多色グラビア印刷方法およびその装置
【課題】水溶性グラビア印刷において、各印刷ユニットにおける印刷時の原反の温度が略同一となるようにする。
【解決手段】第１印刷ユニット２００は、印刷部２１０と、乾燥部２２０と、冷却部２３０とが設けられている。乾燥部２２０には、熱風噴出しノズル２２２が等間隔で多数設けられている。熱風噴出しノズル２２２に対応するように多数のガイドロール２２３が設けられている。ガイドロール２２３には、冷却水を注入するための冷却管２２４が連結され、表面は冷却されている。冷却ロール２３１も、冷却水が注入されてその表面は冷却されている。駆動モータ２４１、ベルト２４２が設けられている。ベルト２４２は、ガイドロール２２３及び冷却ロール２３１に掛け回されている。ベルト２４２により、ガイドロール２２３及び冷却ロール２３１が原反の搬送速度と同一の周速度で一体となって回転されている。
【解決手段】第１印刷ユニット２００は、印刷部２１０と、乾燥部２２０と、冷却部２３０とが設けられている。乾燥部２２０には、熱風噴出しノズル２２２が等間隔で多数設けられている。熱風噴出しノズル２２２に対応するように多数のガイドロール２２３が設けられている。ガイドロール２２３には、冷却水を注入するための冷却管２２４が連結され、表面は冷却されている。冷却ロール２３１も、冷却水が注入されてその表面は冷却されている。駆動モータ２４１、ベルト２４２が設けられている。ベルト２４２は、ガイドロール２２３及び冷却ロール２３１に掛け回されている。ベルト２４２により、ガイドロール２２３及び冷却ロール２３１が原反の搬送速度と同一の周速度で一体となって回転されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装材料に２色以上の多色のグラビア印刷をするグラビア印刷方法およびその印刷装置に関し、さらに詳しくは、２色以上の多色のグラビア印刷において、各印刷ユニットの印刷−乾燥−冷却工程で各色の印刷時の原反温度を略同じ温度になるように冷却するグラビア印刷方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
包装材料に印刷をするには、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷等があるが、これらの中でグラビア印刷が、デザインの細部まで再現することができ、またグラデーション（諧調）が可能で写真様の印刷ができることから、商品の展示効果を必要とする包装材料に多用されてきた。グラビア印刷は、ウレタン、アクリル、硝化綿、塩素化オレフィン等の樹脂を溶剤に溶かしたビヒクルに顔料を分散させた油性インキを、金属胴にコンベンショナルグラビア、網グラビア、電子彫刻グラビア等で彫られた凹部に載せ、それを原反に転移させた後、熱風を吹き付けて溶剤を輝散させ乾燥して行なうものである。
【０００３】
溶剤としては、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％）の組み合わせや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％）の組み合わせが一般的である。油性インキの樹脂と顔料の固形分は、８〜１０％が主であるが、隠蔽性が必要な白ベタインキでは固形分３０％までのものも用いられる。また、乾燥のための熱風温度は５５〜６０℃であり、風量は３０〜７０ｍ3／ｍｉｎが一般的である。このような条件で印刷スピードを１２０〜２００ｍ／ｍｉｎにすることが可能である。色の数としては２色〜１０色まで多色の印刷が用いられ、色の数が多くなればなるほど美粧性のある写真様印刷となる。
【０００４】
印刷する包装材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ナイロン（Ｏ−ＮＹ）フィルム等が多用されるが、その他、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の単層フィルム、ＰＥＴシュリンク、ＰＰシュリンク、ＰＳシュリンク、ＰＥシュリンク、ＰＶＣシュリンク等のシュリンクフィルム、ＰＥストレッチ、ＰＶＣストレッチ等のストレッチフィルムも用いることができる。
【０００５】
ところで、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、工場の周り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から、溶剤を使わない水溶性インキを用いる水溶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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、水溶性インキの溶媒の一例として、水（７３％）−エタノール（１７％）−イソプロピルアルコール（１０％）を用いているため、従来の溶剤の持つ蒸発潜熱、例えばトルエン（４０％）−酢酸エチルエステル（４０％）−イソプロピルアルコール（２０％）＝（８６．９ｃａｌ／ｇ×０．４）＋（８８．２×０．４）＋（１５９．２×０．２）＝１０１．９ｃａｌ／ｇや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％）＝（１０５．０×０．４）＋（８８．２×０．４）＋（１５９．２×０．２）＝１０９．１ｃａｌ／ｇに比べて、水（７３％）−エタノール（１７％）−イソプロピルアルコール（１０％）＝（５８６．９ｃａｌ／ｇ×０．７３）＋（１９９．２×０．１７）＋（１５９．２×０．１０）＝４７８．２ｃａｌ／ｇと高く、乾燥させるためには従来の油性インキに比べて４．４（４７８．２／１０９．１）〜４．７（４７８．２／１０１．９）倍の熱量が必要である。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。
【０００８】
【表１】
【０００９】
対応策としては、少ない水溶性インキの量でも印刷物が同じ濃さになるように、水溶性インキの顔料を増やし、固形分濃度を上げるのも一方法であるが、油性インキ濃度の２割増分くらいが限度である。このように顔料を増やしたとしても、３．５倍（４．４倍×０．８）〜３．８倍（４．７倍×０．８）の熱量を与える必要があり、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。
【００１０】
しかしながら、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、また風量を増加することは効率が悪くエネルギーの無駄使いになり、また風によって原反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、原反の温度も上がることになる。原反の温度が上がると、原反に伸びが生じ、各色の印刷ピッチのズレにつながる。
【００１１】
印刷ピッチのズレは、原反の端に印刷したカラーコントロールマークをスキャンニングヘッドで読み取り、三角様台形の底辺（１０ｍｍ）の端から次の色の底辺の端までの距離（２０．０ｍｍ）が０．２ｍｍ以上ズレると、自動的にコンペンセーターロールをわずかに移動させ、印刷するまでのパスの長さを調整して自動的に位置合わせを行なう。
【００１２】
ところが、伸びが大きくなると、前段の印刷ユニットで印刷した絵柄の伸びによる歪み（第１印刷ユニットの絵柄が一番大きくなる）が生じ、その上に印刷すると色ズレ（印刷ズレ）が起って、これはコンペンセーターロールでは解消できない。
【００１３】
ところで、乾燥のための熱風温度を１２０℃以上に上げて印刷スピード１２０ｍ／ｍｉｎ以上で印刷できるのは、伸びの小さなＰＥＴフィルムとＯ−ＮＹフィルムのみであり、コストが安く汎用されているＯＰＰフィルムは伸びが大きいので、上述したように、絵柄が歪んで色ズレ（印刷ズレ）を起こし、印刷不可能であった。図３（伸長度（ピッチ伸び）の温度依存性）に、ＯＰＰフィルム、ＰＥＴフィルム、Ｏ−ＮＹフィルムの伸びの温度依存性を示す。温度の上昇とともに伸びが大きくなるのは、温度上昇とともに引張弾性率が低下するためであり、フィルムの伸びと引張弾性率は相反する関係にある。
【００１４】
図４に、引張弾性率の温度依存性を示す。温度３０℃に於けるＰＥＴとＯＰＰの伸び（テンション８ｋｇ／８００ｍｍ巾）と引張弾性率の関係を説明すると、図３および図４からＰＥＴの伸び≒約０．１５％、ＯＰＰの伸び≒０．４５％、ＰＥＴの引張弾性率≒４４０ｋｇｆ／ｍｍ2、ＯＰＰの引張弾性率≒１５０ｋｇｆ／ｍｍ2であり、ＯＰＰの伸び（０．４５％）／ＰＥＴの伸び（０．１５％）＝３、ＯＰＰの引張弾性率（１５０ｋｇｆ／ｍｍ2）／ＰＥＴの引張弾性率（４４０ｋｇｆ／ｍｍ2）＝１／３と近似して相反する関係にある。
