(57)【要約】      （修正有）【課題】通常の水性グラビアインキを用いて印刷を行ったとしても、磨耗が少なく、安価かつ効率的に印刷することができる耐刷性に優れた水性グラビア印刷用版胴を提供し、また、スクリーン線数２００線未満、綱点比率８０％以下の版胴を用いても、印刷スピードを落とさず油性グラビア印刷と同等の印刷スピードで印刷出来る水性グラビア印刷方法を提供する。【解決手段】水性グラビア印刷用版胴は、金属胴３０に電子彫刻で彫られた水性グラビア印刷用の版胴であって、スクリーン線数が２００線未満、綱点比率が８０％以下となっている。水性グラビア印刷方法は、乾燥温度が８０〜１５０℃であり、各印刷ユニットに於いて乾燥工程で与えた熱量を次の冷却工程で急速に冷却して消去し、各色の印刷時のフイルム温度を略同一となるように冷却する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属胴に電子彫刻で彫られた水性グラビア印刷用の版胴であって、スクリーン線数が２００線未満、綱点比率が８０％以下であることを特徴とする水性グラビア印刷用版胴
【請求項２】
水性グラビア印刷用インキを用い電子彫刻で彫られたスクリーン線数２００線未満、綱点比率が８０％以下の版胴により印刷し、乾燥温度が８０〜１５０℃であることを特徴とする水性グラビア印刷方法
【請求項３】
印刷工程−乾燥工程−冷却工程からなる印刷ユニットを複数設け、２色以上の水性多色グラビア印刷を行う印刷方法であって、各印刷ユニットに於いて乾燥工程で与えた熱量を次の冷却工程で急速に冷却して消去し、各色の印刷時のフイルム温度を略同一となるように冷却することを特徴とする請求項２記載の水性グラビア印刷方法
【請求項４】
冷却工程における印刷用フイルムの冷却が、印刷面側は冷風と冷却ロールにより冷却し、反対面側は蒸発潜熱が大きく、蒸気圧が高くて気化し易い性質を有する１種類または２種以上の冷却用液体を塗布後、冷風を吹き付けて冷却用液体を気化させ、その蒸発潜熱によって冷却することを特徴とする請求項３記載の水性グラビア印刷方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装材料に２色以上の多色の水性グラビア印刷する際に用いる水性グラビア印刷用版胴及び水性グラビア印刷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、油性インキの溶剤の持つ印刷作業時の悪臭、健康に対する作業環境、爆発の危険性、印刷物の残留溶剤臭、工場周辺の環境を汚染させる問題、ＣＯ2削減に対する問題や、溶剤は全て揮散させるので溶剤資源の無駄使いの問題、さらに下記の法規制に対応するために、水性グラビア印刷に移行しつつある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
消防法改正（１９９０年）；グラビアインキの指定数量変更
第２石油類（５００Ｌ）→第一石油類（２００Ｌ）
大気汚染、悪臭防止法改正；キシレン、トルエン、酢酸エチルイソブタノール
（１９９４年）      等が追加
労働安全衛生法；トルエンの作業環境濃度の変更１００ｐｐｍ→５０ｐｐｍ
（１９９５年）
製造物責任法；印刷物残留溶剤量の低減要望
（１９９５年）
【０００４】
しかしながら、水性グラビアインキは油性グラビアインキに比べて潤滑性が悪く、油性グラビアインキの動摩擦係数が０．１に対し、水性グラビアインキの動摩擦係数は０．３と大きい。グラビア印刷は、版胴にインキを乗せ、凹部以外のインキをかき取って凹部のインキを被印刷材料に転移させて行なうものである。したがって、インキの動摩擦係数が大きいと抵抗が大きくなり、版胴とドクターナイフが摩耗し、その結果、版カブリ、ドクター線、階調不良等が発生するようになる。
【０００５】
したがって、これらの対策として、水性グラビア印刷インキの潤滑性を良好にするインキの改良や（例えば、特許文献４、５参照）、ドクターナイフの改良（例えば、特許文献６参照）が提案されている。
【０００６】
一方、水性グラビア印刷に用いる水性グラビアインキは、溶剤として水（７０％）−エタノール（３０％）を用いているため、油性グラビアインキの蒸発潜熱より大きいものであった。例えば、油性グラビアインキにおいては、トルエン（４０％）−酢酸エチルエステル（４０％）−イソプロピルアルコール（２０％）溶剤の蒸発潜熱（８６．９ｃａｌ／ｇ×０．４）＋（８８．２×０．４）＋（１５９．２×０．２）＝１０１．９ｃａｌ／ｇ、メチルエチルケトン（４０％）−酢酸エチルエステル（４０％）−イソプロピルアルコール（２０％）溶剤の蒸発潜熱（１０５．０×０．４）＋（８８．２×０．４）＋（１５９．２×０．２）＝１０９．１ｃａｌ／ｇであり、水性グラビアインキの溶剤；水（７０％）−エタノール（３０％）の蒸発潜熱は、（５８６．９ｃａｌ／ｇ×０．７）＋（１９９．２×０．３）＝４７０．７ｃａｌ／ｇと高いものである。
【０００７】
したがって、水性グラビア印刷においては、水性グラビアインキを乾燥させるために、油性グラビアインキに比べて４．３（４７０．７／１０９．１）〜４．６（４７０．７／１０１．９）倍の熱量が必要であった。
【０００８】
表１にグラビアインキに用いられる主要溶剤の性質を示す。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
このような水性グラビアインキの乾燥に大きな熱量が必要なことの対応策として、乾燥工程での滞留時間を長くすることや、熱風の風量を増加することや、熱風の温度を高くすることが考えられるが、滞留時間を長くすることは印刷スピードが遅くなって好ましくなく、風量を増加することは設備の改造や、また風によってフイルムがバタつくことにもなる。効率的に熱量を与えるには、熱風温度を上げることが最も適しているが、フイルムの温度も上がることになり、フイルムの温度が上がるとフイルムに伸びが生じ、各色の印刷ピッチのズレにつながるものであった。
