JP4920820B2

JP4920820B2 - 相変化インクを使用するグラビア印刷方法

Info

Publication number: JP4920820B2
Application number: JP2000320901A
Authority: JP
Inventors: 龍男重田
Original assignee: Think Laboratory Co Ltd
Current assignee: Think Laboratory Co Ltd
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: JP2002127368A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、不揮発性かつ低毒性の材料からなりトルエン等の毒性が強い溶剤を含んでいない相変化インクを使用し生物と生活環境に優しく印刷スピードが大きく十分に実用可能な，相変化インクを使用するグラビア印刷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のグラビア製版方法においては、トルエン等の溶剤が多量に入った油性インクを使用している。他方、トルエン等の溶剤を含んでいないがアルコールが少量（１０〜１５％位）入っている水性インクは、フィルムへの転移性・画像再現性及び印刷速度を油性インクを使用するときと同等にするために研究途上にある。又、ラベル印刷ではＵＶインクを使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
有害物質規制法である化学物質管理促進法、いわゆるＰＲＴＲ法によって、毒性が強いトルエン等の溶剤が多量に入った油性インクの使用禁止が目前に迫っており、水性インクを実用的な印刷速度で使用できるようにすることが急務になっている。しかし、水性インクは、フィルムへの転移性・画像再現性及び印刷速度を油性インクを使用するときと同等にするための研究が途上にある。従って、水性インクの研究とは別に、トルエン等の溶剤が入っていない不揮発性インクの実用研究が課題となっている。
【０００４】
本願発明は、上述した点に鑑み案出したもので、トルエン等の毒性が強い溶剤を含んでおらずトルエン等の毒性が強い溶剤を含んでおらず不揮発性かつ低毒性の材料からなるインクを用いて生物と生活環境に優しく印刷スピードが大きく十分に実用可能なグラビア印刷方法を提供することを目的としている。
本願発明は、温度によって固体（例えば約30℃以下）、高粘性の展性物質（例えば約40℃〜約80℃）、液体（例えば90℃〜約160℃）に変化する、トルエン等の溶剤が入っておらず不揮発性であり低毒性である相変化インク（ときには、常温固体インク、ホットメルトインクともいう）を用いたグラビア印刷方法を提供することを解決課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願第一の発明は、版胴と、該版胴に対向して設けられた圧胴と、該版胴を所要温度に加熱する発熱源と、該発熱源を該版胴に対して接近移動せしめる発熱源移動装置と、該版胴に対して接近移動可能に設けられかつインク出口の上側傾斜面と下側傾斜面に固着されて張り出している上下一対のドクターを有するとともにチャンバ空間の両端開口を閉じていてかつドクターの端縁に当接する耐熱性を有するゴム製の端面板を有してなるドクター付きインクチャンバと、相変化インクの冷却固化を回避するため該チャンバ空間内に備えられたヒータと、インク供給管及びインク戻し管を介して該インクチャンバに連通しかつ相変化インクを液状に保つため相変化インクを高温に保った状態で貯留するインクタンクと、を含むグラビア輪転印刷機を用いかつ相変化インクを使用するグラビア印刷方法であって、
前記版胴を印刷位置へ取り付けてから前記版胴の表面を８０℃〜１２０℃に加熱するとともに、前記インクチャンバを前記版胴に対して接近移動して上下のドクターとゴム製の端面板を該版胴に当接加圧して前記液状の相変化インクを前記インク供給管を介して前記インクチャンバ内に供給して該版胴を回転して余分なインクを上側のドクターで掻き取ってセルに盛り、前記版胴と前記圧胴の間に通す被印刷ウエブに印刷を行い、
前記相変化インクが熱的可逆性のディールス・アルダー重合化反応生成物、ディールス・アルダー重合前駆物質、及びこれらの混合物からなるグループから選択した成分を含み、９０℃から少なくとも１６０℃までの範囲内の温度で分子量が小さく低粘性の液体となり、４０℃から８０℃までの範囲内の温度で高粘性の展性物質になりかつ液体状態と固体状態に熱的に可逆性を有し、３０℃未満の温度でポリマーの性質を有する固体になるものであり、前記版胴を印刷位置へ取り付けてから該版胴の下側に前記発熱源を近接させて該版胴の表面を８０℃〜１２０℃に加熱することを特徴とする相変化インクを使用するグラビア印刷方法を提供するものである。
