JPH0298481A - パッド印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は曲面や凹凸面上に印刷が可能なパッド印刷方法
に関する。

〔従来の技術〕

印刷技術において、パッド印刷（タンポン印刷、タコ印
刷とも呼ばれる）方法は、複雑な三次元曲面に印刷でき
、商品の表示等に用いられているが、画像のコントラス
トをとるために凹版材を用いている。凹版材は非画像部
のインクをドクターブレードでスクイージする工程を要
し、またそのため凹版材は非常に大きな耐摩耗性が要求
され、その上製版作業にも熟練を要し、高価でしかも時
間の短縮を計るのが困難であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、パッド印刷において製版作業を容易に
し、ドクターブレードによるスクイージ工程を必要とし
ない新規なパッド印刷方法を提供することにある。

Ｃ課題を解決するための手段〕 本発明は、圧力により変形する導電ゴムと導電性のパタ
ーンを有する版材を用いたパッド印刷方法であって、少
なくとも、ｉ）導電性のパターンを有する版材、ｉｉ）
電圧印加により付着性の変化するインク、ｉｉｉ）導電
ゴムを順に重ね、該版材と該導電ゴムの間に電圧を印加
し、該導電ゴムの表面にインクパターンを形成させ、該
導電ゴムに付着したインクを被記録体へ転写することを
特徴とするパッド印刷方法である。

本発明の印刷方法は、インクに一対の電極により電圧印
加したときに、粘着性を有するインクが電極に付着しな
くな、るか、あるいは粘着性を有さないインクが電極に
付着するようになる性質を利用して、一方の電極を版と
することにより画像を形成する。

以下、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明のパッド印刷方法の構成および工程を示
す模式図である。

まず■において、導電性を有する基材（以下導電基材と
いう）１の表面に電気絶縁性材料でパターンニングした
部分（以下絶縁パターンという）２を設けた版材（以下
導電板という）４上に、コーティング手段５によりイン
ク３を均一な膜厚にコーティングする。

次に■において導電板６上に固定した導電ゴム７を、該
導電板４上にコーティングされたインク３の表面に圧接
し、導電板６と導電板４の間に導電ゴム７およびインク
３を介し、電源８を用いて電圧を印加する。導電性を有
する表面上にコーティングされたインクは陰極側、つま
り導電板４とインク３の界面において非付着性となり■
で示すように導電ゴム７を導電板４より引き離すことに
よって導電ゴム７表面にインクパターン３ａを形成する
。一方、絶縁部２上にコーティングされたインク３には
、電圧が印加されず非付着性とならないためそのまま導
電板４上に残り、インクパターン３ｂを形成する。■に
おいて、インクパターン３ａを有する導電ゴム７を、三
次元曲面を有する被記録体９に圧接し、インクパターン
３ａを付着させる。導電ゴム７を被記録体９より引き離
すことによって■に示すごとく被記録体９上にインクパ
ターン３ａを形成する。

また、導電板４上に残ったインクパターン３ｂを紙等の
被記録体（図示しない）に転写すればインクパターン３
ａの反転画像を得ることもできる。導電板６は用いても
、また用いずに、直接導電ゴム７と導電板４との間に電
圧を印加してもよい。第１図ではインク３を導電板４上
にコーティングしているが、導電ゴム７の表面上に均一
なインク層を形成し、これを導電板４に圧接してもよい
。また使用するインクの性状によって、導電板４側を陽
極、導電ゴム７側を陰極としてもよい。

本発明の印刷方法においては、被記録体として、曲面以
外の多様な凹凸面に対しても印刷できることは勿論であ
る。

本発明の印刷方法は以上説明した通り、所望のパターン
を備えた導電板と導電ゴムとの間に特定のインクを供給
し、上記一対の導電材の間に直流電圧を印加することに
よって、導電板のパターンに応じてインクの付着性が変
化することを利用したものである。したがって、利用す
るインクの性状によって本発明の印刷方法は以下の２つ
のタイプに分けることができる。

（１）電圧印加しない状態でインクに粘着性があり、電
圧が印加されることによって、粘着性が消滅するタイプ
。この場合、導電板４の絶縁部分にインクが付着し、所
望の記録画像が形成される。

（ＩＩ）電圧印加しない状態でインクに粘着性がなく、
電圧が印加されることによって付着性が生ずるタイプ。

この場合、導電板の導電部分にインクか付着し、所望の
記録画像が形成される。

以下、本発明の印刷方法で使用するインクについて説明
する。

本発明に使用されるインクは、基本的に無機あるいは有
機の微粒子と液体分散媒とで構成される。上記のタイプ
（り、（ＩＩ）で述べたように、インクに当初から付着
性を有するようにするか、あるいは当初は付着性を有さ
ないようにするかは、インクを構成する材料の配合割合
、構成材料の種類を調整して容易に制御することができ
る。

