JP5622948B1

JP5622948B1 - フレキソ印刷用版材

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Publication number: JP5622948B1
Application number: JP2013558834A
Authority: JP
Inventors: 中野　茂; 茂中野; 龍太田中; 裕有吉
Original assignee: Kinyosha Co Ltd
Current assignee: Kinyosha Co Ltd
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2033-06-12
Also published as: US20160096389A1; CN105283318A; IL243077B; JPWO2014199469A1; WO2014199469A1; KR20160019524A; KR101827177B1; CN105283318B; EP3009270A1; EP3009270A4

Abstract

実施形態によれば、ゴムを含む彫刻用印刷層と、圧縮層と、彫刻用印刷層及び圧縮層の間に配置された基布層と、補強層とを含むフレキソ印刷用版材が提供される。

Description

本発明は、紙、布、合板、フィルム製袋など多様な被印刷体に印刷することが可能なフレキソ印刷に用いられる版材である。本発明に係るフレキソ印刷用版材は、印刷機上で用いられるものであり、特に最表面の印刷層をダイレクトにレーザー彫刻する方式に適したものである。

フレキソ印刷用版材には、ゴム版や樹脂版等が用いられ、感光性樹脂層及びベース層から構成されるものが主流である。感光性樹脂層を用いる場合、写真現像方式か、アブレージョンマスク層を彫刻した後に露光させ、溶剤により洗浄する方式が用いられる。近年、材料をレーザーでダイレクトに彫刻する方式が発達してきている。レーザー彫刻は、露光プロセスが不要で、水のみの洗浄により完了する為、環境負荷が小さいことで注目が集まっている。

特許文献１は、レリーフ像が形成される光硬化性樹脂層を備えたフレキソ印刷版又はフレキソ印刷版用原版に関するものである。

また、特許文献２は、フレキソ印刷および活版印刷のための印刷用ブランケットまたは印刷版の形態の多層シートに関するものである。この多層シートは、加硫物から形成され、レーザー彫刻により提供された印刷層と、少なくとも１つの圧縮性層と、少なくとも１つの補強層とを備える。特許文献２では、印刷層が圧縮性層と直接接触しているため、印刷層の印圧がかかった箇所の直下にあたる圧縮性層が部分的に深く凹む現象を生じる。凹みが復元するまでに時間がかかるため、印刷層に均等に圧力が加わらず、印圧が一定にならない。このため、印刷機要因の震動や版材に対する絵柄配置によっては、非印刷体にインキが均一に転写されない事が発生する。

一方、特許文献３は、レリーフを形成する架橋されたエラストマー性の層（Ａ）に、レーザー照射を吸収する物質として、少なくとも１５０ｍ²／ｇの比表面積及び少なくとも１５０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ数を有する伝導性カーボンブラックを含有させることにより、レリーフが非常に明快な(crisp)端を有し、かつ溶融端の発生が実質的に完全に抑制されたフレキソ印刷版が得られることが記載されている。

しかしながら、特許文献３は、層（Ａ）と支持体(substrate)との間に、弾力のある下部層を配置する構成であるため、反力が高くなり過ぎ被印刷体に均一に転写する事が出来ない、いわゆるバウンド現象が発生しやすく、印刷機要因の震動や版材に対する絵柄配置によっては、非印刷体にインキが均一に転写されない事が発生する。

再公表特許ＷＯ００／３９６４０号公報特表２０１２−５２４６７６号公報特表２００６−５２３５５２号公報

復元性に優れる事、及びバウンド現象が低減される事により、安定して均一に被印刷体にインキを転写することが出来るフレキソ印刷用版材を提供することである。

本発明によれば、ゴム及び前記ゴム１ｇに対して９０ｍ²以上７００ｍ²以下の比表面積を有するカーボンブラックからなる無機多孔質体を含むレーザー彫刻用印刷層と、
圧縮層と、
前記レーザー彫刻用印刷層及び前記圧縮層の間に配置された基布層と、
補強層と、
前記圧縮層と前記補強層の間に配置され、前記補強層と接するゴムマトリックスからなる接着層と
を含み、
１．５ｍｍ以上２．７５ｍｍ以下の厚さを有し、前記厚さに対する前記圧縮層の厚さ比率が１５％以下で、かつ前記厚さに対する前記彫刻用印刷層の厚さ比率が２２％以上６５％以下であることを特徴とするフレキソ印刷用版材が提供される。

