| 【発明の名称】 |
ロータリースクリーン印刷方法及び印刷装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】清水 智仁
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式会社リコー内
【氏名】山本 一公
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式会社リコー内
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| 【要約】 |
【課題】円筒状スクリーン版と基材の分裂部でおこるインク分裂に伴う糸引きの発生を抑制し、印刷膜表面凹凸のない良好な印刷膜を得ることで、常に、安定した印刷を行なうことができるロータリースクリーン印刷方法及び装置を提供すること。
【解決手段】円筒状スクリーン版とこの円筒状スクリーン版内の内側に設置されたスキージを備え、該円筒状スクリーン版を連続的に回転させ、スキージをかくことによりスキージ直前のインクを該円筒状スクリーン版孔を通して前記円筒状スクリーン版と接する被印刷基材にインクを印刷するスクリーン印刷方法において、該印刷インクの貯蔵弾性率Ｇ’（ｄｙｎ／ｃｍ２）がｘ軸を測定周波数（ｒａｄ／ｓ）、ｙ軸を貯蔵弾性率Ｇ’とした場合、測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝２ｘ以下とし、且つ同様に損失弾性率Ｇ”が測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝３１．９３４ｘ0.8359以下で示される範囲内の貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”を持つインクを用い印刷することを特徴とするロータリースクリーン印刷方法。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 円筒状スクリーン版とこの円筒状スクリーン版内の内側に設置されたスキージを備え、該円筒状スクリーン版を連続的に回転させ、スキージをかくことによりスキージ直前のインクを該円筒状スクリーン版孔を通して前記円筒状スクリーン版と接する被印刷基材にインクを印刷するスクリーン印刷方法において、該印刷インクの貯蔵弾性率Ｇ’（ｄｙｎ／ｃｍ２）がｘ軸を測定周波数（ｒａｄ／ｓ）、ｙ軸を貯蔵弾性率Ｇ’とした場合、測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝２ｘ以下とし、且つ同様に損失弾性率Ｇ”が測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝３１．９３４ｘ0.8359以下で示される範囲内の貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”を持つインクを用い印刷することを特徴とするロータリースクリーン印刷方法。
【請求項２】 前記ロータリースクリーン印刷法により長時間連続印刷する印刷方法において、円筒状スクリーン版内に供給するインクの固形分濃度を印刷開始時のインク固形分濃度を維持するよう、インク溶媒にて希釈を行ないながら印刷する請求項１に記載のロータリースクリーン印刷方法。
【請求項３】 前記円筒状スクリーン版両端の開口部にふたをし、版内をおおむね密閉状態として印刷することを特徴とする請求項１または２に記載のロータリースクリーン印刷方法。
【請求項４】 前記ロータリースクリーン印刷法において、円筒状スクリーン版と被印刷基材の分離部に向けて流体吐出用スリットよりインク主溶媒を含むガスを吹付けながら印刷することを特徴とする請求項１に記載のロータリースクリーン印刷方法。
【請求項５】 前記吐出ガスの吐出圧を２００ｍｍＡｑ以下としたことを特徴とする請求項４に記載のロータリースクリーン印刷方法。
【請求項６】 円筒状スクリーン版とこの円筒状スクリーン版内の内側に設置されたスキージを備え、該円筒状スクリーン版を連続的に回転させ、スキージをかくことによりスキージ直前のインクを該円筒状スクリーン版孔を通して前記円筒状スクリーン版と接する被印刷基材にインクを印刷するスクリーン印刷装置であって、円筒状スクリーン版内をおおむね密閉状態に保つように両端の開口部を塞ぐフタ部材を具備したことを特徴とするロータリースクリーン印刷装置。
