JP2009506908A - 印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質の印刷を可能とするオフセット印刷方法を提供する。
【解決手段】印刷ドラム上にワニス又は類似の被膜材料の層を付与しそしてワニス層の上にインクジェット印刷のような技術を用いてインク像パターン層を印刷し、インク層をワニス層の一部と共に基材上に転写し、印刷像のカバリング層として機能させる。
【選択図】図１

Description

本発明は印刷方法、特にオフセット印刷方法に関する。

一般的な印刷方法ではインクを印刷基材上に直接デポジット（即ち付着）させる。この方法に固有の問題点は周知であり、具体的には、インクのにじみ、貫通、流れ等がある。このような問題点を解消するために、インクと基材を慎重に選択する必要がある。特にインクを基材上に液滴で付着させるインクジェットではこの問題は特に重要である。基材はインクを吸収して流れるのを防止するに十分な多孔質である必要があるが、インクの貫通を起こすほど多孔質ではないことが求められる。

極めて多孔質の基材では一般的な印刷で紙の表面の１０〜１５μｍまでインクが浸透する。その結果、顔料粒子が基材にかなり分散する。顔料粒子と相互作用する基材の表面によって反射する光子によって色の印象が生ずることが知られている。これらの光子は基材による反射後に約２μｍの平均自由長さ（フリーパス）をもっている。それ故、基材中に１５μｍまで浸透する顔料の場合、観者に達する着色光の強さは非常に低い。これがこのような基材上に印刷された色が曇ってみえる原因である。

オフセット印刷では、インクは基材上に付着される前に、一般的には金属ドラムからなる転写媒体上に付着される。オフセット印刷の典型的な方法では、金属ドラムはエッチングでつくった所望の印刷像のパターンをもっていて所望の印刷像に親油層を形成している。ドラムの周囲は像の高さと同じになっている。水が表面全体に付与されるが印刷パターンのネガ部には付着しない。インクはドラム上に転写され、親油層に付着し、水とインクの非混和性から水層によってはじかれる。

金属ドラムはゴムドラムと連動して回転する。ゴムドラムにインクが付着し、ゴムドラムが回転し印刷基材にインク層を転写する。基材上にゴムドラムが連続回転して基材上に同じ印刷像の連続した繰り返しを生ずる。
典型的には単一ローラー用には単一色インクが用いられ、そしてそれぞれの異なる所望の色用に各１個のローラーからなる一連のローラーが用いられる。通常は、シアン、イエロー、マゼンタ及びブラック用の４つのローラーを用いる。印刷パターンを高い再現性で得るには、これらのローラーは互に正しい関係に調節する必要がある。

このタイプのオフセット印刷の利点は、インクがドラムの回転によって基材上に物理的に押圧されることにある。オフセット印刷に用いるインクは、基材に付着して２μｍ層に高濃度の顔料粒子を形成するためにかなり高粘度のものである。これが比較的低品質の基材を用いた場合でも高品質の印刷をもたらすが、同様の低品質の基材上へのインク液滴の付着はにじみや貫通や流れといった問題を生ずる。これらのインクの高粘度が通常の液滴付着印刷での使用を妨げる。またオフセット印刷の別の利点としては高速での連続操作が可能ということがある。
一つのドラムが単一の像の印刷にだけ用いうるので、この印刷方法の実用には通常約１０，０００回の操作が可能である必要がある。

板技術に関するコンピュータが、コンピュータ上でつくった像パターンを、通常は金属よりはむしろポリエステル製の印刷板に直接転写することを可能とする。これにより印刷板をより早くつくることが可能となり、その結果、より低容積での製造を可能とするが、作成コストが２，０００ドルから２００，０００ドルとかなり高くなる。この技術でも各像用に異なる印刷板が必要とされ、高い作成コストが低容量製造の評価の障害となる。

種々の方法で印刷ドラム上に直接親油性パターンをつくる方法が知られている。特許文献１には、ドラムを薄層の液体で湿潤し次いで点状に照射して印刷ページのラスターに対応する一連の乾燥した点を形成することが開示されている。次いでドラムに色を付与してからオフセットローラーを介して紙に像を転写する。
特許文献２には、マスター像印刷用シリンダ上の親水性材料層上に像ホーマット化したパターンに親油性材料を付与して印刷されるべきホーマットの親水性領域と親油性領域という異なる領域をもつ印刷用構造をつくるための装置を用いたシステムが開示されている。

マスター像印刷用シリンダ上に新しい印刷用構造をつくることができるように印刷用構造を取り除くための機構が提供される。
インクジェット印刷は連続するシート上に異なる像を印刷することを可能にするデジタル技術であり、この技術は事務所、包装及び他の多くの市場での広範な用途をもっている。しかし、一般的に言って、インクジェットは非接触技術であり、基材と接触するように加圧下にインクを付与するオフセットその他の接触印刷方法の品質には匹敵できない。

