(57)【要約】【課題】 水性インキで各種フィルムにグラビア印刷を施すにあたり、水性インキのカラー絵柄の再現及び水性インキのインキレベリング性及びインキの接着性などの点において安定性なグラビア印刷方法を提供することを課題とする。【解決手段】 グラビア印刷機を使い、水性インキをフィルムに絵柄を印刷する前段の印刷ユニットで、フィルムの被印刷面の濡れ性を改質するために、洗浄液又は洗浄処理液を用いフィルム表面を洗浄又は洗浄処理することで、フィルム表面の濡れ性を良好にすることで、水性インキのフィルムに対する転移性及び接着性を改善する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキ溶剤として水及び１級アルコール、又は水を主たる成分とする水性インキを用いフィルムを被印刷基材とするグラビア印刷方法において、複数の印刷ユニットを有するグラビア印刷機の第一ユニット又は所望の絵柄印刷を行なう印刷ユニットの前段の印刷ユニットを洗浄ユニットとして、洗浄液を用いて前記フィルム表面の付着物を洗浄、及び又は、前記フィルムからの析出物を洗浄、又は、前記洗浄液にフィルム表面改質成分を添加した洗浄処理液を用いて前記フィルム表面を洗浄処理し、水性インキのフィルムに対する転移性及び接着性を良好にすること、若しくは予め洗浄液を用いて前記フィルム表面の付着物を洗浄、及び又は、前記フィルムからの析出物を洗浄、又は、前記洗浄液にフィルム表面改質成分を添加した洗浄処理液を用いて前記フィルム表面を洗浄処理し、水性インキのフィルムに対する転移性及び接着性を良好にしたフィルムを被印刷基材として使用することを特徴とするグラビア印刷方法。
【請求項２】
前記被印刷基材であるフィルムの表面を洗浄又は洗浄処理するに際し、１級アルコール又は１級アルコールと水の混合液又は前記１級アルコールの一部を石油系溶剤に置き換えた混合液を前記洗浄液として、又は前記１級アルコール又は１級アルコール水溶液に相溶性がある水溶性樹脂、エマルジョン状水溶性樹脂、アルコール可溶界面活性剤から選択された成分を添加した混合液を前記洗浄処理液として使用することを特徴とする請求項１に記載のグラビア印刷方法。
【請求項３】
前記被印刷基材であるフィルムの表面を洗浄又は洗浄処理するに際し、前記洗浄ユニットは、インキパンに貯えられた洗浄液又は洗浄処理液をグラビア版又はゴムロールにより持ち上げニップ圧胴に沿って搬送されるフィルムに供給した後、洗浄液又は洗浄処理液をグラビア版又はゴムロールとニップ圧胴の圧着により除去する、又はインキパンに貯えられた洗浄液又は洗浄処理液をフャニシャーロール又は表面に凹凸を設けたフャニシャーロールにより持ち上げセルを形成しないグラビア版又はゴムロールに転写し、更にセルを形成しないグラビア版又はゴムロールより持ち上げニップ圧胴に沿って搬送されるフィルムに供給した後、洗浄液又は洗浄処理液をグラビア版又はゴムロールとニップ圧胴の圧着により除去することを特徴とする請求項１に記載のグラビア印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水性インキを用いるグラビア印刷において、フィルムの種類、例えばポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、セロファン、ポリビニルアルコールフィルム（ＢＯＰＶＡ、エバール−いずれも商品名）、各種表面加工フィルム（アルミ蒸着フィルム、ガスバリヤー性付与コーティングフィルム）の被印刷面の水及びアルコールの濡れ性の影響で水性インキの転移性が異なり、カラー絵柄の再現性及び水性インキのインキレベリング性不安定になり意匠再現性を得ることが出来ない点を改善するグラビア印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラビア印刷職場の環境改善、ＶＯＣ削減等の対策として、包装材製品のフィルムへのグラビア印刷において水性インキの使用拡大が望まれるが、水性インキの欠点として、１、インキ乾燥が油性インキと比較して遅いため印刷速度の高速化が図れていない。２、水性インキはフィルムに対する濡れ性が悪く、カラー絵柄の再現性や印刷ロットの色調ブレが発生し易い。３、フィルムとの水性インキの接着が、油性インキと比較して劣る。などの改善点があり、水性インキの使用拡大が進んでいないのが現状である。
