(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷体に対するインクジェット方式によるオフセット印刷方法であって、インクジェットにより直接印刷される被印刷体が、オフセット印刷における平面原板（ガラ受けシート）またはパッドであり、且つ該被印刷体の被印刷面が５０〜１００ｄｙｎ／ｃｍの表面濡れ性（表面エネルギ）を有する、表面ブラストまたは液体ホーニング法による無方向性加工面で表面アラサＨｍａｘが１〜５μｍであるＡｌ合金、または非金属材料（軟質ＮＢＲゴム、クロロプレンゴム、塗被アート紙）であり、さらに使用されるインキが水溶性アントラキノン系分散形インキまたは水溶性ジアゾ系分散形インキであることを特徴とするインクジェット方式によるオフセット印刷方法。
【請求項２】
前記被印刷体の非金属材料が、少なくともその被印刷表面の浸透性がＢｅｋｋ試験器による空気漏洩法で標準的な製図用ケント紙以下の塗被アート紙であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット方式によるオフセット印刷方法。
【請求項３】
前記被印刷体の少なくともその直接印刷される表面が静電的に活性化されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット方式によるオフセット印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はインクジェット方式を利用したオフセット印刷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在コンピュータ時代に則した印刷方法としてインクジェット方式の印刷法があり、主としてコンピュータや電子機器のプリンタとして数多く使用されている。特に近年は開発により７２０ｄｐｉもの鮮明な印刷を可能とするようになった。しかしこの印刷方式は印刷体が紙や繊維に限られており、これをゴムやプラスチックや金属など、紙や繊維以外の被印刷体にそれもオフセット印刷の手段として使用されることは未だ例を見ない。
【０００３】
またこのインクジェット方式の内でも、必要時のみにインキを噴射するオンデマンド方式のものは、刻々の画面情報により噴射条件を制御し印刷するもので、印刷画像そのものの情報ばかりでなく、印刷すべき被印刷体の形状の変化情報を同時にコントロールすることも可能であり曲面への印刷方式としても極めて有望なものである。しかしながら、現時点ではインクジェット方式の対象は紙や繊維であり、また近年その画質を向上させるために最大解像度が増され、これに対応するため噴射粒子を極限に小さくすることが要求されている。このためインクジェット方式に使用されるインキは一般には水性タイプのもので、しかも助剤としてエチレングリコール等の界面活性剤を含くむ極めて粘度の低い（０．５〜１Ｐｏｉｓｅ程度）、浸透性の高いものとなっている。
【０００４】
一方被印刷体の少なくとも印刷されるべき面がゴムやプラスチックや金属で構成されている場合は、インキが印刷表面に十分定着することが必要となり、また被印刷体が特にオフセット印刷用の平面原版や曲面印刷用のパッドなどの場合には、その印刷されたものを更に最終印刷物に転写定着させるための性状が必要であり、紙や繊維を対象とした現在のインクジェット方式用のインキや被印刷体の材料、表面条件は全くこれに適しているとは言えない。
【０００５】
被印刷体に直接印刷されたインキが如何に安定した条件でその表面に存在するかは、その後の転写精度強いては最終印刷の出来上がり具合を左右する重要なアイテムである。即ち該被印刷体の表面において、インクジェットにより噴出されたインキが弾かれず、流れず、滲まずに如何に安定して定着しているかが問題となる。現在のインクジェット方式用に使用されているインキ及び被印刷体はこれらの条件に合至しているとは必ずしも言えない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このインクジェット方式の印刷を従来のインクジェット方式に対する印刷体であった紙や繊維以外のゴム、プラスチック、金属等の被印刷体に施すためには基本的に使用インキの仕様を変えるばかりでなく、被印刷体の性状仕様も変えなければならない。