本願第二の発明は、第一の発明を一層好ましくしたもので、印刷開始時に前記チャンバ空間内の空気を該チャンバ空間の上部に備えているエア溜りからエア抜き管を通して前記インクタンクに導いて排気し、印刷を停止して前記ドクター付きインクチャンバを版胴から離間させるときは、該エア抜き管に備える開放弁を開いて前記チャンバ空間の上部の前記エア溜りより大気を流入させて該チャンバ空間内の相変化インクを前記インク戻し管を通し前記インクタンクへ流下させることを特徴とする請求項１記載の相変化インクを使用するグラビア印刷方法を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態に係る，相変化インクを使用するグラビア印刷方法を図１、図２を参照して説明する。
図１は、グラビア輪転印刷機に最小のロールを装着して印刷するときの要部概略正面図であり、図２は、グラビア輪転印刷機に最大のロールを装着して印刷するときの要部概略正面図である。
図において、１は版胴、２は圧胴、３はインクチャンバ、３aはチャンバ本体、３bはチャンバ空間、３cはインク出口、３dはエア溜り、４aは上側のドクター、４bは下側のドクター、５はゴム製の端面板、６は棒状ヒータ、７はチャンバ移動装置、８は発熱源、９は発熱源移動装置、１０はインクタンク、１１はポンプ、１２はフレキシブルなインク供給管、１３はフレキシブルなインク戻し管、１４はフレキシブルなエア抜き管、１５はインク帰還側開放弁、１６は大気開放弁、Ｗは版胴１と圧胴２の間に通す被印刷ウエブである。
【０００７】
図に示すように、版胴１を印刷位置へ取り付けてから発熱源移動装置９を作動して版胴１の下側に発熱源８を近接させて版胴１の表面を８０℃〜１１０℃（高くて１２０℃位までが良い）に加熱するとともに、チャンバ移動装置７を作動してインクチャンバ３を版胴１に対して接近移動して上下のドクタードクター４a，４bとゴム製の端面板５を当接加圧して上下のドクター間のインク出口３cを版胴１で密閉した状態にする。
【０００８】
インクチャンバ３は、長手方向の両端が開放しているとともに版胴側の側面が開放している概略Ｃ形断面形状に形成されているチャンバ本体３aの内空間（チャンバ空間）３bの前記側部に開かれているインク出口３cの上側傾斜面と下側傾斜面に固着されて張り出していて該インク出口を上下から狭めている上下一対のドクター４a，４bを有するとともにチャンバ空間３bの両端開口を閉じていてかつドクター４a，４bの両側の端縁に当接する１５０℃以上の耐熱性があるシリコンゴム製の端面板５を有してなる。
【０００９】
インクタンク１０に貯留される液状の相変化インクをポンプ１１で汲み揚げてチャンバ空間３b内に供給してからインクタンク１０に戻るように循環させて、版胴１を回転して上下のドクター４a,４b間のインク出口３cに面する版胴個所に相変化インクを塗布しかつ余分なインクを上側のドクター４aで掻き取って版胴１に形成されたセルに盛り、版胴１と圧胴２の間に通す被印刷ウエブに印刷を行い、印刷を停止して版胴１を取り外すときはドクター付きインクチャンバ３への相変化インクの送り出しを停止しかつチャンバ空間３b内のインクをインクタンク１０内に回収してからドクター付きインクチャンバ３を版胴１から離間させる。
【００１０】
チャンバ移動装置７を作動してインクチャンバ３を版胴１に対して接近移動し上下のドクタードクター４a，４bとゴム製の端面板５を当接加圧した時点では、チャンバ空間３b内に空気があるので、インク帰還側開放弁１５を開いてインクタンク１０に貯留される液状の相変化インクをポンプ１１で汲み揚げてチャンバ空間３b内に供給する際に該空気をチャンバ空間３bの上部に備えているエア溜り３dからエア抜き管１４を通してインクタンク１０に導いて排気し、所要時間経過したら、インク帰還側開放弁１５を閉じる。
【００１１】
さらに、印刷を終了してドクター付きインクチャンバ３を版胴１から離間させるときは、エア抜き管に備える大気開放弁１６を開いてチャンバ空間３bの上部のエア溜り３dより大気を流入させてチャンバ空間３b内の相変化インクをインク戻し管１３を通しインクタンク１０へ円滑に流下させる。
【００１２】
版胴１の表面を８０℃〜１１０℃（高くて１２０℃位までが良い）に温めるのは、セルに盛った相変化インクが冷却固化しないように温めるためである。チャンバ空間３a内に棒状ヒータ６を備えるのも相変化インクが冷却固化を回避するためである。インクチャンバ３とインクタンク１０とポンプ１１と管１２，１３，１４と電磁開放弁１５は保温材で被覆される。
