JP4859849B2 - グラビア印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、極めて浅いセルを有する版胴を用いてグラビア印刷を行うときに、必要な印刷濃度が確保できるとともに高精細なグラビア印刷が得られるグラビア印刷用高濃度インク及びグラビア印刷方法に関する。さらに、同グラビア印刷方法を適用する出版用グラビア印刷物、グラビア印刷された包材、パッケージ並びに電子部品関連材料に関する。

従来のグラビア版は、一般的に、１インチ当たり１７５本のスクリーン線を有し、かつ、最シャドウ部のセルの深さが２５μｍ〜３０μｍである版が用いられ、２〜３μｍ以上の粒子径のものが９０％以上を占めている無機顔料及び有機顔料を含むグラビアインクを使用してグラビア印刷が行われている。

インクの基本組成は、主剤としてインクに色をつける物質である顔料と、顔料を被印刷物に固着させ均一に分散させる物質である樹脂と、インクの流動性・転移性・乾燥性等を調整する物質である溶剤：ベヒクルと、助剤として泡消しや静電気防止などのいろいろな効果を加える添加剤の四つから成り立っている。

油性インクの溶剤は、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、ＩＰＡ、エタノール、ｎ−プロパノール等が使用されており、又、水性インクの溶剤は、エタノール、ｎ−プロパノール、ＩＰＡ、ＰＭ、水（化学物質ではない）等が使用されている。

トルエン・ＭＥＫなど油性インクで使われている化学物質は、（１）刺激臭が強い。（２）引火点が低く、揮発性も高い為、充満した際に引火・爆発しやすい。（３）人体に吸引されると健康被害を及ぼす。（４）環境にも影響がある。（５）炭酸ガス排出量削減にマイナス。

印刷工程で蒸発する溶剤は、（１）工場外へ排出して大気汚染や工場周辺の悪臭問題につながっている。（２）排出しきれないものは工場内に充満して引火・爆発の危険性や作業員の健康被害など、作業環境の危険性がある。（３）蒸発しきれない溶剤は、フィルムに残り、印刷された袋の特有の臭いの原因となる。特に食品業界で問題である。

残留溶剤問題は、商品のイメージを低下するだけでなく、食品の場合、風味を損なったり、臭いを吸着しやすいものにいたっては味が変化する場合がある。

水性インクは、基本的に水とアルコールを使用することにより、油性インクの諸問題を解決しているが、エタノールが残留する問題は残る。しかし、エタノール＋水は、強い刺激臭もなく、内容物の風味を変化することはない。エタノールが与える影響は、環境や健康上影響を与える許容範囲よりもかなり低い。工場内はエタノールで充満しているが、臭いは殆ど無い。しかし、アルコールであるので引火の危険がない訳ではないが、有機溶剤に比べれば、危険度はかなり低いものとなる。

従来のレーザー製版により作られるグラビア版は、一般的に、１インチ当たり１７５本のスクリーン線を有し、かつ、最シャドウ部のセルの深さが２５μｍ〜３０μｍである版が用いられる。この条件で水性グラビア印刷を行うと、インクの乾燥速度が遅いので、版かぶりが生じ易い。インクの乾燥速度が遅いので、油性インク使用のグラビア印刷に比して印刷速度を低くする必要があり、印刷効率（生産効率）が悪くなる。

水性グラビア印刷に使用される版は、インクの乾燥速度を速くするために、油性グラビア印刷と比較すると、セルが浅く、スクリーン線数が多いことが特徴である。これによって、油性とは違う風合いの印刷が出来上がる。一般的に、色合いが明るくなり、また、網点再現性（細かいところ）が良くなり、ハイライト性が良くなり、浅版化することにより、インク使用量が減り、インク使用量が減ることで更に溶剤による影響は少なくなる。

特許文献１は、水性グラビアインクを用い、メッシュの線数が２００〜４００線、版深が１０〜１７μの版を用いるグラビア印刷方法を提案している。しかしながら、本発明者らが探求したところでは、仮に、メッシュの線数を２００〜４００線、セルの深さを１０〜１７μとした版を用いることとした場合、ハイライト部における画像再現性が劣ることが解消されることにはならないことを確認した。