本出願人は既にこの場合に適正であるインキについては特願平９−９８８７号、発明の名称：曲面への印刷方法、を出願している。該出願によるインキは基本的にインクジェットにおけるインキ性状と、それを平面原版（通称：ガラ受けシート）さらにブランケット（パッド）を介して最終印刷物へ転写定着する場合のインキ性状とを変化させることを目的としたインキ仕様であって、架橋剤と界面活性剤との適正組み合わせによりこれを実現したものである。しかしながら印刷は相手である被印刷体、特にオフセット印刷の場合は平面原版やパッド等の条件により大きく左右されるものであり、この条件を適正なものとすることが極めて重要なことになる。
【０００７】
また、曲面を持つプラスチックや金属等の最終印刷物に印刷する方法には、当該出願人の出願になる特願平１−５９６９７号（発明の名称：曲面への印刷方法及び装置）に開示されているように一旦平面原版（通称：ガラ受けシート）に直接印刷し、それをパッドに写し取り更に最終印刷物に転写定着すると言う工程をとるものなどがある。この方式に更にインクジェット方式による印刷を利用しようとする場合には、その平面原版やパッドに必要な条件としては、ａ）平面原版及びパッド表面にインキが十分に乗ること、ｂ）最終印刷物にインキが十分に転写され且つ定着安定されること、またそのインキとしてはｃ）この工程間の相当な時間このインキが蒸発、固化しないこと、ｄ）インクジェット方式を利用するための低粘度であることが要求される。このｃ）とｄ）の条件は相反するものであるところに問題があり、前記特願平９−９８８７号の出願はこれをインキ側より解決しようとしたものである。しかしながら前述のごとく印刷はインキ側と印刷される側との条件の相互的な技術であり、インキ側のみで十分な解決を図ることはできない。本願発明は直接印刷される側即ち平面原版やパッド側の条件の適正化を図り、これらの欠陥をなくしたインクジェット方式によるオフセット印刷方法を提案するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明は少なくとも被印刷表面がゴム、プラスチック、金属又は加工紙である被印刷体に、インクジェット方式を利用して印刷するオフセット印刷方法であって、被印刷体がインクジェット用のインキの直接印刷面からの内部への浸透性が小さく、且つ、該インキに対する表面の濡れ性（表面エネルギー）が大きいものであることを特徴とすることにより、また前記被印刷体がオフセット印刷における平面原版（ガラ受けシート）又はパッドであり、更に前記被印刷体の少なくとも印刷面がシリコンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴムの群より選ばれたゴム系材料、ポリイソブチレン樹脂、アクリル酸樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂の群より選ばれた合成樹脂系材料、Ａｌ合金、Ｚｎ合金、Ｃｕ合金、Ｆｅ合金又は焼結合金の群より選ばれた金属系材料、表面の浸透性がＢｅｋｋ試験器による空気漏洩法で標準的な製図用ケント紙以下の加工紙であることを特徴とすることにより、更に又前記被印刷体の少なくともその直接印刷表面の濡れ性（表面エネルギー）が５０〜１００ｄｙｎ／ｃｍであることにより、更に少なくともその直接印刷表面のアラサが１〜５μｍであるブラスト又は液体ホーニング法による無方向性加工面であること、また少なくともその直接印刷表面が静電的に活性化されていることを特徴とすることにより解決しようとするものである。
【０００９】
