JPH06502812A - 印刷インクガス気泡の発生防止及び除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 印刷インクガス気泡の発生防止及び除去方法均一、且つスムーズなインク搬送は 最終的な印刷の品質を決定する重要な要素である。上記の様な搬送が実施されな い場合、印刷された各箇所において、色調の変化を引き起こし、最終製品におい て色調差を生じる原因となることが多く、またその色調差が余りに大きい最終製 品は顧客の満足に足りるものではなくなる。

フレキソ印刷及び輪転グラビア印刷において、インクはローラを経て搬送され、 区域及び深度を規定したパターンがローラ表面に食刻される。輪転グラビア印刷 においては、インクは直接基板上に搬送される。フレクソ印刷において、インク は食刻されたアニロックス（ａｎｉｌｏｘ）ローラにより、印刷シリンダに取付 けられた印刷版へ、更に、この印刷版により基板上へと搬送される。インクが食 刻ローラに供給される際、余分なインクはドクターブレードによって削り取られ る。またある種のフレキソ印刷機の場合、余分なインクはゴム製ローラにより絞 り取られる。高品質のフレクソ印刷においては、インクは密閉されたドクターブ レード・アセンブリに吸入れられる。ドクターブレード・アセンブリは、それぞ れの端部をシールした２つの平行するドクターブレードから構成され、アニロッ クスローラを封止するものである。この様にして密閉されたチャンバーではイン クの吸入れ、余分なインクの除去及びインクのインク槽への吸戻しか行われる。

食刻アニロックスローラの個々のセルは均一なインク量を供給するので、単位区 域に対し、均一なインク量が印刷シリンダー上の印刷版へ与えられる。またアニ ロックスの周速度は、ライン速度に追随するので、ライン速度変動の影響を被る ことはない。

均一なインク搬送には、次に挙げるいくつかの事項か推測される。まず、食刻さ れたセルには乾燥したインクは殆ど残存せず、インクが印刷版又は基板上に搬送 される度に、それぞれの小区域に同量のウェットインクか残されるべきであり、 また、供給するインク濃度を変化させるインク内のガス気泡は存在してはならす 、顔料の濃度及び顔料の分散は均一でなければならない。粘性度の調節は顔料濃 度の調整に行われ、粘性度が高ければ高いほど、より高い顔料濃度を示す。印刷 過程で溶剤や水分がインクから蒸発し、その消失した分を補うために、新たに溶 剤を追加してインクの粘性度が常に均一に保たれる。一方、インク内のガス気泡 は、小さなものであっても、インク濃度や顔料濃度を減少させ、粘性度を増加さ せてしまう。このため、粘性度の調整システムにおいて、更に溶剤を追加するこ とになり、顔料濃度を更に減少させる。従って、粘性度の誤差の調整は、却って 、その誤差を増加させることになる。それぞれのセルにおける有効量の幾分かは インクでなくガスで満たされており、搬送されるインクの量は更に減少される。

空のセルはインキ内に再挿入される際に、気泡をインク内に吸入れてしまう。こ の問題を解決することは高品質印刷の操作において非常に重要である。

水性インクにおける気泡の問題は、溶剤性インクに比べ更に深刻である。使用時 において、溶剤性インクに比べ、水性インクの印刷の質を保つことはより困難で あり、また、目立った泡に比べ、インクサイクル内部のひとつの小気泡のほうが より問題となる。インクの乾燥は水性インクと溶剤性インクとでは異なり、水性 インクにさらなる問題を提起するものである。溶剤性インクは、従来の方法によ り乾燥し、印刷表面にフェス及び顔料を残して蒸発するが、水性インクでは橋掛 は結合と蒸発との組合わせにより基板上に凝固してしまう。橋掛は結合はここに おいて最も重要なファクターであり、また、水分の蒸発は印刷後の適切な基板を 得る場合にのみ必要とされる。

水分のいくらかが基板に移行するため、紙への印刷は比較的容易であるが、プラ スチックに印刷にする場合、インクが基板に堆積した後、全ての余分な水分を蒸 発させることが必要である。このことは、より高い生産速度を望む場合、橋掛は 結合か非常に速い速度をもって生じなければならないことを意味する。インクサ イクルにおいて気泡の存在は、インクが基板に搬送される前に橋かけ結合を助け 、既に橋掛は結合の起こっているインクを含んだアニロックスローラのセルを満 たすという問題をさらに助長させてしまう。橋掛１フ結合したインクをセルから 引離すことは非常に困難であり、このため、従来は特殊な洗浄槽において洗浄液 及び超音波エネルギーを使用して洗浄しなければならなかった。この方法を用い なければセルを解放することは不可能であり、ローラの損傷は永続的なものとな る。

上述のインク内の気泡に関する全ての問題を考慮すると、泡の低減或いは除去は 、均一なインク搬送及びアニロックスローラ、輪転グラビアローラへの損傷を避 ける上で、非常に重要であることが分かる。インクに消泡剤を加えることが最も 一般的に用いられている方法である。