また、油性インク使用のグラビア印刷方法においても、メッシュの線数を多くしかつ版深を浅くして油性インクの使用量を減らして油性インクの諸問題を解決することが求められている。
さらに、油性インク使用のグラビア印刷方法と水性インク使用のグラビア印刷方法のいずれにおいてもハイライト部における画像再現性が劣るので、改善が要望されている。
特開２００２−１７８６２２号公報

本発明は、極めて浅いセルを有する版胴を用いてグラビア印刷を行うときに、必要な印刷濃度が確保できるとともに高精細なグラビア印刷が得られ、もって、インクの膜厚が小さくて乾燥負荷が小さく、印刷速度を増大でき、水性インク使用グラビア印刷にあっては版かぶりを解消できる、グラビア印刷用高濃度インクを提供することを目的としている。

又、本発明は、高濃度インクと極めて浅いセルを有する版胴の併用によりグラビア印刷を行い、必要な印刷濃度が確保できるとともに高精細なグラビア印刷が得られ、もって、インクの膜厚が小さくて乾燥負荷が小さく、印刷速度を増大でき、水性インク使用グラビア印刷にあっては版かぶりを解消でき、インク使用量が少なくて印刷コストを低減でき、地球温暖化の原因になる溶剤又はアルコールの排出を大幅に削減でき地球環境に優しい印刷が行える、グラビア印刷方法を提供することを目的としている。さらに、同グラビア印刷方法を適用する出版用グラビア印刷物、グラビア印刷された包材、パッケージ並びに電子部品関連材料を提供することを目的としている。

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、微粒子化した顔料を含む高濃度インクを用いることにより、水性インク及び油性インクのいずれにおいても、４〜９μｍと極めて浅いセルを有する版胴を用いてグラビア印刷を行った場合、極めて高解像度の印刷が得られ、特に、ハイライト部において必要な濃度が得られ、画像再現性を著しく向上できることを見出した。

即ち、本発明のグラビア印刷用高濃度インクは、０．１８μｍ以上１μｍ以下の粒子径のものが６０％以上、即ち６０％〜１００％を占めている顔料が用いられ、固形分中の顔料の比率が１０％以上、好ましくは２０〜６０％であり、インク中の固形分比率が１８％〜５０％であることを特徴とする。
本発明のグラビア印刷方法は、本発明のグラビア印刷用高濃度インクを用い、かつ、最シャドウ部のセルの深さが４μｍ以上９μｍ以下である版胴を用いて印刷することを特徴とする。
本発明のグラビア印刷物は、本発明のグラビア印刷方法を用いて出版用印刷用紙に印刷されていることを特徴とする。
本発明のグラビアに印刷された包材は、本発明のグラビア印刷方法を用いて包材に印刷されていることを特徴とする。
本発明のパッケージは、本発明の包材を用いて製袋又は製箱又は製罐されていることを特徴とする。
本発明の電子部品関連材料は、本発明のグラビア印刷方法を用いて印刷されていることを特徴とする。

本発明のグラビア印刷用高濃度インクによれば、最シャドウ部のセルの深さが４μｍ以上９μｍ以下である版胴を用いてグラビア印刷を行うと、必要な印刷濃度が確保できるとともに高精細なグラビア印刷が得られ、インクの膜厚が小さいから乾燥負荷が小さくなり、印刷速度を増大でき、水性インク使用グラビア印刷において版かぶりを解消できる。

本発明のグラビア印刷方法によれば、高濃度インクと極めて浅いセルを有する版胴の併用によりグラビア印刷するものであり、必要な印刷濃度が確保でき、高精細なグラビア印刷が得られ、インクの膜厚が小さいから乾燥負荷が小さくなり、印刷速度を増大でき、水性インク使用グラビア印刷において版かぶりを解消できる。
さらに、顔料粒子が０．１８〜１．０μｍと小さくなると、着色力が増大して濃度が高くなり、必要濃度に対する顔料の使用割合が少なくなる。そして、セルの容積を小さくできるから、インク使用量が少なくて済むので印刷コストを低減でき、溶剤又はアルコールの使用量を小さくすることができるから環境に優しい印刷が行える。

本発明の出版用グラビア印刷物、グラビア印刷された包材、パッケージ及び電子部品関連材料は、本発明のグラビア印刷方法を適用しているので、本発明のグラビア印刷方法と同様の効果を奏する。