【００１３】
チャンバ移動装置７は、水平ガイド７aに係合案内されかつボールねじ７bに螺合していてボールねじ７bが図示しないサーボモータにより回転されることにより、水平方向に往復動する可動ブラケット７cの上部に備えたＬ形ブラケット７dにより、チャンバ３を押圧反力を受けると後退可能にかつ背面のばね７eでバランスをとれるように弾持している。
【００１４】
相変化インク１１は、好ましくは、特開平１１−３４９８７７号公報に記載されているものが使用される。かかる相変化インクは、熱的可逆性のディールス・アルダー重合化反応生成物、ディールス・アルダー重合前駆物質、及びこれらの混合物から成るグループから選択した成分を含み、約９０℃から少なくとも約１６０℃までの範囲内の温度で分子量が小さく低粘性の液体となり、約４０℃から約８０℃までの範囲内の温度で高粘性の展性物質になりかつ液体状態と固体状態に熱的に可逆性を有し、約３０℃未満の温度でポリマーの性質を有する固体になる。
フェイザー・プリンティング、ジャパン株式会社から提供される相変化インクの主な組成は、相変化相溶性の着色剤とモノアミドワックス及びテトラアミド樹脂を含む相変化キャリア組成物から成る。他の変性剤として、脂肪酸アミドと融和性のある水素化アビエチン酸グリセリンエステル等の粘着付与剤、フタル酸エステル等の可塑剤、インクの変色を防ぐ酸化防止剤などが含まれている。
【００１５】
印刷を行うには、版胴１を両端チャックした後、好ましくはここで発熱源移動装置９を作動して版胴１の下側に発熱源８を近接させて版胴１を回転して版胴１の表面を８０℃〜１１０℃（高くて１２０℃位までが良い）に加熱する。続いて、圧胴２を下げて被印刷ウエブＷを版胴１との間に挟むが、被印刷ウエブＷがフィルムであるときは、圧胴２を下げて版胴１に近接させて下降停止し、インク帰還側開放弁１５を開きかつ大気開放弁１６を閉じた状態で、チャンバ移動装置７を作動してインクチャンバ３を版胴１に対して接近移動して上下のドクタードクター４a，４bとゴム製の端面板５を当接加圧して上下のドクター間のインク出口３cを版胴１で密閉した状態にする。次いで、ポンプ１１を稼動してインクタンク１０内の相変化インクをチャンバ３に送給する。すると、チャンバ３内の空気はエア抜き管１４を通してインクタンク１０に導いて排気する。所要時間経過したら、インク帰還側開放弁１５が閉じる。圧胴２を下げて版胴１を回転すると、上下のドクター４a,４b間のインク出口３cに面する版胴個所に相変化インクを塗布しかつ余分なインクを上側のドクター４aで掻き取って版胴１に形成されたセルに盛り、版胴１と圧胴２の間に通す被印刷ウエブＷに印刷を行うことになる。
【００１６】
上記のように、本願発明は、高温に保った液状の相変化インクをドクター付きインクチャンバ３に導いて版胴１に塗布し上側のドクター４aで余分な相変化インクを掻き取って版胴１に形成したセルに盛った相変化インクを版胴１と圧胴２の間に通す被印刷ウエブＷに転移・印刷するものである。
なお、版胴１を高温に保つ手段として、版胴１自体に発熱源を組み込んでも良い。
【００１７】
【発明の効果】
本願発明の相変化インクを使用するグラビア印刷方法によれば、以下の効果を有する。
(1) 従来のドクター装置とインク皿を廃して、版胴を８０℃〜１１０℃に温める装置と移動可能なドクター付きインクチャンバと相変化インクを循環する装置を付加する小改造で済むので、ＰＲＴＲ法の実施を目前にして、油性インクに替えて迅速に簡便に切り替えて実用できる。
(2) 相変化インクは、不揮発性で低毒性が無い基剤からなり、トルエン等の溶剤やアルコール類を含有していないので、ＰＲＴＲ法の施行の下で使用できて生物・生活環境に優しい。
(3) 相変化インクは不揮発性であるから、インク濃度が油性インクに比べて倍以上濃いので、セルを従来の１５〜２５μｍｍから８〜１５μｍｍとしても必要な印刷濃度が得られ、エッチング時間が短縮できかつエッチング液の更新時間を二倍にすることができ、経済的である。
(4) 相変化インクのインク濃度が濃いので、セルを浅くすることができ、このため、エッチングによりサイドエッチが生じない浅いセルを形成できてインク転移性が極めて良好であり、インク使用量が少なくて済み、スクリン線数を４００線／インチ位の高精細にすることが可能になり、オフセット印刷のインクの膜厚と同等のインク膜厚が実現でき、ΔＥ（色のバラツキ）が小さくなる。又、相変化インクは被印刷ウエブに転移して急速に固化し深く浸透しないので繊維方向の滲みが少なく混色が起きにくく高精細化の効果が大きい。又、版胴に形成したセルに盛った相変化インクは版胴を８０℃〜１１０℃に温めるからセル内で固化しないから、印刷時間が経過しても印刷精度が低下しない。