しかしながら、これら消泡剤は表面張力に作用し、インクの性質を変化させてし まい、新たな問題を引起こすこととなる。印刷された基板は、食品用のパッケー ジにも使用されるため、安全性において関係当局の許可を得られるものでなけれ ばならない。

上述された気泡に関する問題を解決し、またグラビア（ｇｒａｖｕｒｅｄ）セル の充満を防止し、凝固したインクで既に充満したセルを洗浄する可能性を有する 手段を発展させることは、高度な生産速度２品質、調節可能な印刷過程を得る上 で非常に重要である。

超音波エネルギーは以下のとおり、上述した全ての問題を解決する上で大きな役 割を果たす。即ちガスを抜いて泡を減少させ、洗浄することにより防止し、ロー ラ内のセルを洗浄し、インクを分散させることにより良い色濃度か得られ、顔料 とキャリアとの間のウェットインクを改善する。起片波エネルギーはフレクツ印 刷の場合、密閉したドクターブレード・組み立て舎内部のインク。

輪転グラビア印刷処理の場合、インクトレー内部のインクに外部的或いは内部的 に加えられる。セルが凝固したインクで既に満たされている場合は、洗浄液に超 音波エネルギーを加えるこにより、洗浄にかかる時間を短縮することができる。

この手段は色変化の間ローラたけでなくドクターブレード・組み立て台及びイン クトレーを完全に洗浄することにも利用できる。

従って色調濃度を改善することにより、インクの節約及び高いインク顔料濃度と 減少したセル深度を有するローラへの変換も可能となる。高い顔料濃度に対して も、顔料分散によりインク乾燥がネックとなっている生産性を向上させる可能性 が生じ、またここにおいて重要な活性度の調節も可能となる。

これらの結果を得るためには、既にインク槽内部に在るインクに超音波エネルギ ーを加えることが必要である。

後述するように、これは生産が開始される前に優先して行い、開始に先立ちガス 抜き及び分散によりインクを正規化する。これを行わない限り、全てのインクの ガス抜き及びインクの構成成分の完全な分散が行われるまでインク搬送は変動し てしまう。

上述した手段はドクターブレード・アセンブリ及びインクトレーを通しての超音 波の使用を提案するものである。例えばアニロックスローラ或いは輪転グラビア ロールによって追加等の修正も可能であるか、これらの修正は本発明の趣旨に含 まれるものである。

試験結果 上記の結論を証明するために、幾つかの試験が実施された。最初の実験には、Ｌ ＩＳ（超音波）変換器を作動するためのジェネレータを有する標準超音波を使用 した２重壁の洗浄槽を準備した。金属間の接触を伴わないでインク槽内部にイン クすすを留めるための装置を作製した。

インクすずはこの装置内に配され、液剤を含む水分は洗浄槽の２／３を満たして から試験を開始した。また、試験は紙への印刷に対しては、プロセス赤インクを 使用して実施した。泡の発生はこのインクを使用した印刷においても既に問題と なっている。

インクすずをオープンにして、活性度を計測したところ２ｍｍカップにつき１４ ０Ｓであった。ＵＳジェネレータを作動させて、ガスの気泡がインク表面に上が って来るのを確認した。１時間後、再度活性度を計測したところ４５ｓであった 。温度とベーハーとは、それぞれ２℃、０．１ｐＨとわずかに変化したにすぎな かった。活性度の大巾な減少は他の手段を一切使用せずＵＳジェネレータの使用 のみによって得られたものであり、インクのサンプルは２週間保存したか、その 間、活性度は一定に保たれた。

スメア試験か実施され、１８リツトルのインクに毎回１リツトルずつ水を追加し 、各追加毎にスメアと活性度の試験を行った。色調の強さは５リツトルの水の追 加までほぼは変わらず、７リツトルを追加したところで僅かに影響かみられた。

７リツトルの水を加えたとこうで、粘度は１２．５ｓであった。これは顔料の分 散が順調に行われていることを証明している。ＵＳジェネレータの追加のみによ る活性度の大巾な変化は、アクリルでさえも良く分散されていることを示してい る。

印刷試験が数週間にわたって行われ、最初の試験結果が証明された。

１８％の水分追加は４％の正規のものに比べ、より良質な色調強度を示し、また 印刷の質を大きく改良することが証明された。この様に水分を追加したことで、 活性度は正規の２５ｓと比較して１６．５ｓと測定された。

通常、これはかなりのインクのはね（スプラッシュ）を生じるが、上記の結果は 顔料ぬれと表面張力とが所望の方法において影響されたものであることを示すも のではない。

同様の試験が溶剤性インクを使用して行われ、その結果は１つの例外を除き上記 試験と同様であった。活性度には僅かな影響しかみられなかった。ガス抜きが行 われ、泡は減少し、色強度は改良された。試験は高濃度の溶剤性インクをサン　 ケミカルズ（商品名）のインク供給機から供給して行われた。色調濃度に対する 異なった試験は、濃度計を使用して行われた。２４ｓに調整された高濃度顔料を 含むプロセス青インクを全ての試験に対して使用した。アニロックスローラは１ ４０ライン／　ｃ　ｍのセラミック製ロールで２４ミクロンのセル深度を有する 。