前記のごとく本願発明のオフセット印刷方法における平面原版（通称ガラ受けシート）やパッドの条件は、（ａ）インクジェット方式によるインキが良好な状態で表面に乗ること、（ｂ）パッド又は最終印刷物へのインキの転写がスムーズに行われること、（ｃ）平面原版やパッドにおける印刷精度が最終印刷精度を十分保証するものであること、（ｄ）インキや雰囲気に対して物性的に安定しているものであることが必要である。この（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の条件を左右する要素としては、イ）インキに対する浸透性、表面の濡れ性、相対的表面エネルギー、ロ）材料の種類及びその化学的性質特に耐有機溶剤性並びに機械的性質特に硬度と弾性率、ハ）機械的精度などである。
【００１０】
従来のインクジェット方式用のインキは、インキの粘度及び分散染料の分子量が小さく、しかも界面活性剤の添加により粘性が極めて小さく、浸透性の無い乃至少ない印刷体に対しては上記（ａ）に対する条件、即ちインキが安定して表面へ付着する条件に対しては極めて悪い方向のものとなっている。従って前記の相対的な条件を満足させるためには、条件を動かし難いインキ側ばかりでなく、被印刷体側にも求める必要性がある。本出願人は上記条件の内（ａ）は被印刷体の材料、表面における濡れ性を改善することにより、また（ｂ）は転写する側と転写される側のインキに対する相対的接着性、即ち表面エネルギーの問題として捉えることにより解決できることを発見した。
【００１１】
表面エネルギーの比較的大きい材質としては、ゴム系であればＮＲ（天然ゴム）、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＢＲ（ブチルゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＳＲ（シリコンゴム）、合成樹脂系であればポリイソブチレン樹脂、アクリル酸樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂などで、比較的分子量の大きなもの、架橋されているものが好ましい。
【００１２】
また金属系としてはＡｌ合金、Ｚｎ合金、Ｃｕ合金、Ｆｅ合金、焼結合金などで、成るべく親和性の大きなピュアな純金属に近いものが好ましい。またこれらの金属系材料を使用する場合には標準的な多孔性を有しないプレートとして構成されたものを使用する。しかし別にこれらの金属を粉末化し平面状に焼結して構成したものや、火炎や高周波による溶射面として構成したものを使用しても良い。金属の焼結面や溶射面は表面構造的に濡れ性は良好となり好ましい。また焼結合金の場合はその素材をセラミックスの微粉末を使用できるなど粉末材料、粒度の選択に自由度があり、粉末としてはＡｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ系、Ｃｕ系などの微粉末（平均粒度約４０〜１００μｍ程度）を使用することが好ましい。
【００１３】
紙や繊維は一般的に浸透性が高くインクジェット印刷のための被印刷体としては極めて適しており現在多く使用されている。しかしこの浸透性が高いことは、オフセット印刷のようにそれから更に転写をする場合にはｂ）の条件即ちインキがその被印刷体から剥離され転写されるという条件には不具合な条件として働いてしまう。従って紙を使用する場合には浸透性の少ない加工紙、即ちＢｅｋｋ試験器による空気漏洩法で測定して標準的な製図用ケント紙以下の浸透性（多孔性）を有する紙例えば塗被紙、プラスチックなどによるラミネート紙などを、特にその表面の濡れ性を改善して使用する必要がある。
【００１４】
更に、被印刷体としては、材料の種類及びその化学的性質特に耐有機溶剤性並びに機械的性質特に硬度と弾性率が考慮されなければならない。即ち（ｄ）の条件はインキのビヒクルである有機溶剤や油脂に対し耐性を有することも必要であり、従って、上記の材料のうちこの耐性の良いものが選ばれる必要がある。特にゴム系ではＮＢＲ、ＣＲ、ＢＲ、ＳＲが比較的この耐性を有しており好ましい。また合成樹脂系では全て比較的安定しており前述のものは好しいものと言える。金属系はこれらに対しては全く問題はない。
【００１５】