【請求項７】 円筒状スクリーン版とこの円筒状スクリーン版内の内側に設置されたスキージを備え、該円筒状スクリーン版を連続的に回転させ、スキージをかくことによりスキージ直前のインクを該円筒状スクリーン版孔を通して前記円筒状スクリーン版と接する被印刷基材にインクを印刷するスクリーン印刷装置であって、円筒状スクリーン版と被印刷基材との分離部に向けてインク主溶媒を含むガス吐出装置を具備したことを特徴とするロータリースクリーン印刷装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、感熱リボン、昇華型インクリボン、電池、コンデンサー、スクラッチカード等の製造において、インクをスキージによりスクリーン版を通して紙、フィルム、金属箔等の被印刷基材にベタパターン図柄を印刷するロータリースクリーン印刷方法及びロータリースクリーン印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】感熱リボン、昇華型インクリボン、電池、コンデンサー等の製造においては、ロータリースクリーン版（１）間の内側にスキージ（３）を備え、対向するバックアップロール（４）との間の被印刷基材（５）に印刷する図１に示すようなスクリーン印刷を用いる場合には、図２に示すような印刷したいベタ画像図柄と同一の図柄開口部を有するロータリースクリーン版（１）と版内のインキをスクリーン版（１）に押し付けられたスキージ（３）によりスキージ直前のインキをスクリーン版を通してスクリーン版と接する紙、フィルム等の被印刷基材（５）に付着させて、所望のベタ印刷図柄を形成しており、印刷された印刷膜が機能を発現する機能成膜であるため、非常に高い塗膜平坦性を求められており、ろ波最大うねりＷｃｍで言えば、１．０μｍ以下が望まれている。
【０００３】通常、例えば、感熱記録リボン、昇華型インクリボン等に用いられる印刷インクは、液粘度でいえば２０００〜２００００ｍＰａ・ｓと高粘度のため、液分裂部糸引きの痕跡が印刷膜上に残り、印刷膜表面の平坦性が著しく低下していた。分裂部糸引きの発生メカニズムは明らかではないが、糸引きはロータリースクリーン版のインク通過用孔を通過したインク滴のいくつかが集合して糸を形成する。または、インクの分裂に伴い分裂部直前のインク内圧が低下することによりロータリースクリーン版の巾方向にインク内圧にばらつきが発生することによる気泡発生と成長による糸形成と考えられている。この結果、糸引き痕跡による印刷膜表面うねりを発生すると考えられているが、いまだ明らかではない。
【０００４】このために、経験的に印刷環境の湿度管理、インクの電導率の向上のために導電材料の添加、インクへのその都度さまざまなコンパウンド等の添加により対応していた。
【０００５】しかし、特に、感熱記録リボン、昇華型インクリボン、電池等は印刷膜自体が機能を有するものであり、添加物による対応はその印刷膜の性能上制限され実質的に難しい。更に、機能成膜では、溶媒に有機溶剤を用いることが多く、特に低沸点溶剤を用いた場合には、低沸点溶剤故に溶媒が蒸発し易くインクの固形分濃度の変化が著しく、長時間安定した非常に高い塗膜平坦性を維持することは難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】従って、本発明の目的は、上記問題点に鑑みて、円筒状スクリーン版と基材の分裂部でおこるインク分裂に伴う糸引きの発生を抑制し、印刷膜表面凹凸のない良好な印刷膜を得ることで、常に、安定した印刷を行なうことができるロータリースクリーン印刷方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】また、上記課題は、（１）「円筒状スクリーン版とこの円筒状スクリーン版内の内側に設置されたスキージを備え、該円筒状スクリーン版を連続的に回転させ、スキージをかくことによりスキージ直前のインクを該円筒状スクリーン版孔を通して前記円筒状スクリーン版と接する被印刷基材にインクを印刷するスクリーン印刷方法において、該印刷インクの貯蔵弾性率Ｇ’（ｄｙｎ／ｃｍ２）がｘ軸を測定周波数（ｒａｄ／ｓ）、ｙ軸を貯蔵弾性率Ｇ’とした場合、測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝２ｘ以下とし、且つ同様に損失弾性率Ｇ”が測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝３１．