一方、電圧印加により、インクが付着性→非付着性、非
付着性→付着性と変化するメカニズムについては、次の
いくつかの場合が考えられる。

（１）電圧印加により、クーロン力により付着性が変化
する場合、インクの基本的な構成として、無機あるいは
有機の微粒子と液体分散媒とからなるものを用い、微粒
子の帯電性の差を利用するものである。

この場合、インクを当初から付着性を有するように調整
して、微粒子として負に帯電し易いものを含有させると
、電圧印加により陰電極側にインクが付着しなくなり、
反対に微粒子として正に帯電しやすいものを含有させる
と、電圧印加により陽電極側にインクが付着しなくなる
。

また、インクを当初から付着性を有さないように調整し
て、微粒子として負に帯電し易いものを含有させると、
電圧印加により陽電極側にインクが付着するようになり
、反対に微粒子として正に帯電しやすいものを含有させ
ると、電圧印加により陰電極側にインクが付着するよう
になる。

（２）電圧印加による通電により、インクが電気分解し
てガスを発生し、付着性が変化する場合。

この場合、インクを当初から付着性を有するように調整
して、電圧印加により一方の電極近傍でインクがガスを
発生し、このガスによりインクが電極に付着しなくなる
。電気分解してガスを発生するようになるためには、イ
ンク中に水、アルコール、グリコール等の溶媒、あるい
は、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の電解質が溶解し
た溶媒を含有させる。インクの電気抵抗は低いほうがよ
く、体積抵抗が１０５Ωｃａ＋を越えると通電量が低下
し、あるいは通電量の低下を防ぐために高電圧が必要と
なり好ましくない。

本発明で使用するインクとしては、電圧印加しない状態
で付着性を有する、あるいは付着性を有さないインクの
両方が選択できるが、画像濃度の点から考えると、バル
ク移動（インク層の厚み方向のほぼ全部が転写すること
）するインクが、濃度が均一となり好ましい。また、イ
ンクとしては水やアルコールのような低粘性の液体では
凝集力が弱く、好適な付着力が得られない。本発明では
インクは例えば鉛直方向に立てた白金メツキステンレス
板に２ｍ＋ｍの厚さでインクを付着させたときに、実質
的に白金メツキステンレス板上に保持される程度のもの
であることがこのましい。さらに、２枚の白金メツキス
テンレス板の間に、インクを挾んでインクの厚さを２ｍ
−とし、電圧印加しない状態で２枚の白金メツキステン
レス板を互いに引き離したときに、どちらの板にもイン
クが同程度に付着するものであることが好ましい。

インク中に含有される微粒子は、インクの切れをよくし
、画像の解像度を向上させるために含まれる。

インクの付着性変化がクーロン力による場合、微粒子と
して帯電しやすいものを用い、後述の液体分散媒中で、
たとえばホモジナイザー、コロイドミル、超音波分散器
内での混練により、微粒子が帯電して荷電粒子が生成さ
れる。陽電荷が付与される粒子としては、金属（＾Ｕ、
八ｇへＣｕなど）粒子、硫化物［硫化亜鉛（ＺｎＳ）　
、硫化アンチモン（ＳｂｚＳ３）　、硫化カリウム（に
２Ｓ）、硫化カルシウムＣａ５）　、　ａ化ゲルマニウ
ム（ＧｅＳ）　、硫化コバルトＣｏ５）　、硫化スズ（
ＳｎＳ）　、硫化鉄（ＦｅＳ）　、硫化銅Ｃｕ、Ｓ）、
硫化マンガン（ＭｎＳ）　、硫化モリブデンＭＯ２Ｓ３
）など］粒子、ケイ酸［オルトケイ酸Ｈ４Ｓ１０４）、
メタケイ酸（ＨｚＳｔ０４）、メソ三ケイ酸（１２ｓＩ
２０ｓ）　、メソ三ケイ酸（ＨＪｉａ０３）　、メソ四
ケイ酸（ＨｓＳｊ４０＋　＋）など］粒子、ポリアミド
樹脂粒子、ポリアミドイミド樹脂粒子などを用いること
ができる。また陰電荷が付与される粒子としては、水酸
化鉄粒子、水酸化アルミニウム粒子、フッ化雲母粒子、
ポリエチレン粒子、モンモリロナイト粒子、フッ素樹脂
粒子などを用いることができる。更に、電子写真のトナ
ーとして用いられている種々の荷電制御剤を含有したポ
リマー粒子を用いることもできる。