また表面の濡れ性については、表面エネルギーの１要素として材料自身の物性により大きく左右されるが、他に、その表面構造例えば表面アラサにも影響される。この表面アラサは粗過ぎても、細か過ぎても思わしくなく、適当なアラサの範囲が存在することがわかった。即ちゴム系ではＨｍａｘアラサ３〜５μｍ、プラスチック系ではＨｍａｘアラサ１〜４μｍ程度が好ましい。該表面アラサは機械加工により容易に得ることができ、特に加工方向性のないショットブラスト又は液体ホーニング加工により得るのが好ましい。
被印刷体が金属系で無垢のプレート材などの場合は上記の機械的加工による濡れ性付与以外に、表面を適当なエッチング剤または通常の電蝕法による表面処理により微細な多孔面を得ることができ、これにより濡れ性を改善することが可能である。
【００１６】
また前述の如く、被印刷体の表面は、インキの「乗り」である定着性と、転写時の剥離性という相反する条件に適することを求められており、適正の範囲にあることが必要となる。即ちインキの「乗り」である定着性は、そのものだけを考えればインキの浸透性、濡れ性の良いものが良い訳であるが、オフセット印刷においては、そこから更に最終印刷物へインキを転写しなければならないものであり、転写時には転写条件に十分合っている状態になっていなければならないのである。
【００１７】
ただ被印刷体の剥離性については、転写する側と転写される側との接着力の相関的な差を考慮される必要がある。少なくとも最終印刷物表面の表面エネルギーより小さな表面エネルギーを有する材料を選択する必要がある。表面エネルギーは表面成分分子又は原子の結合断面があるものが高く、線状ポリマーでなく架橋性ポリマーであることが好ましい。アミンで架橋されたポリイソブチレン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂などが良く、架橋度の異なるものを使用することにより前記相関的な差を得ることができる。またロジン酸などの凝集性ポリマーを表面に混練又は塗布することにより表面エネルギーを増加させることも出来る。
【００１８】
表面エネルギーは小さ過ぎればインキは表面上で弾かれてしまい十分な「インキの乗り」を期待することが出来ないし、また大き過ぎるとインキが拡散するばかりでなく最終印刷物への転写も不具合となる。本出願人は被印刷体がゴム系、合成樹脂系ではこの適正値は３０〜２００ｄｙｎ／ｃｍ程度であり、好ましくは５０〜１００ｄｙｎ／ｃｍ程度であることを発見した。本願発明は上記のごとく材料的な考慮と表面の濡れ性を改善することにより好ましいオフセット印刷用の被印刷体（平面原版又はパッド）を提案するものである。
【００１９】
ただ表面エネルギーの測定算出は工業的にはかなり煩雑であり、表面エネルギーに代わりそれと関連するもの、例えば材料の静電特性などを代用値とすることもできる。また被印刷体を積極的に静電的に活性化、即ち摩擦による発生静電気や陽極化被印刷体に荷電インキ粒子を吸着させるなどにより、インキ粒子を積極的に吸着せしめ被印刷体のインキ定着性を改善することが出来る。この場合、静電気力は約数十ガウス（相当）程度にて十分効果を期待することが出来る。
【００２０】
また最終印刷物の印刷精度は、中間の被印刷体における印刷精度に因るところが大きい。特にパッドへの印刷をする場合は注意を要する。特に最終印刷物が曲面である場合では、パッドは最終印刷物と類似曲面を有しており、接触は類似曲面の弾性変形による微妙なタッチを要求され、これは曲面への的確な追従性により保証されなければならない。これはパッド材料の弾性率に直接関係づけられるが、表面硬度もこれに考慮されなければならない。パッド材料の硬度は３０〜５０（Ｈｓ）程度、弾性率は２００〜３００ｋｇ／ｍｍ2 程度の弾性体であることが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本出願人は次の実施形態により確認した。なお、最終印刷物はアクリル樹脂板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１０ｍｍ）とし、インキは下記Ａ、Ｂの２種類とした。表面エネルギーは該インキを直接各平面原版に滴下しその接触角を計測してヤング・デュプレ式よりＰＴＦＥの値と比較算出した。また印刷の良否は目視により、「インキの乗り」については接着フィルムによる剥離試験により比較判定した。なお印刷は０．５ｍｍ線幅、ピッチ５ｍｍの格子模様とし、インクジェットはヒューレット・パッカード社ＮＯＶＡＪＥＴIII 、５１６４５Ａカートリッジを使用した。架橋処理及び定着処理はいずれも６０℃、１０ｍｉｎの一定加熱とした。平面原版は表面を液体ホーニング（ＬＨ）によりアラサを調整した。