本発明によれば、復元性に優れ、バウンド現象が低減され、安定して均一に被印刷体にインキを転写することが出来るフレキソ印刷用版材を提供することができる。

図１は、フレキソ印刷用版材の一実施形態を示す断面図である。図２は、フレキソ印刷用版材の別な実施形態を示す断面図である。

実施形態のフレキソ印刷用版材は、ゴムを含む彫刻用印刷層と、圧縮層と、彫刻用印刷層及び圧縮層の間に配置された基布層と、補強層とを含むものである。実施形態のフレキソ印刷用版材によれば、彫刻用印刷層の印圧がかかった箇所の下部にあたる基布層が圧力を広い面で受けるため、圧縮層が広い部分で凹み、その凹みが早くに復元するため、ヘタリが少なく、耐久性が向上する。また、不均一な印圧が版材に加えられた際でも圧縮層が版材中に具備される事で吸収する事が出来、その結果バウンド現象の発生を抑える事が出来、安定して均一に被印刷体にインキを転写することができる。また、基布層は、補強層の役割を補完することができるため、版材全体の伸び止め効果を増加させることができ、版材の厚さ変化を小さくすることができる。さらには、基布層は、版材全体の寸法安定性に寄与することができる。

以下、フレキソ印刷用版材の各構成部材について、説明する。

（１）彫刻用印刷層
彫刻用印刷層はゴムを含むもので、レーザー彫刻によりレリーフを形成可能なものである。彫刻用印刷層にはゴムに加えて樹脂を含有させることができるが、製造コストを低く抑えるため、ゴムを主成分とすることが望ましい。ゴムの好ましい例に、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）が含まれる。ＥＰＤＭを用いることにより、長寿命で、かつ耐光性及び耐候性に優れた彫刻用印刷層を得ることができると共に、フレキソ印刷に多用される水性インキにも対応できる。

彫刻用印刷層は、ゴム１ｇに対して４０ｍ²以上１０００ｍ²以下の比表面積を有する無機多孔質体を含有することが望ましい。無機多孔質体の比表面積は、ＢＥＴ法により測定される。ゴム１ｇに対する比表面積を４０ｍ²以上にすることにより、レーザー彫刻の際に発生する溶融端を無機多孔質体が吸着するため、レーザー彫刻後の印刷層表面に溶融端が現れるのを防止することができる。また、ゴム１ｇに対する比表面積を１０００ｍ²以下にすることにより、無機多孔質体をその他の原料に均一に混合することが容易になるため、彫刻用印刷層の品質のばらつきを小さくすることができる。より好ましい範囲は、９０ｍ²以上７００ｍ²以下、さらに好ましい範囲は１２０ｍ²以上５２０ｍ²以下である。

無機多孔質体の例には、カーボンブラック等を挙げることができる。

彫刻用印刷層の厚さは、０．５ｍｍ以上にすることが望ましい。これにより、レーザー彫刻の際に十分なレリーフ深さを確保することができる。

彫刻用印刷層の硬度は、ＪＩＳ−Ａで４０以上８５以下の範囲であることが望ましい。硬度をＪＩＳ−Ａで４０以上にすることにより、表面耐摩耗性を良好にすることができ、変形を小さくすることができ、多色刷り時の見当不良を少なくすることができる。また、硬度をＪＩＳ−Ａで８５以下にすることにより、インキ転移性を良好にすることができる。

彫刻用印刷層の硬度は、ＪＩＳＫ６２５０による試験片準備及び標準条件下にてＪＩＳＫ６２５３に従い、タイプＡ型デュロメータを用いて測定される。

（２）基布層
基布層は、彫刻用印刷層の裏面に配置される。基布層の例に、織布、不織布などが含まれる。伸び止めの役割を持たせるため、基布層には、織布を使用することが望ましい。