【００１１】
なお、特許文献２には、メッシュの線数が２００〜４００線で版深が１０〜１７μｍの版胴を用い、インキの転移量を少なくしてスピードを落とさずに乾燥する方法が開示されている。
【特許文献１】特許第３２４９２２３号公報
【特許文献２】特開２００１−０３０６１１号公報
【特許文献３】特開２００２−０９６４４８号公報
【特許文献４】特開平７−１２６５６２号公報
【特許文献５】特開平１１−９２７０４号公報
【特許文献６】特開２００１−２８７３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献４、５で提案されたインクの改良や、特許文献５で提案されたドクターナイフの改良では、版胴やドクターナイフの磨耗を充分に改善することができなかった。
【００１３】
すなわち、上述したように、水性グラビアインキは油性グラビアインキに比べて潤滑性が悪いため、版胴のインキをドクターナイフでかき取る際の摩擦抵抗も大きくなり、版胴とドクターナイフが摩耗する。色によっても摩耗量は異なるが、藍色の水性グラビアインキの場合、油性グラビアインキと比べて、ドクターナイフの磨耗は略同じであるが、版胴は約５倍磨耗し、白色の水性グラビアインキの場合、油性グラビアインキと比べて、ドクターナイフは約３倍、版胴は約４倍磨耗する。また、白色の水性グラビアインキは、白色顔料として酸化チタンを用いているので、藍色のグラビアインキより磨耗の絶対量が大きいものである。
【００１４】
以上のように、水性グラビアインキにおいては版胴及びドクターナイフの磨耗が大きいので、版カブリ、ドクター線、諧調不良等が発生し易いものである。したがって、版胴に再クロムメッキを施したり、新しく版胴を作製しなければならずコスト高となるものであった。また、大量に印刷する場合は、予備の版胴を用意しておいたとしても、版胴の交換に長時間を要するものであるので、印刷の効率を低下させるものであった。
【００１５】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、通常の水性グラビアインキを用いて印刷を行ったとしても、磨耗が少なく、安価かつ効率的に印刷することができる耐刷性に優れた水性グラビア印刷用版胴を提供することを目的とする。
【００１６】
また、スクリーン線数２００線未満、綱点比率８０％以下の版胴を用いても、印刷スピードを落とさず油性グラビア印刷と同等の印刷スピードで印刷出来る水性グラビア印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意研究をした結果、水性グラビア印刷用の版胴のスクリーン線と網点比率とを所定の値とすれば、耐刷性が向上することを見出し、本発明を完成させたものである。
【００１８】
すなわち、本発明の水性グラビア印刷用版胴は、スクリーン線数が２００線未満、綱点比率が８０％以下であることを特徴として構成されている。
【００１９】
ところで、上述したように水性グラビアインキは油性グラビアインキの蒸発潜熱よりも４．３倍〜４．６倍高いため乾燥効率が悪いものである。そこで、効率的に熱量を与えて乾燥させるために熱風の温度を上げて乾燥させると、水性多色グラビア印刷の各色の印刷ユニットの印刷―乾燥―冷却工程中の乾燥工程で与えられた熱量によってフイルムの温度が上がり、冷却工程で冷却不足となり２色目、３色目と段々に熱が蓄積されて温度も段々に上昇する。その結果、フイルムの伸びも段々に大きくなり、すでに印刷した図柄が伸び（１色目が一番大きくなる）、その上に重ねて印刷する版とズレて許容出来ない印刷ズレ（色ズレ）を起こすことが判明した。図７にＯＰＰ（２０μｍ）の伸長度の温度依存性を示す。
【００２０】
さらに、この印刷ズレを改良すべく鋭意研究した結果、乾燥工程でいくら熱風温度を上げて伸びが生じても、次の冷却工程で十分冷却して、その印刷ユニットで与えた熱量を消去し、各色の印刷時のフイルム温度を略同じ温度まで冷却すれば各色の印刷時の伸びはほぼ同じとなり、図柄の伸びもほぼ同じとなって印刷ズレを起こさないことを見い出した。
【００２１】
すなわち、ＯＰＰフイルム（２０μｍ）では、図柄の大きさを５ｃｍとすると、図柄は０．２ｍｍ以上ズレると色ズレと判るので、各色の印刷時の伸びの差が０．２／５０×１００＝０．４％の伸びの差まで許容できる。１色目の印刷温度（印刷時のフイルム温度）を２５℃とすれば、図７中実線で示すように、２５℃の伸び約０．３％に、伸びの差０．４％をプラスした０．７％の伸びた時の温度、約４３℃まで各印刷時のフイルム温度を冷却すれば許容範囲内となって印刷ズレは起こさないものである。
【００２２】
また、従来、冷風と冷却ロールで印刷フイルムの印刷面からのみの瞬間的な冷却であったため、反対面に残る余熱が冷却ロールを離れてから伝熱で全体に伝わり、充分に冷却できなかったことが判明し、さらに、印刷面を従来の冷風と冷却ロールで冷却すると同時に、反対面に冷却用液体を塗布し、その後冷風を吹き付けて気化させ、その蒸発潜熱で冷却することが効果的であることを見出した。
【００２３】