Ａ：水溶性アントラキノン系分散形インキ（Ａｌ−アセチルアセトナト硝酸塩錯体架橋剤、非イオン界面活性剤、水分散性ポリマーエマルジョン含む）
Ｂ：水溶性ジアゾ系分散形インキ（Ａｌ−アセチルアセトナト硝酸塩錯体架橋剤、非イオン界面活性剤、水分散性ポリマーエマルジョン含む）
【００２２】
0003890650.tif 000002
【００２３】
0003890650.tif 000003
【００２４】
0003890650.tif 000004
【００２５】
実施形態７
使用インキ      Ａ
平面原版        軟質ＮＢＲゴム（硬度  Ｈｓ４０）
表面アラサ  Ｈｍａｘ＝１２ｓ
表面エネルギー  γｓ＝約４５  ｄｙｎ／ｃｍ
判定結果
平面原版へのインキの乗りは斑や滲みが多く発生し不良であった。従って以後の工程を省略した。
【００２６】
実施形態８
使用インキ      Ａ
平面原版        軟質ＮＢＲゴム（硬度  Ｈｓ４０）
表面アラサ  Ｈｍａｘ＝０．８ｓ
表面エネルギー  γｓ＝約３３  ｄｙｎ／ｃｍ
判定結果
平面原版への印刷はインキが弾かれ斑が多く発生し思わしくない。また、最終印刷物への転写状態も斑が多く不十分であった。
【００２７】
上記実施形態からの明らかなように、被印刷体がゴム系合成樹脂系の場合、比較的材料物性としての表面エネルギーが大きいものでもその表面のアラサによりインキの接触角、即ち実質表面エネルギーが異なっており、これにより施された印刷精度は大きく左右されている。またインクジェット用のインキに対し、印刷されるべき表面の条件は比較的狭い条件範囲となっており、これは各インキの種類に対しインキ毎にシビアーに設定されるべきものであることを示している。表面アラサは１．５ｓ〜３ｓ（ＪＩＳ）程度が好ましく、ゴム系では比較的粗目３〜５μｍ程度、合成樹脂系では比較的細目１〜４μｍ程度が適している。これは実質アラサを形成するディボットの形状に差があるためと思われる。
【００２８】
実施形態９
使用インキ      Ａ
平面原版        Ａｌ板（硬度  Ｈｖ８５）＋ＬＨ
表面アラサ  Ｈｍａｘ＝３ｓ
最終印刷物      ポリエチレンシート
判定結果
平面原版への印刷は若干滲みが認められたが概ね良好。架橋後の最終印刷物への転写は良好であった。
実施形態１０
使用インキ      Ａ
平面原版        Ａｌ板（硬度  Ｈｖ８５）＋ＬＨ
表面アラサ  Ｈｍａｘ＝０．８ｓ
最終印刷物      ポリエチレンシート
判定結果
平面原版へのインキの乗りは斑や滲みが多く発生し不良であった。従って以後の工程を省略した。
実施形態１１
使用インキ      Ａ
平面原版        塗被アート紙（白土、サチンホワイト系塗被料）＋ブラスト
表面アラサ  Ｈｍａｘ＝１．５ｓ
最終印刷物      ポリエチレンシート
判定結果
平面原版へのインキの乗りは良好で斑や滲みも認められない。架橋後の最終印刷物への転写も良好であった。
【００２９】
被印刷体が金属系（Ａｌ板）の場合明らかに表面のアラサによる影響が大きく現れ、印刷精度の差が生じた。Ａｌ板では比較的粗目の表面であることが好ましい。また加工紙への直接印刷は比較的安定しており、ブラストにより表面のアラサを調整することにより良好な印刷を得ることができ、転写も比較的精度よく行われた。
【００３０】
【発明の効果】
平面原版やパッドの条件を特定することにより、従来紙や繊維を対象としていたインクジェット方式をオフセット印刷にまでその用途範囲を広げることが可能となった。また、曲面印刷に対するインクジェット方式による新しい印刷方法の可能性を期待することが出来る。