本発明のグラビア印刷用高濃度インクは、０．１８μｍ以上１μｍ以下の粒子径のものが６０％以上１００％以下を占めている顔料が用いられ、固形分中の顔料の比率が１０％以上であり、インク中の固形分比率が１８％〜５０％であることを特徴とするものであり、本発明のグラビア印刷方法は、前記のグラビア印刷用高濃度インクを用い、かつ、最シャドウ部のセルの深さが４μｍ以上９μｍ以下である版胴を用いて印刷することを特徴とするものである。

本発明のグラビア印刷用高濃度インクは、炭酸ガス排出量削減に繋げるためにセルの深さを可能な限り浅くするという方向で案出したものであり、現状での最シャドウ部のセルの深さは、油性インクを使用する版では２０μｍ〜２５μｍ、水性インクを使用する版では１２μｍ〜１５μｍであり、蒸散する溶剤の量が大きいことに鑑み、最シャドウ部のセルの深さ４μｍ以上９μｍ以下である版胴を用いて印刷するという規制を行って炭酸ガス排出量削減に寄与することにある。

従って、本発明のグラビア印刷用高濃度インクは、最シャドウ部のセルの深さが４μｍ以上９μｍ以下である版胴を用いて印刷したときに必要な印刷濃度を得るために、固形分中の顔料の比率が１０％以上、好ましくは２０％〜６０％であり、インク中の固形分比率が１８％〜５０％であるように規制して高精細な印刷が行える高濃度インクとしている。
そして、極端に浅版化することに対応して必要な印刷濃度が得られるように高濃度インクとするものであるが、粒子径が２〜３μｍ以上のものが９０％以上を占めている顔料を用いた従来のグラビアインクを濃縮したのでは、全体的にシャープな印刷画像が得られない。必要な濃度を確保しても、従来に比べて、濃度分布のバラツキが大きくなる。又、ハイライト部ではドットの再現性が特に不安定になる。
そこで、粒子径が０．１８μｍ以上１μｍ以下のものが６０％以上１００％以下を占めている顔料を用いることにより、高精細度を安定して再現でき、濃度分布のバラツキを無くし、ハイライト部のドットの再現性を確保している。
セルが極端に浅くなる一方、高濃度インクとすることで必要な印刷濃度を確保しており、溶剤が半減するので、乾燥速度が速くなる。

油性インクの構成材料及び組成割合は、着色顔料が１０〜６０重量部、好ましくは２０〜４０重量部であり、ビヒクルが９０〜３０重量部、好ましくは８０〜５０重量部であり、その他添加剤が０〜１０重量部である。
油性インクのビヒクルは樹脂及び溶剤から構成される。
樹脂としては、石油樹脂、ギルソナイト、ロジン、硬化ロジン、エステルガム、ロジンエステル、マレイン酸樹脂、環化ゴム、ニトロセルロース、アクリル樹脂、塩化ゴム、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂等から選択される。
溶剤としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素（トルエン、キシレン）、エステル（酢酸エチル）、ケトン系溶剤（メチルエチルケトン）、アルコール（イソプロピルアルコール）、グリコール誘導体等から選択される。
必要により、その他の添加物として、可塑剤（フタル酸ジオクチル）、ワックス、コンパウンド、体質顔料、ドライヤー、分散剤、増粘剤、ゲル化剤、チキソトロピー付与剤等が添加される。

水性インクの構成材料及び組成割合は、着色顔料が１０〜６０重量部、好ましくは２０〜４０重量部であり、ビヒクルが９０〜３０重量部、好ましくは８０〜５０重量部であり、その他添加剤が０〜１０重量部である。
水性インクのビヒクルは水性樹脂、溶剤及び水溶化剤から構成される。
水性樹脂としては、水溶性樹脂（デンプン、セルロースエステル、セルロースエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸塩）、水溶化樹脂（セラック、ロジン／マレイン酸樹脂、スチレン／マレイン酸樹脂、アクリル樹脂）、水性分散樹脂（アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、合成ゴムラテックス、ポリウレタン、ポリエステル、アルキド樹脂、エポキシエステル、ロジンエステル）等から選択される。
溶剤としては水、アルコール、エステル系溶剤、ケトン系溶剤（メチルエチルケトン）、イソプロピルアルコール、ｎ−アルコール、グリコール誘導体から選択される。
水溶化剤としてはアンモニア水、水溶性有機アミンから選択される。
必要によりその他の添加物として、可塑剤、ワックス、コンパウンド、さび止め剤、かび防止剤、消泡剤、体質顔料、ドライヤー、分散剤等が添加される。