すなわち水性グラビア印刷用インキを用いて電子彫刻で彫られたスクリーン線数が２００線未満、綱点比率が８０％以下の版胴により印刷し、複数の印刷ユニットの各印刷ユニットにおいて８０〜１５０℃の乾燥温度で乾燥するようにしたことを特徴とする水性グラビア印刷方法で、さらに、印刷工程−乾燥工程−冷却工程からなる印刷ユニットを複数設け、２色以上の水性多色グラビア印刷を行う印刷方法であって、各印刷ユニットに於いて乾燥工程で与えた熱量を次の冷却工程で急速に冷却して消去し、各色の印刷時のフイルム温度を略同一となるように冷却することを特徴とする水性グラビア印刷方法で、さらにまた、冷却工程における印刷用フイルムの冷却が、印刷面側は冷風と冷却ロールにより冷却し、反対面側は蒸発潜熱が大きく、蒸気圧が高くて気化し易い性質を有する１種類または２種以上の冷却用液体を塗布後、冷風を吹き付けて冷却用液体を気化させ、その蒸発潜熱によって冷却することを特徴とする水性グラビア印刷方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の水性グラビア印刷用版胴は、スクリーン線数が２００線未満、綱点比率が８０％以下となっている。すなわち、水性グラビア印刷用の版胴をスクリーン線数２００線未満、綱点比率８０％以下で電子彫刻すれば、綱点１００％の場合と比べ、セル（凹部）とセルの間のスクリーン巾が２．０〜２．６倍になるとともに、スクリーン巾の面積が４〜７倍になるものであった。ところで、ドクターナイフはスクリーン巾と接触してセル以外のインキをかき取るものであり、したがって、スクリーン巾が拡大しているので耐刷性が向上している。また、スクリーン巾が拡大すればセルの容積が小さくなるが、水性グラビアインキの顔料濃度は油性グラビアインキの顔料濃度１．３倍〜１．５倍高くすることが出来るので、シャドウ部も充分な濃度感を得られるものである。
【００２５】
本発明の水性グラビア印刷方法は、スクリーン線数２００線未満、綱点比率８０％以下の版胴を用いても、印刷スピードを落とさず油性グラビア印刷と同等の印刷スピードで水性グラビア印刷を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
水性グラビア印刷用の版胴は、鉄製の金属胴に約１００μｍの銅メッキを行い、電子彫刻機で綱点が彫られ、更にその上に７〜１０μｍのクロムメッキが施されて作製される。電子彫刻機はドイツ製のヘリオ、アメリカ製のオハイオ、日本国製のバルカスがあるがヘリオが最も代表的である。
【００２７】
綱点はスクリーン線（土手）で囲われたセル（凹部）で形成される。ヘリオの場合ノーマル、コンプレスト（Δ０）、エロンゲート（Δ２）、コアース（Δ３）、フアイン（Δ４）の５種類の綱点が彫刻出来るが、ノーマルを除いた４種類の綱点が最も良く使われる。これら綱点のサイズの関係は
横の寸法；Δ３＝Δ０＝（３／２）Δ２＝（３／２）Δ４
縦の寸法；Δ３＝Δ２＝（３／２）Δ０，Δ０＝（３／２）Δ４
であり、図１に４種類の綱点の種類とサイズの関係を示すためコアース（Δ３）の綱点に他の３種類を重ねた図を示す。
【００２８】
綱点は、先端が１１５°〜１３０°の角度のダイアモンド針（スタイラス）で、金属胴の表面に逆ピラミッド形に彫刻されたものである。濃度感の欲しいシャドウ部は綱点比率が１００％のもの、中間部は綱点比率が中間のもの、明るさの欲しいハイライト部は綱点比率が低いものである。図２に、これらシャドウ部、中間部及びハイライト部の概略を示す。図２において、２０はダイアモンドスタイラス、３０は金属胴、４０は彫刻された網点である。また、一般的なダイアモンドスタイラスを図３に示す。図３に示すダイアモンドスタイラス２０は、スタイラス角度が１３０°であるが、濃度感の出る１２０°、１１５°も用いることが出来る。表２にスクリーン線数１７５線におけるスタイラス角度を変えた時のディメンジョンを示す。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
このようにスタイラス角度を変えても、各綱点の直径は変わらず深さと容積が変わるので、版胴の耐刷性を上げるためスタイラス角度１３０°の綱点比率を８０％にし、シャドウ部の濃度感が足りない場合は、スタイラス角度１２０°の綱点比率８０％、又はスタイラス角度１１５°の綱点比率８０％を用いれば良い。
【００３１】
スクリーン線数は１インチの間に並んでいる綱点の個数で表示する。スクリーン線数１００は、パートコートなど高粘度の接着剤の塗工や、不織布など粗面でセンイの間にインキが浸み込んでしまい表面のインキ濃度が出にくインキを多く転移しなければならないような場合に使われる。スクリーン線数１３３は、１００線では粗すぎて文字や画像のビビリが目立つが１５０線ではどうしても濃度が不足する場合に用いられる。スクリーン線数１５０は軟包材の印刷で充分濃度を出したい場合や、クラフト紙のような粗面紙や粒子の粗い金属粉を使った金、銀色インキなどの場合に用いられる。
【００３２】
スクリーン線数１７５は、最も一般的に使用されるスクリーンで、パッケージや出版に広く用いられる標準線数である。スクリーン線数２００線以上のスクリーンは、インキの転移量を多く必要としないが、細線の表現を良くしたいときや、絵柄のデテールを良く出したい場合に使用され、切手では３００線以上のものが使われている。
【００３３】
次に、グラビア印刷の概略を図４を参照して説明する。図４において、５１は版胴ロール、５２は圧縮ロール、５３はグラビアインキ、５４はドクターナイフ、５５は原反であり、版胴ロール５１に付着したグラビアインキ５３をドクターナイフ５４でかき取り、その後、原反５５に転移して印刷するものである。胴版ロール５１に付着したグラビアインキ５３をドクターナイフ５４でかき取る際、ドクターナイフ５４は、セル以外のスクリーン巾と接触しながらかき取って行く。したがって、スクリーン巾が広くなれば、版胴ロール５１のドクターナイフ５４による単位長さ当りの線圧が小さくなり、それだけ摩耗も少なくなる。
【００３４】
ところで、スクリーン線数とスクリーン巾の関係は、スクリーン線数が少ない程スクリーン巾は広くなり、スクリーン線数が多い程スクリーン巾は狭くなる。したがってドクターナイフと摩擦するスクリーン巾は広い程耐刷性があることとなるので、スクリーン線数が少ない程耐刷性があることになる。スクリーン巾は綱点比率によっても異なり、スクリーン線数１７５線、スタイラス角度１３０°における綱点比率とスクリーン巾の関係を表３に示す。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