上述の微粒子としては、平均粒子径で１００μ以下、好
ましくは０．１〜２０−１特に好ましくは０．１〜１０
μのものを用いることが望ましい。また、かかる微粒子
は、インク中にインク１００重量部に対して１重量部以
上、好ましくは３〜９０重量部、特に好ましくは５〜６
０重量部で含有することができる。

本発明の使用されるインクに用いる液体分散媒としては
、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチ
レングリコール、ポリエチレンゲリコール（重量平均分
子量、約１００〜１０００、エチレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル
、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルカル
ピトール、エチルカルピトール、ブチルカルピトール、
エチルカルピトールアセテート、ジエチルカルピトール
、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエ
チレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリ
コールモノメチルエーテル、グリセリン、トリエタノー
ルアミン、ホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド、
ジメチルサルフオキサイド、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、、３−ジメチルイミダゾリジノン、Ｎ−メチルアセ
トアミド、炭酸エチレン、アセトアミド、スクシノニト
リル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、フルフリル
アルコール、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、２−エト
キシエタノール、ヘキサメチルホスホリックトリアミド
（ヘキサメチルリン酸トリアミド）、２−ニトロプロパ
ン、ニトロエタン、γ−ブチルラクトン、プロピレンカ
ーボネート、１，２．６−ヘキサンドロオール、ジプロ
ピレングリコール、ヘキシレングリコールなどの単独ま
たは２種以上の混合溶媒を用いることができる。液体分
散媒は、インク１００重量部に対し、４０〜９５ｆｆｉ
量部、好ましくは６０〜８５重量部含有される。

また、上記液体分散媒中にインクの粘度を調節するため
に、分散媒に可溶なポリマーをインク１００重量部に対
して１〜９０重量部、好ましくは１〜５０重量部、特に
好ましくは１〜２０重量部の割合で含有させることがで
きる。

このようなポリマーとしては、例えば、グアーガム、ロ
ーカストビーンガム、アラビアガム、タラガント、カラ
ギナン、ペクチン、マンナン、デンプンなどの植物系ポ
リマー；キサンタンガム、デキストリン、サクシノグル
カン、カードランなどの微生物系ポリマー：ゼラチン、
カゼイン、アルブミン、コラーゲンなどの動物系ポリマ
ー；メチルセルロース、エチルセルロース、とドロキシ
エチルセルロースなどのセルロース系ポリマーあるいは
可溶性デンプン、カルボキシメチルデンプン、メチルデ
ンプンなどのデンプン系ポリマー、アルギン酸プロピレ
ングリコール、アルギン酸塩などのアルギン酸系ポリマ
ー、その他多糖類系の誘導体などの半合成ポリマー；ポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
ルメチルエーテル、カルボキシビニルポリマー、ポリア
クリル酸ナトリウムなどのビニル系ポリマー；その他ポ
リエチレグリコール、酸化エチレン、酸化プロピレンブ
ロック共重合体、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、アミノアルキド樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
アミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、シリコン
樹脂などの合成ポリマーを単独または２種以上組み合わ
せて用いることができる。またシリコングリースのよう
なグリース類、ボリブデンなどの液状ポリマーを用いる
ことも可能である。

インクの付着性変化が、電気分解によるガスの発生に起
因する場合、液体分散媒としては水、あるいはメタノー
ル、エタノールなどのアルコール類、グリセリン、エチ
レングリコール、プロピレングリコールなどの水酸基を
もつ溶媒、あるいは、塩化ナトリウム、塩化カリウムな
どの電解質を溶解した溶媒が好ましい。液体分散媒およ
び微粒子の含有量は前述のものと同様である。特に液体
分散媒として水あるいは水を含有したものを用いると、
陰電極側で水素ガスが発生しやすくなり好ましい。水と
他の液体分散媒とを混合する場合、水の含有量は、イン
ク１００重量部に対して１重量部以上、好ましくは５重
量部以上である。

電気分解によりガスを発生するインクの場合、インク中
に含有する微粒子としては、先にあげたもののばかシリ
カ、フッ化炭素、酸化チタン、カーボンブラックなどが
用いられる。インクの粘弾性を考慮すると、微粒子とし
ては粒子中に前述の液体分散媒を保持できる膨潤性微粒
子が好ましい。このような膨潤性微粒子としては、例え
ば、Ｎａ−モンモリロナイト、Ｃａ−モンモリロナイト
、３−八面体合成スメクタイト、Ｎａ−ヘクトライト、
Ｌｉ−ヘクトライト、Ｎａ−テニオライト、Ｎａ−テト
ラシリシックマイカ、Ｌｉ−デュオライトなどのフッ化
雲母、合成雲母、シリカなどがある。