本発明の出版用グラビア印刷物は、例えば、カレンダーや雑誌のグラビア写真のように、本発明のグラビア印刷方法を用いて紙やフィルム等の出版用印刷用紙に印刷されていることを特徴とする。
本発明のグラビアに印刷された包材は、例えば、印刷されたロールフィルムのように、本発明のグラビア印刷方法を用いて包材に印刷されていることを特徴とする。
本発明のパッケージは、例えば、各種食品包装袋、プラスチック容器、紙箱、ジュース罐等のように、本発明の包材を用いて製袋又は製箱又は製罐されていることを特徴とする。
本発明の電子部品関連材料は、例えば、プリント配線板のように、本発明のグラビア印刷方法を用いて印刷されていることを特徴とする。

以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。

（実施例１）
青色顔料Ｘ（C.I. Pigment Blue 15:6とC.I.Pigment Violet 23との９：１の混合物）をビーズミルにかけて微粒子化し、０．１８μｍ以上１μｍ以下の粒子径のものが６０％を占めている顔料を作成した。そして、固形分中の顔料Ｘの比率が４２％であり、インク中の固形分比率が１８％である高濃度の基本色青色水性グラビアインクを作った（バインダーとして水性アクリルエマルジョン樹脂、分散剤として固形分の5%のEDAPLAN 470（楠本化成（株）製）と溶媒として溶剤IPA25%、n-プロパノール35%、水40%を用いた）。
最シャドウ部のセルの深さが４μｍ、スクリーン線数が４００本／インチである版胴を用いて印刷したところ、１３０ｍ／分の印刷スピードで高精細な印刷が得られた。５μｍ幅のラインアンドスペースがシャープに得られた。グラデーションの画像印刷を調べたところ必要なインク濃度が得られた。特に、ハイライト部のドット形状がシャープになった。

（実験例１）
実施例１と同じ高濃度の基本色青色水性グラビアインクを用い、最シャドウ部のセルの深さが２０μｍ、スクリーン線数が１７５本／インチである版胴を用いて印刷したところ、９０ｍ／分の印刷スピードではインクの膜厚が大きすぎてインクが乾き難く版かぶりを生じた。インクの膜厚が大きすぎて、良好な印刷が得られなかった。又、全体的にシャープな画像が得られなかった。

（実施例２）
緑色顔料Ｚ（C.I. Pigment Green 36とC.I.Pigment Yellow 139との７：３の混合物）をビーズミルにかけて微粒子化し、０．１８μｍ以上１μｍ以下の粒子径のものが７０％を占めている顔料を作り、そして、固形分中の顔料の比率が２０％であり、インク中の固形分比率が２３％である高濃度の基本色緑色水性グラビアインクを作成した（バインダーとして水性アクリルエマルジョン樹脂、分散剤として固形分の5%のEDAPLAN 470（楠本化成（株）製）と溶媒として溶剤IPA25%、n-プロパノール35%、水40%を用いた）。最シャドウ部のセルの深さが８μｍ、スクリーン線数が４００本／インチである版胴を用いて印刷したところ、１３０ｍ／分の印刷スピードで高精細な印刷が得られた。５μｍ幅のラインアンドスペースがシャープに得られた。グラデーションの画像印刷を調べたところ必要なインク濃度が得られた。特に、ハイライト部のドット形状がシャープになった。

（実験例２）
実施例２と同じ高濃度の基本色緑色水性グラビアインクを用い、最シャドウ部のセルの深さが２０μｍ、スクリーン線数が１７５本／インチである版胴を用いて印刷したところ、９０ｍ／分の印刷スピードでは版かぶりを生じた。インクの膜厚が大きすぎて、良好な印刷が得られなかった。又、全体的にシャープな画像が得られなかった。