表３から明らかなように、各綱点形状における綱点比率１００％に対して８０％のスクリーン巾は２．０倍（フアイン）〜２．７倍（コアース）であり、版胴に対する単位長さ当りの線圧も１／２倍〜１／２．７倍と小さくなり摩耗も少なく、耐刷性の優れた版となる。
【００３７】
藍、赤、黄の３原色に墨と白を加えた５色のプロセスカラーを用い重ね刷りを行うことにより目的の色彩や色調を得る。この時各色に同じ形状の綱点を用いると色ムラやモワレが発生する。この欠点を補うため綱点の大きさや交叉角度の異なる４種類の綱点を組合わせて使われる。コンプレスト、エロンゲート、コアース、フアインの綱点の大きさや交叉角度がそれぞれ異なっているので、例えば、赤と白はコンプレスト、藍はエロンゲート、黄色はコアース、墨はフアインというように使い分けすることによって色ムラやモアレを防ぐことが出来る。印刷する順序は色の濃い順から墨、藍、赤、黄、白の順に印刷すると、目的とする優れた色彩や色調を得ることが出来る。
【００３８】
スクリーン線数が２００線未満、綱点比率が８０％以下の版胴で水性グラビア印刷された原反は乾燥工程で乾燥される。風量は油性グラビア印刷の乾燥の風量と同様に４０〜７０ｍ3／ｍｉｎとし、効率的に熱量を加えるため８０℃〜１５０℃の熱風で乾燥させる。熱風の温度は高ければ高い程熱量を与えられ印刷スピードも上げられることが出来るが、温度が高くなるにつれて装置等に奪われて損失する量も多くなるので印刷スピードに合った適性な熱風温度が必要であり、印刷スピードに応じ、前記８０℃〜１５０℃の熱風で乾燥させるものである。
【００３９】
油性グラビア印刷と略同様の１２０ｍ／ｍｉｎの印刷スピードであれば、熱風温度は１２０℃位が適性である。乾燥された印刷フイルムは熱風の熱で温度が上昇して伸びており、そのまま次の色の印刷工程で印刷すると印刷ズレが起こるので、略その印刷ユニット内の印刷時の温度まで冷却工程で冷却される。
【００４０】
冷却工程においては、乾燥工程で印刷用フイルムに付与された熱量を消去し、各ユニットにおける印刷工程での印刷用フイルム温度を略同一となるようにする。冷却は印刷面のみ冷却することも出来るが、印刷面と同時に反対面も冷却することが好ましい。フイルムの両面を冷却することにより、効率よく冷却することが出来、印刷速度を落とすことなく次の印刷工程においてフイルムの温度を所定の温度まで低下させることが出来る。
【００４１】
フイルムの印刷面と反対面とを冷却するには、例えば、印刷面は冷風と冷却ロールにより冷却し、反対面は冷却用液体を塗布後、冷風を吹き付けて冷却用液体を気化させ、その蒸発潜熱によって冷却することができる。このように冷却用液体を用いて冷却することにより、簡単な構造で効率よく冷却することができる。
【００４２】
冷却用液体は、蒸発潜熱で熱を奪うものであるから、蒸発潜熱が大きいこと、沸点が低く蒸気圧が高くて気化しやすいこと、ムラなく塗布するために表面張力が小さいことが求められ、このような冷却用液体は、１種類又は２種類以上の液体を混合した混合液体で調製することができる。例えば、低級アルコールのメタノールやエタノール単独でも良いが、蒸発潜熱を大きくしたい場合には、蒸発潜熱の最も大きい水を主体とし、水とどのような割合でも溶け合い、水に不足している気化し易さと表面張力とを補う補助液体との混合液体を用いることができる。
【００４３】
このような補助液体としては、低級アルコール類、エステル類があるが蒸発泉熱、蒸気圧の大きな低級アルコールが好ましく、エタノールでも良いがコストの点からメタノールが最も好ましい。表４にエステル類と低級アルコールの沸点、気化（蒸発）潜熱、蒸気圧、表面張力のデータを示す。
【００４４】
【表４】
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【００４５】
混合液体の上記物性値は、蒸気圧を除いては、水とメタノール、エタノール、酢酸エチルエステルとの間の値となる。蒸気圧はその場の気相に夫々単独で蒸発するので、両方の合算した値となる。混合液体の割合は、水が多くなれば蒸発潜熱は大きいが気化しにくくなり、メタノール、エタノール、酢酸エチルエステルの割合が多くなれば気化しやすくなるが気化熱は小さくなる。例えば、水とメタノールの割合は、水（１０〜９０％）：メタノール（１０〜９０％）の中から気化速度、蒸発潜熱の程度を考慮して設定することができる。
【００４６】
冷却用液体の塗布は、略均一に塗布できる手段であれば特に限定されず、例えば、霧吹き状に吹き付けても、ロールを介して塗布してもよいが、モルトンロール（金属ロールの全面に布を巻いたもの）の布に冷却用液体を浸み込ませて、冷却ロール上のフイルムにモルトンロールを接触させることにより塗布することが、簡単な装置で均一に塗布できるので好ましい。
【００４７】
冷却用液体を塗布した面には、冷風を吹き付けて冷却用液体の気化を促進させる。冷風を吹付けることにより、冷却用液体の塗布面の気相から冷却用液体の蒸気を取り除かれるので、気化が促進されるものである。この段階で、多少の塗布した冷却用液体が残っていても、その後の搬送ライン上で気化し、同時にフイルムを冷却しながら次の色の印刷時までには完全に気化が終了し、フイルムの温度は前の印刷工程における印刷時の温度まで下がっている。
【００４８】
冷却は、冷却すればする程伸びは小さくなるので、冷却する程効果的であるが、第１色目から最終色までの各色の印刷時のフイルム温度が略一定であることが重要である。
【００４９】
以上のような水性グラビア印刷を行う水性グラビア印刷装置としては、各冷却部に、フイルムの印刷面が巻き掛けられる冷却ロールと、印刷面に冷風を吹き付ける印刷面用冷風吹付け手段と、印刷面の反対面に冷却用液体を塗布する冷却用液体塗布手段と、この冷却用液体塗布手段で冷却用液体が塗布された面に冷風を吹付ける気化促進用冷風吹付け手段とを設けたものを用いることができる。