【０００３】
紙（包装紙・フィルムとの複合包装材）、及び厚紙（紙器製品）などの、グラビア印刷においては、水性インキが多く使用されるようになっているが、これは紙の性質である、水との濡れ性が良い点、水を含侵吸収し乾燥を早める点により、水性インキへの切り替え難易度が低いことに起因する。
【０００４】
これらのことより、水性インキでフィルムへのグラビア印刷技術の確立に向かい、インキメーカー、フィルムメーカー、印刷機械メーカー、印刷資材メーカー、包装材の製造メーカーなどで、鋭意研究が行われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
高分子添加剤ハンドブック、シーエムシー出版（２０１０）春名徹著書
プラスチック添加剤活用ノート、工業調査会（１９９６）皆川源信著書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水性インキを用いるグラビア印刷は、印刷基材として紙やフィルムが使用される。水性インキはコーティングが施された紙を含め、紙は親水性により転移が安定し又含侵することで所望の絵柄再現性は良好であるが、フィルムの印刷においては、フィルムの種類により水性インキの転移性が異なる。これは水及びアルコールを主たる溶剤とすると水性インキがフィルム表面との濡れ性の性能が劣るためである。
【０００７】
例えばポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、セロファン、ポリビニルアルコールフィルム（ＢＯＰＶＡ、エバール−いずれも商品名）、各種表面加工フィルム（アルミ蒸着フィルム、ガスバリヤー性付与コーティングフィルム）の被印刷面の濡れ性を改質することで、水性インキを用いたフィルムへのカラー絵柄の再現及び水性インキのインキレベリング性及びインキの接着性などの点において安定性なグラビア印刷方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のグラビア印刷方法は、インキ溶剤として水及び１級アルコール、又は水を主たる成分とする水性インキを用いフィルムを被印刷基材とするグラビア印刷方法において、複数の印刷ユニットを有するグラビア印刷機の第一ユニット又は所望の絵柄印刷を行なう印刷ユニットの前段の印刷ユニットを洗浄ユニットとして、洗浄液を用いて前記フィルム表面の付着物を洗浄、及び又は、前記フィルムからの析出物を洗浄、又は、前記洗浄液にフィルム表面改質成分を添加した洗浄処理液を用いて前記フィルム表面を洗浄処理し、水性インキのフィルムに対する転移性及び接着性を良好にすること、若しくは予め洗浄液を用いて前記フィルム表面の付着物を洗浄、及び又は、前記フィルムからの析出物を洗浄、又は、前記洗浄液にフィルム表面改質成分を添加した洗浄処理液を用いて前記フィルム表面を洗浄処理し、水性インキのフィルムに対する転移性及び接着性を良好にしたフィルムを被印刷基材として使用することを特徴とするグラビア印刷方法。
【０００９】
本発明は、水性インキを用い絵柄を付与するグラビア印刷の品質改善のためのフィルムの表面の改質において２種の要素を有しており、１っ目は、フィルム表面の異物（フィルム添加剤のブリード又は転移、フィルム低分子物のブリード）を洗浄により除去するフィルム表面を改質する処理である。２っ目は、フィルムと水性インキの濡れ性を良くする又は接着を良くするフィルム表面を改質する処理である。従って、使用する液組成により、１っ目の効果（アルコールを主とする溶剤のみの液を使用）、及び又は、２っ目の効果（アルコールを主とする溶剤にフィルム表面改質成分を添加した液を使用）が得られるものである。１っ目の効果を得る改質液を洗浄液と呼び、１っ目及び２っ目の効果を得る改質液を洗浄処理液と呼ぶこととする。