（３）圧縮層
圧縮層は、多孔質なゴムマトリックスを含むことが望ましく、より好ましくは主成分とするものである。ゴムマトリックスは、例えば、未加硫ゴムを含む組成物を加硫させることにより得られるものである。多孔質構造は、連続気泡、独立気泡のいずれであっても良い。

圧縮層の空隙率は、１０％以上７０％以下の範囲が好ましい。この範囲にすることによって、ヘタリの発生が少ない、良好な機能の圧縮層を実現することができる。

圧縮層の空隙率の測定は、比重測定機（例えば、アルファーミラージュ株式会社製の電子比重計EW-300SG）を用いて行われる。圧縮層と同じ種類のベースゴムを圧縮層と同じ条件で加硫し、比重を測定する(比重Ａとする）。例えば、実施例の場合、ベントを掛けながら押し出し機を通し、シート状に成形した未加硫ゴムを145℃、15分間加硫し、比重Ａを測定する。同種類のベースゴムに圧縮層に形成するのと同じ条件で空隙を導入した物を、比重Ａと同様の条件で加硫し、比重を測定する（比重Ｂとする）。得られた比重から、以下の式により空隙率Ｘを算出する。

空隙率Ｘ（％）＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００（％）
（４）補強層
フレキソ印刷用版材は、印刷機シリンダー若しくは印刷機装着用スリーブに装着して使用されるものである。補強層は、フレキソ印刷用版材が装着時及び脱着時に加わる張力で伸びるのを抑制する、伸び止め層としての機能を担う。

補強層は、伸縮性を持たないもので、織布、フィルム、プラスチックシート、金属板などから選択出来る。

上記（１）〜（４）の部材に加え、下記（５）または（６）に示す部材を備えることができる。

（５）粘着層
粘着層は、例えば、フレキソ印刷用版材の裏面に配置される。粘着層は、印刷機シリンダー及び印刷機装着用スリーブ（例えば、ナイロン、金属）にフレキソ印刷用版材を粘着により固定可能なものである。粘着層は、例えば、樹脂、エラストマーから形成される。好ましくは、再剥離可能タイプである。粘着層の材質には、例えば、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系等が挙げられる。粘着層を用いることにより、両面テープやクッションテープを使用せずに済むため、印刷機シリンダー若しくは印刷機装着用スリーブにフレキソ印刷用版材を容易に装着出来る。

なお、本願は、粘着層の代りに両面テープあるいはクッションテープでフレキソ印刷用版材を印刷機に装着することを包含する。

（６）接着層
上記（１）〜（５）の各部材間の接合に、接着層を用いることができる。接着層は、例えば、ゴムマトリックスから形成することができる。ゴムマトリックスは、例えば、未加硫ゴムを含む組成物を加硫させることにより得られるものである。

フレキソ印刷用版材の厚さ、フレキソ印刷用版材を構成する各部材の厚さは、特に限定されるものではなく、フレキソ印刷用版材の用途等に応じて適宜変更可能なものである。フレキソ印刷用版材の厚さ（以下、版材厚さとする）を１．５ｍｍ以上２．７５ｍｍ以下の範囲にする場合、版材厚さに対する圧縮層厚さ比率を１０％以下（好ましくは１％以上１０％以下）にし、かつ版材厚さに対する彫刻用印刷層の厚さ比率を２２％以上６５％以下にすることが望ましい。版材厚さが１．５ｍｍ以上２．７５ｍｍ以下と薄い場合に印刷版材のヘタリを小さくするには、圧縮層の厚さを厚くすることが望ましい。一方、圧縮層を厚くすると、彫刻用印刷層の厚さを薄くする必要が生じるため、彫刻用印刷層にレーザー彫刻を施す際に、所望のレリーフ深さが得られず（所望の深さまで彫刻することが出来ず）、印刷時に余ったインキがレリーフ量（彫刻した深さ）よりも高く堆積し、非画線部の汚れの原因となる。本発明者らは、版材厚さが１．５ｍｍ以上２．７５ｍｍ以下の場合に、版材厚さに対する彫刻用印刷層の厚さ比率を２２％以上６５％以下にすると、版材厚さに対する厚さ比率が１０％以下の圧縮層により、所望のレリーフ深さを確保しつつ、ヘタリの小さいフレキソ印刷用版材を実現できることを見出した。