上述のフッ化雲母は下記−数式（１）によって示すこと
かできる。

数式（１） ％式％） 式中、ＷはＮａまたはＬｉ、　ＸおよびＹはＭｇ”、Ｆ
ｅ”Ｎｉ”、　Ｍｎ”、　ＡＩ”、　Ｆｅ”、　Ｌｉ”
などの６配位イオン、２はＡ１３◆、Ｓｉ’◆、Ｇｅ３
◆、Ｆｅ３◆、９３÷またはこれらの組合わせ（ＡＩ”
７’Ｓｉ”１などの配位数４の陽イオンを、ｎｌは１〜
１／３、ｎ２は２．５〜３を表わす。＋ｉ潤性微粒子の
平均粒子径は、乾燥状態で７５μ以下、好ましくは０．
８〜１５ｕ、特に好ましくは８μ以下である。

また、インクには必要に応じてカーボンブラックなどの
一般に印刷・記録の分野で用いられる染料や顔料などの
着色材を含有することができる。

インクに着色材を含有する場合、着色材の含有量はイン
ク１００重量部に対して、０．１〜４０重量部、好まし
くは１〜２０重量部である０着色材の代りに、あるいは
着色材と共に電圧印加により発色する発色性化合物を含
有してもかまわない。

その他、インク中に導電性を付与する電解質、増粘剤、
減粘剤、界面活性剤などを含有することができる。また
、前述した微粒子自体に着色材としての機能を葦用させ
ることも可能である。

また別に、本発明の印刷方法に用いることのできるイン
クとして、本件出願人が先に提案した特開昭６３−３０
２９７号公報に記載の、架橋構造を有し、通電によって
付着性制御が可能なインクを用いることもできる。この
場合、電圧を印加したインクの表面のみが導電ゴムに付
着し、画像形成が行なえる。電圧印加による通電により
、電気化学反応でインクの有する架橋構造の変化、また
は電解質の解離状態の変化が生じ付着性が変化する場合
、インクを当初は非付着性に調整して通電によりインク
の架橋構造の少なくとも一部が変化または破壊されて、
ゲル的な状態からゾル的な状態となって、付着性が付与
される。あるいは電解質の解離状態が変化して付着性が
付与される。

本発明の印刷方法に用いられる導電版としては、金属基
板上に絶縁性のフォトレジストにより画像パターンを設
けたもの、導電版として基材上に形成された絶縁膜を、
放電破壊によりエツチングして導電パターンを形成する
もの、銀化合物を含む絶縁層の塗布された基材を用い、
銀粒子を析出させることによる導電パターンを形成する
ものなどがある。

本発明の印刷方法に用いられる導電ゴムとしては、シリ
コンゴム、ニトリルゴム、ネオプレン、スチレンゴム、
ＳＲＢ、クロロプレン、ブチルゴム、アクリルゴム、フ
ッ素ゴム、ポリオレフィンゴムなどにカーボンや金属、
金属酸化物などの導電性物質を分散させたものが用いら
れ、特にシリコンゴムに導電性物質を分散させたものが
好ましい。

また、上記導電版および導電ゴムの形状は第１図に示し
たものに限定されず、例えば両者を円筒状にして圧接し
ながら回転することにより、より広い面積の印刷を行な
うこともできる。

コーティング手段５についても、従来から使用されてい
る種々のコーティング方法を用いることができ、例えば
、アプリケーションロールコータ−、ブレードコーター
、ナイフコーター、スクイズコーター、カレンダコータ
ー等が挙げられる。

電源８の電圧は実用的には３〜１００ｖ、好ましくは５
〜８０Ｖの直流電圧が使用され、１０１１ｚ〜１００に
Ｈｚの交流バイアス電圧（１０ｖ〜１００Ｖ）を更に印
加することによって、画質を層シャープにすることがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に従って説明する。

Ｘム猶ユ グリセリン２００ｇとリチウムテニオライト（ＬｉＭｇ
Ｌｉ　（Ｓｉ４０．。）ｈ）４０ｇとをホモジナイザー
内で回転数１０，０００ｒｐｍで３０分間混練した後、
水２００ｇを加え、ロールミルで混合することによって
、灰色の無定形固体コロイドゾルインクを調整した。