９３４ｘ0.8359以下で示される範囲内の貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”を持つインクを用い印刷することを特徴とするロータリースクリーン印刷方法」、（２）「前記ロータリースクリーン印刷法により長時間連続印刷する印刷方法において、円筒状スクリーン版内に供給するインクの固形分濃度を印刷開始時のインク固形分濃度を維持するよう、インク溶媒にて希釈を行ないながら印刷する前記第（１）項に記載のロータリースクリーン印刷方法」、（３）「前記円筒状スクリーン版両端の開口部にふたをし、版内をおおむね密閉状態として印刷することを特徴とする前記第（１）項または第（２）項に記載のロータリースクリーン印刷方法」、（４）「前記ロータリースクリーン印刷法において、円筒状スクリーン版と被印刷基材の分離部に向けて流体吐出用スリットよりインク主溶媒を含むガスを吹付けながら印刷することを特徴とする前記第（１）項に記載のロータリースクリーン印刷方法」、（５）「前記吐出ガスの吐出圧を２００ｍｍＡｑ以下としたことを特徴とする前記第（４）項に記載のロータリースクリーン印刷方法」により達成される。
【０００８】また、上記課題は、本発明の（６）「円筒状スクリーン版とこの円筒状スクリーン版内の内側に設置されたスキージを備え、該円筒状スクリーン版を連続的に回転させ、スキージをかくことによりスキージ直前のインクを該円筒状スクリーン版孔を通して前記円筒状スクリーン版と接する被印刷基材にインクを印刷するスクリーン印刷方法において、円筒状スクリーン版内をおおむね密閉状態に保つように両端の開口部を塞ぐフタ部材を具備したことを特徴とするロータリースクリーン印刷装置」、（７）「円筒状スクリーン版とこの円筒状スクリーン版内の内側に設置されたスキージを備え、該円筒状スクリーン版を連続的に回転させ、スキージをかくことによりスキージ直前のインクを該円筒状スクリーン版孔を通して前記円筒状スクリーン版と接する被印刷基材にインクを印刷するスクリーン印刷方法において、円筒状スクリーン版と被印刷基材との分離部に向けてインク主溶媒を含むガス吐出装置を具備したことを特徴とするロータリースクリーン印刷装置」により達成される。
【０００９】以下、本発明の作用を図面に基づいて具体的に説明する。本発明の（１）は、図１に示したロータリースクリーン印刷装置を用いて、図２に示したようなベタ矩形パターンの機能を持った膜を印刷する場合、印刷インクの貯蔵弾性率Ｇ’（ｄｙｎ／ｃｍ２）がｘ軸を測定周波数（ｒａｄ／ｓ）、ｙ軸を貯蔵弾性率とした場合、測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝２ｘ以下で示され且つ、同様に損失弾性率Ｇ”が測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝３１．９３４ｘ0.8359以下で示される範囲内の貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”を持つインクを用い印刷することで、印刷の際に円筒状スクリーン版と被印刷基材との分裂部で発生する糸引き現象に起因する塗面凹凸を抑制でき平坦性の高い塗面を得ることが可能となる。
【００１０】印刷インクの貯蔵弾性率Ｇ’と塗面の平坦性良悪のメカニズムは明確には分かっていないが、印刷インクの貯蔵弾性率Ｇ’がｙ＝２ｘで示された範囲を高い側に外れてしまうと、印刷インクの弾性成分が大きくなることで、分裂部における印刷インクの糸引き現象によって発生する糸は弾性成分が小さい場合と比べ、あたかもバネでいえば太くなることで切れにくくなり、分裂部で長い糸を形成し易く、糸引きの痕跡が塗面に残り易くなるものと考えている。