【００１０】
フィルムにおいては、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、セロファン、ポリビニルアルコールフィルム（ＢＯＰＶＡ、エバール−いずれも商品名）、各種表面加工フィルム（アルミ蒸着フィルム、ガスバリヤー性付与コーティングフィルム）等、フィルム素材の種類は多く、また、フィルムにより静電気特性、滑り特性、親水性は異なり、水及びアルコールを主たる溶剤とする水性インキはフィルム素材により濡れ性が異なり、この結果としてインキ転移性やインキ接着性が異なることになる。
【００１１】
フィルム基材を改質するため、滑り性を良くするため有機系滑剤、静電気発生を抑制するために帯電防止剤、酸化を防止するために酸化防止剤、他には可塑剤、紫外線吸収剤、透明化剤などの改質剤がフィルムに添加されることがある。
【００１２】
これらの改質剤は、水性インキのフィルム面への転移性に影響するだけでなく、フィルムを巻取り状態で保管することにより、被印刷面のブリード、裏面よりの改質剤転移など、フィルムの保管によりフィルム表面の状態に経時変化をもたらすものである。
【００１３】
また、合成樹脂からなるフィルムは、低分子量のオリゴマーを含むこともあり、特にナイロンフィルムはオリゴマー含有が多くフィルム表面へのブリードにより水性インキの転移状態は異なるものとなる。本発明の洗浄液を使用することで、水性インキの転移性、接着性は改善することが出来る。
【００１４】
ポリエステルフィルムは、一般的には滑り性を良くするため有機系スリップ剤、静電気発生を抑制するために静電気防止剤、酸化を防止するために酸化防止剤などの改質剤が添加されないが、本発明の水溶性樹脂、エマルジョン樹脂、界面活性剤を添加した洗浄処理液を使用することで、水性インキの転移性、接着性をよくすることが出来る。
【００１５】
水性インキを使用するに際し、フィルムの被印刷面が水性インキとの濡れ性が安定な状態であるかは、印刷物の意匠安定において大切な要素となる。
【００１６】
従って、水性インキを用いてグラビア印刷を行なう前に、フィルムの被印刷面に所望の絵柄印刷を行なう印刷ユニットの前段の印刷ユニットを洗浄ユニットとして前記フィルム表面に付着物を洗浄、及び又は、前記フィルムからの析出物を洗浄、及び又は、前記フィルム表面を改質処理し水性インキのフィルムに対する転移性及び接着性を良好にしておく、若しくは予めフィルム表面に付着物を洗浄、及び又は、前記フィルムからの析出物を洗浄、及び又は、前記フィルム表面を改質処理して水性インキのフィルムに対する転移性及び接着性を良好にしておく、ことは水性インキを用いるグラビア印刷において印刷の品質を高め又印刷の安定性を高めるものである。
【００１７】
本発明の被印刷面の洗浄液又は洗浄処理液による洗浄、処理は、絵柄印刷と同時（インライン）に行う必要はなく、予め本発明の表面改質液で洗浄を行い（オフライン）使用してもよい。ただし、洗浄後、長期に保管により再度フィルムからの再ブリードや、巻取り保管による裏面からの転移が発生する場合があるため速やかに使用することが好ましい。
【００１８】
本発明のグラビア印刷方法は、被印刷基材であるフィルムの表面を洗浄又は洗浄処理するに際し、１級アルコール又は１級アルコールと水の混合液又は前記１級アルコールの一部を石油系溶剤に置き換えた混合液を洗浄液として、又は前記１級アルコール又は１級アルコール水溶液に相溶性がある水溶性樹脂、エマルジョン状水溶性樹脂、アルコール可溶界面活性剤から選択された成分を添加した混合液を前記洗浄処理液として使用することを特徴とする。
【００１９】