【００１５】
このように、温度の上昇とともに引張弾性率が低下して伸びが大きくなったフィルムでも冷却工程で冷却して元の温度に戻すと、引張弾性率も元に戻り、伸びも元に戻る。
【００１６】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、水溶性グラビア印刷において、油性グラビア印刷の有機溶剤の替わりに用いる水系溶媒を揮散させるために、また、油性グラビア印刷において、残留溶剤を減少させるために、乾燥の熱風温度を１２０℃以上に上げた際、ＯＰＰフィルムやＯＰＰフィルム以上に伸びが大きいフィルムであっても、色ズレ（印刷ズレ）をなくして１２０ｍ／ｍｉｎ以上の印刷スピードで印刷することができる多色グラビア印刷方法及びその印刷装置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した結果、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、乾燥工程で熱風温度を上げて通常の油性グラビア印刷の３．５倍の熱量を与えると、原反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上昇することが判明した。そして、その結果、図３（伸長度の温度依存性を示すグラフ）に示す（ＯＰＰ−２０μｍ）の線に沿って伸びも大きくなり、ついには絵柄の伸びも（歪み）も大きくなって許容できない伸びとなって色ズレ（印刷ズレ）を起こすものであった。
【００１８】
さらに、上述した色ズレの原因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もガイドロールに冷却水を通すことにより原反温度の上昇を抑え、次の冷却工程で充分冷却すると、各色の印刷時の原反温度を容易に略同じ温度まで冷却することができ、印刷時の伸びはほぼ同じとなり絵柄も歪むことがなく、色ズレを起こさないことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１９】
すなわち、ＯＰＰフィルム（２０μｍ）では、絵柄の大きさを５ｃｍとすると、絵柄は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（印刷時の原反温度）を２５℃とすれば、図３に示す（ＯＰＰ−２０μｍ）の実線から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℃まで各印刷時の原反温度を冷却すれば許容範囲内となって色ズレは起こさないものである。
【００２０】
また、従来の冷却部における冷却は、乾燥部で熱風により乾燥され温度が上昇した原反の印刷面を冷却ロールで冷却するため、冷却能力が不足し、印刷スピードを遅くして対応せざるを得なかった。しかしながら、乾燥部のガイドロールに冷却水を通し、印刷面と反対の面をガイドロールで冷却することにより、原反の温度上昇を効果的に抑制することができ、その結果、冷却部における冷却ロールでの冷却が効果的に行えるものであった。
【００２１】
本発明は、以上の知見によりなされたもので、すなわち、請求項１に係る多色グラビア印刷方法は、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色以上の多色グラビア印刷を行なう印刷方法であって、各印刷ユニットの乾燥工程において、ガイドロールに冷却水を注入して冷却し当接する原反の反印刷面側を冷却するとともに、各印刷ユニットの冷却工程において、冷却ロールに冷却水を注入して冷却し当接する原反の印刷面側を冷却し、各印刷ユニットの印刷工程において、印刷時の原反温度を略同一とすることを特徴として構成されている。
【００２２】
請求項２に係る多色グラビア印刷方法は、第二段目以降の印刷ユニットの印刷工程において、印刷前の原反の温度を検知し、該検地した温度を、予め測定した第一段目の印刷ユニットにおける印刷時の原反の温度と比較し、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整することを特徴として構成されている。
【００２３】
請求項３に係る多色グラビア印刷方法は、ガイドロール及び冷却ロールを強制駆動させて原反の搬送速度（印刷速度）と同調させることを特徴として構成されている。
【００２４】
請求項４に係る多色グラビア印刷装置は、印刷部、乾燥部及び冷却部からなる印刷ユニットが複数設けられ、２色以上のグラビア印刷を行うことができる印刷装置であって、前記乾燥部のガイドロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられ、前記冷却部の冷却ロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられていることを特徴として構成されている。
【００２５】
請求項５に係る多色グラビア印刷装置は、冷却部で冷却された原反の温度を検地する温度検出手段が設けられ、該温度検出手段で検出された温度情報を入力し、この入力した温度情報により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整する制御部が設けられてることを特徴として構成されている。
【００２６】
請求項６に係る多色グラビア印刷装置は、ガイドロール及び冷却ロールを駆動するベルトと、該ベルトを駆動するモータとが設けられていることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に係る水溶性グラビア印刷方法においては、各印刷ユニットの乾燥工程のガイドロールは冷却水が注入されて冷却され、また、各印刷ユニットの冷却工程の冷却ロールも冷却水が注入されて冷却されるので、乾燥工程においてガイドロールに当接する原反の反印刷面側が冷却されるとともに、冷却工程において冷却ロールに当接する原反の印刷面側が冷却される。したがって、乾燥工程において、熱風により原反が加熱されてもガイドロールによる冷却により原反の温度の上昇が抑制されるので、冷却ロールによる原反の冷却が効果的に行われる。その結果、印刷時の原反の温度を確実に略同一にすることが出来る。例えば、熱風温度１００℃以上、風量１００ｍ３／ｍｉｎ以上、印刷速度１５０ｍ／ｍｉｎ以上のような条件で印刷をしても、各色の印刷時の原反温度を略同一にすることが出来、各色での印刷ズレを確実に防止することが出来る。
【００２８】
請求項２に係る多色グラビア印刷方法においては、印刷前の原反の温度を検知し、該検知した温度を、予め測定した第一段目の印刷ユニットにおける印刷時の原反の温度と比較し、この検知した温度により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整するので、原反の温度が何らかの理由で上昇しても、その上昇を検知し、冷却水の量を増加させることによりガイドロール及び冷却ロールの温度を低下させることが出来るので、原反の温度を遅滞なく低下させることが出来る。したがって、印刷時の原反の温度を確実に略同一とすることが出来る。
【００２９】
請求項３に係る多色グラビア印刷方法においては、ガイドロール及び冷却ロールを強制駆動させて原反の搬送速度（印刷速度）と同調させるので、ガイドロール及び冷却ロールの周速が搬送速度と一致することとなる。したがって、搬送速度に対して速い場合や遅い場合は、ガイドロールと冷却ロールとで原反が擦られることとなり、特に、印刷面が冷却ロールで擦れれて傷や歪みが生じる問題があるが、このような問題を解決して良好な品質を維持することができる。また、搬送速度に対して遅い場合は、ガイドロールと冷却ロールとが抵抗となるので、円滑に原反を搬送することが出来ない。
【００３０】
請求項４に係る多色グラビア印刷装置においては、乾燥部のガイドロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられ、前記冷却部の冷却ロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられているので、冷却水を注入することにより、ガイドロール及び冷却ロールを冷却することが出来るので、巻回される原反は、ガイドロールにより印刷面と反対側が冷却されるとともに、冷却ロールにより印刷面側が冷却される。
【００３１】
請求項５に係る多色グラビア印刷装置においては、温度検出手段で冷却部で冷却された原反の温度を検地し、この検地した温度を制御部に出力することにより、制御部が印刷時の原反温度が略一定となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整する。したがって、検知した温度が高い場合は、注入する冷却水の量を多くすることにより、ガイドロール及び冷却ロールの温度を低下させ、原反の冷却効果を大きくして温度の上昇を防止することができる。