(5)印刷された相変化インクは、被印刷ウエブに転移して急速に固化するものであり、加熱乾燥を必要とせず、熱エネルギーを大幅に節減できて経済的である。
(6) 被印刷ウエブに印刷された相変化インクに冷風を当てると、相変化インクの固化する速度を飛躍的に高めることができ、印刷速度を2000ｍ／minまで位に高めることができる。
(7) 印刷された相変化インクは、極めて速く固化し、加熱乾燥を必要としないから、被印刷ウエブを上下にうねって走行させずに水平面内に走行させることができ、又、輪転印刷機を低くすることができる。
(8) 相変化インクに１μｍｍの顔料を含有して高分散させたインクを使用すると版を高精細にしたときΔＥ（色のバラツキ）が小さく解像度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係り，相変化インクを使用するグラビア印刷方法の実施するグラビア輪転印刷機に最小のロールを装着して印刷するときの要部概略正面図。
【図２】本願発明の実施の形態に係り，相変化インクを使用するグラビア印刷方法の実施するグラビア輪転印刷機に最大のロールを装着して印刷するときの要部概略正面図。
【符号の説明】
１・・・版胴、２・・・圧胴、３・・・インクチャンバ、３a・・・チャンバ本体、３b・・・チャンバ空間、３c・・・インク出口、３d・・・エア溜り、４a・・・上側のドクター、４b・・・下側のドクター、５・・・ゴム製の端面板、６・・・棒状ヒータ、７・・・チャンバ移動装置、７a・・・水平ガイド、７b・・・ボールねじ、７c・・・可動ブラケット、７d・・・Ｌ形ブラケット、７e・・・ばね、８・・・発熱源、９・・・発熱源移動装置、１０・・・インクタンク、１１・・・ポンプ、１２・・・フレキシブルなインク供給管、１３・・・フレキシブルなインク戻し管、１４・・・フレキシブルなエア抜き管、１５・・・インク帰還側開放弁、１６・・・大気開放弁、Ｗ・・・被印刷ウエブ、

Claims

版胴と、該版胴に対向して設けられた圧胴と、該版胴を所要温度に加熱する発熱源と、該発熱源を該版胴に対して接近移動せしめる発熱源移動装置と、該版胴に対して接近移動可能に設けられかつインク出口の上側傾斜面と下側傾斜面に固着されて張り出している上下一対のドクターを有するとともにチャンバ空間の両端開口を閉じていてかつドクターの端縁に当接する耐熱性を有するゴム製の端面板を有してなるドクター付きインクチャンバと、相変化インクの冷却固化を回避するため該チャンバ空間内に備えられたヒータと、インク供給管及びインク戻し管を介して該インクチャンバに連通しかつ相変化インクを液状に保つため相変化インクを高温に保った状態で貯留するインクタンクと、を含むグラビア輪転印刷機を用いかつ相変化インクを使用するグラビア印刷方法であって、
前記版胴を印刷位置へ取り付けてから前記版胴の表面を８０℃〜１２０℃に加熱するとともに、前記インクチャンバを前記版胴に対して接近移動して上下のドクターとゴム製の端面板を該版胴に当接加圧して前記液状の相変化インクを前記インク供給管を介して前記インクチャンバ内に供給して該版胴を回転して余分なインクを上側のドクターで掻き取ってセルに盛り、前記版胴と前記圧胴の間に通す被印刷ウエブに印刷を行い、
前記相変化インクが熱的可逆性のディールス・アルダー重合化反応生成物、ディールス・アルダー重合前駆物質、及びこれらの混合物からなるグループから選択した成分を含み、９０℃から少なくとも１６０℃までの範囲内の温度で分子量が小さく低粘性の液体となり、４０℃から８０℃までの範囲内の温度で高粘性の展性物質になりかつ液体状態と固体状態に熱的に可逆性を有し、３０℃未満の温度でポリマーの性質を有する固体になるものであり、前記版胴を印刷位置へ取り付けてから該版胴の下側に前記発熱源を近接させて該版胴の表面を８０℃〜１２０℃に加熱することを特徴とする相変化インクを使用するグラビア印刷方法。
印刷開始時に前記チャンバ空間内の空気を該チャンバ空間の上部に備えているエア溜りからエア抜き管を通して前記インクタンクに導いて排気し、印刷を停止して前記ドクター付きインクチャンバを版胴から離間させるときは、該エア抜き管に備える開放弁を開いて前記チャンバ空間の上部の前記エア溜りより大気を流入させて該チャンバ空間内の相変化インクを前記インク戻し管を通し前記インクタンクへ流下させることを特徴とする請求項１記載の相変化インクを使用するグラビア印刷方法。