（実施例３）
青色顔料Ｘをビーズミルにかけて微粒子化し、０．１８μｍ以上１μｍ以下の粒子径のものが８０％を占めている顔料を作り、そして、固形分中の顔料の比率が１０％であり、インク中の固形分比率が５０％である高濃度の基本色青色油性グラビアインクを作成した（バインダーとしてアルキド樹脂、分散剤として固形分の5% ディスパロンＫＳ−２７３Ｎ（楠本化成（株）製）及び溶剤としてトルエン２０％、ＩＰＡ８０％を用いた）。最シャドウ部のセルの深さが８μｍ、スクリーン線数が２５０本／インチである版胴を用いて印刷したところ、１３０ｍ／分の印刷スピードで高精細な印刷が得られた。７μｍ幅のラインアンドスペースがシャープに得られた。グラデーションの画像印刷を調べたところ必要なインク濃度が得られた。特に、ハイライト部のドット形状がシャープになった。

（実験例３）
実施例３と同じ高濃度の基本色青色油性グラビアインクを用い、最シャドウ部のセルの深さが２０μｍ、スクリーン線数が１７５本／インチである版胴を用いて印刷したところ、１３０ｍ／分の印刷スピードで版かぶりを生じた。又、濃度が必要以上に高い印刷になった。

（実験例４）
青色顔料Ｘをビーズミルにかけて微粒子化し、２〜３μｍの粒子径のものが９０％を占めている顔料を作り、そして、固形分中の顔料の比率が１０％であり、インク中の固形分比率が５０％である高濃度の基本色青色油性グラビアインクを作成した（バインダーとしてアルキド樹脂、分散剤として固形分の5% ディスパロンＫＳ−２７３Ｎ（楠本化成（株）製）及び溶剤としてトルエン２０％、ＩＰＡ８０％を用いた）。最シャドウ部のセルの深さが８μｍ、スクリーン線数が１７５本／インチである版胴を用いて印刷したところ、１３０ｍ／分の印刷スピードで版かぶりを生じた。又、濃度が必要以上に高い印刷になった。全体的にシャープな画像が得られなかった。

（実施例４）
緑色顔料Ｚをビーズミルにかけて微粒子化し、０．１８μｍ以上１μｍ以下の粒子径のものが９０％を占めている顔料を作り、そして、固形分中の顔料の比率が６０％であり、インク中の固形分比率が４０％である高濃度の基本色緑色油性グラビアインクを作成した（バインダーとしてアルキド樹脂、分散剤としてディスパロンＫＳ−２７３Ｎ（楠本化成（株）製）及び溶剤としてトルエン２０％、ＩＰＡ８０％を用いた）。最シャドウ部のセルの深さが９μｍ、スクリーン線数が２５０本／インチである版胴を用いて印刷したところ、１３０ｍ／分の印刷スピードで高精細な印刷が得られた。７μｍ幅のラインアンドスペースがシャープに得られた。グラデーションの画像印刷を調べたところ必要なインク濃度が得られた。特に、ハイライト部のドット形状がシャープになった。

（実験例５）
実施例４と同じ高濃度の基本色緑色油性グラビアインクを用い、最シャドウ部のセルの深さが２０μｍ、スクリーン線数が１７５本／インチである版胴を用いて印刷したところ、１３０ｍ／分の印刷スピードで版かぶりを生じた。又、濃度が必要以上に高い印刷になった。

（実験例６）
緑色顔料Ｚをビーズミルにかけて微粒子化し、２〜３μｍの粒子径のものが９０％を占めている顔料を作り、そして、固形分中の顔料の比率が６０％であり、インク中の固形分比率が１８％である高濃度の基本色緑色油性グラビアインクを作成した（バインダーとしてアルキド樹脂、分散剤として固形分の5% ディスパロンＫＳ−２７３Ｎ（楠本化成（株）製）及び溶剤としてトルエン２０％、ＩＰＡ８０％を用いた）。最シャドウ部のセルの深さが８μｍ、スクリーン線数が２５０本／インチである版胴を用いて印刷したところ、１３０ｍ／分の印刷スピードで版かぶりを生じた。又、濃度が必要以上に高い印刷になった。全体的にシャープな画像が得られなかった。

Claims (1)

1. ０．１８μｍ以上１μｍ以下の粒子径のものが６０％以上を占めている顔料が用いられ、固形分中の顔料の比率が２０〜６０％であり、インク中の固形分比率が１８％〜５０％であることを特徴とするグラビア印刷用高濃度インクを用い、かつ、最シャドウ部のセルの深さが４μｍ以上９μｍ以下である版胴を用いて印刷することを特徴とするグラビア印刷方法。