【００３２】
請求項６に係る多色グラビア印刷装置においては、ガイドロールと冷却ロールとが同一のベルトで駆動されているので、ガイドロールと冷却ロールとの周速を同一にして回転させることができる。したがって、ガイドロールと冷却ロールとの周速を、原反の搬送速度（印刷速度）と一致させることにより、原反は、ガイドロール及び冷却ロールの接触面と擦れることなく搬送される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による水溶性グラビア印刷装置の全体概略図
【図２】本発明による水溶性グラビア印刷装置の第１印刷ユニットの部分拡大図
【図３】ＯＰＰフィルム、ＰＥＴフィルム、Ｏ−ＮＹフィルムの伸びの温度依存性を示す図
【図４】ＯＰＰフィルム、ＰＥＴフィルム、Ｏ−ＮＹフィルムの引張弾性率の温度依存性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明においては、各印刷ユニットにおける印刷時の原反温度が略同一になるように乾燥工程および冷却工程で原反を冷却するものである。すなわち、乾燥工程において、ガイドロールに冷却水を注入して冷却するものであり、この結果、ガイドロールに当接している原反の反印刷面側がガイドロールで冷却されることとなる。冷却水の注入は、例えば、ガイドロールに冷却水が循環するように送液管を連結し、この送液管の途中に水を冷却する冷却部及び流量を調整できる送液部を設けることにより行なえ、また、冷却水の供給源（冷水タンク等）からポンプを介して冷水管により連結して注入することができ、個別に連結しても、全てのガイドロールを連続して連結してもよい。また、冷却工程において、冷却ロールに冷却水を注入して冷却するものであり、この結果、冷却ロールに当接する原反の印刷面側が冷却されることとなる。冷却水の注入は、ガイドロールと同様に行なうことが出来る。
【００３５】
また、ガイドロール及び冷却ロールの冷却により、印刷時の原反温度を略同一にするものであるが、この略同一の温度とは、印刷ズレが視認できない範囲の温度ということであり、一般に、第１印刷ユニットで印刷した絵柄を基準として、絵柄のズレが０．２ｍｍ以内の範囲である。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原反温度が略一定であることが重要である。
【００３６】
印刷ユニットの内、第２段目以降の印刷ユニットの印刷工程において、印刷前の原反の温度を検知し、当該検知した温度により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整することが出来る。原反の温度を検知するには、公知の温度センサー等を用いることができ、この検知した温度より冷却水の注入量を調整するには、予め温度と注入量とを設定した制御部を設け、検知した温度を制御部に送ることにより、制御部が冷却水のポンプ等を制御して予め設定された冷却水の量になるように調整する。
【００３７】
ガイドロール及び冷却ロールを強制駆動させて原反の搬送速度（印刷速度）と同調（ガイドロールと冷却ロールとの周速度を搬送速度と同一にする。）させることが好ましい。ガイドロールと冷却ロールの強制駆動させる手段としては、例えば、ベルトによりガイドロールと冷却ロールとを一体として駆動し、ガイドロールと冷却ロールとの周速度を搬送速度と一致させる。このとき、ガイドロールの原反が当接する冷却面と径が同一のプーリーをガイドロールの端部に設けるとともに、冷却ロールの原反が当接する冷却面と径が同一のプーリーを冷却ロールの端部に設け、これらのプーリーに同一のベルトを掛け回して駆動することにより、ガイドロール及び冷却ロールの周速度を簡単に一致させることが出来る。
【００３８】
本発明による多色グラビア印刷方法に用いることができる原反としては、ＯＰＰフィルムは勿論のこと、ＯＰＰより伸びの小さいＰＥＴフィルム、Ｏ−ＮＹフィルムはより高速に、ＯＰＰフィルムより伸び易いＰＥフィルム、ＰＰフィルム、ＰＳフィルム、ＰＶＣ等の単層フィルム、ＰＥＴシュリンク、ＰＥシュリンク、ＰＳシュリンク、ＰＶＣシュリンク等のシュリンクフィルム、ＰＥストレッチ、ＰＶＣストレッチ等のストレッチフィルム等、特に限定されないが、伸び易い
ＰＥフィルム、ＰＰフィルム、ＰＳフィルム、ＰＶＣ等の単層フィルム、ＰＥＴシュリンク、ＰＥシュリンク、ＰＳシュリンク、ＰＶＣシュリンク等のシュリンクフィルム、ＰＥストレッチ、ＰＶＣストレッチ等のストレッチフィルム等において特に有効である。
【００３９】
本発明による多色グラビア印刷方法を実施する印刷装置の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００４０】
図１は多色グラビア印刷装置の全体の概略図、図２は多色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。
【００４１】
図１及び図２において、１００は給紙部で、原反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。
【００４２】
第１色目の第１印刷ユニット２００は、原反１に印刷を施す印刷部２１０と、印刷された原反１を乾燥させる乾燥部２２０と、原反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が設けられている。
【００４３】
乾燥部２２０には、乾燥箱２２１が設けられ、この乾燥箱２２１には、熱風噴出しノズル２２２が等間隔で多数設けられており、これらの熱風噴出しノズル２２２に対応するように多数のガイドロール２２３が設けられている。ガイドロール２２３には、冷却水を注入するための冷却管２２４と、冷却水を排出するための排出管（図示せず）が連結され、前記冷却管２２４は冷却水の流量を調整するためのモータバルブ２２５が連結されるとともに、水を冷却するための冷却ユニット２２６が連結され、この冷却ユニット２２６の反対側は排出管が連結されている。したがって、冷却水は冷却ユニット２２６、モータバルブ２２５、ガイドロール２２３を循環するようになっている。なお、２２８は熱風の流入口、２２９は熱風の排気口である。
【００４４】
冷却部２３０には、原反１の印刷面に当接して冷却する冷却ロール２３１が設けられており、この冷却ロール２３１も、ガイドロール２２３と同様に冷却管２３２を介してモータバルブ２２５に連結されている。
【００４５】
２４０は、ガイドロール２２３及び冷却ロール２３１を駆動するための、ロール駆動部で、駆動モータ２４１、駆動モータ２４１により駆動されるベルト２４２及び搬送ロール２４３が設けられており、このベルト２４２は、前記ガイドロール２２３及び冷却ロール２３１に掛け回されている。すなわち、ガイドロール２２３と同一径のプーリー（図示せず）にベルト２４２が掛けられるとともに、冷却ロール２３１と同一径のプーリー（図示せず）にベルト２４２が掛けられ、ベルト２４２を駆動することにより、ガイドロール２２３と冷却ロール２３１とは同一の周速度で回転させられ、この周速度は、原反の搬送速度と同一になるように設定されている。
【００４６】
また、冷却部２３０の後段、すなわち第２印刷ユニット３００の印刷部３１０の前段には、温度検出器２５０が設置され、冷却部２３０から出てきた原反の表面温度を検知できるようになっている。この温度検出器２５０は制御部（図示せず）に接続されており、この制御部は、温度検出器２５０からの温度信号により、予め設定された注入量の冷却水をガイドロール２２３及び冷却ロール２３１に注入するものである。
【００４７】
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、ガイドロール３２１、４２１、５２１、６２１、冷却ロール３３１、４３１、５３１、６３１が設けられている。
【００４８】
以上のような多色グラビア印刷装置でグラビア印刷するには、給紙部１００から原反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に送られて来た原反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、白ベタ）が印刷される。この原反１は乾燥部２２０において印刷面側１１を熱風で乾燥されると同時に、反印刷面側１２はガイドロール２２３により冷却されるので、原反の温度が上昇するのを抑制されている。
【００４９】
冷却部２３０では冷却ロール２３１に巻回されて印刷面側１１から冷却される。したがって、反印刷面側１２は既にガイドロール２２１により冷却され、印刷面側１１は冷却ロール２３１によって冷却されるので、ガイドロール２２３の冷却により原反１の熱風による温度上昇を抑えながら最終的に冷却ロール２３１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原反１の温度に略同一となるようにしている。