オフセットの品質特性とデジタル印刷にとって固有の像から像への（必要に応じ媒体のシート間の）スイッチの自由度とを組み合せる試みがインクジェットオフセット印刷として提案されている。しかし、実際には、像から像へのスイッチは、前の像からの残留インクがドラム又は板上に残って像を汚染するというゴーストとして知られる影響によって制限される。この問題は像間で洗浄することで解決しうるが、これは当然欠点となる。
ＤＥ３８２１２６８ ＥＰ０５２２８０４

本発明の目的は上記問題点を解決することにある。

本発明は、第１に、印刷板上に流体層を付着させてカバー層を形成し、該カバー層上にインク層を付着させ、該インク層を該印刷板から基材に転写すると共に、該カバー層の一部も該インク層と共に、該基材上に転写することを特徴とする印刷方法を提供する。

このようにインクを基材に転写することによって、カバー層が分離し、残留インクが印刷板上に残らない。それ故、本発明は、前の像からの汚染、即ち「ゴースト現象」のリスクなしに、付与すべき新しい像又はパターンを印刷板に付与できるという利点をもつ。

本発明で用いる好ましい印刷板は回転ドラムであり、好ましいインク層はインクジェット印刷で付与する。このようにして各回転毎にドラム上に新しい像を付与することができ、また連続して基材上に印刷することができる。それ故、本発明により、直接印刷が低品質をもたらすはずの基材上に改良された品質の像を生ずることができ、用いうる基材の範囲を拡大することができる。

好ましいカバー層は透明だが、着色されていてもよい。カバー層はワニス又は他の適当な透明ポリマー樹脂を付着させて形成しうる。カバー層はインク層と同じ粘度をもつものが好ましく、またインク層と親和性のあるものが好ましい。別の態様では、カバー層は、顔料を欠く点を除きインクと同じ組成をもつものが用いられる。

カバー層は印刷板の印刷可能表面全体に付与しうる。この付与にはたとえばドクターブレードと液溜めの組合せを用いることができる。別の態様ではカバー層は印刷板上に印刷してつくることができる。カバー層の印刷は表面全体に行っても選択された個所だけに行ってもよい。
カバー層は広い種類の物質を含有しうる。典型的なものはワニスであり、特に顔料を欠くインクに相当するものである。この層はプレス上のそれ自身の印刷ユニットを要する。ワニスは、グロス（光沢）、ダル（非光沢）及びサテン（グロスとダルの中間）になり、またワニスに顔料を加えて着色してもよい。２以上のワニス印刷ユニットを用いて基材のある領域をダルワニス化し他をグロスワニス化し、また他の一部をワニスなしとすることもできる。このようなコントラストをつけることによってある領域を強調したり、深みの印象を与えることができる。

当該分野ではＵＶ被覆も公知であり、インク同様に透明液体を紙に付与して紫外線で硬化させるが、透明液体からの被膜としてはグロス又はダル被膜があり、またシート上に特定の像を強調するためのスポットカバーとして又は全体（フラッド）被膜として用いうる。グロスＵＶ被膜は印刷工業において極めて望ましい顕著なつやを付与する。ＵＶ被膜はまたより十分な保護をもたらし、ワニス又は水性被膜のいずれよりもつやがある。光で硬化され加熱を必要としないので、溶媒が大気に混入することがない。但し他の被覆に比しリサイクルは困難となる。

更なるカバー層材料としては一般的な水性被膜がある。これは水系なのでＵＶ被膜より環境にやさしく、ワニス（これはシート中に浸透しない）よりも保持性に優れ、クラックや損傷が生じにくい。しかし、一般的なワニスに比しコストが約２倍かかる。これは水性被覆タワーによって付与されるので、面状の水性被膜を与え、局所的な「スポット」水性被膜はつくり難い。水性被膜はグロス、ダル、サテンのいずれも可能である。

基材に転写したカバー層の部分は相変化を受けて、乾燥するか又はＵＶ硬化等によって硬化させうる。
基材に転写したカバー層の示しうる。望む効果に応じて、グロス、シルク又はマットワニスを用いうる。

ＷＯ ００／３０８５６には基材上に湿潤ワニス下塗り被膜を印刷し、下塗り被膜上にインクを印刷し、次いで両層を硬化する方法が開示されている。これは印刷後の液滴挙動の変動性を顕著に少なくする。それ故、本発明ではカバー層とインク層を同時に硬化することが望ましい。またインク層の厚さとは逆にワニス層の厚さを変えて合計厚さを一定とすることも知られている。この技術は本発明におけるカバー層の形成に好ましく利用され、インク層とワニス層の合計厚さを一定に保つことができる。

インクジェットプリントヘッド中にあるインクは射出のため相対的に低粘度である必要がある。優れた印刷品質を得るために、ドラムから基材に転写する際（典型的にはカウンタローラーによって加圧しつつ）インクは相対的に高粘度である必要がある。望ましい粘度変化は（パスカル秒で測定して）好ましくは１００倍以上、より好ましくは５００倍以上、最も好ましくは１０００倍以上である。
インクは、射出性能と基材上で生ずる印刷品質との兼ね合いをよくするため、温度に対し速やかな粘度変化が生ずるように設計することが好ましい。温度に対する速やかな粘度変化はいくつかの方法で達成しうる。