【００１１】損失弾性率Ｇ”がｘ軸を測定周波数、ｙ軸を損失弾性率とした場合、測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいてｙ＝３１．９３４ｘ0.8359以下で示される範囲内の損失弾性率Ｇ”を持つインクを用い印刷することで、印刷の際に円筒状スクリーン版と被印刷基材との分裂部で発生する糸引き現象に起因する塗面凹凸に対し、塗面でのレベリング効果により平坦性の高い塗面を得ることが可能となる。
【００１２】印刷インクの損失弾性率Ｇ”と塗面の平坦性良悪のメカニズムは明確には分かっていないが、損失弾性率Ｇ”がｙ＝３１．９３４ｘ0.8359で示された範囲を高い側に外れてしまうと、印刷インクの粘性成分が大きくなることで、分裂部における印刷インクの糸引き現象の痕跡として発生する塗面凹凸に対し、レベリング効果が得られなくなり印刷後の塗面凹凸が大きくなる。
【００１３】印刷インクの損失弾性率Ｇ”は低い方が望ましいが、低すぎると、印刷後の塗面凹凸に対してのレベリング効果は得られるものの、印刷速度、円筒状スクリーン版の回転速度にもよるが、印刷中に円筒状スクリーン版内の印刷インクが版孔を抜けて液漏れが発生し易くなり、円筒状スクリーン版外へ漏れた液がパターン非印刷部の汚損を引き起こし易く注意が必要となる。
【００１４】本発明の（２）は、該印刷インクを用い且つ、円筒状スクリーン版内に供給するインクの固形分濃度を印刷開始時のインク固形分濃度を維持するよう、インク溶媒にて希釈を行ないながら印刷することで、印刷後塗面の高い平坦性が得られる。該印刷方法により長時間連続印刷を行なう場合、長時間連続印刷において印刷後の塗面の高い平坦性を得るのに、平坦性を阻害する大きな要因として、印刷中の円筒状スクリーン版内のインク固形分濃度上昇に伴う貯蔵弾性率、損失弾性率の変化がある。そのため、印刷中の円筒状スクリーン版内のインクの固形分濃度を概ね一定に保つことで、平坦性の高い塗面が得られる。
【００１５】希釈に用いる溶媒については、版内の印刷インクの固形分濃度を概ね一定に保てるものであれば何でも良いが、本発明が主に用いようとしている印刷された印刷膜が機能を発現するような機能成膜の分野では、印刷インクの材料構成上用いられている溶媒を用いることが望ましい。また、印刷インクの希釈方法については、版内の印刷インクの固形分濃度が概ね一定に保たれていればよく、印刷中、一定間隔毎に希釈したり、連続的に希釈したりとその方法については特に問わない。
【００１６】本発明の（３）は、円筒状スクリーン版両端の開口部にふたをし、版内をおおむね密閉状態として印刷することにより、長時間の連続印刷における塗面の平坦性劣化の大きな要因となる。版内印刷インクのインク固形分濃度上昇を抑制することが可能となり、平坦性の高い塗面を得ることが可能となる。円筒状スクリーン版両端開口部を塞ぐのに用いられるふた部材は、その材質、形状について特に限定しないが、溶剤系溶媒インクを印刷に用いる場合には、静電気対策から、導電性の高い材質が望ましく、金属製ふた部材を用いるのが特に望ましい。
【００１７】本発明の（４）は、該印刷インクを用いて印刷する場合において、円筒状スクリーン版と被印刷基材の分裂部に向けて流体吐出用スリットよりインク主溶媒を含むガスを吹付けながら印刷することで、平坦性の高い塗面を得ることが可能となる。円筒状スクリーン版と被印刷基材との分裂部に向けてインク主溶媒を含むガスを吹付けることで、ガスが分裂部にて発生する糸引き現象の糸を長く引かせず、糸を切るが如く作用するために、また、吹付けられたガスの一部の気流が塗面をならすが如く作用するために、平坦性の高い塗面を得ることが可能となる。
【００１８】また、分裂部に吹付けるインク主溶媒を含むガスは、例えば、蒸発の非常に速い溶媒により構成されたインクを印刷に用いる場合は、インク主溶媒を含むガスを分裂部に吹付けることで、スキージによって版孔内のインクを押出した後、わずかながら版孔に残るインクの乾燥抑制が可能となり、長時間連続印刷した場合には印刷経時にて膜厚水準減少、ピンホール発生の抑制が可能となる。
【００１９】本発明の（５）は、該印刷インクを用いて印刷する場合において、円筒状スクリーン版と被印刷基材の分裂部に向けてインク溶媒を含むガス吐出用スリットよりガスを吹付けながら印刷する際の吐出ガスの吐出圧を２００ｍｍａｑ以下とすることで平坦性の高い塗面を得ることが可能となる。インク溶媒を含むガスの吐出圧を２００ｍｍａｑ以上にしてしまうと、吹付けられたガスにより円筒状版が振動してしまい、版振動による塗面荒れが発生し、平坦性の高い塗面を得ることが難しくなる。