【００５０】
また、ガイドロール２２３と冷却ロール２３１とは、ベルト２４２により周速度が原反１の搬送速度と同一となるように駆動されているので、原反１がガイドロール２２３や冷却ロール２３１で擦られることが無く、何ら悪影響を受けることなく搬送されている。
【００５１】
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色からなる多色グラビア印刷を原反１に施し、グラビア印刷が完成する。
【実施例１】
【００５２】
以下、実施例によって本発明を具体的にさらに詳しく説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものでない。
【００５３】
既存の５色グラビア印刷機を、前述したように乾燥部２２０のガイドロール２２３、冷却部２３０の冷却ロール２３１に冷却水を注入出来るように冷却管２２４、２３２を共に連結し、更にこれらを流量調節出来るようにモーターバルブ２２５に連結するとともに冷却ユニット２２６に連結した。また、ガイドロール２２３、冷却ロール２３１の周速度を原反の搬送速度と同一になるように、駆動モーター２４１、駆動ベルト２４２を設けて改造を行なった。このような改造を行なった５色グラビア印刷機に、版胴にヘリオの電子彫刻で彫られた（スクリーン線数１７５本、スタイラス角度１３０°）２．０mm方眼模様のグラビアロールをセットし、大日精化工業株式会社製，水溶性インキハイドリック ＰＲＰ−４０１（アクリル樹脂系ビヒクルに顔料を分散させたもの）を用いて、インキ１００部に対して希釈溶剤ハイドリック５０３２溶剤（メタノール５０部、イソプロピルアルコール３０部、水２０部）４０部を加えて、白色（顔料濃度２０％）、黄色（顔料濃度１２％）、赤色（顔料濃度１２％）、青色（顔料濃度１２％）、黒色（顔料濃度１２％）のインキを調製した。
【００５４】
印刷原反１は、東セロ株式会社製，ＯＰＰフィルム（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１８０ｍ／ｍｉｎ、テンション８．０ｋｇ／１０００ｍｍ巾、白色（第１印刷ユニット２００）、黄色（第２印刷ユニット３００）、赤色（第３印刷ユニット４００）、青色（第４印刷ユニット５００）、黒色（第５印刷ユニット６００）の順で方眼模様の重ね印刷を行なった。
【００５５】
乾燥部２２０、３２０、４２０、５２０、６２０での熱風は、第１印刷ユニット２００において１３０℃，７０ｍ3／ｍｉｎにし、第２印刷ユニット３００以降においても１３０℃，７０ｍ3／ｍｉｎとした。
【００５６】
冷却ロール２３１、ガイドロール２２３には２０℃の冷却水をモーターバルブ２２５を介して夫々に供給した。
【００５７】
このようにして印刷を行い、印刷ユニット進入前の温度と、冷却部を経た直後の印刷ユニット出口の温度を測定するとともに、１色目から５色目までの各色の印刷時の原反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、方眼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２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
[印刷時の原反温度]
印刷時の進入前と印刷ユニット出口温度は略同じであり、乾燥部で与えられた熱も乾燥部のガイドロール、冷却部の冷却ロールで冷却され、原反の温度上昇はほとんどない。したがって、印刷時の原反温度（印刷ユニット進入前）も１色目から５色目まで略同一である。
【００６０】
［印刷物の肉眼観察］
白色−黄色−赤色−青色−黒色の順で方眼模様の重ね印刷を行なった印刷物２０００ｍを肉眼で観察したところ、最初から最後まで最後に印刷した黒色で方眼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。
【実施例２】
【００６１】
実施例１と全く同一のグラビアロールとグラビア印刷機を用い、油性グラビアインキを用いた以外は、実施例―１と全く同様に油性グラビア印刷を行なった。大阪インキ（株）製油性グラビアインキ「スチプリ」を用い、大阪インキ（株）製希釈剤（イソプロピルアルコール５０％、酢酸エチルエステル５０％）で希釈して、白色（顔料濃度１５％）、黄色（顔料濃度１０％）、赤色（顔料濃度１０％）、黒色（顔料濃度８％）のインキを調整した。
【００６２】
このようにして印刷を行ない、実施例１と同様、印刷ユニット進入前の温度、冷却部を経た直後の印刷ユニット出口の温度を測定するとともに、１色目から５色目までの各色の印刷時の原反温度が略同一の温度になっているかチェックした。また印刷物を肉眼で観察し、方眼模様の色のはみ出しの有無を調べた。更に油性グラビア印刷で問題となり易い残留溶剤量を測定した。原反の温度を表３に示す。
【００６３】
【表３】
【００６４】
[印刷時の原反温度]
実施例１と同様、印刷時の進入前と印刷ユニット出口温度は略同じであり、乾燥部で与えられた熱も乾燥部のガイドロール、冷却部の冷却ロールで冷却され、原反の温度上昇はほとんどない。したがって、印刷時の原反温度（印刷ユニット進入前）も１色目から５色目まで略同一である。
【００６５】
［印刷物の肉眼観察］
実施例１と同様、白色−黄色−赤色−青色−黒色の順で方眼模様の重ね印刷を行なった印刷物２０００ｍを肉眼で観察したところ、最初から最後まで最後に印刷した黒色で方眼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。
【００６６】
［残留溶剤の測定］
印刷物５００ｃｍ2を１ｃｍ幅×５ｃｍ長に切断し、スリ合せ栓付きの硝子製の５００ｍｌフラスコに投入し、８０℃―３０分間加温した後、フラスコ中の気体を硝子製シリンジで採取して、ＦＩＤ検出器のガスクロマトグラフ装置に投入し、残留溶剤量を測定した。結果を表４に示す。
【００６７】
【表４】
【００６８】
乾燥温度が１３０℃の熱風なので酢酸エチルエステル（Ｂｐ；７７℃）、メチルエチルケトン（８０℃）、イソプロパノール（８２℃）、トルエン（１１０℃）、メタノール（６５℃）の各溶剤の沸点以上で乾燥することになり、残留溶剤は殆ど残らない。
【００６９】
一方、通常行なわれる油性グラビア印刷と同一条件になるように、前記と同様のグラビアロール、印刷機、油性グラビアインキを用い、前記と同様に油性グラビア印刷を行なった。但し、通常の油性グラビア印刷と同一条件にするために、ガイドロールには冷却水を通さずに乾燥部の熱風条件を６０℃―９０ｍ3／ｍｉｎとした。この印刷物を前記と同様５００ｃｍ2を１ｃｍ巾×５ｃｍ長に切断し、前記と同様にして残留溶剤を測定した。結果を表５に示す。
【００７０】
【表５】
【００７１】
乾燥温度が６０℃で各溶剤の沸点以下なので、１３０℃乾燥に比べてかなりの残留溶剤が残る。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装材料に２色以上の多色のグラビア印刷をするグラビア印刷方法およびその印刷装置に関し、さらに詳しくは、２色以上の多色のグラビア印刷において、各印刷ユニットの印刷−乾燥−冷却工程で各色の印刷時の原反温度を略同じ温度になるように冷却するグラビア印刷方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
包装材料に印刷をするには、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷等があるが、これらの中でグラビア印刷が、デザインの細部まで再現することができ、またグラデーション（諧調）が可能で写真様の印刷ができることから、商品の展示効果を必要とする包装材料に多用されてきた。グラビア印刷は、ウレタン、アクリル、硝化綿、塩素化オレフィン等の樹脂を溶剤に溶かしたビヒクルに顔料を分散させた油性インキを、金属胴にコンベンショナルグラビア、網グラビア、電子彫刻グラビア等で彫られた凹部に載せ、それを原反に転移させた後、熱風を吹き付けて溶剤を輝散させ乾燥して行なうものである。
【０００３】
溶剤としては、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％）の組み合わせや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％）の組み合わせが一般的である。油性インキの樹脂と顔料の固形分は、８〜１０％が主であるが、隠蔽性が必要な白ベタインキでは固形分３０％までのものも用いられる。また、乾燥のための熱風温度は５５〜６０℃であり、風量は３０〜７０ｍ3／ｍｉｎが一般的である。このような条件で印刷スピードを１２０〜２００ｍ／ｍｉｎにすることが可能である。色の数としては２色〜１０色まで多色の印刷が用いられ、色の数が多くなればなるほど美粧性のある写真様印刷となる。
