JP5419332B2 - 曲面弾性ブランケットの製作方法、およびそれによる曲面弾性ブランケット並びに曲面印刷体 - Google Patents

Description

本発明は、複雑な曲面を有する被印刷体に精度よく印刷するための曲面ブランケットの製作方法およびそれによる曲面弾性ブランケット並びに曲面印刷体に関するものである。

従来、曲面を有する被印刷体の曲面に各種印刷をする方式としてはブランケットによる印刷法がよく知られている。従来この目的のためのブランケットとしては、通称「タコ」、「パッド」、「タンポ」などと呼ばれる軟質弾性体で作製されたバスト状の転写体によるブランケットが多く用いられている。
この非常に弾力のある転写体により、被印刷体は、例えばゴルフボールや玩具などかなりの凹凸面があっても印刷可能である。（例えば、非特許文献１参照）
「スクリーン印刷技術」（株）総合技術センター発行、山田善吾監修ｐ．３６２〜３６５

しかるに、近年この凹凸が、局所的により大きい凹凸を有する曲面に対する印刷の要求がでてきている。特にその局所的な凹凸面、乃至該凹凸面の即近傍周辺部分にも十分な印刷を施したいという要求が多くみられるようになってきている。しかしながら従来の転写体によるブランケットでは、この要求を満足することができなくなってきている。

上記のごとく、従来のブランケットによる印刷方式では、前記局所的な凹凸面、乃至該凹凸面の即近傍周辺部分への十分な印刷が可能な要求を満足することができない。
本発明は上記に鑑み、比較的局所的な凹凸（以下、部分突起部という）の大きな曲面に対する印刷を可能とする曲面印刷用ブランケットを提供することをその目的としている。

本発明の曲面弾性ブランケットの製作方法は、
１）曲面上に突起部を有する被印刷体である原型の前記突起部の外周面を、後の第４工程で形成する最外層の表層部の厚さ分だけ増厚した第２原型を作成した後、増厚した前記第２原型に、硬化前のゴム又はゴム状弾性材によるブランケット材を押圧接触させる第１工程と、該ブランケット材を硬化させて、所定の硬度を有するブランケット表層型とし、該ブランケット表層型を前記第２原型より離型する第２工程と、前記被印刷体の曲面に対応する前記ブランケット表層型の凹面Ａを反転して凸面Ｂとして、別途作製された、弾性ブランケット基本層の外周平曲面に貼付固定する第３工程と、さらに該弾性ブランケット基本層の外周平曲面と平行な外周平曲面を有する弾性ブランケット最外層を前記ブランケット表層型の凸面Ｂに貼付固定する第４工程とを有するものである。

さらに、本発明の曲面弾性ブランケットの製作方法は、
２）上述の１）において、前記突起部は、平均相当直径ｄが１〜１０ｍｍ、その高さＨが前記ｄの３倍以下であり、前記突起部の周辺部の外周面は、半径ｒが１０〜２００ｍｍの曲面であることを特徴とするものであり、
３）上述の１）または２）において、前記被印刷体の曲面の凹凸段差Ｈに対し、前記弾性ブランケット基本層の半径方向における前記ブランケット表層型の肉厚ｔがｔ≦２Ｈであり、
４）上述の１）において、前記弾性ブランケット基本層、ブランケット表層型および弾性ブランケット最外層の材料がシリコーンゴムであり、且つ、その硬度（ＪＩＳ Ａスケール）が５〜４０、好ましくは５〜２０であることを特徴とするものであり、
５）上述の１）または４）において、前記弾性ブランケット最外層の厚さが０．５〜３ｍｍであり、ブランケット表層型の所定の硬度が弾性ブランケット最外層の硬度の１．５〜２倍の硬さを有することを特徴とするものである。

また、本発明の曲面弾性ブランケットおよび曲面印刷体は、
６）上述の１）〜５）のいずれか１項に記載の曲面弾性ブランケット製作方法により製作されたことを特徴とする曲面弾性ブランケットであり、
７）上述の６）に記載の曲面弾性ブランケットにより印刷されたことを特徴とする曲面印刷体である。