【００５０】
冷却用液体塗布手段としては、モルトンロール、スプレー等、冷却用液体を塗布できるものであれば特に限定されない。気化促進用冷風吹付け手段は、塗布面の周囲の気体を取り除けるものであれば特に限定されない。前記冷却ロールと印刷面用冷風吹付け手段とは、従来用いられているものを用いることができる。
【００５１】
本発明による水性グラビア印刷用版胴を用いて印刷するグラビア印刷装置の一実施形態を図面を参照して説明する。
図５は水性グラビア印刷装置の全体の概略図、図６は水性グラビア印刷装置の第１印刷ユニット部分の拡大図である。
【００５２】
図５及び図６において、１００は給紙部で、印刷用フイルム１を後続の印刷ユニットへ繰出すものである。２００は第１色目の第１印刷ユニット、３００は第２色目の第２印刷ユニット、４００は第３色目の第３印刷ユニット、５００は第４色目の第４印刷ユニット、６００は第５色目の第５印刷ユニットとである。
【００５３】
第１色目の第１印刷ユニット２００は、印刷用フイルム１に印刷を施す印刷部２１０と、印刷された印刷用フイルム１を乾燥させる乾燥部２２０と、印刷用フイルム１を冷却する冷却部２３０とが設けられている。印刷部２１０には、版胴２１１、圧胴２１２、ファニッシャーロール２１３が設けられており、乾燥部２２０には、多数のコロロール２２１…２２１が設けられている。
【００５４】
冷却部２３０には、印刷用フイルム１の印刷面に当接して冷却する冷却ロール２３１が設けられ、この冷却ロール２３１の上流側（印刷用フイルム１が搬送されてくる側）の近傍に、印刷用フイルム１の印刷面に冷風を吹付ける冷風機２３２が設けられている。また、冷却ロール２３１に当接してモルトンロール２３３が設けられており、このモルトンロール２３１の出口側（フイルムが出て行く側）には、気化促進用の冷風ノズル２３４が設けられている。この冷風ノズル２３４と冷風機２３２は冷風の供給源（図示せず）に連結されており、印刷用フイルム１の印刷面と塗布面に冷風を吹付けるようになっている。
【００５５】
なお、第２色目の第２印刷ユニット３００、第３色目の第３印刷ユニット４００、第４色目の第４印刷ユニット５００、第５色目の第５印刷ユニット６００も、第１色目の第１印刷ユニット２００と同様に、版胴３１１，４１１，５１１，６１１、圧胴３１２、４１２，５１２，６１２、ファニッシャーロール３１３，４１３，５１３，６１３、コロロール３２１，４２１，５２１，６２１、冷却ロール３３１，４３１，５３１，６３１、冷風機３３２，４３２，５３２，６３２、モルトンロール３３３，４３３，５３３，６３３、冷風ノズル３３４，４３４，５３４，６３４が設けられている。
【００５６】
以上のような水性グラビア印刷装置でグラビア印刷するには、給紙部１００から印刷用フイルム１を繰出して第１色目の第１印刷ユニット２００に送り込む。印刷ユニット２００に送られて来た印刷用フイルム１は、まず、印刷部２１０において版胴２１１と圧胴２１２に圧着されて第１色（例えば、黄色）が印刷される。この印刷用フイルム１は乾燥部２２０において熱風で乾燥させられた後、冷却部２３０へ送られる。
【００５７】
印刷用フイルム１は、冷却部２３０において、まず、冷風機２３２により印刷面１１に冷風が吹付けられた後、続いて冷却ロール２３１に巻回されて印刷面１１側から冷却される。また、冷却ロール２３１への巻回された状態において、モルトンロール２３３が圧接しているので、モルトンロール２３３に蓄えられた冷却用液体が印刷面の反対側の面に塗布される。さらに、冷却ロール２３１の出口側において、冷風ノズル２３４から印刷用フイルム１の液体塗布面１２に冷風が吹付けられる。冷却用液体は気化し易いので、気化により印刷用フイルム１から熱を奪い冷却する。また、冷風ノズル２３４からの冷風により、気化した冷却用液体を印刷用フイルム１の周囲から除去するので、冷却用液体の気化が促進されている。
【００５８】
したがって、印刷用フイルム１の印刷面１１側は、主として、冷風機２３２からの冷風と、冷却ロール２３１とにより冷却され、また、印刷用フイルム１の液体塗布面１２側は、主として、冷却用液体の蒸発潜熱により冷却され、全体として効果的に冷却されている。そして、この冷却により、印刷部２１０において印刷された際の印刷用フイルム１の温度に略同一となるようにしている。
【００５９】
そして、第２色目以降の印刷ユニットにおいても、同様な動作を繰り返し、５色からなる水性グラビア印刷を印刷用フイルム１に施し、グラビア印刷が完成する。
【実施例】
【００６０】
［実施例１］
＜油性グラビア印刷用版胴＞
円周６００ｍｍ、軸方向の巾１，２００ｍｍの金属胴に１００μｍの銅メッキを行った。油性印刷用として軸方向の巾３００ｍｍ、円周方向に５８０ｍｍの長さにヘリオの電子彫刻でスクリーン線数１７５線、スタイラス角度１３０度、綱点比率１００％で各形状の綱点、コンプレスト（２本）、エロンゲート（１本）、コアース（１本）、フアイン（１本）の４種類５本の油性グラビア印刷用版胴を作製した。
【００６１】
＜水性グラビア印刷用版胴＞
油性グラビア印刷用版胴と同一の金属胴を用い、軸方向の巾３００ｍｍ、円周方向に５８０ｍｍの長さにヘリオの電子彫刻でスクリーン線数１７５線、スタイラス角度１３０度、綱点比率８０％で各形状の綱点、コンプレスト（１本）、エロンゲート（１本）、コアース（２本）、フアイン（１本）の４種類５本の水性グラビア印刷用版胴を作製した。
【００６２】
＜油性グラビア印刷用インキ＞
油性グラビア印刷用インキとして、大阪インキ（株）スチプリを大阪インキ（株）製希釈剤（イソプロピルアルコール５０％、酢酸エステル５０％）で希釈して
墨（顔料濃度５％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
藍（顔料濃度８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