【００２０】本発明の（６）は、該印刷インクを用いて印刷する場合において、円筒状スクリーン版内をおおむね密閉状態に保つように両端の開口部を塞ぐようフタ部材を具備した印刷装置により印刷を行なうことで、本発明の（３）の作用説明に記載したように、平坦性の高い塗面を得ることが可能となる。
【００２１】本発明の（７）は、該印刷インクを用いて印刷する場合において、円筒状スクリーン版と被印刷基材との分裂部に向けてインク主溶媒を含むガス吐出装置を具備した印刷装置により印刷を行なうことで、本発明の（４）の作用説明に記載したように、平坦性の高い塗面を得ることが可能となる。
【００２２】
【実施例】本発明の効果を一層明瞭ならしめるため、実施例を挙げる。
［実施例１］図５に実施例１に用いた装置の図を示し、下記条件により印刷を行なった。
・印刷インクの貯蔵弾性率Ｇ’：測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいて、ｙ＝０．４９３４ｘ1.2368で示される印刷インク・印刷インクの損失弾性率Ｇ”：測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいて、ｙ＝１３．１３１ｘ0.8924で示される印刷インク・分裂部吹付け流体：インク溶媒であるアルコール系溶剤のガスを含んだエア・分裂部流体吹付け圧：１００ｍｍＡｑ・円筒状スクリーン版外径：２０３ｍｍ・円筒状スクリーン版厚さ：１００μｍ・円筒状スクリーン版メッシュサイズ：１３５メッシュ・印刷パターン：２５ｍｍ×２０４ｍｍのべた矩形パターン・基材：ポリエステルフィルム 厚さ５０μｍ・基材印刷テンション：６ｋｇ／３００ｍｍ巾・バックアップロール外径：１１０ｍｍ・バックアップロール材質：スチール・印刷乾燥膜厚：５μｍ・印刷速度：１０ｍ／ｍｉｎ※ 貯蔵弾性率及び損失弾性率は、レオメトリクス社製 ＲＦＳ２で測定した。
【００２３】［実施例２］
・印刷インクの貯蔵弾性率Ｇ’：測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいて、ｙ＝５．４００９ｘ0.7961で示される印刷インク・印刷インクの損失弾性率Ｇ”：測定周波数１〜１００ｒａｄ／ｓにおいて、ｙ＝４１．９５１ｘ0.7967で示される印刷インクとした以外は実施例１と同様にして印刷を行なった。
【００２４】［実施例３］
・分裂部流体吹付け圧：２２０ｍｍＡｑとした以外は実施例１と同様にして印刷を行なった。
【００２５】次に、前記実施例１から３の塗面の平坦性として、ろ波最大うねりＷｃｍを測定し、その結果について表１にまとめる。
【００２６】
【表１】
※ ろ波最大うねり Ｗｃｍは 東京精密社製 ｓｕｒｆｃｏｍ ５８０Ａにて測定した。
【００２７】
【発明の効果】以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明の請求項１〜５の印刷方法及び請求項６、７の印刷装置により、印刷インクの貯蔵弾性率、損失弾性率を請求項に示した範囲の印刷インクを用いることで、平坦性の高い塗面の印刷膜を得ることが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号
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| 【出願日】 |
平成１４年３月１９日（２００２．３．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０５６８１
【弁理士】
【氏名又は名称】武井 秀彦
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２６６９１０（Ｐ２００３−２６６９１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年９月２５日（２００３．９．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−７５５２３（Ｐ２００２−７５５２３） |
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