フレキソ印刷用版材の厚さ、フレキソ印刷用版材を構成する各部材の厚さは、JIS B 9611に規定された厚さ測定試験方法に準じる方法で測定される。１枚の版材、１枚の部材それぞれに対し、６点測定し、６点のうちの中央値を版材の厚み、各部材の厚さとする。

フレキソ印刷用版材の一実施形態を図面を参照して説明する。図１に示すフレキソ印刷用版材１は、彫刻用印刷層２、第１の基布層３、圧縮層４、接着層５、補強層（伸び止め層）６、及び、粘着層７がこの順番に積層され、これらが一体化されたものである。また、フレキソ印刷用版材１は、図２に示すように、圧縮層４と接着層５の間に第２の基布層８を配置することも可能である。第２の基布層８を用いることにより、伸び止め効果及び寸法安定性をさらに高めることができる。なお、基布層は１層または２層に限定されるものではなく、３層以上の基布層を用いることも可能である。

以下、実施例を説明する。

（実施例１）
ＥＰＤＭ１００重量部に、酸化亜鉛粉末５重量部、硫黄粉末１．５重量部、加硫促進剤を１．５重量部｛ＭＢＴＳ（ジベンゾチアゾリルジスルフィド（Benzothiazolyl disulfide）を０．８重量部、ＴＭＴＤ（テトラメチルチウラムジスルフィド(Tetramethylthiuram disulfide)を０．７重量部｝、ステアリン酸を1重量部、無機多孔質体（商品名がＥＣ６００ＪＤで、ＢＥＴ比表面積が１２７０ｍ²／ｇのケッチェンブラック）を１０重量部、及び、軟化剤（パラフィン系プロセスオイル）７重量部を混合し、得られた混合物を成形することにより、彫刻用印刷層を得た。ＥＰＤＭ１ｇに対する無機多孔質体のＢＥＴ比表面積は、１２７ｍ²であった。

ＥＰＤＭ１００重量部に、酸化亜鉛粉末５重量部、硫黄粉末１．５重量部、加硫促進剤を２．２重量部｛ＣＢＳ（N-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド：N-cyclohexyl-benzothiazole-2-sulfenamide）１．５重量部, ＴＭＴＤ０．７重量部｝、ステアリン酸１重量部、ＳＲＦカーボンブラック４０重量部、及び、軟化剤（パラフィン系プロセスオイル）１０重量部を混合した。得られた混合物に松本油脂製薬株式会社製マツモトマイクロスフェアーＦ−６５を５重量部更に混合し、その後ベントを掛けながら押し出し機を通しシート状に成形した。得られたシートを基布層（厚さ０．２ｍｍの織布）の片面にトッピングし、温度１４５℃で１５分加硫する事で圧縮層加硫物を得た。

また、補強層（伸び止め層）として厚さ０．１ｍｍのポリエステルフィルムを用意した。

彫刻用印刷層、圧縮層、基布層及び補強層を以下の方法で一体化し、フレキソ印刷用版材を得た。

予め加硫を行った圧縮層と基布層の複合体の圧縮層の表面に、接着層をコーティングし、補強層をラミネートし、基布層、圧縮層及び補強層の複合体を得た。更にシート状に成形した彫刻印刷層を基布層の上面側にトッピングし、得られた一体物を加硫缶にて温度１４０℃、６時間加硫した。得られた加硫物を研磨する事でフレキソ印刷用版材を得た。

得られたフレキソ印刷用版材は、彫刻用印刷層、基布層、圧縮層、接着層及び補強層がこの順番に積層されたもので、版材厚さは２．８４ｍｍであった。彫刻用印刷層は、厚さが１．５ｍｍで、硬度がＪＩＳ−Ａで６２であった。また、圧縮層の厚さは０．５ｍｍで、空隙率は３５％であった。