２つの試験印刷版が使用され、一方はスクリーンされたもので、他方は固体印刷 版である。ＵＳを使用した分散試験に使用されたインクは開始１時間前の間に既 に分散されていた。印刷部にはＣＡＲＩＮＴ社製の密閉チャンバードクターブレ ード組み立て台が設けられた。試験の結果は次の通りである。

色調濃度 １）スクリーン印刷版 正規のインク：１．４〜１．６ ＵＳの使用により分散されたインク：１．７〜１．８２）固体印刷版 正規のインク・１．５〜１，７ ＵＳの使用により分散されたインク：１．７５〜１．８視覚による検査 正規のインク：不均一なインク搬送とスクリーン印刷版に対する非常に不明瞭な ドツトがみられた。

ＵＳの使用により分散されたインク：均一なインク搬送と明確なドツトがみられ た。

更に、サンド　エンバ社製の装置を使用して厚紙への印刷に対するいくつかの試 験が実施された。２×８のＵＳ変換器に取付けられた２、５メートルの密閉チャ ンバードクターブレード・アセンブリか７５０Ｗのジェネレータによって作動さ れた。顧客はアニロックスローラのセル充満という深刻な問題を有している。液 剤を加えた熱湯をドクターブレードを通して循環させ、ＵＳジェネレータ作動直 後に熱湯の色調が変化した。１週間に渡ってインクまたは洗浄液へのＵＳの使用 を継続した結果、ローラは完全に洗浄された。本来のセル深度は４５ミクロンで あり、試験開始時のセル深度は１８ミクロンであったことは特記されるべきもの である。またＵＳを部品内インクに使用した泡は顕著に減少したことにも注目す べきである。４５ミクロンのセル深度と同等に高度なインク搬送において色調濃 度を評価することは困難であるため、印刷技術の有効性は未だに評価されていな い。

論理上での有効性が実際１認められたことは、上記試験結果から明らかではある 。現時点は、フレクツ印刷過程において上記全ての試験が実施され、これらの試 験は例えば輪転グラビア印刷等において実現化されるものである。

高濃度の濃縮液剤インクへ変換して、次にセル深度を減少させることで、或いは 、水性インクに変換することで、液剤の放出は減少する。他の理由により不均一 なインク搬送とセル充填等、現時点で直面している問題は完全に解決することが 可能である。フレクツ印刷においては、他のインクシステムの代わりに密閉チャ ンバードクターブレード・組み立て台への変換が必要で、インクは活性度調節及 び開始に優先してＵＳによる分散によって正規化されなければなれない。

上記の手段によれば、アニロックスローラやドクターブレードの手動洗浄を不要 とするため、停止時間か短縮され、種々の交換工程が簡素化される。水性インク と溶剤性インクとの交換も非常に容易であり、手動洗浄した後に残留するセル内 部の水分や溶剤によるインク搬送の変動も生じない。よって操作者は印刷版シリ ンダーやレジスタの諸問題に集中することかできるので、結果的にダウンタイム を減少させ、生産時間を増加させることかできる。

また、異なる種類のインクと印刷処理を用いて更なる試験が必要と思われるか、 これは新たな問題が発生しない限り、またその可能性も低いため現時点では行わ れない。１種または数種の向上した品質のパッケージが、本年後半にも可能とな りうる。本発明は、その新たな技術を十分に生かし、インク槽、ドクターブレー ド部品、ＵＳ発動機が共に取付けられ、１ｃｍに対しての好適なラインとセル深 度を有するアニロックスローラにより構成されている。現存のドクターブレード のほとんどは、ＵＳにより質の向上が可能であるが、そのためには当社の工場ε ；おいて９発動機の取付は及びシステムの、１１１１ｉ１等を行わなければなら ない。

補正ｎの翻訳文提出訂 （特許法１８４条の８） 平成４年１２月　７日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．超音波エネルギーを継続的にまたは非継続的にインクに供給することを特徴 とする印刷インクにおけるガス気泡の発生の防止及び除去方法。
2. ２．前記超音波エネルギーは、印刷部の機械的要素又は前記印刷インク内の所定 要素を介して、外部から供給されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．前記超音波エネルギーは、インク容器を介して、供給されることを特徴とす る請求項１または２記載の方法。
4. ４．所定の波長を有する所定量の超音波エネルギーを、継続的または非継続的に 供給して、プリント時にスクリーンパターン及びグラビア印刷ローラにおけるセ ルの開放を維持し、洗浄の際に詰められたセルを、前記ローラを印刷機から取り 外さずに開放することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
5. ５．前記印刷部及び／または前記インク容器における前記印刷インクに供給され た前記超音波エネルギーの波長とエネルギーとが、所定のインク顔料の分散が行 われるように調整されてなることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方 法。