所望の温度範囲で速やかな粘度変化を示すブロックコポリマーが知られている。このようなブロックコポリマーからなる流体を用いたインクがこの印刷方法にとって特に好ましい。
液滴付着印刷でのＵＶ硬化性インクの使用も知られている。これらのインクは印刷ドラム上に付着させてから部分的に硬化させて、インクを基材上にプレスする前に所望の粘度変化を得ることができる。

ワックス、ホットメルトインク及び相変化インクからなるインクの使用も知られている。これらは適当な温度範囲で所望の粘度変化を与えるように設定しうる。ホットメルトインクと相変化インクは摩耗による損傷を受けやすいので、カバー層の追加の保護が特に望まれる。
これらのインクは非被覆紙上に約２ミクロンのインク層厚さを付与することが可能であり、非被覆紙上へのインクジェット印刷で通常達成される１０〜１５ミクロンより大幅に薄い。これにより貫通やドットの広がりが少なくなる。

次に図１を参照して本発明の印刷操作を示す。
図１において、液溜め１０４をもつドクターブレード１０２で回転ドラム１０８上にワニス層１０６を付着する。付着したワニス層１０６の厚さはドクターブレードの位置で制御される。インクジェットプリントヘッド１１０をワニス層１０６上に印刷するように配置してワニスの上にインク層を、層１１２としてモデル的に記載したように形成する。

連続する紙ロールを一例とする基材１１４を矢印１１６で示す基材方向に移行させてＡとして示した接触領域で回転ドラム１０８と接線に沿って接触するようにし、インク層１１２を基材の上表面１１８に対してプレスする。ドラム１０８に対して逆方向に回転するバッキングドラム１２０を接触の改善用に用いてもよい。

インク層１１２が基材に接着しそしてドラム１０８が回転して接触領域から離れるに従ってインク層１１２がドラム１０８から分離される。ドラムが回転するに従って、ワニス層が分別される。ワニス層１１６の一部はインクと共に基材に転写され、そして一部はドラム１０８上に残る。これにより、薄いワニス被膜１２４の下にインク層１２２をもつ印刷された基材が得られる。ドラム上に残ったワニス１２６はドラムを回って液溜め１０４に流れつづけ、ワニス層の厚さがドクターブレード１０２によってもどされる。

ドラム上に残ったワニス層の部分は極めてわずかで場合によってはゼロでもありうる。
被膜１０４は透明なので印刷された基材上のインクは明瞭に見ることができる。用途によっては光沢仕上げが望ましく、透明層が印刷された像の色密度や輝度を向上させうる。図１の態様ではワニス層をドクターブレードで付与しているが、ワニス層はドラム上に同様に印刷されうる。この方法はワニス層をドラムの全表面に又は選択された領域だけに付与できる。インクを受容するドラムの活性な像領域上だけにワニス層を印刷することが望ましい。このようにしてワニスをドラム上に印刷した場合には、新しい層を付与する前に、スクレーパその他の洗浄機械で残っている層１２６を取り除くことが望ましい。

本発明方法の一例を示す説明図。

符号の説明

１０２ ドクターブレード
１０４ 液溜め
１０６ ワニス層
１０８ 回転ドラム
１１０ インクジェットプリントヘッド
１１２ インク層
１１４ 基材
１２０ バッキングドラム

Claims (13)

1. 印刷板上に流体層を付着させてカバー層を形成し、該カバー層上にインク層を付着させ、該インク層を該印刷板から基材に転写すると共に、該カバー層の一部も該インク層と共に、該基材上に転写することを特徴とする印刷方法。
2. 該流体が透明なポリマー樹脂である請求項１の方法。
3. カバー層が印刷板の印刷可能領域の実質上全体につくられる請求項１又は２の方法。
4. カバー層が印刷板の一部に選択的につくられる請求項１又は２の方法。
5. インク又はカバー層がインク層及びカバー層を基材に転写する前に部分的にＵＶ硬化される請求項１の方法。
6. 該基材に転写されるカバーコートの部分がＵＶ硬化される請求項１〜５のいずれか１項の方法。
7. 印刷層が回転ドラムである請求項１〜６のいずれか１項の方法。
8. インク層及びカバー層の１つがブロックコポリマーからなる請求項１〜７のいずれか１項の方法。
9. インクがホットメルトインクである請求項１〜４のいずれか１項の方法。
10. インク又はカバー層の１つが付着後であって基材への転写前に相変化を受ける請求項１〜９のいずれか１項の方法。
11. インクの粘度が付着の直前から基材への転写の直前で１００倍以上大きく変化する請求項１の方法。
12. インクの粘度が付着の直前から基材への転写の直前で５００倍以上大きく変化する請求項１０の方法。
13. インクの粘度が付着の直前から基材への転写の直前で１０００倍以上大きく変化する請求項１１の方法。

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