赤（顔料濃度８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６．５秒）
黄（顔料濃度８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
白（顔料濃度１５％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１７秒）
のインキを調整した。
【００６３】
＜水性グラビア印刷用インキ＞
水性グラビア印刷用として、大阪インキ（株）製ＥＸＰ１７００９を大阪インキ（株）製希釈剤（水１５％、イソプロピルアルコール２５％、メタノール３０％、エタノール３０％）を用いて
墨（顔料濃度８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
藍（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１７秒）
赤（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
黄（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
白（顔料濃度１８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１７秒）
のインキを調整した。
【００６４】
＜油性グラビア印刷＞
前記油性グラビア印刷用版胴（綱点比率１００％）と油性グラビア印刷用インキを富士機械（株）製５色のグラビア印刷機（ＦＭ５Ｓタイプ）に墨（フアイン）、藍（エロンゲート）、赤（コンプレスト）、黄（コアース）、白（コンプレスト）の組合せでセットし、１２０ｍ／ｍｉｎの印刷速度で版胴のインキをセラミックコートのドクターナイフでかき取りながら印刷した。なお、ドクターナイフは５万ｍ毎に交換した。
＜水性グラビア印刷＞
前記水性グラビア印刷用版胴（綱点比率８０％）と水性グラビア印刷用インキを富士機械（株）製５色のグラビア印刷機（ＦＭ５Ｓタイプ）に墨（フアイン）、藍（エロンゲート）、赤（コンプレスト）、黄（コアース）、白（コアース）の組合せでセットし、油性グラビアと同様１２０ｍ／ｍｉｎの印刷速度で版胴のインキをセラミックコートのドクターナイフでかき取りながら印刷した。なお、ドクターナイフは油性グラビア印刷と同様５万ｍ毎に交換した。
＜評価方法＞
油性グラビア印刷と水性グラビア印刷の耐刷性を比較した。耐刷性の評価は、５万ｍ毎に各綱点の軸方向のセル巾の変化や、セルの形状の変化（キズの有無、形の変化）及び実際に印刷した印刷物の色の濃度の減少、色の平滑性（均一性）、版カブリの有無で評価した。
結果を表５、表６及び表７に示す。
【００６５】
【表５】
2007001084.tif 000007
【００６６】
【表６】
2007001084.tif 000008
【００６７】
【表７】
2007001084.tif 000009
【００６８】
＜評価結果＞
油性グラビア印刷用版胴（綱点比率１００％）の耐刷性は墨、藍、赤、黄は全ての項目で３０万ｍまで異常は見られなかった。白色顔料として酸化チタンを用いている白色版は色の濃度が１５万ｍ（セル巾１４μｍ縮小）までは正常であったが２０万ｍ（セル巾１９μｍ縮小）では濃度が薄くなり白色版の耐刷性は１５万ｍまでであった。
【００６９】
水性グラビア印刷用版胴（綱点比率８０％）の耐刷性は油性グラビア版と同様墨、藍、赤、黄に於いて全ての項目で３０万ｍまで異常は見られなかった。白色版も油性グラビア版と同様、１５万ｍ（セル巾１４μｍ縮小）までは異常が見られなかったが２０万ｍ（セル巾２０μｍ縮小）では濃度が薄くなり耐刷性は１５万ｍまでであった。
以上のように綱点比率を８０％にしてスクリーン巾（土手）を２．０〜２．６倍にすることによって油性グラビア用版胴と同等の耐刷性が得られる。
【００７０】
［実施例２］
図５及び図６に示すグラビア印刷装置を用いて印刷を行った。版胴にはヘリオの彫刻で彫られた（スクリーン線数１７５線、スタイラス角度１３０度、綱点比率８０％以下）コンプレスト、エロンゲート、コアース、フアインの版胴を富士機械（株）製５色のグラビア印刷機（ＦＭ５Ｓタイプ）にセットした。インキは大阪インキ（株）製水性グラビアインキＥＸＰ１７００９を大阪インキ（株）製希釈剤（水１５％、イソプロピルアルコール２５％、メタノール３０％、エタノール３０％）を用いて
墨（顔料濃度８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
藍（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１７秒）
赤（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
黄（顔料濃度１０％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１６秒）
白（顔料濃度１８％、粘度ザーンカップＮＯ．３で１７秒）
のインキを調整した。
【００７１】
印刷用フイルム１は、東セロ（株）製一般用ＯＰＰフイルム「ＯＰＵ−１」（厚さ２０μｍ、巾１０００ｍｍ、２０００ｍ巻き、片面コロナ処理）を５色印刷機の給紙部１００にセットし、コロナ処理面に印刷しながら印刷スピード１２０ｍ／ｍｉｎ、テンション８．０ｋｇ／１０００ｍｍ巾、墨（版胴フアイン、第１印刷ユニット２００）、藍（版胴エロンゲート、第２印刷ユニット３００）、赤（版胴コンプレスト、第３印刷ユニット４００）、黄（版胴コアース、第４印刷ユニット５００）、白ベタ（版胴コアース、第５印刷ユニット６００）の順で百合の花柄模様の重ね印刷を行った。
乾燥部２２０、３２０、４２０、５２０、６２０での熱風１２０℃、６０ｍ３／ｍｉｎとした。