上記インクを１　ｃｍＸ　１　ｃｓの白金メツキステン
レス板上に、厚さ約２１１ＩＩｌでインクを塗布した後
、そのインク上に前記同一サイズの白金メツキステンレ
ス板をのせ、無電圧下で２枚の白金メツキステンレス板
の間隔を徐々に広げることによりて、分離したところ、
両方の白金メツキ板上にほぼ全域にわたってインクが付
着していた。

次に、厚さ２ｍ＋ａのインク層を挟んだ両方の白金メツ
キ板の一方を陰極（アース）、もう一方を陽極として、
＋３０ｖの電圧を印加し、この電圧を印加しながら、２
枚の白金メツキ板の間隔を徐々に広げることによって、
２枚の白金メツキ板を分離したところ、陽極側の電極に
すべてのインクが付着し、陰極側にはインクの付着はな
かった。

上記特性のインクを用いて第１図に示す印刷方法により
球面上に印刷を行なった。

先ず、銅板上に絶縁性のフォトレジストでパターン画像
を形成した導電版上に、インクを約３０μの厚みで塗布
した。次にステンレス板に設置された導電性シリコンゴ
ムを前記インクの表面に圧接し、導電性シリコンゴムを
陽極、導電板を陰極として、２０Ｖの電圧を１秒間印加
した後、シリコンゴムを引き剥した。導電性シリコンゴ
ムはシリコンゴム中に導電性カーボンを分散したもので
、圧力を加えることにより大きな変形量を有するもので
ある。

シリコンゴムの表面上には、版材のパターンに応じてパ
ターン状のインクが付着した。このシリコンゴムを円筒
状のプラスチック容器の側面に押し付けたところ、プラ
スチック容器の表面にはパターン状のインクが転写され
、シャープな画像を形成することができた。

火Ａ猶ユ グリセリン６００ｇ、水３００ｇ、カーボシカ−ック（
顔料）（米国キャボット社製、「スターリングＳＲＪ　
）５０ｇおよびポリビニルアルコール（日本合成化学工
業社製、「ゴーセノールＫＰ０８Ｊ）１００ｇを加え、
８０℃下で混練し、ポリビニルアルコールを溶解した後
、リチウムデュオライト１００ｇを加え、ロールミルで
混合して無定形のインクを得た。

このインクを用いて、実施例１と同様に、コーヒーカッ
プの側面上に印刷を行なったところ、シャープなパター
ン画像を形成することができた。

叉ｌｄ性ユ コロイド性含水ケイ酸塩　　　　　２５０部（膨潤粒子
、クニミネ工業（株）製、 商品名スメクトン、平均粒径０．２ ミクロン以下） カーボンブラック　　　　　　　　　　６０部（米国キ
ャボット社製、 商品名スターリングＳＲ） 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１４０
部グリセリン　　　　　　　　　　２８０部上記成分中
、水、グリセリンおよびカーボンブラックをアトライタ
ーで４時間混合し、混合液を調整後、この混合液とコロ
イド性含水ケイ酸塩をニーダ−で混合してインクを得た
。

このインクを用いて、実施例１と同線に、ビンポン球の
上に印刷を行なったところ、シャープなパターン画像を
形成することができた。

火五廻Ａ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１４０部
プロピレングリコール　　　　　５０部ポリビニルアル
コール　　　　　２０部（日本合成化学工業社製、 商品名ゴーセノールＧＬ−０３） カーボンブラック　　　　　　　　１０部（米国キャボ
ット社製、 商品名スターリングＳＲ） ホウ酸ナトリウム（１０水和物）０．９部水酸化ナトリ
ウムＩＮ水溶液　４．５部に！（電解質）　　　　　　
　　　２０部上記成分を８０℃に加熱しつつ、均一に混
合した後、導電版上に約１ｆｆｉ−の厚さにコーティン
グし、冷却してインク層を形成した。このインク面を有
する導電板を用い、実施例１と同様にコーヒーカップ側
面に印刷を行なったところ、シャープな画像を形成する
ことができた。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明により従来のパッド印刷に
おいて行なわれていたドクターブレードによるスクイー
ジ工程を行なわずに、しかも平版を用いることによって
、製版作業を容易にし、電圧印加によりインクの付着性
を制御して、よりシャープな画像を曲面、凹凸面上に記
録できる新規なパッド印刷方法が提供できるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のパッド印刷方法の一例を示す模式図
である

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも、ｉ）導電性のパターンを有する版材、 ｉｉ）電圧印加により付着性の変化するインク、 ｉｉｉ）導電ゴムを順に重ね、該版材と該導電ゴムの間
   に電圧を印加し、該導電ゴムの表面にインクパターンを
   形成させ、該導電ゴムに付着したインクを被記録体へ転
   写することを特徴とするパッド印刷方法。