本発明の曲面弾性ブランケットの製作方法により作製された、曲面弾性ブランケットを用いることにより、複雑な凹凸を有し、少なくとも１個の部分突起部を有する被曲面印刷体は、該部分突起部に、乃至は該凹凸部の極く近傍部分において十分な印刷面を得ることができる。

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態１における曲面弾性ブランケットの製作工程の流れ図である。
図２は、図１の工程における状態を示す説明図である。（ａ）はＯＰ１およびＯＰ２における１例の状態を断面示す説明図、（ｂ）はＯＰ３における１例の状態を示す説明図であり、（ｃ）はＯＰ４における１例の状態を示す説明図である。
図において、１は複雑な曲面を有する被印刷体（原型）、１１、１２、１３は部分突起部、１１０、１２０、１３０は第２原型のための増厚部、２はブランケット表層型、２１、２２、２３は前記１１０、１２０、１３０に対応するブランケット表層型における凹部、３は弾性ブランケット基本層、４は弾性ブランケット最外層、６は表層型成形補助部材、ｒは被印刷体の突起部の周辺部の外周面の球面半径、Ｒは弾性ブランケット基本層の球面半径、ＯＰ１は型採り工程、ＯＰ２は硬化、離型工程、ＯＰ３は基本層への貼付固定工程、ＯＰ４は最外層構成工程である。

本実施の形態１における曲面弾性ブランケットの製作方法を図に従って説明する。
複雑な凸状の曲面を有し、少なくとも１個の部分突起部１１、１２、１３等を有する被印刷体１を原型とし、さらに部分突起部１１、１２、１３の外面に後工程の最外層の表層部の厚み相当の増厚分１１０、１２０、１３０を付加した第２原型および成形補助部材６を用いて、ゴム又はゴム状弾性材によるブランケット表層２の材料、主としてシリコーンゴム、を押圧接触し、硬化してブランケット表層型２を成形する（ＯＰ１、２）。
硬化後第２原型より剥離されたブランケット表層型２は、別途準備された凸状の曲面に形成された弾性ブランケット基本層３の表面に、凹面状態から前記凸面状態に反転されて貼付される（ＯＰ３）。
反転貼付されたブランケット表層型２の表面に、さらに弾性ブランケット最外層４を形成する（ＯＰ４）。弾性ブランケット最外層４は、ブランケット表層型における凹部２１、２２、２３を充填し、且つ外周表面は弾性ブランケット基本層３の外周面に略平行な外周面とする。弾性ブランケット最外層４の外周面の厚さは約０．５〜３ｍｍが好ましい。

前記の各弾性ブランケットの材料としては、ゴム系であれば、ＮＲ（天然ゴム）、ＳＲ（シリコンゴム）、ＳＢＲ（スチレンゴム）、ＢＲ（ブチルゴム）等、合成樹脂系であれば、ポリイソブチレン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂等が使用されるが、好ましくは、ＳＲが望ましい。
すなわち、後述するように、ブランケット表層型２は弾性ブランケット基本層３の表面に凹状から凸状に反転貼付されるため、材料としての柔軟性と強度を必要とし、且つ、後述する実施の形態２の場合における印刷インキのブランケット表層型２への良好な写し取り性（吸着性）と被印刷体への良好な転写性を有する材料でなければならない。ＳＲはこれらを満足するものとして好ましい。ブランケット表層型の硬度はＪＩＳ（Ａスケール）５〜４０、好ましくは５〜２０が望ましい。

本発明は、部分突起部１１、１２、１３の外面および／または該部分突起部の近傍周辺部分に十分な印刷面を得ることを目的としているが、これにも限界があり、この限界値を特定することが目的の１つでもある。

下記諸元により比較試験を行った。
Ａ．被印刷体
合成樹脂半球体 半径 ｒ＝５０ｍｍ
頂部の部分突起部：ｄ×Ｋ ただしＫ＝Ｈ／ｄ
（Ｈ：部分突起部高さ、ｄ：平均相当直径）
抜け勾配 ２／１００
ｄ＝１、３、５、７、９、１１ｍｍφ
Ｋ＝１．１、１．２、１．５、２、３、４、５
Ｂ．弾性ブランケット
表層型：シリコンゴム、硬度（Ａ）７、厚さｔ＝Ｈ＋２ｍｍ
基本層：シリコンゴム、硬度（Ａ）７、半径Ｒ＝（１００−ｔ）ｍｍ半球体
最外層：シリコンゴム、硬度（Ａ）３、外周面の厚さｔ０＝２ｍｍ
Ｃ．印刷原板 アルミ板製 厚さ１ｍｍ
Ｄ．印刷画像、印刷インキ
画像：線幅０．１の線間距離０．３ｍｍのメッシュ画像
印刷インキ：スクリーン印刷用標準インキ（黒色）