【０００４】
印刷する包装材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ナイロン（Ｏ−ＮＹ）フィルム等が多用されるが、その他、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の単層フィルム、ＰＥＴシュリンク、ＰＰシュリンク、ＰＳシュリンク、ＰＥシュリンク、ＰＶＣシュリンク等のシュリンクフィルム、ＰＥストレッチ、ＰＶＣストレッチ等のストレッチフィルムも用いることができる。
【０００５】
ところで、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、工場の周り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から、溶剤を使わない水溶性インキを用いる水溶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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、水溶性インキの溶媒の一例として、水（７３％）−エタノール（１７％）−イソプロピルアルコール（１０％）を用いているため、従来の溶剤の持つ蒸発潜熱、例えばトルエン（４０％）−酢酸エチルエステル（４０％）−イソプロピルアルコール（２０％）＝（８６．９ｃａｌ／ｇ×０．４）＋（８８．２×０．４）＋（１５９．２×０．２）＝１０１．９ｃａｌ／ｇや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％）＝（１０５．０×０．４）＋（８８．２×０．４）＋（１５９．２×０．２）＝１０９．１ｃａｌ／ｇに比べて、水（７３％）−エタノール（１７％）−イソプロピルアルコール（１０％）＝（５８６．９ｃａｌ／ｇ×０．７３）＋（１９９．２×０．１７）＋（１５９．２×０．１０）＝４７８．２ｃａｌ／ｇと高く、乾燥させるためには従来の油性インキに比べて４．４（４７８．２／１０９．１）〜４．７（４７８．２／１０１．９）倍の熱量が必要である。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。
【０００８】
【表１】
【０００９】
対応策としては、少ない水溶性インキの量でも印刷物が同じ濃さになるように、水溶性インキの顔料を増やし、固形分濃度を上げるのも一方法であるが、油性インキ濃度の２割増分くらいが限度である。このように顔料を増やしたとしても、３．５倍（４．４倍×０．８）〜３．８倍（４．７倍×０．８）の熱量を与える必要があり、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。
【００１０】
しかしながら、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、また風量を増加することは効率が悪くエネルギーの無駄使いになり、また風によって原反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、原反の温度も上がることになる。原反の温度が上がると、原反に伸びが生じ、各色の印刷ピッチのズレにつながる。
【００１１】
印刷ピッチのズレは、原反の端に印刷したカラーコントロールマークをスキャンニングヘッドで読み取り、三角様台形の底辺（１０ｍｍ）の端から次の色の底辺の端までの距離（２０．０ｍｍ）が０．２ｍｍ以上ズレると、自動的にコンペンセーターロールをわずかに移動させ、印刷するまでのパスの長さを調整して自動的に位置合わせを行なう。
【００１２】
ところが、伸びが大きくなると、前段の印刷ユニットで印刷した絵柄の伸びによる歪み（第１印刷ユニットの絵柄が一番大きくなる）が生じ、その上に印刷すると色ズレ（印刷ズレ）が起って、これはコンペンセーターロールでは解消できない。
【００１３】
ところで、乾燥のための熱風温度を１２０℃以上に上げて印刷スピード１２０ｍ／ｍｉｎ以上で印刷できるのは、伸びの小さなＰＥＴフィルムとＯ−ＮＹフィルムのみであり、コストが安く汎用されているＯＰＰフィルムは伸びが大きいので、上述したように、絵柄が歪んで色ズレ（印刷ズレ）を起こし、印刷不可能であった。図３（伸長度（ピッチ伸び）の温度依存性）に、ＯＰＰフィルム、ＰＥＴフィルム、Ｏ−ＮＹフィルムの伸びの温度依存性を示す。温度の上昇とともに伸びが大きくなるのは、温度上昇とともに引張弾性率が低下するためであり、フィルムの伸びと引張弾性率は相反する関係にある。
【００１４】
図４に、引張弾性率の温度依存性を示す。温度３０℃に於けるＰＥＴとＯＰＰの伸び（テンション８ｋｇ／８００ｍｍ巾）と引張弾性率の関係を説明すると、図３および図４からＰＥＴの伸び≒約０．１５％、ＯＰＰの伸び≒０．４５％、ＰＥＴの引張弾性率≒４４０ｋｇｆ／ｍｍ2、ＯＰＰの引張弾性率≒１５０ｋｇｆ／ｍｍ2であり、ＯＰＰの伸び（０．４５％）／ＰＥＴの伸び（０．１５％）＝３、ＯＰＰの引張弾性率（１５０ｋｇｆ／ｍｍ2）／ＰＥＴの引張弾性率（４４０ｋｇｆ／ｍｍ2）＝１／３と近似して相反する関係にある。
【００１５】
このように、温度の上昇とともに引張弾性率が低下して伸びが大きくなったフィルムでも冷却工程で冷却して元の温度に戻すと、引張弾性率も元に戻り、伸びも元に戻る。
【００１６】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、水溶性グラビア印刷において、油性グラビア印刷の有機溶剤の替わりに用いる水系溶媒を揮散させるために、また、油性グラビア印刷において、残留溶剤を減少させるために、乾燥の熱風温度を１２０℃以上に上げた際、ＯＰＰフィルムやＯＰＰフィルム以上に伸びが大きいフィルムであっても、色ズレ（印刷ズレ）をなくして１２０ｍ／ｍｉｎ以上の印刷スピードで印刷することができる多色グラビア印刷方法及びその印刷装置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した結果、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、乾燥工程で熱風温度を上げて通常の油性グラビア印刷の３．５倍の熱量を与えると、原反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上昇することが判明した。そして、その結果、図３（伸長度の温度依存性を示すグラフ）に示す（ＯＰＰ−２０μｍ）の線に沿って伸びも大きくなり、ついには絵柄の伸びも（歪み）も大きくなって許容できない伸びとなって色ズレ（印刷ズレ）を起こすものであった。
【００１８】
さらに、上述した色ズレの原因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もガイドロールに冷却水を通すことにより原反温度の上昇を抑え、次の冷却工程で充分冷却すると、各色の印刷時の原反温度を容易に略同じ温度まで冷却することができ、印刷時の伸びはほぼ同じとなり絵柄も歪むことがなく、色ズレを起こさないことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１９】
すなわち、ＯＰＰフィルム（２０μｍ）では、絵柄の大きさを５ｃｍとすると、絵柄は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（印刷時の原反温度）を２５℃とすれば、図３に示す（ＯＰＰ−２０μｍ）の実線から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℃まで各印刷時の原反温度を冷却すれば許容範囲内となって色ズレは起こさないものである。
【００２０】
また、従来の冷却部における冷却は、乾燥部で熱風により乾燥され温度が上昇した原反の印刷面を冷却ロールで冷却するため、冷却能力が不足し、印刷スピードを遅くして対応せざるを得なかった。しかしながら、乾燥部のガイドロールに冷却水を通し、印刷面と反対の面をガイドロールで冷却することにより、原反の温度上昇を効果的に抑制することができ、その結果、冷却部における冷却ロールでの冷却が効果的に行えるものであった。
【００２１】