水性インキのフィルムへのインキ転移を安定にするために、フィルム表面にブリード、又は裏面よりのフィルム改質助剤などの転移物を除去するには、アルコールを主とする洗浄剤で洗い流すことが出来る。石油系溶剤として酢酸エチルやメチルエチルケトンなどは、より洗浄効果の良好な溶剤であるが、水性インキで印刷するためにこれらの溶剤を多く使用するのは適当ではない。従って、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピリアルコールから選択した単体若しくは混合溶液が洗浄液として適当である。また、一部を水とすることもできる。水の割合は７割以下が好ましい。
【００２０】
アルコールと水以外に添加するものとして、フィルム表面にブリード又は付着するフィルム添加剤の洗浄効果を高めるためには石油系溶剤として酢酸エチルやメチルエチルケトンなどがあるが、これら石油系溶剤の割合は５０％以下が好ましい。
【００２１】
また、アルコール可溶性樹脂、エマルジョン型分散型樹脂の添加は、アルコール等によりフィルム表面が洗浄されると同時に、前記樹脂がフィルム表面に薄膜の改質剤層を形成し、フィルムと次いで印刷される水性インキの転移を安定にするだけでなく接着を良くする効果を有するものである。
【００２２】
アルコール可溶樹脂としては、ポリエチレンイミン、ポリビニールアルコールなどがあるが、ポリエチレンイミンを使用するのが好ましい。また、エマルジョン型分散型樹脂としては、水溶性インキに使用されるウレタン系、アクリル系のエマルジョン型分散型樹脂、及びポリエチレン押し出し加工のＡＣ（アンカーコート）剤として使用されるブタジエン系のエマルジョン型分散型樹脂、又は１液型若しくは２液型として使用するウレタン系のエマルジョン型分散型樹脂があり、これらより選択して使用すればよい。アルコール可溶性樹脂、エマルジョン型分散型樹脂の添加量は、洗浄処理液中に２０％以下が好ましい。
【００２３】
これらの樹脂の他に、洗浄処理液に微量の界面活性剤を添加することで、フィルム表面の濡れ性を高め水性インキの転移を良好にすることが出来る。界面活性剤は、水性インキのフィルムへの接着は、印刷直後において低下することもあるが経時により界面活性剤はインキ被膜に含浸分散するため包装材等の積層フィルムにおいては接着強度の低下は認められない。界面活性剤の添加添加量は、洗浄処理液中に１％以下が好ましい。
【００２４】
本発明のグラビア印刷方法は、被印刷基材であるフィルムの表面を洗浄又は洗浄処理するに際し、洗浄ユニットは、インキパンに貯えられた洗浄液又は洗浄処理液をグラビア版又はゴムロールにより持ち上げニップ圧胴に沿って搬送されるフィルムに供給した後、洗浄液又は洗浄処理液をグラビア版又はゴムロールとニップ圧胴の圧着により除去する、又はインキパンに貯えられた洗浄液又は洗浄処理液をフャニシャーロール又は表面に凹凸を設けたフャニシャーロールにより持ち上げセルを形成しないグラビア版又はゴムロールに転写し、更にセルを形成しないグラビア版又はゴムロールより持ち上げニップ圧胴に沿って搬送されるフィルムに供給した後、洗浄液又は洗浄処理液をグラビア版又はゴムロールとニップ圧胴の圧着により除去することを特徴とする。
【００２５】
水性インキのフィルム印刷面への転移安定性を得るため、又インキ接着性を高めるために、絵柄印刷を行なう前に前段印刷ユニットを用いフィルム表面に付着物を洗浄、又は及び、フィルムからの析出物を洗浄、及び又は、フィルム表面改質成分を添加し処理、を行い水性インキのフィルムに対する転移性及び接着性を良好にするものであり、前段印刷ユニットでの洗浄又は洗浄処理手段としては、次の方法がある。
【００２６】
１っ目の方法の断面概念図を、図１に示す。図１は、グラビア版（１）又はゴムロール（２）をインキパン（３）に貯めた洗浄液（４）に浸し、グラビア版（１）又はゴムロール（２）の回転により持ち上げ、ニップ圧胴（５）に沿って搬送されるフィルム（６）に洗浄液（４）をぶつけフィルム（６）の表面を洗浄し、次いでニップ圧胴（５）との接圧部分で洗浄液（４）を搾る方法である。グラビア版（１）又はゴムロール（２）とニップ圧胴（５）との接圧部分を通過したフィルム（６）は、微量の洗浄液（４）が残った状態である。