標準被印刷体１の各頂部に各（ｄ×Ｋ）の部分突起部を配設したサンプルを用意し、該サンプルを原型として、シリコンゴムによる弾性ブランケット表層型を作製した。該弾性ブランケット表層型を予め用意された弾性ブランケット基本層の外周面に反転接着し、さらに最外層を形成し、印刷用ブランケットとした。
該印刷用ブランケットを用い、前記被印刷体へパッド印刷を行った。

図５は、部分突起部１１の形状と、該部分突起部表面および該部分突起部の近傍周辺部分への印刷状態を比較試験した結果を示す図である。
なお、印刷状態の比較はルーペを用い目視により行った。
図５より、部分突起部の限界Ｋは３以下、好ましくは２以下であり、平均相当直径ｄが小さくなるとＫの限界値は低下する。ｄ値が３ｍｍを割ると部分突起部１１の先端部の良好な印刷は望めない。ただ、判定×のものでも部分突起部１１の根本周辺における印刷は全て良好であった。
本比較試験の結果より、部分突起部１１の限界はｄ＝１〜１０ｍｍ、Ｋ値は好ましくは１．１〜３、より好ましくは１．１〜２であることが分かった。
また、ブランケット表層型の半径方向肉厚ｔは、部分突起部１１の高さＨに対し、反転による制限より、２倍以下であることが好ましいことが判った。

なお、別途試験結果より、部分突起部１１が、ｄ＝１〜１０ｍｍ、Ｋ値３以下の条件では、前記部分突起部１１近傍の球面半径ｒは１０ｍｍ以上であることが好ましく、これ以下では表層型の反転が難しい。また２００ｍｍ以上では弾性ブランケット基本層の球面半径Ｒが大きくなり、部分突起部に対する印刷原板よりの画像写し取りが難しいことが判った。

［実施の形態２］
図３は、本実施の形態２および実施の形態３における工程流れ図である。（イ）工程は実施の形態２の場合、（ロ）工程は実施の形態３の場合である。
図４は、図３により構成される曲面弾性ブランケットを示す断面図であり、（ａ）は図３の（イ）工程による場合の図、（ｂ）は（ロ）工程による場合の図である。
図において３は弾性ブランケット基本層、５は表層型、５１、５２、５３は被印刷体１の部分突起部１１、１２、１３に対応する凹部である。

本実施の形態２の目的は、主として部分突起部１１の外周部そのものへの印刷ではなくて、部分突起部１１の突起根本の近傍における印刷をぎりぎり位置まで十分に行うところにある。部分突起部１１、１２、１３に対応する表面型の凹部（以下、対応凹部という）５１、５２、５３は、被印刷体の原型への直接モールドにより成形するか、表面型の平坦表面の部分突起部１１、１２、１３に対応する位置に機械加工により形成する。
これにより、形成された対応凹部５１、５２、５３を有する表面型５を基本層３に反転貼付し曲面弾性ブランケットを完成する。

表面型５の材料は、基本的にはシリコンゴムが好ましく、硬度は実施の形態１における最外層の硬度、乃至は最外層の硬度と基本層３の硬度の間の硬度を有するものであることが好ましい。
この曲面弾性ブランケットにより被印刷体１への曲面印刷は実施の形態１の印刷方法に準ずるものであり、説明を省略する。