本発明は、以上の知見によりなされたもので、すなわち、請求項１に係る多色グラビア印刷方法は、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色以上の多色グラビア印刷を行なう印刷方法であって、各印刷ユニットの乾燥工程において、ガイドロールに冷却水を注入して冷却し当接する原反の反印刷面側を冷却するとともに、各印刷ユニットの冷却工程において、冷却ロールに冷却水を注入して冷却し当接する原反の印刷面側を冷却し、各印刷ユニットの印刷工程において、印刷時の原反温度を略同一とすることを特徴として構成されている。
【００２２】
請求項２に係る多色グラビア印刷方法は、第二段目以降の印刷ユニットの印刷工程において、印刷前の原反の温度を検知し、該検地した温度を、予め測定した第一段目の印刷ユニットにおける印刷時の原反の温度と比較し、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整することを特徴として構成されている。
【００２３】
請求項３に係る多色グラビア印刷方法は、ガイドロール及び冷却ロールを強制駆動させて原反の搬送速度（印刷速度）と同調させることを特徴として構成されている。
【００２４】
請求項４に係る多色グラビア印刷装置は、印刷部、乾燥部及び冷却部からなる印刷ユニットが複数設けられ、２色以上のグラビア印刷を行うことができる印刷装置であって、前記乾燥部のガイドロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられ、前記冷却部の冷却ロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられていることを特徴として構成されている。
【００２５】
請求項５に係る多色グラビア印刷装置は、冷却部で冷却された原反の温度を検地する温度検出手段が設けられ、該温度検出手段で検出された温度情報を入力し、この入力した温度情報により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整する制御部が設けられてることを特徴として構成されている。
【００２６】
請求項６に係る多色グラビア印刷装置は、ガイドロール及び冷却ロールを駆動するベルトと、該ベルトを駆動するモータとが設けられていることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に係る水溶性グラビア印刷方法においては、各印刷ユニットの乾燥工程のガイドロールは冷却水が注入されて冷却され、また、各印刷ユニットの冷却工程の冷却ロールも冷却水が注入されて冷却されるので、乾燥工程においてガイドロールに当接する原反の反印刷面側が冷却されるとともに、冷却工程において冷却ロールに当接する原反の印刷面側が冷却される。したがって、乾燥工程において、熱風により原反が加熱されてもガイドロールによる冷却により原反の温度の上昇が抑制されるので、冷却ロールによる原反の冷却が効果的に行われる。その結果、印刷時の原反の温度を確実に略同一にすることが出来る。例えば、熱風温度１００℃以上、風量１００ｍ３／ｍｉｎ以上、印刷速度１５０ｍ／ｍｉｎ以上のような条件で印刷をしても、各色の印刷時の原反温度を略同一にすることが出来、各色での印刷ズレを確実に防止することが出来る。
【００２８】
請求項２に係る多色グラビア印刷方法においては、印刷前の原反の温度を検知し、該検知した温度を、予め測定した第一段目の印刷ユニットにおける印刷時の原反の温度と比較し、この検知した温度により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整するので、原反の温度が何らかの理由で上昇しても、その上昇を検知し、冷却水の量を増加させることによりガイドロール及び冷却ロールの温度を低下させることが出来るので、原反の温度を遅滞なく低下させることが出来る。したがって、印刷時の原反の温度を確実に略同一とすることが出来る。
【００２９】
請求項３に係る多色グラビア印刷方法においては、ガイドロール及び冷却ロールを強制駆動させて原反の搬送速度（印刷速度）と同調させるので、ガイドロール及び冷却ロールの周速が搬送速度と一致することとなる。したがって、搬送速度に対して速い場合や遅い場合は、ガイドロールと冷却ロールとで原反が擦られることとなり、特に、印刷面が冷却ロールで擦れれて傷や歪みが生じる問題があるが、このような問題を解決して良好な品質を維持することができる。また、搬送速度に対して遅い場合は、ガイドロールと冷却ロールとが抵抗となるので、円滑に原反を搬送することが出来ない。
【００３０】
請求項４に係る多色グラビア印刷装置においては、乾燥部のガイドロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられ、前記冷却部の冷却ロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられているので、冷却水を注入することにより、ガイドロール及び冷却ロールを冷却することが出来るので、巻回される原反は、ガイドロールにより印刷面と反対側が冷却されるとともに、冷却ロールにより印刷面側が冷却される。
【００３１】
請求項５に係る多色グラビア印刷装置においては、温度検出手段で冷却部で冷却された原反の温度を検地し、この検地した温度を制御部に出力することにより、制御部が印刷時の原反温度が略一定となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整する。したがって、検知した温度が高い場合は、注入する冷却水の量を多くすることにより、ガイドロール及び冷却ロールの温度を低下させ、原反の冷却効果を大きくして温度の上昇を防止することができる。
【００３２】
請求項６に係る多色グラビア印刷装置においては、ガイドロールと冷却ロールとが同一のベルトで駆動されているので、ガイドロールと冷却ロールとの周速を同一にして回転させることができる。したがって、ガイドロールと冷却ロールとの周速を、原反の搬送速度（印刷速度）と一致させることにより、原反は、ガイドロール及び冷却ロールの接触面と擦れることなく搬送される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による水溶性グラビア印刷装置の全体概略図
【図２】本発明による水溶性グラビア印刷装置の第１印刷ユニットの部分拡大図
【図３】ＯＰＰフィルム、ＰＥＴフィルム、Ｏ−ＮＹフィルムの伸びの温度依存性を示す図
【図４】ＯＰＰフィルム、ＰＥＴフィルム、Ｏ−ＮＹフィルムの引張弾性率の温度依存性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明においては、各印刷ユニットにおける印刷時の原反温度が略同一になるように乾燥工程および冷却工程で原反を冷却するものである。すなわち、乾燥工程において、ガイドロールに冷却水を注入して冷却するものであり、この結果、ガイドロールに当接している原反の反印刷面側がガイドロールで冷却されることとなる。冷却水の注入は、例えば、ガイドロールに冷却水が循環するように送液管を連結し、この送液管の途中に水を冷却する冷却部及び流量を調整できる送液部を設けることにより行なえ、また、冷却水の供給源（冷水タンク等）からポンプを介して冷水管により連結して注入することができ、個別に連結しても、全てのガイドロールを連続して連結してもよい。また、冷却工程において、冷却ロールに冷却水を注入して冷却するものであり、この結果、冷却ロールに当接する原反の印刷面側が冷却されることとなる。冷却水の注入は、ガイドロールと同様に行なうことが出来る。
【００３５】
また、ガイドロール及び冷却ロールの冷却により、印刷時の原反温度を略同一にするものであるが、この略同一の温度とは、印刷ズレが視認できない範囲の温度ということであり、一般に、第１印刷ユニットで印刷した絵柄を基準として、絵柄のズレが０．２ｍｍ以内の範囲である。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原反温度が略一定であることが重要である。
【００３６】
印刷ユニットの内、第２段目以降の印刷ユニットの印刷工程において、印刷前の原反の温度を検知し、当該検知した温度により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整することが出来る。原反の温度を検知するには、公知の温度センサー等を用いることができ、この検知した温度より冷却水の注入量を調整するには、予め温度と注入量とを設定した制御部を設け、検知した温度を制御部に送ることにより、制御部が冷却水のポンプ等を制御して予め設定された冷却水の量になるように調整する。
【００３７】