【００２７】
本方法は、フィルム（６）の走行速度が速くなれば、グラビア版（１）又はゴムロール（２）の回転は速くなり、グラビア版（１）又はゴムロール（２）とニップ圧胴（５）との接圧部分へ洗浄液（４）は多く供給されることになり、洗浄液（４）の飛散が起こるため、印刷速度は１８０ｍ／分以下が好ましい。
【００２８】
２っ目の方法の断面概念図を、図２に示す。図２は、ファニシャーロール（７）をインキパン（３）に貯めた洗浄液（４）に浸し、ファニシャーロール（７）から洗浄液（４）をグラビア版（１）又はゴムロール（２）に転移させ、グラビア版（１）又はゴムロール（２）とニップ圧胴（５）との接圧部分へ洗浄液（４）を持ち上げ、ニップ圧胴（５）に沿って搬送されるフィルム（６）に洗浄液（４）をぶつけフィルム（６）の表面を洗浄し、次いでニップ圧胴（５）との接圧部分で洗浄液（４）を搾る方法である。
【００２９】
本方法は、グラビア版（１）又はゴムロール（２）への、洗浄液（４）供給を調整し易く、高速印刷においてもグラビア版（１）又はゴムロール（２）とニップ圧胴（５）との接圧部分での洗浄液（４）の飛散を防止することが出来る。
【００３０】
また、本方法はファニッシャーロール（７）から洗浄液（４）をグラビア版（１）又はゴムロール（２）に転移させる量は、ファニッシャーロール（７）とグラビア版（１）又はゴムロール（２）の間隔により決まるため、この点においてグラビア版（１）又はゴムロール（２）への洗浄液（４）の転移量が少なすぎるとグラビア版（１）又はゴムロール（２）とニップ圧胴（５）との接圧部で洗浄液（４）の交換が少なくなる事にならないように注意は必要である。
【００３１】
この点を改善するするためにはファニッシャーロール（７）に工夫をする必要がある。
【００３２】
ファニシャーロール（７）を平滑な表面状態ではなく表面に凹凸を設けることで、一定量の洗浄液（４）をグラビア版（１）又はゴムロール（２）に供給することが出来る。
【００３３】
図３、図４にファニシャーロール（７）表面に凹凸を設けたファニシャーロール（７）の概念図を示す。図３のファニシャーロール（７）は、洗浄液（４）を貯める凹部（８）を設けたものである。図３のファニシャーロール（７）に示した、１点破線イ−イの断面図を、右の（Ａ）に示した。図４のファニシャーロール（７）は、ファニシャーロール（７）の円周に溝部（９）を設けたものである。図４のファニシャーロール（７）に示した、１点破線ロ−ロの断面図を、右の（Ｂ）は、シャープな溝の概念図、（Ｃ）は、カーブ状溝の概念図である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、水性インキを使用するグラビア印刷において、フィルムの種類によりインキ転移の状態が異なることを改善するものである。フィルムの表面への添加剤ブリード、裏面からの添加剤転移、フィルム樹脂のオリゴマー析出など、水性インキの濡れ性を低下させる物質を、絵柄を印刷する前段の印刷ユニットを使い一級アルコールを主とする洗浄液で洗い流すことにより水性インキのフィルムへの転移を安定なものとすることが出来た。
【００３５】
また、洗浄液に水性樹脂、エマルジョン樹脂、濡れ性向上添加剤、等を添加し洗浄処理液としフィルム表面の洗浄処理をすることで水性インキの転移を改善安定にするだけでなく、フィルムと水性インキの接着性を改善向上させるアンカー剤の働きとしての効果を付与することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のグラビア印刷方法を実施する、洗浄ユニットの構成図
【図２】本発明のグラビア印刷方法を実施する、別な洗浄ユニットの構成図
【図３】表面の凹凸を設けた、ファニッシャーロールの概念図
【図４】表面の凹凸を設けた、別なファニッシャーロールの概念図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３７】
