between the terephthalate film) and printing sag due to the weight of the printing ink. Moreover, in Comparative Example 2, the line width of the mesh line of the obtained print image is 35 to 40 μm, which is slightly narrower than the print pattern design line width of the screen mask, but the adhesion of the obtained print image Like the transparent printing undercoat film, it was very weak as 0/100 in the cello tape peeling test by the cross-cut method.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a printed image with high accuracy that exhibits very strong adhesion to a printing surface. In particular, finer line printing is possible than the design pattern line width of screen masks, etc. Delicate line printing of about 30 μm, which was difficult with conventional screen printing methods, by combining suitable printing inks and screen masks. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a process in which a print image is formed on a surface to be printed. (A ′), (B ′), and (C ′) are comparative examples, and (A), (B), and (C) show examples of the present invention.
FIG. 2 is a plan view (photograph) showing a printed image created in Example 1. FIG.
3 is a plan view (photograph) showing a printed image created in Comparative Example 1. FIG.
[Explanation of reference numbers]
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