ガイドロール及び冷却ロールを強制駆動させて原反の搬送速度（印刷速度）と同調（ガイドロールと冷却ロールとの周速度を搬送速度と同一にする。）させることが好ましい。ガイドロールと冷却ロールの強制駆動させる手段としては、例えば、ベルトによりガイドロールと冷却ロールとを一体として駆動し、ガイドロールと冷却ロールとの周速度を搬送速度と一致させる。このとき、ガイドロールの原反が当接する冷却面と径が同一のプーリーをガイドロールの端部に設けるとともに、冷却ロールの原反が当接する冷却面と径が同一のプーリーを冷却ロールの端部に設け、これらのプーリーに同一のベルトを掛け回して駆動することにより、ガイドロール及び冷却ロールの周速度を簡単に一致させることが出来る。
【００３８】
本発明による多色グラビア印刷方法に用いることができる原反としては、ＯＰＰフィルムは勿論のこと、ＯＰＰより伸びの小さいＰＥＴフィルム、Ｏ−ＮＹフィルムはより高速に、ＯＰＰフィルムより伸び易いＰＥフィルム、ＰＰフィルム、ＰＳフィルム、ＰＶＣ等の単層フィルム、ＰＥＴシュリンク、ＰＥシュリンク、ＰＳシュリンク、ＰＶＣシュリンク等のシュリンクフィルム、ＰＥストレッチ、ＰＶＣストレッチ等のストレッチフィルム等、特に限定されないが、伸び易い
ＰＥフィルム、ＰＰフィルム、ＰＳフィルム、ＰＶＣ等の単層フィルム、ＰＥＴシュリンク、ＰＥシュリンク、ＰＳシュリンク、ＰＶＣシュリンク等のシュリンクフィルム、ＰＥストレッチ、ＰＶＣストレッチ等のストレッチフィルム等において特に有効である。
【００３９】
本発明による多色グラビア印刷方法を実施する印刷装置の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００４０】
図１は多色グラビア印刷装置の全体の概略図、図２は多色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。
【００４１】
図１及び図２において、１００は給紙部で、原反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。
【００４２】
第１色目の第１印刷ユニット２００は、原反１に印刷を施す印刷部２１０と、印刷された原反１を乾燥させる乾燥部２２０と、原反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が設けられている。
【００４３】
乾燥部２２０には、乾燥箱２２１が設けられ、この乾燥箱２２１には、熱風噴出しノズル２２２が等間隔で多数設けられており、これらの熱風噴出しノズル２２２に対応するように多数のガイドロール２２３が設けられている。ガイドロール２２３には、冷却水を注入するための冷却管２２４と、冷却水を排出するための排出管（図示せず）が連結され、前記冷却管２２４は冷却水の流量を調整するためのモータバルブ２２５が連結されるとともに、水を冷却するための冷却ユニット２２６が連結され、この冷却ユニット２２６の反対側は排出管が連結されている。したがって、冷却水は冷却ユニット２２６、モータバルブ２２５、ガイドロール２２３を循環するようになっている。なお、２２８は熱風の流入口、２２９は熱風の排気口である。
【００４４】
冷却部２３０には、原反１の印刷面に当接して冷却する冷却ロール２３１が設けられており、この冷却ロール２３１も、ガイドロール２２３と同様に冷却管２３２を介してモータバルブ２２５に連結されている。
【００４５】
２４０は、ガイドロール２２３及び冷却ロール２３１を駆動するための、ロール駆動部で、駆動モータ２４１、駆動モータ２４１により駆動されるベルト２４２及び搬送ロール２４３が設けられており、このベルト２４２は、前記ガイドロール２２３及び冷却ロール２３１に掛け回されている。すなわち、ガイドロール２２３と同一径のプーリー（図示せず）にベルト２４２が掛けられるとともに、冷却ロール２３１と同一径のプーリー（図示せず）にベルト２４２が掛けられ、ベルト２４２を駆動することにより、ガイドロール２２３と冷却ロール２３１とは同一の周速度で回転させられ、この周速度は、原反の搬送速度と同一になるように設定されている。
【００４６】
また、冷却部２３０の後段、すなわち第２印刷ユニット３００の印刷部３１０の前段には、温度検出器２５０が設置され、冷却部２３０から出てきた原反の表面温度を検知できるようになっている。この温度検出器２５０は制御部（図示せず）に接続されており、この制御部は、温度検出器２５０からの温度信号により、予め設定された注入量の冷却水をガイドロール２２３及び冷却ロール２３１に注入するものである。
【００４７】
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、ガイドロール３２１、４２１、５２１、６２１、冷却ロール３３１、４３１、５３１、６３１が設けられている。
【００４８】
以上のような多色グラビア印刷装置でグラビア印刷するには、給紙部１００から原反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に送られて来た原反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、白ベタ）が印刷される。この原反１は乾燥部２２０において印刷面側１１を熱風で乾燥されると同時に、反印刷面側１２はガイドロール２２３により冷却されるので、原反の温度が上昇するのを抑制されている。
【００４９】
冷却部２３０では冷却ロール２３１に巻回されて印刷面側１１から冷却される。したがって、反印刷面側１２は既にガイドロール２２１により冷却され、印刷面側１１は冷却ロール２３１によって冷却されるので、ガイドロール２２３の冷却により原反１の熱風による温度上昇を抑えながら最終的に冷却ロール２３１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原反１の温度に略同一となるようにしている。
【００５０】
また、ガイドロール２２３と冷却ロール２３１とは、ベルト２４２により周速度が原反１の搬送速度と同一となるように駆動されているので、原反１がガイドロール２２３や冷却ロール２３１で擦られることが無く、何ら悪影響を受けることなく搬送されている。
【００５１】
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色からなる多色グラビア印刷を原反１に施し、グラビア印刷が完成する。
【実施例１】
【００５２】
以下、実施例によって本発明を具体的にさらに詳しく説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものでない。
【００５３】
既存の５色グラビア印刷機を、前述したように乾燥部２２０のガイドロール２２３、冷却部２３０の冷却ロール２３１に冷却水を注入出来るように冷却管２２４、２３２を共に連結し、更にこれらを流量調節出来るようにモーターバルブ２２５に連結するとともに冷却ユニット２２６に連結した。また、ガイドロール２２３、冷却ロール２３１の周速度を原反の搬送速度と同一になるように、駆動モーター２４１、駆動ベルト２４２を設けて改造を行なった。このような改造を行なった５色グラビア印刷機に、版胴にヘリオの電子彫刻で彫られた（スクリーン線数１７５本、スタイラス角度１３０°）２．０mm方眼模様のグラビアロールをセットし、大日精化工業株式会社製，水溶性インキハイドリック ＰＲＰ−４０１（アクリル樹脂系ビヒクルに顔料を分散させたもの）を用いて、インキ１００部に対して希釈溶剤ハイドリック５０３２溶剤（メタノール５０部、イソプロピルアルコール３０部、水２０部）４０部を加えて、白色（顔料濃度２０％）、黄色（顔料濃度１２％）、赤色（顔料濃度１２％）、青色（顔料濃度１２％）、黒色（顔料濃度１２％）のインキを調製した。
【００５４】
印刷原反１は、東セロ株式会社製，ＯＰＰフィルム（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１８０ｍ／ｍｉｎ、テンション８．０ｋｇ／１０００ｍｍ巾、白色（第１印刷ユニット２００）、黄色（第２印刷ユニット３００）、赤色（第３印刷ユニット４００）、青色（第４印刷ユニット５００）、黒色（第５印刷ユニット６００）の順で方眼模様の重ね印刷を行なった。
【００５５】
乾燥部２２０、３２０、４２０、５２０、６２０での熱風は、第１印刷ユニット２００において１３０℃，７０ｍ3／ｍｉｎにし、第２印刷ユニット３００以降においても１３０℃，７０ｍ3／ｍｉｎとした。
【００５６】
冷却ロール２３１、ガイドロール２２３には２０℃の冷却水をモーターバルブ２２５を介して夫々に供給した。
【００５７】
このようにして印刷を行い、印刷ユニット進入前の温度と、冷却部を経た直後の印刷ユニット出口の温度を測定するとともに、１色目から５色目までの各色の印刷時の原反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、方眼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２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