フレキソ印刷用版材をナイロンスリーブに、０．２ｍｍ厚みの両面テープを用いて装着した。次いで、ＣＯ₂レーザー彫刻機にて彫刻印刷層に彫刻を施した。

実施例１のフレキソ印刷用版材によると、版材全体の寸法安定性に優れているため、ナイロンスリーブへの装着作業が容易であった。また、２００ｍ／ｍｉｎの印刷速度で印刷を行ったところ、基布層が伸び止め層としての効果を発揮し、印刷方向への版材の動きを抑制し、多色刷り印刷時の見当性が良好であった。さらに、バウンド現象が見られず、滞りなく印刷が可能であった。

（比較例１）
基布層を用いないこと以外は実施例１と同様にしてフレキソ印刷用版材を作製した。得られたフレキソ印刷用版材は、彫刻用印刷層、圧縮層、接着層及び補強層がこの順番に積層されたもので、版材厚さは２．８４ｍｍであった。彫刻用印刷層の厚さは１．５ｍｍで、圧縮層の厚さは０．５ｍｍであった。

比較例１のフレキソ印刷用版材は、実施例１と比較し、装着時の張り込み作業性に劣っていた。また、２００ｍ／ｍｉｎの印刷速度で印刷を行ったところ、印刷方向への動きが大きく、多色刷り印刷時の見当性に劣った。さらに版材の復元性が悪く、部分的なカスレ現象が発生し良好な印刷紙面が得られなかったため、印刷を中断した。

（実施例２〜８）
版材厚さを１．５ｍｍ、版材厚さに対する彫刻用印刷層の厚さ比率（％）、版材厚さに対する圧縮層の厚さ比率（％）を下記表１に示すように変更すること以外は、実施例１と同様にしてフレキソ印刷用版材を作製し、彫刻印刷層にレーザー彫刻を施した。

（比較例２）
版材厚さを１．５ｍｍ、版材厚さに対する彫刻用印刷層の厚さ（％）、版材厚さに対する圧縮層の厚さ（％）を下記表１に示すように変更すること以外は、比較例１と同様にしてフレキソ印刷用版材を作製し、彫刻印刷層にレーザー彫刻を施した。

得られた実施例２〜８及び比較例２のフレキソ印刷用版材について、レーザー彫刻により規定のレリーフ深さ（この場合、０．３１ｍｍ）が得られたものを「良好」、規定のレリーフ深さを得られないが、ユーザの使用条件によっては使用可能なものを「使用可」として、下記表２に示す。

また、実施例２〜８及び比較例２のフレキソ印刷用版材について、２００ｍ／ｍｉｎの印刷速度で印刷を行った。実施例２〜８及び比較例２のフレキソ印刷用版材は、いずれも、彫刻用印刷層の表面にインキが均一に付着し、インキ絡みがなく、印刷後のヘタリも見られなかった。一方、バウンド現象については、実施例２〜７では発生せず、実施例８では発生したものの、比較例２よりも小さかった。比較例２では、実施例８よりも大きなバウンド現象を生じ、バウンド直後の部分で絵柄カスレが生じ、印刷障害が発生した。

表１〜表２から明らかなように、実施例２〜８のフレキソ印刷用版材は、レリーフ深さ及びインキ絡みが無く、印刷後のヘタリがなく、バウンド現象が生じないか、生じても比較例２に比して小さい。一方、比較例２のフレキソ印刷用版材は、バウンド現象が大きく、バウンド直後の部分で絵柄カスレが生じ、印刷障害が発生した。

（実施例９〜１４）
彫刻用印刷層の配合を下記表３に示すように変更すること以外は、実施例１と同様にしてフレキソ印刷用版材を作製し、彫刻印刷層にレーザー彫刻を施した。実施例９〜１４のフレキソ印刷用版材を用いて印刷速度２００ｍ／ｍｉｎにて印刷を実施したところ、滞りなく印刷を終了できた。