下記諸元により比較試験を行った。
Ａ．試験２用被印刷体
合成樹脂半球体 半径 ｒ＝５０ｍｍ
頂部の部分突起部：ｄ×Ｋ ただしＫ＝Ｈ／ｄ
（Ｈ：部分突起部高さ、ｄ：平均相当直径）
抜け勾配 ２／１００
ｄ＝１、３、５、７、９、１１ｍｍφ
Ｋ＝１．１、１．２、１．５、２、３、４、５
Ｂ．試験２用曲面弾性ブランケット
表層型：シリコンゴム、硬度（Ａ）７、厚さｔ＝Ｈ＋２ｍｍ
基本層：シリコンゴム、硬度（Ａ）７、半径Ｒ＝（１００−ｔ）ｍｍ半球体
Ｃ．印刷原板 アルミ板製 厚さ１ｍｍ
Ｄ．印刷画像、印刷インキ
画像：線幅０．１の線間距離０．３ｍｍのメッシュ画像
印刷インキ： スクリーン印刷用標準インキ（黒色）

実施の形態１における第２原型を用いることなく、被印刷体１を直接に原型として使用し、頂部の部分突起部１２に対応する対応凹部５２を有する表層型５を成形した。成形された各表層型５を基本層３に貼付し、各試験２用曲面弾性ブランケットを準備した。
各試験２用印刷体へ実施の形態１に準じて曲面印刷を行った。

印刷後の状態を目視により観察した結果、ｄ＝９ｍｍおよび１１ｍｍの場合に部分突起部の裾部分に印刷の若干の被りが見受けられたが、その他の試験２用被印刷体においては部分突起部の際まで印刷が行き渡り良好な結果が得られた。
すなわち、本試験条件の範囲（ｄ＝９、１１ｍｍを除く）で十分に目的を達することが確認された。

［実施の形態３］
本実施の形態３の目的は、実施の形態２と同様に、主として部分突起部１１の外周部そのものへの印刷ではなくて、部分突起部１１の近傍における印刷を突起根本のぎりぎり位置まで十分に行うところにある。部分突起部１１、１２、１３に対応する基本層３の凹部（以下、対応凹部という）３１、３２、３３は、従来の曲面ブランケットと同じブランケットを基本層３としてその表面の部分突起部１１、１２、１３に対応する位置に対応凹部３１、３２、３３として、深さＨ_０を部分突起部１１、１２、１３の高さＨの＋αとし機械加工により形成するものである。

下記諸元により比較試験を行った。
Ａ．試験３用被印刷体
合成樹脂半球体 半径 ｒ＝５０ｍｍ
頂部の部分突起部：ｄ×Ｋ ただしＫ＝Ｈ／ｄ
（Ｈ：部分突起部高さ、ｄ：平均相当直径）
抜け勾配 ２／１００
ｄ＝１、３、５、７、９、１１ｍｍφ
Ｋ＝１．１、１．２、１．５、２、３、４、５
Ｂ．試験３用曲面弾性ブランケット
基本層：シリコンゴム、硬度（Ａ）７、半径Ｒ＝１００ｍｍ半球体
対応凹部：ｄ×Ｋ_０ ただしＫ_０＝Ｈ_０／ｄ
（Ｈ_０：凹部分深さ（Ｈ＋１ｍｍ）、ｄ：平均相当直径）
ｄ＝１、３、５、７、９、１１ｍｍφ
Ｋ_０＝１．１、１．２、１．５、２、３、４、５
Ｃ．印刷原板 アルミ板製 厚さ１ｍｍ
Ｄ．印刷画像、印刷インキ
画像：線幅０．１の線間距離０．３ｍｍのメッシュ画像
印刷インキ：スクリーン印刷用標準インキ（黒色）

前述の実施の形態２における表層型５を使用することなく基本層３に直接、頂部の部分突起部３２に対応する位置に（ｄ×Ｋ₀ ）の対応凹部３２を機械加工により作成し、各試験３用曲面弾性ブランケットを準備した。
これを用いて、各試験３用印刷体へ実施の形態１に準じて曲面印刷を行った。

印刷後の状態を目視により観察した結果、実施の形態２において認められたｄ＝９ｍｍおよび１１ｍｍの場合に部分突起部の裾部分に印刷の若干の被りもなく、全ての試験３用被印刷体において部分突起部の際まで印刷が行き渡り良好な結果が得られた。
すなわち、本試験条件の範囲で十分に目的を達することが確認された。

なお、本実施の形態３における基本層の材料についは、従来と同じくシリコンゴムが望ましく、また硬度はＪＩＳ（Ａスケール）５〜４０、好ましくは５〜２０が望ましく、さらにまた、上述の対応凹部の深さＨ₀ における（＋α）については、０．５〜２ｍｍ程度の条件範囲が好ましいことが、別途の実用試験結果より実証された。