[印刷時の原反温度]
印刷時の進入前と印刷ユニット出口温度は略同じであり、乾燥部で与えられた熱も乾燥部のガイドロール、冷却部の冷却ロールで冷却され、原反の温度上昇はほとんどない。したがって、印刷時の原反温度（印刷ユニット進入前）も１色目から５色目まで略同一である。
【００６０】
［印刷物の肉眼観察］
白色−黄色−赤色−青色−黒色の順で方眼模様の重ね印刷を行なった印刷物２０００ｍを肉眼で観察したところ、最初から最後まで最後に印刷した黒色で方眼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。
【実施例２】
【００６１】
実施例１と全く同一のグラビアロールとグラビア印刷機を用い、油性グラビアインキを用いた以外は、実施例―１と全く同様に油性グラビア印刷を行なった。大阪インキ（株）製油性グラビアインキ「スチプリ」を用い、大阪インキ（株）製希釈剤（イソプロピルアルコール５０％、酢酸エチルエステル５０％）で希釈して、白色（顔料濃度１５％）、黄色（顔料濃度１０％）、赤色（顔料濃度１０％）、黒色（顔料濃度８％）のインキを調整した。
【００６２】
このようにして印刷を行ない、実施例１と同様、印刷ユニット進入前の温度、冷却部を経た直後の印刷ユニット出口の温度を測定するとともに、１色目から５色目までの各色の印刷時の原反温度が略同一の温度になっているかチェックした。また印刷物を肉眼で観察し、方眼模様の色のはみ出しの有無を調べた。更に油性グラビア印刷で問題となり易い残留溶剤量を測定した。原反の温度を表３に示す。
【００６３】
【表３】
【００６４】
[印刷時の原反温度]
実施例１と同様、印刷時の進入前と印刷ユニット出口温度は略同じであり、乾燥部で与えられた熱も乾燥部のガイドロール、冷却部の冷却ロールで冷却され、原反の温度上昇はほとんどない。したがって、印刷時の原反温度（印刷ユニット進入前）も１色目から５色目まで略同一である。
【００６５】
［印刷物の肉眼観察］
実施例１と同様、白色−黄色−赤色−青色−黒色の順で方眼模様の重ね印刷を行なった印刷物２０００ｍを肉眼で観察したところ、最初から最後まで最後に印刷した黒色で方眼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。
【００６６】
［残留溶剤の測定］
印刷物５００ｃｍ2を１ｃｍ幅×５ｃｍ長に切断し、スリ合せ栓付きの硝子製の５００ｍｌフラスコに投入し、８０℃―３０分間加温した後、フラスコ中の気体を硝子製シリンジで採取して、ＦＩＤ検出器のガスクロマトグラフ装置に投入し、残留溶剤量を測定した。結果を表４に示す。
【００６７】
【表４】
【００６８】
乾燥温度が１３０℃の熱風なので酢酸エチルエステル（Ｂｐ；７７℃）、メチルエチルケトン（８０℃）、イソプロパノール（８２℃）、トルエン（１１０℃）、メタノール（６５℃）の各溶剤の沸点以上で乾燥することになり、残留溶剤は殆ど残らない。
【００６９】
一方、通常行なわれる油性グラビア印刷と同一条件になるように、前記と同様のグラビアロール、印刷機、油性グラビアインキを用い、前記と同様に油性グラビア印刷を行なった。但し、通常の油性グラビア印刷と同一条件にするために、ガイドロールには冷却水を通さずに乾燥部の熱風条件を６０℃―９０ｍ3／ｍｉｎとした。この印刷物を前記と同様５００ｃｍ2を１ｃｍ巾×５ｃｍ長に切断し、前記と同様にして残留溶剤を測定した。結果を表５に示す。
【００７０】
【表５】
【００７１】
乾燥温度が６０℃で各溶剤の沸点以下なので、１３０℃乾燥に比べてかなりの残留溶剤が残る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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色以上の多色グラビア印刷を行なう印刷方法であって、各印刷ユニットの乾燥工程において、ガイドロールに冷却水を注入して冷却し当接する原反の反印刷面側を冷却するとともに、各印刷ユニットの冷却工程において、冷却ロールに冷却水を注入して冷却し当接する原反の印刷面側を冷却し、各印刷ユニットの印刷工程において、印刷時の原反温度を略同一とすることを特徴とする多色グラビア印刷方法。
【請求項２】
前記第二段目以降の印刷ユニットの印刷工程において、印刷前の原反の温度を検知し、当該検知した温度により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整することを特徴とする請求項１記載の多色グラビア印刷方法。
【請求項３】
前記ガイドロール及び冷却ロールを強制駆動させて原反の搬送速度（印刷速度）と同調させることを特徴とする請求項２記載の多色グラビア印刷方法。
【請求項４】
印刷部、乾燥部及び冷却部からなる印刷ユニットが複数設けられ、２色以上のグラビア印刷を行うことができる印刷装置であって、前記乾燥部のガイドロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられ、前記冷却部の冷却ロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられていることを特徴とする多色グラビア印刷装置。
【請求項５】
前記冷却部で冷却された原反の温度を検地する温度検出手段が設けられ、該温度検出手段で検出された温度情報を入力し、この入力した温度情報により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整する制御部が設けられてることを特徴とする請求項４記載の多色グラビア印刷装置。
【請求項６】
前記ガイドロール及び冷却ロールを駆動するベルトと、該ベルトを駆動するモータとが設けられていることを特徴する請求項５記載の多色グラビア印刷装置。
【請求項１】
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色以上の多色グラビア印刷を行なう印刷方法であって、各印刷ユニットの乾燥工程において、ガイドロールに冷却水を注入して冷却し当接する原反の反印刷面側を冷却するとともに、各印刷ユニットの冷却工程において、冷却ロールに冷却水を注入して冷却し当接する原反の印刷面側を冷却し、各印刷ユニットの印刷工程において、印刷時の原反温度を略同一とすることを特徴とする多色グラビア印刷方法。
【請求項２】
前記第二段目以降の印刷ユニットの印刷工程において、印刷前の原反の温度を検知し、当該検知した温度により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整することを特徴とする請求項１記載の多色グラビア印刷方法。
【請求項３】
前記ガイドロール及び冷却ロールを強制駆動させて原反の搬送速度（印刷速度）と同調させることを特徴とする請求項２記載の多色グラビア印刷方法。
【請求項４】
印刷部、乾燥部及び冷却部からなる印刷ユニットが複数設けられ、２色以上のグラビア印刷を行うことができる印刷装置であって、前記乾燥部のガイドロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられ、前記冷却部の冷却ロールに冷却水を注入する冷却水注入手段が設けられていることを特徴とする多色グラビア印刷装置。
【請求項５】
前記冷却部で冷却された原反の温度を検地する温度検出手段が設けられ、該温度検出手段で検出された温度情報を入力し、この入力した温度情報により、印刷時の原反温度が略同一となるようにガイドロール及び冷却ロールに注入する冷却水の量を調整する制御部が設けられてることを特徴とする請求項４記載の多色グラビア印刷装置。
【請求項６】
前記ガイドロール及び冷却ロールを駆動するベルトと、該ベルトを駆動するモータとが設けられていることを特徴する請求項５記載の多色グラビア印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２６４６５６（Ｐ２０１０−２６４６５６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７７４６（Ｐ２００９−１１７７４６）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（５９４１４６１８０）中本パックス株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（５９４１４６１８０）中本パックス株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
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