実施例１，９〜１４について、彫刻印刷層のレーザー彫刻時の彫刻性をＡ〜Ｄの４段階で評価した。Ａは彫刻印刷層の表面に溶融端が現れていないもの、Ｂは彫刻印刷層の表面に溶融端が現れたが、除去が容易なもの、Ｃは彫刻印刷層の表面に溶融端が現れ、通常の除去作業後も一部が残留し、更なる除去作業が必要なもの、Ｄは彫刻印刷層の表面上の溶融端が多く、通常の除去作業後も多くが残留し、更なる除去作業に大きな手間と時間が必要なものである。また、彫刻印刷層の原料の混練性をＡ〜Ｄの４段階で評価した。Ａは原料を均一に混合できたもの、Ｂは混合物の分散性がやや劣るが、使用上支障が無い程度のもの、Ｃは混合物の分散性が悪く、無機多孔質体の一部がそのままの状態で存在しているため、Bよりも更に多くの混練時間を要するもの、Ｄは混合物の分散性が悪く、無機多孔質体の多くがそのままの状態で存在しているため、通常の混練手段に代えて特別な混練手段を用いた上でCよりも更に多くの混練時間を要するものである。これらの評価結果を表３に示す。

表３から明らかなように、実施例１，９〜１２のフレキソ印刷用版材は、彫刻性がＡ〜Bで、混練性がＡ，Ｂであった。一方、実施例１３，１４のフレキソ印刷用版材は、彫刻性または混練性がＤであった。よって、彫刻性及び混練性の良好な彫刻印刷層を得るためには、ゴム１ｇに対して４０ｍ²以上１０００ｍ²以下の比表面積を有する無機多孔質体を用いることが望ましい。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]ゴムを含む彫刻用印刷層と、
圧縮層と、
前記彫刻用印刷層及び前記圧縮層の間に配置された基布層と、
補強層と
を含むことを特徴とするフレキソ印刷用版材。
[２]前記彫刻用印刷層が、前記ゴム１ｇに対して４０ｍ ² 以上１０００ｍ ² 以下の比表面積を有する無機多孔質体をさらに含有することを特徴とする[１]に記載のフレキソ印刷用版材。
[３]前記圧縮層の空隙率は、１０％以上７０％以下の範囲であることを特徴とする[１]または[２]に記載のフレキソ印刷用版材。
[４]前記彫刻用印刷層の硬度は、ＪＩＳ−Ａで４０以上８５以下の範囲であることを特徴とする[１]〜[３]のいずれかに記載のフレキソ印刷用版材。
[５]１．５ｍｍ以上２．７５ｍｍ以下の厚さを有し、前記厚さに対する前記圧縮層の厚さ比率が１０％以下で、かつ前記厚さに対する前記彫刻用印刷層の厚さ比率が２２％以上６５％以下であることを特徴とする[１]〜[４]のいずれかに記載のフレキソ印刷用版材。

１…フレキソ印刷用版材、２…彫刻用印刷層、３…第１の基布層、４…圧縮層、５…接着層、６…補強層（伸び止め層）、７…粘着層、８…第２の基布層。

Claims

ゴム及び前記ゴム１ｇに対して９０ｍ²以上７００ｍ²以下の比表面積を有するカーボンブラックからなる無機多孔質体を含むレーザー彫刻用印刷層と、
圧縮層と、
前記レーザー彫刻用印刷層及び前記圧縮層の間に配置された基布層と、
補強層と、
前記圧縮層と前記補強層の間に配置され、前記補強層と接するゴムマトリックスからなる接着層と
を含み、
１．５ｍｍ以上２．７５ｍｍ以下の厚さを有し、前記厚さに対する前記圧縮層の厚さ比率が１５％以下で、かつ前記厚さに対する前記彫刻用印刷層の厚さ比率が２２％以上６５％以下であることを特徴とするフレキソ印刷用版材。
前記圧縮層の空隙率は、１０％以上７０％以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のフレキソ印刷用版材。
前記レーザー彫刻用印刷層の硬度は、ＪＩＳ−Ａで４０以上８５以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のフレキソ印刷用版材。