【００７２】
冷却部２３０、３３０、４３０、５３０、６３０は既存の冷風機２３２、３３２、４３２、５３２、６３２から３０℃の冷風を印刷面１１側に吹き付け、次いで既存の冷却ロール２３１、３３１、４３１、５３１、６３１に３０℃の冷却水を通して印刷面１１を冷却した。
【００７３】
また、同時に水（７０％）とメタノール（３０％）の混合液体からなる冷却用液体を布に浸み込ませたモルトンロール２３３、３３３、４３３、５３３、６３３を冷却ロールに接触させ、フイルムの印刷面１１と液体塗布面１２に冷却用液体を塗布した。次いで、塗布直後に冷風ノズル２３４、３３４、５３４、６３４から３０℃の冷風を０．８ｍ３／ｍｉｎの風量で液体塗布面１２に吹付けて、冷却用液体を気化させて冷却を行った。
【００７４】
このようにして印刷を行い、各所の温度を測定（印刷開始１０分後）してその温度の挙動を把握するとともに、１色目から５色目までの各色の印刷時のフイルム温度が略同一の温度になっているかをチェックした。温度の測定は、放射温度計を用いて測定した。また、印刷物を肉眼で観察し、百合の花柄模様の色のはみ出しの有無を調べた（印刷ズレが起きれば色のはみ出しが起こる。）
測定結果を表７に示す。
【００７５】
【表７】
2007001084.tif 000010
【００７６】
表７中の測定温度は以下の通りである。また、対応箇所を図２に示す。
ａ：前印刷ユニットの冷却工程を終了し、当該印刷ユニットへ進入した時のフイルム印刷面の温度（当該ユニットでの印刷時のフイルムの温度）
ｂ：乾燥直後のフイルム印刷面１１の温度
ｃ：冷風機通過後のフイルム印刷面１１の温度
ｄ：冷却ロールの表面温度
ｅ：モルトンロールの表面温度
ｆ：冷却ノズルの通過直後のフイルムの液体塗布面１２の温度
ｇ：冷却ノズル通過後のフイルム印刷面１１の温度（ｆよりは少し進んだ個所
におけるフイルム印刷面１１の温度）
※：使用前フイルムの保管温度（室温）
【００７７】
次に、第２印刷ユニット３００を例にとって説明する。
第１印刷ユニット２００の冷却工程を終了して、第２印刷ユニット３００へ進入した印刷用フイルム１の温度ａは３３℃まで冷却されており、この温度で印刷される。乾燥工程直後のフイルム温度ｂは４７℃まで上昇しており、次いで印刷面１１に冷風（３０℃）を吹き付けると印刷面１１の温度ｃは４２℃まで下がる。次いで、３４℃の冷却ロール３３１で印刷面１１を冷却し、液体塗布面１２にモルトンロール３３３で冷却用液体を塗布し、冷却ノズル３３４から３０℃の冷風０，８ｍ３／ｍｉｎを吹き付けると、蒸発潜熱で熱を奪われフイルムの液体塗布面１２の温度ｆは３５℃まで下がる。しかし印刷面１１の温度ｇは４２℃であり、温度勾配のあることが判る。しかし、冷却工程を終了して第３印刷ユニットへ進入した時の印刷用フイルム１の印刷面１１の温度ａは３４℃まで下がっており、この間も塗布した混合液体の蒸発潜熱で冷却が進んで全体を冷却していると考えられる。このように、印刷面１１は冷風と冷却ロール、液体塗布面１２は混合液体の蒸発潜熱で冷却すると効果的であり、特に冷却用液体は印刷用フイルム１の搬送中にも気化を続けて冷却する効果がある。
【００７８】
［印刷時のフイルム温度］
印刷時のフイルム温度は表７のａに示されるように１色目から５色目まで略同一である。なお、１色目のａはフイルムの保管温度である。
【００７９】
［印刷物の肉眼観察］
墨―藍―赤―黄―白ベタの順で花柄模様の重ね印刷を行った印刷物２０００ｍを肉眼で観察したところ、最初から最後まで花柄模様がきれいに印刷されており、色のはみ出しは見られなかった。したがって印刷ズレは発生していなかった。
以上のように乾燥温度を８０〜１５０℃にし、印刷面は冷風と冷却ロールで冷却し、反対面に冷却用液体を塗布してその蒸発潜熱によって急速に冷却することによって浅版化することなく、スクリーン線数２００線未満、綱点比率８０％のグラビア版でも印刷スピードを落とすことなく油性グラビア印刷と同等のスピードで印刷することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】コアースの綱点に他の３種類の網点を重ねた図である。
【図２】金属胴表面に形成したシャドウ部、中間部及びハイライト部の概略を示す図である。
【図３】ダイアモンドスタイラスを示す図である。
【図４】グラビア印刷の概略を示す図である。
【図５】本発明による積層材の製造方法に用いる水性グラビア印刷装置の一実施形態の全体を示す概略図である。
【図６】本発明による積層材の製造方法に用いる水性グラビア印刷装置の一実施形態の第２印刷ユニットを示す概略図である。
【図７】ＯＰＰフイルムの伸長度の温度依存性を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１：印刷用フイルム
２０：ダイアモンドスタイラス
３０：金属胴
４０：網点
５１：版胴ロール
５２：圧縮ロール
５３：グラビアインキ
５４：ドクターナイフ
５５：原反
１００：給紙部
２００：第１印刷ユニット
２１０：印刷部
２２０：乾燥部
２３０：冷却部
２３１：冷却ロール
２３２：冷風機
２３３：モルトンロール
２３４：冷風ノズル
３００：第２印刷ユニット
４００：第３印刷ユニット
５００：第４印刷ユニット
６００：第５印刷ユニット
【図１】
2007001084.tif 000011
【図２】
2007001084.tif 000012
【図３】
2007001084.tif 000013
【図４】
2007001084.tif 000014
【図５】
2007001084.tif 000015
【図６】
2007001084.tif 000016
【図７】
2007001084.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月22日(2005.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