被印刷基材であるポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）２０μのコロナ処理面（被印刷面）の表面を本発明の洗浄液又は洗浄処理液で、洗浄した後、水性インキで印刷を行なった。尚、グラビア印刷機で水性インキ（墨、藍、紅、黄、白の順に刷り重ねた。）を使用し、カラー印刷を行った。
【００３８】
使用した洗浄液又は洗浄処理液の組成と、カラー絵柄の印刷状態、フィルムへのインキ接着、印刷フィルムをドライラミネートで積層フィルムの状態を比較した結果を表1に示す。表１に示す、（Ａ）〜（Ｇ）において、（Ａ）は、洗浄を行っていない比較試料である。（Ｂ）は、アルコール水溶液で印刷面を洗浄、（Ｃ）は、ポリエチレンイミンを添加して洗浄処理、（Ｄ）は、ポリブタジエンエマルジョン樹脂を添加して洗浄処理、（Ｅ）は、ウレタンエンエマルジョン樹脂を添加して洗浄処理、（Ｆ）は、ウレタンエンエマルジョン樹脂と硬化剤を添加して洗浄処理、（Ｇ）は、ウレタンエンエマルジョン樹脂を添加して洗浄処理をした洗浄処理液組成と印刷物の評価である。
【００３９】
ＯＰＰフィルムにおいては、実施例（Ｂ）〜（Ｇ）の全てにおいて、洗浄又は洗浄処理の効果が認められた。結果を表１に示す。
【００４０】
尚、印刷条件、仕様インキは次の通りである。
※  印刷の条件：印刷速度１５０ｍ／分
※  使用インキ：東洋インキ製、アクワエコール
※  印刷時の溶剤比率：アルコール（主にエチルアルコール）／水＝２０／８０
※  洗浄処理液はセルを形成しないグラビア版（俗に言う坊主版）に直接塗布した。
【００４１】
【表１】
2020104388.tif 000003
【実施例２】
【００４２】
被印刷基材であるポリエステルフィルム（ＰＥＴ）２０μのコロナ処理面（被印刷面）の表面を本発明の洗浄液又は洗浄処理液で、洗浄した後、水性インキで印刷を行なった。尚、グラビア印刷機で水性インキ（墨、藍、紅、黄、白の順に刷り重ねた。）を使用し、カラー印刷を行った。
【００４３】
使用した洗浄液又は洗浄処理液の組成と、カラー絵柄の印刷状態、フィルムへのインキ接着、印刷フィルムをドライラミネートで積層フィルムの状態を比較した結果を表1に示す。表１に示す、（Ｈ）〜（Ｍ）において、（Ｈ）は、洗浄を行っていない比較試料である。（Ｉ）は、アルコール水溶液で印刷面を洗浄、（Ｊ）は、界面活性剤を添加して洗浄処理、（Ｋ）は、ポリエチレンイミンを添加して洗浄処理、（Ｌ）は、ポリブタジエンエマルジョン樹脂を添加して洗浄処理、（Ｍ）は、ウレタンエンエマルジョン樹脂と硬化剤を添加して洗浄処理をした洗浄処理液組成と印刷物の評価である。
【００４４】
ＰＥＴフィルムには、フィルム改質剤の使用がされない、又は少ないためと考えられＯＰＰフィルムの比較試料（Ａ）に比べ、比較試料（Ｈ）は、水性インキ転移性、接着性は良好であり、実施例（Ｉ）〜（Ｍ）において、洗浄又は洗浄処理による効果は顕著なものではなかったが、水性インキ転移性、接着性、積層後のシール強度の向上は見られた。結果を表２に示す。
【００４５】
尚、印刷条件、仕様インキは次の通りである。
※  印刷の条件：印刷速度１５０ｍ／分
※  使用インキ：東洋インキ(株)製、アクワエコール
※  印刷時の溶剤比率：アルコール（主にエチルアルコール）／水＝２０／８０
※  洗浄処理液はセルを形成しないグラビア版（俗に言う坊主版）に直接塗布した。
【００４６】
【表２】
2020104388.tif 000004
【符号の説明】
【００４７】
１  グラビア版
２  ゴムロール
３  インキパン
４  洗浄液
５  ニップ圧胴
６  フィルム
７  フャニシャーロール
８  凹部
９  溝部
【図１】
2020104388.tif 000005
【図２】
2020104388.tif 000006
【図３】
2020104388.tif 000007
【図４】
2020104388.tif 000008