本発明は、実施例においては、凸面を有する曲面被印刷体の印刷について記載しているが、極性の逆な凹面を有する被印刷体に対しても、極性を逆にした弾性ブランケットを使用することにより、部分突起部に印刷することが可能である。

本実施の形態１における曲面弾性ブランケットの製作工程の流れ図である。 図１の各工程における状態を断面にて示す説明図である。 本実施の形態２、３における曲面弾性ブランケットの製作工程の流れ図である。 図３における（イ）工程及び（ロ）工程の状態を断面にて示す説明図である。 部分突起部の形状と、該部分突起部表面および該部分突起部の近傍周辺部分への印刷状態を比較試験した結果を示す図である。

符号の説明

１ 複雑な凸曲面を有する被印刷体（原型）、
２ 実施の形態１におけるブランケット表層型、
３ 実施の形態１における弾性ブランケット基本層、
４ 弾性ブランケット最外層、
５ 実施の形態２における表層型、
６ 表層型成形補助部材、
１１、１２、１３ 部分突起部、
１１０、１２０、１３０ 第２原型のための増厚部、
２１、２２、２３ 実施の形態１における対応凹部、
３１、３２、３３ 実施の形態３における対応凹部、
５１、５２、５３ 実施の形態２における対応凹部、
ｒ 被印刷体の突起部の周辺部の外周面の球面半径、
Ｒ 弾性ブランケット基本層の球面半径、
ＯＰ１ 型採り工程、
ＯＰ２ 硬化、離型工程、
ＯＰ３ 基本層への貼付・固定工程、
ＯＰ４ 最外層構成工程、
ＯＰ１１ 実施の形態２における表層型の貼付・固定工程、
ＯＰ１２ 実施の形態２、３における対応凹部の加工工程。

Claims (7)

1. 曲面上に突起部を有する被印刷体である原型の前記突起部の外周面を、後の第４工程で形成する最外層の表層部の厚さ分だけ増厚した第２原型を作成した後、増厚した前記第２原型に、硬化前のゴム又はゴム状弾性材によるブランケット材を押圧接触させる第１工程と、該ブランケット材を硬化させて、所定の硬度を有するブランケット表層型とし、該ブランケット表層型を前記第２原型より離型する第２工程と、前記被印刷体の曲面に対応する前記ブランケット表層型の凹面Ａを反転して凸面Ｂとして、別途作製された、弾性ブランケット基本層の外周平曲面に貼付固定する第３工程と、さらに該弾性ブランケット基本層の外周平曲面と平行な外周平曲面を有する弾性ブランケット最外層を前記ブランケット表層型の凸面Ｂに貼付固定する第４工程とを有する曲面弾性ブランケットの製作方法。
2. 前記突起部は、平均相当直径ｄが１〜１０ｍｍ、その高さＨが前記ｄの３倍以下であり、前記突起部の周辺部の外周面は、半径ｒが１０〜２００ｍｍの曲面であることを特徴とする請求項１に記載の曲面弾性ブランケットの製作方法。
3. 前記被印刷体の曲面の凹凸段差Ｈに対し、前記弾性ブランケット基本層の半径方向における前記ブランケット表層型の肉厚ｔがｔ≦２Ｈであることを特徴とする請求項１または２に記載の曲面弾性ブランケットの製作方法。
4. 前記弾性ブランケット基本層、ブランケット表層型および弾性ブランケット最外層の材料がシリコーンゴムであり、且つ、その硬度（ＪＩＳ Ａスケール）が５〜４０、好ましくは５〜２０であることを特徴とする請求項１に記載の曲面弾性ブランケットの製作方法。
5. 前記弾性ブランケット最外層の厚さが０．５〜３ｍｍであり、ブランケット表層型の所定の硬度が弾性ブランケット最外層の硬度の１．５〜２倍の硬さを有することを特徴とする請求項１または４に記載の曲面弾性ブランケットの製作方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の曲面弾性ブランケットの製作方法により製作されたことを特徴とする曲面弾性ブランケット。
7. 請求項６に記載の曲面弾性ブランケットを用いて印刷されたことを特徴とする曲面印刷体。

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