【表２】
2007001084.tif 000018
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
スクリーン線数は１インチの間に並んでいる綱点の個数で表示する。スクリーン線数１００は、パートコートなど高粘度の接着剤の塗工や、不織布など粗面でセンイの間にインキが浸み込んでしまい表面のインキ濃度が出にくくインキを多く転移しなければならないような場合に使われる。スクリーン線数１３３は、１００線では粗すぎて文字や画像のビビリが目立つが１５０線ではどうしても濃度が不足する場合に用いられる。スクリーン線数１５０は軟包材の印刷で充分濃度を出したい場合や、クラフト紙のような粗面紙や粒子の粗い金属粉を使った金、銀色インキなどの場合に用いられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
次に、グラビア印刷の概略を図４を参照して説明する。図４において、５１は版胴ロール、５２は圧胴ロール、５３はグラビアインキ、５４はドクターナイフ、５５は原反であり、版胴ロール５１に付着したグラビアインキ５３をドクターナイフ５４でかき取り、その後、原反５５に転移して印刷するものである。版胴ロール５１に付着したグラビアインキ５３をドクターナイフ５４でかき取る際、ドクターナイフ５４は、セル以外のスクリーン巾と接触しながらかき取って行く。したがって、スクリーン巾が広くなれば、版胴ロール５１のドクターナイフ５４による単位長さ当りの線圧が小さくなり、それだけ摩耗も少なくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
このような補助液体としては、低級アルコール類、エステル類があるが蒸発潜熱、蒸気圧の大きな低級アルコールが好ましく、エタノールでも良いがコストの点からメタノールが最も好ましい。表４にエステル類と低級アルコールの沸点、気化（蒸発）潜熱、蒸気圧、表面張力のデータを示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
以上のような水性グラビア印刷装置でグラビア印刷するには、給紙部１００から印刷用フイルム１を繰出して第１色目の第１印刷ユニット２００に送り込む。印刷ユニット２００に送られて来た印刷用フイルム１は、まず、印刷部２１０において版胴２１１と圧胴２１２に圧着されて第１色（例えば、墨）が印刷される。この印刷用フイルム１は乾燥部２２０において熱風で乾燥させられた後、冷却部２３０へ送られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
このようにして印刷を行い、各所の温度を測定（印刷開始１０分後）してその温度の挙動を把握するとともに、１色目から５色目までの各色の印刷時のフイルム温度が略同一の温度になっているかをチェックした。温度の測定は、放射温度計を用いて測定した。また、印刷物を肉眼で観察し、百合の花柄模様の色のはみ出しの有無を調べた（印刷ズレが起きれば色のはみ出しが起こる。）
測定結果を表８に示す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
【表８】
2007001084.tif 000019
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
表８中の測定温度は以下の通りである。また、対応箇所を図２に示す。
ａ：前印刷ユニットの冷却工程を終了し、当該印刷ユニットへ進入した時のフイルム印刷面の温度（当該ユニットでの印刷時のフイルムの温度）
ｂ：乾燥直後のフイルム印刷面１１の温度
ｃ：冷風機通過後のフイルム印刷面１１の温度
ｄ：冷却ロールの表面温度
ｅ：モルトンロールの表面温度
ｆ：冷却ノズルの通過直後のフイルムの液体塗布面１２の温度
ｇ：冷却ノズル通過後のフイルム印刷面１１の温度（ｆよりは少し進んだ個所
におけるフイルム印刷面１１の温度）
※：使用前フイルムの保管温度（室温）
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
［印刷時のフイルム温度］
印刷時のフイルム温度は表８のａに示されるように１色目から５色目まで略同一である。なお、１色目のａはフイルムの保管温度である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
【図１】コアースの綱点に他の３種類の網点を重ねた図である。
【図２】金属胴表面に形成したシャドウ部、中間部及びハイライト部の概略を示す図である。
【図３】ダイアモンドスタイラスを示す図である。
【図４】グラビア印刷の概略を示す図である。
【図５】本発明による水性グラビア印刷装置の一実施形態の全体を示す概略図である。
【図６】本発明による水性グラビア印刷装置の一実施形態の第２印刷ユニットを示す概略図である。
【図７】ＯＰＰフイルムの伸長度の温度依存性を示す図である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
１：印刷用フイルム
２０：ダイアモンドスタイラス
３０：金属胴
４０：網点
５１：版胴ロール
５２：圧胴ロール
５３：グラビアインキ
５４：ドクターナイフ
５５：原反
１００：給紙部
２００：第１印刷ユニット
２１０：印刷部
２２０：乾燥部
２３０：冷却部
２３１：冷却ロール
２３２：冷風機
２３３：モルトンロール
２３４：冷風ノズル
３００：第２印刷ユニット
４００：第３印刷ユニット
５００：第４印刷ユニット
６００：第５印刷ユニット
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2007001084.tif 000020